12.5 测量导体的电阻(教学设计)物理新教材北师大版九年级全一册
2026-09-29
|
2份
|
26页
|
19人阅读
|
0人下载
精品
内容正文:
第5节 测量导体的电阻(教学设计)
年级
九年级
学科
物理
教师
课题
第5节 测量导体的电阻
教学
目标
物理观念
理解伏安法测电阻的原理,知道伏安法测电阻的电路结构;掌握特殊法测电阻的依据。
科学思维
通过推导伏安法、特殊法测电阻的计算式,培养逻辑推理能力;学会从实验原理出发设计实验方案,提升分析问题的能力。
科学探究
经历伏安法测电阻的实验操作,提升仪器使用、数据记录与分析能力;尝试设计特殊法测电阻的方案,提高创新设计和归纳总结能力。
科学态度
与责任
养成严谨规范的实验操作习惯,认识到实验误差的客观存在,增强实事求是的科学态度;体会物理实验的实用价值,激发探究兴趣。
教材
分析
用伏安法测电阻是电学里的一个基本实验,属欧姆定律变换式的具体应用。安排这个实验,在理论方面可以加深对欧姆定律和电阻概念的理解和掌握;在实践方面可以给学生提供初中常用电学器材综合使用的机会,有利于学生熟练地掌握电路的连接、电流表和电压表的读数、滑动变阻器的使用等基本技能,从而提高学生动手操作的能力。在前两节实验教学的基础上,学生对于所用的实验电路、实验步骤已较熟悉,因此本节的难点是如何引导学生分析实验数据,发现规律,加深对电阻概念的认识。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。在教学中,可以把整节内容分为:设计实验、进行实验与收集证据、分析与讨论三个环节进行教学组织。
学情分析
学生此前已掌握欧姆定律、串并联电路特点及电流表、电压表的使用方法,具备一定实验操作基础。此阶段学生逻辑思维逐步成熟,能基于已有知识推导实验原理,但对实验误差分析、灵活设计实验的能力仍有待提升,对创新实验设计有探究兴趣但易陷入思路局限。教材重难点为伏安法测电阻的实验设计、误差分析及特殊法测电阻的原理推导,要求学生能独立完成伏安法实验操作,学会分析实验误差,并能利用串并联电路特点设计无电表或缺电表的测电阻方案。
教学重点
1.根据欧姆定律,理解用电流表和电压表测量电阻的实验原理。
2.通过实验操作,掌握伏安法测电阻的电路连接、数据记录与计算。
教学难点
1.分析伏安法测电阻过程中产生测量误差的原因。
2.理解用特殊方法测量未知电阻的设计思路。
教学
器材
电源、开关、导线、小灯泡、定值电阻、电流表、电压表、滑动变阻器。
教学过程
教师活动
学生活动
导入新课
如图:小明手里有几个电阻器,上面所标的阻值看不清楚,但是又想知道阻值的大小,你能帮助他想出办法吗?
本节课我们将一起来探究这个问题。
思考并回答问题,进入情景。
学习新课 一、用电流表和电压表测量电阻
【提出问题】如何测定一个定值电阻的阻值大小?需要哪些实验器材?为了减小误差,应该采取什么方法?
