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    人教版物理九年级17.3《电阻的测量》教学设计
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    人教版物理九年级17.3《电阻的测量》教学设计01
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    初中人教版第3节 电阻的测量教案设计

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    这是一份初中人教版第3节 电阻的测量教案设计,共22页。教案主要包含了提出问题,设计实验,实验器材,设计表格,进行实验,数据处理,分析与讨论,交流与评估等内容,欢迎下载使用。


    年级
    九年级
    授课时间
    课题
    17.3 电阻的测量
    教学
    目标
    1. 进一步掌握使用电流表、电压表的方法。
    2. 学会用伏安法测电阻。
    3. 加深对欧姆定律及其应用的理解。
    教材
    分析
    用伏安法测电阻是电学里的一个基本实验,属欧姆定律变换式的具体应用。安排这个实验,在理论方面可以加深对欧姆定律和电阻概念的理解和掌握;在实践方面可以给学生提供初中常用电学器材综合使用的机会,有利于学生熟练地掌握电路的连接、电流表和电压表的读数、滑动变阻器的使用等基本技能,从而提高学生动手操作的能力。在前两节实验教学的基础上,学生对于所用的实验电路、实验步骤已较熟悉,因此本节的难点是如何引导学生分析实验数据,发现规律,加深对电阻概念的认识。根据实验原理设计电路图,并且能用滑动变阻器来改变待测电阻两端的电压是本节的教学重点。在教学中,可以把整节内容分为:设计实验、进行实验与收集证据、分析与讨论三个环节进行教学组织。
    教学
    器材
    电池组、开关、导线若干、小灯泡、定值电阻、电流表、电压表、滑动变阻器。多媒体ppt,包含视频:《用伏安法测电阻》、《用伏安法测小灯的电阻》、《特殊方法测电阻》等。
    教学过程
    教师活动
    学生活动
    导入新课
    【提问】前面我们学习过电阻器(电阻),它是一种重要的电子元件,在科技产品中有着重要的应用(手机、电视机、电脑等都要用到电阻器)。电阻器的阻值是有大小的,有的用数字直接标在上面,有的用色环表示。现在有一电阻器,上面所标的阻值数看不清楚,你能想办法测出吗?
    这节课学习—《17.3电阻的测量》。
    思考问题,进入情景.
    学习新课 一、伏安法测电阻
    【提出问题】如何测定一个定值电阻的阻值大小?需要哪些实验器材?为了减小误差,应该采取什么方法?
    【设计实验】由欧姆定律的变形公式R=UI可知,用电流表测出通过定值电阻的电流I,用电压表测出定值电阻两璃的电压U,把实验数据代入R=UI ,即可求出定值电阻的阻值大小。
    为了减少实验误差,实际测量中要改变待测电阻两端的电压,多次测量电压及电流的值,求出每次的电阻值,最后求电阻的平均值。
    方案一:通过改变电池的节数改变待测电阻两端的电压。
    方案二:使用滑动变阻器改变待测电阻两端的电压。
    串联一个滑动变阻器,移动滑片,就可以改变定值电阻两端的电压和流过的电流。电路设计如图所示,当变阻器的滑片P向左移动时,变阻器连入电路的阻值变小,则待测电阻两端的电压变大,通过的电流也变大。
    【实验器材】电池组、开关、导线若干、定值电阻、电流表、电压表、滑动变阻器。
    【设计表格】
    实验序号
    电压U/V
    电流I/A
    电阻R/Ω
    电阻平均值R/Ω
    1
    2
    3
    【进行实验】
    ①根据电路图连接电路。
    ②闭合开关,移动滑动变阻器的滑片来改变待测电阻两端的电压,记下相应的电压表示数和电流表示数并填在表中。
    ③断开开关,整理器材,结束实验。
    ④算出待测电阻的阻值大小及电阻的平均值并填入表中。
    【数据处理】
    将每次测量的电压值、电流值代入公式,分别求出待测电阻的阻值R1、R2、R3,计算出它们的平均值。
    R =(R1+R2+R3)/3
    【分析与讨论】
    当定值电阻两端的电压改变时,通过它的电流也随之而改变,但电压与电流的比值不变,即电阻不变,同时证明了导体的电阻是由自身的性质所决定的,与电压和电流无关。
    【交流与评估】对实验过程进行评估:
    ①连接电路时,开关是否处于断开状态;
    ②滑动变阻器滑片是否滑到最大阻值处,滑动变阻器在本实验中的作用是什么;
    ③电流表、电压表的“+”“-”接线柱是否接反了;
    ④是否通过“试触”进行量程选择;
    ⑤是否认真检查电路,确认无误后才闭合开关等。
    【播放视频】——《伏安法测电阻》
    【例题1】如图是“伏安法测电阻”电路图,下列说法中错误的是( )
    A.在连接电路时,应将变阻器滑片调至最右端
    B.连接电路时,要使电流从电压表和电流表的“+”接线柱流入,“-”接线柱流出
    C.多次测量是为了求平均值减小误差
    D.向左移动滑动变阻器的滑片时,电流表、电压表的示数都变大,R的阻值也变大
    【答案】D.
