第十六讲 电阻的测量.docx
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第十六讲电阻的测量
第16讲电阻的测量
知识要点
1、伏安法测导体电阻
试验原理
根据欧姆定律的变形公式
用电压表、电流表分别测出待测电阻两端的电压和通过它的电流，就可以求得这段导体的电阻。
此法叫“伏安法”
实验器材
电源、开关、电压表、
电流表、滑动变阻器、
待测电阻、导线若干
实验电路图
实验步骤
①按实验原理图正确连接实验电路
②电路经检查无误后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片P的位置，使电阻两端的电压分别为U1、U2、U3，观察电流表的示数，每次对应的数值为I1、I2、I3，分别填入设计的表格中。
③根据每次记录的电压值和电流值求出每次对应的电阻值R1、R2、R3，求出它们的平均值R=（R1+R2+R3）/3
滑动变阻器作用
①保护电路
②改变导体两端的电压，使其成倍数地增加
③多次测量求平均值
2、伏安法测小灯泡电阻（重要）
原理
，伏安法，同上
实验所需器材
电压表、电流表、滑动变阻器、电源、开关、导线若干
原理图
记录表格
实验序号
U/V
I/A
R/Ω
1
2
3
注意事项
①器材的选取：
电流表所选用量程满偏值要大于电路中的最大电流；滑动变阻器的最大阻值应略大于或接近小灯泡的电阻（效果更明显）
②连接电路时：
按照电压表、电流表、滑动变阻器的使用规则，将它们正确地连入电路，在连接的过程中，开关要断开。
③进行实验时：
闭合开关前，要把滑动变阻器的滑片调到最大阻值处，是电路中的电流最小，以保证电路中灯泡、滑动变阻器、电压表、电流表等仪器的安全。
④将每次测量的结果和小灯泡的发光情况记录下来，以便最后分析和总结。
⑤分析处理数据，对于测得的各组电流和电压值，计算出相应的电阻，然后比较，找出规律。
3、“伏安法”测电阻试验中常见故障的排除方法
故障
原因分析
排除方法
闭合开关，灯泡不亮，Ⓐ表示数是零，Ⓥ示数很大
电压表直接接在了电源两极，小灯泡开路
检查小灯泡与底座是否接触良好，否则更换好的小灯泡
闭合开关后发现小灯泡不亮，ⒶⓋ都没有示数
电路中除小灯泡外的某处接触不良（或同时小灯泡的灯丝断了）
将连接各电路元件的接线处重新连接，若同时小灯泡的灯丝坏了，应更换
闭合开关S，发现小灯泡不亮，同时ⒶⓋ有示数，但非常小
ⒶⓋ表有示数，说明电路是通路，灯泡不亮，说明加载灯泡两端的电压太小，使得通过灯泡的电流太小而不亮，这可能是电源电压太小，或滑动变阻器接入电路中的电阻过大
可以适当提高电源电压，或将滑动变阻器接入电路中的阻值调小
闭合开关S后，小灯泡亮，发现ⒶⓋ的指针左偏
指正向左偏转说明ⒶⓋ的正负接线柱接反了
对调正负接线柱上面的线
连接好实验电路后，闭合开关并移动滑片，发现小灯泡变亮，Ⓐ示数变大，Ⓥ示数变小；小灯泡变暗，Ⓐ示数变小，Ⓥ示数变大
电路是通路，但是小灯泡变亮，Ⓐ示数变大时，Ⓥ示数反而变小，是由于Ⓥ并联在了滑动变阻器两端
将电压表改装，并联在小灯泡两端
将实验电路连接好后，闭合开关S，发现小灯泡特别亮，无论滑片怎样移，灯泡亮读不变。
滑动变阻器连接有误
纠正接法（一上一下）
典型例题
1.小明同学用电压表和电流表测一未知电阻Rx的阻值
（1）小明同学测电阻的方法叫，其实验原理是：
，实验中需要测量的物理量是：
和．
（2）小明实验选用的器材如图1所示，其中电源为2节干电池，待测电阻阻值大约为10Ω，滑动变阻器标有“10Ω2A”字样，则实验时电压表选用的量程为V，电流表选用的量程为A．
（3）在图2中请你帮小明同学设计出实验电路图，并在图1中用铅笔画线代替导线进行实物连接：
（4）连接电路时，开关应该．闭合开关之前，滑动变阻器的滑片应调到，这样可以起到的作用．
（5）为了接近真实值，应多测量几次，取就可以减小误差．因此，在实验过程中需要通过调节，多次改变Rx两端的和通过Rx的，得出多组数据．
2.某同学做“测量小灯泡电阻”的实验，所用实验器材均完好．
（1）图甲是测量灯泡电阻的电路图，请你在○填上合适的电表符号．
（2）根据图甲电路，用笔画线代替导线，将图乙的实物电路连接完整．
（3）该同学连接好电路的最后一根导线时，小灯泡立刻发出微弱的光亮，移动滑动变阻器滑片，灯泡亮度不变．导致上述现象的两个操作错误是：
①；
