人教版初中物理九年级17.3《电阻的测量》同步练习
一、单选题
1.在使用伏安测电阻的实验中,需要测量电阻R2的阻值,四位同学画出的电路图如图所示,请你判断这四位同学所画的电路图,正确的是( )
A. B.
C. D.
2.如图是根据伏安法测电阻测的电阻RA和RB的几组电流和电压画出的图象,根据图象判断出电阻RA和RB的大小关系( )
A.RA>RB B.RA=RB C.RA<RB D.无法确定
3.在“测量小灯泡的电阻”的实验中,某同学在连接电路时,不小心将电流表和电压表换了位置,如图所示,可能出现的现象是( )
A.小灯泡不发光,电压表没有示数
B.小灯泡不发光,电流表没有示数
C.小灯泡正常发光,电压表没有示数
D.小灯泡正常发光,电流表没有示数
4.在“探究电流跟电阻的关系”和“伏安法测定值电阻”的两个实验中,下列说法中不正确的是( )
A.它们都是采用控制变量的研究方法
B.它们的实验电路图是相同的
C.前者多次测量的目的是分析多组数据,得出电流跟电阻的关系
D.后者多次测量的目的是求电阻的平均值,减小误差
5.在“伏安法测定值电阻的阻值”的实验中,为了使被测电阻阻值测得更准确些,下列方法可行的是( )
A.在可能的情况下,加在电阻两端的电压要尽量大一些
B.通过电阻的电流尽量大一些
C.取测得的平均值作为待测电阻的阻值
D.以上办法都可以
6.小明同学做电学实验,通过改变滑动变阻器R3电阻的大小,依次记录的电压表和电流表的读数如下表所示,分析表格中实验数据,可推断小明实验时所用的电路可能是下列电路图中的哪—个( )
电压表读数U/V 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00 1.10
电流表读数I/A 0.18 0.21 0.24 0.27 0.30 0.33
A.
B.
C.
D.
7.如图所示,小华同学连接了一个测量小灯泡电阻而连的电路,有关该实验的以下说法错误的是( )
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的示数的不同而不同
D.在如图位置闭合开关后,向左移动滑动变阻器的滑片,小灯泡变亮
8.现有两个阻值不等的未知电阻R1和R2,为了判断它们的阻值大小,几个同学分别设计了如图所示的四种电路,其中不可行的是( )
A. B.
C. D.
9.如图所示电路,当滑动变阻器滑片自a向b滑动时,以下关于表1、表2的性质和灯泡发光情况的判断中正确的是( )
A.表1是电流表,示数变大;表2是电压表,示数变大,灯泡变亮。
B.表1是电流表,示数变小;表2是电压表,示数变小,灯泡变暗
C.表1是电压表,示数变小;表2是电流表,示数变小,灯泡变亮
D.表1是电压表,示数变大;表2是电流表,示数变大,灯泡变暗
10.在某一温度下,两个电路元件A和B中的电流与其两端电压的关系如图所示,由图可知,下列说法中正确的是( )
A.元件A的阻值大于元件B的阻值
B.元件A的阻值为0.2Ω
C.把A,B两个元件并联接在2V的电源上,流过电源的电流为0.6A
D.把A,B两个元件串联接入电路,A中的电流大于B中的电流
11.如图所示,伏安法测电阻的电路图,小明在连接好电路进行实验的过程中出现了一些问题,下列故障与原因分析正确的是( )
A.闭合开关,电流表指针向左偏,这是因为电流表的量程太小
