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(共43张PPT)
第一部分　教材知识整合
第十三章　电学微专题
第5节　伏安法实验
实验2　伏安法测量电阻、电功率
知识精讲·夯基础
核心实验·提素养
重庆真题·明考向
(测电阻A卷近5年2考；2022年版课标要求学生必做实验　
测电功率A卷：2021·17题；B卷近5年2考)
核心实验·提素养
实验 测量定值电阻的阻值 测量小灯泡的阻值 测量小灯泡的电功率
实验原理 R＝　 P＝UI　
电路图及 实物连接 　
电路连接 注意事项 (1)连接电路时，开关应处于断开状态，且导线不能交叉。 (2)闭合开关前，滑动变阻器的滑片移到阻值最大处。 (3)连接实物图时滑动变阻器的接线柱要按照“一上一下”的原则接入电路，滑动变阻器的接法应与题中要求相符
电流表量 程的选择 根据Imax＝ 确定(滑动变阻器接入电路的阻值最小，电源电压为U) 根据小灯泡的额定电流确定
电压表量 程的选择 根据电源电压确定 根据小灯泡的额定电压确定
实验操作 多次移动滑动变阻器的滑片来改变待测电阻两端的电压，记下相应的电流表示数和电压表示数 移动滑动变阻器的滑片，分别使电压表的示数略小于、等于和略大于(不超过小灯泡额定电压的1.2倍)小灯泡的额定电压，记下每次电压表示数及对应的电流表示数
滑片移动方 向的判断 要增大待测电阻两端的电压，滑动变阻器的滑片向阻值减小的方向移动 要增大小灯泡两端的电压，滑动变阻器的滑片向阻值减小的方向移动
多次测量 的目的 求取平均值减小误差 测量小灯泡在不同电压下的电阻 测量小灯泡在不同电压下的实际功率
图像
装置拓展 本实验装置可以用来探究电流与电压的关系 本实验装置不能探究电流与电压的关系
　　　　同学们利用如图甲所示的电路测量定值电阻R的阻值，电源电压为3 V不变，滑动变阻器标有“20 Ω　1 A”字样。
设计方案、收集证据
(1)请用笔画线代替导线，将图甲中实物电路补充完整，导线不要交叉。(要求：滑动变阻器的滑片P向右移动时电压表示数变大)
基础设问
例2
如答图所示。
(2)闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P，发现电流表示数始终为0，电压表示数接近电源电压。出现上述现象可能是因为图甲中①②两根导线中的导线____发生断路。
②
(3)排除故障后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P，改变定值电阻两端的电压，记录相应的电压表和电流表示数填在表格中。第4次实验电流表示数如图乙所示为______A。小明同学提出这个表格设计需要增加一栏物理量，需要增加的物理量是_____________________。
实验次序 电压U/V 电流I/A 电阻R/Ω
1 0.5 0.1 5
2 1.0 0.12 8.3
3 1.6 0.20 8
4 2.1
0.26
电阻的平均值R /Ω
得出结论、作出解释
(4)老师看完数据后，发现有一组数据不是本实验中测得的，它是第___(填实验次序)组，判断的依据是_______________________________________
______。
(5)定值电阻R的阻值为_____Ω。(结果保留一位小数)
1
定值电阻R两端的电压达不到0.5 V(合理即
可)
8.1
交流合作、评估反思
(6)另一组的小柯同学用不同的方法处理数据，他先分别求出三次测量的电压平均值和电流平均值，再运用欧姆定律，求出电阻，你认为这种方法是否可行并说明理由：____________________________________________
__________________________________。
不可行；运用欧姆定律时，公式中的I、U、R必须
是同一时刻、同一导体所对应的数值
(7)小军使用和小明完全相同的器材重新连接电路后进行实验，他根据自己的实验数据绘制了I－U图像，如图丙中的a图线，发现和小明所绘制的I－U图像(b图线)不同，经过对比电路连接发现，这是由于两人电路中________的连接位置不同。
电压表
