第五节 测量导体的电阻(导学案)物理北师大版2024九年级全一册
2025-10-30
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2份
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23页
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精品
资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理北师大版九年级全一册 |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | 第五节 测量导体的电阻 |
| 类型 | 学案-导学案 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 3.06 MB |
| 发布时间 | 2025-10-30 |
| 更新时间 | 2025-08-24 |
| 作者 | 子非鱼20 |
| 品牌系列 | 上好课·上好课 |
| 审核时间 | 2025-08-24 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/53552709.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
第五节 测量导体的电阻 (导学案)
【学习目标】
1.理解伏安法测电阻的原理,能说出实验器材的作用及操作规范。
2.掌握双电压表法的设计思路,会推导公式。
3.明确电阻是导体的固有属性,与电压、电流无关。
4.通过实验探究,体验“间接测量”的物理方法,培养科学思维。
5.对比伏安法与双电压表法的异同,学会分析实验误差。
【学习重点】
1.安法测电阻的实验原理、操作步骤及数据处理
【学习难点】
1.特殊法测电阻的原理理解与实验设计
【自主预习】
阅读教材,完成以下问题:
1. 欧姆定律:公式为,变形可得 ,这是伏安法测电阻的理论依据。
2. 伏安法原理:通过测量导体两端的 和通过导体的 ,利用公式计算电阻。
3. 实验器材:伏安法需电源、开关、滑动变阻器、 、 、待测电阻Rx和导线。
4. 滑动变阻器作用:保护电路和改变Rx两端的 (或通过的 )。
5. 实验步骤:连接电路时,滑片应移至 处;闭合开关前需 确定电表量程。
6. 数据处理:多次测量取平均值的目的是 。
7. 双电压表法原理:串联电路中电流处处相等,即Ix=I0,推导得 。
8. 电阻特性:电阻是导体的 属性,与 U 、 I (填“有关”或“无关”)。
9. 决定因素:电阻大小由材料、 、 和温度决定。
10. 小灯泡电阻:温度升高时,灯丝电阻 (填“增大”或“减小”)。
【探究新知】
学习新课 一、伏安法测电阻
【思考】
(1) 怎样测量电阻两端的电压U?→ 联电压表;
(2) 怎样测量通过电阻的电流I?→串联 表;
(3) 怎样减小实验误差?→ ;
(4) 怎样进行多次测量?→多次改变I和U;
(5) 怎样改变电路中电流和待测电阻两端电压的大小?→串联
(6) 滑动变阻器在本实验中的作用是什么?→①改变 ;②保护电路
【实验名称】伏安法测电阻
【实验目的】使用电压表、电流表间接测量电阻
【实验原理】
【实验电路图】
【实验器材】电源、开关、滑动变阻器、待测电阻、 、 、导线
【实验步骤】①调节电流表、电压表的指针到 ;按电路图连接实物。调节滑动变阻器到 端;(注意:连接电路时,开关要 ;导线不要穿过电器元件);
②闭合开关,调节滑动变阻器的滑片至适当位置,使电压表的示数U分别为1V、2V、3V,读出电流表的对应示数I,并记录在表格中;
③根据公式计算出R的值,并记录在表格中;
④节滑动变阻器的滑片改变待测电阻中的电流及两端的电压,再测几组数据,计算R的值,并计算 。
【数据处理】边做边看,及时将数据记录在表格中
【实验结论】根据测得数据计算被测电阻的平均值(减小误差)
【典例1】小明利用如图甲所示的电路来测量R的阻值,电源电压为3V,R的阻值约为10Ω,闭合开关后,电压表指针的位置如图乙所示。对于该实验,下列说法正确的是( )
