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2023-2024学年人教版九年级物理高效课堂培优讲义
第3节 电阻的测量
(
01
新课知识解析
)
(
知识点
一
:
伏安法测电阻
)
1.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“伏安法”。
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。
2.实验注意事项
(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.
3.器材的选择原则
(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:
测量电阻的特殊方法
计算
)
1.等效替代法
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=R
2. 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)
(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)
3.安阻法
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)
(
0
2
题型专场
)
题型一:伏安法测定值电阻的阻值
(2022九上·侯马期末)在“用伏安法测未知电阻”的实验中:
(1)请你用笔画线代替导线将图甲所示电路连接完整,要求滑片P向左移动时电路中的电流变大。
(2)连接好电路闭合开关,发现电流表指针偏转,电压表没有示数,则故障的原因可能是 。
(3)排除故障后闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,当电压表示数为1.2V时,电流表示数如图乙所示,此时未知电阻R= Ω,调节滑动变阻器多次测量在此实验中的目的是 。
(4)将电路中的定值电阻改成小灯泡,就可以测量小灯泡的电功率,但不能多次测量求平均值,原因是: 。
(5)该同学又设计了如图丙所示的电路同样可以测量未知电阻Rx,其中R0是定值电阻。请在空格内把实验步骤补充完整:
①同时闭合S、S1,用电压表测出电源的电压U;
②闭合开关S、断开S1,用电压表测出 两端的电压为U1;
③请用测量值U和U1,已知量R0来表达Rx= 。
【答案】(1)略
(2)定值电阻短路
(3)4;取平均值减小误差
(4)小灯泡在不同电压下的实际功率不同,求平均值无意义
(5)待测电阻Rx;③U1R0/(U-U1)
【解析】(1)当滑片向左移动时电流变大,则此时接入的阻值减小,那么应该将变阻器左下角的接线柱与开关右端相连即可,如下图所示:
(2)连接好电路闭合开关,发现电流表指针偏转,电压表没有示数,则故障的原因可能是定值电阻短路。
(3)根据乙图可知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,则电阻为:;
调节滑动变阻器多次测量在此实验中的目的是:取平均值减小误差。
(4)将电路中的定值电阻改成小灯泡,就可以测量小灯泡的电功率,但不能多次测量求平均值,原因是:小灯泡在不同电压下的实际功率不同,求平均值无意义;
(5)①同时闭合S、S1,用电压表测出电源的电压U;
②闭合开关S、断开S1,用电压表测出Ux两端的电压为U1;
那么R0两端的电压为:U0=U-U1;
在串联电路中,电压与电阻成正比,即:;
;
解得:。
题型二:伏安法测小灯泡的电阻
(2023九下·本溪月考)小月做“测定小灯泡电阻”的实验中,电源电压恒为4.5V,小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)她连接了如图甲所示的电路,此时闭合开关,容易损坏 表。请你在甲图上只改动一根导线,在错误的导线上画“×”,并用笔画线代替导线将电路连接正确 ;
(2)连接正确后,若闭合开关,电流表及电压表指针均发生偏转,而小灯泡不发光,其可能原因是 ;
(3)再次移动滑片,读取多组电压表的示数U、电流表示数I的值,在坐标纸上描点做出I﹣U关系图像,如图乙所示。则小灯泡正常发光时的电阻为 Ω;
(4)实验时,小月认为应移动滑动变阻器多测几组数据求平均值,她的想法是否正确 ,为什么 ;
【答案】(1)电压;
(2)滑动变阻器连入阻值太大
(3)5
(4)不正确;灯丝电阻随温度升度而增大
(5)上;0.3
【解析】(1)由图甲可知,电压表串联在电路中,其示数近似等于电源电压,由于电源电压大于电压表接入的量程,电压表容易损坏。
灯与变阻器串联,电压表串联在电路中是错误的。电流表与灯串联,变阻器串联在电路中,电压表与灯并联,电路改接如下图所示:
(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。
(3)由图乙可知,灯泡两端的电压为2.5V时,电流表的示数为0.5A,由欧姆定律可得此时灯丝的电阻为
(4)由于灯丝电阻随温度的升高而变大,移动滑动变阻器多测几组数据后求平均值是没有意义的,小月的想法不正确。
题型三:测量电阻的其他方法
(2020九上·苍溪期中)现有两个阻值不等的未知电阻R1和R2,为了分辨它们的阻值大小,几个同学分别设计了如图所示的四种电路,其中不可行的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
A、两电阻串联在电路中,开关闭合,R1和R2串联,电压表测R1两端的电压;开关断开,电压表测电源电压,根据串联电路电压规律可以确定电阻的大小,A可行;
B、两电阻串联在电路中,根据欧姆定律和串联电路电压规律可知电阻越大,电阻两端的电压越大,B可行;
C、两电阻并联,电流表A1测量R1中的电流,电流表A测量R1和R2中的总电流,根据并联电路干路电流等于各支路电流之和可以确定电阻的大小,C可行;
D、开关闭合,R1和R2串联,电压表测量R2两端的电压,由于不知道电源电压,无法确定R1和R2之间的电压关系,D不可行.
