第三节 测量：用电压表和电流表测量电阻（导学案）物理沪科版2024九年级全一册

该初中物理导学案聚焦“伏安法测电阻”及串并联电路总电阻规律，以实验探究为主线，通过电路连接、数据记录与分析、故障排查等环节，构建从理论到实践的知识支架，帮助学生理解欧姆定律的应用逻辑，建立测量电阻的科学方法体系。 本资料突出物理观念、科学思维与科学探究的融合，设计层次清晰，例题典型且贴近中考命题趋势。在“伏安法测电阻”实验中强调滑动变阻器的双重作用，引导学生形成系统性思维；通过多组数据求平均值培养减小误差意识，体现科学论证能力；设置真实故障情境锻炼问题解决能力，强化实事求是的科学态度。习题编排注重迁移应用，如利用电压表和定值电阻间接测未知电阻，凸显模型建构与创新思维，是落实核心素养的有效载体。

第三节 测量：用电压表和电流表测量电阻 （导学案） 【学习目标】 理解 “伏安法测电阻” 的原理：通过电流表测导体中的电流、电压表测导体两端的电压，间接计算电阻值。 掌握实验器材的选择与作用：明确实验需电源、电流表、电压表、定值电阻、滑动变阻器、开关、导线，理解滑动变阻器的双重作用 ——多次测量求平均值（减小误差） 和保护电路（防止电流过大）。 掌握串、并联电路总电阻的计算规律。 【学习重点】 伏安法测电阻” 的原理、实验设计与规范操作。 实验数据处理：计算电阻值并求平均值，分析误差原因与减小方法。 串、并联电路总电阻的规律与简单计算。 【学习难点】 “伏安法测电阻” 实验中电路的正确连接； 并联电路总电阻规律的推导； 【自主预习】 伏安法测电阻 1.实验原理 2.请你在图所示电路图中标出圆圈内电表的字母,并将图中所示实物图中的电压表、滑动变阻器连入电路。 3.实验中应注意： 连接电路过程中导线必须接在接线柱上,开关要_________________; 滑动变阻器的连接要一“上”一“下”,滑片要放在______________处。 电阻的串联 1.如果用一个电阻 R 代替两个串联或并联的电阻 R1、R2 接入电路后，电路的状态不变，R就叫做这两个串联或并联电阻 R1、R2的总电阻。 这种方法叫________________法. 2.把几个电阻串联起来后的总电阻比任何一个导体电阻都_________，原因是:几个电阻串联后相当于增加了导体的__________________。由欧姆定律结合串联电路电流、电压特点推导后,得出两个电阻串联后总电阻R与电阻R1、R2的关系：____________。 电阻的并联 1.把几个电阻并联起来后的总电阻比任何一个导体电阻都________，原因是:几个电 阻并联后相当于增加了导体的_________________。 2.由欧姆定律结合并联电路电流、电压特点推导后,得出两个电阻并联后总电阻R 与电阻R1 、R2的关系： 【课堂探究】 一、伏安法测电阻 （1）电路图：设计的实验电路图如图所示，实验的实物图如图所示。 （2）实验原理 依据的原理就是欧姆定律的一个变形公式 ，我们用电压表、电流表同时测出电阻器工作时的电压值和电流值，就可计算出它的电阻（间接测量出它的电阻）。这种测量电阻的方法称为“伏安法”。 （3）可设计如下表格记录实验数据。 实验序号 电压U/V 电流I/A 电阻R/Ω 电阻平均值R/Ω 1 1.0 2 2.0 3 3.0 【进行实验与收集证据】 （1）根据电路图连接电路。 （2）检查电路无误后，将滑动变阻器调到最大阻值处；闭合开关，调节滑动变阻器的滑片P，改变待测电阻两端的电压，使电压表的示数分别为1V、2V、3V，观察对应的电流表的示数，分别填入表格中。 （3）根据记录的三组数据，分别求出三次对应的电阻值，计算出它们的平均值并填入表中。 （4）断开开关，整理器材，结束实验。 【例1】在“伏安法测电阻”的实验中，老师准备了阻值未知的定值电阻R、电压表、电流表、两节新干电池、开关、导线若干、滑动变阻器（铭牌上标有“20Ω  1A”）等器材。所有器材均完好。 (1)小夏设计并连接了图甲所示的部分电路，请用笔画线代替导线将图甲中的电路连接完整（要求：导线不可交叉）。 (2)闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片调至最 （选填“左”或“右”）端。此时，滑动变阻器的作用是 。 (3)闭合开关，电压表示数接近电源电压，电流表无示数。经检查，电流表及各接线处均完好，则电路的故障可能是 。 (4)排除故障后，小夏继续进行实验，当电压表示数为1.2V时，读出图乙所示的电流表示数，并计算出定值电阻的阻值 Ω。小夏认为实验已经完成，小民则认为仅这样就得出定值电阻的阻值不够可靠，原因是： 。 【例2】实验小组的同学利用如图甲所示的实验装置进行“测量定值电阻阻值”的实验。 (1)请你用笔画线代替导线，将图甲中电路连接完整（导线不得交叉）。要求：当滑动变阻器的滑片P向左移动时，电压表示数逐渐变小； (2)连接好电路的最后一根导线后，电流表、电压表指针均发生偏转，出现这种现象的原因是 ； (3)实验时，将滑动变阻器的滑片移到某一位置处，电压表示数为，电流表指针位置如图乙所示为 A，此时，定值电阻的阻值为 ； (4)实验结束后，实验小组的同学想利用滑动变阻器和电压表测出的阻值，便设计了电路图丙，请你帮助实验小组完成实验步骤。