17.3 电阻的测量

第3节 电阻的测量

第1课时 伏安法测电阻

第2课时 用特殊方法测导体电阻

1．知道用电流表和电压表测电阻的原理。 2．会同时使用电流表和电压表测量导体的电阻。 3．了解减小误差的方法。

重点

会用“伏安法”测量导体的电阻；基本电学实验常规；与实验相关的动态电路分析、电路故障分析、实验数据处理。

难点

如何引导学生分析实验数据，发现规律。 一、创设情境，导入新课

教师出示一个坏的收音机，告诉学生经过检查，发现一只模糊不清的电阻线断了，需要更换。怎样才能知道它的阻值呢？

提出问题：利用我们学习过的知识能不能进行测量一下呢？ 二、新课教学

(一)测量定值电阻的阻值 教师鼓励学生大胆发言，说明自己小组的解决方案。教师引导学生利用所学知识归纳实验原理和实验方法。教师参与小组讨论，展示部分学生的设计，并提出问题：实验中我们需要多测几组电流和电压值，要如何操作？有更简便易行的办法吗？

学生分小组根据实验原理R＝U/I进行实验电路的设计，部分学生设计了如图电路： 教师活动：展示学生画出的电路图，通过下面几个问题，引导学生讨论分析电路图的合理性。

(1)电路能测出几组数据，只测出一组数据计算的电阻准确可靠吗？ (2)如何才能进行多次测量，得到多组数据呢？

学生通过小组讨论改进实验用电路图，如图。明确此实验中滑动变阻器的作用。(①保护电路；②改变用电器两端的电压和通过的电流)

学生根据实验电路图，选择实验器材：电源、开关、电流表、电压表、滑动变阻器、定值电阻、导线若干。

引导学生分组设计实验步骤。实验时，有哪些注意事项？ (1)连接电路时，开关应处于____断开____状态； (2)滑动变阻器的滑片处于阻值____最大____位置； (3)注意认清电压表、电流表的____正负____接线柱；

(4)选用两节干电池，电压表量程选____0～3__V，电流表量程选____0～0.6____A。 实验步骤：①连接实验电路；②调节滑动变阻器，用电压表、电流表分别测出三组电阻的电压和电流值；③将数据记入表格，利用公式计算出电阻值，并对数据进行分析。

如何设计实验表格呢？引导学生类比探究导体上电流与电压的关系的实验数据记录表

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格进行设计。

电流I/A 电压U/V 电阻R/Ω 1 2 3 4 5 学生按照实验方案进行分组实验。闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，测量并记录对应的电流与电压值。并根据欧姆定律计算出对应的阻值，完成上面的表格。

如何处理这些数据使测量结果更精确呢？

根据所学的测量知识，小组进行讨论，进一步得到处理数据的方法。 小结：定值电阻的阻值是不变的，求平均值可以减小误差。 实验过程中出现的故障主要有：

(1)实验中电流表与电压表的指针反向偏转； (正负接线柱接反了)

(2)电流表和电压表的指针偏转角度很小； (量程选大了)

(3)电流表指针超过最大值； (量程选小了)

(4)滑动变阻器滑动时，电表示数无变化； (滑动变阻器没有 “一上一下”连接) (5)闭合开关，电流表、电压表无示数； (除电阻外，其余部分出现断路)

(6)闭合开关，电流表几乎无示数，电压表指针明显偏转(或示数等于电源电压)； (电阻部分断路)

(7)在调节滑动变阻器的滑片时，他发现电流表示数变大了，而电压表的示数却减小了； (将电压表错接在滑动变阻器两端)

(8)开关闭合，电流表有示数，电压表无示数。 (电阻部分短路)

(二)测量小灯泡的电阻

在探究电流与电压的关系时，选用的是定值电阻，如果将上面的实验中的定值电阻换成小灯泡：(1)在不同的电压下小灯泡的电阻会发生变化吗？

(小灯泡的阻值是变化的)

(2)用同样的方法多测量几次，分别计算出小灯泡的电阻，有什么变化规律？ (通过的电流越大，灯丝的阻值越大) (3)造成这种差别的原因是什么？ (灯丝的电阻受温度的影响)

(4)小灯泡在不同电压下的电阻值能求平均值吗？为什么？ (不同电压下阻值不同，不能求平均值)

小结：小灯泡的电阻随温度的升高而增大，不能求平均值。 典例解读 用如图甲的电路测量定值电阻R的阻值。

丙

甲 乙

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(1)测量电阻的实验原理是R＝________。

(2)按图甲电路，将图乙中的滑动变阻器正确连入电路。

(3)连接电路时，开关必须______，正确连接电路后，闭合开关前，滑动变阻器的阻值应处于______值。

(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______，当滑片P滑到某一位置时，电流表的示数为0.5 A，电压表的示数如图丙。由此可知被测电阻的阻值R＝______Ω。

(5)该同学完成一次实验后，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到不同位置再进行几次测量

【解析】问题(4)：将图乙中滑动变阻器的滑片向左移，电路中的电阻变小，电流会变大。当滑片P滑到某一位置时，电流表的示数为0.5 A，电压表的示数为2.5 V。由此可知

U2.5 V

被测电阻的阻值R＝＝＝5 Ω。

I0.5 A

问题(5)：测量定值电阻的阻值时，通过调节滑动变阻器的滑片P，测得多组定值电阻中的电流和两端的电压，算得阻值，再求平均值，可以减小测量误差。

【答案】(1) (2)如图所示 (3)断开；最大 (4)变大；5 (5)B

方法规律：定值电阻的阻值几乎不受温度的影响，可视为定值，多次测量的目的是为了求平均值，减小实验误差。测量小灯泡的电阻时，小灯泡的电阻受温度的影响较大，实验时多次测量的目的是为了通过比较，寻找温度对灯泡电阻的影响规律。

(三)特殊法测电阻 1．伏阻法测电阻

(1)原理：串联分压 (2)电路图：

(3)表达式：Rx＝R0 Rx＝2．安阻法测电阻 (1)原理：并联分压 (2)电路图： (3)表达式：

UIUxRx＝ U0R0

UxUxU0

R0 U－UxIxR0＝ I0RxI0I－IxRx＝R0 Rx＝R0

IxIx3．伏关法测电阻

(1)原理：串联分压 ＝ (2)电路图： (3)表达式：

UxRxU0R0

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UxRx＝R0

U－Ux4．安关法测电阻

(1)原理：并联分流 ＝ (2)电路图： (3)表达式：

IxR0I0RxI0

Rx＝R0

I－I0

5．安滑法测电阻

(1)器材：电源、滑动变阻器(最大阻值为Rmax)、电流表、待测电阻Rx、开关 (2)电路图： (3)表达式：

I1RmaxRx＝

I2－I1

(I1为变阻器接入阻值最大时电流表的示数，I2为变阻器接入阻值最小时电流表的示数) 6．伏滑法测电阻

(1)器材：电源、滑动变阻器(最大阻值为Rmax)、电压表、待测电阻Rx、开关 (2)电路图： (3)表达式：

U1RmaxRx＝

U2－U1

(U1为变阻器接入阻值最大时电压表的示数，U2为变阻器接入阻值最小时电压表的示数) 三、练习设计

《探究在线·高效课堂》“基础在线”部分。 四、课堂小结

回顾本节课的学习内容本节课你有哪些收获？还有哪些疑惑？ 五、布置作业

《探究在线·高效课堂》“能力在线”部分。

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