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人教版物理九年级重难点过关:特殊方法测电阻
一、实验探究题
1.(2021九上·德惠期末)用图甲所示电路测量额定电压为2.5V的小灯泡的电功率,根据实验数据绘制的小灯泡的I﹣U图像如图乙所示。
(1)用笔画线代替导线,将图甲所示电路补充完整;
(2)电路连接完整后闭合开关,小灯泡不亮,电流表有示数,电压表无示数,可能是小灯泡 ;
(3)排除故障后进行实验,当滑动变阻器的滑片位于某一位置时,电流表示数如图丙所示,为测量小灯泡额定功率应将滑片向 (选填“左”或“右”)移动;
(4)由图像乙可知,小灯泡的额定功率为 W;
(5)若将小灯泡换成电阻值为10Ω的定值电阻,利用本实验器材还能完成下列哪个实验____(选填序号);
A.探究电流与电阻的关系 B.探究电流与电压的关系
(6)为了测量未知电阻Rx的阻值,小明又设计了如图丁所示的电路。
电源电压保持不变,R0为定值电阻。实验步骤如下:
闭合S、S1,断开S2,电压表读数为U1,
闭合S、S2,断开S1,电压表读数为U2,
则Rx= (用U1、U2,R0来表示)。
【答案】(1)
(2)短路
(3)左
(4)0.625
(5)B
(6)
【知识点】欧姆定律及其应用;伏安法测电阻的探究实验;电功率的计算;电功率的测量
【解析】【解答】(1)小灯泡的额定电压为2.5V,故电压表选用小量程并联在灯泡两端,电流表和小灯泡串联,注意通过电压表、电流表的电流“正进负出”,如图所示:
(2)电路连接完整后闭合开关,小灯泡不亮,电流表有示数,则电路已接通,电压表无示数,小灯泡两端无电压,故可能是小灯泡短路。
(3)电流表接入电路的量程为0~0.6A,每一小格表示0.02A,所以电流表的示数为0.18A,由乙图可知,当灯泡两端的电压为2.5V时,通过灯泡的电流为0.25A,此时通过电路的电流小于灯泡的额定电流,由欧姆定律可得滑动变阻器接入电路的电阻太大,所以滑动变阻器的滑片应左移动,使滑动变阻器接入电路的电阻变小。
(4)由乙图可知,当灯泡两端的电压为2.5V时,通过灯泡的电流为0.25A,小灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.25A=0.625W
(5)探究电流与电阻的关系,应控制定值电阻两端的电压不变,改变电阻阻值,探究电流与电压的关系,应控制定值电阻的阻值不变,故若将小灯泡换成电阻值为10Ω的定值电阻,利用本实验器材还能完成探究电流与电压的关系的实验,故答案为:B。
(6)闭合S、S1,断开S2,两电阻串联,电压表测待测电阻的电压,电压表读数为U1;闭合S、S2,断开S1,电压表测电源电压,电压表读数为U2,根据串联电路电压的规律,定值电阻的电压为U0=U2﹣U1
由分压原理可知
则
【分析】(1)测量灯泡电功率时,电压表和灯泡并联,电流表和灯泡串联,接线柱正入负出;
(2)在串联电路中,电流表有示数,电压表无示数,电压表测量的位置短路;
(3)根据电流表的量程和指针位置,测量电流,若增大灯泡的电流,需要减小滑动变阻器的阻值;
(4)利用电压和电流的乘积,计算电功率;
(5)利用电压表、电流表、滑动变阻器和定值电阻等,可以探究电流和电压的关系;
(6)利用电压表测量未知电阻时,分压测量电源电压和未知电阻的分压,结合串联分压规律,计算定值电阻的分压,利用电压和电阻的比值, 计算电流,利用未知电阻的分压和电流的比值, 计算电阻。
2.(2021九上·茂南期末)小明同学在伏安法测电阻Rx的实验中,连接了如图甲所示的电路:
(1)正确连接电路后,闭合开关,当滑片移动到某位置时,电流表示数为0.4A,电压表示数如图乙所示,其读数为 V,则未知电阻Rx= Ω;
(2)将电阻Rx换成小灯泡,重复上述实验,发现几次实验测得的小灯泡的电阻相差比较大,原因是 ;
(3)某实验小组进行实验时不慎将电压表损坏,他们利用一个阻值已知的定值电阻R0、一个电流表和开关若干个,设计了如图丙所示的电路,也测出了待测电阻Rx的阻值(电流表量程符合要求,电源电压未知)。他们的实验步骤如下:
①正确连接电路,只闭合开关S、S1,记录电流表的示数为I1;
②只闭合开关S、S2, ;
③待测电阻阻值的表达式为Rx= (用测得量和已知量的字母表示)。
【答案】(1)2.5;6.25
(2)灯丝温度升高,灯丝的电阻增大
(3)记录电流表的示数为I2;
【知识点】欧姆定律及其应用;伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)如图所示,电压表接入的量程为0~3V,分度值为0.1V,故读数为2.5V。
由欧姆定律,未知电阻Rx的阻值为
(2)多次实验时,灯泡两端电压越高,通过它的电流越大,灯泡越亮,则灯丝的温度越高,灯丝的电阻也越大,所以,几次实验测得的小灯泡的电阻相差比较大。
(3)测量待测电阻的阻值,需要测量它两端的电压和通过它的电流,只闭合开关S、S2时,两电阻仍然并联,此时电流表测量通过Rx的电流,故此时要记录电流表的示数I2。
通过R0的电流为
由欧姆定律及并联电路电压的规律可知,待测电阻两端电压为
待测电阻阻值的表达式为
【分析】(1)根据电压表的量程和指针位置,测量电压;利用电压和电流的比值, 计算电阻;
(2)灯丝电阻受温度影响,随温度改变而改变;
(3)利用电流表测量电阻时,分别利用电流表测量支路电流和干路电流,根据电流和电阻的乘积计算电压,根据并联电路电流规律,计算支路电流,根据电压和电流的比值,计算电阻。
3.(2022九上·和平期末)在“伏安法测电阻”的实验中:
(1)将图甲的实物电路用笔画线连接完整;
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片Р应置于最 端(选填“左”或“右”);
(3)移动滑片P,当电压表的示数为1.3V时,电流表的示数如图乙,其示数为 A,待测电阻Rx= Ω。若要将电压表的示数调到2.0V,需将滑片P向 移动;(选填“左”或“右”)
(4)某同学利用一个电压表和一个已知阻值的电阻R0,设计如图丙的电路,同样测出待测电阻Rx的阻值。
实验步骤如下:
①闭合S、断开S1,用电压表测出待测电阻Rx两端的电压为U1;
② ,用电压表测出电源的电压U;
③可得待测电阻Rx= 。(用U、U1和R0表示)
【答案】(1)
(2)右
(3)0.26;5;左
(4)闭合S、S1;
【知识点】欧姆定律及其应用;伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)滑动变阻器需要串联在电路中,电流表需要串联在电路中,正进负出,故如下图所示:
(2)为了保护电路,滑动变阻器的滑片位于最大阻值处,故需要位于最右端。
(3)如图一所示,选择小量程,分度值为0.02A,故读数为0.26A;待测电阻
若要将电压表的示数调到2.0V,定值电阻的阻值两端的电压变大,则滑动变阻器的电压需要变小,根据串联分压可知,需要将滑片向左滑动减小滑动变阻器的阻值。
(4)闭合S、断开S1,两电阻串联,电压表测量待测电阻的电压,再将闭合S、S1,定值电阻被短路,此时电压表测量电源电压,两电阻串联时,电路中的电流为
则待测电阻的阻值为
【分析】(1)测量电阻时,滑动变阻器一上一下和电阻串联,电流表的连接正入负出;
(2)闭合开关前,滑片在电阻最大处;
(3)根据电流表的量程和指针位置, 测量电流,利用电压和电流的比值, 计算电阻;减小滑动变阻器的电阻,其他位置的分压变大;
(4)利用电压表分别测量未知电阻的分压和总电压,结合串联电路分压规律计算已知电阻的分压,利用电压和电阻的比值, 计算电流,根据未知电阻的分压和电流的比值, 计算电阻。
4.(2022九上·荔湾期末)利用电源(电压未知)、电阻箱(0~999.9 Ω)和电流表(指针能正常偏转,但刻度盘示数模糊不清)等器材,测电阻Rx的阻值,设计的电路如图完成下列实验步骤:
⑴正确连接电路,断开S1、S2,将电阻箱R阻值调至最大;
⑵ ;
⑶ ;
⑷电阻Rx= ;(用测得量的符号表示)
【答案】只闭合S1,标记电流表指针所指的位置;断开S1,闭合S2,调节电阻箱,使电流表指针指在标记的位置,记下电阻箱阻值R0;R0
【知识点】欧姆定律及其应用;伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(2)闭合开关S1,断开S2,电路中只有Rx工作,电流表所测电流是通过电阻Rx的电流,因为电流表的示数模糊不清,所以需要标记此时电流表指针所指位置。
(3)只闭合开关S2,电路中只有电阻箱工作,调节电阻箱,使电流表指针所指位置与步骤(2)所指位置相同,记下此时电阻箱的阻值R0。
(4)因为两次操作中,电流表的示数相同,而电源电压保持不变,那么两次的电阻阻值相等,所以电阻Rx=R0
【分析】(2)利用电阻箱、等效替代法测量未知电阻时,先连接未知电阻,测量电流;
(3)再将电阻箱换用未知电阻,调节电阻箱使电流表示数不变;
(4)结合电阻箱的示数,计算电阻的大小。
