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文檔簡(jiǎn)介

探究電流表、電壓表的電阻

一、提出問(wèn)題:

電流表的使用說(shuō)明上有這么一段文字:禁止不經(jīng)過(guò)用電器,將電流表的兩個(gè)接線柱直接

連到電源的兩極上,否則會(huì)燒壞電表,這是什么原因呢?

在使用電壓表時(shí),我們可以用電壓表的兩個(gè)接線柱直接連接電源兩極(這樣就可以測(cè)電

壓),明顯與電流表的使用不同,這又是什么原因?

二、猜想與假設(shè):

這可能是因?yàn)殡娏鞅淼碾娮韬苄?,而電壓表的電阻很大?/p>

三、制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn):

怎樣探究電表的電阻呢?聯(lián)想到課本在引入電阻概念時(shí),是用圖1所示電路在M、N兩

點(diǎn)之間,先后接入長(zhǎng)度和粗細(xì)相同的鑄銅線和鑲銘線。觀察電流表指針的偏轉(zhuǎn)情況,可以發(fā)

現(xiàn),這兩種導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用不同。通過(guò)的電流較大時(shí),說(shuō)明這個(gè)導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作

用較小,即電阻小。反之,說(shuō)明導(dǎo)體的電阻大。

圖1中,若用燈泡代替電流表,將待研究的電流表、電壓表先后接入電路中的M、N間

(圖2)用燈泡亮度就可以反映電流表、電壓表的電阻大小??紤]到電流表的電阻可能很小,

用它與接入電路中的一段銅導(dǎo)線(銅導(dǎo)線電阻可以認(rèn)為為0)進(jìn)行比較,即在圖2的M,N

間先后接入導(dǎo)線和電流表,若燈泡亮度不變,說(shuō)明電流表與銅導(dǎo)線的電阻差不多,可以認(rèn)為

為0o

四、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù):

按圖示進(jìn)行實(shí)驗(yàn),將觀察結(jié)果填入表格中。

五、分析與論證:

M、N間分別接入燈泡亮度情況

銅導(dǎo)線亮

圖1中電流表亮度不變N兩點(diǎn)間接入

導(dǎo)線時(shí)燈泡電壓表不亮較亮,換成電流表

亮度不變,說(shuō)明電流表的電阻相當(dāng)于導(dǎo)線,電阻為0。換成電壓表燈泡不亮,說(shuō)明電壓表電

阻很大。

六、評(píng)估:

要知道通過(guò)燈泡或電阻的電流,我們可以把電流表串聯(lián)接入電路中,如果電流表電阻較

大,必然會(huì)使兩次通過(guò)燈泡或電阻的電流有較大變化,使測(cè)量結(jié)果不能真實(shí)反映燈泡或電阻

的工作情況。這從反面說(shuō)明電流表的電阻必須很小,從而證實(shí)上述結(jié)論正確。

要用電壓表測(cè)量用電器兩端的工作電壓,必須把電壓表并聯(lián)在用電器兩端,若電壓表電

阻較小,必然會(huì)改變?cè)瓉?lái)的電路結(jié)構(gòu),這也從反面說(shuō)明電壓表電阻極大。

上述實(shí)驗(yàn)過(guò)程也有一個(gè)明顯缺陷,即通過(guò)燈泡亮度比較電流表與導(dǎo)線的電阻時(shí),這種僅

靠亮度變化做出不太可靠。建議改用如圖3進(jìn)行,這里電路中的電流表起到檢測(cè)電流的作用,

用電流是否變化及變化的情況反映待實(shí)驗(yàn)的電流表、電壓表的電阻情況,這樣較準(zhǔn)確科學(xué)。

與圖1實(shí)驗(yàn)一樣,圖2中的實(shí)驗(yàn)也是反映電流表、電壓表電阻的大致情況,要想精確測(cè)

量其電阻,可參照伏安法測(cè)電阻進(jìn)行,但這里要對(duì)測(cè)量?jī)x表的精度有更高要求。

在實(shí)驗(yàn)中,還發(fā)現(xiàn)一個(gè)有趣的現(xiàn)象,在把電壓表接入圖1中M、N之間時(shí),(如圖4),

除觀察燈泡不亮外,還發(fā)現(xiàn)電壓表指針有較大幅度偏轉(zhuǎn),指示值幾乎等于電源電壓。這又是

為什么呢?

小燈泡斷路,電流表無(wú)示數(shù)可以理解,但電壓表為什么示數(shù)較大呢?實(shí)際的電壓表是有

電阻的,只不過(guò)電阻值較大(我們做實(shí)驗(yàn)用的電壓表阻值選0?3V量程時(shí)約3KQ,選0?

15V量程時(shí)約12KQ)o因?yàn)殡妷罕砼c小燈泡并聯(lián),小燈泡斷路以后,電流經(jīng)過(guò)電壓表仍

可形成通路。此時(shí)電壓表與滑動(dòng)變阻器、電流表串聯(lián),因電流表電阻極小,滑動(dòng)變阻器的阻

值與電壓表相比也可以忽略,所以電壓表兩端的電壓近似等于電源電壓。但電流表指針為什

/--Q5x10-3工

么不偏轉(zhuǎn)呢?可以計(jì)算此時(shí)電路中的電流約為12KQ'o若電流表選。?

