内容正文:
第十七章 欧姆定律
第3节 电阻的测量
知识梳理 导学园地
1.电阻的测量原理: 。
2.测量方法: 。
3.需测物理量及测量器材
(1)用 测量待测电阻两端的电压。
(2)用 测量通过待测电阻的电流。
4.减小误差的方法:多次测量电压及电流值,算出电阻,最后求出 。
5.滑动变阻器的作用
(1) 。
(2)改变 。 1.定值电阻的阻值变化是由实验误差引起的,可以利用多次测量求平均值的方法来减小误差。
2.小灯泡灯丝的电阻与温度有关,温度越高,灯丝的电阻越大。不能用多次测量求平均值的方法来减小误差。
R=
伏安法
电压表
电流表
电阻的平均值
保护电路
待测电阻两端的电压
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知识点一:伏安法测定值电阻
1.下列为某同学在“伏安法测导体电阻”实验过程中的部分操作,其中正确的是( )
A.连接电路时,应先闭合开关
B.连接电表时,应先选小量程
C.闭合开关时,应先将变阻器滑片移到阻值最大处
D.计算电阻时,应先计算电压平均值与电流平均值
C
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2.用伏安法测电阻,实验电路图如图甲所示,电源电压保持不变。
(1)该实验的原理是 。
(2)闭合开关S前,滑动变阻器滑片P应置于 (选填“A”或“B”)端。
(3)小华按图甲所示的实验电路图正确连接电路进行实验,某次实验中电压表示数、电流表示数如图乙所示,则此时通过Rx的电流为 A,被测电阻Rx= Ω。
R=
B
0.3
8
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名师点睛
三点理解“伏安法”测电阻
①电流表与电压表的量程选择
a.总原则是电流表、电压表能用小量程的不选大量程;
b.电压表量程根据电源电压选择;
c.电流表量程根据电源电压和定值电阻,利用I=选择,或根据试触法判断。
②减小误差的方法:多次测量求平均值。
③电压表的示数按从小到大的顺序测出在不同电压下的电流。
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知识点二:伏安法测小灯泡的电阻
3.(湖南常德中考)在“测定小灯泡的电阻”实验中,有如下器材:电压表、电流表、开关、电压为6 V的电源、“3.8 V 0.4 A”的小灯泡、标有“20 Ω 1.5 A”的滑动变阻器、导线若干。
(1)甲组同学接好最后一根导线,小灯泡立即发出耀眼的光并很快熄灭,则他一定是将导线接在了如图中滑动变阻器的 (选填“A”或“B”)接线柱上了,此外他们还存在一个不当的实验操作: 。
(2)为了保证实验安全,滑动变阻器的调节范围为 ~20 Ω。
A
实验前没有断开开关
5.5
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(3)如表是乙组同学将如图连接完整后并按正确的操作测得的数据。当他们做完第1次实验后做第2次,应将滑动变阻器的滑片向 (选填“A”或“B”)端移动。
(4)(开放设问)在乙组中小洋是负责数据分析的,他认为用表格中的数据求出小灯泡电阻的平均值为8.1 Ω,即为小灯泡电阻的测量值。请你对此做出简要的评估:
。
B
不正确,小灯泡的阻值和温度有关,不是定值
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名师点睛
①实验注意事项:连接电路时,开关要断开,滑动变阻器阻值要调至最大。
②小灯泡的电阻随温度变化,不能采用多次测量求平均值的方法测量电阻。
③实验过程中的常见故障
a.灯泡不亮:灯泡与灯座处接触不良,或灯丝烧断,或灯泡被短路,或灯泡两接线柱到电源两极间的电路中某处出现断路。
b.电压表无示数:电压表短路或电压表两接线柱到电源两极间的电路中某处断路。
c.电流表无示数,电压表示数接近电源电压:灯泡断路或电压表串联在电路中了。
d.电流表无示数:电流表被短路或从电流表两接线柱到电源两极间的电路中某处断路。
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知识点三:其他方法测电阻
4.在用伏安法测未知电阻Rx时,如果缺少电流表或电压表,可以通过增加一个定值电阻R1和开关来解决,下面的四种方案中错误的是( )
5.如图所示用电流表和已知阻值的电阻R0测待测电阻Rx的阻值,在测量时,将Rx与R0并
联,用电流表A1测出通过R0的电流I1,用电流表A2测出通过Rx的电流I2,则R0两端的电压U=
,待测电阻Rx= 。
B
I1R0
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名师点睛
①安阻法:在没有电压表只有电流表时,可采用并联已知电阻R0的方法,如图所示:a.S1
闭合、S2断开,读出电流表的示数为Ix;b.S2闭合、S1断开,读出电流表的示数为I0,则Rx=R0。电流表与R0串联后的作用相当于“电压表”。
