初中物理人教版九年级全册第3节 电阻的测量教学设计

电阻的测量与计算

一、伏安法测量小灯泡的电阻

【实验目的】证明灯丝电阻与温度有关。
【实验器材】小灯泡、电流表、电压表、滑动变阻器、电源、开关、导线。
【实验步骤】
　　① 画出电路图（见右图）。

② 按电路图连接实物，开关S应　　　　　，将滑动变阻器滑片P移到阻值　　　　　　　。
③ 检查无误后闭合开关，移动滑片（眼睛看着电压表），分别记录三组电压、电流的对应值。
④ 断开开关。根据，计算出每次的电阻值R1、R2、R3，并求出电阻的平均值。

【实验表格】

【实验结论】灯丝的电阻与温度有关。温度越高，灯丝电阻越大。

【注意事项】
① 接通电源后先通过变阻器把电压调到小灯泡的　　　　　　，然后从该电压开始依次降低。
② 滑动变阻器的作用：改变电阻两端的电压；保护电路。
③ 实验最后不能求电阻的平均值，因为：灯丝的电阻与温度有关。

二、伏安法测电阻
【原理】
【实验器材】待测电阻、电流表、电压表、滑动变阻器、电源、开关、导线。
【实验步骤】
　　① 画出电路图（见右图）。
　　② 按电路图连接实物，开关S应断开，将滑动变阻器滑片P移到阻值最大端。
　　③ 检查无误后闭合开关，移动滑片（眼睛看着电压表），分别记录三组电压、电流的对应值。
　　④ 断开开关。根据，计算出每次的电阻值R1、R2、R3，并求出电阻的平均值。
【实验表格】

【注意事项】
① 多次测量平均值的目的：　　　　　　　　　　　　　　　　。
② 滑动变阻器的作用：　　　　　　　　　　　　，　　　　　　　　　　　　　。

三、实验电路连接的常见错误：

（1）电流表（电压表）的“＋”“－”接线柱接错了。

（2）电流表（电压表）的量程选大/小了。

（3）滑动变阻器的接线柱接错了（同时接在上/下接线柱）。

（4）电流表没有与被测用电器串联（如并联）；电压表没有与被测用电器并联（如串联或与其他用电器并联）

（5）连接电路时开关没有断开。

四、实验过程中常见故障及分析

在实验过程中，常见的故障有灯泡不亮、电流表无示数、电压表无示数、电流表无示数但电压表有示数且接近电源电压等。在电路有故障时要先断开开关，并分析故障原因。具体分析如下：

(1)灯泡不亮，故障原因可能是灯泡与灯座处接触不良，或灯丝烧断，或灯泡被短路，或灯泡两接线柱到电源两极间的电路中某处出现断路。

(2)电流表无示数，故障原因可能是电流表短路，或从电流表两接线柱到电源两极间的电路中某处断路。

(3)电压表无示数，故障可能是电压表被短路，或从电压表两接线柱到电源两极间的电路中某处断路。

(4)电流表无示数但电压表有示数且接近电源电压，故障为灯泡断路，使电压表与电流表串联在电路中，电压表相当于测量电源电压。

五、其他方法测电阻

测量电阻的方法有多种，如下表所示：

题型一：伏安法测电阻的探究实验

例1．在测量“小灯泡正常发光时的电阻”的实验中，选用电压恒为6V的电源，额定电压“3.8V”的小灯泡．如图甲中是未连接完整的实验电路．

（1）请你用笔画线代替导线，将图甲所示的实物电路连接完整．（要求：滑动变阻器的滑片P向A端移动时小灯泡变暗，连线不能交叉）

（2）闭合开关后，调节滑动变阻器的滑片P，当电压表示数为        V时，小灯泡正常发光．此时电流表的示数如图乙所示，则灯泡正常发光的电阻是            Ω．

（3）若实验时，上述电路中仅电压表 上标有“15V”的接线柱已损坏，且暂无条件修复．在不更换器材的情况下为了能继续完成实验，你的方法是：                                          ．

例2．如图是小华测量小灯泡电阻的电路，灯泡不发光时电阻约为6Ω．

（1）请你用笔画线代替导线将电路连接完整.

