浙教版八年级上册科学47测电阻方法归纳包含答案.docx

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浙教版八年级上册科学47测电阻方法归纳包含答案

测电阻方法归纳

伏安法测电阻是初中电学中典型实验之一，也是历年中考重点考查的内容，但电阻的测量方法不局限于伏安法，具有一定的灵活性、技巧性、多样性，归纳总结近年考查题型，测量电阻（设电阻不受温度的影响）的方法主要有以下几种。

（一）伏安法测电阻

　　伏安法测电阻是初中物理中一个重要的实验，本实验可以利用电压表和电流表分别测出未知电阻Ｒx的电压、电流，再用欧姆定律的变形公式求出Ｒx的阻值。

由于电压表也叫伏特表，电流表也叫安培表，所以这种用电压表、电流表测电阻的方法叫“伏安法”。

　　1．原理：

由欧姆定律

推出

2．电路图：

（见图1）

3．器材：

小灯泡（2.5V）、电流表、电压表、开关、电池阻（3V）、定值电阻（10Ω）、滑动变阻器、导线。

　　4．注意点：

　　ⅰ连接电路时，开关应断开，滑动变阻器应调到最大阻值处。

　　ⅱ滑动变阻器的作用：

（1）保护电路；

（2）改变小灯泡两端的电压和通过的电流。

　　ⅲ本实验中多次测量的目的是：

测出小灯泡在不同情况（亮度）下的电阻。

　　5．实验步骤：

（1）根据电路图把实验器材摆好。

（2）按电路图连接电路。

　　（在连接电路中应注意的事项：

①在连接电路时，开关应断开。

②注意电压表和电流表量程的选择，“+”、“-”接线柱。

③滑动变阻器采用“一上一下”接法，闭合开关前，滑片应位于阻值最大处。

）

　　（3）检查无误后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片（注意事项：

移动要慢），分别使灯泡暗红（灯泡两端电压1V）、微弱发光（灯泡两端电压1.5V）、正常发光（灯泡两端电压2.5V），测出对应的电压值和电流值，填入下面的表格中。

实验次数

灯泡亮度

电压U/V

电流I/A

电阻R/Ω

1

灯丝暗红

1

2

微弱发光

1.5

3

正常发光

2.5

同时，在实验过程中，用手感受灯泡在不同亮度下的温度。

随着灯泡亮度的增加，灯泡的温度升高。

　　（4）算出灯丝在不同亮度时的电阻。

　　·说明：

这种方法的优点为：

可多次测量求平均值，以减小测量误差。

缺点是：

因为电压表的分流作用，测量结果偏小。

6．分析与论证：

　　展示的几组实验表格，对实验数据进行分析发现：

灯泡的电阻不是定值，是变化的。

　　是什么原因使灯丝的电阻发生变化的呢？

是电压与电流吗？

　　难点突破：

（我们对比一个实验如图2：

用电压表、电流表测定值电阻的阻值R）　

　　发现：

R是定值，不随电压、电流的变化而变化。

　　通过论证，表明灯丝的电阻发生改变的原因不在于电压与电流，那是什么原因造成的呢？

我们在前面学过，影响电阻大小的因素有哪些？

（材料、长度、横截面积和温度。

）

　　那是什么因素影响了灯丝的电阻呢？

（是温度。

）温度越高，灯丝电阻越大。

这个实验再一次验证了这一点。

（二）测电阻的几种特殊方法

1．只用电流表，不用电压表

　　方法一：

电流表和定值电阻替代法

如果只用一只电流表，用图6所示的电路可以测出未知Ｒｘ的阻值。

先后用电流表测出通过Ｒ0和Ｒｘ的电流分别为Ｉ0、Ｉx，根据测得的电流值Ｉ0、Ｉx和定值电阻的阻值Ｒ0，根据分流公式可计算出Ｒｘ的值为