5.(2021九上·瑶海期末)在测量额定电压为U1=2.5V的小灯泡正常发光时电阻的实验中,小聪小组的电流表坏了,于是他们设计了如下电路,其中R0为阻值已知的定值电阻,请完成相关实验步骤:
(1)闭合开关S和S1,断开开关S2,调节滑动变阻器的滑片,使 ;
(2) (选填“保持滑片位置不变”或“移动变阻器的滑片”),然后闭合开关S和S2,断开开关S1,记下电压表示数为U2;
(3)小灯泡正常发光时灯泡的电阻为R1= (用R0、U1、U2表示)。
【答案】(1)使电压表示数为U1
(2)保持滑片位置不变
(3)
【知识点】欧姆定律及其应用;伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)实验中测量的是小灯泡正常发光时的电阻,所以要使小灯泡两端的电压为其额定电压,闭合开关S和S1,断开开关S2,此时电压表测量小灯泡两端电压,则应调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数为小灯泡额定电压U1。
(2)由于滑动变阻器的阻值未知,为了忽略滑动变阻器对电路中电压的影响,应保持滑片位置不变。
(3)当闭合开关S和S2,断开开关S1时,记下电压表示数为U2,此时灯泡与电阻R0串联,电压表测量的是灯泡与电阻R0的总电压,此时小灯泡电压仍为U1,根据串联分压,电阻R0两端电压为
那么由欧姆定律可得电路电流为
则灯泡电阻为
【分析】 电流表坏了, 利用串联电路中电流处处相等及欧姆定律分析计算。
6.(2021九上·伊通期末)利用如图所示的实验电路测量未知电阻Rx的阻值,已知滑动变阻器的最大阻值为R,电源电压未知且不变。请将下列实验步骤补充完整:
(1)当滑片P滑至 端(选填“a”或“b”)时,电路中电流为I1;
(2)当滑片P滑至 端(选填“a”或“b”)时,电路中的电流为I2(I2>I1);
(3)则电阻Rx的值为 。(用测得的字母和已知量符号表示)
【答案】(1)b
(2)a
(3)
【知识点】欧姆定律及其应用;伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)由电路图知道,电阻Rx与滑动变阻器R串联,电流表测量电路电流,由于I2>I1,所以,当滑片P滑至b时,滑动变阻器的接入电路电阻最大,电路中电流为I1,由欧姆定律知道①
(2)当滑片P滑至a时,滑动变阻器的接入电路电阻最小,为0,电路中的电流为I2(I2>I1),由欧姆定律知道②
(3)由①②解得,电阻Rx的值
【分析】(1)只利用电流表测量未知电阻时,首先使滑动变阻器取值最大,测量电流;
(2)再将滑动变阻器的取值最小,测量电流;
(3)根据电源电压不变,利用前后的电流和总电阻的乘积,计算电压并使之相等,可以计算未知电阻的大小。
7.(2021九上·瑶海月考)物理兴趣小组成员小丽和小刚学习了伏安法测电阻后一起测量电阻。
(1)实验原理是 ;
(2)调节滑动变阻器滑片,当电压表的示数为2.4V时,电流表的示数如图乙所示,则被测电阻的阻值约为 Ω;
(3)小丽仅把这一次实验测得的阻值作为最后的结果,你认为合理吗? ,理由是 ;
(4)同组的小刚用如题图器材测定值电阻的阻值时发现电压表已损坏,但滑动变阻器的最大阻值为R0,在不添加任何器材的情况下,请你根据上图测量未知电阻电路图Rx,写出简要实验步骤。
①闭合S,滑片Р移到最左端,读出电流表的示数为I1;
②闭合S,滑片P移到最右端读出电流表的示数为I2;
③写出电阻Rx的表达式:Rx= (用已知量和测量量表示)。
【答案】(1)
(2)10
(3)不合理;没有多次测量,实验误差很大
(4)
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)测量电阻,要测电阻两端的电压和通过电阻的电流,利用公式计算出电阻,故实验原理为。
(2)如图乙所示,电流表选用的是小量程,分度值为0.02A,电流表的示数为0.24A,此时电压为2.4V,根据欧姆定律可得被测电阻的阻值为
(3)只把一次实验测得的阻值作为最后结果是不合适的,因为定值电阻的阻值是不变的,要进行多次测量求平均值来减小误差。
(4)①将滑动变阻器滑片P移到最左端,记录此时电流表示数为I1;
②将滑动变阻器滑片P移到最右端,记录此时电流表示数为I2;
③在①中,为Rx的简单电路,由欧姆定律得,电源电压U=I1×Rx
在②中,Rx与变阻器的最大电阻串联,由电阻的串联和由欧姆定律得电源电压U= I2(Rx +R0)
因电源电压不变,故U=I1×Rx= I2(Rx +R0)
待测电阻的阻值为
【分析】(1)伏安法测量电阻的实验原理为。
(2)根据选用的电流表量程,读出电流表的示数,根据欧姆定律计算电阻.
(3)定值电阻的阻值是不变的,要进行多次测量求平均值来减小误差,只有一次实验得出的最后结果,误差太大。
(4)分别将变阻器最大电阻和最小电阻(为0)与待测电阻串联,由电阻的串联和欧姆定律,根据电源电压不变列方程,表示出电阻Rx。
8.(2021九上·肇源期末)小聪同学用伏安法测电阻,实验电路图如图所示。
(1)该实验的原理是: ;
(2)小聪同学按图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和电流表示数如图所示,被测电阻Rx = Ω;
(3)实验中,如果电压表突然损坏,小芳又设计了一种方案,也测出了Rx的阻值。电路如图所示,R0为阻值已知的定值电阻,电源电压未知且恒定不变。测量步骤如下:
①当只闭合开关 时,电流表读数为I1;
②当开关S1、S2都闭合时,电流表读数为I2;
③待测电阻Rx= 。(用已知和测出的物理量符号表示)
【答案】(1)
(2)5
(3)S1;
【知识点】欧姆定律及其应用;伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)实验中使用电流表和电压表直接测量待测电阻的电流和电压,根据欧姆定律计算电阻,实验原理为。
(2)如图所示,电压表的量程为0~3V,分度值为0.1V,电压表示数为2.0V,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,电流表示数为0.4A,根据欧姆定律可得被测电阻Rx的阻值为
(3)①当只闭合开关S1时,电流表读数I1为通过电阻R0和Rx的电流,此时电源电压为U=I1(R0+Rx)
③当开关S1、S2都闭合时,电阻Rx短路,电流表读数I2为通过电阻R0的电流,此时电源电压为U=I2R0
由于电源电压恒定不变可得I1(R0+Rx)=I2R0
待测电阻
【分析】(1)测量电阻的原理是;
(2)根据电压表、电流表的量程和指针位置,测量电压和电流,根据电压和电流的比值计算电阻;
(3)利用电流表测量电阻串联的电流和仅一个电阻时的电流,结合电源电压不变,可以计算未知电阻的大小。
9.(2021九上·朝阳期中)如图甲为小致做“伏安法测电阻”的实验电路
(1)在连接电路时,开关应 ;
(2)在图甲所示的电路中,有一条导线连接错误,该导线是第 条(从图中选填导线序号),闭合开关后,电压表的指针 (选填“偏转”或“不偏转”);
(3)改正错误后再进行实验,闭合开关前应将滑动变阻器的滑片P调至最 端(选填“左”或“右”);
(4)某次测量中,电压表的示数为2V,电流表的示数如图乙所示,此次测得的电阻值为 Ω;
(5)实验中多次测量的目的是 ;
(6)小致做完以上实验后,又利用如图丙所示的电路,测量另一个未知电阻Rx的阻值(R0是已知阻值的定值电阻);
①只闭合开关S1,电流表的示数为I1;
②开关S1、S2都闭合后,电流表的示数为I2;
③请写出未知电阻Rx的阻值表达式Rx= (用I1、I2和R0表示)。
【答案】(1)断开
(2)2;不偏转
(3)左
(4)10
(5)求平均值可以减小误差
(6)
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)连接电路时,为保护电路,开关应处于断开状态。
(2)原电路中,电阻和电压表没有连入电路中,电阻应与电流表串联,电压表与电阻并联,且电流从电表的正接线柱流入、负接线柱流出,所以错误的是导线2;图中电压表被短路,电压表没有示数,即电压表的指针不偏转;
(3)改正错误后进行实验,实验前应将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处,即最左端。
(4)排除故障后,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P,当电压表示数为2V,电流表示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流为0.2A,由欧姆定律得未知电阻
(5)多次测量求平均值可以减小误差。
(6)①只闭合开关S1,两电阻串联,电流表的示数为I1,电源电压为
②开关S1、S2都闭合后,只有电阻R0工作,电流表的示数为I2,电源电压为
③根据电源电压相等知
解得未知电阻Rx的阻值为
