4.6 电流与电压、电阻的关系（第3课时）（教学课件）-【上好课】八年级科学上册同步高效课堂（浙教版）

第6节 电流与电压、电阻的关系（第3课时） 第4章 电路探秘 科学浙教版 八年级上册 伏安法测电阻 01 测电阻的其他方法 02 学习目录 学会正确使用电压表和电流表； 02 了解滑动变阻器的结构，初步学会滑动变阻器的使用方法； 01 练习用电压表和电流表测电阻。 03 学习目标 新课导入 知识回顾 电流测量工具：电流表 电压测量工具：电压表 电阻测量工具？ 根据欧姆定律： PART 01 伏安法测电阻 新知讲解 伏安法测电阻 01 电流可以用电流表测量，电压可以用电压表测量。那么，用什么方法测量电阻呢？ 我们可以用电压表、电流表分别测量待测电阻的电压值和电流值，根据计算出电阻值。 伏安法测电阻 01 【实验原理】 【实验器材】 干电池2节，待测电阻1个，开关1个，电流表1个，电压表1个，滑动变阻器1个，导线若干。 根据电路图连接实物图 伏安法测电阻 01 【实验设计与电路】 使用电压表测量待测电阻的电压值，使用电流表测量待测电阻的电流值，根据欧姆定律计算电阻。 电路图 伏安法测电阻 01 【实验步骤】 （1）按电路图连接实物； （2）检查所连接的电路无误后调节滑动变阻器滑动触 头到阻值最大处； （3）闭合开关S，读出电路中被测电阻两端的电压和通过电阻的电流，记录在表格中。 伏安法测电阻 01 （4）改变滑动变阻器的阻值，再读数，记入表格中。如此再重复1次。 （5）表中共有3组读数，代入，算出电阻值，最后求电阻3次测量值的平均值，作为待测电阻R的测定值。 实验次数 U/V I/A R/Ω R的平均值/Ω 1 2.5 0.25 2 2.0 0.20 3 1.5 0.15 10 10 10 10 伏安法测电阻 01 【注意事项】 ①连接电路的过程中，开关要断开； ②事先无法确定电压表、电流表的量程时，可用“试触法”来确定； ③两表电流都是从电表的“+”接线柱流入，“-”接线柱流出； ④滑动变阻器接法：“一上一下”，闭合开关前，其滑动触头要移动到最大阻值的位置； ⑤多次测量的目的：求平均值，使实验结果更准确。 伏安法测电阻 01 思考与讨论 （1）滑动变阻器上标有“2A 20Ω”或“1A 10Ω”的字样，这表示什么意思？ 滑动变阻器上标有“2A 20Ω”或“1A 10Ω”的字样，这表示允许通过的最大电流分别为2A、1A，滑动变阻器的最大阻值分别为20Ω、10Ω。 伏安法测电阻 01 （2）某同学求出三次测量的电压平均值和电流平均值，再运用欧姆定律，从电压平均值和电流平均值求出电阻平均值。你认为这种方法可行吗？为什么？ 不可行。因为电压、电流是动态的，由欧姆定律变形式可知，当R一定时，I与U成正比，因此，电压U与电流不能求平均值。 伏安法测电阻 01 （3）在一次电阻测量实验中，电流表用0~0.6安量程，电压表用0~3伏量程，它们的指针如图所示，被测电阻的阻值是多大？ 电流表的示数为0.3安 电压表的示数为1.3伏 根据欧姆定律： 伏安法测电阻 01 （4）滑动变阻器在本实验中的作用是什么？ ①保护电路 （闭合开关前，滑动变阻器的滑动触头应移到电阻最大的位置）； ②改变通过R的电流和R两端的电压。 伏安法测电阻 01 伏安法测小灯泡电阻 将上述实验中的定值电阻换成小灯泡，用同样的方法测定小灯泡的电阻，多测几组数据，比较计算电阻值，有什么变化规律吗？为什么？ 伏安法测电阻 01 将定值电阻换成小灯泡进行实验，通过多次测量发现，小灯泡的电阻随着电压的降低而减小。‌ 原因是小灯泡的电阻受到温度的影响。当通过小灯泡的电流增大时，灯泡发热，温度升高，导致灯丝的电阻也随之增大。反之，当小灯泡两端的电压降低时，电流减小，灯泡发热减少，温度下降，因此灯丝的电阻也随之减小。