17.3 电阻的测量 教学设计-2026-2027学年物理人教版九年级全一册

该初中物理教学设计聚焦伏安法测电阻核心知识，通过色环电阻实际问题导入，结合欧姆定律变形公式R=U/I引出伏安法，衔接电流表、电压表使用及欧姆定律前序内容，搭建知识支架。 资料特色在于实验分层设计，区分定值电阻多次测量求平均值与小灯泡探究温度影响规律，培养科学思维，电路故障分析“三步法”提升科学探究能力，特殊方法测电阻渗透等效替代思想，助力学生实验操作与问题解决，为教师提供系统教学资源。

课题 17.3 电阻的测量 课型 实验课 课时 1课时（45分钟） 教材版本 人教版九年级全一册 教学方法 实验探究法、讲授法、讨论法、演示法、小组合作学习法 教学用具 多媒体课件、电源、开关、导线、电流表、电压表、滑动变阻器、定值电阻、小灯泡、数字多用表 教材分析：本节是人教版九年级全一册第十七章“欧姆定律”的第3节，在前两节学习了电流与电压、电阻的关系及欧姆定律之后，本节将欧姆定律应用于实际测量中，系统地学习伏安法测量电阻。本节是整章知识的综合应用，既巩固了欧姆定律的理解，又为后续学习电阻的串并联、欧姆定律在串并联电路中的应用及电功率的测量奠定基础。本节内容具有较强的实验性和操作性，通过伏安法测量定值电阻和小灯泡电阻的实验，让学生体会多次测量的不同目的，并通过电路故障分析培养分析问题和解决问题的能力。特殊方法测电阻拓展了学生思维，培养了科学探究能力和创新意识。 学情分析：九年级学生已经学习了欧姆定律I=U/R及其变形公式，具备了基本的电路连接和电表使用技能，能够根据电路图连接实物电路。学生已经知道电流表测量电流、电压表测量电压，对R=U/I的计算也有一定基础。但学生对多次测量在不同实验中的目的容易混淆：测量定值电阻时多次测量是为了求平均值减小误差，而测量小灯泡电阻时多次测量是为了寻找普遍规律。学生对电路故障分析能力较弱，对电流表、电压表示数异常的原因判断存在困难。在特殊方法测电阻方面，学生需要理解“等效替代”的思想，这一思维转换有一定难度。 17.3 电阻的测量 教案 一、核心素养目标 物理观念 理解伏安法测电阻的实验原理，知道用电流表和电压表可以测量导体的电阻。 知道多次测量在不同实验中的不同目的：测量定值电阻时求平均值减小误差，测量小灯泡电阻时寻找普遍规律。 理解灯丝电阻随温度变化的关系，知道小灯泡的电阻不是定值。 了解安阻法、伏阻法、等效替代法等特殊方法测量电阻的基本原理。 科学思维 通过分析电路故障现象，培养根据电流表和电压表示数判断电路故障的逻辑推理能力。 通过安阻法、伏阻法、等效替代法的学习，培养等效替代的科学思维方法。 通过对实验数据的分析处理，培养归纳总结能力和科学推理能力。 科学探究 能根据实验原理设计实验电路图，正确连接实物电路，规范进行实验操作。 能正确使用电流表和电压表测量数据，设计表格记录数据，分析数据得出结论。 通过小组合作完成实验探究，培养合作交流能力和实验操作能力。 经历电路故障的排查过程，培养发现问题、分析问题和解决问题的能力。 科学态度与责任 通过规范的实验操作训练，培养严谨认真、实事求是的科学态度。 通过电路故障分析和排查，培养安全意识，养成规范操作的习惯。 通过数字多用表的使用，感受现代科技对物理实验的促进作用。 二、教学重难点 教学重点：伏安法测电阻的实验原理R=U/I；正确连接电路并进行实验操作；利用滑动变阻器改变待测电阻两端电压进行多次测量；电路故障的分析与判断。 教学难点：理解多次测量在不同实验中的不同目的（定值电阻求平均值减小误差，小灯泡寻找普遍规律）；根据电流表和电压表示数异常判断电路故障；特殊方法测电阻中“等效替代”思想的理解和应用。 三、教学过程 （一）情境导入（3分钟） 【教师活动】同学们，请看我手中的这个电阻器。它的表面印着几条彩色环，这叫做色环电阻。如果我们想知道它的阻值，可以查色环编码表。但如果是没有色环的电阻，或者色环标识模糊了，我们怎么知道它的阻值呢？比如说，维修师傅在修理电器时，怎么判断一个电阻有没有损坏、阻值是否正确？ 【学生活动】学生纷纷议论。有的说可以用万用表测，有的说可以用欧姆定律算，还有学生说不知道。 【教师活动】有同学说到了关键点——用欧姆定律！我们来回顾一下：前面两节课我们学习了电流与电压、电阻的关系，以及欧姆定律。欧姆定律告诉我们，导体中的电流I等于导体两端的电压U除以导体的电阻R，即I=U/R。那么，把这个公式变形一下，R等于什么？ 【学生活动】学生齐声回答：R=U/I！ 【教师活动】非常好！R=U/I。也就是说，如果我们能够测量出加在电阻两端的电压U和通过电阻的电流I，那么用U除以I，就可以计算出电阻R的阻值。电压我们可以用什么来测量？ 【学生活动】学生回答：用电压表！电流用电流表测量！ 【教师活动】正确！用电压表测量电阻两端的电压U，用电流表测量通过电阻的电流I，然后根据R=U/I算出电阻R。