5.2　测量电阻——欧姆定律应用之一 课件 -2024-2025学年物理教科版九年级上册

第5章　欧姆定律 5.2　测量电阻 ——欧姆定律应用之一 知识点一　实验探究：“伏安法”测定值电阻的阻值 1. 实验原理： ⁠。 2. 实验方法：伏安法，即用 ⁠测出待测电阻 两端的电压U，用 ⁠测出通过待测电阻的电流 I，最后由R＝计算出待测电阻的阻值。 3. 实验器材：电源、开关、导线、 ⁠ 、 、 、待测电阻。 R＝　 电压表　 电流表　 滑动变阻 器　 电流表　 电压表　 高效学习平台 4. 测量电阻的实验电路图：如图所示。 高效学习平台 5. 实验步骤：①根据电路图正确连接电路，注意连接 电路时开关要 ，滑动变阻器的滑片应放在 ⁠ 处。②闭合开关，多次改变滑动变阻器的阻 值，分别读出电压表、电流表的示数，并记录。计算出 各次的电阻值，最后求出电阻的 ，作为被测 电阻的阻值。 6. 图像： 断开　 最 大阻值　 平均值　 高效学习平台 洋洋同学用“伏安法”测量一个定值电阻Rx的阻 值（约为20 Ω），实验电路图如图所示。实验器材有： 电源电压（12 V）、 定值电阻Rx、电压表（量程0～3 V 和0～15 V），电流表（量程0～0.6 A和0～3 A）、滑 动变阻器（20 Ω　1 A）、开关、导线若干。 高效学习平台 （1）“伏安法”测电阻的原理是 ⁠。 （2）电压表应选用 量程，闭合开关后，发 现电流表的指针反向偏转，原因可能是 ⁠ ⁠。 R＝　 0～15 V　 电流表正、负 接线柱接反了　 高效学习平台 （3）排除错误后，又闭合开关，缓慢调节滑动变阻器 的滑片到不同位置，稳定后，读取电流表示数I和电压 表示数U，下表是洋洋同学按正确操作测得的四组数 据，利用表中数据，可算得待测电阻Rx＝ Ω。 （结果保留一位小数） 实验次数 1 2 3 4 电压U/V 2 6 8 10 电流I/A 0.1 0.28 0.36 0.46 21.3　 高效学习平台 （4）在物理实验中，经常要对物理量进行多次测量， 本实验进行多次测量的目的是 ⁠ ⁠。 （5）另一组的喜喜同学，在实验过程中，闭合开关， 移动滑动变阻器的滑片时，发现电压表的示数增大，电 流表的示数反而减小，可能出现的问题是： ⁠ ⁠。 求平均值，减小误 差　 电压表并 联在了滑动变阻器两端　 高效学习平台 1. （2023·泰州）小明和小华一起进行伏安法测电阻的 活动。 （第1题） 高效学习平台 （1）他们选用的器材如图甲所示，请你用笔画线代替 导线将实物电路连接完整，要求：滑动变阻器的滑片P 向右移动时电流表的示数变大。答案如图所示 答案如图所示 高效学习平台 （2）连接电路之前，应该 开关，检查电表指 针是否 ⁠。 （3）闭合开关，小明发现两电表均无示数。为了查找 故障，他将电压表拆下，保持电路其他部分连接完好， 再将电压表分别接在电源、待测电阻Rx、滑动变阻器两 端，然后闭合开关，发现只有接在待测电阻Rx两端时， 电压表无示数，则故障可能是 ⁠。 断开　 归零　 滑动变阻器断路　 高效学习平台 （4）排除故障后，小明和小华配合进行实验，并根据 数据画出如图乙所示的图像，由图像可知，该待测电阻 Rx的阻值为 Ω。 5　 高效学习平台 （5）利用电压表可以直接测量电压的大小，能否把电 压表改装为间接测量电阻大小的仪表呢？小明和小华经 过思考，分别设计了如图丙、丁所示的方案（电源电压 恒定不变），并进行了以下操作和分析： 高效学习平台 ①小明在电路的M、N两点之间接入一个电阻箱，调节 旋钮使它接入电路的阻值分别为5 Ω、8 Ω、20 Ω，闭合 开关，发现电压表指针分别指向1.5 V、2.0 V、3.0 V 的刻度线，于是他在表盘相应位置标出了电阻的数值， 如图戊所示。以此类推再标出其他刻度线，电压表就可 以用来间接测量阻值了。由以上数据可知：电源电压 为 V，定值电阻R0的阻值为 Ω。 4.5　 10　 高效学习平台 ②小华的设计方案，所用器材的规格、电表接入的量程 都与小明的完全相同，分析她的设计方案可知：在保证 器材安全的前提下，她改装后的电压表所能测的最小电 阻值为 Ω。 