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文档简介
第十七章第3节电阻的测量
辅导科目物理年级九年级教材版本人教版
讲义类型拔高版(适用于考试得分率高于80%的学员)
1.通过实验探究,巩固和加深对欧姆定律的理解;
2.进一步掌握电压表、电流表的使用方法及规则;
教学目的
3.通过使用滑动变阻器,进一步理解滑动变阻器在电路中的作用,巩固滑动变
阻器的正确使用方法。
重点:根据实验课题的要求设计实验电路,能用伏安法测量导体的电阻。
重、难点
难点:根据实验电路图进行实物连线,并排除接线过程中出现的种种故障
授课时长建议授课时长2小时
教学内容
【课程导入】
(1)我们学过了测量电流用电流表,测量电压用电压表,那么测量电阻呢?
欧姆表
(2)初中没有学习欧姆表,大家有什么方法可以测量电阻
【新知讲解】
※知识点一:伏安法测电阻
一、定值电阻的测量
问题1:用什么方法可以测出没有标签的定值电阻的阻值?需要哪些实验器材?
学生讨论回答:
测量方法:测出待测电阻两端的电压、通过的电流,利用1=与得出:R=g计算出电阻.
RI
该式表示导体的电阻在数值上等于加在导体两端的电压与通过它的电流的比值。这是电阻的
计算式,不是决定式,它为我们提供一种了实验测量电阻的方法,叫伏安法测电阻。
实验:伏安法测电阻
1.实验目的:用电压表、电流表间接测电阻
2.实验原理:R=y
3.测量的量:(1)导体两端的电压U;(2)电路中的电流I。
4.实验器材:电源、开关、电阻、电流表、电压表、导线等.
问题2:测量长度的实验中我们是采用什么方法减小误差的?测量电阻实验中我们应怎样减小
误差,需要哪种器材来达到此目的?
学生讨论回答:
减小误差的方法:采用多次测量求平均值减小实验误差的实验方法.与此类似,测量电阻时也可
以采取测量多组电压值、电流值来减小误差.测量电流与电压、电阻关系实验中我们用滑动变
阻器改变定值电阻两端的电压,所以测量电阻实验中实验器材还需要滑动变阻器.
问题3:你能设计出测量定值电阻的实验电路图吗?试试看.
5.实验电路图:
(1)滑动变阻器的作用:
①改变R两端的电压或电路中电流大小;②保护电路
(2)本实验中多次测量的目的是:多次测量求平均值从而减小误差
按照电路图连接实物图时,向同学们展示连接过程及连接时注意事项.将实验数据记录在表格
中,实验结果与大家分享,为没有标签的电阻贴好标签.
6.实验步骤:
⑴调节电流表、电压表的指针到零刻度线处;按电路图连接实物,调节滑动变阻器到阻值最大
端;
(2)闭合开关,调节滑动变阻器的滑片至适当位置,分别读出电流表的示数/、电压表的示数U,
并记录在表格中;
⑶调节滑动变阻器的滑片,改变待测电阻中的电流及两端的电压,再测几组数据,记录在表格
注意事项:连接过程中,开关要断开,注意电流表、电压表是否校零、量程选择是否正确、电流
是否“正入负出“、滑动变阻器的滑片是否处于阻值最大处.
7实验数据:
次数电压U/V电流UA电阻R/。电阻R平均/。
11.00.25.0
22.00.395.1
3
3.00.585.2
5.1
【拓展延伸】按照电路图连接实物时遵循一一对应原则.此电路是串联电路,一般从电源正极
出发依次连接,再将电压表并联在待测电阻的两端.
【想想议议】将上述实验中的定值电阻换成小灯泡,用同样的方法测定小灯泡的电阻,多测
几组数据,根据实验数据分别计算出小灯泡的电阻,比较计算出的几个点阻值,看看每次算
出的电阻的大小相同吗?有什么变化规律吗?又如何解释?
二、测量小灯泡的电阻
1.实验电路图:
2.实验步骤:
(1)根据电路图把实验器材摆好.
(2)按照电路图连接电路.引导学生回答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,“+”“,接线柱的接法;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: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.
(4)分别计算出灯泡在不同电压下发光时的电阻记入表格,并分析其电阻不同的原因。
3.实验数据:
实验次数U/VI/AR灯/Q灯泡亮度
10.50.133.8不亮
21.00.185.6灯丝暗红
31.50.217.5微弱发光
42.50.269.6正常发光
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,灯泡的温度牙量
4.分析与论证:
展示学生的几组实验表格,对实验数据进行分析.
师:同学们发现什么问题?
生:灯泡的电阻不是定值,是变化的.
师:是什么原因使灯丝的电阻发生变化的呢?
生1:是电压变化了.
生2:是灯泡亮度变化了.
师:那是什么因素影响了灯丝的电阻呢?
生:是温度.
师:对了,请同学们思考灯丝的电阻和温度有怎样的关系?分析数据表格,相互交流.
生:温度越高,灯丝电阻越大.
师:灯丝温度升高,导致电阻变大,不是测量误差。
师:一般来说,金属导体的电阻随温度升高而增大.这个实验再一次验证了这一点,所以测量灯丝
电阻时不能求平均值.
5.实验结论:小灯泡的亮度不同,电阻大小不同。
【拓展延伸】伏安法测量定值电阻的阻值和小灯泡的阻值数据处理的区别:测量小灯泡电阻
时不能求平均值,因为在不同电压下灯泡的温度不同,其电阻是不同的,求平均值没有意义;测定
值电阻的阻值时应该求平均值,因为定值电阻的阻值不变,求平均值可以减小测量误差.
