第3节 电阻的测量
基础知识·细解读
知识点一 伏安法测定值电阻的阻值 【重点】
【实验步骤】
(1)按电路图连接实物。
(2)检查所连接的电路,无误后调节滑动变阻器滑片到阻值最大端。闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,改变待测电阻两端的电压,记下三组对应的电压值与电流值,分别填人表格中。
(3)断开开关,整理实验仪器。
(4)根据记录的三组数据分别求出三个对应的电阻值。
(5)求出电阻的平均值。
实验次数 电压 电流 电阻 电阻的平均值
1 2.0 0.20 10.0 10.0
2 3.0 0.31 9.7
3 6.0 0.58 10.3
多次测量的目的是通过求电阻的平均值来减小实验误差!
【注意事项】
图文助学
伏安法测电阻
如图所示,用电流表测出通过电阻的电流,用电压表测出电阻两端的电压,再通过算出电阻值的方法叫伏安法测电阻。
提醒
滑动变阻器的作用
必考点再说一遍!实验中,滑动变阻器的作用有两个:(1)保护电路;(2)改变待测电阻两端的电压,从而改变电路中的电流。
【拓展】 伏安法测小灯泡的电阻
伏安法测小灯泡的电阻和伏安法测定值电阻阻值的实验,既有相同之处,又有不同之处,二者比较如下:
比较项 定值电阻 小灯泡
原理
电路图 将定值电阻换为小灯泡
实验过程 多次测量 多次测量
数据处理 分别计算每次测量的电阻,然后取平均值 分别计算每次测量的灯泡电阻,然后寻求规律
实验结论 平均值为所求的电阻值 灯丝的电阻随温度的升高而增大
提醒
实验器材的选择
在物理实验中选择实验器材时,不但要考虑需要哪些实验器材,还要考虑实验器材的规格和性能。如:电源电压、仪表量程、滑动变阻器的最大阻值和允许通过的最大电流等。
【例1】 (湖南邵阳中考)小青同学在家里发现了一个废弃的定值电阻,把它带到学校实验室,检查完好后,再对它进行电阻的测量。
(1)连接电路时,开关应处于 (选填“断开”或“闭合”)状态。
(2)如图所示,完成电路连接后,闭合开关,发现电压表的指针反向偏转。造成该现象的原因是 。
(3)改接电路并检查无误后进行实验,下表是记录的实验数据。通过计算,该定值电阻的阻值约是 Ω。(小数点后保留一位)
实验次数 1 2 3
电压 1.0 1.5 2.0
电流 0.20 0.28 0.36
(4)在上一小题的计算中,小青同学发现三次算得的电阻值并不相同,这种情况主要是因为持续通电使电阻的 (选填“长度”“横截面积”或“温度”)发生变化,影响了它的阻值大小。
解析:本题考查伏安法测电阻。(1)连接电路时,开关应处于断开状态;(2)电压表的指针反向偏转,说明电流从电压表的负接线柱流入,从正接线柱流出,即电压表的正、负接线柱接反;(3)根据表中数据,利用欧姆定律,可得三次测得的电阻值分别为该定值电阻的阻值约是(4)导体的电阻与温度有关,温度越高,电阻越大,持续的通电会使电阻的温度升高,阻值变大。
答案:(1)断开(2)电压表的正、负接线柱接反(3)5.3(4)温度
生活物理
小灯泡的灯丝
小灯泡的灯丝是采用电阻受温度影响大的材料制成的,因此当小灯泡两端电压增大时,小灯泡的温度会升高,灯丝电阻会变大。此处的电阻变化,并不是由实验误差引起的。
连接实物电路时,开关要断开。
知识点二 含电表的电路故障问题 【重点】
如图所示,在测量电阻实验过程中,往往由于电路中出现故障而导致电流表或电压表的示数偏大、偏小或无示数,具体分析如下:
故障 可能的原因
电流表示数偏大且电压表示数为0 电阻被短接
电压表示数为电源电压,电流表示数为0 电阻断路或电流表与电压表位置颠倒
电流表示数很大,电压表示数为电源电压 将滑动变阻器接人电路中时使用了上面两个接线柱(或滑动变阻器被短接)
电流表示数很小,电压表示数较小 将滑动变阻器接入电路中时使用了下面两个接线柱
电压表和电流表示数都为0 定值电阻以外的其他电路某处断路