A.闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移至a端
B.电流表的量程应该选择0~3A
C.图乙中电压表的读数为2.3V
D.多次测量求平均值是为了让结论更具普遍性
【典例2】小红进行了测量定制电阻R和小灯泡L的电阻的实验,实验原理是 ,根据测出的数据画出了I-U图像如图所示。由图可知,当小灯泡两端的电压升高时,其阻值 (增大/不变/减小)。若将两者串联在电源电压为4V的电路中,L和R的阻值之比为 。
【典例3】某实验小组测量一个定值电阻的阻值,选用的实验器材有:待测电阻R、 电源电压恒定的 电源、电流表、电压表、滑动变阻器、开关及导线若干。
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整。要求:滑动变阻器的滑片向左移动时,电路中电流表示数变大;
(2)小明正确连接电路后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,发现电压表有示数,电流表始终无示数,造成这一现象的故障可能是 ;
(3)排除故障后,闭合开关,移动滑动变阻器滑 片,进行多次实验,测得的电流、电压的部分数据如下表,在第2次测量时,电流表示 数如图乙所示为 A, 根据这三次测得的数据,R的阻值为 Ω(该空结果保留一位小数);
实验次数
电压U/V
电流I/A
1
1.6
0.20
2
2.0
3
2.4
0.30
(4)实验完成后,同学们只将图甲中的定值电阻换成了额定电压为2.5V 的小灯泡,并根据测 量的数据绘出了小灯泡的I-U图像如图丙中的A,另一小组的同学由于接线错误,绘出的小灯泡I-U图像如图丙中的B,则这组同学连接的错误之处可能是 ;
(5)【拓展】小组想用电路图测图中铭牌模糊不清的滑动变阻器R的最大阻值。已知电流表的量程是0-0.6A, 电源电压恒定且满足2.4V≤U≤3V,但具体数值未知,定值电阻阻值已知且为R0,为保证顺利测量,则R0至少为 Ω。
学习新课 二、特殊方法测电阻
特殊方法一:伏阻法测电阻
【思考】若只有电压表和已知阻值的定值电阻,能否测量一个未知电阻的阻值呢?
【推理】
测量原理: ;
Ux→通过 联在Rx两端的 表测量;
Ix→无法直接测量→已知Rx与R0串联,串联电路中电流 →Ix=I0;
电压表V0测量R0两端的电压U0;R0阻值已知→;
则。
【实验名称】伏阻法测电阻
【实验目的】电源、开关、Rx、R0、两个电压表、导线
【实验原理】
【实验电路】
【实验步骤】连接电路,闭合开关,读取U0、Ux,计算Rx
特殊方法二:安阻法测电阻
【思考】若只有电流表和已知阻值的定值电阻,能否测量一个未知电阻的阻值呢?
【推理】
测量原理: ;
Ix→通过与Rx 联的 表A1进行测量;
Ux→无法直接测量→已知Rx与R0并联,并联电路中各支路两端的电压相等→Ux=U0;
电流表A0测量通过R0的电流I0;R0阻值已知→U0=I0R0;
则。
【实验名称】安阻法测电阻
【实验目的】电源、开关、Rx、R0、两个电流表、导线
【实验原理】
【实验电路】
【实验步骤】连接电路,闭合开关,读取I0、Ix,计算Rx
电阻特性
电阻是导体的 属性,与电压、电流无关;
测定值电阻阻值: ;
测小灯泡阻值:多次测量寻找灯丝电阻与温度的关系→灯丝电阻随温度的升高而 。
【典例4】实验小组利用实验室提供的实验器材测量未知电阻的阻值,实验器材有稳压学生电源(电源大小未知),阻值已知的电阻、铭牌标有“”的滑动变阻器、电阻箱R1等。实验小组设计了如下图四种电路,其中不可行的电路图是( )
A. B.
C. D.
【典例5】测量阻值约为10Ω定值电阻Rx的阻值,电源电压4V和6V两挡可选,滑动变阻器有(a:“20Ω 2A”和b:“50Ω 1A”)两种规格。
(1)断开开关,按图甲连接好电路,将滑动变阻器滑片P移至 端(选填“A”或“B”)。闭合开关,电压表示数为1V,电流表示数如图乙所示。根据题目信息可知选择的电源电压是 (选填“4V”或“6V”),滑动变阻器选择的规格是 (选填“a”或“b”);
(2)一位同学设计了如图所示的三个电路,定值电阻R0阻值已知,其中能测量出未知电阻Rx阻值的电路是_____(填选项)。
A.B. C.
