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第十六章
第三節(jié) 測量：用電流表和電壓表測量電阻
物理觀念
1.了解燈泡電阻隨溫度變化的規(guī)律。
2.理解等效電阻的物理意義。
科學(xué)思維
通過現(xiàn)象和理論分析，推理燈泡電阻變化的影響因素，培養(yǎng)理論聯(lián)系實際的思想。
科學(xué)探究
1.通過實驗方案設(shè)計和操作規(guī)范的研討，提高實驗分析能力；
2.經(jīng)歷定值電阻和燈泡電阻的測量過程，學(xué)會減小誤差的方法和用圖像法分析數(shù)據(jù)，總結(jié)
規(guī)律。
3. 通過實驗探究，使學(xué)生認識總電阻和原分電阻之間的“等效替代”關(guān)系。
科學(xué)態(tài)度與責(zé)任
培養(yǎng)實驗規(guī)范操作和認真觀察現(xiàn)象的習(xí)慣，提高分析實際問題的能力和實事求是的科學(xué)
態(tài)度。
重點
難點
重點
回顧歐姆定律公式，想一想利用實驗室的器材如何測電阻大小呢
用電壓表和電流表分別測電壓和電流，再計算電阻的大小。
燈泡的電阻有發(fā)生變化嗎
觀看演示實驗
若在網(wǎng)上購買了一個電阻器，產(chǎn)品參數(shù)上說明電阻器的阻值為20 Ω,現(xiàn)通過測量，來判斷產(chǎn)品參數(shù)上的數(shù)據(jù)是否屬實，如何測量電阻大小呢
任務(wù)一、測量定值電阻阻值的大小
如何設(shè)計電路
利用電流表、電壓表測量電阻的方法叫做伏安法測電阻。
方案設(shè)計
用電壓表測量
用電流表測量
任務(wù)一、測量定值電阻阻值的大小
方案展示
哪種方案更好一些
滑動變阻器有什么作用
總結(jié)：滑動變阻器的作用除了保護電路外，還能改變電阻的電壓、電流，獲得多組數(shù)據(jù)。
任務(wù)一、測量定值電阻阻值的大小
分組實驗
確定方案二為實驗電路圖。復(fù)習(xí)實驗操作中的注意事項。
①連接電路時，開關(guān)應(yīng)斷開；
②開關(guān)閉合前，應(yīng)將滑片P移到阻值最大處。
測量原理：
測量工具：
電壓表、電流表
任務(wù)一、測量定值電阻阻值的大小
分組實驗
提問：電源為兩節(jié)干電池，待測電阻阻值約為5Ω，請問電壓表和電流表應(yīng)選擇什么量程？
通過分析判斷電阻電壓不會超過3 V,所以電壓表選0～3 V量程；估算最大電流I =≈0.6 A,電流表選0～0.6 A量程。
任務(wù)一、測量定值電阻阻值的大小
數(shù)據(jù)展示
表1 測量定值電阻大小
實驗次數(shù) 1 2 3 4
電壓U/V 0.5 1 1.5 2
電流I/A 0.1 0.18 0.28 0.4
電阻R/Ω 5 5.6 5.4 5
不同電壓下，計算的電阻的大小不盡相同，原因是測量存在誤差，那么如何分析處理數(shù)據(jù)，減小測量誤差呢
任務(wù)一、測量定值電阻阻值的大小
處理數(shù)據(jù)
用Excel將定值電阻的電壓、電流的數(shù)據(jù)繪制在U-I坐標系中，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)分布近似一條過原點直線，添加趨勢線并顯示公式，得出電阻為公式中k值，即R ≈5.2 Ω。
滑動變阻器的作用：
改變電阻兩端的電壓，多次測量
多次測量的目的：
取平均值，減少誤差
任務(wù)二、測量燈泡電阻的大小
將定值電阻換成燈泡，調(diào)節(jié)滑片P,發(fā)現(xiàn)燈泡電壓、電流發(fā)生變化，燈泡電阻是否發(fā)生變化？
結(jié)合電阻影響因素表達觀點，猜想電阻大小的變化情況。
進行猜想
測量原理：
測量工具：
電壓表、電流表
任務(wù)二、測量燈泡電阻的大小
分組實驗
1、2組用標有“2.5 V”的燈泡，3、4組用標有“3.8 V”的燈泡，分組進行測量。
數(shù)據(jù)展示
表2 測量燈泡電阻大小
