【精品解析】人教版物理九年级上第十七章第三节综合同步练习——电阻的测量(4)

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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综合同步练习——电阻的测量(4)
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科目 物理
更新时间 2022-10-06 23:12:31

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人教版物理九年级上第十七章第三节综合同步练习——电阻的测量(4)
一、单选题
1.(2021九上·江都月考)要测量一个阻值约为500Ω的电阻Rx.提供的器材有:干电池两节,学生用电压表(量程为0~3V、0~15V)、学生用电流表(量程为0~0.6A、0~3A)、滑动变阻器R1(10Ω、1A )、电阻箱R2(0~9999Ω)以及单刀双掷开关各一只,开关、导线若干.以下四种电路中,可以较准确地测出Rx阻值的是(  )
A.①②③ B.②④ C.③④ D.只有②
2.(2021九上·平顶山期中)在测量未知电阻Rx的实验中,提供的实验器材有:电源(电源两端电压不变且未知)、电流表、电压表、滑动变阻器、阻值已知的定值电阻R0等。同学们设计了如图所示的几种测量电路,在不拆改电路的前提下,不能够测量出待测电阻Rx阻值的是(  )
A. B.
C. D.
3.(2020九上·顺义期末)现利用一块电压表和阻值已知的电阻R0测量电阻Rx的阻值。选择了满足实验要求的器材,电源两端电压不变,并连接了如图所示实验电路。闭合开关S1,断开开关S2,电压表的示数为U1;闭合开关S1和S2,电压表的示数为U2,则Rx的表达式为(  )
A. B.
C. D.
4.(2020九上·渭滨期末)如图所示的四个电路中,电源电压保持不变,R0为已知阻值的定值电阻,不能测出未知电阻Rx阻值的电路是(  )
A. B.
C. D.
5.(2020九上·太原月考)在测量未知电阻 阻值的实验时,小丽同学设计了如图所示的四个电路,其中电源电压不变且未知, 是阻值已知的定值电阻。实验中在不拆改电路的情况下,不能测出未知电阻 阻值的电路是(  )
A. B.
C. D.
二、多选题
6.(2021九上·大洼期末)以下电路图中,R0的阻值已知,能测出RX阻值的是(  )
A. B.
C. D.
三、作图题
7.(2020九上·潼南月考)如图所示,在“伏安法”测量定值电阻阻值的实验中,需要测量电阻的电压和电流,图中连接只有一根导线出现了错误,请在错误的那根导线上打“×”,并用笔画线代替导线将电路改正(只画一根)。
四、实验探究题
8.(2021九上·长春期中)在“用电压表和电流表测电阻的实验”中:
(1)根据如图甲所示的电路图,用笔画线代替导线将如图乙的实物图连接起来;
(2)该实验原理为   ;
(3)闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到某处时,电压表的示数为3V,电流表的示数如图丙所示,读数为   A,被测电阻R的阻值为   Ω。
(4)在测量未知电阻的阻值实验过程中电压表已损坏,老师从实验室拿来一只标有电阻“R”字样的滑动变阻器,并设计了如图丁所示的实验电路,分别按如下步骤进行实验:
①闭合开关S,调节滑片位于最左端时,读出电流表的示数为I1;
②闭合开关S,调节滑片位于最右端时,读出电流表的示数为I2;
③未知电阻的阻值:丁图中Rx=   (用R 、I1 、I2表示)。
9.(2020九上·清新期末)如图(甲)所示是测量定值电阻Rx阻值的实验电路。
(1)连好电路后闭合开关,发现电流表无示数、电压表有示数,那么电路的故障可能是   。
(2)排除故障后,移动滑动变阻器的滑片,当电压表的示数为2.4V时,电流表的示数如图(乙)所示,则通过电阻Rx的电流为   A,Rx的阻值为   Ω。
(3)另有同学们设计了下列二种测量方案,方案中定值电阻的阻值为R0。
①方案一的电路中,闭合开关S,如果电压表V1和V2的读数分别为U1和U2,则电阻Rx的阻值表达式为Rx=   ;
②方案二的电路中,将S接到a时,读出电流表的示数I1;再将S接到b,读出电流表的示数I2;由I2Rx=I1R0可得Rx= 。试对方案二做出评价   。(必须简要说明理由)
10.(2020九上·秦皇岛期末)程新同学设计了如图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)根据甲中电路图,用黑色签字笔画线代替导线,将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)不改变甲图所示的电路,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.
11.(2020九上·绿园期末)小明同学想利用最少的元件测量未知电阻RX的阻值,于是他选择了电压为6V的电源、电压表、“10Ω 2A”的滑动变阻器、开关各一个、导线若干。
(1)实验设计完成后(电路图未画出),小明按规范步骤进行操作。闭合开关,电压表示数为2.8V;移动滑片至中点位置时,电压表示数为1.8V。则电压表测量的是   两端的电压,根据以上两组数据,小明同学测定的RX的阻值为   Ω(计算电阻时精确到0.1Ω)
(2)实验结束后,小明又设计了如图电路测量额定电流为I额的小灯泡L的额定功率。电源电压可调,滑动变阻器A、B(最大阻值分别为R1、R2)。请帮助他完成实验设计。
①只闭合开关S和S2,移动A滑片,使电流表的示数为I额;
②只闭合开关S和S1,保持滑动变阻器   的滑片位置不动,移动另一个滑动变阻器滑片,使电流表的示数为I额;
③保持变阻器   的滑片位置不动,将另一个滑动变阻器滑片移到最左端,电流表的示数为I1,再将此滑动变阻器的滑片移到最右端,电流表的示数为I2,则小灯泡额定功率为   。(用I额、I1、I2、Rl、R2中的字母表示)。
12.(2020九上·重庆月考)现有两节新的干电池、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线若干。在利用“伏安法”测量定值电阻Rx阻值的实验中:
(1)按图乙所示的实物图把甲图中虚线框内的元补充完整;
(2)闭合开关、无论怎样移动滑片P,发现电流表和电压表都一直没有示数,其原因可能是______(填符号)。
A.Rx断路
B.滑动变阻器断路
C.滑动变阻器接了两个下接线柱
(3)排除故障后,当电压表示数为1.5V时,电流表示数如图丙,则通过Rx的电流大小为   A;它的阻值是   Ω。
(4)小南同学将图甲中定值电阻Rx换成小灯泡继续测量小灯泡的电阻,多次测量后,能不能求平均值?    (选填“能”或“不能”);
(5)实验时发现电压表坏了无法进行测量,但是有一个电阻箱可以使用,小南同学灵机一动,进行了下面的操作也测出了未知的定值电阻Rx大小,请补充完整实验步骤。
①如图连接电路;
②闭合开关S和S2,断开S1,调节滑动变阻器R的滑片,使电流表示数为I;
③闭合开关S和   ,断开   ,滑动变阻器的滑片位置   (选填 “右移”“左移”“不变”),调节电阻箱R0,使电流表示数为    ;
④此时电阻箱的阻值与未知电阻Rx的阻值相同。
13.(2020九上·重庆月考)小瑞想测出家用手电筒的灯泡正常工作时的电阻,其电路图如图甲所示。实验器材有:电源(电源电压为3V)、开关、电压表、电流表各一个,导线若干,额定电压为2.5V的待测手电筒灯泡(电阻约为10Ω),滑动变阻器1个(“20Ω 5A”)。
(1)将图乙的实物接线补充完整;(要求:电表选择合适的量程,滑片向右滑动,电流表示数变大。)
(2)连接电路时,开关应该   ;
(3)排除故障后闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,同时眼睛应注视___________(填序号);
A.小灯泡亮度 B.电压表示数
C.电流表示数 D.滑动变阻器的滑片
(4)若某时刻电压表的示数如图丙所示,此时小灯泡两端电压为   V;为了测定小灯泡正常工作时的电阻,需向    (选填“左”或“右”)调节滑动变阻器的滑片到适当的位置;
(5)如图甲所示是根据记录的实验数据画出的小灯泡两端的电压与通过的电流的关系图像。从图像可知,小灯泡正常工作时小灯泡的电阻是   Ω。图像是曲线,说明小灯泡的电阻是变化的,这是因为灯丝电阻随   的变化而变化;
(6)在某次调节中,滑动变阻器接入电路的阻值减小了DR1,小灯泡的阻值变化了DR2,则DR1   DR2(选填“>”、“<”或“=”);
(7)小瑞又设计了如图乙所示的测量电路,测量小灯泡正常发光(灯的额定电压为2.5V)的电阻,其中R0是已知定值电阻,请在空格内把实验步骤补充完整。
①连接好实验电路,闭合开关S1,将开关S2拨到触点2,移动滑片,使电压表的示数为   V;
②再将开关拨到触点1,滑片的位置   (选填“保持不动”、“适当向左移”“适当向右移”),读出电压表的示数为U;
③小灯泡正常发光时的电阻R1=   (用已知量和测出的物理量表示)。
14.(2020九上·江油月考)在“测量电阻”实验中,小新同学选用定值电阻Rx和最大阻值15 Ω的滑动变阻器R2各一个,按图甲电路图连接实物电路图乙,电源电压3 V保持不变。
(1)请用笔画线代替导线将实物电路连接完整。
(2)连接电路过程中开关应   ,并将滑动变阻器滑片移到   (选填 “A”或“B”)端。
(3)闭合开关后,发现电流表有示数,电压表无示数,造成这一现象的原因是:   。
