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而伏安法测电阻中的电流表的连接方式是该实验的重要组成部分之一，伏安法测电阻的电路中电流表的连接方式有两种，如图1和图2所示。图1的接法称为电流表的外接法，图2的接法为电流表的内接法。由于电流表和电压表内阻对电路的影响，这两种接法对电阻的测量都存在着系统误差。本文将对这两种电路产生系统误差的原因以及在实际测量中如何选择电路进行比较详细的分析，以期对老师们的课堂教学有所帮助。
一、伏安法测电阻的原理
用电压表测出待测电阻两端的电压U，用电流表测出通过待测电阻的电流I，利用部分电路欧姆定律可以算出待测电阻的阻值Rx，即Rx=U/I，这就是待测电阻的测量值。
二、伏安法测电阻的系统误差分析
1.电流表外接法
在这种电路中，电压表的示数是加在待测电阻Rx两端的真实电压，但由于电压表内阻分流的影响，电流表的示数比通过电阻的真实电流大，按这种电路测出的电阻值实质上是电压表内阻和待测电阻Rx并联后的总阻值，所以Rx测量值比真实值小。设电压表的示数为U，电流表的示数为I，通过电阻的电流为IR，通过电压表的电流为IV，则I=IR+IV，所以R真=>R测=测量值比真实值偏小。这里的系统误差来源于电压表的分流作用，分流越小，误差越小，相对误差δ=
=。所以该电路适合测量小电阻，即当满足条件Rx
2.电流表内接法
在这种电路中，电流表的示数是通过待测电阻Rx的真实电流，但由于电流表内阻分压的影响，电压表的示数比加在待测电阻Rx两端的电压大，所以按这种电路测出的待测电阻的阻值比真实值偏大。设电流表的示数为I，电压表的示数为U，加在待测电阻Rx两端的电压为UR，加在电流表两端的电压为UA，则U=UR+UA，所以R真=>R测=测量值比真实值偏大。这里的系统误差来源于电流表的分压，分压越小，误差越小，相对误差δ=
=。所以该电路适合测量大电阻，即当满足条件Rx>>RA时，采用电流表内接法测量系统误差小。为了帮助学生理解和记忆电流表两种连接方式的系统误差特点，我在课堂教学中和同教研组的老师们共同总结了如下规律：“大内偏大；小外偏小。”即：电阻值大的电阻采用电流表内接法测量，测量值比真实值偏大；电阻值小的电阻采用电流表外接法测量，测量值比真实值偏小。
三、伏安法测电阻电流表连接方式的选择方法
1.比较法。若已知待测电阻的大约值Rx，电流表的内阻RA和电压表的内阻RV可以分别计算出电流表外接法的相对误差和电流表内接法的相对误差两个比值，然后进行比较。
（1）若
（2）若>，则选用电流表内接法，系统误差小；
（3）若=，则电流表两种接法都可以。
2.算术根法。若已知待测电阻的大约值Rx，电流表的内阻RA和电压表的内阻RV可以分别计算出Rx和两个比值，然后进行比较。
（1）若Rx
（2）若Rx>，则选用电流表内接法，系统误差小；
做实验时，由于伏特表、安培表内阻的影响，给实验带来误差，实验中根据电表的接法不同可有多种解法，常有外接法和内接法两种方法(如图一)。
外接法的误差来源于伏特表的分流，测量值小于真实值。当伏特表的内阻远大于待测电阻时，用外接法可减小误差；内接时误差来源于安培表的分压，测量值大于真实值，当待测电阻远大于安培表的电阻时，用内接法可减小误差。
但是，不论是外接法还是内接法，都会有误差产生。如果在原电路的基础上，稍作改进，增加一个单刀双掷开关，即可消除误差。电路图(如图)，做法如下：
1 将s2接2，闭合电键s1，调节滑动变阻器Rp和Rw，使电表读数接近满量程，但不超过量程，记下电压表、电流表的读数U1、I1：U1/I1=rA+Rx+Rp；
2 保持Rp不变，将单刀双掷开关S2接1，调节Rw，使电表读数接近满量程，但不超过量程，记下电压表、电流表的读数U2、I2：U2/I2=rA+Rp；
3 待测电阻的真实阻值为Rx=U1/I1-U2/I2。
通过以上改进，就可以消除由于伏特表和电流表内阻带来的误差。
汽车转弯的物理学思考
刘力平 潘久泰
受经济利益驱使，汽车严重超载、超高、超长、超速已是司空见惯。汽车像火车似地从身边呼啸而过时，让人心惊肉跳；而一旦发生惨烈的车祸，却又让人顿生感慨：唉，何必“超”啊!
