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第17章
第3节
电阻的测量
人教版-物理-九年级上册
知识回顾-导入新课-学习目标-探究新知-课堂小结-课堂练习
欧姆定律
导体中的电流,跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比
表达式:
内容及表达式
欧姆定律的计算
、、
知
识
回
顾
到目前所学的电学知识为止,我们学了哪些电学物理量?
电流
电压
电阻
哪些可以直接测量?哪些不能直接测量?
有办法测量吗?
电流表
电压表
思考
导
入
新
课
今天我们学习一个方法(伏安法测电阻),即通过电流和电压的测量来间接得知导体的电阻。
A
V
R
S
导
入
新
课
1.知道用电流表和电压表测量电阻的原理。
2.会同时使用电流表、电压表测量导体的电阻。
3.通过测量小灯泡的电阻,了解欧姆定律的应用。
4.注重实验电路的设计、连接以及测量过程中的兴趣培养。在实验过程中,注意培养严谨的科学态度。
学
习
目
标
测量到一个电阻的电流和它两端的电压后,怎样才能知道它的电阻?
你能设计一个电路,用来测量电阻中的电流和它两端的电压吗?
1.提出问题
知识点
伏安法测电阻
1
探
究
新
知
2.设计实验
(1)实验原理:
由欧姆定律I=U/R可以推出R=U/I,用电压表、电流表测出正在工作的灯丝的电压、电流,即可用R=U/I算出其阻值。
探
究
新
知
(2)实验器材:
电源、导线、开关、
电阻、
滑动变阻器、
电压表、电流表。
干电池
1.5
+
干电池
1.5
+
探
究
新
知
(3)电路图:
在图中,电流表和电压表分别用来测量通过电阻的电流I和它两端的电压U,电路中的变阻器有什么作用?
A
V
R
R'
S
探
究
新
知
A
V
R
R'
S
探
究
新
知
(4)根据电路图连接实物图
(5)实验步骤:
①断开开关,连接电路;
②接入电路的滑动变阻器调到最大;
③闭合开关,调节R,读取并记录几组电流表、电压表数据(U≤U额);
④计算导体阻值。
探
究
新
知
3.进行实验
实验中我们可以多测几组电流和电压的数据,分别算出
相应的电阻R,进行比较。
利用变阻器,可以改变通过电路的电流,这样就能多测几组数据。
探
究
新
知
探
究
新
知
4.记录数据
探
究
新
知
实验结论:导体的电阻是
Ω.
4.98
4),实验过程:
(1),设计电路图,并按图连接电路;
2,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,分别将电流表和电压表的示数记入表格;
3,根据记录的数据,求出导体的电阻,记入表格;
4,求出导体电阻的平均值,记入表格;
2),实验方法:
1),实验原理:
实验:测电阻
3),实验器材:
探
究
新
知
实验中为什么要进行多次测量,求电阻的平均值?
求电阻的平均值是为了减小实验误差
探
究
新
知
1.
连接电路时,开关应______,滑动变阻器应___________________。
2.
滑动变阻器的作用:
(1)_____________________________;
(2)______________________。
3.
本实验中多次测量的目的是:________________________________。
断开
处于最大阻值位置
改变电路中的电压或电流大小
限制电流、保护电路
多次测量求平均值从而减小误差
随
堂
测
试
1.
将上述实验中的定值电阻换成小灯泡,用同样的方法测定小灯泡的电阻。
2.
多测几组数据,根据实验数据分别计算出小灯泡的电阻。
3.
比较计算出的几个数值,看看每次算出的电阻的大小相同吗?有什么变化规律吗?
想
想
做
做
如果出现的情况和测量定值电阻时不同,你如何解释?
知识点
伏安法测小灯泡电阻
2
(1)实验目的:用电压表、电流表间接测小灯泡的电阻?
(2)实验原理:
(3)实验器材:
(4)实验电路图:
A
V
L
R
S
R=
电源、电压表、电流表、滑动变阻器、小灯泡、开关、导线
探
究
新
知
根据电路图连实物图
A
V
L
R
S
探
究
新
知
探
究
新
知
为什么?
思考:能不能求灯泡电阻的的平均值?
