内容正文:
【新课标●新课堂】第4节 欧姆定律及其应用(第3课时)同步作业
1.在“伏安法测导体电阻”实验过程中的部分操作,其中正确的是( )
A.连接电路时,应先闭合开关
B.连接电表时,应先选小量程
C.闭合开关时,应先将变阻器滑片移到阻值最大处
2.在“伏安法测电阻”的实验中,需要根据电路图连接实物图并进行实验,各小组实验时实物图连接正确的是( )
A. B.C. D.
3.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.保护电路
C.改变被测电阻的阻值 D.改变被测电阻两端的电压
4.对于“探究电流跟电阻的关系”和“伏安法测量电阻”这两个实验,下列说法不正确的是( )
A.它们都是采用控制变量的研究方法
B.它们的实验电路可以是相同的
C.前者多次测量的目的是分析多组数据,得出电流跟电阻的关系
D.后者多次测量的目的是取电阻的平均值,减小误差
5.在“用伏安法测电阻”的实验中,下列注意事项错误的是( )
A.连接电路时,先断开开关
B.应从电源的正极开始连线,开关应靠近电源的正极
C.在无法估计被测电阻大小时,电流表、电压表应选用较大的量程
D.将滑动变阻器连入电路时,滑片应放在变阻器阻值最大处
6.如图是“伏安法测电阻”的实验电路图。关于该实验,下列说法正确的是( )
A.实验原理是I=
B.滑动变阻器的作用是改变电源电压
C.多次测量取平均值是为了得出普遍规律
D.实验结束,断开开关即可离开实验室
7.在用伏安法测电阻的实验中,刚一试触就发现电流表的指针迅速偏转到最大刻度,发生这种现象的原因可能 是( )
A.电流表的正负接线柱接反了 B.待测电阻的电阻丝断了
C.线路某处发生了短路 D.线路某处发生了断路
8.一个电灯泡,在北方冬季室温下用伏安法测一次电阻,在灯泡正常工作一段时间后再用伏安法测一次它的电阻,结果后一次较前一次测得的灯泡阻值大10倍以上,造成这种差异的原因是( )
A.两次测量加在灯两端的电压不同 B.两次测量通过灯的电流不同
C.两次测量灯丝温度不同 D.两次测量室内温度不同
9.在“探究电流跟电阻的关系”和“伏安法测定值电阻”的两个实验中,下列说法不正确的是( )
A.它们都是采用控制变量的研究方法
B.它们的实验电路图是相同的
C.前者多次测量的目的是分析多组数据,得出电流跟电阻的关系
D.后者多次测量的目的是求电阻的平均值,减小误差
10.某同学用伏安法测得一只电阻的阻值为2.2 Ω,被老师告知误差太大,经检查发现实验中接线、操作完全正确,只是读数错误,实验中使用的电流表量程是0~0.6 A,而读数却按0~3 A读数,这只电阻的实际阻值应该是( )
A. 22 Ω B.11 Ω C.110 Ω D.220 Ω
11.用伏安法测电阻,实验电路图如图甲所示。
甲 乙 丙
(1)该实验的原理是 (填公式)。
(2)闭合开关S前,滑动变阻器的滑片P应置于 (选填“a”或“b”)端。
(3)按图甲所示的实验电路图正确连接电路,进行实验,某次实验中电压表示数如图乙所示,电流表示数如图丙所示,则被测电阻Rx的阻值为 Ω。
12.进行以下电学实验时,均可用如图的电路。
①“伏安法”测电阻; ②探究导体中的电流与电阻的关系; ③探究导体中的电流与电压的关系。
(1)以上实验过程中均用到了滑动变阻器,其中起到“保持电阻两端电压不变”作用的实验是 (用序号表示)
(2)以上实验过程中均需多次测量,其目的是为了寻找普遍规律的实验是 (用序号表示)
13.用伏安法测标有“2.5V”字样的小灯泡L的电阻。
(1)图甲为小科尚未完成的实物图,请将电路连接完整(确认后请用中性笔描黑)
(2)电路连接完整后,闭合开关S,发现灯泡L不发光,电流表指针不偏转,电压表的示数如图乙所示。若电路只有一处故障则产生此现象的原因可能是下列情况中的 ;
A.滑动变阻器短路 B.灯泡L短路 C.灯泡L断路 D.电流表断路
(3)排除故障后,闭合开关S,调节滑动变阻器,使灯泡正常发光。通过观察 判断小灯泡是否正常发光;
A.小灯泡亮度 B.电压表示数 C.电流表示数
(4)小灯泡L正常发光时,电流表示数是0.2A,则其正常工作时的电阻为 Ω。
14.如图所示的是小聪和小明做“测量定值电阻Rx”的实验。
(1)图甲是小聪设计的电路,连接尚未完整,请用笔画线代替导线,把电路连接好,使滑动变阻器的滑片向右滑动时,电流表的读数变大。
