第三節(jié)測量小燈泡的電阻

1、第三節(jié) 測量小燈泡的電阻教學(xué)目標(biāo)一、知識目標(biāo)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. 通過使用滑動變阻器，進(jìn)一步理解滑動變阻器在電路中的作用， 鞏固滑動變阻器的正確使用方法 .二、能力目標(biāo)1.通過教師與學(xué)生的雙邊活動，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力，以及 對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?.三、德育目標(biāo)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

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） 、開關(guān)、滑動變阻器、導(dǎo)線若干、投影儀 .課時安排1 課時教學(xué)過程一、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 一些簡單的計(jì)算，現(xiàn)在請同學(xué)們看這樣的題目 .投影題目：用電壓表測出一段導(dǎo)體兩端的電壓是 7.2 V，用電流表測出通過這段 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，并且有同類型的例題教師對學(xué)生的演算可以不做過多的講評，直接關(guān)注其變形公式）師歐姆定律 I=U 可變形為 R=U ，可不可以說導(dǎo)體的電阻 R 與 RI 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 就會越大；通過導(dǎo)體的電流越大，導(dǎo) 體的電阻就會越小？（學(xué)生通過對“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 沒有關(guān)系.師肯定同學(xué)的回答 .強(qiáng)調(diào)：對于

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導(dǎo)體的電流來計(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在實(shí)驗(yàn)室中做實(shí)驗(yàn)時常用到的， 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 .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？ 生用電壓表測電壓值，用電流表測出電流的值 .

5、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 互相交流 .看自己的想法有沒有和別的同學(xué)不一樣 .請一位同學(xué)將自己設(shè)計(jì)的電路圖畫在黑板上 .教師巡視，這時可能會 發(fā)現(xiàn)，不論同學(xué)們燈泡、電表擺放的位置如何，大致會出現(xiàn)兩種情況， 一種只畫出電流表、電壓表、燈泡，另一種較完整，接進(jìn)了滑動變阻器投影這兩種電路，學(xué)生觀察比較生只要能測出電燈兩端的電壓和通過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娐方尤胱冏杵髂兀可冏杵髂芨淖冸娐分械碾娏?.師像前一部分同學(xué)講的，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

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，燈泡兩端的電壓也會改變 .因此，就可以測出幾組不同的電流值和 對應(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）師幾個要好的同學(xué)共同去做一件事情或者做一個決定的時候， 是不是要征求大家的意見？如果一個同學(xué)偏左，另一個同學(xué)偏右，最后 大家折中一下取

7、一個大家都滿意的結(jié)論 .在實(shí)驗(yàn)中測量幾組數(shù)值的意義也在于此 .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” ，這是我們在物理實(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）.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，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、滑動變阻器的最大阻值和允許通過的最大電流等 .師很好，希望大家將這些內(nèi)容也體現(xiàn)在你的實(shí)驗(yàn)報告中 .其他同 學(xué)還有什么補(bǔ)充內(nèi)容嗎？生還要注意觀察電流表、電壓表的指針是否指在“ 0”刻線處， 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)接線柱，連接時不能接 反了.師老師還要提醒同學(xué)們注意一個問題：就是導(dǎo)線和開關(guān)，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，連接時要先將線頭扭在一起，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，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，滑動變阻器滑片應(yīng)該在什么位置上？生滑片應(yīng)該在滑動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)閉合開關(guān)時電路中的電流最小 .（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

10、只能從大往小變 .生電路中的電流就會先從最小慢慢隨著滑動變阻器的阻值變小 而逐漸變大 .生這樣就能避免因電路中電流過大而損壞電路 . 師從這個意義上講，滑動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)過的知識分析問題非常好，那么現(xiàn)在請大家 來關(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，

11、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 .師同學(xué)們還有什么問題嗎？如果沒有什么問題，就請同學(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 .請大家

12、合上開關(guān)，并迅速打開，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？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了，出了刻度線以外 .師大家一起來幫助他們分析原因 .為什么會出現(xiàn)這些現(xiàn)象 ?生指針反偏是因?yàn)殡姳淼恼⒇?fù)接線柱接反了 . 生電流表偏轉(zhuǎn)過激是因?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)過的歐姆定律來想辦法） 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， 電流也會減小 .教師熱情鼓勵同學(xué)們的精彩表現(xiàn) .師選擇有代表性的兩個小組介紹他們設(shè)計(jì)的操作步驟 . 第一組：合上開關(guān)，移動滑動變阻器的觸頭，使滑動變阻器阻值逐 漸減小，電路中電流逐漸增大，小燈泡兩端電壓逐漸增大 .測量兩組數(shù)， 最后將滑片移到小燈泡兩端電壓等于其額定電壓時的位置，讀出電流表 示數(shù).第二組：合上開關(guān)，移動滑動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)滑動變阻器滑片，使 小燈泡兩端電壓逐漸降低，測出燈泡兩端的電壓和對應(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，根據(jù)歐姆定律，流過小燈泡的電流就會比 正常發(fā)光時的電流值大，這時對小燈泡的使用壽命有很大的影響，嚴(yán)重 時會燒壞小燈泡 .因此從設(shè)備安全的角度考慮，測量時要使電壓逐次降 低，而不是升高 .師要調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片到小燈泡額定電壓值的位置，滑動變 阻的電阻是增大還是減??？生電燈兩端電壓是額定值時，是電燈電壓的最大值 .這時滑動變 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，滑動變阻器的阻值應(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， 所以滑動變阻器的阻值應(yīng)該變大 .師所以，同學(xué)們在改變滑動變阻器的阻值大小時，一定要首先 弄清楚滑動變阻器阻值變大時，滑片向哪個方向移動，變阻器阻值變小 時，滑片應(yīng)向哪個方向移動，才不至于在操作過程中出現(xiàn)錯誤 .另外電流 表、電壓表讀數(shù)時，要看清接的是哪兩個接線柱、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)填寫實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并對記 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 .師通過大

16、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，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)果說明了什么問題 ?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 關(guān).師補(bǔ)充一點(diǎn)，測量時間過長，燈亮得太久，燈泡的電阻會略有 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 . 題目：測量小燈泡的電阻 . 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.滑動變阻器：最大阻值 ，允許通過的最大電流 ；電源： V；開關(guān)、導(dǎo)線若干 .

17、實(shí)驗(yàn)步驟：1. 按電路圖連接實(shí)物電路 .連接電路時，開關(guān)應(yīng)斷開 .大致估計(jì)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(jì)，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(diào)至滑動變阻器阻值最大的 位置.3. 合上開關(guān)，并迅速打開開關(guān)（試觸） ，在開關(guān)合上的瞬間觀察 電流表、電壓表指針的變化，判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?。?.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. 合上開關(guān)，移動滑動變阻器的滑片 .改變被測小燈泡兩端的電壓， 測出通過

18、小燈泡的電流和小燈泡兩端的電壓，分別記下三組對應(yīng)的電流 和電壓的數(shù)值，將測量的電流和對應(yīng)的電壓值，填入數(shù)據(jù)表格對應(yīng)的空 格內(nèi).注意：在移動滑動變阻器的滑片測量時，應(yīng)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(yīng)的電流值，再使小燈泡兩端的 電壓逐次降低，測出對應(yīng)的電壓和電流值（弄清楚如何移動滑動變阻器 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，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，眼睛正對刻線，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：評估與交流：四、動手動腦學(xué)物理1. 錯誤 1：變阻器的接線柱接錯，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”兩個接線柱 .錯誤 2：電壓表“ +”“- ”接線柱接反，合上開關(guān)時，電壓表指針可 能“反打” .