第十七章 歐姆定律第3課 電阻的測(cè)量
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知識(shí)回顧
電阻的概念
電阻是導(dǎo)體的一種性質(zhì),表示導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用。導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體的長(zhǎng)度、橫截面積和導(dǎo)體材料有關(guān),與導(dǎo)體是否接入電路以及導(dǎo)體兩端電壓和通過(guò)的電流大小無(wú)關(guān)。
1
由歐姆定律可知,同一導(dǎo)體兩端的電壓與通過(guò)的電流之比是不變的,這個(gè)比值就是電阻的大小。
2
想一想
電阻器(電阻)是一種重要的電子元件,在各種電路和科技產(chǎn)品中有著重要的應(yīng)用(手機(jī)、電視機(jī)、電腦等都要用到電阻器)。
你見(jiàn)過(guò)電阻器嗎?
電阻器的阻值是有大小的,有的用數(shù)字直接標(biāo)在上面,有的用色環(huán)表示。
想一想
現(xiàn)在有一電阻器,上面所標(biāo)的阻值看不清楚,但是又想知道阻值的大小,你能想出辦法呢?
看不清楚
通過(guò)測(cè)量導(dǎo)體兩端電壓和通過(guò)它的電流,利用公式求出導(dǎo)體電阻的方法叫”伏安法“測(cè)電阻。
課堂講解
01
電阻測(cè)量
02
伏安法測(cè)小燈泡電阻
03
特殊方法測(cè)電阻
電阻測(cè)量
實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br>測(cè)量導(dǎo)體的電阻
實(shí)驗(yàn)原理
實(shí)驗(yàn)器材
電源(電池)兩節(jié)、被測(cè)電阻R、開(kāi)關(guān)、電流表、電壓表和導(dǎo)線若干。
實(shí)驗(yàn)方案
①把待測(cè)阻值電阻R接入電路中,用電流表測(cè)出通過(guò)的電流I,用電壓表測(cè)出兩端的電壓U,根據(jù) 可以計(jì)算出電阻值的大小。
實(shí)驗(yàn)方案
②改變電阻R兩端電壓的方法為減小誤差,應(yīng)該改變待測(cè)電阻兩端的電壓進(jìn)行多次測(cè)量取平均值。想一想,怎樣改變電阻R兩端的電壓?
方案一:通過(guò)改變電池的節(jié)數(shù)改變待測(cè)電阻兩端的電壓。
一節(jié)干電池電壓1.5伏
二節(jié)串聯(lián)后電壓為3伏
三節(jié)串聯(lián)后電壓為4.5伏
實(shí)驗(yàn)方案
方案二:使用滑動(dòng)變阻器改變待測(cè)電阻兩端的電壓。
如圖所示,當(dāng)變阻器的滑片P向左移動(dòng)時(shí),變阻器連入電路的阻值變小,則待測(cè)電阻兩端的電壓變大,通過(guò)的電流也變大。
把滑動(dòng)變阻器R'與待測(cè)電阻R串聯(lián)在電路中,通過(guò)移動(dòng)變阻器滑片的位置來(lái)改變待測(cè)電阻兩端的電壓。
實(shí)驗(yàn)方案
③設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表格
實(shí)驗(yàn)步驟
①觀察實(shí)驗(yàn)器材,根據(jù)電路圖連接電路
連接電路時(shí)開(kāi)關(guān)要斷開(kāi),變阻器的滑片要調(diào)節(jié)到阻值最大端(右端)。
實(shí)驗(yàn)步驟
②閉合電鍵,讀出電壓表與電流表的示數(shù),記入表格中。
③移動(dòng)變阻器的滑片,改變待測(cè)電阻兩端的電壓和電流,讀出電壓表與電流表的示數(shù),記入表格中。
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與計(jì)算
1.0
0.20
5.0
2.0
0.39
5.1
3.0
0.58
5.2
5.1
計(jì)算電阻的平均值: R =(5Ω+5.1Ω+5.2Ω)/3=5.1Ω
總結(jié)歸納
1.通過(guò)實(shí)驗(yàn),我們得到定值電阻R的阻值是 ;2.通過(guò)測(cè)量可以得到的結(jié)論是: 。
10Ω
電阻是導(dǎo)體本身一種屬性,與導(dǎo)體電壓和電流無(wú)關(guān)
提出問(wèn)題
1.分析每次測(cè)量產(chǎn)生誤差的原因;2.開(kāi)始測(cè)量時(shí),為什么要把變阻器劃片放在最右端?3.本次實(shí)驗(yàn),電流表和電壓表的量程選哪個(gè)比較合適?4.實(shí)驗(yàn)中,變阻器劃片往哪個(gè)方向移動(dòng)電流會(huì)增大?5.如果把定值電阻換作小燈泡,重復(fù)上述實(shí)驗(yàn),會(huì)有什么不同?
