2018初中物理(暑假衔接)电阻的测量教案

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2018初中物理(暑假衔接)电阻的测量教案

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文 章
来源莲山
课件 w ww.5 y kj.Co m

电阻的测量
教学目标】
1、应用欧姆定律,学习测量电阻的方法。
2、会同时使用电压表和电流表。
教学重点】
1、了解灯丝电阻的特性。
2、通过测量小灯泡电阻,了解欧姆定律的应用。
【教学难点】
1、通过实验电路的设计、连接以及测量过程培养学习兴趣。
【进门得分】
1.一个定值电阻两端的电压为3V时,通过它的电流为0.5A,如果它两端电压为5V,____不能__(填“能”或“不能”)用量程为0.6A的电流表来测量通过该电阻的电流。
2.某段电阻两端的电压为12V,通过的电流强度是0.9A,欲使通过的电流强度为0.3A,则在其两端应加的电压为___4____V。
3.电压保持不变,当接电阻为6Ω电阻时,电路中的电流为0.2A。如改接阻值为12Ω电阻时,电路中的电流为___0.1___A。
4.导体中的电流跟导体两端的电压成   正比 ,跟导体的电阻成   反比  。
5.装有4节干电池的手电筒,小灯泡灯丝电阻是10欧姆,手电筒工作时通过灯丝的电流强度时  0.6 A。
6.在导体两端加3V的电压时,通过这个导体的电流是200mA,导体的电阻是  15   。如果在这个导体两端加9V的电压,导体的电阻是   15    ,通过这个导体的电流是  0.6  A。
【教学内容】
要点一、伏安法测电阻
1.实验原理: R=U/I。
2.实验器材:电源、开关、电流表、电压表、滑动变阻器、待测定电阻和导线若干。
3.实验电路图:

4.实验步骤:
(1)按图连好电路,注意连接时开关要断开,开关闭合之前要把滑动变阻器调到阻值最大处;  
(2)检查无误后,闭合开关,调节滑动变阻器滑片 P的位置,改变电阻两端电压分别为U1、U2、U3观察电流表每次对应的数值,I1、I2、I3 分别填入设计的记录表格;
次数 电压U/V 电流I/A 电阻R/Ω 
1        
2        
3        
(3)根据每次记录的电压和电流值,求它的对应的电阻值,再求出它们的平均值 ;
(4)整理器材。
要点诠释:
(1)本实验中,滑动变阻器的作用:改变被测电阻两端的电压(分压),同时又保护电路(限流)。
(2)测量结果偏小是因为:有部分电流通过电压表,电流表的示数大于实际通过Rx电流。根据Rx=U/I电阻偏小。
(3)如图是两电阻的伏安曲线,则R1>R2。
 
要点二、测量小灯泡的电阻
1.实验过程:
(1)实验原理:R=U/I。
(2)实验器材:电源、开关、电流表、电压表、滑动变阻器、待测灯泡(2.5V)、导线若干。
(3)实验电路图:
                                 
