内容正文:
——1.伏安法测电阻
2.特殊方法测定电阻
欧姆定律(三)
1.伏安法测电阻
U
I
原理
多次试验求平均值,是为了尽量减小误差。
变阻器作用:改变定值电阻两端电压方便多次测量。
保护电路
2.0
0.02
10.0
4.0
0.41
9.8
6.0
0.58
10.3
10.0
在“伏安法测电阻”实验中,某小组的实验电路如图甲所示.
(1)本实验是根据___________算出电阻Rx的阻值.
(2)由两节新干电池串联组成的电源两端电压大约是____ V.
(3)闭合开关前,应将变阻器滑片放在其最____端(选填“左”或“右”),闭合开关后,发现两个电表中只有一个电表有示数,初步检查确认,接线完好和两个电表无故障,则发生故障的元件应是______(选填“电源”、“电阻Rx”或“变阻器”).
(4)排除故障后,经过多次测量得到的实验数据如表所示
3
左
电阻Rx
Rx=U/I
数据序号 1 2 3 4 5
电压U/V 0.75 1.0 1.5 2.0 2.5
电流I/A 0.09 0.14 0.22 0.28 0.32
小芳把表中的数据在坐标系中描点、连线,得到各图乙所示的U﹣I图象.由图可得电阻Rx=_____Ω.
(5)由于没有电压表,小红设计了如图丙所示的电路图,其中电阻R0=20Ω,电流表A1、A2为两个完全相同的电流表,连接好电路后,闭合开关,发现两个电流表指针均偏转了相同的角度,如图2丁所示,则通过电阻Rx′的电流是_____ A.Rx′=_____Ω.
1.6
5
7.5
数据序号 1 2 3 4 5
电压U/V 0.75 1.0 1.5 2.0 2.5
电流I/A 0.09 0.14 0.22 0.28 0.32
6.25
4 . 小明同学要测量某未知电阻的阻值(整个实验过程中电源电压保持不变)
(1)按照图甲电路图正确连接电路后,闭合开关,小明发现电流表无示数,但电压表示数很大。电路中出现的故障原因是______________。
(2)排除故障后,电流表和电压表的示数如图乙所示,则R₀=__________。
(3)小明想利用这些器材测量另一个末知电阻R的阻值,但发现电流表已经损坏。小华帮他设计另一个实验方案:利用图丙所示的电路,R₀为已知阻值电阻,先闭合开关S、S₁,记下电压表的示数U₃,再____________,记下电压表示数U₂,则Rx=_____________(表达式用U3、U2、R0表示)。
定值电阻R0断路
断开开关S₁
温度对灯丝阻值影响较大,三次阻值不同不是误差。求平均值没有意义。
2.伏安法测小灯泡的电阻
R=U/I
2.0
2.5
0.26
9.6
0.22
9.1
1.0
0.12
8.3
A
B
C
RC>RA>RB
三个点的电阻大小
断开
滑片没能置于变阻器阻值最大端
B
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”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___________(填“断开”或“闭合”)。
(3)A组同学连接好电路,闭合开关后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:_________________________________。
(4)B组同学闭合开关后,发现小灯泡不亮,但电流表有示数。接下来应进行的操作是
________(填字母)。
A.检查电路是否断路 B.移动滑动变阻器滑片,观察小灯泡是否发光
(5)经过多次实验,测出并记录多组电压和电流的值。得到小灯泡的I-U图象如图丙所示;通过分析图象,写出一条你发现的结论:________________________________________________.
灯丝阻值受温度影响,随温度的升高而增大
电流是横轴时
小张在“伏安法”测小灯泡的电阻实验中,连接了如图甲所示的实物图.
(1)闭合开关前,应向__端(选填“A”或“B”)调整滑动变阻器的滑片,使电路中的电流在开始测量时最小.
(2)测量过程中,某一次的电流值如图乙所示,则电流值是____A.这时,灯丝突然烧断,则电压表的示数_____(选填“变大”“变小”或“不变”).换相同规格的灯泡,重测的数据如表所示,并绘出I﹣U图象如图丙的A所示.
