17.3 電阻的測量（教學(xué)設(shè)計(jì)） 年級九年級 授課時間課題 17.3 電阻的測量教學(xué) 目標(biāo)1. 進(jìn)一步掌握使用電流表、電壓表的方法。 2. 學(xué)會用伏安法測電阻。 3. 加深對歐姆定律及其應(yīng)用的理解。教材 分析用伏安法測電阻是電學(xué)里的一個基本實(shí)驗(yàn)，屬歐姆定律變換式的具體應(yīng)用。安排這個實(shí)驗(yàn)，在理論方面可以加深對歐姆定律和電阻概念的理解和掌握；在實(shí)踐方面可以給學(xué)生提供初中常用電學(xué)器材綜合使用的機(jī)會，有利于學(xué)生熟練地掌握電路的連接、電流表和電壓表的讀數(shù)、滑動變阻器的使用等基本技能，從而提高學(xué)生動手操作的能力。在前兩節(jié)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基礎(chǔ)上，學(xué)生對于所用的實(shí)驗(yàn)電路、實(shí)驗(yàn)步驟已較熟悉，因此本節(jié)的難點(diǎn)是如何引導(dǎo)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)規(guī)律，加深對電阻概念的認(rèn)識。根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理設(shè)計(jì)電路圖，并且能用滑動變阻器來改變待測電阻兩端的電壓是本節(jié)的教學(xué)重點(diǎn)。在教學(xué)中，可以把整節(jié)內(nèi)容分為：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)、分析與討論三個環(huán)節(jié)進(jìn)行教學(xué)組織。教學(xué) 器材電池組、開關(guān)、導(dǎo)線若干、小燈泡、定值電阻、電流表、電壓表、滑動變阻器。多媒體ppt，包含視頻：《用伏安法測電阻》、《用伏安法測小燈的電阻》、《特殊方法測電阻》等。教學(xué)過程教師活動學(xué)生活動導(dǎo)入新課 【提問】前面我們學(xué)習(xí)過電阻器（電阻），它是一種重要的電子元件，在科技產(chǎn)品中有著重要的應(yīng)用（手機(jī)、電視機(jī)、電腦等都要用到電阻器）。電阻器的阻值是有大小的，有的用數(shù)字直接標(biāo)在上面，有的用色環(huán)表示。現(xiàn)在有一電阻器，上面所標(biāo)的阻值數(shù)看不清楚，你能想辦法測出嗎？ 這節(jié)課學(xué)習(xí)—《17.3電阻的測量》。  思考問題，進(jìn)入情景.學(xué)習(xí)新課 一、伏安法測電阻 【提出問題】如何測定一個定值電阻的阻值大??？需要哪些實(shí)驗(yàn)器材？為了減小誤差，應(yīng)該采取什么方法？ 【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】由歐姆定律的變形公式R=UI可知，用電流表測出通過定值電阻的電流I，用電壓表測出定值電阻兩璃的電壓U，把實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)代入R=UI?，即可求出定值電阻的阻值大小。 為了減少實(shí)驗(yàn)誤差，實(shí)際測量中要改變待測電阻兩端的電壓，多次測量電壓及電流的值，求出每次的電阻值，最后求電阻的平均值。 方案一：通過改變電池的節(jié)數(shù)改變待測電阻兩端的電壓。 方案二：使用滑動變阻器改變待測電阻兩端的電壓。 串聯(lián)一個滑動變阻器，移動滑片，就可以改變定值電阻兩端的電壓和流過的電流。電路設(shè)計(jì)如圖所示，當(dāng)變阻器的滑片P向左移動時，變阻器連入電路的阻值變小，則待測電阻兩端的電壓變大，通過的電流也變大。 【實(shí)驗(yàn)器材】電池組、開關(guān)、導(dǎo)線若干、定值電阻、電流表、電壓表、滑動變阻器。 【設(shè)計(jì)表格】 實(shí)驗(yàn)序號電壓U/V電流I/A電阻R/Ω電阻平均值R/Ω123【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】 ①根據(jù)電路圖連接電路。 ②閉合開關(guān)，移動滑動變阻器的滑片來改變待測電阻兩端的電壓，記下相應(yīng)的電壓表示數(shù)和電流表示數(shù)并填在表中。 ③斷開開關(guān)，整理器材，結(jié)束實(shí)驗(yàn)。 ④算出待測電阻的阻值大小及電阻的平均值并填入表中。 【數(shù)據(jù)處理】 將每次測量的電壓值、電流值代入公式，分別求出待測電阻的阻值R1、R2、R3，計(jì)算出它們的平均值。 R =（R1+R2+R3）/3 【分析與討論】 當(dāng)定值電阻兩端的電壓改變時，通過它的電流也隨之而改變，但電壓與電流的比值不變，即電阻不變，同時證明了導(dǎo)體的電阻是由自身的性質(zhì)所決定的，與電壓和電流無關(guān)。 