153伏安法測電阻

滬科版九年級第十五章《探究電路》15.3“伏安法”測電阻【知識梳理】探究實驗比較：實驗名稱伏安法測電阻伏安法測定值電阻Rx的阻值伏安法測小燈泡的電阻原理歐姆定律的變形式R＝U/I電路圖實驗步驟①根據(jù)電路圖連接實物。②檢查電路無誤后，閉合開關(guān)S，三次改變滑動變阻器的阻值，分別讀出電流表、電壓表的示數(shù)，填入表格。③整理器材。注意事項①連接實物時，必須注意開關(guān)應(yīng)斷開。②連接滑動變阻器時應(yīng)注意“一上一下”，閉合開關(guān)前滑片應(yīng)調(diào)至阻值最大處。③連接電壓表和電流表時應(yīng)注意電流要從“＋”接線柱流入，從“－”接線柱流出。滑動變阻器的作用保護電路、改變被測電阻兩端的電壓。數(shù)據(jù)處理算出三次Rx的值，求出平均值。多次測量的目的是求平均值以減小誤差。在本實驗中不能求平均值，多次測量的目的是使實驗結(jié)論更具普遍性。實驗結(jié)論測得Rx的阻值小燈泡燈絲的電阻隨溫度的升高而增大。伏安曲線【易錯點】常見故障分析：序號現(xiàn)象原因1電流表（或電壓表）的指針反偏電表的正負接線柱接反2閉合開關(guān)后發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，電流表和電壓表都沒有示數(shù)電路中除小燈泡外的某處接觸不良3閉合開關(guān)，燈泡不亮，電流表示數(shù)是零，電壓表示數(shù)很大小燈泡開路4閉合開關(guān)，燈泡不亮，電壓表示數(shù)是零，電流表示數(shù)很大小燈泡短路5發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，同時電流表和電壓表有示數(shù)，但非常小電源電壓太低或滑動變阻器接入電路中的阻值過大。6連接好實驗電路后，閉合開關(guān)并移動滑動變阻器的滑片，發(fā)現(xiàn)小燈泡變亮，電流表示數(shù)變大時，電壓表示數(shù)反而變?。恍襞葑儼?，電流表示數(shù)變小時，電壓表示數(shù)反而變大電壓表并聯(lián)在滑動變阻器兩端7將實驗電路連接好后，閉合開關(guān)S，發(fā)現(xiàn)小燈泡特別亮，并且無論怎樣移動變阻器滑片，燈泡亮度不變滑動變阻器接入了上面兩個接線柱8將實驗電路連接好后，閉合開關(guān)S，發(fā)現(xiàn)小燈泡很暗，并且無論怎樣移動變阻器滑片，燈泡亮度不變滑動變阻器接入了下面兩個接線柱【規(guī)律總結(jié)】測定值電阻的阻值時，多次測量求平均值，可以減小實驗誤差。測量小燈泡在不同電壓下的電阻發(fā)現(xiàn)，燈泡兩端電壓越低，通過燈泡的電流越小，燈泡亮度越暗，燈絲電阻越小。從而得出結(jié)論：燈絲電阻與溫度有關(guān)，且燈絲電阻隨溫度升高而增大。【典例分析】（2021寧夏中考）在測量標有小燈泡電阻的實驗中，下圖是甲同學連接好的電路。（1）乙同學發(fā)現(xiàn)電路連接錯誤，只需更改一根導線即可。請你把接錯的那一根導線找出來，并畫上“×”，再用筆畫線把它改接到正確的位置上。（2）閉合開關(guān)前，應(yīng)將滑片P移到滑動變阻器的最__________（選填“左”或“右”）端。（3）閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)小燈泡不發(fā)光，電流表無示數(shù)，電壓表示數(shù)較大，則電路故障可能是________。