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- 2021-05-10 发布
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第五讲 测电阻、测电功率
I 测电阻
一、伏安法测电阻
主要仪器
电路图
实验步骤
表达式及推导
二、伏阻法测电阻(无电流表)
主要仪器
电路图
实验步骤
表达式及推导
电源、导线、开关、
滑动变阻器、
阻值为R0的定值电阻、
电压表
三、不改动电路的伏阻法测电阻(无电流表、不改动电路)
主要仪器
电路图
实验步骤
表达式及推导
电源、导线、开关、
阻值为R0的定值电阻、
电压表
四、伏滑法测电阻(电压表和滑动变阻器)
主要仪器
电路图
实验步骤
表达式及推导
电源、导线、开关、
滑动变阻器
电压表
五、安阻法测电阻(无电压表)
主要仪器
电路图
实验步骤
表达式及推导
电源、导线、开关、
阻值为R0的定值电阻、
电流表
主要仪器
电路图
实验步骤
表达式及推导
电源、导线、开关、
阻值为R0的定值电阻、
电流表
六、不改动电路的安阻法测电阻(无电压表、不改动电路)
主要仪器
电路图
实验步骤
表达式及推导
电源、导线、开关、
阻值为R0的定值电阻、
电流表
七、安滑法测电阻(电流表、滑动变阻器)
主要仪器
电路图
实验步骤
表达式及推导
电源、导线、开关、
滑动变阻器、
电流表
八、等效法(单刀双掷开关、电阻箱)
主要仪器
电路图
实验步骤
表达式及推导
电源、导线、
单刀双掷开关、电阻箱
电流表
测量电阻考点总结
1. 连接实物图、画电路图、找出图中错误。
2. 连接电路时,开关应处于 。
3. 开关闭合前,滑动变阻器的滑片应处于 。
4.故障分析:(1)电压表明显偏转,电流表向左偏转。
(2)电压表有明显示数,电流表无示数, 。
(3)灯泡发光很暗。 。
(4)小灯泡特别亮。 。
5. 电流表、电压表的读数,量程的选择。
6. 求灯泡正常发光时的电阻。
7. 小灯泡的电阻不能求平均值,测量定值电阻的阻值必须求平均值。
8. 小灯泡电阻变大的原因。 。
9. U—I图像的分析。
10. 非常规方法测电阻。电压表坏了(安阻法),电流表坏了(伏阻法),
伏滑法,安滑法。
11. 求小灯泡正常发光时的功率,与测量功率的问题综合。
中考题实战
1. 关于测量定值电阻阻值得实验
【方案一】运用电压表(无电流表),一个阻值为R0的固定电阻,测定值电阻。
器材:一只电压表,一个阻值为R0的固定电阻、电源、开关和导线若干。
实验步骤:
步骤一、请你在虚线框中画出实验时所需的电路图,并连接电路
步骤二、将电压表 在Rx两端,闭合开关,读出电压表的示数Ux
步骤三、将电压表 在R0两端,闭合开关,读出电压表的示数U0
步骤四、根据你设计的电路的特点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】运用一只电压表(无电流表)一个已知最大阻值的滑动变阻器,测量定值电阻阻值。
器材:一只电压表、一个已知最大阻值的滑动变阻器,电源、开关和导线若干。
实验要求:请你在图虚线框中画出实验所需的电路图。
评估交流:
(1)从实验操作角度看,以上两个方案中,方案 更好。
(2)好在 (只要求写出一条)
2. 小明用“伏安法”测量定植电阻Rx的阻值,实验提供的实验器材有:
A.待测电阻Rx(阻值约为200Ω); B.二节干电池(每节干电池的电压约为1.5V)
C.电压表一个(量程0~3V,0~15V); D.电流表一个(0~0.6A,0~3A);
E.滑动变阻器R0(规格为100Ω,2A); F.开关S一个,导线若干,则;
①小明用如图所示的电路来测量待测电阻Rx的阻值,则该电路中电流表所选用的量程对应的分度值为 ;电路中的最大电流约为 A。
②小明同学在实验过程中发现该实验不能较精确地测量出待测电阻Rx的阻值。那么,为了能较精确的测出Rx的阻值,请你只利用提供的部分器材重新设计一种可行的实验方案:
A. 在虚线方框内画出你设计的可行实验电路图,要求连接好电路后,电表的位置不移动就能测出待测电阻Rx的阻值(其中,部分已画好)
B.根据所画的电路图,用铅笔线代替导线将实物图连接起来,使之成为符合要求的电路(没有选用的器材就不要连接。其中,部分导线已连好)
C.简述主要的实验步骤:第一步: ;
第二步: 。
D.写出待测电阻的表达式Rx= (用实验步骤和题中的相关字母表示)
3.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 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
(1)请你帮他完成相关实验内容:
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.
(2)小明测量电阻R,的方法,在科学研究中经常用到,下面四个研究实例
中,采用这种研究方法的是( ) .
