资源简介

幻灯片 1：封面
标题：17.3 电阻的测量
副标题：伏安法测电阻?实验探究?误差分析
幻灯片 2：学习目标
理解伏安法测电阻的实验原理，能说出实验依据的物理公式。
学会正确选择和使用实验器材，能规范连接实验电路。
掌握实验操作步骤，能准确记录实验数据并计算电阻值。
理解多次测量取平均值的意义，能分析实验误差产生的原因。
了解测量电阻的其他方法，培养实验设计和创新思维能力。
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\( R = \frac{U}{I} \)，用电压表测量导体两端的电压\( U \)，用电流表测量通过导体的电流\( I \)，即可计算出导体的电阻\( R \)。
原理推导：由欧姆定律\( I = \frac{U}{R} \)，变形可得\( R = \frac{U}{I} \)，表明电阻等于导体两端的电压与通过导体的电流之比。
适用范围：适用于所有纯电阻导体，包括定值电阻、灯泡灯丝（需注意温度对电阻的影响）等。
关键思路：通过测量电压和电流两个物理量，间接计算出电阻，体现了 “间接测量法” 的思想。
幻灯片 4：伏安法测电阻的实验器材
基本器材：
电源：提供稳定电压（如 2 节干电池串联，电压 3V；或学生电源，电压可调）。
待测电阻：需要测量阻值的定值电阻（如 10Ω、20Ω）或小灯泡（作为特殊电阻示例）。
电流表：测量通过电阻的电流，量程选择需估算电流大小（如 0~0.6A 或 0~3A）。
电压表：测量电阻两端的电压，量程选择需参考电源电压（如 0~3V 或 0~15V）。
滑动变阻器：改变电阻两端的电压，实现多次测量，保护电路（如 “20Ω 1A”）。
开关：控制电路通断。
导线：若干根（带鳄鱼夹或剥好绝缘皮）。
器材选择依据：
电源电压应略大于待测电阻的额定电压（若有），确保能获得明显的测量数据。
电流表和电压表量程应根据估算的最大电流和电压选择，指针偏转角度宜在量程的 1/3~2/3 之间，减小读数误差。
滑动变阻器最大阻值应与待测电阻阻值相当，便于有效调节电压。
幻灯片 5：实验电路设计
电路图：绘制伏安法测电阻的标准电路图，标注各元件符号：
待测电阻\( R_x \)与滑动变阻器串联，电流表串联在电路中测总电流（即通过\( R_x \)的电流）。
电压表并联在待测电阻\( R_x \)两端，测量其两端电压。
滑动变阻器采用 “一上一下” 接线方式，开关串联在电路中。
电路连接要点：
电流路径：电源正极→开关→电流表→待测电阻→滑动变阻器→电源负极。
电压表连接：正接线柱接靠近电源正极的一端，负接线柱接靠近电源负极的一端，确保 “正进负出”。
滑动变阻器初始状态：闭合开关前，滑片移到最大阻值处，使初始电流最小，保护电路。
幻灯片 6：实验操作步骤
步骤 1：设计实验数据记录表格
实验次数
电压 U/V
电流 I/A
电阻 R/Ω
电阻平均值 R_avg/Ω
1
2
3
步骤 2：连接电路
按电路图连接电路，先连接干路（电源、开关、电流表、滑动变阻器、待测电阻），再连接电压表。
检查接线是否正确：电流表串联、电压表并联，量程选择是否合适，滑动变阻器是否 “一上一下” 接线。
闭合开关前，将滑动变阻器滑片移到最大阻值处，确认开关处于断开状态。
步骤 3：测量数据
闭合开关，缓慢移动滑动变阻器滑片，使电压表示数为某一值（如 1V），读取电流表示数并记录在表格中。
改变滑片位置，使电压表示数分别为 2V、3V（或其他不同值），每次读取对应的电流值并记录。
断开开关，整理实验器材前再次检查数据是否完整。
步骤 4：数据处理
根据\( R = \frac{U}{I} \)计算每次测量的电阻值，保留两位小数。
计算三次电阻的平均值，作为待测电阻的测量结果（平均值更接近真实值）。
