文档内容
17.3 电阻的测量(教学设计)
年级 九年级 授课时间
课题 17.3 电阻的测量
1. 进一步掌握使用电流表、电压表的方法。
教学
2. 学会用伏安法测电阻。
目标
3. 加深对欧姆定律及其应用的理解。
用伏安法测电阻是电学里的一个基本实验,属欧姆定律变换式的具体应用。
安排这个实验,在理论方面可以加深对欧姆定律和电阻概念的理解和掌握;在实
践方面可以给学生提供初中常用电学器材综合使用的机会,有利于学生熟练地掌
握电路的连接、电流表和电压表的读数、滑动变阻器的使用等基本技能,从而提
教材
高学生动手操作的能力。在前两节实验教学的基础上,学生对于所用的实验电
分析
路、实验步骤已较熟悉,因此本节的难点是如何引导学生分析实验数据,发现规
律,加深对电阻概念的认识。根据实验原理设计电路图,并且能用滑动变阻器来
改变待测电阻两端的电压是本节的教学重点。在教学中,可以把整节内容分为:
设计实验、进行实验与收集证据、分析与讨论三个环节进行教学组织。
电池组、开关、导线若干、小灯泡、定值电阻、电流表、电压表、滑动变阻
教学
器。多媒体ppt,包含视频:《用伏安法测电阻》、《用伏安法测小灯的电阻》、
器材
《特殊方法测电阻》等。
教学过程
教师活动 学生活动
导入新课
【提问】前面我们学习过电阻器(电阻),它是一种重要的电子元件,在
科技产品中有着重要的应用(手机、电视机、电脑等都要用到电阻器)。电阻
思考问题,进
器的阻值是有大小的,有的用数字直接标在上面,有的用色环表示。现在有一
入情景.
电阻器,上面所标的阻值数看不清楚,你能想办法测出吗?
这节课学习—《17.3电阻的测量》。
学习新课 一、 伏安法测电阻
【提出问题】如何测定一个定值电阻的阻值大小?需要哪些实验器材?为了
减小误差,应该采取什么方法?
U 根据老师所提
【设计实验】由欧姆定律的变形公式R= 可知,用电流表测出通过定值电
I 问题,设计出
U 测量电阻的电
阻的电流I,用电压表测出定值电阻两璃的电压U,把实验数据代入R=
I
,即可
路图、实验器
材并进行交
求出定值电阻的阻值大小。
流。为了减少实验误差,实际测量中要改变待测电阻两端的电压,多次测量电压
及电流的值,求出每次的电阻值,最后求电阻的平均值。
方案一:通过改变电池的节数改变待测电阻两端的电压。
评估两个实验
方案,一般情
况下,用方案
二。
方案二:使用滑动变阻器改变待测电阻两端的电压。
串联一个滑动变阻器,移动滑片,就可以改变定值电阻两端的电压和流过的
电流。电路设计如图所示,当变阻器的滑片P向左移动时,变阻器连入电路的阻
进行分组实
值变小,则待测电阻两端的电压变大,通过的电流也变大。
验,注意收集
【实验器材】电池组、开关、导线若干、定值电阻、电流表、电压表、滑动 证据。
变阻器。
【设计表格】
实验序号 电压U/V 电流I/A 电阻R/Ω 电阻平均值R/Ω
1
2
进行三次测量
3
并计算出电阻
【进行实验】 的平均值。
①根据电路图连接电路。
②闭合开关,移动滑动变阻器的滑片来改变待测电阻两端的电压,记下相应 进行交流评
的电压表示数和电流表示数并填在表中。 估。
③断开开关,整理器材,结束实验。
④算出待测电阻的阻值大小及电阻的平均值并填入表中。
【数据处理】
将每次测量的电压值、电流值代入公式,分别求出待测电阻的阻值R 、R、
1 2
R,计算出它们的平均值。 观看视频,了
3
解测电阻的规
R =(R 1 +R 2 +R 3 )/3 范操作步骤。
【分析与讨论】
当定值电阻两端的电压改变时,通过它的电流也随之而改变,但电压与电流
的比值不变,即电阻不变,同时证明了导体的电阻是由自身的性质所决定的,与
电压和电流无关。
【交流与评估】对实验过程进行评估:
①连接电路时,开关是否处于断开状态;
②滑动变阻器滑片是否滑到最大阻值处,滑动变阻器在本实验中的作用是什
么;
③电流表、电压表的“+”“-”接线柱是否接反了;
④是否通过“试触”进行量程选择;
⑤是否认真检查电路,确认无误后才闭合开关等。 做例题并进行
回答,进一步【播放视频】——《伏安法测电阻》
【例题1】如图是“伏安法测电阻”电路图,下列说法中错误的是( )
A.在连接电路时,应将变阻器滑片调至最右端
B.连接电路时,要使电流从电压表和电流表的“+”接线柱流入,“-”接
线柱流出
C.多次测量是为了求平均值减小误差
D.向左移动滑动变阻器的滑片时,电流表、电压表的示数都变大,R的阻
值也变大
【答案】D.
