12.3电阻的测量（教学课件)物理新教材沪科版（五四学制）九年级上册

该初中物理课件聚焦“电阻的测量”，核心知识点包括伏安法测定值电阻、小灯泡电阻及多种拓展测量方法。课堂导入通过回顾电流、电压测量方法，提出“电阻如何测量”的问题，衔接欧姆定律，搭建从已知到未知的学习支架。 其亮点在于融合科学探究与科学思维，通过伏安法测定值电阻（多次测量求平均）和小灯泡电阻（分析温度影响）的对比实验，结合I-U图像分析，培养数据处理与推理能力。含视频资源、典型例题及伏阻法等拓展方法，助力学生物理观念形成，也为教师提供系统教学方案。

物理九年级上册 •沪科版（五•四学制） 第12章 欧姆定律 第3节 电阻的测量 章首寄语 我国已经建成数条通联南北、横贯东西的特高压交流和直流输电线路。特高压输电的原理虽然复杂，但是和所有的电路一样都遵循电学的基本规律，本章我们将学习电路中电流与电压、电阻之间的关系。 通过本章内容的学习，你将了解电阻，认识影响电阻大小的因素；经历探究电流与电压、电阻关系的过程，理解欧姆定律；并学会测量电阻的方法；体会控制变量、等效替代等思想方法在科学探究中的作用。 免责声明 视频版权归原作者，如涉及版权问题，请联系删除。 01 物理观念 通过伏安法测电阻，加深电阻是导体自身的一种性质的认识。 02 科学思维 以实验数据作为证据表达观点，培养科学推理能力。 03 科学探究 1．通过使用电流表、电压表测量电阻，锻炼实验操作能力，提升数据分析能力。 2．通过分析实验数据，提升主动评估、合作交流的能力。 04 科学态度与责任 通过完成实验的过程，培养科学严谨、实事求是、持之以恒的科学态度。 学习目标——物理学科素养 教学难点 教学重点 1.利用电流表、电压表测电阻； 2. 设计实验方案、实验记录数据表； 3. 分析实验数据，并得出实验结果。 教学重难点 1.自行设计科学、完整的实验操作方案； 2.在“伏安法”测电阻中电路故障分析； 3.测量电阻的其他方法。 课堂引入 问题引入：到目前为止，我们主要学习了哪些电学物理量? 分别怎样来测量呢? 电流→用电流表测量；电压→用电压表测量 用什么方法测量电阻呢？电阻→有办法测量吗? 电流 电压 电阻 12.3电阻的测量 知识点1 用电流表和电压表测量电阻 问题情境 探索新知 1. 如图所示，实验室里有一个电阻器,如果你不知道它的电阻， 用什么办法可以测量得到呢？如何运用欧姆定律找到间接测出 导体的电阻的方法？ 2. 导体的电阻可以通过间接测量的方法获得， 其中，实验室常用电流表和电压表测量电阻。 电阻器 探索新知 　一、用电流表和电压表测量电阻 　　1. 实验原理： R＝ U I （伏安法） 单位 伏特 单位 安培 　2. 实验器材：待 、电源、开关、导线、 待测电阻 、电压表 、电流表 滑动变阻器。 A R S 多次测量减小误差 ？ V 一、用电流表和电压表测量电阻 实验装置与方法 本实验要用到待测电阻、电源、电流表、电压表、滑动变阻器、开关及导线等。 画出实验电路图。 实验操作和数据收集 1. 先检查电流表和电压表指针是否指在零刻度线，开关断开，按电路图连接电路。 2. 检查电路中各元件的连接是否正确，将滑动变阻器的滑片调到阻值最大处。 学生实验 次数 电压/V 电流/A 电阻/Ω 电阻平均值/Ω 1         2       3       1.0 0.10 10 10 2.0 3.0 0.20 0.30 10 10 3.设计数据记录表。 4. 按照电路图连接电路。闭合开关，调节滑动变阻器，测量多组电压值和电流值，将实验数据记录在表中。 计算电阻值，取其平均值即可得出本实验中待测电阻的阻值。 数据处理 R＝ U I ＝ 1.0 V 0.10 A ＝10 Ω R1＋R2＋R3 3 ＝ 10 Ω+10 Ω+10 Ω 3 ＝10 Ω R＝ 一、用电流表和电压表测量电阻 待测电阻的阻值 R = _________Ω。 实验结论 10 交流讨论 1. 分析每次实验所得的电阻值，说明本实验需要多次测量的原因。 减小误差 2.在“用电流表和电压表测量电阻”的实验中，可选器材有:待测电阻、电流表、电压表、若干节干电池、开关及导线。实验中如何改变待测电阻两端电压? 改变待测电阻两端电压的方法：使用实验电源或多节干电池串联改变电阻两端的电压。 ①使用实验电源旋转电压档位可以改变电阻两端的电压。 ②改变干电池串联的节数可以改变电阻两端的电压。 