在驾驶技术中，汽车转弯是一门必须研究和掌握的学问。弯道行车或超车不慎，随时都有可能发生意想不到的车祸。驾驶员如果熟知汽车转弯的物理学原理，谨慎驾驶，便可避免车祸造成的财产损失和人员伤亡的事故。
汽车转弯在物理学上称为物体做圆周运动。做圆周运动的任何物体都需要适当的向心力来维持。向心力就是物体所受的沿半径指向圆周中心(即圆心)的合力。当提供的向心力大于所需要的向心力时，物体就做近心运动；当提供的向心力不足时，物体就做离心运动；向心力完全消失时，物体将沿切线方向飞去。
汽车在平坦路面上转弯时，靠地面提供的横向摩擦力作向心力。当驾车上、下坡转弯时，路面横向一般是内低外高，像火车弯道是内、外轨有适当高度差一样。此时，除地面的横向摩擦力外，还有车身侧倾所受重力和地面支撑力的合力来提供向心力。人跑步、骑单车、驾驶摩托等转弯时，一定要适当向弯内侧身，倾斜车体，且速度越大，倾斜角越大，才能顺利通过弯道。
从向心力公式F=mv2／R可知：转弯半径R是衡量弯曲度大小程度的物理量，在车体质量m和车速v不变时，R越大，转大弯时所需向心力越少；R越小，转小弯、急弯时所需向心力越大。假如不超载超速时所提供的向心力不足，且路况差，如湿滑、结冰、积雪等，就最容易发生侧向翻车。
【关键词】探究式兴趣实验设计
我国新一轮基础教育改革已经进入到实验阶段，现阶段我们使用的《义务教育课程标准实验教科书》注重科学探究，强调以物理知识和技能为载体，让学生经历科学探究的过程，学习科学探究的方法，培养科学探究精神、实践能力、创新意识。因此，在物理课程中增设物理“探究活动”的内容是非常必要的。
1.探究式教学活动
探究式教学是指在教师引导下，学生通过对问题的独立研究来发现、获取知识的教学。其特点是要求学生通过对问题的研究，获得经验或知识，以发展自己的创造才能；学生活动在教学中处于主要地位，教师处于辅导地位；以学生的独立研究和作业为基本方式；总是从问题开始或通过分析资料提出假设，进行推导与实验以解决问题。探究式教学易激起学生的求知欲，引起兴趣，提高学生独立思考、分析、解决问题的能力。
2.初中学生学习物理的兴趣特点
把握住初中学生对物理学习的兴趣状况和特点，对于激发和强化他们的兴趣具有重要意义，初中学生的兴趣大体有三种：一是对学习只是直接兴趣，他们只满足于被新奇的物理现象所吸引，希望看到鲜明、生动的物理现象和实验，但这种现象只停留在现象本身，并未产生探索这些物理现象原因的需要。二是对物理有操作兴趣，他们要求通过自己的活动对自然现象和实验结果施加影响，如我曾对我校初中二年级两个班做过调查。当提供玩具电机，根据自愿的原则号召学生自己动手做小电扇，结果93﹪的学生都做了，这说明他们对动手操作具有浓厚的兴趣。三是对物理具有因果认识的兴趣，他们的兴趣中心已由了解怎样改变现象发展到进一步探求现象变化的原因，理解它的实质，也就是对事物的因果关系特别感兴趣。
鉴于上述分析，初中学生学习物理的兴趣主要是直接兴趣和操作兴趣，其特点是新奇、具体、操作、实践。因而在初中物理教学中重视观察思考和物理实验，不仅是物理学科本身特点的需要，也是适应学生的学习心理、培养学习兴趣的需要。
3.如何在探究活动中培养学生的兴趣
物理教学中，为了培养学生的学习兴趣，就必须挖掘物理学本身的潜力，充分利用初中学生好动的特点，加强操作，在活动中传授知识，让学生在参与中进行学习，进而产生学习的兴趣。所以探究性活动以探究式实验为主，它的主要目的是学生通过观察归纳认识物理规律、训练实验技能，它具有让学生“发现”的意义，即让学生通过实验现象的分析和归纳，总结出一定的物理规律。
3.1探究式演示实验
演示实验具有直观性强，具体形象等优点，它是教师根据教学内容，为了便于学生的理解和知识掌握而在课堂教学中进行的一种实验，把用语言不能解释清楚的物理问题展现在学生面前，便于学生的理解，而且演示实验可以活跃课堂气氛，学生对之兴趣浓厚。如上序言课时，我们为教学准备了丰富的演示实验，给学生留下了深刻的印象。比如，我演示了“当烧瓶中水烧开的水停止沸腾后，往烧瓶上浇冷水，烧瓶中的水又重新沸腾”、“向倒置的漏斗中吹气时，里边的乒乓球不会下落”的实验，所有的学生都很好奇，对这些现象都很感兴趣。
3.2探究式学生实验
学生除了喜欢看教师演示以外，更喜欢自己动手操作。在实验中，既满足了学生的好奇心、好动性，也巩固加深了所学知识，还使学生积极参与学习，从而唤起他们学习的兴趣。有些学生甚至能在实验课中进行创造性的学习，并且发挥他们充分的想象力。另外，学生实验还可以培养学生的学习态度和方法。实验必须在一定规则下进行，学生在学习中不仅懂得了知识，而且掌握了学习方法，所以组织得好的学生实验，可以促进学生的发展，也满足和培养了学生的兴趣。
4.如何设计探究性活动来培养学生的兴趣呢？可以从以下几个方面来考虑。
4.1从实验原理设计活动
方法：教师提出需要学生研究的问题学生设计实验实验验证得出结论填写报告
如物理教材的“测量小灯泡的电阻”这一课。教师可先提出问题：“电流可以用电流表测量，电压可以用电压表测量，那么用什么方法测量电阻呢？”让学生分析，在学生学习了欧姆定律之后，自然会想到先测出导体两端的电压和通过导体的电流，再通过欧姆定律来计算电阻，这样就得出了用伏安法测电阻的实验原理。然后根据实验原理设计实验，画出电路图，进行实验。这样设计实验可以使学生能够更好地运用欧姆定律，加深对欧姆定律的理解，激发学生的兴趣。
4.2从实验过程步骤出发设计活动
方法：教师对实验步骤提出建议学生选择对比实验分析对比结果得出结论填写报告
