第3节 测量电阻（导学案）物理教科版2024九年级上册

第3节 测量电阻（导学案） 【学习目标】 1. 进一步掌握使用电流表、电压表的方法。 2. 学会用伏安法测电阻。 3. 加深对欧姆定律及其应用的理解。 【学习重点】根据实验原理设计电路图，并且能用滑动变阻器来改变待测电阻两端的电压是本节的教学重点。 【学习难点】分析实验数据，发现规律，加深对电阻概念的认识。 【自主预习】阅读教材，完成以下问题： 1. 设计实验 （1）实验原理：欧姆定律的变形公式R=U/I。 （2）实验方法：用电压表测出电阻两端的电压，用电流表测出通过电阻的电流，然后根据R=U/I计算出阻值，此方法也称伏安法。 （3）实验电路图： （4）实验器材：电源、小灯泡 、定值电阻、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线。 2. 进行实验 （1）根据电路图连接电路，此时开关应断开，滑动变阻器的滑片调到阻值最大的位置。 （2）闭合开关，移动滑动变阻器的滑片改变待测电阻两端的电压，记下相应的电压表示数和电流表示数并填在表中。 （3）算出每一次待测电阻的阻值大小及电阻的平均值并填入表中。 【课堂探究】 探究一、用电流表和电压表测量电阻 【提出问题】如图所示，某同学设计的测量未知电阻的实验电路图。和同学讨论，它有哪些不完备的地方？应怎样改进？Rx A S V 答：这样只能测量一组教据，可能误差比较大，应该多次测量，取平均值。 怎样实现多次测量？ 答：根据滑动变阻器来改变待测电阻器两端的电压，多次测量电压及电流。 设计电路图：R P A S V 实验电路图 【实验思路】①通过测量电阻器两端的电压和通过的电流，利用欧姆定律算出电阻。 ②为了减小误差，实际测量中可根据滑动变阻器来改变待测电阻器两端的电压，多次测量电压及电流，分别算出相应的电阻，求出电阻的平均值。 【实验过程】①根据电路图将待测电阻、电压表 、电流表及滑动变阻器等接入电路。 ②改变滑动变阻器滑片的位置，多测几组电压、电流数据，并记录。 ③根据每组数据算出相应的电阻，然后求出电阻的平均值，得到定值电阻的电阻。 实验序号 电压U/V 电流I/A 电阻R/Ω 电阻平均值R/Ω 1 1.2 0.06 20 20 2 2.0 0.10 20 3 2.8 0.14 20 【数据处理】（1）公式计算：将每次测量的电压值、电流值代入公式，分别求出待测电阻的阻值R1、R2、R3，计算出它们的平均值。 计算待测电阻器电阻的平均值: R =（20Ω+20Ω+20Ω）/3=20Ω （2） 用图像处理的方法求出电阻 0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 I/A 画出定值电阻的I-U图像，发现I-U图像是一条过原点的倾斜。表明：电压与电流的比值不变，即电阻不变。 【分析讨论】 当定值电阻两端的电压改变时，通过它的电流也改变，而电压与电流的比值不变，即电阻阻值不变。证明了导体的电阻是由自身的性质所决定的，与电压和电流无关。 【交流与合作】 1. 实验过程中需要注意哪些问题： ①预估电阻值的大概范围，以便选择合适量程的电压表和电流表。 ②连接电路是应保持开关处于断开状态。闭合开关前，需要检查电路，避免出现短路现象，滑动变阻器的滑片要移到阻值最大处，以保护电路。 2. 滑动变阻器在这个实验中的作用： ①改变未知电阻两端的电压和流过未知电阻的电流。 ②保护电路。 【例题1】小明利用如图甲所示的电路来测量R的阻值，电源电压为3V，R的阻值约为10Ω，闭合开关后，电压表指针的位置如图乙所示。对于该实验，下列说法正确的是（　　） A．闭合开关前，滑动变阻器的滑片应移至a端 B．电流表的量程应该选择0∼3A C．图乙中电压表的读数为2.3V D．多次测量求平均值是为了让结论更具普遍性 【答案】分析电路图，电路为串联电路，电流表测量电路中电流，电压表测量电路两端电压： A、为了保护电路，在连接电路时，开关应该处于断开状态，滑动变阻器应放在阻值最大处，结合题目中图即远离下接线柱，移至b端；故A错误。 B、根据串联电路电阻规律和欧姆定律知：电路中最大电流为，故电流表应选0～0.6A；故B错误。 C、电源电压为3V，故电压表所选量程为0～3V，故此时电压表示数为：2.3V；故C正确。 