·说明：

这种方法的缺点为：

需要进行两次电流表连接，实验时间加长。

优点为：

测量较为准确，元件使用较少。

　　方法二：

电流表和开关替代法

用图7所示的实验电路也可以测出未知Ｒｘ的阻值。

先闭合开关Ｓ１，读出电流表的示数为I1，再断开Ｓ１闭合Ｓ２，读出这时电流表的示数为I2。

根据测得的电流值I1、I2和定值电阻的阻值Ｒ0。

　　根据分流公式可计算出Ｒｘ的值：

方法三：

如果只用一个电流表，并且要求只能连接一次电路，用图8所示的电路也可以测出未知Ｒx的阻值。

　　具体的作法：

是先闭合开关S1，读出电流表的示数为I１，再同时闭合S1、S2，读出这时电流表的示数为I2。

根据测得的电流值I１、I2和定值电阻的阻值Ｒ0。

　　计算过程如下：

设电源电压为Ｕ，当只闭合S1时，根据欧姆定律的变形公式Ｕ＝Ｉ（Ｒx+Ｒ）,可得Ｕ＝I１（Ｒx＋Ｒ0）①；当再同时闭合S1、S2，Ｒ0被短路，这时有：

Ｕ＝I2Ｒx②。

　　联立①②解方程组得

·说明：

该方法的优点为：

使用电器元件少，实验操作简单。

缺点是：

由于没有使用滑动变阻器，电路中的电流表应先进行试触选择量程或接在较大量程上，所以测量结果误差较大。

　　方法四：

电流表和滑动变阻器替代法

如果只用一个电流表，并且要求只能连接一次电路，用图9所示的电路也可以测出未知Ｒｘ的阻值。

　　具体的作法：

把滑动变阻器的滑片P调至A端，读出电流表的示数为IA，再把滑动变阻器的滑片P调至B端，读出这时电流表的示数为IB。

根据测得的电流值IA、IB和定值电阻的阻值ＲAB。

同样可计算出Ｒｘ的值：

·说明：

这种方法优点为：

使用元件少，操作简单；缺点是：

不能进行多次测量以减小误差。

以上方法，需要测量两次电流，所以也叫“安安法”；根据所给器材有电流表和一个已知阻值的电阻Ｒ0，所以又叫“安阻法”。

　　总之，用伏安法测电阻的基本原理是测定电阻两端的电压和流过电阻的电流。

在缺少器材（电流表或电压表）的情况下，我们可用间接的方法得到电压值或电流值，仍然可以测量电阻的阻值。

因此，在进行实验复习时要特别重视原理的理解，这是实验设计的基础。

2．只用电压表，不用电流表

　　方法一：

电压表和定值电阻替代法

如果只用一只电压表，用图3所示的电路可以测出未知Ｒｘ的阻值。

　　具体的作法是先用电压表测出Ｒx两端的电压为Ｕx；再用这只电压表测出定值电阻Ｒ0两端的电压为Ｕ0。

根据测得的电压值Ｕx、Ｕ0和定值电阻的阻值Ｒ0，可计算出Ｒｘ的值为：

·说明：

这种方法的缺点为：

需要进行两次电压表连接，实验时间加长。

优点为：

测量较为准确，元件使用较少。

　　方法二：

电压表和开关替代法

如果只用一个电压表，并且要求只能连接一次电路，用图4所示的电路可以测出未知Ｒｘ的阻值。

　　具体的作法是先闭合Ｓ1，读出电压表的示数为Ｕ1，再同时闭合Ｓ1和Ｓ2，读出这时电压表的示数为Ｕ２。

根据测得的电压值Ｕ1、Ｕ2和定值电阻的阻值Ｒ0。

　　根据分压公式可计算出Ｒｘ的值：

·说明：

该方法的优点为：

使用电器元件少，连接简单。

缺点是：

由于没有使用滑动变阻器，电路中的电压表应该接在较大的量程上，所以测量结果误差较大。

　　方法三：

电压表和滑动变阻器替代法

如果只用一个电压表，并且要求只能连接一次电路，用图5所示的电路可以测出未知Ｒｘ的阻值。

　　具体的作法是先把滑动变阻器的滑片P调至B端，闭合开关，记下电压表示数Ｕ1；把滑动变阻器的滑片P调至A端，记下电压表示数Ｕ2。

