初中物理人教版(2024)九年级全册(2024)第3节 电阻的测量表格教案
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这是一份初中物理人教版(2024)九年级全册(2024)第3节 电阻的测量表格教案,共17页。教案主要包含了提出问题,实验思路,实验过程,数据处理,分析讨论,播放视频,实验目的,实验原理等内容,欢迎下载使用。
年级
九年级
学科
物理
教师
课题
第3节 电阻的测量
教学
目标
物理观念
学会用伏安法测电阻;进一步掌握使用电流表、电压表的方法;加深对欧姆定律及其应用的理解。
科学思维
提高处理实验数据和归纳物理规律的能力;知道测电阻误差的产生原因及减小方法;能进行初步的相关电路分析、电路故障分析。
科学探究
体验“伏安法”测量电阻的过程。
科学态度
与责任
在探究过程中,体验科学探究的步骤、方法和态度。
教材
分析
用伏安法测电阻是电学里的一个基本实验,属欧姆定律变换式的具体应用。安排这个实验,在理论方面可以加深对欧姆定律和电阻概念的理解和掌握;在实践方面可以给学生提供初中常用电学器材综合使用的机会,有利于学生熟练地掌握电路的连接、电流表和电压表的读数、滑动变阻器的使用等基本技能,从而提高学生动手操作的能力。在前两节实验教学的基础上,学生对于所用的实验电路、实验步骤已较熟悉,因此本节的难点是如何引导学生分析实验数据,发现规律,加深对电阻概念的认识。根据实验原理设计电路图,并且能用滑动变阻器来改变待测电阻两端的电压是本节的教学重点。在教学中,可以把整节内容分为:设计实验、进行实验与收集证据、分析与讨论三个环节进行教学组织。
学情分析
1. 知识储备分析: 在学习《电阻的测量》之前,学生已经学过电流、电压等概念,并且已经掌握了一定的实验操作能力。这为学习电阻的测量原理和实验操作奠定了基础。然而对于电阻的概念及其在电路中的作用,学生可能还存在一定的模糊认识,需要在教学中进一步澄清和强化。
2. 学习兴趣与态度分析:电阻的测量是物理学中的基础实验之一,具有广泛的应用价值。然而,由于该实验涉及的知识点较多,器材页比较多,操作要求较高,部分学生可能缺乏兴趣和动力。因此,在教学中要注重激发学生的学习兴趣和积极性,通过生动的实例和实验来展示电阻测量的实际应用和意义。
3. 学习难点分析:电阻的测量是本节课的重点之一,实验中,要求学生掌握电路的连接、仪器的使用、数据的读取和处理等实验操作技能。然而,由于实验操作的复杂性和精确性要求,部分学生可能难以掌握。因此,在教学中需要注重实验操作的示范和讲解,以及通过分组实验和互相交流来提高学生的实验操作能力。
教学重点
根据实验原理设计电路图,并且能用滑动变阻器来改变待测电阻两端的电压是本节的教学重点。
教学难点
分析实验数据,发现规律,加深对电阻概念的认识。
教学
器材
电源、开关、导线若干、小灯泡、定值电阻、电流表、电压表、滑动变阻器。多媒体ppt,包含视频:《用伏安法测电阻》、《用伏安法测小灯的电阻》、《特殊方法测电阻》等。
教学过程
教师活动
学生活动
导入新课
【提问】前面我们学习过电阻器(电阻),它是一种重要的电子元件,在科技产品中有着重要的应用。电阻器的阻值是有大小的,现在有一电阻器,上面所标的阻值数看不清楚,你能想办法测出吗?
根据上节学过的欧姆定律我们知道,可以通过测量电阻器两端的电压和通过的电流来间接地测量电阻器的电阻R=UI。这种测量电阻的方法,有时简称为伏安法。
思考问题,进入情景。
学习新课 一、用电流表和电压表测量电阻
【提出问题】如何测定一个定值电阻的阻值大小?需要哪些实验器材?为了减小误差,应该采取什么方法?
