17.3 电阻的测量 学案 2026-2027学年物理人教版九年级全一册

第3节　电阻的测量 学习目标 1. 知道伏安法测电阻的原理（R=U/I），掌握用电流表和电压表测量电阻器的电路设计与连接； 2. 掌握伏安法测电阻的实验步骤、注意事项（试触法、滑动变阻器接法、多次测量求平均值），能减小误差； 3. 能区分测电阻器（求平均值减小误差）与测小灯泡电阻（不能求平均值，因灯丝电阻随温度变化）的差异； 4. 能分析电阻测量中常见电路故障（电流表/电压表示数异常）的原因，会排查故障。 课前·自主预习 一、电阻的测量 阅读教材,完成下列问题。 1.通过测量电阻器两端的____________和通过的____________来间接地测量电阻器的电阻的方法,简称为伏安法。 2.为了减小误差,测量中要多次改变待测电阻器两端的电压,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____________。实验时,常用____________来改变待测电阻器两端的电压。 课堂·互动理解 一、用电流表和电压表测量电阻 1.实验:用电流表和电压表测量电阻器的电阻。 【实验思路】根据伏安法测量电阻的原理设计电路,如图所示。通过测量电阻器两端的电压和通过的电流,利用欧姆定律算出电阻。为了减小误差,实验时用滑动变阻器来改变待测电阻器两端的电压,多次测量电压和电流,并分别算出相应的电阻,最后求出电阻的平均值。 【实验过程】(1)按图甲把待测电阻器、电压表、电流表及滑动变阻器等接入电路,如图乙所示。将滑动变阻器的电阻调到最大。(2)闭合开关,将滑动变阻器的滑片移到合适的位置,将电压表和电流表的示数记录在表格中。(3)改变滑动变阻器滑片的位置,多测几组电压、电流数据,将测量的数据记录在表格中。(4)根据每组数据算出相应的电阻,然后求出电阻的平均值,得到电阻器的电阻。(5)断开开关,整理实验器材。 【注意事项】(1)连接实验电路时,开关要断开。(2)注意选择合适的电压表和电流表的测量范围;若事先无法确定被测电压、电流的大小,则可通过“试触”的方法来确定;将电压表和电流表接入电路时,电流要“+”进“-”出。(3)将滑动变阻器接入电路中时,要选择“一上一下”接线柱;闭合开关前,将滑动变阻器的电阻调到最大,防止闭合开关时因电路电流太大而损坏电路元件。(4)进行多次测量并计算电阻的平均值,可以减小实验误差。 跟踪训练1 小楠测量未知电阻的阻值的实验电路如图甲所示。 (1)该实验的基本原理是____________(写公式);需要的测量工具是____________和____________。 (3)在连接电路时,开关应该处于_________状态;滑动变阻器的滑片P应移至最_________(选填“左”或“右”)端。 (4)移动滑片P,当电流表的示数为0.48 A时,电压表的示数如图乙所示,其示数为_________ V,则未知电阻的阻值Rx=_________ Ω。 二、用电流表和电压表测量小灯泡的电阻 用伏安法测量小灯泡的电阻和用伏安法测量电阻器的电阻的实验,既有相同之处,又有不同之处。 不同点:电阻器的电阻是定值,多次测量求平均值以减小误差;小灯泡的灯丝电阻随温度升高而增大,不能求平均值,因此小灯泡在不同电压下的电阻不同。 三、电阻的测量实验中常见的电路故障及其可能的原因 故障 可能的原因 电流表示数偏大且电压表示数为0 电阻器被短路 电压表示数为电源电压,电流表示数为0 电阻器断路或电流表与电压表的位置颠倒 电流表示数很大,电压表示数为电源电压 将滑动变阻器接入电路中时使用了上面两个接线柱(或滑动变阻器被短路) 电流表示数很小,电压表示数较小 将滑动变阻器接入电路中时使用了下面两个接线柱 电压表和电流表示数都为0 电阻器以外的某处电路断路 跟踪训练2(2024·青海中考) 为测量小灯泡正常发光时的电阻,“飞天”兴趣小组利用如图甲所示的实验器材进行了如下实验(小灯泡正常发光时的电压为2.5 V)。 (2)闭合开关前,滑动变阻器滑片应滑到____________(选填“A”或“B”)端;闭合开关后发现小灯泡不亮,电流表无示数,电压表有示数,电路中出现的故障可能是小灯泡____________(选填“短路”或“断路”)。 (3)排除故障后,闭合开关,移动滑片,测得如表所示的数据。当电压表示数为2.5 V时,电流表示数如图乙所示,示数是____________ A,此时小灯泡的电阻值为_________ Ω(结果保留两位小数)。 实验序号 电压U/V 电流I/A 电阻R/Ω 1 1.0 0.20 5.00 2 1.5 0.24 6.25 3 2.0 0.26 7.70 4 2.5 5 3.0 0.30 10.00 (4)兴趣小组根据实验数据绘制出如图丙所示小灯泡的I-U图像,结合数据和图像分析小灯泡的电阻值发生变化的原因:____________________。 课后·知能演练 基础巩固 1.用伏安法测量电阻器电阻的实验中,下列说法不正确的是(　　) A.连接电路的过程中,开关应断开 B.电流表与被测电阻器串联,电压表与被测电阻器并联 C.闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移到阻值最大位置 D.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,将电源正、负极对调即可 2.(2024·安徽中考)在测量小灯泡电阻的实验中,小红同学根据测出的数据画出小灯泡的I-U图像如图所示。由图可知,当小灯泡两端的电压升高时,其阻值　　　　(选填“增大”“不变”或“减小”)。  3.某实验小组设计了如图甲所示的电路来测量电阻器的阻值Rx,小富提出,这样只能得到一组数据,测量误差可能较大。为了减小误差,需要多次测量,应该在电路中串联一个　　　　　　。他们利用改进后的电路进行实验,并绘制出待测电阻器的电压—电流图像。如图乙所示的A、B两条图线中,　　　　是他们绘制出的图线。  4.(2024·四川成都中考)小张用如图所示的电路测量灯泡的电阻,电流表和电压表均选用较小的测量范围。闭合开关前,将滑动变阻器的滑片移到最右端的目的是　　　　　。闭合开关,她发现灯泡不亮,两电表的示数均很小,经过检查,确认电路连接正确,两电表均完好,小张的下一步操作应该是　　　　　　　　　　　　　　　。  5.(2024·江西中考)用电流表和电压表测量电阻器电阻的实验步骤如下。 (1)请在虚线框中画出用伏安法测量电阻器电阻的电路图。 (2)闭合开关前,发现电压表指针如图所示,应先对其进行　　　　。  (3)确认电路无误后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,电流表、电压表指针分别如图甲、乙所示,此时电流表示数为　　　　 A,电压表示数为　　　　 V。  (4)调节滑动变阻器的滑片,进行多次实验。 (5)对相关数据进行处理,得出结果。 6.(2025·福建中考)某实验小组用伏安法测量额定电压为2.5 V的小灯泡的电阻,实验装置如图甲所示。 (1)用笔画线表示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　　　　(选填“左”或“右”)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 (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。 实验序号 电压U/V 电流I/A 电阻R/Ω 电阻平均值R/Ω 1 0.9 0.20 4.5 2 1.3 0.22 5.9 3 1.7 4 2.1 0.28 7.5 5 2.5 0.30 ①电压表示数为1.7 V时,电流表示数如图乙所示,示数为　　　　 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　　　　　　　　　。  素养提升 7.