第3節(jié)電阻的測量（原卷）

知識講解第3節(jié)：電阻的測量知識講解考點(diǎn)1：伏安法測電阻1.實(shí)驗(yàn)原理：，即用電壓表測量，電流表測量，再算出電阻2.電路圖和實(shí)驗(yàn)器材：電源、開關(guān)、導(dǎo)線、滑動變阻器、被測小燈泡或定值電阻、電壓表、電流表。左圖為測燈泡電阻，右圖為測定值電阻。3.滑動變阻器的作用：①改變定值電阻（燈泡）兩端的電壓和通過的電流②保護(hù)電路；4.實(shí)驗(yàn)步驟：（一）伏安法測定值電阻的阻值（1）斷開開關(guān)，按電路圖連接實(shí)物，將滑動變阻器調(diào)到阻值最大處，注意電流表電壓表的正確使用（2）閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片至適當(dāng)位置，分別讀出電壓表、電流表的示數(shù)U、I，并記錄在表格中。（3）根據(jù)公式計(jì)算出R的值，并記錄在表格中。（4）移動滑動變阻器的滑片，改變定值電阻兩端的電壓和通過電阻的電流，分別記錄對應(yīng)的值。實(shí)驗(yàn)次數(shù)電壓U/V電流I/A電阻R/Ω123電阻平均值分析數(shù)據(jù)：求待測定值電阻阻值的平均值：即為待測電阻阻值，多次測量獲得多組數(shù)據(jù)目的是求平均值，減小誤差；注意：不能根據(jù)求出的電壓、電流的平均值計(jì)算電阻，應(yīng)計(jì)算出每次的電阻，然后求電阻的平均值，（6）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：畫出通過定值電阻的的圖像(先描點(diǎn)，然后用光滑曲線連接)（二）伏安法測小燈泡的阻值（1）按電路圖連接電路，將滑動變阻器調(diào)到阻值最大處；（2）閉合開關(guān)，移動滑片，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，在小燈泡不亮、燈絲暗紅、微弱發(fā)光、正常發(fā)光（使電壓表的示數(shù)等于小燈泡的正常工作電壓）各測一次對應(yīng)的電壓值和對應(yīng)的電流數(shù)值，并記錄在表格中；（3）計(jì)算每次的電阻值，整理器材。（4）記錄數(shù)據(jù)的表格為：實(shí)驗(yàn)次數(shù)電壓U/V電流I/A燈泡亮度電阻R/Ω1不亮2燈絲發(fā)紅3微弱發(fā)光4正常發(fā)光（5）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：畫出小燈泡的的圖像（6）數(shù)據(jù)處理：測燈泡電阻時不能求平均值，因?yàn)樵诓煌妷合聼襞莸臏囟炔煌?，其電阻是不同的，求平均值沒有意義；分析與歸納：燈絲的電阻隨溫度的升高而增大?？键c(diǎn)2：伏安法測定值電阻、小燈泡電阻區(qū)別1.I－U圖像分析與繪制：①如圖所示，a為定值電阻，b為小燈泡，c為電壓表接滑動變阻器兩端時，小燈泡的I－U圖像；②得出小燈泡電阻的變化規(guī)律：小燈泡燈絲電阻隨溫度升高而增大。③定值電阻和小燈泡的圖如下：注意總結(jié)圖像特點(diǎn)2.多次測量的目的：①定值電阻：求平均值減小誤差；②小燈泡：探究燈絲的電阻與溫度之間的變化關(guān)系；燈絲電阻隨溫度升高而增大。考點(diǎn)3：交流與評估（1）滑片移動方向的判斷：電壓表示數(shù)小于小燈泡額定電壓時，要使燈正常發(fā)光，應(yīng)使滑動變阻器接入電阻值變小（2）滑動變阻器規(guī)格的選?。悍謮阂?guī)律滑動變阻器最小阻所選變阻器規(guī)格（3）常見故障①電流表的指針偏轉(zhuǎn)到了零刻度線左側(cè)無刻度處，原因是②發(fā)現(xiàn)電壓表的指針偏轉(zhuǎn)角度改變但一直較小，原因是③無論如何移動滑片電壓表、電流表的示數(shù)很大且不變，原因是無論如何移動滑片電壓表、電流表的示數(shù)很小且不變，原因是④電壓表、電流表無示數(shù)，且電壓表示數(shù)接近電源電壓：電壓表、電流表有示數(shù)，且電壓表示數(shù)為零：電壓表、電流表有示數(shù)，且電壓表示數(shù)接近電源電壓：電壓表、電流表無示數(shù)，且電壓表示數(shù)為零：如圖所示，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，電流表示數(shù)增大，電壓表示數(shù)反而減小，原因是（擴(kuò)展）考點(diǎn)4：誤差分析電流表內(nèi)接法和外接法對實(shí)驗(yàn)的影響例題：用電流表和電壓表測電阻時，電壓表和電流表有如圖所示的兩種接法。