九年級物理上冊 電阻的測量學案 （新版）蘇科版.doc

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電阻的測量 【學習目標】 1．應用歐姆定律，學習測量電阻的方法。 2．會同時使用電壓表和電流表。 3．了解燈絲電阻的特性。 4．通過測量小燈泡電阻，了解歐姆定律的應用。 5．通過實驗電路的設計、連接以及測量過程培養(yǎng)學習興趣。 【要點梳理】 要點一、伏安法測電阻 1．實驗原理： R=U/I。 2．實驗器材：電源、開關、電流表、電壓表、滑動變阻器、待測定電阻和導線若干。 3．實驗電路圖： 　　　　　　　　　　　　　　　 4．實驗步驟： （1）按圖連好電路，注意連接時開關要斷開，開關閉合之前要把滑動變阻器調到阻值最大處；　　 （2）檢查無誤后，閉合開關，調節(jié)滑動變阻器滑片 P的位置，改變電阻兩端電壓分別為U1、U2、U3觀察電流表每次對應的數(shù)值，I1、I2、I3 分別填入設計的記錄表格； 次數(shù) 電壓U/V 電流I/A 電阻R/Ω 1 　 　 　 　 2 　 　 　 　 3 　 　 　 　 （3）根據(jù)每次記錄的電壓和電流值，求它的對應的電阻值，再求出它們的平均值； （4）整理器材。 要點詮釋： （1）本實驗中，滑動變阻器的作用：改變被測電阻兩端的電壓（分壓），同時又保護電路（限流）。 （2）測量結果偏小是因為：有部分電流通過電壓表，電流表的示數(shù)大于實際通過Rx電流。根據(jù)Rx=U/I電阻偏小。 （3）如圖是兩電阻的伏安曲線，則R1>R2。 要點二、測量小燈泡的電阻 1.實驗過程： （1）實驗原理：R=U/I。 （2）實驗器材：電源、開關、電流表、電壓表、滑動變阻器、待測燈泡(2.5V)、導線若干。 （3）實驗電路圖： 　　 　 （4）實驗步驟： 　 ①根據(jù)電路圖連接實物電路； 　?、趯⒒瑒幼冏杵鞯幕琍調到阻值最大處，檢查電路，試觸無誤后，閉合開關； 　?、壅{節(jié)滑動變阻器的滑片P，使阻值變小，觀察電壓表示數(shù)，使示數(shù)為小燈泡的標定電壓值（2.5V）再讀出電流表示數(shù)，觀察燈泡亮度，記錄表格； 　 ④調節(jié)滑動變阻器滑片P，使阻值變大，使用電壓表示數(shù)為某一值（1V），觀察電流表示數(shù)，燈泡的亮度，并記錄入表格； 　　⑤調節(jié)滑動變阻器滑片P，使阻值繼續(xù)變大，使電壓表示數(shù)為某一值（0.5V），觀察電流表，燈泡的亮度記錄入表格； 　　⑥計算電阻值，填入表中； 次數(shù) 電壓U/V 電流I/A 燈泡亮度 電阻R/Ω 1 2.5 　 　 　 2 1 　 　 　 3 0.5 　 　 　 ⑦分析表格，總結規(guī)律。 2.數(shù)據(jù)分析總結規(guī)律： 通過實驗記錄，對數(shù)據(jù)分析，發(fā)現(xiàn)燈泡的電阻不是定值，是變化的且變化較大，是什么原因使燈泡的電阻發(fā)生變化的呢？是導體兩端電壓變化了，是通過燈泡電流變化還是亮度變化引起電阻的變化？ 分析：影響電阻大小的因素。 　　1．導體本身的條件：①材料；②長度；③橫截面積；2．溫度。 導體兩端電壓，通過導體電流與電阻大小無關，并不影響導體電阻的大小。 要點詮釋： （1）連接電路時，開關要處于斷開狀態(tài)。 （2）閉合開關前，滑動變阻器的阻值應調到最大。 （3）電壓表、電流表的正負接線柱接法要正確，量程選擇要合適。 （4）實驗表明燈泡電阻隨溫度的升高而增大。 （5）故障分析： 　　在電源、電壓表、電流表、開關、導線完好的情況下： 故障現(xiàn)象 可能原因 燈泡不發(fā)光 電壓表有示數(shù) 電流表有示數(shù) 滑動變阻器阻值太大 電壓表有示數(shù) 電流表無示數(shù) 燈泡燈絲斷了 電壓表無示數(shù) 電流表有示數(shù) 燈泡短路 電壓表斷路 燈泡發(fā)光 電流表無示數(shù) 電壓表有示數(shù) 電流表短路 電流表有示數(shù) 電壓表無示數(shù) 電壓表斷路 【典型例題】 類型一、測量小燈泡的電阻 1. 