2019-2020年九年級物理全冊 17.3 測量小燈泡的電阻導(dǎo)學(xué)案（新版）新人教版.doc

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2019-2020年九年級物理全冊 17.3 測量小燈泡的電阻導(dǎo)學(xué)案（新版）新人教版 學(xué)習(xí)目標(biāo)： l 應(yīng)用歐姆定律，學(xué)習(xí)測量電阻的方法。 l 會同時使用電壓表和電流表。 l 了解燈絲電阻的特性。 l 通過測量小燈泡電阻，了解歐姆定律的應(yīng)用。 l 通過實驗電路的設(shè)計，連接以及測量過程培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣。 重點難點： l 重點：會用電壓表，電流表測量電阻 l 難點：數(shù)據(jù)分析，總結(jié)規(guī)律 學(xué)習(xí)策略： l 掌握典型例題，尤其是方法的介紹，下足功夫，要會活學(xué)活用此處的知識。 二、學(xué)習(xí)與應(yīng)用 “凡事預(yù)則立，不預(yù)則廢”?？茖W(xué)地預(yù)習(xí)才能使我們上課聽講更有目的性和針對性。我們要在預(yù)習(xí)的基礎(chǔ)上，認(rèn)真聽講，做到眼睛看、耳朵聽、心里想、手上記。 （一） 歐姆定律的內(nèi)容：　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　??； （二）歐姆定律的表達(dá)式：　　　　　　　　　　　　　　　　　　； （三）歐姆定律公式的變形：　　　　　　　　，　　　　　　　　。 知識點一：怎樣測小燈泡電阻 （一）實驗過程： 實驗?zāi)康模海?）會用電壓表測電壓，會用電流表測電流 （2）會用伏安法測電阻 實驗原理：歐姆定律 實驗器材：電源、開關(guān)、電流表、 、 、待測燈泡(2.5V，3.8V)、導(dǎo)線若干。 實驗電路圖： 實驗表格： 次數(shù) 電壓U/V 電流I/A 電流I/A 電阻R/Ω 1 2.5 2 1 3 0.5 實驗步驟： （1）按電路圖連接電路， （2） ， 后，閉合開關(guān)， （3）調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片P，使阻值變小，觀察電壓表示數(shù)，使示數(shù)為小燈泡的 值（2.5V）再讀出 示數(shù)，觀察燈泡亮度，記錄表格， （4）調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片P，使 變大，使用電壓表示數(shù)為某一值（1V），觀察電流表示數(shù)，燈泡的亮度，并記錄， （5）調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片P，使 繼續(xù)變大，使電壓表示數(shù)為某一值（0.5V），觀察電流表，燈泡的亮度記錄， （6）計算電阻值，填入表中。 （7）分析表格，總結(jié)規(guī)律。 （二）實驗注意事項 （1）連接電路時，開關(guān)要處于 狀態(tài)， （2）閉合開關(guān)前，滑動變阻器的阻值應(yīng)調(diào)到 ， （3）電壓表、電流表的正負(fù)接線柱接法要正確，量程選擇要合適， （4）小燈泡的電壓應(yīng)從 電壓開始，逐次降低。 （三）數(shù)據(jù)分析 總結(jié)規(guī)律 通過實驗記錄，對數(shù)據(jù)分析，發(fā)現(xiàn)燈泡的電阻不是定值，是變化的且變化較大，是什么原因使燈泡的電阻發(fā)生變化的呢？是導(dǎo)體兩端電壓變化了，是通過燈泡電流變化還是亮度變化引起電阻的變化？ 