153 伏安法测电阻教案文档格式.docx
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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。
回答：
一般我们会选择第二个电路进行实验，前一个电路只能测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然误差，提高物理量的测量精确度。
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”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，若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？
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”。
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/Ω
1
2
3
注意事项：
（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：
多次测量求平均值从而减小误差。
1．将上述实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相同吗？
有什么变化规律吗？
4．如果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=
安。
所以电阻R=
欧。
如果开关S打开，则电流强度U1=
伏，电流强度I1=
安，电阻R1=
【答案】0.70.17007
【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7欧。
当开关打开，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0~3伏和0~15伏两个量程，电流表有0~0.6安和0~3安两个量程，估计待测电阻的阻值约为10欧。
则电压表应选择量程
，电流表应选择量程
。
【答案】0~15伏0~3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0~15伏，电流表应选择量程应该为0~3安。
例题3
如图所示的电路中，电源电压保持不变。
当闭合开关S后，滑片P在A点时，通过两个电阻
、
的电流分别为
；
滑片P在B点时，通过两个电阻
下列判断正确的是
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【解析】由电路图可知，电阻
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
，
，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
可知，电路中的电流变小，即
，故A正确、CD错误。
故选：
A。
例题4
有两个电阻以一定的方式连接在电压为6V的电源上，如果测得电流为0.5A，则这两个电阻及连接方式是（）
A.R1=8ΩR2=4Ω并联B.R1=10ΩR2=2Ω并联
C.R1=20ΩR2=30Ω串联D.R1=20ΩR2=30Ω并联
【答案】D
【解析】连接在电压为6V的电源上，如果测得电流为0.5A，则总电阻为：
。
并联后，总电阻小于任一个电阻，即总电阻小于4Ω，所以A不正确；
B.
并联后，总电阻小于任一个电阻，即总电阻小于2Ω，所以A不正确；
C.
串联后，总电阻为
，大于任一个电阻，所以C不正确；
D.
并联后，总电阻为：
，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，经常需要进行反复多次实验：
①“测量物体的长度”时，多次测量
②“研究杠杆的平衡”时，改变动力（臂）和阻力（臂），多次测量
③“研究串、并联电路的电流特点”时，换用不同定值电阻，多次测量
④“用电压表和电流表测导体的电阻”时，多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.①②B.①③C.②④D.②③
【解析】“测量物体的长度”时，为了减小误差多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），多次测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，多次测量是为了排除偶然性，寻找普遍性规律；
用电压表和电流表测导体的电阻”时，多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，多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②③，故D正确为答案。
2、某同学做伏安法测电阻的实验时，无论怎样移动变阻器的滑片，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】B
【解析】A选项中，若只是电压表损坏，电路仍是一个通路；
B选项中，若电流表与电源两极直接相连，会导致电路短路；
C选项中，若是电压表发生了故障电路仍是一个通路；
D选项中，若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=72Ω,I=U/R=220V/72Ω=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、如图所示，电源电压保持不变，开关闭合后，若P向右移动，则电压表、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
【解析】当滑片P向右移动时，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示数相同，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D．L1两接线柱短路
【解析】当灯L1的灯丝断了，电压表都是测量电源电压，所以两电压表示数相同
3.将电阻R1与100欧的电阻并联后，它们的总电阻小于10欧。
下列判断中正确的是（ ）
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
【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，则另一只电阻可以大于或等于10欧。
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，已知A、B之间的电压U保持不变．当S接通a时，电压表示数为10V，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，则待测电阻Rx的阻值为（）
A.60ΩB.65ΩC.70ΩD.75Ω
【答案】C
【解析】设电流表的内阻为RA，
（1）S接a时,U＝U1+I1RA,即：
U＝10V+0.2A×
RA———①；
（2）S接b时,U＝I2（RX+RA）,即：
U＝0.15A×
（RX+RA）————②；
U＝U2，即：
U＝12V————③；
由①②③解得：
Rx＝70Ω.故选C.