【交流與評估】對實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行評估： ①連接電路時，開關(guān)是否處于斷開狀態(tài)； ②滑動變阻器滑片是否滑到最大阻值處，滑動變阻器在本實(shí)驗(yàn)中的作用是什么； ③電流表、電壓表的“+”“-”接線柱是否接反了； ④是否通過“試觸”進(jìn)行量程選擇； ⑤是否認(rèn)真檢查電路，確認(rèn)無誤后才閉合開關(guān)等。 【播放視頻】——《伏安法測電阻》 【例題1】如圖是“伏安法測電阻”電路圖，下列說法中錯誤的是（?。? A．在連接電路時，應(yīng)將變阻器滑片調(diào)至最右端 B．連接電路時，要使電流從電壓表和電流表的“+”接線柱流入，“-”接線柱流出 C．多次測量是為了求平均值減小誤差 D．向左移動滑動變阻器的滑片時，電流表、電壓表的示數(shù)都變大，R的阻值也變大 【答案】D. 【解析】A．為保護(hù)電路，連接電路時，應(yīng)將滑片移至阻值最大處，即調(diào)至最右端，故A正確； B．連接電路時，要使電流從電壓表和電流表的“+”接線柱流入，“-”接線柱流出，否則指針會反向偏轉(zhuǎn)而損壞電表，故B正確； C．定值電阻的阻值不變，多次測量求平均值是為了減小誤差，故C正確； D．向左移動滑片，變阻器的阻值變小，由I=U/R可知，電路中的電流變大，由UR=IR可知，定值電阻兩端的電壓變大，但電阻的阻值不變，故D錯誤。故選D。 【例題2】用如圖甲的電路測量定值電阻R的阻值。 （1）實(shí)驗(yàn)原理是 ________。 （2）將圖乙電路完成，要求滑片向左滑時電阻變小。_____ （3）正確連接電路后，閉合開關(guān)前，滑動變阻器的阻值應(yīng)處于____端。 （4）閉合開關(guān)，將圖乙中的滑動變阻器的滑片P向左移動時，電流表的示數(shù)會 ____（填“變大”或“變小”），當(dāng)滑片P滑到某一位置時，電流表的示數(shù)為0.5A，電壓表的示數(shù)如圖丙。由此可知被測電阻的阻值R＝___Ω。 （5）完成一次實(shí)驗(yàn)后，為確保測量結(jié)果的準(zhǔn)確性，接下來的操作是___。 A．換用阻值不同的電阻再進(jìn)行幾次測量 B．調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片P到不同位置再進(jìn)行 【答案】（1）R=U/I；（2）見解析；（3）右；（4）變大，5；（5）B. 【解析】（1）伏安法測電阻，用電壓表測電阻兩端電壓，用電流表測通過電阻的電流，根據(jù)原理 R=U/I 計(jì)算電阻。 （2）滑動變阻器接一個上接線柱和一個下接線柱串聯(lián)在電路中， 滑片向左移動時，接入電路的電阻變小，滑動變阻器應(yīng)接左下端接線柱，如圖： （3）為保護(hù)電路，閉合開關(guān)前，變阻器的阻值應(yīng)處于阻值最大處，即最右端。 （4）將圖甲中的滑動變阻器的滑片P向左移動時，滑動變阻器接入電路的阻值變小，電路中的總電阻變小，由I=U/IR可知，電路中的電流變大，即電流表的示數(shù)變大。 由圖乙所示可知，電壓表示數(shù)為2.5V，則電阻R0的阻值為 ?R0?=UI =2.?5V0.5A=5 Ω （5）多次測量取平均值作為測量結(jié)果可減小誤差。該同學(xué)完成一次實(shí)驗(yàn)后，為確保測量結(jié)果的準(zhǔn)確性，接下來的操作是調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片P到不同位置，改變電阻的電壓和電流再進(jìn)行幾次測量。故選B。 根據(jù)老師所提問題，設(shè)計(jì)出測量電阻的電路圖、實(shí)驗(yàn)器材并進(jìn)行交流。 評估兩個實(shí)驗(yàn)方案，一般情況下，用方案二。 進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)，注意收集證據(jù)。 進(jìn)行三次測量并計(jì)算出電阻的平均值。 進(jìn)行交流評估。 觀看視頻，了解測電阻的規(guī)范操作步驟。 做例題并進(jìn)行回答，進(jìn)一步了解并掌握伏安法測電阻的基本要求。學(xué)習(xí)新課 二、測小燈泡的電阻 將上述實(shí)驗(yàn)中的定值電阻換成小燈泡，用同樣的方法測量小燈泡的電阻。 【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹坑秒妷罕?、電流表測小燈泡的電阻 【實(shí)驗(yàn)原理】 R=UI 【實(shí)驗(yàn)器材】電源、電壓表、電流表、滑動變阻器、開關(guān)、導(dǎo)線、小燈泡。 【實(shí)驗(yàn)步驟】 ①按電路圖連接實(shí)物。 ②閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，記錄電壓表、電流表的示數(shù)。 ③多次調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)。 【數(shù)據(jù)處理】 實(shí)驗(yàn)序號電壓U/V電流I/A電阻R/Ω燈泡亮度123 將測量的電壓值、電流值代入公式R=UI，分別計(jì)算出小燈泡的阻值R1、R2、R3。 【分析與討論】 （1）比較計(jì)算出的幾個電阻值，電阻的大小相同嗎？ （2）由計(jì)算結(jié)果可知，當(dāng)小燈兩端電壓越大時，燈絲的電阻怎樣變化？分析原因。 【歸納】（1）比較計(jì)算出的幾個電阻值，發(fā)現(xiàn)電阻的大小不相同。 （2）由計(jì)算結(jié)果可知，當(dāng)小燈兩端電壓越大時，燈絲電阻越大。原因是當(dāng)燈兩端電壓變大時，燈絲溫度升高。所以測量小燈泡電阻時不能求平均值。 【播放視頻】——《測小燈泡的電阻》 伏安法測定值電阻與伏安法測小燈泡電阻的實(shí)驗(yàn)比較 項(xiàng)目測定值電阻測小燈泡電阻實(shí)驗(yàn)原理1R=U/I電路圖實(shí)驗(yàn)過程多次測量多次測量數(shù)據(jù)處理分別計(jì)算出每次測量的電阻，然后求出平均值分別計(jì)算每次測量的燈泡電阻，然后尋求普遍規(guī)律實(shí)驗(yàn)結(jié)論平均值為所求的電阻值當(dāng)小燈兩端電壓越大時，燈絲電阻越大。 【例題3】在“測量小燈泡電阻”的實(shí)驗(yàn)中，已知小燈泡的額定電壓為2. 5V，正常工作時阻值大約為8Ω。 （1）如圖甲所示，小濤同學(xué)即將連好最后一根導(dǎo)線A，他的同桌制止了他，說小濤連接的電路有兩處錯誤，分別是：_______________；___________。小濤根據(jù)同桌的意見進(jìn)行了改正； （2）實(shí)驗(yàn)過程中某一時刻，電壓表指針位置如圖乙所示，示數(shù)為____V； （3）小濤將數(shù)據(jù)記錄在下表，數(shù)據(jù)都正確，請你指出他設(shè)計(jì)的表格中的錯誤：__________。 實(shí)驗(yàn) 次數(shù)電壓 U/V電流 I/A電阻 R/Ω電阻平均值R/Ω10.50.163.16.121.30.216.232.50.288.9 【答案】（1）連接電路時開關(guān)沒有斷開，電流表選了大量程；（2）1.7；（3）求小燈泡電阻的平均值了。 【解析】（1）連接電路時，為了保護(hù)電路，開關(guān)應(yīng)該處于斷開狀態(tài)，所以小濤所連接電路的其中一處錯誤是連接電路時開關(guān)沒有斷開； 已知小燈泡的額定電壓為2. 5V，正常工作時阻值大約為8Ω，則燈泡正常工作時的電流大約為 ?I?=UR =2.?5V8Ω=0.3A 為了讀數(shù)更精確，電流表應(yīng)選小量程，故另一錯誤是電流表選了大量程. （2）由圖甲可知，電壓表選擇的是小量程，此時示數(shù)為1.7V。 （3）小燈泡的阻值隨燈絲溫度的變化而變化，實(shí)驗(yàn)中小燈泡兩端的電壓不同，燈絲的溫度不同，燈泡的電阻發(fā)生變化，所以求燈泡阻值的平均值沒有意義。所以他設(shè)計(jì)的表格中的錯誤是求燈泡電阻的平均值了。 【例題4】如圖甲所示是“測量小燈泡電阻”的實(shí)驗(yàn)電路，已知小燈泡正常發(fā)光電壓為3.8V。 電壓U/V電流I/A燈泡亮度10.2燈絲暗紅20.25微弱發(fā)光3.8正常發(fā)光（1）實(shí)驗(yàn)中電壓表所選的量程是______V； （2）正確連接實(shí)物圖，閉合開關(guān)，要將滑動變阻器滑片向______移動（選填“左”或“右”），完成第二次測量，表格中第3次電流表示數(shù)如圖乙所示______A； （3）由表格數(shù)據(jù)算出小燈泡正常發(fā)光的電阻為______Ω（保留一位小數(shù)），同時可知燈絲電阻是變化的，可能是受______的影響。 【答案】（1）0~15；（2）0.3；（3）12.7，溫度； 【詳解】（1）燈的額定電壓為3.8V，所以電壓表選擇大量程，故實(shí)驗(yàn)中電壓表所選的量程是0~15V。 （2）由表格數(shù)據(jù)可知，第二次與第一次相比，小燈泡中的電流變大，所以滑動變阻器接入電路的電阻減小，故滑片向左移動。 由圖乙可知，電流表選用小量程，所以電流表的示數(shù)為0.3A。 （3）小燈泡正常發(fā)光電壓為3.8V，則小燈泡正常發(fā)光時的電阻 R＝U/I＝3.8伏/0.3安＝12.7歐 根據(jù)表格數(shù)據(jù)由歐姆定律計(jì)算可知，第一次實(shí)驗(yàn)燈絲的電阻 R1＝U1/I1＝1伏/0.2安＝5歐 第二次實(shí)驗(yàn)燈絲的電阻 R2＝U2/I2＝2伏/0.25安＝8歐 電阻逐漸增大，可能是受溫度的影響。 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，會利用伏安法測定小燈泡的電阻。 