【精品解析】人教版物理九年级上第十七章第三节细化知识点同步练习——安阻法测电阻(3)

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名称 【精品解析】人教版物理九年级上第十七章第三节细化知识点同步练习——安阻法测电阻(3)
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科目 物理
更新时间 2022-10-06 23:04:34

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人教版物理九年级上第十七章第三节细化知识点同步练习——安阻法测电阻(3)
一、实验探究题
1.(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。
2.(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。
3.(2021九上·燕山期末)小军想利用两块已调零的电流表和阻值已知的电阻R0等符合实验要求的器材,测量电阻RX的阻值.他连接的部分电路如图所示.
(1)请你只添加一根导线,完成实验电路连接.
(2)开关S闭合时,电流表A1的示数为I1;电流表A2的示数为I2.请你利用I1、I2和R0表示Rx.Rx=   .
【答案】(1)
(2)R0
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)将定值电阻的右接线柱与电流表负接线柱连接起来,如下所示:
(2)开关S闭合时,电流表A1的示数为I1,即为总电流,电流表A2的示数为I2,为通过待测电阻的电流,根据并联电路电流的规律,通过定值电阻的电流为:,由欧姆定律,电源电压:,由欧姆定律,待测电阻的大小:
【分析】要测电阻,在没有电压表的情况下,电流表与定值电阻R0应起到电压表的测量作用,故可将Rx与电流表A2串联后再与R0并联,电流表A1测并联电路的总电流,根据并联电路电流的规律可得出通过定值电阻的电流,由欧姆定律求出定值电阻的电压,根据并联电路电压的规律和欧姆定律求出待测电阻。
4.(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。
5.(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。
6.(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。
7.(2021九上·东台月考)小瑛用如图甲所示的电路测量正常工作时电压为2.5 V的小灯泡的电阻,图乙是未完成连接的实验电路。
(1)请你用笔画线代替导线完成图乙中实验电路的连接。
(2)小瑛按要求正确连接电路后,闭合开关S,发现电压表指针偏转到满刻度的位置,其原因可能是    (写出一条即可)。
(3)电路调正常后,小瑛闭合开关S,调节变阻器的滑片,使小灯泡刚好正常发光,此时电流表的示数如图丙所示,为   A,小灯泡的阻值是    (保留一位小数)Ω。
(4)小瑛又想测量某未知电阻Rx的阻值,设计了如图丁所示的电路(R0为已知阻值的定值电阻),并设计了如下实验步骤,请帮助她把缺少的步骤补全,并写出Rx的表达式。
实验步骤:
A.按照设计的电路图连接电路。
B.开关S断开时,读出电流表的示数,记为I1。
C.   。
表达式:Rx=    (用已知物理量和测量出的物理量符号表示)。
【答案】(1)
(2)滑动变阻器阻值最小(或灯泡发生了断路)
(3)0.3;8.3
(4)闭合开关S时,读出电流表的示数,记为I2;
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)由题意知,小灯泡额定电压为2.5V,所以电压表选择0~3V的量程,并与灯泡并联;滑动变阻器“一上一下”接入电路中,如图所示:
(2)闭合开关,发现电压表指针偏转到满刻度的位置,即约等于电源电压。可能是由于滑动变阻器阻值最小或灯泡L发生了断路。
(3)由图丙知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.3A;由可得
(4)由图可知:S断开时,定值电阻与待测电阻串联,电流表测量串联时电路中的电流,则串联电路的总电阻R串=Rx+R0
电源电压为U=I1(Rx+R0)┅┅①
S闭合时,R0被短接,只有待测电阻Rx连入电路,电流表测量通过待测电阻的电流;则步骤C应为:S闭合时,读出电流表示数,记为I2。
此时电源电压为U=I2Rx┅┅②
由①②式解得,。
【分析】(1)根据灯泡两端的最大电压来判断电压表的量程;在连接电路时,注意滑动变阻器要一上一下,根据题目要求选择下面一个接线柱,滑片离下面一个接线柱越远,电阻越大。
(2)电压表指针偏转到满刻度,可能是因为滑动变阻器电阻在最小值或灯泡断路。
(3)根据图确定电压表的量程和分度值,读出电流表的示数,根据公式R=计算出其电阻。
(4)由图可知:在没有电压表时,定值电阻与待测电阻串联,则利用电源电压不变,根据电流表和定值电阻的示数利用U=IR得出电源电压的表达式,然后组成等式解之。
