17.3
电阻的测量同步练习
一.选择题(共16小题)
1.实验室测导体电阻的方法叫( )
A.欧姆法
B.电阻法
C.伏安法
D.以上都不是
2.小明同学练习用伏安法测电阻,他所测电阻的阻值约为2Ω.电压表的量程为0~3V,电流表的量程为0~3A.测量结束后,他得到的结论是待测电阻的阻值为10Ω,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,致使误差过大
C.电压表按15V量程读数,电流表按3A量程读数
D.电压表按15V量程读数,电流表按0.6A量程读数
3.如图是四位同学设计的用伏安法测电阻R的电路图,其中正确的是( )
A.
B.
C.
D.
4.用“伏安法测电阻”的实验中,小雪和晓彤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的图象,如图甲、乙所示。对于图象的分析,以下说法错误的是( )
A.由甲图可知,定值电阻的阻值为1Ω
B.由甲图可知,电阻不随其两端的电压和导体中的电流而改变
C.由乙图及实验现象可知:小灯泡的电阻随灯丝温度的增加而增大
D.为了减小误差,应该用多次测量的方法,计算小灯泡的电阻
5.在“伏安法测电阻”的实验中,关于滑动变阻器作用的下列说法中正确的是( )
A.控制电源的电压,以免损坏电压表
B.改变电阻两端的电压和电路中的电流,实现多次测量
C.使电压表和电流表的读数更加准确
D.只能使电阻两端的电压升高,电阻中的电流变大
6.在测量电阻的实验中,下列说法中错误的是( )
A.实验原理是欧姆定律
B.将变阻器连入电路时,滑片应移动到使电路中的电流最小的位置
C.在无法估计被测电压、电流的大小时,应采用试触法选取合适的量程
D.测量时只要测量一组数据即可
7.某同学用两节干电池串联起来作电源,做伏安法测电阻的实验,因不慎将电流表和电压表相互接错了,如图所示,则开关闭合后,各仪表将( )
A.电流表、电压表均被烧坯
B.电流表、电压表不会被烧坏
C.只有电流表被烧坏
D.只有电压表被烧坏
8.为了测定小灯泡的电阻,现提供如下器材:额定电压为2.5V的小灯泡,电压表(量程有“0~3V”和“0~15V”),电流表(量程有“0~0.6A”和“0~3A”),滑动变阻器(规格分别为“10Ω
2A”、“20Ω
2A”、“50Ω
1.5A”),开关,电源(电压恒为4V)和若干条导线。某同学连接完电路后闭合开关,把滑动变阻器的滑片从一端移到另一端的过程中,测量的数据如下表所示。若电源电压恒定不变,下列说法中正确的是( )
实验次数
1
2
3
4
5
6
电压表示数U/V
3.5
3.1
2.5
2.3
1.9
1.5
电流表示数I/A
0.16
0.19
0.22
0.24
0.26
0.28
A.该小灯泡正常发光时的电流为
0.22
A
B.该小灯泡的电流随它两端电压的增大而减小
C.该同学所选的滑动变阻器规格为“50Ω
1.5
A”
D.该同学连接电路时,将电压表并联在小灯泡的两端
9.某同学利用下图所示的电路做“伏安法测电阻”的实验,已知电源电压恒为6V,滑动变阻器标有“20Ω,1A”字样,实验中该同学填写的实验数据如下表所示。①该同学测得此电阻的阻值约为10Ω;②序号“3”的实验中,滑动变阻器与待测电阻的阻值之比为1:2;③序号“1”和“4”的实验数据表明待测电阻R,不是定值电阻;④仅用该同学的实验器材就能探究电流与电压的关系。上述关于实验的几种说法中正确的是( )
序号
1
2
3
4
U/V
2.0
3.0
4.0
5.0
I/A
0.21
0.30
0.40
0.49
A.①④
B.③④
C.①②④
D.①③
10.在如图所示的伏安法测电阻实验中,闭合开关S,小明发现电流表有示数,但示数较小,小灯泡不亮。接下来应进行的操作是( )
A.更换一个同样规格的小灯泡
B.更换电压表所使用的量程
C.检查电路中是否存在断路故障
D.减小变阻器接入电路的阻值
11.利用伏安法测电阻的部分电路如图,关于测量误差和产生原因,说法正确的是( )
A.测量值偏大,是由于电流表有内阻
B.测量值偏大,是由于电压表有内阻
C.测量值偏小,是由于电流表有内阻
D.测量值偏小,是由于电压表有内阻
12.在用电流表、电压表测电阻的实验中,下列注意事项中错误的是( )
A.连接电路之前,先闭合开关
B.连接电路时,可以先从电源的负极开始
C.在无法估计被测值大小时,电流表、电压表应选用较大的量程
D.能将电压表直接接在电源的两极上
13.如图是用伏安法测电阻的电路图,电流表电阻可忽略不计,只考虑电压表本身的电阻,那么( )
A.测量值等于电阻的实际值
B.测量值小于电阻的实际值
C.测量值大于电阻的实际值
D.测量值加电压表的内阻值等于电阻的实际值
14.在用伏安法测未知电阻Rx时(电源电压未知),如果缺少电流表或电压表,可以通过增加一个已知阻值的定值电阻R1和开关来解决,下面的四种方案中不可行的是( )
A.
B.
C.
D.
15.在如图所示的四幅电路图中,哪一幅是为了伏安法测电阻而正确设计的( )
A.B.C.D.