幻灯片 7：实验注意事项
电路连接规范：
连接电路时开关必须断开，防止连接过程中出现短路损坏元件。
电流表和电压表的正负接线柱不能接反，否则指针会反向偏转，损坏电表。
量程选择要合适，若无法估测，可先接大量程试触，再根据指针偏转情况换用小量程。
操作安全与规范：
滑动变阻器调节时动作要缓慢，避免电压或电流突然过大。
读数时视线要与电表刻度盘垂直，确保读数准确，记录数据时要注明单位。
测量过程中若发现电表指针偏转异常（如超过量程），应立即断开开关检查。
多次测量目的：
对于定值电阻：多次测量取平均值，减小偶然误差，提高测量准确性。
对于小灯泡（灯丝电阻）：多次测量观察电阻随温度的变化规律（灯丝电阻随温度升高而增大）。
幻灯片 8：实验数据处理与计算示例
示例数据：测量某定值电阻，记录数据如下：
实验次数
电压 U/V
电流 I/A
电阻 R/Ω
电阻平均值 R_avg/Ω
1
1.0
0.10
10.00
2
2.0
0.20
10.00
3
3.0
0.30
10.00
10.00
计算过程：
第 1 次电阻：\( R_1 = \frac{U_1}{I_1} = \frac{1.0V}{0.10A} = 10.00?? \)
第 2 次电阻：\( R_2 = \frac{U_2}{I_2} = \frac{2.0V}{0.20A} = 10.00?? \)
第 3 次电阻：\( R_3 = \frac{U_3}{I_3} = \frac{3.0V}{0.30A} = 10.00?? \)
平均值：\( R_{\text{avg}} = \frac{R_1 + R_2 + R_3}{3} = \frac{10.00?? + 10.00?? + 10.00??}{3} = 10.00?? \)
数据记录要求：计算结果要保留与测量值对应的有效数字，单位必须完整。
幻灯片 9：实验误差分析
误差来源：
电表读数误差：电流表和电压表的分度值限制导致读数不准确，如小量程下分度值 0.1V 或 0.02A，估读时存在偏差。
电表内阻影响：
电流表外接法：电压表分流导致电流测量值偏大，电阻测量值偏小（适用于小电阻）。
电流表内接法：电流表分压导致电压测量值偏大，电阻测量值偏大（适用于大电阻）。
温度影响：待测电阻温度变化（如灯泡灯丝）导致电阻真实值变化，测量值不能反映真实电阻。
接触电阻：导线接头、接线柱接触不良产生额外电阻，影响测量结果。
减小误差的方法：
选择合适的电表量程，使指针偏转在量程的 1/3~2/3 之间，提高读数精度。
采用多次测量取平均值（针对定值电阻）。
根据待测电阻大小选择合适的电路接法（外接法或内接法）。
确保电路连接牢固，避免接触不良。
幻灯片 10：伏安法测电阻的两种电路接法
电流表外接法：
接法：电压表并联在待测电阻和电流表两端（电压表测量电阻真实电压，电流表测量电阻和电压表的总电流）。
适用情况：待测电阻阻值较小（远小于电压表内阻），此时电压表分流作用可忽略。
误差分析：电流测量值\( I_{\text{???}} = I_{\text{???}} + I_V \)（\( I_V \)为电压表电流），\( R_{\text{???}} = \frac{U_{\text{???}}}{I_{\text{???}}} < R_{\text{???}} \)，测量值偏小。
电流表内接法：
接法：电流表串联在电路中，电压表并联在待测电阻和电流表两端（电流表测量电阻真实电流，电压表测量电阻和电流表的总电压）。
适用情况：待测电阻阻值较大（远大于电流表内阻），此时电流表分压作用可忽略。