A
变大
0.26
电压/V 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
电流/A 0.10 0.16 0.20 0.23 0.25 0.27
电阻/ 5.0 6.3 7.5 8.7 10.0 11.1
平均电阻/ 8.1
(3)依据表格中的数据,小张求出小灯泡电阻的平均值,你同意这种做法吗? 说出你的理由____________________________________________
(4)另外一组同学用相同的器材和电路图也做这实验时,由于接线错误,根据测量的数据绘出的I﹣U图象如图丙的B所示.你认为错误的原因可能是
________________________________________________.
不同意
灯丝的电阻受温度影响,不是一个定值,测平均值没有意义。
电压表接在了滑动变阻器两端
区别 测电阻 测小灯泡
多次测量
求平均值,为了减小误差。
每次测量结果都是小灯泡的实际电阻。
不求平均值,没意义。
1)测定值电阻和测小灯泡电阻的区别
3.两个区别
1.如图甲所示是伏安法测电阻的电路图,图乙为连接不完整的实物图。(电源电压为6V)
(1)请你用笔画线代替导线将图乙电路连接完整。(要求:P向右移动,电流表示数变小);
(2)正确连接电路后,闭合开关S,小北发现电压表指针未偏转,电流表有示数,移动滑动变阻器的滑片,电流表指针发生转动,但电压表依旧无示数,则故障原因可能是_____________________;
(3)排除故障后继续实验,滑片P在某位置时,电流表和电压表的示数如图丙所示,此时测得Rx= _____Ω,此实验要多次测量,目的是:______________________________;
(4)根据实验数据绘制出Rx的I-U图像,如图丁中a所示。根据图像a可得通过R的电流与其两端电压的关系是:___________________________________________;
(5)实验完成后,将定值电阻换成小灯泡,重复上述实验,绘制出小灯泡的I-U图像,如图丁中b所示。分析图像中A、B、C三点电阻RA、RB、RC大小关系为_____________。
定值电阻短路
5
求电阻值的平均值,减小误差
在电阻一定时,通过导体的电流跟导体两端的电压成正比
RB>RC>RA
4.两个区别
区别 测电阻 欧姆定律
多次测量
求平均值,为了
减小误差。
避免实验结果的偶然性,探究客观规律。
控制变量法
2)伏安法测电阻和欧姆定律的区别
多次测量求平均值。
在“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( )
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.由图乙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
在如图所示的伏安法测电阻实验中,闭合开关S,小明发现电流表有示数,但示数较小,小灯泡不亮.接下来应进行的操作是( )
A.更换一个同样规格的小灯泡
B.更换电压表所使用的量程
C.检查电路中是否存在断路故障
D.减小滑动变阻器接入电路的阻值
D
在测量未知电阻Rx(阻值约为300 Ω)的实验中,提供的实验器材有:电源(电压3V)、滑动变阻器R(0~50 Ω)、电阻箱R0(0~9999 Ω)、电流表(0~0.6A)、电压表(0~3 V)、开关及导线若干.小华设计了如图甲所示的电路你认为小华_______(能或不能)准确的测出Rx的阻值,理由是_____________________________________________________________。
不能
实测电流小于电流表的分度值,电流表不能准确测电流值
(2)小明设计了如图乙所示的电路进行测量,正确连接电路后,小明先将开关S拨至_______,调节滑动变阻器的滑片至某一位置,记下此时电压表的示数U₁;再将开关S拨至另一位置,调节____使电压表的示数恰好为U₁,记下电阻箱的示数为R',即为未知电阻Rx的测量值.
1
R0
三.特殊方法测电阻
1)将S置于1端,记下电流表示数I。
2)将S置于2端,调整电阻箱,使电流表示数仍为I,记下电阻箱示数R0
3)Rx=R0
1.缺电压表替代法测电阻
2.
3)Rx=R
1)只闭合S1、S3,断开S2,调节滑片P使电流表指向适当位置,记下电流表示数I。
2)只闭合S1、S2,断开S3,保持滑片P不动,调节电阻箱R0,使电流表示数仍为I,记下R0的阻值R。
小明使用电阻箱间接测量小灯泡的电阻,实验电路如图所示,请将实验步骤填写完整。
(1)将________接入如图所示电路的M、N两点间,闭合开关,移动滑动变阻器滑片到某一合适位置时,记下_______________.
(2)断开开关,取下接在M、N间的元件,将_______换接入M、N两点间.
(3)闭合开关,调节_________,使______________.
(4)读出此时电阻箱示数R0,即可知道所测小灯泡的阻值.
小灯泡
电流表示数I
电阻箱
电阻箱
电流表示数仍为I
M N
程新同学设计了如图甲所示的电路来测量电源电压U和未知电阻Rx的阻值.已知定值电阻的阻值为R0电源两端电压保持不变.请回答:
(1)根据图甲中电路图,用笔画线代替导线,将图乙中的实物图补充完整.
