第9讲 伏安法测电阻

第九讲  伏安法测电阻 名家导航 欧姆表简介 一.欧姆表的内部结构 欧姆表是测量电阻的仪表，左图为实物图，右图为欧姆表的测量原理图．G是内阻为Rg，满刻度电流为Ig的电流表，R是可变电阻，也叫调零电阻；电池为一节干电池，电压为E，内阻是r，红表笔（插入“+”插孔）与电池负极相连；黑表笔（插入“-”插孔）与电池正极相连． 二. 欧姆表的使用步骤及方法 首先根据被测电阻的大小选择测量档位倍率（如×1，×100，×1000等）；然后将红、黑表笔相接，调节调零电阻，使欧姆表指针满偏，即指针指到零刻度；接着将红、黑表笔接在待测电阻两端，指针将偏转到某一位置，读出此时指针对应的刻度值；待测电阻的阻值大小等于读出的刻度值乘以档位倍率。 三. 欧姆表的刻度特点 与电流表和电压表不同，欧姆表有以下几个显著特点： （1）电流表和电压表刻度越向右数值越大，欧姆表则相反，这是因为Rx越小I越大造成的．当Rx=∞（无穷大）时，I=0，则在最左端；当Rx=0时（两表笔短接）I为Ig，电流表满刻度处电阻为“0”在最右端． （2）电流表和电压表刻度均匀．欧姆表刻度很不均匀，越向左越密．这是因为在零点调正后，E、R、Rx都是恒定的，I随Rx而变．但他们不是简单的线性比例关系．所以表盘刻度不均匀． 四. 使用欧姆表时的注意事项 （1）用欧姆表测电阻，每次换挡后和测量前都要重新调零． （2）测电阻时待测电阻不仅要和电源断开，而且要和别的元件断开． （3）测量时注意手不要碰表笔的金属部分，否则将人体的电阻并联进去，影响测量结果． 知识清单 一、伏安法测电阻 1. 伏安法测电阻的电路图如图9-1所示。用电压表测量定值电阻两端的电压U，用电流表测量流过的电流I，利用        ，计算出定值电阻的阻值。 图9-1 2. 实验时电压表、电流表之间有两种接线方法，如图9-2中a、b所示，图（a）这种接线方法称为            ，图（b）这种接线方法称为              。 图9-2 . 3. 由于电压表和电流表都有内阻，导致了电阻的测量值和真实值存在误差。当选用外接法（a）时，电压表与电阻并联，电压表的读数就是电阻两端的电压，但电流表测量的是通过电阻和电压表的总电流，因此测量值要小于真实值，根据Rx= 算出的电阻值比真实值          。 4. 当选用内接法（b）时，电流表与电阻串联，电流表的读数就是电阻的电流值，但电压表测的是电阻和电流表的总电压，所以测量值大于真实值，根据Rx= 算出的电阻值比真实值          。 二、 特殊方法测电阻 5. 当测量工具只有电流表时，可利用一个已知阻值的定值电阻R0和待测电阻Rx并联，分别测出流过它们对应的电流I0、IX，则有I0 R0=IX Rx，可算出Rx=      。 6. 当测量工具只有电压表时，可利用一个已知阻值的定值电阻R0和待测电阻Rx串联，分别测出它们两端的电压U0、UX，则有 = ，可算出Rx=      。 典例视窗 名师堂 伏安法测电阻时，电流表、电压表量程的选择并不是越大越好。要在保证仪表安全的前提下，读数要尽量准确，即仪表指针偏转的角度范围尽量要大些。选择小量程指针偏转范围大，读数准确。 滑动变阻器的选择 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 也不是最大阻值越大越好。阻值太大，调节时，电流表、电压表读数一直很小，示数变化范围也小，；阻值太小，调节时，电流表、电压表读数一直较大，示数变化范围仍然很小。因此滑动变阻器最大阻值要选择适当。 【例1】（全国竞赛题）在图9-3所示的电路中，R为待测电阻，阻值约为5Ω。给你的器材有：滑动变阻器（2A，0～10Ω）；电压表，有2个量程，分别为0～3V、0～15V；电流表，有2个量程，分别为0～0.6A、0～3A；电池组为新干电池3节串联。两只电表的量程可采用以下4种选法，但为使测量时能较准确地读数，最后，两只电表的量程应采用（    ） 图9-3 A．0～0.6A和0～15V  B．0～3A和0～15V C．