2019-2020年八年級(jí)物理新人教版測(cè)量小燈泡的電阻(I).doc

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2019-2020年八年級(jí)物理新人教版測(cè)量小燈泡的電阻(I) ●教學(xué)目標(biāo) 一、知識(shí)目標(biāo) 1．能夠應(yīng)用歐姆定律學(xué)習(xí)一種測(cè)量電阻的方法； 2．進(jìn)一步掌握電壓表、電流表的使用方法及規(guī)則； 3．通過使用滑動(dòng)變阻器，進(jìn)一步理解滑動(dòng)變阻器在電路中的作用，鞏固滑動(dòng)變阻器的正確使用方法。 二、能力目標(biāo) 1．通過教師與學(xué)生的雙邊活動(dòng)，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力，以及對(duì)信息的綜合分析能力； 2．通過學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)課題選擇儀器、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、制訂實(shí)驗(yàn)操作方案等，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α? 三、德育目標(biāo) 1．通過學(xué)生自己的設(shè)計(jì)、操作、結(jié)論的分析，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和周密、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)思維方法，養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣； 2．在共同完成的操作及實(shí)驗(yàn)過程中，培養(yǎng)同學(xué)之間相互協(xié)作的團(tuán)隊(duì)精神。 ●教學(xué)重點(diǎn) 利用電流表、電壓表測(cè)小燈泡的電阻 ●教學(xué)難點(diǎn) 自行設(shè)計(jì)科學(xué)的、完整的實(shí)驗(yàn)操作方案 ●教學(xué)方法 實(shí)驗(yàn)法、探究法、討論法 ●教具準(zhǔn)備 (學(xué)生可2人或4人一組)干電池組（帶盒）或?qū)W生電源、電壓表、電流表、小燈泡（帶座）、開關(guān)、滑動(dòng)變阻器、導(dǎo)線若干、投影儀 ●教學(xué)過程 一、復(fù)習(xí)引入新課 ［師］同學(xué)們上節(jié)課學(xué)習(xí)了歐姆定律，并已能用歐姆定律的公式做一些簡(jiǎn)單的計(jì)算，現(xiàn)在請(qǐng)同學(xué)們看這樣的題目。 投影題目： 用電壓表測(cè)出一段導(dǎo)體兩端的電壓是7.2 V，用電流表測(cè)出通過這段導(dǎo)體的電流為0.4 A，這段導(dǎo)體的電阻是多少？ 同學(xué)們練習(xí)，兩個(gè)同學(xué)板演。 解：根據(jù)歐姆定律I=得 R===18 Ω （此題目是上節(jié)課歐姆定律公式的鞏固應(yīng)用，并且有同類型的例題。教師對(duì)學(xué)生的演算可以不做過多的講評(píng)，直接關(guān)注其變形公式） ［師］歐姆定律I=可變形為R=，可不可以說導(dǎo)體的電阻R與導(dǎo)體兩端電壓成正比，而與通過導(dǎo)體的電流成反比？也就是說，加在導(dǎo)體兩端的電壓越高，導(dǎo)體的電阻R就會(huì)越大；通過導(dǎo)體的電流越大，導(dǎo)體的電阻就會(huì)越??？ （學(xué)生通過對(duì)“電阻”一節(jié)的學(xué)習(xí)及課后探究已有所理解） ［生］電阻是物質(zhì)本身的性質(zhì)，是由導(dǎo)體本身的因素決定的，和導(dǎo)體兩端是否有電壓，電壓多高，以及導(dǎo)體中是否有電流，電流的大小都沒有關(guān)系。 ［師］肯定同學(xué)的回答。強(qiáng)調(diào)：對(duì)于變形公式R=，不能單純從數(shù)學(xué)的角度理解，不存在R與U成正比，R與I成反比的關(guān)系，但是R=可以作為電阻的計(jì)算式，由一段導(dǎo)體兩端的電壓和通過導(dǎo)體的電流來計(jì)算這段導(dǎo)體的電阻。 二、進(jìn)行新課 ［師］同學(xué)們面前的小燈泡是我們?cè)趯?shí)驗(yàn)室中做實(shí)驗(yàn)時(shí)常用到的，你們還知道在哪兒還用它呢？ ［生］手電筒用的就是這種，還有有的玩具上也用這種燈泡。 ［師］如果我們想知道這種燈泡的電阻是多大，怎么辦？ ［生］可以利用歐姆定律的變形公式R=算出來。 ［想想議議］ ［師］要利用變形公式R=求電阻，需要知道U、I值，怎么能知道燈泡兩端的電壓和電流呢？ ［生］用電壓表測(cè)電壓值，用電流表測(cè)出電流的值。 ［師］很好，請(qǐng)大家畫出測(cè)量小燈泡的電壓和電流的電路圖，然后互相交流.看自己的想法有沒有和別的同學(xué)不一樣。 請(qǐng)一位同學(xué)將自己設(shè)計(jì)的電路圖畫在黑板上。教師巡視，這時(shí)可能會(huì)發(fā)現(xiàn)，不論同學(xué)們燈泡、電表擺放的位置如何，大致會(huì)出現(xiàn)兩種情況，一種只畫出電流表、電壓表、燈泡，另一種較完整，接進(jìn)了滑動(dòng)變阻器。 ［投影這兩種電路，學(xué)生觀察比較］ ［生］只要能測(cè)出電燈兩端的電壓和通過電燈中的電流就可以由R=算出電阻的值。用電流表、電壓表就行，不用變阻器也可以。 ［師］另一部分同學(xué)，你們?yōu)槭裁匆獙㈦娐方尤胱冏杵髂兀? ［生］變阻器能改變電路中的電流。 ［師］像前一部分同學(xué)講的，用電流表和電壓表測(cè)出小燈泡中的電流和燈兩端的電壓就可以計(jì)算燈泡電阻。為什么還要改變電路中的電流，改變電路中的電流有什么用呢？ 引導(dǎo)學(xué)生分析：前一個(gè)電路只能測(cè)一個(gè)電流值和電壓值，而后一個(gè)電路中，利用滑動(dòng)變阻器通過改變接入電路中電阻的大小改變電路中的電流。由于燈泡的電阻一般不變，這樣根據(jù)歐姆定律變形式U=IR，電流改變時(shí)，燈泡兩端的電壓也會(huì)改變。因此，就可以測(cè)出幾組不同的電流值和對(duì)應(yīng)的電壓值。 ［生］小燈泡的電阻值是不變的，測(cè)出一次計(jì)算就可以了。為什么非要測(cè)幾組不同的值，這樣做有什么意義呢？ （引導(dǎo)學(xué)生分析） ［師］幾個(gè)要好的同學(xué)共同去做一件事情或者做一個(gè)決定的時(shí)候，是不是要征求大家的意見？如果一個(gè)同學(xué)偏左，另一個(gè)同學(xué)偏右，最后大家折中一下取一個(gè)大家都滿意的結(jié)論。 在實(shí)驗(yàn)中測(cè)量幾組數(shù)值的意義也在于此。多測(cè)幾組不同的電流和相應(yīng)電壓的數(shù)據(jù)，就可以得到多個(gè)電阻的測(cè)量值，從而可以通過取平均值的方法，去掉測(cè)量過程中可能出現(xiàn)的偶然誤差，提高物理量的測(cè)量精確度。“多次測(cè)量求平均值”，這是我們?cè)谖锢韺?shí)驗(yàn)中經(jīng)常要用到的方法。因此電路中連入變阻器是十分必要的。 ［師］大家說，變阻器的作用是什么？ ［生］改變電路中的電流，從而改變燈泡兩端的電壓（以進(jìn)行多次測(cè)量）。 ［師］現(xiàn)在同學(xué)們可以根據(jù)自己的設(shè)想，選擇實(shí)驗(yàn)器材，看老師給你準(zhǔn)備的器材夠不夠，然后自己連接電路，設(shè)計(jì)好實(shí)驗(yàn)步驟及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表格。 （學(xué)生邊做邊討論.