(2)电路正确连接后,当开关S、S₁闭合,S₂断开时,电流表示数为I₁,则电源电压U=__________.
(3)当开关S、S₂闭合,S₁断开时,电流表示数为I₂,则待测Rx=________.
I1R0
2.缺电压表列等式计算测量Rx
(4)不改变图甲电路,若开关S₁始终处于断开状态,仅对开关S、S₂进行操作______(填“仍能”或“不能”)测量电源电压和未知电阻Rx的阻值.
仍能
小明设计了一种测量未知电阻Rx的实验方案,并选择了合适的器材,测量电路如图所示,电源电压恒定,滑动变阻器最大阻值未知,在AB两点间接入的元件每次只能是电阻箱或未知电阻Rx.
请你帮他完成相关实验内容:
(1)将______________接入AB两点间;
(2)闭合开关,移动滑动变阻器的滑片到某一合适位置时,记下_____________;
(3)断开开关,取下AB间的元件,将________接在AB两点间;
(4)闭合开关,调节__________,使_________________________________ ;
(5)读出______________,即可知道Rx的阻值.
未知电阻Rx
电压表示数Ux
电阻箱
电阻箱两端电压示数仍为Ux
电阻箱
电阻箱示数
3.缺电流表替代法测电阻
小清设计的测量待测电阻Rx阻值的电路如图甲所示,图中电源电压保持3V不变,滑动变阻器R的规格为“50Ω 1A”.请你帮老师完成以下实验步骤,并回答相关问题:(1)实验步骤:
①只闭合开关_______,调节_______(R/R₀),使电压表的示数为2V;
②只闭合开关_______,调节______(R/R₀),使电压表的示数仍为2V,读出此时电阻箱接入电路中的阻值(如图乙所示),则待测电阻的大小为_______Ω.
S、S1
R
S、S2
R0
50
(2)在第②步中,若小清无意中将滑动变阻器的滑片P向左移动少许,则他测得Rx的阻值将偏___,若滑动变阻器接入电路的阻值减小了2 Ω,则小清测得Rx的阻值为_______Ω.
小
46
1)闭合S1断开S2,测出Ux。
2)闭合S2断开S1,测出U。
3)
4.缺电流表列等式计算测量Rx
方案3变式
3.
1) S置于a端时,记下电压表示数U1.
2)S置于b端时,记下电压表示数U2.
1.不用电流表,只用电压表和阻值为400Ω的定值电阻R0,测未知电阻Rx的阻值,如图所示,Rx的阻值约为10 Ω.小华设计的方案如下:
a.闭合S₁、断开S₂,读出电压表的示数为U₁;
b.闭合S₁、S₂,读出电压表的示数为U₂.
(1)电阻Rx的表达式为R=__________(用测量值U₁、U₂及R0来表示).
(2)利用提供的实验器材,小华设计方案______(能/不能)准确测得电阻Rx的阻值,你判断的理由是___________________________________________.
不能
R0阻值太大,导致U1小于电压表的分度值,无法准确测出U1大小
2.小明学习欧姆定律后,利用一块电压表和阻值为R0的已知电阻,测量未知电阻Rx的阻值.他选择了满足实验要求的器材,并连接了部分实验电路图(如图所示).小明的实验要求是只闭合开关S和S₁时,电压表测量R0两端的电压U₁;只闭合开关S和S₂时,电压表测量电源两端的电压U₂.
(1)请你用笔画线代替导线将实验电路连接完整(只添加一根导线).
(2)请用已知量和测出的量表示出Rx,则Rx=_____________.
3.小明想利用一块已经调好的电压表和阻值已知的电阻R0等符合实验要求的器材,测量电阻RX的电阻值。他连接的部分电路如图所示。
⑴请你添加两根导线,把开关S2和S3连入电路,完成实验电路连接。
⑵开关S1、S3闭合,S2断开时,电压表的示数为U1;
开关S1、S2闭合,S3断开时,电压表的示数为U2。
请你利用U1、U2和R0表示RX,RX=____________。
I=(U2-U1)/R0
U1
U2
4.小明同学设计了图乙所示的电路进行测量.
①请根据图乙所示的电路,在下页图丙中用笔画线代替导线将实物图连接完整,
②正确连接电路后,小明先将开关S拨至“1”,调节变阻器的滑片至某一位置,此时电压表的示数如图丁所示,读数为U₁=_____V.
