1. 進(jìn)一步掌握使用電流表、電壓表的方法。
2. 學(xué)會(huì)用伏安法測(cè)電阻。
3. 加深對(duì)歐姆定律及其應(yīng)用的理解。
【學(xué)習(xí)重點(diǎn)】
根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理設(shè)計(jì)電路圖，并且能用滑動(dòng)變阻器來(lái)改變待測(cè)電阻兩端的電壓是本節(jié)的教學(xué)重點(diǎn)。
【學(xué)習(xí)難點(diǎn)】
分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)規(guī)律，加深對(duì)電阻概念的認(rèn)識(shí)。
【自主預(yù)習(xí)】閱讀教材，完成以下問(wèn)題：
1. 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
（1）實(shí)驗(yàn)原理：根據(jù)歐姆定律的變形公式R=U/I。
（2）實(shí)驗(yàn)方法：是用電壓表測(cè)出電阻兩端的電壓，用電流表測(cè)出流過(guò)電阻的電流，然后根據(jù)R=U/I計(jì)算出阻值，此方法稱伏安法。
（3）實(shí)驗(yàn)電路圖：
（4）實(shí)驗(yàn)器材：電源、小燈泡 、定值電阻、電壓表、電流表、滑動(dòng)變阻器、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線。
2. 進(jìn)行實(shí)驗(yàn)
（1）根據(jù)電路圖連接電路，此時(shí)開(kāi)關(guān)應(yīng)斷開(kāi)，滑動(dòng)變阻器的滑片調(diào)到阻值最大的位置。
（2）閉合開(kāi)關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片來(lái)改變待測(cè)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(cè)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(cè)電阻
【想一想】如何測(cè)定一個(gè)定值電阻的阻值大小？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(cè)出通過(guò)定值電阻的電流I，用電壓表測(cè)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(cè)量中要改變待測(cè)電阻兩端的電壓，多次測(cè)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。
我們可以在電路中串聯(lián)一個(gè)滑動(dòng)變阻器，移動(dòng)滑片，就可以改變定值電阻兩端的電壓和流過(guò)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(dòng)時(shí)，變阻器連入電路的阻值變小，則待測(cè)電阻兩端的電壓變大，通過(guò)的電流也變大。
【實(shí)驗(yàn)器材】電池組、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干、定值電阻、電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器。
【設(shè)計(jì)表格】
【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】
①根據(jù)電路圖連接電路。
②閉合開(kāi)關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片來(lái)改變待測(cè)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(kāi)開(kāi)關(guān)，整理器材，結(jié)束實(shí)驗(yàn)。
④算出待測(cè)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(cè)量的電壓、電流值代入公式，求出待測(cè)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(shí)，通過(guò)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(shí)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(wú)關(guān)（選填“有關(guān)”或“無(wú)關(guān)”）。
【例題1】如圖是“伏安法測(cè)電阻”電路圖，下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是（ ）
A．在連接電路時(shí)，應(yīng)將變阻器滑片調(diào)至最右端
B．連接電路時(shí)，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(cè)量是為了求平均值減小誤差
D．向左移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片時(shí)，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(shí)，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(shí)，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(huì)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(cè)量求平均值是為了減小誤差，故C正確；
D．向左移動(dòng)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(cuò)誤。故選D。
【例題2】用如圖甲的電路測(cè)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(shí)電阻變小。_____
（3）正確連接電路后，閉合開(kāi)關(guān)前，滑動(dòng)變阻器的阻值應(yīng)處于____端。
（4）閉合開(kāi)關(guān)，將圖乙中的滑動(dòng)變阻器的滑片P向左移動(dòng)時(shí)，電流表的示數(shù)會(huì) ____（填“變大”或“變小”），當(dāng)滑片P滑到某一位置時(shí)，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(cè)電阻的阻值R＝___Ω。
（5）完成一次實(shí)驗(yàn)后，為確保測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性，接下來(lái)的操作是___。
A．換用阻值不同的電阻再進(jìn)行幾次測(cè)量
B．調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片P到不同位置再進(jìn)行
【答案】（1）R=U/I；（2）見(jiàn)解析；（3）右；（4）變大，5；（5）B.
