九年級物理上冊 電阻的測量學(xué)案 (新版)蘇科版

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1、九年級物理上冊 電阻的測量學(xué)案 (新版)蘇科版 【學(xué)習(xí)目標】 1.應(yīng)用歐姆定律,學(xué)習(xí)測量電阻的方法。 2.會同時使用電壓表和電流表。 3.了解燈絲電阻的特性。 4.通過測量小燈泡電阻,了解歐姆定律的應(yīng)用。 5.通過實驗電路的設(shè)計、連接以及測量過程培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣。 【要點梳理】 要點一、伏安法測電阻 1.實驗原理: R=U/I。 2.實驗器材:電源、開關(guān)、電流表、電壓表、滑動變阻器、待測定電阻和導(dǎo)線若干。 3.實驗電路圖:                 4.實驗步驟: (1)按圖連好電路,注意連接時開關(guān)要斷開,開關(guān)閉合之前要把滑動變阻器調(diào)到阻值

2、最大處;   (2)檢查無誤后,閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片 P的位置,改變電阻兩端電壓分別為U1、U2、U3觀察電流表每次對應(yīng)的數(shù)值,I1、I2、I3 分別填入設(shè)計的記錄表格; 次數(shù) 電壓U/V 電流I/A 電阻R/Ω 1         2         3         (3)根據(jù)每次記錄的電壓和電流值,求它的對應(yīng)的電阻值,再求出它們的平均值; (4)整理器材。 要點詮釋: (1)本實驗中,滑動變阻器的作用:改變被測電阻兩端的電壓(分壓),同時又保護電路(限流)。 (2)測量結(jié)果偏小是因為:有部分電流通過電壓表,電流表的示數(shù)大于實

3、際通過Rx電流。根據(jù)Rx=U/I電阻偏小。 (3)如圖是兩電阻的伏安曲線,則R1>R2。 要點二、測量小燈泡的電阻 1.實驗過程: (1)實驗原理:R=U/I。 (2)實驗器材:電源、開關(guān)、電流表、電壓表、滑動變阻器、待測燈泡(2.5V)、導(dǎo)線若干。 (3)實驗電路圖:      (4)實驗步驟:   ①根據(jù)電路圖連接實物電路;  ?、趯⒒瑒幼冏杵鞯幕琍調(diào)到阻值最大處,檢查電路,試觸無誤后,閉合開關(guān);  ?、壅{(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片P,使阻值變小,觀察電壓表示數(shù),使示數(shù)為小燈泡的標定電壓值(2.5V)再讀出電流

4、表示數(shù),觀察燈泡亮度,記錄表格;   ④調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片P,使阻值變大,使用電壓表示數(shù)為某一值(1V),觀察電流表示數(shù),燈泡的亮度,并記錄入表格;  ?、菡{(diào)節(jié)滑動變阻器滑片P,使阻值繼續(xù)變大,使電壓表示數(shù)為某一值(0.5V),觀察電流表,燈泡的亮度記錄入表格;   ⑥計算電阻值,填入表中; 次數(shù) 電壓U/V 電流I/A 燈泡亮度 電阻R/Ω 1 2.5       2 1       3 0.5       ⑦分析表格,總結(jié)規(guī)律。 2.數(shù)據(jù)分析總結(jié)規(guī)律: 通過實驗記錄,對數(shù)據(jù)分析,發(fā)現(xiàn)燈泡的電阻不是定值,是變化的且變化較大,是什么原因使燈

