電阻器作為一種重要的電子元件,在科技產(chǎn)品中有著廣泛的應(yīng)用。其阻值的大小,一般是用數(shù)字直接標(biāo)示,也有用色環(huán)表示。
小東在實驗完畢檢查實驗儀器時,發(fā)現(xiàn)有一個電阻的銘牌掉落了,他想把這個電阻的阻值重新補(bǔ)上,有什么辦法能幫到他呢?(假如此時電阻兩端的電壓為2V,通過的電流為0.1A)
由 可得
你知道這種方法叫什么嗎?
多次測量求平均值:減少實驗誤差
更換一個電阻測量多次結(jié)果會相同嗎?
當(dāng)定值電阻兩端的電壓改變時,通過它的電流也改變,而電壓與電流的比值不變,即電阻阻值不變,證明了導(dǎo)體的電阻是由自身的性質(zhì)所決定的,與電壓和電流無關(guān)。
將定值電阻更換為小燈泡,測量它的電阻有大多?其發(fā)光和熄滅時的阻值是否是一樣的呢?
伏安法測量小燈泡的電阻
1. 按電路圖連接實物。2. 閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑動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)滑動變阻器的滑片,重復(fù)上述實驗。
注意:小燈泡電阻在發(fā)生變化,求平均值沒有意義。
改變小燈兩端的電壓,小燈泡電阻發(fā)生變化。
多次測量結(jié)果又是怎樣呢?
小燈泡的電阻會發(fā)生變化的原因是什么?
小燈泡電阻隨著電壓和電流的變化而發(fā)生變化(變大)。
小燈泡電阻的變化與溫度變化有關(guān)。
當(dāng)小燈兩端電壓越大,電流變大時,小燈泡變亮,溫度升高,小燈泡的電阻變大。
“2.5”表示小燈泡在兩端電壓為2.5V時正常發(fā)光。
該小燈泡正常發(fā)光時的電阻為:
正常發(fā)光時節(jié)能燈溫度遠(yuǎn)低于白熾燈
實驗中若出現(xiàn)燈泡不亮等情況,怎么辦呢,你知道原因嗎?
常見元件的電阻值· 本實驗用小燈泡電阻:不超過10Ω· 本實驗用滑動變阻器電阻范圍:0~50Ω· 電壓表:選用0~3V量程,內(nèi)阻約為3kΩ
幾種常見的電路故障(以伏安法測小燈泡電阻實驗為例)
【異?,F(xiàn)象1】小燈泡不發(fā)光;電流表無示數(shù);電壓表示數(shù)接近電源電壓。
電壓表有示數(shù)接近電源電壓
電壓表相當(dāng)于直接連在電源兩端
故障位置:電壓表兩接線柱之間
小燈泡與燈座未連接好;小燈泡的燈絲斷了。
由于電壓表電阻遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于滑動變阻器電即:因此:
【異?,F(xiàn)象2】小燈泡不發(fā)光;電流表有示數(shù);電壓表無示數(shù)。
電壓表相當(dāng)于接到了一根導(dǎo)線兩端
故障位置:不在小燈泡處
【異?,F(xiàn)象3】小燈泡不發(fā)光;電流表無示數(shù);電壓表無示數(shù)。
電路中哪里發(fā)生了故障?如何查找故障位置呢?
猜想一:電源可能沒電了?
猜想二:開關(guān)處或滑動變阻器處斷路?
猜想三:可能某根導(dǎo)線斷了?