16.在“测量小灯泡电阻”实验中,小明同学用一只标有“3.8V”字样的小灯泡做实验,正确连接电路后,闭合开关,发现无论怎样调节滑动变阻器,小灯泡两端电压总不能达到3.8V,原因可能是( )
A.小灯泡出现了短路
B.小灯泡出现了断路
C.选取的滑动变阻器阻值太小
D.电源电压太低
二.填空题(共4小题)
17.在伏安法测电阻的实验中,实验原理是
,但算出的结果往往是不同的,这属于实验中的误差,是不可避免的,采取
的办法可以减小误差。
18.用电流表和电压表分别测量出通过小灯泡的电流I和小灯泡两端的电压U,就可以利用
来计算出小灯泡的电阻。测量时,为了减小误差,需要测出
电流和电压的数据。在电路中接入
就可以改变通过小灯泡的电流。
19.用“伏安法”测量小灯泡电阻的试验中,除了导线、开关、灯泡、电源之外,还需要的器材有
、
、
。
20.做伏安法测电阻的实验时同学们设计了如图1所示的电路图。
(1)开关闭合前,滑动变阻器的滑片P应置于
端(选填“A”或“B”)
(2)滑动变阻器在此实验中所起的作用是:
;
;
(3)若某次实验电流表和电压表的示数如图2所示,则电流表的示数是
A,电压表的示数是
V,电阻Rx的阻值是
Ω。
三.实验探究题(共2小题)
21.小丽利用图甲所示电路测量未知电阻Rx的阻值,阻值大约为5Ω。
(1)该实验的原理是
;
(2)用笔画线代替导线将图甲实物电路连接完整(要求:导线不交叉,滑动变阻器滑片向左滑动时,电流表示数变大);
(3)连接好电路,闭合开关,发现电流表没有示数,移动滑动变阻器的滑片,电压表示数始终接近电源电压。造成这一现象的原因可能是
;
A.电流表坏了
B.滑动变阻器短路
C.电阻处接触不良
D.电阻短路
(4)排除故障后,调节滑动变阻器,正确测量后记录了多组数据,并在坐标系中画出了待测电阻Rx的I﹣U图象,如图乙所示。若Rx两端所加电压如图丙所示,则其电压为
V,通过它的电流为
A;
(5)利用下面的实验电路图,也能够测出未知电阻Rx阻值的电路是
(多选)。
(6)将甲图中的电路元件进行组装,还可以完成的实验探究是
。
A.探究导体中的电流与电压关系
B.探究导体中的电流与电阻关系
C.测量小灯泡的电阻
22.小张在“伏安法”测电阻实验中,连接了图甲所示的实物图。
(1)测小灯泡的电阻的实验原理是
,闭合开关前,应向
端(选填“A”或“B”)调整滑动变阻器的滑片。
(2)闭合开关S后,发现小灯泡不亮,接下来首先应该操作的是
(填序号)
A.检查导线连接是否良好
B.移动滑动变阻器的滑片观察小灯泡是否发光
C.断开开关
D.观察电流表和电压表是否有示数
(3)测量过程中,某一次的电流值如图乙所示,则电流值是
A.这时,灯丝突然烧断,则电压表的示数
(选填“变大”“变小”或“不变”)。换相同规格的灯泡,重新测量数据,并绘出I一U图象如图丙中的A所示。
(4)分析图象A可知,当小灯泡两端的电压增大时,灯丝的电阻会
。(选填“变大”“变小”或“不变”)。
(5)另外一组同学用相同的器材和电路图也做这个实验时,由于接线错误,根据测量的数据绘出的I﹣U图象如图丙中的B所示。你认为错误的原因可能是
。
四.计算题(共1小题)
23.如图是测量电阻所用电路的一部分,其中带G符合表示的是灵敏电流计,通电后电压表示数为3V,灵敏电流计的示数为3mA,则:
(1)根据测量的数据,求该电阻的大小为多少?
(2)经上网查找资料可知此灵敏电流计自身的电阻为50Ω,考虑电表电阻对实验的影响,则待测电阻R的真实值等于多少?
17.3
电阻的测量同步练习参考答案与试题解析
一.选择题(共16小题)
1.实验室测导体电阻的方法叫( )
A.欧姆法
B.电阻法
C.伏安法
D.以上都不是
【考点】伏安法测电阻的探究实验.
【分析】根据欧姆定律的变形公式:分析,测出导体两端的电压和通过的电流就可以计算导体电阻。
【解答】解:如果用电压表测量出加在导体两端的电压,用电流表测出通过导体的电流,用欧姆定律I=的变形公式R=就可以求出导体的电阻,由于用到了电压表(又称伏特表)和电流表(又称安培表),因此这种方法叫伏安法测电阻。
故选:C。
【点评】理解伏安法测电阻的原理,特别是要明确欧姆定律表达式中的I、U、R三个物理量都是对同一段导体或者同一段电路而言的。
2.小明同学练习用伏安法测电阻,他所测电阻的阻值约为2Ω.电压表的量程为0~3V,电流表的量程为0~3A.测量结束后,他得到的结论是待测电阻的阻值为10Ω,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,致使误差过大
C.电压表按15V量程读数,电流表按3A量程读数
D.电压表按15V量程读数,电流表按0.6A量程读数
【考点】伏安法测电阻的探究实验.
