专题17.3 电阻的测量--九年级物理人教版.doc

第十七章 欧姆定律 第3节 电阻的测量 伏安法测电阻 【实验原理】 【实验器材】电源、开关、导线、小灯泡、电流表、电压表、滑动变阻器 【实验电路】 【实验步骤】 （1）按电路图连接实物； （2）检查无误后闭合开关，使小灯泡发光，记录电压表和电流表的示数，代入公式算出小灯泡的电阻； （3）移动滑动变阻器滑片P的位置，多测几组电压和电流值，根据，计算出每次的电阻值，并求出电阻的平均值。 【实验表格】 次数 电压U/V 电流I/A 电阻R/Ω 平均值R/Ω 1 2 3 注意事项 ①接通电源前应将开关处于断开状态，将滑动变阻器的阻值调到最大； ②连好电路后要通过试触的方法选择电压表和电流表的量程； ③滑动变阻器的作用：改变电阻两端的电压和通过的电流；保护电路。 一、电路故障 对电路故障进行分析，同学们往往感到无从下手，究其原因主要有三个方面：一是没有搞清楚电路故障都有哪些情况；二是没有掌握对此类问题的分析方法；三是不知道电路出现断路和短路后会产生哪些现象。一般来讲电路故障主要表现为： 1．电路断路 当电路中出现断路时，电路不通，用电器不能工作。主要表现在以下几个方面：（1）灯泡不亮；（2）电流表无示数；（3）电压表示数为零；（4）电压表示数接近电源电压；（5）断开处一端能使试电笔氖管发光，另一端不能使其发光。学；科网 2．电路短路 电路中出现短路时，电路仍然接通。其主要表现为：（1）灯泡可能仍亮；（2）灯泡可能不亮（说明灯泡短路）；（3）电流表有示数；（4）电压表可能有示数（与电压表并联部分无短路）；（5）电压表示数可能为零（与电压表并联部分短路）；（6）短路处任意点均能使试电笔氖管发光。 【例题1】（2018·徐州）如图所示电路，电源电压保持不变，闭合开关S，电流表和电压表的都有示数。如果某时刻电路出现故障，两表的示数都变大了，那么故障可能是 A．电阻R1短路 B．电阻R1断路 C．电阻R2短路 D．电阻R2断路 参考答案：C 试题解析：如图，电压表与电阻R1并联，所以电阻R1短路后，电压表也被短路，不会有示数，故A错误；电阻R1断路后，电流表示数为0，故B错误；电阻R2短路后，电压表测量电源电压，示数增大，电路中的总电阻减小，根据可知，电流变大，即电流表示数变大，故C正确；电阻R2断路后，电路断路，两电表示数都为零，故D错误；故选C。 二、测量电阻的其他方法 只有电流表和己知电阻，测未知电阻 方法一：如图1，闭合S，用电压表分别测出Rx及R0两端电压Ux、U0，则Rx=R0Ux/U0； 方法二：如图2，闭合S1，当S2闭合时，电压表读数为U，S2断开时，电压表读数为Ux，则Rx=R0Ux/（U–Ux）； 方法三：如图3，闭合Sl，当S2闭合时，电压表读数为U，S2断开时，电压表读数为U0，则Rx=R0（U–U0）/U0； 方法四：如图4，滑动变阻器最大阻值为R0，闭合S ，当滑片P 滑至最左端，电压表读数为U，滑片滑至最右端，读数为Ux，则Rx＝R0Ux/（U–Ux）； 只有电流表和已知电阻，测未知电阻 方法一：如图5，闭合S，用电流表分别测出通过Rx及R0的电流Ix、I0，则Rx=R0I0/Ix； 方法二：如图6，闭合S1，当S2闭合时，电流表读数为I1，S2断开时，电流表读数为I2，则Rx=R0（I1–I2）/I2； 方法三：如图7，闭合S1，当S2闭合时，电流表读数为I1，S2断开时，电流表读数为I2则，Rx=R0I2/（I1–I2）； 方法四：如图8，当S闭合时，电流表读数为I1，S断开时，电流表读数为I2，则Rx=R0（I1–I2）/I2； 方法五：如图9，当S 闭合时，电流表读数为I1 ，S断开时，电流表读数为I2，则Rx =R0I2/（I1–I2）； 方法六：如图10，滑动变阻器最大阻值为R0，闭合S，滑片置于最右端，电流表读数为I1；滑片置于最左端，电流表读数为I2，则 Rx = R0I2/（I1–I2）。 【例题2】（2018·扬州校级期末）某同学在没有电流表的情况下（电源电压未知但不变），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，图中不能实现测量Rx阻值的电路图是 A． B． C． D． 参考答案：D 试题解析：AB．由电路图可知，开关S接1时，电压表测电源电压U；开关S接2时，Rx与R0串联，电压表测Rx两端的电压Ux，由串联电路的电压关系可得：R0两端的电压U0=U-Ux，根据串联电路中各处的电流相等，可得，所以，故AB能测量Rx阻值，不符合题意。