【精品解析】沪科版物理九年级上学期15.3 “伏安法”测电阻

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名称 【精品解析】沪科版物理九年级上学期15.3 “伏安法”测电阻
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科目 物理
更新时间 2020-09-28 17:07:32

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沪科版物理九年级上学期15.3 “伏安法”测电阻
一、单选题
1.(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。
二、填空题
2.(2020·西城模拟)小龙想利用一块电压表和阻值已知的电阻 R0
测量电阻 Rx 的阻值。小龙选择了满足实验要求的器材,连接了如图所示的实验电路。当闭合开关
S 和 S1 时,电压表测量电阻 Rx 两端的电压 U1;闭合开关S 和和S2 时,电压表测量电源两端的电压 U2。请你用 U1、U2 和 R0 写出 Rx 的表达式,Rx=   。
【答案】
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】当闭合开关 S 和 S1 时或闭合开关S 和和S2 时,R1、R2串联,串联电路两端的电压等于各串联电路两端的电压之和,R0两端的电压 通过电路中的电流 Rx的电阻
【分析】利用电压表测量电阻时,电路串联,分别利用电压表测量一个电阻的电压、和总电压,结合串联电路电压规律计算分压大小,利用电压和电阻计算电流,结合电压和电流的比值计算电阻。
三、实验探究题
3.(2020·山西)实践小组的同学们进行“伏安法测定小灯泡电阻”的实验,小灯泡的额定电压为2.5V(阻值约为 ,滑动变阻器规格为“ 1A”。
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲中的电路连接完整(导线不得交叉);
(2)滑动变阻器在实验中除保护电路外,还有   作用。同学们把电路元件接入电路,刚接好最后一根导线,灯泡就立即发光,发生这种现象的原因可能是   ;
(3)经检查无误后,接通电路,向左移动滑动变阻器的滑片 ,观察到   ,表明小灯泡正常发光,此时电流表示数如图乙所示,则小灯泡正常发光时的阻值为    。继续向左移动滑片,则可能出现的现象有   (写出一条即可);
(4)实验结束后,小组同学根据实验数据,绘制了如图丙所示的图象,分析图象可得出结论:   。
【答案】(1)
(2)改变小灯泡两端的电压;电路连接过程中开关没有断开
(3)电压表示数为2.5V;8.3;小灯泡变亮
(4)小灯泡两端的电压和电流之比不是定值
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)由于小灯泡的额定电压为2.5V,所以电压表选用 的量程,电压表与灯泡并联且正接线柱与小灯泡的进接线柱相连;滑动变阻器一上一下的串联在电路中;小灯泡的额定电压为2.5V,小灯泡正常发光时的电阻约为 ,由欧姆定律知道,灯正常发光时的电流约为
故电流表选用小量程且与灯串联,如下所示:
;(2)滑动变阻器的基本作用是保护电路,此实验中主要作用是改变小灯泡两端的电压及通过电阻的电流,算出多组电阻;连接好最后一根导线,灯泡立即发光,可能是连接电路时没有断开开。(3)灯在额定电压下正常发光,所以检查无误后,接通电路,向左移动滑动变阻器的滑片 ,观察到电压表的示数为2.5V时,表明小灯泡正常发光图乙中电流表选用小量程,分度值为0.02A,示数为0.3A,小灯泡的电阻为 滑片向左移动,滑动变阻器的电阻减小,根据 知道,电路的电流增大,小灯泡两端的电压变大,根据 知道,小灯泡的实际功率变大,灯泡变亮。(4)由图知道,由于不是直线,表示小灯泡两端的电压和电流之比不是定值。
【分析】(1)测量电阻时,电压表和灯泡并联,滑动变阻器要一上一下接入电路中;(2)电路连接时,开关要断开,滑动变阻器可以改变灯泡的电压;(3)利用电压和电流的比值计算电阻,减小滑动变阻器电阻,增大电流,灯泡变亮;(4)灯泡电阻受温度影响。
4.(2020·南县)用如图所示的电路测量电阻RX的阻值,其中电源电压恒定,定值电阻R0的阻值已知,S为单刀双掷开关。
(1)扼要写出实验的主要步骤(指出物理量的名称并用相应的符号表示)