B.移动滑动变阻器的滑片P,两只电表的示数均不变,这可能是把滑动变阻器的下面两个接线柱接入电路
C.闭合开关,电压表有示数,电流表无示数,这可能是电阻RX短路
D.闭合开关,电压表无示数,电流表有示数,这可能是电阻RX断路
12.在测电阻的实验中,小明把电压表与滑动变阻器并联,如图所示,在调节滑动变阻器的过程中,记录了两组实验数据。当电压表示数为3V时,电流表的示数为0.3A;当电压表示数为5V时,电流表的示数为0.2A。则电阻RX的电阻为( )
A.10Ω B.20Ω C.25Ω D.16Ω
13.如图所示,闭合开关S,将滑动变阻器R2的滑片向A端滑动时,电流表的示数将 (选填“变大”、“变小”或“不变”,下空同),电压表与电流表的示数之比将 。
二、填空题
14.如图所示,是利用电压表和电流表测量电阻的实验装置。图B某一次测量时电压表的数据,则此时电压表的读数是 ,如果此时电流表的读数是0.16A,则电阻是 Ω。调节滑动变阻器,使电压表示数为3V时,电阻R的阻值为 Ω,电流表的示数应为 。
15.小明设计了如图所示的压力测量仪,可以反映弹簧上方金属片受到压力大小。其中R′是滑动变阻器,R是定值电阻,电源电压恒定不变,压力表实际是个电压表。当金属片受到的压力增大时,变阻器的阻值 ,压力表示数 (选填“变大”、“变小”或“不变”)
16.在如图所示的电路中,电源电压为3V,开关闭合后,电流表和电压表的读数分别是0.10A和2.0V,则通过R2的电流是 A,R1的电阻是 Ω,R2两端的电压 V。
17.如图所示的电路中,闭合开关S,灯L不亮,电压表V有示数。已知电路中各处均接触良好,除灯L和电阻R外,其余元件均完好。
(1)该电路中存在的故障可能是 或 。
(2)为进一步确定故障,小明将一个电流表正确串联在电路中。闭合开关S,观察电流表的示数情况。若电流表有示数,说明故障是 ;若电流表无示数,说明故障是 。
(3)为进一步确定故障,小华将图中的电压表V正确并联在灯L两端,你认为他 (选填“能”或“不能”)查找出电路的故障,理由是 。
三、实验题
18.现要测定标有“3.8V,0.3A”字样的小灯泡正常发光时灯丝的电阻值。给你提供的实验器材如下:4.5V和12V的电源各一套(电源电压恒定),开关一只,导线若干,标有“10Ω,1A”的滑动变阻器一只,标有“50Ω,1A”的滑动变阻器一只,量程为0.6A和3A的电流表各一只。量程为3V和15V的电压表各一只。要求测量时电表的示数必须超过所用量程的一半。(1)应选用 V的电源;(2)电流表的量程应选择 A;(3)电压表的量程应选择 V。
19.做测定电阻阻值的实验。
(1)小明根据如图甲所示的电路图,将图乙中的实验器材连接成实验电路。同小组的小亮在检查时认为,从实验目的来看,实验电路上有一根导线连接错了,建议小明改接 。①请你在接错的那根线上打“×”;②另画一根导线,使电路连接正确;③如果不改接这根导线,对实验的影响是: (具体说明是什么影响)。
(2)小明将电路改接正确后,合上开关,调节变阻器的滑片到某位置时,电压表和电流表的指示如图丙所示,则电压表的读数是 V,电流表的读数是 A,被测电阻Rx的阻值是 Ω。
(3)小明和小亮为他俩在全班首先获得测量结果而高兴,准备整理实验器材结束实验。你认为他们的实验真的结束了吗?你会给他们提出什么建议呢?