5、泡的電阻發(fā)生變化的呢?是導(dǎo)體兩端電壓變化了,是通過燈泡電流變化還是亮度變化引起電阻的變化? 分析:影響電阻大小的因素。   1.導(dǎo)體本身的條件:①材料;②長度;③橫截面積;2.溫度。 導(dǎo)體兩端電壓,通過導(dǎo)體電流與電阻大小無關(guān),并不影響導(dǎo)體電阻的大小。 要點詮釋: (1)連接電路時,開關(guān)要處于斷開狀態(tài)。 (2)閉合開關(guān)前,滑動變阻器的阻值應(yīng)調(diào)到最大。 (3)電壓表、電流表的正負接線柱接法要正確,量程選擇要合適。 (4)實驗表明燈泡電阻隨溫度的升高而增大。 (5)故障分析:   在電源、電壓表、電流表、開關(guān)、導(dǎo)線完好的情況下: 故障現(xiàn)象 可能原因 燈泡不發(fā)光 電壓表有示

6、數(shù) 電流表有示數(shù) 滑動變阻器阻值太大 電壓表有示數(shù) 電流表無示數(shù) 燈泡燈絲斷了 電壓表無示數(shù) 電流表有示數(shù) 燈泡短路 電壓表斷路 燈泡發(fā)光 電流表無示數(shù) 電壓表有示數(shù) 電流表短路 電流表有示數(shù) 電壓表無示數(shù) 電壓表斷路 【典型例題】 類型一、測量小燈泡的電阻 1. 如圖所示,小巖利用“伏安法”測量未知電阻Rx的阻值,進行了如下實驗: (1) 小巖選擇了滿足實驗要求的實驗器材,連接的實驗電路如圖所示,要求滑動變阻器的滑片P向左滑動電流表的讀數(shù)變大,請你添加一條導(dǎo)線將實驗電路補充完整; (2) 電路連接正確后,閉合開關(guān)S,滑動變阻器滑片

7、P滑動到某一位置時,電壓表的示數(shù)如圖乙所示,電流表的示數(shù)如圖丙所示,則電壓表的示數(shù)為_________V,電流表的示數(shù)為_________A,電阻Rx的阻值為_________Ω。 【思路點撥】(1)根據(jù)題意確定滑動變阻器的接法,把滑動變阻器串聯(lián)接入電路;(2)讀取電流表或電壓表示數(shù)時,首先要明確它們選擇的量程和對應(yīng)的分度值,讀數(shù)時視線與指針所在刻線相垂直.已知待測電阻兩端電壓和通過的電流,利用公式得到電阻阻值。 【答案】(1)實物連接如圖所示;(2)2.4、0.48、5。 【解答】(1)滑動變阻器的滑片P向左移動時電流表的示數(shù)變大,則滑動變阻器應(yīng)接左下接線柱,把滑動變阻器串聯(lián)接入電路,

8、實物電路圖如圖所示: (2)電壓表選擇的是0~3V量程,對應(yīng)的分度值為0.1V,此時的示數(shù)為2.4V;電流表選擇的是0~0.6A量程,對應(yīng)的分度值為0.02A,此時的電流為0.48A; 待測電阻阻值為 故答案為:(1)實物連接如圖所示;(2)2.4、0.48、5。 【總結(jié)升華】此題考查的是伏安法測電阻的實驗電路圖和實物連接、電流表、電壓表的讀數(shù)以及電阻的計算,屬于電學(xué)最重要的實驗,但考查的難度不大,容易解答。 舉一反三: 【變式】小新同學(xué)在“用伏安法測小燈泡的電阻”的實驗中,記錄數(shù)據(jù)如下表所示。由表中數(shù)據(jù)可知,燈泡的電阻和燈泡兩端電壓的關(guān)系是________________

9、_________ ___,得出此結(jié)論的原因是 。 實驗次數(shù) 1 2 3 電壓U/V 2.0 4.0 6.0 電流I/A 0.15 0.20 0.25 電阻R/Ω 13.3 20.0 24.0 【答案】燈泡兩端電壓越大,燈泡電阻越大;燈絲溫度改變 2. 如圖,李江同學(xué)為測量小燈泡電阻而連的電路,有關(guān)該實驗的以下說法錯誤的是( ?。? A.閉合開關(guān)前,應(yīng)將滑動變阻器的滑片滑到最左端 B.實驗過程中兩電表都有可能需