    【解析】A.为保护电路,连接电路时,应将滑片移至阻值最大处,即调至最右端,故A正确;
    B.连接电路时,要使电流从电压表和电流表的“+”接线柱流入,“-”接线柱流出,否则指针会反向偏转而损坏电表,故B正确;
    C.定值电阻的阻值不变,多次测量求平均值是为了减小误差,故C正确;
    D.向左移动滑片,变阻器的阻值变小,由I=U/R可知,电路中的电流变大,由UR=IR可知,定值电阻两端的电压变大,但电阻的阻值不变,故D错误。故选D。
    【例题2】用如图甲的电路测量定值电阻R的阻值。
    (1)实验原理是 ________。
    (2)将图乙电路完成,要求滑片向左滑时电阻变小。_____
    (3)正确连接电路后,闭合开关前,滑动变阻器的阻值应处于____端。
    (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 ____(填“变大”或“变小”),当滑片P滑到某一位置时,电流表的示数为0.5A,电压表的示数如图丙。由此可知被测电阻的阻值R=___Ω。
    (5)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
    【答案】(1)R=U/I;(2)见解析;(3)右;(4)变大,5;(5)B.
    【解析】(1)伏安法测电阻,用电压表测电阻两端电压,用电流表测通过电阻的电流,根据原理 R=U/I 计算电阻。
    (2)滑动变阻器接一个上接线柱和一个下接线柱串联在电路中,
    滑片向左移动时,接入电路的电阻变小,滑动变阻器应接左下端接线柱,如图:
    (3)为保护电路,闭合开关前,变阻器的阻值应处于阻值最大处,即最右端。
    (4)将图甲中的滑动变阻器的滑片P向左移动时,滑动变阻器接入电路的阻值变小,电路中的总电阻变小,由I=U/IR可知,电路中的电流变大,即电流表的示数变大。
    由图乙所示可知,电压表示数为2.5V,则电阻R0的阻值为
    R0 =UI =2. 5V0.5A=5 Ω
    (5)多次测量取平均值作为测量结果可减小误差。该同学完成一次实验后,为确保测量结果的准确性,接下来的操作是调节滑动变阻器的滑片P到不同位置,改变电阻的电压和电流再进行几次测量。故选B。
    根据老师所提问题,设计出测量电阻的电路图、实验器材并进行交流。
    评估两个实验方案,一般情况下,用方案二。
    进行分组实验,注意收集证据。
    进行三次测量并计算出电阻的平均值。
    进行交流评估。

    观看视频,了解测电阻的规范操作步骤。
    做例题并进行回答,进一步了解并掌握伏安法测电阻的基本要求。
    学习新课 二、测小灯泡的电阻
    将上述实验中的定值电阻换成小灯泡,用同样的方法测量小灯泡的电阻。
    【实验目的】用电压表、电流表测小灯泡的电阻
    【实验原理】 R=UI
    【实验器材】电源、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、小灯泡。
    【实验步骤】
    ①按电路图连接实物。
    ②闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,记录电压表、电流表的示数。
    ③多次调节滑动变阻器的滑片,重复上述实验。
    【数据处理】
    实验序号
    电压U/V
    电流I/A
    电阻R/Ω
    灯泡亮度
    1
    2
    3
    将测量的电压值、电流值代入公式R=UI,分别计算出小灯泡的阻值R1、R2、R3。
    【分析与讨论】
    (1)比较计算出的几个电阻值,电阻的大小相同吗?