这种用电压表和电流表来测量电阻的方法，在物理学中有一个专门的名称——叫做"伏安法"。因为电压的单位是伏特，电流的单位是安培，所以叫"伏安法"。今天这节课，我们就来学习第十七章第3节——电阻的测量。 电流表测量电路中的电流，电压表测量电路两端的电压——要测量电阻，需要同时测量电压和电流 【知识点】伏安法测电阻的基本原理：R=U/I。需要用电压表测量待测电阻两端的电压U，用电流表测量通过待测电阻的电流I，代入公式计算即可得到电阻R的阻值。伏安法中的"伏"指电压表（伏特），"安"指电流表（安培）。 【设计意图】从色环电阻的实际问题引入，激发学生的好奇心。通过层层递进的提问，引导学生运用欧姆定律的变形公式R=U/I思考测量电阻的方法，自然引出伏安法的概念，同时复习了电压表和电流表的功能。 【过渡语】我们明确了伏安法测电阻的原理——R=U/I。但有了原理还不够，在真正的实验中，还有很多细节需要考虑。比如，怎样减小测量误差？怎样设计电路？下面我们就进入实验探究环节。 （二）知识点一：伏安法测电阻（25分钟） 1. 实验原理与减小误差的方法 【教师活动】实验原理我们刚才已经推导出来了——R=U/I。但请大家思考一个问题：如果我们在实验中只测量一次电压和电流，然后代入R=U/I算出电阻，这个结果可靠吗？有没有可能因为某次测量偶然不准确，导致结果偏差很大？ 【学生活动】学生思考后回答：有可能。比如读数时视线没有正对刻度盘，或者电压表、电流表本身存在一定的测量误差，单次测量不够可靠。 【教师活动】分析得很到位！任何测量都存在误差，单次测量的结果往往不够准确。那么，怎样减小实验误差呢？ 【学生活动】学生讨论后回答：可以进行多次测量，每次改变待测电阻两端的电压，分别记录电压U和电流I，算出每次的电阻值，然后求电阻的平均值。还可以绘制U-I图像，用图像法来处理数据，计算电阻。 【教师活动】非常好！多次测量求平均值，是减小误差的常用方法。那么，怎样改变待测电阻两端的电压呢？大家想一想，我们在电路中加入什么元件可以方便地改变电压？ 【学生活动】学生回答：串联一个滑动变阻器！通过移动滑动变阻器的滑片，改变滑动变阻器接入电路的阻值，从而改变电路中的电流和待测电阻两端的电压。 【教师活动】完全正确！滑动变阻器是调节电路的关键元件。在电路中串联一个滑动变阻器，通过移动滑片就可以改变待测电阻两端的电压值，从而获得多组不同的电压和电流数据。 减小误差的方法——用滑动变阻器改变待测电阻两端电压，多次测量求平均值；也可绘制U-I图像处理数据 【知识点】减小实验误差的方法：在电路中串联滑动变阻器，通过移动滑片改变待测电阻两端电压，多次测量电压U和电流I，分别计算每次的电阻值后求平均值。还可以用图像法——将各组数据在U-I坐标系中描点，用平滑曲线连接，根据图像斜率计算电阻。 【重点强调】为什么要多次测量？在物理实验中，任何测量都存在误差。通过多次测量求平均值，可以减小偶然误差，使测量结果更接近真实值。这是一种非常重要的科学方法，在本章之前我们就已经多次使用过。 2. 实验电路图设计与实物连接 【教师活动】明确了实验原理和减小误差的方法后，接下来我们要设计实验电路。请同学们在草稿纸上画一画：电路中需要哪些元件？它们应该如何连接？注意：电流表应该串联还是并联？电压表应该串联还是并联？滑动变阻器应该怎样接入？ 【学生活动】学生动手设计电路图。大部分学生能够画出：电源、开关、待测电阻Rx、电流表（与Rx串联）、电压表（与Rx并联）、滑动变阻器（串联在电路中）。个别学生将电压表串联或电流表并联，教师巡视时及时纠正。 【教师活动】我看到大部分同学的设计是正确的。请大家记住两条基本原则：第一，电流表必须串联在电路中，因为电流表的内阻很小，如果并联会造成短路，烧坏电流表；第二，电压表必须并联在待测电阻两端，因为电压表的内阻很大，如果串联在电路中，电路中的电流会非常小，无法正常工作。滑动变阻器的接法大家还记得吗？ 【学生活动】学生回答：滑动变阻器要"一上一下"接入电路，即一个接线柱接上面的金属杆，另一个接线柱接下面的电阻丝。不能同时接上面两个或同时接下面两个接线柱。 【教师活动】很好！"一上一下"是滑动变阻器的标准接法。如果同时接上面两个接线柱，接入电路的阻值为0，起不到调节作用；如果同时接下面两个接线柱，全部电阻丝接入电路，阻值最大且无法调节。下面我们来看一下标准的电路图和实物连接图。 伏安法测电阻实验电路图 【教师活动】在连接实物电路之前，还有几个重要的注意事项需要大家牢记。请同学们在课本上做好标记。 【实验注意】连接电路时的注意事项：①连接电路前，应将电流表和电压表的指针调零；②连接电路时，开关必须断开，严禁带电操作；③滑动变阻器采用"一上一下"的接法连入电路；④闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移到阻值最大端（离下接线柱最远的一端）；⑤闭合开关时，应先进行试触——快速闭合再断开，观察电流表和电压表指针偏转是否正常，确认无误后再正式闭合开关进行实验。 