内容正文:
第二十一讲 电阻的测量
聚焦•核心实验
【实验一】 “伏安法”测电阻
【核心解读】
项目 测定值电阻的阻值 测小灯泡的阻值
电路图
实验原理 R=
器
材
作
用 电压表 用电压表测量定值电阻(或小灯泡)两端的电压U
电流表 用电流表测量通过定值电阻(或小灯泡)的电流I
滑动
变阻器 1.保护电路;
2.改变定值电阻(或小灯泡)两端的电压
项目 测定值电阻的阻值 测小灯泡的阻值
实
验
关
键 多次测
量的目
的 获得多组实验数据,求电阻的平均值,
_________________ 研究小灯泡的电阻随温度变化的规律
I-U
图像
是一条直线,I与U成正比关系 是一条曲线,灯丝的电阻随温度的升高而增大
评估 1.测量小灯泡的电阻时不能求平均值的原因:___________________________________,求电阻的平均值没有意义。
2.数据呈现出“电流随电压的增大而减小”的原因:电压表接在了_______________两端
减小实验误差
小灯泡的电阻随温度的升高而增大
滑动变阻器
【考点透视】
【典题1】小明同学在做“用伏安法测电阻”的实验中:
基础点
(1)在连接电路时,开关S应处于_________状态,滑动变阻器的滑片P应放在电阻最_______的位置。
(2)小明同学连接了如图甲所示的电路,闭合开关,电流表
_______示数,电压表_______示数。(均选填“有”或“无”)
断开
大
无
有
(3)他仔细检查电路,发现有一根导线连接错误。请你在图甲中错误的导线上画“×”,并用笔画线代替导线画出正确的一根连接导线。
(3)答:
(4)小明同学用完好的器材按图甲正确连接好电路, “试触”时,发现电流表的指针偏转很小;移动滑动变阻器的滑片,发现指针偏转仍然较小。产生该现象的原因可能是____________________________。
电流表测量范围(量程)过大
(5)正确连接电路后,闭合开关,调节滑动变阻器滑片P,当电压表的示数为2 V时,观察到电流表示数如图乙所示,他记下数据并算出电阻R的阻值为_______Ω。
(6)同组的小斌同学继续向______(选填“A”或“B”)端移动滑片P,适当增大电阻R两端的电压,并进行了多次测量计算电阻的平均值,从而减小实验误差。
10
A
(7)小明将标有“2.5 V”小灯泡替换定值电阻,
测量该灯泡的电阻,调节滑动变阻器,测得实
验数据如表所示:
在分析实验数据时,发现一个数据有明显的错误,这个数据是_________;若此错误是看错电表测量范围(量程)导致的,则该数据的正确值应是_________。 根据实验数据可知,小灯泡在2.5 V 时的电阻是_________Ω。 实验完成后,分析数据发现,小灯泡电阻呈逐渐增大趋势,其原因可能是_________________________
_________。
物理量 第1次 第2次 第3次 第4次
电压/V 1.0 1.5 2.0 2.5
电流/A 0.14 1.00 0.25 0.30
电阻/Ω
1.00
0.20
8.33
小灯泡的电阻随温度升高
而变大
能力点
(8)在电学实验中,往往认为电压表、电流表对测量的电路没有影响,事实上电压表有大的电阻(简称内阻RV),在电路中有很小的电流通过电压表,而电流表有小的电阻(简称内阻RA),在电路中其两端也有很小的电压。在实验中可用如图所示的两种电路来进行伏安法测电阻。
丙图被称为电流表外接法,丁图被称为电流表内接法。在以上两图中,若电流表的示数都为I,内阻都为RA,电压表的示数都为U,内阻都为RV,则被测电阻的准确值分别为:
丙图:Rx=__________; 丁图:Rx=__________。
【实验二】常见特殊方法测电阻(拓展培优)
【核心解读】
实验方法 器材 实验电路图 实验步骤 表达式
双伏法 一只已知阻值的定值电阻R0、一只未知阻值的电阻Rx、两只电压表、电池、一个开关、一个滑动变阻器(没有此仪器也可)、足量的导线 ①对照电路图连接好电路,并将滑动变阻器的滑片滑至阻值最大处
②闭合开关,调节滑动变阻器滑片,读出电压表的示数分别为U1、U2 Rx=R0
Rx=R0
伏阻法 一只已知阻值的定值电阻R0、一只未知阻值的电阻Rx、一只电压表、电池、两个开关、足量的导线 ①对照电路图连接电路
②首先只闭合S,测出Rx两端的电压Ux
③再闭合S1,电压表测出电源电压U Rx=R0
实验方法 器材 实验电路图 实验步骤 表达式
伏滑法 滑动变阻器(已知最大阻值)、一只未知阻值的电阻Rx、一只电压表、电池、一个开关、足量的导线 ①闭合开关后,将滑动变阻器的滑片P移到最左端,滑动变阻器接入电路中的电阻为零,电压表测出电源电压U
②再将滑片P移到最右端,滑动变阻器阻值为最大,电压表测出Rx两端的电压Ux Rx=R'
安滑法 滑动变阻器(已知最大阻值)、一只未知阻值的电阻Rx、一只电流表、电池、一个开关、足量的导线 ①对照电路图连好实物图
②闭合开关S,当P在R'最左端时,读出 示数为I1; P在R'最右端时,读出 示数为I2 Rx=
实验方法 器材 实验电路图 实验步骤 表达式
双安法 一只已知阻值的定值电阻R1、一只未知阻值的电阻Rx、两只电流表、电池、一个开关、足量的导线 ①对照电路图连接好电路
②闭合开关,读出电流表 、
的示数分别为I1、I2 Rx=
