第2课时 电阻的测量
用电流表和电压表测量电阻。
实验一 伏安法测电阻
实验名称 有关考点 实验电路、图象
电阻的 测量 1.实验原理:R=或欧姆定律。 2.连接实物电路过程中先要将开关断开,连好电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片移到最大阻值处。 3.实验中每记录一次电压表和电流表的读数后,开关都要断开的目的: ①保护电路。 ②因为导体电阻的大小除由导体本身因素决定外,还与温度有关。当电流通过导体时,导体因发热而电阻变大,长时间通电时,前后测得的电阻值偏差较大。所以,每次读数后应及时断开开关,这样测得的电阻值较为准确。 4.实验中滑动变阻器的作用: (1)在电路中串联一个滑动变阻器,可以防止电流过大,对电路元件起到保护作用。 (2)调节电阻两端的电压和通过它的电流,以便于多次测量。 5.实验中电流表、电压表量程的选择: ①根据电源电压选择电压表量程 ②由I=估算,选择电流表量程 6.实验过程中减小误差的方法: 至少做三次实验,根据公式R=算出三个阻值R1、R2、R3,填入表中, 多次实验,求平均值,即R=。 7.伏安法测小灯泡电阻与测定值电阻的区别: 在测定值电阻的实验中,为了减小误差,至少要做三次实验,求出电阻的平均值;在测小灯泡电阻的实验中,由于小灯泡的电阻受温度影响较大,故不能通过求平均值的方法来减小误差。 定值电阻: 灯泡电阻:
【示范题1】小明同学在伏安法测电阻的实验中:
基础点
(1)在连接电路时,开关S应处于 断开 状态,滑动变阻器的滑片P应放在电阻最 大 的位置。
(2)小明同学连接了如图甲所示的电路,闭合开关,电流表 无 示数,电压表 有 示数。(均选填“有”或“无”)
(3)他仔细检查电路,发现有一根导线连接错误。请你在图甲中错误的导线上画“×”,并用笔画线代替导线画出正确的一根连接导线。
答:
(4)小明同学用完好的器材按图甲正确连接好电路, “试触”时,发现电流表的指针偏转很小;移动滑动变阻器的滑片,发现指针偏转仍然较小。产生该现象的原因可能是 电流表量程过大 。
(5)正确连接电路后,闭合开关,调节滑动变阻器滑片P,当电压表的示数为2 V时,观察到电流表示数如图乙所示,他记下数据并算出电阻R的阻值为 10 Ω。
(6)同组小斌同学继续向 A (选填“A”或“B”)端移动滑片P,适当增大电阻R两端的电压,并进行了多次测量计算电阻的平均值从而减小实验误差。
高分点
(7)小明将标有“2.5 V”小灯泡替换定值电阻,测量该灯泡的电阻,调节滑动变阻器,测得实验数据如表所示:
物理量 实验次数
第1次 第2次 第3次 第4次
电压/V 1.0 1.5 2.0 2.5
电流/A 0.14 1.00 0.25 0.30
电阻/Ω
在分析实验数据时,发现一个数据有明显的错误,这个数据是 1.00 ;若此错误是看错电表量程导致的,则该数据的正确值应是 0.20 。 根据实验数据可知,小灯泡在2.5 V时的电阻是 8.33 Ω。 实验完成后,分析数据发现,小灯泡电阻呈逐渐增大趋势,其原因可能是 小灯泡的电阻随温度升高而变大 。
实验二 特殊方法测电阻
器材和目的 电路图 实验步骤 Rx表达式
器材:电源、开关、导线、电流表、定值电阻R0 目的:测Rx的电阻 思路指引 问题:没有电压表,只有电流表 ↓ 设想:未知电阻电压=已知电阻电压 ↓ 方法:未知电阻与已知电阻并联 双安法 说明:此方法要拆接电路(若有两个电流表,则不需要拆接电路) (1)如图所示,先测出通过R0的电流为I0,得出电源电压U=U0=I0R0 (2)再用电流表测出通过Rx的电流为Ix,则电源电压U=Ux=IxRx Rx= ①
