资源简介

(共36张PPT)
幻灯片 1：标题页
5.3 测量电阻
副标题：伏安法测电阻的实验探究
授课对象：初中物理学生
授课时长：45 分钟
核心目标：掌握伏安法测电阻的原理与实验操作，学会处理实验数据并分析误差
幻灯片 2：导入 —— 如何测量未知电阻？
从欧姆定律到电阻测量
欧姆定律公式：\( R = \frac{U}{I} \)，若能测量导体两端的电压和通过的电流，即可计算电阻。
生活需求：购买电阻时需确认阻值，电路故障排查时需判断电阻是否正常，都需要测量电阻。
思考问题：用什么仪器测量电压和电流？如何设计实验电路实现电阻的测量？
幻灯片 3：实验原理 —— 伏安法测电阻
核心原理
伏安法：用电压表（伏特表）测量导体两端的电压，用电流表（安培表）测量通过导体的电流，再根据欧姆定律 \( R = \frac{U}{I} \) 计算电阻的方法。
公式依据：\( R = \frac{U}{I} \)（其中 \( U \) 为导体两端电压，\( I \) 为通过导体的电流）。
优点：原理简单、操作方便，能较准确地测量电阻值，是实验室测量电阻的常用方法。
幻灯片 4：实验器材与电路设计
准备实验
实验器材
电源（如 3V 电池组）、未知电阻（如小灯泡或定值电阻）、电流表、电压表、滑动变阻器（20Ω 2A）、开关、导线若干。
电路设计
基本电路：未知电阻与滑动变阻器串联，电流表测电路电流（串联），电压表测未知电阻两端电压（并联）。
电路图：
（示意图：电源→开关→滑动变阻器→未知电阻→电流表→电源负极；电压表并联在未知电阻两端）
滑动变阻器作用：
保护电路（闭合开关前移到最大阻值处）。
改变未知电阻两端的电压和通过的电流，进行多次测量求平均值，减小误差。
幻灯片 5：实验步骤
规范操作流程
画电路图：根据实验设计画出完整的电路图，标注各元件符号。
连接电路：
断开开关，按电路图连接元件，滑动变阻器采用 “一上一下” 接线方式。
电压表并联在未知电阻两端，电流表串联在电路中，注意 “正进负出”。
闭合开关前，将滑动变阻器滑片移到最大阻值处。
试触与量程选择：
闭合开关瞬间快速断开（试触），观察电表指针偏转是否正常（不超量程、不反偏），若异常检查接线。
测量数据：
闭合开关，调节滑动变阻器滑片，使电压表示数为某一值（如 1V），记录电压 \( U_1 \) 和对应电流 \( I_1 \)。
改变滑片位置，分别测量两组不同的电压和电流值（如 2V、3V），记录 \( U_2 I_2 \) 和 \( U_3 I_3 \)。
整理器材：断开开关，拆除导线，将器材归位。
幻灯片 6：数据记录与处理
计算电阻值
数据记录表
实验次数
电压 U/V
电流 I/A
电阻 R/Ω（\( R = \frac{U}{I} \)）
平均值 R/Ω
1
1.0
0.20
5.0
2
2.0
0.41
4.9
4.9
3
3.0
0.60
5.0
计算方法
分别根据每次测量的 \( U \) 和 \( I \) 计算电阻：\( R_1 = \frac{U_1}{I_1} \)，\( R_2 = \frac{U_2}{I_2} \)，\( R_3 = \frac{U_3}{I_3} \)。
求平均值：\( R_{\text{ }} = \frac{R_1 + R_2 + R_3}{3} \)（减小偶然误差）。
示例计算：如上表，三次电阻分别为 5.0Ω、4.9Ω、5.0Ω，平均值为 4.9Ω。
幻灯片 7：实验注意事项
确保实验准确与安全
电表接线：电流表必须串联，电压表必须并联，“+” 接线柱接靠近电源正极的一端，避免指针反偏。
量程选择：根据电源电压和电阻预估量程（如 3V 电源测 10Ω 电阻，电流约 0.3A，电流表选 0~0.6A 量程）。
滑动变阻器调节：每次测量前确认滑片位置，使电压有明显差异，避免数据重复。