(2)小聪在正确连接后,闭合开关,发现电压表的指针有明显偏转,电流表的指针几乎没有偏转,该故障的原因是___________________。
(3)小聪在排除了电路故障后,先把滑动变阻器的滑片调到最_________ (填“左”或“右”)端,闭合开关,再调节滑片,测得多组数据,并由这些数据计算得定值电阻Rx的阻值为9.8 Ω。
(4)小明在实验时,发现电压表已损坏,他设计了如图乙所示的电路进行实验,先把滑动变阻器的滑片调到电阻值的最大处,闭合开关S1、S2,电流表的读数如图丙所示,为________A;保持滑动变阻器的滑片不动,闭合开关S1,断开开关S2时,电流表的示数为0.3 A,已知滑动变阻器R规格为“20 Ω 1 A”,根据小明测得的数据计算出定值电阻Rx的阻值是_________Ω。(设电源电压恒定)
(5)比较小聪和小明的实验,你认为________的实验结果更准确,理由是 _______________________。
15.在“测量小灯泡的电阻”实验中,电源两端的电压保持不变,小灯泡正常发光时其两端的电压为2.5V。
(1)连好电路,闭合开关前,发现电压表的指针指在了“0”刻度的左侧,原因是 ;
(2)接通电路后,小明发现移动滑动变阻器的滑片使其接入电路的电阻减小时,电压表的示数也变小了,你认为电路连接中存在的错误是 ;
(3)改正电路后,他将测得的数据及计算结果填写在表中,则小灯泡正常发光时的电阻为 Ω(保留一位小数)。
实验次数
1
2
3
4
电压U/V
1.0
1.5
2.0
2.5
电流I/A
0.20
0.22
0.26
0.30
电阻R/Ω
5.0
6.8
7.7
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【新课标●新课堂】第4节 欧姆定律及其应用(第3课时)同步作业
(教师版)
1.在“伏安法测导体电阻”实验过程中的部分操作,其中正确的是( )
A.连接电路时,应先闭合开关
B.连接电表时,应先选小量程
C.闭合开关时,应先将变阻器滑片移到阻值最大处
D.计算电阻时,应先计算电压平均值与电流平均值
【答案】C
【解析】A.为避免因连线错误导致的电路元件损坏,则在连接电路时应保证开关断开,故A错误;
B.为避免损坏电表,连接电表时,应先选大量程试触,然后确定合适的量程,故B错误;
C.为避免损坏电表及电路元件,保护电路,则闭合开关时,应先将变阻器滑片移到阻值最大处,故C正确;
D.计算电阻时,应用对应电压与电流进行计算,最终结果再求平均值,故D错误。
2.在“伏安法测电阻”的实验中,需要根据电路图连接实物图并进行实验,各小组实验时实物图连接正确的是( )
A. B.C. D.
【答案】B
【解析】A.电压表串联在电路中,滑动变阻器接了上两个接线柱,故A错误;
B.定值电阻与滑动变阻器、开关、电流表串联,电压表与定值电阻并联,故B正确;
C.电压表与定值电阻和开关并联,能够测量定值电阻的电压,但开关断开时,电压表有示数,故C错误;
D.电压表串联在电路中,故D错误。
3.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.保护电路
C.改变被测电阻的阻值 D.改变被测电阻两端的电压
【答案】C
【解析】ACD.被测电阻阻值大小跟电阻的长度、材料、横截面积有关,实验过程中三者没有发生变化,电阻的阻值不变,移动滑动变阻器的滑片,改变了连入电路的电阻,改变了电路中的电流,根据U=IR,电阻不变,电流变化,所以被测电阻两端的电压变化,故AD不符合题意,C符合题意;
B.滑动变阻器的连入电路时,滑片滑到最大阻值处,电阻最大,电源电压不变,电流最小,起到保护电路的作用,故B不符合题意;
故选项为:C。
4.对于“探究电流跟电阻的关系”和“伏安法测量电阻”这两个实验,下列说法不正确的是( )
A.它们都是采用控制变量的研究方法
B.它们的实验电路可以是相同的
C.前者多次测量的目的是分析多组数据,得出电流跟电阻的关系
D.后者多次测量的目的是取电阻的平均值,减小误差
【答案】A
【解析】
A.探究电流和电阻关系时,需要保持电压一定,利用了控制变量法,测量电阻时,不需要控制变量法,A符合题意;
B.探究电流和电阻关系、测量电阻的实验电路可以是相同的,正确,B不符合题意;
CD.探究电流和电阻关系时,多次测量的目的是分析多组数据,得出电流跟电阻的关系,测量电阻时,多次测量的目的是取电阻的平均值,减小误差,CD不符合题意。
故答案为:A.