【分析】①电流表相当于导线,串联在电路中测量电路电流;电压表相当于断路,需要与用电器并联,测量用电器两端电压;
②测量值与真实值之间的差异叫误差,测量值可能不等于真实值,但差别很小;
③电流表和电压表都有两个量程,大小量程之间电流、电压的大小关系为5:1。
【解答】解:
A、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,电流表示数接近为零。此选项错误;
B、已知待测电阻的阻值约为2Ω,测量值应该接近或等于2Ω,不可能为10Ω,与测量次数多少没有关系。此选项错误;
C、电压表按15V量程读数,电流表按3A量程读数,得到的电压是实际电压的5倍,所以本该是2Ω的电阻测成了10Ω.此选项正确;
D、电压表按15V量程读数,电流表按0.6A量程读数,得到的电压是实际电压的5倍,电流是正确电流的,测量的电阻是实际电阻的25倍。此选项错误。
故选:C。
【点评】此题考查的是由于看错量程导致的电流、电压错误,最终影响到电阻的阻值,所以我们使用电表之前,一定要首先弄明白所选择的量程和对应的分度值,避免出错。
3.如图是四位同学设计的用伏安法测电阻R的电路图,其中正确的是( )
A.
B.
C.
D.
【考点】伏安法测电阻的探究实验.
【分析】伏安法测电阻,电压表应与待测电阻并联,电流表串联在电路中测流过待测电阻的电流;
滑动变阻器应串联在电路中,一方面可以保护电路,另一方面可以改变待测电阻两端的电压。
【解答】解:A、由电路图知:电流表与电阻并联,电压表串联在电路中,电路连接错误,不能测出电阻R的阻值,故A错误;
B、由电路图知:电压表测待测电阻与滑动变阻器两端的电压,由该电路图测不出电阻R的阻值,故B错误;
C、由电路图知:电压表测待测电阻两端的电压,电流表测流过待测电阻的电流,
由该电路图可以测出电阻R的阻值,故C正确;
D、电流表测待测电阻与滑动变阻器的电流之和,用该电路图测不出流过待测电阻的电流,
由该电路图测不出电阻R的阻值,故D错误;
故选:C。
【点评】本题考查了伏安法测电阻的实验电路图,知道实验的实验原理、分析清楚实验电路图是正确解题的关键。
4.用“伏安法测电阻”的实验中,小雪和晓彤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的图象,如图甲、乙所示。对于图象的分析,以下说法错误的是( )
A.由甲图可知,定值电阻的阻值为1Ω
B.由甲图可知,电阻不随其两端的电压和导体中的电流而改变
C.由乙图及实验现象可知:小灯泡的电阻随灯丝温度的增加而增大
D.为了减小误差,应该用多次测量的方法,计算小灯泡的电阻
【考点】伏安法测电阻的探究实验.
【分析】(1)电阻一定时,电流与电压成正比;根据图甲判断该电阻是否为定值电阻,然后利用图中数据以及欧姆定律的变形公式求出定值电阻的阻值;
(2)根据图乙判断灯丝电阻的特点,然后分析多次测量小灯泡电阻的目的。
【解答】解:
AB、根据图甲可知,电流与电压成正比,因此该电阻为定值电阻,即电阻是导体自身的性质,它不随导体两端的电压和导体中的电流改变而改变,
根据图示可知,当电阻两端电压为3V时,通过的电流为3A,由I=可知,定值的电阻:R===1Ω,故AB正确;
C、由乙图可知,电流与电压不成正比,即当灯泡两端电压发光改变时,灯泡的阻值也随之发生变化,且电压变化比电流变化快,因此小灯泡的电阻随灯丝温度的增加而增大,故C正确;
D、测定小灯泡的电阻时,多次测量是为了寻找灯丝电阻与温度的关系,不能求平均值减小误差,故D错误。
故选:D。
【点评】本题考查了图象分析、利用欧姆定律的变形公式计算电阻,以及导体的电阻是导体本身的一种性质,不随电压和电流的改变而改变;关键会根据图象判断电阻是否为定值电阻。
5.在“伏安法测电阻”的实验中,关于滑动变阻器作用的下列说法中正确的是( )
A.控制电源的电压,以免损坏电压表
B.改变电阻两端的电压和电路中的电流,实现多次测量
C.使电压表和电流表的读数更加准确
D.只能使电阻两端的电压升高,电阻中的电流变大
【考点】伏安法测电阻的探究实验.
【分析】“伏安法测电阻”的实验中,滑动变阻器和被测电阻串联在电路中,滑片处于最大阻值处,电源电压不变,电流中的电流最小,起到保护作用。移动变阻器的滑片,改变了连入电路的电阻,电源电压不变,电路中的电流变化,根据U=IR知,电阻两端的电压也随之变化。
【解答】解:实验中移动滑动变阻器的滑片,改变了电路中的电流,根据U=IR,电阻不变,电流变化,所以被测电阻两端的电压变化,电流和电压的变化可以是增大、升高,也可以是减小、降低,从而实现多次测量,故B正确,D错误;
实验中滑动变阻器不能改变电源电压,故A错误;
实验中滑动变阻器对电流表、电压表的读数没有影响,故C错误。
故选:B。
【点评】“伏安法测电阻”的实验中,滑动变阻器的作用:改变电路的电流;改变被测电阻的电压;保护电路。不同的实验中滑动变阻器的作用是不同的。
6.在测量电阻的实验中,下列说法中错误的是( )
A.实验原理是欧姆定律
B.将变阻器连入电路时,滑片应移动到使电路中的电流最小的位置
C.在无法估计被测电压、电流的大小时,应采用试触法选取合适的量程
D.测量时只要测量一组数据即可
【考点】伏安法测电阻的探究实验.
