“伏安法”测电阻

1 第三节 “伏安法”测电阻

【教学目标】

知识与技能：

1.学会用电压表、电流表测量一段导体的电阻（定值）和小灯泡工作电阻。

2.进一步提高使用电压表、电流表和滑动变阻器的技能。

3.尝试探究影响灯丝电阻变化的因素。

过程与方法：

1.通过教师与学生的双边活动，进一步培养学生的观察能力，以及对信息的综合分析能力.

2.通过学生根据实验课题选择仪器、设计实验、制订实验操作方案等，培养学生的实验能力.

3．通过实验探究的全过程，培养学生实验的良好习惯和一般方法。

学会伏安法测量电阻的方法。

情感态度与价值观

1.通过学生自己的设计、操作、结论的分析，培养学生实事求是的科学态度和周密、严谨的科学思维方法，团结协作的精神，养成良好的学习习惯.

2.在共同完成实验过程中，培养同学之间相互协作的团队精神.

【教学重、难点】

1.根据要求设计并连接实验电路，理解滑动变阻器的作用及所达到的目的。

2.通过表格分析实验数据，得出定值R求平均值的意义以及与U，I因素无关；

3.尝试通过表格分析实验数据，分析影响灯丝电阻变化的因素--温度，理解灯丝电阻平均值无意义。

【教学准备】

(学生2人一组)干电池组、电压表、电流表、电阻RX、小灯泡、开关、滑动变阻器、导线若干.

【教学方法】实验法、探究法、讨论法.

【教学过程】

一：课的引入（提出问题）

1.之前已经学了很多和电阻有关的知识，那么，现在有一个很现实的问题摆在我们面前，老师手上有未知阻值的定值电阻和小灯泡各一只，怎么测出它们的电阻大小呢？能不能直接测出来？2.运用前面学过的欧姆定律，我们能否间接测量？可以用变型公式 UIR

2 二：新课教学

1、制定计划和设计实验

（1）实验原理：R=IU（测量的方法称为“伏安法测电阻”）

（2）引导学生设计电路图：

电路图：

（3）实物图的连接：

A.介绍实验器材已经实验器材摆放要点，讲述实验要点已经注意事项。

2016年上海物理一模：伏安法测电阻

1、根据“用电流表、电压表测电阻”的实验，完成下列要求。

⑴ 实验原理_____________。

⑵小张同学依照图1电路图正确连接器材，闭合电键后，两电表示数如图2所示，则记录的数据是Ix=_____安，Ux=_____伏，计算出Rx=_____欧；为了减小误差进行多次测量，因此接下去小张同学要进行的主要操作是：________________________________________。

⑶小姜同学依照图3电路图连接器材，且将滑片移到变阻器一端，闭合电键S后，两电表都有示数；但移动滑片时，两电表示数都不变化。产生这一现象的原因可能是：__________

___________________________________________________________________________________________________________。

2、在“用电流表、电压表测电阻”的实验中，小李同学按图4连接电路进行实验．所用电源为3节新干电池串联而成，且电压保持不变，滑动变阻器上标有“20 2A”字样．

①在闭合电键S前，他应将滑动变阻器的滑片置于图中

端．（选填“A”或“B”）

②他实验步骤正确，闭合电键时，观察电流表的示数并记录在序号1中．接着，他移动滑片到中点位置（即滑动变阻器接入电路的电阻为10欧），将电压表的示数2.5伏记录在序号2中．当他将滑片移动到另一端时，将电流表的示数0.36安记录在序号3中．

请在上表中将该同学设计的表格空白处填写完整．（计算电阻时，精确到0.1欧）．

3、小王做“用电流表、电压表测电阻”实验，现有电源（电源电压为1.5伏的整数倍）、待测电阻、电流表、电压表、滑动变阻器、电键及导线若干，所有元件均完好。他连接电路后，按照正确的实验步骤操作，刚闭合电键时电流表示数为0.2安，电压表示数为4伏；他移动变阻器的滑片，观察到电流表示数变大而电压表示数变小。经过思考后他重新连接电路，图3 S Rx

- 98 - 实验十四 伏安法测电阻

【实验目的】

一、掌握伏安法测电阻原理；

二、掌握简单电路的设计方法；学会选择电表的量程；会根据待测电阻的大小选择电流表的内接或外接。

三、了解伏安法测电阻的误差来源及修正的方法。

四、学习电阻伏安特性曲线的测量方法和作图方法。

【实验原理】

一、用伏安法测电阻

根据欧姆定律，测量通过待测元件的电流I和该元件两端的电压V即可求出元件的电阻R，即R = V / I，这种方法称为伏安法。测量中直流安培计串联在电路中，直流伏特计并联在待测元件两端，如下图。由于直流电表实际存在内阻，故电表的接入会引入测量误差。根据测量要求可采用安培计内接法图14.1(a)或安培计外接法图14.1(b)。

图14.1（a）安培表内接法 图14.1（b）安培表外接法

2、安培表外接。如图14.1（b）所示的电路，伏特表测出的V是待测电阻RX两端的电压VX，但安培表测出的I是流过RX的电流IX和流过伏特表的电流IV之和，即I＝IX＋IV。若待测电阻的测量值为R，则有

)(VXXVXXXVXXVXXRR1RRR1RII1IVIIVIVR （14.3）

[注] 级数公式2111xxx (-1x1)

由上式可知，这种电路测得的电阻值R要比实际值RX小。式（14.3）中的RX／RV是由于安培表外接带来的接入误差（系统误差）。若伏特表的内阻RV已知，可用下式修正

VVVXRRRIIIVIIVR11 （14.4）

当RV>>RX时，相对误差RX／RV很小。所以，伏特表的内阻大，而待测电阻小时，使用安培表外接较合适。

由以上分析可知用伏安法测电阻时，由于安培表和伏特表都有一定的内阻，将它们接入XR

VR

AR A V

1 实验：伏安法测电阻

预学目标

1．了解伏安法测电阻的原理，学会用伏安法测电阻．（重点）

2．能正确画出伏安法测电阻的电路图，并按电路图连接实物电路．

3．学会正确选择电压表的量程，并用试触法确定电流表的量程．（难点）

知识梳理

1．通过导体的电流，与_______成正比，与_______成反比，这个结论叫_______，它是德国物理学家欧姆在19世纪初经过大量实验得出的，它可用公式_______表示．

2．在“探究通过导体的电流与电压、电阻关系”的实验中，滑动变阻器的作用是_______，测量三次数据的目的是_______．

一、测量定值电阻的阻值

1．实验原理是_______．

2．实验器材：学生用电流表、电压表各一块，滑动变阻器一个，电键一个，未知电阻一个，电源，导线若干。

3．在下面虚线框内画出实验电路图．

4．实验步骤：

① 按照电路图连接实物。

②将滑动变阻器的滑片移至阻值最大端，闭合电键。

③记录电压表、电流表的示数，算出电阻值。

④移动滑动变阻器的滑片，记录两次电压表、电流表的示数 ，分别算出电阻值。

⑤计算出电阻值得平均值。

3．在下面空白处画出记录实验数据的表格．

序号 电压U / V 电流I/A 电阻R/Ω 电阻平均值/Ω

1

2

3

4．实验中采取的减小误差的方法是____________________________．

5．上述测量电阻的方法，通常称做“_______法”．