2018年暑假初高中物理衔接《电阻的测量》教案

2018年初高中物理暑假衔接教案

电阻的测量

【教学目标】

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。 【教学重点】

1、了解灯丝电阻的特性。

2、通过测量小灯泡电阻，了解欧姆定律的应用。 【教学难点】

1、通过实验电路的设计、连接以及测量过程培养学习兴趣。 【进门得分】

1.一个定值电阻两端的电压为3V时，通过它的电流为0.5A,如果它两端电压为5V，____不能__（填“能”或“不能”）用量程为0.6A的电流表来测量通过该电阻的电流。

2.某段电阻两端的电压为12V，通过的电流强度是0.9A，欲使通过的电流强度为0.3A，则在其两端应加的电压为___4____V。

3.电压保持不变，当接电阻为6Ω电阻时，电路中的电流为0.2A。如改接阻值为12Ω电阻时，电路中的电流为___0.1___A。

4.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 。 5.装有4节干电池的手电筒，小灯泡灯丝电阻是10欧姆，手电筒工作时通过灯丝的电流强度时 0.6 A。 6.在导体两端加3V的电压时，通过这个导体的电流是200mA，导体的电阻是 15 ?。如果在这个导体两端加9V的电压，导体的电阻是 15 ?，通过这个导体的电流是 0.6 A。 【教学内容】 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：

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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；

次数 电压U/V 电流I/A 电阻R/Ω R?R1?R2?R3 3 1 2 3 （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R?R1?R2?R3；

3（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：

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（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根据电路图连接实物电路；

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计算电阻值，填入表中； 次数 1 2 3 电压U/V 2.5 1 0.5 电流I/A 灯泡亮度 电阻R/Ω 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。

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（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： 故障现象 电压表有示数 电流表有示数 电压表有示数 电流表无示数 电压表无示数 电流表有示数 电流表无示数 电压表有示数 灯泡发光 电流表有示数 电压表无示数 【过手练习】

类型一、测量小灯泡的电阻

1. 如图所示，小岩利用“伏安法”测量未知电阻Rx的阻值，进行了如下实验： （1） 小岩选择了满足实验要求的实验器材，连接的实验电路如图所示，要求滑动变阻器

的滑片P向左滑动电流表的读数变大，请你添加一条导线将实验电路补充完整；

（2） 电路连接正确后，闭合开关S，滑动变阻器滑片P滑动到某一位置时，电压表的示

电压表断路 可能原因 滑动变阻器阻值太大 灯泡不发光 灯泡灯丝断了 灯泡短路 电压表断路 电流表短路 数如图乙所示，电流表的示数如图丙所示，则电压表的示数为__2.4___V，电流表的示数为___0.48__A，电阻Rx的阻值为___5__Ω。

举一反三：

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【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__灯泡两端电压越大，灯泡电阻越大 ___，得出此结论的原因是 灯丝温度改变 。

电流I/A 电阻R/Ω 0.15 13.3 0.20 20.0 0.25

24.0

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（ D ） A． 闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片滑到最左端 B． 实验过程中两电表都有可能需要换接较小的量程 C． 所测小灯泡的电阻可能随电压表的示数的不同而不同

D． 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 举一反三：

【变式】在如甲图所示的测小灯泡电阻R的实验中：

（1）在连线的过程中，开关应该处于__断开__状态，滑动变阻器的滑片P应先移到__B__

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实验次数 电压U/V 1 2.0 2 4.0 3 6.0

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（填“A”或“B”）端，使它的电阻值__最大____。

（2）闭合开关后，当滑片向左移动时，电流表读数___变大___、电压表读数___变大__（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__2.4__伏，电流表读数是__0.24_ 安，由公式__R=U/I_可算得待测小灯泡的电阻为_10__欧。 类型二、伏安法测电阻

3.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（ C ）

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 变大 （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= 5 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 减小误差 。 【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． 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

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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 _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（ C ）

A. L1短路 B. L2短路 C. L1断路 D. L2断路

举一反三：

【变式】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 ）

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 【拓展训练】 一、选择题：

1.某同学指出：在用伏安法测量电阻值的实验中，连接电路时，必须注意下列几点，你认为其中不必要的一条是（ C ）

A．向电路中连接变阻器时，应该使滑片位于变阻器阻值最大位置 B．向电路中连接开关时，应该先将开关断开 C．开关应该接在靠近电源电流流出的一端

D．电压表应与待测电阻并联，电流表应与待测电阻串联

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2.在“用伏安法测电阻”的实验中，下列注意事项中，没有必要的是（ A ） A．应从电源的正极开始连线，开关应靠近电源的正极

B．在无法估计被测电阻大小时，电流表、电压表应选用较大的量程 C．接电路时，先断开开关

D．将变阻器连入电路时，滑片应放在变阻器阻值最大的位置上

3.一个大约为20欧的电阻，接在由4节干电池串联的电源上，要测这个电阻中的电流和两端的电压，电流表，电压表选的量程应为 ( B ) A．0～0.6A，0～3V B．0～0.6A，0～15V C．0～3 A，0～3 V D．0～3 A，0～15 V

4.如图所示电路是两只灯泡组成的串联电路，电路连接正确，当开关S闭合后，以下判断正确的是(B)