【教师活动】在刚才的注意事项中，我们看到滑动变阻器有两个重要的操作要求：闭合开关前滑片移到阻值最大端，以及通过移动滑片改变电压。请同学们思考：滑动变阻器在这个实验中的两个作用分别是什么？为什么需要这两个作用？ 【学生活动】学生讨论后回答：作用一——保护电路。闭合开关前将滑片移到阻值最大端，使电路中的总电阻最大，电流最小，防止因电流过大而损坏电流表、电源等元件。作用二——改变待测电阻两端的电压值。通过移动滑片来改变滑动变阻器接入电路的阻值，从而改变电路中的电流和待测电阻两端的电压，实现多次测量，求平均值减小实验误差。 【知识点】滑动变阻器在伏安法测电阻实验中的两个作用：①保护电路——闭合开关前将滑片移到阻值最大端，防止电流过大损坏元件；②改变待测电阻两端的电压——通过移动滑片改变电压值，实现多次测量，进而求平均值减小实验误差。 3. 设计实验数据记录表格 【教师活动】在进行实验操作之前，我们还需要设计一个实验数据记录表格。一个好的表格能帮助我们清晰、有序地记录数据，便于后续分析和计算。请同学们想一想：表格中需要记录哪些物理量？表格应该有几列？ 【学生活动】学生讨论后回答：至少需要四列——实验次数、电压U（单位V）、电流I（单位A）、电阻R（单位Ω）。还应该有一列计算电阻的平均值R平均。 【教师活动】非常好！表格的列标题应该包含物理量符号和单位。比如"电压U/V"表示电压U，单位是伏特(V)。注意：物理量符号用斜体，单位用正体，中间用斜线隔开。表格应该设计成5次实验（5行数据），最后一列是电阻平均值。下面我们来看标准的数据记录表格。 【教师活动】请同学们在自己的实验报告上按照这个格式画好表格，为接下来的实验操作做好准备。 4. 实验操作与数据记录——测量定值电阻 【教师活动】好，准备工作已经全部完成。现在开始进行实验操作。请同学们以小组为单位，按照以下步骤进行：第一步，对照电路图，依次将电源、开关、电流表、待测电阻、滑动变阻器串联起来，再将电压表并联在待测电阻两端。注意连接电路时开关必须断开！第二步，连接完成后，请同组同学互相检查电路连接是否正确。重点检查：电流表和电压表的正负接线柱是否接反？滑动变阻器是否"一上一下"接入？电压表是否并联在待测电阻两端？第三步，确认无误后，将滑动变阻器的滑片移到阻值最大端，然后闭合开关进行试触，观察两表指针偏转是否正常。第四步，正式闭合开关，缓慢移动滑动变阻器的滑片，每次改变滑片位置后，记录电压表和电流表的示数。共记录5组数据。第五步，实验结束后，先断开开关，再拆除电路，整理实验器材。 【学生活动】学生分组进行实验操作。教师在各组之间巡视，及时纠正接线错误和操作不规范的问题。有的小组电压表接线柱接反，指针反向偏转；有的小组忘记将滑片移到阻值最大端；有的小组读数时视线没有正对刻度盘。教师逐一指导纠正。 各组实验数据记录如下（以某组为例）： 第一次：U=1.0V，I=0.20A，R=U/I=1.0V/0.20A=5.0Ω 第二次：U=1.5V，I=0.30A，R=1.5V/0.30A=5.0Ω 第三次：U=2.0V，I=0.40A，R=2.0V/0.40A=5.0Ω 第四次：U=2.5V，I=0.50A，R=2.5V/0.50A=5.0Ω 第五次：U=3.0V，I=0.60A，R=3.0V/0.60A=5.0Ω 计算电阻平均值：R平均=(5.0+5.0+5.0+5.0+5.0)/5=5.0Ω 【教师活动】观察各组的数据，大家发现了什么规律？虽然每次测量的电压从1.0V逐渐增大到3.0V，电流从0.20A逐渐增大到0.60A，但每次计算出的电阻值都是5.0Ω，基本保持不变。这说明什么？ 【学生活动】学生回答：说明定值电阻的阻值不随电压和电流的变化而变化，电阻是导体本身的一种性质。 【教师活动】非常正确！定值电阻的阻值是由它本身的材料、长度、横截面积决定的，与加在它两端的电压和通过它的电流无关。我们通过多次测量求平均值，得到了更可靠的电阻值，减小了单次测量可能带来的偶然误差。 【知识点】实验结论一：定值电阻的阻值不随电压和电流的变化而变化，电阻是导体本身的一种性质。测量定值电阻时，多次测量是为了求电阻的平均值，减小实验误差。 【易错提示】很多同学容易混淆：测量定值电阻时多次测量是为了求平均值减小误差；而接下来测量小灯泡电阻时，多次测量则是为了寻找电阻随温度变化的普遍规律。两者的目的完全不同，千万不要记混！考试中这是高频考点。 5. 测量小灯泡的电阻 【过渡语】我们刚刚测量了定值电阻的阻值，发现无论如何改变电压，定值电阻的阻值始终保持不变。那么，如果把定值电阻换成一个小灯泡，用同样的伏安法测量小灯泡的电阻，结果还会一样吗？