    (2)由计算结果可知,当小灯两端电压越大时,灯丝的电阻怎样变化?分析原因。
    【归纳】(1)比较计算出的几个电阻值,发现电阻的大小不相同。
    (2)由计算结果可知,当小灯两端电压越大时,灯丝电阻越大。原因是当灯两端电压变大时,灯丝温度升高。所以测量小灯泡电阻时不能求平均值。
    【播放视频】——《测小灯泡的电阻》
    伏安法测定值电阻与伏安法测小灯泡电阻的实验比较
    项目
    测定值电阻
    测小灯泡电阻
    实验原理1
    R=U/I
    电路图
    实验过程
    多次测量
    多次测量
    数据处理
    分别计算出每次测量的电阻,然后求出平均值
    分别计算每次测量的灯泡电阻,然后寻求普遍规律
    实验结论
    平均值为所求的电阻值
    当小灯两端电压越大时,灯丝电阻越大。
    【例题3】在“测量小灯泡电阻”的实验中,已知小灯泡的额定电压为2. 5V,正常工作时阻值大约为8Ω。
    (1)如图甲所示,小涛同学即将连好最后一根导线A,他的同桌制止了他,说小涛连接的电路有两处错误,分别是:_______________;___________。小涛根据同桌的意见进行了改正;
    (2)实验过程中某一时刻,电压表指针位置如图乙所示,示数为____V;
    (3)小涛将数据记录在下表,数据都正确,请你指出他设计的表格中的错误:__________。
    实验
    次数
    电压
    U/V
    电流
    I/A
    电阻
    R/Ω
    电阻平均值R/Ω
    1
    0.5
    0.16
    3.1
    6.1
    2
    1.3
    0.21
    6.2
    3
    2.5
    0.28
    8.9
    【答案】(1)连接电路时开关没有断开,电流表选了大量程;(2)1.7;(3)求小灯泡电阻的平均值了。
    【解析】(1)连接电路时,为了保护电路,开关应该处于断开状态,所以小涛所连接电路的其中一处错误是连接电路时开关没有断开;
    已知小灯泡的额定电压为2. 5V,正常工作时阻值大约为8Ω,则灯泡正常工作时的电流大约为
    I =UR =2. 5V8Ω=0.3A
    为了读数更精确,电流表应选小量程,故另一错误是电流表选了大量程.
    (2)由图甲可知,电压表选择的是小量程,此时示数为1.7V。
    (3)小灯泡的阻值随灯丝温度的变化而变化,实验中小灯泡两端的电压不同,灯丝的温度不同,灯泡的电阻发生变化,所以求灯泡阻值的平均值没有意义。所以他设计的表格中的错误是求灯泡电阻的平均值了。
    【例题4】如图甲所示是“测量小灯泡电阻”的实验电路,已知小灯泡正常发光电压为3.8V。
    电压U/V
    电流I/A
    灯泡亮度
    1
    0.2
    灯丝暗红
    2
    0.25
    微弱发光
    3.8
    正常发光
    (1)实验中电压表所选的量程是______V;
    (2)正确连接实物图,闭合开关,要将滑动变阻器滑片向______移动(选填“左”或“右”),完成第二次测量,表格中第3次电流表示数如图乙所示______A;
    (3)由表格数据算出小灯泡正常发光的电阻为______Ω(保留一位小数),同时可知灯丝电阻是变化的,可能是受______的影响。
    【答案】(1)0~15;(2)0.3;(3)12.7,温度;
    【详解】(1)灯的额定电压为3.8V,所以电压表选择大量程,故实验中电压表所选的量程是0~15V。
    (2)由表格数据可知,第二次与第一次相比,小灯泡中的电流变大,所以滑动变阻器接入电路的电阻减小,故滑片向左移动。
    由图乙可知,电流表选用小量程,所以电流表的示数为0.3A。
    (3)小灯泡正常发光电压为3.8V,则小灯泡正常发光时的电阻
    R=U/I=3.8伏/0.3安=12.7欧
    根据表格数据由欧姆定律计算可知,第一次实验灯丝的电阻
    R1=U1/I1=1伏/0.2安=5欧
    第二次实验灯丝的电阻
    R2=U2/I2=2伏/0.25安=8欧
    电阻逐渐增大,可能是受温度的影响。
    设计实验,会利用伏安法测定小灯泡的电阻。
    进行实验,收集证据。
    进行分析讨论,知道测量小灯泡电阻时不能求平均值。
    观看视频。
