小燈泡電阻測(cè)量的教學(xué)嘗試

劉禮春

摘要：測(cè)量小燈泡的電阻知識(shí)，一方面能加深學(xué)生對(duì)歐姆定律的理解，另一方面能使學(xué)生進(jìn)一步熟悉電流表與電壓表的使用方法，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作技能，提高學(xué)生的操作能力。本文從引入課題、尋找方法、選定器材、設(shè)計(jì)電路、探討步驟、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、評(píng)估交流、問(wèn)題討論等八個(gè)方面來(lái)啟發(fā)學(xué)生怎樣測(cè)小燈泡的電阻，既培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的思維，又促進(jìn)學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ奶岣摺?/p>

關(guān)鍵詞：小燈泡；電阻；測(cè)量；教學(xué)嘗試

中圖分類號(hào)：G633.7文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B文章編號(hào)：1672-1578（2016）04-0285-02

初中物理中測(cè)量小燈泡電阻的知識(shí)是初中物理教學(xué)的重要內(nèi)容，是學(xué)生升入高一級(jí)學(xué)校繼續(xù)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)，是歷年中考的熱點(diǎn)。學(xué)生學(xué)習(xí)測(cè)量小燈泡的電阻知識(shí)，一方面能加深學(xué)生對(duì)歐姆定律的理解，另一方面能使學(xué)生進(jìn)一步熟悉電流表與電壓表的使用方法，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作技能，提高學(xué)生的操作能力。那么，怎樣駕馭本節(jié)內(nèi)容才有利于貫徹落施教學(xué)目標(biāo)呢？筆者進(jìn)行了一點(diǎn)嘗試，在此與同行交流。

1.引入課題

教師：在電器生產(chǎn)和維修時(shí)往往需要知道某個(gè)電阻元件的阻值大小，但是如果它的阻值大小不知道，你能否得到其阻值呢？今天這節(jié)課我們一起來(lái)解決這個(gè)課題。

（板書：測(cè)量小燈泡的電阻）

2.尋找方法

教師：做任何一件事都要講究方式方法，方法恰當(dāng)，事半功倍，方法不當(dāng)，事倍功半甚至是勞而無(wú)功。本節(jié)測(cè)量小燈泡的電阻也是一樣，方法很重要、很關(guān)鍵。那么測(cè)電阻應(yīng)當(dāng)采用什么方法呢？請(qǐng)同學(xué)們回顧一下上節(jié)學(xué)過(guò)的歐姆定律的內(nèi)容。

學(xué)生1：通過(guò)導(dǎo)體中的電流跟這段導(dǎo)體兩端電壓成正比，跟這段導(dǎo)體的電阻成反比。

教師：如何用數(shù)學(xué)表達(dá)式？

學(xué)生2：I=U/R。

教師：若將上式進(jìn)行變形，可以變換成哪些情況？

學(xué)生3；U=IR或R=U/I。

教師：從式子R=U/I中你會(huì)想到什么？

學(xué)生4：已知電流I和電壓U就可以求出電阻。

教師：說(shuō)得好，那么有沒(méi)有辦法得到電流和電壓呢？

學(xué)生5：用電流表測(cè)出電流，用電壓表測(cè)出電壓。

教師：通過(guò)上面的復(fù)習(xí)，同學(xué)們能否找到一種測(cè)小燈泡的電阻辦法？你的辦法是什么？

學(xué)生：能，辦法是：用電流表測(cè)出電流，用電壓表測(cè)出電壓，再利用R=U/I計(jì)算燈泡的電阻。

教師：對(duì)，剛才這位同學(xué)說(shuō)的這種測(cè)量方法叫伏安法，它的原理是R=U/I。

（板書：1、方法：伏安法2、原理：用電流表測(cè)出電流，用電壓表測(cè)出電壓，再利用R=U/I計(jì)算燈泡的電阻。）

3.選定器材

教師：測(cè)量小燈泡的電阻僅明確了測(cè)量的方法是不夠的，要進(jìn)行實(shí)際操作，還必須選定測(cè)量器材，因?yàn)闆](méi)有器材就好比巧婦難為無(wú)米之炊。同學(xué)們想想看，你認(rèn)為應(yīng)用什么器材呢？說(shuō)說(shuō)其中的道理。

