[第十七章 第3节 电阻的测量]
一、选择题
1.[2020·自贡] 如图图示是实验室伏安法测电阻的电路图,其中a、b电表应分别为
( )
A.a为电流表,b为电流表 B.a为电压表,b为电压表
C.a为电流表,b为电压表 D.a为电压表,b为电流表
2.如图图示是同学连接的测量定值电阻的电路,有关该实验,说法中错误的是( )
A.闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片滑到最左端
B.电压表应该换用0~3 V的量程
C.闭合开关后,向左移动滑片时电流表示数变小
D.测得一组电压、电流的数据后计算出待测电阻的阻值,即为最后结果
3.在“用伏安法测电阻”的实验中,有两名同学分别选用定值电阻和小灯泡作为测量对象,在处理实验数据时,分别画出了U-I关系图象,如图图、乙所示。对于图象的分析,以下说法中错误的是 ( )
A.由图甲可知,定值电阻的阻值为1 Ω
B.由图甲可知,电阻是导体自身的性质,它不随导体两端电压和导体中电流的改变而改变
C.由图乙可知,小灯泡的电阻跟灯丝的温度有关
D.为了减小误差,应该用多次测量取平均值的方法测定小灯泡的电阻
4.某同学利用如图图示的电路做“伏安法测电阻”的实验,已知电源电压恒为6 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图表所示。下列关于实验的几种说法中正确的是 ( )
序号 1 2 3 4 5
U/V 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0
I/A 0.10 0.21 0.30 0.40 0.49
①序号“1”的实验数据不是本实验中测得的
②序号“4”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∶2
③序号“2”和“5”的实验数据表明待测电阻Rx不是定值电阻
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.③④ C.①②④ D.①③④
二、填空题
5.小宣用伏安法测量电阻R的阻值时,并联在电阻R两端的电压表的示数如图图所示,与电阻R串联的电流表的示数如图图图乙所示,则电压表的示数为 V,电流表的示数为
A,电阻R的阻值为 Ω。
6.在用伏安法测未知电阻R的实验中,电源电压为3 V,R的阻值约为3 Ω。其他器材有滑动变阻器两只(规格分别为“0.2 A 50 Ω”和“1 A 20 Ω”)、电流表一只(量程0~0.6 A和0~3 A)、电压表一只(量程0~3 V和0~15 V)。测量时,滑动变阻器应选规格为 的,电流表应选 量程,电压表应选 量程。
7.在“用电压表和电流表测电阻”的实验中,小明同学连接完实验电路,闭合开关,当调节滑动变阻器的滑片时,他发现电压表和电流表示数变化相反。已知实验中使用的电源是稳压电源(电源两端电压保持不变),则出现这一现象的原因是电压表接到了 的两端。
三、实验探究题
8.[2019·阜新] 在“伏安法测电阻”的实验中,小亮连接了如图图示电路,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”或“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
端调节。
(4)选用规格为“50 Ω 1 A”的滑动变阻器进行实验,记录数据如图图下表所示:
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“20 Ω 1 A”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是 。
(6)多次测量的目的是 。
9.[2020·凉山州] “伏安法测小灯泡的电阻”实验中,连接了如图图示的电路。
(1)该实验的原理是 ,此实验在连接电路时开关应处于 状态。
(2)若实验中当小灯泡正常发光时,电流表和电压表的示数如图图示,则小灯泡正常发光时的电阻是 Ω。
