小灯泡电阻测量的教学尝试

刘礼春

摘要：测量小灯泡的电阻知识，一方面能加深学生对欧姆定律的理解，另一方面能使学生进一步熟悉电流表与电压表的使用方法，培养学生实验操作技能，提高学生的操作能力。本文从引入课题、寻找方法、选定器材、设计电路、探讨步骤、进行实验、评估交流、问题讨论等八个方面来启发学生怎样测小灯泡的电阻，既培养学生科学的思维，又促进学生实验能力的提高。

关键词：小灯泡；电阻；测量；教学尝试

中图分类号：G633.7文献标识码：B文章编号：1672-1578（2016）04-0285-02

初中物理中测量小灯泡电阻的知识是初中物理教学的重要内容，是学生升入高一级学校继续学习的基础，是历年中考的热点。学生学习测量小灯泡的电阻知识，一方面能加深学生对欧姆定律的理解，另一方面能使学生进一步熟悉电流表与电压表的使用方法，培养学生实验操作技能，提高学生的操作能力。那么，怎样驾驭本节内容才有利于贯彻落施教学目标呢？笔者进行了一点尝试，在此与同行交流。

1.引入课题

教师：在电器生产和维修时往往需要知道某个电阻元件的阻值大小，但是如果它的阻值大小不知道，你能否得到其阻值呢？今天这节课我们一起来解决这个课题。

（板书：测量小灯泡的电阻）

2.寻找方法

教师：做任何一件事都要讲究方式方法，方法恰当，事半功倍，方法不当，事倍功半甚至是劳而无功。本节测量小灯泡的电阻也是一样，方法很重要、很关键。那么测电阻应当采用什么方法呢？请同学们回顾一下上节学过的欧姆定律的内容。

学生1：通过导体中的电流跟这段导体两端电压成正比，跟这段导体的电阻成反比。

教师：如何用数学表达式？

学生2：I=U/R。

教师：若将上式进行变形，可以变换成哪些情况？

学生3；U=IR或R=U/I。

教师：从式子R=U/I中你会想到什么？

学生4：已知电流I和电压U就可以求出电阻。

教师：说得好，那么有没有办法得到电流和电压呢？

学生5：用电流表测出电流，用电压表测出电压。

教师：通过上面的复习，同学们能否找到一种测小灯泡的电阻办法？你的办法是什么？

学生：能，办法是：用电流表测出电流，用电压表测出电压，再利用R=U/I计算灯泡的电阻。

教师：对，刚才这位同学说的这种测量方法叫伏安法，它的原理是R=U/I。

（板书：1、方法：伏安法2、原理：用电流表测出电流，用电压表测出电压，再利用R=U/I计算灯泡的电阻。）

3.选定器材

教师：测量小灯泡的电阻仅明确了测量的方法是不够的，要进行实际操作，还必须选定测量器材，因为没有器材就好比巧妇难为无米之炊。同学们想想看，你认为应用什么器材呢？说说其中的道理。

学生：要有供电能的电源、控制电路通断的开关、连接各电路元件的导线、待测电阻的小灯泡、测小灯泡电流的电流表、测量小灯泡电压的电压表、保护电路的滑动变阻器。

4.设计电路

教师：器材选取好了，接下来就应将它们连成电路，依照什么样的电路图进行连接呢？请同学们按你的理解把实验电路图设计在草稿纸上。

学生设计的电路图，教师个别指导。

[投影]学生设计的电路图，并进行分析可行性。

教师再将自己设计思路与学生交流：（边讲边画）要测量小灯泡的电阻因此第一步可以先画小灯泡；要测电阻应分别把小灯泡的电压和电流测出，由此第二步可以在小灯泡两端并上一只电压表，再把电流表与小灯泡串联；为保护灯泡电流表等电路元件不烧坏，第三步应在电路中串联一只滑动变阻器；为了便于电路通与断，第四步应在电路中接入一个开关；最后接入供电的电源。

