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5.2测量电阻,九年级物理,教科版

发布时间:2013-10-21 11:32:47  

生活中的电阻

如何测量一个未知电阻的大小?

要知道它的电阻,应该先知道电阻两端电压U _______________ 通过电阻的电流I 电压表 和____________________,这需要用____________和 电流表 __________________去测量,测出后再根据公式
U R= I ______________计算出来。

由于电压表也叫伏特表, 电流表也叫安培表,所以这 种用电压表、电流表测电阻 的方法叫“伏安法”测电阻。

设计电路图

有缺点吗?

1.不能多次测量取平均值; 2.没有保护电路的装置。

改进电路图

A R V

P

滑动变阻器的作用:1、能改变待测电阻两端 的电压和通过的电流。 2、保护电路

选取器材
器材:电池组、开关、待测电阻、电流表、 电压表、滑动变阻器、导线

_

+

S

伏安法测电阻实物图连接:
1.摆放器材

2.连接导线
A R V P

实验操作注意事项:
处于断开状态 1.连接电路时开关应_____________________; 2.连接电流表和电压表时应注意些什么? 电流表应该与用电器串联,电压表应该与用 电器并联,正负接线柱不要接反

“ 一上一下 ” 3.滑动变阻器正确的接线方法是:_____________; 4.开关闭合时滑动变阻器应将滑片移 阻值最大的位置 到:________________。 5.每次读取数值后,马上断开开关,原因是什么? 防止电阻温度升高带来阻值的变化

实验步骤: (1)按电路图连接实验电路,开关断开,P 移到最大电阻值的位置; (2)检查无误后闭合开关,三次改变滑动变阻器 阻值,分别读出两表示数,填入表格一;实验结 束后要立即断开开关. (3)根据记录的数据算出三次电阻R,并 求出R的平均值。 实验次数

表 格 一

U/ V

I/A

R/Ω

R 平均值/Ω

1 2 3

实验数据记录
实验次序 电压U/V 2 (1) (2) (3) 2.5 3 电流I/A 0.2 0.25 0.32 电阻R/Ω
10

10
10.7

上表是某同学的实验记录,则被测电阻的阻 值应为_________ 10.2Ω

分析比较上面的实验数据,你还能得到什么结论? 保持电阻不变时,电流和电压成正比。

U/ V
8 7.5 7 6.5 6 5.5 5 4.5 4 3.5 3 2.5 2 1.5 1 0.5 0
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6

U—I图像

0.7

0.8

0.9

1

1.1

1.2

1.3

I/A

小明利用如图11(a)所示的实验器材测电阻Rx 的阻值,电源是由两节新干电池组合而成,有一 根导线没有连接. (1)请你用笔画线代替导线把电路连接正确; 闭合电键前,应将滑动变阻器的滑片移到图中的 (选填“A”或“B”).

(2)当闭合电键后,电流表与电压表的示数如 图11(b)所示,则电流表的示数为 安, 电压表的示数为 伏.

(3)小华更换了电阻Rx,然后重新实验,发现 电流表的示数始终为0,于是他用一只完好的灯 泡L替换Rx后,发现灯能发光,若电路中只有一 处故障,且只发生在Rx

或滑动变阻器上,可以 判断发生故障的原因是 .小明认为不需要灯 泡L,只要观察到 现象,也能判断这一故 障.

如图2表示了通过某导体的电流与其两端电压的关 系。由图中信息可知( ) A.导体的电阻为6欧 B.导体的电阻为1.5欧

C.导体的电阻随导体两端电压的增大而增大
D.导体两端电压为0时,导体的电阻也为0 I/A

U/V

通过定值电阻甲、乙的电流与其两端电压关系 图像如图所示。现将甲和乙并联后接在电压为 3V的电源两端。下列分析正确的是 ( ) A. R甲 :R乙=2:1 B.U甲 :U乙= 2:1 C. I甲 :I乙=2:1 D.I乙 :I甲=2:1

小灯泡的电阻有什么特点?

