伏安法測電阻實驗

粵教版選修3-1第2章

伏安法測電阻實驗是高中階段的一個重要的實驗，它涉及到實驗的原理、電路設計、器材選擇、實物圖連線、誤差分析以及數(shù)據(jù)處理等知識要點。電學中的“測量導線的電阻率”和“描繪小燈泡伏安曲線”兩個實驗，實質上都是利用伏安法測電阻原理進行的實驗，只是最后數(shù)據(jù)的處理不一樣。希望本節(jié)復習課能促進同學們對伏安法測電阻實驗更進一步的理解。一、伏安法測電阻實驗的原理二、伏安法測電阻實驗的電路設計三、伏安法測電阻實驗的器材選擇四、伏安法測電阻實驗的題例練習與評講五、伏安法測電阻實驗的答題注意事項本節(jié)課學習內(nèi)容一、伏安法測電阻的原理根據(jù)部分電路歐姆定律的變形公式可知，只要測出被測電阻兩端的電壓U和流過該電阻的電流I，就可求出電阻R的大小。電路設計時主要要考慮電流表的“內(nèi)接、外接”法和滑動變阻器的“分壓、限流”接法。二、伏安法測電阻的電路設計AVRXVARX分壓內(nèi)接分壓外接RXAVRXVA限流內(nèi)接限流外接外接法

誤差來源測量結果選擇依據(jù)已知RX大小

電壓表的分流

R測<R真1.電流表內(nèi)、外接電路的特點RX?RV

時電路連接兩種電路圖RXAV內(nèi)接法

電流表的分壓

R測>R真RX

?RA時RxAVURUA2.滑動變阻器限流、分壓電路的特點限流式分壓式電壓可調(diào)范圍變阻器的選取電路電能損耗取較大阻值取較小阻值相對較小相對較大兩種電路圖1.某同學現(xiàn)測量電阻，要求電流、電壓表的讀數(shù)從0開始增加，則用

法；2.某同學現(xiàn)測量電阻，要求多測量幾組數(shù)據(jù)，則用

法；3.某同學現(xiàn)測量電阻，要求電流、電壓變化范圍足夠大，則用

法；4.題目中給出的伏安曲線是從坐標0點開始畫的，則用

法；5.某同學現(xiàn)測量電阻，要求操作快速、簡潔，則用.

法；溫馨提示:電學實驗題中，一般都有直接或間接提示性語言幫助同學們選擇選用限流法還是分壓法，例如：分壓分壓分壓分壓限流安全性原則：通過電源，電表，滑動變阻器，用電器的電流不能超過其允許的最大電流?；驹瓌t：安全性、準確性、方便操作四、選擇電路器材的原則準確性原則：電壓表、電流表在使用時盡可能使指針接近滿量程，若指針偏轉角度小于量程時，讀數(shù)誤差較大,要盡量避免。方便操作原則：選擇電路時，既要考慮電壓變化范圍，又要兼顧操作方便。具體操作：要根據(jù)題目的已知條件或隱含條件，按照“安全性、準確性、操作方便”的順序進行選擇五、題例練習與評講1.（雙）一個未知待測電阻Rx,無法估計其電阻值，某同學用試觸法來確定用哪種接法。如下圖m，將單刀雙擲開關分別接到a、b兩點，發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)變化較大，而電壓表示數(shù)變化較小，為此，該同學將（）AVRx甲AVRx乙A.應選用甲圖進行實驗B.應選用乙圖進行實驗C.測量結果比真實值偏大D.測量結果比真實值偏小ab圖mAC電流表示數(shù)變化較大，說明電壓表分流作用比較明顯，應該用內(nèi)接法ABCDEFGH未答66.67%(30)31.11%(14)62.22%(28)31.11%(14)0%(0)0%(0)0%(0)0%(0)4.44%(2)2.（雙）某同學在實驗中測出甲、乙、丙三種元件的I-U曲線分別如圖中的甲、乙、丙，下列說法正確的是(

)A．甲可以作為標準電阻使用B．乙能作為標準電阻使用C．乙的阻值隨電壓升高而增大D．丙的阻值隨電壓升高而增大解析：甲元件電阻不隨電壓改變，可作為標準電阻，A對B錯．因I-U線的斜率倒數(shù)表示電阻值的變化，故C對D錯.AC甲圖乙圖丙圖ABCDEFGH未答80%(36)20%(9)86.67%(39)8.89%(4)0%(0)0%(0)0%(0)0%(0)2.22%(1)3.（雙）某同學測量兩個不同阻值的電阻，下圖是該同學描繪的兩個電阻的U-I圖線，那么a、b所示的電阻及這兩個電阻串聯(lián)或并聯(lián)后圖像所在的區(qū)域正確的是（）Ａ．a(chǎn)表示電阻大的圖線，并聯(lián)后圖線應在Ⅱ區(qū)域Ｂ．a(chǎn)表示電阻小的圖線，并聯(lián)后圖線應在Ⅰ區(qū)域Ｃ．b表示電阻大的圖線，串聯(lián)后圖線應在Ⅲ區(qū)域Ｄ．b表示電阻小的圖線，串聯(lián)后圖線應在Ⅰ區(qū)域BC提示：串聯(lián)后總電阻比最大的電阻還要大，并聯(lián)后總電阻比最小的電阻還要小.ABCDEFGH未答8.89%(4)86.67%(39)80%(36)15.56%(7)0%(0)0%(0)0%(0)0%(0)4.44%(2)4.用伏安法測量定值電阻的阻值，備用器材如下：待測電阻Rx

