高中物理3-1伏安法测电阻讨论与练习
一,关于伏安法测电阻
1,原理:部分电路的欧姆定律。 2,电流表外接法,如图1所示。
(1), 适用于测小阻值电阻,即Rx 远小于Rv 时。 (2),误差分析: 产生误差的原因:电压表V 分流。
3,电流表内接法,如图2所示。
(1),适用于测大阻值电阻,即Rx 远大于R A 时。 (2),误差分析:
产生误差的原因:电流表A 分压。
4,内、外接法的选用原则 ①计算临界电阻:
若Rx>R 0,待测电阻为大电阻,用内接法 若Rx 即大电阻,内接法;小电阻,外接法。大内小外。 ②,试触法确定内外接法:在不知道R V 、R A 、R X 的大致值时,可用试触法,如图3所示触头分别接触a 、b 两点:若V 变化大,说明A 分压大,应用外接法;若A 变化大说明V 分流大,应用内接法。 图3 二,伏安法测电阻专题练习 1、小明同学做电学实验,通过改变滑动变阻器R 3电阻的大小,依次记录的电压表和电流表 V V X V A V X A V U R R U R R I R R I I =∠+-测真= =V V A X A A A U U U R R R R I I -=+>测真== R R 待 0R =1 的读数如下表所示 分析表格中实验数据,可推断小明实验时所用的电路可能是下列电路图中的哪一个?【 】 2、有一个阻值看不清的电阻器R x ,要测出它的电阻值. (1)小明按左图的电路图连接好电路,检查无误后闭合开关S ,观察到电压表的示数为1.6V ,电流表的示数如右图所示,则通过电阻器R x 的电流为_____A ,R x 的电阻为____Ω. (2)实验中,为了减小误差,小明还需进行的操作是 _______________________________________________________________ 。 (3)下图是小虎做这个实验连接的实物图,请你指出其中的三个错误或不妥之处。 ①________________________________________________________________________ ②________________________________________________________________________ ③_________________________________________________________________________ 3、做测定电阻阻值的实验. (1)小明根据如图所示的电路图,将图中的实验器材连接成实验电路. 同小组的小亮在检查时认为,从实验目的来看,实验电路上有一根导线连接错了,建议小明改接. ①请你在接错的那根线上打“×”;②另画一根导线,使电路连接正确;③如果不改接这根导线 ,对实验的影响是:__________________ (具体说明是什么影响). A B C D R X R S (2)小明将电路改接正确后,合上开关,调节变阻器的滑片到某位置时,电压表和电流表的指示如图所示,则 电压表的读数是 V ,电流表的读数是 A ,被测电阻R x 的阻值是 Ω. (3)小明和小亮为他俩在全班首先获得测量结果而高兴,准备整理实验器材结束实验. 你认为他们的实验真的结束了吗?你会给他们提出什么建议呢?①写出你的建议: ________________________________________________________________________; ②你提出这个建议的目的是:________________________________________________. 4、我们知道,测量时总存在误差,通常将测量值与真实值之差叫做绝对误差.初中电学实验中所用电流表的准确度等级一般是2.5级的.2.5级电流表的含义是,用该电流表测量时的最大绝对误差不超过满刻度值的2.5﹪.下表给出了用2.5级电流表测量电流时,电流表指 (1)上表中的最后一空处相应的百分误差应是_____________%. (2)从上表中的数据可以看出,该电流表的指针偏转的角度越大,百分误差___________(选填“越大”“越小”或“不变”). (3)如果用准确度等级是2.5级的电流表进行测量时要求百分误差小于3.75%,则该电流表指针的偏转角度 应大于满刻度的_______________. 