上海初三物理电学实验---伏安法测电阻附答案

1、电学实验专题-伏安法测电阻 实验四:伏安法测电阻 伏安法测电阻,是初中物理中的一个重要实验。几乎集中了初中电学的所有重点知识,如串联电路的电流、电压特点,电流表、电压表的使用及读数,电学实验的操作步骤,实验故障,滑动变阻器的使用,欧姆定律,电阻的计算、表格的设计等。一、概念 1. 定义:用电压表和电流表分别测某一导体两端的电压和通过电流,根据欧姆定律I=U/R的变换公式R=U/I 求得导体电阻的方法。 2. 实验依据:R=U/I3. 测量的物理量:U ,I4. 实验电路图5. 实验步骤:(1根据电路图连接实物。实验时注意事项: 熟悉伏安法测电阻的实验电路图。 连接电路时,滑动变阻器的电阻处于电

2、阻最大的状态,开关应断开。对于三个基本电路仪器的连接处理: 连接完毕,在待测电阻值无法估计时,电流表、电压表都应选大量程或用试触的方法选择量程以免损坏电表。 实验中存在误差。为了减小误差,应选择适当的量程并进行多次测量再取平均值。 (2检查电路无误后,闭合开关S ,三次改变滑动变阻器的阻值,分别读出电流表、电压表的示数,填入表格。(3算出三次R x 的值,求出平均值。 (4整理器材。6. 数据的记录:多次测量求平均值。.知识结构滑动变阻器变阻(“一上一下” 阻值最大(“滑片远离下接线柱” _联在电路中 电流表 “_”接线柱流入,“_”接线柱流出量程选择:算最大电流I=U/R x_联在电路中电压

3、表 “_”接线柱流入,“_”接线柱流出 量程选择:物理量 实验次数 电压(伏 电流(安 电阻(欧 R x 阻值(欧12 37. 滑动变阻器的作用:多次改变待测电阻两端电压和通过它的电流,实现多次测量,取平均值,减小误差。8.改变待测电阻两端电压的操作方法:串联接入一个滑动变阻器,改变滑片的位置或更换电池节数。9、解题方法:U=U 1+IR滑 【例1】(“探究电流与电压关系”实验和“伏安法测电阻”实验相比较:需要测量的物理量 (选填“相同”或“不同”,实验目的 (选填“相同”或“不同”。“探究电流与电压关系”实验中,进行多次实验,是为了 ;“伏安法测电阻”实验中,进行多次实验,是为了 。 Tip

4、s :本题来自2012年松江区一模卷第24题,这道题引出了伏安法测电阻和探究电流电压关系的实验目的的不同,起到承上启下的作用。Key :(5相同;(6不同;(7得出普遍规律;(8(多次测量取平均值,减小误差。 题型分类: 题型一:填表.典例精讲【例1】(在“用电流表、电压表测电阻”的实验中,小明同学按图14连接电路进行实验。电源电压保持不变,所用滑动变阻器上标有“20 2A”字样。(1在闭合电键S前,他应将滑动变阻器的滑片置于图中_端。(选填“A”或“B” (2他实验步骤正确,刚闭合电键时,将电压表、电流表的示数记录在序号1中。接着,他移动滑片到中点位置(即滑动变阻器接入电路的电阻为10欧,将

5、电压表的示数2.5伏记录在序号2中。当他将滑片移动到A端时,将电流表的示数0.36安记录在序号3中。请在上表中将该同学尚未记录的数据填写完整,并计算出电阻值。(计算电阻时,精确到0.1欧 Tips:本题来自2009年虹口区一模第25题,解决此类问题需要谨记串联电路的特点,即可迎刃而解! Key:(1B (2 小试牛刀:(某同学用蓄电池、电压表、电流表、滑动变阻器、电键和若干导线,测定电阻R X的值。所有元件均完好,电源电压保持6V不变。其电路连接情况如图21所示。 (1观察图21的电路连接情况可知,a表是_表(选填“电压”或“电流”。请指出此电路的连接需要改进的是(只需指出一处:_。(2闭合电