.   ;
.   。
(2)RX的表达式RX=   (用所测量的物理量及相应的符号表示)。
【答案】(1)开关S接a时,记录电流表的示数I0;开关S接b时,记录电流表的示数IX
(2)
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1) .开关 接 时,记录电流表的示数 。 .开关 接 时,记录电流表的示数 。(2)在 中,为 的简单电路,电流表测 的电流,由欧姆定律,电源电压为
在 中,为 的简单电路,电流表测 的电流,由欧姆定律,电源电压为
由于电源电压不变,故有
故待测电阻的阻值
【分析】(1)利用单刀双掷开关,接入不同位置,测量不同电阻的电流大小;(2)利用电流和电阻计算电压,根据电压和电流的比值计算电阻。
5.(2020·甘孜)在“用电流表和电压表测电阻”的实验中,电路如图甲所示。
(1)开关闭合前,滑动变阻器的滑片P要移动到   
(选填“a”或“b”) 端;
(2)闭合开关,发现电流表示数为零,但电压表指针发生明显偏转,则电路发生的故障可能是以下四种中的_________
A. 处断路 B.滑动变阻器处断路 C. 处短路
(3)排除故障后,闭合开关,调整滑片P到某一位置后,若两表的示数分别如图乙、丙所示,其中电流表的示数为    A, 此次测得电阻的结果为    Ω。
【答案】(1)b
(2)A
(3)0.4;5
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)由电路图知,为保护电路,在闭合开关前,滑动变阻器的滑片应位于最大值端,即滑片应移动到b端。(2)电流表示数为零,说明电路形成了断路,电压表指针发生明显偏转,说明电压表串联接入了电路,故故障可能是 处断路 。
故答案为:A。(3)由乙图知,电压表的量程为0~3V,分度值为0.1V,示数为2V;由丙图知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.4A。由欧姆定律知 的阻值为
【分析】(1)闭合开关前,滑动变阻器的滑片在组最大处;(2)在串联电路中电流表示数为零,电压表有示数,电压表测量的为断路;(3)根据电压表、电流表选择的量程和指针位置读取示数,利用电压和电流的比值计算电阻。
6.(2020·仪征模拟)小聪同学用伏安法测电阻,实验电路图如图甲所示.
(1)该实验的原理是   .
(2)闭合开关S前,滑动变阻器滑片P应置于   端(选填“a”或“b”).
(3)假如小聪同学用完好的器材按如图甲所示实验电路图正确连接电路,实验时正确操作,刚一“试触”,就发现电流表的指针迅速摆动到最大刻度,其原因可能是:
①   ;②   .
(4)小聪同学重新按图甲所示的实验电路图正确连接电路,进行实验,某次实验中电压表示数如图乙所示,电流表示数如图丙所示,被测电阻Rx=   Ω.
(5)若滑动变阻器的最大阻值为R,被测电阻的阻值为Rx,实验过程中电流表突然烧坏,不能正常使用了,他想出一个方法,应用现有的器材,也能测出电阻Rx的阻值.
实验步骤如下:
①将滑动变阻器滑到a端,闭合开关S,读出电压表的读数,记为U;
②   ;
③读出滑动变阻器的最大值R;
④则被测电阻Rx的阻值为:Rx=   (写出表达式).
【答案】(1)R=
(2)b
(3)电源电压过大;选用电流表的量程太小
(4)8
(5)将滑动变阻器滑到b端,闭合开关S,读出电压表的读数为U1;
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)测量电阻的原理是欧姆定律的变形公式R= ;(2)由图可知,滑动变阻器的下面接了左边的接线柱,为保护电路,闭合开关前,应将滑片移至右边,即b端,使其阻值最大;(3)操作正确,刚一“试触”,就发现电流表的指针迅速摆动到最大刻度,说明电路中的电流较大,可能是电源电压过大或电流表的量程选择偏小;(4)由图乙可知,电压表的量程为0~3V,分度值为0.1V,示数为2.4V;由图丙可知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.3A;则R= =8Ω;(5)被测电阻与滑动变阻器串联,电压表与被测电阻并联,开关串联在电路中,如图所示:
将滑动变阻器滑到a端,闭合开关S,读出电压表的读数,记为U;
将滑片移至b端,闭合开关S,读出此时电压表的示数为U1,则滑动变阻器两端的电压为U-U1;则电路中的电流Ix=I= ;则Rx= .