【解析】A.为保护电路,连接电路时,应将滑片移至阻值最大处,即调至
最右端,故A正确;
B.连接电路时,要使电流从电压表和电流表的“+”接线柱流入,“-”接
线柱流出,否则指针会反向偏转而损坏电表,故B正确;
C.定值电阻的阻值不变,多次测量求平均值是为了减小误差,故C正确;
了解并掌握伏
D.向左移动滑片,变阻器的阻值变小,由I=U/R可知,电路中的电流变 安法测电阻的
大,由U =IR可知,定值电阻两端的电压变大,但电阻的阻值不变,故D错误。 基本要求。
R
故选D。
【例题2】用如图甲的电路测量定值电阻R的阻值。
(1)实验原理是 ________。
(2)将图乙电路完成,要求滑片向左滑时电阻变小。_____
(3)正确连接电路后,闭合开关前,滑动变阻器的阻值应处于____端。
(4)闭合开关,将图乙中的滑动变阻器的滑片P向左移动时,电流表的示
数会 ____(填“变大”或“变小”),当滑片P滑到某一位置时,电流表的示
数为0.5A,电压表的示数如图丙。由此可知被测电阻的阻值R=___Ω。
(5)完成一次实验后,为确保测量结果的准确性,接下来的操作是___。
A.换用阻值不同的电阻再进行几次测量
B.调节滑动变阻器的滑片P到不同位置再进行
【答案】(1)R=U/I;(2)见解析;(3)右;(4)变大,5;(5)B.【解析】(1)伏安法测电阻,用电压表测电阻两端电压,用电流表测通过
电阻的电流,根据原理 R=U/I 计算电阻。
(2)滑动变阻器接一个上接线柱和一个下接线柱串联在电路中,
滑片向左移动时,接入电路的电阻变小,滑动变阻器应接左下端接线柱,如
图:
(3)为保护电路,闭合开关前,变阻器的阻值应处于阻值最大处,即最右
端。
(4)将图甲中的滑动变阻器的滑片P向左移动时,滑动变阻器接入电路的
阻值变小,电路中的总电阻变小,由I=U/IR可知,电路中的电流变大,即电流
表的示数变大。
由图乙所示可知,电压表示数为2.5V,则电阻R 的阻值为
0
U 2. 5V
R0 = = =5 Ω
I 0.5A
(5)多次测量取平均值作为测量结果可减小误差。该同学完成一次实验
后,为确保测量结果的准确性,接下来的操作是调节滑动变阻器的滑片P到不同
位置,改变电阻的电压和电流再进行几次测量。故选B。
学习新课 二、测小灯泡的电阻
将上述实验中的定值电阻换成小灯泡,用同样的方法测量小灯泡的电阻。
【实验目的】用电压表、电流表测小灯泡的电阻
U
【实验原理】 R= 设计实验,会
I
利用伏安法测
定小灯泡的电
【实验器材】电源、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、小灯
阻。
泡。
【实验步骤】
①按电路图连接实物。
②闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,记录电压表、电流表的示数。
③多次调节滑动变阻器的滑片,重复上述实验。
进行实验,收
集证据。
进行分析讨
论,知道测量
小灯泡电阻时
【数据处理】
不能求平均
值。
观看视频。
比较两个实验的异同点。
实验序号 电压U/V 电流I/A 电阻R/Ω 灯泡亮度
1
2
3
U 做例题,检查
将测量的电压值、电流值代入公式R= ,分别计算出小灯泡的阻值R、
I 1 对所学知识的
R、R。 掌握情况。
2 3
【分析与讨论】
(1)比较计算出的几个电阻值,电阻的大小相同吗?
