高中物理电阻的测量教学教案.docx

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高中物理电阻的测量教学教案

高中物理电阻的测量教学教案

高二物理教学教案

高中物理电阻的测量教学教案

（一）知识目标

1、理解伏安法测电阻的原理。

2、知道伏安法测电阻有内接和外接两种方法。

3、理解两种方法的误差原因，并能在实际中作出选择。

4、理解多用电表直流电流档、直流电压档、欧姆档的基本原理．

（二）能力目标

1、通过本课的测量误差分析，实际测量对比分析，培养学生动手操作能力和分析能力。

2、了解欧姆表的原理，学会使用欧姆表。

3、练习使用多用电表。

（三）情感目标

1、通过本课学生测量分析，器材选择判断，树立学生知识来源于实践，应用于实践的观点。

教学设计示例

电阻的测量

一、教学目标

1、在物理知识方面的要求：

（1）了解用伏安法测电阻，知道伏安法测电阻有内接和外接两种方法，无论用“内接法”还是“外接法”，测出的阻值都有误差。

（2）懂得误差的产生是由于电压表的分流或电流表的分压作用造成的，并能在实际中根据给出的具体数据考虑选用什么规格的仪器。

（3）知道欧姆表测电阻的原理。

2、能力方面的要求：

（1）引导学生理解观察内容的真实性，鼓励学生寻查意外现象及异常现象所发生的原因。

（2）通过本课的测量误差分析，实际测量对比分析，培养学生动手操作能力和分析能力。

（3）培养学生细心操作、认真观察的习惯和分析实际问题的能力。

二、重点、难点分析

1、重点：

使学生掌握引起测量误差的原因及减小误差的方法。

2、难点

（1）误差的相对性。

（2）根据给出的具体数据考虑选用什么规格的仪器来减小误差。

三、教具

电压表，电流表，欧姆表，测电阻的示教板。

四、主要教学过程

（－）引入新课

我们在初中时已经做过了“用电压表、电流表测电阻”的实验，现在，再做“伏安法测电阻”，是不是简单的重复呢？

大家可以回想一下，当初做实验时的情况，把两个示数相除，再多次求平均即可，那你们有没有想过，这样得到的就是电阻的真实值吗？

不是，原因在于电压表和电流表都不是理想的。

（二）教学过程

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1、伏安法测电阻

我们已经了解了电流表并非无电阻，而电压表也并不是电阻无穷大，用这样的表去测量电阻，会对测量结果有什么样的影响？

（1）、原理：

利用部分电路欧姆定律

我们利用电压表，电流表测量电阻值时，需把二者同时接入电路，否则无对应关系，没有了测量的意义，那么接入时无非两种接入方法，那么电路应如何？

请同学们画出。

（2）、电路：

如果是理想情况，即

时，两电路测量的数值应该是相同的。

提出问题，实际上两块表测量的是哪个研究对象的哪个值？

测出来的数值与实际值有什么偏差，是偏大还是偏小？

外接法

是

两端电压，是准确的，

是过

和

的总电流，所以偏大。

偏小，是由于电压表的分流作用造成的。

实际测的是

内接法

与

的并联值，随

↑，误差将越小。

是过的电流，是准确的，

是加在

与A上总电压，所以偏大。

偏大，是由于电流表的分压作用造成的。

实际测的是

与A的串联值，随

↓，误差将越小。

进一步提问：

为了提高测量精度，选择内、外接的原则是什么？

适用范围：

；

、开关和未知电阻各一只，如何设计测量电阻［思考题］给你电源、电流计、已知电阻

的电路。

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方法：

将A前后两次串入

和

各支路，测得电流强度为

和

，应有

，则

）

2、欧姆表测电阻

伏安法测电阻比较麻烦，实际应用时常用能直接读出电阻值的欧姆表来测电阻，关于欧姆表的构造，先请同学们看书。

以上欧姆表的结构示意图。

借助电流表显示示数，测电阻不同于测电流、电压，表内本身含有电源，表盘上本身刻定的是电流值。

试想，在两表笔间接入不同的电阻时，电路中的电流强度会随之发生改变，且一个阻值对应一个电流值，即指针偏在某一位置，所以可知：

（1）、原理：

闭合电路欧姆定律

（2）、刻度的标定：

①两表笔短接，调

，使

，刻出“0”

