测量小灯泡的电阻知识讲解.docx
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测量小灯泡的电阻知识讲解
测量小灯泡的电阻
知识点1 怎样测小灯泡电阻
一、实验过程：
实验目的：
1．会用电压表测电压，会用电流表测电流；
2．会用伏安法测电阻。
实验原理：
欧姆定律
实验器材：
电源、开关、电流表、电压表、滑动变阻器、待测灯泡（2.5V，3.8V）、导线若干。
实验电路图：
实验表格
次数
电压U/V
电流I/A
灯泡亮度
电阻R/Ω
1
2.5
2
1
3
0.5
实验步骤
1．按电路图连接电路，
2．检查电路，试触无误后，闭合开关，
3．调节滑动变阻器的滑片P，使阻值变小，观察电压表示数，使示数为小灯泡的标定电压值（2.5V）再读出电流表示数，观察灯泡亮度，记录表格，
4．调节滑动变阻器滑片P，使阻值变大，使用电压表示数为某一值（1V），观察电流表示数，灯泡的亮度，并记录，
5．调节滑动变阻器滑片P，使阻值继续变大，使电压表示数为某一值（0.5V），观察电流表，灯泡的亮度记录，
6．计算电阻值，填入表中，
7．分析表格，总结规律。
二、实验注意事项
1．连接电路时，开关要处于断开状态，
2．闭合开关前，滑动变阻器的阻值应调到最大，
3．电压表、电流表的正负接线柱接法要正确，量程选择要合适，
4．小灯泡的电压应从额定电压开始，逐次降低。
三、数据分析总结规律
通过实验记录，对数据分析，发现灯泡的电阻不是定值，是变化的且变化较大，是什么原因使灯泡的电阻发生变化的呢？
是导体两端电压变化了，是通过灯泡电流变化还是亮度变化引起电阻的变化？
分析：
影响电阻大小的因素。
1．导体本身的条件：
①材料②长度 ③横截面积
2．温度
而与导体两端电压，通过导体电流无关，并不影响导体电阻的大小。
测小灯泡灯丝电阻过程中，本身的条件没有变化，没有改变灯丝电阻大小；
只是灯丝的温度对电阻大小影响，如何影响的？
灯泡越亮，温度越高，电阻越大。
四、故障分析
在电源、电压表、电流表、开关、导线完好的情况下
故障现象
可能原因
灯泡不发光
电压表无示数
电流表无示数
电源短路，接线松动，接触不良
电压表有示数
电流表有示数
滑动变阻器阻值太大
电压表有示数
电流表无示数
灯泡灯丝断了
电压表无示数
电流表有示数
灯泡短路
电压表断路
灯泡发光
电流表无示数
电压表有示数
电流表短路
电流表有示数
电压表无示数
电压表断路
知识点2测定定值电阻的阻值
一、伏安法测定值电阻
1．实验原理：
根据欧姆定律的变形公式R=U/I，只要测出定值电阻两端的电压和通过它的电流，就可求出它的电阻。
2．实验器材：
电源、开关、电流表、电压表、滑动变阻器、待测定电阻值和导线若干。
3．实验电路图
4．实验步骤
①按电路图正确连接电路
②检查无误后，闭合开关，调节滑动变阻器滑片P的位置，改变电阻两端电压分别为U1、U2、U3观察电流表每次对应的数值，I1、I2、I3分别填入设计的记录表格：
次数
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
1
2
3
③根据每次记录的电压和电流值，求它的对应的电阻值，再求出它们的平均值
；
二、安阻法测定值电阻
1．仪器：
电源、电流表、两个开关，一个阻值已知的定值电阻R和几根导线，待测电阻Rx；
2．电路图：
3．步骤：
①按图连接电路；
②S闭合，S1断开，电流表示数为I1；
③S、S1闭合，电流表的示数为I2；
④计算：
U=I1R0 Ix=I2-I1
表达式：
三、伏阻法测定值电阻
器材：
电源、电压表、两个开关、一个阻值已知的定值电阻R和几根导线，待测电阻Rx
电路图：
实验步骤
1．按图连电路；
2．S1闭合，S2断开，电压表的示数为U1；
3．S1断开，S2闭合，电压表的示数为U2；
4．计算：
，
Rx的表达式
。
规律方法指导
伏安法测电阻是利用电压表和电流表分别测出导体两端的电压和通过导体的电流。
利用欧姆定律的变形公式
算得导体的电阻。
我们称这种方法为间接测量法。
伏安法测小灯泡电阻和定值电阻实验的不同点：
1．测量小灯泡电阻时，要先调节变阻器滑片位置，使电压表示数等于灯泡灯口标明的电压值，然后使其两端电压逐渐下降，以保证灯泡不被烧坏，分别测量三组对应的电压，电流值；而测定值电阻时，电压变化顺序无限制可以根据自己的需要调节，尽量使电阻两端的电压成整数倍变化，可以减小读数不准造成的误差。
每次读数完毕后立即断开开关，以免通电时间过长，引起定值电阻温度升高而使定值电阻阻值变大，使测量误差过大；
2．测量定值电阻的阻值时，多测几组数据是为了取其平均值来减小误差；而测小灯泡电阻时，多测几组数据是为了求出小灯泡在不同电压下对应的电阻值。
目的是分析小灯泡电阻变化的规律、电阻大小与温度的关系。