拓展阅读 三、测量电阻的仪表
1.测量电阻的两种方式:
测量→电压表+电流表(欧姆定律推导);
测量→专用仪表(兆欧表、数字电阻测量仪等),可直接读取电阻值。
兆欧表→常用于测量大电阻,常用于电缆绝缘测试;
数字电阻测量仪→测量极低电阻,精准度高;
接地电阻测量仪→专为接地电阻设计,是电气安全检查与工程验收的必备工具。
2.多用电表欧姆挡的本质: (用电流大小来反映电阻大小)
【精讲点拨】
一、重难点突破
1. 伏安法核心逻辑:
原理:(间接测量法)。
滑动变阻器作用:保护电路和改变待测电阻两端的电压。
2. 双电压表法关键:
利用串联电路电流 ,将未知电阻的电流转换为已知电阻的电流。
公式推导:(需熟记)。
二、易混点辨析
1. 计算式 VS 决定式:
是计算式,电阻由材料、长度、横截面积、温度决定(决定式)。
易错提醒:不能说“电阻与电压成正比,与电流成反比”。
【课堂总结】
第五节 测量导体的电阻
【课堂练习】
1.如图是电阻甲和电阻乙的I—U关系图像,下列说法正确的是( )
A.当甲两端电压为0.5V时,通过它的电流为0.3A
B.甲的阻值随电压增大而增大
C.将甲和乙串联在同一电路中,若电流为0.3A,则甲、乙两端的电压之和为2V
D.将甲和乙并联在同一电路中,若电压为1V,则干路电流为0.4A
2.利用图示电路测量定值电阻Rx的阻值。电源电压不变,R0为阻值已知的定值电阻。闭合开关S、S2,断开开关S1,电流表示数为I1;闭合开关S、S1,断开开关S2,电流表示数为I2。则定值电阻Rx的表达式正确的是( )
A. B.
C. D.
3.超速是引发交通安全事故的因素之一、物理兴趣小组设计了一种超速自动报警装置,当车速过快时,提醒驾驶员需要减速。如图甲所示为该装置的简化电路图,电源电压为,定值电阻为,RV为速度传感器,其阻值随车速变化的关系图像如图乙所示。由图乙可知,当汽车的行驶速度逐渐增大时,电压表的示数 (选填“增大”“减小”或“保持不变”)。若车速达到时,提醒语音响起,观察到电压表示数为;当电压表的示数为时,汽车速度为 km/h。
4.小慧同学用如图甲所示的电路测量未知电阻R1的阻值,其中滑动变阻器R的规格为“50Ω 1A”。实验中,移动滑片使电压表示数为2.0V,此时电流表的指针位置如图乙所示,则本次测得R1的阻值为 Ω;若想利用这套器材测量另一个未知电阻R2的阻值(阻值约为150Ω),可将 (填电路中的器材名称)去掉,利用剩余的器材设法测量。
【课后反思】
1. 你在实验中遇到了哪些问题?如何解决?
2. 伏阻法测电阻,若电压表内阻较小,测量结果会偏大还是偏小?为什么?
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第五节 测量导体的电阻 (导学案)
【学习目标】
1.理解伏安法测电阻的原理,能说出实验器材的作用及操作规范。
2.掌握双电压表法的设计思路,会推导公式。
3.明确电阻是导体的固有属性,与电压、电流无关。
4.通过实验探究,体验“间接测量”的物理方法,培养科学思维。
5.对比伏安法与双电压表法的异同,学会分析实验误差。
【学习重点】
1.安法测电阻的实验原理、操作步骤及数据处理
【学习难点】
1.特殊法测电阻的原理理解与实验设计
【自主预习】
阅读教材,完成以下问题:
1. 欧姆定律:公式为,变形可得,这是伏安法测电阻的理论依据。
2. 伏安法原理:通过测量导体两端的电压和通过导体的电流,利用公式计算电阻。
3. 实验器材:伏安法需电源、开关、滑动变阻器、电压表、电流表、待测电阻Rx和导线。
4. 滑动变阻器作用:保护电路和改变Rx两端的电压(或通过的电流)。
5. 实验步骤:连接电路时,滑片应移至阻值最大处;闭合开关前需试触确定电表量程。
6. 数据处理:多次测量取平均值的目的是减小误差。
7. 双电压表法原理:串联电路中电流处处相等,即Ix=I0,推导得。
8. 电阻特性:电阻是导体的固有属性,与 U 、 I 无关(填“有关”或“无关”)。
9. 决定因素:电阻大小由材料、长度、横截面积和温度决定。
