资源简介

1. 进一步掌握使用电流表、电压表的方法。
2. 学会用伏安法测电阻。
3. 加深对欧姆定律及其应用的理解。
同学们，这里有一只标识模糊的电阻，我们无法直接读出它的阻值。生活中常会遇到这类元件，该怎样准确获知电阻大小？今天我们借助欧姆定律，学习测量电阻的方法，一同探究如何通过实验测出未知电阻的阻值。
一、“伏安法”测电阻
1.实验目的:用 和 测导体的电阻。
2.实验原理:根据欧姆定律,由I=得R=,只要测出电阻两端 和通过电阻的 ,就可以求出电阻的阻值,这种测电阻的方法叫作“ 法”。
3.实验器材:电池组、 、 、 、定值电阻、开关、导线。
4.实验电路图:
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。计算出三次R的值,求出平均值。
6.实验数据记录表格:
实验次数 电压U/V 电流I/A 电阻R/Ω 电阻平 均值/Ω
1 1.2 0.12 10.0 10.08
2 2.4 0.22 10.9
3 2.8 0.30 9.33
7.注意:要测出三次待测电阻R阻值的平均值作为小灯泡的电阻值,这样做的目的是
。
二、“伏安法”测小灯泡的电阻
1.实验目的:用 和 测量小灯泡的电阻。
2.实验原理:R=。
3.实验器材:电池组、 、 、 、标有“2.5 V”字样的小灯泡、开关、导线。
4.实验电路图:
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,改变小灯泡两端的电压,使电压表的示数分别为3 V、2.5 V、2 V,记下对应电流值,并填入实验表格。
（3）计算出三次不同电压时,小灯泡的电阻值。
6.实验数据记录表格:
实验次数 电压U/V 电流I/A 电阻R/Ω
1 3.0 0.22 13.64
2 2.5 0.20 12.50
3 2.0 0.17 11.76
7.通过分析对比实验表格中的数据可知,小灯泡的电阻值随着它两端电压的 而 ,由此说明小灯泡的电阻不是固定不变的。
【例1】实验室有一个标识不清的定值电阻，同学们设计了如下实验进行测量。
（1）实物电路如图甲所示，电源为两节新干电池，请用笔画线代替导线将电路连接完整（导线不得交叉）。
（2）连接电路时，开关应处于________状态，滑动变阻器的滑片P应滑动到_______（选填“A”或“B”）端。闭合开关，电压表的示数接近电源电压，电流表几乎无示数。经检查，电流表及各连接处均完好，则电路故障是____________。
（3）排除故障后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P，使电压表的示数为2.4V，电流表的示数如图乙所示，则电阻R的阻值为_______Ω。有同学把此次数据作为本实验的最终结果，请你对此作出评价或建议：__________________________________。
【变式1-1】小明利用如图甲所示的电路来测量R的阻值，电源电压为3V，R的阻值约为10Ω，闭合开关后，电压表指针的位置如图乙所示。对于该实验，下列说法正确的是（　　）
A.闭合开关前，滑动变阻器的滑片应移至a端 B.电流表的量程应该选择0~3A
C.图乙中电压表的读数为2.3V D.多次测量求平均值是为了让结论更具普遍性
【变式1-2】“动手知真”小组在“用电流表和电压表测电阻”实验时，选取如下器材：干电池两节、电流表和电压表各一只、滑动变阻器一个（最大阻值为R0）、待测定值电阻Rx和导线若干。
（1）根据甲图，用笔画线代替导线，在乙图中完成实物图连接；
（2）闭合开关前，应将滑片P移至______端（选填“A”或“B”）；闭合开关后发现电流表和电压表均无示数，电路故障可能是______开路（选填“定值电阻”或“滑动变阻器”）；
（3）排除故障后，闭合开关，调节滑片P，当电压表示数为1V时，电流表示数如丙图所示为______A。多次测量数据记录如下表所示，Rx阻值为_______Ω（结果保留一位小数）；
次数 U/V I/A
1 1
2 2 0.4
3 2.7 0.5
（4）实验中电流表损坏，组员们利用现有器材设计了如丁图所示电路，测量步骤如下：
①闭合开关，滑片P移至A端，电压表示数为U1；
②再将滑片P移至B端，电压表示数为U2；
待测定值电阻的阻值Rx=___________（用U1、U2、R0表示）。
【例2】用伏安法测量额定电压为2.5V小灯泡的电阻，实验装置如图甲。
