資源簡介

(共43張PPT)
第一部分　教材知識整合
第十三章　電學微專題
第5節　伏安法實驗
實驗2　伏安法測量電阻、電功率
知識精講·夯基礎
核心實驗·提素養
重慶真題·明考向
(測電阻A卷近5年2考；2022年版課標要求學生必做實驗　
測電功率A卷：2021·17題；B卷近5年2考)
核心實驗·提素養
實驗 測量定值電阻的阻值 測量小燈泡的阻值 測量小燈泡的電功率
實驗原理 R＝　 P＝UI　
電路圖及 實物連接 　
電路連接 注意事項 (1)連接電路時，開關應處于斷開狀態，且導線不能交叉。 (2)閉合開關前，滑動變阻器的滑片移到阻值最大處。 (3)連接實物圖時滑動變阻器的接線柱要按照“一上一下”的原則接入電路，滑動變阻器的接法應與題中要求相符
電流表量 程的選擇 根據Imax＝ 確定(滑動變阻器接入電路的阻值最小，電源電壓為U) 根據小燈泡的額定電流確定
電壓表量 程的選擇 根據電源電壓確定 根據小燈泡的額定電壓確定
實驗操作 多次移動滑動變阻器的滑片來改變待測電阻兩端的電壓，記下相應的電流表示數和電壓表示數 移動滑動變阻器的滑片，分別使電壓表的示數略小于、等于和略大于(不超過小燈泡額定電壓的1.2倍)小燈泡的額定電壓，記下每次電壓表示數及對應的電流表示數
滑片移動方 向的判斷 要增大待測電阻兩端的電壓，滑動變阻器的滑片向阻值減小的方向移動 要增大小燈泡兩端的電壓，滑動變阻器的滑片向阻值減小的方向移動
多次測量 的目的 求取平均值減小誤差 測量小燈泡在不同電壓下的電阻 測量小燈泡在不同電壓下的實際功率
圖像
裝置拓展 本實驗裝置可以用來探究電流與電壓的關系 本實驗裝置不能探究電流與電壓的關系
　　　　同學們利用如圖甲所示的電路測量定值電阻R的阻值，電源電壓為3 V不變，滑動變阻器標有“20 Ω　1 A”字樣。
設計方案、收集證據
(1)請用筆畫線代替導線，將圖甲中實物電路補充完整，導線不要交叉。(要求：滑動變阻器的滑片P向右移動時電壓表示數變大)
基礎設問
例2
如答圖所示。
(2)閉合開關，移動滑動變阻器的滑片P，發現電流表示數始終為0，電壓表示數接近電源電壓。出現上述現象可能是因為圖甲中①②兩根導線中的導線____發生斷路。
②
(3)排除故障后，閉合開關，移動滑動變阻器的滑片P，改變定值電阻兩端的電壓，記錄相應的電壓表和電流表示數填在表格中。第4次實驗電流表示數如圖乙所示為______A。小明同學提出這個表格設計需要增加一欄物理量，需要增加的物理量是_____________________。
實驗次序 電壓U/V 電流I/A 電阻R/Ω
1 0.5 0.1 5
2 1.0 0.12 8.3
3 1.6 0.20 8
4 2.1
0.26
電阻的平均值R /Ω
得出結論、作出解釋
(4)老師看完數據后，發現有一組數據不是本實驗中測得的，它是第___(填實驗次序)組，判斷的依據是_______________________________________
______。
(5)定值電阻R的阻值為_____Ω。(結果保留一位小數)
1
定值電阻R兩端的電壓達不到0.5 V(合理即
可)
8.1
交流合作、評估反思
(6)另一組的小柯同學用不同的方法處理數據，他先分別求出三次測量的電壓平均值和電流平均值，再運用歐姆定律，求出電阻，你認為這種方法是否可行并說明理由：____________________________________________
__________________________________。
不可行；運用歐姆定律時，公式中的I、U、R必須
是同一時刻、同一導體所對應的數值
(7)小軍使用和小明完全相同的器材重新連接電路后進行實驗，他根據自己的實驗數據繪制了I－U圖像，如圖丙中的a圖線，發現和小明所繪制的I－U圖像(b圖線)不同，經過對比電路連接發現，這是由于兩人電路中________的連接位置不同。
電壓表
(8)(缺電流表)小明從課外書上了解到干電池本身有一定的電阻，干電池可以等效為一個沒有電阻的電池和一個定值電阻R串聯而成。為測量干電池的阻值，小明設計了如圖丁所示的電路。(已知滑動變阻器最大阻值為R0)
