人教版九年级物理上册教案第十七章第3节电阻的测量

第3节 电阻的测量
设计说明 伏安法测电阻的原理是利用电压表、电流表分别测出待测电阻两端的电压及通过的电流，应用欧姆定律的变形式，得出电阻。由于学生对电学实验已经有了较好的基础，所以教师可以引导学生自行设计实验、进行实验与收集证据、分析与论证、交流与评估。本实验给学生提供了初中常用电学实验器材综合使用的机会，有利于学生熟练掌握电路的连接、电流表和电压表的读数、滑动变阻器的使用等基本技能，从而提高学生动手操作实验的能力。 本节内容作为欧姆定律的一个应用，不仅使学生获得了一种测量电阻的方法，还可以使学生在实验中获得新的发现，提出新的问题，促使学生把前后知识进行联系，完成知识的系统化。本节的重点是如何引导学生根据实验原理设计实验电路图，特别是运用滑动变阻器来改变待测电阻两端的电压，实现多次测量求平均值以减小误差。通过分析实验数据，也对电阻是导体本身的一种性质有了更深一步的了解。 本节的难点是如何引导学生分析实验数据，发现规律,加深对电阻概念的认识。本节在已有知识的基础上除让学生掌握伏安法测电阻外，还要明确温度对电阻的影响，因而设计了“想想做做”测小灯泡的电阻。教学过程分为两个阶段：第一阶段，实验探究伏安法测电阻；第二阶段，学习缺表法测电阻(用一个电压表和一个已知阻值的电阻测量未知阻值的电阻)。 教学目标 【知识与技能】 1.进一步掌握使用电压表和电流表的方法。 2.学会伏安法测量电阻。 3.加深对欧姆定律及其应用的理解。 4.了解减小误差的方法。 【过程与方法】 1. 不能直接测出待测电阻值,结合学过的知识,体会间接测量的方法。 2. 通过电阻的测量，了解欧姆定律的应用。 3.体验“伏安法”测量电阻的过程；能进行相关电路分析、电路故障分析。 【情感态度和价值观】 1.经历观察、实验等学习活动，培养学生尊重客观事实、实事求是的科学 态度。 2.通过亲身的体验和感悟，使学生获得对电阻测量知识的理解及感悟，为深入理解和应用这些知识打基础。 3.在共同完成的操作及探究过程中，培养同学之间的相互协作的团队精神。 重点难点 教学重点 根据实验原理设计电路图，并且能用滑动变阻器来改变待测电阻两端的电压。学会用电流表和电压表测量电阻。 教学难点 引导学生进行实验,发现规律,加深对欧姆定律的应用和电阻概念的认识。 教学方法 实验探究法；伏安法。 教具、学具 教师用：投影仪多媒体、坐标纸、多用电表、坏掉的录音机。 学生用(分组实验)：干电池(2节)、导线、开关、待测电阻、电流表、电压表、滑动变阻器。 授课时数 2课时 教学过程 第1课时 伏安法测电阻 回顾思考 1.欧姆定律的内容是 。 2.欧姆定律的公式是 ，两个变形公式 、 。 3.由公式得到，即导体的电阻与导体两端的电压成正比，与通过导体的电阻成反比。这种说法对吗？为什么？ 4.用电流表测出通过导体的 ，用电压表测出导体两端的 ，应用公式 可以计算出导体的电阻。 导入新课 教师出示坏掉的录音机：我们听英语磁带的录音机已经坏了，经过检查，发现一个电阻引线断了，需要更换电阻，但这个电阻的标注模糊不清了。大家想一想，怎样才能知道电阻的大小呢？ (学生讨论、交流) 生：电流可以用电流表测量，电压可以用电压表测量，电阻也可以用欧姆表测量。 生：我见过一种表，能直接测量电阻。 师：大家的想法都有道理。同学们很有心，注意观察生活中的物理现象，把物理与生活联系起来。电阻可以用一种仪器测量——多用电表测量。这就是多用电表。(出示多用电表同时多媒体投影，简单了解多用电表及其使用方法。) 师：那大家想一下，能不能用我们所学的知识进行测量呢？(学生讨论、 交流) 生：可以利用电流表测出通过待测电阻的电流，利用电压表测出待测电阻两端的电压，然后用计算出待测电阻的电阻值。 师：好的。这节课我们主要学习如何利用电压表和电流表测电阻。 讲授新课 一、伏安法测定值电阻 1.伏安法测电阻的原理：。 2.设计实验 那么请大家思考一下：如何利用电压表和电流表分别测出待测电阻两端的电压和通过的电流，从而计算出电阻的大小呢？请画出相应的电路图。请两位同学上黑板来画，其余同学画在练习本上。 (学生画图，教师巡查，选出几张图，投影) 师：请大家看投影，这是同学们画的图(图17-3-1)。 图17-3-1 请大家思考以下问题(多媒体打出)： (1)这个电路图能不能测出电阻两端的电压和通过电阻的电流？然后计算出电阻的大小？ (2)电路能测出几组数据，只测出一组数据计算出的电阻准确吗？ (3)如何进行多次测量，得到多组数据？ 