(2025·山东烟台中考)两个实验小组用电流表和电压表测量电阻。 (1)第一小组连接了如图甲所示的电路,闭合开关前发现有一根导线连接错误。请在错误的导线上画“×”,并用笔画线表示导线,正确连接电路。 (2)正确连接电路后,闭合开关,发现电流表有示数,电压表无示数。出现这个现象的原因可能是　　　　。  A.待测电阻断路 B.待测电阻短路 C.电压表接线柱接触不良 D.滑动变阻器短路 (3)排除电路故障后,第一小组同学继续实验,并将记录的数据填写在下表中。 实验序号 1 2 3 4 5 6 电压U/V 1.0 1.2 1.5 1.8 2.0 2.5 电流I/A 0.10 0.12 0.16 0.18 0.20 0.24 ①请根据描点法在图乙中描绘出表格中的六组数据,并作出该电阻的U-I图像。 ②由图像可得该电阻的阻值为　　　　 Ω。  (4)第二小组利用上述器材测量另一电阻时,根据所测数据作出的U-I图像如图丙所示,小组交流发现图像与第一小组不同的原因是电压表连接的位置不同,但利用这个图像也能求出待测电阻的阻值,其阻值为　　　　 Ω。  拓展探究 8.(2024·山东济南中考)学习了用伏安法测电阻后,某小组想进一步探究导体的电阻与导体长度的关系。他们选择了如图甲所示的器材,并连接了部分电路。将固定在木板上长为15 cm的铅笔芯作为研究对象,将其标记为等长的五段,其中a、f为铅笔芯的两个端点,中间四点分别标记为b、c、d、e。 (1)若使滑动变阻器的滑片P向D端滑动时电流表的示数增大,则需用一根导线将电源的正极接线柱与滑动变阻器的　　　　(选填“A”“B”或“C”)接线柱连接。  (2)将电路连接完整后,把线夹夹在f点,闭合开关,发现无论如何调节滑动变阻器,电压表和电流表都始终无示数。用一根导线检测电路故障,将导线的两端分别接到开关两端的接线柱上时,电压表和电流表仍无示数;将导线的两端分别接到滑动变阻器接入电路的两接线柱上时,电压表和电流表均有示数。若电路中只有一处元件故障,则故障是　　　　　　　　。  (3)该小组排除故障后继续实验,闭合开关后快速记录电流表和电压表的示数,然后立即断开开关。电流表的示数如图乙所示,该读数为　　　　 A。调节滑动变阻器,多次测量并计算出电阻的平均值。  (4)将线夹分别夹在b、c、d、e点,重复步骤(3),得到铅笔芯接入的长度l和对应的铅笔芯接入电阻的平均值R的数据,如表所示。 线夹位置 b c d e f 铅笔芯接入的长度l/cm 3 6 9 12 15 铅笔芯接入电阻的平均值R/Ω 2.0 4.0 5.9 8.0 10.0 ①请在如图丙所示的坐标纸上描点,并画出铅笔芯接入电阻的平均值R和铅笔芯接入的长度l的关系图像。 ②通过分析图像可得出实验结论:在导体的材料和横截面积一定的条件下,　　　　。 (5)在实验评估环节,有的同学认为,只通过对铅笔芯电阻与其长度的探究得到的结论具有偶然性,为了使证据更充分,接下来还应该　　　　　　　　　　　　　。  参考答案 课前·自主预习 一、1.电压;电流。2.平均值;滑动变阻器。 课堂·互动理解 跟踪训练1：(1)R=U/I;电流表;电压表。(3)断开;左。(4)2.4 V;5 Ω。 跟踪训练2：(2)B;断路。(3)0.28 A;8.93 Ω。(4)灯丝的电阻随温度的升高而增大。 课后练习 1.D　解析 连接电路过程中,为防止电路连接错误而损坏电路,应将开关断开,A正确。电流表应串联在电路中,电压表应与被测电阻器并联,在闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到阻值最大位置,B、C正确。试触时发现电流表指针反向偏转,电压表正常,应将电流表的正、负接线柱对调,若将电源正、负极对调,则会使电流表正常而电压表的指针会反向偏转,D错误。 2.增大 解析 由题图可知,当灯泡两端的电压为1.0 V、2.0 V时,通过灯泡的电流分别为0.28 A、0.4 A,根据欧姆定律可知灯泡的电阻分别为R1=≈3.6 Ω,R2==5 Ω,可见,当小灯泡两端的电压升高时,其阻值增大。 