测量小灯泡的电阻教学设计
●教学目标
一、知识目标
1．能够应用欧姆定律学习一种测量电阻的方法．
2．进一步掌握电压表、电流表的使用方法及规则．
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．?
二、能力目标
1．通过教师与学生的双边活动，进一步培养学生的观察能力，以及对信息的综合分析能力．
2．通过学生根据实验课题选择仪器、设计实验、制订实验操作方案等，培养学生的实验能力．
三、德育目标
1．通过学生自己的设计、操作、结论的分析，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、电压表测小灯泡的电阻．
●教学难点
自行设计科学的、完整的实验操作方案．
●教学方法
实验法、探究法、讨论法．
●教具准备
(学生可2人或4人一组)干电池组(带盒)或学生电源、电压表、电流表、小灯泡(带座)、开关、滑动变阻器、导线若干、投影仪．?
●课时安排
1 课时
●教学过程
一、复习引入新课
［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，现在请同学们看这样的题目．
投影题目：
用电压表测出一段导体两端的电压是7.2 V，用电流表测出通过这段导体的电流为0.4 A，这段导体的电阻是多少？
同学们练习，两个同学板演．
(此题目是上节课欧姆定律公式的巩固应用，并且有同类型的例题．教师对学生的演算可以不做过多的讲评，直接关注其变形公式)
［师］欧姆定律I＝可变形为R＝，可不可以说导体的电阻R与导体两端电压成正比，而与通过导体的电流成反比？也就是说，加在导体两端的电压越高，导体的电阻R就会越大；通过导体的电流越大，导体的电阻就会越小？
(学生通过对“电阻”一节的学习及课后探究已有所理解)
［生］电阻是导体本身的性质，是由导体本身的因素决定的，和导体两端是否有电压，电压多高，以及导体中是否有电流，电流的大小都没有关系．
［师］肯定同学的回答．强调：对于变形公式R＝，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R＝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．?
二、进行新课
［师］同学们面前的小灯泡是我们在实验室中做实验时常用到的，你们还知道在哪儿还用它呢？
［生］手电筒用的就是这种，还有有的玩具上也用这种灯泡．
［师］如果我们想知道这种灯泡的电阻是多大，怎么办？
［生］可以利用欧姆定律的变形公式R＝算出来．
［想想议议］
［师］要利用变形公式R＝求电阻，需要知道U、I值，怎么能知道灯泡两端的电压和电流呢？
［生］用电压表测电压值，用电流表测出电流的值．
［师］很好，请大家画出测量小灯泡的电压和电流的电路图，然后互相交流．看自己的想法有没有和别的同学不一样．
请一位同学将自己设计的电路图画在黑板上．教师巡视，这时可能会发现，不论同学们灯泡、电表摆放的位置如何，大致会出现两种情况，一种只画出电流表、电压表、灯泡，另一种较完整，接进了滑动变阻器．
［投影这两种电路，学生观察比较］
［生］只要能测出电灯两端的电压和通过电灯中的电流就可以由R＝算出电阻的值．用电流表、电压表就行，不用变阻器也可以．
［师］另一部分同学，你们为什么要将电路接入变阻器呢？
［生］变阻器能改变电路中的电流．
［师］像前一部分同学讲的，用电流表和电压表测出小灯泡中的电流和灯两端的电压就可以计算灯泡电阻．为什么还要改变电路中的电流，改变电路中的电流有什么作用呢？
引导学生分析：前一个电路只能测一个电流值和电压值，而后一个电路中，利用滑动变阻器通过改变接入电路中电阻的大小改变电路中的电流．由于灯泡的电阻一般不变，这样根据欧姆定律变形式U＝IR，电流改变时，灯泡两端的电压也会改变．因此，就可以测出几组不同的电流值和对应的电压值．
［生］小灯泡的电阻值是不变的，测出一次计算就可以了．为什么非要测几组不同的值，这样做有什么意义呢？
