沪科版物理九上—— 第十五章 探究电路——第三节 “伏安法”测电阻
一、单选题
1.(2021·蜀山模拟)如图所示是利用伏安法测电阻的部分电路,若考虑电表内阻对电路的影响,则关于测量误差和产生原因,下列说法正确的是( )
A.测量值偏大,是由于电流表示数较Rx电流偏大
B.测量值偏大,是由于电压表示数较Rx两端电压偏大
C.测量值偏小,是由于电流表示数较Rx电流偏小
D.测量值偏小,是由于电压表示数较Rx两端电压偏小
【答案】B
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】由图可知,电流表和Rx串联,测量Rx的电流,电压表测量Rx和电流表的总电压,若考虑电流表有内阻,则电压表的示数大于Rx两端的真实电压,由 可知测得的Rx阻值偏大。ACD不符合题意,B符合题意。
故答案为:B。
【分析】根据R=,电流表示数是真实的,若考虑电表内阻对电路的影响 ,判断电压表的示数情况,从而判断电阻的测量值偏大还是偏小。
2.(2020九上·渭滨期末)如图所示的四个电路中,电源电压保持不变,R0为已知阻值的定值电阻,不能测出未知电阻Rx阻值的电路是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】A.开关断开时,两电阻串联,电压表测未知电阻的电压,当开关闭合时,电阻R0短路,只有待测电阻接入,此时电压表的示数即为电源电压,由于电源电压不变,故根据串联电压规律即可求出已知电阻的电压,根据已知电阻的阻值即可知道电流,那么未知电阻的电压已知,电流已知,即可求出待测电阻,A选项不符合题意;
B.当开关闭合时,电流表测总电流,两电阻并联,当开关断开时,测已知电阻的电流,根据阻值即可求出电压,根据串联规律即可求出通过未知电阻的电流,电压已知,故未知电阻的阻值可以求出,B选项不符合题意;
C.当开关断开时,测总电压,当开关闭合时,未知电阻被短路,仍然测电源电压,无法求出串联时的电流,C选项符合题意;
D.开关闭合时,只有已知电阻接入,根据电流表的示数即可求出电源电压,再开关断开时,两电阻串联,根据电流表示数和已知电阻的阻值即可求出电压,根据串联电压规律,即可求出未知电阻的电压,那么未知电阻的电流已知,电压已知,未知电阻的阻值即可求出,D选项不符合题意。
故答案为:C。
【分析】利用单表测量电阻时,结合定值电阻,能分别直接或间接测量电压或电流,利用电压和电流计算电阻。
3.(2020九上·太原月考)如图所示,物理学习小组完成“伏安法测电阻”的实验后,讨论该电路(如图)还能完成哪些实验,在如下列出的四个实验中,你认为不能完成的是( )
A.探究电流与电压的关系
B.测量未知电阻阻值
C.增加定值电阻,探究电流与电阻关系
D.探究灯泡电阻随温度变化关系
【答案】D
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】如图所示的电路图可以探究电流与电压的关系、测量未知电阻阻值、增加定值电阻,探究电流与电阻关系,没有灯泡不能探究灯泡电阻随温度变化关系。
故答案为:D。
【分析】探究欧姆定律的实验电路图,还可以测量电阻。
4.(2020·鄂州)小周同学设计了以下四种电路,其中电源电压不变且未知,R0是已知阻值的定值电阻。在实验中不拆改电路的情况下,能够测出未知电阻Rx阻值的电路是( )
A.只有甲 B.只有乙丙
C.只有甲乙丙 D.甲乙丙丁都可以
【答案】C
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】甲图:只闭合S2时,两电阻串联,电流表测电路中电流I1;两开关都闭合时只有R0接入电路中,电流表测此时电路中电流I0,根据电源电压不变列式I1(R0+Rx)=I 0R 0
可求出Rx的阻值,故能测出Rx阻值;
乙图:闭合开关S、S2,两只电阻串联,电压表测量电源电压为U;闭合S,断开S2,闭合S1,电压表测量电阻R0两端电压U0,根据电路电流相等列式
可求出Rx的阻值,故能测出Rx阻值;
丙图:只闭合S1时,电路是只有R0的基本电路,电流表测量通过R0的电流I0;再闭合S2,两只电阻并联,电流表测量干路电流I,根据电源电压不变列式I0R0=(I﹣I0)Rx
可求出Rx的阻值,故能测出Rx阻值;
丁图:闭合开关S,S1接1,两只电阻串联,电压表测量R0两端电压为U0;S1接2,电压表反接,不能测量Rx两端电压Ux,仅有一个电压值,不能测出Rx阻值。
ABD不符合题意,C符合题意。
故答案为:C。
【分析】利用单表测量电阻时,要利用电压表或电流表分别测量不同的位置的电流,或不同的电压,再间接计算电阻。
5.(2020九上·苏州期末)如图所示电路中,电源电压均不变,R0为阻值已知的定值电阻,R为最大阻值已知的滑动变阻器,利用下列电路图能够测出待测电阻Rx阻值的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】A.根据图像,电压表测量的是电源电压,不能测量未知电阻的分压,不能测量电阻,A不符合题意;
B.根据图像,电流表测量了干路电流,不能测量未知电阻的电流,不能测量电阻,B不符合题意;
C.根据图像,电流表测量电流,但不能测量未知电阻的电压,不能测量电阻,C不符合题意;
D.根据滑片在最大和最小处,电流表可以测量不同的电流,根据电源电压不变能计算未知电阻的阻值大小,D符合题意。
故答案为:D.
【分析】利用单表测量电阻时,有电压表时利用串联电路电流相等得到电流大小,有电流表时利用并联电路电压相等得到电压大小,从而可以计算电阻的大小。
6.(2019九上·哈尔滨期中)下列电学实验中均需要测量多组数据,其中测量目的是为了减小误差的是( )
A.探究电流与电压的关系 B.探究电流与电阻的关系
C.测量定值电阻的阻值 D.研究小灯泡的电阻
【答案】C
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】A.探究电流与电压关系时,测量了多组数据,是为了得出普遍性的规律,不符合题意;
B.探究电流与电阻关系时,测量了多组数据,是为了得出普遍性的规律,不符合题意;
C.测量定值电阻的阻值时,测量多组电压和电流值,是为了取平均值减小误差,符合题意;
D.研究小灯泡的电阻,测量不同状态下小灯泡的电阻,得到小灯泡的电阻随温度的升高而增大,不能取平均值,不符合题意.
故答案为:C
【分析】伏安法测量电阻的阻值,电阻的阻值应该为定值,多次测量取平均值减小误差。
7.(人教版初中物理九年级17.3《电阻的测量》同步练习)现有两个阻值不等的未知电阻R1和R2,为了判断它们的阻值大小,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.
【答案】D
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】比较电阻值的大小可用并联电路中电压相等时,比较通过电流大小,通过电阻的电流越大其阻值越小,A、C两图能测量出并联两电阻的电流,即A、C可行;也可以用串联电路电流相等,比较电压关系,即电流相等时,电压大的其电阻较大,B可行;D串联电路电流相等,故无法比较电阻大小。
故答案为:D。
【分析】结合串联分压及并联分流的原理分析即可.
8.(人教版初中物理九年级17.3《电阻的测量》同步练习)在使用伏安测电阻的实验中,需要测量电阻R2的阻值,四位同学画出的电路图如图所示,请你判断这四位同学所画的电路图,正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】在使用伏安测电阻的实验中,需要测量电阻R2的阻值,A选项电压表的正负接线柱接反了;B选项电流表的正负接线柱接反了;C选项电压表测量被测电阻两端电压,电流表测量被测电阻的电流,正确;D选项电压表测量电源电压了;
故答案为:C。
【分析】结合实验目的及电表的使用方法分析解答即可.
9.(人教版初中物理九年级17.3《电阻的测量》同步练习)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
【答案】D
【知识点】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.
10.(人教版初中物理九年级17.3《电阻的测量》同步练习)在测电阻的实验中,小明把电压表与滑动变阻器并联,如图所示,在调节滑动变阻器的过程中,记录了两组实验数据。当电压表示数为3V时,电流表的示数为0.3A;当电压表示数为5V时,电流表的示数为0.2A。则电阻RX的电阻为( )
A.10Ω B.20Ω C.25Ω D.16Ω
【答案】B
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】由题意知U电=U1+I1Rx;U电=U2+I2Rx;代入数据得U电=3V+0.3A×Rx;U电=5V +0.2A×Rx;解得Rx=20Ω;
故答案为:B
【分析】结合电路图,理清元件的连接方式及电表的测量对象,根据串联电路的电压特点和欧姆定律结合两组数据表示出电源的电压,利用电源的电压不变得出等式即可求出电阻Rx的电阻.
11.(2019九上·深圳期末)如图是小黄同学测量小灯泡电阻时的电路,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
【答案】D
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】A、滑动变阻器选用右下端的接线柱,所以闭合开关前应将滑动变阻器的滑片滑到最左端,故A不符合题意;
B、由实物图可知电源电压为3V,电压表要选择较小的量程,电流表的量程也尽可能选择较小的量程,故B不符合题意;
C、小灯泡的电阻随温度的变化而变化,因此所测小灯泡的电阻可能随电压表的示数的不同而不同,故C不符合题意;
D、在如图位置闭合开关后,向左移动滑动变阻器的滑片,滑动变阻器接入电路的阻值变大,电路的总电阻变大,由欧姆定律可知电路电流变小,灯泡的实际功率变小,灯泡变暗,故D符合题意。
故答案为:D。
【分析】为保护电路,闭合开关前应将滑动变阻器的滑片放在最大阻值端;电压表与电流表使用时,应该选择较合适的量程,减小误差;灯泡的电阻随灯泡电压的变化而变化;根据滑动变阻器的滑片移动方向,可知电路中的电阻变化,由欧姆定律可知电路中电流的变化,根据灯泡的实际功率判断灯泡亮度的变化。
12.(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.
【答案】D
【知识点】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.
