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第十六章
第三节 测量：用电流表和电压表测量电阻
物理观念
1.了解灯泡电阻随温度变化的规律。
2.理解等效电阻的物理意义。
科学思维
通过现象和理论分析，推理灯泡电阻变化的影响因素，培养理论联系实际的思想。
科学探究
1.通过实验方案设计和操作规范的研讨，提高实验分析能力；
2.经历定值电阻和灯泡电阻的测量过程，学会减小误差的方法和用图像法分析数据，总结
规律。
3. 通过实验探究，使学生认识总电阻和原分电阻之间的“等效替代”关系。
科学态度与责任
培养实验规范操作和认真观察现象的习惯，提高分析实际问题的能力和实事求是的科学
态度。
重点
难点
重点
回顾欧姆定律公式，想一想利用实验室的器材如何测电阻大小呢
用电压表和电流表分别测电压和电流，再计算电阻的大小。
灯泡的电阻有发生变化吗
观看演示实验
若在网上购买了一个电阻器，产品参数上说明电阻器的阻值为20 Ω,现通过测量，来判断产品参数上的数据是否属实，如何测量电阻大小呢
任务一、测量定值电阻阻值的大小
如何设计电路
利用电流表、电压表测量电阻的方法叫做伏安法测电阻。
方案设计
用电压表测量
用电流表测量
任务一、测量定值电阻阻值的大小
方案展示
哪种方案更好一些
滑动变阻器有什么作用
总结：滑动变阻器的作用除了保护电路外，还能改变电阻的电压、电流，获得多组数据。
任务一、测量定值电阻阻值的大小
分组实验
确定方案二为实验电路图。复习实验操作中的注意事项。
①连接电路时，开关应断开；
②开关闭合前，应将滑片P移到阻值最大处。
测量原理：
测量工具：
电压表、电流表
任务一、测量定值电阻阻值的大小
分组实验
提问：电源为两节干电池，待测电阻阻值约为5Ω，请问电压表和电流表应选择什么量程？
通过分析判断电阻电压不会超过3 V,所以电压表选0～3 V量程；估算最大电流I =≈0.6 A,电流表选0～0.6 A量程。
任务一、测量定值电阻阻值的大小
数据展示
表1 测量定值电阻大小
实验次数 1 2 3 4
电压U/V 0.5 1 1.5 2
电流I/A 0.1 0.18 0.28 0.4
电阻R/Ω 5 5.6 5.4 5
不同电压下，计算的电阻的大小不尽相同，原因是测量存在误差，那么如何分析处理数据，减小测量误差呢
任务一、测量定值电阻阻值的大小
处理数据
用Excel将定值电阻的电压、电流的数据绘制在U-I坐标系中，发现数据分布近似一条过原点直线，添加趋势线并显示公式，得出电阻为公式中k值，即R ≈5.2 Ω。
滑动变阻器的作用：
改变电阻两端的电压，多次测量
多次测量的目的：
取平均值，减少误差
任务二、测量灯泡电阻的大小
将定值电阻换成灯泡，调节滑片P,发现灯泡电压、电流发生变化，灯泡电阻是否发生变化？
结合电阻影响因素表达观点，猜想电阻大小的变化情况。
进行猜想
测量原理：
测量工具：
电压表、电流表
任务二、测量灯泡电阻的大小
分组实验
1、2组用标有“2.5 V”的灯泡，3、4组用标有“3.8 V”的灯泡，分组进行测量。
数据展示
表2 测量灯泡电阻大小
实验次数 1 2 3 4 5
电压U/V 0.6 1.0 1.5 2 2.5
电流I/A 0.16 0.2 0.24 0.26 0.3
电阻R/Ω 3.8 5 6.3 7.7 8.3
滑动变阻器的作用：
改变灯泡两端的电压，多次测量
多次测量的目的：
探究普遍性规律
任务二、测量灯泡电阻的大小
分析数据
提问：
①分析数据发现，灯泡电阻是否在发生变化
②思考能否用取平均值的方法处理数据
判断灯泡电阻发生变化不是因为测量误差造成的，不能取平均值。
③不同电压下灯泡电阻发生变化的原因是什么
任务二、测量灯泡电阻的大小
分析图像
将灯泡的电压、电流的数据绘制在U-I图像中，发现不是一条直线，说明不同电压下，灯泡电阻在发生变化。
电压越大 ，灯泡温度越高 ，电阻越大。
任务二、测量灯泡电阻的大小
伏安法测定值电阻和灯泡电阻实验中，滑动变阻器的作用都是改变待测电阻的电压和电流。
易错提醒
多次测量的目的不同：
测定值电阻时，为了取平均值减小误差；
测灯泡电阻时，发现灯泡电阻随温度变化的规律，不能取平均值。
任务二、测量灯泡电阻的大小
学以致用
若缺少电流表或电压表，增加一个已知阻值的定值电阻，该如何设计方案测量未知电阻
答 案 ：缺少电流表时，可用电压表和已知电阻并联代替电流表使用；缺少电压表时，可用电流表和已知电阻串联代替电压表使用。
任务三、了解串联电路的总电阻
电阻串联后总电阻变大还是变小 如何通过实验探究
对比单个电阻和两个电阻串联接入电路时电流表示数。
方案设计
1. 实验探究电阻串联后的总电阻
