上海初三物理电学实验---伏安法测电阻附答案

电学实验专题-伏安法测电阻实验四：伏安法测电阻伏安法测电阻，是初中物理中的一个重要实验。几乎集中了初中电学的所有重点知识，如串联电路的电流、电压特点，电流表、电压表的使用及读数，电学实验的操作步骤，实验故障，滑动变阻器的使用，欧姆定律，电阻的计算、表格的设计等。一、概念1.定义：用电压表和电流表分别测某一导体两端的电压和通过电流，根据欧姆定律I=U/R的变换公式R=U/I求得导体电阻的方法。2.实验依据：R=U/I3.测量的物理量：U，I4.实验电路图5.实验步骤：（1）根据电路图连接实物。实验时注意事项：①熟悉伏安法测电阻的实验电路图。②连接电路时，滑动变阻器的电阻处于电阻最大的状态，开关应断开。对于三个基本电路仪器的连接处理：③连接完毕，在待测电阻值无法估计时，电流表、电压表都应选大量程或用试触的方法选择量程以免损坏电表。④实验中存在误差。为了减小误差，应选择适当的量程并进行多次测量再取平均值。（2）检查电路无误后，闭合开关S，三次改变滑动变阻器的阻值，分别读出电流表、电压表的示数，填入表格。（3）算出三次Rx的值，求出平均值。（4）整理器材。6.数据的记录：多次测量求平均值。Ⅰ.知识结构滑动变阻器变阻（“一上一下”）阻值最大（“滑片远离下接线柱”）__联在电路中电流表“__”接线柱流入，“__”接线柱流出量程选择：算最大电流I=U/Rx__联在电路中电压表“__”接线柱流入，“__”接线柱流出量程选择：物理量实验次数电压（伏）电流（安）电阻（欧）Rx阻值（欧）1237.滑动变阻器的作用：多次改变待测电阻两端电压和通过它的电流，实现多次测量，取平均值，减小误差。8.改变待测电阻两端电压的操作方法：串联接入一个滑动变阻器，改变滑片的位置或更换电池节数。9、解题方法：U=U1+IR滑【例1】（★★★）“探究电流与电压关系”实验和“伏安法测电阻”实验相比较：需要测量的物理量（选填“相同”或“不同”），实验目的（选填“相同”或“不同”）。“探究电流与电压关系”实验中，进行多次实验，是为了；“伏安法测电阻”实验中，进行多次实验，是为了。Tips：本题来自2012年松江区一模卷第24题，这道题引出了伏安法测电阻和探究电流电压关系的实验目的的不同，起到承上启下的作用。Key：（5）相同；（6）不同；（7）得出普遍规律；（8）（多次测量取平均值，）减小误差。题型分类：题型一：填表Ⅱ.典例精讲【例1】（★★★）在“用电流表、电压表测电阻”的实验中，小明同学按图14连接电路进行实验。电源电压保持不变，所用滑动变阻器上标有“202A”字样。（1）在闭合电键S前，他应将滑动变阻器的滑片置于图中________端。（选填“A”或“B”）（2）他实验步骤正确，刚闭合电键时，将电压表、电流表的示数记录在序号1中。接着，他移动滑片到中点位置（即滑动变阻器接入电路的电阻为10欧），将电压表的示数2.5伏记录在序号2中。当他将滑片移动到A端时，将电流表的示数0.36安记录在序号3中。请在上表中将该同学尚未记录的数据填写完整，并计算出电阻值。（计算电阻时，精确到0.1欧）Tips：本题来自2009年虹口区一模第25题，解决此类问题需要谨记串联电路的特点，即可迎刃而解！Key：（1）B（2）小试牛刀：（★★★★）某同学用蓄电池、电压表、电流表、滑动变阻器、电键和若干导线，测定电阻RX的值。所有元件均完好，电源电压保持6V不变。其电路连接情况如图21所示。（1）观察图21的电路连接情况可知，a表是__________表（选填“电压”或“电流”）。请指出此电路的连接需要改进的是(只需指出一处)：___________________________________________________。（2）闭合电键，当滑片在某个位置时，电压表、电流表的示数已填入表中。不久电压表意外损坏，该同学继续实验，在移动滑动变阻器滑片的过程中，发现电流表示数的变化范围为0.20~0.58安。根据该实验情况，请在下表中补上有关数据，并求出RX的阻值。