13.(2018九上·石家庄期中)为了测出未知电阻RX的阻值,某同学利用阻值已知的电阻R0和一只电流表或电压表分别设计了如图所示的四种电路,其中可行的是(电源电压未知且不变)( )
A.⑵⑷ B.⑵⑶ C.⑴⑶ D.⑶⑷
【答案】A
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】在(1)所示电路中,当闭合开关S1,断开S2时,R0 和Rx 串联,电流表可以测出通过Rx 的电流Ix;当闭合S2时,为Rx 的简单电路,不能直接或间接测量出Rx 的电压,故不能求出Rx的电阻;
在(2)所示电路中,当闭合开关S0,S接1时,电路为R0 的简单电路,电流表测电路中的电流,根据欧姆定律求出电源的电压;当S接2时电路为未知电阻Rx 的简单电路,电流表测通过Rx的电流Ix,由Rx =Ux/Ix可以求出电阻;
在(3)所示电路中,当闭合开关S1 和S2时,R0 被短路,电压表测量电源电压U;只闭合S1时,R0 和Rx 串联,电压表仍侧电源的电压,由于无法测出Rx 两端的电压,故不能求出Rx 的电阻;
在(4)所示电路中,当开关S1 和S2 都闭合时,R0 被短路,电压表测量电源电压U;只闭合S1时,R0 和Rx 串联,电压表直接测量Rx 两端的电压Ux,由串联电路总电压等于各串联导体电压之和,可以求出定值电阻两端的电压U0 =U-Ux ,由I0 =U0/R0,可求出通过定值电阻的电流。又因为串联电路电流处处相等,所以,通过Rx 电流等于通过定值电阻电流Ix =I0 ,最后由Rx =Ux/Ix可求出电阻,综上可知,只有(2)(4)方案可行,A符合题意。
故答案为:A。
【分析】测量未知电阻时,若只有电压表要利用串联电路电流相等间接测量电流,若只有电压表,利用并联电路电压相等间接测量电压,利用电压和电流的比值计算电阻。
14.(2018·福州模拟)如图是某实验小组测量未知电阻Rx的实验电路,电源两端电压不变,其中Ro为阻值已知的定值电阻。当开关S、S1闭合,S2断开时,电压表的示数为U1;当开关S、S2闭合,S1断开时,电压表的示数为U2。则下列四个选项中Rx的表达式正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】由电路图可知,当开关S、S1闭合,开关S2断开时,R0与Rx串联,电压表测电源两端的电压,即U=U1,当开关S、S2闭合、S1断开时,R0与Rx串联,电压表测Rx两端的电压,即Ux=U2,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,R0两端的电压:U0=U Ux=U1 U2,
因串联电路中各处的电流相等,所以,电路中的电流:I= ,即 ,解得:Rx= 。
故答案为:B。
【分析】当开关S、S1闭合,开关S2断开时,R0与Rx串联,电压表测电源两端的电压;当开关S、S2闭合、S1断开时,R0与Rx串联,电压表测Rx两端的电压,根据串联电路的电压特点求出R0两端的电压,根据串联电路的电流特点和欧姆定律得出等式即可求出Rx的阻值.
15.(2018九上·丹徒期末)如图所示的四个电路中,电源电压保持不变,R0为已知阻值的定值电阻,不能测出未知电阻Rx阻值的电路是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】由A电路图知道,当S断开时,电路为R0的简单电路,由电流表测电路中的电流,再由欧姆定律求出电源的电压;当开关S闭合时R0、Rx并联,电流表测干路电流,但通过R0的电流不变,故可求出通过Rx的电流,再由并联电路的电压特点和欧姆定律即可求得Rx 阻值,A不符合题意;
B图中开关S闭合,则R0 短路,电压表测量电源电压;开关S断开时两电阻串联,电压表测量Rx 两端的电压;由串联电路总电压等于各分电压之和,求出R0两端的电压,然后根据I=U/R求出通过R0 的电流,再根据串联电路电流处处相等,根据Rx =Ux/Ix可求出Rx 电阻,B不符合题意;
由C电路图知道,当开关S闭合时,电路为Rx的简单电路,电流表测电路中的电流,根据欧姆定律推出电源电压的表达式;当开关S断开时两电阻串联,电流表测串联电路的电流,根据电阻的串联和欧姆定律推出电源电压的表达式,联立即可求出Rx阻值,C不符合题意。
D图中开关S闭合,则R0 短路,电压表测量电源电压;开关S断开时,电压表测量电源电压,所以无法得到电路中电流,故不能计算出Rx的值,D符合题意,
故答案为:D。
【分析】在另一电表测量电阻时,要结合定值电阻间接测量电压或电流,电表会测量两次不同的数值.
16.(2018九上·扬州期末)要测量一个阻值为数百欧的电阻RX的阻值,提供的器材有:电源电压约3V,学生用电压表(量程0~3V)、学生用电流表(量程0~0.6A)、滑动变阻器(20Ω 1A)、电阻箱(0~9999Ω),开关、导线若干.在下面图示的电路中,能测出RX阻值的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】A.由图可知,被测电阻Rx与滑动变阻器串联,电压表测Rx两端的电压,电流表测通过电路的电流,根据 好像能够测出Rx的阻值,但因为被测电阻是一个阻值为数百欧的电阻,即至少200Ω以上,则 ,电路中的电流小于电流表的分度值0.02A,使用该电流表无法正确测出通过电阻的电流,故不能测出Rx的阻值,A不符合题意。
B.由电路图可知,电阻箱与待测电阻Rx并联, ,电路中的电流小于电流表的分度值0.02A,使用该电流表无法正确测出通过电阻的电流,故不能测出Rx的阻值,B不符合题意。
C.由电路图可知,单刀双掷开关S接2时,电压表接线柱接反,不能测量出电压,故不能测出Rx的阻值,C不符合题意。
D.由电路图可知,电阻箱R与被测电阻Rx串联,当开关S1闭合时,电压表测电阻箱R两端的电压,根据 可测出串联电路的电流;再断开S1,闭合S2,测出串联电路两端的电压,由串联电路电压关系,可求出Rx两端的电压。从而求得Rx的阻值,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】测量电阻时,若未知电阻较大,不方便测量电流则不易操作,可以利用电阻的分压关系测量.
17.(2018九上·西城期末)如图是小刚测量未知电阻RX的实验电路,电源两端电压不变且未知,其中R0为阻值已知的定值电阻。当开关S、S1闭合,开关S2断开时,电压表的示数为U1;当开关S、S2闭合、S1断开时,电压表的示数为U2。则下列四个选项中,RX的表达式正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】由电路图可知,R0与Rx串联,当开关S、S1闭合,开关S2断开时,电压表测电源电压,当开关S、S2闭合、S1断开时,电压表测Rx两端的电压,因此Rx电压为:U2,电源电压为:U1,根据串联电路的电压特点,R0的电压为:U1 U2,根据串联电流处处相等,电路中的电流:I ,解得:Rx ,B符合题意。
故答案为:B.
【分析】通过闭合不同的开关,使电压表能测量电源电压和未知电阻的分压,利用串联电路的分压和已知电阻计算电流,再结合电压和电流求电阻.
18.(2017九上·白云期中)小明在用“伏安法”测电阻的实验中,根据测量数据绘制出如图所示 图象,对此作出的判断中,正确的是( )
A.通过 的电流与它两端所加电压不成正比
B. 的电阻比 的阻值大
C.将 、 并联接入到同一电路中, 两端的电压较大
D.将 、 串联接入到同一电路中,通过 的电流较大
【答案】B
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】A.电阻R1的函数图象是一条过原点的向上的直线,所以通过的电流跟它两端所加电压成正比.A不符合题意;
B.电阻R2的函数图象像是一条弯曲的曲线,所以通过R2的电流与它两端所加电压不成正比,但也不是反比关系,在相同环境下R2的电阻比R1的阻值大;B符合题意;
C. 将 、 并联接入到同一电路中,根据并联电路特点可知 、 两端电压相等;C不符合题意;
D.若将它们串联接入到同一电路中,因串联电路中电流处处相等,所以通过R1和R2电流相同.D不符合题意.
故答案为:B
【分析】从图象中获取有用的信息,结合串并联电路的特点和欧姆定律分析即可.
19.(2017九下·无锡期中)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.为了减小误差,应该用多次测量求平均值的方法,计算小灯泡的电阻
D.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
【答案】C
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】AB、根据图甲可知,电压与电流成正比,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=U/R可知,定值的电阻:R=U/I=3V/3A=1Ω,AB不符合题意;
C、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,C符合题意;
D、由乙图可知,电压与电流不成正比,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,D不符合题意,
故答案为:C.
【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.
20.(2012·绵阳)如图,李江同学为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
【答案】D
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】解:A、由电路图知,滑片在最左端时滑动变阻器接入电路的阻值最大,因此闭合开关前,滑片应滑到最左端,A说法正确,但不符合题意;
B、由电路图知,两电表量程选择过大,读数误差较大,为减小实验误差应更换电表量程,故B说法正确,不符合题意;
C、随灯泡电压变化,灯泡的实际功率发生变化,灯泡温度发生变化,灯泡电阻受温度影响而变化,故C说法正确,但不符合题意;
D、由电路图可知,在如图位置闭合开关后,向左移动滑动变阻器的滑片,滑动变阻器接入电路的阻值变大,电路电流变小,流过灯泡的电流变小,灯泡功率变小,灯泡变暗,故D说法错误,但符合题意.
故选D.
【分析】(1)为保护电路,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;(2)使用电压表与电流表时,电表量程的选择要恰当,不能过大或过小;(3)灯泡电阻受温度的影响,随灯泡电压的变化而变化;(4)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.