5.在“用伏安法测电阻”的实验中,下列注意事项错误的是( )
A.连接电路时,先断开开关
B.应从电源的正极开始连线,开关应靠近电源的正极
C.在无法估计被测电阻大小时,电流表、电压表应选用较大的量程
D.将滑动变阻器连入电路时,滑片应放在变阻器阻值最大处
【答案】B
【解析】
A.连接电路时,先断开开关,可以防止由于电路时通时断造成用电器损坏,故A正确不合题意;
B.连接电路时,可以从正极开始,也可以从负极开始,但是尽量按照一定的方向完成连接,这样避免出现
较多错误,故B错误符合题意;
C.在无法估计被测电阻大小时,电流表、电压表应选用较大的量程,防止电表被烧坏,故C正确不合题意;
D.将滑动变阻器连入电路时,滑片应放在变阻器阻值最大处,防止电流过大而烧坏用电器,故D正确不合
题意。故选B。
6.如图是“伏安法测电阻”的实验电路图。关于该实验,下列说法正确的是( )
A.实验原理是I=
B.滑动变阻器的作用是改变电源电压
C.多次测量取平均值是为了得出普遍规律
D.实验结束,断开开关即可离开实验室
【答案】A
【解析】在伏安法测电阻的实验中,用电压表测电阻两端的电压,用电流表测通过电阻的电流,故伏安法测电阻的实验原理是I= ;在伏安法测电阻的实验中,滑动变阻器一方面可以保护电路,另一方面可以改变电路中的电流与电阻两端的电压;在伏安法测电阻的实验中,为了减小误差,应多次测量取平均值;实验结束,整理完器材方可离开实验室。
7.在用伏安法测电阻的实验中,刚一试触就发现电流表的指针迅速偏转到最大刻度,发生这种现象的原因可能 是( )
A.电流表的正负接线柱接反了 B.待测电阻的电阻丝断了
C.线路某处发生了短路 D.线路某处发生了断路
【答案】C
【解析】 A、如果电流表正负接线柱接反了,电流表指针反向偏转,不会出现指针摆到最大刻度的现象,故A不符合题意;B、如果待测电阻断路,则电路断路,电流表示数为零,指针不偏转,故B不符合题意;C、如果线路接错了,某处发生了短路,电路电阻太小,电流很大,电流表指针摆到最大刻度处,故C符合题意;D、如果某处发生断路,则电路断路,电流表示数为零,指针不偏转,故D不符合题意。
8.一个电灯泡,在北方冬季室温下用伏安法测一次电阻,在灯泡正常工作一段时间后再用伏安法测一次它的电阻,结果后一次较前一次测得的灯泡阻值大10倍以上,造成这种差异的原因是( )
A.两次测量加在灯两端的电压不同 B.两次测量通过灯的电流不同
C.两次测量灯丝温度不同 D.两次测量室内温度不同
【答案】C
【解析】 对于同一个灯丝,其材料、长度、横截面积均相同,当其正常发光时,温度很高,即此时的电阻大于不发光时的电阻,这是由于温度的原因造成的电阻变大,对大多数导体来说,温度越高,电阻越大。
9.在“探究电流跟电阻的关系”和“伏安法测定值电阻”的两个实验中,下列说法不正确的是( )
A.它们都是采用控制变量的研究方法
B.它们的实验电路图是相同的
C.前者多次测量的目的是分析多组数据,得出电流跟电阻的关系
D.后者多次测量的目的是求电阻的平均值,减小误差
【答案】A
【解析】在探究电流与电阻的关系的实验中,需要采用控制变量的方法。探究电流跟电阻的关系时,需要控制电阻两端的电压一定,更换不同阻值的电阻,调节滑动变阻器,使电阻两端电压保持一定,滑动变阻器的作用就是控制电阻两端电压一定。在实验中多次实验的目的是找出电流与电阻之间的规律。在伏安法测电阻的实验中,需要调节滑动变阻器,改变待测电阻两端的电压进行多次实验,测出电阻的阻值,算出平均值,减小实验误差。这两个实验都是要测出电阻两端的电压和流过电阻的电流,所以它们的电路图是相同的。
10.某同学用伏安法测得一只电阻的阻值为2.2 Ω,被老师告知误差太大,经检查发现实验中接线、操作完全正确,只是读数错误,实验中使用的电流表量程是0~0.6 A,而读数却按0~3 A读数,这只电阻的实际阻值应该是( )
A. 22 Ω B.11 Ω C.110 Ω D.220 Ω
【答案】B
【解析】电流表0~0.6A量程中一个小格代表0.02A,0~3A量程中一个小格代表0.1A,则电流表指针在某一位置时,按照大量程读数的结果是按照小量程读数结果的五倍;所以,实验中使用的电流表量程是0~0.6A,而读数却按0~3A读数,则读出的电流值是实际电流值的5倍;由R=U/I可知,计算出的电阻值变为实际值的1/5,所以电阻的实际阻值故R实=5R计算=2.2Ω×5=11Ω。故选:B。
11.用伏安法测电阻,实验电路图如图甲所示。
甲 乙 丙
(1)该实验的原理是 (填公式)。