【解析】（1）伏安法測(cè)電阻，用電壓表測(cè)電阻兩端電壓，用電流表測(cè)通過(guò)電阻的電流，根據(jù)原理 R=U/I 計(jì)算電阻。
（2）滑動(dòng)變阻器接一個(gè)上接線柱和一個(gè)下接線柱串聯(lián)在電路中，滑片向左移動(dòng)時(shí)，接入電路的電阻變小，滑動(dòng)變阻器應(yīng)接左下端接線柱，如圖所示。
（3）為保護(hù)電路，閉合開(kāi)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(dòng)變阻器的滑片P向左移動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)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(cè)量取平均值作為測(cè)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(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性，接下來(lái)的操作是調(diào)節(jié)滑動(dòng)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(cè)量。故選B。
探究二、 伏安法測(cè)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(cè)量小燈泡的電阻。
【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹坑秒妷罕?、電流表測(cè)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(dòng)變阻器、開(kāi)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(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)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(dòng)變阻器的滑片，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)。
【數(shù)據(jù)處理】
將測(cè)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(jì)算出的幾個(gè)電阻值，電阻的大小相同嗎？不相同。
（2）由計(jì)算結(jié)果可知，當(dāng)小燈兩端電壓越大時(shí)，燈絲電阻越大。原因是當(dāng)燈兩端電壓變大時(shí)，燈絲溫度升高。
伏安法測(cè)定值電阻與伏安法測(cè)小燈泡電阻的實(shí)驗(yàn)比較：
【例題3】在“測(cè)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(shí)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(shuō)小濤連接的電路有兩處錯(cuò)誤，分別是：_______________；___________。小濤根據(jù)同桌的意見(jiàn)進(jìn)行了改正；
（2）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中某一時(shí)刻，電壓表指針位置如圖乙所示，示數(shù)為_(kāi)___V；
（3）小濤將數(shù)據(jù)記錄在下表，數(shù)據(jù)都正確，請(qǐng)你指出他設(shè)計(jì)的表格中的錯(cuò)誤：__________。
【答案】（1）連接電路時(shí)開(kāi)關(guān)沒(méi)有斷開(kāi)，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(shí)，為了保護(hù)電路，開(kāi)關(guān)應(yīng)該處于斷開(kāi)狀態(tài)，所以小濤所連接電路的其中一處錯(cuò)誤是連接電路時(shí)開(kāi)關(guān)沒(méi)有斷開(kāi)；
已知小燈泡的額定電壓為2. 5V，正常工作時(shí)阻值大約為8Ω，則燈泡正常工作時(shí)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(cuò)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(shí)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(méi)有意義。所以他設(shè)計(jì)的表格中的錯(cuò)誤是求燈泡電阻的平均值了。
【例題4】如圖甲所示是“測(cè)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。
（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(kāi)關(guān)，要將滑動(dòng)變阻器滑片向______移動(dòng)（選填“左”或“右”），完成第二次測(cè)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_(kāi)_____Ω（保留一位小數(shù)），同時(shí)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(dòng)變阻器接入電路的電阻減小，故滑片向左移動(dòng)。
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(shí)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。
探究三、特殊方法測(cè)電阻
在只有電壓表或電流表時(shí)，可利用一個(gè)已知定值電阻R0（或已知規(guī)格的滑動(dòng)變阻器R）完成待測(cè)電阻的測(cè)量。
1. 單伏法測(cè)電阻（利用電壓表測(cè)量）
（1）方法一：
① 把定值電阻R0和未知電阻Rx串聯(lián)起來(lái)接入電路，如圖所示。
②用電壓表分別測(cè)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：
因?yàn)镮0 =Ix 即 U0R0 = Ux Rx 所以 Rx= Ux U0 R0
（2）方法二：
①如下圖所示，首先將開(kāi)關(guān)S、S0閉合，讀出電壓表的示數(shù)，記為U；然后斷開(kāi)開(kāi)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(dòng)變阻器R' 和串聯(lián)起來(lái)，如圖所示。
②如圖所示，滑片置于阻值最小的位置，閉合開(kāi)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：
