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《17.3 电阻的测量》学习任务单
班级：________　姓名：________　小组：________
【学习目标】
1. 能说出伏安法测电阻的原理，会画出实验电路图，知道实验中需要的仪表是电压表和电流表，并能说明滑动变阻器在实验中"保护电路"和"改变电阻器两端电压"的两个作用。（物理观念）
2. 会用公式 计算定值电阻和小灯泡的电阻，能通过分析实验数据归纳出灯丝电阻随温度变化的特点，并能说明两种实验中多次测量目的的不同。（科学思维、科学探究）
3. 能按操作规范连接电路、选择电表测量范围，会根据电表示数现象判断电路的断路与短路故障，养成严谨规范的操作习惯。（科学态度与责任）
【课前任务】
课前任务1　预习填空
阅读教材"电阻的测量"一节，完成下面填空：为了减小误差，实际测量中可以______联一个滑动变阻器，通过移动滑动变阻器的滑片来改变电阻器两端的电压，多次测量______及______，并分别算出相应的电阻，最后求出电阻的平均值。
课前任务2　预习思考
要测出电阻器的电阻，需要测量哪些物理量？用到哪些测量仪表？请写在横线上：____________________________________________________________。
【课堂任务】
任务一　实验探究：伏安法测电阻
◆ 活动：伏安法测定值电阻的阻值
探究问题：如何测量一个未知定值电阻的阻值？
我的猜想：____________________________________________________________。
实验设计：实验原理 （用电压表测出电阻器两端的电压，用电流表测出通过电阻器的电流，再由公式算出电阻）。实验电路如图所示。
伏安法测电阻的实验电路图
实验器材：干电池组、开关、电流表、电压表、滑动变阻器、待测定值电阻、导线若干。
实验步骤与数据记录：
(1)按照设计的电路图连接电路，如图所示。注意电压表和电流表选择适当的测量范围，连接电路时开关要______，并使滑动变阻器的滑片位于电阻最____处。
按照电路图连接的实物图
(2)电路连接无误后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片来改变待测电阻器两端的电压，记下相应的电压表、电流表示数，并填写在设计的表格中。
(3)算出每次的电阻，并算出电阻的平均值，填入表格。
数据序号 电压U/V 电流I/A 电阻R/Ω 电阻的平均值/Ω
1
2
3
(4)断开开关，将电阻器换成小灯泡，重新进行实验，第一次测量时的电压等于小灯泡铭牌上标注的电压；移动滑动变阻器的滑片，使电压逐次下降，观察灯泡的亮度，并将测得的电压、电流数据记录在设计的表格中。
数据序号 1 2 3 4 5
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
(5)根据表中记录的数据利用R＝______计算每次小灯泡的电阻，对比不同电压下小灯泡的电阻，我们发现______________________________________________。
◆ 问题链（探究归纳）
1.伏安法：通过测量电阻器两端的______和通过的______来间接地测量电阻器的电阻。这种测量电阻的方法，有时简称为伏安法。
2.在用伏安法测电阻时，______________有两个作用：一是保护电路，二是改变电阻器两端的电压。
3.三个注意事项：连接电路时，开关要断开；闭合开关前，滑动变阻器的滑片要位于电阻______处；电压表和电流表要选择适当的测量范围。
4.多次测量的目的：测量电阻器的电阻时，多次测量是为了________________________________；测量小灯泡的电阻时，多次测量是为了____________________________。
任务二　学以致用：测量电阻的实验问题
◆ 例1　伏安法测定值电阻
例1 在伏安法测电阻实验中，老师准备了电阻R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"20 Ω　1 A"）等器材。所有器材均完好。
(1)小夏按照实验操作要求检查实验器材时，发现电流表指针的位置如图甲所示，出现这一现象的原因是：________________。
