资源简介

-
17.1 欧姆定律
九年级物理全一册 ?人教版
-
教学目标
一
01
掌握电压表和电流表的使用方法，学会用伏安法测量电阻。
02
理通过实验探究小灯泡电阻不断变化的原因。
03
能握伏安法测电阻实验中的电路故障分析。
课堂引入
二
回顾一下
电阻器作为一种重要的电子元件，在科技产品中有着广泛的应用。其阻值的大小，一般是用数字直接标示，也有用色环表示。
课堂引入
二
小东在实验完毕检查实验仪器时，发现有一个电阻的铭牌掉落了，他想把这个电阻的阻值重新补上，有什么办法能帮到他呢？
（假如此时电阻两端的电压为2V，通过的电流为0.1A）
解：
由 可得
I =
U
R
R =
U
I
=
2V
0.1A
=
20Ω
你知道这种方法叫什么吗？
伏安法测量电阻
三
伏安法测量电阻
????=????????
?
电压表、电流表、电源、开关、导线、电阻、滑动变阻器。
【实验原理】
【实验器材】
伏安法测量电阻
三
【设计实验】
由欧姆定律的变形公式　　　　可知，用电流表测出通过定值电阻的电流I，用电压表测出定值电阻两端的电压U，把实验数据代入公式?，即可求出定值电阻的阻值大小。
????=????????
?
实际测量中,应调节滑动变阻器，改变待测电阻两端的电压，多次测量电压及电流的值，求出每次的电阻值，最后求电阻的平均值。
多次测量求平均值：减少实验误差
实验电路图
伏安法测量电阻
三
序号
1
2
3
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
电阻平均值R/Ω
1
2
3
0.1
0.2
0.3
10
10
10
10
平均电阻R=
10Ω+10Ω+10Ω
3
=
10Ω
更换一个电阻测量多次结果会相同吗？
思考一下
【实验数据 】
伏安法测量电阻
三
序号
1
2
3
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
电阻平均值R/Ω
1
1.5
2
0.2
0.3
0.4
5
5
5
5
平均电阻R=
5Ω+5Ω+5Ω
3
=
5Ω
【实验数据 】
伏安法测量电阻
三
改变
不变
改变
不变
【分析论证】
当定值电阻两端的电压改变时，通过它的电流也改变，而电压与电流的比值不变，即电阻阻值不变，证明了导体的电阻是由自身的性质所决定的，与电压和电流无关。
伏安法测小灯泡的电阻
四
将定值电阻更换为小灯泡,测量它的电阻有大多？
其发光和熄灭时的阻值是否是一样的呢？
思考一下
没有发光
正在发光
R　=　R?
伏安法测小灯泡的电阻
四
【实验目的】用电压表、电流表测小灯泡的电阻
【实验原理】????=????????
【实验器材】电源、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、小灯泡。
?
伏安法测量小灯泡的电阻
伏安法测小灯泡的电阻
四
【实验步骤】
1. 按电路图连接实物。
2. 闭合开关，调节滑动变阻器的滑片至适当
位置，记录电压表、电流表的示数。
3. 多次调节滑动变阻器的滑片，重复上述实验。
电路图
实物图
伏安法测小灯泡的电阻
四
注意：小灯泡电阻在发生变化，求平均值没有意义。
【实验数据 】
序号
1
2
3
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
0.5
1
1.5
0.16
0.2
0.24
3.12
5
6.22
改变小灯两端的电压，小灯泡电阻发生变化。
多次测量结果又是怎样呢？
思考一下
伏安法测小灯泡的电阻
四
思考一下
小灯泡的电阻会发生变化的原因是什么？
【实验数据 】
序号
1
2
3
4
5
6
电压U/V
0.5
1
1.5
1.8
2
2.2
电流I/A
0.16
0.2
0.24
0.26
0.27
0.28
电阻R/Ω
3.12
5
6.22
6.91
7.14
7.57
【分析论证 】
小灯泡电阻随着电压和电流的变化而发生变化（变大）。
伏安法测小灯泡的电阻
四
小灯泡电阻的变化与温度变化有关。