根据测得的电压值Ｕ1、Ｕ2和定值电阻的阻值Ｒ0，可计算出Ｒｘ的值：

·说明：

该方法的优点为：

使用电器元件少，连接简单。

缺点是：

因为电压表的分流作用，测量结果偏小，且不能进行多次测量求平均值以减小误差。

　以上方法，需要测量两次电压，所以也叫“伏伏法”；根据所给器材有电压表和一个已知阻值的电阻Ｒ0，所以又叫“伏阻法”。

3．等效替代法

　　方法一：

用图10所示的电路也可以测出未知Ｒｘ的阻值。

当S扳到A时电流表的示数为I，再将S扳到B时，调节R0（电阻箱）的电阻，使电流表示数仍为I，即RX=R0。

　　方法二：

若只有一只电压表和电阻箱，则可用替代法测电阻的阻值，如图11所示。

先合上开关S1，把单刀双掷开关S2打到1，调节滑动变阻器的阻值，使电压表有一合适的示数U0。

再把单刀双掷开关S2打到2，调节电阻箱的阻值，使电压表的示数仍为U0，则此时电阻箱的示数即为待测电阻Rx的阻值，即RX=R0。

　　等效法虽然也有一块电压表或一块电流表，但在电路中的作用不是为了测量出电压或电流，而是起到标志作用。

【巩固练习】

题型一、伏安法测电阻

1．

（1）为了测定某电阻的阻值，小妍设计了图甲所示的电路。

①请根据电路图，用笔画线代替导线将图乙中的电路连接起来（导线不能交叉）。

②闭合开关，发现电流表示数为零，电压表有示数且等于电源电压，电路的故障可能是___________________________。

③排除故障后，调节滑动变阻器滑片的位置，小妍记录的三组实验数据如表。

④由表中的数据可知实验使用的定值电阻的阻值是__________。

【答案】

（1）①

②定值电阻断路④20Ω

2．小红做“测量未知电阻Rx的阻值”实验时，所用器材有：

电源、未知电阻Rx、电流表、电压表、开关、滑动变阻器各一个、导线若干。

（1）在连接电路的过程中，开关应处于（选填“断开”或“闭合”）状态；

（2）如图甲所示，是小红未连接完的实物图，请你用笔画线代替导线，将图中的电路连接完整．要求：

滑动变阻器的滑片向右移动时，它接入电路的阻值变小；

（3）电路连接好后，小红进行实验，记录的数据如下表，其中第3次实验电流表的示数如图乙所示，读数为A，第3次实验所测的电阻值为Ω；

（4）由实验数据可知，Rx的阻值为Ω。

实验次数

U/V

I/A

R/Ω

1

3

0.26

11.5

2

2.4

0.2

12

3

2

★

★

【答案】

（1）断开；

（2）略（接右下接线柱）（3）0.16A；12.5Ω（3）12Ω

3.在“伏安法测电阻”的试验中，小明同学所用的电源电压恒定不变，但未知。

滑动变阻器标有“20Ω1.5A、”的字样，电压表和电流表的量程合适，他已连接了部分电路，如图甲所示。

请你完成下列问题：

（1）用笔画线代替导线，将图甲中的电路连接完整。

（2）当电压表示数为2.4V时，电流表的示数如图乙所示，电阻丝的电阻为______Ω.

（3）进行了上步计算后，小明认为实验就完成了，小亮则认为，仅这样就得出电阻的阻值不够可靠。

原因是___________________________.

（4）小芳连接电路后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片的过程中发现，电流表示数变大时，电压表示数反而减小，电流表示数变小时，电压表示数反而增大。

经检查所用器材均完好。

你认为出现上述实验现象的原因是_________________________________.

