九年级物理全册 173 电阻的测量教学 新版新人教版

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第 3 节　电阻的测量 知识点一 知识点二 知识点一 用伏安法测导体的电阻 1 . 实验目的 : 用电压表和电流表测导体的阻值。 2 . 实验原理 : 根据欧姆定律 , 由 , 只要测出小灯泡两端的电压和通过电阻的电流 , 就可以求出电阻的阻值 , 这种测电阻的方法叫做伏安法。 3 . 实验器材 : 电池组、电压表、电流表、滑动变阻器、小灯泡、开关、导线。 4 . 实验电路图 : 如图所示。 知识点一 知识点二 5 . 实验步骤 : (1) 按电路图连接电路。 (2) 检查电路无误后 , 闭合开关 , 调节滑动变阻器的滑片 P , 改变待测电阻两端的电压 , 分别记下三组对应的电压值和电流值。 (3) 计算出三次 R 的值 , 求出平均值。 6 . 实验数据记录表格 : 知识点一 知识点二 拓展归纳 : 1 . (1) 按电路图连接实物时 , 开关应是断开的 , 闭合开关之前 , 滑动变阻器滑片应调到阻值最大处。 (2) 电压表、电流表的量程选择要适当 , 尽量让其在读数时指针有较大的偏转。 (3) 要进行多次测量 , 用多次测量的电阻的平均值为结果 , 而不是电压值、电流值分别平均后再求电阻。因为整个实验过程中 , 电阻是个不变的量 , 电流是随电压的变化而变化的。 (4) 实验完毕 , 要整理器材。 2 . 滑动变阻器在实验中的作用 : (1) 保护电路。 (2) 改变 R 两端电压和通过 R 的电流 , 进行多次测量而减小测量误差。 知识点一 知识点二 3 . 在上述实验中 , 把定值电阻换成小灯泡 , 可以测量小灯泡的电阻。只不过小灯泡的电阻随温度的升高而增大 , 不能再求电阻的平均值。 知识点一 知识点二 例 1 　 某同学利用电压表和电流表测量电阻 R 1 的阻值 ( 约 9 Ω 左右 ), 电源选用两节干电池。 知识点一 知识点二 (1) 按图甲电路 , 将图乙中电流表正确连入电路。 (2) 该同学检查电路连接正确 , 闭合开关 , 可是无论怎样移动滑片 , 电压表示数总为 3 V 不变 , 你认为发生故障的原因可能是 　　　　　　　　　　　　　 。 ( 回答出一种原因即可 )   (3) 清除故障后 , 小明将滑片 P 向左滑动时 , 电压表示数将 　　　　 ( 选填 “ 增大 ”“ 减小 ” 或 “ 不变 ” ), 当 P 滑到某一位置时 , 两表读数如图丙所示 , 由此可知 R 1 = 　　 Ω 。你认为这个结果可靠吗 ? 理由是 　   　 。   知识点一 知识点二 解析 : (1) 由题意知 , 电源电压 U= 1 . 5 V × 2 = 3 V, 电路中的最大电流约为 , 因此电流表应选 0 ~ 0 . 6 A 量程 , 把电流表串联接入电路 , 电路图如图所示 : (2) 电压表的示数等于电源电压 , 可能是与电压表并联的 R 1 发生了断路或 R 2 短路。 知识点一 知识点二 (3) 向左移动滑片 , 滑动变阻器的电阻减小 , 所以电路中的电流变大 , 根据 U=IR , R 1 的阻值不变 , 电流变大 , 所以它两端的电压变大。 根据实物图可知 , 电压表量程为 0 ~ 3 V, 分度值为 0 . 1 V, 示数为 2 V; 电流表量程为 0 ~ 0 . 6 A, 分度值为 0 . 02 A, 示数为 0 . 2 A; 只进行了一次实验 , 只测出了一组实验数据 , 根据一次实验得出的结论不可靠 , 应多次测量求平均值 , 以减小实验的误差。 答案 : (1) 如解析图所示 　 (2) R 1 处断路或 R 2 处短路 　 (3) 增大 　 10 　 没有多次测量求平均值 知识点一 知识点二 知识点二 用 “ 伏阻法 ”“ 安阻法 ” 测导体的电阻 1 . 利用一只电压表和一个已知电阻测量待测导体的电阻 ( 伏阻法 ) 根据 可知 , 要测 R x 的值 , 应测出它两端的电压和通过它的电流。由于没有电流表 , 怎样利用电压表和定值电阻 R 0 测出通过待测电阻中的电流就成了关键。利用串联电路中各处电流都相等的特点可间接求出电流。 2 . 利用一只电流表和一个已知电阻测量待测导体的电阻 ( 安阻法 ) 根据 , 要测 R x 的值 , 应测出它两端的电压和通过它的电流。由于没有电压表 , 怎样利用电流表和定值电阻测出待测电阻两端的电压就成了关键。利用并联电路中各支路两端的电压相等的特点可间接求出电压。 知识点一 知识点二 拓展归纳 : 1 . 用 “ 伏阻法 ” 测电阻可采用下列方法 : 实验电路图如图所示。 实验步骤 : (1) 按如图所示连好电路 ; (2) 闭合开关 S 、 S 1 , 则电压表测的是电源电压 U ; 　 (3) 再断开 S 1 , 此时电压表测的是 R 0 两端的电压 U 0 ; (4) 计算出待测电阻 知识点一 知识点二 2 . 用 “ 安阻法 ” 测电阻可采用下列方法 : 实验电路图如图所示。 