1、第16講歐姆定律(二)考題初做診斷考點必備梳理考點圖解物理考點根據歐姆定律測量導體的電阻根據歐姆定律測量導體的電阻1.實驗原理:根據歐姆定律的變形公式 ,用電壓表和電流表分別測出待測電阻兩端的電壓和通過其中的電流,就可以求出這段導體的電阻。這種方法也叫做伏安法測電阻。 2.實驗器材:電源、開關、電壓表、電流表、滑動變阻器、待測電阻、若干導線。3.實物圖和電路圖如圖所示:考題初做診斷考點必備梳理考點圖解物理4.實驗步驟:(1)按電路圖正確連接實物圖;(2)閉合開關,移動滑動變阻器的滑片位置,記下導體兩端的電壓和通過導體的電流,連續測三組對應的電壓值u1、u2、u3和電流值i1、i2、i3;(3)

2、根據記錄的數據正確計算導體的電阻值r1、r2、r3和平均值5.滑動變阻器在本實驗中的作用:保護電路;改變導體兩端的電壓,便于多次測量求平均值。 考題初做診斷考點必備梳理考點圖解物理考題初做診斷考點必備梳理考點圖解物理考題初做診斷考法必研突破考法考法歐姆定律的應用考法歐姆定律的應用典題(2018河南)小芳利用圖1所示的電路測量未知電阻rx的阻值,阻值大約為5 。考題初做診斷考法必研突破考法(1)請你根據電路圖,用筆畫線代替導線,在圖2中完成實驗電路的連接。(2)閉合開關前,應將滑動變阻器的滑片置于(選填“a”或“b”)端。 (3)閉合開關,發現電壓表和電流表均無示數。小芳利用另一只完好的電壓表進

3、行檢測,把電壓表分別接在ab之間和bc之間,電壓表均有示數;接在ac之間,電壓表無示數。如果電路連接完好,只有一個元件有故障,該故障是。 (4)排除故障后,調節滑動變阻器,記錄多組數據。畫出了待測電阻rx的i-u圖象,如圖3所示。由圖象可得rx= 。 考題初做診斷考法必研突破考法(5)小芳又設計了一種方案,也測出了rx的阻值。電路如圖4所示,r0為阻值已知的定值電阻,電源電壓未知且恒定不變。測量步驟如下:當開關時,電流表讀數為i1;當開關s1、s2都閉合時,電流表讀數為i2;待測電阻rx=。(用已知和測出的物理量符號表示)考題初做診斷考法必研突破考法答案:(1)如圖所示:(2)b(3)滑動變阻

4、器斷路(4)4(5)s1閉合、s2斷開方法方法歸納歸納 這類題目主要考查伏安法測電阻的實驗,但同時會涉及電路的連接、滑動變阻器的使用、電路故障分析和歐姆定律的應用等。就本題而言,難點是第(5)問特殊方法測電阻,無論用到哪種方法或儀器測量電阻,其實都是圍繞測電阻的基本原理 展開的。考題初做診斷考法必研突破考法對應練對應練1(2018山西)小亮同學用伏安法測量一個定值電阻rx的阻值。實驗器材有:待測定值電阻rx(約10 )、電壓表、電流表、滑動變阻器(20 1 a)、開關、電源(電壓恒定)各一個,導線若干。(1)該實驗的原理是_。 (2)如圖甲所示,是小亮連接的部分電路,請你用筆畫線代替導線,在圖

5、中將電路連接完整。要求:當滑動變阻器的滑片p向右移動時,電路中的電流變大。考題初做診斷考法必研突破考法(3)請你為實驗需要測量和計算的物理量,設計一個實驗數據記錄表格。(4)閉合開關后,發現電壓表的示數約為電源電壓,調節滑動變阻器滑片,電壓表示數無明顯變化,電流表示數為零,造成該故障的可能原因是 。 (5)排除故障,通過實驗測出了兩組數據后,電壓表突然壞了。請你利用現有器材,幫助他設計電路,再測一次該定值電阻的阻值,并在圖乙虛線框中畫出你設計的電路圖 。(開放性試題,答案合理即可)考題初做診斷考法必研突破考法答案: (1) (2)(3)見解析(4)電阻rx處斷路(5)見解析解析: (1)伏安法

6、測電阻的原理是 ;(2)當滑動變阻器的滑片p向右移動時,電路中的電流變大,說明滑動變阻器電阻在逐漸減小,所以應該接在右下角的接線柱,如圖所示:考題初做診斷考法必研突破考法(3)按“伏安法測電阻”的物理量設計表格,并且應測量多次,表格如下:(4)閉合開關后,發現電壓表的示數約為電源電壓,調節滑動變阻器滑片,電壓表示數無明顯變化,電流表示數為零,說明電路斷路或電流表短路;所以可能電阻rx處斷路;考題初做診斷考法必研突破考法(5)排除故障,通過實驗測出了兩組數據后,電壓表突然壞了。只能考慮使用電流表和現有器材來設計滿足要求的電路;滑動變阻器的最大阻值已知,電源電壓恒定,可以利用電流表和滑動變阻器的滑