(2)由计算结果可知,当小灯两端电压越大时,灯丝的电阻怎样变化?分
析原因。
【归纳】(1)比较计算出的几个电阻值,发现电阻的大小不相同。
(2)由计算结果可知,当小灯两端电压越大时,灯丝电阻越大。原因是当
灯两端电压变大时,灯丝温度升高。所以测量小灯泡电阻时不能求平均值。
【播放视频】——《测小灯泡的电阻》
伏安法测定值电阻与伏安法测小灯泡电阻的实验比较
项目 测定值电阻 测小灯泡电阻
实验原理1 R=U/I
电路图
实验过程 多次测量 多次测量
分别计算出每次测量的 分别计算每次测量的灯泡
数据处理
电阻,然后求出平均值 电阻,然后寻求普遍规律
当小灯两端电压越大时,
实验结论 平均值为所求的电阻值
灯丝电阻越大。
【例题3】在“测量小灯泡电阻”的实验中,已知小灯泡的额定电压为2.
5V,正常工作时阻值大约为8Ω。
(1)如图甲所示,小涛同学即将连好最后一根导线A,他的同桌制止了
他,说小涛连接的电路有两处错误,分别是:_______________;___________。小涛根据同桌的意见进行了改正;
(2)实验过程中某一时刻,电压表指针位置如图乙所示,示数为____V;
(3)小涛将数据记录在下表,数据都正确,请你指出他设计的表格中的错
误:__________。
实验 电压 电流 电阻 电阻平均值
次数 U/V I/A R/Ω R/Ω
1 0.5 0.16 3.1
2 1.3 0.21 6.2 6.1
3 2.5 0.28 8.9
【答案】(1)连接电路时开关没有断开,电流表选了大量程;(2)
1.7;(3)求小灯泡电阻的平均值了。
【解析】(1)连接电路时,为了保护电路,开关应该处于断开状态,所
以小涛所连接电路的其中一处错误是连接电路时开关没有断开;
已知小灯泡的额定电压为2. 5V,正常工作时阻值大约为8Ω,则灯泡正常
工作时的电流大约为
U 2. 5V
I = = =0.3A
R 8Ω
为了读数更精确,电流表应选小量程,故另一错误是电流表选了大量程.
(2)由图甲可知,电压表选择的是小量程,此时示数为1.7V。
(3)小灯泡的阻值随灯丝温度的变化而变化,实验中小灯泡两端的电压
不同,灯丝的温度不同,灯泡的电阻发生变化,所以求灯泡阻值的平均值没有
意义。所以他设计的表格中的错误是求灯泡电阻的平均值了。
【例题4】如图甲所示是“测量小灯泡电阻”的实验电路,已知小灯泡正
常发光电压为3.8V。
电压U/V 电流I/A 灯泡亮度
1 0.2 灯丝暗红
2 0.25 微弱发光
3.8 正常发光
(1)实验中电压表所选的量程是______V;
(2)正确连接实物图,闭合开关,要将滑动变阻器滑片向______移动
(选填“左”或“右”),完成第二次测量,表格中第3次电流表示数如图乙
所示______A;
(3)由表格数据算出小灯泡正常发光的电阻为______Ω(保留一位小
数),同时可知灯丝电阻是变化的,可能是受______的影响。
【答案】(1)0~15;(2)0.3;(3)12.7,温度;【详解】(1)灯的额定电压为3.8V,所以电压表选择大量程,故实验中
电压表所选的量程是0~15V。
(2)由表格数据可知,第二次与第一次相比,小灯泡中的电流变大,所
以滑动变阻器接入电路的电阻减小,故滑片向左移动。
由图乙可知,电流表选用小量程,所以电流表的示数为0.3A。
(3)小灯泡正常发光电压为3.8V,则小灯泡正常发光时的电阻
R=U/I=3.8伏/0.3安=12.7欧
根据表格数据由欧姆定律计算可知,第一次实验灯丝的电阻
R=U /I =1伏/0.2安=5欧
1 1 1
第二次实验灯丝的电阻
R=U /I =2伏/0.25安=8欧
2 2 2
电阻逐渐增大,可能是受温度的影响。
学习新课 三、特殊方法测电阻
在只有电压表或电流表时,可利用已知定值电阻R(或已知规格的滑动变
0
阻器R)完成待测电阻的测量。
1. 单伏法测电阻(利用电压表测量)
(1)方法一:
① 把定值电阻R 和未知电阻Rx串联起来接入电路,如图所示。
0
②用电压表分别测量出两者的电压U、Ux。
0
③计算出未知电阻Rx阻值的表达式:
U0 Ux