故答案为:D
(
0
3
巩固提升
)
1.(2022九上·平谷期末)在测量未知电阻的实验中,提供的实验器材有:电源(电源两端电压不变且未知)、开关、导线、电流表、电压表、阻值已知的定值电阻、滑动变阻器、电阻箱 (电路中的符号 )等。同学们设计了如图所示的几种测量电路,在不拆改电路的前提下,不能够测量出待测电阻阻值的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】A.由电路图可知,两电阻串联,电压表测Rx两端的电压,电流表测电路中电流(即通过Rx的电流),根据求出未知电阻的阻值,A可行;
B.由电路图可知,只开关S1闭合时,R1与RX串联,电流表测电路中的电流;保持滑片的位置不变,断开S1、闭合S2时,R1与R2串联,电流表测电路中的电流,调节R2的阻值,使电流表的示数不变,则Rx=R2,B可行;
C.由电路图可知,开关S1、S2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S1闭合、S2断开时,R0与Rx串联,电压表测R0两端的电压U0,因串联电路中各处的电流相等,所以,C可行;
D.由电路图可知,两电阻并联,无论电路中两开关都闭合或只闭合S1,电流表都只测通过Rx的电流,无法知道Rx两端的电压,D不可行。
故答案为:D。
2.(2022九上·沂水期中)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
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减小误差
D.实验结束,断开开关即可离开实验室
【答案】C
【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 ,A不符合题意;
B.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:C。
3.(2022九上·威县期末)下列电路中,电源电压不变(未知),R0为阻值已知的定值电阻。则能测出未知电阻Rx阻值的电路是( )
A.只有(1) (2) B.只有(2)(3)
C.只有(1) (2) (3) D.(1) (2) (3) (4)
【答案】C
【解析】【解答】(1)由电路图可知,当S1闭合、S2断开时,电路为Rx的简单电路,电流表Rx的电流Ix,当开关S1、S2都闭合时,R0、Rx并联,电流表测干路电流I, 通过R0的电流I0=I-Ix
电源电压U=(I-I0)R0
未知电阻Rx阻值Rx=
(2)开关S1、S2闭合时,R0被短路,电压表测量电源电压U,开关S2断开时,两个电阻串联,电压表测量Rx两端的电压Ux,根据串联电路总电压等于各分电压之和,求出定值电阻两端的电压
电路中的电流I=
未知电阻Rx阻值
(3)由电路图可知,当S1闭合、S2断开时,电路为Rx的简单电路,电流表测通过Rx的电流Ix,当开关S1、S2都闭合时R0、Rx串联,电流表测通过Ro、Rx的电流I,设电源电压为U,则有 ①
②
联立两式解得:
(4)由电路图可知,无论开关S2闭合还是断开,电压表始终测电源的电压,即无法测出或间接得出通过Rx的电流,故此电路图不能测出Rx阻。
综上分析,(1)、(2)、(3)图能够测出未知电阻Rx阻值,C符合题意,ABD不符合题意。
故答案为:C。
4.(2021九上·防城期末)在 “伏安法测电阻” 的实验中,关于滑动变阻器的作用,下列说法中正确的是( )
A.控制电源的电压,以免损坏电压表
B.改变电阻两端的电压和电路中的电流,实现多次测量
C.使电压表和电流表的读数更加准确
D.能使电阻两端的电压升高,电阻变大
【答案】B
【解析】
A.实验中滑动变阻器能改变被测电阻两端的电压,但不能改变电源电压,A不符合题意;
BD.“伏安法测电阻” 的实验中移动滑动变阻器的滑片,滑动变阻器接入电路的阻值发生改变,从而可以改变电路中的电流;待测电阻的阻值不变,根据U=IR可知,待测电阻两端的电压也会变化,电流和电压的变化可以是增大、升高,也可以是减小、降低,从而实现多次测量,B符合题意,D不符合题意;
C.电流表和电流表读数的准确程度由它的分度值来决定,实验中滑动变阻器对电流表、电压表的读数准确程度没有影响,C不符合题意。
