15.3　伏安法测电阻教案

1、.适用学科初中物理适用年级初三适用区域沪科版区域课时时长分钟2课时知识点1.用电压表和电流表测电阻 2.理解伏安法测电阻的原理和操作步骤 教学目的1通过实验探究，稳固和加深对欧姆定律的理解。 2进一步掌握电压表、电流表的使用方法及规那么。3通过使用滑动变阻器，进一步理解滑动变阻器在电路中的作用，稳固滑动变阻器的正确使用方法。教学重点根据实验课题的要求设计实验电路，掌握正确的操作顺序。教学难点根据实验电路图进展实物连线，并排除实验过程中出现的种种故障。教学过程一、导入求流过导体的电流我们可以使用电流表，求导体两端的电压我们可以使用电压表；但是，我们却没有电阻表去测量电阻。为了获得未知导

2、体的电阻，我们一般通过欧姆定律，测量导体两端的电压及流过导体的电流，利用公式R=U/ I，求出电阻。在这，你会设计什么样的电路图来测量呢？根底知识回忆1、欧姆定律的内容2、我们通过什么方法得到欧姆定律3、欧姆定律的简单运用二、知识讲解（一）考点解读1、 复习了电流表和电压表的使用；2、 学生学会了应用欧姆定律测量未知电阻的阻值；3、 会用特殊方法测量未知电阻的阻值考点1 用电压表和电流表测电阻问题1：利用下面的电路图都可以通过实验测得电阻，你会选择哪一个图实验，为什么呢？提示：我们不仅要考虑能否测量电阻，还有从实验的角度考虑电路的合理性。答复：一般我们会选择第二个电路进展实验，前一个电路只能测

3、一个电流值和电压值,而后一个电路中，利用滑动变阻器通过改变接入电路中电阻的大小改变电路中的电流。由于灯泡的电阻一般不变，这样根据欧姆定律变形式U=IR，电流改变时，灯泡两端的电压也会改变。因此，就可以测出几组不同的电流值和对应的电压值。在实验中测量几组数值的意义在于：多测几组不同的电流和相应电压的数据，就可以得到多个电阻的测量值，从而可以通过取平均值的方法，去掉测量过程中可能出现的偶尔误差，进步物理量的测量准确度。另外，滑动变阻器在实验中还能起到保护电路的作用。上面这种方法利用电流表和电压表测量电阻的方法，由于电压表也叫伏特表，电流表也叫安培表，所以这种用电压表、电流表测电阻的方法也叫“伏安法

4、测电阻。说明：实际电路中，灯泡的电阻会随温度的变化而变化，温度越高，电阻越大。但是，在初中阶段，假设无特别说明均不考虑电阻随温度的变化。问题2：我们还能不能利用其它方法得到电阻的阻值？答复：我们可以利用以下电路得到未知电阻的阻值。第一个电路图需要测量两个电压值，所以叫做“伏伏法。第二个电路图需要测量两个电流值，所以叫做“安安法。提示：我们还可以通过很多方法测得电阻，只要找到导体两端的电压与电流得到未知导体的电阻值。考点2 伏安法测电阻1、 伏安法测定值电阻的阻值实验目的：用电压表、电流表间接测电阻 实验原理：R=U/I实验器材：电源、电压表、电流表、 滑动变阻器、开关、导线、待测电阻。实验电路

5、图和实物图：实验步骤：1调节电流表、电压表的指针到零刻度；按电路图连接实物。调节滑动变阻器到阻值最大端；2闭合开关，调节滑动变阻器的滑片至适当位置，分别读出电流表的示数 I、电压表的示数U，并记录在表格中；3根据公式R=U/I，计算出R 的值，并记录在表格中。 4调节滑动变阻器的滑片改变待测电阻中的电流及两端的电压，再测几组数据，并计算R 的值。实验记录表格：测量次数电压U/V电流I/A电阻R/123本卷须知：1连接电路时，开关应断开，滑动变阻器应处于最大阻值位置。2滑动变阻器的作用：改变电路中的电压或电流大小；限制电流、保护电路。3多测测量数据的目的：屡次测量求平均值从而减小误差。1将上述实

