师：大家好，今天我们来学习欧姆定律的应用。上节课，我们探究出了欧姆定律，重点研究了导体电流的影响因素。我们知道，导体的电流由电压和电阻共同决定，通过导体的电流与电压成正比，与导体的电阻成反比，由此得出欧姆定律：$I = \frac{U}{R}$，以及它的两个变形公式：$U = IR$和$R = \frac{U}{I}$。因为电压决定电流，所以$U = IR$这个公式虽没有物理意义，但当我们知道电流和电阻时，可以算出电压。同时，$R = \frac{U}{I}$虽然形式上与$I = \frac{U}{R}$相似，但由于电阻是导体本身的属性，与电压、电流无关，所以该公式也没有物理意义，只是能通过电压电流的比值算出电阻。
那今天，我们根据前面所学知识小试牛刀。如果用电压表测出一段导体两端电压是$7.2$伏，用电流表测出这段导体电流是$0.3$安培，那么这段导体电阻是多大？同学们，根据欧姆定律的变形公式$R = \frac{U}{I}$，就可以算出这个导体的电阻，即$7.2$伏除以$0.3$安，结果是多少呢？
按照这个思路，如果想测出一个小灯泡的电阻，我们应该怎么做？这就是我们今天接下来要学习的“伏安法”测小灯泡的电阻。问题来了，如何测量小灯泡工作时的电阻呢？需要哪些器材？我们知道，需要用电压表测出小灯泡的电压，用电流表测出小灯泡的电流，再结合欧姆定律就可以算出小灯泡的电阻。
那该实验的原理是什么？就是欧姆定律，或者说是$R = \frac{U}{I}$。该实验需要什么器材？又该如何设计实验呢？我们知道需要的测量工具有电压表、电流表。为了保护电路，还需要一个滑动变阻器。所以该实验的设计图是：电流表与灯泡串联，测量灯泡电流；电压表与灯泡并联，测量灯泡的电压；滑动变阻器用于保护电路。接下来我们连接该装置，按照电路图的顺序将器材摆放好。
连接电路过程中，注意要将开关断开。我们从电源的正极出发，按照电路图的顺序连接电路。由于该实验的需要，电流表、电压表均选择小量程，滑动变阻器要按照“一上一下”的连接原则。最后将电压表并联在灯泡的两端。
连接好实验电路，接下来我们需要测出小灯泡在不同工作状况下的电压与电流值，分别测出灯泡不亮、灯丝暗红以及灯泡正常发光时的电压与电流值。在闭合开关前，需要将滑动变阻器调到阻值最大处，目的是保护电路。我们将滑片打到最左端，闭合开关，调节滑动变阻器，此时灯泡处于不亮状态，记录下此时电压表的示数为$0.5$伏，读出此时电流表的示数为$0.12$安培。
接下来，我们要将灯泡调至灯丝暗红，调节滑动变阻器，此时灯丝暗红，读出此时电压表的示数为$1$伏，对应的电流表的示数是$0.16$安培。
再接下来，我们将灯泡调至微弱发光，此时灯泡微亮发光，读出此时它两端电压为$1.5$伏，对应的电流为$0.2$安培。最后，我们要将该灯泡调至正常发光，我们选用的是$2.5$伏的小灯泡，所以它正常发光时所需的电压为$2.5$伏，眼睛盯着电压表，当灯泡正常发光，它两端电压为$2.5$伏，读出此时电流表的示数为$0.24$安培。
好，接下来根据测量的数据，结合欧姆定律，我们分别算出小灯泡电阻：第一组，电压$0.5$伏，电流$0.12$安培时，电阻约为$4.2$欧姆；当电压为$1$伏，电流为$0.16$安培的时候，小灯泡电阻约为$6.3$欧姆；当小灯泡电压为$1.5$伏，电流是$0.2$安培时，电阻是$7.5$欧姆；当灯泡正常发光，两端电压为$2.5$伏，电流为$0.24$安培时，阻值约为$10.4$欧姆。对比这些数据，我们会发现小灯泡电阻阻值在逐渐变大。我们知道电阻是导体本身属性，与电压、电流无关，那此时电阻增大的原因是什么呢？
灯泡由不亮逐渐变为正常发光，灯泡灯丝的温度是否发生改变？根据刚才的演示，灯泡的温度在逐渐升高。所以，我们来总结一下，为什么这个电阻会发生变化？我们发现电阻增大是因为灯泡的温度在升高，由此得出：灯丝的电阻跟温度有关，温度越高电阻越大。
我们比较灯泡在较低电压下和较高电压下测得的电阻值有何区别？大家会发现在较低的电压下测得阻值较小，而在较高的电压下阻值较大，原因就是灯丝电阻随温度改变，温度越来越高。那能否将三次电阻的平均值作为小灯泡电阻呢？为什么？我们知道，由于灯丝的电阻发生了改变，所以不可以将三次电阻的平均值作为小灯泡的电阻。灯丝在发光时温度会升高，使得电阻相差较大，每次测得的数值是灯丝在不同温度下的电阻值，所以不能取平均值。那讨论一下，如果我们是测一个普通电阻器的阻值，能否用多次测量取平均值的方法来减少实验误差？普通的电阻器在工作过程中温度变化很小，对电阻几乎没有影响，所以普通电阻器可认为是一个定值电阻，多次测量完全可以取平均值来减小实验误差。接下来我们总结一下“伏安法”测小灯泡工作时的电阻和“伏安法”测定值电阻的联系与区别。
“伏安法”测小灯泡工作状态时的电阻的电路图：用电流表与小灯泡串联，测出小灯泡的电流；用电压表与小灯泡并联，测出小灯泡的电压；为了保护电路，再串联一个滑动变阻器。“伏安法”测定值电阻的电路图：同样是用电流表与定值电阻串联测出定值电阻的电流，用电压表与定值电阻并联测出其电压，知道电压和电流，就可以算出$R_x$阻值，这里同样要加一个滑动变阻器保护电路。这两个实验的电路图完全一致，原因是它们的原理都是$I = \frac{U}{R}$。那这两个实验有什么区别呢？我们来看滑动变阻器的作用，当然都有保护电路的作用。其次，在调节滑动变阻器的过程中，对于测小灯泡电阻的实验，我们改变了灯泡的电压与电流，测量出灯丝不亮、灯丝暗红、微弱发光以及正常发光时的数据，通过多组数据对比，发现了灯泡的电阻随着温度升高而增大的规律，所以这里滑动变阻器的作用是改变灯泡的电压和电流，通过多组数据得出规律。