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第4节 欧姆定律及其应用(第3课时)
【核心概念】
3.物质的运动与相互作用
【学习内容与要求】
3.2 电磁相互作用。
通过实验探究电流与电压、电阻的关系,理解欧姆定律。
【教学目标】
1.科学观念:知道伏安法测电阻的原理、仪器、电路以及数据处理。
2.科学思维:能够根据实验数据计算出电阻值,并能分析实验数据,了解误差产生的原因及减小误差的方法。
3.探究实践:通过设计实验、进行实验和分析实验数据,培养学生的科学探究能力;让学生经历运用欧姆定律解决实际问题的过程,体会科学知识在实际测量中的应用,提高学生运用科学知识解决实际问题的能力;通过实验操作,培养学生的动手能力和观察能力,使学生学会正确使用电压表、电流表和滑动变阻器等电学仪器,掌握实验操作技能
4.态度责任:激发学生对物理实验的兴趣,培养学生严谨的科学态度和实事求是的精神,让学生在实验中体验成功的喜悦,增强学习科学的自信心;通过小组合作实验,培养学生的团队合作精神和交流能力,让学生学会与他人合作,共同完成实验任务。
【教材分析】这是一节用伏安法测电阻的学生分组实验课:要求学生能设计实验电路图、连接实物图,并能处理数据,得出结论。在课堂中要加强学生协同合作的能力,让学生养成一种严谨、务实、求真的科学态度。
【教学过程】
教学环节 教学活动 设计意图
创设情境,明确问题 收音机上有一个电阻烧坏了,小明找来一个阻值相同的电阻来替换,可是他不知道是否合格,需要测量该电阻的阻值 到目前所学的电学知识为止,我们学了哪些电学科学量 哪些可以直接测量 哪些不能直接测量 引入课题
伏安法测电阻 探究实践 用电压表和电流表测导体的电阻 目标 练习用电压表和电流表测电阻。 器材 干电池 2 节,待测电阻 1 个,开关 1 个,电流表 1 个,电压表 1 个,滑动变阻器 1 个,导线若干。 原理 伏安法测电阻的原理是欧姆定律。 设计电路图 过程 1. 按图所示连接好电路。闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片 P 移到阻值最大的位置。 2. 闭合开关 S,读出电路中被测电阻两端的电压和通过电阻的电流,记录在表格中。 3. 改变滑动变阻器的阻值,再读数,记入表格中。如此再重复 1 次。 实验次数U(伏)I(安)R(欧)R 的平均值(欧)1 2 3
4. 表中共有 3 组读数,代入R=U/I,算出电阻值,最后求电阻 3 次测量值的平均值,作为待测电阻 R 的测定值。 讨论 1.滑动变阻器上标有“2A 20Ω”或“1A 10Ω”的字样,这表示什么意思? “2A 20Ω”表示允许通过的最大电流是2A,最大阻值为20Ω。 “1A 10Ω”表示允许通过的最大电流是1A,最大阻值为10Ω。 2.某同学求出三次测量的电压平均值和电流平均值,再运用欧姆定律,从电压平均值和电流平均值求出电阻平均值。你认为这种方法可行吗?为什么? 运用欧姆定律时,公式中的U和I是指同一导体、同一时刻的电压和电流。 3.在一次电阻测量实验中,电流表用 0~0.6 安量程,电压表用 0~3 伏量程,它们的指针如图所示,被测电阻的阻值是多大? 4.实验中滑动变阻器的作用有哪些? (1)保护电路; (2)改变电阻两端的电压大小和通过电流的大小; (3)便于多次测量取平均值减小误差。 5.实验时,有哪些注意事项? (1)在连接电路前要调节电流表、电压表到零刻度。 (2)连接电路时开关要断开,连接完电路要调节滑动变阻器到阻值最大端。 (3)连接好电路,用试触法选择电压表和电流表适当的量程。 6.实验时,出现了下列故障,请你能分析原因。 (1)电流表示数为0,电压表有示数:待测电阻断路; (2)电流表示数较大,电压表示数为0:待测电阻短路 (3)电流表示数为0,电压表示数为0:滑动变阻器断路 电路图的设计是不断完善的过程。 要求学生及时记录实验数据和实验中异常情况。 平均值小数点后的位数与测量值相同。多次测量,取平均值,为了减小误差。
板书设计
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第4节 欧姆定律及其应用
(第3课时)
浙教版 八年级上
创设情境
收音机上有一个电阻烧坏了,小明找来一个阻值相同的电阻来替换,可是他不知道是否合格,需要测量该电阻的阻值
到目前所学的电学知识为止,我们学了哪些电学科学量 哪些可以直接测量 哪些不能直接测量
电阻
电流
电压
电流表
电压表
用电压表和电流表测导体的电阻
探究实践
练习用电压表和电流表测电阻。
目标
