初中物理沪科版（2024）九年级全册第三节 “伏安法”测电阻教案设计

这是一份初中物理沪科版（2024）九年级全册第三节 “伏安法”测电阻教案设计，共3页。教案主要包含了考纲要求，知识结构，知识梳理等内容，欢迎下载使用。

探究电流与电压、 电阻的关系。
理解欧姆定律。 运用欧姆定律解决实际问题。
3. 会用“伏安法” 测电阻。
【知识结构】
串联电路的特点
Chuanlian
电流处处相等：_______________
总电压等于各部分电路电压之和：_______________
总电阻等于各串联电阻之和：_______________
电压分配于电阻的关系：_______________
并联电路的特点
Chuanlian
总电流等于各支路电路之和：_______________
各支路两端电压相等：_______________
总电阻的倒数等于各并联电阻倒数之和：_______________
电流分配于电阻的关系：_______________
内容：_________________________________________________________。
公式：，公式变形_______，_______
欧姆定律
伏安法测电阻原理公式：_______
应用
判断电路故障

动态电路分析
【知识梳理】
一、电流跟电压、电阻的关系
1、电流跟电压的关系：在电阻一定时，导体中的电流踺段导体两端的电压成正比。
注意：①这里导体中的电流和导体两端的电压都是针对同一导体而言的，不能说一个导体中的电流和另一导体上的电压成正比。②不能反过来说，电阻一定时，电压跟电流成正比。这里存在一个逻辑关系的问题，电流、电压都是物体量，有各自和物体，物体 量之间存在一定的因果关系，这里的电压是原因，电流是结果，是因为导体两端加了电压，导体中才有电流，不是因为导体中通了电流才加了电压，因果关系不能颠倒。
2、电流跟电阻的关系：在电压一定的情况下，导体中的电流跟导体的电阻成反比。
注意：①电流和电阻是针对同一导体而言的，不能说一个导体的电流与另一个导体的电阻成反比。②不能反过来说，电压不变时，导体的电阻与通过它的电流成反比。我们知道电阻是导体本身的一种特性，即使导体中不通电流，它的电阻也不会改变，更不会顺为导体中电流的增大或减小而使它的电阻发生改变。
二、欧姆定律
1、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：I=U/R U表示一段导体两端的电压，单位是伏特（V）；R表示这段导体的电阻，单位是欧姆（Ω）；I表示通过这段导体中的电流，单位是安培（A）。
3、公式的物体意义：欧姆定律的公式I=U/R表示加在导体两端的电压增大几倍，导体中的电流就增大几倍；当加在导体两端的电压不变时，导体的电阻增大几倍，其电流就减小为原来的几分之一。
4、由公式可变形为：U=IR R=U/I
5、对欧姆定律的理解：
①定律涉及的电流、电压、电阻三个物体量都是针对同一导体或同一段电路而言的，即满足“同体性”；式中的I、U、R还应是同一段导体在同一时刻的电流、电压、电阻，即满足“同时性”；运用该式时，式中各物理量的单位要统一使用基本单位。
②定律中提到的“成正比”和“成反比”的两个关系分别有不同的前提条件，即当电阻一定时，通过它的电流跟它两端的电压成正比，当导体两端的电压一定时，通过它的电流跟它的电阻成反比。
③欧姆定律公式I=U/R可以变形为U=IR，但不能认为导体两端的电压跟导体中的电流、导体的电阻成正比，因为电压是形成电流的原因；公式还可以变形为R=U/I，但不能说导体的电阻跟它两端的电压成正比，跟电流成反比，因为电阻是导体本身的一种特性，跟所加电压和通过的电流无关，只是为我们提供一种测量、计算导体电阻的方法而已。
④欧姆定律只适用于纯电阻电路，如：只接有电阻器、电热器、白炽灯等电路。对于非纯电阻电路，如电动机电路、日光灯电路等，不能直接应用。
6、电阻的串联和并联
①电阻串联：R=R1+R2+…+Rn。导体的串联相当于增加了导线的长度，由影响电阻的因素可知，串联电路的总电阻大于任何一个分电阻。如果把n个阻值都是r的导体串联，则总电阻R=nr。
②电阻并联：1/R=1/R1+1/ R2+…+1/Rn。如果n个阻值都是r的导体并联，则总电阻R=r/n。当只有两个电阻并联时，R=R1R2/（R1+R2），电阻的并联裨上是增大了导体的横截面积，所以并联电路的总电阻小于任一分电阻。
③在串、并联电路中，任一电阻增大，电路总电阻也增大。串联电路中，各电阻分压，且各电阻两端电压与各电阻阻值成正比；并联电路中，各电阻分流，且各支路电流之比为各支路阻的反比。
三、测量小灯泡的电阻
1、实验原理：根据欧姆定律的变形公式R=U/I，测出待测电阻两端的电压和通过的电流就可以计算出导体的电阻。这种测电阻的方法叫伏安法。
2、实验器材：电源、开关、电流表、电压表、小灯泡、滑动变阻器、导线若干。
3、实验电路图：
4、实验操作步骤：
①按电路图连接好电路，检查电路无误后闭合开关。
②调节滑动变阻器的滑片，读出一组电压和电流值，记录数据。
③计算出待测电阻的阻值。④整理实验器材。
实验中可以多测几驵电流和电压的数据，分别算出相应的电阻R，进行比较。用伏安法测量小灯泡的电阻时，加在灯泡两端的电压不同，小的亮度不同，也就是小灯泡灯丝的温度不同，这样测出的几组数据中，算出的灯泡的电阻是不同的加在灯泡两端的电压越大，灯泡越亮，灯丝的温度越高，其电阻越大。由此可得出灯丝的电阻随温度的升高而增大的规律。
5、滑动变阻器的作用：改变小灯泡两端的电压及保护电路。
6、实验过程中应注意的事项：①连接电路时开关应是断开的。②电路连好开关闭合前，应使滑片位于阻值最大处。③电压表、电流表要选择合适的量程。④每个小灯泡的金属口上都标着它正常工作的电压。接通电源后通过变阻器把电压调到该电压值，测量时从该电压开始逐次降低。
四、欧姆定律和电路故障
断路和短路
①断路：电路没有接通。可能原因：灯丝断了；灯头内的电线断了；、开关等处的接线松动、接触不良。
②电源短路：不经过用电器直接将电源两极连接起来的现象。由欧姆定律可以知道，由于导线的电阻很小，电源短路时电路上的电流会很大，这样大的电流，电池或其它的电源都不能承受，会造成电源损坏；更为严重的是，因为电流太大，会使导线的温度升高，严重时有可能造成火灾。
③用电器短路：即电路中的某一用电器的两端由导线直接连接。当用电器发生短路时，此用电器无法工作，并会引起整个电路中的电流过大而发生危险，这也是不允许的。
五、欧姆定律和动态电路分析
由于电路中开关的闭合或断开引起电流表、电压表示数的变化，或滑动变阻器的滑片移动也会引起电流表、电压表的示数变化。判断电流表、电压表示数如何变化是电学中一类比较重要的题型。这种题目的分析一般遵循下列思路：
1、首先分析电路的连接情况，看清是串联电路还是并联电路，分析电路连接时一般先去表。即把电流表当成导线，把电压表当做开路处理。
2、分析滑片滑动时，变阻器电阻如何变化，电路总电阻如何变化，或开关闭合、断开时电路连接情况如何变化，电路中总电阻如何变化。
3、运用欧姆定律看总电流如何变化，然后再进一步分析各用电器上电流和电压的变化情况。这种题目从解题过程来看，一般符合总→分→总的特点。