第十七章
专题训练
电阻的测量
1.物理学习小组做“用伏安法测未知电阻阻值”的实验。
(1)请用笔画线表示导线,将图甲所示的实物连接成完整电路。要求:滑动变阻器的滑片P向右移动时,电流表示数变小(请勿更改原有导线,导线不能交叉);___________
(2)小林闭合开关后,发现电流表示数为零,但电压表有示数,此时电路中的故障是待测电___________(选填“短路”或“断路”);
(3)小林排除故障后,用滑动变阻器调节接人电路中的电阻,对应每次变化各测一次电流值和相应的电压值并记录到表格中。小林根据几组实验数据计算出R的值,为了进一步减小误差,绘制了R的U-I图像;
(4)另一组的小宇用相同的器材进行实验,并根据自已所记录的实验数据绘制了如图丁所示的U-I图像。小林发现小宇绘制的U-I图像和自己绘制的U-I图像不同,你认为其原因是___________小林根据小宇的U-I图像也可计算出侍测电阻Rx=___________Ω(实验过程中电源电压保持不变)。
2.在“测定导体电阻”的实验中,电源使用二节新干电池,被测电阻的阻值约为5Ω,滑动变阻器的规格是“10Ω
1.5A”。
(1)图甲是实验电路,在连接电路过程中,开关应处于________状态。
(2)某次实验中,电压表的示数如图乙所示,读数为_________。
(3)电路连接正确,实验数据记录如表所示,老师发现该同学其中有一组数据有拼凑的嫌疑,该组数据是第________组。
实验组数
1
2
3
4
电压/V
0.6
1.2
1.8
2.4
电流/A
0.12
0.24
0.36
0.48
(4)实验中,某同学认为在没有电流表的情况下,利用电压表和已知阻值的定值电阻R0也可以测量未知电阻Rx阻值,并设计了电路图,下列图中不可以实现测量Rx阻值的电路图是___________。
A.
B.
C.
D.
3.王磊同学在用“伏安法”测电阻时,发现小灯泡的亮度不同,小灯泡的电阻也不同。通过与老师的交流明白了:灯丝的温度影响了灯丝的电阻。“灯丝的电阻是怎样变化的呢?”带着这个疑问,他决定选择下列器材去测量小灯泡在不同亮度时的电阻:电源(3V);开关1只;滑动变阻器(0~50Ω)1只;电流表(0~0.6A;0~3A)1只;电压表(0~3V;0~15V)1只;小灯泡1个(U=2.5V;电阻约10Ω);导线若干。
(1)请结合选择的器材,选择合适的电流表和电压表的量程,用笔画线代替导线帮助王磊完善实物图甲的连接。注意:电流表和电压表中间的接线柱分别为0.6A和3V的量程,右边的接线柱分别为3A和15V的量程。(_______)
(2)在连接甲图实物电路的过程中,开关应该处于___________状态,同时应将滑动变阻器的滑片移动到最___________端。(选填“左”或“右”)
(3)电路连接好后,当王磊闭合开关发现:小灯泡不发光,电流表的示数几乎为0,电压表的示数接近电源电压3V。造成这种现象的原因可能是___________
A.小灯泡被短路B.小灯泡与灯座接触不良C.滑动变阻器接入电阻太大
(4)排除故障后,小王移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为0.8V时,电流表的示数如图乙所示,请在表格中正确填写读数,并计算灯丝电阻。(计算保留一位小数)
实验次数
发光情况
电压(V)
电流(A)
灯丝电阻(Ω)
1
刚发光
0.8
________
_______
2
暗
1.5
0.2
7.5
3
亮
2.5
0.3
8.3
(5)分析数据得出:灯越亮,灯丝温度越高,灯丝的电阻就越___________。
4.小张在“伏安法”测小灯泡的电阻实验中,连接了如图甲所示的实物图。
(1)测量小灯泡电阻的实验原理是
______
;
(2)连接电路时,开关应该
______
;
(3)滑动变阻器中电路中的作用是
______
、
______
;
(4)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,重测的数据如表所示,并绘出I-U图像如图丙的A所示;
(5)依据表格中的数据,小张求出小灯泡电阻的平均值,你同意这种做法吗?