5、给出下列器材: A . 电压为3V 的电源;B.量程为3V 的电压表;C.量程为 15V 的电压表 ; D.量程为0.6A 的 电流表;E.量程为3A 的电流表; F.滑动变阻器;G.开关及导线. 1 V 5 0.6 2 A 3 0.4 C A B P 现在要测量一个约为10Ω电阻R X 的阻值. (1)为了提高实验准确度,应选择器材A 、F 、G 和 、 (填写器材代号)。 (2)图为实验时实物连接图,其中滑动变阻器尚未接入,请你用笔画线表示导线将它连入电路。 (3)闭合开关接通电路,移动滑动变阻器的滑片时,发现电流表、电压表的读数都比较小,而且不随滑片的移动而发生变化,可能的原因是把滑动变阻器的 两个接线柱接入了电路。 6、小组测量小灯泡的电阻,设计的电路图中有1处错误,请你将错误之处圈出来,并改正 在原图上。然后按照改正好的电路图,将没有完成的实物图连接好。 7、小刚同学测量2.5V 小灯泡的电阻时,连接的电路如图: (1)检查电路,发现有一根导线连接错误,请你在连接错误的导线上打“×”,若没有发现错误,闭合开关,会出现 现象.在图中补画出正确的连线.闭合开关前,他应将滑动变阻器的滑片调到 端(填“A ” 或“B ”); (2)小刚改正错误后,按正确的操作测得的数据如右表: 则第1 次测得的小灯泡的电阻为 ; 从表中计算 出三次小灯泡的电阻不相等,你认为可能的原因 是 . 8、小明和小亮利用图所示的电路测未知电阻的阻值. (1)根据他们连接的实验电路可知,电表甲应是 表. (2)实验中他们检查电路无误后闭合开关,观察了两电表的示数.计算出被测电阻R =_Ω. (3)完成了上步计算后小明认为实验就完成了,小亮则认为,仅这样就得出电阻的阻值不够可靠.原因是 。 (4)为了得到更可靠的结果,你认为接下去他们的具体操作应是 。 9、在测定标有“2.5V ”字样的小灯泡电阻的实验中: (1)请你根据电路图将实物电路补充完整. (2)通过实验得到了三组U 和I 的数据(如右表)。当灯泡两端电压为3.0V 时,电流表示数如上右图,请将读数填入表格中。 (3)小灯泡正常发光时的电阻为________Ω。 10、下图是“伏安法测电阻”的实验电路图。 ⑴在图中的圆圈内填入电流表、电压表的符号; ⑵某同学规范操作,正确测量,测得3组实验数据分别是:U 1 = 2.4V ,I 1 = 0.20A ;U 2 = 4.5V ,I 2 = 0.38A ;U 3 = 6.0V ,I 3 = 0.50A 。请你在虚线框内为他设计一个表格,并把这些数据正确填写在你设计的表格内。 ⑶、根据表格中数据,请你算出待 测电阻R x ≈ Ω。 ⑷、分析表格中的数据,你能得出的一个..结论是: 11、如图所示,是王燕同学连接的测电阻R x 的电路。 (1)电路中有一根导线连接错了,请你在接错的导线上打一个叉,并画出正确的连线。 (2)在方框中根据改正后的电路画出电路图。 (3)实验中测出了如下表所示的数据,其中第3次测量时电流表的表盘如图所示,请你读 出电流值填在表格中。电阻测量值R x = Ω。 实验次数 1 2 12、某同学在“用电压表和电流表测导体的电 阻”实验中,按如图所示的电路图连接好电路, 移动滑动变阻器的滑片,使滑动变阻器连入电 路的阻值最大。闭合开关,移动滑动变阻器的 滑片,分别读出电压表和电流表的几组示数并 记录,根据记录的数据,作出如图所示的U— I图线。则被测电阻R1的电阻值为 Ω。滑动变阻器的滑片在某一位置时,电压表 的指针位置如图所示(电压表所接的量程为0 —3V),则电压表的示数为 V。 13、小林同学利用电压表和电流表测量电阻R的阻值,实验电路如下图甲所示、 (1)按照图甲所示的电路图,将图乙中的电流表(用0.6A量程)正确连入电路(用笔画线表示导线). (2)实验中,当滑动变阻器的滑片P滑到某一位置时,电流表和电压表V2的示数如图丙所示,由此可知,电压表V2测出的是电阻的电压,电阻Ω. (3)小林发现另一个同学实验时,电路连接正确,电压表从的示数为3 V,但是反复移动滑动变阻器的滑片P,电压表V2的示数总是与V1的示数相等,由此可见,发生故障的原因可能是滑动变阻器或者是R1. 