伏安法测导体的电阻
第3章 电路探秘 · 第4节 欧姆定律及其应用
「伏安法测导体的电阻」是浙教版八年级上册《科学》第3章的核心实验。它是欧姆定律的直接应用，也是中考电学测量的常考题型。电流表、电压表的位置一接反就全盘错，多次测量取平均值减小误差的意义也常被忽略。优创优星科学馆（义乌1+1教育旗下）拆解标准电路与避坑解析，帮孩子把接线接对、把误差控制讲清。
实验情境
电流可以用电流表来测量，电压可以用电压表来测量，那么，电路中的电阻可以用什么方法来测量呢？本实验中，我们将通过电流和电压的测量来间接地测定导体的电阻。这种测定电阻的方法叫伏安法。
实验目标
- 学会用伏安法测量导体的电阻。
- 学会滑动变阻器的使用方法和电压表、电流表的使用方法。
- 了解实验数据的处理以及减小测量误差的方法。
实验器材与材料
| 器材 | 用途 |
|---|---|
| 待测定值电阻 | 被测对象，测量其阻值 |
| 电压表 | 并联在电阻两端，测其两端电压 |
| 电流表 | 串联在电路中，测通过电阻的电流 |
| 滑动变阻器 | 改变电压电流获得多组数据，并保护电路 |
| 学生电源（或干电池3节） | 为电路提供电压 |
| 开关、导线若干 | 控制通断并连接电路 |
实验原理
通过电压表测待测电阻两端电压、电流表测通过待测电阻的电流，利用欧姆定律变形公式R=U/I计算电阻阻值的方法
同一导体，通过它的电流和它两端的电压成正比，和它的电阻成反比，公式是I=U/R
根据电流表、电压表的示数异常判断电路中短路、断路等故障位置的方法
实验步骤与现象
1实验方案
- 1要测出未知电阻的阻值，根据欧姆定律的变形公式可知，其原理是：
- 2本实验中的电压表和电流表分别应怎样连入电路中？它们的作用分别是什么？
- 3利用一次数据求出的电阻值准确吗？如不准确，请提出你的实验方案。 4．根据完善后的实验方案画出实验的电路图。
2实验步骤
- 1按照实验电路图连接好电路。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4-16中。
- 3再次改变滑动变阻器的滑片P到另一位置，以改变电阻两端的电压和电流，再读出电压表和电流表的示数，记入表4-16中。如此再重复1次，共测得三组电压值和对应的电流值。
- 4表中共有3组读数，将每组读数分别代入，计算出电阻值，最后求出电阻3次测量值的平均值，作为待测电阻R的测定值。
- 5将测定值与电阻上的标定值进行比较，分析产生误差的原因。
3完成实验数据记录表
| 实验序号 | U（伏） | I（安） | R（欧） | R的平均值（欧） |
|---|---|---|---|---|
| 1 | — | — | — | — |
| 2 | — | — | — | — |
| 3 | — | — | — | — |
4实验结论
- 1测得的电阻值为 欧。
高频翻车现场
【1+1教育避坑提醒】实验操作中最容易做废、最容易被扣分的关键点：
接表电流表并联、电压表串联接反
后果：电流表并联造成短路，电压表串联使电路几乎断路，无法测量
正确做法：电流表串联、电压表并联被测电阻，正负接线柱不接反
闭合开关前滑动变阻器滑片未移到最大阻值处
后果：电流过大，可能烧坏电流表或电源
正确做法：闭合前把滑片移到最大阻值端
数据处理只测一组数据就求电阻
后果：偶然误差大、结果不可靠
正确做法：多次改变滑片位置测多组 U、I，分别求电阻再取平均值
实验结论
用电压表测电压、电流表测电流，由R=U/I算出电阻；多次测量取平均值可减小偶然误差；滑动变阻器用于保护电路和多次变压。
拓展研究
- 1用电压表和电流表测小灯泡的电阻。 器材：两节干电池、滑动变阻器、电压表和电流表、开关和导线若干、标有“