【实验思路】由欧姆定律的变形公式可知,用电流表测出通过定值电阻的电流I,用电压表测出定值电阻两端的电压U,把实验数据代入,即可求出定值电阻的阻值大小。
为了减少实验误差,实际测量中要改变待测电阻两端的电压,多次测量电压及电流,并分别算出相应的电阻,最后求出电阻的平均值。也可以用图像处理的方法求出电阻。
【设计实验】
由欧姆定律变形公式R=U/I可知,用电流表测出通过定值电阻的电流I,用电压表测出定值电阻两端的电压U,把数据代入R=U/I ,即可求出定值电阻的阻值大小。
为了减少误差,实际测量中要改变待测电阻两端电压,多次测量电压及电流的值并分别算出相应的电阻,最后求电阻的平均值。
【实验器材】
电源、开关、定值电阻、滑动变阻器、电流表、电压表、导线等。
(1)滑动变阻器:改变电阻两端电压和保护电路。
(2)电流表:测量定值电阻中的电流。
(3)电压表:测量定值电阻两端电压。
【实验电路图】
【实验步骤】
(1)按要求设计电路图,并且连接实物电路。
(注意连接电路时,开关断开,滑片移到阻值最大处)
(2)检查电路连接是否正确,闭合开关移动滑动变阻器的滑片使电阻两端的电压成整数倍的变化,读出相应的电压表、电流表示数记入表中。
(3)断开开关,算出待测电阻的阻值及电阻的平均值。
【实验表格】
计算电阻的平均值: R =(R1+R2+R3+R4)/4
【实验结论】
定值电阻的阻值是一个定值。
因为当定值电阻两端的电压改变时,通过它的电流也随之而改变,但电压与电流的比值不变,即电阻不变。
【播放视频】——《用电流表和电压表测量电阻》
【例题1】实验室有一个标识不清的定值电阻,同学们设计了如下实验进行测量。
(1)实物电路如图甲所示,电源为两节新干电池,请用笔画线代替导线将电路连接完整(导线不得交叉)。
(2)连接电路时,开关应处于 状态,滑动变阻器的滑片P应滑动到 (选填“A”或“B”)端。闭合开关,电压表的示数接近电源电压,电流表几乎无示数。经检查,电流表及各连接处均完好,则电路故障是 。
(3)排除故障后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,使电压表的示数为2.4V,电流表的示数如图乙所示,则电阻R的阻值为 Ω。有同学把此次数据作为本实验的最终结果,请你对此作出评价或建议: 。
根据老师所提问题,设计出测量电阻的电路图、实验器材、实验步骤并进行交流。
进行分组实验,收集证据。
进行数据处理,计算出电阻及平均值。
画出定值电阻的I-U图像,并进行分析,从而可以得出电阻值。
做例题1,并进行交流,进一步理解并掌握伏安法测电阻的基本操作。
学习新课 二、测量小灯泡的电阻
【提问】有一个电灯泡,发光时的电阻与不发光时的电阻,这两种情况下灯丝的电阻相同吗?如何测量灯丝的阻值大小?
【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。
【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
1.0
0.15
6.7
2
2.0
0.23
8.7
3
3.0
0.26
11.5
(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。
【播放视频】——《测小灯泡的电阻》
【伏安法测小灯泡电阻和定值电阻的不同点】
1.多次测量的目的不同:
A.测定值电阻:为了求平均值,减小误差。
B.测小灯泡电阻:为了得到普遍规律。
2.实验表格不同:
测小灯泡电阻时,不能设计电阻的平均值项目。
3.实验结论不同:
A.测定值电阻:结果是一个数值(平均值)。
B.测小灯泡电阻的结论:灯丝电阻随温度的升高而变大。
4.I-U图像不相同:
A.定值电阻I-U图像(甲图)B.小灯泡I-U图像(乙图)
【例题2】某实验小组测量额定电压为2.5 V的小灯泡的电阻。
(1)实验步骤:
①按图a连接电路,要求滑片P向B端滑动时,灯泡变暗,则导线K端应与接线柱_____(选填“A”“B”)连接;
②将滑动变阻器调至阻值最大,闭合开关,调节滑片P,观察到电流表示数有变化,电压表示数始终为0,排查发现是由导线1或2断路引起的,断路的应是导线________(选填“1”“2”);
③排除电路故障后,调节小灯泡两端电压为2.5 V,小灯泡正常工作,调节滑片P,使小灯泡两端电压逐次下降。当小灯泡两端电压为0.5 V时,电流表示数如图b为________A。测得各组数据如下表。
数据序号
1
2
3
4
5
6
7
电压U/V
2.5
2.1
1.7
1.3
0.9
0.5
0.1
电流I/A
0.28
0.26
0.24
0.21
0.19
0.05
(2)数据处理:
小灯泡正常工作时的阻值为________Ω(结果保留一位小数);小灯泡正常工作时的阻值________(选填“大于”“小于”)其在0.5 V电压下的阻值。实验小组发现,小灯泡的阻值不是定值。
(3)实验拓展:
①实验小组还发现小灯泡工作时会发热,进而提出以下猜想:
猜想一:灯丝温度一定时,灯丝两端电压越高,电阻越大;
猜想二:灯丝两端电压一定时,灯丝温度越高,电阻越大。
②将图c所示的已拆除灯罩的小灯泡接入原电路,保持其两端电压为0.5 V,用酒精灯对灯丝加热,发现电流表示数明显减小,以上实验操作是为了验证猜想________(选填“一”“二”),该猜想________(选填“被验证”“被否定”),另一猜想在上述操作中________(选填“被验证”“被否定”或“无法验证”)。
设计出测量小灯泡电阻的电路图、实验器材、实验步骤并进行交流。
进行实验,收集证据。
计算出三次实验中小灯泡的阻值R1、R2、R3。
画出小灯泡的I-U图像,并进行分析。知道当小灯两端电压越大时,灯丝电阻越大。测量小灯泡电阻时不能求平均值。
观看视频。
比较伏安法测量电阻的两个实验的异同点。
做例题2,知道在“测量小灯泡电阻”实验中的操作要求,会处理实验数据及有关异常情况。
学习新课 三、特殊方法测电阻
1. 伏阻法测电阻
方法一:如图定值电阻R0和未知电阻Rx串联;用电压表分别测量两者的电压U0、Ux,计算电阻Rx阻值的表达式
根据串联电路电流特点和欧姆定律可得
方法二: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。根据串联电路电压特点可知,定值电阻R0两端的电压为U-Ux,
则电路中的电流为:
【例题3】小兴用一个电压表和阻值为R1的电阻器测量另一个电阻器的阻值R2,设计了如图所示的电路。闭合开关S、断开开关S1时电压表的示数为U1,S和S1均闭合时电压表的示数为U2。假定电源两端电压保持不变,则待测电阻器的阻值R2为(用R1、U1和U2表示)( )
