九級物理全冊17.3電阻的測量教案新版新人教版

第3節(jié)電阻的測量1.進一步掌握使用電壓表和電流表的方法.2.學會用伏安法測量電阻.3.加深對歐姆定律及其應用的理解.1.通過實驗測量出待測電阻的阻值.2.通過測量小燈泡電阻的實驗加深對溫度影響電阻的理解.1.重視學生對物理規(guī)律客觀性、普遍性和科學性的認識.2.注意學生科學世界觀的形成.【重點】根據(jù)實驗原理設計電路圖,并能用滑動變阻器來改變待測電阻兩端的電壓.【難點】引導學生分析實驗數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)規(guī)律,加深對電阻概念的認識.【教師準備】定值電阻、電流表、電壓表、滑動變阻器、多媒體課件等.【學生準備】干電池組、開關、導線若干、小燈泡等.導入一:問題導入教師展示燈泡,突出顯示燈泡的鎢絲,提出問題:如何測量燈絲電阻的大小呢?學生根據(jù)已有知識、經(jīng)驗,提出解決辦法:1.可以根據(jù)生產(chǎn)廠家在燈泡上的標記來計算.2.可以用一種表(如萬用表)直接測量.3.可以用電流表、電壓表間接的測算.[過渡語]同學們的辦法都很好!老師建議用我們所學的知識來測量,即用電流表、電壓表來間接測算出電阻——伏安法測電阻.導入二:情境導入出示預先準備好的幾種電阻:情景:實驗室里有些定值電阻時間長了沒有標簽了,你能幫老師重新給這些電阻貼好正確阻值的標簽嗎?[過渡語]電流可以用電流表測量,電壓可以用電壓表測量.那么,用什么方法測量這些阻值未知的電阻呢?本節(jié)課我們就一起來學習電阻的測量.電阻的測量思路一問題1:用什么方法可以幫老師測出沒有標簽的定值電阻的阻值?需要哪些實驗器材?學生討論回答:測量方法:測出待測電阻兩端的電壓、通過的電流,利用歐姆定律計算出電阻.實驗器材:電源、開關、電阻、電流表、電壓表、導線等.問題2:測量長度的實驗中我們是采用什么方法減小誤差的?測量電阻實驗中我們應怎樣減小誤差,需要哪種器材來達到此目的?學生討論回答:減小誤差的方法:采用多次測量求平均值減小實驗誤差的實驗方法.與此類似,測量電阻時也可以采取測量多組電壓值、電流值來減小誤差.測量電流與電壓、電阻關系實驗中我們用滑動變阻器改變定值電阻兩端的電壓,所以測量電阻實驗中實驗器材還需要滑動變阻器.問題3:你能設計出測量定值電阻的實驗電路圖嗎?試試看.實驗電路圖:教師指導電路圖的畫法:電壓表與待測電阻并聯(lián),電流表與待測電阻串聯(lián),為改變待測電阻兩端的電壓需將滑動變阻器與待測電阻串聯(lián).請設計實驗數(shù)據(jù)記錄表格.次數(shù)電壓U/V電流I/A電阻R/Ω123設計思路:實驗測量數(shù)據(jù)有電流和電壓,根據(jù)歐姆定律計算出電阻,再多次測量求平均值.按照電路圖連接實物圖時,向同學們展示連接過程及連接時注意事項.將實驗數(shù)據(jù)記錄在表格中,實驗結果與大家分享,為沒有標簽的電阻貼好標簽.注意事項:連接過程中,開關要斷開,注意電流表、電壓表是否校零、量程選擇是否正確、電流是否“正入負出”、滑動變阻器的滑片是否處于阻值最大處.實驗步驟:1.調(diào)節(jié)電流表、電壓表的指針到零刻度線處;按電路圖連接實物,調(diào)節(jié)滑動變阻器到阻值最大端;2.閉合開關,調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片至適當位置,分別讀出電流表的示數(shù)I、電壓表的示數(shù)U,并記錄在表格中;3.調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片,改變待測電阻中的電流及兩端的電壓,再測幾組數(shù)據(jù),記錄在表格中;4.根據(jù)公式R=UI計算出R的數(shù)值,并記錄在表格中【拓展延伸】按照電路圖連接實物時遵循一一對應原則.此電路是串聯(lián)電路,一般從電源正極出發(fā)依次連接,再將電壓表并聯(lián)在待測電阻的兩端.思路二1.實驗原理:R=U2.實驗電路圖:學生設計電路圖,教師巡視輔導.展示學生設計的電路圖,引導學生討論設計的電路圖:能不能測出小燈泡的電阻,是否合理.生1:合理,能測出燈絲的電阻.生2:可以測,但只能測小燈泡一種工作狀態(tài)(亮度)時的電阻.師:如果要測出小燈泡在不同工作狀態(tài)(亮度)下的電阻,要對電路圖進行怎樣的改進呢?生:在電路中串聯(lián)一個滑動變阻器.師:對了,在電路中串聯(lián)一個滑動變阻器就可以改變小燈泡兩端的電壓和通過的電流,從而測出小燈泡在不同工作狀態(tài)(亮度)下的電阻.引導學生畫出實驗電路圖.師:由于電壓表也叫伏特表,電流表也叫安培表,所以這種用電壓表、電流表測電阻的方法叫“伏安法”.3.實驗步驟:(1)根據(jù)電路圖把實驗器材擺好.(2)按照電路圖連接電路.引導學生回答在連接電路中應注意的事項:①在連接電路時,開關應斷開;②注意電壓表和電流表量程的選擇,“+”“-”接線柱的接法;③滑動變阻器采用“一上一下”接法,閉合開關前,滑片應位于阻值最大處.(3)檢查無誤后,閉合開關,移動滑動變阻器的滑片(注意:移動要慢),分別使燈泡暗紅(燈泡兩端電壓1V)、微弱發(fā)光(燈泡兩端電壓V)、正常發(fā)光(燈泡兩端電壓V),測出對應的電壓值和電流值,填入下面的表格中.次數(shù)燈泡亮度電壓U/V電流I/A電阻R/Ω1暗紅12微弱發(fā)光3正常發(fā)光在實驗過程中,用手感受燈泡在不同亮度下的溫度.隨著燈泡亮度的增加,燈泡的溫度.

