人教版初中物理九年级全册第十七章第3节 电阻的测量 同步练习
一、单选题
1.两根电阻丝的长度相同,它们的电阻分别是R1和R2,已知R1>R2,当它们并联使用时( )
A.总电阻大于R1 B.总电阻小于R2
C.总电阻在R2和R1之间 D.以上三种种情况都有可能
2.如图所示是同学们做电学实验时使用的电路,同学们对此电路提出以下说法中错误的是( )
A.采用此电路可以探究电流跟电压的关系,实验时要保持电阻R阻值不变
B.采用此电路可以测量电阻R的阻值,滑动变阻器在电路中能起到保护电路的作用
C.开关闭合后,当变阻器滑片由右向左滑动过程中,电流表示数增大,电压表示数增大
D.开关闭合,如果将电流表和电压表调换位置,电路元件不可能被烧毁
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.某同学列出伏安法测电阻实验几点注意事项,其不必要的是( )
A.在连接电路过程中,开关始终是断开的
B.连接电路应从电源正极开始,开关应靠近电源正极
C.使用电流表和电压表前要选择合适的量程
D.开关闭合通电前,先将变阻器调到电阻最大的位置上
5.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
6.某同学指出:在用伏安法测量电阻值的实验中,连接电路时,必须注意下列几点,你认为其中不必要的一条是( )
A.向电路中连接变阻器时,应该使滑片位于变阻器阻值最大位置
B.向电路中连接开关时,应该先将开关断开
C.开关应该接在靠近电源电流流出的一端
D.电压表应与待测电阻并联,电流表应与待测电阻串联
7.用“伏安法测电阻”实验电路图如图所示,初步知道未知电阻的阻值在十几欧左右,如果考虑电流表及电压表的电阻,则下列判断正确的是( )
A.测量值等于电阻的实际阻值 B.测量值小于电阻的实际阻值
C.测量值大于电阻的实际阻值 D.以上三种情况都有可能
8.某同学在家用“伏安法测电阻的实验”来探究小灯泡灯丝的电阻时,根据收集到的数据画出了如图所示的一个图象,下列结论与图象相符的是( )
A.灯泡两端电压增大时,灯丝电阻随着电流的增大而增大
B.灯丝电阻增大时,电流随着灯泡两端电压的增大而减小
C.灯泡两端电压一定时,电流随着灯丝电阻的增大而减小
D.电流一定时,灯丝电阻随着灯泡两端电压的增大而增大
9.下面四组电阻分别并联以后,总电阻最小的一组是( )
A.R1=10Ω、R2=100Ω B.R1=1Ω、R2=60Ω
C.R1=20Ω、R2=30Ω D.R1=30Ω、R2=60Ω
10.(2016·自贡)为节约用电,小明总是随手关掉家中暂时不使用的家用电器,每多关闭一个家用电器,家庭电路里变大的物理量是( )
A.总电阻 B.总电流 C.总功率 D.无法判断
11.一个滑动变阻器标有“1.5A 50Ω”的字样,当它与一个阻值为30Ω的电阻串联接入电路时,整个电路总电阻的变化范围为( )
A.0~30Ω B.0~50Ω
C.0~80Ω D.30~80Ω
12.定值电阻R1=30欧,与另一个定值电阻并联后,要使电路的总电阻小于10欧,现在可供选择的定值电阻有①40欧、②30欧、③10欧、④5欧各一个,那么所选的另一个电阻的阻值大小可以是()
A.①或④ B.②或④ C.③或④ D.②或③
13.(2021九上·芜湖月考)在“伏安法测电阻”的实验中,如果被测电阻大约为80Ω,选用的电源电压为1.5V,选用的电流表量程为0.6A,对于电流表和电源电压的选择,下列说法中正确的是( )
A.电源选择错误,因此会烧坏电源
B.电流表量程不合适,因此电流表无示数
C.电源电压选择不当,电路中电流过小,电流表指针偏转角度太小,读数误差大
D.电流表量程选择错误,读数误差较大
14.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
15.在“测量电阻”的实验中,下列说法正确的是( )
A.实验原理是欧姆定律
B.滑动变阻器的作用是保持用电器两端电压不变
C.定值电阻的电压、电流关系图象是一条曲线
D.实验必须测量三组数据
16.下图所示的实验操作不正确的是( )
A. B.
C. D.
二、多选题
17.(2021九上·红桥期末)在图所示的四个电路中,电源两端电压保持不变,若定值电阻R的阻值已知,则在不拆卸元件的情况下能够测出待测电阻Rx阻值的电路是( )
A. B.
C. D.
三、填空题
18.“用电流表、电压表测电阻”的实验原理是 ,连接电路时,电流表应 联在被测电路中,电流是从电流表的 接线柱流入,如图所示电流表的示数为 .
19.(2018九上·埇桥月考)如图所示是测量电阻阻值的一种方法,我们称之为电流表“外接法”,用这种方法测得的阻值偏 (选填“大”或“小”),原因是 ,这种方法适宜于测量阻值较 (选填“大”或“小”)的电阻。
20.(2016·文登模拟)为测量待测电阻Rx阻值,小敬设计了如图所示的电路,R0的阻值已知且电源电压不变,她 (填“能”或“不能”)测出Rx的阻值,因为 。
21.由n个阻值均为R的导体组成并联电路,则电路的总电阻R并为 ,R并和R的大小相比较是R并 于R.(填大、小或等于)
22.某位同学做实验时,手边只有10Ω的电阻若干只,若需要阻值为40Ω的电阻一只,应当采取的办法是 ,他选择的依据是: 。
四、解答题
23.请设计实验:用一个电源、一只开关、一只电压表(或电流表),比较两只待测电阻阻值大小.
(1)用电压表比较的方法;
(2)用电流表比较的方法.
五、综合题
24.两个物理实验小组进进行测量未知知电阻的实验.
(1)笫一小组采用了如图甲所示的电路测量未知电阻的阻值,某次测量中,电压表、电流表示数如图乙.电压表的读数为 V,电流表的读数为 A
25.如图所示,小明同学在“测未知电阻Rx”的实验中.
(1)连接电路时,开关应 .请用笔画线代替导线,根据图甲将图乙所示的实物电路连接完整 .
(2)闭合开关前,图乙中滑动变阻器的滑片P应位于 (填“A”或“B”)端.
(3)闭合开关后,发现电流表指针几乎不动,电压表示数约为电源电压,故障的原因是 (选填“Rx短路”或“Rx断路”).
(4)排除故障后,小明通过实验得到数据如下表所示,其中第1次实验的电流表示数如图丙所示,为 A,则所测电阻Rx的值是 Ω.
