第十七章电阻的测量课后
1.要测量一个阻值约为200Ω的电阻阻值,能提供的器材有:新干电池两节、电流表一只(量程为0-0.6A、0-3A)、电压表一只(量程为0-3V、0-15V)、滑动变阻器R(100Ω
2A)一只、100Ω的定值电阻R0一只、开关和导线若干,利用上述器材设计以下电路,其中能粗略测出Rx阻值的是( )
A.
B.
C.
D.
2.如图所示的电路,电源电压均不变,R0为定值电阻,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.
3.有两个阻值不同的定值电阻R1、R2,它们的电流随电压变化的I﹣U图象如图所示.如果R1、R2串联后的总电阻为R串,并联后的总电阻为R并,则关于R串、R并的I﹣U图象所在的区域,下列说法中正确的是( )
A.R串在Ⅱ区域,R并在Ⅲ区域
B.R串在Ⅰ区域,R并在Ⅲ区域
C.R串在Ⅰ区域,R并在Ⅱ区域
D.R串在Ⅲ区域,R并在Ⅰ区域
4.如图是电阻甲和乙的I﹣U图象,小明对图象信息作出的判断,正确的是
A.当甲两端电压为0.5V时,通过它的电流为0.3A
B.当乙两端电压为2.5V,其电阻值为10Ω
C.若甲和乙并联,电压为1V,则干路电流为0.4A
D.将甲和乙串联,电流为0.4A,则它们两端的电压为3V
5.如图所示,把电值R1、R2(R1
>R2)接入电压不变的电路中,在电源处电流最大的连接方式是
A.
B.
C.
D.
6.电工师傅在修理电器时,急需一只的电阻,但手边只有阻值、、和的电阻各一只,下列做法能帮他解决问题的是(
)
A.将和的电阻串联
B.将和的电阻串联
C.将和的电阻并联
D.将和的电阻并联
7.将电阻R1与100欧的电阻并联后,它们的总电阻小于10欧.下列判断中正确的是
A.R1一定小于10欧
B.R1可能大于10欧
C.R1一定大于10欧
D.R1不可能为10欧
8.现有两个阻值不等的未知电阻R1和R2,为了比较它们的阻值大小,小明设计了如图所示的四种电路,其中可行的是(
)
A.①②
B.②③④
C.①②③
D.①③④
9.下列四幅图中,能测出未知电阻阻值的是
A.
B.
C.
D.
10.如图所示为测量未知电阻
Rx
的实验电路图,电源两端电压不变,其中
R0
为阻值已知的定值电阻。当开关
S1、S2
闭合时,电压表示数为
U1;当开关
S1
闭合、S2
断开时,
电压表示数为
U2。则下列判断正确的是(
)
A.电源两端电压为
U1
B.整个过程中电阻
Rx
两端的电压始终为
U2
C.整个过程中通过电阻Rx的电流始终为I=
D.测得未知电阻的阻值为Rx=
11.在探究“电阻上的电流跟两端电压的关系”时,将整理记录的实验数据绘制成如图所示关系图象.由图可得甲的电阻为
______.这两个电阻串联后接在电压为的电源上,电路中的电流为
______.这两个电阻并联后接在的电源上,干路中的电流为
______.
12.现有两节新的干电池、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线若干.在利用“伏安法”测量定值电阻R1阻值的实验中:
(1)请你按图甲所示的电路图,以笔画划线代替导线,将图乙中的电路连接完整.
______
(2)实验前为了保护电路,滑动变阻器的滑片应置于
_______
端(选填“A”或“B“);
(3)闭合开关,无论怎样移动滑片P,发现电流表始终无示数,电压表有示数,其原因可能是
_______
(填符号)
A.滑动变阻器断路
B.Rx断路
C.Rx短路
(4)排除故障后,当电压表示数为2.7V时,电流表示数如图丙所示,则通过Rx的电流大小为
_______
.它的阻值是
_______
Ω.
(5)本实验要多次测量取平均值,是为了
_______
.
13.某物理兴趣小组利用图甲所示实验电路图同时测量电源电压U0的大小和电阻Rx的阻值,电源电压U0约为2V~3V,Rx的阻值约为6Ω~7Ω.实验室提供如下器材:导线若干、开关、电流表(量程0~0.6A,0~3A)、电压表(量程0~3V,0~15V)、滑动变阻器R(最大阻值为30Ω).请你思考完成下列问题:
(1)按照图甲用笔画线代替导线,连接好图乙中的实物图_________.
(2)用物理量U0、Rx、电流表的示数I写出表示电压表示数U大小的关系式:U=_____.
(3)①正确连接电路后,闭合开关前应使滑动变阻器连入电路的阻值为_____(选填“最大”或“零”);
②移动滑动变阻器的滑片,读出4组电流表和电压表示数,分别以电流表的示数I和电压表的示数U为横坐标和纵坐标,在坐标纸上描点,把这4个点连接起来大致为一条直线(并虚线延长到纵轴),如图丙所示.从图丙中信息可求得:电源电压U0=_____V,电阻Rx=_____Ω.