10. 小灯泡电阻:温度升高时,灯丝电阻增大(填“增大”或“减小”)。
【探究新知】
学习新课 一、伏安法测电阻
【思考】
(1) 怎样测量电阻两端的电压U?→并联电压表;
(2) 怎样测量通过电阻的电流I?→串联电流表;
(3) 怎样减小实验误差?→多次测量取平均值;
(4) 怎样进行多次测量?→多次改变I和U;
(5) 怎样改变电路中电流和待测电阻两端电压的大小?→串联滑动变阻器
(6) 滑动变阻器在本实验中的作用是什么?→①改变待测电阻两端的电压;②保护电路
【实验名称】伏安法测电阻
【实验目的】使用电压表、电流表间接测量电阻
【实验原理】
【实验电路图】
【实验器材】电源、开关、滑动变阻器、待测电阻、电压表、电流表、导线
【实验步骤】①调节电流表、电压表的指针到零刻度线;按电路图连接实物。调节滑动变阻器到阻值最大端;(注意:连接电路时,开关要断开;导线不要穿过电器元件);
②闭合开关,调节滑动变阻器的滑片至适当位置,使电压表的示数U分别为1V、2V、3V,读出电流表的对应示数I,并记录在表格中;
③根据公式计算出R的值,并记录在表格中;
④节滑动变阻器的滑片改变待测电阻中的电流及两端的电压,再测几组数据,计算R的值,并计算平均值。
【数据处理】边做边看,及时将数据记录在表格中
【实验结论】根据测得数据计算被测电阻的平均值(减小误差)
【典例1】小明利用如图甲所示的电路来测量R的阻值,电源电压为3V,R的阻值约为10Ω,闭合开关后,电压表指针的位置如图乙所示。对于该实验,下列说法正确的是( )
A.闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移至a端
B.电流表的量程应该选择0~3A
C.图乙中电压表的读数为2.3V
D.多次测量求平均值是为了让结论更具普遍性
【答案】C
【详解】A.闭合开关前,为了保护电路,滑动变阻器的滑片应移至阻值最大端,由图甲可知,滑动变阻器的滑片应移至b端,故A错误;
B.电源电压为3V,R的阻值约为10Ω,则滑动变阻器阻值为0时,电路中的增大电流
由于电路中的最大电流小于0.6A,所以电流表的量程应该选择0~0.6A,故B错误;
C.由于电源电压为3V,所以R两端电压不会超过3V,故图乙中电压表选择0~3V量程,分度值为0.1V,示数为2.3V,故C正确;
D.测量R的阻值实验中,多次测量求平均值是为了减小测量误差,故D错误。
故选C。
【典例2】小红进行了测量定制电阻R和小灯泡L的电阻的实验,实验原理是 ,根据测出的数据画出了I-U图像如图所示。由图可知,当小灯泡两端的电压升高时,其阻值 (增大/不变/减小)。若将两者串联在电源电压为4V的电路中,L和R的阻值之比为 。
【答案】 增大 1∶3
【详解】[1]测量定值电阻R和小灯泡L的电阻的实验,实验原理是
[2]由图知道,灯泡两端电压的变化量大于通过灯泡的电流的变化量,根据欧姆定律可知其阻值增大。
[3]若将两者串联在电源电压为4V的电路中,通过串联电路各处电流相等,由图知道,通过电路的电流为0.2A时,灯泡两端的电压为1V,定值电阻两端的电压为3V,串联电路总电压等于各部分电压之和,此时电源电压
根据串联分压原理知道,和R的阻值之比
【典例3】某实验小组测量一个定值电阻的阻值,选用的实验器材有:待测电阻R、 电源电压恒定的 电源、电流表、电压表、滑动变阻器、开关及导线若干。
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整。要求:滑动变阻器的滑片向左移动时,电路中电流表示数变大;
(2)小明正确连接电路后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,发现电压表有示数,电流表始终无示数,造成这一现象的故障可能是 ;
(3)排除故障后,闭合开关,移动滑动变阻器滑 片,进行多次实验,测得的电流、电压的部分数据如下表,在第2次测量时,电流表示 数如图乙所示为 A, 根据这三次测得的数据,R的阻值为 Ω(该空结果保留一位小数);
