153伏安法测电阻

沪科版九年级第十五章《探究电路》15.3“伏安法”测电阻【知识梳理】探究实验比较：实验名称伏安法测电阻伏安法测定值电阻Rx的阻值伏安法测小灯泡的电阻原理欧姆定律的变形式R＝U/I电路图实验步骤①根据电路图连接实物。②检查电路无误后，闭合开关S，三次改变滑动变阻器的阻值，分别读出电流表、电压表的示数，填入表格。③整理器材。注意事项①连接实物时，必须注意开关应断开。②连接滑动变阻器时应注意“一上一下”，闭合开关前滑片应调至阻值最大处。③连接电压表和电流表时应注意电流要从“＋”接线柱流入，从“－”接线柱流出。滑动变阻器的作用保护电路、改变被测电阻两端的电压。数据处理算出三次Rx的值，求出平均值。多次测量的目的是求平均值以减小误差。在本实验中不能求平均值，多次测量的目的是使实验结论更具普遍性。实验结论测得Rx的阻值小灯泡灯丝的电阻随温度的升高而增大。伏安曲线【易错点】常见故障分析：序号现象原因1电流表（或电压表）的指针反偏电表的正负接线柱接反2闭合开关后发现小灯泡不亮，电流表和电压表都没有示数电路中除小灯泡外的某处接触不良3闭合开关，灯泡不亮，电流表示数是零，电压表示数很大小灯泡开路4闭合开关，灯泡不亮，电压表示数是零，电流表示数很大小灯泡短路5发现小灯泡不亮，同时电流表和电压表有示数，但非常小电源电压太低或滑动变阻器接入电路中的阻值过大。6连接好实验电路后，闭合开关并移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡变亮，电流表示数变大时，电压表示数反而变小；小灯泡变暗，电流表示数变小时，电压表示数反而变大电压表并联在滑动变阻器两端7将实验电路连接好后，闭合开关S，发现小灯泡特别亮，并且无论怎样移动变阻器滑片，灯泡亮度不变滑动变阻器接入了上面两个接线柱8将实验电路连接好后，闭合开关S，发现小灯泡很暗，并且无论怎样移动变阻器滑片，灯泡亮度不变滑动变阻器接入了下面两个接线柱【规律总结】测定值电阻的阻值时，多次测量求平均值，可以减小实验误差。测量小灯泡在不同电压下的电阻发现，灯泡两端电压越低，通过灯泡的电流越小，灯泡亮度越暗，灯丝电阻越小。从而得出结论：灯丝电阻与温度有关，且灯丝电阻随温度升高而增大。【典例分析】（2021宁夏中考）在测量标有小灯泡电阻的实验中，下图是甲同学连接好的电路。（1）乙同学发现电路连接错误，只需更改一根导线即可。请你把接错的那一根导线找出来，并画上“×”，再用笔画线把它改接到正确的位置上。（2）闭合开关前，应将滑片P移到滑动变阻器的最__________（选填“左”或“右”）端。（3）闭合开关，发现小灯泡不发光，电流表无示数，电压表示数较大，则电路故障可能是________。（写出一种可能即可）（4）排除故障后，甲同学先闭合开关，调节滑动变阻器，使小灯泡正常发光，再调节滑动变阻器使小灯泡两端的电压逐次降低，实验中观察到的现象和测量的数据记录如下表：序号12345发光情况明亮较亮较暗暗不发光电压2.52.01.51.00.5电流0.220.200.140.12电阻11.410.07.04.7当电压表的示数为时，电流表的示数如图所示为__________A，则此时小灯泡的电阻约为__________。（5）最后甲同学用表格中的电阻取平均值做小灯泡的电阻，乙同学认为这样处理不正确。请你说明理由：______________。【答案】左灯泡灯丝断了0.188.3小灯泡的电阻随温度的变化而变化【解析】（1）用伏安法测小灯泡的电阻，需要用电压表与小灯泡并联测其两端电压，用电流表与之串联测其电流，所以原图需要改正，如图所示：（2）闭合开关前，应将滑片P移到滑动变阻器的最大阻值处，图中滑动变阻器连接的是右下接线柱，则需将滑片置于最左端。（3）闭合开关，发现小灯泡不发光，电流表无示数，电压表示数较大，说明与电压表并联的小灯泡断路导致电压表与电流表串联接入电路，所以故障原因可能是灯泡灯丝断了。