(4)将滑动变阻器的滑片移到某位置时,电压表示数为2 V,电流表的示数如图丙所示,则电流表示数为   A,电阻Rx的阻值为   Ω。
(5)小新完成实验后,利用现有器材进行“电流与电压的关系”的探究,记录数据如表所示。他发现在该实验中滑动变阻器除了保护电路之外,还起到了   作用。
次数 1 2 3 4 5
电压U/V 1 1.5 2 2.5 3
电流I/A 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3
(6)分析数据,可得出电流与电压的关系结论是:   。
(7)老师检查了小新的数据后指出:第1次数据是不可能得到的,原因是   。
15.(2022九下·覃塘月考)小明做"测小灯泡电阻"的实验时,所用器材有电压为 6V的电源,额定电压为2.5V的小灯泡,以及符合实验要求的滑动变阻器、电压表、电流表、开关和导线。
(1)在图甲中请你用笔画线代替导线。将实验电路连接完整;
(2)小明连接好最后一根导线,灯泡立即发出明亮耀眼的光并很快熄灭。检查后,发现
连线正确,请你找出实验中两个操作可能不当之处∶①   ②    ;
(3)改正(2)的错误,在实验开始前应将滑动变阻器的滑片先调到甲图所示的最   端(选填"左"或"右")。
(4)小明根据实验数据绘制了如图乙所示的 U-I图象,根据图象提供的信息,小灯泡正常工作时的电阻约为   Ω;
(5)小明根据图乙计算出灯泡在不同电压下的电阻,发现所测小灯泡的电阻值相差较大,原因可能是由于引起   (填序号)
A.实验误差
B灯泡电阻受温度影响
(6)完成上述实验后,小明进一步思考,只用一只仪表结合已知最大阻值为R滑 的滑动变阻器,在不超过2.5V恒定的电源电压下,不考虑温度对电阻的影响,能否测出小灯泡的阻值呢 于是他设计了两种情况的电路如图丙、丁所示。其步骤如下;
A.在丙图中将滑动变阻器滑片滑到a端,记下电压表示数 Ua,再滑到b端记下电压表示数Ub
B.小明通过这两个数据和 R滑,可计算出灯泡电阻 R灯,其表达式为 R灯=   
C.在丁图中将滑动变阻器滑片滑到 a端,记下电流表示数la,再滑到b端记下电流表示数lb。
D.小明通过这两个数据和R滑,也可计算出灯泡的电阻R灯2,其表达式为R灯2=   
16.(2020九上·铁锋期末)小吴同学要测定额定电压为3.8V的小灯泡正常发光时的电阻。他选择了一些器材进行实验,其中电源电压为6V恒定,滑动变阻器R1上标有“20Ω 1A”字样。
(1)小吴连成了图甲所示的电路,将滑动变阻器的阻值调到最大,闭合开关,向左移动滑片,发现电流表示数   (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(2)经检查发现电路中有一根导线连接错误,排除故障,重新正确连接电路后,小吴继续进行实验,调节滑动变阻器的滑片,小灯泡正常发光时,电流表示数如图乙所示,小灯泡正常发光时电阻为   Ω。
(3)完成实验后,小吴还想探究“导体中的电流与电阻的关系”,他选取了10Ω、20Ω、40Ω的定值电阻,利用上述器材完成探究。为了使三个电阻单独接入电路都能完成实验,他应控制定值电阻两端的电压不低于   V。通过实验数据可以得出的结论是:电压一定时,导体中的电流与电阻成   。
(4)实验结束后,小吴没有用电流表,又多用了一个滑动变阻器R2(最大阻值用R0表示),他设计如图丙所示电路,测出了额定电压为2.5V的小灯泡正常发光时的电阻,请补全下列步骤:
①闭合开关S,先调节滑动变阻器   (选填“R1”或“R2”)的滑片到最   端(选填“左”或“右”),再调节另一滑动变阻器的滑片,直到电压表示数为2.5V时为止,小灯泡正常发光;
②接着   
,读出这时电压表的示数为U;
③小灯泡正常发光时的电阻表达式R=   。
答案解析部分
1.【答案】D
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】①由电路图可知,被测电阻和滑动变阻器串联,电压表测量电阻Rx两端电压,电流表测量通过电路的电流,但由于Rx=500Ω>R1=10Ω;所以电路中的电流几乎不变,无法多次测量减小求平均值;②由电路图可知,闭合总开关,单刀双掷开关可以使电压表分别测量Rx两端电压和电源电压,根据串联电路特点可知电阻箱两端电压,已知电阻箱的阻值和两端电压,根据欧姆定律即可求出电路中的电流,最后利用R=即可求出被测电阻,由于电阻箱的阻值变化范围比较大,可以改变电阻箱的位置起到多次测量减小求平均值,减小误差;③由电路图可知,电阻箱与被测电阻并联,闭合总开关,当单刀双掷开关与Rx连接,读出电流表示数,当单刀双掷开关与R2连接,保持滑动变阻器的滑片不动,调节R2的阻值,使电流表示数与原来的示数相同,读出电阻箱R2值,即为Rx的阻值,可以进行多次测量;由于电阻箱R2的阻值不是连续的,则测量的值只能精确到1Ω;④由电路图可知,电阻箱与被测电阻并联,闭合总开关,当单刀双掷开关与Rx连接,电压表测量Rx两端电压,读出电压表示数;当单刀双掷开关与R2连接,保持滑动变阻器的滑片不动,调节R2的阻值,使电压表示数与原来的示数相同,读出电阻箱R2值,即为Rx的阻值,可以进行多次测量;由于电阻箱R2的阻值不是连续的,则测量的值只能精确到1Ω;综合上面的分析可知,可以较准确地测出Rx阻值的是②.
故答案为:D.
【分析】利用电压表或电流表测量未知电阻时,由于未知电阻较大,需要相对较大的滑动变阻器,根据串联电路分压规律,可以计算未知电阻的大小。
2.【答案】C
【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】A.两电阻串联,电压表测Rx两端的电压,电流表测电路中电流,即通过Rx的电流,则可由欧姆定律计算它的电阻,能测出Rx阻值,A不符合题意;
B.当开关都闭合时,只有Rx连入电路,电压表相当于测电源电压,当断开S1时,两电阻串联,电压表测Rx两端的电压,由串联电路特点和欧姆定律可计算出通过R0的电流,即Rx的电流,由欧姆定律即可计算出Rx的阻值,能测出Rx阻值,B不符合题意;
C.两电阻并联,无论电路中两开关闭合或断开,电流表都只测通过R0的电流,不能得到通过Rx的电流,不能测出Rx阻值,C符合题意;
D.只S闭合时,两电阻串联,电流表测电路中电流I1;两开关都闭合时只有R0接入电路中,电流表测此时电路中电流I2,根据电源电压不变可列式,解得,可测出Rx阻值,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】利用电压表或电流表测量电阻时,需要使电压表和电流表测量多次不同数据,根据电压和电流的比值, 计算电阻。
3.【答案】A
【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】根据电路图可知,闭合开关S1和S2,Rx被短路,电路中只有R0,电压表测量R0两端的电压,也是电源电压,即电源电压为U2;闭合开关S1,断开开关S2,电阻R0和电阻Rx串联,电压表测量R0两端的电压,即R0的电压为U1;通过R0的电流为
由串联电路的电压特点可得,Rx两端的电压为Ux=U2-U1
Rx的阻值表达式为
A符合题意,BCD不符合题意。
故答案为:A。
【分析】利用电压表分别测量已知电阻的分压和总电压,可以计算未知电阻的电压,结合电压和已知电阻计算电流,根据未知电阻的分压和电流的比值计算电阻。
4.【答案】C
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】A.开关断开时,两电阻串联,电压表测未知电阻的电压,当开关闭合时,电阻R0短路,只有待测电阻接入,此时电压表的示数即为电源电压,由于电源电压不变,故根据串联电压规律即可求出已知电阻的电压,根据已知电阻的阻值即可知道电流,那么未知电阻的电压已知,电流已知,即可求出待测电阻,A选项不符合题意;
B.当开关闭合时,电流表测总电流,两电阻并联,当开关断开时,测已知电阻的电流,根据阻值即可求出电压,根据串联规律即可求出通过未知电阻的电流,电压已知,故未知电阻的阻值可以求出,B选项不符合题意;
C.当开关断开时,测总电压,当开关闭合时,未知电阻被短路,仍然测电源电压,无法求出串联时的电流,C选项符合题意;
D.开关闭合时,只有已知电阻接入,根据电流表的示数即可求出电源电压,再开关断开时,两电阻串联,根据电流表示数和已知电阻的阻值即可求出电压,根据串联电压规律,即可求出未知电阻的电压,那么未知电阻的电流已知,电压已知,未知电阻的阻值即可求出,D选项不符合题意。
故答案为:C。
【分析】利用单表测量电阻时,结合定值电阻,能分别直接或间接测量电压或电流,利用电压和电流计算电阻。
5.【答案】D
【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】A.由电路图可知,开关 闭合、 断开时,电路为 的简单电路,电流表测电路中的电流 ,由 知道,电源的电压
当开关 、 闭合时, 和 并联,电流表测干路电流 ,由并联电路中各支路独立工作、互不影响可知通过 的电流不变,由并联电路中干路电流等于各支路电流之和知道,通过 的电流
由并联电路中各支路两端电压相等知道
A可行,不符合题意;
B.由电路图可知,开关 、 闭合时,电路为 的简单电路,电流表测电路中的电流 ,由 可得,电源的电压 ;当开关 断开、 闭合时, 和 串联,电流表测电路中的电流 ,此时电路的总电阻 ,根据串联电路中总电阻等于各分电阻之和知道
B可行,不符合题意;
C.由电路图可知,开关 、 、 均闭合时,电路为 的简单电路,电压表测电源两端的电压 ;当开关 、 闭合, 断开时, 和 串联,电压表测 两端的电压 ,由串联电路中总电压等于各分电压之和可得, 两端的电压 ,因串联电路中各处的电流相等,所以电路中的电流

C可行,不符合题意;