10、要換接較小的量程 C.所測小燈泡的電阻可能隨電壓表的示數(shù)的不同而不同 D.在如圖位置閉合開關(guān)后,向左移動滑動變阻器的滑片小燈泡變亮 【答案】D 【解析】由電路圖知,滑片在最左端時滑動變阻器接入電路的阻值最大,因此閉合開關(guān)前,滑片應(yīng)滑到最左端,A說法正確,但不符合題意;由電路圖知,兩電表量程選擇過大,讀數(shù)誤差較大,為減小實驗誤差應(yīng)更換電表量程,故B說法正確,不符合題意;隨燈泡兩端電壓的變化,燈泡溫度發(fā)生變化,燈泡電阻受溫度影響而變化,故C說法正確,但不符合題意;由電路圖可知,在如圖位置閉合開關(guān)后,向左移動滑動變阻器的滑片,滑動變阻器接入電路的阻值變大,電路電流

11、變小,流過燈泡的電流變小,燈泡變暗,故D說法錯誤,但符合題意。 【總結(jié)升華】本題是一道實驗題,考查了實驗的注意事項、電表量程的選擇、影響燈泡電阻的因素、滑動變阻器的調(diào)節(jié),考查內(nèi)容較多,有一定難度,解題時要認真分析電路圖,結(jié)合相關(guān)知識答題。 舉一反三: 【變式】在如甲圖所示的測小燈泡電阻R的實驗中: 甲 乙 (1)在連線的過程中,開關(guān)應(yīng)該處于_______狀態(tài),滑動變阻器的滑片P應(yīng)先移到____(填“A”或“B”)端,使它的電阻值__

12、____。 (2)閉合開關(guān)后,當滑片向左移動時,電流表讀數(shù)______、電壓表讀數(shù)________(填“變大”“變小”或“不變”)。 (3)當滑片移到某一位置時,電流表、電壓表的示數(shù)如乙圖所示,則電壓表讀為_______伏,電流表讀數(shù)是_______ 安,由公式_______可算得待測小燈泡的電阻為_______歐。 【答案】(1)斷開;B;最大;(2)變大;變大;(3)2.4;0.24;R=U/I;10 類型二、伏安法測電阻 3. 如圖1所示,電源電壓為6V,圖甲為伏安法測電阻的電路圖;圖乙為連接不完整的實物圖。 (1)對照電路圖甲,用筆畫線代替導(dǎo)線將圖乙中未連接部分連接起來

13、。       (2)如果實驗操作中出現(xiàn):電流表有示數(shù),電壓表示數(shù)為0的現(xiàn)象,其故障可能是( ) A.電流表的正、負接線柱接反 B.電壓表的量程選小了 C.電阻Rx發(fā)生了短路 D.把滑動變阻器下端兩接線柱連入電路 (3)電路連接正確后,閉合開關(guān),若將滑片P向左移動時,電壓表示數(shù) (選填“變大”“變小”或“不變”)。 (4)實驗過程中,電流表和電壓表的示數(shù)如圖2所示,此時測得的Rx= Ω。 (5)此實驗要多次測量電阻值,最后求電阻值的平均值,其目的是 。 【思路點撥】(1)根據(jù)電源的電壓確定

14、電壓表的量程且與被測電阻并聯(lián),滑動變阻器按一上一下的原則串聯(lián)在電路中; (2)電路的故障有兩種:斷路或短路,根據(jù)電壓表和電流表的示數(shù)可做出判斷; (3)滑片左移,電阻變小,分壓變小,則電壓表的示數(shù)會變大; (4)讀出電壓表和電流表的示數(shù),根據(jù)歐姆定律的變形公式計算電阻的大??; (5)在測量性實驗中,要多次測量電阻值,最后求電阻值的平均值,這樣可減小誤差. 【答案】(1)如圖所示;(2)C;(3)變大;(4)5;(5)減小誤差 【解析】(1)電源電壓為6V,所以電壓表選大量程,且與電阻并聯(lián),滑動變阻器按一上一下的原則串聯(lián)在電路中;如上圖所示。 (2)電流表有示數(shù),說明電路是通路

