人教版九年级全册第3节 电阻优质学案设计

第十七章 欧姆定律

第3节  电阻的测量

教材考点梳理

一、伏安法测定值电阻

1.方法：用电压表和电流表分别测出电路中某一导体两端的电压和通过的电流，然后根据R=U/I算出电阻。（间接测量法）

2.原理：R=U/I。

3.器材：电源、开关、导线、定值电阻、电流表、电压表、滑动变阻器。

▲敲桌子：滑动变阻器的作用：

（1）保护电路。

（2）改变待测电阻两端电压。

4.请根据实物电路画出电路图：

5.电路连接注意事项：

（1）开关要断开。

（2）电流表串联，电压表并联，选择合适的量程，“正进负出”。

（3）滑动变阻器：

A.滑动变阻器按“一上一下”的原则接入电路。

B.闭合开关前，滑片移到阻值最大处。

6.电路故障分析：

（1）闭合开关，如果电压表无示数，电流表有示数，可能为定值电阻被短路。

（2）闭合开关，如果电压表有示数，电流表无示数，可能为定值电阻开路。

7.实验步骤：

（1）设计电路图并连接实物电路。

（2）检查无误后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，测出多组电流表和电压表示数。

（3）断开开关，算出每次电阻值，最后求出电阻的平均值。

8. 会设计实验数据表格：

（1）需要记录至少3次数据。

（2）物理量要带单位。

（3）需设置电阻平均值项目。

9.多次测量的目的：求平均值，减小误差。

二、伏安法测定值电阻和小灯泡电阻的区别：

1.多次测量的目的不同：

（1）测定值电阻：为了求平均值，减小误差。

（2）测小灯泡电阻：为了得到普遍规律。

2.实验结论不同：

（1）测定值电阻：结果是一个数值（平均值）。

（2）测小灯泡电阻的结论：灯丝电阻随温度的升高而变大。

3.I-U图像不相同：

（1）定值电阻I-U图像

（1）小灯泡I-U图像

重难点突破

1. 现要测量电阻Rx的阻值，提供的实验器材有：待测电阻Rx(约5 Ω)、两节干电池、电流表、电压表、滑动变阻器、开关及导线若干．

甲

　　　乙

(1)用笔画线代替导线，将图甲中的实物图连接完整，要求滑动变阻器的滑片P向接线柱D移动时接入电路的阻值变小．

(2)正确连线后，闭合开关，移动滑片P，电流表示数几乎为零，电压表示数接近电源电压且几乎不变．若电路中只有一处故障，可判断该故障是______________．

(3)排除故障继续实验，某次测量，电流表的示数为0.50 A，电压表的示数如图乙，该示数为________V，则Rx＝________Ω.

(4)某同学利用电源(电压未知)、电阻箱(0～999.9 Ω)和电流表(指针能正常偏转，但刻度盘示数模糊不清)等器材，测电阻Rx的阻值，设计的电路如图丙．完成下列实验步骤：

丙

①正确连接电路，断开S1、S2，将电阻箱R阻值调至最大；

②_________________________________________________________________________；

③_________________________________________________________________________；

④电阻Rx＝________．(用测得量的符号表示)

2. 在“测量小灯泡电阻”的实验中，小张准备了如下器材：两节新干电池，额定电压为2.5 V的小灯泡若干，两个滑动变阻器R1“10 Ω　1 A”、R2“20 Ω　2 A”，开关、导线若干．

(1)请你根据图甲，将图乙中的电路进行修改．(要求：只改动一根线，滑动变阻器滑片向左移动时灯泡变亮，且导线不交叉．)

(2)闭合开关S，移动滑片P，小张发现小灯泡始终不亮，电流表指针几乎未偏转，电压表有示数，则故障原因可能是________．

A. 小灯泡短路　　　B. 滑动变阻器短路

C. 小灯泡断路　　　D. 滑动变阻器断路

(3)排除故障后，移动滑片P，依次测得6组数据如表一所示．其中第6次实验时电流表表盘如图丙，此时电路中的电流为________A；由表一中的数据可知，小张选用的滑动变阻器应是________(选填“R1”或“R2”)．

表一

(4)小张将这6组数据算得的电阻值取平均值作为小灯泡的电阻，这种数据处理方式是________(选填“合理”或“不合理”)的．

(5)小张继续用图乙所示装置来探究“电流与电阻的关系”．他分别把阻值准确的5 Ω、10 Ω、20 Ω的定值电阻接入原小灯泡的位置，通过实验，记录电流表示数如表二所示，他发现通过导体的电流跟电阻不成反比，其原因可能是_____________________________________________________．

表二

参考答案

1.(1)如答图所示　(2)Rx断路　(3)2.6　5.2　(4)②闭合S1，标记电流表指针所指的位置　③断开S1，闭合S2，调节电阻箱，使电流表指针指在标记的位置，记下电阻箱阻值R0　④R0

【解析】(1)由题图可知，电源由两节干电池串联组成，电源电压为3 V，通过Rx的最大电流约为Ix＝＝＝0.6 A，所以电流表选用0～0.6 A量程，电流表、滑动变阻器及电阻Rx组成串联电路，滑动变阻器遵循“一上一下”的接线原则，滑动变阻器上端已接D，那么下端只能选择接线柱A或B接入电路，因为要求滑片P向D移动时接入电路中的阻值变小，所以只能选择B接线柱接入电路，如答图所示；(2)正确连线后，闭合开关，移动滑片P，电流表示数几乎为零，电压表示数接近电源电压且几乎不变，则可能是Rx断路；(3)由图乙可知，电压表选用的是0～3 V量程，分度值为0.1 V，电压表的示数为2.6 V，Rx的电阻为Rx＝＝＝5.2 Ω；(4)由题图丙可知，R与Rx并联，电流表测干路电流，由于电源电压未知且电流表刻度盘示数模糊不清，不能通过计算得出电阻Rx的阻值，但是可以通过等效替代法得到Rx的阻值，先让Rx接入电路，标记电流表指针的位置，再将R接入电路，调节R的阻值使电流表指针指在标记处，此时两电阻阻值相等，即可得出Rx的阻值．

2. (1)如答图所示　 (2)C　 (3)0.30　R2　(4)不合理　 (5)没有保持定值电阻两端的电压不变

【解析】(1)测量小灯泡电阻的实验中，滑动变阻器应按“一上一下”的原则串联接入电路中，又因为滑片P向左移动时灯泡变亮，说明此时电路中的电流变大，变阻器连入电路的阻值变小，故应将其左下接线柱接入电路中，如答图所示；(2)电压表并联在灯泡两端，灯泡的额定电压为2.5 V，电流表指针几乎没有偏转，灯不亮，说明电路可能断路；电压表有示数，与电压表并联的支路以外的电路是完好的．所以是与电压表并联的灯泡断路了，故选C；(3)由图丙可知电流表量程是0～0.6 A，分度值为0.02 A，电流表示数为0.3 A；由于电源由两节干电池串联组成，所以电源电压为3 V，第1次实验时灯泡两端的电压为0.5 V，所以，滑动变阻器两端的电压是U′＝3 V－0.5 V＝2.5 V，此时变阻器连入电路中的电阻是：R滑＝＝＝15.625 Ω＞10 Ω.所以小张选用的滑动变阻器应是R2；(4)因为灯泡的电阻随温度的变化而变化，所以灯泡电阻不是一个定值，取平均值没有意义，是不合理的；(5)由表二数据可知，每次实验中通过导体的电流与电阻的乘积是不同的，即电压不同，所以没有保持定值电阻两端的电压不变，则通过导体的电流跟电阻不成反比．