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第三節(jié) “伏安法”測(cè)電阻
1. 通過科學(xué)探究的全過程，學(xué)會(huì)用伏安法測(cè)量電阻.
2. 通過實(shí)驗(yàn)探究，鞏固和加深對(duì)歐姆定律的理解.
3. 進(jìn)一步掌握電壓表、電流表的使用方法及規(guī)則.
4. 通過使用滑動(dòng)變阻器，進(jìn)一步理解滑動(dòng)變阻器在電路中的作用.
學(xué)習(xí)目標(biāo)
小華在實(shí)驗(yàn)室發(fā)現(xiàn)一個(gè)阻值模糊的定值電阻，他想把這個(gè)電阻的阻值補(bǔ)上，有什么方法可以幫他嗎？
1. 測(cè)量原理是什么？
思考
2. 需要哪些實(shí)驗(yàn)器材？
3. 怎么連接電路？
新課引入
電流、電壓可以分別用電流表、電壓表測(cè)量，那如何測(cè)量導(dǎo)體的電阻？
R=
U
I
用電壓表和電流表間接測(cè)出導(dǎo)體電阻的方法，稱為“伏安法”測(cè)電阻.
新知學(xué)習(xí)
I =
U
R
歐姆定律：
變形
A
V
S
R
1. 提出問題
一、伏安法測(cè)量定值電阻的阻值
這個(gè)方法只能求出一組電阻值，為減小實(shí)驗(yàn)誤差，我們?cè)撛趺醋觯?br/>思考
如何操作可以進(jìn)行多次測(cè)量呢？
思考
改變待測(cè)電阻兩端的電壓，多次測(cè)量電壓及電流的值，算出電阻，最后求出電阻的平均值.
(2)用滑動(dòng)變阻器來改變待測(cè)電阻兩端的電壓.
(1)更換電源；
√
哪種方法更方便呢？
A
V
S
R
2. 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)與制訂計(jì)劃
電路設(shè)計(jì)
實(shí)驗(yàn)器材
電源、電壓表、電流表、滑動(dòng)變阻器、開關(guān)、導(dǎo)線、待測(cè)電阻
A
V
S
R
Rp
實(shí)驗(yàn)原理圖
連接實(shí)物圖
A
V
S
R
Rp
(1)在連接電路前對(duì)電流表、電壓表進(jìn)行調(diào)零；
(2)連接電路時(shí)開關(guān)要斷開，滑動(dòng)變阻器應(yīng)該“一上
一下”接入電路中，滑片滑到阻值最大處；
(3)連接好電路，檢查電路連接無誤后，用開關(guān)試觸，在確定電路完好后再閉合開關(guān)S；
(4)電壓表和電流表要注意選擇適當(dāng)?shù)牧砍?(試觸法)
注意事項(xiàng)
A
V
S
R
Rp
測(cè)量次數(shù) 電壓 U/V 電流 I/A 電阻 R/Ω 電阻平均值 /Ω
1
2 3 表格設(shè)計(jì)
A
V
S
R
Rp
計(jì)算出每次測(cè)量所得的電阻阻值
實(shí)驗(yàn)中應(yīng)該記錄哪些數(shù)據(jù)？應(yīng)該如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表格呢？
思考
多次測(cè)量，求出定值電阻的平均值
(1)按電路圖連接實(shí)物.調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片移至阻
值最大處；
(2)閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片至適當(dāng)位置，
分別讀出電流表的示數(shù) I、電壓表的示數(shù)U，并記錄在表格中；
(3)根據(jù)公式 計(jì)算出R 的值，并記錄在表格中；
(4)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片改變待測(cè)電阻中的電流及兩端的電壓，再測(cè)幾組數(shù)據(jù)，分別計(jì)算對(duì)應(yīng)的待測(cè)電阻R的值，并記錄在表格中.
實(shí)驗(yàn)步驟
A
V
S
R
Rp
3. 進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)
伏安法測(cè)量定值電阻的阻值
測(cè)量次數(shù) 電壓U/V 電流I/A 電阻R/Ω 電阻平均值 /Ω
1
2 3 4 5 1 0.2 5
1.5 0.3 5
2 0.4 5
2.5 0.5 5
3 0.6 5
5
數(shù)據(jù)記錄
點(diǎn)
擊
播
放
視
頻
則定值電阻的阻值為____Ω.