14、用如图甲所示的电路可以测量一个未知电阻的阻值,其中Rx为待测电阻,R为电阻箱 (符 号为≠),s为单刀双掷开关,R。为定值电阻.某同学用该电路进行实验,主要步骤有: A.把开关S接b点,调节电阻箱,使电流表的示数为I, B.读出电阻箱的示数R C.把开关S接a点,读出电流表的示数为I D.根据电路图,连接实物,将电阻箱的阻值调至最大 (1)上述步骤的合理顺序是___________________ (只需填写序号). (2)步骤A中电阻箱调节好后示数如图乙所示,则它的示数为________ Ω.若已知R。的 阻值为1OΩ,则待测电阻的阻值为Ω. (3)本实验所采用的物理思想方法可称为_______________(选填“控制变量法”或“等效 替代法”). 三,伏安法测电阻专题练习答案 1、 B 2、 (1)0.32 5 (2)移动滑片,至少再测出两组电流和电压的值. (3)①电压表的量程选择偏大. ②把滑动变阻器的电阻线两端接入电路,无法改变接入电路的电阻. ③电流表的正负接线柱接反. 3、(1)①如图 ②将电压表的正接线柱与变阻器的C (或“D ”)接线柱或被测电阻右边的接线柱相连 ③电压表不能测被测电阻两端的电压(如笼统说“不好 做实验”之类,或说电压表测的是……之类,因未具体说明或正面回答,均不得分) (2)1.8 0.24 7.5 (3)应改变R X 两端电压再进行几次(或“两次”、“三次”)实验;或“再测两组数据”、“三组以上数据” 求电阻的平均值(或“多次测量取平均值”)减小误差;或简答为“减小误差” 4、(1) 50 (2) 越小 (3) 三分之二 5、B 、D 图略(把变阻器的接线柱一上一下接入电路) A 、B 6、 7、(1)如图所示 ①灯泡不亮 ②电压表的指针指向最大刻度右侧 ③电流表无示数.(答出一种现象即可); B ;(2)10Ω;小灯泡灯丝的电阻随它温度升高而增大或测量中出现误差. 8、(l )电压(2)10(3)没有多次测量求平均值 (4)移动滑动变阻器的滑片,读取几组电压值和电流值,算出每次测得的电阻,再求平均值(回答不完整酌情给分) 9、(1)作图(如右图) (2)0.28 (3)10 × 10、⑴图略⑵略⑶12 ⑷导体中的电流与导体两端电压成正比(导体两端电压与导体中的电流的比值不变) 11、(1)如图所示(2)图略(3)1.7,2.0 12、8 1.6 13、(1)如图所示 (2)R1 10 (3)短路断路或开路 14、(1)DCAB (2)47 47 (3)等效替代法 伏安法测电阻专题精选 错误!未定义书签。.下列图像中,能正确描述小灯泡U-I关系的是: 错误!未定义书签。.(多选)如图所示的四个电路中,电源电压保持不变,R0为已知阻值的定值电阻,可以测出未知电阻Rx阻值的电路是 错误!未定义书签。.如图所示,是某同学用“伏安法”测量定值电阻R (阻值未知)实验电路图.如果电流表的内阻为R A ,示数为I ;电压表的内阻为R V ,示数为U,则通过待测电阻R的电流为____,待测电阻R 的阻值为____. 错误!未定义书签。.甲乙两地相距40km ,在甲乙两地之间沿直线假设了两条输电线.已知每条输电线每k m的电阻为0.2Ω,现输电线在某处发生了短路,为确定短路位置检修员在甲地把电压表、电流表、电源、开关和甲地输电线的两端接成“伏安法测电阻”的电路进行测量. (1)请你用笔画线代替导线,把如图甲所示的实物图连接起来(导线不许交叉). (2)测量时电压表、电流表的示数如图乙所示,则电流表示数为____A,电压表示数为____V. (3)短路位置离甲地的距离约为____km . 0.2 0.4 0.6 2 1 3 0.6 3 - 0 1 2 3 15 0 - 乙 U U U U I I I I A B C D R x R 0 S V S R x R 0 A S V R x R 0 S R x R 0 A A B C D 乙 甲 甲 甲 . 错误!未定义书签。.