第3节电阻的测量（原卷）

知识讲解第3节：电阻的测量知识讲解考点1：伏安法测电阻1.实验原理：，即用电压表测量，电流表测量，再算出电阻2.电路图和实验器材：电源、开关、导线、滑动变阻器、被测小灯泡或定值电阻、电压表、电流表。左图为测灯泡电阻，右图为测定值电阻。3.滑动变阻器的作用：①改变定值电阻（灯泡）两端的电压和通过的电流②保护电路；4.实验步骤：（一）伏安法测定值电阻的阻值（1）断开开关，按电路图连接实物，将滑动变阻器调到阻值最大处，注意电流表电压表的正确使用（2）闭合开关，调节滑动变阻器的滑片至适当位置，分别读出电压表、电流表的示数U、I，并记录在表格中。（3）根据公式计算出R的值，并记录在表格中。（4）移动滑动变阻器的滑片，改变定值电阻两端的电压和通过电阻的电流，分别记录对应的值。实验次数电压U/V电流I/A电阻R/Ω123电阻平均值分析数据：求待测定值电阻阻值的平均值：即为待测电阻阻值，多次测量获得多组数据目的是求平均值，减小误差；注意：不能根据求出的电压、电流的平均值计算电阻，应计算出每次的电阻，然后求电阻的平均值，（6）根据实验数据：画出通过定值电阻的的图像(先描点，然后用光滑曲线连接)（二）伏安法测小灯泡的阻值（1）按电路图连接电路，将滑动变阻器调到阻值最大处；（2）闭合开关，移动滑片，调节滑动变阻器的滑片，在小灯泡不亮、灯丝暗红、微弱发光、正常发光（使电压表的示数等于小灯泡的正常工作电压）各测一次对应的电压值和对应的电流数值，并记录在表格中；（3）计算每次的电阻值，整理器材。（4）记录数据的表格为：实验次数电压U/V电流I/A灯泡亮度电阻R/Ω1不亮2灯丝发红3微弱发光4正常发光（5）根据实验数据：画出小灯泡的的图像（6）数据处理：测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；分析与归纳：灯丝的电阻随温度的升高而增大。考点2：伏安法测定值电阻、小灯泡电阻区别1.I－U图像分析与绘制：①如图所示，a为定值电阻，b为小灯泡，c为电压表接滑动变阻器两端时，小灯泡的I－U图像；②得出小灯泡电阻的变化规律：小灯泡灯丝电阻随温度升高而增大。③定值电阻和小灯泡的图如下：注意总结图像特点2.多次测量的目的：①定值电阻：求平均值减小误差；②小灯泡：探究灯丝的电阻与温度之间的变化关系；灯丝电阻随温度升高而增大。考点3：交流与评估（1）滑片移动方向的判断：电压表示数小于小灯泡额定电压时，要使灯正常发光，应使滑动变阻器接入电阻值变小（2）滑动变阻器规格的选取：分压规律滑动变阻器最小阻所选变阻器规格（3）常见故障①电流表的指针偏转到了零刻度线左侧无刻度处，原因是②发现电压表的指针偏转角度改变但一直较小，原因是③无论如何移动滑片电压表、电流表的示数很大且不变，原因是无论如何移动滑片电压表、电流表的示数很小且不变，原因是④电压表、电流表无示数，且电压表示数接近电源电压：电压表、电流表有示数，且电压表示数为零：电压表、电流表有示数，且电压表示数接近电源电压：电压表、电流表无示数，且电压表示数为零：如图所示，实验发现，电流表示数增大，电压表示数反而减小，原因是（扩展）考点4：误差分析电流表内接法和外接法对实验的影响例题：用电流表和电压表测电阻时，电压表和电流表有如图所示的两种接法。关于这两种接法，下列说法中正确的是（）A．甲图适合测量阻值较大的电阻，误差会减小 B．乙图适合测量阻值较大的电阻，误差会减小 C．若考虑甲图电流表本身的电阻，则测量值与真实值相比偏小 D．若考虑乙图电压表本身的电阻，则测量值与真实值相比偏大针对训练一．选择题1．如图是四位同学设计的用伏安法测电阻R的电路图，其中正确的是A．B． C． D．2．用“伏安法测电阻”的实验中，丹丹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的图像，如图甲、乙所示。对于图像的分析，以下说法错误的是（）A．图甲是定值电阻的U﹣I图像，图乙是小灯泡的U﹣I图像 B．由图像可知，通过定值电阻的电流和定值电阻两端的电压成正比 C．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 D．为了减小误差，应该用多次测量的方法，计算小灯泡的电阻3．