初三物理—欧姆定律伏安法测电阻

初三物理

探究欧姆定律、伏安法测电阻

知识点一：探究欧姆定律

1、提出问题：电流与电压电阻有什么定量关系？

2、探究方法是：控制变量法

即：保持电阻不变，改变电压研究电流随电压的变化关系； 保持电压不变，改变电阻研究电流随电阻的变化关系。 3、实验电路图：

4、实验结论：在电阻一定的情况下，导体中的电流与加在导体两端的电压成正比； 在电压不变的情况下，导体中的电流与导体的电阻成反比。

实验一：探究电流与电压的关系

实验器材： 电池盒 1号干电池3节 定值电阻1只(10Ω) 滑动变阻器1个(20Ω） 电流表1个

(0-0.6-3A) 电压表1个(0-3-15V) 开关1个 导线8根

操作程序： 顺序

操作内容

1

按照如图所示的电路图连接实验电路。

V

A

Rx

R ′

2 闭合开关，移动滑动变阻器滑片，使电压表的示数为2V，读出此时电流表的示数，记入表格中。

3 改变滑片的位置，使电压表示数变为3V，再次读出电流表示数,并记入对应表格。

4 分析实验数据,得出结论。

实验记录:

实验次数电阻R/Ω电阻R两端电压U/V 通过电阻R的电流I/A

1 10 2

2 10 3

实验结论：电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成______。

实验二：探究电流与电阻的关系

实验器材：电池盒1号干电池3节定值电阻两个(5Ω和10Ω)开关1个滑动变阻器1个(20Ω)电流表1个(0-0.6-3A ) 电压表1个(0-3-15V) 导线8根

操作程序：

顺序操作内容

1

按照如图所示的电路图将5Ω的电阻连入电路。

2 闭合开关，移动滑动变阻器滑片，使电压表的示数为2V，读出此时电流表的示数，记入表格中。

3 将10Ω的电阻连入电路，闭合开关，移动滑动变阻器滑片，使电压表的示数为2V，读出此时电流表的示数，记入表格中。

4 分析实验数据,得出结论。实验记录:

实验次数 电阻

R/Ω 电阻R 两端电压U/ V 通过电阻R 的电流I/A 1 5 2 2

10

2

实验结论：

导体两端的电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成 。 例题：

1、图1是“探究通过导体的电流与电压、电阻的关系”的电路图，其中R1是定值电阻。

（1）用笔画线代替导线，补充图乙中实验器材的连接。要求：滑动变阻器滑片向左移动时电阻变小。 （2）当探究电流与电压的关系时，通过调节变阻器滑片P 的位置来改变 ___________ 两端的电压．三次改变滑片位置，测得三组电压和电流值(见右表)，发现每次电压与电流的比值是_________的(选填“相同”或“不同”)，固此可得出电流与电压关系的初步结论：当电阻一定时，________________________________。 （3）要探究电流与电阻的关系，仅凭图乙所示器材是不够的．你认为(除导线外)还应增加的器材是____________________．

2、利用如图（甲）所示实验电路，探究“通过导体的电流跟电压的关系”时： （1）需要 个定值电阻。

（2）滑动变阻器的作用是

（3）利用实验数据作出的I- U 关系图线，与图（乙）中的 最接近。

实验序号 1 2 3 电压／v 2.0

2.4

2.8

电流／A 0.40 0.48 0.56

3、在探究“电流与电阻的关系”实验中，

（1）连接电路时，开关应当．

（2）将电路连接正确后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片P，使定值电阻R两端电压为1.5V，电流表示数如图2所示，为A，则R的阻值为Ω．

（3）换上10Ω的电阻后，闭合开关，电压表示数将（选填“变大”或“变小”），此时应将滑片P向（选填“左“或“右”）端移动，使电阻两端电压为V．

（4）小芳同学正确连接电路后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片，发现电流表无示数，电压表有示数，其原因可能是．

