课时14.4 欧姆定律的应用-【帮课堂】2024-2025学年九年级物理上册同步学与练（苏科版）

第十四章 欧姆定律（解析版） 课时14.4 欧姆定律的应用 2022年课程标准 物理素养 3.4.2 知道电压、电流和电阻。通过实验，探究电流与电压、电阻的关系。理解欧姆定律。 物理观念：理解欧姆定律公式及其变换式的物理意义，能运用欧姆定律进行简单的计算。 科学思维：能设计实验，探究通过导体的电流与电压、电阻的关系。知道通过导体的电流随电压的增大而增大，随电阻的增大而减小。 科学态度与责任：学会同时使用电压表和电流表测量一段导体两端的电压和通过的电流，会用滑动变阻器改变电压。 知识点一、运用欧姆定律测电阻 1.伏安法测电阻 （1）实验目的：用电流表和电压表测未知电阻的阻值 （2）实验原理：。对于一个未知电阻，用电压表测其两端电压U，用电流表测出通过未知电阻的电流I，应用欧姆定律，就可以求出其电阻值。这种测量方法称为“伏安法”。 （3）实验器材：电源、开关、电流表、电压表、滑动变阻器、待测电阻和导线。 （4）设计实验：实验电路图和实物图如图甲、乙所示，其中滑动变阻器用来改变待测电阻两端电压和通过待测电阻的电流，多次测量电压和电流，求出每次的电阻值，最后求平均值。 甲 乙 （5）实验步骤： ①按图甲所示电路图连接图乙中的实物电路； ②检查所连接的电路，确定无误后，将滑动变阻器的滑片调至阻值最大处，以保护电路； ③利用试触法电流表和电压表的量程； ④闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，改变待测电阻两端的电压，并记下相应的电流值和电压值，填入实验表格中； ⑤断开开关，整理器材。 （6）实验数据处理：将每次测量的数据代入公式，分别求出每次的电阻值，最后计算其平均值。如下表所示： 实验序号 电压/V 电流/A 电阻/Ω 电阻的平均值/Ω 1 1.5 0.10 15.0 15.2 2 2.1 0.14 15.0 3 2.8 0.18 15.6 2.实验注意事项 （1）在连接电路的过程中，接线应有序进行，按照电路图从电源正极出发，把干路上的各元件串联起来，然后把电压表并联在待测电阻的两端； （2）连接实物图时，要将开关断开； （3）实验前，要将滑动变阻器的滑片移至阻值最大处，以保证电路安全，防止开关突然闭合时，产生瞬间电流过大而损坏电源或电表； （4）可采用试触法确定电表的路程； （5）电表的正、负接线柱不能接反； （6）滑动变阻器应采用“一上一下”的连接方式； （7）进行多次测量并计算电阻的平均值，可以减小误差。 3.器材选择原则 （1）滑动变阻器：所选滑动变阻器的最大阻值应接近待测电阻的阻值； （2）电流表、电压表量程：在不超过量程的前提下，选用小量程测得的值要比选用大量程测得值准确，这是因为小量程的分度值小，准确的高。因此测量时，能用小量程就不要大量程。 4.滑动变阻器在实验中的作用 （1）保护电路； （2）改变待测电阻两端电压，实现多次测量。 5.常见故障分析 在实验中出现故障后要先断开开关，再分析查找故障原因，常见的故障及其现象如下表所示： 实验电路图 故障（有且只有一处） 现象 电压表 电流表 电流表被短接 有示数 无示数 电流表处断路 无示数 无示数 电压表被短接 无示数 有示数 电压表处断路 定值电阻被短接 无示数 有示数，且示数偏大 定值电阻处断路 有示数且接近电源电压 无示数 电压表串联在电路中 滑动变阻器上面两个接线柱接入电路 移动滑片，电表示数不变，电压表示数接近电源电压 滑动变阻器下面两个接线柱接入电路 移动滑片，电表示数不变 辨析比较：伏安法测定值电阻阻值和测小灯泡电阻的异同 定值电阻 小灯泡 原理 电路图 实验过程 多次测量 多次测量 数据处理 分别计算每次测量的电阻，然后取平均值 分别计算每次测量的小灯泡的电阻，然后寻找普遍规律 实验结论 平均值为所求电阻值 灯丝电阻随温度的升高而增大 【典例1】（2024·江苏盐城·二模）小华用电源（3V）、电流表（0~0.6A；0~3A）在进行“伏安法”测电阻实验时： （1）请用笔画线代替导线将图甲所示电路连接完整：（要求：滑动变阻器的滑片P向左移动过程中，其接入电路的电阻变大） （2）连接好电路，闭合开关，发现电流表示数为0，移动滑动变阻器的滑片，电压表示数始终为3V不变，造成这一现象的原因可能是 ； （3）故障排除后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片，多次测量并记录实验数据.小组同学将第一次实验测得的数据绘制成图乙中的a、b、c，发现电压表未调零，将电压表调零后，重做实验，第二次测量的三组数据如图乙中的A、B、C，分析图乙中的第二次测量的三组数据，待测电阻的阻值是 Ω；（结果保留一位小数） （4）实验结束后，应先断开 ，拆除 两端的导线； （5）利用如图丙所示电路，也能测出Rx的阻值.其中R为定值电阻，R'为电阻箱.请在横线上填上合适内容. ①闭合开关前，将滑动变阻器滑片滑到b端，电阻箱调为某一阻值R1； ②闭合开关，调节滑动变阻器，使电压表和电流表示数为合适的值； ③断开开关，再将电压表与待测电阻C端间的导线改接到D端（图中虚线所示）， 闭合开关，反复调节 （填序号即可），使两表的示数与②中相同，记录此时电阻箱的阻值R2，断开开关； A．电阻箱R'                        B．滑动变阻器滑片P C．电阻箱R'和滑动变阻器滑片P ④待测电阻的阻值Rx= 。 【答案】如图；定值电阻断路；4.9；开关；电源；A；。 【解析】（1）[1]在进行“伏安法”测电阻实验中，要求滑动变阻器的滑片P向左移动过程中，其接入电路的电阻变大，所以应该接滑动变阻器的B接线柱，如下图： （2）[2]连接好电路，闭合开关，发现电流表示数为0，说明电路可能发生了断路故障，移动滑动变阻器的滑片，电压表示数始终为3V不变，说明电压表测电源电压，造成这一现象的原因可能是：与电压表并联的定值电阻断路。 （3）[3]第二次测量的三组数据如图乙中的A、B、C，分析图乙中的第二次测量的三组数据，可得 待测电阻的阻值是 （4）[4][5]实验结束后，应先断开开关，拆除电源两端的导线，把电路与电源切断。 （5）③[6]根据等效替代法，闭合开关，应反复调节电阻箱R' ，使两表的示数与②中相同，记录此时电阻箱的阻值R2，故A符合题意，BC不符合题意。 故选A。 ④[7]闭合开关前，将滑动变阻器滑片滑到b端，电阻箱调为某一阻值R1；闭合开关，调节滑动变阻器，使电压表和电流表示数为合适的值，此时 断开开关，再将电压表与待测电阻C端间的导线改接到D端（图中虚线所示），闭合开关，反复调节电阻箱R' ，使两表的示数与②中相同，记录此时电阻箱的阻值R2，此时 解①②式得，待测电阻的阻值为。 知识点二、测量电阻的其他方法 用伏安法测电阻时，需要同时使用电压表和电流表，如果只有电流表或电压表，则可借助一已知电阻的定值电阻、滑动变阻器或电阻箱，巧妙利用串、并联电路的电流、电压规律测出未知电阻的阻值。 1.伏阻法：只用电压表和已知阻值的电阻测量未知电阻。 设计思路 实验电路图 需要测量的物理量及RX的表达式 利用串联电路中电流处处相同求电阻值 （1）闭合开关S，分别测出R0、RX两端电压U0、UX； （2） 利用串联电路中各电阻两端电压之和等于电源电压列方程求电阻值 （1） 闭合开关S，读出变阻器接入定值最大时的电压表读数U1; （2） 读出变阻器接入阻值最小（等于0）时电压表的读数U2； 被测电阻： （1） 只闭合开关S，测出R0两端电压U0，闭合S、S1，测出电源电压U； （2） （1） 闭合S，将S1置于a，R0与Rx串联，读出电压表示数U； （2） 闭合S，将S1置于b，R0与Rx串联，读出电压表示数U0则Ux＝U-U0； （3） 2.