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模块五 电磁学
第18讲 伏安法测电阻
模块五 电磁学
数据透视 实验剖析
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数据链接 真题试做
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数据透视 实验剖析
1
实验22 伏安法测定值电阻的阻值
实验23 伏安法测小灯泡的电阻
一、伏安法测电阻
实验器材 电源、电流表、电压表、开关、滑动变阻器、待测电阻、导线 实验原理 ___________ 实验操作
实验分析 (1)滑动变阻器的作用:保护电路;改变电路中的电流和待测电阻两端的电压 (2)多次测量的目的:多次测量求平均值,减小实验误差 (3)如图所示,定值电阻的U-I图象是过原点的直线(正比例图象)
实验22 伏安法测定值电阻的阻值
R =
评估与改进
方法 设计思路和 实验器材 实验电路图 测量的物理量及Rx的表达式
伏阻法 (缺电流表) 设计思路:将定值电阻(或滑动变阻器)与待测电阻串联,利用串联电路中电流处处相等的特点,来间接确定通过待测电阻的电流
拓展:特殊方法测定值电阻的阻值
方法 设计思路和 实验器材 实验电路图 测量的物理量及Rx的表达式
伏阻法 (缺电流表) 实验器材:电源、开关、定值电阻、待测电阻、电压表、滑动变阻器、导线
拓展:特殊方法测定值电阻的阻值
安阻法 (缺电压表) 设计思路:将定值电阻(或滑动变阻器)与待测电阻并联,利用并联电路各支路两端电压相等的特点,来间接确定待测电阻两端的电压 实验器材:电源、开关、定值电阻、待测电阻、电流表、滑动变阻器、导线
等效 替代法 设计思路:用电阻箱替换待测电阻,使电流表或电压表示数相同,则电阻箱与待测电阻效果相同 实验器材:电源、开关、电阻箱、待测电阻、电流表、电压表、滑动变阻器、导线 (1)闭合S、S1,调节滑片P,使电流表指针指在适当的位置,读出电流表的示数I;闭合S、S2,保持滑片P 位置不变,调节电阻箱,使电流表的示数仍为I,读出电阻箱的示数R
(2)Rx=R
(1)闭合S、S1,调节滑片P,使电压表指针指在适当的位置,读出电压表的示数U;闭合S、S2,保持滑片P 位置不变,调节电阻箱,使电压表的示数仍为U,读出电阻箱的示数R
(2)Rx=R
1.(2022·黔东南州模拟)在伏安法测电阻的实验中,小明选择的待测电阻约为10 Ω,电源电压为6 V,滑动变阻器的最大阻值为20 Ω。
针对训练
1
2
3
(1)用笔画线代替导线,将图甲中的实物图连接完整。开关在闭合前,滑动变阻器的滑片应位于滑动变阻器的　　　　(选填“A”或“B”)端,电流表应选　　　　　　 量程。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
B
0~0.6 A
1
2
3
(2)闭合开关后,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乙所示,则被测电阻Rx的阻值为 　　 Ω。
(3)全班同学为小明首先获得测量结果而高兴,小明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 　　　　　　。为了得到更可靠的结果,你认为接下来他的具体操作应是_______________________________________________________;　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
你提出这个建议的目的是________________________________。 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
7.5
