人教版《7.3测量小灯泡的电阻》同步课程辅导.doc

中学物理教育网 所有资源全部免注册下载 第三节 测量小灯泡的电阻一、教材解读1. 伏安法测量小灯泡电阻的方法步骤实验电路图如图所示.实验需要的器材：干电池三节、电压表、电流表、滑动变阻器、小灯泡和开关各一个，导线若干条实验步骤：(1)按电路图连接实验电路连接电路过程中，开关要处于断开状态开关闭合前，滑动变阻器的滑片要处在使连入电路的电阻最大的位置(2)检查无误后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片位置，三次改变变阻器连入电路的电阻值，分别读出三次的电压表和电流表的示数，把读取的数据填入下表中(3)算出三次小灯泡的电阻值，求出小灯泡电阻的平均值填入表中(4)整理实验器材2实验器材规格的选择在选择实验器材时，不但要考虑实际需要哪些器材，还要考虑各种器材的规格和性能在电学实验中，实验器材规格的选择主要考虑两个因素：是器材的使用安全因素，即电器元件对电压、电流的承受能力如电流表和电压表的最大测量值应大于电路中所要测量的电流和电压值，滑动变阻器中通过的电流应小于允许通过的最大电流值小灯泡两端的实际电压应小于或等于灯泡的额定电压，否则会烧坏电表和电器元件；二是测量的准确程度因素，即通过电流表和电压表中的实际电流不能太小，通常要求指针偏转要超过满刻度的半，电表指针偏转角度太小时，会增大读数的误差，使测量的准确程度降低3滑动变阻器在实验电路中的作用实验电路中接入的滑动变阻器的作用有两个：开关闭合接通电路前，调节滑动变阻器的滑片位置，使滑动变阻器连入电路的电阻等于变阻器的最大电阻值，即使电路的电阻最大开关闭合、电路连通时，电路中的电流最小，起到限制电流、保护电路，即保护电源、电表和用电器不致因电流过大而被损坏的作用连通电路后，移动滑动变阻器的滑片，通过改变接入电路的电阻，改变小灯泡两端的电压和电路中的电流，可以测量几组不同的电流和电压的数据，得到多个电阻测量值，从而可以通过取平均值的方法，减小误差。4灯丝电阻大小跟温度的关系用电压表和电流表测量小灯泡的电阻时，闭合开关后，通过调节滑动变阻器的滑片，使小灯泡两端的电压，即电压表示数等于小灯泡的额定电压或低于小灯泡的额定电压，获得几组电压和电流的数据从实验数据可以看到：小灯泡中的电流随它两端电压的降低而减小对比根据欧姆定律计算得出的几个电阻值，发现小灯泡两端电压越低，小灯泡中的电流越小，小灯泡的电阻越小说明灯泡灯丝的电阻跟温度有关温度越高，灯丝电阻越大；温度降低，灯丝电阻减小大量实验事实告诉我们，金属导体的电阻随温度的升高而增大二、激活思维【问题1】安庆市某中学九年级课外兴趣小组的同学，按照图甲所示的实物连接图做“测定小灯泡的电阻”实验（小灯泡标有“2.5V”字样），在实验过程中得到了如下表所示的一组U和I的数据：实验次序123456灯泡两端的电压U（伏）0.51.01.52.02.53.0通过灯泡的电流I（伏）60.300.34灯泡发光的情况微亮逐渐变亮（1）根据实物图，在右边方框内画出对应的电路图（2）灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示，请将读数填入表格中的空格处此时小灯泡的电阻是_欧（小数点后保留一位数字）（3）分析比较表格中的数据可以看出，在灯丝中电流逐渐增大的过程中，灯丝的电阻_（选填“变大”、“变小”或“不变”），进一步分析表明_ 甲 乙【解析】测定小灯泡的电阻采用的是伏安法灯泡正常发光时，两端电压等于额定电压，为2.5V，通过的电流等于电流表此时的示数，为0.32A，小灯泡的电阻通过分析计算，六次实验测得的灯泡电阻依次是2.8、4.5、5.8、6.7、7.8和8.80，由此可以看出，在灯丝中电流逐渐增大的过程中，灯丝的电阻逐渐变大，灯丝的电阻随温度升高而变大【答案】(1)实验电路图如图所示(2)灯泡正常发光时，通过灯泡的电流是032A，灯泡的电阻是78；(3)灯丝电流逐渐增大的过程中，灯丝的电阻变大，灯丝电阻随温度升高而变大【点评】本题考查根据实验电路画出电路图的能力和读取电流表示数、分析处理实验数据、归纳总结得出实验结论的能力题目创设了探究电学规律的实验情景，突出了对用科学的方法和态度获取结论的科学过程的考查，学习过程中要注意这方面能力的培养和提高【问题2】现有两个电流表、一个电源、一个已知阻值为的电阻、个开关和些导线，要用以上器材测未知阻值的电阻，要求开关接在干路上(1)在下面虚线框内分别画出两种不同方法的电路图(2)如果实验中电流表、的读数分别为、，请在横线上写对应的电阻的表达式 方法一：方法二：【解析】通常用伏安法测电阻需要电压表、电流表和滑动变阻器，由于题中没有提供电压表和滑动变阻器，所以需要用其他方法设计实验电路两个电阻若串联在电路中，因电流相等，无法进行下面的测量，所以待测的电阻和定值电阻只有采用并联连接由于两个电阻并联，用两个电流表测量电流可以从两条支路和干路三个位置选择其中两个位置进行测量，因此实验中测量电流可以有三种组合方式【答案】方法一：实验电路图如图甲所示，未知电阻的阻值方法二：实验电路图如图乙所示，未知电阻的阻值方法三：实验电路图如图丙所示，未知电阻的阻值【点评】本题是测定电阻的实验，试题跳出了常规的伏安法测电阻实验的固定模式，突出考查了学生的创新能力和设计实验电路的能力解题的关键是理解和掌握并联电路的电流规律和电压规律，并能灵活运用这些知识把电阻的测量问题转化为两个电流的测量问题【问题3】(05年南京市)用如图甲所示的电路可以测量一个未知电阻的阻值，其中Rx为待测电阻，R为电阻箱(符号为)，S为单刀双掷开关，R0为定值电阻。某同学用该电路进行实验，主要步骤有： A把开关S接b点，调节电阻箱，使电流表的示数为I B读出电阻箱的示数R C把开关S接a点，读出电流表的示数为I D根据电路图，连接实物，将电阻箱的阻值调至最大(1)上述步骤的合理顺序是 (只需填写序号)。(2)步骤A中电阻箱调节好后示数如图乙所示，则它的示数为 。若已知R0的阻值为10，则待测电阻的阻值为 。(3)本实验所采用的物理思想方法可称为 (选填“控制变量法”或“等效替代法”)。【解析】图甲是运用了等效替代法测量电阻电路，图中S接a与S接b两种情况下，电路中电流相等，则两次电路中总电阻相等，R0的阻值保持不变，所以Rx=R，与R0的大小无关。正是R0=10，这无用个数据，干扰了某些同学，导致错解。【答案】(1)CAB (2)47 47(3)等效替代法【点评】本题目打破常规的命题模式，提出利用等效替代法测量未知电阻的阻值，这就要求解答时能将学习的知识和方法进行有效的迁移及运用，体现了“方法比知识更重要”的课程新理念，学习中应予以高度重视。【拓展迁移】在如图所示电路测量未知电阻的实验中，是待测电阻(阻值大约几百欧)，R是滑动变阻器，是电阻箱(电阻箱的最大阻值大于)(1)请根据实验电路图把下列主要实验步骤中的空白填齐按电路图连好电路，并将电阻箱的阻值调至最大闭合开关前，滑片P置于_端(选填“a”或“b”)闭合开关闭合开关_，调节滑片P，使电流表指针指在适当的位置，记下此时电流表的示数I先断开开关_，再闭合开关_，保持_的电阻不变，调节_使电流表的示数仍为I(2)在此实验中，若将电流表改用电压表，其他器材不变，请画出用等效替代法测量电阻的实验电路图(要求所设计的电路在连接后，只能通过开关改变电路连接情况) 【解析】根据等效替代的思想方法，要测出的阻值，必须使接入电路后对电路产生的效果与电阻箱接入电路后对电路产生的效果相同即滑动变阻器连入电路的电阻和串联接在电源上时电路中的电流等于、串联接在电源上时电路中的电流，和分别连入电路产生的效果相同，从电阻箱读出的电阻值等于的阻值为满足上述要求：(1)实验时，电阻箱阻值调到最大；闭合前，滑片P置于a端；闭合；闭合，调节滑片P，使电流表示数为I；断开，闭合，保持变阻器连入电路的电阻R不变，调节电阻箱，使电流表示数仍为(2)在此实验中，若将电流表改用电压表，其他器材不变，用等效替代法测量电阻的实验电路图如图所示三、优化集训：双基平台1.（2006年杭州市）根据欧姆定律公式I=，可变形得到R=。对此，下列说法中正确的是( )A导体电阻的大小跟导体两端的电压成正比 B导体电阻的大小跟导体中的电流强度成反比C当导体两端的电压为零时，导体的电阻也为零D导体电阻的大小跟导体两端的电压和通过导体的电流强度无关2在“用伏安法测电阻”的实验中，下列操作中有问题的是 ( )A连接线路的过程中，开关应处于断开状态B连接线路的过程中，滑动变阻器的滑片要放在最大电阻值的位置C电流表串联在被测电路中，电压表并联在被测电阻两端D试触时发现电流表指针反向偏转，电压表正常，只须断开电路，将电池的正、负极对调3有一个小灯泡标有“4.2V”字样，要测定它正常发光时的电阻(约为3)已知电源电压为6V回答：(1)请在虚线框内画出电路图(2)用笔画线，按电路图完成图甲的器材连接(3)闭合开关，手移动滑动变阻器滑片的同时，眼睛看_表(4)使电压表示数为_V时,电流表示数如图所示,其示数为_A,算出小灯泡正常发光时的电阻R_.4（2005黄冈市）小刚同学测量2.5V小灯泡的电阻时，连接的电路如图： (1)检查电路，发现有一根导线连接错误，请你在连接错误的导线上打“”，若没有发现错误，闭合开关，会出现 现象.