______
说出你的理由
______
;
电压/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
电流/A
0.10
0.16
0.20
0.23
0.25
0.27
电阻/Ω
5.0
6.3
7.5
8.7
10.0
11.1
平均电阻/Ω
8.1
(6)另外一组同学用相同的器材和电路图也做这实验时,由于接线错误,根据测量的数据绘出的I-U图像如图丙的B所示。你认为错误的原因可能是
______
。
5.在“测定小灯泡电阻”实验中,有如下器材:电压表、电流表、开关、电压为
6V的电源、“3.8V
1.52W”的小灯泡、标有“20Ω
1.5A”的滑动变阻器、导线若干。
(1)请用笔画线代替导线,按照图甲所示的电路图,将图乙的实物电路连接完整(要求连线不得交叉,电流表的量程选择要恰当)
____
;在连接电路时开关应处于
____
状态。
(2)甲组同学连接好最后一根导线,灯泡立即发出明亮耀眼的光并很快熄灭。检查后,发现
连线正确,请找出实验中两个操作不当之处:
①
____
;
②
____
。
(3)乙组同学闭合开关后,发现小灯泡不亮,但电流表有示数。接下来应进行的操作是
(______)
A.更换小灯泡
B.检查电路是否断路
C.移动滑动变阻器滑片,观察小灯泡是否发光
(4)测量小灯泡电阻的原理是
____
,小灯泡正常发光时灯丝阻值约为
____
Ω。
(5)下表是按正确操作测得的数据,从表中计算出三次小灯泡的阻值不相等,其原因是
____
。
实验次数
1
2
3
电压
U/V
2.0
3.0
3.8
电路
I/A
0.33
0.34
0.40
电阻
R/Ω
6.0
8.8
9.5
6.如图所示的电路中,把甲、乙两电阻分别接入ab之间,当接入甲电阻时,电流表的示数为0.3A,当接入乙电阻时电流表的示数为0.5A。
(1)由以上数据可知R甲______R乙(选填“>”,“<”,或“=”);
(2)若想进一步测量乙电阻的阻值,请你设计实验。
①
实验器材:除了乙电阻和图所示的器材,你还需要______;
②
画出实验电路图______;
③写出实验步骤及所需测量的物理量______:
④
写出电阻的表达式(用第(2)问中的已知量和测量量表示):______。
7.一只小灯泡的额定电压为2V(正常发光时的电阻约为8Ω),小明想准确测量这个小灯泡正常发光时的电阻,实验室中有如下器材:一个电压表、一个电流表、一个开关、电压为6V的电源、滑动变阻器、导线若干;
(1)请用笔画线代替导线,将图甲所示的电路连接完整;(要求:滑片向左滑动时,滑动变阻器连入电路的阻值变小)______
;
(2)小明在连接好电路的最后一根导线时,发现电压表指针立刻偏到最大刻度处,小灯泡却不亮,且电流表也没有示数;上述现象反映他在操作中存在的不规范之处是
______,出现上述故障的原因可能是
______;
(3)排除故障后,小明检查各器材都正常后开始进行测量,调节滑动变阻器的滑片位置直到电压表读数为2V,小灯泡正常发光,此时电流表的示数如图乙所示,为
______A,则该小灯泡正常发光时的电阻为
______Ω(保留一位小数);
(4)若滑动变阻器有A规格(“10Ω
2A”)和B规格(“30Ω
1A”)可选,本实验应该选择
______(选填“A”或“B”)规格的滑动变阻器;
(5)若实验时将电压表损坏了,经过思考,小明用了一个已知阻值为R0的电阻和一个单刀双掷开关,借助部分现有的实验器材,设计了如图丙所示的电路,也测出了灯泡正常发光时的电阻,请完成下列实验步骤:
①闭合开关S1,将开关S2拨至触点“1”,移动滑片,使电流表的示数为
______;
②保持滑片的位置不动,______,读出电流表的示数;
③小灯泡正常发光时的电阻为R1=______。(用已知量和测量量表示)
8.为了测量一只标有“0.5A”字样的小灯泡发光时的电阻,小柯同学连接了如图甲所示的实物电路,图中灯泡和各器件均完好。试完成下列问题:
(1)请你用笔画线代替导线将图甲的电路连接完整,要求电流表和电压表分别测量小灯泡的电流和电压。