（滑动变阻器最大阻值为） ①将滑动变阻器的滑片移至最左端时，读出电压表示数为； ② ，读出电压表示数为； ③待测电阻表达式： 。 二、测量小灯泡的电阻 【实验目的】用电压表、电流表测小灯泡的电阻 【实验原理】 【实验器材】电源、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、小灯泡（额定电压为2.5V）。 【设计实验】 小灯泡与滑动变阻器串联，电流表串联在电路中，电压表并联在小灯泡两端 【实验步骤】 （1）按电路图连接实物。 （2）闭合开关，调节滑动变阻器的滑片至适当位置，记录电压表、电流表的示数。 （3）多次调节滑动变阻器的滑片，重复上述实验。 （4） 将每次测量的电压值、电流值代入公式，分别求出小灯泡的阻值R1、R2、R3。 实验序号 电压U/V 电流I/A 电阻R/Ω 1 1.5 0.1 2 2.0 0.12 3 2.5 0.14 【实验结论】 【例3】．在“测量小灯泡电阻”的实验中，小明设计了如图甲所示的电路，电源电压恒为 6V，小灯泡的额定电压为 2.5V。 (1)用笔画线代替导线，将图甲所示的实物电路连接完整； (2)开关闭合前，滑动变阻器的滑片 P 应移到最 （选填 “左” 或 “右”）端； (3)实验中电压表的示数如图乙所示，其读数为 ，此时如果要进一步测量小灯泡正常发光时的电阻，应将滑片向 选填 “左” 或 “右”）端移动； (4)图丙为小明绘制的该小灯泡 I-U 图像，小灯泡正常发光时的电阻为 Ω； (5)小明用待测定值电阻 R 替换小灯泡测试时，由于电阻 R 阻值较大，电流表偏转很小，测量不准确。老师告诉他：电压表相当于能显示自身两端电压的定值电阻，且阻值较大。于是他设计了图丁所示电路测量电阻 R 的阻值，电源电压恒为 3V，定值电阻 R0=600Ω，闭合开关S。并进行了如下操作： ①S1接 1 时，电压表示数为2.40V； ②S1接2时，电压表示数为2.00V； ③待测电阻R为 Ω 三、电阻的串并联 【总电阻】 如果用一个电阻 R 代替两个串联或并联的电阻 R1、R2 接入电路后，电路的状态不变，R就叫做这两个串联或并联电阻 R1、R2的总电阻。 总电阻和它的分电阻实际上是一种“等效替代”关系。 【电阻的串联】 1.串联电路的电阻 如图所示，两个电阻R1、R2串联，设总电压为U，通过的电流为I，R1、R2两端的电压分别为U1、U2，总电阻为R。 根据欧姆定律I=U/R得U=IR，所以 U1=IR1 U2=IR2 U=IR 由串联电路中电压的特点知U=U1+ U2 所以 结论： 2.串联分压的规律 根据串联电路的电流规律知， I1=I2=I 由欧姆定律可知：U1=I1R1 U2=I2R2 所以 结论： 【电阻的并联】 2.并联电路的电阻 两个电阻R1、R2并联，设电路两端的总电压为U，总电流为I ，通过R1、R2的电流分别为I1、I2 ，总电阻为R。 根据欧姆定律得I1=U1/R1 I2=U2/R2 I=U/R 由并联电路中的特点知：I=I1+I2 U=U1=U2 所以 结论： 2.并联电路中的分流关系 根据欧姆定律，R1和R2两端的电压分别为 U1= I1R1 U2= I2R2 由并联电路中电压特点，U1=U2 即 I1R1= I2R2 所以 结论： 【例4】下面关于物理研究方法的描述，错误的是（　　） A．两个5Ω的电阻串联，其作用效果相当于一个10Ω的电阻——转换法 B．真空不能传声——实验加科学推理法 C．研究光现象时引入光线——物理模型法 D．学习电流时，用水流做比较——类比法 【归纳整理】 第三节 测量：用电流表和电压表测量电阻 【课堂练习】 1．如图甲所示为测量定值电阻阻值的实物电路。 (1)连接电路前应 开关； (2)用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整； (3)闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应移到 （选填“A”或“B”）端； (4)闭合开关，移动滑动变阻器滑片P，当电压表示数为2.7V时，电流表示数如图乙所示，为 A，计算出定值电阻的阻值为 Ω； (5)不增加器材，利用该电路还可以进行的实验是 。 2．晓彤用电压表、电流表、滑动变阻器、导线、开关及干电池等实验器材，测量小灯泡在额定电压2.5V时的电阻； (1)晓彤连接好图甲所示电路，闭合开关S，发现小灯泡L发光暗淡，观察电压表、电流表均有示数，移动滑动变阻器的滑片P，电压表、电流表示数均不变，出现这种现象的原因是 ； (2)晓彤改正实验错误后，移动滑动变阻器的滑片P，当电压表示数为2.5V时，发现电流表示数如图乙所示，由此可知，此时通过小灯泡L的电流为 A，小灯泡L的电阻为 Ω（取整数）。 3．科学探究小组连接了图甲所示的电路，测量定值电阻的阻值。电源电压恒为6V，电流表的量程为0~0.6A，电压表的量程为0~3V，的阻值约为8Ω，滑动变阻器有（a：“25Ω  2A”和b：“20Ω  0.2A”）两种规格。 (1)连接电路时，应选择的滑动变阻器是 （选填“a”或“b”）。 (2)甲图连接的电路有一处错误，请把接错的那一根导线找出来打“×”，用笔画线代替导线画出正确的连接（只改接一根导线）。 (3)正确连接导线后，滑片P移至某处，此时电压表示数为2.6V，电流表示数如图乙所示为 A，本次测得的阻值为 Ω（精确到0.1Ω）。通过移动滑片P测得多组实验数据，计算出的平均值，这样做是为了 （选填字母符号）。 A．寻找普遍规律    B．减小误差 (4)该探究小组还设计了如图丙所示的电路，利用阻值为的定值电阻和电流表等器材，测量的阻值，经检查无误后进行实验。电源电压未知且保持不变，请将实验过程补充完整： ①只闭合开关 ，电流表的示数记为； ②闭合开关，电流表的示数记为； ③用已知量和测量量写出的阻值表达式： 。 4．小明使用阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻各一个，电压为3V的电源以及规格为“10Ω，0.5A”的滑动变阻器等器材，来“探究电流与电阻的关系”。 (1)他首先将5Ω的电阻接入了图甲的电路中，检查时发现电路中有一根导线连接错误，请在错误的导线上画“×”，并用笔画线代替导线将电路连接正确； (2)电路正确连接后，闭合开关时发现，此时电压表和电流表均无示数，他判断产生此现象的原因是 （选填“定值电阻”或“滑动变阻器”）断路。排除故障后移动滑动变阻器的滑片，电流表示数如图乙所示，则此时电压表示数为 V； (3)当定值电阻由5Ω换为10Ω时，为达到实验要求，需向 （选填“左”或“右”）调节滑动变阻器的滑片，使 （选填“电流表”或“电压表”）示数不变。 (4)小明按上述方法，更换不同阻值的电阻进行了多次实验后，得出结论： 。 (5)完成上面实验后，小明又利用两个已知阻值分别为的定值电阻，设计了图丙所示的电路来测量未知电阻的阻值。（电源电压保持不变） ①当开关闭合，接a端时，电流表示数为I； ②当开关闭合，接b端时，电流表示数为2I； 则未知电阻的阻值是 （用已知和测量出的物理量符号表示） 5．小明在做“测量小灯泡的电阻”实验时，电源电压3V，待测小灯泡的额定电压为，他连接的部分电路如图甲所示，有3个滑动变阻器（铭牌上分别标有“，”、“，2A”、“，2A”字样）可供选择。 (1)如图甲所示，闭合开关前应把滑动变阻器滑片的位置调到 （选填“A”或“B”）端；闭合开关后发现电压表的指针刚好满偏。小明仔细检查后，发现只有一根导线连接错误，请你在图甲中错误的导线上画“”，并补上一条正确的导线； (2)纠正错误后闭合开关，小明发现灯泡还是不发光，电流表无示数，电压表有示数。产生此故障的原因可能是下列情况中的______； A．电灯座内部开路 B．小电灯的灯丝断了 C．电压表的正、负接线柱接反 D．电流表开路 (3)排除故障后，闭合开关后通过调节滑动变阻器获得了多组数据，小明根据实验数据绘制了小灯泡的图像，如图丙中的图线a所示，观察图像，发现AB部分近似为线段，BC部分为曲线，为便于分析，将线段AB延长作出图像，如图丙中的图线b所示。 ①某次实验中，电压表的示数如图乙所示，为了测量小灯泡正常工作时的电阻，他应向 （选填“A”或“B”）端移动滑动变阻器的滑片P，直至小灯泡正常工作； ②小灯泡正常工作时的电阻为 ；实验中小灯泡两端电压最低可以调至，则他实验时所选用的滑动变阻器是 （选填“，”、“，2A”、“，2A”）； ③通过实验发现，当小灯泡两端电压逐渐增大时，灯泡亮度会逐渐变亮，说明小灯泡的亮度与 功率（选填“额定”或“实际”）有关；比较a、b两图线，发现两图线间的距离随着电压的增大而增大，你认为造成这种结果的原因是 。 (4)细心的同学在实验过程中发现，灯丝呈螺旋状，于是提出新的问题；为什么将灯丝设计成螺旋状？你认为这样设计的目的是通过：① ；② ，从而增大灯丝的阻值。 6．为测量某定值电阻的阻值，某实验小组选用的实验器材有：待测电阻、两节干电池、电流表、电压表、滑动变阻器、开关及导线若干。 (1)请你用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整。 (2)如下表所示，小组设计了一个记录与处理数据的表格。请将表中①②处的内容填写完整。 实验次序 ① ② 电阻R/Ω 1 2 3 (3)某次测量时，电压表示数为2.5V，电流表指针位置如图乙所示。则电流表示数为 A，本次测得的阻值为 Ω。 (4)本实验进行了多次测量，其目的与下列实验中多次测量的目的相同的是（　　）（填字母）。 A．用刻度尺测量铅笔的长度 B．测量小灯泡的电阻 (5)他们又对实验进行了拓展，利用电源（电压未知且恒定不变）、阻值已知为的定值电阻、电压表、开关等器材，设计了图丙所示的电路，也测出了的阻值。请你完成下列实验步骤： ①闭合开关，断开，读出电压表的示数； ② ，读出电压表的示数； ③待测电阻的阻值 。（用已知量和测得量的字母表示） 【课后反思】 本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些问题？ 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第三节 测量：用电压表和电流表测量电阻 （导学案） 【学习目标】 理解 “伏安法测电阻” 的原理：通过电流表测导体中的电流、电压表测导体两端的电压，间接计算电阻值。 