从实验中可以看出:灯丝的电阻是__________
变化的
灯丝电阻随温度的升高而增大
A
V
L
R
S
探
究
新
知
(5)实验步骤:
①断开开关,连接电路;
②接入电路的滑动变阻器调到最大;
③闭合开关,调节R,读取并记录几组电流表、电压表数据;
④计算小灯泡阻值。
电压U/V
2
2.5
3
电流I/A
小灯泡电阻R/Ω
探
究
新
知
某同学用“伏安法”测小灯泡的电阻,下表为记录的实验数据,从中你发现了什么?说明原因。
测量次数
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
1
1
0.22
4.5
2
2
0.32
6.3
3
2.5
0.35
7.1
现象:当灯两端电压越大,灯丝电阻越大。
原因:当灯两端电压越大,灯丝温度升高。
想一想:能否把小灯泡电阻的平均值作为小灯泡的电阻?
探
究
新
知
如图所示,是某同学设计的测电阻的实验电路.闭合开关,观察到电流表、电压表的指针均稍有偏转,产生这一现象的原因可能是(
)
A.滑动变阻器短路
B.滑动变阻器连入电路中的阻值较大
C.定值电阻断路
D.定值电阻的阻值较大
解析:两个电表选用的量程都是小量程,它们的示数都很小,说明电路中的电流很小,阻值很大,定值电阻两端的电压很小。
电压表示数会很大
电压表示数会很大
定值电阻两端电压会很大
B
√
×
×
×
例
典例分析
探
究
新
知
1.李英按图甲所示的电路图连接实验电路,测量电阻R
的阻值。闭合开关
S,调节滑动变阻器的滑片P
后,观察到电压表和电流表的示数分别如图乙、丙所示,则电流表的示数为_______A,电阻R的阻值为______
Ω。
0.4
5
R
典型例题
2.在“测量小灯泡的电阻”的实验中,某同学在连接电路时,不小心将电流表和电压表接错了位置,如图所示。闭合开关可能出现的现象是(
)
A.电流表烧坏,电压表示数为0
B.小灯泡烧坏
C.电流表示数为0,电压表示数为电源电压
D.电流表示数为0,电压表示数为0
V
A
L
R
S
C
典型例题
3.小东同学做测量灯泡电阻实验,连接电路后闭合开关,发现灯不亮,电流表无示数,电压表示数为电源电压。则故障原因可能有几种?
请写出三种灯泡不亮的原因。
答案:(1)电压表串联在电路中了;
(2)小灯泡断路;
(3)连接小灯泡两端的导线或接线柱断路。
典型例题
故障
故障原因
电流表有示数,电压表无示数
电流表或电压表无示数
电流表无示数,电压表指针明显偏转(或示数接近电源电压)
调节滑动变阻器的滑片使电流增大时,电压表示数减小
电流表指针超过最大值
滑动变阻器滑动时,电压表示数无变化
电流表与电压表的指针反向偏转
电流表和电压表的指针偏转角度很小
电阻被短路
电流表或电压表被短路,或该电表两接线柱到电源两极间的电路出现断路
待测电阻断路,或电压表串联在电路中
将电压表错接在了滑动变阻器两端
①量程可能选择过小;②电路中可能出现短路
滑动变阻器没有
“一上一下”连接
电流表和电压表的“+”、“-”接线柱接反
①电压表和电流表的量程可能都选择过大;
②电源电压可能过低。
总
结
伏安法测电阻
实验电路图
实验步骤及注意事项
实验原理R=
课
堂
小
结
1.小明练习用伏安法测电阻,他所测电阻的阻值约为2
Ω.电压表的量程为0~3
V,电流表的量程为0~3
A.测量结束后,他得到的结论是待测电阻的阻值为10
Ω,则他在测量中所出现的错误可能是
( )
A.电压表和电流表的位置接反了
B.他没有多次测量取平均值,使误差过大
C.电压表按0~15
V量程读数,电流表按0~3
A量程读数
D.电压表按0~15
V量程读数,电流表按0~0.6
A量程读数
1.C 【解题思路】 如果电流表和电压表位置接反了,电路相当于断路,电压表测量电源电压,电流表示数几乎为零,
A不符合题意;已知待测电阻的阻值约为2
Ω,测量值应该接近或等于2
Ω,不可能为10
Ω,与测量次数多少没有关系,B不符合题意;电压表按0~15
V量程读数,电流表按0~3
A量程读数,得到的电压是实际电压的5倍,所以本该是2
Ω的电阻测成了10
Ω,C符合题意;电压表按0~15
V量程读数,电流表按0~0.6
A量程读数,得到的电压是实际电压的5倍,电流是实际电流的
,测量的电阻是实际电阻的25倍,D不符合题意.故选C.