學(xué)生：要有供電能的電源、控制電路通斷的開(kāi)關(guān)、連接各電路元件的導(dǎo)線、待測(cè)電阻的小燈泡、測(cè)小燈泡電流的電流表、測(cè)量小燈泡電壓的電壓表、保護(hù)電路的滑動(dòng)變阻器。

4.設(shè)計(jì)電路

教師：器材選取好了，接下來(lái)就應(yīng)將它們連成電路，依照什么樣的電路圖進(jìn)行連接呢？請(qǐng)同學(xué)們按你的理解把實(shí)驗(yàn)電路圖設(shè)計(jì)在草稿紙上。

學(xué)生設(shè)計(jì)的電路圖，教師個(gè)別指導(dǎo)。

[投影]學(xué)生設(shè)計(jì)的電路圖，并進(jìn)行分析可行性。

教師再將自己設(shè)計(jì)思路與學(xué)生交流：（邊講邊畫）要測(cè)量小燈泡的電阻因此第一步可以先畫小燈泡；要測(cè)電阻應(yīng)分別把小燈泡的電壓和電流測(cè)出，由此第二步可以在小燈泡兩端并上一只電壓表，再把電流表與小燈泡串聯(lián)；為保護(hù)燈泡電流表等電路元件不燒壞，第三步應(yīng)在電路中串聯(lián)一只滑動(dòng)變阻器；為了便于電路通與斷，第四步應(yīng)在電路中接入一個(gè)開(kāi)關(guān)；最后接入供電的電源。

電路圖如下：

5.探討步驟

教師：電路圖設(shè)計(jì)好了之后接下來(lái)是動(dòng)手操作了，但是，同學(xué)們操作前應(yīng)想清楚要先做什么，后做什么，另外操作時(shí)還應(yīng)當(dāng)注意什么等，只有做到心中有數(shù)，才能有條不紊順利完成實(shí)驗(yàn)操作。請(qǐng)大家討論一下本實(shí)驗(yàn)要按什么程序操作？操作中應(yīng)注意哪些問(wèn)題？

學(xué)生相互討論，指名發(fā)表自己的想法，教師給予評(píng)價(jià)。

然后，投影教師擬定的實(shí)驗(yàn)步驟及注意事項(xiàng)到屏幕布上供還不清楚的同學(xué)參考。

6.進(jìn)行實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)要求：

（1）每三人為一組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)

（2）三人要分工合作，其中一人負(fù)責(zé)操作，一人負(fù)責(zé)記錄及數(shù)據(jù)處理，一人負(fù)責(zé)填寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告

（3）不能大聲喧嘩要保持安靜

（4）不能東走西串。

教師巡視并給予個(gè)別指導(dǎo)。

7.評(píng)估交流

教師：下面我們一同來(lái)看看幾個(gè)小組的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，并對(duì)其進(jìn)行評(píng)價(jià)。

投影李明組的實(shí)驗(yàn)報(bào)告

教師：從這份實(shí)驗(yàn)報(bào)告你認(rèn)為如何？

學(xué)生：從李明組的實(shí)驗(yàn)報(bào)告可以看出，報(bào)告完整但該組所選電流表的量程過(guò)大，測(cè)量的結(jié)果偏小。

教師：是的，在實(shí)驗(yàn)中不知電流大小的情況下，可以先用大量程試觸，當(dāng)指針偏轉(zhuǎn)很小時(shí)應(yīng)用小量程測(cè)量，因?yàn)槭褂眯×砍虦y(cè)量測(cè)出的結(jié)果更精確。