視頻小結(jié)
1.以下為某同學(xué)在“伏安法測(cè)導(dǎo)體電阻”實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的部分操作,其中正確的是(?。.連接電路時(shí),應(yīng)先閉合開(kāi)關(guān);B.連接電表時(shí),應(yīng)先選小量程;C.閉合開(kāi)關(guān)時(shí),應(yīng)先將變阻器滑片移到阻值最大處;D.計(jì)算電阻時(shí),應(yīng)先計(jì)算電壓平均值與電流平均值
【解析】AC.為了安全,防止電流過(guò)大,連接電路時(shí),應(yīng)斷開(kāi)開(kāi)關(guān),并將滑動(dòng)變阻器的滑片移到阻值最大處,故A錯(cuò)誤、C正確;B.連接電表時(shí),為了防止電流過(guò)大損壞電表,應(yīng)先選用大量程試觸,再確定合適的量程,故B錯(cuò)誤;D.“伏安法測(cè)導(dǎo)體電阻”的實(shí)驗(yàn)中,由可知需利用電壓表測(cè)出電阻兩端電壓,利用電流表測(cè)量通過(guò)電阻的電流,再利用求出電阻的阻值,多次實(shí)驗(yàn)求出多個(gè)電阻值,最后求電阻的平均值,故D錯(cuò)誤。故選C。
2.為了測(cè)一未知電阻Rx的阻值,小明連接了如圖甲所示的電路。電源電壓恒為6V,滑動(dòng)變阻器標(biāo)有“40Ω 1A”。(1)圖甲中有一根導(dǎo)線未連接,請(qǐng)用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線將電路連接完整;______(2)正確連接電路后,閉合開(kāi)關(guān),調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片P,當(dāng)電流表的示數(shù)為0.5A時(shí),電壓表的示數(shù)如圖乙所示,則測(cè)出的定值電阻Rx的阻值為 _____Ω;
(3)小明繼續(xù)移動(dòng)滑片P,進(jìn)行了多次測(cè)量,目的是 _____(填序號(hào));①計(jì)算電阻的平均值從而減小實(shí)驗(yàn)誤差???②避免實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)偶然性和片面性的結(jié)果(4)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,小明用四個(gè)定值電阻(5Ω,10Ω,20Ω,40Ω)分別替換Rx,利用圖甲電路繼續(xù)探究“電流與電阻的關(guān)系”。圖丙所示是小明根據(jù)實(shí)驗(yàn)所測(cè)數(shù)據(jù)畫(huà)出的電流隨電阻變化的圖像,分析圖像可知:①實(shí)驗(yàn)過(guò)程定值電阻兩端電壓控制在 _____V不變;②四次實(shí)驗(yàn)中將滑動(dòng)變阻器接入電路的最大阻值是 _____Ω。
【解析】(1)[1]滑動(dòng)變阻器要一上一下連接在電路中與待測(cè)電阻串聯(lián),如下圖所示:(2)[2]由乙圖可知,電壓表量程為0~3V,分度值為0.1V,故讀數(shù)為2.6V,根據(jù)歐姆定律可得待測(cè)電阻為(3)[3]一次測(cè)量的結(jié)果誤差較大,故測(cè)電阻Rx時(shí),多次移動(dòng)滑片的目的是計(jì)算電阻的平均值,從而減小實(shí)驗(yàn)誤差。故①符合題意,②不符合題意。故選①。
(4)①[4]由圖丙知,電阻的電流與電阻之積為U′=IR=0.8A×5Ω=0.4A×10Ω=0.2A×20Ω=0.1A×40Ω=4V即實(shí)驗(yàn)過(guò)程定值電阻兩端電壓控制在4V不變。②[5]R兩端電壓保持4V不變,根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律,則滑動(dòng)變阻器兩端電壓為U滑=U總﹣U′=6V﹣4V=2V當(dāng)電路中電流最小時(shí),總電阻電阻最大,即滑動(dòng)變阻器接入電路阻值最大,由圖可知Imin=0.1A由歐姆定律,則滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻為所以滑動(dòng)變阻器接入電路的最大阻值是20Ω。