（寫出一種可能即可）（4）排除故障后，甲同學先閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使小燈泡正常發(fā)光，再調(diào)節(jié)滑動變阻器使小燈泡兩端的電壓逐次降低，實驗中觀察到的現(xiàn)象和測量的數(shù)據(jù)記錄如下表：序號12345發(fā)光情況明亮較亮較暗暗不發(fā)光電壓2.52.01.51.00.5電流0.220.200.140.12電阻11.410.07.04.7當電壓表的示數(shù)為時，電流表的示數(shù)如圖所示為__________A，則此時小燈泡的電阻約為__________。（5）最后甲同學用表格中的電阻取平均值做小燈泡的電阻，乙同學認為這樣處理不正確。請你說明理由：______________。【答案】左燈泡燈絲斷了0.188.3小燈泡的電阻隨溫度的變化而變化【解析】（1）用伏安法測小燈泡的電阻，需要用電壓表與小燈泡并聯(lián)測其兩端電壓，用電流表與之串聯(lián)測其電流，所以原圖需要改正，如圖所示：（2）閉合開關(guān)前，應(yīng)將滑片P移到滑動變阻器的最大阻值處，圖中滑動變阻器連接的是右下接線柱，則需將滑片置于最左端。（3）閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)小燈泡不發(fā)光，電流表無示數(shù)，電壓表示數(shù)較大，說明與電壓表并聯(lián)的小燈泡斷路導致電壓表與電流表串聯(lián)接入電路，所以故障原因可能是燈泡燈絲斷了。（4）由圖可知，電流表選用的是0~0.6A量程，分度值為0.02A，讀出其示數(shù)為0.18A。此時小燈泡電阻（5）由表中數(shù)據(jù)可知，小燈泡的電阻隨溫度的變化而變化，所以取平均值做小燈泡的電阻時毫無意義的?！舅悸沸〗Y(jié)】在檢查電路連接故障時，一般從電流表、電壓表的量程大小的選擇，電表正負接線柱的接法是否正確，電壓表是否與用電器并聯(lián)，電流表是否與用電器串聯(lián)，滑動變阻器的接法等幾方面去檢查。【真題操練】1．在“用伏安法測電阻”的實驗中，下列注意事項中，沒有必要的是（）A．應(yīng)從電源的正極開始連線，開關(guān)應(yīng)靠近電源的正極B．在無法估計被測電阻大小時，電流表、電壓表應(yīng)選用較大的量程C．接電路時，先斷開開關(guān)D．將變阻器連入電路時，滑片應(yīng)放在變阻器阻值最大的位置上【答案】A【解析】連接電路時，不一定要從電源的正極開始連線，且開關(guān)只要串聯(lián)在電路中，其位置不影響開關(guān)的作用，故A沒有必要，A符合題意；在無法估計被測電壓、電流的大小時，電流表、電壓表應(yīng)選用較大的量程，可以保護電表，說明正確，故B不符合題意；為了保護電路，連接電路時，開關(guān)應(yīng)斷開，這樣可以防止短路，故C不符合題意；為了保護電路，將變阻器連入電路時，滑片應(yīng)放到使電路中電流最小的位置，即阻值最大位置，說法正確，故D不符合題意。故選A。2．（2021安徽九年級期末）如圖所示是利用伏安法測電阻的部分電路，若考慮電表內(nèi)阻對電路的影響，則關(guān)于測量誤差和產(chǎn)生原因，下列說法正確的是（）A．測量值偏大，是由于電流表示數(shù)較Rx電流偏大 B．測量值偏大，是由于電壓表示數(shù)較Rx兩端電壓偏大C．測量值偏小，是由于電流表示數(shù)較Rx電流偏小 D．測量值偏小，是由于電壓表示數(shù)較Rx兩端電壓偏小【答案】B【解析】由圖可知，電流表和Rx串聯(lián)，測量Rx的電流，電壓表測量Rx和電流表的總電壓，若考慮電流表有內(nèi)阻，則電壓表的示數(shù)大于Rx兩端的真實電壓，由可知測得的Rx阻值偏大。故ACD錯誤，B正確。