人教版 九 年级 物理 教学设计 主备人 学科 课题 物理 时间 第十七章 欧姆定律 第 3 节 欧姆定律 1.进一步掌握使用电压表和电流表的方法. 知识与技能 2.学会用伏安法测量电阻. 教 3.了解灯丝电阻的特性. 学 1.通过测量导体电阻的实验，进一步学会同时使用电流表和电压表。 过程与方法 目 标 2.通过测量小灯泡电阻的实验加深对温度影响电阻的理解. 1.在实验电路的设计、连接以及测量过程中的兴趣培养和严谨的科学态 情感态度与价值观 度的养成。 2.重视学生对物理规律客观性、普遍性和科学性的认识. 教学 重点 教学 根据实验原理设计电路图,并能用滑动变阻器来改变待测电阻两端的电压. 1.按电路图连接实验电路。正确选择电流表、电压表测的量程。 难点 教具 2.引导学生分析实验数据,发现规律,加深对电阻概念的认识. 准备 教学 等. 干电池组、开关、导线若干、小灯泡、定值电阻、电流表、电压表、滑动变阻器、多媒体课件 实验法、逻辑推理、 方法 教学过程设计 师：电流可以用电流表测量，电压可以用电压表测量。那么，用什么方法测量电阻呢？ 导 给你一个电阻，你怎样才能知道它的电阻有多大呢？ 入 新 师：上节课我们学习了欧姆定律，并能用欧姆定律的公式 I＝变形为 R＝，利用电压和电流计算 课 出了电阻，这给出了一种测量电阻的方法---伏安法，我们就用这种方法，用实验来测量电阻。 新课学习 一、定值电阻的测量 问题 1:用什么方法可以测出没有标签的定值电阻的阻值?需要哪些实验器材? 学生讨论回答: 教 测量方法:测出待测电阻两端的电压、通过的电流,利用 I= 得出：R= 计算出电阻. 该式表示导体的电阻在数值上等于加在导体两端的电压与通过它的电流的比值。这是电阻的计算 式，不是决定式，它为我们提供一种了实验测量电阻的方法，叫伏安法测电阻。 实验：伏安法测电阻 1.实验目的：用电压表、电流表间接测电阻 学 2.实验原理：R= 3.测量的量：（1）导体两端的电压 U；（2）电路中的电流 I。 过 4.实验器材:电源、开关、电阻、电流表、电压表、导线等. 问题 2:测量长度的实验中我们是采用什么方法减小误差的?测量电阻实验中我们应怎样减小误差, 需要哪种器材来达到此目的? 学生讨论回答: 程 减小误差的方法:采用多次测量求平均值减小实验误差的实验方法.与此类似,测量电阻时也可以采 取测量多组电压值、电流值来减小误差.测量电流与电压、电阻关系实验中我们用滑动变阻器改变 定值电阻两端的电压,所以测量电阻实验中实验器材还需要滑动变阻器. 问题 3:你能设计出测量定值电阻的实验电路图吗?试试看. 5.实验电路图: （1）滑动变阻器的作用： ①改变 R 两端的电压或电路中电流大小；②保护电路 （2）本实验中多次测量的目的是：多次测量求平均值从而减小误差 教 按照电路图连接实物图时,向同学们展示连接过程及连接时注意事项.将实验数据记录在表格中,实 验结果与大家分享,为没有标签的电阻贴好标签. 6.实验步骤: (1)调节电流表、电压表的指针到零刻度线处;按电路图连接实物,调节滑动变阻器到阻值最大端; 学 (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 U,并记 录在表格中; (3)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,记录在表格中; (4)根据公式 R＝计算出 R 的数值,并记录在表格中. 过 注意事项:连接过程中,开关要断开,注意电流表、电压表是否校零、量程选择是否正确、电流是否 程 “正入负出”、滑动变阻器的滑片是否处于阻值最大处. 7 实验数据: 次数 电压 U/V 电流 I/A 电阻 R/Ω 1 1.0 0.2 5.0 2 2.0 0.39 5.1 3.0 0.58 5.2 3 电阻 R 平均/Ω 5.1 【拓展延伸】　按照电路图连接实物时遵循一一对应原则.此电路是串联电路,一般从电源正极出 发依次连接,再将电压表并联在待测电阻的两端. 【想想议议】将上述实验中的定值电阻换成小灯泡，用同样的方法测定小灯泡的电阻，多测几组 数据，根据实验数据分别计算出小灯泡的电阻，比较计算出的几个点阻值，看看每次算出的电阻 的大小相同吗？有什么变化规律吗？又如何解释？ 二、测量小灯泡的电阻 1.实验电路图: 教 2.实验步骤: 学 (1)根据电路图把实验器材摆好. (2)按照电路图连接电路.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,“+”“-”接线柱的接法;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. (3)检查无误后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片(注意:移动要慢),分别使灯泡暗红(灯泡两端电压 1 过 V)、微弱发光(灯泡两端电压 1.5 V)、正常发光(灯泡两端电压 2.5 V),测出对应的电压值和电流值, 填入下面的表格中. （4）分别计算出灯泡在不同电压下发光时的电阻记入表格，并分析其电阻不同的原因。 3.