内容正文:
第7招
测电阻——安阻法
人教版 九年级全
例
典 例 剖 析
为了测定一个待测电阻Rx的阻值,实验室提供如下器材:电池、电流表A1、电流表A2、滑动变阻器R、定值电阻R0、开关S、导线若干。小李用所提供的器材,设计了如图1甲所示的电路图。
解题秘方:待测电阻Rx两端电压Ux=I2R0,通过待测电阻Rx的电流为I1-I2。
(1)请根据设计的电路图,在图1乙中用笔画线代替导线,把实物图补充完整。
解:如图2所示。
(2)闭合开关前滑动变阻器的滑片P应调到________(填“a”或“b”)端。
(3)实验中调节滑动变阻器的滑片P到某一位置,记录下此时电流表A1、A2的示数分别是I1和I2,则待测电阻Rx的表达式:Rx=________。
b
解题对策:1.补充电路连接时,电路中Rx左边连一根导线比较简单,关键是Rx右边导线连接有较大难度。连接时可采用如下技巧:先看准这根导线除一端接Rx外,它的另一端接在哪两个元件中间,再动手连接。由电路图可以看出,这根导线的另一端接在两电流表之间,因此这根导线的另一端既可以接到A2 的“0.6”接线柱上,也可以接到A1的“-”接线柱上。
2.安阻法测电阻的基本思路:若实验器材中只有电流表没有电压表,要求借助阻值已知的定值电阻来完成测量,设计实验的突破点是利用间接测量法得到被测电阻两端的电压。具体思路:将阻值已知的定值电阻与被测电阻并联,用电流表测量已知阻值电阻中的电流,运用欧姆定律计算出它两端的电压,最后利用并联电路电压的规律得到被测电阻两端的电压。
训练角度 1 基本原理
分 类 训 练
1.利用如图所示的电路来测量未知电阻Rx的阻值,R0的阻值已知。
(1)将实验过程补充完整:
①对照电路图连接电路,闭合开关S1,记下电流表A1的示数为I1,则电源电压U=________;
②断开开关S1,再闭合开关S2,记下电流表A2的示数为I2;
③断开开关,整理器材。
I1R0
(2)用测得的物理量和已知物理量符号表示待测电阻Rx=
________。
【点拨】
只闭合开关S1时电流表A1的示数I1为通过定值电阻R0的电流,则电源电压U=I1R0;只闭合开关S2时电流表A2的示数I2为通过待测电阻Rx的电流,则Rx==。
2.【2023·河池】某实验小组用伏安法测量待测电阻Rx的阻值,设计的实验电路如图甲所示。
训练角度 2 利用局部短路完成实验
(1)根据图甲用笔画线代替导线将图乙的实物图补充完整。
解:如图所示。
【点拨】
由电路图可知,滑动变阻器选用左下接线柱与开关串联接入电路中。
(2)该实验的原理是_______________________________。
【点拨】
伏安法测电阻的实验原理是R=。
R=
(3)某次测量时,电压表的示数为1.5 V,电流表的示数为0.3 A,则待测电阻的阻值为________Ω;实验时应多测几组数据,求电阻的平均值,目的是________________。
【点拨】
待测电阻的阻值R===5 Ω;多次测量求平均值可减小误差。。
5
减小误差
(4)若撤去电压表和滑动变阻器,新增一个阻值为R0的定值电阻,利用如图丙所示的实验电路,也可以测量待测电阻Rx的阻值。实验步骤如下:
①首先,闭合开关S1、S2,记录电流表的示数I1;
②接着,断开开关________,记录电流表的示数I2;
则待测电阻的阻值Rx=________(用R0、I1、I2表示)。
S2
【点拨】
实验步骤:①首先,闭合开关S1、S2,记录电流表的示数I1;②接着,断开开关S2,记录电流表的示数I2;在步骤①中,电路为只有R0的简单电路,电流表测量电路电流,记下电流表示数为I1,则电源电压为U=I1R0;在步骤②中,R0和Rx串联,电流表测量电路电流,记下电流表示数为I2,则电源电压U=I2(R0+Rx);联立以上两式可得待测电阻Rx=。
3.如图甲所示是“测量小灯泡的电阻”的实验电路图。
训练角度 3 利用滑动变阻器两次测量完成实验
(1)请根据图甲所示电路图,用笔画线代替导线完成图乙未连接好的实物电路(要求滑片P向右移动时小灯泡变亮)。
解:如图所示。
(2)电路连接好后闭合开关,发现电流表有示数,电压表无示数,小灯泡不亮,如果电路只有一个元件有故障,该故障可能是小灯泡________。
短路
(3)排除故障后,继续进行实验,小灯泡正常发光时电压表示数如图丙所示,其读数为________V。
2.5
(4)根据实验数据,作出小灯泡工作时I-U的关系图象如图丁所示,则小灯泡正常发光时的电阻为________Ω。
10
(5)由图丁可知,不同电压下,小灯泡电阻值不同,灯丝的电阻会随温度升高而变________。
大
(6)若实验过程中发现电压表损坏,现增加一个已知