电阻的测量
★教学目标★
1.知识与技能
(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。
2.过程和方法
(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。
3.情感、态度与价值观
(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。
★重点难点★
重点:利用电流表、电压表测小灯泡的电阻。
难点:自行设计科学的、完整的实验操作方案。
★教学过程★
一、新课引入
教师:导体对电流有一定的阻碍作用,叫电阻。
灯泡内的灯丝对电流有阻碍作用吗?
学生:有,因为灯丝是钨丝,是金属导体,当然有一定的电阻。
教师:怎样才能知道灯丝电阻的大小呢?
学生交流讨论,打开探究之门。
二、新课讲解
(一)测量小灯泡的电阻
教师:如何知道灯丝电阻的大小呢?
学生:由欧姆定律I=U/R可以推出R=U/I,用电压表、电流表测出正在工作的灯丝的电压、电流,即可用R=U/I算出其阻值。
教师:很好,这种利用电流表和电压表间接测量电阻的方法,叫做“伏安法”测电阻。
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。
学生:只要能测出电灯两端的电压和通过电灯中的电流就可以算出电阻的值。
用电流表、电压表就行,不用变阻器也可以。
教师:另一部分同学,你们为什么要将电路接入变阻器呢?
学生:变阻器能改变电路中的电流。
教师: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用呢?
学生:灯丝电阻有可能受其他因素的影响,建议多测几组。
教师:部分同学认为一组数据不足以说明问题,建议多测几组,可见同学们考虑得很全面,那怎样才能达到多测几组的实验目的呢?
学生:(1)更换电池组的个数,改变灯泡两端的电压。
(2)加入滑动变阻器改变电路中电阻,进而改变通过灯丝的电流及其电压。
教师:请同学们讨论哪一种方案较方便,并再设计电路。
结论讨论意见,完善实验电路:
讨论滑动变阻器在电路中的作用。
学生:(1)多次测量取平均值更准确。
(2)将滑动变阻器调到最大可以保护电路。
(3)可以调节电路中的电流为整数值便于计算。
难点突破:
教师:同学思考,小灯泡的电阻有无可能受其他因素的影响,其阻值会不会是一个定值?(启发学生考虑实验过程中可能改变的物理量。
)
教师:在实验中,灯泡的电压和电流是会发生变化的,我们可以用电压表、电流表来监
测。
那么,除此之外还有什么因素会变?
学生:联系以往做过的实验,我们知道灯泡的亮度会随电压变化而改变。
教师:很好,那么在实验中我们还应关注灯泡的亮度,把它也作为我们的研究对象。
教师:确定了实验方案,请同学们设计实验数据表格。
预计设计表格为:
(培养学生设计表格的能力,明确实验的目的和重点研究对象,掌握科学的实验方法)学生实验探究:
强调:
1.滑动变阻器应调到最大值。
2.小灯泡的额定电压是2.5V。
3.注意电流表、电压表的正确使用方法。
4.爱护实验器材。
学生分组实验,记录数据,教师巡视辅导。
教师关注细节:
1.学生电路的连接正确与否。
2.三次实验尽量在允许的范围内拉开三组数据的差距,便于分析结论。
3.注意实验器材不因电流过大而损坏。
分析并论证实验
1.展示学生的几组实验表格,对实验数据进行分析。
2.相互交流分析实验表格。
教师:同学们发现什么问题?
学生:灯泡的电阻不是定值,是变化的。
教师:是什么原因使灯丝的电阻发生变化的呢?
学生:(1)是电压变化了。
(2)是电流变化了。
(3)是灯泡亮度变化了。
教师:同学们众说纷纭,到底是什么原因造成灯丝电阻变化的呢?是电压与电流吗?我们做一个补充实验。
(二)测量定值电阻的阻值
难点突破:(展示电路图)
目的:用电压表、电流表测定电阻的阻值。
器材:电源(V)电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、定值电阻(10Ω)。
步骤:
1.如图连接电路。
2.改变滑动变阻器阻值,读电压表、电流表。
3.根据R=U/I算出R。
表明:R是定值,不随电压、电流的变化而变化。
教师:通过论证,表明灯丝的电阻发生改变的原因不在于电压与电流,那是什么原因造成的呢?
学生:是灯泡的亮度。
教师:对了,我们常说“一份光一份热”,灯泡发光是由于灯丝不断产生和聚集热量而引起的,聚集的热量越多,其温度越高,达到一定程度,便会热得发光。
教师:这说明,灯泡的亮度只是一种现象,它表明什么因素影响了灯丝的电阻呢?
学生:是温度。
教师:对了,一般来说,金属导体的电阻随温度升高而增大。
三、课堂小结
让学生归纳这节课学到的知识。
四、课堂例题
1.一个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0~0.6A ,电压表的量程应选0~15V 。
2.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
两道例题,让学生快速思考回答,老师做适当点评。
★布置作业★
课后习题。
★板书设计★
提出问题:如何知道小灯泡的电阻?
猜想:(学生自由发挥)
设计实验:
实验表格(学生板书)
分析论证:影响灯丝电阻大小的因素可能是:
1.电压;2.电流;3.电灯亮度。
结论:一般来说,金属的电阻随温度的升高而增大。
评估交流:(学生交流所感所想)
★教学反思★
本节课教师注重改变了以前只看结果的单一评价体系,在探究过程当中不断鼓励学生的创新思维、积极发现学生的闪光点,并及时予以肯定。
实验结束后,培养学生有主动进行自我评价的意识,勇于提出自己的见解和发现新问题,善于主动与他人交流,听取他人意见,及时发现和改正自己的不足。