内容正文:
● 考点清单解读
● 重难题型突破
● 易错易混分析
第 3 节 电阻的测量
目 录
第 3 节 电阻的测量
■考点一 用电流表和电压表测量电阻
实验目的 用电流表和电压表测量待测电阻器的电阻
实验原理
实验
器材及
电路图 电源、开关、电压表、电流表、滑动变阻器、待测电阻器和导线若干
考点清单解读
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第 3 节 电阻的测量
实验步骤 (1)根据电路图连接实物电路,连接电表时可利用试触法确定电流表、电压表的测量范围。
(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滑动变阻器电阻最大的位置,以保护电路。
(3)闭合开关,多次移动滑动变阻器的滑片,改变待测电阻器两端的电压,并记下相应的电流表示数和电压表示数,填写在实验数据记录表中。
(4)断开开关,整理实验器材
续表
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第 3 节 电阻的测量
实验
数据
记录 实验
序号 电压
U/V 电流
I/A 电阻
Rx/Ω 电阻的平均值 R/Ω
1
2
3
…
续表
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第 3 节 电阻的测量
数据
分析 (1)将每次测量的电压值和对应的电流值代入公式R= ,分别求出待测电阻的阻值 R1、R2、R3、…、Rn。
(2)计算它们的平均值,即 R=
续表
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第 3 节 电阻的测量
实验注意
事项 (1)电压表、电流表的测量范围选择应适当,一般以电表指针偏转过半为宜。
(2)实验时,每次读数后开关要及时断开,因为导体电阻的大小与温度有关,当导体长时间通电时,电阻因发热而产生变化,前后测得的电阻偏差较大。
续表
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第 3 节 电阻的测量
实验注意
事项 (3)在测量电阻器的电阻时,为减小测量误差,要进行多次实验,求出电阻的平均值,而在测量灯泡的电阻时,因为小灯泡的电阻随温度的变化而变化,所以多次实验后不用求电阻的平均值
续表
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第 3 节 电阻的测量
归纳总结
伏安法测量电阻器的电阻和小灯泡的电阻的区别
伏安法测电阻器的电阻 伏安法测小灯泡的电阻
不同实
验器材 待测电阻器 待测小灯泡
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第 3 节 电阻的测量
多次
测量的
目的 电阻器的电阻受温度的影响较小,可以忽略;
求电阻器的电阻要求平均值,目的是减小误差 灯丝的电阻受温度的影响较大,不能忽略;
求灯丝电阻不能求平均值多次测量的目的是得出灯丝电阻与温度关系的普遍规律
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典例 1 小明想用伏安法测量电阻器的电阻,如图所示的是他连接的部分实物电路。
对点典例剖析
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第 3 节 电阻的测量
(1)请用笔画线代替导线,把实物电路连接完整,要求滑动变阻器的滑片向右滑动时滑动变阻器连入电路的电阻变大。
(2)连接好电路后,闭合开关,发现无论怎样移动滑片,电流表无示数,电压表示数接近电源电压,这可能是因为______________________。
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(3)排除故障后,小明测得一次电压表与电流表的示数,准备整理实验器材结束实验。同组的小新认为小明此时不应结束实验,而应调节滑动变阻器的滑片,多测几组电压值与电流值。小新提出这个建议的目的是 _______________________。若小明测量的是小灯泡的电阻,同样需要多测几组数据,目的是 ________________________。
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第 3 节 电阻的测量
[解析](1)滑动变阻器的滑片向右滑动时滑动变阻器连入电路的电阻变大,故滑动变阻器选用左下接线柱与电阻器串联在电路中;用伏安法测量电阻器的电阻实验中,电阻器、滑动变阻器和电流表串联,电压表并联在电阻器两端。
(2)连接好电路后,闭合开关,发现无论怎样移动滑片,电流表无示数,说明电路可能断路,电压表示数接近电源电压,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的电路以外的电路是完好的,则与电压表并联的电路断路了,即可能是电阻器断路。
