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电学实验专题-伏安法测电阻.知识结构实验四: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/I3. 测量的物理量:U,I4. 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: 熟悉伏安法测电阻的实验电路图。 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:_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/Rx滑动变阻器变阻(“一上一下”)阻值最大(“滑片远离下接线柱”)_联在电路中电压表“_”接线柱流入,“_”接线柱流出量程选择: 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。 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Rx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。物理量实验次数电压(伏)电流(安)电阻(欧)Rx阻值(欧)1237. 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.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“20W 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RX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0.200.58安。根据该实验情况,请在下表中补上有关数据,并求出RX的阻值。(计算电阻时,精确到0.1欧)电压(V)电流(A)电阻()电阻()12.70.2820.230.58 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Rx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。 (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010,018,030,042,050;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“20 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RX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 。Tips: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”)。图14 (a) (b)(c)SR 3 15V 0.6 3A(2)实验所用滑动变阻器标有“20 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?”Key: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。(a) (b) (c)图14 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 。 该实验所用电源的电压为 伏,滑动变阻器的最大阻值为 欧。 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)。Tips: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.Key:(11)连接电路时,电键已闭合 (12) 3; (13)20。 (14)10.6(a)(b)图12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。Key: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。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 。图19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。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。
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