14.图甲是用伏安法测未知电阻R的实验图。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中实物电路连接完整
_____________
(2)闭合开关,将滑片P向左滑动时,此时电压表示数为2.4V,电流表示数如图乙所示其读数为I=
______
A,则未知电阻R=
_________
Ω。
(3)若实验中只有一个电压表和一个已知电阻R0,小明设计了如图丙所示的电路,同样可以测量未知电阻Rx,请在空格内将实验步骤补充完整
①闭合S、断开S1,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=
____________
15.小华同学在伏安法测电阻的实验中:
(1)在连接电路时,开关S应处于
_____
状态,滑动变阻器的滑片P应放在电阻
_____
的位置;
(2)小华同学连接了如图甲所示的电路,闭合开关,电流表
_____
示数,电压表
_____
示数;(两空均选填“有”或“无”)
(3)他仔细检查电路。发现有一根导线连接错误。请你在答图甲中错误的导线上画“×”,并用笔画线代替导线画出正确的一根连接导线;
_______
(4)正确连接电路后,闭合开关,调节滑动变阻器滑片P,当电压表的示数为2V时,观察到电流表示数如图乙所示,他记下数据并算出电阻R的阻值为
_____
Ω;
(5)同组小丽同学继续向
_____
(选填“A”或“B”)端移动滑片P,适当增大电阻R两端的电压,并进行了多次测量计算电阻的平均值从而减小实验误差;
(6)如图所示的实验电路图,能够测出定值电阻Rx阻值的电路是
_____
。(多选题。全部选对得分,否则不得分)
试卷第6页,总6页
试卷第5页,总6页
参考答案
1.B
【详解】
两节新干电池串联组成电源的电压为3V。
A.由电路图可知,R与Rx串联,电压表测Rx两端的电压,电流表测电路中的电流,当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时,电路中的电流最大为
I==0.015A
该电流小于0-0.6A电流表的分度值,所以电流表的示数无法准确读出,不能测出Rx阻值,故A不可行;
B.由电路图可知,两开关均闭合时,电路为Rx的简单电路,电压表测电源两端的电压U;当只断开上面开关时,R0与Rx串联,电压表测Rx两端的电压Ux,因串联电路中各处的电流相等,所以
I=
因两电阻的阻值相差不大,由串联电路的分压特点可知,两电压表的示数均可准确读出,能测出Rx阻值,故B可行;
C.由电路图可知,两开关均闭合时,R0与Rx并联,电流表测通过Rx的电流;当只断开上面开关时,电路为Rx的简单电路,电流表测通过Rx的电流;虽然Rx两端电压等于电源电压3V,但由于电路中电流太小,所以不能测出Rx阻值,故C不可行;
D.由电路图可知,上面开关断开、下面开关闭合时,电路为R0的简单电路,电流表测电路中的电流,此时电路中的电流
I=
两开关均闭合时,R0与Rx并联,电流表测干路电流,此时电流表的示数
I′=0.045A
两次电流表的示数太小,相差不大,不易读出示数,所以不能测出Rx阻值,故D不可行.
故选B。
2.D
【分析】
要测量电阻阻值,需要测出电阻两端电压与通过电阻的电流,然后应用欧姆定律求出电阻阻值;分析图示电路图,应用串并联电路特点与欧姆定律分析答题.
【详解】
A、滑动变阻器滑片移动时,电压表能测出电路中的电压值,且始终为电源电压,但无法求出通过未知电阻的电流,无法求出电阻,故A错误;
B、由于无法知道R0的电流,故无法求出待测电阻的电流和电压,无法求出电阻,故B错误;
C、根据图可知,利用电流表无法求出电压,故无法求出待测电阻两端的电压,无法求出电阻,故C错误;
D、由电路图可知,先把滑片移到最左端,滑动变阻器阻值全部接入电路,滑动变阻器与待测电阻串联,测出电路电流I,则电源电压U=I(R0+RX)①;
再把滑动变阻器滑片移到最右端,时RP=0,即只有RX接入电路,由电流表测出电路电流I',则电源电压U=I'RX,②,由①②联合可以求出RX,故D正确.
故选D.
3.B
【解析】
【详解】
根据串联电路的电阻特点知,,比每一个串联的分电阻都要大;
根据并联电路中电阻的特点可知,并联等于增加了导体的横截面积,电阻变小,即R并比每一个并联电路的分电阻都要小;
所以在这四个电阻值中,R串最大,R并最小;
所以,当它们两端加相同的电压时,通过R串的电流最小,故它的I﹣U图线在III区;
通过R并的电流最大,故它的I﹣U图线在I区.
故选B.
【点睛】
重点是求并联电阻的等效电阻,要理解电阻并联时,总电阻小于任何一个电阻,而电阻串联时,总电阻大于任何一个电阻。
4.D
【解析】
【详解】
A.由图象可知,当甲两端电压为0.5V时,通过它的电流为0.1A,故A错误;
B.由图象可知,当乙两端电压为2.5V时,通过的电流为0.5A,
由可得,乙的阻值,故B错误;
C.若甲和乙并联,若电压为1V,则它们两端的电压均为1V,
由图象可知此时I甲′=0.2A、I乙′=0.4A,
由并联电路中干路电流等于各支路电流之和可知,干路电流:
I=I甲′+I乙′=0.2A+0.4A=0.6A,故C错误;
D.将甲和乙串联,电流为0.4A,则通过两电阻的电流均为0.4A,
由图象可知此时U甲′=2V、U乙′=1V,
由串联电路中总电压等于各分电压之和可知,它们两端的电压:
U=U甲′+U乙′=2V+1V=3V,故D正确.
故选D.