伏安法測(cè)小燈泡電阻
沒(méi)有發(fā)光的燈泡
正在發(fā)光的小燈泡與沒(méi)有發(fā)光的小燈泡電阻相同嗎?
實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br>伏安法測(cè)小燈泡的電阻
實(shí)驗(yàn)原理
實(shí)驗(yàn)器材
電源、電壓表、電流表、滑動(dòng)變阻器、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線、小燈泡。
實(shí)驗(yàn)電路
連接電路時(shí)開(kāi)關(guān)要斷開(kāi),變阻器的滑片要調(diào)節(jié)到阻值最大端(右端)。
實(shí)驗(yàn)電路圖
實(shí)驗(yàn)實(shí)物圖
實(shí)驗(yàn)步驟
①按電路圖連接實(shí)物。②閉合開(kāi)關(guān),調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片至適當(dāng)位置,記錄電壓表、電流表的示數(shù)。③多次調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片,重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)。
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與計(jì)算
原因:當(dāng)燈兩端電壓變大時(shí),燈絲溫度升高。
3.在“測(cè)量小燈泡電阻”的實(shí)驗(yàn)中,現(xiàn)有器材:額定電壓為2.5V的小燈泡(電阻約為10Ω)、6V的電源、電流表、電壓表、開(kāi)關(guān)、滑動(dòng)變阻器各1個(gè)、導(dǎo)線若干。(1)請(qǐng)用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線,將如圖甲所示的實(shí)物電路連接完整(導(dǎo)線不得交叉);( )(2)正確連接好電路,閉合開(kāi)關(guān)前,滑動(dòng)變阻器的滑片P應(yīng)置于________(選填“A”或“B”)端;
(3)正確連接完電路,閉合開(kāi)關(guān)后,發(fā)現(xiàn)無(wú)論怎樣移動(dòng)滑片P,小燈泡都不亮,電流表幾乎無(wú)示數(shù),但電壓表示數(shù)明顯。仔細(xì)檢查,確認(rèn)連接無(wú)誤。那么出現(xiàn)的電路故障有可能是下列各種情況中的________(選填代號(hào))A.電流表內(nèi)部發(fā)生開(kāi)路 B.燈泡的燈絲斷了C.燈座的內(nèi)部出現(xiàn)短路 D.滑動(dòng)變阻器電阻線斷了(4)排出故障后,閉合開(kāi)關(guān),調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片,當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時(shí),電流表表盤(pán)如圖乙所示,則此時(shí)小燈泡的電阻為_(kāi)_______Ω;(若除不盡,請(qǐng)保留一位小數(shù))(5)如果把本實(shí)驗(yàn)中的小燈泡換成一個(gè)定值電阻,利用這些實(shí)驗(yàn)器材就可以“探究電流與______的關(guān)系”。
【解析】(1)[1]滑動(dòng)變阻器必須保持“一上一下”的接法,所以開(kāi)關(guān)右端和滑動(dòng)變阻器的上面左端或者右端相連都可以;電壓表接在燈泡兩端,燈泡額定電壓為2.5V,所以電壓表選擇小量程,故答案如下:(2)[2]開(kāi)關(guān)閉合前,滑動(dòng)變阻器的滑片必須處于阻值最大處,所以滑動(dòng)變阻器滑片要放在A端。