如图所示,小明同学在“测未知电阻Rx”的实验中 (2)闭合开关前,图乙中滑动变阻器的滑片P应位于____(选填“A”或“B”)端. (3)闭合开关后,发现电流表指针几乎不动,电压表示数约为电源电压,故障的原因是____(选填“Rx短路”或“Rx断路”). (4)排除故障后,小明通过实验得到数据如下表所示,其中第1次实验的电流表示数如图丙所示,为____A,则所测电阻Rx的值是____Ω. 实验序号 1 2 3 电阻R/Ω 电压U/V 1.0 1.5 2.0 电流I/A 0.15 0.20 (5)若在实验中,电压表不能使用,滑动变阻器最大阻值为R0,当滑片置于最左端时,电流表示数为I1,滑片P置于最右端时,电流表示数为I2,则未知电阻的表达式:R x=____. 1.如图甲所示是测量定值电阻R x阻值的实验电路,器材可以满足实验要求。 实验次数 1 2 3 电压U/V 1.0 1.6 1.8 电流I/A 0.3 2 0. 56 电阻R x/Ω 3.13 3. 21 电阻的平均值R′x/Ω (2)同学们又设计了两种测量方案,方案中定值电阻的阻值为0。 2018物理一模伏安法测电阻集锦 1.甲、乙两位同学做“用电流表、电压表测电阻”实验。两位同学所用器材完全相同,电源电压为6伏,待测电阻的阻值约为10欧,滑动变阻器标有“20Ω ”。 (1)甲同学按照18(a )所示电路图正确连接电路,在闭合电键前,他应将滑动变阻器的滑片P 移到 (选填“A”或“B”)端。 (2)甲同学闭合电键,将滑动变阻器的滑片P 移到某一位置时,两电表示数如图18(b )所示,由此可知:电压表示数为 伏,电流表示数为 安。 (3)甲同学继续移动滑片获取多组数据,其目的是 。 (4)乙同学将测得的三组数据记录在下表中,甲同学发现乙同学的实验数据存在问题,请你判断甲同学说的是否正确 (选填“是”或“否”),并简述你的理由: 。 2 . 为测量某个未知阻值的电阻,老师提供了两节新的干电池、电压表、电流表、电键、滑动变阻器、若干导线。小红和小华分别设计了图12甲、乙所示的实验电路图。 ①由设计的电路图可知,他们的实验原理是:________________________; ②比较两个实验电路,你认为更为合理的是图______,理由是_____________________; ③小华按照图12乙连接实物继续实验,并设计了如下实验数据记录表。 (a )闭合电键S 后,移动滑动变阻器滑片P 的过程中,电压表、电流表有示数,但示数变化范围很小,简述产生该现象的原因。________________________________________ (b )请在下表中补上实验数据表格的有关栏目。 0 0 3 (a ) 图18(b ) 3.小张同学做“用电流表、电压表测电阻”的实验,现有电源(电压保持不变)、待测电阻 R x 、电流表、电压表(只有0~3伏档完好)、滑动变阻器、电键及导线若干。小张正确连接电路 后严格按要求进行操作,当他闭合电键时发现两电表的示数如图14(a )、(b )所示。他经过思考后仍用原有器材重新连接了电路,并测得了三组数据记录在下表中。根据该同学的实验及测量的数据,完成以下问题。 ① 实验所用电源的电压为________(14)伏。 ② 请将上表填写完整。(计算电阻时,精确到欧)________(15) 4. 小红同学做“用电流表、电压 表测 电阻”实验,电源电压保持不变,实验所用器材齐全且完好,滑动变阻器所标的“1安”字样清晰可见。小红在连接变阻器时将滑片置于一端,使其电阻线全部接入电路中,电路连接完毕后试触电键,观察到电压表的指针位置如图12(a )所示。她经过分析思考,重新正确连接电路,且实验步骤正确,闭合电键后观察到两电表的示数分别为安、伏。随后根据要求,又进行了两次实验,其中一次实验是使电路中的电流达到最大,此时两电表的指针位置如图12(b )、(c )所示。 ① 根据图12(b )、(c )所示,该次实验所测得待测电阻的阻值为________(15)欧。(计算结果精确到欧) ② 根据相关信息,请写出试触电键时电压表接在电路中的可能位置。________(16) ③ 根据相关信息,求本实验所用滑动变阻器的最大阻值。________(17)(写出简要的计算过程或理由) 5.