    比较两个实验的异同点。
    做例题,检查对所学知识的掌握情况。
    学习新课 三、特殊方法测电阻
    在只有电压表或电流表时,可利用已知定值电阻R0(或已知规格的滑动变阻器R)完成待测电阻的测量。
    1. 单伏法测电阻(利用电压表测量)
    (1)方法一:
    ① 把定值电阻R0和未知电阻Rx串联起来接入电路,如图所示。
    ②用电压表分别测量出两者的电压U0、Ux。
    ③计算出未知电阻Rx阻值的表达式:
    I0 =Ix U0R0 = Ux Rx Rx= Ux U0 R0
    (2)方法二:
    ①如图所示,首先将开关S、S0闭合,读出电压表的示数,记为U;然后断开开关S0,读出电压表的示数为Ux。
    ②计算未知电阻RX阻值的表达式:
    定值电阻R0两端的电压为U-Ux,
    则电路中的电流为 Ix =I0= U-UxR0
    未知电阻 Rx = Ux Ix = UxU-Ux R0
    方法二 方法三
    (3)方法三
    ①可把未知电阻Rx和滑动变阻器R' 和串联起来,如图所示。
    ②如图所示,滑片置于阻值最小的位置,闭合开关,记下电压表示数U1;滑片置于阻值最大的位置,记下电压表示数U2。
    ③计算出未知电阻RX阻值的表达式为:
    Ix = IR' U2Rx = U1-U2R' Rx = U2R'U1-U2
    2. 单安法测电阻(利用电流表测量)
    (1)方法一:
    ①如图所示,闭合S和S1,记录电流表的示数为I1;
    ②闭合S断开S1,记录电流表的示数为I2;
    ③用R0和测量出来的物理量表示Rx。
    闭合S和S1,电流表测量R0和Rx并联的总电流的示数为I1;闭合S断开S1,电流表测量通过Rx的电流为I2,根据U=IR求出并联电路各支路两端的电压U=(I1-I2)R0
    电阻Rx的阻值 Rx= (I1-I2)R0I2
    (2)方法二
    如图所示,闭合开关S1、S2,记下电流表示数为Ix;断开开关S2,记下电流表示数为I;推导Rx阻值的表达式:
    电源电压为U=IxRx
    断开开关S2,电流为I,电源电压为U=I(Rx+R0)
    电阻Rx的阻值 Rx=IR0 Ix-I
    方法二 方法三
    (3)方法三:如图所示,滑片置于阻值最小的位置,闭合开关,记下电流表示数为Ix;滑片置于阻值最大的位置,记下电流表示数为I,则未知电阻Rx阻值的表达式为:
    Rx= IR'Ix- I (R′为滑动变阻器的最大阻值)
    【例题5】某物理实验小组正在使用“伏安法”测量未知电阻Rx阻值,实验电路如图甲所示(电源电压3V)。
    (1)请你用笔画线代替导线,将图甲中电路连接完整,导线不得交叉______;闭合开关S前,应将滑动变阻器滑片P移到最______端(选填“左”或“右”)。
    (2)闭合开关后,发现电流表无示数,电压表有示数且示数接近3V,则电路故障原因可能是______。
    (3)排除故障后,当滑片移到某一位置时,电压表示数为1.6V,电流表示数如图乙所示,其读数为______A,则未知电阻Rx______Ω。接下来测量多组实验数据算出Rx平均值,这是为了减小测量带来的______。
    (4)实验中电流表突然损坏,小组同学经过讨论设计了一种实验方案也可测出Rx阻值。电路如图丙所示,电源电压未知且恒定不变,a、b为滑动变阻器左右两个端点,滑动变阻器最大阻值为Rmax,请你把以下测量步骤补充完整。
    ①闭合开关S,滑片p移到a端时,读出电压表示数为U1;
    ②闭合开关S,______,读出电压表示数为U2;
    ③待测电阻Rx______(用已知和测量出的物理量符号表示)。
    【答案】(1)见下图,右;(2)Rx断路;(3)0.16,10,误差;(4) 滑片P移到b端时, EQ \F(U2, U1- U2) Rmax
    【详解】(1)因为电源电压为3V,所以电压表选择0~3V的量程,使用“伏安法”测量未知电阻 Rx 的阻值时,应将电压表并联与被测电阻并联,如图所示
    为了保护电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片置于阻值最大的一端,故应将将滑动变阻器滑片P移到阻值最大的右端。
    (2)电流表无示数,说明电路中出现断路,电压表有示数,且示数接近于电源电压,说明与电压表并联的地方出现断路,则电路故障原因可能是Rx断路。