如上述实验中，在学生明白实验原理的情况下。教师可以对实验过程提出建议：“当把电流表内接和外接时，两种方法测得的结果一样吗？”让学生选择对比实验，有的实验组用内接法，有的实验组用外接法，实验完后对比实验结果，讨论使用在什么情况下使用内接法结果更准确一些，什么情况下使用外接法结果更准确一些，最后得出结论。
在教学过程中，鼓励学生在实验中使用不同的方法，通过对比实验来研究哪种方法能达到最佳的实验效果。这样提高了学生的兴趣，学生的积极性、主动性得到充分体现。
4.3从学生容易出错的角度设计活动
方法：教师针对教材中某些“不许”、“不能”、“注意”等内容提出质疑要求解释为什么学生实验得出结论
如在学习电流表时，课本上有这样的警示：“任何情况下都不能使电流表直接连到电源的两极！”针对这一警示对学生提出质疑：为什么不能把电流表直接接到电源的两极？让解释为什么，然后指导学生用试触法把电流表接到两节干电池的两端。这样学生通过观察电流表的指针摆动，会得出：“当把电流表直接接到电源两极时，通过电流表的电流会很大”的结论。这样会损坏电流表，甚至会引起火灾。
通过这一设计，培养学生对物理有因果认识的兴趣，还能养成学生批判地吸收教科书上知识的习惯，培养学生的发现问题，并积极探索解决的精神，更能培养学生的逻辑思维能力。
参考文献
[1]课程教材研究所 物理课程教材研究开发中心.义务教育课程标准实验教科书.北京：人民教育出版社，2003.
[2]山西省教育科学院研究院 山西省教育学会.物理教学理论与实践.2005（第25卷第11期）.
[3]阎金铎，田世昆.初中物理教学通论.北京：高等教育出版社，1989.
为适应新世纪的科技发展和国际竞争需要，培养和造就具有良好科学素质的新型人才，已成为当今世界各国面向新世纪的基础教育改革的一个重要目标。现代物理教学改革的一个重要特征是，从强调知识内容向获取知识的科学过程的转变。与之相对应的，在物理教学中不仅要求学生对信息和结果进行存储处理，更要充分利用科学过程对信息的感知、获取、分析和处理的信息做出判断和评价。因此，实验对教师教学及学生学习有不可或缺的作用。物理实验教学是物理课程的重要组成部分，它既是物理教学的重要基础，又是物理教学的重要内容、方法和手段。在素质教育蓬勃发展的今天，物理课程实验能力的培养已成为人们关注和研究的焦点。
2.目前实验教学存在的问题
在目前的教学中，实验讲解及多媒体演示往往代替实验操作，尽管仿真实验很形象逼真，但不能取代真实的实验，不进行分组实验，不亲自动手操作，学生的实验操作能力就得不到锻炼。以电学实验为例，多媒体演示实验过程中不会出现电路故障，不会有突况，学生认为实验就是这么顺利，不会随机应变，不会思考解决实验过程可能遇到的问题。比如连接电路时如果有一根导线是坏的、电流表是坏的该如何排除，电表指针反向偏转、指针偏转角度较小、滑动变阻器滑片滑动指针不动等等而这些情况又怎么解决。所以教师用讲解、推理代替操作实验是不行的。学生不进行实际操作，就会严重削弱学生的动手能力、分析问题及解决问题的能力，对学生以后的学习产生不好的影响。教师在实施教学的过程中应该精心设计实验，让学生多做实验，切实指导学生实验，充分发挥实验的作用，提高学生的物理学习素质，让实验服务于教学。
实验教学的课前准备费时费力，一个几分钟可以做完的实验得花几小时，甚至几天的准备时间，对于教师而言，既要备课，又要准备实验，工作量加大，因此就不做实验。这种做法使学生远离实验，不能亲自动手实践操作。会让学生动手能力严重削弱，同时学生不能用实验验证自己的观点，从而对结论产生怀疑，最终造成学生记忆错误观点的严重影响。
3.以电阻测量实验为例
电阻测量实验是物理电路实验的重点，物理电阻测量实验原理是欧姆定律、闭合电路的欧姆定律、串并联电路的电流、电压、电阻之间的关系。电阻测量实验方法一般有几种：多用电表测量法、伏安法、半偏法、比值法等，这里以伏安法为例。伏安法测电阻的原理为欧姆定律。理论上讲，只要测出电阻两端的电压、电流，求出其比值即可得到待测电阻的阻值。在实际学习中，由于测量过程中所用的电表的内阻不可忽视，就产生两种接线方法：电流表内接法和电流表外接法。对于这两种电表接法，一直是学生学习的难点，如果只是进行讲解，没有进行分组实验，在测试中看着电路图，连接电路，学生可以知道电流表采用的是哪一种接线方法。但是如果让学生分析连接好的电路，说明此时的电路采用的是哪一种接线方法时，部分学生茫然。鉴于此种情况，如果老师带着学生进行了分组实验，就会发现，大部分学生都能理解电流表的接线方法，并且对电路的连接、电路图的规划的理解都有很大帮助。
离开实验本身，单纯在黑板上讲解，照本宣读，不过是纸上谈兵，不能调动学生的学习积极性。通过实验操作，发挥学生对物体的敏感性较高的特点，可以对学生理解相关物理知识的程度进行强化。用实验手段探究物理规律、发现变化、联系，并从中学习科学的研究方法，培养创造意识，训练科学方法，对学生未来的发展有不可替代的作用。在操作实验的训练过程中，教师引导学生观察、思考并解决在实验中出现的问题，感受突况对实验结果产生的影响，克服各种不利条件，最终得到正确的结论。通过解决突况提高学生的成就感，体会学习带来的乐趣，加大学生对知识点的掌握力度。
1. 电流表的内接与外接.由于电流表、电压表内阻的影响，不管采用电流表内接还是外接，都将引起实验误差.内接的实验误差是由于电流表的分压作用而产生的，由串联电路中电压与电阻成正比可知，当RARx时，电压表的分流作用可以忽略不计，此时测量值很接近真实值，可见测量小电阻时宜采用电流表外接法.
