52测量电阻

第二节第二节测量电阻测量电阻1.内容：内容：2.公式：公式：IRU3.变换公式：变换公式：U=IRR=IUR（）单位：单位：I（A）U（V）RUI 一段导体中的一段导体中的电流电流，跟这段导体两端的电压成正，跟这段导体两端的电压成正比，跟这段导体的电阻成反比。这个规律叫欧姆定律。比，跟这段导体的电阻成反比。这个规律叫欧姆定律。一、知识回顾一、知识回顾电路的三个基本物理量：电路的三个基本物理量：物理量：物理量：，物理量：物理量：，物理量：物理量：，电流电流I电压电压U电阻电阻R如何测量电阻的阻值呢？如何测量电阻的阻值呢？测量工具：测量工具：测量工具：测量工具：电流表电流表电压表电压表用电压表、电流表间接测电阻用电压表、电流表间接测电阻 电源、电压表、电流表、滑动变阻器、电源、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、待测电阻。开关、导线、待测电阻。二实验探究、伏安法测电阻二实验探究、伏安法测电阻实验目的实验目的实验原理实验原理实验器材实验器材R=UIAVRRS电路图电路图 实物图实物图 实验电路图和实物图实验电路图和实物图摆摆连连调调检检1在连接电路前要调节电流表、电压表到零在连接电路前要调节电流表、电压表到零刻度。刻度。2连接电路时开关要连接电路时开关要 ，连接完电路要，连接完电路要调节滑动变阻器到调节滑动变阻器到 端。端。3连接好电路，在检查电路连接无误后要用连接好电路，在检查电路连接无误后要用开关开关 ，在确定电路完好后再闭合开关，在确定电路完好后再闭合开关S。4电压表和电流表要注意选择电压表和电流表要注意选择 的量程。的量程。注意事项注意事项1调节电流表、电压表的指针到零刻度；按电调节电流表、电压表的指针到零刻度；按电路图连接实物。调节滑动变阻器到阻值最大端；路图连接实物。调节滑动变阻器到阻值最大端；2闭合开关，调节滑动变阻器的滑片至适当位闭合开关，调节滑动变阻器的滑片至适当位置，分别读出电流表的示数置，分别读出电流表的示数 I、电压表的示数、电压表的示数U，并，并记录在表格中；记录在表格中；3根据公式根据公式 计算出计算出R 的值，并记录在的值，并记录在表格中。表格中。4调节滑动变阻器的滑片改变待测电阻中的电调节滑动变阻器的滑片改变待测电阻中的电流及两端的电压，再测几组数据，并计算流及两端的电压，再测几组数据，并计算R 的值。的值。实验步骤实验步骤R=UI思考：电压如何调节思考：电压如何调节?从高到低好，还是从低到高好从高到低好，还是从低到高好？为什么？为什么?实验视频实验视频测量次数测量次数电压电压U/V电流电流I/A电阻电阻R/123实验记录表格实验记录表格强调：强调：对于定值电阻要多次测量对于定值电阻要多次测量 求平均值以减小误差。求平均值以减小误差。1 1、在该实验中滑动变阻器起什么作用？、在该实验中滑动变阻器起什么作用？故障故障2 2：电流表和电压表的指针偏转角度很小。电流表和电压表的指针偏转角度很小。判断：判断：电压表和电流表的量程可能都选择过大；电压表和电流表的量程可能都选择过大；电源电压可能过低。电源电压可能过低。故障故障1 1：电流表与电压表的指针反向偏转。电流表与电压表的指针反向偏转。判断：判断：电流表和电压表的电流表和电压表的“+”、“-”接线柱接线柱接反接反故障故障3 3：电流表指针超过最大值。电流表指针超过最大值。判断：判断：量程可能选择过小；量程可能选择过小；故障故障4 4：滑动变阻器滑动时，电表示数及灯泡亮度无变化。