滑动变阻器的接线为“一上一下”。若都接上端,则等效为导线;若都接下端,则等效为定值电阻。
物理脱口秀
电流表
A表相当于导线,
并时短路会出现。
如果发现它并源,
毁表毁源实在惨。
若有电器被它并,
电路发生局部短。
电压表
V表可并不可串,
串时相当电路断。
如果发现它被串,
电流为零应当然。
【例2】(云南中考)小明利用如图所示的电路测的电阻。连接好电路闭合开关后,无论怎样调节滑动变阻器滑片,电流表指针均几乎无偏转,电压表示数接近电源电压,出现这种情况的原因是 ( )
A.被短接 B.断路
C.电流表断路 D.滑动变阻器断路
解析:本题考查电路故障的判断。连接好电路闭合开关后,电流表的指针几乎无偏转,说明电路发生了断路,而电压表的示数接近电源电压,说明与电压表串联的电流表、滑动变阻器、开关和电源都没有发生断路,而是待测电阻发生断路。
答案:B
图文助学
电路设计问题分析
知识点三 其他商法测电阻
伏安法是测量电阻常用的方法,有时只有电压表或电流表,我们再借助一个定值电阻也可以应用欧姆定律来测量导体的电阻。常用方法如下表所示。
仪器 实验电路图 测量物理量及的表达方式
电 压 表 和 定 值 电 阻 闭合S,分别测出R0和两端的电压U0、;
只闭合S0,测出R0两端的电压U0;闭合S0和S,测出电源电压U;
电 流 表 和 定 值 电 阻 闭合S,分别测出通过和R0的电流
闭合S0,测出通过R0的电流
闭合S0,测出电路中的电流;闭合S0和S,测出通过的电流
电压和滑动变阻器 将滑动变阻器的滑片移到最右端时,电压表的示数为U1;将滑动变阻器的滑片移到最左端时,电压表的示数为
电流表和滑动变阻器 将滑动变阻器的滑片移到最右端时,电流表的示数为;将滑动变阻器的滑片移到最左端时,电流表的示数为
思想方法
等效替代法
将开关S接在a处,读出电流表的示数为I,将开关S接在a处,调节电阻箱,使电流表的示数仍为I,读出电阻箱的示数R,则=R,即通过读取电阻箱的示数替代了直接测的阻值。
(R为电阻箱,R0为定值电阻)
提醒
等效替代法的应用
要理解右栏这些方法其实都是运用了等效替代法。
(1)定值电阻和与其相并联的电压表起到了电流表的作用,与串联在电路中的电流表具有相同的效果;
(2)定值电阻和与其相串联的电流表起到了电压表的作用,与并联在电路中的电压表具有相同的效果。
【例3】为了测量的阻值,某同学设计了如图甲所示的电路。已知R0为10Ω,当S1断开,S2闭合时,电压表的示数为3 V;当S2断开,S1闭合时,电压表的示数如图乙所示,由此可知R0两端的电压为 V,R,的阻值为 Ω。
解析:由电路图可知,当S1断开,S2闭合时,电压表测电源电压,所以电源电压为3 V;当S:断开,S2闭合时,电压表测串联电路中两端的电压,由题图乙可知此时电压为2.4 V,根据串联电路的电压规律可知,R0两端的电压为3 V一2.4 V=0.6 V,利用串联电路电流相等可知,,解得
答案:0.6 40
常考题型·巧突破
题型一 伏安法测定值电阻的阻值
【例1】(广西南宁中考)图甲是用伏安法测量未知电阻的实物电路图。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整。
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到 处;闭合开关,发现电流表几乎无示数,电压表指针明显偏转,则出现的故障可能是 。
(3)排除故障后,闭合开关,当滑片移动到某位置时,电压表示数为2.4 V,电流表示数如图乙所示,其读数为 A,则未知电阻 Ω。
(4)若实验中电压表损坏,利用其他的原有器材也能测出未知电阻的阻值,实验电路如图丙所示(滑动变阻器最大阻值为R0,电源电压未知且不变),请将下列相关实验步骤补充完整:
①闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到A端,记录电流表示数
②闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到 ,记录电流表示数;
③写出待测电阻的表达式: (用已知量和测量量符号表示)。
解析:(1)电流从电流表的“0.6"接线柱流进,从“一”接线柱流出,然后接到滑动变阻器的下方接线柱中的一个,采用“一上一下”的接法。
(2)闭合开关前,应使滑动变阻器接入电路的电阻最大。闭合开关后,发现电流表几乎无示数,说明电路断路;电压表并在两端,并且指针偏转明显,说明之外的电路完好,即断路。
(3)电流表选用“0~0.6 A”量程,则电流表示数为
(4)闭合开关,当把滑动变阻器的滑片移到A端时,滑动变阻器与并联,此时滑动变阻器接入电路的阻值最大,为R0,干路电流为;当把滑动变阻器的滑片移到B端时,被短接,电路为滑动变阻器的
针对训练
1.在伏安法测电阻实验中,滑动变阻器不能起到的作用是 ( )
A.改变电路中的电流
B.改变被测电阻两端的电压
C.改变被测电阻的阻值
D.保护电路
2.(山东聊城中考)在伏安法测电阻的实验中,小明同学连接了如图所示的电路(电路元件完好,接线柱接线牢固)。
(1)在未检查电路连接是否正确的情况下,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,电流表的示数将 ,电压表的示数将 。(均选填“发生变化”或“保持不变”)
(2)检查电路,发现有一处连接错误,请指出连接错误的导线是 (选填“a”“b”“c”或“d’,)。
(3)纠正错误后,闭合开关,测得几组数据如下表。
实验次数 1 2 3
电压U/V 1.5 2.1 2.8
电流 0.10 0.14
电阻 15.0
第3次实验时电流表示数如图所示,电流表的示数为 A。第2次实验后,算出的电阻值是 Ω,第3次实验后,算出的电阻值是 Ω,待测电阻值为 Ω。
简单电路,此时滑动变阻器接入电路的电阻仍为R0,电路电流为,所以电源电压己,;滑动变阻器的滑片在A端时,通过滑动变阻器的电流为,所以通过的电流,由欧姆定律,变形得。
答案:(1)如图所示。 (2)阻值最大断路(3)0.24 10 (4)②B端 ③
规律总结
中考热点——测量电阻时的电路故障及现象
题型二 伏安法测小灯泡的电阻
针对训练
3.下图是李江同学为测量小灯泡电阻而连的电路,有关该实验的下列说法错误的是 ( )
A.闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片滑到最左端
B.实验过程中两电表都有可能需要换接较小的量程
c.所测小灯泡的电阻可能随电压表示数的不同而不同
D.闭合开关后,向左移动滑动变阻器的滑片,小灯泡变亮
【例2】小亮用伏安法测小灯泡的电阻,小灯泡额定电压(小灯泡正常工作时的电压)2.5V,电源电压4.5V。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲所示的实物电路连接完整。
(2)在连接电路时,开关应 ,滑动变阻器的滑片P应位于 (选填“A”或“B”)端。
(3)闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,当电压表的示数为2.5 V时,电流表示数如图乙所示,此时小灯泡的电阻约为 Ω(小数点后保留一位);他把多次测量的电流值和电压值绘制成图象,发现图线是一条曲线,原因是 。
(4)如果还想测量额定电压为3.8 V的小灯泡正常发光时的电阻,但是电压表的15 V量程已经损坏,在不改变原器材的情况下,你的办法是 。
解析:(1)考查电压表的连接。由于小灯泡的额定电压为2.5 V,故选0~3 V量程的接线柱。(2)连接电路时,开关应断开,滑动变阻器的滑片应放在阻值最大处,即A端。(3)电压表示数为2.5V,电流表的读数为0.24 A,所以电阻。由于灯丝的电阻受温度的影响,故电流与电压的图线是一条曲线。(4)利用串联电路的电压分配规律,在不改变器材的情况下,将电压表并联在滑动变阻器两端,当滑动变阻器两端的电压为0.7V时,小灯泡两端的电压为3.8 V。