实验次数
电压U/V
电流I/A
1
1.6
0.20
2
2.0
3
2.4
0.30
(4)实验完成后,同学们只将图甲中的定值电阻换成了额定电压为2.5V 的小灯泡,并根据测 量的数据绘出了小灯泡的I-U图像如图丙中的A,另一小组的同学由于接线错误,绘出的小灯泡I-U图像如图丙中的B,则这组同学连接的错误之处可能是 ;
(5)【拓展】小组想用电路图测图中铭牌模糊不清的滑动变阻器R的最大阻值。已知电流表的量程是0-0.6A, 电源电压恒定且满足2.4V≤U≤3V,但具体数值未知,定值电阻阻值已知且为R0,为保证顺利测量,则R0至少为 Ω。
【答案】(1);(2)电阻Rx断路;(3)0.24;8.1;(4)电压表测量的是滑动变阻器两端的电压;(5)5
【详解】(1)滑动变阻器应该“一上一下”接入电路中,且滑动变阻器的滑片向左移动时,电路中电流表示数变大,电阻变小,则应该接左下端的接线处,如图所示:
(2)小明正确连接电路后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,发现电压表有示数,说明电压表能连通电源两极;电流表始终无示数,说明电路可能断路了,造成这一现象的故障可能是:与电压表并联的电阻Rx断路。
(3)[1]在第2次测量时,电流表示 数如图乙所示,选择了小量程,分度值为0.02A,示数为0.24A。
[2]根据这三次测得的数据(表格数据),R的阻值为
(4)当灯泡电流增大时,灯泡电压增大,根据串联电路的特点可知,滑动变阻器的电压减小,故另一组同学连接的错误之处可能是:电压表测量的是滑动变阻器两端的电压。
(5)已知电流表的量程是0-0.6A, 电源电压恒定且满足2.4V≤U≤3V,当滑动变阻器接入电路的阻值为0时,电路为R0与电流表串联的简单电路,为了保护电路,电路中的最大电流不能超过0.6A,当电源电压为2.4V时,
当电源电压为3V时,
若R0为4Ω,当电源电压为3V时,
电路不安全,所以R0至少为5Ω。
学习新课 二、特殊方法测电阻
特殊方法一:伏阻法测电阻
【思考】若只有电压表和已知阻值的定值电阻,能否测量一个未知电阻的阻值呢?
【推理】
测量原理:;
Ux→通过并联在Rx两端的电压表测量;
Ix→无法直接测量→已知Rx与R0串联,串联电路中电流处处相等→Ix=I0;
电压表V0测量R0两端的电压U0;R0阻值已知→;
则。
【实验名称】伏阻法测电阻
【实验目的】电源、开关、Rx、R0、两个电压表、导线
【实验原理】
【实验电路】
【实验步骤】连接电路,闭合开关,读取U0、Ux,计算Rx
特殊方法二:安阻法测电阻
【思考】若只有电流表和已知阻值的定值电阻,能否测量一个未知电阻的阻值呢?
【推理】
测量原理:;
Ix→通过与Rx串联的电流表A1进行测量;
Ux→无法直接测量→已知Rx与R0并联,并联电路中各支路两端的电压相等→Ux=U0;
电流表A0测量通过R0的电流I0;R0阻值已知→U0=I0R0;
则。
【实验名称】安阻法测电阻
【实验目的】电源、开关、Rx、R0、两个电流表、导线
【实验原理】
【实验电路】
【实验步骤】连接电路,闭合开关,读取I0、Ix,计算Rx
电阻特性
电阻是导体的固有属性,与电压、电流无关;
测定值电阻阻值:多次测量求平均值;
测小灯泡阻值:多次测量寻找灯丝电阻与温度的关系→灯丝电阻随温度的升高而增大。
【典例4】实验小组利用实验室提供的实验器材测量未知电阻的阻值,实验器材有稳压学生电源(电源大小未知),阻值已知的电阻、铭牌标有“”的滑动变阻器、电阻箱R1等。实验小组设计了如下图四种电路,其中不可行的电路图是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】A.闭合开关S1,断开开关S2,两电阻串联,电压表测Rx两端的电压,当开关都闭合,电路发生短路故障,故A不符合题意;
