电阻的测量-课件

第十七章欧姆定律第3节电阻的测量知识管理一、伏安法测电阻器材：电流表、电压表、滑动变阻器、开关、电源、待测电阻和导线。测量原理：R＝UI测量方法：电路如图所示，用电压表测出待测电阻Rx两端的电压U，用电流表测出通过Rx的电流I，则Rx＝UI。伏安法测电阻有内接法和外接法两种，如图(a)和(b)所示。当待测电阻Rx的阻值远远小于电压表的内阻时，用图(a)方法测量，误差较小；当Rx的阻值远远大于电流表的内阻时，用图(b)方法测量，误差较小。二、电阻测量的其他方法1．伏阻法器材：电压表、阻值已知的定值电阻R0、阻值未知的电阻Rx、开关、电源和导线。方法一、改接电表法：即通过移动电压表的位置来测量电阻。电路如图所示：先把电压表并联在R0两端，测出电压U1；然后再把电压表并联在Rx两端，测出Rx两端的电压U2。因U1R0＝U2Rx，则Rx＝U2R0U1。方法二、开关通断法：通过某些开关的闭合或断开，改变电路的连接情况来测量电阻。电路如图所示，闭合开关S1，用电压表测出Rx两端电压U1，然后再闭合S2，将R0短路，测得电路两端的总电压U。因U1Rx＝U－U1R0，则Rx＝U1R0U－U1。2．安阻法器材：电流表一个、阻值已知的定值电阻R0、开关、电源、待测电阻Rx和导线。方法一、改接电表法：通过改变电流表的位置来测电阻。电路如图所示：先把电流表跟Rx串联，测出通过Rx的电流I1，然后再把电流表跟R0串联，测出通过R0的电流I2。因I1Rx＝I2R0，则Rx＝I2R0I1。方法二、开关通断法短路法：电路如图所示。先闭合开关S1，测出Rx和R0串联后的电流I1，然后再闭合S2，把R0短路，测出通过Rx的电流I2。因I1(R0＋Rx)＝I2Rx，则Rx＝I1R0I2－I1。断路法：电路如图所示。先闭合开关S1，测出通过Rx的电流I1，然后再闭合S2，测出通过Rx和R0的总电流I。因I1Rx＝(I－I1)R0，则Rx＝I－I1R0I1。类型之一伏安法测电阻[2018·湖北荆门]现有两节新的干电池、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线若干。在利用“伏安法”测量定值电阻R1阻值的实验中：归类探究(1)请你按图甲所示的电路图，将图乙中的电路连接完整。(2)实验前为了保护电路，滑动变阻器的滑片应置于(选填“A”或“B”)端。(3)闭合开关，无论怎样移动滑片P，发现电流表始终无示数，电压表有示数，其原因可能是(填符号)。A．滑动变阻器断路B．R1断路C．R1短路BB(4)排除故障后，当电压表示数为2.7V时，电流表示数如图丙所示，则通过R1的电流大小为A。它的阻值是Ω。(5)本实验要多次测量取平均值，是为了。0.39减小误差【解析】(1)滑动变阻器下面的接线柱已经选择，上面选择哪一个都行，如图所示。(2)实验前，为保护电路，应将滑动变阻器的滑片置于阻值最大处，结合实物图可知，滑片应滑到B端。(3)闭合开关，移动滑动变阻器滑片P，发现电流表无示数，说明电路中有地方发生断路；电压表有示数，说明电阻R1断路，故B正确。(4)电流表量程为0～0.6A，指针指在0.3A处，故电流为0.3A，则定值电阻R1的阻值为R1＝UI＝2.7V0.3A＝9Ω。(5)本实验要多次测量取平均值，是为了减小误差。【方法归纳】(1)连接滑动变阻器时要“一上一下”选择接线柱。(2)为保护电路，滑动变阻器的滑片应置于阻值最大处。(3)根据电流表和电压表来判断故障。(4)正确读数利用欧姆定律求值。(5)实验要多次测量取平均值减小误差。类型之二测量电阻的特殊方法[2019·甘肃武威]如图是伏安法测电阻的实验电路图。(1)由图可知，滑片P向b端移动时，滑动变阻器接入电路的阻值，电压表示数，电流表示数(选填“变大”“变小”或“不变”)。(2)某同学规范操作，测得如下表的数据。其测量多次的目的是，表格中a为Ω，测量得到的电阻值是Ω。