測量小燈泡正常發(fā)光的電阻.docx

第3節(jié)電阻的測量教材分析本節(jié)內(nèi)容是歐姆定律的重要應(yīng)用，同時(shí)綜合電流表、電壓表，滑動(dòng)變阻器的使用，是重要的電學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)。教材中通過設(shè)計(jì)“想想議議”引導(dǎo)學(xué)生理解測量原理，通過電路圖及注意事項(xiàng)的提示設(shè)計(jì)引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)案，通過對(duì)測量結(jié)果的分析，幫助學(xué)生理解電阻是導(dǎo)體本身的一種屬性，理解溫度對(duì)金屬導(dǎo)體電阻的影響。根據(jù)課題設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路圖，掌握正確的測量和操作方法是本節(jié)的重點(diǎn)。學(xué)情分析伏安法測電阻是電學(xué)中的一種基本測量，屬歐姆定律變換式的具體應(yīng)用，對(duì)于加深理解歐姆定律和電阻概念有重要的作用，同時(shí)又給學(xué)生提供初中常用電學(xué)器材綜合使用的機(jī)會(huì)，有利于提高學(xué)生動(dòng)手操作能力。根據(jù)電路圖進(jìn)行實(shí)物連接線、排除接線中的故障是難點(diǎn)所在。教學(xué)目標(biāo)一 知識(shí)與技能1能夠應(yīng)用歐姆定律學(xué)習(xí)一種測量電阻的方法。2進(jìn)一步掌握電壓表、電流表的使用方法及規(guī)則。3通過使用滑動(dòng)變阻器，進(jìn)一步理解滑動(dòng)變阻器在電路中的作用，鞏固對(duì)滑動(dòng)變阻器的正確使用方法的理解。二 過程與方法1通過教師與學(xué)生的雙邊活動(dòng)，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力，以及對(duì)信息的綜合分析能力。2通過學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)課題選擇儀器、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、制訂實(shí)驗(yàn)操作方案等，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?。?情感、態(tài)度與價(jià)值觀1通過學(xué)生自己的設(shè)計(jì)、操作、結(jié)論的分析，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和周密、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)思維方法，養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣。2在共同完成的操作及實(shí)驗(yàn)過程中，培養(yǎng)同學(xué)之間相互協(xié)作的團(tuán)隊(duì)精神。教學(xué)重難點(diǎn)重點(diǎn)利用電流表、電壓表測電阻。難點(diǎn)自行設(shè)計(jì)科學(xué)的、完整的實(shí)驗(yàn)操作方案。教學(xué)方法實(shí)驗(yàn)法、探究法、討論法。教學(xué)過程一、新課引入師：歐姆定律I可變形為R，可不可以說導(dǎo)體的電阻R與導(dǎo)體兩端電壓成正比，而與通過導(dǎo)體的電流成反比？也就是說，加在導(dǎo)體兩端的電壓越高，導(dǎo)體的電阻R就會(huì)越大；通過導(dǎo)體的電流越大，導(dǎo)體的電阻就會(huì)越小？生：電阻是物質(zhì)本身的性質(zhì)，是由導(dǎo)體本身的因素決定的，和導(dǎo)體兩端是否有電壓，電壓多高，以及導(dǎo)體中是否有電流，電流的大小都沒有關(guān)系。師：肯定同學(xué)的回答。強(qiáng)調(diào)：對(duì)于變形公式R，不能單純從數(shù)學(xué)的角度理解，不存在R與U成正比，R與I成反比的關(guān)系，但是R可以作為電阻的計(jì)算式，由一段導(dǎo)體兩端的電壓和通過導(dǎo)體的電流來計(jì)算這段導(dǎo)體的電阻。