    (3)由乙图可知,电流表选0~0.6A的量程,分度值为0.02A,示数为0.16A。未知电阻的阻值为
    R= EQ \F(U,I) = EQ \F(1.6V,0.16A) =10Ω
    多次测量就平均值可以有效的减小误差,所以接下来测量多组实验数据,算出Rx平均值,这是为了减小测量带来的误差。
    (4)未知电阻是一个定值电阻,利用滑动变阻器可以改变电路中的电流,记录多组电压、电流值,所以还可以探究电阻一定时,电流与电压的关系,故A符合题意,B不符合题意。
    故选A。
    (5)①闭合开关S,滑片P移到a端时,滑动变阻器接入电路中的阻值为0,即只有Rx接入电路,此时电压表测电源电压,读出电压表示数为U1,即电源电压U′=U1。
    ②闭合开关S,滑片P移到b端时,滑动变阻器与Rx串联,且滑动变阻器接入电路中的阻值最大为Rmax,此时电压表测Rx两端的电压,读出电压表示数为Ux=U2。则此时滑动变阻器两端的电压为
    U滑=U′-Ux=U1-U2
    电路中的电流为I= EQ \F(U滑, Rmax) = EQ \F(U1- U2, Rmax)
    ③则未知电阻的阻值为
    【例题6】现要测量电阻Rx的阻值,提供的实验器材有:待测电阻Rx(约5Ω)、两节干电池、电流表、电压表、滑动变阻器、开关及导线若干。
    图1 图2 图3
    (1)正确连线后(如图1所示),闭合开关,移动滑片P,电流表示数几乎为零,电压表示数接近电源电压且几乎不变。若电路中只有一处故障,可判断该故障是 ___________;
    (2)排除故障继续实验,某次测量,电流表的示数为0.50A,电压表的示数如图2,该示数为_______V,则Rx=______Ω;
    (3)某同学利用电源(电压未知)、电阻箱(0~999.9Ω)和电流表(指针能正常偏转,但刻度盘示数模糊不清)等器材,测电阻Rx的阻值,设计的电路如图3。完成下列实验步骤:
    ①正确连接电路,断开S1、S2,将电阻箱R阻值调至最大;
    ②___________,标记电流表指针所指的位置;
    ③___________,记下电阻箱阻值R0;
    ④电阻Rx=___________。(用测得量的符号表示)
    【答案】(1)待测电阻Rx断路;(2)2.6,5.2;(3)断开开关S2,闭合开关S1;断开开关S1,闭合开关S2,调节电阻箱R的阻值,使电流表指针对准②的标记;R0。
    【详解】(1)若电流表示数几乎为零,说明电路可能断路;电压表示数接近电源电压,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的支路以外的电路是完好的,则与电压表并联的支路断路了,即Rx断路。
    (2)图中电压表选用小量程,分度值0.1V,因此待测电阻两端电压U=2.6V,又待测电阻中通过的电流I=0.5A,根据欧姆定律公式变形得
    R =UI = =5.2Ω
    (3)电源电压不变,断开开关S2,闭合开关S1,标记电流表指针所指的位置(设为I);断开开关S1,闭合开关S2,调节电阻箱R的阻值,使电流表指针对准I标记,即两次的电流相等,根据欧姆定律变形公式R=U/I,等效替代可知:待测电阻Rx的阻值等于电阻箱的接入电阻R0。








    1. 实验“伏安法测电阻”。
    (1)请画出该实验的电路图______;
    (2)该实验的原理是__________;
    (3)按电路图连接电路时,开关应_____,滑动变阻器应_______,电表应_____;
    (4)实验中要记录相关数据,请设计出你的实验数据记录表格______;
    (5)根据你所学的知识,在坐标系中大致画出定值电阻的U-I图象______ 。
    【答案】(1)见下图;(2)R=U/I;(3)断开,滑片置于最大阻值处,选择合适量程
    ;(4)见下图;(5)见下图。
    【详解】(1)根据实验原理知:伏安法测电阻时,电源、开关、滑动变阻器、待测电阻、电流表组成串联电路,电压表测待测电阻两端的电压,电路图如图所示。
    (2)伏安法测电阻的原理是R=U/I。
    (3)为了保护电路,按电路图连接电路时,开关应断开,滑动变阻器滑片置于最大阻值处,电压表和电流表要选择合适量程。
    (4) 实验需记录的数据有电压、电流,计算电阻,另外由于要多次测量,所以设计的表格如图.