设计实验电路图:

分析小灯泡的电阻阻值的变化与什么有关系

实验过程

实验数据(小灯泡电阻):
实验次数 U/ V 1 0.5 2 1.0 3 1.5 4 2.5 I/A
0.16 0.28 0.38 0.46

R灯 /Ω
3.1
3.6 3.9 5.4

灯泡亮度
不亮
灯丝暗红 微弱发光 正常发光

变化的 从实验中可以看出:灯丝的电阻是__________ 思考:灯泡由不亮逐渐变为正常发光,灯泡灯丝的温 度是否在变化? 由本实验你发现了什么?

灯丝(金属导体)的电阻跟温度有关, 温度越高,电阻越大

思考

1. 比较灯泡在较低电压下和较高电压下测得 电阻值有何区别?能否将3次电阻的平均值作 为小灯泡的电阻?为什么? 较低电压下电阻较小,较高电压下电阻较大。 为什么? 不能。因为灯丝发光时温度升高,使得电阻 相差较大,每次测得的数值是灯丝在不同温度 下的电阻值,所以不能取平均值。

2.(1) 如果用描点法作出定值电阻的U-I图线,应 直 该是一条______线,为什么? 因为当电阻不变时,电流与电压成正比关系。

(2) 用描点法作出小灯泡的U-I图线,会不会是 一条直线呢?为什么?
不是。

因为灯丝的电阻随温度的升高而增大,电流与电 压不成正比关系。

U/ V
3 2.5

小灯泡的U—I图像

2

1.5

1

0.5

0
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 1.1 1.2 1.3

I/A

返回

小灯泡的I—U图像

在家庭电路中,往往会出现这样的现象:在 人们刚合上开关时,白炽灯闪亮一下立即就 熄灭,这时灯丝已经断了,这种情况我们通 常说成灯泡被“闪”坏了.什么原因使灯泡“闪” 坏了?
因为开灯的瞬间灯丝的温度较低,电阻较小, 通过的电流较大,发热量较大,所以开灯的瞬 间很容易烧坏灯泡

小灯泡L上标有“2.5V”字样,它的电阻随它两端电压变化 的图象如图甲所示.将小灯泡L和电阻R0接入图乙所示的 电路中,电源电压为10V,且保持不变.当开关S闭合时, 小灯泡L恰好能正常发光.(1)开关S断开时,小灯泡L的电 阻为______,(2)开关S闭合时,小灯泡L的电阻为________(3) 电阻R0的阻值为__________

有没有直接测

量电阻的仪表呢?
多用电表——万用表
指针式万用表
数字式万用表

指针万用表
表 头 表 笔 转换开关

表 头
电阻刻度线

交、直流电压 及电流刻度线

电容刻度线

晶体管直流参 数刻度线 电感刻度线

测量电流、电压 和电阻的多用表

电平刻度线

转换开关
三极管插孔 交流电压量程 欧姆调 零旋钮

直流电压 量程 调零档

电阻 量程

晶体管的直流放 大系数HFE测量档
红表笔插孔

黑表笔插孔

电流量程

有兴趣的同学可以课下去网上查阅 一下万用表的用法!

巩固练习
在如图所示的测小灯泡电阻R的实验中: (1)在连线的过程中, 断开 开关应该处于_______状态, 滑动变阻器的滑片P应先移到 ____(填“A”或“B”)端, B 最大 使它的电阻值______。 (2)闭合开关后, 当滑片向左移动时,电流 表读数______、电压表读 变大 数________(填“变大”、 变大 “变小”或“不变”)。

(3)当滑片移到某一位置时,电流表、电压表的 2.4 示数如图所示,则电压表读为_______伏,电流表读数 是_______ 安,由公式_______可算得待测小灯泡的电 0.24 R=U/I 阻为_______欧。 10

V
- 3 15

A

0.6 3



3

1 5



0. 6

3

练习:
I= U 。需要用 法,其原理是 R 电压表 测

1.用 电压表 和 电流表 测电阻的方法叫 伏安

出电阻两端的 电压 ,用 出导体的电阻。

电流表 测出通 R= U ,求 过导体的 电流 。利用公式 I

练习
2、如图:是某同学设计测电阻的电路,图

中①是 电流表 表, ②是 电压表
表。为使①表的读数减小,滑片P应向 右

移动。为使②表的读数增加P应向 左
移动。
Rx 2 P 1

练习
3、一个20Ω的电阻,接在3节干电池串联的
电源上,要测这个电阻中的电流和两端电

压,则电流表量程应选 0~0.6A,电压表的
量程应选 。 0~6V

4、如图:闭合两个开关,看到的现象 是 电流表甲无示数;电流表乙有示数 ;