（2）开关闭合前，应将滑动变阻器的滑片P移至       端.（选填“A”或“B”）

（3）闭合开关，发现灯泡不亮，电流表指针几乎不偏转，电压表示数接近电源电压．则电路故障的原因可能是      .

（4）通过数据分析，小华得到了灯泡电阻随温度升高而增大的结论.若将图中的小灯泡更换成定值电阻，下述实验可以完成的是      .

A．探究电流通过导体时产生的热量与导体电阻的关系

B．探究导体中的电流与导体两端电压的关系

C．探究电流的磁场强弱与电流大小的关系

D．探究导体中的电流与导体电阻的关系

例3．图甲是用伏安法测未知电阻R的实验图。  

（1）请用笔画线代替导线，将图甲中实物电路连接完整 

（2）闭合开关，将滑片P向左滑动时，此时电压表示数为2.4V,电流表示数如图乙所示其读数为I=         A , 则未知电阻R=          Ω。 

（3）若实验中只有一个电压表和一个已知电阻R0，小明设计了如图丙所示的电路，同样可以测量未知电阻Rx，请在空格内将实验步骤补充完整 

① 闭合S、断开S1，用电压表测出待测电阻Rx两端的电压为U1[

②                           ，用电压表测出电源的电压U 

③请写出用测量值U 、U1及R0来表示Rx的表达式：Rx=                 

例4．如图甲所示是测量定值电阻Rx阻值的实验电路，器材可以满足实验要求。

(1)    同学们按照电路图正确连接电路后，闭合开关，改变电阻Rx两端的电压进行了三次测量，其中第二次实验中电流表的示数如图乙所示，请将表格中的实验数据补充完整。

(2)同学们又设计了两种测量方案，方案中定值电阻的阻值为R0。

①方案一：闭合开关S，如果电压表V1和V2的读数分别为Ul和U2，则电阻Rx的阻值表达式为Rx=__________________。

②方案二：电路中Rx≠R0，将S接到a，读出电流表的示数I1；再将S接到b，读出电流表的I2；由I1R0= I2 Rx可得Rx=I1R0/I2。请判断结果是否正确并简要说明理由：____________________________

例5．小红在做“伏安法测小灯泡的电阻”的实验中：

（1）根据实验目的，将实验器材连接成实验电路，如图甲所示．但粗心的小红有一根导线连接错误，请你帮小红在接错的那根导线上打“×”，然后另画一根导线使电路连接正确．

（2）电路改接正确后，合上开关，调节变阻器的滑片到某位置时，电压表和电流表的示数如图乙所示，则此次实验测得的小灯泡的电阻值Rx是       Ω．

（3）若小灯泡的额定电压为2.5V，现用该电路来测小灯泡的额定功率，此时应将变阻器的滑片P向         滑动．（选填“左”或“右”）

基础演练

1．   在测量电阻的实验中，所给的电压表有“0～3V”和“0～15V”两个量程，电流表有“0～0.6A”和“0～

3A”两个量程，电源是两节干电池串联，待测电阻的阻值大约是10Ω，那么，电压表应选的量程

为_____       _，电流表应选量程为_____   ___。

2．用如图17.3-1甲所示的电路图，研究电流、电压和电阻关系时，若只改变滑动变阻器的阻值，可以探究电流与______的关系；也可用于伏安法测电阻，实验时小明观察到两个电表的示数如图17.3-1乙所示，则小明测得R的电阻是_____欧。

3．如图17.3-2所示的电路，闭合开关，小灯泡正常发光。若将小灯泡和电流表的位置互换，则闭合开关后的现象是     （　　）

A．小灯泡不发光，电压表没有示数

B．小灯泡不发光，电流表没有示数

C．小灯泡正常发光，电压表没有示数

D．小灯泡正常发光，电流表没有示数

4．在物理实验中，对物理量进行多次测量，有的是为了通过多次测量提高精度，有的是为了通过多次测量寻找规律。下面四个实验中，哪个是通过多次测量提高精度 （　　）

A．在探究“并联电路中干路电流与各支路电流的关系”时测量多组对应的干路电流和各支路电流

B．在探究“串联电路各点间电压的关系”时测量多组对应的总电压和各部分电路两端的电压

C．在探究“电阻上的电流跟两端电压的关系”时测量多组对应的电流和电压值

D．在“测量定值定值的电阻”时，测量多组对应的电流和电压值

5．小聪用伏安法测量电阻R的阻值时，并联在电阻R两端的电压表的示数如图17.3-3甲所示，与电阻R串联的电流表的示数如图17.3-3乙所示，则电压表的示数为______V，电流表的示数为______A，电阻R的阻值为______Ω。 

