17.3 电阻的测量 课件-2026-2027学年人教版九年级物理全一册

第十七章 欧姆定律 17.3 电阻的测量 人教版物理九年级全一册 新课导入 小苏收拾家里时，发现一台老式收音机坏了，决定尝试修复。经过检查，发现一只标注模糊的电阻引线断了，需要更换。 想一想：怎样才能知道这只电阻的阻值呢？ 电流可以用电流表测量，电压可以用电压表测量——电阻的大小，能不能也通过实验测量出来？ 学习目标 1．进一步理解欧姆定律和电阻的概念，知道伏安法测电阻的原理。 2．会分析实验数据、用图像法处理数据，理解小灯泡电阻随温度变化的规律。 3．会用电流表和电压表测量电阻（伏安法），掌握实验步骤、滑动变阻器的使用和多次测量求平均值的方法。（重点） 一、伏安法测电阻 1．原理：根据欧姆定律 R = U/I，用电压表测出电阻两端的电压U，用电流表测出通过电阻的电流I，即可算出电阻R。 2．这种间接测量的方法称为“伏安法”。 3．回到课前的问题： 若测得损坏电阻两端的电压为3V，通过的电流为0.15A， 则 R = U/I = 3V ÷ 0.15A = 20Ω 小苏更换一只20Ω的电阻，就能修好收音机。 一、伏安法测电阻 【实验器材】电压表、电流表、滑动变阻器、电源、开关、导线、待测定值电阻。 【滑动变阻器的作用】 ① 保护电路； ② 改变待测电阻两端的电压和通过的电流，实现多次测量。 一、伏安法测电阻 【实验过程】① 按电路图连接电路（开关断开、滑片位于阻值最大处）；② 闭合开关，移动滑片改变电阻两端电压，分别记下电压表和电流表的示数；③ 算出每次的电阻，求平均值。 【注意事项】 ① 连接电路时开关应断开； ② 闭合开关前，滑动变阻器滑片应移到阻值最大处； ③ 电压表、电流表注意“＋进－出”，选择合适量程。 【多次测量的目的】测定值电阻时，多次测量求平均值，是为了减小误差（注意：探究规律性实验中多次测量是为了寻找普遍规律，两者目的不同）。 一、伏安法测电阻 【分析论证】改变电阻两端的电压，测得三组数据如下： 实验序号 电压U/V 电流I/A 电阻R/Ω 1 1.0 0.1 10.0 2 2.0 0.2 10.0 3 3.0 0.3 10.0 实验结论：三次计算的电阻相同，R平均 =（10.0+10.0+10.0）÷3 = 10.0Ω。 电压改变时电流随之改变，但U与I的比值不变——证明导体的电阻由自身性质决定，与电压、电流无关。 二、伏安法测小灯泡的电阻 将定值电阻换成小灯泡，用同样的方法测量小灯泡的电阻。多测几组数据，比较计算出的几个阻值——每次算出的电阻相同吗？ 【实验器材】电压表、电流表、滑动变阻器、电源、开关、导线、小灯泡。 【电路】与测定值电阻相同：电压表测灯泡两端电压，电流表测通过灯泡的电流。 二、伏安法测小灯泡的电阻 【实验数据】多次调节滑片，记录并计算： 序号 1 2 3 4 5 6 电压U/V 0.5 1.0 1.5 1.8 2.0 2.2 电流I/A 0.16 0.20 0.24 0.26 0.27 0.28 电阻R/Ω 3.1 5.0 6.3 6.9 7.4 7.9 发现：小灯泡的电阻随电压、电流的增大而变大！ 原因：电压越大，电流越大，灯泡越亮，灯丝温度越高——灯丝的电阻随温度升高而增大。 结论：小灯泡的电阻不是定值，多次测量的结果不能求平均值，应分别记录。 二、伏安法测小灯泡的电阻 用电压、电流传感器采集数据，由计算机绘出U-I图像（右图）：曲线越来越陡，说明灯丝电阻随温度升高而增大。 【常见故障分析】 ① 灯不亮、电流表无示数、电压表有明显偏转——灯丝断了（断路）； ② 灯不亮、电流表有示数、电压表无示数——灯泡短路； ③ 移动滑片，电表示数和灯泡亮度无变化——滑动变阻器接错（接成定值电阻或导线）； ④ 电表指针反偏——正负接线柱接反。 例题1 伏安法测电阻 小明测量阻值约为10Ω的电阻R，电源电压3V。闭合开关后，电压表指针如图乙所示。下列说法正确的是（　） A．闭合开关前，滑片应移至a端 B．电流表量程应选0～3A C．图乙中电压表读数为2.3V D．多次测量求平均值是为了让结论更具普遍性 C 例题2 测小灯泡正常发光的电阻 用“伏安法”测额定电压2.5V的小灯泡正常发光时的电阻。滑片移到图示位置时，电压表示数为2.8V： （1）应将滑片向______（填“左”或“右”）适当移动； （2）灯泡正常发光时电流表示数如图乙，则正常发光时的电阻为______Ω。 右 5 三、特殊方法测电阻 缺少电流表或电压表时，可以利用已知阻值的电阻R₀和串并联电路规律，间接测量电阻。 1．缺电流表（伏阻法） R₀与Rx串联，电压表分别测U₀、Ux；由串联电流相等：Ix = I₀ = U₀/R₀，Rx = Ux/I₀ = UxR₀/U₀ 2．缺电压表（安阻法） R₀与Rx并联，电流表分别测I₀、Ix；由并联电压相等：U = I₀R₀ = IxRx，Rx = I₀R₀/Ix 3．