电阻的测量及电功率解析

第1节 电阻的测量提纲挈领一、伏安法测电阻的原理1．伏安法测电阻的原理是R=____________。

2. 用 表和 表测电阻的方法叫 法。

其实验电路图如右图所示： 二、伏安法测电阻的注意事项3.实验前，开关要_____，滑动变阻器应调到 ，测量时要逐次降低电压。

记下 值。

为了减小测量误差，还应 。

指点迷津一、特殊法测电阻例1.在物理实验中常用到等效替代法，例如将一个7Ω的电阻替换某支路中2Ω和5Ω串联的电阻，在其他条件不变的情况下，该支路中电流不变，说明一个7Ω的电阻与阻值为2Ω和5Ω串联的电阻对电流的阻碍作用是等效的，所以可用7Ω的电阻替代2Ω和5Ω串联的电阻．在用如图17.3-1所示电路测量未知电阻的实验中，用的就是等效替代的方法．其中R x 是待测电阻(阻值大约为几百欧)，只是滑动变阻器，Ro 是电阻箱(电阻箱的最大阻值大于R)。

(1)请根据实验电路图填写下列主要实验步骤中的空白。

①按电路图连接好电路，并将电阻箱的阻值调至最大。

②闭合开关S 1前，滑片P 置于 端。

(选填“a ”或“b) ③闭合开关S 1④闭合开关 ，调节滑片P ，使电流表指针指在适当的位置，记下此时电流表的示数I ⑤先断开开关 ，再闭合开关 ，保持 的电阻不变，调节 ，使电流表的示数仍为I(2)在此实验中，若将电流表改为电压表，其他器材不变，在虚线框内画出用等效替代法测量R X 电阻的实验电路图。

(要求所设计的电路在连接好后，只能通过开关改变电路连接情况)。

解析：首先明确，电阻箱是可以调出R x 的阻值的，先把待测电阻与滑动变阻器串联，即闭合S 3，读出此时的电流，然后断开S 3、闭合S 2，让电阻箱与滑动变阻器串联，改变电阻箱的阻值，当电流与第一次的电流相同时，说明电阻箱的阻值与待测电阻相同。

电阻箱与待测电阻并联，改变电阻箱的阻值，电阻箱两端的电压、滑动变阻器两端的电压与电流一样都会发生变化，所以电压表可以并联到电阻箱两端，也可以并联到滑动变阻器两端。

答案：(1)a S 3 S 3 S 2 R R 0 (2)如图17.3-2所示图17.3-1图17.3-2指点：伏安法测电阻是物理学中测电阻的一种重要方法。

用到的仪器有电压表和电流表，但这两个电表在只有一个并且还有一个定值电阻的情况下也可测出待测电阻的大小。

基本思路是用一个电表和定值电阻构建出另一个电表就可以了。

警示：①不会将电压表正确地放置在电路中；②闭合开关S 2 、S 3的顺序混乱基础练习：1．为了测定一定值电阻，某同学设计并连接了如图17.3-3所示电路，所使用的电源为两节 干电池。

请指出该同学在电路设计和连接上存在的两 个问题：① ； ② 。

2.如图17.3-4所示，AB 间的弹簧中间有可收缩的导线将滑动变阻器接入电路，R1为定值电阻。

当闭合开关S ，A 板上受到的压力F 增大时：(1)电流表示数将 ，电压表的示数将 ； (2)此装置可做为压力计使用，为使压力增大时，压力计的示数随指针向右摆动而增大，应把 （填“电流表”或“电压表”）改装为压力计。

3.两个电路元件a 和b 中的电流与其两端电压的关系如图17.3-5。

则元件a 的电阻为 Ω，元件b 的电阻为 Ω，a 和b 串联后的电阻为 Ω，a 和b 并联后的电阻为 Ω。

4．如图17.3-6所示为伏安法测量小灯泡电阻的电路图．(1)在电路图中的“○”内填上电表符号；(2)闭合开关S ，向A 端移动滑片P ，小灯泡的亮度会变__________；(3)图17.3-7中电流表的示数为______A ．5．如图17.3-8中的电流表A 1示数为0.6A ，电流表A 2的示数为1.2A ，电压表V 的示数为6V ，则R 1＝ Ω, R 2＝ Ω。

6．如图17.3-9所示，用伏安法测电阻时电压表的读数是_____V ，电流表的读数是_____A ，该电阻的阻值是 Ω。

图17.3-4 图17.3-3图17.3-5图17.3-6图17.3-77.如图17.3-10所示，虚线框内有两个阻值分别为5Ω、10Ω的电阻，小明同学想了解其连接方式，于是用3V 的电源、电流表和开关进行了检测，闭合开关后，测得电流表的读数为0.2A 。

则两个电阻的连接方式是 。

若要增大电流表的读数，可以采取的措施有 。

8.一串小彩灯，每个小彩灯规格为“4 V 0.3A ”，如图17.3-11所示，在正常情况下，细金属丝由于表面氧化铜而与灯丝支架不导通，若加上200V 以上电压时，氧化铜被击穿，细金属丝与灯丝支架导通。