答案
课
堂
练
习
2.[2020山东临沂模拟]在用“伏安法”测电阻的实验中,如果被测电阻大约为80
Ω,选用的电源电压为1.5
V,选用电流表的量程为0~0.6
A,关于电源电压和电流表的选择,下列说法正确的是
( )
A.电流表量程选错了,会烧坏电流表
B.电源选错了,会烧坏电流表
C.电流表量程选择不适当,电流表不会有示数
D.电源选择不当,电流表指针偏转角度太小,误差大
2.D 【解题思路】 通过电阻的最大电流为I==0.018
75
A,所以,在该“伏安法”测电阻的实验中,电源选择不当,会造成通过电阻的电流太小,电流表的指针偏转角度太小,误差太大,但电流表不会被烧坏.
答案
课
堂
练
习
3.[2021河南安阳期中]用“伏安法测电阻”的实验中,有两位同学分别选用定值电阻和小灯泡为测量对象,在处理实验数据时,分别画出了U-I图像,如图甲、乙所示.对于图像的分析,以下说法错误的是
( )
?
A.由图甲可知,定值电阻的阻值为1
Ω
B.由图甲可知,电阻是导体自身的性质,不随导体两端的电压和导体中电流的改变而改变
C.由图乙可知,小灯泡的电阻跟温度有关
D.为了减小误差,应该用多次测量取平均值的方法,测定小灯泡的电阻
课
堂
练
习
3.D 【解题思路】 由题图甲可知,当定值电阻两端的电压为3
V
时,通过的电流为3
A,则定值电阻的阻值为R==1
Ω,A正确;电阻是导体自身的特性,与其两端的电压和通过的电流无关,故B正确;由题图乙可知,电压与电流不成正比,C正确;伏安法测小灯泡的电阻时,多次测量是为了寻找普遍规律,不是为了取平均值来减小误差,D错误.故选D.
答案
课
堂
练
习
4.[2021四川成都双流中学期中]对于“探究电流跟电压的关系”和“伏安法测量电阻”这两个实验,下列说法不正确的是
( )
A.它们都是采用控制变量的研究方法
B.它们的实验电路是相同的
C.前者多次测量的目的是分析多组数据,得出电流跟电压的关系
D.后者多次测量的目的是取电阻的平均值,减小误差
4.A 【解题思路】 两个实验的研究方法是不同的,前者使用的是控制变量法,后者使用的是间接测量的方法,所以A项说法错误;两个实验的电路图是相同的,多次测量的目的不同,前者是为了寻找电流与电压的关系,后者是为了减小误差,因此B、C、D项说法正确.
答案
课
堂
练
习
5.[2020四川达州中考]如图所示是“伏安法测电阻”的实验电路图,R为待测电阻,阻值约为5
Ω.实验器材有:滑动变阻器(规格为“10
Ω 2
A”)、电压表(量程有0~3
V和0~15
V)、电流表(量程有0~0.6
A和0~3
A)、电源(3节新干电池串联).为使测量时能较准确地读数(指针最好偏过中间刻度线),则电压表应选 的量程,电流表应选 的量程;为了保证两电表安全,应控制滑动变阻器接入电路的阻值大约在 范围内.?
课
堂
练
习
5.【参考答案】 0~3
V 0~0.6
A 2.5~10
Ω
【解题思路】 电源是由3节新干电池串联组成的,其电压为4.5
V,如果电压表选0~15
V量程,则将电压表接入电路中后不能使电压表指针偏过中间刻度线(7.5
V),读数误差较大,所以电压表的量程应选择0~3
V;待测电阻两端电压最大为3
V,待测电阻的阻值约为5
Ω,故电路中的电流最大约为=0.6
A,所以电流表的量程应选0~0.6
A;当电流表、电压表的示数都最大时,滑动变阻器接入电路的阻值最小,因为电流表的示数最大为Imax=0.6
A,此时滑动变阻器两端电压为UP=1.5
V,故滑动变阻器接入电路中的阻值最小为RP==2.5
Ω,当滑动变阻器接入电路的阻值最大时,两电表示数都最小,电路是安全的,故滑动变阻器接入电路的最大阻值为10
Ω,故应控制滑动变阻器接入电路的阻值范围约为2.5~10
Ω.
答案
课
堂
练
习
6.[2020湖南常德中考]某实验小组想要探究某热敏电阻的阻值和温度的关系,已接入电路中的器材有:电源、电压表V1、阻值为R0的定值电阻、滑动变阻器R1、单刀开关S1,如图甲所示.置于温控室(图中虚线区域,温度可调且自动显示)中的热敏电阻RT暂未接入电路,符号如图a所示.可供选择的器材有:电压表V2、电阻箱R2(阻值可以直接读出的变阻器),符号如图b所示,单刀开关2只,导线若干.
