5.3 测量电阻（教学课件）物理新教材教科版九年级上册

该初中物理课件聚焦九年级上册“测量电阻”核心内容，通过“标注模糊电阻如何测阻值”的问题导入，以欧姆定律为基础，围绕伏安法测定值电阻和灯泡电阻展开，搭建滑动变阻器作用、数据处理（表格与图像）、故障分析等学习支架，衔接前后知识脉络。 其亮点在于融合科学探究与科学思维，如伏安法实验中设计滑动变阻器双重作用（保护电路、多次测量），通过灯泡电阻随温度变化的对比实验及故障分析表格培养学生探究能力，典例与课堂练习结合提升数据处理和误差分析能力。既助学生建立物理观念，又为教师提供清晰教学路径，提高课堂效率。

物理九年级上册 •教科版 第五章 欧姆定律 第3节 测量电阻 学习目标——物理学科素养 01 物理观念 理解欧姆定律，认识电阻是导体本身的性质，建立电流、电压、电阻的相互联系。 02 科学思维 由欧姆定律变形 得到实验原理，能分析处理实验数据，辨析灯丝电阻随温度变化的规律。 03 科学探究 会搭建伏安法实验电路，正确使用电流表、电压表；多次测量减小误差，能分析简单电路故障。 04 科学态度与责任 规范操作实验器材，如实记录实验数据，培养严谨求实的科学态度，重视小组合作探究。 教学重难点 教学难点 教学重点 1. 伏安法测电阻的实验原理 2. 收集实验数据，计算待测电阻阻值。 1. 分析实验故障，处理实验误差。 2. 理解灯丝电阻随温度升高而增大的特点。 课堂引入 有一只标注模糊的电阻，我们怎样才能知道它的阻值呢？ 知识点1 用电流表和电压表测量电阻 知识点1：用电流表和电压表测量电阻 根据欧姆定律 可知： 用电流表可以测量电流 用电压表可以测量电压 用电压表、电流表以及欧姆定律测量电阻的方法叫作伏安法。 知识点1：用电流表和电压表测量电阻 这是小明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？ 测量一次数据，可能误差比较大，我们应该多测量几次，取平均值。 这便需要改变电路中通过电阻的电流和电阻两端的电压。 串联一只滑动变阻器，就能改变电路中的电流…… 知识点1：用电流表和电压表测量电阻 滑动变阻器作用： 1. 保护电路：闭合开关前调到最大阻值，防止电流过大，损坏元件。 2. 改变待测电阻两端电压和电路电流，实现多次测量。 多次测量求平均值，减小实验误差。 知识点1：用电流表和电压表测量电阻 伏安法测电阻 知识点1：用电流表和电压表测量电阻 伏安法测电阻 实验次数 U/V I/A R/Ω 1 1 0.1 2 2 0.2 3 3 0.3 10 10 10 知识点1：用电流表和电压表测量电阻 除了用表格形式记录测量结果外，我们还可以用图像的方式表示。 电压—电流图像常被用来研究导体电阻的变化规律，是物理学中电学部分重要的图像。 越靠近U轴，电阻越大 Ra>Rb>Rc 知识点1：用电流表和电压表测量电阻 常见故障 故障现象 故障原因 待测电阻断路 待测电阻短路 滑动变阻器接上面两个接线柱 滑动变阻器接下面两个接线柱 正负接线柱接反了 滑动变阻器断路 电流表无示数，电压表接近电源电压 电流表有示数，电压表无示数 电表示数很大，移动滑片示数不变 电表示数很小，移动滑片示数不变 电表指针反向偏转 电流表、电压表均无示数 【典例】1．在测量定值电阻Rx的阻值的实验中，同学们连接了如图甲所示的部分实物电路。 (1)请你用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路补充完整（要求滑动变阻器的滑片向右移动时电路中的电流变小）______。 (2)闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应移至______（选填“A”或“B”）端。实验中闭合开关后发现，无论怎样移动滑片，电流表都没有示数，电压表示数接近电源电压，原因可能是______。 A．滑动变阻器断路    B．滑动变阻器短路    C．Rx断路    D．Rx短路 B C 知识点1：用电流表和电压表测量电阻 【典例】1．