资源简介

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16.3 测量：用电流表和
电压表测量电阻
第十六章 探究电路
沪科版2024版物理九年级全册
16.3 测量：用电流表和电压表测量电阻教案
一、教学目标
（一）知识与技能目标
学生能准确阐述 “伏安法” 测电阻的原理，即依据欧姆定律\(R = \frac{U}{I}\)，通过测量导体两端的电压\(U\)和通过导体的电流\(I\)来计算电阻\(R\)。
熟练掌握用电流表和电压表测量电阻的实验方法，包括正确选择实验器材、设计并连接实验电路、规范使用电流表和电压表进行测量、准确读取和记录实验数据，并能根据实验数据计算电阻值。
理解实验中滑动变阻器的作用，学会分析滑动变阻器在调节过程中对电路中电流、电压以及电阻测量值的影响，能够根据实验需求合理调节滑动变阻器。
（二）过程与方法目标
通过设计 “伏安法” 测电阻的实验方案，培养学生运用所学知识解决实际问题的能力，提高学生的实验设计和创新思维能力。
在实验操作过程中，锻炼学生的动手能力和观察能力，引导学生学会从实验现象和数据中分析问题、总结规律，提升学生的数据处理和归纳总结能力。
通过小组合作完成实验任务，增强学生的团队协作意识和沟通交流能力，让学生学会在团队中分工合作、共同探究。
（三）情感态度与价值观目标
通过实验探究活动，激发学生对物理实验的兴趣和探索欲望，让学生体验科学探究的乐趣，增强学生学习物理的自信心和成就感。
在实验过程中，培养学生严谨认真的科学态度和实事求是的科学精神，使学生养成遵守实验规则、爱护实验器材的良好习惯。
引导学生认识物理知识在实际生活中的应用价值，培养学生将理论与实践相结合的意识，提高学生运用物理知识解决实际问题的积极性。
二、教学重难点
（一）教学重点
“伏安法” 测电阻的原理和实验方法，这是本节课的核心知识，学生需熟练掌握以完成电阻测量。
实验电路的设计与连接，包括正确选择和连接电流表、电压表、滑动变阻器等实验器材，确保电路连接正确且符合实验要求。
实验数据的处理和电阻值的计算，能够根据测量得到的电压和电流数据，准确运用欧姆定律计算电阻值，并分析实验数据的准确性和可靠性。
（二）教学难点
理解滑动变阻器在实验中的作用及调节方法，尤其是在不同实验情境下，如何通过调节滑动变阻器来达到实验目的，如多次测量取平均值减小误差等。
分析实验过程中可能出现的故障及原因，如电流表、电压表无示数，指针反向偏转，滑动变阻器调节异常等问题，并能够提出合理的解决方案，培养学生的故障排查和解决问题的能力。
理解实验误差产生的原因，如仪器精度、读数误差、操作不当等，并学会采取相应措施减小误差，提高实验结果的准确性。
三、教学方法
讲授法、实验探究法、演示法、讨论法、多媒体辅助教学法
四、教学过程
（一）情境导入（5 分钟）
展示一些不同阻值的电阻元件，提问学生：“我们已经学习了电阻的相关知识，那如何准确测量这些电阻的阻值呢？” 引发学生思考，激发学生的求知欲。
回顾欧姆定律的内容及表达式\(I = \frac{U}{R}\)，引导学生思考能否利用欧姆定律来测量电阻，从而引出本节课的主题 —— 用电流表和电压表测量电阻，即 “伏安法” 测电阻。
（二）新课讲授
“伏安法” 测电阻的原理（5 分钟）
详细讲解 “伏安法” 测电阻的原理，根据欧姆定律\(I = \frac{U}{R}\)，变形可得\(R = \frac{U}{I}\)。所以，只要用电压表测量出导体两端的电压\(U\)，用电流表测量出通过导体的电流\(I\)，就可以计算出导体的电阻\(R\)。
通过简单的电路图和实例，如一个由电源、定值电阻、电流表、电压表和开关组成的简单电路，进一步说明如何运用该原理进行电阻测量，帮助学生理解测量的基本思路。
实验器材的选择与电路设计（10 分钟）