读数规范：读数时视线与电表刻度线垂直，估读到分度值的下一位（如 0~3V 电压表分度值 0.1V，读 1.2V）。
多次测量：至少测量 3 组数据，通过求平均值减小实验误差（尤其针对定值电阻）。
幻灯片 8：误差分析与改进
为什么测量值有偏差？
误差来源
电表内阻影响：
电流表有微小内阻，电压表有巨大内阻，理论上会导致测量值与真实值存在偏差（初中阶段暂不考虑）。
读数误差：指针位置判断不准确，或未估读分度值的下一位。
器材精度：电表刻度不均匀、滑动变阻器接触不良导致电压电流不稳定。
改进方法
选择精度更高的电表和滑动变阻器。
增加测量次数（如 5 次），使平均值更接近真实值。
测量灯泡电阻时，注意温度对电阻的影响（灯丝电阻随温度升高而增大，不宜求平均值）。
幻灯片 9：特殊情况处理 —— 测量灯泡电阻
与定值电阻的区别
灯丝电阻特性：灯泡灯丝是钨丝，电阻随温度升高而显著增大（非定值电阻）。
实验现象：电压增大时，灯泡变亮（温度升高），计算的电阻值会逐渐增大。
数据处理：测量灯泡电阻时，无需求平均值，应记录不同电压下的电阻值，分析电阻与温度的关系。
示例数据：
电压 U/V
电流 I/A
电阻 R/Ω
灯泡亮度
1.0
0.18
5.6
较暗
2.5
0.30
8.3
正常
3.0
0.32
9.4
较亮
幻灯片 10：实验拓展 —— 其他测电阻方法
除了伏安法还有哪些方法？
安阻法
原理：用电流表和已知电阻测量未知电阻（串联电路电流相等，\( U = I \times R_{\text{ · }} = I \times R_{\text{ }} \)）。
伏阻法
原理：用电压表和已知电阻测量未知电阻（并联电路电压相等，\( I = \frac{U}{R_{\text{ · }}} = \frac{U}{R_{\text{ }}} \)）。
替代法
原理：用电阻箱替代未知电阻，调节电阻箱使电路状态（如电流表示数）与接入未知电阻时相同，电阻箱阻值即为未知电阻值。
幻灯片 11：常见实验错误分析
避免这些操作失误
电路连接错误：
电压表串联在电路中（导致电流过小，电表无示数）。
电流表并联在电阻两端（导致短路，烧坏电流表）。
滑动变阻器接下面两个接线柱（电阻不变，无法调节电压）。
数据记录问题：
忘记记录单位或单位写错（如电流单位写成 V）。
三次测量数据差异过大（未正确调节滑动变阻器）。
安全问题：
未试触直接闭合开关，导致电表超量程损坏。
拆除导线前未断开开关，造成短路或触电风险。
幻灯片 12：课堂小结
核心知识点回顾
实验原理：伏安法测电阻利用 \( R = \frac{U}{I} \)，通过电压表测电压、电流表测电流计算电阻。
实验步骤：画电路图→连接电路→试触校准→测量数据→计算平均值。
滑动变阻器作用：保护电路和改变电压电流，实现多次测量。
注意事项：电表接线规范、量程选择合理、多次测量减小误差。
特殊情况：灯泡电阻随温度变化，测量时需关注亮度与电阻的关系。
幻灯片 13：课后作业
实验题：某同学用伏安法测量定值电阻，记录数据如下表，计算电阻平均值并分析误差原因。
次数
电压 U/V
电流 I/A
电阻 R/Ω
1
2.0
0.42
2
2.5
0.50
3
3.0
0.58
设计题：用电源、开关、电流表、已知电阻 \( R_0 \)、未知电阻 \( R_x \) 和导线，设计一个测量 \( R_x \) 的电路（安阻法），画出电路图并说明原理。
实践题：测量家中一个旧灯泡的电阻（断电操作），比较灯丝冷态和热态电阻的差异。
幻灯片 14：结束页
知识拓展与预告
应用价值：伏安法是电学实验的基础方法，可拓展到测量电功率等实验中。
下节课预告：5.4 电阻的串联与并联
2024教科版物理九年级上册
授课教师： . 班 级： . 时 间： .
