资源描述
电阻的测量【教学目标】1、应用欧姆定律，学习测量电阻的方法。2、会同时使用电压表和电流表。【教学重点】1、了解灯丝电阻的特性。2、通过测量小灯泡电阻，了解欧姆定律的应用。【教学难点】1、通过实验电路的设计、连接以及测量过程培养学习兴趣。【进门得分】1.一个定值电阻两端的电压为3V时，通过它的电流为0.5A,如果它两端电压为5V，_不能_（填“能”或“不能”）用量程为0.6A的电流表来测量通过该电阻的电流。2.某段电阻两端的电压为12V，通过的电流强度是0.9A，欲使通过的电流强度为0.3A，则在其两端应加的电压为_4_V。3.电压保持不变，当接电阻为6电阻时，电路中的电流为0.2A。如改接阻值为12电阻时，电路中的电流为_0.1_A。4.导体中的电流跟导体两端的电压成 正比 ，跟导体的电阻成 反比 。5.装有4节干电池的手电筒，小灯泡灯丝电阻是10欧姆，手电筒工作时通过灯丝的电流强度时 0.6 A。6.在导体两端加3V的电压时，通过这个导体的电流是200mA，导体的电阻是 15 。如果在这个导体两端加9V的电压，导体的电阻是 15 ，通过这个导体的电流是 0.6 A。【教学内容】要点一、伏安法测电阻1实验原理： R=U/I。2实验器材：电源、开关、电流表、电压表、滑动变阻器、待测定电阻和导线若干。3实验电路图：4实验步骤：（1）按图连好电路，注意连接时开关要断开，开关闭合之前要把滑动变阻器调到阻值最大处；（2）检查无误后，闭合开关，调节滑动变阻器滑片 P的位置，改变电阻两端电压分别为U1、U2、U3观察电流表每次对应的数值，I1、I2、I3 分别填入设计的记录表格；次数电压U/V电流I/A电阻R/123（3）根据每次记录的电压和电流值，求它的对应的电阻值，再求出它们的平均值；（4）整理器材。要点诠释：（1）本实验中，滑动变阻器的作用：改变被测电阻两端的电压（分压），同时又保护电路（限流）。（2）测量结果偏小是因为：有部分电流通过电压表，电流表的示数大于实际通过Rx电流。根据Rx=U/I电阻偏小。（3）如图是两电阻的伏安曲线，则R1R2。要点二、测量小灯泡的电阻1.实验过程：（1）实验原理：R=U/I。（2）实验器材：电源、开关、电流表、电压表、滑动变阻器、待测灯泡(2.5V)、导线若干。（3）实验电路图： （4）实验步骤： 根据电路图连接实物电路；将滑动变阻器的滑片P调到阻值最大处，检查电路，试触无误后，闭合开关；调节滑动变阻器的滑片P，使阻值变小，观察电压表示数，使示数为小灯泡的标定电压值（2.5V）再读出电流表示数，观察灯泡亮度，记录表格； 调节滑动变阻器滑片P，使阻值变大，使用电压表示数为某一值（1V），观察电流表示数，灯泡的亮度，并记录入表格；调节滑动变阻器滑片P，使阻值继续变大，使电压表示数为某一值（0.5V），观察电流表，灯泡的亮度记录入表格；计算电阻值，填入表中；次数电压U/V电流I/A灯泡亮度电阻R/12.52130.5分析表格，总结规律。2.数据分析 总结规律：通过实验记录，对数据分析，发现灯泡的电阻不是定值，是变化的且变化较大，是什么原因使灯泡的电阻发生变化的呢？是导体两端电压变化了，是通过灯泡电流变化还是亮度变化引起电阻的变化？分析：影响电阻大小的因素。1导体本身的条件：材料；长度；横截面积；2温度。导体两端电压，通过导体电流与电阻大小无关，并不影响导体电阻的大小。要点诠释：（1）连接电路时，开关要处于断开状态。（2）闭合开关前，滑动变阻器的阻值应调到最大。（3）电压表、电流表的正负接线柱接法要正确，量程选择要合适。（4）实验表明灯泡电阻随温度的升高而增大。（5）故障分析：在电源、电压表、电流表、开关、导线完好的情况下：故障现象可能原因灯泡不发光电压表有示数电流表有示数 滑动变阻器阻值太大电压表有示数电流表无示数 灯泡灯丝断了电压表无示数电流表有示数 灯泡短路电压表断路 灯泡发光电流表无示数电压表有示数 电流表短路电流表有示数电压表无示数 电压表断路【过手练习】类型一、测量小灯泡的电阻1. 如图所示，小岩利用“伏安法”测量未知电阻Rx的阻值，进行了如下实验：（1） 小岩选择了满足实验要求的实验器材，连接的实验电路如图所示，要求滑动变阻器的滑片P向左滑动电流表的读数变大，请你添加一条导线将实验电路补充完整；（2） 电路连接正确后，闭合开关S，滑动变阻器滑片P滑动到某一位置时，电压表的示数如图乙所示，电流表的示数如图丙所示，则电压表的示数为_2.4_V，电流表的示数为_0.48_A，电阻Rx的阻值为_5_。