《2025年优佳学案（云南）九年级物理全一册人教版》

一、实验目的
1. 知道伏安法测电阻的原理。
2. 会用伏安法测导体的电阻。
3. 在测量待测电阻器的电阻时,会用多次测量求平均值的方法减小实验误差。
4. 学会对电路的故障进行分析和处理。

答案： 答题卡：
1. 伏安法测电阻的原理：
根据欧姆定律$I = \frac{U}{R}$，可推导出$R=\frac{U}{I}$，其中$R$为待测电阻，$U$为电阻两端电压，$I$为通过电阻的电流，通过测量电阻两端的电压$U$和通过电阻的电流$I$，再计算出电阻$R$的值。
2. 用伏安法测导体的电阻：
实验器材：电源、开关、待测电阻、电流表、电压表、滑动变阻器、导线若干。
电路图：将电源、开关、待测电阻、滑动变阻器串联，电流表串联在电路中，电压表并联在待测电阻两端。
实验步骤：
按电路图连接好电路，将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处。
闭合开关，调节滑动变阻器，改变待测电阻两端的电压和通过它的电流，分别读出电压表和电流表的示数$U_1$、$I_1$，并记录。
重复步骤2，多测几组数据$U_2$、$I_2$，$U_3$、$I_3\cdots\cdots$
根据$R=\frac{U}{I}$分别计算出每次测量的电阻值$R_1=\frac{U_1}{I_1}$，$R_2=\frac{U_2}{I_2}$，$R_3=\frac{U_3}{I_3}\cdots\cdots$
3. 减小实验误差的方法：
多次测量求平均值，设测量次数为$n$，则待测电阻的阻值$R = \frac{R_1 + R_2+\cdots+R_n}{n}$。
4. 电路故障分析和处理：
电流表无示数，电压表有示数且接近电源电压：原因是待测电阻断路，此时电压表串联在电路中，测量的是电源电压。处理方法是检查待测电阻的连接是否良好，是否有断路处。
电流表有示数，电压表无示数：原因是待测电阻短路，电压表被短路，示数为$0$。处理方法是检查待测电阻是否短路，排除短路故障。
电流表无示数，电压表无示数：原因是滑动变阻器断路或开关接触不良等，导致整个电路断路。处理方法是检查滑动变阻器、开关等元件的连接情况。

二、实验原理：控制变量法（或具体根据该章节实验内容，如探究电阻的影响因素实验中为控制变量法；若为测量小灯泡电功率实验则为$P = UI$ ） （需根据教材具体新知梳理内容确定，以上为常见示例）。

答案： 二、实验原理：控制变量法（或具体根据该章节实验内容，如探究电阻的影响因素实验中为控制变量法；若为测量小灯泡电功率实验则为$P = UI$ ） （需根据教材具体新知梳理内容确定，以上为常见示例）。

三、实验电路图

答案： 该电路为串联电路，电流表A测电路中的电流，电压表V测电阻R两端的电压，滑动变阻器P与电阻R串联。
当滑片P向右滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻变大，根据串联电路电阻的特点，总电阻变大。
根据欧姆定律$I = \frac{U}{R}$（其中$I$为电流，$U$为电源电压，$R$为总电阻），电源电压不变，总电阻变大，所以电路中的电流变小，即电流表A的示数变小。
根据$U = IR$（其中$U$为电压，$I$为电流，$R$为电阻），电阻R的阻值不变，通过的电流变小，所以电阻R两端的电压变小，即电压表V的示数变小。
综上，当滑片P向右滑动时，电流表A示数变小，电压表V示数变小。

四、伏安法
用电压表测待测电阻器两端的电压,用电流表测通过待测电阻器的电流,利用公式$R=\frac{U}{I}$算出电阻。

答案： 电压表；电流表；$R=\frac{U}{I}$

五、实验步骤
1. 按照电路图连接电路,连接电路时开关应断开,且将滑动变阻器的电阻调节到最大阻值处。
2. 闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,读出电压表的示数和电流表的示数,记在提前设计好的表格里,算出电阻。
3. 重复步骤 2,测三次,取其平均值为待测电阻器的电阻。
[注意] 若用伏安法测小灯泡的电阻时,多次测量后,不能求平均值。

答案： 1. 断开；最大阻值处
2.
3. 平均值

[典例] 实验小组利用图甲所示的电路测量未知电阻器 $ R_x $ 的电阻。
(1) 连接电路时,开关应处于断开状态。
(2) 闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片 $ P $ 置于B(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 $ R_x $ 的电流为0.24 $ A $,此次测得 $ R_x $ 的电阻为10 $ \Omega $。
(4) 为了减小误差,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 $ R_x $ 的平均值。

答案： 解析：
(1) 连接电路时,为保护电路,开关应处于断开状态。
(2) 闭合开关前,根据滑动变阻器的使用方法,应将滑动变阻器的滑片 $ P $ 置于最大阻值处,即 $ B $ 端。
(3) 根据图乙可知,电流表的测量范围为 $ 0 \sim 0.6 \, A $,分度值为 $ 0.02 \, A $,示数为 $ 0.24 \, A $；由题意可知,此时 $ R_x $ 两端的电压 $ U_x = 2.4 \, V $,由欧姆定律可得,$ R_x $ 的电阻 $ R_x = \frac{U_x}{I_x} = \frac{2.4 \, V}{0.24 \, A} = 10 \, \Omega $。
答案：
(1) 断开
(2) $ B $
(3) $ 0.24 $ $ 10 $