關(guān)于這兩種接法，下列說法中正確的是（）A．甲圖適合測量阻值較大的電阻，誤差會減小 B．乙圖適合測量阻值較大的電阻，誤差會減小 C．若考慮甲圖電流表本身的電阻，則測量值與真實(shí)值相比偏小 D．若考慮乙圖電壓表本身的電阻，則測量值與真實(shí)值相比偏大針對訓(xùn)練一．選擇題1．如圖是四位同學(xué)設(shè)計(jì)的用伏安法測電阻R的電路圖，其中正確的是A．B． C． D．2．用“伏安法測電阻”的實(shí)驗(yàn)中，丹丹分別選用定值電阻和小燈泡為測量對象，在處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時，分別畫出了U﹣I的圖像，如圖甲、乙所示。對于圖像的分析，以下說法錯誤的是（）A．圖甲是定值電阻的U﹣I圖像，圖乙是小燈泡的U﹣I圖像 B．由圖像可知，通過定值電阻的電流和定值電阻兩端的電壓成正比 C．由乙圖及實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知小燈泡的電阻隨燈絲溫度的增加而增大 D．為了減小誤差，應(yīng)該用多次測量的方法，計(jì)算小燈泡的電阻3．在“伏安法”測電阻的實(shí)驗(yàn)中，下列相關(guān)操作或方法正確的是（）A．為了使定值電阻阻值測得更準(zhǔn)確些，在可能的情況下，加在電阻兩端的電壓要盡量大一些 B．在無法估計(jì)被測電壓、電流的大小時，可用試觸法選取合適的量程 C．將滑動變阻器連入電路時，滑片應(yīng)放到使電路中電流最大的位置 D．在用伏安法測小燈泡燈絲的電阻時，為了減小誤差，取不同狀態(tài)下測得的電阻平均值作為小燈泡燈絲電阻的阻值4．某同學(xué)利用如圖所示的電路測量小燈泡的電阻，電源電壓為3V，小燈泡標(biāo)有“2.5V”的字樣，他記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表所示，其中有一次記錄的電流表示數(shù)是錯誤的。關(guān)于該實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的是（）實(shí)驗(yàn)次數(shù)12345電壓/V0.51.01.52.02.5電流/A0.100.140.160.240.28電阻/Ω①第3次實(shí)驗(yàn)記錄的電流表示數(shù)是錯誤的；②多次實(shí)驗(yàn)的目的是為了尋找普遍規(guī)律；③5次實(shí)驗(yàn)中小燈泡正常發(fā)光時的電阻最小；④第1次實(shí)驗(yàn)中，滑動變阻器接入的阻值為25Ω。A．①②③④ B．只有①②④ C．只有②④ D．只有①②5．用“伏安法測電阻”的實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時，分別畫出了U﹣I圖象，如圖甲、乙所示。對于圖象的分析，以下說法錯誤的是（）A．由圖甲可知，定值電阻的阻值為1Ω B．由圖甲可知，定值電阻的阻值不隨其兩端的電壓和通過的電流而改變C．為了減小誤差，應(yīng)該用多次測量取平均值的方法，計(jì)算小燈泡的電阻D．由圖乙及實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知：小燈泡的電阻隨燈絲溫度的升高而增大6．“伏安法”測電阻R的部分電路如圖所示，關(guān)于測得的電阻值大小和誤差原因分析正確的是（）A．R偏小，因?yàn)殡娏鞅頊y量值比通過電阻R的實(shí)際電流大一點(diǎn) B．R偏大，因?yàn)殡娏鞅頊y量值比通過電阻R的實(shí)際電流小一點(diǎn) C．R偏大，因?yàn)殡妷罕頊y量值比電阻兩端的實(shí)際電壓大一點(diǎn) D．R偏小，因?yàn)殡妷罕頊y量值比電阻兩端的實(shí)際電壓小一點(diǎn)7．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（）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兩端電壓偏大二．實(shí)驗(yàn)探究題8．