【实验思路】由欧姆定律的变形公式R=UI可知,用电流表测出通过定值电阻的电流I,用电压表测出定值电阻两端的电压U,把实验数据代入R=UI ,即可求出定值电阻的阻值大小。
为了减少实验误差,实际测量中要改变待测电阻两端的电压,多次测量电压及电流,并分别算出相应的电阻,最后求出电阻的平均值。也可以用图像处理的方法求出电阻。
提问:你觉得应该怎样改变定值电阻两端的电压?
方案一:使用实验电源或干电池改变定值电阻两端的电压。
方案二:使用滑动变阻器改变待测电阻两端的电压。在电路中串联一个滑动变阻器,移动滑片,就可以改变定值电阻两端的电压和通过的电流。电路设计如图所示,当滑动变阻器的滑片P向左移动时,变阻器连入电路的阻值变小,则电路中的电流变大,定值电阻两端的电压变大。
【实验过程】
①按图把待测电阻器、电压表、电流表及滑动变阻器等接入电路。注意选择电压表和电流表的适当测量范围。
②使用滑动变阻器之前要先想好,朝哪个方向移动滑片时电路中的电流变大。闭合开关之前应该先移动滑动变阻器的滑片,使电路中的电流在开始测量时最小。改变滑动变阻器滑片的位置,多测几组电压、电流数据。
③将测量的数据记录在自己设计的表格中。
④根据每组数据算出相应的电阻,然后求出待测电阻器电阻的平均值,得到电阻器的电阻。
实验序号
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
电阻平均值R/Ω
1
1.0
0.20
5.0
5.1
2
2.0
0.39
5.1
3
3.0
0.58
5.2
【数据处理】
(1)公式计算:将每次测量的电压值、电流值代入公式,分别求出待测电阻的阻值R1、R2、R3,计算出它们的平均值。
计算待测电阻器电阻的平均值: R =(5Ω+5.1Ω+5.2Ω)/3=5.1Ω
(2)用图像处理的方法求出电阻
画出定值电阻的I-U图像,发现I-U图像是一条过原点的倾斜。表明:电压与电流的比值不变,即电阻不变。
计算: R1=U1/I1=1.0V/0.20A=5.0Ω
R2=U2/I2=2.0V/0.40A=5.0 Ω R3=U3/I3=3.0V/0.50A=5.0 Ω
电阻的平均值:R =(5.0Ω+5.0Ω+5.0Ω)/3=5.0Ω
【分析讨论】
(1)电阻是导体自身的性质。当定值电阻两端的电压改变时,通过它的电流也随之而改变,但电压与电流的比值不变,即电阻不变,同时证明了导体的电阻是由自身的性质所决定的,与电压和电流无关。
(2)对实验过程进行评估
①连接电路时,开关是否处于断开状态;
②闭合开关时,滑动变阻器滑片是否滑到最大阻值处;
③电流表、电压表的“+”、“-”接线柱是否正确;
④是否通过“试触”进行测量范围选择。
【播放视频】—《伏安法测电阻》
【例题1】如图是“伏安法测电阻”电路图,下列说法中错误的是(D )
A.在连接电路时,应将变阻器滑片调至最右端
B.连接电路时,要使电流从电压表和电流表的“+”接线柱流入,“-”接线柱流出
C.多次测量是为了求平均值减小误差
D.向左移动滑动变阻器的滑片时,电流表、电压表的示数都变大,R的阻值也变大
【例题2】用如图甲的电路测量定值电阻R的阻值。
(1)实验原理是 ________。
(2)将图乙电路完成,要求滑片向左滑时电阻变小。_____
(3)正确连接电路后,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应处于____端。
(4)闭合开关,将图乙中的滑动变阻器的滑片P向左移动时,电流表的示数会____(填“变大”或“变小”),当滑片P滑到某一位置时,电流表的示数为0.5A,电压表的示数如图丙。由此可知被测电阻的阻值R=___Ω。
(5)完成一次实验后,为确保测量结果的准确性,接下来的操作是___。
A.换用阻值不同的电阻再进行几次测量
B.调节滑动变阻器的滑片P到不同位置再进行
【答案】(1)R=U/I;(2)见解析;(3)右;(4)变大,5;(5)B.
