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模块四 电学
专题03 欧姆定律之多种方法测电阻
*知识与方法
一、伏安法测电阻
1.测定值电阻阻值
U
=
I
实验原理:R
实验器材:电源、开关、导线、待测电阻、电压表、电流表、滑动变阻器
实验电路图:
实验步骤:
1.电流表、电压表调零;断开开关,按电路图连接电路,调节滑动变阻器为最大阻值。
2.闭合开关,调节滑动变阻器滑片到适当位置,用电压表测定值电阻R两端电压U,用电流表测通过R的
电流I,记入表格
3.仿照步骤2,改变滑动变阻器阻值5次,将5次U、I,记入表格
U
=
I
4.用公式R 计算6次定值电阻的阻值R并计算电阻的平均值R ,记入表格。
平均
实验表格:
U/V
I/A
R/Ω
R /Ω
平均
2.测小灯泡阻值U
=
I
实验原理:R
实验器材:电源、开关、导线、小灯泡、电压表、电流表、滑动变阻器
实验电路图:
实验步骤:
1.电流表、电压表调零;断开开关,按电路图连接电路。调节滑动变阻器为最大阻值。
2.闭合开关,调节滑动变阻器滑片到适当位置,用电压表测小灯泡两端电压 U,用电流表测通过小灯泡的
电流I,记入表格
3.仿照步骤2,改变滑动变阻器阻值5次,将5次U、I,记入表格
U
=
I
4.用公式R 计算6次小灯泡的电阻R ,记入表格。
L
实验表格:
U/V
I/A
R /Ω
L
说明:
定值电阻:定值电阻是采用对电流的阻碍作用受温度影响小的材料制作的,电阻变化不是因为实验误差引
起的,因此多次测量求电阻平均值可以减小误差;
小灯泡:灯丝电阻受温度影响大,电阻变化不是因为实验误差引起的,而是灯丝温度变化导致的,故不用
求电阻平均值,无意义。灯丝的温度升高,灯丝电阻增大。
二、特殊方法测电阻
1.只有电压表(无电流表)和一个已知电阻R ,求未知电阻R ,伏阻法
0 xU
x
=
I
原理:R x
x
思路:①U 和U 可以用电压表测出;
x 0
U
0
=
R
②使I(通过R 的电流)与通过R 的电流I 相等,所以让R 和R 串联,I = I 0
0 0 x x 0 x x 0
U U R
x x 0
= =
I U
③用公式R x 0 计算。
x
技巧:R 和R 串联电路,一共有三个电压,R 两端电压U,R 两端电压U,电源两端电压U,只要测出
0 x 0 0 x x
两个电压就可求解。
例:
①闭合S、断开S ,用电压表测电源两端电压U ,记入表格;
2 1 2
②闭合S、断开S,用电压表测R 两端电压U,记入表格;
1 2 x 1
U U R
x 1 0
= =
I U —U
③用公式R x 2 1计算,记入表格。
x
①S闭合,用电压表测电源两端电压U ,记入表格;
2
②S断开,用电压表测R 两端电压U,记入表格;
x 1
U U R
x 1 0
= =
I U —U
③用公式R x 2 1计算,记入表格。
x2.只有电流表(无电压表)和一个已知电阻R ,求未知电阻R ,安阻法
0 x
U
x
=
I
原理:R x
x
(1)并联思路:①I 和I 可以用电流表测出;
0 x
②使R 两端电压U 和R 两端电压U 相等,所以让R 和R 并联,U =U= IR
0 0 x x 0 x x 0 0 0
U I R
x 0 0
= =
I I
③用公式R x x 计算。
x
技巧:R 和R 是并联电路,一共有三个电流,通过R 的电流I,通过R 的电流I ,干路电流I,只要测
0 x 0 0 x x
出两个电流就可求解。
例:
①闭合S、断开S ,用电流表测通过R 的电流I,记入表格;
1 2 0 1
②闭合S、断开S ,用电流表测通过R 的电流I,记入表格;
2 1 x 2
U I R
x 1 0
= =
I I
③用公式 R x 2 计算,记入表格。
x
①S断开,用电流表测通过R 的电流I,记入表格;
0 1
②S闭合,用电流表测通过干路的电流I,记入表格;
U I R
x 1 0
= =
I I — I
③用公式R x 1 计算R ,记入表格。
x x(2)串联短接思路:
①S断开,用电流表测电路中的电流I,记入表格;
1
②S闭合,用电流表测通过R 的电流I,记入表格;
0 2
U (I —I )R
x 2 1 0
= =
I I
③用公式R x 1 计算,记入表格。
x
3.等效替代法
(1)只有电流表,利用单刀双掷开关和电阻箱R ,求未知电阻R
0 x
①将开关S拨向2,用电流表测通过R 的电流I,记入表格;
x
②将开关S拨向1,调节电阻箱R,使电流表的示数仍为I,记入表格;
0
③用公式R=R 计算R,记入表格。
x 0 x
(2)只有电压表,利用单刀双掷开关和电阻箱R ,求未知电阻R
0 x
① 将开关S拨向2,用电压表测R 两端电压U,记入表格;
x
② 将开关S拨向1,调节电阻箱R,使电压表的示数仍为U,记入表格;
0
③用公式R=R 计算R,记入表格。
x 0 x
*针对训练
一、单选题
1.(2022·天津·校联考模拟预测)下列各图,不能测出电阻R 的阻值的是(电阻R 已知)( )
x 0A. B. C. D.