(结果均保留一位小数)次数U/VI/AR/Ω13.00.2910.324.00.3810.535.00.47a变大变小变小取平均值减小误差10.610.5(3)在没有电流表的情况下，如何利用电压表和已知电阻R0测量未知电阻Rx？如图为某同学设计的实验电路图，整个实验过程中电源电压不变。则在闭合开关S的情况下。①当S1时，使Rx短路，记录此时电压表示数U1。②当S1时，使R0和Rx串联，记录此时电压表示数U2。③则被测电阻Rx两端电压的表达式Ux＝，通过电阻Rx电流的表达式Ix＝(用U1、U2和R0表示)，则被测电阻Rx的表达式Rx＝____________。闭合断开U1－U2U2R0U1－U2U2×R0【解析】(1)由图可知，两电阻串联，电压表测R0两端的电压，电流表测电路中的电流，滑片P向b端移动时，滑动变阻器接入电路的阻值变大，根据串联电路中电阻的规律，总电阻变大，由欧姆定律知，总电流变小，电流表示数变小，根据U＝IR知，电压表示数变小。(2)某同学规范操作，测得表中的数据。其测量多次的目的是取平均值减小误差；由欧姆定律得，表格中a的电阻为R3＝U3I3＝5.0V0.47A≈10.6Ω，将三次测量的平均值作为测量结果，故测量得到的电阻值为R＝10.3Ω＋10.5Ω＋10.6Ω3≈10.5Ω。(3)①当S1闭合时，使Rx短路，记录此时电压表示数为U1；②当S1断开时，使R0和Rx串联，记录此时电压表示数为U2；③在①中，电压表测电源电压，U＝U1；在②中，电压表测R0两端的电压为U2，由欧姆定律知，电路中的电流I＝U2R0，根据串联电路电流的规律，通过电阻Rx电流的表达式Ix＝U2R0，根据串联电路电压的规律，待测电阻Rx两端的电压为Ux＝U1－U2，被测电阻Rx的阻值为Rx＝U1－U2Ix＝U1－U2U2R0＝U1－U2U2×R0。当堂测评1.[2017·黑龙江哈尔滨]在用伏安法测量电阻的实验中，连接电路时，开关应处于状态；若电流表、电压表的示数如图所示，则被测电阻的阻值是Ω。断开5【解析】为保护电路，连接电路时开关应断开。由图可知，电流表选择0～0.6A量程，分度值是0.02A，示数为0.28A；电压表选择0～3V量程，分度值是0.1V，示数为1.4V；由I＝UR可得，被测电阻的阻值：R＝UI＝1.4V0.28A＝5Ω。2．[2018·湖南益阳]图甲测量小灯泡电阻的电路图。灯泡正常发光时的电压为2.5V。(1)当小灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示，此时电流表的示数为A，小灯泡的电阻为Ω。(2)若闭合开关，电流表和电压表的指针都发生偏转，而小灯泡不亮。其可能原因是(说出一种即可)。(3)若一个电表发生故障，但有已知的定值电阻R0可提供的情况下，下列电路中不能测出小灯泡电阻的是。0.212.5滑动变阻器接入电路的阻值太大(或电源电压太小)D【解析】(1)小灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，此时电流表的示数为0.2A，由欧姆定律知，小灯泡的电阻为R＝UI＝2.5V0.2A＝12.5Ω。(2)若闭合开关，电流表和电压表的指针都发生偏转，说明电路为通路，而小灯泡不亮，则说明电路中的电流过小，故可能的原因是：滑动变阻器接入电路的阻值太大(或电源电压太小)。(3)A图，S断开时，R0与小灯泡串联，电压表测小灯泡两端的电压；S闭合时，R0短路，电压表则电源电压，根据串联电路电压的规律，可得出第1次操作中定值电阻R0的电压，由欧姆定律可求电路中的电阻，从而得出小灯泡电阻的大小；B图，S闭合时，电流表测并联电路的干路电流，根据并联电路各支路互不影响，R0与小灯泡并联时，通过定值电阻R0的电流大小不变，故根据并联电路电流的规律，可知通过小灯泡的电流，由欧姆定律可求小灯泡电阻大小；C图，S断开时，R0与小灯泡串联，电流表测电路中的电流，根据电阻的串联和欧姆定律可得电源电压的表达式；S闭合时为R0的简单电路，电流表测通过R0的电流，由欧姆定律可得电源电压的表达式，根据电源电压不变可求得小灯泡电阻大小；D图，无论开关断开与闭合，电压表都测电源电压，不能测量小灯泡电阻的大小。