【分析】(1)测量小灯泡电阻的原理即为欧姆定律;
(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)电流表指针偏转角度过大,说明电流过大或量程过小;
(4)结合表格中给出的电压和电流的数值,利用欧姆定律求解此时电阻的阻值;
(5)同理,结合串联电路电流、电压规律,利用欧姆定律求解电阻的表达式。
7.(2019九上·长春月考)某同学测量额定电压为2.5V的小灯泡L在不同电压下的电阻.他连接了如图甲所实验电路,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,进行多次测量,测量的数据如下表所示。
电压U/V 0.9 1.3 1.7 2.1 2.5
电流Ⅰ/A 0.18 0.22 0.24 0.26 0.28
请完成下列问题:
(1)小灯泡L正常发光时的电阻R1=    Ω。(结果保一位小数)
(2)若将与上述小灯泡L规格完全相同的两个小灯泡串联接入电路,如图乙所示,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为1.8V,则电流表的示数为   A。
【答案】(1)8.9
(2)0.18
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)根据电压和电流计算电阻为;
(2)根据乙图,当电压表测量两个相同灯泡的电压时,示数为1.8V,每个灯泡的分压为0.9V,根据表格,当灯泡两端的电压为0.9V时,电流为0.18A。
【分析】(1)根据电压和电流的比值计算电阻;
(2)串联电路中总电压等于各用电器电压之和,结合不同电压时的电流分析电流大小。
8.(2019九上·广州期中)利用图甲进行“测量未知电阻”的实验。
电压U/V 1.5 2.0  
电流I/A 0.30 0.42 0.50
电阻Rx/Ω 5.0 4.8  
电阻Rx的平均值/Ω  
(1)连接电路时,应将开关   。
(2)连接电路后,闭合开关,移动变阻器的测片,电压表有示数,电流表始终无示数,造成这一现象的原因可能是 (只填序号)
A.Rx断路 B.Rx短路 C.电流表断路
(3)排除故障后,闭合开关,改变电阻Rx两端的电压,进行了三次测量,第三次实验中电压表示数如图乙所示,电压表读数为   V。
(4)将实验数据填入上表并进行处理,三次所测电阻Rx的平均值为   Ω。
(5)将电阻RX换成小灯泡,重复上述实验,发现几次实验测得小灯泡的电阻相差比较大,原因可能是   。
【答案】(1)断开
(2)A
(3)2.5
(4)4.9
(5)灯丝的电阻与温度有关
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】解:(1)为保护电路元件的安全,连接电路时开关应该断开。(2)连接电路后,闭合开关,移动变阻器的测片,电压表有示数,说明电压表与电源之间是通路;电流表无示数,表示电路是开路(即电压表并联部分断路),或电流表短路;综合题意,Rx断路。
故答案为:A。(3)由图乙知,电压表的量程为0~3V,分度值为0.1V,示数为2.5V;(4)根据欧姆定律R3= = Ω,所测电阻Rx的平均值为 =4.9Ω;(5)将电阻RX换成小灯泡,重复上述实验,发现几次实验测得小灯泡的电阻相差比较大,原因可能是电阻大小还跟温度有关。
故答案为:(1)断开;(2)A;(3)2.5;(4)4.9;(5)灯丝的电阻与温度有关。
【分析】(1)为了保证电路安全,连接电路时开关应断开;
(2)分析电路结构,两个小灯泡是串联关系,结合电流表、电压表示数的变化,分析电路存在的故障即可;
(3)结合电压表选择的量程和分度值,根据指针读数即可;
(4)利用欧姆定律求解电阻的阻值,取平均值即可;
(5)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。