D.由电路图知道,闭合开关 、 接1时,假设电压表能正常使用,则 和 串联,电压表测 两端电压;当 接2时,电流会从电压表负接线柱流入,造成电压表指针向左偏转,无法测出 两端的电压,所以不能测出未知电阻 的阻值,D不可行,符合题意。
故答案为:D。
【分析】利用电流表分别测量干路和支路电流,利用电流和已知的电阻的乘积计算电压,利用电压和电流计算电阻;利用电压表测量一个或总电压,结合电压和电阻计算电流,利用电压和电流的比值计算电阻;电压表连接要正入负出。
6.【答案】B,C,D
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】A.由图可知R0和RX并联,电压相等,根据电压表可以知道Rx的电压,但无法确定Rx的电流,所以该电路图没法测量RX阻值,A不符合题意;
B.由图可知R0和RX串联,电流相等,电压表测的是总电压,电流表测的是电路中的电流,根据公式 可得出R0的电压,根据串联电路电压的规律可得到RX的电压,根据公式 可以得到RX阻值,B符合题意;
C.由图可知R0和RX串联,电流相等,电压表V1可以测出R0的电压,根据公式 可以得到电路中的电流,电压表V2可以测出Rx的电压,根据公式 可以得到RX阻值,C符合题意;
D.由图可知R0和RX并联,电压相等,电压表A1可以测出R0的电流,根据公式 可以得到Rx的电压,电压表A2可以测出Rx的电流,根据公式 可以得到RX阻值,D符合题意。
故答案为:BCD。
【分析】测量电阻时,直接或间接测量电压和电流,利用电压和电流的比值计算电阻。
7.【答案】解:如图所示:
【知识点】实物的电路连接;伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】用伏安法测定值电阻阻值时,电流表要和定值电阻串联,电压表要和定值电阻并联,正确电路图如图所示:
【分析】从电表、滑动变阻器的使用入手,结合实验目的判断。
8.【答案】(1)如图所示:
(2)欧姆定律
(3)0.3;10
(4)
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)定值电阻和滑动变阻器串联,电流表测它们的电流,电压表测R的电压,如图所示,
(2) 用电压表和电流表测电阻的实验 的原理是欧姆定律。
(3)连接小量程,分度值是0.02A,共15个小格,所以读数是0.3A,。
(4) 滑片位于最右端时, Rx被短路,只有Rab,此时电流表测Rab,所以电源电压U=I2R,滑片位于最左端时, Rab与Rx并联,电流表测二者总电流,所以通过Rx的电流是I1-I2,所以。
故答案为:(1)
(2) 欧姆定律;(3)0.3;10;(4)
【分析】(1)分析用电器的连接方式,电流表测量对象,电压表测量对象。
(2) 用电压表和电流表测电阻的实验的原理是欧姆定律。
(3)连接小量程,分度值是0.02A,数小格个数,根据计算电阻。
(4) 根据U=IR计算电压,并联电路中干路电流等于各支路电流之和。
9.【答案】(1)Rx断路
(2)0.24;10
(3);该方案不正确,两种情况下Rx和R0两端的电压不相等
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)由图可见,电阻和滑动变阻器串联,电流表测电路的电流,电压表测电阻两端的电压;电流表无示数,说明电路中某处断路;电压表有示数说明,电压表与电源连接的部分无断路,即电流表、滑动变阻器、开关无断路,因此故障就是电阻Rx断路。
(2)电流表选择的是0~0.6A量程,对应的分度值为0.02A,此时的示数为0.24A,即通过电阻Rx的电流为0.24A,故待测电阻的阻值为
(3)①由电路图知R0、Rx串联,故同过电路的电流 ,则电阻Rx的阻值
②该方案不正确,因为在串联电路中,用电器两端电压与其阻值成正比,当开关S由a拨到b时,电阻R0和RX两端的电压不相等。
【分析】(1)电流表无示数,说明电路中有断路的地方;电压表有示数,说明电压表与电源连接的部分无断路。
(2)确定电流表量程、分度值,读出电流表示数,已知电压和电流,由R=求出电阻阻值。
(3)①方案一中定值电阻与待测电阻串联,已知定值电阻电压与阻值,由欧姆定律可以求出电路电流,已知待测电阻两端的电压,由欧姆定律可以求出待测电阻的阻值。
②用等效替代法测待测电阻的电压,但根据设计,当开关S由a拨到b时,电阻R0和RX两端的电压不相等,故设计是不合理的。
10.【答案】(1)
(2)I1R0
(3)
(4)仍能
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)根据甲图,将S2的右接线柱与电流表负接线柱连接起来,如下所示:

(2)电路正确连接后,当开关S、S1闭合,S2断开时,两电阻并联,电流表测定值电阻的电流,由欧姆定律,电流表示数为I1,则电源的电压U=I1R0;
(3)当开关S、S2闭合,S1断开时,两电阻并联,电流表测干路电流,由并联电路各支路互不影响,通过待测电阻的电流为:I0=I2-I1,由欧姆定律,则待测电阻:
Rx= = ;
(4)不改变甲图所示的电路,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,根据并联电路各支路不影响,由并联电路电流的规律,可求出通过待测电阻的电流,由欧姆定律仍能求出未知电阻Rx的阻值.
【分析】(1)结合电路图,利用电流流向法连接实物图即可。
(2)理清元件的连接方式及电表的测量对象,由欧姆定律得出电源的电压。
(3)由并联电路各支路互不影响和并联电路电流的规律求出通过待测电阻的电流,由欧姆定律得出待测电阻。
(4)不改变甲图所示的电路,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,由欧姆定律可得出电源电压。再根据并联电路各支路不影响和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。
11.【答案】(1)滑动变阻器;11.6
(2)A;B;
【知识点】电阻;伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)闭合开关前.滑动变阻器调到阻值最大端,电压表示类为2.8V,滑片变阻器移到中点且阻值变小,电流表示数变大,定值电阻电压应增大。而电压表示数减小为18V,所以电压表测滑动变阻器两端的电压。URX=U总-Uv=6V-2.8V=3.2V,所以,Rx=11.6Ω;
(2)①S1S2闭合时,小灯泡与A串联,当I=I额时小灯泡正常发光。
②当S,S1闭合时,A与B串联,为了使B等效于小灯泡保持A不变,调B到IA=I额。
③在保持B不变,使A滑到左端读出电流I1
则I1RB=U总,当A滑到右端IA=I2
则I2(RB+R1)=U总
I1RB=I2(RB+R1)得,根据P=I2R计算可得 。
【分析】(1)在串联电路中,滑动变阻器的电阻减小,分压减小,判断电压表测量的位置;根据分压关系和已知的电阻,计算未知电阻;(2)根据电源电压不变,结合不同的电阻和电流计算总电压,计算电阻,利用电流和电阻计算电功率。
12.【答案】(1)
(2)B
(3)0.3;5
(4)不能
(5)S1;S2;不变;I
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)由图乙实物图可知,变阻器滑片右移时接入电阻增大,如图所示:
。(2)闭合开关、无论怎样移动滑片P,发现电流表和电压表都一直没有示数,其原因可能是滑动变阻器断路,造成电路断开。(3)排除故障后,当电压表示数为1.5V时,电流表示数如图丙,接入小量程,则通过Rx的电流大小为0.3A,它的阻值是 (4)小南同学将图甲中定值电阻Rx换成小灯泡继续测量小灯泡的电阻,由于灯泡灯丝电阻随温度变化,多次测量后不能求平均值。(5)闭合开关S和S2,断开S1,此时变阻器与未知电阻串联,调节滑动变阻器R的滑片,使电流表示数为I;闭合开关S和S1,断开S2,此时变阻器与电阻箱串联,滑动变阻器的滑片位置不变,调节电阻箱R0,使电流表示数为I,此时电阻箱的阻值与未知电阻Rx的阻值相同。
【分析】(1)伏安法测量电阻时,需要利用滑动变阻器实现多次测量,减小误差;(2)串联电路中,电压表和电流表无示数,电压表测量的其他位置断路;(3)根据电流表选择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)测量灯泡电阻时,灯泡电阻会改变,不计算平均值;(5)利用电阻箱,结合等效替代法测量电阻时,首先测量未知电阻的电流;再接入电阻箱,并调节电阻箱使电流不变,此时电阻箱示数就是未知电阻的大小。
13.【答案】(1)
(2)断开
(3)B
(4)2.6;左
(5)10;温度
(6)=
(7)2.5;保持不动;
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)灯泡通过的最大电流约为
故电流表选用小量程,电源电压为3V,灯泡额定电压为2.5V,并联的电压表选用小量程,滑片向右滑动电流表示数变大,说明变阻器接入的阻值变小,如图所示:
。(2)连接电路时,为保护电路安全,开关应该断开。(3)排除故障后闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,同时眼睛应注视电压表示数,使其达到灯泡的额定电压。(4)若某时刻电压表的示数如图丙所示,电压表接入小量程,此时小灯泡两端电压为2.6V;为了测定小灯泡正常工作时的电阻,需向左调节滑动变阻器的滑片到适当的位置,减小灯泡分压能力。(5)从图像可知,小灯泡正常工作时小灯泡的电阻是 图像是曲线,说明小灯泡的电阻是变化的,电压不同发热不同,这是因为灯丝电阻随温度的变化而变化。(6)在某次调节中,滑动变阻器接入电路的阻值减小了DR1,小灯泡的阻值变化了DR2,根据串联分压及电源电压保持不变可知DR1=DR2。(7)连接好实验电路,闭合开关S1,将开关S2拨到触点2,移动滑片,使电压表的示数达到灯泡额定电压即2.5V;再将开关拨到触点1,滑片的位置保持不动,读出电压表的示数为U;则电路中的电流为