6、键,当滑片在某个位置时,电压表、电流表的示数已填入表中。不久电压表意外损坏,该同学继续实验,在移动滑动变阻器滑片的过程中,发现电流表示数的变化范围为0.200.58安。根据该实验情况,请在下表中补上有关数据,并求出R X的阻值。(计算电阻时,精确到0.1欧 Tips :本题来自2009年闵行区一模卷第31题,我们可以这样提问学生:“本题与例题之间有什么相似之处?又有什么不同呢?解题的时候需要注意什么呢?” Key :(1电压;滑片应移至滑动变阻器接入电路的阻值最大/滑片应移至最左端。(2 题型二:求阻值、电源电压例2.(在测量某一定值电阻R x 阻值的实验中,张王同学选定了如下左图所示的器材进

7、行实验。实验过程中,由于张王同学的疏忽,做完实验后他才发现,把测量的电流值都写在草稿纸上而忘记填入记录表格中。 (1请你帮助张王同学把记录在草稿纸上的电流值对应填入上述表格中,并写出你所依据的物理规律是 ; (2根据测量数据计算该定值电阻的阻值为_欧(小数点后保留一位数字; (3根据实验所需电路,用笔画线代替导线完成下左图中的实物连接;电压(V 电流(A 电阻( 电阻(1 2.7 0.282 0.2 30.58 (4滑动变阻器在实验中除能起保护电路的作用外,另一个主要作用是。 Tips:本题来自2007年静安区二模卷第4题,我们可以这样问学生:“(1什么时候电流最大?(2什么时候电压最大?”

8、Key:(1从左向右依次填入0.10,0.18,0.30,0.42,0.50;依据是:电阻一定时,通过电阻的电流随电压的增大而增大(25.1(3实物图连接略(4(改变电阻两端的电压和通过的电流,多次测量求平均值 小试牛刀:(某同学用电压表和电流表测定电阻R1的阻值,实验用的电源电压不变,滑动变阻器上标有“20 2A”字样。他正确连接实验电路,实验步骤正确,闭合电键S,观察到电压表和电流表示数分别为2伏和0.2安。该同学继续实验,又测得两组数据,记录在如下表格中。请完成以下各项要求(计算结果保留1位小数: (1该同学所用电源电压为伏;(2待测电阻R X的阻值为欧;(3该同学设想进行第4次实验:通

9、过调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为1.5伏,再观察电流表示数。请问这次设想能否实现(选填“能”或“不能”,主要原因是。Tips :本题来自2009嘉定区一模卷第25题,解题技巧与例题同. Key :(16 ;(210.2(3不能; 滑动变阻器阻值太小或电源电压太大。 例3.(根据“用电流表、电压表测电阻”的实验,完成下列要求。(1根据图14(a 所示电路,闭合电键前应该将变阻器的滑片p 移至最_端(选填“左”、“右”。 (2实验所用滑动变阻器标有“20 2A ”字样,电源电压为6伏且不变,所有元件均完好。闭合电键,在移动滑片的过程中,发现电流表示数的变化范围为0.2安0.58安,根据这一

10、信息,可以测出的电阻值分别为_欧和_欧。(3移动变阻器滑片p 至某一位置时,电压表、电流表的示数分别如图14(b 、(c 所示,则待测电阻的阻值为_欧。(4根据以上测得的数据,接下来要做的一项工作是:_。Tips :本题来自2012年青浦区一模卷第25题,此类题型关键在于学生能不能意识到“(1什么时候 电流表会显示最大?(2什么时候电压表会显示最大?(3最大是多少?(4和电源电压之间有什么关系?”Key :左; 10欧;10.3欧;10欧;求平均值 题型三:电表读数及操作不当问题例4.(在做“用电流表、电压表测电阻”的实验中,甲、乙两同学各自用完全相同的器材测定同一规格的电阻,且所用电源的电压

11、保持不变。连接电路时,他们均先将变阻器的滑片置于一端,然后将变阻器与其它所需器材串联,并将电压表并联在待测电阻两端。甲同学闭合电键后,电压表的示数如图14(a 所示。乙同学连接完最后一根导线后,就观察到电压表和电流表的示数如图14(b 和(c 所示。图(a(b (c SR3 15V0.6 3 A (a (b 图 12 甲、乙两同学相互讨论后,发现了各自实验操作中的不当之处,其中乙同学的操作不当之处为 。 该实验所用电源的电压为 伏,滑动变阻器的最大阻值为 欧。 甲同学重新且正确实验,观察到电压表、电流表的示数分别为1.7伏,0.16安,此时待测电阻的阻值为 欧(计算结果保留1位小数。 Tips