实验序号 1 2 3
电阻R/Ω
电压U/V 1.0 1.5 2.0
电流I/A
0.15 0.20
(5)若在实验中,电压表不能使用,滑动变阻器最大阻值为R0,当滑片置于最左端时,电流表示数为I1,滑片P置于最右端时,电流表示数为I2,则未知电阻的表达式:Rx= .
26.同学们利用“伏安法”测量未知电阻RX的阻值,所用电源电压为3V,RX阻值约为5Ω.
(1)实物电路如图甲,请用笔画线代替导线将电路连接好.
(2)闭合开关,当电压表示数为2.4V时,电流表示数如图乙,则通过电阻RX的电流I= A,计算出RX= Ω.
(3)利用现有的器材和电路,在已经规范使用器材的前提下,如何使测量结果更接近真实值.
27.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)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=
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】电阻的并联
【解析】【分析】并联电路的总电阻是比任何一个电阻都要小,所以选B。
【点评】解决本题的关键是熟知并联电路电阻特点。
2.【答案】D
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【分析】A、采用此电路可以探究电流跟电压的关系,实验时要保持电阻R阻值不变.说法正确。
B、由图可知,分别用电压表和电流表测出灯泡两端的电压和通过的电流,根据可知,可求灯泡的电阻; 滑动变阻器保护电路和改变电阻两端电压,多次测量求平均值减小测量误差;所以B的说法正确。
C、开关闭合后,当变阻器滑片由右向左滑动过程中,电路中电阻变小,电流变大,R两端的电压变大。所以C的说法正确。
D、连接电路过程中开关应是打开的,闭合开关,连接电路过程中有可能造成电路元件烧毁。所以D的说法错误。
选D。
【点评】解决本体的关键是知道伏安法测电阻的原理,以及滑动变阻器在实验中的作用.
(1)由图可知,电压表测灯泡两端的电压,电流表测通过电阻的电流,根据欧姆定律可求灯泡的电阻.
(2)伏安法测电阻的实验中为减小误差需要多次测量求平均值,据此选择实验器材.
3.【答案】C
【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: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。
【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。
4.【答案】B
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】解:A、为保护电路,在连接电路过程中,开关始终是断开的,故A所说事项是必须的;
B、连接电路时,既可以从电源正极出发,也可以从电源负极出发,开关可以串联接在电路中任何位置,不一定要靠近电源正极,故B所说事项不必要;
C、使用电压表和电流表时要选择合适的量程,这是必须的;
D、闭合开关前,应把滑动变阻器滑片调大电阻最大的位置,这是必须的;
故选B.
【分析】根据“伏安法”测电阻的实验中注意的事项分析.主要有开关的状态、滑动变阻器的滑片位置、电表的量程的选择、电路的连接顺序.
5.【答案】B
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【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。
【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。
6.【答案】C
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】解:A、滑动变阻器在实验中起的作用一是保护电路,特别是在开关闭合的一瞬间,把滑动变阻器的阻值调到最大处可以防止电流过大烧毁元件,作用二是通过改变自身的阻值从而改变待测电阻两端的电压和通过它的电流;故A选项说法正确;
B、实验开始前,开关应处于断开的状态,防止在连接线路图时,某些地方不合适引起电路中的电流过大烧坏元件;故B选项说法正确;
C、开关在电路中的作用是控制电路电流的通断,与开关是否靠近电源正极一端无关;故C选项错误;
D、电压表与被测电阻并联,电流表与被测电阻串联.故D说法正确;
故选C.
【分析】“伏安法测量电阻”实验中,连接电路时,需要将电压表与电阻并联测量电阻的电压,需要电流表与电阻串联测量电阻的电流,连接电路的过程中,开关应该连接在靠近电源正极的一端,开关始终应该处于断开状态,滑动变阻器串联在电路中,在开关闭合的一瞬间,把滑动变阻器的阻值调到最大处可以防止电流过大烧毁元件.
7.【答案】C
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】解:当考虑到电流表和电压表的电阻时:
∵电流表和RX串联∴通过RX和电流表的电流相等,即电流表测量的是通过RX和电流表的电流I
电压表测量的是RX和电流表两端的总电压U总,U总=UX+U电流表
∵RX=
又∵R总=RX+R电流表=,如仍用电压表示数除电流表示数即RX=计算,则测量值将大于电阻的实际阻值。
故选:C。
【分析】在不考虑电流表和电压表的电阻时,电流表测量的是通过RX的电流,电压表测量的是RX两端的电压;当考虑到电流表和电压表的电阻时,电流表仍可看成测量的是通过RX的电流,但电压表测量的却是RX和电流表两端的总电压;如仍用RX=计算,则测量值将大于电阻的实际阻值。
8.【答案】A
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)由图示R﹣I图象可知,随灯泡电流I的增大,灯丝电阻R增大;
∵I=,
∴U=IR,
由U=IR可知,随电流I、电阻R的增大,灯泡两端电压增大,故A正确,B错误;
(2)由图象可知:一定的电流对应着一定的电阻,由U=IR知,电压一定,电流与电阻确定,故C错误;
由图象可知:一定的电流对应着一定的电阻,因此电流一定时,灯丝电阻不变,故D错误;
故选A.
【分析】由图示R﹣I图象找出电阻随电流的变化关系,然后根据欧姆定律分析答题.
9.【答案】B
【知识点】电阻的并联
【解析】【解答】解:根据可得,,
A、 ;
B、 ;
C、 ;
D、 ;
以上四组电阻分别并联以后,总电阻最小的一组是B.
故选B.
【分析】根据分别求出其并联后的等效电阻比较即可得出答案.
10.【答案】A
【知识点】电阻的并联
【解析】【解答】解:家庭电路中各用电器之间的连接方式是并联,而并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和,因此没多关闭一个用电器,总电阻将变大,故A符合题意,D不符合题意;
因电路中的总功率等于各用电器功率之和,所以,每多关闭一个家用电器,电路的总功率变小,故C不符合题意;
由P=UI可知,电路中的总电流变小,故B不符合题意.
故选A.
【分析】家庭电路中各用电器之间的连接方式是并联,根据并联电路电阻的规律可知总电阻的变化;电路中的总功率等于各用电器功率之和,且家庭电路的电压不变,每多关闭一个家用电器时电路总功率变小,根据P=UI可知总电流的变化.本题考查了电功率公式和欧姆定律的简单应用,要注意家庭电路的连接方式是并联且家庭电路的电压不变.