因?yàn)镮x = IR＇ U2Rx = U1-U2R' 所以 Rx = U2R'U1-U2
2. 單安法測(cè)電阻（利用電流表測(cè)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(kāi)S1，記錄電流表的示數(shù)為I2；
③用R0和測(cè)量出來(lái)的物理量表示Rx。
閉合S和S1，電流表測(cè)量R0和Rx并聯(lián)的總電流的示數(shù)為I1；閉合S斷開(kāi)S1，電流表測(cè)量通過(guò)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= （I1-I2）R0I2
（2）方法二
如圖所示，閉合開(kāi)關(guān)S1、S2，記下電流表示數(shù)為Ix；斷開(kāi)開(kāi)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(kāi)開(kāi)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(kāi)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(dòng)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(cè)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(qǐng)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(kāi)關(guān)S前，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器滑片P移到最______端（選填“左”或“右”）。
（2）閉合開(kāi)關(guān)后，發(fā)現(xiàn)電流表無(wú)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(shí)，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_(kāi)_____A，則未知電阻Rx______Ω。接下來(lái)測(cè)量多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)算出Rx平均值，這是為了減小測(cè)量帶來(lái)的______。
（4）實(shí)驗(yàn)中電流表突然損壞，小組同學(xué)經(jīng)過(guò)討論設(shè)計(jì)了一種實(shí)驗(yàn)方案也可測(cè)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(dòng)變阻器左右兩個(gè)端點(diǎn)，滑動(dòng)變阻器最大阻值為Rmax，請(qǐng)你把以下測(cè)量步驟補(bǔ)充完整。
①閉合開(kāi)關(guān)S，滑片p移到a端時(shí)，讀出電壓表示數(shù)為U1；
②閉合開(kāi)關(guān)S，______，讀出電壓表示數(shù)為U2；
③待測(cè)電阻Rx______（用已知和測(cè)量出的物理量符號(hào)表示）。
【答案】（1）見(jiàn)下圖，右；（2）Rx斷路；（3）0.16，10，誤差；（4）滑片P移到b端時(shí)，
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(cè)量未知電阻 Rx 的阻值時(shí)，應(yīng)將電壓表并聯(lián)與被測(cè)電阻并聯(lián)，如圖所示
為了保護(hù)電路，閉合開(kāi)關(guān)前，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片置于阻值最大的一端，故應(yīng)將將滑動(dòng)變阻器滑片P移到阻值最大的右端。
（2）電流表無(wú)示數(shù)，說(shuō)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(shuō)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(cè)量就平均值可以有效的減小誤差，所以接下來(lái)測(cè)量多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，算出Rx平均值，這是為了減小測(cè)量帶來(lái)的誤差。
（4）未知電阻是一個(gè)定值電阻，利用滑動(dòng)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(shí)，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(kāi)關(guān)S，滑片P移到a端時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值為0，即只有Rx接入電路，此時(shí)電壓表測(cè)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(kāi)關(guān)S，滑片P移到b端時(shí)，滑動(dòng)變阻器與Rx串聯(lián)，且滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值最大為Rmax，此時(shí)電壓表測(cè)Rx兩端的電壓，讀出電壓表示數(shù)為Ux=U2。則此時(shí)滑動(dòng)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(cè)量電阻Rx的阻值，提供的實(shí)驗(yàn)器材有：待測(cè)電阻Rx（約5Ω）、兩節(jié)干電池、電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器、開(kāi)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(kāi)關(guān)，移動(dòng)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(shí)驗(yàn)，某次測(cè)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_(kāi)______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(cè)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(kāi)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?br>③___________，記下電阻箱阻值R0；