【分析】A、测量电阻的实验原理是欧姆定律;
B、为保护电路,闭合开关前,将变阻器最大电阻连入电路中;
C、在无法估计被测电压、电流的大小时,应采用试触法选取合适的量程;
D、多次测量取平均值可减小误差。
【解答】解:A、测量电阻的实验原理是欧姆定律(R=),A正确;
B、为保护电路,闭合开关前,将变阻器最大电阻连入电路中,即将变阻器连入电路时,滑片应移动到使电路中的电流最小的位置,B正确;
C、在无法估计被测电压、电流的大小时,应采用试触法选取合适的量程,C正确;
D、为减小误差,要多次测量取平均值,D错误。
故选:D。
【点评】本题测量电阻的实验,考查实验原理、注意事项和数据处理。
7.某同学用两节干电池串联起来作电源,做伏安法测电阻的实验,因不慎将电流表和电压表相互接错了,如图所示,则开关闭合后,各仪表将( )
A.电流表、电压表均被烧坯
B.电流表、电压表不会被烧坏
C.只有电流表被烧坏
D.只有电压表被烧坏
【考点】电流表的使用;电压表的使用;伏安法测电阻的探究实验.
【分析】电压表由于自身电阻较大,简化电路时按断路处理;电流表由于自身电阻较小,简化时按导线处理。两表位置互换后,电压表就串联接入电流,由于自身电阻较大,导致总电阻很大,因此电流中电路很小,电流表中电流很小。
【解答】解:电流表和电压表位置互换后,电压表串联接入电路,由于电压表电阻很大,因此电路中电流就很小,几乎没有电流通过电阻,所以电流表、电压表都不会被烧坏。
故选:B。
【点评】该题考查了电压表、电流表在电路中的简化处理﹣﹣电流表按导线处理,电压表按断路处理。
8.为了测定小灯泡的电阻,现提供如下器材:额定电压为2.5V的小灯泡,电压表(量程有“0~3V”和“0~15V”),电流表(量程有“0~0.6A”和“0~3A”),滑动变阻器(规格分别为“10Ω
2A”、“20Ω
2A”、“50Ω
1.5A”),开关,电源(电压恒为4V)和若干条导线。某同学连接完电路后闭合开关,把滑动变阻器的滑片从一端移到另一端的过程中,测量的数据如下表所示。若电源电压恒定不变,下列说法中正确的是( )
实验次数
1
2
3
4
5
6
电压表示数U/V
3.5
3.1
2.5
2.3
1.9
1.5
电流表示数I/A
0.16
0.19
0.22
0.24
0.26
0.28
A.该小灯泡正常发光时的电流为
0.22
A
B.该小灯泡的电流随它两端电压的增大而减小
C.该同学所选的滑动变阻器规格为“50Ω
1.5
A”
D.该同学连接电路时,将电压表并联在小灯泡的两端
【考点】伏安法测电阻的探究实验.
【分析】(1)(4)伏安法测灯泡电阻的实验中,如果电压表并联在灯泡两端,滑动变阻器阻值减小时,总电阻减小,电流增大,灯泡电压增大,电流表示数和电压表示数都增大。如果电压表并联在滑动变阻器两端,滑动变阻器阻值减小时,总电阻减小,电流增大,灯泡电压增大,滑动变阻器电压减小,电流表示数增大,电压表示数减小。
(2)小灯泡的电流随它两端电压的增大而增大。
(3)由表格中数据可知,当电压的示数即滑动变阻器两端的电压为3.5V时,通过的电流为0.16A,根据欧姆定律求出此时滑动变阻器接入电路的电阻,即可判断其规格。
【解答】解:(1)移动滑动变阻器滑片,电路电流增大,灯泡电压增大,电源电压不变,滑动变阻器电压减小,测量过程中电压表和电流表的示数变化相反,原因为电压表并联在滑动变阻器两端,故D错误;
(2)灯泡正常工作时,滑动变阻器两端的电压U滑=U﹣UL额=4V﹣2.5V=1.5V,
由表格可知,灯泡的额定电流IL额=0.28A,故A错误;
(3)由表格数据可知,当滑动变阻器两端的电压为U1=3.5V时,电路中的电流I1=0.16A,
滑动变阻器接入电路的阻值R滑===21.875Ω>10Ω,
故滑动变阻器的规格为50Ω
1.5A,故C正确;
(4)根据欧姆定律,小灯泡的电流随它两端电压的增大而增大,故B错误;
故选:C。
【点评】本题学生一般容易出错,滑动变阻器规格的确定都是个难点,在类似的实验题目中,不直接告诉我们选择的量程,要根据相关的参数进行计算分析,考查了学生知识的综合运用和分析的能力。
9.某同学利用下图所示的电路做“伏安法测电阻”的实验,已知电源电压恒为6V,滑动变阻器标有“20Ω,1A”字样,实验中该同学填写的实验数据如下表所示。①该同学测得此电阻的阻值约为10Ω;②序号“3”的实验中,滑动变阻器与待测电阻的阻值之比为1:2;③序号“1”和“4”的实验数据表明待测电阻R,不是定值电阻;④仅用该同学的实验器材就能探究电流与电压的关系。上述关于实验的几种说法中正确的是( )
序号
1
2
3
4
U/V
2.0
3.0
4.0
5.0
I/A
0.21
0.30
0.40
0.49
A.①④
B.③④
C.①②④
D.①③
【考点】伏安法测电阻的探究实验.