(4)实验步骤:
   ①根据电路图连接实物电路;
  ②将滑动变阻器的滑片P调到阻值最大处,检查电路,试触无误后,闭合开关;
  ③调节滑动变阻器的滑片P,使阻值变小,观察电压表示数,使示数为小灯泡的标定电压值(2.5V)再读出电流表示数,观察灯泡亮度,记录表格;
   ④调节滑动变阻器滑片P,使阻值变大,使用电压表示数为某一值(1V),观察电流表示数,灯泡的亮度,并记录入表格;
  ⑤调节滑动变阻器滑片P,使阻值继续变大,使电压表示数为某一值(0.5V),观察电流表,灯泡的亮度记录入表格;
  ⑥计算电阻值,填入表中;
次数 电压U/V 电流I/A 灯泡亮度 电阻R/Ω
1 2.5      
2 1      
3 0.5      
⑦分析表格,总结规律。
2.数据分析 总结规律:
通过实验记录,对数据分析,发现灯泡的电阻不是定值,是变化的且变化较大,是什么原因使灯泡的电阻发生变化的呢?是导体两端电压变化了,是通过灯泡电流变化还是亮度变化引起电阻的变化?
分析:影响电阻大小的因素。
  1.导体本身的条件:①材料;②长度;③横截面积;2.温度。
导体两端电压,通过导体电流与电阻大小无关,并不影响导体电阻的大小。
要点诠释:
(1)连接电路时,开关要处于断开状态。
(2)闭合开关前,滑动变阻器的阻值应调到最大。
(3)电压表、电流表的正负接线柱接法要正确,量程选择要合适。
(4)实验表明灯泡电阻随温度的升高而增大。
(5)故障分析:
  在电源、电压表、电流表、开关、导线完好的情况下:
故障现象 可能原因
灯泡不发光 电压表有示数
电流表有示数  滑动变阻器阻值太大
 电压表有示数
电流表无示数  灯泡灯丝断了
 电压表无示数
电流表有示数  灯泡短路
电压表断路
灯泡发光 电流表无示数
电压表有示数  电流表短路
 电流表有示数
电压表无示数  电压表断路
【过手练习】
类型一、测量小灯泡的电阻
1. 如图所示,小岩利用“伏安法”测量未知电阻Rx的阻值,进行了如下实验:
(1) 小岩选择了满足实验要求的实验器材,连接的实验电路如图所示,要求滑动变阻器的滑片P向左滑动电流表的读数变大,请你添加一条导线将实验电路补充完整;
(2) 电路连接正确后,闭合开关S,滑动变阻器滑片P滑动到某一位置时,电压表的示数如图乙所示,电流表的示数如图丙所示,则电压表的示数为__2.4___V,电流表的示数为___0.48__A,电阻Rx的阻值为___5__Ω。
举一反三:
【变式】小新同学在“用伏安法测小灯泡的电阻”的实验中,记录数据如下表所示。由表中数据可知,灯泡的电阻和灯泡两端电压的关系是__灯泡两端电压越大,灯泡电阻越大                 ___,得出此结论的原因是   灯丝温度改变          。
实验次数 1 2 3
电压U/V 2.0 4.0 6.0
电流I/A 0.15 0.20 0.25
电阻R/Ω 13.3 20.0 24.0
 


2.如图,李江同学为测量小灯泡电阻而连的电路,有关该实验的以下说法错误的是( D )
A. 闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片滑到最左端
B. 实验过程中两电表都有可能需要换接较小的量程
C. 所测小灯泡的电阻可能随电压表的示数的不同而不同
D. 在如图位置闭合开关后,向左移动滑动变阻器的滑片小灯泡变亮
举一反三:
【变式】在如甲图所示的测小灯泡电阻R的实验中:

 

(1)在连线的过程中,开关应该处于__断开__状态,滑动变阻器的滑片P应先移到__B__(填“A”或“B”)端,使它的电阻值__最大____。
(2)闭合开关后,当滑片向左移动时,电流表读数___变大___、电压表读数___变大__(填“变大”“变小”或“不变”)。
(3)当滑片移到某一位置时,电流表、电压表的示数如乙图所示,则电压表读为__2.4__伏,电流表读数是__0.24_ 安,由公式__R=U/I_可算得待测小灯泡的电阻为_10__欧。
类型二、伏安法测电阻
3.如图1所示,电源电压为6V,图甲为伏安法测电阻的电路图;图乙为连接不完整的实物图。
(1)对照电路图甲,用笔画线代替导线将图乙中未连接部分连接起来。
     