已知灯丝冷时电阻为2Ω，热时电阻为20Ω，将这一串小彩灯串联在220V 电路中，在使彩灯正常发光情况下，应串联 个小彩灯，此时电路总电阻为Ω。

当其中一只彩灯灯丝烧断瞬间，细金属丝两端电压达到V ，故细金属丝与灯丝支架导通，保证其它灯泡继续发光。

9.对于“探究电流跟电阻的关系”和“伏安法测量电阻”这两个实验，下列说法不正确的是( )A.它们都是采用控制变量的研究方法B.它们的实验电路在教科书中是相同的C.前者多次测量的目的是分析多组数据，得出电流跟电阻的关系D.后者多次测量的目的是取电阻的平均值，减小误差10. 如果利用图17.3-13所示的电路来测量一个电阻 R 的阻值，那么x 、y 、z 应分别代表（ ） A ．电流表、电压表、滑动变阻器 B ．电压表、电流表、滑动变阻器 C ．滑动变阻器、电流表、电压表 D ．电压表、滑动变阻器、电流表11．小红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，发现电流表有读数，电压表读数为零，移动滑动变阻器滑片时电流表读数有变化，电压表读数始终为零。

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12．如图17.3-14，小华在做测定灯泡电阻的实验中，将正常的电流表、电压表接入电路，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 ．灯泡的钨丝断了图17.3-13图17.3-14图17.3-10图17.3-1113.为测小灯泡的电阻，给你如图17.3-15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17.3-16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。

14．“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Rx 的值【探究器材】待测电阻Rx 、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；第一步：开关断开，并按设计的电路图连接电路； 第二步： 第三步： （3）写出Rx 的表达式： Rx= 。

迁移提升15.在图17.3-17所示的电路中，电源电压保持不变，R 1为定值电阻，在滑动变阻器的滑片P 从最右端移到中间某个位置时，电压表V 1、V 2的示数分别为U 1、U 2，电流表A 的示数为I ，滑动变阻器连入电路中的电阻为R 2，三个电表的示数分别变化了ΔU 1、ΔU 2、ΔI ）A.11R I =U B. 22R I =U图17.3-15图17.3-16C. 11R I ∆=∆U D. 22R I ∆=∆U16．导体容易导电，绝缘体不容易导电。

有一些材料，导电能力介于导体和绝缘体之间，称做半导体，除导电能力外半导体有许多特殊的电学性能，使它获得了多方面的重要应用。

有的半导体，在受热后电阻迅速减小；反之，电阻随温度的降低而迅速的增大。

利用这种半导体可以做成体积很小的热敏电阻。

热敏电阻可以用来测量很小范围内的温度变化，反应快，而且精度高。

回答下列问题：（1）、如果将热敏电阻与电源、电流表和其他元件串联成一个电路，其它因素不变，只要热敏电阻所在区域的温度降低，电路中电流将变 （填“大”或“小”）。

（2）、上述电路中，我们将电流表中的电流刻度换成相应的温度刻度，就能直接显示出热敏电阻附近的温度。

如果刻度盘正中的温度刻度值为20℃（如图17.3-18所示），则25℃的刻度应在20℃的 边（填“左”或“右”）（3）、为了将热敏电阻放置在某蔬菜大棚内能检测大棚内温度的变化，请用图17.3-18中的器材（可增加元件）设计一个电路。

17.光敏电阻的阻值随光照射的强弱而改变。

“光强”表示光的强弱程度的物理量，照射光越强，光强越大，光强符号用 E 表示，国际单位为坎德拉（cd ）。

实验测得光敏电阻的阻值 R 与光强 E 间的关系如图17.3-19甲所示，根据图象解答下列问题：（1）光敏电阻随光强的增大而 ，随光强的减小而 。

（2）当光强为 E 1 时，光敏电阻的阻值为 R 1；当光强为 E 2 时，光敏电阻的阻值为 R 2，那么它们之间的关系式为 12R R = （用 E 1、E 2 表示）。

（3）将光敏电阻 R 、定值电阻 R 0、电流表、开关和电源连接成图17.3-19乙所示电路。

闭合开关，逐渐增大光敏电阻的光照强度，那么 。

（填正确答案的序号）①电流表的读数增大，光敏电阻两端的电压也增大 ②电流表的读数增大，但光敏电阻两端的电压减小 ③电流表的读数减小，但光敏电阻两端的电压增大图17.3-18图17.3-17乙光甲1.02.03.04.05.06.018.15.0E /c图17.3-19④电流表的读数减小，光敏电阻两端的电压也减小（4）在图17.3-19乙电路所示电路中，电源电压为 6V ，当光照强度为 4.5 cd 时，电流表的读数为 0.5 A 。

试求定值电阻 R 0 的阻值。

18.某实验小组的小刘和小李两位同学先后利用图17.3-20所示电路测量一定值电阻R x （不考虑温度对电阻的影响），图中连接电压表的线未画出。