误差分析：电压测量值\( U_{\text{???}} = U_{\text{???}} + U_A \)（\( U_A \)为电流表电压），\( R_{\text{???}} = \frac{U_{\text{???}}}{I_{\text{???}}} > R_{\text{???}} \)，测量值偏大。
接法选择依据：“大内小外” 原则 —— 大电阻用内接法，小电阻用外接法。
幻灯片 11：测量电阻的其他方法
替代法测电阻：
原理：用已知电阻替代待测电阻，使电路中电流（或电压）保持不变，则已知电阻等于待测电阻。
步骤：
待测电阻接入电路，记录电流表示数\( I \)。
用电阻箱替代待测电阻，调节电阻箱阻值使电流表示数仍为\( I \)，此时电阻箱阻值等于待测电阻阻值。
安阻法测电阻（无电压表）：
原理：利用电源电压不变，结合串联电路电流相等，\( U = I_1(R_x + R_1) = I_2(R_x + R_2) \)，解方程求出\( R_x \)。
器材：电源、电流表、定值电阻、开关、待测电阻。
伏阻法测电阻（无电流表）：
原理：利用电源电压不变，结合并联电路电压相等，\( U = U_1 = U_2 = I_1 R_1 = I_2 R_2 \)，或串联电路电压分配规律求解。
器材：电源、电压表、定值电阻、开关、待测电阻。
幻灯片 12：实验故障分析与排除
故障 1：闭合开关后，电流表无示数，电压表无示数
可能原因：干路断路（如开关接触不良、导线断开、电流表损坏）。
排查方法：用导线逐一短接各元件，若短接某元件后电表有示数，则该元件断路。
故障 2：闭合开关后，电流表无示数，电压表示数接近电源电压
可能原因：待测电阻断路（电压表串联在电路中，测电源电压）。
排查方法：更换待测电阻，若电路恢复正常，则原电阻断路。
故障 3：闭合开关后，电流表示数过大，电表指针偏转过满偏
可能原因：滑动变阻器接入电阻为 0（接 “同上” 接线柱），或电路短路。
排查方法：断开开关，检查滑动变阻器接线是否正确，电路是否有短路点。
故障 4：移动滑片时，电表示数无变化，灯泡亮度不变
可能原因：滑动变阻器接 “同下” 接线柱（接入最大阻值）或接 “同上” 接线柱（接入 0 阻值）。
排查方法：重新连接滑动变阻器，采用 “一上一下” 接线。
幻灯片 13：知识梳理与实验总结
伏安法测电阻：
原理：\( R = \frac{U}{I} \)
器材：电源、电流表、电压表、滑动变阻器、开关、导线、待测电阻。
步骤：连接电路→试触→测量数据→计算电阻→求平均值。
注意事项：量程选择、正负接线柱、多次测量、故障排查。
误差与改进：
误差来源：读数误差、电表内阻、温度影响。
改进方法：选择合适接法、多次测量、规范操作。
其他方法：替代法、安阻法、伏阻法，根据现有器材灵活选择。
幻灯片 14：课堂练习
伏安法测电阻的实验原理是______，实验中需要测量的物理量是______和______。
实验中滑动变阻器的作用是：①______；②______。
某同学测量定值电阻时，记录数据如下：电压 1.5V 时电流 0.3A，电压 3V 时电流 0.6A，则该电阻阻值为______Ω，平均值为______Ω。
测量小灯泡电阻时，发现多次测量的电阻值不同，原因是______。
电流表外接法适用于测量______（选填 “大” 或 “小”）电阻，此时电阻测量值比真实值______（选填 “偏大” 或 “偏小”）。
幻灯片 15：课后作业
完成伏安法测电阻的实验报告，包括实验目的、原理、器材、步骤、数据记录、计算结果、误差分析及注意事项。
设计一个 “用安阻法测量未知电阻” 的实验方案，写出实验步骤和数据处理方法。
为什么测量定值电阻时要多次测量取平均值，而测量小灯泡电阻时不需要取平均值？结合电阻特性分析原因。
2024人教版物理九年级全册
17.3电阻的测量
第十七章 欧姆定律
授课教师： . 班 级： . 时 间： .