C．由电路图可知，开关S闭合时，电阻Rx被短路，电压表测电源电压；当开关S断开时，电阻Rx与R0串联，电压表测电阻R0两端的电压U0，根据串联电路的电压关系，可得Rx两端电压为Ux=U-U0，电路中的电流，所以未知电阻，故C不符合题意。D．由电路图可知，开关S闭合时，电路为Rx简单电路，电压表测电源电压；当开关S断开时，电阻Rx与R0串联，电压表测串联电路两端的电压。无法推导出通过电阻Rx的电流，故此电路不能实现测量Rx阻值，D符合题意为答案。 1．如图所示为电源电压为3 V的电路，闭合开关灯泡不亮，电流表示数几乎为零，电压表示数接近3 V，出现此现象的原因可能是 A．电流表断路 B．灯座短路 C．开关接触不良 D．a-b-c段有断路 2．（2018·临沂模拟）用伏安法测电阻时，某同学列出了下列注意事项，其中没有必要的是 A．连接电路时，应从电源的正极开始连线 B．连接电路时，电键应始终处于断开状态 C．使用电压表和电流表时要选择量程 D．电路连接好后，应先用电键试触 3．（2018·武汉模拟）某同学利用下图所示的电路做“伏安法测电阻”的实验，已知电源电压恒为6 V，滑动变阻器标有“20 Ω，1 A”字样，实验中该同学填写的实验数据如下表所示。①该同学测得此电阻的阻值约为10 Ω；②序号“3”的实验中，滑动变阻器与待测电阻的阻值之比为1:2；③序号“1”和“4”的实验数据表明待测电阻R，不是定值电阻；④仅用该同学的实验器材就能探究电流与电压的关系。上述关于实验的几种说法中正确的是 序号 1 2 3 4 U/V 2.0 3.0 4.0 5.0 I/A 0.21 0.30 0.40 0.49 A．①④ B．③④ C．①②④ D．①③ 4．（2018·临沂模拟）在“测量小灯泡电阻”的实验中，滑动变阻器所起作用的说法不正确的是 A．改变电路中的电流 B．保护电路 C．改变被测小灯泡的电阻 D．改变被测小灯泡两端的电压 5．下面三个电学实验：a.探究电流与电压的关系；b.探究电流与电阻的关系；c.伏安法测电阻都要用到滑动变阻器，关于滑动变阻器，下列说法错误的是 A．三个实验中，它都起保护电路的作用 B．三个实验中，它都起改变部分电路两端电压的作用 C．三个实验中，它都起完成多次测量求平均值的作用 D．三个实验闭合开关前，滑片都要调到最大阻值处 6．（2018·海淀一模）在测量电阻Rx阻值的实验中，测得通过电阻Rx的电流为0.5 A，此时与电阻Rx并联的电压表的示数如图所示，则电压表的示数为_____V，电阻Rx的阻值为_____Ω。 7．（2018·浦东测试）“用电流表、电压表测电阻”的实验中，在连接电路时电键应处于_______状态，电流应从电流表的_______接线柱流入；在闭合电键前应使滑动变阻器连入电路电阻最_______；需直接测量的物理量是待测电阻的___________________。 8．（2018·青浦调研）在如图所示的电路中，电源电压保持不变。已知电路中仅有一处故障，且只发生在R1、R2上，闭合电键S，两个电表中只有一个电表的指针发生偏转，则电路中可能发生的故障是_____。请写出指针发生偏转的电表及相对应的故障。 ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 9．（2018·伊金霍洛旗模拟）如图所示是分别测量定值电阻R和小灯泡L两端电压与通过的电流得到的U﹣I关系图线。由图可知，定值电阻R的阻值为________Ω；小灯泡L的阻值会随其两端电压的升高而逐渐变大，其原因是________________________。 10．小明同学在做伏安法测电阻的实验时设计的电路图如图所示： （1）该实验的原理是 ； （2）按图所示的电路图连接电路，连接电路时，应将开关断开，滑动变阻器的滑片P应滑到最 端（填“左”或者“右”），以保护电路； （3）闭合开关，调节滑动变阻器的滑片到某位置时，电压表和电流表的示数如图所示，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； （4）小明同学测量完毕准备整理实验器材结束实验。你认为他的实验真的结束了吗？你会给他提出什么建议呢？____________________；你提出这个建议的目的是： _____________________。 11．