举一反三：【变式】小新同学在“用伏安法测小灯泡的电阻”的实验中，记录数据如下表所示。由表中数据可知，灯泡的电阻和灯泡两端电压的关系是_灯泡两端电压越大，灯泡电阻越大 _，得出此结论的原因是 灯丝温度改变 。实验次数123电压U/V2.04.06.0电流I/A0.150.200.25电阻R/13.320.024.02.如图，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（D）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 在如图位置闭合开关后，向左移动滑动变阻器的滑片小灯泡变亮举一反三：【变式】在如甲图所示的测小灯泡电阻R的实验中： （1）在连线的过程中，开关应该处于_断开_状态，滑动变阻器的滑片P应先移到_B_（填“A”或“B”）端，使它的电阻值_最大_。（2）闭合开关后，当滑片向左移动时，电流表读数_变大_、电压表读数_变大_（填“变大”“变小”或“不变”）。（3）当滑片移到某一位置时，电流表、电压表的示数如乙图所示，则电压表读为_2.4_伏，电流表读数是_0.24_ 安，由公式_R=U/I_可算得待测小灯泡的电阻为_10_欧。类型二、伏安法测电阻3.如图1所示，电源电压为6V，图甲为伏安法测电阻的电路图；图乙为连接不完整的实物图。（1）对照电路图甲，用笔画线代替导线将图乙中未连接部分连接起来。（2）如果实验操作中出现：电流表有示数，电压表示数为0的现象，其故障可能是（ C ） A电流表的正、负接线柱接反 B电压表的量程选小了 C电阻Rx发生了短路 D把滑动变阻器下端两接线柱连入电路（3）电路连接正确后，闭合开关，若将滑片P向左移动时，电压表示数 变大 （选填“变大”“变小”或“不变”）。（4）实验过程中，电流表和电压表的示数如图2所示，此时测得的Rx= 5 。（5）此实验要多次测量电阻值，最后求电阻值的平均值，其目的是 减小误差 。【思路点拨】（1）根据电源的电压确定电压表的量程且与被测电阻并联，滑动变阻器按一上一下的原则串联在电路中；（2）电路的故障有两种：断路或短路，根据电压表和电流表的示数可做出判断；（3）滑片左移，电阻变小，分压变小，则电压表的示数会变大；（4）读出电压表和电流表的示数，根据欧姆定律的变形公式计算电阻的大小；（5）在测量性实验中，要多次测量电阻值，最后求电阻值的平均值，这样可减小误差举一反三：【变式】用伏安法测电阻时，如图所示，某同学连完电路后，用开关试触时，发现电流表迅速摆到最大刻度，电压表指针反向偏转，出现此现象的原因是 _电流表量程选小了、电压表正负接线柱接反了_。类型三、电路故障的判断4.如图所示的电路，L1和L2串联在电路中，电源电压U=3V保持不变，闭合开关S，发现电流表几乎无示数，电压表示数为3V，发生故障的原因可能是（ C ）A. L1短路 B. L2短路 C. L1断路 D. L2断路举一反三：【变式】如图所示的电路，闭合开关，观察发现灯泡L1亮、L2不亮。调节变阻器滑片P，灯泡L1的亮度发生变化，但灯泡L2始终不亮。出现这一现象的原因可能是（A）A灯泡L2短路了 B滑动变阻器短路了 C灯泡L2灯丝断了 D滑动变阻器接触不良【拓展训练】一、选择题：1.某同学指出：在用伏安法测量电阻值的实验中，连接电路时，必须注意下列几点，你认为其中不必要的一条是（C）A向电路中连接变阻器时，应该使滑片位于变阻器阻值最大位置 B向电路中连接开关时，应该先将开关断开 C开关应该接在靠近电源电流流出的一端 D电压表应与待测电阻并联，电流表应与待测电阻串联2.在“用伏安法测电阻”的实验中，下列注意事项中，没有必要的是（A）A应从电源的正极开始连线，开关应靠近电源的正极 B在无法估计被测电阻大小时，电流表、电压表应选用较大的量程 C接电路时，先断开开关 D将变阻器连入电路时，滑片应放在变阻器阻值最大的位置上 3.一个大约为20欧的电阻，接在由4节干电池串联的电源上，要测这个电阻中的电流和两端的电压，电流表，电压表选的量程应为 ( B ) A00.6A，03V B00.6A，015V C03 A，03 V D03 A，015 V4题4.如图所示电路是两只灯泡组成的串联电路，电路连接正确，当开关S闭合后，以下判断正确的是(B)A若L1断路，则电压表的示数为0V，两灯不亮B若L1短路，则电压表的示数为0V，只有L2亮C若L2断路，则电压表的示数为0V，L1亮D若L2短路，则电压表的示数不为0V，两灯均不亮【出门检测】二、填空题：5.