(3)[3]正確連接完電路,閉合開(kāi)關(guān)后,發(fā)現(xiàn)無(wú)論怎樣移動(dòng)滑片P,小燈泡都不亮,電流表幾乎無(wú)示數(shù),但電壓表示數(shù)明顯。確保連接也無(wú)誤,那只能說(shuō)明電壓表串聯(lián)進(jìn)入電路中,電路中的電阻太大,導(dǎo)致電流太小,也就是燈泡發(fā)生斷路故障,故答案選B。(4)[4]由圖可以讀出燈泡正常發(fā)光時(shí),電流表示數(shù)I=0.26A,所以根據(jù)公式可得(5)[5]將小燈泡換成定值電阻,其阻值不變,根據(jù)實(shí)驗(yàn)器材,正好可以研究電流與電壓之間的關(guān)系。
4.小明用如圖甲所示電路測(cè)量額定電壓為2.5V的小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻,電源電壓是6V;(1)連接好電路后,閉合開(kāi)關(guān),當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片位于某位置時(shí),電壓表示數(shù)為1.5V,為測(cè)量小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻,應(yīng)將滑片向______(選填“左”或“右”)移動(dòng);
(2)小明根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制的小燈泡I﹣U圖像如圖乙所示,請(qǐng)結(jié)合圖像分析,小明選用的滑動(dòng)變阻器的規(guī)格是______(選填序號(hào))。A.“10Ω 0.5A”B.“50Ω 0.3A”C.“100Ω 0.2A”(3)由圖像可知,小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻為_(kāi)_____Ω。
【解析】(1)[1]連接好電路后,閉合開(kāi)關(guān),滑動(dòng)變阻器與燈泡串聯(lián),電壓表測(cè)量燈泡兩端電壓,當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片位于某位置時(shí),電壓表示數(shù)為1.5V,由于小燈泡的額定電壓為2.5V,為測(cè)量小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻,應(yīng)將滑片向右移動(dòng),變阻器接入電阻減小,其兩端分壓減小,燈泡兩端分壓增大。(2)[2]A.根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制的小燈泡I﹣U圖像如圖乙所示,當(dāng)電壓表示數(shù)為1.5V時(shí),電路中電流為0.2A,此時(shí)滑動(dòng)變阻器兩端電壓為UR=U0-U=6V-1.5V=4.5V此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為即變阻器的最大阻值不應(yīng)低于22.5Ω,故A不符合題意;
BC.根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制的小燈泡I﹣U圖像如圖乙所示,當(dāng)電壓表示數(shù)為2.5V時(shí),電路中電流為0.25A,則滑動(dòng)變阻器的允許通過(guò)電流不應(yīng)低于0.25A;由A選項(xiàng)分析可知,滑動(dòng)變阻器的最大阻值不應(yīng)低于22.5Ω,故B符合題意,C不符合題意。故選B。(3)[3]由圖像可知,當(dāng)電壓表示數(shù)為2.5V時(shí),電路中電流為0.25A,小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻為
特殊方法測(cè)電阻
小紅準(zhǔn)備測(cè)一只未知電阻(估計(jì)Rx=5~10Ω)的阻值,手邊有以下器材:電池組、電壓表、開(kāi)關(guān)、R0=15Ω的定值電阻、最大阻值為20Ω的滑動(dòng)變阻器R′ 和幾根導(dǎo)線。當(dāng)她準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)時(shí),發(fā)現(xiàn)沒(méi)有電流表,但一時(shí)又找不到。如果你遇到這種問(wèn)題,你該怎么辦?