①写出你的建议: ;
②你提出这个建议的目的是: 。
20.如图是“伏安法测电阻”的实验电路图。
(1)在图甲中的圆圈内填入电流表、电压表的符号;
(2)图乙是小虎做这个实验连接的实物图,请你指出其中的三个错误或不妥之处。
①
②
③
(3)某同学规范操作,正确测量,测得三组实验数据分别是:U1=1.8V,I1=0.14A;U2=2.4V,I2=0.2A;U3=3V,I3=0.26A。请你在虚线框内为他设计一个表格,并把这些数据正确填写在你设计的表格内 。
(4)根据表格中数据,请你算出待测电阻Rx= 。
(5)分析表格中的数据,你能得出的一个结论是: 。
21.如图所示是两组同学设计的测未知电阻Rx的实验方案。
甲小组设计的方案:器材有电压表、电流表、滑动变阻器、开关、电源(电压未知)、未知电阻Rx导线。
乙小组设计的方案:器材有已知电阻R0、电流表、开关、电源(电压未知)、未知电阻Rx导线。
设甲组电压表示数U,电流表示数I;乙组电流表示数:S断开为I1,S闭合为I2。请你:
(1)写出未知电阻Rx的表达式,甲组:Rx= ;乙组:Rx= 。
(2)对以上两组实验设计方案,从测量的准确性方面作出简要的评价: 。
四、计算题
22.如图所示,闭合开关S,滑动变阻器取四个不同阻值时,可以得出电流表和电压表的四组对应的值。这四组对应的值在图乙的U-I坐标中分别用a、b、c、d四个点表示(坐标原点表示的电压值和电流值均为零)。由这四个点作出的U-I图象为一条直线,延长直线交纵轴(U轴)于E点,交横轴(I轴)于F点,若电源电压为U0=6V,定值电阻的阻值为R0=10Ω,据此分析:
(1)E点表示的电流表、电压表的示数为多少?此时电路处于什么状态?
(2)F点表示的电压表、电流表的示数各是多少?此时电路处于什么状态?
答案解析部分
1.【答案】C
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】在使用伏安测电阻的实验中,需要测量电阻R2的阻值,A选项电压表的正负接线柱接反了;B选项电流表的正负接线柱接反了;C选项电压表测量被测电阻两端电压,电流表测量被测电阻的电流,正确;D选项电压表测量电源电压了;
故答案为:C。
【分析】结合实验目的及电表的使用方法分析解答即可.
2.【答案】C
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【解答】图中的图像为电阻的伏安图像,比较电阻大小时,可以采用控制变量法,即电压相同时比较电流大小,电流小的其电阻大或电流相同比较电压,电压大的电阻大,图中电压相同时a的电流大于b的电流,B的电阻大于a的电阻.
故答案为:C。
【分析】结合I-U图像,利用欧姆定律R=分析解答即可.
3.【答案】B
【知识点】电路故障的判断
【解析】【解答】题中电流表和电压表换了位置,电压表在电路中相当于开路,故电流表的示数为零,电流表相当于导线将小灯泡短路,故小灯泡不发光,电压表此时通过滑动变阻器接到电源,故电压表的示数几乎等于电源电压.
故答案为:B。
【分析】电压表的电阻很大,它所在的电路可以看作是断路,串联在电路中时,示数几乎等于电源电压.
4.【答案】A
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验;伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】探究电流跟电阻的关系时,因电流与电压和电流两个因素有关,故研究时采用控制变量法,而伏安法测定值电阻实验时就不需要采用控制变量法,A错误,符合题意;“探究电流跟电阻的关系”和“伏安法测定值电阻”的两个实验电路图是相同的,B不符合题意;“探究电流跟电阻的关系”实验中多次测量的目的是分析多组数据,得出电流跟电阻的关系,“伏安法测定值电阻”实验中多次测量的目的是求电阻的平均值,减小误差,CD不符合题意;;
故答案为:A。
【分析】根据“探究电流与电阻关系”实验和“伏安法测小灯泡电阻”实验的实验目的、原理、多次测量的目的进行分析解答.
5.【答案】C
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】在“伏安法测定值电阻的阻值”的实验中,为了使被测电阻阻值测得更准确些,通常采用多次测量取平均值减小误差的方法。
故答案为:C。
【分析】在“伏安法测定值电阻的阻值”的实验中,采用多次测量取平均值减小误差的方法.
6.【答案】B
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】根据欧姆定律可知A图中,当滑动变阻器的阻值变大时,电压表的示数增大电流表的示数减小,变化规律与表格不符,B图中电压表的示数与电流表的示数之比值等于电阻R2的阻值,即比值不变,符合表格中数据规律;CD两图是等效的,即变化规律相同,电压表示数增大时,电流表示数减小,不符合表格中数据规律;
故答案为:B。
【分析】由表中数据可知,当电压表的示数增大时,电流表的示数也增大,再分析四个电路图,当滑片向上移动时的电压表和电流表的变化得出答案.