当小灯两端电压越大，电流变大时，小灯泡变亮，温度升高，小灯泡的电阻变大。
伏安法测小灯泡的电阻
四
“2.5”表示小灯泡在两端电压为2.5V时正常发光。
伏安法测小灯泡的电阻
四
U/V
I/A
R/Ω
2.5
0.26
9.6
R =
U
I
2.5V
0.26A
=
=
9.6Ω
该小灯泡正常发光时的电阻为：
9.6Ω
伏安法测小灯泡的电阻
四
正常发光时节能灯温度远低于白炽灯
节能灯比白炽灯更节能
实验中若出现灯泡不亮等情况，怎么办呢，你知道原因吗？
思考一下
常见元件的电阻值
· 本实验用小灯泡电阻:不超过10Ω
· 本实验用滑动变阻器电阻范围:0~50Ω
· 电压表:选用0~3V量程,内阻约为3kΩ
几种常见的电路故障(以伏安法测小灯泡电阻实验为例)
实验电路图
电路故障
五
电流表无示数
【异常现象1】小灯泡不发光;电流表无示数;电压表示数接近电源电压。
实验电路图
电路中无电流
故障种类:断路
电压表有示数接近电源电压
电压表相当于直接连在电源两端
故障位置:电压表两接线柱之间
故障：小灯泡处断路
小灯泡与灯座未连接好;
小灯泡的灯丝断了。
电路故障
五
UV
______
UR
＝
IRV
IR
______
＝
RV
R
______
由于电压表电阻远远大于滑动变阻器电即：
因此：
电流很小
原因分析
RV>>R
UV>>UR
UV≈U总
电路故障
五
【异常现象2】小灯泡不发光;电流表有示数;电压表无示数。
电流表有示数
电路接通
电压表无示数
电压表相当于接到了一根导线两端
故障:小灯泡被短接
实验电路图
电路故障
五
原因分析
电路故障
五
故障位置:不在小灯泡处
【异常现象3】小灯泡不发光;电流表无示数;电压表无示数。
电压表无示数
电流表无示数
电路可能断路
电路中哪里发生了故障?
如何查找故障位置呢?
思考一下
实验电路图
电路故障
五
猜想一：电源可能没电了？
猜想二：开关处或滑动变阻器处断路？
猜想三：可能某根导线断了？
逐点检测
查找故障位置
电路故障
五
【逐点检测法1】
将电压表的正接线柱接在电源正极，负接线柱依次接电路中的A、B、C......H点，判断出现故障的位置。
观察电压表示数变化
电路故障
五
将电压表的负接线柱接在电源负极，正接线柱依次接电路中的A、B、C......H点，判断出现故障的位置。
【逐点检测法2】
观察电压表示数变化
电路故障
五
伏安法测电阻实验中的电路故障分析汇总
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}故障
现象
原因
灯泡不亮
闭合开关，灯泡不亮，电流表、电压表有示数
（1）滑动变阻器接成定值电阻或接入电路的
阻值过大（移动滑片观察灯泡是否发光）；
（2）电源电压过低。
闭合开关，灯泡不亮，电流表、电压表无示数
（1）电源无电压或电源断路；
（2）灯泡以外电源由断路。
闭合开关，灯泡不亮，电流表无示数，电压表有明显偏转并接近电源电压。
闭合开关，灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数。
（1）灯泡灯丝断了或灯座与灯泡接触不良；
（2）电流表与电压表互换，实际是电压表串
联在电路中。
灯泡短路或电压表短路。
电路故障
五
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}故障
现象
原因
灯泡亮
灯泡发光较暗，两表示数较小，滑动滑片，电表示数和灯泡亮度无变化。
（1）滑动变阻器接成定值电阻或接入电路的
　　 阻值过大（移动滑片观察灯泡是否发光）；
（2）电源电压过低。
灯泡发光较亮，两表示数较大，滑动滑片，电表示数和灯泡亮度无变化。
滑动变阻器同时接入下面两个接线柱。
灯泡发光，两表均有示数，滑动滑片，电表示数变化相反。
闭合开关，灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数。
滑动变阻器同时接入上面两个接线柱。
电压表接在了滑动变阻器两端。
电表问题