安阻法 (1)闭合开关S1,断开开关S2,测出电流为I0,即得出电源电压U=U0=I0R0 (2)再闭合开关S2,测出总电流为I,即通过Rx的电流为(I-I0),则电源电压U=Ux=(I-I0)Rx Rx= ②
器材:电源、开关、导线、电流表、已知最大阻值为R0的滑动变阻器 目的:测Rx的电阻 安滑法 (1)闭合开关,将滑动变阻器调到最小值,测出电流为I1 (2)将滑动变阻器调到最大值,测出电流为I2 Rx= ③
器材:电源、开关、导线、电压表、定值电阻R0 目的:测Rx的电阻 思路指引 问题:没有电流表,只有电压表 ↓ 设想:未知电阻电流=已知电阻电流 ↓ 方法:未知电阻与已知电阻串联 双伏法 (1)闭合开关,测出电阻Rx的电压Ux (2)将电压表拆下,接在R0两端,测出R0两端的电压为U0(若有两个电压表,则不需要拆接电路) Rx= ④
伏阻法 (1)闭合开关,电压表测出总电压U (2)断开开关,电压表测出Rx的电压为Ux,即R0的电压为(U-Ux) (说明:Ix=I0=) Rx= ⑤
器材:电源、开关、导线、电压表、已知最大阻值为R0的滑动变阻器 目的:测Rx的电阻 伏滑法 (1)闭合开关,将滑动变阻器调到最小值,电压表测出总电压U (2)将滑动变阻器调到最大值,电压表测出Rx的电压为Ux Rx= ⑥
【示范题2】小亮同学测量一个定值电阻Rx的阻值。实验器材有:待测定值电阻Rx、电流表、滑动变阻器(20 Ω 1 A)、开关、电源(电压恒定)各一个,导线若干。
(1)请你利用现有器材,帮助他设计电路,并在虚线框内画出你设计的电路图。
(2)写出实验步骤。
答:①将滑动变阻器的滑片移至最左端,读出电流表的示数I1;
②将滑动变阻器的滑片移至最右端,读出电流表的示数I2。
(3)写出待测电阻Rx的表达式 Rx= Ω 。
(4)如图甲所示是小亮“测定小灯泡的电阻”的实验电路图,其中小灯泡的额定电压为2.5 V。
移动滑片P,记录多组电压表和电流表的示数,并绘制出如图乙所示的I-U图象。根据图象可计算出小灯泡正常发光的电阻是 10 Ω。完成上述实验后,小亮在缺少电压表的情况下,根据绘制出的图乙小灯泡电流与电压的关系图象,设计出了一个测量未知定值电阻的电路,如图丙所示。
请根据电路图写出其中一次测量的实验步骤:
①闭合开关S1,断开开关S2,调节滑动变阻器的滑片,使 电流表示数为I灯=
0.25 A(或0.2 A或0.1 A) ;
②闭合开关S2,断开开关S1, 保持滑片的位置不变,记录电流表的示数I ;
③Rx= (或或) 。
1.(2023·深圳中考)已知:电源电压为3 V,小灯泡额定电压为2.5 V,滑动变阻器
(30 Ω,1.2 A)
(1)请帮助亮亮根据电路图,连接实物图。(要求:滑片在最右端时,电阻最大)
答:
(2)在闭合开关前,滑动变阻器滑片需要调到 N (选填“M”或“N”)端。
(3)亮亮同学检查电路连接正确,并且电路元件没有故障后,闭合开关,发现小灯泡不发光,电流表偏转角度很小,请问故障原因是: 滑动变阻器接入电路的电阻太大 ,接下来亮亮同学的操作方法是: 调节滑动变阻器的滑片,观察小灯泡能否发光 。
(4)实验数据如表:
电压U/V 1 1.5 2 2.5 2.8