7、片放在不同的特殊位置就可以測出定值電阻的阻值,故設計電路如下。考題初做診斷考法必研突破考法對應練對應練2(2017內蒙古包頭)某實驗小組設計了圖甲所示的電路,測量一個阻值約為100 的電阻rx的阻值,實驗室中提供的器材有:兩節完全相同的舊干電池,兩個開關s1、s2,導線若干。另外還有可供選擇的器材有:a.電壓表v1(量程03 v)b.電壓表v2(量程015 v)c.定值電阻r1(阻值5 )d.定值電阻r2(阻值160 )(1)為了準確測出rx的阻值,實驗時,在圖甲中的電壓表應選用a,定值電阻r應選用d。(均選填字母序號)(2)將實驗器材按照電路圖連接好電路,先閉合s2,電壓表示數如圖乙所示,是

8、1.2 v,再閉合s1,電壓表的示數為2.8 v。 (3)根據實驗的數據,可計算出rx=120 。 (4)實驗中使用的干電池每節電壓是1.4 v。 考題初做診斷考法必研突破考法解析: (1)電源為兩節舊干電池,電壓最高為3 v,故電壓表可以選擇03 v量程,即電壓表應選a;因被測電阻阻值約為100 ,為了便于測量,定值電阻應選擇與其阻值相近的定值電阻,即選擇定值電阻d;(2)由電路圖可知,開關s1與定值電阻r并聯,閉合時,該電阻短路,電壓表測量電源電壓,即2.8 v;閉合s2時,兩電阻串聯接入電路,電壓表測量rx兩端電壓;選擇03 v量程,所以讀數為1.2 v;(3)只閉合s2時,兩電阻串聯,

9、電阻r兩端的電壓:u=2.8 v-1.2 v=1.6 v;考題初做診斷實驗探究拓展命題點命題點伏安法測小燈泡電阻命題點伏安法測小燈泡電阻(1)實驗電路圖(2)實驗需要的器材:電壓表、電流表、電源、開關、滑動變阻器和導線。(3)注意事項:在選取器材時,電流表所選用量程的滿偏值要大于電路中的最大電流。連接電路時要斷開開關,并按照電壓表、電流表、滑動變阻器的使用規則,將它們正確地接入電路。電壓表、電流表要注意量程的選擇、連接和讀數,使用滑動變阻器也要注意規格的選擇。考題初做診斷實驗探究拓展命題點進行實驗時,在閉合開關前,要把滑動變阻器的滑片移到最大阻值處,使電路中的電流最小,目的是保證電路中的燈泡、

10、滑動變阻器、電壓表、電流表等儀器的安全。把每次測量的結果和小燈泡的發光情況記錄下來,以便最后分析、總結。分析處理數據,對于測得的各組電流和電壓值,計算出相應的電阻,然后比較幾次實驗測得的電阻,找出其中的規律。考題初做診斷實驗探究拓展命題點典題小明想測量標有“2.5 v”小燈泡的電阻,請解答下列問題:(1)請用筆畫線代替導線,將圖中的實物電路連接完整。(導線不能交叉)(2)連好電路后,閉合開關前,滑動變阻器的滑片應處于最(選填“左”或“右”)端。 考題初做診斷實驗探究拓展命題點(3)閉合開關后,發現電流表、電壓表均有示數。但燈泡不亮,原因可能是。 a.小燈泡斷路b.小燈泡短路c.滑動變阻器斷路d

11、.滑動變阻器接入電路的阻值過大(4)調節滑動變阻器,測得實驗數據如下表所示:在分析實驗數據時,發現一個數據有明顯的錯誤,這個數據是;若此錯誤是看錯電表量程導致的,則該數據的正確值應是。 考題初做診斷實驗探究拓展命題點(5)根據實驗數據可知,小燈泡正常發光時的電阻是 。 (6)實驗完成后,分析數據發現,小燈泡電阻呈逐漸增大趨勢,其原因可能是 。 答案:(1)如圖所示(2)左(3)d(4)1.000.20(5)8.33(6)燈絲電阻隨溫度升高而增大考題初做診斷實驗探究拓展命題點解析:(1)將電壓表并聯在燈泡兩端即可,根據燈泡的額定電壓為2.5 v,所以連接電壓表的“3 v”接線柱到燈泡的右端,再連

12、接電壓表的負接線柱到燈泡的左端。(2)連好電路后,閉合開關前,滑動變阻器的滑片應置于阻值最大端,所以滑片應位于左端。(3)選項分析:小燈泡斷路時,電流表不會有示數,故a項錯誤;小燈泡短路時,電壓表不會有示數,故b項錯誤;滑動變阻器斷路時,電壓表、電流表都不會有示數,故c項錯誤;滑動變阻器接入電路的阻值過大時,電流過小,小燈泡的實際功率小,所以小燈泡不發光,電流表、電壓表均有示數,故d項正確。考題初做診斷實驗探究拓展命題點(4)分析實驗數據,電壓從1 v增大到2.5 v的過程中,電流從0.14 a增大到0.30 a,在誤差范圍內,電壓與電流成正比,而第二次的電流為1.00 a,所以這一個數據有明

