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惠斯通电桥测电阻实验报告(精选多篇)

发布时间:2022-03-27 18:04:40 来源:其他范文 收藏本文 下载本文 手机版

推荐第1篇:万用表测电阻学案

万用表测电阻学案

1.实训目的

学会用万用表测电阻阻值。

2.实训要求

(1)用万用表正确测量所提供电阻的阻值。

(2)相关测量方法、读数方法等内容依照前面所学

知识,结合实际操作过程、小组讨论完成测量。

3.实训器材

万用表1只,电阻若干只。

4.实训步骤

(1)机械调零

(2)选择适当的量程。 (3)欧姆调零。

(4)连接电阻进行测量、读数

(5)测量完毕,将量程选择开关调到交流电压最大档 或OFF档。

学究探索:

一、知识准备:

1.万用表的基本结构是什么?

2.测量电阻时旋转开关应拨到哪个位置? 3.如何认识电阻值的刻度标尺? 二.电阻的测量方法

(一)、使用前的准备

1、

2、

3、4

(二)、连接电阻测量

注意:

(三)、读数

(四)、档位复位

三、模拟训练:

四、实践操作:分小组训练

按步骤操作

测待测阻值

五、思考与拓展

将万用表所测阻值与色标法读出的阻值相比较,看所测阻值是否正确。

推荐第2篇:测电阻教学设计

教学设计

实验探究:用一只电表测电阻

一、教学设计思想

本节课分三大板块进行。一是设计实验方案,二是动手测量,三是小组展示。本节课在学生学了伏安法测电阻的基础上,教师启发引导学生自己设计方案自己动手实验最后测出小灯泡的电阻,最大限度地调动学生积极参与教学活动。充分体现“教师主导、学生主体”的教学原则。

二、学习任务分析

学生在这节课中主要是寻找用一只电表和已知电阻测电阻的方法。学生已有了伏安法测电阻和串并联电路电流电压的规律这些知识,学生能设计出电路是本节的重点。在此我启发引导学生重点强调两点,一是有电压表可以测电压,电流怎么测呢?二是串联电路中电流有什么特点呢?给的已知电阻怎么用呢?经过教师的引导学生顺利的设计了电路制定了方案突破了这一教学难点。

三、学习者分析

初三的同学,已初步掌握了实验探究的基本程序;初步掌握了分析问题的一般方法,但对探究模式的掌握不是十分熟练,所以在课堂上教师应灵活掌握探究的尺度,不是每个环节都必须学生经历一遍,可以有重点的在设计方案上让学生放开思维充分探讨。各小组形成一致的方案,再动手实验,进行展示。

四、教学目标 1.知识与技能

会用一只电压表(或一只电流表)和一个已知电阻(或已知最大阻值的滑动变阻器、电阻箱)测量小灯泡的电阻。

2.过程与方法

能设计在只有一只电压表(或一只电流表)和一个已知电阻的情况下测量小灯泡的电阻的实验方案,并进行实验。

3.情感、态度与价值观

通过用不同方法测量导体电阻,培养学生不断创新的意识,养成独立思考,大胆想象的科学态度和科学精神。

重点:设计用一只电压表(或电流表)、一个已知电阻测量小灯泡的电阻的实验方案。

五、实验器材

电源、开关、若干导线、电压表、小灯泡、已知电阻(10欧)

六、教学方法

启发、引导、讨论、探究、实验相结合。

七、教学过程

(一)、复习回顾引入新课:

1、串、并联电路中电流、电压有什么特点呢?

2、欧姆定律的数学表达式是什么?推导的变形公式?

3、伏安法测电阻的原理主要步骤是什么?

我们用电压表电流表可以测电阻 ,如果一只表坏了,给了一个已知电阻我们能否测电阻呢?今天我们就来学习用一只电表测电阻。

(二)、学习新知:

1、提出问题:若只有一个电压表、一个已知阻值为R0的定值电阻、一个未知电压的电源、一个开关和导线若干,如何测量小灯泡的电阻Rx呢?

2、师 :启发引导。我们要测电阻需要测电压、测电流,电压可用电压表测得,电流怎么测呢?没有电流表不能直接测得,能否计算出呢?根据给出的已知电阻,测出它的电压,就可以计算出电流了。下面各小组讨论一下怎样设计电路,怎样进行试验,算出小灯泡的电阻。看哪个小组设计得又快又好,一会让同学们展示一下。

3、生:分组讨论设计电路图,设计实验步骤,并进行实验,推导数学表达式。计算出小灯泡的电阻。

4、学生代表实物展示。

5、学生代表总结归纳测量方法。

(三)、小结:测电阻的方法很多

1、电压表和电流表(伏安法)测Rx;

2、电压表和定值电阻测Rx;其实,用一只电流表和已知电阻也可以测电阻,同学们课下设计电路测出电阻。还有用等效替代的方法也可以测出电阻,希望同学们课下去探讨。

(四)、课下作业思考:只有一个电流表、一个已知阻值为R0的定值电阻、一个未知电压的电源、一个开关和导线若干,如何测量待测电阻Rx ?设计出电路图,写出实验步骤,推导表达式,算出电阻。

推荐第3篇:测小灯泡电阻教案

课 题:《测量小灯泡的电阻》 授课教师:张永飞 课 型:实验课 课 时:1课时 设计思想:

理念一:注重科学探究,提倡学习方式多样化。

物理学习的主要目的不仅仅是学习物理知识,更重要是让学生学会学习,学会探索,形成正确的价值观。意义不能给予,只能发现。本节课采用了探究式学习方法,让学生在测量灯泡电阻的探究性过程中手脑并用,在实践中摸索,然后通过反思实验过程来改进错误,从而获取知识(与过去不同的是先讲规范的条例,再让学生操作,那样限制了学生的思维,只是机械的操作),感受到从错误逐步走向正确,从失败到成功的喜悦。

理念二:构建新的评价体系

在探究过程当中不断鼓励学生的创新思维,积极发现学生的闪光点,并及时予以肯定。重视对解决实际问题的能力、创新能力、实践和动手能力,良好的心理素质与科学精神、积极的学习情绪等方面的评定,努力培养学生主动进行自我评价的意识,努力提出自己的见解和发现新问题,善于主动与他人交流。

一、教学目标

1、知识与技能

⑴具有初步的实验操作技能,会使用电流表和电压表测电阻。 ⑵会计录实验数据,学会从数据信息结合现象分析并得出结论。 ⑶了解灯丝的特性。

2、过程与方法

通过自主设计实验电路图,自主实验操作,并对实验过程反思,从实际操作中获取知识。

3、情感态度与价值观

⑴激发对科学的求知欲,激励探索与创新的意识。 ⑵培育实事求是的科学态度。

⑶初步培养合作交流的愿望,能主动与他人合作,敢于提出与别人不同的见解,也勇于放弃或修正自己的错误观点。

二、教学方法:实验法、观察法、探究法、讨论法

三、实验器材:电源、开关、电流表、电压表、滑动变阻器、小灯泡、若干导线 分组

四、教学过程 ㈠提出问题

在电学中学了三个很重要的物理,分别是电流、电压、电阻。电流的测量我们用电流表,电压的测量我们用电压表,要测导体的电阻如何测呢?这节课我们来学习测小灯泡的电阻(板书)。

目标叙述:

1、学习测量小灯泡的电阻的方法,体验测量过程。

2、根据测量数据提出新问题,分析并得出结论。㈡制定计划与设计实验

1、测量方法

[提问]大家想一下,我们可以通过什么办法测小灯泡的电阻? (鼓励学生有多种回答方式)

引导到伏安法,今天就学习这种办法测小灯泡的电阻(板:伏安法)

2、原理

欧姆定律I= U/R 变形R= U/I (板书引导提出)

[过渡]依据上面的原理,大家能否自选器材设计一个电路图呢?

3、电路图

学生活动:一位同学上黑板设计,其它同学交流并设计。 师:巡回观察,留有一段时间

规范黑板上的电路,征求学生是否有不同的画法(给予鼓励)。 [过渡]通过我们讨论得出一个规范的电路图,现在依据这个电路图,大家能否按这个电路图连接电路测小灯泡电阻呢?

提醒边做边思考: 量程? 实验步骤? 记录表格? 结论?

学生开始做实验,并记录数据和实验步骤。 ㈢学生进行实验和收集数据

教师巡回观察,随时指导学生的不规范操作。 ㈣分析与论证

做完后征集部分组的成果,给予评价,即看来大家认真做了实验,并且发现大家有能力利用自己所学的知识来解决实际问题,我相信大家在今后有信心象这样大胆的尝试,我们要想通过这个实验我们要想获取更多知识的话,我们就需要对整个实验进行反思。

二、反思实验过程(板书)

量程:电压表:0-3V 电流表: 0-0.6A 依据为小灯泡上所标的数值,在允许的范围内尽可能取小量程,这样更精确。

实验步骤:(展示一组较规范的步骤,集体讨论得出一个完整的实验步骤)

⑴断开开关,连接电路(引导连接时的技巧,并适当演示); ⑵滑片滑到连入阻值最大端(为了保护电路);

⑶闭合开关,调节滑片,读数并记录几组U、I值(U≤V额)(引导并提醒调节技巧);

⑷计算小灯泡电阻值。 ㈤评估

通过以上讨论,我们就得到一个规范的步骤。 记录表格:(投影一组,引导完善一组数据) 通过与学生讨论、修改,得到一张比较完善的表格。 结论:(必要时利用课件模拟一下实验中的现象)

引导学生从数据中发现问题,即电压越大,电流越大,电阻就越大的现象;每次测量的电阻值差距比较大。

讨论:产生这种现象的原因是什么?

引导可能是电压、电流、灯泡亮度的影响,分析电阻是导体本身的一种性质,不受电压、电流的影响,而是灯泡亮度的影响;灯泡变亮了,它的温度就升高了,则可得出。

得结论:导体的电阻与温度有关。

(若前面表格中,有求平均值一项),引导在不同温下代表不同的阻值,这里取平均值是不妥的。

每次测量的阻值,只能代表在一定电压下的阻值,比如此灯泡的额定电压下,阻值为从表中读取,为了减小误差,应在额定电压下多次测量阻值,再取平均值。

小结:这节课我们不仅学了测小灯泡电阻的方法,体验了测小灯泡电阻的过程,学会对实验过程的反思来进一步获取知识,并能从数据信息中分析发现新的问题。希望今后同学们能够继续这样探讨下去。

作业:完成实验报告,改进自己的实验方案,探讨内接法,又会有怎样的结果,与其它组同学交流。

整理器材:拆下导线捋直,器材摆放整齐,并把各器材旋扭旋紧。 板书设计:测量小灯泡的电阻

一、测量

1、方法:伏安法

2、原理:欧姆定律I= U/R 变形R=U/I

3、电路图: 量程? 实验步骤? 记录表格? 结论?