11.【答案】D
【知识点】电阻的串联;电阻的并联
【解析】【解答】解:滑动变阻器上标有“1.5A,50Ω”,即表示这个滑动变阻器的电阻变化范围是0~50Ω;由于与一个阻值为30Ω电阻串联,则整个电路中总电阻的变化范围为30Ω~80Ω.
故选:D.
【分析】滑动变阻器铭牌上标有“100Ω,50A”的字样,表示滑动变阻器的电阻变化范围以及允许通过的最大电流,结合串联电路电阻特点:串联电路中总得电阻等于各部分电阻之和.
12.【答案】C
【知识点】电阻的并联
【解析】【解答】由于并联后的总电阻小于其中最小的一个,故30欧的电阻,与另一个定值电阻并联后,要使电路的总电阻小于10欧,则另一只电阻应小于或等于10欧,则所选的另一个电阻的阻值大小可以是③10欧或④5欧.故选C
【分析】电阻并联时相当于增大了横截面积,故越并越小,并联后的总电阻小于其中最小的一个.
13.【答案】C
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】解:当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时,电路中的最大电流:
.
所以,在“伏安法”测电阻的实验中,电源选择不当,造成通过电阻的电流太小,电流表的指针偏转角度太小,误差太大;也不可能因量程选错,烧坏电流表.
故选C.
【分析】根据欧姆定律求出通过电阻的电流,发现电流值太小,不可能烧坏电流表;指针偏转太小,会造成读数误差太大.
14.【答案】B
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【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。
【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。
15.【答案】A
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】解:A.“测量电阻”的实验原理是欧姆定律,故A正确;
B.在探究电阻不变,电流与电压的关系时,为了改变电阻两端的电压,就需要通过改变滑动变阻器接入电路的阻值来实现,故B不正确;
C.定值电阻的电压、电流成正比,在U﹣I关系图象中是一条过原点的斜直线,故C不正确.
D.测量导体的电阻时,通过改变滑动变阻器接入电路的阻值,从而改变了待测电阻两端的电压和通过它的电流,可以多测几组数据,通过求平均值来减小误差,故D不正确.故选A.
【分析】(1)伏安法测电阻实验的原理是欧姆定律,即R=;
(2)根据滑动变阻器使用目的,可以确定其在电路中的作用;
(3)电阻一定时,电流与电压成正比;
(4)由于电阻是导体本身的一种性质,其大小与导体两端的电压和通过它的电流无关,所以为了防止测量的偶然性,往往采取多次测量求平均值的方法来减小误差.
16.【答案】B
【知识点】体积的测量;常见实验操作;天平的使用及读数
【解析】【分析】A.取用液体的方法;B.天平使用注意事项;C.闻气体的方法;D.量筒如何读数.
【解答】A.取用液体药品时应注意①瓶塞倒放,②标签对准手心,③瓶口紧靠试管口,故A正确;
B.用托盘天平称里固体药品时,应把砝码放在右盘,药品放在左盘,放B错误;
C.化学实验中,有些气体具有刺激性,闻气体气味时,要用手扇闻,使少量气体飘进鼻孔,故C正确
D.测量液体时,量筒必须放平,视线要与量筒内液体的凹型液面中央最低处保持水平,再读出液体的体积,故D正确
由于题目要求选出不正确的,故答案为:B
17.【答案】A,B,D
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】解:A、电压表V1测出定值电阻R的电压U1,电压表V2测出待测电阻RX的电压UX,电路电流I=,待测电阻RX电压UX,电流I已知,由欧姆定律可求出电阻,故A正确;
B、电流表A测出流过RX的电流I,电压表V测出电阻RX的电压U,由欧姆定律可求出待测电阻RX的阻值,故B正确;
C、图示电路不能测出流过电阻RX的电流,图示电路不能测出待测电阻的阻值,故C错误;
D、电流表A1测流过R的电流I1,电流表A2测流过待测电阻RX的电流IX,并联电压U=I1R,已知待测电阻RX的电压U,流过待测电阻的电流IX,由欧姆定律可求出待测电阻RX的阻值,故D正确。
故选ABD。
【分析】测电阻阻值应该知道电阻两端的电压U,流过电阻的电流I,逐一分析各选项看能不能求出U、I,然后做出选择。
18.【答案】R= ;串;正;0.3
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】解:(1)“用电流表、电压表测电阻”的实验原理是欧姆定律的变形公式,即R=;
(2)连接电路时,电流表应串联在被测电路中,电流是从电流表的正接线柱流入负接线柱流出.
(3)图中所示电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,其示数为0.3A.
故答案为:R=;串;正;0.3A.
【分析】伏安法测电阻的原理是电阻的计算公式.知道电流表在电路中的连接要求,并会根据电流表的量程、分度值正确读出示数,即可解答.
19.【答案】小;由于电流表测量的是电压表和电阻的总电流,该电流大于通过电阻上的电流,根据R=,电压表测的是电阻两端的电压,所以测量值比真实值偏小;小
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】解:由于电流表测量的是电压表和电阻的总电流,该电流大于通过电阻上的电流,根据R=,电压表测的是电阻两端的电压,所以测量值比真实值偏小;
当待测电阻阻值很小时,电流表内接时电流表分压造成的误差较大,电流表外接时电压表分流造成的误差较 小,电压表分流造成的误差较小,应选用电流表外接法。
故答案为:小;由于电流表测量的是电压表和电阻的总电流,该电流大于通过电阻上的电流,根据R=,电压表测的是电阻两端的电压,所以测量值比真实值偏小; 小。
【分析】电流表外接法,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;待测电阻越小,电压表的分流作用越小,电流表测的电流越接近流过电阻的真实值,实验误差越小。
20.【答案】 不能 ; 其中一次电压表的“+”、“﹣”接线柱接反了
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】解: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RX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R0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。
故答案为:不能,其中一次电压表的“+”、“﹣”接线柱接反了。
【分析】因为电压表的一端固定不动,开关接1时,若正负接线柱的接法此时正确,那么当开关接2时,必定是正负接线柱接反了;反之亦然.由于肯定有一次电压表的正负接线柱接反了,也就测不出电压值,所以他不能测出Rx的阻值。
21.【答案】nR;小
【知识点】电阻的并联
【解析】【解答】解:根据并联电路的总电阻的倒数等于各部分电阻倒数之和,所以当n个阻值为R的电阻并联时,
则: ,
所以R并= .
则R并<R.
故答案为:nR;大.
【分析】根据串联电路总电阻与各部分电阻的关系以及并联电路的总电阻与各部分电阻的关系进行分析.