②伏阻法:在没有电流表只有电压表时,可采用串联已知电阻R0的方法,如图所示。闭合开关S,分别用电压表测出R0和Rx两端的电压U0和Ux,则Rx=。电压表与R0并联后的作用相当于“电流表”。
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【基础巩固练】
1.如图所示是“伏安法”测电阻的实验电路图,下列说法错误的是( )
A.“伏安法”测电阻的实验原理是欧姆定律的变形式
B.滑动变阻器的作用是控制未知电阻两端的电压保持不变
C.实验中多次测量的目的是减小误差
D.该电路还可以探究电流与电压的关系
B
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2.如图所示是小明同学设计的一个测未知电阻Rx阻值的实验电路图,下列说法正确的
是( )
A.只要适当控制S1与S2的通断就能测出电阻Rx的值
B.通过改变电压表正、负接线柱的连接和适当控制S1和S2的通断,就能测出电阻Rx的值
C.必须把两电阻的连接方式改为并联,才能测出Rx的值
D.必须再增加一个滑动变阻器,才能测出Rx的值
B
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3.某同学用“伏安法”分别测量了一个灯泡和一个定值电阻的阻值,由实验数据绘出了如图所示的三条图线a、b、c,则下列说法正确的是( )
A.a是定值电阻的图像,b是灯泡的图像
B.b是灯泡的图像,c是定值电阻的图像
C.a是灯泡的图像,c是定值电阻的图像
D.b是定值电阻的图像,c是灯泡的图像
4.小明同学用如图所示电路测未知电阻Rx的阻值,闭合开关前,他应将滑动变阻器的滑片移到 端。实验时,他移动滑片,多次测量求Rx的平均值是为了 。
C
b
减小误差
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5.(核心素养·科学探究)元旦晚会上,小丽用一串小彩灯扮靓教室,发现一个小彩灯
熄灭后,其他小彩灯依然发光,小丽猜想小彩灯并联;取下这个小彩灯,整串彩灯都会
熄灭,小丽认为每个小彩灯应该是串联的,她决定将小彩灯接入图甲所示的电路测其
电阻,探寻奥秘。已知电源电压为3 V,小彩灯的额定电压为2.5 V。
(1)请用笔画线代替导线,在图甲中将实物电路连接完整。
(2)接入未损坏的小彩灯,调节滑动变阻器的滑片使电压表示数为2.5 V,电流表的示数如图乙所示,示数为 ,则小彩灯正常发光时接入电路的电阻为 。
0.16 A
15.625 Ω
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(3)接入灯丝断裂的小彩灯,当电压表示数为0.4 V时,电流表示数为0.5 A,可知小彩灯灯丝断裂后接入电路的电阻为 Ω。
(4)根据实验数据可知,灯丝断裂后,小彩灯并未断路,而是相当于一段导线,起到连接电路的作用,可使其他小彩灯继续工作。
0.8
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【素养提升练】
6.利用一个电压表和阻值已知的电阻R0测量电阻Rx的阻值。选择了满足实验要求的器
材,电源两端电压不变,并连接了如图所示实验电路。闭合S1、断开S2,电压表的示数为
U1;闭合S1和S2,电压表的示数为U2,则下列说法正确的是( )
A.Rx的表达式为Rx=R0
B.Rx的表达式为Rx=R0
C.实验过程中,通过R0的电流始终相同
D.若将开关S2与电压表互换位置,其他不变,也能测量出Rx的阻值
D
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7.(一题多问)小明做“伏安法测量电阻”的实验,所用的器材有:电压为3 V的电源,待测电阻Rx,以及符合实验要求的滑动变阻器、电流表、电压表、导线和开关。图甲是没有连接完整的实物电路。
(1)闭合开关前,经检查发现电路有一根导线连接错误,请你在图中错误的连线上画“×”并用笔画线代替导线将电路连接正确。
(2)连好电路闭合开关前,应将滑动变阻器滑片P置于 (选填“最左”或“最右”)端。
(3)连接完电路后,闭合开关,无论怎样移动滑片电流表指针均无偏转,电压表的指针有明显的偏转,这可能是由于 断路造成的。
最右
待测电阻Rx
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(4)排除故障后进行实验,当电压表示数为2.4 V时电流表的示数如图乙所示,这时电流为 A,他们利用此组数据即得出该待测电阻Rx的阻值,结束了实验。你认为他们这种做法有何不妥?
答: 。
(5)另一组的小红在测量未知电阻时,将电压表和电流表的示数记录在表格内,分析数据时她很困惑,请你帮她找到数据中问题的原因: 。
0.3
实验次数较少,应多次实验求平均值减小误差
电流表使用前没有校零
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$$