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(共63張PPT)
第三節 測量：用電流表和電壓表測量電阻
第十六章 探究電路
收音機上有一個電阻燒壞了，小明想找個阻值相同的電阻來替換，可是他不知道被燒電阻的阻值是多大？你能幫幫他嗎？
觀察思考
可以使用電流表和電壓表分別測出電路中通過電阻的電流和電阻兩端的電壓，進而應用歐姆定律計算電阻的大小，即通過電流和電壓的測量來間接地得知導體的電阻，這種方法稱為“伏安法”。
一、用電流表和電壓表測量電阻的阻值
如何改變電流、電壓進行多次測量？
通過串聯一個滑動變阻器，改變電路的電阻，從而改變待測電阻兩端的電壓和電流，達到多次測量的目的。
思考
實驗目的 : 用電壓表、電流表間接測電阻
實驗原理 :
實驗器材: 電源、電壓表、電流表、滑動變阻器、開關、導線、待測電阻。
實驗探究
用“伏安法”測定值電阻的阻值
電路圖
A
V
R
R'
S
實物圖
電流表量程的選擇：
(1)算最大電流
(2)電流表的量程≥最大電流I=
電表壓量程的選擇：
(1)看電源電壓
(2)電壓表量程≥電源電壓
I=（變阻器的阻值為零時）
滑動變阻器的作用：
（2）改變電路中的電流和電壓,便于多次測量求平均值減小誤差。
（1）保護電路；
實驗步驟
1.調節電流表、電壓表的指針到零刻度；按電路圖連接實物。調節滑動變阻器到阻值最大端；
2.閉合開關，調節滑動變阻器的滑片至適當位置，分別讀出電流表的示數 I、電壓表的示數U，并記錄在表格中；
3.根據公式 計算出R 的值，并記錄在表格中。
4.調節滑動變阻器的滑片改變待測電阻中的電流及兩端的電壓，再測幾組數據，計算各組數據R 的值，并計算 R 的平均值。
實驗序號 電壓U/A 電流I/A 電阻R/Ω 電阻平均值 R/Ω
1
2 3 1.5
0.16
9.4
2.0
0.21
9.5
2.5
0.26
9.6
9.5
實驗記錄表格
交流和評估
1. 滑動變阻器的作用: 改變被測電阻兩端的電壓（分壓）和電路中電流，同時又保護電路（限流）.
2.利用上述電路，即電流表外接法測電阻，測量結果偏小是因為有部分電流通過電壓表，電流表的示數大于實際通過 R 電流，根據 得出電阻偏小.
如果采用電流表內接法測電阻，測量值比真實值______.
偏大
思考
實驗序號 電壓U/A 電流I/A 電阻R/Ω 電阻平均值 R/Ω
1
2 3 1.5
0.16
9.4
2.0
0.21
9.5
2.5
0.26
9.6
9.5
3.從表中可以發現三次測量結果略有不同，這是由實驗和讀數誤差引起的.測量定值電阻阻值大小，可采用多次測量求平均值以減小誤差.
點擊下方圖片觀看視頻——伏安法測電阻
在“伏安法”測電阻的實驗中,下列注意事項中錯誤的是 ( )
A.連接電路時,開關應斷開
B.在無法估計被測電壓、電流的大小時,可用試觸法選取合適的量程
C.將滑動變阻器連入電路時,滑片應放到使電路中電流最小的位置
D.僅測出一組電壓、電流的值后,計算得到待測電阻的值
D
練一練
小英按圖甲所示的電路圖連接實驗電路，測量電阻R 的阻值。閉合開關 S，調節滑動變阻器的滑片P 后，觀察到電壓表和電流表的示數分別如圖乙、丙所示，則電流表的示數為 A，電阻R的阻值為 Ω。
0.4
5
練一練
實驗目的 : 用電壓表、電流表間接測電阻
實驗原理 :
實驗器材: 電源、電壓表、電流表、滑動變阻器、開關、導線、待測小燈泡。
實驗探究
用“伏安法”測小燈泡的阻值
電路圖
實物圖
A
V
L
R
S
實驗步驟
1.斷開開關，按電路圖連接實物電路。
2.閉合開關，移動滑片讓燈發光正常（2.5V），發光較暗（2V），發光較強（3V），讀取電流表和電壓表的示數，并記入表格中。
