資源簡介

分組實驗：用電壓表和電流表測導體的電阻
學習指要
伏安法測導體的電阻的原理是根據歐姆定律的公式I=推導出的公式R=。把被測電
阻接入電路中，用電壓表測出此電阻兩端的電壓U，用電流表測出通過電阻的電流工，即可求得被測電阻的阻值。
電路中接入滑動變阻器，移動滑片改變接入電路中的電阻，可改變被測電阻兩端的電壓
和通過被測電阻的電流，獲得幾組電壓和電流的值。求出每一組數據的電阻值，以平均值的方法來減小實驗 測量誤差，把求得的平均值作為被測電阻的阻值。
實驗時要正確選擇電流表和電壓表的量程。
科學廣場
人體的電阻
當人體接觸帶電體時，人體就被當成一個電路元件接入回路。人體阻抗通常包括外部阻
抗(與觸電者當時所穿衣服、鞋襪以及身體的潮濕情況有關，從幾千歐到幾十兆歐不等)和內
部阻抗(與觸電者的皮膚阻抗和體內阻抗有關)。人體阻抗不是純電阻，主要由人體電阻決定。
人體電阻也不是一個固定的數值。
一般認為干燥的皮膚在低電壓下具有相當高的電阻，約l0萬歐。當電壓在500～1000伏
時，這一電阻便下降為1000歐。表皮具有這樣高的電阻是因為它沒有毛細血管。手指某些部
位的皮膚還有角質層，角質層的電阻值更高，而不經常摩擦部位的皮膚的電阻值是最小的。
皮膚電阻同人體與物體的接觸面積及壓力有關。
當表皮受損暴露出真皮時，人體內因布滿了輸送鹽溶液的血管而有很低的電阻。一般認
為，接觸到真皮里，一只手臂或一條腿的電阻大約為500歐。因此，由一只手臂到另一只手
臂或由一條腿到另一條腿的通路相當于一只1000歐的電阻。假定一個人用雙手緊握一帶電
體，雙腳站在水坑里而形成導電回路，這時人體電阻基本上就是體內電阻，約為500歐。
一般情況下，人體電阻可按l000～2000歐考慮。
解題指導
【例l】如圖4．6—5甲是伏安法測電阻的實驗電路圖。