實驗次數(shù) 1 2 3 4 5
電壓U/V 0.6 1.0 1.5 2 2.5
電流I/A 0.16 0.2 0.24 0.26 0.3
電阻R/Ω 3.8 5 6.3 7.7 8.3
滑動變阻器的作用：
改變燈泡兩端的電壓，多次測量
多次測量的目的：
探究普遍性規(guī)律
任務(wù)二、測量燈泡電阻的大小
分析數(shù)據(jù)
提問：
①分析數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，燈泡電阻是否在發(fā)生變化
②思考能否用取平均值的方法處理數(shù)據(jù)
判斷燈泡電阻發(fā)生變化不是因為測量誤差造成的，不能取平均值。
③不同電壓下燈泡電阻發(fā)生變化的原因是什么
任務(wù)二、測量燈泡電阻的大小
分析圖像
將燈泡的電壓、電流的數(shù)據(jù)繪制在U-I圖像中，發(fā)現(xiàn)不是一條直線，說明不同電壓下，燈泡電阻在發(fā)生變化。
電壓越大 ，燈泡溫度越高 ，電阻越大。
任務(wù)二、測量燈泡電阻的大小
伏安法測定值電阻和燈泡電阻實驗中，滑動變阻器的作用都是改變待測電阻的電壓和電流。
易錯提醒
多次測量的目的不同：
測定值電阻時，為了取平均值減小誤差；
測燈泡電阻時，發(fā)現(xiàn)燈泡電阻隨溫度變化的規(guī)律，不能取平均值。
任務(wù)二、測量燈泡電阻的大小
學(xué)以致用
若缺少電流表或電壓表，增加一個已知阻值的定值電阻，該如何設(shè)計方案測量未知電阻
答 案 ：缺少電流表時，可用電壓表和已知電阻并聯(lián)代替電流表使用；缺少電壓表時，可用電流表和已知電阻串聯(lián)代替電壓表使用。
任務(wù)三、了解串聯(lián)電路的總電阻
電阻串聯(lián)后總電阻變大還是變小 如何通過實驗探究
對比單個電阻和兩個電阻串聯(lián)接入電路時電流表示數(shù)。
方案設(shè)計
1. 實驗探究電阻串聯(lián)后的總電阻
任務(wù)三、測量定值電阻阻值的大小
規(guī)律總結(jié)
電阻串聯(lián)總電阻變大相當于增加了導(dǎo)體的長度。
兩個電阻串聯(lián)接入電路時，電流表示數(shù)變小，說明總電阻變大了。
任務(wù)三、測量定值電阻阻值的大小
下面的電路用到的方法是“等效替代法”,提問：如何判斷“等效”
猜想：可以用電流表示數(shù)判斷，即當總電阻接入電路時，電流表示數(shù)如果和原來相同，則判斷效果相同。
用5Ω電阻和10 Ω電阻進行實驗，猜一猜總電阻可能是多少
實驗演示
將15 Ω電阻接入電路，發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)確實相同，即可用15 Ω電阻等效替代5Ω電阻和10 Ω電阻串聯(lián)后的總電阻。
假設(shè)有一個電阻可以代替串聯(lián)的電阻而不影響電路的效果，我們就稱這個電阻是串聯(lián)電路的總電阻。
任務(wù)三、測量定值電阻阻值的大小
2.引導(dǎo)學(xué)生理論推導(dǎo)電阻串聯(lián)后的總電阻
（1）試推斷串聯(lián)的總電阻與分電阻滿足什么數(shù)量關(guān)系
串聯(lián)總電阻R =R +R
（2）試著理論推導(dǎo)、證明。
（3）結(jié)論：兩個串聯(lián)電阻的總電阻等于各分電阻之和。
推導(dǎo)：
若有n個電阻串聯(lián)，則它們的總電阻R總= R +R +R + …… +Rn，
若有n個相同阻值的電阻R0串聯(lián)，則總電阻：R總=nR0。
任務(wù)四、了解并聯(lián)電路的總電阻
1.實驗探究電阻并聯(lián)后的總電阻
提問：幾個電阻并聯(lián)后的總電阻與各分電阻相比是變大還是變小了
兩端導(dǎo)體并在一起，相當于增大了橫截面積，所以總電阻可能會減小。
設(shè)計實驗
先將一個電阻接入電路，記錄電流表示數(shù)，再并聯(lián)一個電阻，對比電流表示數(shù)，判斷總電阻變大還是變小。
