人教版九年级物理 第十七章欧姆定律第3节电阻的测量（教学设计）

人教版九年级物理 第十七章欧姆定律
第3节 电阻的测量（教学设计）
【课题】第3节 电阻的测量
【学习目标】
1.进一步掌握电压表和电流表的使用方法。
2.学会用伏安法测量电阻。
3.通过实验加深对欧姆定律及其应用的理解。
4.在实验操作的过程中，培养认真严谨、实事求是做好实验的科学态度。
【学习重点】
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。
【学习难点】
分析实验数据发现和得到规律，加深对电阻概念的认识和理解。
【教具准备】干电池组（带电池盒）或学生电源、电压表、电流表、定值电阻（或带灯座的小灯泡）、开关、滑动变阻器、导线若干。
【巩固复习】
引导学生复习欧姆定律，根据欧姆定律公式I=U/R，变形为R=U/I，对应电阻，只要用电压表测量出两端的电压U，用电流表测量出通过的电流I，利用关系式R=U/I就可计算出电阻值。
【新课导入】
问题：如图所示，实验室里有一个电阻器。如果你不知道它的电阻，用什么办法可以测量得到呢？
根据学过的欧姆定律我们知道，可以通过测量电阻器两端的电压和通过的电流来间接地测量电阻器的电阻。这种测量电阻的方法，有时简称为伏安法。
【板书课题】第3节 电阻的测量
【新课学习】知识点一 用电流表和电压表测量电阻
学生实验：用电流表和电压表测量电阻
实验思路
①把待测阻值的电阻R接入电路中，用电流表测出通过的电流I，用电压表测出两端的电压U，根据 R=U/I可以计算出电阻值的大小。
②改变电阻R两端电压的方法
为减小误差，应该改变待测电阻两端的电压进行多次测量求平均值作为测量结果。也可以用图像处理的方法求出电阻。
方案一：通过改变电池的节数改变待测电阻两端的电压。
方案二：使用滑动变阻器改变待测电阻两端的电压。 把滑动变阻器R′与待测电阻R串联在电路中，通过移动变阻器滑片的位置来改变待测电阻两端的电压。
③设计记录实验数据的表格
实验次数 电压U/V 电流I/A 电阻R/Ω 电阻的平均值R平/Ω
1
2
3
实验过程
①根据电路图连接电路。注意选择电压表和电流表的适当测量范围。
连接电路时开关要断开，变阻器的滑片要调节到使接入电路阻值最大端。
②闭合开关，读出电压表与电流表的示数，记入表格中。
③移动变阻器的滑片，改变待测电阻两端的电压和电流，读出电压表与电流表的示数，记入表格中。
④根据每组数据，分别计算出对应的电阻 R1、R2、R3，再计算出它们的平均值，即
引导学生用测量的数据，利用描点连线的方法作出电阻的U-I图象，然后利用图像求出电阻的电阻值。
播放实验视频：用电流表和电压表测量电阻
引导学生对比本组实验，进行分析、评估和交流。
【课堂练习】
【例题1】（2025年江苏扬州中考题） 用电压表和电流表测量定值电阻R的阻值。
如图，请用笔画线代替导线将电路连接完整；
正确连接好电路，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，发现电压表示数始终为零，电流表示数有变化，则故障是______；（写出一种可能的情况）
（3）排除故障，闭合开关前，小明观察到电流表示数为0.04A，由于没有螺丝刀，无法调零。继续实验，电流表示数为0.28A时，电压表示数如图，读数为______V，电阻R的阻值为______Ω。多次测量后，为了画出通过电阻R的电流随它两端电压变化的图像，应注意什么？__________________________________________；
（4）小明画出了如图的图像。发现图线与纵轴交点的纵坐标为0.04A，此数值恰与电流表未调零时的示数相同，他认为这是一种巧合。他的观点是否正确？______，请说明理由：____________________________________________________。
【答案】（1） （2）R短路
（3）2.4 10 应注意在坐标纸上正确标注横、纵坐标的物理量及单位、合理设置单位值，使图像能准确反映数据变化规律 （4）不正确 因为电流表未调零，其示数比实际通过R的电流大0.04A，在U-I图像中，当U=0时，对应的电流表示数为0.04A，即图线与纵轴交点的纵坐标为0.04A，这是电流表未调零导致的，不是巧合。
【解析】（1）实验中使用的电源是两节干电池组成的串联电池组，电压为3V，定值电阻R和滑动变阻器串联，两端的电压不高于电源电压。电压表并联在定值电阻两端，测量定值电阻R两端的电压，选用0～3V的测量范围；
（2）正确连接好实验电路，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，电流表示数有变化，说明电路没有发生断路，可能是某处短路，电压表示数始终为零，定值电阻两端电压为零，故障可能是定值电阻R短路。
