九級(jí)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(jìn)一步掌握使用電壓表和電流表的方法.2.學(xué)會(huì)用伏安法測量電阻.3.加深對歐姆定律及其應(yīng)用的理解.1.通過實(shí)驗(yàn)測量出待測電阻的阻值.2.通過測量小燈泡電阻的實(shí)驗(yàn)加深對溫度影響電阻的理解.1.重視學(xué)生對物理規(guī)律客觀性、普遍性和科學(xué)性的認(rèn)識(shí).2.注意學(xué)生科學(xué)世界觀的形成.【重點(diǎn)】根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理設(shè)計(jì)電路圖,并能用滑動(dòng)變阻器來改變待測電阻兩端的電壓.【難點(diǎn)】引導(dǎo)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)規(guī)律,加深對電阻概念的認(rèn)識(shí).【教師準(zhǔn)備】定值電阻、電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器、多媒體課件等.【學(xué)生準(zhǔn)備】干電池組、開關(guān)、導(dǎo)線若干、小燈泡等.導(dǎo)入一:問題導(dǎo)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(xué)生根據(jù)已有知識(shí)、經(jīng)驗(yàn),提出解決辦法:1.可以根據(jù)生產(chǎn)廠家在燈泡上的標(biāo)記來計(jì)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(xué)們的辦法都很好!老師建議用我們所學(xué)的知識(shí)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(dǎo)入二:情境導(dǎo)入出示預(yù)先準(zhǔn)備好的幾種電阻:情景:實(shí)驗(yàn)室里有些定值電阻時(shí)間長了沒有標(biāo)簽了,你能幫老師重新給這些電阻貼好正確阻值的標(biāo)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(xué)習(xí)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(biāo)簽的定值電阻的阻值?需要哪些實(shí)驗(yàn)器材?學(xué)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(jì)算出電阻.實(shí)驗(yàn)器材:電源、開關(guān)、電阻、電流表、電壓表、導(dǎo)線等.問題2:測量長度的實(shí)驗(yàn)中我們是采用什么方法減小誤差的?測量電阻實(shí)驗(yàn)中我們應(yīng)怎樣減小誤差,需要哪種器材來達(dá)到此目的?學(xué)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(shí)驗(yàn)誤差的實(shí)驗(yàn)方法.與此類似,測量電阻時(shí)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(guān)系實(shí)驗(yàn)中我們用滑動(dòng)變阻器改變定值電阻兩端的電壓,所以測量電阻實(shí)驗(yàn)中實(shí)驗(yàn)器材還需要滑動(dòng)變阻器.問題3:你能設(shè)計(jì)出測量定值電阻的實(shí)驗(yàn)電路圖嗎?試試看.實(shí)驗(yàn)電路圖:教師指導(dǎo)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(dòng)變阻器與待測電阻串聯(lián).請?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表格.次數(shù)電壓U/V電流I/A電阻R/Ω123設(shè)計(jì)思路:實(shí)驗(yàn)測量數(shù)據(jù)有電流和電壓,根據(jù)歐姆定律計(jì)算出電阻,再多次測量求平均值.按照電路圖連接實(shí)物圖時(shí),向同學(xué)們展示連接過程及連接時(shí)注意事項(xiàng).將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄在表格中,實(shí)驗(yàn)結(jié)果與大家分享,為沒有標(biāo)簽的電阻貼好標(biāo)簽.注意事項(xiàng):連接過程中,開關(guān)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(fù)出”、滑動(dòng)變阻器的滑片是否處于阻值最大處.實(shí)驗(yàn)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(shí)物,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器到阻值最大端;2.閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片至適當(dāng)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(dòng)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(jì)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(shí)物時(shí)遵循一一對應(yīng)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(shí)驗(yàn)原理:R=U2.實(shí)驗(yàn)電路圖:學(xué)生設(shè)計(jì)電路圖,教師巡視輔導(dǎo).展示學(xué)生設(shè)計(jì)的電路圖,引導(dǎo)學(xué)生討論設(shè)計(jì)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(shí)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(jìn)行怎樣的改進(jìn)呢?生:在電路中串聯(lián)一個(gè)滑動(dòng)變阻器.師:對了,在電路中串聯(lián)一個(gè)滑動(dòng)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(dǎo)學(xué)生畫出實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)步驟:(1)根據(jù)電路圖把實(shí)驗(yàn)器材擺好.