在测量定值电阻Rx的阻值的实验中，同学们连接了如图甲所示的部分实物电路。 (3)排除故障后，小致闭合开关，将滑片移动到某位置时，电流表示数为0.2A，电压表示数如图乙所示，是______V，则此次测量中，Rx的阻值为______Ω。为使测量结果更准确，接下来应进行的操作是____________________________。 1.8 9 移动滑片，再测几组数据 知识点1：用电流表和电压表测量电阻 【答案】(1)见详解 (2) B C (3) 1.8 9 移动滑片，再测几组数据 【详解】（1）电源由两节干电池组成，电源电压大约是3V，电压表的量程选择0~3V，电压表和电阻并联，根据滑动变阻器的滑片向右移动时，电路中的电流变小，连入电路的电阻变大，确定变阻器的A接线柱连入电路，如图所示： 知识点1：用电流表和电压表测量电阻 （2）[1]为了保护电路，闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应移至阻值最大处，即B端。 [2]电流表没有示数，说明电路可能断路；电压表示数接近电源电压，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的支路以外的电路是完好的，则与电压表并联的支路断路了，故障可能是Rx断路，故选C。 （3）[1]图甲中，电压表选择小量程，分度值是0.1V，由图乙可知，电压表的示数是1.8V。 [2]Rx的阻值为 [3]为使测量结果更准确，移动变阻器的滑片，测量多组电压值和电流值，求出多组电阻值，求平均值，可以减小误差。 知识点1：用电流表和电压表测量电阻 知识点2 测量灯泡的电阻 知识点2：测量灯泡的电阻 灯泡的电阻是否固定不变？我们可以用伏安法来研究。 利用伏安法，电流表和电压表分别用来测量通过灯泡的电流和它两端的电压，利用变阻器改变电路中的电流值，可设计如图所示的实验电路。 原理： 知识点2：测量灯泡的电阻 实验器材： 实验步骤： 1. 按电路图连接电路。 灯座带灯泡（2.5 V 0.3 A）1 套、开关 1 只、电压表 1 只、滑动变阻器 1 只、电流表1 只、干电池 2 节、电池盒 2 个、导线若干。 知识点2：测量灯泡的电阻 注意事项： （1）电压表、电流表连入电路前，应先调零。 （2）可根据灯泡铭牌选择电表测量范围。 （3）为保证实验中灯泡不会因电压过大而烧坏，闭合开关前，滑动变阻器滑片应移至最大阻值位置。 滑动变阻器在电路中起什么作用？ 1. 保护电路 2. 改变小灯泡两端的电压 知识点2：测量灯泡的电阻 2. 进行实验。闭合开关，移动滑动变阻器滑片，分别测量并记录灯泡两端电压低于 2.5 V、 等于 2.5 V、略高于 2.5 V 时的电压值和对应的电流值。 知识点2：测量灯泡的电阻 3. 处理数据： 根据欧姆定律计算灯泡的电阻，分析实验数据，对实验结论作出解释。 实验次数 1 2 3 电压U/V 1.5 2.5 2.8 电流I/A 0.22 0.28 0.30 电阻R/Ω 灯泡亮度 较暗 正常 很亮 6.82 8.93 9.33 小灯泡电阻随灯丝温度升高而增大。 根据灯泡铭牌（2.5 V 0.3 A）计算的电阻值和实验结果存在差异，造成差异的原因可能是什么？ 知识点2：测量灯泡的电阻 在上面的实验中，如果用电压传感器和电流传感器替代电压表和电流表，逐渐增大灯泡两端的电压，让灯丝由暗变亮，直至正常发光，在这个过程中，传感器采集数据并传到计算机，作出的电压—电流图像如图： 灯泡的灯丝由暗变亮的过程，即灯丝的温度逐渐升高的过程。上面的实验数据可以说明灯丝的电阻随温度升高而增大。 因此，测量小灯泡的电阻取平均值就没有意义 知识点2：测量灯泡的电阻 常见故障 故障现象 故障原因 小灯泡断路 小灯泡短路 滑动变阻器接上面两个接线柱 滑动变阻器接下面两个接线柱 正负接线柱接反 灯不亮，电流表无示数，电压表接近电源电压 灯不亮，电流表有示数，电压表无示数 灯泡很亮，移动滑片，亮度不变 灯泡很暗，移动滑片，亮度不变 电表指针反向偏转 滑动变阻器断路 电流表与电压表都无示数 【典例】1.