(2)闭合开关S前,滑动变阻器的滑片P应置于 (选填“a”或“b”)端。
(3)按图甲所示的实验电路图正确连接电路,进行实验,某次实验中电压表示数如图乙所示,电流表示数如图丙所示,则被测电阻Rx的阻值为 Ω。
【答案】(1)I= (2)b (3)8
【解析】(1)伏安法测电阻的原理是欧姆定律;(2)为了电路安全,闭合开关前,滑动变阻器接入电路的阻值应该最大,即滑片位于b端;(3)电压表的读数为 2.4 V,电流表的读数为0.3 A,则Rx==8Ω。
12.进行以下电学实验时,均可用如图的电路。
①“伏安法”测电阻; ②探究导体中的电流与电阻的关系; ③探究导体中的电流与电压的关系。
(1)以上实验过程中均用到了滑动变阻器,其中起到“保持电阻两端电压不变”作用的实验是 (用序号表示)
(2)以上实验过程中均需多次测量,其目的是为了寻找普遍规律的实验是 (用序号表示)
【答案】(1)②(2)②③
【解析】(1)①“伏安法”测电阻中,变阻器的作用是改变定值电阻两端的电压;
②探究导体中的电流与电阻的关系时,变阻器的作用是控制定值电阻两端的电压不变;
③探究导体中的电流与电压的关系时,变阻器的作用是改变定值电阻两端的电压。
则:其中起到“保持电阻两端电压不变”作用的实验是②。
(2)①“伏安法”测电阻中,多次测量的目的是求平均值减小误差;
②探究导体中的电流与电阻的关系时,多次测量的目的是寻找普遍规律;
③探究导体中的电流与电压的关系时,多次测量的目的是寻找普遍规律。
故选②③。
13.用伏安法测标有“2.5V”字样的小灯泡L的电阻。
(1)图甲为小科尚未完成的实物图,请将电路连接完整(确认后请用中性笔描黑)
(2)电路连接完整后,闭合开关S,发现灯泡L不发光,电流表指针不偏转,电压表的示数如图乙所示。若电路只有一处故障则产生此现象的原因可能是下列情况中的 ;
A.滑动变阻器短路 B.灯泡L短路 C.灯泡L断路 D.电流表断路
(3)排除故障后,闭合开关S,调节滑动变阻器,使灯泡正常发光。通过观察 判断小灯泡是否正常发光;
A.小灯泡亮度 B.电压表示数 C.电流表示数
(4)小灯泡L正常发光时,电流表示数是0.2A,则其正常工作时的电阻为 Ω。
【答案】(1)(2)C(3)B(4)12.5
【解析】(1)因为灯的额定电压为2.5V,电压表选用小量程与灯并联,如答案所示;
(2)灯泡L不发光,电流表指针不偏转,则电路中发生断路,由图知,电压表的示数为3V,等于电源电压,则与电压表并联的灯泡断路,故C符合题意,ABD不符合题意。故选C。
(3)闭合开关,移动滑动变阻器滑片P,眼睛应注视电压表的示数,使灯泡两端电压等于灯泡额定电压为止,故B符合题意,AC不符合题意。故选B。
(4)小灯泡L的电压为UL=2.5V,电流为IL=0.2A,故灯泡的电阻为R=UL/IL=2.5V/0.2A=12.5Ω。
定值电阻阻值是不变的,实验中,通过调节滑动变阻器的阻值获得多组数据,这样操作的目的是取平均值,减小误差。
14.如图所示的是小聪和小明做“测量定值电阻Rx”的实验。
(1)图甲是小聪设计的电路,连接尚未完整,请用笔画线代替导线,把电路连接好,使滑动变阻器的滑片向右滑动时,电流表的读数变大。
(2)小聪在正确连接后,闭合开关,发现电压表的指针有明显偏转,电流表的指针几乎没有偏转,该故障的原因是___________________。
(3)小聪在排除了电路故障后,先把滑动变阻器的滑片调到最_________ (填“左”或“右”)端,闭合开关,再调节滑片,测得多组数据,并由这些数据计算得定值电阻Rx的阻值为9.8 Ω。
(4)小明在实验时,发现电压表已损坏,他设计了如图乙所示的电路进行实验,先把滑动变阻器的滑片调到电阻值的最大处,闭合开关S1、S2,电流表的读数如图丙所示,为________A;保持滑动变阻器的滑片不动,闭合开关S1,断开开关S2时,电流表的示数为0.3 A,已知滑动变阻器R规格为“20 Ω 1 A”,根据小明测得的数据计算出定值电阻Rx的阻值是_________Ω。(设电源电压恒定)
(5)比较小聪和小明的实验,你认为________的实验结果更准确,理由是 _______________________。
【答案】(1)如图
(2)电阻Rx断路;(3)左;(4)0.9;10;(5)小聪;小聪可通过调节滑动变阻器,改变被测电阻两端的电压,进行多次测量取平均值来减小误差。
【解析】 (1)使滑动变阻器的滑片向右滑动时,电流表的读数变大,说明变阻器接入电路中的电阻变小,故滑片以右电阻丝连入电路中。
