专题10　特殊方法测电阻 课件 (共21张PPT)2023-2024学年物理人教版九年级全一册

(共21张PPT)
特殊方法测电阻
专题10
第十七章　欧姆定律
例1　小红想利用电源(电压未知)、阻值为R0的定值电阻、电压表一个、开关三个、导线若干，测量未知定值电阻Rx的阻值。小红经过思考，设计出实验电路图(如图所示)，实验步骤如下：(请将空白处补全)
(1)闭合开关S、S1和S2，读出电压表示数为U1；
(2)__________，读出电压表示数为U2；
(3)未知定值电阻表达式：Rx＝____________
(用U1、U2、R0表示)。
一、伏阻法测电阻(缺电流表)
再断开S1
变式训练1　实验中电流表突然损坏，小组同学经过讨论设计了一种实验方案也可测出Rx阻值，电路如图所示，电源电压未知且恒定不变，a、b为滑动变阻器左右两个端点，滑动变阻器最大阻值为Rmax，请你把以下测量步骤补充完整。
(1)闭合开关S，滑片P移到a端时，读出电压表示数为U1；
(2)________________，读出电压表示数为U2；
(3)待测电阻 Rx＝____________(用已知和测量出的物理量符号表示)。
滑片P移到b端时
解析　闭合开关S，滑片P移到a端时，电压表测电源电压U1；
滑片P移至b端时，变阻器的最大电阻与定值电阻串联，由串联电路电压的规律，变阻器两端的电压为：
U滑＝U1－U2，由欧姆定律，电路中的电流：
根据串联电路的规律和欧姆定律得待测电阻：
变式训练2　小明增加一个阻值已知的定值电阻R0和两个开关，只利用一只电压表测出未知电阻Rx的阻值；他设计了如图甲所示的电路图。操作如下：
(1)只闭合S、S1，调节滑片至合适位置，读出电压表示数U2。
(2)保持滑片位置不变，只闭合S、S2，读出电压表示数U1；根据U1、U2
和R0，计算出Rx＝_________。小明又设计了一个方案，老师看完后，告诉小明图乙所示方案______(选填“能”或“不能”)测出Rx的阻值，原因是________________________________________。
不能
其中一次测量时电压表正、负接线柱会接反
例2　小明做完“伏安法测电阻”实验后，又利用如图所示的电路，测量另一个未知电阻Rx的阻值(R0是已知阻值的定值电阻)。
(1)只闭合开关S1，电流表的示数为I1；
(2)开关S1、S2都闭合后，电流表的示数为I2；
(3)请写出未知电阻Rx的阻值表达式Rx＝__________(用
I1、I2和R0表示)。
二、安阻法测电阻(缺电压表)
解析　(1)只闭合开关S1，两电阻串联，电流表的示数为I1，电源电压为U＝I1(Rx＋R0)；
(2)开关S1、S2都闭合后，只有电阻R0工作，电流表的示数为I2，电源电压为U＝I2R0；
(3)根据电源电压不变可知，U＝I1(Rx＋R0)＝I2R0；
变式训练3　实验中电压表突然损坏，小组同学经过讨论设计了一种实验方案也可测出Rx阻值，如图，滑动变阻器的最大阻值为R。
(1)闭合开关，将滑片P移至A端，读出电流表的示数为I1；
(2)将滑片移至____端，读出电流表的示数为I2；
(3)待测电阻Rx＝________(用I1、I2、R表示)
B
变式训练4　如图是小禾和同学设计的测Rx的电路图，定值电阻的阻值为R0。请你帮他计算出电阻值。
(1)闭合开关S、S1，调节滑动变阻器滑片到合适位
置，读出电流表的示数为I1；
(2)断开开关_____，闭合开关S2，保持滑动变阻器滑
片位置不动，读出电流表的示数为I2；
(3)待测电阻Rx＝_________(用I1、I2、R0表示)。
S1
(1)简要写出实验的主要步骤(指出物理量的名称并
用相应的符号表示)。
a._______________________________；
b._______________________________。
(2)Rx的表达式Rx＝_____(用所测量的物理量及相应的符号表示)。
变式训练5　用如图所示的电路测量电阻Rx的阻值，其中电源电压恒定，定值电阻R0的阻值已知，S为单刀双掷开关。
