Page1第3節電阻的測量本節內容是歐姆定律的重要應用，同時綜合電流表、電壓表，滑動變阻器的運用，是重要的電學綜合試驗。教材中通過設計“想想議議”引導學生理解測量原理，通過電路圖及留意事項的提示設計引導學生設計實案，通過對測量結果的分析，幫助學生理解電阻是導體本身的一種屬性，理解溫度對金屬導體電阻的影響。依據課題設計試驗電路圖，駕馭正確的測量和操作方法是本節的重點。充分發揮學生的主體地位，引導學生依據探究的步驟進行試驗設計、步驟設計、數據分析，老師僅僅充當引導者和評估的組織者，通過小組探討、相互溝通、相互檢查發覺問題、解決問題，充分調動學生的主動性，培育和提高學生的動手實力和探究實力。伏安法測電阻是電學中的一種基本測量，屬歐姆定律變換式的詳細應用，對于加深理解歐姆定律和電阻概念有重要的作用，同時又給學生供應初中常用電學器材綜合運用的機會，有利于提高學生動手操作實力。依據電路圖進行實物連接線、解除接線中的故障是難點所在。學問與技能1．能夠應用歐姆定律學習一種測量電阻的方法。2．進一步駕馭電壓表、電流表的運用方法及規則。3．通過運用滑動變阻器，進一步理解滑動變阻器在電路中的作用，鞏固對滑動變阻器的正確運用方法的理解。過程與方法1．通過老師與學生的雙邊活動，進一步培育學生的視察實力，以及對信息的綜合分析實力。2．通過學生依據試驗課題選擇儀器、設計試驗、制訂試驗操作方案等，培育學生的試驗實力。情感、看法與價值觀1．通過學生自己的設計、操作、結論的分析，培育學生實事求是的科學看法和周密、嚴謹的科學思維方法，養成良好的學習習慣。2．在共同完成的操作及試驗過程中，培育同學之間相互協作的團隊精神。重點利用電流表、電壓表測電阻。難點自行設計科學的、完整的試驗操作方案。試驗法、探究法、探討法。一、新課引入師：同學們上節課學習了歐姆定律，并已能用歐姆定律的公式做一些簡潔的計算，現在請同學們看這樣的題目。投影：用電壓表測出一段導體兩端的電壓是7.2V，用電流表測出通過這段導體的電流為0.4A，這段導體的電阻是多少。學生練習，兩個學生板演。解：依據歐姆定律I＝eq\f(U,R)得R＝eq\f(U,I)＝eq\f(7.2V,0.4A)＝18Ω師：歐姆定律I＝eq\f(U,R)可變形為R＝eq\f(U,I)，可不行以說導體的電阻R與導體兩端電壓成正比，而與通過導體的電流成反比？也就是說，加在導體兩端的電壓越高，導體的電阻R就會越大；通過導體的電流越大，導體的電阻就會越?。可弘娮枋俏镔|本身的性質，是由導體本身的因素確定的，和導體兩端是否有電壓，電壓多高，以及導體中是否有電流，電流的大小都沒有關系。師：確定同學的回答。強調：對于變形公式R＝eq\f(U,I)，不能單純從數學的角度理解，不存在R與U成正比，R與I成反比的關系，但是R＝eq\f(U,I)可以作為電阻的計算式，由一段導體兩端的電壓和通過導體的電流來計算這段導體的電阻。二、新課教學1．試驗原理設計師：同學們面前的小燈泡是我們在試驗室中做試驗時常用到的，假如我們想知道這種燈泡的電阻是多大，怎么辦？生：用電壓表測電壓值，用電流表測出電流的值，再依據R＝U/I計算電阻。師：很好，請大家畫出測量小燈泡的電壓和電流的電路圖，然后相互溝通，看自己的想法有沒有和別的同學不一樣。(請一位同學將自己設計的電路圖畫在黑板上。老師巡察)師：為什么要在電路中接入變阻器呢？