12.2 根据欧姆定律测量导体的电阻
导学目标
1.能够应用欧姆定律学习一种测量电阻的方法；
2.进一步掌握电压表、电流表的使用方法及规则；
3.通过使用滑动变阻器，进一步理解滑动变阻器在电路中的作用，巩固滑动变阻器的正确使用方法.
重点：通过实验使学生学会用伏安法测电阻。
难点：进一步掌握正确使用滑动变阻器的方法。
自主学习
1.测电阻的实验名称 。
2.测电阻的原理 。
3.测电阻的实验器材 。
4.画出实验电路图。
5.根据电路图连接实物图。
合作探究
一、实验准备
1.根据欧姆定律的公式___________,可以得出计算电阻的表达式:___________；
2.用电压表测出电阻两端的______，用电流表测出流过电阻的______，然后根据__________计算出导体的阻值，这种方法叫做______法。
3.实验原理：____________，需要测量的物理量:____________，实验器材：_____________________________________________。
4.在虚线框内画出实验电路图。
二、进行实验
1.根据电路图连接电路。连接电路时要注意：
①连接电路时开关应当 的（填断开或闭合）；
②电流表必须 联在被测电路中，必须使电流从电流表的 接线柱流入、从电流表的 接线柱流出；
③电压表必须 联在被测电路两端，必须使电流从电压表的 接线柱流入、从电压表的 接线柱流出；
④滑动变阻器应 联在被测电路中．连接时滑片应该移到阻值 位置 。滑动变阻器的两根线的接线原则是 。
2.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。
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。
4.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
5.评估：计算出的每次测量的电阻值，通过比较，它们的大小______(相同/不同)，你对这一现象的解释是:_______________________________________________________。
当堂检测
1.一个阻值为20的电阻，接在由4节干电池串联组成的电源上，要测这个电阻中的电流和两端的电压，电流表和电压表选的量程应为 ( )
A．0～0.6A 0～3V B．0～0.6A 0～15V
C．0～3 A 0～3V D．0～3 A 0～15 V
2.黄玲同学测量小灯泡的电阻时，连接的电路如图所示，当他闭合开关后，发现小灯泡正常发光，电压表示数正常，电流表的示数为零，他分析可能有以下几种原因，你认为正确的是（ ）
A．连接灯泡时用导线将两个接线柱短路了
B．连接电流表时用导线将两个接线柱短路了
C．电流表内部线圈烧断了
D．电流表完好，接线柱没有与导线接通
3.一个额定电压为3.8V的小灯泡，小明在1.2V下测出它的电阻，接着又将灯泡两端电压调到3.8V测出其电阻，小明发现后一次电阻比第一次大得多，这是因为（ ）
A．实验方法不对 B．实验误差
C．导体的电阻跟温度有关 D．实验错误
4.某同学在“测量小灯泡的电阻”时，测得小灯泡两端的电压为3V，通过小灯泡的电流为0.3 A，则这个小灯泡的电阻是_____；当他调节滑动变阻器，使小灯泡两端的电压变为2.5 V时，通过小灯泡的电流为_____A。
5．一种电工工具由一个小灯泡L和一个定值电阻R并联而成，通过L、R的电流跟其两端电压的关系如图6所示。由图6可得定值电阻R的阻值为 Ω；当把这个工具接在电压为2V的电路两端，L、R并联的总电阻是 Ω。
6.小明测量某电阻R的阻值时，已连接电路如图所示：
（1）同桌又补了一根导线，使电路完整。请你在图中画出这根导线。
（2）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片滑到 端（请选“A”或“B”）；
（3）小明正确操作测得数据如下，当电压表的示数为3V时、电流表示数如图所示，电流表示数是 A；
（4）最终测得的电阻阻值为 欧。
12.2 根据欧姆定律测量导体的电阻
1.知道用电流表和电压表测电阻的实验原理.
2.会同时使用电压表和电流表测量导体的电阻.
【重点难点】
重点:(1)学习应用欧姆定律,用电流表和电压表测量电阻.
(2)理解电阻是导体本身固有属性,与导体两端的电压及通过导体的电流无关.
难点:实验电路的设计、连接,电流表、电压表量程的选择,滑动变阻器的使用,实验数据表格的设计.
【新课导入】
导入1:情景导入
教师展示几个不同的电阻.
教师:这些电阻的阻值的大小一样吗?我们怎样才能测出它们的阻值的大小呢?从而引入新课.
导入2:复习导入
提问:实验室用什么仪表测量电路中的电流?用什么仪表测量电路两端的电压?
学生回答
师:每个电阻的阻值的大小可能不同,我们怎样测量出导体的电阻呢?
【课堂探究】
1.“伏安法”测电阻的原理
根据欧姆定律的变形公式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,这种用电压表和电流表测电阻的方法,称为伏安法.伏安法测电阻的原理是欧姆定律.
