内容正文:
重难点1 电阻的测量
一、伏安法测电阻
1、实验目的:
用电压表、电流表间接测电阻
2、实验原理:
3、实验器材:电源、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、待测电阻。
4、实验电路图和实物图
(1)电路图
(2)实物图
5、实验步骤:
(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。
(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 的值。
6、实验记录表格
测量次数
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
1
2
3
7、注意事项
(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。
【典例精析】
例1.(2020·天津市)图所示是某导体中的电流I跟它两端电压U的关系图象,该导体的阻值为( )
A. 40Ω
B. 30Ω
C. 20Ω
D. 10Ω
【答案】D
【解析】
【详解】由图像知,通过该导体的电流与导体两端的电压成正比,说明导体的电阻不随温度变化而变化;由欧姆定律
可得,导体的电阻
故选D。
例2.(2020·四川省遂宁市)物理科代表为全班同学设计了如下四个电路图,图中电源电压未知但不变,R0为阻值已知的定值电阻,R1为最大阻值已知的滑动变阻器,通过断开、闭合开关或调节R1接入电路阻值不能测出未知电阻Rx阻值的电路是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【解析】
【详解】A.由图可知,定值电阻和电流表串联,我们可以求出电源的电压,无法求出未知电阻Rx阻值,故A符合题意;
B.闭合开关S1和S2后,定值电阻R0被短路,电压表的示数即为电源电压U;闭合S1,断开S2,此时电压表的示数为U1,可以求得Rx为
,故B不符合题意;
C.闭合开关,当滑动变阻器滑片移动到最右端时,此时的电压为U,当当滑动变阻器滑片移动到最左端时,此时的电压为U1,可以求得Rx为
,故C不符合题意;
D.闭合开关,当滑动变阻器滑片移动到最右端时,此时的电压为I,当当滑动变阻器滑片移动到最左端时,此时的电压为I1,可以求得Rx为
,故D不符合题。
故选A。
例3.(2020·安徽)一小灯泡额定电压为2.5V,图a是测量其电阻的实验电路图。
(1)请按照图a,将图b中的实物电路连接完整; ________
(2)闭合开关,调节滑动变阻器,当电压表示数为2.50V时,小灯泡正常发光,电流表示数如图c所示,则此时通过小灯泡的电流为________A;
(3)调节滑动变阻器,让小灯泡两端的电压逐渐减小,会发现灯泡变暗直至完全不发光。可以猜想此过程中灯丝的温度________(选填“升高”、“不变”或“降低”);
(4)测量数据如下表所示。
电压U/V
2.50
2.10
1.70
1.30
0.90
0.50
电流I/A
0.26
0.24
0.21
0.19
0.16
分析表中数据,可以发现小灯泡两端的电压越低,其灯丝的电阻越________。
【答案】 (1). (2). 0.28 (3). 降低 (4). 小
【解析】
【详解】(1)[1]灯泡电阻约10Ω,灯泡正常发光时的电流是
电流表选
量程,把开关、滑动变阻器、电流表串联接入电路,所求画图如下
(2)[2]如图C,电流表分度值是0.02A,电流表读数0.28A。
(3)[3]小灯泡两端实际电压减小,实际功率降低,亮度变暗,温度降低。
(4)[4]由表格数据可知,小灯泡两端实际电压减小,实际功率降低,亮度变暗,温度降低。灯丝电阻受温度影响,温度降低,电阻减小。
例4.(2020·四川省甘孜州)在“用电流表和电压表测电阻”的实验中,电路如图甲所示。
(1)开关闭合前,滑动变阻器的滑片P要移动到________ (选填“a”或“b”) 端;
(2)闭合开关,发现电流表示数为零,但电压表指针发生明显偏转,则电路发生的故障可能是以下四种中的_________
A.
处断路 B.滑动变阻器处断路 C.
处短路
(3)排除故障后,闭合开关,调整滑片P到某一位置后,若两表的示数分别如图乙、丙所示,其中电流表的示数为________ A, 此次测得电阻的结果为
_______Ω。
【答案】 (1). b (2). A (3). 0.4