2. 滑动变阻器的连接方式.在用滑动变阻器作为控制电路时，限流电路一般选用最大阻值和待测电阻阻值相差不多或大几倍（在2-5倍最好）的滑动变阻器，这样既便于调节，又使得待测电阻两端电压的变化范围比较大，过小不能有效的控制电流，过大则会造成电流值跳跃太大；分压电路一般选用最大阻值小于待测电阻阻值（在0.1-0.5倍之间为好）的滑动变阻器，阻值小些便于操作.限流电路和分压电路的选择可参考以下几点：（1）待测电阻两端电压要求变化范围较大，或要求从零连续可调时，应选择分压电路；（2）如果采用限流电路，电路中的最小电流大于电流表量程或待测电阻的额定电流时，则应选择分压电路；（3）如果滑动变阻器的最大阻值比待测电阻小的多，为了能使待测电阻两端电压有较大变化，则应选择分压电路；（4）如果滑动变阻器的阻值与待测电阻的阻值相差不多，两种电路都可以对待测电阻的电压和电流进行有效、方便的控制，则可以任选其中一种控制电路，此时应优先选用限流电路，因为限流式接法总功率较小.
3. 电表量程选择.电表量程选择应同时兼顾安全性和准确性原则.通过电源、电表、滑动变阻器、用电器的电流不能超过其允许的最大电流；在保证电表安全的前提下，尽量选择小量程，因为指针偏转角度越大，测量误差越小，一般要使指针偏转在满偏角度的1/3以上.
4. 实物连线.依据电路原理图进行实物连线时，应注意以下几点：（1）连接电表应注意量程选择正确，正负接线柱不要接错；（2）各导线都应接在接线柱上，不应在导线中间出现交叉；（3）对于滑动变阻器的连接，要搞清楚接入电路的是哪一部分，在接线时要特别注意不能将线接到滑动触头上；（4）用铅笔画线，以便改错.连线方式一般先从电源正极开始，到开关，再到滑动变阻器等，安顺序将干路中要串联的元件依次串联起来，然后将要并联的元件再并联到电路中去.
一、练习使用多用电表
高中阶段主要考查多用电表测电阻，其原理是闭合电路的欧姆定律，由于刻度不均匀，测电阻时不估读，指针在中央附近时误差较小.
【例1】 某同学测量一只未知阻值的电阻.他先用多用电表进行测量，按照正确的步骤操作后，测量的结果如图①所示.请你读出其阻值大小为_______Ω.为了使测量的结果更准确，该同学应将选择开关打到__________（填“×100”或“×1”）挡，进行________档调零后重新测量.
解析：多用电表所测电阻值为示数乘以倍率，即100Ω×10=1000Ω；由于指针偏转角度很小，应当换大倍率的档位，即将选择开关打到×100挡；用多用电表测电阻前应进行欧姆档调零，换档必须重新进行欧姆档调零后才能重新测量.
【点评】本题考查了多用电表测电阻操作的两个关键环节，一是读数；二是换档与调零.
二、伏安法测电阻
伏安法测电阻的原理是欧姆定律R=，有很多电学实验题可以转化为伏安法测电阻，如测金属丝的电阻率、描绘电阻的伏安特性曲线、测小灯泡的电功率等.
【例2】某物理兴趣小组要精确测量一只电流表G（量程为1mA、内阻约为100Ω） 的内阻.实验室中可供选择的器材有：
电流表A1：量程为3mA，内阻约为200Ω；
电流表A2：量程为0.6A，内阻约为0.1Ω；
定值电阻R1：阻值为10Ω；
定值电阻R2：阻值为60Ω；
滑动变阻器R3：最大电阻20Ω，额定电流1.5A；
直流电源E：电动势1.5V，内阻0.5Ω；
开关，导线若干.
（1）在方框中画出你设计的实验电路图并注明所选仪器的代号.
（2）接照你设计的电路进行实验，测得电流表A的示数为I1，电流表G的示数为I2，则电流表G的内阻的表达式为rg= .
解析：本题从给出的条件看仍是伏安法测电阻，伏安法电阻分电流表内接和外接两种情况，控制电路滑动变阻器有限流式和分压式两种情况，共有四种组合，如图3所示.
以上四个电路原理图就是我们进行伏安法测电阻设计电路的思维起点，由于测电流表内阻约为100，而滑动变阻器的最大阻值为20，小于待测电阻阻值，控制电路中滑动变压器采用分压式连接，这部分好分析.
待测电流表的电流自身显示，难点是如何测其两端电压，只给出了电流表且内阻准确值不知.电流表和电压表本质是一样，都是由电流表头改装而成，内阻已知的电流表可做电压表用，内阻已知的电压表可做电压表用.这样内阻不确定的电流表只能跟待测电流串联，如图④所示
题中给出的定值电阻，可用定值电阻与测待测电流表并联，测其两端电压，如图⑤所示
由上图可知，通过定值电阻的电流为电流表示数减去待测电流表的示数，这样就可计算出定值电阻两端电压，即待测电流表两端电压.由于待测电流表量程为1mA，因此所选电流表为量程是3mA的A1；根据待测电流表的大约阻值和并联分流可知定值电阻选阻值为60的R2.所设计的测量电流表内阻的电路原理图如图⑥所示.
（2）由电路图可得（I1-I2）R2=I2rg，解得电流表内阻为Rg=R2.
【点评】本题测电流表内阻，比较新颖，但本质仍是伏安法测电阻.电压表和电流表是由电流表头串联分压电阻和并联分流电阻改装而成，本质相同.内阻已知的电流表可作电压表用；内阻已知的电压表可作电流表用.
三、测电源的电动势的内阻
测电源的电动势和内阻的原理是闭合电路的欧姆定律E=U+Ir，在电源的U—I图像中，图线在纵轴上的截距等于电源的电动势，斜率的绝对值在数值上等于电源的内阻.
【例3】（2012届汕头市模拟）某研究性学习小组利用图甲所示电路测量电池组的电动势E和内阻r.根据实验数据绘出如图⑥所示的R-图线，其中R为电阻箱读数，I为电流表读数，由此可以得到：E=______V，r=______Ω.
解析：根据闭合电路欧姆定律，测量电源的电动势和内电阻，需要得到电源的路端电压和通过电源的电流，实验原理图如图8所示.
在本实验中没有电压表，但是可以用电阻箱和电流表串联充当电压表，测量电源的路端电压，通过电流表的电流也是通过电源的电流，所以只需要将电流表和电阻箱串联接在电源两端即可，本实验的原理如题中图6（甲）所示.
由闭合电路欧姆定律有E=I（R+r），解得R=E-r，则R-图像的斜率即为电池组电动势的大小，即E=2.4（或2.5）V，图象纵轴截距的绝对值为电池组的内阻r=1 Ω.
【点评】要明确图线截距和斜率的物理意义，应写出纵轴和横轴所表示物理量的函数表达式.本题由于没有考虑电流表内阻，故所测电池组内阻值比真实值偏大.
近几年高考实验试题的设计本着源于教材而不拘泥于教材的原则，力图通过笔试的形式来考查学生的实验能力，同时也希望通过考查一些简单的设计性实验来鉴别学生独立解决新问题的能力和知识的迁移能力.因此教材中的实验原理和方法是处理实验问题的思维起点，在此基础上进行转化和迁移便可将实验题迎刃而解.因此备考物理实验题，一是要切实做好课本上的学生分组实验，二是要弄懂实验原理、掌握实验方法.
一、伏安法测电阻实验教学的教学目标
本课程的知识目标在于：第一，对伏安法测电阻的原理加以理解；第二，了解伏安法测电阻的内接方法与外接方法；第三，理解两种方法存在误差的原因，在实际操作中可以做出正确的选择.能力目标定位：通过课程学习提高学生分析问题的能力，培养他们细心操作与认真观察的学习习惯.教学重点是伏安法测量电阻的误差分析.教学方法采用引导法、讲解法、分析法以及问题探索式教学方法.
二、教学设计
1．复习引入
电路中的电阻器是必不可少的主要元件，要了解阻值的大小就要利用各种测量方法.本节课学习一种新的测量电阻的方法，即伏安法测量电阻.首先展示定值电阻与小灯泡等实验用品，提出问题：测量电阻需要知道的物理量为灯泡两端的电压以及通过灯泡的电流，测量工具为电压表与电流表，并引出实验原理，即欧姆定律，引导学生求出实验的依据原理，即R=U/I，使得实验更有针对性.
2．实验过程
（1）设计电路
通过复习旧知识可以得出，通常测量电阻的基本原理即为欧姆定律，引导学生尝试将测量定值电阻与小灯泡电阻的实验电路图画出来.教师对学生所设计的电路图要进行巡视辅导与检查，并引导他们对自己所设计的电路图进行讨论，讨论其合理性，是否可以将灯泡的电阻值测量出来.提出问题：假如小灯泡的工作状态不同，如何测量其电阻值，并且说出电路图的改进方法，即需要把一个滑动变阻器串联在电路中，从而灯泡两端的电压以及通过灯泡的电流值就会发生改变，最终可以测量出不同工作状态下小灯泡的电阻值.要求学生将改进后的实验电路图画出来.因为电压表也称为伏特表，而电流表也称为安培表，因此本课程介绍的这种利用电压表与电流表实现电阻值测量的方法也就伏安法.
