内容正文:
第 22 课时 电阻的测量
知识梳理
回归教材
考点巩固
专项突破
中考超链接
跨学科实践
知识梳理
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实验名称 测量定值电阻的阻值 测量小灯泡的阻值
实验原理 ①
电路图与
实物电路
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实验名称 测量定值电阻的阻值 测量小灯泡的阻值
实验表格 ②(请完成表格设计)
实验次数 电压
U/V 电流
I/A 电阻
R/Ω 电阻平均
值R/Ω
1
2
3
实验次数 电压
U/V 电流
I/A 电阻
R/Ω
1
2
3
续表
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实验名称 测量定值电阻的阻值 测量小灯泡的阻值
实验图像
多次测量的目的 ③ 求平均值减小误差 测量小灯泡在不同电压下的阻值
求平均值减小误差
续表
考点1 牛顿第一定律
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1.(RJ)用伏安法测量某未知电阻的阻值,当电压表的示数为2 V时,电流表的示数为0.4 A,则该次测得的未知电阻的阻值为 Ω。
5
考点1 牛顿第一定律
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2.(YH)某同学用一个电流表和灯泡串联,测得灯泡正常发光时的电流是0.2 A,这时用电压表测得灯泡两端的电压为22 V,则该灯泡正常发光时的阻值为 Ω。若还想测量该灯泡在其他电压下发光时的阻值,需要添加的器材有 。
110
滑动变阻器(合理即可)
考点1 测量定值电阻的阻值
考点巩固
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1. 下图是小明设计的用伏安法测未知电阻R阻值的电路图,其中正确的是 ( )
(链接:用电流表和电压表测量电阻)
C
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2.(2024黑龙江改编)在“伏安法测定值电阻阻值”的实验中,老师准备了阻值未知的定值电阻Rx、电压表、电流表、滑动变阻器、两节干电池、开关和若干导线等器材。
(1)小丽连接了题2图甲所示的实物电路,请用笔画线代替导线将电路连接完整。(导线不可交叉)
考点1 测量定值电阻的阻值
答图
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(2)电路连接无误后闭合开关,发现电压表示数接近电源电压,电流表示数为0。若电路中只有一处故障,则发生的故障可能是定值电阻Rx 。
考点1 测量定值电阻的阻值
断路
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(3)排除故障后,小丽继续进行实验,当电压表示数如图乙所示时,电流表示数为0.28 A,计算得到定值电阻的阻值Rx= Ω。小丽认为实验已经完成,小东认为仅这样就得出定值电阻的阻值不够可靠,原因是 。
考点1 测量定值电阻的阻值
没有多次测量求平均值减小误差
10
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考点2 测量小灯泡的阻值
3.(2024湖北改编)科创小组想测量标有“2.5 V 0.3 A”的小灯泡在不同工作状态下的电阻,设计了如题3图甲所示的实验电路,其中电源电压不变。实验中,移动滑动变阻器的滑片,观察到电压表示数为0.4 V 时小灯泡开始发光,此时电流表示数如图乙所示,为 A。小组同学根据实验数据绘制的U-I图像如图丙所示,则小灯泡未发光时的电阻可能为 (选填“0”“3.1”或“8.3”)Ω。
0.12
3.1
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专项突破
专项1 用电流表和电压表测量电阻
在测量未知电阻Rx阻值的实验中,用到的实验器材:两节干电池、电压表、电流表、开关、未知电阻Rx、滑动变阻器(最大阻值为50 Ω)和导线若干。
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(1)实验原理是 。
基础设问
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(2)实践小组连接的实物电路如图甲所示,闭合开关S后,电流表 .(选填“有”或“无”)示数。
无
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(3)图甲电路中有一条导线连接错误,请你在错误的导线上打“×”,并用笔画线代替导线画出正确的接线。(导线不得交叉)
答图
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(4)改正电路后进行实验,移动滑动变阻器的滑片P使电压表示数为 1.2 V,电流表示数如图乙所示,则该次测得Rx的阻值为 Ω。
12
实验次数 ① . ② . 电阻Rx/Ω ③ .