5
I/A
U/V
0
0.6
0.4
0.2
0.8
2.0
3.0
1.0
繪制圖像
拓展
結(jié)合圖像，利用該實(shí)驗(yàn)器材還可以進(jìn)行什么實(shí)驗(yàn)？
還可以探究電流與電壓的關(guān)系
導(dǎo)體的電阻與其兩端的電壓以及通過它的電流有沒有關(guān)系？
4. 交流與合作
導(dǎo)體的電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì)，它的大小由材料、長度和橫截面積決定，與電壓和電流無關(guān).
思考
兩種情況下燈泡的電阻相同嗎？如何去測(cè)量？
沒有發(fā)光的燈泡
正在發(fā)光的燈泡
思考
二、伏安法測(cè)量小燈泡的阻值
1. 將上述實(shí)驗(yàn)中的定值電阻換成額定電壓為2.5 V的小燈泡，用同樣的方
法測(cè)定小燈泡的電阻.
2. 多測(cè)幾組數(shù)據(jù)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分別計(jì)算出小燈泡的電阻.
3. 實(shí)驗(yàn)電路圖及實(shí)物圖
A
V
S
L
Rp
×
數(shù)據(jù)記錄
測(cè)量次數(shù) 電壓U/V 電流I/A 電阻R/Ω
1
2
3
4
5
0.35 0.12 2.92
0.62 0.14 4.43
1.00 0.17 5.88
1.39 0.19 7.32
1.80 0.22 8.18
伏安法測(cè)量小燈泡電阻
點(diǎn)擊播放視頻
0.1
0.3
0.2
I/A
U/V
0
2.0
3.0
1.0
繪制圖像
思考
小燈泡的電阻圖像與定值電阻的圖像有什么不同呢？為什么呢？
小燈泡的電阻圖像是一條曲線，
定值電阻的圖像是一條過原點(diǎn)的直線.
燈絲的電阻隨溫度的變化而變化;
定值電阻阻值大小由材料、長度和橫截面積決定，與電壓和電流無關(guān).
測(cè)量定值電阻阻值和測(cè)量小燈泡阻值的實(shí)驗(yàn)過程中均測(cè)量了多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，兩次實(shí)驗(yàn)多次測(cè)量的目的是否相同呢？
在測(cè)量定值電阻的實(shí)驗(yàn)中，多次測(cè)量是為了求電阻的平均值，減小實(shí)驗(yàn)誤差；
在測(cè)量小燈泡電阻的實(shí)驗(yàn)中 ，多次測(cè)量是為了測(cè)量小燈泡在不同電壓下的電阻.
思考
燈絲的電阻與溫度有關(guān)，電壓越大，溫度越高，電阻越大；
所以我們一般只要知道小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻即可.
小燈泡的電阻與溫度有關(guān)，不是定值，求平均值沒有意義.
1. 表格中為什么沒有設(shè)置“求平均值”一欄呢？
思考
2. 你能總結(jié)出燈泡電阻變化規(guī)律嗎？
拓展
如何測(cè)量小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻呢？
調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片，使電壓表的示數(shù)為2.5 V(小燈泡的額定電壓)，此時(shí)小燈泡正常發(fā)光，讀取對(duì)應(yīng)電流表的示數(shù)，利用
R=
U
I
即可求出小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻.
課堂小結(jié)
實(shí)驗(yàn)名稱 測(cè)量定值電阻的阻值 測(cè)量小燈泡的電阻
實(shí)驗(yàn)原理 ___________ 電路圖及實(shí)物圖
滑動(dòng)變阻器 的作用 (1)保護(hù)電路； (2)改變定值電阻兩端的電壓 (1)保護(hù)電路；
(2)_____________________
多次測(cè)量的目的 ______________________________ 測(cè)量不同電壓下小燈泡的電阻
圖像
對(duì)圖像的分析 U－I圖像是一條過原點(diǎn)的直線 I－U 圖像不是直線的原因：____________________________
改變小燈泡兩端的電壓
求取電阻平均值，從而減小誤差
燈絲電阻隨溫度的變化而變化
1. 用“伏安法測(cè)電阻”的實(shí)驗(yàn)中，丹丹分別選用定值電阻和小燈泡為測(cè)量對(duì)象，在處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，分別畫出了U-I的圖像，如圖甲、乙所示.對(duì)于圖像的分析，以下說法錯(cuò)誤的是( 　)
A. 圖甲是定值電阻的U-I圖像，圖乙
是小燈泡的U-I 圖像
B. 由圖像可知，通過定值電阻的電流
和定值電阻兩端的電壓成正比
C. 由乙圖及實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知小燈泡的電阻隨燈絲溫度的增加而增大
D. 為了減小誤差，應(yīng)該用多次測(cè)量的方法，計(jì)算小燈泡的電阻
甲乙
D
隨堂練習(xí)
√
×
√
√
計(jì)算定值電阻
圖像為直線
斜率為阻值
定值電阻
小燈泡
2. 在用伏安法測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)中，小明所用電源的電壓保持不變，滑動(dòng)變阻器的最大阻值為30 Ω.