小张同学用伏安法测电阻，下列记录是部分实验报告： 实验步骤： （1）根据实验目的画好电路图，按照电路图连接好电路，调节滑动变阻器，使电路中电阻最大； （2）闭合开关，读出电压表、电流表的示数，如下表所示。 电压（V） 电流（A） 电阻（Ω） 3.5 0.5 （3）断开开关，计算出Rx=7 Ω。 根据小张同学的实验报告，试回答下列问题： ①请按照实物图在虚线框内画出电路图（图1） ②本实验所应用的实验原理是： 。本实验存在缺陷是： 。 （4）某学习小组在帮小张改正以上不足之后，用该电路做了以下探究：闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P从最左端滑到最右端时，电压表示数随电流变化的图象如图2所示，则滑动变阻器的最大阻值是 Ω。 12．（2018·顺义二模）小华用电压表、电流表、滑动变阻器、导线、开关及干电池等实验器材，测量小灯泡L两端电压为2.5 V时的电阻值。 （1）小华连接好电路，闭合开关S，发现小灯泡L发光暗淡，观察电压表、电流表均有示数，移动滑动变阻器的滑片P，电压表、电流表示数均不变，出现这种现象的原因是__________________________________________________。 （2）小华改正实验错误后，移动滑动变阻器的滑片P，当电压表示数为2.5 V时，发现电流表示数如图所示，由此可知，此时通过小灯泡L的电流为__________A，此时小灯泡L的电阻值为__________Ω（结果保留一位小数）。 13．（2018·通州一模）如图甲所示，实验桌上的实验器材有：电压为3 V的电源、开关、符合实验要求的滑动变阻器、已调零的电流表和电压表、待测电阻各一个，导线若干。用实验桌上的实验器材，测量电阻待测R的阻值。请按要求完成下列实验内容： （1）用笔画线代替导线，将图甲的实物电路连接完整。 （2）连接电路时，闭合开关前，变阻器的滑片P应置于最________端。（选填“左”或“右”） （3）闭合开关，将滑动变阻器的滑片P移到某处，电压表及电流表的示数分别如图乙、丙所示，则电压表的示数为________V，电流表的示数为________A。 （4）计算得出电阻R的阻值为________Ω。 14．物理实验课上，同学们设计了测量Rx阻值的电路图。设计方案如图所示，电源电压未知且保持不变，R0为标有“20 Ω 1 A”字样的滑动变阻器，R1为阻值已知的定值电阻。在不改变电路连接的情况下，能测出Rx电阻的是 A． B． C． D． 15．两个相同的小灯泡L1、L2串联在电路中，闭合开关后两个灯泡都不亮。已知L1、L2中有一个灯泡灯丝损坏，另一个完好。为判断哪一个灯泡损坏，下列操作及判断不正确的是 A．把电压表两端分别接在a、b两点，闭合开关，如果电压表有示数，则说明L2损坏 B．把电流表两端分别接在a、b两点，闭合开关，如果电流表有示数，则说明L1损坏 C．把一根导线两端分别接a、b两点，闭合开关，如果L1发光，则说明L2损坏 D．把另一个相同的小灯泡L连接在a、b两点，如果L、L1发光，则说明L2损坏 16．（2018·宝应二模）在科学实验时，为了减小误差或寻找普遍规律，经常需要进行反复多次实验： ①“测量物体的长度”时，多次测量； ②“研究杠杆的平衡”时，改变动力（臂）和阻力（臂），多次测量； ③“研究串、并联电路的电流特点”时，换用不同定值电阻，多次测量； ④“用电压表和电流表测导体的电阻”时，多次测量电阻两端电压和通过电阻的电流值； 上述实验中寻找普遍规律的是 A．①② B．①③ C．②④ D．②③ 17．（2018·临沂冲刺）在用“伏安法”测电阻的实验中，如果被测电阻大约为80 Ω，选用的电源电压为1.5 V，选用电流表的量程为0~0.6 A，关于电源电压和电流表的选择，下列说法中正确的是 A．电流表量程选错了，会烧坏电流表 B．电源选错了，会烧坏电流表 C．电流表量程选择不适当，电流表不会有示数 D．电源选择不当，电流表指针偏转角度太小，误差大 18．（2018·朝阳段考）如图所示，是电学实验中常用的滑动变阻器，其作用除保护电路外，还能改变电路中的电流和电压，关于滑动变阻器的作用，下列说法不正确的是 A．在探究“电流与电压关系”的实验中，其主要作用是改变电压，多次测量，得出普遍规律 B．在“测量未知定值电阻Rx的阻值”的实验中，其主要作用是为了多次侧量，求平均值 C．在探究“电流与电阻关系”的实验中，其主要作用是保持R两端的电压不变，便于多次测量，得出普遍规律 D．