内容正文:
第5章 欧姆定律
3 测量电阻
目
录
01
新知梳理
02
当堂演练
1. 由欧姆定律的变形公式R=可知,要测出导体的电阻,只需要用 电压表 测出导体两端的电压,用 电流表 测出通过导体的电流,代入公式就可以求出这个导体的电阻了。这种测量电阻的方法叫伏安法。
2. 伏安法测电阻的实验原理是 R= ,实验中滑动变阻器的作用是 改变待测电阻两端的电压和通过的电流 ,测量三组数据的目的是 取平均值,减小误差 。
电压表
电流表
R=
改变待
测电阻两端的电压和通过的电流
取平均值,减小
误差
3. 在“测量小灯泡的电阻”实验中,小灯泡的灯丝由暗变亮的过程中,灯丝的 温度 逐渐升高,可以说明导体的电阻与 温度 有关;该实验中 不能 (选填“能”或“不能”)取平均值作为小灯泡的电阻。
温度
温度
不能
知识点一 “伏安法”测量定值电阻的阻值
典例1 电阻是组成电路的重要元件,在连接电路时,需知道电阻阻值。小雨利用电源(电压恒定不变)、电压表、电流表、滑动变阻器、开关等器材,测电阻R的阻值。
(1) 图甲是小雨连接的部分电路,请用笔画线代替导线将电路连接完整。
(2) 闭合开关前,滑片P应移到 B (选填“A”或“B”)端。闭合开关,移动滑片P,两表指针均不动,原因可能是 滑动变阻器开路(合理即可) 。
B
滑动变阻器开路(合理即可)
(3) 排除故障后,闭合开关,将滑片P移到某位置,记下电压表和电流表的示数。接下来应 B (选填字母)。
A. 结束实验,整理器材
B. 将滑片P移到另外几个位置,分别记下电压表和电流表的示数
C. 换用另一个定值电阻,将滑片P移到某位置,记下电压表和电流表的示数
B
(4) 小雨将实验数据记录在下表中。
实验次序 电压U/V 电流I/A 电阻R/Ω
1 1 0.2
2 2 0.42
3 3
① 第3次实验时,将滑片P移到A端,电流表的指针位置如图乙所示,此时电流表的示数为 0.6 A。
② 算出每次的电阻后,为得到电阻R的阻值,还应 求平均值 。
0.6
求平均值
变式1如图所示为小明同学连接的测电阻R的电路。
(1) 电路中有一根导线连接错了,请你在接错的导线上画“✕”,并画出正确的连线。
(2) 本实验中滑动变阻器的作用是 C (选填字母)。
A. 保护电路
B. 保持待测电阻R两端的电压不变
C. 改变待测电阻R两端的电压和通过的电流
(3) 他做此实验的原理是 R= 。
C
R=
(4) 改正电路后,通过实验测出如表所示的数据,则待测电阻R的阻值为 10.1 Ω(结果保留一位小数)。
实验次序 1 2 3
电压/V 1.6 2.4 3.0
电流/A 0.16 0.24 0.29
(5) 本实验测量多次实验数据的目的是 ② (选填序号)。
① 寻找普遍规律 ② 减小实验误差
10.1
②
知识点二 “伏安法”测量小灯泡的电阻
典例2 (2023·衡阳)在“测量小灯泡的电阻”实验中,有如下器材:电压表、电流表、开关、电压为4.5V的电源、额定电压为2.5V的小灯泡、标有“30Ω 1A”字样的滑动变阻器、导线若干。
(1) 请用笔画线代替导线,按照图甲所示的电路图将图乙的实物电路连接完整。
(2) 连接电路时,开关应 断开 (选填“断开”或“闭合”)。
(3) A组同学连接好电路,闭合开关后小灯泡发出明亮耀眼的光并很快熄灭。检查后,发现连线正确,请你找出实验中操作不当之处: 闭合开关前,滑动变阻器滑片没有移到阻值最大处 。
断开
闭合开关前,滑动
变阻器滑片没有移到阻值最大处
(4) B组同学闭合开关后,发现小灯泡不发光,但电流表有示数。接下来应进行的操作是 B (填字母)。
A. 检查电路是否开路
B. 移动滑动变阻器滑片,观察小灯泡是否发光
