16.3.1用电流表和电压表测量电阻（课件）2025-2026学年九年级物理全册沪科版（2024）

幻灯片 1：封面标题：16.3.1 用电流表和电压表测量电阻副标题：深入理解欧姆定律的实践应用姓名：[你的名字]日期：[具体日期]幻灯片 2：课程导入知识回顾：回顾欧姆定律的内容及表达式\(I=\frac{U}{R}\)，强调电流、电压和电阻之间的定量关系。问题引导：既然知道了欧姆定律，那么在实际操作中，我们如何利用这个定律来测量一个未知电阻的阻值呢？如果给你一个电流表、一个电压表，你能设计出测量电阻的实验方案吗？引出主题：本节课我们就通过实验的方式，利用电流表和电压表来测量电阻，加深对欧姆定律的理解和应用。幻灯片 3：实验原理原理阐述：根据欧姆定律\(I=\frac{U}{R}\)，变形可得\(R=\frac{U}{I}\)。这表明，只要我们能够测量出导体两端的电压\(U\)和通过导体的电流\(I\)，就可以通过计算得出该导体的电阻\(R\)。这种利用测量电压和电流来计算电阻的方法，称为伏安法测电阻，它是一种最基本、最常用的测量电阻的方法。公式说明：在公式\(R=\frac{U}{I}\)中，\(U\)的单位是伏特（V），\(I\)的单位是安培（A），则计算得出的\(R\)的单位就是欧姆（Ω）。在实验中，我们使用电压表来测量电压，使用电流表来测量电流。幻灯片 4：实验器材器材展示：展示实验所需的各种器材图片或实物，包括：电源：为电路提供电能，可选择学生电源或干电池组，其电压应根据实验需求和器材规格合理选择，确保能使电路正常工作且不损坏器材。开关：控制电路的通断，在连接电路时，开关应处于断开状态，防止电路连接过程中出现短路等意外情况。定值电阻（待测电阻）：即我们要测量其阻值的电阻，通常选择阻值已知且较为稳定的定值电阻进行实验，便于与测量结果进行对比分析。滑动变阻器：其作用主要有两个。一是保护电路，在闭合开关前，将滑片移至阻值最大处，可限制电路中的电流，防止电流过大损坏电路元件；二是通过改变接入电路中的电阻大小，来调节电路中的电流和定值电阻两端的电压，从而实现多次测量，减小实验误差。电流表：用于测量通过电路的电流，根据待测电阻的阻值和电源电压估算电路中的电流大小，选择合适量程的电流表，避免电流超过量程损坏电流表。同时，要注意电流表的正、负接线柱的连接，使电流从正接线柱流入，从负接线柱流出。电压表：用于测量定值电阻两端的电压，同样根据电源电压选择合适量程的电压表，确保电压表能安全准确地测量电压。电压表应与定值电阻并联，且正、负接线柱的连接要正确。导线若干：用于连接各个电路元件，组成完整的电路。选择导线时，要确保导线的规格合适，能够承载电路中的电流，且连接牢固，避免出现接触不良的情况。幻灯片 5：实验电路图电路图画法：详细画出用电流表和电压表测量电阻的实验电路图。在图中，电源、开关、滑动变阻器、定值电阻和电流表依次串联连接，电压表并联在定值电阻两端。电路讲解：结合电路图，讲解各个电路元件在电路中的位置和作用。强调电流表串联在电路中，是为了测量通过整个电路（也就是通过定值电阻）的电流；电压表并联在定值电阻两端，是为了测量定值电阻两端的电压。同时，说明滑动变阻器的滑片位置如何影响电路中的电阻、电流和电压。例如，当滑片向阻值减小的方向移动时，电路中的总电阻减小，电流增大，定值电阻两端的电压也会相应增大；反之，当滑片向阻值增大的方向移动时，电路中的总电阻增大，电流减小，定值电阻两端的电压也会减小。幻灯片 6：电流表的接法（一）—— 外接法接法介绍：展示电流表外接法的电路图，说明在这种接法中，电流表与电压表和待测电阻并联后的整体串联。即电压表先与待测电阻并联，然后它们的并联组合再与电流表串联。误差分析：由于电压表的内阻不是无穷大，当采用电流表外接法时，电压表会有一定的电流通过，导致电流表测量的电流\(I\)实际上是通过待测电阻的电流\(I_x\)与通过电压表的电流\(I_V\)之和，即\(I = I_x + I_V\)。而电压表测量的电压\(U\)是准确的，等于待测电阻两端的电压\(U_x\)。根据欧姆定律，此时测量得到的电阻值\(R = \frac{U}{I} = \frac{U_x}{I_x + I_V}\)，会比待测电阻的真实值\(R_x\)偏小。