(引导学生分析)
［师］几个要好的同学共同去做一件事情或者做一个决定的时候，是不是要征求大家的意见？如果一个同学偏左，另一个同学偏右，最后大家折中一下取一个大家都满意的结论．
在实验中测量几组数值的意义也在于此．多测几组不同的电流和相应电压的数据，就可以得到多个电阻的测量值，从而可以通过取平均值的方法，去掉测量过程中可能出现的偶然误差，提高物理量的测量精确度．“多次测量求平均值”，这是我们在物理实验中经常要用到的方法．因此电路中连入变阻器是十分必要的．
［师］大家说，变阻器的作用是什么？
［生］改变电路中的电流，从而改变灯泡两端的电压(以进行多次测量)．
［师］现在同学们可以根据自己的设想，选择实验器材，看老师给你准备的器材够不够，然后自己连接电路，设计好实验步骤及实验数据表格．
(学生边做边讨论．教师巡回指导．)
［师］将仪器接入电路前或选择器材时，应了解器材的什么情况内容？
［生］要了解器材的规格，如电源的电压、电压表电流表的量程、最小刻度值、滑动变阻器的最大阻值和允许通过的最大电流等．
［师］很好，希望大家将这些内容也体现在你的实验报告中．其他同学还有什么补充内容吗？
［生］还要注意观察电流表、电压表的指针是否指在“0”刻线处，如果不在，还要注意先调零．
［生］还要看一下小灯泡的额定电压值是多少．
［生］还要注意看清电流表、电压表的正负接线柱，连接时不能接反了．
…
［师］老师还要提醒同学们注意一个问题：就是导线和开关，在连接电路的过程中开关要始终处于断开状态．使用的导线如果导线芯是多股细铜线，连接时要先将线头扭在一起，捋光了再接(教师要做示范，并提醒同学注意安全，不要扎了手)．
组内的同学可以分工协作，有人连接电路，有人设计实验步骤，有人起草实验记录表格．
(学生活动，教师巡视)
指导同学们完成各自独立的任务后，组内同学可以互相交流、检查，集中大家的智慧，改进实验电路连接，完善实验步骤．
［师］合上开关前，滑动变阻器滑片应该在什么位置上？
［生］滑片应该在滑动变阻器阻值最大的位置上．
［师］为什么呢？这样做有什么意义或者是有什么必要吗？
［生］(学生经过思考后回答)变阻器滑片先在阻值最大的位置上，当闭合开关时电路中的电流最小．
(教师引导，学生分析．)
［生］变阻器的电阻是可以改变的，如果滑片先处在最大的位置，那么它改变电阻时只能从大往小变．
［生］电路中的电流就会先从最小慢慢随着滑动变阻器的阻值变小而逐渐变大．
［生］这样就能避免因电路中电流过大而损坏电路．
［师］从这个意义上讲，滑动变阻器在电路中有什么作用呢？
［生］可以限制电路中的电流，起到保护电路的作用．
［师］同学们能根据学过的知识分析问题非常好，那么现在请大家来关注小灯泡．小灯泡上标明的额定电压值是多少？从灯泡的额定电压值你能想到什么问题？
［生］(学生读出小灯泡的额定电压值)额定电压是指小灯泡正常工作的电压，加在灯泡两端的电压应该不超过灯泡的额定电压，这样才不会损坏小灯泡．
［师］电压表测量的是小灯泡两端电压．小灯泡两端电压的最大值已能根据灯泡的额定电压确定，电压表在量程选择上同学们有没有什么考虑？
［生］(学生讨论后回答)电压表能测量的最大值稍微大于小灯泡的额定电压就可以了．
［师］(肯定同学们的回答)根据灯泡的额定电压值，同学们对电源电压的选择有没有什么考虑呢？
［生］(学生讨论后回答)电源的电压值应该大于小灯泡的额定电压值．不然的话，灯泡上的电压就可能达不到额定电压．
［师］同学们还有什么问题吗？如果没有什么问题，就请同学们按照我们刚才的讨论，调整你的电源电压及电压表的量程，将滑动变阻器的滑片放在变阻器阻值最大的位置上．注意变阻器阻值最大的位置不是唯一确定的，要根据你连接的接线柱的情况来定．大家再仔细检查，调整，确保位置正确．
请大家合上开关，并迅速打开，在合上开关的瞬间，一人观察电流表，一人观察电压表，看有什么情况？
［生］我们组电压表指针偏反了，指到了“0”的外侧(左端)．
［生］我们组电流表指针偏得过了，出了刻度线以外．
…
［师］大家一起来帮助他们分析原因．为什么会出现这些现象?