故答案为:B。
5.(2021九上·江都月考)要测量一个阻值约为500Ω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、0~15V)、学生用电流表(量程为0~0.6A、0~3A)、滑动变阻器R1(10Ω、1A )、电阻箱R2(0~9999Ω)以及单刀双掷开关各一只,开关、导线若干.以下四种电路中,可以较准确地测出Rx阻值的是( )
A.①②③ B.②④ C.③④ D.只有②
【答案】D
【解析】
①由电路图可知,被测电阻和滑动变阻器串联,电压表测量电阻Rx两端电压,电流表测量通过电路的电流,但由于Rx=500Ω>R1=10Ω;所以电路中的电流几乎不变,无法多次测量减小求平均值;②由电路图可知,闭合总开关,单刀双掷开关可以使电压表分别测量Rx两端电压和电源电压,根据串联电路特点可知电阻箱两端电压,已知电阻箱的阻值和两端电压,根据欧姆定律即可求出电路中的电流,最后利用R=即可求出被测电阻,由于电阻箱的阻值变化范围比较大,可以改变电阻箱的位置起到多次测量减小求平均值,减小误差;③由电路图可知,电阻箱与被测电阻并联,闭合总开关,当单刀双掷开关与Rx连接,读出电流表示数,当单刀双掷开关与R2连接,保持滑动变阻器的滑片不动,调节R2的阻值,使电流表示数与原来的示数相同,读出电阻箱R2值,即为Rx的阻值,可以进行多次测量;由于电阻箱R2的阻值不是连续的,则测量的值只能精确到1Ω;④由电路图可知,电阻箱与被测电阻并联,闭合总开关,当单刀双掷开关与Rx连接,电压表测量Rx两端电压,读出电压表示数;当单刀双掷开关与R2连接,保持滑动变阻器的滑片不动,调节R2的阻值,使电压表示数与原来的示数相同,读出电阻箱R2值,即为Rx的阻值,可以进行多次测量;由于电阻箱R2的阻值不是连续的,则测量的值只能精确到1Ω;综合上面的分析可知,可以较准确地测出Rx阻值的是②.
故答案为:D.
6.(2021九上·平顶山期中)在测量未知电阻Rx的实验中,提供的实验器材有:电源(电源两端电压不变且未知)、电流表、电压表、滑动变阻器、阻值已知的定值电阻R0等。同学们设计了如图所示的几种测量电路,在不拆改电路的前提下,不能够测量出待测电阻Rx阻值的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
A.两电阻串联,电压表测Rx两端的电压,电流表测电路中电流,即通过Rx的电流,则可由欧姆定律计算它的电阻,能测出Rx阻值,A不符合题意;
B.当开关都闭合时,只有Rx连入电路,电压表相当于测电源电压,当断开S1时,两电阻串联,电压表测Rx两端的电压,由串联电路特点和欧姆定律可计算出通过R0的电流,即Rx的电流,由欧姆定律即可计算出Rx的阻值,能测出Rx阻值,B不符合题意;
C.两电阻并联,无论电路中两开关闭合或断开,电流表都只测通过R0的电流,不能得到通过Rx的电流,不能测出Rx阻值,C符合题意;
D.只S闭合时,两电阻串联,电流表测电路中电流I1;两开关都闭合时只有R0接入电路中,电流表测此时电路中电流I2,根据电源电压不变可列式,解得,可测出Rx阻值,D不符合题意。
故答案为:C。
7.(2021九上·顺义期中)小阳利用一块电压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器材,连接了如图所示的实验电路后进行了如下操作:闭合开关S1和S2,读出电压表的示数为U1;闭合开关S1,断开开关S2,读出电压表的示数为U2 .则用U1、U2和R0表示出待测电阻Rx的表达式为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
由电路图知道,闭合开关S1和S2时,电路中只有R0,电压表测电源的电压,则电源的电压U=U1 ;闭合开关S1,断开开关S2 时,R0与Rx串联,电压表测R0两端的电压,即U0 =U2,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,Rx两端的电压:Ux =U-U0 =U1 -U2,因串联电路中各处的电流相等,所以,电路中的电流:I=U0/R0=Ux/Rx,即U2/R0=(U1 U2)/Rx,解得Rx =(U1 U2)R0/U2,
故答案为:C.