    (5)通过同一电阻的电流与电压成正比,则定值电阻的U-I图象如图所示。
    第一次
    第二次
    第三次
    电压U/V
    电流I/A
    电阻R/Ω

    2. 在用“伏安法测电阻”的实验中,有两位同学分别选用定值电阻和小灯泡为测量对象,在处理实验数据时,分别画出了U-I的图像,如图甲、乙所示。则对于图像的分析,以下说法错误的是( )
    A.由甲图可知,定值电阻的阻值为1Ω
    B.由甲图可知,电阻是导体自身的性质,它不随导体两端的电压和导体中的电流改变而改变
    C.由乙图可知,小灯泡的电阻跟灯丝的温度有关
    D.为了减小误差,应该用多次测量取平均值的方法,测定小灯泡的电阻
    【答案】D
    【详解】AB.根据图甲可知,电压与电流成正比,因此该电阻为定值电阻,电阻是导体自身的性质,它不随导体两端的电压和通过导体的电流改变而改变;根据图示可知,当电阻两端电压为3V时,通过电阻的电流为3A,定值电阻的电阻为
    R =UI = 3V3A =1Ω
    故AB正确,不符合题意;
    C.由乙图可知,电压与电流不成正比,当灯泡两端电压改变时,灯泡的阻值也随之发生变化,因此小灯泡的电阻跟丝的温度有关,故C正确,不符题意;
    D.测定小灯泡的电阻时,多次测量是为了寻找灯丝电阻与温度的关系,不能求平均值减小误差,故D错误,符合题意。
    所以选D。
    3. 如图是某同学为测量标有“2.2V 0.25A”的灯泡电阻而连接的电路,小华认为电路的连接有下列错误:
    ①滑动变阻器的金属杆连入电路,不能改变电阻;
    ②滑动变阻器未置于最大阻值处,不能保护电路;
    ③电流表的正负接线柱接反,指针会反偏;
    ④电压表未选择0~15V量程,读数不准确。
    你的判断是( )
    A.①②③ B.②③④C.①③④ D.①②③④
    【答案】A。
    【解析】①②由图知,滑动变阻器同时接上面两个接线柱,接入电路的阻值为0,连接错误;闭合开关前,为保护电路,应将滑片滑到最大值处,图中滑片在中间,故①②符合题意;
    ③电流必须从电流表的正接线柱流入,负接线柱流出,由图可知:电流表正负接线柱接反了,故③符合题意;
    ④由图知电源电压是1.5V×2=3V,为了读数准确V表应选0~3V量程,故④不符合题意;
    综上所述,正确的有①②③,故BCD不符合题意。所以选A。
    4.如何用一个电压表和一个已知电阻来测量某未知电阻?小明同学关于这一问题设计了如图所示的电路。已知R1为10Ω,闭合S,断开S1时,电压表的读数是2.0V,再闭合S1时电压表的示数是3.0V。(已知整个实验过程中电池的电压不变),求被测电阻R2的阻值。
    【答案】5Ω.
    【解析】由图知,开关S、S1闭合时,电路为R1的简单电路,则电源的电压U=3V;当开关S闭合、S1断开时,R1与R2串联,电压表测R1两端的电压为2V,所以R2两端的电压U2=U-U1=3V-2V=1V
    因串联电路中各处的电流相等,所以,电路中的电流
    I =U1R1 =U2R2 2V10Ω =1VR2 解得R2 =5Ω
    5. 小明打算测量未知电阻的阻值.