8.(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。
9.(2021九上·营口期中)如图是用“伏安法”测定电阻的实验电路装置图。
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)闭合开关前滑动变阻器滑片应移到最   (选填“左”或“右”);
(3)闭合开关前发现,电流表指针向左偏转(如图甲所示),原因是   。排除故障后,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为   A,则被测电阻的阻值约为   Ω;
(4)小丽仅把这一次实验测得的阻值作为最后的结果,你认为合适吗?   ,理由是   ;
(5)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,请你根据如图测定未知电阻电路图Rx,写出简要实验步骤。
①闭合S,滑片P移到最左端,读出电流表的示数为   ;
②闭合S,滑片P移到最右端读出电流表的示数为   ;
③写出电阻Rx的表达式   (用已知量和测量量表示)。
【答案】(1)
(2)右
(3)电流表没有调零;0.24;10
(4)不合适;没有进行多次测量,实验误差大
(5)I1;I2;
【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)为保护电路,闭合开关前,滑动变阻器连入电路中的电阻应放在最大值处,应将滑片移到最右端。
(3)在闭合开关前,指针反向偏转,说明电流表没有调零。
如图乙所示,电流表选用的是小量程,分度值为0.02A,故电流表的示数为0.24A。
根据欧姆定律可得被测电阻的阻值为
(4)只把一次实验测得的阻值作为最后结果,误差较大,是不合适的,要进行多次测量求平均值来减小误差。
(5)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。
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。
在①中,为RX的简单电路,由欧姆定律得,电源电压U=I1Rx
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I1Rx= I2(Rx+R0)
待测电阻的阻值为
【分析】(1)本实验的实验原理为;
(2)为保护电路,闭合开关前,滑动变阻器连入电路中的电阻应放在最大值处;
(3)在闭合开关前,指针反向偏转,说明电流表没有调零;看清电流表的分度值,结合对应刻度读数;根据欧姆定律,就算阻值;
(4)只把一次实验测得的阻值作为最后结果,误差较大,要进行多次测量求平均值来减小误差;
(5)根据电阻的串联和由欧姆定律,结合I1Rx= I2(Rx+R0),补充实验步骤,计算电阻表达式。
10.(2021九上·海淀期中)小亮利用如图甲所示的电路测量未知电阻的阻值。
(1)若要求滑动变阻器的滑片在B端时,其接入电路的阻值最大,请在图甲中以笔画线代替导线完成实验电路的连接;
(2)如图乙所示,闭合开关S,发现电压表和电流表示数均为0,小亮利用另一只完好的电压表进行检测,把电压表分别接在ab之间、bc之间和bd之间,电压表示数均接近电源两端的电压;接在ad之间,电压表示数为0,如果导线完好且连接无误,只有一个元件有故障,该元件是   ;
(3)排除电路故障后,闭合开关S,调节滑动变阻器接入电路中的电阻值,当电压表示数为2.5V时,电流表的示数如图丙所示,此时电路中电流的测量值为   A,则未知电阻Rx的电阻测量值为   Ω;
(4)小亮又设计了一种方案,也测出了Rx的电阻值,电路图如图丁所示。R0为阻值已知的定值电阻,电源两端的电压恒定但大小未知。测量步骤如下:
①当开关S1、S2都闭合时,电流表示数为I1;
②当开关   时,电流表示数为I2;
③待测电阻Rx=   。(用已知量和测出的物理量的符号表示)
【答案】(1)
(2)滑动变阻器
(3)0.5;5
(4)S2闭合、S1断开;
【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)要求滑动变阻器的滑片在B端时,其接入电路的阻值最大,即滑片在B端时是远离下接线柱的,故滑动变阻器串联在电路中时,应该接下接线柱A。如图所示
(2)闭合开关S,电流表示数为0,说明电路中没有电流通过,则故障类型为断路,小亮电压表分别接在ab之间、bc之间和bd之间,电压表有示数,说明与电压表并联部分是通路的;接在ad之间,电压表示数为0说明ad之间断路,因导线完好且连接无误,只有一个元件有故障,则故障只能是滑动变阻器断路。
(3)如图丙所示,电流表选择的是分度值为0.02A的小量程,其示数为0.5A,则根据 的变形公式可得未知电阻Rx的阻值
(4)R0为阻值已知的定值电阻,步骤①中开关S1、S2都闭合时,未知电阻Rx与定值电阻R0并联,电流表测干路电流,读出示数为I1;因为开关S2必须闭合,所以步骤②中应该是:开关S2闭合、S1断开,此时只有未知电阻Rx在电路中,读出电流表示数为I2,由 知有
