电阻和电功率测量专题.ppt

电阻和电功率的测量专题,一、定值电阻的测量,1.原理： 2.实验方法： 3.实验电路图设计： 4.实验器材：略 5.实验步骤：略 6.实验记录数据的表格：,欧姆定律 ； R=U/I,伏安法,这个实验要多测量的目的： 数据处理时如何减小实验误差： 例1.（2011广安）如图所示：电源电压为6V，甲图为伏安法测电阻的电路图；乙图为连接不完整的实物图。 (1)对照电路图甲，用笔画线代替导线将乙图中未连接部分连接起来。 (2)实验操作中有可能出现下列A、B、C、D四种错误，如果出现：电流表示数较大，电压表示数为0的现象。其错误属于（ ） A电流表的正负接线柱接反 B电压表的量程选小了 C电阻Rx发生了短路 D把滑动变阻器下端两接线柱连入电路 （3）电路连接正确后，闭合开关，将滑片P向右移动时，电压表示数 (填“变大”、“变小”或“不变”)。 （4）实验过程中，某次电流表和电压表的示数如图9丙所示，此时测得的 Rx= 。 （5）此实验要多次测量电阻值，最后求电阻值的平均值，其目的是 。,减小实验误差,将多次测量所得的电阻求平均值,C,变小,25,减小误差,二、以伏安法为基础在缺少一种测量仪表如何测量电阻,1.缺少电流表时的处理方法,由欧姆定律可知，已知U0和 R0可求出电流I0，若可以使Rx的电流Ix与R0的电流I0相等，相当于电流表作用。从前面的知识可知将这两个电阻串联后，找出U0、 Ux是关键，所以一个电压表实现找出U0、 Ux，只能通过电路中开关的转换连接或将电压表分别接在Rx和R0两端电路中都可以。,例2.只有一只电压表，利用一已知阻值为R0的定值电阻、开关、导线、电源等器材也可以测出未知电阻Rx请设计一个测量电阻Rx的电路。,由欧姆定律可知，已知R0和I0可求出电压U0 ，若可以使Rx的电压Ux与R0的电压U0相等，相当于电压表作用。从前面的知识可知将这两个电阻并联后，找出I0、Ix是关键，所以一个电流表实现找出I0、Ix ，通过电路中开关的转换连接或将电流表分别接入支路电路中都可以。,例3.只有一只电流表，利用一已知阻值为R0的定值电阻、开关、导线、电源等器材也可以测出未知电阻Rx请设计一个这样的测量电阻的电路。,中考真题赏析,3.(11江西)关于测量定值电阻阻值的实验 【方案一】运用电压表(无电流表)，一个阻值为R0的固定电阻，测量定值电阻阻值. 器 材:一只电压表、一个阻值为R0的固定电阻、电源、开关和导线若干. 实验步骤: 步骤一:请你在虚线框中画出实验时所需的电路图，并连接电路； 步骤二:将电压表并联在Rx两端，闭合开关，读出电压表的示数Ux； 步骤三:将电压表并联在R0两端，闭合开关，读出电压表的示数U0； 步骤四:根据你设计的电路的特点和实验所测得的物理量， 写出Rx的表达式 （用符号表示）. 【方案二】运用一只电压表(无电流表)，一个已知最大阻值的滑动变阻器，测量定值电阻阻值. 器 材:一只电压表、一个已知最大阻值的滑动变阻器、电源、开关和导线若干. 实验要求:请在图17虚线框中画出实验时所需的电路图. 评估交流:（1）从实验操作角度看，以上两个方案中,方案 更好. （2）好在 .(只要求写出一条),步骤一： 如图5所示 Rx= UxR0 /U0 实验要求：如图6所示. 评估交流：（1）二 （2）方案二中在测量电压时无需换接电压表，测量电压更方便。,变式训练:某同学在没有电流表的情况下，利用电压表和已知阻值的定值电阻R0，测量未知电阻Rx阻值，图7中可实现测量Rx阻值的正确电路图是( ),A B 图7 C D,ACD,3.利用变阻器（或已知电阻短路）可以滑动到两端时电路总电压不变原理，利用U=IR测量电阻,例4.右图所示是某实验小组测电阻Rx的电路图，请简要写出实验步骤和电阻的表达式。(R0是变阻器的最大值),Rx R0,RX R0,变式训练：某实验小组测电阻Rx的电路图(R0为已知电阻)，请简要写出实验步骤和电阻的表达式。