设电压表的内阻为\(R_V\)，当\(I_V \ll I_x\)时，即\(R_x \ll R_V\)，可近似认为\(R \approx R_x\)。也就是说，当待测电阻的阻值远小于电压表的内阻时，采用电流表外接法引入的误差较小，测量结果相对准确。适用情况：总结电流表外接法的适用条件，当待测电阻是小电阻（即\(R_x \ll R_V\)）时，优先选择电流表外接法来测量电阻。例如，在测量一些阻值较小的电阻，如几欧姆到几十欧姆的电阻时，如果电压表的内阻较大（如几千欧姆甚至更大），采用外接法能得到较为准确的测量结果。幻灯片 7：电流表的接法（二）—— 内接法接法介绍：展示电流表内接法的电路图，讲解在这种接法中，电流表与待测电阻串联后，再与电压表并联。即电流表先与待测电阻串联，然后它们的串联组合再与电压表并联。误差分析：由于电流表存在内阻，当采用电流表内接法时，电压表测量的电压\(U\)实际上是待测电阻两端的电压\(U_x\)与电流表两端的电压\(U_A\)之和，即\(U = U_x + U_A\)。而电流表测量的电流\(I\)是准确的，等于通过待测电阻的电流\(I_x\)。根据欧姆定律，此时测量得到的电阻值\(R = \frac{U}{I} = \frac{U_x + U_A}{I_x}\)，会比待测电阻的真实值\(R_x\)偏大。设电流表的内阻为\(R_A\)，当\(U_A \ll U_x\)时，即\(R_x \gg R_A\)，可近似认为\(R \approx R_x\)。也就是说，当待测电阻的阻值远大于电流表的内阻时，采用电流表内接法引入的误差较小，测量结果相对准确。适用情况：总结电流表内接法的适用条件，当待测电阻是大电阻（即\(R_x \gg R_A\)）时，优先选择电流表内接法来测量电阻。例如，在测量一些阻值较大的电阻，如几百欧姆到几千欧姆的电阻时，如果电流表的内阻较小（如零点几欧姆甚至更小），采用内接法能得到较为准确的测量结果。幻灯片 8：实验步骤连接电路前的准备：检查实验器材是否齐全、完好，包括电源、开关、电阻、滑动变阻器、电流表、电压表和导线等。观察电流表和电压表的量程、分度值，根据实验要求选择合适的量程。例如，如果电源电压为 3V，待测电阻约为 10Ω，根据欧姆定律估算电路中的最大电流\(I = \frac{U}{R} = \frac{3V}{10Ω} = 0.3A\)，则电流表可选择 0 - 0.6A 的量程；电压表可选择 0 - 3V 的量程。将滑动变阻器的滑片移至阻值最大处，这样在闭合开关时，电路中的电流最小，起到保护电路的作用。连接电路：按照实验电路图，从电源的正极出发，依次连接开关、滑动变阻器、电流表、定值电阻，最后回到电源的负极。连接过程中，注意导线要连接牢固，避免虚接。将电压表并联在定值电阻两端，注意电压表的正、负接线柱要与定值电阻两端的正、负极相对应，使电流从电压表的正接线柱流入，从负接线柱流出。检查电路：连接好电路后，认真检查电路连接是否正确，特别是各个元件的连接顺序、正负极的连接以及滑动变阻器滑片的位置等。确保无误后，方可进行下一步操作。进行实验：闭合开关，观察电流表和电压表的指针是否有偏转，且偏转方向是否正确。如果指针反向偏转，说明电流表或电压表的正、负接线柱接反了，应立即断开开关，调整接线柱的连接。调节滑动变阻器的滑片，使定值电阻两端的电压为一个合适的值（如 1V），记录此时电流表和电压表的示数\(I_1\)和\(U_1\)，并填入实验数据表格中。再次调节滑动变阻器的滑片，改变定值电阻两端的电压（如依次调节为 2V、3V 等），每次都记录下对应的电流表和电压表的示数，共记录至少三组数据。幻灯片 9：实验数据记录与处理数据表格设计：展示一个标准的实验数据记录表格，表格中应包含实验次数、电压\(U\)（V）、电流\(I\)（A）、电阻\(R=\frac{U}{I}\)（Ω）以及电阻平均值\(\overline{R}\)（Ω）等栏目。例如：| 实验次数 | 电压\(U\)（V）| 电流\(I\)（A）| 电阻\(R=\frac{U}{I}\)（Ω）| 电阻平均值\(\overline{R}\)（Ω）||---|---|---|---|---||1| | | | ||2| | | | ||3| | | | |数据记录：根据实验过程中测量得到的电压和电流数据，准确填入表格相应位置。