②两表笔断开，指针不偏，刻出“∞”

③任意加上

，

，在指针偏转到的位置，刻出“

”；④若是正好是

呢？

应有

，不难看出此时、

，是此时的欧姆表内阻，也称中值电阻。

拿出一块欧姆表演示一下刚才的过程，同时说明：

①红、黑表笔的规定是为了与以往的电压表、电流表“＋、－”极统一，即电流流入的为正极，电流流出的为负极。

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②由于

与

并不是简单的反比关系，所以欧姆表的刻度是不均匀的，从有向左，刻度越来越密。

（3）、使用欧姆表的注意事项：

（请同学回答并总结出）

①测电阻时，要使被测电阻同其它电路脱离开。

②欧姆表一般均有几档，而且使用时间长了，电池的E，r均要发生改变，所以在每次使用前及换挡后都要进行调零。

③每次使用后要把开关拨到OFF档或交流电压档的最大量程。

由此也可看出，利用欧姆表测电阻仅是粗测而已，在此基础上，应再利用伏安法测量才会比较准确。

3、课后小结

（1）、伏安法测电阻虽然比较准确，但是无论采用哪种连接方法均会给测量带来误差，这是测量方法本身存在的问题，应属系统误差。

（2）、为了使测量误差尽量小，应选用合适的连接方法，可在用欧姆表粗测的基础上选取。

扩展资料导体电阻略谈

质体的质料确定，几何线度确定，导体的电阻是否确定？

这个问题似乎很简单，因为根据电阻定律

可知，只要导体的质料（电阻率

）、长度（l）和截面积（S）同时确定，导体的电阻就能唯一确定。

必须指出，以上结论只对细线状导体而言。

一般来讲，尽管导体质料和几何线度确定，导体电阻还不能唯一确定，因为体现电阻定律中的长度和截面具有相对性。

例如图1是一长方体铜条，试计算其电阻是多大。

图1

显然，当铜条的a、b端接入电路时，其呈现的电阻是：

当铜条的c、d端接入电路时，其呈现的电阻是：

当铜条的e、f端接入电路时，其呈现的电阻是：

（其中是铜条电阻率，l、n和m分别是铜条的长、宽和高）。

由以上计算可清楚看出，一定质料，一定几何线度（形状）的导体的电阻还与其接入电路的具体方式有关。

由于导体接入电路的方式不同，导体的有效长度l、有效横截面积S亦是不同的，根据电阻定律，导体的电阻当然不同！

关于这点，平常往往容易疏忽，教学中务

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必引起注意。

如能在电阻教学中注意到这一点，就不仅能使学生对电阻定律认识深刻，掌握牢固，而且还能使学生有效地提高全面观察、分析和认识问题的能力

负载与电阻

曾见一本书这样写道：

“人们通过生产斗争和科学实验，总结出电压U、电流I、负载（电阻）R三者之间的关系为

。

这是一个基本规律，称为欧姆定律。

”很明显，这段话把负载和电阻完全等同起来了。

正是在这种思想和观念的影响、支配下，有些人往往认为：

在电压一定的电路中，负载大就是指电阻大，负载小就是指电阻小。

我们认为，以上思想和观念都是错误的。

事实上，负载和电阻并不完全是一码事，它们是两个可区分的概念，当然也有一定的联系。

下面我们就来对这个问题作一定的阐述和分析。

关于负载这个概念的内涵，就一般而言，可有两种理解。

一种理解是：

负载就是指广义的耗（吸）能器。

在电学范围内，负载就是各种用电设备，它们是取用电能的装置，其作用是将电能转换成为其他形式的能量，为人们所利用。

例如，白炽灯把电能转换成为能（主要的）；电炉把电能转换成热能；电动机把电能转换成机械能；扬声器把电能转换成声能；蓄电池把电能转换成化学能等等。

在力学范围内，负载主要是指能吸收机械能量的一种特殊装置。

可以这么说，如把负载作为一种广义的耗（吸）能器来理解，则其意义多少犹如我们在科学实验和日常生活中把能盛放任何物体的一切器件统称为“容器”一样，它仅是一个反映特殊功能的名称而已，别无他意。

