物理九年级全册第1节 电流与电压和电阻的关系完美版课件ppt

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第十七章 欧姆定律
夜幕下，彩灯勾画出古镇建筑的轮廓。电灯发光时，电流在电路中静静地“流淌”。你是否想过，电流的流动遵循怎样的规律？电流、电压、电阻各自扮演着什么角色？它们之间的关系又如何呢？现在就让我们来探究其中的奥秘。
第3节 电阻的测量
01. 伏安法测电阻02. 伏安法测小灯泡的电阻03. 特殊方法测电阻
第3节 电阻的测量
1. 进一步掌握使用电流表、电压表的方法。2. 学会用伏安法测电阻。3. 加深对欧姆定律及其应用的理解。
前面我们学习过电阻器，电阻器（电阻）是一种重要的电子元件，在科技产品中有着重要的应用（手机、电视机、电脑等都要用到电阻器）。电阻器的阻值是有大小的，有的用数字直接标在上面，有的用色环表示。
这节课，我们一起学习电阻的测量——用电流表、电压表测电阻（伏安法测电阻）。
现在有一电阻器，上面所标的阻值看不清楚，但是又想知道阻值的大小，你能想出办法呢？
一、伏安法测电阻二、伏安法测定小灯泡的电阻三、特殊方法测电阻四、课堂总结五、动手动脑学物理六、课堂练习
方案二：使用滑动变阻器改变待测电阻两端的电压。
串联一个滑动变阻器，移动滑片，就可以改变定值电阻两端的电压和流过的电流。电路设计如图所示。如图所示，当变阻器的滑片P向左移动时，变阻器连入电路的阻值变小，则待测电阻两端的电压变大，通过的电流也变大。【设计表格】
【进行实验】①根据电路图连接电路。②闭合开关，移动滑动变阻器的滑片来改变待测电阻两端的电压，记下相应的电压表示数和电流表示数并填在表中。③断开开关，整理器材，结束实验。④算出待测电阻的阻值大小及电阻的平均值并填入表中。
【数据处理】将每次测量的电压值、电流值代入公式，分别求出待测电阻的阻值R1、R2 、R3，计算出它们的平均值。
计算电阻的平均值: R =（5Ω+5.1Ω+5.2Ω）/3=5.1Ω
【分析与讨论】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，同时证明了导体的电阻是由自身的性质所决定的，与电压和电流无关。【交流与评估】对实验过程进行评估：①连接电路时，开关是否处于断开状态；②滑动变阻器滑片是否滑到最大阻值处，滑动变阻器在本实验中的作用是什么；③电流表、电压表的“+”“-”接线柱是否接反了；④是否通过“试触”进行量程选择；⑤是否认真检查电路，确认无误后才闭合开关等。
演示实验—《伏安法测电阻》
【例题1】如图是“伏安法测电阻实验”电路图，下列说法中错误的是（　　）A．在连接电路时，应将变阻器滑片调至最右端B．连接电路时，要使电流从电压表和电流表的“+”接线柱流入，“-”接线柱流出C．多次测量是为了求平均值减小误差D．向左移动滑动变阻器的滑片时，电流表、电压表的示数都变大，R的阻值也变大
A．为保护电路，连接电路时，应将滑片移至阻值最大处，由图知，变阻器的下面接了左边的接线柱，则应将变阻器滑片调至最右端，故A正确；B．连接电路时，要使电流从电压表和电流表的“+”接线柱流入，“-”接线柱流出，否则指针会反向偏转而损坏电表，故B正确；C．定值电阻的阻值不变，多次测量求平均值是为了减小误差，故C正确；D．向左移动滑片，变阻器的阻值变小，由I=U/R可知，电路中的电流变大，由UR=IR可知，定值电阻两端的电压变大，但电阻的阻值不变，故D错误。故选D。
【例题2】用如图甲的电路测量定值电阻R的阻值。（1）实验原理是 ________。（2）将图乙电路完成，要求滑片向左滑时电阻变小。_____
（3）正确连接电路后，闭合开关前，滑动变阻器的阻值应处于____端。（4）闭合开关，将图乙中的滑动变阻器的滑片P向左移动时，电流表的示数会 ____（填“变大”或“变小”），当滑片P滑到某一位置时，电流表的示数为0.5A，电压表的示数如图丙。由此可知被测电阻的阻值R＝___Ω。（5）完成一次试验后，为确保测量结果的准确性，接下来的操作是 ____。A．换用阻值不同的电阻再进行几次测量B．调节滑动变阻器的滑片P到不同位置再进行
二、伏安法测定小灯泡的电阻
