资源简介 (共45张PPT)幻灯片 1:封面标题:12.5 测量导体的电阻学科:物理年级:九年级授课教师:[你的姓名]幻灯片 2:课程引入复习回顾:欧姆定律的表达式是什么?(\(I = \frac{U}{R}\))由欧姆定律的变形式可知,电阻\(R\)等于什么?(\(R = \frac{U}{I}\))生活问题:我们知道不同导体的电阻不同,那么如何准确测量一个导体的电阻呢?比如一个未知电阻,我们怎样才能知道它的阻值大小?引出本节课主题 —— 测量导体的电阻。幻灯片 3:测量电阻的原理核心原理:根据欧姆定律的变形式\(R = \frac{U}{I}\),只要测出导体两端的电压\(U\)和通过导体的电流\(I\),就可以计算出导体的电阻\(R\)。原理推导:因为\(I = \frac{U}{R}\),所以变形可得\(R = \frac{U}{I}\),这表明电阻等于导体两端的电压与通过导体的电流之比。说明:该原理的本质是利用电压和电流的测量值来间接计算电阻,这种通过测量其他物理量来计算未知物理量的方法在物理学中很常用。幻灯片 4:伏安法测电阻 —— 实验器材基本器材:电源:提供电压,如干电池组或学生电源。待测电阻:需要测量阻值的导体,如定值电阻、小灯泡等。电流表:测量通过待测电阻的电流,量程根据实际情况选择。电压表:测量待测电阻两端的电压,量程根据实际情况选择。滑动变阻器:改变待测电阻两端的电压和通过的电流,获得多组数据,同时保护电路。开关:控制电路的通断。导线若干:连接电路元件。器材作用:电流表:串联在电路中,测量电流大小。电压表:并联在待测电阻两端,测量电压大小。滑动变阻器:“一上一下” 接入电路,实现多次测量。图示:展示各实验器材的实物图,标注名称和作用。幻灯片 5:伏安法测电阻 —— 实验电路图电路图绘制:画出电源、开关、滑动变阻器、待测电阻、电流表串联的电路,电压表并联在待测电阻两端。标注各元件符号:电源(\(E\))、开关(\(S\))、滑动变阻器(\(R_滑\))、待测电阻(\(R_x\))、电流表(\(A\))、电压表(\(V\))。电路连接要点:电流表串联在电路中,电流从 “\(+\)” 接线柱流入,从 “\(-\)” 接线柱流出。电压表并联在待测电阻两端,电流从 “\(+\)” 接线柱流入,从 “\(-\)” 接线柱流出。滑动变阻器采用 “一上一下” 的接线方式,闭合开关前滑片移到阻值最大处。图示:清晰展示完整的实验电路图,标注电流方向和电表正负接线柱。幻灯片 6:伏安法测电阻 —— 实验步骤步骤详解:连接电路:按照电路图连接电路,连接过程中开关保持断开,滑动变阻器滑片移到阻值最大位置。试触检查:闭合开关前进行试触,观察电流表和电压表的指针偏转情况,检查电表量程是否合适、接线柱连接是否正确。测量数据:闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为某一合适值,记录此时电压表的示数\(U_1\)和电流表的示数\(I_1\)。再次调节滑动变阻器的滑片,改变待测电阻两端的电压,记录第二组数据\(U_2\)和\(I_2\)。重复上述操作,至少测量三组数据,以减小实验误差。整理器材:测量完成后,断开开关,拆除电路,整理好实验器材。注意事项:连接电路时,开关必须断开,防止电路连接错误导致元件损坏。电表量程的选择要合适,不能过大或过小,过大测量精度低,过小可能损坏电表。每次调节滑片后,待电表指针稳定后再读数。幻灯片 7:伏安法测电阻 —— 数据记录与处理数据记录表:实验次数电压\(U\)/V电流\(I\)/A电阻\(R\)/Ω电阻平均值\(R_平\)/Ω123数据计算:根据每组数据,利用公式\(R = \frac{U}{I}\)计算出电阻值。计算多次测量的电阻平均值,公式为\(R_平 = \frac{R_1 + R_2 + R_3}{3}\),平均值作为测量结果,以减小偶然误差。