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1.知道伏安法测电阻的原理。
2.会用“伏安法”测电阻。
3.在测量待测电阻的阻值时,会用多次测量求平均值的方法减小实验误差。
4.会对电路的故障进行分析和处理。
5.了解电阻测量的其他方法。
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1.根据欧姆定律公式的变形式R=
U
I
,可以测亚出导体的电阻。
2.在测量过程中,多次测量取平均值可以减小误差。
3.测量电流用电流表,测量电压用电压表。
知识点一 伏安法测电阻
1.伏安法测电阻
【实验目的】用电流表和电压表测未知电阻的阻值。
【实验原理】R=
U
I
。
【实验方法】伏安法。
【实验器材】电源、开关、电流表、电压表、滑动变阻器、待测电阻和导线。
【实验电路图和实物电路】
【实验步骤】
(1)按图17-3-1甲所示的电路图连接实物电路(图乙)。
(2)检查电路无误后,将滑动变阻器滑片调至滑动变阻器阻值最大的位置。
(3)闭合开关,并迅速断开开关(试触),在开关闭合的瞬间观察电流表、电压表指针的偏转情况,判断电表连接是否正确(是否接反),电流表、电压表量程选择是否合适。
(4)闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,改变待测电阻两端的电压,并记下相应的电流表示数和电压表示数填在实验数据记录表格中。
(5)断开开关,整理仪器。
【实验数据处理】
说明
“电路图连接实物电路”连接电路过程中,开关应断开;连线时要按一定顺序连接;电压表、电流表要先接大量程进行试触。
“阻值最大”将滑动变阻器的滑片滑到阻值最大值处,以保护电路,防止闭合开关时电流太大而损坏电路。
“(试触)”(1)采用试触法可判断电路连接是否正确及确定电表的量程。
(2)电压表的量程可根据电源电压判断,若电源由两节干电池串联组成,则电压表用0~3V量程即可,不用接大量程试触;电流表的量程可根据电压及估计的电阻值确定。
“滑动变阻器”滑动变阻器在本实验中的作用:(1)保护电路;(2)改变待测电阻两端的电压和通过的电流,实现多次测量的目的。
“表格”多次测试的目的:求平均值减小误差。
注意
测定值电阻阻值时,由于电阻不变,所以通过求平均值减小测量误差;测小灯泡电阻时,由于灯丝的电阻随温度的升高而增大,灯丝电阻是变化的,所以不能用求平均值的方法求灯丝电阻。
规律总结
辨析多次测量的目的
在不同的实验中,设计实验进行多次测量的目的是不同的,分析如下表:
2.电路故障分析
在实验中出现电路故障后要先断开开关,再分析查找故障原因,常见的部分故障及其原因如下表。
知识点二 单表测电阻的方法
1.伏阻法
当缺少电流表时,可用定值电阻与电压表代替电流表,方法是将定值电阻与待测电阻串联,利用电压表和定值电阻并联,计算出通过定值电阻的电流,利用串联电路中电流处处相等的特点可知,此电流就是通过未知电阻的电流。然后用电压表测出未知电阻两端电压,利用R=
U
I
求出电阻。
2.安阻法
当缺少电压表时利用电流表和定值电阻代替电压表,方法是将电流表和定值电阻串联,再与未知电阻并联,求出定值电阻两端电压,利用并联电路中各支路两端电压相等可得出未知电阻两端电压,然后用电流表测出通过未知电阻的电流,利用R=
U
I
求电阻。
3.等效替代法
易误点 连接实物电路和多次测量的数据处理时容易出现错误。
【易误点辨析】(1)连接电路时,开关应处于断开状态;闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于最大阻值处,以保证电路安全,防止突然闭合时,产生的瞬间电流过大而损坏电路元件。
(2)电表量程的选择应该根据电源的电压值、未知电阻的阻值综合考虑后,采用试触法确定。
(3)定值电阻阻值的变化是由实验误差引起的,可以利用多次测量取平均值的方法来减小误差;小灯泡的电阻变化并不是实验误差在起主导作用,测小灯泡电阻的实验中进行多次测量的目的是寻找灯丝电阻与温度之间的关系,所以不能取平均值作为灯丝的电阻。