第十七章 第3节 电阻的测量讲义-2024-2025学年九年级物理人教版

第17章 第3节 电阻的测量--讲义 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：欧姆定律的变形式对于一个未知电阻,用电压表测出它两端的电压U,用电流表测出通过它的电流I，应用欧姆定律，就可以求出其电阻值,这种测量电阻的方法称为“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分别如图甲、乙所示,其中滑动变阻器用来改变待测电阻两端的电压和通过待测电阻的电流,多次测量电压及电流的值,求出每次的电阻值,最后求平均值. 5. 实验步骤： (1) 按图甲所示的电路图连接图乙中的实物图； (2) 检查所连接的电路,并将滑动变阻器的滑片调至阻值最大处以保护电路：防止因误接导致电路短路,损坏电路元件； (3) 利用试触确定电流表、电压表的量程, (4) 闭合开关,多次移动滑动变阻器的滑片,改变待测电阻两端的电压,记下相应的电流表示数和电压表示数,填在实验数据记录表格中. (5) 断开开关,整理实验仪器 6. 数据处理：将每次测量的电压值和对应的电流值代人公式,分别求出待测电阻的阻值R1、R2、R3，最后计算出它们的平均值，即 实验序号 电压 U/V 电流 /A 电阻 R/Ω 电阻的平均值 R/Ω 1 1.5 0.10 15.0 2 2.1 0.14 15.0 15.2 3 2.8 0.18 15.6 7. 滑动变阻器在实验中的作用 (1)保护电路; (2)改变待测电阻两端的电压,实现多次测量； 【拓展】常见电路故障及现象 实验电路图 故障(有且仅有一处 ) 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，且示数较大 定值电阻断路 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等于电源电压 移动滑片,电表示数不变电压表示数等于电源电压 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 移动滑片,电表示数不变 【辨析】伏安法测定值电阻阻值和测小灯泡电阻的异同：灯丝的电阻随温度的升高而增大，求平均值无意义； 【例题1】在“用电流表和电压表测电阻”的实验中,电路如图甲所示. (1) 开关闭合前,滑动变阻器的滑片P要移动到 (选填“a”或“b”)端; (2) 闭合开关,发现电流表示数为零,但电压表指针发生明显偏转;,则电路发生的故障可能是以下四种中的 (填字母) A. Rx处断路 B.滑动变阻器处断路 C. Rx处短路 D.电流表处断路 (3) 排除故障后,闭合开关,调整滑片P到某一位置后,两表的示数分别如图乙、丙所示,其中电流表的示数为 A.此次测得的结果为Rx= Ω 答案：(1)b (2)A (3)0.4 5 2、 测量电阻的特殊方法 1. 安阻法：只用电流表和已知阻值的电阻测量未知电阻 2. 伏阻法：只用电压表和已知阻值的电阻测量未知电阻。 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. 【例题2】用如图所示的电路来测量未知电阻Rx的阻值,R。阻值已知. (1)将实验过程补充完整: ①对照电路图连接好实物图,并将滑动变阳器的滑片滑至阻值最大处； ②闭合开关， ③断开开关，整理器材。 (2)用测量的物理量和已知量符号表示待测电阻Rx= (3)写出本实验中滑动变阻器的作用: 答案：（1）②调节滑动变阻器,分别读出电压表V1、V2,的示数U1、Ux （2） （3）保护电路;改变未知电阻两端的电压,进行多次测量 本节知识归纳 题型专练 【题型1】伏安法测定值电阻的阻值 1. 小峰同学在做“用伏安法测量定值电阻R的阻值”的实验中: (1) 请按照图甲所示的电路图,用笔画线代替导线,将图乙未连接好的电路连接完整. (2) 闭合开关,移动滑动变阻器滑片P,发现电压表始终无示数,电流表有示数,其原因可能是 A. 滑动变阻器断路 B.定值电阻R断路 C.定值电阻R短路 (3) 排除故障后,当电压表示数为2.5V时,电流表示数如图丙所示,则通过定值电阻R的电流是 A,它的阻值是 Ω (4) 实验中需要移动滑动变阳器的滑片多次测量，其目的是 答案：(1)如图所示. (答案不唯一,合理即可) (2)C (3)0.5 5 (4)求平均值,减小误差 2. 用如图甲所示的电路测量未知电阻Rx的阻值(阻值约为10Ω),电源电压为3 V (1)请用笔画线代替导线,将电路连接完整.要求:滑动变阻器的滑片向右滑动时,电流表的示数变小.