1
2
3
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(5)小东设计了一个记录与处理数据的表格,请将表中①②③位置的内容填写完整。
电压U/V
电流I/A
电阻平均值Rx/Ω
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(6)小芳在做实验时,移动滑动变阻器的滑片P,发现当电压表的示数增大时,电流表的示数反而减小,出现该现象的原因可能是她在连接电路时 。
拓展设问
将电压表并联在了滑动变阻器两端
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(7)小明在某次实验中发现滑动变阻器损坏无法使用,于是将其从电路中撤去继续测量Rx的阻值,这对实验的影响是 .
。为了消除上述影响,除了换用滑动变阻器外,还可以采用的办法是 。
无法多次测量求平均值
更换不同电压的电源(或在电路中分别串联阻值不同的定值电阻)
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(8)实验结束后,应先 开关,然后拆除电源上的导线,再拆除其他导线。
断开
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(9)【测量小灯泡的阻值相关设问】完成上述测量后,实践小组将定值电阻Rx更换成额定电压为2.5 V的小灯泡后,连接了正确的电路测量其阻值。
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(9)【测量小灯泡的阻值相关设问】完成上述测量后,实践小组将定值电阻Rx更换成额定电压为2.5 V的小灯泡后,连接了正确的电路测量其阻值。
①闭合开关,小东发现电流表有示数而小灯泡不发光,可能的原因是 。
②小明建议根据测量的电压值和电流值计算出多个电阻数据,并将它们求平均值作为小灯泡正常发光时的阻值,你认为他的建议 (选填“合理”或“不合理”),原因是 .
。
小灯泡的实际功率过小(或通过小灯泡的电流过小)
不合理
小灯泡的阻值随温度的变化而变化,求平均值无意义
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【变式设问】
变式1 小组同学测量了几组对应的电压值和电流值,并绘制了小灯泡的I-U图像,如变式1图所示。分析图像,小东认为不能用小灯泡来做“探究电流与电压的规律”实验,他作出此判断的理由是 。
小灯泡的阻值随温度的升高而增大
变式2 对比测量定值电阻阻值与测量小灯泡阻值的实验,发现两者多次测量的目的不同。测量定值电阻的阻值时多次测量的目的是 .
,而测量小灯泡的阻值时多次测量的目的是 .
。
求平均值减小误差
找到小灯泡阻值变化的规律
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(9)【测量小灯泡的阻值相关设问】完成上述测量后,实践小组将定值电阻Rx更换成额定电压为2.5 V的小灯泡后,连接了正确的电路测量其阻值。
③小东在实验时发现,用力捏滑动变阻器滑片与电阻丝的接触处,小灯泡发光明显变亮。请结合影响导体电阻大小的因素,分析出现这一现象的原因可能是 .
。
滑片与电阻丝接触面积变大,滑动变阻器连入电路的阻值变小
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专项2 特殊方法测电阻
【典例1】 (缺电流表测电阻)实践小组想不使用电流表测出定值电阻Rx的阻值,他们设计了如例1图所示的电路图,其中电源电压恒定但未知,滑动变阻器的最大阻值为R0。请你根据实验步骤,写出Rx的表达式。
①闭合开关S,将滑动变阻器的滑片移至最左端时,电压表示数为U1;
②保持开关S闭合,将滑动变阻器的滑片移至最右端时,电压表示数为U2;
③ Rx的表达式Rx = 。(用已知量和测量量表示)
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方法点拨 缺电流表测电阻分析思路
用特殊方法测电阻的解题关键在于寻找等“量”替代。电路中缺少电流表时,相等的“量”为电流,通过电压表示数与辅助电阻(阻值已知的定值电阻或最大阻值已知的滑动变阻器)确定待测电阻两端的电压及通过它的电流,列出等量关系后即可求解。
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举一反三
1.(2024四川眉山节选)小明选用阻值为R0的定值电阻设计了如题1图所示电路(电源电压未知但恒定),并完成Rx阻值的测量。过程如下:
①闭合开关S和S1,读出电压表的示数为U1;