?
?
(1)小明选择电压表V2与热敏电阻RT按图乙所示接入MN之间.在闭合S1前,图乙中R1的滑片应移动到 (填“A”或“B”)端;当温控室的温度为t1时,两电压表示数分别为U1、U2,则此时热敏电阻的阻值RT= (用已知量和测量值表示).?
(2)在测量RT的阻值时,小惠没有选择电压表V2,而是选择了电阻箱R2,请你在图甲中帮她完善电路图.
(3)在小惠设计的实验中,热敏电阻的阻值RT满足的关系式为 .?
A.RT=R0 B.RT=R1 C.RT=R2
(4)通过实验探究,小明和小惠都得出了热敏电阻的阻值随温度变化的规律,如图丙中的曲线所示,此规律是:
.?
课
堂
练
习
6.【参考答案】 (1)B (2)如图所示. (3)C (4)随温度的升高,热敏电阻阻值变小
?
【解题思路】 (1)在闭合S1前,题图乙中R1的滑片应移动到阻值最大处的B端;由于R0和RT串联,当温控室的温度为t1时,两电压表示数分别为U1、U2,根据串联电路中电流规律可得此时电路中电流为I=,故此时热敏电阻的阻值RT=.
(2)首先闭合S1、S3,记下电压表V1示数,再断开S3闭合S2,改变电阻箱的电阻,控制电压表V1示数不变,由等效替代法可知:RT=R2.
(3)由第(2)小题的分析可知:热敏电阻的阻值RT满足的关系式为RT=R2,故选C.
(4)根据得出的热敏电阻的阻值随温度变化的规律可知:随着温度的升高,热敏电阻的阻值变小.
答案
课
堂
练
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人教版物理第十七章第3节
电阻的测量
知识点1 测量定值电阻的阻值
1.在用电压表和电流表测导体电阻的实验中:
(1)此实验的原理是 。?
(2)在虚线框内画出实验电路图,并把如图17-3-1所示的实物对应连接起来。(滑动变阻器接线柱A必须使用)
图17-3-1
(3)连接电路时,开关应 ,闭合开关前滑动变阻器的滑片应置于最 (选填“左”或“右”)端。?
(4)某次实验时电压表和对应的电流表示数如图17-3-2所示,据此可算出定值电阻Rx的阻值为
Ω。?
图17-3-2
2.小明同学用如图17-3-3所示的电路做“伏安法测电阻”的实验。请你帮他完成下列内容:
图17-3-3
(1)有下列器材:电源(电压为3
V),R(阻值约为5
Ω),滑动变阻器两只,规格分别是R1“0.2
A 50
Ω”和R2“1
A 20
Ω”,电流表一只(量程为0~0.6
A和0~3
A),电压表一只(量程为0~3
V和0~15
V)。实验时,为了测量更精确,电压表应选 量程,电流表应选 量程,滑动变阻器应选 。?
(2)伏安法测电阻实验中,滑动变阻器起到的作用有 (填字母)。?
A.保护电路
B.改变电路中的电流
C.改变待测电阻的阻值
D.改变待测电阻两端的电压
(3)实验中进行多次测量并求平均值作为测量结果,这样做的目的是 。?
知识点2 测量小灯泡的电阻
3.[2020·安徽改编]
一小灯泡正常发光时的电压为2.5
V,
如图17-3-4甲所示是测量其电阻的实验电路图。
图17-3-4
(1)请按照图甲,将图乙中的实物电路连接完整。
图17-3-5
(2)闭合开关,调节滑动变阻器,当电压表示数为2.5
V时,小灯泡正常发光,电流表示数如图17-3-5所示,则此时通过小灯泡的电流为 A。?
(3)调节滑动变阻器,让小灯泡两端的电压逐渐减小,会发现灯泡变暗直至完全不发光。可以猜想此过程中灯丝的温度 (选填“升高”“不变”或“降低”)。?
(4)测量数据如下表所示。
电压U/V
2.5
2.1
1.7
1.3
0.9
0.5
电流I/A
0.26
0.24
0.21
0.19
0.16
分析表中数据,可以发现小灯泡两端的电压越小,其灯丝的电阻越 。?
一、单选题
1.(2021·香坊模拟)同一实验中,经常需要测多组数据,以下实验测多组数据的目的与其他不同的是(??