進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，收集證據(jù)。 進(jìn)行分析討論，知道測量小燈泡電阻時不能求平均值。 觀看視頻。 比較兩個實(shí)驗(yàn)的異同點(diǎn)。 做例題，檢查對所學(xué)知識的掌握情況。學(xué)習(xí)新課 三、特殊方法測電阻 在只有電壓表或電流表時，可利用已知定值電阻R0（或已知規(guī)格的滑動變阻器R）完成待測電阻的測量。 1. 單伏法測電阻（利用電壓表測量） （1）方法一： ① 把定值電阻R0和未知電阻Rx串聯(lián)起來接入電路，如圖所示。 ②用電壓表分別測量出兩者的電壓U0、Ux。 ③計(jì)算出未知電阻Rx阻值的表達(dá)式： I0 =Ix U0R0???=?Ux??Rx?? Rx= Ux??U0?? R0 （2）方法二： ①如圖所示，首先將開關(guān)S、S0閉合，讀出電壓表的示數(shù)，記為U；然后斷開開關(guān)S0，讀出電壓表的示數(shù)為Ux。 ②計(jì)算未知電阻RX阻值的表達(dá)式： 定值電阻R0兩端的電壓為U-Ux， 則電路中的電流為 Ix =I0= U-UxR0?? 未知電阻 Rx = Ux??Ix?? ?= UxU-Ux?? R0 方法二 方法三 （3）方法三 ①可把未知電阻Rx和滑動變阻器R' 和串聯(lián)起來，如圖所示。 ②如圖所示，滑片置于阻值最小的位置，閉合開關(guān)，記下電壓表示數(shù)U1；滑片置于阻值最大的位置，記下電壓表示數(shù)U2。 ③計(jì)算出未知電阻RX阻值的表達(dá)式為： Ix = IR＇ U2Rx???= U1-U2R' Rx?= U2R'U1-U2 2. 單安法測電阻（利用電流表測量） （1）方法一： ①如圖所示，閉合S和S1，記錄電流表的示數(shù)為I1； ②閉合S斷開S1，記錄電流表的示數(shù)為I2； ③用R0和測量出來的物理量表示Rx。 閉合S和S1，電流表測量R0和Rx并聯(lián)的總電流的示數(shù)為I1；閉合S斷開S1，電流表測量通過Rx的電流為I2，根據(jù)U=IR求出并聯(lián)電路各支路兩端的電壓U=（I1-I2）R0 電阻Rx的阻值 Rx= （I1-I2）R0I2 （2）方法二 如圖所示，閉合開關(guān)S1、S2，記下電流表示數(shù)為Ix；斷開開關(guān)S2，記下電流表示數(shù)為I；推導(dǎo)Rx阻值的表達(dá)式： 電源電壓為U=IxRx 斷開開關(guān)S2，電流為I，電源電壓為U=I（Rx+R0） 電阻Rx的阻值 Rx=IR0?Ix-I 方法二 方法三 （3）方法三：如圖所示，滑片置于阻值最小的位置，閉合開關(guān)，記下電流表示數(shù)為Ix；滑片置于阻值最大的位置，記下電流表示數(shù)為I，則未知電阻Rx阻值的表達(dá)式為： Rx=?IR'Ix-?I （R′為滑動變阻器的最大阻值） 【例題5】某物理實(shí)驗(yàn)小組正在使用“伏安法”測量未知電阻Rx阻值，實(shí)驗(yàn)電路如圖甲所示（電源電壓3V）。 （1）請你用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖甲中電路連接完整，導(dǎo)線不得交叉______；閉合開關(guān)S前，應(yīng)將滑動變阻器滑片P移到最______端（選填“左”或“右”）。 （2）閉合開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)電流表無示數(shù)，電壓表有示數(shù)且示數(shù)接近3V，則電路故障原因可能是______。 （3）排除故障后，當(dāng)滑片移到某一位置時，電壓表示數(shù)為1.6V，電流表示數(shù)如圖乙所示，其讀數(shù)為______A，則未知電阻Rx______Ω。接下來測量多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)算出Rx平均值，這是為了減小測量帶來的______。 （4）實(shí)驗(yàn)中電流表突然損壞，小組同學(xué)經(jīng)過討論設(shè)計(jì)了一種實(shí)驗(yàn)方案也可測出Rx阻值。電路如圖丙所示，電源電壓未知且恒定不變，a、b為滑動變阻器左右兩個端點(diǎn)，滑動變阻器最大阻值為Rmax，請你把以下測量步驟補(bǔ)充完整。 ①閉合開關(guān)S，滑片p移到a端時，讀出電壓表示數(shù)為U1； ②閉合開關(guān)S，______，讀出電壓表示數(shù)為U2； ③待測電阻Rx______（用已知和測量出的物理量符號表示）。 【答案】（1）見下圖，右；（2）Rx斷路；（3）0.16，10，誤差；（4） 滑片P移到b端時，  EQ \F(U2, U1- U2) Rmax 【詳解】（1）因?yàn)殡娫措妷簽?V，所以電壓表選擇0~3V的量程，使用“伏安法”測量未知電阻 Rx 的阻值時，應(yīng)將電壓表并聯(lián)與被測電阻并聯(lián)，如圖所示 為了保護(hù)電路，閉合開關(guān)前，應(yīng)將滑動變阻器的滑片置于阻值最大的一端，故應(yīng)將將滑動變阻器滑片P移到阻值最大的右端。 （2）電流表無示數(shù)，說明電路中出現(xiàn)斷路，電壓表有示數(shù)，且示數(shù)接近于電源電壓，說明與電壓表并聯(lián)的地方出現(xiàn)斷路，則電路故障原因可能是Rx斷路。 （3）由乙圖可知，電流表選0~0.6A的量程，分度值為0.02A，示數(shù)為0.16A。未知電阻的阻值為 R＝ EQ \F(U,I) = EQ \F(1.6V,0.16A) =10Ω 多次測量就平均值可以有效的減小誤差，所以接下來測量多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，算出Rx平均值，這是為了減小測量帶來的誤差。 （4）未知電阻是一個定值電阻，利用滑動變阻器可以改變電路中的電流，記錄多組電壓、電流值，所以還可以探究電阻一定時，電流與電壓的關(guān)系，故A符合題意，B不符合題意。 故選A。 （5）①閉合開關(guān)S，滑片P移到a端時，滑動變阻器接入電路中的阻值為0，即只有Rx接入電路，此時電壓表測電源電壓，讀出電壓表示數(shù)為U1，即電源電壓U′=U1。 ②閉合開關(guān)S，滑片P移到b端時，滑動變阻器與Rx串聯(lián)，且滑動變阻器接入電路中的阻值最大為Rmax，此時電壓表測Rx兩端的電壓，讀出電壓表示數(shù)為Ux=U2。則此時滑動變阻器兩端的電壓為 U滑=U′-Ux=U1-U2 電路中的電流為I＝ EQ \F(U滑, Rmax) = EQ \F(U1- U2, Rmax)  ③則未知電阻的阻值為 【例題6】現(xiàn)要測量電阻Rx的阻值，提供的實(shí)驗(yàn)器材有：待測電阻Rx（約5Ω）、兩節(jié)干電池、電流表、電壓表、滑動變阻器、開關(guān)及導(dǎo)線若干。 圖1 圖2 圖3 （1）正確連線后（如圖1所示），閉合開關(guān)，移動滑片P，電流表示數(shù)幾乎為零，電壓表示數(shù)接近電源電壓且?guī)缀醪蛔?。若電路中只有一處故障，可判斷該故障?___________； （2）排除故障繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，某次測量，電流表的示數(shù)為0.50A，電壓表的示數(shù)如圖2，該示數(shù)為_______V，則Rx=______Ω； （3）某同學(xué)利用電源（電壓未知）、電阻箱（0～999.9Ω）和電流表（指針能正常偏轉(zhuǎn)，但刻度盤示數(shù)模糊不清）等器材，測電阻Rx的阻值，設(shè)計(jì)的電路如圖3。完成下列實(shí)驗(yàn)步驟： ①正確連接電路，斷開S1、S2，將電阻箱R阻值調(diào)至最大； ②___________，標(biāo)記電流表指針?biāo)傅奈恢茫?③___________，記下電阻箱阻值R0； ④電阻Rx=___________。（用測得量的符號表示） 【答案】（1）待測電阻Rx斷路；（2）2.6，5.2；（3）斷開開關(guān)S2，閉合開關(guān)S1；斷開開關(guān)S1，閉合開關(guān)S2，調(diào)節(jié)電阻箱R的阻值，使電流表指針對準(zhǔn)②的標(biāo)記；R0。 【詳解】（1）若電流表示數(shù)幾乎為零，說明電路可能斷路；電壓表示數(shù)接近電源電壓，說明電壓表與電源連通，則與電壓表并聯(lián)的支路以外的電路是完好的，則與電壓表并聯(lián)的支路斷路了，即Rx斷路。 （2）圖中電壓表選用小量程，分度值0.1V，因此待測電阻兩端電壓U=2.6V，又待測電阻中通過的電流I=0.5A，根據(jù)歐姆定律公式變形得 ?R?=UI = 2.6V0.5A =5.2Ω （3）電源電壓不變，斷開開關(guān)S2，閉合開關(guān)S1，標(biāo)記電流表指針?biāo)傅奈恢茫ㄔO(shè)為I）；斷開開關(guān)S1，閉合開關(guān)S2，調(diào)節(jié)電阻箱R的阻值，使電流表指針對準(zhǔn)I標(biāo)記，即兩次的電流相等，根據(jù)歐姆定律變形公式R=U/I，等效替代可知：待測電阻Rx的阻值等于電阻箱的接入電阻R0。 課 堂 練 習(xí) 課 堂 練 習(xí)1. 實(shí)驗(yàn)“伏安法測電阻”。 （1）請畫出該實(shí)驗(yàn)的電路圖______； （2）該實(shí)驗(yàn)的原理是__________； （3）按電路圖連接電路時，開關(guān)應(yīng)_____，滑動變阻器應(yīng)_______，電表應(yīng)_____； （4）實(shí)驗(yàn)中要記錄相關(guān)數(shù)據(jù)，請?jiān)O(shè)計(jì)出你的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表格______； （5）根據(jù)你所學(xué)的知識，在坐標(biāo)系中大致畫出定值電阻的U-I圖象______ 。 