②．
3．某实验小组做“测量小灯泡电阻”的实验，所用实验器材均完好．连接好电路后，闭合开关，发现小灯光不发光．终过分折，同学们猜想了一些可能的原因，见下表．请根据同学们的猜想，在表中写出对应的电压表和电流表的示数情况（填“有”或“无”）．
猜想
电压表
示数情况
电流表
示数情况
灯泡断路
灯泡短路
若是灯泡断路，其原因可能是：
（1）；
（2）．
4．
（1）如下左图是伏安法测电阻的电路图，在图中○内填写适当的电表符号，在表旁标“+”“-”接线柱．
（2）上题中电压表、电流表的读数分别如上右图甲、乙所示，则导体两端的电压是______V，通过导体的电流是______A，此灯泡的电阻是______．
（3）在“伏安法测电阻”的实验中：
①图是某同学连接的实验电路，但电路中有一根导线连接错误，请你在连错的线上打叉并改正过来．
②若滑动变阻器滑片向右滑动，则电流表示数将______，电压表示数将______，待测电阻大小______（填“变大”、“变小”或“不变”．）
课堂练习
1．如图是伏安法测电阻的实验器材，其中电池组电压为6V，RX的阻值约为10Ω左右．
（1）如果电压表选择3V的量程．那么电流表应选用的量程．这样做的优点是：
①；
②以免实验时间过长，因而影响阻值．
（2）将图甲中器材连接成测定RX阻值的实验电路（要求：
滑动变阻器的画片P处于最左端时，连入电路中的阻值最大）．
甲同学
乙同学
实验次数
电压/V
电流/A
实验次数
电压/V
电流/A
1
2.0
0.20
1
2.0
0.28
2
2.5
0.24
2
2.5
0.24
3
3
（3）老师看到了他们的数据后，认为其中有一位同学的实验电路接错了．
A．你认为______同学的电路接错了；
B．你的判断依据是______．
（4）小明同学已将前两次实验的数据记入了正确的表中，第3次实验的电表指示如图乙所示，请将读数填入表中，并完成表中的有关计算．
实验次数
电压/V
电流/A
电阻/Ω
1
2.0
0.20
10.0
2
2.5
0.24
10.4
3
被测电阻值Rx=______
（5）从记录表中看出，三次实验计算所得的电阻值不完全相同，其原因是______．
2．在“用电流表和电压表测电阻”的实验操作中，可能出现A、B、C、D四种错误，请将与之对应的不正常现象用短线连接．
3．用“伏安法”测量一只小灯泡的电阻．
（1）如图是实验电路图，图上的圆圈表示电表，请在圆圈内填入相应的字母．
（2）某实验小组通过改变灯泡两端的电压，进行了三次测量，部分记录见上表．若电压表示数为2.50V时，电流表的指针位置如图所示，请你填写表格中的两个空格．
实验次数
1
2
3
电压/V
1.00
1.70
2.50
电流/A
0.14
0.22
电阻/Ω
7.1
7.7
（3）老师看了该小组的记录，提示说：
你们注意到三次测量的电阻相差较大这个现象吗？
通过交流，其他小组也都有类似现象：
灯泡电阻随电压增大、亮度增强而增大．经讨论，同学们认识到：
实验有误差是肯定的，但这个现象不能单纯用误差来解释．因为：
如果是误差，那么三次测得的电阻值应该相差______（选填“较大”或“较小”），并具有______的特点（选填“逐次增大”、“逐次减小”或“时大时小”）．后来，同学们注意到灯泡发热发光的特殊性，认为灯泡的电阻可能与______有关，并通过查阅课本得到了证实．
4.用如图甲所示的电路可以测量一个未知电阻的阻值，其中Rx为待测电阻，R为电阻箱，S为单刀双掷开关，R0为定值电阻．某同学用该电路进行实验，主要步骤有：
A.把开关S接b点，调节电阻箱，使电流表的示数为I；
B.读出电阻箱的示数R；
C.把开关S接a点，读出电流表的示数为I；
D.根据电路图，连接实物，将电阻箱的阻值调至最大．
（1）上述步骤的合理顺序是：
______（只填写序号）．
（2）步骤A中电阻箱调节好后示数如图乙所示，则它的示数为______Ω．若已知R0的阻值为10Ω，则待测电阻的阻值为______Ω．
（3）本实验所采用的物理思想方法可称为______（选填“控制变量法”或“等效替代法”）．
5．请你利用电压表、电源、已知阻值的电阻R0、开关、导线，测量待测电阻RX的阻值．
（1）在方框内画出实验的电路图．
（2）写出实验步骤和所测得的物理量．
（3）用所测量的物理量写出RX的表达式RX=______．