电流表指针的位置（甲）
(2)解决问题后，小夏设计并连接了如图乙所示的部分电路，请用笔画线代替导线将图乙的电路连接完整（要求：导线不可交叉）。
待连接的部分电路（乙）
(3)闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片调至最____（选填"左"或"右"）端。此时，滑动变阻器的作用是：____________。
(4)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____________。
(5)排除故障后，小夏继续进行实验，当电压表的示数为1.2 V时，读出如图丙所示的电流表的示数，并计算定值电阻的电阻R＝______Ω。小夏认为实验已经完成，小民则认为这样就得出了定值电阻的电阻不够可靠，原因是：____________________________________________。
电流表的示数（丙）
◆ 例2　测量小灯泡的电阻
例2 在测量小灯泡电阻的实验中，某同学选用标有"2.5 V"字样的小灯泡进行实验。
(1)如图甲所示连接好电路，将滑片P移至最右端，接通电路后，发现小灯泡不发光，电流表有示数，电压表示数为0，其原因可能是小灯泡________。
测小灯泡电阻的实验实物图（甲）
(2)排除故障后，闭合开关S，调节滑片P，电流表的示数如图乙所示，为______A。为测量小灯泡正常发光时的电阻，应将滑片P向____（选填"A"或"B"）端移动。
电流表的示数（乙）
(3)分析表格中记录的实验数据，可知小灯泡正常发光时的电阻约为______Ω（结果保留1位小数）。实验中发现灯泡越亮，灯丝温度越高，结合数据可知：灯丝温度越高，电阻越____。
数据序号 1 2 3 4
U/V 1.0 2.0 2.5 2.8
I/A 0.18 0.28 0.30 0.32
任务三　知识点　伏安法测电阻
1.关于探究电压一定时电流跟电阻的关系和伏安法测量电阻两个实验，下列说法正确的是(　　)
A. 两个实验都采用了控制变量法
B. 两个实验多次测量的目的是相同的
C. 两个实验的电路是相同的
D. 两个实验中使用滑动变阻器的目的都是控制电阻两端电压不变
2.在用电流表测电流的实验中，必须将电流表______（选填"串联"或"并联"）在所测电路中，电流流入电流表的____（选填"+"或"-"）接线柱，所测电流不得超过它的____________。用电流表、电压表测电阻的实验原理是__________。上述两个实验都要多次测量，二者的目的是______（选填"相同"或"不同"）的。
3.(成都中考)小张用如图所示的电路测量小灯泡的电阻，电流表和电压表选用小的测量范围。闭合开关前，将滑动变阻器的滑片移到最右端的目的是____________。闭合开关，她发现灯泡不亮，两电表的示数均很小，经过检查，确认电路连接正确，两电表均完好，小张的下一步操作应该是________________________。
测量小灯泡电阻的电路图
4.实验小组利用图甲所示电路测量电阻器的电阻。
测量电阻器电阻的电路图（甲）
(1)连接电路时，开关应处于________状态。
(2)闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片P置于____（选填"A"或"B"）端。
(3)当电压表示数为2.4 V时，电流表示数如图乙所示，则通过电阻器的电流为______A，此次测得为______Ω。
电流表的示数（乙）
(4)为了减小误差，需要改变滑动变阻器滑片P的位置，多次测量电压及电流的值，根据每次电压及电流的值算出电阻，最后求出的平均值。
任务四　基础巩固、能力提升与素养创新
◆ 基础巩固
1.用电压表和电流表测量定值电阻的实验电路图如图所示。对该实验的操作和分析，下列说法正确的是(　　)
A. 连接电压表时，一定要选用较小的测量范围
B. 闭合开关前，应使滑动变阻器滑片P位于A端
C. 若被测定值电阻断路，则闭合开关后电压表和电流表均无示数
D. 为了得到比较准确的电阻数值，应多次测量求平均值
测量定值电阻的实验电路图
2.电路元件甲和乙的U-I图像如图所示，图像符合定值电阻特点的是______。将甲、乙并联后接到电压为2 V的电源上，则干路中的电流是______A。
甲、乙两元件的U-I图像
