沪科版物理九年级全册课课练：专题训练 特殊方法测电阻（含答案）

专题训练
[特殊方法测电阻]
类型一　伏阻法测电阻
　　方法诠释:在测量电阻过程中缺少电流表时,无法直接测量通过待测电阻Rx的电流,因此要将待测电阻Rx与已知阻值的电阻R0连接成串联电路,利用电压表分别测出R0、Rx两端的电压U0、Ux,然后利用串联电路的电流规律间接测量出通过Rx的电流Ix=I0=,最后利用Rx===求出待测电阻Rx的阻值。
1.用电压表和已知阻值的电阻测定值电阻Rx的阻值,在测量时,如图图ZT6-1所示,将待测电阻与已知阻值的电阻串联,用电压表V1测出已知阻值的电阻R0两端的电压U1,用电压表V2测出Rx两端的电压U2,则通过R0的电流I=　　　　,Rx=　　　　。
图ZT6-1
2.利用如图图ZT6-2所示的电路可测量未知电阻Rx的阻值,其中R为已知电阻。
图ZT6-2
(1)①闭合开关S1、S2,记下电压表的示数U1;②闭合开关S1、断开S2,记下电压表的示数U2;③Rx=　　　　(表达式用测量量与已知量表示)。
(2)实验中,若由于某个元件出现故障(短路或开路),导致电压表的示数U1=U2=6 V,则该元件及故障可能是　　　　　　。
3.某同学在没有电流表的情况下,利用电压表和已知阻值的定值电阻R0,测量未知电阻Rx的阻值,图ZT6-3中不能测出Rx阻值的电路图是　　　　。
图ZT6-3
4.利用如图图ZT6-4所示的电路测定未知电阻Rx的阻值,电路中电源电压未知,电压表的量程可根据需要任意选用,滑动变阻器最大阻值为R0。
图ZT6-4
(1)实验步骤如图下:
A.根据电路图正确连接实物,检查无误后,闭合开关S;
B.把滑动变阻器的滑片移动到a端,读出电压表的示数Ua;
C. 　 　;
D.整理实验器材。
(2)利用所测量的物理量可知,电源电压为　　　　。
(3)利用所测量的物理量和已知量R0推导出Rx的表达式为Rx=　　　　　　　。
5.[2020·日照] 丽丽为了较精确地测出待测电阻Rx的阻值,根据老师提供的下列实验器材,设计了如图图ZT6-5甲所示的实物连接电路,老师提供的实验器材:
图ZT6-5
A.待测定值电阻Rx:阻值在45~50 Ω之间;
B.定值电阻R0:阻值为30 Ω;
C.电压表V:量程0~3 V;
D.滑动变阻器:规格为“20 Ω　2 A”;
E.滑动变阻器:规格为“100 Ω　1.5 A”;
F.电源:电源电压恒为4.5 V;
G.开关及导线若干。
(1)丽丽实验的主要操作步骤和记录的数据如图下:
①断开开关S2、闭合开关S1,由　　　　(选填“A至B”或“B至A”)移动滑动变阻器的滑片P至某一位置,电压表的示数如图图乙所示。读出电压表的示数为　　　　V。
②保持滑动变阻器的滑片P的位置不变,断开开关S1、闭合开关S2,读出电压表的示数为1.5 V。则在丽丽设计的电路中,滑动变阻器应选　　　　(填字母)。
(2)根据丽丽测量的数据可以得到待测电阻的阻值Rx=　　　　Ω。
类型二　安阻法测电阻
　　方法诠释:在测量电阻过程中缺少电压表时,无法直接测量待测电阻Rx两端的电压,因此要将待测电阻Rx与已知阻值的电阻R0并联在电路中,用电流表分别测出通过电阻R0、Rx的电流I0、Ix,利用并联电路的电压规律间接求出待测电阻Rx两端电压Ux=U0=I0R0,最后利用Rx==求出待测电阻Rx的阻值。
