17.3电阻的测量 ----2024-2025学年人教版物理九年级上学期

课题三：电阻的测量 年级 学科导学案 主讲老师： 班级： 小组： 姓名： 【学习目标】 知识与技能：1.理解测电阻的原理。 2.掌握伏安法测电阻。 3.学会其他测电阻的方法 过程与方法：通过实验图来深入学习伏安法测电阻。 情感态度与价值观：激发学生学习兴趣。 【知识点一 伏安法测电阻】 1.伏安法测定值电阻 (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：。（伏指电压表，安指电流表，所以这种测量方法称为“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：实验电路图如甲所示（电路图务必会画），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 (5)实验步骤： ①按图甲所示电路图连接实物电路；（见题） 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选择电流表和电压表的量程；（试触法） 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，分别求出待测电阻的阻值R1、R2、R3，最后计算出它们的平均值 。 注意事项 (1)连接实物图时，要将开关断开； (2)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. (3)可采用试触法确定电表的量程； (4)电表的正、负接线柱不能接反； (5)滑动变阻器应采用“一上一下”的连接方式； (6)进行多次测量并计算电阻的平均值，可以减小误差。 (7)所选滑动变阻器的最大阻值应接近待测电阻的阻值； (8)电流表、电压表量程如果能用小量程就不要大量程。 （9）滑动变阻器的作用：保护电路；改变待测电阻两端电压，实现多次测量。 2.伏安法测小灯泡电阻 注意事项： （1）小灯泡电阻会因为温度变化改变。（依据题中条件来选择） （2）测量多组小灯泡电阻是为了得到普遍规律。 （3）小灯泡灯丝的电阻随温度的升高而增大。（温度高灯丝会变细，横截面积小，电阻大更容易理解。） 【针对练习】 1、如图是“伏安法测电阻”的实验电路图。关于该实验，下列说法正确的是（　　） A．实验原理是P＝UI B．滑动变阻器的作用是改变电源电压 C．多次测量取平均值是为了减小误差 D．实验结束，断开开关即可离开实验室 2、某向学利用如图所示的电路做“伏安法测电阻”的实验，已知RX为特测定值电阻，电源电压恒为4.5V，滑动变阻器R标有“20Ω 1A”字样，他记录的实验数据如下表所示。下列说法不正确的是（　　） 序号 1 2 3 4 5 U/V 1.0 2.0 2.5 3.0 4.0 I/A 0.1 0.22 0.26 0.3 0.4 A．该实验的原理是 B．第1次实验的数据是他编造的 C．实验过程中，当滑片左移时，Rx与R的功率之比增大 D．为减小实验误差，可利用每次实验测得的U之和与I之和的比得到电阻RX的平均值 3、某同学利用如图所示的电路测量定值电阻的阻值，实验数据如表格所示。下列说法错误的是（　　） 实验次数 电压U/V 电流I/A 电阻R/Ω 电阻平均值R/Ω 1 1.0 0.20 5.0 5.1 2 2.0 0.40 5.0 3 3.0 0.58 5.2 A．该实验的原理是R＝ B．闭合开关前，滑动变阻器的滑片要移到最右端 C．闭合开关前，电流表指针指在零刻度线左侧，原因是电流表的正负接线柱接反了 D．本实验多次测量的目的是求平均值减小误差 4、如图甲所示，是小明测量未知电阻Rx（阻值约为5Ω）的实验电路，滑动变阻器的规格为“30Ω、1A”，电源电压为3V。 （1）开关闭合前，应将滑动变阻器的滑片置于最 （选填“左”或“右”）端； （2）检查电路无误后，闭合开关，发现电流表无示数，电压表示数接近电源电压，则故障原因可能是电阻Rx （选填“断路”或“短路”）； （3）排除故障后，闭合开关，电流表示数为0.4A，电压表示数如图乙所示。则Rx= Ω；接下来他移动滑动变阻器的滑片，测出多组电压、电流数值，这样做的目的是 ； （4）完成实验后，小明还想继续探究电流与电阻的关系，他找来了10Ω、15Ω、20Ω、25Ω、30Ω五个定值电阻。在保证电路各元件安全的情况下，要想完成五次实验，小小明应控制定值电阻两端电压最小为 V。 5、现有两节新的干电池、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线若干。在利用“伏安法”测量定值电阻R1阻值的实验中： （1）本实验的原理是： ；连接电路时开关应处于 状态。 （2）请你按图甲所示的电路图，以笔画划线代替导线，将图乙中的电路连接完整 ； （3）实验前为了保护电路，滑动变阻器的滑片应置于 端（选填“A”或“B”）； （4）闭合开关，无论怎样移动滑片P，发现电流表始终无示数，电压表有示数，其原因可能是__________（填符号） A．滑动变阻器断路 B．R1断路 C．R1短路 （5）排除故障后，当电压表示数为2.7V时，电流表示数如图丙所示，则通过R1的电流大小为 。它的阻值是 Ω； （6）本实验要多次测量并取平均值，是为了 。 