《电工技术》电阻的测量教案.doc

教 案章节课题项目 电阻的测量课型理实一体化课时4教具学具电教设施电学实验器材；任务书；课件教学目标知 识教学点掌握伏安法测电阻，以及产生测量误差原因的分析方法。掌握掌握惠斯通电桥法测量电阻，并了解原理。能 力培养点会用实验的方法探究伏安法测电阻和惠斯通电桥法的区别；会正确使用电流表和电压表和灵敏电流计。德 育渗透点培养学生对科学探索的兴趣和团结协作的合作精神培养学生耐心细致的工作态度和严谨扎实的工作作风教学重难点重点伏安法测电阻惠斯通电桥法测电阻难点伏安法测电阻误差的分析以及惠斯通电桥法测电阻的原理分析 学法引导任务引导法实验探究法教学内容更新、补充、删节伏安法测电阻时增加了“外接法”和“内接法”的概念；增加了实验探究部分参考资料电工技术基础与技能，俞艳，人民邮电出版社课后体会学生在任务的驱动下，学习主动积极性高，结合教师对相关知识点的总结，达到对所学知识的掌握。这个思路带来了很好的教学效果，增加的实验部分会使得教学需要更加紧凑，教师需要很好的把握课堂。教 与 学 互 动 设 计教 师 活 动 内 容学生活动内容时间【一】组织教学【二】复习导入复习1.什么是串联电路，它有哪些特性？ 2.什么是并联电路，它有哪些特性？ 3.闭合电路欧姆定律有哪些内容？ 教师提问：在电阻的串、并联实验探究中，我们通过测量灯泡中的电流以及各端电压对串、并联电路的特性进行了推导和验证，那么在这个实验中，我们能不能测量每个小灯泡的电阻值呢？学生回答：通过电压表和电流表分别测量出灯泡两端的电压和流过灯泡的电流，利用欧姆定律计算出电阻值 提问：我们利用可以怎样接线来测量电阻值呢？我们已经知道了电流表和电压表自身也存在内阻，那么我们测量的结果准确吗？学生讨论：学生讨论设计利用电压表电流表测量电阻的线路图，测量结果准确与否学生产生疑问。教师引入：看来我们已经明确了可以利用电流表和电压表来测量电路中电阻的阻值，用什么连接方式测量，测量结果准确与否我们现在还不能确定，今天我们就来研究电阻的测量引入任务：电阻的测量探究【三】新课讲授一、伏安法任务1：利用电压表电流表、电源、一个小灯、开关等器材，设计一个可以测量小灯电阻的线路，将测得数据记入表格。学生讨论、动手设计学生经过讨论设计会得出以下两种测量方式如图1所示 （a） （b） 图1 两种测量方式回忆旧的知识回答问题学生作答学生讨论学生接到任务，动手设计测量。24415教 与 学 互 动 设 计教 师 活 动 内 容学生活动内容时间1、 教师总结：根据欧姆定律,只要用电压表测出电阻两端的电压，用电流表测出通过电阻的电流，就可以求出电阻值，这就是测量电阻的伏安法。我们通过设计看到有两种连接方式设计伏安法测电阻的电路，以电流表接入方式的区别定义：2、 电流表接在电压表两接线柱外侧的接法叫做“电流表外接法”。3、 电流表接在电压表两接线柱内侧的接法叫做“电流表内接法”。4、 学生活动：分别利用外接法和内接法测得的电压电流，计算小灯的电阻值。5、 教师提问：两种接线方式测量出的同一小灯的阻值一样吗？为什么？6、 学生作答：实验结果证实，两种接法测量出的结果不一样。原因在于电压表 和电流表存在内阻。7、 教师总结：采用图（a）电流表外接法时，由于电压表的分流，电流表测出的电流比通过小灯的电流要大些，这样计算出的电阻值就比实际值小些。8、 采用图(b)电流表内接法时，由于电流表的分压，电压表测出的电压比电阻两端的电压大些，这样计算出的电阻值就要比实际值大些。9、 教师提问：既然两种方法各有误差，那么在实际应用中测量电阻值，该用内接法还是外接法测量的数值更准确？