①請完成下列實驗步驟。
A．只閉合開關S，斷開開關S1，記錄電壓表示數為U。
B．接著閉合開關S和S1，__________________________________，記錄電壓表示數為U1。
②干電池的阻值R＝_________R0
(用已知量和測量量的符號表示)。
能力設問
將滑動變阻器的滑片P移動到最右端
　　　　在測量標有“2.5 V”字樣的小燈泡的電阻和電功率實驗中，小明所在實驗小組的同學設計了如圖甲所示電路。其中電源電壓為4.5 V。
設計方案、收集證據
(1)圖甲中小明連接了部分電路，請你用筆畫線代替導線，將電路補充完整。
例2
基礎設問
如答圖所示。
(2)正確連接電路后，閉合開關，小燈泡不發光，電壓表無示數，電流表有示數，則電路故障可能是____。(填序號)
A．小燈泡短路　　　　
B．滑動變阻器斷路
C．小燈泡斷路
(3)排除故障后，小燈泡發光，此時電壓表的示數為2 V，為了測量小燈泡的額定功率，應該向____(選填“左”或“右”)端移動滑動變阻器的滑片，直到電壓表示數為_____V。
A
右
2.5
(4)小明記錄的實驗數據如表所示，請指出表格中存在的問題___________
______________________________。
實驗 次序 小燈泡兩端的電壓U/V 通過小燈泡的電流I/A 小燈泡 的亮度 小燈泡的電 功率P/W 小燈泡的 電阻R/ Ω 小燈泡電阻的
平均值R/ Ω
1 2 0.20 比正常 發光暗 0.4 10
2 2.5 0.22 正常 發光
3 3 0.24 比正常 發光亮 0.72 12.5
多設計了小
燈泡電阻的平均值R/Ω一欄
得出結論、作出解釋
(5)小燈泡正常發光時的電阻為_______Ω，電功率為______W。(結果保留兩位小數)
交流合作、評估反思
(6)(生活實踐)該小組在拓展實驗中發現：將相同型號的新燈泡和經常使用的舊燈泡并聯使用時，舊燈泡的亮度明顯不如新燈泡。這個現象引起了他們的興趣，通過小組合作討論，他們得出：燈泡長期使用，燈絲由于表面升華而變細，燈絲電阻______(選填“變大”或“變小”)，導致燈泡在額定電壓下工作時的實際功率______(選填“大于”“小于”或“等于”)額定功率。
11.36
0.55
變大
小于
(7)(數據分析)(2024·綏化)他們測得小燈泡的額定功率后，把小燈泡兩端的電壓調為其額定電壓的一半，發現測得的功率大于其額定功率的四分之一，請對其加以分析：________________________________________________
_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
能力設問
根據P＝ 可知，在電阻R不變時，電壓為原來的二分之一，功率為原來的四分之一，但因燈絲的電阻隨溫度的降低而減小，故小燈泡兩端的電壓調為其額定電壓的一半時，測得的實際功率大于其額定功率的四分之一(合理即可)
(8)(缺電壓表)同組的小聰設計了如圖乙所示的電路，測量另一個額定電壓為U額的小燈泡的額定功率，已知定值電阻的阻值為R0，請將下列實驗步驟補充完整。
①閉合S、S1，斷開S2，調節滑動變阻器的滑片，使電流表的示數為____
(用U額和R0表示)。
②閉合S、S2，斷開S1，保持滑動變阻器的滑片位置不動，記錄電流表的示數為I。
③小燈泡正常發光時的電阻RL＝__________，小燈泡的額定功率P額＝
________________(均用U額、I和R0表示)。
測量小燈泡的阻值(A卷近5年2考)
1．(2023·重慶A卷16題8分)在測量小燈泡電阻的實驗中，小會選用標有“2.5 V”字樣的小燈泡進行實驗。
(1)請用筆畫線代替導線，將圖甲所示電路補充完整。
重慶真題·明考向
命題點1
如答圖所示。
【解析】根據測量電阻實驗的要求，電路為串聯電路，電壓表測小燈泡兩端電壓，電流表測通過小燈泡的電流，因此需要把小燈泡的右接線柱與電流表的負接線柱連接在一起，如答圖所示。