6、验中的定值电阻换成小灯泡，用同样的方法测定小灯泡的电阻。2多测几组数据，根据实验数据分别计算出小灯泡的电阻，3比较计算出的几个数值，看看每次算出的电阻的大小一样吗？有什么变化规律吗？4假如出现的情况和测量定值电阻时不同，你如何解释？与同学交流一下。三 、例题精析例题1如图是伏安法测电阻的电路图。当开关闭合时，电流表和电压表的示数如以下图中指针所指，由此可知电路中R两端的电压U=              伏，电流强度I=    

7、0;  安。所以电阻R=        欧。假如开关S翻开，那么电流强度 U1=              伏，电流强度I1=       安，电阻R1=       欧。【答案】 0.7 0.1 7 0 0 7【解析】由仪表读数可以读出未知电阻两端的电流和电压，再由R=U/I，所以电阻为

8、7欧。当开关翻开，电路断路，所以电流为0安，电压为0伏，电阻仍为7欧。例题2伏安法测电阻时，使用的电源电压是15伏，电压表有03伏和015伏两个量程，电流表有00.6安和03安两个量程，估计待测电阻的阻值约为10欧。那么电压表应选择量程      ，电流表应选择量程      。【答案】015伏 03安【解析】由待测电阻的阻值约为10欧， 电源电压是15伏，可以求出流过电阻的电流约为1.5安，所以，电压表应选择量程应该为015伏，电流表应选择量程应该为 03安。例题3如下图的电路中，电源电压保持

9、不变。当闭合开关S后，滑片P在A点时，通过两个电阻R1、R2的电流分别为I1、I2；滑片P在B点时，通过两个电阻R1、R2的电流分别为I3、I4.以下判断正确的选项是()A. I1>I3 B. I1>I2 C. I1=I4 D. I2<I4【答案】A【解析】由电路图可知，电阻R1、R2串联，因串联电路中各处的电流相等，所以，滑片位于A点或B点时，通过两电阻的电流相等，即I1=I2，I3=I4，故B错误；滑片从A点滑到B点时，变阻器接入电路中的电阻变大，电路中的总电阻变大，由I=UR可知，电路中的电流变小，即I1=I2>I3=I4，故A正确、CD错误。应选：A。例题4有两

10、个电阻以一定的方式连接在电压为6V的电源上，假如测得电流为0.5A，那么这两个电阻及连接方式是 A. R1=8 R2=4 并联 B. R1=10 R2=2 并联C. R1=20 R2=30 串联 D. R1=20 R2=30 并联【答案】D【解析】连接在电压为6V的电源上，假如测得电流为0.5A，那么总电阻为：R=UI=6V0.5A=12。A. R1=8R2=4并联后，总电阻小于任一个电阻，即总电阻小于4，所以A不正确；B. R1=10R2=2并联后，总电阻小于任一个电阻，即总电阻小于2，所以A不正确；C. R1=20R2=30串联后，总电阻为R=20+30=50，大于任一个电阻，所以C不正确

11、；D. R1=20R2=30并联后，总电阻为：R=R1R2R1+R2=20×3020+30=12，故D正确；选D。四 、课堂运用基础1、在科学实验时，为了减小误差或寻找普遍规律，经常需要进展反复屡次实验：“测量物体的长度时，屡次测量 “研究杠杆的平衡时，改变动力臂和阻力臂，屡次测量 “研究串、并联电路的电流特点时，换用不同定值电阻，屡次测量“用电压表和电流表测导体的电阻时，屡次测量电阻两端电压和通过电阻的电流值； 上述实验中寻找普遍规律的是 A. B. C. D. 【答案】D【解析】“测量物体的长度时，为了减小误差屡次测量求平均值的方法；“研究杠杆的平衡时，改变动力臂和阻力臂，屡次测