(2)如果实验操作中出现:电流表有示数,电压表示数为0的现象,其故障可能是( C   )
A.电流表的正、负接线柱接反   B.电压表的量程选小了  
C.电阻Rx发生了短路          D.把滑动变阻器下端两接线柱连入电路
(3)电路连接正确后,闭合开关,若将滑片P向左移动时,电压表示数  变大  (选填“变大”“变小”或“不变”)。
(4)实验过程中,电流表和电压表的示数如图2所示,此时测得的Rx=  5  Ω。
(5)此实验要多次测量电阻值,最后求电阻值的平均值,其目的是 减小误差   。
【思路点拨】(1)根据电源的电压确定电压表的量程且与被测电阻并联,滑动变阻器按一上一下的原则串联在电路中;
(2)电路的故障有两种:断路或短路,根据电压表和电流表的示数可做出判断;
(3)滑片左移,电阻变小,分压变小,则电压表的示数会变大;
(4)读出电压表和电流表的示数,根据欧姆定律的变形公式计算电阻的大小;
(5)在测量性实验中,要多次测量电阻值,最后求电阻值的平均值,这样可减小误差.
举一反三:
【变式】用伏安法测电阻时,如图所示,某同学连完电路后,用开关试触时,发现电流表迅速摆到最大刻度,电压表指针反向偏转,出现此现象的原因是 _电流表量程选小了、电压表正负接线柱接反了_。
                  
类型三、电路故障的判断
4.如图所示的电路,L1和L2串联在电路中,电源电压U=3V保持不变,闭合开关S,发现电流表几乎无示数,电压表示数为3V,发生故障的原因可能是( C  )

A. L1短路                B. L2短路    
C. L1断路                D. L2断路

举一反三:
【变式】如图所示的电路,闭合开关,观察发现灯泡L1亮、L2不亮。调节变阻器滑片P,灯泡L1的亮度发生变化,但灯泡L2始终不亮。出现这一现象的原因可能是( A )
A.灯泡L2短路了            B.滑动变阻器短路了
C.灯泡L2灯丝断了          D.滑动变阻器接触不良
【拓展训练】
一、选择题:
1.某同学指出:在用伏安法测量电阻值的实验中,连接电路时,必须注意下列几点,你认为其中不必要的一条是( C )
A.向电路中连接变阻器时,应该使滑片位于变阻器阻值最大位置
B.向电路中连接开关时,应该先将开关断开
C.开关应该接在靠近电源电流流出的一端
D.电压表应与待测电阻并联,电流表应与待测电阻串联

2.在“用伏安法测电阻”的实验中,下列注意事项中,没有必要的是( A )
A.应从电源的正极开始连线,开关应靠近电源的正极
B.在无法估计被测电阻大小时,电流表、电压表应选用较大的量程
C.接电路时,先断开开关
D.将变阻器连入电路时,滑片应放在变阻器阻值最大的位置上

3.一个大约为20欧的电阻,接在由4节干电池串联的电源上,要测这个电阻中的电流和两端的电压,电流表,电压表选的量程应为    (  B  )
A.0~0.6A,0~3V               B.0~0.6A,0~15V
C.0~3 A,0~3 V               D.0~3 A,0~15 V

4.如图所示电路是两只灯泡组成的串联电路,电路连接正确,当开关S闭合后,以下判断正确的是(B)
A.若L1断路,则电压表的示数为0V,两灯不亮
B.若L1短路,则电压表的示数为0V,只有L2亮
C.若L2断路,则电压表的示数为0V,L1亮
D.若L2短路,则电压表的示数不为0V,两灯均不亮
【出门检测】
二、填空题:
5.用电流表和电压表分别测量出通过小灯泡的电流I和小灯泡两端的电压U,就可以利用 R=U/I    来计算出小灯泡的电阻。测量时,为了减小误差,需要测出   多组  电流和电压的数据。在电路中接入  滑动变阻器  就可以改变通过小灯泡的电流。

6.“用电流表、电压表测电阻”的实验中,在连接电路时电键应处于  断开  状态,电液应从电流表的  正  接线柱流入;在闭合电键前应使滑动变阻器连入电路电阻最   大  ;需直接测量的物理量是待测电阻的   电压和通过导体的电流  。

7. 某同学在用伏安法测电阻实验中,按图甲电路图进行实验测出几组数据,根据数据作出图乙U-I图线,则被测电阻R1的阻值为   8   Ω,滑动变阻器的滑片在某一位置时,电压表的指针位置如图丙所示,则电压表的示数为   1.6  V。
  
                                  

 