5.B
【分析】
根据欧姆定律可得,电阻越大,电流越小;电阻越小,电流越大;即可判断电路的连接方式.
【详解】
并联电路总电阻比任何一个阻值都小,串联电路总电阻比任何一个电阻都大,故并联连接时,电阻最小,电流最大.故选B
6.D
【详解】
A.
根据串联电路总电阻等于各分电阻之和得
故A不符合题意;
B.
根据串联电路电阻关系得
故B
不符合题意;
C.
根据并联电路总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和得
故C不符合题意;
D.
根据并联电路电阻关系得
故D符合题意.
7.B
【解析】
因为并联电路电阻的关系为:,所以并联电路的总电阻小于任一支路的电阻,即小于各支路中最小的电阻,故电阻R1可能大于10欧.故选B.
8.D
【详解】
①从图中可以看到,这是一个并联电路,未知电阻R1和R2两端电压相同,电流表均可显示流过两电阻的电流大小,然后根据即可比较它们的阻值大小,①符合题意;
②从图中可以看到,这是一个串联电路,只知道流过两电阻的电流大小,不能确定电压,是不能比较它们的阻值大小,②不合题意;
③从图中可以看到,这是一个串联电路,流过两电阻的电流大小相等,两电压表能够知道两电阻的电压大小,根据即可比较它们的阻值大小,③符合题意;
④
从图中可以看到,这是一个并联电路,未知电阻R1和R2两端电压相同,电流表A测的是干路电流,电流表A1测的是流过电阻R1的电流,根据并联电路电流规律可知电阻R2的电流大小,然后根据即可比较它们的阻值大小,④
符合题意;
故选D。
9.ACD
【详解】
A.
由电路图可知,开关S断开时,电路为R0的简单电路,电流表测通过R0的电流I0,由I=可得电源的电压U=I0R0;当S闭合时,两电阻并联,电流表测干路电流I,由并联电路的电流特点可知通过Rx的电流Ix=I I0,由并联电路的电压特点可知Rx两端的电压Ux=U,由Rx=求出未知电阻阻值,故A正确;B.
由电路图可知,当开关接1时,若电压表正负接线柱接法正确,此时可以测出R0两端电压,但接下来把开关接到2时,电压表的正负接线柱此时就变得相反了,测不出Rx的电压,也就无法利用串联电路的电压分配规律求出Rx的阻值了,故B错误;C.
由电路图可知,R0与Rx并联,电流表A1测R0支路的电流,电流表A2测Rx支路的电流,根据并联电路中各支路两端的电压相等和I=可知,I0R0=IxRx,解得Rx=,故C正确;D.
由电路图可知,闭合S1、S2时,Rx短路,电压表测电源电压U;断开S1,闭合S2时,R0与Rx串联,电压表测量R0两端的电压U0,根据串联电路的电流特点和欧姆定律可得通过Rx的电流Ix=,根据串联电路的特点可求出Rx两端的电压Ux=U U0,则由欧姆定律可求得Rx的阻值,故D正确.故选ACD.
【点睛】
串联电路的电流处处相等,并联电路各支路电压相等,用电压表和电流表,直接或间接测量电压和电流,根据欧姆定律求得Rx电阻.
10.AD
【详解】
A.当开关
S1、S2
闭合时,R0被短路,电路为串联电路,电压表测量未知电阻Rx的电压U1,也是电源电压,故A正确;
B.当开关
S1、S2
闭合时,R0被短路,只有Rx工作,当开关
S1
闭合、S2
断开时,两电阻均工作,电路电流减小,所以电阻
Rx
两端的电压变小,故BC错误;
D.因为电源电压U1,当开关
S1
闭合、S2
断开时,电路为串联电路,根据串联电路电压规律可知,R0两端电压为
通过两电阻电流相同,为
未知电阻的阻值为
故D正确。
故选AD。
11.10
0.6
0.6
【详解】
[1]由图像知,当U=3V时,I甲=0.3A,I乙=0.6A,根据得,
,
,
[2]串联后接在的电源上,电路中的电流为:
;
[3]两个电阻并联后接在的电源上,由图像知,此时通过甲电阻的电流为0.2A,通过乙电阻的电流为0.4A,干路中的电流为:
I并=0.2A+0.4A
=0.6A.
12.
B
B
0.3A
9
减小误差
【详解】
(1)滑动变阻器下面的接线柱已经选择,上面选择哪一个都行,如下图;
;
(2)实验前,为保护电路,应将滑动变阻器的滑片置于阻值最大处,结合实物图可知,滑片应滑到B端;
(3)闭合开关,移动滑动变阻器滑片P,发现电流表无示数,说明电路有地方发生断路;电压表有示数,说明电阻Rx断路;故B
正确.
(4)电流表量程为0~0.6A,指针指在0.3A,故电流为0.3A,则定值电阻的阻值:;
(5)本实验要多次测量取平均值,是为了减小误差.
【点睛】
本题用伏安法测量某定值电阻R的阻值,考查电路的连接、注意事项、故障分析、电阻计算及数据的处理等知识,综合性较强,学生要熟练掌握.
13.
