人教版初三物理實(shí)驗(yàn)教案 (二)

探究電流表、電壓表的電阻

一、提出問題:

電流表的使用說明上有這么一段文字：禁止不經(jīng)過用電器，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)體對電流的阻礙作用不同。通過的電流較大時(shí)，說明這個(gè)導(dǎo)體對電流的阻礙作

用較小，即電阻小。反之，說明導(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，說明電壓表電

阻很大。

六、評估:

要知道通過燈泡或電阻的電流，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，必然會使兩次通過燈泡或電阻的電流有較大變化，使測量結(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，必然會改變原來的電路結(jié)構(gòu)，這也從反面說明電壓表電阻極大。

上述實(shí)驗(yàn)過程也有一個(gè)明顯缺陷，即通過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

量其電阻，可參照伏安法測電阻進(jìn)行，但這里要對測量儀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，我們看起來電流表無示數(shù)。

《測量小燈泡的電功率》教學(xué)設(shè)計(jì)

一、教學(xué)目標(biāo)

（-）知識與技能目標(biāo)

1.會測算小燈泡的實(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）過程與方法

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

會根據(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.通過實(shí)驗(yàn)，初步認(rèn)識用電器正常工作與不正常工作對用電器的影響，培

養(yǎng)學(xué)生科學(xué)使用用電器的安全意識。

二、教學(xué)重難點(diǎn)

本節(jié)是在學(xué)習(xí)“伏安法測電阻”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，

通過實(shí)驗(yàn)定量測量，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)：會利用電功率計(jì)算公式作為實(shí)驗(yàn)原理，用伏安法測量小燈泡

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)中需要測量的物理量是用電器的電流和

電壓，根據(jù)需要測量的物理量，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)際功率的測量。實(shí)

驗(yàn)探究過程中，應(yīng)突出實(shí)驗(yàn)探究過程及實(shí)驗(yàn)過程中應(yīng)思考的問題，并通過實(shí)驗(yàn)數(shù)

據(jù)的分析與推理，進(jìn)一步加深學(xué)生對實(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)測量數(shù)據(jù)的記錄。

流程三是交流與合作，對小燈泡三次不同電壓下測量的實(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)

對照答案習(xí)

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

刖，

自主糾錯(cuò)。

量？哪些可以直接測量？哪些不能？是否

具備

3.畫出伏安法測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，

為新

課學(xué)

習(xí)做

好前

提性

診斷

和及

時(shí)補(bǔ)

償矯

正。

新【提出問題】圍繞老師問利用

課題，通過對已學(xué)

教問題1：如何測量一個(gè)額定電壓為2.5V小燈泡的額比伏安法測伏安

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

學(xué)

的實(shí)驗(yàn)器材，并請畫出電路圖。驗(yàn)，按要求電阻

(/3回答問題。和電

的功率

知

教

學(xué)

環(huán)設(shè)計(jì)

動(dòng)

學(xué)生活

動(dòng)

教師活

節(jié)意圖

識，

引導(dǎo)

學(xué)生

思考

如何

進(jìn)行

測量

小燈

泡電

功率

電路

設(shè)

計(jì)。

回

按要求

燈泡

下的小

定電壓

高于額

低于或

要測量

：如果

問題2

引導(dǎo)

學(xué)生

變

：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

電

壓，

為實(shí)

驗(yàn)探

究小

燈泡

不同

電壓

下的

實(shí)際

功率

奠定

基

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：開關(guān)設(shè)計(jì)

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

問題3：電路連好了，接下來怎么做呢？記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)原

據(jù)，觀察小理，

分別測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

探

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。