第三節(jié)測(cè)量小燈泡的電阻

1、第三節(jié) 測(cè)量小燈泡的電阻教學(xué)目標(biāo)一、知識(shí)目標(biāo)1. 能夠應(yīng)用歐姆定律學(xué)習(xí)一種測(cè)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(guò)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， 鞏固滑動(dòng)變阻器的正確使用方法 .二、能力目標(biāo)1.通過(guò)教師與學(xué)生的雙邊活動(dòng)，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的觀(guān)察能力，以及 對(duì)信息的綜合分析能力 .2.通過(guò)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?.三、德育目標(biāo)1.通過(guò)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(guò)程中，培養(yǎng)同學(xué)之

2、間相互協(xié)作的團(tuán)隊(duì) 精神.教學(xué)重點(diǎn) 利用電流表、電壓表測(cè)小燈泡的電阻 .教學(xué)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 .教具準(zhǔn)備（學(xué)生可 2人或 4人一組）干電池組（帶盒）或?qū)W生電源、電壓表、電 流表、小燈泡（帶座） 、開(kāi)關(guān)、滑動(dòng)變阻器、導(dǎo)線(xiàn)若干、投影儀 .課時(shí)安排1 課時(shí)教學(xué)過(guò)程一、復(fù)習(xí)引入新課師同學(xué)們上節(jié)課學(xué)習(xí)了歐姆定律，并已能用歐姆定律的公式做 一些簡(jiǎn)單的計(jì)算，現(xiàn)在請(qǐng)同學(xué)們看這樣的題目 .投影題目：用電壓表測(cè)出一段導(dǎo)體兩端的電壓是 7.2 V，用電流表測(cè)出通過(guò)這段 導(dǎo)體的電流為0.4 A，這段導(dǎo)體的電阻是多少？ 同學(xué)們練習(xí)，兩個(gè)同學(xué)板演 .解：根據(jù)歐姆定

3、律 I=UR 得R=U=7.2V0.4A=18（此題目是上節(jié)課歐姆定律公式的鞏固應(yīng)用，并且有同類(lèi)型的例題教師對(duì)學(xué)生的演算可以不做過(guò)多的講評(píng)，直接關(guān)注其變形公式）師歐姆定律 I=U 可變形為 R=U ，可不可以說(shuō)導(dǎo)體的電阻 R 與 RI 導(dǎo)體兩端電壓成正比，而與通過(guò)導(dǎo)體的電流成反比？也就是說(shuō)，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(guò)導(dǎo)體的電流越大，導(dǎo) 體的電阻就會(huì)越??？（學(xué)生通過(guò)對(duì)“電阻”一節(jié)的學(xué)習(xí)及課后探究已有所理解） 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(méi)有關(guān)系.師肯定同學(xué)的回答 .強(qiáng)調(diào)：對(duì)于

4、變形公式 R=U ，不能單純從數(shù)I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=UI 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(guò)導(dǎo)體的電流來(lái)計(jì) 算這段導(dǎo)體的電阻 .二、進(jìn)行新課 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， 你們還知道在哪兒還用它呢？生手電筒用的就是這種，還有有的玩具上也用這種燈泡 . 師如果我們想知道這種燈泡的電阻是多大，怎么辦？ 生可以利用歐姆定律的變形公式 R=U 算出來(lái) .I想想議議師要利用變形公式 R=U 求電阻，需要知道 U、I 值，怎么能知I道燈泡兩端的電壓和電流呢？ 生用電壓表測(cè)電壓值，用電流表測(cè)出電流的值 .

5、師很好，請(qǐng)大家畫(huà)出測(cè)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(méi)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(huà)在黑板上 .教師巡視，這時(shí)可能會(huì) 發(fā)現(xiàn)，不論同學(xué)們燈泡、電表擺放的位置如何，大致會(huì)出現(xiàn)兩種情況， 一種只畫(huà)出電流表、電壓表、燈泡，另一種較完整，接進(jìn)了滑動(dòng)變阻器投影這兩種電路，學(xué)生觀(guān)察比較生只要能測(cè)出電燈兩端的電壓和通過(guò)電燈中的電流就可以由R=U 算出電阻的值 .用電流表、電壓表就行，不用變阻器也可以 .I師另一部分同學(xué)，你們?yōu)槭裁匆獙㈦娐方尤胱冏杵髂?？生變阻器能改變電路中的電?.師像前一部分同學(xué)講的，用電流表和電壓表測(cè)出小燈泡中的電 流和燈兩端的電壓就可以