【分析】(1)为保护电路,连接电路时,开关应处于断开状态。
(2)原电路中,电阻和电压表没有连入电路中,电阻应与电流表串联,电压表与电阻并联且电流从电表的正接线柱流入、负接线柱流出;图中电压表被短路,电压表没有示数。
(3)为保护电路,实验前应将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处。
(4)根据电流表选用小量程确定分度值读数,由欧姆定律得出未知电阻大小。
(5)多次测量求平均值可以减小误差。
(6)开关S2断开前后,电源电压不变,以此为突破点,求出未知电阻的阻值。
10.(2021九上·高港月考)验室中要测量一个阻值约为数百欧的电阻,提供的器材有:电源(电压约4.5V)、学生用电压表(0~6V)、电阻箱R(0~9999Ω 5A)、开关S1和S2、导线若干。现要测量待测电阻Rx的阻值,设计了如图甲所示的实验电路图。
(1)小华进行的实验过程如下:
①根据实验电路图,连接成如图乙所示的实物电路,但存在连接错误,只需改动一根导线,即可使电路连接正确,请在接错的导线上打“×”,并用笔画线代替导线画出正确的接法 ;
②电路连接正确后,闭合S1,将S2拨到触点1时,电压表的读数为U1,则电源电压为 ;
③闭合S1,将S2拨到触点2,当电阻箱的阻值调为R0时,电压表的示数为U2,则待测电阻的阻值Rx= (用所测物理量的符号表示);
(2)如果实验器材中没有提供电压表,现再提供一只电流表(0~0.6A),利用上述器材,你认为能不能较准确测出该待测电阻的阻值,为什么? 。
【答案】(1);U1;
(2)不能,电流太小,小于电流表的最小分度值
【知识点】欧姆定律及其应用;伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)①当开关S2接1时,电压表测量电源电压,当开关S2接2时,电压表短路,故如图连接错误,开关S2接2时,电压表测量定值电阻,故如下图所示:
②当开关S2接1时,电压表测量电源电压,故电源电压为U1。
③将S2拨到触点2,两电阻串联,电压表测量定值电阻,当电阻箱的电压为,通过待测电阻的电流为
待测电阻中的电流与电阻箱中电流相等,由欧姆定律可得阻值为
(4)不能,若待测电阻为300Ω,该电路中的电流为
而电流表的分度值为0.02A,则电流只有0.015A,小于电流表的最小分度值。
【分析】(1)根据电路图的分支点,改变实物图连接;电压表连接在电源两端时,测量电源电压;电压表和部分电阻并联时,测量部分分压,利用电压和电阻的比值计算电流,结合分压和电流的比值,计算电阻;
(2)根据电压和电阻的比值计算电流,电流表所测量的电流过小,小于电流表的分度值,不能测量电流。
11.(2021九上·昌黎期中)科技小组用如图1所示电路测量定值电阻的阻值。
(1)请用笔画线代替导线,将图中的器材连接成完整电路。要求:
①滑片P向B端移动时,电流表示数变小;
②连线不能交叉;
(2)在连接电路时,开关应处于 (选填“断开”或“闭合”)状态,滑动变阻器滑片P应位于 (选填“A”或“B”)端;
(3)闭合开关前,发现电流表指针在零刻度线右端,其原因可能是 ____(选填“A”或“B”);
A.电流表没调零 B.电流表正负接线柱接反了
(4)问题解决后,闭合开关,滑片P移动到某一位置时,电压表的示数为2.5V,电流表的示数如图2所示,为 A,则R的阻值是 Ω;
(5)改变电阻两端电压,多次测量求平均值,分析数据,还可得出:导体电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成 (选填“正”或“反”)比;
(6)另一小组的同学利用已知电阻R0,设计并连接了如图3所示的电路来测量未知定值电阻Rx的阻值。主要步骤如下:
①闭合开关S1和S2,电压表的示数为U1;
②只断开开关S2,电压表的示数为U2,此时通过Rx的电流为 ;
由此可得Rx的阻值为 (以上两空均用字母U1、U2、R0表示)。
【答案】(1)
(2)断开;B
(3)A
(4)0.5;5
(5)正
(6);
【知识点】欧姆定律及其应用;伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1) 实验中,滑动变阻器应于待测电阻串联,且采用一上一下的连接方式,根据题意,滑片P向B端移动时,电流表示数变小,滑动变阻器接入电路的阻值变大,故连接方式如图所示:
。
(2)为了保护电路,在连接电路时,开关应处于断开状态。
为了使滑动变阻器起到保护电路的作用,滑动变阻器滑片P应位于最大阻值处的B端。
(3)闭合开关前,电路处于断开状态,没有电流流经电流表,电流表的指针应该指向零刻度线处,发现电流表指针在零刻度线右端,其原因可能是电流表没调零,B不符合题意,A符合题意。
故答案为:A。
(4)问题解决后,闭合开关,滑片P移动到某一位置时,电压表的示数为2.5V,电流表的示数如图2所示,电流表选择的是小量程的0~0.6A,分度值为0.02A,电流表的示数为0.5A。R的阻值为
(5)根据实验数据可看出,电阻一定时,电压增大,电流增大,且比值不变。所以可以得出:导体电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
(6)闭合开关S1和S2,电压表的示数为U1,即电源的电压为U1;只断开开关S2,电压表的示数为U2,此时R0两端电压为U1-U2,通过两电阻的电流相等,所以,通过Rx的电流为 。由此可得Rx的阻值为
【分析】(1)测量电阻的实验中,滑动变阻器和定值电阻串联,接线柱一上一下,滑片远离下面的接线柱时电阻变大;
(2)连接电路时,开关断开;滑片在阻值最大处;
(3)电流表使用前,指针要调零;
(4)根据电流表的量程和指针位置,测量电流;利用电压和电流的比值,计算电阻;
(5)导体电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比;
(6)根据电压表和定值电阻测量未知电阻时,利用电压表测量定值电阻的分压和电源电压,可知未知电阻的分压,利用定值电阻的分压和电阻的比值计算电流,利用未知电阻的分压和电流的比值,计算电阻。
12.(2021九上·永城期中)为测量一定值电阻的阻值,某实验小组选用的实验器材有:待测电阻R、两节干电池、电流表、电压表、滑动变阻器、开关及导线若干。
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整。
(2)小组设计了一个记录与处理数据的表格,请将下表中①②处的内容填写完整。
实验次数 ① ② 电阻R/Ω
1
2
3
(3)某次测量时,电压表示数为2.5V,电流表指针位置如图乙所示,则电流表示数为 A,本次测得Rx的阻值为 Ω。
(4)本实验进行了多次测量,其目的与下列实验中多次测量的目的相同的是______(填字母代号)
A.用刻度尺测量铅笔的长度
B.测量小灯泡的电阻
C.测量小灯泡的电功率
(5)他们又对实验进行了拓展,利用电源(电压未知且恒定不变)、阻值已知为R0的定值电阻、电压表、开关等器材,设计了如图所示的电路,也测出了Rx的阻值,请你完成下列实验步骤:
①闭合开关S,断开S2,读出电压表的示数U1;
② ,读出电压表的示数U2;
③待测电阻的阻值Rx= 。(用已知量和测得量的字母表示)
【答案】(1)
(2)电压;电流
(3)0.5;5
(4)A
(5)闭合开关S和 S2;
【知识点】欧姆定律及其应用;伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)滑动变阻器的接入的方法是一上一下,故用一根导线将滑动变阻器的下方的接线柱接好,另外一侧与待测电阻的左侧相连,电压表并联,故用一根导线将电压表的负接线柱和待测电阻的左侧相连,故如下图所示:
。
(2)需要测量定值电阻的阻值,其原理是 ,则需要测量的物理量有电压;电流。
(3)电流表选择小量程,故电流表示数为0.5A;本次测得Rx的阻值为
故测得Rx的阻值为 。
(4)本实验进行了多次测量,为了减小误差,而在测量长度时,需要多次测量取平均值,而小灯泡的电阻和电功率都是变化的,故多次实验是为了探寻普遍规律,故答案为:A。
(5)闭合开关S,断开S2,读出电压表的示数U1,此时电压表的示数为电源电压,
闭合开关S、S2,此时电压表测量定值电阻两端的电压,此时为U2;则此时电路中的电流为
则待测电阻两端的电压为
则待测电阻的阻值为
则待测电阻的阻值为 。
【分析】(1)测量电阻时,电压表和未知电阻并联,滑动变阻器一上一下串联在电路;
(2)测量电阻时,根据实验测量的电压、电流,设计实验记录表;
(3)根据电流表的量程和指针位置,测量电流,利用电压和电流的比值计算电阻;
(4)多次测量计算平均值,可以减小测量的误差;
(5)电压表串联在电路中时,测量电源电压,电压表和电阻并联时,测量电阻的分压;根据电压和已知电阻的比值计算电流;根据串联电路电压规律计算分压,结合与电流的比值计算电阻。
13.(2021九上·新泰期中)小芳利用如图所示的电路测量未知电阻Rx的阻值,阻值大约为5Ω.
