第3节 电阻的测量
基础主干落实
“伏安法测电阻”
1.实验原理:R=。
2.实验器材:电源、开关、导线、 、 、滑动变阻器、定值电阻。
3.实验电路图:
4.实验步骤:
(1)按如图所示电路图正确连接电路,连接电路时开关应 ,滑动变阻器的滑片移到 。
(2)检查无误后,闭合开关,调节滑动变阻器滑片P的位置,改变 ,观察 每次对应的示数,分别填入设计的表格中。
(3)根据记录的 和 ,求出对应的电阻值,然后再求平均值。
重点案例探析
重点 测量小灯泡的电阻
【典题】(2023·乐山中考)小杨同学用如图甲所示的电路测量定值电阻R的阻值。
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲中的电路连接完整;(要求:滑片向左移动时电流表示数变大,且导线不能交叉)
(2)实验开始前,开关应处于 状态,滑动变阻器的滑片应调到 阻值处;
(3)小杨同学正确连接电路后,闭合开关,发现电流表无示数,电压表示数接近电源电压,出现这种故障的原因可能是 (选填“R短路”或“R断路”);
(4)排除故障后的某次实验中,移动滑片使电压表示数为2 V时,电流表的指针位置如图乙所示,则电流表的示数为 A,定值电阻R的阻值为 Ω;
(5)小杨同学通过改变滑动变阻器滑片的位置,进行了多次对定值电阻R的测量,目的是 。
A.减小误差 B.寻找实验的普遍规律
【点拨】
(1)小灯泡的电阻变化并不是实验误差起主导作用,而是因为灯丝的电阻与温度有关,温度越高,灯丝的电阻越大。
(2)测量小灯泡的电阻时,需要多次测量,其目的是寻找灯丝电阻与温度之间的关系,不能求其平均值。
【A层 基础必会】
考点一 测量定值电阻的阻值
1.(2023·铜仁月考)小明测量某电阻R的阻值时,已连接如甲图电路。
(1)同桌又补了一根导线,使电路完整。请你在图甲中画出这根导线。
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片滑到 (选填“A”或“B”)端;实验中滑动变阻器所起的作用是① ,
② 。
(3)小明正确操作测得数据如表,电流表第3次示数如图乙,请你帮小明填入表格的空格中。
实验次数 1 2 3
电压U/V 3 4 5
电流I/A 0.31 0.41
(4)最终测得的电阻阻值为 Ω(计算结果保留一位小数)。
(5)在不增加器材的条件下,利用以上电路还可以探究 的关系。
考点二 测量小灯泡的电阻
2.小亮同学做测量“小灯泡的电阻”实验时,所用器材有:电源、符合实验要求的电表(均使用小量程)、开关和导线。如图甲是小亮同学没有连接完整的电路。
(1)本实验的实验原理是 ;
(2)请你用笔画线代替导线,将图甲所示的电路连接完整;
(3)小亮同学连好电路后,闭合开关,移动滑动变阻器滑片P,发现小灯泡始终不亮,电压表无示数,电流表有示数且随着滑片移动有明显变化,则故障可能是 ;
(4)小亮移动滑片P在某处时的电流与电压读数如图乙、图丙所示,则此时灯泡的电阻为 Ω;
(5)小亮继续移动滑动变阻器,通过测量的数据发现灯泡的电阻在变化,原因是
。
易错点 误认为测量小灯泡电阻时可以求平均值来减小误差
3.在用“伏安法测电阻”的实验中,有两位同学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,画出定值电阻和小灯泡的U-I图象,分别如图甲、乙所示,则对于图象的分析,以下说法错误的是 ()
A.由甲图可知,定值电阻的阻值为1 Ω
B.由甲图可知,定值电阻它不随导体两端的电压和导体中的电流改变而改变
C.由乙图可知,小灯泡的电阻跟灯丝的温度有关
D.为了减小误差,应该用多次测量取平均值的方法测定小灯泡的电阻
纠错:在不同温度(或不同电压)下小灯泡的电阻不同,所以求电阻的平均值没有意义。
【B层·能力提升】
4.(2023·淄博中考)用如图甲所示电路测量正常发光时电压为2.5 V的小灯泡的电阻,其中电源电压为3 V恒定不变,滑动变阻器规格为“20 Ω 1 A”,导线若干(导线电阻忽略不计)。
(1)请用笔画线代替导线,将电路连接完整(导线不能交叉),要求:滑片P向左滑动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大;
(2)小明连好电路,一闭合开关,小灯泡就发出耀眼的光。他在操作中的问题是 ;
(3)问题解决后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,观察小灯泡的亮度,多次测量并记录数据(如表所示)。当电压表的示数为2.5 V时,小灯泡正常发光,此时电流表示数如图乙所示,为 A,计算此时小灯泡的阻值为 (精确到
