中考专题-多种方法测电阻实验

中考专题-多种方法测电阻实验（一）伏安法测电阻

伏安法测电阻是初中物理中一个重要的实验，本实验可以利用电压表和电流表分别测出未知电阻Ｒx的电压、电流，再用欧姆定律的变形公式求出Ｒx的阻值。由于电压表也叫伏特表，电流表也叫安培表，所以这种用电压表、电流表测电阻的方法叫“伏安法”。

1．原理：由欧姆定律推出

2．电路图：（见图1）

3．器材：小灯泡（2.5V）、电流表、电压表、开关、电池阻（3V）、定值电阻（10Ω）、滑动变阻器、导线。

4．注意点：

ⅰ连接电路时，开关应断开，滑动变阻器应调到最大阻值处。

ⅱ滑动变阻器的作用：

（1）保护电路；

（2）改变小灯泡两端的电压和通过的电流。

ⅲ本实验中多次测量的目的是：测出小灯泡在不同情况（亮度）下的电阻。

5．实验步骤：

(1）根据电路图把实（2）按电路图连接电路。

（在连接电路中应注意的事项：①在连接电路时，开关应断开。②注意电压表和电流表量程的选择，“+”、“-”接线柱。③滑动变阻器采用“一上一下”接法，闭合开关前，滑片应位于阻值最大处。）

（3）检查无误后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片（注意事项：移动要慢），分别使灯泡暗红（灯泡两端电压1V）、微弱发光（灯泡两端电压1.5V）、正常发光（灯泡两端电压2.5V），测出对应的电压值和电流值，填入下面的表格中。实验次数灯泡亮度电压U/V电流I/A电阻R/Ω1灯丝暗红12微弱发光1.53正常发光2.5同时，在实验过程中，用手感受灯泡在不同亮度下的温度。随着灯泡亮度的增加，灯泡的温度升高。

（4）算出灯丝在不同亮度时的电阻。

6．分析与论证：

展示的几组实验表格，对实验数据进行分析发现：灯泡的电阻不是定值，是变化的。

是什么原因使灯丝的电阻发生变化的呢？是电压与电流吗？

（二）测电阻的几种特殊方法

1．只用电压表，不用电流表

方法一：如果只用一只电压表，用图3所示的电路可以测出未知Ｒｘ的阻值。

具体的作法是先用电压表测出Ｒx两端的电压为Ｕx；再用这只电压表测出定值电阻Ｒ0两端的电压为Ｕ0。根据测得的电压值Ｕx、Ｕ0和定值电阻的阻值Ｒ0，可计算出Ｒｘ的值为：

用这种方法测电阻时一只电压表要连接两次。

方法二：如果只用一个电压表，并且要求只能连接一次电路，用图4所示的电路可以测出未知Ｒｘ的阻值。

具体的作法是先闭合Ｓ1，读出电压表的示数为Ｕ1，再同时闭合Ｓ1和Ｓ2，读出这时电压表的示数为Ｕ２。根据测得的电压值Ｕ1、Ｕ2和定值电阻的阻值Ｒ0。

根据分压公式可计算出Ｒｘ的值：

方法三：如果只用一个电压表，并且要求只能连接一次电路，用图5所示的电路可以测出未知Ｒｘ的阻值。

具体的作法是先把滑动变阻器的滑片P调至B端，闭合开关，记下电压表示数Ｕ1；把滑动变阻器的滑片P调至A端，记下电压表示数Ｕ2。根据测得的电压值Ｕ1、Ｕ2和定值电阻的阻值Ｒ0，可计算出Ｒｘ的值：

以上方法，需要测量两次电压，所以也叫“伏伏法”；根据所给器材有电压表和一个已知阻值的电阻Ｒ0，所以又叫“伏阻法”。只用电流表，不用电压表

方法一：如果只用一只电流表，用图6所示的电路可以测出未知Ｒｘ的阻值。先后用电流表测出通过Ｒ0和Ｒｘ的电流分别为Ｉ0、Ｉx，根据测得的电流值Ｉ0、Ｉx和定值电阻的阻值Ｒ0，根据分流公式可计算出Ｒｘ的值为

方法二：用图7所示的实验电路也可以测出未知Ｒｘ的阻值。先闭合开关Ｓ１，读出电流表的示数为I1，再断开Ｓ１闭合Ｓ２，读出这时电流表的示数为I2。根据测得的电流值I1、I2和定值电阻的阻值Ｒ0。

根据分流公式可计算出Ｒｘ的值：

方法三：如果只用一个电流表，并且要求只能连接一次电路，用图8所示的电路也可以测出未知Ｒx的阻值。

具体的作法：是先闭合开关S1，读出电流表的示数为I１，再同时闭合S1、S2，读出这时电流表的示数为I2。根据测得的电流值I１、I2和定值电阻的阻值Ｒ0。

计算过程如下：设电源电压为Ｕ，当只闭合S1时，根据欧姆定律的变形公式Ｕ＝Ｉ(Ｒx+Ｒ),可得Ｕ＝I１（Ｒx＋Ｒ0）①；当再同时闭合S1、S2，Ｒ0被短路，这时有：Ｕ＝I2Ｒx②。

联立①②解方程组得

方法四：如果只用一个电流表，并且要求只能连接一次电路，用图9所示的电路也可以测出未知Ｒｘ的阻值。

具体的作法：把滑动变阻器的滑片P调至A端，读出电流表的示数为IA，再把滑动变阻器的滑片P调至B端，读出这时电流表的示数为IB。根据测得的电流值IA、IB和定值电阻的阻值ＲAB。同样可计算出Ｒｘ的值：

以上方法，需要测量两次电流，所以也叫“安安法”；根据所给器材有电流表和一个已知阻值的电阻Ｒ0，所以又叫“安阻法”。

等效替代法

方法一：用图10所示的电路也可以测出未知Ｒｘ的阻值。当S扳到A时电流表的示数为I，再将S扳到B时，调节R0（电阻箱）的电阻，使电流表示数仍为I，即RX=R0。

方法二：若只有一只电压表和电阻箱，则可用替代法测电阻的阻值，如图11所示。先合上开关S1，把单刀双掷开关S2打到1，调节滑动变阻器的阻值，使电压表有一合适的示数U0。再把单刀双掷开关S2打到2，调节电阻箱的阻值，使电压表的示数仍为U0，则此时电阻箱的示数即为待测电阻Rx的阻值，即RX=R0。

等效法虽然也有一块电压表或一块电流表，但在电路中的作用不是为了测量出电压或电流，而是起到标志作用。三、典型例题

例题１．有一个阻值看不清的电阻器Rx，要测出它的电阻值。

（1）小明按图12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13所示，则通过电阻器Rx的电流为_____A，Rx的电阻为____Ω。

（2）图14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。

①____________________________________________________________________；

②____________________________________________________________________；

③____________________________________________________________________。

例题2．物理课上老师请同学们设计一个测量未知电阻Rx的实验，各组同学都提出了自己的设计方案，下列是两组同学的设计情况。

（1）甲组同学决定采用伏安法，请你在虚线方框内帮他画出实验电路图。并说明所需测量的物理量：①___________；②___________；

（2）乙组同学设计了不同的方案，经讨论后同学们达成共识，设计的电路如图15，以下是他们的实验操作步骤：

①按电路图连接好实物电路。

②_______________________________________________________。

③_______________________________________________________。

（3）请你用所测物理量写出两种方案未知电阻Rx的数学表达式：

甲组：Rx=___________。乙组：Rx=___________。

答案:（１）如图16①未知电阻两端的电压Ｕ；②通过未知电阻和电流Ｉ。

（２）②断开开关，读出电流表的示数为Ｉ1

③闭合开关，读出电流表的示数为Ｉ2

（３）Ｕ／Ｉ；Ｉ1Ｒ0／（Ｉ2－Ｉ1）。

例题3．要测一个阻值未知的电阻Ｒx的阻值．提供的器材：电源（电压不变）、两个开关、一个电流表、一个已知阻值为Ｒ0的定值电阻和若干条导线。请你想办法测出Ｒx的阻值，要求只需连接一次电路即可，写出你设计的实验方案。

答案：[1]电路图(见图17)：

[2]实验步骤：

(1)按照电路图连接好电路

(2)闭合开关S1，断开S2，记下电流表示数I１

(3)闭合开关S2，断开S1，记下电流表示数I2

(4)整理实验器材。

[3]待测电阻Ｒx的表达式：

（也可以：）

[1]电路图(见图18)：

[2]实验步骤：

(1)按照电路图连接好电路

(2)只闭合开关S1，记下电流表示数I1

(3)开关S1、S2都闭合，记下电流表示数I2

(4)整理实验器材。

[3]待测电阻Ｒx的表达式：

例题4.现在要测定标有“3.6V0.32A”灯泡正常发光时的灯丝电阻，给你的器材如下：开关

一只，导线若干，4.5V和6V的电源各一套（电源电压恒定），量程为0.6A、3A的电流表和3V、15V的电压表各一只，“52A”和“101A”的滑动变阻器各一只。测量时电表示数必须超过所用量程的一半。

（1）应选择电压为______________V的电源；

（2）电流表量程应选择______________A；

（3）电压表量程应选择______________V；

（4）滑动变阻器的规格应选择______________；

（5）画出符合本实验要求的电路图。

实验专练-测量小灯泡的电阻1、用图11所示电路测量小灯的电阻。1）、图11中只有一根导线连接错误，在连接错误的导线上打“×”，然后用笔画线代替导线画出正确连接方法。2）、按图11中改正后的实物电路连接情况，在虚线框内画出相应的电路图。3）、电路改正后，闭合开关，发现无论怎样调节变阻器，电流表的指针始终在小范围内转动，幅度没有超出一大格的一半。虽然这样也能读出电流值计算小灯的电阻，但为了提高精确度，应对电路连接做如下改进。4）电路改进后，某一时刻，电压表、电流表示数如上图所示，此时小灯的电阻为Ω。5)、本实验原理是。6）、小明同学闭合开关后，发现小灯泡不亮，但电流表有示数，接下来应进行的操作是a.“检查电路是否断路”、b.“更换小灯泡”、c.“移动滑动变阻器测算观察小灯泡是否发光”7)、滑动变阻器在该实验中，除了有保护电路作用以外，还有什么作用?_____________________________________________________________________________。8）、晓明同学连接完电路后，闭合开关，发现电压表向右偏转，而电流表指针向零刻度的左边偏转，造成这一现象的原因是。9）、电路改正后，小刚闭合开关，发现电流表无示数，电压表的示数为电源电压值，取下电阻，两表的示数仍然不变，出现故障的原因可能是。10)、小霞组电路连接完好，当闭合开关后，无论怎样移动滑动变阻器，电流表均无示数，而电压表有示数且等于电源电压，则电路中出现的故障为_______________。11）、晓明同学连接成了如图所示的电路，闭合开关，发现灯泡较暗，为了让小灯泡正常发光，应将滑动变阻器的滑片向端（选填“左”或“右”）移动。2、如某次测量电阻实验中，老师只提供了下列器材：电压恒定的电源一个（电压未知）、电流表一只、定值电阻R0一个（电阻已知）、单刀开关两只、导线若干。测待测电阻RX的值，请用给定的器材（可不用完）按下列要求完成实验：①、在右图的虚线框内画出你设计的电路图②、扼要写出实验的主要步骤（指出物理量的名称并用相应的符号表示）a.b.③、RX的数学表达式为：RX=（用所测量的物理量及相应的符号表示）。3、（1）该实验的原理是.（2）连接电路时，应将开关；闭合开关前，滑动变阻器的滑片应滑到最端（填“左”或“右”）.（3）连接完电路后，闭合开关，无论怎样移动滑片，电流表指针均无偏转，电压表的指针有明显的偏转，这可能是由于断路造成的.（4）调节滑动变阻器，把测量的几组数据描成如图9乙所示的图象，则该电阻的阻值R=__Ω.4、小明想利用一块电流表和阻值已知的电阻R0测量未知电阻RX的阻值。小明选择了满足这个实验要求的实验器材，并连接了部分实验电路，如图17所示。（1）为了测出电阻RX的阻值，请你只添加两根导线完成图17所示的实验电路的连接。图17S2S1RxR0（2）只闭合开关S1，电流表的示数用I1表示；开关S1、S2都闭合时，电流表的示数用I2表示。请你用I1、I2和R0表示图17S2S1RxR05、在测量定值电阻R；阻值的实验中．(1)请你将图甲中的实物电路用笔划线代替导线连接完整．第5题图(2)、实验时，若只有Rx断路，开关闭合后，电路中可能出现的一种现象是：．(3)、在实验过程中，发现电压表不能使用，小明将滑动变阻器调到最大值作为定值电阻R。使用（R。值已知），设计了如图乙所示的电路测量Rx阻值．测量时，只闭合S1电流表示数为Il，只闭合S2电流表示数为I2，则电阻Rx两端的电压为，电阻Rx=．（用Il、I2和R。表示）(4)、因图乙未能测量多组数据，于是小明向老师借丁一只定值电阻R。（R。值已知），设计了如图丙所示的实验电路，重复(3)中的测量步骤和计算方法，并多次测量求出了电阻Rx的阻值．小明得出的Rx阻值是（正确／错误）的，理由是。6、小明同学利用电压表和电流表测量小灯泡的电阻值（已知小灯泡的额定电压为2.5V)，实验电路图如图左所示。（1）、按左图所示的电路图，将右图中的电压表正确连入电路（用笔画线代替导线）（2）、开关闭合前，滑片P应移到（填"a"或“b”）端；实验中，当滑片P移到某一位置时，电流表A和电压表V示数如图所示，则此时小灯泡的阻值为Ω。（3）、小明在实验时，小灯泡突然熄灭，检查发现A的示数为零，V的示数接近电源电压，请你帮小明分析电路的故障可能是：。（4）、若小明同学想用已连好的电路测量小灯泡的额定电功率，请你帮他把主要的实验步骤补充完整：①移动滑动变阻器的滑片P，使电压表的示数为V时，读出电流表的示数；②用原理计算出小灯泡的额定电功率。7、某实验小组做“伏安法测量电阻”的实验，所用的器材有：电压为3V的电源，待测电阻Rx，以及符合实验要求的滑动变阻器、电流表、电压表、导线和开关。图（甲）是没有连接完整的实物电路。（1）、请你用笔画线代替导线将实物电路连接完整。（2）、连好电路闭合开关前，应将滑动变阻器滑片P置于_________端（选填“最左”或“最右”）。（3）、实验中，闭合开关，移动滑片．电流表、电压表均无示数。为了检查电路故障，他们借助一根检测导线进行检测，当该导线两端分别接不同点时．对应的现象如下表所示。由此可以判断电路发生的故障是________________________。（4）、排除故障