將電壓表的正接線柱接在電源正極,負(fù)接線柱依次接電路中的A、B、點(diǎn),判斷出現(xiàn)故障的位置。
將電壓表的負(fù)接線柱接在電源負(fù)極,正接線柱依次接電路中的A、B、點(diǎn),判斷出現(xiàn)故障的位置。
伏安法測電阻實驗中的電路故障分析匯總
閉合開關(guān),燈泡不亮,電流表、電壓表有示數(shù)
(1)滑動變阻器接成定值電阻或接入電路的 阻值過大(移動滑片觀察燈泡是否發(fā)光);(2)電源電壓過低。
閉合開關(guān),燈泡不亮,電流表、電壓表無示數(shù)
(1)電源無電壓或電源斷路;(2)燈泡以外電源由斷路。
閉合開關(guān),燈泡不亮,電流表無示數(shù),電壓表有明顯偏轉(zhuǎn)并接近電源電壓。
閉合開關(guān),燈泡不亮,電流表有示數(shù),電壓表無示數(shù)。
(1)燈泡燈絲斷了或燈座與燈泡接觸不良;(2)電流表與電壓表互換,實際是電壓表串 聯(lián)在電路中。
燈泡短路或電壓表短路。
燈泡發(fā)光較暗,兩表示數(shù)較小,滑動滑片,電表示數(shù)和燈泡亮度無變化。
(1)滑動變阻器接成定值電阻或接入電路的    阻值過大(移動滑片觀察燈泡是否發(fā)光);(2)電源電壓過低。
燈泡發(fā)光較亮,兩表示數(shù)較大,滑動滑片,電表示數(shù)和燈泡亮度無變化。
滑動變阻器同時接入下面兩個接線柱。
燈泡發(fā)光,兩表均有示數(shù),滑動滑片,電表示數(shù)變化相反。
滑動變阻器同時接入上面兩個接線柱。
電壓表接在了滑動變阻器兩端。
電流表或者電壓表反方向偏轉(zhuǎn)。
連接電路時,連接完最后一根導(dǎo)線,燈泡即發(fā)光,電表指針來回擺動。
電流表或者電壓表偏轉(zhuǎn)角度很小。
(1)電流表或電壓表選擇的量程都很大;(2)電源電壓過低。
電流表或者電壓表指針偏轉(zhuǎn)超過最大刻度。
(1)量程選擇過??;(2)電路中出現(xiàn)短路或者斷路。(3)電源電壓過大
(1)連接電路時,開關(guān)未斷開;(2)電路中某處接觸不良。
滑動變阻器滑動滑片時,電表示數(shù)以及燈泡亮度無變化。
滑動變阻器連接錯誤,使滑動變阻器變成了定值電阻或?qū)Ь€。
無論怎么調(diào)節(jié)滑動變阻器,電壓表示數(shù)總小于小燈泡正常工作電壓。
電源電壓過低,需更換電源。
無論怎么調(diào)節(jié)滑動變阻器,電壓表示數(shù)總大于小燈泡正常工作電壓。
電源電壓過大或者所選擇的滑動變阻器阻值過小。
閉合開關(guān)瞬間,燈泡發(fā)出強(qiáng)光后立即熄滅,電流表指針偏轉(zhuǎn)后又回到零刻度線處,電壓表仍然有示數(shù)。
燈泡兩端電壓過高,滑動變阻器的滑片沒有設(shè)置阻值最大處或滑動變阻器接入了上面兩接線柱。
電路中只有電壓表或電流表時,可利用已知定值電阻R0(或已知規(guī)格的滑動變阻器R),此量電路電流或電壓,完成待測電阻的測量,解題思路如下:
定值電阻+電壓表 “電流表”
定值電阻+電流表 “電壓表”
2. 伏阻法測電阻(利用電壓表測量)
① 把定值電阻R0和待測電阻Rx串聯(lián),接入電路。②用電壓表分別測量出兩者的電壓U0、Ux。③計算出未知電阻Rx阻值。
【方法二】只有一個電壓表,不拆解電路測量未知電阻
如圖所示,閉合開關(guān)S、S0,讀出電壓表的示數(shù),記為U;斷開開關(guān)S0,讀出電壓表的示數(shù)為Ux,可知定值電阻R0兩端的電壓為U-Ux,求出電路中的電流為,進(jìn)而求出待測電阻阻值。
設(shè)計思路:串聯(lián)電路或者局部短路
① 將待測電阻Rx和滑動變阻器R' 和串聯(lián)接入電路。②閉合開關(guān),分別調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片置于阻值最小和最大位置的位置,并記下電壓表示數(shù)U1和U2。③計算出未知電阻Rx阻值的
(R ′為滑動變阻器的最大阻值)
【方法一】等效“電壓表”與被測電阻并聯(lián)
① 待測電阻Rx和已知電阻R0 并聯(lián)。②閉合開關(guān),分別讀出電流表示數(shù)I1和I2。③計算出待測電阻Rx阻值的的表達(dá)式。
3. 安阻法測電阻(利用電流表測量)
【方法二】只有一個電流表不拆解電路測量未知電阻
①如圖所示,閉合S和S1,記錄電流表的示數(shù)為I1;②閉合S斷開S1,記錄電流表的示數(shù)為I2;③用R0和測量出來的物理量表示Rx。
(0.5A- 0.2A)
① 將待測電阻Rx和滑動變阻器R' 和串聯(lián)接入電路。②閉合開關(guān),分別調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片置于阻值最小和最大位置的位置,并記下電流表示數(shù)I1和I2。③計算出未知電阻Rx阻值的表達(dá)式。
有沒有不需要計算就可以測量出未知電阻阻值的方法呢?