1.5V （1）定值电阻的阻值是不变的，求平均值可以减小误差 （2）当定值电阻两端的电压改变时通过它的电流也随之改变，但电压和电流的比值不变，即电阻不变。 同时证明了电阻是导体自身的一种性质，它的大小由导体的材料、长度和横截面积决定(还与温度有关)，与电压和电流无关。 【归纳总结】 用电流表和电压表分别测量通过导体的电流和导体两端的电压，再利用公式计算出导体的电阻，这种间接测量电阻的方法称为“伏安法”。 此外，还可以使用多用电表便捷地测量导体的电阻（图 12-3-2 ）。 为了更加精确地测量导体的电阻，可以采取多次测量取平均值的方法，也可以选用精度更高的测量工具或改进测量方法。 图12-3-2 用多用电表测电阻 如何便捷地测量电阻 【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 C 【解析】解：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I=U/R=3V/10Ω=0.3A，0.3A，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。 典型例题 【例题2】如图甲是小刚测电阻的电路图，他进行了下列操作，请按要求完成下列问题： （1）闭合开关前，滑片P应置于滑动变阻器的最 　   　 （选填“右”或“左”）端。（2）用完好的器材按图甲正确连接好电路，试触时，发现电流表的指针偏转角很小，移动滑动变阻器的滑片时，指针偏转角度仍然较小，产生该现象的原因可能是：　            　            　            　 。 （3）电路调试完成后，某次实验中电压表和电流表示数如图乙和丙所示，则电压表的读数是 　  　 V，该电阻的阻值R＝　 　 Ω。 右 电流表接入量程过大 2.4 8 典型例题 12.3电阻的测量 知识点2 用电流表和电压表测小灯泡的电阻 二、用电流表和电压表测小灯泡的电阻 1、实验原理：根据欧姆定律的导出式 2、实验器材：电源、开关、导线、滑动变阻器、被测小灯泡、电压表、电流表。 3、电路图： 4、滑动变阻器在实验中的作用： 保护电路；改变灯泡两端的电压，改变通过灯泡的电流。 电路图： 实物图： 二、用电流表和电压表测小灯泡的电阻 （1）按电路图连接电路，将滑动变阻器调到阻值最大处； （2）闭合开关，移动滑片，使电压表的示数等于小灯泡的正常工作电压，记下此时电流表、电压表示数； （3）调节滑动变阻器，使小灯泡两端电压逐次降低，记下每次读出的电流表、电压表示数； （4）计算每次的电阻值，整理器材。 5、实验步骤： 6、记录数据 二、用电流表和电压表测小灯泡的电阻 （1)根据表12-3-1中的各组数据计算对应的小灯泡的电阻，并填在表格中 6.88 7.00 7.08 8.80 9.62 　　计算出小灯泡的电阻，分析原因。 图12-3-4 I-U图像 （2）通过小灯泡的电流随其两端电压变化的I-U图像： · 2.6 3.1 0.16 0.24 0.28 · · · · · · · · · 【实验结论】      灯泡发光越亮，灯丝电阻越大. 因为当小灯两端电压越大时，小灯泡发光越亮，灯丝温度升高，所以灯丝的电阻越大。 · 1.1 · 1.6 · · · 2.1 0.20 0.32 小灯泡的电阻随着温度的升高而增大。 I-U图像数据分析 （3）滑动变阻器的作用： 。 （4）多次实验的目的是： 。  用电流表电压表测量小灯泡的电阻实验中： （1）多次实验的目的是什么？      不是为了减小误差，而是为了 . 寻求普遍规律。  改变小灯泡两端的电压 寻找普遍规律，避免偶然性 【交流评估】 （5）小灯泡的电阻随着温度的升高而增大。因此在测量过程中，不能取灯丝电阻的平均值，这是没有意义的。 伏安法测定值电阻阻值和测小灯泡电阻的异同 定值电阻 小灯泡 原理 电路图     实验过程 多次测量 多次测量 数据处理 分别计算每次测量的电阻，然后取平均值 分别计算每次测量的小灯泡的电阻，然后寻找普遍规律 实验结论 灯丝电阻随温度的升高而增大 平均值为所求电阻值 12.3电阻的测量 知识点3 拓展：测量电阻的其他方法 拓展：测量电阻的其他方法 （1）如何获取到未知电阻的电流？ （2）要想让定值电阻的电流能够替代未知电阻的电流，这两个电阻如何连接比较好？ （3）若用滑动变阻器来完成实验，你又该怎样进行操作呢？ 