（2）实验步骤
第一步，先按照电路图摆放好实验器材.
第二步，根据电路图将电路正确连接起来.在连接实验电路过程中需要注意几点：首先，连接电路的过程中要断开开关；其次，选择量程适用的电压表与电流表，并注意不要弄反“+”、“－”接线柱；再次，滑动变阻器的连接方法为“一上一下”，滑片在闭合开关前要处于阻值最大的位置，并思考线路中滑动变阻器的实际作用.
第三步，对定值电阻的阻值进行测量，经过检查后将开关闭合，缓慢移动变阻器的滑片，将三组数据分别记录下来：U（V）、I（A）以及R（Ω），最后算出R的平均值，经过多次测量算出平均值将误差降至最低.需要注意的是，因为在不同的工作状态下电阻的阻值存在差异，所以在某种状态下的电阻可以利用多次测量取平均数的方法来减少测量误差.采用多次测量取平均数的方法需要一个前提条件，即测量电阻在同一状态下的电阻值.
第四步，测量小灯泡的电阻.在测量前使得灯光泡处于三种不同的状态，即暗红——灯泡两端的电压为1V，微弱发光——灯泡两端的电压为1.5V，正常发光——灯泡两端的电压为2.5V，然后分别测量各种状态下小灯泡的电压值与电流值，并且在实验时可以将手放在灯泡下，感受小灯泡处于不同状态时的温度：灯丝的温度越高，电阻的值也就越大.
第五步，计算出在不同亮度状态下小灯泡灯丝的电阻值，找出其中的规律，并讨论是否有必要求取电阻的平均值.
在实验过程中教师要注意巡视辅导，注意学生的实验细节，如学生连接电路的方法是否正确，为了便于分析实验结论，还要注意在允许的范围内将三组实验数据的差距尽量拉大，还要注意不要由于电流过大损坏实验器材.
（3）分析与论证
一、 定值电阻的测量
实验原理R＝U/I
实验器材直流电源、电流表、电压表、开关、待测电阻、滑动变阻器、导线
设计电路图
实验步骤
1.按照电路图1连接实物电路.
2.移动滑动变阻器的滑片，改变滑动变阻器的阻值，记录多组电流值和电压值.
3.对多次实验测得的电阻求导体电阻的平均值.
注意事项
1.设计好实验电路，画出正确的电路图，是伏安法测电阻实验的关键.
2.选择实验器材时，应考虑器材的规格和性能、电源电压、电流表和电压表的量程、待测电阻和滑动变阻器允许通过的最大电流必须统一考虑.
如待测电阻约60Ω，电源电压为1.5V，虽然电压表的量程选用0～3V，电流表的量程选用0～0.6A，并不会损坏仪表.但通过计算可知，即使滑动变阻器取最小值（为零），最大电流也只有约0.025A，这样小的电流用实验室中常用的电流表是不能较为准确测量的，因此所用的电源电压必须加大或将待测电阻的阻值减小，同时将两电表的量程作相应的改变.又如待测电阻约为5Ω，电源电压用12V，电压表的量程选用0～15V，由计算知，待测电阻和滑动变阻器中的最大电流约为2.4A，因此电流表的量程应选用0～3A.必须注意该最大电流是否超过待测电阻和滑动变阻器允许通过的最大电流.
3. 根据电路图，正确地连接电路是做好实验的基础.连接电路时应注意以下几点：
（1）在连接电路过程中，开关S要始终处于断开状态；
（2）滑动变阻器R的滑片要放在使其接入电路中的电阻处于最大值的位置；
（3）选择好电流表和电压表的量程及认清其正、负接线柱.
4.实验时，每次读数后开关要及时断开.因为导体电阻的大小除由导体本身因素决定外，还与温度有关.当电流通过导体时，导体因发热而电阻变大，长时间通电时，前、后测得的电阻值偏差较大.所以，每次读数后应及时断开开关，这样测得的电阻值较为准确.
5.伏安法测电阻的原理是欧姆定律，根据变形公式R=U/I可知，要测电阻Rx的值，只要用电压表测出Rx两端的电压，用电流表测出通过Rx的电流，用滑动变阻器来改变Rx两端的电压和通过Rx的电流，得到三组数据后计算出Rx的平均值即可.
误差分析虽然伏安法测电阻在原理上非常简单，但实际使用时由于电压表和电流表本身都有电阻，电路中连入了电流表和电压表之后，不可避免地改变了电路本身的电阻.伏安法测电阻时同学们一般采用图1所示的电路，图中电流表接在电压表的外侧称外接法，这时电压表直接测得电阻两端的电压U，但由于电压表的分流作用，电流表测出的电流I是电阻与电压表并联部分的总电流，比通过电阻R的电流要大一些，因此，采用外接法测电阻时，测量值为R＝U/I，真实值为R＝U/（I－IV），所以计算出的电阻R要比导体电阻的真实值小些.实验时如果知道被测电阻较小时，采用图1的电路测量待测电阻的阻值，测量误差较小.
