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    精编九年级全一册物理同步备课系列(人教版)第17.3节 电阻的测量(导学案)(原卷版+解析版)
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    人教版九年级全册第3节 电阻的测量优秀导学案

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    这是一份人教版九年级全册第3节 电阻的测量优秀导学案,文件包含精编九年级全一册物理同步备课系列人教版第173节电阻的测量导学案解析版docx、精编九年级全一册物理同步备课系列人教版第173节电阻的测量导学案原卷版docx等2份学案配套教学资源,其中学案共19页, 欢迎下载使用。

    第17.3节 电阻的测量(导学案)(解析版)
    【学习目标】
    1.知道使用电流表和电压表(伏安法)测量电阻的实验原理;
    2.会同时使用电流表和电压表测量导体的电阻;
    3.理解滑动变阻器在电路中的作用;
    4.了解灯丝电阻的特性;
    5.利用电流表、电压表测量小灯泡的电阻;
    6.设计实验电路图和实验操作步骤。
    【学习重点】
    根据所给的器材设计实验方案进行电阻的测量。
    【学习难点】
    实验电路的设计与连接、特殊方法测电阻。
    【自主学习】
    预习课本第80-第82页,回答下列问题:
    【复习检测】
    1.欧姆定律内容: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。
    2.表达式:;导出式:;;
    3.欧姆定律公式不能简单地从数学角度分析。在公式R=U/I中,不能说成:导体的电阻与导体两端电压成正比,与通过导体的电流成反比。因为R是导体的电阻,只与导体的材料、长度和横截面积等有关,而与导体两端的电压及通过导体的电流无关。
    4.如果能测出通过导体R的电流和其两端电压,即可利用导出式求出导体的电阻。
    【合作探究】
    分组进行以下探究活动,最后归纳总结:
    探究一:伏安法测电阻
    1.实验原理
    如果已知某导体两端的电压和通过它的电流,我们就可以通过公式算出它的阻值。受这个启发,如果要测一个定值电阻的阻值,我们就可以用电压表测出它两端的电压,同时用电流表测出通过它的电流,我们就可以算出它的阻值了。本实验的原理是。 
    2.实验设计与实验电路
    (1)在本实验中,我们测量的是定值电阻的阻值,如果只测一次就会使测量结果的误差较大,为了减小误差,我们需要多测几组数据,然后求电阻的平均值。
    (2)要想方便地改变定值电阻两端的电压和通过它的电流,我们需要在电路中串联滑动变阻器。移动滑动变阻器的滑片,改变定值电阻两端电压,实现多次测量。
    实验电路如图。

    3.实验表格:
    实验次数
    电压U/V
    电流I/A
    电阻R/Ω
    电阻平均值/Ω
    1




    2



    3



    4.实验步骤:
    (1)对照电路图连接实验器材。
    (2)闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数分别为1V、2V和3V,读出对应的电流值,将数据记录在设计的表格中。 
    (3)整理实验器材。
    (4)算出每一次的电阻值。
    (5)利用公式,求电阻的平均值。
    5.交流与评估
    (1)为了减小误差,实际测量中要改变待测电阻两端的电压,多次测量电流及电压的值,根据每次电压及电流的值算出电阻,最后求出电阻的平均值;
    (2)在伏安法测电阻中,用滑动变阻器来改变待测电阻两端的电压,闭合开关之前应该先使电路中的电流在开始测量时最小;
    (3)电压表和电流表要注意选择适当的量程。
    (4)连接电路时,开关要处于断开状态;若定值电阻阻值已知,可采用估算法选择电流表、电压表量程;若电阻阻值未知,则需采用试触法选择电流表、电压表量程;电压表、电流表的正、负接线柱接法要正确;闭合开关前,滑动变阻器接入电路的阻值应调到最大。
    探究二:伏安法测小灯泡的电阻
    1.实验原理:由欧姆定律的变形公式可知,只要知道了导体两端的电压和通过它的电流就可以计算出它的电阻。
    2.实验电路图