1.在測量電阻的實驗中,下列說法中錯誤的是( ?。〢.實驗原理是歐姆定律B.將變阻器連入電路時,滑片應(yīng)移動到使電路中的電流最小的位置C.在無法估計被測電壓、電流的大小時,應(yīng)采用試觸法選取合適的量程D.測量時只要測量一組數(shù)據(jù)即可
2.如圖所示是利用伏安法測電阻的部分電路,若考慮電表內(nèi)阻對電路的影響,則關(guān)于測量誤差和產(chǎn)生原因,下列說法正確的是( ?。?br/>A.測量值偏小,是由于電流表所測通過Rx電流偏小B.測量值偏小,是由于電壓表所測Rx兩端電壓偏小C.測量值偏大,是由于電流表所測通過Rx電流偏大D.測量值偏大,是由于電壓表所測Rx兩端電壓偏大
3. 在如圖所示的電路中,R為待測電阻,阻值約為5Ω。提供的器材有:滑動變阻器(10Ω 2A);電壓表,有2個量程,分別為0~3V、0~15V;電流表,有2個量程,分別為0~0.6A、0~3A;電池組為新干電池3節(jié)串聯(lián)。兩只電表的量程可采用以下4種選法,但為使測量時能較準(zhǔn)確地讀數(shù),最后兩只電表的量程應(yīng)采用( ?。?br/>A.0~0.6A和0~15V B.0~3A和0~15VC.0~0.6A和0~3V D.0~3A和0~3V
4. 用“伏安法測電阻”的實驗中,小雪和曉彤分別選用定值電阻和小燈泡為測量對象,在處理實驗數(shù)據(jù)時,分別畫出了U﹣I的圖象,如圖甲、乙所示。對于圖象的分析,以下說法錯誤的是(  )
A.由甲圖可知,定值電阻的阻值為1ΩB.由甲圖可知,電阻不隨其兩端的電壓和導(dǎo)體 中的電流而改變C.為了減小誤差,應(yīng)該用多次測量的方法,計 算小燈泡的電阻D.由乙圖及實驗現(xiàn)象可知:小燈泡的電阻隨燈 絲溫度的增加而增大
5.小含同學(xué)在“伏安法測電阻”的實驗中,器材如下:待測電阻Rx,阻值已知的定值電阻R0,電流表、電壓表各一只,開關(guān)、導(dǎo)線若干,電源一個(電壓恒定,大小未知)。(1)該實驗的實驗原理是________ (選填“ ”或“ ”或“U=IR”);
(2)如果實驗中只有一只電壓表或只有一只電流表,其他器材不變,則下列四種電路設(shè)計,能測出Rx的是____________。
6.如圖所示的四個電路中,電源電壓保持不變,R0為已知阻值的定值電阻。不能測出未知電阻Rx阻值的電路是( ?。?br/>  A.   B.   C. D.
伏安法測電阻實驗中的電路故障分析

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第3節(jié) 電阻的測量

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