③再将开关S拨至“2”,当电阻箱的阻值调至R0=152 Ω,电压表示数恰为U₁,则待测电阻的阻值Rx=_________Ω.
④在将开关S拨至“2”时,不小心将滑动变阻器的滑片向右移动了少许,其他操作正确,则Rx的测量值_________(大于/等于/小于)真实值.
0.4
152
大于
×
5.在测量标有电压为3V的某小灯泡电阻的实验中,电源电压恒为6V,滑动变阻器的规格分别为“20Ω 0.2A”和“30Ω 1A”.
(1)设计电路如图甲所示,图乙是根据电路图连接的实物图,闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,发现小灯泡不亮,经检查是由于一根导线的一端连接错误.请在图乙中连接错误的导线上打“X”并用笔将改动后的导线画出,导线不允许交叉.
(2)正确连线后,开始实验.调节滑片,使电压表的示数为3V,小灯泡正常发光,此时电流表的示数如图丙所示为_______A.则小灯泡的电阻为_______Ω.
(3)让小灯泡两端电压逐次下调,使灯丝的温度不断降低,灯泡变暗直至完全不发光,计算每次的电阻,发现无法取平均值,这是因为______________________________________________________________.
(4)为了完成实验,应选用规格为_____________的滑动变阻器.
0.3
10
小灯泡的电阻受温度影响,取平均值没有意义
30Ω 1A
某中学的物理课外实验小组,用如图甲所示的电路来测量待测电阻Rx的阻值。其中,R0为定值电阻(R0=10 Ω),V为电压表,S₁为单刀单掷开关,S₂为单刀双掷开关,R为滑动变阻器,E为电源,采用如下步骤完成该实验:
(1)按照图甲所示实验电路图,用笔画线代替导线将图乙实物进行连线,组成完整电路(部分导线已连接)。
(2)在连线时开关S1应________(填“断开”或“闭合”),滑动变阻器的滑片P应移到_____(填“A”或“B”)端。
(3)闭合开关S₁,将开关S₂掷于1端,改变滑动变阻器滑片P的位置,记下此时电压表V的示数U₁;然后,将开关S2掷于2端,记下此时电压表V的示数U₂。待测电阻阻值的表达式R2=_______________(用R0、U1、U2表示)。
断开
B
(U2-U1)R0/U1
1、若只有一个电流表,一个已知最大阻值为Rab的滑动变阻器,一个开关,若干导线,测出未知电阻Rx的阻值。
1)闭合S,将滑片P移到a端,读出电流表示数I1.
2)闭合S,将滑片P移到b端,读出电流表示数I2.
3)
5. 滑动变阻器法
U=I1Rx
U=I2(Rx+Rab)
I1Rx=I2(Rx+Rab)
I1Rx=I2Rx+I2Rab
I1Rx-I2Rx=I2Rab
(I1-I2)Rx=I2Rab
Rx=I2Rab/(I1-I2)
1.将滑动变阻器置于B端,读出电流表的示数I1.
2.将滑动变阻器置于A端,读出电流表的示数I2.
3.计算出Rx= .
R0I1
I2 - I1
1.在“伏安法测电阻”的实验中,小红选用电源(电压未知且不变)、待测定值电阻Rx(约10 Ω)和符合要求的滑动变阻器(最大阻值R0已知)等器材,连接了图甲所示的实物电路。小红发现想利用图中已连好的实物电路测出Rx阻值,并设计了对应的电路图乙,请将下列实验步骤补充完整。
2.用伏安法测电阻,实验电路如图甲所示.
(1)大山同学在实验中的某次测量,电压表与电流表的读数如图乙所示,则此时待测电阻的阻值为___Ω.
(2)实验中,如果电压表突然损坏,已知滑动变阻器的最大阻值为R,被测电阻的阻值为Rx,电源电压保持不变,但电源电压未知,请你利用剩下的器材测出Rx,先在右边方框内画出此时的实验电路图;请你根据图丁的电路图,在图丙中用笔画线代替导线帮大山同学连接实物图(导线不能交叉);再简要写出实验过程和计算Rx的表达式.
a、实验过程:
① ________________________________________________________.
② ________________.
b、Rx的表达式:Rx=________________.