9.(2019九上·通州期中)用“伏安法”测量未知电阻R的实验中,小明连接的实物图如图所示。
(1)请你指出该实物图中所用电表的连接错误之处   ;
(2)请你只改变实物图中的一根导线的连接(在错接的导线上画“×”,并画出改接的导线),使电路连接正确。
【答案】(1)电流表和电阻R并联; 电压表和电阻R串联
(2)
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)电流表在使用中应与被测电阻串联,电压表应与被测电阻并联,图中错误为将电流表接为了并联,电压表接为了串联;(2)应将电流表修改为串联,电压表修改为并联,则将电阻右端与电流表的连线删去,改为电阻右端与电压表负接线柱相连,作图如下:
【分析】(1)电压表和用电器并联,电流表串联在电流中使用;
(2)根据实物图,将电阻并联在电压表处,电流表串联在电路中。
10.(2019·阜新)在“伏安法测电阻”的实验中,小亮连成如图所示电路,正准备实验时,同组的小明检查发现电路连接有错误。
(1)若在错误的电路中,闭合开关后,电压表的指针将   (选填“正向偏转”、“反向偏转”、“不动”)。
(2)请你将接错的那根导线打“×”,画出正确连线。
(3)电路连接正确后,要使定值电阻两端的电压从小到大变化,滑动变阻器的滑片应该向   侧调整。
(4)选用规格为“50Ω1A”的滑动变阻器进行实验,记录数据如表:
实验次数 1 2 3 4 5 6
U/V 1 2 3 1 2 3
I/A 0.2 0.4 0.6 0.1 0.2 0.3
R/Ω 5 10
若换用规格为“20Ω1A”的滑动变阻器,不能完成表格中第   次实验。
(5)在本次实验中滑动变阻器的主要作用   。
(6)多次测量的目的是   。
【答案】(1)不动
(2)
(3)左
(4)四
(5)改变电路中的电流和定值电阻两端的电压
(6)求平均值,减小误差
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】解:(1)根据电压表的使用规则可知,电流应从电压表的正接线柱流入,从负接线柱流出;图中电压表接在电流表两端,此时电压为0,故电压表指针不动;
;(2)电压表应并联接在定值电阻的两端,如图所示:
(3)要使定值电阻两端的电压从小到大变化,应增大通过定值电阻的电流,故应减小滑动变阻器的电阻,即向左移动;
(4)换用规格为“20Ω1A”的滑动变阻器,当定值电阻为5Ω时,此时电路中的最小电流为:I= =0.15A,故前三组都能完成;当定值电阻为10Ω时,此时电路中的最小电流为:I= =0.13A,第四组的电流为0.1A,故第四组不能完成;
(5)滑动变阻器能够改变电路中的电流和定值电阻两端的电压,从而实现多次测量的目的;
(6)实验中多次测量,可以求出电阻的平均值,从而减小误差。
故答案为:(1)反向偏转;(2)如图;(3)左;(4)四;(5)改变电路中的电流和定值电阻两端的电压;(6)求平均值,减小误差。
【分析】(1)结合电压表的使用方法分析解答.
(3)要想改变电阻两端的电压,应改变通过电阻的电流.
(4)当电流最小时,电路中的电阻是最大的,即滑动变阻器接入电路的电阻最大,据此分析.
(5) 滑动变阻器的作用:保护电路,改变电路中的电流.
(6)实验中多次测量,可以求出电阻的平均值,从而减小误差.
11.(2019·玉林)如图所示,图甲是“伏安法测电阻”的实验电路图。
(1)请你根据图甲的电路图,用笔画线代替导线,将图10乙中的实物图连接完整。(要求滑动变阻器滑片P向右移动时阻值变大)
(2)在连接电路时,开关必须   。
(3)闭合开关S后,发现电流表无示数,电压表有示数,则出现的故障可能是   。
(4)排除故障后,闭合开关S,当滑片P移动到某一个位置时,电流表的示数为0.2A,电压表的示数如图丙所示,其读数为   V,则待测电阻Rx=   Ω.
