八年级物理下册《7.6欧姆定律的应用》教学设计 沪粤版.doc

《7.6欧姆定律的应用》教学设计
课程目标
1．会用电压表和电流表测电压．
2．知道伏安法测电阻的原理．
3．知道短路及其危害．
一、导入新课
情境：以美国为首的北约部队轰炸南联盟，曾用了一种“石墨炸弹”的武器，瘫痪了南联盟的供电系统，这种武器为什么会有这么大的威力呢?
二、备课要点
1．通过测量小灯泡的电阻，了解欧姆定律的应用．
2.在电路的设计、连接以及测量过程中培养学习物理的兴趣．
重点：用电流表和电压表测电阻的方法．
难点：(1)设计电路，测未知电阻的阻值．
(2)短路的危害．三、知识点击
1．测量小灯泡工作时的电阻
(1)实验原理
要测量小灯泡工作时的电阻，应使电流通过灯泡，同时测出电流值和灯泡两端的电压值，应用欧姆定律就能算出灯泡的电阻值了．这种方法叫做伏安法．
(2)实验器材
电源、开关、电流表、电压表、滑动变阻器、小灯泡和导线若干等．
(3)实验电路图
如图7—6—1所示．
(4)实验步骤
①按电路图连接电路．
注意：连接实物时要将开关断开，且在实验前要将滑片P移到连人阻值最大的地方，电流表与被测电阻串联，电压表与被测电阻并联，且应使用试触法选择量程．
②检查电路无误后，闭合开关．

用滑动变阻器调节电路中的电流，从尽可能小的电流逐步调至正常发光．观察灯泡亮度并读出电压表和电流表示数，将实验数据记录在下表中．
实验次序
U／V
I／A
R／Ω
灯泡亮度
1

不亮
2

灯丝暗红
3

微弱发光
4

正常发光
⑧根据记录的四组数据，分别求出四个对应的电阻值，观察分析不同发光情况下的灯泡电阻值．
注意：怎样选择仪表量程．
在本节实验中因表的指针位置判断不准而引起的读数误差会很大，为了减小因电表读数不准而引起的误差，在不超过量程的前提下，应尽可能使电表指针偏转的角度大些，即仪表量程的选择应大于并尽可能接近于待测值．
例如，在待测电阻为40Ω的情况下，我们可把电源电压选得高一些，如15V，电流表量程则应大于并尽可能接近于I=U/R=15V/40Ω=0.375A，即量程最好是O.4A，但受仪器规格的限制，电流表只好选0.6A量程，电压表选15V量程．
为了减小测量误差，要求每次测量时电表指针的偏转在满刻度的1/2以上．
说明：灯泡由不亮逐渐变为正常发光，灯泡灯丝的温度逐渐升高，表明小灯泡灯丝的电阻跟灯丝的温度高低有关，温度越高，灯丝的电阻越大．
2．研究短路有什么危害
(1)“短路”从狭义上讲就是电源的“+”“一”极之间没有用电器，而用导线直接把“+”极和“一”极连接起来，短路由于电阻很小，电流会很大，很可能烧坏电源，这是绝对不允许的．
(2)短路现象的几点说明：
①电源短路
如图7—6—2所示，如果连接灯泡的导线两端直接粘连起来，就会造成电源短路．由于导线的电阻远比灯泡的电阻小，所以通过它的电流会非常大，这样大的电流，电池或者其他电源都不能承受，电源会损坏；更为严重的是，因为电流太大，会使导线的温度升高，严重时有可能造成火灾．因此，电源短路是十分危险的．

②用电器短路
如图7—6—3所示的电路中，显然电源未被短路．灯泡厶的两端由一根导线直接连接．导线是选择电阻率极小的材料制成的，在这个电路中，相对于用电器的电阻来说，导线上的电阻极小，可以忽略不计，通常在分析计算时，可以忽略导线的电阻．图中与灯泡‘并联的这段导线通过灯泡如接在电源上，那段导线中就有一定的电流，，我们对那段导线应用欧姆定律，导线两端的电压

