教学目的
1.通过分组实验,使学生学会用伏安法测导体的电阻。加深对电阻概念的理解。
2.进一步提高综合使用电学仪器进行电学实验的能力。培养学生良好的实验习惯。
教学重点和难点
伏安法测电阻。
教具
学生电源,直流电流表,直流电压表,滑动变阻器(50Ω,1.5A),电键,绕线电阻(5Ω、10Ω各一个),导线。
教学过程
(一)引入新课
(l)欧姆定律的内容和公式分别是什么?
(2)欧姆定律为人们提供了一种测定导体电阻大小的方法,这种方法叫什么?
本节课将通过分组实验,学习用伏安法测定导体的电阻。
(二)讲授新课
(板书)三、实验:用电压表和电流表测电阻。
问:伏安法测电阻的原理是什么?
(板书)1.实验原理
分别用电压表和电流表侧出电路中某一导体两端的电压和通过它的电流,根据欧姆定律就可以算出这个导体的电阻。
(板书)2.实验电路。
问:(1)采用伏安法测定某一导体的电阻,需要使用哪些器材?每种器材在电路中起什么作用?
2.设计实验电路,画出电路图,如图所示。
3.要比较方便地改变导体两端的电压,以获得三次不同的电压值和相应的电流值,电路中应安装什么装置?怎样将它连入电路?(此问题机动)
在学生讨论的基础上,教师给出完整的实验电路图(如右图)。
讲解学生分组实验的注意事项:
(1)为便于实验操作,要考虑器材在桌上的码放位置。
(2)实验时,电源电压取4伏,电压表的量程取3伏,电流表的量程取0.6安。
(3)先用阻值为5欧的绕线电阻做被测电阻进行实验,调节滑片的位置,使电压表的示数分别为1伏、2伏和3伏,观察每次的电流值,以求出各次电阻值和电阻的平均值,然后换用阻值为10欧的电阻重做上述实验。
(4)其它注意事项同往常一样。
出示实验数据记录表。
学生分组进行实验。教师巡视指导检查。
实验完毕,整理仪器。请几个实验组的同学汇报实验数据,教师将实验数据填入表中。
讨论:
(1)观察表中的数据,在测定某一个被测电阻的实验中,电压、电流、电阻的数据各具有什么特点?
(2)加在某一被测电阻两端的电压不同,通过它的电流也不同,但三次测定的电阻值却相同(或基本相同),这说明了什么?这又是为什么呢?
(三)巩固知识
1.有的同学根据公式R=U/I得出下面的结论:导体的电阻跟导体两端的电压成正比,跟导体中的电流成反比,你认为这种说法对吗?若不对,错在哪里?
2.某导体两端加2伏的电压时,通过该导体的电流为0.4安,该导体的电阻是多少欧?若将此导体两端的电压加大到5伏,这个导体的电阻多大?若该导体两端不加电压时,通过这个导体的电流多大?此时导体电阻多大?
(四)课堂小结
(五)布置作业
1.完成实验报告。
2.课本习题。
3.预习:串联电路电流的关系和电压的关系分别是什么?
(曹广建)
【评析】
这个实验教案是完整的,可行的,行文和讲课中还应注意以下问题:
1.伏安法测电阻是一个很重要的实验,以后的应用也比较多,因此要进一步强调这个实验的重要性和用这个方法测电阻的实用性。
2.要通过这个实验进一步说明电流表、电压表的使用方法。
3.实验中要向学生说明自己联好电路后一定要经过教师检查方可按下电键实验。
4.通过实验进一步证实电阻值不随U,I变的物理实质,让同学进一步体会数学中的公式和物理中的公式不能等同理解,要强调物理公式中各物理量的物理意义,不要犯电阻的大小跟电压成正比,跟电流成反比的错误。
(北京市第八中学章浩武)
(一)教材人教社九年义务教育初中物理第二册
(二)教学目的
1.知道电压的作用。知道电源是提供电压的装置。
2.知道电压的单位。能对电压的不同单位进行变换。
3.记住干电池、家庭电路的电压值。
(三)教具
U形管连通器一个,干电池一节,小灯泡一个,开关一个,导线若干条。
(四)教学过程
1.复习
(1)把一节干电池、小灯泡、开关放在示教板上,请一位同学按所画电路图,用导线将电路连接起来(连接电路之前,开关应当是断开的)。
(2)提问:什么叫电路,它由哪几部分组成?