（3）当电流表示数为0.28A时，实际电流为0.28A-0.04A=0.24A;电压表使用的测量范围是0～3V，分度值为0.1V，读数为2.4V；由欧姆定律得，电阻R的阻值为 ；
多次测量后，为了画出通过电阻R的电流随它两端电压变化的图像，应注意在坐标纸上正确标注横、纵坐标的物理量及单位、合理设置单位值，使图像能准确反映数据变化规律。
（4）小明的观点不正确。因为电流表指针未调零，其示数比实际通过R的电流大0.04A，在U-I图像中，当U=0时，对应的电流表示数为0.04A，即图线与纵轴交点的纵坐标为0.04A，这是电流表指针未调零导致的，不是巧合。
知识点二 用电流表和电压表测量小灯泡的电阻
想想做做
将电路中的电阻器换成小灯泡，用同样的方法测量小灯泡的电阻。多测几组数据，根据实验数据分别计算出小灯泡的电阻，比较计算出的几个数值。每次算出的电阻相同吗？有什么变化规律吗？如果出现的情况和测量电阻器的电阻时不同，你如何解释？
学生实验：用电流表和电压表测量小灯泡的电阻
实验思路
把待测阻值的小灯泡和滑动变阻器串联接入电路中，用电流表测出通过小灯泡的电流I，用电压表测出小灯泡两端的电压U，根据 R=U/I可以计算出小灯泡电阻值的大小。通过移动变阻器滑片的位置来改变待测电阻两端的电压，进行多次测量。
实验过程
①根据电路图连接电路。注意选择电压表和电流表的适当测量范围。
连接电路时开关要断开，调节变阻器的滑片使接入电路的阻值最大。
②闭合开关，读出电压表与电流表的示数，记入表格中。
③移动变阻器的滑片，改变待测电阻两端的电压和电流，读出电压表与电流表的示数，记入表格中。
④根据每组数据，分别计算出对应的小灯泡的电阻 R1、R2、R3 .
引导学生分析测量的实验数据和计算得出的小灯泡的电阻，思考：
（1）每次算出的电阻的大小相同吗 你认为原因是什么
（2）你能总结出变化规律吗
总结得出结论：（1）不相同。灯丝的电阻不同不是实验误差引起的，是因为灯丝的电阻随温度变化而变化。
（2）灯丝的电阻是变化的，灯丝的电阻与温度有关，当灯丝的温度升高时，灯丝的电阻增大。
引导学生用测量的数据，利用描点连线的方法作出小灯泡电阻的I-U图象，然后利用图像求出不同电压（或电流）对应的电阻值。
播放实验视频：用电流表和电压表测量小灯泡的电阻
引导学生对比本组实验，进行分析、评估和交流。
【课堂练习】
【例题2】用伏安法测量额定电压为2.5V小灯泡的电阻，实验装置如图甲。
（1）用笔画线代替导线将图甲电路连接正确；
（2）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片P置于最______端；
（3）闭合开关，定向移动滑片P，发现电表指针示数忽大忽小，且变化幅度较大。经检查，故障只发生在滑动变阻器，故障的原因可能是______；
A. 滑动变阻器短路
B. 滑动变阻器的滑片P与电阻丝接触不良
（4）排除故障，继续实验。实验小组设计如下表格并记录部分实验数据：
实验次序 1 2 3 4 5
电压U/V 0.9 1.3 1.7 2.1 25
电流I/A 0.20 0.22
0.28 0.30
电阻R/Ω 4.5 5.9
7.5
电阻平均值/Ω
①电压表示数为1.7V时，电流表示数如图乙所示，读数为______A；
②小灯泡正常发光时电阻为______Ω；（保留一位小数）
③表格中设计不合理的一项是______，原因是______________________________。
【答案】（1） （2）右 （3）B （4）①0.26 ② 8.3 ③电阻平均值 小灯泡的电阻会随温度变化而变化
【解析】（1）用伏安法测量额定电压为2.5V小灯泡的电阻，电压表要并联接在小灯泡两端，测量小灯泡两端的电压，选用0～3V的测量范围；
（2）为了保证电路安全，闭合开关前，应该将滑动变阻器调至接入电路电阻最大处，即将滑动变阻器的滑片P置于最右端。
（3）因为实验过程中电表指针示数忽大忽小，且变化幅度较大，说明电路某处接触不良。
（4）①由乙图可知，电流表所接量程为0～0.6A，分度值为0.02A，读数为0.26A；
②因为小灯泡的额定电压为2.5V，所以由第5次实验数据可知，小灯泡正常发光时电阻 ；
③因为小灯泡发光时会发热，所以小灯泡的电阻会随温度变化而变化，故表格中设计不合理的一项是电阻平均值.
知识点三 数字多用表
引导学生阅读：拓展实验 数字多用表
电流可以用电流表测量，电压可以用电压表测量， 那么电阻的大小是否能用仪器直接测量呢？
图是一种数字多用表， 可以用它测量电阻。
1.观察多用表，猜猜哪个挡位是测量电阻的。
阅读说明书，看看你的猜测是否正确。
用这个数字多用表测一测小灯泡通电前的电阻是多少，与前面实验测得的数据比较一下。
2. 说明书给出的一些参数如表格所示。观察这些参数，并选择合适的挡位，用数字多用表测一下干电池两端的电压。
【课后作业】练习与应用： 1、2、3、4题