(4)算出燈絲在不同亮度時的電阻.4.學生分組實驗,記錄數(shù)據(jù).教師巡視輔導:(1)學生電路的連接正確與否.(2)三次實驗在允許的范圍內(nèi)拉開三組數(shù)據(jù)的差距,便于分析結論.(3)注意實驗器材不會因電流過大而損壞.5.分析與論證:展示學生的幾組實驗表格,對實驗數(shù)據(jù)進行分析.師:同學們發(fā)現(xiàn)什么問題?生:燈泡的電阻不是定值,是變化的.師:是什么原因使燈絲的電阻發(fā)生變化的呢?生1:是電壓變化了.生2:是電流變化了.生3:是燈泡亮度變化了.師:同學們眾說紛紜,到底是什么原因造成燈絲電阻變化的呢?是電壓與電流嗎?我們做一個補充實驗.6.補充實驗:步驟:(1)如圖連接電路.(2)改變滑動變阻器的阻值,讀出電壓表、電流表示數(shù).(3)根據(jù)R=UI算出R實驗表明:R的阻值一定,不隨電壓、電流的變化而變化.師:通過論證,燈絲電阻發(fā)生改變的原因不是電壓與電流,那是什么原因造成的呢?引導:我們在前面學過,影響電阻大小的因素有哪些?生:材料、長度、橫截面積和溫度.師:那是什么因素影響了燈絲的電阻呢?生:是溫度.師:對了,請同學們思考燈絲的電阻和溫度有怎樣的關系?分析數(shù)據(jù)表格,相互交流.生:溫度越高,燈絲電阻越大.師:正確.一般來說,金屬導體的電阻隨溫度升高而增大.這個實驗再一次驗證了這一點,所以測量燈絲電阻時不能求平均值.7.評估與交流(1)同學們了解到得到結論的方法有多種,不能拘泥于某一種解決問題的辦法與途徑.(2)實驗的分析與論證要注意技巧,學會分析現(xiàn)象發(fā)生的原因.(3)實驗數(shù)據(jù)的填寫要尊重實驗事實,不能隨意改動.【拓展延伸】幾種燈泡不亮的原因:燈泡不亮的原因有燈泡斷路、燈泡短路、接線柱接觸不良導致電路斷路、電壓表串聯(lián)在電路中等等.1.實驗目的:伏安法測電阻2.實驗原理:R=U3.實驗器材:電源、開關、導線、待測電阻、電壓表、電流表、滑動變阻器等.4.實驗電路:5.實驗記錄表:次數(shù)電壓U/V電流I/A電阻R/Ω123電阻平均值:6.實驗結論:R=R11.如圖是用伏安法測電阻的電路圖,電流表電阻可忽略不計,只考慮電壓表本身的電阻,那么 ()A.測量值等于電阻的實際值B.測量值小于電阻的實際值C.測量值大于電阻的實際值D.測量值加電壓表的電阻值等于電阻的實際值解析:測量電阻時,應該測量電阻兩端的實際電壓和通過電阻的實際電流.而電流表實際測量的是通過待測電阻和電壓表的總電流,電流偏大;而電壓表與電阻并聯(lián),測量的電壓是準確的,因此電阻的測量值小于實際值.故選B.2.小明同學練習用伏安法測電阻,他所測電阻的阻值約為2Ω.電壓表的量程為3V,電流表的量程為3A.測量結束后測得待測電阻的阻值為10Ω,A.電壓表和電流表的位置接反了B.他沒有多次測量取平均值,致使誤差過大C.電壓表按15V量程讀數(shù),電流表按3D.電壓表按15V量程讀數(shù),電流表按A解析:如果電流表和電壓表位置接反了,電路相當于斷路,電壓表測量電源電壓,電流表示數(shù)接近于零,A錯誤;已知待測電阻的阻值約為2Ω,測量值應該接近或等于2Ω,不可能為10Ω,與測量次數(shù)多少沒有關系,B錯誤;電壓表按15V量程讀數(shù),電流表按3A量程讀數(shù),得到的電壓是實際電壓的5倍,所以2Ω的電阻測成了10Ω,C正確;電壓表按15V量程讀數(shù),電流表按A量程讀數(shù),得到的電壓是實際電壓的5倍,得到的電流是實際電流的15,測量的電阻是實際電阻的25倍,D3.伏安法測電阻的原理是,實驗中移動滑動變阻器到某一位置時電流表和電壓表示數(shù)如圖,分別是和,電阻是.