（1）用笔画线代替导线将图甲电路连接正确；
（2）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片P置于最______端；
（3）闭合开关，定向移动滑片P，发现电表指针示数忽大忽小，且变化幅度较大。经检查，故障只发生在滑动变阻器，故障的原因可能是____________；
A.滑动变阻器短路
B.滑动变阻器的滑片P与电阻丝接触不良
（4）排除故障，继续实验。实验小组设计如下表格并记录部分实验数据：
实验次序 1 2 3 4 5
电压U/V 0.9 1.3 1.7 2.1 25
电流I/A 0.20 0.22 0.28 0.30
电阻R/Ω 4.5 5.9 7.5
电阻平均值/Ω
①电压表示数为1.7V时，电流表示数如图乙所示，读数为________A；
②小灯泡正常发光时电阻为_________Ω；（保留一位小数）
③表格中设计不合理的一项是__________，原因是_____________________________________。
【变式2-1】在“测量小灯泡正常发光时的电阻”的实验中，实验小组连接了如图甲所示的电路，小灯泡标有“2.5V”字样；
（1）连接电路时，开关应处于________状态；
（2）如图甲所示，还有一根导线未连接滑动变阻器，为使滑动变阻器能起到调节作用，这根导线应连接在滑动变阻器的________（选填“B”或“C”）接线柱上；
（3）移动滑动变阻器滑片，当电压表示数为________V时，小灯泡正常发光，此时电流表示数如图乙所示，为________A，由此便可计算出小灯泡此时的电阻。
【变式2-2】如图是测量额定电压为2.5V的小灯泡电阻的实验电路。
（1）连接电路时，开关应处于_______状态；
（2）请你用笔画线表示导线将电路连接完整；
（3）为了测量小灯泡正常工作时的电阻，小星在调节滑动变阻器时，应该通过观察_______（选填序号）来判断小灯泡是否正常工作；
A.灯泡亮度 B.电压表示数 C.电流表示数
（4）小灯泡正常发光后，调节滑动变阻器，让电压逐次下调，灯泡变暗直至完全不发光，测量的数据如下表所示。检查小星的数据表，你认为第_______次实验的数据存在明显错误。
实验次数 1 2 3 4 5 6 7
电压U/V 2.5 2.1 1.7 1.3 0.9 0.5 0.1
电流I/A 0.28 0.26 0.24 0.21 0.9 0.16 0.05
小灯泡的电阻R/Ω 8.9 8.1 7.1 6.2 1 3.1 2
1.如图甲所示电路，电源两端电压保持不变，R0为定值电阻，R为滑动变阻器。闭合开关S，将滑动变阻器滑片P由一端移动到另一端的过程中，电路中电流表和电压表示数关系如图乙所示，下列说法正确的（　　）
A.电源电压为
B.定值电阻R0的阻值为
C.滑动变阻器的最大阻值为
D.当定值电阻R0两端的电压为时，电流表的示数为
2.小明用如图所示的电路测量固定在长方形塑料板上的长度为1m的镍铬丝电阻。器材有：电源、开关、滑动变阻器、电流表、电压表、长度为40cm的导线若干。电路未连接完整，小明接着的操作是用一根导线连接的两个接线柱分别是（ ）
A.电压表的3、镍铬丝的M
B.电压表的3、电流表的N
C.电压表的3、镍铬丝的M或电流表的N
D.电压表的15、镍铬丝的M或电流表的N
3.比赛结束后，小明前往科技馆，了解光电技术的奥秘。小明在前往科技馆的路上想起了之前学习过的电路图，下列说法错误的是（　　）
A.研究“电流与电压的关系”可以用小灯泡代替定值电阻进行实验
B.研究“电流与电阻的关系”每次更换电阻后，都要保持电阻两端电压不变
C.“伏安法”测定值电阻，多次实验的目的是求平均值，减小误差
D.在以上选项的三个实验中，滑动变阻器都有保护电路的作用
4.用如图所示的方案测量小灯泡的电阻。实验中需要收集的信息是（　　）
A.电压表示数和电流表示数
B.电源电压和变阻器的最大阻值
C.电流表示数和变阻器的最大阻值
D.电压表示数和变阻器的最大阻值
5.在探究通过导体的电流与其两端电压的关系时，利用实验数据作出了如图所示的图像。根据图像，下列说法正确的是（　　）
A.导体甲的电阻大于导体乙的电阻
B.导体乙的电压与通过它的电流成正比
C.当导体甲两端的电压为2V时，通过导体甲的电流为0.2A
D.将两导体并联后接在3V的电源上时，干路中的电流为0.9A
6.如图所示的四个电路中，R0为已知阻值的定值电阻，不能测出未知电阻Rx的电路是（　　）
A.B.C.D.