(5)若实验中电流表不慎损坏,现给你一个已知阻值为R0的电阻、一个单刀双掷开关和导线若干,请你用上述器材和原有器材完成图丁的电路图,要求能测量Rx的阻值。
【答案】(1)解:如图所示,
(2)断开
(3)Rx断路
(4)2;10
(5)解:如图所示,
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)根据连接实物图时,滑片向右时电阻变大,滑动变阻器的接线柱接左下,如图

(2)连接电路时,开关要断开;
(3)当电压表有示数,电流表无示数时,电压表测量的Rx断路;
(4)根据图像,电压表读数为2V,电阻为R;
(5)根据要求,电阻需要串联,电压表需要测量R0的电压和Rx的电压或两电阻的总电压,则电路图为

【分析】(1)根据滑动变阻器的要求连接,滑片连接时,远离下面的接线柱电阻大;
(2)为了安全,连接电路时,开关要断开;
(3)当电压表有示数,电流表无示数时,电压表测量的位置断路;
(4)根据电压和电流的比值计算电阻;
(5)利用单表测量电阻时,利用电压表测量一个电阻的分压和总电压,借助于串联等流计算电阻。
1 / 1沪科版物理九年级上学期15.3 “伏安法”测电阻
一、单选题
1.(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
二、填空题
2.(2020·西城模拟)小龙想利用一块电压表和阻值已知的电阻 R0
测量电阻 Rx 的阻值。小龙选择了满足实验要求的器材,连接了如图所示的实验电路。当闭合开关
S 和 S1 时,电压表测量电阻 Rx 两端的电压 U1;闭合开关S 和和S2 时,电压表测量电源两端的电压 U2。请你用 U1、U2 和 R0 写出 Rx 的表达式,Rx=   。
三、实验探究题
3.(2020·山西)实践小组的同学们进行“伏安法测定小灯泡电阻”的实验,小灯泡的额定电压为2.5V(阻值约为 ,滑动变阻器规格为“ 1A”。
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲中的电路连接完整(导线不得交叉);
(2)滑动变阻器在实验中除保护电路外,还有   作用。同学们把电路元件接入电路,刚接好最后一根导线,灯泡就立即发光,发生这种现象的原因可能是   ;
(3)经检查无误后,接通电路,向左移动滑动变阻器的滑片 ,观察到   ,表明小灯泡正常发光,此时电流表示数如图乙所示,则小灯泡正常发光时的阻值为    。继续向左移动滑片,则可能出现的现象有   (写出一条即可);
(4)实验结束后,小组同学根据实验数据,绘制了如图丙所示的图象,分析图象可得出结论:   。
4.(2020·南县)用如图所示的电路测量电阻RX的阻值,其中电源电压恒定,定值电阻R0的阻值已知,S为单刀双掷开关。
(1)扼要写出实验的主要步骤(指出物理量的名称并用相应的符号表示)
.   ;
.   。
(2)RX的表达式RX=   (用所测量的物理量及相应的符号表示)。
5.(2020·甘孜)在“用电流表和电压表测电阻”的实验中,电路如图甲所示。
(1)开关闭合前,滑动变阻器的滑片P要移动到   
(选填“a”或“b”) 端;
(2)闭合开关,发现电流表示数为零,但电压表指针发生明显偏转,则电路发生的故障可能是以下四种中的_________
A. 处断路 B.滑动变阻器处断路 C. 处短路
(3)排除故障后,闭合开关,调整滑片P到某一位置后,若两表的示数分别如图乙、丙所示,其中电流表的示数为    A, 此次测得电阻的结果为    Ω。
6.(2020·仪征模拟)小聪同学用伏安法测电阻,实验电路图如图甲所示.
(1)该实验的原理是   .
(2)闭合开关S前,滑动变阻器滑片P应置于   端(选填“a”或“b”).
(3)假如小聪同学用完好的器材按如图甲所示实验电路图正确连接电路,实验时正确操作,刚一“试触”,就发现电流表的指针迅速摆动到最大刻度,其原因可能是:
①   ;②   .
(4)小聪同学重新按图甲所示的实验电路图正确连接电路,进行实验,某次实验中电压表示数如图乙所示,电流表示数如图丙所示,被测电阻Rx=   Ω.
(5)若滑动变阻器的最大阻值为R,被测电阻的阻值为Rx,实验过程中电流表突然烧坏,不能正常使用了,他想出一个方法,应用现有的器材,也能测出电阻Rx的阻值.
实验步骤如下:
①将滑动变阻器滑到a端,闭合开关S,读出电压表的读数,记为U;
②   ;
③读出滑动变阻器的最大值R;
④则被测电阻Rx的阻值为:Rx=   (写出表达式).