在測量標(biāo)有2.5V小燈泡電阻的實(shí)驗(yàn)中：（1）將圖甲所示電路連接完整（導(dǎo)線不能交叉）；（2）電路連接完成并檢查無誤后，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，但電流表和電壓表均有示數(shù)，接下來他應(yīng)進(jìn)行的操作是：；（3）調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片，使小燈泡正常發(fā)光，再調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片使小燈泡兩端的電壓逐次降低，將實(shí)驗(yàn)中觀察到的現(xiàn)象和測量的數(shù)據(jù)記錄在下表中：序號12345發(fā)光情況明亮較亮較暗暗不發(fā)光電壓U/V2.52.01.51.00.5電流I/A0.220.200.150.12電阻R/Ω11.410.06.74.2當(dāng)電壓表的示數(shù)為1.5V時，電流表的示數(shù)如圖乙所示為A，此時小燈泡的電阻約為Ω（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）；（4）請根據(jù)表格數(shù)據(jù)在圖丙中繪制出小燈泡的電流隨電壓變化的關(guān)系圖像；（5）從數(shù)據(jù)或圖像中可以看出小燈泡在不同電壓下的電阻值有何特點(diǎn)，請寫出一句具有概括性的結(jié)論：。9．小明用下列器材測量定值電阻的阻值：干電池2節(jié)、電流表、電壓表、滑動變阻器、開關(guān)及導(dǎo)線。（1）如圖甲所示的電路，其中有一條導(dǎo)線連接錯誤，請?jiān)谠搶?dǎo)線上打“×”并用筆畫線代替導(dǎo)線將電路連接完整；（2）電路改正后，進(jìn)行了三次實(shí)驗(yàn)，數(shù)據(jù)如下表，其中第3次實(shí)驗(yàn)時電流表的示數(shù)如圖乙所示，分析數(shù)據(jù)可知被測電阻R的阻值為Ω；（結(jié)果保留1位小數(shù)）實(shí)驗(yàn)序號電壓/V電流/A電阻/Ω11.20.1222.00.2032.7實(shí)驗(yàn)中常用滑動變阻器規(guī)格有“10Ω2A”和“20Ω2A”兩種，則該實(shí)驗(yàn)選取的滑動變阻器規(guī)格為；（4）小紅將上述實(shí)驗(yàn)中的定值電阻換成額定電壓為2.5V的小燈泡，用同樣的方法測定小燈泡的電阻。當(dāng)電壓表的示數(shù)為0.7V時，電流表的示數(shù)為0.14A；當(dāng)電壓表的示數(shù)為2.4V時，電流表的示數(shù)為0.30A；則電壓表的示數(shù)為1.6V時，電流表的示數(shù)可能為（選填“0.16A”“0.20A”“0.24A”“0.30A”）。10．小明在做“用電壓表和電流表測量未知電阻Rx的阻值”實(shí)驗(yàn)，器材有兩節(jié)新干電池、滑動變阻器、電壓表（有0～3V、0～15V兩個量程）、電流表、開關(guān)、導(dǎo)線若干。然后按照圖甲電路圖連接了圖乙的實(shí)物電路。請用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖乙中的電路連接完整；閉合開關(guān)前，滑動變阻器的滑片應(yīng)滑到最（選填“左”或“右”）端。（2）閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)電流表、電壓表示數(shù)很大，無論如何移動滑動變阻器的滑片，兩電表示數(shù)始終不變，則原因可能是。（3）排除故障后，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，當(dāng)電流表示數(shù)為0.30A時電壓表的示數(shù)如圖丙所示，則此次測量的定值電阻Rx的阻值為Ω。實(shí)驗(yàn)序號電壓/V電流/A電阻/Ω電阻平均值/Ω11.20.2020.3032.50.42（4）小明又多次移動滑動變阻器的滑片，測出了不同電壓下待測電阻Rx的阻值，如表所示。多次測量求平均值的目的是。下列選項(xiàng)中與本次實(shí)驗(yàn)進(jìn)行多次測量的目的相同的是（填序號）。A．用刻度尺測量物理課本的長度B．探究杠桿的平衡條件C．測量小燈泡的電阻11．如圖所示是用電壓表和電流表測標(biāo)有3.8V字樣小燈泡的電阻的實(shí)驗(yàn)電路，電源電壓恒為6V。請用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖15甲的實(shí)物圖連接完整，要求：滑片向左移動時燈泡變亮，導(dǎo)線不能交叉。（2）閉合開關(guān)前，電壓表的指針在刻度的左邊，其原因可能是。