【答案】（1）見下圖；（2）R=U/I；（3）斷開，滑片置于最大阻值處，選擇合適量程 ；（4）見下圖；（5）見下圖。 【詳解】（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理知：伏安法測電阻時，電源、開關(guān)、滑動變阻器、待測電阻、電流表組成串聯(lián)電路，電壓表測待測電阻兩端的電壓，電路圖如圖所示。 （2）伏安法測電阻的原理是R=U/I。 （3）為了保護(hù)電路，按電路圖連接電路時，開關(guān)應(yīng)斷開，滑動變阻器滑片置于最大阻值處，電壓表和電流表要選擇合適量程。 （4） 實(shí)驗(yàn)需記錄的數(shù)據(jù)有電壓、電流，計(jì)算電阻，另外由于要多次測量，所以設(shè)計(jì)的表格如圖. （5）通過同一電阻的電流與電壓成正比，則定值電阻的U-I圖象如圖所示。 第一次第二次第三次電壓U/V電流I/A電阻R/Ω 2. 在用“伏安法測電阻”的實(shí)驗(yàn)中，有兩位同學(xué)分別選用定值電阻和小燈泡為測量對象，在處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時，分別畫出了U-I的圖像，如圖甲、乙所示。則對于圖像的分析，以下說法錯誤的是（　?。? A．由甲圖可知，定值電阻的阻值為1Ω B．由甲圖可知，電阻是導(dǎo)體自身的性質(zhì)，它不隨導(dǎo)體兩端的電壓和導(dǎo)體中的電流改變而改變 C．由乙圖可知，小燈泡的電阻跟燈絲的溫度有關(guān) D．為了減小誤差，應(yīng)該用多次測量取平均值的方法，測定小燈泡的電阻 【答案】D 【詳解】AB．根據(jù)圖甲可知，電壓與電流成正比，因此該電阻為定值電阻，電阻是導(dǎo)體自身的性質(zhì)，它不隨導(dǎo)體兩端的電壓和通過導(dǎo)體的電流改變而改變；根據(jù)圖示可知，當(dāng)電阻兩端電壓為3V時，通過電阻的電流為3A，定值電阻的電阻為 ?R?=UI = 3V3A =1Ω 故AB正確，不符合題意； C．由乙圖可知，電壓與電流不成正比，當(dāng)燈泡兩端電壓改變時，燈泡的阻值也隨之發(fā)生變化，因此小燈泡的電阻跟絲的溫度有關(guān)，故C正確，不符題意； D．測定小燈泡的電阻時，多次測量是為了尋找燈絲電阻與溫度的關(guān)系，不能求平均值減小誤差，故D錯誤，符合題意。 所以選D。 3. 如圖是某同學(xué)為測量標(biāo)有“2.2V 0.25A”的燈泡電阻而連接的電路，小華認(rèn)為電路的連接有下列錯誤： ①滑動變阻器的金屬桿連入電路，不能改變電阻； ②滑動變阻器未置于最大阻值處，不能保護(hù)電路； ③電流表的正負(fù)接線柱接反，指針會反偏； ④電壓表未選擇0~15V量程，讀數(shù)不準(zhǔn)確。 你的判斷是（　?。?A．①②③ B．②③④ C．①③④ D．①②③④ 【答案】A。 【解析】①②由圖知，滑動變阻器同時接上面兩個接線柱，接入電路的阻值為0，連接錯誤；閉合開關(guān)前，為保護(hù)電路，應(yīng)將滑片滑到最大值處，圖中滑片在中間，故①②符合題意； ③電流必須從電流表的正接線柱流入，負(fù)接線柱流出，由圖可知：電流表正負(fù)接線柱接反了，故③符合題意； ④由圖知電源電壓是1.5V×2=3V，為了讀數(shù)準(zhǔn)確V表應(yīng)選0~3V量程，故④不符合題意； 綜上所述，正確的有①②③，故BCD不符合題意。所以選A。 4．如何用一個電壓表和一個已知電阻來測量某未知電阻？小明同學(xué)關(guān)于這一問題設(shè)計(jì)了如圖所示的電路。已知R1為10Ω，閉合S，斷開S1時，電壓表的讀數(shù)是2.0V，再閉合S1時電壓表的示數(shù)是3.0V。（已知整個實(shí)驗(yàn)過程中電池的電壓不變），求被測電阻R2的阻值。 【答案】5Ω. 【解析】由圖知，開關(guān)S、S1閉合時，電路為R1的簡單電路，則電源的電壓U=3V；當(dāng)開關(guān)S閉合、S1斷開時，R1與R2串聯(lián)，電壓表測R1兩端的電壓為2V，所以R2兩端的電壓U2=U-U1=3V-2V=1V 因串聯(lián)電路中各處的電流相等，所以，電路中的電流 ?I?=U1R1 =U2R2 2V10Ω =1VR2 解得R2 =5Ω 5. 小明打算測量未知電阻的阻值. （1）小明連接電路并閉合開關(guān)后，如圖1所示，操作中的一處不妥之處為____； （2）實(shí)驗(yàn)時，小明改變電阻Rx兩端的電壓，進(jìn)行了三次測量，并記錄數(shù)據(jù)如下表格所示，表格不足之處是________；在第三次測量中電流表的示數(shù)如圖2所示，根據(jù)三次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得，定值電阻Rx的阻值為______Ω；（結(jié)果保留一位小數(shù)） 實(shí)驗(yàn)次數(shù)電壓U電流I電阻R電阻Rx11.50.314.8220.4532.5 【答案】（1）閉合開關(guān)前，沒有將滑動變阻器的滑片調(diào)到最大阻值處。