人教版物理九(上) 第17章 欧姆定律 第3节 电阻的测量（导学案）

第3节 电阻的测量
课题 电阻的测量 课型 新授课
教学目标 知识目标 1.具有初步的实验操作技能，会使用电流表和电压表测电阻.2.会记录实验数据，知道简单的数据处理方法，会写简单的实验报告，会用科学术语、简单图表等描述实验结果.3.通过使用滑动变阻器，进一步理解滑动变阻器在电路中的作用，巩固滑动变阻器的正确使用方法.
能力目标 1.通过测量小灯泡的电阻，了解欧姆定律的应用.2.让学生根据实验课题选择仪器、设计实验、制定实验操作方案等，培养学生的实验能力.
素养目标 1.通过学生自己的设计、操作、分析、总结，培养学生实事求是的科学态度和周密、严谨的科学思维方法，养成良好的学习习惯.2.在共同完成的操作及实验过程中，培养同学之间相互协作的团队精神.
教学重点 利用电流表、电压表测量小灯泡的电阻 教具准备 干电池组（带盒）或学生电源、电压表、电流表、带灯座的小灯泡（或定值电阻）、开关、滑动变阻器、导线若干、多媒体课件等
教学难点 自行设计科学、完整的实验操作方案 教学课时 1.5课时
课前预习 1.准备实验（1）实验原理：根据欧姆定律的变形公式R= （2）实验器材：电源、小灯泡（或定值电阻）、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线.（3）实验电路图：（如右图）
2.进行实验（1）连线：根据电路图连接电路，此时开关应断开，滑动变阻器调到阻值最大的位置，使电路中电流最小.（2）调压：接通电源后，通过调节滑动变阻器滑片使电压达到小灯泡正常工作电压，然后再逐渐降低电压.（3）分析：比较多组电压与电流的比值，得出结论.
巩固复习 教师引导学生复习上一节内容，并讲解布置的作业（教师可针对性地挑选部分难题讲解），加强学生对知识的巩固.
新课导入 师 同学们上节课学习了欧姆定律，并已能用欧姆定律的公式做一些简单的计算.对于变形公式，不能单纯从数学的角度理解，不存在R与U成正比，R与I成反比的关系，但是可以作为电阻的计算式，由一段导体两端的电压和通过导体的电流来计算这段导体的电阻.
进行新课 用“伏安法”测电阻（1）提出问题：师 如果我们想知道某种灯泡的电阻是多大，该怎么办呢？（2）设计方案：师 我们只要能测出灯泡两端的电压和通过它的电流，利用欧姆定律的公式变形可得出灯泡的电阻值，下面请同学们思考下列问题：a.如何能测出灯泡两端的电压值？（已知灯泡的额定电压为2.5V）b.如何能测出通过灯泡的电流值？c.欲使灯泡连接在电路中，应该再加一些什么器材？d.要多测几次，观察灯泡在不同电压下的阻值是否相等，应怎样改变其电压值？接入什么器材好？生：器材的选取：如果灯泡的额定电压是2.5V，则电源用两节干电池就可以；电压表使用0~3V量程即可，电流表使用0~0.6A量程即可，滑动变阻器应该挑选最大电流超过0.5A的规格.教师总结实验注意事项：①注意观察电流表、电压表的指针是否指在“0”刻度线处，如果不在，还要注意先调零；②在连接电路的过程中开关要始终处于断开状态；③如果使用的导线芯是多股细铜线，连接时要将其顺时针缠绕在接线柱上，这样拧接线柱时会越旋越紧.④合上开关前，滑片应该在滑动变阻器阻值最大的位置上，以防止电路中电流突然过大.⑤读数时，眼睛正对刻度线，确保读数正确.师 下面请大家根据刚才我们设计的思路，对照自己桌前的器材选择你所需的实验仪器，并设计实验报告.（3）进行实验:教师引导学生分组完成实验，并将实验数据填入表格内.