生：根据电路图可知，电压表并联在待测电阻两端，电流表串联在电路中，能测出电阻两端的电压和通过电阻的电流，根据公式计算出电阻的大小。 生：只测出一组数据计算出来的电阻不准确，因为实验过程中有误差，特别是进行读数时。 师：同学们都发现了一个问题，就是只测出一组数据计算出来的电阻，误差较大。为了减小误差，就要改变待测电阻两端的电压，多次测量电压及电流的值，根据每次的电压及电流值算出电阻，最后求出电阻的平均值。如何改变定值电阻的电压，多次测量呢？回想第1节探究电流与电压的关系时，如何多次改变电阻两端的电压的？ 生：采用改变电池个数的方法，来改变电压，从而改变电路中的电流，达到多测几次的目的。 生：串联滑动变阻器，移动滑动变阻器的滑片，可以改变电路中的电流和电阻两端的电压，达到多测几次的目的。 师：由于改变电源电压较麻烦，咱们采用串联一个滑动变阻器的方法。电路图如图17-3-2所示。 图17-3-2 师：根据我们的思路：要多次测量电流和电压，计算出电阻。怎样处理这些实验数据呢？需要设计表格，记录实验数据，请同学们思考一下，如何设计。(引导学生参考第1节的表格设计) (学生设计实验表格，师巡查，选出具有代表性的投影，如下表) 实验序号电压U/V电流I/A电阻R/Ω电阻的平均值/Ω123
师：现在我们设计好了实验，只要我们按电路图连接好电路，闭合开关，调节滑动变阻器滑片的位置，记录滑片在不同的位置时，待测电阻两端的电压和对应的电流，填入表格，计算出电阻值，求出平均值，就是待测电阻的阻值。那么，在实验时我们应该注意哪些问题呢？ 生：连接电路时，开关要处于断开状态。 生：连接电路时，要先连接串联部分，再把电压表并联到待测电阻两端。 生：电流表要串联，电压表要并联，都要注意“+”进“-”出，所测电流、电压都不能超过所选的量程。 生：都要用试触法选择合适的量程。 生：滑动变阻器要“一上一下”串联在电路中。 生：闭合开关前，滑动变阻器的滑片要移到阻值最大处。就是离下接线柱最远处。 生：连接好电路，检查无误后，再闭合开关，进行实验。 生：每次读数后，都要及时断开开关。 师：大家对实验注意事项“注意”的都很具体了。希望大家在实验过程中“注意”这些，说做一致。 3.进行实验 (学生分组按照实验方案进行实验，师巡回指导，发现问题及时解决，特别是电路故障问题，根据现象，查找原因；帮助学习困难的学生) (1)根据电路图连接电路。 (2)闭合开关，移动滑动变阻器的滑片改变待测电阻两端的电压，并记录相应的电压表示数和电流表示数，填入表格。 (3)断开开关，整理实验器材。 (4)算出待测电阻的阻值大小及电阻的平均值填入表格。 4.分析与论证 (投影学生小组实验表格) 师：分析实验表格，你得出了什么结论？ 一组：当电阻两端的电压发生变化时，通过它的电流也发生变化。 二组：电阻两端的电压变为原来的几倍，通过它的电流也变为原来的几倍。 三组：电阻的大小与它两端的电压和通过它的电流无关。 四组：电流随着电压的变化而变化，但电压与电流的比值不变，即电阻不变。 师：这充分说明导体的电阻是导体本身的一种性质，与它两端的电压和通过它的电流无关。 5.评估交流(多媒体打出并板书) 师：大家现在回想一下，在实验过程中你们遇到了哪些问题，又是怎样解决的？ 一组：在连接电路时，刚刚连完最后一根线，电流表、电压表的指针就发生了偏转，原来是开关没有断开。 二组：连接好电路，闭合开关，电流表指针迅速偏转，超过电流表量程——连接好电路，没有检查电路，立即闭合开关，电路短路。 三组：闭合开关，电流表、电压表的指针偏转，但无论怎样调节滑片，电流表、电压表的指针的位置不变，原因是滑动变阻器接了下面两个接线柱。 四组：实验过程中没有问题，但对于同一个电阻，每次测量计算的结果，都不一样，看来确实有误差，需要多次测量求平均值来减小误差。 五组：滑动变阻器在实验中的作用：一是改变待测电阻两端的电压和通过电路中的电流，实现多次测量的目的；二是保护电路。 师：通过总结，反思我们的实验过程，了解了出现的问题，并采取相应的措施加以改正，这也是收获。 师：除了用表格记录测量结果，我们还可以用图象的方式来表示测量结果。我们可以在坐标纸上，用横坐标表示电压，用纵坐标表示电流，根据表格中的实验数据，描点，连线，得出电流随电压变化的关系曲线，如图17-3-3所示(投影打出)。 图17-3-3 师：观察图象，有什么特点？ 生：过原点的一条直线。 生：电压变为原来的几倍，电流就变为原来的几倍。 生：当电阻一定时，电流与电压成正比。 生：电阻的大小与电压和电流无关。 