(阻值約為25KΩ)A.電流表A1(量程100μA，內(nèi)阻約為2KΩ)B.電流表A2(量程500μA，內(nèi)阻約為300Ω)C.電壓表V1(量程10V，內(nèi)阻約為100kΩ)D.電壓表V2(量程50V，內(nèi)阻約為500kΩ)電源E(電動勢15V，允許最大電流1A)滑動變阻器R(最大阻值1kΩ)電鍵S，導線若干為了盡量減小實驗誤差，要求測多組數(shù)據(jù)。(1)電壓表、電流表分別選（）B

C電壓表選定V1后，通過電流表的最大電流因此電流表要選擇A2①要先考慮選電壓表；ABCDEFGH未答60%(27)31.11%(14)91.11%(41)0%(0)0%(0)0%(0)0%(0)0%(0)8.89%(4)4.用伏安法測量定值電阻的阻值，備用器材如下：待測電阻Rx

(阻值約為25KΩ)A.電流表A1(量程100μA，內(nèi)阻約為2KΩ)B.電流表A2(量程500μA，內(nèi)阻約為300Ω)C.電壓表V1(量程10V，內(nèi)阻約為100kΩ)D.電壓表V2(量程50V，內(nèi)阻約為500kΩ)電源E(電動勢15V，允許最大電流1A)滑動變阻器R(最大阻值1kΩ)電鍵S，導線若干為了盡量減小實驗誤差，要求測多組數(shù)據(jù)。(1)電壓表、電流表分別選（）B

C電壓表選定V1后，通過電流表的最大電流因此電流表要選擇A2①要先考慮選電壓表；溫馨提示2：電路元件的擺放盡量與實物圖位置對應(2)在方框內(nèi)畫出電路圖，并根據(jù)電路圖連接實物圖③因為,所以應選內(nèi)接法。②因為R滑?RX，所以要采用分壓電路。溫馨提示1：要考慮電路是內(nèi)接還是外接，是限流還是分壓，再開始電路畫圖(2)根據(jù)電路圖連接實物圖，開始時，滑動變阻器的滑片應該移到最

端A.左端B.右端提示：無論是限流還是分壓電路，合上開關前，滑片P都應該移到使電表讀數(shù)最小的位置ABCDEFGH未答77.78%(35)17.78%(8)0%(0)0%(0)0%(0)0%(0)0%(0)0%(0)4.44%(2)此處答案視學生畫圖實際，滑動變阻器與電路圖一致時選B，與電路接相反時選擇A(2)根據(jù)電路圖連接實物圖，開始時，滑動變阻器的滑片應該移到最

端A.左端B.右端提示：無論是限流還是分壓電路，合上開關前，滑片P都應該移到使電表讀數(shù)最小的位置此處答案視學生畫圖實際，滑動變阻器與電路圖一致時選B，與電路接相反時選擇AABCDEFGH未答77.78%(35)17.78%(8)0%(0)0%(0)0%(0)0%(0)0%(0)0%(0)4.44%(2)v1ErSPA2Rx5.某同學在測繪小燈泡的伏安特性曲線時，采用如圖所示電路，實驗中發(fā)現(xiàn)移動滑動變阻器的滑片時，電流表的示數(shù)有變化，而電壓表的指針卻不動，則（1）下列原因可能的是()A．燈泡的燈絲已燒斷B．滑片接觸不良C．燈泡內(nèi)部短路D．變阻器A端接觸不良

C解析：移動滑片時，因電流表示數(shù)有變化，故和電流表串聯(lián)的回路中不存在斷路，故A錯．若滑片接觸不良，電路中不可能有電流，故B錯．若滑動變阻器A端接觸不良，滑片移動時電流表和電壓表讀數(shù)都應變化，故D錯．若燈絲短路則燈泡兩端電壓為零，電壓表指針不變，移動滑片時，只有電流表指針變化，故選C.