A.力是看不见的,可以通过力的作用效果认识它 B.根据磁铁吸引大头针多少判定磁铁磁性的强弱
C.用总电阻表示同一段电路中串联的两个电阻 D.用磁感线的疏密程度表示磁场的强弱
4. 某科技创新小组制作了一个直接测量电阻阻值的仪器,称之为欧姆表。电路如图,制作步骤如下:
(1)在A与B之间连接导线,调节滑动变阻器R1,使电流表示数为0.6A(即满量程),
把电流表的“0.6A”刻度线标为“0Ω”;
(2)保持滑动变阻器R1不变,当在AB之间接一阻值为80Ω电阻时,电流表示数为
0.3A。此时滑动变阻器R1的有效阻值为________Ω,把“80Ω”数值标在电流
表刻度“0.3A”处;
(3)据此原理,通过计算可把电流表刻度改为相应的电阻值,则在电流表刻度为“0.4A”处应标的电阻值是_______Ω;
(4)用此欧姆表能直接测量接入AB间导体的电阻阻值。
请写出按此方法制成的欧姆表刻度与电流表刻度的两处不同点:
__________________________________________________________
5. 实验室有一种小量程的电流表叫毫安表,用符号表示,在进行某些测量时,其电阻不可忽略。在电路中,我们可以把毫安表看成一个定值电阻,通过它的电流可以从表盘上读出。利用图示电路可以测量一个毫安表的电阻,电源的电阻不计,R1=140Ω,R2=60Ω。当开关s1闭合、s2断开时,毫安表的读数为6mA;当s1、s2均闭合时,毫安表的读数为8mA。求毫安表的电阻RA和电源的电压U。
6. 某同学将一节旧电池、5欧的定值电阻、开关和电压表连接成图甲所示电路,发现开关断开和闭合时,
电压表的示数有明显的不同。他很好奇,在老师的帮助下他得知:干电池内部本身存在电阻,其情况相当于一节干电池与一电阻串联(如图乙虚线框内所示)。当开关闭合后,干电池内部的电阻分到了一部分电压,从而提供给定值电阻的电压减小。为了求证,他又进行了如下实验:
①测出图甲所示电路中开关断开时电
压表示数为1.4伏,闭合开关后电
压表的示数为1伏;
②将定值电阻由5欧更换为12欧,测
出电路中开关断开时电压表示数为
1.4伏,闭合开关后电压表的示数为
1.2伏。
(1)该同学将定值电阻由5欧更换为12欧的想法是:当电路中定值电阻变大,电路中的电流变小,干电
池内部电阻分到的电压变小。实验①和②中测得的数据是否支持他的想法?____(选填“支持”
或“不支持”)
(2)根据实验②测出的数据,计算出该干电池的内部电阻为___欧。
7. 在测量定值电阻Rx阻值的实验中,
(1)请你将图甲中的实物电路用笔画
线代替导线连接完整。
(2)实验时,若只有Rx断路,开关
闭合 ,电路中可能出现的一种
现象是 .
(3)在实验过程中,发现电压表不能使
用,小明将滑动变阻器调到最大值作为定值电阻R0使用(R0值已知),设计了如图乙所示的电路测量Rx阻值,测量时,只闭合开S1电流表示数I1,只闭合S2电流表示数I2,则Rx两端电压为 ,电阻Rx= 。(用I1、I2和R0表示)
(4)因图乙未能测出多组数据,于是小明向老师借了一只定值电阻R0(R0值已知),设计了如图丙所示的
实验电路,重复(3)中的测量步骤和计算方法,并多次测量求出了Rx的阻值,小明得出的Rx的阻值是 (正确/错误)的,理由是 。
8. 在做“伏安法测量定值电阻”的实验中,小明同学设计了如图9甲所示的电路,请你完成下列问题.
(1)该实验的原理是 .
(2)连接电路时,应将开关 ;闭合开关前,
滑动变阻器的滑片应滑到最 端(填“左”
或“右”).
(3)连接完电路后,闭合开关,无论怎样移动滑片,
电流表指针均无偏转,电压表的指针有明显的
偏转,这可能是由于 断路造成的.
(4)调节滑动变阻器,把测量的几组数据描成如图
乙所示的图象,则该电阻的阻值R=__Ω.
(5)完成上述实验后,小明还想测量一段电炉丝的电阻Rx,可是在连接电路时,发现电流表和滑动变阻
器都已损坏. 于是小明就利用刚才已测得的定值电阻R,重新设计并连接了如图10所示的电路.电
源电压未知且恒定不变. 请把下列实验步骤补充完整:
① 只闭合开关S1,____________________________________;
② _____________________________________________________________.
电阻表达式:Rx=______________.