在“测量小灯泡电阻”的实验中，其主要作用是为了多次测量求平均值，减小误差 19．（2018·房山二模）下列实验器材使用正确的是 A．连接电路时，开关应处于闭合状态 B．电流表应与被测用电器并联使用 C．电压表应与被测用电器并联使用 D．“伏安法测电阻”实验时，闭合开关前，滑动变阻器应处于最大阻值处 学，科网 20．（2018·安徽冲刺）如图所示，在伏安法测电阻实验中，电流表有内外两种接法。已知电流表内阻为0.1 Ω，电压表内阻为10 kΩ，若待测电阻约为5 Ω，应该选用电路图_________（填“甲”或者“乙”）进行实验，测量值_________（填“大于”“等于”或者“小于”）真实值。 21．（2018·天津区级一模）小青用伏安法测量电阻R的阻值时，并联在电阻R两端的电压表的示数如图甲所示，与电阻R串联的电流表的示数如图乙所示，则电压表的示数为_________V，电阻R的阻值为_____________Ω。 22．（2018·南岗区模拟）在用伏安法测量电阻的实验中，电流表、电压表的示数如图所示，则被测电阻的阻值是________Ω。欧姆定律告诉我们，电路中的________是怎样决定于电压和电阻的。 23．（2018·安徽模拟）在探究伏安法测电阻实验中，电路图如图1所示。 （1）根据图1完成图2中的电路图。 （2）闭合开关前将滑动变阻器的滑片移到最大阻值处。闭合开关，无论如何移动滑动变阻器滑片，电压表和电流表的示数都不变，可能的原因是________________________________________________________________________。 24．在测量未知电阻Rx（阻值约为150 Ω）的实验中，提供的实验器材有:电源（电压3 V）、滑动变阻器R（0～50 Ω）、电阻箱R0（0～9 999 Ω）、电流表（0～0.6 A）、电压表（0～3 V）、开关及导线若干。 甲 乙 丙 （1）小宝同学设计了图甲所示的电路，不能较准确测出Rx的阻值，理由是__________________。 （2）大宝同学设计了图乙所示的电路进行测量，正确连接电路后，小明先将开关S拨至_______，调节变阻器的滑片至某一位置，记下此时电压表的示数U1；再将开关S拨至另一位置，调节____，使电压表的示数恰为U1，记下电阻箱的示数为R。 （3）该同学又设计了如图丙所示的测量电路，同样可以测量未知电阻，其中R0是定值电阻，请在空格内把实验步骤补充完整。 ①闭合S、S1，用电压表测出电源的电压为U； ②______，用电压表测出待测电阻Rx两端的电压为U1； ③请用测量值U和U1，已知量R0来表示Rx=________。 25．小明为测量小灯泡正常发光时的电阻（阻值约为10 Ω），设计了如图所示的电路图。 已知电源电压为6 V，灯泡的额定电压为3.8 V，滑动变阻器标有“20 Ω 1 A”字样。 （1）如图是小明根据电路图连接的实物图。闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡________________；经检查，是由于一根导线连接错误。请你在实物图中连接错误的导线上打“×”并补画出正确的连线。 （2）若电压表0~15 V的量程损坏，为完成实验，请你使用原有器材重新设计一个串联电路，并将设计的电路图画在上面的虚线框内。 （3）根据你的设计重新连接电路进行实验。闭合开关，移动滑动变阻器的滑片使电压表示数为________V，小灯泡正常发光，此时电流表的示数为0.4 A，则小灯泡的电阻是________Ω。 26．用一只电压表（无电流表）测量电阻Rx阻值的实验。 【方案一】 器材：一只电压表、一个已知最大阻值为R0的滑动变阻器，电源、开关和导线若干。 实验步骤： 步骤一：请你在下面的虚线框中画出实验时所需的电路图； 步骤二：将滑动变阻器调到阻值最大时，闭合开关，读出电压表的示数U1； 步骤三：再将滑动变阻器 时，读出电压表的示数U2。 步骤四：根据已知量和实验所测得的物理量，写出Rx的表达式 （用符号表示）。 【方案二】 器材：一只电压表，一个阻值为R0的定值电阻、电源、开关和导线若干。 实验要求： 请你在下面的虚线框中画出你设计的实验电路图。 评估交流： （1）从实验操作角度看，以上两个方案中，方案 （填“一”或“二”）更好。 （2）好在 （只要求写出一条）。 27．（1）在某次实验时，电压表因出现故障而不能使用，小亮用原有的电流表、滑动变阻器，增添一个定值电阻R0和一个单刀双掷开关，设计了如图1所示的电路。