)
A.?探究串联电路中的电流规律??????????????????B.?伏安法测量定值电阻阻值
C.?测量物理书的长度????????????????????????????????D.?测量牛奶的密度
2.(2019九上·简宁期末)在“伏安法”测电阻的实验中,下列注意事项中不正确的是(??
)
A.?连接电路时,开关应断开
B.?在无法估计被测电压、电流的大小时,可用试触法选取合适的量程
C.?将变阻器连入电路时,滑片应放到使电路中电流最大的位置
D.?电压表应该与待测电阻并联
3.如图所示,小华同学连接了一个测量小灯泡电阻而连的电路,有关该实验的以下说法错误的是(??
)
A.?闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片滑到最左端
B.?实验过程中两电表都有可能需要换接较小的量程
C.?所测小灯泡的电阻可能随电压表的示数的不同而不同
D.?在如图位置闭合开关后,向左移动滑动变阻器的滑片,小灯泡变亮
4.(2020九上·重庆月考)同学们最近学习的电学实验中,其束三个实验都用到图的电路图,下列说法正确的是(??
)
A.?研究“电流与电压的关系”可以用灯泡代替定值电阻进行实验
B.?研究“电流与电阻的关系”每次更换电阻后,都要移动滑动变阻器使电流表示数不变
C.?“伏安法”测定值电阻,多次实验的目的是求平均值,减小误差
D.?在A,B,C选项的三个实验中,滑动变阻器的作用是完全一样的
5.(2018九上·江阴月考)现有两个阻值不等的未知电阻R1和R2
,
为了分辨它们的阻值大小,几个同学分别设计了如图所示的四种电路,其中不可行的是(??
)
A.????????????????????????????????B.?
C.?????????????????????????????????D.?
二、填空题
6.在测量小灯泡的电阻实验中,除了导线、开关、灯泡、电源之外,还需要的器材有________、________、________。
7.在测量小灯泡的电阻实验中,滑动变阻器应与小灯泡________联,闭合开关前变阻器的滑片应放在阻值________处,在实验中,滑动变阻器的作用:一是保护________:二是改变电路中的电流和小灯泡两端的________。
8.(2021·成都)小毅同学用图所示电路测未知电阻
的阻值,闭合开关前,他应将滑动变阻器的滑片移到________端。实验时,他移动滑片,多次测量求
的平均值是为了________。
9.在测量小灯泡电阻的实验中,因缺少电压表,小军利用两个电流表和一个已知阻值为10Ω的电阻R0
,
同样测出了小灯泡的电阻,原理如图甲所示.小军读出电流表A1的示数为0.3A,而电流表A2的示数如图乙所示,则小灯泡L两端的电压为________V,电阻为________Ω.
10.(2018九上·泰安月考)在用伏安法测定值电阻的阻值的某次实验时,有以下几个主要步骤:
①
根据电路图连接电路;
②
断开开关;
③
把滑动变阻器电阻调到最大;
④
闭合开关;
⑤
根据公式R=
计算出定值电阻的阻值;
⑥
把滑动变阻器的滑片调到某个位置,读出此时电压表和电流表的示数U和I。
请把以上实验步骤的代号,按实验的合理顺序填写在横线上________。
三、实验探究题
11.(2021·邵阳)小红同学在某次物理实验考查中抽到考题《用伏安法测量某未知电阻的阻值》的实验,实验电路图如图甲所示,请你帮他完成下列问题:
(1)根据电路图,把图乙中所缺失的导线连接起来;
(2)开关闭合前,滑动变阻器的滑片应滑到最________(选填“左”或“右”)端;
(3)粗略检查后闭合开关,发现电压表的指针出现反偏现象,可能出现这种情况的原因是______(选填“A”或“B”)。
A.电压表量程选小了
B.电压表的正负接线柱接反了
(4)通过三次实验得出的实验数据如下表所示:
实验次数
1
2
3
电压U/V
1.2
1.8
24
电流I/A
0.2
0.3
第三次得出的电流如图丙所示,请你根据所提供信息求出所测未知电阻的阻值为________
。
12.(2021·福建)用两节干电池、两个开关、一个电压表、一只阻值为20
Ω的定值电阻R0
,
导线若干,测量未知电阻Rx的阻值,电路实物图如图甲所示。
(1)用笔画线代替导线将图甲中的电压表接在R0两端;
(2)正确连接电路,闭合开关S1和S。电压表示数如图乙,为________V;
(3)断开S1
,
闭合S,电压表示数为1.4