二、填空题
21.(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 。
【答案】b;减小误差
【知识点】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。
22.(2020·浦东模拟)小王做“用电流表、电压表测电阻”的实验,他把电源(电压保持不变且为1.5V的整数倍)、滑动变阻器(“10Ω 2A”、“20Ω 2A”中的一个)、电流表、电阻、开关、导线组成串联电路,把电压表并联在电路中,并把滑片置于滑动变阻器的一端。闭合开关后,发现电压表的指针不动,电流表示数如图 (a)所示;当滑片向另一端移动的过程中,电流表示数最小值如图 (b)所示;经思考,他仅改变了电压表的位置,继续将滑片移到另一端,电压表示数如图(c)所示。
①根据以上信息可判断:刚闭合开关时电压表并联在 两端;
②请判断图(a)中电流表的示数,并写出理由;
③请通过计算说明滑动变阻器的规格 及电源电压U;
④待测电阻的阻值为 欧。(计算电阻时,精确到0.1欧)
【答案】滑动变阻器;若电流表量程为0~3A,则示数为2.8A,超出滑动变阻器允许通过的最大电流2A,因此电流表量程为0~0.6A,电流表的示数为0.56安;“20Ω 2A”;4.5V;8.1
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】闭合开关后,发现电压表的指针不动,即示数仍为零,由此可知电压表只能并联在滑动变阻器两端,且此时滑动变阻器接入电路的阻值为0;若电流表量程为0~3A,则示数为2.8A,超出滑动变阻器允许通过的最大电流2A,因此电流表量程为0~0.6A,电流表的示数为0.56安;由题意小王改变了电压表的位置可知,电压表此时测量待测电阻两端的电压,当电压表示数如图(c)所示,滑动变阻器的阻值全部接入电路,此时电路中的总电阻最大,由欧姆定律可知电流最小,最小电流如图 (b)所示为0.16A,根据串联电路电压的特点有: ,
当滑动变阻器取“10Ω 2A”时,电源电压为2.9V,不是1.5V的整数倍,不合题意;
当滑动变阻器取“20Ω 2A”时,电源电压为4.5V,是1.5V的整数倍,故所选滑动变阻器的规格“20Ω 2A”,电源电压为4.5V;电压测量待测电阻两端的电压,电压表示数如图(c)所示为1.3V,电路中的电流最小,最小电流如图 (b)所示为0.16A,根据欧姆定律可知,待测电阻阻值: 。
【分析】(1)闭合开关后,发现电压表的指针不动,即示数仍为零,据此判断;(2)根据滑动变阻器允许通过的最大电流值进行判断并读数;(3)由题意小王改变了电压表的位置可知,电压表此时测量待测电阻两端的电压,当电压表示数如图(c)所示,滑动变阻器的阻值全部接入电路,此时电路中的总电阻最大,由欧姆定律可知电流最小,根据串联电路电压的特点结合滑动变阻器的两种规格及电源电压保持不变且为1.5V的整数倍分析求解;(4)电压表示数如图(c)所示时电路中电流值最小,根据欧姆定律即可求出待测电阻阻值。
23.(2019九上·黔南期末)如图是小明只用一个电压表和一个已知电阻R0的定值电阻,设计的电路,测量未知电阻R0,请在空格内将实验步骤补充完整。
① ,用电压表测出待测电阻Rx两端的电压为U1;
② ,用电压表测出电源的电压U:
③请写出用测量值U、U1及R0来表示Rx的表达式:Rx=
【答案】闭合S,断开S1;闭合开关S、S1;
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】根据电路图,设计实验为:①闭合S,断开S1,电压表测量Rx的电压;②闭合开关S、S1,R0短路,电压表测量电源电压,③则Rx的阻值为。
故答案为:闭合S,断开S1;闭合开关S、S1;。
【分析】利用单表测量电阻时,要借助于定值电阻,利用电压表分别测量多处的电压,再结合串联电路的电压规律和电流规律计算电阻的大小。
24.(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 。
【答案】①③④⑥②⑤
【知识点】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。
25.(2018九上·霞浦月考)小英按图甲所示的电路图连接实验电路,测量电阻Rx的阻值。该实验的实验原理是 ;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,则电压表的示数为 V,电流表的示数为 A,待测电阻Rx的阻值为 Ω。
【答案】R=U/I;2;0.5;4
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】该实验的实验原理是R= 由图甲知,Rx与R串联,电压表测Rx两端的电压,电流表测电路中电流,由图乙知,电压表使用0 3V量程,分度值为0.1V,Rx两端电压为2V;由图丙知,电流表使用0 0.6A量程,分度值0.02A,通过Rx的电流为0.5A;由I= 可得Rx的阻值:Rx= =4Ω.
【分析】电表读数时先看所选量程,再看表盘。
26.(2017·江都模拟)小丽通过“等效替代法”测量一个未知电阻Rx的阻值.如图1请你帮小丽将实验步骤补充完整:
①将开关断开,按电路图连接电路,将滑动变阻器移到阻值最大端.
②闭合开关 ,调节R滑至适当位置,记录电流表的示数为I;
③断开刚才开关,闭合开关 ,调节 ,直至电流表的示数仍为I;
④若此时R=8Ω,电阻箱R0的示数如图2,则待测电阻的阻值Rx= Ω
【答案】S1;S2;电阻箱旋钮;50
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】解:实验步骤:①将开关断开,按电路图连接电路,将滑动变阻器移到阻值最大端.②闭合S1、断开S2,调节滑动变阻器滑片P,记录电流表的示数I;③保持滑动变阻器滑片P位置不变,断开S1、闭合S2,调整电阻箱旋钮,使电流表的示数仍为I;④记录此时电阻箱示数R0,待测电阻的阻值Rx=R0=5×10Ω=50Ω
故答案为:②S1;③S2;电阻箱旋钮;④50.
【分析】替代法的测量思路是等效的思想,本题可以利用电流等效.即先只闭合开关S1闭合,读出电流表的示数为I(此电流为Rx、R共同作用的效果);然后只闭合S2,调节电阻箱,使电流表的示数仍变为原来的数值I(此电流为R、R0共同作用的效果),既然Rx和R共同作用的效果与R、R0共同作用的效果相同,则Rx+R=R+R0,即Rx=R0.这里用电阻箱R0等效替代了待测电阻Rx.
27.(2016九下·黑龙江开学考)在“伏安法测电阻”的实验中,为了使测量结果的误差较小,一般可采取的措施有 、 .
【答案】多次测量取电阻的平均值;量程范围之内,电表选择小量程
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】解:在“伏安法测电阻”的实验中,为了使测量结果的误差较小,一般可采取的措施有:多次测量取电阻的平均值;量程范围内,电表使用小量程.
故答案为:多次测量取电阻的平均值;量程范围内,电表使用小量程.
【分析】减小误差的方法:①选择精密的测量工具,满足测量要求的前提下,选择小量程;②改进测量方法,优化实验方案;③多次测量取平均值.
28.( 伏安法 )伏安法测电阻的实验原理是 ,实验中滑动变阻器的作用是 ,测量三组数据的目的是 .
【答案】R= ;改变待测电阻两端的电压;取平均值减小误差
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】解:①伏安法测电阻的原理是:欧姆定律,即:R= ,则需要测量的物理量是导体两端的电压和通过导体的电流.②滑动变阻器主要作用是:改变定值电阻两端的电压和电流,能完成多次实验;③测量三组数据的目的是取电阻的平均值,减小误差.故答案为:R= ;改变待测电阻两端的电压;取平均值减小误差.
【分析】根据伏安法测电阻得原理分析即可,滑动变阻器作用是保护电路,改变电阻两端的电压进行多次测量求平均值,减小实验误差.
三、作图题
29.(2015九上·平顶山期中)在“测量未知电阻R的阻值“实验中:
请你在虚线框内如图1划出电路图并用笔画线代替导线把图2中的器材连接成实验电路.
【答案】解:首先把三节干电池串联起来组成电源,然后把待测电阻、滑动变阻器、电流表应串联在电路中,电压表并联在待测电阻两端,实物电路图如图甲所示,根据实物电路图画出电路图,如图乙所示;
故答案为:实物电路图如图甲所示,电路图如图乙所示.
故答案为:实物电路图与电图如图所示.
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【分析】伏安法测电阻实验中,待测电阻、滑动变阻器、电流表应串联在电路中,电压表并联在待测电阻两端,据此连接电路图,连接电路图时,注意电表量程的选择,注意电表正负接线柱不要接反,注意滑动变阻器的接法;根据实物图画出电路图.
30.(2019·湘西)下图是测量小灯泡电阻的实物图,用笔画代替导线把图补充完整,导线不能交叉。
【答案】解:如下图所示:
【知识点】电压表的连接;伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】解:由电路图可知,电源、开关、电流表、灯泡、滑动变阻器串联组成电路,要测灯泡的电阻需要将电压表并联在灯泡两端测其电压,由图可知,电源是由两节干电池串联组成的,则电源的电压为3V,所以电压表应选0~3V的量程并联在灯泡两端,如下图所示:
【分析】结合实验目的可知电压表的测量对象,结合电源电压可知电压表的量程,再结合电压表的使用方法连接实物图即可.
31.(2017九上·番禺期中)如图所示为测小灯泡的电阻实验所连接的电路,请在图中以笔画线代替导线,将其补充完整,然后在右边的虚线框中画出它的电路图.
【答案】解:如图所示:
【知识点】根据实物图画电路图;伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】将电流表和灯泡及开关串联在电路中,如图所示:
电流从电源的正极出发经过开关、电流表、灯泡和滑动变阻器回到电源的负极,电压表和灯泡并联,如图所示:
【分析】在电学实验中,有关实物电路的连接、电流表和电压表的读数、电路故障的分析、滑动变阻器的应用等都是经常考查到的内容,流表串联在电路中,滑动变阻器串联在电路中,且要接一上一下;按实物电路画电路图时,注意连接的顺序和方式需与实物图一致.