U0﹣IRx
最大
3
6
【详解】
(1)根据题中条件知,电压表和电流表都使用小量程,如电路图所示,除了电压表,其余元件全部串联起来,最后将电压表并联在滑动变阻器与电流表两端,两表连接时注意电流方向,如图:
(2)用物理量U0、Rx、电流表的示数I写出表示电压表示数U大小的关系式:
根据得,Rx两端的电压为:,根据串联电路总电压等于各部分电压之和得电压表的示数为:
;
(3)①正确连接电路后,根据保护电路的原则,闭合开关前应使滑动变阻器连入电路的阻值为最大,则闭合开关后,电流最小,对电路起到保护作用.
②根据,将坐标中任意两组数据代入式子可得:
;
;
联合两式解得:,.
点睛:关键是欧姆定律的应用,有一定难度,最后一问根据坐标图任意找出两个标点的数据,列出电源电压的关系式,即可解出答案.
14.导线的一端接在变阻器上,另一端接在电阻R上
0.3
8
闭合S、S1
【详解】
(1)[1]变阻器应串联在电路中,可将导线一端接在变阻器上端,另一端接在电阻R右端,如图所示。
(2)[2]读图可知,电流表的量程为0~0.6A,其分度值为0.02A,则电流表的示数为0.3A。
[3]由公式
得
(3)[4][5]实验步骤:
①闭合开关S、断开S1,用电压表测出待测电阻Rx两端的电压为U1;
②闭合开关S、S1,用电压表测出电源的电压U;
③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=U﹣U1
因串联电路中各处的电流相等,所以
即
解得
15.断开
B
无
有
10
A
ACD
【详解】
(1)[1]为防止发生短路现象烧坏电源,连接电路时,开关应处于断开状态。
[2]闭合开关前,应使滑动变阻器的阻值处于最大状态,由图可知变阻器的滑片滑在B点时连入电路中的电阻阻值最大。
(2)[3][4]实验时闭合开关,电压表与电流表串联后又并联在电阻的两端,所以通过电流表的电流为0,电压表测电阻R两端的电压,电压表有示数。
(3)[5]由图可知,电流表与电表串联了,导致电流表没有示数,应将定值电阻右端接线柱与滑动变阻器左端接线柱之间的导线去掉,将此导线改接在电压表中间接线柱上,如图所示:
(4)[6]由图乙可知,电流表的量程是0-0.6A,分度值是0.02A,电流表的示数是0.2A,电阻R的阻值为
(5)[7]由题意可知,应增大电阻分得的电压,由分压原理,适当减小滑动变阻器两端的电压,应减小滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向A端移动。
(6)[8]A.电压表测电源电压,电流表测电路中的电流,由欧姆定律可求出总电阻,根据电阻的串联可得出待测电阻;能够测出Rx阻值,符合题意;
B.电压表测电源电压,电流表测定值电阻的电流,不知通过待测电阻的电流,不符合题意;
C.S闭合时,两电阻并联,一个电流表测干路电流,另一个电流表测通过R的电流,由欧姆定律可定值电阻的电压,即电源电压,由并联电路电流的规律可得出待测电阻的电流,由欧姆定律可求出待测电阻的大小,符合题意;
D.电压表测变阻器的电压,电流表测电路中的电流,电阻来说
由数学知识
RX=
根据串联电路电压的规律有
故通过移动P,记录电压表和电流示数变化,即可根据①求出待测电阻,符合题意。
故选ACD。答案第2页,总10页
答案第1页,总10页第十七章电阻的测量课中随堂练习
1.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
2.小箫在实验室和同学做实验,她们在伏安法测电阻的实验中需要测量的物理量是
A.电阻和电流
B.电压和电阻
C.电功和电压
D.电压和电流
3.某同学说:在用伏安法测量小灯泡电阻的实验中,连接电路时,需要注意以下几点,你认为其中不必要的是
A.向电路中连接开关时,应该先将开关断开
B.开关应该接在靠近电源正极的位置
C.电压表、电流表的量程选择要合适
D.向电路中连接滑动变阻器时,应该先将滑片位于变阻器阻值的最大处
4.如图所示,电源电压保持不变,滑动变阻器上均标有“2A
20
Ω”字样,通过哪些电路图可测出Rx的阻值
A.甲、丙
B.乙、丙
C.甲、乙
D.甲、乙、丙
5.如图所示,伏安法测电阻R的电路图应该是(
)
A.
B.
C.
D.