22.【答案】4个10Ω的电阻串联;串联电路的总电阻等于各电阻之和(R=R1+R2)
【知识点】电阻的串联
【解析】【解答】解:∵串联电路的总电阻等于各电阻之和,∴需要阻值为40Ω的电阻一只时,可以采用4个10Ω的电阻串联。
故答案为:4个10Ω的电阻串联;串联电路的总电阻等于各电阻之和(R=R1+R2)。
【分析】根据串联电路的电阻特点进行解答,即串联电路的总电阻等于各电阻之和。
23.【答案】解:方法一、将两电阻并联,分别把电流表串联与R1、R2串联,如图1所示:
则测出通过R1的电流I1、通过R2的电流I2,
若I1>I2,则R1<R2;若I1<I2,则R1>R2;若I1=I2,则R1=R2.
方法二、将两电阻串联,用电压表分别测出电阻两端的电压,如图2所示:
若U1>U2,则R1>R2;若U1<U2,则R1<R2;若U1=U2,则R1=R2.
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【分析】(1)根据串联电路电压、电流特点和欧姆定律可知:将两个未知阻值的电阻串联与电源、开关组成电路,用电压表分别测出电阻两端的电压,电压大的电阻阻值大.
(2)根据并联电路电流、电压特点可知:将两个未知阻值的电阻并联与电源、开关组成电路,用电流表分别测出两支路的电流,电流大的支路电阻阻值小.
24.【答案】(1)1.8;0.24
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】解:(1)电压表选择的是0~3V量程,对应的分度值为0.1V,此时的示数为1.8V;
电流表选择的是0~0.6A量程,对应的分度值为0.02A,此时的电流为0.24A;
(2)①采用“电流流向法”,电流从电源正极出发,依次将电阻Rx、R0、开关S1串联起来,再将电压表并联在R0两端;开关S2并联在Rx两端,如下图所示:
②先闭合S1、S2,电压表测量电源电压,再闭合S1,断开S2,电压表测量R0两端的电压;
此时电路中的电流为I=,
根据串联电路的总电压等于各电阻两端的电压之和得:
被测电阻Rx两端的电压Ux=U1﹣U2,
根据欧姆定律得:被测电阻Rx===R0.
故答案为:(1)1.8;0.24;(2)①如上图;②R0
【分析】(1)读取电流表或电压表示数时,首先要明确它们选择的量程和对应的分度值,读数时视线与指针所在刻线相垂直;
(2)①根据电路图连接实物图,可采用“电流流向法”,从电源的正极出发,按照电流的流向,先串主电路,再将电压表并在待测电阻的两端;
②在“伏安法测电阻”实验中,只有电压表,没有电流表,则需要串联电路电流相等的特点,采取先后测量R0两端电压和电源电压,由此根据串联电路的特点和欧姆定律求出电阻Rx
25.【答案】(1)断开;
(2)B
(3) Rx断路
(4)0.1;10
(5)R0
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】解:(1)连接电路时,开关应断开,
由图甲所示电路图可知,定值电阻与滑动变阻器串联,电压表与定值电阻并联,电流表串联在电路中,根据电路图连接实物电路图,实物电路图如图所示.
(2)由图知,滑动变阻器的下面接了左边的A接线柱,所以闭合开关前,应将滑片移至最右即B端,使其阻值最大;
(3)若Rx被短路,电压表示数为电源电压,电流表应该有示数,若Rx断路,电压表的正负接线柱与电源正负极之间连接是连通的,电压表示数约为电源电压;电压表的电阻无限大,使得电路中的电流很小,电流表的指针几乎不偏转,
(4)由图丙可知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.1A;
由I=可得,电阻的阻值:R===10Ω;
(5)P移至最左端,滑动变阻器连入电阻为0,电路中只有Rx,
根据欧姆定律可得:
U=I1Rx;﹣﹣﹣﹣﹣①
P移至最右端,滑动变阻器全连入,R0和Rx串联,
根据欧姆定律可得:
U=I2(R0+Rx),﹣﹣﹣﹣②
电源电压不变,由①②得:
I1Rx=I2(R0+Rx),
解得:
Rx=R0.
故答案为:(1)断开;见上图;(2)B;(3)Rx断路;(4)0.1;10;(5)R0.
【分析】(1)为了保护电路,连接电路时,开关应断开,分析图甲所示电路结构,明确各电路元件的连接方式,然后连接实物电路图.
(2)为保护电路,闭合开关前,将滑片移至最大阻值处;
(3)电压表有示数,电压表的正负接线柱与电源正负极之间连接是连通的;
电流表的指针几乎不偏转说明是某处断路,
(4)根据电压表的量程和分度值读出示数,根据欧姆定律结合表中数据可得电阻的阻值;
(5)分析电路图,P移至最左端,滑动变阻器连入电阻为0,电路中只有Rx,根据欧姆定律可求电源电压;
P移至最右端,滑动变阻器全连入,R0和Rx串联,根据欧姆定律可求电源电压;
根据电源电压不变列方程求解.
26.【答案】(1)伏安法测电阻的实验中,电压表测被测电阻两端电压,因为电源电压为3V,所以电压表应使用0﹣3V量程;
电流表串联入电路中,电流中的最大电流I===0.6A,所以电流表应使用0﹣0.6A量程;
滑动变阻器一上一下接入电路,如图所示:
(2)0.5 ;4.8
(3)实验中为使测量结果更接近真实值应多次改变滑动变阻器的滑片到不同位置,分别测出电流和电压并求出电阻值,计算电阻的平均值.
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(2)电流表量程0﹣0.6A,分度值0.02A,由乙图电流表示数为0.5A,所以RX===4.8Ω;
【分析】(1)连接实物图时,注意电压表并联在电阻两端,电流表和滑动变阻器一上一下串联接入电路;
(2)根据电流表量程和分度值,读出电流表示数,用欧姆定律可计算出电阻的大小;
(3)实验时,应多次测量取平均值以减小误差.
27.【答案】(1)
(2)0.3;8
(3)闭合开关S、S1;
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】解:(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)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.
由公式I=
得,
R=
=
=8Ω;
(3)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,I=
=
,即
=
,
解得:Rx=
.
故答案为:
(1)如上图所示;
(2)0.3;8;
(3)②闭合开关S、S1;③.
【分析】(1)变阻器应串联在电路中,且要一上一下接线柱进行连接;
(2)明确电流表的量程和分度值,读出示数,再利用欧姆定律的变形公式计算电阻的大小;
(3)由电路图可知,当开关S、S1均闭合时电路为Rx的简单电路,电压表测电源的电压;当开关S闭合、S1断开时,R0、Rx串联,电压表测Rx两端的电压;根据串联电路的分压特点和定值电阻的阻值求出Rx的阻值,据此设计实验步骤得出结果.