想一想有一个电灯泡，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？如何去测量灯丝的阻值大小？下面学习测量小灯泡电阻的方法。
【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至适当位置，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】将每次测量的电压值、电流值代入公式，分别求出小灯泡的阻值R1、R2 、R3。
【分析与讨论】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。
伏安法测小灯泡的电阻和伏安法测定值电阻阻值的实验比较
分别计算出每次测量的电阻，然后求出平均值
分别计算出每次测量的灯泡电阻，然后寻求普遍规律
当小灯两端电压越大时，灯丝电阻越大。
实验演示—《测小灯泡的电阻》
【例题3】在“测量小灯泡电阻”的实验中，已知小灯泡的额定电压为2. 5V，正常工作时阻值大约为8Ω。
（1）如图甲所示，小涛同学即将连好最后一根导线A，他的同桌制止了他，说小涛连接的电路有两处错误，分别是：___________________；___________。小涛根据同桌的意见进行了改正；（2）实验过程中某一时刻，电压表指针位置如图乙所示，示数为____V；（3）小涛将数据记录在下表，数据都正确，请你指出他设计的表格中的错误：_______ 。
    连接电路时开关未断开
    电流表所选量程大了
    求小灯泡电阻的平均值了
【例题4】如图甲所示是“测量小灯泡电阻”的实验电路，已知小灯泡正常发光电压为3.8V。
（1）实验中电压表所选的量程是______V；（2）正确连接实物图，闭合开关，要将滑动变阻器滑片向______移动（选填“左”或“右”），完成第二次测量，表格中第3次电流表示数如图乙所示______A；（3）由表格数据算出小灯泡正常发光的电阻为______Ω（保留一位小数），同时可知灯丝电阻是变化的，可能是受______的影响。
想一想小红准备测一只未知电阻（估计Rx=5～10Ω）的阻值，手边有以下器材：电池组、电压表、开关、R0=15Ω的定值电阻、最大阻值为20Ω的滑动变阻器R′ 和几根导线。当她准备实验时，发现没有电流表，但一时又找不到。如果你遇到这种问题，你该怎么办？下面学习几种测电阻的特殊方法。
1. 思维方法 在只有电压表或电流表时，可利用已知定值电阻R0（或已知规格的滑动变阻器R）完成待测电阻的测量，解题思路如下：
2. 伏阻法测电阻（利用电压表测量）（1）方法一：① 把定值电阻R0和未知电阻Rx串联起来，如图所示。②用电压表分别测量出两者的电压U0、Ux。③计算出未知电阻Rx阻值的表达式为：
（2）方法二：①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。 ②计算：定值电阻R0两端的电压为U-Ux，则电路中的电流为：
（R ′为滑动变阻器的最大阻值）
（3）方法三 ① 可把未知电阻Rx和滑动变阻器R' 和串联起来，如图所示。 ②如图所示，滑片置于阻值最小的位置，闭合开关，记下电压表示数U1；滑片置于阻值最大的位置，记下电压表示数U2。③计算出未知电阻Rx阻值的表达式为：
小红准备测一只未知电阻（估计Rx=5～10Ω）的阻值，手边有以下器材：电池组、电压表、电流表、开关、R0=15Ω的定值电阻、最大阻值为20Ω的滑动变阻器R′ 和几根导线。 当她准备实验时，发现电压表已经损坏，但一时又找不到新的电压表替代，你能否用手头的器材想办法测出未知电阻的阻值？
3. 安阻法测电阻（利用电流表测量）
闭合S和S1，电流表测量R0和Rx并联的总电流的示数为I1；闭合S断开S1，电流表测量通过Rx的电流为I2，根据U=IR求出并联电路各支路两端的电压U=（I1-I2）R0 电阻Rx的阻值
（1）方法一：①如图所示，闭合S和S1，记录电流表的示数为I1；②闭合S断开S1，记录电流表的示数为I2；③用R0和测量出来的物理量表示Rx。
（2）方法二 ①如图所示，闭合开关S1、S2，记下电流表示数为Ix；②断开开关S2，记下电流表示数为I，未知电阻Rx阻值的表达式为：