干电池 2 节,待测电阻 1 个,开关 1 个,电流表 1 个,电压表 1 个,滑动变阻器 1 个,导线若干。
器材
用电压表和电流表测导体的电阻
电流I
电压U
电流表
电压表
用公式 求出电阻R
R
=
I
U
这种测电阻的方法叫伏安法。
原理
伏安法测电阻的原理是欧姆定律。
探究实践
请画出伏安法测电阻的电路图:
电阻过小时,电流过大,损坏电路;只能一次实验。
电阻R0串联可以保护电路;只能一次实验。
滑动变阻器可以保护电路,移动滑片可以改变电流,改变Rx两端电压;便于多次实验。
探究实践
过程
1. 按图所示连接好电路。闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片 P 移到阻值最大的位置。
2. 闭合开关 S,读出电路中被测电阻两端的电压和通过电阻的电流,记录在表格中。
3. 改变滑动变阻器的阻值,再读数,记入表格中。如此再重复 1 次。
实验次数 U(伏) I(安) R(欧) R 的平均值(欧)
1
2 3 探究实践
实验次数 U(伏) I(安) R(欧) R 的平均值(欧)
1
2 3 4. 表中共有 3 组读数,代入 ,算出电阻值,最后求电阻 3 次测量值的平均值,作为待测电阻 R 的测定值。
R
=
I
U
R =
R 1+R2+R3
3
多次测量,取平均值,为了减小误差。
平均值小数点后的位数与测量值相同。
探究实践
不可行。
讨论
2.某同学求出三次测量的电压平均值和电流平均值,再运用欧姆定律,从电压平均值和电流平均值求出电阻平均值。你认为这种方法可行吗?为什么?
1.滑动变阻器上标有“2A 20Ω”或“1A 10Ω”的字样,这表示什么意思?
“2A 20Ω”表示允许通过的最大电流是2A,最大阻值为20Ω。
“1A 10Ω”表示允许通过的最大电流是1A,最大阻值为10Ω。
运用欧姆定律时,公式中的U和I是指同一导体、同一时刻的电压和电流。
探究实践
3.在一次电阻测量实验中,电流表用 0~0.6 安量程,电压表用 0~3 伏量程,它们的指针如图所示,被测电阻的阻值是多大?
电流表读数I=0.3A,
电压表读数U=1.3V,
R
=
I
U
1.3V
0.3A
=
≈4.33Ω
探究实践
5.实验时,有哪些注意事项?
4.实验中滑动变阻器的作用有哪些?
(1)保护电路;
(2)改变电阻两端的电压大小和通过电流的大小;
(3)便于多次测量取平均值减小误差。
(3)连接好电路,用试触法选择电压表和电流表适当的量程。
(1)在连接电路前要调节电流表、电压表到零刻度。
(2)连接电路时开关要断开,连接完电路要调节滑动变阻器到阻值最大端。
探究实践
6.实验时,出现了下列故障,请你能分析原因。
(1)电流表示数为0,电压表有示数: ;
待测电阻断路
(2)电流表示数较大,电压表示数为0: ;
待测电阻短路
(3)电流表示数为0,电压表示数为0: 。
滑动变阻器断路
实验时,还遇到了哪些故障?与同学交流。
探究实践
拓展
用伏安法测小灯泡的电阻,与定值电阻比较,发现什么规律?
实验次数 发光亮度 U(伏) I(安) R(欧)
1 暗 1.5
2 较亮 2.0
3 很亮 2.5
灯丝电阻随温度升高而增大。
多次测量的目的是测量灯泡在不同工作状态时的电阻,不求平均值。
迁移应用
1.在“伏安法测电阻”的实验中,如果被测电阻大约为80 Ω,选用的电源电压为1.5 V,选用的电流表量程为0~0.6 A,对于电流表和电源电压的选择,下列说法中正确的是 ( )
A.电源选择错误,会烧坏电源
B.电流表量程不合适,电流表无示数
C.电源电压选择不当,电路中电流过小,电流表指针偏转角度太小,读数误差较大
D.电流表量程选择错误,读数误差较大
C
迁移应用
2.在“测量未知电阻R的阻值"实验中:
(1)请你用笔画线代替导线把图中的器材连接成实验电路。
(2)请把第2次测量时,图所示的电压表和电流表示数填入表中。
次数 1 2 3
电压/V 1.1 2.3
电流/A 0.22 0.46
(3)由表中所记录的实验数据,得出待测电阻R的阻值为 Ω。
1.6
0.32
5
板书设计
1.原理:欧姆定律。
I
R
U
=
伏安法测电阻:
2.电路图:
3.实验注意事项
(1)连接电路时,开关必须断开,滑动变阻器的滑片移到阻值最大处。
(2)为了减小误差,应多次测量取平均值。
(3)测量时,不要超过电流表、电压表的量程。
第4节 欧姆定律及其应用(第3课时)
谢谢
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第4节 欧姆定律及其应用(第3课时)
核心概念聚焦
1.如图是四位同学设计的用伏安法测电阻R的电阻值的电路图,其中正确的( )
