沪科版物理九年级全一册同步提优训练：15.3 “伏安法”测电阻（word版有答案解析）

第三节　“伏安法”测电阻
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1.如图所示是“伏安法”测电阻的实验电路图,下列说法错误的是 (　　)
A.“伏安法”测电阻的实验原理是R=
B.滑动变阻器的作用是控制未知电阻两端的电压保持不变
C.实验中多次测量的目的是减小误差
D.该电路还可以探究电流与电压的关系
2.某同学利用如图所示的电路做“伏安法测电阻”的实验,已知电源电压恒为8 V,滑动变阻器标有“20 Ω　1 A”字样,实验中该同学填写的实验数据如图表所示。下列关于实验的几种说法中错误的是 (　　)
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
A.序号“1”的实验数据是使用现有器材无法得出的
B.序号“3”的实验中,滑动变阻器接入电路的阻值与待测电阻的阻值之比为1∶1
C.该同学测得此电阻的阻值约为10 Ω
D.仅用该同学的实验器材就能探究电流与电阻的关系
3.(2020陕西)如图甲所示是小明测量未知电阻R1阻值的实物图。
(1)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应滑到最　　　　(选填“左”或“右”)端。
(2)某次实验中,移动滑片使电压表示数为2.0 V,此时电流表的指针位置如图图乙所示,则电流表的示数为　　　A,本次测得R1的阻值为　　　Ω。
(3)现有另一个未知电阻R2(阻值大约为400 Ω),若仅将图甲中的R1替换为R2,其他器材和电路连接不变,则不能测出R2的阻值,原因是实验中　　　　表无法读数。
4.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,经实验得到下表的数据(电源电压U源=3 V)。
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(如图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Rx'=　　　　(用U源、U、I)表示,代入数据可得Rx'=　　　　Ω。(计算结果保留一位小数)
5.用实验室提供的常用器材(电源是一节干电池)测某定值电阻的阻值时,小明与另外三名同学设计了如图所示的四个电路图。
(1)小明连接好电路后,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P,测得的数据如图下表所示:
电压表示数U/V 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4
电流表示数I/A 0.18 0.24 0.30 0.36 0.42
请你通过分析表格中的实验数据,推断小明在实验中所用的电路图是图　　　　。
(2)另外三名同学连接好电路后,闭合开关S,移动变阻器的滑片P时,分别出现了下列三种异常现象:
①电流表示数有变化,电压表示数几乎为零。
②电流表示数几乎为零,电压表示数基本不变。
③电流表烧坏。
请你判断:
按图　　　连接的电路出现现象①。
按图　　　连接的电路出现现象②。
按图　　　连接的电路出现现象③。
(3)请你根据上表中的数据,在中画出I-U图像;分析图像你能得出结论:该定值电阻的阻值为　　　　Ω。(结果保留两位小数)
6.如图甲所示为测量定值电阻阻值的电路图。实验仪器如图下:两节新干电池,阻值约为5 Ω的待测电阻、电流表、电压表、滑动变阻器、开关一个、导线若干。
(1)请根据电路图甲,将图乙中的实物连接完整。
(2)如图果要求当滑动变阻器的滑片自左向右滑动时,加在待测电阻两端的电压增大,在实物图中需将滑动变阻器的两个接线柱连在电路中,这两个接线柱是　　　　　　。
(3)实验过程中获得的数据如图下表:
实验次数 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 0.22 0.36 0.50 0.60
表格中第1组和第5组数据分别是滑片位于滑动变阻器的两个端点时获得的。根据这两组数据可以求得滑动变阻器的最大阻值为　　　　Ω。
(4)小明认为利用该电路中的器材,再加一把刻度尺,可以探究“滑动变阻器接入电路部分的电阻阻值与接入电路部分长度的关系”。这种方法是否可行 为什么
答:　　　　,　 　 。
　　　　　
7.“伏安法测电阻”是电学中非常重要的一个实验,小聪同学分别对伏安法测“定值电阻”和测“小灯泡的电阻”两个实验进行了梳理和对比,下列说法正确的是 (　　)
A.两个实验的实验原理都是I=
B.滑动变阻器在两个实验中的作用仅是保护电路
C.两个实验进行多次测量的目的不同
D.两个实验都采用了控制变量法
8.某同学利用如图所示的电路测量小灯泡的电阻。已知电源电压恒为4.5 V不变,小灯泡标有“2.5 V”字样,他记录的实验数据如图下表所示。关于该同学的实验,下列说法合理的是 (　　)
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