（5）将10Ω电阻换成15Ω电阻，闭合开关后发现：当滑动变阻器的滑片移动到最左端时，电压表的示数如图3所示．出现上述情况的原因可能是．

A．滑动变阻器最大阻值太大B．滑动变阻器最大阻值太小

C．滑动变阻器断路D．定阻电阻短路．

4、小华用如图27所示的电路，研究通过导体的电流与导体电阻的关系，电源电压恒为6 V。改变定值电阻R的阻值，进行了4次实验，记下相应的电阻和电流值，并在图28坐标系中描出四个点。

（1）用笔线代替导线，将实验电路连接完整（要求滑片向右移动时电流表示数变小）。

（2）实验中，他所选择的变阻器是______（选填序号）。

A．10 Ω、0.5 A B．20 Ω、1 A C．50 Ω、2 A

（3）小华在本次实验中，通过调节滑动变阻器的滑片位置，保持R1两端的电压为 V。当她将R1=5Ω的电阻改接成R2=10Ω的电阻时，会发现电压表示数（填“小于”或“大于”）以上电压，于是她下一步的操作是：将滑动变阻器的滑片向________（填“左”或“右”）移动，使电压表示数等于以上电压，并记下电流值；再改接R3=15Ω、R4=20Ω的电阻，重复上述实验。

（4）图28中阴影部分面积表示的物理意义是：。

知识点二：伏安法测电阻

1、定义：用电压表和电流表分别测出电路中某一导体两端的电压和通过的电流就可以根据欧姆定律算出这个导体的电阻，这种用电压表电流表测电阻的方法叫伏安法。

2、原理：R=U/I 3

4、步骤

①根据电路图连接实物。 连接实物时，必须注意开关应断开

滑动变阻器 变阻（“一上一下”） 阻值最大（“滑片远离接线柱”）

串联在电路中 电流表

“+”接线柱流入，“-”接线柱流出

量程选择：算最大电流 I=U/Rx

并联在电路中

电压表 “+”接线柱流入，“-”接线柱流出 量程选择：看电源电压

V

A

Rx

R ′

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Rx的值，求出平均值。

④整理器材。

5、讨论：

（1）本实验中，滑动变阻器的作用：改变被测电阻两端的电压（分压），同时又保护电路（限流）。（2）如图是两电阻的伏安曲线，则R1＞R2

例题：

1、（2014·厦门）如图甲所示是某实验小组在“测量小灯泡的电阻”实验中设计的电路图，所用小灯泡标有“2.5V”字样。

（1）该组同学连接好电路的最后一根导线时，小灯泡立刻发出微弱的光亮。导致上述现象的不规范操作是。

（2）若某次测量时电压表的示数为2V，电流表的示数如图乙所示，则此时灯泡的电阻为Ω。接着用这个电路测小灯泡正常工作（小灯泡两端电压为2.5伏）时的电阻，滑片应向（选填“左”或“右”）移动。

（3）该组同学分别记录三组电压和电流值，通过计算发现灯丝电阻是不同的，他们还了解到其他组同学也得到类似的结果。出现这种结果的原因是。

2、（2013?蜀山区二模）如图甲所示的是某同学“测量小灯泡电阻”的实验电路，小灯泡上标有“2.5V，0.3A”字样，电源电压为3V．

（1）根据实验电路，在乙图中画出该实验的电路图．

R1

R2

I

U

（2）开始实验时，滑动变阻器的滑片P应置于（选填“C”或“D”）端．

（3）某次测量，电表的示数如图丙所示，计算此时小灯泡灯丝的电阻值为Ω．

课堂训练：

1、我们已进行过“科学探究：电流、电压、电阻之间的关系”，请你在方框中画出该实验的电路图。

（1）由于电路中电流的大小受多种因素的影响，所以我们在探究某一因素变化对电流的影响时，必须保持其它因素不变，即采用了法。

（2）如图是某实验小组在探究过程中，根据实验数据绘制的图像，其中表示电压不变时，电流随电阻变化的图像是图；表示电阻不变时，电流随电压变化的图像是。(选填“甲”或“乙”)

