伏安法测电阻实验

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所属分类:初三物理

伏安法测电阻是初三物理一个重要电学实验,涉及到欧姆定律在实验中的应用,综合考查学生对多种实验仪器的理解。伏安法测电阻这个实验在高二物理里有进一步提升,涉及到电流表的内外接法,滑动变阻器分压限流式接法以及误差分析等。下面,无忧物理学习网就伏安法测电阻的整个流程做详细分析。

实验目的

伏安法测电阻

实验原理

根据部分电路的欧姆定律公式R=U/I,只要能够测出待测电阻两端电压,以及电流,就可以求出待测电阻阻值。

实验原理图

伏安法测电阻实验

实验器材

电源、电流表、电压表、滑动变阻器、开关、若干导线、小灯泡等

实验步骤

1、按照原理图连接好电路,注意开关断开时,滑动变阻器滑片位于最大电阻位置。

2、闭合开关,调节滑片,记录此时电流表示数I1和电压表求数U1

3、重复步骤2,多次实验测量,记录I2U2I3U3……

4、根据定律R=U/I,分别求出电阻R1R2R3……并求出它们的平均值:R=(R1+R2+R3)/3

实验注意事项

1、在闭合开关时,小灯泡的电流应该是最小的,这就要保证闭合开关前滑动变阻器的滑片们于最大电阻位置;

2、小灯泡上标有正常工作时的电压,实际电压不要超过该值,否则小灯泡可能会被烧杯。在闭合开关后,需要调节滑片,减小接入电路电阻,增大电流,让小灯泡的电压达到该值,小灯泡正常发光。在以后测量中,反向增大滑动变阻器接入电路的阻值,减小电流。

误差分析

由于电流采用了外接发法,小灯泡两端的电压是真实电压,但电流表的电流并非小灯泡的实际电流。因此出现U=UI>I,由欧姆定律R=U/I可知,R<R

实验结论

小灯泡电阻会发生变化,温度越高,小灯泡的阻值越大。

经典例题

"测量小灯泡正常发光时的电阻"的实验中(如图甲),电源电压为4.5V,小灯泡正常发光是的电压为2.5V
伏安法测电阻实验

(1)小龙同学闭合开关,移动滑片P到某一位置时,电压表示数(如图乙所示)      V,为了测量小灯泡正常发光时的电阻,应将图甲中滑动变阻器的滑片P       (选填"A""B")端移动,使电压表的示数为       V

(2)小龙同学根据实验数据绘制成图丙所示的I-U关系图象,根据图象信息,可计算出小灯泡正常发光时的电阻是          Ω,还可以得出:小灯泡灯丝的电阻随电压的变化而           (选填"不变""改变")

(3)小良同学按同一电路连接好最后一根导线,灯泡立即发出明亮耀眼的光,但很快就熄灭了,检查后发现连线正确,请你找出她在实验中两个操作不当之处:

                                                ;②                                                                     

答案:(1)2.2VB2.5

(2)12.5、改变

(3)连接电路时开关没有断开;连接电路时滑片没有位于最大电阻处。

解析:本题考查伏安法测电阻实验,涉及电压表的使用方法、图像处理等知识。

(1)根据电压表的量程,可易知乙图读数为2.2V。为达到正常发光2.5V电压,需要减小滑动变阻器的阻值,故需要向B端移动滑片。

(2)根据I-U图像可知,2.5V的电压对应的电流为0.2A,由R=U/I可得R=12.5Ω,而且电压越大,得到的电阻越大。

(3)如果电路的正确的,但灯泡立即就亮,说明连接电路时开关没有断开;灯泡发出明亮的光但很快就灭了,说明滑片没有位于最大电阻处,导致电灯烧坏。

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