6、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(cè)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(guò)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U=IR，電流改變時(shí)，燈泡兩端的電壓也會(huì)改變 .因此，就可以測(cè)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(cè)出一次計(jì)算就可以了 .為什么非 要測(cè)幾組不同的值，這樣做有什么意義呢？（引導(dǎo)學(xué)生分析）師幾個(gè)要好的同學(xué)共同去做一件事情或者做一個(gè)決定的時(shí)候， 是不是要征求大家的意見(jiàn)？如果一個(gè)同學(xué)偏左，另一個(gè)同學(xué)偏右，最后 大家折中一下取

7、一個(gè)大家都滿(mǎn)意的結(jié)論 .在實(shí)驗(yàn)中測(cè)量幾組數(shù)值的意義也在于此 .多測(cè)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(cè)量值，從而可以通過(guò)取平均值 的方法，去掉測(cè)量過(guò)程中可能出現(xiàn)的偶然誤差，提高物理量的測(cè)量精確 度.“多次測(cè)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(shuō)，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(cè)量）.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，看老師給 你準(zhǔn)備的器材夠不夠，然后自己連接電路，設(shè)計(jì)好實(shí)驗(yàn)步驟及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 表格.（學(xué)生邊做邊討論 .教師巡回指導(dǎo) .）師將儀器接入電路前（

8、或選擇器材時(shí)，應(yīng)了解器材的什么情況 內(nèi)容）？生要了解器材的規(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(guò)的最大電流等 .師很好，希望大家將這些內(nèi)容也體現(xiàn)在你的實(shí)驗(yàn)報(bào)告中 .其他同 學(xué)還有什么補(bǔ)充內(nèi)容嗎？生還要注意觀(guān)察電流表、電壓表的指針是否指在“ 0”刻線(xiàn)處， 如果不在，還要注意先調(diào)零 .生還要看一下小燈泡的額定電壓值是多少 .生還要注意看清電流表、電壓表的正負(fù)接線(xiàn)柱，連接時(shí)不能接 反了.師老師還要提醒同學(xué)們注意一個(gè)問(wèn)題：就是導(dǎo)線(xiàn)和開(kāi)關(guān)，在連 接電路的過(guò)程中開(kāi)關(guān)要始終處于斷開(kāi)狀態(tài) .使用的導(dǎo)線(xiàn)如果導(dǎo)線(xiàn)芯是多 股細(xì)銅線(xiàn)，連接時(shí)要先將線(xiàn)頭扭在一起，捋光了再接（

9、教師要做示范， 并提醒同學(xué)注意安全，不要扎了手） .組內(nèi)的同學(xué)可以分工協(xié)作，有人連接電路，有人設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟，有 人起草實(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(kāi)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 .師為什么呢？這樣做有什么意義或者是有什么必要嗎？ 生（學(xué)生經(jīng)過(guò)思考后回答）變阻器滑片先在阻值最大的位置上， 當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)時(shí)電路中的電流最小 .（教師引導(dǎo)，學(xué)生分析 .） 生變阻器的電阻是可以改變的，如果滑片先處在最大的位置， 那么它改變電阻時(shí)

10、只能從大往小變 .生電路中的電流就會(huì)先從最小慢慢隨著滑動(dòng)變阻器的阻值變小 而逐漸變大 .生這樣就能避免因電路中電流過(guò)大而損壞電路 . 師從這個(gè)意義上講，滑動(dòng)變阻器在電路中有什么作用呢？ 生可以限制電路中的電流，起到保護(hù)電路的作用 . 師同學(xué)們能根據(jù)學(xué)過(guò)的知識(shí)分析問(wèn)題非常好，那么現(xiàn)在請(qǐng)大家 來(lái)關(guān)注小燈泡 .小燈泡上標(biāo)明的額定電壓值是多少？從燈泡的額定電壓 值你能想到什么問(wèn)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(guò)燈泡的額定電壓，這樣才不 會(huì)損壞小燈泡 .師電壓表測(cè)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，

11、電壓表在量程選擇上同學(xué)們有沒(méi)有什么考 慮？生（學(xué)生討論后回答） 電壓表能測(cè)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(méi)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(huà)，燈泡上的電壓就可能達(dá)不到額定電壓 .師同學(xué)們還有什么問(wèn)題嗎？如果沒(méi)有什么問(wèn)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(xiàn)柱的情況來(lái)定 .大家再仔細(xì)檢查， 調(diào)整， 確保位置正確 .請(qǐng)大家