用电流表和电压表分别测量出通过小灯泡的电流I和小灯泡两端的电压U，就可以利用 R=U/I 来计算出小灯泡的电阻。测量时，为了减小误差，需要测出 多组 电流和电压的数据。在电路中接入 滑动变阻器 就可以改变通过小灯泡的电流。6.“用电流表、电压表测电阻”的实验中，在连接电路时电键应处于 断开 状态，电液应从电流表的 正 接线柱流入；在闭合电键前应使滑动变阻器连入电路电阻最 大 ；需直接测量的物理量是待测电阻的 电压和通过导体的电流 。7. 某同学在用伏安法测电阻实验中，按图甲电路图进行实验测出几组数据，根据数据作出图乙U-I图线，则被测电阻R1的阻值为 8 ，滑动变阻器的滑片在某一位置时，电压表的指针位置如图丙所示，则电压表的示数为 1.6 V。 8. 为了测量的阻值，某同学设计了如图(1)所示的电路。已知R0为10，当S1断开、S2闭合时，电压表的示数为3V；当S2断开、S1闭合时，电压表的示数如图(2)所示，由此可知R0两端的电压为 0.6 V，Rx的阻值为 40 。 9. 某同学在用伏安法测电阻时，电流表量程选择正确但不慎将两表的位置接错，其错误的电路图如图所示，那么当开关S闭合后，产生的结果是 电流表被烧坏 。 三、实验探究题：10. 在图中所示的电路中,a、b、c、d为四个接线柱，闭合开关后灯不亮，已经确定是由于灯泡开路或短路引起的。在不允许拆开电路的情况下，请你用一个电压表或一个电流表分别对故障进行判断，把方法和判断结果填如下表中（每种电表格填写一种方法）电表方法（接在何处、开关开闭情况）现象和结论电流表接cd，开关断开若电流表有示数，则灯泡短路；若电流表无示数，则灯泡断路电压表接ab, 开关闭合若电压表有示数，则灯泡断路；若电压表无示数，则灯泡短路11. 在“伏安法测电阻”的实验中，老师提供了以下器材：几节干电池、3个已知阻值的电阻R0(5，8，12)、1只最大阻值为10的几个滑动变阻器，被测电阻Rx，2个开关，电压表和电流表各1只，导线若干，实验前老师启发同学们：为了使测定的电阻值更精确，采用多次测量取平均值的方法，甲、乙、丙、丁四个小组分别设计了以下待测电阻Rx的四个方案，如下图每个方案只变化一种元件或改变状态，且四个组的变化都不相同，并都顺利完成了实验，依据实验方案回答(1)实验中测得如下表所示数据，该方案是_甲或丙_小组的。 实验次数123电压U/V1.53.04.5电流I/A0.100.200.31(2)为达到多次测量电流和电压值的目的，乙小组在实验中操作时需要更换_不同阻值的R0_。(3)上述四个实验方案中最佳的是_丙_小组12. 小新同学想利用两块电压表和阻值已知的电阻R0测量电阻RX的阻值。小新选择了满足实验要求的电源、电压表V1和V2。（1）请你用笔画线表示导线，完成如图所示的实验电路的连接。（导线不得交叉）（2）电压表V1的示数用U1表示，电压表V2的示数用U2表示，请用U1、U2和R0表示：RX_。13.为完成“测定小灯泡正常发光时电阻”的实验，小柯同学选取了相应器材，小灯泡上标有“2.5V”字样。（1）如图甲电路无法正常完成实验，有一处导线连接错误，错误导线是 （选填“”或“”）。（2）改正电路后，小柯调节滑动变阻器使小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图乙，则小灯泡正常发光时的电阻是 5 欧姆。【课后作业】四、计算题：14. 如图所示，电源电压为 12V且保持不变，当滑动变阻器滑片P移至端点A时，电流表的示数为0.4A，当滑片P移至端点B时，电流表的示数为0.3A。求变阻器的最大阻值。【解析】当滑动变阻器滑片 P移至A点时，变阻器连入电路中的电阻为0，只有R1工作，所以 ；当滑片 P移至B端时R1、R2串联，电路中总电阻R= R1+R2，所以滑动变阻器的最大值R2=R-R1=40 -30 =10 。15.在如图所示的电路中，电源电压为4.5V且保持不变，电阻R=5W，变阻器R1的最大阻值为20W，电流表的量程为00.6A，电压表量程为03V，为了保护电表，求变阻器接入电路的阻值范围。【解析】当变阻器接入的阻值最小时， ，所以变阻器接入电路的最小值；当变阻器接入的阻值最大时，电压表的示数，因为在串联电路中电流处处相等，所以 ，代值解得：，所以变阻器接入电路的阻值范围为2.510。
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