5　 高效学习平台 知识点二　实验探究：“伏安法”测小灯泡的阻值 “伏安法”测小灯泡的阻值的实验原理、实验方 法、实验器材、实验步骤与“伏安法”测定值电阻的阻 值相同，只是不需要求平均值。请测出几组正常工作电 压为2.5 V的小灯泡的数据，填入下表： 实验序号 1 2 3 4 5 6 电压U/V 电流I/A 电阻R/Ω 高效学习平台 　　经过多次实验，测出多组电压、电流和电阻值，发 现每次测量的结果都不相同，请写出其中的原因： ⁠ ⁠。 所以，计算出每次灯泡的电阻值后，不需要求 ⁠ ⁠。 小灯泡的电压－电流图像： 小 灯泡的电阻受温度的影响，不是一个定值　 平均 值　 高效学习平台 小张同学在做“测量小灯泡电阻”的实验中，所 用器材如下：两节新干电池、标有2.5 V相同规格灯泡 若干、两个滑动变阻器（R1“10 Ω　1 A”、R2“20 Ω　 2 A”）、开关、导线若干。 甲 乙 高效学习平台 甲 乙 （1）本实验的原理是 ⁠。 R＝　 高效学习平台 （2）请你根据图甲，用笔画线代替导线，将图乙中的 电路图连接完整。（要求：滑动变阻器的滑片P向右移 动时灯泡变亮，且导线不交叉） 答案如图所示 甲 乙 高效学习平台 （3）闭合开关前，应将滑片P置于 （选填“A” 或“B”）端。正确连接电路后，闭合开关S，移动滑片 P，小张发现小灯泡始终不亮，电流表指针几乎未偏 转，电压表有示数，则故障原因可能是 ⁠。 A. 小灯泡短路 B. 滑动变阻器短路 C. 小灯泡开路 D. 滑动变阻器开路 A　 C　 高效学习平台 （4）排除故障后，移动滑片P，依次测得6组数据，如 下表所示。其中第2次实验时电流表表盘如图丙所示， 此时电路中的电流为 A；第4次实验时灯泡阻值 为 Ω。由表中数据可知，小张选用的滑动变阻器 应是 （选填“R1”或“R2”）。 0.2　 8　 R2　 丙 实验次数 1 2 3 4 5 6 电压U/V 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 2.8 电流I/A 0.16 0.22 0.25 0.28 0.29 电阻R/Ω 3.1 6.8 8.9 9.7 高效学习平台 （5）小张将这6组数据算得的电阻值取平均值作为小灯 泡的电阻，这种数据处理方式是 （选填“合 理”或“不合理”）的，因为本实验多次测量的目的 是 ⁠。 不合理　 探究灯泡电阻随温度变化的规律　 高效学习平台 （6）若电源电压为4.5 V，要测量标有电压为3.8 V的 小灯泡正常发光时的电阻，但电压表0～15 V的量程已 损坏。在不改变原器材的情况下，你的办法是 ⁠ ⁠ ⁠ ⁠。 把电压 表并联在滑动变阻器的两端，测出电压表示数为0.7 V 时的电流表的示数，再根据欧姆定律求出小灯泡正常发 光时的电阻　 高效学习平台 （7）小张继续用图乙所示装置来探究某未知定值电阻 Rx的大小。他把Rx接入原小灯泡的位置，通过实验，记 录电流表与电压表示数的多组数据。小张又将这几组数 据算得的电阻值取平均值作为Rx的电阻，这种数据处理 方式是 （选填“合理”或“不合理”）的，因 为本实验多次测量的目的是 ⁠。 合理　 求平均值减小误差　 高效学习平台 方法指导： 伏安法测电阻时多次测量的目的 测量灯泡的电阻时，多次测量求出小灯泡的几个不 同电阻值，目的是通过分析同一个灯泡电阻数值的变 化，认识灯泡的电阻随温度的升高而增大的特点。测量 定值电阻时多次测量，求出定值电阻的几个不同电阻 值，再把这几个数值求平均值，目的是减小误差，使得 测量结果更准确。 高效学习平台 2. （2023·临沂改编）用图甲所示电路测量标有电压为 2.5 V的小灯泡的电阻，电源电压为3 V。 （第2题） 高效学习平台 （1）图甲中有一条导线连接错误，请在错误的导线上 打“×”，并用笔画线代替导线，补画一条线将电路连 接正确。答案如图所示 答案如图所示 高效学习平台 （2）改正错误并检查无误后闭合开关，小灯泡不亮， 电压表和电流表均有示数，可能是 （填序号）。 