5.2 测量电阻———欧姆定律应用之一 课件 2024-2025学年教科版物理九年级上册

5.2 测量电阻——欧姆定律应用之一 ■考点一 伏安法测定值电阻的阻值 1. 测量未知电阻的阻值 实验原理 实验器材 及实验 电路 电源 1 个、开关 1 个、电压表 1 只、电流表 1 只、滑动变阻器 1 只、待测电阻1 只、导线若干 考点清单解读 5.2 测量电阻——欧姆定律应用之一 实验步骤 ①按电路图正确连接实物图； ②闭合开关，移动滑动变阻器的滑片位置，记下定值电阻两端的电压和通过的电流，连续测三组对应的电压值U1、U2、U3 和电流值 I1、I2、I3； ③根据记录的数据正确计算导体的电阻值 R1、R2、R3 和平均值 R= 续表 考点清单解读 5.2 测量电阻——欧姆定律应用之一 注意事项 ①连接电路时，开关要处于断开状态。 ②若定值电阻的大约阻值已知，可采用估算法选择电流表、电压表的量程；若定值电阻的阻值未知，则需采用试触法选择电流表、电压表的量程，一般以电表指针偏转过半为宜。 ③电流表、电压表的正、负接线柱的接法要正确。 ④闭合开关前，滑动变阻器接入电路的阻值应调到最大处 续表 考点清单解读 5.2 测量电阻——欧姆定律应用之一 滑动变阻 器的作用 ①保护电路； ②改变定值电阻两端的电压和通过的电流，从而获得多组实验数据 续表 考点清单解读 5.2 测量电阻——欧姆定律应用之一 2. 电压—电流图像 在测量未知电阻的实验中，除了用表格形式记录结果外，还可以用图像的方式表示。 电压—电流图像横坐标表示电流I，纵坐标表示电压 U。 将测量的数据在图中描点，用直线或光滑的曲线连接各点，就可以得到电流随电压变化的关系曲线。 考点清单解读 典例1 洋洋同学利用如图所示的电路测量未知电阻 Rx 的阻值。 5.2 测量电阻——欧姆定律应用之一 考点清单解读 （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 ________（选填“左”或“右”）端，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 2.4 V，电流表的示数 I 如图丙所示，则 I= ____ A，待测电阻 Rx= ______ Ω。 5.2 测量电阻——欧姆定律应用之一 考点清单解读 （4）同组的小明认为这个结果不可靠，应该移动滑动变阻器的滑片改变定值电阻两端的电压， 再多测量出几组数据。多次测量的目的是 ________________。 5.2 测量电阻——欧姆定律应用之一 考点清单解读 ［解析］ （1）要求滑动变阻器的滑片 P 向左滑动时电路中的电流变大，即电阻变小，故变阻器左下接线柱连入电路中，如答案图所示。（2）在开关闭合之前，滑动变阻器的滑片 P 应滑至阻值最大处，即最右端，这样做的目的是保护电路。（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 2.4 V，电流表的示数 I 如图丙所示，电流表选用小量程，分度值为 0.02 A，则 I=0.3 A，由欧姆定律 得待测电阻：Rx= =8 Ω。（4）测量定值电阻的阻值实验中要进行多次测量，其目的是求平均值减小误差。 5.2 测量电阻——欧姆定律应用之一 考点清单解读 ［答案］ （1）如右图所示 （2）右 保护电路 （3）0.3 8 （4）求平均值减小误差 5.2 测量电阻——欧姆定律应用之一 考点清单解读 5.2 测量电阻——欧姆定律应用之一 ■考点二 伏安法测小灯泡的电阻 1. 