A. B.
C. D.
2. 安阻法测电阻
只用电流表和已知阻值的电阻测量未知电阻。
如图定值电阻R0和未知电阻Rx并联;用电流表分别测量两者的电流I0、Ix,计算电阻Rx阻值的表达式
根据并联电路电流特点和欧姆定律可得
【例题4】如图所示是同学们设计的“电阻测量盒”,内有电源(电压不变且未知)、阻值已知的定值电阻R0、开关和电流表,并引出两根导线到盒外。将盒外的两根导线分别与待测电阻Rx的两端相连,根据开关闭合、断开时电流表的示数,可以算出Rx的阻值。设计的盒内电路图,其中不符合要求的是( )
A. B.
C. D.
思考问题,知道伏阻法测电阻的思路。
与老师一起推导出只使用电压表时,测量电阻的两种方法。
做例题3,会用伏阻法测电阻。
思考问题,知道安阻法测电阻的思路。
与老师一起推导出安阻法测测量电阻的方法。
做例题4,会用安阻法测电阻。
课
堂
练
习
1.(2026·四川成都·二模)如图所示是小李同学为测量未知电阻设计的电路图,按电路图连接好电路,闭合开关S发现电流表有示数,而电压表指针几乎不动,电路中可能存在的故障是:_______。本实验需要读取多组数据,目的是:_______。
2.(2026·广东·中考真题)小明利用如图所示的电路测量小灯泡的电阻。闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于______(选填“A”或“B”)端。滑动变阻器用于改变灯泡两端的______,其接入电路的阻值变小,小灯泡的亮度变______。
3.(25-26九年级上·云南昭通·期末)如图所示是测量灯泡正常发光时电阻大小的实验电路图,闭合开关,滑动变阻器的滑片向右滑动,变阻器接入电路的电阻_____(选填“变大”“变小”或“不变”);实验中_____(选填“能”或“不能”)通过移动滑动变阻器滑片多次实验求平均值来减小测量误差。
4.如图所示的电路中,电阻的阻值为12Ω。闭合开关,将单刀双掷开关掷于b端,电阻与是______联的,电压表示数为1.5V;将切换到a端,电压表示数为2.5V,则电阻的阻值为______Ω。
5.在“测量小灯泡的电阻”实验中,小红同学根据测出的数据画出了小灯泡的I-U图像,如上图所示。则由图可知,当小灯泡两端的电压升高时,其阻值_________(选填“增大”“减小”或“不变”),当小灯泡两端的电压为2V时,小灯泡的电阻为_________Ω。
6.(25-26九年级上·湖南永州·阶段检测)在“测量小灯泡正常发光时的电阻”的实验中,关于四名同学遇到的一些问题,下列说法正确的是( )
A.小刚连接完电路的最后一根导线小灯泡就亮了,是因为他连接电路时开关是断开的
B.小强连接完电路闭合开关后小灯泡不亮,可能是因为滑动变阻器的阻值调到了最大
C.小梅要判断小灯泡是否正常发光,应在调节滑动变阻器的同时仔细观察小灯泡亮度
D.小丽发现小灯泡在不同电压下测得的电阻值均不相同,有可能是由测量误差导致的
7.(24-25九年级下·四川宜宾·开学考试)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
板
书
设
计
第5节 测量导体的电阻
1.原理:欧姆定律变形公式R=U/I。
2.伏安法:通过测导体两端电压和通过电流,间接求电阻。
3.电路设计与操作:采用串联电路,注意电表量程及操作规范。
4.数据处理:多次测量求平均值,减小误差。
5.特殊法(只用电压表):定值电阻R₀与待测电阻Rₓ串联,利用电流相等,
得Rₓ=(Uₓ/U₀)R₀