2、如图所示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为阻值已知的定值电阻．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．则下列四个选项中，Rx的表达式正确的是（ ）
A.Rx=
B.Rx=
C.Rx=
D.Rx=
【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：
故选C．
3、下列实验器材使用正确的是（）
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；
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；
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
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
【解析】选D。
本题考查了电流表的连接。
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,故选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,如图所示,已知两表量程合适,则闭合开关后,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
本题考查了电路故障分析。
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。
若某次测试中电流表示数较大,则说明 （ ）
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
【解析】选C。
本题考查了动态电路的分析。
因为电流表示数较大,则由欧姆定律I=
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。
故选C。
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是 （ ）
A.闭合开关前,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.在如图所示位置闭合开关后,向左移动滑动变阻器的滑片,小灯泡变亮
本题考查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,测量结果越精确,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,则电阻R的阻值为 Ω。
【答案】5
【解析】本题考查“伏安法测电阻”的实验探究。
由“伏安法”测电阻实验原理得:
R=
=
=5Ω。
3、为了测量一只标有“8V 0.4A”的小灯泡的电阻,小花同学设计了如图所示的电路,
现有实验器材如下:
电压表
:
量程0～3V 电压表
量程0～15V
电流表
量程0～0.6A 电流表
量程0～3A滑动变阻器R1:
10Ω,2A
滑动变阻器R2:
50Ω,1A
电源（电压恒为12V）一个、开关一只、导线若干。
要安全准确地测量多组数据,需要选择合适的实验器材,其中电压表应选用 （选填“
”或“
”）;
电流表应选用 （选填“
滑动变阻器应选用 （选填“R1”或“R2”）。
【答案】
R2
【解析】本题考查了实验电路的设计。
由于小灯泡的额定电压为8V,电压表的量程应为0～15V,故选
;
额定电流为0.4A,应选量程为0～0.6A的电流表,故选
小灯泡的电阻为20Ω,而电源电压为12V,若选最大阻值为10Ω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4V,灯泡两端电压最低为8V,不符合题目要求,故选R2。
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I﹣U关系图象如图乙所示．设电阻丝AB的阻值不随温度变化，则下面说法中正确的是（）
A.电阻丝AB的阻值为9Ω
B.小灯泡的最小功率为0.75W
C.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
，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，
，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，所以
，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整__________
（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，则Rx=___Ω
（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是已知定值电阻，请在空格内把实验步骤补充完整。
①闭合开关S，调节滑动变阻器，使灯泡正常发光；
②S′接_____，测出灯泡与R0串联后的电压U；
③保持滑动变阻器滑片P的位置不变，再将S′接_____，测出R0两端的电压U1；
④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，如下图所示：
（2）电流表的量程为0−0.6A，分度值为0.02A，电流表的示数为0.3A，未知电阻的阻值为：
Rx＝
＝4Ω；
（3）①闭合开关S，调节滑动变阻器，使灯泡正常发光；
②S′接b,测出灯泡与R0串联后的电压U；
③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；
④串联电路电流处处相等,则电路中的电流为：
I＝
，小灯泡正常发光时的电压为：
UL＝U−U1，小灯泡的电阻为：
RL＝
⋅R0.小灯泡的额定功率：
P额＝ULI＝（U−U1）
.
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=90Ω，Rx为待测电阻，电压表的量程为3V。
（1）请将电压表接入电路，要求电压表测量R两端的电压_________。
（2）闭合开关后，电压表读数为1.0V．由此可求出Rx=_____Ω。
（3）该电路可测量的Rx的最小值为_____Ω。
（4）为了实现多次测量以减小实验误差，有同学提出了以下四条建议，其中可行的一条是_____（填序号）
①用一根导线短接R或Rx
②将R和Rx由串联改为并联
③用滑动变阻器替代R
④用阻值可调可读的电阻箱替代R。
【解析】解答：
（1）电压表与待测电路并联，将电压表与R并联，如下所示：
（2）闭合开关后，电压表读数为1.0V，根据欧姆定律，通过R的电流：
根据串联电路电压的规律欧姆定律I＝
，由此可求出：
＝270Ω.（3）因电压表量程为0−3V,R的最大电压为3V,根据串联电路电压的规律,RX的电压至少为：
UX＝U−U大＝4V＝3V＝1V,待测电阻电压为R电压的
倍,根据分压原理,待测电阻至少为
×
90Ω＝30Ω；
（4）因实验中没有电流表，在已知电源电压的情况下，要测电阻的大小，电压表和一个定值电阻可起到电流表的测量作用，①用一根导线短接R或Rx，电压表示数为为0或为电源电压，不能测出待测电阻大小；
②将R和Rx由串联改为并联,电压表只能测量出R和Rx的电压，即电源电压，不能测出待测电阻大小；
③用滑动变阻器替代R，因滑动阻器连入电路中的电阻未知，故不能测算出电路中的电流大小，不能测出待测电阻大小；
④用阻值可调可读的电阻箱替代R，电阻箱连入电路的阻值可知，由欧姆定律和串联电路电流的规律可知电路中的电流，根据串联电路电压的规律和欧姆定律可求待测电阻的大小，且通过改变电阻箱的阻值多次测量取平均值来减小误差。
课后反思
1、对教学技能的反思：
对基础知识的讲解是否透彻；
对重点、难点是否把握准确；
对学生的学习知识掌握知识的状态是否了解等
2、对教学目标的反思：
讲授的知识是否正确；
语言是否规范简练；
书写是否工整（班组课板书设计是否合理）；
教具的使用是否得当，实验操作是否熟练、规范等
3、对教学方法和手段的反思：
是否注重了学生的参与意识；
班组课是否因“班”施教，课后因“人”施教；
教学方式、手段是否多样化等
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