【分析】①由欧姆定律,分别求出待测电阻大小,取平均值作为测量结果;
②序号“3”的实验中,根据串联电路电压的规律,求变阻器的电压,根据分压原理分析;
③考虑到误差因素,由①分析;
④探究电流与电压的关系,要控制电阻不变。
【解答】解:①由欧姆定律,待测电阻R1==≈9.52Ω,同理待测电阻R2===10.00Ω,R3=10.00Ω,R4=10.20Ω,取平均值作为测量结果,R==≈9.93Ω;即该同学测得此电阻的阻值约为10Ω;①正确;
②序号“3”的实验中,电压表示数为4.0V,根据串联电路电压的规律,变阻器的电压:6V﹣4V=2V,根据分压原理,滑动变阻器与待测电阻的阻值之比为1:2;②正确;
③考虑到误差因素,由①知,序号“1”和“4”的实验数据是定值电阻;故③错误;
④探究电流与电压的关系,要控制电阻不变,故仅用该同学的实验器材就能探究电流与电压的关系,④正确。
故选:C。
【点评】本题用“伏安法测电阻”,考查串联电路的规律、欧姆定律的运用、数据处理、控制变量法的运用等知识。
10.在如图所示的伏安法测电阻实验中,闭合开关S,小明发现电流表有示数,但示数较小,小灯泡不亮。接下来应进行的操作是( )
A.更换一个同样规格的小灯泡
B.更换电压表所使用的量程
C.检查电路中是否存在断路故障
D.减小变阻器接入电路的阻值
【考点】伏安法测电阻的探究实验.
【分析】闭合开关后,发现小灯泡不亮,但电流表有示数,说明电路是通路,不用更换灯泡,也不用检查电路是否断路,
可能是连入电阻太大,电路中电流太小所致,分析电阻过大的原因,然后进行下一步操作。
【解答】解:闭合开关后,电流表有示数,说明电路是通路,灯泡没坏,也不是断路,
可能是连入电阻太大,电路中电流太小所致,不足以引起灯泡发光造成的,下一步操作:
移动滑动变阻器滑片,减小变阻器接入电路的阻值,使电路电流变大,看灯泡能否发光。
故选:D。
11.利用伏安法测电阻的部分电路如图,关于测量误差和产生原因,说法正确的是( )
A.测量值偏大,是由于电流表有内阻
B.测量值偏大,是由于电压表有内阻
C.测量值偏小,是由于电流表有内阻
D.测量值偏小,是由于电压表有内阻
【考点】伏安法测电阻的探究实验.
【分析】电压表和电流表在电路中相当于定值电阻,图中是安培表内接法,由于安培表的分压作用,电压测量值偏大,根据欧姆定律判断误差情况。
【解答】解:图中是安培表内接法,由于安培表的分压作用,电压测量值偏大,电流测量值准确,
根据欧姆定律I=可知,电阻测量值偏大,等于电阻R与安培表内阻之和。
故选:A。
【点评】本题关键是明确安培表内外接法中系统误差的来源,对于接法选择,用“大内小外”记忆。
12.在用电流表、电压表测电阻的实验中,下列注意事项中错误的是( )
A.连接电路之前,先闭合开关
B.连接电路时,可以先从电源的负极开始
C.在无法估计被测值大小时,电流表、电压表应选用较大的量程
D.能将电压表直接接在电源的两极上
【考点】伏安法测电阻的探究实验.
【分析】根据电表的用法、连接电路的注意事项分析答题。
【解答】解:A、为保证电路安全,连接电路时要断开开关,故A错误;
B、连接电路时,可以先从电源的负极开始,故B正确;
C、在无法估计被测值大小时,电流表、电压表应选用较大的量程,故C正确;
D、能将电压表直接接在电源的两极上,故D正确;
本题选错误的,故选A。
【点评】知道电压表的接法、知道连接电路的注意事项即可正确解题,本题是一道基础题。
13.如图是用伏安法测电阻的电路图,电流表电阻可忽略不计,只考虑电压表本身的电阻,那么( )
A.测量值等于电阻的实际值
B.测量值小于电阻的实际值
C.测量值大于电阻的实际值
D.测量值加电压表的内阻值等于电阻的实际值
【考点】欧姆定律的应用;伏安法.
【分析】电压表测量R两端电压U,电流表测量R与电压表的总电流I,总电流大于R中的电流。根据R=,测量值会偏小。
【解答】解:根据R=,测量电阻时,应该测量电阻两端的实际电压和通过电阻的实际电流;而电流表实际测量的是通过待测电阻和电压表的总电流,即电流偏大,而电压表是与电阻并联连接,测量的电压是准确的,由R=可知,电阻的测量值小于真实值。
故选:B。
【点评】本题图中,电压表测R的实际电压,考虑电压表内阻时,电压表也有通过的电流,电流表则测量了R与电压表的总电流,测量的电流值偏大,测量值偏小。
14.在用伏安法测未知电阻Rx时(电源电压未知),如果缺少电流表或电压表,可以通过增加一个已知阻值的定值电阻R1和开关来解决,下面的四种方案中不可行的是( )
A.
B.
C.
D.