二、反思实验过程

1、量程:电压表0~3V,电流表0~0.6A;

2、实验步骤:

⑴断开开关,连接电路; ⑵滑片滑到连入电路阻值最大端;

⑶闭合开关,调节R,读数记录几组U、I值(U≤U额); ⑷计算小灯泡的电阻值。

3、记录表格

4、结论

导体的电阻与温度有关; 教学结构图:

推荐第4篇:伏安法测电阻教学心得

伏安法测电阻教学心得

金华十八中学

陈丽萍

摘要高中物理教材闭合电路欧姆定律的应用中安排了用伏安法测量未知电阻的阻值的实验。这个实验涉及的知识面广,实验技能要求高,学生在实验中常常会在遇到这样或那样的问题,本文就教学中笔者遇到的问题谈一下自己的教学心得。

关键词伏安法测电阻 实验

高中物理教材闭合电路欧姆定律的应用中安排了这样一个学生实验:伏安法测量未知电阻的阻值。这个实验涉及的知识面广,实验技能要求高,学生在实验中常常会在遇到这样或那样的问题,如果我们不能在事先有所准备,就会在课堂上无所适从。在这个实验教学中笔者就遇到这样一些问题。

首先是实验方法。我们测量电阻没有用万用电表直接测量,而是用电流表与电压表分别测出电阻两端的电压与电流,然后用欧姆定律算出该导体的电阻值的方法。其实这种方法我们以前也用过,如测量物质的密度,我们只要测出该物质的质量和体积,用密度习班公式就能算出物质的密度;测量固体对水平地面的压强,只要测出固体的重力和固体与地面之间的受力面积就可以了。不少学生到实验室不知道测量什么,为什么要这么做,这些都是由于不少学生没有把握好实验方法的结果。

其次是实验器材的选择。在实验桌上放着一些器材,有的用得到,有的用不到,在不加说明的情况下,学生们拿起来就用,什么器材都要接上去,也不考虑实验操作的规程,这样会损坏实验器材。鉴于此,我们在实验前必须告知学生要有选择地使用实验器材,电源电压应选多大的,太大了易损坏器材,而太小了实验的效果不明显,实验中要不要滑动变阻器,滑动变阻器要选什么规格的,同样存在选择不当不能起到应有的作用。

第三是在接线中的问题。让学生接线时大多数情况下学生能够正确接线。在未加说明时,学生有两种接线的方法:一是电压表接在电阻R的左右两端,就是我们书上所画的电路图那样接线的;另一种是电压表接在R与电流表的两端。这两种接线方法去测量同一电阻它的电阻值却不同。学生是不可能知道问题究竟出在哪的。而我们知道,这两种方法都不能准确地测量出未知电阻的阻值。我们这里能用这样的方法来测量电阻值,完全是由于我们是把电流表的电阻看成是零欧,即电流表没有电阻,电压表的电阻看成是无限大。而事实上电压表的电阻也不是无穷大,有的只有几千欧到几十千欧,电流表的电阻也不为零,小的也有零点几欧。学生测量出的同一定值电阻的阻值,用以上的两种不同方法测量出的结果不一样也是正常的。这是由实验方法所决定的,物理上把它叫做系统误差。

前一种方法叫外接法。就是电流表接在外边,测出的电阻值比电阻的真实值要小。此时电压表与R两端的电压相等,但电压表的电阻不为无穷大,它就具有分流作用,使得电流表的示数大于流过电阻R的电流,用两者的和代替其中的一个故电流偏大,由欧姆定律R=U/I算出的电阻值就会偏小。如果电压表的电阻值比所测量的电阻阻值大得多,这时电压表的分流很小时,用这种方法误差就比较小。

后一种方法叫做内接法。就是电流表接在电压表的里边,用这种方法测得值要大于该电阻的真实值。此时电流表的示数与通过R中的电流相等,但由于电流表的内阻并不为零,因而电流表就具有分压作用,使电压表的示数大于R两端的电压,用两者的和代替其中的一个故电压偏大,由欧姆定律R=U/I算出的电阻也就大于该电阻的真实值。但如果电流表的阻值远远小于所测量的电阻值,这时电流表的分压很小时,用这种方法误差就比较小。

学生在实验中遇到这样的情况是很正常的,我们要正确地引导。当然在这个实验中我们事先不知道待测电阻的大小,也不知道电流表与电压表的电阻的大小。为了快速、准确地确定用哪一种方法比较好,我们可以按以下的步骤进行操作:将待测电阻与电流表串联,电压表的左端固定在电阻R的左端,将电压表的另一端先后接触电阻的右端和电流表的右端,比较两次接触中电表的示数的变化情况:如果电压表的示数变化显著,说明电流表的电阻比较大,此时电流表的分压作用明显,应当使用外接法,使测出的电压值为电阻两端的电压值,这时误差较小;如果电流表的示数变化明显,说明电压表的电阻不够大,此时电压表的分流作用明显,应当使用内接法,使测得的电流值为通过电阻的电流值,这时误差较小。

第四是对教材中安排的两个实验理解不够。同样是测量电阻值,为什么一个测量三次的目的可以取平均减小实验的误差,而另一个导体的电阻值却是可变的?

教材中安排了这样的两个实验的目的是在加深学生对欧姆定律的理解的同时,使学生对所测出的数据进行不同的思考,从而从不同方面加深对电阻概念的理解,对于学生的学习方法和能力的培养有不同的作用。

这两个实验有许多相同之处,但也有许多不同之处。实验的原理都是R=U/I;实验所用到的器材是基本相同(定值电阻与小灯泡不同);实验电路基本相同,在连接电路时的需要注意的事项相同,必须注意的是:连接电路时开关要断开;在闭合开关前将滑动变阻器的阻值调到最大。而且滑动变阻器的作用也是相同的,都是改变灯泡或定值电阻两端的电压和保护电路,同时在它们两端的电压改变时,导体中的电流也跟着改变。实验中的故障原因相同。如电路中电压表有示数而电流表的示数几乎为零,都是由于电阻或灯泡出现了开路。

在这两个实验中也存在着许多不同之处,主要表现在以下几个方面:实验中操作不同。在测量小灯泡电阻的实验中,测量时要求接通电源后通过调节滑动变阻器把电压调到灯泡的额定电压,测量从该电压开始逐次降低,获得几组数据。这样做的目的是为了避免小灯泡两端的电压过高,烧坏小灯泡,而在测量定值电阻的阻值的实验中则没有这个要求;记录实验数据的表格不同。小灯泡灯丝的电阻随着它两端的电压的变化而变化,不是一个固定的值,所以在设计表格时,没有必要设计求平均值这一栏,而是加上灯泡的亮度一栏。由于定值电阻是采用对电流阻碍作用受温度影响小的材料制作的,因此,当定值电阻两端的电压发生变化时,定值电阻的阻值变化很小,可以忽略不计。为了减小实验误差,在实验中采用了多次测量取平均值作为待测电阻的阻值,来减小实验误差;I—U图像不同。对数据的分析和处理,可以采用物理中常用的图像法进行分析,定值电阻的I—U图像是一个正比例函数,是一条经过原点的直线,学生据此可以得出定值电阻的阻值是不变的。而小灯泡的电阻则随电压的变化而变化,因此它的I—U图像就不是一条直线。

在实验教学中不管遇到什么问题,我们不能牵强附会,搪塞了事,而应实事求是,正确面对,理性分析,科学的东西来不得半点虚假,这样做有助于培养学生对待科学的实事求是的态度。

推荐第5篇:伏安法测电阻教学反思

《14.3 伏安法测电阻》教学反思

陵城镇章枣中学

徐明磊

通过本节课的学习,我觉着有许多感触,即有新的课改精神,又有一些不足之处。现在对这节课进行了反思如下:

1、成功之处

在教学过程中,我积极的创设一种和谐,轻松的探究学习氛围,使学生在做中学,玩中学,带着疑问去探究。并用语言去鼓励学生,激发学生的学习兴趣,敢于质疑,敢于创新。

2、不足之处

在课堂教学安排上,在探究之前的方案设计上用时过长,使的反馈练习用时有些少,在整个教学环节上显的“头重脚轻”。在猜想与假设的环节中,有很多学生提出的都是错误的猜想,当时我真的有点晕,其实猜想的对错不是重要的,重要的是调动学生主动思考的积极性,即使是错误的猜想,我们也可以通过实验探究来排除。从而得到正确的结论,而我却直到有正确的猜想提出才停止提问。使得反馈练习的时间不够用。

3、学生创新

在探究的过程中,有一组学生的电流表坏了,我灵机一动,便给了他们一个新的探究课题,只用电压表测小灯泡的电阻,结果他们真的成功了,虽然误差大了些,但培养的他们的创新能力,因此我也把我的反馈练习改动了一下。让学生们设计只用电流表或电压表测电阻,这样把本节可的教学内容给加深了。仓促

4 教材设计 地位和作用:

“伏安法测电阻”是学习并理解欧姆定律之后的一节探究课,是对欧姆定律知识的升华,也是对电压表和电流表使用的更深一层次的练习。为以后的电学探究左打好坚实的操作基础。

教材处理

本节内容分教材开门见山的提出用“伏安法测小灯泡在不同亮度下的电阻”,我个人认为这样的安排不利于中下等学生对知识的接受和应用,所以我在进行实验探究之前用了一定的时间去让学生理解“伏安法测电阻”,所以导课时间比较长针对本课的教学目标和学生容易出现的思维障碍,本课的教法主要采用引导探究法。精心构筑体验的平台,把握“开”、“引”、“放”三个环节。“开”即开放情境、提供资源,提出课题、交给学生富有探索性的任务。“引”即在学生的探索活动遇到困难时,教师与学生共同参与实践探索,而不是超前指路、给结论,更不能“代替”学生得出结论。“放”即“放开来让学生学活”,允许学生提

出不同见解,鼓励“标新立异”。

本课采用体验探究的学法,尽可能地创造条件,让学生自主探索、分析、归纳,突出“做中学”,在体验中去发现、去认识、去领悟。去分析,从而得到结论。最后,由于本人年轻,工作经验不足,在本节课的设计和教授过程中存在着很多问题,希望大家的多多指教,多多批评。

推荐第6篇:测小灯泡电阻教学设计

《测量小灯泡的电阻》教学设计

山东省临清市自忠中学 王洪刚

一、设计理念

在新一轮的课程改革中,义务教育阶段的物理教育目的是培养全体学生的科学素养及人文素养。以此为依据,形成了物理课程改革的基本理念。本课的教学设计体现了如下理念:

理念一:注重科学探究,提倡学习方式多样化。

物理学习的主要目的不仅仅是学习物理知识,更重要是让学生学会学习,学会探索,形成正确的价值观。意义不能给予,只能发现。探究式学习方法能保持学习者强烈的好奇心和旺盛的求知欲。富有探索性的物理学习实践是发现物理现象背后意义的关键,亦是物理素养形成的过程。本节课采用了探究式学习方法,让学生在测量灯泡电阻的探究性过程中不仅能产生浓厚的学习兴趣,而且还能培养学生实事求是的科学态度和探索、创新的意识,感受到从错误逐步走向正确,从失败到成功的喜悦。

理念二:构建新的评价体系。

与新课程改革理念相适应的评价体系在评价内容上重视对解决实际问题的能力、创新能力、实践或动手能力、良好的心理素质与科学精神、积极的学习情绪等方面综合素质的评定;有关评价指标要重视个体之间的差异性;评价主体上要重视学生参与评价;评价除重视终结性评价外,还要重视各个时期个体的进步,起到促进发展的作用;评价方式与方法注重“量化”的同时重视“质性”评价;评价手段要体现最新评价思想;评价实施过程应具有灵活性与动态性。本节课教师注重改变了以前只看结果的单一评价体系,在探究过程当中不断鼓励学生的创新思维、积极发现学生的闪光点,并及时予以肯定。实验结束后,培养学生有主动进行自我评价的意识,勇于提出自己的见解和发现新问题,善于主动与他人交流,听取他人意见,及时发现和改正自己的不足,这些都是在以前的教学中所忽略的问题。

二、教学目标

1.知识与技能:

1)具有初步的实验操作技能,会使用电流表和电压表测电阻。

2)会记录实验数据,知道简单的数据处理方法,会写简单的实验报告,会用科学术语、简单图表等描述实验结果。

2.过程与方法:

有在观察物理现象或物理学习过程中发现问题的意识。初步培养提出问题的能力。

3.情感态度与价值观:

1)激发对科学的求知欲,激励探索与创新的意识。

2)培育实事求是的科学态度。

三、教学过程

(一)提出问题

在前面我们学习了有关电学的三个物理量:电流、电压、电阻,我们已经知道测电流可以用电流表,测电压可以用电压表,那么用什么方法测量电阻呢?