甲 乙 丙
圖4．6—5
(1)該實驗的原理是_______，請你用筆畫線代替導線將圖乙中的實物電路連接完整。
(2)在開關S閉合前，滑動變阻器的滑片應放在_______________。
(3)若待測電阻R的值大約為5～10歐，電流表有“0～0．6安”“0～3安”兩個量程，電壓表
有“0～3伏”“0～15”伏兩個量程，滑動變阻器的阻值在0～20歐之間，電源電壓為3
伏，則電流表應選______量程，電壓表應選_______量程。
(4)若某次測量中電流表和電壓表的示數如圖丙所示，則該電阻的阻值為_________歐。
(5)若三次實驗記錄數據如下表：
電壓／伏
2．O
4．O
6．0
電流／安
0.1
0.2
0.3
對數據分析，可以歸納出的結論是______________________________________________
____________________________________________________________________。
【解析】(1)伏安法測電阻的實驗原理是歐姆定律的公式變形R=。
(2)開關S在閉合前，變阻器的滑片應移至電阻值最大處。
(3)因電源的電壓是3伏，則電壓表應選的量程是0～3伏。當待測電阻R取最小(R=5歐)且滑動
變阻器接入電路的電阻為零時，通過電流表的電流為最大，Imax===0．6安，故電
流表應選的量程為0～0．6安。
(4)由上題的分析可知，兩表使用的都是小量程，即I=0.3安，U=1．5伏，則R===5
歐。
(5)對表中的數據進行分析，可以歸納出結論：導體的電阻一定時，導體中的電流與導體兩
端的電壓成正比。
【答案】 (1) R= 如圖4．6—6 所示 (2)電阻值最大處 (3)0～O．6安 0～
3伏 (4)5 (5)導體的電阻一定時，導體中的電流與導體兩端的電壓成正比
圖4．6—6
【回顧】(1)減少測電阻實驗誤差的方法：①多次測量取平均值；②使用小量程，提高讀數
的準確程度；③縮短實驗時間，減少溫度的影響。
(2)讀電表要“先看清后讀數”，應看清選用的量程與最小刻度。
【例2】“曹沖稱象”的故事流傳至今，最為人稱道的是曹沖采用的方法，他把船上的大象
換成石頭，而其他條件保持不變，使兩次的效果(船體浸入水中的深度)相同，于是得出大象
的重就等于石頭的重，人們把這種方法叫“等效替代法”，請嘗試利用“等效替代法”解決
下面的問題。
【探究的目的】粗略測量待測電阻R。的值。
【探究器材】待測電阻Rx、一個標準電阻箱(元件符號)、若干開關、一個電池、若干
導線和一個刻度不準確但靈敏度良好的電流表(電流表的量程足夠大)。
【設計實驗和進行實驗】
在下邊的虛線方框內畫出你設計的實驗電路圖。
(2)將下面的實驗步驟補充完整。并用字母表示需要測出的物理量：
第一步：開關斷開，并按設計的電路圖連接電路。__________________________________
___________________________________________________________________________
(3)寫出Rx的表達式：______(用測出量表示)。
【解析】由歐姆定律的數學表達式I =可得R=，這是伏安法測電
阻的依據，而本題是一道用“等效替代法”測量電阻阻值的試題，實驗
器材缺少電壓表，故解題的關鍵是應用“等效替代法”通過調節(jié)電阻箱
的阻值讓接入電路中的電流表兩次示數相同，從而得出此時電阻的大小
相等，即未知電阻的大小就等于電阻箱上的示數。電路圖如圖4．6—7 圖4．6—7
所示。閉合開關Sl，觀察電流表的指針偏轉位置，斷開開關Sl，閉合開關S2，調節(jié)電阻箱電阻的大小，觀察電流表的指針，使它指向前面記錄的位置，讀出此時電阻箱電阻的大小R，被測電阻Rx=R。
【答案】(1)如圖4．6—7所示 (2)見解析 (3)Rx=R
同步訓練 A組
1．有關公式R=等的意義，下列說法正確的是( )
A. 導體中的電流越大，電阻越小
B．加在導體兩端的電壓越大，電阻越大
C．導體電阻跟電流成反比，跟電壓成正比
D．導體電阻等于導體兩端的電壓與導體中電流的比值
2．如圖是某同學在做電學實驗時所連接電路的一部分。請分析回答：
(第2題)
(1)該同學不可能在做什么實驗?_______________。
A．伏安法測小燈泡的電阻
B．研究串、并聯電路電流的特點
(2)若要研究通過導體的電流與導體兩端電壓的關系，除了圖示器材外還需要：電源(恒
壓)、開關、導線、_______，同時應將小燈泡換成定值電阻，理由是_____________
___________________________________________________________________.
某同學在“用電壓表和電流表測導體的電阻”實驗中，按如圖甲所示的電路圖連接好電
路，移動滑動變阻器的滑片，使滑動變阻器連入電路的阻值最大。閉合開關，移動滑動
變阻器的滑片，分別讀出電壓表和電流表的幾組示數并記錄，根據記錄的數據，作出如
圖乙所示的U--1圖線。則被測電阻R1的電阻值為______歐。滑動變阻器的滑片在某一位
置時，電壓表的指針位置如圖丙所示(電壓表所接的量程為0～3伏)，則電壓表的示數為
__________伏。

甲 乙 丙
(第3題)
在如圖所示的電路中，R1的阻值為l0歐，只閉合開關Sl時，電流表的示數為0．3安，再
閉合開關S2后，電流表的示數為0．45安，則R2的阻值為________歐。
(第4題)
小科同學在做“用電壓表和電流表測電阻”的實驗中，設計了如圖甲所示的電路圖，并
利用導線將電壓表、電流表、小燈泡、滑動變阻器(“50Ω 1A”)、開關、兩節(jié)新干電
池連接了部分電路(如圖乙)：

甲 乙 丙
（第5題）
請回答下列問題：
(1)請用筆畫線代替導線，將圖乙中的電路連接完整。
(2)根據連接完整的電路進行實驗，第3次實驗電壓表的示數如圖丙所示，其讀數為_____
_______伏。
(3)下表是小科同學記錄的實驗數據，其中第______(填序號)次數據是錯誤的。
實驗次數
1
2
3
電壓／伏
2．O
2.5
3.0
電流／安
0.26
0.30
0.34
(4)利用該實驗的電路圖(圖甲)還可以研究的問題有_____________。
6．在用伏安法測小燈泡電阻的實驗中，請回答問題：
(1)在圖甲中，請你用筆畫線將電壓表正確連入電路。