示例计算:若某组数据中\(U = 2.5V\),\(I = 0.5A\),则\(R = \frac{2.5V}{0.5A} = 5Ω\)。误差分析:实验中可能存在的误差包括电表读数误差、滑动变阻器接触不良导致的电压电流不稳定等,多次测量取平均值可有效减小误差。幻灯片 8:伏安法测电阻的两种电路接法电流表内接法:接法:电流表接在电压表和待测电阻组成的支路外侧,即电流表测量的是通过待测电阻和电压表的总电流。特点:测量的电流偏大,计算出的电阻值比真实值偏大(因为电压表有分流作用)。适用情况:待测电阻的阻值远大于电压表的内阻时,电压表分流作用可忽略,采用内接法。电流表外接法:接法:电流表接在电压表内侧,即电压表测量的是待测电阻和电流表的总电压。特点:测量的电压偏大,计算出的电阻值比真实值偏小(因为电流表有分压作用)。适用情况:待测电阻的阻值远小于电流表的内阻时,电流表分压作用可忽略,采用外接法。初中阶段处理:初中阶段实验中,由于待测电阻阻值通常较小,且对测量精度要求不高,一般采用电流表外接法。图示:分别画出内接法和外接法的电路图,标注电表测量对象。幻灯片 9:测量电阻的其他方法 —— 安阻法原理:利用电流表和已知电阻测量未知电阻。根据串联电路电流处处相等,或并联电路各支路电压相等的特点,结合欧姆定律计算未知电阻。串联安阻法:电路组成:电源、开关、已知电阻\(R_0\)、待测电阻\(R_x\)、电流表串联。测量过程:闭合开关,读出电流表的示数\(I\),则电源电压\(U = I(R_0 + R_x)\),若已知电源电压\(U\),则\(R_x = \frac{U}{I} - R_0\)。并联安阻法:电路组成:电源、开关、已知电阻\(R_0\)和待测电阻\(R_x\)并联,电流表测量干路电流或某一支路电流。测量过程:若电流表测干路电流\(I\),已知\(R_0\)支路电流\(I_0 = \frac{U}{R_0}\)(\(U\)为电源电压),则\(R_x\)支路电流\(I_x = I - I_0\),\(R_x = \frac{U}{I_x}\)。图示:画出串联和并联安阻法的电路图,说明测量原理。幻灯片 10:测量电阻的其他方法 —— 伏阻法原理:利用电压表和已知电阻测量未知电阻。根据串联电路电压分配规律或并联电路电压相等的特点,结合欧姆定律计算未知电阻。串联伏阻法:电路组成:电源、开关、已知电阻\(R_0\)、待测电阻\(R_x\)串联,电压表分别测量\(R_0\)和\(R_x\)两端的电压。测量过程:测出\(R_0\)两端电压\(U_0\)和\(R_x\)两端电压\(U_x\),因为串联电路电流相等,即\(\frac{U_0}{R_0} = \frac{U_x}{R_x}\),所以\(R_x = \frac{U_x R_0}{U_0}\)。并联伏阻法:电路组成:电源、开关、已知电阻\(R_0\)和待测电阻\(R_x\)并联,电压表测量电源电压(即各支路电压)。测量过程:若已知电源电压\(U\),但该方法无法直接测量,通常需结合其他条件,实际应用中串联伏阻法更常用。图示:画出串联伏阻法的电路图,标注电压测量位置和计算过程。幻灯片 11:测量小灯泡的电阻实验特点:小灯泡的电阻会随温度的升高而增大,因此测量小灯泡的电阻时,不同电压下的电阻值不同,不能取平均值作为结果,应分析电阻随电压的变化规律。实验步骤:与伏安法测定值电阻类似,但需观察小灯泡的亮度变化与电阻变化的关系。数据记录与分析:实验次数电压\(U\)/V电流\(I\)/A电阻\(R\)/Ω小灯泡亮度1较低较暗2额定正常3较高较亮结论:小灯泡两端电压越高,实际功率越大,温度越高,电阻越大。这体现了灯丝电阻随温度变化的特性。幻灯片 12:实验常见故障及排除故障 1:闭合开关后,电流表无示数,电压表无示数可能原因:电源没电、开关接触不良、导线断路、滑动变阻器或待测电阻断路。