（4）由图可知，电流表选用的是0~0.6A量程，分度值为0.02A，读出其示数为0.18A。此时小灯泡电阻（5）由表中数据可知，小灯泡的电阻随温度的变化而变化，所以取平均值做小灯泡的电阻时毫无意义的。【思路小结】在检查电路连接故障时，一般从电流表、电压表的量程大小的选择，电表正负接线柱的接法是否正确，电压表是否与用电器并联，电流表是否与用电器串联，滑动变阻器的接法等几方面去检查。【真题操练】1．在“用伏安法测电阻”的实验中，下列注意事项中，没有必要的是（）A．应从电源的正极开始连线，开关应靠近电源的正极B．在无法估计被测电阻大小时，电流表、电压表应选用较大的量程C．接电路时，先断开开关D．将变阻器连入电路时，滑片应放在变阻器阻值最大的位置上【答案】A【解析】连接电路时，不一定要从电源的正极开始连线，且开关只要串联在电路中，其位置不影响开关的作用，故A没有必要，A符合题意；在无法估计被测电压、电流的大小时，电流表、电压表应选用较大的量程，可以保护电表，说明正确，故B不符合题意；为了保护电路，连接电路时，开关应断开，这样可以防止短路，故C不符合题意；为了保护电路，将变阻器连入电路时，滑片应放到使电路中电流最小的位置，即阻值最大位置，说法正确，故D不符合题意。故选A。2．（2021安徽九年级期末）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（）A．测量值偏大，是由于电流表示数较Rx电流偏大 B．测量值偏大，是由于电压表示数较Rx两端电压偏大C．测量值偏小，是由于电流表示数较Rx电流偏小 D．测量值偏小，是由于电压表示数较Rx两端电压偏小【答案】B【解析】由图可知，电流表和Rx串联，测量Rx的电流，电压表测量Rx和电流表的总电压，若考虑电流表有内阻，则电压表的示数大于Rx两端的真实电压，由可知测得的Rx阻值偏大。故ACD错误，B正确。故选B。3．（2021山东枣庄九年级期末）“伏安法测电阻”是电学中非常重要的一个实验，小聪同学分别对伏安法测“定值电阻”和测“小灯泡的电阻”两个实验进行了梳理和对比，下列说法正确的是（）A．两个实验的实验原理都是B．滑动变阻器在两个实验的作用仅是保护电路C．两个实验进行多次测量的目的不同D．两个实验都采用了控制变量法【答案】C【解析】伏安法测电阻的实验原理是，故A错误；滑动变阻器在两个实验的作用不仅是保护电路，还起到改变电压和电流方便测量多组数据的作用，故B错误；测“定值电阻”时多次测量是为了求取电阻的平均值减小误差，测“小灯泡的电阻”时多次测量是为了比较灯泡在不同电压下电阻的关系，两个实验多次测量的目的不同，故C正确；两个实验的目的都是为了测量而不是探究，两实验均没有用到控制变量法，故D错误。故选C。4．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的图象，如图甲、乙所示。对于图象的分析，以下说法错误的是（）A．图甲是定值电阻的U﹣I图象，图乙是小灯泡的U﹣I图象B．由图象可知，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【答案】D【解析】根据图甲可知，电压与电流成正比，因此该电阻为定值电阻，所以图甲是定值电阻的U﹣I图象，则图乙是灯泡的U﹣I图象，故A正确，不符合题意；由图象甲可知，通过定值电阻的电流和定值电阻两端的电压成正比，故B正确，不符合题意；由乙图可知，电流与电压不成正比，且电压变化比电流变化快，所以灯泡电阻逐渐增大，灯泡电压和电流越大，其实际功率越大，温度越高，由此可知，小灯泡的电阻随灯丝温度的增加而增大，故C正确，不符合题意；灯泡的电阻是变化的，不能取多次测量的平均值减小误差，是为了寻找灯丝电阻与温度的关系，故D错误，符合题意。故选D。5．