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初中物理人教版九年级全册第3节 电阻的测量学案
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这是一份初中物理人教版九年级全册第3节 电阻的测量学案，文件包含电阻的测量巩固练习doc、电阻的测量知识讲解doc等2份学案配套教学资源，其中学案共12页， 欢迎下载使用。
【学习目标】
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。
3．了解灯丝电阻的特性。
4．通过测量小灯泡电阻，了解欧姆定律的应用。
5．通过实验电路的设计、连接以及测量过程培养学习兴趣。
【要点梳理】
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；
（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R1>R2。
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：
= 1 \* GB3 ①根据电路图连接实物电路；
= 2 \* GB3 ②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；
= 3 \* GB3 ③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；
= 4 \* GB3 ④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；
= 5 \* GB3 ⑤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；
= 6 \* GB3 ⑥计算电阻值，填入表中；
= 7 \* GB3 ⑦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：①材料；②长度；③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：
【典型例题】
类型一、测量小灯泡的电阻
1.图甲是利用“伏安法”测小灯泡电阻的实验电路图，图乙是根据实验数据画出的通过小灯泡的电流I与它两端电压U之间的关系图象。通过图象可以得出小灯泡两端的电压为4V时，灯丝电阻为 Ω；当小灯泡两端的电压增大时，灯丝的电阻将 ，其原因是 。
【思路点拨】在“伏安法”测小灯泡电阻的实验中，用电压表、电流表分别测出小灯泡的两端电压和通过小灯泡的电流，再利用欧姆定律可以计算出小灯泡的阻值。电流、电压的关系如图乙，但要注意横纵坐标各自代表的物理量；灯泡电阻随温度的升高而增大。
【答案】20；变大；温度越高，灯丝的电阻越大
【解答】由图象知，灯泡在2V、4V、6V时的电流分别为：0.15A、0.2A、0.25A，根据R=U/I得，灯泡在2V、4V、6V时的电阻分别为：13.3Ω、20Ω、24Ω，所以灯泡电压增大，电阻增大，原因是灯泡电压增大，电流增大，灯丝温度升高，电阻增大。
【总结升华】本题主要通过图象找已知条件，然后通过已知条件再计算电阻，分析电阻变化的原因。已知条件包含在图象中，最近几年中考题中频频出现，一定学会在图象中挖掘已知条件。
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_________________________ ___，得出此结论的原因是 。
【答案】灯泡两端电压越大，灯泡电阻越大；灯丝温度改变
2.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（ ）
闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片滑到最左端
实验过程中两电表都有可能需要换接较小的量程
所测小灯泡的电阻可能随电压表的示数的不同而不同
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
【答案】D
【解析】由电路图知，滑片在最左端时滑动变阻器接入电路的阻值最大，因此闭合开关前，滑片应滑到最左端，A说法正确，但不符合题意；由电路图知，两电表量程选择过大，读数误差较大，为减小实验误差应更换电表量程，故B说法正确，不符合题意；随灯泡两端电压的变化，灯泡温度发生变化，灯泡电阻受温度影响而变化，故C说法正确，但不符合题意；由电路图可知，在如图位置闭合开关后，向左移动滑动变阻器的滑片，滑动变阻器接入电路的阻值变大，电路电流变小，流过灯泡的电流变小，灯泡变暗，故D说法错误，但符合题意。
【总结升华】本题是一道实验题，考查了实验的注意事项、电表量程的选择、影响灯泡电阻的因素、滑动变阻器的调节，考查内容较多，有一定难度，解题时要认真分析电路图，结合相关知识答题。
举一反三：
【变式】在如甲图所示的测小灯泡电阻R的实验中：
甲 乙
（1）在连线的过程中，开关应该处于_______状态，滑动变阻器的滑片P应先移到____（填“A”或“B”）端，使它的电阻值______。
（2）闭合开关后，当滑片向左移动时，电流表读数______、电压表读数________（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_______伏，电流表读数是_______ 安，由公式_______可算得待测小灯泡的电阻为_______欧。
【答案】（1）断开；B；最大；（2）变大；变大；（3）2.4；0.24；R=U/I；10
类型二、伏安法测电阻
3.（2015•青海中考）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（ ）
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 （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= Ω。
（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 。