电路故障
五
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}故障
现象
原因
电流表或者电压表反方向偏转。
正负接线柱接反了。
连接电路时，连接完最后一根导线，灯泡即发光，电表指针来回摆动。
电表问题
电流表或者电压表偏转角度很小。
（1）电流表或电压表选择的量程都很大；
（2）电源电压过低。
电流表或者电压表指针偏转超过最大刻度。
（1）量程选择过小；
（2）电路中出现短路或者断路。
（3）电源电压过大
开关问题
（1）连接电路时，开关未断开；
（2）电路中某处接触不良。
电路故障
五
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}故障
现象
原因
滑动变阻器滑动滑片时，电表示数以及灯泡亮度无变化。
滑动变阻器问题
滑动变阻器连接错误，使滑动变阻器变成了定值电阻或导线。
无论怎么调节滑动变阻器，电压表示数总小于小灯泡正常工作电压。
电源电压过低，需更换电源。
无论怎么调节滑动变阻器，电压表示数总大于小灯泡正常工作电压。
电源电压过大或者所选择的滑动变阻器阻值过小。
闭合开关瞬间，灯泡发出强光后立即熄灭，电流表指针偏转后又回到零刻度线处，电压表仍然有示数。
灯泡两端电压过高，滑动变阻器的滑片没有设置阻值最大处或滑动变阻器接入了上面两接线柱。
电路故障
五
特殊方法测电阻
六

1. 思维方法
电路中只有电压表或电流表时，可利用已知定值电阻R0（或已知规格的滑动变阻器R），此量电路电流或电压，完成待测电阻的测量，解题思路如下：
R0
V
R0
A
定值电阻＋电压表 “电流表”
I =
U
R0
缺电流表
缺电压表
U=
I0R0
定值电阻＋电流表 “电压表”
特殊方法测电阻
六
2. 伏阻法测电阻（利用电压表测量）
【方法一】
① 把定值电阻R0和待测电阻Rx串联，接入电路。
②用电压表分别测量出两者的电压U0、Ux。
③计算出未知电阻Rx阻值。
???????? = ????????????????????????????
?
I0 =Ix
????0????0???=?????x??????x??
?
特殊方法测电阻
六
【方法二】只有一个电压表，不拆解电路测量未知电阻
如图所示，闭合开关S、S0，读出电压表的示数，记为U；断开开关S0，读出电压表的示数为Ux，可知定值电阻R0两端的电压为U-Ux，求出电路中的电流为，进而求出待测电阻阻值。
Ix =I0=?????????x????0??
?
???????? =?????????????????????=???????????????????????????????
?
特殊方法测电阻
六
Rx＝
Ux
Ix
＝
Ux
R0
U－Uｘ
＝
6Ｖ
×20Ω
10V－6V
＝30Ω
设计思路：串联电路或者局部短路
特殊方法测电阻
六
【方法三】
① 将待测电阻Rx和滑动变阻器R' 和串联接入电路。
②闭合开关，分别调节滑动变阻器滑片置于阻值最小和最大位置的位置，并记下电压表示数U1和U2。
③计算出未知电阻Rx阻值的
A
V
Rx
R'
S
P
（R ′为滑动变阻器的最大阻值）
????x?=????2????′????1?????2
?
Ix = IR＇
????2????x???=????1?????2????′
?
特殊方法测电阻
六
Rx=
Ux
Ix
R1
U0
=
=
I2R0
I1
【方法一】等效“电压表”与被测电阻并联
① 待测电阻Rx和已知电阻R0 并联。
②闭合开关，分别读出电流表示数I1和I2。
③计算出待测电阻Rx阻值的的表达式。
I1
I2
3. 安阻法测电阻（利用电流表测量）
特殊方法测电阻
六
【方法二】只有一个电流表不拆解电路测量未知电阻
①如图所示，闭合S和S1，记录电流表的示数为I1；
②闭合S断开S1，记录电流表的示数为I2；
③用R0和测量出来的物理量表示Rx。
U=（I1-I2）R0
????????=（?????????????????）????????????????