答案:(1)如图所示。(2)断开 A (3)10.4 灯丝的电阻与温度有关(4)把电压表并联在滑动变阻器的两端
规律总结
(1)两类电流与电压的图线
电流与电压的图线是一条曲线,说明导体的电阻是变化的;电流与电压的图线是一条直线,说明导体的电阻是不变的。
(2)实验设计灵活性
实验时要灵活设计实验操作,如本实验中电压表量程小,无法测量小灯泡两端的电压,应用串联电路的电压关系,知道电源电压,改测滑动变阻器两端的电压,间接测出小灯泡两端的电压。
针对训练
4.小敏用电压表和电流表测量正常工作电压为2.5 V的小灯泡的电阻。
(1)在如图所示的电路图的○中填人小灯泡、电压表和电流表的元件符号。
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片移至阻值最大位置,是为了 。
(3)闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,读出电压表和电流表示数,记人表中。重复实验三次。计算电阻,发现小灯泡的电阻是变化的,原因是 。
实验次数 1 2 3
电压/V 2.0 2.5 3.0
电流/A 0.26 0.30 0.34
(4)若在实验过程中,不慎将电压表和电流表互换位置,闭合开关后小灯泡出现的现象是 。
题型三其他方法测电阻
【例3】某课外科技小组设计了下图所示的电路来测量电源电压U和待测电阻RΧ的值,已知滑动变阻器的最大阻值为20Ω,其实验步骤如下:
(1)这个小组的同学按电路图连接好电路后,将滑动变阻器的滑片P滑到最右端B点,闭合开关s1,断开开关S2,无论怎样移动滑片P,发现电压表有示数但始终保持不变,电路故障的原因可能是 (写出一种原因即可);
(2)排除故障后,将滑动变阻器的滑片P滑到最右端B点,闭合开关S1和S2,电压表的示数为3 V;再断开开关S2,此时电压表的示数为2.4V,则电源电压U= V,待测电阻= Ω。
解析:(1)无论怎样移动滑动变阻器的滑片P,电压表有示数且始终保持不变,说明滑动变阻器断路或同时接了下面两个接线柱或电阻被短接。(2)将滑动变阻器的滑片P滑到最右端B点,闭合开关S1和S2,电路为滑动变阻器的简单电路,电压表测量电源电压,所以电源电压己,U=3 V;再断开开关S2,滑动变阻器与电阻串联,则电路中的电流为,根据串联电路的总电压等于各电阻两端的电压之和可得,由欧姆定律的变形式得。
答案:(1)滑动变阻器断路(或滑动变阻器同时接了下面两个接线柱或电阻被短接) (2) 3 5
针对训练
5.下图是几个同学在只有电流表或电压表的情况下,利用一个已知阻值的电阻R0设计的四个测未知电阻的电路,其中不可行的是 ( )
规律总结
不论是伏安法测电阻,还是其他方法测电阻,其根本原理还是欧姆定律(欧姆定律的变形公式)。只要知道待测电阻两端的电压和通过电阻的电流就可以求出待测电阻的阻值。
易误易混·精辨析
易错点:伏安法测电阻实验电路的连接错误
【例题】用伏安法测小灯泡正常发光时的电阻,实验电路如图甲所示。已知小灯泡正常发光时的电压为2.5 V。
(1)电路连接如图乙所示,开关S闭合前,若将滑动变阻器的滑片P移至最右端,则导线的M端应接在变阻器的 (选填“A”或“B”)接线柱上。
(2)当小灯泡正常发光时,电流表的示数如下图所示,通过小灯泡的电流是 A。
(3)小灯泡正常发光时的电阻是 Ω。
正解(1)连接实物电路时,滑动变阻器的滑片应移到阻值最大处,以起到保护电路的作用。因为将滑动变阻器的滑片P移至最右端,所以,只有M接A时,滑动变阻器连入电路中的阻值最大。(2)从实物图中可看出,电流表选择的量程是0~0.6 A,所以电流表的示数为0.20A。(3)已知灯泡正常工作时的电压为2.5 V,通过小灯泡的电流为0.20 A,由欧姆定律知,小灯泡正常发光时的电阻为