◎例题
【例1】小明在进行“测量小灯泡的电阻”的实验时,实验桌上给他提供的器材有:6V蓄电池、
电流表(0〜0.6A、0〜3A)、电压表(0〜3V、0〜15V)、滑动变阻器(50。、1.5A)、小灯泡、
开关各一个,导线若干。
图1图2
(1)要求滑动变阻器的滑片向右移动时灯泡变暗,请用笔画线代替导线将如图1的电路连接
完整。
(2)闭合开关前应把滑动变阻器滑片的位置调到且(选填"A”或"B”)端。
(3)闭合开关后,小明发现灯泡不发光,电流表的示数为零,电压表的示数为6V,产生此
故障的原因可能是下列情况中的工(填写序号)。
A.电压表的正、负接线柱接反B.小灯泡的灯丝断了C.小灯泡短路
(4)排除故障后,调节变阻器,此时电流表的示数如图2所示,电流值为0.3A,此时小
灯泡两端的电压2.5V,则小灯泡的电阻为8.3Q。
【答案】(1)见上图;(2)B;(3)B;(4)0.3;8.3o
【解析】(1)滑动变阻器已接了上面一个接线柱,应再接下面一个接线柱,滑动变阻器的滑
片向右移动时灯泡变暗,则变阻器的阻值应变大,所以下面应接左边的A接线柱,如图所示:
(2)由图知,滑动变阻器的下面接了左边的A接线柱,在闭合开关前,应将滑片移至最右
端即B端,使其阻值最大;
(3)A.电压表的正、负接线柱接反,则电压表的指针反转,不符合题意;
B.小灯泡的灯丝断了,则电路中无电流,灯泡不发光,电压表的示数约等于电源电压,符
合题意;
C.小灯泡短路,则灯泡两端的电压为零,不符合题意;
(4)由图知,电流表的量程为0〜0.6A,示数为0.3A,则R=§=然合8.3。°
□练习
1.用"伏安法''测量一只小灯泡的电阻。
(1)图甲是实验电路图,图上的圆圈表示电表,请在圆圈内填入相应的字母。
(2)某实验小组通过改变灯泡两端的电压,进行了三次测量,部分记录见上表。若电压表的
示数为2.50V时,电流表的指针位置如图乙所示,请你填写表格中的两个空格。
(3)老师看了该小组的记录,提示说:你们注意到三次测量的电阻相差较大这个现象吗?通
过交流,其它小组也有类似现象:灯泡电阻随电压增大、亮度增强而增大。经讨论,同学们
认识到,实验是有误差的,但这个现象不能单纯用误差来解释。因为如果是误差,那么三次
测得的电阻值应该相差_______________(填“较大”或“较小”),并具有
(填“.逐次增大”或“逐次减小”或“时大时小”)的特点,后来,同学们注意到灯泡发热、发光
的特殊性,认为灯泡的电阻可能与有关,并通过查阅课本得到了证实。
§知识小结
※知识点二:测量电阻的其他方法
只有电压表和己知电阻,测未知电阻:
方法一:如图I,闭合S,用电压表分别测出上及岛两端电压a、Uo,则凡=
一;
方法二:如图2,闭合与,当S2闭合时,电压表读数为U,S2断开时,电压表读数为U
X,则Rx=;
方法三:如图3,闭合S”当S2闭合时,电压表读数为U,S2断开时,电压表读数为Uo,
则Rx=;
方法四:如图4,滑动变阻器最大阻值为Ro,闭合S,当滑片P滑至最左端,电压表读
数为U,滑片滑至最右端,读数为a,则&=;
只有电流表和已知电阻,测未知电阻:
方法一:如图5,闭合S,用电流表分别测出通过Rx及Ro的电流lx、lo,则Rx=
____5
方法二:如图6,闭合Si,当S2闭合时,电流表读数为h,S2断开时,电流表读数为L,
则Rx=;
方法三:如图7,闭合S”当S2闭合时,电流表读数为L,S2断开时,电流表读数为L
则,Rx=:
方法四:如图8,当S闭合时,电流表读数为Ii,S断开时,电流表读数为12,则Rx=_
方法五:如图9,当S闭合时,电流表读数为h,S断开时,电流表读数为L,则Rx=
方法六:如图10,滑动变阻器最大阻值为Ro,闭合S,滑片置于最右端,电流表读数为
h;滑片置于最左端,电流表读数为L,则Rx
出电阻Rx的阻值。不符合题意。
C、电流表能测出Rx的电流,但无法测出其两端的电压,故不能测出电阻Rx的阻值,符合题
士.