②再闭合开关S2,读出电压表的示数为U2;
③ Rx = 。(用U1、U2和R0表示)
(1)闭合开关S1,将开关S2掷于1位置,移动滑动变阻器的滑片P,记下此时电压表的示数U1;保持滑片P的位置不变,将开关S2掷于2位置,记下此时电压
表的示数U2;定值电阻Rx的阻值Rx= 。(用
U1、U2和R0表示)
(2)小芳设计的电路图 (选填“能”或“不能”)进行多次测量。
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举一反三
2. 小芳选用阻值为R0的定值电阻,设计了如题2图所示的电路图,完成了定值电阻Rx阻值的测量。
能
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【典例2】 (缺电压表测电阻一)如例2图所示的电路中,电源电压恒定但未知,R0为阻值已知的定值电阻,Rx为待测电阻。请你结合电路图,将测量步骤补充完整。
步骤①,闭合开关S,断开开关S1,记录此时电流表示数为 I1;
步骤②, ,记录此时电流表示数为 I2;
待测电阻Rx的表达式Rx = 。(用I1 、I2和R0表示)
保持开关S闭合,再闭合开关S1
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方法点拨 缺电压表测电阻分析思路一
用特殊方法测电阻的解题关键在于寻找等“量”替代。电路中缺少电压表时,相等的“量”为电压,通过电流表示数与辅助电阻(阻值已知的定值电阻或最大阻值已知的滑动变阻器)确定待测电阻两端的电压及通过它的电流,列出等量关系后即可求解。
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举一反三
3. 科创小组想要测量未知电阻Rx的阻值,现有器材:电源,两个相同的电流表A1、A2,阻值为9 Ω的定值电阻R0,滑动变阻器,开关和
导线若干。他们设计了题3图所示的方法进行测量,闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片P到某位置时,电流表A1的示数为0.32 A,电流表A2的示数为0.48 A,则Rx = Ω。
4.5
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举一反三
4.(2024四川南充节选)小丽想测出一个额定电压为U额的小灯泡正常发光时的电阻,在保证电路安全的前提下,设计了题4图所示的电路(电源电压恒定且未知,滑动变阻器R的最大阻值未知,定值电阻阻值为R0)。请将实验步骤补充完整:
①闭合开关S、S2,断开开关S1,移动滑动变阻器
的滑片P,当电流表示数为 时,小灯泡正常发
光;②闭合开关S、S1,断开开关S2,保持滑片P的位置不变,读出电流表的示数为I;③小灯泡正常
发光时的电阻RL= 。(用U额、I和R0表示)
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【典例3】 (缺电压表测电阻二)实践小组发现电压表损坏,于是他们利用最大阻值为R0的滑动变阻器设计了例3图所示的电路(电源电压未知但恒
定),测量定值电阻Rx的阻值。他们先闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到A端,读出电流表的示数I1;然后将滑动变阻器的滑片P移到B端,读出电流表的示数I2;待测
电阻Rx的阻值 Rx = 。 (用I1、I2和R0表示)
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方法点拨 缺电压表测电阻分析思路二
用特殊方法测电阻的解题关键在于寻找等“量”替代。电路中缺少电压表时,相等的“量”为电压,通过动态变化前后两个电路中电源电压相等,列出两个电路中电源电压的等量关系后即可求解。
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举一反三
5. 如题5图所示的电路中,电源电压恒定但未知,R0为阻值已知的定值电阻。请你结合电路图,将测量Rx阻值的方案补充完整。
测量方案:闭合开关S,断开开关S1,电流表示数为I1;再闭合开关S1,电流表示数为I2;待测电阻Rx的
表达式 Rx = 。 (用I1、I2和R0表示)
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【典例4】 (利用电阻箱测电阻)小东在课后拓展活动中,利用例4图所示的电路图测量待测电阻Rx的阻值。他先将开关S拨至A位置,记下此时电流表的示数为I;再将开关S拨至B位置,调节电阻箱直到电流表示数仍为I;读出此时电阻箱的示数为R,则待测电阻Rx的阻值Rx= 。