四、实验探究题
32.(2021·济宁)小明在测量小灯泡电功率的实验中,选用的电源电压为4.5V,小灯泡的额定电压为2.5V电阻约为5Ω。
(1)闭合开关前,图甲中滑动变阻器的滑片P应位于 (选填“A”或“B”)端;
(2)闭合开关、滑片移动到某位置时,电压表的示数如图乙所示。要获得小灯泡额定功率的数据,滑片P应向 (选填“A”或“B”)端移动;
(3)改变滑片P的位置,获得多组对应的电压、电流值,绘制得如图1所示的图像。由图像可知 ,小灯泡的额定功率P额= W;
(4)小明打算增加个阻值为R0的电阻,用图2所示的电路测量小灯泡的电功率。闭合开关S、S1,移动滑片P,使电压表的示数为U1,保持滑片位置不动,只断开开关S1,闭合开关S2,记下电压表的示数为U2,则小灯泡的电功率为 。(用已知字母表示)
【答案】(1)A
(2)B
(3)电阻随电压的增大而增大;1.25
(4)
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)闭合开关前,图甲中滑动变阻器的滑片P应位于最大阻值处的A端。
(2)闭合开关、滑片移动到某位置时,电压表的示数如图乙所示。电压表选择的是小量程0~3V,分度值为0.1V,电压表的读数为1.7V,因为,小灯泡的额定电压为2.5V,要增大电压表的示数,想要获得小灯泡额定功率的数据,应该减小滑动变阻器接入电路的阻值,滑片P应向B端移动。
(3)由图像1可知,像灯泡两端的电压为0.5V、1.0V、2.5V时,流经小灯泡的电流分别是0.2A、0.3A、0.5A,根据欧姆定律的,小灯泡的电阻分别是
由计算可知,小灯泡两端的电压增大时,小灯泡的电阻也增大,故可得到的结论为:电阻随电压的增大而增大。
小灯泡的额定功率为P额=U额I额=2.5V×0.5A=1.25W
(4)闭合开关S、S1,移动滑片P,使电压表的示数为U1,即小灯泡两端的电压为U1。保持滑片位置不动,只断开开关S1闭合开关S2记下电压表的示数为U2,定值电阻两端的电压为U0=U2-U1
流经定值电阻的电流为
则小灯泡的电功率为
【分析】(1)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;
(2)小灯泡与滑动变阻器串联,串联分压,分得的电压与电阻成正比,增加小灯泡两端的电压,就要减小滑动变阻器接入电路中的电阻;
(3)电阻的大小还与温度有关,一般来说,导体的温度越高,电阻越大;结合电流与电压值,利用功率该公式P=UI求解功率即可;
(4)结合题目给出的电流和电压值,利用功率公式求解功率的表达式即可。
33.(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 。
【答案】(1)
(2)左
(3)B
(4)6
【知识点】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。
34.(2021·锦州)小明所在的物理实验小组,利用图甲所示的电路测量额定电压为3.8V的小灯泡正常发光时的电阻。
(1)图甲中小明将一根导线连接错误,若此时闭合开关,小灯泡 (选填“发光”或“不发光”)。请你在接错的导线上打“x”,并用笔画线代替导线将电路连接正确;
(2)小明将电路改接正确后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,使小灯泡正常发光。此时电流表示数如图乙所示,则小灯泡正常发光时的电阻是 Ω;
(3)小明测量了小灯泡在不同电压下的电流,并绘制了如图丙所示的图像,根据图像可知电流与电压并不成正比。原因是灯丝的电阻随温度升高而 。在这个图像中,横轴应该表示的物理量是 (选填“电压”或“电流”);
(4)小明又设计了图丁所示的电路,只用电压表测量额定电压为2.5V小灯泡的额定功率。已知滑动变阻器R最大阻值为15Ω。电源电恒定其测量过程如下:
①闭合开关S1、S2,断开S3,将滑动变阻器的滑片移到右端,电压表示数为4.5V;
② (填三个开关闭合与断开情况)移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数为 V,这时小灯泡正常发光;
③闭合开关S1、S2,断开S3,保持滑动变阻器滑片的位置不变,此时电压表示数为3V;
④小灯泡的额定功率P额= W。
【答案】(1)不发光;
(2)9.5
(3)增大;电压
(4)闭合S1、S3,断开S2;2;0.5
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)由图甲知,电压表串联在电路中,电流表并联在小灯泡两端,则小灯泡被短路,电路整个电路处于断路,小灯泡不会发光。
要测量小灯泡的电阻,应使小灯泡和滑动变阻器串联,电压表与小灯泡并联,电流表串联在电路中,故改正电路图如下:
(2)由图乙知,电流表的量程为0~0.6A,对应的分度值为0.02A,示数为0.4A,则小灯泡正常发光时的电阻
(3)由图丙知,电流与电压不成正比,且灯丝的电阻随温度的升高而增大。据 知,电压的增加量应大于电流的增加量,所以图丙中的横坐标为电压。
(4)闭合开关S1、S2,断开S3,小灯泡被短路,电路中只有变阻器工作,变阻器的滑片置于最右端时,电压表测电源电压,那么电源电压为4.5V。
当开关S1、S3闭合,S2断开时,变阻器和小灯泡串联在电路中,电压表测变阻器两端的电压,要让小灯泡正常发光,则变阻器两端的电压,即电压表示数U变=U总-UL=4.5V-2.5V=2V
保持滑片位置不变,闭合开关S1、S2,断开S3,此时电压表测变阻器接入电路中左边部分的电压,此部分电阻与变阻器在第②步骤中接入电路的阻值相等。且此时电路的电流
步骤②中变阻器接入电路的阻值
则小灯泡正常发光时,电路中的电流
小灯泡的额定功率P额=ULI2=2.5V×0.2A=0.5W
【分析】(1)电流表可以测量电路中的电流,应串联使用,与哪个用电器串联,就测量流过那个用电器的电流;
(2)结合小灯泡的电流和电压,利用欧姆定律求解灯泡的电阻即可;
(3)电阻的大小还与温度有关,一般来说,导体的温度越高,电阻越大;
(4)结合电流与电压值,利用功率该公式P=UI求解功率即可。
35.(2021·百色)在测量未知阻值R的实验中,小明设计了实验电路并进行连接,如图甲所示。
(1)在连接电路时,开关应处于 状态。
(2)图甲是小明接好的实物连接图,其中有一条导线连接错误,该导线是第 条(从图中选填导线序号);
(3)改正错误后再进行实验,实验前应将滑动变阻器的滑片P移到最 (选填“左”或“右”)端。小明闭合开关S,发现电流表无示数,电压表的示数较大,则电路故障可能是 。
(4)排除故障后,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P,当电压表示数为2.4V时,电流表示数如图乙所示,则其示数为 A,未知电阻R= Ω。
(5)若实验中只有一个电压表和一个已知阻值为R0的定值电阻,小明设计了如图丙所示的电路,同样可以测量未知电阻Rx的阻值,请将以下实验步骤补充完整:
①闭合开关S、断开开关S1,用电压表测出待测电阻Rx两端的电压为U1;
② ,记下此时电压表读数为U;
③请写出未知电阻R阻值表达式:Rx= (用U、U1和R0表示)。
【答案】(1)断开
(2)2
(3)左;未知电阻R断路
(4)0.32;7.5
(5)再闭合开关S1;
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)连接电路时,为保护电路,开关应处于断开状态。
(2)原电路中,电阻和电压表没有连入电路中,电阻应与电流表串联,电压表与电阻并联,连接错误的导线是第2条,正确连接方式是,把2从定值电阻的左端改接到右端即可。
(3)改正错误后进行实验,为了保护电路,实验前应将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处,即最左端。
小明闭合开关S,发现电流表无示数,电路可能断路,电压表的示数较大,电压表串联在电路中,与电源连通,则电路故障可能是未知电阻R断路。
(4)纠正错误,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P,当电压表示数为2.4V,电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流为0.32A。
未知电阻阻值为
(5)实验步骤:①闭合开关S、断开开关S1,用电压表测出待测电阻Rx端的电压为U1;
②再闭合开关S1,用电压表测出电源的电压U;
在①中,两电阻串联,电压表测待测电阻的电压;在②中,定值电阻短路,电压表测电源电压,由串联电路电压的规律,在①中,定值电阻的电压为
电路中的电流
未知电阻Rx阻值表达式
【分析】(1)连接电路时,开关要断开;
(2)测量未知电阻时,电阻和滑动变阻器要串联使用;
(3)闭合开关前,滑片在阻值最大处;在串联电路中,电流表无示数,电压表有示数,电压表测量的位置断路;
(4)根据电流表的量程和指针位置测量电流,利用电压和电流的比值计算电阻;
(5)利用电压表和定值电阻测量未知电阻时,利用电压表分别测量总电压和部分电压,利用串联电路电压规律计算分压,结合已知电阻计算电流,再利用电压和电流的比值计算电阻。
36.(2019·福建)现要测量电阻RX的阻值,提供的实验器材有:待测电阻RX(约5 Ω)、两节干电池、电流表、电压表、 滑动变阻器、开关及导线若干°
(1)用笔画线代替导线,将图中的实物图连接完整,要求滑动变阻器的滑片P向接线柱D移动时接入电路的阻值变小。
(2)正确连线后,闭合开关,移动滑片P,电流表示数几乎为零,电压表示数接近电源电压且几乎不变。若电路中只有一处故障,可判断该故障是 。
(3)排除故障继续实验,某次测量,电流表的示数为0.50
A,电压表的示数如图,该示数为 V,则RX= Ω。
(4)某同学利用电源(电压未知)、电阻箱(0-999.9 Q)和电流表(指针能正常偏转,但刻度盘示数模糊不清)等器材,测电阻RX的阻值,设计的电路如图。完成下列实验步骤:
①正确连接电路,断开S1、S2,将电阻箱R阻值调至最大;
② ;
③ ;
④电阻RX= 。 (用测得量的符号表示)
【答案】(1)
(2)Rx未接入电路(Rx断路)
(3)2.60(2.6);5.2
(4)闭合 S1,标记电流表指针所指的位置;断开 S1,闭合 S2,调节电阻箱,使电流表指针指在标记的位置,记下电阻箱阻值R0;R0
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)根据题目要求滑片 P 向接线柱D移动时接入的电阻变小,所以接 B 端;(2)根据“电压表示数接近电源电压几乎不变,电流表示数为零” 可推出电阻 Rx断路;(3)根据电表示数可得:电压为 2.60V,电流为 0.50A, ;(4)题目中利用电阻箱等效替代测量未知电阻 Rx,其中电流表的指针能正常偏转,但表盘示数模糊不清,所以在首次测量时需对电流表进行标记,再次测量时调到同一标记处.
【分析】(1)由欧姆定律求出电路的最大电流,确定电流表的量程;根据滑动变阻器的滑片P向接线柱D移动时接入电路的阻值变小确定变阻器的接线方式.
(2)若电流表示数为0,电压表示数接近电源电压,说明电压表串联在电路中.
(3)根据电压表的量程、分度值读数,由欧姆定律求出电阻大小.
(4)根据等效替代分析回答.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,利用已知阻值的电阻和开关的控制,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.