6、如图所示，在“伏安法”测量小灯泡电阻的实验中，所使用的电源电压约为6V且保持不变，小灯泡额定电压为2.5V，请你完成下列问题： （1）图甲中有一根导线连接错误，请在错误的导线上画×，并用笔画线代替导线正确连接好实物电路； （2）正确连接好实物电路后，闭合开关S，移动滑片P到某一点时，电压表示数如图乙所示，若想测量小灯泡在额定电压下的电阻，应将图甲中滑片P向 　 　（选填“A”或“B”）端移动，使电压表的示数为2.5V； （3）按照纠正后的图甲进行实验，若考虑电表的自身电阻对测量的影响，则小灯泡电阻的测量值与此时小灯泡电阻的真实值相比 　 　（选填“偏大”或“偏小”）； （4）按照纠正后的图甲进行多次实验，并将记录的实验数据采用描点法画出小灯泡的I﹣U图像，如图丙所示。其中图丙中矩形OABC的面积表示的物理量是 　 　。 7、某探究小组要测量一个标有“2.5V”字样的小灯泡在正常发光时的电阻，连接了如图甲所示的部分电路，已知电源电压恒定，滑动变阻器规格为“50Ω 2A”。 （1）该实验的原理是 ； （2）请用笔画线代替导线，将图中的电路补充完整； （3）若连接电路后，闭合开关S，发现无论怎样调节滑动变阻器，电流表和电压表的示数都不变且较小，出现这种现象的原因是 ； （4）若将滑动变阻器的下接线柱A端接入电路，正确连接电路后，闭合开关S，滑片P向 （选填“左”或“右”）滑动时，小灯泡L变亮； （5）在移动滑片P的过程中，应该观察 表的示数，使小灯泡L正常发光； （6）当小灯泡正常发光时，电流表示数为0.25A，则小灯泡正常发光时的电阻是 Ω； （7）实验中发现，当电压表示数为0.9V时，小灯泡刚好微微发光，你认为此时小灯泡的电阻比它正常发光时的电阻要 （选填“大”或“小”）； （8）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，发现小灯泡的电阻随电压的增大而 （选填“增大”“变小”或“不变”），小灯泡电阻发生了变化，其原因是灯丝电阻受 的影响。 【知识点二 伏阻法测电阻】 只用电压表测未知电阻Rx--伏阻法 【测量原理】在没有电流表时，将已知电阻R0 与未知电阻 Rx串联，用电压表测出已知电阻两端的电压 U0 ，根据公式 求出通过已知电阻的电流I0，则通过未知电阻Rx的电流Ix=I0;测出未知电阻两端电压Ux，然后根据 求出未知电阻阻值。 第一类型：方法：利用串联电路电流相同来解决未知电阻。 步骤：(1)闭合开关S，分别测出R0、RX两端电压U0、UX； （2）根据电流相同求出R0两端电流I0= (3)IX=I0, 得 第二类型：方法：利用电路中电源电压不变和串联电路电流相等解决。 步骤：（1）R0 与Rx串联，只闭合S1测出R0两端电压U0，计算出I0=；只闭合S2记下电压表的示数U （2）根据串联分压可以得到RX两端电压UX=U-U0，即IX=I0 （3）Rx的表达式：、 第三类型：方法：利用电路中电源电压不变和串联电路电流相等解决。 步骤：（1）R0 与Rx串联，闭合S1，RX被短路读出电压表示数即电源电压U；断开S1读出电压表示数U0，算出R0两端电流I0=； （2）根据串联分压可以得到RX两端电压UX=U-U0，即IX=I0 （3）Rx的表达式： 第四类型：方法：利用电路中电源电压不变和串联电路电流相等解决。滑动变阻器分别调到阻值最大小处。 步骤：（1）闭合开关S，读出变阻器接入定值最大时的电压表读数Ux; （2）读出变阻器接入阻值最小(等于0)时电压表的读数U； （3）被测电阻： 【针对练习】 1、某同学采用“伏安法”测量某定值电阻Rx的阻值。 （1）实验中小明将电阻接入电路中，连接的电路如图甲所示，经检查发现有一根导线。连接错误，并用笔画线代替导线画出正确的接法。 （2）正确连接完电路后，闭合开关，移动变阻器的滑片P至某一位置，电压表的示数为2.7V，电流表示数如图乙所示，电流表示数为 A；则此次可计算出电阻Rx= Ω；继续进行多次测量，其目的是 。 （3）实验结束后小明想利用原实验器材进行其他实验，可以做的实验是 。 （4）若实验中只有一个电压表和一个已知电阻R0，该同学设计了如图丙所示的电路，同样可以测量未知电阻Rx的阻值，请在空格内将实验步骤补充完整。 ①闭合S断开S1，用电压表测出待测电阻Rx两端的电压为U1； ② ，用电压表测出电源的电压U； ③请写出用测量值U、U1及R0来表示Rx的表达式：Rx= 。 2、用如下器材：4V和6V两挡可调的恒压电源、R1（10Ω 3A）和R2（50Ω 2A）两种规格的滑动变阻器、电阻箱R（0～9999Ω）和额定电流为0.2A的小灯泡L，完成下列实验。 （1）“探究电流与电阻关系”的实验中： ①图甲中有一根线连接错误，请在这根线上打“×”，并在图中改正； ②改正电路后，闭合开关，发现电流表有示数、电压表无示数，原因可能是 　 　； ③排除故障后，正确操作并闭合开关，电压表示数为1V，电流表示数为0.1A，将滑片调至合适位置记录数据。改变R接入电路的阻值，重复实验，又测得三组数据，描绘出如图乙所示的图像，记录 　 　点的数据时，滑片的位置最靠近B端，此时滑动变阻器接入电路中的阻值是 　 　Ω； （2）用6V挡的恒压电源、5Ω的定值电阻R0和滑动变阻器R2设计了如图丙所示电路，测出了小灯泡L正常发光时的电阻RL。 ①正确操作，仅读了两次电压表的示数，其中第二次电压表示数为4V，则RL＝ 　 　Ω； ②若对图丙进行调整，开关均仅断开、闭合一次，仍能测出RL的是 　 　。 A.将R0换成R1 B.将R0与R2对调位置 C.将R2换成R1 D.