3.滑动变阻器　A 解析 测量电阻器的阻值时,为了减小误差,应改变通过待测电阻器的电流及两端的电压,多次测量求平均值,所以电路中应串联一个滑动变阻器,用来改变通过待测电阻器的电流及两端的电压。由于电阻一定时,通过电阻的电流与电阻两端的电压成正比,所以电阻器的电压—电流图像是正比例函数图像,故A是他们绘制出的图线。 4.保护电路　移动滑动变阻器的滑片,观察灯泡能否发光,两电表是否有示数 解析 将滑动变阻器的滑片移到最右端,滑动变阻器接入电路的电阻最大,电路中的电流最小,起到保护电路的作用;灯泡不亮但两表有示数,说明电路是通路,但电路的总电阻较大,此时可以移动滑动变阻器的滑片,观察灯泡能否发光,两电表是否有示数。 5.(1)如图所示　(2)调零　(3)0.5　2.5 6.(1)如图所示　(2)右　(3)B　(4)①0.26 ②8.3　③电阻平均值　小灯泡的电阻随温度的升高而变大,不是定值 解析 (1)由于小灯泡的额定电压为2.5 V,因此电压表选用小测量范围与小灯泡并联。(2)为了保护电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P置于阻值最大处,即最右端。(3)闭合开关,定向移动滑片P,若滑动变阻器的滑片P与电阻丝接触不良,电表指针示数忽大忽小,且变化幅度较大,B符合题意。(4)电压表示数为1.7 V时,电流表示数如题图乙所示,电流表选用小测量范围,分度值为0.02 A,读数为0.26 A。②小灯泡正常发光时电阻R==8.3 Ω。③由于小灯泡的电阻随温度的升高而变大,不是定值,因此不能求电阻平均值,所以表格中设计不合理的一项是求电阻平均值。 7.(1)如图所示 (2)BC (3)①如图所示　②10 (4)4 解析 (1)伏安法测电阻时,电压表必须测量电阻的电压。(2)闭合开关,发现电流表有示数,说明电路不是断路,只能是短路故障,而电压表无示数,说明与电压表并联部分被短路,或电压表没有接入电路而断路,故选BC。(3)根据表格数据描点画图,因为实验数据存在误差,图像是直线,不一定经过所有的点,根据图像中正好经过的点知,电阻R==10 Ω。(4)利用上述器材测量另一电阻时,根据所测数据作出的U-I图像如题图丙所示,因电压表示数随电流的增大而减小,则说明电压表测滑动变阻器两端的电压,由题图丙可知,当电路中电流为0时(相当于滑动变阻器断路或滑动变阻器的阻值无穷大),电压表示数为3.0 V,此时电压表测电源电压,所以电源电压为3.0 V;由题图丙可知,当电路中电流为0.5 A时,电压表示数为1.0 V(注意纵轴的起点不是0),由串联电路的特点可知,此时待测电阻的电压Ux=U-UV=3.0 V-1.0 V=2.0 V,由欧姆定律可得待测电阻的阻值Rx==4 Ω。 8.(1)B　(2)滑动变阻器断路　(3)0.26　(4)如图所示　导体的电阻与长度成正比　(5)用不同的导体进行多次实验 解析 (1)若使滑动变阻器的滑片P向D端滑动时电流表的示数增大,则滑动变阻器接入电路的阻值变小,根据“远下电阻大,近下电阻小”的调阻规律可知,B接线柱必须接入电路,故需用一根导线将电源的正极接线柱与滑动变阻器的B接线柱连接。(2)将导线的两端分别接到开关两端的接线柱上时,电压表和电流表仍无示数,说明电路是断路,将导线的两端分别接到滑动变阻器接入电路的两接线柱上时,电压表和电流表均有示数,说明此时电路是通路,与导线并联的部分断路,若电路中只有一处元件故障,则故障是滑动变阻器断路。(3)由题图乙知,电流表选用的测量范围是0~0.6 A,分度值为0.02 A,读数为0.26 A。(4)①根据数据在坐标系中描点,然后用平滑的曲线将各点连接起来;②图像是过原点的直线,可得实验结论:在材料和横截面积一定的条件下,导体的电阻与长度成正比。(5)只通过对铅笔芯电阻与其长度的探究得到的结论具有偶然性,为了使证据更充分,接下来还应该换用不同的导体进行多次实验,得出普遍性结论。 8 学科网（北京）股份有限公司 $