15.3“伏安法”测电阻(第2课时)特殊方法测电阻 课件 (共31张PPT) 2022-2023学年沪科版九年级全一册物理

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15.3“伏安法”测电阻(第2课时)特殊方法测电阻 课件 (共31张PPT) 2022-2023学年沪科版九年级全一册物理

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(共31张PPT)
第2课时 特殊方法测电阻
九全 物理
如果实际实验过程中电流表或电压表损坏,只剩一个电表和其他的一些实验器材,我们该如何去测量未知电阻Rx的阻值呢?
Rx
Ix
Ux
A
V
伏安法测电阻
原理:
新课引入
通过实验,学会用“伏阻法和安阻法”测量定值电阻和小灯泡的阻值
学习目标
重难点
一、只有电压表如何测电阻【即缺少电流表】
如果实验中损坏了电流表,该如何获取到未知电阻的电流?
Ix
A
Rx
Ux
V
等效替代
这两个电阻如何连接比较好
在串联电路中,电流处处相等
R0
U0
V
I0
电压表与定值电阻并联
电流表
等效替代
A
新知学习
(3)则未知电阻Rx阻值的表达式为:Rx= ________.
(1)先将电压表并联在R0两端,记下电压表的示数为U0 ;
实验步骤:
(2)再将电压表并联在Rx两端,记下电压表的示数为Ux ;
实验方案(1)
当给我们一只电压表和一个已知阻值的电阻R0时,可把定值电阻和未知电阻串联
I0=Ix,列方程
实验方案(2)
实验步骤:
(1)S、S1都闭合,记下电压表的示数为U;
(2)S闭合、S1断开,记下电压表的示数为U0;
Rx被短路,U测电源电压
R0和Rx串联,U0测R0两端电压
利用开关不同的通断改变电压表的测量对象
(3)Rx=
___________.
I0=Ix,列方程
若电路中R0和Rx互换位置,实验步骤不变,求得Rx的结果相同吗?
实验方案(3)
实验步骤:
(1)闭合开关,P到a时,电压表的示数为U1;
(2)闭合开关,P到b时,电压表的示数为U2;
(3)Rx=___________.
利用最大阻值已知的滑动变阻器的两个端点,改变电压表的测量对象
U1为电源电压
R0和Rx串联,U2测Rx两端电压
Rx
R0
S
a
b
P
V
Rx
S
V
Rx
R0
S
a
b
V
I0=Ix,列方程
用单刀双掷开关,改变电压表的测量对象
(1)开关打向1时,电压表的示数为U1.
V
R0
Rx
2
1
实验方案(4)
实验步骤:
(3)Rx=___________.
(2)开关打向2时,电压表的示数为U2.
R0和Rx串联,U1测R0两端电压
R0和Rx串联,U2测电源电压
I0=Ix,列方程
1. (伏阻法)小飞取来一个阻值已知的定值电阻R0等器材,设计了如图所示的电路来进行测量未知电阻Rx的阻值,电源电压不变.小飞的实验方案如下:
①闭合S1,断开S2,读出电压表的示数是U1;
②闭合S1和S2,读出电压表的示数是U2.
则电阻Rx=___________(用U1、U2和R0表示).
针对训练
2.在“伏安法”测电阻的实验中,小明发现电流表已损坏,而电压表完好,于是他设计了如图所示的电路,最终也完成了实验,请你将下列实验步骤填写完整(滑动变阻器最大阻值为R0):①闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片,当滑片位于最左端时,读出此时电压表的示数,记为U;②_________________________________________,
读出此时电压表的示数,记为U';
③未知电阻Rx=________(用已知量和测量量表示).
调节滑动变阻器的滑片,当滑片位于最右端时
3.(伏阻法)小红利用一个已知阻值为R0的定值电阻和一个单刀双掷开关,设计了如图所示的实验电路,来测量额定电压为2.5 V的小灯泡正常发光时的电阻.请你帮她完成下列实验步骤:
①连接好实验电路,闭合开关S1,将开关S2拨到触点________(选填“1”或“2”),移动滑片,使电压表的示数为________V;
②保持滑片的位置不动,____________________,
读出电压表的示数为U;
③小灯泡正常发光时的电阻RL=____________(用
已知量和测量量表示).