小灯泡的电阻会不会也是一个定值呢？让我们通过实验来探究。 【教师活动】现在请各组将电路中的定值电阻取下，换成小灯泡。注意，小灯泡的额定电压通常较低，实验时电压不要超过小灯泡的额定值，以免烧坏灯丝。用与刚才相同的方法，改变滑动变阻器的滑片，测量多组电压和电流值，记录在表格中。注意观察小灯泡亮度的变化。 测量小灯泡电阻的实物连接图——注意小灯泡底座接线柱的极性 【学生活动】学生分组实验，教师巡视指导。各组实验数据记录如下（以某组为例）： 第一次：U=0.5V，I=0.12A，R=0.5V/0.12A≈4.2Ω（灯泡微亮） 第二次：U=1.0V，I=0.18A，R=1.0V/0.18A≈5.6Ω（灯泡较亮） 第三次：U=1.5V，I=0.22A，R=1.5V/0.22A≈6.8Ω（灯泡明亮） 第四次：U=2.0V，I=0.26A，R=2.0V/0.26A≈7.7Ω（灯泡很亮） 学生发现：小灯泡的电阻不是一个定值！随着电压的增大，电阻值从4.2Ω逐渐增大到7.7Ω，而且灯泡越来越亮。 【教师活动】大家的数据非常有意思！同样是伏安法测电阻，定值电阻的阻值始终不变，而小灯泡的电阻却随着电压升高而不断增大。这是为什么呢？请同学们结合前面学过的知识，思考一下可能的原因。 【学生活动】学生展开讨论。有的学生猜测：是不是因为电压大了，电流大了，所以电阻就大了？教师引导：电阻是导体本身的性质，与电压电流无关，所以这个解释不对。另一个学生提出：小灯泡的灯丝是金属钨丝做的，我们在前面学过，金属导体的电阻随温度的升高而增大。灯泡越亮，说明灯丝温度越高，所以电阻越大。 【教师活动】分析得非常精彩！抓住了问题的本质。小灯泡的灯丝是金属钨制成的，钨的熔点很高（约3400℃），适合做灯丝。当灯泡两端电压升高时，通过灯丝的电流增大，电流的热效应使灯丝温度急剧升高，而金属导体的电阻随温度的升高而增大，所以灯丝电阻变大。而定值电阻通常由康铜或锰铜合金制成，这些材料的电阻温度系数很小，在工作范围内温度变化对电阻的影响可以忽略，因此阻值基本不变。 【教师活动】那么，既然小灯泡的电阻本身就在随温度变化，我们测量小灯泡电阻时多次测量的目的，还能是求平均值吗？ 【学生活动】学生思考后回答：不能！因为小灯泡的电阻本来就是变化的，求平均值没有意义。多次测量是为了观察电阻随电压（温度）的变化规律，即寻找普遍规律——灯丝电阻随温度升高而增大。 【教师活动】总结得非常好！这是本节课的一个核心难点，也是考试中的高频考点，请大家务必理解透彻。 【知识点】实验结论二：小灯泡的电阻随灯丝温度的升高而增大，随灯丝温度的降低而减小。测量小灯泡电阻时，多次测量的目的是寻找电阻随温度变化的普遍规律，而不是求平均值。 【重点强调】定值电阻 vs 小灯泡——多次测量目的对比： 定值电阻：多次测量 → 求平均值 → 减小实验误差（因为阻值本身不变，测量值的差异来自测量误差） 小灯泡：多次测量 → 寻找普遍规律（因为阻值本身随温度变化，不同电压下阻值不同是真实存在的物理现象，不是误差） 考试中经常设置陷阱：说"测量小灯泡电阻时多次测量是为了减小误差"——这是错误的！ 6. 数字多用表的使用 【教师活动】同学们，刚才我们用伏安法间接测量了电阻的阻值，需要连接电路、测量电压和电流、再代入公式计算。那么，有没有一种仪器可以直接测量电阻，不需要连接电路和计算呢？ 【学生活动】有学生回答：有！数字多用表（也叫万用表）可以！我家里就有，我爸修电器时用过。 【教师活动】没错！数字多用表是一种非常实用的多功能测量仪器，它可以测量电压、电流、电阻等多种电学量。使用数字多用表测量电阻时，只需要将旋钮旋转到Ω挡，然后将表笔接触电阻两端，屏幕上就会直接显示电阻值，非常方便。现在请大家观察屏幕上的数字多用表图片，找到Ω挡位。然后思考一个问题：如果用数字多用表直接测量小灯泡通电前的电阻（也就是冷态电阻），与刚才我们用伏安法测得的通电时的电阻相比，哪个更大？为什么？ 数字多用表的外观及各挡位功能——注意Ω挡位用于测量电阻 【学生活动】学生用数字多用表（或根据教师演示数据）测量小灯泡冷态电阻，发现冷态电阻只有约2~3Ω，远小于通电后灯丝高温时的电阻（4.2~7.7Ω）。这进一步验证了：灯丝电阻随温度升高而增大，温度越低电阻越小。 【教师活动】这个对比实验非常好地验证了我们的结论！小灯泡在常温下的电阻只有几欧姆，而通电发光后温度可达2000℃以上，电阻增大到原来的几倍。这也解释了为什么灯泡在刚开灯的瞬间最容易烧坏——因为刚开灯时灯丝温度低、电阻小，通过的电流很大，瞬间产生大量热量，容易烧断灯丝。 数字多用表挡位选择示例——测量干电池电压时应选择直流电压挡，注意量程的选择 【知识拓展】数字多用表（又称万用表）的使用要点：①测量电阻时，选择Ω挡，直接读取电阻值，不需要像伏安法那样连接电路；②测量电压时，选择V挡，红表笔接高电位，黑表笔接低电位；③测量电流时，选择A挡，必须将多用表串联在电路中；④使用前注意检查挡位和量程，用完后将旋钮转到OFF挡或交流电压最高挡。 