7.【答案】D
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】连接实验电路中,为了保护电路元件,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片滑到最大阻值处,即图中的最左端,A不符合题意;图中电源为两节干电池,电压为3伏,故电压表用小量程即可,电流值也通常在小量程范围内,故两表均换小量程;B不符合题意;灯泡灯丝电阻随温度的变化而变化,故灯泡两端电压发生变化时,其功率变化,灯丝温度也随之变化,C不符合题意;图中电路闭合开关后,向左移动滑动变阻器的滑片,接入电路中的阻值将变大,灯泡两端的电压将变小,小灯泡变暗,D错误,符合题意;
故答案为:D。
【分析】为了保护电路元件,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片滑到最大阻值处.
灯泡电阻受温度的影响,随灯泡电压的变化而变化.
根据滑动变阻器的接法及滑片的移动方向,判断电路电流的变化,从而判断灯泡亮度如何变化.
8.【答案】D
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】比较电阻值的大小可用并联电路中电压相等时,比较通过电流大小,通过电阻的电流越大其阻值越小,A、C两图能测量出并联两电阻的电流,即A、C可行;也可以用串联电路电流相等,比较电压关系,即电流相等时,电压大的其电阻较大,B可行;D串联电路电流相等,故无法比较电阻大小。
故答案为:D。
【分析】结合串联分压及并联分流的原理分析即可.
9.【答案】B
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析;实际功率
【解析】【解答】图中表2与灯泡并联,故表2是电压表,表1与灯泡串联,故表1是电流表,当滑动变阻器滑片自a向b滑动时,滑动变阻器接入电路中的阻值变大,电流表示数变小,灯泡两端电压减小,灯泡变暗.
故答案为:B。
【分析】在圆圈中填入电表的原则是:不能使电路发生短路,也不能使电路发生断路.且要注意:电流表的电阻很小,在电路中相当于一根导线;电压表的电阻很大,它所在的电路可以看作是断路.
当滑动变阻器滑片自a向b滑动时,滑动变阻器接入电路中的阻值变大,进一步可知灯泡两端电压变化情况,再利用P=UI可知灯泡的亮度变化情况.
10.【答案】C
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【解答】由图像可得在电压相同时元件A的电流大于元件B的电流,可得元件A的电阻小于元件B的电阻,A不符合题意;元件A的电阻阻值取值计算,当电压等于3.0V时对应电流0.6A,故电阻 ;B不符合题意;把A、B两个元件并联接在2V的电源上,从图中可得通过A的电流为0.4A,通过B的电流为0.2A,则干路电流为0.6A,C符合题意;把A、B两个元件串联接入电路,因串联电路电流处处相等,得A中的电流等于B中的电流,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】把A、B两个元件并联接在2V的电源上时它们两端的电压相等,根据图象读出通过的电流,利用欧姆定律求出两电阻的阻值,然后比较两者的大小关系,再根据并联电路的电流特点求出干路电流;把A、B两个元件串联接入电路,根据率联电路的电流特点可知通过它们的电流关系.
11.【答案】B
【知识点】电路故障的判断
【解析】【解答】伏安法测电阻时,闭合开关,电流表指针向左偏,说明电流表的正负接线柱接反了,A不符合题意;移动滑动变阻器的滑片P,两只电表的示数均不变,说明滑动变阻器移动滑片时不能改变电路中的电阻,这可能是把滑动变阻器的下面两个接线柱接入电路,B符合题意;闭合开关,电压表有示数,电流表无示数,这可能是电阻RX开路,C不符合题意;闭合开关,电压表无示数,电流表有示数,这可能是电阻RX短路,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】电表指针向左偏,说明电表的正负接线柱接反了.
闭合开关后,小灯泡不亮,电流表无示数,说明电路故障为灯泡断路;电压表示数接近电源电压,说明电压表的正负接线柱与电源两极相连.