根据并联电路电流关系可得定值电阻R0通过的电流
根据 可得定值电阻R0的电压
根据并联电路电压关系则有

故未知电阻Rx的阻值
【分析】(1)在测量电阻大小时,需要滑动变阻器和电阻测量,滑动变阻器连接一上一下;
(2)在串联电路中,电压表和电流表均无示数,则电压表测量以外的位置断路;
(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)利用电流表分别测量并联电路中的支路电流和干路电流,结合已知的电阻和电流的乘积,计算电压,利用电压和电流的比值计算电阻。
11.(2021九上·昌平期中)小红想利用一块电流表和阻值已知的定值电阻R0测量未知电阻Rx的阻值。小红设计了如图所示的实验电路。
(1)以下是小红设计的部分实验方案,请你帮她补充完整:
①只闭合开关S、S1,读出并记录电流表示数I1。
②   ,读出并记录电流表示数I2。
(2)请你用电流表两次的示数I1、I2和定值电阻R0表示出Rx,Rx=   。
【答案】(1)只闭合开关S、S2
(2)
【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)开关S、S2闭合时,电路为R0、Rx并联,电流表测量干路中的电流,电流表的示数为I2。
(2)只闭合开关S、S1,R0、Rx并联,电流表测量通过R0的电流,电源电压U=U0=I1R0
开关S、S2闭合时,电路为R0、Rx并联,电流表测量干路中的电流,通过Rx的电流Ix=I2-I1
Rx的阻值为Rx=
【分析】(1)利用电流表测量未知电阻时,电流表测量已知电阻的电流,利用电流和电阻的乘积计算电压;再测量未知电阻的电流;
(2)根据电压和电流的比值计算电阻。
12.(2021九下·安徽开学考)有两个阻值未知的定值电阻 、 。
(1)小明先用图甲所示的实验电路测量 的阻值,请你用笔画线代替导线,帮助小明将图甲中的实物图连接完整。
(2)移动滑片 当电压表示数为 时,电流表示数为图乙所示,则 阻值为    。
(3)完成上述实验后,小明继续测量另一个未知电阻 的阻值,可在连接电路时,发现电压表和滑动变阻器都已损坏。经过思考,小明用刚才已经测定的定值电阻 及原来剩下的器材,再向老师要了一个开关 ,设计实验电路图如图丙所示,实验步骤如下:
①只闭合开关 ,记录下电流表的示数 ;②再闭合开关 ,记录下电流表的示数 ;③未知电阻的表达式    (用所测得已知量的符号表达)。
【答案】(1)
(2)5
(3)
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】 (1)、题目中没有将定值电阻连入电路,所以连接滑动变阻器右上方接线柱和定值电阻即可。
(2)、当电压表示数为1.2V时电流表示数如图乙所可读出为0.24A,根据欧姆定律可求出R1的阻值为5 。
(3)、此时没有电压表,只有电流表则为单安法测电阻。只闭合开关S,电流表的示数为I1,电路中只有R1,可求出电源电压为I1R1,再闭合开关S1,此时电流表的示数I2为两条支路的总和,用I2-I1可得,R2那条支路上的电流,再用电源电压I1R1除以I2-I1就为R2的电阻。
【分析】 (1)、滑动变阻器连接时应注意一上一下。
(2)、读电流表的示数时一定要注意量程。
(3)、只有电压表没有电流表测电阻的方法为单伏法,只有电流表没有电压表测电阻的方法为单安法。
13.(2020九上·通州期末)小明在实验室测量未知电阻Rx,利用如下实验器材:电压恒定的电源、一块电流表、一个定值电阻R0(阻值已知)、两个开关和若干导线。小明利用这些器材设计了如图所示的实验电路。在小明完成实验操作之后,请你帮助他写出Rx的表达式。
⑴闭合开关S1、断开 S2,读出电流表的示数为 I1;
⑵再将S1 和 S2 都闭合,读出电流表的示数为 I2 。
⑶请用 I1、I2 和 R0 表示 Rx,Rx =   。
【答案】
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】设电源电压为U,闭合开关S1、断开 S2,读出电流表的示数为 I1,可知此时两个电阻串联,可以列等式为
再将S1 和 S2 都闭合,读出电流表的示数为 I2,只有电阻R0接入,可知列等式为
联合两等式即可得出
故 为 。
【分析】结合题目给出的电流和电压值,利用欧姆定律求解电阻的表达式即可。
14.(2020九上·大东期中)在测量未知电阻 Rx的阻值的实验中:
(1)小明利用“伏安法”测量未知电阻Rx
的阻值:
①他选择了满足实验要求的器材,连接电路时,开关应当断开,滑动变阻器滑片调至   (选填“最大”或“最小”)阻值处。
②电路连接正确后,闭合开关 S,调节滑动变阻器滑片P 到某一位置时,电压表的示数如图
1甲所示,电流表的示数如图
1 乙所示,则电阻Rx的阻值为   Ω。
(2)小亮利用电流表和已知阻值为 R0 的定值电阻测量电阻Rx的阻值。他选择了满足实验要求的电源、已调零的电流表,并连接了如图
2 所示的实验电路。
① 当开关 S1闭合、S2   时,电流表的示数为I1;
② 当开关 S1闭合、S2   时,电流表的示数为I2;
③ 请用I1、I2 和R0表示 Rx,Rx   。
