17.3 特殊法测电阻 第2课时（共35张PPT）

第3节 电阻的测量
第2课时 特殊法测电阻
第十七章 欧姆定律
2020年秋人教版九年级物理全册
观察与思考
小红准备测一只未知电阻（Rx=5～10Ω）的阻值，手边有以下器材：电池组、电压表、电流表、开关、R0=15Ω的定值电阻、最大阻值为20Ω的滑动变阻器R′和几根导线。当她准备实验时，发现电流表已经损坏，但一时又找不到新的电流表替代，小红顿时犯了愁，不知所措？如果你遇到这种问题，你该怎么办？
新课导入
学习目标
1.会设计电路，利用伏阻法测量未知阻值的电阻；体会等效替代法的应用 。
2.会设计电路，利用安阻法测量未知阻值的电阻；体会等效替代法的应用。
学习目标
（1）如何获取到未知电阻的电流？
（2）要想让定值电阻的电流能够替代未知电阻的电流，这两
个电阻如何连接比较好？
（3）若用滑动变阻器来完成实验，你又该怎样进行操作呢？
一、伏阻（滑）法测电阻
讲授新课
方法1：当给我们一只电压表和一个已知阻值的电阻R0时，可把定值电阻和未知电阻串联起来，如图所示，分别用电压表测量出两者的电压U0、Ux，未知电阻Rx阻值的表达式为：
交流讨论
方法2：如图所示，首先将开关S、S0闭合，读出电压表的示数，记为U，断开开关S0，读出电压表的示数为Ux，则定值电阻R0两端的电压为U-Ux，则通过R0的电流为 ，所以未知电阻Rx阻值的表达式为： 　
　
方法3：如图所示，滑片置于阻值最小的位置，闭合开关，记下电压表示数U1；滑片置于阻值最大的位置，记下电压表示数U2。未知电阻Rx阻值的表达式为 ： （R′为滑动变阻器的最大阻值）。 　
　
在导入新课的问题中，如果损坏的不是电流表，而是电压表，又该如何测量呢？
（1）如何获取到未知电阻的电压？
（2）要想让定值电阻的电压能够替代未知电阻的电压，这两
个电阻如何连接比较好？
（3）若用滑动变阻器来完成实验，你又该怎样进行操作呢？
二、安阻（滑）法测电阻
讲授新课
方法2：如图所示，闭合开关S1、S2，记下电流表示数为Ix；断开开关S2，记下电流表示数为I，未知电阻Rx阻值的表达式为： 。
　
方法1：如图所示，将未知电阻和定值电阻并联接入电路中，用电流表分别测R0、Rx的电流为I0、Ix，未知电阻Rx阻值的表达式为： 。
交流讨论
　
方法3：如图所示，滑片置于阻值最小的位置，闭合开关，记下电流表示数为Ix；滑片置于阻值最大的位置，记下电流表示数为I，未知电阻Rx阻值的表达式为： （R′为滑动变阻器的最大阻值）。
　
如果在没有定值电阻，没有滑动变阻器，没有一个电阻箱的情况下，你将如何利用电流表和电阻箱来测出未知电阻的阻值？
如图所示，调节电阻箱R0，使电流表指针指向一个适当的位置，记下这时R0的阻值R1；把Rx从电路中取下，调节R0的电阻，使电流表的指针指向刚才测量的位置，记下这时R0的值R2，未知电阻Rx阻值的表达式为：Rx=R2-R1。
交流讨论
　
在伏安法测电阻的实验中，若缺少一只电流表或缺少一只电压表，可用定值电阻来代替，这种方法叫等效替代法。
归纳小结
课堂小结
1.（2020?杭州）为了测出未知电阻Rx的阻值，某同学利用阻值已知的电阻R0和一只电流表或电压表分别设计了如图所示的四种电路，其中可行的是（电源电压未知且不变）（　　）
A．（2）（4） B．（2）（3）
C．（1）（3） D．（3）（4）
Ａ
课堂练习
2．（2019秋?南京期末）在用伏安法测未知电阻Rx时，如果缺少电流表或电压表，可以通过增加一个定值电阻R1和开关来解决，下面的四种方案中哪一个是错误的（　　）
Ａ　　　　　　Ｂ　　　　　　Ｃ　　　　　　Ｄ
Ｂ
3．（2020?达州）如图所示是“伏安法测电阻”的实验电路图，R为待测电阻，阻值约为5Ω．实验器材有：滑动变阻器（规格为10Ω 2A）、电压表（量程分别为0～3V、0～15V）、电流表（量程分别为0～0.6A、0～3A）、电源（3节新干电池串联）。为使测量时能较准确地读数（指针最好偏过中间刻度线），则电压表应选　 　　的量程，电流表应选　 　 　的量程；
为了保证两电表安全，应控制滑动变阻器的
阻值大约在　 　　　 　的范围内移动。
0～3V
0～0.6A
2.5Ω～10Ω
4．（2020?益阳）用如图所示的电路测量电阻Rx的阻值，其中电源电压恒定，定值电阻R0的阻值已知，S为单刀双掷开关。
（1）扼要写出实验的主要步骤（指出物理量的名称并用相应的符号表示）
a．　 　　　　　　　　　　　　　 　；
b．　 　　　　　　　　　　　　　　。
（2）Rx的表达式R＝　 　 　（用所测量的
物理量及相应的符号表示）。
开关S接a时，记录电流表的示数I0；