    (1)小明连接电路并闭合开关后,如图1所示,操作中的一处不妥之处为____;
    (2)实验时,小明改变电阻Rx两端的电压,进行了三次测量,并记录数据如下表格所示,表格不足之处是________;在第三次测量中电流表的示数如图2所示,根据三次实验数据可得,定值电阻Rx的阻值为______Ω;(结果保留一位小数)

    实验次数
    电压U
    电流I
    电阻R
    电阻Rx
    1
    1.5
    0.31
    4.8
    2
    2
    0.4
    5
    3
    2.5
    【答案】(1)闭合开关前,没有将滑动变阻器的滑片调到最大阻值处。(2)物理量后无单位,5.0。
    【解析】(1)为了保护电路,闭合开关前,要将滑动变阻器的滑片调到最大阻值处;由图知,此时变阻器滑片在中央位置,没有将滑动变阻器的滑片调到最大阻值处。
    (2)记录数据的表格应标上物理量的单位,表格不足之处是物理量后无单位。
    电流表使用0~0.6A量程,此时读数为0.48A,所以第三次测量电阻的测量值为
    R3=U3I3= Ω
    为减小误差,多次测量的平均值作为测量结果,为
    Rx=R1+R2+R33=4.8Ω+5.0Ω+5.2Ω3 =5.0 Ω
    6.在“测量电阻的阻值”实验中:
    ①请用笔线代替导线,将图甲实验电路补充完整,要求滑动变阻器的滑片P向右移动时,电流表示数变大;___
    ②连接完电路后,闭合开关,发现电流表、电压表有示数均很小,无论怎样移动滑片P都不能改变两只电表的示数。出现问题的原因是:____________________;
    ③解决问题后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,进行多次测量。当电压表示数为2V时,电流表示数如图乙所示为____A,则电阻R的阻值为____Ω;
    ④把图甲的电阻R换成小灯泡L,重复上述实验,测量小灯泡的电阻。图丙是根据两次实验数据绘制的I−U图像,其中表示小灯泡电阻的图像是______(选填“a”或“b”),判断的依据是______。
    【答案】①见下图;②将变阻器的下面两个接线柱同时连入了电路中;③0.2,10;④a。
    【解析】①滑动变阻器接入电路的要求是一上一下接入电路,又因为滑动变阻器的滑片向右移动时,电流表示数变大,说明变阻器接入电路的阻值变小,故变阻器应选右下接线柱与右上接线柱接入电路中,并且与电阻串联,如图所示:
    ②连接完电路后,闭合开关,电流表、电压表示数均很小,说明电路为通路且电阻两端的电压和通过电阻的电流很小,电路中的电阻较大,怎样移动滑片都不起作用,导致该故障的原因是:将变阻器的下面两个接线柱同时连入了电路中。
    ③小灯两端电压为2V,电流表选用的量程为小量程,分度值0.02A,所以电流表的示数为0.2A,可知电阻的阻值为 R =UI = 2V0.2A =10 Ω
    ④小灯泡的电阻受温度影响,随着温度的升高而增大,不是一个定值,如图丙所示,表示小灯泡的I−U图像是图像a。
    7.在“用伏安法测小灯泡电阻”的实验中,待测小灯泡额定电压为2.5V。
    (1)请用笔画线代替导线,将图甲的实物图未连接部分补充完整(连线不得交叉)________;
    (2)当开关闭合后,发现小灯泡不亮,电压表示数接近电源电压,电流表无示数,可能是因为________;
    (3)根据I-U图像,如图乙所示,分析图像可知,小灯泡正常工作时电阻为________Ω;
    (4)分析图像,小灯泡灯丝两端的电压增大时,其电阻_____(变化/不变)。
    【答案】(1)见下图;(2)灯泡断路;(3)10;(4)变化。
    【详解】(1)用伏安法测小灯泡电阻时,电流表要串联在电路中,电压表要并联在灯泡两端测灯泡两端的电压,依题意可知,待测小灯泡额定电压为2.5V,没有超过3V,所以电压表接0~3V的量程,由乙图可知,通过小灯泡的电流没有超过0.6A,所以电流表接0~0.6A的量程,实物图连接如图所示:
    (2)由电路图知,灯泡与滑动变阻器串联,当开关闭合后,灯泡不亮,电流表无示数,则故障是断路,电压表示数接近电源电压,则故障是灯泡断路.