3.分別計算出燈泡在不同電壓下發光時的電阻記入表格，并分析其電阻不同的原因。
4.實驗結束，整理實驗器材。
實驗記錄表格
實驗次數 燈泡亮度 電壓U/V 電流I/A 電阻RL/Ω
1 發光較強
2 發光正常
3 發光較暗
點擊下方圖片觀看視頻——測亮小燈泡的電阻
燈絲電阻隨溫度變化有很大的改變，這時測量多次的目的是測量燈泡在不同工作狀態時的電阻；
在測量定值電阻的阻值時，測量多次的目的是通過取平均值來減小誤差。
測量燈泡電阻與測量定值電阻阻值的區別是什么？
思考
小紅在做測定燈泡電阻的實驗中,將正常的電流表、電壓表接入電路,當閉合開關后,發現電流表有讀數,電壓表讀數為零,移動滑動變阻器滑片時電流表讀數有變化,電壓表讀數始終為零,其原因可能是(　　)
A.滑動變阻器接觸不良　　 　B.開關接觸不良
C.燈泡短路 D.燈泡的鎢絲斷了
C
練一練
如圖甲所示是某實驗小組在“測量小燈泡的電阻”實驗中設計的電路圖,所用小燈泡標有“2.5 V”字樣。
(1)該實驗的原理是　　　　。
練一練
R=
U
I

(2)該組同學連接好電路的最后一根導線時,小燈泡立刻發出微弱的光。導致上述現象的不規范操作是　 。
(3)若某次測量時電壓表的示數為2 V,電流表的示數如圖乙所示,則電流表的示數為　　　A,此時燈泡的電阻為　　　　Ω。
(4)該組同學分別記錄三組電壓和電流值,通過計算發現燈絲電阻是不同的,他們還了解到其他組同學也得到類似的結果。出現這種結果的原因是:______________________________________。
連接電路時開關閉合了
0.2
10
燈絲電阻大小與溫度有關
R0
Rx
S
R0
Rx
S
Rx = R0
U1
U2
─
Rx = R0
U1
U2 -U1
─
─
測量電阻的其他方法（伏伏法）
R0
Rx
S
S
R0
Rx
Rx = R0
I 1
I 2
─
─
Rx = R0
I 1
I 2 –I 1
─
─
─
測量電阻的其他方法（安安法）
步驟：
① 閉合 S1，讀出電流（或電壓）表示數 I1 ( U1 )
② 斷開 S1，閉合 S2，調節變阻箱，使 I2 = I1 (或 U2 = U1 )
③ 讀出變阻箱阻值 R0，則 RX = R0
測量電阻的其他方法（等效替代法）
Rm
Rx
S
測量電阻的其他方法（安滑法）
步驟：
① 閉合 S，滑動滑片至最左端，讀出電流表示數 I1
② 滑動變阻器滑片移至最右端，讀出電流表示數 I2
③
Rm
Rx
S
測量電阻的其他方法（伏滑法）
步驟：
① 閉合 S，滑動滑片至最左端，讀出電壓表示數 U1
② 滑動變阻器滑片移至最右端，讀出電壓表示數 U2
③
　　導體中的電流，跟導體兩端的電壓成正比，跟導體的電阻成反比。
1.歐姆定律
數學表達式
I =
U
R
R=
U
I
U= IR
復習舊知
二、電阻的串聯和并聯
　　（1）串聯電路中各處的電流是相等的；
I = I1 = I2 = … = In
　　（2）串聯電路中的總電壓等于各部分電路的電壓之和。
U = U1 + U2 + … + Un
2.串聯電路中的電流、電壓規律：
R2
U
I
R1
U1
U2
I2
I1
小明在修理某電子儀器時，檢查后發現有一個200歐姆的電阻燒壞了，需要更換。但是手邊又只有一個100歐和幾個50歐的電阻，能否用它們組合起來，使組合的電阻相當于一個200歐的電阻呢？
觀察思考
如圖所示，用一個電阻R代替兩個串聯著的電阻R1、R2接入電路。
電路的狀態不變，即R兩端的電壓和通過它的電流都與原來的相同，R就叫做這兩個串聯電阻R1、R2的總電阻。
并聯電路的總電阻和它的分電阻也存在這種“等效替代”的關系.