排除方法:检查电源是否正常供电,开关是否闭合良好,逐段检查导线连接是否牢固,更换可能断路的元件。故障 2:闭合开关后,电流表有示数,电压表无示数可能原因:电压表断路、电压表接线柱接触不良、待测电阻短路。排除方法:检查电压表接线是否正确,更换电压表或重新连接电压表接线,若待测电阻短路则更换电阻。故障 3:闭合开关后,电压表有示数,电流表无示数可能原因:电流表断路、待测电阻断路、滑动变阻器断路。排除方法:检查电流表是否正常,更换电流表;检查待测电阻和滑动变阻器是否断路,更换损坏元件。故障 4:电表指针反向偏转可能原因:电流表或电压表的正负接线柱接反。排除方法:断开开关,交换电表的接线柱连接。幻灯片 13:课堂练习选择题:用伏安法测电阻时,下列操作正确的是( )A. 连接电路时开关应闭合 B. 电流表必须并联在电路中 C. 电压表必须串联在电路中 D. 闭合开关前滑动变阻器滑片应移到阻值最大处某同学用伏安法测量定值电阻的阻值,测得三组数据如下表所示,则该电阻的阻值约为( )| 实验次数 | 电压 / V | 电流 / A ||----------|---------|---------|| 1 | 2.0 | 0.4 || 2 | 3.0 | 0.6 || 3 | 4.0 | 0.8 |A. 5Ω B. 10Ω C. 15Ω D. 20Ω测量小灯泡的电阻时,发现电压越高,测得的电阻越大,原因是( )A. 电压越大,电阻越大 B. 电流越大,电阻越大 C. 灯丝温度升高,电阻增大 D. 实验误差导致填空题:伏安法测电阻的原理是__________,需要测量的物理量是__________和__________。实验中使用滑动变阻器的目的是__________和__________。若测得某导体两端电压为 6V,通过的电流为 0.3A,则该导体的电阻为__________Ω。实验题:某同学用伏安法测量未知电阻\(R_x\)的阻值,实物连接如图所示(图略),请指出其中的错误之处,并画出正确的电路图。幻灯片 14:课堂总结测量原理:伏安法测电阻的核心原理是\(R = \frac{U}{I}\),通过测量电压和电流计算电阻。实验步骤:包括连接电路、试触检查、测量数据、整理器材等,关键是正确连接电路和规范操作。数据处理:多次测量取平均值,减小实验误差;对于小灯泡等电阻随温度变化的导体,需分析电阻变化规律。其他方法:安阻法和伏阻法利用已知电阻和电表测量未知电阻,拓展了测量思路。注意事项:实验中要注意电表量程选择、正负接线柱连接、滑动变阻器的正确使用以及故障排除,确保实验安全和数据准确。幻灯片 15:课后作业书面作业:完成课本中关于测量导体电阻的练习题,包括实验原理、步骤、数据计算和故障分析等内容。实践作业:用伏安法测量一个定值电阻的阻值,记录实验数据并计算平均值,写出实验报告,分析实验中遇到的问题及解决方法。测量小灯泡在不同电压下的电阻,绘制电阻随电压变化的图像,分析图像特点并解释原因。拓展作业:查阅资料,了解更多测量电阻的方法(如惠斯通电桥法),比较不同方法的优缺点;或设计一个利用安阻法或伏阻法测量未知电阻的实验方案,写出实验器材、步骤和数据记录表。2024北师大版物理九年级全册12.5测量导体的电阻第十二章 欧姆定律授课教师: . 班 级: . 时 间: .学习目标进一步加深对欧姆定律的理解,学会用特殊方法测量电阻。02学会用电流表和电压表测量电阻。01两种情况下灯泡的电阻相同吗?如何去测量?没有发光的灯泡正在发光的灯泡未知阻值的电阻观察与思考1.电流可以用电流表测量,电压可以用电压表测量。那么,用什么方法测量电阻呢?2.如何运用欧姆定律找到间接测出导体电阻的方法?I =URR=UI定值电阻的测量这种测量电阻的方法,叫作伏安法测电阻。电阻的测量设计实验:1.怎样减小实验误差?2.怎样进行多次测量?3.怎样改变电路中的电流和待测电阻两端的电压?