【答案】(1)最大;4
(2)断开;闭合;
【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,开关应当断开,滑动变阻器滑片调至阻值最大处。
电压表选用小量程,分度值为0.1V,电压为1.6V,电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流表的示数为0.4A,电阻为
(2)当开关S1闭合、S2断开时,电流表的示数为I1,当开关S1闭合、S2闭合时,电流表的示数为I2,由图知当开关S1闭合、S2断开时,电路为Rx的简单电路,电流表测通过Rx的电流,即Ix=I1,当开关S1、S2都闭合时,R0与Rx并联,电流表测干路电流,因并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以,通过Rx的电流不变,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,通过R0的电流
因并联电路中各支路两端的电压相等,电源的电压
联立解得
【分析】(1)为了保护电路,连接电路时,开关需要断开;闭合开关前,滑片拨在阻值最大处。
(2)结合电路图,理清开关处于不同状态时元件的连接方式及电表的测量对象,根据并联电路中各支路独立工作、互不影响可知通过Rx的电流不变,利用并联电路的电流特点求出通过R0的电流,根据并联电路的电压特点和欧姆定律得出等式即可求出Rx的阻值。
15.(2020九上·包头月考)小明同学在伏安法测电阻Rx的实验中,连接了如图1所示的电路:
(1)本实验的原理是   。小明同学闭合图1中的开关,电流表   示数,电压表   示数;(两空均选填“有”或“无”)
(2)他仔细检查电路,发现有一根导线连接错误,请你在图1中错误的导线上画“×”,并用笔画线代替导线画出正确的那根连接导线;
(3)正确连接电路后,闭合开关,调节滑动变阻器滑片P,观察到电压表和电流表示数如图2所示,他记下数据并算出待测电阻R的阻值为   Ω。先测得三组对应的电压值和电流值,最后算出电阻的平均值,这样做的目的是   ;
(4)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,原因可能是   ;
(5)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,记录电流表的示数为I2;
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);无;有
(2)
(3)6.25;减小误差
(4)小灯泡的电阻受温度影响
(5)
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)伏安法测电阻Rx的实验的原理是欧姆定律表达式的变形公式 。图1中的电路中,电压表串联在电路中,电流表无示数,电压表与电源连通,电压表有示数。(2)原电路中,电流表与电阻并联,电压表串联在电路中是错误的,电压表应与电阻并联,电流表应与电阻串联,修改后如图所示
;(3)正确连接电路后,闭合开关,调节滑动变阻器滑片P,观察到电压表和电流表示数如图2所示,电压表选用小量程,分度值为0.1V,电压表示数为2.5V,电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流为0.4A;由 可得待测电阻R的阻值 这里的待测电阻的阻值是一个定值电阻,先测得其三组对应的电压值和电流值,最后算出电阻的平均值,是为了减小误差。(4)由于小灯泡的电阻受温度影响,将待测电阻Rx换成小灯泡,测得的小灯泡电阻会随着通电时间受热而发生变化,不再是一个定值。(5)在①中,闭合开关S、S1,两电阻并联,电流表测干路电流;在②中,闭合开关S、S2,两电阻依然并联,但电流表测Rx的电流;因通过待测电阻的电流不变,由并联电路电流的规律可得通过定值电阻的电流为I0=I1 I2
由欧姆定律可知电源电压为U=I0R0=(I1 I2)R0
由欧姆定律可推出待测电阻阻值的表达式为
【分析】(1)测量小灯泡电阻的原理即为欧姆定律,电流流过电压表,电阻很大使得电流很小,电压表示数为电源电压,电流表示数几乎为零;
(2)电流表串联在电路中,电压表并联在电路中,结合电流的流向更改电路即可;
(3)结合电流电压,利用欧姆定律求解电阻的阻值即可;为了减小测量时产生的误差,常用多次测量取平均值减小误差;
(4)电阻的大小还与温度有关,一般来说,导体的温度越高,电阻越大;
(5)结合题目给出的电流和电压值,利用欧姆定律求解电阻的表达式即可。
1 / 1人教版物理九年级上第十七章第三节细化知识点同步练习——安阻法测电阻(3)
一、实验探究题
1.(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)。
2.(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)
3.(2021九上·燕山期末)小军想利用两块已调零的电流表和阻值已知的电阻R0等符合实验要求的器材,测量电阻RX的阻值.他连接的部分电路如图所示.
