电阻的测量和安全用电专题

电阻的测量和安全用电专题一、一周知识回顾这一周我们将学习如何测量电阻，依据的原理是欧姆定律的变形公式，所以实验器材中要用到电压表和电流表，为了多测几组数据，还要用滑动变阻器来调节灯泡两端的电压，总之，实验有趣也有很多新的小问题等着我们去思考。为什么手拿一节干电池不会触电，为什么家庭电路可以伤人，而高压线更不能靠近，我们通过学习本周内容可得到谜底。二、重难点知识归纳及讲解（一）如何测定电阻1、伏安法测电阻的原理和方法用电压表和电流表测电阻的方法，称为伏安法。伏安法测电阻的原理是欧姆定律，利用电压表和电流表分别测出待测电阻两端的电压U和通过它的电流I，据欧姆定律I=U/R得待测电阻R=U/I。2、实验器材的准备和电路的设计电学实验中，实验器材的选配和实验电路的设计，都是以实验目的、实验原理和实验方法为依据的。本实验中，为了用伏安法测电阻，首先应备有待测电阻、电压表、电流表；此外，为了在电阻中形成电流，还需要电源；为了控制电路，还需要开关；为了保护电路和调节电流、电压，还需要滑动变阻器以及导线。根据电压表、电流表、滑动变阻器的作用和使用方法，将电压表与待测电阻并联测电压，将电流表与待测电阻串联测电流，将滑动变阻器与待测电阻串联用来控制和调节电流、电压，然后接入电源、开关，便设计好了本实验的电路图如图所示。例1、用伏安法测电灯灯丝的电阻时，加在灯丝两端电压不变，发现灯泡在亮一段时间后，电流表的示数变小，这是什么原因？解答：电压不变，而电流表示数变小，说明灯丝电阻变大了。这是因为导体的电阻大小不仅跟材料、长度、横截面积有关，还与导体的温度高低有关。灯泡亮一段时间后，温度升高，电阻变大，而刚亮时温度为室温，不会太高。思维方式：据题意可判断灯丝电阻变大了，从影响灯丝电阻大小的因素中找出原因。（二）实验器材规格的选择在选择实验器材时，不但要考虑实验需要哪些器材，还要考虑各种器材的规格和性能。电学实验中，器材规格的选择主要考虑两个因素：一是安全因素，即电学元件对电压、电流的承受能力，如电流表、电压表的量程应大于电路中待测的电流、电压值，滑动变阻器中实际通过的电流应小于允许通过的最大电流，否则会损坏电学仪表、仪器；二是测量的准确程度因素，即测量用电表中通过的实验电流不能太小，这会增大读数误差，使测量的准确程度低。例2、为了用伏安法测量一段电阻丝的电阻，估计它的阻值约为120Ω，电源使用铅蓄电池，滑动变阻器铭牌上标有“50Ω，2A”，电压表有3V和15V两个量程，电流表有0.6A和3A两个量程。问：（1）滑动变阻器是否能用？（2）电源应取几节铅蓄电池串联？（3）电表的量程如何选择？解答：（1）考虑安全因素，只要通过变阻器的电流不超过2A，变阻器即可用，通过控制电源电压即可实现，故变阻器可以用。（2）考虑到准确因素，不使电路中电流太小，并结合电压表量程分析可知，应用7节铅蓄电池串联作为电源，它能提供电压14V。（3）由于电源电压为14V，应选用量程为15V的电压表。电路中最大电流I=U/R=14/120A=0.12A，所以电流表应选用量程0.6A。思维方式：根据选择器材时的安全因素和准确因素综合分析。（三）触电1、触电及其原因由于人体是导体，因此，在人体上加电压时，有电流通过人体，这就是触电。触电的原因是有电流通过人体。人体的安全电压是36V以下，人体的安全电流是30～40mA以下。2、触电的方式（1）低压触电，有两种方式：一是单线触电，即站在地上的人接触到火线，则有电流由火线经过人体到地，经地形成回路，形成触电。二是双线触电，即站在绝缘体上的人同时接触火线和零线，电流由火线经人体到零线而形成回路，造成触电。（2）高压触电，也有两种方式：一是高压电弧触电，即人体靠近高压带电体到一定距离时，高压带电体和人体之间会发生放电现象，在人体中有电流通过；二是高压跨步电压触电，即高压输电线落在地上，地面上与电线断头距离不同的各点存在电压，当人走近断头时，两脚位于离断头远近不同的位置上，使两脚之间有电压，有电流通过人体。