投影何文霞組實(shí)驗(yàn)報(bào)告

教師：你對(duì)何文霞組實(shí)驗(yàn)報(bào)告又是如何看的？

學(xué)生：何文霞組采用電流表內(nèi)接法測(cè)量，由于電流表有分壓作用，這樣實(shí)驗(yàn)的結(jié)果會(huì)偏大些。

教師：郭成林同學(xué)說(shuō)得好，由于電流表的內(nèi)阻和小燈泡的電阻相比，盡管小燈泡的電阻大些，但差距并不太大，若采用電流表內(nèi)接法，正如郭成林同學(xué)說(shuō)的電流表有分壓作用，這樣實(shí)驗(yàn)的結(jié)果會(huì)偏大些。不過(guò)值得注意的是若待測(cè)電阻遠(yuǎn)大于電流表的電阻很接近電壓表的電阻，采用這種接法反而誤差更小。（想想為什么？）何文霞組的同學(xué)能不受書本或老師的束縛，采用與之不同的接法，這是一種創(chuàng)新，是難人可貴的，值得大家學(xué)習(xí)。

教師：通過(guò)觀察實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)我們會(huì)發(fā)現(xiàn)三次實(shí)驗(yàn)得到的電阻值是不相同的，你知道原因是什么嗎？

學(xué)生：電阻隨溫度發(fā)生變化。

教師：有人為了減小實(shí)驗(yàn)誤差采用多次測(cè)量求取平均值，你認(rèn)為這樣做妥當(dāng)嗎？為什么？

學(xué)生：不可以，因?yàn)椴粶囟认碌碾娮璨煌笃骄禑o(wú)意義。若不考慮溫度的影響則可以。

8.問(wèn)題討論

教師：無(wú)論是以往的同學(xué)還是在座的同學(xué)當(dāng)中，做本實(shí)驗(yàn)時(shí)總有同學(xué)會(huì)遇到下面這些問(wèn)題，這是什么原因呢？請(qǐng)大家思考一下，也可以相互討論。

[投影]

8.1馮茜同學(xué)小組實(shí)驗(yàn)時(shí)閉合開(kāi)關(guān)后發(fā)現(xiàn)電壓表有示數(shù)，電流表無(wú)示數(shù)，燈泡不亮，老師看到后走過(guò)去只將燈泡動(dòng)了一下，電路便正常了。你認(rèn)為導(dǎo)致壓表有示數(shù)，電流表無(wú)示數(shù)，燈泡不亮原因是什么呢？

8.2丁涵小組實(shí)驗(yàn)時(shí)，在剛接入最后一根導(dǎo)線時(shí)燈就亮了，你認(rèn)為這是回事？

8.3紅紅小組實(shí)驗(yàn)時(shí)合上開(kāi)關(guān)發(fā)現(xiàn)燈很暗，兩表也有示數(shù)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，情況未能改善，原因何在？

8.4芳芳同學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)，連接完電路后，閉合開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器看到：當(dāng)電流表示數(shù)變大，燈泡變亮?xí)r，電壓表的示數(shù)反而變小；而當(dāng)電流表示數(shù)變小，燈泡變暗時(shí)，電壓表示數(shù)卻變大。請(qǐng)問(wèn)這又是什么原因呢？

8.5張德志小組的實(shí)驗(yàn)中碰到這樣的問(wèn)題：連接完電路，閉合開(kāi)關(guān)發(fā)現(xiàn)燈不亮，電壓表無(wú)示數(shù)，電流表有示數(shù)，原因可能是什么？

指名回答上述問(wèn)題

問(wèn)題1：答燈泡開(kāi)路或燈泡松了或燈泡接觸不良或燈絲斷了。

問(wèn)題2：答在連電路前開(kāi)關(guān)未斷開(kāi)。

問(wèn)題3：答滑動(dòng)變阻器接線錯(cuò)誤，接在滑動(dòng)變阻器上面的兩個(gè)接線柱上，滑動(dòng)變阻器成了定值電阻。

問(wèn)題4：答電壓表并聯(lián)接在滑動(dòng)變阻器的兩端。

問(wèn)題5：答燈泡被短路。

總之，經(jīng)過(guò)以上八個(gè)方面的教學(xué)，讓學(xué)生對(duì)伏安法測(cè)電阻有更清楚的認(rèn)識(shí)，同時(shí)也有利于培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的思維，促進(jìn)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ奶岣摺?