0.1 Ω);
实验次数 1 2 3 4 5
发光情况 不亮 微光 暗 明亮 耀眼
电压U/V 0.5 0.9 1.5 2.5 2.8
电流I/A 0.16 0.20 0.22 0.30
电阻R/Ω
(4)对比小灯泡在不同亮度下的电阻,你的发现是 。
(5)小明想用本实验器材探究电流和电压的关系,你认为是否可行并说明理由:
。
5.(2023·黔东南质检)如图所示,甲是用“伏安法”测量未知电阻Rx的实物电路图。
(1)该实验的原理是 。请用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整。
(2)某实验小组连接完最后一根导线,立即看到电流表的指针迅速摆动到最大刻度。请你说出该小组在实验中两个操作不当之处:
① ;
② 。
(3)排除故障后,闭合开关,当滑片移动到某位置时,电压表示数为2.4 V,电流表示数如图乙所示,其读数为 A,则未知电阻Rx= Ω。
(4)某小组同学测完一组数据,就准备整理实验器材结束实验,你认为他们的实验真的结束了吗,你会给他们提出什么建议呢 写出你的操作性建议: 。
你提出这个建议的目的是: 。
(5)将电阻Rx换成小灯泡,重复上述实验,发现几次实验测得的小灯泡的电阻值相差比较大,原因可能是 。
(6)若实验中电压表损坏,利用其他的原有器材也能测出未知电阻Rx的阻值。实验电路如图丙所示(滑动变阻器最大阻值为R0,电源电压未知且不变),请将下列实验步骤补充完整:
①闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到a端,记录电流表示数为I1;
②闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到 ,记录电流表示数为I2;
③写出待测电阻的表达式,Rx= (用已知量和测量量符号表示)。 第3节 电阻的测量
基础主干落实
“伏安法测电阻”
1.实验原理:R=。
2.实验器材:电源、开关、导线、 电压表 、 电流表 、滑动变阻器、定值电阻。
3.实验电路图:
4.实验步骤:
(1)按如图所示电路图正确连接电路,连接电路时开关应 断开 ,滑动变阻器的滑片移到 阻值最大处 。
(2)检查无误后,闭合开关,调节滑动变阻器滑片P的位置,改变 定值电阻两端的电压 ,观察 电流表 每次对应的示数,分别填入设计的表格中。
(3)根据记录的 电压值 和 电流值 ,求出对应的电阻值,然后再求平均值。
重点案例探析
重点 测量小灯泡的电阻
【典题】(2023·乐山中考)小杨同学用如图甲所示的电路测量定值电阻R的阻值。
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲中的电路连接完整;(要求:滑片向左移动时电流表示数变大,且导线不能交叉)
答:
(2)实验开始前,开关应处于 断开 状态,滑动变阻器的滑片应调到 最大 阻值处;
(3)小杨同学正确连接电路后,闭合开关,发现电流表无示数,电压表示数接近电源电压,出现这种故障的原因可能是 R断路 (选填“R短路”或“R断路”);
(4)排除故障后的某次实验中,移动滑片使电压表示数为2 V时,电流表的指针位置如图乙所示,则电流表的示数为 0.40 A,定值电阻R的阻值为 5 Ω;
(5)小杨同学通过改变滑动变阻器滑片的位置,进行了多次对定值电阻R的测量,目的是 A 。
A.减小误差 B.寻找实验的普遍规律
【点拨】
(1)小灯泡的电阻变化并不是实验误差起主导作用,而是因为灯丝的电阻与温度有关,温度越高,灯丝的电阻越大。
(2)测量小灯泡的电阻时,需要多次测量,其目的是寻找灯丝电阻与温度之间的关系,不能求其平均值。
【A层 基础必会】
考点一 测量定值电阻的阻值
1.(2023·铜仁月考)小明测量某电阻R的阻值时,已连接如甲图电路。
(1)同桌又补了一根导线,使电路完整。请你在图甲中画出这根导线。
答:
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片滑到 A (选填“A”或“B”)端;实验中滑动变阻器所起的作用是① 保护电路 ,
② 改变定值电阻两端的电压和电流,进行多次测量 。
(3)小明正确操作测得数据如表,电流表第3次示数如图乙,请你帮小明填入表格的空格中。
实验次数 1 2 3
电压U/V 3 4 5
电流I/A 0.31 0.41 0.50
(4)最终测得的电阻阻值为 9.8 Ω(计算结果保留一位小数)。
(5)在不增加器材的条件下,利用以上电路还可以探究 电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压 的关系。
