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第五章 欧姆定律
第2节 测量电阻——欧姆定律应用之一
学习目标
1.会利用伏安法测量导体电阻;
2.通过对电阻的测量认识电压-电流图像;
3.通过测量小灯泡的电阻加深理解温度对导体电阻的影响。
灯泡中钨丝的电阻有多大呢?
新知导入
1.电流可以用电流表测量,电压可以用电压表测量。那么,如何运用欧姆定律得到导体的电阻?
想想议议
I =
U
R
R =
U
I
一、用电压表和电流表测量电阻
①如图所示用电流表测出未知电阻的电流,用电压表测出未知电阻的电压,再通过 算出电阻值。
②若在电路中加一滑动变阻器——改变未知电阻两端的电压,则可多次测量电压及电流的值,取平均值,减小误差。
新知学习
实验探究:测量未知电阻
A
V
R
R'
S
用电压表、电流表间接测未知电阻
实验目的
电源、电压表、电流表、滑动变阻器、
开关、导线、待测未知电阻。
实验器材
实验原理
A
V
R
R'
S
电路图
实物图
实验电路图和实物图
实验步骤
1.调节电流表、电压表的指针到零刻度;按电路图连接实物。调节滑动变阻器的滑片到阻值最大端;
2.闭合开关,调节滑动变阻器的滑片至适当位置,分别读出电流表的示数 I、电压表的示数U,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.调节滑动变阻器的滑片改变待测电阻中的电流及两端的电压,再测几组数据,并计算R 的值。
测量 次数 电压 U/V 电流 I/A 电阻 R/Ω 电阻的平均值
R/Ω
1
2 3 实验记录表格
多次实验的目的是:多次测量求平均值减小误差
对一个未知电阻,用电压表测出它两端的电压U,用电流表测量通过它的电流I,应用欧姆定律,就可求出其电阻值。这种测量电阻的方法叫做伏安法。伏安法是测量电阻的一个基本方法。
注意事项
1.在连接电路前要调节电流表、电压表到零刻度。
2.连接电路时开关要断开,闭合开关前滑动变阻器的滑片应调到最大阻值。
3.连接好电路,在检查电路连接无误后要用开关试触,在确定电路完好后再闭合开关S。
4.电压表和电流表要注意选择合适的量程。
二、电压—电流图像
U-I 图像
在上面的实验中,除了用表格形式记录测量结果外,我们还可以用图像的方式表示。在坐标图上,横坐标表示电流I,纵坐标表示电压U。将测量的数据在图中描点,用直线或光滑的曲线连接各点,就可以得到电流随电压变化的关系曲线。
电压—电流图像常被用来研究导体电阻的变化规律,是物理学电学部分重要的图像
如右图所示是不同电阻的电压—电流图像。
若将上述实验中的未知电阻换成小灯泡,用同样的方法测定小灯泡的电阻。多测几组数据,根据实验数据在图中描点,连接各点,则关于小灯泡的电压-电流的关系曲线是怎样的呢?
小灯泡的电压 — 电流图像
I/A
U/V
O
?
实验探究:研究小灯泡的电阻
电路图
实物图
A
V
L
R
S
实验次数 U/ V I/A R灯 /Ω 灯泡亮度
1 0.5
2 1.0
3 1.5
4 2.0
0.16
0.28
0.38
3.1
3.6
3.9
不亮
灯丝暗红
微弱发光
正常发光
0.45
5.4
实验数据
I/A
U/V
O
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
1.0
1.5
2.0
小灯泡的电压-电流图像
思考:灯泡由不亮逐渐变为正常发光,灯泡灯丝的温度是否在变化 由本实验你发现了什么
从图像中可以看出:灯丝的电阻是__________。
变化的
灯丝(金属导体)的电阻跟温度有关,温度越高,电阻越大。
实验分析
多次测量的目的是:寻找普遍规律。
1.在该实验中,多次测量的目的是什么?
不能求灯泡电阻的平均值:灯丝的电阻随温度升高而增大。
2.能求小灯泡电阻的平均值吗?四次数值不同说明什么?
想想议议
(2) 用描点法作出小灯泡的U-I图像,会不会是一条直线呢?为什么?
不是。 因为灯丝的电阻随温度的升高而增大,电流与电压不成正比关系。
3.(1) 如果用描点法作出定值电阻的U-I图像,应该是一 条______线,为什么?
直
因为当电阻不变时,电流与电压成正比关系。
测量电阻——欧姆定律的应用之一
实验电路图
电压-电流图像
实验原理 R=
测量小灯泡电阻与测量定值电阻阻值的区别:灯丝电阻随温度变化有很大的改变,这时测量多次的目的是测量不同工作状态时的电阻;在测量定值电阻的阻值时,测量多次的目的是通过取平均值来减小误差。
课堂总结
1.下列说法不正确的是( )
A. 用电压表测量电压,用电流表测量电流,根据欧姆定律计算电阻的方法叫做伏安法
B. 连接电路时开关应该断开
C. 闭合开关前滑动变阻器的滑片处于阻值最大位置
D. 闭合开关前滑动变阻器的滑片处于阻值最小位置
D
课堂练习
2.李明用伏安法测电阻,电压表、电流表的示数如图所示,则待测电阻是( )
A. 12Ω
B. 10Ω
C. 6Ω
D. 5Ω
D
3.小东同学做测量灯泡电阻实验,连接电路后闭合开关,发现灯不亮,电流表无示数,电压表示数为电源电压。则故障原因可能有几种?请写出三种灯泡不亮的原因。
解:(1)电压表串联在电路中了;
(2)小灯泡断路;
(3)连接小灯泡两端的导线或接线柱断路。
4.如图是用伏安法测量某未知电阻的电路图。
(1)根据电路图将如图所示的实物图连接起来;
(2)读出如图所示电流表和电压表的示数;
(3)算出被测电阻本次的测量值。
解:(1)实物图连接如下;
(2)电流表读数为0.4A,电压表读数为2.4V
(3)
6Ω