则小灯泡正常发光时的电阻为
【分析】(1)电压表并联在电路中,与谁并联就测量谁两端的电压;
(2)为了保证电路安全,拆装电路时,开关应处于断开状态;
(3)分析电路结构,电路为串联电路,结合电流表、电压表示数的变化,分析电路存在的故障即可;
(4)结合电压表选择的量程和分度值,根据指针读数即可;小灯泡和滑动变阻器是串联关系,串联分压,分得的电压和电阻成正比,结合小灯泡此时的电压判断滑动变阻器的移动方向;
(5)结合图像利用欧姆定律求解电阻的阻值,图像不为直线,意味着受温度的影响;
(6)两者串联,电压之和为定值,电压的变化量绝对值相同;
(7)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)
(2)断开;A
(3)Rx短路或电压表断路
(4)0.2;10
(5)改变电阻两端的电压,进行多次测量的
(6)电阻一定时,通过电阻的电流和电阻两端的电压成正比
(7)滑动变阻器阻值太小,电压表无法达到1 V
【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)电流从电池的正极出发,经过开关,滑动变阻器,滑动变阻器的接法是一上一下,故将导线的一端与电阻的右端连接,电压表与定值电阻并联,由于电池的电压只要3V,定值电阻的阻值一定小于3V,故将导线一端接在定值电阻的右端和电压表的3V的接线柱,如下图所示:
;(2)连接电路过程中开关应断开;滑片位于阻值最大处,故将滑片位于A点。(3)闭合开关后,发现电流表有示数,电压表无示数,说明电压表所测的部分短路,故Rx短路,或者电压表断路。(4)量程选择0~0.6A,故电流表的电流为0.2A;电阻Rx的阻值为
电阻Rx的阻值为10Ω。(5)探究电流与电压的关系,需要多次改变电压,故滑动变阻器的作用为改变电阻两端的电压,进行多次测量的。(6)经过数据的处理发现,电压与电流的比值是一个定值,为10Ω,故结论是电阻一定时,通过电阻的电流和电阻两端的电压成正比;若滑动变组器全部接入,则总电阻为25Ω,则电流是
最小的电流为0.12A,故第一组示数是错误的,原因是滑动滑动变组器最大阻值太小,电压表无法达到1 V。
【分析】(1)滑动变阻器连接时一上一下,电压表与定值电阻并联;(2)连接电路时,开关应断开;滑片位于阻值最大处;(3)在串联电路中,电流表有示数,电压表无示数,可能电压表断路或电压表测量的位置短路;(4)根据电流表选择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)测量电阻时,利用滑动变阻器可以实现多次实验,减小误差;(6)电阻一定时,通过电阻的电流和电阻两端的电压成正比;(7)根据电压和电阻的比值计算电流,判断数据的错误。
15.【答案】(1)解:如图所示:
(2)连接电路时,没有断开开关;变阻器的滑片没有移至阻值最大处
(3)左
(4)10
(5)B
(6);
【知识点】串联电路的电流规律;串联电路的电压规律;电路故障的判断;欧姆定律及其应用;伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)测电阻时,灯泡、电流表和滑动变阻器串联,电压表和灯泡并联,电流从电表正接线柱流入,负接线柱流出,如图:
(2)小明连接好最后一根导线,灯泡立即发出明亮耀眼的光并很快熄灭。说明电路中电流太大,所以实验中两个操作可能不当之处是:一是连接电路时,没有断开开关;二是变阻器的滑片没有移至阻值最大处;
(3)在实验开始前应将滑动变阻器阻值调到最大,即甲图中的最左端;
(4)小灯泡正常工作时灯泡两端电压为2.5V,由图乙可知通过灯泡的电流为0.25A,灯泡正常发光时的电阻约为;
(5)小明根据图乙计算出灯泡在不同电压下的电阻,发现所测小灯泡的电阻值相差较大,原因可能是灯泡电阻受温度影响,温度升高,灯丝电阻变大;
(6)在丙图中将滑动变阻器滑片滑到a端,只有灯泡接入电路,电压表示数 Ua即为电源电压,再滑到b端,滑动变阻器整个电阻和灯泡串联,记下电压表示数Ub,电路中电流为,灯泡电阻为;
在丁图中将滑动变阻器滑片滑到 a端,只有灯泡接入电路,记下电流表示数la,电源电压为,再滑到b端,滑动变阻器整个电阻和灯泡串联,记下电流表示数lb,电源电压为
电源电压不变,解得。
【分析】(1)测电阻时,灯泡、电流表和滑动变阻器串联,电压表和灯泡并联,电流从电表正接线柱流入,负接线柱流出;
(2)最后一根线接好就发光是接线时没有闭合开关,闪耀后熄灭是电流太大;
(3)在实验开始前应将滑动变阻器阻值调到最大,以保护电路元件;
(4)由图乙找到灯泡正常发光的电压和电流,由欧姆定律计算灯泡电阻;
(5)灯泡电阻受温度影响,温度升高,灯丝电阻变大;
(6)由串联电路电流和电压规律分别列出P在a端和b端时的等式,联立求解灯泡电阻表达式。
16.【答案】(1)不变
(2)10
(3)4;反比
(4)R2;左;保持变阻器R1的滑片不动,接着调节变阻器R2的滑片到最右端,此时电压表测灯泡与变阻器R2串联的总电压,读出这时压表的示数为U。;
【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)由图甲可知,电压表串联在电路中,电流表与灯并联,因电压表内阻很大,故电流表示数为0,将滑动变阻器的阻值调到最大,闭合开关,向左移动滑片,电流表示数不变,仍为0。
(2)当电压表示数为3.8V时,小灯泡正常发光,此时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0.38A,由欧姆定律,小灯泡正常发光时电阻为
(3)探究“导体中的电流与电阻的关系”,保持电阻两端的电压一定,由串联电路的规律及分压原理有
方程左边为一定值,故右边也为一定值,当变阻器连入电路的电阻最大时,对应的定值电阻应最大,变阻器分得的电压最大,控制电阻的电压最小,则
UV=4V
为了使三个电阻单独接入电路都能完成实验,他应控制定值电阻两端的电压不低于4V;由实验数据可以得出电压一定时,导体中的电流与电阻成反比。
(4)①闭合开关,先调节滑动变阻器R2的滑片到最左端,此时电压表只测灯泡的电压,再调节另一滑动变阻器的滑片,直到电压表示数为2.5V时为止(即达到灯泡的额定电压U0),此时灯泡正常发光;
②保持变阻器R1的滑片不动,接着调节变阻器R2的滑片到最右端,此时电压表测灯泡与变阻器R2串联的总电压,读出这时压表的示数为U。
③灯泡正常发光后,由于保持变阻器R1的滑片不动,则电路中电流不变、灯泡两端的电压保持不变,因串联电路中总电压等于各分电压之和,当变阻器R2的滑片到最右端时,R2两端的电压U2=U-2.5V
串联电路中各处的电流相等,即灯正常发光时的电流
小灯泡的电阻R=
【分析】(1)测量灯泡的电阻时,灯泡、滑动变阻器和电流表串联,电压表和灯泡并联,当电流表和电压表串联时,调节滑片电流表无示数;
(2)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;
(3)探究电流和电阻关系时,根据电阻和滑动变阻器的比值判断分压比,计算电压表的最小分压;电压一定时,导体中的电流与电阻成反比;
(4)先利用电压表测量灯泡的电压,使灯泡正常发光,再利用电压表测量灯泡和电阻的分压,根据串联分压和电阻计算电流;根据电压和电流的乘积计算电功率。
1 / 1人教版物理九年级上第十七章第三节综合同步练习——电阻的测量(4)
一、单选题
1.(2021九上·江都月考)要测量一个阻值约为500Ω的电阻Rx.提供的器材有:干电池两节,学生用电压表(量程为0~3V、0~15V)、学生用电流表(量程为0~0.6A、0~3A)、滑动变阻器R1(10Ω、1A )、电阻箱R2(0~9999Ω)以及单刀双掷开关各一只,开关、导线若干.以下四种电路中,可以较准确地测出Rx阻值的是(  )
A.①②③ B.②④ C.③④ D.只有②
【答案】D
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】①由电路图可知,被测电阻和滑动变阻器串联,电压表测量电阻Rx两端电压,电流表测量通过电路的电流,但由于Rx=500Ω>R1=10Ω;所以电路中的电流几乎不变,无法多次测量减小求平均值;②由电路图可知,闭合总开关,单刀双掷开关可以使电压表分别测量Rx两端电压和电源电压,根据串联电路特点可知电阻箱两端电压,已知电阻箱的阻值和两端电压,根据欧姆定律即可求出电路中的电流,最后利用R=即可求出被测电阻,由于电阻箱的阻值变化范围比较大,可以改变电阻箱的位置起到多次测量减小求平均值,减小误差;③由电路图可知,电阻箱与被测电阻并联,闭合总开关,当单刀双掷开关与Rx连接,读出电流表示数,当单刀双掷开关与R2连接,保持滑动变阻器的滑片不动,调节R2的阻值,使电流表示数与原来的示数相同,读出电阻箱R2值,即为Rx的阻值,可以进行多次测量;由于电阻箱R2的阻值不是连续的,则测量的值只能精确到1Ω;④由电路图可知,电阻箱与被测电阻并联,闭合总开关,当单刀双掷开关与Rx连接,电压表测量Rx两端电压,读出电压表示数;当单刀双掷开关与R2连接,保持滑动变阻器的滑片不动,调节R2的阻值,使电压表示数与原来的示数相同,读出电阻箱R2值,即为Rx的阻值,可以进行多次测量;由于电阻箱R2的阻值不是连续的,则测量的值只能精确到1Ω;综合上面的分析可知,可以较准确地测出Rx阻值的是②.