D、伏安法测电阻多次测量求平均值的目的是减小误差。故D错误。 故选：C。 【变式1】小刘同学利用如图所示的电路做“伏安法测电阻”的实验，已知Rx为待测定值电阻，电源电压恒为5V，滑动变阻器R标有“30Ω 1.5A”字样，闭合开关S，移动滑片P，得到如表实验数据，下列关于实验的说法正确的是（　　） A．图中的甲是电压表、乙是电流表 B．实验表格中的所有实验数据均是本实验中真实测得的 C．序号2实验中，待测电阻与滑动变阻器的阻值之比为2：3 D．多次测量实验数据的目的是为了寻找普遍规律 【答案】A、电流表串联在电路中，电压表并联在定值电阻两端，所以加电表是电流表，乙电表是电压表，故A错误；B、由表格数据知：当定值电阻阻值最小时，此时滑动变阻器的阻值最大，根据串联分压可知， ≈36.4Ω，滑动变阻器的最大阻值为20Ω，所以第1次实验不是真实测出，故B错误； C、根据串联分压可知　，代入第2次数据可知，　，故C正确； D、实验需要多测几组数据的目的是取电阻的平均值，减小误差，故D错误。 故选：C。 探究二、用电流表和电压表测量小灯泡的电阻 【提问】将上述实验中的电阻器换成小灯泡，用同样的方法测量小灯泡的电阻。多测几组数据，根据实验数据分别计算出小灯泡的电阻，比较计算出的几个数值。每次算出的电阻相同吗？ 1. 用电流表和电压表测量小灯泡的电阻 【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。 【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，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。 【数据处理】 实验序号 电压U/V 电流I/A 电阻R/Ω 1 1.5 0.22 6.82 2 2.5 0.28 8.93 3 2.8 0.30 9.33 （1）公式计算：将测量的电压值、电流值代入公式R=U/I，分别计算出小灯泡的阻值R1、R2、R3，发现三次的阻值并不相等，电压越高，阻值越大。 （2）分析小灯泡的I-U图像。画出小灯泡的I-U图像，由图像可知，电流与电压不成正比，即当灯泡两端电压变化时，灯泡的阻值也随之发生变化。 【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。 【交流与合作】伏安法测量小灯泡电阻实验中的电路故障分析 灯泡不亮 灯泡亮，电表问题 滑动变阻器问题 【例题2】东东老师在做“测量小灯泡正常发光的电阻”演示实验时，针对实验中遇到的问题，让同学们自己解释了相关现象，下列解释正确的是（　　） A．按要求规范连接电路，实验开始，闭合开关，灯泡不发光，电路可能是正常的 B．电压表、电流表的量程选大了 C．若出现灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数的现象，说明灯泡的灯座短路了 D．滑动变阻器的滑片向右滑动时，两个表的示数都变小 【答案】A．按要求规范连接电路，实验开始，闭合开关，灯泡不发光，闭合开关时，滑动变阻器滑片处于最大值处，电路中的总电阻变大，由电流　　 知，电路中电路较小，小灯泡的实际功率较小，造成小灯泡不发光，也可能时灯泡故障或电路故障引起，故A说法正确； B.实验中电压是由两节干电池左侧，电压表可以选用0-3V，小灯泡的额定功率未知，无法判断电路中电流的最大值，不能说电流表量程选大了，故B错误； C.灯泡不亮，电流表无示数，说明电路断路，电压表由示数，说明电压表两个接线柱到电源两端通路，可以判断时小灯泡断路，故C错误； D.滑动变阻器的滑片向右滑动时，滑动变阻器接入的电阻变小，电流中的电流变大，小灯泡两端的电压变大，两个电表示数都变大，故D错误。 故选：A。 【变式2】如图所示，小莉同学用“伏安法”测正常工作电压为2.5V的小灯泡正常发光时的电阻。闭合开关，将滑动变阻器的滑片移动到如图所示的位置时，电压表示数为2.8V，这时应将滑动变阻器的滑片向_____（选填“左”或“右”）适当移动。当小灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，则小灯泡正常发光时的电阻是_____Ω。 