安阻法：只用电流表和已知阻值的电阻测量未知电阻。 设计思路 实验电路图 需要测量的物理量及RX的表达式 利用并联电路各支路两端电压相等求阻值 （1） 闭合S，分别测出通过R0、RX的电流I0、IX； （2） (1)闭合S、断开S1，此时只有R0连入电路，读出A的示数I0 (2)闭合S、S1，R0与Rx并联，读出A的示数I； (3) 利用电源电压不变列方程求阻值（已知R0阻值） (1)闭合S，将S1置于a时，读出A的示数I0 (2)闭合S，将S1置于b时，读出A的示数Ix， （3） (1)闭合S，将S1置于a时，读出A的示数I0 (2)闭合S，将S1置于b时，读出A的示数Ix， （3） (1)闭合S，将滑动变阻器滑片移至a端时，此时R0＝0 ，读出A的示数I1， (2)闭合S，将滑动变阻器的滑片移至b端时，此时滑动变阻器连入电路的阻值为R，读出此时A表示数I2， （3） 3.等效替代法：利用电流表（或电压表）和电阻箱测量未知电阻的方法。 设计思路 实验电路图 需要测量的物理量及RX的表达式 利用等效思想测电阻 (1)闭合S，将S1置于a，调节R0，读出A的示数I1 (2)闭合S，将S1置于b，保持滑片P位置不变，调节电阻箱R′，使A的示数仍为I，读出此时R′连入电路的阻值R′。Rx＝R'。 【典例2】（2024·江苏南京·模拟预测）待测电阻，的阻值约为，提供的器材有：电源电压约；电压表（量程为、）、电流表（量程为、）、滑动变阻器，（  ），电阻箱（  ）各一个；开关、导线若干，小华设计的四个电路如图所示，其中能准确测出阻值的是（　　）。 A． B． C． D． 【答案】C。 【解析】A．开关闭合，Rx与滑动变阻器R1串联，已知Rx的阻值约为500Ω，滑动变阻器R1最大阻值10Ω，当R1连入电路的阻值为0Ω时，根据欧姆定律可知，电路中的电流最大，约为0.006A，即使电流表是程使用0~0.6A的量程，电流表也不能准确测量通过Rx的电流，故A不能准确测出Rx阻值，故A不符合题意； B．利用开关的闭合位置不同，可以使R0与电阻箱R2分别与滑动变阻器R1串联，电流表测量串联电路的电流，已知Rx阻值约为500Ω，滑动变阻器R1最大阻值10Ω，当R1连入电路的阻值为0Ω，根据欧姆定律可知，电路中的电流最大约为0.006A，即使电流表量程使用0~0.6A的，电流表也不能准确测量通过Rx的电流，故B不能准确测出Rx的阻值，故B不符合题意； C．开关闭合，Rx与电阻箱R2串联，已知Rx的阻值约为500Ω，电阻箱R2的范围0~999Ω，则可以将R2连入电路的阻值调到500Ω左右，则根据串联电路的分压特点可知Rx与电阻箱R2两端的电压为1.5V，则电压表量程使用0~3V时，能准确测量Rx电阻箱R2两端的电压，故C能准确测出Rx阻值，故C符合题意； D．利用开关的闭合位置不同，可以使Rx与电阻箱R2分别与滑动变阻器R1串联，电压表测量Rx或电阻箱R2两端的电压，由于Rx的阻值约为500Ω，滑动变阻器R1的最大阻值为10Ω，则根据串联电路的分压特点可知，电压表的示数接近3V，电压表量程使用0~3V时，也不能准确测量Rx两端的电压，故D不能准确测出Rx阻值，故D不符合题意。 故选C。 问题一：伏安法测定值电阻 【典例1】（2024·江苏苏州·一模）小明和小华一起进行伏安法测电阻的活动。 （1）请你用笔画线代替导线将实物电路连接完整，要求：滑动变阻器的滑片P向右移动时电流表的示数变大； （2）连接电路时，应该 开关； （3）闭合开关，发现电流表、电压表均无示数，进一步检查电路，则故障可能是 ； （4）排除故障后继续实验，当电压表示数为1V时，图乙电流表示数为 A，则待测电阻Rx= Ω； （5）小明和小华经过思考，将电压表改装为间接测量电阻大小的仪表，分别设计了如图丙、丁所示的方案：（电源电压恒定不变） ①小明在电路的M、N两点之间接入电阻箱，调节旋钮使它接入电路的阻值分别为5Ω、8Ω、20Ω，闭合开关，并在表盘相应位置标出了电阻的数值（图戊），以此方法再标出其他刻度线，电压表就可以用来间接测量阻值了。由以上数据可知：电源电压为 V，定值电阻R0的阻值为 Ω； ②小华的设计方案，所用器材的规格、电表的量程都与小明的完全相同，分析她的设计方案可知：在保证器材安全的前提下，她改装后的电压表所能测的最小电阻值 （大于/小于/等于）小明改装的电压表所能测量的最小电阻值。 【答案】如图；断开；滑动变阻器断路；0.2；5；4.5；10；大于。 【解析】（1）[1]滑动变阻器的滑片P向右移动时电路中电流变大，说明滑动变阻器接入电路的阻值变小，则滑动变阻器右下接线柱接入电路，如图所示： （2）[2]为了保护电路，在连接电路之前，应该断开开关。 （3）[3]闭合开关，发现电流表无示数，则电路可能发生了断路，电压表无示数，则可能是电压表并联电路之外的滑动变阻器断路。 （4）[4][5]排除故障后继续实验，当电压表示数为1V时，电流表选用小量程，其示数为0.2A，则Rx的阻值为 （5）[6][7]由题知，U1=1.5V时，R1=5Ω，U2=2V时，R2=8Ω，由图丙电路可知：在测量电阻时定值电阻R0与电阻箱串联；由和串联电路的电压特点可得，当测量电阻R1时，电源电压 ① 当测量电阻R2时，电源电压② 由①②解得R0=10Ω，U=4.5V [8]由图丁得，小华将R0与MN间电阻串联，电压表测量R0的电压；所用器材的规格、电表的量程都与小明的完全相同，因此电源电压为4.5V，电压表量程为0~3V，分度值为0.1V，所以小明的实验中，当电压表的示数为0.1V时，所测的电阻阻值最小，此时电路电流为 由欧姆定律得，MN间电阻最小为 小华的实验中，当R0两端的电压最大为3V时，MN间电阻最小，此时电路电流为 由欧姆定律得，MN间电阻最小为 则小华改装后的电压表所能测的最小电阻值大于小明改装的电压表所能测量的最小电阻值。 【变式1-1】（2023·江苏淮安·二模）小华做测量定值电阻阻值的实验，现有器材：待测电阻、两节干电池、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线若干。 （1）请按照图甲所示的电路图，用笔画线将图乙中的实物图连接完整； （2）连接电路时，开关应 ； （3）进行实验时发现电流表和电压表无示数，后将电压表并联到变阻器两端，发现电压表有示数，电流表无示数，则故障可能是变阻器 ； （4）故障排除后，当电压表示数为1.3V时，电流表示数如图丙所示，则通过的电流大小为 A，它的阻值是 Ω； （5）小华对实验进一步拓展，利用电源（电压未知但恒定不变）、阻值为的定值电阻、电流表、开关等器材，设计了如图丁所示的电路也能测出的阻值，请你完成下列实验步骤。 ①按电路图正确连接电路，闭合开关S，断开开关，读出电流表示数。 ②再闭合开关，读出电流表示数。 ③根据实验数据，计算出待测电阻 。（用、、表示） 【答案】如图；断开；断路；0.26；5；。 【解析】（1）[1]由图甲可知，变阻器的滑片向右移动，变阻器连入电路的电阻变大，连接变阻器左下方的接线柱，如图所示： （2）[2]为了保护电路，连接电路时，开关要断开。 （3）[3]进行实验时发现电流表和电压表无示数，可能电路出现断路，将电压表并联到变阻器两端，发现电压表有示数，说明电压表和电源的两极是连接的，电流表无示数，可能变阻器断路。 （4）[4][5]由图丙可知，电流表的量程是0~0.6A，分度值是0.02A，电流表的示数是0.26A，被测电阻的阻值 （5）[6]闭合开关S，断开开关S1，只有R0的简单电路，读出电流表示数I1，则电源电压为 U =I1R0 再闭合S1，电路为并联电路，电流表测量干路电流，此时电流表示数为I2。由并联电路电压和电流的关系可知，此时流过Rx的电流为Ix=I2-I1 R x的电压为Ux=U=I1R0 Rx的电阻为。 【变式1-2】（2024·江苏扬州·二模）小芳利用图（甲）所示的电路测量未知电阻Rx的阻值，电源电压3V。 （1）请你根据电路图，用笔两线代替导线，在图（乙）中完成实验电路的连接，要求：滑动变阻器滑片P向右移动时，电流表示数变小。 （2）该实验原理是 ； （3）电路接通前，滑动变阻器的滑片下应该置于 （A/B）端； （4）闭合开关，小芳发现电流表示数为零，们电压表有示数接近3V；如果电路连接完好，电路中只有一个元件有故障，该故障是 ； （5）排除故降后，调节滑动变阻器，记录多组数据，画出了待测电阻Rx的I-U图像，如图（丙）所示。由图像可得Rx= Ω（保留一位小数）； （6）小芳又设计了一种方案，也测由了Rx的阻值；电路如图（丁）所示，R0为阻值己知定值电阻，电源电压未知且恒定不变，测量步骤如下： ①当开关 时，电流表读数为I1； ②当开关S1、S2都闭合时，电流表读数为I2； ③待测电阻Rx= （用已知和测出的物理量符号表示）。 【答案】如图；；B；断路；4.2；闭合、断开；。 【解析】（1）[1]电源电压3V，故电压表选用小量程并联在待测电阻两端；滑动变阻器上下各选一个接线柱接入电路且串联在电路中，滑动变阻器滑片P向右移动时，电流表示数变小，说明此时变阻器接入电路中的电阻变大，则变阻器左下方接线柱必须接入电路中，如下图所示： （2）[2]伏安法测电阻的原理是。 （3）[3]电路接通前，滑动变阻器的滑片P应该置于阻值最大处，即B端。 （4）[4]闭合开关，小芳发现电流表示数为零，说明电路可能断路；电压表有示数接近3V，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的支路以外的电路是完好的，则与电压表并联的支路断路了，即可能是Rx断路； （5）[5]由图像知，当定值电阻的电压是2.5V时，对应的电流值为0.6A，由可得 （6）[6][7]电路如图丁所示，R0为阻值已知的定值电阻，电源电压未知且恒定不变。测量步骤如下： ①当开关S1闭合、S2断开时，电流表读数为I1； ②当开关S1、S2都闭合时，电流表读数为I2； ③在①中，Rx与R0串联，电流表测串联电路电流；在②中，只有R0的简单电路，电流表测R0的电流；根据电源电压不变，则有I1（Rx+R0）=I2R0 解得。 问题二：伏安法测小灯泡的电阻 【典例2】用图甲所示电路测量额定电压为2.5V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。 （1）为保证实验顺利进行，应选用___________（选填序号）滑动变阻器； A．“10Ω0.5A”B．“50Ω0.3A”C．“100Ω0.2A” （2）用笔画线代替导线，将图甲所示电路补充完整___________； （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___________； （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________（选填“左”或“右”）移动； （5）由图像可知，小灯泡正常发光时的电阻为_______Ω；额定功率为_________W； （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_______（选填“大于”“小于”或“等于”）滑动变阻器的变化量ΔR。 【答案】B；如图；短路；右；10；0.625W；小于。 【解析】（1）[1]由图乙可知，当灯泡两端的电压为0.5V时，通过灯泡的电流为0.1A，此时灯泡的电阻 RL1===5Ω 由图甲可知电源由三节干电池组成，则电源电压U=3×1.5V=4.5V 闭合开关，灯泡和滑动变阻器串联接入电路，由欧姆定律可得电阻电路总电阻R===45Ω 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R滑1=R-RL1=45Ω-5Ω=40Ω 故选用B滑动变阻器更合适。 （2）[2]测量小灯泡电阻时，电路为串联电路，电压表测量小灯泡两端的电压，灯泡的额定电压为2.5V，故选择0~3V量程，实物图连接如下 （3）[3]小灯泡不亮，电流表有示数，说明电路短路，电压表无示数说明与电压表并联的用电器短路，故可能原因是小灯泡短路。 （4）[4]由图甲可知，电流表选用的量程为0~0.6A，由图丙可知，此时电流表分度值为0.02A，故电流表示数为0.16A，此时电流没有达到小灯泡额定电流，故需要使电路中电流增大，即滑动变阻器阻值需要减小，由图甲可知，滑动变阻器需要向右移动。 （5）[5][6]由图乙可知，灯泡额定电压为2.5V，灯泡的额定电流为0.25A，此时灯泡正常发光，则正常发光时的电阻R===10Ω 正常发光时的额定功率P=UI=2.5V×0.25A=0.625W （6）[7]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，此时电路中的电流变大，而电源电压不变，根据欧姆定律可知，电路中的总电阻变小，故 ΔR总=ΔRL-ΔR，故ΔRL小于ΔR。 【变式2-1】某兴趣小组在探究额定电压为2.5V的小灯泡的电阻随温度变化规律时，他们先进行了如下猜想： 猜想一：小灯泡的电阻可能随温度的升高而增大； 猜想二：小灯泡的电阻可能随温度的升高而减小； 猜想三：小灯泡的电阻不随温度的变化而变化。接下来他们设计了如图所示的实验电路进行探究，他们具体的探究过程为： （1）完成电路连接，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应移到最______（填“左”或“右”）端； （2）闭合开关后，发现小灯泡不亮，电压表无示数，电流表有示数，移动滑动变阻器的滑片时，电流表的示数发生变化，则故障原因可能是小灯泡______（填“断路”或“短路”）； （3）故障排除后，进行实验并记录了前4组数据如下表所示，第5次实验的电流值如图所示，则电流大小为______A； 次数 1 2 3 4 5 电压（U/V） 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 电流（I/A） 0.18 0.30 0.38 0.44 （4）根据上表记录的实验数据，在如图所示的坐标中绘出小灯泡的电流随电压变化的大致图像______。通过图像分析可知，小灯泡的电阻随温度的升高而______（填“增大”“不变”或“减小”）。 【答案】左；短路；0.；如图；增大。 【解析】（1）完成电路连接，闭合开关前，为了电路中各个元件的安全，滑动变阻器应滑到最大值，即滑动变阻器的滑片应移到最左端。 (2)因为电流表有示数，说明电路是通路，但电压表无示数，说明电压表被短路，则故障原因可能是，小灯泡短路。 电流表选小量程，分度值为0.02A，则电流大小为0.48A。 （4）根据上表记录的实验数据，在如图所示的坐标中绘出图表中的每个点，然后把每个点连成平滑的线即可，如图 通过图像分析可知，随灯泡电压U变大，灯丝电阻变大，可得到的结论是：灯丝的电阻随温度升高而变大。 【变式2-2】在测量标有小灯泡电阻的实验中，下图是甲同学连接好的电路。 （1）乙同学发现电路连接错误，只需更改一根导线即可。请你把接错的那一根导线找出来，并画上“×”，再用笔画线把它改接到正确的位置上_________。。 （2）闭合开关前，应将滑片P移到滑动变阻器的最__________（选填“左”或“右”）端。 （3）闭合开关，发现小灯泡不发光，电流表无示数，电压表示数较大，则电路故障可能是________。（写出一种可能即可） （4）排除故障后，甲同学先闭合开关，调节滑动变阻器，使小灯泡正常发光，再调节滑动变阻器使小灯泡两端的电压逐次降低，实验中观察到的现象和测量的数据记录如下表： 序号 1 2 3 4 5 发光情况 明亮 较亮 较暗 暗 不发光 电压 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 电流 0.22 0.20 0.14 0.12 电阻 11.4 10.0 7.0 4.7 当电压表的示数为时，电流表的示数如图所示为__________A，则此时小灯泡的电阻约为__________。 （5）最后甲同学用表格中的电阻取平均值做小灯泡的电阻，乙同学认为这样处理不正确。请你说明理由：______________。 【答案】如图；左；灯泡灯丝断了；0.18；8.3；小灯泡的电阻随温度的变化而变化。 【解析】（1）用伏安法测小灯泡的电阻，需要用电压表与小灯泡并联测其两端电压，用电流表与之串联测其电流，所以原图需要改正，如图所示： （2）闭合开关前，应将滑片P移到滑动变阻器的最大阻值处，图中滑动变阻器连接的是右下接线柱，则需将滑片置于最左端。 （3）闭合开关，发现小灯泡不发光，电流表无示数，电压表示数较大，说明与电压表并联的小灯泡断路导致电压表与电流表串联接入电路，所以故障原因可能是灯泡灯丝断了。 （4）由图可知，电流表选用的是0~0.6A量程，分度值为0.02A，读出其示数为0.18A。 此时小灯泡电阻 （5）由表中数据可知，小灯泡的电阻随温度的变化而变化，所以取平均值做小灯泡的电阻时毫无意义的。 问题三：其他方法测电阻 【典例3】（2024·江苏南京·二模）小明同学用下列器材测量定值电阻的阻值： （1）小明同学连接了如图甲所示的电路，其中有一根导线连接错误，请你在这根导线上打“×”，并补画出正确的导线；( ) （2）下表是小明按正确电路进行实验得到的3组数据，由表中数据可知，定值电阻的阻值为 Ω（结果保留一位小数）； 数据序号 1 2 3 电压 U/V 1.2 1.8 2.5 电流I/A 0.10 0.15 0.20 （3）小明将上述实验中的定值电阻换成额定电压U额为2.5V的小灯泡，用同样的方法测定小灯泡的电阻。当电压表的示数为0.2V时，电流表的示数为0.10A；当电压表的示数为2.4V时，电流表的示数为0.30A；则电压表的示数为2.0V时，电流表的示数可能为 A（选填“0.20”、0.25”、 “0.28”或“0.30”） ； （4）完成上述实验后，小明又找来了最大阻值未知的滑动变阻器R0，设计了如图乙所示电路，在没有电流表的情况下，测量这个小灯泡正常发光时的电阻。已知滑动变阻器R1的最大阻值为R，请你将操作步骤补充完整： ①只闭合 ，调节R1的滑片，使电压表示数为2.5V，此时小灯泡正常发光； ②只闭合 ，保持R1的滑片位置不动，调节 ，使电压表的示数与第①步时相同； ③接着将R1的滑片P调至最左端，记下电压表的示数为U1；再将R1的滑片P调至最右端，记下电压表的示数为U2。小灯泡正常发光时的电阻RL= （用已知和测量的物理量的符号表示）。 【答案】如图；12.2；0.28；开关S和S1；开关S和S2；R0的滑片；。 【解析】（1）[1]如图所示，开关左端引出的两根导线中有一根接到了定值电阻的左端，另一根接到了电流表的正接线柱上，会导致定值电阻被短路，故应取消接到定值电阻左端的导线，从定值电阻左端引出一根导线接到滑动变阻器的左下接线柱上，即可使电路正确，如下图所示： （2）[2]由欧姆定律可得第1组实验数据得到的定值电阻阻值为 第2组实验数据得到的定值电阻阻值为 第3组实验数据得到的定值电阻阻值为 根据多次测量取平均值的原则可知测得的定值电阻的阻值为 （3）[3]因为小灯泡的亮度随电压的增大而增大，灯丝的温度不断升高，所以灯丝电阻也在不断变大，则当小灯泡两端电压为2.0V时，灯丝的电阻应小于小灯泡两端电压为2.4V时的灯丝电阻，由欧姆定律可知小灯泡两端电压为2.4V时灯丝的电阻为 将4个电流的值依次计算小灯泡两端电压为2.0V时的电阻，可知电流为0.28A符合要求。 （4）[4][5][6][7]如图乙所示，先只闭合开关S和S1，小灯泡与滑动变阻器R1串联接入电路，电压表测小灯泡两端电压，调节R1的滑片，使电压表示数为2.5V，此时小灯泡正常发光，之后保持R1的滑片不动，只闭合开关S和S2，滑动变阻器R1与滑动变阻器R0串联接入电路中，电压表测量滑动变阻器R0两端电压，这时调节R0的滑片使电压表示数重新变成2.5V，那么此时滑动变阻器R0接入电路中的电阻阻值大小等于小灯泡正常发光时的电阻大小，保持R0的滑片不动，将R1的滑片P调至最左端时，滑动变阻器R1接入电路中的阻值为零，则此时电压表的示数U1为电源电压，再将R1的滑片P调至最右端，滑动变阻器R1接入电路中的阻值为R，电压表的示数U2为滑动变阻器R0两端电压的大小，则滑动变阻器R1两端的电压为UR=U1-U2 电路中的电流为 则可得小灯泡正常发光时的电阻为。 【变式3-1】如图所示，几个同学在只有电流表或电压表时，利用一个已知阻值的电阻R0设计了四个测未知电阻Rx的电路，其中不可行的是（　　）。 A．B．C．D． 【答案】D。 【解析】A．Rx和定值电阻串联，电压表U1测量定值电阻两端的电压，根据求出通过定值电阻的电流，根据串联电路电流处处相等，通过Rx电流等于通过定值电阻电流Ix=I0 电压表U2测量Rx两端的电压Ux，根据求出电阻，A项不符合题意； B．开关S和S1都闭合时，电压表测量电源电压；开关S闭合S1断开时，电压表直接测量Rx两端的电压。根据串联电路总电压等于各串联导体电压之和，求出定值电阻两端的电压，根据求出通过定值电阻的电流。根据串联电路电流处处相等，通过Rx电流等于通过定值电阻电流Ix=I0 根据求出电阻，B项不符合题意； C．Rx和定值电阻并联，电流表A1测量定值电阻的电流，根据U=IR求出定值电阻两端的电压，根据并联电路各支路电压相等，Rx两端电压等于定值电阻两端的电压 Ux=U0 电流表A2测量Rx的电流Ix，根据求出电阻，C项不符合题意； D．Rx和定值电阻串联，电流表测量串联电路的电流，不能直接或间接测量Rx两端的电压，不能求出Rx电阻，D项符合题意。故选D。 【变式3-2】某同学设计了以下四种电路，其中电源电压不变且未知，R0是已知阻值的定值电阻．在实验中不拆改电路的情况下，能够测量出未知电阻Rx阻值的电路是（ ）。 A．只有① B．只有②③ C．只有①②③ D．①②③④都可以 【答案】C。 【解析】由图知， ①只闭合S1时，电路是只有R0的基本电路，电流表测量通过R0的电流I0；再闭合S2，两只电阻并联，电流表测量干路电流I，根据电源电压不变列式I0R0＝（I﹣I0）Rx可求出Rx的阻值，故能测出Rx阻值； ②只闭合S2时，两电阻串联，电流表测电路中电流I1；两开关都闭合时只有R0接入电路中，电流表测此时电路中电流I0，根据电源电压不变列式I1（R0+Rx）＝I0R0可求出Rx的阻值，故能测出Rx阻值； ③闭合开关S、S2，两只电阻串联，电压表测量电源电压为U；闭合S，断开S2，闭合S1，电压表测量电阻R0两端电压U0，根据电路电流相等列式＝可求出Rx的阻值，故能测出Rx阻值； ④闭合开关S，S1接1，两只电阻串联，电压表测量R0两端电压为U0；S1接2，电压表反接，不能测量Rx两端电压Ux，仅有一个电压值，不能测出Rx阻值． 