［生］指针反偏是因为电表的正、负接线柱接反了．
［生］电流表偏转过激是因为电流表的量程太小了，要改接大量程．
［师］如果改接大量程还偏转过激怎么办？
［生］学生议论然后作答．先检查一下他们电路中的滑动变阻器滑片在不在最大位置，如果滑片在最大位置上，那就换一块量程更大的电流表．
［师］如果没有量程更大的电流表，只能想其他的办法，怎么做？
(同学们热烈讨论．教师提醒同学们用学过的欧姆定律来想办法)
［生］是不是可以适当减小电源的电压．因为电阻一定的情况下，电压变小，电流也会变小．这样就可以不用换更大量程的电流表了．
［生］也可以用增大电阻的方法．因为电压一定的情况下，电阻增大，电流也会减小．
教师热情鼓励同学们的精彩表现．
［师］选择有代表性的两个小组介绍他们设计的操作步骤．
第一组：合上开关，移动滑动变阻器的触头，使滑动变阻器阻值逐渐减小，电路中电流逐渐增大，小灯泡两端电压逐渐增大．测量两组数，最后将滑片移到小灯泡两端电压等于其额定电压时的位置，读出电流表示数．
第二组：合上开关，移动滑动变阻器滑片到小灯泡两端电压等于其额定电压值的位置，读出电流表的示数．然后再调节滑动变阻器滑片，使小灯泡两端电压逐渐降低，测出灯泡两端的电压和对应的电流值，并记录数据．
［师］同学们分析一下，两种步骤哪种更合适一些？
教师引导学生分析，灯泡两端的额定电压是保证小灯泡正常发光的电压值．当高于额定电压值时，根据欧姆定律，流过小灯泡的电流就会比正常发光时的电流值大，这时对小灯泡的使用寿命有很大的影响，严重时会烧坏小灯泡．因此从设备安全的角度考虑，测量时要使电压逐次降低，而不是升高．
［师］要调节滑动变阻器滑片到小灯泡额定电压值的位置，滑动变阻的电阻是增大还是减小？
［生］电灯两端电压是额定值时，是电灯电压的最大值．这时滑动变阻器的阻值应从大变小，这样才能使电路中电流增大，从而使电灯两端电压增大到其额定值．
［师］使小灯泡两端电压从额定值减小时，滑动变阻器的阻值应变大还是变小呢？
［生］小灯泡两端电压变小，根据欧姆定律应使电路中电流变小，所以滑动变阻器的阻值应该变大．
［师］所以，同学们在改变滑动变阻器的阻值大小时，一定要首先弄清楚滑动变阻器阻值变大时，滑片向哪个方向移动，变阻器阻值变小时，滑片应向哪个方向移动，才不至于在操作过程中出现错误．另外电流表、电压表读数时，要看清接的是哪两个接线柱、多大的量程、该量程下的最小刻度值是多大．同学们按步骤操作，如实填写实验数据，并对记录的数据进行分析计算．求出小灯泡的电阻，并相互交流．
［师］通过大家的测量、计算，你有什么发现吗？
［生］小灯泡两端的电压值不同时，电路中的电流也不同，但由计算出的电阻值基本不变，最后一次测出的数据，计算结果稍微大一点．
［师］这样的结果说明了什么问题?
［生］电阻是导体本身的性质，和导体中电流及导体两端的电压无关．
［师］补充一点，测量时间过长，灯亮得太久，灯泡的电阻会略有增大．
同学们整理仪器，养成良好的习惯．?