故選B。3．（2021山東棗莊九年級期末）“伏安法測電阻”是電學中非常重要的一個實驗，小聰同學分別對伏安法測“定值電阻”和測“小燈泡的電阻”兩個實驗進行了梳理和對比，下列說法正確的是（）A．兩個實驗的實驗原理都是B．滑動變阻器在兩個實驗的作用僅是保護電路C．兩個實驗進行多次測量的目的不同D．兩個實驗都采用了控制變量法【答案】C【解析】伏安法測電阻的實驗原理是，故A錯誤；滑動變阻器在兩個實驗的作用不僅是保護電路，還起到改變電壓和電流方便測量多組數(shù)據(jù)的作用，故B錯誤；測“定值電阻”時多次測量是為了求取電阻的平均值減小誤差，測“小燈泡的電阻”時多次測量是為了比較燈泡在不同電壓下電阻的關(guān)系，兩個實驗多次測量的目的不同，故C正確；兩個實驗的目的都是為了測量而不是探究，兩實驗均沒有用到控制變量法，故D錯誤。故選C。4．用“伏安法測電阻”的實驗中，丹丹分別選用定值電阻和小燈泡為測量對象，在處理實驗數(shù)據(jù)時，分別畫出了U﹣I的圖象，如圖甲、乙所示。對于圖象的分析，以下說法錯誤的是（）A．圖甲是定值電阻的U﹣I圖象，圖乙是小燈泡的U﹣I圖象B．由圖象可知，通過定值電阻的電流和定值電阻兩端的電壓成正比C．由乙圖及實驗現(xiàn)象可知小燈泡的電阻隨燈絲溫度的增加而增大D．為了減小誤差，應(yīng)該用多次測量的方法，計算小燈泡的電阻【答案】D【解析】根據(jù)圖甲可知，電壓與電流成正比，因此該電阻為定值電阻，所以圖甲是定值電阻的U﹣I圖象，則圖乙是燈泡的U﹣I圖象，故A正確，不符合題意；由圖象甲可知，通過定值電阻的電流和定值電阻兩端的電壓成正比，故B正確，不符合題意；由乙圖可知，電流與電壓不成正比，且電壓變化比電流變化快，所以燈泡電阻逐漸增大，燈泡電壓和電流越大，其實際功率越大，溫度越高，由此可知，小燈泡的電阻隨燈絲溫度的增加而增大，故C正確，不符合題意；燈泡的電阻是變化的，不能取多次測量的平均值減小誤差，是為了尋找燈絲電阻與溫度的關(guān)系，故D錯誤，符合題意。故選D。5．（2021四川成都中考）小毅同學用圖所示電路測未知電阻的阻值，閉合開關(guān)前，他應(yīng)將滑動變阻器的滑片移到端。實驗時，他移動滑片，多次測量求的平均值是為了______?！敬鸢浮縝減小誤差【解析】為保護電路，閉合開關(guān)前，應(yīng)將滑動變阻器的滑片移到b端或右端，使其阻值最大；調(diào)整變阻器的滑片繼續(xù)測量的目的是：多次測量求平均值，減小實驗誤差。6．用伏安法測小燈泡電阻的實驗注意事項：（1）接通電源前應(yīng)將開關(guān)處于______狀態(tài)，將滑動變阻器的阻值調(diào)到最大；（2）連好電路后要通過______的方法選擇電壓表和電流表的量程；（3）滑動變阻器的作用是改變電阻兩端的電壓和通過的______；保護電路?！敬鸢浮繑嚅_試觸電流【解析】（1）接通電源前應(yīng)將開關(guān)處于斷開狀態(tài)，將滑動變阻器的阻值調(diào)到最大。（2）連好電路后要通過試觸的方法選擇電壓表和電流表的量程。（3）滑動變阻器的作用是改變電阻兩端的電壓和通過的電流以保護電路。7．（2021北京延慶九年級期末）小英按如圖所示的電路圖連接實驗電路，測量電阻Rx的阻值。閉合開關(guān)S，滑動變阻器滑片P滑動到某一位置時，電壓表的示數(shù)如圖甲所示，電流表的示數(shù)如圖乙所示，則電壓表的示數(shù)為______V，電流表的示數(shù)為______A，電阻Rx的阻值為______。

【答案】20.54

