1. 進一步掌握使用電流表、電壓表的方法。
2. 學會用伏安法測電阻。
3. 加深對歐姆定律及其應(yīng)用的理解。
【學習重點】
根據(jù)實驗原理設(shè)計電路圖，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)的教學重點。
【學習難點】
分析實驗數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)規(guī)律，加深對電阻概念的認識。
【自主預(yù)習】閱讀教材，完成以下問題：
1. 設(shè)計實驗
（1）實驗原理：根據(jù)歐姆定律的變形公式 。
（2）實驗方法：是用 測出電阻兩端的 ，用 測出流過電阻的 ，然后根據(jù)公式 計算出阻值，此方法稱 法。
（3）實驗電路圖：
（4）實驗器材：電源、小燈泡 、定值電阻、電壓表、 、 、開關(guān)、導(dǎo)線。
2. 進行實驗
（1）根據(jù)電路圖連接電路，此時開關(guān)應(yīng) ，滑動變阻器的滑片調(diào)到阻值 的位置。
（2）閉合開關(guān)，移動滑動變阻器的 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）算出待測電阻的阻值大小及電阻的平均值并填入表中。
【合作探究】
探究一、伏安法測電阻
【想一想】如何測定一個定值電阻的阻值大小？需要哪些實驗器材？為了減小誤差，應(yīng)該采取什么方法？
【設(shè)計實驗】由歐姆定律的變形公式R=UI可知，用 測出通過定值電阻的電流I，用 測出定值電阻兩璃的電壓U，把實驗數(shù)據(jù)代入 ，即可求出定值電阻的阻值大小。
為了減少實驗誤差，實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 值。
我們可以在電路中串聯(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)計如圖所示，當變阻器的滑片P向左移動時，變阻器連入電路的阻值變 ，則待測電阻兩端的電壓變 ，通過的電流也變 。
【實驗器材】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)計表格】
【進行實驗】
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)束實驗。
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、電流值代入公式，求出待測電阻的阻值R1、R2、R3，計算出它們的平均值。
R =（R1+R2+R3）/3
【分析與討論】
當定值電阻兩端的電壓改變時，通過它的電流也隨之改變，但電壓與電流的比值不變，即 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 （選填“有關(guān)”或“無關(guān)”）。
【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
【例題2】用如圖甲的電路測量定值電阻R的阻值。
（1）實驗原理是 ________。
（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）完成一次實驗后，為確保測量結(jié)果的準確性，接下來的操作是___。
A．換用阻值不同的電阻再進行幾次測量
B．調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片P到不同位置再進行
探究二、 伏安法測小燈泡的電阻
將上述實驗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。
【實驗?zāi)康摹坑秒妷罕?、電流表測小燈泡的電阻
【實驗原理】
【實驗器材】電源、電壓表、電流表、滑動變阻器、開關(guān)、導(dǎo)線、小燈泡。
【實驗步驟】
①按電路圖連接實物。
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)上述實驗。
【數(shù)據(jù)處理】
將測量的電壓值、電流值代入公式R=UI，分別求出小燈泡的阻值R1、R2、R3。
【分析與討論】
（1）比較計算出的幾個電阻值，電阻的大小相同嗎？ 。
（2）由計算結(jié)果可知，當小燈兩端電壓越大時，燈絲電阻越 。原因是當燈兩端電壓變大時，燈絲溫度 。
伏安法測定值電阻與伏安法測小燈泡電阻的實驗比較：
【例題3】在“測量小燈泡電阻”的實驗中，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)同桌的意見進行了改正；
（2）實驗過程中某一時刻，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)計的表格中的錯誤：__________。