视频演示——《特殊法测量电阻》
（1）请你用笔画线代替导线，将图甲中电路连接完整，导线不得交叉；闭合开关S前，应将滑动变阻器滑片P移到最______端（选填“左”或“右”）。（2）闭合开关后，发现电流表无示数，电压表有示数且示数接近3V，则电路故障原因可能是______。
（1）电源电压3V，故电压表选择0~3V量程，与被测电阻并联，如图所示.为了保护电路，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片置于阻值最大端，即右端。（2）电流表无示数，电压表有示数，接近电源电压，说明与电压表并联的Rx断路。
（3）排除故障后，当滑片移到某一位置时，电压表示数为1.6V，电流表示数如图乙所示，其读数为______A，则未知电阻Rx =____Ω。接下来测量多组实验数据算出Rx 平均值，这是为了减小测量带来的______。（4）实验中电流表突然损坏，小组同学经过讨论设计了一种实验方案也可测出Rx 阻值。电路如图丙所示，电源电压未知且恒定不变，a、b为滑动变阻器左右两个端点，滑动变阻器最大阻值为Rmax ，请你把以下测量步骤补充完整。①闭合开关S，滑片p移到a端时，读出电压表示数为U1；②闭合开关S，______________，读出电压表示数为U2；③待测电阻Rx __________（用已知和测量出的物理量符号表示）。
【例题6】现要测量电阻RX的阻值，提供的实验器材有：待测电阻RX（约5Ω）、两节干电池、电流表、电压表、 滑动变阻器、开关及导线若干．
（1）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____________．（2）排除故障继续实验，某次测量，电流表的示数为0.50A，电压表的示数如图，该示数为_____V，则RX =______Ω．
（3）某同学利用电源（电压未知）、电阻箱（0～999.9Ω）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．完成下列实验步骤: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）
    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；
1. 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。图是一位同学为检验小灯泡的标称电阻是否准确而连接的实验线路。他的连接有三个错误。请你指出这三个错误分别错在哪里。应怎样改成正确的连接？
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，滑动变阻器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。
2. 已知流过一只电阻为242Ω的灯泡的电流是0.91A。如果在灯泡两端再并联一个电阻为165Ω的电烙铁，并联电路的总电流变为多大？
由题意可知电路图如图所示.灯泡两端的电压U1=I1R1=0.91A×242Ω=220.22V 因电烙铁与灯泡并联，所以电烙铁两端的电压等于灯泡两端的电压，即U2=U1 =220.22 V 流过电烙铁的电流I2= U2/ R1=220.22 V/ 165Ω =1.33A 并联电路的总电流 I=I1+I2=0.91A+1.33A=2.24A
3. 图17.3-3是用伏安法测量某未知电阻的电路图。（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）算出被测电阻本次的测量值。
（1）电路连接如图所示.（2）电流表的示数是0.40A，电压表的示数是24V. （3）被测电阻的阻值R=U/I=24V/0.40A=6Ω
4. 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，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的电阻，填在表格中；（2）对比不同电压下小灯泡的电阻值，你有什么发现？把你的发现写成一句具有概括性的结论。