12.【答案】B
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】由题意知U电=U1+I1Rx;U电=U2+I2Rx;代入数据得U电=3V+0.3A×Rx;U电=5V +0.2A×Rx;解得Rx=20Ω;
故答案为:B
【分析】结合电路图,理清元件的连接方式及电表的测量对象,根据串联电路的电压特点和欧姆定律结合两组数据表示出电源的电压,利用电源的电压不变得出等式即可求出电阻Rx的电阻.
13.【答案】变大;不变
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析
【解析】【解答】图中两电阻串联,电压表测量R1两端电压,电流表测量电路中的电流,闭合开关S,将滑动变阻器R2的滑片向A端滑动时,滑动变阻器接入电路中的阻值变小,此时电路中的电流变大,故电流表的示数将变大,电压表与电流表的示数之比等于R1的阻值大小,故不变。
故答案为:变大;不变.
【分析】结合电路图,理清元件的连接方式及电表的测量对象,将滑动变阻器R2的滑片向a端滑动时变阻器连入电路中的电阻变化,根据电阻的串联规律确定总电阻变化,由欧姆定律分析总电流变化,再根据U=IR得出电压表示数变化,由欧姆定律,电压表与电流表的示数之比即为R的电阻.
14.【答案】0.8;5Ω;5Ω;0.6A
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【解答】图中电压表使用的是0~3V量程,故读数为0.8V,如果此时电流表的读数是0.16A,则电阻 ,电阻是导体本身的特性,故调节滑动变阻器,使电压表示数为3V时,电阻R的阻值不变,仍为5Ω,电流表的示数应为 。
故答案为:0.8;5Ω;5Ω;0.6A.
【分析】结合电压表的量程、分度值读出示数,根据欧姆定律求电阻;电阻是导体本身的一种性质,只与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,与两端的电压和通过的电流无关,再根据欧姆定律求出加在导体两端的电压变为3V时通过的电流.
15.【答案】变大;变大
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析
【解析】【解答】图中滑动变阻器接入电路部分为滑片以上部分,当金属片受到的压力增大时,金属片向下移动,此时滑片以上的部分变长,接入电路部分的电阻阻值增大,根据串联分压原理,电压之比等于电阻之比可得压力表(电压表)示数变大。
故答案为:变大;变大.
【分析】当金属片受到的压力增大时,变阻器的滑片向下滑动,接入电路的阻值会变大,再利用欧姆定律及串联分压的原理分析解答即可.
16.【答案】0.10A;20Ω;1.0V
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【解答】图中的电路为两电阻串联电路,串联电路电流处处相等,故闭合开关后电流表示数为0.10A时,通过R2的电流是0.10A,此时 ; R2两端的电压U2=U-U1=3V-2V=1V
故答案为:0.10A;20Ω;1.0V.
【分析】结合电路图,理清元件的连接方式及电表的测量对象,利用串联电路的电流、电压关系及欧姆定律分析解答即可.
17.【答案】(1)灯L短路;电阻R断路
(2)灯L短路;电阻R断路
(3)不能;灯L短路或电阻R断路时,电压表均无示数
【知识点】电路故障的判断
【解析】【解答】图中的电路为串联电路,闭合开关S,灯L不亮,电压表有示数,说明从电压表的两接线柱到电源两极的电路是通的,既然通灯泡又不亮,则灯泡可能短路,或者灯泡完好而其他部分开路,即电阻R断路;为进一步确定故障,小明将一个电流表正确串联在电路中。闭合开关S,观察电流表的示数情况。若电流表有示数,电路一定不是断路说明故障是灯泡L短路;无示数,则电路是断路,说明故障是电阻R断路。若小华将图中的电压表V正确并联在灯L两端,他不能查找出电路的故障,理由是灯L短路或电阻R断路时,电压表均无示数。
【分析】(1)灯不亮、电压表有示数的故障所在:①所测用电器开路,②接线柱之外的用电器被短路.
(2)上面两种情况,有一个区别:①电压表串联在电路中,相当于开路,无电流;②电路中只有电阻R,电路中有电流.