【考点】伏安法测电阻的探究实验.
【分析】根据欧姆定律及串并联电路的电压、电流规律,分析是否能够得出电阻两端的电压及通过电阻的电流,便可得出结论。
【解答】解:
A、当开关S1、S2闭合时,R1被短路,电压表的示数等于电源电压;
再断开开关S2时,电压表测量Rx两端的电压,则可计算出R1两端的电压,即可计算出电路中的电流,从而可计算出被测电阻的阻值,A能测出,不符合题意;
B、电压表串联在电路中,其示数始终等于电源电压,不可知被测电阻的电压和电流,不能测出其阻值,B符合题意;
C、只闭合S2可测出通过被测电阻的电流,两个开关都闭合,可测出干路电流,则可计算出R1的电流,由U=IR可得R1两端的电压,根据并联电路各支路两端电压相等的关系可得被测电阻两端的电压,从而计算出待测电阻的阻值,故C能测出,不符合题意;
D、当S1闭合,S2断开时,电流表测出通过R1的电流,由U=IR可计算出电源电压;
当两开关都闭合时,两电阻并联,电流表测干路电流,则可根据并联电路的电流规律计算出通过Rx的电流,从而计算出Rx的阻值,故D能测出,不符合题意。
故选:B。
【点评】本题考查了测量电阻的特殊方法分析,关键分析能够根据开关的开合得出电阻两端的电压及通过电阻的电流。
15.在如图所示的四幅电路图中,哪一幅是为了伏安法测电阻而正确设计的( )
A.
B.
C.
D.
【考点】伏安法.
【分析】在伏安法测电阻实验中,电流表要串联在电路中,电压表要与待测电阻并联,注意电流“+”进“﹣”出;
【解答】解:A、此图中,电流表和定值电阻并联了,所以A不正确;
B、此时电流表和定值电阻、变阻器并联,此时发生电源短路,故B不正确;
C、此时电压表测量定值电阻的电压,电流表测量电路的电流,故C正确;
D、此时电压表测量是电源电压,故D不正确。
故选:C。
【点评】知道并理解伏安法测电阻的原理是解决该题的关键。
16.在“测量小灯泡电阻”实验中,小明同学用一只标有“3.8V”字样的小灯泡做实验,正确连接电路后,闭合开关,发现无论怎样调节滑动变阻器,小灯泡两端电压总不能达到3.8V,原因可能是( )
A.小灯泡出现了短路
B.小灯泡出现了断路
C.选取的滑动变阻器阻值太小
D.电源电压太低
【考点】伏安法测电阻的探究实验.
【分析】电路连接正确,不是连接故障问题,而是器材的规格问题,从滑动变阻器规格、电源电压等方面考虑。
【解答】解:
A、小灯泡出现了短路,是电路故障,不符合题意。
B、灯泡灯丝断开,电路断路灯泡不发光,不符合题意。
C、滑动变阻器阻值太小,根据串联电路的分压原理,滑动变阻器分压少,那么灯泡电压会超过3.8V,不符合题意。
D、如果电源电压低于灯泡的额定电压,即使滑动变阻器连入电路的阻值为0时,电压表示数也不会达到灯泡额定电压,符合题意。
故选:D。
【点评】对于出现的电路故障问题,首先从电压表、电流表、滑动变阻器的连接上考虑,如果不是连接问题,可能是元件规格问题。要考虑电压表量程、电流表量程、滑动变阻器规格、电源电压等。
二.填空题(共4小题)
17.在伏安法测电阻的实验中,实验原理是 R= ,但算出的结果往往是不同的,这属于实验中的误差,是不可避免的,采取 多次测量取平均值 的办法可以减小误差。
【考点】伏安法测电阻的探究实验.
【分析】知道伏安法测电阻的实验原理就是欧姆定律的变形公式,同时知道在测定值电阻的阻值时,为了减小误差,应采取多次测量取平均值的方法。
【解答】解:在伏安法测电阻的实验中,实验原理是R=,即通过测量电压和电流,可以计算电阻的大小;
在实验中,由于存在误差,为了减小误差,可以采取多次测量取平均值的方法。
故答案为:R=;多次测量取平均值。
【点评】本题主要考查了伏安法测电阻的实验原理和实验中减小误差的方法,属基本内容的考查,难度不大。
18.用电流表和电压表分别测量出通过小灯泡的电流I和小灯泡两端的电压U,就可以利用 R= 来计算出小灯泡的电阻。测量时,为了减小误差,需要测出 多组 电流和电压的数据。在电路中接入 滑动变阻器 就可以改变通过小灯泡的电流。
【考点】伏安法测电阻的探究实验.
【分析】伏安法测电阻的实验原理是欧姆定律,为减小实验误差,需要进行多次测量求平均值,电路中需要接入滑动变阻器,改变电路的电流与电阻两端电压,实现多次测量。
【解答】解:∵I=,∴用电流表和电压表分别测量出通过小灯泡的电流I和小灯泡两端的电压U,可以利用R=求出小灯泡电阻。
测量时,为了减小误差,需要测出多组电流和电压的数据。在电路中接入滑动变阻器可以改变通过小灯泡的电流,实现多次测量。
故答案为:R=;多组;滑动变阻器。
【点评】本题考查了测灯泡电阻的原理、减小测量误差的方法,难度不大,是一道基础题。
19.用“伏安法”测量小灯泡电阻的试验中,除了导线、开关、灯泡、电源之外,还需要的器材有 电压表 、 电流表 、 滑动变阻器 。
【考点】伏安法.