考点二 测量小灯泡的电阻
2.小亮同学做测量“小灯泡的电阻”实验时,所用器材有:电源、符合实验要求的电表(均使用小量程)、开关和导线。如图甲是小亮同学没有连接完整的电路。
(1)本实验的实验原理是 R= ;
(2)请你用笔画线代替导线,将图甲所示的电路连接完整;
答:
(3)小亮同学连好电路后,闭合开关,移动滑动变阻器滑片P,发现小灯泡始终不亮,电压表无示数,电流表有示数且随着滑片移动有明显变化,则故障可能是 灯泡短路 ;
(4)小亮移动滑片P在某处时的电流与电压读数如图乙、图丙所示,则此时灯泡的电阻为 10 Ω;
(5)小亮继续移动滑动变阻器,通过测量的数据发现灯泡的电阻在变化,原因是
灯泡的电阻随温度的升高而增大 。
易错点 误认为测量小灯泡电阻时可以求平均值来减小误差
3.在用“伏安法测电阻”的实验中,有两位同学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,画出定值电阻和小灯泡的U-I图象,分别如图甲、乙所示,则对于图象的分析,以下说法错误的是 (D)
A.由甲图可知,定值电阻的阻值为1 Ω
B.由甲图可知,定值电阻它不随导体两端的电压和导体中的电流改变而改变
C.由乙图可知,小灯泡的电阻跟灯丝的温度有关
D.为了减小误差,应该用多次测量取平均值的方法测定小灯泡的电阻
纠错:在不同温度(或不同电压)下小灯泡的电阻不同,所以求电阻的平均值没有意义。
【B层·能力提升】
4.(2023·淄博中考)用如图甲所示电路测量正常发光时电压为2.5 V的小灯泡的电阻,其中电源电压为3 V恒定不变,滑动变阻器规格为“20 Ω 1 A”,导线若干(导线电阻忽略不计)。
(1)请用笔画线代替导线,将电路连接完整(导线不能交叉),要求:滑片P向左滑动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大;
答:
(2)小明连好电路,一闭合开关,小灯泡就发出耀眼的光。他在操作中的问题是 滑动变阻器的滑片没有调到最大阻值处 ;
(3)问题解决后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,观察小灯泡的亮度,多次测量并记录数据(如表所示)。当电压表的示数为2.5 V时,小灯泡正常发光,此时电流表示数如图乙所示,为 0.28 A,计算此时小灯泡的阻值为 8.9 Ω (精确到
0.1 Ω);
实验次数 1 2 3 4 5
发光情况 不亮 微光 暗 明亮 耀眼
电压U/V 0.5 0.9 1.5 2.5 2.8
电流I/A 0.16 0.20 0.22 0.30
电阻R/Ω
(4)对比小灯泡在不同亮度下的电阻,你的发现是 小灯泡的电阻不同 。
(5)小明想用本实验器材探究电流和电压的关系,你认为是否可行并说明理由:
不可行,因为小灯泡的电阻随着加热时间的变化而变化 。
5.(2023·黔东南质检)如图所示,甲是用“伏安法”测量未知电阻Rx的实物电路图。
(1)该实验的原理是 R= 。请用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整。
答:
(2)某实验小组连接完最后一根导线,立即看到电流表的指针迅速摆动到最大刻度。请你说出该小组在实验中两个操作不当之处:
① 连接电路时开关未断开 ;
② 滑动变阻器的滑片未移至最大阻值处 。
(3)排除故障后,闭合开关,当滑片移动到某位置时,电压表示数为2.4 V,电流表示数如图乙所示,其读数为 0.24 A,则未知电阻Rx= 10 Ω。
(4)某小组同学测完一组数据,就准备整理实验器材结束实验,你认为他们的实验真的结束了吗,你会给他们提出什么建议呢 写出你的操作性建议: 调节滑动变阻器改变电压电流,多做几次实验 。
你提出这个建议的目的是: 多次测量求电阻平均值减小误差 。
(5)将电阻Rx换成小灯泡,重复上述实验,发现几次实验测得的小灯泡的电阻值相差比较大,原因可能是 灯丝电阻随温度的变化而变化 。
(6)若实验中电压表损坏,利用其他的原有器材也能测出未知电阻Rx的阻值。实验电路如图丙所示(滑动变阻器最大阻值为R0,电源电压未知且不变),请将下列实验步骤补充完整:
①闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到a端,记录电流表示数为I1;
②闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到 b端 ,记录电流表示数为I2;
③写出待测电阻的表达式,Rx= (用已知量和测量量符号表示)。