电流I/A 0.14 0.21 0.27 0.3 0.31
请问:正常发光时,小灯泡的电阻是: 8.3 Ω。
(5)由实验数据说明:小灯泡的电阻随电压的增大而 增大 (选填“增大”“变小”或“不变”)。
(6)亮亮同学在电路连接正确后,闭合开关。小灯泡亮了一下之后突然熄灭,电流表无示数,电压表有示数,请在图丙中,画出电压表指针指的位置。(用带箭头的线段表示)
答:
2.用如图甲所示的电路测量未知电阻Rx的阻值(阻值约为10 Ω),电源电压为3 V。
(1)请用笔画线代替导线,将电路连接完整。要求:滑动变阻器的滑片向右滑动时,电流表的示数变小。(导线不允许交叉)
答:
(2)电路连接完成后,闭合开关,发现电流表有示数,电压表无示数,出现此现象的原因可能是 电阻Rx短路(或电压表短路或电压表断路) 。(写出一种原因即可)
(3)排除故障后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片至某一位置,电压表示数为2.7 V,电流表示数如图乙是 0.3 A,则测得未知电阻Rx= 9 Ω。实验中通过移动滑片位置得到多组实验数据计算出Rx的平均值,这样做的目的是 减小误差 。
(4)另一组同学利用图丙所示电路也完成了该实验。电源电压不变,滑动变阻器的最大阻值为R0,a、b为滑动变阻器两端点,请把实验步骤补充完整。
①闭合开关S,移动滑动变阻器滑片P至a端,读出电压表示数U1;
②闭合开关S, 移动滑动变阻器滑片P至b端 ,读出电压表示数U2,则待测电阻的表达式Rx= ·R0 。(用R0、U1、U2表示)
3.如图甲是小明测量小灯泡电阻的电路,电源电压U=6 V,小灯泡L额定电压为
2.5 V。
(1)请用笔画线代替导线,将该电路补充完整,要求导线不交叉;
答:
(2)实验测量数据如表,他选用的滑动变阻器规格是 0~50 Ω (选填“0~20 Ω”或“0~50 Ω”);
序号 1 2 3 4 5 6
电压U/V 0.5 0.9 1.3 1.7 2.1 2.5
电流I/A 0.16 0.19 0.21 0.24 0.26
(3)小明完成第5组数据测量后,要测量小灯泡正常发光时的电阻,滑动变阻器滑片应向 右 (选填“左”或“右”)滑动;
(4)在测量第6组数据时,发现电流表损坏,小明利用图乙电路测量出了小灯泡正常发光时的电阻,已知定值电阻R0阻值为5 Ω。实验步骤如下:
①闭合开关S0,单刀双掷开关S接1,移动滑动变阻器滑片P,使电压表示数U1= 2.5 V;
②保持滑片P的位置不变,将单刀双掷开关S接2,电压表示数如图丙所示,则小灯泡L正常发光时电阻RL= 8.3 Ω(结果保留一位小数)。
4.实验小组用伏安法测量小灯泡的电阻,连接了如图甲所示的电路,小灯泡的额定电压为2.5 V,电源电压恒定。
(1)实验的原理是 R= ;
(2)图甲中有一根导线连接错误,请在该导线上打“×”,并用笔重新画一根正确连接的导线(导线不得交叉);
答:
(3)改正错误后,闭合开关,移动滑片至某位置时,电压表的示数为2 V,为测量小灯泡正常发光时的电阻,应将滑片P向 B (选填“A”或“B”)端移动;
(4)小灯泡正常发光时,电流表的示数如图乙所示为 0.26 A。此时小灯泡的电阻是 9.6 Ω(保留1位小数);
(5)小灯泡的I-U关系如图丙,当小灯泡两端的电压增大时,它的电阻 增大 (选填“增大”“减小”或“不变”),其原因是灯丝电阻受 温度 的影响;