根据老师所提问题,设计出测量电阻的电路图、实验器材、实验步骤并进行交流。
评估两个改变定值电阻两端电压的方案。根据情况进行选择。
进行分组实验,收集证据。
进行数据处理,计算出电阻及平均值。
画出定值电阻的I-U图像,并进行分析,从得出电阻值。
观看视频,了解测电阻的规范操作步骤。
做例题并进行交流,进一步理解并掌握伏安法测电阻的基本操作。
学习新课 二、用电流表和电压表测量小灯泡的电阻
【提问】有一个电灯泡,发光时的电阻与不发光时的电阻,这两种情况下灯丝的电阻相同吗?如何测量灯丝的阻值大小?
【实验目的】用电压表、电流表测小灯泡的电阻
【实验原理】 R=U/I
【实验器材】电源、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、小灯泡。
【实验步骤】
①按电路图连接实物。
②闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,记录电压表、电流表的示数。
③多次调节滑动变阻器的滑片,重复上述实验。
【数据处理】
实验序号
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
1
1.0
0.15
6.7
2
2.0
0.23
8.7
3
3.0
0.26
11.5
(1)公式计算:将测量的电压值、电流值代入公式R=U/I,分别计算出小灯泡的阻值R1、R2、R3,发现三次的阻值并不相等,电压越高,阻值越大。
(2)分析小灯泡的I-U图像。画出小灯泡的I-U图像,由图像可知,电流与电压不成正比,即当灯泡两端电压变化时,灯泡的阻值也随之发生变化。
【实验结论】当小灯两端电压越大时,灯丝电阻越大。原因是当灯两端电压变大时,灯丝温度升高。
【播放视频】——《测小灯泡的电阻》
伏安法测定值电阻与伏安法测小灯泡电阻的实验比较
项目
测定值电阻
测小灯泡电阻
实验原理
R=U/I
电路图
实验过程
多次测量
多次测量
数据处理
分别计算出每次测量的电阻,然后求出平均值
分别计算每次测量的灯泡电阻,然后寻求普遍规律
实验结论
平均值为所求的电阻值
当小灯两端电压越大时,灯丝电阻越大。
【例题3】在“测量小灯泡电阻”的实验中,已知小灯泡的额定电压为2. 5V,正常工作时阻值大约为8Ω。
(1)如图甲所示,小涛同学即将连好最后一根导线A,他的同桌制止了他,说小涛连接的电路有两处错误,分别是:_______________;___________。小涛根据同桌的意见进行了改正;
(2)小涛将数据记录在下表,数据都正确,请你指出他设计的表格中的错误:__________。
实验次数
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
电阻平均值R/Ω
1
0.5
0.16
3.1
6.1
2
1.3
0.21
6.2
3
2.5
0.28
8.9
【答案】(1)连接电路时开关没有断开,电流表选了大量程;(2)求小灯泡电阻的平均值了。
设计实验,会利用伏安法测定小灯泡的电阻。
进行实验,收集证据。
计算出三次实验中小灯泡的阻值R1、R2、R3。
画出小灯泡的I-U图像,并进行分析。知道当小灯两端电压越大时,灯丝电阻越大。测量小灯泡电阻时不能求平均值。
观看视频。
比较两个实验的异同点。
做例题3,知道在“测量小灯泡电阻”实验中的操作要求,会处理实验数据。
学习新课 三、数字多用表
提问:电流可以用电流表测量,电压可以用电压表测量, 那么电阻的大小是否能用仪器直接测量呢?图是一种数字多用表,可以用它测量电阻。
1. 测量电阻
观察多用表,猜猜哪个挡位是测量电阻的。阅读说明书,看看你的猜测是否正确。用这个数字多用表测一测小灯泡通电前的电阻是多少,与前面实验测得的数据比较一下。
如图所示的数字多用表,测电阻的档位有:200Ω、2kΩ、20kΩ、20kΩ、2MΩ等。
使用数字多用表测量电阻,要先把数字多用表上的黑笔插入标注了字母“COM”的插孔中,再把红笔插入标注了字母“VΩ”的插孔中,选择适合的电阻量程。然后再把黑笔和红笔分别接在电阻的两端。
这时一定要注意不要用手去触碰黑笔和红笔的金属部位,否则会影响到电阻测量结果的精确性,等待屏幕出现稳定的数字,这个数字就是电阻的读数,也就是最终的测量结果。
2. 数字多用表的一些参数如表格所示。
3. 测量电压:选择合适的挡位,用数字多用表测一下干电池两端的电压。
观看数字多用表,了解数字多用表的一些参数。会使用数字多用表测量电阻和电压。
学习新课 四、特殊方法测电阻
提问:在只有电压表或电流表时,利用已知定值电阻R0(或已知规格的滑动变阻器R),怎样完成待测电阻的测量?