师：大家总结的都很好。那么，根据图象，怎样得到电阻的大小呢？ 生：找出一点对应的电压值和电流值，应用公式，就可计算出电阻的大小。 二、伏安法测小灯泡的电阻 师：通过实验，我们用电压表和电流表测出了待测电阻两端的电压和通过它的电流，应用欧姆定律的变形公式，间接测出了电阻的值，即伏安法测电阻。下面请同学们把定值电阻换成小灯泡，用同样的方法测定小灯泡的电阻。多测几组数据，根据实验数据分别计算出小灯泡的电阻，看看每次算出的电阻值大小相同吗？有什么变化规律？(注意，加在小灯泡两端的最大电压不要超过额定电压的1.2倍) 电路图如图17-3-4和实验数据表格如下： 次数电压U/V电流I/A电阻R/Ω
图17-3-4 讨论：分析实验数据，能计算灯泡电阻的平均值吗？为什么？ 学生思考后回答：不能计算灯泡电阻的平均值，因为灯泡的电阻随电压的增大而增大，即不同电压下的电阻值不同，计算平均值没有意义。 思考：灯丝的电阻在不同的电压下为什么相差那么大？ 学生讨论并回答，教师总结归纳。 师：由于灯丝的电阻与温度的关系较大，灯丝电阻随温度的升高而增大，故测量过程中，加在小灯泡两端的电压越高，灯泡越亮，灯丝温度越高，电阻越大。灯丝的电阻的伏安曲线如图17-3-5所示。 图17-3-5 例题讲解：(学生先练习，如有问题，教师补充讲解) 例 为了用电流表、电压表测定值电阻的阻值，实验小组设计了如图17-3-6甲所示的电路。 甲 乙 图17-3-6 请你回答下列问题： (1)连接电路时，开关应处于 状态，滑动变阻器的滑片应处于 端。 (2)实验中当滑动变阻器的滑片置于某位置时，电流表和电压表的示数如图乙所示。则此时电阻的测量值= Ω。 (3)滑动变阻器在实验中的作用是： ① 。 ② 。 解析：为保护电路，连接电路时开关要断开，连接完电路后，要将滑动变阻器的滑片移到阻值最大位置，即题图的b(右)端；由题图乙可知，电流表的示数为0.30 A，电压表的示数为2.70 V，则;在本实验中，移动滑动变阻器的滑片时，可以改变电路中的电阻，从而改变了电路中的电流和两端的电压，从而得到多组电流、电压值，分别计算出的阻值，然后取平均值来减小误差。 答案：(1)断开 b(或右、电阻最大) (2)9 (3)①保护电路 ②改变两端电压和通过的电流，进行多次测量从而减小测量误差 课堂小结 1.实验原理，需要测量的物理量有电流和电压。 2.实验方法：伏安法。 3.实验电路图(图17-3-7)。 图17-3-7 4. 滑动变阻器的作用主要是改变待测电阻两端的电压和通过的电流，多测几组实验数据；另外，还有保护电路的作用。 5.减小误差的方法是多次测量求平均值。 6.实验结论： （1）定值电阻的阻值是不变的，求平均值可以减小误差； （2）小灯泡的电阻随温度的升高而增大，不能求平均值。 当堂达标 1.(多选)在用伏安法测电阻的实验中，下列注意事项中正确的是( ) A.电流表必须是串联在被测电阻和滑动变阻器之间 B.连接电路时，开关要断开 C.在无法估计被测电流、电压大小时，电流表、电压表选用较大量程 D.闭合开关前，滑片应移到滑动变阻器接入电路阻值最大处 答案：BCD 2.小红在做测定灯泡电阻的实验中，将正常的电流表、电压表接入电路，当闭合开关后，发现电流表有示数，电压表示数为零，移动滑动变阻器滑片时电流表示数有变化，电压表示数始终为零，其原因可能是( ) 图17-3-8 A.滑动变阻器接触不良 B.开关接触不良 C.小灯泡两端短路 D.灯泡的钨丝断了 答案：C 3.小红做“测量未知电阻的阻值”实验时，所用器材有：电源、未知电阻、电流表、电压表、开关、滑动变阻器各一个，导线若干。 (1)在连接电路的过程中，开关应处于 (选填“断开”或“闭合”)状态。 (2)如图17-3-9甲所示，是小红未连接完的实物图，请你用笔画线代替导线，将图中的电路连接完整，要求：滑动变阻器的滑片向右移动时接入电路的阻值变小。 　　　　　 甲 　　 乙 图17-3-9 (3)电路连接好后，小红进行实验，记录的数据如下表，其中第3次实验电流表的示数如图17-3-9乙所示，读数为 A，第3次实验所测的电阻值为 Ω。 (4)由实验数据可知，的阻值为 Ω。 实验序号U/VI/AR/Ω130.2611.522.40.21232