这种变化规律体现了灯丝电阻随温度变化的特性，即灯丝电阻随着温度的降低而减小。 伏安法测电阻 01 图像分析 图像中纵坐标是电流I，横坐标是电压U，图像斜率（倾斜度）即，定值电阻的图像是一条直线，小灯泡电阻随电压（温度）增大而增大，故图像为一条曲线，曲线的倾斜度逐渐减小，则逐渐减小，R逐渐增大。 伏安法测电阻 01 思考与讨论 伏安法测小灯泡电阻值需要求平均值吗？ ‌伏安法测小灯泡电阻值不需要求平均值。‌这是因为小灯泡的电阻值会随着温度的变化而变化。在测量过程中，通过调节滑动变阻器滑片P的位置，改变电阻两端电压，观察电流表每次对应的数值，这样做的目的是为了测量不同电压下小灯泡的电阻值，而不是为了减小误差或求得一个固定的电阻值。因此，计算不同电压下的电阻平均值并没有意义。 测电阻的其他方法 PART 02 新知讲解 测电阻的其他方法 02 如果我们既有电压表、也有电流表，器材齐全，可以用伏安法测量电阻，但是如果我们只由电压表或者只有电流表，那我们怎样测量电阻呢？ 测电阻的其他方法 02 如果我们缺少电压表，就需要借助电路特点想办法得到待测电阻的电压值，若我们缺少电流表，就借助电路特点想办法得到待测电阻的电流值。我们学习过串、并联电路特点： 电路 串联电路 并联电路 电流规律 电压规律 串联电路中各处电流均相等， 即I1＝I2＝I3＝…＝In 并联电路干路中的电流等于各支路中的电流之和， 即I=I1+I2+I3+…+In 串联电路电源两端的电压等于各部分电路两端的电压之和，即U＝U1＋U2＋…＋Un 在并联电路里，各支路两端的电压相等，且等于电源电压，即U＝U1=U2=…=Un 测电阻的其他方法 02 若只有电流表，缺少电压表，我们再借助一个已知阻值的定值电阻与待测电阻并联，根据并联电路电压相等，我们可以求出已知阻值的定值电阻的电压值，从而得到待测电阻的电压值。如图： S 闭合S，分别测出通过和的电流、 ； 测电阻的其他方法 02 若只有电压表，缺少电流表，我们再借助一个已知阻值的定值电阻与待测电阻串联，根据串联电路电流相等，我们可以求出已知阻值的定值电阻的电流值，从而得到待测电阻的电流值。如图： 闭合S，分别测出通过和的两端的电压、； S 测电阻的其他方法 02 除了这两种方法，还有许多其他的测量方法，如我们可以利用短路式的电路，也可以利用电阻箱进行等效替代等，同学们可以展开思维，自己进行电路的设计，充分利用我们学习过的电学知识加以设计！！！ 课堂练习 典例1 在科学实验时，为了减小误差或寻找普遍规律，经常需要进行反复多次实验。 ①“测量九年级下科学课本的长度”时，多次测量 ②“探究反射角和入射角大小关系”时，改变入射角，多次测量 ③“研究电流与电压的关系”时，多次测量电阻两端电压和通过电阻的电流值 ④“研究串、并联电路的电流特点”时，换用不同规格的小灯泡，多次测量 ⑤“伏安法测电阻”时，多次测量电阻两端电压和通过电阻的电流值 上述实验中寻找普遍规律的是（ ） A.①②⑤ B.③④ C.②③④ D.②④⑤ C 考点分析：多次测量的目的 ‌减小误差‌：通过多次测量取平均值，可以减小由于测量工具、环境等因素引起的误差，使结果更接近真实值。 ‌寻找规律‌：在物理实验中，多次测量可以帮助我们发现和验证物理规律。 课堂练习 【解析】①“测量九年级下科学课本的长度”时，由于测量工具或测量方法等会产生实验误差，为了减小误差采取多次测量求平均值的方法； ②“探究反射角和入射角大小关系”时，多次测量是为了探究反射角与入射角的关系，总结出“反射角=入射角”的一般规律； ③“探究电流与电压关系时”，多次测量是为了得出普遍性的规律； ④“研究串、并联电路的电流特点”时，尤其是探究并联电路的电流特点时，如果两个电阻阻值相同，测量的电流也会相同，就会得出“并联电路各支路电流相等”的错误结论，因此为了寻找普遍规律，换用不同电阻多次测量； ⑤“伏安法测电阻”时，多次测量电阻两端电压和通过电阻的电流值，目的是取平均值减小误差。 