一、特殊法测量电阻的思路
1. 当实验器材中没有电压表时,我们可以根据公式U=IR,用电流表和已知电阻串联来替代电压表,如图所示。
2. 当实验器材中没有电流表时,我们可以根据公式I=U/R,用电压表和已知电阻并联来替代电流表,如图所示。
3. 等效替代法:当电路中的电阻被另一个电阻替换时,若电路中的电流或电阻两端的电压没有变化,则替换电阻和被替换的电阻的阻值相等。
二、几种测电阻的特殊方法
1. 双伏法
(1)主要器材:阻值已知的定值电阻R0、待测电阻RX、两只电压表、电源、开关、滑动变阻器等。
(2)设计电路如图所示。
(3)操作要点:把定值电阻R0和未知电阻Rx串联起来,如图所示。用电压表分别测量出两者的电压为U0、Ux。
(4)计算待测电阻: 因为I0 =Ix
U0R0 = Ux Rx 所以 Rx=Ux U0 R0
2. 伏阻法
(1)主要器材:阻值已知的定值电阻R0、待测电阻RX、一只电压表、电源、两只开关等。
(2)设计电路如图所示。
(3)操作要点:将开关S、S0闭合,读出电压表的示数U。断开开关S0,读出电压表的示数为Ux。
(4)计算待测电阻:
定值电阻R0两端的电压为U-Ux,则电路中的电流为Ix =I0=(U-Ux)/R0
所以未知电阻 Rx=Ux Ix = UxR0U-Ux
3. 伏滑法
(1)主要器材:已知最大阻值的滑动变阻器、待测电阻RX、一只电压表、电源、一只开关等。
(2)设计电路如图所示。
(3)操作要点:闭合开关,将变阻器的滑片P移到a端,电压表测出电源电压U。再将滑片P移到b端,电压表测出Rx两端的电压Ux。
(4)计算待测电阻:滑片置于a端,电压表示数U即为电源电压。滑片置于b端,电压表示数为Rx两端的电压Ux,此时滑动变阻器两端的电压为UR=U-Ux,根据串联电路的分压关系得:(Rmax为滑动变阻器的最大阻值)
UxU-Ux =RxRmax
所以 Rx=Ux Ix = UxRmaxU-Ux
4. 安滑法
(1)主要器材:已知最大阻值的滑动变阻器、待测电阻RX、一只电流表、电源、一只开关等。
(2)设计电路如图所示。
(3)操作要点:变阻器滑片置于阻值最小的位置,闭合开关,记下电流表示数为Ix。滑片置于阻值最大的位置,记下电流表示数为I。
(4)计算待测电阻:
①滑片置于阻值最小位置,电流表示数为Ix,则电源电压U= IxRx。
②滑片置于阻值最大位置,电流表示数为I,则电源电压
U=I(Rmax+Rx)。
③由①②可得Rx的表达式为:(Rmax为滑动变阻器的最大阻值)
Rx= IRmaxIx-I
5. 安阻法
(1)主要器材:阻值已知的定值电阻R0、待测电阻RX、电流表、电源、两只开关等。
(2)设计电路如图所示。
(3)操作要点:如图所示,闭合S断开S1,记录电流表的示数I1。闭合S和S1,记录电流表的示数为I2。
(4)计算待测电阻:
闭合S和S1,电流表测量R0和Rx并联的总电流为I2,则通过R0的电流为I0= I2-I1,电源电压为 U=(I2-I1)R0,所以电阻Rx的阻值
Rx= I2R0I1-I2
6. 等效替代法
(1)主要器材:电源、单刀双掷开关、电流表、电阻箱、待测电阻等。