故答案为:D.
【分析】利用电压表或电流表测量未知电阻时,由于未知电阻较大,需要相对较大的滑动变阻器,根据串联电路分压规律,可以计算未知电阻的大小。
2.(2021九上·平顶山期中)在测量未知电阻Rx的实验中,提供的实验器材有:电源(电源两端电压不变且未知)、电流表、电压表、滑动变阻器、阻值已知的定值电阻R0等。同学们设计了如图所示的几种测量电路,在不拆改电路的前提下,不能够测量出待测电阻Rx阻值的是(  )
A. B.
C. D.
【答案】C
【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】A.两电阻串联,电压表测Rx两端的电压,电流表测电路中电流,即通过Rx的电流,则可由欧姆定律计算它的电阻,能测出Rx阻值,A不符合题意;
B.当开关都闭合时,只有Rx连入电路,电压表相当于测电源电压,当断开S1时,两电阻串联,电压表测Rx两端的电压,由串联电路特点和欧姆定律可计算出通过R0的电流,即Rx的电流,由欧姆定律即可计算出Rx的阻值,能测出Rx阻值,B不符合题意;
C.两电阻并联,无论电路中两开关闭合或断开,电流表都只测通过R0的电流,不能得到通过Rx的电流,不能测出Rx阻值,C符合题意;
D.只S闭合时,两电阻串联,电流表测电路中电流I1;两开关都闭合时只有R0接入电路中,电流表测此时电路中电流I2,根据电源电压不变可列式,解得,可测出Rx阻值,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】利用电压表或电流表测量电阻时,需要使电压表和电流表测量多次不同数据,根据电压和电流的比值, 计算电阻。
3.(2020九上·顺义期末)现利用一块电压表和阻值已知的电阻R0测量电阻Rx的阻值。选择了满足实验要求的器材,电源两端电压不变,并连接了如图所示实验电路。闭合开关S1,断开开关S2,电压表的示数为U1;闭合开关S1和S2,电压表的示数为U2,则Rx的表达式为(  )
A. B.
C. D.
【答案】A
【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】根据电路图可知,闭合开关S1和S2,Rx被短路,电路中只有R0,电压表测量R0两端的电压,也是电源电压,即电源电压为U2;闭合开关S1,断开开关S2,电阻R0和电阻Rx串联,电压表测量R0两端的电压,即R0的电压为U1;通过R0的电流为
由串联电路的电压特点可得,Rx两端的电压为Ux=U2-U1
Rx的阻值表达式为
A符合题意,BCD不符合题意。
故答案为:A。
【分析】利用电压表分别测量已知电阻的分压和总电压,可以计算未知电阻的电压,结合电压和已知电阻计算电流,根据未知电阻的分压和电流的比值计算电阻。
4.(2020九上·渭滨期末)如图所示的四个电路中,电源电压保持不变,R0为已知阻值的定值电阻,不能测出未知电阻Rx阻值的电路是(  )
A. B.
C. D.
【答案】C
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】A.开关断开时,两电阻串联,电压表测未知电阻的电压,当开关闭合时,电阻R0短路,只有待测电阻接入,此时电压表的示数即为电源电压,由于电源电压不变,故根据串联电压规律即可求出已知电阻的电压,根据已知电阻的阻值即可知道电流,那么未知电阻的电压已知,电流已知,即可求出待测电阻,A选项不符合题意;
B.当开关闭合时,电流表测总电流,两电阻并联,当开关断开时,测已知电阻的电流,根据阻值即可求出电压,根据串联规律即可求出通过未知电阻的电流,电压已知,故未知电阻的阻值可以求出,B选项不符合题意;
C.当开关断开时,测总电压,当开关闭合时,未知电阻被短路,仍然测电源电压,无法求出串联时的电流,C选项符合题意;
D.开关闭合时,只有已知电阻接入,根据电流表的示数即可求出电源电压,再开关断开时,两电阻串联,根据电流表示数和已知电阻的阻值即可求出电压,根据串联电压规律,即可求出未知电阻的电压,那么未知电阻的电流已知,电压已知,未知电阻的阻值即可求出,D选项不符合题意。
故答案为:C。
【分析】利用单表测量电阻时,结合定值电阻,能分别直接或间接测量电压或电流,利用电压和电流计算电阻。
5.(2020九上·太原月考)在测量未知电阻 阻值的实验时,小丽同学设计了如图所示的四个电路,其中电源电压不变且未知, 是阻值已知的定值电阻。实验中在不拆改电路的情况下,不能测出未知电阻 阻值的电路是(  )
A. B.
C. D.
【答案】D
【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】A.由电路图可知,开关 闭合、 断开时,电路为 的简单电路,电流表测电路中的电流 ,由 知道,电源的电压
当开关 、 闭合时, 和 并联,电流表测干路电流 ,由并联电路中各支路独立工作、互不影响可知通过 的电流不变,由并联电路中干路电流等于各支路电流之和知道,通过 的电流
由并联电路中各支路两端电压相等知道
A可行,不符合题意;
B.由电路图可知,开关 、 闭合时,电路为 的简单电路,电流表测电路中的电流 ,由 可得,电源的电压 ;当开关 断开、 闭合时, 和 串联,电流表测电路中的电流 ,此时电路的总电阻 ,根据串联电路中总电阻等于各分电阻之和知道
B可行,不符合题意;
C.由电路图可知,开关 、 、 均闭合时,电路为 的简单电路,电压表测电源两端的电压 ;当开关 、 闭合, 断开时, 和 串联,电压表测 两端的电压 ,由串联电路中总电压等于各分电压之和可得, 两端的电压 ,因串联电路中各处的电流相等,所以电路中的电流

C可行,不符合题意;
D.由电路图知道,闭合开关 、 接1时,假设电压表能正常使用,则 和 串联,电压表测 两端电压;当 接2时,电流会从电压表负接线柱流入,造成电压表指针向左偏转,无法测出 两端的电压,所以不能测出未知电阻 的阻值,D不可行,符合题意。
故答案为:D。
【分析】利用电流表分别测量干路和支路电流,利用电流和已知的电阻的乘积计算电压,利用电压和电流计算电阻;利用电压表测量一个或总电压,结合电压和电阻计算电流,利用电压和电流的比值计算电阻;电压表连接要正入负出。
二、多选题
6.(2021九上·大洼期末)以下电路图中,R0的阻值已知,能测出RX阻值的是(  )