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第 3 节 电阻的测量
(3)为了减小实验中的测量误差,应移动滑动变阻器的滑片,多测几组数据,求电阻的平均值;因为灯丝的电阻会随温度的变化而变化,所以多次测量是为了找出灯泡电阻随温度的变化规律。
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第 3 节 电阻的测量
[答案] (1)如下图所示
(2)电阻器断路
(3)求电阻的平均值减小误差 测量不同电压下小灯泡的电阻,探究灯丝电阻随温度的变化规律
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第 3 节 电阻的测量
■考点二 特殊方法测量电阻
方法 电路图 步骤 表达式
伏阻法 ①如图所示 ,将电阻为Rx 的被测电阻器与电阻为 R0 的定值电阻串联接入电路;
②用电压表分别测出被测电阻器、电阻为 R0的定值电阻两端的电压U1、U2 Rx=R0
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第 3 节 电阻的测量
续表
伏阻法 ①如图所示,连接电
路,闭合两开关,记
下电压表示数 U1;
②断开开关S2,记下电压表示数U2 Rx=R0
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第 3 节 电阻的测量
续表
安阻法 ①如图所示,将电阻
为 Rx 的被测电阻器与电阻为 R0 的定值电阻并联接入电路;
②用电流表分别测出通过被测电阻器、定值电阻的电流 I1、I2 Rx=R0
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第 3 节 电阻的测量
续表
安阻法 ①闭合开关 S1、断开开关 S2,读出电流表的示数I1;
②闭合开关 S1、S2,读出电流表的示数 I2 Rx=R0
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第 3 节 电阻的测量
续表
安阻法 ①闭合开关 S1、S2,读出电流表的示数 I1;
②闭合开关 S1、断开开关 S2,读出电流表的示数 I2 Rx=
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第 3 节 电阻的测量
续表
滑动变
阻器法 ①闭合开关 S,将滑
动变阻器调至最大阻值 R0,读出电压表示数 U1;
②将滑动变阻器调
至接入电路的阻值
为零,读出电压表示
数 U2 Rx=R0
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第 3 节 电阻的测量
续表
滑动变
阻器法 ①闭合开关 S,将滑
动变阻器调至接入
电路的阻值为零,读
出电流表的示数 I1;
②闭合开关 S,将滑
动变阻器调至最大
阻值 R0,读出电流
表的示数 I2 Rx=
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第 3 节 电阻的测量
续表
等效
替代法 ①闭合开关 S,S1 拨到 1 处,适当调节滑动变阻器的滑片,电流表的示数记为 I1;
②S1 拨到 2 处,保持滑动变阻器的滑片位置不变,调节电阻箱,使电流表的示数仍为 I1,读取电阻箱的数值为 R0 Rx=R0
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第 3 节 电阻的测量
续表
等效
替代法 ①闭合开关 S,S1 拨到 1 处,适当调节滑动变阻器的滑片,电压表的示数记为U1;
②S1 拨到 2 处,保持滑动变阻器的滑片位置不变,调节电阻箱使电压表的示数仍为 U1,读取电阻箱的数值为 R0 Rx=R0
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第 3 节 电阻的测量
典例 2 为了测定待测电阻器的电阻 Rx,现有实验器材:一个电源(电源电压未知且恒定),一个已知电阻为 R0 的定值电阻,一个待测电阻器,一只电流表,一个单刀双掷 开关和若干导线。
对点典例剖析
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第 3 节 电阻的测量
(1)小明用以上器材设计了一个如图所示的实验电路,请你根据电路图写出测定待测电阻器的主要实验步骤:(用适当的字母表示测定的物理量)
①________________________;
②________________________。
(2)用你测得的物理量和已知量 R0表示待测电阻器的电阻 Rx=_____。
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第 3 节 电阻的测量
(3)若在给出的器材中只将电流表改为电压表,请你重新设计一个实验电路图(连好电路后不能再改变接线),测量待测电阻器的电阻 Rx(将实验电路图画在虚线框内,不需要说明实验步骤)。