7. 常见电路故障分析 【过渡语】在刚才的实验中，有些小组的同学遇到了电路故障——电流表或电压表的示数出现异常。在实际的物理实验中，电路故障是司空见惯的。学会根据电流表和电压表的示数来分析判断故障原因，是一项非常重要的实验能力，也是考试中经常出现的题型。下面我们一起来分析五种最常见的电路故障。 【教师活动】请同学们注意：分析电路故障时，有一个基本思路——先看电流表。电流表有示数，说明电路是通路（有电流流过）；电流表无示数，说明电路是断路（某处断了，没有电流）。然后再看电压表，结合电压表的示数来判断故障的具体位置。 故障一：电流表示数较大，电压表示数为0 【教师活动】假设你在实验中闭合开关后，发现电流表的示数比较大，但电压表的指针几乎不动，示数始终为0。请同学们分组讨论：可能是哪里出了问题？ 【学生活动】学生甲：电压表坏了吧？教师引导：如果电压表坏了，那只是电压表的问题，但电流表为什么示数较大呢？说明电路中的电流确实比较大，这不是电压表本身的问题。 学生乙：可能是定值电阻被短路了！电流直接从短路的导线流过，不经过定值电阻，所以定值电阻两端没有电压，电压表示数为0。而电路总电阻很小（只有滑动变阻器和电流表的内阻），所以电流较大。 教师：分析得非常正确！定值电阻被短接（短路）是这种故障的最常见原因。电流走了"捷径"，不经过定值电阻，所以电压表测不到电压，而总电阻很小导致电流偏大。 故障一示意图——定值电阻被短接，电流从短接导线直接流过，电压表无示数，电流表有较大示数 【知识点】故障一：电流表示数较大，电压表示数为0——可能原因：定值电阻被短接（短路）。判断依据：电流表有示数说明是通路，电压表示数为0说明与电压表并联的定值电阻两端电压为0。 故障二：电流表示数为0，电压表示数接近电源电压 【教师活动】第二种常见故障：闭合开关后，电流表完全没有示数，但电压表的示数却很大，几乎等于电源电压。大家想一想，这种情况最可能是什么原因？ 【学生活动】学生甲：可能是电压表接错了？教师引导：电压表本身没有接错，但为什么电流为0而电压表有示数呢？ 学生乙：定值电阻断路了！电流无法通过定值电阻，所以电流表示数为0。但电压表的内阻非常大，它通过滑动变阻器、电流表等与电源构成回路，相当于电压表串联在电路中，测量的是电源电压，所以示数接近电源电压。 教师补充：还有一种可能是电压表和电流表的位置接反了——电压表串联在电路中，电流表并联在定值电阻两端。这种情况下，电压表内阻很大导致电流几乎为0，而电压表直接测量电源电压。 故障二示意图——定值电阻断路，电流表示数为0，电压表通过其他元件与电源连通，示数接近电源电压 【知识点】故障二：电流表示数为0，电压表示数接近电源电压——可能原因：定值电阻断路（断开），或电压表与电流表的位置接反。判断依据：电流表无示数说明电路断路，电压表示数等于电源电压说明电压表与电源之间连通。 故障三：电流表示数很大，电压表示数也很大（接近电源电压） 【教师活动】第三种情况：闭合开关后，电流表和电压表的示数都很大，电流表指针几乎打到满偏，电压表示数接近电源电压。这种现象说明什么问题？ 【学生活动】学生讨论：两表示数都很大，说明电路中的电流很大，而且定值电阻分得了几乎全部电源电压。这意味着滑动变阻器没有起到分压和限流的作用。 学生总结：可能是滑动变阻器被短接了，或者滑动变阻器用了上面两个接线柱——这两种情况下滑动变阻器接入电路的阻值都是0，相当于一根导线，无法分压和限流。 故障三示意图——滑动变阻器被短接或接上面两个接线柱，阻值为0，两表示数都很大 【知识点】故障三：电流表示数很大，电压表示数接近电源电压——可能原因：滑动变阻器被短接，或使用上面两个接线柱连入电路（接入电阻为0）。判断依据：滑动变阻器不起作用，电路总电阻只有定值电阻。 故障四：两表示数很小且无法改变 【教师活动】第四种情况：闭合开关后，发现电流表和电压表的示数都非常小，而且无论怎样移动滑动变阻器的滑片，示数都不发生变化。这又是哪里出了问题？ 【学生活动】学生甲：可能是电源电压太低了吧？教师引导：如果只是电源电压低，移动滑片时示数应该还是会变化的，但现在是示数不变，说明滑动变阻器失去了调节功能。 学生乙：滑动变阻器接错了！接了下面两个接线柱，全部电阻丝都接入电路，阻值最大且无法调节。移动滑片只是改变了接入电阻丝的长度分配，但总电阻不变，所以示数不变。 故障四示意图——滑动变阻器接下面两个接线柱，全部电阻丝接入电路，阻值最大且无法调节 【知识点】故障四：电流表、电压表示数很小且无法改变——可能原因：使用下面两个接线柱将滑动变阻器连入电路（全部电阻丝接入，阻值最大且不可调）。 