(1)请你根据电路图,用笔画线代替导线,在如图中完成实验电路的连接.
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片置于 端(选填“A”或“B”).
(3)闭合开关,发现电压表和电流表均无示数.小芳利用另一只完好的电压表进行检测,把电压表分别接在a、b之间和b、c之间,电压表均有示数;接在a、c之间,电压表无示数.如果电路连接完好,只有一个元件有故障,该故障是 .
(4)排除故障后,调节滑动变阻器,记录多组数据.画出了待测电阻Rx的I-U图像,如图所示.由图像可得Rx= Ω.
(5)小芳又设计了一种方案,也测出了Rx的阻值.电路如图所示,R0为阻值已知的定值电阻,电源电压未知且恒定不变.测量步骤如下:
①当开关 时,电流表读书为I1;
②当开关S1、S2都闭合时,电流表读书为I2;
③待测电阻Rx= .(用已知和测出的物理量符号表示)
【答案】(1)如图所示:
(2)B
(3)滑动变阻器断路
(4)4
(5)S1闭合、S2断开;
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】解:(1)电源为两节干电池,最大电压3V,所以电压表应选0—3V,根据图像可以看出电路中的最大电流为0.6A,所以电流表应选0—0.6A量程;答案如下图:
(2)连接电路时,应断开开关,闭合开关前滑片应置于阻值最大处.根据滑动变阻器的接法,滑片滑到B端阻值最大;
(3)闭合开关,发现电压表和电流表均无示数.说明电路开路;小芳利用另一只完好的电压表进行检测,把电压表分别接在a、b之间和b、c之间,电压表均有示数,接在a、c之间,电压表无示数.说明根据上述现象,就可以判断出滑动变阻器断路;
(4)从图像取一个点(2.0,0.5),根据欧姆定律就可以算出 ;
(5)由图可知,闭合开关S1,断开开关S2,则两个电阻串联,此时R0两端的电压 ,当两个开关均闭合时,电阻Rx被短路,则电源电压 ,则Rx两端的电压 ;则 .
故答案为 (1). (2). B (3). 滑动变阻器断路 (4). 4 (5). S1闭合、S2断开 (6).
【分析】(1)由表中数据,可知电流表选用小量程,电压表并联在待测电阻RX两端,变据此连接实物图。
(2)为保护电路,连接电路时开关应断开,闭合开关之前滑动变阻器的滑片应处于阻值最大处。
(3)时电压表、电流表无示数,说明电路故障不可能是短路,如果是短路,则电流表有示数,因此是断路故障。
(4)从图象上找到电压对应的点,读出对应的电流,利用欧姆定律求得电阻,
(5)根据电源电压不变,利用欧姆定律计算出Rx阻值。
14.(2021九上·南宁期中)小明在实验室测量小灯泡的电阻。实验器材有:电源(电压恒为6V)、滑动变阻器R1(规格为“10Ω 2A”),滑动变阻器R2(规格为50Ω 1A)电流表、电压表、开关3个、导线若干,额定电压为3.8V的小灯泡(电阻约为10Ω)。
(1)小明连接的实验电路如图甲所示,其中有一根导线连接错误,请你在错误的导线上画“×”,并用笔画线代替导线将电路正确连接。
(2)小明在实验中应选用滑动变阻器 (选填“R1”或“R2”)。改正电路后,小明闭合开关,发现电流表有示数,电压表无示数,小灯泡不亮,故障的原因可能是 ,故障排除后,当电压表示数为2.5V时,电流表示数如图乙所示,此时小灯泡的阻值为 Ω。(计算结果保留一位小数)
(3)为了使测量结果更准确,小明通过调节滑动变阻器的滑片对小灯泡的电阻进行了三次测量,求出电阻的平均值作为测量结果。小红同学认为不合理,理由是 。
(4)小红不使用电流表,她向老师要了一个已知阻值为R的定值电阻和一个单刀双掷开关,借助小明的其他实验器材,设计了如图丙所示的实验电路,也能测出小灯泡正常发光时的电阻,测量方案如下:(电源电压和小灯泡的额定电压分别用U和U额表示)
①闭合开关S,使开关S1连接触点1, ;
②保持滑动变阻器的滑片位置不动,使开关S1连接触点2,读出电压表的示数为U1;
③小灯泡正常发光时的电阻的表达式为R1= 。
【答案】(1)如图所示:
(2)R1;灯泡短路;8.3
(3)小明忽略温度对电阻的影响
(4)移动滑片使电压表示数为U﹣U额;×R
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)连接电路,电流表串联在电路中,电压表并联在小灯泡两端,滑动变阻器串联并且一上一下接线,改正如下:
(2)灯泡正常工作时,通过的电流约为
由串联电路特点和欧姆定律可得,此时滑动变阻器连入阻值
所以选择滑动变阻器R1合适,若选用R2,会导致滑动变阻器可用区域太短,不便于操作。
闭合开关,发现电流表有示数,则电路为通路,电压表无示数,灯泡不亮,故障原因可能是灯泡短路。
当电压表示数为2.5V时,由图乙可知,电流表量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.3A,由欧姆定律得,此时小灯泡的阻值
(3)灯丝电阻受温度影响较大,灯泡在不同电压下,温度不同,灯丝中电阻不同,计算平均值代表灯丝电阻无意义,小明忽略温度对电阻的影响。
(4)开关S闭合后,灯泡L、电阻R与滑动变阻器串联,①闭合开关S,使开关S1连接触点1,电压表测量电阻R与滑动变阻器的总电压,移动滑片使电压表示数为
②保持滑动变阻器的滑片位置不动,使开关S1连接触点2,电压表测量电阻R的电压,读出电压表的示数为U1;③通过小灯泡的电流
小灯泡的电阻为
【分析】(1)实验要求滑动变阻器、小灯泡、电流表组成串联电路,电压表并联在定值电阻两端;滑动变阻器串联并且一上一下接线;
(2)根据串联电路分压原理和欧姆定律计算滑动变阻器的最大阻值,选择合适的滑动变阻器;根据欧姆定律计算小灯泡电阻;
(3)灯丝电阻受温度影响较大,灯泡在不同电压下,温度不同,灯丝中电阻不同;
(4)根据串联电路分压原理和欧姆定律,求出电阻的表达式。
15.(2021九上·威海期中)如图所示为“伏安法测电阻”的实验。
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲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)小刚同学连接完电路后,闭合开关S,在移动滑片P时发现,当电流表示数增大时,电压表示数减小,出现此现象的原因可能是 ;
(3)重新正确连接电路后,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0.16A,电压表的示数如图乙所示,则待测电阻Rx= ;
(4)为了减小实验误差,下一步你应该进行的操作是:移动滑片P,记录多组电压表和电流表示数值,再 ;
(5)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Rx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I1;
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I2;
③写出待测电阻的表达式:Rx= (用已知量和测量量符号表示)。
【答案】(1)
(2)电压表并联在变阻器两端了
(3)10Ω
(4)取电阻的平均值作为测量结果
(5)b端;
【知识点】实物的电路连接;欧姆定律及其应用;伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)要求滑动变阻器滑片P向右移动时阻值变大,故变阻器左下接线柱连入电路中,根据图乙,电压表选用小量程与电阻并联,如图
(2)电阻与变阻器串联,当电流表示数增大时,根据欧姆定律I= ,U=IR,电阻的电压变大,由串联电路电压的规律,变阻器的电压变小,故出现此现象的原因可能是电压表并联在变阻器两端了。
(3)重新正确连接电路后,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0.16A,电压表选用小量程,分度值为0.1V,电压为1.6V,由欧姆定律I=,则待测电阻
(4)为了减小实验误差,下一步你应该进行的操作是:移动滑片P,记录多组电压表和电流表示数值,多次测量电阻的阻值,再取电阻的平均值作为测量结果。
(5)实验步骤:
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I1;
②闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到b端,记录电流表示数I2;
③在①中,两电阻并联,电流表测干路的电流;在②中,待测电阻短路,为变阻器最大电阻的简单电路,电流表测电路的电流,由欧姆定律I=,电源电压为U=I2R0
根据并联电路各支路互不影响,由并联电路电流的规律,通过待测电阻的电流Ix=I1﹣I2由欧姆定律,待测电阻的表达式
【分析】(1)伏安法测量电阻时,电压表和定值电阻并联,滑动变阻器一上一下串联连接;滑片远离下面的接线柱,电阻变大;
(2)当电压表和滑动变阻器并联时,电阻变大,分压变大,电流减小;
(3)根据电压表的量程和指针位置, 测量电压,利用电压和电流的比值, 计算电阻;
(4)测量电阻时,进行多次实验,计算平均值,可以减小误差;
(5)利用电流表和定值电阻测量未知电阻时,先利用电流表测量干路电流和支路电流,利用电流和已知电阻计算电压,根据并联电路电压相等,结合电流,计算未知电阻。
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人教版物理九年级重难点过关:特殊方法测电阻
一、实验探究题
