九年级全册电阻的测量教学设计及反思

这是一份九年级全册电阻的测量教学设计及反思，共10页。
实验原理：
实验方法：伏安法。测出待测电阻两端的电压和通过待测电阻的电流，就可以求出待测电阻的阻值，这种测量方法叫做伏安法。
误差分析：测量时要多次改变待测电阻两端的电压，多次测量电压值和电流值来求平均值，即。改变定值电阻两端的电压和通过它的电流值的方法是在电路中串联一个滑动变阻器，通过改变滑动变阻器连入电路的电阻大小来改变电压和电流。
实验电路图和实物图

实验步骤：
（1）根据电路图连接实物图，断开开关；
（2）检查电路无误后，将滑动变阻器滑片调到阻值最大处；
（3）闭合开关，并迅速打开开关（试触），在开关闭合的瞬间观察电流表和电压表的偏转情况，判断电表连接是否正确，电流表、电压表量程选择是否合适；
（4）根据试触的情况，调整电流表、电压表的量程和接线柱情况，确保两表都正确；
（5）闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，改变待测电阻两端的电压，并记录相应的电流表示数和电压表示数，填写在表格中；
（6）断开开关，整理实验器材；
（7）实验数据处理：将每次测量的电压值和电流值带入公式，分别求出待测电阻的阻值R1、R2、R3，计算出他们的平均值，即。
实验二：用电流表和电压表测量小灯泡的阻值

实验原理：
实验方法：伏安法。测出待测电阻两端的电压和通过待测电阻的电流，就可以求出待测电阻的阻值，这种测量方法叫做伏安法。
误差分析：小灯泡的灯丝使采用对电流的阻碍作用受温度影响大的材料制成的，因此当灯泡的两端电压增大时，灯丝的温度升高，灯丝的电阻受温度影响较大，灯丝电阻随温度的升高而增大，灯丝的电阻变化并不是实验误差在起主导作用。所以不能采用多次测量求平均值来确定灯丝的电阻，多次测量求平均值得到的结论应该是探究灯丝的电阻与温度的关系。
注意事项：
连接电路时要将开关断开；
闭合开关前将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处；
③实验中滑动变阻器的作用是：保护电路和改变灯泡两端的电压和通过灯泡的电流；因为不知道灯泡的电阻有多大，所以可能导致电路中的电流、电压值超过两表的量程，所以滑动变阻器起着保护电路的作用。
每次试验完成后应立即断开开关，避免定值电阻因时间长早晨温度升高，导致电阻变大，造成测量误差；
①电流表、电压表的选择方法。电流表的量程选择应根据电源的电压值和待测电阻的阻值来综合确定，采用试触法确定；电压表的量程选择应该根据实际情况具体分析；在量程合适的情况下优先选用小量程，增大指针的偏转角度，提高测量的精确程度。
滑动变阻器的选择看两点：①标定电流不能小于灯泡正常发光的电流，最大阻值与未知电阻接近为好。
②实验中多次测量求平均值的目的是为了减小误差；但是如果把定值换为小灯泡后，进行多次测量求平均值，其目的是寻找灯丝电阻和温度之间的关系，所以不能进行多次实验取平均值来作为灯丝的电阻；
③实际电压、实际电流不能超过额定电压和额定电流，最大只能二者相等；
直接测量电阻的欧姆表和指针式万用表其原理都是伏安法来进行测量；
电路故障分析：
①电流表无示数，电压表有示数：电流表发生短路或者是定值电阻断路；
②电流表无示数，电压表有示数且接近电源电压：定值电阻断路；
②电压表无示数，电流表有示数，定值电阻短路；
③无论怎样移到滑动变阻器，电表的示数都不改变，电流表示数很小，滑动变阻器接入同下；电表的示数都不改变，电流表示数很大，滑动变阻器接入同上；
当堂练习
1．如图是电阻甲和乙的I﹣U图象，小明对图象信息作出的判断，正确的是
A．当甲两端电压为0.5V时，通过它的电流为0.3A
B．当乙两端电压为2.5V，其电阻值为10Ω
C．若甲和乙并联，电压为1V，则干路电流为0.4A
D．将甲和乙串联，电流为0.4A，则它们两端的电压为3V
2．有两个阻值不同的定值电阻R1、R2，它们的电流随电压变化的I﹣U图象如图所示．如果R1、R2串联后的总电阻为R串，并联后的总电阻为R并，则关于R串、R并的I﹣U图象所在的区域，下列说法中正确的是（ ）
A．R串在Ⅱ区域，R并在Ⅲ区域 B．R串在Ⅰ区域，R并在Ⅲ区域