小王同学做“用电流表、电压表测电阻”实验,电源电压为3伏且保持不变,所有器材均完好。他移动滑动变阻器的滑片到阻值最大处,闭合电键,观察到电压表示数如图19所示,且电流表指针偏离零刻度线的角度与电压表相同。然后他移动变阻器的滑片至中点,观察到电压表的示数变小至伏。接着他继续移动变阻器的滑片,发现电路中的最大电流为安。 请将下表填写完整。(计算电阻时,精确到欧) (9) (a ) 图14 (b ) 图12 (a ) (b ) (c ) 伏安法测电阻专题精选1.下列图像中,能正确描述小灯泡U-I关系的是: 2.(多选)如图所示的四个电路中,电源电压保持不变,R0为已知阻值的定值电阻,可以测出未知电阻R x阻值的电路是 3.如图所示,是某同学用“伏安法”测量定值电阻R(阻值未知)实验电路图.如果电流表的内阻为R A,示数为I;电压表的内阻为R V,示数为U,则通过待测电阻R的电流为____,待测电阻R的阻值为____. 4.甲乙两地相距40km,在甲乙两地之间沿直线假设了两条输电线.已知每条输电线每km的电阻为0.2Ω,现输电线在某处发生了短路,为确定短路位置检修员在甲地把电压表、电流表、电源、开关和甲地输电线的两端接成“伏安法测电阻”的电路进行测量. (1)请你用笔画线代替导线,把如图甲所示的实物图连接起来(导线不许交叉). (2)测量时电压表、电流表的示数如图乙所示,则电流表示数为____A,电压表示数为____V. (3)短路位置离甲地的距离约为____km. 5.如图所示,小明同学在“测未知电阻R x”的实验中. (1)连接电路时,开关应____.请用笔画线代替导线,根据图甲将图乙所示的实物电路连接完整. (2)闭合开关前,图乙中滑动变阻器的滑片P应位于____(选填“A”或“B”)端. (3)闭合开关后,发现电流表指针几乎不动,电压表示数约为电源电压,故障的原因是____(选填“R x短路”或“R x断路”). (4)排除故障后,小明通过实验得到数据如下表所示,其中第1次实验的电流表示数如图丙所示,为____A,则所测电阻R x的值是____Ω. 实验序号123 电阻R/Ω 电压U/V 1.0 1.5 2.0 电流I/A0.150.20 (5)若在实验中,电压表不能使用,滑动变阻器最大阻值为R0,当滑片置于最左端时,电流表示数为I1,滑片P置于最右端时,电流表示数为I2,则未知电阻的表达式:R x=____. 6.如图甲所示是测量定值电阻R x阻值的实验电路,器材可以满足实验要求。 (1)同学们按照电路图正确连接电路后,闭合开关,改变电阻R x两端的电压进行了三次测量,其中第二次实验中电流表的示数如图乙所示,请将表格中的实验数据补充完整。 1、小明同学做电学实验,通过改变滑动变阻器R 3电阻的大小,依次记录的电压表和电流表 电压表读数 U /V 电流表读数I /A 分析表格中实验数据,可推断小明实验时所用的电路可能是下列电路图中的哪一个【 】 2、有一个阻值看不清的电阻器R x ,要测出它的电阻值. (1)小明按左图的电路图连接好电路,检查无误后闭合开关S ,观察到电压表的示数为,电流表的示数如右图所示,则通过电阻器R x 的电流为_____A ,R x 的电阻为____Ω. (2)实验中,为了减小误差,小明还需进行的操作是 _______________________________________________________________。 (3)下图是小虎做这个实验连接的实物图,请你指出其中的三个错误或不妥之处。 ①________________________________________________________________________ ②________________________________________________________________________ ③_________________________________________________________________________ 3、做测定电阻阻值的实验. (1)小明根据如图所示的电路图,将图中的实验器材连接成实验电路. 