(2)设计电路如图所示。
(3)操作要点:将S拨至a,读出电流表的示数I。将S拨至b,调节电阻箱使电流表的示数仍为I,读出电阻箱的示数R。
(4)待测电阻的表示式:Rx=R。
【例题4】小靖想利用如图所示器材测量未知电阻Rx的阻值,先闭合开关S、S1,记下电压表的示数U1,接下来应进行的实验操作是 ,则Rx= (用测得的量与已知量表示)。
【答案】断开S1,记下电压表示数U2 Rx=U1-U2U2R0
【例题5】某实验小组进行实验时不慎将电压表损坏,他们利用一个阻值已知的定值电阻R0、一个电流表和开关若干个,设计了如图所示的电路,也测出了待测电阻Rx的阻值(电流表量程符合要求,电源电压未知)。请将他们的实验步骤填写完整;
①正确连接电路,只闭合开关S、S1,记录电流表的示数为I1;
②只闭合开关 ,记录电流表的示数为I2;
③待测电阻阻值的表达式为Rx= (用I1、I2、R0表示)。
【答案】 S、S2
【例题6】某物理实验小组正在使用“伏安法”测量未知电阻Rx阻值,实验电路如图甲所示(电源电压3V)。
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲中电路连接完整,导线不得交叉______;闭合开关S前,应将滑动变阻器滑片P移到最______端(选填“左”或“右”)。
(2)闭合开关后,发现电流表无示数,电压表有示数且示数接近3V,则电路故障原因可能是______。
(3)排除故障后,当滑片移到某一位置时,电压表示数为1.6V,电流表示数如图乙所示,其读数为______A,则未知电阻Rx______Ω。接下来测量多组实验数据算出Rx平均值,这是为了减小测量带来的______。
(4)实验中电流表突然损坏,小组同学经过讨论设计了一种实验方案也可测出Rx阻值。电路如图丙所示,电源电压未知且恒定不变,a、b为滑动变阻器左右两个端点,滑动变阻器最大阻值为Rmax,请你把以下测量步骤补充完整。
①闭合开关S,滑片p移到a端时,读出电压表示数为U1;
②闭合开关S,______,读出电压表示数为U2;
③待测电阻Rx______(用已知和测量出的物理量符号表示)。
【答案】(1)见下图,右;(2)Rx断路;(3)0.16,10,误差;(4) 滑片P移到b端时, EQ \F(U2, U1- U2) Rmax
思考问题,知道特殊法测量电阻的思路。
与老师一起推导出只使用电压表时,测量电阻的三种方法。
与老师一起推导出只使用电流表时,测量电阻的三种方法。
做例题4,会使用电压表测量电阻。
做例题5,会使用电流表测量电阻。
做例题6,会使用伏安法测电阻,会使用电压表测量电阻。
课
堂
练
习
课
堂
练
习
1. 实验“伏安法测电阻”。
(1)请画出该实验的电路图______;
(2)该实验的原理是__________;
(3)按电路图连接电路时,开关应_____,滑动变阻器应将滑片置于_______,电表应应选择合适的_____;
(4)实验中要记录相关数据,请设计出你的实验数据记录表格______;
(5)根据你所学的知识,在坐标系中大致画出定值电阻的U-I图象______ 。