点燃两酒精灯,在加热过程中发现
电流表甲指针发生偏转, 电流表乙指针偏转角度变小。

A


A

玻璃

灯丝

5、在做“测小灯泡电阻”的实验中,当 开关闭合后,若电压表有示数,电流表 示数为零,移动滑动变阻器滑时,电压 表示数基本没变化,其原因可能是 ( D) A、滑动变阻器接触不良
B、开关接触不良

C、小灯泡两端短路 D、灯泡的钨丝断了

思考:现在要测一个未知电阻的 阻值Rx,手边已有的器材有: 电源、开关、导线,一个已知阻 值的电阻R。要求再选用一种电 表即可测出的Rx电阻值。说出你 所选用的是哪种电表?并设计电 路图及所采取的做法?

第二课时
多种方法测电阻

伏特表+定值电阻测量未知电阻

+

观察公式:

串联电路

并联

电路

电路连接方 U U 式 I I1 R1 如果只利用伏特表和已知电阻,那么那个

公式中只有电压U和电阻R呢? I R I R
1

I

U1 I2 R2 U2

1

2

2

U1

U2

分压电路 分流电路 同学们,你们先来设计一个实验方法。
电流
I = I1 =I2 U =U1+U2 R =R1+R2 (R = nR0)
分压, 与电阻 成正比

I =I1+I2 U =U1=U2 1/R =1/R1+1/R2(R=Ro/n)

电压
电阻

电压与电流 U1 = R1 分配关系 U2 R2

I1

=

R2

I2

R1

分流, 与电阻 成反比

方案1: Rx V R0 V

分 析

电压表

UX U0

=

RX R0

已知

电压表
步骤: 1. 将R0、Rx串联接入电路,如图所示。 2. 用电压表分别测出R0、Rx的电压分别为U0、Ux

Ux 数学表达式 Rx= R0 U0

V RX


R0

这样行吗?
1 、电压表接在位置 甲读出电压表示数UX

V


S

2 、电压表接在位置 乙读出电压表示数U

数学表达式: RX=

UX R0 U UX 要组装2次电路

上面的方案,有缺点吗?

能加一个元件,而不用再次组装电路吗?

Rx
S

R0 V

方案2:

Rx V

R0

S

步骤:
1.断开开关,读出电压表示数为U1;

2.闭合开关,读出电压表示数为U2

U2-U1 数学表达式: Rx= R0 U1

Rx= U -U R0 2 1

U1

若将一个开关改为两个开关呢?

RX

方案3:
S1

R0

V

S2

闭合S1 ,S2,

读出电压表示数U1

RX=

闭合S1 ,断开S2, 读出电流表示数U2 U2 R0 U1

U2

开关闭合,R0=0
V Rx
1

S2

开关断开, R0=n欧姆 还有什么元件不改动电 路,也能实现一次阻值 是0,一次是定值电阻?
你能设计出电路图吗?

R0

1.电路设计 V Rx

方案3
a
P

V
Rx

b
U1 S V U2 Rx

R0

S
2.实验步骤: (1)P到a时电压表的示数为U1; (2)P到b时电压表的示数为U2; U2*R0/ (U1-U2) (3)则Rx=_____________.

a

P

R0

b

U1

S

Rx V

R0 V

V RX V


R0


S

UX U0
V Rx
1

=

RX R0
V Rx a
P

S2
R0

b

R0 S

三、练习 1.选择题: 下列几个电路中,若R0阻值已知,能测出RX的是( ) 【电源电压未知】
RX RO RX

V

A
RX

B

V

RO

RX RO V

RO
V

C

D

2.基础题: 有一个电压表和已知阻值R0=10欧的电阻,一个开关,一 个电池组,为了测定一个未知电阻RX的阻值。某同学连接 的电路如下图。当断开开关时,电压表示数为4伏,当闭 合开关时,电压表示数为6伏。电阻RX的阻值是 。

小明想利用一块已经调好的电压表和阻值已知的电阻R0,测量未 知电阻Rx的阻值。他选择了满足实验要求的器材,并连接部分实 验电路,如图20所示。小明测量思路为:开关S1、S2闭合,S3 断 开时,电压表的示数为U1。开关S1、S3闭合,S2断开时,电压表 的示数为U2; (1)请你按照小明的思路,只添加一根导线完成实验电路的连接。 (2)请你利用U1、U2和R0表示Rx。 Rx= 。
R0 S2 S3 Rx

S1 图20

第三课时

电阻箱+电流表 等效替代法

+

电流表+电阻箱
U A U A

Rx

I

R’

I

实验步骤: (1)

用电流表测出通过Rx的电流为I; (2)接上电阻箱R’调节阻值使电流表的示数乃为I; (3)则Rx=R’。

能放入一个电路吗?

