内容正文:
第十七章 欧姆定律
17.3 电阻的测量
*
知识与技能
1.具有初步的实验操作技能,会使用电流表和电压表测电阻.
2.会记录实验数据,知道简单的数据处理方法,会写简单的实验报告,会用科学术语、简单图表等描述实验结果.
3.通过使用滑动变阻器,进一步理解滑动变阻器在电路中的作用,巩固滑动变阻器的正确使用方法.
重点
利用电流表、电压表测量小灯泡的电阻
如何测电阻
灯泡的电阻是多大呢?
1.电流可以用电流表测量,电压可以用电压表测量。那么,用什么方法测量电阻呢?
2.如何运用欧姆定律找到间接测出导体的电阻的方法?
I =
U
R
R=
U
I
伏安法测电阻
如图所示用电流表测量测出电流,用电压表测量测出电压,再通过 算出电阻值的方法叫伏安法测电阻。
实际测量中要利用滑动变阻器改变待测电阻两端的电压,多次测量电压及电流的值。
A
V
R
S
R =
U
I
用电压表、电流表间接测电阻
实验目的
实验原理
电源、电压表、电流表、滑动变阻器、
开关、导线、待测电阻。
实验器材
R =
U
I
绘制电路图并连接电路
A
V
R
R'
S
进行实验
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。
读数时,眼睛正对刻度线,确保读数正确。
R=
U
I
1.3
0.22
0.92
0.16
0.78
0.14
5.90
5.75
5.57
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 的平均值。
①外接法:如图甲所示,在外接法中,电压表的示数表示待测电阻R两端的电压UR、电流表的示数表示通过电阻R和电压表的总电流,即I=IR+IV,待测电阻值应为R真=UR/IR,而测出来的电阻值R测=UR/I,由于I>IR,所以R测<R真,即测得的电阻值比真实值偏小.
接线方法
②内接法:如图乙所示,在内接法中,电流表的示数表示通过R中的电流IR,电压表的示数表示电阻R两端电压UR与电流表两端电压UA之和,即U=UR+UA.根据I=U/R,待测电阻值应为R真=UR/IR,而测量的电阻值R测=U/IR,因为U>UR,使R测>R真,即测量值比真实值偏大.
1.将上述实验中的定值电阻换成小灯泡,用同样的方法测定小灯泡的电阻。
2.多测几组数据,根据实验数据分别计算出小灯泡的电阻。
3.比较计算出的几个数值,看看每次算出的电阻的大小相同吗?有什么变化规律吗?
4.如果出现的情况和测量定值电阻时不同,你如何解释?与同学交流一下。
想想做做
实验电路图和实物图
灯泡的电阻随电压的增大而增大,因为灯泡的电压越大,灯泡越亮,灯丝温度越高,其电阻值就越大,即灯丝的电阻随温度的变化而变化.
A
V
L
R
S
在物理实验中选择实验器材,不但要考虑需要哪些实验器材,还要考虑实验器材的规格和性能.如:电源电压、仪表量程、滑动变阻器的最大阻值和允许通过的最大电流。
(3)在不能估测电流、电压值时,先用大量程试触,由指针的偏转程度确定是否在小量程范围内,能用小量程的尽量改接小量程,这样读数更准确.
(2)电流表的量程:电流表的最大测量值要大于电路中的最大电流,为了减小测量误差,在不超过的情况下,尽量选用小量程.
(1)滑动变阻器:滑动变阻器的最大阻值应略大于或接近待测电阻的阻值,允许通过的最大电流要大于电路中的最大电流.
实验器材及选择
测电阻的其他方法
先闭合S1,断开S2,测出通过R0的电流I0;再断开S1,闭合S2,测出通过Rx的电流Ix.
(1)“安阻法”测电阻:
(2)“伏阻法”测电阻:
闭合开关S1和S2,记下电压表示数U1;断开开关S2,闭合开关S1,记下电压表示数U2.
(3)“双伏法”测电阻:
将电压表V1并联接在Rx两端,测出电阻Rx两端的电压U1,将电压表V2并联接在R0两端,测出电阻R0两端的电压U2.
(4)“双安法”测电阻:
将电流表A1接在电阻Rx所在支路,测出通过Rx的电流Ix;将电流表A2接在电阻R0所在支路,测出通过R0的电流I0.
(5)“等效替代法”测电阻:
将开关S接在a点,读出电流表的示数为I,将开关S接在b点,调节电阻箱,使电流表的示数仍为I,读出电阻箱的示数R.
Rx = R
【例】如图所示,是某同学设计的测电阻的实验电路.闭合开关,观察到电流表、电压表的指针均稍有偏转,产生这一现象的原因可能是( )
A.滑动变阻器短路
B.滑动变阻器连入电路中的阻值较大
C.定值电阻断路