【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．
【答案】（1）如图所示；（2）C；（3）变大；（4）5；（5）减小误差
【解析】（1）电源电压为6V，所以电压表选大量程，且与电阻并联，滑动变阻器按一上一下的原则串联在电路中；如上图所示。
（2）电流表有示数，说明电路是通路，电压表示数为0，说明电压表并联的部分发生了短路，所以只有选项C电阻Rx发生了短路符合题意。
（3）电路连接正确后，闭合开关，若将滑片P向左移动时，接入电路的电阻变小，所以分压变小，则定值电阻两端的电压变大，电压表示数变大。
（4）图中电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.5A；电压表的量程为0～15V，分度值为0.5V，示数为2.5V。由欧姆定律I=得，电阻。
【总结升华】本题考查了伏安法测电阻的原理、实验的注意事项、实物图的连接、电路的动态分析、电表的读数、欧姆定律的应用和减小实验误差的方法等，有一定的综合性。
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 __________。
【答案】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（ ）
A. L1短路 B. L2短路 C. L1断路 D. L2断路
【答案】C
【解析】电压表示数等于电源电压，说明电压表可能串联到电路中，也就是说电压表所测部分的电路出现了断路，这样，电压表与L2和电流表串联到电路中，因为电压表的电阻特别大，根据欧姆定律变形公式U=IR，在串联电路中，电流相同，电阻越大，电压越高，所以电压表两端电压几乎等于电源电压，又因为电路中电阻特别大，所以通过的电流很小，几乎为零。
【总结升华】利用电压表或电流表检查电路故障是常见的题型，我们要抓住其中的规律：（1）电流表示数为零，一般情况出现了断路；（2）电压表示数为零，有两种可能：一是所测电路中出现短路；二是所测电路以外部分出现断路；（3）电压表示数很大，等于电源电压，则所测部分出现了断路，或所测电路以外部分全部短路。
举一反三：
【变式】（2015•游仙区模拟）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．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
【答案】A
【解析】A、若灯L2短路了，则L2不亮，L1照常发光，故A正确；B、若滑动变阻器短路了，L1、L2串联，都可以发光，故B错误；C、若灯泡L2灯丝断了，则L1也不能发光，故A错误；D、若滑动变阻器接触不良，则整个电路断路，两灯都不亮，所以D错误。
次数
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
1
2
3
次数
电压U/V
电流I/A
灯泡亮度
电阻R/Ω
1
2.5
2
1
3
0.5
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
实验次数
1
2
3
电压U/V
2.0
4.0
6.0
电流I/A
0.15
0.20
0.25
电阻R/Ω
13.3
20.0
24.0
【学习目标】
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。
3．了解灯丝电阻的特性。
4．通过测量小灯泡电阻，了解欧姆定律的应用。
5．通过实验电路的设计、连接以及测量过程培养学习兴趣。
【要点梳理】
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；
（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R1>R2。
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：
= 1 \* GB3 ①根据电路图连接实物电路；
= 2 \* GB3 ②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；
= 3 \* GB3 ③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；
= 4 \* GB3 ④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；
= 5 \* GB3 ⑤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；
= 6 \* GB3 ⑥计算电阻值，填入表中；
= 7 \* GB3 ⑦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：①材料；②长度；③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：
【典型例题】
类型一、测量小灯泡的电阻
1.图甲是利用“伏安法”测小灯泡电阻的实验电路图，图乙是根据实验数据画出的通过小灯泡的电流I与它两端电压U之间的关系图象。通过图象可以得出小灯泡两端的电压为4V时，灯丝电阻为 Ω；当小灯泡两端的电压增大时，灯丝的电阻将 ，其原因是 。
【思路点拨】在“伏安法”测小灯泡电阻的实验中，用电压表、电流表分别测出小灯泡的两端电压和通过小灯泡的电流，再利用欧姆定律可以计算出小灯泡的阻值。电流、电压的关系如图乙，但要注意横纵坐标各自代表的物理量；灯泡电阻随温度的升高而增大。
【答案】20；变大；温度越高，灯丝的电阻越大
【解答】由图象知，灯泡在2V、4V、6V时的电流分别为：0.15A、0.2A、0.25A，根据R=U/I得，灯泡在2V、4V、6V时的电阻分别为：13.3Ω、20Ω、24Ω，所以灯泡电压增大，电阻增大，原因是灯泡电压增大，电流增大，灯丝温度升高，电阻增大。
【总结升华】本题主要通过图象找已知条件，然后通过已知条件再计算电阻，分析电阻变化的原因。已知条件包含在图象中，最近几年中考题中频频出现，一定学会在图象中挖掘已知条件。