(3)当把电压表接在灯L两端,若灯L被短路,分压为0,电压表的示数为0;若电阻R断路,电压表接不到电源上,示数为0.所以不能判断故障所在.
18.【答案】12;0.6;15
【知识点】伏安法测电阻的探究实验;电功率的计算
【解析】【解答】灯泡的额定电压为3.8V,电压表的小量程已经不能满足要求,若用大量程则3.8V小于大量程的一半,故采用电压表测量滑动变阻器两端的电压,若采用4.5V电源实验,则灯泡正常发光时滑动变阻器两端电压为0.7V,其电压小于电压表小量程的一半,仍不符合实验要求,故电源选用12V的电源,因灯泡标有“3.8V,0.3A”即灯泡正常发光时电流为0.3A故电流表的量程选用0~0.6A;电压表测滑动变阻器两端电压为12V-3.8V=8.2V;电压表选用0~15V量程。
故答案为:12V;0.6A;15V.
【分析】根据串联电路电压特点和电表的示数必须超过所用量程的一半的要求分析电压表应并联连入电路的位置和能满足题中条件的电源即为所选电源;根据P=UI求出小灯泡正常工作时的电流,即为此时电路中的电流,据此选出电流表的量程;根据以上得出滑动变阻器两端的电压和通过的电流,根据欧姆定律求出滑动变阻器接入电路的电阻值,即可选出需要的量程.
19.【答案】(1);电压表测的是电源电压,调节变阻器无法改变电压表的示数,无法测出电阻RX的大小
(2)1.8;0.24;7.5
(3)改变滑动变阻器接入电路的阻值,进行多次实验;多次测量求平均值,减小实验误差
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】如图甲所示的电路图,电压表测量待测电阻两端电压,电流表测量通过未知电阻的电流,小明连接的电路图电压表测量电源电压了,改正的电路图如下:
如果不改正,电压表测的是电源电压,调节调节变阻器也测量不出电阻Rx两端的电压,无法测出电阻RX的大小;丙图的电压表读数为1.8V,电流表读数为0.24A,被测电阻Rx的阻值 。为了准确测量出电阻值的大小通常采取多次测量取平均值减小误差的方法,故小明和小亮应该改变滑动变阻器接入电路的阻值,进行多次实验、 多次测量求平均值,减小实验误差。
【分析】(1)根据(a)中电路图,顺着电流的方向连接(b)中的实物图,电流表测干路电流,电压表测待测电阻Rx两端的电压,发现电压表的连接出现了问题.
(2)结合电表的量程、分度值读出指针指示的数值,由欧姆定律可知 被测电阻Rx的阻值.
(3)为了减小误差,应多测几组数据取平均值.
20.【答案】(1)
(2)电压表的量程选择过大;滑动变阻器接成了两下;电流表的正负接线柱接反了
(3)
(4)12.1
(5)在导体的电阻一定时,导体中的电流跟导体两端的电压成正比
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】“伏安法测电阻”的实验电路图中电压表与被测电阻并联,电流表测量通过被测电阻的电流,故填图如下:
根据图乙电路图电源为两节干电池电压为3V,电压表量程选择过大,用小量程即可,根据电流方向,电流表要使电流从正接线柱流入,负接线柱流出,图中电流表正负接线柱接反了,滑动变阻器要一上一下接入电路,图中的滑动变阻器两个下接线柱接入电路了;实验为伏安法测电阻,故测量的量为电压、电流、计算的量为电阻,为减小误差进行至少三次测量,取平均值,故设计记录表格如下:
根据表格中数据,分别计算出电阻为12.86Ω,12.00Ω,11.54Ω,取平均值算出待测电阻Rx=12.1 ;分析表格中的数据,得出结论:在导体的电阻一定时,导体中的电流跟导体两端的电压成正比。
【分析】(1)结合实验目的可知电表的测量对象,据此补充电路图即可.
(2)从电表及滑动变阻器的使用方法入手分析解答.
(3)结合给出的数据及实验目的设计表格即可.
(4)利用欧姆定律分别计算出电阻,为减小误差进行至少三次测量,取平均值.