备课笔记
进行新课 （4）分析与论证：学生根据公式计算出每次实验中灯泡的电阻值，并进行比较.（5）评估与交流：师 你能从这些数值中看出还有什么规律吗？生：灯泡的电阻随电压的增大而增大，因为灯泡的电压越大，灯泡越亮，灯丝温度越高，其电阻值就越大.即灯丝的电阻随温度的变化而变化.教师总结：误差分析——电表对测量结果的影响：由于电压表和电流表本身都有一定的电阻，会使测出的灯泡电阻值与真实值间存在差异，电流表和电压表连入电路的方式有两种.①外接法：如图甲所示，在外接法中，电压表的示数表示待测电阻R两端的电压UR、电流表的示数表示通过电阻R和电压表的总电流，即I=IR+IV，待测电阻值应为，而测出来的电阻值，由于I＞IR，所以R测＜R真，即测得的电阻值比真实值偏小.②内接法：如图乙所示，在内接法中，电流表的示数表示通过R中的电流IR，电压表的示数表示电阻R两端电压UR与电流表两端电压UA之和，即U=UR+UA.根据，待测电阻值应为，而测量的电阻值，因为U＞UR，使R测＞R真，即测量值比真实值偏大.如果待测电阻R的阻值很大，根据串联电路的特点，通过电阻R和电流表中的电流相等，由欧姆定律知UR=IRR远大于UA=IRRA，即U近似等于UR，使R测≈R真. 【课堂延展】用其他方法测量电阻在上一个实验中，用的是两块电表，电压表用来测电压，电流表用来测电流，那么，单独使用一种电表，如何测出灯泡的电阻呢？学生分组讨论，再由代表阐述本组创新的方案.
教师总结：测电阻的其他方法（用多媒体展示）（1）安阻法测电阻：电路图：如图甲.实验步骤：先闭合S1，断开S2，测出通过R0的电流I0；再断开S1，闭合S2，测出通过Rx的电流Ix.计算电阻的表达式：
备课笔记
课外拓展：
当待测电阻很小时，采用外接法可减小测量误差.当待测电阻很大时，采用内接法.
初中阶段一般忽略电流表和电压表带来的误差影响，也就是对外接法和内接法不作区分.
进行新课 甲 乙（2）伏阻法测电阻：电路图：如图乙.实验步骤：闭合开关S1和S2，记下电压表示数U1；断开开关S2，闭合开关S1，记下电压表示数U2.计算电阻的表达式：（3）双伏法测电阻：电路图：如图丙.实验步骤：将电压表V1并联接在Rx两端，测出电阻Rx两端的电压U1，将电压表V2并联接在R0两端，测出电阻R0两端的电压U2.计算电阻的表达式： 丙 丁（4）双安法测电阻：电路图：如图丁.实验步骤：将电流表A1接在电阻Rx所在支路，测出通过Rx的电流Ix；将电流表A2接在电阻R0所在支路，测出通过R0的电流I0.戊计算电阻的表达式：（5）等效替代法测电阻：电路图：如图戊. 实验步骤：将开关S接在a点，读出电流表的示数为I，将开关S接在b点，调节电阻箱，使电流表的示数仍为I，读出电阻箱的示数R.计算电阻的表达式：Rx=R 戊
备课笔记
知识拓展：
实验器材及选择
在物理实验中选择实验器材，不但要考虑需要哪些实验器材，还要考虑实验器材的规格和性能.如：电源电压、仪表量程、滑动变阻器的最大阻值和允许通过的最大电流.
(1)滑动变阻器：滑动变阻器的最大阻值应略大于或接近待测电阻的阻值，允许通过的最大电流要大于电路中的最大电流.
(2)电流表的量程：电流表的最大测量值要大于电路中的最大电流，为了减小测量误差，在不超过的情况下，尽量选用小量程.
(3)在不能估测电流、电压值时，先用大量程试触，由指针的偏转程度确定是否在小量程范围内，能用小量程的尽量改接小量程，这样读数更准确.
教学板书
课堂小结 这节课我们学习了电阻的测量方法，掌握了测小灯泡电阻的实验电路、器材的选取，知道了灯丝的电阻随温度的变化而变化，更熟悉了一些仪器的操作方法，加深了对仪器使用的理解.