(2)連接電路時，開關應處于______狀態。連接好電路，將滑片P移至最右端，接通電路后，發現小燈泡不發光，電壓表示數約為3 V，其原因可能是小燈泡______。
斷開
斷路
【解析】為確保電路安全，連接電路時開關需要斷開。閉合開關后，電壓表有示數且約等于電源電壓，小燈泡不發光，則故障可能為小燈泡斷路，電壓表此時測電源電壓。
(3)排除故障后，閉合開關，調節滑片P，
電壓表示數如圖乙所示為_____V，為
測量小燈泡正常發光時的電阻，應將滑
片P向____端滑動。
2.2
左
【解析】根據題圖乙可知，電壓表使用的是小量程，分度值為0.1 V，因此電壓表示數為2.2 V。為使小燈泡正常發光，需要把小燈泡兩端的電壓調至2.5 V，即需要滑動變阻器兩端的電壓減小，根據串聯分壓原理可知，滑動變阻器接入電路中的阻值變小，故而滑片P向左調節。
(4)記錄的實驗數據如表所示，則小燈泡正常發光時的電阻約為_____Ω(結果保留一位小數)；實驗中發現小燈泡越亮，溫度越高，結合數據可知：燈絲溫度越高，電阻越____。
實驗次序 1 2 3 4
U/V 1 2 2.5 2.8
I/A 0.18 0.28 0.30 0.31
8.3
大
(5)小會在實驗過程中發現用力捏滑片P與電阻絲接觸處，小燈泡發光明顯變亮。請結合影響導體電阻大小的因素，分析產生這一現象可能的原因：____________________________________________________________________________________
用力捏滑片P與電阻絲接觸處，增大了滑片P與電阻絲的接觸面積，減小了電阻(合理即可) 。
【解析】用力捏滑片P與電阻絲接觸處，增大了滑片P與電阻絲接觸的面積，從而減小了電阻(合理即可)。
2．(2022·重慶A卷17題8分)綜合實踐課上，小薇同學用“伏安法”測量小燈泡正常發光時的電阻，選用的小燈泡L標有“2.5 V”字樣、電源電壓恒為4.5 V、滑動變阻器規格為“30 Ω　1 A”。
實驗次序 U/V I/A R/ Ω
1 1.0 0.18 5.6
2 1.5 0.22 6.8
3 2.0 0.24 8.3
4 2.5
(1)請在圖甲中用筆畫線代替導線，幫小薇完成實物電路的連接。
如答圖所示。
【解析】由題表數據可知，電流表應選用0～0.6 A的量程，電路連接如答圖所示。
(2)閉合開關S前，滑動變阻器的滑片P應處于最____(選填“左”或“右”)端。
右
【解析】為了保護電路，閉合開關S前，滑動變阻器滑片P應處于阻值最大處，由題圖甲知，滑動變阻器的滑片應處于最右端。
(3)閉合開關S進行實驗，移動滑動變阻器的滑片P過程中，她應注視________(選填“電壓表”“電流表”或“滑動變阻器”)的變化情況，當停止移動滑片P時，她發現兩電表指針左右擺動，再觀察小燈泡L也忽明忽暗，其原因可能是____(填序號)。
A．滑動變阻器接觸不良　
B．小燈泡短路
電壓表
A
【解析】閉合開關S進行實驗，移動滑動變阻器的滑片P，眼睛應注視電壓表的示數，兩電表指針左右擺動，再觀察小燈泡L也忽明忽暗，其原因可能是滑動變阻器接觸不良，故選A。
(4)排除故障后繼續實驗，她將得到的數據記錄在表格中，當電壓表示數為2.5 V時，電流表的示數如圖乙所示為______A，則小燈泡L正常發光時的電阻為_____Ω(結果保留一位小數)。她發現小燈泡L電阻發生了變化，其原因是燈絲電阻受______的影響。
0.26
9.6
溫度
(5)實驗結束后，她看見桌面上還有一個阻值為15 Ω的定值電阻，想按照表格給定的四組電壓值，驗證“導體中電流與電壓的關系”，但使用目前已有器材無法完成，若想完成實驗，她只需更換哪一個元件，并說明新元件的規格要求：__________________________________________________
_______________________________。
更換一個電壓為3 V的電源(或更換一個最大阻值不小于52.5 Ω的滑動變阻器，合理即可)
測量小燈泡的電功率(A卷：2021·17題；B卷近5年2考)