三、小结
师生共同小结本节内容并板书．
题目：测量小灯泡的电阻．
实验原理：根据欧姆定律I＝，推出R＝，计算灯泡电阻R．
实验电路：
实验器材：小灯泡：额定电压______ V．
滑动变阻器：最大阻值______，允许通过的最大电流______；电源：______ V；开关、导线若干．
实验步骤：
1．按电路图连接实物电路．连接电路时，开关应断开．大致估计电流表、电压表测量的最大电流值和最大电压值，选择合适的量程接入，如不能估计，则要选择量程较大的接线柱接入．
2．检查电路无误后，将滑动变阻器滑片调至滑动变阻器阻值最大的位置．
3．合上开关，并迅速打开开关(试触)，在开关合上的瞬间观察电流表、电压表指针的变化，判断电表连接是否正确(有无接反)，电流表、电压表量程连接是否合适(量程大，还是小)．
4．根据试触的情况，调整电流表、电压表接入电路的量程，确保电压表、电流表连接正确．
5．合上开关，移动滑动变阻器的滑片．改变被测小灯泡两端的电压，测出通过小灯泡的电流和小灯泡两端的电压，分别记下三组对应的电流和电压的数值，将测量的电流和对应的电压值，填入数据表格对应的空格内．
注意：在移动滑动变阻器的滑片测量时，应先将滑片移在小灯泡额定电压值的位置上，先测出额定电压对应的电流值，再使小灯泡两端的电压逐次降低，测出对应的电压和电流值(弄清楚如何移动滑动变阻器滑片可以使其电阻值增大或减小)．在读取电流表、电压表数值时，要先弄清楚电流表、电压表接入电路的量程以及该量程下每一大格、每一小格代表的数值．读数时，眼睛正对刻线，确保读数正确．
6．根据欧姆定律I＝的变形公式R＝算出小灯泡的电阻并求出其平均值．作为所测小灯泡的阻值．
数据表格及记录：
实验次数
电压U(V)
电流I(A)
电阻R(?)
1
?
?
?
2
?
?
?
3
?
?
?
分析与论证：
评估与交流：??
测量小灯泡的电阻题型
1．如图是伏安法测电阻的电路图.当开关闭合时，电流表和电压表的示数如下图中指针所指，由此可知电路中R两端的电压U= 伏，电流强度I= 安.所以电阻R= 欧。如果开关S打开，则电流强度安，电压伏，电阻欧。
2．如图所示是某同学设计的伏安法测电阻的实验电路，图中①是 表，②是 表，为使①表的读数增加，变阻器的滑片P应向 移动；为使②表读数减小，变阻器的滑片P应向 移动。
3．伏安法测电阻时，使用的电源电压是15伏，电压表有0~3伏和0~15伏两个量程，电流表有0.6安和3安两个量程，估计待测电阻的阻值约为10欧.则电压表应选择量程 ，电流表应选择量程 。
4．在用电压表和电流表测出导体电阻的实验中。
（1）此实验的原理是：
（2）在虚线框内画出实验电路图，并把图的实物对应连接起来.（滑动变阻器接线柱A必须使用）
（3）实验中应测量物理量是 和 ，分别用 和 测量.
（4）连接电路时，开关应 ，闭合开关前滑动变阻器滑片应置于 端（填“左”或“右”），滑动变阻器的作用是： 。
（5）某次实验，电流表和电压表的示数如图所示，该次实验测得的电阻为 欧。
（6）如果要使电流表的示数变为0.4安，滑动变阻器滑片应向实物图中 端移动（填“左”、“右”），此时电压表示数为 伏。
（7）若实验中所用器材良好，但某同学在实验中发现电流表的指针几乎不动，而电压表的示数却有明显偏转（示数较大），则电路中发生故障的原因是 。
5．给你一个电流表、一个电池组，一个开关、一个已知阻值的电阻，导线若干，如何测出未知电阻。（1）画出你设计的电路图 ；（2）简要说明测量步骤 ；
（3）写出的表达式 。
6、要测一个标有“3.8V”字样小灯泡的电阻，除电源、导线、开关：
(1)你选择的仪器还有______________.
