教材同步復(fù)習(xí)第一部分第十二章 電學(xué)綜合模塊五 伏安法實(shí)驗(yàn)考向2伏安法測(cè)電阻
核心素養(yǎng)實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)1伏安法測(cè)定值電阻
3．滑動(dòng)變阻器的作用：(1)保護(hù)電路；(2)改變電路中的電流和用電器兩端的電壓．4．電表異常偏轉(zhuǎn)的原因：(1)電表反向偏轉(zhuǎn)，說明電表的正負(fù)接線柱接反了.(2)正向偏轉(zhuǎn)幅度過小，說明量程選擇過大.(3)正向偏轉(zhuǎn)幅度過大，到達(dá)右邊沒有刻度處，說明量程選擇過?。?5．電路故障分析．6．實(shí)驗(yàn)時(shí)多次測(cè)量的目的：多次測(cè)量求平均值，減小誤差．7．實(shí)驗(yàn)表格設(shè)計(jì)：表頭要有電壓、電流、電阻、電阻平均值(定值電阻)幾項(xiàng)及對(duì)應(yīng)的物理量單位，實(shí)驗(yàn)次數(shù)不得少于3次．【分析數(shù)據(jù)和現(xiàn)象】8．電阻的計(jì)算．9．對(duì)U－I圖像的分析：如圖所示，定值電阻的圖像是正比例圖像．10．找出錯(cuò)誤數(shù)據(jù)并分析原因．
【例1】某物理興趣小組利用如圖甲所示實(shí)驗(yàn)電路測(cè)量電阻Rx的阻值，電源電壓U0為6V，實(shí)驗(yàn)室提供如下器材：導(dǎo)線若干、開關(guān)、電流表(量程0～0.6A，0～3A)、電壓表(量程0～3V,0～15V)、滑動(dòng)變阻器R(最大阻值為30Ω)．請(qǐng)你思考并回答下列問題．
(1)按照如圖甲所示的電路用筆畫線代替導(dǎo)線，連接好圖乙中的實(shí)物電路．
(2)若小麗把最后一根導(dǎo)線連接完后，看到電壓表和電流表立即都有較大的示數(shù)，她在操作中的一個(gè)錯(cuò)誤是______________________________________________________________________.(3)小麗重新連接好電路，閉合開關(guān)后，通過調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，測(cè)得一組數(shù)據(jù)，并算出定值電阻的阻值，如下表所示：在連接電路時(shí)，開關(guān)沒有斷開實(shí)驗(yàn)次數(shù)123電壓/V3.62.51.0電流/A0.240.340.48(或滑動(dòng)變阻器的滑片沒有置于阻值最大處)
小華認(rèn)為同一個(gè)電阻的電阻值不可能相差這么大，請(qǐng)你幫他們分析一下，其錯(cuò)誤的原因可能是____________________________________.找出錯(cuò)誤的原因后，小麗準(zhǔn)備重新連接電路進(jìn)行測(cè)量，但小華認(rèn)為不必重測(cè)，利用表中記錄的錯(cuò)誤數(shù)據(jù)就能算出應(yīng)該記錄的正確數(shù)據(jù)．表格中錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)是________(選填“電壓”或“電流”)，其中第1次記錄的正確數(shù)據(jù)應(yīng)是________，此次測(cè)量計(jì)算出的待測(cè)電阻應(yīng)是______Ω.將電壓表并聯(lián)在滑動(dòng)變阻器的兩端了電壓2.410
(4)電路中的滑動(dòng)變阻器除了對(duì)電路有保護(hù)作用外，另一個(gè)作用是改變定值電阻兩端的________.(5)實(shí)驗(yàn)中，滑片置于某位置時(shí)，電壓表示數(shù)突然變?yōu)?，而電流表示數(shù)不變，產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因是電壓表發(fā)生________.(6)實(shí)驗(yàn)中三次測(cè)量Rx的目的是________________________.電壓斷路求平均值減小實(shí)驗(yàn)誤差
【能力提升】(7)實(shí)驗(yàn)前，老師提醒同學(xué)們，加在電阻上的電壓不宜過大而且時(shí)間不宜過長(zhǎng)，這樣做的目的是________________________.(8)實(shí)驗(yàn)結(jié)束斷開開關(guān)后，應(yīng)首先拆除________(選填“電源”“電流表”或“電壓表”)兩端導(dǎo)線．(9)小麗將電阻換成小燈泡，繼續(xù)測(cè)量小燈泡的電阻，發(fā)現(xiàn)幾次實(shí)驗(yàn)測(cè)得的小燈泡的電阻相差比較大，原因可能是______________________________________.減小溫度對(duì)電阻的影響電源小燈泡燈絲電阻隨溫度的變化而變化
(10)在無電流表的情況下，小麗設(shè)計(jì)了另一種測(cè)量電阻的方法，電路如圖丙所示，R0為阻值已知的定值電阻，待測(cè)電阻的阻值為Rx.①斷開開關(guān)S1，閉合開關(guān)S、S2，電壓表示數(shù)為U1；②斷開開關(guān)S2，閉合開關(guān)S、S1，電壓表示數(shù)為U2，則待測(cè)電阻Rx的阻值表達(dá)式為Rx＝__________.