实验中有的同学采用图2所示的电路，图中电流表接在电压表的内侧称为内接法，此时用电流表测得待测电阻中的电流为I，但由于电流表的与电阻R串联有分压作用，电压表测出的电压U是电阻和电流表的总电压，比电阻R两端的电压要大一些，因此，采用内接法测电阻时，测量值为R＝U/I，真实值为R＝（U－UA）/I，所以计算出的电阻比待测电阻的真实值要大一些.当被测电阻值较大时，我们采用图2的电路图测量待测电阻的阻值误差会小些，
同学们若能体会到两种电路测出的阻值与真实值存在差异的原因，不仅更能理解伏安法测电阻的意义，而且还帮助我们能根据待测电阻值的大小选择合适的测量电路，最大程度减小实验产生的误差.
二、结合实际拓展测量
伏安法测定值电阻的阻值时，最大的优势在于实验中能直接通过电表读出电流值、电压值，能够通过多次测量求平均值减小误差.但是，实际条件下测电阻的实验中往往会遇到缺少电表的情况，那么你将如何设计实验测导体的电阻呢？
我们可以在已掌握伏安法测电阻的基础上，结合题目中的条件和已给器材进行分析，可测出哪些物理量，还缺少哪些物理量，然后再依据已知和已测出的量，推算出缺少的物理量，完成这次测量.
如给定的是电流表，则要想办法让电流表也能充当电压表的作用，即选择一个定值电阻，将待测电阻与定值电阻并联，把定值电阻与电流表串联部分看成是电压表，通过计算定值电阻两端的电压得到待测电阻两端的电压，再次接线测出该电路中待测电阻中的电流，如图3所示.
同理，在只给出电压表的条件下，则通过串联的方法，把电压表和定值电阻并联看成电流表，计算出电路中的电流，再通过二次接线测得待测电阻两端的电压，如图4所示.这两种方法实际上是伏安法测电阻原理的延伸，起到了既能牢固掌握知识点又能培养、提高分析能力及创新能力的双重作用.
三、应用知识服务生活
学习知识的最终目的是服务生产服务生活，课本中还安排了小灯泡电阻的测量实验如图5，要注意的是测量小灯泡电阻与测量定值电阻的电路在形式上相同，只是用小灯泡代替了定值电阻.在实验中选定相同规格的灯泡，测出不同电压时灯泡的电阻，通过记录的电流及电压，我们可以描出灯泡电阻的图像，不难发现电压与电流的比值不再成正比的规律.由此推断，电灯的电阻值与灯丝的温度有关，根据这个特点，人们设计了调光灯，方便了人们的生活.显然，在用伏安法测灯泡电阻的实验中，灯泡的电阻随温度的升高而增加，其影响较强.因此，实验中不能用多次测量求平均的方法减小误差.
四、典型例题
在伏安法测电阻的实验中，要弄懂实验原理，学会正确使用物理仪器，掌握计数、读数和处理实验结果的技巧.如电流表、电压表的连接特点及“＋”、“-”极的接线位置，读数前注意看接线柱以判断量程，滑动变阻器的接线方法，阻值改变导致电路中电表示数变化等.
例1请你利用图6所示的器材，测量小灯泡灯丝的电阻.
（1）把图6中的实物电路用笔画线代替导线连接完整.
（2）请根据实物电路在虚线框内画出电路图.
（3）在闭合开关前，滑动变阻器连入电路的阻值应最______，即滑片应位于_____端.
（4）闭合开关后，发现小灯泡不亮，电压表有示数，电流表无示数，则电路中可能出现的故障是（）.
A.滑动变阻器开路B.电压表短路
C.小灯泡短路D.小灯泡开路
（5）排除故障后，再次闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，当电压表的示数为1.8V时，电流表的示数如图7所示，此时电流为_______A，灯丝的电阻是_______Ω.
解析 这道题是对伏安法测电阻实验能力的考查.其中，在问题（1）（2）中，考查了实验电路的连接和电路图的画法，是实验的基础.在问题（3）中，闭合开关前，滑动变阻器连入的阻值应该最大，这样做的目的是为了保护电路，防止电路中电流过大，烧坏仪器，是伏安法测电阻实验中的作用之一.此图中，滑动变阻器的最大阻值端应该是A（左）端，考查了滑动变阻器的制造原理.在（4）中，闭合开关，发现小灯泡不亮，又因为电压表有示数，电流表无示数，则故障应该是小灯泡处出现了断路.问题（5）中是对电表读数和基本计算的考查，电压表示数为1.8V，电流表示数应为0.3A，则根据公式R=U/I计算，灯泡电阻应该为6Ω.
点评实验基本技能是实验的基础，也是中考考查的重点，如电路连接、电表读数、滑动变阻器的正确用法等问题.在平时的实验中，对这些基本知识应熟练掌握.
