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電阻的測量
教學目標
(一)知識目標
1、理解伏安法測電阻的原理。
2、知道伏安法測電阻有內接和外接兩種方法。
3、理解兩種方法的誤差原因,并能在實際中作出選擇。
4、理解多用電表直流電流檔、直流電壓檔、歐姆檔的基本原理.
(二)能力目標
1、通過本課的測量誤差分析,實際測量對比分析,培養(yǎng)學生動手操作能力和分析能力。
2、了解歐姆表的原理,學會使用歐姆表。
3、練習使用多用電表。
(三)情感目標
1、通過本課學生測量分析,器材選擇判斷,樹立學生知識來源于實踐,應用于實踐的觀點。
教學建議
1、伏安法測電阻這個實驗學生在初中階段已經(jīng)學習過了,但是初中時只要求學生掌握測量基本原理,不需要學生考慮測量的誤差以及引起誤差的原因,也不需要學生掌握兩種連接方法,而在高中階段,本節(jié)重點是伏安法測電阻的兩種接法,使學生知道在什么情況下應該用哪種接法,知道兩種接法對測量值帶來的不同測量結果,要求學生對兩種連接方法所產(chǎn)生的誤差來源有所了解。
在新課講解中可以首先復習電阻定義,引出測量電阻的思路,結合具體實際,提出兩種測量方式,分析誤差原因,總結適用條件,通過測量分析,進一步鞏固。通過器材分析選擇,培養(yǎng)學生解決實際問題能力。
學生活動展開時應該在教師的引導下,分析兩種測量電阻方法的誤差原因及適用條件,利用自行測量進一步體會適用條件,通過練習題,進一步培養(yǎng)學生綜合分析能力,器材選擇判斷能力,解決實際問題能力。本節(jié)是閉合電路歐姆定律的運用,具有聯(lián)系實際的意義,為學生提供運用知識分析和解決問題的機會
2、教材要求了解歐姆表的原理,不要求進一步講解歐姆表的刻度等問題.
通過對歐姆表原理的講解,進一步加強學生使用歐姆表的能力,重點強調歐姆表在使用前調零的重要性和必要性,使學生分清歐姆表的各檔位之間的轉換,知道歐姆表內置電源的正負極與兩個表筆之間的連接,會對歐姆表進行讀數(shù)和測量。
3、對于程度不同的學生可以采取不同的教學方法,如果學生的程度較好,可以對電阻的測量進行展開教學。除了講解以上兩種電阻測量方法以外,還可以向學生介紹其他方法。比如替代法,補償法,惠斯通電橋法,另有利用一個已知電阻和伏特表,一個已知電阻和安培表進行測量的方法。
教學設計示例
電阻的測量
一、教學目標
1、在物理知識方面的要求:
。1)了解用伏安法測電阻,知道伏安法測電阻有內接和外接兩種方法,無論用“內接法”還是“外接法”,測出的阻值都有誤差。
。2)懂得誤差的產(chǎn)生是由于電壓表的分流或電流表的分壓作用造成的,并能在實際中根據(jù)給出的具體數(shù)據(jù)考慮選用什么規(guī)格的儀器。
。3)知道歐姆表測電阻的原理。
2、能力方面的要求:
(1)引導學生理解觀察內容的真實性,鼓勵學生尋查意外現(xiàn)象及異,F(xiàn)象所發(fā)生的原因。
。2)通過本課的測量誤差分析,實際測量對比分析,培養(yǎng)學生動手操作能力和分析能力。
(3)培養(yǎng)學生細心操作、認真觀察的習慣和分析實際問題的能力。
二、重點、難點分析
1、重點:使學生掌握引起測量誤差的原因及減小誤差的方法。
2、難點
(1)誤差的相對性。
。2)根據(jù)給出的具體數(shù)據(jù)考慮選用什么規(guī)格的儀器來減小誤差。
三、教具
電壓表,電流表,歐姆表,測電阻的示教板。
四、主要教學過程
(-)引入新課
我們在初中時已經(jīng)做過了“用電壓表、電流表測電阻”的實驗,現(xiàn)在,再做“伏安法測電阻”,是不是簡單的重復呢?大家可以回想一下,當初做實驗時的情況,把兩個示數(shù)相除,再多次求平均即可,那你們有沒有想過,這樣得到的就是電阻的真實值嗎?不是,原因在于電壓表和電流表都不是理想的。
(二)教學過程
1、伏安法測電阻
我們已經(jīng)了解了電流表并非無電阻,而電壓表也并不是電阻無窮大,用這樣的表去測量電阻,會對測量結果有什么樣的影響?