A. B. C. D.
2.关于伏安法测电阻,下列说法正确的是( )
A.为了操作方便,滑动变阻器的滑片应置于中间位置
B.为了防止电表被烧坏,电流表和电压表都应选用大量程
C.连接电路时,必须从电源的正极开始,按顺序连线
D.连接电路时,开关应处于断开状态
3.某同学要用伏安法测定一只未知电阻的阻值,现有器材:电池组(6V)、电流表、电压表、
待测电阻、开关各一只及导线若干。
(1)为使测量结果更准确,还需一只 ,用于改变待测电阻两端的 。读
实验次数 电压U/V 电流I/A
1 4.0 0.42
2 4.5 0.46
3 5.5 0.52
取几组电压值和电流值。
(2)在虚线框中画出实验电路图。
(3)实验中记录的部分数据如下表:
根据表格中数据可知:实验中电压表选用
了 量程;待测电阻的阻值为 Ω。
4.在如图所示的伏安法测电阻实验中,闭合开关S,小明发现电流表有示数,但示数较小,
小灯泡不亮.接下来应进行的操作是( )
A.更换一个同样规格的小灯泡
B.更换电压表所使用的量程
C.检查电路中是否存在断路故障
D.减小变阻器接入电路的阻值
核心素养提升
5.某同学在只有电流表或电压表的情况下想测量未知电阻Rx的阻值,其中电源电压未知,定值电阻和滑动变阻器的最大阻值均已知,下列电路中,可以测出Rx阻值的是( )
6.用“伏安法测电阻”的实验中,小雪和晓彤分别选用定值电阻和小灯泡为测量对象,在处
理实验数据时,分别画出了U-I的图象,如图甲、乙所示。对于图象的分析,以下说法
错误的是( )
A.由甲图可知,定值电阻的阻值为1Ω
B.由甲图可知,电阻不随其两端的电压和导体中的电流而改变
C.为了减小误差,应该用多次测量求平均值的方法,计算小
灯泡的电阻
D.由乙图及实验现象可知:小灯泡的电阻随灯丝温度的增加
而增大
7.某小组同学在进行“伏安法”测电阳实验时,连接了如图甲所示的电路,闭合开关,移动滑动杏阳器滑片,多次测量并记录实验数据。小组后学将第一次实验测得的数据绘制成图乙中的a、b、c所示,发现电压表未调零。将电压表调零后,重做实验,第二次测量数据如图乙中的A、B、C所示。
甲 乙 丙
(1)图丙是该小组在一次测量中的电流表指针位置,其示数为 安。
(2)分析图乙中的第二次测量数据,待测电阻的阻值是 欧。(结果保留一位小数)
(3)小组同学讨论发现,利用第一次的测量数据,能求出第一次实验中电压表接入电路前
指针所指的刻度值,也能求出被测电阻的阻值。分析图乙,写出第一次实验电压表接
入电路前指针所指的刻度值,并说明理由。 。
创新素养应用
8.为了用伏安法测定盐水的电阻,小忠同学选取一段塑料管,将其充满某种浓度的盐水,两
端用金属塞(焊有接线柱)堵住管口,接在如图甲所示的部分电路中。
(1)实验的原理是 (用公式表示)。
(2)图甲中还有两处导线未画出,请在图中补画完整.已知电源电压为6V;要求滑动变
阻器的滑片P向右移动时接入电路的电阻变大。
(3)某次测量时电压表的示数为5.0V,电流表的示数如图乙所示,其读数为 A,
则测得盐水的电阻为 Ω。
(4)如果倒掉一些盐水再进行测量,可以探究电阻的大小与导体的________是否有关。
参考答案
核心概念聚焦
1.C 2.D 3.(1)滑动变阻器 电压(2)0~15V 9.96 4.D
核心素养提升
5.D 6.C
7.(1)0.3 (2)4.9 (3) 0.4V,延长a、b、c三点的连线与纵轴交于0.4V
创新素养应用
8.(1) I=U/R
(2)
(3)0.50(或0.5) 10 (4)长度
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