答案：(1)断开 (2)如图17-3-10所示 (3)0.16 12.5 (4)12 图17-3-10 解析：(1)在连接电路的过程中，开关应处于断开状态。(2)滑动变阻器的滑片向右移动时，接入电路的阻值变小，所以滑动变阻器接右下接线柱，实物连接图如图17-3-10所示。(3)由题图乙知，电流表量程是0～0.6 A，分度值是 0.02 A，电流表示数是0.16 A；由表中实验数据知，第3次实验所测的电压 2 V，本次实验所测电阻值。 (4)电阻的阻值 。 4.物理学习小组在“测量定值电阻阻值”的实验中： (1)请用笔画线代替导线，将图17-3-11中实物图连接完整。 图17-3-11 (2)闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应移到 端(选填“A”或“B”)。 图17-3-12 (3)小组同学在连线时，不小心将线连错了，开关闭合后，移动滑动变阻器的滑片P时，发现电流表示数变大，电压表示数却变小，产生这一现象的原因是 。纠正错误后，移动滑动变阻器的滑片P，使电压表的示数为3 V时，电流表的示数如图17-3-12所示，则该定值电阻阻值为 Ω。他们认为这个结果就是定值电阻的准确阻值。你认为合理吗？ 。理由是 。 (4)小明同学做完该实验后，又思考该电路还能用来研究 实验。(写出一条即可) 答案：(1)如图17-3-13所示 图17-3-13 (2)B (3)电压表与滑动变阻器并联了 10 不合理 没有多次测量取平均值 (4)电流与电压的关系(其他合理即可) 解析：(1)滑动变阻器按“一上一下”的原则串联在电路中，只要把开关与任意一上方接线柱连接即可。(2)闭合开关前，滑动变阻器的滑片应位于最大阻值的B端，这样电路中的电流会最小，能起到保护电路的作用。(3)移动滑动变阻器滑片P，电流表示数变大，说明电路中电流变大，则滑动变阻器连入电路中的电阻变小；根据欧姆定律可知，定值电阻两端的电压变大，滑动变阻器两端的电压变小，而电压表的示数却变小，故产生这一现象的原因是电压表并联在滑动变阻器两端。由图可知，电流表的量程为0～0.6 A，分度值为0.02 A，所以电流表的示数为0.3 A，定值电阻的阻值。仅做一次测量，测量误差较大，应移动滑动变阻器滑片，改变被测电阻两端的电压，进行多次测量求平均值。(4)该电路中通过不断地移动滑动变阻器的滑片，可以改变电阻两端的电压和通过电阻的电流，故可以用来探究电流与电压的关系。 5. （2019 四川攀枝花中考）某学习小组的同学为测量小灯泡在不同电压下的电阻，设计了实验电路并进行了部分连接，如图17-3-14甲所示。 　　　 甲　　　　　　　　　　　　乙 图17-3-14 （1）请将图甲中的实物电路补充完整。 （2）为了保护电路，闭合开关S前，应将滑片P移到滑动变阻器的__________（选填“左”或“右”）端。 （3）闭合开关S，该小灯泡正常发光，调节滑动变阻器，让电压逐次降低，测量的数据如下表： 数据序号1234567发光情况明亮不很亮不亮较暗微光熄灭熄灭电压U/V2.52.11.71.30.90.50.1电流I/A0.280.240.210.190.160.05计算的额电阻R/Ω8.97.16.24.73.12.0
当电压表的示数为2.1V时，电流表的示数如图乙所示为___________A，此时小灯泡的电阻为___________Ω。 （4）分析表中数据，可以发现小灯泡的电阻随电压的减小而___________。 答案：（1）如图17-3-15所示 （2）右 （3）0.26 8.1 （4）变小 图17-3-15 解析：（1）电源电压为3V，故电压表选用小量程与灯并联。（2）为了保护电路，闭合开关S前，应将滑片P移到滑动变阻器的阻值最大处，即最右端。（3）电流表选用小量程，分度值为0.02A，读数为0.26A，小灯泡的电阻。（4）分析表中数据，可以发现小灯泡的电阻随电压的减小而变小。 板书设计 第3节 电阻的测量 第1课时 伏安法测电阻 1.测量电阻的原理：。 图17-3-16 用电压表测出待测电阻两端的电压U，用电流表测出通过待测电阻的电流I，然后代入公式计算出电阻。 2.设计实验： (1)设计电路图(如图17-3-16所示)。 (2)设计实验表格 实验序号电压U/V电流I/A电阻R/Ω电阻的平均值/Ω123