实验数据： 程 实验次数 U/ V I/A R 灯 /Ω 灯泡亮度 1 0.5 0.13 3.8 不亮 2 1.0 0.18 5.6 灯丝暗红 3 1.5 0.21 7.5 微弱发光 4 2.5 0.26 9.6 正常发光 在实验过程中,用手感受灯泡在不同亮度下的温度.随着灯泡亮度的增加,灯泡的温度升高　. 4.分析与论证: 展示学生的几组实验表格,对实验数据进行分析. 师:同学们发现什么问题? 生:灯泡的电阻不是定值,是变化的. 师:是什么原因使灯丝的电阻发生变化的呢? 生 1:是电压变化了. 生 2:是灯泡亮度变化了. 师:那是什么因素影响了灯丝的电阻呢? 教 生:是温度. 师:对了,请同学们思考灯丝的电阻和温度有怎样的关系?分析数据表格,相互交流. 生:温度越高,灯丝电阻越大. 师：灯丝温度升高，导致电阻变大，不是测量误差。 师:一般来说,金属导体的电阻随温度升高而增大.这个实验再一次验证了这一点,所以测量灯丝电阻 学 时不能求平均值. 5.实验结论：小灯泡的亮度不同，电阻大小不同。 【拓展延伸】　伏安法测量定值电阻的阻值和小灯泡的阻值数据处理的区别:测量小灯泡电阻时不 能求平均值,因为在不同电压下灯泡的温度不同,其电阻是不同的,求平均值没有意义;测定值电阻的 阻值时应该求平均值,因为定值电阻的阻值不变,求平均值可以减小测量误差. 过 课堂小结 程 课堂练习 1.（2019 山东泰安 ）某同学设计了以下四种电路，其中电源电压不变且未知，R0 是已知阻值的 定值电阻。在实验中不拆改电路的情况下，能够测量出未知电阻 Rx 阻值的电路是（　　） A．只有① B．只有②③ C．只有①②③ D．①②③④都可以 【答案】D 【解析】由图知，①只闭合 S1 时，电路是只有 R0 的基本电路，电流表测量通过 R0 的电流 I0；再 闭合 S2，两只电阻并联，电流表测量干路电流 I，根据电源电压不变列式 I0R0＝（I﹣I0）Rx 可求 出 Rx 的阻值，故能测出 Rx 阻值； ② 只闭合 S2 时，两电阻串联，电流表测电路中电流 I1；两开关都闭合时只有 R0 接入电路中，电 流表测量此时电路中电流 I0，根据电源电压不变列式 I1（R0+Rx）＝I 0R 0 可求出 Rx 的阻值，故能 测出 Rx 阻值； ③ 闭合开关 S、S2，两只电阻串联，电压表测量电源电压为 U；闭合 S，断开 S2，闭合 S1，电压 表测量电阻 R0 两端电压 U0，根据电路电流相等列式 ＝ 可求出 Rx 的阻值，故能测出 Rx 阻值； ④ 闭合开关 S，S1 接 1，两只电阻串联，电压表测量 R0 两端电压为 U0；S1 接 2，电压表测量 Rx 两 端电压为 Ux，根据电路电流相等列式 ＝ 可求出 Rx 的阻值，故能测出 Rx 阻值。 2.（2019 新疆）如图所示，开关闭合后．当滑动变阻器滑片向某一方向滑动时，观察到灯泡变暗， 该过程中（ ） A. 电流表示数变大，电压表示数变小 B. 电流表示数变大，电压表示数变大 C. 电流表示数变小，电压表示数变小 D. 电流表示数变小，电压表示数变大 【答案】D 【解析】由电路图可知，灯泡与滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测电 路中的电流，当滑动变阻器滑片向某一方向滑动时，灯泡变暗，则灯泡的实际功率变小，因串联 电路中各处的电流相等，由 P= I2R 可知，电路中的电流变小，即电流表的示数变小，故 AB 错误； 由 U=IR 可知，灯泡两端的电压变小，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，滑动变阻 器两端的电压变大，即电压表的示数变大，故 C 错误、D 正确。 3.(2019 安徽省)如图所示的电路中，电源电压保持不变,R 为定值电阻。闭合开关，向左移动滑片 P,则（ ） A. 电压表的示数变大, 电流表的示数变大 B. 电压表的示数变大, 电流表的示数变小 C. 电压表的示数不变, 电流表的示数变大 D. 电压表的示数变小, 电流表的示数变大 【答案】A 【解析】由电路图可知，滑动变阻器与定值电阻串联，闭合开关后，滑片向左滑动时，接入的阻 值变小，则电路中总电阻变小，由 表示数变大；R 为定值电阻，由 可知，在电源电压不变时，电路中的电流变大， 电流 可知其两端电压变大，故电压表示数变大；故 A 正确， BCD 错误。 4.(2019 湖南郴州市)如图所示，电源电压恒为 6V，定值电阻 R1＝20Ω．闭合开关 S，电流表 A2 的 示数为 0.9A，则电流表 A1 的示数为　 　A，定值电阻 R2 的阻值为　 　Ω。 【答案】：0.3；10。 【解析】由电路图可知，R1 与 R2 并联，电流表 A1 测 R1 支路的电流，电流表 A2 测干路电流，因并 联电路中各支路两端的电压相等，所以，通过 R1 即电流表 A1 的示数：I1＝ ＝ ＝0.3A， 因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，通过定值电阻 R2 的电流： I2＝I﹣I1＝0.9A﹣0.3A＝0.6A，则定值电阻 R2 的阻值：R2＝ ＝ ＝10Ω。 5.（2019 威海）图甲是测量定值电阻 R 阻值的实验电路图。 （1）闭合开关 S，当电压表的示数为 2.4V 时，电流表示数如图乙所示，则 R 的阻值为　 　Ω； 调节滑片 P 的位置，进行多次测量，其目的是　 　。