板书课题:测量小灯泡的电阻

今天,我们要解决两个问题,一是怎样测量小灯泡电阻,二是根据测量数据提出新的问题,加以讨论。

(二)制定计划与设计实验

1.请同学们翻开书,书上已给出了电路图,我们用给定的电路图来测量小灯泡的电阻。

2.板画电路图,边画边问,学生齐答。

3.提问:根据已给的电路图,怎样测电阻呢?

4.引导大家考虑如何选择电表的量程?

5.我们做实验还应有实验步骤,记录表格以及结论。

这几个问题都要同学们通过实验来解决,实验之前商量一下如何分工,实验中请注意把实验步骤和测量结果记录下来,同时思考实验中需注意什么问题?

(三)学生进行实验和收集数据

教师巡视,指导。

(四)分析和论证

1.请几组同学到讲台上来和大家交流他们的实验过程。

2.鼓励学生今后进行这样大胆的尝试。

3.对实验过程进行反思,主要反思这几个问号。

1.量程选择:电流表:0~0.6A,电压表:0~3V ,尝试选择科学探究的方法及所需要的器材

2.实验步骤:1)断开开关,连接电路;

2)接入电路的R调到最大;

3)闭合开关,调节R,读取并记录几组电流表、电压表数据(U≤U额);

4)计算小灯泡阻值。

3.记录表格:用实物投影打出学生的一组较标准的。

(五)评估

1.请同学们观察其中的一组数据,结合你自己测量的数据有没有发现什么新的问题?

同学回答:数据有较大的差异。

2.鼓励学生并引导学生分析产生的原因:同学们以认真的态度完成实验,对于各组实验数据差别较大,能够尊重事实,如实记录,这是应该具有的科学态度,希望今后能够继续保持,但是有的同学对数据差别较大有些疑惑,请大家联系实验所得数据和实验观察到的现象来讨论产生这种现象的原因是什么呢?

3.由学生讨论得出结论。

4.结论

现象:电阻随电压升高而增大。

原因:温度升高,电阻增大。

怎样得结论:

1)用不同温度下测得的阻值求平均值不妥。

2)在额定电压下取几组数据求平均值,测小灯泡正常工作时电阻。

(六)布置作业

1.要求学生写出简单的探究报告,其内容应该包括探究的问题、探究的过程和探究的结论,并与其他组同学进行交流。

2.利用课外自助实验时间探究电流表内接结果会有什么不同?

(七)小结

这节课我们不仅学习了怎样测量小灯泡的电阻,还学习了进行实验的基本步骤,体验了测电阻的过程。同时我们学会了通过对实验过程的反思来获取更多的知识,学会了通过对结论的讨论,发现新的问题。希望今后同学们能够继续这样探讨下去。

四、板书设计

测量小灯泡的电阻

一、用给定电路图测量

实验原理:欧姆定律

量程选择:?

实验步骤:?

记录表格:?

结 论:?

二、反思实验过程

1.量程选择:电流表:0~0.6A电压表:0~3V

2.实验步骤:1)断开开关,连接电路

2)接入电路的R调到最大

3)闭合开关,调节R,读取并记录几组电流表、电压表数据(U≤U额)

4)计算小灯泡阻值

3.记录表格:用实物投影打出学生的一组较标准的

4.结论:

现象:电阻随电压升高而增大

原因:温度升高,电阻增大

怎样得结论:

1)用不同温度下测得的阻值求平均值不妥

2)在额定电压下取几组数据求平均值,测小灯泡正常工作时电阻

六、教学结构图

推荐第7篇:伏安法测电阻教学设计

第十三章第三节《“伏安法”测电阻》教学设计方案 课题名称

“伏安法”测电阻

科目

物理

年级

九年级(4)班

教学时间

1课时(45分钟)

学习者分析

九年级学生一般特征方面;

1、学生抽象逻辑思维能力提高,独立判断性明显发展,有明显成人感,自我管理能力提高。

2、入门能力方面:能在实验探究活动中,能自己进行猜想假设,并能根据假设制定实验计划设计实验,有较强的操作能力,能自主进行实验与手记证据并通过交流合作总结得到结论。在理论学习中能有较强分析、推理能力,会运用图书等媒体查找参考资料。3学习风格方面:喜欢动手操作,实验探究是最好的对手方式,更喜欢小组讨论的形式,对书面的试题,应该是会从容的面对,会理性的自主学习。

教学目标

一、情感态度与价值观

1.通过实验探究培养学生的分析归纳能力,竞争意识与合作精神。2.培养学生安全操作意识。

二、过程与方法

1、使学生进行科学探究,学会测量电阻及减少误差的方法。

2、通过合作交流,让学生学会分析实验数据的方法

三、知识与技能

1.知道“伏安法”测电阻的原理。

2.学习拟定简单的科学探究计划和实验方案,领会信息的收集和处理方法,初步形成对信息的有效性判断的意识,培养初步的信息收集和处理能力。3.会用电压表、电流表测电阻。

4.会记录实验数据,知道简单的数据处理方法,会写简单的实验报告。

教学重点、难点

重点:1.根据实验课题的要求设计实验电路图,掌握正确的操作顺序。 2.伏安法测电阻的原理和测量方法。

难点:1如何根据实验的需要选择适当的器材。

2根据实验电路图进行实物连接,并且排除教学过程中出现的种种故障。

教学资源

每小组同学准备2节带电池盒的干电池、开关、带灯座的小灯泡(2.5v)、定值电阻(20Ω)、滑动变阻器、导线若干。 教师自制多媒体课件。

上课环境多媒体大屏幕环境。

《“伏安法”测电阻》教学过程描述

教学活动1

(一)复习旧知

1、欧姆定律的内容是什么?

2、欧姆定律的公式是什么?它的变形公式又是什么?可以用这些变形公式求哪些物理量? 一段导体中的电流,跟这段导体两端的电压成正比,跟这段导体的电阻成反比。 公式I=R/U 推出R=U/I U=IR

教学活动2

(二)导入新课

1、提出问题 教师:(展示小灯泡)如果要测量这个小灯泡的电阻,需要测量哪些物理量?用什么方法测? (板书:第三节“伏安法”测电阻)

教学活动3

(三)实验探究

1、提出问题

电流可以用电流表测量,电压可以用电压表测量,欧姆定律又确定了电流、电压、电阻的关系,能不能用电流表、电压表测量一段导体的电阻呢?

2、制定计划和设计实验

若想设计这个实验,那么它的实验原理是什么?需要哪些器材?如何设计实验电路图? 实验原理:I=R/u的变形公式R=U/I 实验器材:带电池盒的电池两节、电压表、电流表、滑动变阻器、2.5V的小灯泡,开关各一个,导线若干。 实验电路图:

3:进行实验与收集证据 实验步骤

(1)根据设计的电路图连接电路(注意开关、滑动变阻器、电压表、电流表的使用),连接电路要按一定的顺序进行,如可以从电池的开始,依次连接开关、其它电路元件直到电源负极。

(2)检查无误后,闭合开关S,调节滑动变阻器,,使灯丝暗红、微弱发光、正常发光,各测一次电流值和相应的电压值,分别读出电压表、电流表的读数,填入表格。 (3)计算出灯丝在上述几种情况下的电阻值。 实验次数

电压(U/V)

电流(I/A)

电阻(R/Ω)

灯泡亮度

灯丝暗红

微弱发光

正常发光

(4)合作交流与得出结论 交流各小组的实验数据,讨论:a:灯丝的电阻在不同的工作状态下是否相同?b:随着灯丝发光亮度增加,灯丝温度增加还是减少了?c:测出的电阻值是增加了还是减少了?这说明灯丝电阻跟灯丝温度高低有什么关系?

归纳总结:小灯泡在不同的工作状态下,电阻不同,小灯泡的电阻随温度的增加而真增大。

教学活动4

(四)小结

教学活动5

(五)作业:P88页第

1、

2、3题

《伏安法测电阻》教学反思

通过本节课的学习,我觉着有许多感触,即有新的课改精神,又有一些不足之处。现在对这节课进行了反思如下:

1、成功之处

在教学过程中,我积极的创设一种和谐,轻松的探究学习氛围,使学生在做中学,玩中学,带着疑问去探究。并用语言去鼓励学生,激发学生的学习兴趣,敢于质疑,敢于创新,同时也完成了学生在实验过程中遇到故障而提出的问题,没有回避问题的提出。

2、不足之处

在课堂教学安排上,在探究之前的方案设计上用时过长,自己怕学生不明白,,老师包办显得多了一些,学生动手时间显得少了一些,在整个教学环节上显的“头重脚轻”。在实验制定与实施这一环节中,我应该设计两种实验方案,一种方案是测小灯泡的电阻,另一组是测定值电阻,这样既完成了电阻的阻值不随该电阻两端电压和通过它的电流的变化而变化,也完成了小灯泡的电阻随温度的变化而增大的两组实验探究,不要怕学生动手操作实验得不到预想的结论,重要的是调动学生主动思考的积极性,

3、教材设计地位和作用:

“伏安法测电阻”是学习并理解欧姆定律之后的一节探究课,是对欧姆定律知识的升华,也是对电压表和电流表使用的更深一层次的练习。为以后的电学探打好坚实的操作基础。

4、教材处理

本节内容分教材开门见山的提出用“伏安法测小灯泡在不同亮度下的电阻”,我个人认为这样的安排不利于中下等学生对知识的接受和应用,所以我在进行实验探究之前用了一定的时间去让学生理解“伏安法测电阻”,所以导课时间比较长针对本课的教学目标和学生容易出现的思维障碍,本课的教法主要采用引导探究法。精心构筑体验的平台,把握“开”、“引”、“放”三个环节。“开”即开放情境、提供资源,提出课题、交给学生富有探索性的任务。“引”即在学生的探索活动遇到困难时,教师与学生共同参与实践探索,而不是超前指路、给结论,更不能“代替”学生得出结论。“放”即“放开来让学生学活”,允许学生提出不同见解,鼓励“标新立异”。