R0
S2 RX

A

S3

S1

p
a Rab b

1、闭合 S1 S3,调节滑片 p 使电流表指针指 在适当位置 使此时电流表示数 I 2、闭合 S1 S2,调节 R0 ,使电流表示数仍为I

RX

R

能用电压表替换电流表吗?

R0

S2

RX v S1

S3

p

a R b ab 1、闭合 S1 S3,调节滑片 p 使电压表指针指 在适当位置 使此时电压表示数 U
2、闭合 S1 S2,调节 R0 ,使电压表示数仍为U

RX

R

等效法测电阻

v
1
S

RX

2
A

R

I1 V1

I2 V2

RX

R

电流表+定值电阻测量未知电阻

+

电流表两次接法

R0
Rx

A

I1
I2

方案1

R0
Rx

A

I1
A

A
S

I2

S 闭合开关,用电流 步骤: 表分别测出R0、干路中 的电流为I1、I2. 数学表达式:

闭合开关,用电 步骤: 流表分别测出R0、Rx中 的电流为I1、I2. 数学表达式:

I1 Rx= R0 I2

I1 Rx= I -I R0 2 1

电流表开关接法

R0

方案2
A

R0 Rx

S A

Rx

S

I1 I2

I1 I2

步骤: 1. 开关断开时,读出电流表示数为I1 2. 开关闭合时,读出电流表示数为I2 数学表达式:

Rx= I -I R0 2 1

I1

I2-I1 Rx= R0 I1

电流表短路接法

方案3
R0 A Rx S A

R0 S

Rx

步骤: 这部分电路能用什么替代? 1. 开关断开时,读出电流表示数为I1 2. 开关闭合时,读出电流表示数为I2 数学表达式:

Rx= I -I R0 2 1

I1

I2-I1 Rx= R0 I1

R0
Rx

A

R0 Rx

A

A S

A S

R0 Rx S

I0 IX
A

=

RX R0

R0
Rx

S A

R0

Rx
S A

U =U (电源电压不变) I1*R0(或者RX)=I2*(R0+RX)
可行吗?




A

电 路 图
Rx V Rx P

表 达 式
Rx Ux = Ix
Ux R0 U0

伏安法
双伏法 双安法 单伏法

R0

V1
Rx R0 Rx V Rx

V2 A1 A2
R0 S

Rx =

I0 Rx = R0 Ix
Ux Rx = R0 U Ux
A
Rx R0 S

单安法 等效法

A

R0 S R ′ S2

I Ix Rx = R Ix 0
P

Rx =

I1 I 2 I1

R0

A

Rx

S1

R

x

= R'

1.如图所示,几个同学在只有电流表或电压表时, 利用一个已知阻值的电阻R0设计了四个测未知电 阻Rx的电路,其中不可行的是( )

2.如图所示的四种电路中,电阻R0已知,当通过 闭合或断开电路中的不同开关时,不能测算出 未知电阻Rx阻值的电路是( )

3.为了较精确地测出待测电阻Rx的电阻,小聪、 小亮和小英共同设计了下图所示的电路。 (1)如果电源电压未知,能测出Rx吗? (2)如果电源电压已知是U,Rx的表达式是什么?

? ?

作业 电压表+定值电阻
1.一个开关,电路改动1次。 2.二个开关,电路不改动。 3.电压表+滑动变阻器+1个开关 电流表+定值电阻 1.一个开关,电路改动1次。 2.二个开关,电路不改动,2个电阻并联。 3.二个开关,电路不改动,2个电阻串联 4.一个开关,电路不改动,把定值电阻换 成滑动变阻器 1.电阻箱+电流表+3个开关,电路不改动

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