将R0与L对调位置 【知识点三 安阻法测电阻】 只用电流表测未知电阻Rx—安阻法 【测量原理】在没有电压表时，将已知电阻R0 与未知电阻 Rx并联;用电流表测出通过已知电阻的电流I0 ，根据 U0 =I0 R0 求出已知电阻两端的电压 U0 ，则未知电阻两端电压 Ux = U0 ;用电流表测出通过未知电阻的电流Ix ，然后根据 求出未知电阻阻值。 第一类型：方法：利用电源电压不变来解决。 步骤：(1)闭合开关S2，读出电流表示数I0；闭合开关S1，读出电流表示数IX （2）根据R0求出电源电压U=I0·R0 (3)RX= R0 第二类型：方法：利用电源电压不变来解决。 步骤：(1)只闭合开关S0，读出电流表示数I0，（可以算出电源电压U=I0·R0）；闭合开关S0和S读出电流表示数I （2）RX两端电流IX=I-I0 (3)RX= R0 第三类型：方法：利用电源电压不变来解决。 步骤：（1）闭合开关，读出变阻器接入定值最小(等于0)时的电流表读数Ix （电源电压U=Ix·RX） （2）读出变阻器接入阻值最大时电流表的读数I；（电源电压U=I·（R0+RX） （3）根据Ix·RX= I·（R0+RX）得出被测电阻：RX= R0 【针对练习】 1、如图甲所示是旦增在伏安法测电阻的电路图。 （1）旦增正确连接电路，刚准备闭合开关时，旁边的拉姆同学提醒他滑动变阻器的滑片应放在 处。检查无误后，他闭合开关，调节滑片，电压表、电流表示数如图乙所示，则的阻值为 ；旦增又多次改变了滑片的位置，获得了多组测量数据。 （2）第二小组采用了如图所示的器材测量电阻的阻值，其中阻值已知。①将开关S和S1闭合，用电流表测出通过电阻的电流；②只闭合开关S和S2，用电流表测出通过电阻的电流；的表达式： ； 2、小华在做探究“电流与电阻的关系”实验时，准备了以下器材：电源（4.5V）、定值电阻四个（5Ω、10Ω、20Ω、25Ω）、电流表、电压表、滑动变阻器“20Ω  1A”和开关各一个、导线若干。 （1）请用笔画线代替导线将图甲中的实物图连接完整。要求：滑片P向左移动时电流表示数变小； （2）连接好电路，闭合开关，发现电流表没有示数，移动滑动变阻器的滑片，电压表示数始终接近电源电压。造成这一现象的原因可能是 ； （3）解决问题后，小明先将5Ω的定值电阻接入电路，调节滑动变阻器的滑片，电流表的示数如图乙所示；将5Ω的电阻换成10Ω的电阻，需要调节滑动变阻器的滑片P向 （选填“左”或“右”）移动，才能使电压表的示数保持 V不变，再次读取电流表的示数；请你画出记录实验数据的表格 ； （4）实验结束后，小明设计了如图丙所示的电路来测量未知电阻的阻值。电源电压未知，定值电阻的阻值已知。实验步骤如下： ①闭合开关，读出电流表示数为； ②闭合开关，读出电流表示数为； ③计算待测电阻 。 【知识点四 等效替代法测电阻】 利用电阻箱来求电阻 当待测电阻两端的电压与电阻箱两端的电压相同，且通过待测电阻的电流与通过电阻箱的电流也相同时，待测电阻的阻值等于接入电路的电阻箱的阻值。 步骤：（1）将S拨至a，读出电流表示数； （2）将S拨至b，调节电阻箱，使电流表的示数仍为； （3）读出电阻箱示数R，即RX=R 【针对练习】 1、 “等效替换”法是一种非常有用的科学研究方法，我们曾利用该方法探究了“同一直线上二力合成”的规律。我们也可以利用该方法实现对未知电阻阻值的测量，具体原理如图甲所示，其中Rₓ为待测电阻，R为电阻箱，S为单刀双掷开关。 实验步骤如下： ①断开开关，根据电路图，连接实物，将电阻箱的阻值调至最大； ②把开关S接a点，读出电流表的示数为I； ③把开关S接b点，调节电阻箱，____________； ④根据乙图，读出电阻箱的示数R，此即为Rₓ阻值。 （1）请把步骤③补充完整: 。 （2）待测电阻阻值Rₓ= 2、小明设计了如图所示的电路，来测量一个小灯泡正常发光时的电阻。已知小灯泡的额定电压为U额，电源电压为U，滑动变阻器A的最大阻值为R0，请完成实验步骤并写出表达式： ①闭合开关S、S1，断开S2，移动滑动变阻器A的滑片，使电压表的示数为U额，此时小灯泡正常发光； ②闭合开关S、S2，断开S1， ，使电压表的示数为U额； ③闭合开关S、S2，断开S1，保持滑动变阻器B的滑片位置不变，将滑动变阻器A的滑片移动到右端，读出电压表的示数为U'； ④小灯泡正常发光时的电阻为RL= 。 学科网（北京）股份有限公司 $$ 课题三：电阻的测量 年级 学科导学案 主讲老师： 班级： 小组： 姓名： 【学习目标】 知识与技能：1.理解测电阻的原理。 2.掌握伏安法测电阻。 3.学会其他测电阻的方法 过程与方法：通过实验图来深入学习伏安法测电阻。 情感态度与价值观：激发学生学习兴趣。 【知识点一 伏安法测电阻】 1.伏安法测定值电阻 (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：。（伏指电压表，安指电流表，所以这种测量方法称为“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：实验电路图如甲所示（电路图务必会画），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 (5)实验步骤： ①按图甲所示电路图连接实物电路；（见题） 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选择电流表和电压表的量程；（试触法） 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，分别求出待测电阻的阻值R1、R2、R3，最后计算出它们的平均值 。 