九年级物理卷第十七章欧姆定律第三节电阻测量教案(新教育版)

第3节电阻的测量

这一节是欧姆定律的重要应用。同时，综合使用电流表、电压表和滑动变阻器是一项重要的综合性电学实验。在教材中，通过设计“思考和讨论”来引导学生理解测量原理，并通过设计电路图和注意事项提示来设计一个真实案例。通过分析测量结果，帮助学生理解电阻是导体本身的属性，以及温度对金属导体电阻的影响。本节重点是根据课题设计实验电路图，掌握正确的测量和操作方法。

【/h/】充分发挥学生的主体地位，引导学生按照探究步骤进行实验设计、步骤设计和数据分析。教师只是充当评价的引导者和组织者，通过小组讨论、相互交流、相互检查来发现问题、解决问题，从而充分调动学生的积极性，培养和提高学生的动手能力和探究能力。

伏安电阻测量是电学中的一种基本测量，属于欧姆定律变换的具体应用。对加深对欧姆定律和电阻概念的理解有重要作用。同时为学生提供了初中常用电气设备综合使用的机会，有利于提高学生动手操作能力。很难根据电路图连接物理布线并消除布线中的故障。

知识和技能

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1..能够应用欧姆定律学习测量电阻的方法。

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2..进一步掌握电压表和电流表的使用方法和规则。

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3..通过滑动变阻器的使用，进一步了解滑动变阻器在电路中的作用，巩固正确使用滑动变阻器的认识。

工艺和方法

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1..通过师生之间的双边活动，进一步培养学生对信息的观察能力和综合分析能力。

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2..根据实验对象选择仪器、设计实验、制定实验操作方案，培养学生的实验能力。

情感、态度和价值观

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1..通过学生自己的设计、操作和结论分析，培养学生实事求是的科学态度和缜密严谨的科学思维方法，养成良好的学习习惯。

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2..培养学生在联合操作和实验过程中相互合作的团队精神。

强调

用电流表和电压表测量电阻。

困难

设计科学完整的实验操作方案。

实验，探究，讨论。

首先，推出新课程

【/h/】老师:学生上节课学习了欧姆定律，已经能用欧姆定律的公式做一些简单的计算。现在请看这个题目。

投影:

导体两端的电压用电压表测量为7.2 V，流过这个导体的电流用电流表测量为0.4 A，这个导体的电阻是多少？

学生练习，两个学生在黑板上表演。

解:根据欧姆定律，I = r = = = 18ω

老师:欧姆定律I =可以转化为R =。我们能说导体的电阻R与导体两端的电压成正比，与通过导体的电流成反比吗？也就是说，导体两端施加的电压越高，导体的电阻R越大；通过导体的电流越大，导体的电阻越小？

健康:电阻是物质本身的性质，由导体本身的因素决定。与导体两端是否有电压、电压有多高、导体中是否有电流、电流大小无关。

老师:肯定你同学的回答。强调变形公式r =不能从数学角度理解，r和u不成正比，r和I不成反比，但r =可以作为计算电阻的公式，导体的电阻可以由导体两端的电压和通过导体的电流来计算。

二，新课程教学

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1..实验原理设计

老师:学生面前的小灯泡是实验室做实验时常用的。想知道这个灯泡的电阻，怎么办？

健康:用电压表测量电压值，用电流表测量电流值，然后根据r = u/i计算电阻。

老师:很好。请画一张测量小灯泡电压和电流的电路图，然后互相交流，看看你的想法是否与其他学生的不同。

(让一个同学在黑板上画出他设计的电路。教师巡逻)

老师:电路为什么要接变阻器？

健康:变阻器可以改变电路中的电流。

老师:用电流表和电压表测量小灯泡里的电流和灯两端的电压，就可以算出灯泡电阻。为什么要改变电路中的电流？改变电路中的电流有什么用？

【/h/】指导学生分析:前一种电路中，只能测量一个电流值和一个电压值，后一种电路中，利用滑动变阻器通过改变接入电路中的电阻来改变电路中的电流。因为灯泡的电阻一般是恒定的，根据欧姆定律，U = IR，当电流变化时，灯泡两端的电压也会发生变化。因此，可以测量几组不同的电流值和相应的电压值。

