上海初三物理电学实验伏安法测电阻附答案.docx
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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
Ⅰ.知识结构
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/I
3.测量的物理量:
U,I
4.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。
物理量
实验次数
电压(伏)
电流(安)
电阻(欧)
Rx阻值(欧)
1
2
3
7.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
Ⅱ.典例精讲
【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
【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“20Ω 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)
电压(V)
电流(A)
电阻(Ω)
电阻(Ω)
1
2.7
0.28
2
0.2
3
0.58
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;
(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“20Ω 2A”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。
① 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,