1 / 1人教版初中物理九年级全册第十七章第3节 电阻的测量 同步练习
一、单选题
1.两根电阻丝的长度相同,它们的电阻分别是R1和R2,已知R1>R2,当它们并联使用时( )
A.总电阻大于R1 B.总电阻小于R2
C.总电阻在R2和R1之间 D.以上三种种情况都有可能
【答案】B
【知识点】电阻的并联
【解析】【分析】并联电路的总电阻是比任何一个电阻都要小,所以选B。
【点评】解决本题的关键是熟知并联电路电阻特点。
2.如图所示是同学们做电学实验时使用的电路,同学们对此电路提出以下说法中错误的是( )
A.采用此电路可以探究电流跟电压的关系,实验时要保持电阻R阻值不变
B.采用此电路可以测量电阻R的阻值,滑动变阻器在电路中能起到保护电路的作用
C.开关闭合后,当变阻器滑片由右向左滑动过程中,电流表示数增大,电压表示数增大
D.开关闭合,如果将电流表和电压表调换位置,电路元件不可能被烧毁
【答案】D
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【分析】A、采用此电路可以探究电流跟电压的关系,实验时要保持电阻R阻值不变.说法正确。
B、由图可知,分别用电压表和电流表测出灯泡两端的电压和通过的电流,根据可知,可求灯泡的电阻; 滑动变阻器保护电路和改变电阻两端电压,多次测量求平均值减小测量误差;所以B的说法正确。
C、开关闭合后,当变阻器滑片由右向左滑动过程中,电路中电阻变小,电流变大,R两端的电压变大。所以C的说法正确。
D、连接电路过程中开关应是打开的,闭合开关,连接电路过程中有可能造成电路元件烧毁。所以D的说法错误。
选D。
【点评】解决本体的关键是知道伏安法测电阻的原理,以及滑动变阻器在实验中的作用.
(1)由图可知,电压表测灯泡两端的电压,电流表测通过电阻的电流,根据欧姆定律可求灯泡的电阻.
(2)伏安法测电阻的实验中为减小误差需要多次测量求平均值,据此选择实验器材.
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.
【答案】C
【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: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。
【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。
4.某同学列出伏安法测电阻实验几点注意事项,其不必要的是( )
A.在连接电路过程中,开关始终是断开的
B.连接电路应从电源正极开始,开关应靠近电源正极
C.使用电流表和电压表前要选择合适的量程
D.开关闭合通电前,先将变阻器调到电阻最大的位置上
【答案】B
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】解:A、为保护电路,在连接电路过程中,开关始终是断开的,故A所说事项是必须的;
B、连接电路时,既可以从电源正极出发,也可以从电源负极出发,开关可以串联接在电路中任何位置,不一定要靠近电源正极,故B所说事项不必要;
C、使用电压表和电流表时要选择合适的量程,这是必须的;
D、闭合开关前,应把滑动变阻器滑片调大电阻最大的位置,这是必须的;
故选B.
【分析】根据“伏安法”测电阻的实验中注意的事项分析.主要有开关的状态、滑动变阻器的滑片位置、电表的量程的选择、电路的连接顺序.
5.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
【答案】B
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【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。
【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。
6.某同学指出:在用伏安法测量电阻值的实验中,连接电路时,必须注意下列几点,你认为其中不必要的一条是( )
A.向电路中连接变阻器时,应该使滑片位于变阻器阻值最大位置
B.向电路中连接开关时,应该先将开关断开
C.开关应该接在靠近电源电流流出的一端
D.电压表应与待测电阻并联,电流表应与待测电阻串联
【答案】C
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】解:A、滑动变阻器在实验中起的作用一是保护电路,特别是在开关闭合的一瞬间,把滑动变阻器的阻值调到最大处可以防止电流过大烧毁元件,作用二是通过改变自身的阻值从而改变待测电阻两端的电压和通过它的电流;故A选项说法正确;
B、实验开始前,开关应处于断开的状态,防止在连接线路图时,某些地方不合适引起电路中的电流过大烧坏元件;故B选项说法正确;
C、开关在电路中的作用是控制电路电流的通断,与开关是否靠近电源正极一端无关;故C选项错误;
D、电压表与被测电阻并联,电流表与被测电阻串联.故D说法正确;
故选C.
【分析】“伏安法测量电阻”实验中,连接电路时,需要将电压表与电阻并联测量电阻的电压,需要电流表与电阻串联测量电阻的电流,连接电路的过程中,开关应该连接在靠近电源正极的一端,开关始终应该处于断开状态,滑动变阻器串联在电路中,在开关闭合的一瞬间,把滑动变阻器的阻值调到最大处可以防止电流过大烧毁元件.
7.用“伏安法测电阻”实验电路图如图所示,初步知道未知电阻的阻值在十几欧左右,如果考虑电流表及电压表的电阻,则下列判断正确的是( )
A.测量值等于电阻的实际阻值 B.测量值小于电阻的实际阻值
C.测量值大于电阻的实际阻值 D.以上三种情况都有可能
【答案】C
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】解:当考虑到电流表和电压表的电阻时:
∵电流表和RX串联∴通过RX和电流表的电流相等,即电流表测量的是通过RX和电流表的电流I
电压表测量的是RX和电流表两端的总电压U总,U总=UX+U电流表
∵RX=
又∵R总=RX+R电流表=,如仍用电压表示数除电流表示数即RX=计算,则测量值将大于电阻的实际阻值。
故选:C。
【分析】在不考虑电流表和电压表的电阻时,电流表测量的是通过RX的电流,电压表测量的是RX两端的电压;当考虑到电流表和电压表的电阻时,电流表仍可看成测量的是通过RX的电流,但电压表测量的却是RX和电流表两端的总电压;如仍用RX=计算,则测量值将大于电阻的实际阻值。
8.某同学在家用“伏安法测电阻的实验”来探究小灯泡灯丝的电阻时,根据收集到的数据画出了如图所示的一个图象,下列结论与图象相符的是( )
A.灯泡两端电压增大时,灯丝电阻随着电流的增大而增大
B.灯丝电阻增大时,电流随着灯泡两端电压的增大而减小
C.灯泡两端电压一定时,电流随着灯丝电阻的增大而减小
D.电流一定时,灯丝电阻随着灯泡两端电压的增大而增大
【答案】A
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)由图示R﹣I图象可知,随灯泡电流I的增大,灯丝电阻R增大;
∵I=,
∴U=IR,
由U=IR可知,随电流I、电阻R的增大,灯泡两端电压增大,故A正确,B错误;
(2)由图象可知:一定的电流对应着一定的电阻,由U=IR知,电压一定,电流与电阻确定,故C错误;
由图象可知:一定的电流对应着一定的电阻,因此电流一定时,灯丝电阻不变,故D错误;
故选A.