(2)电流表的指针几乎没有偏转,说明电路可能断路;电压表的指针有明显偏转,说明电压表与电源接通,该故障的原因是电阻Rx断路。
(3)小聪在排除了电路故障后,为保护电路,应先把滑动变阻器的滑片调到阻值最大处,即最左端;
(4)小明在实验时,发现电压表已损坏,他设计了如图乙所示的电路进行实验,先把滑动变阻器的滑片调到电阻值的最大处,闭合开关S1、S2,此时Rx与变阻器的最大阻值并联;电流表的读数如图丙所示,电流表选用大量程,分度值为0.1A,电流表的读数为0.9A,即总电流为0.9A;
保持滑动变阻器的滑片不动,闭合开关S1,断开开关S2时,电流表的示数为0.3A,此时只有变阻器接入电路,则电源电压:U=I2R滑大=0.3A×20Ω=6V;
由并联电路的特点和欧姆定律可得,Rx的阻值:。
(5)小聪可通过调节滑动变阻器,多次测量取平均值来减小误差,而小明只能测量一次,误差较大,所以小聪的测量结果更准确。
15.在“测量小灯泡的电阻”实验中,电源两端的电压保持不变,小灯泡正常发光时其两端的电压为2.5V。
(1)连好电路,闭合开关前,发现电压表的指针指在了“0”刻度的左侧,原因是 ;
(2)接通电路后,小明发现移动滑动变阻器的滑片使其接入电路的电阻减小时,电压表的示数也变小了,你认为电路连接中存在的错误是 ;
(3)改正电路后,他将测得的数据及计算结果填写在表中,则小灯泡正常发光时的电阻为 Ω(保留一位小数)。
实验次数
1
2
3
4
电压U/V
1.0
1.5
2.0
2.5
电流I/A
0.20
0.22
0.26
0.30
电阻R/Ω
5.0
6.8
7.7
【答案】(1)电压表没有调零 (2)电压表接在了滑动变阻器两端 (3)8.3
【解析】(1)闭合开关前,电路没有电流,电压表指针指在了“0”刻度的左侧,说明电压表没有调零,应先调零。
(2)当滑动变阻器连入电路的电阻减小时,电路中电流增大,根据欧姆定律可知,灯泡两端的电压增大;根据串联电路电压特点可知,滑动变阻器两端电压减小。电压表示数变小,说明电压表并联到了滑动变阻器两端。
(3)小灯泡正常发光时的电阻为
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第4节 欧姆定律及其应用(第3课时)教学设计
——伏安法测电阻
【核心概念】物质的运动与相互作用
【内容要求】
内容:电磁相互作用
要求:理解欧姆定律,并解决简单的电学问题---能用伏安法测电阻。
【教学目标】
1.知道伏安法测电阻的工作原理。
2.练习用电压表和电流表测电阻。
3.通过伏安法测电阻,进一步提高学生电学实验设计能力。
【教学思路】
在复习电流和电压测量的基础上,提出如何测量电阻,引出可用伏安法测电阻。讨论测量电阻的原理,设计测量电阻的方案,画出实验电路图并进行实验。通过记录实验数据并对实验数据进行处理,思考如何减小实验误差,得出较为准确的电阻值。最后对实验过程中出现的电路故障进行分析讨论,达到科学合理地解决。
【教学过程】
一、创设情景,引入任务
【引入】测量电压可以用电压表,测量电流可以用电流表,那么能否用电压表和电流表测量电阻呢?根据R = U/I可知,通过测出的电压和电流值可以间接地测出电阻的大小。在科学上将这种方法称为伏安法测电阻。
二、围绕任务,素养内化
【探究实践】
用电压表和电流表测导体的电阻
【实验原理】
【实验器材】
干电池2节,待测电阻1个,开关1个,电流表1个,电压表1个,滑动变阻器1个,导线若干。
【实验设计与电路】
使用电压表测量待测电阻的电压值,使用电流表测量待测电阻的电流值,根据欧姆定律计算电阻。
【实验步骤】
1.按电路图连接实物;
2.检查所连接的电路无误后,调节滑动变阻器滑动触头到阻值最大处;
3.闭合开关S,读出电路中被测电阻两端的电压和通过电阻的电流,记录在表格中。
4.改变滑动变阻器的阻值,再读数,记入表格中。如此再重复1次。
5.表中共有3组读数,代入算出电阻值,最后求电阻3次测量值的平均值,作为待测电阻R的测定值。
实验次数
U/V
I/A
R/Ω
R的平均值/Ω
1
2
3
【实验提示】
在实验过程中,复习与巩固以下内容:
①连接电路时,开关断开;
②用“试触法”确定电压表、电流表的量程;
③两表电流都是从电表的“+”接线柱流入,“-”接线柱流出;
④滑动变阻器接法:“一上一下”;闭合开关前,其滑动触头要移动到最大阻值的位置;
⑤多次测量的目的:求平均值,减小误差,使实验结果更准确。
【思考与讨论】
1.滑动变阻器上标有“2A 20Ω”或“1A 10Ω”的字样,这表示什么意思?