6.图甲为“伏安法”测电阻的实验电路。
(1)请用笔画线代替导线将电路补充完整。
_____
(2)闭合开关,当滑动变阻器的滑片移动到某一位置时,电压表和电流表的指针位置如图乙,则被测电阻的阻值为
_____
欧。
(3)为减小实验误差,需进行多次测量。完成第一次测量后,接下来的操作是
_____
。
7.小明在学校实验室用伏安法测量电阻的阻值,设计并连接电路如图所示,经实验得到表格数据(电源电压U额=3V)。
实验数据记录表
序号
电压表示数U/V
电流表示数I/A
待测电阻Rx/Ω
1
2.0
0.08
25.0
2
1.5
0.13
11.5
3
1.0
0.15
6.7
4
0.5
0.22
2.3
(1)实验中电压表应选取
_____
V的量程。
(2)数据分析发现,根据实验原理Rx=测得Rx的阻值(如记录表中第四列所示)远超过误差允许范围,产生这一错误的原因是小明在连接电路时
_____
。
(3)小明认真分析后,认为利用以上数据也可求得待测电阻的阻值,则正确计算待测电阻阻值的表达式为R'x=
_____
(用U额、U、I)表示,代入数据可得R'x=
_____
Ω(计算结果保留1位小数)。
8.小明要测量额定电压为2.5V的小灯泡正常发光时的电阻,连接的电路如图甲所示:
(1)要用电压表测量小灯泡两端的电压,电路中有一处导线连接错误,请在错误的导线上打“×”,并用笔画线代替导线将电路连接正确;(_______)
(2)实验过程中,当电压表示数为2.1V时,电流表示数如图乙所示,为使小灯泡正常发光,应将滑动变阻器的滑片向
_____
移动,当电压表示数为2.5V时电流表的指针在图乙指针的位置上偏转了一个小格,则灯丝的电阻约为
_____
Ω(结果保留一位小数)。
试卷第2页,总3页
试卷第3页,总3页
参考答案
1.C
【详解】
A.为了保护电路,连接电路时,开关应断开,
故A正确,不符合题意;
B.为了保护电表和选择合适的量程,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,故B正确,不符合题意;
C.将变阻器连入电路时,滑片应放到阻值最大位置,这样闭合开关电路中电流最小,避免烧毁用电器和电表,若滑片放到使电路中电流最大的位置容易烧毁用电器和电表,故C错误,符合题意;
D.根据电压表的使用规则,电压表测量电压时,电压表应与被测电阻并联,故D正确,不符合题意。
故选C。
2.D
【详解】
在“伏安法测电阻”的实验中,不断调节滑动变阻器的阻值,多次测量电阻两端的电压及对应的电流,可利用公式R=得到多个电阻值,求平均值减小误差,所以测量的物理量是电压和电流.故D正确,ABC错误.
3.B
【详解】
A.
为保护电路,向电路中连接开关时,应该先将开关断开,说法正确,不符合题意;B.
开关在电路中的作用是控制电路的接通与断开,只要串联接在电路中即可,并不一定必须接在靠近电源正极的位置,B说法错误,符合题意;C.
连接电路时,电压表、电流表应选择合适的量程,说法正确,不符合题意;D.
向电路中连接滑动变阻器时,应该先将滑片位于变阻器阻值的最大处,说法正确,不符合题意;故选B.
【点睛】
“伏安法测量电阻”实验中,连接电路时,为保护电路安全,应断开开关,滑动变阻器接入电路的阻值应为滑动变阻器的最大阻值;开关串联在干路中;电压表与电流表应选择合适的量程;根据以上分析答题.
4.A
【详解】
由甲电路图可知,Rx和滑动变阻器串联,当滑片移到最左端时,电路为Rx的基本电路,用电流表测出电路中的电流I1,根据欧姆定律求出电源的电压U=I1Rx;当滑片移到最右端时,Rx和滑动变阻器串联,此时滑动变阻器的电阻为R=20Ω,由电阻的串联可知电路的总电阻
R总=Rx+20Ω
用电压表测出此时电流中的电流I2,电源的电压为
U=I2(Rx+20Ω)
因电源的电压不变,所以
I1Rx=I2(Rx+20Ω)
即Rx=
由乙图可知,Rx和滑动变阻器并联在电源两端,电压表测Rx两端的电压,电流表测滑动变阻器支路的电流;滑动变阻器的滑片移动时,无法测出通过Rx的电流,所以此电路不能测Rx的阻值。由丙图可知,电路为Rx的基本电路,当滑片移到最左侧时,电压表测Rx两端的电压,电流表测电路中电流,根据欧姆定律,即可求出Rx的阻值。
故选A。
5.A
【详解】
A.伏安法测电阻,电源、滑动变阻器、灯泡、电流表、开关组成串联电路,电压表并联在待测灯泡两端,然后根据R=算出电阻,故A符合题意、D不符合题意;
B.图中电流表、电压表的使用方法不正确,故B不符合题意;
C.电压表测量的是电源电压,故C不符合题意;
6.
6
移动变阻器的滑片,记录电压表和电流表示数
【分析】
(1)将变阻器的最大电阻连入电路中;
(2)根据电表选用的小量程确定分度读数,由欧姆定律得出被测电阻的阻值;
(3)为减小实验误差,需进行多次测量取平均值,据此分析回答。
【详解】
(1)[1]将变阻器的最大电阻连入电路中,如下所示:
(2)[2]闭合开关,当滑动变阻器的滑片移动到某一位置时,电压表和电流表的指针位置如图乙,电压表选用小量程,分度值为0.1V,电流为1.8V;电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流为0.3A,由欧姆定律,则被测电阻的阻值为:
R===6Ω
(3)[3]为减小实验误差,需进行多次测量。完成第一次测量后,接下来的操作是:移动变阻器的滑片,记录电压表和电流表示。
【点睛】
本题用“伏安法”测电阻,考查电路连接、电表读数及数据处理。
7.0~3
电压表并联在了滑动变阻器两端
12.2
【详解】
(1)[1]因为电源电压为3V,所以电压表选用0~3V的量程。
(2)[2]由表中数据可知,电压表的示数减小时,电路中的电流增大,且电阻的阻值减小,说明电压表并联在了滑动变阻器两端。
(3)[3]根据串联电路的电压特点,定值电阻两端的电压,Ux=U额﹣U,由欧姆定律,定值电阻的电阻值为
[4]将表格中序号1的数据代入本式得
同理可算出2、3、4次实验的电阻分别为11.5Ω、13.3Ω、11.4Ω,则4次测量的平均电阻为
8.
