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第十七章
欧姆定律
第3节
电阻的测量
第1课时
伏安法测量阻
1.知道使用电流表和电压表(伏安法)测量电阻的实验原理。
2.会同时使用电流表和电压表测量导体的电阻。
3.理解滑动变阻器在电路中的作用。
4.了解灯丝电阻的特性。通过测量小灯泡电阻的实验加深温度对电阻影响的理解。
5.通过两个实验的比较,体会多次测量的不同目的。
学习目标
1.利用电流表、电压表测量小灯泡的电阻。(重点)
2.设计实验电路图和实验操作步骤。
(难点)
重点难点
(1)实验方法:________________
(2)实验原理:________________
(3)需要哪些器材_____________________
___________________________________。
课堂导学
知识点一:伏安法测定值电阻的阻值
伏安法
干电池、电流表、电压表、
开关、定值电阻、滑动变阻器、导线等
(4)实验电路:
(5)滑动变阻器的两个作用分别是:________________________________________________________________________。
(6)测定值电阻求平均值的目的是_______。
滑动变阻器可以保护电路,也可以改变定
值电阻两端的电压
减小误差
注意:连接时电路时注意的事项:
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,
连接完电路要调节滑动变阻器到阻值最大端。
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适当的量程。
知识拓展与延伸
对于定值电阻的测量,为了减小试验的误差,需要进行多次测量,然后将各次测量的电阻求出平均值。
(2019·贵港)现有两节新的干电池、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线若干。在利用“伏安法”测量定值电阻Rx阻值的实验中:
(1)请你按图甲所示的电路图,以笔画线代替导线,将图乙中的电路连接完整。
例1
(2)实验前为了保护电路,滑动变阻器的滑片应置于_____(选填“A”或“B
”)端;
B
(3)闭合开关,无论怎样移动滑片P,
发现电流表始终无示数,电压表有示数,其原因可能是________(填符号)
A.滑动变阻器断路
B.Rx断路
C.Rx短路
(4)排除故障后,当电压表示数为2.7
V时,电流表示数如图丙所示,则通过Rx的电流大小为_______。它的阻值是______Ω。
(5)本实验要多次测量取平均值,是为了___________。
0.3A
9
B
减小误差
(1)滑动变阻器连接时“一上一下”选择接线柱;
(2)为保护电路,滑动变阻器的滑片应置于阻值最大处;
(3)根据电流表和电压表来判断故障;
(4)正确读数利用欧姆定律求值;
(5)实验要多次测量取平均值减小误差。
方法指导
要测量某一灯泡的电阻,只要测出灯泡两端的______和通过灯泡的_______,即可用欧姆定律的变形公式(即实验原理)____计算出待测灯泡的电阻。在连接电路的过程中,开关必须处于_____状态,滑动变阻器的滑片应位于阻值最______的一端。
伏安法测小灯泡的阻值
知识点二:
电压
电流
断开
降低
(2019·岳阳)用如图甲所示的电路测小灯泡的电阻,小灯泡的额定电压为2.5
V,电源电压恒定不变。
例2
(1)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑
片P置于B端,目的是________________。
(2)闭合开关后,发现小灯泡不亮,则接下来合理的操作是____(选填字母代号)。
A.断开开关,更换小灯泡
B.移动滑动变阻器,观察小灯泡是否发光
(3)当小灯泡正常发光时,电流表示数如图乙所示,则小灯泡正常发光时的电流为________A,小灯泡正常发光时的电阻为________Ω。(计算结果保留一位小数)
保护电路
B
0.28
8.9
(4)某同学根据表中记录的部分实验
数据,计算出小灯泡的电阻,发现有一组测量数据存在错误。请指出错误数据的序号,并说明判断依据:________________
___________________________________________________________________________________________________________。
第2组错误,小灯
泡的电阻随温度的升高而变大,而这次实
验测得的电阻比第3组、第4组的数据大所
以错误
序号
1
2
3
4
U/V
0.1
1.3
2.1
3.0
I/A
0.05
0.11
0.26
0.3
R/Ω
2
11.8
8.1
10
(1)闭合开关前,为保护电路,应将滑动变阻器的滑片P置于阻值最大处;
(2)灯泡不亮,不一定是电路出现了故障,有可能是通过灯泡的电流太小;
(3)根据电流表选用小量程确定分度值读数,由欧姆定律求出小灯泡正常发光时的电阻;
(4)灯的电阻随温度的升高而变大,不是定值电阻,不可以取平均值减小误差。
方法指导
1.在“伏安法测电阻”的实验中,滑动变阻器不能起到的作用是( )
A.