1.(2021九上·德惠期末)用图甲所示电路测量额定电压为2.5V的小灯泡的电功率,根据实验数据绘制的小灯泡的I﹣U图像如图乙所示。
(1)用笔画线代替导线,将图甲所示电路补充完整;
(2)电路连接完整后闭合开关,小灯泡不亮,电流表有示数,电压表无示数,可能是小灯泡 ;
(3)排除故障后进行实验,当滑动变阻器的滑片位于某一位置时,电流表示数如图丙所示,为测量小灯泡额定功率应将滑片向 (选填“左”或“右”)移动;
(4)由图像乙可知,小灯泡的额定功率为 W;
(5)若将小灯泡换成电阻值为10Ω的定值电阻,利用本实验器材还能完成下列哪个实验____(选填序号);
A.探究电流与电阻的关系 B.探究电流与电压的关系
(6)为了测量未知电阻Rx的阻值,小明又设计了如图丁所示的电路。
电源电压保持不变,R0为定值电阻。实验步骤如下:
闭合S、S1,断开S2,电压表读数为U1,
闭合S、S2,断开S1,电压表读数为U2,
则Rx= (用U1、U2,R0来表示)。
2.(2021九上·茂南期末)小明同学在伏安法测电阻Rx的实验中,连接了如图甲所示的电路:
(1)正确连接电路后,闭合开关,当滑片移动到某位置时,电流表示数为0.4A,电压表示数如图乙所示,其读数为 V,则未知电阻Rx= Ω;
(2)将电阻Rx换成小灯泡,重复上述实验,发现几次实验测得的小灯泡的电阻相差比较大,原因是 ;
(3)某实验小组进行实验时不慎将电压表损坏,他们利用一个阻值已知的定值电阻R0、一个电流表和开关若干个,设计了如图丙所示的电路,也测出了待测电阻Rx的阻值(电流表量程符合要求,电源电压未知)。他们的实验步骤如下:
①正确连接电路,只闭合开关S、S1,记录电流表的示数为I1;
②只闭合开关S、S2, ;
③待测电阻阻值的表达式为Rx= (用测得量和已知量的字母表示)。
3.(2022九上·和平期末)在“伏安法测电阻”的实验中:
(1)将图甲的实物电路用笔画线连接完整;
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片Р应置于最 端(选填“左”或“右”);
(3)移动滑片P,当电压表的示数为1.3V时,电流表的示数如图乙,其示数为 A,待测电阻Rx= Ω。若要将电压表的示数调到2.0V,需将滑片P向 移动;(选填“左”或“右”)
(4)某同学利用一个电压表和一个已知阻值的电阻R0,设计如图丙的电路,同样测出待测电阻Rx的阻值。
实验步骤如下:
①闭合S、断开S1,用电压表测出待测电阻Rx两端的电压为U1;
② ,用电压表测出电源的电压U;
③可得待测电阻Rx= 。(用U、U1和R0表示)
4.(2022九上·荔湾期末)利用电源(电压未知)、电阻箱(0~999.9 Ω)和电流表(指针能正常偏转,但刻度盘示数模糊不清)等器材,测电阻Rx的阻值,设计的电路如图完成下列实验步骤:
⑴正确连接电路,断开S1、S2,将电阻箱R阻值调至最大;
⑵ ;
⑶ ;
⑷电阻Rx= ;(用测得量的符号表示)
5.(2021九上·瑶海期末)在测量额定电压为U1=2.5V的小灯泡正常发光时电阻的实验中,小聪小组的电流表坏了,于是他们设计了如下电路,其中R0为阻值已知的定值电阻,请完成相关实验步骤:
(1)闭合开关S和S1,断开开关S2,调节滑动变阻器的滑片,使 ;
(2) (选填“保持滑片位置不变”或“移动变阻器的滑片”),然后闭合开关S和S2,断开开关S1,记下电压表示数为U2;
(3)小灯泡正常发光时灯泡的电阻为R1= (用R0、U1、U2表示)。
6.(2021九上·伊通期末)利用如图所示的实验电路测量未知电阻Rx的阻值,已知滑动变阻器的最大阻值为R,电源电压未知且不变。请将下列实验步骤补充完整:
(1)当滑片P滑至 端(选填“a”或“b”)时,电路中电流为I1;
(2)当滑片P滑至 端(选填“a”或“b”)时,电路中的电流为I2(I2>I1);
(3)则电阻Rx的值为 。(用测得的字母和已知量符号表示)
7.(2021九上·瑶海月考)物理兴趣小组成员小丽和小刚学习了伏安法测电阻后一起测量电阻。
(1)实验原理是 ;
(2)调节滑动变阻器滑片,当电压表的示数为2.4V时,电流表的示数如图乙所示,则被测电阻的阻值约为 Ω;
(3)小丽仅把这一次实验测得的阻值作为最后的结果,你认为合理吗? ,理由是 ;
(4)同组的小刚用如题图器材测定值电阻的阻值时发现电压表已损坏,但滑动变阻器的最大阻值为R0,在不添加任何器材的情况下,请你根据上图测量未知电阻电路图Rx,写出简要实验步骤。
①闭合S,滑片Р移到最左端,读出电流表的示数为I1;
②闭合S,滑片P移到最右端读出电流表的示数为I2;
③写出电阻Rx的表达式:Rx= (用已知量和测量量表示)。
8.(2021九上·肇源期末)小聪同学用伏安法测电阻,实验电路图如图所示。
(1)该实验的原理是: ;
(2)小聪同学按图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和电流表示数如图所示,被测电阻Rx = Ω;
(3)实验中,如果电压表突然损坏,小芳又设计了一种方案,也测出了Rx的阻值。电路如图所示,R0为阻值已知的定值电阻,电源电压未知且恒定不变。测量步骤如下:
①当只闭合开关 时,电流表读数为I1;
②当开关S1、S2都闭合时,电流表读数为I2;
③待测电阻Rx= 。(用已知和测出的物理量符号表示)
9.(2021九上·朝阳期中)如图甲为小致做“伏安法测电阻”的实验电路
(1)在连接电路时,开关应 ;
(2)在图甲所示的电路中,有一条导线连接错误,该导线是第 条(从图中选填导线序号),闭合开关后,电压表的指针 (选填“偏转”或“不偏转”);
(3)改正错误后再进行实验,闭合开关前应将滑动变阻器的滑片P调至最 端(选填“左”或“右”);
(4)某次测量中,电压表的示数为2V,电流表的示数如图乙所示,此次测得的电阻值为 Ω;
(5)实验中多次测量的目的是 ;
(6)小致做完以上实验后,又利用如图丙所示的电路,测量另一个未知电阻Rx的阻值(R0是已知阻值的定值电阻);
①只闭合开关S1,电流表的示数为I1;
②开关S1、S2都闭合后,电流表的示数为I2;
③请写出未知电阻Rx的阻值表达式Rx= (用I1、I2和R0表示)。
10.(2021九上·高港月考)验室中要测量一个阻值约为数百欧的电阻,提供的器材有:电源(电压约4.5V)、学生用电压表(0~6V)、电阻箱R(0~9999Ω 5A)、开关S1和S2、导线若干。现要测量待测电阻Rx的阻值,设计了如图甲所示的实验电路图。
(1)小华进行的实验过程如下:
①根据实验电路图,连接成如图乙所示的实物电路,但存在连接错误,只需改动一根导线,即可使电路连接正确,请在接错的导线上打“×”,并用笔画线代替导线画出正确的接法 ;
②电路连接正确后,闭合S1,将S2拨到触点1时,电压表的读数为U1,则电源电压为 ;
③闭合S1,将S2拨到触点2,当电阻箱的阻值调为R0时,电压表的示数为U2,则待测电阻的阻值Rx= (用所测物理量的符号表示);
(2)如果实验器材中没有提供电压表,现再提供一只电流表(0~0.6A),利用上述器材,你认为能不能较准确测出该待测电阻的阻值,为什么? 。
11.(2021九上·昌黎期中)科技小组用如图1所示电路测量定值电阻的阻值。
(1)请用笔画线代替导线,将图中的器材连接成完整电路。要求:
①滑片P向B端移动时,电流表示数变小;
②连线不能交叉;
(2)在连接电路时,开关应处于 (选填“断开”或“闭合”)状态,滑动变阻器滑片P应位于 (选填“A”或“B”)端;
(3)闭合开关前,发现电流表指针在零刻度线右端,其原因可能是 ____(选填“A”或“B”);
A.电流表没调零 B.电流表正负接线柱接反了
(4)问题解决后,闭合开关,滑片P移动到某一位置时,电压表的示数为2.5V,电流表的示数如图2所示,为 A,则R的阻值是 Ω;
(5)改变电阻两端电压,多次测量求平均值,分析数据,还可得出:导体电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成 (选填“正”或“反”)比;
(6)另一小组的同学利用已知电阻R0,设计并连接了如图3所示的电路来测量未知定值电阻Rx的阻值。主要步骤如下:
①闭合开关S1和S2,电压表的示数为U1;
②只断开开关S2,电压表的示数为U2,此时通过Rx的电流为 ;
由此可得Rx的阻值为 (以上两空均用字母U1、U2、R0表示)。
12.(2021九上·永城期中)为测量一定值电阻的阻值,某实验小组选用的实验器材有:待测电阻R、两节干电池、电流表、电压表、滑动变阻器、开关及导线若干。
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整。
(2)小组设计了一个记录与处理数据的表格,请将下表中①②处的内容填写完整。
实验次数 ① ② 电阻R/Ω
1
2
3
(3)某次测量时,电压表示数为2.5V,电流表指针位置如图乙所示,则电流表示数为 A,本次测得Rx的阻值为 Ω。
(4)本实验进行了多次测量,其目的与下列实验中多次测量的目的相同的是______(填字母代号)
A.用刻度尺测量铅笔的长度
B.测量小灯泡的电阻
C.测量小灯泡的电功率
(5)他们又对实验进行了拓展,利用电源(电压未知且恒定不变)、阻值已知为R0的定值电阻、电压表、开关等器材,设计了如图所示的电路,也测出了Rx的阻值,请你完成下列实验步骤:
①闭合开关S,断开S2,读出电压表的示数U1;
② ,读出电压表的示数U2;
③待测电阻的阻值Rx= 。(用已知量和测得量的字母表示)
13.(2021九上·新泰期中)小芳利用如图所示的电路测量未知电阻Rx的阻值,阻值大约为5Ω.