(8)(缺电流表)小明从课外书上了解到干电池本身有一定的电阻，干电池可以等效为一个没有电阻的电池和一个定值电阻R串联而成。为测量干电池的阻值，小明设计了如图丁所示的电路。(已知滑动变阻器最大阻值为R0)
①请完成下列实验步骤。
A．只闭合开关S，断开开关S1，记录电压表示数为U。
B．接着闭合开关S和S1，__________________________________，记录电压表示数为U1。
②干电池的阻值R＝_________R0
(用已知量和测量量的符号表示)。
能力设问
将滑动变阻器的滑片P移动到最右端
　　　　在测量标有“2.5 V”字样的小灯泡的电阻和电功率实验中，小明所在实验小组的同学设计了如图甲所示电路。其中电源电压为4.5 V。
设计方案、收集证据
(1)图甲中小明连接了部分电路，请你用笔画线代替导线，将电路补充完整。
例2
基础设问
如答图所示。
(2)正确连接电路后，闭合开关，小灯泡不发光，电压表无示数，电流表有示数，则电路故障可能是____。(填序号)
A．小灯泡短路　　　　
B．滑动变阻器断路
C．小灯泡断路
(3)排除故障后，小灯泡发光，此时电压表的示数为2 V，为了测量小灯泡的额定功率，应该向____(选填“左”或“右”)端移动滑动变阻器的滑片，直到电压表示数为_____V。
A
右
2.5
(4)小明记录的实验数据如表所示，请指出表格中存在的问题___________
______________________________。
实验 次序 小灯泡两端的电压U/V 通过小灯泡的电流I/A 小灯泡 的亮度 小灯泡的电 功率P/W 小灯泡的 电阻R/ Ω 小灯泡电阻的
平均值R/ Ω
1 2 0.20 比正常 发光暗 0.4 10
2 2.5 0.22 正常 发光
3 3 0.24 比正常 发光亮 0.72 12.5
多设计了小
灯泡电阻的平均值R/Ω一栏
得出结论、作出解释
(5)小灯泡正常发光时的电阻为_______Ω，电功率为______W。(结果保留两位小数)
交流合作、评估反思
(6)(生活实践)该小组在拓展实验中发现：将相同型号的新灯泡和经常使用的旧灯泡并联使用时，旧灯泡的亮度明显不如新灯泡。这个现象引起了他们的兴趣，通过小组合作讨论，他们得出：灯泡长期使用，灯丝由于表面升华而变细，灯丝电阻______(选填“变大”或“变小”)，导致灯泡在额定电压下工作时的实际功率______(选填“大于”“小于”或“等于”)额定功率。
11.36
0.55
变大
小于
(7)(数据分析)(2024·绥化)他们测得小灯泡的额定功率后，把小灯泡两端的电压调为其额定电压的一半，发现测得的功率大于其额定功率的四分之一，请对其加以分析：________________________________________________
_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
能力设问
根据P＝ 可知，在电阻R不变时，电压为原来的二分之一，功率为原来的四分之一，但因灯丝的电阻随温度的降低而减小，故小灯泡两端的电压调为其额定电压的一半时，测得的实际功率大于其额定功率的四分之一(合理即可)
(8)(缺电压表)同组的小聪设计了如图乙所示的电路，测量另一个额定电压为U额的小灯泡的额定功率，已知定值电阻的阻值为R0，请将下列实验步骤补充完整。
①闭合S、S1，断开S2，调节滑动变阻器的滑片，使电流表的示数为____
(用U额和R0表示)。
②闭合S、S2，断开S1，保持滑动变阻器的滑片位置不动，记录电流表的示数为I。
③小灯泡正常发光时的电阻RL＝__________，小灯泡的额定功率P额＝
________________(均用U额、I和R0表示)。
测量小灯泡的阻值(A卷近5年2考)
1．(2023·重庆A卷16题8分)在测量小灯泡电阻的实验中，小会选用标有“2.5 V”字样的小灯泡进行实验。
(1)请用笔画线代替导线，将图甲所示电路补充完整。
重庆真题·明考向
命题点1
如答图所示。
【解析】根据测量电阻实验的要求，电路为串联电路，电压表测小灯泡两端电压，电流表测通过小灯泡的电流，因此需要把小灯泡的右接线柱与电流表的负接线柱连接在一起，如答图所示。