(3)减小误差的方法：多次测量求平均值。 3.进行实验与注意事项。 4.分析与论证。 5.评估交流。 第2课时 电阻的特殊测量 教学过程 引入新课 师：伏安法是测量电阻的一种基本方法。那么，只用一个电压表能不能测出电阻呢？ 师：测量电阻的原理是欧姆定律的变形式，所以必须想办法得到待测电阻两端的电压和通过待测电阻的电流。 没有电流表，但是可以借助于电压表和一个阻值已知的电阻得到电路中的电流，也就是电阻和待测电阻串联，电压表与电阻并联，利用计算出电路中的电流，利用串联电路中电流处处相等，得到通过的电流，然后再把电压表与并联，最后根据。计算出待测电阻的大小。 没有电压表，但是可以借助于电流表和一个阻值已知的电阻得到电路中的电压，也就是电阻和待测电阻并联，电流表与电阻串联，利用计算出电路两端的电压，利用并联电路中两端的电压相等，得到两端的电压，然后再把电流表与串联，最后根据计算出待测电阻的大小。 讲授新课 一 、 安阻法测电阻 器材实验电路图实验步骤及表达式变式实验电路图电源、开关（单刀单掷开关、单刀双掷开关）、电流表、已知阻值的定值电阻、导线若干、未知电阻1.闭合开关S，测出通过电阻R的电流； 2.拆下电流表，接到另一条支路上，测出通过的电流； 3.未知电阻 1.闭合开关S，读出电流表的示数； 2.断开开关S，读出电流表的示数； 3.未知电阻 1.开关S拨到a，读出电流表的示数； 2.开关S拨到b，读出电流表的示数； 3.未知电阻
例1 （2019 湖南益阳中考）测电阻的电路如图17-3-17甲所示，电源电压恒定，为定值电阻，部分实验步骤如下： 甲　　　　　　　乙　　　　　　　　　　　丙 图17-3-17 （1）开关闭合前，滑动变阻器的滑片P应该移到 （选填“A”或“B”）端。 （2）连接好电路，闭合开关，移动滑动变阻器滑片P，某次电流表的示数如图乙所示，读数为 A。 （3）若测得电流表A1的示数为，电流表的示数为，则 （用题中字母表示）。 （4）多次移动滑动变阻器的滑片P，记录每次实验中电流表A1、A2的示数，得到了如图丙所示的图象。若，由图象求得被测电阻的阻值= Ω。 解析：（1）开关闭合前，滑动变阻器R的滑片P应该移到阻值最大处的 B端。（2）电流表选用小量程，分度值为0.02A，读数为0.34A。（3）电流表测待测电阻的电流，电流表测干路电流，若电流表的示数为，电流表的示数为，通过定值电阻的电流，电源电压 ，未知电阻。（4）图象为过原点的直线，即正比例函数图象，由图知，当时，，故，通过的电流，根据并联电路的特点，， ，则。 答案：（1）B （2）0.34 （3） （4）10 【跟踪训练】 1. 用伏安法测电阻，实验电路如图17-3-18甲所示。 　　　　　 甲　　　　　　　　　　　　　　　乙 　　　　　　 丙　　　　　　　　　　　　　　　　丁 图17-3-18 （1）大山同学在实验中的某次测量，电压表与电流表的读数如图乙所示，则此时待测电阻的阻值为___________Ω。请你根据图甲的电路图，在图丙中用笔画线代替导线帮大山同学连接实物图（导线不能交叉）。 （2）实验中，如果电压表突然损坏，已知滑动变阻器的最大阻值为，被测电阻的阻值为，电源电压保持不变，但电源电压未知，请你利用剩下的器材测出，先在方框内画出此时的实验电路图，再简要写出实验过程和计算的表达式。 a.实验过程：　①_____________________________________； ②____________________________________________________________。　 b.的表达式：=_____________。 解析：（1）由图乙可知，通过小灯泡的电流，小灯泡两端的电压，此时小灯泡灯丝的电阻值。由图乙可知，电压表选择的量程为0～3 V，电流表选择的量程为0～0.6 A。将电流表、被测电阻以及滑动变阻器串联连接，电压表并联在被测电阻两端，滑动变阻器按“一上一下”的原则连接。（2）如果电压表损坏，已知滑动变阻器的最大阻值为，电源电压保持不变，可将电压表拆去，可用剩余电路进行测量。a、实验步骤：①测量时，先将滑片移至最右端，测出此时的电流，则电源电压；②将滑片移至最左端，测出此时的电流，则电源电压。b、因电源电压保持不变，所以，解得：。 答案：（1）20 如图17-3-19甲所示 （2）如图17-3-19乙所示 a、①测量时，先将滑片移至最右端，测出此时的电流 ②将滑片移至最左端，测出此时的电流 b、 　　　　　　 甲　　　　　　　　　　　　　　　乙 图17-3-19 二、 伏阻法测电阻 器材实验电路图实验步骤及表达变式实验电路图电源、开关（单刀单掷开关、单刀双掷开关）、电压表、已知阻值的定值电阻R、导线若干、未知电阻1.闭合开关S，测出两端的电压； 2.拆下电压表，并联在电阻R两端，测出电阻R两端电压； 3.未知电阻 1.闭合开关S，读出电压表的示数U； 2.断开开关S，读出电压表的示数； 3.未知电阻 1.开关S拨到a，读出电压表的示数； 2.开关S拨到b，读出电压表的示数； 3.未知电阻