(1)请你只添加一根导线,完成实验电路连接.
(2)开关S闭合时,电流表A1的示数为I1;电流表A2的示数为I2.请你利用I1、I2和R0表示Rx.Rx=   .
4.(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)
5.(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)。
6.(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)
7.(2021九上·东台月考)小瑛用如图甲所示的电路测量正常工作时电压为2.5 V的小灯泡的电阻,图乙是未完成连接的实验电路。
(1)请你用笔画线代替导线完成图乙中实验电路的连接。
(2)小瑛按要求正确连接电路后,闭合开关S,发现电压表指针偏转到满刻度的位置,其原因可能是    (写出一条即可)。
(3)电路调正常后,小瑛闭合开关S,调节变阻器的滑片,使小灯泡刚好正常发光,此时电流表的示数如图丙所示,为   A,小灯泡的阻值是    (保留一位小数)Ω。
(4)小瑛又想测量某未知电阻Rx的阻值,设计了如图丁所示的电路(R0为已知阻值的定值电阻),并设计了如下实验步骤,请帮助她把缺少的步骤补全,并写出Rx的表达式。
实验步骤:
A.按照设计的电路图连接电路。
B.开关S断开时,读出电流表的示数,记为I1。
C.   。
表达式:Rx=    (用已知物理量和测量出的物理量符号表示)。
8.(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)。
9.(2021九上·营口期中)如图是用“伏安法”测定电阻的实验电路装置图。
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)闭合开关前滑动变阻器滑片应移到最   (选填“左”或“右”);
(3)闭合开关前发现,电流表指针向左偏转(如图甲所示),原因是   。排除故障后,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为   A,则被测电阻的阻值约为   Ω;
(4)小丽仅把这一次实验测得的阻值作为最后的结果,你认为合适吗?   ,理由是   ;
(5)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,请你根据如图测定未知电阻电路图Rx,写出简要实验步骤。
①闭合S,滑片P移到最左端,读出电流表的示数为   ;
②闭合S,滑片P移到最右端读出电流表的示数为   ;
③写出电阻Rx的表达式   (用已知量和测量量表示)。
10.(2021九上·海淀期中)小亮利用如图甲所示的电路测量未知电阻的阻值。
(1)若要求滑动变阻器的滑片在B端时,其接入电路的阻值最大,请在图甲中以笔画线代替导线完成实验电路的连接;
(2)如图乙所示,闭合开关S,发现电压表和电流表示数均为0,小亮利用另一只完好的电压表进行检测,把电压表分别接在ab之间、bc之间和bd之间,电压表示数均接近电源两端的电压;接在ad之间,电压表示数为0,如果导线完好且连接无误,只有一个元件有故障,该元件是   ;
(3)排除电路故障后,闭合开关S,调节滑动变阻器接入电路中的电阻值,当电压表示数为2.5V时,电流表的示数如图丙所示,此时电路中电流的测量值为   A,则未知电阻Rx的电阻测量值为   Ω;
(4)小亮又设计了一种方案,也测出了Rx的电阻值,电路图如图丁所示。R0为阻值已知的定值电阻,电源两端的电压恒定但大小未知。测量步骤如下:
①当开关S1、S2都闭合时,电流表示数为I1;
②当开关   时,电流表示数为I2;
③待测电阻Rx=   。(用已知量和测出的物理量的符号表示)
11.(2021九上·昌平期中)小红想利用一块电流表和阻值已知的定值电阻R0测量未知电阻Rx的阻值。小红设计了如图所示的实验电路。
(1)以下是小红设计的部分实验方案,请你帮她补充完整:
①只闭合开关S、S1,读出并记录电流表示数I1。
②   ,读出并记录电流表示数I2。
(2)请你用电流表两次的示数I1、I2和定值电阻R0表示出Rx,Rx=   。
12.(2021九下·安徽开学考)有两个阻值未知的定值电阻 、 。
(1)小明先用图甲所示的实验电路测量 的阻值,请你用笔画线代替导线,帮助小明将图甲中的实物图连接完整。
(2)移动滑片 当电压表示数为 时,电流表示数为图乙所示,则 阻值为    。
(3)完成上述实验后,小明继续测量另一个未知电阻 的阻值,可在连接电路时,发现电压表和滑动变阻器都已损坏。经过思考,小明用刚才已经测定的定值电阻 及原来剩下的器材,再向老师要了一个开关 ,设计实验电路图如图丙所示,实验步骤如下:
①只闭合开关 ,记录下电流表的示数 ;②再闭合开关 ,记录下电流表的示数 ;③未知电阻的表达式    (用所测得已知量的符号表达)。