R
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举一反三
6. 小丽设计了如题6图所示的电路测量未知电阻Rx的阻值,请将以下实验步骤补充完整:
①闭合开关S,先将开关S1拨至触点 ,移动滑动变阻器R的滑片P至适当位置,此时电压表的示数为U;
②保持滑片P的位置不变,再将开关S1拨至另一触点,调节电阻箱R1的阻值,使 ,此时电阻箱的读数为R0;
③未知电阻Rx的阻值Rx= 。
B
电压表的示数仍为U
R0
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举一反三
7. 小芳用两节干电池作为电源,测量未知电阻Rx的阻值,电路图如题7图所示。她将电阻箱(阻值范围为0 ~ 9 999 Ω)的阻值调至1 000 Ω,闭合开关S,电压表示数为2 V,电流表示数很小无法读出。小芳通过计算得出待测电阻Rx= Ω。
2 000
中考超链接
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1.(2024广东节选)如题1图所示,要测量铅笔芯的电阻,需要补充的仪表是 。
电压表
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2.(2022广东)题2图甲是测量小灯泡在不同电压下电阻的实验电路图。(小灯泡额定电压为1.5 V)
(1)小明按电路图连接实物,刚接上最后一根导线,看到电流表指针立刻有偏转。若电路连线正确,造成这种异常现象的原因是 .
。
连接电路时,开关没有断开
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乙
(2)实验中,调节滑动变阻器,分别记录电压表和电流表的示数如题2表:
①第4次测量对应的电压表和电流表示数如图乙所示,此时小灯泡两端的电压是 V,通过它的电流是 A。
②小灯泡正常发光时的电阻是 Ω。
③第5次测量中,小灯泡不发光,小明断定是灯丝断了。这个判断是 错误(选填“正确”或“错误”)的,理由是 如果灯丝断了,则通过小灯泡灯丝的电流为零 。
0.6
0.22
5
错误
如果灯丝断了,则
通过小灯泡灯丝的电流为零
测量次序 1 2 3 4 5
电压U/V 1.8 1.5 1.0 0.3
电流I/A 0.32 0.30 0.26 0.18
题2表
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3.(2014广东节选)某同学利用题3-1图甲的电路来测量未知电阻Rx的阻值。
(1)闭合开关后,当滑动变阻器的滑片向左移动到某一位置时,电压表的示数为1.2 V,电流表的示数如图乙所示,则I= A,Rx= Ω。
0.3
4
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(2)该同学又设计了如题3-2图所示的测量电路,同样可以测量未知电阻Rx的阻值,其中R0是定值电阻。请在横线上把实验步骤补充完整。
①闭合开关S、S1,用电压表测出电源电压为U;
② ,用电压表测出待测电阻Rx两端的电压为U1;
③请用测量值U和U1及已知量R0来表示Rx ,Rx= 。
闭合开关S,断开开关S1
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学校“水培种植小屋”的蔬菜适宜生长的温度在10 ~ 30 ℃之间,实践小组利用热敏电阻Rt和电阻箱R0设计温度报警电路,电阻箱是可以调节并显示阻值的变阻器。
跨学科实践
水培种植小屋中温度的巧妙测量
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(1)他们设计了如图甲所示的电路探究热敏电阻Rt的阻值随环境温度t变化的规律,请你根据图甲,用笔画线代替导线将图乙实物电路连接完整。
答图
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(2)为了测出热敏电阻Rt的阻值,小组同学将其置于0 ℃的环境中,闭合开关S1,断开开关S2,记录电流表示数I0;然后 .
(描述开关状态),调节电阻箱R0直至电流表示数为 ,此时Rt=R0。
断开开关S1,闭合开关S2
I0
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(3)将热敏电阻Rt置于不同温度的环境中,重复上述步骤,测得的数据如下表所示。分析数据可得:热敏电阻Rt的阻值随温度的升高而 。
减小
$$