在记录数据时，要注意数据的有效数字和单位。数据处理：根据每次测量的电压和电流值，利用公式\(R=\frac{U}{I}\)计算出每次对应的电阻值，并填入表格中。为了减小实验误差，通常采用多次测量取平均值的方法。将计算得到的多次电阻值相加，然后除以测量次数，得到电阻的平均值\(\overline{R}\)，并填入表格的最后一栏。例如，若三次测量得到的电阻值分别为\(R_1\)、\(R_2\)、\(R_3\)，则电阻平均值\(\overline{R}=\frac{R_1 + R_2 + R_3}{3}\)。还可以通过绘制\(U - I\)图像的方法来处理数据。以电压\(U\)为横坐标，电流\(I\)为纵坐标，将每次测量得到的电压和电流值作为坐标点，在坐标纸上描出这些点，然后用平滑的曲线（对于定值电阻，应为一条过原点的直线）将这些点连接起来。直线的斜率\(k=\frac{\Delta U}{\Delta I}\)就等于电阻\(R\)的值，通过计算斜率也可以得到电阻的测量值，并且这种方法可以直观地反映出电压与电流之间的线性关系，进一步验证欧姆定律。幻灯片 10：实验误差分析系统误差：电表内阻影响：如前面所述，电流表外接法和内接法都会因电表内阻的存在而引入系统误差。在实际实验中，要根据待测电阻的大致阻值范围，合理选择电流表的接法，以减小这种误差。例如，如果选择了不合适的接法，当待测电阻为小电阻却采用了内接法，会导致测量的电阻值比真实值偏大较多；反之，当待测电阻为大电阻却采用了外接法，会导致测量的电阻值比真实值偏小较多。电表精度限制：电流表和电压表本身存在一定的精度等级，例如常见的实验室电表精度可能为 0.5 级、1.0 级等。这意味着电表的测量值存在一定的误差范围，如 0.5 级电表表示其测量误差不超过满量程的 ±0.5%。在实验数据处理时，要考虑到电表精度对测量结果的影响。偶然误差：读数误差：在读数时，由于人的视觉误差，可能导致读取的电流表和电压表的示数不准确。例如，在读取指针式电表的示数时，视线未与表盘垂直，或者在估读最小分度值以下的数值时出现偏差。为了减小读数误差，可以多次读取数据并取平均值，同时在读取数据时要保持视线与表盘垂直，尽量使估读值更加准确。环境因素影响：实验环境的温度、湿度等因素可能对电阻的阻值产生一定影响，特别是对于一些对环境因素较为敏感的电阻。例如，金属电阻的阻值会随温度升高而增大，如果实验过程中环境温度发生了明显变化，可能导致测量结果出现一定的偏差。在实验过程中，应尽量保持实验环境的稳定，减小环境因素对实验结果的影响。幻灯片 11：实验注意事项器材使用：正确使用电流表和电压表，注意量程的选择和正、负接线柱的连接。在不确定电流或电压大小时，应先采用试触法选择合适的量程，避免损坏电表。滑动变阻器在使用前要将滑片移至阻值最大处，在调节滑片时，要缓慢操作，同时观察电流表和电压表的示数变化，防止电流过大损坏电路元件。电源的电压要符合实验要求，避免电压过高损坏电路元件或电压过低无法使电路正常工作。在使用干电池组时，要注意电池的正、负极连接正确，且电池的电量要充足。实验操作：在连接电路过程中，开关应始终处于断开状态，待电路连接完毕并检查无误后，方可闭合开关进行实验。实验过程中，若发现电路出现故障，如电流表指针不偏转、电压表指针满偏等情况，应立即断开开关，检查电路连接是否正确、元件是否损坏等，排除故障后再继续实验。进行多次测量时，每次调节滑动变阻器后，要等待一段时间，使电路中的电流和电压稳定后再进行读数，以确保测量数据的准确性。安全事项：实验过程中，人体不要接触电路中的裸露部分，避免触电事故发生。特别是在电源接通的情况下，严禁用手触摸电流表、电压表的接线柱以及其他可能带电的部位。实验结束后，应及时断开开关，拆除电路，并将实验器材整理归位，保持实验室整洁。幻灯片 12：课堂练习题目展示：在用伏安法测电阻的实验中，某同学连接的电路如图所示，其中有一处错误，请指出错误之处：____________________。若电流表的示数为 0.3A，电压表的示数为 2.5V，则被测电阻的阻值为_____Ω。