课
堂
小
结
第5节 测量导体的电阻
作
业
1. 完成课后作业:“自我检测”。
2. 配套同步分层作业。
教学反思
本节课以“伏安法测电阻”为核心,通过复习欧姆定律引出实验原理,引导学生设计电路、规范操作、分析数据,并拓展至“伏阻法”“安阻法”等特殊测量方法,注重科学探究与思维进阶。教学基本达成课标“理解伏安法原理,能进行简单电路连接与数据处理”的要求,成功之处在于突出学生主体性与实验探究性,强化了电路设计与误差分析意识;不足之处在于对电表内阻影响、系统误差来源及多次测量必要性的深度剖析不足,部分学生对替代法思想理解仍显薄弱,需在后续教学中加强原理辨析与变式训练。
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5节 测量导体的电阻(教学设计)
年级
九年级
学科
物理
教师
课题
第5节 测量导体的电阻
教学
目标
物理观念
理解伏安法测电阻的原理,知道伏安法测电阻的电路结构;掌握特殊法测电阻的依据。
科学思维
通过推导伏安法、特殊法测电阻的计算式,培养逻辑推理能力;学会从实验原理出发设计实验方案,提升分析问题的能力。
科学探究
经历伏安法测电阻的实验操作,提升仪器使用、数据记录与分析能力;尝试设计特殊法测电阻的方案,提高创新设计和归纳总结能力。
科学态度
与责任
养成严谨规范的实验操作习惯,认识到实验误差的客观存在,增强实事求是的科学态度;体会物理实验的实用价值,激发探究兴趣。
教材
分析
用伏安法测电阻是电学里的一个基本实验,属欧姆定律变换式的具体应用。安排这个实验,在理论方面可以加深对欧姆定律和电阻概念的理解和掌握;在实践方面可以给学生提供初中常用电学器材综合使用的机会,有利于学生熟练地掌握电路的连接、电流表和电压表的读数、滑动变阻器的使用等基本技能,从而提高学生动手操作的能力。在前两节实验教学的基础上,学生对于所用的实验电路、实验步骤已较熟悉,因此本节的难点是如何引导学生分析实验数据,发现规律,加深对电阻概念的认识。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。在教学中,可以把整节内容分为:设计实验、进行实验与收集证据、分析与讨论三个环节进行教学组织。
学情分析
学生此前已掌握欧姆定律、串并联电路特点及电流表、电压表的使用方法,具备一定实验操作基础。此阶段学生逻辑思维逐步成熟,能基于已有知识推导实验原理,但对实验误差分析、灵活设计实验的能力仍有待提升,对创新实验设计有探究兴趣但易陷入思路局限。教材重难点为伏安法测电阻的实验设计、误差分析及特殊法测电阻的原理推导,要求学生能独立完成伏安法实验操作,学会分析实验误差,并能利用串并联电路特点设计无电表或缺电表的测电阻方案。
教学重点
1.根据欧姆定律,理解用电流表和电压表测量电阻的实验原理。
2.通过实验操作,掌握伏安法测电阻的电路连接、数据记录与计算。
教学难点
1.分析伏安法测电阻过程中产生测量误差的原因。
2.理解用特殊方法测量未知电阻的设计思路。
教学
器材
电源、开关、导线、小灯泡、定值电阻、电流表、电压表、滑动变阻器。
教学过程
教师活动
学生活动
导入新课
如图:小明手里有几个电阻器,上面所标的阻值看不清楚,但是又想知道阻值的大小,你能帮助他想出办法吗?
本节课我们将一起来探究这个问题。
思考并回答问题,进入情景。
学习新课 一、用电流表和电压表测量电阻
【提出问题】如何测定一个定值电阻的阻值大小?需要哪些实验器材?为了减小误差,应该采取什么方法?