(1)请你根据电路图,用笔画线代替导线,在如图中完成实验电路的连接.
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片置于 端(选填“A”或“B”).
(3)闭合开关,发现电压表和电流表均无示数.小芳利用另一只完好的电压表进行检测,把电压表分别接在a、b之间和b、c之间,电压表均有示数;接在a、c之间,电压表无示数.如果电路连接完好,只有一个元件有故障,该故障是 .
(4)排除故障后,调节滑动变阻器,记录多组数据.画出了待测电阻Rx的I-U图像,如图所示.由图像可得Rx= Ω.
(5)小芳又设计了一种方案,也测出了Rx的阻值.电路如图所示,R0为阻值已知的定值电阻,电源电压未知且恒定不变.测量步骤如下:
①当开关 时,电流表读书为I1;
②当开关S1、S2都闭合时,电流表读书为I2;
③待测电阻Rx= .(用已知和测出的物理量符号表示)
14.(2021九上·南宁期中)小明在实验室测量小灯泡的电阻。实验器材有:电源(电压恒为6V)、滑动变阻器R1(规格为“10Ω 2A”),滑动变阻器R2(规格为50Ω 1A)电流表、电压表、开关3个、导线若干,额定电压为3.8V的小灯泡(电阻约为10Ω)。
(1)小明连接的实验电路如图甲所示,其中有一根导线连接错误,请你在错误的导线上画“×”,并用笔画线代替导线将电路正确连接。
(2)小明在实验中应选用滑动变阻器 (选填“R1”或“R2”)。改正电路后,小明闭合开关,发现电流表有示数,电压表无示数,小灯泡不亮,故障的原因可能是 ,故障排除后,当电压表示数为2.5V时,电流表示数如图乙所示,此时小灯泡的阻值为 Ω。(计算结果保留一位小数)
(3)为了使测量结果更准确,小明通过调节滑动变阻器的滑片对小灯泡的电阻进行了三次测量,求出电阻的平均值作为测量结果。小红同学认为不合理,理由是 。
(4)小红不使用电流表,她向老师要了一个已知阻值为R的定值电阻和一个单刀双掷开关,借助小明的其他实验器材,设计了如图丙所示的实验电路,也能测出小灯泡正常发光时的电阻,测量方案如下:(电源电压和小灯泡的额定电压分别用U和U额表示)
①闭合开关S,使开关S1连接触点1, ;
②保持滑动变阻器的滑片位置不动,使开关S1连接触点2,读出电压表的示数为U1;
③小灯泡正常发光时的电阻的表达式为R1= 。
15.(2021九上·威海期中)如图所示为“伏安法测电阻”的实验。
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲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)小刚同学连接完电路后,闭合开关S,在移动滑片P时发现,当电流表示数增大时,电压表示数减小,出现此现象的原因可能是 ;
(3)重新正确连接电路后,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0.16A,电压表的示数如图乙所示,则待测电阻Rx= ;
(4)为了减小实验误差,下一步你应该进行的操作是:移动滑片P,记录多组电压表和电流表示数值,再 ;
(5)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Rx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I1;
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I2;
③写出待测电阻的表达式:Rx= (用已知量和测量量符号表示)。
答案解析部分
1.【答案】(1)
(2)短路
(3)左
(4)0.625
(5)B
(6)
【知识点】欧姆定律及其应用;伏安法测电阻的探究实验;电功率的计算;电功率的测量
【解析】【解答】(1)小灯泡的额定电压为2.5V,故电压表选用小量程并联在灯泡两端,电流表和小灯泡串联,注意通过电压表、电流表的电流“正进负出”,如图所示:
(2)电路连接完整后闭合开关,小灯泡不亮,电流表有示数,则电路已接通,电压表无示数,小灯泡两端无电压,故可能是小灯泡短路。
(3)电流表接入电路的量程为0~0.6A,每一小格表示0.02A,所以电流表的示数为0.18A,由乙图可知,当灯泡两端的电压为2.5V时,通过灯泡的电流为0.25A,此时通过电路的电流小于灯泡的额定电流,由欧姆定律可得滑动变阻器接入电路的电阻太大,所以滑动变阻器的滑片应左移动,使滑动变阻器接入电路的电阻变小。
(4)由乙图可知,当灯泡两端的电压为2.5V时,通过灯泡的电流为0.25A,小灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.25A=0.625W
(5)探究电流与电阻的关系,应控制定值电阻两端的电压不变,改变电阻阻值,探究电流与电压的关系,应控制定值电阻的阻值不变,故若将小灯泡换成电阻值为10Ω的定值电阻,利用本实验器材还能完成探究电流与电压的关系的实验,故答案为:B。
(6)闭合S、S1,断开S2,两电阻串联,电压表测待测电阻的电压,电压表读数为U1;闭合S、S2,断开S1,电压表测电源电压,电压表读数为U2,根据串联电路电压的规律,定值电阻的电压为U0=U2﹣U1
由分压原理可知
则
【分析】(1)测量灯泡电功率时,电压表和灯泡并联,电流表和灯泡串联,接线柱正入负出;
(2)在串联电路中,电流表有示数,电压表无示数,电压表测量的位置短路;
(3)根据电流表的量程和指针位置,测量电流,若增大灯泡的电流,需要减小滑动变阻器的阻值;
(4)利用电压和电流的乘积,计算电功率;
(5)利用电压表、电流表、滑动变阻器和定值电阻等,可以探究电流和电压的关系;
(6)利用电压表测量未知电阻时,分压测量电源电压和未知电阻的分压,结合串联分压规律,计算定值电阻的分压,利用电压和电阻的比值, 计算电流,利用未知电阻的分压和电流的比值, 计算电阻。
2.【答案】(1)2.5;6.25
(2)灯丝温度升高,灯丝的电阻增大
(3)记录电流表的示数为I2;
【知识点】欧姆定律及其应用;伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)如图所示,电压表接入的量程为0~3V,分度值为0.1V,故读数为2.5V。
由欧姆定律,未知电阻Rx的阻值为
(2)多次实验时,灯泡两端电压越高,通过它的电流越大,灯泡越亮,则灯丝的温度越高,灯丝的电阻也越大,所以,几次实验测得的小灯泡的电阻相差比较大。
(3)测量待测电阻的阻值,需要测量它两端的电压和通过它的电流,只闭合开关S、S2时,两电阻仍然并联,此时电流表测量通过Rx的电流,故此时要记录电流表的示数I2。
通过R0的电流为
由欧姆定律及并联电路电压的规律可知,待测电阻两端电压为
待测电阻阻值的表达式为
【分析】(1)根据电压表的量程和指针位置,测量电压;利用电压和电流的比值, 计算电阻;
(2)灯丝电阻受温度影响,随温度改变而改变;
(3)利用电流表测量电阻时,分别利用电流表测量支路电流和干路电流,根据电流和电阻的乘积计算电压,根据并联电路电流规律,计算支路电流,根据电压和电流的比值,计算电阻。
3.【答案】(1)
(2)右
(3)0.26;5;左
(4)闭合S、S1;
【知识点】欧姆定律及其应用;伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)滑动变阻器需要串联在电路中,电流表需要串联在电路中,正进负出,故如下图所示:
(2)为了保护电路,滑动变阻器的滑片位于最大阻值处,故需要位于最右端。
(3)如图一所示,选择小量程,分度值为0.02A,故读数为0.26A;待测电阻
若要将电压表的示数调到2.0V,定值电阻的阻值两端的电压变大,则滑动变阻器的电压需要变小,根据串联分压可知,需要将滑片向左滑动减小滑动变阻器的阻值。
(4)闭合S、断开S1,两电阻串联,电压表测量待测电阻的电压,再将闭合S、S1,定值电阻被短路,此时电压表测量电源电压,两电阻串联时,电路中的电流为
则待测电阻的阻值为
【分析】(1)测量电阻时,滑动变阻器一上一下和电阻串联,电流表的连接正入负出;
(2)闭合开关前,滑片在电阻最大处;
(3)根据电流表的量程和指针位置, 测量电流,利用电压和电流的比值, 计算电阻;减小滑动变阻器的电阻,其他位置的分压变大;
(4)利用电压表分别测量未知电阻的分压和总电压,结合串联电路分压规律计算已知电阻的分压,利用电压和电阻的比值, 计算电流,根据未知电阻的分压和电流的比值, 计算电阻。
4.【答案】只闭合S1,标记电流表指针所指的位置;断开S1,闭合S2,调节电阻箱,使电流表指针指在标记的位置,记下电阻箱阻值R0;R0
【知识点】欧姆定律及其应用;伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(2)闭合开关S1,断开S2,电路中只有Rx工作,电流表所测电流是通过电阻Rx的电流,因为电流表的示数模糊不清,所以需要标记此时电流表指针所指位置。