12、合上開(kāi)關(guān)，并迅速打開(kāi)，在合上開(kāi)關(guān)的瞬間，一人觀(guān)察電流 表，一人觀(guān)察電壓表，看有什么情況？生我們組電壓表指針偏反了，指到了“ 0”的外側(cè)（左端） .生我們組電流表指針偏得過(guò)了，出了刻度線(xiàn)以外 .師大家一起來(lái)幫助他們分析原因 .為什么會(huì)出現(xiàn)這些現(xiàn)象 ?生指針?lè)雌且驗(yàn)殡姳淼恼⒇?fù)接線(xiàn)柱接反了 . 生電流表偏轉(zhuǎn)過(guò)激是因?yàn)殡娏鞅淼牧砍烫×?，要改接大量?師如果改接大量程還偏轉(zhuǎn)過(guò)激怎么辦？生學(xué)生議論然后作答 .先檢查一下他們電路中的滑動(dòng)變阻器滑片 在不在最大位置，如果滑片在最大位置上，那就換一塊量程更大的電流 表.師如果沒(méi)有量程更大的電流表，只能想其他的辦法，怎么做？ （同學(xué)們熱烈討論 .教師提醒同學(xué)

13、們用學(xué)過(guò)的歐姆定律來(lái)想辦法） 生是不是可以適當(dāng)減小電源的電壓 .因?yàn)殡娮枰欢ǖ那闆r下，電 壓變小，電流也會(huì)變小 .這樣就可以不用換更大量程的電流表了 .生也可以用增大電阻的方法 .因?yàn)殡妷阂欢ǖ那闆r下， 電阻增大， 電流也會(huì)減小 .教師熱情鼓勵(lì)同學(xué)們的精彩表現(xiàn) .師選擇有代表性的兩個(gè)小組介紹他們?cè)O(shè)計(jì)的操作步驟 . 第一組：合上開(kāi)關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的觸頭，使滑動(dòng)變阻器阻值逐 漸減小，電路中電流逐漸增大，小燈泡兩端電壓逐漸增大 .測(cè)量?jī)山M數(shù)， 最后將滑片移到小燈泡兩端電壓等于其額定電壓時(shí)的位置，讀出電流表 示數(shù).第二組：合上開(kāi)關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片到小燈泡兩端電壓等于其 額定電壓值的位置，讀出電流

14、表的示數(shù) .然后再調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片，使 小燈泡兩端電壓逐漸降低，測(cè)出燈泡兩端的電壓和對(duì)應(yīng)的電流值，并記 錄數(shù)據(jù).師同學(xué)們分析一下，兩種步驟哪種更合適一些？ 教師引導(dǎo)學(xué)生分析，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)高于額定電壓值時(shí)，根據(jù)歐姆定律，流過(guò)小燈泡的電流就會(huì)比 正常發(fā)光時(shí)的電流值大，這時(shí)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(cè)量時(shí)要使電壓逐次降 低，而不是升高 .師要調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片到小燈泡額定電壓值的位置，滑動(dòng)變 阻的電阻是增大還是減?。可姛魞啥穗妷菏穷~定值時(shí)，是電燈電壓的最大值 .這時(shí)滑動(dòng)變 阻器的阻值應(yīng)從大變小，這樣才

15、能使電路中電流增大，從而使電燈兩端 電壓增大到其額定值 .師使小燈泡兩端電壓從額定值減小時(shí)，滑動(dòng)變阻器的阻值應(yīng)變 大還是變小呢？生小燈泡兩端電壓變小，根據(jù)歐姆定律應(yīng)使電路中電流變小， 所以滑動(dòng)變阻器的阻值應(yīng)該變大 .師所以，同學(xué)們?cè)诟淖兓瑒?dòng)變阻器的阻值大小時(shí)，一定要首先 弄清楚滑動(dòng)變阻器阻值變大時(shí)，滑片向哪個(gè)方向移動(dòng)，變阻器阻值變小 時(shí)，滑片應(yīng)向哪個(gè)方向移動(dòng)，才不至于在操作過(guò)程中出現(xiàn)錯(cuò)誤 .另外電流 表、電壓表讀數(shù)時(shí)，要看清接的是哪兩個(gè)接線(xiàn)柱、多大的量程、該量程 下的最小刻度值是多大 .同學(xué)們按步驟操作，如實(shí)填寫(xiě)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并對(duì)記 錄的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析計(jì)算 .求出小燈泡的電阻，并相互交流 .師通過(guò)大