故障五：电流表和电压表示数均为0 【教师活动】最后一种情况：闭合开关后，电流表和电压表都没有任何示数，指针完全不动。这说明了什么？ 【学生活动】学生回答：两表都没有示数，说明电路中完全没有电流，也就是电路发生了断路。但断路的位置不在定值电阻处（因为如果是定值电阻断路，电压表应该还有示数），所以断路发生在定值电阻以外的位置——可能是开关没有闭合、导线断了、滑动变阻器断路、电源没有电等。 故障五示意图——定值电阻以外的其他部分（如开关、导线、滑动变阻器、电源等）发生断路 【知识点】故障五：电流表和电压表示数均为0——可能原因：定值电阻以外的其他部分发生断路（如开关未闭合、导线断开、滑动变阻器断路、电源没有电压等）。 【教师活动】好，五种常见故障我们都分析完了。现在请大家看这张故障分析总结图，它把五种故障的原因、现象和判断方法都汇总在一起了。 伏安法测电阻实验中的电路故障分析总结——五种故障现象、原因和判断方法一览表 【判断技巧】电路故障分析"三步法"： 第一步——看电流表：有示数→通路（可能是短路故障）；无示数→断路（某处断开） 第二步——看电压表：示数=电源电压→电压表并联部分断路或电压表直接测电源；示数=0→电压表并联部分被短接或电压表与电源间断路 第三步——综合判断：结合电流表和电压表的示数，以及滑动变阻器滑片移动时示数是否变化，最终确定故障类型和位置。 【设计意图】故障分析是实验教学的重要组成部分。通过五种常见故障的逐一分析，让学生掌握"先看电流表判断通断，再看电压表判断位置"的基本分析方法，培养逻辑推理能力和解决实际问题的能力。 【过渡语】我们刚才详细学习了伏安法测电阻的完整实验过程——从原理到电路设计，从实验操作到数据分析，再到故障排查。同学们已经掌握了用电压表和电流表测电阻的基本方法。但请大家思考一个问题：如果实验时，电流表或电压表其中一个突然坏了，只剩一个电表，我们还能不能测量未知电阻的阻值呢？ （三）知识点二：特殊方法测电阻（10分钟） 【教师活动】这是一个很有挑战性的问题。在实际工作中，我们可能会遇到仪器损坏的突发情况，这时候就需要开动脑筋，利用手头现有的器材来完成任务。解决这个问题的关键思路是什么？——我们有一个已知阻值的定值电阻R0，可以利用它来"替代"缺失的电表的功能。这种思想叫做"等效替代"，是物理学中非常重要的科学方法。 1. 安阻法——缺电压表时如何测电阻 【教师活动】先看第一种情况：电压表坏了，我们只有电流表可用。伏安法需要同时测电压U和电流I，现在少了电压表，怎么得到待测电阻Rx两端的电压Ux呢？提示：已知电阻R0和电流表配合使用，可以起到什么作用？ 【学生活动】学生思考并讨论。有学生提出：如果把已知电阻R0和待测电阻Rx并联，由于并联电路各支路两端电压相等，只要测出R0两端的电压，就等于Rx两端的电压。而R0的电压可以通过U0=I0R0计算出来——用电流表测出通过R0的电流I0，乘以已知电阻R0，就得到了电压！ 【教师活动】非常精彩的推理！这就是"安阻法"——因为使用电流表（安培表）和已知电阻来测量，所以叫安阻法。它的本质仍然是伏安法，只不过电压表的功能被R0和电流表的组合替代了。具体操作：将R0和Rx并联，在R0支路串联一个电流表测出I0，在Rx支路串联另一个电流表测出Ix。因为并联电路各支路电压相等，Ux=U0=I0R0，所以Rx=Ux/Ix=I0R0/Ix。 安阻法测电阻实物连接示意图——注意电流表的正确串联位置 【知识点】安阻法（缺电压表）：将已知定值电阻R0和待测电阻Rx并联。用电流表分别测出通过R0的电流I0和通过Rx的电流Ix。由并联电路Ux=U0=I0R0，得Rx=Ux/Ix=I0R0/Ix。核心思想：R0和电流表的组合等效替代了电压表的功能。 【理解要点】安阻法的关键理解：为什么R0+电流表能替代电压表？因为电压表的作用是测量电压，而通过R0的电流I0乘以R0的阻值，恰好等于R0两端的电压U0。由于并联电路各支路电压相等，U0=Ux，我们就间接测得了Rx两端的电压。这就是"等效替代"思想的体现。 2. 伏阻法——缺电流表时如何测电阻 【教师活动】再来看第二种情况：电流表坏了，我们只有电压表。伏安法需要测电流I，现在少了电流表，怎么得到通过Rx的电流Ix呢？请同学们类比安阻法的思路，想一想。 【学生活动】学生类比思考：把已知电阻R0和待测电阻Rx串联，利用串联电路电流处处相等的特点。用电压表测出R0两端的电压U0，则通过R0的电流I0=U0/R0。由于串联电路电流处处相等，Ix=I0=U0/R0，再根据Rx=Ux/Ix=Ux/(U0/R0)=UxR0/U0。 【教师活动】推理完全正确！这就是"伏阻法"——使用电压表（伏特表）和已知电阻来测量。它的本质也是伏安法，只不过电流表的功能被R0和电压表的组合替代了。具体操作：将R0和Rx串联，在R0两端并联一个电压表测出U0，在Rx两端并联另一个电压表测出Ux。