掌握实验器材的选择与作用：明确实验需电源、电流表、电压表、定值电阻、滑动变阻器、开关、导线，理解滑动变阻器的双重作用 ——多次测量求平均值（减小误差） 和保护电路（防止电流过大）。 掌握串、并联电路总电阻的计算规律。 【学习重点】 伏安法测电阻” 的原理、实验设计与规范操作。 实验数据处理：计算电阻值并求平均值，分析误差原因与减小方法。 串、并联电路总电阻的规律与简单计算。 【学习难点】 “伏安法测电阻” 实验中电路的正确连接； 并联电路总电阻规律的推导； 【自主预习】 伏安法测电阻 1.实验原理 R=U/I 2.请你在图所示电路图中标出圆圈内电表的字母,并将图中所示实物图中的电压表、滑动变阻器连入电路。 3.实验中应注意： 连接电路过程中导线必须接在接线柱上,开关要_____断开____________; 滑动变阻器的连接要一“上”一“下”,滑片要放在___最大阻值___________处。 电阻的串联 1.如果用一个电阻 R 代替两个串联或并联的电阻 R1、R2 接入电路后，电路的状态不变，R就叫做这两个串联或并联电阻 R1、R2的总电阻。 这种方法叫_____等效替代___________法. 2.把几个电阻串联起来后的总电阻比任何一个导体电阻都___大______，原因是:几个电阻串联后相当于增加了导体的_______长度___________。由欧姆定律结合串联电路电流、电压特点推导后,得出两个电阻串联后总电阻R与电阻R1、R2的关系：__R=R1+R2__________。 电阻的并联 1.把几个电阻并联起来后的总电阻比任何一个导体电阻都____小____，原因是:几个电 阻并联后相当于增加了导体的______横截面积___________。 2.由欧姆定律结合并联电路电流、电压特点推导后,得出两个电阻并联后总电阻R 与电阻R1 、R2的关系： 【课堂探究】 一、伏安法测电阻 （1）电路图：设计的实验电路图如图所示，实验的实物图如图所示。 （2）实验原理 依据的原理就是欧姆定律的一个变形公式 R=U/I，我们用电压表、电流表同时测出电阻器工作时的电压值和电流值，就可计算出它的电阻（间接测量出它的电阻）。这种测量电阻的方法称为“伏安法”。 （3）可设计如下表格记录实验数据。 实验序号 电压U/V 电流I/A 电阻R/Ω 电阻平均值R/Ω 1 1.0 0.2 5 5 2 2.0 0.39 5.1 3 3.0 0.6 5 【进行实验与收集证据】 （1）根据电路图连接电路。 （2）检查电路无误后，将滑动变阻器调到最大阻值处；闭合开关，调节滑动变阻器的滑片P，改变待测电阻两端的电压，使电压表的示数分别为1V、2V、3V，观察对应的电流表的示数，分别填入表格中。 （3）根据记录的三组数据，分别求出三次对应的电阻值，计算出它们的平均值并填入表中。 （4）断开开关，整理器材，结束实验。 【例1】在“伏安法测电阻”的实验中，老师准备了阻值未知的定值电阻R、电压表、电流表、两节新干电池、开关、导线若干、滑动变阻器（铭牌上标有“20Ω  1A”）等器材。所有器材均完好。 (1)小夏设计并连接了图甲所示的部分电路，请用笔画线代替导线将图甲中的电路连接完整（要求：导线不可交叉）。 (2)闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片调至最 （选填“左”或“右”）端。此时，滑动变阻器的作用是 。 (3)闭合开关，电压表示数接近电源电压，电流表无示数。经检查，电流表及各接线处均完好，则电路的故障可能是 。 (4)排除故障后，小夏继续进行实验，当电压表示数为1.2V时，读出图乙所示的电流表示数，并计算出定值电阻的阻值 Ω。小夏认为实验已经完成，小民则认为仅这样就得出定值电阻的阻值不够可靠，原因是： 。 【答案】(1) (2) 右 保护电路 (3)定值电阻R断路 (4) 10 未多次测量求平均值，测量结果可能存在较大误差 【详解】（1）电压表和电阻并联，如图所示： （2）[1][2]闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片调至最阻值最大处，即最右端，目的是保护电路。 （3）闭合开关，电压表示数接近电源电压，说明电压表接在电源上，又因为电流表无示数，经检查，电流表及各接线处均完好，说明电路中存在断路，即定值电阻R断路。 （4）[1]由乙图可知，电流表量程为0~0.6A，分度值为0.02A，电流表示数为0.12A，因为得定值电阻的阻值 [2]“伏安法测定值电阻”，未多次测量求平均值，测量结果可能存在较大误差，需要多次测量取平均值，目的是减小误差。 【例2】实验小组的同学利用如图甲所示的实验装置进行“测量定值电阻阻值”的实验。 (1)请你用笔画线代替导线，将图甲中电路连接完整（导线不得交叉）。要求：当滑动变阻器的滑片P向左移动时，电压表示数逐渐变小； (2)连接好电路的最后一根导线后，电流表、电压表指针均发生偏转，出现这种现象的原因是 ； (3)实验时，将滑动变阻器的滑片移到某一位置处，电压表示数为，电流表指针位置如图乙所示为 A，此时，定值电阻的阻值为 ； (4)实验结束后，实验小组的同学想利用滑动变阻器和电压表测出的阻值，便设计了电路图丙，请你帮助实验小组完成实验步骤。