總電阻
研究多個電阻組成的電路時，利用的是多個電阻組成的電路對電路的效果與一個電阻對電路產生的效果相同，從而引入“總電阻”概念的，這種方法是“等效替代法”。
電阻串聯后，其總電阻會增大還是減小？
猜想與假設：
如圖所示，由于導體的電阻與導體的長度有關，導體越長電阻越大。幾個電阻串聯后相當于增大了導體的長度，所以總電阻應當比各個分電阻大。
（一）電阻的串聯
思考
（1）如圖所示，將一個定值電阻R接到A、B之間，閉合開關，觀察并記錄電流表的示數記為I1。
實驗探究
串聯電路的總電阻與分電阻的關系
（2）如圖所示，將兩個同樣的定值電阻R串聯起來，接到A、B之間，閉合開關，觀察并記錄電流表的示數記為I2。
（3）如圖所示，將三個同樣的定值電阻R串聯起來，接到A、B之間，閉合開關，觀察并記錄電流表的示數記為I3。
點擊下方圖片觀看視頻——電阻的串聯
I1＞I2＞I3
串聯電路的總電阻的阻值比任何一個分電阻的阻值都大。
R1＜R2＜R3
實驗結論
由歐姆定律可知：U1=IR1 ，U2=IR2，U=IR
串聯電路中有：U=U1+U2
則：IR1 +IR2=IR
所以：R1 +R2=R
理論推導
兩個串聯電阻的總電阻等于這兩個電阻之和。
即：R=R1 +R2
歸納小結
上述結論是由兩個電阻串聯的電路推導出的，它適用于3個、4個、多個電阻串聯的情況嗎
當有n個電阻 R1、R2、R3、…、Rn串聯時，
總電阻 R=R1+R2+R3 +…+Rn。
n個阻值為R0的相同電阻串聯，其總電阻R＝nR0。
思考
如圖所示的電路中,R1=6Ω,R2=4Ω,閉合開關,電流表示數為0.4A。則電路的總電阻為________Ω,電源電壓為________V。
10
4
練一練
串聯電路電流一定，
則：I=I1=I2
串聯分壓
結論
在串聯電路中，如果有一個電阻阻值變小，干路電流I 變大，其他電阻分得的電壓變大，電路總電阻變小。
(1)串聯分壓，電壓比等于電阻比。
(2)串聯分壓，電阻大的分壓大。
理解
公式
串聯分壓
如圖所示，R1＝4 Ω，R2＝6 Ω，當開關S閉合時，通過R1與R2的電流之比為________；加在R1與R2兩端的電壓之比為________。
1∶1
2∶3
練一練
如圖所示的電路中，電源電壓不變，R1 為定值電阻，開關 S 閉合后，滑動變阻器滑片向左移動時，電流表的示數______，電壓表示數與電流表示數之比_______.（均選填“變大”“變小”或“不變”）
變大
不變
練一練
電阻并聯后，其總電阻會增大還是減小？
如圖所示，由于導體的電阻與導體的橫截面積有關，橫截面積越大電阻越小。幾個電阻并聯后相當于增大了導體的橫截面積，所以總電阻應當比各個分電阻小。
猜想與假設：
（二）電阻的并聯
思考
（1）如圖所示，將一個定值電阻R接到A、B之間，閉合開關，觀察并記錄電流表的示數記為I1；。
實驗探究
并聯電路的總電阻與分電阻的關系
（2）如圖所示，將兩個相同的電阻R并聯，接到A、B之間，閉合開關，觀察并記錄電流表的示數記為I2。
（3）如圖所示，將三個相同的電阻R并聯，接到A、B之間，閉合開關，觀察并記錄電流表的示數記為I3。
點擊下方圖片觀看視頻——電阻的并聯
I1＜I2＜I3
電阻并聯后總電阻的阻值比任何一個分電阻的阻值小。
R1＞R2＞R3
實驗結論
由歐姆定律可知：
并聯電路中有： I=I1+I2
理論推導
則：
所以
兩個并聯電阻的總電阻的倒數，等于這兩個電阻的倒數之和。
歸納小結
即：
上述結論是由兩個電阻并聯的電路推導出的，它適用于3個、4個、多個電阻并聯的情況嗎
當有n個電阻 R1、R2、R3、…、Rn并聯時，
思考
n個阻值為R0的相同電阻并聯，其總電阻
（1）一個20Ω的電阻與一個30Ω的電阻并聯，則總電阻為 Ω。
（2）兩個10Ω的電阻并聯，則總電阻為 Ω，如果是10個并聯，則總電阻為 Ω。
5
1
12
練一練
并聯電路電壓一定，
則：U=U1=U2
并聯分流
結論
在并聯電路中，如果有一個電阻阻值變小，其他支路電流不變，干路電流I 會變大，此時，電路總電阻也變小了。
(1)并聯分流，電流比等于電阻的反比。
(2)并聯分流，電阻大的分流小。
理解
公式
并聯分流
在并聯電路中,若R1∶R2=5∶2,則通過兩個電阻的電流之比是_________,R1與R2兩端的電壓之比為_________。
2∶5
1∶1
練一練
在如圖所示的電路中，電源電壓保持不變. 閉合開關 S，當滑動變阻器的滑片 P 向右移動時，電流表 A1 的示數將______，電壓表 V 與電流表 A 示數的乘積將_______. （均選填“ 變大” “ 不變”或“變小”）
變小
變小
練一練
如圖所示，電源電壓恒定.當開關 S1、S2 閉合，甲、乙兩表為電壓表時，兩表示數之比 U甲∶U乙＝ 4 ∶1，當開關 S1 閉合、S2 斷開，若甲、乙兩表均為電流表時，兩表的示數之比為（ ）
A. 4 : 3
B. 3 : 2
C. 3 : 4
D. 3 : 1
C
練一練
測量：
用電流表
和電壓表
測量電阻
實驗原理：
實驗步驟
R=
U
I
課堂小結
用電流表和電壓表測量電阻
電
阻
的
串
聯
和
并
聯
串聯
串聯電路中電阻特點：R串=R1+R2=…+Rn
串聯電路分壓原理：
并聯
并聯電路中電阻特點：
并聯電路分流原理：

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