九年级物理上册（北师大版）同步导学案：第12章第2节 根据欧姆定律测量导体的电阻

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二、根据欧姆定律测量导体的电阻
基础知识 基础技能
1．测量电阻的原理
(1)实验原理
根据欧姆定律I＝可得到R＝，测出待测电阻两端的电压和通过它的电流，就可以求出导体的电阻。这种方法需要同时用电压表测电阻两端的电压和用电流表测通过电阻的电流，测量的原理就是欧姆定律。由于实验中需要测量电压和电流，所以这种方法叫做伏安法。
(2)实验设计
根据实验原理，实验需要同时用电压表与待测电 ( http: / / www.21cnjy.com )阻并联测电阻两端的电压，用电流表与待测电阻串联测通过电阻的电流。为了在电阻中形成电流，还需要有电源。为了减小测量的误差，要多测几组数据，用平均值作为最后的测量结果，所以在测量时要能够改变电阻两端的电压和通过的电流。为了保护电路和调节改变电压和电流，电路中需要串联上滑动变阻器，另外还需要导线若干。21·世纪*教育网
滑动变阻器在本实验中有什么作用？
滑动变阻器在本节的实验中的作用有两个：一是保护作用；二是调节作用，改变电阻两端的电压和通过电阻的电流。2-1-c-n-j-y
(3)实验电路
如图所示。
【例1】 用如图所示的仪器测电阻R的电阻值。
(1)将图中的电路，连成正确的测量电路。
(2)电路中的滑动变阻器对电路起保护作用， ( http: / / www.21cnjy.com )因此开关闭合前，其滑片应移到最__________端(选填“左”或“右”)；实验过程中，滑动变阻器还有另一个作用是_____ ____________________。21cnjy.com
(3)如果电路中电流表、电压表的读数如图所示，电流表的读数为__________，电压表的读数为__________。【来源：21cnj*y.co*m】
解析：由于电源由两节干电池 ( http: / / www.21cnjy.com )组成，其电压为3 V，故电压表的量程选0～3 V即可。滑动变阻器上下各选一个接线柱，连接左端或右端都可，它在电路中的作用是改变电阻两端的电压大小和通过电流的大小，从而达到多次测量取平均值以减小误差的目的。开关闭合前，其滑片应移到阻值最大处，若滑动变阻器右端接入电路，其滑片应移到最左端。电流表读数为0.4 A，电压表的读数为2.4 V。【出处：21教育名师】
答案：(1)如图所示。
(2)左　改变电阻两端的电压大小和通过电流的大小，从而达到多次测量取平均值以减小误差的目的。
(3)0.40 A　2.4 V
2．测电阻的实验过程
(1)实验步骤
①按前面设计的电路图连接电路。连接过程 ( http: / / www.21cnjy.com )中注意开关要断开；连接完后要检查电流表、电压表的正负接线柱的连接是否正确、电流表与电压表位置是否正确(特别防止交换位置)、滑动变阻器的接线柱的选择是否正确；线路的连接是否正确，特别要避免线芯暴露太长，致使电阻两端的线芯相碰(这是短路，闭合电路后电流很大，可能会烧坏电流表和电源)。
②把滑动变阻器的阻值调到最大，闭合 ( http: / / www.21cnjy.com )开关，观察电流表和电压表示数，用滑动变阻器调节电流表和电压表的示数到适当值并记录。闭合开关前如果不能估计电流的大小，要用电流表的较大量程进行试触，确定出合适的量程。21·cn·jy·com
③用滑动变阻器调节电阻两端的电压和通过的电流，测出几组数据，把数据记录在下表中。在调节时注意把数据调节成整数，这样有利于计算和分析。www-2-1-cnjy-com
(2)数据记录
实验次数 电压U/V 电流I/A 电阻R/Ω 电阻平均值
1
2
3
电阻平均值的计算式R＝。
(3)实验时应注意的问题
①按电路图连接实物时，开关应是断开的，合上开关之前，滑动变阻器应调到阻值最大处。
②电压表、电流表的量程选择要适当，尽量让其在读数时指针有较大地偏转。
③要进行多次测量，用多次测量的电阻 ( http: / / www.21cnjy.com )的平均值作为结果，而不是电压值、电流值分别平均后再求电阻。因为整个实验过程中，电阻是个不变的量，电流是随电压的变化而变化的。
【例2】 在用“伏安法测导体电阻”的实验中。
(1)小明连接的实物电路如图所示。其中有几处是错误的，请在错误之处打“×”并改正。
(2)下表是小明同学拟出的实验报告，请将下述报告中的三处空白补充完整。
实验名称 用“伏安法”测电阻
实验目的 测定未知电阻R的阻值
实验原理 欧姆定律 实验电路图