如圖所示，小巖利用“伏安法”測量未知電阻Rx的阻值，進行了如下實驗： （1） 小巖選擇了滿足實驗要求的實驗器材，連接的實驗電路如圖所示，要求滑動變阻器的滑片P向左滑動電流表的讀數(shù)變大，請你添加一條導線將實驗電路補充完整； （2） 電路連接正確后，閉合開關S，滑動變阻器滑片P滑動到某一位置時，電壓表的示數(shù)如圖乙所示，電流表的示數(shù)如圖丙所示，則電壓表的示數(shù)為_________V，電流表的示數(shù)為_________A，電阻Rx的阻值為_________Ω。 【思路點撥】（1）根據(jù)題意確定滑動變阻器的接法，把滑動變阻器串聯(lián)接入電路；（2）讀取電流表或電壓表示數(shù)時，首先要明確它們選擇的量程和對應的分度值，讀數(shù)時視線與指針所在刻線相垂直．已知待測電阻兩端電壓和通過的電流，利用公式得到電阻阻值。 【答案】（1）實物連接如圖所示；（2）2.4、0.48、5。 【解答】（1）滑動變阻器的滑片P向左移動時電流表的示數(shù)變大，則滑動變阻器應接左下接線柱，把滑動變阻器串聯(lián)接入電路，實物電路圖如圖所示： （2）電壓表選擇的是0～3V量程，對應的分度值為0.1V，此時的示數(shù)為2.4V；電流表選擇的是0～0.6A量程，對應的分度值為0.02A，此時的電流為0.48A； 待測電阻阻值為 故答案為：（1）實物連接如圖所示；（2）2.4、0.48、5。 【總結升華】此題考查的是伏安法測電阻的實驗電路圖和實物連接、電流表、電壓表的讀數(shù)以及電阻的計算，屬于電學最重要的實驗，但考查的難度不大，容易解答。 舉一反三： 【變式】小新同學在“用伏安法測小燈泡的電阻”的實驗中，記錄數(shù)據(jù)如下表所示。由表中數(shù)據(jù)可知，燈泡的電阻和燈泡兩端電壓的關系是_________________________ ___，得出此結論的原因是 。 實驗次數(shù) 1 2 3 電壓U/V 2.0 4.0 6.0 電流I/A 0.15 0.20 0.25 電阻R/Ω 13.3 20.0 24.0 【答案】燈泡兩端電壓越大，燈泡電阻越大；燈絲溫度改變 2. 如圖，李江同學為測量小燈泡電阻而連的電路，有關該實驗的以下說法錯誤的是（　?。? A．閉合開關前，應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．在如圖位置閉合開關后，向左移動滑動變阻器的滑片小燈泡變亮 【答案】D 【解析】由電路圖知，滑片在最左端時滑動變阻器接入電路的阻值最大，因此閉合開關前，滑片應滑到最左端，A說法正確，但不符合題意；由電路圖知，兩電表量程選擇過大，讀數(shù)誤差較大，為減小實驗誤差應更換電表量程，故B說法正確，不符合題意；隨燈泡兩端電壓的變化，燈泡溫度發(fā)生變化，燈泡電阻受溫度影響而變化，故C說法正確，但不符合題意；由電路圖可知，在如圖位置閉合開關后，向左移動滑動變阻器的滑片，滑動變阻器接入電路的阻值變大，電路電流變小，流過燈泡的電流變小，燈泡變暗，故D說法錯誤，但符合題意。 【總結升華】本題是一道實驗題，考查了實驗的注意事項、電表量程的選擇、影響燈泡電阻的因素、滑動變阻器的調節(jié)，考查內(nèi)容較多，有一定難度，解題時要認真分析電路圖，結合相關知識答題。 舉一反三： 【變式】在如甲圖所示的測小燈泡電阻R的實驗中： 甲 乙 （1）在連線的過程中，開關應該處于_______狀態(tài)，滑動變阻器的滑片P應先移到____（填“A”或“B”）端，使它的電阻值______。 （2）閉合開關后，當滑片向左移動時，電流表讀數(shù)______、電壓表讀數(shù)________（填“變大”“變小”或“不變”）。 （3）當滑片移到某一位置時，電流表、電壓表的示數(shù)如乙圖所示，則電壓表讀為_______伏，電流表讀數(shù)是_______ 安，由公式_______可算得待測小燈泡的電阻為_______歐。 【答案】（1）斷開；B；最大；（2）變大；變大；（3）2.4；0.24；R=U/I；10 類型二、伏安法測電阻 3. 如圖1所示，電源電壓為6V，圖甲為伏安法測電阻的電路圖；圖乙為連接不完整的實物圖。 （1）對照電路圖甲，用筆畫線代替導線將圖乙中未連接部分連接起來。 　　　　　 （2）如果實驗操作中出現(xiàn)：電流表有示數(shù)，電壓表示數(shù)為0的現(xiàn)象，其故障可能是（ ） A．電流表的正、負接線柱接反 B．電壓表的量程選小了 C．電阻Rx發(fā)生了短路 D．