153伏安法測電阻教案

1、適用學(xué)科初中物理適用年級初三IIII J 適用區(qū)域滬科版區(qū)域課時時長（分鐘）2課時L JJ知識點1用電壓表和電流表測電阻丨丨2了解伏安法測電阻的原理和操作步驟 I 教學(xué)目標(biāo) 1 通過實驗探究，鞏固和加深對歐姆定律的理解。2 .進一步掌握電壓表、電流表的使用方法及規(guī)則。3 通過使用滑動變阻器，進一步理解滑動變阻器在電路中的作用，鞏固滑動變阻器的正 確使用方法。 la I I I la I Ila I I I r r r r r r rm r r r rm r rrarm r r r rm r r r r r mi r rm r r mi r r r rrar教學(xué)重點 根據(jù)實驗課題的要求設(shè)計實驗電

2、路，掌握正確的操作順序。I教學(xué)難點 根據(jù)實驗電路圖進行實物連線，并排除實驗過程中出現(xiàn)的種種故障。但是,測量導(dǎo)教學(xué)過程我們卻沒有電阻表去測量電阻。為了獲得未知導(dǎo)體的電阻，我們一般通過歐姆定律,體兩端的電壓及流過導(dǎo)體的電流，利用公式R=U/ I，求出電阻。在這，你會設(shè)計什么樣的電路圖來測量呢?基礎(chǔ)知識回顧1、歐姆定律的內(nèi)容2、我們通過什么方法得到歐姆定律3、歐姆定律的簡單運用二、知識講解1、復(fù)習(xí)了電流表和電壓表的使用；（一）考點解讀2、學(xué)生學(xué)會了應(yīng)用歐姆定律測量未知電阻的阻值;3、會用特殊方法測量未知電阻的阻值考點1用電壓表和電流表測電阻問題1:利用下面的電路圖都可以通過實驗測得電阻，你會選擇哪一

3、個圖實驗，為什么呢？提示：我們不僅要考慮能否測量電阻，還有從實驗的角度考慮電路的合理性?；卮穑阂话阄覀儠x擇第二個電路進行實驗，前一個電路只能測一個電流值和電壓值，而后一個電路中，利用滑動變阻器通過改變接入電路中電阻的大小改變電路中的電流。由于燈泡的電阻一般不變，這樣根據(jù)歐姆定律變形式 U=IR,電流改變時，燈泡兩端的電壓也會改變。因此，就可以測出幾組不同的電流值和對應(yīng)的電壓值。在實驗中測量幾組數(shù)值的意義在于：多測幾組不同的電流和相應(yīng)電壓的數(shù)據(jù)，就可以得到多個電阻的測量值，從而可以通過取平均值的方法，去掉測量過程中可能出現(xiàn)的偶然誤差，提高物理量的測量精確度。另外，滑動變阻器在實驗中還能起到保護

4、電路的作用。上面這種方法利用電流表和電壓表測量電阻的方法，由于電壓表也叫伏特表，電流表也叫安培表，所以這種用電壓表、 電流表測電阻的方法也叫“伏安法”測電阻。說明：實際電路中，燈泡的電阻會隨溫度的變化而變化，溫度越高，電阻越大。但是，在初中階段，若無特別說明均不考慮電阻隨溫度的變化。問題2:我們還能不能利用其它方法得到電阻的阻值？回答：我們可以利用以下電路得到未知電阻的阻值。第一個電路圖需要測量兩個電壓值，所以叫做“伏伏法”。第二個電路圖需要測量兩個電流值，所以叫做“安安法”。提示：我們還可以通過很多方法測得電阻，只要找到導(dǎo)體兩端的電壓與電流得到未知導(dǎo)體的電阻值?？键c2伏安法測電阻1、伏安法測

5、定值電阻的阻值實驗?zāi)康模河秒妷罕怼㈦娏鞅黹g接測電阻實驗原理：R=U/I實驗器材：電源、電壓表、電流表、滑動變阻器、開關(guān)、導(dǎo)線、待測電阻。實驗電路圖和實物圖：實驗步驟：（1）調(diào)節(jié)電流表、電壓表的指針到零刻度；按電路圖連接實物。調(diào)節(jié)滑動變阻器到阻值最 大端；I、電壓表的（2 ）閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片至適當(dāng)位置，分別讀出電流表的示數(shù)示數(shù)U,并記錄在表格中；（3）根據(jù)公式R=U/I，計算出R的值，并記錄在表格中。（4）調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片改變待測電阻中的電流及兩端的電壓，再測幾組數(shù)據(jù)，并計算R的值。實驗記錄表格：測量次數(shù)電壓UV電流I/A電阻R Q123注意事項：（1）連接電路時，開關(guān)應(yīng)斷開，

