2024-2025学年沪教版初中物理九年级（上）教案 第十五章第三节“伏安法”测电阻

第三节“伏安法”测电阻设计说明本节主要内容是：用电压表和电流表测量定值电阻和小灯泡的电阻。教学时按照“提出问题、解决问题”的思路编排。根据欧姆定律，很容易想到伏安法测电阻的原理，并能画出电路图，所以教材没有再引导学生讨论这个问题，而是直接介绍了“伏安法”；教学中要引导学生自己选择实验器材，引导学生将伏安法测电阻的实验方案进一步细化，如讨论滑动变阻器的作用、设计实验数据记录表格等，学生通过实验收集数据，最后分析论证得出有关结论。在测量小灯泡的电阻的过程中，要注意不要损坏小灯泡，并会分析伏安法测电阻和测量小灯泡电阻的区别。教学目标【知识与技能】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。【过程与方法】根据欧姆定律设计实验，测算小灯泡的电阻，通过分析实验数据，发现灯丝的电阻随温度变化的特点。【情感、态度和价值观】通过应用所学规律分析、解决实际问题，感受科学知识与社会生活的联系。重点难点教学重点用伏安法测量小灯泡工作时的电阻。教学难点伏安法测量电阻时根据电路图进行实物接线，并能排除接线过程中出现的故障。教学方法实验探究、观察、讨论和分析相结合的教学方法。教具、学具多媒体课件、电源、开关、导线、滑动变阻器、灯泡、定值电阻、电流表和电压表等。教学过程导入新课【教师提问】现在这儿有一个小灯泡，谁能想办法测出它的阻值来？【交流总结】只要测出它两端的电压和通过它的电流，利用变形式R=【教师提问】那么怎样测量电压和电流呢？【交流总结】用电压表测出灯泡两端的电压，用电流表测出通过灯泡的电流。【教师点拨】教师结合学生的回答小结：用电压表测出待测电阻两端的电压，用电流表测出通过电阻的电流，再用欧姆定律的变形式就能计算出待测电阻的电阻，这种方法叫伏安法测电阻。指出这是欧姆定律的一种应用，由此引入新课。讲授新课一、用“伏安法”测电阻实验目的：用电压表、电流表间接测电阻。实验原理：R实验器材：电源、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线若干、待测电阻。实验电路图：实验实物图：实验要求：1.写出你的实验步骤及实验数据记录表格；2.按电路图连接电路，并进行测量；3.将测量的数据记录在自己设计的记录表中；4.根据测得的数据，利用欧姆定律算出电阻值；5.多测几组数据，看看测得的电阻值是否一样。实验步骤：1.调节电流表、电压表的指针到零刻度；按电路图连接实物。调节滑动变阻器的滑片到阻值最大端。2.闭合开关，调节滑动变阻器的滑片至适当位置，分别读出电流表的示数I、电压表的示数3.根据公式R=U4.调节滑动变阻器的滑片改变待测电阻中的电流及两端的电压，再测几组数据，并计算R实验表格：测量次数电压电流电阻电阻的平均值123实验注意事项：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，闭合开关前滑动变阻器的滑片应调到最大阻值。3.连接好电路，在检查电路连接无误后要用开关试触，在确定电路完好后再闭合开关S。4.电压表和电流表要注意选择合适的量程。5.多次实验的目的：多次测量求平均值减小误差。【想想做做】1.将定值电阻换成一个小灯泡，请同学们测量一下小灯泡的电阻。2.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？3.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。二、测量小灯泡工作时的电阻【教师点拨】要想测出用电器正常工作时的电阻，应把该用电器串联接入电路中，再用电流表和电压表分别测出通过用电器的电流和加在用电器两端的电压，最后利用公式R【总结】实验所需器材：小灯泡、电源、开关、导线若干、滑动变阻器、电流表、电压表。测小灯泡工作时电阻的电路图如图所示。1.引导学生设计实验数据记录表格【教师点拨】为了能利用电流表和电压表测出小灯泡的电阻，需要记录电流表和电压表的示数，应设计怎样的记录表格呢？