8
先将滑片移至最左端,测出此时的电流I1,则电源电压U=I1Rx
将滑片移至最右端,测出此时的电流I2,则电源电压U=I2Rx+I2R
I2R/(I1-I2)
1.若R0已知,利用图中各电路图,不能求出小灯泡电阻(不变)的是( )
A B C D
D
5.综合
2.下列四个图中,电阻R0的阻值已知,电源电压未知且保持不变,以下四个图中不能测出Rx阻值的是( )
A B C D
B
3.图示电路中(R0阻值已知),能测出Rx阻值的是( )
A.①②④ B.②③④ C.①② D.①④
D
4.某同学设计了以下四种电路,其中电源电压不变且未知,R0是已知阻值的定值电阻.在实验中不拆改电路的情况下,能够测量出未知电阻Rx阻值的电路是( )
A.只有① B.只有②③
C.只有①②③ D.①②③④都可以
C
5.为了测出未知电阻Rx的阻值,某同学利用阻值已知的电阻R0和一只电流表或电压表分别设计了如图所示的四种电路,其中可行的是(电源电压未知且不变)( )
A.(2)(4) B.(2)(3) C.(1)(3) D.(3)(4)
B
6.若要测一个额定电压为U0的小灯泡正常工作时的电阻,电源电压U不变,定值电阻R的阻值已知,在不改变电路连接的情况下,下列电路能实现的是______(仅一项正确).
C
7.小红准备测一只未知电阻(Rx =5~10 Ω)的阻值,手边有以下器材:电池组、电压表、电流表、开关、R0 =15 Ω的定值电阻、最大阻值为20 Ω 的滑动变阻器和几根导线.当她准备实验时,发现电流表已经损坏,但一时又找不到新的电流表替代,小红顿时犯了愁,请你利用现有器材设计一个实验方案,帮她完成实验.
(1)在方框内画出你设计的实验电路图.
(2)简述实验主要步骤,要求写出需要测量或记录的物理量.
(3)Rx的表达式是_________.
1、闭合S,将滑片P移到a端,
读出电压表示数U1.
2、闭合S,将滑片P移到b端,
读出电压表示数U2.
8.学习了欧姆定律的知识后,老师给同学们布置了设计不同方案测量未知电阻的任务,三位同学的设计方案如下:(2)小林的设计方案如图甲所示,闭合开关S,电流表A₁和A₂的示数分别为I₁和I₂,已知定值电阻的阻值为R0,则未知电阻Rx=____________(用I₁、I₂和R0表示)。(3)小刚的设计方案如图乙所示,闭合开关S后,先将开关S₁拨至触点____,移动滑动变阻器R的滑片P至适当位置,此时电压表的示数为U;保持滑片P的位置不变,再将开关S,拨至另一触点,_______________________,此时电阻箱的读数为R0,则未知电阻Rx=______.
R0I2/(I1-I2)
b
调节R1使电压表示数仍为U
R0
9.为了测定某一未知电阻的阻值,实验室只提供一个电压表、一只“6V,3W”的小灯泡L、两个开关S1和S2、导线若干和一个电压未知但恒定的电池组(不考虑小灯泡的电阻随温度变化).
(1)请你设计一个能够测出Rx值的可行电路,并将相应的电路图画在如图的方框内.(要求:只能选用上述提供的实验器材,电路连接好后各元件的连接位置不得改变)
(2)根据你设计的电路,写出实验步骤及需要直接测量的量,并据此推导出Rx的表达式.(用测量的量和RL表示)
1、断开S1、闭合S2、测出总电压U.
2、断开S2、闭合S1、测出电压Ux.
3、
10.小明要测量某未知电阻的阻值(整个实验过程中电源电压保持不变).
(1)按照图甲电路图正确连接电路后,闭合开关,小明发现电流表无示数,但电压表示数很大.电路中出现的故障原因是_________________.排除故障后,电流表和电压表的示数如图乙所示,则R0大小是_______Ω.接下来小明调整变阻器的滑片继续测量,这样做的目的是__________.
(2)小明想利用这些器材测量另一个未知电阻的阻值,但发现电流表已经损坏.小华帮他设计另一个实验方案:利用图丙所示的电路,先闭合开关s、s1,记下电压表的示数U1,再断开s1,记下电压表示数U2.则Rx=__________________(表达式用测得的量与已知量表示).
(3)利用甲的电路还可以探究“电流跟电压、电阻的关系”.在探究“电流跟电阻的关系”时,滑动变阻器除了具有保护电路的作用外,主要是为了_______________.
R0断路
6.25
多次测量求平均值减小误差
控制定值电阻两端的电压不变
(U1-U2)R0/U2
$