实验器材选择：展示实验所需的器材，包括电源、开关、定值电阻（待测电阻）、电流表、电压表、滑动变阻器和导线若干。引导学生思考每个器材在实验中的作用，如电源提供电能，开关控制电路通断，定值电阻是待测对象，电流表测量电流，电压表测量电压，滑动变阻器用于改变电路中的电流和电阻两端的电压等。
电路设计：组织学生分组讨论实验电路的设计方案，要求学生画出实验电路图。教师巡视各小组，参与讨论并给予指导。选取部分小组的设计方案进行展示和交流，让学生互相评价和补充。最后，教师展示标准的实验电路图，并详细讲解电路图中各元件的连接方式和注意事项，如电流表要串联在电路中，电压表要与待测电阻并联，滑动变阻器采用 “一上一下” 的接线方式等。
实验操作与数据测量（20 分钟）
教师演示：教师按照实验电路图进行实物电路连接，边连接边强调操作要点和注意事项，如连接电路时开关应断开，防止电路短路；电流表、电压表的量程要根据电源电压和待测电阻的大致阻值合理选择，正负接线柱不能接反；滑动变阻器的滑片应先移到阻值最大处，以保护电路等。连接完成后，检查电路无误，闭合开关，调节滑动变阻器，演示如何读取电流表和电压表的示数，并记录数据。
学生实验：学生分组进行实验，按照电路图连接实物电路。教师巡视各小组，检查学生的电路连接情况，及时纠正错误。学生连接好电路后，经教师检查确认无误，闭合开关，调节滑动变阻器，读取并记录多组不同电压下的电流值和电压值，填入设计好的实验数据记录表中。在实验过程中，教师提醒学生注意安全，规范操作，认真观察实验现象，如实记录数据。
实验数据处理与分析（10 分钟）
数据计算：指导学生根据实验测量得到的数据，运用公式\(R = \frac{U}{I}\)计算每次测量的电阻值。然后，计算多次测量的电阻平均值，作为待测电阻的测量结果，向学生解释多次测量取平均值的目的是为了减小实验误差。
误差分析：组织学生讨论实验过程中可能产生误差的原因，如电流表和电压表的读数误差、滑动变阻器调节不准确、导线电阻的影响等。引导学生思考如何采取措施减小误差，如选择精度更高的测量仪器、多次测量取平均值、正确使用和调节实验器材等。通过分析误差，培养学生严谨的科学态度和对实验结果的科学认识。
（三）课堂小结（5 分钟）
引导学生回顾本节课所学的主要内容，包括 “伏安法” 测电阻的原理、实验器材的选择与电路设计、实验操作步骤、数据处理方法以及误差分析等。请学生代表发言，总结本节课的重点知识，其他学生进行补充和完善。
教师对学生的总结进行梳理和强调，再次突出本节课的重点和难点，如实验电路的正确连接、滑动变阻器的作用和调节、实验数据的准确处理等。同时，鼓励学生在课后继续思考和探索与电阻测量相关的问题，如如何测量小灯泡的电阻（考虑温度对电阻的影响）等。
（四）课堂练习（5 分钟）
展示一些练习题，包括选择题、填空题和实验分析题。例如：
选择题：在 “伏安法” 测电阻实验中，滑动变阻器的作用不包括（ ）
A. 改变电路中的电流 B. 改变待测电阻两端的电压
C. 改变待测电阻的阻值 D. 保护电路
填空题：某同学在测量电阻时，记录了三组数据：\(U_1 = 2V\)，\(I_1 = 0.2A\)；\(U_2 = 3V\)，\(I_2 = 0.3A\)；\(U_3 = 4V\)，\(I_3 = 0.4A\)，则该电阻的测量值\(R = \)______\(\Omega\)。
实验分析题：在 “伏安法” 测电阻实验中，闭合开关后，发现电流表有示数，电压表无示数，可能的原因是什么？
让学生在课堂上独立完成练习题，教师巡视检查学生的答题情况，及时发现学生存在的问题。练习结束后，对学生的答案进行讲解和点评，针对学生普遍存在的错误和疑问进行详细分析和解答，帮助学生巩固所学知识，提高解题能力。
（五）布置作业（课后完成）
书面作业：布置教材课后相关习题，包括对 “伏安法” 测电阻原理、实验操作和数据处理等知识的巩固练习，以及一些简单的计算和分析题目，帮助学生进一步理解和掌握本节课的内容。