伏安法测小灯泡的电阻 实验原理 实验器材 电源 1 个、开关 1 个、电压表 1 只、电流表 1 只、滑动变阻器 1 只、待测小灯泡 1 只和导线若干 实验电路 考点清单解读 5.2 测量电阻——欧姆定律应用之一 实验步骤 ①按电路图正确连接实物图，滑片移至最大阻值处； ②闭合开关，移动滑动变阻器的滑片位置，让灯丝由暗变亮，记下若干组电压、电流值； ③分析处理数据，根据测得的各组电流和电压值，作出电压—电流图像，并分析小灯泡的变化，找出其中的规律 续表 考点清单解读 5.2 测量电阻——欧姆定律应用之一 注意事项 ①在选取器材时，电流表所选用量程的满偏值要大于电路中的最大电流；滑动变阻器的最大阻值应略大于或接近小灯泡的电阻，以使效果明显； ②连接电路时要断开开关，并按照电压表、电流表、滑动变阻器的使用规则，将它们正确地接入电路 续表 考点清单解读 5.2 测量电阻——欧姆定律应用之一 伏安法测定值电阻 伏安法测小灯泡电阻 不同实验器材 待测电阻 待测小灯泡 多次测量的目的 定值电阻阻值受温度的影响较小，可以忽略；求定值电阻的阻值要求平均值，目的是减小误差 灯丝的电阻受温度的影响较大，不能忽略； 求灯丝电阻不能求平均值，多次测量的目的是得出灯丝电阻与温度的关系 2. 伏安法测定值电阻和小灯泡电阻的区别 考点清单解读 典例 2 小明同学探究小灯泡的电阻是否固定不变的实验中，电路图如图所示，灯丝的电阻约为 10 Ω，小灯泡正常工作时的电压为 2.5 V，电源电压恒为 4 V。 5.2 测量电阻——欧姆定律应用之一 考点清单解读 （1）请你用笔画线代替导线，按图乙的电路图把图甲中的实物图电路连接完整，使滑片 P 向右端移动时灯的亮度变暗。 （2）在连接电路时，开关 S 应处于 _________ 的状态，滑动变阻器的滑片 P 应放在电阻 _______（选填“A”或“B”）的位置。 （3）当电压表的示数为 2.5 V 时，电流表的示数如图丙所示，此时灯丝的电阻为_______ Ω。（结果保留一位小数） 5.2 测量电阻——欧姆定律应用之一 考点清单解读 （4）调节滑片，记录电压表和电流表一系列读数， 在图丁中绘制了小灯泡的 U-I 图像后，小明用一个定值电阻更换小灯泡，进行正确操作，记录电流表和电压表的一系列读数，在图丁中绘制定值电阻的 U-I 图像。 在图丁中，能反映小灯泡电阻的图像是 _______（选填“a”或“b”），由此可见，小灯泡的电阻与灯丝的 ________有关。 5.2 测量电阻——欧姆定律应用之一 考点清单解读 ［解析］ （1）滑片 P 向右端移动时灯变暗，所以滑动变阻器左下接线柱连入电路；小灯泡正常工作时的电压为 2.5 V，电源电压恒为 4 V，故电压表选用小量程与小灯泡并联测其两端电压，如答案图所示。（2）为防止发生短路现象烧坏电源， 连接电路时，开关应处于断开状态，闭合开关前，应使滑动变阻器的滑片处于阻值最大位置，由（1）可知变阻器的滑片在 B 端时连入电路中的阻值最大。（3）由题图丙可知，电流表的量程 0～0.6 A，分度值 0.02 A，灯泡正常工作时的电流为 0.26 A，由欧姆定律得，此时灯丝的电阻：R= ≈9.6 Ω。 5.2 测量电阻——欧姆定律应用之一 考点清单解读 （4）由题图丁知，a 是一条直线，说明电流与电压成正比，电压与电流比值一定，所以它是定值电阻的电流与电压关系图像；小灯泡的电流与电压图像就是 b，是一条曲线，并且电流增大的程度小于电压，说明其电阻是变化的，并且随电压的增大而增大，原因是电压越高，小灯泡越亮，温度越高，电阻越大。 