例2 （2019 四川自贡中考）小聪同学用伏安法测电阻，实验电路图如图17-3-20甲所示。 　　　　　　 甲　　　　　　　　　　乙　　　　　　　　　　　丙 图17-3-20 （1）该实验的原理是 。 （2）闭合开关S前，滑动变阻器滑片P应置于 端（选填“a”或“b”）。 （3）假如小聪同学用完好的器材按如图甲所示实验电路图正确连接电路，实验时正确操作，刚一“试触”，就发现电流表的指针迅速摆动到最大刻度，其原因可能是：① ；② 。 （4）调整后，小聪同学重新按图甲所示的实验电路图正确连接电路，进行实验，某次实验中电压表示数如图乙所示，电流表示数如图丙所示，则被测电阻 Ω。 （5）若滑动变阻器的最大阻值为，被测电阻的阻值为，实验过程中电流表突然损坏，不能正常使用了，他想出一个方法，在撤掉电流表的情况下，利用现有的器材，也能测出电阻的阻值。 实验步骤如下： ①将滑动变阻器滑片滑到a端，闭合开关S，读出电压表的读数，记为； ② ； ③读出滑动变阻器的最大值； ④则被测电阻的阻值为： （写出表达式）。 解析：（1）伏安法测电阻的原理是或欧姆定律。（2）为保护电路，闭合开关前，应将滑片移至连入电路阻值最大处，即b端。（3）刚一“试触”，就发现电流表的指针迅速摆动到最大刻度，说明电路中的电流较大，可能是电源电压过大，或电流表的量程选择偏小，或滑动变阻器的最大阻值偏小。（4）电压表选择的量程为0～3V，示数为2.4 V；电流表选择的量程为0～0.6A，示数为0.3A。则。（5）①将滑动变阻器滑到a端，闭合开关S，读出电压表的读数，记为，即电源电压为；②将滑片移至b端，闭合开关S，读出此时电压表的示数为，则滑动变阻器两端的电压为，电路中的电流，则。 答案：（1） （2）b （3）电源电压过大 选用电流表的量程太小 （4）8　（5）将滑动变阻器滑片滑到b端，闭合开关S，读出电压表的读数，记为 【跟踪训练】 2.小明在实验室做“伏安法测电阻”实验，他连接的电路如图17-3-21甲所示。 甲　　　　　　　　　乙　　　 　　丙　　　　　丁 图17-3-21 （1）为完成实验，请用笔画线代替导线，将甲图连接完整。 （2）闭合开关发现电压表有示数，电流表无示数，故障原因可能是 。 （3）排除故障后进行测量，当电压表的示数为时，电流表的示数如图乙所示，则电流表的示数为 A，根据实验数据可得 Ω。电路中使用滑动变阻器的目的除了保护电路外，还 。 （4）小明又设计了如图丙所示的电路图，其中定值电阻的阻值已知，先闭合开关S，记下电压表的示数；再断开开关S，记下电压表的示数，则待测电阻 。（用已知量和测量量表示） 同桌小波也设计了一个测定未知电阻的电路图，如图丁所示，小明看到后判断该电路无法测出电阻的阻值，这是因为 。 解析：（1）滑动变阻器按“一上一下”接入电路中与电阻串联；电源电压为3V，电压表应选用小量程与电阻并联。（2）电压表有示数，说明电压表正负接线柱与电源正负极连通，电流表无示数，故障原因可能是电阻断路或电流表短路。（3）电流表选用小量程，读数为0.5 A， 。为减小误差要多次测量取平均值，故电路中使用滑动变阻器的目的除了保护电路外，还有改变电阻两端的电压和电流的作用。（4）闭合开关S，定值电阻短路，记下电压表的示数，即电源电压，再断开开关S，两电阻串联，记下电压表的示数，，待测电阻。图丁电路，无论开关断开还是闭合，电压表只测量电源电压，故该电路无法测出电阻的阻值。 答案：（1）如图17-3-22所示 （2）电阻断路（电流表短路） （3）0.5 4.8 改变电阻两端的电压和电流　（4） 无论开关断开还是闭合，电压表只能测量电源电压 图17-3-22 三、 替代法测电阻 器材电路图实验步骤及表达式变式实验电路图电源、开关、电流表、电阻箱、导线若干、未知电阻1.开关S拨到a，读出电流表的示数I； 2.开关S拨到b，调节电阻箱，使电流表的示数也为I； 3.读出电阻箱的示数R，则电源、开关、电压表、电阻箱、导线若干、未知电阻1.开关S闭合，读出电压表示数U； 2.把电压表拆下来并联在R的两端，闭合开关S，调节电阻箱，使电压表的示数为； 3.读出电阻箱的示数R，则