3.小明同学应用伏安法测量小灯泡电阻的实验电路如图所示，小灯泡正常发光时的电流为0.25 A，电源为2节新干电池。请你用笔画线代替导线，将图中的电路连接完整（导线不得交叉）。
待连接的实验电路实物图
◆ 能力提升
4.某同学利用器材测量定值电阻的电阻。可选用的器材有电源（电压恒为6 V）、三个滑动变阻器（规格分别为a"5 Ω　2 A"，b"30 Ω　2 A"和c"50 Ω　1 A"）、电流表（有0～0.6 A，0～3 A两个测量范围）、电压表（有0～3 V，0～15 V两个测量范围）、开关、导线等。该同学根据电路图甲进行了正确的实验操作，当滑动变阻器滑片P处于中间位置附近时，两电表示数如图乙所示。请你根据以上信息回答问题。
测量电阻的电路图（甲）
两电表的示数（乙）
(1)实验中选择的滑动变阻器是____（选填"a""b"或"c"）。
(2)图乙中电压表的示数为______V，电流表的示数为______A，本次测得的为______Ω（精确到0.1 Ω）。
(3)请根据电路图甲，正确选择电表的测量范围，用笔画线代替导线，完成图丙所示实物图的连接。
待连接的实物图（丙）
(4)该同学进行了实验创新，利用已知电阻为的定值电阻和电压表等器材，测量定值电阻的电阻。设计了如图丁所示的电路，经检查无误后进行实验。请将实验过程补充完整：
①闭合开关、，断开开关，读出电压表的示数，记为
②保持处于闭合状态，断开开关，闭合开关，使电压表测________________（选填"电阻为的定值电阻"或"电阻为的定值电阻"）两端电压，记为；
③用已知物理量和测量量的符号表示电阻，＝________。
测量电阻的创新实验电路（丁）
5.(聊城中考)在"制作定值电阻"的实践活动中，同学们在实验室找到一捆镍铬合金丝，其包装上标有"横截面积，长度10 m"的字样。为了利用这捆镍铬合金丝制作一个8 Ω的定值电阻，同学们先将这捆镍铬合金丝两端的绝缘皮刮掉接到接线柱上，然后进行了如下操作。
(1)根据图甲的电路图，以笔画线表示导线将图乙的实物电路连接完整（要求：导线不能交叉）。
实验电路图（甲）
待连接的实物电路（乙）
(2)闭合开关后，移动滑动变阻器滑片的过程中发现电流表、电压表均有示数，但始终不变化，出现这一现象的原因可能是____（选填字母）。
A. 镍铬合金丝短路
B. 镍铬合金丝断路
C. 滑动变阻器短路
D. 滑动变阻器断路
(3)排除故障后闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，改变这捆镍铬合金丝两端的电压，测得多组电压及电流的值，将数据填入表格中。第3次实验时，电流表的示数如图丙所示，则测得的电流为______A，计算该次的电阻为______Ω（结果保留2位小数）。
第3次实验时电流表的示数（丙）
次序 电压U/V 电流I/A 电阻R/Ω
1 1.0 0.10 10.00
2 2.0 0.21 9.52
3 3.0
(4)为了确定这捆镍铬合金丝的电阻，上表在设计时还应增加的一项内容为________________。
(5)根据实验的计算结果，制作电阻为8 Ω的定值电阻应截取长度约为______m的镍铬合金丝。
◆ 素养创新
6.利用电源（电压未知）、电阻箱(0～999.9 Ω)和电流表（指针能正常偏转，但刻度盘示数模糊不清）等器材，粗略测量电阻器的电阻，设计的电路如图所示。完成下列实验步骤：
粗略测量电阻的实验电路图
(1)正确连接电路，将电阻箱R的电阻调至最大；
(2)________________________________________________；
(3)________________________________________________；
(4)电阻＝______（用测出的物理量的符号表示）。
【课后任务】
1.向同伴口述伏安法测电阻的原理、实验电路图与三个注意事项，并说明滑动变阻器的两个作用。
2.结合任务一中测量小灯泡电阻的实验数据，想一想：为什么测小灯泡的电阻时多次测量不能像定值电阻那样求平均值？把你的理由写在横线上：________________________________。
【参考答案】
【课前任务】
1.串；电压；电流
2.需要测量电阻器两端的电压和通过它的电流；用到电压表和电流表（实验原理：）。
【任务一】
实验猜想（示例）：用电压表测出电阻两端的电压，用电流表测出通过电阻的电流，再利用公式算出电阻。
(1)断开；大
(5)；小灯泡两端的电压不同，小灯泡的电阻也不同