教師巡回指導(dǎo)。） ［師］將儀器接入電路前（或選擇器材時(shí)，應(yīng)了解器材的什么情況內(nèi)容）？ ［生］要了解器材的規(guī)格，如電源的電壓、電壓表電流表的量程、最小刻度值、滑動(dòng)變阻器的最大阻值和允許通過的最大電流等。 ［師］很好，希望大家將這些內(nèi)容也體現(xiàn)在你的實(shí)驗(yàn)報(bào)告中。其他同學(xué)還有什么補(bǔ)充內(nèi)容嗎？ ［生］還要注意觀察電流表、電壓表的指針是否指在“0”刻線處，如果不在，還要注意先調(diào)零。 ［生］還要看一下小燈泡的額定電壓值是多少。 ［生］還要注意看清電流表、電壓表的正負(fù)接線柱，連接時(shí)不能接反了。 …… ［師］老師還要提醒同學(xué)們注意一個(gè)問題：就是導(dǎo)線和開關(guān)，在連接電路的過程中開關(guān)要始終處于斷開狀態(tài)。使用的導(dǎo)線如果導(dǎo)線芯是多股細(xì)銅線，連接時(shí)要先將線頭扭在一起，捋光了再接（教師要做示范，并提醒同學(xué)注意安全，不要扎了手）。 組內(nèi)的同學(xué)可以分工協(xié)作，有人連接電路，有人設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟，有人起草實(shí)驗(yàn)記錄表格。 （學(xué)生活動(dòng)，教師巡視） 指導(dǎo)同學(xué)們完成各自獨(dú)立的任務(wù)后，組內(nèi)同學(xué)可以互相交流、檢查，集中大家的智慧，改進(jìn)實(shí)驗(yàn)電路連接，完善實(shí)驗(yàn)步驟。 ［師］合上開關(guān)前，滑動(dòng)變阻器滑片應(yīng)該在什么位置上？ ［生］滑片應(yīng)該在滑動(dòng)變阻器阻值最大的位置上。 ［師］為什么呢？這樣做有什么意義或者是有什么必要嗎？ ［生］（學(xué)生經(jīng)過思考后回答）變阻器滑片先在阻值最大的位置上，當(dāng)閉合開關(guān)時(shí)電路中的電流最小。 （教師引導(dǎo)，學(xué)生分析。） ［生］變阻器的電阻是可以改變的，如果滑片先處在最大的位置，那么它改變電阻時(shí)只能從大往小變。 ［生］電路中的電流就會(huì)先從最小慢慢隨著滑動(dòng)變阻器的阻值變小而逐漸變大。 ［生］這樣就能避免因電路中電流過大而損壞電路。 ［師］從這個(gè)意義上講，滑動(dòng)變阻器在電路中有什么作用呢？ ［生］可以限制電路中的電流，起到保護(hù)電路的作用。 ［師］同學(xué)們能根據(jù)學(xué)過的知識(shí)分析問題非常好，那么現(xiàn)在請(qǐng)大家來關(guān)注小燈泡。小燈泡上標(biāo)明的額定電壓值是多少？從燈泡的額定電壓值你能想到什么問題？ ［生］（學(xué)生讀出小燈泡的額定電壓值）額定電壓是指小燈泡正常工作的電壓，如在燈泡兩端的電壓應(yīng)該不超過燈泡的額定電壓，這樣才不會(huì)損壞小燈泡。 ［師］電壓表測(cè)量的是小燈泡兩端電壓。小燈泡兩端電壓的最大值已能根據(jù)燈泡的額定電壓確定，電壓表在量程選擇上同學(xué)們有沒有什么考慮？ ［生］（學(xué)生討論后回答）電壓表能測(cè)量的最大值稍微大于小燈泡的額定電壓就可以了。 ［師］（肯定同學(xué)們的回答）根據(jù)燈泡的額定電壓值，同學(xué)們對(duì)電源電壓的選擇有沒有什么考慮呢？ ［生］（學(xué)生討論后回答）電源的電壓值應(yīng)該大于小燈泡的額定電壓值。不然的話，燈泡上的電壓就可能達(dá)不到額定電壓。 ［師］同學(xué)們還有什么問題嗎？如果沒有什么問題，就請(qǐng)同學(xué)們按照我們剛才的討論，調(diào)整你的電源電壓及電壓表的量程，將滑動(dòng)變阻器的滑片放在變阻器阻值最大的位置上。注意變阻器阻值最大的位置不是唯一確定的，要根據(jù)你連接的接線柱的情況來定。大家再仔細(xì)檢查，調(diào)整，確保位置正確。 