内容正文:
第3节 电阻的测量
第十七章 欧姆定律
课程标准(2022年版) 本节要点
4.1.9 用电流表和电压
表测量电阻. 1.会同时使用电流表和电压表测电
阻.(重点)
2.会选择电压表、电流表的测量范围和
滑动变阻器的规格.(难点)
3.了解灯丝电阻的特性.(难点)
测量定值电阻的电阻
学生实验:伏安法测定值电阻的电阻.
实验原理: R= .
实验器材:干电池组、开关、 电压表 、 电流表 、 滑动变
阻器 、待测定值电阻、导线若干.
R=
电压表
电流表
滑动变
阻器
进行实验:(1)请根据给出的电路图,连接实物图.
(2)连接电路时,开关应 断开 .闭合开关前,应将滑动变阻器的滑
片P移至 电阻最大(或B) 处(该操作的目的是 保护电路 ).
断开
电阻最大(或B)
保护电路
如图所示:
答案图
(3)调节滑片P的位置,多次改变定值电阻两端的 电压 ,记录每一次通过定值电阻的 电流 ,然后完善表格,并将每次测得的电阻求 平均值 ,以减小误差.
次数 电压U/V 电流I/A 电阻R/Ω 电阻的平均值/Ω
1 =
2
3
电压
电流
平均值
评估与交流:(1)滑动变阻器在实验中的作用是 保护电路 、 改
变定值电阻两端的电压和电路中的电流 .
(2)多次测量求平均值的目的是 减小误差 .
保护电路
改
变定值电阻两端的电压和电路中的电流
减小误差
注意事项:(1)连接电路时,电流表和电压表要选择合适的 测量范
围 ;电压、电流大小未知的情况下,先选大测量范围进行 试 .
(2)连接电路时,为了避免混乱,一般遵循“先串后并”的原则,即
先把串联部分连接好,再将电压表与待测定值电阻并联.
(3)该实验的电路还可以用于探究电流与电压的关系.但因为只有一个
定值电阻,所以无法探究电流与电阻的关系.
测量范
围
试触
小华同学用“伏安法”测量一只电阻Rx约为5 Ω的定值电阻的电阻.
(1)根据设计的实验电路,用笔画线代替导线连接图甲中最后两根导
线.要求:滑片P向右移动时电流表示数要变大.
如图所示:
答案图
(2)在闭合开关前,为保护电路,滑动变阻器的滑片P应该滑至 A
(选填“A”或“B”)端.
(3)实验过程中,某次电流表示数为0.4 A,电压表示数如图乙所示,
则本次实验测得的定值电阻的电阻Rx为 5.5 Ω.
A
5.5
(4)小华同学又继续测量a、b两个定值电阻的电阻,若a、b两个定值
电阻的电流与电压的关系如图丙所示,由图丙可知,通过同一定值
电阻的电流与它两端的电压成 正比 (选填“正比”或“反比”);
还可以知道,Ra < Rb(选填“>”“=”或“<”),定值电阻b
的电阻为 15 Ω.
正比
<
15
【实验拓展】
(5)小华在闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片P时,发现电流表的示
数始终为零,而电压表有示数但不发生变化,此时电路中的一处故
障是 C (填字母).
A. 滑动变阻器断路
B. 滑动变阻器短路
C. 电阻为Rx的定值电阻断路
D. 电阻为Rx的定值电阻短路
C
(6)若实验过程中,发现电流表有示数,而电压表无示数,若故障只
发生在定值电阻或滑动变阻器处,则可能的原因是 定值电阻短 .
(7)无论如何移动滑片P,发现电流表和电压表均无示数,若故障只发
生在定值电阻或滑动变阻器处,则可能的原因是 滑动变阻器断 .
(8)闭合开关后,移动滑片P,发现电流表示数变大时,电压表示数变
小,可能的原因是 电压表与滑动变阻器并联 .
定值电阻短路
滑动变阻器断路
电压表与滑动变阻器并联
伏安法测小灯泡的电阻
学生实验:伏安法测小灯泡的电阻.
实验原理: R= .
实验器材:干电池组、开关、电压表、电流表、 滑动变阻器 、
待测小灯泡、导线若干.
R=
滑动变阻器
进行实验:实验电路图如图所示.多次改变小灯泡两端的 电压 ,
记录每次通过小灯泡的 电流 ,填写在表格中,然后计算小灯泡
的电阻.
电压
电流
次数 电压U/V 电流I/A 电阻RL/Ω
1
2
3
评估与交流:(1)小灯泡的电阻是恒定不变的吗?答: 不是 ,原
因是 灯丝的电阻随温度的升高而增大 .
(2)能通过多次测量求平均值的方式来减小误差吗?答: 不能 .