想一想
下面學(xué)習(xí)幾種測(cè)電阻的特殊方法
① 把定值電阻R0和未知電阻Rx串聯(lián)起來(lái),如圖所示。
?
I0 =Ix
③計(jì)算出未知電阻Rx阻值的表達(dá)式為:
②用電壓表分別測(cè)量出兩者的電壓U0、Ux;
①如圖所示,首先將開(kāi)關(guān)S、S0閉合,讀出電壓表的示數(shù),記為U;斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S0,讀出電壓表的示數(shù)為Ux。
②計(jì)算:定值電阻R0兩端的電壓為U-Ux,則電路中的電流為
Rx阻值為:
① 可把未知電阻Rx和滑動(dòng)變阻器R '和串聯(lián)起來(lái),如圖所示。
②如圖所示,滑片置于阻值最小的位置,閉合開(kāi)關(guān),記下電壓表示數(shù)U1;滑片置于阻值最大的位置,記下電壓表示數(shù)U2。
(R ′為滑動(dòng)變阻器的最大阻值)
小紅準(zhǔn)備測(cè)一只未知電阻(估計(jì)Rx=5~10Ω)的阻值,手邊有以下器材:電池組、電壓表、電流表、開(kāi)關(guān)、R0=15Ω的定值電阻、最大阻值為20Ω的滑動(dòng)變阻器R′ 和幾根導(dǎo)線。當(dāng)她準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)時(shí),發(fā)現(xiàn)電壓表已經(jīng)損壞,但一時(shí)又找不到新的電壓表替代,你能否用手頭的器材想辦法測(cè)出未知電阻的阻值?
如圖所示,將未知電阻和定值電阻并聯(lián)接入電路中,用電流表分別測(cè)R0、Rx的電流為I0、Ix,則未知電阻Rx阻值的表達(dá)式為
U0= Ux
I0 R0=Ix Rx
①如圖所示,閉合開(kāi)關(guān)S1、S2,記下電流表示數(shù)為Ix;②斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S2,記下電流表示數(shù)為I,未知電阻Rx阻值的表達(dá)式為:
①電源電壓為U=Ix Rx ②斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S2,電流為I, 電源電壓為U=I( Rx + R0 )
未知電阻Rx阻值的表達(dá)式為:
如圖所示,滑片置于阻值最小的位置,閉合開(kāi)關(guān),記下電流表示數(shù)為Ix;滑片置于阻值最大的位置,記下電流表示數(shù)為I,未知電阻Rx阻值的表達(dá)式為:
5.某同學(xué)設(shè)計(jì)了以下四種電路,其中電源電壓不變且未知,R0是已知阻值的定值電阻.在實(shí)驗(yàn)中不拆改電路的情況下,能夠測(cè)量出未知電阻Rx阻值的電路是( )。A.只有① B.只有②③ C.只有①②③ D.①②③④都可以
【解析】由圖知,①只閉合S1時(shí),電路是只有R0的基本電路,電流表測(cè)量通過(guò)R0的電流I0;再閉合S2,兩只電阻并聯(lián),電流表測(cè)量干路電流I,根據(jù)電源電壓不變列式I0R0=(I﹣I0)Rx可求出Rx的阻值,故能測(cè)出Rx阻值;②只閉合S2時(shí),兩電阻串聯(lián),電流表測(cè)電路中電流I1;兩開(kāi)關(guān)都閉合時(shí)只有R0接入電路中,電流表測(cè)此時(shí)電路中電流I0,根據(jù)電源電壓不變列式I1(R0+Rx)=I 0R 0可求出Rx的阻值,故能測(cè)出Rx阻值;
③閉合開(kāi)關(guān)S、S2,兩只電阻串聯(lián),電壓表測(cè)量電源電壓為U;閉合S,斷開(kāi)S2,閉合S1,電壓表測(cè)量電阻R0兩端電壓U0,根據(jù)電路電流相等列式可求出Rx的阻值,故能測(cè)出Rx阻值;④閉合開(kāi)關(guān)S,S1接1,兩只電阻串聯(lián),電壓表測(cè)量R0兩端電壓為U0;S1接2,電壓表反接,不能測(cè)量Rx兩端電壓Ux,僅有一個(gè)電壓值,不能測(cè)出Rx阻值。故C符合題意。