3、触电的急救发生触电时，应首先切断电源，再使用绝缘体挑开电线使触电人脱离电源，再行施救。如果发生电火灾，也应先切断电源再泼水救火。例3、人体与地之间有良好的绝缘，是否一定能避免触电事故的发生？解答：人体的触电方式有多种。人体与地之间有良好的绝缘，就不能使电流由火线经人体流向地面，则不会形成单线触电。但如果人的两手分别接触火线和零线，就会有电流通过人体而造成双线触电。可见人体与地之间有良好的绝缘，也不一定能避免触电事故的发生。思维方式：根据触电的方式全面分析类题下列几种情况中，可能造成触电事故的是（）A．人站在绝缘凳上，一只手接触火线B．人站在绝缘凳上，两只手分别接触火线与零线C．人站在地上，手接触零线D．两手分别接触一节干电池的正负极答案：B（四）家庭电路的安全用电家庭电路的电压是220V，超过人体安全电压几倍，应注意防止触电事故的发生。家庭电路的触电事故是人体直接或间接跟火线连通导致的，为了有效防止触电事故的发生，应注意：控制开关必须串联在火线上；有金属外壳的家用电器，外壳要接地；防止绝缘层的破损；防止线路潮湿，因为潮湿的绝缘体也会导电。例4、为什么家庭电路中导线的接头处要用绝缘胶布包好，而在实验室里用干电池做实验时，导线的接头都是裸露的？解答：家庭电路中火线对地的电压是220V，人体的安全电压在36V以下，如果不用绝缘胶布包好导线接头，人不慎碰到火线，会造成触电事故。实验室里的干电池电压低，每节的电压是1.5V，用4节串联时电压也就6V，即使人碰到了也不会发生触电事故。思维方式：据家庭电路电压与干电池的区别分析是否可能触电。中考解析一、中考要求测电阻的实验是电学类的一个综合性实验，是综合运用电压表、电流表、滑动变阻器等元件，故中考经常出现以测电阻为内容的考题，而安全用电既是物理知识与生活的一个重要连接点，也是我们日常生产、生活中需要掌握的知识，因此中考题目常有涉及。二、中考新题例说例1、（2003·武汉）如图a所示是伏安法测小灯泡电阻的实物图。图a（1）要使滑动变阻器的滑片P向右移时电流表示数变大，请在图a中将滑动变阻器正确接入电路；图b（2）若电压表、电流表示数如图b所示，则小灯泡的电阻为______Ω；图c（3）若伏安法测小灯泡电阻的实验方案与操作过程均正确，两表的示数如图c所示，你认为这个实验可以改进的地方是__________________________，你这样做的理由是___________________________。解答：（1）（2）10（3）电流表改用0～0.6A量程；被测电流小于0.6A。例2、（2002北京市海淀区）下列四种做法中正确的是（）A．用湿布擦点亮的电灯灯泡B．在有绝缘外皮的通电导线上晾衣服C．发生触电事故时应首先切断电源D．用湿手扳动家庭电路中的开关。解析：用湿布擦灯泡危险有二，一是本来绝缘的部分变湿了可能变成导体，造成触电，二是点亮的灯温度较高，接触湿布遇冷可能造成炸裂，故A不能选，同理，用湿手扳开关时可能触电，而通电导线上虽有绝缘皮，但不能保证日晒风吹时间久了绝缘皮老化龟裂造成漏电伤人。故选C。课外拓展伏安法测电阻时，电表本身电阻对测量结果的影响任何实验都是有误差的，不可能绝对准确。在伏安法测电阻中，由于电压表和电流表本身都有一定电阻，会使测出的电阻值与电阻的真实值存在偏差。电压表和电流表连入电路的方式有两种，如图所示。图（a）的接法中，电流表接在电压表外，称为电流表外接法，其中电压表的示数表示待测电阻R两端电压UR，电流表示数表示通过R和电压表的总电流，即I=IR＋IV。根据欧姆定律，待测电阻值应为R真=UR/IR，而测量出来的电阻值R测=UR/I，由于IIR，所以R测R真，即测得的电阻值比真实值偏小。实际中，电压表的电阻非常大，如果待测电阻值很小，根据并联电路特点，电压表和电阻R两端电压相等，据欧姆定律知，IR远大于IV，则I近似等于IR，使R测≈R真。因此，当待测电阻R很小时，采用（a）图接法可减小测量误差。