0～0.6A和0～3V  D．0～3A和0～3V 【点击突破口】电源电压为4.5V，R阻值约为5Ω，滑动变阻器阻值0～10Ω。按正确操作，闭合开关前，滑动变阻器的阻值全部接入，此时闭合开关电路电流最小为Imin= =0.3A；当滑动变阻器调到最小值0时，电路电流最大Imax= =0.9A。对应的R两端的电压为1.5V~4.5V。如果电流表和电压表选择大量程，虽然实验时不会烧坏仪表，但实验过程中指针偏转的角度始终较小，读出的数值误差较大。我们可以利用滑动变阻器的适当调节使电路电流在0.3A~0.6A之间变化，电压表对应读数在1.5V~3.0V之间变化。 【完全解答】C 【同类尝试】1. （2010·台州中考）在如图9-4所示的电路中，电源电压为5伏，L1、L2发光时的电阻均为6欧，小柯应选择两电表的量程分别为（    ） A．电流表(0～0.6A)、电压表(0～3V) B. 电流表(0～0.6A)、电压表(0～15V) 图9-4 C. 电流表(0～3A)、电压表(0～3V) D.电流表(0～3A)、电压表(0～15V)  2. 用伏安法测电阻时，若电源电压为3V，被测电阻约为20Ω，则电压表、电流表的量程应选择（  ） A. 0～3V,0～3A  B. 0～15V,0～3A C. 0～3V,0～0.6A  D. 0～15V,0～0.6A 【例2】（2010·桂林中考）如图9-5所示，是小明的实验小组在“测量小灯泡的电阻”实验中连接的一个实验电路，所用小灯泡标有“2.5V”字样。 （1）请指出电路连接中的两个不当之处： ①              　； ②              　。 （2）他们改正电路连接中的不当之处后， 指点迷津 实验连接电路要注意：①电压表并联在待测电阻两端，电流表串联在电路中，并要选择合适的量程；②开关应处于断开状态；③滑动变阻器的滑片应位于使接入电路的阻值最大的一端。 闭合开关，移动变阻器滑片时，发现两 电表的示数和灯泡的亮度都同时变化， 图9-5 但两电表的示数总是比较小，灯泡的亮 度也较弱。出现这种现象的原因是： 。 （3）电路正常后，他们分别测出了小灯泡的几组电压和电流值。记录如下： 电压（V） 2.0 2.5 2.8 电流（A） 0.20 0.24 0.26         ①小灯泡正常工作时的电阻大小约为      ； 思维亮点 伏安法测定值电阻的阻值测量多组数据的目的是：求平均值减小实验误差。 伏安法测小灯泡灯丝的阻值测量多组数据的目的是：探究小灯泡灯丝的电阻是变化的，灯丝的电阻受温度的影响。 ②通过 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 实验数据可知，小灯泡的电阻是    （填写“不变”或“变化”）的，其原因是：                  。 【点击突破口】伏安法测小灯泡电阻，电压表应并联在小灯泡两端，电流表串联在电路中，并且量程选择要合适，图中电压表和电流表量程都选大了。无论怎样调节滑动变阻器，小灯泡的亮度始终较弱，说明电源电压较低。小灯泡在2.5V电压下为正常工作，正常工作时的电阻值应选择第二组数据计算R= =10.4Ω。分别算出组数据下灯泡的电阻值发现：灯泡的电阻值在逐渐增大，其原因是随着电压、电流的增大，灯泡灯丝温度在升高，亮度在增加。 【完全解答】（1）①电压表没有并联在灯泡两端（电压表并联在滑动变阻器两端）；②电流表、电压表的量程都选大了。 （2）电源电压过低。 （3）①10.4Ω；②变化；小灯泡发光时，温度升高造成灯丝电阻变大。 【同类尝试】3. （2010·崇左中考）许华同学在做“怎样测量未知电阻”的实验中： （1）根据实验目的，将实验器材连接成实验电路如图9-6（1）所示。同组的小亮在检查时发现电路上有一根导线连接错了，建议许华同学改接。 a、请你帮助许华同学在接错的那根线上打“×” ，另画一根导线，使电路连接正确。b、在图（2）的虚线方框内画出改正后的电路图。 图9-6 （2）许华同学将电路改接正确后，合上开关，调节变阻器的滑片到某位置时，电压表和电流表的示数如图（3）所示，则被测电阻Rx的阻值是        Ω。 （3）许华和小亮为他俩在全班首先获得测量结果而高兴，准备整理器材结束实验。但小红认为他们的实验没有结束，建议他们                。 你认为小红提出这个建议的目的是                              。 智慧锦囊 实验中有多种方法测量电阻阻值，我们要根据提供的器材合理设计实验 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 。提供电流表时，可利用一个已知阻值的定值电阻R0和待测电阻Rx并联，分别测出流过它们对应的电流I0、IX，则有I0 R0=IX Rx，可算出Rx。 提供电压表时，可利用一个已知阻值的定值电阻R0和待测电阻Rx串联，分别测出它们两端的电压U0、UX，则有=，可算出Rx。 提供电阻箱和电压表（或电流表）时，可以用电阻箱替代待测电阻，调节电阻箱使电路电压（或电流）保持不变，电阻箱的读数等于待测电阻的大小。 滑动变阻器、电阻箱在电路中可以当定值电阻使用。 【例3】如图9-7所示，在不知电源电压的情况下，能够利用已知电阻R0测出未知电阻RX阻值的电路图是      （填“甲”、“乙”或“丙”）。 图9-7 【点击突破口】图甲中不知道RX两端的电压，图丙中不知道流过RX的电流，因此都不能算出RX的阻值。只有图乙中两电阻串联，串联电路中电流处处相等，有 = ，可以由此算出RX的阻值。 【完全解答】乙 【同类尝试】4. （天津中考）某同学在没有电流表的情况下，利用电压表和已知阻值的定值电阻R0，测量未知电阻Rx阻值，图9-8中不能实现测量RX阻值的电路图是（    ） 图9-8 5. 如图9-9所示的四个电路中，R的阻值和电源电压已知，能根据已知条件和电表示数求出电阻RX阻值的是（    ） 图9-9 智能升级 本讲主要涉及2个考点： 【考点1】伏安法测电阻。该实验是中考重点考查的对象。考查的形式主要有电路连线或改线、仪表读数和电阻计算、操作方法及步骤填空、实验数据分析及归纳结论、实验方案评估等。该实验出题灵活，设计的问题新颖，同学们要多练习，多思考，找到解决问题的关键。 【考点2】特殊方法测电阻。实验中有多种方法测量电阻阻值，我们要根据提供的器材合理设计实验方案。有电流表时一般要设计成并联电路，有电压表时一般要设计成串联电路。 滑动变阻器、电阻箱在电路中可以当定值电阻使用。 实战演练 【基础训练，立足课标】 1.（2010·哈尔滨中考）对于“探究电流跟电阻的关系”和“伏安法测量电阻”的这两个实验，下列说法不正确的是（      ） A.它们都是采用控制变量的研究方法 B.它们的实验电路在教科 书 关于书的成语关于读书的排比句社区图书漂流公约怎么写关于读书的小报汉书pdf 中是相同的 C.前者多次测量的目的是分析多组数据，得出电流跟电阻的关系 D.后者多次测量的目的是取电阻的平均值，减小误差 图9-10 2. 现有两个阻值不等的未知电阻R1和R2，为了分辨它们的阻值大小，几个同学设计了如图9-10所示的电路（图中小灯泡的规格相同），其中不可行的是（    ） 3．（2010·河池中考）利用如图9-11所示的电路，测量Rx的阻值．电源电压保持不变， S是单刀双掷开关、R'是电阻箱、R0是已知阻值的电阻、Rx是待测电阻．将开关S拨到a，电流表的示数为I；再将开关S拨到b，调节电阻箱R'的阻值，当电流表的示数为I/2时，读出电阻箱的阻值为R，则被测电阻Rx的阻值为（    ） A． B．R C． D． 图9-11 4.（2010·吉林中考）为了测量Rx的阻值，某同学设计了如图9-12所示的电路。已知R0为10Ω，当S1断开，S2闭合时，电压表的示数为3V；当S2断开，S1闭合时，电压表的示数如图9-12所示。由此可知R0两端的电压为      V，Rx的阻值为      Ω。 9-12 5．( 2010·哈尔滨中考)请利用下列器材，用笔画线连接“伏安法测量电阻”的实验电路。 9-13 6. （2010·大理中考）在“用电流表和电压表测小灯泡的电阻”实验中： （1）如图9-14所示，小明所连接的实验电路存在连接错误，但只需改动一根导线，即可使电路连接正确，请你在应改动的导线上打“×”，并用笔画线代替导线画成正确的接法。 图9-14 （2）电路正确连接后，闭合开关，小灯泡不亮，电流表无示数，电压表示数接近于电源电压，出现这一故障的原因可能是                        。 （3）排除故障后，小明同学进行了三次测量，数据记录如右表所示，其中，电压为2V时电流表的示数如图所示，请将表格中的数据补充完整。 （4）分析以上实验数据，小明发现小灯泡的电阻值存在明显差异，原因可能是                                    。 7．（2010·菏泽中考）、如图9-15甲所示是小红同学测定小灯泡电阻的实物连接图。 图9-15 （1）电源电压6V，请用笔画线代替导线，帮她完成电路的连接。 （2）电路连接无误后，闭合开关，发现灯泡不发光，电流表指针不发生偏转，电压表指针有偏转，请帮她找出故障的原因（填下列故障原因的代号）              A、小灯泡短路          B、电源接触不良 C、小灯泡断路          D、电流表内部短路 （3）排除故障后闭合开关，电流表和电压表的示数如图9-15乙所示，则小灯泡的电阻 为          Ω。 8.（2010·十堰中考）在用“伏安法测导体电阻”的实验中 （１）小强连接的实物图如图9-16所示，还有两根未连上，请帮助其完成实物图连接。 （２）请按小强连接的实物图画出实验电路图。 （３）小强在完成电路图连接后，开始进行如下实验：（在空白处填空） 第一步：调节滑动变阻器的滑片Ｐ至    端（填Ａ或Ｂ），使连入电路中电阻最大。 第二步：闭合开关S，调节滑片Ｐ的位置，读出电流表和电压表的示数并记录数据。 第三步：断开开关Ｓ，根据电压值和电流值，求出Ｒ （４）若电压表和电流表的示数如图所示，则Ｒ＝    　。 9-16 （５）从实验步骤看，存在的主要缺陷是                  。 【技能提升，面向中考】 9. （2010·福州中考）在测量定值电阻的实验中， （1）连接电路时开关应__________。 （2）请你用笔画线代替导线，将图9-17中的实物电路连接完整。 图9-17 （3）闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应移至_____（选填“A”或“B”）端。小青闭合开关后，移动滑片P到某一点时，电流表示数为0.2A，电压表示数如图26所示，为__________V，计算出的电阻值为__________Ω。 （4）小青仅把这一次实验测量所得的阻值作为最后的结果，你认为合适吗?__________，理由是____ ______________  _。 （5）如图9-17所示是其他两组同学根据测得数据作出I-U图像，分析图像可知Ra___Rb（选填“>”、“=”或“<”）。 （6）小珍连接好电路后闭合开关，发现无论如何移动变阻器的滑片P，电压表、电流表均有示数，但都不改变，原因可能是______________________。（写出一种即可） 10．（2010·黄冈中考）如图9-18是小伟研究“2.5V  1W”的小灯泡灯丝电阻的实物连线图： (1)在连线图中有一处错误，只需改动一根导线，就可以使电路正确连接，请你在需要改动的导线上打“×”，并用笔画线代替导线画出正确的接法． (2)在正确连接好电路后，某次测量中电流表示数为0.30 A，为测得额定电压下的灯丝电阻，滑动变阻器滑片P应向________端移动(填“左”或“右”)． (3)小伟测得了灯丝在三种不同电压下的阻值，然后求出它们的平均值当作灯丝的电阻，你认为这种做法对吗?并说明理由。 答：_____________ 图9-18 11．