二、新課教學(xué)1實(shí)驗(yàn)原理設(shè)計(jì)師：同學(xué)們面前的小燈泡是我們?cè)趯?shí)驗(yàn)室中做實(shí)驗(yàn)時(shí)常用到的，如果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，再根據(jù)RU/I計(jì)算電阻。師：很好，請(qǐng)大家畫出測量小燈泡的電壓和電流的電路圖，然后互相交流，看自己的想法有沒有和別的同學(xué)不一樣。(請(qǐng)一位同學(xué)將自己設(shè)計(jì)的電路圖畫在黑板上。教師巡視)師：為什么要在電路中接入變阻器呢？生：變阻器能改變電路中的電流。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(jì)算燈泡電阻。為什么還要改變電路中的電流，改變電路中的電流有什么用呢？引導(dǎo)學(xué)生分析：前一個(gè)電路只能測一個(gè)電流值和電壓值，而后一個(gè)電路中，利用滑動(dòng)變阻器通過改變接入電路中電阻的大小改變電路中的電流。由于燈泡的電阻一般不變，這樣根據(jù)歐姆定律變形式UIR，電流改變時(shí)，燈泡兩端的電壓也會(huì)改變。因此，就可以測出幾組不同的電流值和對(duì)應(yīng)的電壓值。生：小燈泡的電阻值是不變的，測出一次計(jì)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(dǎo)學(xué)生分析：在實(shí)驗(yàn)中，多測幾組不同的電流和相應(yīng)電壓的數(shù)據(jù)，就可以得到多個(gè)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(xiàn)的偶然誤差，提高物理量的測量精確度。“多次測量求平均值”，這是我們?cè)谖锢韺?shí)驗(yàn)中經(jīng)常要用到的方法，因此電路中連入變阻器是十分必要的。師：大家說，變阻器的作用是什么？生：改變電路中的電流，從而改變燈泡兩端的電壓(以進(jìn)行多次測量)。多次測量，減小測量誤差。師：現(xiàn)在同學(xué)們可以根據(jù)自己的設(shè)想，選擇實(shí)驗(yàn)器材，看準(zhǔn)備的器材夠不夠，然后設(shè)計(jì)好實(shí)驗(yàn)步驟及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表格，自己連接電路，暫時(shí)不要閉合開關(guān)，等檢查確保無誤后才閉合開關(guān)。2實(shí)驗(yàn)過程設(shè)計(jì)教師根據(jù)情況提醒學(xué)生：(1)在連接電路的過程中開關(guān)要始終處于斷開狀態(tài)，使用的導(dǎo)線如果導(dǎo)線芯是多股細(xì)銅線，連接時(shí)要先將線頭扭在一起。(示范)(2)接線前了解器材的規(guī)格，如電源的電壓、電壓表電流表的量程、最小刻度值、滑動(dòng)變阻器的最大阻值和允許通過的最大電流等。(3)觀察電流表、電壓表的指針是否指在“0”刻度線處，如果不在，要先請(qǐng)老師調(diào)零?？辞咫娏鞅?、電壓表的正負(fù)接線柱，連接時(shí)不能接反了。(4)接線完成后，要檢查電路。組內(nèi)的同學(xué)可以分工協(xié)作，分別畫電路，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)記錄表格。(學(xué)生活動(dòng)，教師巡視)指導(dǎo)同學(xué)們完成各自獨(dú)立的任務(wù)后，組內(nèi)同學(xué)可以互相交流、檢查，集中大家的智慧，改進(jìn)實(shí)驗(yàn)電路連接，完善實(shí)驗(yàn)步驟。師：合上開關(guān)前，滑動(dòng)變阻器滑片應(yīng)該在什么位置上？生：滑片應(yīng)該在滑動(dòng)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(dāng)閉合開關(guān)時(shí)電路中的電流最小，可以保護(hù)電流表和其他部分。師：所以滑動(dòng)變阻器還可以限制電路中的電流，起到保護(hù)電路的作用?，F(xiàn)在請(qǐng)大家來關(guān)注小燈泡。小燈泡上標(biāo)明的標(biāo)定電壓值是多少？