教材习题解答 想想议议(P80)如果想多测几组电流和电压的数值，应该怎样做？解：在伏安法测电阻的实验中，常利用滑动变阻器来改变待测电阻两端的电压和通过待测电阻的电流，达到多测几组电压和电流数值的目的.想想做做(P81)将上述实验中的定值电阻换成小灯泡，用同样的方法测定小灯泡的电阻.多测几组数据，根据实验数据分别计算出小灯泡的电阻，比较计算出的几个数值，看看每次算出的电阻的大小相同吗？有什么变化规律吗？如果出现的情况和测量定值电阻时不同，你如何解释？与同学交流一下.解：根据实验计算出的小灯泡的电阻的大小不相同（差别较大），小灯泡两端的电压逐渐升高时，小灯泡逐渐变亮，灯丝的温度升高，电阻变大；小灯泡灯丝电阻大小与温度关系较大，灯丝的电阻随温度的降低而减小，随温度的升高而增大.动手动脑学物理(P81~82)1.一个小灯泡上标着“2.2V0.25A”，表明这个小灯泡工作时的电阻是8.8Ω.如图是一位同学为检验小灯泡的标称电阻是否准确而连接的实验线路.他的连接有三个错误.请你指出这三个错误分别错在哪里.应该怎样改成正确的连接？ 解：电流表正负接线柱接反；电流表应该选择0.6A的量程；滑动变阻器同时选用了两上端接线柱.正确电路连接如右图所示.2.已知流过一只电阻为242Ω的灯泡的电流是0.91A.如果在灯泡两端再并联一个电阻为165Ω的电烙铁，并联电路的总电流变为多大？解：先利用242Ω和0.91A求出灯泡两端的电压，由U=IR=0.91A×242Ω≈220V，再并联一个电烙铁，其电流，电路的总电流I总=I+I′=0.91A+1.33A=2.24A.
备课笔记
教材习题解答 3.如图是用伏安法测量某未知电阻的电路图.（1）根据电路图将如图所示的实物图连接起来；（2）读出如图所示电流表和电压表的示数；（3）算出被测电阻本次的测量值. 解：（1）实物图连接如上；（2）电流表读数为0.4A，电压表读数为2.4V；（3）.4.在测量标有电压为2.5V的某小灯泡电阻的实验中，第一次测量时的电压等于2.5V，小灯泡正常发光，以后调节滑动变阻器，让电压逐次下调，使灯丝温度不断降低，灯泡变暗直至完全不发光，测量的数据如下表所示.1)请你根据表中电压和电流的数据计算每次的电阻，填在表格中；（2）对比不同电压下小灯泡的电阻值，你有什么发现？把你的发现写成一句具有概括性的结论.解：（1）8.1 7.1 6.2 4.7 3.1 2 （2）灯丝的电阻随温度降低而减小.
难题解答 【例】如图所示，是某同学设计的测电阻的实验电路.闭合开关，观察到电流表、电压表的指针均稍有偏转，产生这一现象的原因可能是( )A.滑动变阻器短路B.滑动变阻器连入电路中的阻值较大C.定值电阻断路D.定值电阻的阻值较大解析：由实物图可知，两个电表选用的量程都是小量程，它们的示数都很小，说明电路中的电流很小，阻值很大，定值电阻两端的电压很小，则B选项正确；如果滑动变阻器短路，则定值电阻两端的电压很大，故A选项错误；如果定值电阻断路，电压表的示数会很大，故C选项错误；如果定值电阻的阻值很大，则电压表的示数同样会很大，故D选项错误.答案：B
易错提醒：
当定值电阻断路时，电压表被串联在电路中，因为电压表的电阻很大导致电路中电流很小，电流表可能会有微小偏转，但此时电压表相当于测的是电源电压，示数会比较大.
布置作业：教师引导学生课后完成本课时对应练习，并预习下一课时内容.
教学反思 1.“伏安法”测电阻是个典型的电学实验，所用仪器较多，操作比较复杂，对学生能力的要求比较高，所以该实验有一定的难度，应引起高度重视.2.实验电路图要由学生自己设计得出，待画出电路图后，还要问为什么这样设计，这是很关键的，有的学生看书上这样画，他就这样画，而说不出为什么.3.注意事项可以放在实验进行中说明，或学生有问题时再指出，这样比单独占用一些时间要好一些，因为学生出错了，就知道去查错，从而加深对注意事项的认识、理解和记忆.4.对个别同学的错误数据不要一味地加以否定，而要注意引导，看是因为读数引起的还是计算引起的，帮助他们查找到问题的根源，有的电路连接有问题，也可能出现不合理的实验数据.所以我们老师还是要想得更远一些才好.5.三次实验尽量在允许的范围内拉开三组实验数据的差距，便于分析实验结论.6.本节在做测量小灯泡的电阻实验时，多测几次的目的不是为了求平均值来减小误差，而是要学生从多次计算出来的结果中能看出其中的规律.而且灯泡的电阻，受灯丝温度的影响，求平均值是没有意义的.
教学过程中老师的疑问：
教师点评和总结
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