1．进一步掌握使用电流表、电压表的方法。
2．学会用伏安法测电阻。(重点、难点)
3．加深对欧姆定律及其应用的理解。
1.电路的三个基本物理量：
物理量： ，测量工具：
物理量： ，测量工具：
物理量： ，测量工具：
电流 I
电压 U
电阻 R
电流表
电压表
？
变形式：
2. 欧姆定律
U=IR、
导体中的电流，跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比。
公式：
内容：
I =
U
R
R=
U
I
探索新知
知识点 1 用电流表和电压表测量电阻
由欧姆定律
????=????????
?
????=????????
?
用电压表和电流表分别测出电阻器工作时的电压值和电流值，就可以计算出它的电阻了，这种测量电阻的方法，叫伏安法测电阻。
用电流表和电压表测量电阻
1. 怎样测量电阻两端的电压 U？
A
V
R
P
S
2. 怎样测量通过电阻的电流 I？
3. 怎样减小实验误差？
多次测量取平均值
4. 怎样进行多次测量？
多次改变 I 和 U
5. 怎样改变电路中电流和待测电阻两端电压的大小？
实验目的
用电压表和电流表测未知电阻的阻值。
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、待测电阻。
实验步骤
① 根据电路图连接实物图。
注意：1. 连接时开关断开；2. 电表正进负出；3. 滑动变阻器一上一下接线；4. 闭合开关滑片置于最大阻值处。
实验步骤
② 闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，改变待测电阻器两端的电压，并记下三组相应的电流表示数和电压表示数，填在实验数据记录的表格中.
③根据每组数据，分别计算出对应的电阻 R1、R2、R3，再计算出它们的平均值，即
R =
R1 + R2 + R3
3
实验数据
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA}数据
序号
电压 U/V
电流
I/A
待测电阻 R/Ω
待测电阻的平均值 R/Ω
1
2
3
1
0.1
10.0
2
0.2
10.0
3
0.3
10.0
= 10.0
R =
R1+R2+R3
3
多次测量求平均值的目的：
减小误差
本实验中滑动变阻器的作用：
1. 保护电路
2. 改变电路中的电流和电阻两端电压
常见故障分析
1. 电流表、电压表均无示数
与电压表并联的部分电路之外的电路发生断路
2. 电流表几乎无示数，电压
表有示数且接近电源电压
（1）被测电阻断路；
（2）电压表串联在电路中
常见故障分析
3. 电流表有示数，电压表无示数
（1）电压表断路；
（2）被测电阻或电压表短路
4. 移动滑动变阻器的滑片，
电表示数无变化
滑动变阻器同时使用了下面或者上面两个接线柱；
将上述实验中的电阻器换成小灯泡，用同样的方法测量小灯泡的电阻。多测几组数据，根据实验数据分别计算出小灯泡的电阻比较计算出的几个数值。每次算出的电阻相同吗？有什么变化规律吗？
如果出现的情况和测量电阻器的电阻时不同，你如何解释？与同学交流一下。
实验步骤
用电压表、电流表间接测小灯泡的电阻
实验原理
????=????????
?