滑动变阻器上标有“2A 20Ω”或“1A 10Ω”的字样,这表示允许通过的最大电流分别为2A、1A,滑动变阻器的最大阻值分别为20Ω、10Ω。
2.某同学求出三次测量的电压平均值和电流平均值,再运用欧姆定律,从电压平均值和电流平均值求出电阻平均值。你认为这种方法可行吗?为什么?
电阻本质是导体本身的属性,其测量值应通过每次独立的电压和电流比值(R=U/I)分别计算,再对多次结果取平均值。直接对电压和电流取平均后再计算电阻,相当于将不同状态下的数据强行关联,会导致电压与电流的对应关系被破坏,计算结果失去物理意义。
3.在一次电阻测量实验中,电流表用0~0.6安量程,电压表用0~3伏量程,它们的指针如图所示,被测电阻的阻值是多大?
电流表的示数为0.3安;电压表的示数为1.3伏
根据公式:
4.滑动变阻器在本实验中的作用是什么?
①保护电路(闭合开关前,滑动变阻器的滑动触头应移到电阻最大的位置);
②改变通过R的电流和R两端的电压。
【实验拓展】
伏安法测小灯泡电阻
将上述实验中的定值电阻换成小灯泡,用同样的方法测定小灯泡的电阻,多测几组数据,比较计算电阻值,有什么变化规律吗?为什么?
将定值电阻换成小灯泡进行实验,通过多次测量发现,小灯泡的电阻随着电压的降低而减小。原因是小灯泡的电阻受到温度的影响。当通过小灯泡的电流增大时,灯泡发热,温度升高,导致灯丝的电阻也随之增大。反之,当小灯泡两端的电压降低时,电流减小,灯泡发热减少,温度下降,因此灯丝的电阻也随之减小。这种变化规律体现了灯丝电阻随温度变化的特性,即灯丝电阻随着温度的降低而减小。
实验图像(示例):
图像中纵坐标是电流I,横坐标是电压U,定值电阻的图像是一条直线,小灯泡电阻随电压(温度)增大而增大,故图像为一条曲线,曲线的倾斜度逐渐减小,R逐渐增大。
【常见的电路故障】
故障(有且只有一处)
现象
电压表
电流表
电流表被短接
有示数
无示数
电流表处断路
无示数
无示数
电压表被短接
无示数
有示数
电压表处断路
定值电阻被短接
无示数
有示数,且示数偏大
定值电阻处断路
有示数且接近电源电压
无示数
电压表串联在电路中
滑动变阻器上面两个接线柱接入电路
移动滑片,电表示数不变,电压表示数接近电源电压
滑动变阻器下面两个接线柱接入电路
移动滑片,电表示数不变
三、归纳总结,应用迁移
(一)课堂小结
1.伏安法测电阻的原理是什么?
2.如何提高测量电阻大小的准确性?