7.(2019九上·长春月考)某同学测量额定电压为2.5V的小灯泡L在不同电压下的电阻.他连接了如图甲所实验电路,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,进行多次测量,测量的数据如下表所示。
电压U/V 0.9 1.3 1.7 2.1 2.5
电流Ⅰ/A 0.18 0.22 0.24 0.26 0.28
请完成下列问题:
(1)小灯泡L正常发光时的电阻R1=    Ω。(结果保一位小数)
(2)若将与上述小灯泡L规格完全相同的两个小灯泡串联接入电路,如图乙所示,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为1.8V,则电流表的示数为   A。
8.(2019九上·广州期中)利用图甲进行“测量未知电阻”的实验。
电压U/V 1.5 2.0  
电流I/A 0.30 0.42 0.50
电阻Rx/Ω 5.0 4.8  
电阻Rx的平均值/Ω  
(1)连接电路时,应将开关   。
(2)连接电路后,闭合开关,移动变阻器的测片,电压表有示数,电流表始终无示数,造成这一现象的原因可能是 (只填序号)
A.Rx断路 B.Rx短路 C.电流表断路
(3)排除故障后,闭合开关,改变电阻Rx两端的电压,进行了三次测量,第三次实验中电压表示数如图乙所示,电压表读数为   V。
(4)将实验数据填入上表并进行处理,三次所测电阻Rx的平均值为   Ω。
(5)将电阻RX换成小灯泡,重复上述实验,发现几次实验测得小灯泡的电阻相差比较大,原因可能是   。
9.(2019九上·通州期中)用“伏安法”测量未知电阻R的实验中,小明连接的实物图如图所示。
(1)请你指出该实物图中所用电表的连接错误之处   ;
(2)请你只改变实物图中的一根导线的连接(在错接的导线上画“×”,并画出改接的导线),使电路连接正确。
10.(2019·阜新)在“伏安法测电阻”的实验中,小亮连成如图所示电路,正准备实验时,同组的小明检查发现电路连接有错误。
(1)若在错误的电路中,闭合开关后,电压表的指针将   (选填“正向偏转”、“反向偏转”、“不动”)。
(2)请你将接错的那根导线打“×”,画出正确连线。
(3)电路连接正确后,要使定值电阻两端的电压从小到大变化,滑动变阻器的滑片应该向   侧调整。
(4)选用规格为“50Ω1A”的滑动变阻器进行实验,记录数据如表:
实验次数 1 2 3 4 5 6
U/V 1 2 3 1 2 3
I/A 0.2 0.4 0.6 0.1 0.2 0.3
R/Ω 5 10
若换用规格为“20Ω1A”的滑动变阻器,不能完成表格中第   次实验。
(5)在本次实验中滑动变阻器的主要作用   。
(6)多次测量的目的是   。
11.(2019·玉林)如图所示,图甲是“伏安法测电阻”的实验电路图。
(1)请你根据图甲的电路图,用笔画线代替导线,将图10乙中的实物图连接完整。(要求滑动变阻器滑片P向右移动时阻值变大)
(2)在连接电路时,开关必须   。
(3)闭合开关S后,发现电流表无示数,电压表有示数,则出现的故障可能是   。
(4)排除故障后,闭合开关S,当滑片P移动到某一个位置时,电流表的示数为0.2A,电压表的示数如图丙所示,其读数为   V,则待测电阻Rx=   Ω.
(5)若实验中电流表不慎损坏,现给你一个已知阻值为R0的电阻、一个单刀双掷开关和导线若干,请你用上述器材和原有器材完成图丁的电路图,要求能测量Rx的阻值。
答案解析部分
1.【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。
2.【答案】
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】当闭合开关 S 和 S1 时或闭合开关S 和和S2 时,R1、R2串联,串联电路两端的电压等于各串联电路两端的电压之和,R0两端的电压 通过电路中的电流 Rx的电阻
【分析】利用电压表测量电阻时,电路串联,分别利用电压表测量一个电阻的电压、和总电压,结合串联电路电压规律计算分压大小,利用电压和电阻计算电流,结合电压和电流的比值计算电阻。
3.【答案】(1)
(2)改变小灯泡两端的电压;电路连接过程中开关没有断开
(3)电压表示数为2.5V;8.3;小灯泡变亮