一位同学在做伏安法测电阻的实验时，选用的电流表量程为 0 - 0.6A，电压表量程为 0 - 3V，他在实验中记录了以下四组数据，其中明显错误的一组是（ ）A. U = 2.0V，I = 0.20AB. U = 2.5V，I = 0.25AC. U = 2.8V，I = 0.30AD. U = 3.0V，I = 0.35A在伏安法测电阻的实验中，为了减小误差，下列做法可行的是（ ）A. 改变电源电压，进行多次测量取平均值B. 换用不同的定值电阻，进行多次测量取平均值C. 改变滑动变阻器的阻值，进行多次测量取平均值D. 换用不同量程的电流表和电压表，进行多次测量取平均值答案讲解：第一题中，错误之处是电压表的正负接线柱接反了。根据\(R=\frac{U}{I}\)，被测电阻的阻值\(R=\frac{2.5V}{0.3A}\approx8.3Ω\)。第二题中，根据欧姆定律，当电压为 3V 时，电流最大为\(I=\frac{U}{R}=\frac{3V}{R}\)，由于选用的电流表量程为 0 - 0.6A，所以电流不可能超过 0.6A。在这四组数据中，D 选项中电压为 3.0V 时，电流为 0.35A，超过了电流表量程，所以 D 选项错误。第三题中，在伏安法测电阻实验中，为减小误差，可通过改变滑动变阻器的阻值，多次改变待测电阻两端的电压和通过的电流，进行多次测量取平均值，C 选项正确。改变电源电压或换用不同的定值电阻，测量的不是同一个电阻的阻值，不能减小该电阻测量的误差；换用不同量程的电流表和电压表，对减小误差没有帮助。幻灯片 13：课堂小结知识回顾：回顾用电流表和电压表测量电阻的实验原理（\(R=\frac{U}{I}\)）、实验器材的2024沪科版物理九年级全册16.3.1用电流表和电压表测量电阻第十六章 探究电路授课教师： . 班 级： . 时 间： . 小明维修收音机时从电子商店买了一个100欧的电阻，他买的电阻合格吗？如何判断？如图所示，要知道这个导体的电阻，需要知道哪几个物理量？电压U、电流I观察与思考电源、电流表、电压表、开关、滑动变阻器、待测电阻、导线若干。实验器材用电流表和电压表测量电阻的阻值实验目的实验设计（1）根据电路图连接实物图。实验步骤（3）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，测出通过待测电阻的电流和待测电阻两端的电压，并记入表格中。（4）分别计算出每次的电阻值，并求出电阻的平均值即为待测电阻的阻值。实验步骤（2）检查电路无误后，将滑动变阻器滑片调至滑动变阻器阻值最大的位置。实验视频实验数据10.41你能算出电阻的平均值吗？（1）连接电路时，开关要断开；（2）电流表串联、电压表并联，电流从“+”接线柱流入、“-”接线柱流出，选择合适的量程；（3）滑动变阻器要“一上一下”地接入电路；闭合开关前，滑片置于最大阻值处。交流与讨论实验过程中，有哪些是我们需要注意的呢？设计的数据记录表格中为什么有计算平均值的那一列？可以不要这一列吗？多次测量取平均值，可以减小测量过程中可能出现的误差，提高物理量的测量精确度。交流与讨论利用上面的装置，我们还能测量其他用电器（如小灯泡）的阻值，请设计一个测量小灯泡电阻的电路，看看有什么不同。1．某同学列出伏安法测电阻实验的几点注意事项，其中不必要的是(　　)A．在连接电路过程中，开关始终是断开的B．连接电路应从电源正极开始，开关应靠近电源正极C．使用电流表和电压表前要选择合适的量程D．通电前，先将变阻器滑片调到电阻最大的位置上B知识点 伏安法测电阻2．[2025年1月黄山期末改编]在“用电流表和电压表测电阻”的实验中，电路如图1所示。【实验过程】(1)该实验的原理是_________________。(2)开关闭合前，滑动变阻器的滑片P要移动到________(填“a”或“b”)端。(3)故障分析：闭合开关，发现电流表示数为零，但电压表指针发生明显偏转，则电路发生的故障可能是________。A．Rx发生断路 B．滑动变阻器断路C．Rx发生短路 D．滑动变阻器短路bA【数据分析】(4)排除故障后，闭合开关，调整滑片P到某一位置后，若两表的示数分别如图2甲、乙所示，其中电流表的示数为______A，电压表的示数为________V，本次测得的结果为Rx＝________Ω。