本课采用体验探究的学法,尽可能地创造条件,让学生自主探索、分析、归纳,突出“做中学”,在体验中去发现、去认识、去领悟。去分析,从而得到结论。最后,在本节课的设计和教授过程中存在着很多问题,希望大家的多多指教,多多批评。

推荐第8篇:测螺线管磁场实验报告

测螺线管磁场———实验原理

图1 图1是一个长为2l,匝数为N的单层密绕的直螺线管产生的磁场。当导线中流过电流I时,由毕奥—萨伐尔定律可以计算出在轴线上某一点P的磁感应强度为

式中,为单位长度上的线圈匝数,R为螺线管半径,x为P点到螺线管中心处的距离。在SI单位制中,B的单位为特斯拉(T)。图1同时给出B随x的分布曲线。

磁场测量的方法很多。其中最简单也是最常用的方法是基于电磁感应原理的探测线圈法。本实验采用此方法测量直螺线管中产生的交变磁场。下图是实验装置的实验装置的示意图。

图2 当螺线管A中通过一个低频的交流电流i(t) = I0sinωt时,在螺线管内产生一个与电流成正比的交变磁场B(t) = Cpi(t) = B0sinωt其中Cp是比例常数,把探测线圈A1放到螺线管内部或附近,在A1中将产生感生电动势,其大小取决于线圈所在处磁场的大小、线圈结构和线圈相对于磁场的取向。探测线圈的尺寸比较小,匝数比较多。若其截面积为S1,匝数为N1,线圈平面的法向平面与磁场方向的夹角为θ,则穿过线圈的磁通链数为:

Ψ = N1S1B(t)cosθ

根据法拉第定律,线圈中的感生电动势为:

通常测量的是电压的有效值,设E(t)的有效值为V,B(t)的有效值为B,则有,由此得出磁感应强度:

其中r1是探测线圈的半径,f是交变电源的频率。在测量过程中如始终保持A和A1在同一轴线上,此时

,则螺线管中的磁感应强度为

在实验装置中,在待测螺线管回路中串接毫安计用于测量螺线管导线中交变电流的有效值。在探测线圈A1两端连接数字毫伏计用于测量A1中感应电动势的有效值。

使用探测线圈法测量直流磁场时,可以使用冲击电流计作为探测仪器,同学们可以参考冲击电流计原理设计出测量方法。

测螺线管磁场———实验内容

1.研究螺线管中磁感应强度B与电流I和感生电动势V之间的关系,测量螺线管中的磁感应强度。 2.测量螺线管轴线上的磁场分布。

测螺线管磁场———实验仪器

图 1 : 测量螺线管内磁场实验装置全貌

测量螺线管内磁场实验仪器包括:铜导线螺线管、霍尔元件(轴向磁场探针)、(毫)

特斯拉计、电流源。

图 2 : 铜导线螺线管

图 3 : 霍尔元件(轴向磁场探针)

上图为轴向磁场探针,伸入螺线管中用于测量磁场强度,探针的另一端接在特斯拉计之

上,由特斯拉计给出磁场强度的读数。

图 4 : (毫)特斯拉计

给出磁场强度的读数。与测量直流导体外磁场中使用的特斯拉计相似。

图 5 : 电流源 为铜导线螺线管供电,产生磁场。

实验重点

1.掌握探测线圈法测量交变磁场的方法。 2.测量螺线管轴线上的磁场分布。 3.加深理解电磁感应定律及磁场的特征。 实验难点

1.探测线圈法测量磁场的线路设计与连接,包括单刀双掷开关及交流毫伏计的使用。

2.低频信号发生器的使用。 3.互感现象的观察及线路设计。 操作指导

一、主窗口

在系统主界面上选择“螺线管磁场及其测量实验”并单击,即可进入本仿真实验平台,显示平台主窗口——实验室场景,看到实验台和实验仪器。

二、主菜单

在主窗口上单击鼠标右键,弹出主菜单。主菜单下还有子菜单。鼠标左键单击相应的主菜单项或子菜单项,则进入相应的实验部分(图1)。

图1 实验应按照主菜单的条目顺序进行。 1.实验简介

选择主菜单的“简介”并单击可打开实验简介文档(图2)。

图2 鼠标移到上面蓝条处将显示操作提示,双击即可返回实验平台。 2.实验仪器

选择主菜单的“实验仪器”并单击可打开实验仪器文档,操作与查看实验简介完全类似。 3.实验原理

包括子菜单项“实验原理一”和“实验原理二”。

选中“实验原理”的“实验原理一”子菜单项并单击,将显示实验原理一,如图3。

图3 用鼠标操作滚动条,可使画面上下滚动。

鼠标移到上面蓝条处将显示操作提示,双击可返回实验平台。

选择“实验原理”的“实验原理二”子菜单项并单击,将显示实验原理二,与“实验原理一”操作相同。 4.实验接线

选择“接线”并单击进入接线界面。本实验中晶体管毫伏表读数会随时间产生漂移,所以做本实验的关键是要对晶体管毫伏表经常短路调零以消除误差。为方便计,宜加一单刀双掷开关。正确接线图(不止一种)可参见图4。

图4 接线时选定一个接线柱,按住鼠标左键不放拖动,一根直导线即从接线柱引出。将导线末端拖至另一个接线柱释放鼠标,即可连接这两个接线柱。删除两个接线柱的连线,可将这两个接线柱重新连接一次。

接线完毕单击鼠标右键弹出菜单,选择“接线完毕”来判断接线是否正确,接线正确后才能开始实验。选择“重新接线”可删除所有导线。 5.实验内容

接线正确后此菜单项才会有效。此菜单包括子菜单项“内容一”、“内容二”和“内容三”。单击子菜单项“内容一”即可进入实验内容一进行实验,如图5。

图5 仪器的基本操作方法

(1) 旋钮的操作方法:所有的旋钮,其操作方法是一致的,即:用鼠标右键单击,则旋钮顺时针旋转;用鼠标左键单击,则旋钮逆时针旋转。包括旋钮“输出调节”,“调零旋钮”,以及频率调节。

(2) 按钮的操作方法:用鼠标左键单击即可按下或弹起按钮。包括“衰减”和“频率倍乘”按钮。

(3) 拨动开关的操作方法:操作非常简单,用鼠标左键单击开关即可改变开关的状态。

(4) 探测线圈的粗调和细调,单刀双掷开关的操作和旋钮的调节一样。 (5) 毫伏表“量程”的调节和开关的操作一样。 (6) 单刀双掷开关的刀打到左边是调零位置,可调节“调零旋钮”调零;打到中间是断路位置;打到右边是测量位置,可以测量电路的电压。

在此界面的上部单击鼠标右键将弹出主菜单,做完实验内容一后选择实验内容

二、实验内容三继续实验。

实验时点击“实验参数”可打开实验参数文档,双击其上的蓝条关闭此文档;点击“实验内容”打开实验内容文档,双击其上的蓝条关闭此文档;实验时按实验内容文档的步骤进行实验,点击“数据记录及处理”打开数据处理窗口,将测量数据记录到相应的位置,数据处理窗口如图6。

图6 输入数据时在所要输入的空格处单击鼠标左键,再用键盘输入数据即可。 画线时先在坐标图上单击鼠标左键描点,描点完毕点击“画线”可画线,如描点错误可在错点处再单击鼠标左键即可删除该点,点击“清画布”可删除所有点,点击“返回”返回实验操作界面。 6.实验报告

选择“实验报告”菜单项并单击,可调用实验报告系统,将前面所得数据记录到实验报告中以备教师检查,具体操作见实验报告说明。7.退出:退出实验平台。

推荐第9篇:伏安法测电阻教学反思(优秀)

“伏安法”测电阻教学反思

本课采用实验探究的方式,尽可能地创造条件,让学生自主探索、分析、归纳,突出“做中学”,在体验中去发现、去认识、去领悟、去分析,从而得到结论。这既提高学生动手操作能力,也为学生深刻地理解知识的内涵创造了条件,为学生能力的发展搭建了舞台。整节课大致是按照我预计的方向发展,特别是他们的动手操作能力,比我想象的要好得多,但也有个别的学生较粗心,开关闭合之前没把滑动变阻器滑到最大处,导致灯泡烧坏了几个,只有一组学生把电流表短接,幸好我发现及时,才没烧坏电流表。

从学生反馈的信息来分析:喜爱这堂课的同学多了,原因是:教师讲的少,自己动手机会多;课堂比较轻松;具有挑战性;但也有同学反映部分同学没有积极性,玩了一节课,什么也没学到;同组的同学太霸道没有别人动手的机会;也有的同学依赖性强,自己不愿动手;还有一点,就是在实验中,讨论的声音始终都很大,有的是同组成员之间,有的是不同组的;这些迹象表明在实验课中如何调动全体同学的积极性?组内成员间如何协调?教师如何有效监控各个组的动向?怎样在实验探究的过程中加强同学间的协作让每一个学生都得到相应的发展是我们必须关注的问题,也反映出在新的课堂模式下教师的驾驭课堂能力有待进一步提高。

推荐第10篇:用电压表电流表测电阻.doc教案

课题:用电流表、电压表测电阻

教案设计:上海市复旦实验中学 翁卫星

所用教材:《物理》(上海教育出版社)九年级第一学期 第七章 电路 教学设计说明:

制定计划与设计实验是科学探究活动的重要一环,也是学生最薄弱的环节,所以在这节课中,把设计电路图及设计记录实验数据的表格作为难点。通过对复习引出伏安法测电阻的原理及设计电路图,通过对多次实验目的的复习改进实验方案,设计更为完善的电路图,根据实验所需记录的物理量设计记录的表格,在这过程中,层层追问,给了学生充分的讨论及思考,调动学生思维的主动性与创造性,把难点突破。根据电路图连接实物图,会出现各种问题,完成测量、记录及正确处理数据是初三学生必须具备的实验能力,所以把这一过程作为重点。通过对实物图的辨别找错,归纳了实验的注意点。通过学生的分析讨论,归纳了实验的步骤,让学生互教互学,有时效果比教师讲授更好,把重点突破。用这种学习方式,学生获得的知识是通过努力获得,每一点的获得都伴随成功的体验,所学的知识是深刻的,可能终身难忘,更重要的是他们同时获得一种可贵的能力,也激发了学生学习物理的兴趣。设计力求体现“以学生发展为本”和“课程要为学生提供一种学习的经历和经验的教学理念,充分发挥了学生为主,教师引导,充分发挥学生的能动性,使学生真正成为学习的主人。