【解析】電壓表接小量程，分度值0.1V，電壓表讀數(shù)為2V。電流表接小量程，分度值0.02A，電流表讀數(shù)為0.5A。電阻RX的阻值為8．某同學在“用電壓表和電流表測導體的電阻”實驗中，按如圖（a）所示的電路圖連接好電路，移動滑動變阻器的滑片，使滑動變阻器連入電路的阻值最大。閉合開關(guān)，移動滑動變阻器的滑片，分別讀出電壓表和電流表的幾組示數(shù)并記錄，根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)，作出如圖（b）所示的U－I圖線。則被測電阻R1的電阻值為______Ω?；瑒幼冏杵鞯幕谀骋晃恢脮r，電壓表的指針位置如圖（c）所示（電壓表所接的量程為0~3V），則電壓表的示數(shù)為________V【答案】81.6【解析】由b圖可知，當R1兩端的電壓為2.4V時，通過的電流為0.3A，因此。由c圖知，電壓表選擇的量程為0～3V，分度值為0.1A，電壓表示數(shù)為1.6V。9．（2021山東青島中考）測量定值電阻的阻值。（1）實驗依據(jù)的公式是_________。（2）圖甲是剛剛接好的實物電路，請指出其中的錯誤或不要之處________（寫出一條即可）。（3）實驗中發(fā)現(xiàn)電流表無示數(shù)。為查找問題，先將導線1從a點斷開，然后依次去接觸e點、d點、c點及b點，發(fā)現(xiàn)當接觸e點、d點時，電流表有示數(shù)，則電路故障不可能是________（選填符合要求的選項字母）。A．開關(guān)S斷路B．滑動變阻器斷路C．電阻R斷路（4）排除電路故障后進行實驗，得到如下數(shù)據(jù)，其中表格內(nèi)空缺的電流值如圖乙所示，則這個電流值為_________A。U/V0.60.91.21.51.8I/A0.150.230.300.45（5）表格填寫完整后，根據(jù)表中數(shù)據(jù)，在圖丙中描點并畫出這個電阻R的UI圖象。________【答案】見解析C0.38【解析】（1）測量定值電阻的阻值用到公式。（2）由圖可知，剛剛接好的實物電路，開關(guān)應(yīng)該是斷開的，圖中開關(guān)是閉合的，是錯誤的，電源由兩節(jié)干電池組成，1節(jié)干電池的電壓是1.5V，所以電源電壓是3V，電壓表的量程選擇0~3V，圖中電壓表的量程選擇0~15V，是錯誤的。（3）將導線1從a點斷開，依次去接觸e點、d點、c點及b點，當接觸e點、d點時，電流表有示數(shù)，說明電源的負極和d點之間沒有斷路，不可能電阻R斷路，故選C。（4）由圖乙可知，電流表的量程是0~0.6A，分度值是0.02A，電流表的示數(shù)0.38A。（5）由表中數(shù)據(jù)，根據(jù)描點法畫出這個電阻R的UI圖象，如圖所示：10．（2021湖北荊門中考）做“測量小燈泡的電阻”的實驗。（1）小華同學連接實物電路如圖甲所示，閉合開關(guān)，移動滑動變阻器的滑片P，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮。經(jīng)檢查，發(fā)現(xiàn)有一根導線連接錯誤，請你在連按錯誤的導線上打“×”，并用筆畫線代替導線將圖甲電路連接正確，連線不能交叉_________。（2）連接電路時，開關(guān)必須______（選填“斷開”或“閉合”）。電路連接完整后，閉合開關(guān)前應(yīng)將滑動變阻器的滑片P移到______（選填“A”或“B”）端。（3）正確連接電路后閉合開關(guān)，移動滑片P，當電流表的示數(shù)為0.2A時，電壓表指針位置如圖乙所示，則電壓表讀數(shù)為_____V，小燈泡的阻值為____Ω?！敬鸢浮繑嚅_A2.211【解析】（1）如圖，小燈泡沒有真正接入電路，閉合開關(guān)小燈泡也不會發(fā)光，修改如下圖：（2）為了保護電路，連接電路時，開關(guān)必須斷開，電路連接完整后，閉合開關(guān)前應(yīng)將滑動變阻器的滑片P移到最大阻值處，即A端。（3）如圖，電壓表選擇的是，電壓表的示數(shù)為2.2V。小燈泡的阻值為11．（2021貴州中考）如圖甲為某同學做“伏安法測電阻”的實驗電路：