(2)在虚线框内画出实验电路图
(3)若连接好电路闭合开关后，发现灯泡很亮，但随即又熄灭了，造成这种现象的原因可能是_______________.
7、 南京市某中学初三年级课外兴趣小组的同学．按照图6—67甲所示的实物连接图做“测定小灯泡的电阻”实验(小灯泡标有“2.5V”字样)，在实验过程中得到了如下表所示的一组U和I的数据：
(1)根据实物图，在方框内画出对应的电路图．
(2)灯泡正常发光时，电流表的示数如图6—67乙所示，请将读数填入表格中的空格处，此时小灯泡的电阻是_______Ω(小数点后保留一位数字)．
(3)分析比较表格中的数据可以看出，在灯丝中电流逐渐增大的过程中，灯丝的电阻________(选填“变大”、“变小”或“不变”)，进一步分析表明________________.
8、 某同学利用如图6—69甲所示的电路测定电阻的阻值，所用滑动变阻器上标有“20Ω 2A”字样，电源电压不变．该同学实验步骤正确，闭合开关S，观察到电流表的示数为0.14A．当他把滑动变阻器的滑片移到中点位置(即滑动变阻器接入电路的电阻为10Ω)时，电压表、电流表的示数分别为2.5V、0.20A．接着他又移动滑片到某点A，这时电压表、电流表的示数分别如图6—69乙(a)、(b)所示．
(1)通过分析可知A点在滑动变阻器中点的_______侧(选填“左”或“右”)．
(2)请在下表中将该同学尚未记录的数据填写完整，并计算出电阻值．(计算电阻时，精确到0.1Ω)
9、 现有两个电流表、一个电源、一个已知阻值为的电阻、—个开关和—些导线，要用以上器材测—未知阻值的电阻，要求开关接在干路上．
(1)在下面虚线框内分别画出两种不同方法的电路图．
(2)如果实验中电流表、的读数分别为、，请在横线上写对应的电阻的表达式．
10．有一个小灯泡标有4.2V字样，要测定它正常发光时的电阻(约为3Ω)．已知电源电压为6V．回答：(1)请在虚线框内画出电路图．
(2)用笔画线，按电路图完成图6—73中甲图的器材连接．
(3)闭合开关，手移动滑动变阻器滑片的同时，眼睛看_________表．
(4)使电压表示数为_______V时,电流表示数如图中乙图所示,其示数为_______A,算出小灯泡正常发光时的电阻R____Ω.
11．如图6—74所示是伏安法测小灯泡电阻的实物图．
(1)要使滑动变阻器的滑片P右移时电流表示数变大，请在图6—74中将滑动变阻器正确接入电路；
(2)若电压表、电流表示数如图6—75所示，则小灯泡的电阻为________Ω;
(3)若伏安法测小灯泡电阻的实验方案与操作过程均正确，两表的示数如图6—76所示，你认为这个实验可以改进的地方是______，你这样做的理由是__________________．
14．用6—80是—位同学为测量小灯泡的电阻而连的电路．
(1)检查其错误，并画线改正．
(2)用改正后的电路测量小灯泡的电阻得到如下表格中的数据：仔细观察该组数据，可以得出初步结论：____________．
8．用伏安法测小灯泡L的电阻，电路连接如图6—81甲所示．
(1)为使滑动变阻器接入电路的电阻值最大，开关S闭合前，应将滑片P移至________端(填“A”或“B”)．
(2)开关S闭合后，移动滑片P，当电压表的示数方2.4V时，电流表的示数如图6—81乙所示，通过小灯泡的电流是_______A，小灯泡L的电阻是______Ω.