ABABCDEFGH未答31.11%(14)2.22%(1)55.56%(25)6.67%(3)0%(0)0%(0)0%(0)0%(0)4.44%(2)（2）該同學解決故障后，測得燈泡燈絲的U-I曲線，請你根據(jù)本實驗的測量實際，除給出滿足條件的小燈泡、電源、電鍵、導線等器材外，請選出下列合適的器材.（）A.電壓表V1(0~3V,內(nèi)阻5.0kΩ)B.電壓表V2(0~6V,內(nèi)阻8.0kΩ)C.電流表A1(0~0.6A,內(nèi)阻3.0Ω)D.電流表A2(0~3A,內(nèi)阻0.5Ω)E.滑動變阻器R1(10Ω,1A)F.滑動變阻器R2(100Ω,

0.5A)BCEABCDEFGH未答44.44%(20)53.33%(24)95.56%(43)4.44%(2)86.67%(39)8.89%(4)0%(0)0%(0)2.22%(1)（3）根據(jù)U-I曲線，則小燈泡兩端電壓為3.8V時的功率P=

W，此時小燈泡的電阻是

Ω1.52**1.52:77.78%(35)15.2:8.89%(4)未答:6.67%(3)1.6:2.22%(1)1.58:2.22%(1)1.25:2.22%(1)（3）根據(jù)U-I曲線，則小燈泡兩端電壓為3.8V時的功率P=

W，此時小燈泡的電阻是

Ω9.51.52**9.5:75.56%(34)未答:8.89%(4)4.5:4.44%(2)1.9:2.22%(1)5:2.22%(1)0.15:2.22%(1)9:2.22%(1)8.15:2.22%(1)6.在“測定金屬的電阻率”的實驗中，用螺旋測微器測量金屬絲直徑時的刻度位置如圖所示，用米尺測出金屬絲的長度L，金屬絲的電阻大約為5Ω，先用伏安法測出金屬絲的電阻R，然后根據(jù)電阻定律計算出該金屬材料的電阻率．(1)金屬絲的直徑為______mm.（0.5＋0.179）mm＝0.679mm.0.6790.6780.6800.680:71.11%(32)未答:4.44%(2)0.681:4.44%(2)0.518:2.22%(1)**0.679:2.22%(1)0.650:2.22%(1)0.620:2.22%(1)0.668:2.22%(1)0.659:2.22%(1)Other::6.67%(3)溫馨提示：先考慮電路是限流還是分壓，是內(nèi)接還是外接，再開始電路畫圖(2)為此取來兩節(jié)新的干電池、電鍵和若干導線及下列器材：A.電壓表0～3V,內(nèi)阻10KΩB.電壓表0～15V,內(nèi)阻50kΩC.電流表0～0.6A,內(nèi)阻0.05ΩD.電流表0～3A,內(nèi)阻0.01ΩE.滑動變阻器,0～20ΩF．滑動變阻器,0～500Ω①要求較準確地測出其阻值，電壓表應、電流表應和滑動變阻器分別應選（）A

C

E②在下列方框內(nèi)正確畫出實驗電路圖金屬絲的電阻大約為5ΩABCDEFGH未答88.89%(40)6.67%(3)88.89%(40)6.67%(3)95.56%(43)0%(0)0%(0)0%(0)4.44%(2)③實驗中某同學的實物接線如圖實所示，請指出該同學實物接線中的兩處明顯錯誤．錯誤1：_____________________________；錯誤2：_____________________________.導線接在滑動變阻器的滑片上電路采用了內(nèi)接法解析②:檢查電路通常從電表的正負、量程、串并聯(lián)、內(nèi)外接、限流分壓、滑片P的位置、短路斷路等方面檢查。六、答題注意事項小結1、關于電流表內(nèi)外接：待測電阻較大時一般是內(nèi)接，測量結果偏大（大內(nèi)大）待測電阻較小時一般是外接，測量結果偏小（小外?。?、關于分壓與限流：根據(jù)題目的要求和隱含條件確定是限流還是分壓電路3、關于滑動電阻器大小的選擇：分壓時選R滑小于RX的；限流時選R滑大于RX的4、關于滑動變阻器在閉合開關前p的位置分壓時移到R滑最小值位置；限流時移到R滑最大值位置5、關于器材的選擇主要從安全、準確、方便操作三個方面來考慮選擇伏安法測電阻復習課.PPT/fhd/show.aspx?id=948&cid=46同學們再見！返回教學后記（1）本節(jié)復習課，是粵教版選修3-1第二章伏安法測電阻實驗的復習課。設計理念利用新的教學媒體和手段開展課堂教學，改變以往教師在復習課中，占用較長時間總結概念規(guī)律的做法，提供給學生更多的時間練習和思考，讓學生在練習實踐中提高解決問題的能力。學情實際學生中考名次95%以上都是南海區(qū)8000名之后，學生基礎相對較差，學習能力和理解能力都不太強，多次考試的平均分都不到60分。教學后記（2）

設計思路本實驗對高二學生來說還是具有一定的綜合性，涉及的知識要點比較多，根據(jù)我校學生的實際，我用8分鐘左右的時間對重要知識點進行提示，然后就是根據(jù)實驗的特點和學情，設計和選擇相關練習題，這些習題是與本節(jié)課重要知識點（選擇器材和設計電路）對應，或是與學生的知識模糊點和易錯點對應。教學手段

利用