(2)按照電路圖連接電路.引導(dǎo)學(xué)生回答在連接電路中應(yīng)注意的事項(xiàng):①在連接電路時(shí),開關(guān)應(yīng)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(dòng)變阻器采用“一上一下”接法,閉合開關(guān)前,滑片應(yīng)位于阻值最大處.(3)檢查無誤后,閉合開關(guān),移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片(注意:移動(dòng)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(yīng)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(shí)驗(yàn)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(shí)的電阻.4.學(xué)生分組實(shí)驗(yàn),記錄數(shù)據(jù).教師巡視輔導(dǎo):(1)學(xué)生電路的連接正確與否.(2)三次實(shí)驗(yàn)在允許的范圍內(nèi)拉開三組數(shù)據(jù)的差距,便于分析結(jié)論.(3)注意實(shí)驗(yàn)器材不會(huì)因電流過大而損壞.5.分析與論證:展示學(xué)生的幾組實(shí)驗(yàn)表格,對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析.師:同學(xué)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(xué)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(gè)補(bǔ)充實(shí)驗(yàn).6.補(bǔ)充實(shí)驗(yàn):步驟:(1)如圖連接電路.(2)改變滑動(dòng)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(shí)驗(yàn)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(dǎo):我們在前面學(xué)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(xué)們思考燈絲的電阻和溫度有怎樣的關(guān)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(dǎo)體的電阻隨溫度升高而增大.這個(gè)實(shí)驗(yàn)再一次驗(yàn)證了這一點(diǎn),所以測量燈絲電阻時(shí)不能求平均值.7.評(píng)估與交流(1)同學(xué)們了解到得到結(jié)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(shí)驗(yàn)的分析與論證要注意技巧,學(xué)會(huì)分析現(xiàn)象發(fā)生的原因.(3)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的填寫要尊重實(shí)驗(yàn)事實(shí),不能隨意改動(dòng).【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(dǎo)致電路斷路、電壓表串聯(lián)在電路中等等.1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?伏安法測電阻2.實(shí)驗(yàn)原理:R=U3.實(shí)驗(yàn)器材:電源、開關(guān)、導(dǎo)線、待測電阻、電壓表、電流表、滑動(dòng)變阻器等.4.實(shí)驗(yàn)電路:5.實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)結(jié)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(jì),只考慮電壓表本身的電阻,那么 ()A.測量值等于電阻的實(shí)際值B.測量值小于電阻的實(shí)際值C.測量值大于電阻的實(shí)際值D.測量值加電壓表的電阻值等于電阻的實(shí)際值解析:測量電阻時(shí),應(yīng)該測量電阻兩端的實(shí)際電壓和通過電阻的實(shí)際電流.而電流表實(shí)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(zhǔn)確的,因此電阻的測量值小于實(shí)際值.故選B.2.小明同學(xué)練習(xí)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(jié)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(dāng)于斷路,電壓表測量電源電壓,電流表示數(shù)接近于零,A錯(cuò)誤;已知待測電阻的阻值約為2Ω,測量值應(yīng)該接近或等于2Ω,不可能為10Ω,與測量次數(shù)多少?zèng)]有關(guān)系,B錯(cuò)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(shí)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(shí)際電壓的5倍,得到的電流是實(shí)際電流的15,測量的電阻是實(shí)際電阻的25倍,D3.伏安法測電阻的原理是,實(shí)驗(yàn)中移動(dòng)滑動(dòng)變阻器到某一位置時(shí)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(xué)們在做用伏安法測電阻的實(shí)驗(yàn)中,看到每張實(shí)驗(yàn)桌上都有以下器材:實(shí)驗(yàn)器材:電源(電壓恒為V)、電流表、電壓表各一只,開關(guān)一個(gè),標(biāo)有“?Ω2A”的定值電阻一只,兩只滑動(dòng)變阻器(“10Ω2A”,“50Ω1(1)小麗連接好電路,閉合開關(guān)后,通過調(diào)節(jié)滑動(dòng)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(rèn)為同一個(gè)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(cuò)誤的可能原因是什么?.