故C符合题意。 【基础强化】 1.对于“探究电流跟电阻的关系”和“伏安法测量定值电阻”的这两个实验，下列说法中不正确的是（　　）。 A．它们采用的物理研究方法都是控制变量法 B．它们的滑动变阻器在实验电路中的作用不同 C．前者多次测量的目的是分析多组数据，得出电压一定时电流跟电阻的关系 D．后者多次测量的目的是取电阻的平均值，减小误差 【答案】A。 【解析】A．探究电流跟电阻的关系实验中采用了控制变量法，伏安法测量定值电阻实验中没有采用控制变量法，故A错误，符合题意； B．探究电流跟电阻的关系实验中滑动变阻器的作用是控制定值电阻两端电压不变，伏安法测量定值电阻滑动变阻器作用是改变电流和定值电阻两端的电压，故B正确，不符合题意； C．探究电流跟电阻的关系时多次实验室为了寻找普遍规律，得出电压一定时电流跟电阻的关系，故C正确，不符合题意； D．测量定值电阻阻值时，多次实验是为了多次测量求平均值减小实验误差，故D正确，不符合题意。 故选A。 2.下列电路图中电源电压U保持不变，定值电阻R的阻值已知．在不改变电路的情况下，能测出未知电阻Rx的阻值的电路图是（ ）。 A．B．C．D． 【答案】A。 【解析】A．定值电阻R与未知电阻Rx串联，流过它们的电流相等，单刀双掷开关打到1时，测出R与Rx的串联电压U1，开关打到2时测出电阻Rx的电压Ux，由串联电路特点求出定值电阻R两端电压，由欧姆定律求出流过Rx的电流，则该电路能测出电阻Rx的阻值； B．不论怎样闭合、断开各开关，都不能同时测出Rx的电压，且不同状态时，电流表的电流方向不同，所以不能用该电路测出电阻Rx的阻值； C．闭合开关S2，电压表上端为正接线柱，下端为负接线柱；只闭合开关S3，电压表上端为负接线柱，下端为正接线柱，又不能更改电路，所以其中有一次电压表接线柱一定接反，不能读出电压表示数，不能测出待测电阻阻值； D．无论单刀双掷开关打到何处都不能测出Rx的电压与电流，故不能用该电路测出Rx的阻值。 故选A。 3.某同学设计了如图所示的电路测量未知电阻RX的阻值。已知R0为定值电阻，R为滑动变阻器。 （1）开关S闭合前，应将滑动变阻器的滑片P置于__________端（填“a”或“b”），目的是__________。 （2）闭合开关S，调节滑动变阻器，得到电压表V1的示数为U1，电压表V2的示数为U2，则被测的阻值Rx=___________。 （3）该同学测量一次后，就计算出了该电阻的阻值，你认为该实验结论的得出_______（选填“妥当”或“不妥当”），理由是__________________。 【答案】b；保护电路；；不妥当；应该多次测量求平均值，减小误差。 【解析】（1）[1][2]在连接电路时，为了保护电路，避免电路中电流过大烧坏用电器，应该将滑动变阻器调至最大阻值处，即将滑片P调至b端。 （2）[3]图中电阻Rx和R0串联，串联电路各处电流相同，故 化简得 （3）[4][5]应该进行多次测量求平均值，减小误差，所以这位同学只进行一次实验就计算出未知电阻的阻值是不妥当的。 【素养提升】 4.如图所示的电路，电源电压均不变，R0为定值电阻，R为最大阻值已知的滑动变阻器，利用下列电路图能够测出待测电阻Rx阻值的是（ ）。 A．B．C．D． 【答案】D。 【解析】A、滑动变阻器滑片移动时，电压表能测出电路中的电压值，且始终为电源电压，但无法求出通过未知电阻的电流，无法求出电阻，故A错误； B、由于无法知道R0的电流，故无法求出待测电阻的电流和电压，无法求出电阻，故B错误； C、根据图可知，利用电流表无法求出电压，故无法求出待测电阻两端的电压，无法求出电阻，故C错误； D、由电路图可知，先把滑片移到最左端，滑动变阻器阻值全部接入电路，滑动变阻器与待测电阻串联，测出电路电流I，则电源电压U＝I（R0+RX）①； 再把滑动变阻器滑片移到最右端，时RP＝0，即只有RX接入电路，由电流表测出电路电流I'，则电源电压U＝I'RX，②，由①②联合可以求出RX，故D正确。 故选D。 5.用如图甲所示的电路测量定值电阻Rx的阻值。 （1）请用笔画线代替导线将图甲中的实物连接完整_______（要求滑片P向左移动的过程中电流表示数变小） （2）正确连接电路后，闭合开关之前，应将滑动变阻器的滑片P置于_______（选填“A”或“B”）端： （3）实验时，闭合开关，发现电流表和电压表示数都为0。用一根导线在图甲中先后连接接线柱G与F、F与E时，电压表和电流表示数仍为0，连接接线柱E与D时。电压表和电流表指针明显偏转，则电路的故障是_______。 （4）排除故障后继续实验，当电压表示数为2V时，电流表示数如图乙所示，则定值电阻Rx=_______。 （5）如果没有电压表，电源电压未知，可以用最大阻值为R的滑动变阻器，和如图丙所示电路，来测量电阻Rx的阻值。闭合开关后，滑动变阻器滑片在最左端时。电流表示数为I1：滑动变阻器滑片在最右端时，电流表示数为I2，则电阻Rx=_______。（用题中所给物理量的符号表示） 【答案】如图；A；滑动变阻器断路；10；。 【解析】（1）[1]滑片P向左移动的过程中电流表示数变小，即向左滑动时，滑动变阻器接入的阻值变大，故接B端，故用一根导线将滑动变阻器的下端B和待测电阻的右端相连，故如下图所示： （2）[2]为保护电路，滑片需要位于阻值最大处，故位于A端。 （3）[3]连接接线柱E与D时，电压表和电流表指针明显偏转，说明ED之间存在断路，故是滑动变阻器的断路。 （4）[4]小量程，故电流表的示数为0.2A，则电阻的阻值为 故待测电阻的阻值为10Ω。 （5）[5]闭合开关后，滑动变阻器滑片在最左端时，滑动变阻器全部接入，电流表示数为I2，此时可以列等式 当滑片在最右端时，滑动变阻器的阻值为零，故可以列等式 联立两式，则电阻的大小为 故待测电阻的阻值为。 【能力培优】 6.如图是“用伏安法测小灯泡电阻”的实验电路，小灯泡的额定电压为2.5V，电源电压为6V。 （1）在图甲中，请你用笔画线将电压表正确连入电路；（________） （2）在闭合开关之前，图中滑动变阻器的滑片应放在最___________端（选填“左”或“右”）； （3）某次实验时电流表和电压表的示数分别如图乙、丙示，此时小灯泡的电阻为___________Ω； （4）小美在完成和小丽同学一样的实验时，她发现，当她移动滑动变阻器滑片时，电压表示数增大，电流表示数却是减小的。他依据这个现象判断，可能是在连接电路时，他误把电压表并联在了_______的两端。 【答案】如图；左；10；滑动变阻器。 【解析】（1）[1]由图丙可知，电压表选择0～3V量程，电压表与灯泡并联，电流从正接线柱流入，从负接线柱流出，如下图： （2）[2]为了保护电路，闭合开关前，滑片处于最大阻值处，即最左端。 （3）[3]由乙图知电流表选择0～0.6A量程，分度值是0.02A，电流为0.24A，由丙图知电压表选择0～3V量程，分度值是0.1V，电压为2.4V，待测电阻为 （4）[4]移动滑动变阻器滑片，若电路电流减小，则灯泡电压减小，电源电压不变，由串联电路电压的规律可知滑动变阻器两端的电压增大，测量过程中电压表和电流表的示数变化趋势相反，原因为电压表并联在滑动变阻器两端。 7.小明做“测量小灯泡的电阻”实验时，使用的小灯泡额定电压为2.5V，电源电压为3V。小明现已连接了部分电路，如图甲所示。 (1)在已连接的电路中，有一不当之处是______； (2)请用笔画线代答导线。将图甲中的电路连接完整；______ (3)当小灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示，电流大小为______A。小灯泡正常发光时的电阻为______Ω（电阻的计算结果保留一位小数）； (4)小明的实验记录和有关计算如下表所示。从表格设计看，小明计划把四次电阻的平均值作为小灯泡的电阻值。他认为这样可以减小误差。你认为小明的做法是______（选填“正确”或“错误”）的。从表中数据看，不同电压下小灯泡的电阻值不同，这是灯丝电阻______影响导致的。 实验序号 电压U/V 电流I/A 电阻R/Ω 电阻平均值R/Ω 1 2.5 2 2.1 0.26 8.1 3 1.7 0.24 7.1 4 1.3 0.21 6.2 【答案】开关闭合；如图；0.28；8.9；错误；温度。 【解析】(1)[1]连接电路时，为了保护电路，开关要断开，图甲中开关是闭合的，是错误的。 (2)[2]电压表和灯泡并联，如图所示： (3)[3]电流表的示数如图乙所示，选择小量程，分度值是0.02A，电流大小为0.28A。 [4]灯泡正常发光时的电阻为R=≈8.9Ω (4)[5][6]由表中数据可知，不同电压下小灯泡的电阻值不同，由于灯丝的电阻与温度有关，所以不能将四次电阻的平均值作为小灯泡的电阻值，小明的做法是错误的。 ( 12 )原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第十四章 欧姆定律（原卷版） 课时14.4 欧姆定律的应用 2022年课程标准 物理素养 3.4.2 知道电压、电流和电阻。通过实验，探究电流与电压、电阻的关系。理解欧姆定律。 物理观念：理解欧姆定律公式及其变换式的物理意义，能运用欧姆定律进行简单的计算。 科学思维：能设计实验，探究通过导体的电流与电压、电阻的关系。知道通过导体的电流随电压的增大而增大，随电阻的增大而减小。 科学态度与责任：学会同时使用电压表和电流表测量一段导体两端的电压和通过的电流，会用滑动变阻器改变电压。 知识点一、运用欧姆定律测电阻 1.伏安法测电阻 （1）实验目的：用电流表和电压表测未知电阻的阻值 （2）实验原理：。对于一个未知电阻，用电压表测其两端电压U，用电流表测出通过未知电阻的电流I，应用欧姆定律，就可以求出其电阻值。这种测量方法称为“伏安法”。 （3）实验器材：电源、开关、电流表、电压表、滑动变阻器、待测电阻和导线。 （4）设计实验：实验电路图和实物图如图甲、乙所示，其中滑动变阻器用来改变待测电阻两端电压和通过待测电阻的电流，多次测量电压和电流，求出每次的电阻值，最后求平均值。 甲 乙 （5）实验步骤： ①按图甲所示电路图连接图乙中的实物电路； ②检查所连接的电路，确定无误后，将滑动变阻器的滑片调至阻值最大处，以保护电路； ③利用试触法电流表和电压表的量程； ④闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，改变待测电阻两端的电压，并记下相应的电流值和电压值，填入实验表格中； ⑤断开开关，整理器材。 （6）实验数据处理：将每次测量的数据代入公式，分别求出每次的电阻值，最后计算其平均值。如下表所示： 实验序号 电压/V 电流/A 电阻/Ω 电阻的平均值/Ω 1 1.5 0.10 15.0 15.2 2 2.1 0.14 15.0 3 2.8 0.18 15.6 2.实验注意事项 （1）在连接电路的过程中，接线应有序进行，按照电路图从电源正极出发，把干路上的各元件串联起来，然后把电压表并联在待测电阻的两端； （2）连接实物图时，要将开关断开； （3）实验前，要将滑动变阻器的滑片移至阻值最大处，以保证电路安全，防止开关突然闭合时，产生瞬间电流过大而损坏电源或电表； （4）可采用试触法确定电表的路程； （5）电表的正、负接线柱不能接反； （6）滑动变阻器应采用“一上一下”的连接方式； （7）进行多次测量并计算电阻的平均值，可以减小误差。 3.器材选择原则 （1）滑动变阻器：所选滑动变阻器的最大阻值应接近待测电阻的阻值； （2）电流表、电压表量程：在不超过量程的前提下，选用小量程测得的值要比选用大量程测得值准确，这是因为小量程的分度值小，准确的高。因此测量时，能用小量程就不要大量程。 4.滑动变阻器在实验中的作用 （1）保护电路； （2）改变待测电阻两端电压，实现多次测量。 5.常见故障分析 在实验中出现故障后要先断开开关，再分析查找故障原因，常见的故障及其现象如下表所示： 实验电路图 故障（有且只有一处） 现象 电压表 电流表 电流表被短接 有示数 无示数 电流表处断路 无示数 无示数 电压表被短接 无示数 有示数 电压表处断路 定值电阻被短接 无示数 有示数，且示数偏大 定值电阻处断路 有示数且接近电源电压 无示数 电压表串联在电路中 滑动变阻器上面两个接线柱接入电路 移动滑片，电表示数不变，电压表示数接近电源电压 滑动变阻器下面两个接线柱接入电路 移动滑片，电表示数不变 辨析比较：伏安法测定值电阻阻值和测小灯泡电阻的异同 定值电阻 小灯泡 原理 电路图 实验过程 多次测量 多次测量 数据处理 分别计算每次测量的电阻，然后取平均值 分别计算每次测量的小灯泡的电阻，然后寻找普遍规律 实验结论 平均值为所求电阻值 灯丝电阻随温度的升高而增大 【典例1】（2024·江苏盐城·二模）小华用电源（3V）、电流表（0~0.6A；0~3A）在进行“伏安法”测电阻实验时： （1）请用笔画线代替导线将图甲所示电路连接完整：（要求：滑动变阻器的滑片P向左移动过程中，其接入电路的电阻变大） （2）连接好电路，闭合开关，发现电流表示数为0，移动滑动变阻器的滑片，电压表示数始终为3V不变，造成这一现象的原因可能是 ； （3）故障排除后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片，多次测量并记录实验数据.小组同学将第一次实验测得的数据绘制成图乙中的a、b、c，发现电压表未调零，将电压表调零后，重做实验，第二次测量的三组数据如图乙中的A、B、C，分析图乙中的第二次测量的三组数据，待测电阻的阻值是 Ω；（结果保留一位小数） （4）实验结束后，应先断开 ，拆除 两端的导线； （5）利用如图丙所示电路，也能测出Rx的阻值.其中R为定值电阻，R'为电阻箱.请在横线上填上合适内容. ①闭合开关前，将滑动变阻器滑片滑到b端，电阻箱调为某一阻值R1； ②闭合开关，调节滑动变阻器，使电压表和电流表示数为合适的值； ③断开开关，再将电压表与待测电阻C端间的导线改接到D端（图中虚线所示）， 闭合开关，反复调节 （填序号即可），使两表的示数与②中相同，记录此时电阻箱的阻值R2，断开开关； A．电阻箱R'                        B．滑动变阻器滑片P C．电阻箱R'和滑动变阻器滑片P ④待测电阻的阻值Rx= 。 知识点二、测量电阻的其他方法 用伏安法测电阻时，需要同时使用电压表和电流表，如果只有电流表或电压表，则可借助一已知电阻的定值电阻、滑动变阻器或电阻箱，巧妙利用串、并联电路的电流、电压规律测出未知电阻的阻值。 1.伏阻法：只用电压表和已知阻值的电阻测量未知电阻。 