在图中补画出正确的连线.闭合开关前，他应将滑动变阻器的滑片调到 端(填“A”或“B”)； (2)小刚改正错误后，按正确的操作测得的数据如右表： 实验次数123电压U/V2.02.52.8电流I/A5则第1次测得的小灯泡的电阻为 ； 从表中计算出三次小灯泡的电阻不相等，你认为可能的原因是 .拓展提高5（2006年石家庄市）某同学想用电流表、电压表测量一段电阻丝R的电阻，他已连接了部分电路，如图20甲所示。请你接着完成下列步骤： (1)用笔画线代替导线，将电路补画完整 (2)当电压表示数为2.4V时，电流表的示数如图所示，这时电路中的电流是 A，电阻丝的电阻为 这位同学通过改变被测电阻两端的电压，共测得三组对应的电压值和电流值，最后算出电阻的平均值，这样做的目的是 。（3）不改变上面连好的电路，用它还可以完成的实验是 。(4)若将上面实验中的定值电阻R换成小灯泡，在多次测电阻的过程中，发现当电压表的示数增大时，电压表与电流表示数的比值将增大，造成这一现象的原因是 。6要测出一未知电阻的阻值.现有量程适当的电压表、电流表各一只，已知阻值为的电阻一只，以及电源、若干开关和导线.请根据以下要求设计两种测量阻值的方法要求：(1)电压表、电流表，已知阻值的电阻三个器材，每次只能选用两个；(2)测量器材在一种方法中可以使用两次(即可以测出电路中两个不同部分的值);(3)将实验电路图,测量的物理量及的表达工分别填入下表.思考探索7（2006年宁波市）小明测量某电阻R的阻值时，已连接如下电路：（1）同桌又补了一根导线，使电路完整。请你在图中画出这根导线。（2）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片滑到 端（请选“A”或“B”）；（3）小明正确操作测得数据如下，电流表第3次示数如上图，请你帮小明填人下表空格中。 （4）最终测得的电阻阻值为 （计算结果保留一位小数）。8（2005南通市）有一个阻值看不清的电阻器Rx，要测出它的电阻值 (1)小明按如图所示的电路图连接好电路，检查无误后闭合开关S，观察到电压表的示数为1.6V，电流表的示数如图所示，则通过电阻器Rx的电流为_A，Rx的电阻为_实验中，为了减小误差，小明还需进行的操作是_。如图所示是小虎做这个实验连接的实物图，请你指出其中的三个错误或不妥之处。_；_；_。9（2005泰州市）做测定电阻阻值的实验.(1)小明根据如图所示的电路图，将图中的实验器材连接成实验电路. 同小组的小亮在检查时认为，从实验目的来看，实验电路上有一根导线连接错了，建议小明改接. 请你在接错的那根线上打“”；另画一根导线，使电路连接正确；如果不改接这根导线，对实验的影响是：_ （具体说明是什么影响）. (2)小明将电路改接正确后，合上开关，调节变阻器的滑片到某位置时，电压表和电流表的指示如图所示，则电压表的读数是 V，电流表的读数是 A，被测电阻Rx的阻值是 . (3)小明和小亮为他俩在全班首先获得测量结果而高兴，准备整理实验器材结束实验. 你认为他们的实验真的结束了吗？你会给他们提出什么建议呢？写出你的建议：_；你提出这个建议的目的是：_.四、综合探究：10请你利用如图所示的器材，测量小灯泡灯丝的电阻。(1)把图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电阻阻值应最 ，即滑片应位于 端。(4)闭合开关后，发现灯泡不亮，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灯短路 D灯开路(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，电流表的示数如图所示，此时电流为 A，灯丝的电阻是 。答案1 D2 D3 （1）略；（2）略；（3）电压；（4）4.2；1.2；3.54 断路；B；（2）10；灯丝电阻受温度影响5（1）略；（2）0.24；10；减小误差；（3）研究电阻一定时，通过导体的电流与导体两端电压的关系；（4）灯丝温度升高，电阻增大。67（1）略；（2）A；（3）0.50；（4）4.78(1)0.32；5；(2)移动滑片，至少再测出两组电