B
(5) C组同学规范操作进行实验,将得到的数据记录在下面的表格中,根据表格中的数据计算出小灯泡正常发光时的电阻为 9.6 Ω(结果保留一位小数)。他们发现小灯泡电阻发生了变化,其原因是灯丝电阻受 温度 的影响。
实验次序 1 2 3 4
电压U/V 1.0 1.5 2.0 2.5
电流I/A 0.18 0.22 0.24 0.26
电阻R/Ω 5.6 6.8 8.3
9.6
温度
变式2(2023·江西)【实验名称】 测量小灯泡正常发光时的电阻。
【实验器材】 额定电压为2.5V的小灯泡(正常发光时电阻约为10Ω)、两节新干电池、电流表、电压表、滑动变阻器(20Ω 1A)、开关、导线若干。
【实验原理】 R= 。
【实验步骤】
(1) 如图甲所示为某同学连接的电路。他检查电路连接完好后,正准备闭合开关,同组的另一位同学及时提醒他,这样操作存在不足,其不足之处是 闭合开关前没有将滑动变阻器的滑片移至阻值最大处 。
闭
合开关前没有将滑动变阻器的滑片移至阻值最大处
(2) 正确操作后,闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表和电压表均无示数;断开开关,将电压表接在C接线柱上的导线改接到B接线柱上,闭合开关,电压表指针有明显偏转而电流表仍无示数,则故障可能是 滑动变阻器开路 。
(3) 排除故障后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,当电压表的示数为2.5V时,电流表示数如图乙所示,则小灯泡正常发光时的电流为 0.26 A,小灯泡正常发光时的电阻为 9.6 Ω(结果保留一位小数)。
滑动变阻器开路
0.26
9.6
【拓展】 该同学实验兴致正浓,他又分别测出了2V和3V电压下小灯泡的电阻,然后用这三次电阻的平均值作为小灯泡正常发光时的电阻。他的这种做法是 错误 (选填“正确”或“错误”)的,理由是 灯丝电阻会随温度发生变化 。
错误
灯丝电阻会随温度发生变
化
1. (2024·成都锦江期末)如图所示为“用电压表和电流表测量定值电阻的阻值”的实验电路图。对该实验的操作和分析,下列选项正确的是( D )
A. 连接电压表时,一定要选用较小的量程
B. 闭合开关前,应使滑动变阻器滑片P位于a端
C. 若被测电阻开路,闭合开关后电压表和电流表均无示数
D. 为了得到比较准确的电阻值,应多次测量求平均值
第1题
D
1
2
3
4
5
2. (2024·内江)在“测量定值电阻阻值”的实验中,提供的实验器材有:
A. 两节新干电池。
B. 电压表(量程为0~3V,0~15V)。
C. 电流表(量程为0~0.6A,0~3A)。
D. 滑动变阻器R(20Ω 1A)。
E. 待测电阻Rx(阻值约为几欧)。
F. 开关一个,导线若干。
1
2
3
4
5
(1) 图甲是实验中设计的电路图,请在图中圆圈内正确填写表示电表的字母符号。
1
2
3
4
5
(2) 连接电路前,发现电流表指针位置如图乙所示,此时需要进行的操作是 调零 。连接电路时,开关应该 断开 (选填“断开”或“闭合”)。
(3) 根据图甲的电路图,请用笔画线代替导线,把图丙中的实物图连接成完整电路(有两条导线未连接),要求开关闭合时电流表示数最小,测量时电表示数尽可能精确。
调零
断开
1
2
3
4
5
(4) 测得的部分数据已记录在表格中,如表所示,表格中第一行的最后空格栏内应填写的内容是 Rx阻值的平均值/Ω 。在第3次测量时,电压表的示数如图丁所示,根据这三次测得的数据,Rx阻值的平均值为 8.1 Ω。
实验次序 电压U/V 电流I/A 电阻Rx/Ω
