伏安法测电阻实验

伏安法测电阻实验

粤教版选修3-1第2章

伏安法测电阻实验是高中阶段的一个重要的实验，它涉及到实验的原理、电路设计、器材选择、实物图连线、误差分析以及数据处理等知识要点。电学中的“测量导线的电阻率”和“描绘小灯泡伏安曲线”两个实验，实质上都是利用伏安法测电阻原理进行的实验，只是最后数据的处理不一样。希望本节复习课能促进同学们对伏安法测电阻实验更进一步的理解。一、伏安法测电阻实验的原理二、伏安法测电阻实验的电路设计三、伏安法测电阻实验的器材选择四、伏安法测电阻实验的题例练习与评讲五、伏安法测电阻实验的答题注意事项本节课学习内容一、伏安法测电阻的原理根据部分电路欧姆定律的变形公式可知，只要测出被测电阻两端的电压U和流过该电阻的电流I，就可求出电阻R的大小。电路设计时主要要考虑电流表的“内接、外接”法和滑动变阻器的“分压、限流”接法。二、伏安法测电阻的电路设计AVRXVARX分压内接分压外接RXAVRXVA限流内接限流外接外接法

误差来源测量结果选择依据已知RX大小

电压表的分流

R测<R真1.电流表内、外接电路的特点RX«RV

时电路连接两种电路图RXAV内接法

电流表的分压

R测>R真RX

»RA时RxAVURUA2.滑动变阻器限流、分压电路的特点限流式分压式电压可调范围变阻器的选取电路电能损耗取较大阻值取较小阻值相对较小相对较大两种电路图1.某同学现测量电阻，要求电流、电压表的读数从0开始增加，则用

法；2.某同学现测量电阻，要求多测量几组数据，则用

法；3.某同学现测量电阻，要求电流、电压变化范围足够大，则用

法；4.题目中给出的伏安曲线是从坐标0点开始画的，则用

法；5.某同学现测量电阻，要求操作快速、简洁，则用.

法；温馨提示:电学实验题中，一般都有直接或间接提示性语言帮助同学们选择选用限流法还是分压法，例如：分压分压分压分压限流安全性原则：通过电源，电表，滑动变阻器，用电器的电流不能超过其允许的最大电流。基本原则：安全性、准确性、方便操作四、选择电路器材的原则准确性原则：电压表、电流表在使用时尽可能使指针接近满量程，若指针偏转角度小于量程时，读数误差较大,要尽量避免。方便操作原则：选择电路时，既要考虑电压变化范围，又要兼顾操作方便。具体操作：要根据题目的已知条件或隐含条件，按照“安全性、准确性、操作方便”的顺序进行选择五、题例练习与评讲1.（双）一个未知待测电阻Rx,无法估计其电阻值，某同学用试触法来确定用哪种接法。如下图m，将单刀双掷开关分别接到a、b两点，发现电流表示数变化较大，而电压表示数变化较小，为此，该同学将（）AVRx甲AVRx乙A.应选用甲图进行实验B.应选用乙图进行实验C.测量结果比真实值偏大D.测量结果比真实值偏小ab图mAC电流表示数变化较大，说明电压表分流作用比较明显，应该用内接法ABCDEFGH未答66.67%(30)31.11%(14)62.22%(28)31.11%(14)0%(0)0%(0)0%(0)0%(0)4.44%(2)2.（双）某同学在实验中测出甲、乙、丙三种元件的I-U曲线分别如图中的甲、乙、丙，下列说法正确的是(

)A．甲可以作为标准电阻使用B．乙能作为标准电阻使用C．乙的阻值随电压升高而增大D．丙的阻值随电压升高而增大解析：甲元件电阻不随电压改变，可作为标准电阻，A对B错．因I-U线的斜率倒数表示电阻值的变化，故C对D错.AC甲图乙图丙图ABCDEFGH未答80%(36)20%(9)86.67%(39)8.89%(4)0%(0)0%(0)0%(0)0%(0)2.22%(1)3.（双）某同学测量两个不同阻值的电阻，下图是该同学描绘的两个电阻的U-I图线，那么a、b所示的电阻及这两个电阻串联或并联后图像所在的区域正确的是（）Ａ．a表示电阻大的图线，并联后图线应在Ⅱ区域Ｂ．a表示电阻小的图线，并联后图线应在Ⅰ区域Ｃ．b表示电阻大的图线，串联后图线应在Ⅲ区域Ｄ．b表示电阻小的图线，串联后图线应在Ⅰ区域BC提示：串联后总电阻比最大的电阻还要大，并联后总电阻比最小的电阻还要小.ABCDEFGH未答8.89%(4)86.67%(39)80%(36)15.56%(7)0%(0)0%(0)0%(0)0%(0)4.44%(2)4.用伏安法测量定值电阻的阻值，备用器材如下：待测电阻Rx