实践作业：让学生回家后，尝试用 “伏安法” 测量家中某个用电器（如手电筒灯泡、小风扇电机等，在家长陪同下确保安全）的电阻，记录实验过程和数据，分析测量结果与实际情况的差异，并思考可能的原因，下节课与同学们进行交流分享。
拓展作业：查阅资料，了解除 “伏安法” 之外的其他测量电阻的方法，如电桥法、万用表测量法等，写一篇简短的科普短文，介绍这些方法的原理和特点，拓宽学生的知识面，激发学生对科学技术的探索热情。
五、教学资源
多媒体课件，包含 “伏安法” 测电阻的原理动画、实验电路图、实验操作演示视频、数据处理图表等内容，用于辅助教学，增强教学的直观性和趣味性。
实验器材，如电源、开关、定值电阻（不同阻值）、电流表、电压表、滑动变阻器、导线若干，用于学生进行实验操作。
科普书籍、相关网站资源，供学生课后查阅和拓展学习，丰富学生的知识储备。
六、教学反思
在教学过程中，密切关注学生的实验操作和知识掌握情况，及时发现学生在电路连接、仪器使用、数据处理等方面存在的问题。对于实验操作不规范的学生，进行一对一指导；对于理解困难的学生，通过举例和演示进行详细讲解。鼓励学生积极参与讨论和实验探究，培养学生的创新思维和团队协作能力。通过学生的作业和实践反馈，总结教学中的不足之处，不断改进教学方法和教学内容，提高教学质量，确保学生能够熟练掌握 “伏安法” 测电阻的原理和方法，为后续学习电学知识奠定坚实基础。
这份教案围绕电阻测量展开，涵盖知识讲解与实践操作。若你对实验环节、作业布置等方面有新想法，欢迎随时提出，我会进一步优化。
5
课堂检测
4
新知讲解
6
变式训练
7
中考考法
8
小结梳理
学习目录
1
复习引入
2
新知讲解
3
典例讲解
物理观念
1.了解灯泡电阻随温度变化的规律。
2.理解等效电阻的物理意义。
科学思维
通过现象和理论分析，推理灯泡电阻变化的影响因素，培养理论联系实际的思想。
科学探究
1.通过实验方案设计和操作规范的研讨，提高实验分析能力；
2.经历定值电阻和灯泡电阻的测量过程，学会减小误差的方法和用图像法分析数据，总结
规律。
3. 通过实验探究，使学生认识总电阻和原分电阻之间的“等效替代”关系。
科学态度与责任
培养实验规范操作和认真观察现象的习惯，提高分析实际问题的能力和实事求是的科学
态度。
重点
难点
重点
回顾欧姆定律公式，想一想利用实验室的器材如何测电阻大小呢
用电压表和电流表分别测电压和电流，再计算电阻的大小。
灯泡的电阻有发生变化吗
观看演示实验
若在网上购买了一个电阻器，产品参数上说明电阻器的阻值为20 Ω,现通过测量，来判断产品参数上的数据是否属实，如何测量电阻大小呢
探究新知
伏安法测电阻
用电压表和电流表分别测出电路中某一导体两端的电压和通过的电流就可以根据欧姆定律算出这个导体的电阻，这种用电压表和电流表测电阻的方法叫伏安法.
实验目的
实验原理
R =
U
I
电源、电压表、电流表、滑动变阻器、
开关、导线、待测电阻。
实验器材
用电压表、电流表间接测电阻
A
V
R
R'
S
绘制电路图并连接电路
进行实验
1. 调节电流表、电压表的指针到零刻度；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。
R=
U
I
读数时，眼睛正对刻度线，确保读数正确。
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 R 的平均值。
实验序号 电压U/A 电流I/A 电阻R/Ω 电阻平均值 R/Ω
1
2 3 1.5
0.16
9.4
2.0
0.21
9.5
2.5
0.26
9.6
9.5
交流和评估
1. 滑动变阻器的作用: 改变被测电阻两端的电压（分压）和电路中电流，同时又保护电路（限流）.