V,则Rx=________Ω;
(4)若没有电压表,只有一个电流表,其余元件不变,设计并在方框内丽出测量Rx阻值的电路图(要求电路连接后不能再拆接)。
13.(2021·湘潭)科技小组用如图1所示电路测量定值电阻的阻值。
(1)请用笔画线代替导线,将图中的器材连接成完整电路。要求:
①滑片P向B端移动时,电流表示数变小;
②连线不能交叉;
(2)在连接电路时,开关应处于
________(选填“断开”或“闭合”)状态,滑动变阻器滑片P应位于
________(选填“A”或“B”)端;
(3)闭合开关前,发现电流表指针在零刻度线右端,其原因可能是
______(选填“A”或“B”);
A.电流表没调零
B.电流表正负接线柱接反了
(4)问题解决后,闭合开关,滑片P移动到某一位置时,电压表的示数为2.5V,电流表的示数如图2所示,为
________A,则R的阻值是
________Ω;
(5)改变电阻两端电压,多次测量求平均值,分析数据,还可得出:导体电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成
________(选填“正”或“反”)比;
(6)另一小组的同学利用已知电阻R0
,
设计并连接了如图3所示的电路来测量未知定值电阻Rx的阻值。主要步骤如下:
①闭合开关S1和S2
,
电压表的示数为U1;
②只断开开关S2
,
电压表的示数为U2
,
此时通过Rx的电流为
________;
由此可得Rx的阻值为
________(以上两空均用字母U1、U2、R0表示)。
答案解析部分
1.(1)R=
(2)如图所示
(3)断开 右
(4)5
2.(1)0~3
V 0~0.6
A R2
(2)ABD (3)减小误差
3.(1)如图所示
(2)0.28 (3)降低 (4)小
一、单选题
1.【答案】
A
【考点】液体密度的测量,长度及其测量,串联电路的电流规律,伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】重复多次是为了得出串联电路中的电流普遍规律;伏安法测量定值电阻,由于电压或者电压存在的测量时存在误差,故可以通过多次测量取平均值的方法减小误差;由于刻度尺的使用和读数存在误差,故测量物理书的长度需要多次测量取平均值;测量牛奶的密度,质量、体积的测量存在误差,重复多次,以取平均值,减小测量误差。所以多测数据的目的与其他不同的是探究串联电路中电流的规律。
故答案为:A。
【分析】串联电路中电流处处相等,为了使实验结论更具有普遍性,应该换不同规格的灯泡再多次进行试验。
2.【答案】
C
【考点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】A、连接电路时
,
开关应断开
,
是为了保护电路,A说法正确,不合题意;
B、在无法估计被测电压、电流的大小时
,
可用试触法选取合适的量程
,
可以保护电表,B说法正确,不合题意;
C、将变阻器连入电路时
,
滑片应放到使电路中电流最小的位置
,
即为阻值最大位置,C说法错误,符合题意;
D、使用电压表测量电压量,电压表应与被测电路并联,D说法正确,不合题意。
故答案为:C。
【分析】根据“伏安法”测电阻的实验中注意的事项分析。主要有开关的状态、滑动变阻器的滑片位置、电表的量程的选择、数据的处理。
3.【答案】
D
【考点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】连接实验电路中,为了保护电路元件,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片滑到最大阻值处,即图中的最左端,A不符合题意;图中电源为两节干电池,电压为3伏,故电压表用小量程即可,电流值也通常在小量程范围内,故两表均换小量程;B不符合题意;灯泡灯丝电阻随温度的变化而变化,故灯泡两端电压发生变化时,其功率变化,灯丝温度也随之变化,C不符合题意;图中电路闭合开关后,向左移动滑动变阻器的滑片,接入电路中的阻值将变大,灯泡两端的电压将变小,小灯泡变暗,D错误,符合题意;
故答案为:D。
【分析】为了保护电路元件,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片滑到最大阻值处.
灯泡电阻受温度的影响,随灯泡电压的变化而变化.
根据滑动变阻器的接法及滑片的移动方向,判断电路电流的变化,从而判断灯泡亮度如何变化.