7.下列图像中，能正确描述“伏安法”测小灯泡电阻的实验中U﹣I关系的是（　　）
A.B.C. D.
8.本学期我们利用电学器材开展了很多科学探究活动，下列实验探究过程中多次测量的目的与其他三个不同的是（ ）
A.探究导体上的电流与导体两端电压的关系 B.伏安法测量定值电阻的阻值
C.探究串联电路中各处电流的关系 D.探究并联电路电压的规律
9.为了测量小灯泡在不同电压下的电阻，小明设计了如图所示的电路。闭合开关S后，无论怎么移动滑动变阻器的滑片P，小灯泡L都不发光，电流表和电压表均无示数，若电路中只有一处故障，出现上述现象的原因中不可能的是（ ）
A.电流表断路
B.小灯泡L断路
C.滑动变阻器断路
D.开关断路
10.用“伏安法测电阻”的实验电路如图所示，已知未知电阻的阻值在10Ω左右，若考虑电流表及电压表的电阻，则下列判断正确的是（ ）
A.测量值等于未知电阻的实际阻值
B.测量值小于未知电阻的实际阻值
C.测量值大于未知电阻的实际阻值
D.以上三种情况都有可能
11.（多选）实验小组利用实验室提供的实验器材测量未知电阻的阻值，实验器材有稳压学生电源（电源大小未知），阻值已知的电阻、铭牌标有“”的滑动变阻器、电阻箱R1等。实验小组设计了如下图四种电路，其中可行的电路图是（　　）
A.B.C. D.
12.（多选）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设计了四个测未知电阻的电路，其中可行的是（　　）
A.B.C.D.
13.测量小灯泡的电阻，多次测量阻值不同的原因： ，多次测量的目的： 。
14.小明利用如图所示电路测量未知电阻，实验时，他移动滑动变阻器，多次测量求Rx的目的是为了 。测出Rx后，还可以利用该实验的器材探究电流与 的关系（选填“电压”、“电阻”）。
15.甲、乙两地相距50km，在甲、乙两地之间沿直线架设了两条输电线，已知每条输电线每千米的电阻为0.2Ω。现输电线在某处发生了短路，为了确定短路的位置，检修员在甲地将电压表、电流表和电源接入如图所示的电路进行测量。
（1）电压表应接到图中的 （填“A、B”、“A、D”或“B、C”）之间；
（2）电压表连接正确后，若电压表和电流表的示数分别为4V和0.5A、则短路位置到甲地的距离是 km。
16.如图是小华测量未知电阻的实验电路，已知电源电压恒定不变，为了 （选填“寻找规律”或“减小误差”），她调节滑动变阻器的滑片测得了多组数据。当她得到了多组电流、电压值，并求出了对应的电阻值之后，应该将其中的多个 值再求平均值。
17.小红进行了测量定制电阻R和小灯泡L的电阻的实验，实验原理是 ，根据测出的数据画出了I-U图像如图所示。由图可知，当小灯泡两端的电压升高时，其阻值 （增大/不变/减小）。若将两者串联在电源电压为4V的电路中，L和R的阻值之比为 。
18.实验名称：测量定值电阻的阻值。
实验器材：待测电阻、两节干电池、电流表、电压表、滑动变阻器、开关及导线若干。
设计与进行实验：
(1)开关闭合前，滑动变阻器的滑片应该移到最 （选填“左”或“右”）端，目的是保护电路。某次测量时，电压表示数为2.5V，电流表示数如图乙所示，则本次测得的阻值为 Ω。
(2)本实验进行了多次测量，其目的与下列实验中多次测量的目的相同的是______。（填字母）
A.探究电流与电阻的关系
B.测量小灯泡的电阻
C.用刻度尺测量铅笔的长度
(3)他们又对实验进行了拓展，利用电源（电压未知且恒定不变）、阻值已知为的定值电阻、电压表、开关等器材，设计了如图丙所示的电路，也测出了的阻值，请你完成下列实验步骤：