U=IR,由于→0，说明加在它两端的电压U→0，那么与之并联的灯泡L两端的电压U=U→0，在灯泡L1上应用欧姆定律知，通过灯泡L1的电流，I1=U1/R1→0，可见，电流几乎全部通过那段导线，而没有电流通过灯泡L1，因此灯泡L1不会亮．这种情况我们称为灯泡 L1被短路．
如果我们在与L1并联的导线中串联一只电流表，由于电流表的电阻也是很小的，情形与上述相同，那么电流表中虽然有电流，电流表有读数，但不是L1中的电流，电路变成了电流表与L2串联，读数表示了通过L2的电流，L1被短路了．
四、探究活动
活动内容一
提出问题：小灯泡有电阻吗?当电压变化时，小灯泡的电阻会不会变化?怎样变?
探究准备：电源、小灯泡、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线等．将这些元件连接成如图7—6—4所示的电路，并画出电路图．(图7—6—5)

探究活动：1．检查电路连接无误后，调节滑动变阻器，使滑片P移到最大值(即电路中电流最小值)位置上．
2．闭合开关，使电压表的示数为小灯泡额定电压，将此时电压表、电流表的示数记录在表格中．
3．调节滑动变阻器，使电压表的示数从额定电压开始逐渐降低，此时电流表的示数也会变化．
4．设计表格．并记录测得的数据．
＼物理量
实验次数＼
＼

电流I(A)

电压U(V)

电阻R(Ω)
1

2

3

探究评价：(1)电路闭合之前，为什么要把变阻器调到电路中电流最小的位置．
(2)实验中滑动变阻器在电路中的作用是什么?
(3)测量采用降低电压而不是升高电压，为什么?
活动内容二
提出问题：怎样用一个电流表来测小灯泡的电阻?
探究准备：电源、开关，已知阻值的定值电阻R。、待测灯泡的电阻R；、导线、电流表、滑动变阻器．

方法一：
选择器材：电源、开关，已知阻值为R。的电阻、待测电阻Rx导线、电流表．
探究过程：1．将所选用的器材组成如图7—6—6所示的电路．
2．闭合开关5，电流表测出通过R。的电流，I0,计算R0两端的
电压U0=I0R0．
3．电源电压u=UO=I0R0，电路改变时，电源电压不变．
4．断开开关s，用电流表测出电路中的电流I

方法二：选择器材：电源、开关，滑动变阻器、待测电阻Rx。导线、电流表探究过程：1．将所选用的器材组成如图7—6—7所示的电路．

交流总结：只有一个电流表测电阻的方法叫——安阻法，只有一个电压表测电阻的方法叫伏阻法．这种测量方法是通过电表和已知电阻值，巧妙利用串、并联电路电流和电压的特点来搭桥测出电阻值．
活动内容三
阅读材料
伏安法测电阻的内接法与外接法
利用电压表和电流表测小灯泡电阻的电路有两种接法．
(1)电流表内接法
电路：如图7—6—8所示．
结果：测量值偏大，即R测_>R
定性解释：电流表内接时，电流表的读数与尺中的电流

相等．但由于电流表的内阻RA≠O，而具有分压作用，使电压表读数大于R两端电压，因

(2)电流表外接法电路：如图7—6—9所示
结果：测量值偏小，即

定性解释：电压表的读数与R两端电压相等．但由于电
压表内阻

，而具有分流作用，使得电流表的读数大
于流过R的电流，因此由

算得的电阻值偏小．
在实测中，不一定都能事先知道待测电阻的大概值，也不一定很清楚凡和月。的大小．为了快速、准确地确定一种较好的接法，可以按以下步骤操作：
①将待测电阻R与电流表、电压表如图7—6一10接好，并将电压表的一根接线s空出．
②将s先后触碰电流表的两个接线柱a、b．
③比较两次触碰中两个电表的读数变化情况：

若电压表读数变化显著，说明电流表分压作用明显，应使用外接法，S接a；若电流表读数变化显著，说明电压表的分流作用明显，应使用内接法，S接b．