移动滑动变阻器的滑片,改变通过电阻的电流及电阻两端的电压
多次测量取平均值,减小实验误差
没有结束
1
2
3
实验器材 电源、电流表、电压表、开关、滑动变阻器、小灯泡、导线 实验原理 _____________ 实验操作 连接好电路,闭合开关,缓慢移动滑动变阻器的滑片,使电路中的电流由小到大,分别在小灯泡不亮、灯丝暗红、微弱发光、正常发光时,各测一次电流值和相应的电压值;在此过程中,用手摸一摸小灯泡,感受小灯泡的温度变化;分别计算出灯丝在各种发光情况下的电阻值
实验23 伏安法测小灯泡的电阻
R =
实验分析 (1)滑动变阻器的作用:保护电路;改变电路中的电流和小灯泡两端的电压 (2)多次测量的目的:获得多组数据,探究小灯泡的电阻与温度之间的变化关系 (3)如图所示,小灯泡电阻的U-I图象是曲线
评估与改进 (1)测小灯泡电阻不能求平均值 (2)测小灯泡电阻的数据不能用来探究电流与电压的关系,因为实验中无法控制小灯泡的　　　　不变 实验结论 小灯泡的电阻随温度的升高而　　　 电阻
增大
2.(2022·六盘水钟山区模拟)在测量标有电压为3.8 V的某小灯泡电阻的实验中,电源电压恒为6 V。
(1)小明刚连接好的实物电路如图所示,你认为元件状态不正确的是　　　　　;其中有一根导线连接有错误,请你在错误导线上画“×”,并画出正确的导线连接。
电压表
针对训练
1
2
3
×
(2)电路完善后,调节滑动变阻器的滑片P,当电压表的示数为3.8 V时,电流表示数如图所示,其示数为　　　A,额定功率为　　　W。
(3)若有三个滑动变阻器,规格分别为A(5 Ω　2 A)、B(20 Ω　1 A)、C(100 Ω　0.1 A),则应选择　　　 (选填“A”“B”或“C”)。
(4)小明同学多次移动滑动变阻器的滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成如图所示的图象,通过图象可以发现灯丝的电阻是变化的,这一现象表明灯丝的电阻随温度的增大而　　　(选填“增大”“不变”或“减小”)。
1.5
5.7
A
增大
1
2
3
二、电路故障分析
1.根据电流表、电压表有无示数判断电路故障
电流表示数 存在故障 电压表示数 具体故障位置
无示数 断路 无示数 与电压表并联以外的电路断路
有示数 与电压表并联的电路断路
有示数 短路 无示数 与电压表并联的电路短路
有示数 与电压表并联以外的电路短路
2.利用导线或电流表判断电路具体故障
(1)用导线与被测电路并联:若未测电路正常工作,说明被测电路上发生断路;若未测电路不能工作,说明未测电路上发生断路。
(2)将电流表与被测电路并联,若电流表有示数,说明被测电路上发生断路;若电流表无示数,说明未测的电路上发生断路。
3.利用电压表判断电路故障
将电压表并联在某段电路两端,电压表示数为电源电压时,电压表所接部分发生断路;电压表无示数时,电压表所接部分发生短路或电压表与电源正负极间发生断路。
3.(2022·毕节二模)用伏安法测电阻的实验中,某同学连接了如图甲所示的电路(电路元件完好,接线柱接线牢固)。
(1)在未检查电路连线是否正确的情况下,闭合开关,调节滑动变阻器滑片,电流表示数将　　　　　,电压表示数将　　　　　。(均选填“发生变化”或“保持不变”)
发生变化
保持不变
针对训练
3
1
2
(2)检查电路,发现有一处连接错误,那么连接错误的导线是　　　 (选填“a”“b”“c”或“d”)。
(3)纠正错误后,闭合开关,测得几组数据如下表。
第三次时,电流表示数如图乙所示,电流表的示数为　　　A,该待测电阻的阻值为　　　Ω。
(4)接下来将定值电阻换成小灯泡接入电路,闭合开关后,小灯泡不亮,电流表无示数,电压表示数接近电源电压,出现这种故障的原因可能是
　　　　　　　　。
实验次数 1 2 3
电压/V 1.5 2.1 2.8
电流/A 0.1 0.14
d
0.18
15.2
小灯泡断路
1
2
3
数据链接 真题试做
2