（2）物理量后無單位，5.0。 【解析】（1）為了保護(hù)電路，閉合開關(guān)前，要將滑動變阻器的滑片調(diào)到最大阻值處；由圖知，此時變阻器滑片在中央位置，沒有將滑動變阻器的滑片調(diào)到最大阻值處。 （2）記錄數(shù)據(jù)的表格應(yīng)標(biāo)上物理量的單位，表格不足之處是物理量后無單位。 電流表使用0~0.6A量程，此時讀數(shù)為0.48A，所以第三次測量電阻的測量值為 R3=U3I3=2.5V0.48A=5.2 Ω 為減小誤差，多次測量的平均值作為測量結(jié)果，為 Rx=R1+R2+R33=4.8Ω+5.0Ω+5.2Ω3?＝5.0 Ω 6．在“測量電阻的阻值”實(shí)驗(yàn)中： ①請用筆線代替導(dǎo)線，將圖甲實(shí)驗(yàn)電路補(bǔ)充完整，要求滑動變阻器的滑片P向右移動時，電流表示數(shù)變大；___ ②連接完電路后，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)電流表、電壓表有示數(shù)均很小，無論怎樣移動滑片P都不能改變兩只電表的示數(shù)。出現(xiàn)問題的原因是：____________________； ③解決問題后，閉合開關(guān)，移動滑動變阻器的滑片P，進(jìn)行多次測量。當(dāng)電壓表示數(shù)為2V時，電流表示數(shù)如圖乙所示為____A，則電阻R的阻值為____Ω； ④把圖甲的電阻R換成小燈泡L，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，測量小燈泡的電阻。圖丙是根據(jù)兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制的I?U圖像，其中表示小燈泡電阻的圖像是______（選填“a”或“b”），判斷的依據(jù)是______。 【答案】①見下圖；②將變阻器的下面兩個接線柱同時連入了電路中；③0.2，10；④a。 【解析】①滑動變阻器接入電路的要求是一上一下接入電路，又因?yàn)榛瑒幼冏杵鞯幕蛴乙苿訒r，電流表示數(shù)變大，說明變阻器接入電路的阻值變小，故變阻器應(yīng)選右下接線柱與右上接線柱接入電路中，并且與電阻串聯(lián)，如圖所示： ②連接完電路后，閉合開關(guān)，電流表、電壓表示數(shù)均很小，說明電路為通路且電阻兩端的電壓和通過電阻的電流很小，電路中的電阻較大，怎樣移動滑片都不起作用，導(dǎo)致該故障的原因是：將變阻器的下面兩個接線柱同時連入了電路中。 ③小燈兩端電壓為2V，電流表選用的量程為小量程，分度值0.02A，所以電流表的示數(shù)為0.2A，可知電阻的阻值為 ?R?=UI = 2V0.2A =10 Ω ④小燈泡的電阻受溫度影響，隨著溫度的升高而增大，不是一個定值，如圖丙所示，表示小燈泡的I?U圖像是圖像a。 7．在“用伏安法測小燈泡電阻”的實(shí)驗(yàn)中，待測小燈泡額定電壓為2.5V。 （1）請用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖甲的實(shí)物圖未連接部分補(bǔ)充完整（連線不得交叉）________； （2）當(dāng)開關(guān)閉合后，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，電壓表示數(shù)接近電源電壓，電流表無示數(shù)，可能是因?yàn)開_______； （3）根據(jù)I-U圖像，如圖乙所示，分析圖像可知，小燈泡正常工作時電阻為________Ω； （4）分析圖像，小燈泡燈絲兩端的電壓增大時，其電阻_____（變化/不變）。 【答案】（1）見下圖；（2）燈泡斷路；（3）10；（4）變化。 【詳解】（1）用伏安法測小燈泡電阻時，電流表要串聯(lián)在電路中，電壓表要并聯(lián)在燈泡兩端測燈泡兩端的電壓，依題意可知，待測小燈泡額定電壓為2.5V，沒有超過3V，所以電壓表接0~3V的量程，由乙圖可知，通過小燈泡的電流沒有超過0.6A，所以電流表接0~0.6A的量程，實(shí)物圖連接如圖所示： （2）由電路圖知，燈泡與滑動變阻器串聯(lián)，當(dāng)開關(guān)閉合后，燈泡不亮，電流表無示數(shù)，則故障是斷路，電壓表示數(shù)接近電源電壓，則故障是燈泡斷路. （3）由乙圖可知，小燈泡額定電壓為2.5V時，通過小燈泡的電流為0.25A，小燈泡正常工作時電阻為?R?=UI = 2V0.2A =10 Ω （4）I-U圖像的斜率為電阻的倒數(shù)，由圖像可知，小燈泡燈絲兩端的電壓增大時，圖像的斜率變小，說明 1R 在變小，即電阻在變大，所以小燈泡燈絲兩端的電壓增大時，其電阻在變化且在變大。 8. 曉亮利用阻值為R0的定值電阻和一塊電流表測量未知電阻Rx的阻值．