(1)、原理:利用部分電路歐姆定律
我們利用電壓表,電流表測量電阻值時,需把二者同時接入電路,否則無對應關系,沒有了測量的意義,那么接入時無非兩種接入方法,那么電路應如何?請同學們畫出。
。2)、電路:
如果是理想情況,即 時,兩電路測量的數(shù)值應該是相同的。
提出問題,實際上兩塊表測量的是哪個研究對象的哪個值?測出來的數(shù)值與實際值有什么偏差,是偏大還是偏小?
外接法
是 兩端電壓,是準確的, 是過 和 的總電流,所以偏大。
偏小,是由于電壓表的分流作用造成的。
實際測的是 與 的并聯(lián)值,隨 ↑,誤差將越小。
內接法
是過 的電流,是準確的, 是加在 與A上總電壓,所以偏大。 偏大,是由于電流表的分壓作用造成的。
實際測的是 與A的串聯(lián)值,隨 ↓,誤差將越小。
進一步提問:為了提高測量精度,選擇內、外接的原則是什么?
適用范圍: ;
[思考題]給你電源、電流計、已知電阻 、開關和未知電阻各一只,如何設計測量電阻的電路。
方法:將A前后兩次串入 和 各支路,測得電流強度為 和 ,應有 ,則 )
2、歐姆表測電阻
伏安法測電阻比較麻煩,實際應用時常用能直接讀出電阻值的歐姆表來測電阻,關于歐姆表的構造,先請同學們看書。
以上歐姆表的結構示意圖。借助電流表顯示示數(shù),測電阻不同于測電流、電壓,表內本身含有電源,表盤上本身刻定的是電流值。試想,在兩表筆間接入不同的電阻時,電路中的電流強度會隨之發(fā)生改變,且一個阻值對應一個電流值,即指針偏在某一位置,所以可知:
。1)、原理:閉合電路歐姆定律
(2)、刻度的標定:
、賰杀砉P短接,調 ,使 ,刻出“0”
、趦杀砉P斷開,指針不偏,刻出“∞”
、廴我饧由 , ,在指針偏轉到的位置,刻出“ ”;
④若是正好是
拿出一塊歐姆表演示一下剛才的過程,同時說明:
、偌t、黑表筆的規(guī)定是為了與以往的電壓表、電流表“+、-”極統(tǒng)一,即電流流入的為正極,電流流出的為負極。
、谟捎 與 并不是簡單的反比關系,所以歐姆表的刻度是不均勻的,從有向左,刻度越來越密。
(3)、使用歐姆表的注意事項:(請同學回答并總結出)
①測電阻時,要使被測電阻同其它電路脫離開。
②歐姆表一般均有幾檔,而且使用時間長了,電池的E,r均要發(fā)生改變,所以在每次使用前及換擋后都要進行調零。
、勖看问褂煤笠验_關撥到OFF檔或交流電壓檔的最大量程。
由此也可看出,利用歐姆表測電阻僅是粗測而已,在此基礎上,應再利用伏安法測量才會比較準確。
3、課后小結
。1)、伏安法測電阻雖然比較準確,但是無論采用哪種連接方法均會給測量帶來誤差,這是測量方法本身存在的問題,應屬系統(tǒng)誤差。
(2)、為了使測量誤差盡量小,應選用合適的連接方法,可在用歐姆表粗測的基礎上選取。
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