分析：影響電阻大小的因素。 （1）導(dǎo)體本身的條件：①材料 ②長度 ③橫截面積 （2）溫度 而與導(dǎo)體兩端電壓，通過導(dǎo)體電流無關(guān)，并不影響導(dǎo)體電阻的大小。 測小燈泡燈絲電阻過程中，本身的條件沒有變化，沒有改變燈絲電阻大小，只是燈絲的溫度對電阻大小影響，如何影響的？燈泡越亮，溫度越高，電阻越大。 （三）故障分析 在電源、電壓表、電流表、開關(guān)、導(dǎo)線完好的情況下 故障現(xiàn)象 可能原因 燈泡不發(fā)光 電壓表無示數(shù) 電流表無示數(shù) 短路， 松動，接觸不良 電壓表有示數(shù) 電流表有示數(shù) 滑動變阻器阻值 電壓表有示數(shù) 電流表無示數(shù) 燈泡燈絲 電壓表無示數(shù) 電流表有示數(shù) 燈泡 路 電壓表 路 燈泡發(fā)光 電流表無示數(shù) 電壓表有示數(shù) 電流表 路 電流表有示數(shù) 電壓表無示數(shù) 電壓表 路 知識點二：測定定值電阻的阻值 （一）伏安法測定值電阻 （1）實驗原理：根據(jù)歐姆定律的變形公式 ，只要測出定值電阻兩端的 和通過它的 ，就可求出它的電阻。 （2）實驗器材：電源、開關(guān)、 、電壓表、滑動變阻器、待測定電阻值和導(dǎo)線若干。 （3）實驗電路圖 （4）實驗步驟 ①按電路圖正確連接電路 ②檢查無誤后，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片P的位置，改變電阻兩端電壓分別為U1、U2、U3觀察電流表每次對應(yīng)的數(shù)值，I1、I2、I3 分別填入設(shè)計的記錄表格： 次數(shù) 電壓U/V 電流I/A 電阻R/Ω 1 2 3 ③根據(jù)每次記錄的電壓和電流值，求它的對應(yīng)的電阻值，再求出它們的平均值 （二）安阻法測定值電阻 （1）儀器：電源、 、兩個開關(guān)，一個阻值已知的定值電阻R和幾根導(dǎo)線，待測電阻Rx （2）電路圖： （3）步驟：①按圖連接電路 ②S閉合，S1斷開，電流表示數(shù)為I1 ③S、S1閉合，電流表的示數(shù)為I2 ④計算：U=I1R0 Ix=I2-I1 表達(dá)式： （三）伏阻法測定值電阻 （1）器材：電源、 、兩個開關(guān)、一個阻值已知的定值電阻R和幾根導(dǎo)線，待測電阻Rx （2）電路圖： （3）步驟：①按圖連電路 ②S1閉合，S2斷開，電壓表的示數(shù)為U1 ③S1斷開，S2閉合，電壓表的示數(shù)為U2 ④計算： ， Rx的表達(dá)式 類型一：基礎(chǔ)型 例1．小英按圖甲所示的電路圖連接實驗電路，測量電阻R的 阻值．閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片P后，觀察到電壓表和電流表的 示數(shù)分別如圖乙、丙所示，則電流表的示數(shù)為________A，電阻R的阻值 為________Ω． 　 解析： 答案： 總結(jié)升華： 舉一反三： 如圖所示，電源電壓為12V且保持不變，當(dāng)滑動變阻器滑片P移至端點A時，電流表的示數(shù)為0.4A，當(dāng)滑片P移至端點B時，電流表的示數(shù)為0.3A。求變阻器的最大阻值。 解析： 總結(jié)升華： 例2．用經(jīng)檢測完好的器材按圖連接好電路，測待測電阻Rx的阻值，剛一試觸就發(fā)現(xiàn)電流表的指針迅速擺動到最大刻度，試分析造成這一現(xiàn)象的原因可能是： （1） （2） （3） 。 解析： 答案： 總結(jié)升華： 舉一反三： 用伏安法測電阻時，如圖所示，某同學(xué)連完電路后，用開關(guān)試觸時，發(fā)現(xiàn)電流表迅速擺到最大刻度，電壓表指針反向偏轉(zhuǎn)，出現(xiàn)此現(xiàn)象的原因是 。 