④電阻Rx=___________。（用測(cè)得量的符號(hào)表示）
【答案】（1）待測(cè)電阻Rx斷路；（2）2.6，5.2；（3）斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S2，閉合開(kāi)關(guān)S1；斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S1，閉合開(kāi)關(guān)S2，調(diào)節(jié)電阻箱R的阻值，使電流表指針對(duì)準(zhǔn)②的標(biāo)記；R0。
【詳解】（1）若電流表示數(shù)幾乎為零，說(shuō)明電路可能斷路；電壓表示數(shù)接近電源電壓，說(shuō)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(cè)電阻兩端電壓U=2.6V，又待測(cè)電阻中通過(guò)的電流I=0.5A，根據(jù)歐姆定律公式變形得
R =UI = =5.2Ω
（3）電源電壓不變，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S2，閉合開(kāi)關(guān)S1，標(biāo)記電流表指針?biāo)傅奈恢茫ㄔO(shè)為I）；斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S1，閉合開(kāi)關(guān)S2，調(diào)節(jié)電阻箱R的阻值，使電流表指針對(duì)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(cè)電阻Rx的阻值等于電阻箱的接入電阻R0。
【精講點(diǎn)撥】
1. 伏安法測(cè)電阻是一串聯(lián)電路，按照電路圖連接實(shí)物時(shí)要遵循一一對(duì)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(cè)電阻的兩端。
2. 伏安法測(cè)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(cè)量小燈泡電阻時(shí)不能求平均值，因?yàn)樵诓煌妷合聼襞莸臏囟炔煌?，其電阻是不同的，求平均值沒(méi)有意義。測(cè)定值電阻的阻值時(shí)應(yīng)該求平均值，因?yàn)槎ㄖ惦娮璧淖柚挡蛔?，求平均值可以減小測(cè)量誤差。
【歸納整理】
第3節(jié) 電阻的測(cè)量
【課堂練習(xí)】
1. 實(shí)驗(yàn)“伏安法測(cè)電阻”。
（1）請(qǐng)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(shí)，開(kāi)關(guān)應(yīng)_____，滑動(dòng)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(qǐng)?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(shí)，在坐標(biāo)系中大致畫出定值電阻的U-I圖象______ 。
【答案】（1）見(jiàn)下圖；（2）R=U/I；（3）斷開(kāi)，滑片置于最大阻值處，選擇合適量程
；（4）見(jiàn)下圖；（5）見(jiàn)下圖。
【詳解】（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理知：伏安法測(cè)電阻時(shí)，電源、開(kāi)關(guān)、滑動(dòng)變阻器、待測(cè)電阻、電流表組成串聯(lián)電路，電壓表測(cè)待測(cè)電阻兩端的電壓，電路圖如圖所示。
（2）伏安法線電阻的原理是R=U/I。
（3）為了保護(hù)電路，按電路圖連接電路時(shí)，開(kāi)關(guān)應(yīng)斷開(kāi)，滑動(dòng)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(cè)量，所以設(shè)計(jì)的表格如圖.
（5）通過(guò)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。

2．在用“伏安法測(cè)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(cè)量對(duì)象，在處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，分別畫出了U-I的圖像，如圖甲、乙所示。則對(duì)于圖像的分析，以下說(shuō)法錯(cuò)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(cè)量取平均值的方法，測(cè)定小燈泡的電阻
【答案】D。
【解析】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(guò)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(shí)，通過(guò)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(shí)，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(cè)定小燈泡的電阻時(shí)，多次測(cè)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(cuò)誤，符合題意。
所以選D.
4. 如圖是某同學(xué)為測(cè)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(cuò)誤：
①滑動(dòng)變阻器的金屬桿連入電路，不能改變電阻；
②滑動(dòng)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(huì)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．②③④C．①③④ D．①②③④
【答案】A。
【解析】①②由圖知，滑動(dòng)變阻器同時(shí)接上面兩個(gè)接線柱，接入電路的阻值為0，連接錯(cuò)誤；閉合開(kāi)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(gè)電壓表和一個(gè)已知電阻來(lái)測(cè)量某未知電阻？小明同學(xué)關(guān)于這一問(wèn)題設(shè)計(jì)了如圖所示的電路。已知R1為10Ω，閉合S，斷開(kāi)S1時(shí)，電壓表的讀數(shù)是2.0V，再閉合S1時(shí)電壓表的示數(shù)是3.0V。（已知整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中電池的電壓不變），求被測(cè)電阻R2的阻值。
【答案】5Ω.