滑动变阻器滑动时，电表示数及灯泡亮度无变化。判断：判断：滑动变阻器没有滑动变阻器没有 “一上一下一上一下”连接。连接。故障原因分析故障原因分析故障故障5 5：闭合开关，灯泡不亮，电流表、电压表无示数。闭合开关，灯泡不亮，电流表、电压表无示数。判断：判断：接触不良或灯丝等断开滑接触不良或灯丝等断开滑 电源等原件可能损坏；电源等原件可能损坏；故障故障6 6：闭合开关，灯泡不亮，电流表几乎无示数，闭合开关，灯泡不亮，电流表几乎无示数，电压表指针明显偏转（或示数等于电源电压）。电压表指针明显偏转（或示数等于电源电压）。判断：判断：灯泡的灯丝可能断了或灯座与灯泡接触不良灯泡的灯丝可能断了或灯座与灯泡接触不良故障故障7 7：在调节滑动变阻器的滑片时，他发现灯泡变亮了，在调节滑动变阻器的滑片时，他发现灯泡变亮了，而电压表的示数却减小了。而电压表的示数却减小了。判断：判断：将电压表错接在了滑动变阻器两端。将电压表错接在了滑动变阻器两端。故障故障8 8：在调节滑动变阻器的滑片时，发现电压表不论怎在调节滑动变阻器的滑片时，发现电压表不论怎样都不能变小为样都不能变小为1V?1V?判断：判断：滑动变阻器阻值偏小，分压作用不明显。滑动变阻器阻值偏小，分压作用不明显。滑动变阻器的阻值与待测电阻相比大一些调节方便还是小一些调滑动变阻器的阻值与待测电阻相比大一些调节方便还是小一些调滑动变阻器的阻值与待测电阻相比大一些调节方便还是小一些调滑动变阻器的阻值与待测电阻相比大一些调节方便还是小一些调节方便？节方便？节方便？节方便？用电压表测电压用电压表测电压用电流表测电流用电流表测电流外接法？外接法？内接法？内接法？为减小误差，为减小误差，多测几组数据，多测几组数据，求平均值求平均值原理原理U UR RI I扩展：伏安法测电阻扩展：伏安法测电阻“同一性同一性”RXVARXAV1.1.1.1.什么是测量值和真实值？什么是测量值和真实值？什么是测量值和真实值？什么是测量值和真实值？2.2.2.2.测量值比真实值偏大还是偏小？测量值比真实值偏大还是偏小？测量值比真实值偏大还是偏小？测量值比真实值偏大还是偏小？3.3.3.3.如何减少误差？如何减少误差？如何减少误差？如何减少误差？伏安法测电阻伏安法测电阻之之内接外接内接外接测量电路的选择测量电路的选择内接法内接法内接法内接法RXVARXAV外接法外接法外接法外接法 由于由于电流表分压电流表分压引起的。引起的。误差产生的原因误差产生的原因误差产生的原因误差产生的原因:由于由于电压表分流电压表分流引起的。引起的。误差产生的原因：误差产生的原因：误差产生的原因：误差产生的原因：内接法内接法内接法内接法RXVARXAV外接法外接法外接法外接法4.4.4.4.什么情况下用外（内）接法？什么情况下用外（内）接法？什么情况下用外（内）接法？什么情况下用外（内）接法？小小小小电阻用外接法电阻用外接法电阻用外接法电阻用外接法例例1.一一个个未未知知电电阻阻Rx无无法法估估计计其其电电阻阻值值，某某同同学学用用伏伏安安法法测测电电阻阻的的两两种种电电路路各各测测量量一一次次，如如图图所所示示，按按甲甲图图测测得得数数据据是是3.0V、3.0mA,按按乙乙图图测测得得数数据据是是2.9V、4.0mA,由由此此可可知知按按图图所所示示的的电电路路测测量量的的误误差差较较小小，Rx的的真真实实值值更更接近于接近于 。