2.引入新课
演示:闭合示教板上电路中的开关,灯泡亮了,说明电路中产生了电流。
提问:电流是怎样形成的?
取下电路中的干电池,闭合开关,灯泡不发光。
提出问题:在这种情况下,为什么电路中不能形成电流,电源的作用是什么?
3.进行新课
为了说明在什么情况下才能形成电流,我们先用水流作比喻,看看水流是怎样形成的?
提问:将装有水的U形管连通器的底部用止水钳夹住,两管内水面相平。打开止水钳,两管内的水会不会发生流动?
演示:向U形管左管内加水,使左管水面高出右管水面(图1)。(提问:打开止水钳,两管内的水会不会发生流动,如果发生流动,水怎样流动?)打开止水钳,水从左管向右管流动。
提出问题:为什么在连通器里的水面相平时,水不发生流动,而在左管水面高时,水从左管流向它的右管?U形管中的水能不能持续不断地流动?
(利用投影幻灯片或电脑设计程序表现出连通器水流的动态过程,反映出在这一过程中,水位的变化和连通器底部液片受到的压强变化的情况。见图2所示。)
可见,水位差(又叫水压)是使水定向流动形成水流的原因。
下面我们再来看一看如图3所示的复合投影幻灯片(或用电脑设计程序表示出它的动态过程)。
甲图中A处的水位高于B处的水位,打开阀门,管中的水从A处通过涡轮向B处流动,水的流动使涡轮转动。A处的水面下降,B处的水面上升,当A、B两处水面相平时,水位相同,水停止流动,涡轮不再转动,幻灯片要显示上述过程。可见,水位差(水压)使水管中形成水流。
现在,我们用一台抽水机不断地把水从B处抽到A处(如图3乙所示,将抽水机置入,同时表现出抽水的动态情况)、使A处的水总比B处的水位高,由于水管两端总保持一定的水位差(水压),于是水管内就有持续的水流。
下面我们来看看图4所示的电路(示数板上接好的简单电路)的情况。
电源的正极聚集有大量的正电荷,负极聚集有大量的负电荷,在电源的正、负极之间就产生了电压。这个电压使电路中电荷发生定向流动,使正电荷从正极流向负极,或者使负电荷从负极流向正极,于是在电路中产生了电流。
可见,电压是使电路中形成电流的原因。
在电路中,电源在工作时不断地使正极聚集正电荷,负极聚集负电荷,保持电路两端有一定的电压,使电路中有持续的电流。电源是提供电压的装置。
板书:
在图3所示装置中,不同的抽水机可以在水管两端产生不同的水位差,即大小不同的水压。同理,不同的电源可以在电路的两端产生大小不同的电压,为此,首先要确定电压的单位。在国际单位制里,电压的单位是伏特,简称伏(V)。此外,常用单位还有千伏(kV)、毫伏(mV)、微伏(μV)等。介绍它们的换算关系。
板书:
看课本几种电压值的图。
要求记住的电压值有:
一节干电池电压:1.5伏。
家庭电路的电压:220伏。
对人体安全的电压:不高于36伏。
练习题:
(1)电压使电路中形成______,______是提供电压的装置。
(2)220伏=______千伏=______毫伏。
4.小结
这节课讲授的电压是电学中又一个重要的物理量。由于知识所限,我们用水流作比喻讲述了电压使电路中形成电流。电源是提供电压的装置。要知道电压的单位,会进行单位变换。此外,还要记住干电池和家庭电路电压值。
(四)说明
1.“电压”这堂课既是重点,又是难点,不易被学生掌握。对于初学电学的学生来说,只要求知道电压是电路中形成电流的原因,电源是提供电压的装置和电压的单位。至于电压的定义、公式和电压的单位──伏特的物理意义留待高中再讲,在这节课内不要出现这些内容,否则因难度过大使学生不能接受。
2.用水流作比喻来讲电压,对于学生来说形象、生动,容易被学生所接受。在这里利用水压引出电压,从而认识电压使电路中形成电流。
3.为了使学生便于理解,在讲水流的形成时,最好用复合幻灯片模拟出它的动态过程。有条件的,用电脑设计出程序,将有更好的效果。
(北京第八中学章浩武)
(一)教材人教社九年义务教育初中物理第二册
(二)教学目的
1.会按照电压表使用规则正确使用电压表,会选择电压表的量程和试触,会正确读出电压表的示数。
2.会用电压表测量电池的电压。通过实验研究串联电池组和并联电池组的电压跟每节电压的关系。
3.通过实验研究串联电路、并联电路中的电压关系。
(三)实验器材
学生实验:每组一个学生电源(或三节干电池),一只学生电压表,两个阻值不同的小灯泡,一个开关,导线若干。
演示实验:教学电压表一只,电源一个,开关一个。
(四)教学过程
1.复习
提问:
(1)怎样区分电压表和电流表?