2.根据欧姆定律测量导体的电阻
探究实验
【提出问题】 怎样用电流表和电压表测未知电阻的阻值?
【设计实验】 (1)本实验的原理是欧姆定律.
(2)需要测量的物理量是电压、电流.
【实验器材】 电源、电压表、电流表、滑动变阻器、待测电阻.
【实验电路图】 如图所示
【实验过程】 (1)按电路图连接电路.
(2)用电压表测待测电阻R两端的电压,用电流表测通过R的电流,调节滑动变阻器,分别测出三组电压值和对应的电流值.
(3)将测得的结果填入表内.
(4)根据R=,分别求出三组数值对应的电阻值,取其平均值,即为待测电阻的阻值.
【实验记录】 如表所示
次数
电压/V
电流/A
电阻/Ω
平均值/Ω
1
2
0.2
10
10.1
2
4
0.39
10.26
3
6
0.6
10
【讨论交流】 (1)本实验中电流表的量程选0~0.6 A,电压表的量程选0~15 V;
(2)根据R=,求出每次测量的电阻值分别为10 Ω,10.26 Ω,10 Ω,平均值约为10.1 Ω,即为本次实验的待测电阻的阻值;
(3)由实验记录结果可以看出,电阻的大小与电压和电流的变化无关.
【实验结论】电阻大小最终取平均值10.1 Ω.
滑动变阻器的作用:滑动变阻器在实验中除能起保护电路的作用,另—个主要作用是改变电阻两端的电压和通过的电流,多次测量求平均值,减小误差.
【注意事项】
(1)电路的连接:①连接电路时,接线应有序进行,按照电路图从电源正极出发把电路上的各元件串联起来,把电压表并联在R的两端.②连接实物时将开关断开.③闭合开关前要将滑动变阻器的滑片移至阻值最大处.④电流表应与被测电阻串联,电压表应与被测电阻并联.⑤应使用试触法选择量程.⑥电表的正、负接线柱不能接反.⑦滑动变阻器采用“一上一下”的连接方法.⑧多次读数后,开关及时断开,防止温度对电阻的影响.
(2)电表量程的选择:因电表的指针位置判断不准而引起的读数误差会很大,为了减小因电表读数不准而引起的误差,在不超过其量程的前提下,应尽可能使电表指针偏转角度大些,即电表量程的选择应大于并尽可能接近待测值.在能估计待测电阻阻值的情况下,根据I=估计电路中的最大电流,作为电流表量程选择的依据,根据电源电压判断待测电阻两端电压电流和待测电阻两端电压的情况下,则可采用小的量程.
第二节 根据欧姆定律测量导体的电阻
1.用伏安法测小灯泡电阻的实验中,其原理是 R= ,除了待测小灯泡、电源、导线外,还需要的器材有: 电流表 、 电压表 、 滑动变阻器 和 开关 .?
2.在用电流表、电压表测电阻的实验中,下列注意事项中没有必要的是( B )
A.连接电路之前,先断开开关
B.应先从电源的正极开始连接,开关应靠近电源的正极
C.在无法估计被测值大小时,电流表、电压表应选用较大的量程试触
D.不能把电流表直接接在电源的两极上
3.
在一次实验技能测试中,实验室准备的器材有: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,如图所示,其他连接正确无误.这个电路闭合开关后所产生的现象是( C )
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
4.如图所示,是通过电阻A,B的电流随电压变化的IU图像.由图可知,电阻A的阻值是 5 Ω,电阻RA 小于 (填“大于”“等于”或“小于”)RB.?
5.在测量定值电阻的实验中,
(1)连接电路时开关应 断开 ;?
(2)请你用笔画线代替导线,将图(甲)中的实物电路连接完整.
(3)闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应移至 B (选填“A”或“B”)端,这样做的目的有两个:?
① 保护电路 ;② 改变电路中的电流 .?
(4)小青闭合开关后,移动滑片P到某一点时,电流表示数为0.2 A,电压表示数如图(乙)所示,为 1.8 V,计算出的电阻值为 9 Ω.小青仅把这一次实验测量所得的阻值作为最后的结果,你认为合适吗? 不合适 ,理由是 没有多次测量取平均值以减小误差 .?
(5)小珍连接好电路后闭合开关,发现无论如何移动变阻器的滑片P,电压表、电流表均有示数,但都不改变,原因可能是 滑动变阻器接在C,D接线柱(或接在A,B接线柱) .(写出一种即可)?
答案:(2)如图所示
欧姆表
欧姆表是直接测量电阻值的仪表.它是根据闭合电路的欧姆定律制成的.如图所示,Rx是被测电阻,G是表头,内阻为Rg,E是干电池,其端压为U,R0是电阻.当被测电阻Rx接在A,B两端时,表头电流为I,当U,R0,Rg一定时,I只随Rx变化,对应于每个Rx总有一个确定的I值,由I值就可求出Rx.