1 / 1沪科版物理九上—— 第十五章 探究电路——第三节 “伏安法”测电阻
一、单选题
1.(2021·蜀山模拟)如图所示是利用伏安法测电阻的部分电路,若考虑电表内阻对电路的影响,则关于测量误差和产生原因,下列说法正确的是( )
A.测量值偏大,是由于电流表示数较Rx电流偏大
B.测量值偏大,是由于电压表示数较Rx两端电压偏大
C.测量值偏小,是由于电流表示数较Rx电流偏小
D.测量值偏小,是由于电压表示数较Rx两端电压偏小
2.(2020九上·渭滨期末)如图所示的四个电路中,电源电压保持不变,R0为已知阻值的定值电阻,不能测出未知电阻Rx阻值的电路是( )
A. B.
C. D.
3.(2020九上·太原月考)如图所示,物理学习小组完成“伏安法测电阻”的实验后,讨论该电路(如图)还能完成哪些实验,在如下列出的四个实验中,你认为不能完成的是( )
A.探究电流与电压的关系
B.测量未知电阻阻值
C.增加定值电阻,探究电流与电阻关系
D.探究灯泡电阻随温度变化关系
4.(2020·鄂州)小周同学设计了以下四种电路,其中电源电压不变且未知,R0是已知阻值的定值电阻。在实验中不拆改电路的情况下,能够测出未知电阻Rx阻值的电路是( )
A.只有甲 B.只有乙丙
C.只有甲乙丙 D.甲乙丙丁都可以
5.(2020九上·苏州期末)如图所示电路中,电源电压均不变,R0为阻值已知的定值电阻,R为最大阻值已知的滑动变阻器,利用下列电路图能够测出待测电阻Rx阻值的是( )
A. B.
C. D.
6.(2019九上·哈尔滨期中)下列电学实验中均需要测量多组数据,其中测量目的是为了减小误差的是( )
A.探究电流与电压的关系 B.探究电流与电阻的关系
C.测量定值电阻的阻值 D.研究小灯泡的电阻
7.(人教版初中物理九年级17.3《电阻的测量》同步练习)现有两个阻值不等的未知电阻R1和R2,为了判断它们的阻值大小,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.
8.(人教版初中物理九年级17.3《电阻的测量》同步练习)在使用伏安测电阻的实验中,需要测量电阻R2的阻值,四位同学画出的电路图如图所示,请你判断这四位同学所画的电路图,正确的是( )
A. B.
C. D.
9.(人教版初中物理九年级17.3《电阻的测量》同步练习)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
10.(人教版初中物理九年级17.3《电阻的测量》同步练习)在测电阻的实验中,小明把电压表与滑动变阻器并联,如图所示,在调节滑动变阻器的过程中,记录了两组实验数据。当电压表示数为3V时,电流表的示数为0.3A;当电压表示数为5V时,电流表的示数为0.2A。则电阻RX的电阻为( )
A.10Ω B.20Ω C.25Ω D.16Ω
11.(2019九上·深圳期末)如图是小黄同学测量小灯泡电阻时的电路,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
12.(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.
13.(2018九上·石家庄期中)为了测出未知电阻RX的阻值,某同学利用阻值已知的电阻R0和一只电流表或电压表分别设计了如图所示的四种电路,其中可行的是(电源电压未知且不变)( )
A.⑵⑷ B.⑵⑶ C.⑴⑶ D.⑶⑷
14.(2018·福州模拟)如图是某实验小组测量未知电阻Rx的实验电路,电源两端电压不变,其中Ro为阻值已知的定值电阻。当开关S、S1闭合,S2断开时,电压表的示数为U1;当开关S、S2闭合,S1断开时,电压表的示数为U2。则下列四个选项中Rx的表达式正确的是( )
A. B.
C. D.
15.(2018九上·丹徒期末)如图所示的四个电路中,电源电压保持不变,R0为已知阻值的定值电阻,不能测出未知电阻Rx阻值的电路是( )
A. B.
C. D.
16.(2018九上·扬州期末)要测量一个阻值为数百欧的电阻RX的阻值,提供的器材有:电源电压约3V,学生用电压表(量程0~3V)、学生用电流表(量程0~0.6A)、滑动变阻器(20Ω 1A)、电阻箱(0~9999Ω),开关、导线若干.在下面图示的电路中,能测出RX阻值的是( )
A. B.
C. D.
17.(2018九上·西城期末)如图是小刚测量未知电阻RX的实验电路,电源两端电压不变且未知,其中R0为阻值已知的定值电阻。当开关S、S1闭合,开关S2断开时,电压表的示数为U1;当开关S、S2闭合、S1断开时,电压表的示数为U2。则下列四个选项中,RX的表达式正确的是( )
A. B.
C. D.
18.(2017九上·白云期中)小明在用“伏安法”测电阻的实验中,根据测量数据绘制出如图所示 图象,对此作出的判断中,正确的是( )
A.通过 的电流与它两端所加电压不成正比
B. 的电阻比 的阻值大
C.将 、 并联接入到同一电路中, 两端的电压较大
D.将 、 串联接入到同一电路中,通过 的电流较大
19.(2017九下·无锡期中)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.为了减小误差,应该用多次测量求平均值的方法,计算小灯泡的电阻
D.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
20.(2012·绵阳)如图,李江同学为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
二、填空题
21.(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 。
22.(2020·浦东模拟)小王做“用电流表、电压表测电阻”的实验,他把电源(电压保持不变且为1.5V的整数倍)、滑动变阻器(“10Ω 2A”、“20Ω 2A”中的一个)、电流表、电阻、开关、导线组成串联电路,把电压表并联在电路中,并把滑片置于滑动变阻器的一端。闭合开关后,发现电压表的指针不动,电流表示数如图 (a)所示;当滑片向另一端移动的过程中,电流表示数最小值如图 (b)所示;经思考,他仅改变了电压表的位置,继续将滑片移到另一端,电压表示数如图(c)所示。
①根据以上信息可判断:刚闭合开关时电压表并联在 两端;
②请判断图(a)中电流表的示数,并写出理由;
③请通过计算说明滑动变阻器的规格 及电源电压U;
④待测电阻的阻值为 欧。(计算电阻时,精确到0.1欧)
23.(2019九上·黔南期末)如图是小明只用一个电压表和一个已知电阻R0的定值电阻,设计的电路,测量未知电阻R0,请在空格内将实验步骤补充完整。
① ,用电压表测出待测电阻Rx两端的电压为U1;
② ,用电压表测出电源的电压U:
③请写出用测量值U、U1及R0来表示Rx的表达式:Rx=
24.(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 。
25.(2018九上·霞浦月考)小英按图甲所示的电路图连接实验电路,测量电阻Rx的阻值。该实验的实验原理是 ;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,则电压表的示数为 V,电流表的示数为 A,待测电阻Rx的阻值为 Ω。
26.(2017·江都模拟)小丽通过“等效替代法”测量一个未知电阻Rx的阻值.如图1请你帮小丽将实验步骤补充完整:
①将开关断开,按电路图连接电路,将滑动变阻器移到阻值最大端.
②闭合开关 ,调节R滑至适当位置,记录电流表的示数为I;
③断开刚才开关,闭合开关 ,调节 ,直至电流表的示数仍为I;
④若此时R=8Ω,电阻箱R0的示数如图2,则待测电阻的阻值Rx= Ω
27.(2016九下·黑龙江开学考)在“伏安法测电阻”的实验中,为了使测量结果的误差较小,一般可采取的措施有 、 .
28.( 伏安法 )伏安法测电阻的实验原理是 ,实验中滑动变阻器的作用是 ,测量三组数据的目的是 .
三、作图题
29.(2015九上·平顶山期中)在“测量未知电阻R的阻值“实验中:
请你在虚线框内如图1划出电路图并用笔画线代替导线把图2中的器材连接成实验电路.
30.(2019·湘西)下图是测量小灯泡电阻的实物图,用笔画代替导线把图补充完整,导线不能交叉。
31.(2017九上·番禺期中)如图所示为测小灯泡的电阻实验所连接的电路,请在图中以笔画线代替导线,将其补充完整,然后在右边的虚线框中画出它的电路图.