一、教学目标

1、知识与技能

(1)知道伏安法测电阻的原理R=U/I (2)根据实验的原理学会设计电路图,根据实验纪录需要设计表格。 (3)会用电压表电流表测电阻

2、过程与方法

(1)根据实验原理设计电路图,设计实验纪录需要的表格

(2)通过对如何减少实验误差分析讨论,设计更为完善的电路图及表格设计,继而归纳出滑动变阻器在此实验中的作用

(3)通过对提供的电路图进行找错,归纳此实验注意点及步骤

(4)通过“用电流表、电压表测电阻”的实验过程,经历电路的连接、数据的记录和运算,提高分析数据及处理数据的能力

3、情感、态度与价值观

(1)培养学生探究、交流、讨论、合作等学习的兴趣和习惯,激发他们自主学习的意识 (2)通过“用电流表、电压表测电阻”实验的数据处理过程,养成实事求是的科学态度。

二、重点难点

重点:用电流表、电压表测电阻过程

难点:设计电路图及设计记录实验数据的表格

三、教学准备:

教学器材:powerpoint课件,多媒体电脑

学生器材:干电池3节,电压表、电流表、滑动变阻器、电键、待测电阻、导线若干(23组)

四、教学过程:

1、教学流程

2、教学过程:

(1)通过对电学物理量的复习引入课题——伏安法测电阻 (2)根据实验原理设计电路图及实验所需的表格

(3)通过对多次实验目的的复习引导学生对原先设计的电图及表格进行修改。 (4)归纳滑动变阻器的作用。 (5)根据电路图连接实物图

(6)根据前面的引导与学习,学生自己归纳实验的步骤。

(7)出示连接错误的电路,要求学生辨认、并说出该错误造成的后果。 (8)学生自己归纳实验的注意点。 (9)学生实验

(10)能对学生们自己记录的实验数据进行分析归纳,养成实事求是的科学态度。 (11)复习归纳小结。 (12)巩固应用

五、作业布置:完成试卷

2011-12-1

第11篇:伏安法测电阻电功率教学设计

伏安法测电阻电功率

一、教学目标: 知识与技能:

1、说明伏安法测量电阻的实验原理

2、绘制伏安法测量电阻的电路图

3、应用电压表和电流表测量导体的电阻

4、说明伏安法测量小灯泡电功率的实验原理

5、绘制伏安法测量小灯泡电功率的电路图

6、测定小灯泡的额定功率和实际功率

7、收集和整理实验数据得出实验结论 过程与方法:

1、培养学生的分析处理数据,得出结论的能力

2、培养学生发现问题、提出问题的能力 情感态度与价值观:

培养学生严谨的科学态度及热爱、探索科学的精神。

二、重点和难点:

1、应用电压表和电流表测量导体的电阻

2、测定小灯泡的额定功率和实际功率

3、收集和整理实验数据得出实验结论

三、教学方法:对比法,讨论法

四、教学资源:

课件、电流表、电压表、滑动变阻器

五、教学过程:

1、一分钟训练:

出示电流表、电压表、滑动变阻器,提问在电路中的使用方法。

2、引入:

从中考中电学的重要地位引入伏安法测电阻和电功率的电学复习。

3、复习课展开:

(1)、考点展示,并要学生根据考点自我复习相应的知识点

(2)、学生汇报关于“伏安法测电阻和电功率”的实验原理及展示电路图,进行对比,教师提出疑难的问题(在这一环节中,穿插关于伏安法测电阻的实验原理是推导式和伏安法测电功率的实验原理是定义式,为下面测导体的电阻取平均值和测小灯泡的电功率不能用平均值表示埋下伏笔。)

(3)、学生个别回答关于“伏安法测电阻和电功率”的实物图的错误连接的典型题训练(在这一环节中,穿插实物连接的注意事项及各装置的正确使用,并配以滑动变阻器的演示实验获得其作用的对应的感性认识。)

(4)、学生个别解答关于“实验多次测量的目的及为何不能求小灯泡的平均电功率”的思考题,进行对比

(5)、学生观看课件关于 “测量小灯泡电阻和电功率”的实验数据,得出结论并回答疑难的问题,(在这一环节中,强调现象与结论的区别,以此突破误区。)

(6)、学生回答并总结“测量小灯泡电阻和电功率”的异同点,进行对比(在这一环节中,渗透对比、比较的的学法指导。)

(7)、关于“测量小灯泡电阻”的中考典型题训练。

(8)、关于“测量小灯泡电功率”的中考典型题训练。

4、总结本节课

5、布置作业。

第12篇:实验:用电压表和电流表测电阻教案

实验:用电压表和电流表测电阻教案

林希秋

知识与技能:

1、掌握用伏安法测导体电阻的方法,加深对部分电路欧姆定律的理解和应用;

2、进一步学习滑动变阻器、电流表和电压表的使用;

3、了解实验数据的处理以及减小侧量误差的方法。过程与方法:

通过伏安法测导体电阻的学生小组实验,学生学会用伏安法测导体电阻的方法。 情感、态度与价值观:

体验实验成功带来的快乐,培养严谨、认真的实验态度,激发学生的探索精神。 教学重点和难点

理解伏安法测电阻的原理,掌握测量方法。 教具

学生电源,直流电流表,直流电压表,滑动变阻器(50Ω,1.5A),电键,绕线电阻(5Ω、10Ω各一个),导线。 教学过程

(一)引入新课

(l)欧姆定律的内容和公式分别是什么?

(2)欧姆定律为人们提供了一种测定导体电阻大小的方法,这种方法叫什么?

本节课将通过分组实验,学习用伏安法测定导体的电阻。

(二)讲授新课

(板书)

三、实验:用电压表和电流表测电阻。

问:伏安法测电阻的原理是什么?

(板书)1.实验原理

分别用电压表和电流表侧出电路中某一导体两端的电压和通过它的电流,根据欧姆定律就可以算出这个导体的电阻。

(板书)2.实验电路。

问:(1)采用伏安法测定某一导体的电阻,需要使用哪些器材?每种器材在电路中起什么作用?

2.设计实验电路,画出电路图,如图所示。

3.要比较方便地改变导体两端的电压,以获得三次不同的电压值和相应的电流值,电路中应安装什么装置?怎样将它连入电路?(此问题机动)

在学生讨论的基础上,教师给出完整的实验电路图(如右图)。

讲解学生分组实验的注意事项:

(1)为便于实验操作,要考虑器材在桌上的码放位置。

(2)实验时,电源电压取4伏,电压表的量程取3伏,电流表的量程取0.6安。

(3)先用阻值为5欧的绕线电阻做被测电阻进行实验,调节滑片的位置,使电压表的示数分别为1伏、2伏和3伏,观察每次的电流值,以求出各次电阻值和电阻的平均值,然后换用阻值为10欧的电阻重做上述实验。

(4)其它注意事项同往常一样。

出示实验数据记录表。

学生分组进行实验。教师巡视指导检查。

实验完毕,整理仪器。请几个实验组的同学汇报实验数据,教师将实验数据填入表中。

讨论:

(1)观察表中的数据,在测定某一个被测电阻的实验中,电压、电流、电阻的数据各具有什么特点?

(2)加在某一被测电阻两端的电压不同,通过它的电流也不同,但三次测定的电阻值却相同(或基本相同),这说明了什么?这又是为什么呢?

(三)巩固知识

1.有的同学根据公式R=U/I得出下面的结论:导体的电阻跟导体两端的电压成正比,跟导体中的电流成反比,你认为这种说法对吗?若不对,错在哪里?

2.某导体两端加2伏的电压时,通过该导体的电流为0.4安,该导体的电阻是多少欧?若将此导体两端的电压加大到5伏,这个导体的电阻多大?若该导体两端不加电压时,通过这个导体的电流多大?此时导体电阻多大?

(四)课堂小结

(五)布置作业

1.完成实验报告。

2.课本习题。

3.预习:串联电路电流的关系和电压的关系分别是什么?

【评析】

这个实验教案是完整的,可行的,行文和讲课中还应注意以下问题:

1.伏安法测电阻是一个很重要的实验,以后的应用也比较多,因此要进一步强调这个实验的重要性和用这个方法测电阻的实用性。

2.要通过这个实验进一步说明电流表、电压表的使用方法。

3.实验中要向学生说明自己联好电路后一定要经过教师检查方可按下电键实验。

4.通过实验进一步证实电阻值不随U,I变的物理实质,让同学进一步体会数学中的公式和物理中的公式不能等同理解,要强调物理公式中各物理量的物理意义,不要犯电阻的大小跟电压成正比,跟电流成反比的错误。

第13篇:“伏安法”测小灯泡电阻和电功率(教案).

“伏安法”测小灯泡电阻和电功率

一、考点分析

“ 伏安法测电阻、测小灯泡功率 ” 是初中的重要实验。

集中了初中电学的几乎所有重点知识。如串联电路的电流、电压特点;电流表、电压表 的连接、读数;电学实验的操作步骤,实验故障,滑动变阻器的使用;欧姆定律应用,电阻 电功率的计算;表格的设计等。

二、知识对照表

思考 :

1、在测量小灯泡电阻的表格设计中,是否存在不合理的设计?

2、测量小灯泡的电功率与测量小灯泡的电阻值有什么相同点和不同点 ?

三、例题分析

(08攀枝花小超在进行“测量小电灯的功率”的实验时,实验台上给他提供的器材有:6V 蓄电池、电流表 (0~0.6A、0~3A、电压表 (0~3V、0— 15v、滑动变阻器 (50Ω、1.5A、额 定电压为 3.8V 的小电灯 (正常发光时的电阻约为 10Ω、开关各一个,导线若干。

★(实验基本要求

(1小超在实验中电流表应该选择 的量程,电压表应该选择 的量程。 (2根据所选器材设计实验, 并在下列方框中完成实验电路图, 依据电路图完成实物图的连接。

(3实验时, 闭合开关前应把滑动变阻器滑片的位置调到 端 (结合所连实物图 。

★(电路分析

(4电路连接完整后, 当向右移动变阻器的滑片 P 时, 电压表的示数将 , 电流表的示 数将 。 (填变化情况

★(故障分析

(5 ①若电键闭合后,灯泡发光而且很亮,无论如何移动滑动变阻器的滑片 P ,电压表、电流 表有示数但保持不变,电压表示数是 6伏,产生上述现象的

原因是 ____________________________。

②若电键闭合后,灯泡发光而且很暗,无论如何移动滑动变阻器的滑片 P ,电压表、电流 表有示数但保持不变,产生上述现象的

原因是 ____________________________。

③若电键闭合后,无论如何移动滑动变阻器的滑片 P ,灯泡不发光,发现电流表的指针没 有偏转,而电压表示数始终等于 6伏特,产生上述现象的

原因是 ____________________________。

④若电闭键合后, 灯泡不发光, 电压表无示数, 但发现电流表的指针有明显偏转, 产生上 述现象的

原因是 ____________________________。

⑤若某同学闭合电键调节滑动变阻器, 发现电压表示数减少, 灯光变亮; 电压表示数增大, 灯泡变暗,产生上述现象的

原因是 _____________________________。 ★(数据处理

(6排除故障后, 调节滑动变阻器, 若测得 5组实验数据, 并记录在表中, 同时记录了小灯泡 亮度变化情况 .请你仔细分析实验数据和实验现象,回答以下问题: ①根据数据,计算出不同情况下的电功率,填入表格中,小灯泡的额定功率是 W ②小灯泡的亮度变化规律为 。

(7根据小超的测量数据用描点法作出 I — U 图象,由表中数据计算还可以计算小灯泡的电阻, 其变化规律是 。你认为造成这种结果的原因是 。 (8老师看了该小组的数据记录和处理,提示说:你们注意到五次测量的电阻相差较大这个现 象吗?通过交流, 其他小组也都有类似现象, 同学们讨论:如果是误差, 那么五次测得的电阻 值应该相差 _______(选填“较大”或“较小” ,并具有 __ __ ___的特点(选填“逐次增 大”、“逐次减小”或“时大时小” 后来通过查阅课本得到了证实, 从而否定完全是误差的 原因.(特殊情况

(9若测量额定电压为 3.8V 的小灯泡的额定功率时, 已按电

路图连接好实物电路。 电源电压为 6V 且保持不变, 若电压表 的大量程已损坏,在不添加任何器材的情况下,请你在方框 内画出能测量小灯泡额定功率的实验电路图.