(6)小组同学计划用该装置测量某定值电阻阻值时,发现电压表损坏,于是设计了如图丁所示的电路,测出了Rx的阻值。实验步骤如下:
①将滑片移到a端,闭合开关S,读出电流表的示数,记为I1;
②将滑片移到b端,闭合开关S,读出电流表的示数,记为I2;
③读出滑动变阻器的最大阻值为R,则:Rx= (用I1、I2和R表示)。 第2课时 电阻的测量
用电流表和电压表测量电阻。
实验一 伏安法测电阻
实验名称 有关考点 实验电路、图象
电阻的 测量 1.实验原理:R=或欧姆定律。 2.连接实物电路过程中先要将开关断开,连好电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片移到最大阻值处。 3.实验中每记录一次电压表和电流表的读数后,开关都要断开的目的: ①保护电路。 ②因为导体电阻的大小除由导体本身因素决定外,还与温度有关。当电流通过导体时,导体因发热而电阻变大,长时间通电时,前后测得的电阻值偏差较大。所以,每次读数后应及时断开开关,这样测得的电阻值较为准确。 4.实验中滑动变阻器的作用: (1)在电路中串联一个滑动变阻器,可以防止电流过大,对电路元件起到保护作用。 (2)调节电阻两端的电压和通过它的电流,以便于多次测量。 5.实验中电流表、电压表量程的选择: ①根据电源电压选择电压表量程 ②由I=估算,选择电流表量程 6.实验过程中减小误差的方法: 至少做三次实验,根据公式R=算出三个阻值R1、R2、R3,填入表中, 多次实验,求平均值,即R=。 7.伏安法测小灯泡电阻与测定值电阻的区别: 在测定值电阻的实验中,为了减小误差,至少要做三次实验,求出电阻的平均值;在测小灯泡电阻的实验中,由于小灯泡的电阻受温度影响较大,故不能通过求平均值的方法来减小误差。 定值电阻: 灯泡电阻:
【示范题1】小明同学在伏安法测电阻的实验中:
基础点
(1)在连接电路时,开关S应处于 状态,滑动变阻器的滑片P应放在电阻最 的位置。
(2)小明同学连接了如图甲所示的电路,闭合开关,电流表 示数,电压表 示数。(均选填“有”或“无”)
(3)他仔细检查电路,发现有一根导线连接错误。请你在图甲中错误的导线上画“×”,并用笔画线代替导线画出正确的一根连接导线。
(4)小明同学用完好的器材按图甲正确连接好电路, “试触”时,发现电流表的指针偏转很小;移动滑动变阻器的滑片,发现指针偏转仍然较小。产生该现象的原因可能是 。
(5)正确连接电路后,闭合开关,调节滑动变阻器滑片P,当电压表的示数为2 V时,观察到电流表示数如图乙所示,他记下数据并算出电阻R的阻值为 Ω。
(6)同组小斌同学继续向 (选填“A”或“B”)端移动滑片P,适当增大电阻R两端的电压,并进行了多次测量计算电阻的平均值从而减小实验误差。
高分点
(7)小明将标有“2.5 V”小灯泡替换定值电阻,测量该灯泡的电阻,调节滑动变阻器,测得实验数据如表所示:
物理量 实验次数
第1次 第2次 第3次 第4次
电压/V 1.0 1.5 2.0 2.5
电流/A 0.14 1.00 0.25 0.30
电阻/Ω
在分析实验数据时,发现一个数据有明显的错误,这个数据是 ;若此错误是看错电表量程导致的,则该数据的正确值应是 。 根据实验数据可知,小灯泡在2.5 V时的电阻是 Ω。 实验完成后,分析数据发现,小灯泡电阻呈逐渐增大趋势,其原因可能是 。
实验二 特殊方法测电阻
器材和目的 电路图 实验步骤 Rx表达式