(1)該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理是________．
(2)閉合開關(guān)后，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器，發(fā)現(xiàn)電流表有
示數(shù)，電壓表始終無示數(shù)，其原因可能是( )
A. 滑動(dòng)變阻器接觸不良
B. 開關(guān)接觸不良
C. 定值電阻被短路
D. 定值電阻被斷路
C
說明：與電壓表并聯(lián)的電路短路
(3)正確操作后，閉合開關(guān)，通過移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片進(jìn)行多次測(cè)量，并記錄每次的電壓表和電流表的示數(shù)，如下表所示；當(dāng)電壓表示數(shù)為2.5 V時(shí)，電流表示數(shù)如圖乙所示，此次實(shí)驗(yàn)定值電阻的測(cè)量值為_____Ω.
實(shí)驗(yàn)次數(shù) 1 2 3 4 5
電壓U/V 1 1.5 2 2.5 3
電流I/A 0.2 0.32 0.4 0.58
電阻R/Ω 5 4.7 5 5.2
5
電流表示數(shù)：0.5 A
電流表量程選擇0~0.6 A
0.5
5
(4)根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)可以計(jì)算出該定值電阻的阻值為_____Ω.(結(jié)果保留整數(shù))
(5)(方案評(píng)估)小明根據(jù)上表求出電壓和電流的平均值，再運(yùn)用歐姆定律求出電阻的平均值，由此得出定值電阻的阻值，你認(rèn)為這種方法_______(選填“可行”或“不可行”)，理由是：___________________________________
_______________________________________.
5
不可行
運(yùn)用歐姆定律時(shí)，公式中的I、U、R必須是同一時(shí)刻、同一導(dǎo)體所對(duì)應(yīng)的數(shù)值
實(shí)驗(yàn)次數(shù) 1 2 3 4 5
電壓U/V 1 1.5 2 2.5 3
電流I/A 0.2 0.32 0.4 0.58
電阻R/Ω 5 4.7 5 5 5.2
求平均值
歐姆定律：同一性、同時(shí)性、條件性
0.5
3. 實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)想測(cè)量一只小燈泡的電阻，已
知電源電壓恒為4.5 V，小燈泡L標(biāo)有“2.5 V”字樣．
(1)請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線，將電路連接完整.(要求：
①連線不得交叉；②電表的量程選擇恰當(dāng)；③滑
動(dòng)變阻器的滑片向右移動(dòng)，小燈泡變暗)
(2)小組同學(xué)連接好最后一根導(dǎo)線時(shí)，小燈泡立即發(fā)出耀眼的光并很快熄滅，請(qǐng)你指出連接電路時(shí)兩個(gè)操作不當(dāng)之處：①_____________________，②_________________________________.
連接電路時(shí)：
開關(guān)斷開
滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值最大
電流表與L串聯(lián)，電壓表與L并聯(lián)
連接電路時(shí)開關(guān)未斷開
滑動(dòng)變阻器的滑片未移至阻值最大處
(3)正確連接電路，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，但電流表有示數(shù)，接下來應(yīng)進(jìn)行的操作是____(填字母).
A. 更換小燈泡
B. 檢查電路是否斷路
C. 移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片，觀察小燈泡是否發(fā)光
原因：①電路中電流太小；
②電路中發(fā)生短路
C
(4)多次移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，記下電流表和電壓表的示數(shù)如下表所示，小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻為_____Ω(結(jié)果保留兩位小數(shù))；同組的小明發(fā)現(xiàn)多次測(cè)量得到的小燈泡阻值都不相等，其原因是______________________
__________________________.
實(shí)驗(yàn)序號(hào) 電壓U/V 電流I/A 電阻R/Ω
1 0.5 0.12 4.17
2 2 0.3 6.67
3 2.5 0.32
4 2.8 0.34 8.24
燈絲阻值隨燈絲溫度的
升高而變化，不是一個(gè)定值
燈絲電阻隨溫度的變化而變化
7.81
小燈泡的額定電壓為2.5 V

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