右
7.8
【详解】
(1)[1]电流表要串联在电路中,“正进负出”,如图
。
(2)[2][3]小灯泡额定电压为2.5V,实际电压为2.1V低于额定电压,要使小灯泡正常发光测量额定功率,必须使灯泡两端电压升高,因此,滑动变阻器滑片应该向右移动,接入电路电阻减小,电流变大,使灯泡两端电压相应升高。电流表选择的是0~0.6A量程,分度值为0.02A,图中电流数值为0.30A,小灯泡正常发光时,电流表的指针向右偏一格,故电路电流为0.32A,小灯泡正常发光时的电阻
答案第4页,总4页
答案第1页,总4页第十七章电阻的测量课前
1.伏安法测电阻的原理是________
,其方法是用________
测出待测电阻两端的电压,用________
测出通过待测电阻的电流,再计算待测电阻的阻值。
2.“用电流表、电压表测电阻”的实验中,在连接电路时电键应处于____状态,电流应从电流表的_____接线柱流入;在电键闭合前应使滑动变阻器连入电路电阻最____;需直接测量的物理量是待测电阻的_________.
3.利用伏安法测电阻,只需测出电阻两端的_______和通过电阻的_______就可以利用公式_______计算出被测电阻值.
4.要改变电路中电流的大小,需将滑动变阻器_____
在电路中,而且要______各选一个接线柱,接通电路前,要将滑动变阻器滑片P移到使滑动变阻器接入电路的阻值_____的位置,这样可以起到____的作用.
5.要测某一定值电阻的阻值,需要使用______测出该电阻两端的电压,使用电流表测出通过该电阻的______,再根据公式______计算出待测电阻的阻值,这种方法叫伏安法测电阻,所使用的科学研究方法是______.要减小测量电阻的误差,可以采用______的做法.
试卷第1页,总3页
试卷第1页,总1页
参考答案
1.
电压表
电流表
【分析】
伏安法测电阻的原理是利用了欧姆定律的变形公式,再明确如何测出电压与电流即可解答。
【详解】
[1]伏安法测电阻的原理是欧姆定律的变形公式。
[2]其中U代表电压,用电压表测量。
[3]I代表电流,用电流表测量。
2.断开
正
大
电压和通过导体的电流
【解析】
实物未连接好,并且不确定电路没有发生短路的情况下,开关必须是断开的,防止烧坏电路元件;闭合开关前,应使滑动变阻器的滑片处与最大阻值处,目的也是防止电路中电流过大,烧坏电路元件.使用电流表时,电流应从它的正接线柱流入,负接线柱流出;用电流表、电压表测电阻”的实验原理是R=,所以需要直接测量电阻两端的电压以及通过导体的电流.
点睛:(1)连接电路时,开关应该断开;电流从电流表的正接线柱流入,负接线柱流出;(2)根据实验原理来确定需要测量的物理量.
3.电压
电流
R=U/I
【详解】
伏安法测电阻的实验原理是:.
所以利用伏安法测电阻,只需测出电阻两端的电压和通过电阻的电流,就可以利用公式计算出被测电阻值.
4.串联
上下
最大
保护电路
【解析】
解答:(1)滑动变阻器和用电器串联后,可以通过改变接入电路中电阻丝的长短来改变连入电路的电阻,从而改变电路中的电流;(2)如果都接上面的接线柱,滑动变阻器接入电路的阻值为0;如果都接下面的接线柱,滑动变阻器接入电路的阻值为定值;所以要采用一“上”一“下”的连接方式.(3)接通电路前,滑动变阻器的滑片必须移到阻值最大处;(4)滑动变阻器的作用:保护电路,改变电流.
点睛:(1)滑动变阻器的原理:改变连入电路的电阻丝的长度,改变连入电路的电阻,改变电路中的电流;因此滑动变阻器要串联在电路中.
(2)滑动变阻器接线柱的接法:选择上面一个,下面一个.(3)接通电路前,滑动变阻器的滑片必须移到阻值最大处.(4)滑动变阻器的作用:保护电路,改变电路中的电流.
5.电压表
电流
组合法
多次测量取平均值
【详解】
[1]电学中使用电压表测量电压;
[2]电学中使用电流表测量电流;
[3]伏安法测电阻的原理为:;
[4]通过测量电阻两端的电压和电流,由计算出待测电阻的阻值,所使用的科学研究方法是组合法;
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[5]物理学中常采用多次测量取平均值的做法减小误差.答案第2页,总2页
答案第1页,总2页第十七章电阻的测量课中典型例题
1.用“伏安法测电阻”的实验中,丹丹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.图甲是定值电阻的U﹣I图象,图乙是小灯泡的U﹣I图象
B.由图象可知,通过定值电阻的电流和定值电阻两端的电压成正比
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
2.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8V,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表所示。下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
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∶1;
③序号“1”实验数据是使用现有器材无法得出的;
④仅用该同学的实验器材就能探究电流与电阻的关系。
A.①②
B.①④
C.①②④
D.①②③
3.如图是小灯泡的电流与两端电压的关系图象,下列说法正确的是(
)
A.小灯泡的电阻不变,是7.6
B.小灯泡的电流随两端电压的增大而增大的越来越慢
C.小灯泡的电阻与两端电压有关,随电压的增大而减小
D.小灯泡的实际功率与两端电压有关,随电压的增大而减小
4.图是R1、R2两电阻的U-I图像。将R1、R2并联后接入电路,结合图中信息可知( )
A.R1的阻值比R2的阻值小
B.通过R1、R2的电流相等
C.R1的电压比R2的电压小
D.R1的功率比R2的功率小
5.某同学想测量一个阻值约为500Ω的电阻Rx,可供选用的器材有:干电池两节、电压表(量程为0~3V、0~15V)、电流表(量程为0~0.6A、0~3A)、滑动变阻器(10Ω
2A)和电阻箱R0(0~9999Ω
5A)各一个、开关、导线若干。下列四个设计方案中,能测出Rx阻值的最合理的方案是( )
A.
