17.3电阻的测量
【知识梳理】
1、伏安法测电阻:
(1)实验原理:,需要测量的物理量:导体两端的和通过导体的。
(2)实验电路图(如图所示):
(3)实验中滑动变阻器在本实验中的作用是:
①;②。
(4)测量三组数据的目的:。
(5)测量小灯泡的电阻时,取平均值作为小灯泡的电阻,
这是因为。
2、电路故障归纳:如图所示,电路连接正确,闭合开关后
(1)若发现无论怎样调动滑动变阻器,小灯泡都不亮,且电压表
有示数、电流表无示数,造成这种故障的原因是。
(2)若发现无论怎样调动滑动变阻器,小灯泡都不亮,且电压表
无示数、电流表有示数,造成这种故障的原因是。
(3)若发现无论怎样调动滑动变阻器,小灯泡一直很亮,电压表和电流表示数较大且不发生变化,造成这种故障的原因是。
(4)若发现无论怎样调动滑动变阻器,小灯泡都不亮,且电压表无示数、电流表无示数,造成这种故障的原因是。
【随堂练习】
1、用“伏安法测电阻”的实验中,小雪和晓彤分别选用定值电阻和小灯泡为测量对象,在处理实验数据时,分别画出了U-I的图象,如图甲、乙所示.对于图象的分析,以下说法错误的是( )
A. 由甲图可知,定值电阻的阻值为1Ω
B. 由甲图可知,电阻不随其两端的电压和导体中的电流而改变
C. 为了减小误差,应该用多次测量求平均值的方法计算小灯泡的电阻
D. 由乙图及实验现象可知:小灯泡的电阻随灯丝温度的增加而增大
2、小明在做“用伏安法测电阻”的实验中,所用的器材有3V的电源,最大阻值为10Ω的滑动变阻器R,待测电阻Rx及如图甲所示的其它器材.
(1)如图甲,实验电路还未连接完整,请用笔画线代替导线在答题卡相应图中将实验电路连接完整,要求滑动变阻器滑片向右移动时,电流表的示数增大.(2分)
(2)连接电路时,开关应处于 状态.
(3)调节滑动变阻器进行多次测量,其中一次当电压表的示数为2.5V时,电流表对应的示数如图乙所示,则本次测得的待测电阻Rx= Ω.(保留两位有效数字)
(4)做完以上实验后,小明还用该实验装置来探究电流与电压的关系,计划测量当Rx两端电压分别为1V、2V、3V时对应的电流,但发现无论调节滑动变阻器都不能使Rx两端电压达到1V,原因可能是 _ .
3、在测量未知电阻Rx(阻值约为150Ω)的实验中,提供的实验器材有:电源(电压3V)、滑动变阻器R(0~50Ω)、电阻箱R0(0~9999Ω)、电流表(0~0.6A)、电压表(0~3V)、开关及导线若干.
(1)小虎同学设计了图甲所示的电路,他(选填“能”或“不能”)较准确测出Rx的阻值,理由是__________________________________.
(2)小明同学设计了图乙所示的电路进行测量.
①请根据图乙所示的电路,在图丙中用笔画线代替导线将实物图连接完整.
②正确连接电路后,小明先将开关S拨至“1”,调节变阻器的滑片至某一位置,此时电压表的示数如图丁所示,读数为U1=0.4V.
③再将开关S拨至“2”,当电阻箱的阻值调至R0=152Ω时,电压表示数恰为U1,则待测电阻的阻值Rx=152Ω.
④实验中,若将开关拨至“2”时,不小心将滑动变阻器的滑片向右移动了少许,其他操作正确,则Rx的测量值_______(选填“大于”、“小于”或“等于”)真实值.
【课后巩固】
1、 如图所示的四个电路中,R0为已知阻值的定值电阻,可以测出未知电阻Rx的电路是( )
A.B.C.D.
2、小明要测量电阻Rx的阻值(约100 ),实验室能提供的器材有:学生电源(U=3V)、电流表、电压表、滑动变阻器(最大阻值R=50 )、开关各一个,导线若干.
(1)小明设计的实验电路图如图甲所示,请用铅笔画线代替导线,根据甲图将乙图中的实物图连接完整.
(2)当小明按照甲图连好实物电路后,闭合开关,发现电流表的指针能够偏转,电压表的示数为3V,产生这种现象的原因是_____________________;
(3)实验过程中,小明发现电流表指针偏转幅度太小,但他想了想,觉得不需要改变电路的连接方式,且不用读出电流表的示数,也能较准确地求出Rx的阻值.他的做法是:将滑动变阻器的滑片移到_____________处,读出电压表的示数Ux,则Rx=。
3、在自然灾害中输电线路容易出现故障,科技小组的同学通过实验探究来体验判断故障类型和位置的方法。他们用AB、CD两根长为L的长直电阻丝模拟输电线,在电阻丝的左右两侧可以安装检测电路,电阻丝单位长度的阻值为r。如图1所示,在左侧安装检测电路,其中R0为保护电阻,右侧用导线连接。线路无故障时,电压表V1示数为U,电流表示数为I.
(1)若检测电路中电流表示数为0,电压表V1示数为U,表明输电线故障为______;
(2)若检测电路中电流表示数大于I,电压表V1示数为U,表明输电线可能出现短路或形成间隙电阻。如图2所示,小组在AB、CD之间某处连接一根导线模拟输电线短路,或在另一处连接未知电阻Rx模拟输电线之间形成间隙电阻,在右侧连接电压表V2。若输电线短路,则电压表V2示数为______;若输电线之间形成间隙电阻,则表V2电压______V1电压。
(3)若输电线的故障是短路,电流表的示数为I1,电压表V1的示数为U,则故障处与A端的距离为_________(用r、I1、U、R0表示)。
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