上海初三物理电学实验---伏安法测电阻附答案

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/Ｉ 3． 测量的物理量:U ，I 4. 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：

① 熟悉伏安法测电阻的实验电路图。

② 连接电路时,滑动变阻器的电阻处于电阻最大的状态，开关应断开。

对于三个基本电路仪器的连接处理:

③ 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。

④ 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。

Ⅰ.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

电压表 “__”接线柱流入，“__”接线柱流出

物理量

电压（伏) 电流(安）电阻（欧）Ｒｘ阻值（欧) 实验次数

1

2

3

７．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＝U1+ＩＲ滑

Ⅱ.典例精讲

【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。

Tips：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

【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:(1）B （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

0.２０~0.58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。

电压

（V）

电流

(Ａ)

电阻(Ω）电阻

（Ω)

1 2．7 ０.28

2 0.2

３0.58

（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;

(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？”

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(2）5.１(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“２０Ω 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 。

Ｔi ｐs ：本题来自２００９嘉定区一模卷第2５题,解题技巧与例题同. Ｋｅy :（１）6 ；(２)10.2(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“2０Ω 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？”

K ｅy :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,且所用电源的电压保持不变。连接电路时，他们均先将变阻器

图（a

（b ）

（c ）

S

R

3 15

V

0.6 3

A

（a ）

（b ） 图12 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。

① 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 。

② 该实验所用电源的电压为 伏,滑动变阻器的最大阻值为 欧。 ③ 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）。

T ｉps :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．

K ｅｙ：（11）连接电路时,电键已闭合 (12） 3； （13）２0。 （１4)10.６

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。

K ｅy ：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;5.

０；5.2。

题型四:电路异常及故障判断

（a ） （b ） （c ）

图14

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。①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。

A V

图19

②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。

③继续移动变阻器的滑片，当滑片位于中点位置时，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:①电压表并联在电源两端;②５０;③1２.５；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“１０Ω 2Ａ”字样。

（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RＸ。

（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验，并且分别测出了电路中最小电流I1和最大电流I２。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:RＸ=。

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；RＸ的平均值(欧）;实现多次测量,求电阻ＲＸ的平均值,减小误差；ＲＸ=〔10 I1/(I2－I1)〕（欧)

例6.（★★★★）某同学利用电压表和电流表测量电阻Ｒx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“20Ω 2Ａ”字样。他按图16连接电路,实验步骤正确,闭实验次数干电池节数I1(安) Ｉ２(安）RＸ（欧) （

）１/ / / /

/

2 ／/ / /

３/ ／/ ／

R X A B

C

R X A

C

（b）

图15

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Ｒx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。

（ａ）该同学的计算结果Rｘ＝_______＿欧。

（b）你认为该同学的实验结果是否合理?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：(1）R断路(或Rｘ短路)。（2)电压表无示数,电流表无示数(或电压表无示数,电流表有示数）。(3）(a）10;（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！＞

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=

I

U

;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 3（★★★）某同学利用图甲所示的电路测定电阻Ｒx 的阻值,所用的滑动变阻器上标有“２0Ω ２A”字样,电源电压不变。该同学的实验步骤正确,闭合电键S ，观察到电流表的示数为０．14Ａ．当他把滑动变阻器的滑片移到中点位置（即滑动变阻器接入电路的电阻为l0Ω)时，电压表、电流表的示数分别为2．5V 和0.20A 。接着他又移动滑片到某点A ，这时电压

不能说的秘密

（1）S 断开时，阻值最大

（2）U=U 1+I 2R 2（3）U 2=U 时，滑阻=0（4）I 最小时R 最大（5）A 通常为0~0.3（6）滑阻作用与测功率不同（7）V=0时内短外断

实验名称 ××××××

：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：① 在连接实验器材的过程中，电键应该处于 的位置； ② 滑动变阻器的滑片放在 的位置。 ……