内容正文:
17.3电阻的测量(原卷版)
一、课程标准要求:
掌握伏安法测电阻的实验,以及实验操作中的注意事项,能运用欧姆定律完成测电阻的方法转换。
二、知识梳理
1.伏安法测量定值电阻的阻值:
(1)实验装置图:
(2)实验原理:R= ;
(3)滑动变阻器的作用及选取
①滑动变阻器的作用:保护电路;改变定值电阻两端的电压;
②滑动变阻器规格的选取要求:
a电路中的最大电流Imax<滑动变阻器的额定电流;
b当电压表的示数最小时,滑动变阻器两端电压最大为U源-URmin,此时滑动变阻器接入电路的阻值R滑= R,因此滑动变阻器的最大阻值大于或等于R滑 ;
(4)多次测量的目的及操作
①目的:多次测量求平均值,减小实验误差;
②操作:测量一组实验数据后,应移动滑片,多测几组数据;
(5)电阻的计算;
(6)找出错误数据及分析原因
①电表量程判断错误导致读数错误
②数据呈现出“电流随电压的增大而减小”或“电压与电流不成正比”(电压表接在了滑动变阻器两端);
(7)根据实验数据总结结论(电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比);
(8)实验的评估:
①求电阻平均值方法的评估(不能根据求出的电压、电流的平均值计算电阻,应计算出每次的电阻,然后求电阻的平均值,即 );
②对只测一组实验数据得出结论进行评估(这样测出的电阻不可靠,应多次测量求平均值);
2. 特殊方法测电阻——缺电流表:挑选一个阻值为R0字样的滑动变阻器进行实验,电路设计如下:
实验步骤:
①闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片至最左端,读出电压表的示数为U1;
②调节滑动变阻器的滑片至最右端,读出电压表的示数为U2;
③未知电阻Rx= ;
3. 特殊方法测电阻——缺电压表:挑选一个阻值为R0字样的滑动变阻器进行实验,电路设计如下:
实验步骤:
①闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片P至a端,读出电流表的示数为I1;
②调节滑动变阻器的滑片P至b端,读出电流表的示数为I2;
③未知电阻Rx= ;
三、题目辨析
易错点辨识一:
伏安法测电阻的测量实验,要注意滑动变阻器的作用,开关闭合前应将滑片调至阻值最大处,另一方面在闭合开关以后可以通过调整滑片的位置实现多次测量。此类问题最常见的问题,①基本仪表操作,开关滑动变阻器的使用,②计算电阻阻值应用欧姆定律变形公式,③多次测量实验的目的。
1、实验小组利用图甲所示电路进行“测量未知电阻”的实验:
(1)连接电路时,应将开关_______;
(2)闭合开关,改变电阻Rx两端的电压,进行了三次测量.第三次实验中电压表示数如图乙所示,电压表读数为_____V。
(3)将实验数据填入上表并进行处理,三次所测电阻Rx的平均值为____Ω。
(4)将电阻Rx换成小灯泡,重复上述实验,发现几次实验测得的小灯泡的电阻相差比较大,原因可能是_____________________________。
2、张艺红同学用伏安法测电阻,实验电路图如图甲所示。
(1)该实验的原理是 。
(2)闭合开关S前,滑动变阻器滑片P应置于 端(选填“a”或“b”)。
(3)假如张艺红同学用完好的器材按如图甲所示实验电路图正确连接电路,实验时正确操作,刚一“试触”,就发现电流表的指针迅速摆动到最大刻度,其原因可能是:
① ;②
(4)张艺红同学重新按图甲所示的实验电路图正确连接电路,进行实验,某次实验中电压表示数如图乙所示,电流表示数如图丙所示,被测电阻Rx= Ω。
(5)若滑动变阻器的最大阻值为R,被测电阻的阻值为Rx,实验过程中电流表突然烧坏,不能正常使用了,他想出一个方法,应用现有的器材,也能测出电阻Rx的阻值。
实验步骤如下:
将滑动变阻器滑到a端,闭合开关S,读出电压表的读数,记为U1。
② 。
③读出滑动变阻器的最大值R。
④则被测电阻Rx的阻值为:Rx= (写出表达式)。
3、张爽同学做“测定小灯泡电阻”的实验,已知实验用小灯泡的工作电压为2.2V,电阻约为10Ω,实验所用电学元件如图甲所示,请你帮他完成以下实验。
(1)如图甲所示,请你用笔画线代替导线,正确连接好实验电路;
(2)闭合开关后,他发现小灯泡不亮,电流表指针偏转,电压表示数几乎无示数,产生故障的原因可能是 ;(填写字母序号)
A.开关接触不良