开关S接b时，记录电流表的示数Ix；
5．（2020?巴中）某学习小组测量未知电阻Rx的阻值，他们分成A、B两组用不同方法进行实验。
（1）A组设计了如图甲所示的电路图。
①请用笔画线代替导线将实物电路图乙连接完整，要求滑动变阻器的滑片P向左滑动时电路中的电流变大。
②在开关闭合之前，滑动变阻器的滑片P应滑至最　 　端（选填“左”或“右”），这样做的目的是　 　　　　　。
③闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P滑至某一位置后，电压表的示数为2.4V，电流表的示数I如图丙所示，则I＝　 　 　A．待测电阻Rx＝　 　 　Ω。
右
保护电路
0.24
10
（2）B组设计了如图丁所示的电路图，其中电源电压未知且不变，另一定值电阻的阻值为R0。
①闭合S1，断开S2时，电压表的示数为U1；
②闭合S1、S2时，电压表的示数为U2；
③电阻Rx＝　 　　 　（用U1、U2、R0表示）。
（3）评估A、B两组实验，使用A组实验的优点是
　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　。
×R0
A组实验，通过移动变阻器的滑片可多次测量取平均值，达到减小误差的目的，而B却不可以。
6．（2020?北京）如图甲所示是测量未知电阻Rx的实验电路，电源两端电压不变，定值电阻R0＝30Ω。
请补充完成主要实验步骤，并进行数据处理。
（1）实验步骤
①只闭合开关S、S1，读出并记录电流表示数I1。
②　 　　　　 　读出并记录电流表示数I2（如图乙所示）。
③计算Rx的阻值。
只闭合S、S2；
I1/A
I2/A
Rx/Ω
0.2
①
②
（ 2）数据记录与处理（请你补充完整表中①②位置的数据）
实验数据记录表（定值电阻R0＝30Ω）
I1/A
I2/A
Rx/Ω
0.2
0.5
20
7．（2020?天津）为了比较方便地测量出未知电阻的阻值，物理兴趣小组的同学设计了一个“电阻测量盒”：将一个电源（电压不变）、一个阻值为R0的定值电阻、一个开关和一个电流表用导线连接起来装入一个盒内，并引出两根导线到盒外，如图1所示。未使用时，盒内开关断开，电流表无示数。使用时，将盒外的两根导线分别与待测电阻Rx的两端相连，读取开关闭合时电流表的示数I1、开关断开时电流表的示数I2，经计算得知Rx的阻值。
请你解答如下问题：
（1）在图2的虚线框内画出测量盒中符合上述设计要求的两种可能的电路图；
（2）在你所设计的电路中任选一种，推导出待测电阻Rx的数学表达式。（请注明所选择的电路，Rx表达式用已知量和测量量表示）
（1）将电流表、定值电阻、开关、电源可能组成的两种电路如图所示：
　第一种　　　　　　　　　　第二种
（2）若采用第一种电路，开关闭合时，被测电阻Rx与R0并联，电流表测干路中电流，开关断开时，电路中只有Rx，可得：
U＝（I1﹣I2）R0①
U＝I2Rx ②
联立①②可得：Rx＝
若使用第二种电路，开关闭合时，R0被短路，电路中只有Rx，当开关断开时，Rx与R0串联，则：
U＝I1?Rx ③
U＝I2?（R0+Rx） ④
联立③④解得：Rx＝
8.（2018?北京）某同学想要测量一个已知额定电压为UL的小灯泡L正常发光时灯丝的电阻RL，由于只有电压表，没有电流表，他找到了一个已知阻值的定值电阻R0，设计了如图所示的实验电路，并测出了小灯泡L正常发光时灯丝电阻阻值．下面是他的实验步骤，请补充完整并写出 RL的表达式：
（1）检查实验器材后，连接电路，
将滑动变阻器阻值调到最大；
（2）闭合开关S，调节滑动变阻器，使电压表示数为UL；
（3）断开开关S，保持滑动变阻器滑片位置不变，　 　　　 ，闭合开关S，读出电压表示数为U0；
（4）断开开关S，整理器材．小灯泡正常发光时灯丝电阻的表达式：RL=　 　 　．
将电压表接在R0两端
9．（2020?孝感）小明同学利用图甲所示的电路来测量一未知电阻Rx． （1）请用笔画线代替导线，将图甲中实物电路连接完整
（2）闭合开关后，调节滑动变阻器，当电压表的示数为1.2V时，电流表的示数如图乙所示，则Rx=　　Ω
（3）该同学又设计了如图丙所示的测量电路，测量小灯泡正常发光的电阻和额定功率，其中R0是已知定值电阻，请在空格内把实验步骤补充完整．
4
①闭合开关S，调节滑动变阻器，使灯泡正常发光；
②S′接　 　　 　，测出灯泡与R0串联后的电压U；
③保持滑动变阻器滑片P的位置不变，再将S′接　　　　，测出R0两端的电压U1；
④小灯泡正常发光时的电阻R1=　　　　　（用R0、U、U1列表达式）；小灯泡的额定功率P额=　　　　　　　．
b
a

谢谢聆听