3.说说自己在实验过程中出现的电路故障及解决方法。
(二)随堂例题
【例1】如图是“伏安法测电阻”的实验电路图。关于该实验,下列说法正确的是( )
A.多次测量取平均值是为了寻找普遍规律
B.滑动变阻器的作用是改变电源电压
C.“伏安法”测电阻的实验原理是:R = U/I
D.在闭合开关前,应将变阻器滑片调至左端
【答案】C
【解析】A.在伏安法测电阻的实验中,为了减小误差,应多次测量取平均值,故A错误;
B.在伏安法测电阻的实验中,滑动变阻器一方面可以保护电路,另一方面可以改变电路中的电流与电阻两端的电压,故B错误;
C.在伏安法测电阻的实验中,用电压表测电阻两端的电压,用电流表测通过电阻的电流,所以伏安法测电阻的实验原理是R = U/I,故C正确;
D.为了保护电路,在闭合开关前,应将变阻器滑片调至阻值最大处,即右端,故D错误。
【例2】小科用伏安法测小灯泡的电阻:
(1)请在图甲中正确连接好电压表;
(2)在闭合开关之前,图中滑动变阻器的滑片应放在 端(选填“A”或“B”);
(3)小方检查电路连接正确无误,闭合开关S,发现灯不发光,电流表有示数,电压表示数为0。若电路中只有一处故障,且电源、开关S、电流表、电压表均无故障。请你判断电路出现的故障可能是: ;
(4)排除电路故障后,小方某次测量时电压表和电流表的示数如图乙,则电压表的示数为 V,电流表的示数为 A,灯泡的电阻 Ω;
(5)小明用相同的灯泡测得3组数据记录在表中:小明通过数据分析后,发现小灯泡的电阻不同的。这是因为导体的电阻除了跟材料、长度、横截面积有关,还跟 有关。
【答案】(1)(2)A(3)小灯泡短路(4)2.2;0.2;11(5)温度
【解析】(1)电源电压为3V,电压表选择0~3V量程,电压表与灯泡并联,电流从正接线柱流入,从负接线柱流出,如答案;
(2)为了保护电路,闭合开关前,滑片处于最大阻值处,即最左端的A处;
(3)小方同学在做实验时,电路连接无误。闭合开关后,发现电流表的指针明显偏转,说明电路为通路,而电压表的示数为零,该故障的原因可能是小灯泡短路了;
(4)小方某次测量时电压表和电流表的示数如图乙,图中两电表均选用小量程,分度值分别为0.IV、0.02A,则电压表的示数为2.2V,电流表的示数为0.2A,灯泡的电阻;
(5)由表中数据知道,即小灯泡的电阻是不同的,由于电压增大,温度升高,电阻发生变化,说明导体的电阻除了跟材料、长度、横截面积有关,还跟温度有关。
【板书设计】
第4节 欧姆定律及其应用(第1课时)
电路故障分析
伏安法测电阻
实验原理
实验器材
电路图
实验记录表
【课后作业】
1.完成作业本上相应内容
1
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$$第3章 电路探秘
第4节 欧姆定律及其应用(第3课时)
(浙教版)八年级
上
——伏安法测电阻
【引入】
测量电压可以用电压表,测量电流可以用电流表,那么能否用电压表和电流表测量电阻呢?根据R = U/I可知,通过测出的电压和电流值可以间接地测出电阻的大小。在科学上将这种方法称为伏安法测电阻。
让教学更有效
【探究实践】
用电压表和电流表测导体的电阻
2.实验器材:电源(2节干电池)、定值电阻(5Ω)、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线若干。
【实验原理】 R = U/I
【实验器材】
干电池2节,待测电阻1个,开关1个,电流表1个,电压表1个,滑动变阻器1个,导线若干。
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【实验设计与电路图】
使用电压表测量待测电阻的电压值,使用电流表测量待测电阻的电流值,根据欧姆定律计算电阻。
【实验步骤】
1.根据电路图连接实验电路。
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2.检查所连接的电路无误后,调节滑动变阻器滑动触头到阻值最大处;
3.闭合开关S,读出电路中被测电阻两端的电压和通过电阻的电流,记录在
表格中。
4.改变滑动变阻器的阻值,再读数,记入表格中。如此再重复1次。
5.表中共有3组读数,代入算出电阻值,最后求电阻3次测量值的平均值,
作为待测电阻 R 的测定值。
实验次数 U/V I/A R/Ω R 的平均值/Ω
1
2
3
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【交流评价】说说实验过程中遇到的问题或值得注意的事项。
①连接电路时,开关断开;
②用“试触法”确定电压表、电流表的量程;
③两表电流都是从电表的“+”接线柱流入,“-”接线柱流出;
④滑动变阻器接法:“一上一下”;闭合开关前,其滑动触头要移动到最大
阻值的位置;
⑤多次测量的目的:求平均值,减小误差,使实验结果更准确。
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【数据处理】尝试将实验数据画在 U-I 图像中
图像特点:一条直线
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【思考与讨论】
1.滑动变阻器上标有“2A 20Ω”或“1A 10Ω”的字样,这表示什么意思?
滑动变阻器上标有“2A 20Ω”或“1A 10Ω”的字样,这表示允许通过的最大电流分别为2A、1A,滑动变阻器的最大阻值分别为20Ω、10Ω。
2.某同学求出三次测量的电压平均值和电流平均值,再运用欧姆定律,从电
压平均值和电流平均值求出电阻平均值。你认为这种方法可行吗?为什么?
电阻本质是导体本身的属性,其测量值应通过每次独立的电压和电流比值(R=U/I)分别计算,再对多次结果取平均值。直接对电压和电流取平均后再计算电阻,相当于将不同状态下的数据强行关联,会导致电压与电流的对应关系被破坏,计算结果失去物理意义。
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3.在一次电阻测量实验中,电流表用0~0.6安量程,电压表用0~3伏量程,它们的指针如图所示,被测电阻的阻值是多大?