I =I =
0 x R0 Rx
Ux
Rx= R0
U0
(2)方法二:
①如图所示,首先将开关S、S 闭合,读出电压表的示数,记为U;然后断
0
开开关S,读出电压表的示数为Ux。
0
②计算未知电阻R 阻值的表达式:
X
定值电阻R 两端的电压为U-Ux,
0
U-Ux
则电路中的电流为 I =I =
x 0 R0
Ux Ux
未知电阻 Rx = = R0
Ix U-Ux方法二 方法三
(3)方法三
①可把未知电阻R 和滑动变阻器R' 和串联起来,如图所示。
x
②如图所示,滑片置于阻值最小的位置,闭合开关,记下电压表示数
U;滑片置于阻值最大的位置,记下电压表示数U。
1 2
③计算出未知电阻R 阻值的表达式为:
X
U2 U1-U2 U2R'
I = I = Rx =
x R' Rx R' U1-U2
2. 单安法测电阻(利用电流表测量)
(1)方法一:
①如图所示,闭合S和S,记录电流表的示数为I;
1 1
②闭合S断开S,记录电流表的示数为I;
1 2
③用R 和测量出来的物理量表示R。
0 x
闭合S和S,电流表测量R 和R 并联的总电流的示数为I;闭合S断开
1 0 x 1
S,电流表测量通过R 的电流为I,根据U=IR求出并联电路各支路两端的电
1 x 2
压U=(I-I)R
1 2 0
(I1-I2)R0
电阻R 的阻值 Rx=
x I2
(2)方法二
如图所示,闭合开关S、S,记下电流表示数为Ix;断开开关S,记下电
1 2 2
流表示数为I;推导Rx阻值的表达式:
电源电压为U=IxRx
断开开关S,电流为I,电源电压为U=I(Rx+R)
2 0
IR0
电阻R 的阻值 Rx=
x Ix-I方法二 方法三
(3)方法三:如图所示,滑片置于阻值最小的位置,闭合开关,记下电
流表示数为Ix;滑片置于阻值最大的位置,记下电流表示数为I,则未知电阻
Rx阻值的表达式为:
IR'
Rx= (R′为滑动变阻器的最大阻值)
Ix- I
【例题5】某物理实验小组正在使用“伏安法”测量未知电阻Rx阻值,实
验电路如图甲所示(电源电压3V)。
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲中电路连接完整,导线不得交叉
______;闭合开关S前,应将滑动变阻器滑片P移到最______端(选填“左”
或“右”)。
(2)闭合开关后,发现电流表无示数,电压表有示数且示数接近3V,则
电路故障原因可能是______。
(3)排除故障后,当滑片移到某一位置时,电压表示数为1.6V,电流表
示数如图乙所示,其读数为______A,则未知电阻Rx______Ω。接下来测量多
组实验数据算出Rx平均值,这是为了减小测量带来的______。
(4)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。电路如图丙所示,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R ,请你把以下测量步骤补充完
max
整。
①闭合开关S,滑片p移到a端时,读出电压表示数为U;
1
②闭合开关S,______,读出电压表示数为U;
2
③待测电阻R______(用已知和测量出的物理量符号表示)。
x
【答案】(1)见下图,右;(2)R 断路;(3)0.16,10,误差;(4)
x
滑片P移到b端时, R
max
【详解】(1)因为电源电压为3V,所以电压表选择0~3V的量程,使用
“伏安法”测量未知电阻 R 的阻值时,应将电压表并联与被测电阻并联,如
x
图所示为了保护电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片置于阻值最大的一
端,故应将将滑动变阻器滑片P移到阻值最大的右端。
(2)电流表无示数,说明电路中出现断路,电压表有示数,且示数接近
于电源电压,说明与电压表并联的地方出现断路,则电路故障原因可能是R 断
x
路。
(3)由乙图可知,电流表选0~0.6A的量程,分度值为0.02A,示数为