5.2 测量电阻——欧姆定律应用之一 考点清单解读 ［答案］（1）如下图所示 （2）断开 B （3）9.6 （4）b 温度 5.2 测量电阻——欧姆定律应用之一 考点清单解读 例 ［河北石家庄 17 中期中］用“伏安法测电阻”的实验中，小雪和晓彤分别选用定值电阻和小灯泡为测量对象，在处理实验数据时，分别画出了 U-I 的图像，如图甲、乙所示。 对于图像的分析，以下说法错误的是 （ ） A． 由图甲可知，定值电阻的阻值为 1 Ω B． 由图甲可知，电阻不随其两端的电压和导体中的电流而改变 C． 由图乙及实验现象可知， 小灯泡的电阻随灯丝温度的增加而增大 D． 为了减小误差，应该用多次测量的方法，计算小灯泡的电阻 5.2 测量电阻——欧姆定律应用之一 ■易错点 混淆测量定值电阻的阻值和小灯泡的电阻时多次测量的目的 易错易混分析 ［解析］根据题图甲可知，电流与电压成正比，因此该电阻为定值电阻，电阻是导体自身的一种性质，它不随导体两端的电压和导体中的电流改变而改变，当电阻两端电压为 3 V 时，通过的电流为3 A，由 可知，定值电阻的阻值：R= =1 Ω，故 A、B 项正确；由题图乙可知，电流与电压不成正比，即当灯泡两端电压改变时，灯泡的阻值也随之发生变化，且电压变化比电流变化快，因此小灯泡的电阻随灯丝温度的增加而增大，故 C 项正确；测定小灯泡的电阻时，多次测量是为了寻找灯丝电阻与温度关系的普遍规律，不能求平均值，故 D 项错误。 5.2 测量电阻——欧姆定律应用之一 易错易混分析 ［答案］ A ［易错］ C ［错因］ 误认为小灯泡电阻是定值，多次测量，就是为了减小误差。 5.2 测量电阻——欧姆定律应用之一 易错易混分析 易错警示 这类题目要做到具体问题具体分析，不要笼统地认为多次测量，就是为了减小误差。 领悟提能 将滑动变阻器接入电路，除了对电路有保护作用外，还可以实现多次测量。 但是，多次测量的目的是不同的，有的是为了寻找普遍规律，有的是为了提高测量的精度。 比如伏安法测量定值电阻的阻值，进行多次测量的目的是求平均值，减小误差，提高测量精度；探究电流和电压的关系，进行多次测量的目的是找出普遍规律；测量小灯泡的电阻，进行多次测量的目的是找出普遍规律。同学们需要在实验过程中掌握实验方法，明确实验目的，做到具体问题具体分析，不盲从。 5.2 测量电阻——欧姆定律应用之一 易错易混分析 5.2 测量电阻——欧姆定律应用之一 ■方法一：判断测电阻实验过程中的电路故障 现象 故障分析 灯泡不亮 灯泡与灯座处接触不良，或灯丝烧断，或灯泡被短路，或灯泡两接线柱到电源两极间的电路中某处出现开路 电压表无示数 电压表短路或电压表两接线柱到电源两极间的电路中某处开路 电流表无示数，电压表示数接近于电源电压 与电压表并联部分开路或电压表串联在电路中 方法技巧点拨 5.2 测量电阻——欧姆定律应用之一 续表 现象 故障分析 电流表无示数 电流表被短路或从电流表两接线柱之外的电路开路 无论怎样移动滑片，电表示数都不变，灯泡亮度不变 滑动变阻器的接线柱使用的都是上端接线柱，或使用的都是下端接线柱 方法技巧点拨 5.2 测量电阻——欧姆定律应用之一 例 1［河南周口川汇区 18 中三模节选］在“用电流表和电压表测电阻”的实验中，电路如图所示。 闭合开关，发现电压表的指针有明显偏转，电流表的指针几乎没有偏转，则电路故障可能是 （ ） A． R1 发生开路 B． 滑动变阻器开路 C． R1 发生短路 D． 