【分析】由图示R﹣I图象找出电阻随电流的变化关系,然后根据欧姆定律分析答题.
9.下面四组电阻分别并联以后,总电阻最小的一组是( )
A.R1=10Ω、R2=100Ω B.R1=1Ω、R2=60Ω
C.R1=20Ω、R2=30Ω D.R1=30Ω、R2=60Ω
【答案】B
【知识点】电阻的并联
【解析】【解答】解:根据可得,,
A、 ;
B、 ;
C、 ;
D、 ;
以上四组电阻分别并联以后,总电阻最小的一组是B.
故选B.
【分析】根据分别求出其并联后的等效电阻比较即可得出答案.
10.(2016·自贡)为节约用电,小明总是随手关掉家中暂时不使用的家用电器,每多关闭一个家用电器,家庭电路里变大的物理量是( )
A.总电阻 B.总电流 C.总功率 D.无法判断
【答案】A
【知识点】电阻的并联
【解析】【解答】解:家庭电路中各用电器之间的连接方式是并联,而并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和,因此没多关闭一个用电器,总电阻将变大,故A符合题意,D不符合题意;
因电路中的总功率等于各用电器功率之和,所以,每多关闭一个家用电器,电路的总功率变小,故C不符合题意;
由P=UI可知,电路中的总电流变小,故B不符合题意.
故选A.
【分析】家庭电路中各用电器之间的连接方式是并联,根据并联电路电阻的规律可知总电阻的变化;电路中的总功率等于各用电器功率之和,且家庭电路的电压不变,每多关闭一个家用电器时电路总功率变小,根据P=UI可知总电流的变化.本题考查了电功率公式和欧姆定律的简单应用,要注意家庭电路的连接方式是并联且家庭电路的电压不变.
11.一个滑动变阻器标有“1.5A 50Ω”的字样,当它与一个阻值为30Ω的电阻串联接入电路时,整个电路总电阻的变化范围为( )
A.0~30Ω B.0~50Ω
C.0~80Ω D.30~80Ω
【答案】D
【知识点】电阻的串联;电阻的并联
【解析】【解答】解:滑动变阻器上标有“1.5A,50Ω”,即表示这个滑动变阻器的电阻变化范围是0~50Ω;由于与一个阻值为30Ω电阻串联,则整个电路中总电阻的变化范围为30Ω~80Ω.
故选:D.
【分析】滑动变阻器铭牌上标有“100Ω,50A”的字样,表示滑动变阻器的电阻变化范围以及允许通过的最大电流,结合串联电路电阻特点:串联电路中总得电阻等于各部分电阻之和.
12.定值电阻R1=30欧,与另一个定值电阻并联后,要使电路的总电阻小于10欧,现在可供选择的定值电阻有①40欧、②30欧、③10欧、④5欧各一个,那么所选的另一个电阻的阻值大小可以是()
A.①或④ B.②或④ C.③或④ D.②或③
【答案】C
【知识点】电阻的并联
【解析】【解答】由于并联后的总电阻小于其中最小的一个,故30欧的电阻,与另一个定值电阻并联后,要使电路的总电阻小于10欧,则另一只电阻应小于或等于10欧,则所选的另一个电阻的阻值大小可以是③10欧或④5欧.故选C
【分析】电阻并联时相当于增大了横截面积,故越并越小,并联后的总电阻小于其中最小的一个.
13.(2021九上·芜湖月考)在“伏安法测电阻”的实验中,如果被测电阻大约为80Ω,选用的电源电压为1.5V,选用的电流表量程为0.6A,对于电流表和电源电压的选择,下列说法中正确的是( )
A.电源选择错误,因此会烧坏电源
B.电流表量程不合适,因此电流表无示数
C.电源电压选择不当,电路中电流过小,电流表指针偏转角度太小,读数误差大
D.电流表量程选择错误,读数误差较大
【答案】C
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】解:当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时,电路中的最大电流:
.
所以,在“伏安法”测电阻的实验中,电源选择不当,造成通过电阻的电流太小,电流表的指针偏转角度太小,误差太大;也不可能因量程选错,烧坏电流表.
故选C.
【分析】根据欧姆定律求出通过电阻的电流,发现电流值太小,不可能烧坏电流表;指针偏转太小,会造成读数误差太大.
14.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
【答案】B
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【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。
【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。
15.在“测量电阻”的实验中,下列说法正确的是( )
A.实验原理是欧姆定律
B.滑动变阻器的作用是保持用电器两端电压不变
C.定值电阻的电压、电流关系图象是一条曲线
D.实验必须测量三组数据
【答案】A
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】解:A.“测量电阻”的实验原理是欧姆定律,故A正确;
B.在探究电阻不变,电流与电压的关系时,为了改变电阻两端的电压,就需要通过改变滑动变阻器接入电路的阻值来实现,故B不正确;
C.定值电阻的电压、电流成正比,在U﹣I关系图象中是一条过原点的斜直线,故C不正确.
D.测量导体的电阻时,通过改变滑动变阻器接入电路的阻值,从而改变了待测电阻两端的电压和通过它的电流,可以多测几组数据,通过求平均值来减小误差,故D不正确.故选A.
【分析】(1)伏安法测电阻实验的原理是欧姆定律,即R=;
(2)根据滑动变阻器使用目的,可以确定其在电路中的作用;
(3)电阻一定时,电流与电压成正比;
(4)由于电阻是导体本身的一种性质,其大小与导体两端的电压和通过它的电流无关,所以为了防止测量的偶然性,往往采取多次测量求平均值的方法来减小误差.
16.下图所示的实验操作不正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【知识点】体积的测量;常见实验操作;天平的使用及读数
【解析】【分析】A.取用液体的方法;B.天平使用注意事项;C.闻气体的方法;D.量筒如何读数.