0.16A。未知电阻的阻值为
R===10Ω
多次测量就平均值可以有效的减小误差,所以接下来测量多组实验数据,
算出R 平均值,这是为了减小测量带来的误差。
x
(4)未知电阻是一个定值电阻,利用滑动变阻器可以改变电路中的电
流,记录多组电压、电流值,所以还可以探究电阻一定时,电流与电压的关
系,故A符合题意,B不符合题意。
故选A。
(5)①闭合开关S,滑片P移到a端时,滑动变阻器接入电路中的阻值为
0,即只有R 接入电路,此时电压表测电源电压,读出电压表示数为U,即电
x 1
源电压U′=U。
1
②闭合开关S,滑片P移到b端时,滑动变阻器与R 串联,且滑动变阻器
x
接入电路中的阻值最大为R ,此时电压表测R 两端的电压,读出电压表示数
max x
为U=U。则此时滑动变阻器两端的电压为
x 2
U =U′-U=U-U
滑 x 1 2
电路中的电流为I==
③则未知电阻的阻值为
【例题6】现要测量电阻R 的阻值,提供的实验器材有:待测电阻R(约
x x
5Ω)、两节干电池、电流表、电压表、滑动变阻器、开关及导线若干。
图1 图2 图3
(1)正确连线后(如图1所示),闭合开关,移动滑片P,电流表示数几乎为零,电压表示数接近电源电压且几乎不变。若电路中只有一处故障,可判
断该故障是 ___________;
(2)排除故障继续实验,某次测量,电流表的示数为0.50A,电压表的示
数如图2,该示数为_______V,则R=______Ω;
x
(3)某同学利用电源(电压未知)、电阻箱(0~999.9Ω)和电流表(指
针能正常偏转,但刻度盘示数模糊不清)等器材,测电阻R 的阻值,设计的电
x
路如图3。完成下列实验步骤:
①正确连接电路,断开S、S,将电阻箱R阻值调至最大;
1 2
②___________,标记电流表指针所指的位置;
③___________,记下电阻箱阻值R;
0
④电阻R=___________。(用测得量的符号表示)
x
【答案】(1)待测电阻R 断路;(2)2.6,5.2;(3)断开开关S,闭
x 2
合开关S;断开开关S,闭合开关S,调节电阻箱R的阻值,使电流表指针对
1 1 2
准②的标记;R
0。
【详解】(1)若电流表示数几乎为零,说明电路可能断路;电压表示数
接近电源电压,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的支路以外的电路是
完好的,则与电压表并联的支路断路了,即R 断路。
x
(2)图中电压表选用小量程,分度值0.1V,因此待测电阻两端电压
U=2.6V,又待测电阻中通过的电流I=0.5A,根据欧姆定律公式变形得
U 2.6V
R = = =5.2Ω
I 0.5A
(3)电源电压不变,断开开关S,闭合开关S,标记电流表指针所指的
2 1
位置(设为I);断开开关S,闭合开关S,调节电阻箱R的阻值,使电流表
1 2
指针对准I标记,即两次的电流相等,根据欧姆定律变形公式R=U/I,等效替
代可知:待测电阻R 的阻值等于电阻箱的接入电阻R
x 0。
1. 实验“伏安法测电阻”。
(1)请画出该实验的电路图______;
(2)该实验的原理是__________;
(3)按电路图连接电路时,开关应_____,滑动变阻器应_______,电表应_____;
(4)实验中要记录相关数据,请设计出你的实验数据记录表格______;
(5)根据你所学的知识,在坐标系中大致画出定值电阻的U-I图象______ 。
课
【答案】(1)见下图;(2)R=U/I;(3)断开,滑片置于最大阻值处,选择合适量
堂
程
练
;(4)见下图;(5)见下图。
习
【详解】(1)根据实验原理知:伏安法测电阻时,电源、开关、滑动变阻器、待测电
阻、电流表组成串联电路,电压表测待测电阻两端的电压,电路图如图所示。
(2)伏安法测电阻的原理是R=U/I。(3)为了保护电路,按电路图连接电路时,开关应断开,滑动变阻器滑片置于最大阻
值处,电压表和电流表要选择合适量程。
(4) 实验需记录的数据有电压、电流,计算电阻,另外由于要多次测量,所以设计
的表格如图.