（滑动变阻器最大阻值为） ①将滑动变阻器的滑片移至最左端时，读出电压表示数为； ② ，读出电压表示数为； ③待测电阻表达式： 。 【答案】(1) (2)连接电路时开关未断开 (3) 0.18 10 (4) 将滑动变阻器的滑片P移至最右端时 【详解】（1）要使滑动变阻器的滑片P向左移动时，电压表示数逐渐变小，即两端的电压减小，根据得，电路中电流应减小，则滑动变阻器接入电路的电阻应增大，所以应将滑动变阻器的右下接线柱接入电路（与定值电阻串联）。连接方式：将滑动变阻器的右下接线柱与定值电阻的右接线柱相连（导线不得交叉）。如图所示： （2）连接好电路的最后一根导线后，电流表、电压表指针均发生偏转，说明电路是通路，出现这种现象的原因是连接电路时开关没有断开。 （3）[1]由图乙可知，电流表选用的是0~0.6A量程，分度值为0.02A，其示数为0.18A。 [2]由得定值电阻的阻值为 （4）[1]接下来应该将滑动变阻器的滑片P移至最右端，此时滑动变阻器接入电路的电阻为，电压表测定值电阻两端的电压，示数为。 [2]分析图丙，将滑动变阻器的滑片P移至最左端时，此时滑动变阻器接入到电路中的阻值为零，电压表测的电源电压，示数为；然后滑动变阻器的滑片P移至最右端，滑动变阻器最大阻值接入电路，定值电阻和滑动变阻器串联，电压表测量的是两端的电压，示数为。根据串联电路中电压特点得此时滑动变阻器两端的电压，所以电路中的电流 根据欧姆定律，待测电阻 二、测量小灯泡的电阻 【实验目的】用电压表、电流表测小灯泡的电阻 【实验原理】 R=U/I 【实验器材】电源、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、小灯泡（额定电压为2.5V）。 【设计实验】 小灯泡与滑动变阻器串联，电流表串联在电路中，电压表并联在小灯泡两端 【实验步骤】 （1）按电路图连接实物。 （2）闭合开关，调节滑动变阻器的滑片至适当位置，记录电压表、电流表的示数。 （3）多次调节滑动变阻器的滑片，重复上述实验。 （4） 将每次测量的电压值、电流值代入公式，分别求出小灯泡的阻值R1、R2、R3。 实验序号 电压U/V 电流I/A 电阻R/Ω 1 1.5 0.1 15.0 2 2.0 0.12 16.7 3 2.5 0.14 18.0 【实验结论】 当小灯两端电压越大时，灯丝电阻越大。原因是当灯两端电压变大时，灯丝温度升高。 【例3】．在“测量小灯泡电阻”的实验中，小明设计了如图甲所示的电路，电源电压恒为 6V，小灯泡的额定电压为 2.5V。 (1)用笔画线代替导线，将图甲所示的实物电路连接完整； (2)开关闭合前，滑动变阻器的滑片 P 应移到最 （选填 “左” 或 “右”）端； (3)实验中电压表的示数如图乙所示，其读数为 ，此时如果要进一步测量小灯泡正常发光时的电阻，应将滑片向 选填 “左” 或 “右”）端移动； (4)图丙为小明绘制的该小灯泡 I-U 图像，小灯泡正常发光时的电阻为 Ω； (5)小明用待测定值电阻 R 替换小灯泡测试时，由于电阻 R 阻值较大，电流表偏转很小，测量不准确。老师告诉他：电压表相当于能显示自身两端电压的定值电阻，且阻值较大。于是他设计了图丁所示电路测量电阻 R 的阻值，电源电压恒为 3V，定值电阻 R0=600Ω，闭合开关S。并进行了如下操作： ①S1接 1 时，电压表示数为2.40V； ②S1接2时，电压表示数为2.00V； ③待测电阻R为 Ω 【答案】(1) (2)左 (3) 2.2 右 (4)12.5 (5)1200 【详解】（1）小灯泡的额定电压为2.5V，故电压表选用小量程并联在灯泡两端，如下图所示： （2）为了保护电路，开关闭合前，滑动变阻器的滑片应移到阻值最大处，即最左端。 （3）[1][2]由图甲可知，电压表选用小量程；调节滑动变阻器过程中，发现电压表的示数如图乙所示，电压表分度值0.1V，其示数为2.2V，小于灯泡额定电压2.5V，如果要测量小灯泡正常发光时的电阻，应增大灯泡两端的电压，根据串联电路电压规律，应减小滑动变阻器两端的电压，根据分压原理，应减小滑动变阻器接入电路的阻值，故应将滑片向右端移动。 （4）由图丙可知，当灯泡两端电压为2.5V时，通过灯泡的额定电流为0.25A，则小灯泡正常发光时的电阻为 （5）电源电压恒为3V，S1接1时，定值电阻R0与电压表串联，电压表示数为2.40V，由串联电路电压的规律，定值电阻的电压为U0=3V-2.40V=0.60V 由分压原理，电压表内阻为 S闭合，S1接2时，待测电阻与电压表串联，电压表示数为2.00V；由串联电路电压的规律，待测电阻的电压为UR=3V-2.00V=1V 由分压原理，待测电阻R为 三、电阻的串并联 【总电阻】 如果用一个电阻 R 代替两个串联或并联的电阻 R1、R2 接入电路后，电路的状态不变，R就叫做这两个串联或并联电阻 R1、R2的总电阻。 总电阻和它的分电阻实际上是一种“等效替代”关系。 【电阻的串联】 1.串联电路的电阻 如图所示，两个电阻R1、R2串联，设总电压为U，通过的电流为I，R1、R2两端的电压分别为U1、U2，总电阻为R。 