實驗演示
兩個電阻并聯(lián)接入電路時，電流表示數(shù)變大，說明總電阻變小了。
實驗改進
剛才實驗演示時，并聯(lián)的兩個電阻分別是10 Ω和20 Ω,記錄電流表示數(shù)為I,為了找到等效總電阻，可以將一個電阻箱接入電路，慢慢調(diào)節(jié)電阻箱，直到電流表示數(shù)為I,記錄電阻箱的示數(shù)。
任務(wù)四、了解并聯(lián)電路的總電阻
任務(wù)四、了解并聯(lián)電路的總電阻
假設(shè)有一個電阻可以代替并聯(lián)的電阻而不影響電路的效果，我們就稱這個電阻是并聯(lián)電路的總電阻。
任務(wù)四、了解并聯(lián)電路的總電阻
2. 理論推導(dǎo)電阻并聯(lián)后的總電阻
(1) 試著運用理論推導(dǎo)加以證明。
推論：
若有n個電阻并聯(lián)，則它們的總電阻
若有n個相同阻值的電阻R0并聯(lián)，則總電阻：R總=
學(xué)以致用
手邊只有幾個400 Ω和幾個100 Ω的電阻，如何獲得200 Ω的電阻
將兩個100 Ω電阻串聯(lián)或?qū)蓚€400 Ω電阻并聯(lián)。
任務(wù)四、了解并聯(lián)電路的總電阻
3.認識兩電阻串聯(lián)或并聯(lián)時電壓和電阻的關(guān)系
兩電阻串聯(lián)，其兩端的電壓和電阻有什么關(guān)系 嘗試推導(dǎo)。
總結(jié)：即串聯(lián)電路中，電壓的分配與電阻成正比。
隨講隨練
兩電阻并聯(lián)時，流過兩個電阻的電流和電阻有什么關(guān)系
并聯(lián)電路中電流的分配與電阻成反比。
測定值電阻
“伏安法”
測電阻
測燈泡電阻
原理：
電路圖：
多次測量的目的：減小誤差
原理：
電路圖：
多次測量的目的：探究普遍性規(guī)律
串聯(lián)
電阻的
串聯(lián)和并聯(lián)
并聯(lián)
串聯(lián)電路的總電阻比任何一個分電阻都大
公式： R= R +R +R + …… +Rn
并聯(lián)電路的總電阻比任何一個分電阻都小
公式：
1.如圖所示是四位同學(xué)設(shè)計的用伏安法測電阻R 的電路圖，其中
正確的是( )
隨堂檢測
C
隨堂檢測
2.在“伏安法測電阻”的實驗中，滑動變阻器不能起到的作用是( )
A. 改變電路中的電流 B. 改變被測電阻的阻值
C. 改變被測電阻兩端的電壓 D. 保護電路
B
3. 阻值分別為10 Ω、100 Ω的兩個電阻并聯(lián)，并聯(lián)后的等效電阻( )
A. 小于10 Ω B. 等于90 Ω
C. 等于110 Ω D. 大于100 Ω
A
隨堂檢測
4.在“伏安法測電阻”的實驗中，若電源電壓為15 V, 被測電阻阻值約為50 Ω,
實驗中，電流表有“0 ～ 0.6 A”“0～3 A”兩個量程，電壓表有“0～3 V”
“0～15 V”兩個量程。為了減小因電表的量程選擇而引起的誤差，電壓表
應(yīng)選用__________量程，電流表應(yīng)選用__________量程。
0～15 V
0～0.6 A
隨堂檢測
5. 小苗為了測量標有“2.5 V”字樣的小燈泡在不同電壓下的電阻，
連接了如圖甲所示的電路，并進行了實驗操作。請按要求完成下列
問題：
(1)小苗將實驗數(shù)據(jù)及相關(guān)的計算記
錄在表格中。當電壓表的示數(shù)為
2.5 V 時，電流表的示數(shù)如圖乙所
示，則此時小燈泡的電阻R=____Ω
(保留一位小數(shù))。
8.3
隨堂檢測
(2)分析表格數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，小燈泡發(fā)光一段時間后，隨著溫度的升高，
燈絲的電阻逐漸________。
變大
實驗序號 1 2 3
U/V 1.5 2.0 2.5
I/A 0.23 0.27
R/Ω 6.5 7.4

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