实验器材
电源、电压表、电流表、滑动变阻器、小灯泡、开关、导线
实验电路图
实验步骤
①根据电路图连接实物图。
② 断开开关，连接电路；
③ 接入电路的滑动变阻器调到最大；
④ 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）；
实验步骤
⑤ 计算小灯泡阻值。
实验数据
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA}数据序号
电压 U/V
电流 I/A
小灯泡电阻 R/Ω
1
2
3
0.5
0.16
3.13
1
0.20
5
1.5
0.24
6.25
现象：灯泡两端电压越高，灯丝电阻越大。
小灯泡的电阻不是一个定值，这是为什么？
小灯泡的阻值会随灯丝温度的影响。灯丝温度越高，阻值越大，灯丝温度越低，阻值越小。
I /A
0
U /V
实验结论
能否把小灯泡电阻的平均值作为小灯泡的电阻？
拓展实验
数字多用表
1. 观察多用表，猜猜哪个挡位是测量电阻的。阅读说明书，看看你的猜测是否正确。用这个数字多用表测一测小灯泡通电前的电阻是多少，与前面实验测得的数据比较一下。
数字多用表的使用
2. 说明书给出的一些参数如表格所示。观察这些参数，并选择合适的挡位，用数字多用表测一下干电池两端的电压。
1. 利用定值电阻和电压表并联代替电流表
R0
V
????=????????
?
知识点2 特殊方法测电阻
2. 利用定值电阻和电流表串联代替电压表
R0
A
U = IR
3. 利用电压表和已知阻值的电阻测量未知电阻
V1
R0
S
Rx
V2
（1）闭合 S，分别测出 R0 和 Rx 两端电压 U0、Ux ；
（2）
I =
U0
R0
=
Ux
Rx
Rx =
Ux
U0
R0
伏阻法
4. 利用电流表和已知阻值的电阻测量未知电阻
R0
S
A1
Rx
A2
（1）闭合 S，分别测出 R0 和 Rx 两端电流 I0、Ix ；
（2）U = I0R0 = IxRx
Rx =
I0
Ix
R0
伏安法
5. 等效替代法
（1）闭合 S，S1 接 a，调节滑动变阻器滑片 P 至适当位置，读出电流表的示数 I；
（2）闭合 S，S1 接 b，保持滑动变阻器滑片 Р 的位置不变，调节电阻箱，使电流表的示数仍为 Ⅰ，读出此时电阻箱的示数 R；
（3）Rx = R
A
P
S
R
Rx
S1
a
b
知识点1 测量定值电阻的阻值
甲
1.［2024西安期末］在测量未知电阻
???????? 阻值的实验中，小明连接了部分实
验电路，如图甲所示。
?
（1）请你用笔画线代替导线将图甲实
验电路连接完整。（要求：闭合开关，
滑动变阻器的滑片向???? 端移动时，电流
表示数变大，且电流表接小测量范围）
?
[答案]
（2）连接电路时，开关应处于______状态；闭合开关前，应将滑动变
阻器的滑片置于___（填“????”或“???? ”）端。
（3）闭合开关后，发现电流表无示数，电压表有示数，且接近电源电
压，若电路中只有一处故障，则故障原因可能是____________。
?
断开
????
?
电阻????????断路
?
乙
（4）排除故障后，闭合开关，通过改变滑动变阻
器滑片的位置，小明获得下表所示的实验数据。
在第2次实验中，电压表的示数如图乙所示，读数
为____????；根据表格中的数据，小明计算出???????? 的
阻值为____（计算结果保留1位小数）???? 。
?
1.5
5.1
实验次数
1
2
3
电压????/????
1.2
2.6
电流????/????
0.24
0.30
0.50
实验次数
1
2
3
1.2
2.6
0.24
0.30
0.50
（5）该实验中多次测量了电压及电流的值，其目的是为了___________
_____________。
求平均值，减小实验误差
知识点2 测量小灯泡的阻值
2.［2024淄博期末］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：闭合开
关后，滑动变阻器的滑片向右移动时灯
泡变亮）
[答案]
（2）连接电路后，闭合开关???? ，发现灯泡不亮，
电压表示数为零，电流表有示数，产生这种现象
的原因可能是__________。在检查修正电路无误
后进行实验，电压表的示数如图乙，此时小灯泡
两端电压为____???? ，为了测量小灯泡正常发光时的
电阻，应将滑动变阻器的滑片????向___（填“???? ”或“
?
灯泡短路
1.8
????
?