6、滑動變阻器應(yīng)處于最大阻值位置。（2）滑動變阻器的作用：改變電路中的電壓或電流大?。幌拗齐娏?、保護電路。（3 ）多測測量數(shù)據(jù)的目的：多次測量求平均值從而減小誤差。1 將上述實驗中的定值電阻換成小燈泡，用同樣的方法測定小燈泡的電阻。2 多測幾組數(shù)據(jù)，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)分別計算出小燈泡的電阻，3.比較計算出的幾個數(shù)值，看看每次算出的電阻的大小相同嗎？有什么變化規(guī)律嗎?4如果出現(xiàn)的情況和測量定值電阻時不同，你如何解釋？與同學(xué)交流一下。第6頁三、例題精析例題1如圖是伏安法測電阻的電路圖。當(dāng)開關(guān)閉合時，電流表和電壓表的示數(shù)如下圖中指針?biāo)?，由此可知電路?R兩端的電壓U=伏，電流強度1=安。所以電阻 R=歐。如

7、果開關(guān) S打開，則電流強度U=伏，電流強度li=安，電阻R=歐?！敬鸢浮?.7 0.1 7 0 0 7【解析】由儀表讀數(shù)可以讀出未知電阻兩端的電流和電壓，再由F=U/I，所以電阻為7歐。當(dāng)開關(guān)打開，電路斷路，所以電流為0安，電壓為0伏，電阻仍為7歐。例題2伏安法測電阻時，使用的電源電壓是15伏，電壓表有03伏和015伏兩個量程，電流表有00.6安和03安兩個量程，估計待測電阻的阻值約為10歐。則電壓表應(yīng)選擇量程，電流表應(yīng)選擇量程 ?！敬鸢浮?15伏0 3安【解析】由待測電阻的阻值約為 10歐，電源電壓是15伏，可以求出流過電阻的電流約為1.5安，所以，電壓表應(yīng)選擇量程應(yīng)該為015伏，電流表應(yīng)選

8、擇量程應(yīng)該為03安。例題3 |如圖所示的電路中，電源電壓保持不變。 當(dāng)閉合開關(guān)S后，滑片P在A點時，通過兩個電阻、的電流分別為、；滑片P在B點時，通過兩個電阻、 的電流分別為、 下列判斷正確的是A. B.C.D【答案】A【解析】由電路圖可知，電阻、 串聯(lián)，因串聯(lián)電路中各處的電流相等，所以，滑片位于A點或B點時，通過兩電阻的電流相等，即，故B錯誤；滑片從 A點滑到BUI 二點時，變阻器接入電路中的電阻變大，電路中的總電阻變大，由可知，電路中的電流變小，即11 = 二二L,故A正確、CD錯誤。故選：A。例題4有兩個電阻以一定的方式連接在電壓為6V的電源上，如果測得電流為0.5A，則這兩個電阻及連接

9、方式是（）A. R 1=8 Q R2=4Q 并聯(lián) B. R i=10Q R2=2Q 并聯(lián)C. Ri=20 Q R2=30Q 串聯(lián) D. R i=20Q R2=30Q 并聯(lián)【答案】D【解析】 連接在電壓為6V的電源上，如果測得電流為0.5A，則總電阻為：U 6V. = - = t-t- = 2 Q。A. 一 】-并聯(lián)后，總電阻小于任一個電阻，即總電阻小于 4Q,所以A不正確；B. 2A所以這電阻不能接在 220V的電路中使用。鞏固1如圖所示，電源電壓保持不變，開關(guān)閉合后，若P向右移動，則電壓表、電流表示數(shù)的變化分別為（）A. 電壓表示數(shù)變大、電流表示數(shù)變小B. 電壓表示數(shù)變大、電流表示數(shù)變大C.