(阻值约为25KΩ)A.电流表A1(量程100μA，内阻约为2KΩ)B.电流表A2(量程500μA，内阻约为300Ω)C.电压表V1(量程10V，内阻约为100kΩ)D.电压表V2(量程50V，内阻约为500kΩ)电源E(电动势15V，允许最大电流1A)滑动变阻器R(最大阻值1kΩ)电键S，导线若干为了尽量减小实验误差，要求测多组数据。(1)电压表、电流表分别选（）B

C电压表选定V1后，通过电流表的最大电流因此电流表要选择A2①要先考虑选电压表；ABCDEFGH未答60%(27)31.11%(14)91.11%(41)0%(0)0%(0)0%(0)0%(0)0%(0)8.89%(4)4.用伏安法测量定值电阻的阻值，备用器材如下：待测电阻Rx

(阻值约为25KΩ)A.电流表A1(量程100μA，内阻约为2KΩ)B.电流表A2(量程500μA，内阻约为300Ω)C.电压表V1(量程10V，内阻约为100kΩ)D.电压表V2(量程50V，内阻约为500kΩ)电源E(电动势15V，允许最大电流1A)滑动变阻器R(最大阻值1kΩ)电键S，导线若干为了尽量减小实验误差，要求测多组数据。(1)电压表、电流表分别选（）B

C电压表选定V1后，通过电流表的最大电流因此电流表要选择A2①要先考虑选电压表；温馨提示2：电路元件的摆放尽量与实物图位置对应(2)在方框内画出电路图，并根据电路图连接实物图③因为,所以应选内接法。②因为R滑«RX，所以要采用分压电路。温馨提示1：要考虑电路是内接还是外接，是限流还是分压，再开始电路画图(2)根据电路图连接实物图，开始时，滑动变阻器的滑片应该移到最

端A.左端B.右端提示：无论是限流还是分压电路，合上开关前，滑片P都应该移到使电表读数最小的位置ABCDEFGH未答77.78%(35)17.78%(8)0%(0)0%(0)0%(0)0%(0)0%(0)0%(0)4.44%(2)此处答案视学生画图实际，滑动变阻器与电路图一致时选B，与电路接相反时选择A(2)根据电路图连接实物图，开始时，滑动变阻器的滑片应该移到最

端A.左端B.右端提示：无论是限流还是分压电路，合上开关前，滑片P都应该移到使电表读数最小的位置此处答案视学生画图实际，滑动变阻器与电路图一致时选B，与电路接相反时选择AABCDEFGH未答77.78%(35)17.78%(8)0%(0)0%(0)0%(0)0%(0)0%(0)0%(0)4.44%(2)v1ErSPA2Rx5.某同学在测绘小灯泡的伏安特性曲线时，采用如图所示电路，实验中发现移动滑动变阻器的滑片时，电流表的示数有变化，而电压表的指针却不动，则（1）下列原因可能的是()A．灯泡的灯丝已烧断B．滑片接触不良C．灯泡内部短路D．变阻器A端接触不良

C解析：移动滑片时，因电流表示数有变化，故和电流表串联的回路中不存在断路，故A错．若滑片接触不良，电路中不可能有电流，故B错．若滑动变阻器A端接触不良，滑片移动时电流表和电压表读数都应变化，故D错．若灯丝短路则灯泡两端电压为零，电压表指针不变，移动滑片时，只有电流表指针变化，故选C.