15、,電壓表示數(shù)為0,說明電壓表并聯(lián)的部分發(fā)生了短路,所以只有選項C電阻Rx發(fā)生了短路符合題意。 (3)電路連接正確后,閉合開關(guān),若將滑片P向左移動時,接入電路的電阻變小,所以分壓變小,則定值電阻兩端的電壓變大,電壓表示數(shù)變大。 (4)圖中電流表的量程為0~0.6A,分度值為0.02A,示數(shù)為0.5A;電壓表的量程為0~15V,分度值為0.5V,示數(shù)為2.5V。由歐姆定律I=得,電阻。 【總結(jié)升華】本題考查了伏安法測電阻的原理、實驗的注意事項、實物圖的連接、電路的動態(tài)分析、電表的讀數(shù)、歐姆定律的應(yīng)用和減小實驗誤差的方法等,有一定的綜合性。 舉一反三: 【變式】用伏安法測電阻時,如圖所

16、示,某同學(xué)連完電路后,用開關(guān)試觸時,發(fā)現(xiàn)電流表迅速擺到最大刻度,電壓表指針反向偏轉(zhuǎn),出現(xiàn)此現(xiàn)象的原因是 __________。                    【答案】電流表量程選小了、電壓表正負接線柱接反了 類型三、電路故障的判斷 4. 如圖所示的電路,L1和L2串聯(lián)在電路中,電源電壓U=3V保持不變,閉合開關(guān)S,發(fā)現(xiàn)電流表幾乎無示數(shù),電壓表示數(shù)為3V,發(fā)生故障的原因可能是( ) A.L1短路 B.L2短路 C.L1斷路 D.L2斷路 【答案】C 【解析】電壓表示數(shù)等于電源電壓,說明電壓表可能串聯(lián)到電路中,也就是說電壓表所測部分的電

17、路出現(xiàn)了斷路,這樣,電壓表與L2和電流表串聯(lián)到電路中,因為電壓表的電阻特別大,根據(jù)歐姆定律變形公式U=IR,在串聯(lián)電路中,電流相同,電阻越大,電壓越高,所以電壓表兩端電壓幾乎等于電源電壓,又因為電路中電阻特別大,所以通過的電流很小,幾乎為零。 【總結(jié)升華】利用電壓表或電流表檢查電路故障是常見的題型,我們要抓住其中的規(guī)律:(1)電流表示數(shù)為零,一般情況出現(xiàn)了斷路;(2)電壓表示數(shù)為零,有兩種可能:一是所測電路中出現(xiàn)短路;二是所測電路以外部分出現(xiàn)斷路;(3)電壓表示數(shù)很大,等于電源電壓,則所測部分出現(xiàn)了斷路,或所測電路以外部分全部短路。 舉一反三: 【變式】如圖所示的電路,閉合開關(guān),觀察發(fā)現(xiàn)燈泡L1亮、L2不亮。調(diào)節(jié)變阻器滑片P,燈泡L1的亮度發(fā)生變化,但燈泡L2始終不亮。出現(xiàn)這一現(xiàn)象的原因可能是( ?。? A.燈泡L2短路了 B.滑動變阻器短路了 C.燈泡L2燈絲斷了 D.滑動變阻器接觸不良 【答案】A 【解析】A、若燈L2短路了,則L2不亮,L1照常發(fā)光,故A正確;B、若滑動變阻器短路了,L1、L2串聯(lián),都可以發(fā)光,故B錯誤;C、若燈泡L2燈絲斷了,則L1也不能發(fā)光,故A錯誤;D、若滑動變阻器接觸不良,則整個電路斷路,兩燈都不亮,所以D錯誤。

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