2.(2022·河北石家庄·石家庄二十三中校考模拟预测)现有两个阻值不等的未知电阻R 和R,为了比较
1 2
它们的阻值大小,小明设计了如图所示的四种电路,其中可行的是( )
A.①② B.②③④ C.①②③ D.①③④
二、多选题
3.(2022·北京房山·统考二模)如图所示,是某小组设计测量未知电阻R 阻值的实验电路图。电源两端电
x
压未知且不变,R 是阻值已知的定值电阻,R是滑动变阻器,铭牌辨认不清。实验器材均满足实验要求。
0
在不拆改电路的前提下,能够测出R 阻值的电路图是( )
x
A. B. C. D.
4.(2023秋·湖北黄石·九年级校考期末)现有两个阻值不等的未知电阻 R 和 R,为了比较它们的阻值大
1 2
小,几个同学分别设计了如图所示的四种电路,其中可行的是(各电路图中的电表均在量程范围内)
( )A. B. C. D.
5.(2022秋·湖北省直辖县级单位·九年级统考期末)若R 是已知阻值的定值电阻,电源电压不变但未知,
0
以下各电路中,在不拆改电路的情况下,能够测出小灯泡电阻的电路是( )
A. B.
C. D.
三、实验题
6.(2023秋·福建宁德·九年级统考期末)在“伏安法测电阻”的实验中:
(1)图甲的实物电路用笔画线连接完整,要求滑片往左移电流表示数变大;______
(2)在连接电路中,开关应该处于______(选填“闭合”或“断开”)状态;
(3)排除故障后进行实验。移动滑片P,当电压表的示数为1.3V时,电流表的示数如图乙,其示数为
______A,待测电阻R=______Ω;
x
(4)某同学利用一个电压表和一个已知阻值的电阻R,设计如图丙的电路,同样测出待测电阻R 的阻值。
0 x实验步骤如下:
①闭合S、断开S,用电压表测出待测电阻R 两端的电压为U;
1 x 1
②______,用电压表测出电源的电压U;
③可得待测电阻R=______。(用U、U 和R 表示)
x 1 0
7.(2023秋·北京通州·九年级统考期末)小斐为了测量未知电阻 的阻值,利用两块已调零的电流表、
阻值已知的电阻 和符合实验要求的器材,设计了如图所示实验电路。闭合开关后,电流表 的示数为
,电流表 的示数为 。
请你根据已知量和测量量,写出 的表达式为: ___________。
8.(2022·广西河池·统考中考真题)某实验小组用伏安法测量待测电阻 的阻值,设计的实验电路如图
甲所示。
(1)根据图甲用笔画线代替导线将图乙的实物图补充完整________;
(2)该实验的原理是________;
(3)某次测量时,电压表的示数为1.5V,电流表的示数为0.3A,则待测电阻的阻值为________ ;实验
时应多测几组数据,求电阻的平均值,目的是________;
(4)若撤去电压表和滑动变阻器,新增一个阻值为 的定值电阻,利用如图丙所示的实验电路,也可以
测量待测电阻 的阻值。实验步骤如下:①首先,闭合开关 、 ,记录电流表的示数 ;
②接着,断开开关________,记录电流表的示数 ;则待测电阻的阻值 ________(用 、 、 表
示)。
9.(2022·四川泸州·统考模拟预测)用如图甲所示的电路可以测量一个未知电阻的阻值,其中R 为待测电
x
阻,R为电阻箱,S为单刀双掷开关,R 为定值电阻。李兵同学用该电路进行实验,主要步骤有:
0
A.把开关S接b点,调节电阻箱,使电流表的示数为I;
B.根据电路图,连接实物,将电阻箱的阻值调至最大;
C.把开关S接a点,读出电流表的示数为I;
D.读出电阻箱的示数R;
(1)上述步骤的合理顺序是 _____(只需填写序号)。
(2)步骤A中电阻箱调节好后示数如图乙所示,则它的示数为 _____Ω,若已知R 的阻值为15Ω,则待
0
测电阻的阻值为 _____Ω。