6.一位同學(xué)按照如圖所示的電路做實(shí)驗(yàn),此時(shí)兩表示數(shù)如圖所示(指針均指向刻度上),其中電壓表示數(shù)為 _____V,電阻Rx的阻值為 _____。
【解析】[1]由圖知,電壓表使用的是0~3V量程,分度值為0.1V,示數(shù)為2V。[2] 電壓表測(cè)Rx兩端電壓,所以Rx兩端的電壓U=2V電流表使用的是0~0.6A量程,分度值為0.02A,示數(shù)為0.4A,即通過(guò)Rx的電流I=0.4A由歐姆定律可得
課堂總結(jié)
思維導(dǎo)圖
歸類(lèi)練習(xí)
類(lèi)型1:伏安法測(cè)定值電阻阻值
1.如圖所示,甲是用“伏安法”測(cè)量未知電阻Rx的實(shí)物電路圖。(1)請(qǐng)用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線連接實(shí)物圖甲,要求變阻器滑片左移,電流表示數(shù)變小______;(2)連接電路時(shí),開(kāi)關(guān)應(yīng)處于______狀態(tài)。閉合開(kāi)關(guān)后,小陳發(fā)現(xiàn)電流表幾乎無(wú)示數(shù),電壓表指針明顯偏轉(zhuǎn),則出現(xiàn)的故障可能是______;(3)排除故障后,閉合開(kāi)關(guān),當(dāng)滑片移動(dòng)到某位置時(shí),電壓表示數(shù)為2.4V,電流表示數(shù)如圖乙所示,其讀數(shù)為_(kāi)_____A,則未知電阻Rx=______Ω;
類(lèi)型1:伏安法測(cè)定值電阻阻值
(3)排除故障后,閉合開(kāi)關(guān),當(dāng)滑片移動(dòng)到某位置時(shí),電壓表示數(shù)為2.4V,電流表示數(shù)如圖乙所示,其讀數(shù)為_(kāi)_____A,則未知電阻Rx=______Ω;(4)若實(shí)驗(yàn)中電壓表?yè)p壞,利用其它的原有器材也能測(cè)出未知電阻Rx的阻值。實(shí)驗(yàn)電路如圖丙所示(滑動(dòng)變阻器最大阻值為R0,電源電壓未知且不變),請(qǐng)將下列相關(guān)實(shí)驗(yàn)步驟補(bǔ)充完整:①閉合開(kāi)關(guān)S,將滑動(dòng)變阻器的滑片P移到a端,記錄電流表示數(shù)為I1;②閉合開(kāi)關(guān)S,將滑動(dòng)變阻器的滑片P移到______端,記錄電流表示數(shù)I2;③寫(xiě)出待測(cè)電阻的表達(dá)式Rx=______(用已知量R0和測(cè)量量符號(hào)表示)。
類(lèi)型1:伏安法測(cè)定值電阻阻值
【解析】(1)[1]滑動(dòng)變阻器應(yīng)串聯(lián)在電路中,根據(jù)題目中的要求:變阻器滑片左移,電流表示數(shù)變小,可知應(yīng)連接變阻器下右接線柱:如下圖所示:(2)[2][3]在做電學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí),為了保護(hù)電路,在連接電路過(guò)程中,開(kāi)關(guān)應(yīng)是斷開(kāi)的;電流表幾乎無(wú)示數(shù),電壓表指針明顯偏轉(zhuǎn),這樣的故障應(yīng)是與電壓表并聯(lián)的部分出現(xiàn)了斷路,電壓表串聯(lián)到了電路中,由圖示可知,與電壓表并聯(lián)的只有待測(cè)電阻Rx,故應(yīng)是電阻Rx斷路。
類(lèi)型1:伏安法測(cè)定值電阻阻值
(3)[4][5]由圖示可知,電流表的示數(shù)為0.24A,則可得待測(cè)電阻的阻值(4)②[6]根據(jù)題意可知,應(yīng)將滑片移到b端,記錄電流表示數(shù)I2;③[7]Rx表達(dá)式的推導(dǎo):步驟②,閉合開(kāi)關(guān)S,將滑動(dòng)變阻器的滑片P移到b端,Rx被短路,只有R0工作,電流表示數(shù)為I2;所以電源電壓:U=I2R0步驟①,閉合開(kāi)關(guān)S,將滑動(dòng)變阻器的滑片P移到a端,兩電阻并聯(lián),總電流為I1;兩次實(shí)驗(yàn)中,R0兩端電壓均等于電源電壓,R0阻值不變,所以通過(guò)R0的電流均為I2,
