备战2021 中考物理专题复习 专题26 中考伏安法测量导体（小灯泡）电阻实验问题

专题26  伏安法测量导体（小灯泡）电阻实验问题

知识点1：伏安法测导体电阻

实验原理：R=

实验器材：电源、开关、导线、导体、电流表、电压表、滑动变阻器。

实验电路：

实验步骤：

1.断开开关，按电路图连接实物电路。

2.闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数分别为1V、2V、3V，读取并记录对应的电流填入表格中。

3.计算每一次的电阻值，并求出它们的平均值记入表格中

4.实验结束后，整理好实验器材。

实验表格：

注意：测量定值电阻阻值时要多次测量求平均值，从而减小误差；因为其温度变化较小，对阻值影响很小。

知识点2：伏安法测小灯泡电阻

实验原理：R=

实验器材：电源、开关、导线、小灯泡、电流表、电压表、滑动变阻器。

实验电路：

实验步骤：

1．断开开关，按电路图连接实物电路。

2．检查无误后闭合开关，移动滑片让灯发光正常（2.5V），发光较暗（2V），发光较强（3V），读取电流表和电压表的示数，并记录入表格中。

3．分别计算出灯泡在不同电压下发光时的电阻记入表格，并分析其电阻不同的原因。

4．实验结束，整理实验器材。

实验表格：

注意：测灯泡电阻时不可以求平均值，因为灯泡电阻随温度变化很大。小灯泡的灯丝电阻与温度有关，温度越高，电阻越大。

知识点3：伏安法测导体（小灯泡）电阻需要注意的问题

用电压表和电流表分别测出电路中某一导体两端的电压和通过的电流就可以根据欧姆定律算出这个导体的电阻，这种用电压表电流表测电阻的方法叫伏安法。

（1）接通电源前应将开关处于断开状态，将滑动变阻器的阻值调到最大；

（2）连好电路后要通过试触的方法选择电压表和电流表的量程；

（3）滑动变阻器的作用：改变电阻两端的电压和通过的电流；保护电路。

（4）此次实验分两类：一是测定值电阻的阻值，它需要求平均值，因为多次多次测量求平均值，减小实验误差。二是测小灯泡阻值，它不需求平均值，因为灯丝电阻随温度变化而变化，求平均值失去意义。

（5）测量结果偏小是因为：有部分电流通过电压表，电流表的示数大于实际通过Rx电流。根据Rx=U/I电阻偏小。

【例题】（2020山东聊城）小明做“测量小灯泡的电阻”实验时，使用的小灯泡额定电压为2.5V，电源电压为3V。小明现已连接了部分电路，如图甲所示。

(1)在已连接的电路中，有一不当之处是______；

(2)请用笔画线代答导线。将图甲中的电路连接完整；______

(3)当小灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示，电流大小为______A。小灯泡正常发光时的电阻为______Ω（电阻的计算结果保留一位小数）；

(4)小明的实验记录和有关计算如下表所示。从表格设计看，小明计划把四次电阻的平均值作为小灯泡的电阻值。他认为这样可以减小误差。你认为小明的做法是______（选填“正确”或“错误”）的。从表中数据看，不同电压下小灯泡的电阻值不同，这是灯丝电阻______影响导致的。

【对点练习】（2019安徽省）图甲为伏安法测电阻的实验电路图。 

（1）闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于________（选填“a”或“b”）端；   

（2）小亮同学用完好的器材按图甲正确连接好电路，“试触”时，发现电流表的指针偏转很小；移动滑动变阻器的滑片，发现指针偏转仍然较小。产生该现象的原因可能是：________；   

（3）电路调试完成后，某次实验中电压表和电流表示数如图乙和丙，则此时被测电阻两端的电压为________V，该电阻的阻值为________Ω。   

【对点练习】（2019北京）某同学测量额定电压为2.5V的小灯泡L在不同电压下的电阻。

（1）他连接了如图1所示的实验电路，其中有一个元件与导线连接有误，这个元件是：　　。

（2）改正（1）中的错误后，闭合开关，调节滑动变阻器，进行多次测量，测量的数据如表所示。

请完成下列问题：

①小灯泡L正常发光时的电阻RL＝　　Ω．（结果保一位小数）

②若将与上述小灯泡L规格完全相同的两个小灯泡串联接入电路，如图2所示。闭合开关，调节滑动变阻器，使电压表的示数为1.8V，则电流表的示数为　　A。

一、选择题

1．为了测出未知电阻Rx的阻值，某同学利用阻值已知的电阻R0和一只电流表或电压表分别设计了如图所示的四种电路，其中可行的是（电源电压未知且不变）（　　）

A．（2）（4） B．（2）（3） C．（1）（3） D．（3）（4）

二、填空题

2．在用伏安法测电阻的实验中，电压表的示数为4.8V，电流表的指针如图所示，则电流表的读数为　　A，被测电阻的阻值为　　Ω．

3.用伏安法测量导体的电阻实验时，小明的实验方案和操作过程均正确，实验中所用的电流表、电压表以及两表的连接和示数如图所示。电压表的示数为_____V,但通过观察发现电流表指针偏转过小，这样会导致实验误差偏____，解决这一问题的措施是_____________。