【答案】(1)见下图;(2)R=U/I;(3)断开,最大阻值处,测量范围;(4)见下图;(5)见下图。
【详解】(1)根据实验原理知:伏安法测电阻时,电源、开关、滑动变阻器、待测电阻、电流表组成串联电路,电压表测待测电阻两端的电压,电路图如图所示。
(2)伏安法测电阻的原理是R=U/I。
(3)为了保护电路,按电路图连接电路时,开关应断开,滑动变阻器滑片置于最大阻值处,电压表和电流表要选择合适量程。
(4) 实验需记录的数据有电压、电流,计算电阻,另外由于要多次测量,所以设计的表格如图。
(5)通过同一电阻的电流与电压成正比,则定值电阻的U-I图象如图所示。
第一次
第二次
第三次
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
2. 在用“伏安法测电阻”的实验中,有两位同学分别选用定值电阻和小灯泡为测量对象,在处理实验数据时,分别画出了U-I的图像,如图甲、乙所示。则对于图像的分析,以下说法错误的是( )
A.由甲图可知,定值电阻的阻值为1Ω
B.由甲图可知,电阻是导体自身的性质,它不随导体两端的电压和导体中的电流改变而改变
C.由乙图可知,小灯泡的电阻跟灯丝的温度有关
D.为了减小误差,应该用多次测量取平均值的方法,测定小灯泡的电阻
【答案】D
【详解】AB.根据图甲可知,电压与电流成正比,因此该电阻为定值电阻,电阻是导体自身的性质,它不随导体两端的电压和通过导体的电流改变而改变;根据图示可知,当电阻两端电压为3V时,通过电阻的电流为3A,定值电阻的电阻为
R =UI=3V0.3A =10Ω
故AB正确,不符合题意;
C.由乙图可知,电压与电流不成正比,当灯泡两端电压改变时,灯泡的阻值也随之发生变化,因此小灯泡的电阻跟丝的温度有关,故C正确,不符题意;
D.测定小灯泡的电阻时,多次测量是为了寻找灯丝电阻与温度的关系,不能求平均值减小误差,故D错误,符合题意。
所以选D。
3. 如图是某同学为测量标有“2.2V 0.25A”的灯泡电阻而连接的电路,小华认为电路的连接有下列错误:
①滑动变阻器的金属杆连入电路,不能改变电阻;
②滑动变阻器未置于最大阻值处,不能保护电路;
③电流表的正负接线柱接反,指针会反偏;
④电压表未选择0~15V量程,读数不准确。
你的判断是( )
A.①②③ B.②③④C.①③④ D.①②③④
【答案】A。
【解析】①②由图知,滑动变阻器同时接上面两个接线柱,接入电路的阻值为0,连接错误;闭合开关前,为保护电路,应将滑片滑到最大值处,图中滑片在中间,故①②符合题意;
③电流必须从电流表的正接线柱流入,负接线柱流出,由图可知:电流表正负接线柱接反了,故③符合题意;
④由图知电源电压是1.5V×2=3V,为了读数准确V表应选0~3V量程,故④不符合题意;
综上所述,正确的有①②③,故BCD不符合题意。所以选A。
4.如何用一个电压表和一个已知电阻来测量某未知电阻?小明同学关于这一问题设计了如图所示的电路。已知R1为10Ω,闭合S,断开S1时,电压表的读数是2.0V,再闭合S1时电压表的示数是3.0V。(已知整个实验过程中电池的电压不变),求被测电阻R2的阻值。
【答案】5Ω.
