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第三节　测量：用电流表和电压表测量电阻
第十六章 探究电路
在实验室做电学实验的时候，发现一个阻值标识模糊不清的电阻，你能用所学过的知识测出该电阻的阻值吗？如何做？
新课导入
由欧姆定律可知，只要用电压表、电流表同时测出电阻器工作时的电压值和电流值，就可算出它的电阻值。这种间接测量电阻的方法成为“伏安法”。
一、用电流表和电压表测量电阻的阻值
新知探究
实验目的：
实验原理：
实验器材：
用电流表和电压表测量电阻的阻值
电源、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、待测电阻。
R=
U
I
新知探究
实验电路图
实验实物图
A
V
R
R'
S
新知探究
思考：滑动变阻器的作用是什么？
①保护电路；
②改变电阻两端的电压和通过电阻的电流，从而实现多次测量。
新知探究
1.开关应处于什么状态
2.为了保护电路设备安全，实验中应采取哪些措施
3.采用什么方法确定电流表、电压表的量程
断开
滑动变阻器滑片处于最大阻值处。
根据试触的情况选择合适的量程。
新知探究
思考：实验之前应该注意什么？
实验步骤
（1）调节电流表、电压表的指针到零刻度线；按电路图连接实物，调节滑动变阻器的滑片P 到阻值最大端；
（2）闭合开关，调节滑动变阻器的滑片P 至适当位置，分别读出电流表的示数 I、电压表的示数U，并记录在表格中；
（3）根据公式 计算出R 的值，并记录在表格中；
（4）调节滑动变阻器的滑片P 改变待测电阻中的电流及两端的电压，再测几组数据，并计算R 的值。
新知探究
序号 电压U/V 电流I/A 电阻R/Ω
1
2
3
实验记录
新知探究
多测几组不同的电流和相应电压的数据，就可以得到多个电阻的测量值，从而可以通过取平均值的方法，去掉测量过程中可能出现的偶然误差，提高物理量的测量精确度。（多次测量取平均值）
新知探究
思考：如何减小实验误差？
思考：如果采用电流表内接法测电阻，测量值比真实值______。
偏大
二、伏安法测小灯泡的电阻
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。
R=
U
I
电路图：
A
V
L
R
S
实物图：
新知探究
实验步骤：
（1）断开开关，连接电路；
（2）接入电路的滑动变阻器调到最大；
（3）闭合开关调节R，读取并记录几组电流表、电压表数据（U≤U额）；
（4）计算小灯泡的阻值 。
新知探究
我们用滑动变阻器进行控制，分别测量以下三种情况下小灯泡的电阻。
（1）小灯泡在暗的情况下发光，测出小灯泡的电阻。
（2）小灯泡在较亮的情况下发光，测出小灯泡的电阻。
（3）小灯泡在亮的情况下发光，测出小灯泡的电阻。
实验记录
次数 灯泡亮度 电压U/V 电流I/A 电阻R/Ω
1 暗
2 较亮
3 亮
小灯泡两端电压比较小时，灯泡较暗，灯丝温度较低，电阻较小，小灯泡两端电压比较大时，灯泡较亮，灯丝温度较高，电阻较大。即：灯丝的电阻随温度的变化而变化。
新知探究
因为在不同的电压下小灯泡的温度不同，其电阻不同，求平均值没有意义。
新知探究
思考：测小灯泡的电阻时，为什么不能求平均值？
如果用一个电阻R 代替两个串联（或并联）的电阻R1、R2接入电路后，电路的状态不变，R 就叫做这两个串联（或并联）电阻R1、R2的总电阻。
　　（1）串联电路中各处的电流是相等的；
I = I1 = I2 =……= In
　　（2）串联电路中的总电压等于各部分电路的电压之和。
U = U1 + U2 +……+ Un
串联电路中的电流、电压规律：
R2
U
I
R1
U1
U2
I2
I1
新知探究
提出问题
1.电阻串联后，其总电阻会增大还是减小？