根据欧姆定律I=U/R得U=IR，所以 U1=IR1 U2=IR2 U=IR 由串联电路中电压的特点知U=U1+ U2 所以 R=R1+R2 结论：两个串联电阻的总电阻等于这两个电阻之和 2.串联分压的规律 根据串联电路的电流规律知， I1=I2=I 由欧姆定律可知：U1=I1R1 U2=I2R2 所以 结论：在串联电路中，各串联电阻起到分担电源电压的作用，各电阻分担的电压与其电阻大小成正比。 【电阻的并联】 2.并联电路的电阻 两个电阻R1、R2并联，设电路两端的总电压为U，总电流为I ，通过R1、R2的电流分别为I1、I2 ，总电阻为R。 根据欧姆定律得I1=U1/R1 I2=U2/R2 I=U/R 由并联电路中的特点知：I=I1+I2 U=U1=U2 所以 结论：两个并联电阻的总电阻的倒数，等于这两个电阻的倒数之和。 2.并联电路中的分流关系 根据欧姆定律，R1和R2两端的电压分别为 U1= I1R1 U2= I2R2 由并联电路中电压特点，U1=U2 即 I1R1= I2R2 所以 结论：在并联电路中，各支路中的电流跟各支路电阻成反比。 【例4】下面关于物理研究方法的描述，错误的是（　　） A．两个5Ω的电阻串联，其作用效果相当于一个10Ω的电阻——转换法 B．真空不能传声——实验加科学推理法 C．研究光现象时引入光线——物理模型法 D．学习电流时，用水流做比较——类比法 【答案】A 【详解】A．在电路中，一个10Ω电阻的效果与两个5Ω电阻串联的效果相同，是等效替代法，故A错误，符合题意； B．从真空罩逐渐向外抽气，听到真空罩内闹铃的声音变小，推理真空不能传声，在实验的基础上使用科学推理法，故B正确，不符合题意； C．光是真实存在的，光线是不存在的，引入光线为了研究光现象，运用了物理模型法，故C正确，不符合题意； D．水流和电流都是存在，电流无法直接观察，但两者的作用有共同之处，以水流来解释电流，采用的是类比法，故D正确，不符合题意。 故选A。 【归纳整理】 第三节 测量：用电流表和电压表测量电阻 【课堂练习】 1．如图甲所示为测量定值电阻阻值的实物电路。 (1)连接电路前应 开关； (2)用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整； (3)闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应移到 （选填“A”或“B”）端； (4)闭合开关，移动滑动变阻器滑片P，当电压表示数为2.7V时，电流表示数如图乙所示，为 A，计算出定值电阻的阻值为 Ω； (5)不增加器材，利用该电路还可以进行的实验是 。 【答案】(1)断开 (2) (3)B (4) 0.3 9 (5)探究电流与电压的关系 【详解】（1）连接电路时，开关处于断开状态，防止连接完最后一根导线，电路接通，损坏元件。 （2）实验中滑动变阻器应“一上一下”选择接线柱串联到电路中，滑动变阻器已经选定了下面接线柱，上面接线柱任意选择串联在电路中，作图如下： （3）为保护电路，闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应移到阻值最大处，即B端。 （4）[1][2]由图甲可知，电流表选用小量程，分度值为0.02A，则图乙中电流表示数为0.3A，则定值电阻的阻值为 （5）不增加器材，利用该电路还可以进行的实验是“探究电流与电压的关系”，这两个实验所用的器材一致。 2．晓彤用电压表、电流表、滑动变阻器、导线、开关及干电池等实验器材，测量小灯泡在额定电压2.5V时的电阻； (1)晓彤连接好图甲所示电路，闭合开关S，发现小灯泡L发光暗淡，观察电压表、电流表均有示数，移动滑动变阻器的滑片P，电压表、电流表示数均不变，出现这种现象的原因是 ； (2)晓彤改正实验错误后，移动滑动变阻器的滑片P，当电压表示数为2.5V时，发现电流表示数如图乙所示，由此可知，此时通过小灯泡L的电流为 A，小灯泡L的电阻为 Ω（取整数）。 【答案】(1)将滑动变阻器下端两个接线柱同时接入了电路 (2) 0.3 8 【详解】（1）闭合开关S，电压表、电流表均有示数，表明电路是通路且小灯泡两端有电压，小灯泡没有短路；小灯泡L发光暗淡，说明电路中电流过小；移动滑动变阻器的滑片P，电压表、电流表示数均不变，说明滑动变阻器没有起到变阻的作用，这是因为将滑动变阻器下端两个接线柱同时接入了电路。 （2）[1]由图乙可知，电流表选用0～0.6A量程，每一个大格代表0.2A，每一个小格代表0.02A，则分度值为0.02A，电流表示数为0.3A，则通过小灯泡L的电流为0.3A。 [2]小灯泡L的电阻为 3．科学探究小组连接了图甲所示的电路，测量定值电阻的阻值。电源电压恒为6V，电流表的量程为0~0.6A，电压表的量程为0~3V，的阻值约为8Ω，滑动变阻器有（a：“25Ω  2A”和b：“20Ω  0.2A”）两种规格。 (1)连接电路时，应选择的滑动变阻器是 （选填“a”或“b”）。 (2)甲图连接的电路有一处错误，请把接错的那一根导线找出来打“×”，用笔画线代替导线画出正确的连接（只改接一根导线）。 (3)正确连接导线后，滑片P移至某处，此时电压表示数为2.6V，电流表示数如图乙所示为 A，本次测得的阻值为 Ω（精确到0.1Ω）。