1、伏阻（滑）法测电阻 方法1：当给我们一只电压表和一个已知阻值的电阻R0时，可把定值电阻和未知电阻串联起来，如图所示，分别用电压表测量出两者的电压U0、Ux，未知电阻Rx阻值的表达式为： 1.伏阻法——伏关法1 原理： 电路图： 表达式： Rx S1 R0 V S2 Rx S1 R0 V S2 拓展：测量电阻的其他方法 1.伏阻法——双伏法 原理： 电路图： 表达式： V1 Rx S R0 V2 Rx S R0 V1 V 拓展：测量电阻的其他方法 方法2：如图所示，首先将开关S、S0闭合，读出电压表的示数，记为U，断开开关S0，读出电压表的示数为Ux，则定值电阻R0两端的电压为U-Ux，则通过R0的电流为 ，所以未知电阻Rx阻值的表达式为： 　 1、伏阻（滑）法测电阻 拓展：测量电阻的其他方法 如果损坏的不是电流表，而是电压表，又该如何测量呢？ （1）如何获取到未知电阻的电压？ （2）要想让定值电阻的电压能够替代未知电阻的电压， 这两个电阻如何连接比较好？ （3）若用滑动变阻器来完成实验，你又该怎样进行操作呢？ 2、安阻（滑）法测电阻 方法1：如图所示，将未知电阻和定值电阻 并联接入电路中，用电流表分别测R0、Rx的 电流为I0、Ix，未知电阻Rx阻值的表达式 为： 。 拓展：测量电阻的其他方法 1.伏阻法——伏关法2 原理： 电路图： 表达式： Rx S R0 V 1 2 Rx S R0 V 1 2 拓展：测量电阻的其他方法 方法3：如图所示，滑片置于阻值最小的位置，闭合开关，记下电压表示数U1；滑片置于阻值最大的位置，记下电压表示数U2。未知电阻Rx阻值的表达式为 ： （R′为滑动变阻器的最大阻值）。 　 拓展：测量电阻的其他方法 1、伏阻（滑）法测电阻 ①U1=U源 ②U1-U2=UR′ 伏安法——双安法 原理： 电路图： 表达式： Rx S R0 A2 A1 Rx A A1 R0 S 方法2：如图所示，闭合开关S1、S2，记下电流表示数为Ix；断开开关S2，记下电流表示数为I，未知电阻Rx阻值的表达式为： 2、安阻（滑）法测电阻 拓展：测量电阻的其他方法 方法3：如图所示，滑片置于阻值最小的位置，闭合开关，记下电流表示数为Ix；滑片置于阻值最大的位置，记下电流表示数为I，未知电阻Rx阻值的表达式为： （R′为滑动变阻器的最大阻值）。 2、安阻（滑）法测电阻 拓展：测量电阻的其他方法 原理： 电路图： 表达式： 安滑法 Rx S R0 a b P A 当P移到a时，U=I1Rx； 当P移到b时，U=I2(Rx+R0) 2、安阻（滑）法测电阻 如果在没有定值电阻，没有滑动变阻器，只有一个电阻箱的情况下，你将如何利用电流表和电阻箱来测出未知电阻RX的阻值？ 如图所示，调节电阻箱R0，使电流表指针指向一个适当的位置，记下这时R0的阻值R1；把Rx从电路中取下，调节R0的电阻，使电流表的指针指向刚才测量的位置，记下这时R0的值R2，未知电阻Rx阻值的表达式为： 。 Rx=R2-R1 拓展：测量电阻的其他方法 在伏安法测电阻的实验中，若缺少一只电流表或缺少一只电压表，可用定值电阻来代替，这种方法叫等效替代法。 归纳小结： 典型例题 例3.某同学做“测定小灯泡电阻”的实验，已知实验用小灯泡的额定电压为2.2V，电阻约为10Ω，实验所用电学元件如图甲所示，请你帮他完成以下实验； （1）如图甲所示，请你用笔画线代替导线，正确连接好实验电路； （2）闭合开关后，他发现小灯泡不亮，电流表指针偏转，电压表示数几乎无示数，产生故障的原因可能是 ；（填写字母序号） A．开关接触不良 B．小灯泡灯丝短路 C．小灯泡与灯座接触不良 D．电流表断路  B      （3）处理好故障后，闭合开关，测得的几组数据如下表； 次数 U/V I/A 1 2.0 0.2 2     3 2.5 0.22 ①第二次实验时的电压表、电流表示数如图乙、丙所示，此时小灯泡两端的电压为            V，小灯泡正常发光时的电阻为        Ω； ②他通过计算发现灯丝的电阻是不同的，同时还了解到其他同学也得到类似的结果，出现这种结果的主要原因是：       。 2.2   11         灯丝电阻的大小与温度有关 典型例题 例4.在“用电流表和电压表测量小灯泡L的电阻”的实验中，电路如图甲所示。 （1）开关S闭合前，应将滑动变阻器的滑片P移动到 端； （2）闭合开关S，发现小灯泡L不发光，电流表和电压表的指针有偏转，但不明显，则可能是电路中 ； A．滑动变阻器接入电阻较大    B．小灯泡L断路 C．电流表断路         D．