【解析】由圖知，開(kāi)關(guān)S、S1閉合時(shí)，電路為R1的簡(jiǎn)單電路，則電源的電壓U=3V；當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合、S1斷開(kāi)時(shí)，R1與R2串聯(lián)，電壓表測(cè)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(cè)量未知電阻的阻值.
（1）小明連接電路并閉合開(kāi)關(guān)后，如圖1所示，操作中的一處不妥之處為_(kāi)___；
（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)，小明改變電阻Rx兩端的電壓，進(jìn)行了三次測(cè)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(cè)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_(kāi)_____Ω；（結(jié)果保留一位小數(shù)）

【答案】（1）閉合開(kāi)關(guān)前，沒(méi)有將滑動(dòng)變阻器的滑片調(diào)到最大阻值處。（2）物理量后無(wú)單位，5.0。
【解析】（1）為了保護(hù)電路，閉合開(kāi)關(guān)前，要將滑動(dòng)變阻器的滑片調(diào)到最大阻值處；由圖知，此時(shí)變阻器滑片在中央位置，沒(méi)有將滑動(dòng)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(wú)單位。
電流表使用0~0.6A量程，此時(shí)讀數(shù)為0.48A，所以第三次測(cè)量電阻的測(cè)量值為
R3=U3I3= Ω
為減小誤差，多次測(cè)量的平均值作為測(cè)量結(jié)果，為
Rx=R1+R2+R33=4.8Ω+5.0Ω+5.2Ω3 ＝5.0 Ω
6．在“測(cè)量電阻的阻值”實(shí)驗(yàn)中：
①請(qǐng)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(dòng)變阻器的滑片P向右移動(dòng)時(shí)，電流表示數(shù)變大___；
②連接完電路后，閉合開(kāi)關(guān)，發(fā)現(xiàn)電流表、電壓表有示數(shù)均很小，無(wú)論怎樣移動(dòng)滑片P都不能改變兩只電表的示數(shù)。出現(xiàn)問(wèn)題的原因是：______________________；
③解決問(wèn)題后，閉合開(kāi)關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P，進(jìn)行多次測(cè)量。當(dāng)電壓表示數(shù)為2V時(shí)，電流表示數(shù)如圖乙所示為_(kāi)___A，則電阻R的阻值為_(kāi)___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(cè)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(jiàn)下圖；②將變阻器的下面兩個(gè)接線柱同時(shí)連入了電路中；③0.2，10；④a。
【解析】①滑動(dòng)變阻器接入電路的要求是一上一下接入電路，又因?yàn)榛瑒?dòng)變阻器的滑片向右移動(dòng)時(shí)，電流表示數(shù)變大，說(shuō)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(kāi)關(guān)，電流表、電壓表示數(shù)均很小，說(shuō)明電路為通路且電阻兩端的電壓和通過(guò)電阻的電流很小，電路中的電阻較大，怎樣移動(dòng)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(gè)接線柱同時(shí)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(gè)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(cè)小燈泡電阻”的實(shí)驗(yàn)中，待測(cè)小燈泡額定電壓為2.5V。
（1）請(qǐng)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(kāi)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(wú)示數(shù)，可能是因?yàn)開(kāi)_______；
（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(shí)電阻為_(kāi)_______Ω；
（4）分析圖像，小燈泡燈絲兩端的電壓增大時(shí)，其電阻_____（變化/不變）。
【答案】（1）見(jiàn)下圖；（2）燈泡斷路；（3）10；（4）變化。
【詳解】（1）用伏安法測(cè)小燈泡電阻時(shí)，電流表要串聯(lián)在電路中，電壓表要并聯(lián)在燈泡兩端測(cè)燈泡兩端的電壓，依題意可知，待測(cè)小燈泡額定電壓為2.5V，沒(méi)有超過(guò)3V，所以電壓表接0~3V的量程，由乙圖可知，通過(guò)小燈泡的電流沒(méi)有超過(guò)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(dòng)變阻器串聯(lián)，當(dāng)開(kāi)關(guān)閉合后，燈泡不亮，電流表無(wú)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(shí)，通過(guò)小燈泡的電流為0.25A，小燈泡正常工作時(shí)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(shí)，圖像的斜率變小，說(shuō)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(shí)，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(cè)量未知電阻Rx的阻值．他選擇了滿足這個(gè)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(cè)出電阻Rx的阻值，請(qǐng)?zhí)砑右桓鶎?dǎo)線完成圖所示的實(shí)驗(yàn)電路的連接__；
（2）開(kāi)關(guān)S1、S2都閉合時(shí)，電流表的示數(shù)為I1；只閉合開(kāi)關(guān)S2時(shí)，電流表的示數(shù)為I2，請(qǐng)用I1、I2和R0表示Rx，R x=_______。
【答案】（1）見(jiàn)下圖；（2）I2R0I1－I2.