4.【答案】
C
【考点】探究电流与电压、电阻的关系实验,伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】A.研究“电流与电压的关系”时需要采用定值电阻,不可以用灯泡代替定值电阻进行实验,灯泡电阻丝的阻值随温度会发生变化,A不符合题意;
B.研究“电流与电阻的关系”每次更换电阻后,都要移动滑动变阻器使电压表示数不变,B不符合题意;
C.“伏安法”测定值电阻,多次实验的目的是求平均值,减小误差,C符合题意;
D.在B中滑动变阻器的作用是控制电阻两端电压保持不变,研究“电流与电压的关系”时滑动变阻器的作用是改变定值电阻两端电压,作用是不一样的,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】探究电流和电压关系,电阻保持不变;探究电流和电阻关系,滑动变阻器可以保持电压表示数不变;伏安法测量电阻中,多次实验可以减小误差。
5.【答案】
D
【考点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】A、两电阻并联在电路中,根据欧姆定律可知电阻越大,通过电阻的电流越小.A可行.B、两电阻串联在电路中,根据欧姆定律可知电阻越大,电阻两端的电压越大.B可行.C、两电阻并联,当只闭合S1时,电流表测量R1中的电流,再闭合开关S2时,电流表测量R1和R2中的总电流,从而计算出R2电流,根据并联电路电阻与电流的关系可以判断电阻大小,C可行;D、将开关拨到位置1或位置2时,有种情况电压表的接线柱接反了,无法测量电压,D不行.
故答案为:D.
【分析】缺少电流表测电阻的问题,要用到数学的推理思维,常以电流处处相等为突破口,利用已知阻值的R0和开关的控制,推导出通过RX中的电流;如果缺少电压表测电阻,也常以各支路电压相等为突破口.???
二、填空题
6.【答案】
滑动变阻器;电压表;电流表
【考点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】伏安法测电阻的实验电路图为:
所以在测量小灯泡的电阻实验中,除了导线、开关、灯泡、电源之外,还需要的器材有:滑动变阻器、电压表、电流表。
故答案为:滑动变阻器;电压表;电流表.
【分析】测量电阻时,利用电压表测量电压,电流表测量电路中的电流,利用滑动变阻器实现多次测量求平均值减小误差。
7.【答案】
串联;最大;电路;电压
【考点】滑动变阻器的原理及其使用,伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】在测量小灯泡的电阻实验中,滑动变阻器应与小灯泡串联;
为了保护电路,闭合开关前变阻器的滑片应放在阻值最大处;
在实验中,滑动变阻器的作用:一是保护电路:
二是改变电路中的电流和小灯泡两端的电压。以便测量额定电压下的电阻和多次测量。
故答案为:串联;最大;电路;电压.
【分析】测量电阻时,要利用滑动变阻器实现多次测量减小误差,滑动变阻器要和电阻串联,还可以起到保护电路的作用.
8.【答案】
b;减小误差
【考点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】为保护电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到b端或右端,使其阻值最大;调整变阻器的滑片继续测量的目的是:多次测量求平均值,减小实验误差。
【分析】为了保证电路安全,拆装电路时,开关应处于断开状态,滑动变阻器应处在阻值最大端,结合滑动变阻器的接法求解即可;为了减小测量时产生的误差,常用多次测量取平均值减小误差。
9.【答案】
1;5
【考点】电流的测量及电流表的使用,欧姆定律及其应用,伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】解:(1)由图乙可知,电流表A2的量程是0~0.6A,最小分度值是0.02A,电流表示数是IA2=0.2A;(2)由并联电路的特点知,流过定值电阻R0的电流IR0=IA1IA2="0.3A"
0.2A=0.1A,
电源电压U=IR0RO=0.1A×10Ω=1V,灯接在电源两端,灯泡两端的电压是1V;灯泡电阻RL=
=
=
=5Ω;
故答案为:1;5.
【分析】根据电流表示数读取电流,利用电流和电阻计算分压,再利用电压和电流的大小计算电阻.
10.【答案】
①③④⑥②⑤
【考点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】用伏安法测定值电阻的实验时,正确的步骤为:
①先根据电路图连接电路;
②为了保护电路,使开关闭合时,电路中的电流较小,应把滑动变阻器电阻调到最大;
③之后闭合开关;
④然后把滑动变阻器的滑片调到某个位置,读出此时电压表和电流表的示数U和I;
⑤断开开关;
⑥最后根据公式
计算出定值电阻的阻值。
所以实验的合理顺序应为:①③④⑥②⑤。
故答案为:①③④⑥②⑤。
【分析】伏安法测量电阻时,先连接电路,利用滑动变阻器实现多次测量,利用电压表和电流表测量电压和电流,再利用电压和电流的比值计算电阻的大小。
三、实验探究题
11.【答案】
(1)
(2)左
(3)B
(4)6
【考点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)由甲图可知,乙图中需用导线连接电阻R和滑动变阻器,如图所示:
?