(2)连接电路时，开关应处于______状态。连接好电路，将滑片P移至最右端，接通电路后，发现小灯泡不发光，电压表示数约为3 V，其原因可能是小灯泡______。
断开
断路
【解析】为确保电路安全，连接电路时开关需要断开。闭合开关后，电压表有示数且约等于电源电压，小灯泡不发光，则故障可能为小灯泡断路，电压表此时测电源电压。
(3)排除故障后，闭合开关，调节滑片P，
电压表示数如图乙所示为_____V，为
测量小灯泡正常发光时的电阻，应将滑
片P向____端滑动。
2.2
左
【解析】根据题图乙可知，电压表使用的是小量程，分度值为0.1 V，因此电压表示数为2.2 V。为使小灯泡正常发光，需要把小灯泡两端的电压调至2.5 V，即需要滑动变阻器两端的电压减小，根据串联分压原理可知，滑动变阻器接入电路中的阻值变小，故而滑片P向左调节。
(4)记录的实验数据如表所示，则小灯泡正常发光时的电阻约为_____Ω(结果保留一位小数)；实验中发现小灯泡越亮，温度越高，结合数据可知：灯丝温度越高，电阻越____。
实验次序 1 2 3 4
U/V 1 2 2.5 2.8
I/A 0.18 0.28 0.30 0.31
8.3
大
(5)小会在实验过程中发现用力捏滑片P与电阻丝接触处，小灯泡发光明显变亮。请结合影响导体电阻大小的因素，分析产生这一现象可能的原因：____________________________________________________________________________________
用力捏滑片P与电阻丝接触处，增大了滑片P与电阻丝的接触面积，减小了电阻(合理即可) 。
【解析】用力捏滑片P与电阻丝接触处，增大了滑片P与电阻丝接触的面积，从而减小了电阻(合理即可)。
2．(2022·重庆A卷17题8分)综合实践课上，小薇同学用“伏安法”测量小灯泡正常发光时的电阻，选用的小灯泡L标有“2.5 V”字样、电源电压恒为4.5 V、滑动变阻器规格为“30 Ω　1 A”。
实验次序 U/V I/A R/ Ω
1 1.0 0.18 5.6
2 1.5 0.22 6.8
3 2.0 0.24 8.3
4 2.5
(1)请在图甲中用笔画线代替导线，帮小薇完成实物电路的连接。
如答图所示。
【解析】由题表数据可知，电流表应选用0～0.6 A的量程，电路连接如答图所示。
(2)闭合开关S前，滑动变阻器的滑片P应处于最____(选填“左”或“右”)端。
右
【解析】为了保护电路，闭合开关S前，滑动变阻器滑片P应处于阻值最大处，由题图甲知，滑动变阻器的滑片应处于最右端。
(3)闭合开关S进行实验，移动滑动变阻器的滑片P过程中，她应注视________(选填“电压表”“电流表”或“滑动变阻器”)的变化情况，当停止移动滑片P时，她发现两电表指针左右摆动，再观察小灯泡L也忽明忽暗，其原因可能是____(填序号)。
A．滑动变阻器接触不良　
B．小灯泡短路
电压表
A
【解析】闭合开关S进行实验，移动滑动变阻器的滑片P，眼睛应注视电压表的示数，两电表指针左右摆动，再观察小灯泡L也忽明忽暗，其原因可能是滑动变阻器接触不良，故选A。
(4)排除故障后继续实验，她将得到的数据记录在表格中，当电压表示数为2.5 V时，电流表的示数如图乙所示为______A，则小灯泡L正常发光时的电阻为_____Ω(结果保留一位小数)。她发现小灯泡L电阻发生了变化，其原因是灯丝电阻受______的影响。
0.26
9.6
温度
(5)实验结束后，她看见桌面上还有一个阻值为15 Ω的定值电阻，想按照表格给定的四组电压值，验证“导体中电流与电压的关系”，但使用目前已有器材无法完成，若想完成实验，她只需更换哪一个元件，并说明新元件的规格要求：__________________________________________________
_______________________________。
更换一个电压为3 V的电源(或更换一个最大阻值不小于52.5 Ω的滑动变阻器，合理即可)
测量小灯泡的电功率(A卷：2021·17题；B卷近5年2考)
