第十四章 专题训练 特殊法测电阻
1.小华同学利用课余时间到实验室做了如下实验:
(1)在用“伏安法”测量定值电阻R时,连接了如图甲所示的电路,电源电压恒定不变,连接电路时,开关应处于_______状态。闭合开关,当电压表示数为2.6V,电流表示数如图乙所示,则R1的阻值为_________Ω;
(2)按照上面的操作步骤,小华又测量了一个额定电压为2V的小灯泡的电阻,并描绘了如图丙所示的小灯泡电流随电压变化的关系图像,根据I-U图像可知小灯泡的额定功率为___________W;小灯泡的阻值随实际功率的增大而___________。这是由于功率增大时,小灯泡的___________升高所致;
(3)然后,小华用如图丁所示的电路测量未知电阻Rx的阻值。R1的阻值已知,实验过程如下:
a.对照电路图连接好电路,并将滑动变阻器的滑片P滑至阻值最大处;
b.闭合开关,移动滑片在适当的位置。分别读出电压表V1、V2的示数为U1、U2;
c.断开开关,整理器材;
待测电阻Rx=_______。(用测量所得的物理量和已知最符号表示)
2.某实验小组在测量未知电阻Rx的阻值的实验中,设计了如图甲所示的电路
(1)请你根据电路图,用笔画线代替导线,在图乙中完成实验电路的连接;______
(2)闭合开关前,向B端调整滑动变阻器的滑片;闭合开关,发现电流表几乎无示数,电压表指针明显偏转,则出现的故障可能是______;
(3)排除完故障后,实验过程中记录的数据如下表:
由表可知第3组数据记录有误,出现错误最可能的原因是:______;
序号 1 2 3 4 5
电压U/V 0.6 1.2 1.8 2.4 3.0
电流I/A 0.12 0.24 1.8 0.48 0.60
(4)由表中数据可知,被测电阻的阻值为______Ω;.
(5)若实验中电流表不慎损坏,现利用一个已知阻值为R0的电阻、一个单刀双掷开关、导线若干和原有器材设计了图丙所示的电路图,并正确连接好电路,请你补充完整以下实验步骤,并写出Rx阻值的表达式:
①闭合开关S,把开关,拨至a处,把滑片P移动到某一位置,记下电压表示数U;
②______;
③Rx的阻值:Rx=______。
3.小明同学测量某未知电阻的阻值(电源电压恒定)。
(1)该实验的原理是______;
(2)按照图甲电路图连接电路,闭合开关前,将滑动变阻器滑片P移到最______端(选填“左”或“右”);
(3)按照图甲电路图正确连接电路后,闭合开关,小明发现电流表无示数,但电压表示数很大。电路中出现的故障原因是R0______(选填“断路”或“短路”);
(4)排除故障后,电流表和电压表的示数如图乙所示,则R0=______。接下来小明调整变阻器的滑片继续测量,这样做的目的是______;
(5)小明想利用以上器材测量另一个未知电阻Rx的阻值,但发现电流表已经损坏。小华帮他设计另一个实验方案:利用图丙所示的电路,先闭合开关S、S1,记下电压表的示数U1,再______,记下电压表示数U2。则Rx=______(表达式用测得的量与已知量表示)。
4.在测量小灯泡电阻的实验中,小亮和小雨选择了标有“3V”字样的小灯泡。
(1)测量灯泡电阻的原理是______;
(2)小亮连完最后一根线后发现灯泡立即发出很亮的光,你认为产生这种现象的原因可能是:______(写出一条即可);
(3)小亮按正确的方式连接电路,闭合开关,发现灯泡不发光,但电流表和电压表均有示数,接下来他应进行的操作是:______;
(4)在处理数据时,小雨为了减小误差,将多次计算得到的灯泡电阻取平均值,你认为不妥之处是忽略了______。小亮根据实验数据绘制成了U -I图像如图乙,根据该图像提供的信息,可计算出小灯泡正常发光时的电阻是______Ω;
(5)小雨想利用如图丙所示的电路测量未知电阻Rx的大小(R0阻值已知),下面是他的实验过程,请你帮他完成实验。
①闭合开关S和S1,断开S2,读出此时电压表的示数为U1。
②只闭合S和S2,读出此时电压表的示数为U2。
③未知电阻阻值的表达式为:Rx=______(用题中给定的物理符号表示)。
5.小红想利用一块电流表和阻值已知的定值电阻R0测量未知电阻Rx的阻值。小红设计了如图所示的实验电路。
(1)以下是小红设计的部分实验方案,请你帮她补充完整:
①只闭合开关S、S1,读出并记录电流表示数I1。
②____________,读出并记录电流表示数I2。
(2)请你用电流表两次的示数I1、I2和定值电阻R0表示出Rx,Rx=____________。
6.电学知识学习过后,小珠和小海进行了相关实验,实验中电源电压不变,、为定值电阻,其中阻值已知,阻值未知,但两者阻值不相等。