【实验思路】由欧姆定律的变形公式可知,用电流表测出通过定值电阻的电流I,用电压表测出定值电阻两端的电压U,把实验数据代入,即可求出定值电阻的阻值大小。
为了减少实验误差,实际测量中要改变待测电阻两端的电压,多次测量电压及电流,并分别算出相应的电阻,最后求出电阻的平均值。也可以用图像处理的方法求出电阻。
【设计实验】
由欧姆定律变形公式R=U/I可知,用电流表测出通过定值电阻的电流I,用电压表测出定值电阻两端的电压U,把数据代入R=U/I ,即可求出定值电阻的阻值大小。
为了减少误差,实际测量中要改变待测电阻两端电压,多次测量电压及电流的值并分别算出相应的电阻,最后求电阻的平均值。
【实验器材】
电源、开关、定值电阻、滑动变阻器、电流表、电压表、导线等。
(1)滑动变阻器:改变电阻两端电压和保护电路。
(2)电流表:测量定值电阻中的电流。
(3)电压表:测量定值电阻两端电压。
【实验电路图】
【实验步骤】
(1)按要求设计电路图,并且连接实物电路。
(注意连接电路时,开关断开,滑片移到阻值最大处)
(2)检查电路连接是否正确,闭合开关移动滑动变阻器的滑片使电阻两端的电压成整数倍的变化,读出相应的电压表、电流表示数记入表中。
(3)断开开关,算出待测电阻的阻值及电阻的平均值。
【实验表格】
计算电阻的平均值: R =(R1+R2+R3+R4)/4
【实验结论】
定值电阻的阻值是一个定值。
因为当定值电阻两端的电压改变时,通过它的电流也随之而改变,但电压与电流的比值不变,即电阻不变。
【播放视频】——《用电流表和电压表测量电阻》
【例题1】实验室有一个标识不清的定值电阻,同学们设计了如下实验进行测量。
(1)实物电路如图甲所示,电源为两节新干电池,请用笔画线代替导线将电路连接完整(导线不得交叉)。
(2)连接电路时,开关应处于 状态,滑动变阻器的滑片P应滑动到 (选填“A”或“B”)端。闭合开关,电压表的示数接近电源电压,电流表几乎无示数。经检查,电流表及各连接处均完好,则电路故障是 。
(3)排除故障后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,使电压表的示数为2.4V,电流表的示数如图乙所示,则电阻R的阻值为 Ω。有同学把此次数据作为本实验的最终结果,请你对此作出评价或建议: 。
【答案】(1)
(2) 断开 B 电阻R断路
(3) 12 没有多次测量求平均值,误差大
【详解】(1)测电阻的实验中,定值电阻与滑动变阻器串联,电压表接在定值电阻两端,电源电压为3V,电压表选用小量程,电路如图
(2)[1][2]连接电路时,为了保护电路,开关必须断开,滑片应置于最大阻值,即滑片应滑到B端。
[3]闭合开关,电流表示数为0,说明电路存在断路;电压表示数约为电源电压,说明电压表与电源接通,经检查,电流表及各连接处均完好,则故障是电压表测量处断路,即定值电阻R断路。
(3)[1]如图乙,电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流表的读数为0.2A,电阻R的阻值
[2]实验中只测量了一组数据就得到结果,测量结果可能存在较大误差,应多次改变滑片位置,测量多组数据计算出多个电阻值,然后求平均值,从而得到更准确的电阻的阻值。
根据老师所提问题,设计出测量电阻的电路图、实验器材、实验步骤并进行交流。
进行分组实验,收集证据。
进行数据处理,计算出电阻及平均值。
画出定值电阻的I-U图像,并进行分析,从而可以得出电阻值。
做例题1,并进行交流,进一步理解并掌握伏安法测电阻的基本操作。
学习新课 二、测量小灯泡的电阻
【提问】有一个电灯泡,发光时的电阻与不发光时的电阻,这两种情况下灯丝的电阻相同吗?如何测量灯丝的阻值大小?