(2)开关闭合前,滑动变阻器的滑片应滑到最大阻值处,图中滑动变阻器下接线柱接的是右下接线柱,则滑片应置于最左端时该滑动变阻器接入电路的电阻最大。
(3)闭合开关,电压表的指针反向偏转,说明电压变的正负接线柱接反了。如果电压表量程选小了,则闭合开关,电压变的指针会偏转到最右侧没有刻度的地方。故答案为:B。
(4)由图丙读出此时电流表示数I3=0.4A,结合表格分析可知该流过该电阻的电流与其两端电压成正比,该电阻是一个定值电阻,第三次的阻值
而前两次的阻值根据欧姆定律计算均为6Ω,三次电阻值的平均值为6Ω,即电阻为6Ω。
【分析】(1)滑动变阻器有四个接线柱,选择的接线柱应一上一下,结合题目要求选择相应的接线柱;
(2)为了保证电路安全,拆装电路时,开关应处于断开状态,滑动变阻器应处在阻值最大端,结合滑动变阻器的接法求解即可;
(3)电压表反向偏转,说明电压表正负接线柱接反了;
(4)结合电流与电压值,利用欧姆定律求解电阻即可。
12.【答案】
(1)
(2)2.8
(3)20
(4)
【考点】欧姆定律及其应用,伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)电压表接入电路使用时,应并联在被测用电器两端,且电流要从电压表的“+”接线柱流进,“—”接线柱流出。该电源由两节干电池组成,所以电压表选0~3V量程接入电路,如图所示:
?
(2)电压表所选量程为0~3V,分度值为0.1V,读出其读数为2.8V。
(3)闭合开关S1和S,电路中只有R0接入电路,电压表测电源电压U=2.8V;断开S1
,
闭合S,R0和Rx串联接入电路,电压表测R0两端电压U0=1.4V,此时电路中电流
Rx两端电压
Rx的电阻
(4)用电流表测流过R0的电流,计算出R0两端电压,将未知电阻Rx与R0并联,因为并联电路各支路两端电压都相等。设计如图所示电路:
【分析】(1)利用电压表测量未知电阻时,电压表和电阻并联;根据电源电压选择量程;
(2)根据电压表的量程和指针位置,读取电压的大小;
(3)利用电源电压和串联电路电压规律,计算分压,结合电压和电阻的比值计算电流;利用分压和电流的比值计算未知电阻;
(4)根据已知电阻和电流表,可以测量未知电阻的阻值大小。
?
13.【答案】
(1)
(2)断开;B
(3)A
(4)0.5;5
(5)正
(6);
【考点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)
实验中,滑动变阻器应于待测电阻串联,且采用一上一下的连接方式,根据题意,滑片P向B端移动时,电流表示数变小,滑动变阻器接入电路的阻值变大,故连接方式如图所示:
?
。
(2)为了保护电路,在连接电路时,开关应处于断开状态。
为了使滑动变阻器起到保护电路的作用,滑动变阻器滑片P应位于最大阻值处的B端。
(3)闭合开关前,电路处于断开状态,没有电流流经电流表,电流表的指针应该指向零刻度线处,发现电流表指针在零刻度线右端,其原因可能是电流表没调零,B不符合题意,A符合题意。
故答案为:A。
(4)问题解决后,闭合开关,滑片P移动到某一位置时,电压表的示数为2.5V,电流表的示数如图2所示,电流表选择的是小量程的0~0.6A,分度值为0.02A,电流表的示数为0.5A。R的阻值为
(5)根据实验数据可看出,电阻一定时,电压增大,电流增大,且比值不变。所以可以得出:导体电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
(6)闭合开关S1和S2
,
电压表的示数为U1
,
即电源的电压为U1;只断开开关S2
,
电压表的示数为U2
,
此时R0两端电压为U1-U2
,
通过两电阻的电流相等,所以,通过Rx的电流为
。由此可得Rx的阻值为
【分析】(1)滑动变阻器有四个接线柱,选择的接线柱应一上一下,结合题目要求选择相应的接线柱;
(2)为了保证电路安全,拆装电路时,开关应处于断开状态,滑动变阻器应处在阻值最大端,结合滑动变阻器的接法求解即可;
(3)当电流没有流过电流表时,电流表的示数应该为零,此时电流表示数不为零,应该进行调零;
(4)明确电流表的量程和对应的分度值,结合表盘的指针读数;结合电流与电压值,利用欧姆定律求解电阻即可;
(5)探究电流与电压的关系,得到的结论是电阻一定时,电流和电压成正比;
(6)结合题目给出的电流和电压值,利用欧姆定律求解电阻的表达式即可。
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