电流表开路 方法技巧点拨 5.2 测量电阻——欧姆定律应用之一 ［解析］ 闭合开关，发现电压表的指针有明显偏转，电流表的指针几乎没有偏转，电路发生的故障可能是定值电阻 R1 开路，导致电压表测量电源电压，示数较大，电流表基本无电流通过，所以指针几乎不偏转，故 A 项正确；滑动变阻器开路或电流表开路，电压表和电流表都无示数，故B、D 项错误；若 R1 短路，电压表无示数，电流表有示数，故 C 项错误。 ［答案］ A 方法技巧点拨 5.2 测量电阻——欧姆定律应用之一 ■方法二：测量电阻的特殊方法 电路图 直接测得的物理量（R0、Rm阻值已知） 计算电阻的表达式 安安法 闭合开关，测出通过 R0 和Rx 的电流 I2和 I1 特殊方法测电阻的原理都是 方法技巧点拨 5.2 测量电阻——欧姆定律应用之一 电路图 直接测得的物理量（R0、Rm阻值已知） 计算电阻的表达式 安滑法 闭合开关，测出当滑动变阻器阻值最大（最大电阻为Rm）时通过的电流值 I1 和当滑动变阻器阻值最小时通过的电流值 I2 续表 方法技巧点拨 5.2 测量电阻——欧姆定律应用之一 电路图 直接测得的物理量（R0、Rm阻值已知） 计算电阻的表达式 安阻法 当 S1 闭合、S2断开时，测出通过 R0 的电流 I0； 当 S1 断开、S2 闭合时，测出通过 Rx的电流 Ix 续表 方法技巧点拨 5.2 测量电阻——欧姆定律应用之一 电路图 直接测得的物理量（R0、Rm阻值已知） 计算电阻的表达式 伏伏法 闭合开关，测出 R0 和 Rx 两端的电压 U1 和 U2 续表 方法技巧点拨 5.2 测量电阻——欧姆定律应用之一 电路图 直接测得的物理量（R0、Rm阻值已知） 计算电阻的表达式 伏滑法 闭合开关，测出当滑动变阻器阻值最大（最大电阻为Rm）时 Rx 两端的电压 值 U1和当滑动变阻器阻值最小时 Rx 两端的电压值 U 续表 方法技巧点拨 5.2 测量电阻——欧姆定律应用之一 电路图 直接测得的物理量（R0、Rm阻值已知） 计算电阻的表达式 伏阻法 当 S1 闭合、S2断开时，测出R0 两端电压U0；当 S1、S2 都闭合时，测出电源电压 U 续表 方法技巧点拨 5.2 测量电阻——欧姆定律应用之一 例 2 ［河南周口郸城县月考］在“测量未知电阻 Rx 的阻值”实验中，小明设计并连接了如图甲所示的实验电路。 （1）在连接电路时，开关应处于 _____状态。 方法技巧点拨 5.2 测量电阻——欧姆定律应用之一 （2）小明连接好的实物连接图中有一条导线连接错误，请在错误导线上打“菖”，并用笔画线代替导线画出正确连线。 （3）改正错误后再进行实验，实验前应将滑动变阻器的滑片 P 移到最 ______（选填“左”或“右”）端。 闭合开关 S，小明发现电流表无示数，电压表的示数接近 3 V，则电路故障可能是 _____________。 （4）排除故障后，闭合开关 S，移动滑动变阻器的滑片 P，当电压表示数为 2.4 V时，电流表示数如图乙所示，则其示数为_______ A，未知电阻 Rx= _______ Ω。 方法技巧点拨 5.2 测量电阻——欧姆定律应用之一 （5）若实验中电压表损坏，小明添加一个已知阻值为 R0 的定值电阻，设计了如图丙所示的电路，同样测出了未知电阻 Rx 的阻值，请将实验步骤补充完整。 ①闭合开关 S、S1，读出电流表的示数为 I1； ② ____________________，读出电流表的示数为 I2； ③请写出未知电阻 Rx 阻值表达式： _________________（用 I1、I2 和 R0 表示）。 方法技巧点拨 5.2 测量电阻——欧姆定律应用之一 ［解析］（1）连接电路时，为保护电路，开关应处于断开状态。