6.用电流表和已知阻值的电阻R0测待测电阻Rx的阻值,测量的电路图如图图ZT6-6所示,将待测电阻Rx与已知阻值的电阻R0并联,用电流表A1测出通过R0的电流I1,用电流表A2测出通过Rx的电流I2,R0两端的电压的表达式U=　　　　　,待测电阻Rx=　　　　。
图ZT6-6
7.[2019·泸州] 程新同学设计了如图图ZT6-7甲所示的电路来测量电源电压U和未知电阻Rx的阻值。已知定值电阻的阻值为R0、电源两端电压保持不变。请完成下列问题:
(1)根据图甲电路图,用笔画线代替导线,将图乙中的实物图补充完整。
(2)电路正确连接后,当开关S、S1闭合,S2断开时,电流表示数为I1;则电源的电压U=　　　　。
(3)当开关S、S2闭合,S1断开时,电流表示数为I2;则待测电阻Rx=　　　　。
(4)不改变图甲所示的电路,若开关S1始终处于断开状态,仅对开关S、S2进行操作　　　　　(选填“仍能”或“不能”)测量电源电压和未知电阻Rx的阻值。
图ZT6-7
8.现有一只电流表、一个已知最大阻值为R的滑动变阻器和一个未知电压值的电源,以及一个开关和若干根导线。要求在只接一次线的情况下,测量一个未知电阻Rx的阻值。小华设计了如图图ZT6-8所示的电路。请你按照小华的实验思路,将实验步骤补充完整,并写出电阻Rx的表达式。
图ZT6-8
实验步骤:
(1)按电路图连接好电路。
(2)将滑动变阻器的滑片移到最左端,闭合开关S,记下电流表的示数I1。
(3) 　 　。
用已知量和测量量写出Rx的表达式:Rx=　　　　 　　。
类型三　等效替代法测电阻
9.用如图图ZT6-9所示的电路可以测定未知电阻Rx的阻值。已知电源电压恒定,当单刀双掷开关S接a时,电流表的示数为0.3 A;当S接b时,调节电阻箱R的旋盘,直到电流表示数为0.3 A为止,读取电阻箱的阻值为60 Ω。由此可知,Rx的阻值为　　　　Ω;此处用到的物理研究方法是　　　　　(选填“等效替代法”“控制变量法”或“类比法”)。
图ZT6-9
10.在用电阻箱、电压表测定一个未知电阻Rx的阻值时,小明设计了如图图ZT6-10甲所示的实验电路,其中R'是电阻箱,R0是定值电阻。
图ZT6-10
(1)图甲中,为测出Rx的阻值,闭合开关S后,小明应该先把开关S1接到触点　　　　(选填“1”或“2”),记录电压表的示数U;然后把开关S1接到另一触点,并调节电阻箱R',直到电压表示数也为U,读出此时电阻箱R'的示数(各旋钮的位置如图图乙所示),则待测电阻Rx的阻值为
　　　　Ω。
(2)小兰认为将图甲中的电阻R0去掉,也能测出电阻Rx的阻值,你认为可行吗
答: 　 　。
答案
1.　R0
2.(1)　(2)Rx开路或R短路
(1)在步骤①中,闭合开关S1、S2,电路中只有Rx连入电路,电压表测电源电压,在步骤②中,闭合开关S1、断开S2,两电阻串联,电压表测Rx两端的电压。根据串联电路电压的规律,定值电阻R两端的电压为U1-U2,根据分压原理,=,则Rx=。
3.B　 只用电压表和阻值已知的定值电阻R0测未知阻值的电阻Rx,需要将R0和Rx串联,用电压表分别测两者的电压,借助R0求出电路中的电流,再利用欧姆定律求出Rx。由于只有一只电压表,两者的电压不能同时测,需要借助隐含条件:电源电压不变,以及串联电路的电压特点来计算不能直接测量的电压。图B电路不满足条件,不管S断开还是闭合,电压表均测的是电源电压。