【答案】

（1）略；

（2）10；（3）只测一组数据误差较大；（4）电压表并联在滑动变阻器两端；

4．下面是某实验小组开展的伏安法测灯泡电阻实验。

（1）如图2是甲组同学根据电路图连接的实物图，图中有一根导线连接不正确，请在错误的导线上画“×”，并画出正确的导线．

（2）电路错误改正后，甲组同学调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数为2V时，电流表示数如图3所示，此时通过小灯泡的电阻为Ω．

（3）经过多次测量后发现，灯泡越亮电阻越大，是因为。

（4）下表是乙组同学所测量的实验数据，分析表中数据，他们发现电流和电压的关系与其他组不同，请你判断乙组同学所连接的实验电路应该是图中的．

【答案】

（1）略

（2）7.7（3）温度越高，电阻越大。

（4）D

5．在测定“小灯泡电阻”的实验中，电源电压为3V，小灯泡额定电压为2.5V、电阻约为10Ω．

（1）连接电路时开关应，闭合开关前，图1中滑动变阻器的滑片P应位于端．

（2）请你用笔画线代替导线，将图中的实物电路连接完整．在图2方框内画出实验的电路图．

（3）电路连接无误后，闭合开关电压表和电流表的示数如图，则通过灯丝的电流为A，小灯泡两端的电压为V，小灯泡的电阻为Ω．

（4）小向同学移动滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成图4所示的I﹣U图象，通过分析图象发现灯丝的电阻是变化的，原因是．

【答案】断开；最右；0.2；6；30；灯丝的电阻随温度升高而增大

题型二、伏安法测电阻

1.（电压表与滑变）在“伏安法测电阻”的试验中，小明同学所用的电源电压恒定不变，但未知。

滑动变阻器标有“20Ω1.5A、”的字样，电压表和电流表的量程合适，他已连接了部分电路，如图甲所示。

请你完成下列问题：

（1）用笔画线代替导线，将图甲中的电路连接完整。

（2）当电压表示数为2.4V时，电流表的示数如图乙所示，电阻丝的电阻为______Ω.

（3）进行了上步计算后，小明认为实验就完成了，小亮则认为，仅这样就得出电阻的阻值不够可靠。

原因是___________________________.

（4）小芳连接电路后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片的过程中发现，电流表示数变大时，电压表示数反而减小，电流表示数变小时，电压表示数反而增大。

经检查所用器材均完好。

你认为出现上述实验现象的原因是________________________________________.

（5）小芳正准备继续实验，发现电压表已损坏。

她利用余下的电流表和滑动变阻器完成对Rx的再一次测量。

请你在图丙中画出设计的电路图，并完善下列步骤。

①按照电路图连接好电路；

②调节滑动变阻器的滑片，使接入电路的阻值为______时，读出电流表的示数I1；

③再调节滑动变阻器的滑片，使接入电路的阻值为_______时，读出电流表的示数I2；（I1>I2）

④根据已知条件和测量结果，写出定值电阻的表达式：

Rx=__________.

【答案】

（1）如上图甲；

（2）10；（3）只测一组数据误差较大；（4）电压表并联在滑动变阻器两端；（5）如上图丙；②0；③20Ω；④20I2/（I1−I2）Ω.

2．（电压表与滑变）用伏安法测电阻，实验电路图如图17所示，电源电压保持U0不变。

（1）该实验的原理是　　　　　。

（2）闭合开关S前，滑动变阻器滑片P应置于　　　　　端。

（3）假如小珍同学用完好的器材按如图17所示实验电路图正确连接电路，实验时正确操作，刚一“试触”，就发现电流表的指针迅速摆动到最大刻度，其原因可能是：

①　　　　　；②　　　　　。

（4）小珍在张芳同学已连好的电路上操作，当闭合开关S，把P向a端移动时，发现电流表示数增大，电压表示数减小。

发生此现象的原因是张芳同学把　　　　　。

（5）小珍同学按图17所示的实验电路图正确连接电路，进行实验，某次实验中电压表示数如图18所示，电流表示数如图19所示，则此时被测电阻Rx两端电压为　　　V，通过Rx的电流为　　　　　A，被测电阻Rx＝　　　　　Ω。