健康:小灯泡的电阻值是恒定的，测量一次就够了。为什么一定要衡量几组不同的价值观？有什么意义？

【/h/】引导学生分析:在实验中，通过测量几组不同的电流和相应的电压数据，就可以得到多个电阻的测量值，这样就可以通过平均的方法去除测量过程中可能出现的偶然误差，提高物理量的测量精度。“多次测量求平均值”是我们在物理实验中经常使用的方法，所以需要在电路中接入变阻器。

老师:大家说，变阻器的作用是什么？

健康:改变电路中的电流，从而改变灯泡两端的电压(用于多次测量)。多次测量以减少测量误差。

【/h/】老师:现在学生可以根据自己的假设选择实验设备，看准备的设备是否足够，然后设计实验步骤和实验数据表，自己连接电路，暂时不要合上开关，检查确认无误后再合上开关。

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2..实验工艺设计

老师根据情况提醒学生:

(1)在电路连接过程中，开关应始终处于断开状态。如果导体芯是多股细铜线，在连接之前，导线的两端应扭绞在一起。(示范)

【/h/】( 2)接线前了解设备的规格，如电源的电压、电压表、电流表的量程、最小刻度值、滑动变阻器的最大电阻、允许通过的最大电流等。

(3)观察电流表和电压表的指针是否指向“0”刻度线。如果没有，先让老师设置为零。看电流表和电压表的正负极，不要颠倒连接。

(4)接线完成后，检查电路。小组中的学生可以一起工作，画电路，设计实验步骤，设计实验记录表。

(学生活动，老师检查)

【/h/】引导学生完成独立任务后，组内学生可以互相交流检查，集中智慧，完善实验电路连接，完善实验步骤。

老师:合上开关之前，滑动变阻器的滑片应该在哪里？

健康:滑块应在滑动变阻器阻力最大的位置。

老师:为什么要这么做？

健康:变阻器滑块先在电阻最大的位置，开关闭合时电路中电流最小，可以保护电流表等部件。

老师:所以滑动变阻器也可以限制电路中的电流，起到保护电路的作用。现在请注意小灯泡。小灯泡上标注的校准电压值是多少？这个电压值称为额定电压。从灯泡的额定电压值可以想到哪些问题？

【/h/】健康:(学生读出小灯泡的额定电压值)额定电压是指小灯泡的正常工作电压。例如，灯泡两端的电压不应超过灯泡的额定电压，以免损坏小灯泡。

老师:电压表测量小灯泡两端的电压。小灯泡两端电压的最大值可以根据灯泡的额定电压来确定。学生在量程选择中考虑过电压表吗？

【/h/】健康:(学生讨论后回答)电压表能测到的最大值略大于小灯泡的额定电压。

【/h/】老师:(肯定学生的回答)根据灯泡的额定电压值，学生对电源电压的选择有什么考虑吗？

健康:(学生讨论后回答)电源的电压值要大于小灯泡的额定电压值，否则灯泡上的电压可能达不到额定电压。

老师:连接电路时，电压表的量程可以从两个方面考虑:一是看电源电压；其次，看实验的要求。本实验中电压表的量程大于灯泡的额定电压。电压表的量程可以根据已知电阻估算出电压表测得的最大电压，或者先用量程大的电压表。如果实验中发现量程过大，量程小的电压表可以重新使用。如果没有问题，请根据我们刚才的讨论调整你的电源电压和电压表量程，把滑动变阻器的滑块放在变阻器电阻最大的位置。注意变阻器最大电阻的位置不是唯一的，应该根据你连接的端子的情况来确定。仔细检查和调整，以确保位置正确。

(相互检查电路连接)

老师:你准备好了吗？请合上开关，迅速打开，并试着触摸它。在闭合开关的瞬间，一个人观察电流表，另一个人观察电压表，看看发生了什么。

可能:电压表和电流表指针反了。

电压表和电流表的指针偏转角过大或过小，或者没有指示。

灯泡不亮，但电压表和电流表有指示。

灯泡很亮，电压表和电流表的指针偏转很大。

组织学生讨论原因和解决方法。

学生要注意阅读课本，老师要引导学生分析为什么要这样做。

(1)实验前，想好怎么减小电流，怎么移动滑块，把电流减到最小再合上开关。目的是保护电路在运行过程中不出错。

(2)灯泡两端的额定电压是保证小灯泡正常点亮的电压值。当灯泡两端的电压高于额定电压值时，流经小灯泡的电流会大于正常照明时的电流值，这对小灯泡的使用寿命会有很大的影响。严重的话小灯泡会烧坏。因此，从设备安全的角度来看，测量时应逐个降低电压，而不是升高。