通过移动滑片P测得多组实验数据，计算出的平均值，这样做是为了 （选填字母符号）。 A．寻找普遍规律    B．减小误差 (4)该探究小组还设计了如图丙所示的电路，利用阻值为的定值电阻和电流表等器材，测量的阻值，经检查无误后进行实验。电源电压未知且保持不变，请将实验过程补充完整： ①只闭合开关 ，电流表的示数记为； ②闭合开关，电流表的示数记为； ③用已知量和测量量写出的阻值表达式： 。 【答案】(1)a (2) (3) 0.32 8.1 B (4) 【详解】（1）由于电源压表量程为0-3V，的阻值约为8Ω，当电压表示数为3V时，电流 滑动变阻器b允许通过的最大电流为0.2A，小于0.375A太多，故连接电路时，应选择的滑动变阻器是a。 （2）电压表与被测元件并联，电压表需要测定值电阻两端电压，故错误之处和改正，如图所示： （3）[1][2]由图可知，电流表选量程，分度值为，电流表示数如图乙所示为，本次测得的阻值为 [3]利用伏安法测量定值电阻阻值，通过移动滑片P测得多组实验数据，计算出的平均值，这样做是为了减小误差，故B符合题意，A不符合题意。 故选B。 （4）[1][2][3]由于没有电压表，需要根据电源电压和串联的定值电阻两端的电压计算出待测电阻两端的电压，则需先测出电源电压，再根据欧姆定律求出与待测电阻串联的定值电阻两端电压，根据分压原理计算出待测电阻两端电压， 步骤②闭合开关，待测电阻被短路，电路中只有定值电阻连入电路，电流表的示数记为，可计算出电源电压 步骤①只闭合开关，定值电阻与待测电阻串联，电流表测串联电路的电流为，定值电阻两端电压为 根据串联分压可知，待测电阻两端电压为 待测电阻的阻值为 4．小明使用阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻各一个，电压为3V的电源以及规格为“10Ω，0.5A”的滑动变阻器等器材，来“探究电流与电阻的关系”。 (1)他首先将5Ω的电阻接入了图甲的电路中，检查时发现电路中有一根导线连接错误，请在错误的导线上画“×”，并用笔画线代替导线将电路连接正确； (2)电路正确连接后，闭合开关时发现，此时电压表和电流表均无示数，他判断产生此现象的原因是 （选填“定值电阻”或“滑动变阻器”）断路。排除故障后移动滑动变阻器的滑片，电流表示数如图乙所示，则此时电压表示数为 V； (3)当定值电阻由5Ω换为10Ω时，为达到实验要求，需向 （选填“左”或“右”）调节滑动变阻器的滑片，使 （选填“电流表”或“电压表”）示数不变。 (4)小明按上述方法，更换不同阻值的电阻进行了多次实验后，得出结论： 。 (5)完成上面实验后，小明又利用两个已知阻值分别为的定值电阻，设计了图丙所示的电路来测量未知电阻的阻值。（电源电压保持不变） ①当开关闭合，接a端时，电流表示数为I； ②当开关闭合，接b端时，电流表示数为2I； 则未知电阻的阻值是 （用已知和测量出的物理量符号表示） 【答案】(1) (2) 滑动变阻器 2 (3) 右 电压表 (4)电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比 (5) 【详解】（1）在探究电流与电阻的关系时，滑动变阻器与未知电阻应串联，电压表测未知电阻两端的电压，电流表测电路中的电流。而图甲中，电流表并联在未知电阻两端，电压表与电阻串联，所以连接错误的是电流表负极与电阻左端的导线，作图如下： （2）[1]闭合开关时，电压表和电流表均无示数，说明电路中存在断路故障。若定值电阻断路，电压表会与电源两极相连，电压表有示数，所以产生此现象的原因是滑动变阻器断路。 [2]由图乙可知，电流表的量程为0−0.6A，分度值为0.02A，示数为0.4A。根据欧姆定律，可得此时电压表示数U=IR=0.4A×5Ω=2V （3）[1][2]当定值电阻由5Ω换为10Ω时，根据串联分压原理，定值电阻两端的电压会变大。为控制定值电阻两端电压不变，需要增大滑动变阻器两端的电压，即增大滑动变阻器接入电路的电阻，所以需向右调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数不变。 （4）在探究电流与电阻的关系实验中，控制定值电阻两端电压不变，更换不同阻值的电阻进行多次实验后，得出结论：电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。 （5）由步骤①②可知，电源电压不变，②的电流是①电流的两倍，则①的总电阻就是②总电阻的两倍，即，解得 5．小明在做“测量小灯泡的电阻”实验时，电源电压3V，待测小灯泡的额定电压为，他连接的部分电路如图甲所示，有3个滑动变阻器（铭牌上分别标有“，”、“，2A”、“，2A”字样）可供选择。 (1)如图甲所示，闭合开关前应把滑动变阻器滑片的位置调到 （选填“A”或“B”）端；闭合开关后发现电压表的指针刚好满偏。小明仔细检查后，发现只有一根导线连接错误，请你在图甲中错误的导线上画“”，并补上一条正确的导线； (2)纠正错误后闭合开关，小明发现灯泡还是不发光，电流表无示数，电压表有示数。产生此故障的原因可能是下列情况中的______； A．电灯座内部开路 B．小电灯的灯丝断了 C．电压表的正、负接线柱接反 D．