分层作业1．如图是用“伏安法”测电阻时电流表和电压表的示数。图中电流表的示数是A，这时待测电阻的阻值是Ω。0.212【解析】电流表使用的是0～0.6A的量程，每一个小格代表0.02A，电流I＝0.2A；电压表使用的是0～3V的量程，每一个小格代表0.1V，电压U＝2.4V，电阻R＝UI＝2.4V0.2A＝12Ω。2．[2019·山东临沂]小虎同学测量2.5V小灯泡的电阻时，连接的电路如图：(1)老师检查其所接电路时，发现有一根导线连接错误，请你在连接错误的导线上打“×；若不改正电路，闭合开关，灯泡将，电压表会出现的现象。(两空均填观察到的现象)不发光指针超过量程(2)小虎同学改正错误后，按正确的操作测得的数据如表。则从表中计算出三次小灯泡的电阻不相等，你认为导致本结果的原因可能是。实验次数123电压U/V2.02.52.8电流I/A0.200.240.25灯的电阻随温度的变化而变化【解析】(1)原电路中，灯与变阻器并联，电压表串联在电路中，这种连接是错误的，电压表应与电阻并联，电流表串联在电路中；若不改正电路，闭合开关，因电压表串联在电路中相当于断路，所以灯泡将不发光，此时电压表(使用0～3V量程)测电源电压4.5V，则电压表会出现指针超过量程的现象。(2)灯的电阻随温度的变化而变化，故计算出三次小灯泡的电阻不相等。3．[2018·宁夏]如图所示，小明进行“伏安法测量电阻”的实验：(1)请帮助小明根据电路图甲将实物电路乙连接完整(导线不能交叉)。(2)电路连接好后，当小明准备闭合开关开始实验时，滑动变阻器的滑片应该滑到(选填“A”或“B”)端。(3)小明闭合开关，并调节滑动变阻器，发现电流表没有示数，但电压表有示数且无变化，则电路故障可能是。(4)小明排除故障后，调节滑动变阻器，当电压表读数为2.6V时，电流表的示数如图丙所示，则该定值电阻的阻值是Ω。(5)小明还想探究电流与电阻的关系，请你帮助小明设计数据记录表格。B电阻Rx断路10【解析】(1)将电压表与电阻Rx并联，由图知，电源由两节干电池组成，电压为3V，因此电压表应选0～3V量程；电流表与电阻串联，滑动变阻器已连接了下面一个接线柱，应再连接上面一个接线柱，如图所示。(2)为了保护电路，电路连接好后，当小明准备闭合开关开始实验时，滑动变阻器的滑片应该滑到最大值B端。(3)电流表无示数，可能是电路某处断路，电压表有示数，说明电压表两接线柱到电源间是通路，所以故障是与电压表并联的电阻Rx断路了。(4)当电压表读数为2.6V时，由图乙所示电流表可知，其量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.26A，所以定值电阻的阻值为Rx＝UI＝2.6V0.26A＝10Ω。(5)探究电流与电阻的关系时，要保证导体两端电压不变，改变电阻，测出使用不同电阻时通过的电流，再分析数据，所以设计记录数据的表格如下：物理量实验次数电压/V电阻/Ω电流/A1234．[2018·江苏南通]小明和小虎设计如图甲所示的电路测量未知电阻Rx的阻值。实验器材有：电源(电压为4.5V)、滑动变阻器R(0～20Ω)、电阻箱R0(0～999.9Ω)、电流表、单刀双掷开关及导线若干。(1)请根据图甲所示的电路，在图乙中用笔画线代替导线将实物图连接完整。(2)小明将S拨至“1”，调节滑动变阻器的滑片至某一位置，电流表示数为0.36A。再将S拨至“2”，调节电阻箱，使电流表示数为A，此时电阻箱的示数如图丙所示，则待测电阻的阻值Rx＝Ω。0.369(3)把电阻箱的阻值从10.0Ω调到丙图所示的阻值时，小虎想先把“×10”挡从1调到0，再调“×1”挡。你认为他的想法是否妥当？答：(选填“是”或“否”)，理由是：。(4)测量结束断开开关后，应首先拆除(选填“电源”或“电流表”)两端的导线。否电阻箱的电阻突然减小，可能导致电路的电流太大损坏元件电源【解析】(1)由图甲知开关拨至“1”时，控制Rx，拨至“2”时，控制电阻箱R0，开关与滑动变阻器R串联，