屈、O
D、只闭合Si时,调节滑片到适当的位置,读出电流表的示数;然后断开Si,闭合S2,此时
不能移动滑片,调节变阻箱,使电流表的示数不变,则两种情况下滑动变阻器的阻值不变、
电路中的总电阻相等,则R、的阻值和变阻箱的示数相等,不符合题意。
【例2】请你利用电压表、电源、已知阻值的电阻Ro、开关、导线,
测量待测电阻Rx的阻值。
(1)在虚线框内画出实验的电路图。
(2)写出实验步骤和所测得的物理量。
(3)用所测量的物理量写出Rx的表达式
Rx="0
口练习
1、用"伏安法''测量电阻Rx的阻值,提供的实验器材有:待测电阻Rx、两节于电池、电流表、
电压表、滑动变阻器、开关及若干导线
(1)根据图甲的电路图,用笔断线代替导线将图乙中的实物图连接完整。
(2)闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,电压表示数较大且几乎不变,电流表示数始终为
零,电路故障可能是o
(3)排除故障后,测得多组实验数据。各组数据对应的点已描在图丙中,请在图中画出Rx
的1-U图线。由图可得Rx=Q.(结果保留一位小数)
(4)电流表的电阻虽然很小,但也会影响本实验中R的测量结果。用图丁的电路进行测量
可消除这个影响,
R。为定值电阻。实验步骤如下:
①按照图丁的电路图连接电路,将滑动变阻器的滑片置于最大阻值处;
②闭合开关Si,S2,移动滑动变阻器滑片,读出电压表的示数Ui和电流表的示数L,
③,移动滑动变阻器滑片,读出电压表的示数U2和电流表的示数L;
④可得待测电阻Rx=(用U1、11、U2和12表示)
【答案】⑴如上左所示;⑵电阻断路;⑶如上右所示;56(4)③断开品或小
【解析】(1)电压表与电阻并联,如下左所示:
(2)经分析,闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,电压表示数较大且几乎不变,电流表示
数始终为零,电路故障可能是电阻断路;
(3)将各点连接起来,如上右所示;
当电压为2.0V时,电流为0.36A,由欧姆定律,电阻R=外部/5.6Q;
(4)②闭合开关Si,S2,读出电压表的示数Ui和电流表的示数L,
③断开S2,移动滑动变阻器滑片,读出电压表的示数U2和电流表的示数12;
在②中,此时待测电阻短路,电流表测定值电阻的电流,电压表测电流表和定值电阻的总电
压;移动滑动变阻器滑片,由欧姆定律,定值电阻和电流表的总电阻ROA=3------------①;
在③中,电流表测待测电阻和定值电阻串联后的电流,电压表测待测电阻和定值电阻及电流
表的总电压,由欧姆定律,测待测电阻和定值电阻及电流表的串联的总电阻:RxOa
=r----------②,定值电阻的电流表内阻不变,②-①得:故待测电阻:
12
Rx=—%。
Kx
122/
2、请你利用电流表、电源、已知阻值的电阻Ro、开关、导线,测量待测电阻Rx的阻值。
(1)在方框内画出实验的原理图。
(2)写出实验步骤和所测量的物理量。
(3)用所测量的物理量写出Rx的表达式
Rx=o
§知识小结
※知识点三:电路故障
对电路故障进行分析,同学们往往感到无从下手,究其原因主要有三个方面:一是没有
搞清楚电路故障都有哪些情况;二是没有掌握对此类问题的分析方法;三是不知道电路出现
断路和短路后会产生哪些现象。一般来讲电路故障主要表现为:
1.电路断路
当电路中出现断路时,电路不通,用电器不能工作。主要表现在以下几个方面:(1)灯
泡不亮;(2)电流表无示数;(3)电压表示数为零;(4)电压表示数接近电源电压;(5)
断开处一端能使试电笔笳管发光,另一端不能使其发光。
2.电路短路
电路中出现短路时,电路仍然接通。其主要表现为:(1)灯泡可能仍亮;(2)灯泡可
能不亮(说明灯泡短路);(3)电流表有示数;(4)电压表可能有示数(与电压表并联部
分无短路);(5)电压表示数可能为零(与电压表并联部分短路);(6)短路处任意点均
能使试电笔就管发光。
◎例题
【例1】如图所示的电路中,R)是定值电阻,L是小灯泡,R是滑动变阻器,闭合开关S后,
发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片,小灯泡都不发光。现用一只电压表检测这一现象产生
的原因,当电压表接时两点时,电压表有示数但很小;接就两点时,电压表的示数较大,
则产生的原因可能是()
A.L短路B.L断路C.R断路D.Ho的阻值很大
□练习
1、如图所示为电源电压为3V的电路,闭合开关灯泡不亮,电流表示数几乎为零,电压表
示数接近3V,出现此现象的原因可能是()
A.电流表断路B.灯座短路
C.开关接触不良D.段有断路
§知识小结
【课堂检测】
1.两个相同的小灯泡Li、L2串联在电路中,闭合开关后两个灯泡都不亮。已知Li、L2中有
一个灯泡灯丝损坏,另一个完好。为判断哪一个灯泡损坏,下列操作及判断不正确的是(
A.把电压表两端分别接在。、。两点,闭合开关,如果电压表有示数,则说明L2损坏