命题点 1 伏安法测定值电阻的阻值
命题点 2 伏安法测小灯泡的电阻
（2018~2023）
1.(2021·遵义35题,6分)如图甲所示的是某同学做“伏安法测电阻”的实验电路。
命题点 1 伏安法测定值电阻的阻值 (遵义2考,毕节2018.37)
1
2
(1)请根据图甲的电路连接情况,在图乙虚线框内画出对应的电路图。
(2)闭合开关,电压表示数接近电源电压,电流表示数接近于零,无论怎样调节滑动变阻器滑片,两表示数几乎不变,则故障可能是　　　　　。
(3)某次测量时,电压表示数为2.40 V,电流表的示数如图丙所示,所测电阻Rx=　　　　　。
Rx 断路
12 Ω
1
2
2.(2021·毕节37题,8分)小刚同学在做“用伏安法测量某定值电阻R的阻值”的实验中将电路图连接成如图甲所示的电路。
(1)连接电路时,开关必须　　　,滑动变阻器滑片置于　　　(选填“C”或“D”)端。
断开
C
1
2
(2)实验中,移动滑片,电流表无示数,电压表有较大示数且无明显变化,经检查是导线连接问题,请你用笔画线代替导线将图甲电路连接完整。
(3)电路连接正确后,电压表的示数如图乙所示,电流表的示数如图丙所示,则通过定值电阻的电流大小为　　A,它的阻值是　　Ω,通常情况下要进行多次测量,其目的是　　　　　　　　　　　　　。
0.3
9
取平均值减小误差
1
2
（4）核心素养·模型构建 另一位同学选择了一个标准的电阻箱(元件符号 ),若干开关、干电池及导线和一个电流表(电流表量程足够大)来测量定值电阻R的阻值,请你帮他在方框内设计完整的电路图(画出一种即可)。
1
2
3.(2021·毕节36题,6分)小明同学用“伏安法”测额定电压为2.5 V小灯泡的电阻,实验电路如图甲所示。
命题点 2 伏安法测小灯泡的电阻(毕节2021.6)
3
4
(1)用笔画线代替导线,在图甲中完成实物电路连接(要求:滑动变阻器滑片P向右移动,小灯泡变暗)。
(2)连接好电路,闭合开关,电压表有示数,电流表无示数,移动滑片P,两表示数均无变化,则故障为　　　　　　　。
(3)小明排除故障后按要求完成实验,并根据实验数据绘制成U-I图象,如图乙所示,则小灯泡正常发光时的电阻为　　　Ω。
小灯泡断路
10
3
4
4.(2022·黔南州19题,8分)如图甲所示的是探究小组设计的测量额定电压为“3.8 V”小灯泡电阻的部分实验电路。若电源电压为6 V,小灯泡的电阻大约是10 Ω,探究小组在连接实验电路的过程中发现电压表0~15 V量程损坏,只有0~3 V的量程可以使用。
3
4
(1)若探究小组想测小灯泡正常发光时的电阻,请用笔画线代替导线把电路连接完整。

3
4
(2)实验中有两个可供选择的滑动变阻器,规格分别为“5 Ω　1A”“10 Ω　1 A”,为了顺利完成实验,探究小组应选择　　　　　　　的滑动变阻器最为合适。
(3)探究小组在实验过程中,调节滑动变阻器使小灯泡正常发光,电流表的示数如图乙所示,电流表的读数为　　　A,小灯泡正常发光时的电阻为　　　Ω(结果保留一位小数)。
(4)探究小组还想探究“导体中的电流与导体电阻”的关系,他们设计的电路图如图丙所示。
“10 Ω　1 A”
0.3
12.7
3
4
①若探究小组闭合开关后,发现电流表无示数,用电压表分别测R1、R2(R1≠R2)两端的电压,电压表并联在R1两端时有示数,并联在R2两端时无示数,则此电路发生故障的原因是　　　　。
②排除故障后,探究小组分别用电压表测出了R1、R2两端的电压,请你判断:通过以上操作,他们能探究出“导体中的电流与导体电阻”的关系吗 　　　　______(选填“能”或“不能”)。你判断的依据是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
R1断路
不能
无法控制R1、R2两端的电压相同且无法改变电流大小
3
4

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