四、实验探究题
32.(2021·济宁)小明在测量小灯泡电功率的实验中,选用的电源电压为4.5V,小灯泡的额定电压为2.5V电阻约为5Ω。
(1)闭合开关前,图甲中滑动变阻器的滑片P应位于 (选填“A”或“B”)端;
(2)闭合开关、滑片移动到某位置时,电压表的示数如图乙所示。要获得小灯泡额定功率的数据,滑片P应向 (选填“A”或“B”)端移动;
(3)改变滑片P的位置,获得多组对应的电压、电流值,绘制得如图1所示的图像。由图像可知 ,小灯泡的额定功率P额= W;
(4)小明打算增加个阻值为R0的电阻,用图2所示的电路测量小灯泡的电功率。闭合开关S、S1,移动滑片P,使电压表的示数为U1,保持滑片位置不动,只断开开关S1,闭合开关S2,记下电压表的示数为U2,则小灯泡的电功率为 。(用已知字母表示)
33.(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 。
34.(2021·锦州)小明所在的物理实验小组,利用图甲所示的电路测量额定电压为3.8V的小灯泡正常发光时的电阻。
(1)图甲中小明将一根导线连接错误,若此时闭合开关,小灯泡 (选填“发光”或“不发光”)。请你在接错的导线上打“x”,并用笔画线代替导线将电路连接正确;
(2)小明将电路改接正确后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,使小灯泡正常发光。此时电流表示数如图乙所示,则小灯泡正常发光时的电阻是 Ω;
(3)小明测量了小灯泡在不同电压下的电流,并绘制了如图丙所示的图像,根据图像可知电流与电压并不成正比。原因是灯丝的电阻随温度升高而 。在这个图像中,横轴应该表示的物理量是 (选填“电压”或“电流”);
(4)小明又设计了图丁所示的电路,只用电压表测量额定电压为2.5V小灯泡的额定功率。已知滑动变阻器R最大阻值为15Ω。电源电恒定其测量过程如下:
①闭合开关S1、S2,断开S3,将滑动变阻器的滑片移到右端,电压表示数为4.5V;
② (填三个开关闭合与断开情况)移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数为 V,这时小灯泡正常发光;
③闭合开关S1、S2,断开S3,保持滑动变阻器滑片的位置不变,此时电压表示数为3V;
④小灯泡的额定功率P额= W。
35.(2021·百色)在测量未知阻值R的实验中,小明设计了实验电路并进行连接,如图甲所示。
(1)在连接电路时,开关应处于 状态。
(2)图甲是小明接好的实物连接图,其中有一条导线连接错误,该导线是第 条(从图中选填导线序号);
(3)改正错误后再进行实验,实验前应将滑动变阻器的滑片P移到最 (选填“左”或“右”)端。小明闭合开关S,发现电流表无示数,电压表的示数较大,则电路故障可能是 。
(4)排除故障后,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P,当电压表示数为2.4V时,电流表示数如图乙所示,则其示数为 A,未知电阻R= Ω。
(5)若实验中只有一个电压表和一个已知阻值为R0的定值电阻,小明设计了如图丙所示的电路,同样可以测量未知电阻Rx的阻值,请将以下实验步骤补充完整:
①闭合开关S、断开开关S1,用电压表测出待测电阻Rx两端的电压为U1;
② ,记下此时电压表读数为U;
③请写出未知电阻R阻值表达式:Rx= (用U、U1和R0表示)。
36.(2019·福建)现要测量电阻RX的阻值,提供的实验器材有:待测电阻RX(约5 Ω)、两节干电池、电流表、电压表、 滑动变阻器、开关及导线若干°
(1)用笔画线代替导线,将图中的实物图连接完整,要求滑动变阻器的滑片P向接线柱D移动时接入电路的阻值变小。
(2)正确连线后,闭合开关,移动滑片P,电流表示数几乎为零,电压表示数接近电源电压且几乎不变。若电路中只有一处故障,可判断该故障是 。
(3)排除故障继续实验,某次测量,电流表的示数为0.50
A,电压表的示数如图,该示数为 V,则RX= Ω。
(4)某同学利用电源(电压未知)、电阻箱(0-999.9 Q)和电流表(指针能正常偏转,但刻度盘示数模糊不清)等器材,测电阻RX的阻值,设计的电路如图。完成下列实验步骤:
①正确连接电路,断开S1、S2,将电阻箱R阻值调至最大;
② ;
③ ;
④电阻RX= 。 (用测得量的符号表示)
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】由图可知,电流表和Rx串联,测量Rx的电流,电压表测量Rx和电流表的总电压,若考虑电流表有内阻,则电压表的示数大于Rx两端的真实电压,由 可知测得的Rx阻值偏大。ACD不符合题意,B符合题意。
故答案为:B。
【分析】根据R=,电流表示数是真实的,若考虑电表内阻对电路的影响 ,判断电压表的示数情况,从而判断电阻的测量值偏大还是偏小。
2.【答案】C
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】A.开关断开时,两电阻串联,电压表测未知电阻的电压,当开关闭合时,电阻R0短路,只有待测电阻接入,此时电压表的示数即为电源电压,由于电源电压不变,故根据串联电压规律即可求出已知电阻的电压,根据已知电阻的阻值即可知道电流,那么未知电阻的电压已知,电流已知,即可求出待测电阻,A选项不符合题意;
B.当开关闭合时,电流表测总电流,两电阻并联,当开关断开时,测已知电阻的电流,根据阻值即可求出电压,根据串联规律即可求出通过未知电阻的电流,电压已知,故未知电阻的阻值可以求出,B选项不符合题意;
C.当开关断开时,测总电压,当开关闭合时,未知电阻被短路,仍然测电源电压,无法求出串联时的电流,C选项符合题意;
D.开关闭合时,只有已知电阻接入,根据电流表的示数即可求出电源电压,再开关断开时,两电阻串联,根据电流表示数和已知电阻的阻值即可求出电压,根据串联电压规律,即可求出未知电阻的电压,那么未知电阻的电流已知,电压已知,未知电阻的阻值即可求出,D选项不符合题意。
故答案为:C。
【分析】利用单表测量电阻时,结合定值电阻,能分别直接或间接测量电压或电流,利用电压和电流计算电阻。
3.【答案】D
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】如图所示的电路图可以探究电流与电压的关系、测量未知电阻阻值、增加定值电阻,探究电流与电阻关系,没有灯泡不能探究灯泡电阻随温度变化关系。
故答案为:D。
【分析】探究欧姆定律的实验电路图,还可以测量电阻。
4.【答案】C
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】甲图:只闭合S2时,两电阻串联,电流表测电路中电流I1;两开关都闭合时只有R0接入电路中,电流表测此时电路中电流I0,根据电源电压不变列式I1(R0+Rx)=I 0R 0
可求出Rx的阻值,故能测出Rx阻值;
乙图:闭合开关S、S2,两只电阻串联,电压表测量电源电压为U;闭合S,断开S2,闭合S1,电压表测量电阻R0两端电压U0,根据电路电流相等列式
可求出Rx的阻值,故能测出Rx阻值;
丙图:只闭合S1时,电路是只有R0的基本电路,电流表测量通过R0的电流I0;再闭合S2,两只电阻并联,电流表测量干路电流I,根据电源电压不变列式I0R0=(I﹣I0)Rx
可求出Rx的阻值,故能测出Rx阻值;
丁图:闭合开关S,S1接1,两只电阻串联,电压表测量R0两端电压为U0;S1接2,电压表反接,不能测量Rx两端电压Ux,仅有一个电压值,不能测出Rx阻值。
ABD不符合题意,C符合题意。
故答案为:C。
【分析】利用单表测量电阻时,要利用电压表或电流表分别测量不同的位置的电流,或不同的电压,再间接计算电阻。
5.【答案】D
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】A.根据图像,电压表测量的是电源电压,不能测量未知电阻的分压,不能测量电阻,A不符合题意;
B.根据图像,电流表测量了干路电流,不能测量未知电阻的电流,不能测量电阻,B不符合题意;
C.根据图像,电流表测量电流,但不能测量未知电阻的电压,不能测量电阻,C不符合题意;
D.根据滑片在最大和最小处,电流表可以测量不同的电流,根据电源电压不变能计算未知电阻的阻值大小,D符合题意。
故答案为:D.
【分析】利用单表测量电阻时,有电压表时利用串联电路电流相等得到电流大小,有电流表时利用并联电路电压相等得到电压大小,从而可以计算电阻的大小。
6.【答案】C
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】A.探究电流与电压关系时,测量了多组数据,是为了得出普遍性的规律,不符合题意;
B.探究电流与电阻关系时,测量了多组数据,是为了得出普遍性的规律,不符合题意;
C.测量定值电阻的阻值时,测量多组电压和电流值,是为了取平均值减小误差,符合题意;
D.研究小灯泡的电阻,测量不同状态下小灯泡的电阻,得到小灯泡的电阻随温度的升高而增大,不能取平均值,不符合题意.
故答案为:C
【分析】伏安法测量电阻的阻值,电阻的阻值应该为定值,多次测量取平均值减小误差。
7.【答案】D
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】比较电阻值的大小可用并联电路中电压相等时,比较通过电流大小,通过电阻的电流越大其阻值越小,A、C两图能测量出并联两电阻的电流,即A、C可行;也可以用串联电路电流相等,比较电压关系,即电流相等时,电压大的其电阻较大,B可行;D串联电路电流相等,故无法比较电阻大小。
故答案为:D。
【分析】结合串联分压及并联分流的原理分析即可.
8.【答案】C
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】在使用伏安测电阻的实验中,需要测量电阻R2的阻值,A选项电压表的正负接线柱接反了;B选项电流表的正负接线柱接反了;C选项电压表测量被测电阻两端电压,电流表测量被测电阻的电流,正确;D选项电压表测量电源电压了;
故答案为:C。
【分析】结合实验目的及电表的使用方法分析解答即可.
9.【答案】D
【知识点】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.
10.【答案】B
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】由题意知U电=U1+I1Rx;U电=U2+I2Rx;代入数据得U电=3V+0.3A×Rx;U电=5V +0.2A×Rx;解得Rx=20Ω;
故答案为:B
【分析】结合电路图,理清元件的连接方式及电表的测量对象,根据串联电路的电压特点和欧姆定律结合两组数据表示出电源的电压,利用电源的电压不变得出等式即可求出电阻Rx的电阻.
11.【答案】D
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】A、滑动变阻器选用右下端的接线柱,所以闭合开关前应将滑动变阻器的滑片滑到最左端,故A不符合题意;
B、由实物图可知电源电压为3V,电压表要选择较小的量程,电流表的量程也尽可能选择较小的量程,故B不符合题意;
C、小灯泡的电阻随温度的变化而变化,因此所测小灯泡的电阻可能随电压表的示数的不同而不同,故C不符合题意;
D、在如图位置闭合开关后,向左移动滑动变阻器的滑片,滑动变阻器接入电路的阻值变大,电路的总电阻变大,由欧姆定律可知电路电流变小,灯泡的实际功率变小,灯泡变暗,故D符合题意。
故答案为:D。
【分析】为保护电路,闭合开关前应将滑动变阻器的滑片放在最大阻值端;电压表与电流表使用时,应该选择较合适的量程,减小误差;灯泡的电阻随灯泡电压的变化而变化;根据滑动变阻器的滑片移动方向,可知电路中的电阻变化,由欧姆定律可知电路中电流的变化,根据灯泡的实际功率判断灯泡亮度的变化。
12.【答案】D
【知识点】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.