C．R串在Ⅰ区域，R并在Ⅱ区域 D．R串在Ⅲ区域，R并在Ⅰ区域
3．如图所示的电路，电源电压均不变，R0为定值电阻，R为最大阻值已知的滑动变阻器，利用下列电路图能够测出待测电阻Rx阻值的是
A．B．C．D．
4．下列四幅图中，不能能测出未知电阻阻值的是
A．B．C．D．
5．做完“伏安法测电阻”实验后，老师向同学们提出一个问题：“如果实验中发现电压表已经损坏，那么能否借助一个稳压的电源，一个已知阻值的电阻，加上桌面上原有仪器，测出一个未知阻值R的电阻呢？要求是：1、可以增加导线和开关；2、电路连接好后不能改变元件的位置．”同学们积极思考，热烈讨论，提出了以下方案，请你分析一下，其中可行的是
A．B．C．D．
6．伏安法测电阻实验时，要求两表的量程选择适当，这个适当指的是________；实验时，电表的表盘要正对自己是为了________________；每次读数后都要及时断开开关是因为________________________。
7．伏安法测电阻实验原理：____________。实验需要多次测量求平均值是为了_______。
8．在探究“电阻上的电流跟两端电压的关系”时，将整理记录的实验数据绘制成如图所示关系图象。由图可得甲的电阻为______。这两个电阻串联后接在电压为的电源上，电路中的电流为______。这两个电阻并联后接在的电源上，干路中的电流为______。
9．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= ____________
10．现有两节新的干电池、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线若干．在利用“伏安法”测量定值电阻R1阻值的实验中：
（1）请你按图甲所示的电路图，以笔画划线代替导线，将图乙中的电路连接完整．______
（2）实验前为了保护电路，滑动变阻器的滑片应置于_______端（选填“A”或“B“）；
（3）闭合开关，无论怎样移动滑片P，发现电流表始终无示数，电压表有示数，其原因可能是_______（填符号）
A．滑动变阻器断路 B．Rx断路 C．Rx短路
（4）排除故障后，当电压表示数为2.7V时，电流表示数如图丙所示，则通过Rx的电流大小为_______．它的阻值是_______Ω．
（5）本实验要多次测量取平均值，是为了_______．
参考答案
1.【答案】D
【解析】A．由图象可知，当甲两端电压为0.5V时，通过它的电流为0.1A，故A错误；
B．由图象可知，当乙两端电压为2.5V时，通过的电流为0.5A，
由可得，乙的阻值，故B错误；
C．若甲和乙并联，若电压为1V，则它们两端的电压均为1V，
由图象可知此时I甲′＝0.2A、I乙′＝0.4A，
由并联电路中干路电流等于各支路电流之和可知，干路电流：
I＝I甲′+I乙′＝0.2A+0.4A＝0.6A，故C错误；
D．将甲和乙串联，电流为0.4A，则通过两电阻的电流均为0.4A，
由图象可知此时U甲′＝2V、U乙′＝1V，
由串联电路中总电压等于各分电压之和可知，它们两端的电压：
U＝U甲′+U乙′＝2V+1V＝3V，故D正确．
故选D．
2.【答案】B
【解析】根据串联电路的电阻特点知，R串=R1+R2，比每一个串联的分电阻都要大；
根据并联电路中电阻的特点可知，并联等于增加了导体的横截面积，电阻变小，即R并比每一个并联电路的分电阻都要小；
所以在这四个电阻值中，R串最大，R并最小；
所以，当它们两端加相同的电压时，通过R串的电流最小，故它的I﹣U图线在III区；
通过R并的电流最大，故它的I﹣U图线在I区．
故选B．
3.【答案】D
【解析】A、滑动变阻器滑片移动时，电压表能测出电路中的电压值，且始终为电源电压，但无法求出通过未知电阻的电流，无法求出电阻，故A错误；
B、由于无法知道R0的电流，故无法求出待测电阻的电流和电压，无法求出电阻，故B错误；
C、根据图可知，利用电流表无法求出电压，故无法求出待测电阻两端的电压，无法求出电阻，故C错误；
D、由电路图可知，先把滑片移到最左端，滑动变阻器阻值全部接入电路，滑动变阻器与待测电阻串联，测出电路电流I，则电源电压U＝I（R0+RX）①；