ABABCDEFGH未答31.11%(14)2.22%(1)55.56%(25)6.67%(3)0%(0)0%(0)0%(0)0%(0)4.44%(2)（2）该同学解决故障后，测得灯泡灯丝的U-I曲线，请你根据本实验的测量实际，除给出满足条件的小灯泡、电源、电键、导线等器材外，请选出下列合适的器材.（）A.电压表V1(0~3V,内阻5.0kΩ)B.电压表V2(0~6V,内阻8.0kΩ)C.电流表A1(0~0.6A,内阻3.0Ω)D.电流表A2(0~3A,内阻0.5Ω)E.滑动变阻器R1(10Ω,1A)F.滑动变阻器R2(100Ω,

0.5A)BCEABCDEFGH未答44.44%(20)53.33%(24)95.56%(43)4.44%(2)86.67%(39)8.89%(4)0%(0)0%(0)2.22%(1)（3）根据U-I曲线，则小灯泡两端电压为3.8V时的功率P=

W，此时小灯泡的电阻是

Ω1.52**1.52:77.78%(35)15.2:8.89%(4)未答:6.67%(3)1.6:2.22%(1)1.58:2.22%(1)1.25:2.22%(1)（3）根据U-I曲线，则小灯泡两端电压为3.8V时的功率P=

W，此时小灯泡的电阻是

Ω9.51.52**9.5:75.56%(34)未答:8.89%(4)4.5:4.44%(2)1.9:2.22%(1)5:2.22%(1)0.15:2.22%(1)9:2.22%(1)8.15:2.22%(1)6.在“测定金属的电阻率”的实验中，用螺旋测微器测量金属丝直径时的刻度位置如图所示，用米尺测出金属丝的长度L，金属丝的电阻大约为5Ω，先用伏安法测出金属丝的电阻R，然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率．(1)金属丝的直径为______mm.（0.5＋0.179）mm＝0.679mm.0.6790.6780.6800.680:71.11%(32)未答:4.44%(2)0.681:4.44%(2)0.518:2.22%(1)**0.679:2.22%(1)0.650:2.22%(1)0.620:2.22%(1)0.668:2.22%(1)0.659:2.22%(1)Other::6.67%(3)温馨提示：先考虑电路是限流还是分压，是内接还是外接，再开始电路画图(2)为此取来两节新的干电池、电键和若干导线及下列器材：A.电压表0～3V,内阻10KΩB.电压表0～15V,内阻50kΩC.电流表0～0.6A,内阻0.05ΩD.电流表0～3A,内阻0.01ΩE.滑动变阻器,0～20ΩF．滑动变阻器,0～500Ω①要求较准确地测出其阻值，电压表应、电流表应和滑动变阻器分别应选（）A

C

E②在下列方框内正确画出实验电路图金属丝的电阻大约为5ΩABCDEFGH未答88.89%(40)6.67%(3)88.89%(40)6.67%(3)95.56%(43)0%(0)0%(0)0%(0)4.44%(2)③实验中某同学的实物接线如图实所示，请指出该同学实物接线中的两处明显错误．错误1：_____________________________；错误2：_____________________________.导线接在滑动变阻器的滑片上电路采用了内接法解析②:检查电路通常从电表的正负、量程、串并联、内外接、限流分压、滑片P的位置、短路断路等方面检查。六、答题注意事项小结1、关于电流表内外接：待测电阻较大时一般是内接，测量结果偏大（大内大）待测电阻较小时一般是外接，测量结果偏小（小外小）2、关于分压与限流：根据题目的要求和隐含条件确定是限流还是分压电路3、关于滑动电阻器大小的选择：分压时选R滑小于RX的；限流时选R滑大于RX的4、关于滑动变阻器在闭合开关前p的位置分压时移到R滑最小值位置；限流时移到R滑最大值位置5、关于器材的选择主要从安全、准确、方便操作三个方面来考虑选择伏安法测电阻复习课.PPT/fhd/show.aspx?id=948&cid=46同学们再见！返回教学后记（1）本节复习课，是粤教版选修3-1第二章伏安法测电阻实验的复习课。设计理念利用新的教学媒体和手段开展课堂教学，改变以往教师在复习课中，占用较长时间总结概念规律的做法，提供给学生更多的时间练习和思考，让学生在练习实践中提高解决问题的能力。学情实际学生中考名次95%以上都是南海区8000名之后，学生基础相对较差，学习能力和理解能力都不太强，多次考试的平均分都不到60分。教学后记（2）

设计思路本实验对高二学生来说还是具有一定的综合性，涉及的知识要点比较多，根据我校学生的实际，我用8分钟左右的时间对重要知识点进行提示，然后就是根据实验的特点和学情，设计和选择相关练习题，这些习题是与本节课重要知识点（选择器材和设计电路）对应，或是与学生的知识模糊点和易错点对应。教学手段

利用