引入任务2：已知一个阻值大约为和一个阻值大约为的电阻，试 分别使用电流表内接法和外接法分别测量它们的阻值，记录并分析结果。学生活动：连接电路测量数据分析结果。 图2 外接法、内接法测电阻电路两种方法测量这两个电阻后学生会发现如下特点：对于的电阻，外接法测量时阻值接近真实值，而内接法测量时电阻值偏大很多。对于的电阻，内接法测量的阻值接近真实值，而外接法测量时电阻 值偏小了一半左右。误差分析：采用外接法时，由于电压表的分流，电流表测出的电流比通过电阻的电流要大些，这样计算出的电阻值就要比实际值小些。采用内接法时，由于电流表的分压，电压表测出的电压比电阻两端的电压大些，这样计算出的电阻值就要比实际值大些。教师引导：那么通过上面的误差分析，请同学们思考什么情况下用外接法更好，什么情况下用内接法更好呢？学生思考：如果待测电阻的阻值比电压表的内阻小很多，采用外接法测量电阻时，由于电压表分流引起的误差就小，所以采用外接法好。如果待测电阻的阻值比电流表内阻大得多，采用内接法测量电阻时，由电流表的分压引起的误差就小，所以采用内接法好。教师总结：通过以上两个任务，我们不难看出，我们可以用伏安法测量电阻的大小，对于电阻比较大的情况，我们用外接法测量较好，对于电阻比较小的情况，我们用内接法测量较好，但是伏安法测量电阻的相对误差还是较大，有没有更精确一点的测量电阻的方式？二、惠斯通电桥法图3是惠斯通电桥原理图。R1、R2、R3、R4四个电阻是电桥的四个臂，其中R4是待测电阻，其余三个是可调的已知电阻。G是灵敏电流计，用来比较B、D两点的电位。调节已知电阻的阻值，使IG=0，这是电桥平衡，表明B、D两点的电位相同，则有 , 图3 惠斯通电桥原理图R1和R3上的电压降相等，R2和R4上的电压降也相等，所以将两式相除，即得 由于R1、R2、R3、都是已知的，利用上式就可求出R4。注意：精确度跟电池的电动势没有关系，只与已知电阻的准确程度和电流计的灵敏度有关。已知电阻的准确程度越高，电流计的灵敏度越高，测量的结果就越准确。惠斯通电桥有多种形式，学校里常用的是滑线式，如图4所示。由于电阻线AC是均匀的，AD段的电阻跟DC段的电阻之比等于它们的长度比/。因此，在接通电路，按下滑动触头后，如果电流计中没有电流通过，就可以用 计算出Rx的阻值。 图4 滑线式电桥 教师提问：通过以上介绍，灵敏电流计测量电阻有什么优点？教师引导、学生思考：电桥法测电阻主要采用电阻比较的方法，灵敏电流计只用来判断有无电流，不用读数。教师总结：由于电桥采用待测电阻与标准电阻相比较的方法。而制造较高精度的标准电阻并不困难。同时，灵敏电流计只用来判断有无电流，只要有足够的灵敏度即可，不存在接入误差。因此，用电桥测电阻准确度高，这是电桥测电阻的主要优点。任务3：用惠斯通电桥测电阻用万用表估测未知电阻的Rx的值。按图5接好电路，取E=5V。打开、合上,先进行“粗调”，按下检流计的电计开关，观察检流计指针有无偏转，逐步改变R0，直到检流计无偏转，则“粗调”平衡。合上，再进行“细调”，逐步微调R0直到检流计无偏转，则“细调”平衡，记下此时的R0值。重复测量四次。另一待测电阻，重复上述过程。 图5 自搭电桥电路教师提问：任务中为什么要先打开,合上 “粗调”，再合上 “细调”？学生回答：保护灵敏电流计。【课堂小结】 重点：伏安法测电阻 惠斯通电桥法测电阻 难点：伏安法测电阻误差的分析以及惠斯通电桥法测电阻的原理分析 要求：课后及时复习总结，完成作业，预习下次课内容【布置作业】1.说明伏安法测电阻时的误差是怎样产生的？2.如图6所示电路中，R为15，电桥平衡时，为0.45m，为0.55m，求待