把滑動變阻器下端兩接線柱連入電路 （3）電路連接正確后，閉合開關，若將滑片P向左移動時，電壓表示數(shù) （選填“變大”“變小”或“不變”）。 （4）實驗過程中，電流表和電壓表的示數(shù)如圖2所示，此時測得的Rx= Ω。 （5）此實驗要多次測量電阻值，最后求電阻值的平均值，其目的是 。 【思路點撥】（1）根據(jù)電源的電壓確定電壓表的量程且與被測電阻并聯(lián)，滑動變阻器按一上一下的原則串聯(lián)在電路中； （2）電路的故障有兩種：斷路或短路，根據(jù)電壓表和電流表的示數(shù)可做出判斷； （3）滑片左移，電阻變小，分壓變小，則電壓表的示數(shù)會變大； （4）讀出電壓表和電流表的示數(shù)，根據(jù)歐姆定律的變形公式計算電阻的大小； （5）在測量性實驗中，要多次測量電阻值，最后求電阻值的平均值，這樣可減小誤差． 【答案】（1）如圖所示；（2）C；（3）變大；（4）5；（5）減小誤差 【解析】（1）電源電壓為6V，所以電壓表選大量程，且與電阻并聯(lián)，滑動變阻器按一上一下的原則串聯(lián)在電路中；如上圖所示。 （2）電流表有示數(shù)，說明電路是通路，電壓表示數(shù)為0，說明電壓表并聯(lián)的部分發(fā)生了短路，所以只有選項C電阻Rx發(fā)生了短路符合題意。 （3）電路連接正確后，閉合開關，若將滑片P向左移動時，接入電路的電阻變小，所以分壓變小，則定值電阻兩端的電壓變大，電壓表示數(shù)變大。 （4）圖中電流表的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，示數(shù)為0.5A；電壓表的量程為0～15V，分度值為0.5V，示數(shù)為2.5V。由歐姆定律I=得，電阻。 【總結升華】本題考查了伏安法測電阻的原理、實驗的注意事項、實物圖的連接、電路的動態(tài)分析、電表的讀數(shù)、歐姆定律的應用和減小實驗誤差的方法等，有一定的綜合性。 舉一反三： 【變式】用伏安法測電阻時，如圖所示，某同學連完電路后，用開關試觸時，發(fā)現(xiàn)電流表迅速擺到最大刻度，電壓表指針反向偏轉，出現(xiàn)此現(xiàn)象的原因是 __________。 　　　　　　　　　　　　　　　　　　 【答案】電流表量程選小了、電壓表正負接線柱接反了 類型三、電路故障的判斷 4. 如圖所示的電路，L1和L2串聯(lián)在電路中，電源電壓U=3V保持不變，閉合開關S，發(fā)現(xiàn)電流表幾乎無示數(shù)，電壓表示數(shù)為3V，發(fā)生故障的原因可能是（ ） A．L1短路 B．L2短路 C．L1斷路 D．L2斷路 【答案】C 【解析】電壓表示數(shù)等于電源電壓，說明電壓表可能串聯(lián)到電路中，也就是說電壓表所測部分的電路出現(xiàn)了斷路，這樣，電壓表與L2和電流表串聯(lián)到電路中，因為電壓表的電阻特別大，根據(jù)歐姆定律變形公式U=IR，在串聯(lián)電路中，電流相同，電阻越大，電壓越高，所以電壓表兩端電壓幾乎等于電源電壓，又因為電路中電阻特別大，所以通過的電流很小，幾乎為零。 【總結升華】利用電壓表或電流表檢查電路故障是常見的題型，我們要抓住其中的規(guī)律：（1）電流表示數(shù)為零，一般情況出現(xiàn)了斷路；（2）電壓表示數(shù)為零，有兩種可能：一是所測電路中出現(xiàn)短路；二是所測電路以外部分出現(xiàn)斷路；（3）電壓表示數(shù)很大，等于電源電壓，則所測部分出現(xiàn)了斷路，或所測電路以外部分全部短路。 舉一反三： 【變式】如圖所示的電路，閉合開關，觀察發(fā)現(xiàn)燈泡L1亮、L2不亮。調節(jié)變阻器滑片P，燈泡L1的亮度發(fā)生變化，但燈泡L2始終不亮。出現(xiàn)這一現(xiàn)象的原因可能是（　?。? A．燈泡L2短路了 B．滑動變阻器短路了 C．燈泡L2燈絲斷了 D．滑動變阻器接觸不良 【答案】A 【解析】A、若燈L2短路了，則L2不亮，L1照常發(fā)光，故A正確；B、若滑動變阻器短路了，L1、L2串聯(lián)，都可以發(fā)光，故B錯誤；C、若燈泡L2燈絲斷了，則L1也不能發(fā)光，故A錯誤；D、若滑動變阻器接觸不良，則整個電路斷路，兩燈都不亮，所以D錯誤。