【例題4】如圖甲所示是“測量小燈泡電阻”的實驗電路，已知小燈泡正常發(fā)光電壓為3.8V。
（1）實驗中電壓表所選的量程是______V；
（2）正確連接實物圖，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。
探究三、特殊方法測電阻
在只有電壓表或電流表時，可利用一個已知定值電阻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計算出未知電阻Rx阻值的表達式：
因為I0 =Ix 即 U0R0 = Ux Rx 所以 Rx=
（2）方法二：
①如下圖所示，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計算未知電阻RX阻值的表達式：
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 =
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計算出未知電阻RX阻值的表達式為：
因為Ix = IR＇ U2Rx = U1-U2R' 所以 Rx =
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
所以 Rx= ____________
（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=_____________
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阻值的表達式為：
Rx=__________ （R′為滑動變阻器的最大阻值）
【例題5】某物理實驗小組正在使用“伏安法”測量未知電阻Rx阻值，實驗電路如圖甲所示（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。接下來測量多組實驗數(shù)據(jù)算出Rx平均值，這是為了減小測量帶來的______。
（4）實驗中電流表突然損壞，小組同學經(jīng)過討論設(shè)計了一種實驗方案也可測出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，滑動變阻器最大阻值為Rmax，請你把以下測量步驟補充完整。
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）。
【例題6】現(xiàn)要測量電阻Rx的阻值，提供的實驗器材有：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)缀醪蛔儭Ｈ綦娐分兄挥幸惶幑收?，可判斷該故障?___________；
（2）排除故障繼續(xù)實驗，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)計的電路如圖3。完成下列實驗步驟：
①正確連接電路，斷開S1、S2，將電阻箱R阻值調(diào)至最大；
②___________，標記電流表指針所指的位置；
③___________，記下電阻箱阻值R0；
④電阻Rx=___________。（用測得量的符號表示）
【精講點撥】
1. 伏安法測電阻是一串聯(lián)電路，按照電路圖連接實物時要遵循一一對應(yīng)原則，一般從電源正極出發(fā)依次連接，最后將電壓表并聯(lián)在待測電阻的兩端。
2. 伏安法測量定值電阻的阻值和小燈泡的阻值數(shù)據(jù)處理的區(qū)別：測量小燈泡電阻時不能求平均值，因為在不同電壓下燈泡的溫度不同，其電阻是不同的，求平均值沒有意義。測定值電阻的阻值時應(yīng)該求平均值，因為定值電阻的阻值不變，求平均值可以減小測量誤差。
【歸納整理】
第3節(jié) 電阻的測量
【課堂練習】
1. 實驗“伏安法測電阻”。
（1）請畫出該實驗的電路圖______；
（2）該實驗的原理是__________；
（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）實驗中要記錄相關(guān)數(shù)據(jù)，請設(shè)計出你的實驗數(shù)據(jù)記錄表格______；
（5）根據(jù)你所學的知識，在坐標系中大致畫出定值電阻的U-I圖象______ 。
2．在用“伏安法測電阻”的實驗中，有兩位同學分別選用定值電阻和小燈泡為測量對象，在處理實驗數(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
3. 如圖是某同學為測量標有“2.2V 0.25A”的燈泡電阻而連接的電路，小華認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，不能保護電路；
③電流表的正負接線柱接反，指針會反偏；
④電壓表未選擇0~15V量程，讀數(shù)不準確。
你的判斷是（ ）
A．①②③ B．②③④C．①③④ D．①②③④
4．如何用一個電壓表和一個已知電阻來測量某未知電阻？小明同學關(guān)于這一問題設(shè)計了如圖所示的電路。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。（已知整個實驗過程中電池的電壓不變），求被測電阻R2的阻值。
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）實驗時，小明改變電阻Rx兩端的電壓，進行了三次測量，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)三次實驗數(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)）

6．在“測量電阻的阻值”實驗中：
①請用筆線代替導(dǎo)線，將圖甲實驗電路補充完整，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，進行多次測量。當電壓表示數(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)上述實驗，測量小燈泡的電阻。圖丙是根據(jù)兩次實驗數(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______。
7．在“用伏安法測小燈泡電阻”的實驗中，待測小燈泡額定電壓為2.5V。
（1）請用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖甲的實物圖未連接部分補充完整（連線不得交叉）________；
（2）當開關(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)，可能是因為________；
（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）。
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驗要求的器材，并連接了部分實驗電路，如圖所示.
（1）為了測出電阻Rx的阻值，請?zhí)砑右桓鶎?dǎo)線完成圖所示的實驗電路的連接__；
（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=_______。
9．如圖甲所示是測量未知電阻Rx的實驗電路，定值電阻R0=15Ω。
（1）請完善實驗步驟
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）為了多測幾組實驗數(shù)據(jù)減小實驗誤差，實驗電路應(yīng)如何改進？請畫出改進后的電路圖。
10. 如圖所示是小陽測量未知電阻Rx的實驗電路，電源兩端電壓不變，其中R0為阻值已知的定值電阻。當只閉合開關(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。則下列四個選項中，Rx的表達式正確的是（ ）
A. Rx=I2-I1 I2 R0 B. Rx=I2R0 I1 C. Rx=I1R0 I2-I1 D. Rx=I1R0 I2
【課后反思】
本節(jié)課學習中，你有哪些收獲，還有哪些問題？
實驗序號
電壓U/V
電流I/A
電阻R/Ω
電阻平均值R/Ω
1
2
3
實驗序號
電壓U/V
電流I/A
電阻R/Ω
燈泡亮度
1
2
3
項目
測定值電阻
測小燈泡電阻
實驗原理1
R=U/I
實驗過程
多次測量
數(shù)據(jù)處理
分別計算出每次測量的電阻，然后求出______值.
分別計算每次測量的燈泡電阻，然后______.
實驗結(jié)論
平均值為所求的電阻值.
當小燈兩端電壓越大時，燈絲電阻越大。
實驗
次數(shù)
電壓
U/V
電流
I/A
電阻
R/Ω
電阻平均值R/Ω
1
0.5
0.16
3.1
6.1
2
1.3
0.21
6.2
3
2.5
0.28
8.9
電壓U/V
電流I/A
燈泡亮度
1
0.2
燈絲暗紅
2
0.25
微弱發(fā)光
3.8
正常發(fā)光
實驗次數(shù)
電壓U
電流I
電阻R
電阻Rx
1
1.5
0.31
4.8
2
2
0.4
5
3
2.5

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