（6）若滑动变阻器的最大阻值为R，被测电阻的阻值为Rx，实验过程中电流表突然烧坏，请你用剩下的器材测出Rx。

先在右边方框内画出此时的实验电路图；再简要写出实验步骤和计算Rx的表达式。

a．实验步骤：

　　　　　。

b．Rx的表达式：

Rx＝　　　　　。

【答案】

（1）或欧姆定律

（2）b（3）①电源电压偏高②电流表的量程选择偏小或滑动变阻器的最大阻值偏小

（4）电压表接在滑动变阻器的两端（5）2.4伏0.3安8欧

（6）a.实验步骤：

P位于B端，闭合开关S，测出这时RX两端的电压为U1，

3.实验室中要测量一个阻值约为数百欧的电阻．提供的器材有：

电源（电压约5V）、学生用电压表（0~6V）、电阻箱R（0~9999Ω， 5A）、开关S1和S2、导线若干．现要测量待测电阻Rx的阻值，设计了如图甲所示的实验电路图．

（1）小虎进行的实验过程如下：

①根据实验电路图，连接成如图乙所示的实物电路，但存在连接错误，只需改动一根导线，即可使电路连接正确，请在接错的导线上打“ד，并用笔画线代替导线画出正确的接法．

②电路连接正确后，闭合S1，将S2拨到触点1时，电压表的读数为U1，则电源电压为_____．

③闭合S1，将S2拨到触点2，当电阻箱的阻值调为R时，电压表的示数为U2，则待测电阻的阻值Rx=_____．

（2）如果实验器材中没有提供电压表，现再提供一只电流表（0~0.6A），利用上述器材，你认为_____（选填“能”或“不能”）较准确测出该待测电阻的阻值，原因是_____．

【答案】

（1）①

;②U1;③

;