电流表开路 (3)排除故障后，闭合开关后通过调节滑动变阻器获得了多组数据，小明根据实验数据绘制了小灯泡的图像，如图丙中的图线a所示，观察图像，发现AB部分近似为线段，BC部分为曲线，为便于分析，将线段AB延长作出图像，如图丙中的图线b所示。 ①某次实验中，电压表的示数如图乙所示，为了测量小灯泡正常工作时的电阻，他应向 （选填“A”或“B”）端移动滑动变阻器的滑片P，直至小灯泡正常工作； ②小灯泡正常工作时的电阻为 ；实验中小灯泡两端电压最低可以调至，则他实验时所选用的滑动变阻器是 （选填“，”、“，2A”、“，2A”）； ③通过实验发现，当小灯泡两端电压逐渐增大时，灯泡亮度会逐渐变亮，说明小灯泡的亮度与 功率（选填“额定”或“实际”）有关；比较a、b两图线，发现两图线间的距离随着电压的增大而增大，你认为造成这种结果的原因是 。 (4)细心的同学在实验过程中发现，灯丝呈螺旋状，于是提出新的问题；为什么将灯丝设计成螺旋状？你认为这样设计的目的是通过：① ；② ，从而增大灯丝的阻值。 【答案】(1) A (2)AB (3) B 10 ，2A 实际 见解析 (4) 减少散热 增大导体的长度 【详解】（1）[1][2]闭合开关前，应使滑动变阻器滑片处于A端时，接入电路的阻值最大，目的是防止电路中电流过大，烧坏电路元件；电流表应串联在电路中，电压表应与小灯泡并联，正确的连接如图所示： （2）闭合开关后，小明发现小灯泡不发光，电流表的示数为零，说明电路可能断路；电压表有示数，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的电路以外的电路是完好的，则与电压表并联的电路断路了，所以产生此故障的原因可能是小灯泡的灯丝断了或小灯泡和灯座接触不良。 故选AB。 （3）①[1]某次实验中，电压表的示数如图乙所示，电压表选用小量程，分度值为，则此时灯泡两端的电压为2V，低于其额定电压，为了测量小灯泡正常工作时的电阻，应增大灯泡的电压，减小滑动变阻器分得的电压，由串联分压的规律可知应减小变阻器接入电路的阻值，所以，根据改正后的实物图可知他应向B端移动滑动变阻器的滑片P，直至小灯泡正常工作。 ②[2][3]由图丙可知，小灯泡两端电压为时，通过它的电流为，则小灯泡正常工作时的电阻 实验中小灯泡两端电压最低可以调至，此时滑动变阻器分得的电压最大，变阻器接入电路的电阻最大，由图丙可知，小灯泡两端电压为时，通过它的电流为，此时滑动变阻器分得的电压为 串联电路中电流处处相等，则由欧姆定律可得变阻器的最大阻值 故所选用的滑动变阻器为，2A。 ③[4][5]电压增大时，实际功率变大，小灯泡亮度增大，故小灯泡的亮度与实际功率有关；因电压增大时，温度升高，小灯泡的电阻变大，所以两图线间的距离随着电压的增大而增大。 （4）[1][2]导体的电阻与自身的长度、材料、横截面积、温度等因素有关，将灯丝设计成螺旋状的目的是：①减少散热、②增大导体的长度。 6．为测量某定值电阻的阻值，某实验小组选用的实验器材有：待测电阻、两节干电池、电流表、电压表、滑动变阻器、开关及导线若干。 (1)请你用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整。 (2)如下表所示，小组设计了一个记录与处理数据的表格。请将表中①②处的内容填写完整。 实验次序 ① ② 电阻R/Ω 1 2 3 (3)某次测量时，电压表示数为2.5V，电流表指针位置如图乙所示。则电流表示数为 A，本次测得的阻值为 Ω。 (4)本实验进行了多次测量，其目的与下列实验中多次测量的目的相同的是（　　）（填字母）。 A．用刻度尺测量铅笔的长度 B．测量小灯泡的电阻 (5)他们又对实验进行了拓展，利用电源（电压未知且恒定不变）、阻值已知为的定值电阻、电压表、开关等器材，设计了图丙所示的电路，也测出了的阻值。请你完成下列实验步骤： ①闭合开关，断开，读出电压表的示数； ② ，读出电压表的示数； ③待测电阻的阻值 。（用已知量和测得量的字母表示） 【答案】(1) (2) 电压U/V 电流I/A (3) 0.5 5 (4)A (5) 闭合开关和 【详解】（1）滑动变阻器 “一上一下”接入电路，滑动变阻器下方任一接线柱与定值电阻右端连接，电压表需要与定值电阻并联，故用一根导线将电压表负接线柱和定值电阻左端相连，如图所示： （2）[1][2]利用伏安法测量定值电阻阻值，实验原理为，需要测量的物理量有电压、电流。 （3）[1]电流表选量程，分度值，示数为。 [2]由，，，得。 （4）本实验多次测量是为求定值电阻平均值减小误差，与用刻度尺测铅笔长度目的相同；测小灯泡电阻是为探究灯丝电阻与温度关系，多次测量以探寻普遍规律，与本实验多次测量目的不同，故选A。 （5）[1][2]闭合开关，断开，读出电压表示数，此时构成电压表与串联，电压表示数为电源电压；闭合开关、，两电阻串联，此时电压表测量定值电阻两端的电压为，由串联电路电压规律，两端电压为；串联电路电流， 故。 【课后反思】 本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些问题？ 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $