第十七章 第3节 电阻的测量 ---2024-2025学年人教版物理九年级上学期

两种情况下灯泡的电阻相同吗？如何去测量？ 没有发光的灯泡 正在发光的灯泡 未知阻值的电阻 源于生活 第十七章 欧姆定律 第3节 电阻的测量 1.通过利用电流表、电压表测电阻的实验操作，进一步掌握使用电压表和电流表的方法。 2.知道“伏安法”测量电阻的原理，学会用“伏安法”测导体的电阻。 学习目标 到目前所学的电学知识为止，我们学了哪些电学物理量？ 电流 电压 电阻 哪些可以直接测量？哪些不能直接测量？ 有办法测量吗？ 电流表 电压表 思 考 今天我们学习一个方法（伏安法测电阻），即通过电流和电压的测量来间接得知导体的电阻。 用电流表测出待测电阻的电流，用电压表测出待测电阻的电压，再通过 算出电阻值。 这种测量电阻的方法，叫伏安法测电阻。 知识点1 伏安法测定值电阻 （1）实验目的： 用电压表、电流表间接测电阻 （2）实验原理： 实验：伏安法测电阻 设计实验： 1）怎样测量电阻两端的电压U？ 2）怎样测量通过电阻的电流I？ 6）滑动变阻器的作用是什么？ 4）怎样进行多次测量？ 5）怎样改变电路中电流和待测电阻两端电压的大小？ 电压表 电流表 多次改变待测电阻的电压(U)和电流(I) 使用滑动变阻器 3）怎样减小实验误差？ ①改变待测电阻两端的电压； ②保护电路。 多次测量求平均值 （3）实验器材： 电源、电压表、电流表、 滑动变阻器、开关、导线、待测电阻。 滑动变阻器作用：改变待测电阻两端的电压，多次测量电压及电流的值。 （4）设计实验电路： 根据电路图连实物图 实验：伏安法测电阻 实验注意事项： 1）在连接电路前要调节电流表、电压表到零刻度。 2）连接电路时开关要断开，要调节滑动变阻器到阻值最大端。 3）连接好电路，在检查电路连接无误后要用开关试触，在确定电路完好后再闭合开关S。 4）电压表和电流表要注意选择适当的量程。 实验：伏安法测电阻 实验步骤： 1）调节电流表、电压表的指针到零刻度；按电路图连接实物。调节滑动变阻器到阻值最大端； 2）闭合开关，调节滑动变阻器的滑片至适当位置，分别读出电流表的示数I、电压表的示数U，并记录在实验表格中； 4）调节滑动变阻器的滑片改变待测电阻中的电流及两端的电压，再测几组数据，并计算R的平均值（减小误差）。 3）根据公式         计算出R的值，并记录在实验表格中； 伏安法测定值电阻 实验：伏安法测电阻 实验数据表格： 次数 电压表示数U/V 电流表示数I/A 待测电阻Rx/Ω 平均阻值R/Ω 1 2 3 1 0.1 10 2 0.2 10 3 0.3 10 10 改变 不变 定值电阻 电流表有示数，电压表无示数 电阻被短路 滑动变阻器滑动时，电压表示数无变化 滑动变阻器没有 “一上一下”连接 电流表与电压表的指针反向偏转 电流表和电压表的“+”、“-”接线柱接反 原因 原因 原因 电路故障 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。如果出现的情况和测量定值电阻时不同，你如何解释？与同学交流一下。 知识迁移 （1）实验目的：用电压表、电流表间接测小灯泡的电阻  （2）实验原理： （3）实验器材： （4）实验电路图： 电源、电压表、 电流表、滑动变阻器、灯泡、 开关、导线 知识点2 伏安法测小灯泡的电阻 根据电路图连实物图 伏安法测小灯泡电阻 实验数据表格： 次数 电压表示数U/V 电流表示数I/A 待测电阻Rx/Ω 平均阻值R/Ω 1 2 3 0.5 0.16 3.13 1 0.2 5 1.5 0.24 6.25 ？ 改变 改变 不是定值电阻 解析：当灯两端电压越大，灯丝电阻越大。 原因：当灯两端电压越大，灯丝温度升高。 灯丝电阻随着温度升高而增大 能否把小灯泡电阻的平均值作为小灯泡的电阻? 想一想：能否把数次实验中测出的电阻的平均值作为小灯泡的电阻? 小灯泡的灯丝是由受温度影响大的材料制成的，因此当小灯泡两端的电压增大时，灯丝的温度升高，灯丝的电阻受温度的影响而增大。 不可以。 实验：伏安法测电阻 故障分析： 故障1： 原因： 电流表与电压表的指针反向偏转。 电流表和电压表的“+”、“-”接线柱接反 故障2： 电流表和电压表的指针偏转角度很小。 原因： ①电压表和电流表的量程可能都选择过大；         ②电源电压可能过低。 故障3： 电流表指针超过最大值。 原因： ①量程可能选择过小；             ②电路中可能出现短路。 实验：伏安法测电阻 故障分析： 故障4： 原因： 滑动变阻器滑动时，电表示数及灯泡亮度无变化。 滑动变阻器没有 “一上一下”连接。 