（2）原电路中，电阻和电压表没有连入电路中，电流表应与电阻串联，电压表与电阻并联，且电流从电表的正接线柱流入、负接线柱流出，如答案图所示。（3）开关闭合前应将滑动变阻器的滑片 P 移到阻值最大处， 即最左端；电路连接正确后，闭合开关 S，小明发现电流表无示数，电压表的示数接近 3 V，则电路故障可能是电阻 Rx 开路。（4）由题图乙可知，电流表的量程为 0～0.6 A，分度值为0.02 A，电流为 0.32 A，由欧姆定律得，未知电阻的阻值：Rx= =7.5 Ω。 方法技巧点拨 5.2 测量电阻——欧姆定律应用之一 （5）实验步骤：②闭合开关 S，断开 S1，记录电流表示数 I2；③在①中，两电阻并联，电流表测干路的电流；在②中，为 Rx 的简单电路，电流表测通过 Rx 的电流；由并联电路电流的规律可知， 通过定值电阻 R0 的电流：I0=I1-I2，由 得电源电压：U=I0R0=（I1-I2）R0；根据并联电路各支路两端的电压相等和 得，待测电阻 Rx 阻值的表达式：Rx= 方法技巧点拨 5.2 测量电阻——欧姆定律应用之一 ［答案］（1）断开 （2）如右图所示 （3）左 电阻 Rx 开路 （4）0.32 7.5 （5）②闭合开关 S，断开 S1 ③Rx= 方法技巧点拨 5.2 测量电阻——欧姆定律应用之一 自我评价（P79） 1. 如右图所示 2.（1）断开 （2）电流表读数是 0.36 A，电压表读数是 1.5 V，被测电阻的阻值是 4.17 Ω。 3. 2500 m 教材课后练习答案 5.2 测量电阻——欧姆定律应用之一 1. 用电压表和电流表测量电阻 （1）实验原理：__________。 （2）实验器材：电源、开关、导线、_____、_____、滑动变阻器、待测电阻。 实验电路图：（如右图所示） 第 1 课时 伏安法测电阻 课前预习/新知导引 （3）实验步骤：①按如图所示电路图正确连接电路，连接电路时开关应 _______，滑动变阻器的滑片移到阻值 ______ 处。 ②检查无误后，闭合开关，调节滑动变阻器滑片 P 的位置，改变_______________________，观察 __________每次对应的示数，分别填入设计的表格中。 ③根据每次记录的电压值和电流值，求它们对应的电阻值，然后再求出它们的平均值 R 均= 5.2 测量电阻——欧姆定律应用之一 课前预习/新知导引 2. 电压—电流图像 在坐标图上，横坐标表示 _____，纵坐标表示_____。 将测量的数据在图中描点，用直线或光滑的曲线连接各点， 就可以得到电流随电压变化的关系曲线。 说明：电压电流图像常被用来研究导体电阻的变化规律，由图像找出电流对应的电压关系，应用欧姆定律即可比较电阻阻值大小关系。 3. 测量小灯泡的电阻时，由于灯丝的电阻随灯丝温度的升高而增大，因此求电阻的平均值是无意义的。 5.2 测量电阻——欧姆定律应用之一 课前预习/新知导引 1.（教材 P79，T2 改编）“伏安法”测量定值电阻阻值的实验原理是 _________，所需的两个主要测量仪器是 ________ 和 ________。 用图甲所示的电路测量电阻 R 的阻值。 闭合开关后，电压表和电流表的示数如图乙所示。 流过电阻 R 的电流为 _____ A，电阻 R 的阻值为 _____ Ω。 5.2 测量电阻——欧姆定律应用之一 ■考点 1 用电压表和电流表测量电阻 考点集训/夯实基础 2. 图甲的电路中，电源电压恒为 12 V，图乙为 R1 的 I-U 图像，R1 的阻值为 ______ Ω。 