B.把电流表两端分别接在小匕两点,闭合开关,如果电流表有示数,则说明L损坏
C.把一根导线两端分别接队8两点,闭合开关,如果L发光,则说明L2损坏
D.把另一个相同的小灯泡L连接在a、b两点,如果L、Li发光,则说明L2损坏
2.如图所示的电路,电源电压不变,闭合开关S后,灯Li和L2均发光,过了一段时间,一
盏灯突然熄灭,而电流表和电压表的示数都不变,则发生的故障可能是()
A.L2断路B.B断路C.L2短路D.Li短路
3.在科学实验时,为了减小误差或寻找普遍规律,经常需要进行多次实验。
①在“测量物体的长度”时,进行多次测量
②在“探究液体压强与哪些因素有关''时,改变深度和密度,,多次实验
③在“探究电流与电压、电阻的关系''时,多次调节滑动变阻器进行实验
④在“测量定值电阻阻值的实验”中,多次调节滑动变阻器,测出多组对应的电压值和电流
值
上述实验中属于寻找普遍规律的是()
A.①②B.①③C.②③D.②④
4.在物理实验中,为了减小误差或寻找普遍规律,需要进行多次实验。下列实验中属于减小
误差的是()
A.在“探究导体电阻与长度的关系”时,改变接入导体的长度,多次实验
B.在“探究杠杆的平衡条件”时,改变动力(臂)和阻力(臂),多次实验
C.在“探究电流与电阻的关系”时,改变定值电阻的阻值,多次实验
D.在“测量定值电阻阻值的实验”中,改变定值电阻两端电压,多次实验
5.下面三个电学实验:a.探究电流与电压的关系;b.探究电流与电阻的关系;c.伏安法测电阻
都要用到滑动变阻器,关于滑动变阻器,下列说法错误的是()
A.三个实验中,它都起保护电路的作用
B.三个实验中,它都起改变部分电路两端电压的作用
C.三个实验中,它都起完成多次测量求平均值的作用
D.三个实验闭合开关前,滑片都要调到最大阻值处
6.小明同学在做伏安法测电阻的实验时设计的电路图如图所示:
(1)该实验的原理是
(2)按图所示的电路图连接电路,连接电路时,应将开关断开,滑动变阻器的滑片P应
滑到最—端(填“左”或者“右”),以保护电路;
(3)闭合开关,调节滑动变阻器的滑片到某位置时,电压表和电流表的示数如图所示,
则电压表的读数是V,电流表的读数是A,被测电阻R的阻值是
_Q;
(1)小明同学测量完毕准备整理实验器材结束实验。你认为他的实验真的结束了吗?_
o你会给他提出什么建议呢?;你提出这个建议的目的是:
7.小张同学用伏安法测电阻,下列记录是部分实验报告:
实验步骤:
(1)根据实验目的画好电路图,按照电路图连接好电路,调节滑动变阻器,使电路中电
阻最大;
(2)闭合开关,读出电压表、电流表的示数,如下表所示。
电压(V)电流(A)电阻(Q)
3.50.5
(3)断开开关,计算出R=7Q。
根据小张同学的实验报告,试回答下列问题:
①请按照实物图在虚线框内画出电路图(图1)-
②本实验所应用的实验原理是:o本实验存在缺陷是:
(2)某学习小组在帮小张改正以上不足之后,用该电路做了以下探究:闭合开关S,当滑动
变阻器的滑片「从最左端滑到最右端时,电压表示数随电流变化的图象如图2所示,则滑动
变阻器的最大阻值是C。
8.(1)在某次实验时,电压表因出现故障而不能使用,小亮用原有的电流表、滑动变阻器,
增添一个定值电阻R)和一个单刀双掷开关,设计了如图1所示的电路。测量时,
闭合8,将S2拔到1,电流表的示数为小将S2拔到2,电流表的示数为小亮
说待测电阻叫=十上,小明认真分析电路后发现小亮的设计不合理,原因是:
(2)在只有一只电表的情况下,小明设计了如图2所示的四种电路,电阻R已知,通过
闭合或断开电路中的不同开关,你认为不能测算出未知电阻R阻值的电路是
9.在用伏安法测电阻的试验中,电压表的示数为4.8V,电流表的指针如图所示,则电流表
的数为,被测电阻的阻值为
•A%
10.小明为测量小灯泡正常发光时的电阻(阻值约为10Q),设计了如图所示的电路图。
已知电源电压为6V,灯泡的额定电压为3.8V,滑动变阻器标有“20Q1A”字样。
(1)如图是小明根据电路图连接的实物图。闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,发现小
灯泡;经检查,是由于一根导线连接错误。请你在实物图中连接错误的导线上打“x”
并补画出正确的连线。
(2)若电压表0~15V的量程损坏,为完成实验,请你使用原有器材重新设计一个串联电
路,并将设计的电路图画在上面的虚线框内。
(3)根据你的设计重新连接电路进行实验。闭合开关,移动滑动变阻器的滑片使电压表示
数为—V,小灯泡正常发光,此时电流表的示数为0.4A,则小灯泡的电阻是
11.在测量未知电阻R(阻值约为150Q)的实验中,提供的实验器材有:电源(电压3V)、
滑动变阻器R(0〜50Q)、电阻箱R)(0-9999Q)、电流表(0-0.6A)、电压表(0〜
3V)、开关及导线若干。
(1)小宝同学设计了图甲所示的电路,不能较准确测出&的阻值,理由是
(2)大宝同学设计了图乙所示的电路进行测量,正确连接电路后,小明先将开关S拨至
,调节变阻器的滑片至某一位置,记下此时电压表的示数5;再将开关S