13.(2020九上·通州期末)小明在实验室测量未知电阻Rx,利用如下实验器材:电压恒定的电源、一块电流表、一个定值电阻R0(阻值已知)、两个开关和若干导线。小明利用这些器材设计了如图所示的实验电路。在小明完成实验操作之后,请你帮助他写出Rx的表达式。
⑴闭合开关S1、断开 S2,读出电流表的示数为 I1;
⑵再将S1 和 S2 都闭合,读出电流表的示数为 I2 。
⑶请用 I1、I2 和 R0 表示 Rx,Rx =   。
14.(2020九上·大东期中)在测量未知电阻 Rx的阻值的实验中:
(1)小明利用“伏安法”测量未知电阻Rx
的阻值:
①他选择了满足实验要求的器材,连接电路时,开关应当断开,滑动变阻器滑片调至   (选填“最大”或“最小”)阻值处。
②电路连接正确后,闭合开关 S,调节滑动变阻器滑片P 到某一位置时,电压表的示数如图
1甲所示,电流表的示数如图
1 乙所示,则电阻Rx的阻值为   Ω。
(2)小亮利用电流表和已知阻值为 R0 的定值电阻测量电阻Rx的阻值。他选择了满足实验要求的电源、已调零的电流表,并连接了如图
2 所示的实验电路。
① 当开关 S1闭合、S2   时,电流表的示数为I1;
② 当开关 S1闭合、S2   时,电流表的示数为I2;
③ 请用I1、I2 和R0表示 Rx,Rx   。
15.(2020九上·包头月考)小明同学在伏安法测电阻Rx的实验中,连接了如图1所示的电路:
(1)本实验的原理是   。小明同学闭合图1中的开关,电流表   示数,电压表   示数;(两空均选填“有”或“无”)
(2)他仔细检查电路,发现有一根导线连接错误,请你在图1中错误的导线上画“×”,并用笔画线代替导线画出正确的那根连接导线;
(3)正确连接电路后,闭合开关,调节滑动变阻器滑片P,观察到电压表和电流表示数如图2所示,他记下数据并算出待测电阻R的阻值为   Ω。先测得三组对应的电压值和电流值,最后算出电阻的平均值,这样做的目的是   ;
(4)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,原因可能是   ;
(5)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,记录电流表的示数为I2;
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)。
答案解析部分
1.【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。
2.【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。
3.【答案】(1)
(2)R0
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)将定值电阻的右接线柱与电流表负接线柱连接起来,如下所示:
(2)开关S闭合时,电流表A1的示数为I1,即为总电流,电流表A2的示数为I2,为通过待测电阻的电流,根据并联电路电流的规律,通过定值电阻的电流为:,由欧姆定律,电源电压:,由欧姆定律,待测电阻的大小:
【分析】要测电阻,在没有电压表的情况下,电流表与定值电阻R0应起到电压表的测量作用,故可将Rx与电流表A2串联后再与R0并联,电流表A1测并联电路的总电流,根据并联电路电流的规律可得出通过定值电阻的电流,由欧姆定律求出定值电阻的电压,根据并联电路电压的规律和欧姆定律求出待测电阻。
4.【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。
5.【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。
6.【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。
7.【答案】(1)
(2)滑动变阻器阻值最小(或灯泡发生了断路)
(3)0.3;8.3
(4)闭合开关S时,读出电流表的示数,记为I2;
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)由题意知,小灯泡额定电压为2.5V,所以电压表选择0~3V的量程,并与灯泡并联;滑动变阻器“一上一下”接入电路中,如图所示:
(2)闭合开关,发现电压表指针偏转到满刻度的位置,即约等于电源电压。可能是由于滑动变阻器阻值最小或灯泡L发生了断路。
(3)由图丙知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.3A;由可得
(4)由图可知:S断开时,定值电阻与待测电阻串联,电流表测量串联时电路中的电流,则串联电路的总电阻R串=Rx+R0
电源电压为U=I1(Rx+R0)┅┅①
S闭合时,R0被短接,只有待测电阻Rx连入电路,电流表测量通过待测电阻的电流;则步骤C应为:S闭合时,读出电流表示数,记为I2。
此时电源电压为U=I2Rx┅┅②
由①②式解得,。