【解答】A.取用液体药品时应注意①瓶塞倒放,②标签对准手心,③瓶口紧靠试管口,故A正确;
B.用托盘天平称里固体药品时,应把砝码放在右盘,药品放在左盘,放B错误;
C.化学实验中,有些气体具有刺激性,闻气体气味时,要用手扇闻,使少量气体飘进鼻孔,故C正确
D.测量液体时,量筒必须放平,视线要与量筒内液体的凹型液面中央最低处保持水平,再读出液体的体积,故D正确
由于题目要求选出不正确的,故答案为:B
二、多选题
17.(2021九上·红桥期末)在图所示的四个电路中,电源两端电压保持不变,若定值电阻R的阻值已知,则在不拆卸元件的情况下能够测出待测电阻Rx阻值的电路是( )
A. B.
C. D.
【答案】A,B,D
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】解:A、电压表V1测出定值电阻R的电压U1,电压表V2测出待测电阻RX的电压UX,电路电流I=,待测电阻RX电压UX,电流I已知,由欧姆定律可求出电阻,故A正确;
B、电流表A测出流过RX的电流I,电压表V测出电阻RX的电压U,由欧姆定律可求出待测电阻RX的阻值,故B正确;
C、图示电路不能测出流过电阻RX的电流,图示电路不能测出待测电阻的阻值,故C错误;
D、电流表A1测流过R的电流I1,电流表A2测流过待测电阻RX的电流IX,并联电压U=I1R,已知待测电阻RX的电压U,流过待测电阻的电流IX,由欧姆定律可求出待测电阻RX的阻值,故D正确。
故选ABD。
【分析】测电阻阻值应该知道电阻两端的电压U,流过电阻的电流I,逐一分析各选项看能不能求出U、I,然后做出选择。
三、填空题
18.“用电流表、电压表测电阻”的实验原理是 ,连接电路时,电流表应 联在被测电路中,电流是从电流表的 接线柱流入,如图所示电流表的示数为 .
【答案】R= ;串;正;0.3
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】解:(1)“用电流表、电压表测电阻”的实验原理是欧姆定律的变形公式,即R=;
(2)连接电路时,电流表应串联在被测电路中,电流是从电流表的正接线柱流入负接线柱流出.
(3)图中所示电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,其示数为0.3A.
故答案为:R=;串;正;0.3A.
【分析】伏安法测电阻的原理是电阻的计算公式.知道电流表在电路中的连接要求,并会根据电流表的量程、分度值正确读出示数,即可解答.
19.(2018九上·埇桥月考)如图所示是测量电阻阻值的一种方法,我们称之为电流表“外接法”,用这种方法测得的阻值偏 (选填“大”或“小”),原因是 ,这种方法适宜于测量阻值较 (选填“大”或“小”)的电阻。
【答案】小;由于电流表测量的是电压表和电阻的总电流,该电流大于通过电阻上的电流,根据R=,电压表测的是电阻两端的电压,所以测量值比真实值偏小;小
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】解:由于电流表测量的是电压表和电阻的总电流,该电流大于通过电阻上的电流,根据R=,电压表测的是电阻两端的电压,所以测量值比真实值偏小;
当待测电阻阻值很小时,电流表内接时电流表分压造成的误差较大,电流表外接时电压表分流造成的误差较 小,电压表分流造成的误差较小,应选用电流表外接法。
故答案为:小;由于电流表测量的是电压表和电阻的总电流,该电流大于通过电阻上的电流,根据R=,电压表测的是电阻两端的电压,所以测量值比真实值偏小; 小。
【分析】电流表外接法,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;待测电阻越小,电压表的分流作用越小,电流表测的电流越接近流过电阻的真实值,实验误差越小。
20.(2016·文登模拟)为测量待测电阻Rx阻值,小敬设计了如图所示的电路,R0的阻值已知且电源电压不变,她 (填“能”或“不能”)测出Rx的阻值,因为 。
【答案】 不能 ; 其中一次电压表的“+”、“﹣”接线柱接反了
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】解: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RX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R0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。
故答案为:不能,其中一次电压表的“+”、“﹣”接线柱接反了。
【分析】因为电压表的一端固定不动,开关接1时,若正负接线柱的接法此时正确,那么当开关接2时,必定是正负接线柱接反了;反之亦然.由于肯定有一次电压表的正负接线柱接反了,也就测不出电压值,所以他不能测出Rx的阻值。
21.由n个阻值均为R的导体组成并联电路,则电路的总电阻R并为 ,R并和R的大小相比较是R并 于R.(填大、小或等于)
【答案】nR;小
【知识点】电阻的并联
【解析】【解答】解:根据并联电路的总电阻的倒数等于各部分电阻倒数之和,所以当n个阻值为R的电阻并联时,
则: ,
所以R并= .
则R并<R.
故答案为:nR;大.
【分析】根据串联电路总电阻与各部分电阻的关系以及并联电路的总电阻与各部分电阻的关系进行分析.
22.某位同学做实验时,手边只有10Ω的电阻若干只,若需要阻值为40Ω的电阻一只,应当采取的办法是 ,他选择的依据是: 。
【答案】4个10Ω的电阻串联;串联电路的总电阻等于各电阻之和(R=R1+R2)
【知识点】电阻的串联
【解析】【解答】解:∵串联电路的总电阻等于各电阻之和,∴需要阻值为40Ω的电阻一只时,可以采用4个10Ω的电阻串联。
故答案为:4个10Ω的电阻串联;串联电路的总电阻等于各电阻之和(R=R1+R2)。
【分析】根据串联电路的电阻特点进行解答,即串联电路的总电阻等于各电阻之和。
四、解答题
23.请设计实验:用一个电源、一只开关、一只电压表(或电流表),比较两只待测电阻阻值大小.
(1)用电压表比较的方法;
(2)用电流表比较的方法.
【答案】解:方法一、将两电阻并联,分别把电流表串联与R1、R2串联,如图1所示:
则测出通过R1的电流I1、通过R2的电流I2,
若I1>I2,则R1<R2;若I1<I2,则R1>R2;若I1=I2,则R1=R2.
方法二、将两电阻串联,用电压表分别测出电阻两端的电压,如图2所示:
若U1>U2,则R1>R2;若U1<U2,则R1<R2;若U1=U2,则R1=R2.
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【分析】(1)根据串联电路电压、电流特点和欧姆定律可知:将两个未知阻值的电阻串联与电源、开关组成电路,用电压表分别测出电阻两端的电压,电压大的电阻阻值大.
(2)根据并联电路电流、电压特点可知:将两个未知阻值的电阻并联与电源、开关组成电路,用电流表分别测出两支路的电流,电流大的支路电阻阻值小.
五、综合题
24.两个物理实验小组进进行测量未知知电阻的实验.