12、 :本题来自2012年静安区一模卷第29题,解题技巧与例题同,但需要注意最后一小题计算结果需保留1位小数 . Key :(11连接电路时,电键已闭合 (12 3; (1320。 (1410.6小试牛刀:小王同学在“用电流表、电压表测电阻”的实 验中,将最后一根导线连接完毕后,发现电流表和电压表都有较大的示数,其原因可能是:和 。他在发现问题后,重新进行实验,前两次测得的电阻值分别为5.2欧和5.4欧。第三次测量时,电流表和电压表的示数如图12(a 、(b 所示,则第三次测得的电阻值为 欧。该待测电阻的阻值为 欧。Key :在连接电路时,电键处于闭合状态;滑动变阻器的滑片处于连入电路阻值较小处;

13、5.0;5.2。题型四:电路异常及故障判断例5.(小华同学做“用电流表、电压表测电阻”的实验,实验器材齐全且完好,电源电压保持不变。小华正确串联实验器材,并将滑片放置于变阻器的一端,然后将电压表并联在电路中。闭合电键后,两电表的示数如图19所示。接着移动变阻器的滑片到另一(a (b (c 图14端时,观察到电流表的示数逐渐增大为0.58安,而电压表的示数始终保持不变,则他在连接电路时存在的问题是 。经过思考,小华重新实验,他正确连接电路,操作步骤正确,闭合电键后,发现两电表指针所指的刻度仍与图19所示一致。则小华同学在实验中使用的滑动变阻器的最大电阻为欧。继续移动变阻器的滑片,当滑片位于中点位

14、置时,电流表的示数为0.2安。则此时测得Rx 的阻值为 欧。滑动变阻器在该实验中可以起到保护电路的作用,而且还可以起到 作用。Tips :本题来自2012年杨浦区一模卷第28题,重点在最后一小问,很多学生的答案都是“多次测量 取平均值”,造成遗漏,所以这时候教学过程中我们需要提问一下学生:“为什么滑动变阻器可以实现多次测量取平均值呢?它是通过什么来实现呢”Key : 电压表并联在电源两端; 50; 12.5; 改变待测电阻两端的电压,多次测量,取平均 值,减小误差。小试牛刀:25.某小组同学在“用电流表、电压表测电阻”的实验中,用若干节干电 池作电源,所用滑动变阻器上标有“10 2A ”字样。

15、(1他们连接的电路中还有一根导线尚未连接,如图15(a 所示。请用笔画线代替导线补上,补上后的电路能够测未知电阻R X 。 (2实验开始,他们闭合电键,发现无论是按补上导线后的图15(a 还是按图15(b 的操作,甚至改变滑动变阻器的滑片位置,所看到的现象均为电流表有示数,电压表无示数。经过讨论他们一致认为可能是电压表发生了故障。于是决定在不使用电压表的情况下继续实R XA B C R X A B C(a (b 图15 AV 图19验,并且分别测出了电路中最小电流I 1和最大电流I 2。接着改变干电池的节数,又重复做了两次实验。请在虚线方框内画出他们重新设计的实验电路图。(3他们设计的实验数据

16、表格如下,请你完善表格中的栏目并简单叙述设计此栏目的理由:_。(4根据他们测出的物理量写出计算未知电阻的表达式:R X = 。 Tips :本题来自2012年黄浦区一模卷第25题,实际上此题问理由,实则在问滑阻的作用,知道了这一点就可迎刃而解! Key :略;略;R X 的平均值(欧;实现多次测量,求电阻R X 的平均值,减小误差;R X =10 I 1/(I 2-I 1(欧例6.(某同学利用电压表和电流表测量电阻R x 的阻值,所用的电源由两节新干电池组成,选用的滑动变阻器上标有“20 2A”字样。他按图16连接电路,实验步骤正确,闭合电键S 后,无论怎样移动滑动变阻器的滑片,电压表始终无示