1 1.6 0.20 8.0
2 2.0 0.24 8.3
3 0.30
Rx阻值的平均值/Ω
8.1
1
2
3
4
5
3. (教材P87材料改编)小江同学设计了如图甲所示的电路来测量标有“2.5V”字样的小灯泡的电阻。
(1) 请根据图甲所示的电路,选择合适的电压表量程,将图乙的实物电路连接完整。
1
2
3
4
5
(2) 电路连接好后闭合开关,发现电压表有示数,电流表无示数,小灯泡不发光,如果电路只有一个元件有故障,该故障可能是小灯泡 开路 (选填“开路”或“短路”);排除故障后,继续进行实验,某次实验时电流表、电压表示数如图丙所示,则通过小灯泡的电流为 0.24 A,小灯泡两端电压为 2.2 V,小灯泡此时的电阻约为 9.2 Ω(结果保留一位小数)。
开路
0.24
2.2
9.2
1
2
3
4
5
(3) 根据实验数据,作出小灯泡工作时的I-U关系图像如图丁所示,则小灯泡正常发光时的电阻为 10 Ω;由图丁可知,灯丝的电阻会随电压的升高而变 大 (选填“大”或“小”)。
10
大
第3题丁
1
2
3
4
5
4. (2024·成都段考)用“伏安法测电阻”的实验中,丹丹分别选用定值电阻和小灯泡为测量对象,在处理实验数据时,分别画出了两者的U-I图像,如图甲、乙所示。对于图像的分析,以下说法错误的是( D )
A. 图甲是定值电阻的U-I图像,图乙是小灯泡的U-I图像
B. 由图像可知,通过定值电阻的电流和定值电阻两端的
电压成正比
C. 由图像及实验现象可知小灯泡的电阻随灯丝温度的增
加而增大
D. 为了减小误差,应该用多次测量的方法,计算小灯泡的电阻
D
1
2
3
4
5
5. 小华和同学一起做测量电阻的实验,如图甲所示,电源电压为6V,滑动变阻器标有“20Ω 1A”字样。
(1) 在图甲中用笔画线代替导线将实验电路连接完整(注意导线不要交叉)。
1
2
3
4
5
(2) 连接实物电路时开关应该 断开 。
(3) 闭合开关后,电压表示数如图乙所示。为准确测量这一电压,接下来小华应进行的操作是 断开开关,电压表改接0~3V的量程 。
(4) 实验中,滑片置于某位置时,电压表示数突然变为0,而电流表示数不变,产生这一现象的原因是 连接电压表的导线接头处松了(合理即可) 。
断开
断开开关,电压表改接0~3V的量程
连接电压表的导线接头处松了(合理即可)
1
2
3
4
5
(5) 小华将测量结果记录在表中,她把第5次实验测得的阻值作为最后的结果。你认为是否合理? 不合理 (选填“合理”或“不合理”),理由是 一次实验的测量误差较大 。
实验次序 1 2 3 4 5
U/V 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0
I/A 0.10 0.21 0.30 0.40 0.49
不合理
一次
实验的测量误差较大
1
2
3
4
5
(6) 如表所示的5组数据中有1组数据不是本实验中测得的,它是第 1 (选填表格中表示次序的数字)组,你判断的依据是 由第1组数据可知,此时滑动变阻器接入电路的阻值R滑===50Ω>20Ω,
所以第1组数据不是本实验测得的 。
1
由第1组数据可知,此时滑动
变阻器接入电路的阻值R滑===50Ω>20Ω,
所以第1组数据不是本实验测得的
1
2
3
4
5
(7) 做另一组实验的小明同学所用电源电压仍为6V,换用了标有“50Ω 1A”字样的滑动变阻器进行实验。根据自己所记录的数据绘制了如图丙所示图像。根据图像可知,小明将电压表并联在 滑动变阻器 (选填“滑动变阻器”或“待测电阻”)两端,由此可以计算出定值电阻的阻值为 10 Ω。
滑动变阻器
10
1
2
3
4
5
$$