2.利用上述电路，即电流表外接法测电阻，测量结果偏小是因为有部分电流通过电压表，电流表的示数大于实际通过 R 电流，根据 得出电阻偏小.
A
V
R
R'
S
思考：如果采用电流表内接法测电阻，测量值比真实值______.
偏大
A
V
R
R'
S
实验序号 电压U/A 电流I/A 电阻R/Ω 电阻平均值 R/Ω
1
2 3 1.5
0.16
9.4
2.0
0.21
9.5
2.5
0.26
9.6
9.5
3.从表中可以发现三次测量结果略有不同，这是由实验和读数误差引起的.测量定值电阻阻值大小，可采用多次测量求平均值以减小误差.
想一想：测量小灯泡的电阻，能不能用不同电压下测得的阻值求平均值的方法？
A
V
L
R
S
实验电路图和实物图
灯泡的电阻随电压的增大而增大，因为灯泡的电压越大，灯泡越亮，灯丝温度越高，其电阻值就越大，即灯丝的电阻随温度的变化而变化.
伏安法测电阻常见的电路故障
1. 电流表、电压表无示数
（1）电源、电流表、导线、开关、滑动变阻器损坏；
（2）接线柱接触不良
2. 电表指针偏转超过最大刻度
（1）电表量程选择过小；
（2）电路中某处出现短路
伏安法测电阻常见的电路故障
3. 电流表几乎无示数，电压表指针明显偏转
（1）被测电阻开路；
（2）电压表串联在电路中
4. 电流表有示数，电压表无示数
（1）电压表损坏或开路；
（2）被测电阻短路，或电压表短路
伏安法测电阻常见的电路故障
5. 电流表或电压表的指针反向偏转
电流表或电压表的“＋”“－”接线柱接反了
6. 电流表与电压表的指针偏转角度很小
（1）电压表与电流表选择的量程过大；
（2）电源电压太小；
（3）滑动变阻器接入电路的阻值太大
7.移动滑动变阻器的滑片，电表示数无变化
伏安法测电阻常见的电路故障
（1）若电流表示数较小，可能是滑动变阻器同时使用了下面两个接线柱；
（2）若电流表示数较大，可能是滑动变阻器同时使用了上面的两个接线柱
测电阻的其他方法
先闭合S1，断开S2，测出通过R0的电流I0；再断开S1，闭合S2，测出通过Rx的电流Ix.
（1）安阻法测电阻：
（2）伏阻法测电阻：
闭合开关S1和S2，记下电压表示数U1；断开开关S2，闭合开关S1，记下电压表示数U2.
（3）双伏法测电阻：
将电压表V1并联接在Rx两端，测出电阻Rx两端的电压U1，将电压表V2并联接在R0两端，测出电阻R0两端的电压U2.
（4）双安法测电阻：
将电流表A1接在电阻Rx所在支路，测出通过Rx的电流Ix；将电流表A2接在电阻R0所在支路，测出通过R0的电流I0.
（5）等效替代法测电阻：
将开关S接在a点，读出电流表的示数为I，将开关S接在b点，调节电阻箱，使电流表的示数仍为I，读出电阻箱的示数R.