例2在用伏安法测未知电阻R的实验中，电源电压为3V，R的值约为3Ω．滑动变阻器两只，规格分别是“0.2A，50Ω”和“1A，20Ω”；电流表一只（量程0～0.6A和0～3A）；电压表一只（量程0～3V和0～15V）．测量时，滑动变阻器应选______；电流表应选_____量程；电压表应选_____量程．
本文仅以电流表外接时的情况为例来说明一些问题。
教参原文如下：根据闭合电路欧姆定律，两次测量的方程为：
应该说这种理论推导方法通俗易懂，绝大多数学生还是能够接受的。第一，在给学生讲解时，应该让学生明确该实验的系统误差是怎样产生的：由于电流表有内阻，产生分压使得电压表的读数比路端电压的真实值小的结果，所以路端电压要进行修正。第二，为了进一步培养学生的发散思维能力，我们是否还可以用图像法和等效电源法来引导学生进行分析呢？
图像法：我们可以先作出用电流表外接时的电源的U-I实验图像，如图所示中的实线1。根据上述观点，由于电流
等效电源法：在用电流表外接法测量电动势和内电阻时，对于实验者来说，他认为电压表测量的就是真实的路端电压，但是我们应该很清楚地看到电流表的存在。
如果我们把电流表看作是电源的一部分，即将电源和电流表看作为一个整体――等效电源（如图所示的虚线
中学课本中还提到了用电阻箱和电流表测电源的电动势和内电阻的问题，其系统误差的分析完全可以等同于本文所说的电流表外接情况。
至于电流表内接时的情况以及用电阻箱和电压表测电动势和内电阻的问题我们也同样可以用以上的三种方法来处理。简单地说，因为这种情况下的系统误差是由于电压表的分流而产生的，所以当用图像法进行分析时要对电流的测量值进行修正，而当用等效电源法进行分析时要将电压表和电源看作一个整体，“等效电源”是由电源和电.
作为一名职业中学的教师，在“以能力为本位”的职业教育理念下，不仅要把知识传授给学生，尤其重要的是如何教会他们学习知识的方法。在这种思想的引导下，在传授知识的同时，思考如何培养学生学习时的思维能力就显得尤其重要,特别是思考如何培养他们的思维。
我是一名电子电工专业课教师，在电工基础教学中发现，电工的整个内容系统中，许多概念、定义和分析方法都似乎很相近。比如：伏安法测电阻时的两种方法：电流表内接法和电流表外接法；电压与电位；能量与热量；阻抗、容抗和感抗等内容。学生们在学习这些关系紧密的知识概念时，总会互相混淆，脑子里一团乱麻。因此要掌握、理解并能很清晰地分析其差别就要使学生能够在平常中见异常，在相同中见不同，即所谓的“”。只有在平常的教学中注重训练学生的求异思维，才能使他们养成好的分析思维习惯和形成求异的分析能力。
例如，学习“伏安法测电阻”。这节内容是电工基础中重要的一部分。学生们尤其容易混淆两种方法：电流表内接和电流表外接。那么如何使学生能清楚区分呢？我认为通过实验分析两种测量方法产生的测量误差来说明是最好的方法。能使学生们认识到平常中的不平常，相同中的不同，使学生很好地掌握伏安法测量电阻时，什么情况采用电流表内接，什么情况用电流表外接。在实际教学中，我是这样做的：
实验前，准备好一个电阻Rx，一个电压表，一个电流表，以及电源和一些导线。
首先我选用这个阻值已知的电阻作为待测电阻Rx，并且Rx远小于电压表的内电阻Rv，实验时分别用电流表内接和电流表外接两种方法测量Rx的阻值；再将测量值与电阻的已知值进行比较，得出结果，最后指导学生分析测量的误差。
其次选用第一个阻值已知的电阻（Rx远小于电压表的内电阻Rv）进行测量时，采用电流表外接的测量电路误差小；在选择第二个阻值已知的电阻（Rx远大于电流表的内电阻RA）进行测量时，采用电流表内接的测量电路测量误差小。通过测量误差的分析比较，容易得出这样的结论：当Rx＜Rv时，应采用电流表外接的测量电路；当Rx＞RA时，应采用电流表内接的测量电路。选用阻值已知的电阻作待测电阻Rx，并且Rx远大于电流表的内电阻RA，分别用电流表内接和电流表外接两种测量电路测量Rx的阻值；再将测量值与电阻的已知值进行比较，最后同样指导学生分析测量的误差。
在老师的引导下，让同学们分析比较测量误差：在选择第一个阻值已知的电阻（Rx远小于电压表的内电阻Rv）进行测量时，采用电流表外接的测量电路误差小；在选择第二个阻值已知的电阻（Rx远大于电流表的内电阻RA）进行测量时，采用电流表内接的测量电路测量误差小。通过测量误差的分析比较，容易得出这样的结论：当Rx＜Rv时，应采用电流表外接的测量电路；当Rx＞RA时，应采用电流表内接的测量电路。
通过实验，让学生们很直观地了解比较两种方法的相同和不同点，记忆更加深刻。一方面可以让学生熟练掌握欧姆定律及其应用，更重要的是，学生在教师这种“有意识”的训练过程中，逐步形成求异思维。
再比如在学习纯电阻、纯电感、纯电容电路的阻抗、感抗和容抗时，因为是向量，对于公式的记忆应该没有问题，但是同学们很容易将电感两端电压和电流的关系，电容两端电压和电流的关系混淆起来。为了在教学中不使它们混淆，可以用表的形式比较其相同及不同点。
注意给学生强调：电感两端电压超前电流90°，电容两端电压滞后电流90°，并让学生牢固记忆掌握。
这样，学生们不仅能很好地掌握伏安法测电阻方法以及区分电感电容两端电压电流关系，更重要的是在教师无意识的训练过程中，逐渐形成了“”的思维方法。