设计思路 实验电路图 需要测量的物理量及RX的表达式 利用串联电路中电流处处相同求电阻值 （1）闭合开关S，分别测出R0、RX两端电压U0、UX； （2） 利用串联电路中各电阻两端电压之和等于电源电压列方程求电阻值 （1） 闭合开关S，读出变阻器接入定值最大时的电压表读数U1; （2） 读出变阻器接入阻值最小（等于0）时电压表的读数U2； 被测电阻： （1） 只闭合开关S，测出R0两端电压U0，闭合S、S1，测出电源电压U； （2） （1） 闭合S，将S1置于a，R0与Rx串联，读出电压表示数U； （2） 闭合S，将S1置于b，R0与Rx串联，读出电压表示数U0则Ux＝U-U0； （3） 2.安阻法：只用电流表和已知阻值的电阻测量未知电阻。 设计思路 实验电路图 需要测量的物理量及RX的表达式 利用并联电路各支路两端电压相等求阻值 （1） 闭合S，分别测出通过R0、RX的电流I0、IX； （2） (1)闭合S、断开S1，此时只有R0连入电路，读出A的示数I0 (2)闭合S、S1，R0与Rx并联，读出A的示数I； (3) 利用电源电压不变列方程求阻值（已知R0阻值） (1)闭合S，将S1置于a时，读出A的示数I0 (2)闭合S，将S1置于b时，读出A的示数Ix， （3） (1)闭合S，将S1置于a时，读出A的示数I0 (2)闭合S，将S1置于b时，读出A的示数Ix， （3） (1)闭合S，将滑动变阻器滑片移至a端时，此时R0＝0 ，读出A的示数I1， (2)闭合S，将滑动变阻器的滑片移至b端时，此时滑动变阻器连入电路的阻值为R，读出此时A表示数I2， （3） 3.等效替代法：利用电流表（或电压表）和电阻箱测量未知电阻的方法。 设计思路 实验电路图 需要测量的物理量及RX的表达式 利用等效思想测电阻 (1)闭合S，将S1置于a，调节R0，读出A的示数I1 (2)闭合S，将S1置于b，保持滑片P位置不变，调节电阻箱R′，使A的示数仍为I，读出此时R′连入电路的阻值R′。Rx＝R'。 【典例2】（2024·江苏南京·模拟预测）待测电阻，的阻值约为，提供的器材有：电源电压约；电压表（量程为、）、电流表（量程为、）、滑动变阻器，（  ），电阻箱（  ）各一个；开关、导线若干，小华设计的四个电路如图所示，其中能准确测出阻值的是（　　）。 A． B． C． D． 问题一：伏安法测定值电阻 【典例1】（2024·江苏苏州·一模）小明和小华一起进行伏安法测电阻的活动。 （1）请你用笔画线代替导线将实物电路连接完整，要求：滑动变阻器的滑片P向右移动时电流表的示数变大； （2）连接电路时，应该 开关； （3）闭合开关，发现电流表、电压表均无示数，进一步检查电路，则故障可能是 ； （4）排除故障后继续实验，当电压表示数为1V时，图乙电流表示数为 A，则待测电阻Rx= Ω； （5）小明和小华经过思考，将电压表改装为间接测量电阻大小的仪表，分别设计了如图丙、丁所示的方案：（电源电压恒定不变） ①小明在电路的M、N两点之间接入电阻箱，调节旋钮使它接入电路的阻值分别为5Ω、8Ω、20Ω，闭合开关，并在表盘相应位置标出了电阻的数值（图戊），以此方法再标出其他刻度线，电压表就可以用来间接测量阻值了。由以上数据可知：电源电压为 V，定值电阻R0的阻值为 Ω； ②小华的设计方案，所用器材的规格、电表的量程都与小明的完全相同，分析她的设计方案可知：在保证器材安全的前提下，她改装后的电压表所能测的最小电阻值 （大于/小于/等于）小明改装的电压表所能测量的最小电阻值。 【变式1-1】（2023·江苏淮安·二模）小华做测量定值电阻阻值的实验，现有器材：待测电阻、两节干电池、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线若干。 （1）请按照图甲所示的电路图，用笔画线将图乙中的实物图连接完整； （2）连接电路时，开关应 ； （3）进行实验时发现电流表和电压表无示数，后将电压表并联到变阻器两端，发现电压表有示数，电流表无示数，则故障可能是变阻器 ； （4）故障排除后，当电压表示数为1.3V时，电流表示数如图丙所示，则通过的电流大小为 A，它的阻值是 Ω； （5）小华对实验进一步拓展，利用电源（电压未知但恒定不变）、阻值为的定值电阻、电流表、开关等器材，设计了如图丁所示的电路也能测出的阻值，请你完成下列实验步骤。 ①按电路图正确连接电路，闭合开关S，断开开关，读出电流表示数。 ②再闭合开关，读出电流表示数。 ③根据实验数据，计算出待测电阻 。（用、、表示） 【变式1-2】（2024·江苏扬州·二模）小芳利用图（甲）所示的电路测量未知电阻Rx的阻值，电源电压3V。 （1）请你根据电路图，用笔两线代替导线，在图（乙）中完成实验电路的连接，要求：滑动变阻器滑片P向右移动时，电流表示数变小。 （2）该实验原理是 ； （3）电路接通前，滑动变阻器的滑片下应该置于 （A/B）端； （4）闭合开关，小芳发现电流表示数为零，们电压表有示数接近3V；如果电路连接完好，电路中只有一个元件有故障，该故障是 ； （5）排除故降后，调节滑动变阻器，记录多组数据，画出了待测电阻Rx的I-U图像，如图（丙）所示。由图像可得Rx= Ω（保留一位小数）； （6）小芳又设计了一种方案，也测由了Rx的阻值；电路如图（丁）所示，R0为阻值己知定值电阻，电源电压未知且恒定不变，测量步骤如下： ①当开关 时，电流表读数为I1； ②当开关S1、S2都闭合时，电流表读数为I2； ③待测电阻Rx= （用已知和测出的物理量符号表示）。 问题二：伏安法测小灯泡的电阻 【典例2】用图甲所示电路测量额定电压为2.5V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。 （1）为保证实验顺利进行，应选用___________（选填序号）滑动变阻器； A．“10Ω0.5A”B．“50Ω0.3A”C．“100Ω0.2A” （2）用笔画线代替导线，将图甲所示电路补充完整___________； （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___________； （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________（选填“左”或“右”）移动； （5）由图像可知，小灯泡正常发光时的电阻为_______Ω；额定功率为_________W； （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_______（选填“大于”“小于”或“等于”）滑动变阻器的变化量ΔR。 【变式2-1】某兴趣小组在探究额定电压为2.5V的小灯泡的电阻随温度变化规律时，他们先进行了如下猜想： 猜想一：小灯泡的电阻可能随温度的升高而增大； 猜想二：小灯泡的电阻可能随温度的升高而减小； 猜想三：小灯泡的电阻不随温度的变化而变化。接下来他们设计了如图所示的实验电路进行探究，他们具体的探究过程为： （1）完成电路连接，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应移到最______（填“左”或“右”）端； （2）闭合开关后，发现小灯泡不亮，电压表无示数，电流表有示数，移动滑动变阻器的滑片时，电流表的示数发生变化，则故障原因可能是小灯泡______（填“断路”或“短路”）； （3）故障排除后，进行实验并记录了前4组数据如下表所示，第5次实验的电流值如图所示，则电流大小为______A； 次数 1 2 3 4 5 电压（U/V） 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 电流（I/A） 0.18 0.30 0.38 0.44 （4）根据上表记录的实验数据，在如图所示的坐标中绘出小灯泡的电流随电压变化的大致图像______。