12、量是为了探究杠杆平衡条件，找出普遍规律；研究串、并联电路的电流特点时，换用不同定值电阻，屡次测量是为了排除偶尔性，寻找普遍性规律；用电压表和电流表测导体的电阻时，屡次测量电阻两端电压和通过电阻的电流值；从而求得电阻值，屡次测量求平均值可以减小误差；综上，上述实验中寻找普遍规律的是，故D正确为答案。2、某同学做伏安法测电阻的实验时，无论怎样挪动变阻器的滑片，发现电压表的示数均为零，而电流表的指针指在满量程之外，这时A.可能是电压表已损坏，应立即断开关B.可能是电流表与电源两极直接相连，应立即断开开关C.可能是电压表发生了故障，而电流表既未接错也未损坏D.可能是电流表与电压表接成了串联电路【答案】

13、B【解析】A选项中，假设只是电压表损坏，电路仍是一个通路；B选项中，假设电流表与电源两极直接相连，会导致电路短路；C选项中，假设是电压表发生了故障电路仍是一个通路；D选项中，假设电流表与电压表接成了串联电路，会导致电压表示数为电源电压。所以，选A。3.某电阻允许通过的最大电流是2A,把它接在36V的电路中时，通过的电流是0.5A,问它能否可接在220V的电路中使用？【答案】不能【解析】R=U1/I1=36V/0.5A=72,I=U/R=220V/72=3.4A， 因为： I2>2A 所以这电阻不能接在220V的电路中使用。巩固1、如下图，电源电压保持不变，开关闭合后，假设P向右挪动，那么

14、电压表、电流表示数的变化分别为 A.电压表示数变大、电流表示数变小 B.电压表示数变大、电流表示数变大 C.电压表示数变小、电流表示数变大 D.电压表示数变小、电流表示数变小【答案】D【解析】当滑片P向右挪动时，滑动变阻器接入电路的电阻变大，而电路时串联电路，所以电路中电流变小；灯泡电阻不变，经过灯泡的电流减小，所以灯两端电压减小，因此电压表和电流表都变小。2、在图所示的电路中，当开关S闭合后，电压表V1和V2示数一样，发生的故障是 A灯L1的灯丝断了 B灯L2的灯丝断了 C开关S处断路 DL1两接线柱短路【答案】A【解析】当灯L1的灯丝断了，电压表都是测量电源电压，所以两电压表示数一样3.将

15、电阻R1与100欧的电阻并联后，它们的总电阻小于10欧。以下判断中正确的选项是A. R1一定小于10欧 B. R1可能大于10欧C. R1一定大于10欧 D. R1不可能为10欧【答案】B【解析】电阻并联时相当于增大了横截面积，故越并越小，并联后的总电阻小于其中最小的一个；由于并联后的总电阻小于其中最小的一个，所以，100欧的电阻与另一个定值电阻并联后，要使电路的总电阻小于10欧，那么另一只电阻可以大于或等于10欧。应选：B。拔高1、利用伏安法测量电阻时，由于电表本身电阻的影响，造成测量结果有误差现采用图所示电路，能较准确的测量Rx的阻值，A、B之间的电压U保持不变当S接通a时，电压表示数为1

16、0V，电流表示数为0.2A，当S接通b时，电压表示数为12V，电流表示数为0.15A，那么待测电阻Rx的阻值为 A. 60 B. 65 C. 70 D. 75【答案】C【解析】设电流表的内阻为RA，1S接a时,UU1+I1RA,即：U10V+0.2A×RA ；2S接b时,UI2RX+RA,即：U0.15A×RX+RA ； UU2，即：U12V ； 由解得：Rx70.应选C.2、如下图是小成测量未知电阻Rx的实验电路，电源两端电压不变，其中Ro为阻值的定值电阻闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片P到适当位置处，读出电压表V1、V2示数分别为U1、U2那么以下四个选项中，Rx的表达