【解答】解:在“测量小灯泡的电阻”的实验中,除了基本电路需要的电源、开关、导线和几个小灯泡外,还需要电压表、电流表测出电压和电流,同时需要用到滑动变阻器来保护电路。
故答案为:电压表;电流表;滑动变阻器。
【点评】本题考查了伏安法测灯泡电阻的实验,知道实验的原理和实验目的是解决本题的关键。
20.做伏安法测电阻的实验时同学们设计了如图1所示的电路图。
(1)开关闭合前,滑动变阻器的滑片P应置于
端(选填“A”或“B”)
(2)滑动变阻器在此实验中所起的作用是: 保护电路 ; 改变电路电流 ;
(3)若某次实验电流表和电压表的示数如图2所示,则电流表的示数是 0.5 A,电压表的示数是 2.4 V,电阻Rx的阻值是 4.8 Ω。
【考点】伏安法测电阻的探究实验.
【分析】(1)闭合开关前,滑动变阻器接入电路的阻值应为滑动变阻器的最大阻值,根据电路图确定滑片的位置;
(2)滑动变阻器一方面可以保护电路,另一方面可以改变电路总电阻,从而改变电路电流;
(3)由图2所示电表确定其量程与分度值,读出电表示数,然后由欧姆定律求出待测电阻阻值。
【解答】解:
(1)由电路图可知,闭合开关前应将滑片P移向B端,此时滑动变阻器接入电路的阻值最大;
(2)滑动变阻器在电路中的作用有:一方面可以保护电路,另一方面可以改变电路总电阻,从而改变电路电流;
(3)由图2所示电流表可知,量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.5A;
电压表量程为0~3V,分度值是0.1V,其示数为2.4V;
因为I=,所以待测电阻阻值为R===4.8Ω。
故答案为:
(1)B;(2)保护电路;改变电路电流;(3)0.5;2.4;4.8。
【点评】本题考查了伏安法测电阻实验过程中滑动变阻器的作用、实验注意事项、电表读数、求电阻等问题,对电表读数时,要先确定其量程与分度值,然后再读数,读数时视线要与电表刻度线垂直。
三.实验探究题(共2小题)
21.小丽利用图甲所示电路测量未知电阻Rx的阻值,阻值大约为5Ω。
(1)该实验的原理是 R= ;
(2)用笔画线代替导线将图甲实物电路连接完整(要求:导线不交叉,滑动变阻器滑片向左滑动时,电流表示数变大);
(3)连接好电路,闭合开关,发现电流表没有示数,移动滑动变阻器的滑片,电压表示数始终接近电源电压。造成这一现象的原因可能是 C ;
A.电流表坏了
B.滑动变阻器短路
C.电阻处接触不良
D.电阻短路
(4)排除故障后,调节滑动变阻器,正确测量后记录了多组数据,并在坐标系中画出了待测电阻Rx的I﹣U图象,如图乙所示。若Rx两端所加电压如图丙所示,则其电压为 2.5 V,通过它的电流为 0.625 A;
(5)利用下面的实验电路图,也能够测出未知电阻Rx阻值的电路是 AC (多选)。
(6)将甲图中的电路元件进行组装,还可以完成的实验探究是 A 。
A.探究导体中的电流与电压关系
B.探究导体中的电流与电阻关系
C.测量小灯泡的电电阻
【考点】伏安法测电阻的探究实验.
【分析】(1)实验原理:R=;
(2)根据电源电压和小灯泡的电阻由欧姆定律算出电流确定电流表的量程;
根据滑片向左滑动时电流表示数变大确定变阻器左下接线柱连入电路中,且滑动变阻器与灯泡串联;
(3)电流表没有示数,则电路发生断路,电压表有示数,则与电压表并联的电路断路;
(4)待测电阻Rx的I﹣U图象为过原点的直线,则为定值电阻,由欧姆定律得出电阻;
根据电压表的量程和分度值读出电压表的示数,由欧姆定律算出此时的电流;
(5)根据串联、并联电路的规律和欧姆定律分析;
(6)已知电阻值,电压表可测电阻两端的电压,电流表可测流过电阻的电流,据此判断可完成哪个实验。
【解答】解:(1)实验原理:R=;
(2)要求滑片向左滑动时电压表示数变大,由欧姆定律,电路的电流变大,电路的电阻变小,故变阻器左下接线柱连入电路中,如下所示;
(3)电流表没有示数,电路断路,电压表示数始终接近电源电压,则与电压表并联的电阻断路或电阻处接触不良,故C正确;
故选:C;
(4)待测电阻Rx的I﹣U图象为过原点的直线,电压为2V时电流为0.5A,由欧姆定律,
Rx===4Ω;
由图丙知,电压表的量程为0﹣3V,分度值为0.1V,示数为2.5V,
此时电路的电流为:I′===0.625A
(5)A、电压表测电源电压,电流表测电路中的电流,由欧姆定律R=可得出电路的总电阻,由电阻的串联可求出待测电阻,得出定值电阻Rx阻值,故A符合题意;
B、电压表测电源电压,电流表测支路电流,因不知通过待测电阻的电流,不能得出定值电阻Rx阻值,故B不符合题意;
C、根据下面电流表的示数,由欧姆定律求出电源电压,根据并联电路电流的规律可得出通过待测电阻的电流,由欧姆定律可得出待测电阻大小,故C符合题意;
故选:AC。