A. B.
C. D.
【答案】B,C,D
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】A.由图可知R0和RX并联,电压相等,根据电压表可以知道Rx的电压,但无法确定Rx的电流,所以该电路图没法测量RX阻值,A不符合题意;
B.由图可知R0和RX串联,电流相等,电压表测的是总电压,电流表测的是电路中的电流,根据公式 可得出R0的电压,根据串联电路电压的规律可得到RX的电压,根据公式 可以得到RX阻值,B符合题意;
C.由图可知R0和RX串联,电流相等,电压表V1可以测出R0的电压,根据公式 可以得到电路中的电流,电压表V2可以测出Rx的电压,根据公式 可以得到RX阻值,C符合题意;
D.由图可知R0和RX并联,电压相等,电压表A1可以测出R0的电流,根据公式 可以得到Rx的电压,电压表A2可以测出Rx的电流,根据公式 可以得到RX阻值,D符合题意。
故答案为:BCD。
【分析】测量电阻时,直接或间接测量电压和电流,利用电压和电流的比值计算电阻。
三、作图题
7.(2020九上·潼南月考)如图所示,在“伏安法”测量定值电阻阻值的实验中,需要测量电阻的电压和电流,图中连接只有一根导线出现了错误,请在错误的那根导线上打“×”,并用笔画线代替导线将电路改正(只画一根)。
【答案】解:如图所示:
【知识点】实物的电路连接;伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】用伏安法测定值电阻阻值时,电流表要和定值电阻串联,电压表要和定值电阻并联,正确电路图如图所示:
【分析】从电表、滑动变阻器的使用入手,结合实验目的判断。
四、实验探究题
8.(2021九上·长春期中)在“用电压表和电流表测电阻的实验”中:
(1)根据如图甲所示的电路图,用笔画线代替导线将如图乙的实物图连接起来;
(2)该实验原理为   ;
(3)闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到某处时,电压表的示数为3V,电流表的示数如图丙所示,读数为   A,被测电阻R的阻值为   Ω。
(4)在测量未知电阻的阻值实验过程中电压表已损坏,老师从实验室拿来一只标有电阻“R”字样的滑动变阻器,并设计了如图丁所示的实验电路,分别按如下步骤进行实验:
①闭合开关S,调节滑片位于最左端时,读出电流表的示数为I1;
②闭合开关S,调节滑片位于最右端时,读出电流表的示数为I2;
③未知电阻的阻值:丁图中Rx=   (用R 、I1 、I2表示)。
【答案】(1)如图所示:
(2)欧姆定律
(3)0.3;10
(4)
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)定值电阻和滑动变阻器串联,电流表测它们的电流,电压表测R的电压,如图所示,
(2) 用电压表和电流表测电阻的实验 的原理是欧姆定律。
(3)连接小量程,分度值是0.02A,共15个小格,所以读数是0.3A,。
(4) 滑片位于最右端时, Rx被短路,只有Rab,此时电流表测Rab,所以电源电压U=I2R,滑片位于最左端时, Rab与Rx并联,电流表测二者总电流,所以通过Rx的电流是I1-I2,所以。
故答案为:(1)
(2) 欧姆定律;(3)0.3;10;(4)
【分析】(1)分析用电器的连接方式,电流表测量对象,电压表测量对象。
(2) 用电压表和电流表测电阻的实验的原理是欧姆定律。
(3)连接小量程,分度值是0.02A,数小格个数,根据计算电阻。
(4) 根据U=IR计算电压,并联电路中干路电流等于各支路电流之和。
9.(2020九上·清新期末)如图(甲)所示是测量定值电阻Rx阻值的实验电路。
(1)连好电路后闭合开关,发现电流表无示数、电压表有示数,那么电路的故障可能是   。
(2)排除故障后,移动滑动变阻器的滑片,当电压表的示数为2.4V时,电流表的示数如图(乙)所示,则通过电阻Rx的电流为   A,Rx的阻值为   Ω。
(3)另有同学们设计了下列二种测量方案,方案中定值电阻的阻值为R0。
①方案一的电路中,闭合开关S,如果电压表V1和V2的读数分别为U1和U2,则电阻Rx的阻值表达式为Rx=   ;
②方案二的电路中,将S接到a时,读出电流表的示数I1;再将S接到b,读出电流表的示数I2;由I2Rx=I1R0可得Rx= 。试对方案二做出评价   。(必须简要说明理由)
【答案】(1)Rx断路
(2)0.24;10
(3);该方案不正确,两种情况下Rx和R0两端的电压不相等
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)由图可见,电阻和滑动变阻器串联,电流表测电路的电流,电压表测电阻两端的电压;电流表无示数,说明电路中某处断路;电压表有示数说明,电压表与电源连接的部分无断路,即电流表、滑动变阻器、开关无断路,因此故障就是电阻Rx断路。
(2)电流表选择的是0~0.6A量程,对应的分度值为0.02A,此时的示数为0.24A,即通过电阻Rx的电流为0.24A,故待测电阻的阻值为
(3)①由电路图知R0、Rx串联,故同过电路的电流 ,则电阻Rx的阻值
②该方案不正确,因为在串联电路中,用电器两端电压与其阻值成正比,当开关S由a拨到b时,电阻R0和RX两端的电压不相等。
【分析】(1)电流表无示数,说明电路中有断路的地方;电压表有示数,说明电压表与电源连接的部分无断路。
(2)确定电流表量程、分度值,读出电流表示数,已知电压和电流,由R=求出电阻阻值。
(3)①方案一中定值电阻与待测电阻串联,已知定值电阻电压与阻值,由欧姆定律可以求出电路电流,已知待测电阻两端的电压,由欧姆定律可以求出待测电阻的阻值。
②用等效替代法测待测电阻的电压,但根据设计,当开关S由a拨到b时,电阻R0和RX两端的电压不相等,故设计是不合理的。
10.(2020九上·秦皇岛期末)程新同学设计了如图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)根据甲中电路图,用黑色签字笔画线代替导线,将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)不改变甲图所示的电路,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.
【答案】(1)
(2)I1R0
(3)
(4)仍能
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)根据甲图,将S2的右接线柱与电流表负接线柱连接起来,如下所示:

(2)电路正确连接后,当开关S、S1闭合,S2断开时,两电阻并联,电流表测定值电阻的电流,由欧姆定律,电流表示数为I1,则电源的电压U=I1R0;
(3)当开关S、S2闭合,S1断开时,两电阻并联,电流表测干路电流,由并联电路各支路互不影响,通过待测电阻的电流为:I0=I2-I1,由欧姆定律,则待测电阻:
Rx= = ;
(4)不改变甲图所示的电路,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,根据并联电路各支路不影响,由并联电路电流的规律,可求出通过待测电阻的电流,由欧姆定律仍能求出未知电阻Rx的阻值.
【分析】(1)结合电路图,利用电流流向法连接实物图即可。
(2)理清元件的连接方式及电表的测量对象,由欧姆定律得出电源的电压。
(3)由并联电路各支路互不影响和并联电路电流的规律求出通过待测电阻的电流,由欧姆定律得出待测电阻。
(4)不改变甲图所示的电路,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,由欧姆定律可得出电源电压。再根据并联电路各支路不影响和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。
11.(2020九上·绿园期末)小明同学想利用最少的元件测量未知电阻RX的阻值,于是他选择了电压为6V的电源、电压表、“10Ω 2A”的滑动变阻器、开关各一个、导线若干。
(1)实验设计完成后(电路图未画出),小明按规范步骤进行操作。闭合开关,电压表示数为2.8V;移动滑片至中点位置时,电压表示数为1.8V。则电压表测量的是   两端的电压,根据以上两组数据,小明同学测定的RX的阻值为   Ω(计算电阻时精确到0.1Ω)
(2)实验结束后,小明又设计了如图电路测量额定电流为I额的小灯泡L的额定功率。电源电压可调,滑动变阻器A、B(最大阻值分别为R1、R2)。请帮助他完成实验设计。
①只闭合开关S和S2,移动A滑片,使电流表的示数为I额;
②只闭合开关S和S1,保持滑动变阻器   的滑片位置不动,移动另一个滑动变阻器滑片,使电流表的示数为I额;
③保持变阻器   的滑片位置不动,将另一个滑动变阻器滑片移到最左端,电流表的示数为I1,再将此滑动变阻器的滑片移到最右端,电流表的示数为I2,则小灯泡额定功率为   。(用I额、I1、I2、Rl、R2中的字母表示)。
【答案】(1)滑动变阻器;11.6
(2)A;B;