本节内容是中考实验题重点考查内容，实验原理、实验器材、器材的作用。
电路图设计、实物连接、电流表、电压表选择与读数、电阻计算、故障分析排除数据分析等范围非常广。
经典例题透析
一、基础型
1．用电压表、电流表测电阻Rx的阻值，所用器材有电池组、开关、电流表、电压表、滑动变阻器、导线若干和待测电阻Rx，
（1）画出实验电路图，
（2）若实验中电流表用的是（0—0.6A），电压表使用（0—15V），两表指针示数如下图所示，这时I=____，U=____根据这组数据可求出Rx=____；
（3）电路中使用滑动变阻器的作用是___________。
解析：
①要根据伏安法测电阻的原理，设计画出电路图，
②电压表、电流表读数时一定注意看好使用的量程，分度值，否则易读错数，
③一定掌握滑动变阻器在电路中的作用。
答案：
①如图：
②0.48A 8.5V 17.7Ω
（3）保护电路的作用，调节滑动变阻器来改变电阻R两端的电压以及电路中的电流，多次测量取电阻的平均值。
总结升华：
掌握伏安法测电阻的原理及欧姆定律，解题时要注意结合实验的原理。
举一反三：
如图所示，电源电压为12V且保持不变，当滑动变阻器滑片P移至端点A时，电流表的示数为0.4A，当滑片P移至端点B时，电流表的示数为0.3A。
求变阻器的最大阻值。
解析：
①当滑动变阻器滑片P移至A点时，变阻器连入电路中的电阻为0，只有R1工作，
所以
，
②当滑片P移至B端时R1、R2串联R=R1+R2，
。
总结升华：
弄清滑片P在两个端点时电路的的连接情况，利用欧姆定律和串并联电路特点解题。
二、能力提高型
3．在学习欧姆定律之后，老师请同学们设计一个测未知电阻Rx的电路，其中甲组同学设计的电路如右图所示，R0为已知阻值的电阻，当S闭合，S1断开时，电流表读数
为I；当S、S1都闭合时，电流表读数为I1，
①请你写出Rx的表达式；
②请你任选器材，设计一种不同于甲组同学设计的测量电路，画出电路图；
③比较两个电路图，说一说你设计的电路的优点。
解析：
根据并联电路特点可知：
Rx：
R0=I：
（I1-I）
这种方法只能测出一组数据，测出的结果误差较大，而用伏安法测量可多次测量算平均值误差小，可选伏安法测电阻。
答案：
①
②如图：
③能多次测量取平均值，减小误差。
总结升华：
掌握用一只电流表和一个已知电阻测电阻的原理和过程是解答本题的关键。
举一反三
给你如下器材：
学生电源一个，电压表二个，滑动变阻器一个，已知阻值为R0的定值电阻一个、开关一个、导线若干、待测电阻Rx一个。
要求用一个电路图测出待测电阻的阻值，画出实验的电路图，简述实验步骤。
写出待测电阻的表达式。
解析：
只有电压表没有电流表，不能用伏安法测量，电路中的电流无法直接测，可以用电压表和定值电阻间接测出电流，利用两个电阻串联电流相等；用另一只电压表测出被测电阻两端电压，就可求出待测电阻。
答案：
（1）电路图
（2）步骤：
1．按图连接电路
2．闭合开关，适当移动滑片P，读出电压表示数U1U2，由
4．小明同学利用电压表和电流表测量电阻R1的阻值，实验电路图如图甲所示:
①按甲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移到某一位置时，电流表和电压表V2的示数如图丙所示。
由此可知电阻R1=____Ω。
③小华发现另一个同学实验时，电路连接正确、电压表V1的示数为3V，但是反复移动变阻器的滑片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_____或是R1_____.
解析：
①连接电路时，注意沿着电流的方向逐次连接；
②由两图：
A读数为0.2A，V2读数为2V 故
；
③电压表V1测的是电源电压，V2的示数总等于V1的示数，表明V2的示数是电源电压，所以可能是R1断路或滑动变阻器短路。
答案：
①如图 ②10 ③短路 断路
总结升华：
如果被测电阻两端所连的电压表示数等于电源电压，则有两种情况：
一是与之并联的用电器断路，二是与被测电阻串联的滑动变阻器短路，电阻太小不分压。
举一反三
如果在实验中发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片电流表的示数都为零，而电压表却有明显示数，而且与电源电压相同，你觉得问题可能出在哪？
应该怎样解决？
如图：
解析：
电流表无示数可能原因①无电流通过电流表；②有电流但太小。
电压表有示数且等于电源电压，说明电压表两端与电源连接部分电路
没有问题，综合分析是与电压表并联小灯泡部分有断路。
解决方法是①小灯泡接线重新接 ②换小灯泡
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