17、式正确的选项是A. Rx= B. Rx= C. Rx= D. Rx=【答案】C【解析】由电路图可知，滑动变阻器、R0、Rx串联，电压表V1测R0两端的电压，电压表V2测Rx两端的电压因串联电路中各处的电流相等，所以，电路中的电流：解得： 应选C3、以下实验器材使用正确的选项是 A. 连接电路时，开关应处于闭合状态B. 电流表应与被测用电器并联使用C. 电压表应与被测用电器并联使用D. “伏安法测电阻实验时，闭合开关前，滑动变阻器应处于最大阻值处【答案】CD【解析】A. 连接电路时，开关应处于断开状态，故A错误。B. 电流表应与被测用电器串联使用，故B错误；C. 电压表应该并联使用，故C正确；

18、D. 为了保护电路，接通电路前，滑动变阻器应处于最大阻值处，故D正确；应选：CD。课堂小结通过本节课，学习了如下内容:1.复习了电流表和电压表的使用；2.学生学会了应用欧姆定律测量未知电阻的阻值；3.会用特殊方法测量未知电阻的阻值。课后作业基础 1.某学生在用伏安法测电阻的实验中,刚一“试触就发现电流表的指针迅速摆动且超过最大刻度,发生这种情况的原因可能是A.电流表的“+“-接线柱接反了B.待测电阻的绕线断了C.线路接错,误把电压表串联接入电路D.电流表量程偏小【答案】D【解析】选D。此题考察了电流表的连接。电流表“+“-接线柱接反,会使指针反向偏转,故A错;B选项待测电阻的绕线断了,C选项把

19、电压表串联接入电路,都会使电流表示数为0,故B、C错;电流表量程偏小,会使指针迅速偏转并超过最大刻度,应选D。2、在用伏安法测电阻实验中,王力同学不小心将、两表位置接反,如下图,两表量程适宜,那么闭合开关后,会发生的现象是A.电流表烧坏B.电压表烧坏C.电源烧坏D.电压表示数等于电源电压【答案】D【解析】选D。此题考察了电路故障分析。因为电流表电阻很小,R被短路。电流通过电压表、电流表和滑动变阻器构成通路,由于电压表电阻很大,因此电路中电流很小,电流表、电压表和电源都不会烧坏,而电压表示数等于电源电压。3.酒后驾车害人害己,严禁酒后驾车!如图是气体酒精浓度测试仪原理图,用于现场测试司机是否酒后

20、驾车。其中电源电压保持不变,R为定值电阻,R为二氧化锡半导体型酒精气体传感器,其阻值随气体酒精浓度的增大而逐渐减小。假设某次测试中电流表示数较大,那么说明A.气体酒精浓度较小,R阻值较小 B.气体酒精浓度较小,R阻值较大C.气体酒精浓度较大,R阻值较小 D.气体酒精浓度较大,R阻值较大【答案】C【解析】选C。此题考察了动态电路的分析。因为电流表示数较大,那么由欧姆定律I=UR可知,此时电路中的电阻较小;因传感器特点为传感器阻值随气体酒精浓度的增大而逐渐减小,故说明此时所测气体酒精浓度较大。应选C。巩固1、 如图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选项是A.闭合开关前

21、,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.在如下图位置闭合开关后,向左挪动滑动变阻器的滑片,小灯泡变亮【答案】D【解析】选D。此题考察测小灯泡电阻的实验探究。由图可知,滑动变阻器滑片右端电阻丝连入电路,在实验时,为了保护电路,开关闭合前应将滑片滑到最左端,A正确;实验过程中在不超出电表量程的前提下,量程选择越小,测量结果越准确,B正确;灯泡电阻随温度升高而增大,C正确;向左滑动滑片,连入的电阻丝变长,电阻变大,小灯泡变暗,D错误。2、小明按图甲所示的电路图连接实验电路,测量电阻R的阻值。闭合开关S,调节滑