测量小灯泡电功率考点
1. 测电阻的考点都可以在测量电功率的实验中考察。
2. 实验器材的选择。电源:略大于小灯泡额定电压。
滑变器保证灯泡正常发光。电表的量程选择。
3. 小灯泡亮度与实际功率的关系。
4. 使小灯泡更亮一些,滑动变阻器应向哪个方向调节。
5. 计算小灯泡的额定功率、实际功率、计算滑动变阻器的功率。
6. 小灯泡的电阻为什么发生变化。
1. 小宇做测量小灯泡电功率的实验(小灯泡标有“3.8V”字样).
(1)如图17所示,他所连接的实验电路存在错误,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,画出正确的接法.
(2)电路连接正确后,闭合开关,记录的部分实验数据和现象如上表所示。
分析表中实验数据可知:第1次实验中,小灯泡不发光的原因是_______________,接下来应进行的操作是 ;所用电源电压约为_________V.
(3)由于小宇粗心大意,没有记录灯泡正
常发光时电流表的示数,于是他根据
第一次实验数据计算出灯泡电阻:
R== =5Ω,再计算出灯泡
的额定功率:P= =
=2.888W.请你对小宇计算额定功率的方法作出评价:小灯泡的额定功率_______(选填“大于”“等
于”或“小于”)2.888W,理由是______________________.
2. 在做“测定小灯泡的电功率”实验时,选用的器材有电压为6V的电源,额定电压为2.5V的小灯泡,
以及滑动变阻器、电流表、电压表、开关和导线等。下图是没有连接完的实物电路。
(1)请你用笔画线代替导线,将实物电路连接完整。
(2)连好电路闭合开关,发现电压表指针偏转很小,
其原因可能是 (写出一种即可)。
(3)经适当调整后,闭合开关,移动滑片P到某处,
发现电压表的示数为2.2V,要测量小灯泡的额
定功率,应将滑片P向 端滑动。
(4)通过移动滑片P,测得多组数据,绘制成U - I,图像如上图。据此可计算出小灯泡正常发光时,滑动
变阻器消耗的功率是 W(设电源电压保持不变)。
3. 小明学会了测小灯泡的功率后,在老师的启发下,进一步思考:电流一定时,小灯泡功率跟电阻有什么关系呢?于是他利用如图22所示电路,选用分别标有“1.5V 0.25A”、“2.5V 0.3A”和“3.8V0.3A”字样的小灯泡L1、L2、L3
,测出它们在电流相同时的电阻和功率,来探究小灯泡功率与电阻的关系。
(1)他将灯L1接入图22电路,请你用笔画线代替导线,帮他将实物电路连接完整。
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应置于___(选填“A”或“B”)端。
(3)闭合开关后,他调节滑动变阻器的滑片P,使通过灯L1的电流为0.2A,再测出L1两端的电压,
此时电压表示数如图23所示,为____V,然后计算出此时灯L1的电阻是___Ω,实际功
率是____W。
(4)换上灯L2,闭合开关,此时电流表的示数将变___(选填“大”或“小”),为保持电流为0.2A
不变,应将滑片P向___(选填“A”或“B”)端移动;再测出L2两端的电压,算出L2的电
阻和功率。换上灯L3,做第三次实验,并将实验数据记录在下表。
次数
灯泡
I/A
U/V
R/Ω
P/W
1
L1
0.2
2
L2
1.6
8
0.32
3
L3
2.4
12
0.48
(5)请根据实验数据,在图24中作出小灯泡功率与电阻关系的图像。
(6)分析图像可得结论:在电流一定时,小灯泡的实际功率与电阻成___关系。
(7)小波认为:为了控制实验条件,小明每次实验要换灯泡还要调节滑动变阻器,这样的操作不够
简便。对此你可以如何改进?_______________________。
(8)王明同学经过多次测量与计算后,得到了一组功率P 与电压的平方U2的数据,下列各图中能正确表示P 与U2的关系的是(设灯丝电阻不变)( )
4. 同学们在用伏安法测量标有“220V 60W”白炽灯泡的电阻时,发现电流表示数很小,调节滑动变阻器的滑片,电流表示数变化非常小。于是,他们设计了图-1所示的电路,通过在AB间接入阻值不同的定值电阻,分别测出了不同电压时白炽灯泡的电阻。
(1)根据串联电路中电流的特点和欧姆定律,可以推出 (选填“>”、“=”或“<”)
(2)根据图-1所示电路图,将图-2的实物电路连接完整。
(3)正确连接电路后,闭合开关S,发现电压表V1无示数,电压表V2示数较大,则该故障的原因可能是 。排除故障后,在某次实验中,电压表V2的示数如图-3,其示数为 V。
(4)当AB间接入定值电阻为125Ω时,V1的示数为4.0V,V2的示数为2.0V,则RL= Ω;若将定值电阻换为200Ω,则V2的示数将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(5)“220V 60W”白炽灯泡正常发光时的电阻约为806.7Ω,比同学们测得的阻值大很多。请分析造成这种差异的主要原因是: 。