1、第二课时 伏安法测电阻一、引入新课师电阻是导体本身的一个重要电学参量，在实际中经常需要测量电阻.这节课我们就研究有关电阻测量的问题.二、新课教学师请同学们回忆部分电路欧姆定律的内容及公式.生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.写成公式为I=.师由I=可知，测出哪些物理量就可以计算出导体的电阻？生根据部分电路欧姆定律I=可知，电阻R=.因此，只要用电压表测出电阻两端的电压U，用电流表测出通过电阻的电流I，就可以求出导体的阻值R.师物理上把这种利用电压表和电流表测电阻的方法叫做伏安法.现有下列仪器：电源、电压表、电流表、电键和待测电阻各一只，请同学们设计测量电阻的电路图.生在教
2、师的指导下讨论，最后总结出可有两种测量电路.投影两种测量电路，如图所示.说明:如果要调节待测电阻两端的电压，还可以在电路中接入滑动变阻器.师（甲）电路通常称为电流表外接法，（乙）电路通常称为电流表内接法.如果是理想情况，即电流表内阻为零，电压表的电阻趋近于无穷大，两种电路的测量结果怎样？生相同.师我们在初中讨论的就是这种理想情况.但是实际中，由于电压表和电流表本身具有内阻，把它们连入电路中以后，不可避免地要改变被测电路中的电压和电流，给测量结果带来误差.请同学们思考：用图（甲）电路测量时，电压表测量的是哪里的电压？生是待测电阻两端的电压.师电流表测量的是通过待测电阻的电流吗？为什么？生不是.因
3、为电压表中还有分流，所以电流表测出的是通过待测电阻和电压表的电流之和.师电流表的读数比实际流过待测电阻的电流大还是小？生大.师根据Rx=求得的电阻呢？生求出的电阻值要比真实值小.即R测R真.师若已知电流表的内阻RA和待测电阻的测量值R测，怎样求得待测电阻的真实值？生讨论并回答：电流表内接法测得的电阻是待测电阻与电流表电阻的串联值，即R测=RA+R真解得R真=R测RA师通过上述分析可以知道：无论采用电流表外接法，还是电流表内接法测量电阻都有误差，那么哪种电路的测量结果更接近待测电阻的真实值呢？生在教师的指导下讨论.（1）若待测电阻的阻值Rx比电压表内阻RV小得越多，因电压表分流引起的误差就越小，
4、故采用电流表外接法；（2）若待测电阻的阻值Rx比电流表的内阻RA大得多，因电流表的分压引起的误差就越小，故采用电流表内接法.练习如图所示，用伏安法测定一个定值电阻的阻值，实验所需器材规格如下：待测电阻Rx(约100 )、直流毫安表（量程10 mA，内阻50 ）、直流电压表（量程3 V，内阻5 k）、直流电源（输出电压4 V，内阻可不计）、滑动变阻器（最大阻值15 ，允许最大电流1 A）、电键1个，导线若干条.根据器材的规格和实验要求，在本题的实物图上连线.如下图所示.解析：据题意知，直流毫安表的量程为10 mA，电源电压为4 V，滑动变阻器的最大阻值为15 ，若选用限流电路，电路中的最小电流为
5、35 mA，超过毫安表的量程，所以滑动变阻器应采用分压电路.因为待测电阻Rx约为100 ，比电压表的内阻5 k小得多，所以采用电流表外接法.电路连接情况如下图所示.三、小结通过本节课的学习，主要学习了以下几个问题：1.伏安法测电阻的原理是部分电路的欧姆定律.2.利用伏安法测电阻时，为了减小测量误差，电路的连接方法通常有两种：电流表外接法和电流表内接法.3.当RVRx时，电压表分流作用小，采用电流表外接法.当RxRA时，电流表分压作用小，采用电流表内接法.四、作业1.练习五（3）、（4）2.预习分组实验“探索黑箱内的电学元件”五、板书设计六、本节优化训练设计1.图（b）中E为电源，其电动势为E，
6、R1为滑动变阻器，R2为电阻箱，A为电流表.用此电路经以下步骤可近似测得A的内阻RA：闭合K1，断开K2，调节R1，使电流表读数等于其量程I0；保持R1不变，闭合K2，调节R2，使电流表读数等于，然后读出R2的值，取RA=R2.（1）按图（a）所示电路在图（b）所给出的实物中画出连接导线.（2）真实值与测量值之差除以真实值叫做测量结果的相对误差，即.试导出它与电源电动势E、电流表量程I0及电流表内阻RA的关系式.（3）若I0=10 mA，真实值RA约为30 ，要想使测量结果的相对误差不大于5%，电源电动势最小应为多少伏？2.图（a）为测量电阻的电路，Rx为待测电阻，R的阻值已知.R为保护电阻，
7、阻值未知.电源E的电动势未知.K1、K2均为单刀双掷开关.A为电流表，其内阻不计.（1）按图（a）所示的电路，在图（b）的实物图上连线.（2）测量Rx的步骤为：将K2向d闭合，K1向_闭合，记下电流表读数I1，再将K2向c闭合，K1向_闭合，记下电流表读数I2.计算Rx的公式是Rx=_.3.图甲、乙是两组同样的器材实物图，用来测量待测电阻R的阻值，每组器材中包括：电池、电键、变阻器、电压表、电流表、待测电阻R、若干导线. 图甲 图乙（1）如果待测电阻R的阻值比电压表的内阻不是小很多，但R的阻值比电流表的内阻大很多，试在图甲中连线使之成为测量电路；如果待测电阻R的阻值比电流表的内阻不是大很多，但
8、R的阻值比电压表的内阻小很多，试在图乙中连线使之成为测量电路.（2）求用甲、乙两组器材分别测量R时的值.参考答案：1.解析：（1）连线如图所示（2）由步骤连成电路应用全电路欧姆定律得：I0=由步骤连成电路，根据电路串、并联关系得：式联立解得(3)由式代入数据得E=I0RA/5%=6 V2.解析：（1）如下图所示（2）将K2向d闭合，K1向a闭合时，Rx与R并联，I1是流过Rx的电流；当K2向c闭合，K1向b闭合时，Rx与R并联，I2是流过R的电流.R是保护电阻，阻值应该很大，才能保证电路结构变化时起保护作用，也就是说Rx和R并联电路两端可以看做恒压，有I1Rx=I2R，所以Rx=I2R/I13.解析：（1）如图所示（2）用图甲线路时，R=用图乙线路时，R=