(6)电阻阻值R一定,由电压表可测出电阻两端的电压U,电流表可测流过电阻的电流,因此利用该电路可完成“探究电流与电压的关系”关系实验。故A符合题意;
故选:A。
故答案为:(1)R=;(2)见上图;(3)C;(4)2.5;0.625;(5)AC;(6)A。
【点评】本题测量未知电阻Rx的阻值,考查电路连接、注意事项、故障分析、电阻计算及对设计方案的评估。
22.小张在“伏安法”测电阻实验中,连接了图甲所示的实物图。
(1)测小灯泡的电阻的实验原理是 R= ,闭合开关前,应向 A 端(选填“A”或“B”)调整滑动变阻器的滑片。
(2)闭合开关S后,发现小灯泡不亮,接下来首先应该操作的是 D (填序号)
A.检查导线连接是否良好
B.移动滑动变阻器的滑片观察小灯泡是否发光
C.断开开关
D.观察电流表和电压表是否有示数
(3)测量过程中,某一次的电流值如图乙所示,则电流值是 0.26 A.这时,灯丝突然烧断,则电压表的示数 变大 (选填“变大”“变小”或“不变”)。换相同规格的灯泡,重新测量数据,并绘出I一U图象如图丙中的A所示。
(4)分析图象A可知,当小灯泡两端的电压增大时,灯丝的电阻会 变大 。(选填“变大”“变小”或“不变”)。
(5)另外一组同学用相同的器材和电路图也做这个实验时,由于接线错误,根据测量的数据绘出的I﹣U图象如图丙中的B所示。你认为错误的原因可能是 电压表并联在变阻器两端了 。
【考点】伏安法测电阻的探究实验.
【分析】(1)测小灯泡的电阻的实验原理是R=;闭合开关前,为保护电路,变阻器连入电路的电阻最大;
(2)闭合开关S后,发现小灯泡不亮,分析可能的原因,确定接下来首先应该的操作;
(3)根据电流表选用小量程确定分度值读数;
分析电路的连接,由串联电路电压的规律分析电压表的示数变化;
(4)由图象A可知,当电压为0.5V、1V、2.5V时可知对应的电流,由欧姆定律得出对应的电阻大小,据此回答;
(5)当电路的电流变大时,由欧姆定律可知灯的电压变大,由串联电路电压的规律,变阻器的电压变小,根据如图丙中的I﹣U图象分析错误的可能原因。
【解答】解:
(1)测小灯泡的电阻的实验原理是R=,闭合开关前,变阻器连入电路的电阻最大,故应向A端调整滑动变阻器的滑片;
(2)闭合开关S后,发现小灯泡不亮,可能是电路断路,或灯短路,或电路的电流过小,故应先观察电流表和电压表是否有示数,若两表都没有示数,可能整个电路断路,若电压表有示数,电流表没有示数,可能是灯断路;若电流表有示数,电压表没有示数,可能是电压表或灯短路了,据此再确定下面的操作,选D;
(3)测量过程中,某一次的电流值如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,则电流值是0.26A.这时,灯丝突然烧断,电压表串联在电路中测电源电压,由串联电路电压的规律,则电压表的示数变大;
(4)由图象A可知,当电压为0.5V、1V、2.5V时,对应的电流约为0.1A、0.15A和0.25A,由欧姆定律,
R1==,同理,R2=6.7Ω,R3=10Ω,故当小灯泡两端的电压增大时,灯丝的电阻会变大;
(5)当电路的电流变大时,由欧姆定律,灯的电压变大,由串联电路电压的规律,变阻器的电压变小,根据如图丙中的B的I﹣U图象知,错误的原因可能是:电压表并联在变阻器两端了。
故答案为:(1)R=;A;(2)D;(3)0.26;变大;(4)变大;(5)电压表并联在变阻器两端了。
【点评】本题
用“伏安法”测电阻实验,考查实验原理、电路分析、电流表读数、电阻计算、影响电阻大小的因素和反常现象的分析。
四.计算题(共1小题)
23.如图是测量电阻所用电路的一部分,其中带G符合表示的是灵敏电流计,通电后电压表示数为3V,灵敏电流计的示数为3mA,则:
(1)根据测量的数据,求该电阻的大小为多少?
(2)经上网查找资料可知此灵敏电流计自身的电阻为50Ω,考虑电表电阻对实验的影响,则待测电阻R的真实值等于多少?
【考点】欧姆定律的应用;伏安法测电阻的探究实验.
【分析】(1)知道电阻两端的电压和通过的电流,根据欧姆定律求出电阻R的测量值;
(2)考虑电表电阻对实验的影响时,电压表测R与G两端的电压之和,电流表测通过它们的电流,则测量值即为R与RG的总电阻,根据电阻的串联求出待测电阻R的真实值。
【解答】解:(1)由I=可得,该电阻的测量值:
R===1000Ω;
(2)考虑电表电阻对实验的影响时,电压表测R与G两端的电压之和,电流表测通过它们的电流,则测量值即为R与RG的总电阻,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,待测电阻R的真实值:
R真=R﹣RG=1000Ω﹣50Ω=950Ω。
答:(1)该电阻的大小为1000Ω;
(2)待测电阻R的真实值等于950Ω。
【点评】本题考查了欧姆定律的简单应用,考虑电表电阻对实验的影响时,分清电路的连接方式是正确解题的关键。