等效替代法 用电阻箱替换Rx，若电路中电流（或电压）不变，则电阻箱阻值等于Rx，可直接读出阻值 核心思路：用已知的R₀“代替”缺少的电表——串联等流、并联等压，再结合欧姆定律求解。 科学世界 多用电表 用伏安法测电阻并不总是很方便，人们常用多用电表来测量电阻。 多用电表是一种能测量电流、电压和电阻等多种电学量的仪表，有多个挡位和测量范围。当选择开关拨到电阻挡时，可以直接读出被测导体的阻值。 课后试一试：阅读多用电表的说明书，观察挡位，测量小灯泡通电前的电阻，并与实验测得的数据比较。 课堂小结 电阻的测量 伏安法 R = U/I 测定值电阻 原理：欧姆定律 R=U/I 多次测量求平均值（减小误差） 电阻是导体本身的性质 测小灯泡电阻 电路、步骤与测电阻相同 灯丝电阻随温度升高而增大 多次测量结果不能求平均值 特殊方法 伏阻法（缺电流表） 安阻法（缺电压表） 等效替代法（电阻箱） 注意事项 开关断开连接、滑片阻值最大 电表“＋进－出”、选好量程 多用电表可直接测电阻 书后练习与应用 1. 图是用伏安法测量电阻的电路图。 （1）根据电路图将图17.3-4所示的实物图连接起来； （2）读出图17.3-5所示电流表和电压表的示数； （3）算出被测定值电阻的电阻测量值。 书后练习与应用 2. 一个小灯泡上标着“2.2V 0.25A”，表明这个小灯泡工作时的电阻是8.8Ω。图是某同学为测量这个小灯泡的电阻而连接的实验电路。他的连接有三处错误。请你指出分别错在哪里，并改成正确的连接？ 书后练习与应用 【解析】错误一：滑动变阻器接入电路时同时选择了上面两个接线柱，不能调节接入电路的电阻，也起不到保护电路的作用。错误二：电流表正、负接线柱接反了。错误三：电流表的量程选大了。 正确的电路连接如图所示。 书后练习与应用 3. 在测量标有电压为2.5V的某小灯泡电阻的实验中，第一次测量时的电压等于2.5V，小灯泡正常发光，以后调节滑动变阻器，让电压逐次下调，使灯丝温度不断降低，小灯泡变暗直至完全不发光，测量的数据如下表所示。 （1） 请你根据表中电压和电流的数据，计算每次小灯泡的电阻，填在表格中。 （2）对比不同电压下小灯泡的电阻，你有什么发现？把你的发现写成一句具有概括性的结论。 书后练习与应用 （1） 请你根据表中电压和电流的数据，计算每次小灯泡的电阻，填在表格中。 （2）对比不同电压下小灯泡的电阻，你有什么发现？把你的发现写成一句具有概括性的结论。 【解析】（1）表格中从左至右依次填入8.1、7.1、6.2、4.7、3.1、2.0。 （2）不同电压下，小灯泡的电阻值不同。小灯泡的电阻随温度的降低而减小。 8.1 7.1 6.2 4.7 3.1 2.0 书后练习与应用 4. 某同学用伏安法测量通过盐水柱的电流和其两端的电压，表格中是他记录的实验数据，根据实验数据在坐标系中描绘的点如图17.3-7所示。 （1）请你帮他完成U-I图像。 （2）通过分析实验数据和图像，判断欧姆定律是否适用于盐水。请说明理由。 （3）实验所用盐水柱的电阻是多少? 书后练习与应用 【解析】（1）U-I 图像如图所示。 （2）分析实验数据和图像可知，欧姆定律适用于盐水，因为表中电压与电流的比值保持不变，即电阻一定时，盐水柱的电压与电流成正比。 （3）由表中数据可知，盐水柱的电阻 课后习题 1 在“用电压表和电流表测小灯泡电阻”的实验中，下列操作有问题的是（ 　） 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 B 课后习题 2 用伏安法测量导体的电阻，实验方案和操作均正确，两表的连接和示数如图所示。此时待测电阻的阻值为______Ω，多次实验的目的是___________。 50 取平均值减小误差 课后习题 3 安阻法测电阻 利用图示电路测量未知电阻Rx，电源电压不变，定值电阻R₀=30Ω。步骤： ① 只闭合S、S₁，读出电流表示数I₁=0.2A； ② 只闭合S、S₂，读出电流表示数I₂=0.3A； ③ 计算Rx的阻值。 解：只闭合S、S₁时，R₀与Rx串联，电源电压 U = I₁(R₀+Rx)； 　　只闭合S、S₂时，电路中只有Rx，U = I₂Rx；联立可得 I₁(R₀+Rx) = I₂Rx， 　　代入数据：0.2×(30+Rx) = 0.3Rx，解得 Rx = 60Ω。 课后习题 4 等效替代法测电阻 如图甲，Rx为待测电阻，R为电阻箱，S为单刀双掷开关。 （1）将S接到a，读出电流表示数I； （2）将S接到b，调节电阻箱，使电流表示数仍为I，读出电阻箱阻值R₀； （3）则Rx = ______。 答案：Rx = R₀ 原理：两次电流相等，说明电路效果相同，即Rx与电阻箱接入的阻值相等——这就是“等效替代法”，可由电阻箱直接读出阻值。 R₀ $