,步骤：1.将滑片移到阻值为零处，记下电流I1 2.将滑片移到阻值处，记下电流I2 表达式：Rx=I2R0/(I1-I2),C,例5.（2011福州 ）如下图所示，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 （ ）,三、等效替换法测量电阻 原理：电压相同时，电路中分别接入电阻R1和R2后，电流不变，则R1=R2,例6.（2011铜仁）如右图7-10所示，其中 “ ” 是电阻箱，电源电压恒定但未知， 现再给你一只电压表，请你想法测出未知 电阻Rx的大小。 （1）请把电压表画在右图中的合理位置上。 （2）实验步骤： a. ； b. 。 （3）Rx经的表达式：Rx= 。 （4）此实验过程中运用的探究方法是 。,闭合开关S，把S1与a接触，适当调节滑动变阻器的滑片，记下电压表示数为U；,保持滑片不动，闭合开关S，把S1与b接触，调节电阻箱R0，使电压表示数仍为U，读出此时电阻箱的阻值R0;,R0,等效替代法,电 路 图,方 法,表 达 式,伏安法,双伏法,双安法,单伏法,单安法,等效法,如果知道滑动变阻器铭牌上所标的数值,可以代替,等 同 导 线,等同定值电阻,四、小灯泡的电阻和电功率的测量,例7.（2011鸡西）某实验小组的同学用“伏安法”测量小灯泡电功率，待测小灯泡额定电压为3.8V ，小灯泡的额定功率估计在1 W 左右。 （1）请用笔画线代替导线，完成图乙中实物电路的连接，连线时导线不能交叉。 （2）检查电路连接无误，闭合开关后，灯泡不亮，电压表有示数且接近电源电压，电流表指针几乎不动，产生这一现象的原因可能是 。 （3）故障排除后，移动滑动变阻器的滑片，小灯泡正常发光时，电流表示数如图甲所示，请读出电流表的示数，并填入表格中。 4）实验中，同学们记录了多组小灯泡两端的电压及对应通过小灯泡的电流值，但表格中仍有不完整的地方，请将所缺内容填写完整。 （5）小组同学们分析实验数据得出：小灯泡的发光亮度是由灯泡的 决定的，且灯泡的 ，灯泡发光越亮。 （6）用图乙电路还可测量灯泡的 ，当小灯泡正常发光时的电阻是 （取整数）。,灯泡处断路（或灯丝断了）,0.32,1.22,实际电功率,实际电功率越大,电阻,12,测量小灯泡的电阻和功率试验中多次测量的目的并不是求平均值减小误差，也不可以求平均值，这样得出的电阻、功率无意义。试验中多次测量的目的是探究灯丝电阻与温度的关系；灯的亮度与功率的关系。结论：,3.灯丝的温度越高，灯丝的电阻越大。,2.灯泡的实际功率越大，灯泡越亮。,1.灯两端的电压增大时，通过灯泡的电流也在增大，灯泡的实际功率也在增大。,例8.（2011淮安）测定小灯泡电功率的实验中，选用的电源电压为4.5V，小灯泡的额定电压为2.5V、电阻约为10。 （1）连接电路时开关应 _ ,电流表的量程应选 0 - _ A。 （2）用笔画线代替导线，连接完整如图a所示的实物电路。 （3）闭合开关前，图中滑动变阻器的滑片P应位于 _选填“A”或“B”）端。 （4）闭合开关，移动变阻器的滑片P，发现小灯泡始终不亮，电压表有示数、电流表无示数，原因可能是 _ _ (写出一种即可）。 （5）排除故障后，闭合开关、移动滑片P至电压表的示数如图b所示，其读数为_ V；要获得小灯泡额定功率的数据，滑片P应向 _（选填“A”或“B”）移动。 （6）改变滑片P的位置，获得多组对应的电压、电流值，绘制得如图c所示的I U图象。由图象可知，小灯泡两端电压是1.5V时，其电阻是 _ ，额定功率是 _ W。,a b c题23图,断开,0.6,A,小灯泡灯丝断或接触不良,2.2,B,10,0.5,例：我们常用伏安法测量小灯泡的额定功率，但如果没有电流表，只有两个电压表和一只 已知阻值的定值电阻（阻值适当），请你想办法测出小灯泡（额定电压2.5V）的额定功率. 