沪教版九年级物理全册：串联电路的实验专题 知识讲解

串联电路的实验专题
责编：冯保国
【学习目标】
1.学会设计实验电路；
2.理解伏安法测电阻的原理；
3.能判断简单的电路故障。

【要点梳理】
要点一、测量小灯泡的电阻
1.实验原理：R=U/I
2.实验器材：电源、开关、电流表、电压表、滑动变阻器、待测灯泡(2.5V)、导线若干。

3.实验电路图：
4.实验步骤：
①．根据电路图连接实物电路，
②．将滑动变阻器的滑片P调到阻值最大处，检查电路，试触无误后，闭合开关，
③．调节滑动变阻器的滑片P，使阻值变小，观察电压表示数，使示数为小灯泡的标定电压值（2.5V）再读出电流表示数，观察灯泡亮度，记录表格，
④．调节滑动变阻器滑片P，使阻值变大，使用电压表示数为某一值（1V），观察电流表示数，灯泡的亮度，并记录入表格，
⑤．调节滑动变阻器滑片P，使阻值继续变大，使电压表示数为某一值（0.5V），观察电流表，灯泡的亮度记录入表格，
⑥．计算电阻值，填入表中，
次数电压U/V 电流I/A 灯泡亮度电阻R/Ω
1 2.5
2 1
3 0.5
5.数据分析总结规律：
通过实验记录，对数据分析，发现灯泡的电阻不是定值，而且变化较大，是什么原因使灯泡的电阻发生变化的呢？是导体两端电压变化了，是通过灯泡电流变化还是亮度变化引起电阻的变化？
分析：导体两端电压，通过导体电流与电阻大小无关，并不影响导体电阻的大小。

影响电阻大小的因素有：导体的材料、长度、横截面积以及温度。

本实验中导体的材料、长度、横截面积均没有变化，所以影响导体电阻大小的因素只能是温度。

灯丝的温度对电阻大小有影响：灯泡越亮，温度越高，电阻越大。

要点诠释：
1．连接电路时，开关要处于断开状态，
2．闭合开关前，滑动变阻器的阻值应调到最大，
3．电压表、电流表的正负接线柱接法要正确，量程选择要合适，
4．小灯泡的电压应从额定电压开始，逐次降低。

5.故障分析：
在电源、电压表、电流表、开关、导线完好的情况下
故障现象可能原因
电压表有示数
电流表有示数
滑动变阻器阻值太大
电压表有示数
电流表无示数
灯泡灯丝断了
电压表无示数电流表有示数灯泡短路电压表断路
灯泡发光电流表无示数
电压表有示数
电流表短路
电流表有示数
电压表无示数
电压表断路
要点二、伏安法测电阻
1．实验原理：R=U/I
2．实验器材：电源、开关、电流表、电压表、滑动变阻器、待测定电阻和导线若干。

3．实验电路图
4．实验步骤
①按图连好电路，注意连接时开关要断开，开关闭合之前要把滑动变阻器调到阻值最大处；
②检查无误后，闭合开关，调节滑动变阻器滑片 P 的位置，改变电阻两端电压分别为U 1、U 2、U 3观察电流表每次对应的数值，I 1、I 2、I 3 分别填入设计的记录表格：
次数 电压U/V 电流I/A 电阻R/Ω 123
3
R R R R ++=
1
2
3
③根据每次记录的电压和电流值，求它的对应的电阻值，再求出它们的平均值123
3
R =。

【典型例题】
类型一、测量小灯泡的电阻
1.（2016•海口模拟）如图甲所示是测量小灯泡电阻R 的实验电路：
（1）请用笔划线代替导线将实验电路连接完整；
（2）小陈同学连好电路闭合开关，移动变阻器滑片P，发现小灯泡始终不亮，电流表有示数，电压表没有读数，则电路发生的故障可能是________________。

（3）排除故障正确连接电路后，移动滑动变阻器的滑片，当电流表的读数为0.2A时，电压表的示数如图乙所示，则电阻的两端电压为________V，R的阻值大小为________Ω；
（4）小陈同学用一只电流表和一只已知定值电阻R0来测量小灯泡的电阻R，他设计了如图丙所示的电路。

先将电流表与R0串联测得电流I0，再将电流表与小灯泡串联测得电流I R，则小灯泡电阻R=________（用字母表示）。

【思路点拨】（1）由电路图可知，滑动变阻器与灯泡串联，电压表测量灯泡两端的电压；（2）将正常的电流表、电压表接入电路，当闭合开关后，发现电流表有读数，说明电路为通路；当移动滑动变阻器滑片时电流表读数有变化，电压表没有读数，说明电压表测量的用电器发生短路；（3）弄清楚电压表的量程和分度值，
再读数；根据
U
I
R
求出电阻值；（4）根据欧姆定律求出电源电压，并联电路中各支路两端电压相等，再
根据欧姆定律求出小灯泡电阻。

【答案与解析】（1）将电压表并联在灯泡两端，如图：。