内容正文:
精练11 测电阻的方法
【知识储备】
1、 等效替代法测电阻:
如图,(1)S至a,记下电流表(或电压表)的示数为I(或U);(2)S至b,调节电阻箱R,使电流表(或电压表)的示数仍为I(或U);读出电阻箱的阻值为R,即Rx的阻值。(其中R0起保护电路的作用)
2、 伏安法测电阻:
优点:可调节滑动变阻器多次测量求平均值减小误差。
3、 缺表测电阻:
(一)缺电压表,利用并联分流,串联电压相等测电阻:
(1)如图甲,将R1和并联,先测出R1的电流,再测出的电流为I2,根据两次电压相等U1=U2,所以,,所以:
;;
(2)改进,换用单刀双掷开关,如图乙。(表达式同上)
(二)缺电流表,利用串联分压,电流相等测电阻:
(1)如图甲,电压表测出R1两端的电压U1;再测出两端的电压U2;根据两电阻中的电流相等,所以:
;
(2)改进:单刀双掷开关
如图乙,开关S至1的位置,可测出R1上的电压U1;将S至2的位置,可测出和R1的总电压U2.根据电流相同,, 所以,
说明:以上两种方法中的定值电阻均可用最大已知的滑动变阻器代替,只须将滑片移至阻值最大端就是定值电阻。
(三)缺电流表或电压表,利用滑动变阻器的最大阻值测电阻
(1)缺电流表:如图
①将滑片P滑到左端测出两端的电压U1;②将滑片P滑到右端时可测出和R′两端的总电压U2.由和R′串联电流相等
;
(2)缺电压表如图乙。①将滑片P滑到a点,可测的电流I1;②再滑到b端测和R′的电流I2.由于电源电压相等.①;②所以可解得。
(三)缺电压表或电流表,利用短路电路测电阻:
(1)如图甲,①闭合开关S1,和R串联,电流表示数为I1;②闭合开关S1和S2,R被短路,只有接入电路,电流表示数为I2;所以:①②;根据电源电压相等,可得
(2)如图乙,①闭合开关S1,和R串联,电压表示数为U1;②闭合开关S1和S2,R被短路,只有接入电路,电压表示数为U2;所以:闭合开关S1和S2时,电源电压为U2,当只闭合开关S1时,两端的电压为U1,R两端的电压为U2—U1,根据Rx和R中的电流相等,即,解得
综合上述方法:①伏安法测电阻最好,可多次测量求平均值减小误差;②其它方法均进行两次测量,要么通过开关转换,要么通过滑动变阻器的两个特殊位置,得到一组数据进行计算得出一个电阻值。具体特点是缺电压表,利用电压相等;缺电流表利用电流相等。但滑动变阻器和短路测量电路通用;③有些情况下,尽管有电压表或电流表,但由于分度值或量程问题,必须选用缺表测量。
【专题精炼】
1.(2023•温州一模)小明用图甲电路图进行“探究电流与电阻关系”实验,现有阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻:R′为滑动变阻器,标有“20Ω 0.6A”;电源电压恒为4.5伏。
(1)实验中某次的电流表示数如图乙所示,则此时的电流为 安。
(2)小明实验时R两端的电压可能是 。(可多选)
A.1.5伏
B.2.5伏
C.3伏
D.4伏
(3)小明用一个小灯泡更换定值电阻R,重新实验测得小灯泡两端电压与通过的电流关系如图丙所示。实验中滑动变阻器滑片P向左滑动,电流表示数增大,小灯泡阻值的变化量为ΔR1,滑动变阻器连入电路阻值的变化量为ΔR2。请判断ΔR1和ΔR2大小关系,并简述理由。
2.(2022•镇海区模拟)某同学用如图所示的电路探究“电流与电阻”的关系,已知选用的电源电压恒为6V。请回答下列问题:
①该同学在探究的过程中,将观察到的实验数据及时记录到了下面的表格里。分析表中数据,不能得到电流与电阻成反比的关系,造成这种结果的原因是 。你认为,表格中的每组电压、电流、电阻的数据与欧姆定律 (选填“相符”或“不符”)。
实验序号
R/Ω
Ⅰ/A
①
5
0.30
②
10
0.20
③
15
0.15
②如果用此电路进行正确的探究,并以第一次的实验数据为标准,要顺利完成表格中的3组数据的测量,变阻器的最大阻值不得小于 。
3.(2022•鹿城区校级模拟)在“探究影响导体电阻的因素”实验中,电阻丝A、B的长度、横截面积相同,材料不同;电阻丝A、C的材料和横截面积相同,A的长度大于C。实验电路如图甲所示,用电阻丝A、B进行实验,N点固定,M点是金属丝上可以左右移动的点,MN两点间距离用X表示。在实验过程中,用电压表测出MN两点间的电压,将电压U随距离X的变化关系画出如丙所示的实线。
(1)闭合开关,电流表的指针如图乙所示,读数为 。
(2)在实验过程中,电压表读数U随NM间距离X的变化如丙所示的实线oab,我们可得出电阻丝A比电阻丝B的阻值大,请根据丙图写出支持该结论的证据 。
(3)图丙中,a点表示滑片移到两电阻丝的交接处,若将电