答案： 類型二：能力提高型 例3．如圖所示，是小明的實驗小組在“測量小燈泡的電阻” 實驗中連接的一個實驗電路，所用小燈泡標(biāo)有“2.5 V”字樣。 (1)請指出電路連接中的兩個不當(dāng)之處： ①________________________________________； ②________________________________________。 (2)他們改正電路連接中的不當(dāng)之處后，閉合開關(guān)，移動滑動變阻器的滑片時， 發(fā)現(xiàn)兩電表的示數(shù)和燈泡的亮度都同時變化，但兩電表的示數(shù)總是比較小，燈 泡的亮度也較弱。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是： ________________________________________。 (3)電路正常后，他們分別測出了小燈泡的幾組電壓和電流值。記錄如下： 電壓/V 2.0 2.5 2.8 電流/A 0.20 0.24 0.26 ①小燈泡正常工作時的電阻大小約為________________； ②通過分析實驗數(shù)據(jù)可知，小燈泡的電阻是________(填寫“不變”或“變 化”)的，其原因是：__________。 (4)實驗結(jié)束，小明提出了一個探究設(shè)想：可以利用上圖中的實驗器材來探究 “并聯(lián)電路中干路電流與各支路電流有什么關(guān)系”。 ①請幫他們設(shè)計一個實驗方案，將電路圖畫在虛線框中； ②在實驗探究過程中，滑動變阻器不但可以改變電路中的電流，它還是電 路中的一個________，但在移動滑片時一定要注意________________。 解析： 答案： 總結(jié)升華： 舉一反三： 給你如下器材：學(xué)生電源一個，電壓表二個，滑動變阻器一個，已知阻值為R0的定值電阻一個、開關(guān)一個、導(dǎo)線若干、待測電阻Rx一個。要求用一個電路圖測出待測電阻的阻值，畫出實驗的電路圖，簡述實驗步驟。寫出待測電阻的表達(dá)式。 解析： 答案： 例4．小明同學(xué)利用電壓表和電流表測量電阻R1的阻值，實驗電路圖如圖甲所示 （1）按甲電路圖將圖乙中的電流表（用0.6A量程）正確連入電路（用筆畫線表示導(dǎo)線） （2）實驗中，當(dāng)滑動變阻器的滑片P移到某一位置時，電流表和電壓表V2的示數(shù)如圖丙所示。由此可知電阻R1= Ω。 （3）小華發(fā)現(xiàn)另一個同學(xué)實驗時，電路連接正確、電壓表V1的示數(shù)為3V，但是反復(fù)移動變阻器的滑片P，電壓表V2的示數(shù)總是與V1的示數(shù)相等。由此可見，發(fā)生故障的原因可能是滑動變阻器 或是R1 。 解析： 答案： 總結(jié)升華： 舉一反三： 如果在實驗中發(fā)現(xiàn)無論怎樣移動滑動變阻器的滑片電流表的示數(shù)都為零，而電壓表卻有明顯示數(shù)，而且與電源電壓相同，你覺得問題可能出在哪？應(yīng)該怎樣解決？如圖： 答案： 探究園地 例1． 在測量定值電阻的實驗中，(1)連接電路時開關(guān) 應(yīng)________________。 (2)請你用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖甲中的實物電路連接完整。 (3)閉合開關(guān)前，滑動變阻器的滑片P應(yīng)移至________(填“A”或“B”) 端．小青閉合開關(guān)后，移動滑片P到某一點時，電流表示數(shù)為0.2 A， 電壓表示數(shù)如圖乙所示，為________V，計算出的電阻值為________Ω。 (4)小青僅把這一次實驗測量所得的阻值作為最后的結(jié)果，你認(rèn)為合適嗎? ________，理由是____________。 (5)如圖丙所示，是其他兩組同學(xué)根據(jù)測得數(shù)據(jù)作出的I-U圖像，分析圖 像可知________(填“>”“=”或“<”)。 (6)小珍連接好電路后閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)無論如何移動變阻器的滑片P，電 壓表、電流表均有示數(shù)，但都不改變，原因可能是________________。 (寫出一種即可) 解析： 答案： 總結(jié)升華： 例2．某同學(xué)利用下圖甲所示的電路測定電阻Rx的阻值，所用滑動變阻器上標(biāo)有“20Ω，2A”字樣，電源電壓不變，該同學(xué)實驗步驟正確，當(dāng)閉合開關(guān)S，觀察到電流表的示數(shù)為0.14A。當(dāng)他把滑動變阻器的滑片P移到中點位置時，電壓表、電流表的示數(shù)分別為2.5V、0.2A。接著他又移動滑片P到某A，這時電壓表、電流表的示數(shù)分別如圖乙所示。 （1）通過分析可知A點在滑動變阻器中點的 (填“左”或“右”)側(cè) （2）請在下表中將該同學(xué)尚未記錄的數(shù)據(jù)填寫完整，并計算出平均電阻值。 物理量 序號 電壓/V 電流/A 電阻/Ω 電阻平均值/Ω 1 1.7 0.14 2 2.5 0.20 3 分析： 答案： 例3．在測量某一定值電阻Rx阻值的實驗中，某同學(xué)選定了如圖所示器材進(jìn)行實驗，實驗過程中，由于某同學(xué)的疏忽，做完實驗后他才發(fā)現(xiàn)，把測量的電流值都寫在草稿紙上面而忘記填入記錄表格中。 （1）請你幫助該同學(xué)把記錄在草稿紙上的電流值對應(yīng)填入表格中，并寫出你所依據(jù)的物理規(guī)律是 。 實驗次數(shù) 1 2 3 4 5 電壓U/V 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 電流I/A 草稿紙 0.10 0.30 0.18 0.42 0.50 （2）根據(jù)測量數(shù)據(jù)計算該電阻的阻值為 Ω （3）根據(jù)實驗所需電路，用筆畫線代替導(dǎo)線完成圖中的實物連接。 （4）滑動變阻器在實驗中除能起保護(hù)電路的作用外，另一個主要作用是 （5）若電源電壓恒定且未知，用電阻箱R（電阻符號 ）代替滑動變阻器，同時撤去電流表，請利用余下器材（不要再添加其他任何器材）設(shè)計一個測量Rx阻值的實驗電路圖。 分析： 答案： 總結(jié)升華： 例4．如下圖，小明做“伏安法測電阻”的實驗電路圖，圖中有電流表（量程0—0.6A，0—3A）、電壓表（量程0—3V，0—15V），滑動變阻器（阻值變化范圍為0～12Ω），被測電阻Rx（約6Ω，按6Ω計算）及由三節(jié)新干電池串聯(lián)組成的電源，若實驗要求電表指針不超過其量程，且?guī)状螠y量指針都偏過電表刻度盤的中線，則變阻器連入電路的阻值至少為（ ） A 1.5Ω B 2Ω C 2.5Ω D 3Ω 解析： 答案： 例5．“曹沖稱象”的故事流傳至今，最為人們稱道的是曹沖采用的方法，他把船上的大象換成石頭，而其他條件保持不變，使兩次的效果（船體浸入水中的深度）相同，于是得出大象的重就等于石頭的重，人們把這種方法叫“等效替代法”，請嘗試?yán)谩暗刃娲ā苯鉀Q下面的問題： 探究目的：粗略測量待測電阻Rx的值， 探究器材：待測電阻Rx，旋轉(zhuǎn)式電阻箱R，若干開關(guān)、干電池，導(dǎo)線和一個刻度不準(zhǔn)確但靈敏度良好的電流表（電流表量程足夠大）， 信息鏈接：旋轉(zhuǎn)式電阻箱屬于一種變阻器，如圖所示，利用它可以在電路中準(zhǔn)確調(diào)節(jié)電阻值元件符號為，電阻箱連入電路時可以通過旋鈕下的“倍率”的對應(yīng)關(guān)系讀出此時的電阻值。 