2
2.5
将开关S2拨到触点1
二、只有电流表如何测电阻【即缺少电压表】
如果实验中损坏了电压表,该如何获取到未知电阻的电压?
Ix
A
Rx
Ux
V
V
等效 替代
电流表与定值电阻串联
电压表
这两个电阻如何连接比较好
U0
A
R0
I0
在并联电路中,各支路两端电压相等
实验方案(1)
(1)S2断开、S1闭合,电流表的示数为I1;
电源电压U=I1Rx
(2)S1断开、S2闭合,电流表的示数为I2;
电源电压U=I2R0
(3)Rx= ________.
实验步骤:
I1Rx=I2R0
R0为已知电阻
R0
A
S2
S1
Rx
Rx接入电路,I1测通过Rx的电流
R0接入电路,I2测通过R0的电流
电源电压U相同,列方程组
实验方案(2)
(1)S1闭合、S2打开,测出电流表的示数为I1;
(2)S1、S2闭合,测出电流表的示数为I2;
(3)则待测电阻Rx=____________.
I1R0=(I2-I1)Rx
电源电压U=I1R0
电源电压U=(I2-I1)Rx
实验步骤:
R0接入电路,I1测通过R0的电流
R0
Rx
A
S2
S1
R0与Rx并联,I2测干路电流
电源电压U相同,列方程组
实验方案(3)
实验步骤:
(1)P到a时,电流表的示数为Ia;
(2)P到b时,电流表的示数为Ib;
电源电压U=IaRx
电源电压U=Ib(Rx+R0)
(3)Rx=___________.
A
Rx
R0
S
a
b
P
R0被短路,Ia测通过Rx的电流
Rx与R0串联,Ib测干路电流
电源电压U相同,列方程组
IaRx=Ib(Rx+R0)
实验方案(4)
实验步骤:
(1)S1、S2闭合,电流表的示数为I1;
(2)S1闭合、S2打开,电流表的示数为I2;
电源电压U=I1Rx
电源电压U=I2(Rx+R0)
(3)Rx=___________.
R0
Rx
S1
S2
A
R0被短路,I1测通过Rx的电流
电源电压U相同,列方程组
Rx与R0串联,I2测干路电流
I1Rx=I2(Rx+R0)
1.(2021衡阳改编)小明想测出未知电阻Rx的阻值,实验电路如图甲所示(电源电压未知且恒定).R0为已知阻值定值电阻,请根据以下实验步骤完成实验.
①闭合开关S1,断开开关S2,记录电流表示数I1;
②同时闭合开关S1、S2,记录电流表示数I2;
③则待测电阻的表达式为Rx=________
(用已知量和测量量符号表示).
针对训练
2.用如图乙所示的电路测Rx的阻值、电源(电压恒定但未知)、滑动变阻器(已知最大阻值为R0)、实验步骤如下:
①闭合开关S,移动滑片P到B端,记下电流表示数I1;
②移动滑片P至A端,记下电流表示数I2(I2未超过电流表的量程);
③待测电阻Rx的表达式:Rx= ________
(用已知量和测量量表示).
3.小芳设计了一种方案,也测出了Rx的阻值.电路如图所示,R0为阻值已知的定值电阻,电源电压未知且恒定不变.测量步骤如下:①当开关______________时,电流表读数为I1;②当开关S1、S2都闭合时,电流表读数为I2;
③待测电阻Rx=________.(用已知和测出的物
理量符号表示)
S1闭合、S2断开
4.(双安法)小王在测量额定电压为2.5 V小灯泡正常发光时的电阻时,发现电压表已损坏,于是去掉电压表,额外找来一只电流表和一个已知阻值为R0的定值电阻,设计了如图所示的电路.请你帮助小王将下列测量过程补充完整.
①闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片, ,此时小灯泡正常发光.
②读出此时另一只电流表的示数为I.
③小灯泡正常发光时的电流IL=________,小灯泡正
常发光时的阻值RL=_______________(用已知量和测
量量表示).
使电流表 A2 的示数为
三、等效替代法间接电阻的测量
调节电阻箱,使甲、乙两图中的电流表示数相等,可以得出什么结论呢?