【答案】电压表示数为2.8V，高于灯泡的额定电压，由串联分压的特点可知，应向右移动滑动变阻器的滑片，增大滑动变阻器连入电路的阻值，减小灯泡两端的分压，直至电压表示数为2.5V。图中电流表连接的是小量程，分度值为0.02A，示数为0.5A，则小灯泡正常发光时的电阻： 故答案为：右；5。 课堂练习 1、（2024秋•锦江区期末）如图所示，是“用电压表和电流表测量定值电阻的阻值”的实验电路图。对该实验的操作和分析，下列选项正确的是（　　） A．连接电压表时，一定要选用较小的量程 B．闭合开关前，应使滑动变阻器滑片P位于a端 C．若被测电阻断路，闭合开关后电压表和电流表均无示数 D．为了得到比较准确的电阻值，应多次测量求平均值 【答案】 A、测量未知电阻的电压，不一定非要选择电压表的小量程，故A错误； B、闭合开关前，滑动变阻器的滑片要放在最大阻值处，由图可知，滑片应该放在b端，故B错误； C、若被测电阻断路，电压表有示数，接近电源电压，电流表无示数，故C错误； D、为了得到比较准确的电阻值，应多次测量求平均值，故D正确。故选：D。 2、（2025•青羊区校级模拟）用伏安法测量导体的电阻实验时，小明的实验方案和操作过程均正确，实验中所用的电流表、电压表以及两表的连接和示数如图所示。此时待测电阻的阻值为______Ω，此实验中进行多次实验的目的是_________________。 【答案】解：电流表选用大量程，分度值为0.1A，电流为0.2A，电压表选用大量程，分度值为0.5V， 电压为10V，由欧姆定律待测电阻的阻值为此实验中进行多次实验的目的是取平均值减小误差。故答案为：50；取平均值减小误差。 3、（2013秋•自贡期末）进行物理实验时，正确的操作是获取实验数据的前提。在“用电压表和电流表测小灯泡电阻”的实验中，下列操作中有问题的是（　　） A．连接电路的过程中，开关应处于断开状态 B．试触时发现电流表指针反向偏转，电压表正常，只需断开电路，将电池正、负极对调 C．电流表要与待测电阻串联，电压表要与待测电阻并联 D．连接电路的过程中，滑动变阻器要全部连入电路 物理实验小组正在使用“伏安法”测量未知电阻Rx阻值，实验电路如图甲所示（电源电压3V）。 【答案】解：A、为防止连接错误，造成电路中电流过大烧坏用电器，连接电路的过程中，开关应断开，正确； B、试触时发现电流表指针反向偏转，说明电流表的正负接线柱反接了，若此时将电池正、负极对调，虽然满足了电流表的接法，但又会导致电压表的接线柱反接，故此方法不正确。 C、根据电压表和电流表正确使用可知，电流表要与待测电阻串联，电压表要与待测电阻并联，正确； D、为防止电路中电流过大烧坏用电器，连接电路时，滑动变阻器应处于最大阻值处，正确。 4、（2025•广安区校级模拟）某同学在做“测量小灯泡正常发光时的电阻”的实验时，设计了如图甲所示的实验电路，已知标有“3.8V”字样的小灯泡正常发光时的电阻约为10Ω，电源电压为6V，可供选用的滑动变阻器有R1（20Ω 1A）和R2（50Ω 0.2A）。 （1）为了能完成实验，应该选用的滑动变阻器是_____（选填“R1”或“R2”）； （2）将滑动变阻器调至阻值最大处，闭合开关，发现有一个电表无示数。通过分析发现图甲中有一根导线连接错误，请在错误连线上画“×”并在图中画出那一根正确的连线； （3）电路改正后，某次测量时电压表的示数为2.6V，为使小灯泡正常发光，应将滑动变阻器的滑片向_____（选填“A”或“B”）端滑动。小灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示，则小灯泡正常发光时的电阻为_____Ω。 【答案】解：（1）小灯泡的额定电压为3.8V，小灯泡电阻约为10Ω，由欧姆定律可知，灯的额定 电流约为： 当灯正常发光时，根据串联电路的规律及欧姆定律可知，滑动变阻器连入电路中的电阻为： 故为了能够顺利完成实验探究，应选用“20Ω 1A”的滑动变阻器，即选R1； （2）将滑动变阻器调至阻值最大处，闭合开关，电压表串联在电路中， 连接错误，电路断路，电压表的示数接近电源电压，电流表无示数； 电路图改正如图所示： 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第3节 测量电阻（导学案） 【学习目标】 1. 