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(共28张PPT)
测量电阻——欧姆定律应用之一
（第二课时）
第3节
第5章 欧姆定律
（教科版）九年级
上
大单元教学
大单元知识框架
学习目标
1.物理观念：理解灯泡灯丝电阻随温度升高而增大的特性，深化对“电阻是导体自身属性，但受温度影响”的认识。
2.科学思维：能根据实验数据和U I图像，推理分析灯丝电阻与温度的关系，培养逻辑推理与归纳概括能力。21世纪教育独家资源
3.科学探究：独立完成“测量灯泡电阻”的实验，能规范操作仪器、记录数据，并分析实验误差与异常现象。
4.科学态度与责任：在实验中养成严谨、实事求是的态度，体会“从实验现象到科学结论”的探究价值。
激趣导入
灯泡一般在什么情况下最容易被烧坏？为什么呢？
刚开灯的时候
任务一：实验：测量灯泡的电阻
小灯泡的电阻是否固定不变？我们可以用伏安法来研究。
根据欧姆定律:
可得:
设计实验
1
利用伏安法，电流表和电压表分别用来测量通过灯泡的电流和它两端的电压，利用变阻器改变电路中的电流值，可设计实验电路图：
新知探究
实验目的
伏安法测量小灯泡电阻
实验原理
实验器材
电源、开关、导线、小灯泡、电压表、电流表、滑动变阻器。
新知探究
进行实验
2
实验电路图
实验实物图
连接电路前先断开开关。
可用试触法确定电表量程。
连接电表时必须“正进负出”
将滑片移到最大阻值的位置。
注意问题
检查电表是否调零。
新知探究
1.按电路图连接电路，先串联后并联电压表。
进行实验
2
新知探究
实验步骤
思考：为保证实验中灯泡不会因电压过大而烧坏，闭合开关前，滑动变阻器滑片应移至最大阻值位置。滑动变阻器在电路中起什么作用？
新知探究
滑动变阻器在该实验电路中主要起两个作用：21世纪教育独家资源
保护电路：闭合开关前，将滑片移至最大阻值位置，此时电路总电阻最大，电流最小，能防止因电流过大而烧坏灯泡、电流表等元件。
改变电路中的电流和灯泡两端的电压：通过移动滑片，改变滑动变阻器接入电路的电阻，从而改变电路中的电流大小，进而改变灯泡两端的电压，使实验能测量灯泡在不同电压下的电阻，以探究灯丝电阻随温度（电压）的变化规律。
2.进行实验。闭合开关，移动滑动变阻器滑片，测量并记录。
进行实验
2
新知探究
实验步骤
分别测量并记录灯泡两端电压低于2.5V、等于2.5V、略高于2.5V时的电压值和对应的电流值：
序号 1 2 3 4 5 …
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
灯泡亮度
思考：多次测量的目的是什么？灯的电阻还用求平均值吗
在测量灯泡电阻的实验中，多次测量的目的是找到小灯泡电阻随电压变化的规律，因此不能求平均值，因为灯的电阻阻值随温度的升高而增大，这样，求平均值就没意义。
新知探究
3.处理数据。根据欧姆定律计算灯泡的电阻，分析实验数据，对实验结论作出解释。
进行实验
2
新知探究
实验步骤
结论：小灯泡的电阻在逐渐增大
序号 1 2 3 4 5 6 7
电压U/V 0.5 1 1.5 1.8 2 2.2 2.4
电流I/A 0.16 0.2 0.24 0.26 0.28 0.29 0.3
电阻R/Ω 3.12 5 6.25 6.92 7.14 7.58 8
思考：根据灯泡铭牌计算的电阻值和实验结果存在差异，造成差异的原因可能是什么？
新知探究
造成差异的原因是灯丝的电阻随温度的升高而增大。
灯泡铭牌上的电阻是根据额定电压和额定电流（R= U 额/I 额）计算的，此时灯丝处于正常工作的温度（额定温度）。但实验中，当灯泡两端电压不是额定电压时，灯丝的温度会偏离额定温度（如电压低于2.5 V时温度较低，略高于2.5 V时温度较高），而灯丝电阻随温度变化明显，因此实验测量的电阻与铭牌计算的电阻（额定温度下的电阻）存在差异。