器材:电源、开关、导线、电流表、定值电阻R0 目的:测Rx的电阻 思路指引 问题:没有电压表,只有电流表 ↓ 设想:未知电阻电压=已知电阻电压 ↓ 方法:未知电阻与已知电阻并联 双安法 说明:此方法要拆接电路(若有两个电流表,则不需要拆接电路) (1)如图所示,先测出通过R0的电流为I0,得出电源电压U=U0=I0R0 (2)再用电流表测出通过Rx的电流为Ix,则电源电压U=Ux=IxRx Rx= ①
安阻法 (1)闭合开关S1,断开开关S2,测出电流为I0,即得出电源电压U=U0=I0R0 (2)再闭合开关S2,测出总电流为I,即通过Rx的电流为(I-I0),则电源电压U=Ux=(I-I0)Rx Rx= ②
器材:电源、开关、导线、电流表、已知最大阻值为R0的滑动变阻器 目的:测Rx的电阻 安滑法 (1)闭合开关,将滑动变阻器调到最小值,测出电流为I1 (2)将滑动变阻器调到最大值,测出电流为I2 Rx= ③
器材:电源、开关、导线、电压表、定值电阻R0 目的:测Rx的电阻 思路指引 问题:没有电流表,只有电压表 ↓ 设想:未知电阻电流=已知电阻电流 ↓ 方法:未知电阻与已知电阻串联 双伏法 (1)闭合开关,测出电阻Rx的电压Ux (2)将电压表拆下,接在R0两端,测出R0两端的电压为U0(若有两个电压表,则不需要拆接电路) Rx= ④
伏阻法 (1)闭合开关,电压表测出总电压U (2)断开开关,电压表测出Rx的电压为Ux,即R0的电压为(U-Ux) (说明:Ix=I0=) Rx= ⑤
器材:电源、开关、导线、电压表、已知最大阻值为R0的滑动变阻器 目的:测Rx的电阻 伏滑法 (1)闭合开关,将滑动变阻器调到最小值,电压表测出总电压U (2)将滑动变阻器调到最大值,电压表测出Rx的电压为Ux Rx= ⑥
【示范题2】小亮同学测量一个定值电阻Rx的阻值。实验器材有:待测定值电阻Rx、电流表、滑动变阻器(20 Ω 1 A)、开关、电源(电压恒定)各一个,导线若干。
(1)请你利用现有器材,帮助他设计电路,并在虚线框内画出你设计的电路图。
(2)写出实验步骤。
(3)写出待测电阻Rx的表达式 。
(4)如图甲所示是小亮“测定小灯泡的电阻”的实验电路图,其中小灯泡的额定电压为2.5 V。
移动滑片P,记录多组电压表和电流表的示数,并绘制出如图乙所示的I-U图象。根据图象可计算出小灯泡正常发光的电阻是 Ω。完成上述实验后,小亮在缺少电压表的情况下,根据绘制出的图乙小灯泡电流与电压的关系图象,设计出了一个测量未知定值电阻的电路,如图丙所示。
请根据电路图写出其中一次测量的实验步骤:
①闭合开关S1,断开开关S2,调节滑动变阻器的滑片,使 ;
②闭合开关S2,断开开关S1, ;
③Rx= 。
1.(2023·深圳中考)已知:电源电压为3 V,小灯泡额定电压为2.5 V,滑动变阻器
(30 Ω,1.2 A)
(1)请帮助亮亮根据电路图,连接实物图。(要求:滑片在最右端时,电阻最大)
(2)在闭合开关前,滑动变阻器滑片需要调到 (选填“M”或“N”)端。
(3)亮亮同学检查电路连接正确,并且电路元件没有故障后,闭合开关,发现小灯泡不发光,电流表偏转角度很小,请问故障原因是: ,接下来亮亮同学的操作方法是: 。
(4)实验数据如表:
电压U/V 1 1.5 2 2.5 2.8
电流I/A 0.14 0.21 0.27 0.3 0.31
请问:正常发光时,小灯泡的电阻是: Ω。