8.(2020九上·顺义期末)现利用一块电压表和阻值已知的电阻R0测量电阻Rx的阻值。选择了满足实验要求的器材,电源两端电压不变,并连接了如图所示实验电路。闭合开关S1,断开开关S2,电压表的示数为U1;闭合开关S1和S2,电压表的示数为U2,则Rx的表达式为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
根据电路图可知,闭合开关S1和S2,Rx被短路,电路中只有R0,电压表测量R0两端的电压,也是电源电压,即电源电压为U2;闭合开关S1,断开开关S2,电阻R0和电阻Rx串联,电压表测量R0两端的电压,即R0的电压为U1;通过R0的电流为
由串联电路的电压特点可得,Rx两端的电压为Ux=U2-U1
Rx的阻值表达式为
A符合题意,BCD不符合题意。
故答案为:A。
9.(2020九上·和平期末)对于“探究电流跟电阻的关系”和“伏安法测量定值电阻”的这两个实验,下列说法中不正确的是( )
A.它们采用的物理研究方法都是控制变量法
B.它们的滑动变阻器在实验电路中的作用不同
C.前者多次测量的目的是分析多组数据,得出电压一定时电流跟电阻的关系
D.后者多次测量的目的是取电阻的平均值,减小误差
【答案】A
【解析】
A.探究电流跟电阻的关系实验中采用了控制变量法,伏安法测量定值电阻实验中没有采用控制变量法,A错误,符合题意;
B.探究电流跟电阻的关系实验中滑动变阻器的作用是控制定值电阻两端电压不变,伏安法测量定值电阻滑动变阻器作用是改变电流和定值电阻两端的电压,B正确,不符合题意;
C.探究电流跟电阻的关系时多次实验室为了寻找普遍规律,得出电压一定时电流跟电阻的关系,C正确,不符合题意;
D.测量定值电阻阻值时,多次实验是为了多次测量求平均值减小实验误差,D正确,不符合题意。
故答案为:A。
10.小明想测量一只标有“2.5V”的小灯泡正常发光时的电阻值,他选择了如图甲所示满足实验要求的实验器材,并完成了部分电路的连接。
(1)请你根据实验要求在图甲中用笔画线代替导线将实验电路补充完整 ;
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P滑至 端。(选填“a”或“b”)
(3)实验过程中将滑动变阻器的滑片P滑至某一位置,当电压表的示数为2.5V时,电流表的示数如图乙所示,这时通过小灯泡电流的测量值是 A,小灯泡正常发光时电阻的测量值为 Ω.(保留1位小数)
【答案】(1)
(2)b
(3)0.3;8.3
【解析】测量灯泡正常发光时的电阻值时,
(1)测量电阻时,电压表和灯泡并联,根据灯泡的额定电压2.5V,选择量程为0~3V,滑动变阻器连接要一上一下,如图 ;
(2)闭合开关前,滑动变阻器阻值最大,可以保护电路,将滑动变阻器的滑片P滑至b端;
(3)当电压表的示数为2.5V时,电流表如图乙,量程为0~0.6A,电流表示数为0.3A,小灯泡电流的为0.3A,小灯泡正常发光时电阻为。
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2023-2024学年人教版九年级物理高效课堂培优讲义
第3节 电阻的测量
(
01
新课知识解析
)
(
知识点
一
:
伏安法测电阻
)
1.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 .
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。
2.实验注意事项
(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 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 不能接反.
(6)滑动变阻器应采用“ ”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 .
3.器材的选择原则
(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:
测量电阻的特殊方法
计算
)
1.等效替代法
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=R
2. 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)
(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)
3.安阻法
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)
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题型专场
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题型一:伏安法测定值电阻的阻值
(2022九上·侯马期末)在“用伏安法测未知电阻”的实验中:
(1)请你用笔画线代替导线将图甲所示电路连接完整,要求滑片P向左移动时电路中的电流变大。
(2)连接好电路闭合开关,发现电流表指针偏转,电压表没有示数,则故障的原因可能是 。
(3)排除故障后闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,当电压表示数为1.2V时,电流表示数如图乙所示,此时未知电阻R= Ω,调节滑动变阻器多次测量在此实验中的目的是 。
(4)将电路中的定值电阻改成小灯泡,就可以测量小灯泡的电功率,但不能多次测量求平均值,原因是: 。
(5)该同学又设计了如图丙所示的电路同样可以测量未知电阻Rx,其中R0是定值电阻。请在空格内把实验步骤补充完整:
①同时闭合S、S1,用电压表测出电源的电压U;
②闭合开关S、断开S1,用电压表测出 两端的电压为U1;
③请用测量值U和U1,已知量R0来表达Rx= 。
题型二:伏安法测小灯泡的电阻
(2023九下·本溪月考)小月做“测定小灯泡电阻”的实验中,电源电压恒为4.5V,小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)她连接了如图甲所示的电路,此时闭合开关,容易损坏 表。请你在甲图上只改动一根导线,在错误的导线上画“×”,并用笔画线代替导线将电路连接正确 ;
(2)连接正确后,若闭合开关,电流表及电压表指针均发生偏转,而小灯泡不发光,其可能原因是 ;
(3)再次移动滑片,读取多组电压表的示数U、电流表示数I的值,在坐标纸上描点做出I﹣U关系图像,如图乙所示。则小灯泡正常发光时的电阻为 Ω;
(4)实验时,小月认为应移动滑动变阻器多测几组数据求平均值,她的想法是否正确 ,为什么 ;
题型三:测量电阻的其他方法
(2020九上·苍溪期中)现有两个阻值不等的未知电阻R1和R2,为了分辨它们的阻值大小,几个同学分别设计了如图所示的四种电路,其中不可行的是( )