（1）在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。灯丝的电阻随温度的降低而减小。
1．实验“伏安法测电阻”（1）请画出该实验的电路图______；（2）该实验的原理是__________；（3）按电路图连接电路时，开关应______，滑动变阻器应_______________________，电表应_________________；（4）实验中要记录相关数据，请设计出你的实验数据记录表格______；（5）根据你所学的知识，在坐标系中大致画出定值电阻的U-I图象______ 。
（1）根据实验原理知：伏安法测电阻时，电源、开关、滑动变阻器、待测电阻、电流表组成串联电路，电压表测待测电阻两端的电压，电路图如图所示：（2）伏安法测电阻的原理是R=U/I（3）为了保护电路,按电路图连接电路时，开关应断开，滑动变阻器滑片置于最大阻值处，电压表和电流表要选择合适量程。（4） 实验需记录的数据有电压、电流，计算电阻，另外由于要多次测量，所以设计的表格如图.（5）电阻一定时，通过电阻的电流与电压成正比，则定值电阻的U -I图象如图所示。
2．在用“伏安法测电阻”的实验中，有两位同学分别选用定值电阻和小灯泡为测量对象，在处理实验数据时，分别画出了U-I的图像，如图甲、乙所示。则对于图像的分析，以下说法错误的是（　　）
A．由甲图可知，定值电阻的阻值为1ΩB．由甲图可知，电阻是导体自身的性质，它不随导体两端的电压和导体中的电流改变而改变C．由乙图可知，小灯泡的电阻跟灯丝的温度有关D．为了减小误差，应该用多次测量取平均值的方法，测定小灯泡的电阻
3. 如图是某同学为测量标有“2.2V 0.25A”的灯泡电阻而连接的电路，小华认为电路的连接有下列错误：①滑动变阻器的金属杆连入电路，不能改变电阻；②滑动变阻器未置于最大阻值处，不能保护电路；③电流表的正负接线柱接反，指针会反偏；④电压表未选择0~15V量程，读数不准确。你的判断是（　　）A．①②③ B．②③④C．①③④ D．①②③④
①②由图知，滑动变阻器同时接上面两个接线柱，接入电路的阻值为0，连接错误；闭合开关前，为保护电路，应将滑片滑到最大值处，图中滑片在中间，故①②符合题意；
③电流必须从电流表的正接线柱流入，负接线柱流出，由图可知：电流表正负接线柱接反了，故③符合题意；④由图知电源电压是1.5V×2=3V，为了读数准确V表应选0~3V量程，故④不符合题意；综上所述，正确的有①②③，故BCD不符合题意。所以选A。
4. 如何用一个电压表和一个已知电阻来测量某未知电阻？小听关于这一问题设计了如图所示的电路。已知R1为10Ω，闭合S，断开S1时，电压表的读数是2.0V，再闭合S1时电压表的示数是3.0V。（已知整个实验过程中电池的电压不变），求被测电阻R2的阻值。
由图知，开关S、S1闭合时，电路为R1的简单电路，则电源的电压U=3V；当开关S闭合、S1断开时，R1与R2串联，电压表测R1两端的电压为2V，所以R2两端的电压U2=U-U1=3V-2V=1V因串联电路中各处的电流相等，所以，电路中的电流
5．小明打算测量未知电阻的阻值.（1）小明连接电路并闭合开关后，如图1所示，操作中的一处不妥之处为________；（2）实验时，小明改变电阻Rx两端的电压，进行了三次测量，并记录数据如下表格所示，表格不足之处是________；在第三次测量中电流表的示数如图2所示，根据三次实验数据可得，定值电阻Rx的阻值为______Ω；（结果保留一位小数）
闭合开关前，滑动变阻器的滑片未调到阻值最大处
6．在“测量电阻的阻值”实验中：①请用笔线代替导线，将图甲实验电路补充完整，要求滑动变阻器的滑片P向右移动时，电流表示数变大___；