4.(1)把滑动变阻器的滑片移动到b端,读出电压表的示数Ub
(2)Ua
(3)
把滑动变阻器的滑片移动到a端,此时滑动变阻器连入电路的阻值为0,电压表的示数为电源电压,记作Ua;当滑片滑到b端时,电压表仍测Rx两端的电压,示数为Ub,滑动变阻器两端的电压为Ua-Ub,由欧姆定律可知,电路中的电流I=;因电阻Rx和滑动变阻器是串联的,所以流经它们的电流是相等的,由欧姆定律可得Rx==。
5.(1)①B至A　2　②E　
(2)48
(1)①为保护电路,闭合开关前变阻器连入电路的电阻应最大,即滑片移动到B端,断开开关S2、闭合开关S1,由B至A移动滑动变阻器的滑片P至某一位置,待测电阻与变阻器串联,电压表测待测电阻两端的电压,电压表的示数如图图乙所示,电压表量程为0~3 V,分度值为0.1 V,示数为2 V;②保持滑动变阻器的滑片P的位置不变,断开开关S1、闭合开关S2,定值电阻与变阻器串联,电压表测定值电阻两端的电压,电压表的示数为1.5 V,由串联电路电压的规律,变阻器两端的电压为U滑=U-U0=4.5 V-1.5 V=3 V,由分压原理,变阻器连入电路的电阻:R滑=×30 Ω=60 Ω;则在丽丽设计的电路中,滑动变阻器应选E。(2)在①中,由串联电路电压的规律,变阻器两端的电压为U滑'=U-Ux=4.5 V-2 V=2.5 V,由分压原理,待测电阻的阻值:Rx=×60 Ω=48 Ω。　　
6.I1R0　
7.(1)如图图所示
(2)I1R0　(3)　(4)仍能
(2)当开关S、S1闭合,S2断开时,两电阻并联,电流表测通过定值电阻的电流I1,电源电压等于R0两端电压即为U=U0=I1R0。
(3)当开关S、S2闭合,S1断开时,两电阻并联,电流表测量干路电流,由于电阻R0两端电压不变,故电流仍为I1,则通过Rx的电流Ix=I2-I1,则Rx=。
(4)不改变图甲所示的电路,若开关S1始终处于断开状态,只闭合S,电流表测通过定值电阻的电流,由欧姆定律可得出电源电压;开关S、S2闭合,电流表测干路电流,根据并联电路各支路互不影响,由并联电路电流的规律,可求出通过待测电阻的电流,由欧姆定律可求出未知电阻Rx的阻值。
8.(3)将滑动变阻器的滑片移到最右端,闭合开关S,记下电流表的示数I2　
实验步骤:(1)按电路图连接好电路;(2)将滑动变阻器的滑片移到最左端,闭合开关S,记下电流表的示数I1;(3)将滑动变阻器的滑片移到最右端,闭合开关S,记下电流表的示数I2。在(2)中,电路为待测电阻的简单电路,由欧姆定律可得,电源电压:U=I1Rx;在(3)中,两电阻串联,根据电阻的串联和欧姆定律可得,电源电压:U=I2(R+Rx),因电源的电压不变,则I2(R+Rx)=I1Rx,解得:Rx=。
9.60　等效替代法
因为Rx和R0共同作用的效果与R、R0共同作用的效果相同,所以Rx+R0=R+R0,即Rx=R=60 Ω;本实验用到的物理方法叫等效替代法。
10.(1)1　18　(2)不可行
(1)小明应该先把开关S1接到触点1;由电阻箱图示可知,电阻Rx=R'=0×1000 Ω+0×100 Ω+1×10 Ω+8×1 Ω=18 Ω。(2)去掉电阻R0,电压表测的是电源电压,不能用等效替代法测出电阻Rx的阻值,故将图甲中的电阻R0去掉不可行。