改变电路中的电流
B.
改变被测电阻两端的电压
C.
改变被测电阻的阻值
D.
保护电路
课堂达标
C
2.在“伏安法测电阻”的实验中,
小雪和晓彤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,分别画出了U-I图像,如图甲、乙所示。对于图像的分析,以下说法错误的是( )
A.由甲图可知,定值电阻的阻值为1Ω
B.由甲图可知,电阻不随其两端的电压和导体中的电流而改变
C.由乙图及实验现象可知,小灯泡的电阻随灯丝温度的增加而增大
D.为了减小误差,应该用多次测量求平均值的方法,计算小灯泡的电阻
答案是D
3.在“用伏安法测电阻”的实验中,
下列注意事项中,没有必要的是( )
A.应从电源的正极开始连线,开关应靠近电源的正极
B.在无法估计被测电阻大小时,电流表、电压表应选用较大的量程
C.接电路时,先断开开关
D.将变阻器连入电路时,滑片应放在变阻器阻值最大的位置上
A
4.一个额定电压为3.8
V的小灯泡,
小明在1.2
V下测出它的电阻,接着又将灯泡两端电压调到3.8
V测出其电阻,小明发现后一次电阻比第一次大得多,这是因为( )
A.
实验方法不对
B.
实验误差
C.
导体的电阻跟温度有关
D.
实验错误
C
5.以下是伏安法测电阻的实验步骤,
合理的顺序是____________。
A、将测量数值填入表格中,调节滑动变阻器,另测几组电流和电压的数值。
B、计算出每次测量得的电阻值。
C、读出电压表、电流表的示数。
D、将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处。
E、按电路图连接电路。
F、检查电路无误后,闭合开关开始实验。
G、调节滑动变阻器的滑片使电压表的指针指到合适的位置。
H、求出电阻的平均值。I、断开开关。
IEDFGCABH
6.某实验小组用如图所示电路测量电阻的阻值,电源电压保持不变,滑动变阻器的最大阻值20
Ω。
(1)实验中电源两端电压为是________V。
(2)请用笔画线代替导线,将图甲中电路连接完整,滑片向右移动时接入电路的电阻变大,导线不能交叉。
课堂提升
3
(3)连接电路时,开关应处于______状态。闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移到最____端的位置。
(4)正确连接电路后,闭合开关,移动滑片,发现电压表无示数、电流表有示数,原因可能是____________。
断开
右
电压表断路
(5)移动滑片,当电压表示数为2.5V
时,电流表示数如图乙为______A,定值电阻的阻值为___Ω。小明认为这个实验结果不可靠,理由是_________________
_____________________,他接下来应该________________________。
(6)小明将测得的数据记录如下表所示:
只进行一次实验得
出的结果不准确
0.5
多次测量,求平均值
5
实验次数
1
2
3
4
电压U/V
0.5
1.5
2
2.5
电流I/A
0.1
0.3
0.4
①老师看完数据后,发现有一组数据不是本实验中测得的,它是第___组(填实验序号),判断的依据是_______________
____________________________________
_______________。
②排除错误数据后,小明根据上表求出电压的平均值和电流的平均值,再运用欧姆定律求出电阻的平均值,请判断该方法是否可行,并说明理由__________________
____________________________________。
1
不可行;运用欧姆定
律时,公式中的I、U、R必须是同一时刻、
当电路电流I=
0.1A时,滑动变阻器接入电路的电阻为
25
Ω>20
Ω
_______________________________。
③根据表中数据可知,在电阻一定时,
通过导体的电流与导体两端的电压成____。
④请根据表中数据,在图丙中画出电阻的I-U
图像。
正比
同一导体所对应的数值
(7)同组的小华测得的实验数据如表
所示,小华实验中存在的问题可能是:__________________________。
(8)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相差比较大,原因可能是____________________
____________________________________。
电压表接在滑动变阻器两端
实验次数
1
2
3
电压U/V
1
1.5
2.5
电流I/A
0.4
0.3
0.1
灯丝电阻随温度的升高而增大
课堂小结