【交流反思】(5)为了减小测量的误差，接下来的操作是______________________________________。0.425改变电阻两端电压，多次测量求平均值3．实践小组的同学们进行“伏安法测定小灯泡电阻”的实验，小灯泡正常发光时的电压为2.5 V，滑动变阻器规格为“20 Ω　1 A”。(1)请你用笔画线代替导线，将图中的电路连接完整(导线不得交叉)。(2)小东同学把电路元件接入电路，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P，小灯泡正常发光时，电流表示数如图所示，则此时小灯泡的阻值约为________Ω。8.3(3)该实验中滑动变阻器的作用除了保护电路外，还有_____________________。(4)小组同学根据实验数据，绘制了如图所示的图像，分析图像可知，通过小灯泡的电流I与它两端电压U不成正比，其原因是___________________________________。改变灯泡两端电压灯泡电阻随温度的变化而变化4．某同学比较“探究导体中电流与电压的关系”和“用电流表、电压表测电阻”两个实验后，认为：①所测的物理量相同；②测量的工具相同；③多次测量的目的相同。他的判断中正确的是(　　)A．①② B．②③ C．①③ D．①②③A5．[2025年1月芜湖期末]如图所示的为电学中常见的实验电路图，这个电路图不能完成下列哪个实验(　　)A．AB间接入阻值未知的电阻，测量电阻的阻值B．AB间接入阻值不同的定值电阻，探究电流与电阻的关系C．AB间接入定值电阻，探究电流与电压的关系D．AB间接入小灯泡，探究电流与电压的关系D6．在“测量小灯泡正常发光时的电阻”的实验中，关于四位同学遇到的一些问题，下列说法正确的是(　　)A．小刚连接完电路的最后一根导线小灯泡就亮了，一定是滑动变阻器短路了B．小强连接完电路闭合开关后小灯泡不亮，可能是因为滑动变阻器的阻值调到了最大C．小梅要判断小灯泡是否正常发光，应在调节滑动变阻器的同时仔细观察小灯泡亮度D．小丽发现小灯泡在不同电压下测得的电阻值均不相同，有可能是由测量误差导致的B7. [跨学科·数学　2025·阜阳模拟改编]小陌测量定值电阻的阻值，将实验中测得的数据绘制成图中的A、B、C三点并连线，断开开关后发现电流表未调零，他利用测量数据求得电流表接入电路前指针所指的刻度值为________A，待测定值电阻的阻值为________Ω。0.0458．[2024·合肥模拟改编]小点测量小灯泡发光时的电阻，所用小灯泡上标有“3.8 V”字样，电源电压为6 V。(1)用笔画线代替导线完成如图的实物电路。(2)闭合开关前，滑动变阻器的滑片应滑到____(填“A”或“B”)端，目的是______________。B保护电路 (3)闭合开关，改变滑动变阻器滑片的位置，记录下不同的电压值和电流值，并计算出小灯泡在不同电压下的电阻值，数据处理表格如下表所示，其中有一处是不恰当的，这一处是____________________，原因是_____________________________。根据表格信息可得，灯泡正常发光时的电阻为________Ω。取灯泡电阻的平均值灯泡电阻随温度的变化而变化9.5(4)若电压表0～15 V的量程损坏，只有0～3 V量程可用。为完成上述实验，请你用原有器材重新设计一个电路图，并将电路图画在虚线框内；根据你的设计重新连接电路进行实验，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片使电压表示数为________V时，小灯泡正常发光，并记下此时电流值。2.29．在“伏安法测电阻”的实验中，若电源电压为15 V，被测电阻阻值约为50 Ω，电流表有“0～0.6 A”“0～3 A”两个量程，电压表有“0～3 V”“0～15 V”两个量程。保证电路安全的同时，尽量减小误差，电压表应选用________量程，电流表应选用_________量程。0～15 V0～0.6 A用电流表和电压表测量电阻实验过程：设计电路、选取器材、连接电路、进行实验、记录数据、计算结果、交流讨论、整理器材谢谢观看！