13.【答案】A
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】在(1)所示电路中,当闭合开关S1,断开S2时,R0 和Rx 串联,电流表可以测出通过Rx 的电流Ix;当闭合S2时,为Rx 的简单电路,不能直接或间接测量出Rx 的电压,故不能求出Rx的电阻;
在(2)所示电路中,当闭合开关S0,S接1时,电路为R0 的简单电路,电流表测电路中的电流,根据欧姆定律求出电源的电压;当S接2时电路为未知电阻Rx 的简单电路,电流表测通过Rx的电流Ix,由Rx =Ux/Ix可以求出电阻;
在(3)所示电路中,当闭合开关S1 和S2时,R0 被短路,电压表测量电源电压U;只闭合S1时,R0 和Rx 串联,电压表仍侧电源的电压,由于无法测出Rx 两端的电压,故不能求出Rx 的电阻;
在(4)所示电路中,当开关S1 和S2 都闭合时,R0 被短路,电压表测量电源电压U;只闭合S1时,R0 和Rx 串联,电压表直接测量Rx 两端的电压Ux,由串联电路总电压等于各串联导体电压之和,可以求出定值电阻两端的电压U0 =U-Ux ,由I0 =U0/R0,可求出通过定值电阻的电流。又因为串联电路电流处处相等,所以,通过Rx 电流等于通过定值电阻电流Ix =I0 ,最后由Rx =Ux/Ix可求出电阻,综上可知,只有(2)(4)方案可行,A符合题意。
故答案为:A。
【分析】测量未知电阻时,若只有电压表要利用串联电路电流相等间接测量电流,若只有电压表,利用并联电路电压相等间接测量电压,利用电压和电流的比值计算电阻。
14.【答案】B
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】由电路图可知,当开关S、S1闭合,开关S2断开时,R0与Rx串联,电压表测电源两端的电压,即U=U1,当开关S、S2闭合、S1断开时,R0与Rx串联,电压表测Rx两端的电压,即Ux=U2,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,R0两端的电压:U0=U Ux=U1 U2,
因串联电路中各处的电流相等,所以,电路中的电流:I= ,即 ,解得:Rx= 。
故答案为:B。
【分析】当开关S、S1闭合,开关S2断开时,R0与Rx串联,电压表测电源两端的电压;当开关S、S2闭合、S1断开时,R0与Rx串联,电压表测Rx两端的电压,根据串联电路的电压特点求出R0两端的电压,根据串联电路的电流特点和欧姆定律得出等式即可求出Rx的阻值.
15.【答案】D
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】由A电路图知道,当S断开时,电路为R0的简单电路,由电流表测电路中的电流,再由欧姆定律求出电源的电压;当开关S闭合时R0、Rx并联,电流表测干路电流,但通过R0的电流不变,故可求出通过Rx的电流,再由并联电路的电压特点和欧姆定律即可求得Rx 阻值,A不符合题意;
B图中开关S闭合,则R0 短路,电压表测量电源电压;开关S断开时两电阻串联,电压表测量Rx 两端的电压;由串联电路总电压等于各分电压之和,求出R0两端的电压,然后根据I=U/R求出通过R0 的电流,再根据串联电路电流处处相等,根据Rx =Ux/Ix可求出Rx 电阻,B不符合题意;
由C电路图知道,当开关S闭合时,电路为Rx的简单电路,电流表测电路中的电流,根据欧姆定律推出电源电压的表达式;当开关S断开时两电阻串联,电流表测串联电路的电流,根据电阻的串联和欧姆定律推出电源电压的表达式,联立即可求出Rx阻值,C不符合题意。
D图中开关S闭合,则R0 短路,电压表测量电源电压;开关S断开时,电压表测量电源电压,所以无法得到电路中电流,故不能计算出Rx的值,D符合题意,
故答案为:D。
【分析】在另一电表测量电阻时,要结合定值电阻间接测量电压或电流,电表会测量两次不同的数值.
16.【答案】D
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】A.由图可知,被测电阻Rx与滑动变阻器串联,电压表测Rx两端的电压,电流表测通过电路的电流,根据 好像能够测出Rx的阻值,但因为被测电阻是一个阻值为数百欧的电阻,即至少200Ω以上,则 ,电路中的电流小于电流表的分度值0.02A,使用该电流表无法正确测出通过电阻的电流,故不能测出Rx的阻值,A不符合题意。
B.由电路图可知,电阻箱与待测电阻Rx并联, ,电路中的电流小于电流表的分度值0.02A,使用该电流表无法正确测出通过电阻的电流,故不能测出Rx的阻值,B不符合题意。
C.由电路图可知,单刀双掷开关S接2时,电压表接线柱接反,不能测量出电压,故不能测出Rx的阻值,C不符合题意。
D.由电路图可知,电阻箱R与被测电阻Rx串联,当开关S1闭合时,电压表测电阻箱R两端的电压,根据 可测出串联电路的电流;再断开S1,闭合S2,测出串联电路两端的电压,由串联电路电压关系,可求出Rx两端的电压。从而求得Rx的阻值,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】测量电阻时,若未知电阻较大,不方便测量电流则不易操作,可以利用电阻的分压关系测量.
17.【答案】B
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】由电路图可知,R0与Rx串联,当开关S、S1闭合,开关S2断开时,电压表测电源电压,当开关S、S2闭合、S1断开时,电压表测Rx两端的电压,因此Rx电压为:U2,电源电压为:U1,根据串联电路的电压特点,R0的电压为:U1 U2,根据串联电流处处相等,电路中的电流:I ,解得:Rx ,B符合题意。
故答案为:B.
【分析】通过闭合不同的开关,使电压表能测量电源电压和未知电阻的分压,利用串联电路的分压和已知电阻计算电流,再结合电压和电流求电阻.
18.【答案】B
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】A.电阻R1的函数图象是一条过原点的向上的直线,所以通过的电流跟它两端所加电压成正比.A不符合题意;
B.电阻R2的函数图象像是一条弯曲的曲线,所以通过R2的电流与它两端所加电压不成正比,但也不是反比关系,在相同环境下R2的电阻比R1的阻值大;B符合题意;
C. 将 、 并联接入到同一电路中,根据并联电路特点可知 、 两端电压相等;C不符合题意;
D.若将它们串联接入到同一电路中,因串联电路中电流处处相等,所以通过R1和R2电流相同.D不符合题意.
故答案为:B
【分析】从图象中获取有用的信息,结合串并联电路的特点和欧姆定律分析即可.
19.【答案】C
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】AB、根据图甲可知,电压与电流成正比,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=U/R可知,定值的电阻:R=U/I=3V/3A=1Ω,AB不符合题意;
C、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,C符合题意;
D、由乙图可知,电压与电流不成正比,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,D不符合题意,
故答案为:C.
【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.
20.【答案】D
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】解:A、由电路图知,滑片在最左端时滑动变阻器接入电路的阻值最大,因此闭合开关前,滑片应滑到最左端,A说法正确,但不符合题意;
B、由电路图知,两电表量程选择过大,读数误差较大,为减小实验误差应更换电表量程,故B说法正确,不符合题意;
C、随灯泡电压变化,灯泡的实际功率发生变化,灯泡温度发生变化,灯泡电阻受温度影响而变化,故C说法正确,但不符合题意;
D、由电路图可知,在如图位置闭合开关后,向左移动滑动变阻器的滑片,滑动变阻器接入电路的阻值变大,电路电流变小,流过灯泡的电流变小,灯泡功率变小,灯泡变暗,故D说法错误,但符合题意.
故选D.
【分析】(1)为保护电路,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;(2)使用电压表与电流表时,电表量程的选择要恰当,不能过大或过小;(3)灯泡电阻受温度的影响,随灯泡电压的变化而变化;(4)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.
21.【答案】b;减小误差
【知识点】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。
22.【答案】滑动变阻器;若电流表量程为0~3A,则示数为2.8A,超出滑动变阻器允许通过的最大电流2A,因此电流表量程为0~0.6A,电流表的示数为0.56安;“20Ω 2A”;4.5V;8.1
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】闭合开关后,发现电压表的指针不动,即示数仍为零,由此可知电压表只能并联在滑动变阻器两端,且此时滑动变阻器接入电路的阻值为0;若电流表量程为0~3A,则示数为2.8A,超出滑动变阻器允许通过的最大电流2A,因此电流表量程为0~0.6A,电流表的示数为0.56安;由题意小王改变了电压表的位置可知,电压表此时测量待测电阻两端的电压,当电压表示数如图(c)所示,滑动变阻器的阻值全部接入电路,此时电路中的总电阻最大,由欧姆定律可知电流最小,最小电流如图 (b)所示为0.16A,根据串联电路电压的特点有: ,
当滑动变阻器取“10Ω 2A”时,电源电压为2.9V,不是1.5V的整数倍,不合题意;
当滑动变阻器取“20Ω 2A”时,电源电压为4.5V,是1.5V的整数倍,故所选滑动变阻器的规格“20Ω 2A”,电源电压为4.5V;电压测量待测电阻两端的电压,电压表示数如图(c)所示为1.3V,电路中的电流最小,最小电流如图 (b)所示为0.16A,根据欧姆定律可知,待测电阻阻值: 。
【分析】(1)闭合开关后,发现电压表的指针不动,即示数仍为零,据此判断;(2)根据滑动变阻器允许通过的最大电流值进行判断并读数;(3)由题意小王改变了电压表的位置可知,电压表此时测量待测电阻两端的电压,当电压表示数如图(c)所示,滑动变阻器的阻值全部接入电路,此时电路中的总电阻最大,由欧姆定律可知电流最小,根据串联电路电压的特点结合滑动变阻器的两种规格及电源电压保持不变且为1.5V的整数倍分析求解;(4)电压表示数如图(c)所示时电路中电流值最小,根据欧姆定律即可求出待测电阻阻值。
23.【答案】闭合S,断开S1;闭合开关S、S1;
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】根据电路图,设计实验为:①闭合S,断开S1,电压表测量Rx的电压;②闭合开关S、S1,R0短路,电压表测量电源电压,③则Rx的阻值为。
故答案为:闭合S,断开S1;闭合开关S、S1;。
【分析】利用单表测量电阻时,要借助于定值电阻,利用电压表分别测量多处的电压,再结合串联电路的电压规律和电流规律计算电阻的大小。
24.【答案】①③④⑥②⑤
【知识点】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。
25.【答案】R=U/I;2;0.5;4
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】该实验的实验原理是R= 由图甲知,Rx与R串联,电压表测Rx两端的电压,电流表测电路中电流,由图乙知,电压表使用0 3V量程,分度值为0.1V,Rx两端电压为2V;由图丙知,电流表使用0 0.6A量程,分度值0.02A,通过Rx的电流为0.5A;由I= 可得Rx的阻值:Rx= =4Ω.
【分析】电表读数时先看所选量程,再看表盘。
26.【答案】S1;S2;电阻箱旋钮;50
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】解:实验步骤:①将开关断开,按电路图连接电路,将滑动变阻器移到阻值最大端.②闭合S1、断开S2,调节滑动变阻器滑片P,记录电流表的示数I;③保持滑动变阻器滑片P位置不变,断开S1、闭合S2,调整电阻箱旋钮,使电流表的示数仍为I;④记录此时电阻箱示数R0,待测电阻的阻值Rx=R0=5×10Ω=50Ω
故答案为:②S1;③S2;电阻箱旋钮;④50.