拨至另一位置,调节一,使电压表的示数恰为Ui,记下电阻箱的示数为七
(3)该同学又设计了如图丙所示的测量电路,同样可以测量未知电阻,其中心是定值电
阻,请在空格内把实验步骤补充完整。
①闭合S、S,,用电压表测出电源的电压为U;
②,用电压表测出待测电阻R两端的电压为5;
③请用测量值U和S,已知量Ro来表示。
12用一只电压表(无电流表)测量电阻&阻值的实验。
【方案一】
器材:一只电压表、一个已知最大阻值为岛的滑动变阻器,电源、开关和导线若干。
实验步骤:
步骤一:请你在下面的虚线框中画出实验时所需的电路图;
步骤二:将滑动变阻器调到阻值最大时,闭合开关,读出电压表的示数Ui;
步骤三:再将滑动变阻器时,读出电压表的示数5。
步骤四:根据已知量和实验所测得的物理量,写出&的表达式(用符号表示)。
【方案二】
器材:一只电压表,一个阻值为扁的定值电阻、电源、开关和导线若干。
实验要求:
请你在下面的虚线框中画出你设计的实验电路图。
评估交流:
(1)从实验操作角度看,以上两个方案中,方案(填“一”或“二”)更好。
(2)好在(只要求写出一条)。
13.现用“伏安法”测量一个未知电阻R的阻值(心约为20Q)o在实验室中,配有的实验器
材如下:
A.电源E(电压U=3V恒定);B.电流表Ai(量程0~50mA);
C.电流表A2(量程0~3A);D.电压表Vi(量程0~3V);
E.电压表V2(量程0~15V);F.滑动变阻器R(0~80Q);
G.定值电阻R)=40C;H.开关一个,导线若干。
为了测量多组数据使结果尽量准确,在滑动变阻器的整个滑动过程中,要使两电表的测
量值范围尽可能大一些,并且两电表的读数均大于其量程的;o则:
(1)根据实验要求,电压表选用,电流表选用。(选填器材前的字母代号)
(2)请在虚线方框内画出实验电路图(其中,部分电路已画出,并标出所选器材的字母)。
(3)根据所画的电路图,用笔画线代替导线,将实物图连接起来。
(4)若在某次实验中,电压表的示数为U,电流表的示数为/,那么,待测电阻阻值的表达
式为R.\=o
14.小华用如图甲所示电路测量合金丝电阻,电源电压为6V。
(1)在图甲中用笔画线代替导线将实验电路连接完整,使实验中滑动变阻器的滑片向右
移动时电流表示数增大。
(2)闭合开关前应将滑动变阻器的滑片移动到端。
(3)闭合开关后,将滑动变阻器的滑片从接入电路电阻最大处移动到另一端过程中,发
现电压表和电流表的指针只在图乙所示位置发生很小的变•化,由此可以推断:电路
中(选填图中表示接线柱的数字)间发生了(填“断路”或“短路”)。
(4)在电路故障排除后,调节滑动变阻器,当电压表指针如图丙所示时,电流表读数为
0.5A,由此,小华算出接入电路合金丝的电阻为Qo
(5)为准确地测出合金丝的电阻,对实验应作怎样的改进?答:0
【课堂总结】
【家庭作业】
一.选择题(共11小题)
1.某同学在家用“伏安法测电阻的实验''来探究小灯泡灯丝的电阻时,根据收集到的数据画出
了如图所示的一个图象,下列结论与图象相符的是()
A.灯泡两端电压增大时,灯丝电阻随着电流的增大而增大
B.灯丝电阻增大时,电流随着灯泡两端电压的增大而减小
C.灯泡两端电压一定时,电流随着灯丝电阻的增大而减小
D.电流一定时,灯丝电阻随着灯泡两端电压的增大而增大
2.某同学指出:在用伏安法测量电阻的实验中,连接电路时,必须注意下列几点,你认为其
中不必要的一条是()
A.向电路中连接滑动变阻器时,应该使滑片位于滑动变阻器阻值最大的位置
B.向电路中连接开关时,应该将开关断开
C.电压表应与待测电阻并联,电流表应与待测电阻串联
D.开关应该接在靠近电源电流流出的一端
3.在用电流表、电压表测电阻的实验中,下列注意事项中错误的是()
A.连接电路之前,先闭合开关
B.连接电路时,可以先从电源的负极开始
C.在无法估计被测值大小时,电流表、电压表应选用较大的量程
D.电压表与待测电阻并联
4.在如图所示的伏安法测电阻实验中,闭合开关S,小明发现电流表有示数,但示数较小,
小灯泡不亮。接下来应进行的操作是()
A.更换一个同样规格的小灯泡
B.更换电压表所使用的量程
C.检查电路中是否存在断路故障
D.减小变阻器接入电路的阻值
5.某同学利用如图所示的电路做“伏安法测电阻”的实验,已知电源电压恒为6V,滑动变阻
器标有“20Q1A”字样,实验中该同学填写的实验数据如表所示。下列关于实验的几种说法中
正确的是()
序号12345
U/V1.02.03.04.05.0
I/A0.100.210.300.400.49
①序号“1”的实验数据不是本实验中测得的
②序号,,4”的实验中,滑动变阻器与待测电阻的阻值之比为2:1
③序号“2”和“5”的实验数据表明待测电阻R,不是定值电阻
④仅用该同学的实验器材就能探究电流与电压的关系
Fl
-R
A.①④B.③④C.①③D.①③④
6.如图是测量小灯泡(U领=2.5V)电阻的电路,下表是实验记录的有关数据。电源电压恒