(3)只闭合开关S2,电路中只有电阻箱工作,调节电阻箱,使电流表指针所指位置与步骤(2)所指位置相同,记下此时电阻箱的阻值R0。
(4)因为两次操作中,电流表的示数相同,而电源电压保持不变,那么两次的电阻阻值相等,所以电阻Rx=R0
【分析】(2)利用电阻箱、等效替代法测量未知电阻时,先连接未知电阻,测量电流;
(3)再将电阻箱换用未知电阻,调节电阻箱使电流表示数不变;
(4)结合电阻箱的示数,计算电阻的大小。
5.【答案】(1)使电压表示数为U1
(2)保持滑片位置不变
(3)
【知识点】欧姆定律及其应用;伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)实验中测量的是小灯泡正常发光时的电阻,所以要使小灯泡两端的电压为其额定电压,闭合开关S和S1,断开开关S2,此时电压表测量小灯泡两端电压,则应调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数为小灯泡额定电压U1。
(2)由于滑动变阻器的阻值未知,为了忽略滑动变阻器对电路中电压的影响,应保持滑片位置不变。
(3)当闭合开关S和S2,断开开关S1时,记下电压表示数为U2,此时灯泡与电阻R0串联,电压表测量的是灯泡与电阻R0的总电压,此时小灯泡电压仍为U1,根据串联分压,电阻R0两端电压为
那么由欧姆定律可得电路电流为
则灯泡电阻为
【分析】 电流表坏了, 利用串联电路中电流处处相等及欧姆定律分析计算。
6.【答案】(1)b
(2)a
(3)
【知识点】欧姆定律及其应用;伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)由电路图知道,电阻Rx与滑动变阻器R串联,电流表测量电路电流,由于I2>I1,所以,当滑片P滑至b时,滑动变阻器的接入电路电阻最大,电路中电流为I1,由欧姆定律知道①
(2)当滑片P滑至a时,滑动变阻器的接入电路电阻最小,为0,电路中的电流为I2(I2>I1),由欧姆定律知道②
(3)由①②解得,电阻Rx的值
【分析】(1)只利用电流表测量未知电阻时,首先使滑动变阻器取值最大,测量电流;
(2)再将滑动变阻器的取值最小,测量电流;
(3)根据电源电压不变,利用前后的电流和总电阻的乘积,计算电压并使之相等,可以计算未知电阻的大小。
7.【答案】(1)
(2)10
(3)不合理;没有多次测量,实验误差很大
(4)
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)测量电阻,要测电阻两端的电压和通过电阻的电流,利用公式计算出电阻,故实验原理为。
(2)如图乙所示,电流表选用的是小量程,分度值为0.02A,电流表的示数为0.24A,此时电压为2.4V,根据欧姆定律可得被测电阻的阻值为
(3)只把一次实验测得的阻值作为最后结果是不合适的,因为定值电阻的阻值是不变的,要进行多次测量求平均值来减小误差。
(4)①将滑动变阻器滑片P移到最左端,记录此时电流表示数为I1;
②将滑动变阻器滑片P移到最右端,记录此时电流表示数为I2;
③在①中,为Rx的简单电路,由欧姆定律得,电源电压U=I1×Rx
在②中,Rx与变阻器的最大电阻串联,由电阻的串联和由欧姆定律得电源电压U= I2(Rx +R0)
因电源电压不变,故U=I1×Rx= I2(Rx +R0)
待测电阻的阻值为
【分析】(1)伏安法测量电阻的实验原理为。
(2)根据选用的电流表量程,读出电流表的示数,根据欧姆定律计算电阻.
(3)定值电阻的阻值是不变的,要进行多次测量求平均值来减小误差,只有一次实验得出的最后结果,误差太大。
(4)分别将变阻器最大电阻和最小电阻(为0)与待测电阻串联,由电阻的串联和欧姆定律,根据电源电压不变列方程,表示出电阻Rx。
8.【答案】(1)
(2)5
(3)S1;
【知识点】欧姆定律及其应用;伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)实验中使用电流表和电压表直接测量待测电阻的电流和电压,根据欧姆定律计算电阻,实验原理为。
(2)如图所示,电压表的量程为0~3V,分度值为0.1V,电压表示数为2.0V,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,电流表示数为0.4A,根据欧姆定律可得被测电阻Rx的阻值为
(3)①当只闭合开关S1时,电流表读数I1为通过电阻R0和Rx的电流,此时电源电压为U=I1(R0+Rx)
③当开关S1、S2都闭合时,电阻Rx短路,电流表读数I2为通过电阻R0的电流,此时电源电压为U=I2R0
由于电源电压恒定不变可得I1(R0+Rx)=I2R0
待测电阻
【分析】(1)测量电阻的原理是;
(2)根据电压表、电流表的量程和指针位置,测量电压和电流,根据电压和电流的比值计算电阻;
(3)利用电流表测量电阻串联的电流和仅一个电阻时的电流,结合电源电压不变,可以计算未知电阻的大小。
9.【答案】(1)断开
(2)2;不偏转
(3)左
(4)10
(5)求平均值可以减小误差
(6)
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)连接电路时,为保护电路,开关应处于断开状态。
(2)原电路中,电阻和电压表没有连入电路中,电阻应与电流表串联,电压表与电阻并联,且电流从电表的正接线柱流入、负接线柱流出,所以错误的是导线2;图中电压表被短路,电压表没有示数,即电压表的指针不偏转;
(3)改正错误后进行实验,实验前应将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处,即最左端。
(4)排除故障后,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P,当电压表示数为2V,电流表示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流为0.2A,由欧姆定律得未知电阻
(5)多次测量求平均值可以减小误差。
(6)①只闭合开关S1,两电阻串联,电流表的示数为I1,电源电压为
②开关S1、S2都闭合后,只有电阻R0工作,电流表的示数为I2,电源电压为
③根据电源电压相等知
解得未知电阻Rx的阻值为
【分析】(1)为保护电路,连接电路时,开关应处于断开状态。
(2)原电路中,电阻和电压表没有连入电路中,电阻应与电流表串联,电压表与电阻并联且电流从电表的正接线柱流入、负接线柱流出;图中电压表被短路,电压表没有示数。
(3)为保护电路,实验前应将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处。
(4)根据电流表选用小量程确定分度值读数,由欧姆定律得出未知电阻大小。
(5)多次测量求平均值可以减小误差。
(6)开关S2断开前后,电源电压不变,以此为突破点,求出未知电阻的阻值。
10.【答案】(1);U1;
(2)不能,电流太小,小于电流表的最小分度值
【知识点】欧姆定律及其应用;伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)①当开关S2接1时,电压表测量电源电压,当开关S2接2时,电压表短路,故如图连接错误,开关S2接2时,电压表测量定值电阻,故如下图所示:
②当开关S2接1时,电压表测量电源电压,故电源电压为U1。
③将S2拨到触点2,两电阻串联,电压表测量定值电阻,当电阻箱的电压为,通过待测电阻的电流为
待测电阻中的电流与电阻箱中电流相等,由欧姆定律可得阻值为
(4)不能,若待测电阻为300Ω,该电路中的电流为
而电流表的分度值为0.02A,则电流只有0.015A,小于电流表的最小分度值。
【分析】(1)根据电路图的分支点,改变实物图连接;电压表连接在电源两端时,测量电源电压;电压表和部分电阻并联时,测量部分分压,利用电压和电阻的比值计算电流,结合分压和电流的比值,计算电阻;
(2)根据电压和电阻的比值计算电流,电流表所测量的电流过小,小于电流表的分度值,不能测量电流。
11.【答案】(1)
(2)断开;B
(3)A
(4)0.5;5
(5)正
(6);
【知识点】欧姆定律及其应用;伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1) 实验中,滑动变阻器应于待测电阻串联,且采用一上一下的连接方式,根据题意,滑片P向B端移动时,电流表示数变小,滑动变阻器接入电路的阻值变大,故连接方式如图所示:
。
(2)为了保护电路,在连接电路时,开关应处于断开状态。
为了使滑动变阻器起到保护电路的作用,滑动变阻器滑片P应位于最大阻值处的B端。
(3)闭合开关前,电路处于断开状态,没有电流流经电流表,电流表的指针应该指向零刻度线处,发现电流表指针在零刻度线右端,其原因可能是电流表没调零,B不符合题意,A符合题意。
故答案为:A。