- 25V”的小灯泡。 简要步骤：按设计的电路图连接电路，移动滑动变阻器滑片，在三个不同位置分别记录电压表和电流表的示数以及灯泡的发光状况，计算出三种情况下小灯泡的电阻。 （1）完成实验并将信息记录在表格中。 表4-17 记录表 比较测得的小灯泡电阻，3次测得的值差异大吗？ 你认为造成差异的原因是： （2）有同学认为，若对三次实验测得的电阻取平均值作为小灯泡的阻值，就能减小实验误差。你认同他的做法吗？为什么？
- 3某同学在欣赏圣诞树上的小彩灯时发现，各小彩灯的连接方式为串联，当其中一只彩灯的灯丝熔断时，其他彩灯却仍能发光，这是为什么呢？他仔细观察了灯泡的构造，查阅资料得知细金属丝表面涂有绝缘物质。取一只完好的彩灯，按该图丙电路进行实验，电源电压为
- 45伏，将数据及现象记录在表4-18中。 甲 乙 丙 丁 该图 表4-18 记录表 请依据上述信息，回答以下问题。 （1）第4次实验电流表示数如该图丁，其读数为 安。 （2）能证实灯丝支架与细金属丝之间有绝缘物质的实验现象是 。 （3）请依据彩灯结构及实验现象，推测彩灯串中一只彩灯的灯丝熔断而其他彩灯仍能发光的原因是 。
| 实验序号 | 电压U／V | 电流I／A | 灯泡亮度 | 电阻R／Ω |
|---|---|---|---|---|
| 1 | — | — | — | — |
| 2 | — | — | — | — |
| 3 | — | — | — | — |
| 实验序号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 电压（伏） | 0.3 | 1 | 2 | 4 | 6 | 7.5 |
| 电流（安） | 0.06 | 0.10 | 0.12 | — | 0.20 | 0 |
| 彩灯亮度 | 不发光 | 弱光 | 较亮 | 亮 | 很亮 | 灯丝烧断 |
实验考点小结与出题概率
| 核心考点 | 对应教材位置 | 出题概率 | 常见考法·避坑提醒 |
|---|---|---|---|
| 伏安法原理 R=U/I | 八上第3章 | ⭐⭐⭐⭐⭐ | 测出 U 和 I 后用 R=U/I 求电阻，注意 U、I 对应同一电阻、同一时刻 |
| 伏安法电路连接 | 八上第3章 | ⭐⭐⭐⭐⭐ | 电流表串联、电压表并联、滑动变阻器一上一下接入，是高频电路图题 |
| 多次测量取平均值 | 八上第3章 | ⭐⭐⭐⭐⭐ | 定值电阻多次测量取平均值可减小误差；小灯泡电阻随温度变，不能取平均 |
| 滑动变阻器的作用 | 八上第3章 | ⭐⭐⭐⭐ | 改变电压电流获得多组数据 + 保护电路，闭合前阻值最大 |
| 电路故障分析 | 八上第3章 | ⭐⭐⭐⭐ | 电流表无示数多为断路，电压表有示数且接近电源电压多为被测电阻断路 |
| 欧姆定律的计算 | 八上第3章 | ⭐⭐⭐⭐ | 熟练运用 R=U/I 及变形，注意单位统一与滑变限制电流 |
注：以上数据基于浙江省名校初中月考、期中、期末以及浙江省中考真题统计分析。
中考真题示例
14. 小科想购买一个电热水壶，已知他家中电路电压是 220V、室内插座额定电流是 5A，则下列规格的电热水壶适合他家的是（ ） 选项 | 额定电压/V | 额定功率/W A | 220 | 1500 B | 220 | 800 C | 120 | 1500 D | 120 | 800 A. A B. B C. C D. D
查看解析
该插座允许接入的用电器最大功率为 所以不能选购额定功率为1500W的电热水壶；B的额定电压为220V，符合我国家庭电路的电压，D的额定电压为120V，不能直接接入家庭电路，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。