问题链：1.电压；电流　2.滑动变阻器　3.最大
4.计算电阻的平均值以减小实验误差；寻找灯丝电阻随温度变化的规律
我的结论（示例）：用电压表测出电阻器两端的电压，用电流表测出通过它的电流，由 算出电阻；测定值电阻时多次测量求平均值可减小误差，测小灯泡电阻时多次测量是为了寻找灯丝电阻随温度变化的规律。
【任务二】
例1：(1)电流表未调零　(2)连接如图所示：电压表并联在定值电阻两端，电流表串联在电路中，滑动变阻器接线柱"一上一下"接入电路。　(3)右；保护电路　(4)断路
(5)解：由图丙可知，电流表选用0～0.6 A测量范围，示数为0.12 A，则定值电阻的电阻为
小民认为不够可靠的原因：未多次测量求平均值，测量结果可能存在较大误差。
例2：(1)短路　(2)0.24；为使小灯泡正常发光，需增大灯泡两端的电压，由图甲可知滑动变阻器接入电路的是A端接线柱，故应将滑片P向A端移动
(3)解：小灯泡正常发光时U＝2.5 V，由表中数据可知I＝0.30 A，则
灯丝温度越高，电阻越大。
【任务三】
1. C
解析：两个实验的电路是相同的，C正确；探究电压一定时电流跟电阻的关系采用了控制变量法，而伏安法测电阻不是控制变量法，A错误；两个实验多次测量的目的不同，B错误；滑动变阻器的目的不同（前者控制电阻两端电压不变，后者改变电阻两端电压以多次测量），D错误。
2.串联；+；最大测量值；实验原理是 ；相同
3.保护电路；移动滑动变阻器的滑片
4.(1)断开　(2)由图甲可知，滑动变阻器接入电路的是A端接线柱，闭合开关前滑片P应置于B端
(3)解：由图乙可知，电流表选用0～0.6 A测量范围，示数为0.24 A，则
(4)多次测量求平均值是为了减小误差。
【任务四】
1. D
解析：连接电压表时应先估测再选用适当的测量范围，A错误；闭合开关前滑片P应位于阻值最大处（即B端），B错误；若被测定值电阻断路，闭合开关后电压表示数接近电源电压、电流表无示数，C错误；为了得到比较准确的电阻数值，应多次测量求平均值，D正确。
2.解：甲图像是过原点的直线，U与I的比值一定，符合定值电阻特点，乙图像是曲线，不符合。
并联电路各支路两端的电压相等，由图像可知，U＝2 V时，，，则
3.连接如图所示（说明）：电流表选用0～0.6 A测量范围串联在电路中，电压表选用0～3 V测量范围并联在小灯泡两端，滑动变阻器接线柱"一上一下"接入电路。
4.(1)滑动变阻器两端的电压
由欧姆定律得滑动变阻器接入电路的电阻
滑片P处于中间位置附近，则滑动变阻器的最大阻值约为，故选择规格为"50 Ω　1 A"的滑动变阻器c。
(2)1.9；0.16
解：本次测得定值电阻的电阻为
(3)连接如图所示（说明）：电流表选用0～0.6 A测量范围串联在电路中，电压表选用0～3 V测量范围并联在定值电阻两端，滑动变阻器接线柱"一上一下"接入电路。
(4)②电阻为的定值电阻
解：③两电阻串联，通过它们的电流相等，即
电阻两端的电压为，则
5.(1)连接如图所示（说明）：电流表选用0～0.6 A测量范围串联在电路中，电压表选用0～3 V测量范围并联在镍铬合金丝两端，滑动变阻器接线柱"一上一下"接入电路。
(2) C
解析：两电表均有示数且始终不变化，说明电路是通路，移动滑片不起作用，故滑动变阻器短路，选C。
(3)解：由图丙可知，电流表选用0～0.6 A测量范围，示数为0.28 A，则该次的电阻为
(4)电阻平均值R/Ω
(5)解：这捆镍铬合金丝的电阻平均值为
10 m长的镍铬合金丝电阻约为10.08 Ω，导体的电阻与长度成正比，制作8 Ω的定值电阻应截取的长度为
6.(2)只闭合，标记电流表指针所指的位置
(3)断开，闭合，调节电阻箱，使电流表指针指在标记的位置，记下电阻箱的电阻
(4)两次电路中电流相等，由等效替代法可知
【课后任务】(示例)
1.要点：原理是 ；电路图中电流表串联、电压表并联在被测电阻两端、滑动变阻器串联在电路中；注意事项是连接电路时开关要断开、闭合开关前滑片位于阻值最大处、电表要选择适当的测量范围；滑动变阻器的两个作用是保护电路和改变电阻器两端的电压。
2.灯丝的温度随电压升高而升高，小灯泡两端的电压不同时灯丝温度不同，电阻也不同，求平均值没有意义；多次测量是为了寻找灯丝电阻随温度变化的规律。

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