（2021四川成都中考）小毅同学用图所示电路测未知电阻的阻值，闭合开关前，他应将滑动变阻器的滑片移到端。实验时，他移动滑片，多次测量求的平均值是为了______。【答案】b减小误差【解析】为保护电路，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移到b端或右端，使其阻值最大；调整变阻器的滑片继续测量的目的是：多次测量求平均值，减小实验误差。6．用伏安法测小灯泡电阻的实验注意事项：（1）接通电源前应将开关处于______状态，将滑动变阻器的阻值调到最大；（2）连好电路后要通过______的方法选择电压表和电流表的量程；（3）滑动变阻器的作用是改变电阻两端的电压和通过的______；保护电路。【答案】断开试触电流【解析】（1）接通电源前应将开关处于断开状态，将滑动变阻器的阻值调到最大。（2）连好电路后要通过试触的方法选择电压表和电流表的量程。（3）滑动变阻器的作用是改变电阻两端的电压和通过的电流以保护电路。7．（2021北京延庆九年级期末）小英按如图所示的电路图连接实验电路，测量电阻Rx的阻值。闭合开关S，滑动变阻器滑片P滑动到某一位置时，电压表的示数如图甲所示，电流表的示数如图乙所示，则电压表的示数为______V，电流表的示数为______A，电阻Rx的阻值为______。

【答案】20.54

【解析】电压表接小量程，分度值0.1V，电压表读数为2V。电流表接小量程，分度值0.02A，电流表读数为0.5A。电阻RX的阻值为8．某同学在“用电压表和电流表测导体的电阻”实验中，按如图（a）所示的电路图连接好电路，移动滑动变阻器的滑片，使滑动变阻器连入电路的阻值最大。闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，分别读出电压表和电流表的几组示数并记录，根据记录的数据，作出如图（b）所示的U－I图线。则被测电阻R1的电阻值为______Ω。滑动变阻器的滑片在某一位置时，电压表的指针位置如图（c）所示（电压表所接的量程为0~3V），则电压表的示数为________V【答案】81.6【解析】由b图可知，当R1两端的电压为2.4V时，通过的电流为0.3A，因此。由c图知，电压表选择的量程为0～3V，分度值为0.1A，电压表示数为1.6V。9．（2021山东青岛中考）测量定值电阻的阻值。（1）实验依据的公式是_________。（2）图甲是刚刚接好的实物电路，请指出其中的错误或不要之处________（写出一条即可）。（3）实验中发现电流表无示数。为查找问题，先将导线1从a点断开，然后依次去接触e点、d点、c点及b点，发现当接触e点、d点时，电流表有示数，则电路故障不可能是________（选填符合要求的选项字母）。A．开关S断路B．滑动变阻器断路C．电阻R断路（4）排除电路故障后进行实验，得到如下数据，其中表格内空缺的电流值如图乙所示，则这个电流值为_________A。U/V0.60.91.21.51.8I/A0.150.230.300.45（5）表格填写完整后，根据表中数据，在图丙中描点并画出这个电阻R的UI图象。________【答案】见解析C0.38【解析】（1）测量定值电阻的阻值用到公式。（2）由图可知，刚刚接好的实物电路，开关应该是断开的，图中开关是闭合的，是错误的，电源由两节干电池组成，1节干电池的电压是1.5V，所以电源电压是3V，电压表的量程选择0~3V，图中电压表的量程选择0~15V，是错误的。（3）将导线1从a点断开，依次去接触e点、d点、c点及b点，当接触e点、d点时，电流表有示数，说明电源的负极和d点之间没有断路，不可能电阻R断路，故选C。（4）由图乙可知，电流表的量程是0~0.6A，分度值是0.02A，电流表的示数0.38A。（5）由表中数据，根据描点法画出这个电阻R的UI图象，如图所示：10．