多次测量取平均值改变电路中的电流和待测电阻两端的电压使用滑动变阻器用电压表、电流表间接测电阻R =UI电源、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、待测电阻。伏安法测电阻+-ABCD实验目的实验原理实验器材电路图:实物图:VRR'SAABCD+-根据电路图连接实物图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;调节滑动变阻器到阻值最大端;2.闭合开关,调节滑动变阻器的滑片至适当位置,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,并计算出 R 的值。R=UI实验步骤1.在连接电路前要调节电流表、电压表到零刻度线。2.连接电路时开关要断开,连接完电路要调节滑动变阻器到阻值最大端。3.连接好电路,在检查电路连接无误后要用开关试触,在确定电路完好后再闭合开关。4.电压表和电流表要注意选择适当的量程。注意事项点击按钮播放动画进行实验测量序号 电压U/V 电流I/A 电阻R/Ω 平均值R0/Ω12 3 记录数据:结合表格思考一下,本实验中滑动变阻器的作用定值电阻图像U/VI/AO思考一下,这个图像和之前学习的哪些图像比较相似如图所示,这是“伏安法”测电阻的实验电路图,下列说法错误的是 ( )A.“伏安法”测电阻的实验原理是欧姆定律 B.滑动变阻器的作用是控制未知电阻两端的电压保持不变C.实验中多次测量的目的是减小误差D.该电路还可以探究电流与电压的关系B 练一练VRxRSAP测量小灯泡电阻演示:测量小灯泡电阻请同学们根据伏安法测定值电阻实验,设计一个测小灯泡电阻的电路图。测量序号 电压U/V 电流I/A 电阻R/Ω123表格设计:结合表格思考一下,本实验中滑动变阻器的作用定值电阻记录表格小灯泡电阻记录表格对比这两个表格,为什么小灯泡的电阻测量取消了“平均值 ”这一栏?小灯泡电阻图像U/VI/AO如果把U-I 轴交换一下,这个图像又该怎么画呢?如图是小强测量标有“2.5V”字样的小灯泡工作时电阻的电路图。实验室提供的器材有:蓄电池(6V)、电流表(0~0.6A,0~3A)、电压表(0~3V,0~15V)、滑动变阻器、开关、导线。已知小灯泡正常发光时的电阻大约在5~10Ω之间。(1)请用笔画线代替导线,将图1的实物图连接完整。(要求滑动变阻器的滑片P向左移动时电流表的示数减小)例题图1(2)闭合开关,改变滑动变阻器的阻值,多次测量,小强画出了小灯泡的I﹣U 图像(如图2所示),则小灯泡正常工作时的电阻R= Ω。(3)由图2可知,小灯泡的电阻随着电压的升高而 ,其原因是 。例题10增大灯泡灯丝的阻值随温度的升高而增大0I/AU/V10.20.30.123图2 练一练某同学利用如图所示的电路测量小灯泡的电阻,小灯泡标有“2.5 V”的字样,他记录的实验数据如下表所示,其中有一次记录的电流表示数是错误的。关于该实验,下列说法正确的是( )试验序号 1 2 3 4 5电压/V 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5电流/A 0.10 0.14 0.16 0.24 0.28电阻/Ω A.第1次实验记录的电流表示数是错误B.多次实验的目的是减小误差C.5次实验中小灯泡正常发光时的电阻最小D.从第1次到第5次的实验过程中,滑动变阻器的滑片逐渐向左滑动DVSA小红准备测一只未知电阻(Rx=5~10Ω)的阻值,手边有以下器材:电池组、电压表、电流表、开关、R0=15Ω的定值电阻、最大阻值为20Ω的滑动变阻器R ′ 和几根导线。当她准备实验时,发现电流表已经损坏,但一时又找不到新的电流表替代,小红顿时犯了愁,不知所措?如果你遇到这种问题,你该怎么办?