他選擇了滿足這個實(shí)驗(yàn)要求的器材，并連接了部分實(shí)驗(yàn)電路，如圖所示. （1）為了測出電阻Rx的阻值，請?zhí)砑右桓鶎?dǎo)線完成圖所示的實(shí)驗(yàn)電路的連接__； （2）開關(guān)S1、S2都閉合時，電流表的示數(shù)為I1；只閉合開關(guān)S2時，電流表的示數(shù)為I2，請用I1、I2和R0表示Rx，R x=_______。 【答案】（1）見下圖；（2）I2R0I1－I2. 【詳解】（1）根據(jù)要求，當(dāng)開關(guān)都閉合時，電流表示數(shù)為I1，當(dāng)只閉合S2時，其示數(shù)要發(fā)生變化，則判斷出一次測量干路電流，一次測量R0支路電流I2，連線如圖所示. （2）根據(jù)如圖所示的電路圖，則電源電壓為U=I2R0，通過Rx的電流為I1-I2，故未知電阻的大小為R x= UI = I2R0I1－I2 9．如圖甲所示是測量未知電阻Rx的實(shí)驗(yàn)電路，定值電阻R0=15Ω。 （1）請完善實(shí)驗(yàn)步驟 ①只閉合開關(guān)S、S1，讀出并記錄電壓表示數(shù)U1； ②只閉合開關(guān)___________，讀出并記錄電壓表示數(shù)U2； （2）若U1 =1.5V，U2的大小如圖乙所示，U2 =______V，則Rx =______ Ω。 （3）為了多測幾組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)減小實(shí)驗(yàn)誤差，實(shí)驗(yàn)電路應(yīng)如何改進(jìn)？請畫出改進(jìn)后的電路圖。___________ 【答案】（1）②S、S2?；（2）2.5，10；（3）為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，可在電路中串聯(lián)一個滑動變阻器，改變R0、Rx的兩端電壓大小，進(jìn)行多次測量，電路設(shè)計(jì)如圖所示。 【詳解】②由甲可知，只閉合開關(guān)S、S1時，R0與Rx串聯(lián)，電壓表測量R0兩端的電壓，即U0=U1，根據(jù)串聯(lián)電路電流規(guī)律可知?Ix?=I0?=U0R0 =U1R0 由甲可知，閉合開關(guān)S、S2時，R0與Rx串聯(lián)，電壓表測量R0與Rx兩端的總電壓，即U=U2，根據(jù)串聯(lián)電路電壓規(guī)律可知Ux=U-U0=U2-U1 Rx=UxRx=U2-U1U1/R0 （2）由圖乙可知，電壓表所選量程為0～3V，其示數(shù)即U2=2.5V. Rx的阻值Rx=U2-U1U1/R0 =2.5V-1.5V1.5V×15Ω=10Ω （3）為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，可在電路中串聯(lián)一個滑動變阻器，改變R0、Rx的兩端電壓大小，進(jìn)行多次測量，電路設(shè)計(jì)如圖所示： 10. 如圖所示是小陽測量未知電阻Rx的實(shí)驗(yàn)電路，電源兩端電壓不變，其中R0為阻值已知的定值電阻。當(dāng)只閉合開關(guān)S1時，電流表的示數(shù)為I1；開關(guān)S1、S2都閉合時，電流表的示數(shù)為I2。則下列四個選項(xiàng)中，Rx的表達(dá)式正確的是（　?。? A. Rx=I2-I1?I2 R0 B. Rx=I2R0?I1 C. Rx=I1R0?I2-I1 D. Rx=I1R0??I2 【答案】C. 【解析】當(dāng)只閉合S1時，電流表的示數(shù)為I1，此時只有R0接入電路， 可求得電源電壓為U=I1R0 開關(guān)S1、S2都閉合時，R0、Rx并聯(lián)，Rx電流為IX=I2?I1 Rx電阻為 Rx=I1R0?I2-I1 故C正確。 板 書 設(shè) 計(jì)  第3節(jié) 電阻的測量 【實(shí)驗(yàn)原理】R=U/I 【實(shí)驗(yàn)器材】電源、電壓表、電流表、滑動變阻器、開關(guān)、導(dǎo)線若干、待測電阻。 【電路圖】 【實(shí)驗(yàn)步驟】 ①根據(jù)電路圖連接電路。 ②閉合開關(guān)，移動滑動變阻器的滑片來改變待測電阻兩端的電壓，記下相應(yīng)的電壓表示數(shù)和電流表示數(shù)并填在表中。 ③斷開開關(guān)，整理器材，結(jié)束實(shí)驗(yàn)。 ④算出待測電阻的阻值大小及電阻的平均值并填入表中。 【實(shí)驗(yàn)記錄表格】 實(shí)驗(yàn)序號電壓U/V電流I/A電阻R/Ω電阻平均值R/Ω123 課 堂 小結(jié) 作業(yè)

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初中物理人教版（2024）九年級全冊電子課本

第3節(jié) 電阻的測量

版本： 人教版（2024）

年級： 九年級全冊

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