(3)该实验所采用的物理实验方法可称为 _____(选填“控制变量法”或“等效替代法”)。10.(2022·湖南湘潭·统考中考真题)用如图所示的电路测量小灯泡的电阻,小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)用笔画线代替导线,将图1中的器材连接成完整电路_______;
(2)连接电路后,闭合开关,灯泡不亮,电流表和电压表都有较小的示数,无论怎样移动滑片,灯泡都
不发光,两表示数均无变化,其原因可能是:_______;
A.灯泡短路
B.灯泡断路
C.滑动变阻器接的是下端两接线柱
(3)故障排除后,移动滑片到某一位置,电压表的示数如图2所示,此时灯泡两端的电压为_______V。
要测量灯泡的额定电流,应将图1中滑动变阻器的滑片向_______(选填“A”或“B”)端移动,使电压表
的示数为_______V;
(4)移动滑片,记下多组数据,并绘制成图3所示图像,则灯泡正常发光时电阻为_______Ω(结果保留
一位小数)。
(5)用该灯泡和电压表,测未知电阻R 的阻值,电路图如图4。步骤如下:
x
①只闭合S、S,移动滑片,使电压表示数为1V,由图3可知灯泡的电流为_______A,即为R 的电流;
0 1 x
②保持滑片位置不变,只闭合S、S,电压表示数为2.6V,则此时R 的两端的电压为_______V;
0 2 x
③R 的阻值为_______Ω。
x
11.(2022·江苏南京·统考一模)几组同学用如图甲所示的电路图,用不同的方法测量 的阻值,电源电
压恒为3V,滑动变阻器最大阻值为 ,还有电压表、电流表、电阻箱、导线可以选用。(1)第一组同学操作步骤如下:
①将单刀双掷开关拨至a位置,在乙位置连接电流表;
②调节滑动变阻器滑片,当电压表示数为1.5V时,电流表示数如图乙所示;
③则 ___________Ω;
(2)第二组同学操作步骤如下:
①将单刀双掷开关 拨至a位置;
②乙位置用导线连接,将滑动变阻器调至阻值最小端,闭合开关S,读出此时电压表的示数记为 ;
③___________,读出此时电压表示数记为 ;
④则 ___________(用上述已知的物理量符号表示);
(3)第三组同学操作步骤如下:
①将电阻箱接入甲位置,乙位置用导线连接,先将单刀双掷开关 拨至___________位置;
②闭合开关S,移动滑动变阻器滑片到某一合适位置时,记下此时电压表示数为2V;
③断开开关S,将单刀双掷开关 拨至___________位置;
④闭合开关S,调节___________;
⑤读出电阻箱示数,即等于 的阻值;
(4)第三组同学发现前两组的测量结果都一样,本组测量结果却比他们的大了2Ω,检查分析后发现,是
在步骤④之前,不小心碰到了滑动变阻器滑片,导致滑动变阻器接入电路的阻值变化了___________Ω。
12.(2022·北京西城·统考一模)小亮想利用一块电压表和阻值已知的电阻R 测量电阻R 的阻值。他选择
0 x
了满足实验要求的器材,连接了如图所示的实验电路,但小亮检查发现,此电路无法达成实验目的,只要改接一条导线就可以顺利进行实验。
(1)请你在连接有问题的导线上打“×”,并用笔画线代替导线,只改接一条导线,使电路连接正确
___________;
(2)小亮利用改接好的电路,进行了如下实验:
①闭合开关S和S,断开开关S,记录电压表的示数U;
1 2 1
②断开开关S,闭合开关S和S,记录电压表的示数U。
1 2 2
(3)请你用U、U 和R 写出R 的表达式, _________。
1 2 0 x
13.(2022秋·北京顺义·九年级北京市顺义区仁和中学校考期中)小乐想利用两块电流表和阻值已知的电
阻R 测量电阻R 的阻值。小乐选择了满足实验要求的电源、电流表A 和A,并连接了实验电路,如图所
0 X 1 2
示。当开关S 和S 都闭合时,电流表A 的示数用I 表示,电流表A 的示数用I 表示,请用I、I 和R 表
1 2 1 1 2 2 1 2 0
示R。R=___________。
x x