實(shí)驗(yàn)2伏安法測(cè)小燈泡的電阻
3．滑動(dòng)變阻器的作用：(1)保護(hù)電路；(2)改變電路中的電流和用電器兩端的電壓．4．電表異常偏轉(zhuǎn)的原因：(1)電表反向偏轉(zhuǎn)，說明電表的正負(fù)接線柱接反了．(2)正向偏轉(zhuǎn)幅度過小，說明量程選擇過大．(3)正向偏轉(zhuǎn)幅度過大，到達(dá)右邊沒有刻度處，說明量程選擇過小.5．電路故障分析．
6．使小燈泡正常發(fā)光的操作：移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，使電壓表的示數(shù)等于小燈泡的額定電壓.7．實(shí)驗(yàn)時(shí)多次測(cè)量的目的：獲得多組數(shù)據(jù)，探究小燈泡燈絲的電阻與溫度之間的變化關(guān)系．8．實(shí)驗(yàn)表格設(shè)計(jì)：表頭要有電壓、電流、電阻、小燈泡亮度(小燈泡)幾項(xiàng)及對(duì)應(yīng)的物理量單位，實(shí)驗(yàn)次數(shù)不得少于3次．
【分析數(shù)據(jù)和現(xiàn)象】9．電阻的計(jì)算：計(jì)算小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻，必須用小燈泡的額定電壓和額定電流來計(jì)算．10．對(duì)U－I圖像的分析：小燈泡電阻的圖像是曲線．11．找出錯(cuò)誤數(shù)據(jù)并分析原因．【交流與反思】12．實(shí)驗(yàn)操作評(píng)估(測(cè)小燈泡電阻中不能求平均值)．13．測(cè)小燈泡電阻的數(shù)據(jù)不能用來探究電流與電壓的關(guān)系，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)中無法控制電阻不變．
【例2】用“伏安法”測(cè)量一只小燈泡的電阻的實(shí)驗(yàn)中，電源電壓恒為3V，小燈泡L標(biāo)有“2.5V”字樣，滑動(dòng)變阻器標(biāo)有“10Ω0.5A”字樣．(1)請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖甲中實(shí)物電路正確連接完整．要求：滑動(dòng)變阻器的滑片P向左移，小燈泡的亮度變亮．
(2)連接電路時(shí)，開關(guān)應(yīng)處于________(選填“斷開”或“閉合”)狀態(tài)．(3)連接好電路，閉合開關(guān)，觀察到小燈泡L不發(fā)光，電壓表示數(shù)為零，移動(dòng)滑片P仍如此，將電壓表分別正確并聯(lián)在AB、BC、CD兩端，發(fā)現(xiàn)UAB＝UCD＝0，UBC＞0，由此可知，發(fā)生故障的是______(選填“AB”“BC”或“CD”)斷路．?dāng)嚅_BC
(4)排除故障后，閉合開關(guān)，移動(dòng)滑片P，當(dāng)電壓表的示數(shù)為2.4V時(shí)，應(yīng)該向______(選填“左”或“右”)移動(dòng)滑片P才能測(cè)得小燈泡正常工作時(shí)的電阻，小燈泡正常工作時(shí)電流表示數(shù)如圖乙所示，為_________A，則小燈泡正常工作時(shí)的電阻為________Ω(除不盡則保留一位小數(shù))．左0.288.9
(5)分析表格中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)小燈泡的電阻在變化，這是因?yàn)開_______在影響小燈泡燈絲的電阻．細(xì)心的小華發(fā)現(xiàn)小燈泡內(nèi)壁變黑，是高溫的鎢蒸氣遇冷________(填物態(tài)變化名稱)形成的.溫度實(shí)驗(yàn)次數(shù)電壓表示數(shù)U/V電流表示數(shù)I/A電阻R/Ω11.000.1421.700.2232.50凝華
【能力提升】(6)小華同學(xué)用電阻箱替換小燈泡，其他不條件變，探究“電流與電阻的關(guān)系”，調(diào)節(jié)滑片P使電壓表示數(shù)均為2.5V．在保證電路安全的前提下，為了能完成實(shí)驗(yàn)，電阻箱接入電路的阻值范圍為_________Ω.(7)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，小華同學(xué)還設(shè)計(jì)了不用電流表，也不增加其他器材就可以測(cè)量電阻的實(shí)驗(yàn)方案．請(qǐng)你在圖丙的方框內(nèi)畫出可以測(cè)量電阻的電路圖(各元件規(guī)格已知)．【答案】如答圖所示.5～50