实验步骤 : (1) 按如图所示连好电路 ; (2) 闭合开关 S 、 S 1 , 测出通过电阻 R 0 的电流 , 读出电流表的示数为 I 0 ; (3) 闭合开关 S 、 S 2 , 测出通过电阻 R x 的电流 , 读出电流表的示数为 I x ; (4) 计算出待测电阻 知识点一 知识点二 例 2 　 (2015 云南曲靖中考 ) 实验小组要得到 R x 的值 , 但是手边只有两个开关 , 一个未知电压的电源、一个阻值为 10 Ω 的定值电阻 R 0 和一只电流表及导线若干 , 他们设计了如图 1 所示电路。 知识点一 知识点二 (1) 根据电路图进行连接时 , 开关 S 1 应处于 　　　　 状态。   (2) 当 S 1 闭合、 S 2 断开时 , 电流表示数为 0 . 2 A 。 　 (3) 当开关 S 1 、 S 2 都闭合时 , 电流表指针超过了 0 . 6 A 的量程 , 改接大量程后 , 电流表指针恰与第 (2) 步骤读数时指针所指的位置相同 , 则此时电流表示数为 　　　　 A 。   (4) 若电源电压不变 , 根据上述数据计算出 R x = 　　　　 Ω 。   (5) 张国提出将电路中 R 0 换成一个 0 ~ 10 Ω 的变阻器 , 电路设计为如图 2 所示的情况时 , 也可以测出 R x 的值 , 此时若 S 1 、 S 2 都闭合 , 变阻器滑片置于 b 端时 , 会发生 　 的结果。   知识点一 知识点二 解析 : (1) 为了保护电路 , 在连接电路时开关 S 1 应处于断开状态 ; (3) 当开关 S 1 、 S 2 都闭合时 , R 0 短路 , 只有 R x 接入电路 , 电流表改接大量程后 , 电流表指针恰与第 (2) 步骤指针所指的位置相同 , 因为电流表的大量程是小量程的 5 倍 , 所以此时电流表示数 I'= 5 I= 5 × 0 . 2 A = 1 A, 所以 U=I'R x = 1 A ×R x ; (4) 根据电源电压不变 , 由上式可得 0 . 2 A × ( R x + 10 Ω) = 1 A ×R x ; 解得 R x = 2 . 5 Ω; (5)S 1 、 S 2 都闭合 , 变阻器滑片置于 b 端时 , 电流不通过电阻 , 会造成短路 , 由于电流过大而烧坏电流表。 答案 : (1) 断开 　 (3)1 　 (4)2 . 5 　 (5) 短路 , 烧坏电流表 考点一 考点二 考点一 伏安法测电阻 例 1 　 (2015 黑龙江哈尔滨中考 ) 同学们利用 “ 伏安法 ” 测量未知电阻 R x 的阻值 , 所用电源电压为 3 V, R x 阻值约为 5 Ω 。 (1) 实物电路如图甲 , 请用笔画线代替导线将电路连接好。 (2) 闭合开关 , 当电压表示数为 2 . 4 V 时 , 电流表示数如图乙 , 则通过电阻 R x 的电流 I= 　　　　 A, 计算出 R x = 　　　　 Ω 。   (3) 利用现有的器材和电路 , 在已经规范使用器材的前提下 , 如何使测量结果更接近真实值。 考点一 考点二 解析 : (1) 伏安法测电阻的实验中 , 电压表测被测电阻两端电压 , 因为电源电压为 3 V, 所以电压表应使用 0 ~ 3 V 量程 ; 电流表串联接入电路中 , 电路中的最大电流 , 所以电流表应使用 0 ~ 0 . 6 A 量程 ; 滑动变阻器一上一下接入电路 , 如图所示。 (2) 电流表量程为 0 ~ 0 . 6 A, 分度值为 0 . 02 A, 由乙图电流表示数为 0 . 5 A, 所以 考点一 考点二 (3) 实验中为使测量结果更接近真实值应多次改变滑动变阻器的滑片到不同位置 , 分别测出电流和电压并求出电阻值 , 计算电阻的平均值。 答案 : (1) 如解析图所示 　 (2)0 . 5 　 4 . 8 　 (3) 多次改变滑动变阻器的滑片到不同位置 , 分别测出电流和电压并求出电阻值 , 计算电阻的平均值。 名师点评 (1) 连接实物图时 , 注意电压表并联在电阻两端 , 电流表和滑动变阻器一上一下串联接入电路 ;(2) 根据电流表量程和分度值 , 读出电流表示数 , 用欧姆定律可计算出电阻的大小 ;(3) 实验时 , 应多次测量取平均值以减小误差。 考点一 考点二 考点二 电阻的特殊测量 例 2 　 (2015 山东潍坊中考 ) 小明同学利用电阻箱和电流表测量未知电阻 R x 的阻值 , 实验电路如图甲所示。他选择了满足实验要求的器材 , 并连接了电路 , 实验的结果如图乙所示。实验操作如下 : 考点一 考点二   考点一 考点二 (2) 若 I 1 >I 2 , 由于电源电压不变 当 S 接 a 时 , U=I 1 R x +I 1 R 0 当 S 接 b 时 , U=I 2 R'+I 2 R 0 则 I 1 R x +I 1 R 0 =I 2 R'+I 2 R 0 (3) 电阻箱的示数为 300 Ω+5 Ω=305 Ω 。 答案 : (1) = 　 (2) < 　 (3)305 名师点评 伏阻法有许多种变化 , 还可以把单刀双掷开关换成两个单刀单掷开关 , 也能达到同样的效果。