注意事项 (1)连接实物图时，要将开关断开； (2)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. (3)可采用试触法确定电表的量程； (4)电表的正、负接线柱不能接反； (5)滑动变阻器应采用“一上一下”的连接方式； (6)进行多次测量并计算电阻的平均值，可以减小误差。 (7)所选滑动变阻器的最大阻值应接近待测电阻的阻值； (8)电流表、电压表量程如果能用小量程就不要大量程。 （9）滑动变阻器的作用：保护电路；改变待测电阻两端电压，实现多次测量。 2.伏安法测小灯泡电阻 注意事项： （1）小灯泡电阻会因为温度变化改变。（依据题中条件来选择） （2）测量多组小灯泡电阻是为了得到普遍规律。 （3）小灯泡灯丝的电阻随温度的升高而增大。（温度高灯丝会变细，横截面积小，电阻大更容易理解。） 【针对练习】 1、如图是“伏安法测电阻”的实验电路图。关于该实验，下列说法正确的是（　　） A．实验原理是P＝UI B．滑动变阻器的作用是改变电源电压 C．多次测量取平均值是为了减小误差 D．实验结束，断开开关即可离开实验室 【答案】C 【解析】A、在伏安法测电阻的实验中，用电压表测电阻两端的电压，用电流表测通过电阻的电流，故伏安法测电阻的实验原理是R＝，故A错误； B、在伏安法测电阻的实验中，滑动变阻器一方面可以保护电路，另一方面可以改变电路中的电流与电阻两端电压，故B错误； C、在伏安法测电阻的实验中，为了减小误差应多次测量取平均值，故C正确； D、实验结束，应断开开关，拆除电路连接，整理完器材方可离开实验室，故D错误。 故选：C。 2、某向学利用如图所示的电路做“伏安法测电阻”的实验，已知RX为特测定值电阻，电源电压恒为4.5V，滑动变阻器R标有“20Ω 1A”字样，他记录的实验数据如下表所示。下列说法不正确的是（　　） 序号 1 2 3 4 5 U/V 1.0 2.0 2.5 3.0 4.0 I/A 0.1 0.22 0.26 0.3 0.4 A．该实验的原理是 B．第1次实验的数据是他编造的 C．实验过程中，当滑片左移时，Rx与R的功率之比增大 D．为减小实验误差，可利用每次实验测得的U之和与I之和的比得到电阻RX的平均值 【答案】D 【解析】A.“伏安法测电阻”测电阻的实验原理R＝，故A合理； B.由表中数据结合欧姆定律可得，定值电阻R＝＝＝10Ω，根据分压原理可知，当滑动变阻器的最大电阻连入电路中时，电压表示数最小， 定值电阻两端的最小电压U最小＝×R＝×10Ω＝1.5V＞1V，所以第1次实验的数据是他编造的，故B合理； C.如图，Rx与R串联，故电流相等，由P＝I2R可知，电流一定，Rx与R的功率之比就等于Rx与R之比，当滑片左移时，滑动变阻器接入阻值R变小，定值电阻Rx不变，故变大，即当滑片左移时，Rx与R的功率之比增大，故C合理； D.在测定值电阻的阻值时，由于测量存在误差，通常多次测量几组数据，分别求出电阻值求平均值来减小误差，故D不合理。 故选：D。 3、某同学利用如图所示的电路测量定值电阻的阻值，实验数据如表格所示。下列说法错误的是（　　） 实验次数 电压U/V 电流I/A 电阻R/Ω 电阻平均值R/Ω 1 1.0 0.20 5.0 5.1 2 2.0 0.40 5.0 3 3.0 0.58 5.2 A．该实验的原理是R＝ B．闭合开关前，滑动变阻器的滑片要移到最右端 C．闭合开关前，电流表指针指在零刻度线左侧，原因是电流表的正负接线柱接反了 D．本实验多次测量的目的是求平均值减小误差 【答案】C 【解析】A、该实验的原理是R＝，故A正确； B、为了保护电路，闭合开关实验前，应将滑动变阻器的滑片移到最大阻值处，由图知，滑片应移到阻值最大的最右端，故B正确； C、开关闭合前，没有电流通过，电流表的指针在零刻度线左端，说明电流表指针没有调零，故C错误； D、本实验多次测量的目的是求平均值减小误差，故D正确。 故选：C。 4、如图甲所示，是小明测量未知电阻Rx（阻值约为5Ω）的实验电路，滑动变阻器的规格为“30Ω、1A”，电源电压为3V。 （1）开关闭合前，应将滑动变阻器的滑片置于最 （选填“左”或“右”）端； （2）检查电路无误后，闭合开关，发现电流表无示数，电压表示数接近电源电压，则故障原因可能是电阻Rx （选填“断路”或“短路”）； （3）排除故障后，闭合开关，电流表示数为0.4A，电压表示数如图乙所示。则Rx= Ω；接下来他移动滑动变阻器的滑片，测出多组电压、电流数值，这样做的目的是 ； （4）完成实验后，小明还想继续探究电流与电阻的关系，他找来了10Ω、15Ω、20Ω、25Ω、30Ω五个定值电阻。在保证电路各元件安全的情况下，要想完成五次实验，小小明应控制定值电阻两端电压最小为 V。 【答案】（1）左 （2）断路 （3）5.5 多次测量求平均值减小误差 （4）1.5 【解析】（1）开关闭合前，为保护电路，应将滑动变阻器的滑片置于阻值最大端，由于滑动变阻器接入的是右下接线柱，故应将滑动变阻器的滑片置于最左端。 （2）闭合开关，电流表无示数，说明电路出现断路，电压表有示数，说明电压表的正负接线柱与电源的两极之间是接通的，故出现这一现象的原因可能是Rx断路。 （3）[1][2]电压表选择的量程是0~3V，分度值为0.1V，故示数为2.2V，电流表示数为0.4A，Rx的阻值为 移动滑动变阻器得出多组电压、电流数值的目的是为了多次测量求平均值减小误差。 （4）若要能顺利完成实验，定值电阻两端电压不能低于最小值，而定值电阻两端的电压最小时，接入到电路中的为阻值最大的电阻，且滑动变阻器阻值处于最大处，此时最小电压 而电压表的最大示数恰为3V，所以小明应控制定值电阻两端电压为1.5V。 5、现有两节新的干电池、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线若干。在利用“伏安法”测量定值电阻R1阻值的实验中： （1）本实验的原理是： ；连接电路时开关应处于 状态。 （2）请你按图甲所示的电路图，以笔画划线代替导线，将图乙中的电路连接完整 ； （3）实验前为了保护电路，滑动变阻器的滑片应置于 端（选填“A”或“B”）； （4）闭合开关，无论怎样移动滑片P，发现电流表始终无示数，电压表有示数，其原因可能是__________（填符号） A．滑动变阻器断路 B．R1断路 C．R1短路 （5）排除故障后，当电压表示数为2.7V时，电流表示数如图丙所示，则通过R1的电流大小为 。它的阻值是 Ω； （6）本实验要多次测量并取平均值，是为了 。 【答案】（1） 断开 （2）见解析 （3）B （4）B （5） 0.3A 9 （6）减小误差 【解析】（1）[1]伏安法测电阻原理是利用欧姆定律计算电阻大小即。 [2]连接电路时，开关应断开，以保护电路。 （2）滑动变阻器下面的接线柱选择一上一下，如图所示 （3）为保护电路，滑片应处于最大值位置，由图知，滑片位于B端滑动变阻器阻值最大。 （4）闭合开关，移动滑动变阻器滑片P，电流表无示数，说明电路有地方发生断路；电压表有示数，电流表电压表，滑动变阻器，开关，电源可以组成通路，则说明电阻R1断路；故B正确。 故选B。 （5）[1]由图知电流表为小量程，分度值为0.02A，故读数为0.3A。 [2]则定值电阻的阻值 （6）本实验为测量电阻大小，故要多次测量取平均值，是为了减小误差。 6、如图所示，在“伏安法”测量小灯泡电阻的实验中，所使用的电源电压约为6V且保持不变，小灯泡额定电压为2.5V，请你完成下列问题： （1）图甲中有一根导线连接错误，请在错误的导线上画×，并用笔画线代替导线正确连接好实物电路； （2）正确连接好实物电路后，闭合开关S，移动滑片P到某一点时，电压表示数如图乙所示，若想测量小灯泡在额定电压下的电阻，应将图甲中滑片P向 　A　（选填“A”或“B”）端移动，使电压表的示数为2.5V； （3）按照纠正后的图甲进行实验，若考虑电表的自身电阻对测量的影响，则小灯泡电阻的测量值与此时小灯泡电阻的真实值相比 　偏小　（选填“偏大”或“偏小”）； （4）按照纠正后的图甲进行多次实验，并将记录的实验数据采用描点法画出小灯泡的I﹣U图像，如图丙所示。其中图丙中矩形OABC的面积表示的物理量是 　小灯泡的额定功率　。 【答案】（1） 略 （2）A （3）偏小 （4）小灯泡的额定功率 【解析】（1）电压表应该并联在灯泡两端，且灯泡和滑动变阻器、电流表是串联关系，故错误的连接是灯泡和电流表之间的导线，把灯泡右接线柱连接电压表“﹣”接线柱。如图所示。 （2）电压表选用0～3V的量程，分度值为0.1V，示数为2.2V，小于额定电压2.5V，需向A端调节滑片P使总电阻变小，总电流增大，小灯泡电压增大，直到电压表的示数为2.5V。 （3）电流表测量的是通过灯泡和电压表的总电流，电流表的示数大于通过灯泡的电流，根据欧姆定律可知，电阻的测量值偏小。 （4）矩形面积是小灯泡额定电压和额定电流的乘积，故表示的物理量是小灯泡的额定功率。 故答案为：（1）如图；（2）A；（3）偏小；（4）小灯泡的额定功率。 7、某探究小组要测量一个标有“2.5V”字样的小灯泡在正常发光时的电阻，连接了如图甲所示的部分电路，已知电源电压恒定，滑动变阻器规格为“50Ω 2A”。 （1）该实验的原理是 ； （2）请用笔画线代替导线，将图中的电路补充完整； （3）若连接电路后，闭合开关S，发现无论怎样调节滑动变阻器，电流表和电压表的示数都不变且较小，出现这种现象的原因是 ； （4）若将滑动变阻器的下接线柱A端接入电路，正确连接电路后，闭合开关S，滑片P向 （选填“左”或“右”）滑动时，小灯泡L变亮； （5）在移动滑片P的过程中，应该观察 表的示数，使小灯泡L正常发光； （6）当小灯泡正常发光时，电流表示数为0.25A，则小灯泡正常发光时的电阻是 Ω； （7）实验中发现，当电压表示数为0.9V时，小灯泡刚好微微发光，你认为此时小灯泡的电阻比它正常发光时的电阻要 （选填“大”或“小”）； （8）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，发现小灯泡的电阻随电压的增大而 （选填“增大”“变小”或“不变”），小灯泡电阻发生了变化，其原因是灯丝电阻受 的影响。 【答案】（1） （2）见解析 （3）滑动变阻器下方两个接线柱接入了电路 （4）右 （5）电压 （6）10 （7）小 （8）增大 温度 【解析】（1）实验中，用电压表测灯泡两端的电压，用电流表测灯泡在额定电压下的电流，根据求出灯泡的电阻，因此该实验的原理是。 （2）实验中，滑动变阻器与灯泡串联，电压表并联在灯泡两端，电源电压为2节干电池，因此电压表选择小量程；滑动变阻器按照一上一下的原则接入电路，如图所示： （3）连接电路后，闭合开关S，发现无论怎样调节滑动变阻器，电流表和电压表的示数都不变且较小，说明滑动变阻器的滑片没有起到调节电阻大小的作用，可能是将滑动变阻器的下方两个接线柱接入了电路，此时滑动变阻器的最大值接入电路，移动滑片，滑动变阻器阻值不变。 （4）若将滑动变阻器的下接线柱A端接入电路，要想移动滑片时小灯泡变亮，则应增大灯泡两端的电压，减小滑动变阻器两端的电压，根据串联分压原理可知，应减小滑动变阻器接入电路的电阻，因此应将滑片向右移动。 （5）在移动滑片P的过程中，应该观察电压表的示数，使电压表示数等于灯泡的额定电压，即2.5V，此时灯泡正常发光。 （6）当小灯泡正常发光时，电流表示数为0.25A，则小灯泡正常发光时的电阻是 （7）当小灯泡两端的电压为0.9V时，此时实际电压小于额定电压时，小灯泡发光较暗，由于灯丝的电阻随温度的升高而增大，所以此时小灯泡的电阻比正常发光时的电阻要小。 （8）[1][2]根据小灯泡的I-U图像，随着灯泡的两端电压增大，通过灯泡电流增大，电压与电流的比值增大，灯泡电阻变大，即小灯泡的电阻随电压的增大而增大；这是由于灯泡电阻受温度影响，灯丝电阻随温度升高而增大造成的。 【知识点二 伏阻法测电阻】 只用电压表测未知电阻Rx--伏阻法 【测量原理】在没有电流表时，将已知电阻R0 与未知电阻 Rx串联，用电压表测出已知电阻两端的电压 U0 ，根据公式 求出通过已知电阻的电流I0，则通过未知电阻Rx的电流Ix=I0;测出未知电阻两端电压Ux，然后根据 求出未知电阻阻值。 第一类型：方法：利用串联电路电流相同来解决未知电阻。 步骤：(1)闭合开关S，分别测出R0、RX两端电压U0、UX； （2）根据电流相同求出R0两端电流I0= (3)IX=I0, 得 第二类型：方法：利用电路中电源电压不变和串联电路电流相等解决。 步骤：（1）R0 与Rx串联，只闭合S1测出R0两端电压U0，计算出I0=；只闭合S2记下电压表的示数U （2）根据串联分压可以得到RX两端电压UX=U-U0，即IX=I0 （3）Rx的表达式：、 第三类型：方法：利用电路中电源电压不变和串联电路电流相等解决。 步骤：（1）R0 与Rx串联，闭合S1，RX被短路读出电压表示数即电源电压U；断开S1读出电压表示数U0，算出R0两端电流I0=； （2）根据串联分压可以得到RX两端电压UX=U-U0，即IX=I0 （3）Rx的表达式： 第四类型：方法：利用电路中电源电压不变和串联电路电流相等解决。滑动变阻器分别调到阻值最大小处。 步骤：（1）闭合开关S，读出变阻器接入定值最大时的电压表读数Ux; （2）读出变阻器接入阻值最小(等于0)时电压表的读数U； （3）被测电阻： 【针对练习】 1、某同学采用“伏安法”测量某定值电阻Rx的阻值。 （1）实验中小明将电阻接入电路中，连接的电路如图甲所示，经检查发现有一根导线。连接错误，并用笔画线代替导线画出正确的接法。 （2）正确连接完电路后，闭合开关，移动变阻器的滑片P至某一位置，电压表的示数为2.7V，电流表示数如图乙所示，电流表示数为 A；则此次可计算出电阻Rx= Ω；继续进行多次测量，其目的是 。 （3）实验结束后小明想利用原实验器材进行其他实验，可以做的实验是 。 （4）若实验中只有一个电压表和一个已知电阻R0，该同学设计了如图丙所示的电路，同样可以测量未知电阻Rx的阻值，请在空格内将实验步骤补充完整。 ①闭合S断开S1，用电压表测出待测电阻Rx两端的电压为U1； ② ，用电压表测出电源的电压U； ③请写出用测量值U、U1及R0来表示Rx的表达式：Rx= 。 【答案】（1）见解析 （2）0.3 9 求平均值减小误差 （3）探究电流与电压的关系 （4）闭合开关S、S1 【解析】（1）原电路图中，电流表和滑动变阻器串联后与定值电阻并联，电压表应该并联的电阻两端，滑动变阻器应与定值电阻串联，故应把定值电阻右端接线柱的导线接到电源的负极，如图所示： （2）[1]电流表示数如图乙所示，电流表是0﹣0.6A量程，分度值为0.02A，故示数为0.3A。 [2]此次可计算出电阻 [3]多次测量求平均值可减小测量误差。 （3）利用原实验器材进行其他实验，由于电阻不变，故可以探究电流与电压关系。 （4）[1]闭合S、S1​，此时电压表测量的是电源电压U。 [2]当开关S闭合、S1断开时，R0、Rx串联，电压表测Rx两端的电压；串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，R0两端的电压 串联电路中各处的电流相等，所以 得Rx的表达式为 2、用如下器材：4V和6V两挡可调的恒压电源、R1（10Ω 3A）和R2（50Ω 2A）两种规格的滑动变阻器、电阻箱R（0～9999Ω）和额定电流为0.2A的小灯泡L，完成下列实验。 （1）“探究电流与电阻关系”的实验中： ①图甲中有一根线连接错误，请在这根线上打“×”，并在图中改正； ②改正电路后，闭合开关，发现电流表有示数、电压表无示数，原因可能是 　电阻箱R短路（或电压表短路或电压表断路）　； ③排除故障后，正确操作并闭合开关，电压表示数为1V，电流表示数为0.1A，将滑片调至合适位置记录数据。改变R接入电路的阻值，重复实验，又测得三组数据，描绘出如图乙所示的图像，记录 　d　点的数据时，滑片的位置最靠近B端，此时滑动变阻器接入电路中的阻值是 　40　Ω； （2）用6V挡的恒压电源、5Ω的定值电阻R0和滑动变阻器R2设计了如图丙所示电路，测出了小灯泡L正常发光时的电阻RL。 ①正确操作，仅读了两次电压表的示数，其中第二次电压表示数为4V，则RL＝ 　10　Ω； ②若对图丙进行调整，开关均仅断开、闭合一次，仍能测出RL的是 　AD　。 A.将R0换成R1 B.将R0与R2对调位置 C.将R2换成R1 D.