(4)小灯泡两端的电压和电流之比不是定值
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)由于小灯泡的额定电压为2.5V,所以电压表选用 的量程,电压表与灯泡并联且正接线柱与小灯泡的进接线柱相连;滑动变阻器一上一下的串联在电路中;小灯泡的额定电压为2.5V,小灯泡正常发光时的电阻约为 ,由欧姆定律知道,灯正常发光时的电流约为
故电流表选用小量程且与灯串联,如下所示:
;(2)滑动变阻器的基本作用是保护电路,此实验中主要作用是改变小灯泡两端的电压及通过电阻的电流,算出多组电阻;连接好最后一根导线,灯泡立即发光,可能是连接电路时没有断开开。(3)灯在额定电压下正常发光,所以检查无误后,接通电路,向左移动滑动变阻器的滑片 ,观察到电压表的示数为2.5V时,表明小灯泡正常发光图乙中电流表选用小量程,分度值为0.02A,示数为0.3A,小灯泡的电阻为 滑片向左移动,滑动变阻器的电阻减小,根据 知道,电路的电流增大,小灯泡两端的电压变大,根据 知道,小灯泡的实际功率变大,灯泡变亮。(4)由图知道,由于不是直线,表示小灯泡两端的电压和电流之比不是定值。
【分析】(1)测量电阻时,电压表和灯泡并联,滑动变阻器要一上一下接入电路中;(2)电路连接时,开关要断开,滑动变阻器可以改变灯泡的电压;(3)利用电压和电流的比值计算电阻,减小滑动变阻器电阻,增大电流,灯泡变亮;(4)灯泡电阻受温度影响。
4.【答案】(1)开关S接a时,记录电流表的示数I0;开关S接b时,记录电流表的示数IX
(2)
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1) .开关 接 时,记录电流表的示数 。 .开关 接 时,记录电流表的示数 。(2)在 中,为 的简单电路,电流表测 的电流,由欧姆定律,电源电压为
在 中,为 的简单电路,电流表测 的电流,由欧姆定律,电源电压为
由于电源电压不变,故有
故待测电阻的阻值
【分析】(1)利用单刀双掷开关,接入不同位置,测量不同电阻的电流大小;(2)利用电流和电阻计算电压,根据电压和电流的比值计算电阻。
5.【答案】(1)b
(2)A
(3)0.4;5
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)由电路图知,为保护电路,在闭合开关前,滑动变阻器的滑片应位于最大值端,即滑片应移动到b端。(2)电流表示数为零,说明电路形成了断路,电压表指针发生明显偏转,说明电压表串联接入了电路,故故障可能是 处断路 。
故答案为:A。(3)由乙图知,电压表的量程为0~3V,分度值为0.1V,示数为2V;由丙图知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.4A。由欧姆定律知 的阻值为
【分析】(1)闭合开关前,滑动变阻器的滑片在组最大处;(2)在串联电路中电流表示数为零,电压表有示数,电压表测量的为断路;(3)根据电压表、电流表选择的量程和指针位置读取示数,利用电压和电流的比值计算电阻。
6.【答案】(1)R=
(2)b
(3)电源电压过大;选用电流表的量程太小
(4)8
(5)将滑动变阻器滑到b端,闭合开关S,读出电压表的读数为U1;
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)测量电阻的原理是欧姆定律的变形公式R= ;(2)由图可知,滑动变阻器的下面接了左边的接线柱,为保护电路,闭合开关前,应将滑片移至右边,即b端,使其阻值最大;(3)操作正确,刚一“试触”,就发现电流表的指针迅速摆动到最大刻度,说明电路中的电流较大,可能是电源电压过大或电流表的量程选择偏小;(4)由图乙可知,电压表的量程为0~3V,分度值为0.1V,示数为2.4V;由图丙可知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.3A;则R= =8Ω;(5)被测电阻与滑动变阻器串联,电压表与被测电阻并联,开关串联在电路中,如图所示:
将滑动变阻器滑到a端,闭合开关S,读出电压表的读数,记为U;
将滑片移至b端,闭合开关S,读出此时电压表的示数为U1,则滑动变阻器两端的电压为U-U1;则电路中的电流Ix=I= ;则Rx= .