6．如图17.3-4是李江同学为测量小灯泡电阻而连的电路，有关该实验的以下说法错误的是   （　　）

A．闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片滑到最左端

B．实验过程中两电表都有可能需要换接较小的量程

C．所测小灯泡的电阻可能随电压表的示数的不同而不同

D．在如图位置闭合开关后，向左移动滑动变阻器的滑片，小灯泡变亮

7．在测量电阻约为10Ω的定值电阻Rx的实验中，小明和小亮用如图17.3-5甲所示的器材进行实验。

（1）用笔画线代替导线在甲图中完成实物电路连接，要求滑动变阻器的滑片向右滑动时连入电路的电阻变小。

（2）小明把最后一根导线连接完毕后，看到电压表和电流表立即有较大示数。小亮认为在实验操作中有两处错误，其中一处                                                          ；还有一处是                           。

（3）改正错误后，小明改变Rx两端的电压和电流，两次测得的电阻值分别为R1=10.1Ω，R2=10.2Ω，第三次测量时，电流表的示数为0.26A，电压表的示数如图乙所示。根据以上三次实验数据，最后得出Rx=       Ω。

巩固提高

1．   如图17.3-6所示，小丽同学利用电压表和电流表测量电阻R1的阻值(约9Ω左右)，电源选用两节干电池。

(1)按图甲电路，将图乙中电流表正确连入电路

(2)该同学检查电路连接正确，合上开关，可是无论怎样移动滑片，电压表示数总为3V不变，你认为发生故障的原因可能是_________________或___________________。

(3)清除故障后，小明将滑片P向左滑动时，电压表示数将________(填“增大”、“减小”、“不变”)，当P滑到某一位置时，两表读数如图丙所示，由此可知R=____Ω。你认为这个结果可靠吗?        ，理由是_____________________________               。

2．如图17.3-7甲是测量小灯泡（U额=2.5V）电阻的电路，电源电压恒为4V。

（1）请将图甲中的电路连接完整。（要求滑片P向右滑动时电灯变亮，导线不允许交叉）

（2）实验中，滑动变阻器除了保护电路外，还可以          。

（3）下表是记录的部分实验数据，图乙是第1次实验中电流表的示数，该示数为    A。这5次实

验中，灯泡电阻的最大值为        Ω（结果保留两位小数）。为了完成这5次实验，应该选取最大阻值不小于        Ω的滑动变阻器。

3．图10所示是小玲测量小灯泡的电阻所用的器材，已知小灯泡的额定电压是3.8V。

⑴请你用笔画线代替导线，将实物电路连接完整，要求导线不能交叉。

⑵闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应移动到______端（填“左”或“右”）。

⑶进行实验时，小玲闭合开关后发现电压表的示数接近4.5V，然后她反复移动滑动变阻器的滑片P，电压表的示数基本不变。由此可见，发生故障的原因可能是滑动变阻器________或者是灯泡_____    _。

⑷排除故障后，小玲先后让滑动变阻器的滑片P在不同位置上做了三次实验，得出三组数据，并

根据每组数据正确计算出三个相应的电阻值，比较发现它们之间有较大差异，你认为产生这种差异的原因是____________________。

4．某同学欲测量一只额定电压为2.5V的小灯泡正常工作时的电阻，请你与他边实验边思考，并回答下列问题。

 　　　　　　　　　　　图11                     图12                     图13

（1）图11是即将完成的该实验的电路图。请在图中三个“○”内正确填入“灯泡”、“电流表 ”和“电压表 ”的电路符号，完成该电路图 。

（2）按电路图连接完电路，闭合开关快速试触的瞬间，电流表和电压表出现了如图12所示的情况，经检查，所有仪器、元件完好。请分析出现以上现象的可能原因（两表各写一条）。

①电流表：                             .   