(2)找出了原因后,小麗準(zhǔn)備重新連接電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn),但小華認(rèn)為不必要重新做實(shí)驗(yàn),請你幫他們劃去錯(cuò)誤的數(shù)據(jù),并將正確的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)填入表中.(3)他們在實(shí)驗(yàn)中選擇的滑動(dòng)變阻器的規(guī)格應(yīng)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(dòng)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(dòng)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(dòng)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(dòng)手動(dòng)腦學(xué)物理的1,2,3題【選做題】教材第81頁動(dòng)手動(dòng)腦學(xué)物理的4題二、課后作業(yè)【基礎(chǔ)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(yīng)該是()2.在用電流表、電壓表測電阻的實(shí)驗(yàn)中,下列注意事項(xiàng)中錯(cuò)誤的是 ()A.連接電路時(shí),先閉合開關(guān)B.連接電路時(shí),可以先從電源的負(fù)極開始C.在無法估計(jì)被測值大小時(shí),電流表、電壓表應(yīng)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(shí)驗(yàn)中,為了使測量結(jié)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(shí)驗(yàn)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(gè)量程,電壓表有0~3V和0~15V兩個(gè)量程,則電流表應(yīng)選擇量程【能力提升】5.如圖所示是小江同學(xué)為測量小燈泡電阻而連的電路,以下有關(guān)該實(shí)驗(yàn)的說法中,錯(cuò)誤的是 ()A.閉合開關(guān)前,應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片滑到最左端B.實(shí)驗(yàn)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(guān)后,向左移動(dòng)滑動(dòng)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(jìn)行檢測,電壓表的示數(shù)為3V,7.利用伏安法測電阻時(shí)常常用到如圖所示的兩種電路,某同學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)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(yīng)該采用圖(填“甲”或“乙”)所示的連接方法,利用該方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí),測量結(jié)果會(huì)偏(填“大”或“小”).

【拓展探究】8.小明在使用鉛筆時(shí)發(fā)現(xiàn),鉛筆芯有很多型號(hào).于是他想測量手邊2B鉛筆芯電阻的大小,為此他準(zhǔn)備了電壓表、電流表、電源、滑動(dòng)變阻器和開關(guān)各一個(gè),以及一些導(dǎo)線.請你寫出測量鉛筆芯電阻的主要實(shí)驗(yàn)步驟.【答案與解析】1.A[解析:伏安法測電阻,需要電源、滑動(dòng)變阻器、待測電阻、電流表、開關(guān)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(shí)要斷開開關(guān),A錯(cuò)誤;連接電路時(shí),可以先從電源的負(fù)極開始,B正確;在無法估計(jì)被測值大小時(shí),電流表、電壓表應(yīng)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(shí)驗(yàn)中,為了使測量結(jié)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(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻最小時(shí),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(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值最大,因此閉合開關(guān)前,滑片應(yīng)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(yīng)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(guān)后,向左移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片,滑動(dòng)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(cuò)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(yīng)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(dǎo)線總長度:L=150Ω0.017.甲小[解析:因?yàn)镽VR=20000Ω100Ω=200;RRA=100Ω10Ω=10,8.1.如圖所示,將鉛筆芯、電源、滑動(dòng)變阻器、電流表、開關(guān)用導(dǎo)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(guān),讀出此時(shí)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(dòng)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(jì)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(shè)計(jì)并連接好電路,然后再閉合開關(guān)進(jìn)行測量,通過改變滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻多次測量,最后計(jì)算鉛筆芯電阻的平均值.]1.實(shí)驗(yàn)電路圖要由學(xué)生得出,說出電路圖設(shè)計(jì)后,還要問為什么這樣設(shè)計(jì),這是很關(guān)鍵的,這樣有利于培養(yǎng)學(xué)生的分析能力,知其然,知其所以然.2.注意事項(xiàng)可以放在實(shí)驗(yàn)進(jìn)行中說明,或?qū)W生有問題時(shí)再指出,這樣比單獨(dú)占用一些時(shí)間要好一些.否則說了效果也不好,沒有幾個(gè)學(xué)生有耐心聽講.直到學(xué)生出錯(cuò)了,就知道注意事項(xiàng)的珍貴了,不會(huì)做實(shí)驗(yàn)了,就產(chǎn)生對老師的需要感.做實(shí)驗(yàn)時(shí)留給學(xué)生更多的動(dòng)手時(shí)間有利于培養(yǎng)他