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第 3 节 电阻的测量
[解析](1)实验步骤:①将 S 掷向1,读出电流表示数为 I1;②将 S 掷向 2,读出电流表示数为 I2。
(2)由实验步骤及电路图知,通过电阻为 R0 的定值电阻的电流:I0=I1-I2,由并联电路的电压特点可知,电源电压:U=I0R0=(I1-I2)R0,则 Rx=
(3)电阻为 R0 的定值电阻与待测电阻器串联,先用电压表测电阻为 R0 的定值电阻两端的电压,求出电路中的电流;然后再测电源电压,利用串联电路的电压特点求出待测电阻器两端的电压,由欧姆定律求出待测电阻器的电阻,电路图如答案图所示。
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第 3 节 电阻的测量
[答案] (1)①将 S 掷向 1,读出电流表示数为 I1 ②将 S 掷向 2,读出电流表示数为 I2
(2)
(3)如下图所示
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第 3 节 电阻的测量
■题型 伏安法测量电阻实验中的电路故障分析
例 小明在做“伏安法测小灯泡的电阻”实验时,连接了如图所示电路,当闭合开关 S 后,发现电流表无示数,小灯泡 L 不亮,电压表示数较大。 若电路中只有一处故障,可能是( )
A. 小灯泡 L 断路
B. 小灯泡 L 短路
C. 滑动变阻器断路
D. 滑动变阻器短路
重难题型突破
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第 3 节 电阻的测量
[解析]根据题图可知,滑动变阻器与小灯泡 L 串联,电压表测量小灯泡 L 两端的电压,电流表测量电路中的电流;当闭合开关后,小灯泡 L 不亮,电流表无示数,说明电路发生了断路,而电压表有示数,说明电压表能与电源接通,即与电压表并联部分以外的电路完好,故可能是小灯泡 L 断路。
[答案] A
重难题型突破
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第 3 节 电阻的测量
思路点拨
重难题型突破
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第 3 节 电阻的测量
解题通法
重难题型突破
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第 3 节 电阻的测量
■混淆测量电阻器的电阻和测量小灯泡的电阻时多次测量的目的
例 关于“伏安法测量电阻器的电阻”和“伏安法测量小灯泡的电阻”实验,下列说法正确的是 ( )
A. 两个实验的原理不同
B. 两个实验都用了控制变量法
C. 滑动变阻器的作用都是改变部分电路两端的电压和电路中的电流
D. 两个实验进行多次测量都是为了减小误差,使测量数据更加精确
易错易混分析
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第 3 节 电阻的测量
[解析]“伏安法测量电阻器的电阻”和“伏安法测量小灯泡的电阻”两实验的实验原理均是 R= ,故 A 项错误;这两个测量电阻的实验中都没有采用控制变量法,故 B 项错误;在“伏安法测量电阻器的电阻”实验中,为了减小误差,需要多次测量求平均值,通过移动滑动变阻器的滑片来改变电阻器两端的电压,从而得到多组测量数据;在“伏安法测量小灯泡的电阻”实验中,为了得到小灯泡电阻的变化规律, 需要移动滑动变阻器的滑片改变灯泡两端的电压,得到多组测量数据,因此滑动变阻器的作用都是改变部分电路两端的电压和电路中的电流,故 C 项正确,D 项错误。
易错易混分析
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第 3 节 电阻的测量
[答案] C
[易错] D
[错因] 误认为“伏安法测量小灯泡的电阻”实验进行多次测量是为了减小误差。
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第 3 节 电阻的测量
易错警示 物理中很多实验都用到了多次测量,但是多次测量的目的是不同的,有的是为了寻找普遍规律,有的是为了提高测量的精度。 不要笼统地认为多次测量,都是为了减小误差, 要做到具体问题具体分析。
易错易混分析
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第 3 节 电阻的测量
领悟提能 实验中多次测量的目的分析如下表:
实验名称 多次测量的目的
伏安法测量电阻器的电阻 计算平均值以减小误差
伏安法测量小灯泡的电阻 便于通过比较,寻找温度对灯丝电阻影响的规律
探究串、并联电路中电流、
电压的规律 避免偶然性,以得到更具有普遍性的结论
探究电流与电压、电阻的关系
易错易混分析
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