四、中考面对面

练习1:在用“伏安法”测量导体电阻的实验中,某同学连接的实物电路如图 3所示。

(1请指出图 11甲中两处错误: ① __________________________________② ____________________________________ (2请在右侧方框内画出改正后的正确实验电路图。

(3实验中,某次电流表示数如图 3乙所示,应记为 _________A。 (4实验中多次测量求平均值是为了减小测量的 。

练习2:某同学欲测量一只额定电压为 2.5V 的小灯泡正常工作时的电阻,请你与他一起边实 验边思考,并回答下列问题。

(1下图是即将完成的该实验的电路图。请在图中三个“○”内正确填入“灯泡”、“电流 表 ”和“电压表”的电路符号,完成该电路图 。

(2 他 将 测 得 的 数 据 及 计 算 结 果 填 在 下 面 的 表 格 中 :小 灯 泡 正 常 发 光 时 的 电 阻 为 _____________Ω(保留一位小数 。比较四个相应的电阻值,比较发现它们之间有较大差异, 你认为产生这种差异的原因是

_________________ 练习3:(08徐州图 5是测量额定电压为 2.5V 小电灯电功率的实验装置。 (1在图 10的两个圆圈中填上实验所需电流表和电压表的符号。

(2闭合开关后,发现电灯不亮,电流表示数为零,电压表示数较大,由此可判断 ( A .可能是小电灯短路 B.可能是灯丝断了

C.可能是变阻器开路 D.可能是电源没电了

(3排除故障后, 电压表示数如图 5所示, 为 V, 要使小电灯正常发光, 需将滑动 变阻器的滑片向 (填“左”或“右” 端滑动。当小电灯正常发光时,电流表示数 为 O .3A ,小电灯的额定功率为 w。

练习4:小明测量额定电压为 3.8V 小灯泡的额定功率,使用 6V 的电源。连接电路前,他发 现电压表的 0~15V 档已损坏, O ~3V 档完好,他马上改接电路,完成实验。

(1请用笔画线代替导线,将图 6甲实物电路连接完整。

(2连好电路,闭合开关,移动变阻器的滑片到某一点,电压表的示数为 3V ,要测量小灯泡的 额定功率,还应将滑动变阻器滑片向 _________移动 (选填“左”、“右” ,当电压表示数为 ________V时,小灯泡正常发光,此时电流表的指针位置如图 6乙所示,可得出小灯泡的额定 功率为 __________w。

(3小明完成实验后,他改变滑动变阻器的阻值,记录电流表、电压表的几组示数,然后确认 小灯泡的电流、电压,算出几组电阻值,求出的平均值就是小灯泡正常发光的电阻。他的 方法是 _______的 (选填“正确”、“不正确” ,原因是 _________________________

练习5:(08武汉小明按照如图所示的电路图连接好电路,测量一只额定电压为 2.5V 的灯 泡的电功率,部分实验数据和现象如下表。

(1分析表中实验数据可知,所用电源电压约为 _________V。

(2若小明手边有“ 1.5A50Ω”和“ 2.0A20Ω”两种规格的滑动变阻器, “ 0~3V”和“ 0~15V” 两个量程的电压表, 上面实验中他选用的滑动变阻器规格为 _________选用的电压表量程为 _________。

(3由于小明粗心大意,没有记录灯泡正常发光时电流表的示数,于是他根据第一次实验数

据计算出灯泡电阻 R=U 1 /I 1 = 1V/0.2A=5Ω,再计算出灯泡两端电压为 2.5V 时的功率 P = U 2 2/R=(2.5V 2/5Ω=1.25W。 则灯泡的额定功率 _________(选填 “>”、“=”、“

(2用电压表、电流表测量电阻有如图 7所示的两种解法,若电压表的电阻不是很大,电流表 电阻不是很小, 你认为图 中测量电阻比真实值偏大, 图 中测量电阻比真实值偏小。

第14篇:九年级物理《伏安法测电阻》学案二新版人教版

九年级物理《伏安法测电阻》学案二新

版人教版

知识目标

知识要点

标要求

.伏阻法测量电阻

会设计电路,利用安阻法测量未知阻值的电阻

2.安阻法测量电阻

会设计电路,利用安阻法测量未知阻值的电阻

)教学过程

问题导入

小红准备测一只未知电阻(Rx=~10Ω)的阻值,手边有以下器材:电池组、电压表、电流表、开关、R0=1Ω的定值电阻、最大阻值为20Ω的滑动变阻器和几根导线.当她准备实验时,发现电流表已经损坏,但一时又找不到新的电流表替代,小红顿时犯了愁,不知所措?怎么办?从学生的迷惑中导入新。

合作探究

探究点一伏阻法测量电阻

活动1:针对导问题,让学生展开讨论,在没有电流表的条下,如何测量出未知电阻的阻值?设计出电路图?

展示提示:

(1)如何获取到未知电阻的电流?

(2)要想让定值电阻的电流能够替代未知电阻的电流,这两个电阻如何连接比较好?

学生总结:

(1)当给我们一只电压表和一个已知阻值的电阻R时,可把已知电阻和未知电阻串联起来,分别用电压表测量出两者的电压U

1、U2,再根据公式,算出未知电阻的阻值。电路图如图所示。

(2)首先将开关S、S0闭合,读出电压表的示数,记为U,断开开关S0,读出电压表的示数为Ux,则定值电阻R0两端的电压为U-Ux,则通过R0的电流为,所以Rx的电阻为:

Rx=.

探究点二

安阻法测量电阻

活动1:有了伏阻法的测量,师再进一步的拓宽延伸,在情景导的问题中,如何损坏的不是电流表,而是电压表,又如何测量?学生讨论交流。设计出电路图,并分析出未知电阻的表达式。

展示提示:

(1)如何获取到未知电阻的电压?

(2)要想让定值电阻的电流能够替代未知电阻的电压,这两个电阻如何连接比较好?

学生总结:

电路图

表达式

方法一

方法二

方法三

方法四

归纳总结:(1)用伏安法测电阻时,无法直接测出待测电阻的大小,只能通过测出导体两端的电压和通过导体的电流,通过间接计算才能得出导体的电阻大小,这就是间接测量法。

(2)在伏安法测电阻的实验中,若缺少一只电流表或缺少一只电压表,可用定值电阻犚来代替,这种方法叫等效替代法。

典例剖析

在图所示的四个电路中,电源两端电压保持不变,若定值电阻R的阻值已知,则在不拆卸元的情况下能够测出待测电阻Rx阻值的电路是(

【点拨】测电阻阻值应该知道电阻两端的电压U,流过电阻的电流I,逐一分析各选项看能不能求出U、I,然后做出选择。

【自主解答】

第15篇:实验:用电压表和电流表测电阻教案示例之二物理教案

教学目的

1.通过分组实验,使学生学会用伏安法测导体的电阻。加深对电阻概念的理解。

2.进一步提高综合使用电学仪器进行电学实验的能力。培养学生良好的实验习惯。 教学重点和难点

伏安法测电阻。 教具

学生电源,直流电流表,直流电压表,滑动变阻器(50ω,1.5a),电键,绕线电阻(5ω、10ω各一个),导线。 教学过程

(一)引入新课

(l)欧姆定律的内容和公式分别是什么?

(2)欧姆定律为人们提供了一种测定导体电阻大小的方法,这种方法叫什么?

本节课将通过分组实验,学习用伏安法测定导体的电阻。

(二)讲授新课

(板书)

三、实验:用电压表和电流表测电阻。

问:伏安法测电阻的原理是什么?

(板书)1.实验原理

分别用电压表和电流表侧出电路中某一导体两端的电压和通过它的电流,根据欧姆定律就可以算出这个导体的电阻。

(板书)2.实验电路。

问:(1)采用伏安法测定某一导体的电阻,需要使用哪些器材?每种器材在电路中起什么作用?

2.设计实验电路,画出电路图,如图所示。

3.要比较方便地改变导体两端的电压,以获得三次不同的电压值和相应的电流值,电路中应安装什么装置?怎样将它连入电路?(此问题机动)

在学生讨论的基础上,教师给出完整的实验电路图(如右图)。

讲解学生分组实验的注意事项:

(1)为便于实验操作,要考虑器材在桌上的码放位置。

(2)实验时,电源电压取4伏,电压表的量程取3伏,电流表的量程取0.6安。

(3)先用阻值为5欧的绕线电阻做被测电阻进行实验,调节滑片的位置,使电压表的示数分别为1伏、2伏和3伏,观察每次的电流值,以求出各次电阻值和电阻的平均值,然后换用阻值为10欧的电阻重做上述实验。

(4)其它注意事项同往常一样。

出示实验数据记录表。

学生分组进行实验。教师巡视指导检查。

实验完毕,整理仪器。请几个实验组的同学汇报实验数据,教师将实验数据填入表中。

讨论:

(1)观察表中的数据,在测定某一个被测电阻的实验中,电压、电流、电阻的数据各具有什么特点?

(2)加在某一被测电阻两端的电压不同,通过它的电流也不同,但三次测定的电阻值却相同(或基本相同),这说明了什么?这又是为什么呢?

(三)巩固知识

1.有的同学根据公式r=u/i得出下面的结论:导体的电阻跟导体两端的电压成正比,跟导体中的电流成反比,你认为这种说法对吗?若不对,错在哪里?

2.某导体两端加2伏的电压时,通过该导体的电流为0.4安,该导体的电阻是多少欧?若将此导体两端的电压加大到5伏,这个导体的电阻多大?若该导体两端不加电压时,通过这个导体的电流多大?此时导体电阻多大?

(四)课堂小结

(五)布置作业

1.完成实验报告。

2.课本习题。

3.预习:串联电路电流的关系和电压的关系分别是什么?