【詳解】（1）根據(jù)要求，當(dāng)開(kāi)關(guān)都閉合時(shí)，電流表示數(shù)為I1，當(dāng)只閉合S2時(shí)，其示數(shù)要發(fā)生變化，則判斷出一次測(cè)量干路電流，一次測(cè)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(guò)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(cè)量未知電阻Rx的實(shí)驗(yàn)電路，定值電阻R0=15Ω。
（1）請(qǐng)完善實(shí)驗(yàn)步驟
①只閉合開(kāi)關(guān)S、S1，讀出并記錄電壓表示數(shù)U1；
②只閉合開(kāi)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(cè)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(qǐng)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(gè)滑動(dòng)變阻器，改變R0、Rx的兩端電壓大小，進(jìn)行多次測(cè)量，電路設(shè)計(jì)如圖所示。
【詳解】②由甲可知，只閉合開(kāi)關(guān)S、S1時(shí)，R0與Rx串聯(lián)，電壓表測(cè)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(kāi)關(guān)S、S2時(shí)，R0與Rx串聯(lián)，電壓表測(cè)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-×15Ω=10Ω
（3）為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，可在電路中串聯(lián)一個(gè)滑動(dòng)變阻器，改變R0、Rx的兩端電壓大小，進(jìn)行多次測(cè)量，電路設(shè)計(jì)如圖所示：
10. 如圖所示是小陽(yáng)測(cè)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(kāi)關(guān)S1時(shí)，電流表的示數(shù)為I1；開(kāi)關(guān)S1、S2都閉合時(shí)，電流表的示數(shù)為I2。則下列四個(gè)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(shí)，電流表的示數(shù)為I1，此時(shí)只有R0接入電路，
可求得電源電壓為U=I1R0
開(kāi)關(guān)S1、S2都閉合時(shí)，R0、Rx并聯(lián)，Rx電流為IX=I2?I1
Rx電阻為 Rx=I1R0 I2-I1
故C正確。
【課后反思】
本節(jié)課學(xué)習(xí)中，你有哪些收獲，還有哪些問(wèn)題？
實(shí)驗(yàn)序號(hào)
電壓U/V
電流I/A
電阻R/Ω
電阻平均值R/Ω
1
2
3
實(shí)驗(yàn)序號(hào)
電壓U/V
電流I/A
電阻R/Ω
燈泡亮度
1
2
3
項(xiàng)目
測(cè)定值電阻
測(cè)小燈泡電阻
實(shí)驗(yàn)原理1
R=U/I
實(shí)驗(yàn)過(guò)程
多次測(cè)量
多次測(cè)量
數(shù)據(jù)處理
分別計(jì)算出每次測(cè)量的電阻，然后求出平均值
分別計(jì)算每次測(cè)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(shí)，燈絲電阻越大。
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/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
第一次
第二次
第三次
電壓U/V
電流I/A
電阻R/Ω
實(shí)驗(yàn)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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人教版九年級(jí)全冊(cè)第3節(jié) 電阻的測(cè)量學(xué)案及答案
人教版九年級(jí)全冊(cè)第3節(jié) 電阻的測(cè)量學(xué)案設(shè)計(jì)

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初中人教版第3節(jié) 電阻的測(cè)量導(dǎo)學(xué)案

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初中物理人教版九年級(jí)全冊(cè)電子課本

第3節(jié) 電阻的測(cè)量

版本： 人教版

年級(jí)： 九年級(jí)全冊(cè)

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