答案 (1)A (2)0.20 (3)12.5
【防错妙招】(1)不明白滑动变阻器哪一段电阻连人电路。滑动变阻器的正确接法是“一上一下”,但当滑片P移至最右端时,M接B会使滑动变阻器接入电路的阻值变为0,烧坏小灯泡或电流表。要认识到滑动变阻器的作用效果是由下面接线柱决定的,上面C、D两个接线柱相当于一个接线柱。(2)本题电流表示数有可能误读为1.0 A,原因是没有注意电流表所选的量程。(3)认为电阻无法计算是审题不认真,没有看到小灯泡正常发光时的电压为2.5V,错误地认为缺少条件而无法计算。
高效训练·速提能
1.(湖南湘西中考)下图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.在实验技能测试中,实验室准备的器材有:电源、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、待测电阻及导线若干。在做测电阻的实验时,小明在连接电路过程中,由于疏忽,把电压表和电流表的位置给颠倒了,其他连接正确无误。这个电路闭合开关后所产生的现象是 ( )
A.电流表有读数,电压表的读数几乎为0
B.电压表将被烧坏
C.电压表有读数,电流表的读数几乎为0
D.电流表将被烧坏
3.下图所示是某同学测电阻的实验电路。闭合开关,观察到电流表、电压表指针均稍有偏转,产生这一现象的原因可能是 ( )
A滑动变阻器被短接
B.滑动变阻器连人电路中的阻值较大
C.定值电阻断路
D.定值电阻的阻值较大
4.(北京中考)小英按图甲所示的电路图连接实验电路,测量电阻R,的阻值。闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片P后,观察到电压表和电流表的示数分别如图乙、丙所示,则电压表的示数为 V,电流表的示数为 A,待测电阻R,的阻值为 Ω。
5.(四川内江中考)在相距20 km的甲、乙两地之间有两条输电线,已知每1 m输电线的电阻为0.01 Ω。现输电线在某处发生短路,为确定短路位置,检修员利用电压表、电流表和电源接成如图所示电路进行检测,当电压表的示数为1.5V时,电 流表示数为30 mA。则短路处到甲地一条输电线的电阻为 Ω,短路位置距甲地的距离为 km。
6.(四川绵阳中考)小红测电阻的阻值,设计的电路如图所示,电源电压保持不变,其中R0是0~ 200 Q的滑动变阻器,R是未知定值电阻。她把开关S掷于A时,电压表读数为2.5V,电流表读数为0.5 A;再把开关S掷于B,并调节R0,与第一次读数时相比,电压表读数减小0.7 V,电流表读数增加0.4A。最后小红得到的阻值为 ( )
A.5 Ω B.3 Ω C.2 Ω D.1.75 Ω
7.图甲是利用伏安法测小灯泡电阻的实验电路图,图乙是根据实验数据画出的通过小灯泡的电流与它两端电压U之间的关系图象。通过图象可以得出小灯泡两端的电压为4 V时,灯丝电阻为 Ω ;当小灯泡两端的电压增大时,灯丝的电阻将 ,其原因是 。
8.(上海中考)小华同学做用电流表、电压表测电阻实验,现有电源(电压为2 V的整数倍且保持不变)、待测电阻R,、电流表、电压表(只有0~3 V挡完好)、滑动变阻器(标有“20 Ω 2 A”字样)、开关以及导线若干。实验中,小华正确连接电路,且使变阻器接人电路中的电阻最大,闭合开关时电表示数如图甲、乙所示。
(1)通过计算说明实验所用电源的电压。
(2)小华移动滑动变阻器的滑片,观察到电表示数变化范围较小。然后他调整了电表的接入位置重新实验。
①根据图中电表的示数等信息判断,在闭合开关时能否使滑动变阻器接人电路中的电阻最大,并简述理由。
②根据小华重新实验中所记录的一组数据(见下表),计算待测电阻R。的阻值(精确到0.1Ω)。
实验序号 电压表示数/V 电流表示数/A
1 1.4 0.30
2 ... ...
3 ... ...