小灯泡L短路 （3）做适当调整后，闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片P到某一位置后，观察到电压表和电流表的示数分别如图乙、丙所示，则此次测得的结果： RL= Ω。 5 b A 典型例题 课堂小结 ①实验原理：R=U/I 。 ②实验器材：电源、开关、导线、滑动变阻器、 被测小灯泡、电压表、电流表。 ③实验电路图： ④滑动变阻器的作用：保护电路，改变定值电阻两端的电压及通过的电流。 ⑤数据处理：分别求出每次测量的电阻，然后取平均值 ①实验原理：R=U/I ②实验电路图： ③滑动变阻器在实验中的作用： 保护电路；改变灯泡两端的电压；改变通过灯泡的电流。 1、伏阻（滑）法测电阻； 2、安阻（滑）法测电阻 3.等效替代法. 电阻的测量 伏安法测定值小灯泡的阻值 伏安法测定值电阻的阻值 特殊方法 测电阻 课堂练习 课堂练习 1 ．用电流表、 电压表测电阻的实验原理是 ，在连接电路过程中，开关应该处于 状态，电流表应与待测电阻 联连接，滑动变阻器应置于阻值 。 R= U I 断开 串 阻值最大处 课堂练习 连接电路时，开关应处于 状态。闭合开关后，电流表和电压表的示数如图乙所示，电流表的示数为 A ，电压表的最小分度值是 V ，则此时电阻的测量值 Rx = Ω。为了测量的电阻值更精确，我们可以通过 方式获得多组数据，进而归纳得出实验结论。 2 ．为了用电流表、电压表测定值电阻Rx 的阻值，实验小组设计了如图甲所示的电路．请你回答下列问题： 断开 0.3 0.1 9.0 改变串联的干电池节数 课堂练习 3．用“伏安法测电阻”的实验中，丹丹分别选用定值电阻和小灯泡为测量对象，处理实验数据时，分别画出了U﹣I的图像，如图所示。对于图像的分析，以下说法错误的是（　　 ） A．图甲是定值电阻的U﹣I图像，图乙是小灯泡的U﹣I图像 B．由图像可知，通过定值电阻的电流和定值电阻两端的电压成正比 C．由图乙及实验现象可知小灯泡的电阻随灯丝温度的增加而增大 D．应该用多次测量的方法，计算小灯泡电阻的平均值，以减小误差 D 4.在“测量小灯泡的电阻”的实 验中，某同学在连接电路时，不小心将 电流表和电压表接错了位置，如图所示。 闭合开关可能出现的现象是( ) A．电流表烧坏，电压表示数为0 B．小灯泡烧坏 C．电流表示数为0，电压表示数为电源电压值　 D．电流表示数为0，电压表示数为0 C 课堂练习 课堂练习 5.（2025·上海崇明·一模）在“用电流表、电压表测电阻”的实验中，所用的电路图如图（a）所示，已知电源电压U保持不变，滑动变阻器的最大阻值为R0 。 (1)实验时在闭合开关S前，变阻器的滑片P应调至         （选填“A”“中间”或“B”）端；(2)闭合开关S，移动变阻器滑片，当电压表示数为2.5伏时，电流表示数如图（b）所示，则待测电阻的阻值为         欧。接着继续改变滑片位置，测量电压和电流值，实验中测量多组电压和电流值的目的是         （选填“A．验证实验结果是否正确”“B．寻找普遍规律”“C．减小测量误差”）； B 5     C (3)完成测电阻后，小明同学思考这样一个问题，假如没有电流表，应该也能测出待测电阻的阻值。于是他就设计出如图（c）所示电路，请你帮助他将实验步骤补充完整。 ①首先                       前，将滑动变阻器的滑片移至                              ； ②然后闭合开关S，读出此时电压表的读数为Ux； ③待测电阻阻值的表达式是Rx=                      （用已知量和所测物理量的符号来表示）。 闭合开关S    阻值最大处 课堂练习 5.分析I-U图像（如图），我们得出下列结论，正确的是（　　） A．甲图线对应的电阻大于乙图线对应的电阻 B．甲、乙两图线对应的电阻都随电压增大而增大 C．甲的电阻是5Ω D．乙的电阻是0.1Ω C 课后思考： 练一练 1.“伏安法”测电阻的实验原理是: ，测量电阻的方法有很多，比如可以用 便捷地测量电阻。 2.在“用电流表和电压表测量电阻”的实验中，可选器材有:待测电阻、电流表、电压表、若干节干电池、开关及导线。实验中如何 改变待测电阻两端电压? R＝ 多用电表 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 课后作业 谢谢聆听 谢谢聆听 $