5.3 测量电阻
第5章 欧姆定律
a
i
T
u
j
m
i
a
N
g
爷爷的收音机坏了，小聪和小明决定把它修好。经过检查，发现一只标注模糊的电阻引线断了，需要更换。怎样才能知道它的阻值呢？
一、用电压表和电流表测量电阻
1. 实验方案
要测量电阻
R=
需知道:
R两端的电压U
通过R的电流I
用电压表测出
根据欧姆 ， 得到
用电流表测出
2. 测电阻的原理:
R =
I
U
这种利用方法叫“伏安法”测电阻
U
I

3. “伏安法”测电阻的实验器材
电压表
电流表
A
开关
滑动变阻器
V
待测电阻
R =
U
I
电源

4. 连接电路：
（1）在连接实验电路中，开关应是 的；在闭合开关之前，滑动变阻器的滑片应该移动到____________的位置；
（2）若待测电阻R约为10Ω，电源电压为3V，则电流表应选用 量程，电压表应选用__________量程；
（3）实验中通过改变 来改变加在待测电阻上的电压和通过待测电阻的电流，以达到多次测量的目的。
断开
阻值最大端
0～0.6A
0～3V
滑动变阻器的电阻
5. 进行实验：
第一次 第二次 第三次
电压U/V 2.0 2.5
电流I/A 0.20 0.26
电阻R/Ω
数据处理：
1.5
待测电阻平均值是________(保留一位小数)
10.1Ω
在第一次实验时，电流表电压表示数如右图所示：
10
9.6
10.7
0.14
0
1.5
2.0
2.5
3.0
1.0
0.1
0.15
0.20
0.25
I/A
U/V
U-I图像中，过原点的直线表示导体的电阻。
●
●
●
二、电压——电流图像
将上表数据用描点法画出电流随电压变化的曲线你发现了什么？
导体的伏安特性曲线
1. 定义：用纵轴表示电压U，用横轴表示电流I，画出的图线叫导体的伏安特性曲线。
2. 伏安特性曲线为直线的表示电阻是定值电阻，为曲线的为曲线的表示电阻是可变电阻。
小灯泡的电阻是否会变化呢？伏安特性曲线是什么样的？
3. 欧姆定律的适用范围：线性电阻。
I/A
U/V
0
R2
R3
U/V
定值电阻的大小关系：R1>R2>R3
R1
例1. 如图是“伏安法测电阻”电路图，下列说法中错误的是（　 ）
A．在连接电路时，应将变阻器滑片调至最右端
B．连接电路时，要使电流从电压表和电流表的
“+”接线柱流入，“-”接线柱流出
C．多次测量是为了求平均值减小误差
D．向左移动滑动变阻器的滑片时，电流表、电压表的示数都变大，R的阻值也变大
D
测小灯泡的电阻
A
V
L
R
S
按电路图顺序将器材摆放好，按图连接电路，
先串联后并联电压表。
次数 电压U/V 电流I/A 电阻R/Ω 灯泡亮度
1 1 0.22 4.55 暗
2 2 0.30 6.67 较亮
3 3 0.34 8.82 很亮
逐渐增大电压，让灯丝由暗变亮，记录若干组电压、电流值,填入下表：
多次测量的目的是什么？灯的电阻还用求平均值吗
在测量灯泡电阻的实验中，多次测量的目的是找到小灯泡电阻随电压变化的规律，因此不能求平均值，因为灯的电阻阻值随温度的升高而增大，这样，求平均值就没意义。



灯泡的电阻与温度有关，图像不是直线。
将上表数据用描点法画出电流随电压变化的曲线你发现了什么？
I/A
0
R灯
0.1
0.2
0.3
0.4
1.0
2.0
3.0
4.0
U/V
测定值电阻和小灯泡电阻的实验中，有何不同点？
1. 测定值电阻的实验中，多次测量，取平均值作为待测电阻的阻值，这样是为了减小误差；而测小灯泡电阻的实验中，多次测量，是为了寻找灯丝电阻随温度变化的普遍规律。
2. 定值电阻的U—I图像是一条直线，而小灯泡的U—I图像是一条曲线。
知识点1 伏安法测定值电阻
1.［2024·内江］在“测量定值电阻阻值”的实验中，提供的实
验器材有：
A.两节新干电池
B.电压表（量程， ）
C.电流表（量程， ）