生：變阻器能變更電路中的電流。師：用電流表和電壓表測出小燈泡中的電流和燈兩端的電壓就可以計算燈泡電阻。為什么還要變更電路中的電流，變更電路中的電流有什么用呢？引導學生分析：前一個電路只能測一個電流值和電壓值，而后一個電路中，利用滑動變阻器通過變更接入電路中電阻的大小變更電路中的電流。由于燈泡的電阻一般不變，這樣依據歐姆定律變形式U＝IR，電流變更時，燈泡兩端的電壓也會變更。因此，就可以測出幾組不同的電流值和對應的電壓值。生：小燈泡的電阻值是不變的，測出一次計算就可以了，為什么非要測幾組不同的值，這樣做有什么意義呢？引導學生分析：在試驗中，多測幾組不同的電流和相應電壓的數據，就可以得到多個電阻的測量值，從而可以通過取平均值的方法，去掉測量過程中可能出現的偶然誤差，提高物理量的測量精確度?！岸啻螠y量求平均值”，這是我們在物理試驗中常常要用到的方法，因此電路中連入變阻器是非常必要的。師：大家說，變阻器的作用是什么？生：變更電路中的電流，從而變更燈泡兩端的電壓(以進行多次測量)。多次測量，減小測量誤差。師：現在同學們可以依據自己的設想，選擇試驗器材，看打算的器材夠不夠，然后設計好試驗步驟及試驗數據表格，自己連接電路，短暫不要閉合開關，等檢查確保無誤后才閉合開關。2．試驗過程設計老師依據狀況提示學生：(1)在連接電路的過程中開關要始終處于斷開狀態，運用的導線假如導線芯是多股細銅線，連接時要先將線頭扭在一起。(示范)(2)接線前了解器材的規格，如電源的電壓、電壓表電流表的量程、最小刻度值、滑動變阻器的最大阻值和允許通過的最大電流等。(3)視察電流表、電壓表的指針是否指在“0”刻度線處，假如不在，要先請老師調零。看清電流表、電壓表的正負接線柱，連接時不能接反了。(4)接線完成后，要檢查電路。組內的同學可以分工協作，分別畫電路，設計試驗步驟，設計試驗記錄表格。(學生活動，老師巡察)指導同學們完成各自獨立的任務后，組內同學可以相互溝通、檢查，集中大家的才智，改進試驗電路連接，完善試驗步驟。師：合上開關前，滑動變阻器滑片應當在什么位置上？生：滑片應當在滑動變阻器阻值最大的位置上。師：為什么要這樣做？生：變阻器滑片先在阻值最大的位置上，當閉合開關時電路中的電流最小，可以愛護電流表和其他部分。師：所以滑動變阻器還可以限制電路中的電流，起到愛護電路的作用。現在請大家來關注小燈泡。小燈泡上標明的標定電壓值是多少？這個電壓值叫額定電壓，從燈泡的額定電壓值你能想到什么問題？生：(學生讀出小燈泡的額定電壓值)額定電壓是指小燈泡正常工作的電壓，如在燈泡兩端的電壓應當不超過燈泡的額定電壓，這樣才不會損壞小燈泡。師：電壓表測量的是小燈泡兩端電壓，小燈泡兩端電壓的最大值已能依據燈泡的額定電壓確定，電壓表在量程選擇上同學們有沒有什么考慮？生：(學生探討后回答)電壓表能測量的最大值略微大于小燈泡的額定電壓就可以了。師：(確定同學們的回答)依據燈泡的額定電壓值，同學們對電源電壓的選擇有沒有什么考慮呢？生：(學生探討后回答)電源的電壓值應當大于小燈泡的額定電壓值，不然的話，燈泡上的電壓就可能達不到額定電壓。師：在連接電路時，電壓表的量程可以從兩個方面去考慮，一看電源電壓，二看試驗的要求，這個試驗電壓表量程大于燈泡的額定電壓即可。電壓表的量程可以依據已知的電阻來估算電壓表測量的最大電壓，也可以先用大量程的電壓表，假如試驗中發覺量程過大，可以再換用小量程的電壓表。