    (3)由乙图可知,小灯泡额定电压为2.5V时,通过小灯泡的电流为0.25A,小灯泡正常工作时电阻为 R =UI = 2V0.2A =10 Ω
    (4)I-U图像的斜率为电阻的倒数,由图像可知,小灯泡灯丝两端的电压增大时,图像的斜率变小,说明 1R 在变小,即电阻在变大,所以小灯泡灯丝两端的电压增大时,其电阻在变化且在变大。
    8. 晓亮利用阻值为R0的定值电阻和一块电流表测量未知电阻Rx的阻值.他选择了满足这个实验要求的器材,并连接了部分实验电路,如图所示.
    (1)为了测出电阻Rx的阻值,请添加一根导线完成图所示的实验电路的连接__;
    (2)开关S1、S2都闭合时,电流表的示数为I1;只闭合开关S2时,电流表的示数为I2,请用I1、I2和R0表示Rx,R x=_______。
    【答案】(1)见下图;(2)I2R0I1-I2.
    【详解】(1)根据要求,当开关都闭合时,电流表示数为I1,当只闭合S2时,其示数要发生变化,则判断出一次测量干路电流,一次测量R0支路电流I2,连线如图所示.
    (2)根据如图所示的电路图,则电源电压为U=I2R0,通过Rx的电流为I1-I2,故未知电阻的大小为R x= UI = I2R0I1-I2
    9.如图甲所示是测量未知电阻Rx的实验电路,定值电阻R0=15Ω。
    (1)请完善实验步骤
    ①只闭合开关S、S1,读出并记录电压表示数U1;
    ②只闭合开关___________,读出并记录电压表示数U2;
    (2)若U1 =1.5V,U2的大小如图乙所示,U2 =______V,则Rx =______ Ω。
    (3)为了多测几组实验数据减小实验误差,实验电路应如何改进?请画出改进后的电路图。___________
    【答案】(1)②S、S2 ;(2)2.5,10;(3)为了减小实验误差,可在电路中串联一个滑动变阻器,改变R0、Rx的两端电压大小,进行多次测量,电路设计如图所示。
    【详解】②由甲可知,只闭合开关S、S1时,R0与Rx串联,电压表测量R0两端的电压,即U0=U1,根据串联电路电流规律可知 Ix =I0 =U0R0 =U1R0
    由甲可知,闭合开关S、S2时,R0与Rx串联,电压表测量R0与Rx两端的总电压,即U=U2,根据串联电路电压规律可知Ux=U-U0=U2-U1
    Rx=UxRx=U2-U1U1/R0
    (2)由图乙可知,电压表所选量程为0~3V,其示数即U2=2.5V.
    Rx的阻值Rx=U2-U1U1/R0 =2.5V-×15Ω=10Ω
    (3)为了减小实验误差,可在电路中串联一个滑动变阻器,改变R0、Rx的两端电压大小,进行多次测量,电路设计如图所示:
    10. 如图所示是小阳测量未知电阻Rx的实验电路,电源两端电压不变,其中R0为阻值已知的定值电阻。当只闭合开关S1时,电流表的示数为I1;开关S1、S2都闭合时,电流表的示数为I2。则下列四个选项中,Rx的表达式正确的是( )
    A. Rx=I2-I1 I2 R0 B. Rx=I2R0 I1 C. Rx=I1R0 I2-I1 D. Rx=I1R0 I2
    【答案】C.
    【解析】当只闭合S1时,电流表的示数为I1,此时只有R0接入电路,
    可求得电源电压为U=I1R0
    开关S1、S2都闭合时,R0、Rx并联,Rx电流为IX=I2−I1
    Rx电阻为 Rx=I1R0 I2-I1
    故C正确。





    第3节 电阻的测量
    【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、导线若干、待测电阻。
    【电路图】

    【实验步骤】
    ①根据电路图连接电路。
    ②闭合开关,移动滑动变阻器的滑片来改变待测电阻两端的电压,记下相应的电压表示数和电流表示数并填在表中。
    ③断开开关,整理器材,结束实验。
    ④算出待测电阻的阻值大小及电阻的平均值并填入表中。
    【实验记录表格】
    实验序号
    电压U/V
    电流I/A
    电阻R/Ω
    电阻平均值R/Ω
    1
    2
    3


    小结
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