（1）請根據(jù)圖甲的電路連接情況，在圖乙虛線框內(nèi)畫出對應(yīng)的電路圖；___________（2）閉合開關(guān)，電壓表示數(shù)接近電源電壓，電流表示數(shù)接近于零，無論怎樣調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片，兩表示數(shù)幾乎不變，則故障可能是___________；（3）某次測量時，電壓表示數(shù)為2.40V，電流表的示數(shù)如圖丙所示，所測電阻Rx=___________Ω?！敬鸢浮縍x斷路12【解析】（1）根據(jù)圖甲，從電源正極出發(fā)，按順序?qū)⒂秒娖饔秒妼W符號連接起來，要求用電器的分布要均勻、美觀。（2）從電路中可以看出，滑動變阻器與所測電阻串聯(lián)，電壓表測量所測電阻電壓，電流表測量電路電流。閉合開關(guān)，電壓表示數(shù)接近電源電壓，電流表示數(shù)接近于零，說明電路中出現(xiàn)開路，無論怎樣調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片，兩表示數(shù)幾乎不變，則故障可能是Rx斷路。（3）某次測量時，電壓表示數(shù)為2.40V，說明所測電阻的電壓2.4V。從丙圖中可以看出電流表量程選用00.6A，分值為0.02A，電流表的示數(shù)0.2A，即所測電阻電流為0.2A，所以12．（2021青海中考）某興趣小組在探究額定電壓為2.5V的小燈泡的電阻隨溫度變化規(guī)律時，他們先進行了如下猜想：猜想一：小燈泡的電阻可能隨溫度的升高而增大；猜想二：小燈泡的電阻可能隨溫度的升高而減?。徊孪肴盒襞莸碾娮璨浑S溫度的變化而變化。接下來他們設(shè)計了如圖所示的實驗電路進行探究，他們具體的探究過程為：（1）完成電路連接，閉合開關(guān)前，滑動變阻器的滑片應(yīng)移到最______（填“左”或“右”）端；（2）閉合開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，電壓表無示數(shù)，電流表有示數(shù)，移動滑動變阻器的滑片時，電流表的示數(shù)發(fā)生變化，則故障原因可能是小燈泡______（填“斷路”或“短路”）；（3）故障排除后，進行實驗并記錄了前4組數(shù)據(jù)如下表所示，第5次實驗的電流值如圖所示，則電流大小為______A；次數(shù)12345電壓（U/V）0.51.01.52.02.5電流（I/A）0.180.300.380.44（4）根據(jù)上表記錄的實驗數(shù)據(jù)，在如圖所示的坐標中繪出小燈泡的電流隨電壓變化的大致圖像______。通過圖像分析可知，小燈泡的電阻隨溫度的升高而______（填“增大”“不變”或“減小”）?！敬鸢浮孔蠖搪?.48增大【解析】（1）完成電路連接，閉合開關(guān)前，為了電路中各個元件的安全，滑動變阻器應(yīng)滑到最大值，即滑動變阻器的滑片應(yīng)移到最左端。（2）因為電流表有示數(shù)，說明電路是通路，但電壓表無示數(shù)，說明電壓表被短路，則故障原因可能是，小燈泡短路。（3）電流表選小量程，分度值為0.02A，則電流大小為0.48A。（4）根據(jù)上表