0.6A量程接入,則使電流表指針偏轉(zhuǎn)1小格的電流應(yīng)是0.02A??梢杂?jì)算一下,上述電

0.5x10-3ji

流能使電流表指針偏轉(zhuǎn)的角度為:0.02/40,即這個(gè)電流只能使電流表指針偏轉(zhuǎn)1

小格的1/40。由于偏轉(zhuǎn)角度太小,我們看起來(lái)電流表無(wú)示數(shù)。

《測(cè)量小燈泡的電功率》教學(xué)設(shè)計(jì)

一、教學(xué)目標(biāo)

(-)知識(shí)與技能目標(biāo)

1.會(huì)測(cè)算小燈泡的實(shí)際功率和額定功率,進(jìn)一步練習(xí)使用電流表、電壓表

和滑動(dòng)變阻器。

2.通過(guò)實(shí)驗(yàn),體驗(yàn)小燈泡的電功率隨它的兩端電壓的變化而變化的規(guī)律,

知道用電器不同電壓下工作實(shí)際功率的變化特點(diǎn)。

(二)過(guò)程與方法

3.能夠根據(jù)測(cè)量小燈泡的電功率的原理,設(shè)計(jì)符合測(cè)量需要的實(shí)驗(yàn)方案。

會(huì)根據(jù)記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),利用比較的方法,分析和判斷實(shí)際功率與額定功率的區(qū)

別。

(三)情感、態(tài)度及價(jià)值觀目標(biāo)

4.通過(guò)實(shí)驗(yàn),初步認(rèn)識(shí)用電器正常工作與不正常工作對(duì)用電器的影響,培

養(yǎng)學(xué)生科學(xué)使用用電器的安全意識(shí)。

二、教學(xué)重難點(diǎn)

本節(jié)是在學(xué)習(xí)“伏安法測(cè)電阻”之后的又一個(gè)綜合性電學(xué)實(shí)驗(yàn),也是在學(xué)習(xí)

“第二節(jié)?電功率”后,已初步理解電功率的基礎(chǔ)上,利用電功率計(jì)算的原理,

通過(guò)實(shí)驗(yàn)定量測(cè)量,觀察小燈泡工作狀態(tài)變化,分析比較小燈泡實(shí)際電功率與額

定電功率的區(qū)別,進(jìn)一步加深學(xué)生對(duì)用電器實(shí)際功率與額定功率的理解。

本節(jié)課的重點(diǎn):會(huì)利用電功率計(jì)算公式作為實(shí)驗(yàn)原理,用伏安法測(cè)量小燈泡

不同電壓下的實(shí)際功率與額定功率的方法和步驟,區(qū)分額定功率和實(shí)際功率。

本節(jié)課的難點(diǎn):學(xué)生能夠根據(jù)測(cè)量小燈泡電功率的實(shí)驗(yàn)原理,設(shè)計(jì)出符合實(shí)

驗(yàn)?zāi)康牡膶?shí)驗(yàn)方案、實(shí)驗(yàn)步驟,并得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。

三、教學(xué)策略

本節(jié)課,主要是根據(jù)P=ui,明確實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)量的物理量是用電器的電流和

電壓,根據(jù)需要測(cè)量的物理量,設(shè)計(jì)出符合要求的實(shí)驗(yàn)電路圖,再根據(jù)電路圖選

擇符合需要的實(shí)驗(yàn)器材與儀器,再根據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行小燈泡實(shí)際功率的測(cè)量。實(shí)

驗(yàn)探究過(guò)程中,應(yīng)突出實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程及實(shí)驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)思考的問(wèn)題,并通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)

據(jù)的分析與推理,進(jìn)一步加深學(xué)生對(duì)實(shí)際功率的理解,知道實(shí)際功率與額定功率

的區(qū)別,使學(xué)生了解電流、電流是如何影響用電器的實(shí)際功率的。因此,本節(jié)課

設(shè)計(jì)主要分三個(gè)流程:

流程一是引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理制定和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,知道根據(jù)實(shí)驗(yàn)方案如

何選擇符合實(shí)驗(yàn)需要的實(shí)驗(yàn)器材。

流程二是根據(jù)實(shí)驗(yàn)方案,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與證據(jù)收集。具體包括實(shí)驗(yàn)步驟確定,實(shí)

驗(yàn)中小燈泡工作狀態(tài)的觀察以及實(shí)驗(yàn)測(cè)量數(shù)據(jù)的記錄。

流程三是交流與合作,對(duì)小燈泡三次不同電壓下測(cè)量的實(shí)際功率進(jìn)行比較,

討論為什么不求電功率的平均值?本次實(shí)驗(yàn)與“伏安法測(cè)小燈泡電阻”進(jìn)行比較,

有哪些異同點(diǎn)。

四、教學(xué)準(zhǔn)備

分組實(shí)驗(yàn):學(xué)生電源(或干電池3節(jié)),2.5V(或3.8V)小燈泡1只,發(fā)

