第10课时 电阻的测量

第10课时 电阻的测量
『解读考标』：
本节复习主要解决以下问题 1、会利用伏安法测电阻； 2、会进行电路故障分析；
『直击考点』：
本节考点梳理
1、伏安法测量灯泡工作时的电阻
器材：学生电源、小灯泡、电流表、电压表、滑动变阻器、开关、导线若干。

原理：欧姆定律I=U/R 的变形公式R=U/I 。

电路：
滑动变阻器的作用：（1）保护电路；
（2）改变电路中的电流和灯泡两端的电压，实现多次测量。

结论：小灯泡在不同的电压下，电阻不同，随着电压降低，其电阻也随着减小。

此处是考虑温度对电阻的影响。

2、电路故障（以伏安法测电阻电路为例）
原因：电路某一部分出现 （接触不良）或 使用不当。

实例：（1）电流表相当于一个能显示电流的小电阻，电压表相当于一个能显示电压的大电阻。

若电流表并联在用电器两端，用电器相当于被短路：若电压表串联在电路中，电路中电流几乎为0
（2）电压表示数为0，则故障原因可能是：和电压表并联的用电器电阻为0或短路（此时电流表有一定的示数）。

（3）电压表示数等于电源电压，则故障原因可能是：和电压表并联的用电器短路（此时电路表所在的电路中串联了一个大电阻，使电流表几乎无示数）。

『精析名题』：
本节必须掌握下列类型题 类型一 伏安法测电阻
例题1. 利用伏安法测定额定电压2.5V 的小彩灯正常发光时的电阻，实验室提供了图10—1所示的器材。

（1）请在图中将器材连接成实验电路。

（2）下表是四位同学在实验中遇到的现象，
请你分别
图10—1
写出造成这些现象的具体原因。

（3）正确连接电路后，闭合开关，移动滑动变阻器的 滑片，当 时，小彩灯正常发光，此时电流表的示数如图10—2所示，则小彩灯的电阻为 Ω。

【解析】通常情况下，由于灯丝电阻随温度而发生变化，所以在不同电压下灯泡的电阻是不同的，这就是问题的由来。

在连接电路时，既要考虑实验原理，还要注意接线准确、规范，如先连干路，后连支路；连接电表时，既要保证电流方向正确，又要注意选择合适的量程，使测量尽可能准确；连线到位，不交叉，不短路。

题中列出的四种现象是学生分组实验中经常碰到的，只要认认真真做了测电阻的实验，而不是一味地靠听、背、记，就不难分析出原因。

小彩灯正常发光的标志是在额定电压2.5V 下工作，读出此时电流表的示数，再根据欧姆定律即可测得小彩灯的电阻。

类型二 电路故障分析
例题2. （南京 2010）如图10—3所示电路，电源电压不变，闭合开关S ，灯L 1和L 2
均发光．一段时间后，一盏灯突然熄灭，而电流表和电压表的示数都不变，出现这一现象的原因可能是（ ） A. 灯L 1断路 B ．灯L 2断路 C ．灯L 1短路 D ．灯L 2短路
【解析】电路故障主要是由于电路某一部分出现断路（接触不良）或短路或电表使用不当造成的，通常先把电路中的电压表和电流表理想化处理。

电流表的内阻很小，看作是一根导线，电压表内阻很大，看作是断路。

本题中，由于电流表示数不变，所以L 2没有故障。

而电压表测量电源电压，示数不改变。

如果L 1短路，会导致两盏灯都不亮，所以L 1断路，答案选A 。

例题3. 如图10－4所示电路中，当开关S 闭合后，灯泡不发光，若已经确定问题是由于灯泡短路或断路引起的，在不允许拆开电路的情况下，请你用一只电压表接入电路中的a 、b 、c 、d 任意两点间（不造成短路）．分别对故障进行分析判断，请参照示例，把方法和判断结果填人下表中（限填写一种方法）：
图10—2
图10—3
图10—4
【解析】本题是分析电路故障的探究题。

在串联电路中只有一处故障的情况下，用电压表判断电路故障时，（1）如果用电器短路造成的故障，判断方法是：用电压表测出用电器两端的电压，若U ＝0则用电器短路；（2）如果是用电器断路造成的故障，判断方法是：用电压表测出用电器两端的电压，若U ＝0，说明用电器良好，若U ≠0，则用电器断路。

本题答案为：
『小试牛刀』： 一、选择题
1、（桂林2010）如图10—5所示的电路中，各个元件均能正常工作。

当开关闭合后，下列说法正确的是（ ）
A ．两表指针有明显偏转
B ．两表指针几乎不动
C ．电流表指针有明显偏转，电压表指针几乎不动
D ．电压表指针有明显偏转，电流表指针几乎不动
2、（福州 2010）如图10—6所示，L1和L2是两只相同的小灯泡，a 、b 是电流表或电压表。

闭合开关S 后，若两灯都能发光，则（ ） A ．a 、b 均为电流表
B ．a 、b 均为电压表
图10—5
C ．a 为电流表，b 为电压表
D ．a 为电压表，b 为电流表
3、如图10—7，小华在做测定灯泡电阻的实验中，将正常的电流表、电压表接人电路，当闭合开关后，发现电压表有读数(等于电源的电压)，电流表读数为零。