請(qǐng)大家合上開關(guān)，并迅速打開，在合上開關(guān)的瞬間，一人觀察電流表，一人觀察電壓表，看有什么情況？ ［生］我們組電壓表指針偏反了，指到了“0”的外側(cè)（左端）。 ［生］我們組電流表指針偏得過了，出了刻度線以外。 …… ［師］大家一起來幫助他們分析原因。為什么會(huì)出現(xiàn)這些現(xiàn)象？ ［生］指針反偏是因?yàn)殡姳淼恼⒇?fù)接線柱接反了。 ［生］電流表偏轉(zhuǎn)過激是因?yàn)殡娏鞅淼牧砍烫×?，要改接大量程? ［師］如果改接大量程還偏轉(zhuǎn)過激怎么辦？ ［生］學(xué)生議論然后作答。先檢查一下他們電路中的滑動(dòng)變阻器滑片在不在最大位置，如果滑片在最大位置上，那就換一塊量程更大的電流表。 ［師］如果沒有量程更大的電流表，只能想其他的辦法，怎么做？ （同學(xué)們熱烈討論。教師提醒同學(xué)們用學(xué)過的歐姆定律來想辦法） ［生］是不是可以適當(dāng)減小電源的電壓。因?yàn)殡娮枰欢ǖ那闆r下，電壓變小，電流也會(huì)變小，這樣就可以不用換更大量程的電流表了。 ［生］也可以用增大電阻的方法。因?yàn)殡妷阂欢ǖ那闆r下，電阻增大，電流也會(huì)減小。 教師熱情鼓勵(lì)同學(xué)們的精彩表現(xiàn)。 ［師］選擇有代表性的兩個(gè)小組介紹他們?cè)O(shè)計(jì)的操作步驟。 第一組：合上開關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的觸頭，使滑動(dòng)變阻器阻值逐漸減小，電路中電流逐漸增大，小燈泡兩端電壓逐漸增大。測(cè)量?jī)山M數(shù)，最后將滑片移到小燈泡兩端電壓等于其額定電壓時(shí)的位置，讀出電流表示數(shù)。 第二組：合上開關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片到小燈泡兩端電壓等于其額定電壓值的位置，讀出電流表的示數(shù)。然后再調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片，使小燈泡兩端電壓逐漸降低，測(cè)出燈泡兩端的電壓和對(duì)應(yīng)的電流值，并記錄數(shù)據(jù)。 ［師］同學(xué)們分析一下，兩種步驟哪種更合適一些？ 教師引導(dǎo)學(xué)生分析，燈泡兩端的額定電壓是保證小燈泡正常發(fā)光的電壓值。當(dāng)高于額定電壓值時(shí)，根據(jù)歐姆定律，流過小燈泡的電流就會(huì)比正常發(fā)光時(shí)的電流值大，這時(shí)對(duì)小燈泡的使用壽命有很大的影響，嚴(yán)重時(shí)會(huì)燒壞小燈泡。因此從設(shè)備安全的角度考慮，測(cè)量時(shí)要使電壓逐次降低，而不是升高。 ［師］要調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片到小燈泡額定電壓值的位置，滑動(dòng)變阻的電阻是增大還是減小？ ［生］電燈兩端電壓是額定值時(shí)，是電燈電壓的最大值.這時(shí)滑動(dòng)變阻器的阻值應(yīng)從大變小，這樣才能使電路中電流增大，從而使電燈兩端電壓增大到其額定值。 ［師］使小燈泡兩端電壓從額定值減小時(shí)，滑動(dòng)變阻器的阻值應(yīng)變大還是變小呢？ ［生］小燈泡兩端電壓變小，根據(jù)歐姆定律應(yīng)使電路中電流變小，所以滑動(dòng)變阻器的阻值應(yīng)該變大。 ［師］所以，同學(xué)們?cè)诟淖兓瑒?dòng)變阻器的阻值大小時(shí)，一定要首先弄清楚滑動(dòng)變阻器阻值變大時(shí)，滑片向哪個(gè)方向移動(dòng)，變阻器阻值變小時(shí)，滑片應(yīng)向哪個(gè)方向移動(dòng)，才不至于在操作過程中出現(xiàn)錯(cuò)誤。另外電流表、電壓表讀數(shù)時(shí)，要看清接的是哪兩個(gè)接線柱、多大的量程、該量程下的最小刻度值是多大。