【总结】数据记录表格实验序号电压电流电阻灯泡亮度1不亮2灯丝暗红3微弱发光4正常发光【教师提问】在用电流表和电压表测量小灯泡的电阻时，应注意哪些问题呢？【实验注意事项】实验时，每次读数后开关要及时断开。因为导体电阻的大小除由导体本身因素决定外，还与温度有关。当电流通过导体时，导体因发热而电阻变大，长时间通电时，前后测得的电阻值偏差较大。所以，每次读数后应及时断开开关，这样测得的电阻值较为准确。2.实验步骤：引导学生讨论说出实验过程，然后指导学生按照实验步骤进行实验：(1)根据实验要求画出电路图。(2)根据电路图连接实物电路。(3)将滑动变阻器移到阻值最大位置，检查电路无误后，闭合开关，进行实验。(4)改变小灯泡两端电压，测出它在不亮、灯丝暗红、微弱发光和正常发光情况下对应的电压值和电流值，根据每组数据，由公式R3.根据实验过程可提出下列问题供学生思考后回答，教师订正。(1)小灯泡由不亮逐渐变为正常发光，灯泡灯丝的温度是否在变化？用手摸一摸，感受灯泡的温度变化。(2)小灯泡灯丝的电阻跟灯丝的温度高低有什么关系？(3)有同学将记录表中四次测量的电阻平均值作为小灯泡的电阻，这样做正确吗？为什么？待学生实验完毕，可让同学们交流讨论测量结果，分析数据，得出以上问题的答案，教师可指定某几个实验小组的代表说出自己的测量和分析结果，并对每位代表的答案进行评价。【交流总结】(1)小灯泡由不亮逐渐变为正常发光，灯丝温度逐渐升高，手摸灯泡明显感到越来越热。(2)小灯泡灯丝电阻与温度有关，温度越高电阻越大。(3)将记录表中四次测量的电阻的平均值作为小灯泡的电阻，这样做不正确，因为小灯泡灯丝的电阻随温度的变化而变化。课堂小结一、用“伏安法”测电阻实验注意事项：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，闭合开关前滑动变阻器的滑片应调到最大阻值。3.连接好电路，在检查电路连接无误后要用开关试触，在确定电路完好后再闭合开关S。4.电压表和电流表要注意选择合适的量程。5.多次实验的目的：多次测量求平均值减小误差。二、测量小灯泡工作时的电阻1.实验原理：R2.实验电路图3.小灯泡灯丝的电阻随温度的变化而变化。当堂达标1.在“测量小灯泡的电阻”的实验中，某同学在连接电路时，不小心将电流表和电压表接错了位置，如图所示。闭合开关可能出现的现象是()A.电流表烧坏，电压表示数为0B.小灯泡烧坏C.电流表示数为0，电压表示数为电源电压D.电流表示数为0，电压表示数为0答案：C2.某同学利用如图所示的电路做“伏安法测电阻”的实验，已知电源电压恒为6V，滑动变阻器标有“20序号12345U/V1.02.03.04.05.0I/A0.100.210.300.400.49①序号“1”的实验数据不是本实验中测得的②序号“4”的实验中，滑动变阻器与待测电阻的阻值之比为③序号“2”和“5”的实验数据表明待测电阻Rx④仅用该同学的实验器材就能探究电流与电阻的关系A.①②B.③④C.①②④D.①③④答案：A3.小英按图甲所示的电路图连接实验电路，测量电阻R的阻值。闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片P后，观察到电压表和电流表的示数分别如图乙、丙所示，则电流表的示数为_______A，电阻R的阻值为______Ω甲乙丙答案：0.454.小东同学做“测量小灯泡电阻”的实验：（1）请完成如图实验电路的连接；（2）小东正确连接电路后闭合开关，调节滑动变阻器使电压表的示数为图甲所示，此时电流表的示数如图乙所示，小灯泡的电阻是______Ω。甲乙答案：（1）如图所示。（2）55.小东同学做测量灯泡电阻实验，连接电路后闭合开关，发现灯不亮，电流表无示数，电压表示数为电源电压。则故障原因可能有几种？请写出三种灯泡不亮的原因。答案：（1）电压表串联在电路中了；（2）小灯泡开路；（3）连接小灯泡两端的导线或接线柱开路。6.如图是用伏安法测量某未知电阻的电路图。（1）根据电路