例3 （2019 南京中考）有两只阻值未知的定值电阻、。 （1）图17-3-23甲是用伏安法测阻值的实物电路，电源电压恒为，滑动变阻器最大阻值为。 ①甲图中有一根导线连接错误，请在该导线上画“×”并在图上改正（所画的导线用实线且不能交叉）。 ②改正电路后，闭合开关，发现无论怎样移动滑动变阻器滑片，两电表均无示数，其原因可能是_____________。（填字母） A．滑动变阻器断路 B．断路 C．短路 ③故障排除后，正确操作实验器材，移动滑片，当电压表示数为时，电流表示数如图乙所示，则待测电阻=________Ω。 ④现有以下三组数据，分析可知，不可能通过以上实验获得的数据有_____________（填序号）。 实验序号/V/A/Ω10.80.221.60.431.90.475
（2）图丙是能巧测阻值的实验电路图。图中为电阻箱，为定值电阻（阻值未知），要求仅利用电阻箱读数表达的阻值请在空白处填上适当内容。 ①将开关接a，调节电阻箱和滑动变阻器滑片至适当位置，记下____________________________________________________； ②将开关接b，调节_____________，保持_____________不变，记下_____________； ③则_____________。 甲　　　　　　　　　　　　乙　　　　　　　丙 图17-3-23 解析：（1）①电阻与变阻器并联、电压表串联在电路是错误的，电阻应与电流串联，电压表应与电阻并联。②若滑动变阻器断路，整个电路断路，两表都没有示数，A选项符合题意；若断路，电压表串联在电路中测电源电压，有示数，B选项不符合题意；若短路，电流表有示数，C选项不符合题意。③电流表选用小量程，读数为0.3 A，待测电阻。④电路中的最小电流，电流表分度值为0.02 A，故不能得到0.475 A，即不可能通过以上实验获得的数据有1、3。（2）①将开关接a，调节电阻箱和滑动变阻器滑片P至适当位置，记下电流表的示数I和电阻箱的阻值；②将开关接b，调节电阻箱，保持电流表示数不变，记下电阻箱R的阻值；③根据等效替代法，则，故。 答案：（1）①如图17-3-24所示 ②A ③4 ④1、3 （2）①电流表的示数和电阻箱的阻值 ②电阻箱 电流表示数 电阻箱的阻值 ③ 图17-3-24 【跟踪训练】 3.（2019 浙江衢州中考）小科按照实验要求，设计测量未知定值电阻阻值（范围为400～600Ω）的实验。 器材：干电池两节（总电压为2～3 V），电压表（量程0～3 V、0～15 V）、电流表（量程0～0.6 A、0～3 A）、滑动变阻器（500 Ω 0.5 A）各一个，开关、导线若干。 　　　　 　　　　　　　　　甲　　　　　　　　　　　乙 图17-3-25 （1）要求一：测算出，且实验过程中不能拆接电路。 小科设计实验电路如图17-3-25甲。请分析： ①小科在设计实验前通过估算发现，用所提供的电流表无法测量出电路中的电流，其原因是_________________________。 ②实验时，先将变阻器滑片移到某一位置a处，读出电压表示数为，即为电源电压；再将变阻器滑片移到另一位置b处，读出电压表示数为，则就是此时滑动变阻器两端的电压。根据相关数据计算的阻值。实验中滑片P所在的a、b处分别对应的位置是：__________________________________。 （2）要求二：增加一个电学器材实现阻值的直接读取，且电路只能连接一次。 小科増加了一个阻值可连续调节且可读数的变阻器Y，重新设计了图乙电路。实验步骤如下： ①闭合开关S、S1，调节滑动变阻器使电压表示数为2 V； ②再断开开关S1，闭合开关S2，__________________________________，读取此时Y的数值。Y的示数即为的阻值。 解析：（1）①见答案。 ②实验时，先将变阻器滑片P移到某一位置a处，读出电压表示数为，即为电源电压，可知a点在最右端；再将变阻器滑片P移到另一位置b处，读出电压表示数为，则就是此时滑动变阻器两端的电压，若要计算出的阻值，需要知道滑动变阻器的阻值（只有最大阻值已知），所以b点在最左端。 （2）①先闭合开关S、，调节滑动变阻器使电压表示数为2 V；②再断开开关，闭合开关，调节Y的阻值，使电压表示数为2 V，读取此时Y的数值。电源电压不变，两次电压表的示数相等，则Y的示数即为的阻值。 答案：（1）①电路中的最大电流约为（电流表小量程分度值），故电流表无法测量电路中的电流　②a点在最右端 b点在最左端 （2）调节Y的阻值，使电压表示数为2 V 课堂小结 在伏安法测电阻的实验中，若电压表或电流表损坏，可以利用等效思维设计实验电路，即利用电压表和一个已知阻值的定值电阻代替电流表，利用电流表和一个已知阻值的定值电阻代替电压表。