三、实验探究题

4.（2020山东泰安）现有如下实验器材：待测电源（电压大约在16V～18V之间）、一个实验室用的量程为0～15V的电压表、一个开关、三个定值电阻（分别为R1=1kΩ、R2=10Ω、R3=20Ω）、导线若干。

请你利用实验器材，并从三个电阻中选择两个电阻，设计实验测量出电源电压值，根据要求完成下列问题。

(1)选择的两个电阻是______和______；

(2)在虚线框中画出实验电路图（实验测量过程中不拆接电路）。______

(3)测量步骤及所需测量的物理量（用字母表示）______；

(4)电源电压值的表达式（用已知物理量字母和测量物理量字母表示）U0=______。

5.（2020天津）为了比较方便地测量出未知电阻的阻值，物理兴趣小组的同学设计了一个“电阻测量盒”：将一个电源（电压不变）､一个阻值为的定值电阻､一个开关和一个电流表用导线连接起来装入一个盒内，并引出两根导线到盒外，如图所示｡未使用时，盒内开关断开，电流表无示数｡使用时，将盒外的两根导线分别与待测电阻的两端相连，读取开关闭合时电流表的示数､开关断开时电流表的示数，经计算得知的阻｡

请你解答如下问题：

(1)在下图的虚线框内画出测量盒中符合上述设计要求的两种可能的电路图（      ）；

(2)在你所设计的电路中任选一种，推导出待测电阻的数学表达式______｡（请注明所选择的电路，表达式用已知量和测量量表示）

6.现有一个电压约为36V的电源（电压保持不变），一个量程为0-1A的电流表，三个阻值已知的电阻R1（20Ω）、R2（30Ω）、R3（10kΩ），开关和导线若干。请合理选择器材设计实验，比较精确地测出约为10Ω的未知电阻Rx的阻值。要求：

（1）画出实验电路图；

（2）写出主要的实验步骤和需要测量的物理量；

（3）写出待测电阻Rx的数学表达式（用已知量和测量量表示）。

7.小敏用图甲所示电路来测定某定值电阻的阻值

（1）闭合开关前，要将滑动变阻器滑片滑到　　（选填“A”或“B”）端

（2）闭合开关后，发现只有一只电表的指针发生偏转，请结合图甲电路分析产生此现象的原因是　 　。

（3）排除故障后，进行三次实验，测得数据如上表。表中第二次实验的电流可从图乙中读取，根据这三次测得的数据求得此电阻的阻值为　 　欧（保留一位小数）

（4）下列实验电路图丙中，也能够得出定值电阻Rx阻值的电路有　   　。

8.小明同学要测量某未知电阻的阻值（整个实验过程中电源电压保持不变）

（1）按照图甲电路图正确连接电路后，闭合开关，小明发现电流表无示数，但电压表示数很大．电路中出现的故障原因是______________．

（2）排除故障后，电流表和电压表的示数如图乙所示，则R0=______Ω．接下来小明调整变阻器的滑片继续测量，这样做的目的是       ．

（3）小明想利用这些器材测量另一个未知电阻Rx的阻值，但发现电流表已经损坏．小华帮他设计另一个实验方案：利用图丙所示的电路，先闭合开关S、S1，记下电压表的示数U1，再__________，记下电压表示数U2．则Rx=_________（表达式用测得的量与已知量表示）．

9.某物理兴趣小组利用图甲所示实验电路图同时测量电源电压U0的大小和电阻Rx的阻值，电源电压U0约为2V～3V，Rx的阻值约为6Ω～7Ω．实验室提供如下器材：导线若干、开关、电流表（量程0～0.6A，0～3A）、电压表（量程0～3V，0～15V）、滑动变阻器R（最大阻值为30Ω）。请你思考完成下列问题：

（1）按照图甲用笔画线代替导线，连接好图乙中的实物图。

（2）用物理量U0、Rx、电流表的示数I写出表示电压表示数U大小的关系式：U=        。

（3）①正确连接电路后，闭合开关前应使滑动变阻器连入电路的阻值为     （选填“最大”或“零”）；

②移动滑动变阻器的滑片，读出4组电流表和电压表示数，分别以电流表的示数I和电压表的示数U为横坐标和纵坐标，在坐标纸上描点，把这4个点连接起来大致为一条直线（并虚线延长到纵轴），如图丙所示。从图丙中信息可求得：电源电压U0=    V，电阻Rx=    Ω。

10.某同学在“测量小灯泡电阻”的实验中，设计了如图甲所示的电路图．小灯泡上标有“2.5V  0.3A”字样，电源电压为3V．

请完成下列回答．

（1）根据电路图，在图乙中用笔画线代替导线连接实物图．

（2）某次测量，电流表与电压表的示数如图所示，计算此时小灯泡灯丝的电阻值为　　．