Rx = R
测定值电阻
“伏安法”
测电阻
测灯泡电阻
原理：
电路图：
多次测量的目的：减小误差
原理：
电路图：
多次测量的目的：探究普遍性规律
串联
电阻的
串联和并联
并联
串联电路的总电阻比任何一个分电阻都大
公式： R= R +R +R + …… +Rn
并联电路的总电阻比任何一个分电阻都小
公式：
1.如图所示是四位同学设计的用伏安法测电阻R 的电路图，其中
正确的是( )
随堂检测
C
随堂检测
2.在“伏安法测电阻”的实验中，滑动变阻器不能起到的作用是( )
A. 改变电路中的电流 B. 改变被测电阻的阻值
C. 改变被测电阻两端的电压 D. 保护电路
B
3. 阻值分别为10 Ω、100 Ω的两个电阻并联，并联后的等效电阻( )
A. 小于10 Ω B. 等于90 Ω
C. 等于110 Ω D. 大于100 Ω
A
随堂检测
4.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。为了减小因电表的量程选择而引起的误差，电压表
应选用__________量程，电流表应选用__________量程。
0～15 V
0～0.6 A
随堂检测
5. 小苗为了测量标有“2.5 V”字样的小灯泡在不同电压下的电阻，
连接了如图甲所示的电路，并进行了实验操作。请按要求完成下列
问题：
(1)小苗将实验数据及相关的计算记
录在表格中。当电压表的示数为
2.5 V 时，电流表的示数如图乙所
示，则此时小灯泡的电阻R=____Ω
(保留一位小数)。
8.3
随堂检测
(2)分析表格数据发现，小灯泡发光一段时间后，随着温度的升高，
灯丝的电阻逐渐________。
变大
实验序号 1 2 3
U/V 1.5 2.0 2.5
I/A 0.23 0.27
R/Ω 6.5 7.4
1.在“伏安法测电阻”实验中，老师准备了阻值未知的定值电
阻 、电压表、电流表、两节新干电池、开关、导线若干、
滑动变阻器（铭牌上标有“ ， ”）等器材。所有器材
均完好。
（1）小典设计并连接了如图1所示的部分电路，请用笔画线
代替导线将图1的电路连接完整（要求：导线不可交叉）。
【解】如图所示。
（2）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片调至最____
（填“左”或“右”）端。此时，滑动变阻器的作用是__________。
右
保护电路
【点拨】闭合开关前，滑动变阻器应调到阻值最大端，即最
右端。此时滑动变阻器的作用是保护电路。
（3）检查电路连接无误，闭合开关。在实验的过程中，电
压表示数突然接近最大值，电流表示数几乎为0。若电路中
只有一处故障，则发生的故障可能是定值电阻 ______。
断路
【点拨】根据电流表示数变为0可知电路出现了断路；而电
压表示数增大，则是因为电压表测量位置出现了断路，因此
可能是 断路。
（4）排除故障后，小典继续进行实验，当电压表示数为
时，读出如图2所示的电流表示数，并计算定值电阻的
阻值____ 。小夏认为实验已经完成，小荣则认为仅这
样就得出定值电阻的阻值不够可靠，原因是：____________
___________________________________。
10
未多次测量求平均值，测量结果可能存在较大误差
【点拨】根据图2读出电流表示数为 ，故接入电阻为
。
但没有多次改变滑片位置得到多组
数据，只有一组数据直接得到结果可能存在较大误差，应多
次测量平均值。
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2. 一位同学在做实验时，需要阻值为 的电阻一个，但
手边只有 和 的电阻各2个，下列做法符合题意的是
( )
A
A. 将两个 的电阻串联起来
B. 将两个 的电阻串联起来
C. 将一个 和一个 的电阻串联起来
D. 将一个 和一个 的电阻并联起来
【点拨】串联电路中总电阻的阻值为所有电阻之和，所以将
两个 的电阻串联起来，总电阻为 ，将两个 的
电阻串联起来，总电阻为 ，将一个 和一个 的
电阻串联起来总电阻为 ，A正确，B、C错误；将一个
和一个 的电阻并联起来，则总电阻为
，D错误。故选A。
返回
3. ［2025·苏州吴江区期末］如图表示阻值不同的两个电阻
的电流强度随电压变化的 曲线，从图中可知错误的是
( )
B
A. 电阻不变时，电流与电压成正比
B.
C. 、串联后的总电阻的 曲线在区
域Ⅲ
D. 、并联后的总电阻的 曲线在区
域Ⅰ
【点拨】两条图线都是过原点的直线，说明
在电阻一定时，电流与电压成正比，A正确；
从图像中可以看出，相同的电压下，通过
的电流小，所以 ，B错误；两电阻串
联后，总电阻等于两电阻之和，所以其图像在区域Ⅲ中，C
正确；两电阻并联后，总电阻小于任一分电阻，所以其图像
在区域Ⅰ中，D正确。故选B。
返回
4. ［2025·黄石期中］某兴趣小组用“伏安法”对小灯泡和定值电阻的阻值
进行了测量，根据实验数据作出它们的 图像，如图所示。以下是小
组成员的交流内容，其中错误的是( )
A. 图甲是定值电阻的图像
B. 对、 的电阻值分别取平均值可以使测量结果更准确
C. 将和并联时，通过、 的电流可能相等
D. 将和串联接在的电源两端，、 的电阻之比为
B
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