6．图甲是测量定值电阻R的实物连接图．图中R阻值约为10Ω，滑动变阻器R，的规格为“20Ω，1A”．
（1）请在图甲中将电路连接完整，要求滑片P在A端时接入的阻值最大．
（2）正确连接好电路后，闭合开关，调节滑动变阻器，当电压表的示数为2V时，电流表的示数如图乙所示，其读数为______，则电阻的大小为______．
（3）实验中，滑动变阻器的作用是______．
（4）若在实验中发现电压表已损坏，仍利用该电路测出定值电阻R的阻值．要求写出实验步骤及所测的物理量，并以相应的符号表示．
步骤1：
______；
步骤2：
______；
步骤3：
根据以上测出的物理量及题中的条件，用相应的符号写出计算电阻的表达式：
R=______．
7．如图所示是测量待测电阻Rx的阻值所用的电路图和实验器材实物图．其中R0是阻值已知的电阻，电源是由多节电池串联而成的，电压小于15V，但确切数值未知，使用过程中电源电压不变．
（1）按照电路图用笔画线代替导线完成实物连接图．（图中连线不能交叉）
（2）对照电路及实物图，简要写出实验的测量步骤．（步骤中要明确写出实验中要测量的物理量）
（3）用所测量的物理量写出Rx的表达式：
Rx=______．
课后作业
1．如图所示是用电压表和电流表测量小灯泡电阻RL的四个电路图，其中正确的是（ ）
A．
B．
C．
D．
2．在用伏安法测电阻的实验中，连接电路正确的是（ ）
A．开关断开或闭合都可以
B．连接滑动变阻器时，应该使滑片置于接入电路的阻值最大处
C．接线时，必须从电源正极开始，开关要靠近电源正极
D．在实验结束时，只要把变阻器滑片再置于电阻值最小位置即可
3．实验结果记录表：
试验次数
电流I/A
电压U/V
电阻R/Ω
1
0.2
2
2
0.3
3
3
0.4
4
（1）请完成表格
（2）通过分析实验数据可以看出，电阻两端的电压与通过它的电流的比值是一个定值，这说明了导体的电阻是导体本身的一种______，它的大小与它两端的______和通过它的______无关．
4．
（1）如图左所示是伏安法测电阻的电路图，在图中○内填入适当的电表符号，在电表旁标“+”、“-”接线柱．
（2）若电压表、电流表的示数分别如图甲、乙所示，则导体两端的电压是______V，通过导体的电流是______A，此被测电阻是______Ω．
5．如图所示甲是测量小灯泡电阻的电路图和实物图（估计灯丝电阻为10Ω左右）．
（1）在电路图中的○里填上电压表和电流表的符号．
（2）用笔画线代替导线，按电路图连接实物图．（要求将滑动变阻器的接线柱A连入电路）
（3）要使电流表示数变大，滑动变阻器的滑片P应往______滑动．
（4）在某一恰当位置时，电流表和电压表的示数如图乙所示，则灯丝的电阻是______Ω．
6．如图所示甲是测量电阻的电路图，请把图乙所给的器材按图甲电路图的要求连接起来．已知电阻R1=l0Ω，闭合开关S，调整可变电阻R使电流表A1，A2的示数如图丙所示，其中A1的示数是______A，A2的示数是______A．电阻R2=______Ω．
7．在测未知电阻RX的阻值的实验时，有一只电压表、一个开关、一个电源和若干导线，还有一个通过伏安法测出的已知阻值的电阻R0．若用这些器材来测未知电阻RX的阻值，要求在设计实验中：
（1）画出电路图；
（2）写出测量的主要步骤；
（3）写出计算R的表达式．
8．某同学要用伏安法测一个未知电阻，实验桌上准备的器材有：
蓄电池（6V）、电压表、电流表、待测电阻、开关各一个和七根导线．
（1）为了使测量结果较为准确，还需向老师借一个______，用于改变待测电阻两端的______．读出几组电压值和电流值，达到多次测量______的目的．
（2）某同学的实验记录数据如下表：
实验次数
电压（V）
电流（A）
1
4.0
0.40
2
5.0
0.49
3
5.5
0.52
根据表中数据可以判断，实验中电压表选用______量程，电流表选用______量程，待测电阻的阻值大约为______．
9.为了测量待测电阻的阻值，某同学连接了如下左图所示的电路，请指出图中三处错误并在原图上加以改正．
（1）______．
（2）______．
（3）______．
10．某同学用伏安法测一段导体的电阻，其实验方案与操作过程均正确，两表示数如上右图所示，你认为这个实验可以改进的地方是______这样做的理由是______．