5.2 测量电阻——欧姆定律应用之一 ■考点 2 电压—电流图像 考点集训/夯实基础 3.（多选）如图所示是用电压表和电流表测量小灯泡电阻 RL 的四个电路图，其中正确的是（ ） 5.2 测量电阻——欧姆定律应用之一 ■考点 3 研究小灯泡的电阻 考点集训/夯实基础 5.2 测量电阻——欧姆定律应用之一 1. 缺少电压表情况下测量电阻 （1）方法 1（需要拆接电流表） 如图甲所示，实验步骤：①闭合 S，先测出 R 的电流 I1；②拆下电流表，接到另一支路上，测出 Rx 的电流 I2；③表达式为 Rx= 第 2 课时 缺电表情况下测电阻 课前预习/新知导引 5.2 测量电阻——欧姆定律应用之一 （2）方法 2（不需拆接电流表） 如图乙所示，实验步骤：①闭合 S1、断开 S2 时，读出电流表示数 I1；②S1 和 S2 都闭合时，读出电流表示数 I2；③表达式为 Rx= 课前预习/新知导引 2. 缺少电流表情况下测量电阻 （1）方法 1（需要拆接电压表） 如图丙所示，实验步骤：①闭合 S，先测出 Rx 两端的电压 U1；②拆下电压表，接到 R 和 Rx 的两端测出总电压 U2；③表达式为 Rx= 5.2 测量电阻——欧姆定律应用之一 课前预习/新知导引 5.2 测量电阻——欧姆定律应用之一 （2）方法 2（不需拆接电压表） 如图丁所示，实验步骤：①闭合 S1、断开 S2 时，读出电压表示数 U1；②S1、S2 都闭合时，读出电压表示数 U2；③表达式为 Rx= 课前预习/新知导引 1. 某同学在没有电压表的情况下，利用电流表和已知阻值的定值电阻 R0，测量未知电阻 Rx 的阻值，如图中不能测量出 Rx 阻值的电路图是 （ ） 5.2 测量电阻——欧姆定律应用之一 ■考点 1 缺少电压表情况下测量电阻 考点集训/夯实基础 2. 某同学在没有电流表的情况下，利用电压表和已知阻值的定值电阻 R0，测量未知电阻 Rx 的阻值，如图中不能测量出 Rx 阻值的电路图是 （ ） 5.2 测量电阻——欧姆定律应用之一 ■考点 2 缺少电流表情况下测量电阻 考点集训/夯实基础 第五章 欧姆定律 1. R= 电流表 电压表 ①断开 最大 ②待测电阻两端的电压 电流表 2. 电流 I 电压 U 5.2 测量电阻———欧姆定律应用之一 第 1 课时 伏安法测电阻 课前预习/新知导引 1. R= 电压表 电流表 0.24 10 提示：电流表使用的是 0～0.6 A 量程，每一个大格代表 0.2 A，每一个小格代表 0.02 A，示数是 0.24 A。 电压表使用的是 0～3 V 量程，每一个大格代表 1 V，每一个小格代表 0.1 V，示数是 2.4 V。 R= =10 Ω。 2. 20 提示：由题中图像可知，当 U1=6 V 时，I1=0.3 A，则 R1= = 20 Ω。 3. CD 提示：题图 A 电流表与灯泡 L并联，电压表串联在电路中，连接错误，灯泡不会发光，故 A 项错误；题图 B 电流表与电压表、灯泡并联，将电压表与灯泡短路，电压表无示数，灯 L 不发光，故 B 项错误。 第五章 欧姆定律 考点集训/夯实基础 1. B 提示：B 项中电路图测不出 Rx 两端的电压和通过 Ｒx 的电流，不能测出待测电阻的阻值，故 B 项符合题意。 2. B 提示：题图 B 中，Ｓ 断开时，电压表 V 测量电源电压，Ｓ 闭合时，Ｒx 被短路，电压表 V 测量的还是电源电压，因此 Ｂ 图不能测量出 Rx 阻值。 第五章 欧姆定律 第 2 课时 缺电表情况下测电阻 考点集训/夯实基础 $$