【分析】(1)根据灯泡两端的最大电压来判断电压表的量程;在连接电路时,注意滑动变阻器要一上一下,根据题目要求选择下面一个接线柱,滑片离下面一个接线柱越远,电阻越大。
(2)电压表指针偏转到满刻度,可能是因为滑动变阻器电阻在最小值或灯泡断路。
(3)根据图确定电压表的量程和分度值,读出电流表的示数,根据公式R=计算出其电阻。
(4)由图可知:在没有电压表时,定值电阻与待测电阻串联,则利用电源电压不变,根据电流表和定值电阻的示数利用U=IR得出电源电压的表达式,然后组成等式解之。
8.【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。
9.【答案】(1)
(2)右
(3)电流表没有调零;0.24;10
(4)不合适;没有进行多次测量,实验误差大
(5)I1;I2;
【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)为保护电路,闭合开关前,滑动变阻器连入电路中的电阻应放在最大值处,应将滑片移到最右端。
(3)在闭合开关前,指针反向偏转,说明电流表没有调零。
如图乙所示,电流表选用的是小量程,分度值为0.02A,故电流表的示数为0.24A。
根据欧姆定律可得被测电阻的阻值为
(4)只把一次实验测得的阻值作为最后结果,误差较大,是不合适的,要进行多次测量求平均值来减小误差。
(5)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。
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。
在①中,为RX的简单电路,由欧姆定律得,电源电压U=I1Rx
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I1Rx= I2(Rx+R0)
待测电阻的阻值为
【分析】(1)本实验的实验原理为;
(2)为保护电路,闭合开关前,滑动变阻器连入电路中的电阻应放在最大值处;
(3)在闭合开关前,指针反向偏转,说明电流表没有调零;看清电流表的分度值,结合对应刻度读数;根据欧姆定律,就算阻值;
(4)只把一次实验测得的阻值作为最后结果,误差较大,要进行多次测量求平均值来减小误差;
(5)根据电阻的串联和由欧姆定律,结合I1Rx= I2(Rx+R0),补充实验步骤,计算电阻表达式。
10.【答案】(1)
(2)滑动变阻器
(3)0.5;5
(4)S2闭合、S1断开;
【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)要求滑动变阻器的滑片在B端时,其接入电路的阻值最大,即滑片在B端时是远离下接线柱的,故滑动变阻器串联在电路中时,应该接下接线柱A。如图所示
(2)闭合开关S,电流表示数为0,说明电路中没有电流通过,则故障类型为断路,小亮电压表分别接在ab之间、bc之间和bd之间,电压表有示数,说明与电压表并联部分是通路的;接在ad之间,电压表示数为0说明ad之间断路,因导线完好且连接无误,只有一个元件有故障,则故障只能是滑动变阻器断路。
(3)如图丙所示,电流表选择的是分度值为0.02A的小量程,其示数为0.5A,则根据 的变形公式可得未知电阻Rx的阻值
(4)R0为阻值已知的定值电阻,步骤①中开关S1、S2都闭合时,未知电阻Rx与定值电阻R0并联,电流表测干路电流,读出示数为I1;因为开关S2必须闭合,所以步骤②中应该是:开关S2闭合、S1断开,此时只有未知电阻Rx在电路中,读出电流表示数为I2,由 知有
根据并联电路电流关系可得定值电阻R0通过的电流
根据 可得定值电阻R0的电压
根据并联电路电压关系则有

故未知电阻Rx的阻值
【分析】(1)在测量电阻大小时,需要滑动变阻器和电阻测量,滑动变阻器连接一上一下;
(2)在串联电路中,电压表和电流表均无示数,则电压表测量以外的位置断路;
(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)利用电流表分别测量并联电路中的支路电流和干路电流,结合已知的电阻和电流的乘积,计算电压,利用电压和电流的比值计算电阻。
11.【答案】(1)只闭合开关S、S2
(2)
【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)开关S、S2闭合时,电路为R0、Rx并联,电流表测量干路中的电流,电流表的示数为I2。
(2)只闭合开关S、S1,R0、Rx并联,电流表测量通过R0的电流,电源电压U=U0=I1R0
开关S、S2闭合时,电路为R0、Rx并联,电流表测量干路中的电流,通过Rx的电流Ix=I2-I1
Rx的阻值为Rx=
【分析】(1)利用电流表测量未知电阻时,电流表测量已知电阻的电流,利用电流和电阻的乘积计算电压;再测量未知电阻的电流;
(2)根据电压和电流的比值计算电阻。
12.【答案】(1)
(2)5
(3)