通过图像分析可知，小灯泡的电阻随温度的升高而______（填“增大”“不变”或“减小”）。 【变式2-2】在测量标有小灯泡电阻的实验中，下图是甲同学连接好的电路。 （1）乙同学发现电路连接错误，只需更改一根导线即可。请你把接错的那一根导线找出来，并画上“×”，再用笔画线把它改接到正确的位置上_________。。 （2）闭合开关前，应将滑片P移到滑动变阻器的最__________（选填“左”或“右”）端。 （3）闭合开关，发现小灯泡不发光，电流表无示数，电压表示数较大，则电路故障可能是________。（写出一种可能即可） （4）排除故障后，甲同学先闭合开关，调节滑动变阻器，使小灯泡正常发光，再调节滑动变阻器使小灯泡两端的电压逐次降低，实验中观察到的现象和测量的数据记录如下表： 序号 1 2 3 4 5 发光情况 明亮 较亮 较暗 暗 不发光 电压 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 电流 0.22 0.20 0.14 0.12 电阻 11.4 10.0 7.0 4.7 当电压表的示数为时，电流表的示数如图所示为__________A，则此时小灯泡的电阻约为__________。 （5）最后甲同学用表格中的电阻取平均值做小灯泡的电阻，乙同学认为这样处理不正确。请你说明理由：______________。 问题三：其他方法测电阻 【典例3】（2024·江苏南京·二模）小明同学用下列器材测量定值电阻的阻值： （1）小明同学连接了如图甲所示的电路，其中有一根导线连接错误，请你在这根导线上打“×”，并补画出正确的导线；( ) （2）下表是小明按正确电路进行实验得到的3组数据，由表中数据可知，定值电阻的阻值为 Ω（结果保留一位小数）； 数据序号 1 2 3 电压 U/V 1.2 1.8 2.5 电流I/A 0.10 0.15 0.20 （3）小明将上述实验中的定值电阻换成额定电压U额为2.5V的小灯泡，用同样的方法测定小灯泡的电阻。当电压表的示数为0.2V时，电流表的示数为0.10A；当电压表的示数为2.4V时，电流表的示数为0.30A；则电压表的示数为2.0V时，电流表的示数可能为 A（选填“0.20”、0.25”、 “0.28”或“0.30”） ； （4）完成上述实验后，小明又找来了最大阻值未知的滑动变阻器R0，设计了如图乙所示电路，在没有电流表的情况下，测量这个小灯泡正常发光时的电阻。已知滑动变阻器R1的最大阻值为R，请你将操作步骤补充完整： ①只闭合 ，调节R1的滑片，使电压表示数为2.5V，此时小灯泡正常发光； ②只闭合 ，保持R1的滑片位置不动，调节 ，使电压表的示数与第①步时相同； ③接着将R1的滑片P调至最左端，记下电压表的示数为U1；再将R1的滑片P调至最右端，记下电压表的示数为U2。小灯泡正常发光时的电阻RL= （用已知和测量的物理量的符号表示）。 【变式3-1】如图所示，几个同学在只有电流表或电压表时，利用一个已知阻值的电阻R0设计了四个测未知电阻Rx的电路，其中不可行的是（　　）。 A．B．C．D． 【变式3-2】某同学设计了以下四种电路，其中电源电压不变且未知，R0是已知阻值的定值电阻．在实验中不拆改电路的情况下，能够测量出未知电阻Rx阻值的电路是（ ）。 A．只有① B．只有②③ C．只有①②③ D．①②③④都可以 【基础强化】 1.对于“探究电流跟电阻的关系”和“伏安法测量定值电阻”的这两个实验，下列说法中不正确的是（　　）。 A．它们采用的物理研究方法都是控制变量法 B．它们的滑动变阻器在实验电路中的作用不同 C．前者多次测量的目的是分析多组数据，得出电压一定时电流跟电阻的关系 D．后者多次测量的目的是取电阻的平均值，减小误差 2.下列电路图中电源电压U保持不变，定值电阻R的阻值已知．在不改变电路的情况下，能测出未知电阻Rx的阻值的电路图是（ ）。 A．B．C．D． 3.某同学设计了如图所示的电路测量未知电阻RX的阻值。已知R0为定值电阻，R为滑动变阻器。 （1）开关S闭合前，应将滑动变阻器的滑片P置于__________端（填“a”或“b”），目的是__________。 （2）闭合开关S，调节滑动变阻器，得到电压表V1的示数为U1，电压表V2的示数为U2，则被测的阻值Rx=___________。 （3）该同学测量一次后，就计算出了该电阻的阻值，你认为该实验结论的得出_______（选填“妥当”或“不妥当”），理由是__________________。 【素养提升】 4.如图所示的电路，电源电压均不变，R0为定值电阻，R为最大阻值已知的滑动变阻器，利用下列电路图能够测出待测电阻Rx阻值的是（ ）。 A．B．C．D． 5.用如图甲所示的电路测量定值电阻Rx的阻值。 （1）请用笔画线代替导线将图甲中的实物连接完整_______（要求滑片P向左移动的过程中电流表示数变小） （2）正确连接电路后，闭合开关之前，应将滑动变阻器的滑片P置于_______（选填“A”或“B”）端： （3）实验时，闭合开关，发现电流表和电压表示数都为0。用一根导线在图甲中先后连接接线柱G与F、F与E时，电压表和电流表示数仍为0，连接接线柱E与D时。电压表和电流表指针明显偏转，则电路的故障是_______。 （4）排除故障后继续实验，当电压表示数为2V时，电流表示数如图乙所示，则定值电阻Rx=_______。 （5）如果没有电压表，电源电压未知，可以用最大阻值为R的滑动变阻器，和如图丙所示电路，来测量电阻Rx的阻值。闭合开关后，滑动变阻器滑片在最左端时。电流表示数为I1：滑动变阻器滑片在最右端时，电流表示数为I2，则电阻Rx=_______。（用题中所给物理量的符号表示） 【能力培优】 6.如图是“用伏安法测小灯泡电阻”的实验电路，小灯泡的额定电压为2.5V，电源电压为6V。 （1）在图甲中，请你用笔画线将电压表正确连入电路；（________） （2）在闭合开关之前，图中滑动变阻器的滑片应放在最___________端（选填“左”或“右”）； （3）某次实验时电流表和电压表的示数分别如图乙、丙示，此时小灯泡的电阻为___________Ω； （4）小美在完成和小丽同学一样的实验时，她发现，当她移动滑动变阻器滑片时，电压表示数增大，电流表示数却是减小的。他依据这个现象判断，可能是在连接电路时，他误把电压表并联在了_______的两端。 7.小明做“测量小灯泡的电阻”实验时，使用的小灯泡额定电压为2.5V，电源电压为3V。小明现已连接了部分电路，如图甲所示。 (1)在已连接的电路中，有一不当之处是______； (2)请用笔画线代答导线。将图甲中的电路连接完整；______ (3)当小灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示，电流大小为______A。小灯泡正常发光时的电阻为______Ω（电阻的计算结果保留一位小数）； (4)小明的实验记录和有关计算如下表所示。从表格设计看，小明计划把四次电阻的平均值作为小灯泡的电阻值。他认为这样可以减小误差。你认为小明的做法是______（选填“正确”或“错误”）的。从表中数据看，不同电压下小灯泡的电阻值不同，这是灯丝电阻______影响导致的。 实验序号 电压U/V 电流I/A 电阻R/Ω 电阻平均值R/Ω 1 2.5 2 2.1 0.26 8.1 3 1.7 0.24 7.1 4 1.3 0.21 6.2 ( 12 )原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$