(4)问题解决后,闭合开关,滑片P移动到某一位置时,电压表的示数为2.5V,电流表的示数如图2所示,电流表选择的是小量程的0~0.6A,分度值为0.02A,电流表的示数为0.5A。R的阻值为
(5)根据实验数据可看出,电阻一定时,电压增大,电流增大,且比值不变。所以可以得出:导体电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
(6)闭合开关S1和S2,电压表的示数为U1,即电源的电压为U1;只断开开关S2,电压表的示数为U2,此时R0两端电压为U1-U2,通过两电阻的电流相等,所以,通过Rx的电流为 。由此可得Rx的阻值为
【分析】(1)测量电阻的实验中,滑动变阻器和定值电阻串联,接线柱一上一下,滑片远离下面的接线柱时电阻变大;
(2)连接电路时,开关断开;滑片在阻值最大处;
(3)电流表使用前,指针要调零;
(4)根据电流表的量程和指针位置,测量电流;利用电压和电流的比值,计算电阻;
(5)导体电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比;
(6)根据电压表和定值电阻测量未知电阻时,利用电压表测量定值电阻的分压和电源电压,可知未知电阻的分压,利用定值电阻的分压和电阻的比值计算电流,利用未知电阻的分压和电流的比值,计算电阻。
12.【答案】(1)
(2)电压;电流
(3)0.5;5
(4)A
(5)闭合开关S和 S2;
【知识点】欧姆定律及其应用;伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)滑动变阻器的接入的方法是一上一下,故用一根导线将滑动变阻器的下方的接线柱接好,另外一侧与待测电阻的左侧相连,电压表并联,故用一根导线将电压表的负接线柱和待测电阻的左侧相连,故如下图所示:
。
(2)需要测量定值电阻的阻值,其原理是 ,则需要测量的物理量有电压;电流。
(3)电流表选择小量程,故电流表示数为0.5A;本次测得Rx的阻值为
故测得Rx的阻值为 。
(4)本实验进行了多次测量,为了减小误差,而在测量长度时,需要多次测量取平均值,而小灯泡的电阻和电功率都是变化的,故多次实验是为了探寻普遍规律,故答案为:A。
(5)闭合开关S,断开S2,读出电压表的示数U1,此时电压表的示数为电源电压,
闭合开关S、S2,此时电压表测量定值电阻两端的电压,此时为U2;则此时电路中的电流为
则待测电阻两端的电压为
则待测电阻的阻值为
则待测电阻的阻值为 。
【分析】(1)测量电阻时,电压表和未知电阻并联,滑动变阻器一上一下串联在电路;
(2)测量电阻时,根据实验测量的电压、电流,设计实验记录表;
(3)根据电流表的量程和指针位置,测量电流,利用电压和电流的比值计算电阻;
(4)多次测量计算平均值,可以减小测量的误差;
(5)电压表串联在电路中时,测量电源电压,电压表和电阻并联时,测量电阻的分压;根据电压和已知电阻的比值计算电流;根据串联电路电压规律计算分压,结合与电流的比值计算电阻。
13.【答案】(1)如图所示:
(2)B
(3)滑动变阻器断路
(4)4
(5)S1闭合、S2断开;
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】解:(1)电源为两节干电池,最大电压3V,所以电压表应选0—3V,根据图像可以看出电路中的最大电流为0.6A,所以电流表应选0—0.6A量程;答案如下图:
(2)连接电路时,应断开开关,闭合开关前滑片应置于阻值最大处.根据滑动变阻器的接法,滑片滑到B端阻值最大;
(3)闭合开关,发现电压表和电流表均无示数.说明电路开路;小芳利用另一只完好的电压表进行检测,把电压表分别接在a、b之间和b、c之间,电压表均有示数,接在a、c之间,电压表无示数.说明根据上述现象,就可以判断出滑动变阻器断路;
(4)从图像取一个点(2.0,0.5),根据欧姆定律就可以算出 ;
(5)由图可知,闭合开关S1,断开开关S2,则两个电阻串联,此时R0两端的电压 ,当两个开关均闭合时,电阻Rx被短路,则电源电压 ,则Rx两端的电压 ;则 .
故答案为 (1). (2). B (3). 滑动变阻器断路 (4). 4 (5). S1闭合、S2断开 (6).
【分析】(1)由表中数据,可知电流表选用小量程,电压表并联在待测电阻RX两端,变据此连接实物图。
(2)为保护电路,连接电路时开关应断开,闭合开关之前滑动变阻器的滑片应处于阻值最大处。
(3)时电压表、电流表无示数,说明电路故障不可能是短路,如果是短路,则电流表有示数,因此是断路故障。
(4)从图象上找到电压对应的点,读出对应的电流,利用欧姆定律求得电阻,
(5)根据电源电压不变,利用欧姆定律计算出Rx阻值。
14.【答案】(1)如图所示:
(2)R1;灯泡短路;8.3
(3)小明忽略温度对电阻的影响
(4)移动滑片使电压表示数为U﹣U额;×R
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)连接电路,电流表串联在电路中,电压表并联在小灯泡两端,滑动变阻器串联并且一上一下接线,改正如下:
(2)灯泡正常工作时,通过的电流约为
由串联电路特点和欧姆定律可得,此时滑动变阻器连入阻值
所以选择滑动变阻器R1合适,若选用R2,会导致滑动变阻器可用区域太短,不便于操作。
闭合开关,发现电流表有示数,则电路为通路,电压表无示数,灯泡不亮,故障原因可能是灯泡短路。
当电压表示数为2.5V时,由图乙可知,电流表量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.3A,由欧姆定律得,此时小灯泡的阻值
(3)灯丝电阻受温度影响较大,灯泡在不同电压下,温度不同,灯丝中电阻不同,计算平均值代表灯丝电阻无意义,小明忽略温度对电阻的影响。
(4)开关S闭合后,灯泡L、电阻R与滑动变阻器串联,①闭合开关S,使开关S1连接触点1,电压表测量电阻R与滑动变阻器的总电压,移动滑片使电压表示数为
②保持滑动变阻器的滑片位置不动,使开关S1连接触点2,电压表测量电阻R的电压,读出电压表的示数为U1;③通过小灯泡的电流
小灯泡的电阻为
【分析】(1)实验要求滑动变阻器、小灯泡、电流表组成串联电路,电压表并联在定值电阻两端;滑动变阻器串联并且一上一下接线;
(2)根据串联电路分压原理和欧姆定律计算滑动变阻器的最大阻值,选择合适的滑动变阻器;根据欧姆定律计算小灯泡电阻;
(3)灯丝电阻受温度影响较大,灯泡在不同电压下,温度不同,灯丝中电阻不同;
(4)根据串联电路分压原理和欧姆定律,求出电阻的表达式。
15.【答案】(1)
(2)电压表并联在变阻器两端了
(3)10Ω
(4)取电阻的平均值作为测量结果
(5)b端;
【知识点】实物的电路连接;欧姆定律及其应用;伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)要求滑动变阻器滑片P向右移动时阻值变大,故变阻器左下接线柱连入电路中,根据图乙,电压表选用小量程与电阻并联,如图
(2)电阻与变阻器串联,当电流表示数增大时,根据欧姆定律I= ,U=IR,电阻的电压变大,由串联电路电压的规律,变阻器的电压变小,故出现此现象的原因可能是电压表并联在变阻器两端了。
(3)重新正确连接电路后,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0.16A,电压表选用小量程,分度值为0.1V,电压为1.6V,由欧姆定律I=,则待测电阻
(4)为了减小实验误差,下一步你应该进行的操作是:移动滑片P,记录多组电压表和电流表示数值,多次测量电阻的阻值,再取电阻的平均值作为测量结果。
(5)实验步骤:
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I1;
②闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到b端,记录电流表示数I2;
③在①中,两电阻并联,电流表测干路的电流;在②中,待测电阻短路,为变阻器最大电阻的简单电路,电流表测电路的电流,由欧姆定律I=,电源电压为U=I2R0
根据并联电路各支路互不影响,由并联电路电流的规律,通过待测电阻的电流Ix=I1﹣I2由欧姆定律,待测电阻的表达式
【分析】(1)伏安法测量电阻时,电压表和定值电阻并联,滑动变阻器一上一下串联连接;滑片远离下面的接线柱,电阻变大;
(2)当电压表和滑动变阻器并联时,电阻变大,分压变大,电流减小;
(3)根据电压表的量程和指针位置, 测量电压,利用电压和电流的比值, 计算电阻;
(4)测量电阻时,进行多次实验,计算平均值,可以减小误差;
(5)利用电流表和定值电阻测量未知电阻时,先利用电流表测量干路电流和支路电流,利用电流和已知电阻计算电压,根据并联电路电压相等,结合电流,计算未知电阻。
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