?
特殊方法测电阻
六
Rx＝
Ux
Ix
I1
(I2－Ｉ1)R0
＝
0.2A
(0.5A－ 0.2A)
＝
×20Ω＝30Ω
特殊方法测电阻
六
【方法三】
① 将待测电阻Rx和滑动变阻器R' 和串联接入电路。
②闭合开关，分别调节滑动变阻器滑片置于阻值最小和最大位置的位置，并记下电流表示数I1和I2。
③计算出未知电阻Rx阻值的表达式。
A
Rx
R'
S
P
（R ′为滑动变阻器的最大阻值）
????????=?????????′?????????????
?
特殊方法测电阻
六
有没有不需要计算就可以测量出未知电阻阻值的方法呢？
思考一下
特殊方法测电阻
六
R =
U
I
等效于
R =
U
I
等效于
随堂练习
七
练一练
1.在测量电阻的实验中，下列说法中错误的是（　　）
A．实验原理是欧姆定律
B．将变阻器连入电路时，滑片应移动到使电路中的电流最小的位置
C．在无法估计被测电压、电流的大小时，应采用试触法选取合适的量程
D．测量时只要测量一组数据即可
D
随堂练习
七
2.如图所示是利用伏安法测电阻的部分电路，若考虑电表内阻对电路的影响，则关于测量误差和产生原因，下列说法正确的是（　　）
A．测量值偏小，是由于电流表所测通过Rx电流偏小
B．测量值偏小，是由于电压表所测Rx两端电压偏小
C．测量值偏大，是由于电流表所测通过Rx电流偏大
D．测量值偏大，是由于电压表所测Rx两端电压偏大
D
随堂练习
七
3. 在如图所示的电路中，R为待测电阻，阻值约为5Ω。提供的器材有：滑动变阻器（10Ω 2A）；电压表，有2个量程，分别为0～3V、0～15V；电流表，有2个量程，分别为0～0.6A、0～3A；电池组为新干电池3节串联。两只电表的量程可采用以下4种选法，但为使测量时能较准确地读数，最后两只电表的量程应采用（　　）
C
A．0～0.6A和0～15V B．0～3A和0～15V
C．0～0.6A和0～3V D．0～3A和0～3V
随堂练习
七
4. 用“伏安法测电阻”的实验中，小雪和晓彤分别选用定值电阻和小灯泡为测量对象，在处理实验数据时，分别画出了U﹣I的图象，如图甲、乙所示。对于图象的分析，以下说法错误的是（　　）
A．由甲图可知，定值电阻的阻值为1Ω
B．由甲图可知，电阻不随其两端的电压和导体
中的电流而改变
C．为了减小误差，应该用多次测量的方法，计
算小灯泡的电阻
D．由乙图及实验现象可知：小灯泡的电阻随灯
丝温度的增加而增大
C
随堂练习
七
5.小含同学在“伏安法测电阻”的实验中，器材如下：待测电阻Rx，阻值已知的定值电阻R0，电流表、电压表各一只，开关、导线若干，电源一个（电压恒定，大小未知）。
（1）该实验的实验原理是________ （选填“ ”或“ ”或“U＝IR”）；
R＝
U
I
R＝
U
I
I＝
U
R
随堂练习
七
（2）如果实验中只有一只电压表或只有一只电流表，其他器材不变，则下列四种电路设计，能测出Rx的是____________。
BD
随堂练习
七
6.如图所示的四个电路中，电源电压保持不变，R0为已知阻值的定值电阻。不能测出未知电阻Rx阻值的电路是（　　）
B
　　A． 　 B． 　 C． D．
课堂小结
八
电阻的测量
伏安法测量电阻的阻值
实验原理
实验电路图
实验结论
伏安法测量小灯泡的电阻
实验原理
实验电路图
实验结论
伏安法测电阻实验中的电路故障分析
R =
U
I
特殊方法测量电阻
缺电压表测量电阻
缺电流表测量电阻

展开更多......

收起↑