2019-2020年九年級(jí)物理全冊(cè) 17.3 測(cè)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(jí)物理全冊(cè) 17.3 測(cè)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(cè)量電阻的方法。 l 會(huì)同時(shí)使用電壓表和電流表。 l 了解燈絲電阻的特性。 l 通過(guò)測(cè)量小燈泡電阻，了解歐姆定律的應(yīng)用。 l 通過(guò)實(shí)驗(yàn)電路的設(shè)計(jì)，連接以及測(cè)量過(guò)程培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣。 重點(diǎn)難點(diǎn)： l 重點(diǎn)：會(huì)用電壓表，電流表測(cè)量電阻 l 難點(diǎn)：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(huì)活學(xué)活用此處的知識(shí)。 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(duì)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(shí)點(diǎn)一：怎樣測(cè)小燈泡電阻 （一）實(shí)驗(yàn)過(guò)程： 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模海?）會(huì)用電壓表測(cè)電壓，會(huì)用電流表測(cè)電流 （2）會(huì)用伏安法測(cè)電阻 實(shí)驗(yàn)原理：歐姆定律 實(shí)驗(yàn)器材：電源、開關(guān)、電流表、 、 、待測(cè)燈泡(2.5V，3.8V)、導(dǎo)線若干。 實(shí)驗(yàn)電路圖： 實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(dòng)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(dòng)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(dòng)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(jì)算電阻值，填入表中。 （7）分析表格，總結(jié)規(guī)律。 （二）實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng) （1）連接電路時(shí)，開關(guān)要處于 狀態(tài)， （2）閉合開關(guān)前，滑動(dòng)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(guò)實(shí)驗(yàn)記錄，對(duì)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(guò)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(zhǎng)度 ③橫截面積 （2）溫度 而與導(dǎo)體兩端電壓，通過(guò)導(dǎo)體電流無(wú)關(guān)，并不影響導(dǎo)體電阻的大小。 測(cè)小燈泡燈絲電阻過(guò)程中，本身的條件沒(méi)有變化，沒(méi)有改變燈絲電阻大小，只是燈絲的溫度對(duì)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(wú)示數(shù) 電流表無(wú)示數(shù) 短路， 松動(dòng)，接觸不良 電壓表有示數(shù) 電流表有示數(shù) 滑動(dòng)變阻器阻值 電壓表有示數(shù) 電流表無(wú)示數(shù) 燈泡燈絲 電壓表無(wú)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(wú)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(wú)示數(shù) 電壓表 路 知識(shí)點(diǎn)二：測(cè)定定值電阻的阻值 （一）伏安法測(cè)定值電阻 （1）實(shí)驗(yàn)原理：根據(jù)歐姆定律的變形公式 ，只要測(cè)出定值電阻兩端的 和通過(guò)它的 ，就可求出它的電阻。 （2）實(shí)驗(yàn)器材：電源、開關(guān)、 、電壓表、滑動(dòng)變阻器、待測(cè)定電阻值和導(dǎo)線若干。 （3）實(shí)驗(yàn)電路圖 （4）實(shí)驗(yàn)步驟 ①按電路圖正確連接電路 ②檢查無(wú)誤后，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)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(duì)應(yīng)的數(shù)值，I1、I2、I3 分別填入設(shè)計(jì)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(duì)應(yīng)的電阻值，再求出它們的平均值 （二）安阻法測(cè)定值電阻 （1）儀器：電源、 、兩個(gè)開關(guān)，一個(gè)阻值已知的定值電阻R和幾根導(dǎo)線，待測(cè)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(jì)算：U=I1R0 Ix=I2-I1 表達(dá)式： （三）伏阻法測(cè)定值電阻 （1）器材：電源、 、兩個(gè)開關(guān)、一個(gè)阻值已知的定值電阻R和幾根導(dǎo)線，待測(cè)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(jì)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(shí)驗(yàn)電路，測(cè)量電阻R的 阻值．閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)滑動(dòng)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(dòng)變阻器滑片P移至端點(diǎn)A時(shí)，電流表的示數(shù)為0.4A，當(dāng)滑片P移至端點(diǎn)B時(shí)，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(cè)完好的器材按圖連接好電路，測(cè)待測(cè)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(dòng)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(cè)電阻時(shí)，如圖所示，某同學(xué)連完電路后，用開關(guān)試觸時(shí)，發(fā)現(xiàn)電流表迅速擺到最大刻度，電壓表指針?lè)聪蚱D(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(shí)驗(yàn)小組在“測(cè)量小燈泡的電阻” 實(shí)驗(yàn)中連接的一個(gè)實(shí)驗(yàn)電路，所用小燈泡標(biāo)有“2.5 V”字樣。 (1)請(qǐng)指出電路連接中的兩個(gè)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(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片時(shí)， 發(fā)現(xiàn)兩電表的示數(shù)和燈泡的亮度都同時(shí)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(cè)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(shí)的電阻大小約為________________； ②通過(guò)分析實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)結(jié)束，小明提出了一個(gè)探究設(shè)想：可以利用上圖中的實(shí)驗(yàn)器材來(lái)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(qǐng)幫他們?cè)O(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案，將電路圖畫在虛線框中； ②在實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程中，滑動(dòng)變阻器不但可以改變電路中的電流，它還是電 路中的一個(gè)________，但在移動(dòng)滑片時(shí)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(gè)，電壓表二個(gè)，滑動(dòng)變阻器一個(gè)，已知阻值為R0的定值電阻一個(gè)、開關(guān)一個(gè)、導(dǎo)線若干、待測(cè)電阻Rx一個(gè)。要求用一個(gè)電路圖測(cè)出待測(cè)電阻的阻值，畫出實(shí)驗(yàn)的電路圖，簡(jiǎn)述實(shí)驗(yàn)步驟。寫出待測(cè)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(cè)量電阻R1的阻值，實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)中，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P移到某一位置時(shí)，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(gè)同學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)，電路連接正確、電壓表V1的示數(shù)為3V，但是反復(fù)移動(dòng)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(jiàn)，發(fā)生故障的原因可能是滑動(dòng)變阻器 或是R1 。 解析： 答案： 總結(jié)升華： 舉一反三： 如果在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)無(wú)論怎樣移動(dòng)滑動(dòng)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(jué)得問(wèn)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(cè)量定值電阻的實(shí)驗(yàn)中，(1)連接電路時(shí)開關(guān) 應(yīng)________________。 (2)請(qǐng)你用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖甲中的實(shí)物電路連接完整。 (3)閉合開關(guān)前，滑動(dòng)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(dòng)滑片P到某一點(diǎn)時(shí)，電流表示數(shù)為0.2 A， 電壓表示數(shù)如圖乙所示，為________V，計(jì)算出的電阻值為________Ω。 (4)小青僅把這一次實(shí)驗(yàn)測(cè)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(cè)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(wú)論如何移動(dòng)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(cè)定電阻Rx的阻值，所用滑動(dòng)變阻器上標(biāo)有“20Ω，2A”字樣，電源電壓不變，該同學(xué)實(shí)驗(yàn)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(dòng)變阻器的滑片P移到中點(diǎn)位置時(shí)，電壓表、電流表的示數(shù)分別為2.5V、0.2A。接著他又移動(dòng)滑片P到某A，這時(shí)電壓表、電流表的示數(shù)分別如圖乙所示。 （1）通過(guò)分析可知A點(diǎn)在滑動(dòng)變阻器中點(diǎn)的 (填“左”或“右”)側(cè) （2）請(qǐng)?jiān)谙卤碇袑⒃撏瑢W(xué)尚未記錄的數(shù)據(jù)填寫完整，并計(jì)算出平均電阻值。 物理量 序號(hào) 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(cè)量某一定值電阻Rx阻值的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)選定了如圖所示器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，由于某同學(xué)的疏忽，做完實(shí)驗(yàn)后他才發(fā)現(xiàn)，把測(cè)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(qǐng)你幫助該同學(xué)把記錄在草稿紙上的電流值對(duì)應(yīng)填入表格中，并寫出你所依據(jù)的物理規(guī)律是 。 