8. 为了测量 的阻值,某同学设计了如图(1)所示的电路。已知R0为10Ω,当S1断开、S2闭合时,电压表的示数为3V;当S2断开、S1闭合时,电压表的示数如图(2)所示,由此可知R0两端的电压为  0.6  V,Rx的阻值为  40  Ω。
           
                                       
9. 某同学在用伏安法测电阻时,电流表量程选择正确但不慎将两表的位置接错,其错误的电路图如图所示,那么当开关S闭合后,产生的结果是    电流表被烧坏    。

 

 

三、实验探究题:
10. 在图中所示的电路中,a、b、c、d为四个接线柱,闭合开关后灯不亮,已经确定是由于灯泡开路或短路引起的。在不允许拆开电路的情况下,请你用一个电压表或一个电流表分别对故障进行判断,把方法和判断结果填如下表中(每种电表格填写一种方法)
电表 方法(接在何处、开关开闭情况) 现象和结论
电流表 接cd,开关断开 若电流表有示数,则灯泡短路;若电流表无示数,则灯泡断路
电压表 接ab,  开关闭合 若电压表有示数,则灯泡断路;若电压表无示数,则灯泡短路

 

11. 在“伏安法测电阻”的实验中,老师提供了以下器材:几节干电池、3个已知阻值的电阻R0(5Ω,8Ω,12Ω)、1只最大阻值为10Ω的几个滑动变阻器,被测电阻Rx,2个开关,电压表和电流表各1只,导线若干,实验前老师启发同学们:为了使测定的电阻值更精确,采用多次测量取平均值的方法,甲、乙、丙、丁四个小组分别设计了以下待测电阻Rx的四个方案,如下图每个方案只变化一种元件或改变状态,且四个组的变化都不相同,并都顺利完成了实验,依据实验方案回答
  

  

 

(1)实验中测得如下表所示数据,该方案是__甲或丙__小组的。  
实验次数 1 2 3
电压U/V 1.5 3.0 4.5
电流I/A 0.10 0.20 0.31
  (2)为达到多次测量电流和电压值的目的,乙小组在实验中操作时需要更换__不同阻值的R0___。
  (3)上述四个实验方案中最佳的是___丙__小组
12. 小新同学想利用两块电压表和阻值已知的电阻R0测量电阻RX的阻值。小新选择了满足实验要求的电源、电压表V1和V2。
(1)请你用笔画线表示导线,完成如图所示的实验电路的连接。(导线不得交叉)
(2)电压表V1的示数用U1表示,电压表V2的示数用U2表示,请用U1、U2和R0表示:RX=____ _____。
13.为完成“测定小灯泡正常发光时电阻”的实验,小柯同学选取了相应器材,小灯泡上标有“2.5V”字样。
(1)如图甲电路无法正常完成实验,有一处导线连接错误,错误导线是  ② (选填“①”或“②”)。
(2)改正电路后,小柯调节滑动变阻器使小灯泡正常发光,此时电流表的示数如图乙,则小灯泡正常发光时的电阻是   5  欧姆。
【课后作业】
四、计算题:
14. 如图所示,电源电压为 12V且保持不变,当滑动变阻器滑片P移至端点A时,电流表的示数为0.4A,当滑片P移至端点B时,电流表的示数为0.3A。求变阻器的最大阻值。
    【解析】①当滑动变阻器滑片 P移至A点时,变阻器连入电路中的电阻为0,只有R1工作,
  所以  ;
  ②当滑片 P移至B端时R1、R2串联,电路中总电阻R= R1+R2,
   ,所以滑动变阻器的最大值R2=R-R1=40  -30  =10  。
           
15.在如图所示的电路中,电源电压为4.5V且保持不变,电阻R=5,,变阻器R1的最大阻值为20,电流表的量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V,为了保护电表,求变阻器接入电路的阻值范围。

【解析】当变阻器接入的阻值最小时,  , ,所以变阻器接入电路的最小值 ;
当变阻器接入的阻值最大时,电压表的示数 ,因为在串联电路中电流处处相等,所以   ,代值解得: ,所以变阻器接入电路的阻值范围为2.5~10Ω。
 

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