灯泡的电阻与温度有关，图像不是直线。
将上表数据用描点法画出电流随电压变化的曲线，你发现了什么？
U-I图象
U/V
I/A
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
0
3.0
新知探究
灯泡的灯丝由暗变亮的过程，即灯丝的温度逐渐升高的过程。上面的实验数据可以说明灯丝的电阻随温度升高而增大。
新知探究
4.整理器材。测量实验完毕，断开开关，拆去电源和其他元件，放回实验仪器准备区。
进行实验
2
新知探究
实验步骤
观看视频：伏安法测量灯泡的电阻
新知探究
如果用电压传感器和电流传感器替代电压表和电流表，逐渐增大灯泡两端的电压，让灯丝由暗变亮，直至正常发光，在这个过程中，传感器采集数据并传到计算机，作出的电压一电流图像如图所示：21世纪教育独家资源
新知探究
思考：测定值电阻和小灯泡电阻的实验中，有何不同点？
1. 测定值电阻的实验中，多次测量，取平均值作为待测电阻的阻值，这样是为了减小误差；而测小灯泡电阻的实验中，多次测量，是为了寻找灯丝电阻随温度变化的普遍规律。
2. 定值电阻的U—I图像是一条直线，而小灯泡的U—I图像是一条曲线。
新知探究
测量电阻的其他方法
如果实际测量中缺少电流表，可以用一只电压表和一只定值电阻测量未知电阻的阻值吗？画出电路图，实际做一做。
家庭实验室
发展空间
实验步骤
根据电路图连接实物电路；
闭合开关S，用电压表测出通过R0的电压U0；
用电压表测出通过Rx的电压Ux；
计算未知电阻
认识多用电表
通常情况下，应用伏安法测电阻并不很方便，人们常用多用电表来测量电阻。指针式多用电表是一种能测电流、电压和电阻等电学量的仪表。多用电表有多个挡位和量程。当选择开关拨到电阻挡时，可以直接读出被测导体的阻值。请阅读多用电表的说明书，试着测量某电阻的阻值。
家庭实验室
发展空间
课堂小结
测量电阻
（二）
测量灯泡的电阻
实验器材：电源、开关、导线、小灯泡、电压表、电流表、滑动变阻器。
原理：R=U/I
滑动变阻器的作用
保护电路。
结论：小灯泡的电阻值会随温度的升高而升高。
实验过程：连接电路→调节滑动变阻器，记录多组电压、电流数据
数据处理：三次测量不能取平均值，U I图像是一条曲线
改变R两端的电压和电路中的电流，便于探究灯泡电阻随温度变化的规律。
练习与应用
1.关于 “伏安法测灯泡电阻” 实验，下列说法正确的是（ ）
A. 实验原理是I=U/R
B. 滑动变阻器的作用仅为 “保护电路”
C. 多次测量的目的是寻找灯丝电阻随温度变化的规律
D. 灯泡的 U-I 图像是一条过原点的直线
C
练习与应用
2．某同学用伏安法测灯泡电阻，记录的实验数据如下表所示（灯泡额定电压 2.5V），下列分析错误的是（ ）
A. 电阻随电压增大而增大，说明灯丝电阻受温度影响
B. 序号 3 的电阻值接近灯泡铭牌上的额定电阻 21世纪教育独家资源
C. 若电压增大到 3.0V，电阻值会小于 8.3Ω
D. 多次测量时，无需计算电阻的平均值
C
序号 电压 U/V 电流 I/A 电阻 R/Ω 灯泡亮度
1 1.0 0.2 5.0 暗
2 2.0 0.28 7.1 较亮
3 2.5 0.3 8.3 亮
练习与应用
3.比赛结束后，小明前往科技馆，了解光电技术的奥秘。小明在前往科技馆的路上想起了之前学习过的电路图，下列说法错误的是（ ）
A.研究“电流与电压的关系可以用小灯泡
代替定值电阻进行实验
B.研究“电流与电阻的关系每次更换电阻
后，都要保持电阻两端电压不变
C.“伏安法”测定值电阻，多次实验的目的是求平均值，减小误差
D.在以上选项的三个实验中，滑动变阻器都有保护电路的作用
A
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