(3)小明和小红在做实验时分别遇到以下问题，请你帮助分析出现问题的原因．小明连接的实验电路正确，但灯不亮，电压表示数接近电源电压，而电流表无示数，原因是____________.小红连接的实验电路有误，闭合开关后，灯泡发光，电流表、电压表均有示数，但无论怎样移动滑片，两表的示数都不变，错误可能是_______________．
课件20张PPT。三 测量小灯泡的电阻伏安法测小灯泡的电阻复习引入：
我们是否可以从上节课欧姆定律I=U/R的变形公式R=U/I中得出这样一个结论：导体的电阻与它两端的电压成正比，与通过它的电流成反比？ 到目前所学过的电学知识为止，我们学了哪些
物理量？电流电压电阻怎么测量？有办法测量吗？电流表电压表测量电阻的方法1、使用万用表2、根据欧姆定律的变形公式R=U／I，使用电流表和电压表间接测量,我们把这种方法叫做伏安法☆实验原理：欧姆定律R=U／I☆ 怎样测量小灯泡的电阻二：实验室提供的器材：（选用） 一：探究实验的目的：☆设计实验电路图： 想一想滑动变阻器的作用是什么？2、改变电路中电流和待测电阻两端电压的大小1、保护电路 ☆做实验时应及时记录实验步骤及实验数据。 三 实验注意事项：☆ 例：在连接实验电路时，开关必须处于断开状态。☆ 滑动变阻器采用“一上一下”接法，同时在闭合开关前，滑动变阻器要移到最大阻值处，保护电路。☆ 注意电压表、电流表的正负接线柱不可以接反，在不超出量程的情况下尽量使用小量程进行测量。☆检查电路连接无误后再闭合开关！闭合开关的瞬间应立即观察电流表、电压表的示数，如有异常，立即断开开关，保护电路的安全。 实验步骤：（1）按电路图连接实验电路，开关断开，P移到最大电阻值的位置；（2）检查无误后闭合开关，三次改变滑动变阻器阻值，分别读出两表示数，填入表格一；实验结束后要立即断开开关.（3）根据记录的数据算出三次电阻R， 表格一 实验表格：★分析数据不理想的原因是？可能是什么原因造成的？☆ 电流表、电压表的量程选择错误，导致实验误差增大。☆电流值、电压值读数时发生错误。☆电流表、电压表没有调零，或者电流表、电压表本身有可能已经损坏，导致精确度下降。☆利用公式R=U/I计算电阻时发生计算错误。从实验中可以看出:灯丝的电阻是__________灯丝（金属导体）的电阻跟温度有关，温度越高，电阻越大变化的小灯泡的伏安特性表不是一条直线，而是一条曲线。练习：１.用 和 测电阻的方法叫 法，其原理是 。需要用 测出电阻两端的 ，用 测出通过导体的 。利用公式 ，求出导体的电阻。电压表电流表电压表电流表电压电流伏安练习2、如图：是某同学设计测电阻的电路，图中①是 表， ②是 表。为使①表的读数减小，滑片P应向 移动。为使②表的读数增加P应向 移动。电流表电压表右左练习3、一个20Ω的电阻，接在4节干电池串联的电源上，要测这个电阻中的电流和两端电压，则电流表量程应选 ，电压表的量程应选 。0~0.6A0~15V4、如图：闭合两个开关，看到的现象是 ；
点燃两酒精灯，在加热过程中发现
。电流表甲无示数；电流表乙有示数5、在做“测小灯泡电阻”的实验中，当开关闭合后，若电压表有示数，电流表示数为零，移动滑动变阻器滑时，电压表示数基本没变化，其原因可能是（ ）A、滑动变阻器接触不良B、开关接触不良C、小灯泡两端短路D、灯泡的钨丝断了Ｄ★典型电路故障分析：闭合开关S后，不论怎样调节滑动变阻器，电流表都无示数，而电压表有示数且几乎等于电源电压。通过今天这节课你们真正体现了团队的合作精神和高素质的探究能力，今天我们不仅学习了怎样测量小灯泡的电阻，还学习了进行探究实验的基本步骤，体验了测电阻的过程。同时我们学会了通过对实验过程的分析来获取更多的知识，通过对结论的讨论，发现新的问题。希望同学们以后能够继续这样探究下去。最后感谢同学们今天的积极参与和配合!★本课小结：★作业布置：
☆每个小组完成探究实验记录表
☆完成创新训练第三节练习再见了！