這個(gè)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(xué)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(yīng)該不超過燈泡的額定電壓，這樣才不會(huì)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根據(jù)燈泡的額定電壓確定，電壓表在量程選擇上同學(xué)們有沒有什么考慮？生：(學(xué)生討論后回答)電壓表能測量的最大值稍微大于小燈泡的額定電壓就可以了。師：(肯定同學(xué)們的回答)根據(jù)燈泡的額定電壓值，同學(xué)們對(duì)電源電壓的選擇有沒有什么考慮呢？生：(學(xué)生討論后回答)電源的電壓值應(yīng)該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(dá)不到額定電壓。師：在連接電路時(shí)，電壓表的量程可以從兩個(gè)方面去考慮，一看電源電壓，二看實(shí)驗(yàn)的要求，這個(gè)實(shí)驗(yàn)電壓表量程大于燈泡的額定電壓即可。電壓表的量程可以根據(jù)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，如果實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)量程過大，可以再換用小量程的電壓表。如果沒有什么問題，就請(qǐng)同學(xué)們按照我們剛才的討論，調(diào)整你的電源電壓及電壓表的量程，將滑動(dòng)變阻器的滑片放在變阻器阻值最大的位置上。注意變阻器阻值最大的位置不是唯一確定的，要根據(jù)你連接的接線柱的情況來定。大家再仔細(xì)檢查，調(diào)整，確保位置正確。(互相檢查電路連接)師：好了嗎？請(qǐng)大家合上開關(guān)，并迅速打開，進(jìn)行試觸，在合上開關(guān)的瞬間，一人觀察電流表，一人觀察電壓表，看有什么情況。可能情況：電壓表、電流表指針反偏。電壓表、電流表指針偏轉(zhuǎn)角度過大或者過小，或者沒有示數(shù)。燈泡不亮，但是電壓表、電流表有示數(shù)。燈泡很亮，電壓表、電流表指針大幅偏轉(zhuǎn)。組織學(xué)生討論原因及解決辦法。學(xué)生閱讀教材提出的注意事項(xiàng)，教師引導(dǎo)學(xué)生分析為什么要這樣做。(1)實(shí)驗(yàn)前想好要讓電流變小，滑片如何移動(dòng)，閉合開關(guān)前使電流最小。目的是保護(hù)電路，不至于在操作過程中出現(xiàn)錯(cuò)誤。(2)燈泡兩端的額定電壓是保證小燈泡正常發(fā)光的電壓值，當(dāng)燈泡兩端電壓高于額定電壓值時(shí)，流過小燈泡的電流就會(huì)比正常發(fā)光時(shí)的電流值大，這對(duì)小燈泡的使用壽命有很大的影響，嚴(yán)重時(shí)會(huì)燒壞小燈泡，因此從設(shè)備安全的角度考慮，測量時(shí)要使電壓逐次降低，而不是升高。3學(xué)生實(shí)驗(yàn)測量，教師巡回指導(dǎo)。4分析論證、交流。師：通過大家的測量、計(jì)算，你有什么發(fā)現(xiàn)嗎？生：小燈泡兩端的電壓值不同時(shí)，電路中的電流也不同，計(jì)算出的電阻值逐漸減小。師：這樣的結(jié)果說明了什么問題？生：電壓越小，小燈泡的電阻越小。師：前面我們學(xué)習(xí)電阻時(shí)，已經(jīng)知道，導(dǎo)體的電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì)，不隨電壓、電流變化，這里小燈泡的電阻為什么變了呢？回憶導(dǎo)體的電阻與哪些因素有關(guān)。教師指出：由于測量時(shí)間過長，燈亮得太久，或者電流大時(shí)，燈絲的溫度也會(huì)升高，導(dǎo)致燈泡的電阻發(fā)生變化。_師：現(xiàn)在隨著溫度的變化，電阻變化較大，差值較大，能不能說，導(dǎo)體的電阻隨著電流(電壓)變化呢？生：不能，金屬導(dǎo)體的電阻隨著溫度變化，溫度升高，電阻值增大。師：那么，這個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)懿荒芮箅娮璧钠骄的?？生：不能，因?yàn)闊艚z的電阻值本身就是個(gè)變化的量，不同的工作狀態(tài)下的電阻值不同，所以不能求平均值來減小誤差。師：前面設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)，我們說，滑動(dòng)變阻器的作用是改變電壓、