②电压表：                     .

（3）问题解决后，再次接通电路，为使小灯泡能正常发光，应调节滑动变阻器使电压表示数为

      V。小灯泡正常发光时，电流表的示数如图13所示，则流过小灯泡的电流为    A，该灯泡正常工作时的电阻是          Ω。

5．在测量某一定值电阻Rx阻值的实验中，张楠同学选定了如图所示的器材进行实验．实验过程中，由于李骅同学的疏忽，做完实验后他才发现，把测量的电流值都写在草稿纸上而忘记填人记录表格中．

（1）请你帮助李骅同学把记录在草稿纸上的电流值对应填人表格中，并写出你所依据的物理规律是                                                               

（2）根据测量数据计算该定值电阻的阻值为                Ω（保留一位小数）

（3）根据实验所需电路，用笔画线代替导线完成下左图中的实物连接。

1．通过导体a、b的电流随电压的变化情况如图1所示，则导体a、b的电阻相比较（    ）                                      

A．Ra＞Rb      

B．Ra＝Rb     

C．Ra＜Rb      

D．无法确定

2．小宇做“测定小灯泡的电阻”实验(小灯泡标有“2.5V"字样)，在实验过程中得到了如下表所示的一组电压和电流的数据：

根据图3的实物电路，在方框内画出对应的电路图；

(2)在连接电路时，开关应处于    状态，这是为了                   ；闭合开关前，滑动变阻器的滑片应调至                ，这是为了                           ；

(3)正确连好电路后，闭合开关S，发现灯L不发光，故障的原因不可能是(    )；

    A．电流表处有开路               B．电压表与灯泡相连接的导线接触不良

    C．导线接触不良                 D．小灯泡L的灯丝断了

(4)灯泡正常发光时，电流表的示数如图4所示，请将读数填入表格中的空格处．此时小灯泡的电阻为        ；(小数点后保留一位数字)

(5)分析比较表格中的数据可以看出，在灯丝中的电流逐渐增大的过程中，灯丝的电阻    ，进一步分析表明：                                                                  。

1．某同学在“测量小灯泡的电阻”时，测得小灯泡两端的电压为3 V，通过小灯泡的电流为0.3 A，则这个小灯泡的电阻是_____；当他调节滑动变阻器，使小灯泡两端的电压变为2.5 V时，通过小灯泡的电流为_____。

2．如图所示，是某同学测量未知电阻R时所画的电路图，由于粗心，他没有画出电压表和电流表的符号，___　　__是电压表，　　　　是　　　　　电流表；如果电源电压不变，当他将开关S闭合，滑动变阻器的滑片P向上滑动时，表甲的示数将　　　　　，表乙的示数将　　　　　　。                                                                         

3．王铭同学测量小灯泡的电阻时，连接的电路如图2所示，当他闭合开关后，发现小灯泡正常发光，电压表示数正常，电流表的示数为零，他分析可能有以下几种原因，你认为正确的是   （    ）

A．连接灯泡时用导线将两个接线柱短路了

B．连接电流表时用导线将两个接线柱短路了

C．电流表内部线圈烧断了

D．电流表完好，接线柱没有与导线接通

4．张鱼同学连接的电路如图3所示，当他闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P向上滑动时，以下叙述的现象中，正确的是（电源电压不变）           （    ）

A．电流表示数变大，电压表示数变小

B．电流表示数变大，电压表示数变大

C．电流表示数变小，电压表示数变小

D．电流表示数变小，电压表示数变大

图3

5．实验课上，老师让画出测量Rx的电路图，有四位同学画出的电路图如图4所示，请你判断这四位同学所画的电路图，正确的是                                                   （    ）

6．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换了位置，如图5所示，可能出现的现象是　　　                                              （　　）

A．电压表烧坏

B．小灯泡烧坏

C．电流表烧坏

D．小灯泡不亮                      

图5