A.电路图中a是电压表,b是电流表
B.小灯泡正常发光时的电阻是8.1 Ω
C.滑动变阻器的最大阻值至少为40 Ω
D.闭合开关后,滑片P向左移,小灯泡的电阻减小
9.如图所示,在伏安法测量小灯泡的电阻实验中:
　　　　　　　　　　
(1)请你用笔画线代替导线在图中完成电路连接。
(2)请你根据电路连接情况在虚线框内画出对应的电路图。
(3)在连接电路或更换元件时开关应　　　　;闭合开关前,滑动变阻器的滑片应滑到阻值最　　　 处。
(4)某同学在做实验时发现灯不亮,电压表示数接近电源电压,电流表示数为零,则故障可能是　　　　　　　。
(5)下表是某同学用伏安法测小灯泡电阻过程中记录的数据,请填写完整。小灯泡的电阻是变化的,其原因是　 。
电压U/V 2.0 2.5 3.0
电流I/A 0.2 0.24 0.26
电阻R/Ω 　　 10.4 11.5
10.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)闭合开关前,应向　　　　 (选填“A”或“B”)端调整滑动变阻器的滑片,使电路中的电流在开始测量时最小。
(2)测量过程中,某一次的电流值如图图乙所示,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,重测的数据如图下表所示,并绘出I-U图像如图a所示。
　
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
电阻平均值/Ω 8.1
(3)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 并说出你的理由: 　。
(4)另外一组同学用相同的器材和电路图做相同实验时,由于接线错误,根据测量的数据绘出的I-U图像如图图中b所示,你认为错误的原因可能是 　。
11.用电压表、电流表测量电阻有如图所示的两种方法,若电压表的电阻不是很大,电流表的电阻不是很小,则图　　　　中测量的电阻比真实值偏大,图　　　　中测量的电阻比真实值偏小。
　
答案解析
第三节　“伏安法”测电阻
1.B
2.D　解： 变阻器的最大电阻为20 Ω,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==≈29 Ω>20 Ω,则序号“1”的实验数据是使用现有器材无法得出的,故A正确;
序号“3”的实验中,电压表示数为4.0 V,根据串联电路电压的规律,变阻器两端的电压:8 V-4 V=4 V,根据分压原理,滑动变阻器接入电路的阻值与待测电阻的阻值之比为1∶1,故B正确;
由欧姆定律R=得,2、3、4次实验中测得待测电阻的阻值分别为R2=10.00 Ω,R3=10.00 Ω,R4≈10.20 Ω,
取平均值作为测量结果,R=≈10.07 Ω,即该同学测得此电阻的阻值约为10 Ω,故C正确;
探究电流与电阻的关系,要控制电压不变,改变电阻,记录电流随电阻的变化关系,因只有一个电阻,故仅用该同学的实验器材不能探究电流与电压的关系,故D错误。
3.(1)右　(2)0.16　12.5　(3)电流
4.(1)0~3　(2)将电压表并联在了滑动变阻器两端
(3)　12.2
5.(1)乙　(2)丙　丁　甲　
(3)如图图所示　3.33
6.(1)如图图所示
(2)B、C(或B、D)　(3)20　(4)可行　移动滑动变阻器的滑片,改变接入电路中电阻的大小,利用电流表和电压表测出电路中电流和滑动变阻器两端电压的大小,运用欧姆定律计算出滑动变阻器接入电路中电阻的大小;同时用刻度尺测量出滑动变阻器接入电路中电阻丝的长度;多次测量可以探究滑动变阻器接入电路部分的电阻阻值与接入电路部分的长度的关系
7.C
8.C　解： 读图可知,a串联在电路中,b与灯泡并联,则a是电流表,b是电压表,故A错误;
已知灯泡标有“2.5 V”字样,则灯泡两端电压为2.5 V时灯泡正常发光,由表格可知,当U=2.5 V时,电流为I=0.25 A,此时灯泡的电阻为10 Ω,故B错误;
由表格可知,闭合开关测第1组数据时滑动变阻器连入电路的阻值最大,此时电路中的电流为0.1 A,灯丝电阻RL1=5 Ω,由I=可得,总电阻R最大===45 Ω,根据串联电路的总电阻等于各电阻之和可得,滑动变阻器的最大阻值为R滑最大=R最大-RL1=45 Ω-5 Ω=40 Ω,故C正确;
由图可知,滑动变阻器与灯泡串联,当滑片P向左移时,滑动变阻器接入电路的电阻变小,电路中的电流变大,根据表格数据可知,电流变大时灯泡的电阻变大,故D错误。
9.(1)如图图所示
(2)如图图所示
(3)断开　大　(4)灯泡断路
(5)10　灯泡电阻受温度影响,随温度升高而增大
10.(1)A　(2)0.26　变大
(3)不同意;灯丝的电阻受温度影响,并非一个定值
(4)将电压表接在了滑动变阻器两端
11.乙　甲　解： 图甲中,电压表测量电阻的实际电压,电流表测量通过电压表和电阻的总电流,大于电阻中的电流,根据R=知,电阻的测量值偏小。图乙中,电流表测量电阻中的实际电流,电压表测量电流表和电阻两端的总电压,大于电阻两端的电压,根据R=知,电阻的测量值偏大。