10、 電壓表示數(shù)變小、電流表示數(shù)變大D. 電壓表示數(shù)變小、電流表示數(shù)變小【答案】D【解析】當(dāng)滑片P向右移動時，滑動變阻器接入電路的電阻變大，而電路時串聯(lián)電路，所以電路中電流變??；燈泡電阻不變，經(jīng)過燈泡的電流減小，所以燈兩端電壓減小，因此電壓表和電流表都變小。2、 在圖所示的電路中，當(dāng)開關(guān)S閉合后，電壓表 Vi和V2示數(shù)相同，發(fā)生的故障是（ ）A.燈Li的燈絲斷了 B .燈L2的燈絲斷了C.開關(guān)S處斷路 D . Li兩接線柱短路【答案】A【解析】當(dāng)燈Li的燈絲斷了，電壓表都是測量電源電壓，所以兩電壓表示數(shù)相同3. 將電阻Ri與100歐的電阻并聯(lián)后，它們的總電阻小于 10歐。下列判斷中正確的是 （）A

11、. R i一定小于iO歐 B. R i可能大于iO歐C. Ri一定大于iO歐 D. R i不可能為iO歐【答案】B【解析】電阻并聯(lián)時相當(dāng)于增大了橫截面積， 故越并越小，并聯(lián)后的總電阻小于其中最小的 一個；由于并聯(lián)后的總電阻小于其中最小的一個，所以，iOO歐的電阻與另一個定值電阻并聯(lián)后，要使電路的總電阻小于 iO歐，則另一只電阻可以大于或等于 iO歐。故選：B。拔高i利用伏安法測量電阻時，由于電表本身電阻的影響，造成測量結(jié)果有誤差現(xiàn)采用圖所示電路，能較準(zhǔn)確的測量 FX的阻值，已知 A、B之間的電壓U保持不變當(dāng)S接通a時，電 壓表示數(shù)為iOV,電流表示數(shù)為O.2A ,當(dāng)S接通b時，電壓表示數(shù)為i2

12、V,電流表示數(shù)為O.i5A , 第7頁則待測電阻R的阻值為（）A. 60 Q B. 65 Q C. 70 Q D. 75 Q【答案】C【解析】 設(shè)電流表的內(nèi)阻為 Ra, （1）S接a時,U = U + IiRa,即：U= 10V+0.2AX FA;S 接 b 時,U = I 2（Rx+FA）, 即: U= 0.15A X （Rx+FA）；U = U2,即：U= 12； 由解得：Rx= 70 Q .故選C.2、如圖所示是小成測量未知電阻 R的實驗電路，電源兩端電壓不變，其中 F0為阻值已知的 定值電阻閉合開關(guān) S,調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片 P到適當(dāng)位置處，讀出電壓表 Vi、V2示數(shù)分 別為U、U2.

13、則下列四個選項中， R的表達式正確的是（）UU1U1R0U2RnU2A. Rx=21RqB. R=L C. Rx=D. Rx=J &U2U2U2l2-h【答案】C【解析】由電路圖可知，滑動變阻器、R）、FX串聯(lián)，電壓表 Vi測F0兩端的電壓，電壓表 V2測R兩端的電壓因串聯(lián)電路中各處的電流相等，所以，電路中的電流：Ui匕解得:R =U2R0故選C.3、下列實驗器材使用正確的是（）A. 連接電路時，開關(guān)應(yīng)處于閉合狀態(tài)B. 電流表應(yīng)與被測用電器并聯(lián)使用C. 電壓表應(yīng)與被測用電器并聯(lián)使用D. “伏安法測電阻”實驗時，閉合開關(guān)前，滑動變阻器應(yīng)處于最大阻值處【答案】CD【解析】A.連接電路時，開關(guān)應(yīng)處于

14、斷開狀態(tài)，故A錯誤。B.電流表應(yīng)與被測用電器串聯(lián)使用，故B錯誤；C.電壓表應(yīng)該并聯(lián)使用，故 C正確；D.為了保護電路，接通電路前，滑動變阻器應(yīng)處于最大阻值處，故D正確；故選：CD課堂小結(jié)通過本節(jié)課，學(xué)習(xí)了如下內(nèi)容1. 復(fù)習(xí)了電流表和電壓表的使用;2. 學(xué)生學(xué)會了應(yīng)用歐姆定律測量未知電阻的阻值;3. 會用特殊方法測量未知電阻的阻值。fl課后作業(yè)1. 某基生在用伏安法測電阻的實驗中，剛一“試觸”就發(fā)現(xiàn)電流表的指針迅速擺動且超過最大刻度，發(fā)生這種情況的原因可能是（）A. 電流表的“ +” “ - ”接線柱接反了B. 待測電阻的繞線斷了C. 線路接錯，誤把電壓表串聯(lián)接入電路D. 電流表量程偏小【答案】