2.几个电阻串联之后的总电阻比参与串联的各个电阻大些
还是小些？
猜想与假设
由于导体的电阻与导体的长度有关，导体越长电阻越大。几个电阻串联后相当于增加了导体的长度，总电阻应当比各个分电阻大些。
三、电阻的串联
新知探究
实验器材
电源、电流表、开关、导线若干、电阻3个。
进行实验
1. 将一个定值电阻 R 接在 A、B 之间，闭合开关，观察电流表的示数。
2. 将两个同样阻值的电阻R 串联起来，接在A、B 之间，闭合开关，再观察电流表的示数。
3. 在A、B 之间穿上三个串联着的同样阻值的电阻R，闭合开关，观察电流表的示数。
R
R
R
R
R
R
A
S
A
B
新知探究
分析与论证
串联电路的总电阻的阻值比任何一个分电阻的阻值都大。
我们还可以利用欧姆定律推导出以上结论。
新知探究
推导法
R1
R2
U1
U2
如图所示：电阻R1、R2构成串联，设总电阻为R，R1和R2两端电压分别为U1和U2，总电压为U、电流为I。
由于：U＝U1 ＋U2
根据欧姆定律可得：
可得：
因此：IR＝IR1 ＋IR2
R＝R1＋R2
U
结论：两个串联电阻的总电阻等于各分电阻之和。
I
U=IR U1=IR1 U2=IR2
新知探究
提出问题
几个电阻并联后的总电阻与各分电阻相比较，是大了还是小了？
猜想与假设
两段导体并联在一起，相当于导体的横截面积变______，因此，其电阻值可能会_____。
大
小
四、电阻的并联
新知探究
电源、电流表、开关、导线若干、电阻2个。
实验器材
进行实验
A1
S
R1
A2
R2
实验结论
电阻并联后总电阻的阻值比任何一个分电阻的阻值小。
同样，也可以利用欧姆定律推导出以上结论。
新知探究
推导法
如图电阻R1和R2并联，设总电阻为R、干路中电流为I ，通过R1和R2电流分别为I1和I2 ，并联电路两端电压为U。
R1
R2
I1
I2
I
U
由于：I＝I1＋I2
根据欧姆定律可得：
可得：
结论：两个并联电阻的总电阻的倒数，等于各分电阻的倒数之和。
新知探究
课堂小结
测量：用电流表和电压表测量电阻
测量电阻的阻值
原理：
电路图：
多次测量求平均值减小实验误差
测小灯泡的电阻
原理：
电路图：
不能多次测量求平均值（无意义）
电阻的并联：
电阻的串联：
两个串联电阻的总电阻等于各分电阻之和。
两个并联电阻的总电阻的倒数，等于这两个电阻的倒数之和。
1. 我们将欧姆定律的表达式变形为，并作为我们测量电阻的依据。于是，就有同学由这个表达式得出一个推论：一段导体的电阻和这段导体两端的电压成正比，与通过它的电流成反比。你认为他的这个说法正确吗？为什么？
解：这种说法不正确，因为电阻是导体的一种属性，只跟导体的材料、长度、横截面积和温度有关，跟导体两端的电压和通过导体的电流无关。
课堂训练
2. 连接电路时，为什么要将开关断开？ 闭合开关前，为什么要将滑动变阻器的滑片置于使接入电路的电阻值最大的位置？
解：连接电路时将开关断开，可以避免因电路连接错误或操作不当等原因而造成电路损坏。合上开关以前将滑动变阻器的滑片置于使连入电路的阻值最大处，能起到保护电路的作用，不会因电路中电流过大而损毁电表和灯泡。
课堂训练
3. 用“伏安法”测量一只小灯泡的电阻。
（1）如图所示是实验电路图，图中的圆圈表示电表，请在圆圈内填入相应的字母。
课堂训练
（2）某实验小组通过改变小灯泡两端的电压，进行了三次测量，部分记录见上表。若电压表的示数为 2.50 V 时，电流表的示数如图所示，请你填写表格中的两个空格。
课堂训练
（3）老师看了该小组的记录，提示说: “你们注意到三次测量的电阻值相差较大这个现象吗？”对此问题，请查阅资料，进一步进行探究。
课堂训练
解：小灯泡的电阻可能与温度有关。

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