实验器材：电压表两个、电源（两节新干电池串联）、开关、滑动变阻器、待测功率的小灯泡、已知阻值为R0的电阻、若干导线。 (1)将实验电路连接完整。要求：滑动变阻器的滑片向右移动时，电压表V1的示数变大。并画出电路图。 （2）闭合开关后，眼睛应观察电压表 （选填 V1或 V2 ）的示数，当它的示数达到 V时，记下另一个电压表的示数。 （3）请用电压表的示数（两个电压表的示数分别为U1和U2）及定值电阻R0的阻值，写出灯泡的额定功率的表达式：P额= 。 （4）若小灯泡正常工作时的电阻为10,为能正确测出灯泡的额定功率，定值电阻的最大阻值不应超过 。,2,V1,2.5,U1U2/R0,五.归纳总结伏安法电路图在物理实验中的用途,1.测量电阻,3.探究电流与电压、电阻的规律 （在设计实验时要考入实验操作的简便性、电路的安全性、数据获取后所得实验结论的可靠性。）,2.测量电功率,4.探究影响电阻大小的因素,例9.某同学在做研究电流跟电压、电阻关系的实验时，得到下表两组数据,1）分析左表数据，可得结论 . . 2）分析右表数据，可得结论 . . 3）综合以上结论，可得结论 . .,在电阻一定的情况下，导体中的电流,跟这段导体两端的电压成正比,在电压不变的情况下，导体中的电流,跟导体的电阻成反比,导体中的电流，跟导体两端的电压成,正比，跟导体的电阻成反比,例10.在探究“电流与电压关系”的实验中，同学们进行了交流与合作 （1）如图6所示，同学们在交流中提出甲、乙两个探究思路，请对这两个探究思路进行评估 （2）请设计一份记录该实验数据的表格,图6,答案：（1）从操作方面评估：甲电路虽然简单，但需要改变电池个数，操作不变。乙电路不需要拆装电路，操作简便。 从安全方面评估：甲电路电压成倍变化，容易烧坏电源或电压表。乙电路有滑动变阻器，能起到保护电路的作用。 从收集数据方面评估：甲电路不能选取任意数据，结论存在特殊性。乙电路可以选取任意数据，结论具有普遍性。,例11.在探究电流与电阻关系中，甲、乙两试验小组分别设计了如下实验电路图1和2. 甲实验小组用三个大小分别为5、10、20的电阻进行试验；乙实验小组用电阻箱进行试验。请你从对他们的实验设计加以评价（说出一点即可）。,六.伏安法电路的动态变化,因电路是串联，电源电压不变，当滑动变阻器阻值变化时，影响电流变化和各用电器两端电压变化。试题一般都是定值电阻与变阻器串联考察。滑动变阻器电阻增加，则电流减小，定值电阻两端电压减小，变阻器两端电压增大。若滑动变阻器电阻减小，则变化相反。,例12.（2011桂林）从2011年5月1日起，驾驶员酒醉后驾车要负刑事责任。酒精测试仪可检测驾驶员是否酒后驾车，如图2所示是它的原理图。图中R1为定值电阻，酒精气体传感器R2的电阻值随酒精气体浓度的增大而减小，如果驾驶员呼出的酒精气体浓度越大，那么测试仪的（ ） A电压表示数不变 B电压表示数越大 C通过传感器的电流越小 D传感器两端的电压越大,图2,B,9. （2011大连）在如图1所示的电路中，闭合开关，将滑动变阻器的滑片P由a滑到b，下列说法正确的是（ ） A电流表示数变小，电压表示数变大 B电流表示数变大，电压表示数变大 C电流表示数变大，电压表示数变小 D电流表示数变小，电压表示数变小,D,5.如图7-19所示的电路，电源电压保持不变，闭合开关S，调节滑动变阻器，两电压表的示数随电路中电流的变化的图像如图7-19所示，根据图像的信息可知( ) A.乙是电压表V1示数变化的图像 B.电源电压为6V C.电阻R1的阻值为10 D.电路的功率变化范围1.2w3.6w,图7-19,BCD,谢谢指导！,【例题】小红在探究串联电路的电压特点时。利用实验用电压表设计了如图1所示电路，请问：利用这种电路能测出L1、L2及串联电路两端的电压吗？若不能，你认为怎样改进？画出相应的电路图。,图1,答案,【中考实验必读】,1、滑动变阻器是用_的合金线制成的,这种合