内容正文:
第三节 测量:用电流表和电压表测量电阻
知识点1 “伏安法”测电阻
1.伏安法:用_______和_______测电阻的方法.
2.实验原理: .
3.电路图
如图所示:
电压表
电流表
4.实验过程
(1)根据电路图连接实物图时,开关要_____;闭合开关前,滑
动变阻器的滑片要滑到___________.
(2)闭合开关S,三次改变滑动变阻器的阻值,分别读出_____
___、_______的示数,填入表格.
(3)计算出三次Rx的阻值,求出_______.
5.滑动变阻器的作用
(1)_________;(2)改变待测电阻两端的_____和电路中的_____.
断开
最大阻值处
电流
表
电压表
平均值
保护电路
电压
电流
知识点2 其他测量电阻的方法
R0
R0
R0
R0
知识点3 电阻的串联
1.大小:两个串联电阻的总电阻等于各串联电阻之___.
2.数学表达式:_________.
3.特点:串联电路的总电阻的阻值比任何一个分电阻的阻值
都___.
4.原因:电阻的串联,相当于增加了导体的_____.
5.n个阻值为r的电阻串联,则总电阻R串=___.
和
R=R1+R2
大
长度
nr
知识点4 电阻的并联
1.大小:两并联电阻,总电阻的倒数等于两个分电阻的_____
_____.
2.数学表达式: .
3.特点:电阻并联后总电阻的阻值比任何一个分电阻的阻值
都___.
4.原因:电阻的并联,相当于增加了导体的_________.
5.n个阻值为r的电阻并联,则总电阻R并=___.
倒数
之和
小
横截面积
考点1 “伏安法”测电阻
典例1 在测量阻值约为5 Ω的定值电阻Rx的实验中,电源电压保持3 V不变,实验探究小组设计了如图甲所示的电路图,并进行了实验.
(1)如图甲所示,在连接电路时,滑动变阻器的滑片应调到___
(选填“左”或“右”)端.
(2)闭合开关,发现无论怎样移动滑片P,电流表都没有示数,
电压表示数接近电源电压,则故障可能是______(选填“Rx短
路”或“Rx断路”).
右
Rx断路
(3)排除故障后继续实验,当电压表示数为1 V时,电流表示数
如图乙所示,则R1=__Ω.
(4)接下来小丽移动滑动变阻器的滑片,又测出两次对应的电
压和电流值,并求出电阻,两次测得的电阻值分别为R2=5.3Ω,
R3=5.2 Ω,则实验测得Rx的阻值为____Ω;小丽进行多次实验
的目的是_________________.
5
5.2
取平均值减小误差
思路导析 (1)为保护电路,连接电路时,开关断开,并将滑动变阻器滑片置于阻值最大处;(2)电流表没有示数,电压表示数接近电源电压,说明电路断开,电压表、电流表、滑动变阻器、开关与电源两极连通,据此分析电路故障;(3)由图确定电流表的量程及分度值,读出电流表的示数,根据欧姆定律求得待测电阻的阻值;(4)在实验中,为减小误差应多测几次求平均值.
变式 如图所示是小明同学为测量小灯泡电阻而连接的电路,有关该实验的以下说法错误的是( )
A.闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片滑到最左端
B.实验过程中两电表都有可能需要换接较小的量程
C.所测小灯泡的电阻可能随电压表的示数的不同而不同
D.在如图所示位置闭合开关后,向
左移动滑动变阻器的滑片,小灯泡变亮
考点2 特殊方法测电阻
典例2 在用伏安法测未知电阻Rx时,如果缺少电流表或电压表,可以通过增加一个定值电阻R1和开关来解决,下面的四种方案中哪一个是错误的( )
思路导析 根据欧姆定律及串并联电路的电压、电流规律,分析是否能够得出电阻两端的电压及通过电阻的电流,便可得出结论.
变式 如图所示是测量未知电阻Rx的实验电路,电源电压保持不
变,已知定值电阻阻值为R0,当开关S闭合后,电流表测量通过
__(选填“R0”“Rx”或“R0和Rx”)的电流,记做I1,当开关S
断开时,电流表的示数为I2,电路的总电阻为____,待测电阻
的阻值为________.(后两空用已知量
和测量量表示)
R0
考点3 电阻的串联
典例3 如图所示,R1=2 Ω,R2=3 Ω,电压表的示数为
1 V.求R2两端的电压和电源电压.
思路导析 根据串联电路特点:(1)各处电流都相等;(2)总电压等于各部分电压之和.