16、家的測(cè)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，但由 UI 計(jì)算出的電阻值基本不變，最后一次測(cè)出的數(shù)據(jù)，計(jì)算結(jié)果稍微大一點(diǎn)師這樣的結(jié)果說(shuō)明了什么問(wèn)題 ?生電阻是導(dǎo)體本身的性質(zhì)，和導(dǎo)體中電流及導(dǎo)體兩端的電壓無(wú) 關(guān).師補(bǔ)充一點(diǎn)，測(cè)量時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，燈亮得太久，燈泡的電阻會(huì)略有 增大.同學(xué)們整理儀器，養(yǎng)成良好的習(xí)慣 .三、小結(jié)師生共同小結(jié)本節(jié)內(nèi)容并板書(shū) . 題目：測(cè)量小燈泡的電阻 . 實(shí)驗(yàn)原理：根據(jù)歐姆定律 I=U ，推出 R=U ，計(jì)算燈泡電阻 R.RI 實(shí)驗(yàn)電路：實(shí)驗(yàn)器材：小燈泡：額定電壓 V.滑動(dòng)變阻器：最大阻值 ，允許通過(guò)的最大電流 ；電源： V；開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線(xiàn)若干 .

17、實(shí)驗(yàn)步驟：1. 按電路圖連接實(shí)物電路 .連接電路時(shí)，開(kāi)關(guān)應(yīng)斷開(kāi) .大致估計(jì)電流 表、電壓表測(cè)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(jì)，則要選擇量程較大的接線(xiàn)柱接入 .2. 檢查電路無(wú)誤后，將滑動(dòng)變阻器滑片調(diào)至滑動(dòng)變阻器阻值最大的 位置.3. 合上開(kāi)關(guān)，并迅速打開(kāi)開(kāi)關(guān)（試觸） ，在開(kāi)關(guān)合上的瞬間觀(guān)察 電流表、電壓表指針的變化，判斷電表連接是否正確（有無(wú)接反） ，電流 表、電壓表量程連接是否合適（量程大，還是小） .4. 根據(jù)試觸的情況，調(diào)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(kāi)關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片 .改變被測(cè)小燈泡兩端的電壓， 測(cè)出通過(guò)

18、小燈泡的電流和小燈泡兩端的電壓，分別記下三組對(duì)應(yīng)的電流 和電壓的數(shù)值，將測(cè)量的電流和對(duì)應(yīng)的電壓值，填入數(shù)據(jù)表格對(duì)應(yīng)的空 格內(nèi).注意：在移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片測(cè)量時(shí)，應(yīng)先將滑片移在小燈泡額 定電壓值的位置上，先測(cè)出額定電壓對(duì)應(yīng)的電流值，再使小燈泡兩端的 電壓逐次降低，測(cè)出對(duì)應(yīng)的電壓和電流值（弄清楚如何移動(dòng)滑動(dòng)變阻器 滑片可以使其電阻值增大或減?。?.在讀取電流表、電壓表數(shù)值時(shí)，要先弄清楚電流表、電壓表接入電路的量程以及該量程下每一大格、每一小 格代表的數(shù)值 .讀數(shù)時(shí)，眼睛正對(duì)刻線(xiàn)，確保讀數(shù)正確 .6. 根據(jù)歐姆定律 I=U 的變形公式 R=U 算出小燈泡的電阻并求出其RI平均值.作為所測(cè)小燈泡的阻值數(shù)據(jù)表格及記錄：實(shí)驗(yàn)次數(shù)電壓 U（V ）電流 I（A ）電阻 R（）123小燈泡電阻的平均值： R R1 R2 R3 =3分析與論證：評(píng)估與交流：四、動(dòng)手動(dòng)腦學(xué)物理1. 錯(cuò)誤 1：變阻器的接線(xiàn)柱接錯(cuò)，短路接入電路，變阻器失去改變電 阻的作用 .應(yīng)該用變阻器“一上、一下”兩個(gè)接線(xiàn)柱 .錯(cuò)誤 2：電壓表“ +”“- ”接線(xiàn)柱接反，合上開(kāi)關(guān)時(shí)，電壓表指針可 能“反打” .