9.实验室备有下列器材:
A.待测定值电阻(阻值在7~9Ω之间)
B.滑动变阻器(最大阻值500 Ω)
C.滑动变阻器(最大阻值10Ω)
D.定值电阻R。(阻值10Ω)
E电流表A(测量范围0~0.6 A,0~3 A)
F.电源E(电源电压U恒为4 V)
G.单刀双掷开关(双向开关)S及导线若干
为了较精确地测出待测电阻R,的电阻,小聪、小亮和小英共同设计了如图所示的电路。
(1)在他们设计的电路中,电流表的量程应选 A,滑动变阻器应选 (填器材前面的序号字母)。
(2)小亮设计的实验操作的主要步骤是:
.将开关掷向A,移动滑动变阻器的滑片P至某一位置,使电流表的指针指到表盘上某一适当位置,读出电路稳定后电流表的示数;Ⅱ.将开关掷向B,移动滑动变阻器的滑片P至另一位置,使电流表的指针指到表盘上另一适当位置,读出电路稳定后电流表的示数。小聪和小英认为小亮设计的步骤Ⅱ中有不妥当之处,正确的步骤Ⅱ应该是:将开关掷向B,
。
(3)按正确的操作,他们测出了步骤I、Ⅱ中电流表的示数(记为)。请你写出用测得的物理量和已知物理量U、R0表示的 的表达式: 。
【素养提升】
10.在测量某小灯泡电阻的实验中,实验电路图如图甲所示。闭合开关,调节滑动变阻器,改变小灯泡两端的电压,相应地读取通过小灯泡灯丝的电流。下表中记录的是每次的测量值。
U/V 0 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50
0 0.17 0.30 0.39 0.45 0.49
(1)以电压为横坐标、电流为纵坐标,将测量数据转换为坐标点,标记在坐标系中,如图乙所示,请用平滑曲线将这些点连接起来。
(2)通过计算或根据所画的实验图线可以发现,小灯泡灯丝的电阻值是 (选填“变化”或“不变”)的,且随着电压的升高,其阻值 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
(3)按照电路图,在图丙中将实物图连接起来。
11.(四川内江中考)现用伏安法测量一个未知电阻的阻值(约为20 Ω)。在实验室中,配有的实验器材如下:
A.电源E(电压U=3 v恒定);
B.电流表A1(量程0~50 mA);
C.电流表A2(量程0~3 A);
D.电压表V1(量程0~3 V);
E.电压表V2(量程0~15 V);
F.滑动变阻器R(0~80 Q);
G.定值电阻R0=40 Ω;
H.开关一个,导线若干。
为了测量多组数据使结果尽量准确,在滑动变阻器滑片的整个滑动过程中,要使两电表的测量值范围尽可能大一些,并且两电表的读数均大于其量程的。
(1)根据实验要求,电压表选用 ,电流表选用 。(选填器材前的字母代号)
(2)请在虚线方框内画出实验电路图,并标出所选器材的字母(部分电路已画出)。
(3)根据所画的电路图,用笔画线代替导线,将实物图连接起来。
(4)若在某次实验中,电压表的示数为U,电流表的示数为,那么,待测电阻阻值的表达式为 .
本书参考答案
第3节电阻的测量
常考题型·巧突破
c 解析:在用伏安法测电阻实验中,通过滑动变阻器来改变电路中的电流进一步改变被测电阻两端的电压,来测得多组数据,通过求取平均值来减小误差,同时对电路起保护作用,故A、B、D都不符合题意;滑动变阻器不会改变被测电阻的阻值,故C符合题意。
2.(1)发生变化 保持不变 (2)d (3)0.18 15.0 15.6 15.2
解析:(1)电压表测电源电压,其他元件连接正常,当移动滑动变阻器的滑片时,电路电阻发生变化,电流表示教会发生变化,电压表示数不变。(2)电压表应与待测电阻并联,所以连接错误的导线是d,应该把它连接在导线c的某一端。(3)由图知,电流袁选择的量程为0~0.6A,分度值为0.02 A,根据指针位置读数应为0.18 A;第2次实验得出的电阻;第3次实验得出的电阻;根据3次得出的电阻值计算平均值作为待测电阻值,
3.D解析:在闭合开关前,为了保护电路,应将滑动变阻器的滑片滑到连入电路电阻最大的位置,即最左端,故A说法正确;电源由两节干电池串联而成,电源电压为3 V,所以小灯泡两端的电压最大为3 V,电压表应选用0~3 V的量程.实验过程中在不超出电表量程的前提下,量程选择越小测量结果越精确,所以两表都有可能换用较小的量程,B说法正确;由于灯泡灯丝的电阻随温度的升高而增大,当灯泡两端的电压增大时,灯丝的温度会升高,电阻会变大,C说法正确;闭合开关后,向左移动滑动变阻器的滑片,滑动变阻器连入电路的电阻变大,小灯泡变暗,D说法错误。