移动滑动变阻器滑片时电压表读数基本上没有变化，电流表始终为零。

其原因可能是 ( ) 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
4、图10—8是四位同学设计的用伏安法测电阻R 的电路图，其中正确的是( )
5、用电压表、电流表测量电阻实验中，在连接电路时，下列注意事项中，其中不必要的一点是 ( )
A ．连入变阻器时，应使滑片位于阻值最大的位置
B ．开关、电流表应接在靠近电源电流流出的一端
C ．连人开关时，应先将开关断开
D ．电压表应与待测电阻并联，电流表应与待测电阻串联，并使其“+”接线柱靠近电源的“+”极
二、填空题
6、（济宁 2010）某同学测小灯泡电阻的电路如图10—9所示，其中电源电压为4.5V 。

他按电路图正确连接好实验电路，并检查各元件完好。

然后闭合开关S ，发现灯泡很亮，且电压表的读数为4.5V 。

造成该现象的原因为是 。

7、（桂林2010）如图10—10甲所示的电路中，R 是一个定值电阻，R t 是一个半导体材料制成的热敏电阻，其阻值随温度变化的曲线如图10—10乙所示，当开关闭合且电阻R t 所处的环境温度升高时，电流表示数 ，电压表示数 。

（以上两空选填“增大”、“减小”或“不变”）
图10-8
图10—6
图10—7 图10—9
图10—10
8、用伏安法测电阻时，已知待测电阻阻值在10～20Ω之闾，现用6V 的电池组，那么在实验中，电压表的量程应选用________V(电压表的量程有0～3 V 、0～15 V 两挡)，电流表的量程应选用________A(电流表的量程有0～0.6A 、0～3 A 两挡)。

为测小灯泡的电阻，
9、（泰州市 2010）图10—11是自动测定油箱内油量的原理图。

R 2是规格为“20Ω 1A ”的滑动变阻器。

油量表是由量程为0～0.6A 的电流表改装而成的，R 1的阻值为10Ω，电源电压为3V 。

当油面上升时，电路中的电阻将____________，电流将________________（均选填“增大”或“减小”）；当R 2的滑片处于最上端时，电路中的电流是___________A 。

10、给你如图10—12所示的器材，请你完成如下几个小
题。

（1）用笔画线代替导线完成电路的连接，并在方框中画出相应的电路图。

（2）这个实验的原理是根据________定律I =U ／R 的变形公式________，用________和 ________测出待测电阻两端的________和通过电阻的________ ，从而算出电阻值。

（3）在连接电路时，开关应处在断开状态，这是为了____________________。

滑动变阻器应将滑片移至阻值最大处，这是为了_________________。

（4）某次实验的数据如图10—13所示，其中电压表的示数为_______。

若灯泡的电阻为l0Ω，则请在图中画出电流表指针的位置。

（5）测多组数据求平均值，可减小测量值的________。

『大展身手』：
11、把一根均匀电阻丝弯折成一个闭合的等边三角形abc ，如图10—14所示，图中d 点为底边ab 的中心。

如果cd 两点间的电阻为9欧姆，则
A ．ac 两点间的电阻是6欧姆
B ．ac 两点间的电阻是8欧姆
图10-12
图10-13
图10—11
C．ad两点间的电阻是5欧姆
D．ad两点间的电阻是9欧姆
12、（潍坊 2010）标有"2V1W”字样的小灯泡和标有“20Ω1A”字样的滑动变阻器，连接在如图10—15所示的电路中．已知电源电压为6V，电流表的量程为“0—0.6A”，电压表的量程为“0—3V”．闭合开关，移动滑动变阻器滑片，电流表、电压表示数的变化范围是（）A．0.25A—0.5A 1V—2V
B．0.25A—0.6A 1V—2V
C．0.3A—0.5A lV—1.5V
D．0.25A—0.5A 1.5V-2V
图10—15
13、如图10—16所示的电路中，电源电压恒定不变，当开关S闭合时（）
A．电压表示数变小，电流表示数变小，灯变暗
B．电压表示数变大，电流表示数变大，灯变亮
C．电压表示数不变，电流表示数不变，灯的亮度不变
D．电压表示数不变，电流表示数变小，灯变暗
S
图10—16 图10—17
14、（安徽2010）实际的电源都有一定的电阻，如干电池，我们需要用它的电压U 和电阻ｒ两个物理量来描述它。

实际计算过程中，可以把它看成是由一个电压为U、电阻为0的理想电源与一个电阻值为ｒ的电阻串联而成，如图10—17甲所示：
在图乙中R1= 14Ω , R2= 9Ω。

当只闭合S1时，电流表读数I1=0.2A ；当只闭合S2时，电流表读数I2=0.3A，把电源按图甲中的等效方法处理。

求电源的电压U 和电阻ｒ。

15、“曹冲称象”的故事流传至今，最为人称道的是曹冲采用的方法，他把船上的大象换成成石头，而其他条件保持不变，使两次的效果（船体浸入水中的深度）相同，于是得出大象的重就等于石头的重。

人们把这种方法叫“等效替代法”。

请尝试利用“等效替代法”解决下面的问题。

【探究目的】粗略测量待测电阻R X的值
【探究器材】待测电阻R x、一个标准的电阻箱（元件符号），若干开关、干电池、导线和一个刻度不准确但灵敏度良好的电流表（电流表量程足够大）。

【设计实验和进行实验】
（1）在右边的方框内画出你设计
的实验电路图；
（2）将下面的实验步骤补充完整，
并用字母表示需要测出的物理量；
第二步：；
第三步：；（3）写出R x的表达式：R x= 。