用伏安法测量额定电压为2.5V小灯泡的电阻，实验装置如图甲。 (1)用笔画线代替导线将图甲电路连接正确； (2)闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片P置于最______端； (3)闭合开关，定向移动滑片P，发现电表指针示数忽大忽小，且变化幅度较大。经检查，故障只发生在滑动变阻器，故障的原因可能是______； A．滑动变阻器短路 B．滑动变阻器的滑片P与电阻丝接触不良 右 B 知识点2：测量灯泡的电阻 【典例】1.用伏安法测量额定电压为2.5V小灯泡的电阻，实验装置如图甲。 (4)排除故障，继续实验。实验小组设计如下表格并记录部分实验数据： 实验次序 1 2 3 4 5 电压U/V 0.9 1.3 1.7 2.1 2.5 电流I/A 0.20 0.22   0.28 0.30 电阻R/Ω 4.5 5.9   7.5   电阻平均值 ①电压表示数为1.7V时，电流表示数如图乙所示，读数为_____A； ②小灯泡正常发光时电阻为______Ω；（保留一位小数） ③表格中设计不合理的一项是_______________，原因是____________________________。 0.26 8.3 电阻平均值 小灯泡的电阻会随温度升高而增大 知识点2：测量灯泡的电阻 【答案】(1) (2)右 (3)B (4) 0.26 8.3 电阻平均值 小灯泡的电阻会随温度升高而增大 【详解】（1）见上图 （2）为了保证电路安全，应该将滑动变阻器调至阻值最大处，即将滑动变阻器的滑片P置于最右端。 （3）因为电表指针示数忽大忽小，且变化幅度较大，说明电路某处接触不良，故B符合题意。 （4）[1]由乙图可知，电流表所接量程为0~0.6A，其分度值为0.02A，所以读数为0.26A。 [2]因为小灯泡的额定电压为2.5V，所以由第5次实验数据可知，小灯泡正常发光时电阻 [3][4]因为小灯泡发光时会发热，所以小灯泡的电阻会随温度变化而变化，故表格中设计不合理的一项是电阻平均值 。 知识点2：测量灯泡的电阻 课堂小结 课堂小结 课堂练习 课堂练习 探究新知 1.小然同学用图所示方案进行了“测定值电阻的阻值”和“测小灯泡的电阻”两个实验，下列说法正确的是（　　） A．两个实验的原理是不同的 B．两个实验进行多次测量的目的不同 C．滑动变阻器在两个实验中的主要作用不同 D．两个实验都采用了控制变量法 B 【详解】A．“伏安法测电阻的阻值”和“伏安法测小灯泡的电阻”是通过测量电阻或灯泡两端电压与电流，利用欧姆定律公式的变形公式计算得出的，实验原理均是 ，故A错误； B．“伏安法测电阻的阻值”时多次测量是为了求取电阻的平均值减小误差，“伏安法测小灯泡的电阻”时多次测量是为了比较灯泡在不同电压下电阻的关系，两个实验多次测量的目的不同，故B正确； C．滑动变阻器在两个实验的作用都是保护电路，以及起到改变电压和电流方便测量多组数据的作用，故C错误； D．两个实验的目的都是为了测量而不是探究，两实验均没有用到控制变量法，故D错误。 故选B。 课堂练习 探究新知 2.实验小组利用图甲所示的电路测量未知电阻Rx的阻值。则下列说法中正确的是（　　） A．闭合开关前，应将滑片P置于A端 B．改变滑片P的位置多次测量，是为了寻找规律 C．当电压表示数为2V时，电流表示数如图乙所示，则Rx为10Ω D．若将图中的Rx换成小灯泡，多次测量求平均值可得到小灯泡的准确电阻 C 课堂练习 探究新知 【详解】由图甲可知，未知电阻与变阻器串联，电流表测量的是电路中的电流，电压表测量的是未知电阻的两端电压。 A．闭合开关前，滑动变阻器需要调至最大阻值处来保护电路。由图甲可知，滑片P在B端时滑动变阻器接入电路的电阻最大，因此滑片应置于B端，故A错误； B．本实验测量定值电阻的阻值，多次移动滑片测量是为了通过求平均值减小实验误差，故B错误； C．电流表选用0∼0.6A量程，分度值为0.02A，读数为0.2A，根据欧姆定律可得， 故C正确； D．