观察与思考当给我们一只电压表和一个已知阻值的电阻R0时,可把定值电阻和未知电阻串联起来,如图所示,分别用电压表测量出两者两端的电压U0、Ux。方法1:伏阻法测电阻未知电阻Rx阻值的表达式如图所示,首先将开关S、S0闭合,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,则定值电阻R0两端的电压为U-Ux则通过R0的电流为Rx阻值为方法2:如图所示,滑片置于阻值最小的位置,闭合开关,记下电压表示数U1;滑片置于阻值最大的位置,闭合开关,记下电压表示数U2。未知电阻Rx阻值的表达式为(R ′为滑动变阻器的最大阻值)方法3:如图所示,将未知电阻和定值电阻并联接入电路中,用电流表分别测R0、Rx中的电流为I0、Ix,未知电阻Rx阻值的表达式为方法1:安阻法测电阻若是小红面对电压表损坏的情况,又该如何测量呢?如图所示,闭合开关S1、S2,记下电流表示数为Ix;断开开关S2,记下电流表示数为I。方法2:IxRx=I(Rx+R0)未知电阻Rx阻值的表达式为如图所示,滑片置于阻值最小的位置,闭合开关,记下电流表示数为Ix;滑片置于阻值最大的位置,闭合开关,记下电流表示数为I,未知电阻Rx阻值的表达式为(R ′为滑动变阻器的最大阻值)方法3:如果在没有定值电阻,没有滑动变阻器,只有一个电阻箱的情况下,你将如何利用电流表和电阻箱来测出未知电阻的阻值?等效替代法测电阻如图所示,调节电阻箱R0,使电流表指针指向一个适当的位置,记下这时R0的阻值R1;把Rx从电路中取下,调节R0的电阻,使电流表的指针指向刚才测量的位置,记下这时R0的值R2,未知电阻Rx阻值的表达式为Rx=R2-R1在伏安法测电阻的实验中,若缺少一只电流表或缺少一只电压表,可用定值电阻来代替,这种方法叫等效替代法。在测量未知电阻 Rx 实验中,提供的实验器材有:电源(电压不变且未知)、电流表、电压表、滑动变阻器、定值电阻R0 等。小科同学设计了如图所示的测量电路,进行如下步骤:(1)在不拆改电路的前提下,将S和S1开关状态分别设置为___________,可测出电源电压表的示数为U1;(2)将S闭合、S1断开,测出电压表示数为U2。(3)已知定值电阻阻值为R0,由此可以得出待测电阻Rx的阻值为 (请用已知的字母表示)。闭合、闭合例题U2U1-U2R0234567811.某同学列出伏安法测电阻实验几点注意事项,其中不必要的是( )A.在连接电路过程中,开关始终是断开的B.连接电路应从电源正极开始,开关应靠近电源正极C.使用电流表和电压表前要选择合适的量程D.开关闭合通电前,先将变阻器调到电阻最大的位置上B知识点1测定值电阻的阻值2.2025·芜湖模拟改编小点进行“测量定值电阻阻值”的实验。【实验思路】(1)欧姆定律公式:I=____得变形公式R=____。【实验过程】(2)如图所示的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。23456781UI伏安如图所示。(3)连接电路前,发现电流表指针位置如图甲所示,此时需要进行的操作是____________。 (4)正确连接电路后,闭合开关,调节滑片P到某一位置后,电压表示数如图乙所示,电压表的示数为________V,电流表的示数为0.5 A,本次测得的结果为Rx=________Ω。(5)为了减小测量的误差,接下来的操作是_______________________________________。电流表调零2.55改变电阻两端电压,多次测量取平均值234567813.2025·合肥模拟改编小萌测量小灯泡的电阻。(1)请用笔画线代替导线,将如图所示的实物电路连接完整。23456781知识点2测小灯泡的电阻解:(1)如图所示。(2)正确连接电路后,将滑动变阻器的滑片从一端移到另一端的过程中(移动过程中曾改变电压表的量程),测得了如表所示的实验数据,根据第______次数据可知,电路出现故障,故障原因是___________,由此也可知电源电压是________V。