2020年秋北师大版九年级物理第十二章第2节　根据欧姆定律测量导体的电阻 同步导学案无答案

第2节　根据欧姆定律测量导体的电阻
重点：1.应用欧姆定律的知识，设计实验用电流表和电压表测量定值电阻的阻值。2.理解电阻是导体本身的固有属性，与导体两端的电压及通过导体的电流无关。
难点：1.实验电路的设计、连接，电流表、电压表量程的选择，滑动变阻器的使用，实验数据表格的设计。2.小灯泡灯丝(钨丝)的电阻随温度变化的特性。
教师准备：电流表、电压表、滑动变阻器、电池组、定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω)、导线、多媒体课件等。
学生准备：复习欧姆定律的内容，预习本节内容。
教学过程
欧姆定律的表达式为I＝，回顾我们学过的速度公式v＝，当时我们对此公式进行过变形推导，对于欧姆定律的公式你又可以推导出什么公式？对，很轻松地就可以推导出另外两个公式：R＝和U＝IR，那么你们想知道它们又分别有什么用吗？
知识点一　伏安法测电阻
【教材助学】
1．测量电阻的原理是________。要想测量未知电阻的阻值，需要用电压表测量该电阻两端的________，用电流表测量通过该电阻的________。为了减小误差，我们可以采用________的方法。该实验中滑动变阻器起着________和________的作用。
2．画出该实验的实验电路图。
【合作解疑】
任务一　根据欧姆定律测量导体的电阻
1．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：用电压表测出一段导体两端的电压是5V，用电流表测出通过这段导体的电流为0.2
A，这段导体的电阻是多少？
学生练习，让两个同学板演。
通过刚才的计算想想，如果我们想知道电阻的阻值有多大，怎么办？
学生回答：找到导体两端的电压和通过导体的电流。
如何知道一个电阻两端的电压和通过的电流呢？
学生回答：可以用________和________分别测出电压和电流。
小结：我们找到了一种测量电阻的方法，我们把这种方法叫作“伏安法”测电阻。
2．用伏安法测定值电阻的阻值。
如果要测量某个未知电阻的阻值，需要测量哪些物理量？分别用什么测？
学生回答：用电压表测电阻两端的电压，用电流表测通过电阻的电流。
根据什么公式算出这个电阻的阻值？
学生回答：欧姆定律的变形公式R＝。
R＝就是这个实验的实验原理，下面请大家画出实验电路图。
学生画图：
请观察电路图，这样的电路图存在着什么问题？
学生思考后尝试回答：只能做一次实验，不便于通过求平均值达到减小误差的目的。
提问：如何才能多做几次实验，得到多组数据？请设计出完善的电路图，并根据电路图写出所要的器材和实验步骤。
学生回答：串联一个滑动变阻器，通过________来改变待测电阻两端的电压和通过其中的电流，从而得到多组数据求平均值减小误差。
修正后的电路图：
总结：
1．实验原理：__________________________。
2．实验器材：__________________________。
3．实验步骤(学生自己设计，小组讨论并发言，教师总结)：
(1)根据电路图把实验器材摆好。
(2)按电路图连接电路。
引导学生回答在连接电路中应注意的事项：①在连接电路时，开关应断开；②注意电压表和电流表量程的选择，接线柱要接对；③滑动变阻器采用“一上一下”接法，闭合开关前，滑片应位于阻值最大处，移动滑片时，移动速度要慢。
(3)检查无误后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，分别测出对应的电压值和电流值，并做好记录。
实验次数
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
1
2
3
　　(4)实验完毕整理器材。
提问：为什么最后可以对不同电压和电流的状态下计算出的电阻求平均值，并且用这个平均值表示待测电阻的阻值？
学生思考后尝试回答：电阻是导体本身的固有属性，与导体两端的电压及通过导体的电流无关，所以同一个电阻处于不同的电压和对应的电流的状态下，电阻的大小基本不变。
任务二　测小灯泡的电阻
你想不想知道小灯泡的灯丝电阻有多大呢？
学生设计实验电路：
小灯泡正常发光时的电压是2.5
V，为了保护小灯泡，我们今天通过滑动变阻器使灯泡两端的电压从较小值逐渐增大到2.5
V，那么我们用电压表的哪个量程？
学生回答：0～3V。
小灯泡的电阻约为几欧到十几欧，以10Ω计算，估计电路中的电流大约是多少？我们应该如何选择电流表的量程？
学生回答：I＝≈＝0.25A，所以电流表应选择0～0.6A的量程。
学生设计实验步骤并进行探究实验：用电流表和电压表测量小灯泡的灯丝电阻。
学生设计记录数据的表格：
次数
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
1
2
3
　　学生发现问题：在不同电压和电流的情况下，小灯泡的灯丝电阻并不相同。
为什么改变小灯泡两端的电压后小灯泡的灯丝电阻会改变呢？
学生回答：因为小灯泡的电阻随着温度的升高而________。
教师总结：灯丝电阻与温度有关，白炽灯正常发光时的电阻大约是其不工作时电阻的10倍。
【教师点拨】
实验原理：根据欧姆定律的变形公式R＝，用电压表和电流表分别测出待测电阻两端的电压和通过其中的电流，就可以求出这段导体的电阻，这种方法叫作“伏安法”。
【拓展延伸】
滑动变阻器在本实验中的作用：(1)保护电路；(2)改变导体两端的电压，使其成倍数增加；(3)多次测量求平均值。
【当堂检测】
1．小明同学练习用伏安法测电阻，他所测电阻的阻值约为2Ω。电压表的量程为3V，电流表的量程为3
A。测量结束后，他得到的结论是待测电阻的阻值为10Ω，则他在测量中所出现的错误可能是(　　)
A．电压表和电流表的位置接反了
B．他没有多次测量取平均值，致使误差过大
C．电压表按0～15V量程读数，电流表按0～3A量程读数
D．电压表按0～15V量程读数，电流表按0～0.6A量程读数
2．在用电流表、电压表测电阻的实验中，下列注意事项中错误的是(　　)
A．连接电路之前，先闭合开关
B连接电路时，可以先从电源的负极开始
C.在无法估计被测值大小时，电流表、电压表应选用较大的量程
D．能将电压表直接接在电源的两极上
3．在“用伏安法测电阻”的实验中，为了使测量结果的误差较小，一般可采取的措施有________________、______________。
4．如图所示的是用伏安法测电阻时电流表和电压表的示数。图中电流表的示数是________A。这时待测电阻的阻值是________Ω。