进一步掌握使用电流表、电压表的方法。 2. 学会用伏安法测电阻。 3. 加深对欧姆定律及其应用的理解。 【学习重点】根据实验原理设计电路图，并且能用滑动变阻器来改变待测电阻两端的电压是本节的教学重点。 【学习难点】分析实验数据，发现规律，加深对电阻概念的认识。 【自主预习】阅读教材，完成以下问题： 1. 设计实验 （1）实验原理：欧姆定律的变形公式 。 （2）实验方法：用 测出电阻两端的电压，用 测出通过电阻的电流，然后根据 计算出阻值，此方法也称 法。 （3）实验电路图： （4）实验器材：电源、小灯泡 、定值电阻、电压表、 、 、开关、导线。 2. 进行实验 （1）根据电路图连接电路，此时开关应 ，滑动变阻器的滑片调到阻值 的位置。 （2）闭合开关，移动滑动变阻器的滑片改变待测电阻两端的电压，记下相应的电压表示数和电流表示数并填在表中。 （3）算出每一次待测电阻的阻值大小及电阻的 值并填入表中。 【课堂探究】 探究一、用电流表和电压表测量电阻 【提出问题】如图所示，某同学设计的测量未知电阻的实验电路图。和同学讨论，它有哪些不完备的地方？应怎样改进？Rx A S V 答：这样只能测量一组教据，可能误差比较大，应该多次测量，取平均值。 怎样实现多次测量？ 答：根据滑动变阻器来改变待测电阻器两端的电压，多次测量电压及电流。 设计电路图： 【实验思路】①通过测量电阻器两端的电压和通过的电流，利用欧姆定律算出电阻。 ②为了减小误差，实际测量中可根据滑动变阻器来改变待测电阻器两端的电压，多次测量电压及电流，分别算出相应的电阻，求出电阻的平均值。 【实验过程】①根据电路图将待测电阻、电压表 、电流表及滑动变阻器等接入电路。 ②改变滑动变阻器滑片的位置，多测几组电压、电流数据，并记录。 ③根据每组数据算出相应的电阻，然后求出电阻的平均值，得到定值电阻的电阻。 实验序号 电压U/V 电流I/A 电阻R/Ω 电阻平均值R/Ω 1 2 3 【数据处理】（1）公式计算：将每次测量的电压值、电流值代入公式，分别求出待测电阻的阻值R1、R2、R3，计算出它们的平均值。 计算待测电阻器电阻的平均值: 。 （2） 用图像处理的方法求出电阻0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 I/A 画出定值电阻的I-U图像，发现I-U图像是一条过原点的倾斜。表明：电压与电流的比值不变，即 不变。 【分析讨论】 当定值电阻两端的电压改变时，通过它的电流也改变，而电压与电流的比值不变，即 不变。证明了导体的电阻是由自身的性质所决定的，与电压和电流 。 【交流与合作】 1. 实验过程中需要注意哪些问题： ①预估电阻值的大概范围，以便选择合适量程的电压表和电流表。 ②连接电路是应保持开关处于 。闭合开关前，需要检查电路，避免出现短路现象，滑动变阻器的滑片要移到 ，以保护电路。 2. 滑动变阻器在这个实验中的作用： ① 。 ② 。 【例题1】小明利用如图甲所示的电路来测量R的阻值，电源电压为3V，R的阻值约为10Ω，闭合开关后，电压表指针的位置如图乙所示。对于该实验，下列说法正确的是（　　） A．闭合开关前，滑动变阻器的滑片应移至a端 B．电流表的量程应该选择0∼3A C．图乙中电压表的读数为2.3V D．多次测量求平均值是为了让结论更具普遍性 【变式1】小刘同学利用如图所示的电路做“伏安法测电阻”的实验，已知Rx为待测定值电阻，电源电压恒为5V，滑动变阻器R标有“30Ω 1.5A”字样，闭合开关S，移动滑片P，得到如表实验数据，下列关于实验的说法正确的是（　　） A．图中的甲是电压表、乙是电流表 B．实验表格中的所有实验数据均是本实验中真实测得的 C．序号2实验中，待测电阻与滑动变阻器的阻值之比为2：3 D．多次测量实验数据的目的是为了寻找普遍规律 探究二、用电流表和电压表测量小灯泡的电阻 【提问】将上述实验中的电阻器换成小灯泡，用同样的方法测量小灯泡的电阻。多测几组数据，根据实验数据分别计算出小灯泡的电阻，比较计算出的几个数值。每次算出的电阻相同吗？ 1. 用电流表和电压表测量小灯泡的电阻 【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。 