电压表
???? ”）端移动，同时眼睛要注意观察________（填“电压表”“电流表”或
“灯泡”），直至灯泡正常发光。
?
（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是____
（计算结果保留1位小数）???? 。
?
8.3
丙
（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
灯丝电阻随温度的升高而增大
3.［2024苏州期末］小刘同学利用如图所示的电路做“伏安法测电阻”的
实验，已知????????为待测电阻，电源电压恒为?????????，滑动变阻器???? 标有“
??????????????????.?????????”字样，闭合开关????，移动滑片???? ，得到如表实验数据，下列
关于实验的说法正确的是( )
?
序号
1
2
3
4
????/????
1.0
2.0
3.0
4.0
????/????
0.11
0.20
0.29
0.40
序号
1
2
3
4
1.0
2.0
3.0
4.0
0.11
0.20
0.29
0.40
A.图中的甲是电压表、乙是电流表
B.实验表格中的所有实验数据均是本实验中真实
测得的
C.序号2实验中，待测电阻与滑动变阻器的阻值
之比为????:????
D.多次测量实验数据的目的是为了寻找普遍规律
?
√
4.［2024威海］小明在“测量小灯泡电阻”的实验中，准备的器材有电源
（电压恒为?????????）、小灯泡（正常发光时的电压为????.????????? ）、滑动变阻器
????????(???????????????????????)、????????(???????????????????????) 、电流表、电压表、开关及导线若干。
?
（1）请用笔画线代替导线，将图甲的电路补充完整（要求滑片向右移
动时电流表示数变大）。
甲
[答案]
（2）电路连接后，闭合开关，发现小灯泡不亮，观察电流表和电压表，
发现两电表指针偏转角度均较小，原因可能是______________________
_________。
滑动变阻器接入电路的电阻过大
乙
（3）实验中，移动滑片????使电压表示数为____???? ，
此时小灯泡正常发光，电流表的示数如图乙所示，
则小灯泡的电阻为____（结果保留一位小数）???? ，
实验中选择的滑动变阻器应为____（填“???????? ”或“
???????? ”）。
?
2.5
8.3
????????
?
（4）图甲实验装置能否探究“电流与电压的关系”？
____（填“能”或“否”）
否
5. ［2024无锡］小红测量长度为????????? 的镍铬丝、铜丝的电
阻，器材有：电源、开关、滑动变阻器、电流表、电压表、电阻箱
(??????????????????????.?????????)，长度为????????????????? 的导线若干。
?
（1）①用如图甲所示的电路测量镍铬丝的电阻，请用笔画线代替导线，
将电路连接完整。
[答案]
②闭合开关前，将滑动变阻器的滑片????置于___（填“????”或“???? ”）端。
?
????
?
③正确连接电路后，闭合开关，移动滑片????，读出多组电压表的示数????
和电流表的示数????，记录在表格中。当电压表示数为????????? 时，电流表示数
如图乙所示，为____A，则镍铬丝的电阻为___???? ，分析数据可得：当
导体的电阻一定时，______________________________________。
?
实验序号
????/????
????/????
①
1.0
0.2
②
1.5
0.3
③
2.0
④
2.5
0.5
实验序号
①
1.0
0.2
②
1.5
0.3
③
2.0
④
2.5
0.5
0.4
5
通过导体的电流和导体两端的电压成正比
（2）【拓展】小红用连接完整的图甲电路测量铜丝
电阻时，发现电压表示数始终很小，于是按照图丙
所示电路图重新连接电路，????为铜丝，???????? 为电阻箱，
电源电压不变。
闭合开关，调节电阻箱接入电路的阻值，当阻值为
?
0.5
2.8
????.????????? 时，电压表示数为?????????；当阻值为????.????????? 时，电压表示数为????????? 。
则铜丝电阻为____???? ，电源电压为____???? 。
?
课堂小结
伏安法测电阻
电阻的测量
特殊方法测电阻
R =
U
I
谢谢观看！

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