甲 乙 丙
(2)在閉合開關之前，圖中滑動變阻器的滑片應移至____(填“左”或“右”)端。
(3)連接完電路后，閉合開關，無論怎樣移動滑片，燈泡都不發(fā)光，電流表示數為零，電
壓表的示數為3伏，這可能是由于_________造成的。
(4)某次實驗時電壓表和電流表的示數如圖乙所示，此時小燈泡的電阻為______歐。
(5)若小明同學在做實驗時，移動變阻器滑片的位置，多次測量過程中觀察到電壓表和電
流表的示數大小變化是相反的，則產生該現象的原因可能是_____________________
_____________________________________________________________________。
據英國《每日郵報》報道，在美國加利福尼亞州北部城市利弗莫
爾消防站發(fā)動機室的天花板上，懸掛著一個發(fā)著昏黃光亮的小燈
泡。不過可不能因為它沒有現在的節(jié)能燈明亮就小看它，要知道
自從1901年點亮以來，這個燈泡就沒有被熄滅過，至2011年已持
續(xù)工作了110個年頭。一小燈泡的伏安特性曲線如圖所示，在燈泡
電壓由3伏增大到6伏的過程中，隨溫度的升高，燈泡電阻改變了
多少歐? (第7題)

同步訓練 B組
某實驗小組探究一種熱敏電阻的阻值隨溫度變化的規(guī)律。設計的實驗裝置如圖①甲，實
驗的主要步驟如下：

甲 乙

丙
(第8題①)
在燒杯中加入適量冷水，正確連接電路，閉合開關，測量電阻R兩端的電壓和通過的電流，斷開開關。將根據電流表、電壓表示數計算的電阻值和溫度計的示數填入表中；
在燒杯中添加少量熱水，閉合開關，測量電阻R兩端的電壓和通過的電流，斷開開關。將根據電流表、電壓表示數計算的電阻值和溫度計示數填入表中；
重復②的操作若干次，測得多組數據。
(1)請用筆畫線代替導線，按圖甲中的電路圖將圖乙連接完整；
(2)實驗測得的幾組數據如下表：
實驗次數
1
2
3
4
5
電阻R／歐
110
61
45
35
____
溫度t／℃
20
50
68
80
90
圖丙是第5次實驗中電流表和電壓表的示數，請計算電阻值R，并填入表中。
(3)請在圖②的坐標系中畫出R-t的關系圖線。
(第8題②)
由圖線得到該熱敏電阻阻值與溫度的關系__________________________________
_________________________________________________________________
9．小明在欣賞圣誕樹上的小彩燈時發(fā)現，各小彩燈的連接方式為串聯，當其中一只燈絲熔
斷，其他彩燈卻仍能發(fā)光，如圖甲所示，這是為什么呢?他仔細觀察燈泡的構造(如圖乙)，
查閱得知細金屬絲表面涂有絕緣物質；取一只完好的彩燈，按圖丙電路進行實驗，電源
電壓為7．5伏，數據及現象記錄如下表：

甲 乙

丙 丁
實驗次數
1
2
3
4
5
6
電壓／伏
0.3
1
2
4
6
7.5
電流／安
0．O6
0.10
0.12
0.20
O
彩燈亮度
發(fā)紅
弱光
較亮
亮
很亮
燈絲燒斷
請依據上述信息完成以下問題：
(1)第4次實驗電流表的示數如圖丁所示，其讀數為______安。
(2)從數據中發(fā)現，通過彩燈的電流與電壓不成正比，其原因是_________________________
________________________________________________________________________。
(3)能證實燈絲支架與細金屬絲之間有絕緣物質的實驗現象是__________________________
_________________________________________________________________________。
(4)請依據彩燈結構及實驗現象，推測彩燈串中一只燈絲熔斷時其他彩燈卻仍能發(fā)光的原因
是__________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________
答案：
1．D 2．(1)B (2)滑動變阻器小燈泡的電阻會隨溫度的變化而變化 3．8 1．6
4．20 5．(1)圖略(滑動變阻器左上端與小燈泡右端相連) (2)1．5 (3)1 (4)驗
證歐姆定律 6．(1)如圖 (2)左 (3)燈泡處斷路 (4)10 (5)電壓表并聯在滑動變
阻器兩端
(第6題)
7．10歐 8．(1)圖略(開關另一端與滑動變阻器的B接線柱連接) (2)30 (3)圖略 (4)
電阻大小隨溫度的升高而減小 9．(1)0．18 (2)彩燈電阻因溫度改變而發(fā)生變化 (3)
第6次實驗時燈絲兩端電壓等于電源電壓 (4)在較高電壓(220伏)下，細金屬絲表面的絕緣層被擊穿

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