某校科学兴趣小组想要设计实验探究并联电路中干路电流与各支路电流的关系，所用实验器材有：学生电源、开关、电流表、规格不同的小灯泡若干、导线若干。根据要求，回答下列问题。 （1）在连接实物电路的过程中，开关必须处于 断开 状态。 （2）实物电路连接完毕后闭合开关，科学兴趣小组的同学发现电流表指针反向偏转，产生该故障的原因是 电流表正负接线柱接反 。 （3）实验中通过更换不同规格的小灯泡进行多次测量，目的是 寻找普遍规律，避免实验的偶然性 。由此，可得出并联电路的电流规律： 干路中的电流等于各支路中的电流之和 。 （4）已知小灯泡的灯丝电阻随温度升高而…
查看解析
（1）为保护电路，开关必须处于断开状态； （2）从电流表的正确使用方法进行分析，电流从电流表的正极流入，负极流出； （3）用归纳法得出普遍性的结论要满足2个条件：一是样本要有代表性，二是样本数量足够多；并联电路的电流规律是干路中的电流等于各支路中的电流之和； （4）探究电流和电压的关系、电流和电阻的关系时，都应使用定值电阻。 解：（1）为保护电路，在连接电路的过程中，开关必须处于断开状态； （2）实物电路连接完毕后闭合开关，电流表指针反向偏转，是由于电流表的正负接线柱接反了； （3）根据归纳法的要求，他多次测量的目的：寻找普遍规律，避免实验的偶然性； 并联电路的电流规律是干路中的电流等于各支路中的电流之和； （4）探究电流和电压的关系、电流和电阻的关系时，都应使用定值电阻，所以实验①和②都无法利用小灯泡完成的定量探究，故选C。 故答案为：（1）断开；（2）电流表正负接线柱接反；（3）寻找普…
34. 我省实施“清凉工程”，为每个教室安装了空调。 （1）安装一台额定电压为220伏，最大功率为5500瓦的空调，需要给教室单独铺设输电线。通过计算说明，应选择允许通过最大电流至少为多少的导线？ （2）某台空调制冷时消耗的功率为2340瓦，若连续制冷0.5小时，消耗多少电能？ （3）为落实节能降耗，某同学设计并安装了如图甲的自动控制模拟电路，实现当气温升至时，衔铁才能被电磁铁吸下，接通空调线路。热敏电阻的阻值随温度变化情况如图乙。实际使用中发现：当气温在上下波动时，空调线路会频繁接通和断开，影响空调的正常使用。因此该同学在图甲的基础上增加了一个定值电阻…
查看解析
解：（1）由题意可知 （2）根据功的公式可知 （3）根据图乙可知，当温度为时 根据图甲可知衔铁刚被吸下时线圈的电流 当温度降为时 此时流过的电流 工作原理：气温升至时，衔铁被吸下，和并联工作。气温从下降到，由于的作用，线圈的电流一直大于等于0.15A，衔铁一直被吸引，空调线路不断开。 答：（1）应选择允许通过最大电流至少为25A的导线； （2）消耗电能1.17千瓦时； （3）详见解析。
常见问题
伏安法测电阻的原理是什么？
依据欧姆定律的变形公式 R=U/I，用电压表测电阻两端电压、电流表测通过它的电流，再算出电阻。
为什么要多次测量取平均值？
单次测量存在偶然误差，多次测量分别求出电阻后再取平均值，可以减小误差，使结果更接近真实值。
测小灯泡电阻为什么不能像定值电阻那样取平均？
小灯泡灯丝电阻随温度升高而增大，各次测得的电阻本身不同，取平均没有意义；定值电阻阻值不变，才适合取平均。
电流表和电压表在电路中怎么接？
电流表串联在被测支路，电压表并联在待测电阻两端；两者都要「正进负出」，并正确选择量程。
滑动变阻器的作用是什么？
一是改变电路中的电压和电流，获得多组测量数据；二是保护电路，闭合开关前把滑片移到最大阻值处。
义乌1+1教育 · 优创优星科学馆
本实验是浙教版初中科学教材的重要探究活动，也是中考科学探究题的高频考点。优创优星科学馆 · 义乌1+1教育旗下科学实验中心，坚持“教方法、抓过程”，让孩子亲手做一遍、当场学会规范表达，把实验真正转化为得分能力。想预约科学馆实操体验或获取完整实验方案，请点击页尾报名入口。
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