(曹广建)

这个实验教案是完整的,可行的,行文和讲课中还应注意以下问题:

1.伏安法测电阻是一个很重要的实验,以后的应用也比较多,因此要进一步强调这个实验的重要性和用这个方法测电阻的实用性。

2.要通过这个实验进一步说明电流表、电压表的使用方法。

3.实验中要向学生说明自己联好电路后一定要经过教师检查方可按下电键实验。

4.通过实验进一步证实电阻值不随u,i变的物理实质,让同学进一步体会数学中的公式和物理中的公式不能等同理解,要强调物理公式中各物理量的物理意义,不要犯电阻的大小跟电压成正比,跟电流成反比的错误。

第16篇:中学物理实验中用电压补偿法提高伏安法测电阻的精确度研究

中学物理实验中用电压补偿法提高伏安法测电阻的精确度研究

摘要:伏安法测电阻实验是中学物理实验中一个重要的基础实验。由于物理思路清晰,方法简单,所以在课堂教学演示中广泛运用。但是,其演示实验也存在着系统误差的产生。本文对于实验误差的产生进行分析,利用电压补偿法对伏安法测电阻的内接法和外接法进行修正,结果得以减小误差。对于课堂演示来讲,本文实验能够做到一定的科学性,并且能够得到精确的结果,分析最理想的实验方法。

关键词:伏安法测电阻;电压补偿法;系统误差;相对误差

引言:伏安法测电阻是重要的实验之一。在初中、高中和大学都有伏安法测电阻的实验,并且在初中到高中再到大学对伏安法测电阻的精确度要求不断提高,理论分析不断加深。伏安法测电阻的接线有外接法和内接法,不同的接法对测量电阻的误差也不同。为了探索中学课堂教学中,以伏安法测量电阻为基础的实验方法,讨论其间的测量精确度,本论文用电压补偿法等不同方法对伏安法测电阻进行改装,比较中学演示实验,课堂教学提高实验的精确度的可选方案。

本文利用比较相对误差的方法,比较确定哪一种实验方法结果的精确度更高。实验测得的数值与真实数值之间的差数称为“绝对误差”,而“绝对误差”与“真实数据”的比值称为“相对误差”。由于真实的数值往往不知道,因而只能用多次测定结果的平均值代替“真值”,这样计算的结果称为“偏差”。偏差也分“绝对偏差”和“相对偏差”。绝对偏差是一次测量值与平均值的差异,相对偏差是指一次测量的绝对偏差占平均值的百分率。 1 伏安法测电阻 1.1 原理

如图1所示,测出通过电阻R的电流I及电阻R两端的电压U,则根据欧U姆定律,可知R

I

图1 伏安法测电阻电路图

[1]

Fig.1 The voltammetry resistance circuit diagram 以下讨论伏安法测电阻的系统误差问题[1]。 1.2 测量仪表的选择

在电学实验中,仪表的误差是重要的误差来源,所以要减小实验误差,选择合适的仪表是关键环节。而仪表的量程和等级是反映仪表准确度的两个参数,所以选择合适的仪表就是选择合适量程和等级的仪表。下面介绍选择仪表量程和等级的方法[2]。

1.2.1 参照电阻器R的额定功率确定仪表的量限

设电阻R的额定功率P,则最大电流为 IPR

22处(指针指在刻度盘的处测量值最准33为使电流表的指针指向刻度盘的确),于是电流计的量限

I233P3。 I,即

22R3电阻两端的电压为UIR,而电压表的量程应限为U[1][2]。

21.2.2 参照对电阻测量准确度的要求确定仪表的等级

假设要求测量R的相对误差不大于某一ER错误!未指定书签。,则在一定近

U2I2似下按合成不确定度公式,可有ER。如果

UIUIUIER2,对于准确度等级为a,特征值为X错误!未指定书签。n的电

a,可知电100表,其最大绝对误差为max错误!未找到引用源。,则maxXn流表等级aI应满足aIERU[1][2]

。 100U2nERI100;电压表的等级aU应满足2InaU1.3 滑动变阻器分压电路与限流电路的选择 1.3.1 限流电路

如图2所示电路中变阻器起限流作用,变阻器电阻调到最大时,电路中仍有电流,电路中电流变化范围为

EE~,负载Rx的电压调节范围为

RRXRX 1 ERX~ E(电源内阻不计)。如果RX >>R,电流变化范围很小,变阻器起不到RXR变阻作用,此时采用该接法就不能满足多次测量的要求。一般来说,以下三种情况不能采用限流接法而采用分压接法:①电路中最小电流仍超过电流表量程或超过被测元件的额定电流;②要求被测电阻的电压、电流从零开始连续变化;③ 被测电阻值远大于变阻器的全部电阻值[3]。

图2 限流电路[3] Fig.2 Limiting circuit 1.3.2 分压电路

变阻器采用分压接法如图3所示,负载RX上电压变化范围是0一E(不计电源内电阻),电压调节范围比限流接法大。但是当通过负载RX的电流一定时,图3中干路电流大于图2中干路电流,图3中电路消耗的功率较大。而且图3的接法没有图2简单。通常变阻器以采用限流接法为主。

图3 分压电路[3]

Fig.3 Voltage dividing circuit 关于变阻器的选择,应针对不同的连接方式和电路中其他电阻的大小选择不同的变阻器。在分压接法中,变阻器应选择电阻较小而额定电流较大的;在限流接法中,变阻器的阻值应与电路中其他电阻比较接近[3]。 1.4 伏安法测电阻的两种连线方法以及引入的误差

伏安法有两种连线方法。如图4所示为外接法---电流表在电压表的外侧;如图5所示为内接法---电流表在电压表的内侧。

图4 外接法

图5 内接法 Fig.4 External method

Fig.5 Internal law

1.4.1内接法引入的误差

设电流表的内阻为RA,回路电流为I,则电压表测出的电压值UIRIRAI(RRA)

即电阻的测量值Rx是 RxRRA

可见测量值大于实际值,测量的绝对误差为RA,相对误差为

RA,当RA

1.4.2 外接法引入的误差

设电阻R中的电流为IR,又设电压表中流过电流为IV,电压表内阻为RV,则电流表中电流IIRIVU(11) RRVRVU RIRRV因此电阻R的测量值Rx是 Rx由于RV(RRV),所以测量值Rx小于实际值R,测量的相对误差为RXRR 。式中负号是由于绝对误差是负值,只有当RV>>R时才可以RRRV用外接法[2]。

2 伏安法测电阻的电压补偿法 2.1 电压补偿法原理 2.1.1 补偿法的定义

采用一个可以变化的附加能量装置,用以补偿实验中某部分能量损失或能量交换,使得实验条件满足或接近理想条件,称为补偿法。简而言之,补偿法就是将因种种原因使测量状态受到的影响尽量加以弥补[4]。 2.1.2 电压补偿法

用电压表测电池的电动势Ex,如图6所示,因电池电阻r的存在,当有电流通过时,电池内部不可避免地产生电位降Ir。因此,电压表指示的只是电池的端电压U,即UExIr。显然,只有当I=0时,电池的端电压才等于电动势Ex。

图6 用电压表测量电池电动势

Fig.6 Electromotive force measured with a voltmeter 如果有一个电动势大小可以调节的电源E0,使E0与待测电源Ex通过检流计反串起来。如图3-2所示,调节电动势E0的大小,使检流计指示为0,即E0产生一个与I方向相反而大小相等的电流I’,以弥补Ir的损失,于是两个电源的电动势大小相等,互相补偿,可得Ex= E0,这时电路达到补偿,知道了补偿状态下E0的大小,就可得出待测电动势Ex[4][5]。

图7 电压补偿法原理图

Fig.7 Voltage principle of compensation law Figure 2.2内接法的电压补偿法

由图5可知,内接法测电阻电压表示数UURXURA,而IIRX,引入的电流表内阻分压导致电压表的示数比实际值大。为了解决这个问题,采用了如图8所示的电压补偿法。此补偿法是对电流表进行补偿,目的是消除电流表内阻引入的测量误差。如图8所示,引入辅助电源E2,这样AB段电路之间就存在两个方向相反、分别由E1,E2提供的电流。只要两电源的电动势满足一定的要求,调节滑线变阻器R2,即可使经过AB段电路的合电流为零,此时,A、B两点电势相等,电压表○V当于直接并联在待测电阻的两端,其测量值就是待测电阻两端的真实电压值。为了测量方便,在AC电路接入灵敏电流计。

虚线框内构成补偿后的“电流表”。当原电流表○A上的电位差为辅助电源E2和滑线变阻器尺R2上的电势差所补偿,这时电路处于平衡状态,灵敏电流计指示为零,即A、B两点间的电势差为零,相当于电流表无内阻。这样就解决了电流表内阻分压的问题,提高了测量的精确度。

图8 内接法的电压补偿法电路图

Fig.8 The voltage compensation law circuit diagram of the internal law 在实际测量电阻的过程中,为了保护灵敏电流计,应与灵敏电流计串联一个滑线变阻器R3。测量时,R3开始阻值要大一些,当AC段电流逐渐减小到零时,R3再逐渐减小直到零,这样可以提高测量电路的灵敏度。电路达到平衡的标志是灵敏电流计接通或断开时,指针不显示任何微小的颤动。测量方法是:如图8连接电路,S断开,R1,R2,R3都放在安全端,调E1,E2为适当值。将开关S闭合,调滑线变阻器R2,使检流计读数为零,记下此时的U和I。为了减小测量的不确定度,要测多组数据[6]。 2.3 外接法的电压补偿法

由图4可知,外接法测电阻电压表示数UURX,而IIRXIRA,引入的电压表内阻分流导致电流表的示数比实际值大。为了解决这个问题,采用了如图9所示的电压补偿法。

图9 外接法的电压补偿法

Fig.9 External voltage compensation method circuit diagram of the method 此补偿法是对电压表进行补偿,目的是消除电压表内阻引入的测量误差。如图9所示,右侧由辅助电源E2与滑线变阻器R2组成一个分压电路,所分得的电压由电压表○V测出。左侧由E

1、待测电阻Rx电流表○A组成一个闭合回路。当Rx两端电压与分压器分得的电压相等时,A,B两点的电势相等,电压表示数等于 5 Rx两端的电压,却不从左侧闭合回路中分得电流。在AB段电路接人灵敏电流计,用来检验电路平衡。虚线框内是补偿后的“电压表”。当检流计指零时,电压表达到补偿,虚线框内的电路相当于一个内阻无限大的电压表。

此电路的测量要点与内接法的电压补偿法测量要点相同,具体测量方法为:如图4连接电路,S1,S2都断开,R1,R2,R3都放在安全端,调E1,E2为适当值。闭合开关S1,S2,调节滑线变阻器R2,R3使检流计示数为零。记录此时的U和I,要测多组数据。

补偿法是测量实验中的一种重要方法,针对内接法和外接法存在的缺陷,设计不同的电压补偿法电路来测量电阻,实验测得的电流和电压都是真实值,减小了系统误差[6]。 3实验结果与数据处理

由于测量的电阻阻值不同。且不同的实验方法对电阻的影响也不同,所以测得的数据通过技术相对误差来比较哪一种方法更为准确。

相对误差:.实验测得的数值与真实数值之间的差数称为“绝对误差”,而“绝对误 差”与“真实数据”的比值称为“相对误差”。由于真实的数值往往不 知道,因而只能用多次测定结果的平均值代替“真值”,这样计算的结果称为“偏差”。偏差也分“绝对偏差”和“相对偏差”。绝对偏差是一次测量值与平均值的差异,相对偏差是指一次测量的绝对偏差占平均值的百分率[7][8][9]。 3.1 内接法与内接法的电压补偿法的实验结果比较