将R0与L对调位置 【答案】见解析 【解析】 （1）①原电路图中，电压表被短路，在“探究电流与电阻关系”的实验中，电阻箱R、电流表和滑动变阻器串联，电压表并联在电阻箱R两端，如下图所示： ； ②闭合开关，电流表有示数，说明电路是通路，电压表无示数，说明电压表并联的电路短路或电压表短路或电压表断路，即原因可能是电阻箱R短路或电压表短路或电压表断路； ③实验中，当把小电阻换成大电阻后，根据分压原理，电阻两端的电压变大，研究电流与电阻关系时要控制电压不变，根据串联电路电压的规律，要增大滑动变阻器两端的电压，由分压原理，要增大滑动变阻器电阻阻值，故当定值电阻阻值最大时，滑动变阻器接入电路的阻值最大，由图乙可知，记录d点的数据时，滑片的位置最靠近B端； 正确操作并闭合开关，电压表示数为1V，电流表示数为0.1A，此时滑动变阻器最大阻值接入电路，若滑动变阻器选用R1，滑动变阻器两端电压为0.1A×10Ω＝1V，则电源电压为1V+1V＝2V，不符合题意； 若滑动变阻器选用R2，滑动变阻器两端电压为0.1A×50Ω＝5V，电源电压为1V+5V＝6V，符合题意，故电源电压为U＝6V； 由图乙可知，定值电阻两端电压为UV＝IR＝0.4A×5Ω＝……＝0.1A×20Ω＝2V，根据串联电路电压的规律，滑动变阻器分得的电压：U滑＝U﹣UV＝6V﹣2V＝4V，滑动变阻器分得的电压为电压表示数的＝2倍，根据分压原理，当接入20Ω电阻时，滑动变阻器连入电路中的电阻为：R滑＝2×20Ω＝40Ω； （2）①将R0与电压表并联后再与灯和R2串联，通过移动滑动变阻器R2的滑片使电压表示数为0.2A×5Ω＝1V时，由串联电路电流特点，通过灯的电流为额定电流，灯正常发光； 保持滑片位置不变，通过开关的转换，使电压表测R0与R2两端的总电压为4V，因电路的连接关系没有改变，各电阻的大小和通过的电流不变，灯仍正常发光，根据串联电路电压的规律，灯的额定电压为UL＝U﹣U2＝6V﹣4V＝2V，则小灯泡正常工作时的电阻为： RL＝＝＝10Ω； ②A、将R0换成R1，将R1的阻值调到最大处，再将R1与电压表并联后与灯和R2串联，通过移动滑动变阻器R2的滑片使电压表示数为0.2A×10Ω＝2V时，由串联电路电流特点，通过灯的电流为额定电流，灯正常发光； 保持R2的滑片位置不变，通过开关的转换，使电压表测R1与R2两端的总电压，因电路的连接关系没有改变，各电阻的大小和通过的电流不变，灯仍正常发光，根据串联电路电压的规律求出灯泡额定电压，利用R＝求出小灯泡正常工作时的电阻，故A正确； B、将R0与R2对调位置，无论闭合开关S、S1还是S、S2，都无法确定灯泡是否正常发光，故B错误； C、将R2换成R1，此时电路中的最小电流为I'＝＝＝0.24A＞0.2A，灯泡无法正常发光，故C错误； D、将R0与L对调位置，闭合开关S、S1，调节滑动变阻器R2，使电压表示数为5V，根据串联电路电压规律，R0两端电压为6V﹣5V＝1V，根据欧姆定律可知，此时通过R0的电流为0.2A，等于灯泡额定电流，此时灯泡正常发光；保持R2的滑片位置不变，通过开关的转换，使电压表测L两端电压，即灯泡的额定电压，利用R＝求出小灯泡正常工作时的电阻，故D正确； 故选：AD。 故答案为：（1）①见解答图；②电阻箱R短路（或电压表短路或电压表断路）；③d；40；（2）①10；②AD。 【知识点三 安阻法测电阻】 只用电流表测未知电阻Rx—安阻法 【测量原理】在没有电压表时，将已知电阻R0 与未知电阻 Rx并联;用电流表测出通过已知电阻的电流I0 ，根据 U0 =I0 R0 求出已知电阻两端的电压 U0 ，则未知电阻两端电压 Ux = U0 ;用电流表测出通过未知电阻的电流Ix ，然后根据 求出未知电阻阻值。 第一类型：方法：利用电源电压不变来解决。 步骤：(1)闭合开关S2，读出电流表示数I0；闭合开关S1，读出电流表示数IX （2）根据R0求出电源电压U=I0·R0 (3)RX= R0 第二类型：方法：利用电源电压不变来解决。 步骤：(1)只闭合开关S0，读出电流表示数I0，（可以算出电源电压U=I0·R0）；闭合开关S0和S读出电流表示数I （2）RX两端电流IX=I-I0 (3)RX= R0 第三类型：方法：利用电源电压不变来解决。 步骤：（1）闭合开关，读出变阻器接入定值最小(等于0)时的电流表读数Ix （电源电压U=Ix·RX） （2）读出变阻器接入阻值最大时电流表的读数I；（电源电压U=I·（R0+RX） （3）根据Ix·RX= I·（R0+RX）得出被测电阻：RX= R0 【针对练习】 1、如图甲所示是旦增在伏安法测电阻的电路图。 （1）旦增正确连接电路，刚准备闭合开关时，旁边的拉姆同学提醒他滑动变阻器的滑片应放在 处。检查无误后，他闭合开关，调节滑片，电压表、电流表示数如图乙所示，则的阻值为 ；旦增又多次改变了滑片的位置，获得了多组测量数据。 （2）第二小组采用了如图所示的器材测量电阻的阻值，其中阻值已知。①将开关S和S1闭合，用电流表测出通过电阻的电流；②只闭合开关S和S2，用电流表测出通过电阻的电流；的表达式： ； 【答案】（1） 阻值最大 8 （2） 【解析】（1）[1]旦增正确连接电路，为了保护电路，刚准备闭合开关时，旁边的拉姆同学提醒他滑动变阻器的滑片应放在阻值最大处。 [2]由图甲得，定值电阻Rx、变阻器R串联，电压表测量定值电阻Rx的电压，电流表测量电路电流。