（计算电阻时，精确到0.1欧）Tips：本题来自2009年闵行区一模卷第31题，我们可以这样提问学生：“本题与例题之间有什么相似之处？又有什么不同呢？解题的时候需要注意什么呢？”Key：（1）电压；滑片应移至滑动变阻器接入电路的阻值最大/滑片应移至最左端。（2）题型二：求阻值、电源电压例2.（★★★★）在测量某一定值电阻Rx阻值的实验中，张王同学选定了如下左图所示的器材进行实验。实验过程中，由于张王同学的疏忽，做完实验后他才发现，把测量的电流值都写在草稿纸上而忘记填入记录表格中。（1）请你帮助张王同学把记录在草稿纸上的电流值对应填入上述表格中，并写出你所依据的物理规律是；（2）根据测量数据计算该定值电阻的阻值为_________欧（小数点后保留一位数字）；（3）根据实验所需电路，用笔画线代替导线完成下左图中的实物连接；电压（V）电流（A）电阻（Ω）电阻（Ω）12.70.2820.230.58（4）滑动变阻器在实验中除能起保护电路的作用外，另一个主要作用是。Tips：本题来自2007年静安区二模卷第4题，我们可以这样问学生：“（1）什么时候电流最大？（2）什么时候电压最大？”Key：（1）从左向右依次填入0．10，0．18，0．30，0．42，0．50；依据是：电阻一定时，通过电阻的电流随电压的增大而增大（2）5.1（3）实物图连接略（4）（改变电阻两端的电压和通过的电流，）多次测量求平均值小试牛刀：（★★★★）某同学用电压表和电流表测定电阻R1的阻值，实验用的电源电压不变，滑动变阻器上标有“20Ω2A”字样。他正确连接实验电路，实验步骤正确，闭合电键S，观察到电压表和电流表示数分别为2伏和0.2安。该同学继续实验，又测得两组数据，记录在如下表格中。请完成以下各项要求（计算结果保留1位小数）：(1)该同学所用电源电压为伏；(2)待测电阻RX的阻值为欧；(3)该同学设想进行第4次实验：通过调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为1.5伏，再观察电流表示数。请问这次设想能否实现（选填“能”或“不能”），主要原因是。Tips：本题来自2009嘉定区一模卷第25题，解题技巧与例题同.Key：（1）6；（2）10.2（3）不能；滑动变阻器阻值太小或电源电压太大。例3.（★★★）根据“用电流表、电压表测电阻”的实验，完成下列要求。（1）根据图14（a）所示电路，闭合电键前应该将变阻器的滑片p移至最________端（选填“左”、“右”）。（2）实验所用滑动变阻器标有“20Ω2A”字样，电源电压为6伏且不变，所有元件均完好。闭合电键，在移动滑片的过程中，发现电流表示数的变化范围为0.2安—0.58安，根据这一信息，可以测出的电阻值分别为________欧和________欧。（3）移动变阻器滑片p至某一位置时，电压表、电流表的示数分别如图14（b）、（c）所示，则待测电阻的阻值为_________欧。（4）根据以上测得的数据，接下来要做的一项工作是：______________________________。Tips：本题来自2012年青浦区一模卷第25题，此类题型关键在于学生能不能意识到“（1）什么时候电流表会显示最大？（2）什么时候电压表会显示最大？（3）最大是多少？（4）和电源电压之间有什么关系？”Key：左；10欧；10.3欧；10欧；求平均值题型三：电表读数及操作不当问题例4.（★★★）在做“用电流表、电压表测电阻”的实验中，甲、乙两同学各自用完全相同的器材测定同一规格的电阻，且所用电源的电压保持不变。连接电路时，他们均先将变阻器的滑片置于一端，然后将变阻器与其它所需器材串联，并将电压表并联在待测电阻两端。甲同学闭合电键后，电压表的示数如图14（a）所示。乙同学连接完最后一根导线后，就观察到电压表和电流表的示数如图14（b）和（c）所示。图14（a）（b）（c））SR315V0.63A（a）（b）图12①甲、乙两同学相互讨论后，发现了各自实验操作中的不当之处，其中乙同学的操作不当之处为。