【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。
【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
1.0
0.15
6.7
2
2.0
0.23
8.7
3
3.0
0.26
11.5
(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。
【播放视频】——《测小灯泡的电阻》
【伏安法测小灯泡电阻和定值电阻的不同点】
1.多次测量的目的不同:
A.测定值电阻:为了求平均值,减小误差。
B.测小灯泡电阻:为了得到普遍规律。
2.实验表格不同:
测小灯泡电阻时,不能设计电阻的平均值项目。
3.实验结论不同:
A.测定值电阻:结果是一个数值(平均值)。
B.测小灯泡电阻的结论:灯丝电阻随温度的升高而变大。
4.I-U图像不相同:
A.定值电阻I-U图像(甲图)B.小灯泡I-U图像(乙图)
【例题2】某实验小组测量额定电压为2.5 V的小灯泡的电阻。
(1)实验步骤:
①按图a连接电路,要求滑片P向B端滑动时,灯泡变暗,则导线K端应与接线柱_____(选填“A”“B”)连接;
②将滑动变阻器调至阻值最大,闭合开关,调节滑片P,观察到电流表示数有变化,电压表示数始终为0,排查发现是由导线1或2断路引起的,断路的应是导线________(选填“1”“2”);
③排除电路故障后,调节小灯泡两端电压为2.5 V,小灯泡正常工作,调节滑片P,使小灯泡两端电压逐次下降。当小灯泡两端电压为0.5 V时,电流表示数如图b为________A。测得各组数据如下表。
数据序号
1
2
3
4
5
6
7
电压U/V
2.5
2.1
1.7
1.3
0.9
0.5
0.1
电流I/A
0.28
0.26
0.24
0.21
0.19
0.05
(2)数据处理:
小灯泡正常工作时的阻值为________Ω(结果保留一位小数);小灯泡正常工作时的阻值________(选填“大于”“小于”)其在0.5 V电压下的阻值。实验小组发现,小灯泡的阻值不是定值。
(3)实验拓展:
①实验小组还发现小灯泡工作时会发热,进而提出以下猜想:
猜想一:灯丝温度一定时,灯丝两端电压越高,电阻越大;
猜想二:灯丝两端电压一定时,灯丝温度越高,电阻越大。
②将图c所示的已拆除灯罩的小灯泡接入原电路,保持其两端电压为0.5 V,用酒精灯对灯丝加热,发现电流表示数明显减小,以上实验操作是为了验证猜想________(选填“一”“二”),该猜想________(选填“被验证”“被否定”),另一猜想在上述操作中________(选填“被验证”“被否定”或“无法验证”)。
【答案】(1) A 1 0.16
(2) 8.9 大于
(3) 二 被验证 无法验证
【详解】(1)滑片P向B滑动灯泡变暗,说明电路电流变小,则滑动变阻器接入电阻需变大,因此导线K接A;电流表有示数说明通路,电压表示数为0,电压表断路,故障导线为1;电流表0~0.6A量程,分度值0.02A,指针示数为0.16 A。
(2)因为小灯泡正常发光时的电压为,查表得此时电流为
所以小灯泡正常工作时的阻值为
而小灯泡的电压为0.5V时的电阻为
因此小灯泡正常工作阻值大于0.5V电压下阻值。
(3)实验控制电压不变,改变灯丝温度,验证猜想二;加热后电流减小,电阻变大,猜想二被验证;实验未控制温度不变改变电压,猜想一无法验证。
设计出测量小灯泡电阻的电路图、实验器材、实验步骤并进行交流。
进行实验,收集证据。
计算出三次实验中小灯泡的阻值R1、R2、R3。
画出小灯泡的I-U图像,并进行分析。知道当小灯两端电压越大时,灯丝电阻越大。测量小灯泡电阻时不能求平均值。
观看视频。
比较伏安法测量电阻的两个实验的异同点。
做例题2,知道在“测量小灯泡电阻”实验中的操作要求,会处理实验数据及有关异常情况。
学习新课 三、特殊方法测电阻
1. 伏阻法测电阻
方法一:如图定值电阻R0和未知电阻Rx串联;用电压表分别测量两者的电压U0、Ux,计算电阻Rx阻值的表达式
根据串联电路电流特点和欧姆定律可得
方法二: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。根据串联电路电压特点可知,定值电阻R0两端的电压为U-Ux,
则电路中的电流为:
【例题3】小兴用一个电压表和阻值为R1的电阻器测量另一个电阻器的阻值R2,设计了如图所示的电路。闭合开关S、断开开关S1时电压表的示数为U1,S和S1均闭合时电压表的示数为U2。假定电源两端电压保持不变,则待测电阻器的阻值R2为(用R1、U1和U2表示)( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】当闭合S 、断开 S1 时,R1与 R2串联,电压表测 R1两端电压,即 。 当 S 、 S1均闭合时, R2被短路,电压表测电源电压,即U2。 串联时,R2 两端电压为 ,电路电流 ,因此 。
故选 C。
2. 安阻法测电阻
只用电流表和已知阻值的电阻测量未知电阻。
如图定值电阻R0和未知电阻Rx并联;用电流表分别测量两者的电流I0、Ix,计算电阻Rx阻值的表达式
根据并联电路电流特点和欧姆定律可得
【例题4】如图所示是同学们设计的“电阻测量盒”,内有电源(电压不变且未知)、阻值已知的定值电阻R0、开关和电流表,并引出两根导线到盒外。将盒外的两根导线分别与待测电阻Rx的两端相连,根据开关闭合、断开时电流表的示数,可以算出Rx的阻值。设计的盒内电路图,其中不符合要求的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】A.将盒外的两根导线分别与待测电阻 Rx的两端相连,断开开关,则电阻 Rx和R0串联,用两电阻的阻值和电流表示数表示出电源电压;再闭合开关,Rx和电流表被短路,电流表无示数,不能再次表示出电源电压,所以不能计算出Rx的阻值,故A不符合题意;
B.将盒外的两根导线分别与待测电阻Rx的两端相连,断开开关,则电阻Rx和R0串联,用两电阻的阻值和电流表示数表示出电源电压;再闭合开关,R0被短路,用电阻 Rx的阻值和电流表示数再次表示出电源电压,由于电源电压不变,联立等式,计算出 Rx的阻值,故B符合题意;
C.闭合开关,通过电流表示数和R0的阻值,可以计算出电源电压,再断开开关,将盒外的两根导线分别与待测电阻Rx的两端相连,则电阻Rx和R0串联,根据电源电压和电流表示数,可以计算出电路的总阻值,根据串联电阻的规律可以计算出Rx的阻值,故C符合题意;
D.闭合开关,通过电流表示数和R0的阻值,可以计算出电源电压,再断开开关,将盒外的两根导线分别与待测电阻Rx的两端相连,则电阻Rx和R0串联,根据电源电压和电流表示数,可以计算出电路的总阻值,根据串联电阻的规律可以计算出Rx的阻值,故D符合题意。
故选A。
思考问题,知道伏阻法测电阻的思路。
与老师一起推导出只使用电压表时,测量电阻的两种方法。
做例题3,会用伏阻法测电阻。
思考问题,知道安阻法测电阻的思路。
与老师一起推导出安阻法测测量电阻的方法。
做例题4,会用安阻法测电阻。
课
堂
练
习
1.(2026·四川成都·二模)如图所示是小李同学为测量未知电阻设计的电路图,按电路图连接好电路,闭合开关S发现电流表有示数,而电压表指针几乎不动,电路中可能存在的故障是:_______。本实验需要读取多组数据,目的是:_______。
【答案】 短路 减小实验误差
【详解】[1]电流表有示数,说明电路是通路,电压表指针几乎不动,说明电压表所测部分的电压几乎为零。 结合电路图,电压表测量未知电阻两端电压,因此故障可能是短路。
[2]本实验是伏安法测电阻,读取多组电压、电流数据,计算每次的电阻值,再取平均值,目的是减小实验误差。
2.(2026·广东·中考真题)小明利用如图所示的电路测量小灯泡的电阻。闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于______(选填“A”或“B”)端。滑动变阻器用于改变灯泡两端的______,其接入电路的阻值变小,小灯泡的亮度变______。
【答案】 B 电压 亮
【详解】为保护电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于阻值最大处,即B端;
利用如图所示的电路测量小灯泡的电阻时,滑动变阻器通过改变自身接入电路的阻值,从而改变灯泡两端的电压,从而得到多组测量数据;
当滑动变阻器接入阻值变小时,电路总电阻变小,电路中电流变大,小灯泡的亮度变亮。
3.(25-26九年级上·云南昭通·期末)如图所示是测量灯泡正常发光时电阻大小的实验电路图,闭合开关,滑动变阻器的滑片向右滑动,变阻器接入电路的电阻_____(选填“变大”“变小”或“不变”);实验中_____(选填“能”或“不能”)通过移动滑动变阻器滑片多次实验求平均值来减小测量误差。
【答案】 变大 不能
【详解】[1]由图可知,滑动变阻器通过左下、右上接线柱接入电路,所以滑片向右滑动,变阻器接入电路的电阻变大。
[2]因为灯泡仅在固定的额定电压下才正常发光,灯泡的电阻受温度影响,不同电压下,温度不同,电阻也不同,不是一个定值。所以不能通过移动滑动变阻器滑片多次实验求平均值来减小测量误差。