A. B.
C. D.
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巩固提升
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1.(2022九上·平谷期末)在测量未知电阻的实验中,提供的实验器材有:电源(电源两端电压不变且未知)、开关、导线、电流表、电压表、阻值已知的定值电阻、滑动变阻器、电阻箱 (电路中的符号 )等。同学们设计了如图所示的几种测量电路,在不拆改电路的前提下,不能够测量出待测电阻阻值的是( )
A. B.
C. D.
2.(2022九上·沂水期中)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
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减小误差
D.实验结束,断开开关即可离开实验室
3.(2022九上·威县期末)下列电路中,电源电压不变(未知),R0为阻值已知的定值电阻。则能测出未知电阻Rx阻值的电路是( )
A.只有(1) (2) B.只有(2)(3)
C.只有(1) (2) (3) D.(1) (2) (3) (4)
4.(2021九上·防城期末)在 “伏安法测电阻” 的实验中,关于滑动变阻器的作用,下列说法中正确的是( )
A.控制电源的电压,以免损坏电压表
B.改变电阻两端的电压和电路中的电流,实现多次测量
C.使电压表和电流表的读数更加准确
D.能使电阻两端的电压升高,电阻变大
5.(2021九上·江都月考)要测量一个阻值约为500Ω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、0~15V)、学生用电流表(量程为0~0.6A、0~3A)、滑动变阻器R1(10Ω、1A )、电阻箱R2(0~9999Ω)以及单刀双掷开关各一只,开关、导线若干.以下四种电路中,可以较准确地测出Rx阻值的是( )
A.①②③ B.②④ C.③④ D.只有②
6.(2021九上·平顶山期中)在测量未知电阻Rx的实验中,提供的实验器材有:电源(电源两端电压不变且未知)、电流表、电压表、滑动变阻器、阻值已知的定值电阻R0等。同学们设计了如图所示的几种测量电路,在不拆改电路的前提下,不能够测量出待测电阻Rx阻值的是( )
A. B.
C. D.
7.(2021九上·顺义期中)小阳利用一块电压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器材,连接了如图所示的实验电路后进行了如下操作:闭合开关S1和S2,读出电压表的示数为U1;闭合开关S1,断开开关S2,读出电压表的示数为U2 .则用U1、U2和R0表示出待测电阻Rx的表达式为( )
A. B.
C. D.
8.(2020九上·顺义期末)现利用一块电压表和阻值已知的电阻R0测量电阻Rx的阻值。选择了满足实验要求的器材,电源两端电压不变,并连接了如图所示实验电路。闭合开关S1,断开开关S2,电压表的示数为U1;闭合开关S1和S2,电压表的示数为U2,则Rx的表达式为( )
A. B.
C. D.
9.(2020九上·和平期末)对于“探究电流跟电阻的关系”和“伏安法测量定值电阻”的这两个实验,下列说法中不正确的是( )
A.它们采用的物理研究方法都是控制变量法
B.它们的滑动变阻器在实验电路中的作用不同
C.前者多次测量的目的是分析多组数据,得出电压一定时电流跟电阻的关系
D.后者多次测量的目的是取电阻的平均值,减小误差
10.小明想测量一只标有“2.5V”的小灯泡正常发光时的电阻值,他选择了如图甲所示满足实验要求的实验器材,并完成了部分电路的连接。
(1)请你根据实验要求在图甲中用笔画线代替导线将实验电路补充完整 ;
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P滑至 端。(选填“a”或“b”)
(3)实验过程中将滑动变阻器的滑片P滑至某一位置,当电压表的示数为2.5V时,电流表的示数如图乙所示,这时通过小灯泡电流的测量值是 A,小灯泡正常发光时电阻的测量值为 Ω.(保留1位小数)
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