(1)笫一小组采用了如图甲所示的电路测量未知电阻的阻值,某次测量中,电压表、电流表示数如图乙.电压表的读数为 V,电流表的读数为 A
【答案】(1)1.8;0.24
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】解:(1)电压表选择的是0~3V量程,对应的分度值为0.1V,此时的示数为1.8V;
电流表选择的是0~0.6A量程,对应的分度值为0.02A,此时的电流为0.24A;
(2)①采用“电流流向法”,电流从电源正极出发,依次将电阻Rx、R0、开关S1串联起来,再将电压表并联在R0两端;开关S2并联在Rx两端,如下图所示:
②先闭合S1、S2,电压表测量电源电压,再闭合S1,断开S2,电压表测量R0两端的电压;
此时电路中的电流为I=,
根据串联电路的总电压等于各电阻两端的电压之和得:
被测电阻Rx两端的电压Ux=U1﹣U2,
根据欧姆定律得:被测电阻Rx===R0.
故答案为:(1)1.8;0.24;(2)①如上图;②R0
【分析】(1)读取电流表或电压表示数时,首先要明确它们选择的量程和对应的分度值,读数时视线与指针所在刻线相垂直;
(2)①根据电路图连接实物图,可采用“电流流向法”,从电源的正极出发,按照电流的流向,先串主电路,再将电压表并在待测电阻的两端;
②在“伏安法测电阻”实验中,只有电压表,没有电流表,则需要串联电路电流相等的特点,采取先后测量R0两端电压和电源电压,由此根据串联电路的特点和欧姆定律求出电阻Rx
25.如图所示,小明同学在“测未知电阻Rx”的实验中.
(1)连接电路时,开关应 .请用笔画线代替导线,根据图甲将图乙所示的实物电路连接完整 .
(2)闭合开关前,图乙中滑动变阻器的滑片P应位于 (填“A”或“B”)端.
(3)闭合开关后,发现电流表指针几乎不动,电压表示数约为电源电压,故障的原因是 (选填“Rx短路”或“Rx断路”).
(4)排除故障后,小明通过实验得到数据如下表所示,其中第1次实验的电流表示数如图丙所示,为 A,则所测电阻Rx的值是 Ω.
实验序号 1 2 3
电阻R/Ω
电压U/V 1.0 1.5 2.0
电流I/A
0.15 0.20
(5)若在实验中,电压表不能使用,滑动变阻器最大阻值为R0,当滑片置于最左端时,电流表示数为I1,滑片P置于最右端时,电流表示数为I2,则未知电阻的表达式:Rx= .
【答案】(1)断开;
(2)B
(3) Rx断路
(4)0.1;10
(5)R0
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】解:(1)连接电路时,开关应断开,
由图甲所示电路图可知,定值电阻与滑动变阻器串联,电压表与定值电阻并联,电流表串联在电路中,根据电路图连接实物电路图,实物电路图如图所示.
(2)由图知,滑动变阻器的下面接了左边的A接线柱,所以闭合开关前,应将滑片移至最右即B端,使其阻值最大;
(3)若Rx被短路,电压表示数为电源电压,电流表应该有示数,若Rx断路,电压表的正负接线柱与电源正负极之间连接是连通的,电压表示数约为电源电压;电压表的电阻无限大,使得电路中的电流很小,电流表的指针几乎不偏转,
(4)由图丙可知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.1A;
由I=可得,电阻的阻值:R===10Ω;
(5)P移至最左端,滑动变阻器连入电阻为0,电路中只有Rx,
根据欧姆定律可得:
U=I1Rx;﹣﹣﹣﹣﹣①
P移至最右端,滑动变阻器全连入,R0和Rx串联,
根据欧姆定律可得:
U=I2(R0+Rx),﹣﹣﹣﹣②
电源电压不变,由①②得:
I1Rx=I2(R0+Rx),
解得:
Rx=R0.
故答案为:(1)断开;见上图;(2)B;(3)Rx断路;(4)0.1;10;(5)R0.
【分析】(1)为了保护电路,连接电路时,开关应断开,分析图甲所示电路结构,明确各电路元件的连接方式,然后连接实物电路图.
(2)为保护电路,闭合开关前,将滑片移至最大阻值处;
(3)电压表有示数,电压表的正负接线柱与电源正负极之间连接是连通的;
电流表的指针几乎不偏转说明是某处断路,
(4)根据电压表的量程和分度值读出示数,根据欧姆定律结合表中数据可得电阻的阻值;
(5)分析电路图,P移至最左端,滑动变阻器连入电阻为0,电路中只有Rx,根据欧姆定律可求电源电压;
P移至最右端,滑动变阻器全连入,R0和Rx串联,根据欧姆定律可求电源电压;
根据电源电压不变列方程求解.
26.同学们利用“伏安法”测量未知电阻RX的阻值,所用电源电压为3V,RX阻值约为5Ω.
(1)实物电路如图甲,请用笔画线代替导线将电路连接好.
(2)闭合开关,当电压表示数为2.4V时,电流表示数如图乙,则通过电阻RX的电流I= A,计算出RX= Ω.
(3)利用现有的器材和电路,在已经规范使用器材的前提下,如何使测量结果更接近真实值.
【答案】(1)伏安法测电阻的实验中,电压表测被测电阻两端电压,因为电源电压为3V,所以电压表应使用0﹣3V量程;
电流表串联入电路中,电流中的最大电流I===0.6A,所以电流表应使用0﹣0.6A量程;
滑动变阻器一上一下接入电路,如图所示:
(2)0.5 ;4.8
(3)实验中为使测量结果更接近真实值应多次改变滑动变阻器的滑片到不同位置,分别测出电流和电压并求出电阻值,计算电阻的平均值.
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(2)电流表量程0﹣0.6A,分度值0.02A,由乙图电流表示数为0.5A,所以RX===4.8Ω;
【分析】(1)连接实物图时,注意电压表并联在电阻两端,电流表和滑动变阻器一上一下串联接入电路;
(2)根据电流表量程和分度值,读出电流表示数,用欧姆定律可计算出电阻的大小;
(3)实验时,应多次测量取平均值以减小误差.
27.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)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=
【答案】(1)
(2)0.3;8
(3)闭合开关S、S1;
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】解:(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)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.
由公式I=
得,
R=
=
=8Ω;
(3)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,I=
=
,即
=
,
解得:Rx=
.
故答案为:
(1)如上图所示;
(2)0.3;8;
(3)②闭合开关S、S1;③.
【分析】(1)变阻器应串联在电路中,且要一上一下接线柱进行连接;
(2)明确电流表的量程和分度值,读出示数,再利用欧姆定律的变形公式计算电阻的大小;
(3)由电路图可知,当开关S、S1均闭合时电路为Rx的简单电路,电压表测电源的电压;当开关S闭合、S1断开时,R0、Rx串联,电压表测Rx两端的电压;根据串联电路的分压特点和定值电阻的阻值求出Rx的阻值,据此设计实验步骤得出结果.
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