甲甲1000思考思考1：Rx 的真实值大于还是小于的真实值大于还是小于1000？小于小于思思考考2：若若已已知知电电流流表表内内阻阻为为0.1,那那么么Rx的的真真实实值值是是多多大？大？999.9甲甲甲甲RXVARXAV乙乙乙乙1将上述实验中的定值电阻换成小灯泡，用同样的方法测定将上述实验中的定值电阻换成小灯泡，用同样的方法测定小灯泡的电阻。小灯泡的电阻。2多测几组数据，根据实验数据分别计算出小灯泡的电阻，多测几组数据，根据实验数据分别计算出小灯泡的电阻，3比较计算出的几个数值，看看每次算出的电阻的大小相同比较计算出的几个数值，看看每次算出的电阻的大小相同吗？有什么变化规律吗？吗？有什么变化规律吗？想想做做想想做做小灯泡的电阻随温度的升高而增大，故不能求平均值。小灯泡的电阻随温度的升高而增大，故不能求平均值。（在其他地方若没有说明，一般认为小灯泡的电阻不变。）（在其他地方若没有说明，一般认为小灯泡的电阻不变。）电压电压U/V123电流电流I/A0.220.300.34电阻电阻R/4.556.678.82解析解析：当灯两端电压越大，灯丝电阻当灯两端电压越大，灯丝电阻越大。越大。原因原因：当灯两端电压越大，灯丝温度升高。当灯两端电压越大，灯丝温度升高。钨的电阻特性钨的电阻特性:温度升高时电灯的电阻增大。温度升高时电灯的电阻增大。1小东同学做小东同学做“测量小灯泡电阻测量小灯泡电阻”的实验：的实验：（1）请完成如图实验电路的连接；（请完成如图实验电路的连接；（2）小东正确连接电）小东正确连接电路后闭合开关，调节滑动变阻器使电压表的示数为路后闭合开关，调节滑动变阻器使电压表的示数为图（甲）所示，此时电流表的示数如图图（甲）所示，此时电流表的示数如图（乙）所示，小灯泡的电阻是（乙）所示，小灯泡的电阻是 。5 abcd三、巩固练习三、巩固练习2小东同学做测量灯泡电阻实验，连接电路后闭合开关，小东同学做测量灯泡电阻实验，连接电路后闭合开关，发现灯不亮，电流表无示数，电压表示数为电源电压。则发现灯不亮，电流表无示数，电压表示数为电源电压。则故障原因可能有几种？请写出三种灯泡不亮的原因。故障原因可能有几种？请写出三种灯泡不亮的原因。（1）电压表串联在电路中了；）电压表串联在电路中了；（2）小灯泡断路；）小灯泡断路；（3）连接小灯泡两端的导线或接线柱断路。）连接小灯泡两端的导线或接线柱断路。VALRS3 在在“测量小灯泡的电阻测量小灯泡的电阻”的的实验中，某同学在连接电路时，实验中，某同学在连接电路时，不小心将电流表和电压表接错了不小心将电流表和电压表接错了位置，如图所示。闭合开关可能位置，如图所示。闭合开关可能出现的现象是出现的现象是()A电流表烧坏，电压表示数为电流表烧坏，电压表示数为0B小灯泡烧坏小灯泡烧坏C电流表示数为电流表示数为0，电压表示数为电源电压值，电压表示数为电源电压值 D电流表示数为电流表示数为0，电压表示数为，电压表示数为0CVALRS如采用内接法，接错了会怎样？如采用内接法，接错了会怎样？4 4、用伏安法测量金属导线的电阻、用伏安法测量金属导线的电阻R R，试把图中给出的器试把图中给出的器材连接成测量材连接成测量R R的合适的电路。图中安培表的量程为的合适的电路。图中安培表的量程为0.6A0.6A，内阻接近内阻接近1 1，伏特表的量程为伏特表的量程为3V3V，内阻为内阻为5K;5K;电源电源的电动势为的电动势为6V6V，变阻器的阻值为变阻器的阻值为0 020 20 。在闭合电键在闭合电键前，变阻器滑动触点应处于正确位置。