【分析】(1)测量小灯泡电阻的原理即为欧姆定律;
(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)电流表指针偏转角度过大,说明电流过大或量程过小;
(4)结合表格中给出的电压和电流的数值,利用欧姆定律求解此时电阻的阻值;
(5)同理,结合串联电路电流、电压规律,利用欧姆定律求解电阻的表达式。
7.【答案】(1)8.9
(2)0.18
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)根据电压和电流计算电阻为;
(2)根据乙图,当电压表测量两个相同灯泡的电压时,示数为1.8V,每个灯泡的分压为0.9V,根据表格,当灯泡两端的电压为0.9V时,电流为0.18A。
【分析】(1)根据电压和电流的比值计算电阻;
(2)串联电路中总电压等于各用电器电压之和,结合不同电压时的电流分析电流大小。
8.【答案】(1)断开
(2)A
(3)2.5
(4)4.9
(5)灯丝的电阻与温度有关
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】解:(1)为保护电路元件的安全,连接电路时开关应该断开。(2)连接电路后,闭合开关,移动变阻器的测片,电压表有示数,说明电压表与电源之间是通路;电流表无示数,表示电路是开路(即电压表并联部分断路),或电流表短路;综合题意,Rx断路。
故答案为:A。(3)由图乙知,电压表的量程为0~3V,分度值为0.1V,示数为2.5V;(4)根据欧姆定律R3= = Ω,所测电阻Rx的平均值为 =4.9Ω;(5)将电阻RX换成小灯泡,重复上述实验,发现几次实验测得小灯泡的电阻相差比较大,原因可能是电阻大小还跟温度有关。
故答案为:(1)断开;(2)A;(3)2.5;(4)4.9;(5)灯丝的电阻与温度有关。
【分析】(1)为了保证电路安全,连接电路时开关应断开;
(2)分析电路结构,两个小灯泡是串联关系,结合电流表、电压表示数的变化,分析电路存在的故障即可;
(3)结合电压表选择的量程和分度值,根据指针读数即可;
(4)利用欧姆定律求解电阻的阻值,取平均值即可;
(5)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。
9.【答案】(1)电流表和电阻R并联; 电压表和电阻R串联
(2)
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)电流表在使用中应与被测电阻串联,电压表应与被测电阻并联,图中错误为将电流表接为了并联,电压表接为了串联;(2)应将电流表修改为串联,电压表修改为并联,则将电阻右端与电流表的连线删去,改为电阻右端与电压表负接线柱相连,作图如下:
【分析】(1)电压表和用电器并联,电流表串联在电流中使用;
(2)根据实物图,将电阻并联在电压表处,电流表串联在电路中。
10.【答案】(1)不动
(2)
(3)左
(4)四
(5)改变电路中的电流和定值电阻两端的电压
(6)求平均值,减小误差
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】解:(1)根据电压表的使用规则可知,电流应从电压表的正接线柱流入,从负接线柱流出;图中电压表接在电流表两端,此时电压为0,故电压表指针不动;
;(2)电压表应并联接在定值电阻的两端,如图所示:
(3)要使定值电阻两端的电压从小到大变化,应增大通过定值电阻的电流,故应减小滑动变阻器的电阻,即向左移动;
(4)换用规格为“20Ω1A”的滑动变阻器,当定值电阻为5Ω时,此时电路中的最小电流为:I= =0.15A,故前三组都能完成;当定值电阻为10Ω时,此时电路中的最小电流为:I= =0.13A,第四组的电流为0.1A,故第四组不能完成;
(5)滑动变阻器能够改变电路中的电流和定值电阻两端的电压,从而实现多次测量的目的;
(6)实验中多次测量,可以求出电阻的平均值,从而减小误差。
故答案为:(1)反向偏转;(2)如图;(3)左;(4)四;(5)改变电路中的电流和定值电阻两端的电压;(6)求平均值,减小误差。
【分析】(1)结合电压表的使用方法分析解答.
(3)要想改变电阻两端的电压,应改变通过电阻的电流.
(4)当电流最小时,电路中的电阻是最大的,即滑动变阻器接入电路的电阻最大,据此分析.
(5) 滑动变阻器的作用:保护电路,改变电路中的电流.
(6)实验中多次测量,可以求出电阻的平均值,从而减小误差.
11.【答案】(1)解:如图所示,
(2)断开
(3)Rx断路
(4)2;10
(5)解:如图所示,
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)根据连接实物图时,滑片向右时电阻变大,滑动变阻器的接线柱接左下,如图

(2)连接电路时,开关要断开;
(3)当电压表有示数,电流表无示数时,电压表测量的Rx断路;
(4)根据图像,电压表读数为2V,电阻为R;
(5)根据要求,电阻需要串联,电压表需要测量R0的电压和Rx的电压或两电阻的总电压,则电路图为

【分析】(1)根据滑动变阻器的要求连接,滑片连接时,远离下面的接线柱电阻大;
(2)为了安全,连接电路时,开关要断开;
(3)当电压表有示数,电流表无示数时,电压表测量的位置断路;
(4)根据电压和电流的比值计算电阻;
(5)利用单表测量电阻时,利用电压表测量一个电阻的分压和总电压,借助于串联等流计算电阻。
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