第五章

歐姆定律第2節(jié)

測(cè)量電阻1.學(xué)習(xí)一種電阻的測(cè)量方法——伏安法，進(jìn)一步熟悉電壓表、電流表的使用方法.2.會(huì)根據(jù)歐姆定律計(jì)算電阻值.3.能用U-I圖像研究導(dǎo)體電阻的變化規(guī)律.4.了解減小誤差的方法，學(xué)會(huì)分析、處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的方法.

爺爺?shù)氖找魴C(jī)壞了，小聰和小明決定把它修好。經(jīng)過檢查，發(fā)現(xiàn)一只標(biāo)注模糊的電阻引線斷了，需要更換。怎樣才能知道它的阻值呢？

用電壓表可以測(cè)量電壓，用電流表可以測(cè)量電流；測(cè)量出了電壓和電流，就可以用歐姆定律計(jì)算出電阻。

如圖是小明設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路圖。和同學(xué)討論，它有哪些不完備的地方？應(yīng)怎樣改進(jìn)？知識(shí)點(diǎn)1

伏安法測(cè)電阻初步討論

這樣只測(cè)量一次數(shù)據(jù)，可能誤差比較大，我們應(yīng)該多測(cè)量幾次，取平均值。

這就需要能改變電路中的電流和電壓。加一個(gè)滑動(dòng)變阻器，就能改變電路中的電流。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)原理

滑動(dòng)變阻器在伏安法測(cè)電阻實(shí)驗(yàn)中的作用：保護(hù)電路；改變被測(cè)電阻兩端的電壓，進(jìn)行多次測(cè)量。實(shí)驗(yàn)步驟(1)接照電路圖連接好實(shí)驗(yàn)電路。(2)移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，分別讀出三組電流表、電壓表

的示數(shù)，記錄在實(shí)驗(yàn)表格中。(3)利用公式R=U/I計(jì)算出電阻的阻值，然后對(duì)多次實(shí)驗(yàn)的

結(jié)果求平均值。減小實(shí)驗(yàn)誤差注意事項(xiàng)1.在連接電路前要調(diào)節(jié)電流表、電壓表到零刻度。2.連接電路時(shí)開關(guān)要斷開，連接完電路要調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器到

阻值最大端。3.連接好電路，在檢查電路連接無誤后要用開關(guān)試觸，在確

定電路完好后再閉合開關(guān)。4.電壓表和電流表要注意選擇適當(dāng)?shù)牧砍獭?shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄與處理實(shí)驗(yàn)次序電壓U/V電流I/A待測(cè)電阻

R/Ω平均值1232.02.53.00.200.240.3010.010.410.010.1

對(duì)一個(gè)未知電阻，用電壓表測(cè)出它兩端的電壓U，用電流表測(cè)量通過它的電流I，應(yīng)用歐姆定律，就可求出其電阻值。這種測(cè)量電阻的方法叫做伏安法。

伏安法是測(cè)量電阻的一個(gè)基本方法。實(shí)驗(yàn)評(píng)估與交流(1)每次讀數(shù)完畢后應(yīng)斷開開關(guān)，避免因通電時(shí)間過長(zhǎng)，電阻

溫度升高使阻值發(fā)生變化，造成測(cè)量值不準(zhǔn)確。(2)實(shí)驗(yàn)中調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片改變導(dǎo)體兩端的電壓時(shí)，要

使每次的改變量稍大一些，且使電壓穩(wěn)定后再讀取電流表

的示數(shù)。如圖甲所示的電路測(cè)定值電阻R的阻值。(1)測(cè)量電阻的原理是_______。(2)按照?qǐng)D甲電路，將圖乙中的滑動(dòng)變阻器正確連入電路.(3)連接電路時(shí)，開關(guān)必須______，正確連接電路后閉合開關(guān)前，滑動(dòng)變阻器的阻值應(yīng)處于______值。斷開最大(4)閉合開關(guān)，將圖乙中的滑動(dòng)變阻器滑片向左移動(dòng)時(shí)，電流表示數(shù)會(huì)________，當(dāng)滑片滑到某一位置時(shí)，電流表的示數(shù)為0.5A，電壓表示數(shù)如圖丙所示，由此可知被測(cè)電阻的阻值R=________Ω。變大5(5)接下來調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片共測(cè)得三組對(duì)應(yīng)的電壓值和電流值，最后計(jì)算電阻的平均值.這樣做目的是__________。減小誤差定值電阻R(6)某同學(xué)在做實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)接近電源電壓，電流表示數(shù)為零，則故障可能是____________。解析：(4)當(dāng)滑片向左移動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值變小，電路中的電阻變小，電路中的電流變大。R=U/I=2.5V/0.5A=5Ω。(6)電流表示數(shù)為零，說明電路存在開路；電壓表示數(shù)接近電源電壓，說明電壓表與電源接通，與電壓表并聯(lián)之外電路不存在開路.則與電壓表并聯(lián)的電阻R開路.