因为串联电路电流处处相等，Ix=I0=U0/R0，所以Rx=Ux/Ix=UxR0/U0。 伏阻法测电阻实物连接示意图——注意电压表的正确并联位置 【知识点】伏阻法（缺电流表）：将已知定值电阻R0和待测电阻Rx串联。用电压表分别测出R0两端电压U0和Rx两端电压Ux。由串联电路Ix=I0=U0/R0，得Rx=Ux/Ix=UxR0/U0。核心思想：R0和电压表的组合等效替代了电流表的功能。 【理解要点】伏阻法的关键理解：为什么R0+电压表能替代电流表？因为电流表的作用是测量电流，而R0两端的电压U0除以R0的阻值，恰好等于通过R0的电流I0。由于串联电路电流处处相等，I0=Ix，我们就间接测得了通过Rx的电流。这也是"等效替代"思想的体现。 3. 等效替代法——不计算，直接读数 【教师活动】最后一种方法更巧妙——等效替代法。它不需要计算，而是用一个可以调节阻值的电阻箱来直接替代未知电阻。请同学们看图：电路中有电源、开关（单刀双掷）、电流表、未知电阻Rx和电阻箱R。操作步骤：先将开关掷于a处，读出电流表的示数I；再将开关掷于b处，调节电阻箱的旋钮，直到电流表的示数再次等于I，此时电阻箱上显示的阻值R，就等于未知电阻Rx的阻值。 【学生活动】学生思考原理：为什么电阻箱的示数就等于Rx？ 教师引导：在电源电压不变的情况下，两次电路中电流表的示数相同，说明两次电路的总电阻相同。第一次电路中的未知电阻Rx被第二次电路中的电阻箱R替代了，既然总电阻相同，那么Rx就等于R。 【知识点】等效替代法：利用单刀双掷开关将未知电阻Rx和电阻箱R分别接入同一电路，调节电阻箱使两次电流表示数相同，则Rx=R（电阻箱示数）。核心思想：在相同电源电压下，电流相等→总电阻相等→Rx=R。 【重点强调】三种特殊方法对比总结： ①安阻法（缺电压表）：并联电路，R0+电流表→替代电压表，Rx=I0R0/Ix ②伏阻法（缺电流表）：串联电路，R0+电压表→替代电流表，Rx=UxR0/U0 ③等效替代法：不需要计算，用电阻箱直接替代Rx，使电流不变，读数即得 共同思想：都是"等效替代"——利用已知电阻R0（或电阻箱R）和仅有的电表组合，实现缺失电表的功能。 【设计意图】三种特殊方法层层递进：安阻法和伏阻法需要计算，等效替代法直接读数，体现了物理方法的多样性。通过对比学习，培养学生的等效替代思维和创新思维，提升解决实际问题的能力。 【过渡语】通过以上学习，我们不仅掌握了伏安法测电阻的完整实验流程，还学会了在没有电压表或电流表的情况下，利用已知电阻和等效替代的思想来测量电阻。现在让我们通过课堂练习来检验学习效果。 （四）课堂练习（4分钟） 【教师活动】请同学们独立完成以下练习，注意运用刚才学到的故障分析方法和特殊方法测电阻的公式。 练习一：电路故障分析 1. 在伏安法测电阻的实验中，闭合开关后，电流表示数较大，电压表示数为0，可能的原因是（ ） A. 定值电阻断路 B. 定值电阻被短接 C. 滑动变阻器断路 D. 电源电压太低 【学生活动】选B。解析：电流表有较大示数→电路是通路且总电阻较小；电压表示数为0→与电压表并联的定值电阻两端电压为0→定值电阻被短接，电流从短接导线流过。A选项：若定值电阻断路，电流表无示数，电压表示数接近电源电压。C选项：若滑动变阻器断路，两表均无示数。D选项：若电源电压太低，两表示数都偏小，不会出现电压表为零而电流表较大的情况。 2. 闭合开关后，电流表示数为0，电压表示数接近电源电压，可能的原因是（ ） A. 定值电阻被短接 B. 滑动变阻器被短接 C. 定值电阻断路 D. 滑动变阻器断路 【学生活动】选C。解析：电流表无示数→电路中有断路；电压表示数接近电源电压→电压表与电源之间连通。定值电阻断路时，电压表串联在电路中（通过滑动变阻器与电源连通），电压表内阻很大，所以电流几乎为0，电压表示数接近电源电压。A选项：若定值电阻被短接，电压表应无示数。B选项：若滑动变阻器被短接，两表示数都较大。D选项：若滑动变阻器断路，两表均无示数。 3. 闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，电流表和电压表示数都很小且无法改变，可能的原因是（ ） A. 滑动变阻器接上面两个接线柱 B. 滑动变阻器接下面两个接线柱 C. 定值电阻断路 D. 电源电压太低 【学生活动】选B。解析：示数很小→电路总电阻很大；示数无法改变→滑动变阻器无法调节。滑动变阻器接下面两个接线柱时，全部电阻丝接入电路，阻值最大且无法改变。A选项：接上面两个接线柱时阻值为0，两表示数应很大。C选项：定值电阻断路时电流表无示数。D选项：电源电压太低时示数会小但仍然可以随滑片移动而改变。 练习二：特殊方法测电阻计算 4. 在安阻法测电阻的实验中，已知定值电阻R0=10Ω，测得通过R0的电流I0=0.3A，通过Rx的电流Ix=0.2A，则Rx=____Ω。 