电流表的示数为0.3安;电压表的示数为1.3伏
根据公式:
4.滑动变阻器在本实验中的作用是什么?
①保护电路(闭合开关前,滑动变阻器的滑动触头应移到电阻最大的位置);
②改变通过R的电流和R两端的电压。
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【实验拓展】
伏安法测小灯泡电阻
将上述实验中的定值电阻换成小灯泡,用同样的方法测定小灯泡的电阻,多测几组数据,比较计算电阻值,有什么变化规律吗?为什么?
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实验图像(示例):
图像中纵坐标是电流I,横坐标是电压U,定值电阻的图像是一条直线,小灯泡电阻随电压(温度)增大而增大,故图像为一条曲线,曲线的倾斜度逐渐减小,R逐渐增大。
将定值电阻换成小灯泡进行实验,通过多次测量发现,小灯泡的电阻随着电压的降低而减小。原因是小灯泡的电阻受到温度的影响。当通过小灯泡的电流增大时,灯泡发热,温度升高,导致灯丝的电阻也随之增大。反之,当小灯泡两端的电压降低时,电流减小,灯泡发热减少,温度下降,因此灯丝的电阻也随之减小。这种变化规律体现了灯丝电阻随温度变化的特性,即灯丝电阻随着温度的降低而减小。
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【电路故障举例】
故障(有且只有一处) 现象
电压表 电流表
电流表被短接 有示数 无示数
电流表处断路 无示数 无示数
电压表被短接 无示数 有示数
电压表处断路
定值电阻被短接 无示数 有示数,且示数偏大
定值电阻处断路 有示数且接近电源电压 无示数
电压表串联在电路中
滑动变阻器上面两个接线柱接入电路 移动滑片,电表示数不变,电压表示数接近电源电压
滑动变阻器下面两个接线柱接入电路 移动滑片,电表示数不变
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【课堂总结】
1.伏安法测电阻的原理是什么?
2.如何提高测量电阻大小的准确性?
3.说说自己在实验过程中出现的电路故障及解决方法。
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【随堂巩固】
【例1】如图是“伏安法测电阻”的实验电路图。关于该实验,下列说法正确的是( )
A.多次测量取平均值是为了寻找普遍规律
B.滑动变阻器的作用是改变电源电压
C.“伏安法”测电阻的实验原理是:R = U/I
D.在闭合开关前,应将变阻器滑片调至左端
【答案】C
让教学更有效
【例2】小科用伏安法测小灯泡的电阻:
(1)请在图甲中正确连接好电压表;
(2)在闭合开关之前,图中滑动变阻器的滑片应放在 端(选填“A”或“B”);
(3)小方检查电路连接正确无误,闭合开关S,发现灯不发光,电流表有示数,电压表示数为0。若电路中只有一处故障,且电源、开关S、电流表、电压表均无故障。请你判断电路出现的故障可能是: ;
让教学更有效
(4)排除电路故障后,小方某次测量时电压表和电流表的示数如图乙,则电压表的示数为 V,电流表的示数为 A,灯泡的电阻 Ω;
(5)小明用相同的灯泡测得3组数据记录在表中:小明通过数据分析后,发现小灯泡的电阻不同的。这是因为导体的电阻除了跟材料、长度、横截面积有关,还跟
有关。
让教学更有效
【答案】(1)
(2)A
(3)小灯泡短路
(4)2.2;0.2;11
(5)温度
让教学更有效
【板书设计】
第4节 欧姆定律及其应用(第3课时)
伏安法测电阻
实验原理
实验器材
电路图
实验记录表
电路故障分析
让教学更有效
$$实验目的,使用电压表、电流表、间接测量电阻。实验原理,R等于U比I我们所用到的实验器材有电源、电压表、电流表、滑动变阻器、待测电阻开关和若干导线。这就是我们伏安法测电阻的实验电路图以及实验记录表格。注意,一、电流表和电压表要调0。2、连接电路时开关要断开。3、闭合开关之前,滑动变阻器的滑片要位于阻值最大的一端。闭合开关,缓慢移动滑动变阻器的滑片,使电路中的电流逐渐变大。当电压表的示数为0.5伏时,电流表的示数为0.1安。将数据记录在表格中,继续移动滑片。当电压表的示数为1伏时,电流表的示数为0.2安,记录数据。继续移动滑片,再记录四组电压和电流值。我们将实验数据填写在表格中,并通过计算平均值的方式计算出电阻的大小。这样我们就利用伏安法间接的测量出了电阻的大小。我们来小结一下这节课我们都学到了哪些内容。伏安法测电阻根据公式R等于U比I通过测量被测电阻两端的电压和流过的电流,间接测得电阻的大小。通过调节滑动变阻器,改变待测电阻中的电流及其两端的电压,实现电阻值的多次测量。抖音。