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】 (1)、题目中没有将定值电阻连入电路,所以连接滑动变阻器右上方接线柱和定值电阻即可。
(2)、当电压表示数为1.2V时电流表示数如图乙所可读出为0.24A,根据欧姆定律可求出R1的阻值为5 。
(3)、此时没有电压表,只有电流表则为单安法测电阻。只闭合开关S,电流表的示数为I1,电路中只有R1,可求出电源电压为I1R1,再闭合开关S1,此时电流表的示数I2为两条支路的总和,用I2-I1可得,R2那条支路上的电流,再用电源电压I1R1除以I2-I1就为R2的电阻。
【分析】 (1)、滑动变阻器连接时应注意一上一下。
(2)、读电流表的示数时一定要注意量程。
(3)、只有电压表没有电流表测电阻的方法为单伏法,只有电流表没有电压表测电阻的方法为单安法。
13.【答案】
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】设电源电压为U,闭合开关S1、断开 S2,读出电流表的示数为 I1,可知此时两个电阻串联,可以列等式为
再将S1 和 S2 都闭合,读出电流表的示数为 I2,只有电阻R0接入,可知列等式为
联合两等式即可得出
故 为 。
【分析】结合题目给出的电流和电压值,利用欧姆定律求解电阻的表达式即可。
14.【答案】(1)最大;4
(2)断开;闭合;
【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,开关应当断开,滑动变阻器滑片调至阻值最大处。
电压表选用小量程,分度值为0.1V,电压为1.6V,电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流表的示数为0.4A,电阻为
(2)当开关S1闭合、S2断开时,电流表的示数为I1,当开关S1闭合、S2闭合时,电流表的示数为I2,由图知当开关S1闭合、S2断开时,电路为Rx的简单电路,电流表测通过Rx的电流,即Ix=I1,当开关S1、S2都闭合时,R0与Rx并联,电流表测干路电流,因并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以,通过Rx的电流不变,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,通过R0的电流
因并联电路中各支路两端的电压相等,电源的电压
联立解得
【分析】(1)为了保护电路,连接电路时,开关需要断开;闭合开关前,滑片拨在阻值最大处。
(2)结合电路图,理清开关处于不同状态时元件的连接方式及电表的测量对象,根据并联电路中各支路独立工作、互不影响可知通过Rx的电流不变,利用并联电路的电流特点求出通过R0的电流,根据并联电路的电压特点和欧姆定律得出等式即可求出Rx的阻值。
15.【答案】(1);无;有
(2)
(3)6.25;减小误差
(4)小灯泡的电阻受温度影响
(5)
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)伏安法测电阻Rx的实验的原理是欧姆定律表达式的变形公式 。图1中的电路中,电压表串联在电路中,电流表无示数,电压表与电源连通,电压表有示数。(2)原电路中,电流表与电阻并联,电压表串联在电路中是错误的,电压表应与电阻并联,电流表应与电阻串联,修改后如图所示
;(3)正确连接电路后,闭合开关,调节滑动变阻器滑片P,观察到电压表和电流表示数如图2所示,电压表选用小量程,分度值为0.1V,电压表示数为2.5V,电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流为0.4A;由 可得待测电阻R的阻值 这里的待测电阻的阻值是一个定值电阻,先测得其三组对应的电压值和电流值,最后算出电阻的平均值,是为了减小误差。(4)由于小灯泡的电阻受温度影响,将待测电阻Rx换成小灯泡,测得的小灯泡电阻会随着通电时间受热而发生变化,不再是一个定值。(5)在①中,闭合开关S、S1,两电阻并联,电流表测干路电流;在②中,闭合开关S、S2,两电阻依然并联,但电流表测Rx的电流;因通过待测电阻的电流不变,由并联电路电流的规律可得通过定值电阻的电流为I0=I1 I2
由欧姆定律可知电源电压为U=I0R0=(I1 I2)R0
由欧姆定律可推出待测电阻阻值的表达式为
【分析】(1)测量小灯泡电阻的原理即为欧姆定律,电流流过电压表,电阻很大使得电流很小,电压表示数为电源电压,电流表示数几乎为零;
(2)电流表串联在电路中,电压表并联在电路中,结合电流的流向更改电路即可;
(3)结合电流电压,利用欧姆定律求解电阻的阻值即可;为了减小测量时产生的误差,常用多次测量取平均值减小误差;
(4)电阻的大小还与温度有关,一般来说,导体的温度越高,电阻越大;
(5)结合题目给出的电流和电压值,利用欧姆定律求解电阻的表达式即可。
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