(2)电压表和电流表在使用规则上,有哪些不同之处?有哪些相同之处?
2.引入新课
演示实验:将教学电压表通过开关与电源的正、负极相连,见图①。
提问:
(1)这种接法行不行?测出的是哪个元件两端的电压?
(2)在接线过程中要注意哪些问题?(注意:开关断开;并联在被测电路两端,电流从电压表“+”接线柱流进,从“-”接线柱流出;量程的选择和试触。)
(3)读出电压表的示数。
这个示数就是电源的电压。
3.进行新课
介绍这堂课的实验目的和所研究的内容。
实验的目的是:
(1)练习用电压表测干电池电压和一段电路两端的电压。
(2)研究干电池串联和并联时的电压关系;串联电路、并联电路中的电压关系。
这次实验分两个部分进行。
第一部分:测干电池电压,研究干电池串联、并联时的电压关系。
一、先取三节干电池,分别测出每节电池的电压。再将这三节干电池按图②串联成电池组,测出串联电池组的电压,将测得的数据记到表1内。分析串联电池组的电压跟各节干电池电压之间的关系,写出结论。
二、将两节相同的干电池按图③并联组成电池组,用电压表测这个并联电池组的电压,将测量数据填入表2内。分析并联电池组的电压跟每节电池的电压之间的关系,写出结论。
表1:串联电池组的电压
结论:________________。
表2:并联电池组的电压
结论:__________________。
第二部分:研究串联电路和并联电路的电压关系
一、按图④将L1、L2组成串联电路,用电压表分别测出:灯泡L1两端的电压U1,灯泡L2两端的电压U2,灯泡L1与L2串联的总电压U。要求:
先在作业本上画出将电压表接入电路的三幅电路图,并标出电压表的“+”、“-”接线柱。学生自己设计记录表格,做好记录后,分析实验结果,写出结论。
二、按图⑤,将L1、L2组成并联电路,用电压表分别测出灯泡L1两端的电压U1,灯泡L2两端的电压U2,A、B两点之间的总电压U。要求:
先在作业本上画出将电压表接入电路的三幅电路图,并标出电压表的“+”、“-”接线柱。学生自己设计记录表格;做好记录后,分析实验结果,写出结论。
实验完毕,断开电源,整理仪器,进行讲评。
4.小结
由学生汇报实验数据和所得到的结论。
(1)串联电池组的电压等于各节电池的电压之和。并联电池组的电压等于每节电池的电压。
(2)串联电路的总电压等于各部分电路两端电压之和。在并联电路里,各支路两端的电压相等,并且总电压等于各支路两端的电压。
练习题:(1)一个小电动机工作时,要求电源电压是6伏,要用几节干电池,怎样连接?
(2)在图⑥甲中,VA=6伏,VB=______,VC=______,在乙图中,V1=2伏,V=6伏,V2=______。
(四)说明
用电压表测电压的实验,对于大多数学生来说,并不困难。教师在教学中应注意:
1.严格要求学生按电压表使用规则进行实验操作。
2.培养能力,其中包括:按要求画电路图,自己设计记录表格,分析归纳得出结论。
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