内容正文:
实验24 伏安法测电阻
实验原理:
电源、导线、开关、电流表、电压表、待测电阻、灯泡、滑动变阻器。
(1)连接电路时,开关要断开;
(2)滑动变阻器的连接方式“一上一下”,且滑片移到最大阻值处。
(3)滑动变阻器的作用:保护电路;改变待测电阻、灯泡两端的电压。
(4)电流表和电压表使用前调零,正确连接在电路中。
(1)测量定值电阻的阻值
实验次数
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
电阻的平均值R/Ω
1
2
3
(2)测小灯泡的阻值
实验次数
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
1
2
3
(3)I-U图像分析
①定值电阻阻值是一定的,图像为一条过原点的直线;
②小灯泡的灯丝电阻随温度的升高而增大,图像为随电压增大而向下弯曲的曲线。
(1)测定值电阻的阻值,进行多次实验的目的:求平均值减小误差;
(2)测小灯泡的阻值,进行多次实验的目的:探究小灯泡电阻的变化规律,使结论更具普遍性;
(3)测小灯泡的阻值,不能求电阻的平均值,原因是:小灯泡的的灯丝电阻是变化的。
(4)在进行实验时,闭合开关,若电流表无示数,电压表有示数,则与电压表并联的电路断路;若电流表有示数,电压表无示数,则与电压表并联的电路短路。
(5)错误数据判断
①如果有一组数据与其他数据规律不一致,则该组数据时错误的;
②如果所有数据规律一致,分析滑动变阻器的阻值是否符合条件,即当电路中电流最小时,求出滑动变阻器的阻值是否小于或等于滑动变阻器的最大阻值,
(6)滑动变阻器规格的选取
根据得而是定值,即R越大,滑动变阻器的电阻越大,故所选滑动变阻器的最大值
(7)测电阻的特殊方法
①缺电压表测电阻
②缺电流表测电阻
③等效替代法测电阻
1.小华在“测量小灯泡的电阻”实验中,老师提供的器材有:电压恒为6V的电源,额定电压为2.5V的小灯泡(灯丝电阻约为10),未知电阻为Rx,电流表、电压表、开关各一个,三种规格的滑动变阻器(10,0.5A)、(100,0.5A)、(200,0.2A)可供选择。
(1)小华在连接连电路时,刚连好最后一根导线,灯泡就发出了很亮的光,则她在连接电路过程中存在问题有:① ;② ;
(2)电路故障排除后,小华闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,小灯泡发光,此时电压表的示数为2.0V,为了测量小灯泡正常工作时的电阻,应向 (选填“左”或“右”)端移动滑片,直至电压表的示数为 V;
(3)小华根据测量的多组电压、电流值画出的小灯泡的图像如图乙所示,则小灯泡的正常工作时的电阻为 Ω;根据图像信息可以看出,灯丝中的电流与它两端的电压 (选填“成”或“不成”)正比,产生这一现象的原因是 ;
(4)实验中使用的滑动变阻器应该是 (选填“”、“”或“”);
(5)用该实验装置能不能探究电流与电压的关系 ?为什么? 。
(6)如果在移动滑片多次实验的过程中小灯泡的电阻增大了3Ω,则该过程中滑动变阻器的阻值变化量 (选填“大于”“小于”或“等于”)3Ω。
(7)断开开关,用定值电阻Rx替换小灯泡,将滑片移到滑动变阻器的最右端,闭合开关,读出两电表示数并记录在表一中;移动滑片,测出多组数据,均记录在表一中。则Rx= Ω,分析表一中的数据又能得出结论:当电阻一定时, ;
表一
实验序号
①
②
③
④
电压U/V
0.9
1.5
2.5
3.0
电流I/A
0.18
0.30
0.50
0.60
(8)善于思考的小华,缺少电流表也可以测小灯泡正常发光时电阻,他设计如图电路,滑动变阻器(最大阻值已知,用表示),请根据下列步骤列R出表达式。
①闭合开关,先调节滑动变阻器的滑片到最左端,再调节另一滑动变阻器的滑片,直到电压表的读数为;
②接着 ,读出这时电压表的示数,用U表示;
③小灯泡正常发光时电阻的表达式 (用U、、字母表示)。
(9)小华又设计了下图实验电路,测量未知电阻Rx的阻值(电源电压用U表示),请将下列实验步骤补充完整:
①闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到a端,记录电流表示数为I1;
②闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到 ,记录电流表示数I2;
③写出待测电阻的表达式,Rx= 。(用已知量和测量量符号表示)
真题演练
1.(2023·山东淄博·统考中考真题)用如甲图