B.闭合开关S1,开关S2接a,两电阻并联,电流表测R0所在支路电流,由可计算出R0两端电压,根据并联电路各用电器两端的电压相等都等于电源电压的特点,可以得出Rx两端的电压;闭合开关S1,开关S2接b,两电阻并联,电流表测干路电流,根据并联电路干路电流等于各支路电流之和可以得出通过Rx所在支路的电流,根据求出电阻,故B符合题意;
C.闭合开关S,滑动变阻器滑片移最左端,电路为只有Rx的简单电路,此时Rx两端的电压等于电源电压,有 ①
闭合开关S,滑动变阻器滑片移至最右端,两电阻串联,根据串联电路电流处处相等的特点,以及串联电路总电阻等于各个电阻之和,结合欧姆定律可以得到 ②
联立①②可以得到
可得
两次的电流可以通过电流表测得,所以此方法可以得出Rx的电阻,故C符合题意;
D.闭合开关S1,断开开关S2,移动滑动变阻器的滑片在合适的位置,此时电压表测Rx两端的电压,保持滑动变阻器的滑片位置不变,闭合开关S2,断开开关S1,此时电压表测电阻箱两端的电压,调整电阻箱的阻值,使得电压表的示数与第一次的示数相同,此时电阻箱的阻值等于Rx的阻值,故D符合题意。
故选A。
【典例5】测量阻值约为10Ω定值电阻Rx的阻值,电源电压4V和6V两挡可选,滑动变阻器有(a:“20Ω 2A”和b:“50Ω 1A”)两种规格。
(1)断开开关,按图甲连接好电路,将滑动变阻器滑片P移至 端(选填“A”或“B”)。闭合开关,电压表示数为1V,电流表示数如图乙所示。根据题目信息可知选择的电源电压是 (选填“4V”或“6V”),滑动变阻器选择的规格是 (选填“a”或“b”);
(2)一位同学设计了如图所示的三个电路,定值电阻R0阻值已知,其中能测量出未知电阻Rx阻值的电路是_____(填选项)。
A.B. C.
【答案】(1) B;6V;b;(2)C
【详解】(1)[1]为了保护电路,闭合开关前,应将滑动变阻器滑片P移至阻值最大端,由甲图可知,应将滑动变阻器滑片P移至B端。
[2][3]由题意可知,电源电压有4V和6V两挡可选,定值电阻Rx的阻值约为10Ω,闭合开关,此时变阻器接入电路的电阻应为最大,电压表示数为1V,电流表示数如图乙所示,此时电流表选择小量程接入电路中,分度值为0.02A,示数为0.10A,即电路电流为0.10A。若电源电压为4V,则变阻器的两端电压为
根据串联电路特点和欧姆定律可得
解得变阻器连入电路的最大阻值为
故不符合题意;若电源电压为6V,则此时变阻器的两端电压为
根据串联电路特点和欧姆定律可得
解得此时变阻器连入电路的最大阻值为
符合题意。因此他选择的电源电压是6V,滑动变阻器选择的是b规格。
(2)A.分析电路图可知,闭合开关S1,S2接右侧,电压表并联在R0两端;闭合开关S1,S2接左侧,Rx被短路;所以不能测量Rx两端电压,故不能测量出未知电阻Rx阻值,故A不符合题意;
B.分析电路图可知,电压表与R0串联,电路连接错误,故不能测量出未知电阻Rx阻值,故B不符合题意;
C.分析电路图可知,闭合开关S1、S2,R0被短路,电压表测量电源电压;闭合开关S1,断开S2,R0与Rx串联,电压表测量Rx两端电压,则可求出此时R0两端电压,由欧姆定律可得通过R0的电流,由于串联电路中处处电流相等,所以可得通过Rx的电流,则由欧姆定律可得Rx的电阻,故能测量出未知电阻Rx阻值,故C符合题意。
故选C。
拓展阅读 三、测量电阻的仪表
1.测量电阻的两种方式:
间接测量→电压表+电流表(欧姆定律推导);
直接测量→专用仪表(兆欧表、数字电阻测量仪等),可直接读取电阻值。
兆欧表→常用于测量大电阻,常用于电缆绝缘测试;
数字电阻测量仪→测量极低电阻,精准度高;
接地电阻测量仪→专为接地电阻设计,是电气安全检查与工程验收的必备工具。
2.多用电表欧姆挡的本质:自带电源的电流表(用电流大小来反映电阻大小)
【精讲点拨】
一、重难点突破
1. 伏安法核心逻辑:
原理:(间接测量法)。
滑动变阻器作用:保护电路和改变待测电阻两端的电压。
2. 双电压表法关键:
利用串联电路电流相等,将未知电阻的电流转换为已知电阻的电流。
公式推导:(需熟记)。
二、易混点辨析
1. 计算式 VS 决定式:
是计算式,电阻由材料、长度、横截面积、温度决定(决定式)。