(1)利用如1电路图,探究“并联电路的电流规律”,将三个电流表分别接入图中A、B、C处,请你用笔画线代替导线将如2图的实物连接完成______。连接电路时,开关必须______;小珠连接电路后试触时发现C处电流表指针如3图所示,你认为可能的原因是______ ;
A处电流 B处电流 C处电流
(2)小珠改正错误后,再次闭合开关,C处电流表示数如4图所示,请你帮助完成记录______。分析数据,得出结论。小海认为该实验应该多次测量,原因是______;
(3)为测量阻值,小珠改装了实验电路,实验步骤如下:
①闭合开关S,断开开关,记录电流表示数;
②闭合开关S和,记录电流表示数;
③分析数据得知电源电压,进而求得阻值;
通过分析,下列两个实验电路中,你认为小珠所使用的是______(选填相应选项字母),求得______(用、、表示)。
7.在“在伏安法测电阻”的实验中:
(1)若电源电压约为3V,待测电阻约为10Ω,请用笔画线代替导线,将图的实物图连接完整;______
(2)测量时,当电压表的示数为2.4V时,电流表的示数如图所示,则I=______A,根据实验数据可得Rx=______Ω。完成一次试验后,小潭又调节滑动变阻器的滑片P到不同位置再进行测量,这样做可以达到______的目的;
(3)若待测电阻约为数百欧,要想测出此待测电阻,小潭利用现有器材和电阻箱R0(0~9999Ω,5A),设计了图所示的实验电路,实验步骤如下:
A.电路连接正确后,闭合S1,将S2拨到触点1,电阻箱的阻值调为R0,电压表的读数为U1;
B.再将S2拨到触点2,保持电阻箱的阻值R0不变,电压表的示数为U2,则待测电阻的阻值Rx=______(用字母U1、U2、R0表示)。
8.在测量阻值约为5Ω的定值电阻Rx的实验中,小江用图甲所示的器材进行实验,电源电压保持不变。
(1)请在图甲中用笔画线代替导线,将实验电路连接完整,要求滑动变阻器的滑片向右滑动时连入电路的电阻变小_______。
(2)本实验的原理是______(用公式表示);
(3)改变Rx两端的电压和电流,两次测得的电阻值分别为R1=5.1Ω,R2=5.3Ω.第三次测量时,电压表的示数为1.5V,电流表的示数如图乙所示,则R3=______Ω,实验测得值应为Rx=______Ω。(保留一位小数)
(4)若实验中电压表损坏,利用其它的原有器材也能测出未知电阻Rx的阻值。实验电路如图丙所示(滑动变阻器最大阻值为R0,电源电压未知且不变),请将下列相关实验步骤补充完整:
①闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到a端,记录电流表示数为I1:
②闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到b端,记录电流表示数I2:
③写出待测电阻的表达式,Rx=______(用已知量R0和测量量符号表示)
9.小明利用如图甲电路“探究电流跟电阻”的关系,己知电源电压保持不变,实验用到的电阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω:
(1)请根据图甲的电路图将图乙实物图补充完整,要求向右移动滑片电流表的示数变大_。(导线不允许交叉)。
(2)实验中多次改变R的阻值,调节滑动变阻器,使电压表示数保持不变,记下电流表的示数,得到如图丙I-R图象。
①由实验图象可得出的结论:______。
②上述实验中,小明利用5Ω的电阻完成实验后,接下来的操作是:将10Ω的电阻接入电路中,闭合开关,向______(选填“左”或“右”)移动滑片,使电压表示数为______V,读出电流表的示数。
(3)实验后为测量R2阻值,小明设计了如图所示的两个实验电路图,其中电源电压未知,定值电阻R1的阻值已知。实验步骤如下:
①闭合开关S,断开开关S1,记录电流表示数I1,计算出电源电压U=I1R1;
②闭合开关S和S1,记录电流表示数I2;
③通过分析,你认为小明所使用的实验电路是______(选填相应选项字母),求得R2=___________(用R1、I1、I2表示)。
参考答案
1.断开 10 0.8 变大 温度
2. Rx断路 电流表选用小量程,却按大量程读数 5 将开关,拨至b处,保持滑片的位置不变,记下电压表示数
3.R= 右 断路 6.25Ω 多次测量求平均值,减小误差 断开S1
4. 开关没有断开 将滑动变阻器的滑片向右移动 灯泡电阻的阻值是变化的 7.5
5.只闭合开关S、S2
6. 断开 电流表正负接线柱接反了 0.9 一次实验得出的结论有偶然性
7. 0.24 10 多次测量求平均值,减小误差
8.
9. 电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比 左 2.5 A