A. 小灯泡短路 B. 小灯泡开路 C. 滑动变阻器接入电路的阻值太大 C　 高效学习平台 （3）实验记录的数据如下表所示，其中第4次实验时电 压表的示数如图乙所示，为 V。接下来测量小灯泡 正常发光时的电阻，应将滑动变阻器的滑片向 ⁠ （选填“左”或“右”）端移动。 实验次数 1 2 3 4 5 电压U/V 0.6 1.0 1.5 2.5 电流I/A 0.16 0.2 0.24 0.26 0.3 电阻R/Ω 2　 左　 高效学习平台 （4）由实验数据可知，小灯泡正常发光时的电阻 为 Ω（保留1位小数）。 （5）为顺利完成该实验，滑动变阻器的最大阻值应不 小于 Ω。 （6）仅利用本实验提供的器材， （选填 “能”或“不能”）探究电流与电压的关系。 8.3　 15　 不能　 高效学习平台 　基础过关精练 （选择题为单选） 1. 以下为某同学在“伏安法测导体电阻”实验过程中 的部分操作，其中正确的是（　C　） A. 连接电路时，应先闭合开关 B. 连接电表时，应先选小量程 C. 闭合开关时，应先将变阻器滑片移到阻值最大处 D. 计算电阻时，应先计算电压平均值与电流平均值 C 课时同步作业 易错点：对导致实验现象的原因分析不清 2.（2023·济南改编）在“测量小灯泡正常发光时的电阻”的实验中，关于四位同学遇到的一些问题，下列说法正确的是（　A　） A. 小刚连接完电路的最后一根导线小灯泡就亮了，是因为他连接电路时开关是闭合的 B. 小强连接完电路闭合开关后小灯泡不亮，是因为电流表短路 C. 小梅要判断小灯泡是否正常发光，应在调节滑动变阻器的同时仔细观察小灯泡亮度 D. 小丽发现小灯泡在不同电压下测得的电阻值均不相同，有可能是由测量误差导致的 A 课时同步作业 3. 小明在“探究小灯泡的电阻”实验中，按如图所示电路图连接电路，闭合开关后发现小灯泡不发光，电流表示数为零，电压表示数接近电源电压，出现此故障的原因可能是 开路；小明排除此故障后，闭合开关，发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片，小灯泡都只能微弱发光，且电流表、电压表示数均不变，则此故障的原因最有可能出现在 。（均选填电路图中的元件符号） L　 R　 （第3题） 课时同步作业 4. 如图甲所示，小聪同学设计了用“伏安法”测电阻 的实验。 甲 乙 （第4题） 课时同步作业 （1）同组的小丽发现他的连接中有一处错误，而且只 需改动一根导线的连接，就可以顺利进行实验。请你在 需要改动的导线上打“×”，并用笔画线代替导线画出 正确的接线。答案如图所示 答案如图所示 课时同步作业 （2）电路连接正确后，闭合开关前，滑动变阻器的滑 片应该滑到最 （选填“左”或“右”）端。 （3）小聪闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P时，发现 两个电表只有一个有示数，初步检查确认，电路接线完 好，两个电表均无故障，则发生故障的元件应是 ⁠ （填字母）。 A. 电源 B. 滑动变阻器 C. 定值电阻R D. 开关 右　 C　 课时同步作业 （4）排除故障后，小聪正常进行实验并将实验数据记 录在表中。若第2次测量时电流表的示数如图乙所示， 为 A，根据三次实验数据可得定值电阻R ＝ Ω（结果保留一位小数）。 实验次数 电压U/V 电流I/A 电阻R/Ω 1 1.5 0.16 9.4 2 2.0 3 2.5 0.24 10.4 0.2　 9.9　 课时同步作业 （5）在物理实验中，经常要对物理量进行多次测量， 下列实验与本次实验进行多次测量的目的相同的 是 （填字母）。 A. 用刻度尺测量作业本的长度 B. 探究同种物质的质量与体积的关系 A　 课时同步作业 5. （2023·株洲）某同学利用实验室提供的器材，测量 标有电压为2.5 V的小灯泡在不同电压下的电阻。他所 连接的实验电路如图甲所示。 （第5题） 课时同步作业 （1）在闭合开关前，需要将滑动变阻器的滑片移 至 （选填“A”或“B”）端。 B　 （第5题） 课时同步作业 （2）实验中，第一次测量时的电压等于2.5 V，小灯泡 正常发光。之后调节滑动变阻器，让电压逐次下调，使 灯丝温度不断降低，灯泡变暗直至完全不发光，测量的 数据如下表所示。 数据序号 1 2 3 4 5 6 7 发光情况 明亮 不很亮 暗 较暗 微光 熄灭 熄灭 电压U/V 2.5 2.1 1.7 1.3 0.9 0.5 0.1 电流I/A 0.28 0.26 0.24 0.21 0.19 0.05 课时同步作业 根据表格中的实验数据，图乙中能正确描述通过该小灯 泡的电流I和其两端电压U之间关系的是 。（选填 “①”或“②”） ①　 数据序号 1 2 3 4 5 6 7 发光情况 明亮 不很亮 暗 较暗 微光 熄灭 熄灭 电压U/V 2.5 2.1 1.7 1.3 0.9 0.5 0.1 电流I/A 0.28 0.26 0.24 0.21 0.19 0.05 课时同步作业 （3）第6次测量时，电流表指针的偏转如图丙所示。则 电流表的读数为 A，此时小灯泡的电阻 为 Ω。 （4）对比不同电压下小灯泡的电阻值可知，小灯泡的 电阻随电压的增大而 （选填“增大”“减小” 或“不变”），主要原因是小灯泡的电阻受 ⁠的 影响。 0.16　 3.125　 增大　 温度　 课时同步作业 　能力拓展训练 6. 为测量某定值电阻Rx的阻值，实验探究小组设计了 如图甲所示的电路图，并进行了实验。 甲 乙 丙 丁 （第6题） 课时同步作业 （1）请根据实验电路图，用笔画线代替导线将图乙中 的实物图补充完整。答案如图所示 答案如图所示 课时同步作业 （2）为了不损坏电路元件，在闭合开关S前，调节滑动 变阻器，让通过电流表的电流最 （选填“大”或 “小”）。 （3）闭合开关S，调节滑动变阻器，记录电压表和电流 表的读数，其中某次测量数据如图丙所示，此次电压表 读数为 V。 小　 2.2　 丙 课时同步作业 （4）根据实验数据，该小组作出了电压U随电流I变化 的图像，如图丁所示，根据图像，可得电阻Rx ＝ Ω。 6　 丁 课时同步作业 7. （2023·泸州）小明与小军用两节干电池作为电源， 测量未知电阻Rx的阻值。 （第7题） 课时同步作业 （1）小明设计如图甲所示的电路进行测量，请用笔画 线代替导线，在图乙中替小明完成实验电路的连接。答 案如图所示 答案如图所示 课时同步作业 （2）闭合开关前，小明应将滑动变阻器的滑片置 于 端（选填“A”或“B”）。 （3）设计电路时，使用了滑动变阻器（0～20 Ω），其 作用除了保护电路之外，还有 ⁠ ⁠。 （4）闭合开关，小明发现电压表和电流表均无示数。 经检测，出现故障的元件为Rx或滑动变阻器中的一个， 则故障原因是 ⁠。 A　 改变定值电阻两端的电 压　 滑动变阻器断路　 课时同步作业 （5）排除故障后，闭合开关，观察到电流表的示数很 小，电压表的示数接近3 V，移动滑动变阻器的滑片， 两表示数无明显变化，这是因为未知电阻Rx的阻值 ⁠ ⁠。 太 大　 课时同步作业 （7）小军用电阻箱（0～9 999 Ω）代替滑动变阻器， 他将电阻箱的阻值调为1 000 Ω时，电压表的示数为2 V，电流表的示数仍很小，小军通过计算得出待测电阻 Rx＝ Ω。 （6）小明用电阻箱（0～9 999 Ω）代替待测电阻Rx， 用等效替代法测量其阻值。他调节电阻箱的阻值为1 000 Ω时，电压表的示数接近3 V，电流表示数很小，于 是他得出Rx＝1 000 Ω。小军指出他的测量不正确，理 由是 ⁠。 没有控制电压表的示数不变　 2 000　 课时同步作业 解析：（7）小军用电阻箱（0～9 999 Ω）代替滑动变 阻器，此时电阻箱和待测电阻Rx串联，电压表测量待测 电阻Rx两端的电压，当将电阻箱的阻值调为1 000 Ω 时，电压表的示数为2 V，根据串联电路的分压作用可 知：＝，即＝，代入数据得： ＝，解得：待测电阻Rx＝2 000 Ω。 课时同步作业 $$