類(lèi)型1:伏安法測(cè)定值電阻阻值
根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)可得,通過(guò)待測(cè)電阻的電流Ix=I1﹣I2并聯(lián)電路電壓相等,則待測(cè)電阻兩端的電壓:Ux=U=I2R0待測(cè)電阻
類(lèi)型2:伏安法測(cè)小燈泡的電阻
2.在探究“小燈泡燈絲的電阻與溫度的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中,電源電壓4.5V,小燈泡額定電壓為2.5V、電阻約為10Ω。
類(lèi)型2:伏安法測(cè)小燈泡的電阻
(1)小葉同學(xué)閉合開(kāi)關(guān),移動(dòng)滑片P到某一點(diǎn)時(shí),從電壓表獲得了第一個(gè)示數(shù)(如圖乙所示)為 _____V,若繼續(xù)探究,他應(yīng)將圖甲中滑片P向 _____(選填“A”或“B”)端移動(dòng)。(2)多次移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片,并將測(cè)量數(shù)據(jù)填寫(xiě)到表格當(dāng)中,然后繪制成圖丙所示的I﹣U圖像,根據(jù)圖像信息,可以得出:燈絲的電阻隨溫度的升高而 _____(選填“增大”、“不變”或“減小”)。(3)小亮還想知道小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻是多少,盡管他發(fā)現(xiàn)表格中沒(méi)有收集相應(yīng)的數(shù)據(jù),但還是找到了辦法并計(jì)算了出來(lái),他得到的阻值是 _____Ω。
類(lèi)型2:伏安法測(cè)小燈泡的電阻
【解析】(1)[1][2]由圖甲知電壓表量程為0~3V,分度值為0.1V,則電壓表示數(shù)為2.9V;因燈泡兩端電壓大于額定電壓,故應(yīng)減小燈泡兩端的電壓,根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律知需要增大滑動(dòng)變阻器兩端的電壓,由串聯(lián)電路的分壓作用知應(yīng)增大滑動(dòng)變阻器的接入電阻,實(shí)驗(yàn)滑動(dòng)變阻器滑片應(yīng)向A端移動(dòng)。(2)[3]由圖象可知,當(dāng)溫度升高時(shí),電壓的變化量比電流的變化量大,根據(jù)可知,燈絲電阻隨溫度的升高而增大。(3)[4]小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓等于額定電壓,小燈泡的額定電壓為2.5V,由圖知當(dāng)小燈泡兩端的電壓為2.5V時(shí),通過(guò)小燈泡的電流為0.2A,根據(jù)歐姆定律 知小燈泡正常發(fā)光的電阻為
類(lèi)型3:伏阻法測(cè)定值
3.某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的電路測(cè)量未知電阻 R X 的阻值。已知 R 0 為定值電阻, R 為滑動(dòng)變阻器。( 1 )開(kāi)關(guān) S 閉合前,應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片 P 置于 __________ 端(填“ a ”或“ b ”),目的是 __________ 。( 2 )閉合開(kāi)關(guān) S ,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,得到電壓表 V 1 的示數(shù)為 U 1 ,電壓表 V 2 的示數(shù)為 U 2 ,則被測(cè)的阻值 R x= ___________ 。( 3 )該同學(xué)測(cè)量一次后,就計(jì)算出了該電阻的阻值,你認(rèn)為該實(shí)驗(yàn)結(jié)論的得出 _______ (選填“妥當(dāng)”或“不妥當(dāng)”),理由是 __________________ 。