（2）不能;电路中电阻大,电流小,不能准确读出电流表示数．

4.关于测量定值电阻阻值的实验

【方案一】运用电压表（无电流表），一个阻值为R0的固定电阻，测量定值电阻阻值。

器材：

一只电压表，一个阻值为R0的固定电阻、电源、开关和导线若干。

实验步骤：

步骤一、请你画出实验时所需的电路图，并连接电路；

步骤二、将电压表_____在Rx两端，闭合开关，读出电压表的示数Ux；

步骤三、将电压表_____在R0两端，闭合开关，读出电压表的示数U0；

步骤四、根据你设计的电路的特点和实验所测得的物理量，写出Rx的表达式_____ 。

（用符号表示）

【方案二】运用一只电压表（无电流表），一个已知最大阻值的滑动变阻器，测量定值电阻阻值。

器材：

一只电压表、一个已知最大阻值的滑动变阻器，电源、开关和导线若干。

实验要求：

请你画出实验所需的电路图。

评估交流：

（1）从实验操作角度看，以上两个方案中，方案_____更好。

（2）好在_____ 。

（只要求写出一条）

【答案】方案一：

并联；并联；

方案二：

（1）二

（2）方案二中在测量电压时无需换接电压表，测量电压更方便

5.在“测量小灯泡的电阻”试验中，小灯泡的额定电压是2.5V。

（1）请你用笔画线代替导线将图1所示电路连接完整。

（2）小梦在接完最后一根导线时，小灯泡立即发光，请你分析产生这一现象的原因是_____ 。

（3）排除故障后，继续试验，如图2所示是小灯泡正常发光时的电流，此时灯丝的电阻是_____Ω。

（4）大梦和小梦按照老师的要求，设计了如下在缺少电流表时测量小灯泡电阻的方案：

大梦：

用如图3所示电路（滑动变阻器最大阻值已知）。

闭合开关，分别读出滑片在A、B两端时电压表的示数，然后计算出小灯泡的电阻。

小梦：

把一个电压表分别接在小灯泡和阻值已知的定值电阻两端，如图4所示，闭合开关，读出电压表的示数，然后计算出小灯泡的电阻。

你认为_____设计的方案好，理由是_____ 。

【答案】

（1）

（2）连接电路时，开关未断开（3）5（4）小梦；定值的电阻恒定，误差小

题型三、安阻法

1.小明想测额定电压为2.5V，正常工作电流小于0.3A的小灯泡的电阻。

（1）图是小明没有连接完的实物电路，请你用笔画线代替导线将实物图补充完整。

（要求滑动变阻器连入电路的阻值最大）

（2）连接好电路后，小明进行了实验，记录的数据如下表所示。

请仔细分析分析实验数据，回答以下问题：

表中有一个明显的错误数据，请指出错误数据并分析产生的原因。

小灯泡正常发光时的电阻为Ω。

（3）完成上述实验后，小明想用原电路测量一段电阻丝Rx的阻值（约10Ω）。

他用电阻丝替换了灯泡，闭合开关，发现电压表已损坏，将其拆除，不改变其他电路元件的连接方式，小明也完成了实验。

请简述实验步骤并写出计算Rx的最后表达式。

（已知滑动变阻器的最大阻值为R0）

实验步骤：

表达式：

Rx=。

【答案】

（1）略

（2）1.0读数时看错电流表的量程；12.5（3）闭合开关，使滑动变阻器连入电路的阻值最小（为零），记下电流表的示数I1；将滑动变阻器连入电路的阻值最大，记下电流表示数I2.；

2.利用电源、滑动变阻器和定值电阻R0（阻值已知）以及两个电流表A1、A2来测量未知电阻Rx的阻值。

同学们设计了如下图A、B、C三个电路。

（1）经过讨论，认为测量未知电阻Rx阻值的最佳方案为图____电路。

（2）根据所选电路图，请用笔画线代替导线完成实物连接图。

（3）小宇在某次实验中，测得电流表A1的示数为I1，A2的示数为I2，则待测电阻Rx=_________。

（4）在某次测量中，小宇发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片P，两个电流表A1、A2的示数始终相等，即I1=I2，由此判断出Rx处的故障是___________。

（5）本实验中滑动变阻器的作用是：

________________和_____________________

【答案】

（1）B

（2）略（3）

（4）断路（5）保护电路；改变电流（便于测量多组数据）

3.小柯去实验室做“伏安法测电阻”的实验时，由于老师的疏忽，只提供了如下实验器材：

电源、已知阻值的定值电阻R0、电流表两只、待测电阻Rx、开关一个、导线若干。

但聪明的小柯还是用这些仪器测量得出了Rx的阻值，如图所示。

请将实物图补充完整

①对照电路图，请你只添加一根导线，将实物电路连接完整。

②闭合开关，断开开关，整理器材。

用测量所得的科学量和已知量符号表示待测电阻阻值：

Rx=（通过R0和Rx的电流分别用I1和I2表示）该实验中，如果仅将两只电流表换成电压表，其他元件不变，请你设计一个可以测量出电阻Rx阻值的电路图：

【答案】

（1）①图略②读出电流表示数I1和I2

（2）

（3）

4.实际的电源都有一定的电阻，如干电池,我们需要用它的电压U和电阻r两个物理量来描述它。

实际计算过程中，可以把它看成是由一个电压为U、电阻为0的理想电源与一个电阻值为r的电阻串联而成，如图甲所示。

实验室有一电源，电源电压约为3V、电阻不到1Ω。

为了测量该电源的电压和电阻，现有两个电阻R1=15Ω,R2=5Ω,一量程为0.3A的电流表,并设计了如下的两种测量电路:

乙和丙

（1）请选择可行的测量电路__________，理由是________________________________；

（2）简要叙述实验步骤：

__________________________________________________；

（3）根据测量数据和已知量，得到电源电压U=_________，电源内阻r=____________。

【答案】

题型四、等效替代法

1．小丽同学要测量一个未知电阻Rx的阻值。

实验桌上已准备的器材有：

电流表、符合要求的电源、电阻箱、滑动变阻器各一个，两个开关和导线若干。

小丽想利用已有器材，通过“替代法”测量Rx的阻值，请你帮她设计电路图、补充实验步骤。

（1）请画出你帮小丽设计的实验电路图。

（2）请将实验步骤补充完整：

①将电流表调零、开关断开，按照电路图连接电路元件，并使滑动变阻器连入电路的阻值最大。

②；

。

③记录此时电阻箱的示数R0，待测电阻的阻值Rx=R0。

④测量结束，断开电路，整理器材。

图19

ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦⅧ

AA-3X型学生电源

过载指示灯

通断

直流稳压

+

-

S2

Rx

R0

S1

0.6

3

A

00.20.40.6

|||||||||||||||||||||||||||||||

0123

【答案】