再把滑动变阻器滑片移到最右端，时RP＝0，即只有RX接入电路，由电流表测出电路电流I'，则电源电压U＝I'RX，②，由①②联合可以求出RX，故D正确．
故选D．
4.【答案】B
【解析】A. 由电路图可知,开关S断开时,电路为R0的简单电路,电流表测通过R0的电流I0,由I＝可得电源的电压U＝I0R0;当S闭合时,两电阻并联,电流表测干路电流I,由并联电路的电流特点可知通过Rx的电流Ix＝I−I0,由并联电路的电压特点可知Rx两端的电压Ux＝U,由Rx＝求出未知电阻阻值，故A正确；B. 由电路图可知,当开关接1时,若电压表正负接线柱接法正确,此时可以测出R0两端电压,但接下来把开关接到2时,电压表的正负接线柱此时就变得相反了,测不出Rx的电压,也就无法利用串联电路的电压分配规律求出Rx的阻值了，故B错误；C. 由电路图可知,R0与Rx并联,电流表A1测R0支路的电流,电流表A2测Rx支路的电流,根据并联电路中各支路两端的电压相等和I＝可知,I0R0＝IxRx,解得Rx＝，故C正确；D. 由电路图可知,闭合S1、S2时,Rx短路,电压表测电源电压U;断开S1,闭合S2时,R0与Rx串联,电压表测量R0两端的电压U0,根据串联电路的电流特点和欧姆定律可得通过Rx的电流Ix＝,根据串联电路的特点可求出Rx两端的电压Ux＝U−U0,则由欧姆定律可求得Rx的阻值，故D正确．
5.【答案】AC
【解析】A、电源电压不变，与R并联的开关闭合时，测出电路电流，由欧姆定律求出电源电压，然后断开该开关，测出电路电流，由串联电路特点与欧姆定律求出待测电阻阻值，故A正确；
B、该电路图不能测出流过未知电阻的电流，不能测出电阻的阻值，故B错误；
C、只闭合干路开关，可以测出流过电阻R0的电流I0，由，得电源电压；再闭合支路开关，可以测出两电阻并联电流I，则流过电阻R的电；
得电阻阻值为：，该电路能测出电阻R阻值，故C正确；
D、由图示电路不能求出通过未知电阻R的电流，不能求出电阻R的阻值，故D错误；
故选AC.
6.【答案】电表指针偏转过半且不超过量程 便于读数 导体的电阻还与温度有关
【解析】[1]电表的量程选择适当，指的是电表使用时，电表指针偏转过半且不超过量程。
[2][3]实验时，为了方便读数，电表的表盘要正对自己。每次读数后要及时断开开关，因为导体的电阻受温度影响。
7.【答案】 减小误差
【解析】[1][2]伏安法测电阻实验中的实验原理是。实验中多次测量求平均值是为了减少误差。
8.【答案】10 0.6 0.6
【解析】[1]由图像知，当U=3V时，I甲=0.3A，I乙=0.6A，根据得，
，
，
[2]串联后接在的电源上，电路中的电流为：
；
[3]两个电阻并联后接在的电源上，由图像知，此时通过甲电阻的电流为0.2A，通过乙电阻的电流为0.4A，干路中的电流为：
I并=0.2A+0.4A =0.6A。
9.【答案】导线的一端接在变阻器上，另一端接在电阻R上 0.3 8 闭合S、S1
【解析】(1)[1]变阻器应串联在电路中，可将导线一端接在变阻器上端，另一端接在电阻R右端，如图所示。
(2)[2]读图可知，电流表的量程为0~0.6A，其分度值为0.02A，则电流表的示数为0.3A。
[3]由公式 得
(3)[4][5]实验步骤：
①闭合开关S、断开S1，用电压表测出待测电阻Rx两端的电压为U1；
②闭合开关S、S1，用电压表测出电源的电压U；
③因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，R0两端的电压
U0=U﹣Ux=U﹣U1
因串联电路中各处的电流相等，所以

即
解得
10.【答案】 B B 0.3A 9 减小误差
【解析】（1）滑动变阻器下面的接线柱已经选择，上面选择哪一个都行，如下图；
；
（2）实验前，为保护电路，应将滑动变阻器的滑片置于阻值最大处，结合实物图可知，滑片应滑到B端；
（3）闭合开关，移动滑动变阻器滑片P，发现电流表无示数，说明电路有地方发生断路；电压表有示数，说明电阻Rx断路；故B 正确．
（4）电流表量程为0～0.6A，指针指在0.3A，故电流为0.3A，则定值电阻的阻值：；
（5）本实验要多次测量取平均值，是为了减小误差．