任务三、测量定值电阻阻值的大小
规律总结
电阻串联总电阻变大相当于增加了导体的长度。
两个电阻串联接入电路时，电流表示数变小，说明总电阻变大了。
任务三、测量定值电阻阻值的大小
下面的电路用到的方法是“等效替代法”,提问：如何判断“等效”
猜想：可以用电流表示数判断，即当总电阻接入电路时，电流表示数如果和原来相同，则判断效果相同。
用5Ω电阻和10 Ω电阻进行实验，猜一猜总电阻可能是多少
实验演示
将15 Ω电阻接入电路，发现电流表示数确实相同，即可用15 Ω电阻等效替代5Ω电阻和10 Ω电阻串联后的总电阻。
假设有一个电阻可以代替串联的电阻而不影响电路的效果，我们就称这个电阻是串联电路的总电阻。
任务三、测量定值电阻阻值的大小
2.引导学生理论推导电阻串联后的总电阻
（1）试推断串联的总电阻与分电阻满足什么数量关系
串联总电阻R =R +R
（2）试着理论推导、证明。
（3）结论：两个串联电阻的总电阻等于各分电阻之和。
推导：
若有n个电阻串联，则它们的总电阻R总= R +R +R + …… +Rn，
若有n个相同阻值的电阻R0串联，则总电阻：R总=nR0。
任务四、了解并联电路的总电阻
1.实验探究电阻并联后的总电阻
提问：几个电阻并联后的总电阻与各分电阻相比是变大还是变小了
两端导体并在一起，相当于增大了横截面积，所以总电阻可能会减小。
设计实验
先将一个电阻接入电路，记录电流表示数，再并联一个电阻，对比电流表示数，判断总电阻变大还是变小。
实验演示
两个电阻并联接入电路时，电流表示数变大，说明总电阻变小了。
实验改进
刚才实验演示时，并联的两个电阻分别是10 Ω和20 Ω,记录电流表示数为I,为了找到等效总电阻，可以将一个电阻箱接入电路，慢慢调节电阻箱，直到电流表示数为I,记录电阻箱的示数。
任务四、了解并联电路的总电阻
任务四、了解并联电路的总电阻
假设有一个电阻可以代替并联的电阻而不影响电路的效果，我们就称这个电阻是并联电路的总电阻。
任务四、了解并联电路的总电阻
2. 理论推导电阻并联后的总电阻
(1) 试着运用理论推导加以证明。
推论：
若有n个电阻并联，则它们的总电阻
若有n个相同阻值的电阻R0并联，则总电阻：R总=
学以致用
手边只有几个400 Ω和几个100 Ω的电阻，如何获得200 Ω的电阻
将两个100 Ω电阻串联或将两个400 Ω电阻并联。
任务四、了解并联电路的总电阻
3.认识两电阻串联或并联时电压和电阻的关系
两电阻串联，其两端的电压和电阻有什么关系 尝试推导。
总结：即串联电路中，电压的分配与电阻成正比。
随讲随练
两电阻并联时，流过两个电阻的电流和电阻有什么关系
并联电路中电流的分配与电阻成反比。
测定值电阻
“伏安法”
测电阻
测灯泡电阻
原理：
电路图：
多次测量的目的：减小误差
原理：
电路图：
多次测量的目的：探究普遍性规律
串联
电阻的
串联和并联
并联
串联电路的总电阻比任何一个分电阻都大
公式： R= R +R +R + …… +Rn
并联电路的总电阻比任何一个分电阻都小
公式：
1.如图所示是四位同学设计的用伏安法测电阻R 的电路图，其中
正确的是( )
随堂检测
C
随堂检测
2.在“伏安法测电阻”的实验中，滑动变阻器不能起到的作用是( )
A. 改变电路中的电流 B. 改变被测电阻的阻值
C. 改变被测电阻两端的电压 D. 保护电路
B
3. 阻值分别为10 Ω、100 Ω的两个电阻并联，并联后的等效电阻( )
A. 小于10 Ω B. 等于90 Ω
C. 等于110 Ω D. 大于100 Ω
A
随堂检测
4.在“伏安法测电阻”的实验中，若电源电压为15 V, 被测电阻阻值约为50 Ω,
实验中，电流表有“0 ～ 0.6 A”“0～3 A”两个量程，电压表有“0～3 V”
“0～15 V”两个量程。为了减小因电表的量程选择而引起的误差，电压表
应选用__________量程，电流表应选用__________量程。
0～15 V
0～0.6 A
随堂检测
5. 小苗为了测量标有“2.5 V”字样的小灯泡在不同电压下的电阻，
连接了如图甲所示的电路，并进行了实验操作。请按要求完成下列
问题：
(1)小苗将实验数据及相关的计算记
录在表格中。当电压表的示数为
2.5 V 时，电流表的示数如图乙所
示，则此时小灯泡的电阻R=____Ω
(保留一位小数)。
8.3
随堂检测
(2)分析表格数据发现，小灯泡发光一段时间后，随着温度的升高，
灯丝的电阻逐渐________。
变大
实验序号 1 2 3
U/V 1.5 2.0 2.5
I/A 0.23 0.27
R/Ω 6.5 7.4

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