B.
C.
D.
6.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
7.如图所示,是小明测量未知电阻Rx的实验电路,电源电压不变,其中R0为阻值已知的定值电阻.当闭合开关S1和S2时,电流表的示数为I1;当只闭合开关S1时,电流表的示数为I2.则下列四个选项中,
Rx的表达式正确的是
A.
B.
C.
D.
8.用伏安法测量小灯泡的电阻,电源电压为3V,待测小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)请用笔画线代替导线,完成图甲中实物电路的连接,
______
要求:
①滑片P向右移动时,电流表示数变小;
②连线不能交叉;
(2)检查电路无误后,闭合开关,灯泡不亮,电压表有示数,电流表示数为零,导致这一现象的原因可能是
______
;
A.电压表短路
B.电压表断路
C.滑动变阻器短路
D.小灯泡断路
(3)故障排除后,闭合开关,当滑动变阻器的滑片P移到某一位置时、电压表示数如图乙所示,要测量小灯泡正常发光时的电阻,应将滑动变阻器的滑片向
______
移动(选填“左”或“右”);
(4)通过移动滑动变阻器的滑片P记录了多组数据,并作出了如图丙所示的I﹣U图象,由图可知小灯泡正常发光时的电阻为
______
欧;
(5)现有三种规格的滑动变阻器,为完成上述实验,小明选择的滑动变阻器规格应为
______
;
A.50Ω
0.5A
B.10Ω
1A
C.50Ω
0.1A
(6)通过图象可以发现小灯泡的电阻是变化的,图象表明灯丝的电阻随温度升高而
______
(选填“增大”“不变”或“减小”);
(7)完成小灯泡电阻的测量后,小明认为还可以用上述材料“探究电流与电压的关系”;小亮认为上述器材不能完成探究,你认为小亮判断的理由是
______
。
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)电路连线如图甲所示,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,该故障可能是
______
;
(2)排除故障继续实验,某次测量,电流表的示数为0.50A,电压表的示数如图乙,该示数为
______
V,则Rx=
______
Ω;
(3)某同学利用电源(电压未知)、电阻箱(0﹣999.9Ω)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,设计的电路如图丙,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)
10.小京依据图所示电路测量未知电阻Rx(阻值约为20
Ω)的阻值时,找到如下实验器材:稳压学生电源(电源电压约6
V且保持不变)、电流表(量程“0~0.6
A”,“0~3
A”)、电阻箱R1(0~999.9
Ω)各1个,开关两个,导线若干.
(1)实验过程中,为了实验数据尽可能精确,电流表应选用的量程为
_____
(选填“0~0.6
A”或“0~3
A”).
(2)请将实验步骤补充完整:
①电流表调零,断开开关S1、S2,将电阻箱调节到最大阻值,按图连接实验电路;
②闭合开关S1、S2,此时电流表示数为I;
③保持开关____闭合,断开开关_____,调节电阻箱,使得电流表示数为I,此时电阻箱的示数为R;
④待测电阻Rx=
______
.
试卷第6页,总6页
试卷第5页,总6页
参考答案
1.D
【详解】
A.根据图甲可知,电压与电流成正比,因此该电阻为定值电阻,所以图甲是定值电阻的U﹣I图象,则图乙是灯泡的U﹣I图象,故A正确,不符合题意;
B.由图象甲可知,通过定值电阻的电流和定值电阻两端的电压成正比,故B正确,不符合题意;
C.由乙图可知,电流与电压不成正比,且电压变化比电流变化快,所以灯泡电阻逐渐增大,灯泡电压和电流越大,其实际功率越大,温度越高,由此可知,小灯泡的电阻随灯丝温度的增加而增大,故C正确,不符合题意;
D.灯泡的电阻是变化的,不能取多次测量的平均值减小误差,是为了寻找灯丝电阻与温度的关系,故D错误,符合题意。
故选D。
2.D
【详解】
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
8V﹣4V=4V
根据分压原理,滑动变阻器与待测电阻的阻值之比为1∶1;②正确;
③变阻器的最大电阻为20Ω,由欧姆定律和串联电阻的规律,根据表中第1组数据,变阻器连入电路的电阻为
R滑=﹣R1=﹣9.52Ω≈28.8Ω>20Ω
序号“1”实验数据是使用现有器材无法得出的,③正确;
④探究电流与电阻的关系,要控制电压不变,记录电流随电阻的变化关系,因只一个电阻,故仅用该同学的实验器材就不能探究电流与电压的关系,④错误。
故选D。
3.B
【详解】
ABC.小灯泡的电流随电压的增大而增大,但增大的越来越慢,不成正比,所以小灯泡电阻是变大。故AC错误,B正确;
D.由于P=UI,电压增大时电流也在增大,所以电压增大时小灯泡实际功率也增大。故D错误。
4.D
【详解】
A.图中R1的斜率更大,所以R1的阻值更大,故A错误;
B.两电阻并联,而两电阻阻值不同,所以通过R1、R2的电流不同,故B错误;
C.两电阻并联,所以两电阻两端电压相同,故C错误;
D.根据可得,R1的功率比R2的功率小,故D正确。
故选D。
5.D
【详解】
AB.由于Rx的电阻约为500Ω,电源电压为两节干电池电压约为3V,所以电路中电流小于等于0.006A,那电流表无法显示其读数,故AB不合理,不符合题意
C.电压表测电源电压,无论怎样调节开关和电阻箱R0,也无法测出Rx的阻值,故C不合理,不符合题意
D.通过S1、S2的控制,可求出R0的电压,即可求得电路中的电流,Rx两端电压除以通过它的电流即可求出的阻值,故D合理,符合题意
6.C
【详解】
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。
故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
7.D
【详解】
由电路图可知,当只闭合开关S1时,电路为R0的简单电路,电流表测电路中的电流,则I0=I2;
当闭合开关S1和S2时,R0与Rx并联,电流表测干路电流,即I=I1,因并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以,通过R0的电流不变,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,通过Rx的电流:Ix=I I0=I1 I2,因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,由I=可得,电源的电压:U=IxRx=I0R0,即(I1 I2)Rx=I2R0,解得:Rx=.