17、数。已知电路中各处均接触良好,除电阻R x 和滑动变阻器R 外,其它元件均完好。 (1若电路中只有一处出现故障,则故障可能是_(选填“R x 断路”、 “R 断路”或“R x 短路”。(2若第(1小题的判断正确,则在R x 两端接入一根导线后,闭合电键S ,两电表的示数情况为_。(3排除故障后,该同学按正确步骤进行实验,闭合电键S ,两电表示数如图17(a 、(b 所示,他记下实验数据后,进行计算,然后整理实验器材,完成实验。 实验次数干电池节数 I 1(安 I 2(安 R X (欧( 1/ / / / /2/ / / / 3/ / / /(a该同学的计算结果R x=_欧。(b你认为该同学的实

18、验结果是否合理?简述理由:_。 Tips:本题来自2007年卢湾区二模卷第25题,关键在于让学生知道“V=0时,R会产生断路还是短路的趋势?” Key:(1R断路(或R短路。(2电压表无示数,电流表无示数(或电压表无示数,电流表有示x数。(3(a10;(b不合理,没有多次测量取平均。 小试牛刀:小丽和小华在做“用电流表和电压表测电阻”的实验。(1请你帮助他们在实物连接图13中,用笔画线代替导线将实物图连线补充完整(要求:滑动变阻器的滑片向右移动时,电流表的示数变大。_(用2B铅笔在答题纸的相应位置连线 (2当小丽完成电路连接后准备闭合开关时,同伴小华提醒她电路还有一处不妥当,你认为是:。(3在

19、测量中小丽观察到电流表示数如图14所示,则I=安。若此时电压表示数为2.5伏,则电阻的阻值为_欧。小华建议她还应多次测量,最后求出电阻的平均值。这样做的目的是_。(4在实验过程中,小丽突然发现电流表没有示数,而电压表有示数,且接近于电源电压,则故障可能是:。 Tips:本题来自2010年松江区一模卷第25题,本题的考点集中在了故障分析上,我们可以这样问学生:“电压表有示数,且接近于电源电压意味着什么问题?” Key:(1连线画图(右端;(2小丽没有将滑动变阻器的滑片放在阻值最大的位置上(左端;(3 0.5;5;(4可以减小误差;待测电阻处断路 iii.强化训练<建议用时5分钟!>

20、iv.专题检测1.(在实验室里,我们通常用 法来测定电阻的阻值,即只要测出电阻两端的 和通过它的 ,就可以用公式 算出电阻的阻值.根据这一实验要求,除待测电阻外,还必需的器材是 、 、 、 、 .答案:伏安;电压;电流;R=IU;开关;导线;电压表;电流表;电源 2.(在“用电流表、电压表测电阻”的实验中,填写空格处内容。答案:实验目的;R =U /I ;断开;连入电路的电阻最大 不能说的秘密(1S 断开时,阻值最大(2U=U 1+I 2R 2(3U 2=U 时,滑阻=0(4I 最小时R 最大(5A 通常为00.3(6滑阻作用与测功率不同(7V=0时内短外断实验名称 ××&

21、#215;×××:伏安法测电阻,要求多次测量,求电阻的平均值。 实验原理: 。 实验步骤: 在连接实验器材的过程中,电键应该处于 的位置; 滑动变阻器的滑片放在 的位置。 (1通过分析可知A点在滑动变阻器中的侧(选填“左”或“右”。(2请在下表中将该同学尚未记录的数据填写完整,并计算出电阻值。(计算电阻时,精确到0.1 Tips:此类题型主要问题在于很多学生没有办法从定值电阻和滑动变阻器之间电流和电压的相互联系,建立等式关系。所以我们可以这样引导:“已经知道了一组电流和电压,怎样求出电源电压和定值电阻呢?” Key:(1右;(2 4.(小明同学在做“用电流表、电压