把负载理解成上述意义多见于电工学和电子学中。

如“用变压器耦合，是为了阻抗匹配，最大限度地将功率送到负载”。

“在三相电路中，负载的联接有两种方式。

”“三极管集电极电流流过负载电阻

。

”负载还有直流负载与交流负载之分，电子线路中的直流负载线和交流负载线就是一例。

这种负载之称，仅是为了区别流过负载的电流是直流还是交流，它们仍保持着负载的原涵义。

负载的另一种理解是：

在电学范围，负载就是一切用电设备从电源所获取的功率，又负载就是负荷，负荷乃直接指动力（如电力）设备在运行时所产生、转换、消耗的功率”。

例如，发电机在运行时的负载就是指当时所产生的千瓦或千伏安数。

实际负荷与额定负荷相等时称为“满负荷”或“全负荷”，小于额定负荷时称为“低负荷”，超过额定负荷时则称为“过负荷”。

如按这种理解，则负载就可看作是功率的代名字（或称一种含有特殊含义的功率），它有大小之分，有单位，有量纲。

对负载的两种涵义明确以后，接下来我们就可回答负载是否就是电阻等问题。

根据负载就是用电设备的涵义，那就不难判断，电阻（器）或纯电阻性器件就是负载，而负载却不一定是电阻（器）或电阻性器件，因为负载的外延是包括电阻（器）在内的一切用电设备，它可以是电阻性的，也可以是电感性的（常称电感性负载），或它们的组合，如电动机、电炉、扬声器等。

那欧姆定律中的R到底能不能说成是负载？

显然不能！

因为定律中的R明明是指用电器的电阻值。

若欲论负载的大小，那就只能按上述第二种涵义来理解负载。

此

时，负载与电阻还是两个截然不同的概念。

譬如直流电路中一般用电

阻器（耗能元件）符号R来代表用电器，如图所示。

在这里，符号R具有双重意义：

一是它表示电路中接有一只负载

――电阻器；二是表示这个电阻器具有的电阻值是R。

当电源电压U一定时，电阻R大，其所取用的电流较小，消耗的功率也较小，因此，对电源而言，负载较小；反之，电阻R越小，则其消耗的功率越大，即负载越大。

由此可见，

若按负载是指用电器从电源获取功率的涵义

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来看，则在电压一定的电路中，认为负载大就是指电阻大，负载小就是指电阻小的观点显然是错误的。

综合以上分析，我们可将负载和电阻的区别与联系概括为：

（1）负载有时是指一切用电设备（电学范围内），有时又指用电器从电源获取的功率，而电阻是指导体对电流的一种阻碍作用。

（2）电阻是导体的固有属性，它只取决于导体的性质、几何形状、温度以及连接方式，而与电流的存在与否无关。

电流通过导体时，只不过使导体的电阻表现出来而已。

然而，用电器从电源获取的功率――负载，它不仅与用电器的电阻值有关，还与流过用电器的电流有关（指直流电路）。

仅当负载是用电器时，才可以说电阻就是负载。

但必须指出，这里的电阻实指电阻器，并非指电阻值。

（3）只有当负载理解成用电器从电源获取的功率时，负载概念才与电阻概念一样，是个物理量。

在国际单位制中，电阻的单位是欧姆，量纲式是

特，量纲式是

。

典型例题

伏安法测电阻

例1用伏安法测电阻时，采用图示的（a）、（b）两种电路．当用（l）测量时，电压表和电流表的示数分别为

数分别为

V，

V，

A；当用（b）测量时，电压表和电流表的示；负载的单位是瓦A．设电源的内阻不计，求被测电阻R的准确值．

分析解答：

电源内阻不计，表示电源两端的电压恒定（恒压源），因此由（a）中电压表示数可得电源电动势，结合图（b）中两表示数可算出电流表内阻