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专题07 电学测量型实验(解析版)
实验一、伏安法测电阻
【实验目的】测量未知电阻
【实验器材】电池组、电压表、电流表、滑动变阻器、待测电阻、开关各一个,导线若干。
【实验原理】根据欧姆定律:,可知:,只要能测出电阻R两端电压和通过R的电流,根据公式即可计算出待测电阻R。
【实验步骤】一、根据给出的电路图,连接实物电路。
二、闭合开关,变阻器在较大位置时测量电流和电压,数据计入表格。
三、继续调节滑动变阻器,重复上述试验三次,数据计入表格。
四、根据公式,求出每次试验电阻值,并计入表格。
五、计算待求电阻平均值。
六、试验表格
试验次数
电压/V
电流/A
待求电阻Rx/ῼ
平均值Rx/ῼ
1
2
3
七、整理器材。
【考向点拨】
1.补充电路:以某一电器为起点,观察一周,先连主电器,后连测量电器,注意连线不能交叉;
2.测量前变阻器的位置、目的:处于最大位置、为了保护电路;
3.变阻器连接要求:一上一下;
4.实验前开关状态:断开状态;
5.补充测量数据:根据实验原理和测量数据规律补齐表格中空格;
6.小灯泡电阻测量结果相差较大原因:小灯泡的电阻随温度的升高而变大;
7.电路故障分析:电流表无示数,某处断路;电压表无示数,被测电器短路或电压表连线未接好;
8.电流表、电压表反偏:正负极接反;
9.分析测量数据求电阻:根据欧姆定律进行计算;
10.测量结果误差较大原因:电流表或电压表有内阻;
11.电流表对测量误差的影响:内接时测量结果偏大、外接时测量结果偏小。
其他方法测电阻
1.伏阻法测电阻
电路设计
实验电路
待测物理量和待测电阻RX
利用串联电路中电流处处相等求阻值(已知R0阻值)
(1)闭合开关S,分别测出R0、RX两端第一章U0、UX;
(2)
利用串联电路中各电阻两端电压之和等于电源电压列方程求电阻(已知R0阻值)
(1) 闭合开关S,读出变阻器接入定值最大时的电压表读数U1;
(2) 读出变阻器接入阻值最小(等于0)时电压表的读数U2;
(3)
被测电阻:
(1) 只闭合开关S,测出R0两端电压U0,闭合S、S1,测出电源电压U;
(2)
(1) 闭合S,将S1置于a,R0与Rx串联,读出电压表示数U;
(2) 闭合S,将S1置于b,R0与Rx串联,读出电压表示数U0则Ux=U-U0;
(3)
2.安阻法测电阻
电路设计
实验电路
待测物理量和待测电阻RX
利用并联电路各支路两端电压相等求阻值(已知R0阻值)
(1) 闭合S,分别测出通过R0、RX的电流I0、IX;
(2)
(1)闭合S、断开S1,此时只有R0连入电路,读出A的示数I0
(2)闭合S、S1,R0与Rx并联,读出A的示数I;
(3)
利用电源电压不变列方程求阻值(已知R0阻值)
(1)闭合S,将S1置于a时,读出A的示数I0
(2)闭合S,将S1置于b时,读出A的示数Ix,
(3)
(1)闭合S、断开S1,Rx与R0串联,读出A的示数为I1,则U=
(2)闭合S、S1,只有Rx接入电路,读出A的示数为I2,
(3)
(1)闭合S,将滑动变阻器滑片移至a端时,此时R0=0 ,读出A的示数I1,
(2)闭合S,将滑动变阻器的滑片移至b端时,此时滑动变阻器连入电路的阻值为R,读出此时A表示数I2,
(3)
3.等效替代法
电路设计
实验电路
待测物理量和待测电阻RX
利用等效思想测量电阻
(1)闭合S,将S1置于a,调节R0,读出A的示数I1
(2)闭合S,将S1置于b,保持滑片P位置不变,调节电阻箱R′,使A的示数仍为I,读出此时R′连入电路的阻值R′。Rx=R'。
【典例1】(2021·河南中考真题)为测量一定值电阻的阻值,某实验小组选用的实验器材有:待测电阻R、两节干电池、电流表、电压表、滑动变阻器、开关及导线若干。
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整______。
(2)小组设计了一个记录与处理数据的表格,请将下表中①②处的内容填写完整。
实验次数
①______
②______
电阻R/Ω
1
2
3
(3)某次测量时,电压表示数为2.5V,电流表指针位置如图乙所示,则电流表示数为______A,本次测得Rx的阻值为______Ω。
(4)本实验进行了多次测量,其目的与下列实验中多次测量的目的相同的是______(填字母代号)
A.用刻度尺测量铅笔的长度 B.测量小灯泡的电阻 C.测量小灯泡的电功率
(5)他们又对实