(5)通过同一电阻的电流与电压成正比,则定值电阻的U-I图象如图所示。
第一次 第二次 第三次
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
2. 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,分别画出了U-I的图像,如图甲、乙所示。则对于图像的分析,以
下说法错误的是( )
课
堂
练
习
A.由甲图可知,定值电阻的阻值为1Ω
B.由甲图可知,电阻是导体自身的性质,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
【答案】D
【详解】AB.根据图甲可知,电压与电流成正比,因此该电阻为定值电阻,电阻是导
体自身的性质,它不随导体两端的电压和通过导体的电流改变而改变;根据图示可知,当
电阻两端电压为3V时,通过电阻的电流为3A,定值电阻的电阻为
U 3V
R = = =1Ω
I 3A
故AB正确,不符合题意;
C.由乙图可知,电压与电流不成正比,当灯泡两端电压改变时,灯泡的阻值也随之发
生变化,因此小灯泡的电阻跟丝的温度有关,故C正确,不符题意;
D.测定小灯泡的电阻时,多次测量是为了寻找灯丝电阻与温度的关系,不能求平均值
减小误差,故D错误,符合题意。所以选D。
3. 如图是某同学为测量标有“2.2V 0.25A”的灯泡电阻而连接的电路,小华认为电路
的连接有下列错误:
①滑动变阻器的金属杆连入电路,不能改变电阻;
②滑动变阻器未置于最大阻值处,不能保护电路;
③电流表的正负接线柱接反,指针会反偏;
④电压表未选择0~15V量程,读数不准确。
你的判断是( )
A.①②③ B.②③④ C.①③④ D.①②③④
【答案】A。
【解析】①②由图知,滑动变阻器同时接上面两个接线柱,接入电路的阻值为0,连接
错误;闭合开关前,为保护电路,应将滑片滑到最大值处,图中滑片在中间,故①②符合
题意;
③电流必须从电流表的正接线柱流入,负接线柱流出,由图可知:电流表正负接线柱
接反了,故③符合题意;
④由图知电源电压是1.5V×2=3V,为了读数准确V表应选0~3V量程,故④不符合题
意;
综上所述,正确的有①②③,故BCD不符合题意。所以选A。
4.如何用一个电压表和一个已知电阻来测量某未知电阻?小明同学关于这一问题设计
了如图所示的电路。已知R 为10Ω,闭合S,断开S 时,电压表的读数是2.0V,再闭合S
1 1 1
时电压表的示数是3.0V。(已知整个实验过程中电池的电压不变),求被测电阻R 的阻
2
值。
【答案】5Ω.