設(shè)計實驗和進(jìn)行實驗： （1）畫出你設(shè)計的實驗電路圖 （2）將下面的實驗步驟補完整、并用字母表示需要測出的物理量：第一步：開關(guān)斷開，并按設(shè)計的電路圖連接電路 （3）寫出Rx的表達(dá)式Rx= 解析： 答案： ☆例6.測量電阻的方法有很多。下面的方法值得我們學(xué)習(xí)和借鑒，下面甲圖為該實驗電路圖，其中Rx為待測未知電阻，R為電阻箱，S為單刀雙擲開關(guān)，R0為定值電阻。 （1）主要步驟： A．把開關(guān)S撥至a點，讀出電流表示數(shù)Ia； B．讀出電阻箱示數(shù)R； C．根據(jù)電路圖連接實物圖，并將電阻箱阻值調(diào)至最大； D．把開關(guān)S撥至b點，調(diào)節(jié)電阻箱，使電流表示數(shù)Ib等于Ia； 上述步驟的合理順序是 。 （2）步驟B中，電阻箱調(diào)節(jié)后的示數(shù)如下圖乙電阻箱的阻值是 Ω。 （3）被測電阻Rx的阻值是 ， （4）下列實例與本實驗所用到的研究方法相同的是（ ） A．研究電流與電壓、電阻的關(guān)系 B．用天平測物體的質(zhì)量 C．曹沖稱象 D．用力的作用效果研究力 分析： 答案： 三、總結(jié)與測評 要想學(xué)習(xí)成績好，總結(jié)測評少不了！課后復(fù)習(xí)是學(xué)習(xí)不可或缺的環(huán)節(jié)，它可以幫助我們鞏固學(xué)習(xí)效果，彌補知識缺漏，提高學(xué)習(xí)能力。 規(guī)律方法 伏安法測電阻是利用電壓表和電流表分別測出導(dǎo)體兩端的電壓和通過導(dǎo)體的電流。利用歐姆定律的變形公式 算得導(dǎo)體的電阻。我們稱這種方法為間接測量法。 伏安法測小燈泡電阻和定值電阻實驗的不同點： （1）測量小燈泡電阻時，要先調(diào)節(jié)變阻器滑片位置，使電壓表示數(shù) 燈泡燈口標(biāo)明的電壓值，然后使其兩端電壓逐漸 ，以保證燈泡 ，分別測量三組對應(yīng)的電壓，電流值；而測定值電阻時，電壓變化順序無限制可以根據(jù)自己的需要調(diào)節(jié)，盡量使電阻兩端的電壓成 變化，可以減小讀數(shù)不準(zhǔn)造成的誤差。每次讀數(shù)完畢后立即 開關(guān)，以免通電時間過長，引起定值電阻 升高而使定值電阻阻值 ，使測量誤差過大； （2）測量定值電阻的阻值時，多測幾組數(shù)據(jù)是為了取其平均值來減小 ；而測小燈泡電阻時，多測幾組數(shù)據(jù)是為了求出小燈泡在不同電壓下對應(yīng)的 值。目的是分析小燈泡電阻變化的規(guī)律、電阻大小與溫度的關(guān)系。 本內(nèi)容是中考實驗題重點考查內(nèi)容，實驗原理、實驗器材、器材的作用。電路圖設(shè)計、實物連接、電流表、電壓表選擇與讀數(shù)、電阻計算、故障分析排除數(shù)據(jù)分析等范圍非常廣。 成果測評 現(xiàn)在來檢測一下學(xué)習(xí)的成果吧！請到校測評系統(tǒng)和模擬考試系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)知識點的測試。 知識點：實驗用電流表和電壓表測電阻 測評系統(tǒng)分?jǐn)?shù)： 模擬考試系統(tǒng)分?jǐn)?shù)： 自我反饋 學(xué)完本節(jié)知識，你有哪些新收獲？總結(jié)本節(jié)的有關(guān)習(xí)題，將其中的好題及錯題分類整理。 我的收獲 習(xí)題整理 題目或題目出處 所屬類型或知識點 分析及注意問題 好題 錯題