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3..学生实验测量与教师指导。

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4..分析、演示、交流。

老师:你通过测量和计算有什么发现吗？

【/h/】健康:小灯泡两端电压值不同时，电路中的电流不同时，计算出的电阻值逐渐减小。

老师:这个结果说明了什么问题？

健康:电压越小，小灯泡的电阻越小。

老师:我们早先研究电阻的时候就已经知道，导体的电阻是导体本身的性质，不随电压和电流而变化。为什么这里一个小灯泡的电阻会发生变化？

回忆一下与导体电阻有关的因素。

【/h/】老师指出，由于测量时间太长，灯亮的时间太长，或者电流大，灯丝的温度也会升高，导致灯泡电阻的变化。_

【/h/】老师:现在随着温度的变化，电阻变化很大，差别也很大。你能说导体的电阻随电流(电压)变化吗？

【/h/】健康:不会，金属导体电阻随温度变化，温度升高，电阻值增大。

老师:那么，这个实验中我们能得到电阻的平均值吗？

【/h/】健康:不会，因为灯丝本身的电阻值是一个可变的量，不同工况下的电阻值是不同的，不可能平均来减少误差。

老师:在设计实验的时候，我们说过滑动变阻器的作用是改变电压和电流，通过多次测量来减小误差。那么滑动变阻器在这个实验中的作用是什么呢？

健康:保护电路；调节灯丝两端的电压，测量不同工作条件下的电阻值。

老师:如果你在测量一个定值电阻的阻值，可以求平均值吗？滑动变阻器的作用是什么？

【/h/】健康:定值电阻阻值不变，多次测量取平均值可以减小测量误差。滑动变阻器的作用是保护电路和调节灯丝两端的电压，通过多次测量减少测量误差。

老师:你还记得你探索欧姆定律的时候，有同学提出电压表连接的问题吗？老师画电路图，让学生根据所学知识讨论这两种连接对电阻测量结果的影响。(建议电压表和电流表都有电阻，电压表的电阻大，电流表的电阻很小)

老师指导学生分析。

图A，由于电压表中有微弱电流，电流表示数略大于电阻中的实际电流，导致电阻的测量值小于真实值。

【/h/】如图B所示，电流表两端电压较小，所以电压表示数略大于电阻两端的实际电压，导致电阻的测量值大于真实值。

学生整理乐器，养成良好习惯。

三.典型示例

实施例1在用伏安法测量电阻的实验中:

(1)实验原理是什么？

(2)实验中应该测量哪些物理量？

(3)写出待测电阻的计算公式。

【/h/】( 4)实验中如何改变待测电阻两端的电压？

(5)图A是一个同学设计的实验电路图。里面有几个错误。错误在哪里？

请画出正确的电路图

[分析]本科目考查的知识点是用伏安法测电阻。解决问题的关键是在伏安法测电阻实验中找出以下几点:

实验原理:欧姆定律的变体:r = u/i..

b .实验电路图和物理连接图。

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c .了解滑动变阻器的作用:首先保护电路；第二，通过多次测量获得电阻的平均值，以减少实验误差。

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d .正确分析滑动变阻器对电路的控制效果。

正确记录电流表和电压表的值。

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f .根据r = u/I，分别计算R1、R2、R3和r的平均值。本问题考查了很多细节问题，容易出现回答不完整的错误。

(1)伏安法测电阻的实验原理是欧姆定律r = u/i.