开关S接a时，记录电流表的示数I0
开关S接b时，记录电流表的示数Ix
例3　用图甲所示的电路测量待测电阻Rx的阻值，图中R为电阻箱 ，R0为滑动变阻器，电源两端的电压不变。
三、等效替代法测电阻
(1)请你完成该实验的主要步骤：
①根据图甲中的电路图连接电路，将滑动变阻器的阻值调到最大；
②断开开关S2，闭合开关S1，调节滑动变阻器滑片到适当位置，读出电流表的示数为I；
③断开开关S1，闭合开关S2，调节____________，使电流表的示数I保持不变；
④读出电阻箱的示数R。
电阻箱旋钮
(2)实验操作完成后，电阻箱的示数如图乙所示，可知待测电阻Rx＝____ Ω。
50
解析　实验操作完成后，电阻箱的示数如题图乙所示，电阻箱的电阻为：
R＝0×1 000 Ω＋0×100 Ω＋5×10 Ω＋0×1 Ω＝50 Ω，
由(1)知，滑动变阻器分别与待测电阻和电阻箱组成串联电路，因滑动变阻器连入电路的电阻不变，且电路的电流保持不变，由等效替代法可知待测电阻的阻值：Rx＝R＝50 Ω。
(3)本实验中蕴含的“等效替代”思想是科学研究中的一种常用思想方法，其实质是在效果相同的情况下，将较为复杂的实际问题变换为简单的熟悉问题，并找出其中的规律。在下列四个实例中，体现了“等效替代”思想的是____。(填写字母)
A.学习电压时，我们可以通过水压来认识它
B.用一个10 Ω的电阻代替两个5 Ω串联时的电阻
C.选用同一个定值电阻探究电流与电压的关系
B
解析　学习电压时，我们可以通过水压
来认识它，采用了类比法；用一个10 Ω
的电阻代替两个5 Ω串联时的电阻，采
用了等效替代法；选用同一个定值电阻
探究电流与电压的关系，采用了控制变量法，故选B。
变式训练6　实验小组利用电阻箱分别设计了如图甲、乙所示电路来测量未知电阻Rx的阻值，请回答下列问题：
(1)在图甲的电路中：
①仅闭合开关S、S1，调节滑动变阻器的滑片，电压表指针指在某一位置后，读出电压表的示数U；
②断开开关S1，闭合开关S、S2，保持滑动变阻器的滑片位置不动，调节电阻箱，__________________，读出电阻箱的阻值R0；
③待测电阻Rx的阻值Rx＝____(用测量量表示)。
直到电压表示数为U
R0
解析　由题图甲可知，仅闭合开关S、S1，调节滑动变阻器的滑片，电压表指针指在某一位置后，读出电压表的示数U，此时R1与Rx串联，电压表测Rx两端的电压；
再断开开关S1，闭合开关S、S2，保持滑动变阻器的滑片
位置不动，调节电阻箱，直到电压表示数为U，读出电阻
箱的阻值R0，此时R2与R1串联，电压表测R2两端的电压，
因两种情况下滑动变阻器接入电路中的电阻不变，且电压表的示数相同，
所以，由I＝ 可知，两种情况下电路中电流相同，电路的总电阻相等，故此时Rx＝R2＝R0。
(2)在图乙的电路中：
①仅闭合开关S、S1，记录此时电流表示数为I；
②断开开关S1，______________________________________，
读出电阻箱的阻值R0；
③待测电阻Rx的阻值Rx＝_____(用测量量表示)。
解析　由题图乙可知，仅闭合开关S、S1，记录此时电流表示数为I，此时只有Rx串联在电路中，此时电源电压U＝IRx，断开开关S1，闭合开关S、S2时，记录此时电流表示数为I0，读出电阻箱的阻值R0，此时只有R2串联在电路中，此时电源电压U＝I0R0，根据两个电路电源电压相等可以求得Rx＝
闭合开关S、S2，记录此时电流表示数为I0
(3)分析甲、乙两图，你认为____电路图更适合用来测Rx的阻值，理由是_______________________________________________________。
解析　分析甲、乙两电路图可知，题图甲中有滑动变阻器，能多次改变电压表的示数，测得多组Rx的值，能通过取平均值来减小误差，而题图乙中不能改变电流表的示数，不能获取多组数据取平均值来减小误差，故甲电路图更适合用来测Rx的阻值。
甲
可以通过移动变阻器的滑片获取多组数据取平均值来减小误差