【解析】由图知,开关S、S 闭合时,电路为R 的简单电路,则电源的电压U=3V;当
1 1
开关S闭合、S 断开时,R 与R 串联,电压表测R 两端的电压为2V,所以R 两端的电压
1 1 2 1 2
U=U-U=3V-2V=1V
2 1
因串联电路中各处的电流相等,所以,电路中的电流
U1 U2 2V 1V
I = = = 解得R =5Ω
R1 R2 10Ω R2 2
5. 小明打算测量未知电阻的阻值.(1)小明连接电路并闭合开关后,如图1所示,操作中的一处不妥之处为____;
(2)实验时,小明改变电阻Rx两端的电压,进行了三次测量,并记录数据如下表格
所示,表格不足之处是________;在第三次测量中电流表的示数如图2所示,根据三次实
验数据可得,定值电阻Rx的阻值为______Ω;(结果保留一位小数)
实验次数 电压U 电流I 电阻R 电阻R
x
1 1.5 0.31 4.8
2 2 0.4 5
3 2.5
【答案】(1)闭合开关前,没有将滑动变阻器的滑片调到最大阻值处。(2)物理量
后无单位,5.0。
【解析】(1)为了保护电路,闭合开关前,要将滑动变阻器的滑片调到最大阻值处;
由图知,此时变阻器滑片在中央位置,没有将滑动变阻器的滑片调到最大阻值处。
(2)记录数据的表格应标上物理量的单位,表格不足之处是物理量后无单位。
电流表使用0~0.6A量程,此时读数为0.48A,所以第三次测量电阻的测量值为
U3 2.5V
R3= = =5.2 Ω
I3 0.48A
为减小误差,多次测量的平均值作为测量结果,为
R1+R2+R3 4.8Ω+5.0Ω+5.2Ω
Rx= = =5.0 Ω
3 3
6.在“测量电阻的阻值”实验中:
①请用笔线代替导线,将图甲实验电路补充完整,要求滑动变阻器的滑片P向右移动
时,电流表示数变大;___
②连接完电路后,闭合开关,发现电流表、电压表有示数均很小,无论怎样移动滑片P都不能改变两只电表的示数。出现问题的原因是:____________________;
③解决问题后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,进行多次测量。当电压表示数为
2V时,电流表示数如图乙所示为____A,则电阻R的阻值为____Ω;
④把图甲的电阻R换成小灯泡L,重复上述实验,测量小灯泡的电阻。图丙是根据两次
实验数据绘制的I−U图像,其中表示小灯泡电阻的图像是______(选填“a”或“b”),
判断的依据是______。
【答案】①见下图;②将变阻器的下面两个接线柱同时连入了电路中;③0.2,10;
④a。
【解析】①滑动变阻器接入电路的要求是一上一下接入电路,又因为滑动变阻器的滑
片向右移动时,电流表示数变大,说明变阻器接入电路的阻值变小,故变阻器应选右下接
线柱与右上接线柱接入电路中,并且与电阻串联,如图所示:
②连接完电路后,闭合开关,电流表、电压表示数均很小,说明电路为通路且电阻两
端的电压和通过电阻的电流很小,电路中的电阻较大,怎样移动滑片都不起作用,导致该
故障的原因是:将变阻器的下面两个接线柱同时连入了电路中。
③小灯两端电压为2V,电流表选用的量程为小量程,分度值0.02A,所以电流表的示
U 2V
数为0.2A,可知电阻的阻值为 R = = =10 Ω
I 0.2A
④小灯泡的电阻受温度影响,随着温度的升高而增大,不是一个定值,如图丙所示,
表示小灯泡的I−U图像是图像a。
7.在“用伏安法测小灯泡电阻”的实验中,待测小灯泡额定电压为2.5V。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲的实物图未连接部分补充完整(连线不得交叉)
________;
(2)当开关闭合后,发现小灯泡不亮,电压表示数接近电源电压,电流表无示数,可
能是因为________;
(3)根据I-U图像,如图乙所示,分析图像可知,小灯泡正常工作时电阻为
________Ω;
(4)分析图像,小灯泡灯丝两端的电压增大时,其电阻_____(变化/不变)。
【答案】(1)见下图;(2)灯泡断路;(3)10;(4)变化。
【详解】(1)用伏安法测小灯泡电阻时,电流表要串联在电路中,电压表要并联在灯
泡两端测灯泡两端的电压,依题意可知,待测小灯泡额定电压为2.5V,没有超过3V,所以
电压表接0~3V的量程,由乙图可知,通过小灯泡的电流没有超过0.6A,所以电流表接0~0.6A的量程,实物图连接如图所示:
(2)由电路图知,灯泡与滑动变阻器串联,当开关闭合后,灯泡不亮,电流表无示
数,则故障是断路,电压表示数接近电源电压,则故障是灯泡断路.
(3)由乙图可知,小灯泡额定电压为2.5V时,通过小灯泡的电流为0.25A,小灯泡正
U 2V
常工作时电阻为R =
= =10 Ω
I 0.2A
(4)I-U图像的斜率为电阻的倒数,由图像可知,小灯泡灯丝两端的电压增大时,图
1
像的斜率变小,说明 在变小,即电阻在变大,所以小灯泡灯丝两端的电压增大时,其电
R
阻在变化且在变大。
8. 晓亮利用阻值为R 的定值电阻和一块电流表测量未知电阻R 的阻值.他选择了满足
0 x
这个实验要求的器材,并连接了部分实验电路,如图所示.
