名师导学——分组实验：用电压表和电流表测导体的电阻

分组实验：用电压表和电流表测导体的电阻 学习指要 伏安法测导体的电阻的原理是根据欧姆定律的公式I=推导出的公式R=。把被测电 阻接入电路中，用电压表测出此电阻两端的电压U，用电流表测出通过电阻的电流工，即可求得被测电阻的阻值。 电路中接入滑动变阻器，移动滑片改变接入电路中的电阻，可改变被测电阻两端的电压 和通过被测电阻的电流，获得几组电压和电流的值。求出每一组数据的电阻值，以平均值的方法来减小实验 测量误差，把求得的平均值作为被测电阻的阻值。 实验时要正确选择电流表和电压表的量程。 科学广场 人体的电阻 当人体接触带电体时，人体就被当成一个电路元件接入回路。人体阻抗通常包括外部阻 抗(与触电者当时所穿衣服、鞋袜以及身体的潮湿情况有关，从几千欧到几十兆欧不等)和内 部阻抗(与触电者的皮肤阻抗和体内阻抗有关)。人体阻抗不是纯电阻，主要由人体电阻决定。 人体电阻也不是一个固定的数值。 一般认为干燥的皮肤在低电压下具有相当高的电阻，约l0万欧。当电压在500～1000伏 时，这一电阻便下降为1000欧。表皮具有这样高的电阻是因为它没有毛细血管。手指某些部 位的皮肤还有角质层，角质层的电阻值更高，而不经常摩擦部位的皮肤的电阻值是最小的。 皮肤电阻同人体与物体的接触面积及压力有关。 当表皮受损暴露出真皮时，人体内因布满了输送盐溶液的血管而有很低的电阻。一般认 为，接触到真皮里，一只手臂或一条腿的电阻大约为500欧。因此，由一只手臂到另一只手 臂或由一条腿到另一条腿的通路相当于一只1000欧的电阻。假定一个人用双手紧握一带电 体，双脚站在水坑里而形成导电回路，这时人体电阻基本上就是体内电阻，约为500欧。 一般情况下，人体电阻可按l000～2000欧考虑。 解题指导 【例l】如图4．6—5甲是伏安法测电阻的实验电路图。 甲 乙 丙 图4．6—5 (1)该实验的原理是_____，请你用笔画线代替导线将图乙中的实物电路连接完整。 (2)在开关S闭合前，滑动变阻器的滑片应放在_____。 (3)若待测电阻R的值大约为5～10欧，电流表有“0～0．6安”“0～3安”两个量程，电压表 有“0～3伏”“0～15”伏两个量程，滑动变阻器的阻值在0～20欧之间，电源电压为3 伏，则电流表应选_____量程，电压表应选_____量程。 (4)若某次测量中电流表和电压表的示数如图丙所示，则该电阻的阻值为_____欧。 (5)若三次实验记录数据如下表： 电压／伏 2．O 4．O 6．0 电流／安 0.1 0.2 0.3 对数据分析，可以归纳出的结论是_____ _____。 【解析】(1)伏安法测电阻的实验原理是欧姆定律的公式变形R=。 (2)开关S在闭合前，变阻器的滑片应移至电阻值最大处。 (3)因电源的电压是3伏，则电压表应选的量程是0～3伏。当待测电阻R取最小(R=5欧)且滑动 变阻器接入电路的电阻为零时，通过电流表的电流为最大，Imax===0．6安，故电 流表应选的量程为0～0．6安。 (4)由上题的分析可知，两表使用的都是小量程，即I=0.3安，U=1．5伏，则R===5 欧。 (5)对表中的数据进行分析，可以归纳出结论：导体的电阻一定时，导体中的电流与导体两 端的电压成正比。 【答案】 (1) R= 如图4．6—6 所示 (2)电阻值最大处 (3)0～O．6安 0～ 3伏 (4)5 (5)导体的电阻一定时，导体中的电流与导体两端的电压成正比 图4．6—6 【回顾】(1)减少测电阻实验误差的方法：①多次测量取平均值；②使用小量程，提高读数 的准确程度；③缩短实验时间，减少温度的影响。 (2)读电表要“先看清后读数”，应看清选用的量程与最小刻度。 【例2】“曹冲称象”的故事流传至今，最为人称道的是曹冲采用的方法，他把船上的大象 换成石头，而其他条件保持不变，使两次的效果(船体浸入水中的深度)相同，于是得出大象 的重就等于石头的重，人们把这种方法叫“等效替代法” ... ...