(导线不允许交叉) (2)电路连接完成后,闭合开关,发现电流表有示数,电压表无示数,出现此现象的原因可能是 .(写出一种原因即可) (3)排除故障后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片至某一位置,电压表示数为2.7V,电流表示数如图乙是 A，则测得未知电阻Rx= Ω.实验中通过移动滑片位置得到多组实验数据计算出Rx的平均值,这样做的目的是 (4)另一组同学利用图丙所示电路也完成了该实验,电源电压不变,滑动变阻器的最大阻值为R0，a、b为滑动变阻器两端点,请把实验步骤补充完整. ①闭合开关S,移动滑动变阻器滑片P至a端,读出电压表示数U1; ②闭合开关S， ,读出电压表示数U2,则待测电阻的表达式R= (用 R0、U1、U2表示) 答案：（2）电阻Rx短路 (3)0.3 9 减小误差(4)②移动滑动变阻器滑片P至b端 【题型二】安阻法测电阻 某课外兴趣小组要测量一个未知电阻R,的阻值,现有下列器材:电源,两个量程均为0~0.6A的相同电流表A1、A2,一个已知阻值的定值电阻R0=9Ω，开关，导线若干。兴趣小组的同学们开动脑筋,积极思考,设计出了一个测量Rx的方法： (1) 同学们设计出的测量电路图如图甲,请根据电路图把未完成的实物图(图乙)连接完整. (2) 连接好电路,闭合S之前,滑动变阻器的滑片P应滑到 (选填“a”或“b”)端. (3) 调节滑动变阻器,使两个电流表有恰当的示数,如图丙所示,两表A1、A2的读数分别为I1= A，I2= A (4) 根据两电流表读数可得出被测电阻Rx= Ω (5) 调节滑动变阻器，使A1和A2表的读数都变大,为保证A2表不被烧坏，则A1表的读数不能超过 A. (6) 有同学认为,改用图丁电路图也可以测出R的值,你认为是否可行? 答案：(1)如图所示 (2)b (3)0.32 0.48 (4)4.5 (5)0.4 (6)可行 【题型三】伏阻法测电阻 用两节干电池、两个开关、一个电压表一只阻值为20Ω的定值电阻R0、导线若干,测量未知电阻Rx的阻值,电路实物图如图甲所示 (1)用笔画线代替导线将图甲中的电压表接在R0两端 (2)正确连接电路,闭合开关S1和S.电压表示数如图乙,为 V (3)断开S1，闭合S，电压表示数为1.4V，则Rx= Ω. 答案：(1)如图所示. (2)2.8 (3)20 【题型四】等效替代法测电阻 小安同学在学习电路的串、并联特点后,设计了如图甲所示的实验原理图,来测量某一定值电阻Rx，的阻值。实验操作如下: (1)为了保证电路安全,在闭合开关S前,滑动变阻器滑片应滑到最 (选填“左”或“右”).端 (2)闭合开关S,将单刀双掷开关拨到“1”,调节滑动变阻器,使电流表指针指到某一值,如图乙所示,电流表读数为 A (3)保持(2)中滑动变阻器滑片位置不变,将单刀双掷开关拨到“2”,调节电阻箱R,当其阻值为10Ω时,电流表示数与(2)中显示数值相同,则被测电阻Rx的阻值为 Ω 答案：（1）右 (2)0.3 (3)10 【题型五】伏安法测小灯泡的电阻 1. 在“用伏安法测小灯泡电阻”的实验中,待测小灯泡正常工作电压为 2.5 V. (1)请用笔画线代替导线,将图甲的实物图未连接部分补充完整(连线不得交叉). (2)当开关闭合后,发现小灯泡不亮,电压表示数接近电源电压电流表无示数,可能是因为 (3)根据I-U图像可知,小灯泡正常工作时电阻为 Ω (4)分析图乙,小灯泡灯丝两端的电压增大时,其电阻 (选填“变化”或“不变”). 答案：(1)如图所示. (2)小灯泡断路 (3)10 (4)变化 2. 在“测量小灯泡的电阻”实验中,选用的器材有:两节新干电池、正常工作电压为 2.5V的待测小灯泡、滑动变阻器、电流表、电压表、开关和若干导线. (1)请用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整. (2)正确连接好电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于 (选填“A”或“B”)端. (3)闭合开关,发现小灯泡不发光,电压表无示数,电流表有示数,造成这一现象的原因可能是 (选填字母代号). A.电流表短路 B.小灯泡短路 C.滑动变阻器断路 (4)排除故障后,移动滑片P,某次实验时,电压表的示数为2.5V,电流表的示数如图乙所示,则通过小灯泡的电流为 A.小灯泡正常发光时的电阻约为 Ω(结果保留一位小数) (5)经过多次实验,测出并记录多组电压和电流的值,得到小灯泡的I-U图像如图丙所示,通过分析图像.写出一条你发现的结论: 答案：(1)如图所示. (2)A (3)B (4)0.28 8.9 (5)小灯泡的电阻随两端电压的增大而增大 学科网（北京）股份有限公司 $$