22、表测电阻”的实验中,器材均完好,所用电源电压为6伏,滑动变阻器上标有“20 2A ”字样。(1在图13所示的电路中,有一根导线尚未连接,请用笔画线代替导线在图中正确连接。 (13 (用2B 铅笔在答题纸的相应位置连接(2小明同学正确连接好电路,闭合电键后,电流表、电压表示数如下表所示。请你根据表中电流表、电压表示数可能出现的几种情况,帮助小明判断故障原因(均选填“待测电阻断路”、“待测电阻短路”、“滑动变阻器断路”或“滑动变阻器短路”。(3经讨论,该小组同学重新连接,并按照正确步骤实验,在滑片P 移到中点位置时,电流表A 的示数如图14所示,读数是 安,这时候测得的待测电阻的阻值是 欧。(4为

23、了减小实验误差,必须多次改变待测电阻两端的电压,可采用的操作方法是 。From :本题来自2012年松江区一模卷第25题 Key :(13略(14待测电阻短路(15待测电阻断路(160.4(175(18多次改变滑动变阻器的滑片位置5.(小李和小王同学做了不同的电学实验,他们的实验报告分别如下。电流表示数(A 电压表示数(V 故障原因 0.3 0 ( 06( A2 10.230.40.6 0.6 3图14SR0.6 3A图133 15V请将实验报告中空白处填写完整。小王同学做实验二时,闭合电建S 前,应将滑片P 向 端移动(选填“a ”或“b ”。 小王同学比较两个实验后,觉得应该将实验表格进一

24、步完善,表一和表二都补充了第四列,请正确填写栏目 , 。小李同学比较两个实验后,提议两个实验都应增加一行:“当导体两端的电压为0伏时,通过该导体的电流值为0安”。小李的提议是否必要,请简要说明理由:。答案:若干不同导体; R =U /I ;待测电阻; b 。 电压/电流(伏/安;电阻(欧。实验一有必要,此实验需多次测量寻找规律,填写电压为0伏时的电流值,便于从U -I 图像寻找规律。实验二没有必要,此实验多测几次是为了求电阻的平均值减小误差,电压、电流为0时对求电阻无意义。6.(小华做“电流表、电压表测电阻”实验,现有电源(电压为1.5伏的整数倍实验目的:用电流表、电压表测电阻。 实验原理:实

25、验器材: 4节新干电池、电键、电流表、电压表、 、滑动变阻器、导线若干。实验步骤:1.根据实验原理,设计 测电阻的实验电路,画 出实验电路图(如图20。 实验数据:实验目的:探究导体中电流与电压的关系。 实验器材:若干节干电池、电键、 、电流表、电压表、导线若干。 实验步骤: 1.设计实验电路,画出实验电路图,并标出电流表和电压表的“+”“-”接线柱。 实验数据:物理量 实验次数 电压 (伏 电流 (安 1 0 02 1.1 0.07 3 2.2 0.14 4 3.0 0.20 5 4.5 0.30 图20 物理量 实验次数 电压 (伏 电流(安 1 0 02 1.3 0.08 3 1.9 0

26、.12 4 2.6 0.16 5 2.8 0.18 实验一(小李 实验二(小王增加一行 增加 一行且保持不变、待测电阻R X 、电流表、电压表、滑动变阻器、电键及导线若干,所有元件均完好.他连接电路进行实验,闭合电键后,将变阻器滑片从一端移动到另一端的过程中,发现电流表示数的变化范围为0.12安0.26安,电压表示数相应的变化范围为2.4伏0伏. 他通过思考分析,重新实验.当变阻器滑片移动到中点附近位置时,电压表、电流表的示数分别如图1、2所示. 请将下面表格填写完整.(计算电阻时,精确到0.1欧答案:分析两电表的变化情况,可以发现电压表的位置有问题,应该是接在滑动变阻器两端的,根据闭合电键时接入阻值最大,利用伏安法求出最大阻值,然后在利用在中点附近时的电压电流估算出电源电压,根据条件电源(电压为1.5伏的整数倍且保持不变,所以可以得到U 电源=4.5V ,最后利用R=IU U 2-求R x 。 5.(小王同学做“用电流表、电压表测电阻”实验,电源电压为3伏且保持不变,序号 物理量电压U x (伏 电流I x (安 电阻R x (欧 电阻R x 平均值(欧1 0