13、顯的錯誤,即1.00 a是錯誤的,明顯不符合實際;因為電流表的兩個量程為5倍的關系,即該數據的正確值(5)燈泡的額定電壓為2.5 v,根據實驗數據可知,此時電流為0.30 a,所以小燈泡正常發光時的電阻(6)實驗完成后,分析數據發現,小燈泡電阻呈逐漸增大趨勢,原因是當電壓增大時,燈泡的實際功率變大,燈絲溫度升高,而通常的金屬電阻隨溫度的升高電阻變大。考題初做診斷實驗探究拓展命題點方法方法歸納歸納 伏安法測電阻的實驗是初中物理的重點考查實驗,本實驗中涉及的內容非常豐富,既有間接測量的實驗方法,又有實驗基本技能,如電路的連接,電流表、電壓表、滑動變阻器的使用等,還有對實驗數據的分析。因此從學習物理

14、知識和方法的角度考慮,這個實驗都是非常重要的。考題初做診斷考題初做診斷1231.(2017甘肅蘭州)如圖所示的電路,電源電壓均不變,r0為定值電阻,r為最大阻值已知的滑動變阻器,利用下列電路圖能夠測出待測電阻rx阻值的是( d)考題初做診斷考題初做診斷123解析: 逐圖分析:a.滑動變阻器滑片移動時,電壓能測出電路中的電壓值,但無法求出通過未知電阻的電流,無法求出電阻,故a錯誤;b.由于無法知道r0的電流,故無法求出待測電阻的電流和電壓,無法求出電阻,故b錯誤;c.根據圖可知,利用電流表無法求出電源電壓,故無法求出待測電阻兩端的電壓,無法求出電阻,故c錯誤;d.由電路圖可知,先把滑片移到最左端

15、,滑動變阻器阻值全部接入電路,rp=r0,滑動變阻器與待測電阻串聯,測出電路電流i,則電源電壓u=i(r0+rx);把滑動變阻器滑片移到最右端時rp=0,即只有rx接入電路,由電流表測出電路電流i,則電源電壓u=irx,由可以求出rx,考題初做診斷考題初做診斷1232.(2018甘肅蘭州診斷)請根據“伏安法測電阻”實驗,完成下列問題:(1)根據圖甲所示電路圖將圖丙的實物圖補畫完整。考題初做診斷考題初做診斷123(2)滑片移到某位置,電壓表、電流表的示數如圖乙所示,則這次測得的rx= 。 (3)某同學在實驗中,不小心將滑動變阻器損壞,一時又找不到其他變阻器。此時該同學將滑動變阻器從電路中撤下后,

16、假如還能測出rx的阻值,那么沒有滑動變阻器,可能對實驗結果的影響是 。 (4)為了克服上述缺點,除了換用新的滑動變阻器外,還有什么方法 。 考題初做診斷考題初做診斷123(2)因為電池只有兩節,所以電壓表選取的量程是03 v,所以電壓為2.0 v,電流為0.5 a,(3)滑動變阻器撤走后,不能多次測量,實驗只能得到一組數據,只有一個電阻阻值,誤差較大。(4)可以通過改變電池的節數,改變電阻兩端的電壓和通過的電流,完成多次測量,求電阻的平均值來減小誤差。(或者改變電源電壓或串聯另處的定值電阻)解析: (1)如圖所示 考題初做診斷考題初做診斷1233.(2018甘肅省卷)某實驗小組的同學通過圖甲所

17、示的電路進行實驗探究。(1)斷開開關s3,閉合開關s1和s2,移動滑動變阻器滑片p,發現電壓表始終無示數,電流表有示數,其原因可能是c(填符號)a.滑動變阻器斷路b.r斷路c.r短路考題初做診斷考題初做診斷123(2)故障排除后斷開開關s3,閉合開關s1和s2,通過調節滑動變阻器,讀出多組相應的電壓表和電流表的示數。甲同學根據測量數據繪成如圖乙所示圖象。由圖象可知定值電阻r=10 ;(3)乙同學根據測量數據分別計算出多個r的阻值并取平均值,其目的是為了減小誤差;(4)斷開開關s2,閉合開關s1和s3,通過多次調節滑動變阻器,測量燈l的電壓和電流,根據測量數據繪成如圖丙所示的圖象。若燈l的額定電壓為2.0 v,則它的額定功率為0.8 w;(5)由圖丙可看出燈絲的u-i圖象不是一條直線,原因是燈絲電阻會隨溫度而發生變化。 考題初做診斷考題初做診斷123解析: (1)若滑動變阻器斷路,則整個電路斷路