假如沒有什么問題，就請同學們依據我們剛才的探討，調整你的電源電壓及電壓表的量程，將滑動變阻器的滑片放在變阻器阻值最大的位置上。留意變阻器阻值最大的位置不是唯一確定的，要依據你連接的接線柱的狀況來定。大家再細致檢查，調整，確保位置正確。(相互檢查電路連接)師：好了嗎？請大家合上開關，并快速打開，進行試觸，在合上開關的瞬間，一人視察電流表，一人視察電壓表，看有什么狀況。可能狀況：電壓表、電流表指針反偏。電壓表、電流表指針偏轉角度過大或者過小，或者沒有示數。燈泡不亮，但是電壓表、電流表有示數。燈泡很亮，電壓表、電流表指針大幅偏轉。組織學生探討緣由及解決方法。學生閱讀教材提出的留意事項，老師引導學生分析為什么要這樣做。(1)試驗前想好要讓電流變小，滑片如何移動，閉合開關前使電流最小。目的是愛護電路，不至于在操作過程中出現錯誤。(2)燈泡兩端的額定電壓是保證小燈泡正常發光的電壓值，當燈泡兩端電壓高于額定電壓值時，流過小燈泡的電流就會比正常發光時的電流值大，這對小燈泡的運用壽命有很大的影響，嚴峻時會燒壞小燈泡，因此從設備平安的角度考慮，測量時要使電壓逐次降低，而不是上升。3．學生試驗測量，老師巡回指導。4．分析論證、溝通。師：通過大家的測量、計算，你有什么發覺嗎？生：小燈泡兩端的電壓值不同時，電路中的電流也不同，計算出的電阻值漸漸減小。師：這樣的結果說明白什么問題？生：電壓越小，小燈泡的電阻越小。師：前面我們學習電阻時，已經知道，導體的電阻是導體本身的一種性質，不隨電壓、電流變更，這里小燈泡的電阻為什么變了呢？回憶導體的電阻與哪些因素有關。老師指出：由于測量時間過長，燈亮得太久，或者電流大時，燈絲的溫度也會上升，導致燈泡的電阻發生變更。_師：現在隨著溫度的變更，電阻變更較大，差值較大，能不能說，導體的電阻隨著電流(電壓)變更呢？生：不能，金屬導體的電阻隨著溫度變更，溫度上升，電阻值增大。師：那么，這個試驗能不能求電阻的平均值呢？生：不能，因為燈絲的電阻值本身就是個變更的量，不同的工作狀態下的電阻值不同，所以不能求平均值來減小誤差。師：前面設計試驗時，我們說，滑動變阻器的作用是變更電壓、電流，多次測量減小誤差，那么這個試驗中滑動變阻器的作用是什么？生：愛護電路；調整燈絲兩端電壓，測量在不同工作狀態下的電阻值。師：假如是測量定值電阻的阻值，能不能求平均值？滑動變阻器的作用又是什么呢？生：定值電阻的阻值不變，可以通過多次測量求平均值減小測量誤差，滑動變阻器的作用是愛護電路和調整燈絲兩端電壓，多次測量，減小測量誤差。師：同學們還記得前面探究歐姆定律時，有同學提出關于電壓表接法的問題嗎？老師畫電路圖，請同學們依據已學的學問探討這兩種接法對電阻的測量結果有什么影響？(提示電壓表電流表都有電阻，電壓表電阻極大，電流表電阻微小)老師引導學生分析。甲圖，由于電壓表中也有微弱電流，所以電流表示數比電阻中的實際電流稍大，導致電阻的測量值比真實值偏小。乙圖，由于電流表兩端也有較小的電壓，所以電壓表示數比電阻兩端的實際電壓稍大，導致電阻的測量值比真實值偏大。同學們整理儀器，養成良好的習慣。三、典型例題例1在伏安法測電阻的試驗中：(1)試驗原理是什么？(2)試驗中須要測哪些物理量？(3)寫好待測電阻的計算式。(4)試驗中怎樣變更待測電阻兩端的電壓？(5)圖甲是某同學設計的試驗電路圖，其中有幾處錯誤，各錯在何處？