伏安法测电阻-泰州高港试验学校.DOCVIP

《伏安法测电阻》的活动方案设计 江苏省泰州市高港实验学校 孙彦彬 225323 [实施目标] 1．在初中电学知识的基础上理解伏安法测电阻的基本原理，培养学生的知识迁移能力； 2．通过测量误差分析，实际测量对比分析，培养学生动手操作能力和分析能力； 3．通过学生测量分析，器材选择判断，树立知识来源于实践，应用于实践的观点； 4．发展学生的创新意识，获得来自参与研究探索的直接体验； 5．培养学生的合作和竞争的意识，增强学生的责任心。 [基本活动内容] 一、活动方式： 运用程序导探法引导学生阅读教材，个人思考，分组讨论，设计和操作实验，完成活动报告，最后交流。 二、准备工作： 复习初中学过的串、并联电路及伏安法测电阻；课前分好小组；准备有关实验器材。 三、实施过程： 1．引导学生看书分析下列问题 初中物理中如何测量导体的电阻？画出实验电路图（如图1示）。 图1 图2 该实验中得到的测量值Rx究竟是哪个阻值？ 要求学生结合高中物理知识即考虑电表的内阻进行分析、讨论，画出如图2所示的等效电路图。进一步理解课本中“由于电路连入了电流表和电压表之后不可避免地改变了电路本身，这就给测量结果带来了误差”这段话。 实验误差分析：上述图2中甲称为电流表外接法，乙称为电流表内接法。 学生讨论：图2两种测量方法误差情况。 2．学生分组实验，并且根据具体实验数据进行分析。 3．根据实验分析，要求学生讨论以下几个问题： ①在伏安法测电阻中如何确定电流表内接还是外接？②如何选用电表？③在该实验中如何减小误差？④在不知道被测电阻大小范围的情况下，如何决定电流表是采用内接还是外接？ 可以每个小组着重讨论一个问题，然后再在班级内交流各小组讨论的结果。最后教师再加以小结。 全班交流结果如下： （1）电流表内接或外接的根据 教材对电流表内接或外接的根据是定性描述的，其中“电阻值小得越多”和“电阻值大得越多”的提法，学生虽然能理解，但遇到实际问题却难以分析判断。此时可引导学生对图2甲作如下分析： R测=。 当r2》Rx时，R测≈Rx(1)，所以测量值的相对误差 η1=。 对于图2乙，因为R测≈Rx+r1，所以测量值的相对误差 η2=。 遇到实际问题，只需比较η1和η2的大小，取较小者即可决定电流表是采用内接还是外接。这样做分析问题就有了具体根据。 （2）如何选用电表 选用电表时要考虑三项原则，即安全、准确和方便，为此必须使测量值不超过电表测量范围，并且尽可能让电表指针读数时处在表盘刻线的中间部分。 （3）该实验减小误差的方法——巧用滑动变阻器 选用变阻器不仅要保证安全，使电流值不超过额定值，而且要使变阻器能有效地调节被测电阻的电流和电压，让电流、电压的变化尽可能均匀，即呈线性变化。这样既调节方便，读数也比较准确。 在电路中变阻器有两种连接方法，一种是串联式接法（如图3甲），变阻器起限流作用。第二种接法是并联式接法（如图3乙）。 （4）学会抓主要矛盾 若不知道被测电阻大小的范围，如何决定电流表是采用内接还是外接呢？这就要抓主要矛盾进行比较。可设计如图4所示电路，将电压表一端接在a点，另端分别去接b点和c点，观察电压表和电流表的前后变化量△U和△I。当△U较小时，说明电流表分压作用小，应采用电流表内接法；当△I较小时，说明电压表分流作用小，可采用电流表外接法。 4．学生个人思考：根据本实验可提出哪些问题？再在小组内讨论，全班进行交流并汇总。 全班交流结果如下： （1）伏安法测量电阻的理论根据是什么？电阻的计算式是怎样的？ （2）伏安法测量电阻有哪两种测量电路？画出电路图。怎样选用电流表内接还是外接？ （3）两种电路产生系统误差的原因各是什么？测量结果比电阻的实际值大还是小？两种电路测量的结果，绝对误差和相对误差各多大？两种电路分别适用于测量多大的电阻？ （4）已知待测电阻的大约值和电压表、电流表的内电阻，怎样选用测量电路？ （5）在对待测电阻大小，电流表、电压表内阻都不了解的情况下怎样决定采用哪种测量电路？ （6）没有电流表，只有电压表和一个电阻箱（或已知最大阻值的滑线变阻器），怎样测电阻？ （7）没有电压表，只有电流表和一个电阻箱（或已知最大阻值的滑线变阻器），怎样测电阻？ （8）有一只电压，量程已知，内阻为Rv，另有一电池（电动势未知，但不超过电压表量程，内阻可以忽略），还有一个开关和一些导线。设计出测量某待测电阻Rx（接近Rv）的实验方法，画出电路图，测量什么数据？计算式是怎样的？ （9）用电阻箱和电流表测量未知电阻时需要测几组数据？如果电源和电池的内电阻不能忽略时，能否测出待测电阻的阻值？ （10）你还见过什么测量电阻的电路？ 5．本实验的拓展——学生设计实验：