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_________________________ ___，得出此结论的原因是 。
【答案】灯泡两端电压越大，灯泡电阻越大；灯丝温度改变
2.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（ ）
闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片滑到最左端
实验过程中两电表都有可能需要换接较小的量程
所测小灯泡的电阻可能随电压表的示数的不同而不同
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
【答案】D
【解析】由电路图知，滑片在最左端时滑动变阻器接入电路的阻值最大，因此闭合开关前，滑片应滑到最左端，A说法正确，但不符合题意；由电路图知，两电表量程选择过大，读数误差较大，为减小实验误差应更换电表量程，故B说法正确，不符合题意；随灯泡两端电压的变化，灯泡温度发生变化，灯泡电阻受温度影响而变化，故C说法正确，但不符合题意；由电路图可知，在如图位置闭合开关后，向左移动滑动变阻器的滑片，滑动变阻器接入电路的阻值变大，电路电流变小，流过灯泡的电流变小，灯泡变暗，故D说法错误，但符合题意。
【总结升华】本题是一道实验题，考查了实验的注意事项、电表量程的选择、影响灯泡电阻的因素、滑动变阻器的调节，考查内容较多，有一定难度，解题时要认真分析电路图，结合相关知识答题。
举一反三：
【变式】在如甲图所示的测小灯泡电阻R的实验中：
甲 乙
（1）在连线的过程中，开关应该处于_______状态，滑动变阻器的滑片P应先移到____（填“A”或“B”）端，使它的电阻值______。
（2）闭合开关后，当滑片向左移动时，电流表读数______、电压表读数________（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_______伏，电流表读数是_______ 安，由公式_______可算得待测小灯泡的电阻为_______欧。
【答案】（1）断开；B；最大；（2）变大；变大；（3）2.4；0.24；R=U/I；10
类型二、伏安法测电阻
3.（2015•青海中考）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（ ）
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 （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= Ω。
（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 。
【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．
【答案】（1）如图所示；（2）C；（3）变大；（4）5；（5）减小误差
【解析】（1）电源电压为6V，所以电压表选大量程，且与电阻并联，滑动变阻器按一上一下的原则串联在电路中；如上图所示。
（2）电流表有示数，说明电路是通路，电压表示数为0，说明电压表并联的部分发生了短路，所以只有选项C电阻Rx发生了短路符合题意。
（3）电路连接正确后，闭合开关，若将滑片P向左移动时，接入电路的电阻变小，所以分压变小，则定值电阻两端的电压变大，电压表示数变大。
（4）图中电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.5A；电压表的量程为0～15V，分度值为0.5V，示数为2.5V。由欧姆定律I=得，电阻。
【总结升华】本题考查了伏安法测电阻的原理、实验的注意事项、实物图的连接、电路的动态分析、电表的读数、欧姆定律的应用和减小实验误差的方法等，有一定的综合性。
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 __________。
【答案】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（ ）
A. L1短路 B. L2短路 C. L1断路 D. L2断路
【答案】C
【解析】电压表示数等于电源电压，说明电压表可能串联到电路中，也就是说电压表所测部分的电路出现了断路，这样，电压表与L2和电流表串联到电路中，因为电压表的电阻特别大，根据欧姆定律变形公式U=IR，在串联电路中，电流相同，电阻越大，电压越高，所以电压表两端电压几乎等于电源电压，又因为电路中电阻特别大，所以通过的电流很小，几乎为零。
【总结升华】利用电压表或电流表检查电路故障是常见的题型，我们要抓住其中的规律：（1）电流表示数为零，一般情况出现了断路；（2）电压表示数为零，有两种可能：一是所测电路中出现短路；二是所测电路以外部分出现断路；（3）电压表示数很大，等于电源电压，则所测部分出现了断路，或所测电路以外部分全部短路。
举一反三：
【变式】（2015•游仙区模拟）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．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
【答案】A
【解析】A、若灯L2短路了，则L2不亮，L1照常发光，故A正确；B、若滑动变阻器短路了，L1、L2串联，都可以发光，故B错误；C、若灯泡L2灯丝断了，则L1也不能发光，故A错误；D、若滑动变阻器接触不良，则整个电路断路，两灯都不亮，所以D错误。
次数
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
1
2
3
次数
电压U/V
电流I/A
灯泡亮度
电阻R/Ω
1
2.5
2
1
3
0.5
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
实验次数
1
2
3
电压U/V
2.0
4.0
6.0
电流I/A
0.15
0.20
0.25
电阻R/Ω
13.3
20.0
24.0
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