4.(1)如右图所示。 (2)保护电路(3)灯丝的电阻受温度影响(4)不亮
解析:(1)电流表和小灯泡串联在电路中,电压表与小灯泡并联;(2)为了防止电路中的电流过大烧毁电表或用电器,故在闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移至阻值最大位置来保护电路;(3)在不同的电压下,灯丝的温度不同,而灯丝的电阻与温度有关,故小灯泡的电阻会发生变化;(4)当将电压表与用电器串联接入电路时,相当于电路断路,故电压表和电流表互换位置后小灯泡不亮。
5.c解析:在A中,电压表V1测R0两端的电压U1,电压表V2测两端的电压U2,根据欧姆定律可计算出电路中的电流,则,A可行;在B中,电流表A1测通过的电流1,电流表A2测通过的电流2,根据欧姆定律可得R0两端的电压(电源电压)为,则的阻值,B可行;在c中,只能得到通过的电流,而无法得到两端的电压U,故不能测得的阻值,C不可行;在D中,当开关S、S1闭合时,可测出电源电压U,当开关S1断开时,电压表测两端的电压,则电阻R0两端的电压,电路中的电流,故。
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1.C解析:本题考查伏安法测电阻的电路图。根据电路图可知,a串联在电路中,因此a为电流表.b 与电阻并联,因此b为电压表。
2.C解析:在测电阻的实验中,如果把电压表和电流表的位置颠倒,那么就将电压表串联在了电路中,由于电压表电阻很大,所以电路中电流会很小,电流表的读数几乎为O,而这时的电压表相当于接在了电源的两端,测量的是电源的电压,所以电压表的读数约等于电源电压,故正确答案为C。
3.B解析:闭合开关后,电流表和电压表都有示数,只是指针偏转过小,故不会是电路中出现断路或短路,由题图可知,是滑动变阻器接入电路的阻值太大,使滑动变阻器两端的电压偏大,电压表示数偏小,电路中电流偏小。
4.2.0 0.50 4 解析:本题考查了电流表和电压表的读数方法及欧姆定律的应用。图乙中电压表所选量程为0~3 V,对应的分度值为0.1 V,根据指针所指位置可读出电压值为2.0 V;图丙中电流表所选量程为0~0.6 A,对应的分度值为0.02 A,根据指针所指位置可读出电流值为0.50A;根据欧姆定律可求出电阻值
5.25 2.5 解析:短路处到甲地的两段输电线的阻值,根据导体电阻跟长度成正比可得,短路处到甲地一条输电线的电阻;导线总长度,短路位置距甲地的距离一2.5 km。
6.B解析:由电路图可知,、R、R0串联,电流表测电路中的电流。开关S掷于A时,电压表测与R两端的电压之和,所以,由可得+ ;开关S掷于B时,电压表测R两端的电压,因电压表读数减小0.7 V,电流表读数增加0.4A,所以,,电路中的电流 ,则R的阻值的阻值 2 Q:3 n。
7.20 变大(或增大) 温度越高,灯丝的电阻越大(或灯丝的电阻与温度有关)
解析:由图象可知,当小灯泡两端的电压为4 V时,通过灯泡的电流为0.2 A,故灯丝的电阻;当电压增大时,电阻会变大,这是因为灯丝的电阻跟温度有关,温度越高,灯丝的电阻越大。
8.(1)所用电源的电压为6 V。 (2)①闭合开关时不能使滑动变阻器接人电路中的电阻最大,因为此时滑动变阻器的电压超过了电压表的量程。②待测电阻的阻值为15.3Ω。
解析:(1)电压表、电流表均选用小量程,分度值分别为0.1V、0.02 A,电压表示数为2.5V,电流表示数,=0.16 A,因电路连接正确,电压表测定值电阻两端的电压, ,滑动变阻器连入电路中的电阻最大,,变阻嚣两端的电压,根据串联电路电压的特点,电源电压。根据电源电压为2 V的整数倍且保持不变,得电源电压U应为6 V。(2)①电流表只能串联在电路中,且改变连接的位置对其示数没有影响,可知改变位置的一定是电压表,改接后的电压表并联在滑动变阻器的两端了。若使滑动变阻器接入电路中的电阻最大,由题中条件知,滑动变阻器的电压,超出电压表0~ 3 V的量程,故闭合开关时不能使滑动变阻器接入电路中的电阻最大。②由表中记录的一组数据,知电 压表改接后的读数为1.4 V,电流,定值电阻两端的电压,此时待测电阻阻值。