故选D.
8.
D
左
12.5;
A
增大
探究电流与电压的关系,要控制电阻大小不变,而灯的电阻随温度的变化而变化
【详解】
[1]滑片P向右移动时,电流表示数变小,即电阻变大,变阻器左下接线柱连入电路中,如下所示:
[2]A.若电压表短路,电压表没有示数,不符合题意;
B.若电压表断路,电压表没有示数,不符合题意;
C.若滑动变阻器短路,电路为通路,两表都有示数,不符合题意;
D.若小灯泡断路,灯泡不亮,电流表示数为零,电压表与电源连通测电源电压,电压表有示数,符合题意;
故选D。
[3]灯在额定电压下正常发光,图中电压选用小量程,分度值为0.1V,示数为2.2V,小于灯的额定电压2.5V,应增大灯的电压,根据串联电路电压的规律,应减小变阻器的电压,由分压原理,应减小变阻器连入电路中的电阻大小,故滑片向左移动,直到电压表示数为额定电压。
[4]根据作出了如图丙所示的I﹣U图象知,灯在2.5V时的电流为0.2A,由欧姆定律,小灯泡正常发光时的电阻为
R=UI=2.5V0.2A=12.5Ω
[5]由图丙知,当灯的当灯泡的电压为0.7V,电流约为0.1A,电源电压恒为3V,根据串联电路电压的规律,此时变阻器分得的电压为
U滑=3V﹣0.7V=2.3V
由欧姆定律可得,变阻器连入电路中的电阻
因0.1A<0.2A,故应选用A滑动变阻器(50Ω0.5A);
[6]根据绘制成如图丙的图象,当灯泡的电压为0.7V、1.5V、2.5V时,电流约为0.1A、0.15A,由欧姆定律可得,灯泡的电阻大小分别为
同理,R2=10Ω,R3=12.5Ω,故图象表明灯丝的电阻随温度升高而增大;
[7]探究电流与电压的关系,要控制电阻大小不变,而灯的电阻随温度的变化而变化,故不能完成探究。
9.Rx断路
2.6
5.2
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
【详解】
(1)[1]闭合开关,移动滑片P,电流表示数几乎为零,说明电路出现断路,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,说明该故障可能是Rx开路。
(2)[2][3]排除故障继续实验,某次测量,电流表的示数为0.50A,此时电流表测Rx的电流,电压表测RX的电压,电压表使用的量程为
,电压表的分度值为0.1V
,图乙可以看出电压表的指针指在2大格又6小格的位置,该示数为2.6V,则
(3)[4][5[6]]由图丙可以看出,要得到RX的电阻,最简单的做法就是用电阻箱进行等效代替,就是使电阻箱的电压和电流与待测电阻的电压和电流相等。那么电阻箱接入电路的电阻就与待测电阻的阻值箱等。实验步骤为:
①正确连接电路,断开S1、S2,将电阻箱R阻值调至最大(电阻调到最大起到保护电路的作用);
②闭合S1,让Rx单独工作,标记电流表指针所指的位置来记录Rx工作的电流。
③断开S1,闭合S2,让电阻箱单独工作,调节电阻箱,使电流表指针指在标记的位置,使电阻箱工作的电压和电流都跟Rx相等,再记下电阻箱阻值R0。
④电阻Rx=R0。
10.0~0.6A
S1
S2
R
【详解】
(1)[1]电源电压约为6V,未知电阻Rx(阻值约为20Ω),由欧姆定律,电路中的最大电流约为:
故实验过程中,为了实验数据尽可能精确,电流表应选用的量程为“0~0.6A”;
(2)[2][3][4]保持开关
S1闭合,断开开关S2,此时两电阻串联,调节电阻箱,使得电流表示数为,此时电阻箱的示数为R,根据电阻的串联规律可得
R串联=Rx+R
因电源电压不变,故电流与电阻成反比,故
故待测电阻Rx=R.答案第2页,总6页
答案第1页,总6页