【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，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。 【数据处理】 实验序号 电压U/V 电流I/A 电阻R/Ω 1 2 3 （1） 公式计算：将测量的电压值、电流值代入公式R=U/I，分别计算出小灯泡的阻值R1、R2、R3，发现三次的阻值并不相等，电压越高，阻值越大。 0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 I/A （2）分析小灯泡的I-U图像。画出小灯泡的I-U图像，由图像可知，电流与电压不成正比，即当灯泡两端电压变化时，灯泡的阻值也 。 【实验结论】当小灯两端电压越大时，灯丝 越大。原因是当灯两端电压变大时，灯丝 升高。 【交流与合作】伏安法测量小灯泡电阻实验中的电路故障分析 灯泡不亮 灯泡亮，电表问题 滑动变阻器问题 【例题2】东东老师在做“测量小灯泡正常发光的电阻”演示实验时，针对实验中遇到的问题，让同学们自己解释了相关现象，下列解释正确的是（　　） A．按要求规范连接电路，实验开始，闭合开关，灯泡不发光，电路可能是正常的 B．电压表、电流表的量程选大了 C．若出现灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数的现象，说明灯泡的灯座短路了 D．滑动变阻器的滑片向右滑动时，两个表的示数都变小 【变式2】如图所示，小莉同学用“伏安法”测正常工作电压为2.5V的小灯泡正常发光时的电阻。闭合开关，将滑动变阻器的滑片移动到如图所示的位置时，电压表示数为2.8V，这时应将滑动变阻器的滑片向_____（选填“左”或“右”）适当移动。当小灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，则小灯泡正常发光时的电阻是_____Ω。 课堂练习 1、（2024秋•锦江区期末）如图所示，是“用电压表和电流表测量定值电阻的阻值”的实验电路图。对该实验的操作和分析，下列选项正确的是（　　） A．连接电压表时，一定要选用较小的量程 B．闭合开关前，应使滑动变阻器滑片P位于a端 C．若被测电阻断路，闭合开关后电压表和电流表均无示数 D．为了得到比较准确的电阻值，应多次测量求平均值 2、（2025•青羊区校级模拟）用伏安法测量导体的电阻实验时，小明的实验方案和操作过程均正确，实验中所用的电流表、电压表以及两表的连接和示数如图所示。此时待测电阻的阻值为______Ω，此实验中进行多次实验的目的是_________________。 3、（2013秋•自贡期末）进行物理实验时，正确的操作是获取实验数据的前提。在“用电压表和电流表测小灯泡电阻”的实验中，下列操作中有问题的是（　　） A．连接电路的过程中，开关应处于断开状态 B．试触时发现电流表指针反向偏转，电压表正常，只需断开电路，将电池正、负极对调 C．电流表要与待测电阻串联，电压表要与待测电阻并联 D．连接电路的过程中，滑动变阻器要全部连入电路 物理实验小组正在使用“伏安法”测量未知电阻Rx阻值，实验电路如图甲所示（电源电压3V）。 4、（2025•广安区校级模拟）某同学在做“测量小灯泡正常发光时的电阻”的实验时，设计了如图甲所示的实验电路，已知标有“3.8V”字样的小灯泡正常发光时的电阻约为10Ω，电源电压为6V，可供选用的滑动变阻器有R1（20Ω 1A）和R2（50Ω 0.2A）。 （1）为了能完成实验，应该选用的滑动变阻器是_____（选填“R1”或“R2”）； （2）将滑动变阻器调至阻值最大处，闭合开关，发现有一个电表无示数。通过分析发现图甲中有一根导线连接错误，请在错误连线上画“×”并在图中画出那一根正确的连线； （3）电路改正后，某次测量时电压表的示数为2.6V，为使小灯泡正常发光，应将滑动变阻器的滑片向_____（选填“A”或“B”）端滑动。小灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示，则小灯泡正常发光时的电阻为_____Ω。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $