第十七章第三节电阻的测量

第3节电阻的测量01新课知识解析01新课知识解析知识点一：知识点一：伏安法测电阻实验目的：用电流表和电压表测未知电阻的阻值.实验原理：欧姆定律的变形式R=UI对于一个未知电阻，用电压表测出它两端的电压U,用电流表测出通过它的电流I,应用欧姆定律,就可以求出其电阻值,这种测量电阻的方法称为“设计实验：实验电路图和实物图分别如图甲、乙所示,其中滑动变阻器用来改变待测电阻两端的电压和通过待测电阻的电流,多次测量电压及电流的值,求出每次的电阻值,最后求平均值.实验步骤：①按图甲所示的电路图连接图乙中的实物图.②检查所连接的电路,确定无误后,将滑动变阻器的滑片调至阻值最大处,以保护电路.③利用试触法确定电流表、电压表的量程.④闭合开关，移动滑动变阻器的滑片,改变待测电阻两端的电压，记下相应的电流表示数和电压表示数,填在实验数据记录表格中.⑤断开开关,整理实验仪器.数据处理：将每次测量的电压值和对应的电流值代人公式,分别求出待测电阻的阻值R1、R2、R3,,最后计算出它们的平均值。(1)在连接电路的过程中,接线应有序进行，按照电路图从电源正极出发,把干路上的各元件串联起来,然后把电压表并联在待测电阻的两端.(2)连接实物图时要将开关断开.(3)实验前,要将滑动变阻器的滑片移至阻值最大处,以保证电路安全.(4)可采用试触法确定电表的量程.(5)电表的正、负接线柱不能接反.(6)滑动变阻器应采用“一上一下”的连接方法.(7)进行多次测量并计算电阻的平均值,可以减小测量误差.(1)滑动变阻器:所选滑动变阻器的最大阻值应接近待测电阻的阻值.(2)电流表、电压表量程:因为小量程的分度值小，准确度高,在不超过量程的前提下，选用小量程测得的值要比选用大量程测得的值准确,因此测量时,能用小量程就不用大量程.4.滑动变阻器在实验中的作用(1)保护电路;(2)改变待测电阻两端的电压,实现多次测量.知识点二：知识点二：测量电阻的特殊方法计算设计思路实验电路图需要测量的物理量及RX的表达式利用等效思想测量电阻(1)将S拨至a,读出电流表示数Ix;(2)将S拨至b,调节电阻箱,使电流表的示数仍为Ix;(3)读出电阻箱示数R,则RX=R(1)闭合S,将开关S1拨至a,读出电压表的示数;(2)闭合S,将开关S1拨至b,调节电阻箱,使电压表示数不变;(3)读出电阻箱示数R,则RX=R2.伏阻法设计思路实验电路图需要测量的物理量及RX的表达式利用串联电路中各电阻两端电压之和等于电源电压列方程求阻值(1)只闭合S0,测出R。两端电压U0;(2)闭合S。和S1,,测出电源电压U;(3)Rx(1)闭合S,读出滑动变阻器接人最大阻值时电压表的示数U;(2)读出滑动变阻器接人最小阻值(即0)时电压表的示数U2(即电源电压);(3)(1)闭合S,将S1,拨至1,测出R,两端的电压UX;(2)闭合S0,将S1,拨至2,测出电源电压U;(3)设计思路实验电路图需要测量的物理量及RX的表达式利用并联电路各支路两端电压相等求阻值(1)闭合s,分别测出通过R0和Rx的电流I0、Ix;(2)(1)闭合S0,断开S,测出通过R0的电流I0;(2)闭合S0、S,测出总电流I;(3)利用电源电压不变列方程求阻值(1)分别将S拨到1和2位置,读出电流表示数Ix、I0(2)(1)只闭合S0,测出电路中电流I;(2)闭合S0、S,测出通过RX的电流IX;(3)利用电源电压不变列方程求阻值(1)闭合S,读出滑动变阻器接入最大阻值时电流表的示数I;(2)读出滑动变阻器接人最小阻值(即0)时电流表的示数I2;(3)02题型专场02题型专场题型一：伏安法测定值电阻的阻值（2023九上·中宁期末）如图所示，小明在进行“伏安法测量电阻”的实验：（1）实验原理，画出实验电路图。（2）将图a实物图补充完整，连接电路时，开关要（选填“断开”或“闭合”）；滑动变阻器滑片应该移到连入电路阻值位置；（3）小明更正后，闭合开关、调节滑动变阻器，发现电流表、电压表都没有示数且电表和电源都完好，为了尽快查出故障原因，小明将连接在开关A端的导线拆下，把它改接在B端，结果电压表和电流表都有示数，则电路故障是。（4）排除故障后，调节滑动变阻器，当电压表读数为2.5V时，电流表的示数如图（b）所示，其示数为值是A，该定值电阻的阻值是Ω。（5）同学们把定值电阻换成了小灯泡，测量后发现小灯泡在不同电压下的电阻不同，原因是。（6）将定值电阻换成了额定电压为2.5V的小灯泡，测量小灯泡额定电功率。移动滑片P到某位置时，电压表的示数为2V时，小明若想测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片P向（选填“左”或“右”）调节，直到观察到电压表的示数为V；此时电流表的示数如图b所示，小灯泡正常发光，则小灯泡的额定功率为W。【答案】（1）R=UI（2）；断开；最大（3）开关断路（4）；5Ω（5）小灯泡的电阻受温度影响（6）左；；【解析】（1）本实验根据欧姆定律，用电压表和电流表测量电阻的大小，原理为R=UI（2）电压表应并联在定值电阻两端，由题意选择小量程。如图所示连接电路时，开关要断开，防止触电，保护电路。连接电路时，滑动变阻器应移至阻值最大处，使通过电路的电流最小，防止因电流过大烧坏电路，从而起到保护电路的作用。（3）连接A处时，电流表和电压表均无示数，说明电路中无电流，某处发生了断路；接到B处，电流表和电压表有示数，说明开关断路。（4）由图b可知，电流表连接的量程是，图中示数为。定值电阻电压，电流，则电阻为R=（5）小灯泡两端电压变化时，电流随之变化，电流越大，灯丝温度越高，电阻就越大，因此不同电压下小灯泡电阻不同。（6）小灯泡电压达到额定电压时，功率为额定功率。现在灯泡电压为2V，要使电压达到，需将划片P向左移动，使整个电路电阻变小，电流增大，从而使电压表示数到额定电压，由图知，此时电流，此时小灯泡额定功率P题型二：伏安法测小灯泡的电阻（2023九上·临湘期末）用图甲所示电路测定小灯泡的电阻，灯泡正常发光的电压为2.5V。（1）当灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，此时电流表读数为A，小灯泡电阻为Ω；（2）若闭合开关，电流表及电压表指针均发生偏转，而小灯泡不亮，其可能原因是（说出一种原因即可）；（3）若电压表发生故障，但有已知阻值的定值电阻R0可提供的情况下，下列电路不能测出小灯泡电阻的是。【答案】（1）0.2；12.5（2）滑动变阻器接入电路的阻值太大或电源电压太低（3）AC【解析】（1）由图甲知，电流表选用小量程，示数为0.2A；由欧姆定律得，小灯泡正常发光时对应的电阻值R=（2）若闭合开关，电流表和电压表的指针都发生偏转，说明电路为通路，而小灯泡不亮，则说明电路中的电流过小，由欧姆定律可知，其可能原因是：滑动变阻器接入电路的阻值太大（或电源电压太低）。（3）A．当开关闭合时，只能测出干路电流，无法得到灯泡的电压和电流，故不能测出小灯泡的电阻，A符合题意；B．由电路图可知，当开关都闭合时，电路为R0的简单电路，电流表测电路中的电流，根据欧姆定律求出电源的电压；当下面开关闭合、上面开关断开时，两电阻串联，电流表测串联电路的电流，根据欧姆定律求出电路的总电阻，再根据电阻的串联可以求出灯泡阻值，BC．开关闭合时，只能求出电压，而无法求出通过灯泡的电流，故不能测出小灯泡的电阻，C符合题意。故答案为：AC。题型三：测量电阻的其他方法

（2020九上·犍为期中）如图所示的四个电路中，电源电压保持不变，R0为已知阻值的定值电阻，则四个电路中无法测出未知电阻RxA． B．C． D．【答案】B【解析】A．由电路图可知，开关S断开时，电路为R0的简单电路，电流表测通过R0的电流I0，则电源电压U=I0R0；开关S闭合时，R0与Rx并联，电流表测干路电流I，此时通过Rx的电流Ix=I−I0，由并联电路中各支路两端的电压相等可得未知电阻Rx阻值：Rx=I0RA可行，不符合题意；B．由电路图可知，开关S闭合时，电路为R0的简单电路，电压表测电源两端的电压U；当开关S断开时，R0与Rx串联，电压表仍测电源两端的电压U，无法测出Rx两端的电压，从而无法测出Rx的阻值，B不可行，符合题意；C．由电路图可知，开关S闭合时，电路为Rx的简单电路，电压表测电源两端的电压U；当开关S断开时，R0与Rx串联，电压表测Rx两端的电压Ux，由串联电路中总电压等于各分电压之和可得，R0两端的电压U0=U−Ux，由串联电路中各处的电流相等可得，电路中的电流I=UxRx=则Rx=UxR0UC可行，不符合题意；D．由电路图可知，开关S闭合时，电路为R0的简单电路，电流表测电路中的电流I1，则电源电压U=I1R0；当开关S断开时，R0与Rx串联，电流表测电路中的电流I2，则电路中的总电阻R=UI2=I由串联电路中总电阻等于各分电阻之和可得Rx=R−R0=I1R0D可行，不符合题意。故答案为：B03课堂小结03课堂小结04巩固提升04巩固提升1．（2023九下·桐城月考）小阳想利用一块电流表和阻值已知的电阻R0测量电阻RX的阻值．他选择了满足实验要求的电源、电流表A，并连接好了实验电路，如图所示．闭合开关S1、S2，读出电流表A的示数为I1；闭合开关S1、断开开关S2，读出电流表A的示数为I2．下列四个选项中，RX的表达式正确的是（）A．RX=I1C．RX=I1【答案】D【解析】开关S1、S2都闭合时，电路为R0、Rx并联，电流表的示数为I1，闭合开关S1，断开开关S2时，电路为R0的简单电路，电流表的示数为I2，根据欧姆定律，则电源的电压为U=I2R0；因电源的电压不变，所以并联时通过R0的电流不变，所以通过Rx的电流为Ix=I1−I2，根据欧姆定律，RX=UIx=I2故答案为：D2．（2023九上·澄城期末）小明同学练习用伏安法测电阻，他所测电阻的阻值约为2Ω。电压表的量程为0～3V，电流表的量程为0～3A．测量结束后，他得到的结论是待测电阻的阻值为10Ω，则他在测量中所出现的错误可能是（）A．电压表和电流表的位置接反了B．他没有多次测量取平均值，致使误差过大C．电压表按15V量程读数，电流表按3A量程读数D．电压表按15V量程读数，电流表按量程读数【答案】C【解析】A．如果电流表和电压表位置接反了，电路相当于断路，电压表测量电源电压，电流表示数接近为零。A不符合题意；B．已知待测电阻的阻值约为2Ω，测量值应该接近或等于2Ω，不可能为10Ω，与测量次数多少没有关系。B不符合题意；C．电压表按15V量程读数，电流表按3A量程读数，得到的电压是实际电压的5倍，所以本该是2Ω的电阻测成了10Ω。C符合题意；D．电压表按15V量程读数，电流表按量程读数，得到的电压是实际电压的5倍，电流是正确电流的15，测量的电阻是实际电阻的25倍。D故答案为：C。3．（2023九上·石门期末）用如图电路“测量电阻R的阻值”。为了改变电阻R两端的电压，有三种方案可选：甲：改变接入MN的串联电池的个数；乙：将电池与不同阻值的电阻串联接入MN；丙：将电池与滑动变阻器串联接入MN，改变滑动变阻器滑片的位置。其中可行的方案是（）A．仅有甲可行 B．仅有丙可行C．仅甲、丙可行 D．甲、乙、丙都可行【答案】D【解析】测量电阻R的阻值时，为了改变电阻R两端的电压甲：多节干电池串联接入MN时，改变干电池串联的节数时电源的电压发生变化，R两端的电压发生变化，方法可行；乙：电池先后与不同定值电阻串联接入MN，定值电阻的阻值不同，分得的电压不同，定值电阻两端的电压不同，方法可行；丙：电池与滑动变阻器串联接入MN时，移动滑动变阻器滑片P改变接入电路中的电阻，从而改变电路中的电流和R两端的电压，方法可行。综上可知，甲、乙、丙三种方案均可行。ABC不符合题意，D符合题意。故答案为：D。4．（2023九上·南宁期末）如图是“伏安法测电阻”的实验电路图。关于该实验，下列说法正确的是（）A．实验原理是R=B．滑动变阻器的作用是改变电源电压C．多次测量取平均值是为了寻找普遍规律D．实验结束，断开开关即可离开实验室【答案】A【解析】A．在伏安法测电阻的实验中，用电压表测电阻两端的电压，用电流表测通过电阻的电流，因此伏安法测电阻的实验原理是R=UI，AB．在伏安法测电阻的实验中，滑动变阻器一方面可以保护电路，另一方面可以改变电路中的电流与电阻的两端电压，B不符合题意；C．