15、D【解析】選D。本題考查了電流表的連接。電流表“ +” “ - ”接線柱接反,會使指針反向偏轉(zhuǎn)故A錯；B選項待測電阻的繞線斷了 ,C選項把電壓表串聯(lián)接入電路 ，都會使電流表示數(shù)為 0,故B、C錯;電流表量程偏小,會使指針迅速偏轉(zhuǎn)并超過最大刻度,故選Do2. 在用伏安法測電阻實驗中，王力同學(xué)不小心將 ：兩表位置接反，如圖所示,已知兩表量程合適,則閉合開關(guān)后，會發(fā)生的現(xiàn)象是（）A.電流表燒壞B.電壓表燒壞C.電源燒壞D.電壓表示數(shù)等于電源電壓【答案】D【解析】選D。本題考查了電路故障分析。 因為電流表電阻很小,R被短路。電流通過電壓表、 電流表和滑動變阻器構(gòu)成通路 ，由于電壓表電阻很大，因此電路中

16、電流很小，電流表、電壓表 和電源都不會燒壞，而電壓表示數(shù)等于電源電壓。3. 酒后駕車害人害己，嚴禁酒后駕車！如圖是氣體酒精濃度測試儀原理圖，用于現(xiàn)場測試司機是否酒后駕車。其中電源電壓保持不變,R為定值電阻,R 為二氧化錫半導(dǎo)體型酒精氣體傳感器,其阻值隨氣體酒精濃度的增大而逐漸減小。若某次測試中電流表示數(shù)較大，則說明（ ）A.氣體酒精濃度較小,R 阻值較小B.氣體酒精濃度較小,R 阻值較大C.氣體酒精濃度較大,R 阻值較小D. 氣體酒精濃度較大,R 阻值較大【答案】C【解析】 選Co本題考查了動態(tài)電路的分析。因為電流表示數(shù)較大，則由歐姆定律1=可知,此時電路中的電阻較??；因傳感器特點為傳感器阻值

17、隨氣體酒精濃度的增大而逐漸減小，故說明此時所測氣體酒精濃度較大。故選Co是 李江同學(xué)為測量小燈泡電阻而連的電路，有關(guān)該實驗的以下說法錯誤的是A.閉合開關(guān)前，應(yīng)將滑動變阻器的滑片滑到最左端B. 實驗過程中兩電表都有可能需要換接較小的量程C. 所測小燈泡的電阻可能隨電壓表的示數(shù)的不同而不同D. 在如圖所示位置閉合開關(guān)后，向左移動滑動變阻器的滑片，小燈泡變亮【答案】D【解析】選0本題考查測小燈泡電阻的實驗探究。由圖可知，滑動變阻器滑片右端電阻絲連入電路，在實驗時，為了保護電路，開關(guān)閉合前應(yīng)將滑片滑到最左端 ，A正確；實驗過程中在不超出電表量程的前提下，量程選擇越小，測量結(jié)果越精確,B正確；燈泡電阻隨

18、溫度升高而 增大，C正確；向左滑動滑片，連入的電阻絲變長，電阻變大，小燈泡變暗，D錯誤。2、小明按圖甲所示的電路圖連接實驗電路，測量電阻R的阻值。閉合開關(guān) S，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片P后，觀察到電流表和電壓表的示數(shù)分別如圖乙、丙所示，則電阻R的阻值為【答案】5U L4 V【解析】本題考查“伏安法測電阻”的實驗探究。由“伏安法”測電阻實驗原理得:R= =53、為了測量一只標(biāo)有“8 V 0.4 A ”的小燈泡的電阻，小花同學(xué)設(shè)計了如圖所示的電路第13頁現(xiàn)有實驗器材如下：電壓表:量程03 V電壓表:量程015 V電流表1 :量程00.6 A電流表 :量程03 A滑動變阻器R1:10 Q，2 A滑動變阻

19、器R2：50 Q，1 A電源（電壓恒為12 V） 一個、開關(guān)一只、導(dǎo)線若干。要安全準(zhǔn)確地測量多組數(shù)據(jù)，需要選擇合適的實驗器材，其中電壓表應(yīng)選用（選填“ 1 ”或“ ”）；電流表應(yīng)選用 （選填“ _ ”或“”）；滑動變阻器應(yīng)選用（選填“ R”或“ R）?！敬鸢浮恳?R【解析】本題考查了實驗電路的設(shè)計。由于小燈泡的額定電壓為8 V,電壓表的量程應(yīng)為 015 V,故選 ;額定電流為0.4 A,應(yīng)選量程為00.6 A的電流表，故選一；小燈泡的電阻為20Q ,而電源電壓為12 V,若選最大阻值為10Q的滑動變阻器，根據(jù)串聯(lián)分壓,滑動變阻器兩 端的最大電壓是4 V,燈泡兩端電壓最低為8 V,不符合題目要求