【学生活动】解析：由安阻法原理，R0和Rx并联，Ux=U0=I0R0=0.3A×10Ω=3V。Rx=Ux/Ix=3V/0.2A=15Ω。答案为15Ω。 5. 在伏阻法测电阻的实验中，已知定值电阻R0=20Ω，测得R0两端电压U0=4V，Rx两端电压Ux=6V，则Rx=____Ω。 【学生活动】解析：由伏阻法原理，R0和Rx串联，Ix=I0=U0/R0=4V/20Ω=0.2A。Rx=Ux/Ix=6V/0.2A=30Ω。答案为30Ω。 【判断技巧】电路故障分析的核心口诀：电流表有示数→通路（可能是短路），无示数→断路；电压表有示数且等于电源电压→并联部分断路，示数为0→并联部分短路或电压表与电源间断路。特殊方法测电阻的关键：理解等效替代思想，记住安阻法用并联、伏阻法用串联。 【设计意图】5道课堂练习题覆盖了电路故障分析（3道）和特殊方法测电阻计算（2道）两个核心考点，题型和难度与中考接轨，帮助学生巩固当堂所学内容。 【过渡语】通过课堂练习，同学们对本节知识有了更深入的理解和运用。现在让我们一起来回顾和总结本节课的核心内容。 （五）课堂小结（3分钟） 知识框架图 【教师活动】请同学们回顾本节课，用你自己的语言总结一下：电阻的测量这一节，我们学习了哪些核心知识？每个知识点之间有什么联系？ 【学生活动】学生总结：本节课的核心是伏安法测电阻——原理是R=U/I，用电压表测U、电流表测I，代入公式计算。为了减小误差，我们在电路中串联滑动变阻器，通过多次测量求平均值。滑动变阻器有两个作用：保护电路和改变电压。测量定值电阻时，多次测量是为了求平均值减小误差；测量小灯泡时，多次测量是为了寻找电阻随温度变化的规律。我们还学习了五种常见电路故障的分析方法，以及安阻法、伏阻法、等效替代法三种特殊方法。 【教师活动】总结得非常全面、系统！本节课我们从欧姆定律出发，学会了用伏安法测量电阻，这是欧姆定律最重要的实际应用之一。在实验中，我们不仅掌握了操作技能，还学会了分析电路故障、利用等效替代的思想解决"缺电表"的问题。这些知识和方法在后续学习电功率测量、串并联电路计算中都会反复用到。课后请大家认真完成学案中的练习题，并思考一个问题：如果给你一个电池组、一个电流表、一个已知电阻R0、一个未知电阻Rx和若干导线，但没有电压表和滑动变阻器，你能否测出Rx的阻值？试着画出电路图，写出计算过程。 【知识点】本节课核心知识框架：①测量原理——R=U/I（伏安法）；②滑动变阻器作用——保护电路 + 改变电压多次测量；③多次测量目的——定值电阻求平均值减小误差，小灯泡寻找普遍规律；④电路故障分析——五种常见故障的原因和判断方法；⑤特殊方法测电阻——安阻法（缺电压表）、伏阻法（缺电流表）、等效替代法。 【设计意图】通过师生互动总结，帮助学生将零散的知识点串联成系统的知识框架。课后思考题引导学生将课堂所学方法进行迁移应用，培养发散思维和创新能力。 四、板书设计 一、测量原理 R=U/I（伏安法） 用电压表测U，用电流表测I，计算R 二、滑动变阻器作用 保护电路 改变待测电阻两端电压，多次测量 三、多次测量目的 定值电阻：求平均值，减小误差 小灯泡：寻找普遍规律（电阻随温度变化） 四、实验结论 定值电阻阻值不变 小灯泡电阻随温度升高而增大 五、电路故障分析 短路：电流大、电压0 断路：电流0、电压=电源电压 滑动变阻器接下面两端：示数小不变 六、特殊方法测电阻 安阻法（缺电压表）：并联，Rx=I0R0/Ix 伏阻法（缺电流表）：串联，Rx=UxR0/U0 等效替代法：电阻箱替代，电流相等 课题：人教版 九年级全一册 第十七章 第3节 17.3 电阻的测量 五、教学反思 本节课以伏安法测电阻为主线，从实验原理到实验操作，从数据记录到故障分析，从基本方法到特殊方法，层层递进，逻辑清晰，符合学生的认知规律。是否充分调动了学生的实验积极性？学生是否都能规范地连接电路、操作实验？在实验过程中，是否每个学生都参与了动手操作和数据记录？学生能否正确理解多次测量在不同实验中的不同目的？能否区分定值电阻求平均值减小误差和小灯泡寻找普遍规律？是否还有学生混淆这两者？学生对电路故障分析的掌握情况如何？是否能够根据电流表和电压表的示数异常，独立判断出故障原因？五种常见故障的覆盖是否全面？特殊方法测电阻（安阻法、伏阻法、等效替代法）中"等效替代"思想的理解是否到位？学生能否灵活运用这些方法解决实际问题？是否需要在课后增加针对性练习？教学时间分配是否合理？实验操作环节是否因为时间紧张而仓促？数字多用表的使用介绍是否足够？是否需要压缩某些环节来保证实验操作的时间？如何更好地将实验教学与理论教学相结合？在实验过程中如何更有效地培养学生的科学探究能力和实验操作技能？这需要在今后的教学中进一步探索和改进。 学科网（北京）股份有限公司 $