3．(2021·重庆 A卷17题8分)小兵同学通过实验测量灯泡L1、L2的额定功率，L1、L2分别标有“2.5 V”和“3.8 V”字样，电源电压恒为6 V。电压表只有0～3 V量程可以用。
(1)如图甲所示是小兵设计的测灯泡L1额定功率的实验电路，请在图乙中用笔画线代替导线补全实物电路。
命题点2
如答图所示。
(2)连好电路后，按实验规范操作，先把滑动变阻器的滑片P移到____(选填“A”或“B”)端，然后闭合开关S，小兵发现L1不发光，电流表有示数，电压表无示数，则电路的故障可能是L1______(选填 “断路”或“短路”)。
(3)排除故障后，按实验规范操作，刚闭合开关S时，电压表示数为1 V，电流表示数如图丙所示为_____A，滑动变阻器的最大阻值为____Ω；调节滑片P得到下表中的数据，L1的额定功率为______W。
实验次序 1 2 3
电压/V 1.0 2.5 2.8
电流/A 0.30 0.32
B
短路
0.2
25
0.75
(4)小兵在原电路中用L2替换L1开始测量L2的额定功率，按实验规范操作，刚闭合开关S时，电压表示数为1.5 V, 接着小兵发现该电路无法完成测量，于是设计了一个新方案：把电压表改接到滑动变阻器两端，只需调节滑片P使电压表示数为_____V, L2就会正常发光。
(5)小兵根据新方案连好电路，按实验规范操作，刚闭合开关S时，发现电压表示数超过了量程，立即断开开关思考解决办法，请你对此说出一种合理的解决办法：______________________________。
2.2
换一个大量程电压表(合理即可)
4．(2021·重庆B卷17题节选)小杨同学找到一盏标有“2.5 V”字样的小灯泡，其额定电功率已模糊不清。她选用如图甲所示器材测量额定电功率，电源电压恒为9 V。
(1)图甲所示的实验电路有2段导线未连接，请你用笔画线代替导线将电路补画完整(要求：连线不交叉，滑片P向A端移动时小灯泡发光变亮)。
如答图所示。
【解析】电压表应与小灯泡并联接入电路，滑动变阻器应选“一上一下”两个接线柱接入电路，滑片P向A端移动时小灯泡发光变亮，则滑片向A端移动时滑动变阻器接入电路的阻值变小，如答图所示。
(2)小杨连接电路并检查后，将滑动变阻器的阻值调到最大，再闭合______，缓慢移动滑片P，发现电流表示数有明显变化但电压表无示数，此故障的原因可能是小灯泡______(选填“断路”或“短路”)。
开关
短路
【解析】连接电路时应断开开关，闭合开关前应把滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处，缓慢移动滑片P，发现电流表示数有明显变化但电压表无示数，说明电路是通路，可能是与电压表并联部分电路短路，故此故障的原因可能是小灯泡短路。
(3)排除故障后，小杨眼睛注视着电压表和小灯泡，移动滑片P逐次改变小灯泡两端的电压，并将测得的数据记录在表格中。当电压表的示数为1.5 V时，应向____(选填“A”或“B”)端移动滑片P；当电压表的示数为2.5 V时，电流表的示数如图乙所示，小灯泡的额定功率为_____W；细心的小杨通过分析数据还发现通过小灯泡的电流与其两端的电压不成正比，其原因可能是________________________________。
实验次序 1 2 3 4 5
电压U/V 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
电流I/A 0.16 0.20 0.22 0.25
A
0.7
小灯泡灯丝电阻受温度影响很大　
【解析】当电压表的示数为1.5 V时，由串联电路分压原理可知，滑动变阻器接入电路的阻值较大，所以应将滑动变阻器滑片P向A端移动，使滑动变阻器接入电路的阻值变小；由题图乙可知电流表接入电路的量程为0～0.6 A，分度值为0.02 A，所以电流表的示数为0.28 A，小灯泡的额定功率P＝ULIL＝2.5 V×0.28 A＝0.7 W；细心的小杨通过分析数据还发现通过小灯泡的电流与其两端的电压不成正比，其原因可能是小灯泡灯丝电阻受温度影响很大。

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