变式 [2024·台江区月考]一盏正常工作时电压为6 V、电阻为12 Ω的电灯接在18 V电路上,要让灯正常工作,应该( )
A.串联一个24 Ω的电阻
B.串联一个4 Ω的电阻
C.并联一个24 Ω的电阻
D.串联一个36 Ω的电阻
考点4 电阻的并联
典例4 如图所示,R1=10 Ω,R2=20 Ω,
S断开时,电流表的示数为0.6 A.求:
(1)电源电压;
(2)S闭合时电流表的示数.
思路导析 根据并联电路特点:(1)各支路电压相等;(2)干路电流等于各支路电流之和.S断开时,电路中只有R1,由R1的电流、电阻可求R1的电压,同时也是电源电压.S闭合时,R1、R2形成并联电路,电流表处于干路,求两个支路的电流之和即可.
变式 [2024·淄博期中]把一根阻值为60 Ω的均匀电阻丝弯折成一个闭合的等边三角形ABC,如图所示,图中D点为边AB的中点.则CD两点间的电阻为( )
A.60 Ω
B.30 Ω
C.20 Ω
D.15 Ω
1.在用电流表、电压表测电阻的实验中,下列注意事项中错误的是( )
A.连接电路之前,先闭合开关
B.连接电路时,可以先从电源的负极开始
C.在无法估计被测值大小时,电流表、电压表应选用最大的量程进行试触
D.能将电压表直接接在电源的两极上
2.在“伏安法测电阻”的实验中,滑动变阻器不能起到的作用是( )
A.改变电路中的电流
B.改变被测电阻两端的电压
C.改变被测电阻的阻值
D.保护电路
3.[2023·济南](多选)在“测量小灯泡正常发光时的电阻”的实
验中,关于四位同学遇到的一些问题,下列说法正确的是( )
A.小刚连接完电路的最后一根导线小灯泡就亮了,是因为他连接
电路时开关是闭合的
B.小强连接完电路闭合开关后小灯泡不亮,可能是因为滑动变阻
器的阻值调到了最大
C.小梅要判断小灯泡是否正常发光,应在调节滑动变阻器的同时
仔细观察小灯泡亮度
D.小丽发现小灯泡在不同电压下测得的电阻值均不相同,有可能
是由测量误差导致的
4.[2024·青岛二模]三个电阻R1>R2>R3,当把它们并联时总电阻为R,则它们的大小关系是( )
A.R3<R<R2
B.R2<R<R1
C.R=R2
D.R<R3
5.[2024·南京期末]有两个阻值不同的定值电阻R1、R2,它们的电流随电压变化的IU图像如图所示,如果R1、R2串联后的总电阻为R串,并联后的总电阻为R并,下列说法中( )
①R1>R2 ②R并在Ⅲ区域 ③R串在Ⅱ区域 ④R串在Ⅰ区域
A.只有①②④正确
B.只有①②③正确
C.只有①③正确
D.只有②④正确
6.将两个电阻并联,相当于增加了导体的_________,它们的
总电阻_____(选填“变大”或“变小”).引入“总电阻”的概
念时运用的科学方法是_________(选填“等效替代”或“控制
变量”)法.
横截面积
变小
等效替代
7.一个小灯泡阻值为10 Ω,正常工作时的电流为0.4 A;现
要将其接入12 V的电路中,要求其仍能正常发光,则应___联
一个___Ω的电阻.
串
20
R=eq \f(U,I)
特殊方法测电阻:紧扣原理R=eq \f(U,I)分析设计电路,缺少电阻上的电压U或电流I,想办法根据串、并联电路的特点间接测出即可.
(1)伏阻法:用电压表和阻值已知的定值电阻R0测量电阻的方法.测量过程中,把待测电阻Rx和定值电阻串联,这样就有Ix=I =eq \f(U ,R0),然后根据公式Rx=eq \f(Ux,Ix)求解.
(2)安阻法:用电流表和一个阻值已知的定值电阻R0测量电阻的方法.测量过程中,把待测电阻Rx和定值电阻并联.这样就有Ux=
U =I R0.然后根据公式Rx=eq \f(Ux,Ix).
(3)等效替代法:用电阻箱的电压、电流与待测电阻的电压、电流相等时,电阻箱的阻值就等于待测电阻的阻值.
eq \f(1,R)=eq \f(1,R1)+eq \f(1,R2)
eq \f(r,n)
eq \f(I1R0,I2)-R0
eq \f(I1R0,I2)
解:I=eq \f(U1,R1)=eq \f(1 V,2 Ω)=0.5 A,
U2=IR2=0.5 A×3 Ω=1.5 V,
U=U1+U2=1 V+1.5 V=2.5 V.
解:(1)S断开时,
U=IR1=0.6 A×10 Ω=6 V;
(2)S闭合时,I2=eq \f(U,R2)=eq \f(6 V,20 Ω)=0.3 A,
I=I1+I2=0.6 A+0.3 A=0.9 A.
$$