②连接完电路后，闭合开关，发现电流表、电压表有示数均很小，无论怎样移动滑片P都不能改变两只电表的示数。出现问题的原因是：___________________________________________________；③解决问题后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P，进行多次测量。当电压表示数为2V时，电流表示数如图乙所示为____A，则电阻R的阻值为____Ω；④把图甲的电阻R换成小灯泡L，重复上述实验，测量小灯泡的电阻。图丙是根据两次实验数据绘制的I−U图像，其中表示小灯泡电阻的图像是______（选填“a”或“b”），判断的依据是______。
小灯泡的电阻受温度的影响
将变阻器的下面两个接线柱同时连入了电路中
①滑动变阻器接入电路的要求是一上一下接入电路，又因为滑动变阻器的滑片向右移动时，电流表示数变大，说明变阻器接入电路的阻值变小，故变阻器应选右下接线柱与右上接线柱接入电路中，并且与电阻串联，如图所示：
②连接完电路后，闭合开关，电流表、电压表示数均很小，说明电路为通路且电阻两端的电压和通过电阻的电流很小，电路中的电阻较大，怎样移动滑片都不起作用，导致该故障的原因是：将变阻器的下面两个接线柱同时连入了电路中。③小灯两端电压为2V，电流表选用的量程为小量程，分度值0.02A，所以电流表的示数为0.2A，可知电阻的阻值为 ④小灯泡的电阻受温度影响，随着温度的升高而增大，不是一个定值，如图丙所示，表示小灯泡的I−U图像是图像a。
7．在“用伏安法测小灯泡电阻”的实验中，待测小灯泡额定电压为2.5V。（1）请用笔画线代替导线，将图甲的实物图未连接部分补充完整（连线不得交叉）________；（2）当开关闭合后，发现小灯泡不亮，电压表示数接近电源电压，电流表无示数，可能是因为________；（3）根据I-U图像，如图乙所示，分析图像可知，小灯泡正常工作时电阻为________Ω；（4）分析图像，小灯泡灯丝两端的电压增大时，其电阻_____（变化/不变）。
（1）用伏安法测小灯泡电阻时，电流表要串联在电路中，电压表要并联在灯泡两端测灯泡两端的电压，依题意可知，待测小灯泡额定电压为2.5V，没有超过3V，所以电压表接0~3V的量程，由乙图可知，通过小灯泡的电流没有超过0.6A，所以电流表接0~0.6A的量程，实物图连接如图所示：
8．晓亮利用阻值为R0的定值电阻和一块电流表测量未知电阻Rx的阻值．他选择了满足这个实验要求的器材，并连接了部分实验电路，如图所示.（1）为了测出电阻Rx的阻值，请添加一根导线完成图所示的实验电路的连接__；
（1）根据要求，当开关都闭合时，电流表示数为I1，当只闭合S2时，其示数要发生变化，则判断出一次测量干路电流，一次测量R0支路电流I2，连线如图所示.（2）根据如图所示的电路图，则电源电压为I2R0，通过Rx的电流为I1－I2，故未知电阻的大小为
（2）开关S1、S2都闭合时，电流表的示数为I1；只闭合开关S2时，电流表的示数为I2，请用I1、I2和R0表示Rx，R x=_______。
（1）请完善实验步骤①只闭合开关S、S1，读出并记录电压表示数U1；②只闭合开关___________，读出并记录电压表示数U2；（2）若U1 =1.5V，U2的大小如图乙所示，U2 =_______ V，则Rx =________ Ω。（3）为了多测几组实验数据减小实验误差，实验电路应如何改进？请画出改进后的电路图。___________
9．如图甲所示是测量未知电阻Rx的实验电路，定值电阻R0=15Ω。
②由甲可知，只闭合开关S、S1时，R0与Rx串联，电压表测量R0两端的电压，即U0=U1，根据串联电路电流规律可知由甲可知，闭合开关S、S2时，R0与Rx串联，电压表测量R0与Rx两端的总电压，即U=U2，根据串联电路电压规律可知Ux=U-U0=U2-U1（2）由图乙可知，电压表所选量程为0～3V，其示数即U2=的阻值
（3）为了减小实验误差，可在电路中串联一个滑动变阻器，改变R0、Rx的两端电压大小，进行多次测量，电路设计如图所示：
10. 如图所示是小阳测量未知电阻Rx的实验电路，电源两端电压不变，其中R0为阻值已知的定值电阻。当只闭合开关S1时，电流表的示数为I1；开关S1、S2都闭合时，电流表的示数为I2。则下列四个选项中，Rx的表达式正确的是（　　）
当只闭合S1时，电流表的示数为I1，此时只有R0接入电路，可求得电源电压为U=I1R0开关S1、S2都闭合时，R0、Rx并联，Rx电流为IX=I2−I1Rx电阻为