類(lèi)型3:伏阻法測(cè)定值
【解析】( 1 ) [1] [2] 在連接電路時(shí),為了保護(hù)電路,避免電路中電流過(guò)大燒壞用電器,應(yīng)該將滑動(dòng)變阻器調(diào)至最大阻值處,即將滑片 P 調(diào)至 b 端。( 2 ) [3] 圖中電阻 R x 和 R 0 串聯(lián),串聯(lián)電路各處電流相同,故化簡(jiǎn)得( 3 ) [4][5] 應(yīng)該進(jìn)行多次測(cè)量求平均值,減小誤差,所以這位同學(xué)只進(jìn)行一次實(shí)驗(yàn)就計(jì)算出未知電阻的阻值是不妥當(dāng)?shù)摹?br>類(lèi)型4:安阻法測(cè)定值
4.小京依據(jù)圖所示電路測(cè)量未知電阻 R x (阻值約為 20 Ω )的阻值時(shí),找到如下實(shí)驗(yàn)器材:穩(wěn)壓學(xué)生電源(電源電壓約 6 V 且保持不變)、電流表(量程“0~0.6 A”,“0~3 A”)、電阻箱 R1( 0~999.9 Ω )各 1 個(gè),開(kāi)關(guān)兩個(gè),導(dǎo)線若干。( 1 )實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,為了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)盡可能精確,電流表應(yīng)選用的量程為 _____(選填 “0~0.6 A” 或 “0~3 A”)。
類(lèi)型4:安阻法測(cè)定值
( 2 )請(qǐng)將實(shí)驗(yàn)步驟補(bǔ)充完整:① 電流表調(diào)零,斷開(kāi)開(kāi)關(guān) S 1 、 S 2 ,將電阻箱調(diào)節(jié)到最大阻值,按圖連接實(shí)驗(yàn)電路;② 閉合開(kāi)關(guān) S 1 、 S 2 ,此時(shí)電流表示數(shù)為 I ;③ 保持開(kāi)關(guān) ____ 閉合,斷開(kāi)開(kāi)關(guān) _____ ,調(diào)節(jié)電阻箱,使得電流表示數(shù)為 I ,此時(shí)電阻箱的示數(shù)為 R ;④ 待測(cè)電阻 R x = ______ 。
類(lèi)型4:安阻法測(cè)定值
【解析】(1) 電源電壓約為 6V ,未知電阻 R x (阻值約為 20Ω ),由歐姆定律,電路中的最大電流約為:故實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,為了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)盡可能精確,電流表應(yīng)選用的量程為 “0 ~ 0.6A” ;(2) 保持開(kāi)關(guān) S 1 閉合,斷開(kāi)開(kāi)關(guān) S 2 ,此時(shí)兩電阻串聯(lián),調(diào)節(jié)電阻箱,使得電流表示數(shù)為(1/2)I,此時(shí)電阻箱的示數(shù)為 R ,根據(jù)電阻的串聯(lián)規(guī)律可得R 串聯(lián) =R x +R因電源電壓不變,故電流與電阻成反比,故故待測(cè)電阻 R x =R。
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第3節(jié) 電阻的測(cè)量

版本: 人教版

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