易错提醒:不能说“电阻与电压成正比,与电流成反比”。
【课堂总结】
第五节 测量导体的电阻
【课堂练习】
1.如图是电阻甲和电阻乙的I—U关系图像,下列说法正确的是( )
A.当甲两端电压为0.5V时,通过它的电流为0.3A
B.甲的阻值随电压增大而增大
C.将甲和乙串联在同一电路中,若电流为0.3A,则甲、乙两端的电压之和为2V
D.将甲和乙并联在同一电路中,若电压为1V,则干路电流为0.4A
【答案】C
【详解】A.由图像可知,当甲两端电压为0.5V时,通过它的电流为0.1A,故A错误;
B.由图像可知,甲是一条过原点的直线,则甲的电阻是不变的,故B错误;
C.由图像可知将甲和乙串联,若电流为0.3A,则它们两端的电压分别是1.5V和0.5V,由串联电路中总电压等于各分电压之和可知,它们两端的电压
故C正确;
D.由图像可知甲和乙并联,若电压为1V,则通过两电阻的电流分别为0.2A和0.4A,根据并联电路的电流规律可知干路中的电流
故D错误。
故选C。
2.利用图示电路测量定值电阻Rx的阻值。电源电压不变,R0为阻值已知的定值电阻。闭合开关S、S2,断开开关S1,电流表示数为I1;闭合开关S、S1,断开开关S2,电流表示数为I2。则定值电阻Rx的表达式正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】闭合开关S、S2,断开开关S1,电阻R0与Rx并联,电流表测通过R0的电流,则电源电压
闭合开关S、S1,断开开关S2,电流表测干路电流,通过Rx的电流
则定值电阻Rx的阻值
故A正确,BCD错误。
故选A。
3.超速是引发交通安全事故的因素之一、物理兴趣小组设计了一种超速自动报警装置,当车速过快时,提醒驾驶员需要减速。如图甲所示为该装置的简化电路图,电源电压为,定值电阻为,RV为速度传感器,其阻值随车速变化的关系图像如图乙所示。由图乙可知,当汽车的行驶速度逐渐增大时,电压表的示数 (选填“增大”“减小”或“保持不变”)。若车速达到时,提醒语音响起,观察到电压表示数为;当电压表的示数为时,汽车速度为 km/h。
【答案】 增大 20
【详解】[1]由图乙可知,速度传感器RV的阻值随车速的增大而增大。由图甲可知,该电路为串联电路,电压表测速度传感器RV两端的电压。电源电压U=12V保持不变,定值电阻R=10Ω。根据串联电路电阻的特点R总=R+RV,当RV增大时,R总变大。电源电压U不变,则电路中的电流I变小。定值电阻R的阻值不变,电路中的电流I变小,所以UR变小,由串联电路的电压规律可知,RV两端的电压变大,即电压表的示数增大。
[2]当电压表示数UV=10V时,根据串联电路电压的特点可得R两端的电压UR=U−UV=12V−10V=2V
此时电路中的电流
车速达到80km/h时,速度传感器的阻值
根据图乙中图像是一条倾斜直线,由数学知识可得①。当电压表示数UV′=8V时,电路中的电流
根据欧姆定律可得
将RV'=20Ω代入①式可得v'=20km/h。
4.小慧同学用如图甲所示的电路测量未知电阻R1的阻值,其中滑动变阻器R的规格为“50Ω 1A”。实验中,移动滑片使电压表示数为2.0V,此时电流表的指针位置如图乙所示,则本次测得R1的阻值为 Ω;若想利用这套器材测量另一个未知电阻R2的阻值(阻值约为150Ω),可将 (填电路中的器材名称)去掉,利用剩余的器材设法测量。
【答案】 12.5 滑动变阻器
【详解】[1]由图乙可知电流表接小量程,分度值为0.02A,示数为0.16A,则本次测得R1的阻值为
[2]对于测量另一个未知电阻R2 (阻值约为 150Ω),由于R2的阻值较大,滑动变阻器的最大阻值(50Ω)可能不足以调节到合适的电压和电流。因此,可以将滑动变阻器去掉,利用剩余的器材直接测量R2的阻值。
【课后反思】
1. 你在实验中遇到了哪些问题?如何解决?
2. 伏阻法测电阻,若电压表内阻较小,测量结果会偏大还是偏小?为什么?
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