在伏安法测电阻的实验中，为了减小误差，应多次测量取平均值，C不符合题意；D．实验结束，应断开开关，拆除电路连接，整理完器材方可离开实验室，D不符合题意。故答案为：A。5．（2023九上·成华期末）在物理实验中，对物理量进行多次测量，有的是为了减小误差，有的是为了寻找普遍规律，下列是为了减少实验误差的是（）A．在“探究通过电阻的电流与两端电压的关系”时，测量多组对应的电流和电压值B．在“探究串联电路电压的规律”时，测量多组对应的电压值C．在“探究某种物质的质量与体积关系”时，测量多组对应的质量和体积D．在“测量定值电阻的阻值”时，测量多组对应的电压和电流值【答案】D【解析】A．探究电阻上的电流跟两端电压的关系时，测得多组对应的电流和电压值，是为了寻找普遍性的规律，A不符合题意；B．探究串联电路各点间电压的关系时，测得多组对应的总电压和各部分电路两端的电压，是为了探究总电压和各部分电路两端电压的关系，找到普遍规律，B不符合题意；C．探究某物质的质量与其体积的关系时，测得多组对应的质量和体积数据，是为了寻找普遍性的规律，C不符合题意；D．测量定值电阻的阻值时，测得多组对应的电压和电流值，是为了计算电阻值时求取平均值，以减小误差，D符合题意。故答案为：D。6．（2023九上·新泰期末）在电学中，有四个同学们非常熟悉的实验：关于这四个电学实验，下列说法中正确的是（）①“探究电流与电阻的关系”的实验中，滑动变阻器的作用是要控制定值电阻两端的电压不变②“用伏安法测小灯泡电阻的阻值”的实验中，滑动变阻器的作用是为了方便多次测量求平均值来减小误差③“探究电流与电压的关系”的实验中，可用小灯泡替代定值电阻④“探究影响电阻大小的因素”的实验中，需要采用控制变量法A．只有①④正确 B．只有②③正确C．只有①②正确 D．只有②③④正确【答案】A【解析】①探究电流与电阻的关系时，需控制定值电阻两端的电压不变，实验中滑动变阻器的作用是控制定值电阻两端电压不变，故①正确；②用伏安法测小灯泡的电阻时，通过调节变阻器接入电路中的电阻来改变灯泡两端的电压和通过灯泡的电流，然后根据欧姆定律求出不同电压下灯泡的电阻，从而得出灯泡电阻变化的普遍规律；而灯泡电阻受温度的影响，不是一个定值，求灯泡电阻的平均值无意义，故②错误；③探究电流与电压的关系，需要保持电阻一定，改变电阻两端的电压，而灯泡的电阻会随温度发生变化，所以不能用小灯泡代替定值电阻，故③错误；④电阻的大小与导体的材料、长度和横截面积都有关，研究其中一个物理量对电阻的影响时，需要控制其它物理量不变，需要采用控制变量法，故④正确；由分析可知，A符合题意，BCD不符合题意。故答案为：A。7．（2023九上·包头期末）为测量额定电流为的小灯泡正常发光时的电阻，小明同学找来两个阻值范围均为（）的电阻箱、两只开关，一只电流表、电压未知的电源及导线若干，设计成如图所示的实验电路。下列方案中，不能完成测量的是（）A．将R1换成导线B．将R2换成导线C．在实验操作时，先闭合的开关是S1D．在实验操作时，先闭合的开关是S2【答案】B【解析】A．R1与小灯泡并联，互不影响，所以将R1换成导线，可以通过电流表和R2的阻值计算电压，所以不影响小灯泡电阻的测量，A不符合题意；B．R2与小灯泡串联，实验时通过调整R2的阻值，改变小灯泡两端的电压，将R2换成导线不能完成实验，B符合题意；CD．实验时，闭合两开关，通过R1所在电路计算小灯泡两端的电压，通过R2所在电路计算流过小灯泡的电流，闭合开关的先后顺序对实验没有影响，CD不符合题意。故答案为：B。8．（2023九上·高邮期末）在图所示的四个电路中，电源两端电压保持不变，若定值电阻R的阻值已知，则在不拆卸元件的情况下不能够测出待测电阻Rx阻值的电路是（）A． B．C． D．【答案】C【解析】A．两个电阻串联在电路中，两个电压表分别测量出定值电阻和待测电阻两端的电压UR和Ux；根据欧姆定律和串联电路的电流处处相等，可以得到I=即R可以测出待测电阻的阻值，A不符合题意；B．分别用电压表和电流表测量出待测电阻两端的电压Ux和电流I，则待测电阻的电阻为RB不符合题意；C．电压表可以