重慶真題精練
1．(2019·重慶B卷16題8分)小明同學(xué)在“伏安法測(cè)電阻”的實(shí)驗(yàn)中：(1)在連接電路時(shí)，開關(guān)S應(yīng)處于________的狀態(tài)，滑動(dòng)變阻器的滑片P應(yīng)放在電阻最______的位置．(2)小明同學(xué)連接了如圖甲的電路，閉合開關(guān)，電流表______示數(shù)，電壓表______示數(shù)．(兩空均選填“有”或“無”)斷開大無有
(3)他仔細(xì)檢查電路，發(fā)現(xiàn)有一根導(dǎo)線連接錯(cuò)誤，請(qǐng)你在圖甲中錯(cuò)誤的導(dǎo)線上畫“×”，并用筆畫線代替導(dǎo)線畫出正確的一根連接導(dǎo)線．
(4)正確連接電路后，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片P，當(dāng)電壓表的示數(shù)為2V時(shí)，觀察到電流表示數(shù)如圖乙所示，他記下數(shù)據(jù)并算出電阻R的阻值為______Ω.(5)同組小斌同學(xué)繼續(xù)向_____(選填“A”或“B”)端移動(dòng)滑片P，適當(dāng)增大電阻R兩端的電壓，并進(jìn)行了多次測(cè)量計(jì)算電阻的平均值從而減小實(shí)驗(yàn)誤差．10A
【解析】(1)為防止發(fā)生短路現(xiàn)象燒壞電源，連接電路時(shí)，開關(guān)應(yīng)處于斷開狀態(tài)，閉合開關(guān)前，應(yīng)使滑動(dòng)變阻器的阻值最大．(2)實(shí)驗(yàn)時(shí)閉合開關(guān)，電壓表串聯(lián)在電路中，相當(dāng)于電路斷路，電壓表測(cè)電源電壓，電壓表有示數(shù)，電流表無示數(shù)．(3)由題圖甲可知，電流表與電壓表串聯(lián)了，導(dǎo)致電流表沒有示數(shù)，應(yīng)將定值電阻右端接線柱與滑動(dòng)變阻器左端接線柱之間的導(dǎo)線去掉，將此導(dǎo)線改接在電壓表中間接線柱上，如答圖所示．
2．(2017·重慶A卷16題8分)小張同學(xué)在做“測(cè)量小燈泡電阻”的實(shí)驗(yàn)中，所用器材如下：兩節(jié)新干電池，標(biāo)有2.5V相同規(guī)格的小燈泡若干，兩個(gè)滑動(dòng)變阻器R1“10Ω1A”、R2“20Ω2A”，開關(guān)、導(dǎo)線若干．(1)請(qǐng)你根據(jù)圖甲，用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖乙中的電路連接完整(要求：滑動(dòng)變阻器滑片P右移燈泡變亮，且導(dǎo)線不交叉)．
(2)閉合開關(guān)前，應(yīng)將滑片P置于_____(選填“A”或“B”)端．正確連接電路后，閉合開關(guān)S，移動(dòng)滑片P，小張發(fā)現(xiàn)小燈泡始終不亮，電流表指針幾乎未偏轉(zhuǎn)，電壓表有示數(shù)，則故障原因可能是_____.A．小燈泡短路B．滑動(dòng)變阻器短路C．小燈泡斷路D．滑動(dòng)變阻器斷路(3)排除故障后，移動(dòng)滑片P，依次測(cè)得6組數(shù)據(jù)，如表一所示．其中第2次實(shí)驗(yàn)時(shí)電流表表盤如圖丙，此時(shí)電路中的電流為________A；第4次實(shí)驗(yàn)時(shí)燈泡電阻值為_____Ω.由表一中的數(shù)據(jù)可知，小張選用的滑動(dòng)變阻器應(yīng)是______(選填“R1”或“R2”)．AC0.28R2
表一表二實(shí)驗(yàn)次數(shù)123456電壓U/V0.51.01.52.02.52.8電流I/A0.160.220.250.280.29電阻R/Ω3.16.88.99.7實(shí)驗(yàn)次數(shù)123電阻R/Ω51020電流I/A0.300.200.12
(4)小張將這6組數(shù)據(jù)算得的電阻值取平均值作為小燈泡的電阻，這種數(shù)據(jù)處理方式是__________(選填“合理”或“不合理”)的．(5)小張繼續(xù)用圖乙所示裝置來探究“電流與電阻的關(guān)系”．他分別把阻值準(zhǔn)確的5Ω、10Ω、20Ω的定值電阻接入原小燈泡的位置，通過實(shí)驗(yàn)，記錄電流表示數(shù)如表二所示．他發(fā)現(xiàn)通過導(dǎo)體的電流跟電阻不成反比，其原因可能是：______________________________.不合理沒有保持電阻兩端的電壓不變
