15.3 “伏安法”测电阻 课件- 2024-2025学年沪科版物理九年级全一册

“伏安法”测电阻 15.3 沪科版 九年级全一册 第十五章 探究电路 如图甲是小明测量未知电阻R1阻值的实物图。 (1)闭合开关前，滑动变阻器的滑片应滑到最________(填“左”或“右”)端。 夯实基础·逐点练 1 右 2 (2)某次实验中，移动滑片使电压表示数为2.0 V，此时电流表的指针位置如图乙所示，则电流表的示数为________A，本次测得R1的阻值为________Ω。 (3)现有另一个未知电阻R2(阻值约为400 Ω)，若仅将图甲中的R1替换为R2，其他器材和电路连接不变，则不能测出R2的值，其原因是实验中________表无法读数。 夯实基础·逐点练 0.16 12.5 电流 3 用如图甲所示电路测量正常发光时电压为2.5 V的小灯泡的电阻，根据实验数据绘制的小灯泡的I­-U图像如图乙所示。 2 夯实基础·逐点练 (1)为保证实验顺利进行，应选用________(填序号)滑动变阻器。 A．“10 Ω　0.5 A” B．“50 Ω　0.3 A” C．“100 Ω　0.2 A” 夯实基础·逐点练 B 夯实基础·逐点练 【点拨】 夯实基础·逐点练 (2)用笔画线代替导线，将图甲所示电路补充完整。 夯实基础·逐点练 解：如图所示。 【点拨】 电压表与小灯泡并联接入电路，小灯泡正常发光时电压为2.5 V，则电压表选0～3 V的量程接入电路，如图所示。 (3)电路连接完整后闭合开关，小灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，可能是小灯泡____________。 夯实基础·逐点练 短路 【点拨】 电路连接完整后闭合开关，小灯泡不亮，电流表有示数，说明电路是通路，电压表无示数，则可能是小灯泡短路。 (4)排除故障后进行实验，当滑动变阻器的滑片位于某一位置时，电流表示数如图丙所示，为测量小灯泡正常发光时的电阻，应将滑片向________(填“左”或“右”)移动。 夯实基础·逐点练 右 【点拨】 排除故障后进行实验，当滑动变阻器的滑片位于某一位置时，电流表示数如图丙所示，电流表接入电路的量程为0～0.6 A，每一小格表示0.02 A，电流表的示数为0.16 A，此时通过电路的电流小于小灯泡正常发光时的电流，由欧姆定律可得滑动变阻器接入电路的电阻太大，滑动变阻器的滑片应向右移动，使滑动变阻器接入电路的电阻变小。 (5)由图像可知，小灯泡正常发光时的电阻为________Ω。 夯实基础·逐点练 10 【点拨】 (6)由图像可知，实验过程中小灯泡的电阻是逐渐变大的，滑动变阻器接入电路的电阻是逐渐变小的，则小灯泡电阻的变化量ΔRL________(填“大于”“小于”或“等于”)滑动变阻器电阻的变化量ΔR。 夯实基础·逐点练 小于 夯实基础·逐点练 【点拨】 夯实基础·逐点练 利用伏安法测电阻的部分电路如图所示，关于测量误差和产生原因，说法正确的是(　　) A．测量值偏大，是由于电流表有内阻 B．测量值偏大，是由于电压表有内阻 C．测量值偏小，是由于电流表有内阻 D．测量值偏小，是由于电压表有内阻 3 夯实基础·逐点练 A 夯实基础·逐点练 【点拨】 某同学采用“伏安法”测某定值电阻Rx阻值。 4 整合方法·提升练 整合方法·提升练 实验次数 1 2 3 电压U/V 1.5 2.0 2.5 电流I/A 0.31 0.40   电阻Rx/Ω 4.8 5.0   Rx的平均值/Ω       断开 整合方法·提升练 (1)按图甲连接电路时，应先________开关，并将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处。 【点拨】 为保护电路，按图甲连接电路时，应先断开开关，并将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处。 (2)闭合开关，改变电阻Rx两端的电压，进行了三次测量。在第三次测量中电流表的示数如图乙所示，其示数为________A。 整合方法·提升练 0.48 【点拨】 电流表选用小量程，分度值为0.02 A，其示数为0.48 A。 整合方法·提升练 (3)根据三次实验数据可得，定值电阻Rx的阻值为________Ω。(结果保留一位小数) 5.0 【点拨】 (4)将电阻Rx换成小灯泡，重复上述实验，发现几次实验中，所测小灯泡的电阻值相差较大，原因可能是_____________________________________。 小灯泡的电阻受温度的影响 整合方法·提升练 【点拨】 因小灯泡的电阻受温度的影响，故将电阻Rx换成小灯泡进行实验，会发现所测小灯泡的电阻值相差较大。 某同学为了探究电阻丝的电阻R与长度L、横截面积S、材料的关系，进行了如下实验操作： 5 探究培优·拓展练 (1)如图甲所示，取一段新的电阻丝紧密绕制，用刻度尺测量出它的直径示意图。