11．有一名同学想测出一个电阻R的电阻值，将选用的器材连接成如图所示电路，R0为已知阻值的电阻，由于电源电压未知，所以没能测出R的阻值．请你填器材，帮助他完成这个实验，要求：
（1）用两种方法，分别画出电路图，并简要说明．
（2）每一种方法在不拆除原有电路接线的条件下，只允许填一种器材和导线接入电路．
伏安法测电阻附加练习
1、小明同学做电学实验，通过改变滑动变阻器R3电阻的大小，依次记录的电压表和电流表的读数如下表所示
电压表读数U/V
0.60
0.70
0.80
0.90
1.00
1.10
电流表读数I/A
0.18
0.21
0.24
0.27
0.30
0.33
分析表格中实验数据，可推断小明实验时所用的电路可能是下列电路图中的哪一个？
【 】
2、有一个阻值看不清的电阻器Rx，要测出它的电阻值．
（1）小明按左图的电路图连接好电路，检查无误后闭合开关S，观察到电压表的示数为1.6V，电流表的示数如右图所示，则通过电阻器Rx的电流为_____A，Rx的电阻为____Ω．
（2）实验中，为了减小误差，小明还需进行的操作是
_______________________________________________________________。
（3）下图是小虎做这个实验连接的实物图，请你指出其中的三个错误或不妥之处。
①________________________________________________________________________
②________________________________________________________________________
③_________________________________________________________________________
3、做测定电阻阻值的实验.
（1）小明根据如图所示的电路图，将图中的实验器材连接成实验电路.同小组的小亮在检查时认为，从实验目的来看，实验电路上有一根导线连接错了，建议小明改接.①请你在接错的那根线上打“×”；②另画一根导线，使电路连接正确；③如果不改接这根导线，对实验的影响是：
__________________（具体说明是什么影响）.
（2）小明将电路改接正确后，合上开关，调节变阻器的滑片到某位置时，电压表和电流表的指示如图所示，则电压表的读数是V，电流表的读数是A，被测电阻Rx的阻值是Ω.
（3）小明和小亮为他俩在全班首先获得测量结果而高兴，准备整理实验器材结束实验.你认为他们的实验真的结束了吗？
你会给他们提出什么建议呢？
①写出你的建议：
________________________________________________________________________；
②你提出这个建议的目的是：
________________________________________________.
4、我们知道，测量时总存在误差，通常将测量值与真实值之差叫做绝对误差．初中电学实验中所用电流表的准确度等级一般是2.5级的．2.5级电流表的含义是，用该电流表测量时的最大绝对误差不超过满刻度值的2.5﹪．下表给出了用2.5级电流表测量电流时，电流表指针的偏转角度与百分误差（即最大绝对误差与电流表读数之比的百分数）之间的关系．
电流表指针的偏转角度
量程为0～0.6A电流表的读数
百分误差
满刻度
0.60A
2.5%
满刻度的二分之一
0.30A
5.0%
满刻度的三分之一
0.20A
7.5%
满刻度的四分之一
0.15A
10%
满刻度的十分之一
0.06A
25%
满刻度的二十之一
0.03A
（1）上表中的最后一空处相应的百分误差应是_____________%．
（2）从上表中的数据可以看出，该电流表的指针偏转的角度越大，百分误差___________（选填“越大”“越小”或“不变”）．
（3）如果用准确度等级是2.5级的电流表进行测量时要求百分误差小于3.75%，则该电流表指针的偏转角度应大于满刻度的_______________．
5、给出下列器材：
A．电压为3V的电源；B.量程为3V的电压表；C.量程为15V的电压表;D.量程为0.6A的电流表；E.量程为3A的电流表；F.滑动变阻器；G.开关及导线.
现在要测量一个约为10Ω电阻RX的阻值.