A．若L1断路，则电压表的示数为0V，两灯不亮 B．若L1短路，则电压表的示数为0V，只有L2亮 C．若L2断路，则电压表的示数为0V，L1亮

D．若L2短路，则电压表的示数不为0V，两灯均不亮 【出门检测】 二、填空题：

5.用电流表和电压表分别测量出通过小灯泡的电流I和小灯泡两端的电压U，就可以利用 R=U/I 来计算出小灯泡的电阻。测量时，为了减小误差，需要测出 多组 电流和电压的数据。在电路中接入 滑动变阻器 就可以改变通过小灯泡的电流。

6.“用电流表、电压表测电阻”的实验中，在连接电路时电键应处于 断开 状态，电液应从电流表的 正 接线柱流入；在闭合电键前应使滑动变阻器连入电路电阻最 大 ；需直接测量的物理量是待测电阻的 电压和通过导体的电流 。

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7. 某同学在用伏安法测电阻实验中，按图甲电路图进行实验测出几组数据，根据数据作出图乙U-I图线，则被测电阻R1的阻值为 8 Ω，滑动变阻器的滑片在某一位置时，电压表的指针位置如图丙所示，则电压表的示数为 1.6 V。

8. 为了测量

的阻值，某同学设计了如图(1)所示的电路。已知R0为10Ω，当S1断开、S2

闭合时，电压表的示数为3V；当S2断开、S1闭合时，电压表的示数如图(2)所示，由此可知R0两端的电压为 0.6 V，Rx的阻值为 40 Ω。

9. 某同学在用伏安法测电阻时，电流表量程选择正确但不慎将两表的位置接错，其错误的电路图如图所示，那么当开关S闭合后，产生的结果是 电流表被烧坏 。

三、实验探究题：

10. 在图中所示的电路中,a、b、c、d为四个接线柱，闭合开关后灯不亮，已经确定是由于灯泡开路或短路引起的。在不允许拆开电路的情况下，请你用一个电压表或一个电流表分别对故障进行判断，把方法和判断结果填如下表中（每种电表格填写一种方法）

电表

方法（接在何处、开关开闭情况） 9

现象和结论 2018年初高中物理暑假衔接教案

11. 在“伏安法测电阻”的实验中，老师提供了以下

电流表 接cd，开关断开 若电流表有示数，则灯泡短路；若电流表无示数，则灯泡断路 电压表 接ab, 开关闭合 若电压表有示数，则灯泡断路；若电压表无示数，则灯泡短路 器材：几节干电池、3个已知阻值的电阻R0(5Ω，8Ω，12Ω)、1只最大阻值为10Ω的几个滑动变阻器，被测电阻Rx，2个开关，电压表和电流表各1只，导线若干，实验前老师启发同学们：为了使测定的电阻值更精确，采用多次测量取平均值的方法，甲、乙、丙、丁四个小组分别设计了以下待测电阻Rx的四个方案，如下图每个方案只变化一种元件或改变状态，且四个组的变化都不相同，并都顺利完成了实验，依据实验方案回答

(1)实验中测得如下表所示数据，该方案是__甲或丙__小组的。

实验次数 电压U/V 电流I/A 1 1.5 0.10 2 3.0 0.20 3 4.5 0.31 (2)为达到多次测量电流和电压值的目的，乙小组在实验中操作时需要更换__不同阻值的R0___。

(3)上述四个实验方案中最佳的是___丙__小组

12. 小新同学想利用两块电压表和阻值已知的电阻R0测量电阻RX的阻值。小新选择了满足实验要求的电源、电压表V1和V2。

（1）请你用笔画线表示导线，完成如图所示的实验电路的连接。（导线不得交叉） （2）电压表V1的示数用U1表示，电压表V2的示数用U2表示，请用U1、U2和R0表示：RX＝

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____

U2R0_____。 U113.为完成“测定小灯泡正常发光时电阻”的实验，小柯同学选取了相应器材，小灯泡上标有“2.5V”字样。

（1）如图甲电路无法正常完成实验，有一处导线连接错误，错误导线是 ② （选填“①”或“②”）。

（2）改正电路后，小柯调节滑动变阻器使小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图乙，则小灯泡正常发光时的电阻是 5 欧姆。 【课后作业】 四、计算题：

14. 如图所示，电源电压为 12V且保持不变，当滑动变阻器滑片P移至端点A时，电流表的示数为0.4A，当滑片P移至端点B时，电流表的示数为0.3A。求变阻器的最大阻值。 【解析】①当滑动变阻器滑片 P移至A点时，变阻器连入电路中的电阻为0，只有R1工作， 所以

；

②当滑片 P移至B端时R1、R2串联，电路中总电阻R= R1+R2，

，所以滑动变阻器的最大值R2=R-R1=40 -30 =10 。

15.在如图所示的电路中，电源电压为4.5V且保持不变，电阻R=5，，变阻器R1的最大阻值为20，电流表的量程为0～0.6A，电压表量程为0～3V，为了保护电表，求变阻器接入电路的阻值范围。

【解析】当变阻器接入的阻值最小时， I最大=0.6A，R总?阻器接入电路的最小值R1最小=R总?R?2.5?；

UI最大?4.5V?7.5?，所以变0.6A当变阻器接入的阻值最大时，电压表的示数U1最大=3V，因为在串联电路中电流处处相等，

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所以

U最大U=R1最大R?R1最大，代值解得：R1最大=10?，所以变阻器接入电路的阻值范围为

2.5～10Ω。

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