解析:電流表測量通過電阻的電流,電壓表測量電阻兩端電壓,所以測量原理是R=UI.由圖可知:電流表選擇0~A量程,電流表的示數(shù)為I=A,電壓表選擇0~3V量程,電壓表的示數(shù)為UV.電路中電阻R【答案】R=UI4.同學們在做用伏安法測電阻的實驗中,看到每張實驗桌上都有以下器材:實驗器材:電源(電壓恒為V)、電流表、電壓表各一只,開關一個,標有“?Ω2A”的定值電阻一只,兩只滑動變阻器(“10Ω2A”,“50Ω1(1)小麗連接好電路,閉合開關后,通過調(diào)節(jié)滑動變阻器,測得幾組數(shù)據(jù),并算出定值電阻的阻值如下表所示:電壓/V電流/A電阻/Ω小華認為同一個電阻的電阻值不可能相差這么大,請你幫他們分析一下,其錯誤的可能原因是什么?.

(2)找出了原因后,小麗準備重新連接電路進行實驗,但小華認為不必要重新做實驗,請你幫他們劃去錯誤的數(shù)據(jù),并將正確的實驗數(shù)據(jù)填入表中.(3)他們在實驗中選擇的滑動變阻器的規(guī)格應為.

解析:(1)分析表中數(shù)據(jù)可知:電阻越大電壓越高,而且電阻是變化的,可判斷電壓表測的是滑動變阻器兩端的電壓;(2)定值電阻兩端的電壓等于電源電壓減去滑動變阻器兩端的電壓;(3)由第一組數(shù)據(jù)電阻阻值為Ω,可判斷選擇的是“50Ω1A”【答案】(1)將電壓表接到了滑動變阻器兩端(2)如下表所示.(3)“50Ω1電壓/V電流/A電阻/Ω101010伏安法測電阻:1.方法:伏安法2.原理:R=U3.原理圖:4.分析:一、教材作業(yè)【必做題】教材第81頁動手動腦學物理的1,2,3題【選做題】教材第81頁動手動腦學物理的4題二、課后作業(yè)【基礎鞏固】1.用電壓表與電流表測電阻的方法叫做“伏安法”,如圖所示,“伏安法”測電阻R的電路圖應該是()2.在用電流表、電壓表測電阻的實驗中,下列注意事項中錯誤的是 ()A.連接電路時,先閉合開關B.連接電路時,可以先從電源的負極開始C.在無法估計被測值大小時,電流表、電壓表應選用較大的量程D.能將電壓表直接接在電源的兩極上3.在“用伏安法測電阻”的實驗中,為了使測量結果的誤差較小,一般可采取的措施有、.