光亮度與小燈泡正常發(fā)光相當(dāng)?shù)亩O管1個(gè),開(kāi)關(guān)1只,電流表1個(gè),電壓表1

個(gè),滑動(dòng)變阻器1個(gè),導(dǎo)線若干。

五、教學(xué)過(guò)程

設(shè)計(jì)

教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)

意圖

出示課前學(xué)情診斷評(píng)價(jià)試題??焖匍喿x診斷

學(xué)生

1.電功率是描述?????????????的物理量,計(jì)算電自主答題在新

功率的公式有???和???????。課學(xué)

對(duì)照答案習(xí)

2.到目前所學(xué)的電學(xué)知識(shí)為止,我們學(xué)了哪些物理

刖,

自主糾錯(cuò)。

量?哪些可以直接測(cè)量?哪些不能?是否

具備

3.畫(huà)出伏安法測(cè)小燈泡電阻的電路圖。實(shí)驗(yàn)原理

或已

是:???????o

經(jīng)掌

握與

教師及時(shí)公布診斷評(píng)價(jià)試題答案,了解學(xué)生錯(cuò)誤情

導(dǎo)新課

況,并指導(dǎo)學(xué)生自主矯正。

入學(xué)習(xí)

新所必

課要的

和密

(5切相

分關(guān)物

鐘)理知

識(shí),

為新

課學(xué)

習(xí)做

好前

提性

診斷

和及

時(shí)補(bǔ)

償矯

正。

新【提出問(wèn)題】圍繞老師問(wèn)利用

課題,通過(guò)對(duì)已學(xué)

教問(wèn)題1:如何測(cè)量一個(gè)額定電壓為2.5V小燈泡的額比伏安法測(cè)伏安

定功率?說(shuō)出你的實(shí)驗(yàn)方法,所要測(cè)的物理量,需要電阻的實(shí)法測(cè)

學(xué)

的實(shí)驗(yàn)器材,并請(qǐng)畫(huà)出電路圖。驗(yàn),按要求電阻

(/3回答問(wèn)題。和電

的功率

學(xué)

環(huán)設(shè)計(jì)

動(dòng)

學(xué)生活

動(dòng)

教師活

節(jié)意圖

識(shí),

引導(dǎo)

學(xué)生

思考

如何

進(jìn)行

測(cè)量

小燈

泡電

功率

電路

設(shè)

計(jì)。

按要求

燈泡

下的小

定電壓

高于額

低于或

要測(cè)量

:如果

問(wèn)題2

引導(dǎo)

學(xué)生

:滑動(dòng)

泡答

變小燈

幫助改

件可以

電路元

要什么

,還需

功率

實(shí)際

掌握

電壓

兩端

。

阻器

利用

滑動(dòng)

變阻

器改

變小

燈泡

兩端

壓,

為實(shí)

驗(yàn)探

究小

燈泡

不同

電壓

下的

實(shí)際

功率

奠定

礎(chǔ)。

設(shè)計(jì)

教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)

意圖

【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】學(xué)生自主設(shè)考查

計(jì)實(shí)驗(yàn)。學(xué)生

1.實(shí)驗(yàn)原理:??????????????????????0自主

回答:開(kāi)關(guān)設(shè)計(jì)

2.實(shí)驗(yàn)?zāi)康模??????????????????????0置于斷開(kāi)的實(shí)驗(yàn)

狀態(tài);電流方案

3.實(shí)驗(yàn)電路圖:

表、電壓表的能

的選擇合適力

4.實(shí)驗(yàn)表格:

的量程和正

負(fù)接線柱;引導(dǎo)

提示:在連接電路中,應(yīng)注意哪些?

滑動(dòng)變阻器學(xué)生

滑片置于阻注意

值最大端。電學(xué)

根據(jù)小燈泡實(shí)驗(yàn)

的額定電操作

壓,選擇合中,

適的干電池要注

個(gè)數(shù)。意電

路安

全及

電路

元件

的保

護(hù)。

【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】按要求規(guī)范根據(jù)

操作,準(zhǔn)確實(shí)驗(yàn)

問(wèn)題3:電路連好了,接下來(lái)怎么做呢?記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)原

據(jù),觀察小理,

分別測(cè)量以下三種情況下的實(shí)際功率。燈泡的亮度進(jìn)行

變化。實(shí)驗(yàn)

1.使小燈泡在額定電壓下發(fā)光,并記錄電流表、電

壓表數(shù)值。

究。

2.使小燈泡兩端電壓是額定電壓的1.2倍,并觀察

小燈泡亮度,并記錄電流表、電壓表數(shù)值。

3.使小燈泡兩端電壓低于額定電壓0.2倍,并觀察

小燈泡亮度,并記錄電流表、電壓表數(shù)值。

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