（3）在探究过程中，使用滑动变阻器的目的是和。

（4）实验的结论是①②

2、在探究“电压一定时，电流跟电阻的关系”的实验中，设计电路图如图22甲所示。

（1）连接电路前，开关必须。

（2）请根据图甲电路图用笔画线代替导线将图乙所示实物连接成完整电路(导线不允许交叉)

（3）连接好电路，闭合开关，发现电流表没有示数，移动滑动变阻器的滑片，电压表示数始终接近电源电压。造成这一现象的原因可能是（）

A．电流表坏了B．滑动变阻器短路C．电阻处接触不良D．电阻短路

（4）小明同学在把电阻由5Ω变成10Ω时，发现电压表的示数_______，为了使电阻两端的电压保持不变，他应将滑片向_______端移动。

次数电阻(Ω)电流(A)

1 2 0.4

2 4 0.32

3 8 0.25

（5）小丽同学在电流与电阻的关系时，电源电压保持不变，他不断改变电阻的阻值，测得相应的电流如右表，分析表中数据可知：电流与电压_____反比(“成”“不成”)，这与欧姆定律_______(“相符”“不相符”)，原因是______________________。

3、某同学要测量电阻R x 的阻值，实验室提供的器材有：电源、已知电阻R 0 ，电压表、未知电阻R x、单刀双掷开关各一个，导线若干。

（1）在方框内画出实验电路图（要求：不拆开电路）。

（2）写出简单的实验步骤；

（3）写出R x 的表达式，R x = 。

4、现有电压未知的电源一台；符合要求的电流表一块；已知电阻值的定值电阻R0、待测电阻RX、开关S 两个；导线若干。利用以上器材可以测出RX的电阻值。

请你：

（1）在右侧方框中画出实验电路图；

（2）实验步骤：

（3）写出R x 的表达式，R x = 。

5、利用电流表和电阻箱，不用电压表也能测量电阻。图乙为该实验的电路图，其中Rx为待测电阻，R为电阻箱，S为单刀双掷开关。

主要步骤：

A．把开关S拔至a点读出电流表示数I a

B．读出电阻箱示数R

C．根据电路图连接实物电路，并将电阻箱阻值调至最大

D．把开关S拨至b点，调节电阻箱，使电流表示数I b 等于I a

（1）上述步骤的合理顺序是。（填序号）

（2）步骤B中电阻箱调节后的示数如图丙电阻箱的阻值是．

（3）请用欧姆定律推导R x 的表达式。（要求写出推导过程，用所测物理量表示）（4）该实验中不能用滑动变阻器代替电阻箱，是因为。

6、同学们利用如图1的电路来测量一未知电阻Rx

（1）闭合开关后，当滑动电阻器的滑片向左移动到某一位置时，电压表的示数为1.2V．电流表的示数如图2图所示，则I=A，Rx=Ω．

（2）某次测量中，发现电压表无示数，而电流表有示数，而故障出现在R或Rx，则故障原因是．

（3）将电阻Rx换成小灯泡，测定小灯泡电阻，结果发现三次测量的电阻相差较大．经讨论，同学们认识到：实验有误差是肯定的，但这个现象不能单纯用误差来解释因为如果是误差，那么三次测得的电阻值应

该相差（选填“较大”或“较小”），并具有的特点（选填“逐次增大”、“逐次减小”或“时大时小”）后来，同学们注意到灯泡发热发光的特殊性，认为灯泡的电阻可能与有关，并通过查阅课本得到了证实．

（4）同学们又设计了如图3所示的测量电路，同样可以测量未知电阻，其中R0是已知阻值的定值电阻，请在空格内把实验步骤补充完整

①，用电压表测出电源的电压为U

②，用电压表测出待测电阻Rx两端的电压为U1

③请用测量值U和U1，已知量R0来表示Rx= ．