小灯泡的电阻随温度升高而增大，不同电压下小灯泡温度不同，电阻不同，不能通过多次测量求平均值得到小灯泡的准确电阻，故D错误。 故选C。 课堂练习 探究新知 3.如图是小灯泡和定值电阻的电流随电压变化的部分图像。下列说法正确的是（　　） A．A为定值电阻 B．定值电阻的阻值为15Ω C．若将它们并联接在电压为2V的电源两端，电路中的总电流为0.3A D．若将它们串联在电流为0.25A的电路中，电源电压为7V D 课堂练习 探究新知 【详解】A．定值电阻的阻值是一个定值，通过定值电阻的电流与其两端的电压成正比，所以其电流随电压变化的图像应该是一条过原点的直线，应为B；A图线电流与电压不成正比，是小灯泡的电流随电压变化的部分图像，故A错误； B．由图像知，当电阻两端的电压为1V时，通过的电流为0.05A，定值电阻的阻值 故B错误； C．小灯泡L和电阻R并联接在电压为2V的电源两端时，因并联电路中各支路两端的电压相等，所以它们两端的电压都为2V，由图像可知，通过它们的电流分别为IA1=0.25A，IB1=0.1A，因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，电路中的总电流I1=IA1+IB1=0.25A+0.1A=0.35A 故C错误； D．若将它们串联在电流为0.25A的电路中，电阻两端的电压为UB2=IB2×RB=0.25A×20Ω=5V 由图可知，电流为0.25A时，灯泡两端的电压为2V，电源电压为U2=UA2+UB2=2V+5V=7V 故D正确。 故选D。 课堂练习 探究新知 4.某实验小组在测量未知电阻Rx阻值的实验中，用到的实验器材有：学生电源、未知电阻Rx、电压表、电流表、开关、滑动变阻器、导线若干。 (1)请画一根导线把图甲所示的实验电路补充完整，并且使滑动变阻器接入电路的阻值最大； (2)电路连接正确后，闭合开关，发现电流表无示数而电压表有示数，则电路中的故障可能是未知电阻Rx________（选填“断路”或“短路”）； (3)排除故障后闭合开关，当电流表示数为0.3A时，电压表示数如图乙所示，由该组数据初步计算被测电阻Rx的阻值为________Ω；有同学把此次数据作为本实验的最终结果，你认为这样做________（选填“合适”、“不合适”）理由是：________________________________。 断路 5 不合适 没有多次测量求平均值，误差大 课堂练习 探究新知 4.某实验小组在测量未知电阻Rx阻值的实验中，用到的实验器材有：学生电源、未知电阻Rx、电压表、电流表、开关、滑动变阻器、导线若干。 (4)完成上述实验后，实验小组的同学利用10Ω的定值电阻R0和另一个电压表V0，设计了如图丙所示的电路来测量小灯泡在2.5V正常发光时的阻值。 ①闭合开关，调节滑片的位置，使电压表V的示数为________V； ②保持滑片位置不变，读出电压表V0的示数为3.0V； ③计算出小灯泡正常发光时的阻值RL=________。（若除不尽，保留一位小数） 2.5 8.3 课堂练习 探究新知 【答案】(1) (2)断路 (3) 5 不合适 没有多次测量求平均值，误差大 (4) 2.5 8.3 【详解】（1）见上图 （2）若Rx断路，电路相当于开路，电流表无示数；电压表两端通过滑动变阻器、开关连通到电源两极，电压表测电源电压，电压表有示数，符合故障现象。若Rx短路，电压表也会被短路无示数，不符合题意。 （3）图乙电压表选用0~3V量程，分度值0.1V，示数为1.5V，根据欧姆定律 伏安法测定值电阻的实验中，单次测量的偶然误差大，需要多次测量取平均值来减小误差，仅用一组数据作为最终结果不合适。 （4）本实验要让小灯泡正常发光，因此调节滑片，让并联在小灯泡两端的电压表V的示数等于小灯泡的额定电压2.5V。RL和R0串联，保持滑片不动时电路电流处处相等，此时通过灯泡的电流 因此小灯泡正常发光的阻值 课后作业 探究新知 作业 内容 同步作业 完成课后作业：“练习与应用” 自主安排 配套同步分层作业 谢谢聆听 谢谢聆听 Lavf58.12.100 $