Rx= R0
Rx
S
A
A
R0
S
甲 乙
Rx
S
A
R0
实验步骤:
(1)先将待测电阻Rx接入电路,读出电流表的示数为I;
(2)用电阻箱替换待测电阻,闭合开关,调节电阻箱的阻值R0,恰好使电流表的示数依然为I;
(3)则待测电阻的阻值 Rx =______.
实验方案(1)
R0
Rx
S
甲图
乙图
A
A
R0
S
实验方案(2)
A
R0
Rx
S1
S
A
B
实验步骤:
(1)当S1扳到A时电流表的示数为I;
(2)再将S1扳到B时,调节R0(电阻箱)的电阻,使电流表示数仍为I;
(3)则待测电阻的阻值Rx=______.
R0
实验步骤:
(1)闭合开关S1,把S2打到1,调节滑动变阻器的
阻值,使电压表有一合适的示数U0;
(2)再把S2打到2,调节电阻箱的阻值,使电压表的示数仍为U0;
(3)此时电阻箱的示数即为待测电阻Rx的阻值,即Rx=______.
实验方案(3)
R1
小明选择合适的器材、电阻箱(规格0~999 Ω)、若干开关及导线,连成如图所示的电路来测量未知电阻Rx的阻值,请帮
助小明完成下列实验步骤:①小明先将开关S拨至1,调节变阻器的滑片至某
一位置记下此时电压表的示数U1;②再将开关S拨至2,调节________,使电压表的示数为________,记下电阻箱的示数为R0.③未知电阻Rx的阻值为________.
R0
电阻箱
U1
针对训练
用电压表测量
用电流表和已知阻值的定值电阻获得
15
3
V
5
10
0
1
15
0
3
2
R0
A
3
0.6
1
2
0
0.2
3
0
0.6
0.4
R =  
U
I
用电流表测量
用电压表和已知阻值的定值电阻获得
A
3
0.6
1
2
0
0.2
3
0
0.6
0.4
15
3
V
5
10
0
1
15
0
3
2
R0
R =  
U
I
两个电阻并联,用电源电压U相同,列方程组
两个电阻串联,I0=Ix列方程
缺少电流表
缺少电压表
课堂小结
1.如图所示,几个同学在只有电流表或电压表时,利用一个已知阻值的电阻R0设计了四个测未知电阻Rx的电路,其中不可行的是 ( )
A B C D
C
随堂练习
A.5Ω B.10Ω
C.20Ω D.30Ω
2.如图所示的电路中,电源电压保持不变,定值电阻R的阻值为R0. 闭合开关S,当滑动变阻器接入电路中的阻值为10Ω时,电压表的示数为U0. 断开开关S,把定值电阻R换成阻值为3R0的另一个定值电阻,再闭合开关S,调节滑动变阻器滑片P的位置使电压表的示数仍为U0,则此时滑动变阻器接入电路中的阻值为(  )
D
3.在如图所示电路中,电源电压保持不变,R1=10Ω,当S闭合,S1断开时,电流表的示数为0.2A;当两开关都闭合时,电流表的示数为0.3A.求:
(1)电源电压;(2)R2的阻值。
S
A
R1
R2
S1
(1)当S闭合,S1断开时,R1接入电路。
解 :
由I= 得U=U1=I1R1=0.2A×10Ω=2V
(2)当S,S1闭合R1,R2并联接入电路。由并联规律I=I1+I2 U=U1=U2
I2=I-I1 = 0.3A-0.2A=0.1A U2=U=2V 由I= 得 R2= = =20Ω
4.如图甲所示是测量未知电阻 Rx 的实验电路,定值电阻 R0=15Ω。
(1)请完善实验步骤:
①只闭合开关 S、 S1,读出并
记录电压表示数 U1;
②只闭合开关 ______,读出并
记录电压表示数 U2。
S、S2
(2)若 U1=1.5 V, U2 的大小如图乙所示, U2= _______V,则 Rx=_______Ω。
2.5
10
(3)为了多测几组实验数据减小实验误差,实验电路应如何改进?请画出改进后的电路图。
解:为了减小实验误差,可在电路中串联一个滑动变阻器,改变 R0、 Rx 两端的电压大小,进行多次测量,电路设计如右图所示

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