22、动变阻器的滑片P后,观察到电流表和电压表的示数分别如图乙、丙所示,那么电阻R的阻值为。【答案】5【解析】此题考察“伏安法测电阻的实验探究。由“伏安法测电阻实验原理得:R=UI=1.4 V0.28 A=5。3、 为了测量一只标有“8 V0.4 A的小灯泡的电阻,小花同学设计了如下图的电路,现有实验器材如下:电压表:量程03 V电压表:量程015 V电流表:量程00.6 A电流表:量程03 A滑动变阻器R1:10,2 A滑动变阻器R2:50,1 A电源电压恒为12 V一个、开关一只、导线假设干。要平安准确地测量多组数据,需要选择适宜的实验器材,其中电压表应选用选填“或“;电流表应选用选填“或“;滑

23、动变阻器应选用选填“R1或“R2。【答案】R2【解析】此题考察了实验电路的设计。由于小灯泡的额定电压为8 V,电压表的量程应为015 V,应选;额定电流为0.4 A,应选量程为00.6 A的电流表,应选;小灯泡的电阻为20,而电源电压为12 V,假设选最大阻值为10的滑动变阻器,根据串联分压,滑动变阻器两端的最大电压是4 V,灯泡两端电压最低为8 V,不符合题目要求,应选R2。拔高1、如图甲所示是小明设计的调光灯电路图，他将粗细均匀的电阻丝AB通过滑片P连入电路，小灯泡的额定电压为6V闭合开关S后，滑片P从最左端A滑到最右端B的过程中，小灯泡的IU关系图象如图乙所示设电阻丝AB的阻值不随温度变

24、化，那么下面说法中正确的选项是 A. 电阻丝AB的阻值为9 B. 小灯泡的最小功率为0.75WC. 电路中的最大功率是3W D. 滑片P从最左端A滑到最右端B的过程中，电压表示数逐渐变大【答案】AB【解析】由电路图可知，电阻丝AB与小灯泡串联，当滑片在A端时电阻最大。由图乙可知：此时小灯泡两端的电压为1.5V，通过小灯泡的电流为0.5A，根据欧姆定律得RAB=UABI=6V-1.5V0.5A=9，故A正确。当电路中电阻最大时，小灯泡的功率最小，由图乙知，PL=ULIL=1.5V×0.5A=0.75W，故B正确。当电阻丝AB阻值最小时，电路的功率最大，由图乙可知：电路中的最大电流为1A

25、，所以P最大=UI最大=6V×1A=6W，故C错误。滑片P从最左端A滑到最右端B的过程中，电阻丝电阻逐渐变小，根据“串联分压 ，电压表示数逐渐变小。故D错误。答案为AB。2、小明同学利用图甲所示的电路来测量一未知电阻Rx。1请用笔画线代替导线，将图甲中实物电路连接完好_2闭合开关后，调节滑动变阻器，当电压表的示数为1.2V时，电流表的示数如图乙所示，那么Rx=_3该同学又设计了如图丙所示的测量电路，测量小灯泡正常发光的电阻和额定功率，其中R0是定值电阻，请在空格内把实验步骤补充完好。闭合开关S，调节滑动变阻器，使灯泡正常发光；S接_，测出灯泡与R0串联后的电压U；保持滑动变阻器滑片P

26、的位置不变，再将S接_，测出R0两端的电压U1；小灯泡正常发光时的电阻R1=_用R0、U、U1列表达式；小灯泡的额定功率P额=_。【答案】 见解析【解析】 1滑动变阻器按一上一下的接入电路，因为滑片在最左端，所以接右下接线柱，如以下图所示：2电流表的量程为00.6A，分度值为0.02A，电流表的示数为0.3A，未知电阻的阻值为：RxUI1.2V0.3A4；3闭合开关S，调节滑动变阻器，使灯泡正常发光；S接b,测出灯泡与R0串联后的电压U；保持滑动变阻器滑片P的位置不变,再将S接a,测出R0两端的电压U1；串联电路电流处处相等,那么电路中的电流为：IU1R0，小灯泡正常发光时的电压为：ULUU1，小灯泡的电阻为：RLULIU-U1U1R0U-U1U1 R0.小灯泡的额定功率：P额ULIUU1U1R0.3、可以用图示电路测量电阻的阻值，电源两端电压为4.0V，R=90，Rx为待测电阻，电压表的量程为3V。1请将电压表接入电