由此可知，电阻丝的直径为________mm，从而计算出电阻丝的横截面积S。 0.8 探究培优·拓展练 【方法规律】 (2)在实验中，先保持电阻丝的横截面积S和材料不变，探究电阻丝的电阻R与长度L的关系，这种方法叫____________(填“等效替代”或“控制变量”)法。 探究培优·拓展练 控制变量 【方法规律】 不考虑温度影响的前提下，电阻的大小有三个决定因素：材料、长度、横截面积，因此要探究电阻的大小与某一个因素的具体关系时，要用到控制变量法。 (3)为了探究电阻丝的电阻R与长度L的关系，实验室备有以下实验器材： A．电源E(电压U＝1.5 V)； B．电流表A1(量程0～100 mA)； C．电流表A2(量程0～0.6 A)； D．电阻箱R0(阻值0～999.9 Ω)； E．待测电阻丝R(阻值约为10 Ω)； F．开关一个，导线若干。则： 探究培优·拓展练 ①为了提高实验的精确程度，在实验中电流表应选的是______(填器材前的字母代号)。 ②把电阻丝拉直后，将其两端固定在刻度尺的接线柱a和b上，在电阻丝上夹一个金属夹P，移动金属夹P的位置，就可改变接入电路中电阻丝的长度L。把这些实验器材按图乙的电路连接起来。闭合开关S前，电阻箱的阻值应调整到________Ω。 B 探究培优·拓展练 999.9 ③闭合开关S后，将电阻箱调到适当位置不动，多次改变金属夹P的位置，得到多组I、L的数据。根据实验测量数据在坐标平面内以电流的倒数 为纵坐标、电阻丝的长度L为横坐标，得出图像如图丙所示，根据实验图像，横截面积S相同的同种材料的电阻丝，接入长度L越长，电流I越小，电阻R________。 ④该电阻丝1 cm长度的阻值为________Ω。 越大 探究培优·拓展练 0.3 探究培优·拓展练 【方法规律】 探究培优·拓展练 探究培优·拓展练 由图乙可知，当小灯泡两端的电压为2.5 V时，小灯泡正常发光，此时通过小灯泡的电流为0.25 A，当小灯泡两端的电压为0.5 V时，通过小灯泡的电流为0.12 A，此时小灯泡的电阻RL1＝＝≈4.2 Ω，电源由3节干电池组成，则电源电压为4.5 V，闭合开关，小灯泡和滑动变阻器串联接入电路，串联电路各处电流相等， 由欧姆定律可得电路总电阻R＝＝＝37.5 Ω，串联电路总电阻等于各分电阻之和，此时滑动变阻器接入电路的电阻RH1＝R－RL1＝37.5 Ω－4.2 Ω＝33.3 Ω，滑动变阻器的规格为“50 Ω　0.3 A”合适，故选B。 由图乙可知，当小灯泡两端的电压为2.5 V时，小灯泡正常发光，此时通过小灯泡的电流为0.25 A，由欧姆定律可得小灯泡正常发光时的电阻RL＝＝＝10 Ω。 当小灯泡两端的电压为2.5 V时，滑动变阻器两端的电压UH＝U－UL＝4.5 V－2.5 V＝2 V，此时滑动变阻器接入电路的电阻RH＝＝＝8 Ω，当小灯泡两端的电压为0.5 V时，通过电路的电流约为0.12 A，滑动变阻器两端的电压UH1＝U－UL1＝4.5 V－0.5 V＝4 V，滑动变阻器此时接入电路的电阻RH1＝＝≈33.3 Ω， 通过电路的电流由0.12 A变为0.25 A，滑动变阻器的电阻由33.3 Ω变为8 Ω，电阻变化量为33.3 Ω－8 Ω＝25.3 Ω，小灯泡的电阻由4.2 Ω变为10 Ω，小灯泡电阻的变化量为10 Ω－4.2 Ω＝5.8 Ω，故小灯泡电阻的变化量ΔRL小于滑动变阻器电阻的变化量ΔR。 图中是电流表内接法，由于电流表的分压作用，电压测量值偏大，电流测量值准确，根据欧姆定律I＝可知，电阻测量值偏大，等于电阻R与电流表内阻之和，故选A。 第3次实验测得的电阻值R3＝＝＝5.2 Ω，定值电阻Rx的阻值为＝5.0 Ω。 由题图甲可知，20根电阻丝直径的总长度l＝1.60 cm，则一根电阻丝的直径d＝＝＝0.08 cm＝0.8 mm。 ①电路中的最大电流I＝＝＝0.15 A＝150 mA，为了提高实验的精确程度，电流表选用量程为0～100 mA的电流表A1。②闭合开关S前，电阻箱起到保护电路的作用，电阻箱的阻值应调整到阻值最大处，即999.9 Ω。③由图像可知，电阻丝长度越长，电流的倒数越大，电流越小，在电压一定时，电阻越大。 ④由图乙知，电阻丝和电阻箱串联，由图丙知，当电阻丝接入0 cm，就是电阻丝的电阻为0时，电源电压为1.5 V，电流倒数为10 A－1，则电流为I′＝ A＝0.1 A，则电阻箱接入电路的电阻R′＝＝＝15 Ω；当电阻丝接入10 cm，就是电阻丝的电阻为R时，电源电压为1.5 V，电流倒数为12 A－1，则电流为I″＝ A， 则电路总电阻R总＝＝＝18 Ω，可见10 cm电阻丝的电阻R＝R总－R′＝18 Ω－15 Ω＝3 Ω，在横截面积和材料一定时，导体的电阻跟导体的长度成正比，1 cm的电阻丝电阻R1＝＝＝0.3 Ω。 $$