（2021湖北荆门中考）做“测量小灯泡的电阻”的实验。（1）小华同学连接实物电路如图甲所示，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P，发现小灯泡不亮。经检查，发现有一根导线连接错误，请你在连按错误的导线上打“×”，并用笔画线代替导线将图甲电路连接正确，连线不能交叉_________。（2）连接电路时，开关必须______（选填“断开”或“闭合”）。电路连接完整后，闭合开关前应将滑动变阻器的滑片P移到______（选填“A”或“B”）端。（3）正确连接电路后闭合开关，移动滑片P，当电流表的示数为0.2A时，电压表指针位置如图乙所示，则电压表读数为_____V，小灯泡的阻值为____Ω。【答案】断开A2.211【解析】（1）如图，小灯泡没有真正接入电路，闭合开关小灯泡也不会发光，修改如下图：（2）为了保护电路，连接电路时，开关必须断开，电路连接完整后，闭合开关前应将滑动变阻器的滑片P移到最大阻值处，即A端。（3）如图，电压表选择的是，电压表的示数为2.2V。小灯泡的阻值为11．（2021贵州中考）如图甲为某同学做“伏安法测电阻”的实验电路：

（1）请根据图甲的电路连接情况，在图乙虚线框内画出对应的电路图；___________（2）闭合开关，电压表示数接近电源电压，电流表示数接近于零，无论怎样调节滑动变阻器滑片，两表示数几乎不变，则故障可能是___________；（3）某次测量时，电压表示数为2.40V，电流表的示数如图丙所示，所测电阻Rx=___________Ω。【答案】Rx断路12【解析】（1）根据图甲，从电源正极出发，按顺序将用电器用电学符号连接起来，要求用电器的分布要均匀、美观。（2）从电路中可以看出，滑动变阻器与所测电阻串联，电压表测量所测电阻电压，电流表测量电路电流。闭合开关，电压表示数接近电源电压，电流表示数接近于零，说明电路中出现开路，无论怎样调节滑动变阻器滑片，两表示数几乎不变，则故障可能是Rx断路。（3）某次测量时，电压表示数为2.40V，说明所测电阻的电压2.4V。从丙图中可以看出电流表量程选用00.6A，分值为0.02A，电流表的示数0.2A，即所测电阻电流为0.2A，所以12．（2021青海中考）某兴趣小组在探究额定电压为2.5V的小灯泡的电阻随温度变化规律时，他们先进行了如下猜想：猜想一：小灯泡的电阻可能随温度的升高而增大；猜想二：小灯泡的电阻可能随温度的升高而减小；猜想三：小灯泡的电阻不随温度的变化而变化。接下来他们设计了如图所示的实验电路进行探究，他们具体的探究过程为：（1）完成电路连接，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应移到最______（填“左”或“右”）端；（2）闭合开关后，发现小灯泡不亮，电压表无示数，电流表有示数，移动滑动变阻器的滑片时，电流表的示数发生变化，则故障原因可能是小灯泡______（填“断路”或“短路”）；（3）故障排除后，进行实验并记录了前4组数据如下表所示，第5次实验的电流值如图所示，则电流大小为______A；次数12345电压（U/V）0.51.01.52.02.5电流（I/A）0.180.300.380.44（4）根据上表记录的实验数据，在如图所示的坐标中绘出小灯泡的电流随电压变化的大致图像______。通过图像分析可知，小灯泡的电阻随温度的升高而______（填“增大”“不变”或“减小”）。【答案】左短路0.48增大【解析】（1）完成电路连接，闭合开关前，为了电路中各个元件的安全，滑动变阻器应滑到最大值，即滑动变阻器的滑片应移到最左端。（2）因为电流表有示数，说明电路是通路，但电压表无示数，说明电压表被短路，则故障原因可能是，小灯泡短路。（3）电流表选小量程，分度值为0.02A，则电流大小为0.48A。（4）根据上表