图（b）的接法中，电流表接在电压表内，称为电流表内接法。其中电流表的示数表示通过电阻R中的电流IR，电压表的示数表示电阻R两端电压UR与电流表两端电压UA之和，即U=UR＋UA。根据欧姆定律，待测电阻值应为R真=UR/IR，而测量的电阻值R测=U/IR，因为UUR，使R测R真，即测量值比真实值偏大。实际上电流表的电阻很小，如果待测电阻R的阻值很大，根据串联电路的特点，通过电阻R和电流表中的电流相等，由欧姆定律知UR=IRR远大于UA=IRRA，即U近似等于UR，使R测≈R真。因此，当待测电阻很大时，采用图（b）的接法可减小误差。在线测试考试说明：测试时间限制仅针对A卷A卷开始测试一、选择题1、某同学用电压为6V的电池组、电压表、电流表、开关、待测电阻和若干导线做“用伏安法测电阻”的实验，连接电路后，未闭合开关，发现电流表没有读数，电压表读数为6V；闭合开关，发现电流表有读数，电压表读数仍为6V，那么产生这一现象的原因是（）A．电流表的正、负接线柱接反了B．电流表并联接在待测电阻两端C．电压表并联接在电源两端D．电压表串联接在电路中2、某同学用电流表和电压表测电阻时，恰好将电压表和电流表位置接反，如图所示，其后果是（）A．电压表被烧坏B．电流表不会被烧坏C．两表都可能被烧坏D．电压表不会被烧坏，电流表可能被烧坏3、通过人体的电流，能使人产生发麻感觉的电流强度是（）A．1mAB．30mAC．100mAD．1A4、发现有人触电后，应采取的正确措施是（）A．赶快将触电人拉离电源线B．赶快去喊电工来处理C．赶快用剪刀剪断电源线D．赶快用绝缘物使人脱离电源线5、下列做法中，符合安全用电原则的是（）A．保持电路中绝缘部分干燥B．用湿布擦接在电路中的电灯泡C．把湿衣服晾在电线上D．搬动用电器要先切断电源6、照明电路中某灯不亮了，用测电笔分别去接触灯的两个接线柱，氖管都发光，此灯不亮的原因是（）A．零线断了B．火线断了C．保险丝断了D．短路了7、用测电笔测如图所示的的插座的火线和零线，但无论笔头金属插入哪一个孔中，氖管都不发红光，可能的原因是（）A．插座发生了短路B．保险丝烧断了C．插座接触不良D．零线断路8、停在高压输电线上的鸟不会触电，这是因为（）A．鸟是绝缘体B．鸟的电阻太大C．鸟的两爪间的电压非常低D．鸟能耐高压B卷测试结果第1题答案错误!正确答案为C第2题答案错误!正确答案为D第3题答案错误!正确答案为A第4题答案错误!正确答案为D第5题答案错误!正确答案为AD第6题答案错误!正确答案为A第7题答案错误!正确答案为B第8题答案错误!正确答案为C1、电压表读数与电源电压相同，说明它测的是电源电压。2、电流表直接接在电源两极上而被烧坏，电压表串在电路中，因其电阻极大而使电路断路。3、只是发麻而并非触电。4、据触电的急救方法判断。5、将安全用电原则与各选项对照。6、氖管发光，则证明各导体均与火线连通。7、氖管都不发光则证明火线断了，而保险丝串在火线上。8、同一根电线上相距不远的两点间电压当然小。二、填空题9、家庭电路中，开关、保险丝应接在_________线上；螺丝口灯座的螺旋套应接在_________线上。10、只有不高于_________的电压对人体才是安全的，照明电路的电压是_________，动力电路的电压是_________。11、用电压表、电流表测电阻的实验中，除了待测电阻、滑动变阻器、开关、导线外，还需要的器材是_________、_________和_________。12、如图所示，是某同学设计的伏安法测电阻的实验电路，图中①是_________表，②是_________表。为使①表的示数增大，变阻器的滑片P应向_________移动；为使②表的示数减小，变阻器的滑片P应向_________移动。[答案与提示]9、火；零10、36V；220V；380V11、电压表；电流表；电源12、电压；电流；右；左（提示：1与R并联是电压表，2与R串联是电流表滑动变阻器连入