《2025年科学实验活动册八年级上册浙教版》

电阻的测量在生产和生活中具有广泛的应用价值。在电路维修时,通过检测线路或元件的电阻可以快速定位故障点；在地质勘探中,通过测量地下岩石和土壤的电阻特性,可精准寻找地下水和矿产资源。我们可以用电流表测量电流,用电压表测量电压,那么,怎样测量电路中的电阻？在本实验中,我们将利用电压表和电流表来测量导体的电阻,这种测定电阻的方法叫“伏安法”。
实验目的
1. 掌握用伏安法测电阻的原理。
2. 能正确使用电压表、电流表以及滑动变阻器。
3. 学会处理实验数据以及减小测量误差的方法。
实验准备
干电池2节,待测电阻1个,开关1个,电流表1个,电压表1个,滑动变阻器1个,导线若干。
实验过程
1. 方案设计。
(1) 用伏安法测量未知电阻的阻值,其实验原理是什么？______
(2) 设计实验方案,在下面方框中画出电路图。______
(3) 小组间交流和讨论实验方案,并对实验方案和电路图进行改进。
2. 装置连接。
(1) 按照实验电路图连接好电路。
注意
闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大的位置。
(2) 闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P到某一位置,读出电路中被测电阻两端的电压和通过电阻的电流,记录在表3-16中。
注意
在实验过程中,要缓慢调节滑动变阻器的滑片,观察电流表和电压表的示数变化,避免因调节过快导致电表指针超过量程。
(3) 再次改变滑动变阻器滑片P的位置,读出电压表和电流表的示数,记入表格中。如此再重复1次,共测得三组电压值和对应的电流值。
(4) 将每组读数分别代入公式$R= \frac{U}{I}$,算出电阻大小,最后计算平均值。
表3-16 测量电阻阻值记录表
|实验序号|U/V|I/A|R/Ω|R的平均值/Ω|
|1|______|______|______|______|
|2|______|______|______|
|3|______|______|______|
(5) 将测量值与电阻上的标定值进行比较,分析产生误差的原因。
3. 利用下表对实验过程进行评价。
表3-17 用电压表和电流表测导体的电阻评价量表
|评价指标|评价内容(请根据真实表现判断,做到的在“是”栏画“√”,未做到的在“否”栏画“√”)|自我评价|小结|
|||是|否|
|操作规范|(1) 能正确连接电路|□|□|
||(2) 能正确选择电流表和电压表的量程|□|□|
||(3) 开关闭合前,滑动变阻器的滑片置于最大阻值处|□|□|
|数据记录|(4) 能准确读出电流表和电压表的示数|□|□|
||(5) 能通过调节滑动变阻器的滑片记录至少三组不同的电流值和电压值|□|□|
|数据处理|(6) 正确使用公式$R= \frac{U}{I}$计算电阻值|□|□|
||(7) 能通过多次测量来减小实验误差|□|□|
|实验习惯|(8) 实验结束后,整理实验器材|□|□|
思考与讨论
1. 滑动变阻器上标有“2A 10Ω”字样,有什么含义？在实验测量中,无论如何调节滑动变阻器的滑片,待测电阻两端的电压值变化都很小。请分析可能的原因,并提出改进意见。______
2. 某同学求出三次测量的电压平均值和电流平均值,再用电压平均值和电流平均值求出电阻平均值。你认为这种方法可行吗？为什么？______
拓展研究
在伏安法测电阻的实验中,若电压表突然损坏无法使用,请利用电流表、一个阻值已知的定值电阻$R_0$、电源、开关和导线,设计测量未知电阻$R_x$的电路,画出电路图并说明实验原理。______

答案： 实验过程1
(1)：$R=\frac{U}{I}$
实验过程1
(2)：（电源、开关、滑动变阻器、$R_x$、电流表串联，电压表并联$R_x$）
思考与讨论1：含义：允许通过最大电流2A，最大阻值10Ω；原因：滑动变阻器最大阻值太小（或电源电压太小）；改进：换用更大阻值的滑动变阻器（或增加电源电压）
思考与讨论2：不可行
拓展研究：电路图（$R_x$与$R_0$并联，各支路开关，干路电流表和总开关）；原理：$R_x=\frac{I_0R_0}{I_x}$