(1)为了测出电阻Rx的阻值,请添加一根导线完成图所示的实验电路的连接__;
(2)开关S、S 都闭合时,电流表的示数为I;只闭合开关S 时,电流表的示数为
1 2 1 2
I,请用I、I 和R 表示R,R =_______。
2 1 2 0 x x
I2R0
【答案】(1)见下图;(2) .
I1-I2
【详解】(1)根据要求,当开关都闭合时,电流表示数为I,当只闭合S 时,其示数
1 2
要发生变化,则判断出一次测量干路电流,一次测量R 支路电流I,连线如图所示.
0 2
(2)根据如图所示的电路图,则电源电压为U=IR,通过R 的电流为I-I,故未知电
2 0 x 1 2
U I2R0
阻的大小为R = =
x I I1-I2
9.如图甲所示是测量未知电阻Rx的实验电路,定值电阻R=15Ω。
0(1)请完善实验步骤
①只闭合开关S、S,读出并记录电压表示数U;
1 1
②只闭合开关___________,读出并记录电压表示数U;
2
(2)若U =1.5V,U 的大小如图乙所示,U =______V,则Rx =______ Ω。
1 2 2
(3)为了多测几组实验数据减小实验误差,实验电路应如何改进?请画出改进后的电
路图。___________
【答案】(1)②S、S ;(2)2.5,10;(3)为了减小实验误差,可在电路中串联一
2
个滑动变阻器,改变R、R 的两端电压大小,进行多次测量,电路设计如图所示。
0 x
【详解】②由甲可知,只闭合开关S、S 时,R 与R 串联,电压表测量R 两端的电
1 0 x 0
U0 U1
压,即U=U,根据串联电路电流规律可知Ix =I0 = =
0 1 R0 R0
由甲可知,闭合开关S、S 时,R 与R 串联,电压表测量R 与R 两端的总电压,即
2 0 x 0 x
U=U,根据串联电路电压规律可知U=U-U=U-U
2 x 0 2 1
Ux U2-U1
Rx= =
Rx U1/R0
(2)由图乙可知,电压表所选量程为0~3V,其示数即U=2.5V.
2
U2-U1 2.5V-1.5V
R 的阻值Rx= = ×15Ω=10Ω
x U1/R0 1.5V
(3)为了减小实验误差,可在电路中串联一个滑动变阻器,改变R、R 的两端电压大
0 x
小,进行多次测量,电路设计如图所示:
10. 如图所示是小阳测量未知电阻R 的实验电路,电源两端电压不变,其中R 为阻值
x 0
已知的定值电阻。当只闭合开关S 时,电流表的示数为I;开关S、S 都闭合时,电流表
1 1 1 2
的示数为I。则下列四个选项中,Rx的表达式正确的是( )
2
I2-I1 I2R0 I1R0
A. Rx= R B. Rx= C. Rx= D.
I2 0 I1 I2-I1
I1R0
Rx=
I2
【答案】C.
【解析】当只闭合S 时,电流表的示数为I,此时只有R 接入电路,
1 1 0可求得电源电压为U=I R
1 0
开关S、S 都闭合时,R、R 并联,Rx电流为I =I −I
1 2 0 x X 2 1
I1R0
Rx电阻为 Rx=
I2-I1
故C正确。
第3节 电阻的测量
【实验原理】R=U/I
【实验器材】电源、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线若干、待测电阻。
【电路图】
板
【实验步骤】
书
①根据电路图连接电路。
设 ②闭合开关,移动滑动变阻器的滑片来改变待测电阻两端的电压,记下相应的电压表
计 示数和电流表示数并填在表中。
③断开开关,整理器材,结束实验。
④算出待测电阻的阻值大小及电阻的平均值并填入表中。
【实验记录表格】
实验序号 电压U/V 电流I/A 电阻R/Ω 电阻平均值R/Ω
1
2
3
课
堂
小
结作
业