    3.实验器材:干电池、电流表、电压表、开关、小灯泡、滑动变阻器、导线等。
    4.进行试验
    (1)按电路图连接好电路。
    (2)移动滑动变阻器的滑片,使定值电阻两端的电压分别为2.5V、2V、1.5V,读出电流表的值,填入下表。
    (3)根据记录的数据算出三次小灯泡的电阻R。
    电压U/V
    2.5
    2
    1.5
    电流I/A



    电阻R/Ω







    5.数据分析与处理
    (1)分析小灯泡的电阻可以看出,在不同的电压下,小灯泡的电阻不同,电压越高时,电阻也越大,这与“电阻是导体本身的一种性质,与电压,电流无关”的说法是矛盾的,其实影响灯泡的电阻大小的根本因素是灯丝发光时的温度,电压越高时,电流也越大,小灯泡的亮度也越高,即灯丝的电阻随着温度的升高而增大。(如果在改变电压、电流时能保持灯丝温度一定,则灯丝的电阻仍不会改变。)
    (2)正是因为灯丝电阻在不同电压、电流下(实质是灯丝的温度不同)本身就不同,所以,不需要对不同情况下的电阻计算平均值,因为这样做是没有意义的。
    探究三:单表测电阻(特殊方法测电阻)
    仪器
    电路图
    步骤
    表达式
    电压表、定值电阻


    (1)如图,被测电阻R与已知电阻R0串联接入电路;
    (2)用电压表分别测R、R0两端的电压U1、U2
    R=_U1R0/U2_

    (1)如图连接电路,闭合两开关,记下电压表示数U1;
    (2)断开S2,记下电压表示数U2
    R=U1-U2/U2R0
    电流表、定值电阻

    (1)如图,被测电阻R与已知电阻R0并联接入电路;(2)用电流表分别测R、R0的电流I1、I2
    R=I2R0/I1

    (1)如图连接电路,闭合两开关,记下电流表示数I1;(2)断开S2,记下电流表示数I2
    R=I2R0/I1-I2
    电压表、滑动变阻器


    (1)如图连接电路,滑片置于阻值最小的位置,闭合开关,记下电压表示数U1;(2)滑片置于阻值最大的位置,记下电压表示数U2
    R=U2R0/U1−U2
    (R0为滑动变阻器的最大阻值)

    电流表、滑动变阻器


    (1)如图连接电路,滑片置于阻值最小的位置,闭合开关,记下电流表示数I1;(2)滑片置于阻值最大的位置,记下电流表示数I2

    R=I2R0/I1−I2
    (R0为滑动变阻器的最大阻值)
    电流表、电阻箱

    (1)如图连接电路,调节电阻箱R0,使电流表指针指向一个适当的位置,记下这时R0的阻值R1;(2)把R从电路中取下,调节R0的电阻,使电流表的指针指向刚才测量的位置,记下这时R0的阻值R2
    R=R2-R1 
    电流表、电阻箱

    (1)如图连接电路,断开开关S2,闭合开关S1,记下电流表示数I;(2)断开开关S1,闭合开关S2,调节电阻箱电阻的大小,观察电流表示数,使电流表示数为I,读出此时电阻箱电阻大小R0
    R=R0
    【课堂检测】
    1.如图是“伏安法测电阻”的实验电路图。关于该实验,下列说法正确的是(  )。