②该实验所用电源的电压为伏，滑动变阻器的最大阻值为欧。③甲同学重新且正确实验，观察到电压表、电流表的示数分别为1.7伏，0.16安，此时待测电阻的阻值为欧（计算结果保留1位小数）。Tips：本题来自2012年静安区一模卷第29题，解题技巧与例题同，但需要注意最后一小题计算结果需保留1位小数.Key：（11）连接电路时，电键已闭合（12）3；（13）20。（14）10.6小试牛刀：小王同学在“用电流表、电压表测电阻”的实验中，将最后一根导线连接完毕后，发现电流表和电压表都有较大的示数，其原因可能是：和。他在发现问题后，重新进行实验，前两次测得的电阻值分别为5.2欧和5.4欧。第三次测量时，电流表和电压表的示数如图12（a）、（b）所示，则第三次测得的电阻值为欧。该待测电阻的阻值为欧。Key：在连接电路时，电键处于闭合状态；滑动变阻器的滑片处于连入电路阻值较小处；5.0；5.2。题型四：电路异常及故障判断例5.（★★★★）小华同学做“用电流表、电压表测电阻”的实验，实验器材齐全且完好，电源电压保持不变。①小华正确串联实验器材，并将滑片放置于变阻器的一端，然后将电压表并联在电路中。闭合电键后，两电表的示数如图19所示。接着移动变阻器的滑片到另一（a）（b）（c）图14端时，观察到电流表的示数逐渐增大为0.58安，而电压表的示数始终保持不变，则他在连接电路时存在的问题是。②经过思考，小华重新实验，他正确连接电路，操作步骤正确，闭合电键后，发现两电表指针所指的刻度仍与图19所示一致。则小华同学在实验中使用的滑动变阻器的最大电阻为欧。③继续移动变阻器的滑片，当滑片位于中点位置时，电流表的示数为0.2安。则此时测得Rx的阻值为欧。滑动变阻器在该实验中可以起到保护电路的作用，而且还可以起到作用。Tips：本题来自2012年杨浦区一模卷第28题，重点在最后一小问，很多学生的答案都是“多次测量取平均值………”，造成遗漏，所以这时候教学过程中我们需要提问一下学生：“为什么滑动变阻器可以实现多次测量取平均值呢？它是通过什么来实现呢”Key：①电压表并联在电源两端；②50；③12.5；改变待测电阻两端的电压，多次测量，取平均值，减小误差。小试牛刀：25．某小组同学在“用电流表、电压表测电阻”的实验中，用若干节干电池作电源，所用滑动变阻器上标有“10Ω2A”字样。（1）他们连接的电路中还有一根导线尚未连接，如图15（a）所示。请用笔画线代替导线补上，补上后的电路能够测未知电阻RX。（2）实验开始，他们闭合电键，发现无论是按补上导线后的图15（a）还是按图15（b）的操作，甚至改变滑动变阻器的滑片位置，所看到的现象均为电流表有示数，电压表无示数。经过讨论他们一致认为可能是电压表发生了故障。于是决定在不使用电压表的情况下继续实RXABCRXABC（a）（b）图15AV图19验，并且分别测出了电路中最小电流I1和最大电流I2。接着改变干电池的节数，又重复做了两次实验。请在虚线方框内画出他们重新设计的实验电路图。（3）他们设计的实验数据表格如下，请你完善表格中的栏目并简单叙述设计此栏目的理由：______________________________________________________________________________。（4）根据他们测出的物理量写出计算未知电阻的表达式：RX＝。Tips：本题来自2012年黄浦区一模卷第25题，实际上此题问理由，实则在问滑阻的作用，知道了这一点就可迎刃而解！Key：略；略；RX的平均值（欧）；实现多次测量，求电阻RX的平均值，减小误差；RX＝〔10I1/（I2－I1）〕（欧）例6.（★★★★）某同学利用电压表和电流表测量电阻Rx的阻值，所用的电源由两节新干电池组成，选用的滑动变阻器上标有“20Ω2A”字样。他按图16连接电路，实验步骤正确，闭合电键S后，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，电压表始终无示数。已知电路中各处均