423456781实验序号 电压表示数/V 电流表示数/A 灯泡亮度1 1 0.2 较暗2 2.5 正常发光3 2.8 0.32 强烈发光4 6 0 不发光灯泡断路6(3)实验中滑动变阻器的作用:______________、____________________。(4)小灯泡正常发光时,电流表的示数如图所示,则灯泡正常发光时的电阻约为_________(结果保留一位小数)。改变灯泡两端电压8.3 Ω23456781保护电路4.某同学比较“探究导体中电流与电压的关系”和“用电流表、电压表测电阻”两个实验后,认为:①所测的物理量相同;②测量的工具相同;③多次测量的目的相同。他的判断中正确的是( )A.①② B.②③ C.①③ D.①②③A234567815.[2025·黄山模拟]在“测量小灯泡正常发光时的电阻”的实验中,关于四位同学遇到的一些问题,下列说法正确的是( )A.小刚连接完电路的最后一根导线,小灯泡就亮了,是因为滑动变阻器短路B.小强连接完电路闭合开关后小灯泡不亮,可能是因为滑动变阻器的阻值调到了最大C.小梅要判断小灯泡是否正常发光,应在调节滑动变阻器的同时仔细观察小灯泡亮度D.小丽发现小灯泡在不同电压下测得的电阻值均不相同,有可能是由测量误差导致的B234567816. [新考法]小陌测量定值电阻的阻值,将实验中测得的数据绘制成图中的A、B、C三点并连线,断开开关后发现电流表未调零,他利用测量数据求得电流表接入电路前指针所指的刻度值为______A,定值电阻的阻值为________Ω。0.04523456781思路点睛:如图所示,延长A、B、C三点的连线,与横轴相交于0.04 A,此时电阻R两端的电压为0 V,说明电流表接入电路前指针所指的刻度值为0.04 A。7.2025·西安模拟改编小点测量小灯泡发光时的电阻,所用小灯泡上标有“3.8 V”字样,电源电压为6 V。(1)用笔画线代替导线完成如图所示的实物电路。(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应滑到______(填“A”或“B”)端,目的是_____________。B保护电路23456781解:如图所示。(3)闭合开关,改变滑动变阻器滑片的位置,记录下不同的电压值和对应的电流值,并计算出小灯泡在不同电压下的电阻值,数据处理如表所示,其中有一处是不恰当的,这一处是____________________,原因是______________________________。根据表格信息可得,灯泡正常发光时的电阻为________Ω。取灯泡电阻的平均值实验序号 电压/V 电流/A 电阻/Ω 平均电阻/Ω1 3.0 0.36 8.3 9.32 3.8 0.40 9.5 3 4.2 0.42 10 灯泡电阻随温度的变化而变化9.523456781(4)若电压表0~15 V的量程损坏,只有0~3 V量程可用。为完成上述实验,请你用原有器材重新设计一个电路图画在虚线框内;根据你的设计重新连接电路进行实验,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片使电压表示数为________V时,小灯泡正常发光,并记下此时电流值。2.223456781如图所示8.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。为了保证电路安全的同时,尽量减小误差,电压表应选用________量程,电流表应选用__________量程。0~15 V0~0.6 A23456781测量导体的电阻测量定值电阻阻值实验电路图实验注意事项实验原理实验结论滑动变阻器的作用测量小灯泡阻值谢谢观看! 展开更多...... 收起↑ 资源预览