    A.实验原理是P=UI;
    B.滑动变阻器的作用是改变电源电压;
    C.多次测量取平均值是为了减小误差;
    D.实验结束,断开开关即可离开实验室
    【答案】C。
    【解析】A、在伏安法测电阻的实验中,用电压表测电阻两端的电压,用电流表测通过电阻的电流,故伏安法测电阻的实验原理是R=UI,故A错误;
    B、在伏安法测电阻的实验中,滑动变阻器一方面可以保护电路,另一方面可以改变电路中的电流与电阻两端电压,故B错误;
    C、在伏安法测电阻的实验中,为了减小误差应多次测量取平均值,故C正确;
    D、实验结束,应断开开关,拆除电路连接,整理完器材方可离开实验室,故D错误。
    故选:C。
    2.在“伏安法测量电阻”的实验中,下列说法正确的是( )。
    A.实验原理是欧姆定律;
    B.滑动变阻器的作用是保持用电器两端电压不变;
    C.定值电阻的电压、电流关系图象是一条曲线;
    D.实验必须测量三组数据
    【答案】A。
    【解析】“测量电阻”的实验原理是欧姆定律,故A正确;
    在探究电阻不变,电流与电压的关系时,为了改变电阻两端的电压,就需要通过改变滑动变阻器接入电路的阻值来实现,故B错误;
    定值电阻的电压、电流成正比,在U-I关系图象中是一条过原点的斜直线,故C错误;
    测量导体的电阻时,通过改变滑动变阻器接入电路的阻值,从而改变了待测电阻两端的电压和通过它的电流,可以多测几组数据,通过求平均值来减小误差,故D错误;故选A。
    3. 如图所示,电流表示数为I,电压表示数为U,不考虑温度对定值电阻的影响,则下列说法正确的是( )。

    A.U=0,R=0;
    B.U变大时,U/I变大;
    C.I变大时,U/I变小;
    D.U变大时,U/I不变
    【答案】D。
    【解析】导体两端的电压为U,通过的电流为I,由欧姆定律可得:R=U/I,导体的电阻为R=U/I;
    导体的电阻是导体本身的一种性质,电阻不随着电流和电压改变而改变,当导体两端的电压为0V时,导体的电阻不变,故A错误;
    当导体两端的电压变大时,导体的电阻不变,故B错误D正确;当通过导体的电流变大时,导体的电阻不变,故C错误,故选D.
    4.如图所示的四个电路中,电源电压保持不变,R0为已知阻值的定值电阻,不可以测出未知电阻Rx阻值的电路是( )。
    A. B. C. D.
    【答案】C。
    【解析】A图中当开关断开时,V测得是Rx两端的电压,开关闭合后R0被短路,V测得电源的电压,可推出开关断开时R0两端的电压,根据欧姆定律求出电路中的电流,已知URx和电流求出Rx的阻值;
    B中开关断开时根据电流和已知R0可求好粗电源电压,开关闭合后根据并联电路电流和电压关系可推出流过Rx的电流,根据欧姆定律进一步求出电阻;
    C中无论开关闭合或断开电压表测得都是电源的电压,无法求出Rx的值;
    D中开关闭合时可求出电源电压,开关断开时根据欧姆定律可求出Rx两端的电压,进而求出Rx的阻值,故选C。
    5.利用电压表与电流表测电阻的方法叫做“伏安法”,如图所示,“伏安法”测电阻R的电路图应该是(  )。
    A. . C. D.
    【答案】A。
    【解析】伏安法测灯泡电阻,电源、滑动变阻器、灯泡、电流表、开关组成串联电路,电压表并联在待测灯泡两端,电路图如图所示:

    故选:A。
    6.如图所示,是一种“伏安法”测电阻的电路图,下列关于电阻Rx的测量误差及其产生原因的说法中正确的是(  )。

    A.测量值偏大,由于电流表有内阻;B.测量值偏小,由于电压表有内阻;
    C.测量值偏大,由于电压表有内阻;D.测量值偏小,由于电流表有内阻
    【答案】B。
    【解析】图中是电流表外接法,由于电压表的分流作用,电流测量值偏大,电压测量值准确,
    由I=UR的变形式R=UI可知,电阻测量值偏小,等于电阻R与电压表内阻并联后的总电阻。
    故ACD错误,B正确。
    故选:B。
    7.在用伏安法测电阻的实验中,下列注意事项错误的是 (  )。
    A. 电流表必须串联在被测电阻和滑动变阻器之间;
    B. 连接电路时,开关要断开;
    C. 在无法估计被测电流、电压大小时,电流表、电压表应选用较大量程;
    D. 闭合开关前,滑片应移到变阻器接入电路阻值最大处
    【答案】A。
    【解析】电流表在使用时,必须串联在电路中,要测通过电阻的电流只要串联在电阻的电路中即可,没有必要非要串联在被测电阻和滑动变阻器之间,A错误,符合题意;
    为保护电路,防止连接最后一根导线时电路中的电流过大,烧坏电路原件,连接电路时开关应断开,B正确;
    在无法估计被测电压、电流的大小时,电流表、电压表应选用较大的量程,可以保护电表,C正确;
    为防止电路中电流过大烧坏用电器,闭合开关前,保护电路的滑动变阻器应处于最大阻值处,D正确;故选A。
    8.有一只额定电压为2.5 V的小灯泡,某同学在1 V电压下测出它的电阻,接着又将该灯泡两端电压调到2.5 V测出其电阻,该同学发现后一次电阻比第一次大许多,这是因为(  )。
    A. 实验方法不对 B. 实验误差
    C. 导体的电阻跟温度有关 D. 实验错误
    【答案】C。
    【解析】由于灯丝的电阻随着温度变化而变化,当灯的电压不同时,灯丝发光时的温度也不同,其电阻也不同,故选C。
    9.利用伏安法测电阻时常常用到如图所示的两种电路,某同学实验时所用电流表的内阻约为10Ω,电压表的内阻约为20kΩ,待测电阻的阻值约为100Ω,为了减小误差,他应该采用图   (填“甲”或“乙”)所示的连接方法,利用该方法进行实验时,测量结果会偏   (填“大”或“小”)。

    【答案】(1)甲;(2)小。
    【解析】因为 RVR=20000Ω100Ω=200; 而RRA=100Ω10Ω=10,故待测电阻相对于电压表内阻较小,故与电压表并联时,电压表分流较小,故采用接法甲误差较小;
    由甲图可知:通过待测电阻的电流是Rx和电压表并联后的总电流,则电流值偏大,根据R测=UI可知:测量结果会偏小。
    10.小金同学在做“测量小灯泡电阻”的实验中,所用小灯泡正常发光时电压为2.5V。

    (1)请你根据图甲,用笔画线代替导线,将图乙中的电路图连接完整(要求:滑动变阻器滑片P向右移动时灯泡变暗,且导线不交叉)。
    (2)实验过程中若误将电压表与电流表互换位置,则两只电表的示数为    。
    A.电压表无示数,电流表有示数
    B.电压表有示数,电流表无示数
    (3)丙图是实验过程中小灯泡两端电压﹣电流关系图,根据图像,小灯泡正常发光时的电阻是    Ω。
    (4)在操作过程中,电流表指针如图丁所示,若要使小灯泡正常发光,滑片应向    (选填“A”或“B”)端滑动。
    【答案】(1)如图所示;(2)B;(3)12.5;(4)B。
    【解析】(1)滑动变阻器滑片P向右移动时灯泡变暗,说明电路电流变小,滑动变阻器电阻变大,故滑动变阻器应接左下接线柱,即A端,如图所示:

    (2)电压表和电流表位置互换,电压表串联接入电路,电路相当于断路,电路中没有电流流过,由于电压表的正负接线柱与电源两极相连,所以电压表有示数,故选B;
    (3)小灯泡正常发光时电压为2.5V,由图丙可知此时电流为0.2A,小灯泡正常发光时的电阻:
    R=UI=2.5V0.2A=12.5Ω;
    (4)图丁所示电流表的示数为0.24A,小灯泡正常发光时电流为0.2A,所以滑动变阻器的电阻应变大,故滑片应向B端滑动。


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