【分析】替代法的测量思路是等效的思想,本题可以利用电流等效.即先只闭合开关S1闭合,读出电流表的示数为I(此电流为Rx、R共同作用的效果);然后只闭合S2,调节电阻箱,使电流表的示数仍变为原来的数值I(此电流为R、R0共同作用的效果),既然Rx和R共同作用的效果与R、R0共同作用的效果相同,则Rx+R=R+R0,即Rx=R0.这里用电阻箱R0等效替代了待测电阻Rx.
27.【答案】多次测量取电阻的平均值;量程范围之内,电表选择小量程
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】解:在“伏安法测电阻”的实验中,为了使测量结果的误差较小,一般可采取的措施有:多次测量取电阻的平均值;量程范围内,电表使用小量程.
故答案为:多次测量取电阻的平均值;量程范围内,电表使用小量程.
【分析】减小误差的方法:①选择精密的测量工具,满足测量要求的前提下,选择小量程;②改进测量方法,优化实验方案;③多次测量取平均值.
28.【答案】R= ;改变待测电阻两端的电压;取平均值减小误差
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】解:①伏安法测电阻的原理是:欧姆定律,即:R= ,则需要测量的物理量是导体两端的电压和通过导体的电流.②滑动变阻器主要作用是:改变定值电阻两端的电压和电流,能完成多次实验;③测量三组数据的目的是取电阻的平均值,减小误差.故答案为:R= ;改变待测电阻两端的电压;取平均值减小误差.
【分析】根据伏安法测电阻得原理分析即可,滑动变阻器作用是保护电路,改变电阻两端的电压进行多次测量求平均值,减小实验误差.
29.【答案】解:首先把三节干电池串联起来组成电源,然后把待测电阻、滑动变阻器、电流表应串联在电路中,电压表并联在待测电阻两端,实物电路图如图甲所示,根据实物电路图画出电路图,如图乙所示;
故答案为:实物电路图如图甲所示,电路图如图乙所示.
故答案为:实物电路图与电图如图所示.
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【分析】伏安法测电阻实验中,待测电阻、滑动变阻器、电流表应串联在电路中,电压表并联在待测电阻两端,据此连接电路图,连接电路图时,注意电表量程的选择,注意电表正负接线柱不要接反,注意滑动变阻器的接法;根据实物图画出电路图.
30.【答案】解:如下图所示:
【知识点】电压表的连接;伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】解:由电路图可知,电源、开关、电流表、灯泡、滑动变阻器串联组成电路,要测灯泡的电阻需要将电压表并联在灯泡两端测其电压,由图可知,电源是由两节干电池串联组成的,则电源的电压为3V,所以电压表应选0~3V的量程并联在灯泡两端,如下图所示:
【分析】结合实验目的可知电压表的测量对象,结合电源电压可知电压表的量程,再结合电压表的使用方法连接实物图即可.
31.【答案】解:如图所示:
【知识点】根据实物图画电路图;伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】将电流表和灯泡及开关串联在电路中,如图所示:
电流从电源的正极出发经过开关、电流表、灯泡和滑动变阻器回到电源的负极,电压表和灯泡并联,如图所示:
【分析】在电学实验中,有关实物电路的连接、电流表和电压表的读数、电路故障的分析、滑动变阻器的应用等都是经常考查到的内容,流表串联在电路中,滑动变阻器串联在电路中,且要接一上一下;按实物电路画电路图时,注意连接的顺序和方式需与实物图一致.
32.【答案】(1)A
(2)B
(3)电阻随电压的增大而增大;1.25
(4)
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)闭合开关前,图甲中滑动变阻器的滑片P应位于最大阻值处的A端。
(2)闭合开关、滑片移动到某位置时,电压表的示数如图乙所示。电压表选择的是小量程0~3V,分度值为0.1V,电压表的读数为1.7V,因为,小灯泡的额定电压为2.5V,要增大电压表的示数,想要获得小灯泡额定功率的数据,应该减小滑动变阻器接入电路的阻值,滑片P应向B端移动。
(3)由图像1可知,像灯泡两端的电压为0.5V、1.0V、2.5V时,流经小灯泡的电流分别是0.2A、0.3A、0.5A,根据欧姆定律的,小灯泡的电阻分别是
由计算可知,小灯泡两端的电压增大时,小灯泡的电阻也增大,故可得到的结论为:电阻随电压的增大而增大。
小灯泡的额定功率为P额=U额I额=2.5V×0.5A=1.25W
(4)闭合开关S、S1,移动滑片P,使电压表的示数为U1,即小灯泡两端的电压为U1。保持滑片位置不动,只断开开关S1闭合开关S2记下电压表的示数为U2,定值电阻两端的电压为U0=U2-U1
流经定值电阻的电流为
则小灯泡的电功率为
【分析】(1)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;
(2)小灯泡与滑动变阻器串联,串联分压,分得的电压与电阻成正比,增加小灯泡两端的电压,就要减小滑动变阻器接入电路中的电阻;
(3)电阻的大小还与温度有关,一般来说,导体的温度越高,电阻越大;结合电流与电压值,利用功率该公式P=UI求解功率即可;
(4)结合题目给出的电流和电压值,利用功率公式求解功率的表达式即可。
33.【答案】(1)
(2)左
(3)B
(4)6
【知识点】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。
34.【答案】(1)不发光;
(2)9.5
(3)增大;电压
(4)闭合S1、S3,断开S2;2;0.5
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)由图甲知,电压表串联在电路中,电流表并联在小灯泡两端,则小灯泡被短路,电路整个电路处于断路,小灯泡不会发光。
要测量小灯泡的电阻,应使小灯泡和滑动变阻器串联,电压表与小灯泡并联,电流表串联在电路中,故改正电路图如下:
(2)由图乙知,电流表的量程为0~0.6A,对应的分度值为0.02A,示数为0.4A,则小灯泡正常发光时的电阻
(3)由图丙知,电流与电压不成正比,且灯丝的电阻随温度的升高而增大。据 知,电压的增加量应大于电流的增加量,所以图丙中的横坐标为电压。
(4)闭合开关S1、S2,断开S3,小灯泡被短路,电路中只有变阻器工作,变阻器的滑片置于最右端时,电压表测电源电压,那么电源电压为4.5V。
当开关S1、S3闭合,S2断开时,变阻器和小灯泡串联在电路中,电压表测变阻器两端的电压,要让小灯泡正常发光,则变阻器两端的电压,即电压表示数U变=U总-UL=4.5V-2.5V=2V
保持滑片位置不变,闭合开关S1、S2,断开S3,此时电压表测变阻器接入电路中左边部分的电压,此部分电阻与变阻器在第②步骤中接入电路的阻值相等。且此时电路的电流
步骤②中变阻器接入电路的阻值
则小灯泡正常发光时,电路中的电流
小灯泡的额定功率P额=ULI2=2.5V×0.2A=0.5W
【分析】(1)电流表可以测量电路中的电流,应串联使用,与哪个用电器串联,就测量流过那个用电器的电流;
(2)结合小灯泡的电流和电压,利用欧姆定律求解灯泡的电阻即可;
(3)电阻的大小还与温度有关,一般来说,导体的温度越高,电阻越大;
(4)结合电流与电压值,利用功率该公式P=UI求解功率即可。
35.【答案】(1)断开
(2)2
(3)左;未知电阻R断路
(4)0.32;7.5
(5)再闭合开关S1;
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)连接电路时,为保护电路,开关应处于断开状态。
(2)原电路中,电阻和电压表没有连入电路中,电阻应与电流表串联,电压表与电阻并联,连接错误的导线是第2条,正确连接方式是,把2从定值电阻的左端改接到右端即可。
(3)改正错误后进行实验,为了保护电路,实验前应将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处,即最左端。
小明闭合开关S,发现电流表无示数,电路可能断路,电压表的示数较大,电压表串联在电路中,与电源连通,则电路故障可能是未知电阻R断路。
(4)纠正错误,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P,当电压表示数为2.4V,电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流为0.32A。
未知电阻阻值为
(5)实验步骤:①闭合开关S、断开开关S1,用电压表测出待测电阻Rx端的电压为U1;
②再闭合开关S1,用电压表测出电源的电压U;
在①中,两电阻串联,电压表测待测电阻的电压;在②中,定值电阻短路,电压表测电源电压,由串联电路电压的规律,在①中,定值电阻的电压为
电路中的电流
未知电阻Rx阻值表达式
【分析】(1)连接电路时,开关要断开;
(2)测量未知电阻时,电阻和滑动变阻器要串联使用;
(3)闭合开关前,滑片在阻值最大处;在串联电路中,电流表无示数,电压表有示数,电压表测量的位置断路;
(4)根据电流表的量程和指针位置测量电流,利用电压和电流的比值计算电阻;
(5)利用电压表和定值电阻测量未知电阻时,利用电压表分别测量总电压和部分电压,利用串联电路电压规律计算分压,结合已知电阻计算电流,再利用电压和电流的比值计算电阻。
36.【答案】(1)
(2)Rx未接入电路(Rx断路)
(3)2.60(2.6);5.2
(4)闭合 S1,标记电流表指针所指的位置;断开 S1,闭合 S2,调节电阻箱,使电流表指针指在标记的位置,记下电阻箱阻值R0;R0
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)根据题目要求滑片 P 向接线柱D移动时接入的电阻变小,所以接 B 端;(2)根据“电压表示数接近电源电压几乎不变,电流表示数为零” 可推出电阻 Rx断路;(3)根据电表示数可得:电压为 2.60V,电流为 0.50A, ;(4)题目中利用电阻箱等效替代测量未知电阻 Rx,其中电流表的指针能正常偏转,但表盘示数模糊不清,所以在首次测量时需对电流表进行标记,再次测量时调到同一标记处.
【分析】(1)由欧姆定律求出电路的最大电流,确定电流表的量程;根据滑动变阻器的滑片P向接线柱D移动时接入电路的阻值变小确定变阻器的接线方式.
(2)若电流表示数为0,电压表示数接近电源电压,说明电压表串联在电路中.
(3)根据电压表的量程、分度值读数,由欧姆定律求出电阻大小.
(4)根据等效替代分析回答.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,利用已知阻值的电阻和开关的控制,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.
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