(2010·南京中考)小明设计了一种测量未知电阻Rx的实验方案，并选择了合适的器材，测量电路如图9-19所示，电源电压恒定，滑动变阻器最大阻值未知，在A、B两点间接人的元件每次只能是电阻箱或未知电阻Rx 图9-19 请你帮他完成相关实验 内容 财务内部控制制度的内容财务内部控制制度的内容人员招聘与配置的内容项目成本控制的内容消防安全演练内容 ：              ①将      接入A、B两点间； ②闭合开关，移动滑动变阻器滑片到某一合适位置时，记下      ； ③断开开关，取下A、B间的元件，将      接在A、B两点间； ④闭合开关，调节      ，使        ； ⑤读出      ，即可知道Rx的阻值． 12．(2010·南通中考)实验室中要测量一个阻值约为数百欧的电阻．提供的器材有：电源(电压约5V)、学生用电压表(0～6V)、电阻箱R(0～9999Ω  5A)、开关S1和S2、导线若干．现要测量待测电阻Rx的阻值，设计了如图9-20甲所示的实验电路图． 图9-20 (1)小虎进行的实验过程如下： ①根据实验电路图，连接成如图乙所示的实物电路，但存在连接错误，只需改动一根导线，即可使电路连接正确，请在接错的导线上打“×"，并用笔画线代替导线画出正确的接法． ②电路连接正确后，闭合S1，将S2拨到触点1时，电压表的读数为U1，则电源电压为        ． ③闭合S1，将S2拨到触点2，当电阻箱的阻值调为R0时，电压表的示数为U2，则待测电阻的阻值Rx=    ． (2)如果实验器材中没有提供电压表，现再提供一只电流表(0～0.6A)，利用上述器材，你认为         (选填“能”或“不能”)较准确测出该待测电阻的阻值，原因是    ． 13.（2010·徐州中考）阅读短文，回答文后问题 树木在低温时细胞受伤，会造成枝条电阻发生变化.用电阻测量法可以鉴别树木的耐寒能力.实验时，取某待测树种当年生长的粗细、长短相同的一些枝条分别放入不同的冷冻箱内，在不同的温度下冷冻，24h后取出.等恢复至室温时，测量这些枝条上相同距离的两点间电阻.该树种的部分测量数据如下表 所示. 冷冻温度/℃ -40 -30 -20 -10 0 枝条电阻/Ω 21.1 27.2   39.0 45.1             图9-21 （1）如图9-21a所示为测量枝条电阻的电路，请用笔画线代替导线将电路连接完整. （2）在测量冷冻温度为-20℃的枝条电阻时，电压表读数为8.6V，电流表示数如图b所示，请算出电阻填入表格中. （3）在图c中画出枝条电阻和冷冻温度关系的图象. （4）由图象可知，该树种枝条电阻大小与冷冻温度的关系为        . 【链接赛题，冲击金牌】 图9-22 14．(全国竞赛题)小明家新买了一条标有“220V  50W”的电热毯，他想用电流表和电压表测量电热毯的电阻值，于是连接了如图9-22所示的电路。其中R为待测电热毯的电阻，电源两端的电压为6V，滑动变阻器的最大阻值为20Ω．但是，小明在测量过程中发现，无论怎样调整滑动变阻器，电表的示数都几乎没有变化，且查得各元件完好，电路连接无误．请分析产生这一现象的原因．如果仍然使用这些器材，怎样连接电路才能有效地改变电热毯两端的电压?请画出你的电路图． 15. (全国竞赛题)育才中学科技小组设计了一个可以测量电阻值的多量程欧姆表，图9-23中所示为其中两个量程的测试电路，G为灵敏电流表，其内阻R0=100 Ω、电流灵敏度(即指针在满刻度时流过灵敏电流表的电流)I=100μA，R为可调电阻，阻值变化范围为0～5 KΩ，R1和R2为定值电阻，R1=15 Ω，R2=11 KΩ，E为1.5V干电池，S为量程选择开关。测量时把待测电阻两端分别与A、B两端相接。为了能从灵敏电流表上直接读出待测电阻的阻值，需在表盘上重新标注示数。请回答： 图9-23 (1)在指针满偏处，盘面应标注的示数是多少? (2)当A、B间断开时，指针所指的位置处，盘面应标注的示数是多少? (3)开关分别置于1和2位置时，在表盘正中间位置处应标注的示数各是多少?请简要说明理由。 (4)该欧姆表表盘上的刻度是否均匀?请从电路原理上说明理由。 知识清单答案 1．R=     2.外接法；内接法    3.小    4. 大  5. R0    6. R0 同类尝试答案 1.A  2.C