电路图如下：

5.探讨步骤

教师：电路图设计好了之后接下来是动手操作了，但是，同学们操作前应想清楚要先做什么，后做什么，另外操作时还应当注意什么等，只有做到心中有数，才能有条不紊顺利完成实验操作。请大家讨论一下本实验要按什么程序操作？操作中应注意哪些问题？

学生相互讨论，指名发表自己的想法，教师给予评价。

然后，投影教师拟定的实验步骤及注意事项到屏幕布上供还不清楚的同学参考。

6.进行实验

实验要求：

（1）每三人为一组进行实验

（2）三人要分工合作，其中一人负责操作，一人负责记录及数据处理，一人负责填写实验报告

（3）不能大声喧哗要保持安静

（4）不能东走西串。

教师巡视并给予个别指导。

7.评估交流

教师：下面我们一同来看看几个小组的实验报告，并对其进行评价。

投影李明组的实验报告

教师：从这份实验报告你认为如何？

学生：从李明组的实验报告可以看出，报告完整但该组所选电流表的量程过大，测量的结果偏小。

教师：是的，在实验中不知电流大小的情况下，可以先用大量程试触，当指针偏转很小时应用小量程测量，因为使用小量程测量测出的结果更精确。

投影何文霞组实验报告

教师：你对何文霞组实验报告又是如何看的？

学生：何文霞组采用电流表内接法测量，由于电流表有分压作用，这样实验的结果会偏大些。

教师：郭成林同学说得好，由于电流表的内阻和小灯泡的电阻相比，尽管小灯泡的电阻大些，但差距并不太大，若采用电流表内接法，正如郭成林同学说的电流表有分压作用，这样实验的结果会偏大些。不过值得注意的是若待测电阻远大于电流表的电阻很接近电压表的电阻，采用这种接法反而误差更小。（想想为什么？）何文霞组的同学能不受书本或老师的束缚，采用与之不同的接法，这是一种创新，是难人可贵的，值得大家学习。

教师：通过观察实验数据我们会发现三次实验得到的电阻值是不相同的，你知道原因是什么吗？

学生：电阻随温度发生变化。

教师：有人为了减小实验误差采用多次测量求取平均值，你认为这样做妥当吗？为什么？

学生：不可以，因为不温度下的电阻不同，求平均值无意义。若不考虑温度的影响则可以。

8.问题讨论

教师：无论是以往的同学还是在座的同学当中，做本实验时总有同学会遇到下面这些问题，这是什么原因呢？请大家思考一下，也可以相互讨论。

[投影]

8.1冯茜同学小组实验时闭合开关后发现电压表有示数，电流表无示数，灯泡不亮，老师看到后走过去只将灯泡动了一下，电路便正常了。你认为导致压表有示数，电流表无示数，灯泡不亮原因是什么呢？

8.2丁涵小组实验时，在刚接入最后一根导线时灯就亮了，你认为这是回事？

8.3红红小组实验时合上开关发现灯很暗，两表也有示数，调节滑动变阻器，情况未能改善，原因何在？

8.4芳芳同学实验时，连接完电路后，闭合开关，调节滑动变阻器看到：当电流表示数变大，灯泡变亮时，电压表的示数反而变小；而当电流表示数变小，灯泡变暗时，电压表示数却变大。请问这又是什么原因呢？

8.5张德志小组的实验中碰到这样的问题：连接完电路，闭合开关发现灯不亮，电压表无示数，电流表有示数，原因可能是什么？

指名回答上述问题

问题1：答灯泡开路或灯泡松了或灯泡接触不良或灯丝断了。

问题2：答在连电路前开关未断开。

问题3：答滑动变阻器接线错误，接在滑动变阻器上面的两个接线柱上，滑动变阻器成了定值电阻。

问题4：答电压表并联接在滑动变阻器的两端。

问题5：答灯泡被短路。

总之，经过以上八个方面的教学，让学生对伏安法测电阻有更清楚的认识，同时也有利于培养学生科学的思维，促进实验能力的提高。