【知识点】电阻;伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)闭合开关前.滑动变阻器调到阻值最大端,电压表示类为2.8V,滑片变阻器移到中点且阻值变小,电流表示数变大,定值电阻电压应增大。而电压表示数减小为18V,所以电压表测滑动变阻器两端的电压。URX=U总-Uv=6V-2.8V=3.2V,所以,Rx=11.6Ω;
(2)①S1S2闭合时,小灯泡与A串联,当I=I额时小灯泡正常发光。
②当S,S1闭合时,A与B串联,为了使B等效于小灯泡保持A不变,调B到IA=I额。
③在保持B不变,使A滑到左端读出电流I1
则I1RB=U总,当A滑到右端IA=I2
则I2(RB+R1)=U总
I1RB=I2(RB+R1)得,根据P=I2R计算可得 。
【分析】(1)在串联电路中,滑动变阻器的电阻减小,分压减小,判断电压表测量的位置;根据分压关系和已知的电阻,计算未知电阻;(2)根据电源电压不变,结合不同的电阻和电流计算总电压,计算电阻,利用电流和电阻计算电功率。
12.(2020九上·重庆月考)现有两节新的干电池、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线若干。在利用“伏安法”测量定值电阻Rx阻值的实验中:
(1)按图乙所示的实物图把甲图中虚线框内的元补充完整;
(2)闭合开关、无论怎样移动滑片P,发现电流表和电压表都一直没有示数,其原因可能是______(填符号)。
A.Rx断路
B.滑动变阻器断路
C.滑动变阻器接了两个下接线柱
(3)排除故障后,当电压表示数为1.5V时,电流表示数如图丙,则通过Rx的电流大小为   A;它的阻值是   Ω。
(4)小南同学将图甲中定值电阻Rx换成小灯泡继续测量小灯泡的电阻,多次测量后,能不能求平均值?    (选填“能”或“不能”);
(5)实验时发现电压表坏了无法进行测量,但是有一个电阻箱可以使用,小南同学灵机一动,进行了下面的操作也测出了未知的定值电阻Rx大小,请补充完整实验步骤。
①如图连接电路;
②闭合开关S和S2,断开S1,调节滑动变阻器R的滑片,使电流表示数为I;
③闭合开关S和   ,断开   ,滑动变阻器的滑片位置   (选填 “右移”“左移”“不变”),调节电阻箱R0,使电流表示数为    ;
④此时电阻箱的阻值与未知电阻Rx的阻值相同。
【答案】(1)
(2)B
(3)0.3;5
(4)不能
(5)S1;S2;不变;I
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)由图乙实物图可知,变阻器滑片右移时接入电阻增大,如图所示:
。(2)闭合开关、无论怎样移动滑片P,发现电流表和电压表都一直没有示数,其原因可能是滑动变阻器断路,造成电路断开。(3)排除故障后,当电压表示数为1.5V时,电流表示数如图丙,接入小量程,则通过Rx的电流大小为0.3A,它的阻值是 (4)小南同学将图甲中定值电阻Rx换成小灯泡继续测量小灯泡的电阻,由于灯泡灯丝电阻随温度变化,多次测量后不能求平均值。(5)闭合开关S和S2,断开S1,此时变阻器与未知电阻串联,调节滑动变阻器R的滑片,使电流表示数为I;闭合开关S和S1,断开S2,此时变阻器与电阻箱串联,滑动变阻器的滑片位置不变,调节电阻箱R0,使电流表示数为I,此时电阻箱的阻值与未知电阻Rx的阻值相同。
【分析】(1)伏安法测量电阻时,需要利用滑动变阻器实现多次测量,减小误差;(2)串联电路中,电压表和电流表无示数,电压表测量的其他位置断路;(3)根据电流表选择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)测量灯泡电阻时,灯泡电阻会改变,不计算平均值;(5)利用电阻箱,结合等效替代法测量电阻时,首先测量未知电阻的电流;再接入电阻箱,并调节电阻箱使电流不变,此时电阻箱示数就是未知电阻的大小。
13.(2020九上·重庆月考)小瑞想测出家用手电筒的灯泡正常工作时的电阻,其电路图如图甲所示。实验器材有:电源(电源电压为3V)、开关、电压表、电流表各一个,导线若干,额定电压为2.5V的待测手电筒灯泡(电阻约为10Ω),滑动变阻器1个(“20Ω 5A”)。
(1)将图乙的实物接线补充完整;(要求:电表选择合适的量程,滑片向右滑动,电流表示数变大。)
(2)连接电路时,开关应该   ;
(3)排除故障后闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,同时眼睛应注视___________(填序号);
A.小灯泡亮度 B.电压表示数
C.电流表示数 D.滑动变阻器的滑片
(4)若某时刻电压表的示数如图丙所示,此时小灯泡两端电压为   V;为了测定小灯泡正常工作时的电阻,需向    (选填“左”或“右”)调节滑动变阻器的滑片到适当的位置;
(5)如图甲所示是根据记录的实验数据画出的小灯泡两端的电压与通过的电流的关系图像。从图像可知,小灯泡正常工作时小灯泡的电阻是   Ω。图像是曲线,说明小灯泡的电阻是变化的,这是因为灯丝电阻随   的变化而变化;
(6)在某次调节中,滑动变阻器接入电路的阻值减小了DR1,小灯泡的阻值变化了DR2,则DR1   DR2(选填“>”、“<”或“=”);
(7)小瑞又设计了如图乙所示的测量电路,测量小灯泡正常发光(灯的额定电压为2.5V)的电阻,其中R0是已知定值电阻,请在空格内把实验步骤补充完整。
①连接好实验电路,闭合开关S1,将开关S2拨到触点2,移动滑片,使电压表的示数为   V;
②再将开关拨到触点1,滑片的位置   (选填“保持不动”、“适当向左移”“适当向右移”),读出电压表的示数为U;
③小灯泡正常发光时的电阻R1=   (用已知量和测出的物理量表示)。
【答案】(1)
(2)断开
(3)B
(4)2.6;左
(5)10;温度
(6)=
(7)2.5;保持不动;
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)灯泡通过的最大电流约为
故电流表选用小量程,电源电压为3V,灯泡额定电压为2.5V,并联的电压表选用小量程,滑片向右滑动电流表示数变大,说明变阻器接入的阻值变小,如图所示:
。(2)连接电路时,为保护电路安全,开关应该断开。(3)排除故障后闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,同时眼睛应注视电压表示数,使其达到灯泡的额定电压。(4)若某时刻电压表的示数如图丙所示,电压表接入小量程,此时小灯泡两端电压为2.6V;为了测定小灯泡正常工作时的电阻,需向左调节滑动变阻器的滑片到适当的位置,减小灯泡分压能力。(5)从图像可知,小灯泡正常工作时小灯泡的电阻是 图像是曲线,说明小灯泡的电阻是变化的,电压不同发热不同,这是因为灯丝电阻随温度的变化而变化。(6)在某次调节中,滑动变阻器接入电路的阻值减小了DR1,小灯泡的阻值变化了DR2,根据串联分压及电源电压保持不变可知DR1=DR2。(7)连接好实验电路,闭合开关S1,将开关S2拨到触点2,移动滑片,使电压表的示数达到灯泡额定电压即2.5V;再将开关拨到触点1,滑片的位置保持不动,读出电压表的示数为U;则电路中的电流为
则小灯泡正常发光时的电阻为
【分析】(1)电压表并联在电路中,与谁并联就测量谁两端的电压;
(2)为了保证电路安全,拆装电路时,开关应处于断开状态;
(3)分析电路结构,电路为串联电路,结合电流表、电压表示数的变化,分析电路存在的故障即可;
(4)结合电压表选择的量程和分度值,根据指针读数即可;小灯泡和滑动变阻器是串联关系,串联分压,分得的电压和电阻成正比,结合小灯泡此时的电压判断滑动变阻器的移动方向;
(5)结合图像利用欧姆定律求解电阻的阻值,图像不为直线,意味着受温度的影响;
(6)两者串联,电压之和为定值,电压的变化量绝对值相同;
(7)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·江油月考)在“测量电阻”实验中,小新同学选用定值电阻Rx和最大阻值15 Ω的滑动变阻器R2各一个,按图甲电路图连接实物电路图乙,电源电压3 V保持不变。
(1)请用笔画线代替导线将实物电路连接完整。
(2)连接电路过程中开关应   ,并将滑动变阻器滑片移到   (选填 “A”或“B”)端。
(3)闭合开关后,发现电流表有示数,电压表无示数,造成这一现象的原因是:   。
(4)将滑动变阻器的滑片移到某位置时,电压表示数为2 V,电流表的示数如图丙所示,则电流表示数为   A,电阻Rx的阻值为   Ω。
(5)小新完成实验后,利用现有器材进行“电流与电压的关系”的探究,记录数据如表所示。他发现在该实验中滑动变阻器除了保护电路之外,还起到了   作用。
次数 1 2 3 4 5
电压U/V 1 1.5 2 2.5 3
电流I/A 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3
(6)分析数据,可得出电流与电压的关系结论是:   。
(7)老师检查了小新的数据后指出:第1次数据是不可能得到的,原因是   。
【答案】(1)
(2)断开;A
(3)Rx短路或电压表断路
(4)0.2;10
(5)改变电阻两端的电压,进行多次测量的
(6)电阻一定时,通过电阻的电流和电阻两端的电压成正比
(7)滑动变阻器阻值太小,电压表无法达到1 V