故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 课堂练习 典例2 如图是小科利用实验室常用仪器，设计测量末知电阻阻值的四种电路，电源电压恒定且未知，是已知阻值的定值电阻，滑动变阻器R最大阻值未知，实验中只能闭合或断开开关及移动滑动变阻器滑片，其中能够测量出阻值的电路（ ） A.只有①② B.只有③④ C.只有②③④ D.①②③④均可以 C 课堂练习 【解析】①由电路图可知，S接1或2时，通过电压表的电流的方向会发生变化，电压表的指针会反向偏转，无法读取电压表的示数，故①不符合题意； ②根据图可知，闭合S1、S2，电路为Rx的简单电路，电压表测量电源的电压U，只闭合开关S1，两只电阻串联，电压表测量Rx两端电压为Ux，根据串联电路的电压关系可知，定值电阻两端的电压为=U-Ux，根据欧姆定律可以计算出电流值，从而求出Rx阻值，故②符合题意； ③闭合S1、S2时，电路是只有Rx的简单电路，电流表测量通过Rx的电流Ix，闭合S1、断开S2，两电阻串联电流表测电路中电流I，根据欧姆定律由电源电压不变列式：I(+Rx)=IxRx，可求出Rx的阻值，故③符合题意； ④闭合S1，S接2时，和R串联接入电路中，把R的阻值调到0，根据电流表的示数和定值电阻的阻值可以求出电源电压U，闭合S1，S接1时，Rx和R串联接入电路中，把R的阻值调到0，读出电流表的示数，根据电流表示数和电源电压，利用欧姆定律可以求出的阻值，故④符合题意。 故选C。 课堂练习 典例3 小科用伏安法测小灯泡的电阻： （1）请在图甲中正确连接好电压表； （2）在闭合开关之前，图中滑动变阻器的滑片应放在 端（选填“A”或“B”）； （3）小方检查电路连接正确无误，闭合开关S，发现灯不发光，电流表有示数，电压表示数为0。若电路中只有一处故障，且电源、开关S、电流表、电压表均无故障。请你判断电路出现的故障可能是： ； A 小灯泡短路 课堂练习 典例3 小科用伏安法测小灯泡的电阻： （4）排除电路故障后，小方某次测量时电压表和电流表的示数如图乙，则电压表的示数为 V，电流表的示数为 A，灯泡的电阻 Ω； （5）小明用相同的灯泡测得3组数据记录在表中：小明通过数据分析后，发现小灯泡的电阻不同的。这是因为导体的电阻除了跟材料、长度、横截面积有关，还跟 有关。 2.2 温度 实验次数 电压（V） 电流（A） 1 1.0 0.22 2 2.0 0.30 3 3.0 0.34 0.2 11 课堂练习 【解析】（1）电源电压为3V，电压表选择0~3V量程，电压表与灯泡并联，电流从正接线柱流入，从负接线柱流出，如答案； （2）为了保护电路，闭合开关前，滑片处于最大阻值处，即最左端的A处； （3）小方同学在做实验时，电路连接无误。闭合开关后，发现电流表的指针明显偏转，说明电路为通路，而电压表的示数为零，该故障的原因可能是小灯泡短路了； （4）小方某次测量时电压表和电流表的示数如图乙，图中两电表均选用小量程，分度值分别为0.IV、0.02A，则电压表的示数为2.2V，电流表的示数为0.2A，灯泡的电阻； （5）由表中数据知道，即小灯泡的电阻是不同的，由于电压增大，温度升高，电阻发生变化，说明导体的电阻除了跟材料、长度、横截面积有关，还跟温度有关。 课堂总结 电流与电压电阻的关系 伏安法测电阻 测电阻的其他方法 缺少电流表的设计 实验步骤及注意事项 实验原理与实验设计 缺少电压表的设计 滑动变阻器的作用 第6节 电流与电压、电阻的关系 科学浙教版 八年级上册 谢谢观看 $$