(5)由实验数据说明:小灯泡的电阻随电压的增大而 (选填“增大”“变小”或“不变”)。
(6)亮亮同学在电路连接正确后,闭合开关。小灯泡亮了一下之后突然熄灭,电流表无示数,电压表有示数,请在图丙中,画出电压表指针指的位置。(用带箭头的线段表示)
2.用如图甲所示的电路测量未知电阻Rx的阻值(阻值约为10 Ω),电源电压为3 V。
(1)请用笔画线代替导线,将电路连接完整。要求:滑动变阻器的滑片向右滑动时,电流表的示数变小。(导线不允许交叉)
(2)电路连接完成后,闭合开关,发现电流表有示数,电压表无示数,出现此现象的原因可能是 。(写出一种原因即可)
(3)排除故障后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片至某一位置,电压表示数为2.7 V,电流表示数如图乙是 A,则测得未知电阻Rx= Ω。实验中通过移动滑片位置得到多组实验数据计算出Rx的平均值,这样做的目的是 。
(4)另一组同学利用图丙所示电路也完成了该实验。电源电压不变,滑动变阻器的最大阻值为R0,a、b为滑动变阻器两端点,请把实验步骤补充完整。
①闭合开关S,移动滑动变阻器滑片P至a端,读出电压表示数U1;
②闭合开关S, ,读出电压表示数U2,则待测电阻的表达式Rx= 。(用R0、U1、U2表示)
3.如图甲是小明测量小灯泡电阻的电路,电源电压U=6 V,小灯泡L额定电压为
2.5 V。
(1)请用笔画线代替导线,将该电路补充完整,要求导线不交叉;
(2)实验测量数据如表,他选用的滑动变阻器规格是 (选填“0~20 Ω”或“0~50 Ω”);
序号 1 2 3 4 5 6
电压U/V 0.5 0.9 1.3 1.7 2.1 2.5
电流I/A 0.16 0.19 0.21 0.24 0.26
(3)小明完成第5组数据测量后,要测量小灯泡正常发光时的电阻,滑动变阻器滑片应向 (选填“左”或“右”)滑动;
(4)在测量第6组数据时,发现电流表损坏,小明利用图乙电路测量出了小灯泡正常发光时的电阻,已知定值电阻R0阻值为5 Ω。实验步骤如下:
①闭合开关S0,单刀双掷开关S接1,移动滑动变阻器滑片P,使电压表示数U1= V;
②保持滑片P的位置不变,将单刀双掷开关S接2,电压表示数如图丙所示,则小灯泡L正常发光时电阻RL= Ω(结果保留一位小数)。
4.实验小组用伏安法测量小灯泡的电阻,连接了如图甲所示的电路,小灯泡的额定电压为2.5 V,电源电压恒定。
(1)实验的原理是 ;
(2)图甲中有一根导线连接错误,请在该导线上打“×”,并用笔重新画一根正确连接的导线(导线不得交叉);
(3)改正错误后,闭合开关,移动滑片至某位置时,电压表的示数为2 V,为测量小灯泡正常发光时的电阻,应将滑片P向 (选填“A”或“B”)端移动;
(4)小灯泡正常发光时,电流表的示数如图乙所示为 A。此时小灯泡的电阻是 Ω(保留1位小数);
(5)小灯泡的I-U关系如图丙,当小灯泡两端的电压增大时,它的电阻 (选填“增大”“减小”或“不变”),其原因是灯丝电阻受 的影响;
(6)小组同学计划用该装置测量某定值电阻阻值时,发现电压表损坏,于是设计了如图丁所示的电路,测出了Rx的阻值。实验步骤如下:
①将滑片移到a端,闭合开关S,读出电流表的示数,记为I1;
②将滑片移到b端,闭合开关S,读出电流表的示数,记为I2;
③读出滑动变阻器的最大阻值为R,则:Rx= (用I1、I2和R表示)。