D.滑动变阻器
E.待测电阻 （阻值约为几欧）
F.开关一个，导线若干
（1）图甲是实验中设计的电路图，请在图中圆圈内正确填
写表示电表的字母符号。
如图1所示
图1
（2）连接电路前，发现电流表指针位置如图乙所示，此时
需要进行的操作是______。连接电路时，开关应该______
（填“断开”或“闭合”）。
调零
断开
（3）根据图甲的电路图，请用笔画线代替导线，把图丙中
的实物连接成完整电路（有五条导线未连接），要求测量时
电表示数尽可能精确。
如图2所示
图2
（4） 测得的部分数据已记录在表格中，表格
中第一行的最后空格栏内应填写的内容是________________
___。在第3次测量时，电压表的示数如图丁所示，根据这三
次测得的数据，阻值的平均值为____ 。
实验序号
1 1.6 0.20 8.0
2 2.0 0.24 8.3
3 0.30
阻值的平均值/
8.1
返回
知识点2 伏安法测小灯泡电阻
2.［2024·枣庄节选］如图甲所示为“测量小灯泡电阻”的实验
装置，已知小灯泡标有“ ”字样。
（1）请用笔画线代替导线，在图甲中将实验电路连接完整。
（要求：滑动变阻器的滑片向右移动时灯泡变亮）
如图所示
（2）在检查电路无误后进行实验，
当电压表的示数如图乙时，为了测
量小灯泡正常发光的电阻，应将滑
动变阻器的滑片向___（填“ ”或“
”）端移动，同时眼睛注意观察
_________（填“电压表”“电流表”或
“灯泡”），直至小灯泡正常发光。
电压表
（3）通过移动滑动变阻器的滑片 ，进行多次测量记录数据，
并绘制 图像如图丙所示，由此可得小灯泡正常发光时的
电阻大约是____ 。（保留一位小数）
8.3
（4）根据图丙可知，小灯泡的电阻是______（填“变化”或
“不变”）的，你认为原因是______________________。
变化
灯丝电阻受温度的影响
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3. ［2025·苏州月考］如图所示是电学中常见的电路图，在、 两点间
分别接入元件，并进行对应实验。下列关于不同实验的描述中，正确的
是( )
C
A. 探究电流与电阻的关系——改变接入 间电阻大小和
电压大小
B. 探究电流与电压的关系 间电阻大小不变，必
须使 间电压成倍数变化
C. 测量未知电阻阻值——滑动变阻器用于改变电阻两端
电压和通过的电流
D. 测量小灯泡的阻值——需多次测量求平均值，减小误
差
返回
4.［2025·南京期末］图甲是某小组同学完成“用伏安法测量
定值电阻 阻值”的实验电路图。
（1）小明检查电路，发现有一根导线连接错误，请你将错
误导线打上“×”，再用笔画线代替导线画出正确的连接。
如图所示
（2）改正错误后，开关闭合前，
滑动变阻器滑片应置于最____端；
开关闭合前，小明发现电流表的
右
指针在零刻度线左侧，如图乙所示，若不调零，改变滑动变
阻器阻值，先后测得两组电压表与电流表示数分别为 与
、与，则 较为准确的阻值为_ _____（用实验中所测
物理量表示）。
示数都偏小，所以直接用
计算出的阻值作为 的
测量结果与真实值比较，
的测量值偏大，但与 的
差值、与 的差值是准确的，
设调零前电流表的示数为 ，
则当电流表示数为 时，有
，当电流
表示数为 时，有
，联立①
②可得 ，所以将
作为测量结果较为
准确。
返回
测量电阻
用电压表和电流表测量电阻
过程
三次测量取平均值
原理
电压—电流图像
定值电阻
三次测量不能取平均值
是一条直线
小灯泡电阻
灯丝电阻随温度的变化而变化
是一条曲线
必做作业：从教材习题中选取；
选做作业：完成练习册本课时的习题.
谢谢观看！

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