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1、讓合作探究走進(jìn)實驗課堂湖北省丹江口市六里坪鎮(zhèn)中學(xué)（442716）何來國1實驗準(zhǔn)備教師預(yù)先將全班學(xué)生5人1組，分成若干組，每組實驗桌面上放置的儀器有：電源（6V）、滑動變阻器（0~20Ω）、電阻箱、定值電阻R0（20Ω）、阻值約10Ω的定值待測電阻Rx各1個，電流表、電壓表各1只，開關(guān)、導(dǎo)線若干等。首先，引導(dǎo)學(xué)生回顧電阻的相關(guān)知識，如：電阻的定義、符號、單位，影響電阻大小的因素；滑動變阻器改變電路電阻的原理、連接方法、元件符號；電阻箱的符號及其連接和讀數(shù)方法。其次，引導(dǎo)學(xué)生回顧一個實驗，即伏安法測電阻，復(fù)習(xí)伏安法測電阻
2、的原理，電路圖如圖1所示。學(xué)生依據(jù)電路圖連接實物，著重指出實驗注意事項，認(rèn)真討論滑動變阻器在電路中的作用。2合作探究在此基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生動手操作、實驗測量，并依據(jù)歐姆定律，實際計算出Rx的阻值。教師接著問：“如果現(xiàn)實中缺少電流表，該如何測量未知電阻Rx呢？”學(xué)生馬上想到“串聯(lián)電路電流處處相等”，于是就會想到如圖2所示的設(shè)計方案。學(xué)生代表解釋說：“如圖2所示，先用電壓表測出R0兩端的電壓U0；再測出Rx兩端電壓Ux。先依據(jù)I=U0/R0，計算出通過R0的電流I，由于R0與Rx串聯(lián)，故通過R0的電流也就是通過Rx的電流，
3、利用歐姆定律：Rx=Ux/Ix=Ux/（U0/R0）=UxR0/U0。待闡述完畢，各組根據(jù)該同學(xué)的講述，選擇桌面上的儀器，實際操作。教師適時點撥，利用滑動變阻器，再測量兩組數(shù)據(jù)，實現(xiàn)多次測量求平均值從而減少誤差的目的，并與已測得的Rx比較，驗證該辦法的正確性。教師又問：“若缺少電壓表呢？”學(xué)生馬上想到利用“并聯(lián)電路各支路兩端電壓相等”來完成實驗。各組學(xué)生積極投入到設(shè)計實驗中。不一會兒，有學(xué)生發(fā)言：如圖3所示，先用電流表測出通過R0的電流I0，再用電流表測出通過Rx的電流Ix，由于R0與Rx并聯(lián)，根據(jù)歐姆定律和并聯(lián)電路
4、的特點，推算出：Rx=Ux/Ix=U0/Ix=I0R0/Ix。接著，教師見學(xué)生探究的積極性高，乘勝追問道：“上述方法我們都進(jìn)行了兩次測量，并利用了串、并聯(lián)電路特點，利用歐姆定律測出了Rx的值。下面大家開動腦筋，能否僅連接一次測量出Rx的值呢？”學(xué)生都積極投入探索之中，教師適時巡視點撥，一會兒功夫，探究成果便出來了。學(xué)生1：如圖4所示，開關(guān)S閉合時，Rx短路，電路中僅有R0工作，故電流表此時的示數(shù)是通過R0的電流即I合。根據(jù)歐姆定律，電源電壓為：U=I合R0；當(dāng)S斷開時，電流表的示數(shù)是通過Rx和R0的電流，即I斷，故此
5、時電源電壓為：U=I斷（R0+Rx）由于前后電源電壓不變，有：I合R0=I斷（R0+Rx），所以Rx=R0（I合-I斷）/I斷。學(xué)生2：如圖5所示，當(dāng)開關(guān)S閉合時，電路中僅Rx工作，電壓表的示數(shù)為Rx兩端電壓U合；當(dāng)S斷開時，R0與Rx串聯(lián)，電壓表的示數(shù)為Rx，此時分得的電壓為U斷，根據(jù)串聯(lián)電路特點，此時R0分得的電壓為U0=U合-U斷，故通過R0的電流為：I0=（U合-U斷）/R0。即此時通過Rx的電流，故Rx的值為：Rx=U斷R0/（U合-U斷）學(xué)生3：如圖6所示，當(dāng)開關(guān)S斷開時，電流表的示數(shù)是通過R0的電流I斷
6、；當(dāng)S閉合時，R0與Rx并聯(lián)，電流表的示數(shù)是Rx與R0的總電流I合；由于電源電壓不變，根據(jù)并聯(lián)電路特點與歐姆定律得：Rx=U/（I合-I斷）=R0I斷/（I合-I斷）學(xué)生4：如圖7所示，由于R0為滑動變阻器，且阻值為0～20Ω，所以，當(dāng)滑片P在a端時，電流表的示數(shù)是通過Rx的電流Ia；當(dāng)滑片P滑到b端時，電流表的示數(shù)是通過Rx與R0的電流Ib；由于電源電壓不變，故有：IaRx=Ib（Rx+R0最大）。所以Rx=IbR0最大/（Ia-Ib）。學(xué)生5：如圖8所示，開關(guān)S閉合后，滑片P在a端時，電壓表的示數(shù)為Rx兩端電壓，
7、即電源電壓為Ua；當(dāng)滑片P滑至b端時，由于Rx與R0串聯(lián)，此時電壓表的示數(shù)僅為Rx分得的電壓Ub，根據(jù)串聯(lián)電路特點和歐姆定律得：Rx=UbR0最大/（Ua-Ub）。教師分析、表揚后，接著問：“你們能否利用電阻箱測出未知電阻Rx?”學(xué)生很快討論、設(shè)計出實驗方案，并積極發(fā)言。學(xué)生6：如圖9所示，把開關(guān)S接a點時，讀出此時電流表的示數(shù)為I；再把開關(guān)S接b點，調(diào)節(jié)電阻箱，使電流表的示數(shù)仍為I，讀出此時電阻箱的示數(shù)R0。因為（R0+Rx）I=（R0+R）I，所以Rx=R0。教師總結(jié)說：“電路計算題關(guān)鍵是根據(jù)電路中開關(guān)的斷開和閉
8、合，正確判斷電流的流向，從而得出用電器的串、并聯(lián)情況，然后根據(jù)串、并聯(lián)電路特點和歐姆定律靈活解決電學(xué)有關(guān)計算問題。同學(xué)們只要掌握方法，牢記規(guī)律，一定沒有解決不了的問題?！?結(jié)束語一節(jié)合作探究實驗課，緊緊圍繞“電阻”的相關(guān)知識，讓學(xué)生分組探究，有效地復(fù)習(xí)了歐姆定律和串、并聯(lián)電路特點，并實際操作，反復(fù)驗證，對本章節(jié)的“一定律”、“兩規(guī)律”、“一實驗