同學(xué)們按步驟操作，如實(shí)填寫實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并對(duì)記錄的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析計(jì)算，求出小燈泡的電阻，并相互交流。 ［師］通過大家的測(cè)量、計(jì)算，你有什么發(fā)現(xiàn)嗎？ ［生］小燈泡兩端的電壓值不同時(shí)，電路中的電流也不同，但由計(jì)算出的電阻值基本不變，最后一次測(cè)出的數(shù)據(jù)，計(jì)算結(jié)果稍微大一點(diǎn)。 ［師］這樣的結(jié)果說明了什么問題？ ［生］電阻是導(dǎo)體本身的性質(zhì)，和導(dǎo)體中電流及導(dǎo)體兩端的電壓無關(guān)。 ［師］補(bǔ)充一點(diǎn)，測(cè)量時(shí)間過長(zhǎng)，燈亮得太久，燈泡的電阻會(huì)略有增大。 同學(xué)們整理儀器，養(yǎng)成良好的習(xí)慣。 三、小結(jié) 師生共同小結(jié)本節(jié)內(nèi)容并板書。 題目：測(cè)量小燈泡的電阻。 實(shí)驗(yàn)原理：根據(jù)歐姆定律I=，推出R=，計(jì)算燈泡電阻R。 實(shí)驗(yàn)電路： 實(shí)驗(yàn)器材：小燈泡：額定電壓______V。 滑動(dòng)變阻器：最大阻值______，允許通過的最大電流______；電源：______ V；開關(guān)、導(dǎo)線若干。 實(shí)驗(yàn)步驟： 1．按電路圖連接實(shí)物電路.連接電路時(shí)，開關(guān)應(yīng)斷開。大致估計(jì)電流表、電壓表測(cè)量的最大電流值和最大電壓值，選擇合適的量程接入，如不能估計(jì)，則要選擇量程較大的接線柱接入。 2．檢查電路無誤后，將滑動(dòng)變阻器滑片調(diào)至滑動(dòng)變阻器阻值最大的位置。 3．合上開關(guān)，并迅速打開開關(guān)（——試觸），在開關(guān)合上的瞬間觀察電流表、電壓表指針的變化，判斷電表連接是否正確（有無接反），電流表、電壓表量程連接是否合適（量程大，還是小）。 4．根據(jù)試觸的情況，調(diào)整電流表、電壓表接入電路的量程，確保電壓表、電流表連接正確。 5．合上開關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片。改變被測(cè)小燈泡兩端的電壓，測(cè)出通過小燈泡的電流和小燈泡兩端的電壓，分別記下三組對(duì)應(yīng)的電流和電壓的數(shù)值，將測(cè)量的電流和對(duì)應(yīng)的電壓值，填入數(shù)據(jù)表格對(duì)應(yīng)的空格內(nèi)。 注意：在移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片測(cè)量時(shí)，應(yīng)先將滑片移在小燈泡額定電壓值的位置上，先測(cè)出額定電壓對(duì)應(yīng)的電流值，再使小燈泡兩端的電壓逐次降低，測(cè)出對(duì)應(yīng)的電壓和電流值（弄清楚如何移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片可以使其電阻值增大或減小）。在讀取電流表、電壓表數(shù)值時(shí)，要先弄清楚電流表、電壓表接入電路的量程以及該量程下每一大格、每一小格代表的數(shù)值.讀數(shù)時(shí)，眼睛正對(duì)刻線，確保讀數(shù)正確。 6．根據(jù)歐姆定律I=的變形公式R=算出小燈泡的電阻并求出其平均值，作為所測(cè)小燈泡的阻值。 數(shù)據(jù)表格及記錄： 實(shí)驗(yàn)次數(shù) 電壓U（V） 電流I（A） 電阻R（Ω） 1 2 3 小燈泡電阻的平均值：= 分析與論證： 評(píng)估與交流： 五、板書設(shè)計(jì) 略