同小组的小亮在检查时认为,从实验目的来看,实验电路上有一根导线连接错了,建议小明改接. ①请你在接错的那根线上打“×”;②另画一根导线,使电路连接正确;③如果不改接这根导线,对实验的影响是:__________________ (具体说明是什么影响). A R 1 A V R 2 R 3 S R 1 A V R 2 R 3 S R 1 A V R 2 R 3 S A V R 1 R 2 R 3 S B C D 伏安法测电阻 一、伏安法测电阻 1、定义:用电压表和电流表分别测出电路中某一导体两端的电压和通过的电流就可以根据欧姆定律算出这个导体的电阻,这种用电压表电流表测电阻的方法叫伏安法。 2、原理:I=U/R 3、电路图: 2.如图所示,电源电压保持不变,开关S 由闭合到断开时,关于电流表的示数变化,下列说法正确的是( ) A .A 1示数变大,A 2示数变小 B .A 1示数变小,A 2的示数不变 C .两表示数都变小 D .两表示数都变大 4.在图所示的电路中,当S 1、S 2均闭合时,为了使电流表、电压表的示数均减小,下列操作可行的是 ( ) A .断开S 1,滑片向左移 B .断开S 2,滑片向右移 C .保持P 不动,使S 1由闭合到断开 D .保持P 不动,使S 2由闭合到断开 5.小明同学为了探究电流跟电阻的关系,在如图所示的情况下,将A 、B 两点间10Ω的电阻更换为20Ω的电阻,闭合开关后,下一步的操作应当是 ( ) A .记录电流表和电压表的示数 B .将滑动变阻器滑片向右移动 C .将滑动变阻器滑片向左移动 D .适当增加电池的节数 8.某同学在实验室里连接一个电路(如图所示),她想让小灯泡暗些,则应该将滑动变阻器的滑片P 向_______端移动。在这一过程中,连入电路的电阻值逐渐变____________。 9.用电流表、电压表测电阻的实验: (1)在连接电路的过程中,开关始终是_____(填“断开”或“闭合”)的; (2)根据图所示实物连接情况,闭合开关前滑片P 若在B 端,线的M 端应接滑动变阻器的_____端;(填“A ”或“B ”,并在图中连接) (3)根据实物连接图画出电路图; (4)滑片P 移动到某一位置时,电流表、电压表读数如图所示. --0.6 3 315 I=_____A ,U=_____V ,电阻R=_____Ω 1.如图所示的电路中,电源电压6V 保持不变,定值电阻的阻值为10Ω,滑动变阻器的最大阻值为20Ω。当开关闭合,滑片由b 端向a 端移动的过程中,以下说法正确的是 ( ) A .电压表的示数减小 B .电压表示数与电流表示数的比值不变 C .当滑片移到中点时,电压表示数为2V D .当滑片移到a 端时,电流表示数为0.2A 2.一只小灯泡上标“6V 0.4A ”的字样,这只小灯泡正常工作时的电阻为______Ω。现要将该小灯泡接入8V 的电源上,为使其能够正常发光,应串联一个______Ω的电阻。 8.如图所示,电流表量程为0~0.6A ;0~3A ,电压表量程为0~3V ;0~15V ,滑动变阻器阻值为0~10Ω,两节干电池(串联使用),一个开关还有若干导线.利用这些器材测一个约为5Ω左右的电阻的阻值. 伏安法测电阻 一、 伏安法及测量原理 测量原理:用电压表测出电阻两端的电压U ,用电流表测出通过电阻的电流I ,利用部分电路的欧姆定律可以测出电阻的阻值R ,即 这种用伏特表和安培表测量电阻的方法叫伏安法。 二、 伏安法测电阻的两种电路 a) 电流表接在电压表和两接线柱外侧,叫外接法。如图: b) 电流表接在电压表和两接线柱内侧,叫内接法。如图: 三、 伏安法测电阻的误差分析 上面两图中,Rx 为待测电阻,因为电流表、电压表分别有分压、分流作用,因此两种方法测量电阻都有误差。 1、电流表外接法 电压表示数 U V = U R 电流表示数 I A = I R + I V > I R R 测 = 测量值偏小,适于测量小阻值电阻 。 说明:误差来源于电压表的分流作用,分流越小,误差越小,所以该电路适合测量小电阻, 即Rx 《 R V. . 外接法: 内接法:伏安法测电阻专题精选
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