（3）正確連接電路后，閉合開關(guān)，觀察到兩個電表均有示數(shù)，小燈泡正常發(fā)光，過一會，小燈泡突然熄滅，電流表示數(shù)為0，電壓表示數(shù)接近電源電壓，其原因。（4）排除故障后，閉合開關(guān)，觀察到電壓表的示數(shù)為3V，該同學(xué)要測量小燈泡正常發(fā)光時的電阻，應(yīng)將滑動變阻器的滑片向（填“左”或“右”）移動，直到電壓表的示數(shù)為V，此時電流表的示數(shù)如圖乙所示為A，則小燈泡的電阻為Ω。（5）若實(shí)驗(yàn)過程中電壓表的大量程損壞，小量程完好，請你幫他設(shè)計(jì)一種可行的辦法，在利用原有器材的情況下，測出小燈泡的正常發(fā)光時的電阻。方法是。12．小亮同學(xué)用伏安法測量一個定值電阻Rx的阻值。實(shí)驗(yàn)器材有：待測定值電阻Rx（約10Ω）、電壓表、電流表、滑動變阻器（20Ω，1A）、開關(guān)、電源（電壓恒定）各一個，導(dǎo)線若干。（1）如圖甲所示是小亮連接的部分電路，請你用筆畫線代替導(dǎo)線，在圖甲中將電路連接完整。要求：當(dāng)滑動變阻器的滑片P向右移動時，電路中的電流變大；（2）閉合開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)電壓表的示數(shù)約為電源電壓，調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片，電壓表示數(shù)無明顯變化，電流表示數(shù)為零，造成該故障的可能原因是；（3）排除故障，通過實(shí)驗(yàn)測出了兩組數(shù)據(jù)后，電壓表突然壞了。請你利用現(xiàn)有器材，幫助他設(shè)計(jì)電路，再測一次該定值電阻的阻值，并畫出你設(shè)計(jì)的電路圖（開放性試題，答案合理即可）；（4）小亮為了探究電流與電阻的關(guān)系，跟老師多要了幾個定值電阻，阻值分別為10Ω、20Ω、25Ω的定值電阻各一個，電源電壓4.5V恒定不變。①小明將10Ω的電阻接入電路，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑片P至適當(dāng)位置。讀出電壓表示數(shù)為2.5V，此時變阻器連入電路的阻值為R1，更換為20Ω的電阻。閉合開關(guān)后，在原來滑片位置基礎(chǔ)上，接下來他移動滑片P至適當(dāng)位置，使電壓表示數(shù)為V，此時滑動變阻器連入電路的阻值為R2，則R1：R2＝；②為了能用所選的三只定值電阻完成實(shí)驗(yàn)，小明所選滑動變阻器的最大阻值應(yīng)不小于Ω；③小明完成了多組實(shí)驗(yàn)，利用收集到的數(shù)據(jù)，作出了如圖乙所示的電流I隨電阻R變化的關(guān)系圖像，圖中陰影部分“面積”表示的物理量是。（填字母）電流B.電壓C.電阻D.電荷量13．小華在做測量標(biāo)有“2.5V”字樣小燈泡的電阻的實(shí)驗(yàn)中，所用器材：電源（3V）、電流表、電壓表、滑動變阻器（20Ω，2A）、開關(guān)、導(dǎo)線若干。（1）他連接了如圖甲所示的電路，同組小明發(fā)現(xiàn)接錯了一根導(dǎo)線，請你在這根導(dǎo)線上打“×”，并補(bǔ)畫出正確的那根導(dǎo)線。（2）改正錯誤后，閉合開關(guān)，移動滑片P，發(fā)現(xiàn)燈泡始終不亮，電流表示數(shù)為零，電壓表示數(shù)等于電源電壓，可判斷故障是。（3）排除故障后閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)電壓表、電流表都有示數(shù)，但小燈泡不亮，其原因是；移動滑動變阻器的滑片，當(dāng)電壓表的示數(shù)為2.5V時，電流表的示數(shù)如圖乙所示，則此時燈泡的電阻為Ω；移動滑動變阻器的滑片，當(dāng)電壓表的示數(shù)為1V時，電流表的示數(shù)應(yīng)（選填“大于”“小于”或“等于”）0.08A。14．用“伏安法”測未知電阻的阻值。（1）請用筆畫線表示導(dǎo)線，將圖甲所示的實(shí)物連接成完整電路。要求：滑動變阻器的滑片P向右移動時，電流表示數(shù)變?。ㄕ埼鸶脑袑?dǎo)線，導(dǎo)線不能交叉）。（2）連接電路前，開關(guān)必須。電路接通前，滑動變阻器的滑片P應(yīng)該移至圖中處（選填“A”或“B”）。（3）小林閉合開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)電流表