实验步骤 ①按照电路图连接电路，调节滑动变阻器金属滑片P在__________，使其连入电路中的电阻最大。②闭合开关，调节金属滑片P，读出电压表和电流表的示数。③根据测量的电压值和电流值，求出R的阻值。
实验记录 电压U/V 电流I/A 电阻R/Ω
2.0 0.20
实验结论 略
(3)从“实验步骤”看，存在的主要缺陷是什么？
解析：(1)实物电路中存在两处错误：电流表正 ( http: / / www.21cnjy.com )负接线柱接错；电压表未并联在被测电阻两端。(2)滑动变阻器的滑片应滑到阻值最大处，即滑到B端(或右端)；从小明的数据可以看出，导体的电阻R＝＝＝10 Ω。(3)从“实验步骤”看，存在的主要缺陷是没有多次测量求平均值以减小误差。21教育网
答案：(1)如图所示
(2)电路图如图所示　B端(或右端)　10
(3)没有多次测量求平均值
基础方法 基本能力
3．如何准确测量电阻
(1)电源电压的选择
考虑待测电阻的阻值，结合电路中电流大小，选择合适的电源。
(2)电表量程的选择
在测量过程中，电表量程的选择要考虑两方面的因素：
①量程选择过小，不能满足实验需要，还可能损坏电表，比如通过待测电阻的电流约为1 A，而选择了0～0.6 A量程，这显然是不正确的；www.21-cn-jy.com
②量程选择过大，指针偏转角 ( http: / / www.21cnjy.com )度小，读数误差大，不准确，一般来说，实验开始都要先选择大量程，然后通过试触的方法确定合适量程，在量程适用范围内要尽量选择小量程。
(3)多次测量取平均值。
为了尽可能地使测量准确，要经过多次测量最后取平均值。电路中的电压、电流的变化可通过滑动变阻器来调节。2·1·c·n·j·y
特别提醒：在电流表、电压表的读数过程中，一般只需精确到分度值所在值即可，这一点不同于长度测量。
【例3－1】 在“伏安法 ( http: / / www.21cnjy.com )测电阻”的实验中，如果被测电阻大约为80 Ω，选用的电源电压为1.5 V，选用的电流表量程为0～0.6 A，对于电流表和电源电压的选择，下列说法正确的是(　　)【来源：21·世纪·教育·网】
A．电源选择错误，可能会烧坏电源
B．电流表量程不合适，因此电流表无示数
C．电源电压选择不当，电路中电流过小，电流表指针偏转角度太小，读数误差大
D．电流表量程选择错误，读数误差较大
解析：由欧姆定律计算可知I＝＝≈0.02 A，远小于0.6 A。电流表指针偏转角度很小，读数误差较大，但是电流表量程已经是较小量程，所以应该是电源电压选择不当。
答案：C
【例3－2】 小辉同学用伏安法测导体的 ( http: / / www.21cnjy.com )电阻，实验方案和操作过程均正确，两表的连接和示数如图所示。这个实验可以改进的地方是____________，你这样改的理由是____________________。【版权所有：21教育】
解析：从两表的连接和示数可以看出，电流表指针偏转过小，说明其量程选择太大，为减小读数的误差，应换小量程。21教育名师原创作品
答案：电流表改用小量程　可以减小电流表读数的误差
思维拓展 创新引用
4．测电阻的常见故障分析
常见故障 产生的现象
灯泡短路 电压表无示数，电流表有示数，灯泡不发光
灯泡开路 电流表无示数，电压表示数为电源电压，灯泡不发光
电压表与电流表互换位置 电流表无示数，灯泡不发光，电压表示数为电源电压
滑动变阻器的接线柱为“两上”或“两下” 无论怎样移动金属滑片，电压表和电流表示数不变，灯泡亮度不变
【例4】 在一次实验技能测试中，实 ( http: / / www.21cnjy.com )验室准备的器材有：电源、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、待测电阻及导线若干。在做测电阻的实验时，小明在连接电路过程中，由于疏忽，把电压表和电流表的位置给颠倒了，其他连接正确无误。这个电路闭合开关后所产生的现象是(　　)21世纪教育网版权所有
A．电流表有读数，电压表的读数几乎为零
B．电压表将被烧坏
C．电压表有读数，电流表的读数几乎为零
D．电流表将被烧坏
解析：在做测电阻的实验时，把电压表和电流 ( http: / / www.21cnjy.com )表的位置给颠倒了，即将电压表串联在电路中，由于电压表电阻很大，所以电路中电流会很小，电流表的读数几乎为零，而这时的电压表相当于接在了电源的两端，测量的是电源的电压，所以电压表的读数约等于电源电压，故正确选项为C。　　21*cnjy*com
答案：C
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