在“伏安法”测电阻的实验中，下列相关操作或方法正确的是（）A．为了使定值电阻阻值测得更准确些，在可能的情况下，加在电阻两端的电压要尽量大一些 B．在无法估计被测电压、电流的大小时，可用试触法选取合适的量程 C．将滑动变阻器连入电路时，滑片应放到使电路中电流最大的位置 D．在用伏安法测小灯泡灯丝的电阻时，为了减小误差，取不同状态下测得的电阻平均值作为小灯泡灯丝电阻的阻值4．某同学利用如图所示的电路测量小灯泡的电阻，电源电压为3V，小灯泡标有“2.5V”的字样，他记录的实验数据如表所示，其中有一次记录的电流表示数是错误的。关于该实验，下列说法正确的是（）实验次数12345电压/V0.51.01.52.02.5电流/A0.100.140.160.240.28电阻/Ω①第3次实验记录的电流表示数是错误的；②多次实验的目的是为了寻找普遍规律；③5次实验中小灯泡正常发光时的电阻最小；④第1次实验中，滑动变阻器接入的阻值为25Ω。A．①②③④ B．只有①②④ C．只有②④ D．只有①②5．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．由图甲可知，定值电阻的阻值为1Ω B．由图甲可知，定值电阻的阻值不随其两端的电压和通过的电流而改变C．为了减小误差，应该用多次测量取平均值的方法，计算小灯泡的电阻D．由图乙及实验现象可知：小灯泡的电阻随灯丝温度的升高而增大6．“伏安法”测电阻R的部分电路如图所示，关于测得的电阻值大小和误差原因分析正确的是（）A．R偏小，因为电流表测量值比通过电阻R的实际电流大一点 B．R偏大，因为电流表测量值比通过电阻R的实际电流小一点 C．R偏大，因为电压表测量值比电阻两端的实际电压大一点 D．R偏小，因为电压表测量值比电阻两端的实际电压小一点7．如图所示是利用伏安法测电阻的部分电路，若考虑电表内阻对电路的影响，则关于测量误差和产生原因，下列说法正确的是（）测量值偏小，是由于电流表所测通过Rx电流偏小 B．测量值偏小，是由于电压表所测Rx两端电压偏小 C．测量值偏大，是由于电流表所测通过Rx电流偏大 D．测量值偏大，是由于电压表所测Rx两端电压偏大二．实验探究题8．在测量标有2.5V小灯泡电阻的实验中：（1）将图甲所示电路连接完整（导线不能交叉）；（2）电路连接完成并检查无误后，闭合开关，发现小灯泡不亮，但电流表和电压表均有示数，接下来他应进行的操作是：；（3）调节滑动变阻器滑片，使小灯泡正常发光，再调节滑动变阻器滑片使小灯泡两端的电压逐次降低，将实验中观察到的现象和测量的数据记录在下表中：序号12345发光情况明亮较亮较暗暗不发光电压U/V2.52.01.51.00.5电流I/A0.220.200.150.12电阻R/Ω11.410.06.74.2当电压表的示数为1.5V时，电流表的示数如图乙所示为A，此时小灯泡的电阻约为Ω（结果保留两位有效数字）；（4）请根据表格数据在图丙中绘制出小灯泡的电流随电压变化的关系图像；（5）从数据或图像中可以看出小灯泡在不同电压下的电阻值有何特点，请写出一句具有概括性的结论：。9．小明用下列器材测量定值电阻的阻值：干电池2节、电流表、电压表、滑动变阻器、开关及导线。（1）如图甲所示的电路，其中有一条导线连接错误，请在该导线上打“×”并用笔画线代替导线将电路连接完整；（2）电路改正后，进行了三次实验，数据如下表，其中第3次实验时电流表的示数如图乙所示，分析数据可知被测电阻R的阻值为Ω；（结果保留1位小数）实验序号电压/V电流/A电阻/Ω11.20.1222.00.2032.7实验中常用滑动变阻器规格有“10Ω2A”和“20Ω2A”两种，则该实验选取的滑动变阻器规格为；（4）小红将上述实验中的定值电阻换成额定电压为2.5V的小灯泡，用同样的方法测定小灯泡的电阻。当电压表的示数为0.7V时，电流表的示数为0.14A；当电压表的示数为2.4V时，电流表的示数为0.30A；则电压表的示数为1.6V时，电流表的示数可能为（选填“0.16A”“0.20A”“0.24A”“0.30A”）。10．小明在做“用电压表和电流表测量未知电阻Rx的阻值”实验，器材有两节新干电池、滑动变阻器、电压表（有0～3V、0～15V两个量程）、电流表、开关、导线若干。然后按照图甲电路图连接了图乙的实物电路。