表1 内接法与内接法电压补偿法测量未知电阻Rx1的结果比较

Table 1 The results of comparison of internal law and internal law voltage compensation method unknown resistance is measured Rx1 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 U/V 0.500 0.600 0.700 0.800 0.900 1.000 1.100 1.200 1.300 1.400 1.500 1.600 1.700 1.800

内接法 I/mA 0.32 0.39 0.45 0.52 0.60 0.67 0.72 0.80 0.88 0.94 1.02 1.08 1.15 1.20

Rx1内接法/Ω 1562.5 1538.5 1555.6 1538.5 1500.0 1492.5 1527.8 1500.0 1477.3 1489.4 1470.6 1481.5 1478.3 1500.0

内接法的电压补偿法 U/V I/mA Rx1补偿法/Ω 0.500 0.35 1428.6 0.600 0.42 1428.6 0.700 0.49 1428.6 0.800 0.56 1428.6 0.900 0.62 1451.6 1.000 0.70 1428.6 1.100 0.76 1447.4 1.200 0.83 1445.8 1.300 0.90 1444.4 1.400 0.98 1428.6 1.500 1.04 1442.3 1.600 1.10 1454.5 1.700 1.18 1440.6 1.800 1.24 1451.6 6 15 2.000 1.34 1492.5 2.000 16 2.200 1.46 1506.8 2.200 17 2.400 1.60 1500.0 2.400 18 2.600 1.74 1494.2 2.600 19 2.800 1.88 1489.4 2.800 20 2.900 1.94 1494.8 2.900 3.1.1 内接法与内接法的电压补偿法的相对误差的计算

由表1,得 RX1内接法=1504.5Ω;RX1补偿法=1443.1Ω。 所以相对误差的计算公式:

1.39 1.52 1.64 1.79 1.94 2.02 1438.8 1447.4 1463.4 1452.5 1443.7 1435.6 内接法Rx1n内接法Rx1内接法RX1内接法100%;补偿法Rx1n补偿法Rx1补偿法RX1补偿法100%。

表2 内接法与内接法的电压补偿法的相对误差的计算

Table 2 The calculation of the relative error of the internal law and internal law voltage

compensation law

内接法

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Rx1内接法/Ω 1562.5 1538.5 1555.6 1538.5 1500.0 1492.5 1527.8 1500.0 1477.3 1489.4 1470.6 1481.5 1478.3 1500.0 1492.5 1506.8 1500.0 1494.2 1489.4 1494.8

内接法的电压补偿法

内接法

3.86% 2.26% 3.39% 2.26% 0.29% 0.79% 1.55% 0.30% 1.81% 1.01% 2.25% 1.53% 1.74% 0.30% 0.80% 0.16% 0.30% 0.68% 1.01% 0.64%

Rx1补偿法/Ω 1428.6 1428.6 1428.6 1428.6 1451.6 1428.6 1447.4 1445.8 1444.4 1428.6 1442.3 1454.5 1440.6 1451.6 1438.8 1447.4 1463.4 1452.5 1443.7 1435.6

补偿法

1.01% 1.01% 1.01% 1.01% 0.59% 1.01% 0.30% 0.19% 0.09% 1.01% 0.06% 0.79% 0.17% 0.59% 0.30% 0.30% 1.41% 0.65% 0.01% 0.52% 由表2,得 内接法1.35%,得 补偿法0.60%;经对内接法与内接法的电压补偿法的相对误差计算得内接法1.35%>补偿法0.60%。所以伏安法的内接法

7 的电压补偿法比内接法更为精确。

3.2 外接法与外接法的电压补偿法的实验结果比较

表3 外接法与外接法的电压补偿法测量未知电阻Rx2的结果比较

Table 3 External method, external voltage compensation law Measurement of unknown

resistance Rx2 Comparison 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 U/V 0.104 0.134 0.164 0.172 0.182 0.192 0.202 0.214 0.224 0.232 0.247 0.260 0.272 0.282 0.294 0.306 0.320 0.332 0.342 0.352 0.362 0.372 0.384 0.400 0.410 0.420 0.432 0.444 0.472 0.500

外接法 I/mA 2.00 2.50 3.00 3.20 3.40 3.60 3.80 4.00 4.20 4.40 4.60 4.80 5.00 5.20 5.40 5.60 5.80 6.00 6.20 6.40 6.60 6.80 7.00 7.20 7.40 7.60 7.80 8.00 8.50 9.00

Rx2/Ω 52.0 53.6 54.7 53.8 53.5 53.3 53.2 53.5 53.3 52.7 53.7 54.2 54.4 54.2 54.4 54.6 55.2 55.3 55.2 55.0 54.8 54.7 54.9 55.6 55.4 55.3 55.4 55.5 55.5 55.6

外接法的电压补偿法 U/V I/mA Rx2/Ω 0.135 2.00 67.5 0.170 2.50 68.0 0.202 3.00 67.3 0.220 3.20 68.8 0.234 3.40 68.8 0.248 3.60 68.9 0.258 3.80 67.8 0.272 4.00 68.0 0.286 4.20 68.1 0.301 4.40 68.4 0.316 4.60 68.7 0.330 4.80 68.8 0.342 5.00 68.4 0.355 5.20 68.3 0.370 5.40 68.5 0.384 5.60 68.6 0.400 5.80 68.9 0.413 6.00 68.8 0.427 6.20 68.9 0.440 6.40 68.8 0.453 6.60 68.6 0.468 6.80 68.8 0.482 7.00 68.9 0.500 7.20 69.4 0.512 7.40 69.2 0.528 7.60 69.4 0.542 7.80 69.5 0.556 8.00 69.5 0.592 8.50 69.6 0.624 9.00 69.3 3.2.1 外接法与外接法的电压补偿法相对误差的计算

由表3,得RX2外接法=54.4Ω;RX2补偿法=68.69Ω。 所以相对误差的计算公式:

8 外接法Rx2外接法Rx2外接法RX2外接法100%;补偿法Rx2n补偿法Rx2补偿法RX2补偿法100%

表4 外接法与外接法的电压补偿法相对误差的计算

Table 4 External method, external voltage compensation law relative error of calculation

外接法

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 Rx2外接法/Ω 52.0 53.6 54.7 53.8 53.5 53.3 53.2 53.5 53.3 52.7 53.7 54.2 54.4 54.2 54.4 54.6 55.2 55.3 55.2 55.0 54.8 54.7 54.9 55.6 55.4 55.3 55.4 55.5 55.5 55.6

外接法的电压补偿法

外接法

4.41% 1.47% 0.49% 1.20% 1.60% 1.96% 2.28% 1.65% 1.96% 3.08% 1.30% 0.43% 0 0.31% 0.08% 0.45% 1.42% 1.72% 1.40% 1.10% 0.82% 0.56% 0.84% 2.12% 1.85% 1.59% 1.81% 2.02% 2.08% 2.12%

Rx2补偿法/Ω 67.5 68.0 67.3 68.8 68.8 68.9 67.8 68.0 68.1 68.4 68.7 68.8 68.4 68.3 68.5 68.6 68.9 68.8 68.9 68.8 68.6 68.8 68.9 69.4 69.2 69.4 69.5 69.5 69.6 69.3

补偿法

1.72% 0.99% 1.96% 0.10% 0.21% 0.30% 1.14% 0.99% 0.85% 0.39% 0.02% 0.10% 0.41% 0.60% 0.24% 0.16% 0.42% 0.22% 0.28% 0.10% 0.06% 0.21% 0.26% 1.11% 0.74% 1.16% 1.18% 1.19% 1.41% 0.95% 由表4,得外接法1.47%;补偿法0.65%。经对外接法与外接法的电压补偿法的相对误差计算得外接法1.47%>补偿法0.65%。所以伏安法的外接法的电压补偿法比外接法更为精确。

9 4 结论

在中学物理中,伏安法测电阻是基础实验之一,实验原理简单,操作简便。但精确度不是很高,利用电压补偿法来提高测量电阻的精确度,不过电压补偿法实验原理相对复杂。伏安法测量电阻时,误差主要是电流表和电压表的内阻带来的系统误差。另外其被测电阻所流过的电流是由电源电压所决定的,在测量中,电压表的最小量程为3V,一般情况电表读数在量程的2 /3至满量程的范围内,读数误差最小,但考虑在2V - 3V时,流过电阻的电流过大,流过电阻的电流过大使电阻发热,阻值会增加,所以实验中电压最大只取1V.而应用补偿法测量电阻,被测电阻所流过的电流是可以控制的,被测电阻虽仍有微量电流流过,但0.5mA或更微小的电流流过被测电阻所造成的影响是完全可以忽略的.由此可见,利用补偿法测电阻,既能够避免伏安法测电阻时由于电表内阻引入的误差,又可以避免电桥法测电阻时由于比率臂电阻不精确引入的误差,不失为一种精确测量电阻的方法。但是对于中学生来说,电压补偿法难度很高。所以中学适用伏安法测电阻的内接法和外接法对电阻进行测量。 参考文献:

[1] 杨述武,赵立竹等.普通物理实验2电磁学部分[M](第四版).北京:高等教育出版社,2007,40~42.[2] 陶淑芬,李锐等.普通物理实验[M].北京:北京师范大学出版社,2010,99~101.[3] 简华.伏安法测电阻的电路设计及实物图[J].物理教学探讨,2006,24(10):54-55.[4] 沙振舜,周进等.当代物理实验手册[M].南京:南京大学出版社,2012,44~47.[5] 崔玉广,隋成玉.大学物理实验教程[M].大连:大连理工大学出版社,2012,55~56.

[6] 蔡燃,陈清梅.伏安法测电阻的电压补偿法研究[D].北京:首都师范大学,2009.[7] 陈曙.物理学实验与指导[M](第二版).北京:中国医药科技出版社,2009,107~109.

[8] 吴建忠,舒象喜等.大学物理实验[M].成都:西南交通大学出版社,2010,10~13.[9] 李耀清.实验的数据处理[M].合肥:中国科学技术大学出版社,2003,37~42.[10] C.H.Bernard, Laboratory experiments in college physics.John Wiley & Sons, Inc.New York,( 1972) P.224. 10 Testing resistance school physics experiments using voltage compensation

method to improve accuracy Abstract: The Measured Resistance with Voltammetery in middle school physics is an important basis experiments.With the physical thoughts clear, the physics method simple, it is widely used in the claroom demonstration.However, the demonstration experiment in there is also the generation of systematic errors.For the generation of experimental error analysis, voltage compensation testing resistance inner connection and an external law be amended, the result can be reduced error.For claroom presentations in terms of this experiment be able to do certain scientific, and be able to get accurate results and analysis of the best experimental methods.Key words: testing resistance; the Voltage Compensation Act; systematic errors; relative error 11

惠斯通电桥测电阻实验报告
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