9.(1)0~0.6 C(2)保持滑动变阻器的滑片P的位置不变,读出电路稳定后电流表的示数
(3)
解析:(1)由题中给出的器材规格可知,无论开关掷向A还是B,电路中的最大电流都不会超过0.6 A,而选用小量程测量更准确,所以电流表应选用0~0.6 A量程;由于电阻R0和的阻值都在10 Ω左右,要使与之串联的滑动变阻器能够起到改变电流的作用,且容易控制,滑动变阻器的最大电阻值也应该在10Ω左右,所以实验中应选c 滑动变阻器。(2)开关掷向B时,应保持滑动变阻器接入电路的阻值不变。(3)当开关掷向B时,R0与R串联,则;当开关掷向A时,与R串联,则%≠+‰
10.(1)如图甲所示。
(2)变化 变大 (3)如图乙所示。
解析:(1)连接各.董时,应从坐标原点开始顺势连接,如图甲所示。(2)由图线可以看出灯泡的I—U图象不是直线,即通过灯泡的电流与灯泡两端的电压不成正比,说明灯泡的电阻是变化的,并且电压增大时,电流增大的比例在减小,因此灯泡的电阻随着电压的增大而增大。(3)在连接实物图时,要根据电路图,从电源的正极开始连接,不要遗漏元件,也不要将元件的顺序搞错,电压表和电流表的量程要根据题意选择正确。因为电源电压为3.0V,故电压表选0~3 V的量程,根据表格数据和图象分析,电流表示数始终小于0.6 A,故电流表选0~0.6 A的量程。
11.(1)D B(2)如图甲所示。 (3)如图乙所示。 (4)芋一R。
解析:(1)电源电压为3 V,并且两电表的读数均大于其量程的,故电压表选用0~3 V量程;在滑动变阻器滑片的整个滑动过程中,要使电压表的读数始终大于其量程的,和R0须同时接入电路,电压表测R0和串联的总电压,未知电阻的阻值约为20 Ω,最大电流约为,故电流表应选用0~50 mA量程。
(2)电源、滑动变阻器、电流表、未知电阻、定值电阻R0、开关串联接入电路,电压表测量未知电阻和定值电阻R0串联后的电压。
(3)根据电路图连接实物图,注意两表的连接。
(4)根据欧姆定律得,未知电阻和定值电阻R0串联后有,所以。
教材参考答案
第3节电阻的测量
教材第80页【想想议议】
在电路中串联一个滑动变阻器,通过改变滑动变阻器接人电路中的电阻的大小,来改变被测电阻两端的电压,达到多次测量电压和电流的目的。
教材第81页【想想做做】
测小灯泡的电阻时,每次算出的电阻的大小并不同,而是随着灯丝亮度的增加,电阻在增大。这是因为金属导体的电阻随温度的升高而增大,灯丝亮度越大,温度就越高,电阻就越大。
教材第81页【动手动脑学物理】
1.三个错误:(1)电流表的量程选择错误;(2)电流表的“+…‘一”接线柱接反了;(3)滑动变阻器同时使用了上面的两个接线柱。
连接修改如图所示(打“×”的导线为需删去的导线)。
解析:在改成正确的连接时,对于滑动变阻器的连接,也可以将左边连接金属杆一端的导线改接到左边电阻丝的接线柱上。
2.解:灯泡两端的电压
,
电烙铁与灯泡并联,所以电烙铁两端的电压,
通过电烙铁的电流
电路的总电流
.
解析:由于灯泡和电烙铁并联,根据并联电路的电压特点,计算出灯泡两端的电压,就可知电烙铁两端的电压,然后运用欧姆定律计算出通过电烙铁的电流,最后根据并联电路的电流特点就可求出电路的总电流。
3.(1)如图所示。
(2)0.40A 2.4V (3)6Ω
解析:(1)在连接实物图时,要注意电流表、电压表的量程选择要正确,由于电源电压为3 V,故电压表选用0~3 V量程,而由题图可知电流表的量程选用0~0.6 A,同时要注意滑动变阻器的连接要“一上一下”;(2)易读出电流表和电压表的示数分别为0.40 A、2.4 V;(3)由欧姆定律知,被测电阻本次的测量值。
4.(1)第2次到第7次的电阻分别为
8.1 7.1 6.2 4.7 3.1 2.0
(2)小灯泡的电阻随小灯泡两端的电压的降低而减小(或小灯泡的电阻随小灯泡的温度的降低而减小)。
解析:对于不同电压下的电阻值,可根据计算得到,通过对比计算得到的电阻值,结合电压的变化,就会得出小灯泡的电阻随小灯泡两端的电压的降低而减小的结论;由于小灯泡两端的电压降低时,小灯泡发光变暗,小灯泡灯丝的温度也会降低,所以也可得出小灯泡的电阻随小灯泡的温度的降低而减小的结论。