请用笔画线代替导线，将图乙中的电路连接完整；闭合开关前，滑动变阻器的滑片应滑到最（选填“左”或“右”）端。（2）闭合开关，发现电流表、电压表示数很大，无论如何移动滑动变阻器的滑片，两电表示数始终不变，则原因可能是。（3）排除故障后，进行实验，当电流表示数为0.30A时电压表的示数如图丙所示，则此次测量的定值电阻Rx的阻值为Ω。实验序号电压/V电流/A电阻/Ω电阻平均值/Ω11.20.2020.3032.50.42（4）小明又多次移动滑动变阻器的滑片，测出了不同电压下待测电阻Rx的阻值，如表所示。多次测量求平均值的目的是。下列选项中与本次实验进行多次测量的目的相同的是（填序号）。A．用刻度尺测量物理课本的长度B．探究杠杆的平衡条件C．测量小灯泡的电阻11．如图所示是用电压表和电流表测标有3.8V字样小灯泡的电阻的实验电路，电源电压恒为6V。请用笔画线代替导线，将图15甲的实物图连接完整，要求：滑片向左移动时灯泡变亮，导线不能交叉。（2）闭合开关前，电压表的指针在刻度的左边，其原因可能是。（3）正确连接电路后，闭合开关，观察到两个电表均有示数，小灯泡正常发光，过一会，小灯泡突然熄灭，电流表示数为0，电压表示数接近电源电压，其原因。（4）排除故障后，闭合开关，观察到电压表的示数为3V，该同学要测量小灯泡正常发光时的电阻，应将滑动变阻器的滑片向（填“左”或“右”）移动，直到电压表的示数为V，此时电流表的示数如图乙所示为A，则小灯泡的电阻为Ω。（5）若实验过程中电压表的大量程损坏，小量程完好，请你帮他设计一种可行的办法，在利用原有器材的情况下，测出小灯泡的正常发光时的电阻。方法是。12．小亮同学用伏安法测量一个定值电阻Rx的阻值。实验器材有：待测定值电阻Rx（约10Ω）、电压表、电流表、滑动变阻器（20Ω，1A）、开关、电源（电压恒定）各一个，导线若干。（1）如图甲所示是小亮连接的部分电路，请你用笔画线代替导线，在图甲中将电路连接完整。要求：当滑动变阻器的滑片P向右移动时，电路中的电流变大；（2）闭合开关后，发现电压表的示数约为电源电压，调节滑动变阻器滑片，电压表示数无明显变化，电流表示数为零，造成该故障的可能原因是；（3）排除故障，通过实验测出了两组数据后，电压表突然坏了。请你利用现有器材，帮助他设计电路，再测一次该定值电阻的阻值，并画出你设计的电路图（开放性试题，答案合理即可）；（4）小亮为了探究电流与电阻的关系，跟老师多要了几个定值电阻，阻值分别为10Ω、20Ω、25Ω的定值电阻各一个，电源电压4.5V恒定不变。①小明将10Ω的电阻接入电路，闭合开关，调节滑片P至适当位置。读出电压表示数为2.5V，此时变阻器连入电路的阻值为R1，更换为20Ω的电阻。闭合开关后，在原来滑片位置基础上，接下来他移动滑片P至适当位置，使电压表示数为V，此时滑动变阻器连入电路的阻值为R2，则R1：R2＝；②为了能用所选的三只定值电阻完成实验，小明所选滑动变阻器的最大阻值应不小于Ω；③小明完成了多组实验，利用收集到的数据，作出了如图乙所示的电流I随电阻R变化的关系图像，图中阴影部分“面积”表示的物理量是。（填字母）电流B.电压C.电阻D.电荷量13．小华在做测量标有“2.5V”字样小灯泡的电阻的实验中，所用器材：电源（3V）、电流表、电压表、滑动变阻器（20Ω，2A）、开关、导线若干。（1）他连接了如图甲所示的电路，同组小明发现接错了一根导线，请你在这根导线上打“×”，并补画出正确的那根导线。（2）改正错误后，闭合开关，移动滑片P，发现灯泡始终不亮，电流表示数为零，电压表示数等于电源电压，可判断故障是。（3）排除故障后闭合开关，发现电压表、电流表都有示数，但小灯泡不亮，其原因是；移动滑动变阻器的滑片，当电压表的示数为2.5V时，电流表的示数如图乙所示，则此时灯泡的电阻为Ω；移动滑动变阻器的滑片，当电压表的示数为1V时，电流表的示数应（选填“大于”“小于”或“等于”）0.08A。14．用“伏安法”测未知电阻的阻值。（1）请用笔画线表示导线，将图甲所示的实物连接成完整电路。要求：滑动变阻器的滑片P向右移动时，电流表示数变小（请勿更改原有导线，导线不能交叉）。（2）连接电路前，开关必须。电路接通前，滑动变阻器的滑片P应该移至图中处（选填“A”或“B”）。（3）小林闭合开关后，发现电流表