3．(2021·重慶 A卷17題8分)小兵同學通過實驗測量燈泡L1、L2的額定功率，L1、L2分別標有“2.5 V”和“3.8 V”字樣，電源電壓恒為6 V。電壓表只有0～3 V量程可以用。
(1)如圖甲所示是小兵設計的測燈泡L1額定功率的實驗電路，請在圖乙中用筆畫線代替導線補全實物電路。
命題點2
如答圖所示。
(2)連好電路后，按實驗規范操作，先把滑動變阻器的滑片P移到____(選填“A”或“B”)端，然后閉合開關S，小兵發現L1不發光，電流表有示數，電壓表無示數，則電路的故障可能是L1______(選填 “斷路”或“短路”)。
(3)排除故障后，按實驗規范操作，剛閉合開關S時，電壓表示數為1 V，電流表示數如圖丙所示為_____A，滑動變阻器的最大阻值為____Ω；調節滑片P得到下表中的數據，L1的額定功率為______W。
實驗次序 1 2 3
電壓/V 1.0 2.5 2.8
電流/A 0.30 0.32
B
短路
0.2
25
0.75
(4)小兵在原電路中用L2替換L1開始測量L2的額定功率，按實驗規范操作，剛閉合開關S時，電壓表示數為1.5 V, 接著小兵發現該電路無法完成測量，于是設計了一個新方案：把電壓表改接到滑動變阻器兩端，只需調節滑片P使電壓表示數為_____V, L2就會正常發光。
(5)小兵根據新方案連好電路，按實驗規范操作，剛閉合開關S時，發現電壓表示數超過了量程，立即斷開開關思考解決辦法，請你對此說出一種合理的解決辦法：______________________________。
2.2
換一個大量程電壓表(合理即可)
4．(2021·重慶B卷17題節選)小楊同學找到一盞標有“2.5 V”字樣的小燈泡，其額定電功率已模糊不清。她選用如圖甲所示器材測量額定電功率，電源電壓恒為9 V。
(1)圖甲所示的實驗電路有2段導線未連接，請你用筆畫線代替導線將電路補畫完整(要求：連線不交叉，滑片P向A端移動時小燈泡發光變亮)。
如答圖所示。
【解析】電壓表應與小燈泡并聯接入電路，滑動變阻器應選“一上一下”兩個接線柱接入電路，滑片P向A端移動時小燈泡發光變亮，則滑片向A端移動時滑動變阻器接入電路的阻值變小，如答圖所示。
(2)小楊連接電路并檢查后，將滑動變阻器的阻值調到最大，再閉合______，緩慢移動滑片P，發現電流表示數有明顯變化但電壓表無示數，此故障的原因可能是小燈泡______(選填“斷路”或“短路”)。
開關
短路
【解析】連接電路時應斷開開關，閉合開關前應把滑動變阻器的滑片P移到阻值最大處，緩慢移動滑片P，發現電流表示數有明顯變化但電壓表無示數，說明電路是通路，可能是與電壓表并聯部分電路短路，故此故障的原因可能是小燈泡短路。
(3)排除故障后，小楊眼睛注視著電壓表和小燈泡，移動滑片P逐次改變小燈泡兩端的電壓，并將測得的數據記錄在表格中。當電壓表的示數為1.5 V時，應向____(選填“A”或“B”)端移動滑片P；當電壓表的示數為2.5 V時，電流表的示數如圖乙所示，小燈泡的額定功率為_____W；細心的小楊通過分析數據還發現通過小燈泡的電流與其兩端的電壓不成正比，其原因可能是________________________________。
實驗次序 1 2 3 4 5
電壓U/V 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
電流I/A 0.16 0.20 0.22 0.25
A
0.7
小燈泡燈絲電阻受溫度影響很大　
【解析】當電壓表的示數為1.5 V時，由串聯電路分壓原理可知，滑動變阻器接入電路的阻值較大，所以應將滑動變阻器滑片P向A端移動，使滑動變阻器接入電路的阻值變小；由題圖乙可知電流表接入電路的量程為0～0.6 A，分度值為0.02 A，所以電流表的示數為0.28 A，小燈泡的額定功率P＝ULIL＝2.5 V×0.28 A＝0.7 W；細心的小楊通過分析數據還發現通過小燈泡的電流與其兩端的電壓不成正比，其原因可能是小燈泡燈絲電阻受溫度影響很大。

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