(3)根据实验数据画出的通过小灯泡的电流I与它两端电压U之间的关系图象,由图象可知:通过小灯泡的电流I与它两端电压U不成正比,其原因是小灯泡灯丝的电阻受
影响,并非一个定值。
10.学习了欧姆定律后,某中学课外科技活动小组进行了“探究定值电阻阻值和小灯泡的电阻是否随电压、电流变化”的实验。
(1)如图图甲所示为他们设计的实验原理图,图乙为未完成的实物连接图,请将图乙中的滑动变阻器正确接入电路。
(2)通过实验,该小组测出了若干组电压和电流值。下表记录了其中三组数据和由此计算出来的结果。
实验 次数 电流 I/A 定值电阻 小灯泡
电压 U2/V 电阻 R/Ω 电压 U1/V 电阻 RL/Ω 亮度
1 0.18 1.8 10.0 1.1 6.1
2 0.20 2.0 10.0 1.7 8.5
3 0.30 3.1 10.3 3.9 13.0
电阻平均值 10.1 Ω
对上表数据进行分析,你可以得到的结论是
。
答案
1.C
2.D 由电路图知,滑片在最左端时滑动变阻器接入电路的阻值最大,因此闭合开关前,滑片应滑到最左端,故A说法正确。由电路图知,电源为两节干电池串联,总电压不超过3 V,所以电压表量程选择过大,应更换较小量程,故B说法正确。闭合开关后,向左移动滑片,总电阻变大,电路中的电流变小,电流表的示数变小,故C说法正确。为了使测量值更准确,应该多次测量求平均值,故D说法错误,符合题意。
3.D 根据图甲可知,电流与电压成正比,因此该电阻为定值电阻,阻值为=1 Ω,说明电阻是导体自身的性质,它不随导体两端的电压和导体中电流的改变而改变,故A、B选项正确。由图乙可知,电流与电压不成正比,即当小灯泡两端电压发生改变时,小灯泡的阻值也随之发生变化,因此小灯泡的电阻跟灯丝的温度有关,故C正确。测定小灯泡的电阻时,多次测量是为了寻找灯丝电阻与温度变化的关系,故D错误,符合题意。
4.A
5.2.5 0.5 5
6.“1 A 20 Ω” 0~3 A 0~3 V
电源电压为3 V,所以未知电阻两端的电压最大为3 V,电压表应选0~3 V的量程;此时通过电阻的最大电流约为I===1 A,所以电流表应选0~3 A的量程;滑动变阻器应选规格为“1 A 20 Ω”的。
7.滑动变阻器
由于电阻与滑动变阻器是串联的,当滑动变阻器接入电路的电阻变大时,电路中的电流变小;由U=IR知,定值电阻两端的电压变小;而串联电路中的总电压等于各用电器两端的电压之和,故滑动变阻器两端的电压变大。所以,当电压表和电流表示数变化相反时,说明电压表并联到了滑动变阻器的两端。
8.(1)不动
(2)如图图图所示
(3)左 (4)4
(5)改变定值电阻两端的电压和电路中的电流
(6)求平均值以减小误差
(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,相当于电压表被短接,故电压表指针不动。(2)电压表应并联接在定值电阻的两端,使电流从电压表的正接线柱流入,负接线柱流出。(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接入电路的电阻,即滑片向左移动。(4)换用规格为“20 Ω 1 A”的滑动变阻器,当定值电阻阻值为5 Ω时,此时电路中的最小电流:I===0.18 A,故前三组都能完成;当定值电阻阻值为10 Ω时,此时电路中的最小电流:I'===0.15 A,第4组的电流为0.1 A,故第4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。
9.(1)R= 断开 (2)12.5 (3)温度
(1)该实验的原理是R=,为保护电路,在连接电路时开关应处于断开状态。
(2)若实验中当小灯泡正常发光时,电流表和电压表的示数如图图图乙所示,可知电流表选用小量程,分度值为0.02 A,示数为0.2 A;电压表选用小量程,分度值为0.1 V,示数为2.5 V。由欧姆
定律得,小灯泡正常发光时的电阻:R===12.5 Ω。
(3)由图象可知,通过小灯泡的电流I与它两端电压U不成正比,说明灯泡的电阻不是一个定值,其原因是小灯泡灯丝的电阻受温度影响。
10.(1)如图图图所示
(2)定值电阻的阻值大小与电压和电流没有关系,小灯泡的电阻随电压和电流的变化而变化