测量时，闭合S1，将S2拔到1，电流表的示数为I1；将S2拔到2，电流表的示数为I2，小亮说待测电阻，小明认真分析电路后发现小亮的设计不合理，原因是：___________________________________________________________。 （2）在只有一只电表的情况下，小明设计了如图2所示的四种电路，电阻R0已知，通过闭合或断开电路中的不同开关，你认为不能测算出未知电阻Rx阻值的电路是________。 28．（2018·赤峰）图甲是测量标有“2.5 V”小灯泡电阻的实验。 （1）用笔画线代替导线，把实物图连接完整。 （2）电路图连接完整后，闭合开关，发现小灯泡不发光，电压表有示数，电流表无示数，原因是小灯泡_____（选填“短路”、“断路”）。 （3）更换小灯泡后，调节滑动变阻器，让小灯泡两端电压逐次下调，测得数据如下表，第2次电压表的示数，如图乙所示，读出数据填入表中相应空白处。 （4）根据表中电压和电流数据计算出第2次的电阻值，为________Ω。 （5）分析表中数据，得出结论：灯丝电阻值随_____的降低而减小。 29．（2018·铜仁）小宇在测电阻Rx阻值的实验中，设计出了如图甲所示的电路图，图乙是未连接完整的实物图。 （1）根据图甲所示的电路图，用笔划线代替导线，将图乙所示的实物图连接完整。 （2）连接完整后，闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应向____（填“a”或“b”）端移动。 （3）将滑片P移动到某一位置时，分别读出两表的示数为U和I，写出Rx的数学表达式：Rx =_____。 （4）实验中进行多次测量并求平均值的目的是：____________。 30．（2018·衢州）“测量小灯泡电阻”的电路连接情况如图，电源电压保持不变，小灯泡的额定电压为2.5 V。 （1）闭合开关后，当滑片P向右移动时，电压表示数________（填“变大”“变小”或“不变”）。 （2）实验中测得的小灯泡相关数据记录在表中。 科学量 实验次数 1 2 3 电压U/V 1.5 2.0 2.5 电流I/A 0.22 0.26 0.30 电阻R/Ω 则小灯泡正常发光时的电阻为________Ω（结果保留一位小数）。 31．（2018·泰安）某物理兴趣小组利用图甲所示实验电路图同时测量电源电压U0的大小和电阻Rx的阻值，电源电压U0约为2 V～3 V，Rx的阻值约为6 Ω~7 Ω．实验室提供如下器材：导线若干、开关、电流表（量程0~0.6 A，0~3 A）、电压表（量程0~3 V，0~15 V）、滑动变阻器R（最大阻值为30 Ω）。请你思考完成下列问题： （1）按照图甲用笔画线代替导线，连接好图乙中的实物图。学科+网 （2）用物理量U0、Rx、电流表的示数I写出表示电压表示数U大小的关系式：U=________。 （3）①正确连接电路后，闭合开关前应使滑动变阻器连入电路的阻值为________（选填“最大”或“零”）；②移动滑动变阻器的滑片，读出4组电流表和电压表示数，分别以电流表的示数I和电压表的示数U为横坐标和纵坐标，在坐标纸上描点，把这4个点连接起来大致为一条直线（并虚线延长到纵轴），如图丙所示。从图丙中信息可求得：电源电压U0=________V，电阻Rx=________Ω。 32．（2018·威海）小明想测量标有“2.5V”小灯泡的电阻，请解答下列问题： （1）请用笔画线代替导线，将图中的实物电路连接完整。（导线不能交叉） （2）连好电路后，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应处于最________端。（选填“左”或“右”） （3）闭合开关后，发现电流表、电压表均有示数。但灯泡不亮，原因可能是________。 A．小灯泡断路 B．小灯泡短路 C．滑动变阻器断路 D．滑动变阻器接入电路的阻值过大 （4）调节滑动变阻器，测得实验数据如表所示： 实验次数 第1次 第2次 第3次 第4次 电压（V） 1.0 1.5 2.0 2.5 电流（A） 0.14 1.00 0.25 0.30 电阻（Ω） 在分析实验数据时，发现一个数据有明显的错误，这个数据是________；若此错误是看错电表量程导致的，则该数据的正确值应是________。 （5）根据实验数据可知，小灯泡正常发光时的电阻是___