①闭合开关，断开，读出电压表的示数。
② ，读出电压表示数。
③待测电阻的阻值 （用已知量和测得量的字母表示）。
19.在一次物理实验活动中，老师拿出了一个密封盒。告诉同学们：里面有一个电源和一个定值电阻Rx相串联（电源电压和电阻Rx的阻值均未知），在电源和电阻Rx两端各引出一根导线至于密封盒外，如图所示。老师要求同学们：“在不损坏密封盒的前提下，只连一次电路就能测图密封盒内的电阻Rx的阻值。”
实验桌上有如下器材：
一只量程适合的电流表，一个已知阻值为R0的定值电阻，一个开关，若干根导线。要求：
（1）根据给出的器材，在图上画出完整的实验电路图；
（2）请写出实验步骤，并写出需要测量的物理量；
（3）写出由上述步骤测得的物理量和已知量导出电阻Rx阻值的表达式。
丈量电阻：探究导体的内在属性
生活中很多电阻元件会出现标识模糊的情况，我们该怎样测出它的阻值呢？物理学中常用伏安法来测量电阻，它的原理就是欧姆定律。只要用电压表测出导体两端电压，电流表测出通过导体的电流，就可以计算出电阻大小。
只测量一组电压、电流数据会带来较大误差，所以实验电路中要串联滑动变阻器。它可以改变电路中的电流与待测电阻两端电压，方便我们多次测量。测定值电阻时，多次测出几组数据，算出每次的电阻，再求取平均值，就能减小实验误差。
定值电阻阻值基本不变，但是小灯泡的电阻却不一样。用伏安法测量小灯泡电阻时，调节滑动变阻器，让灯泡在低于、等于、高于额定电压下工作，记录多组电压、电流，算出对应电阻。对比数据能够发现：灯泡两端电压越高，灯丝温度越高，测出的电阻就越大。
小灯泡的灯丝电阻会随温度升高而增大，所以测量小灯泡电阻时，不能取电阻的平均值，这个平均值没有实际意义。我们还可以画出电压电流图像，直观看到两者的变化关系。定值电阻的 UI 图像是直线，而小灯泡的图像是弯曲的曲线，这正是灯丝电阻受温度影响的体现。
除伏安法之外，还可以利用多用电表直接测电阻。实验时要规范操作，连接电路开关要断开，闭合开关前滑动变阻器调到最大阻值，保护电路元件。伏安法是欧姆定律非常重要的实际应用，也是电学实验的基础。
参考答案
一、“伏安法” 测电阻
1. 电压表、电流表
2. 电压、电流、伏安
3. 电流表、电压表、滑动变阻器
7. 减小实验误差
二、“伏安法” 测小灯泡的电阻
1. 电压表、电流表
3. 电流表、电压表、滑动变阻器
7. 增大、增大
【例1】（1）；（2）；断开；B；电阻R断路；（3）12；没有多次测量求平均值，误差大
【变式1-1】C
【变式1-2】（1）；（2）B；滑动变阻器；（3）0.2；5.1；（4）
【例2】（1）；（2）右；（3）B；（4）0.26；8.3；电阻平均值/Ω；小灯泡的电阻会随温度变化而变化
【变式2-1】（1）断开；（2）C；（3）2.5；0.3
【变式2-2】（1）断开；（2）；（3）B；（4）5
1.A 2.B 3.A 4.A 5.D 6.D 7.D
8.B 9.B 10.C 11.BCD 12.ABD
13.灯丝电阻随温度而变化 研究灯丝电阻与温度的关系，总结普遍规律
14.求平均值减小误差 电压
15.A、B 20
16.减小误差 电阻
17. 增大 1∶3
18.(1)左 5 (2)C (3)再闭合开关
19.（1） ；（2）a.按电路图连接好实验的电路；b.断开开关S，读出此时电流表的示数I1；c.闭合开关S，读出此时电流表的示数I2。；（3）

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