（1）为了提高实验准确度,应选择器材A、F、G和、（填写器材代号）。
（2）图为实验时实物连接图，其中滑动变阻器尚未接入，请你用笔画线表示导线将它连入电路。
（3）闭合开关接通电路，移动滑动变阻器的滑片时，发现电流表、电压表的读数都比较小，而且不随滑片的移动而发生变化，可能的原因是把滑动变阻器的两个接线柱接入了电路。
6、小组测量小灯泡的电阻，设计的电路图中有1处错误，请你将错误之处圈出来，并改正在原图上。
然后按照改正好的电路图，将没有完成的实物图连接好。
7、小刚同学测量2.5V小灯泡的电阻时，连接的电路如图：
（1）检查电路，发现有一根导线连接错误，请你在连接错误的导线上打“×”，若没有发现错误，闭合开关，会出现现象.在图中补画出正确的连线.闭合开关前，他应将滑动变阻器的滑片调到端（填“A”或“B”）；
实验次数
1
2
3
电压U/V
2.0
2.5
2.8
电流I/A
0.20
0.24
0.25
（2）小刚改正错误后，按正确的操作测得的数据如右表：
则第1次测得的小灯泡的电阻为；从表中计算出三次小灯泡的电阻不相等，你认为可能的原因是.
8、小明和小亮利用图所示的电路测未知电阻的阻值．
（1）根据他们连接的实验电路可知，电表甲应是表．
（2）实验中他们检查电路无误后闭合开关，观察了两电表的示数．计算出被测电阻R＝＿Ω．
（3）完成了上步计算后小明认为实验就完成了，小亮则认为，仅这样就得出电阻的阻值不够可靠．原因是。
（4）为了得到更可靠的结果，你认为接下去他们的具体操作应是。
9、在测定标有“2.5V”字样的小灯泡电阻的实验中：
实验次数
1
2
3
电压U／V
1.5
2.5
3.0
电流I/A
0.2
0.25
（1）请你根据电路图将实物电路补充完整．
（2）通过实验得到了三组U和I的数据（如右表）。
当灯泡两端电压为3.0V时，电流表示数如上右图，请将读数填入表格中。
（3）小灯泡正常发光时的电阻为________Ω。
10、下图是“伏安法测电阻”的实验电路图。
⑴在图中的圆圈内填入电流表、电压表的符号；
⑵某同学规范操作，正确测量，测得3组实验数据分别是：
U1=2.4V，I1=0.20A；U2=4.5V，I2=0.38A；U3=6.0V，I3=0.50A。
请你在虚线框内为他设计一个表格，并把这些数据正确填写在你设计的表格内。
⑶、根据表格中数据，请你算出待测电阻Rx≈
。
⑷、分析表格中的数据，你能得出的一个结论是：
11、如图所示，是王燕同学连接的测电阻Rx的电路。
（1）电路中有一根导线连接错了，请你在接错的导线上打一个叉，并画出正确的连线。
（2）在方框中根据改正后的电路画出电路图。
（3）实验中测出了如下表所示的数据，其中第3次测量时电流表的表盘如图所示，请你读出电流值填在表格中。
电阻测量值Rx＝Ω。
次数
第1次
第2次
第3次
电压（V）
2．5
3．0
3．5
电流（A）
1．3
1．5
12、某同学在“用电压表和电流表测导体的电阻”实验中，按如图所示的电路图连接好电路，移动滑动变阻器的滑片，使滑动变阻器连入电路的阻值最大。
闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，分别读出电压表和电流表的几组示数并记录，根据记录的数据，作出如图所示的U—I图线。
则被测电阻R1的电阻值为Ω。
滑动变阻器的滑片在某一位置时，电压表的指针位置如图所示（电压表所接的量程为0—3V），则电压表的示数为V。
13、小林同学利用电压表和电流表测量电阻R的阻值，实验电路如下图甲所示、
（1）按照图甲所示的电路图，将图乙中的电流表（用0.6A量程）正确连入电路（用笔画线表示导线）．
（2）实验中，当滑动变阻器的滑片P滑到某一位置时，电流表和电压表V2的示数如图丙所示，由此可知，电压表V2测出的是电阻的电压，电阻Ω.
（3）小林发现另一个同学实验时，电路连接正确，电压表从的示数为3V,但是反复移动滑动变阻器的滑片P，电压表V2的示数总是与V1的示数相等，由此可见，发生故障的原因可能是滑动变阻器或者是R1.
14、用如图甲所示的电路可以测量一个未知电阻的阻值，其中Rx为待测电阻，R为电阻箱（符号为≠），s为单刀双掷开关，R。
为定值电阻．某同学用该电路进行实验，主要步骤有：
A．把开关S接b点，调节电阻箱，使电流表的示数为I,
B．读出电阻箱的示数R
C．把开关S接a点，读出电流表的示数为I
D．根据电路图，连接实物，将电阻箱的阻值调至最大
（1）上述步骤的合理顺序是__
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