不是
灯丝的电阻随温度的升高而增大
不能
注意事项:(1)测小灯泡电阻实验的目的之一:对比不同电压下小
灯泡的电阻,得出小灯泡的电阻随 温度 的变化而变化,不是
一个定值.因此,多次测量后, 不能 (选填“能”或“不能”)
求平均值.
(2)小灯泡上标明的电压就是小灯泡正常工作时的电压,若电压超过
这个值,小灯泡就可能被烧坏;若低于这个值,小灯泡的亮度就比
较暗.
温度
不能
(3)测量小灯泡电阻的实验电路不能用于探究电流与电压的关系,因
为 无法控制小灯泡的电阻一定 .
(4)闭合开关后,发现小灯泡不亮,要先移动滑动变阻器的滑片P,不
要直接认为小灯泡坏了!
无法控制小灯泡的电阻一定
在测量标有“2.5 V”字样的小灯泡电阻的实验中,有如
下器材可供选用:
A. 两节干电池
B. 开关一个和导线若干
C. 电压表(0~3 V,0~15 V)
D. 电流表(0~0.6 A,0~3 A)
E. 滑动变阻器(0~100 Ω)
(1)请正确连接实物图甲,需要满足的要求:滑片P在最右端时,通过
灯泡的电流最小.
如图所示:
答案图
(2)第一次测量时的电压等于2.5 V,小灯泡正常发光,之后调节滑动
变阻器,让电压逐次下调,使灯丝温度不断降低,灯泡变暗直至完
全不发光,测量的数据如表所示.请根据表格中电压和电流数据在图
乙中描点连线.
数据序号 1 2 3 4 5 6 7
电压U/V 2.5 2.1 1.7 1.3 0.9 0.5 0.1
电流I/A 0.28 0.26 0.24 0.21 0.19 0.16 0.05
如图所示:
答案图
(3)由表格可知,当小灯泡两端电压为2.5 V时,灯丝电阻为 8.93Ω.
(结果保留两位小数)
(4)从图像还可以看出,小灯泡灯丝的电阻随电压的增大而逐渐 变
大 (选填“变大”或“变小”).从物理学角度分析,造成这一现象
的原因是 灯丝电阻受到温度的影响 .
8.93
变
大
灯丝电阻受到温度的影响
数据序号 1 2 3 4 5 6 7
电压U/V 2.5 2.1 1.7 1.3 0.9 0.5 0.1
电流I/A 0.28 0.26 0.24 0.21 0.19 0.16 0.05
(5)实验中测出了小灯泡在不同电压下的灯丝电阻,有些同学认为可
以进一步求出它们的平均值以减小误差,这个做法 不正确 (选填
“正确”或“不正确”).
(6)若要继续探究通过导体的电流与导体两端电压的关系,此实验电
路需要用 定值电阻 代替 小灯泡 .
不正确
定值电阻
小灯泡
1. 如图是用电压表和电流表测额定电压是3.8 V的小灯泡正常发光时
电阻的实验电路.这个电路连接存在的问题是 小灯泡的额定电压超
过了电压表的测量范围 .将电路连接正确后,闭合开关,将滑动变
阻器的滑片移动到如图所示的位置时,电压表示数为2.8 V,这时应
将滑动变阻器的滑片向 右 (选填
“左”或“右”)适当移动.当小灯
泡正常发光时,电流表示数如图乙
所示,则小灯泡正常发光时的电阻
是 7.6 Ω.
小灯泡的额定电压超
过了电压表的测量范围
右
7.6
2. [科学探究](2024·齐齐哈尔中考)在伏安法测电阻实验中,老师准
备了电阻R未知的定值电阻、电压表、电流表、两节新干电池、开
关、导线若干、滑动变阻器(铭牌上标有“20 Ω 1 A”)等器材.所有
器材均完好.
(1)小夏按照实验操作要求,在检查实验器材时,发现电流表指针的
位置如图1所示,出现这一现象的
原因是 使用前未调零 .
使用前未调零
(2)解决问题后,小夏设计并连接了如图2所示的部分电路,请用笔画
线代替导线将图2的电路连接完整(要求:导线不可交叉).
如图所示:
答案图
(3)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片调至最 右 (选填“左”或
“右”)端.此时,滑动变阻器的作用是 保护电路 .
(4)检查电路连接无误,闭合开关.在实验的过程中,电压表示数突然
接近最大值,电流表示数几乎为0.若电路中只有一处故障,则发生
的故障可能是定值电阻 断路 .
右
保护电路
断路
(5)排除故障后,小夏继续进行实验,当电压表示数为1.2 V时,读出
如图3所示的电流表示数,并计算定值电阻的电阻R= 10 Ω.小夏
认为实验已经完成,小民则认为仅这样就得出定值电阻的电阻不够
可靠,原因是 未多次测量求平均值,测量结果可能存在较大误 .
10
未多次测量求平均值,测量结果可能存在较大误差
$$