(6)請你畫出正確的電路圖[解析]本題考查的學問點是伏安法測電阻。解題關鍵是要弄清伏安法測電阻試驗的以下幾點：a．試驗原理：歐姆定律的變形式：R＝U/I。b．試驗電路圖與實物連接圖。c．弄清滑動變阻器的作用：一是愛護電路；二是多次測量求出電阻的平均值，減小試驗誤差。d．正確分析滑動變阻器對電路的限制作用。e．正確記錄電流表、電壓表的值。f．依據R＝U/I，分別求出R1、R2、R3及R的平均值，本題考查的問題較多較細，易出現解答不全的錯誤。(1)伏安法測電阻的試驗原理是歐姆定律R＝U/I。(2)被測的物理量是待測電阻兩端的電壓U和通過待測電阻的電流I。(3)由歐姆定律的變形公式R＝U/I可以計算出待測電阻的阻值。(4)試驗中是利用滑動變阻器來變更通過待測電阻的電流從而變更加在它兩端的電壓值。(5)圖中有兩處錯誤：一是電流表和電壓表的位置接錯了，二是缺少滑動變阻器。(6)正確的電路圖如圖乙。例2一個電燈泡，在室溫下用伏安法測一次電阻，在正常工作時再用伏安法測一次電阻，后一次測得的阻值比前一次測得的阻值大10倍以上，造成這種差異的緣由是()A．兩次測量加在燈泡兩端的電壓不同B．兩次測量通過燈泡電流不同C．兩次測量燈絲溫度不同D．兩次測量室內溫度不同[答案]C例3現有電壓不變的電源、電流表、電壓表、滑動變阻器(已知最大阻值為R0)和待測電阻Rx各一個，開關兩個，導線若干。請按要求畫出三種測Rx阻值的不同方案的電路圖。要求：(1)每種電路圖只允許任選電流表、電壓表其中之一。(2)在同一電路中，電表的位置不動。[解析]本題用于考查的學問點是電流表和電壓表測電阻及歐姆定律的應用。合理的方案應滿意既能測出電流值，又能測出電壓值(或間接的測出)，只有這樣才可以用Rx＝U/I求出未知電阻的阻值。[答案]四、課堂小結師生共同小結本節內容并板書。(投影展示)題目：測量小燈泡的電阻。試驗原理：P＝eq\f(U,I)試驗電路：試驗器材：小燈泡：額定電壓________V。電壓表：量程________；電流表：量程________?；瑒幼冏杵鳎鹤畲笞柚礯_______，允許通過的最大電流________；電源：________V；開關、導線若干。試驗步驟：1．按電路圖連接實物電路。連接電路時，開關應斷開，大致估計電流表、電壓表測量的最大電流值和最大電壓值，選擇合適的量程接入，如不能估計，則要選擇量程較大的接線柱接入。2．檢查電路無誤后，將滑動變阻器滑片調至滑動變阻器阻值最大的位置。3．合上開關，并快速斷開開關(試觸)，在開關合上的瞬間視察電流表、電壓表指針的變更，推斷電表連接是否正確(有無接反)，電流表、電壓表量程連接是否合適(量程大，還是小)。4．依據試觸的狀況，調整電流表、電壓表接入電路的量程，確保電壓表、電流表連接正確。5．合上開關，移動滑動變阻器的滑片。變更被測小燈泡兩端的電壓，測出通過小燈泡的電流和小燈泡兩端的電壓，分別登記5組對應的電流和電壓的數值，將測量的電流和對應的電壓值，填入數據表格對應的空格內。留意：在移動滑動變阻器的滑片測量時，應先將滑片移在小燈泡額定電壓值的位置上，先測出額定電壓對應的電流值，再使小燈泡兩端的電壓逐次降低，測出對應的電壓和電流值(弄清晰如何移動滑動變阻器滑片可以使其電阻值增大或減小)。在讀取電流表、電壓表數值時，要先弄清晰電流表、電壓表接入電路