20、，故選Rao1、如拔高所示是小明設(shè)計的調(diào)光燈電路圖,他將粗細均勻的電阻絲 AB通過滑片P連入電路,小燈泡的額定電壓為 6V.閉合開關(guān)S后,滑片P從最左端A滑到最右端B的過程中，小燈泡的I - U關(guān)系圖象如圖乙所示.設(shè)電阻絲AB的阻值不隨溫度變化， 則下面說法中正確的是A.電阻絲AB的阻值為9QB.小燈泡的最小功率為 0.75WC.電路中的最大功率是3WD.滑片P從最左端A滑到最右端B的過程中，電壓表第16頁示數(shù)逐漸變大【答案】AB【解析】由電路圖可知,電阻絲AB與小燈泡串聯(lián)，當(dāng)滑片在A端時電阻最大。由圖乙可知:此時小燈泡兩端的電壓為1.5V,通過小燈泡的電流為0.5A，根據(jù)歐姆定律得6V -

21、L 5V0. 5A90，故A正確。當(dāng)電路中電阻最大時， 小燈泡的功率最小， 由圖乙知，“L V分 故B正確。當(dāng)電阻絲AB阻值最小時，電路的功率最大，由圖乙可知：電路中的最大電流為1A,所以5 =：故 C 錯誤?；琍從最左端A滑到最右端B的過程中，電阻絲電阻逐漸變小，根據(jù)“串聯(lián)分壓”，電壓表示數(shù)逐漸變小。故 D錯誤。答案為AB2、小明同學(xué)利用圖甲所示的電路來測量一未知電阻Ro第11頁(1) 請用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖甲中實物電路連接完整 (2) 閉合開關(guān)后，調(diào)節(jié)滑動變阻器，當(dāng)電壓表的示數(shù)為 1.2V時，電流表的示數(shù)如圖乙所示，則 FX=Q(3) 該同學(xué)又設(shè)計了如圖丙所示的測量電路，測量小燈泡正常

22、發(fā)光的電阻和額定功率，其中F0是已知定值電阻，請在空格內(nèi)把實驗步驟補充完整。 閉合開關(guān)S,調(diào)節(jié)滑動變阻器，使燈泡正常發(fā)光； S接，測出燈泡與 R串聯(lián)后的電壓 U; 保持滑動變阻器滑片 P的位置不變，再將 S接，測出F0兩端的電壓U; 小燈泡正常發(fā)光時的電阻Ri=(用F0、U、U列表達式)；小燈泡的額定功率 P額=?！敬鸢浮?見解析【解析】(1)滑動變阻器按一上一下的接入電路，因為滑片在最左端，所以接右下接線柱，如下圖所示： 電流表的量程為0-0.6A，分度值為0.02A，電流表的示數(shù)為 0.3A，未知電阻的阻值為：U_L.2VRX = 4 Q ; (3)閉合開關(guān)S,調(diào)節(jié)滑動變阻器，使燈泡正常發(fā)

23、光； S接b,測出燈泡與Ro串聯(lián)后的電壓U;保持滑動變阻器滑片 P的位置不變,再將S接a,測出Ro兩端的電壓Ui;串聯(lián)電路電流處處相等，則電路中的電流為：I =，小燈泡正常發(fā)光時的電壓UL U - U u - uL為：UU,小燈泡的電阻為：R =?F0.小燈泡的額定功率：P額=ULI=(U-U).3、可以用圖示電路測量電阻的阻值，電源兩端電壓為4.0V, R=90Q , Rx為待測電阻，電壓表的量程為3V。(1) 請將電壓表接入電路，要求電壓表測量R兩端的電壓 。(2) 閉合開關(guān)后，電壓表讀數(shù)為1.0V 由此可求出FX=Q。(3 )該電路可測量的 Rx的最小值為 Q。(4) 為了實現(xiàn)多次測量以減小實驗誤差，有同學(xué)提出了以下四條建議，其中可行的一條是 (填序號) 用一根導(dǎo)線短接 R或Rx 將R和R由串聯(lián)改為并聯(lián) 用