前，变阻器滑动触点应处于正确位置。+-RXAV+分析故障原因：分析故障原因：1)1)若闭合开关后若闭合开关后,移动滑片移动滑片P,P,电流表和电压表的示数总是电流表和电压表的示数总是不变不变,且电灯泡亮度很弱且电灯泡亮度很弱,这可能是由于这可能是由于_原因引起的原因引起的.2)2)电流表指针偏转角度很小，原因电流表指针偏转角度很小，原因_。3)3)灯泡很亮且无论怎样移动滑片灯泡很亮且无论怎样移动滑片P P，灯泡亮度几乎不变，灯泡亮度几乎不变，原因是原因是_。4)4)闭合开关后，灯泡发光，电压表有示数，但电流表无示闭合开关后，灯泡发光，电压表有示数，但电流表无示数，原因是数，原因是_5)闭合开关电流表示数为闭合开关电流表示数为0A，灯不亮，且电压表有较大示，灯不亮，且电压表有较大示数，原因是数，原因是_ 6)闭合开关电流表有示数，灯不亮，且电压表示数是，闭合开关电流表有示数，灯不亮，且电压表示数是，原因是原因是_6 6、小亮在做、小亮在做“测量小灯泡的电阻测量小灯泡的电阻”实验中，所用小灯泡上标有实验中，所用小灯泡上标有“2.5V字样。字样。(1)图图16是小亮未连接好的电路，请你用笔画线代替导线，将是小亮未连接好的电路，请你用笔画线代替导线，将实物图补充完整实物图补充完整：实验实验次数次数1 23U/N2.02.52.8I/A0.220.250.26R/(2)电路连好后，小亮分别测出了小灯泡的几组电压和电流值电路连好后，小亮分别测出了小灯泡的几组电压和电流值记录在表格中。记录在表格中。小灯泡正常工作时的电阻为小灯泡正常工作时的电阻为 。小亮从数据中小亮从数据中发现，灯泡的，灯泡的电阻是阻是变化的，你化的，你认为影响影响电阻阻变化的主要因素是化的主要因素是 。1010温度温度扩展：多种方法测电阻扩展：多种方法测电阻思考：如果现在我们只有一块电思考：如果现在我们只有一块电流表或者电压表，还有一个已流表或者电压表，还有一个已知阻值的定值电阻知阻值的定值电阻r0，你能测量，你能测量出导体的电阻吗出导体的电阻吗？在只有一个电表情况下，要学会将电在只有一个电表情况下，要学会将电路进行变化，从而列出两个基本的方路进行变化，从而列出两个基本的方程，利用方程组求解。程，利用方程组求解。1 1.伏阻法测电阻（伏阻法测电阻（一电压表、一定值电阻一电压表、一定值电阻）1.原理原理:2.电路设计电路设计:3.实验步骤实验步骤:4.数学表达式数学表达式:Vx连接连接R R0 和和R Rx的串联电路的串联电路,分别用电压表测量分别用电压表测量R0 和和Rx两端的电压两端的电压,根据分压公式根据分压公式,计算未知电阻计算未知电阻Rx.=R Rx xR R0 0U Ux xU U0 0V0R0RxRx=R R0 0U Ux xU U0 0伏阻法测电阻（伏阻法测电阻（有电压表没有电流表有电压表没有电流表）2.2.安阻法测电阻安阻法测电阻(一电流表、一定值电阻一电流表、一定值电阻)1).原理原理:2).电路设计电路设计:3).实验步骤实验步骤:4).数学表达式数学表达式:连接连接R Rx 和和R R0的串联电路的串联电路,分别用电流表测量通过分别用电流表测量通过R0 和和Rx的电流的电流,根据分流公式根据分流公式,计算未知电阻计算未知电阻Rx.=R Rx xR R0 0I IO OI Ix xRx=R R0 0I IO OI Ix xRxRoAxAo安阻法测电阻（有电流表没有电压表）安阻法测电阻（有电流表没有电压表）