【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)电流从电池的正极出发,经过开关,滑动变阻器,滑动变阻器的接法是一上一下,故将导线的一端与电阻的右端连接,电压表与定值电阻并联,由于电池的电压只要3V,定值电阻的阻值一定小于3V,故将导线一端接在定值电阻的右端和电压表的3V的接线柱,如下图所示:
;(2)连接电路过程中开关应断开;滑片位于阻值最大处,故将滑片位于A点。(3)闭合开关后,发现电流表有示数,电压表无示数,说明电压表所测的部分短路,故Rx短路,或者电压表断路。(4)量程选择0~0.6A,故电流表的电流为0.2A;电阻Rx的阻值为
电阻Rx的阻值为10Ω。(5)探究电流与电压的关系,需要多次改变电压,故滑动变阻器的作用为改变电阻两端的电压,进行多次测量的。(6)经过数据的处理发现,电压与电流的比值是一个定值,为10Ω,故结论是电阻一定时,通过电阻的电流和电阻两端的电压成正比;若滑动变组器全部接入,则总电阻为25Ω,则电流是
最小的电流为0.12A,故第一组示数是错误的,原因是滑动滑动变组器最大阻值太小,电压表无法达到1 V。
【分析】(1)滑动变阻器连接时一上一下,电压表与定值电阻并联;(2)连接电路时,开关应断开;滑片位于阻值最大处;(3)在串联电路中,电流表有示数,电压表无示数,可能电压表断路或电压表测量的位置短路;(4)根据电流表选择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)测量电阻时,利用滑动变阻器可以实现多次实验,减小误差;(6)电阻一定时,通过电阻的电流和电阻两端的电压成正比;(7)根据电压和电阻的比值计算电流,判断数据的错误。
15.(2022九下·覃塘月考)小明做"测小灯泡电阻"的实验时,所用器材有电压为 6V的电源,额定电压为2.5V的小灯泡,以及符合实验要求的滑动变阻器、电压表、电流表、开关和导线。
(1)在图甲中请你用笔画线代替导线。将实验电路连接完整;
(2)小明连接好最后一根导线,灯泡立即发出明亮耀眼的光并很快熄灭。检查后,发现
连线正确,请你找出实验中两个操作可能不当之处∶①   ②    ;
(3)改正(2)的错误,在实验开始前应将滑动变阻器的滑片先调到甲图所示的最   端(选填"左"或"右")。
(4)小明根据实验数据绘制了如图乙所示的 U-I图象,根据图象提供的信息,小灯泡正常工作时的电阻约为   Ω;
(5)小明根据图乙计算出灯泡在不同电压下的电阻,发现所测小灯泡的电阻值相差较大,原因可能是由于引起   (填序号)
A.实验误差
B灯泡电阻受温度影响
(6)完成上述实验后,小明进一步思考,只用一只仪表结合已知最大阻值为R滑 的滑动变阻器,在不超过2.5V恒定的电源电压下,不考虑温度对电阻的影响,能否测出小灯泡的阻值呢 于是他设计了两种情况的电路如图丙、丁所示。其步骤如下;
A.在丙图中将滑动变阻器滑片滑到a端,记下电压表示数 Ua,再滑到b端记下电压表示数Ub
B.小明通过这两个数据和 R滑,可计算出灯泡电阻 R灯,其表达式为 R灯=   
C.在丁图中将滑动变阻器滑片滑到 a端,记下电流表示数la,再滑到b端记下电流表示数lb。
D.小明通过这两个数据和R滑,也可计算出灯泡的电阻R灯2,其表达式为R灯2=   
【答案】(1)解:如图所示:
(2)连接电路时,没有断开开关;变阻器的滑片没有移至阻值最大处
(3)左
(4)10
(5)B
(6);
【知识点】串联电路的电流规律;串联电路的电压规律;电路故障的判断;欧姆定律及其应用;伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)测电阻时,灯泡、电流表和滑动变阻器串联,电压表和灯泡并联,电流从电表正接线柱流入,负接线柱流出,如图:
(2)小明连接好最后一根导线,灯泡立即发出明亮耀眼的光并很快熄灭。说明电路中电流太大,所以实验中两个操作可能不当之处是:一是连接电路时,没有断开开关;二是变阻器的滑片没有移至阻值最大处;
(3)在实验开始前应将滑动变阻器阻值调到最大,即甲图中的最左端;
(4)小灯泡正常工作时灯泡两端电压为2.5V,由图乙可知通过灯泡的电流为0.25A,灯泡正常发光时的电阻约为;
(5)小明根据图乙计算出灯泡在不同电压下的电阻,发现所测小灯泡的电阻值相差较大,原因可能是灯泡电阻受温度影响,温度升高,灯丝电阻变大;
(6)在丙图中将滑动变阻器滑片滑到a端,只有灯泡接入电路,电压表示数 Ua即为电源电压,再滑到b端,滑动变阻器整个电阻和灯泡串联,记下电压表示数Ub,电路中电流为,灯泡电阻为;
在丁图中将滑动变阻器滑片滑到 a端,只有灯泡接入电路,记下电流表示数la,电源电压为,再滑到b端,滑动变阻器整个电阻和灯泡串联,记下电流表示数lb,电源电压为
电源电压不变,解得。
【分析】(1)测电阻时,灯泡、电流表和滑动变阻器串联,电压表和灯泡并联,电流从电表正接线柱流入,负接线柱流出;
(2)最后一根线接好就发光是接线时没有闭合开关,闪耀后熄灭是电流太大;
(3)在实验开始前应将滑动变阻器阻值调到最大,以保护电路元件;
(4)由图乙找到灯泡正常发光的电压和电流,由欧姆定律计算灯泡电阻;
(5)灯泡电阻受温度影响,温度升高,灯丝电阻变大;
(6)由串联电路电流和电压规律分别列出P在a端和b端时的等式,联立求解灯泡电阻表达式。
16.(2020九上·铁锋期末)小吴同学要测定额定电压为3.8V的小灯泡正常发光时的电阻。他选择了一些器材进行实验,其中电源电压为6V恒定,滑动变阻器R1上标有“20Ω 1A”字样。
(1)小吴连成了图甲所示的电路,将滑动变阻器的阻值调到最大,闭合开关,向左移动滑片,发现电流表示数   (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(2)经检查发现电路中有一根导线连接错误,排除故障,重新正确连接电路后,小吴继续进行实验,调节滑动变阻器的滑片,小灯泡正常发光时,电流表示数如图乙所示,小灯泡正常发光时电阻为   Ω。
(3)完成实验后,小吴还想探究“导体中的电流与电阻的关系”,他选取了10Ω、20Ω、40Ω的定值电阻,利用上述器材完成探究。为了使三个电阻单独接入电路都能完成实验,他应控制定值电阻两端的电压不低于   V。通过实验数据可以得出的结论是:电压一定时,导体中的电流与电阻成   。
(4)实验结束后,小吴没有用电流表,又多用了一个滑动变阻器R2(最大阻值用R0表示),他设计如图丙所示电路,测出了额定电压为2.5V的小灯泡正常发光时的电阻,请补全下列步骤:
①闭合开关S,先调节滑动变阻器   (选填“R1”或“R2”)的滑片到最   端(选填“左”或“右”),再调节另一滑动变阻器的滑片,直到电压表示数为2.5V时为止,小灯泡正常发光;
②接着   
,读出这时电压表的示数为U;
③小灯泡正常发光时的电阻表达式R=   。
【答案】(1)不变
(2)10
(3)4;反比
(4)R2;左;保持变阻器R1的滑片不动,接着调节变阻器R2的滑片到最右端,此时电压表测灯泡与变阻器R2串联的总电压,读出这时压表的示数为U。;
【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)由图甲可知,电压表串联在电路中,电流表与灯并联,因电压表内阻很大,故电流表示数为0,将滑动变阻器的阻值调到最大,闭合开关,向左移动滑片,电流表示数不变,仍为0。
(2)当电压表示数为3.8V时,小灯泡正常发光,此时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0.38A,由欧姆定律,小灯泡正常发光时电阻为
(3)探究“导体中的电流与电阻的关系”,保持电阻两端的电压一定,由串联电路的规律及分压原理有
方程左边为一定值,故右边也为一定值,当变阻器连入电路的电阻最大时,对应的定值电阻应最大,变阻器分得的电压最大,控制电阻的电压最小,则
UV=4V
为了使三个电阻单独接入电路都能完成实验,他应控制定值电阻两端的电压不低于4V;由实验数据可以得出电压一定时,导体中的电流与电阻成反比。
(4)①闭合开关,先调节滑动变阻器R2的滑片到最左端,此时电压表只测灯泡的电压,再调节另一滑动变阻器的滑片,直到电压表示数为2.5V时为止(即达到灯泡的额定电压U0),此时灯泡正常发光;
②保持变阻器R1的滑片不动,接着调节变阻器R2的滑片到最右端,此时电压表测灯泡与变阻器R2串联的总电压,读出这时压表的示数为U。
③灯泡正常发光后,由于保持变阻器R1的滑片不动,则电路中电流不变、灯泡两端的电压保持不变,因串联电路中总电压等于各分电压之和,当变阻器R2的滑片到最右端时,R2两端的电压U2=U-2.5V
串联电路中各处的电流相等,即灯正常发光时的电流
小灯泡的电阻R=
【分析】(1)测量灯泡的电阻时,灯泡、滑动变阻器和电流表串联,电压表和灯泡并联,当电流表和电压表串联时,调节滑片电流表无示数;
(2)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;
(3)探究电流和电阻关系时,根据电阻和滑动变阻器的比值判断分压比,计算电压表的最小分压;电压一定时,导体中的电流与电阻成反比;
(4)先利用电压表测量灯泡的电压,使灯泡正常发光,再利用电压表测量灯泡和电阻的分压,根据串联分压和电阻计算电流;根据电压和电流的乘积计算电功率。
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