为4V,有三个滑动变阻器:Ri“20QlA”、R2“40Q0.5A"、R3“50co.2A"。下列说法正确的是
()
实验次数12345
电压U/V2.52.01.51.00.5
电流I/A0.250.220.190.160.10
A.滑片P向左滑动时电灯变亮
B.实验中,滑动变阻器除了保护电路外,还控制灯泡电压不变
C.灯泡的灯丝电阻随电压的减小而减小
D.为了完成这5次实验,只能选取的滑动变阻器是R2
7.某同学用两节干电池串联起来作电源,做伏安法测电阻的实验,因不慎将电流表和电压表
相互接错了,如图所示,则开关闭合后,各仪表将()
A.电流表、电压表均被烧坯
B.电流表、电压表不会被烧坏
C.只有电流表被烧坏
D.只有电压表被烧坏
8.用“伏安法测电阻”的实验中,小雪和晓彤分别选用定值电阻和小灯泡为测量对象,在处理
实验数据时,分别画出了U-I的图象,如图甲、乙所示。对于图象的分析,以下说法错误的
是()
A.由甲图可知,定值电阻的阻值为
B.由甲图可知,电阻不随其两端的电压和导体中的电流而改变
C.为了减小误差,应该用多次测量的方法,计算小灯泡的电阻
D.由乙图及实验现象可知:小灯泡的电阻随灯丝温度的增加而增大
9.如图所示,是某同学用效替代法测量未知电阻Rx的阻值的电路图;其中电源电压恒定不
变,Ro是符合实验要求的变阻箱,R是滑动变阻器。下列是她的实验过程记录,请选出正确
的操作顺序()
①只闭合开关Sx,将滑片P移至某一适当位置记下电压表示数U
②将滑片P滑至b端,只闭合开关Sx,将滑片P移至某至一适当位置记下电压示数U
③只闭合So,移动滑片P并调节变阻箱Ro接入电路的阻值,使电压表示数仍为U,则Rx=
Ro
④只闭合So,只调节变阻箱Ro接入电路的阻值,使电压表示数仍为U,则Rx=Ro。
A.①③B.①④C.②④D.②③
10.下列电路图中电源电压U保持不变,定值电阻R的阻值已知。在不改变电路的情况下,
能测出未知电阻Rx的阻值的电路图是
11.用“伏安法测电阻”的实验电路如图所示。如果考虑到安培表[即安培计]本身有一定的电阻
(具有分压作用),伏特表[即伏待计]本身也有一定的电阻(具有分流作用),则下列判断中
正确的是()
A.测量值等于电阻的实际值
B.测量值小于电阻的实际值
C.测量值大于电阻的实际值
D.以上三种情况都有可能
二.填空题(共3小题)
12.实验室要测量一只阻值约为数百欧的电阻Rx,提供的器材有:干电池两节、学生用电压
表(量程为0〜3V)、滑动变阻器R(100Q2A)和电阻箱R0(0〜9999Q5A)各一只、开关
和导线若干。小李同学提出了自己的设计方案如图所示,并进行了如下实验:
①把电阻箱的阻值调为0Q,读出电压表的示数Ui=3V。
②把电阻箱的阻值调如图甲所示值,此时电压表的示数如图乙所示,则根据测量的数据可知,
电源电压U=V,电阻箱的读数是Q,电压表的示数是V,根据这组
数可求出未知电阻的阻值是Q。
甲乙
13.用如图所示的电路测量定值电阻的阻值。若被测电阻Ro的阻值约为30C,实验桌上备有:
可以提供3V、6V、9V、15V四种稳定直流电压的学生电源;电流表一只,有0〜0.6A、0~
3A两个量程;电压表一只,有0〜3V、0〜15V两个量程;滑动变阻器(50Q2A)一只、开
关一个;导线若干。
(1)实验中,滑动变阻器的主要作用是:O
(2)为了减小测量过程中电表读数时的误差,要求在测量时,电表指针的示数大于量程的三2,
3
则实验时电压表应选用_______量程,电流表应选用_______量程。
14.如图甲所示,在“伏安法测小灯泡的阻值”实验中,开关闭合前,应将滑动变阻器的滑片
移到最端。闭合开关后,要使小灯泡的亮度增加,应将滑片向端移动。考虑
温度对灯泡阻值的影响,乙图中能正确反映通过灯泡的电流和灯泡两端电压关系的图象
是_______
三.实验探究题(共4小题)
15.有一个阻值看不清的电阻Rx,要测出它的电阻值。
(1)小明按图甲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,
电流表的示数如图乙所示,则R、的电阻为Q。
(2)实验中,为了减小误差,小明还需进行的操作是。
(3)图丙是小明组的另一位同学连接的实物图,电源由两节新干电池串联而成,待测电阻阻
值为10。左右。请你指出其中的错误或不妥之处。
16.实验小组要得到Rx的值,选用两个开关,一个未知电压的电源、一个阻值为10欧的定
值电阻Ro和一只电流表及导线若干,他们设计了如图1所示电路。
(1)当Si闭合、S2断开时,电流表示数为0.2A。
(2)当开关Si、S2都闭合时,电流表指针超过了0.6A的量程,改接大量程后,电流表指针
恰与第(1)步骤读数时指针所指的位置相同,则此时电流表示数为Ao
(3)若电源电压不变,根据上述数据计算出Rx=Qo
(4)一同学另选了一组器材,设计了如图2所示的电路也能测出Rx的值。
①将开关S接在a点,读出电流表的示数为I。
②将开关S接在b点,调节电阻箱,使电流表的示数仍为I。
③读出电阻箱的示数为R.④电阻的表达式:Rx=。