在上面的實(shí)驗(yàn)中，除了用表格形式記錄測(cè)量結(jié)果，我們還可以用圖像的方式表示。

在坐標(biāo)圖上，橫坐標(biāo)表示電流I，縱坐標(biāo)表示電壓U。將測(cè)量的數(shù)據(jù)在圖中描點(diǎn)，用直線或光滑的曲線連接各點(diǎn)，就可以得到電流隨電壓變化的關(guān)系曲線。知識(shí)點(diǎn)2電壓—電流圖像1.電壓-電流圖像電壓-電流圖像常被用來研究導(dǎo)體的電阻的變化規(guī)律，是物理學(xué)電學(xué)部分的重要圖像。如圖所示是不同電阻的電壓-電流圖像。(1)定值電阻的U-I圖像為過原點(diǎn)的一條直線，表示“電阻不變時(shí)，電流與電壓成正比”。(2)同一坐標(biāo)圖中，圖線的傾斜程度越大，表示電阻的阻值越大。上圖中，R1>R2。若是I-U圖像，圖線的傾斜程度越大，表示電阻的阻值越小2.實(shí)驗(yàn)探究:研究小燈泡的電阻小燈泡的電阻是否固定不變？

我們可以用伏安法來研究。

按圖連接電路，逐漸增大電壓，讓燈絲由暗變亮，記錄若干組電壓、電流值，作出電壓-電流圖像，分析小燈泡電阻的變化。

實(shí)驗(yàn)中，控制小燈泡的燈絲由暗變亮，即燈絲的溫度逐漸升高，記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，作出電壓-電流圖像。結(jié)論:燈泡的電阻與溫度有關(guān)，圖像不是直線。(1)燈泡的U-I圖像為曲線，說明燈泡的電阻是變化的，即通過燈泡的電流與其兩端的電壓不成正比。(2)燈泡兩端電壓越大，燈絲電阻越大，因?yàn)闊艚z電阻隨溫度的升高而增大。3.分析圖像

繪制圖像時(shí)，不要把數(shù)據(jù)點(diǎn)逐點(diǎn)連成折線，應(yīng)依據(jù)數(shù)據(jù)點(diǎn)的整體分布趨勢(shì)，描繪出一條直線或光滑的曲線，讓盡可能多的點(diǎn)在圖線上，或讓數(shù)據(jù)點(diǎn)比較均勻地分布在圖線的兩旁。如圖所示是甲、乙兩導(dǎo)體的電流與電壓的關(guān)系圖像，由圖像可知，甲的電阻是_______Ω，若將甲和乙并聯(lián)在電路中，通過它們的電流之比I甲∶I乙=_______。

102∶1解析：解答此類題目時(shí)，要把數(shù)學(xué)中的圖像知識(shí)與物理知識(shí)相結(jié)合.由圖像可知，兩圖線均過原點(diǎn)，則R甲=U甲/I甲=2.0V/0.2A=10Ω，R乙=U乙/I乙=2.0V/0.1A=20Ω，又因?yàn)椴⒙?lián)電路中各支路電流與電阻成反比，即I甲∶I乙=R乙∶R甲=2∶1。

缺少電流表，你能用一只電壓表和一只定值電阻測(cè)未知電阻的阻值嗎？原理：等效替代（利用定值電阻和電壓表代替電流表）電路圖：（1）將電壓表并聯(lián)在R0兩端，測(cè)出R0兩端的電壓U0（2）將電壓表并聯(lián)在Rx兩端，測(cè)出Rx兩端的電壓Ux（3）待測(cè)電阻Rx的表達(dá)式：伏阻法知識(shí)點(diǎn)3

測(cè)量電阻的其他方法

缺少電壓表，你能用一只電流表和一只定值電阻測(cè)未知電阻的阻值嗎？原理：等效替代（利用定值電阻和電流表代替電壓表）電路圖：（1）將電流表與R0串聯(lián)，測(cè)出通過R0的電流I0（2）將電流表與Rx串聯(lián)，測(cè)出通過Rx的電流Ix（3）待測(cè)電阻Rx的表達(dá)式：安阻法某同學(xué)設(shè)計(jì)了以下四種電路，其中電源電壓不變且未知，R0是已知阻值的定值電阻。在實(shí)驗(yàn)中不拆改電路的情況下，能夠測(cè)量出未知電阻Rx阻值的電路是

()A.只有①B.只有②③C.只有①②③D.①②③④都可以③④C1.伏安法測(cè)電阻2.電壓-電流圖像3.特殊測(cè)量法缺少電壓表：安阻法缺少電流表：伏阻法實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)結(jié)論

1.測(cè)量電阻的實(shí)驗(yàn)原理：

?。2.實(shí)驗(yàn)電路圖：如圖所示。

3.實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)(1)連接電路時(shí)按一定的順序進(jìn)行連接，開關(guān)應(yīng)是

?的。(2)連接電壓表、電流表時(shí)要注意：先估測(cè)所測(cè)電壓值、電流值，再選

擇適當(dāng)量程，若不能估測(cè)，應(yīng)用

?確定量程。(3)閉合開關(guān)前，滑動(dòng)變阻器的滑片移到

??；瑒?dòng)變阻器

的作用是

、

?。斷開

試觸法

阻值最大處

保護(hù)電路

改變電路中的電流

(4)檢查電路連接無誤后，閉合開關(guān)調(diào)節(jié)

，記下

?

、

?的示數(shù)，改變滑動(dòng)變阻器滑片的位置，再記錄

幾組數(shù)據(jù)。(5)求電阻平均值的目的：

?。滑動(dòng)變阻器

電流表

電壓表

減小實(shí)驗(yàn)誤差

1.在“伏安法測(cè)電阻”的實(shí)驗(yàn)中，下列說法正確的是(

B

)A.為了檢測(cè)電路連接是否正確，連接電路時(shí)，需閉合開關(guān)B.應(yīng)該選取規(guī)格匹配的器材，既不會(huì)損壞器材，又能使測(cè)量結(jié)果誤差小C.在無法估計(jì)被測(cè)電阻大小時(shí)，電流表、電壓表應(yīng)選用較小的量程D.需進(jìn)行三次實(shí)驗(yàn)，這樣測(cè)量的結(jié)果才具有普遍性B122.如圖(a)所示，小吳利用“伏安法”測(cè)量未知電阻Rx的阻值。(1)連接電路時(shí)，滑動(dòng)變阻器的滑片P應(yīng)移至最

(選填“左”或

“右”)端。左

12(2)小吳連接好電路，閉合開關(guān)S，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