實(shí)驗(yàn)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(cè)量數(shù)據(jù)計(jì)算該電阻的阻值為 Ω （3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)所需電路，用筆畫線代替導(dǎo)線完成圖中的實(shí)物連接。 （4）滑動(dòng)變阻器在實(shí)驗(yàn)中除能起保護(hù)電路的作用外，另一個(gè)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(hào) ）代替滑動(dòng)變阻器，同時(shí)撤去電流表，請(qǐng)利用余下器材（不要再添加其他任何器材）設(shè)計(jì)一個(gè)測(cè)量Rx阻值的實(shí)驗(yàn)電路圖。 分析： 答案： 總結(jié)升華： 例4．如下圖，小明做“伏安法測(cè)電阻”的實(shí)驗(yàn)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(dòng)變阻器（阻值變化范圍為0～12Ω），被測(cè)電阻Rx（約6Ω，按6Ω計(jì)算）及由三節(jié)新干電池串聯(lián)組成的電源，若實(shí)驗(yàn)要求電表指針不超過(guò)其量程，且?guī)状螠y(cè)量指針都偏過(guò)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(qǐng)嘗試?yán)谩暗刃娲ā苯鉀Q下面的問(wèn)題： 探究目的：粗略測(cè)量待測(cè)電阻Rx的值， 探究器材：待測(cè)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(gè)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(hào)為，電阻箱連入電路時(shí)可以通過(guò)旋鈕下的“倍率”的對(duì)應(yīng)關(guān)系讀出此時(shí)的電阻值。 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)和進(jìn)行實(shí)驗(yàn)： （1）畫出你設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路圖 （2）將下面的實(shí)驗(yàn)步驟補(bǔ)完整、并用字母表示需要測(cè)出的物理量：第一步：開關(guān)斷開，并按設(shè)計(jì)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(cè)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(shí)驗(yàn)電路圖，其中Rx為待測(cè)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(diǎn)，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(shí)物圖，并將電阻箱阻值調(diào)至最大； D．把開關(guān)S撥至b點(diǎn)，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(cè)電阻Rx的阻值是 ， （4）下列實(shí)例與本實(shí)驗(yàn)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(cè)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(cè)評(píng) 要想學(xué)習(xí)成績(jī)好，總結(jié)測(cè)評(píng)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(bǔ)知識(shí)缺漏，提高學(xué)習(xí)能力。 規(guī)律方法 伏安法測(cè)電阻是利用電壓表和電流表分別測(cè)出導(dǎo)體兩端的電壓和通過(guò)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(cè)量法。 伏安法測(cè)小燈泡電阻和定值電阻實(shí)驗(yàn)的不同點(diǎn)： （1）測(cè)量小燈泡電阻時(shí)，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(cè)量三組對(duì)應(yīng)的電壓，電流值；而測(cè)定值電阻時(shí)，電壓變化順序無(wú)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(shí)間過(guò)長(zhǎng)，引起定值電阻 升高而使定值電阻阻值 ，使測(cè)量誤差過(guò)大； （2）測(cè)量定值電阻的阻值時(shí)，多測(cè)幾組數(shù)據(jù)是為了取其平均值來(lái)減小 ；而測(cè)小燈泡電阻時(shí)，多測(cè)幾組數(shù)據(jù)是為了求出小燈泡在不同電壓下對(duì)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(shí)驗(yàn)題重點(diǎn)考查內(nèi)容，實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)器材、器材的作用。電路圖設(shè)計(jì)、實(shí)物連接、電流表、電壓表選擇與讀數(shù)、電阻計(jì)算、故障分析排除數(shù)據(jù)分析等范圍非常廣。 成果測(cè)評(píng) 現(xiàn)在來(lái)檢測(cè)一下學(xué)習(xí)的成果吧！請(qǐng)到校測(cè)評(píng)系統(tǒng)和模擬考試系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的測(cè)試。 知識(shí)點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)用電流表和電壓表測(cè)電阻 測(cè)評(píng)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(shí)，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(cuò)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(shí)點(diǎn) 分析及注意問(wèn)題 好題 錯(cuò)題