⑤这个实验采用了的物理方法。
17.某实验小组利用如图甲所示的电路测量小灯泡正常发光时的电阻。已知小灯泡的额定电
压为3.8V,电源电压恒为6V。
(1)他们连接的电路有接线错误,请你在错误连线上画“x”并补画出正确的导线。
(2)连好电路后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片P,当电压表的示数为3.8V时,电流
表示数如图乙所示,则小灯泡正常发光时的电阻约为Qo
(3)小灯泡正常发光时,滑动变阻器接入电路的阻值约为C(保留一位小数)。
【拓展】完成上述实验后,他们又找来了两个开关和一个最大阻值为R的滑动变阻器R”设
计了不用电流表测量这个小灯泡正常发光时电流的电路,如图丙所示,请你将操作步骤补充
完整并写出小灯泡正常发光时电阻的表达式。
①只闭合S和Si,,此时小灯泡正常发光。
②只闭合S和S2,o
③,记录电压表的示数U,。
④电源电压用U表示,则小灯泡正常发光时的电阻Ri=(用已知景和测量量的符号
表示)。
18.小天同学在做“用伏安法测电阻”的实验时,除了滑动变阻器的铭牌不清楚之外其他实验
器材齐全且完好,电源电压不变,电流表和电压表对电路的影响均忽略不计。以下是他的实
验过程,请回答下列问题:
(1)小天连接了如果图甲所示的电路测量待测电阻Rx的阻值,请指出电路连接的错误之处:
(写出一种即可)
(2)更正电路之前,小天发现可以利用甲图所示的电路来测量滑动变阻器的最大阻值;他闭
合开关,读出电压表的示数为10V,电流表的示数为0.2A,则可计算出滑动变阻器的最大阻
值为Q
(3)小天按照图乙所示电路图正确连接好电路后,为了减小实验误差,他选用了合适的量程
进行了多次测量,以下是他的实验记录。第一次:当滑动变阻器的滑片位于最左端时,电压
表的指针位置如图丙所示;第二次:当滑动变阻器的滑片位于某位置时,电流表的示数为
0.58A,电压表的指针位置如图丁所示;第三次:当滑动变阻器的滑片位于最右端时,电流表
的示数为1.1A,则Rx的平均阻值为Q(精确到0.1Q)
【答案】
一.选择题(共11小题)
1.Ao
【解析】(1)由图示R-I图象可知,随灯泡电流I的增大,灯丝电阻R增大;
/.U=IR,
由U=IR可知,随电流I、电阻R的增大,灯泡两端电压增大,故A正确,B错误;
(2)由图象可知:一定的电流对应着一定的电阻,由U=IR知,电压一定,电流与电阻确
定,故C错误;
由图象可知:一定的电流对应着一定的电阻,因此电流一定时,灯丝电阻不变,故D错误;
2.Do
【解析】A、滑动变阻器在实验中起保护电路的作用,在开关闭合前,应把滑动变阻器的阻
值调到最大处可以防止电流过大烧毁元件,故A是必要的;
B、实验开始前,开关应处于断开的状态,防止在连接线路时,某些地方不合适引起电路中
的电流过大烧坏元件;故B是必要的;
C、电压表与被测电阻并联,电流表与被测电阻串联,属于正确的接法。故C是必要的;
D、开关在电路中的作用是控制电路的通断,与开关是否靠近电源正极一端无关;故D是不
必要的。
3.【解析】A、为保护电路,连接电路之前,应断开开关,故A错误;
B、连接电路时,可以先从电源的正极开始,也可以从电源负极开始,故B正确;
C、在无法估计被测值大小时,为保护电表,电流表、电压表应选用较大的量程,故C正确;
D、电压表与待测电阻并联,测电阻两端的电压,故D正确。
【答案】Ao
4.D»
【解析】闭合开关后,电流表有示数,说明电路是通路,灯泡没坏,也不是断路,
可能是连入电阻太大,电路中电流太小所致,灯泡实际功率太小不足以引起灯泡发光造成的,
下一步操作:
移动滑动变阻器滑片,减小变阻器接入电路的阻值,使电路电流变大,灯泡实际功率变大,
看灯泡能否发光。
5.Ao
【解析】①由表中数据,考虑到误差因素,
n力l.orUc2.0Vu5.0V,八c
R=7T=dIoI=77=020=-------=775=丽花I。。;
当变阻器的最大电阻连入电路中时,电阻的最大电阻:
R*JK=10Q+20C=30Q,由欧姆定律,电路中的最小电流:
1=曰=端=02A>°1A;
序号“1”的实验数据不是本实验中测得的,①正确;
②序号“4”的实验中,电压表为4V,根据串联电路电压的规律,变阻器的电压为:6V-4V=
2V,根据分压原理,滑动变阻器与待测电阻的阻值之比为:2V:4V=1:2;②错误;
③由①知,待测电阻R是定值电阻,故③错误;
④探究电流与电压的关系时,要控制电阻不变,因R是定值电阻,故能探究电流与电压的关
系,④正确。
6.Do
【解析】A、滑片P向左滑动时远离下接线柱,电阻变大,根据1=皆知,电压不变,电流变
小,根据P=UI知灯泡的电功率减小,电灯变暗,故A错误;
B、闭合开关前,滑动变阻器的滑片处于最大阻值处,电路电阻最大,电流最小,对电路起
保护作用;
移动滑动变阻器的滑片,改变灯泡的电压和电流,计算灯泡电阻,完成多次实验,以便寻找
灯泡电阻与温度的关系,故B错误;
C、由表中数据知:第一次的电阻为:氏=,=^^=10。,第二次的电阻为R2=^=^\