或者利用滑动变阻器的最大阻值已知，结合电压表或电流表利用等效思维设计实验电路测量未知电阻。 当堂达标 1.如图17-3-26所示，几个同学在只有电流表或电压表时，利用一个已知阻值的电阻设计了四个测未知电阻的电路，其中不可行的是( ) A B C D 图17-3-26 解析：在A选项中，电压表测两端的电压，电压表测两端的电压，根据欧姆定律可计算出电路中的电流，则，A选项可行；在B选项中，电流表测通过的电流，电流表测通过的电流，则两端的电压(电源电压)为，根据欧姆定律可得的阻值，B选项可行；在C选项中，只能得到通过的电流，而无法得到两端的电压，故不能测得的阻值；在D选项中，当开关闭合时，可测出电源电压，当开关断开时，电压表测两端的电压，电阻两端的电压，则电路中的电流，故，D选项可行。 答案：C 2.小亮在做“测量小灯泡的电阻”实验中，所用小灯泡上标有“2.5 V”字样。 (1)图17-3-27是小亮未连接好的电路，请你用笔画线代替导线，将实物图补充完整。 图17-3-27 (2)电路连好后，小亮分别测出了小灯泡的几组电压和电流值，记录在表 格中。 实验序号123U/V2.02.52.8I/A0.220.250.26R/Ω
①小灯泡正常工作时的电阻为 Ω。 ②小亮从数据中发现，小灯泡的电阻是变化的，你认为影响其变化的主要因素是 。 (3)完成上述实验后，小亮看到滑动变阻器的铭牌模糊不清，于是想测量滑动变阻器的最大阻值。他从实验室找来一个阻值已知为的定值电阻替换了灯泡。同时撤去了发生故障的电流表，并利用余下器材(电压未知的电源、量程合适的电压表、滑动变阻器、开关各一个，导线若干),在不改动电压表位置及连线的情况下，很快测出了的大小。 ①请把你设计的电路图画在线框内。 ②简述实验步骤及要测量的物理量并用相应字母表示： (a) ； (b) 。 ③= (用已知量和测量量表示)。 解析：(1)小灯泡额定电压为2.5 V，电压表选择0～3 V量程，电压表与小灯泡并联，滑动变阻器已连接下面接线柱，上面接线柱任意选择，把滑动变阻器串联在电路中，如图17-3-28甲所示。(2)。根据，分别求出第1、2、3次实验电阻为9 Ω、10 Ω、10.8 Ω。实验过程中，灯丝长度、横截面积、材料不变，电压不同、温度不同，电阻不同。(3)如图17-3-28乙所示，无电流表时，定值电阻与滑动变阻器串联，电压表与定值电阻并联，滑片在阻值最小处为0时，电压表测电源电压，滑片移到最大阻值时，电压表测定值电阻两端电压，此时定值电阻与滑动变阻器电流相等，所以,所以。 答案：(1)如图17-3-28甲所示 (2)①10 ②温度 (3)①如图乙所示 ②(a)将滑动变阻器的滑片调到阻值最小处，记下电压表的示数 (b)将滑动变阻器的滑片调到阻值最大处，记下电压表的示数 ③ 　　 甲 乙 图17-3-28 3.为测量电阻的阻值，老师提供了以下器材：待测电阻、已知阻值的定值电阻一个、电压不变但电压值未知的电源一个、电流表一个、开关两个、导线若干。从中选择器材按下述要求完成实验。 (1)将所设计的电路图画在线框内； (2)写出实验步骤； (3)利用测得数据写出待测电阻的表达式：= 。 解析：这是一道测量电阻的实验探究题。由于实验器材中没有提供电压表，但是提供了一个阻值已知的定值电阻，因此，可以考虑将测量定值电阻两端的电压转换为测量电路中的电流，从而间接测得未知电阻两端的电压。 答案：方法一： (1)电路图如图17-3-29所示。 图17-3-29 (2)实验步骤： ①按电路图连接电路。 ②闭合开关，断开开关，读出此时电流表的示数。 ③闭合开关，断开开关，读出此时电流表的示数。 ④根据所测数据计算得出的阻值。 (3)。 方法二： (1)电路图如图17-3-30所示。 图17-3-30 (2)实验步骤： ①按电路图连接电路。 ②闭合开关、，读出此时电流表的示数。 ③闭合开关，断开开关，读出此时电流表的示数。 ④根据所测数据计算得出的阻值。 (3)。 点拨：在分析解答缺少一个电表测量电阻的题目时，要根据测量原理，通过转换的思想来分析解答问题。即在缺少电流(电压)表的情况下，将测量待测电阻的电流(电压)转换为测量定值电阻的电压(电流)，结合定值电阻的阻值计算出待测电阻的电流(电压)，从而使问题得到解决。 板书设计 第3节 电阻的测量 第2课时 电阻的特殊测量 1.原理：。 2.设计思路：用一个电压表和一个阻值已知的电阻得到通过待测电阻的电流。 用一个电流表和一个阻值已知的电阻得到待测电阻两端的电压。 教学反思