Rx=
等效替代法 电源、单刀双掷开关、电流表、电阻箱、未知电阻Rx ①将S拨至a,读出电流表的示数Ia
②将S拨至b,调节电阻箱,使电流表的示数仍为Ia,读出电阻箱的示数R Rx=R
【考点透视】
【典题2】科技小组同学发现实验室里有一只标有“x Ω”的电阻(x为模糊不清的一个数字),于是为了测出这只电阻的阻值,三位同学通过不同的方式测得了该电阻的阻值。请在横线上将实验步骤补充完整。
(1)小明通过一个电压表和一个已知电阻R0,设计了如图甲
所示的电路。
①_____________________, 读出电压表的示数为U1;
②断开S2,电压表的示数为U2,此时通过Rx的电流为________;
③由此可得Rx的阻值为___________。(用已知量和测量量表示)。
开关S1和S2都闭合
R0
(2)小莉通过一个电流表和一个最大阻值为R0的滑动变阻器,设计了如图乙所示的电路。
①闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片,当滑片位于最左端时,读出电流表的示数,记为I1;
②____________________________________________,读出此时电流表的示数,记为I2;
③未知电阻Rx= __________ (用已知量和测量量表示)。
调节滑动变阻器的滑片,当滑片位于最右端时
R0
(3)小刚选择合适的器材、电阻箱(规格0~999 Ω)、若干开关及导线,连成如图丙所示的电路来测量未知电阻Rx的阻值,请帮助小刚完成下列实验步骤:
①小刚先将开关S拨至1,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;
②再将开关S拨至2,调节___________,使电压表的示数为_______,记下电阻箱的示数为R0;
③未知电阻Rx的阻值为_______。
电阻箱
U1
R0
云南•全国中考集训
【云南5年中考】
1.(2022·云南学业考)小明用“伏安法”测量未知电阻R的阻值。
(1)根据图甲的电路图,用笔画线代替导线,将图乙的实物图补充完整。要求:滑动变阻器滑片向右滑动时它的电阻增大,电压表选择合适的测量范围(量程)。
(1)答:
(2)闭合开关前要将滑动变阻器的滑片调到______端。
(3)电压表的示数为1.5 V时,电流表的示数(如图丙所示)为________A,可算出电阻R的阻值为______Ω。
(4)他接着移动滑动变阻器的滑片测出多组电压和电流的值,算出对应的电阻值及电阻的平均值,计算电阻的平均值的目的是_____________。
B
0.3
5
减小误差
(5)测出电阻R的阻值后,小明对标有“2.5 V”的小灯泡的电阻进行了测量,他测量了多组数据,如表所示。
小明发现5次测量的电阻值相差较大,和其他小组交流发现都存在类似情况,且小灯泡的电阻随电压减小而减小,亮度也变暗。同学们认为这种情况不是误差造成的,而是小灯泡电阻受_________影响;亮度越来越暗,是小灯泡两端电压越来越小,实际功率变_______的缘故。
次数 1 2 3 4 5
电压U/V 2.5 2.1 1.7 0.9 0.1
电流I/A 0.28 0.26 0.24 0.19 0.05
电阻R/Ω 8.93 8.08 7.08 4.74 2.00
小灯泡亮度 亮度越来越暗
温度
小
【全国中考精选】
2.(2025·武汉中考)某同学利用如图甲所示的电路测量定值电阻的阻值,实验中电源电压保持不变,滑动变阻器的规格为“30 Ω 1.0 A”。
(1)该同学接错了一根导线,请你在这根导
线上打“×”,并补画出正确的那根导线。
(1)答:
(2)正确改接电路后,将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处,闭合开关,电流表示数如图乙所示,此时电路中的电流为_________A,电压表示数为零,接着将滑动变阻器的滑片移到阻值最小处,发现电流表示数增加了0.24 A,电压表示数始终为零,原因可能是_______(填序号)。
①定值电阻被短接
②电压表测量范围(量程)选大了
③电压表和定值电阻左端接线柱相连的导线断路
(3)解决问题后,接着进行实验,该同学最终测出定值电阻的阻值约为_______Ω,选用的电源电压约为______V。
0.16
③
20
8
3.(2025·长沙中考)如图是测量额定电压为2.5 V 的
小灯泡电阻的实验电路。
(1)连接电路时,开关应处于_________状态;
(2)请你用笔画线表示导线将电路连接完整;
(2)答:
断开
(3)为了测量小灯泡正常工作时的电阻,小星在调节滑动变阻器时,应该通过观察
______(选填序号)来判断小灯泡是否正常工作;
A.灯泡亮度 B.电压表示数 C.电流表示数
(4)小灯泡正常发光后,调节滑动变阻器,让电压逐次下调,灯泡变暗直至完全不发光,测量的数据如表所示。检查小星的数据表,你认为第______次实验的数据存在明显错误。
实验次数 1 2 3 4 5 6 7
电压U/V 2.5 2.1 1.7 1.3 0.9 0.5 0.1
电流I/A 0.28 0.26 0.24 0.21 0.9 0.16 0.05
小灯泡的电阻R/Ω 8.9 8.1 7.1 6.2 1 3.1 2
B
5
$