9.1Q;第三次的电阻为R3=*=^W7.9Q,可见电压越大,电流越大,灯泡的功率越大,
温度越高,电阻越大,即灯泡的灯丝电阻随温度的降低而减小,电阻与电压没有关系,不能
说电压越小电阻越小,故c错误;
D、当灯泡两端的电压最小UL=0.5V时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,
滑动变阻器两端的电压U«=U-UL=4V-0.5V=3.5V,
串联电路中各处的电流相等,所以滑动变阻器接入电路中的电阻R滑=*=言法=35。,故
滑动变阻器的最大阻值不小于35C。
由于R3“50Q0.2A”允许通过的电流太小,答案:用R2.故D正确。
7.Bo
【解析】电流表和电压表位置互换后,电压表串联接入电路,由于电压表电阻很大,因此电
路中电流就很小,几乎没有电流通过电阻,所以电流表、电压表都不会被烧坏。
8.Co
【解析】
AB、根据图甲可知,电压与电流成正比,因此该电阻为定值电阻,即电阻是导体自身的性质,
它不随导体两端的电压和导体中的电流改变而改变,
根据图示可知,当电阻两端电压为3V时,通过的电流为3A,由1=号可知,定值的电阻:R
n
=7=^=1C,故AB正确;
C、测定小灯泡的电阻时,多次测量是为了寻找灯丝电阻与温度的关系,不能求平均值减小
误差,故C错误。
D、由乙图可知,电压与电流不成正比,即当灯泡两端电压发光改变时,灯泡的阻值也随之
发生变化,且电压变化比电流变化快,因此小灯泡的电阻随灯丝温度的增加而增大,故D正
确;
9.Co
【解析】
只闭合Sx和只闭合So时,被测电阻Rx和变阻箱Ro分别与滑动变阻器串联,保持滑动变阻器
连入阻值不变,由串联电路特点和欧姆定律可知,当电压表示数相等时,待测电阻Rx和电阻
箱Ro的阻值是相等的;
所以,正确的操作为:
①为保证电路安全,将滑片P滑至b端,只闭合开关Sx,此时Rx与滑动变阻器串联,电压表
测Rx两端电压,将滑片P移至某至一适当位置记下电压示数U
④只闭合So,此时Ro与滑动变阻器串联,电压表测Ro两端电压,只调节变阻箱Ro接入电路
的阻值(不改变滑动变阻器连入电路的阻值),使电压表示数仍为U。
与滑动变阻器串联部分分得电压相等,所以它们的阻值相等,即R、=Ro。
10.Ao
【解析】A、定值电阻R与未知电阻Rx串联流过它们的电流相等,单刀双掷开关打到1时,
测出串联R与Rx的串联电压Ui,开关打到2时测出电阻Rx的电压Ux,由串联电路特点求
出定值电阻R两端电压,由欧姆定律求出流过Rx的电流,则该电路能测出电阻Rx的阻值;
B、不论怎样闭合、断开各开关,都不能同时测出Rx的电压与电流,不能用该电路测出电阻
Rx的阻值;
C、闭合开关S2,电压表上端为正接线柱,下端为负接线柱;只闭合开关S3,电压表上端为
负接线柱,下端为正接线柱,又不能更改电路,所以其中有一次电压表接线柱一定接反,不
能读出电压表示数,不能测出待测电阻阻值;
D、无论单刀双掷开关打到何处都不能测出Rx的电压与电流,不能用该电路测出Rx的阻值。
11.B。
【解析】根据R=与,测量电阻时,应该测量电阻两端的实际电压和通过电阻的实际电流;而
安培表实际测量的是通过待测电阻和伏特表的总电流,即电流偏大,而伏特表是与电阻并联
连接,测量的电压是准确的,由R=S可知,电阻的测量值小于真实值。
二.填空题(共3小题)
12.②3;360;1.2;240o
【解析】
①把电阻箱的阻值调为0Q,读出电压表的示数Ui=3V,此时只有电阻Rx接入电路,则电
源电压U=Ui=3V;
②把电阻箱的阻值调如图甲所示值,此时电阻箱的读数是:
R=1000Qx0+100Qx3+l0Qx6+1QxO=360Q;
图乙中,电压表选用小量程,分度值为0.1V,电压表读数为U,=1.2V;
根据串联电路电压的规律,电阻箱两端的电压为:
U2=U-U'=3V-1.2V=1.8V;
电路中的电流为:
U2_1.8V
=360P=0.005A,
由欧姆定律可得,待测电阻的阻值:
Rx=T=oyij=24oQ°
13.(1)改变电阻的电压和电流;(2)0-15V;0-0.6Ao
【解析】
(1)为了比较准确地测出电阻Ro的阻值,要取多次测量的电阻平均值以减小误差,需要用
滑动变阻器改变电阻的电压和电流;
2
(2)在几次测量中,电表指针的示值大于量程的二,若按此要求,我们先看看在使用电流表
3
各个量程时,电路中的电流情况:
若使用0-0.6A量程,电路中的电流应大于0.6Ax|=0.4A;
若使用0〜3A量程,电路中的电流应大于3Ax]=2A;
由于被测电阻的阻值大约30C,电流表若用0〜0.6A量程,由欧姆定律可知,则被测电阻两
端电压大于:
Ui=IiRo=0.4Ax30Q=12V;
电流表若用0〜3A量程,则被测电阻两端电压大于:
U2=l2R2=2Ax30Q=60V;
由已知条件可知,电源电压应该选择15V,则电压表选择0〜
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