4.如图所示的电路中,电阻的阻值为12Ω。闭合开关,将单刀双掷开关掷于b端,电阻与是______联的,电压表示数为1.5V;将切换到a端,电压表示数为2.5V,则电阻的阻值为______Ω。
【答案】 串 8
【详解】[1]由图可知,闭合开关,将单刀双掷开关掷于b端,电路为串联,此时电压表测量两端电压,即。
[2]将切换到a端,电路仍为串联,此时电压表测量电源电压,示数为2.5V,即,串联电路,电流处处相等,此时电路中电流为,此时两端电压为。电阻的阻值为。
5.在“测量小灯泡的电阻”实验中,小红同学根据测出的数据画出了小灯泡的I-U图像,如上图所示。则由图可知,当小灯泡两端的电压升高时,其阻值_________(选填“增大”“减小”或“不变”),当小灯泡两端的电压为2V时,小灯泡的电阻为_________Ω。
【答案】 增大 5
【详解】[1][2]小红同学根据测出的数据画出了小灯泡的I-U图像,如图所示,可从图中从左到右选取若干容易读取的数值,用,分别计算出小灯泡的电阻,例如当时,;当时,,可以得出结论:当小灯泡两端的电压升高时,其阻值增大。
6.(25-26九年级上·湖南永州·阶段检测)在“测量小灯泡正常发光时的电阻”的实验中,关于四名同学遇到的一些问题,下列说法正确的是( )
A.小刚连接完电路的最后一根导线小灯泡就亮了,是因为他连接电路时开关是断开的
B.小强连接完电路闭合开关后小灯泡不亮,可能是因为滑动变阻器的阻值调到了最大
C.小梅要判断小灯泡是否正常发光,应在调节滑动变阻器的同时仔细观察小灯泡亮度
D.小丽发现小灯泡在不同电压下测得的电阻值均不相同,有可能是由测量误差导致的
【答案】B
【详解】A.连接电路时要求开关保持断开,若连接完最后一根导线灯泡就发光,说明连接电路时开关未断开,故A错误;
B.滑动变阻器阻值调到最大时,电路总电阻很大,电流很小,因此小灯泡不发光,这种情况是可能的,故B正确;
C.判断小灯泡是否正常发光,需要观察电压表示数是否等于小灯泡的额定电压,仅靠观察亮度无法准确判断,故C错误;
D.小灯泡的电阻随温度升高而增大,不同电压下小灯泡工作温度不同,因此电阻不同,不是测量误差导致的,故D错误。
故选B。
7.(24-25九年级下·四川宜宾·开学考试)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】D
【详解】A.连接电压表时,应根据被测电阻两端可能的电压大小来选择合适的量程,不一定非要选用较小的量程,若被测电压超过小量程的范围,还会损坏电压表,故A错误;
B.闭合开关前,为保护电路,应使滑动变阻器接入电路的阻值最大。由图可知,滑片在b端时,滑动变阻器接入电路的电阻丝最长,阻值最大,即滑片P应位于b端,而不是a端,故B错误;
C.若被测电阻断路,此时电压表串联在电路中,由于电压表内阻很大,电路中电流几乎为0,所以电流表无示数;但电压表两端与电源两极相连,测量的是电源电压,所以电压表有示数且接近电源电压,并非电压表和电流表均无示数,故C错误;
D.在测量定值电阻的阻值实验中,为了减小实验误差,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。
板
书
设
计
第5节 测量导体的电阻
1.原理:欧姆定律变形公式R=U/I。
2.伏安法:通过测导体两端电压和通过电流,间接求电阻。
3.电路设计与操作:采用串联电路,注意电表量程及操作规范。
4.数据处理:多次测量求平均值,减小误差。
5.特殊法(只用电压表):定值电阻R₀与待测电阻Rₓ串联,利用电流相等,
得Rₓ=(Uₓ/U₀)R₀
课
堂
小
结
第5节 测量导体的电阻
作
业
1. 完成课后作业:“自我检测”。
2. 配套同步分层作业。
教学反思
本节课以“伏安法测电阻”为核心,通过复习欧姆定律引出实验原理,引导学生设计电路、规范操作、分析数据,并拓展至“伏阻法”“安阻法”等特殊测量方法,注重科学探究与思维进阶。教学基本达成课标“理解伏安法原理,能进行简单电路连接与数据处理”的要求,成功之处在于突出学生主体性与实验探究性,强化了电路设计与误差分析意识;不足之处在于对电表内阻影响、系统误差来源及多次测量必要性的深度剖析不足,部分学生对替代法思想理解仍显薄弱,需在后续教学中加强原理辨析与变式训练。
1 / 1
学科网(北京)股份有限公司
学科网(北京)股份有限公司
$
相关资源
示范课
由于学科网是一个信息分享及获取的平台,不确保部分用户上传资料的 来源及知识产权归属。如您发现相关资料侵犯您的合法权益,请联系学科网,我们核实后将及时进行处理。