由图乙得，电压表的分度值为0.1V，示数为2.4V，电流表的分度值为0.02A，示数为0.3A，由欧姆定律得，的阻值为 （2）由图得，将开关S和S1闭合，电路为R0的简单电路，用电流表测出通过电阻的电流，由欧姆定律得，电源电压为 只闭合开关S和S2，电路为Rx的简单电路，用电流表测出通过电阻的电流，由欧姆定律得 2、小华在做探究“电流与电阻的关系”实验时，准备了以下器材：电源（4.5V）、定值电阻四个（5Ω、10Ω、20Ω、25Ω）、电流表、电压表、滑动变阻器“20Ω  1A”和开关各一个、导线若干。 （1）请用笔画线代替导线将图甲中的实物图连接完整。要求：滑片P向左移动时电流表示数变小； （2）连接好电路，闭合开关，发现电流表没有示数，移动滑动变阻器的滑片，电压表示数始终接近电源电压。造成这一现象的原因可能是 ； （3）解决问题后，小明先将5Ω的定值电阻接入电路，调节滑动变阻器的滑片，电流表的示数如图乙所示；将5Ω的电阻换成10Ω的电阻，需要调节滑动变阻器的滑片P向 （选填“左”或“右”）移动，才能使电压表的示数保持 V不变，再次读取电流表的示数；请你画出记录实验数据的表格 ； （4）实验结束后，小明设计了如图丙所示的电路来测量未知电阻的阻值。电源电压未知，定值电阻的阻值已知。实验步骤如下： ①闭合开关，读出电流表示数为； ②闭合开关，读出电流表示数为； ③计算待测电阻 。 【答案】（1）见解析 （2）定值电阻R断路 （3）左 2 答案如下 电压一定时： 序号 1 2 3 4 电阻 电流 （4） 【解析】（1）根据题意滑片P向左移动时电流表示数变小，滑动变阻器接入电路中的电阻变大，则需将滑动变阻器的B接线柱与定值电阻的右接线柱进行连接，作图如下所示： （2）串联电路中，闭合开关，发现电流表没有示数，说明电路发生断路，电压表示数始终接近电源电压，说明电压表串联接入电路测电源电压，则故障为定值电阻断路。 （3）[1][2]将5Ω的定值电阻接入电路时，电路中的电流为乙图中电流表的示数为0.4A，则定值电阻两端电压为 将5Ω的电阻换成10Ω的电阻，根据串联分压原理可知，定值电阻两端电压变大，而本实验需要保持电压不变，则需将滑动变阻器的阻值变大，即滑片向左移动，至电压表的示数为2V。 [3]根据实验过程，可设计出表格为 序号 1 2 3 4 电阻 电流 （4）闭合开关，电路为Rx串联的简单电路，读出电流表示数为，即Rx的电流为；闭合开关，电路为Rx、R0并联的电路，可得R0的电流为 电源电压为 测电阻的阻值为 【知识点四 等效替代法测电阻】 利用电阻箱来求电阻 当待测电阻两端的电压与电阻箱两端的电压相同，且通过待测电阻的电流与通过电阻箱的电流也相同时，待测电阻的阻值等于接入电路的电阻箱的阻值。 步骤：（1）将S拨至a，读出电流表示数； （2）将S拨至b，调节电阻箱，使电流表的示数仍为； （3）读出电阻箱示数R，即RX=R 【针对练习】 1、 “等效替换”法是一种非常有用的科学研究方法，我们曾利用该方法探究了“同一直线上二力合成”的规律。我们也可以利用该方法实现对未知电阻阻值的测量，具体原理如图甲所示，其中Rₓ为待测电阻，R为电阻箱，S为单刀双掷开关。 实验步骤如下： ①断开开关，根据电路图，连接实物，将电阻箱的阻值调至最大； ②把开关S接a点，读出电流表的示数为I； ③把开关S接b点，调节电阻箱，____________； ④根据乙图，读出电阻箱的示数R，此即为Rₓ阻值。 （1）请把步骤③补充完整: 。 （2）待测电阻阻值Rₓ= 【答案】（1）使电流表的示数为I （2）60Ω 【解析】（1）应用“等效替代”法测电阻阻值时，先把开关S接a点，读出电流表的示数I；然后再把开关S接b点，调节电阻箱，使电流表示数仍为原来的数值I；电路电流相等，电源电压不变，由欧姆定律可知电路中电阻相等，即Rₓ作用的效果与R作用的效果相同，Rₓ=R。 （2）电阻箱的读数方法：各旋盘对应的指示点（图中的小三角）的示数乘以面板上标记的倍数，然后加在一起，就是接入电路的阻值；由图乙所示电阻箱可知，其电阻阻值 R=0×1000Ω+0×100Ω+6×10Ω+0×1Ω=60ΩRₓ作用的效果与R作用的效果相同，即 Rₓ=R=60Ω 2、小明设计了如图所示的电路，来测量一个小灯泡正常发光时的电阻。已知小灯泡的额定电压为U额，电源电压为U，滑动变阻器A的最大阻值为R0，请完成实验步骤并写出表达式： ①闭合开关S、S1，断开S2，移动滑动变阻器A的滑片，使电压表的示数为U额，此时小灯泡正常发光； ②闭合开关S、S2，断开S1， ，使电压表的示数为U额； ③闭合开关S、S2，断开S1，保持滑动变阻器B的滑片位置不变，将滑动变阻器A的滑片移动到右端，读出电压表的示数为U'； ④小灯泡正常发光时的电阻为RL= 。 【答案】 保持滑动变阻器A的滑片位置不变，调节滑动变阻器B的滑片 【解析】①由图可知，闭合开关S、S1，断开S2，此时滑动变阻器A与灯泡串联，电压表测灯泡两端电压，移动滑动变阻器A的滑片，使电压表的示数为U额，此时小灯泡正常发光；②闭合开关S、S2，断开S1，此时滑动变阻器A与滑动变阻器B串联，此时电压表测滑动变阻器B两端的电压，根据等效替代法，为了是滑动变阻器B的阻值等于灯泡的阻值，应保持滑动变阻器A的滑片位置不变，调节滑动变阻器B的滑片，使电压表的示数为U额；③闭合开关S、S2，断开S1，保持滑动变阻器B的滑片位置不变，将滑动变阻器A的滑片移动到右端，此时电路中滑动变阻器B与滑动变阻器A的全部电阻串联，电压表测滑动变阻器B两端的电压，读出电压表的示数为U'；此时滑动变阻器A两端的电压为 U滑A=U-U' 此时电路中的电流为 则滑动变阻器B的阻值 灯泡的阻值为 学科网（北京）股份有限公司 $$