(2)测量的物理量是待测电阻两端的电压u和流经待测电阻的电流I。

【/h/】( 3)待测电阻的电阻值可由欧姆定律的变形公式r = u/i计算得出。

【/h/】( 4)实验中，用滑动变阻器改变流经被测电阻的电流，从而改变其两端施加的电压值。

【/h/】( 5)图中有两处错误:一是电流表和电压表接错；第二，滑动变阻器不见了。

(6)正确的电路图见图B。

实施例2电灯泡的电阻在室温下通过伏安法测量，然后在正常操作下通过伏安法测量。后一次测得的电阻是前一次测得的电阻的10倍以上。造成这种差异的原因是()

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A .施加在灯泡两端的电压与两次测量的电压不同

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B .通过灯泡的电流有两次不同

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C .两次测量的灯丝温度不同

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D .两次测得的室内温度不同

[回答] C

【/h/】例3有一个恒压电源，一个电流表，一个电压表，一个滑动变阻器(最大电阻称为R0)，一个待测电阻Rx，两个开关，几根线。请按要求画出测量接收电阻的三种不同方案的电路图。

要求:

(1)每个电路图只能选择电流表和电压表中的一个。

(2)在同一电路中，电表的位置不动。

【/h/】【分析】本科目的知识点是电流表、电压表测电阻的应用和欧姆定律。合理的方案应满足同时测量电流值和电压值(或间接测量)的要求。这样才能用Rx = U/I.
计算未知电阻的电阻

[回答]

四.课堂总结

【/h/】师生共同总结本节内容，写在黑板上。(投影显示)

标题:测量小灯泡的电阻。

实验原理:p =

实验电路:

实验设备:

小灯泡:额定电压_ _ _ _ _ _ _ _ _ v .

电压表:量程_ _ _ _ _ _ _ _ _；电流表:量程_ _ _ _ _ _ _ _。

电源:_ _ _ _ _ _ _ _ _ v；几个开关和电线。

实验步骤:

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1..根据电路图连接物理电路。连接电路时，应关闭开关，粗略估计电流表和电压表测得的最大电流和电压，并选择合适的范围进行连接。如果无法估计，应选择范围较大的终端进行连接。

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2..检查电路正确后，将滑动变阻器的滑片调整到滑动变阻器最大电阻的位置。

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3..关闭开关并迅速断开(试着触摸)。观察开关闭合瞬间电流表和电压表指针的变化，判断电流表的接线是否正确(有无反接)，电流表和电压表的量程连接是否合适(量程是大还是小)。

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4..根据测试触摸的情况，调整连接到电路的电流表和电压表的量程，确保电压表和电流表连接正确。

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5..关闭开关，移动滑动变阻器的滑块。改变被测小灯泡两端的电压，测量流过小灯泡的电流和小灯泡两端的电压，分别记下五组对应的电流和电压值，将被测电流和对应的电压值填入数据表相应的空框中。

【/h/】注意:移动滑动变阻器的滑片进行测量时，先将滑片移动到小灯泡的额定电压值，先测量额定电压对应的电流值，然后逐个降低小灯泡两端的电压，测量对应的电压和电流值(想好如何移动滑动变阻器的滑片可以增加或减少其电阻值)。在读取电流表和电压表的值时，需要找出连接到电路上的电流表和电压表的范围，以及范围内每个大电池和每个小电池所代表的值。阅读时，确保阅读正确。

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6..计算小灯泡的电阻，根据欧姆定律I =的变形公式r =分析小灯泡的电阻。

数据表和记录:

实验次数

电压U(V)

当前I(A)

电阻r (ω)

灯泡亮度

1正常发光

2更暗

3深色

4微弱发光

5灯丝呈深红色

【/h/】分析论证:计算阻力，做I-u像。

评估和通信:误差源(读数、量程选择、接触电阻、温度等。)。

V .操作设计

参见实习和入学考试第61页的课堂改进

第3节电阻的测量

标题:电阻测量

实验原理:根据欧姆定律I =，推出r =，计算灯泡电阻R

实验电路:

实验设备:

小灯泡:额定电压________V

电压表:量程_ _ _ _ _ _ _ _ _；电流表:量程________

电源:_ _ _ _ _ _ _ _ _ v；几个开关和电线

实验步骤:省略

【/h/】本节要求学生完成实验电路设计、仪器选型、实验程序设计、实验记录表和实验报告，特别要注意变阻器在电路中的作用、实验中需要注意的方面以及实验结果的分析等。，所有这些都对学生提出了更高的要求，这就是培养和提高学生的探究学习能力。

“测量小灯泡电阻”是欧姆定律的延续，是“电阻”内容的铺垫。本节的主要内容是用电压表和电流表(伏安法)测量小灯泡的电阻，通过实验探究找出钨丝电阻变化的规律，最后找出影响钨丝变化的因素及其相互关系。