【解析】由图知,开关S、S1闭合时,电路为R1的简单电路,则电源的电压U=3V;当开关S闭合、S1断开时,R1与R2串联,电压表测R1两端的电压为2V,所以R2两端的电压U2=U-U1=3V-2V=1V
因串联电路中各处的电流相等,所以,电路中的电流
I =U1R1 =U2R2 2V10Ω =1VR2 解得R2 =5Ω
5.在“用伏安法测小灯泡电阻”的实验中,待测小灯泡额定电压为2.5V。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲的实物图未连接部分补充完整(连线不得交叉)________;
(2)当开关闭合后,发现小灯泡不亮,电压表示数接近电源电压,电流表无示数,可能是因为________;
(3)根据I-U图像,如图乙所示,分析图像可知,小灯泡正常工作时电阻为________Ω;
(4)分析图像,小灯泡灯丝两端的电压增大时,其电阻_____(变化/不变)。
【答案】(1)见下图;(2)灯泡断路;(3)10;(4)变化。
【详解】(1)用伏安法测小灯泡电阻时,电流表要串联在电路中,电压表要并联在灯泡两端测灯泡两端的电压,依题意可知,待测小灯泡额定电压为2.5V,没有超过3V,所以电压表接0~3V的量程,由乙图可知,通过小灯泡的电流没有超过0.6A,所以电流表接0~0.6A的量程,实物图连接如图所示:
(2)由电路图知,灯泡与滑动变阻器串联,当开关闭合后,灯泡不亮,电流表无示数,则故障是断路,电压表示数接近电源电压,则故障是灯泡断路.
(3)由乙图可知,小灯泡额定电压为2.5V时,通过小灯泡的电流为0.25A,小灯泡正常工作时电阻为 R =UI = 2V0.2A =10 Ω
(4)I-U图像的斜率为电阻的倒数,由图像可知,小灯泡灯丝两端的电压增大时,图像的斜率变小,说明 1R 在变小,即电阻在变大,所以小灯泡灯丝两端的电压增大时,其电阻在变化且在变大。
6. 现要测量电阻Rx的阻值,提供的实验器材有:待测电阻Rx(约5Ω)、两节干电池、电流表、电压表、滑动变阻器、开关及导线若干。
图1 图2 图3
(1)正确连线后(如图1所示),闭合开关,移动滑片P,电流表示数几乎为零,电压表示数接近电源电压且几乎不变。若电路中只有一处故障,可判断该故障是 ___________;
(2)排除故障继续实验,某次测量,电流表的示数为0.50A,电压表的示数如图2所示,该示数为_______V,则Rx=______Ω;
(3)某同学利用电源(电压未知)、电阻箱(0~999.9Ω)和电流表(指针能正常偏转,但刻度盘示数模糊不清)等器材,测电阻Rx的阻值,设计的电路如图3。完成下列实验步骤:
①正确连接电路,断开S1、S2,将电阻箱R阻值调至最大;
②___________,标记电流表指针所指的位置;
③___________,记下电阻箱阻值R0;
④电阻Rx=___________。(用测得量的符号表示)
【答案】(1)待测电阻Rx断路;(2)2.6,5.2;(3)断开开关S2,闭合开关S1;断开开关S1,闭合开关S2,调节电阻箱R的阻值,使电流表指针对准②的标记;R0。
【详解】(1)若电流表示数几乎为零,说明电路可能断路;电压表示数接近电源电压,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的支路以外的电路是完好的,则与电压表并联的支路断路了,即Rx断路。
(2)图中电压表选用小量程,分度值0.1V,因此待测电阻两端电压U=2.6V,又待测电阻中通过的电流I=0.5A,根据欧姆定律公式变形得
R =UI= =5.2Ω
(3)电源电压不变,断开开关S2,闭合开关S1,标记电流表指针所指的位置(设为I);断开开关S1,闭合开关S2,调节电阻箱R的阻值,使电流表指针对准I标记,即两次的电流相等,根据欧姆定律变形公式R=U/I,等效替代可知:待测电阻Rx的阻值等于电阻箱的接入电阻R0。
板
书
设
计
第3节 电阻的测量
【实验原理】R=U/I
【实验器材】电源、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线若干、待测电阻。
【电路图】
【实验步骤】
①根据电路图连接电路。
②闭合开关,移动滑动变阻器的滑片来改变待测电阻两端的电压,记下相应的电压表示数和电流表示数并填在表中。
③断开开关,整理器材,结束实验。
④算出待测电阻的阻值大小及电阻的平均值并填入表中。
【实验记录表格】
实验序号
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
电阻平均值R/Ω
1
2
3
课
堂
小
结
第3节 电阻的测量
作
业
教学反思
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