故障5： 闭合开关，灯泡不亮，电流表、电压表无示数。 原因： ①滑动变阻器阻值太大；            ②电压表并联（灯泡）之外存在断路；           故障6： 闭合开关，灯泡不亮，电流表几乎无示数，电压表指针明显偏转（或示数等于电源电压）。 原因： 灯泡的灯丝可能断了或灯座与灯泡接触不良。 测量定值电阻Rx阻值大小的实验电路图如图甲所示。 （1）本实验的原理是 。 （2）实验前为了保护电路，滑动变阻器的滑片应置于 （选填“A”或“B”）端。 B 典例分析 （3）正确连接电路闭合开关后，电压表示数为2.7V时，电流表接线及示数如图乙所示，则此时测得Rx的阻值是 Ω。 9 （4）本实验要多次测量取平均值，是为了 。 减小误差 知识点3 特殊方法测量电阻 1. 伏阻法： 只用电压表和已知阻值的电阻测量未知电阻的方法。 （1）只闭合S0，测出R0两端的电压U0，闭合S0和S1，测出电源电压U； 2. 安阻法： 只用电流表和已知阻值的电阻测量未知电阻的方法。 单安法测电阻 电阻的测量 伏安法 安阻法 伏阻法 等效替代法 测量原理 数据处理 测定电阻的阻值时，求平均值以减小误差 求小灯泡的电阻时不能求平均值 在伏安法测电阻实验中，滑动变阻器不能起到的作用是（ ） 改变被测电阻两端的电压 改变电路中的电流 保护电路 改变被测电阻的阻值 D 2.（2020·达州中考）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、电流表、电源（3节新干电池串联）。为使测量时较准确地读数（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。 0～0.6A 0～3V 2.5Ω～10Ω 若电压表用0～15V量程，则无论怎样调节变阻器，电压表指针的偏转角度都太小，不会偏过中间刻度线，所以电压表应选0～3 V的量程； 当电压表的示数最大时，由欧姆定律可得，电路的最大电流约为0.6A，故电流表应选0～0.6A的量程； 由欧姆定律和串联电路的规律，变阻器连入电路的最小电阻为2.5Ω；因滑动变阻器的最大阻值为10Ω，所以为保证两电表安全，应控制滑动变阻器的阻值大约在2.5Ω～10Ω的范围内移动。 B 教材习题 1.一个小灯泡上标着“2.2V0.25A"，表明这个小灯泡工作时的电阻是8.8 0。图17.3-2是一位同学为检验小灯泡的标称电阻是否准确而连接的实验线路。他的连接有三个错误。请你指出这三个错误分别错在哪里。应怎样改成正确的连接? 1.错误 如图D17-3所示 解析：课本图中的错误是将滑动变阻器的接线柱接错,使滑动变阻器短路,滑动变阻器失去改变电路电阻的作用。短路是很危险的（如果电源电压超过小灯泡的额定电压易烧坏灯泡），因此在电路连接过程中要绝对避免类似错误。电流表正、负接线柱连接错误；电流表所选量程太大。 教材习题 2.已知流过一只电阻为242 0的灯泡的电流是0.91 A。如果在灯泡两端再并联一个电阻为1650的电烙铁，并联电路的总电流变为多大? 2.24 A解析：依据欧姆定律的变形公式U=I1R1可得，U=0.91 A×242 Ω≈220 V,并联的电烙铁的两端电压与小灯泡两端的电压相等，则通过电烙铁的电流I2=UR2=220 V165 Ω≈1.33 A,所以电路的总电流I=I1＋I2=0.91 A＋1.33 A=2.24 A。 教材习题 3.图17.3-3是用伏安法测量某未知电阻的电路图。 (1)根据电路图将图17.3-4所示的实物图连接起来 ; (2)读出图17.3-5所示电流表和电压表的示数; (3)算出被测电阻本次的测量值。 教材习题 （1）如图D17-4所示 （2）电压表示数为2.4 V，电流表示数为0.4 A （3）6 Ω 解析：连接实物电路时要注意导线不能交叉；根据欧姆定律的变形公式进行计算，R=UI=2.4 V0.4 A=6 Ω。 教材习题 4.在测量标有电压为2.5V的某小灯泡电阻的实验中，第一次测量时的电压等于2.5 V,小灯泡正常发光，以后调节滑动变阻器，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。 (1)请你根据表中电压和电流的数据计算每次的电阻，填在表格中; (2)对比不同电压下小灯泡的电阻值，你有什么发现?把你的发现写成一句具有概括性的结论。 教材习题 （1）从左至右依次为8.1、7.1、6.2、4.7、3.1、2.0 (2)可能会发现,灯泡变暗时,电阻的阻值变小。这不是测量误差，而是由灯丝温度变化导致电阻阻值发生变化引起的，灯丝的电阻随温度的降低而变小。 Lavf57.62.100 Lavf57.62.100 $$