______
(2)当连好电路,闭合开关前,调节滑动变阻器的滑片应移到
______
(填“C”或“D”)端。
(3)实验中,小柯同学发现:当电流表的示数为0.5A时,小灯泡正常发光,电压表的指针指在如图乙所示的位置时,则此小灯泡正常发光时的电阻值是
______
。
9.现要测量电阻Rx的阻值,提供的实验器材有:待测电阻Rx(约5Ω、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___________,实物连接时,开关要处于___________(选填“断开”或“闭合”
)状态,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,刚一“试触”,就发现电流表指针迅速摆动到最大刻度,其原因可能是:①___________;②___________。调整后继续试验,电流表的示数为0.50A,电压表的示数如图,该示数为___________V,则Rx=___________Ω。
10.小岩用“伏安法”测量定值电阻R的阻值,在实验桌上连接了部分实验电路,如图甲所示。
(1)请用笔画线表示导线,将图甲所示的实物图连接完整;
(____)
(2)闭合开关S前,应把图甲中滑动变阻器的滑片P置于
______
端;
(3)闭合开关S后,调节滑动变阻器的滑片P移至某位置,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。这个待测电阻R的阻值为
______
Ω。
11.小明和小虎设计如图甲所示的电路测量未知电阻的阻值,实验器材有:电源(电压4.5V)、滑动变阻器R(0)、电阻箱R0(0~999.9)、电流表、单刀双掷开关及导线若干;
(1)小明将S拨至“1”,调节滑动变阻器的滑片至某一位置,电流表示数为,再将S拨至“2”,调节电阻箱,使电流表示数为______A,此时电阻箱的示数如图乙所示,则待测电阻的阻值Rx______。
(2)把电阻箱的阻值从调到乙图所示的阻值时,小虎想先把“”档从1调到0,再调“”档,你认为他的想法是否妥当?答:______(选填“是”或“否”),理由是:______。
12.“测量未知电阻阻值”实验中,提供了学生电源、电流表、电压表、滑动变阻器,一个阻值未知的定值电阻Rx,一个额定电压为2.5V,阻值约为8Ω的小灯泡,开关、导线若干。
(1)如图甲,“测量定值电阻Rx阻值”的实验电路中,接错了一根导线,请在错误的线上打“×”,并用笔画线代替导线改接到正确位置上______。
(2)改正错误后,闭合开关前,滑片应滑至最______(选填
“左”或“右”)端。
(3)试触后,选择合适量程。闭合开关,调节滑动变阻器,电流表、电压表示数如图乙,则Rx的阻值为______Ω(结果保留1位小数)。一次实验数据存在误差,接下来应通过______的方法来减小误差。
(4)完成实验后,进行误差分析:考虑到电压表中也有电流通过,该电路测得的Rx的测量值与真实值相比______(选填
“偏大”或“偏小”)。
(5)同学们发现只用一只电表及已有其他器材(忽略定值电阻Rx的实验误差),也能测量小灯泡正常发光时的电阻。下列电路设计最合理的一项是______。
A、
B、
C、
D、
参考答案
1.
断路
电压表接在变阻器的两端
10
2.断开
1.5V
1
B
3.
断开
右
B
0.12
6.7
大
4.
断开
保护电路
改变小灯泡两端电压
0.26
变大
不同意
小灯泡电阻随温度的升高而增大
电压表接在了滑动变阻器两端
5.
断开
在连接电路时没有断开开关
在闭合开关前滑动变阻器没有接入最大值
C
9.5
灯丝电阻受温度影响
6.>
电压表
7.
连接电路时没有断开开关
灯泡断路或灯泡与接线柱接触不良
0.26
7.7Ω
B
将开关S2拨到触点“2”
R0
8.
D
5Ω
9.
断开
Rx断路(或Rx接线柱接触不良)
电源电压过大
滑动变阻器的最大阻值偏小
2.6
5.2
10.
B
2
0.5
4
11.0.36
9
否
12.
或
左
20.8
多次测量求平均值
偏小
C