4.在“用伏安法測電阻”的實驗中,已知電源電壓為6V,待測電阻R約為10Ω,電流表有0~A和0~3A兩個量程,電壓表有0~3V和0~15V兩個量程,則電流表應選擇量程【能力提升】5.如圖所示是小江同學為測量小燈泡電阻而連的電路,以下有關該實驗的說法中,錯誤的是 ()A.閉合開關前,應將滑動變阻器的滑片滑到最左端B.實驗過程中兩電表都有可能需要換接較小的量程C.所測小燈泡的電阻可能隨電壓表的示數(shù)的不同而不同D.在如圖位置閉合開關后,向左移動滑動變阻器的滑片小燈泡變亮6.在相距20km的甲、乙兩地之間有兩條輸電線,已知每1m輸電線的電阻為Ω.現(xiàn)輸電線在某處發(fā)生短路,為確定短路位置,檢測員用電壓表、電流表和電源連成如圖所示電路進行檢測,電壓表的示數(shù)為3V,7.利用伏安法測電阻時常常用到如圖所示的兩種電路,某同學實驗時所用電流表的內(nèi)阻約為10Ω,電壓表的內(nèi)阻約為20kΩ,待測電阻的阻值約為100Ω,為了減小誤差,他應該采用圖(填“甲”或“乙”)所示的連接方法,利用該方法進行實驗時,測量結果會偏(填“大”或“小”).

【拓展探究】8.小明在使用鉛筆時發(fā)現(xiàn),鉛筆芯有很多型號.于是他想測量手邊2B鉛筆芯電阻的大小,為此他準備了電壓表、電流表、電源、滑動變阻器和開關各一個,以及一些導線.請你寫出測量鉛筆芯電阻的主要實驗步驟.【答案與解析】1.A[解析:伏安法測電阻,需要電源、滑動變阻器、待測電阻、電流表、開關等組成串聯(lián)電路,電壓表并聯(lián)在待測電阻兩端.故選A.]2.A[解析:為了保證電路安全,連接電路時要斷開開關,A錯誤;連接電路時,可以先從電源的負極開始,B正確;在無法估計被測值大小時,電流表、電壓表應選用較大量程,C正確;能將電壓表直接接在電源的兩極上,D正確.故選A.]3.多次測量取電阻的平均值在量程范圍內(nèi),電表使用小量程[解析:在“用伏安法測電阻”的實驗中,為了使測量結果的誤差較小,一般可采取的措施有:多次測量取電阻的平均值;在量程范圍內(nèi),電表使用小量程.]4.0~A0~15V[解析:通過待測電阻的電流最大約為A,所以電流表選0~A量程;電源電壓為6V,當滑動變阻器接入電路的電阻最小時,電阻兩端電壓最大為6V,所以電壓表選5.D[解析:由電路圖可知,滑片在最左端時滑動變阻器接入電路的阻值最大,因此閉合開關前,滑片應滑到最左端,A正確;兩電表量程選擇過大,讀數(shù)誤差較大,為減小誤差應更換小量程,B正確;燈泡電壓變化,溫度變化,燈泡電阻受溫度影響也變化,C正確;在如圖位置閉合開關后,向左移動滑動變阻器滑片,滑動變阻器接入電路的阻值變大,電路中的電流變小,流過燈泡的電流變小,燈泡變暗,D錯誤.故選D.]6.伏安7.5[解析:已知電壓與電流,由歐姆定律求電阻,應用的是伏安法;連接短路位置到甲地的兩段輸電線的電阻值:R=UI=3V0.02A=150Ω;導線總長度:L=150Ω0.017.甲小[解析:因為RVR=20000Ω100Ω=200;RRA=100Ω10Ω=10,8.1.如圖所示,將鉛筆芯、電源、滑動變阻器、電流表、開關用導線組成串聯(lián)電路,將電壓表并聯(lián)在鉛筆芯兩端;2.閉合開關,讀出此時電流表示數(shù)I1、電壓表示數(shù)U1,并將數(shù)據(jù)記錄在表格中(未畫出);3.改變滑動變阻器連入電路的阻值,再測量兩組數(shù)據(jù),并填入表格中;4.根據(jù)歐姆定律變形公式,計算出每一次測量鉛筆芯的電阻值,并求平均值.[解析:首先要設計并連接好電路,然后再閉合開關進行測量,通過改變滑動變阻器連入電路的電阻多次測量,最后計算鉛筆芯電阻的平均值.]1.實驗電路圖要由學生得出,說出電路圖設計后,還要問為什么這樣設計,這是很關鍵的,這樣有利于培養(yǎng)學生的分析能力,知其然,知其所以然.2.注意事項可以放在實驗進行中說明,或?qū)W生有問題時再指出,這樣比單獨占用一些時間要好一些.否則說了效果也不好,沒有幾個學生有耐心聽講.直到學生出錯了,就知道注意事項的珍貴了,不會做實驗了,就產(chǎn)生對老師的需要感.做實驗時留給學生更多的動手時間有利于培養(yǎng)他