内容正文:
第三节 “伏安法”测电阻
◇教学目标◇
知识目标
学会用“伏安法”测量电阻。通过实验探究,巩固和加深对欧姆定律的理解。在实验探究过程中,进一步掌握电压表和电流表的使用方法。
能力目标
让学生综合利用电学实验器材,经历科学探究的全过程,熟练掌握电路的连接、电流表和电压表的读数、滑动变阻器的使用,培养学生动手操作、合作交流、逻辑推理的能力。
素养目标
在测量电阻的过程中,培养学生自行设计电路、认真观察实验现象、客观记录测量结果、如实处理实验数据的良好科学素养。
◇教学重难点◇
教学重点
“伏安法”测电阻的原理、实验器材、电路图、实验步骤、实验数据分析、电阻的取值方法。
教学难点
电阻的变式测量、多次测量求平均值的目的。
◇教学过程◇
一、新课导入
在“探究电流跟电阻的关系”“伏安法测电阻”的实验中,我们都要进行多次测量。两个实验中,多次测量的目的是不是一样?
二、教学步骤
探究点1 设计实验
[阅读课本]P104~P105“欧姆定律是……称为‘伏安法’”。
[思考](1)什么叫“伏安法”?“伏安法”测电阻的原理是什么?
(2)要测电阻器阻值,需要测哪些物理量?
(3)实验时需要改变通过电阻器的电流,多测几组对应的电流值和电压值,应该怎么办?
(4)请画出测量电阻器阻值的电路图。
(5)根据测得的物理量,怎样计算电阻器的电阻?测量了多次,应该用什么值作为被测电阻器的电阻?
(6)测量导体电阻需要注意哪些问题?
[提示](1)根据R=,用电压表测出电阻器两端的电压,用电流表测出在此电压下通过电阻器的电流,即可计算出电阻器的阻值,这种测电阻的方法叫做“伏安法”。“伏安法”测电阻的原理是R=。
(2)实验时需要改变通过电阻器的电流,多测几组对应的电流值和电压值。
(3)电路中应串联接入滑动变阻器。
(4)实验电路图如图所示:
(5)用计算出的多个阻值的平均值作为被测电阻器的阻值,这样做的目的是减小测量误差。
“实验数据处理方法”:物理实验有时需要进行多次测量,多次测量的目的有两个:一是寻找普遍规律,二是取平均值,减小实验误差。
(6)测量电阻应注意的问题:
①选取器材时,电流表量程要大于电路中的最大电流;滑动变阻器最大阻值应略大于或接近被测电阻器阻值,以使调节效果明显。
②连接电路时要断开开关,要注意电流表、电压表量程的选择、连接、读数,使用滑动变阻器也要注意规格的选择、连接、如何调节滑片改变电路中的电流和电压等。
③在闭合开关前,要把滑动变阻器调到阻值最大处,目的是保证电路的安全。
④把每次测量的结果记录下来,为计算电阻奠定基础。
探究点2 进行实验
[阅读课本]P105“可设计如下……不同的数据”。
[实验探究](1)根据电路图连接实物图。
(2)检查所连电路无误后,闭合开关S,使电路接通,用滑动变阻器调节接入电路中的电阻,阻值由大变小,电路中的电流由小变大,对应每次变化各测一次电流值和电压值,记录数据,再分别计算出电阻器的电阻值。
(3)计算出每次实验时电阻器的电阻值,最后计算电阻的平均值,作为被测电阻的阻值。
“间接测量法”:电阻器的电阻不能直接测出,根据R=,测出电阻器两端的电压和通过电阻器的电流,再根据该公式计算出电阻器阻值,这种测量电阻的方法称为间接测量法。
[思考]如果没有电压表或电流表,借助定值电阻,能不能测出电阻器的电阻呢?
[归纳提升]电阻的变式测量:
名称
“安阻法”测电阻
“伏阻法”测电阻
器材
电流表和定值电阻
电压表和定值电阻
电路图
操作
步骤
按电路图连接电路,先让电流表与Rx串联,测出Ix;再让电流表与R0串联,测出I0
按电路图连接电路,先让电压表与R0并联,测出U0;再让电压表与Rx并联,测出Ux
电阻
表达式
Rx=R0
Rx=R0
三、板书设计
第三节 “伏安法”测电阻
1.“伏安法”测电阻
(1)原理:R=
(2)电路图
(3)进行实验与收集证据
2.电阻的变式测量
(1)名称:“安阻法”测电阻,“伏阻法”测电阻
(2)器材
(3)电路图
(4)操作步骤
(5)电阻表达式
◇教学反思◇
“伏安法”测电阻考查学生综合利用电学实验器材的能力,实验时,学生既要观察电压表、电流表的示数,又要调节滑动变阻器,还要记录实验数据,学生做的事情较多,为节约实验时间,实验前各实验小组应明确分工,充分发挥组内成员的团队精神,以使实验务实高效、水到渠成。
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