(5)在导体的电阻一定时,导体中的电流跟导体两端的电压成正比.
21.【答案】(1)U/I;I1R0/(I2-I1)
(2)甲组同学利用滑动变阻器可以改变电路进行多次测量,减小实验误差;乙组同学采用了并联电压相等的方法,虽电路简单,但由于只能测量一次,所以误差较大
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】甲组实验电路图为经典伏安法测电阻, ;乙组利用并联电路电流关系测量未知电阻,由I1R0=(I2-I1)Rx;得 ;比较两组实验甲组同学利用滑动变阻器可以改变电路进行多次测量,减小实验误差;乙组同学采用了并联电压相等的方法,虽电路简单,但由于只能测量一次,所以误差较大。
【分析】缺少电流表测电阻的问题,要用到数学的推理思维,常以电流处处相等为突破口,利用已知阻值的R0和开关的控制,推导出通过RX中的电流;如果缺少电压表测电阻,也常以各支路电压相等为突破口.
22.【答案】(1)解:由图中E点为纵坐标上的点,故E点表示的电流表示数为零,电压表示数为U0,此时电路处于开路状态;
(2)解:F点在横坐标上,对应电压表的示数为零,即滑动变阻器接入电路中的阻值为零,此时电路中的电流为 ,此时电路处于通路状态。
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】在串联电路中,电压表所测部分电阻为0,电压表示数也为0,电压表所测部分断路,电压表示数约等于电源电压;串联电路中电流表示数为0的最大可能性是某处断路.
1 / 1人教版初中物理九年级17.3《电阻的测量》同步练习
一、单选题
1.在使用伏安测电阻的实验中,需要测量电阻R2的阻值,四位同学画出的电路图如图所示,请你判断这四位同学所画的电路图,正确的是( )
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】在使用伏安测电阻的实验中,需要测量电阻R2的阻值,A选项电压表的正负接线柱接反了;B选项电流表的正负接线柱接反了;C选项电压表测量被测电阻两端电压,电流表测量被测电阻的电流,正确;D选项电压表测量电源电压了;
故答案为:C。
【分析】结合实验目的及电表的使用方法分析解答即可.
2.如图是根据伏安法测电阻测的电阻RA和RB的几组电流和电压画出的图象,根据图象判断出电阻RA和RB的大小关系( )
A.RA>RB B.RA=RB C.RA<RB D.无法确定
【答案】C
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【解答】图中的图像为电阻的伏安图像,比较电阻大小时,可以采用控制变量法,即电压相同时比较电流大小,电流小的其电阻大或电流相同比较电压,电压大的电阻大,图中电压相同时a的电流大于b的电流,B的电阻大于a的电阻.
故答案为:C。
【分析】结合I-U图像,利用欧姆定律R=分析解答即可.
3.在“测量小灯泡的电阻”的实验中,某同学在连接电路时,不小心将电流表和电压表换了位置,如图所示,可能出现的现象是( )
A.小灯泡不发光,电压表没有示数
B.小灯泡不发光,电流表没有示数
C.小灯泡正常发光,电压表没有示数
D.小灯泡正常发光,电流表没有示数
【答案】B
【知识点】电路故障的判断
【解析】【解答】题中电流表和电压表换了位置,电压表在电路中相当于开路,故电流表的示数为零,电流表相当于导线将小灯泡短路,故小灯泡不发光,电压表此时通过滑动变阻器接到电源,故电压表的示数几乎等于电源电压.
故答案为:B。
【分析】电压表的电阻很大,它所在的电路可以看作是断路,串联在电路中时,示数几乎等于电源电压.
4.在“探究电流跟电阻的关系”和“伏安法测定值电阻”的两个实验中,下列说法中不正确的是( )
A.它们都是采用控制变量的研究方法
B.它们的实验电路图是相同的
C.前者多次测量的目的是分析多组数据,得出电流跟电阻的关系
D.后者多次测量的目的是求电阻的平均值,减小误差
【答案】A
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验;伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】探究电流跟电阻的关系时,因电流与电压和电流两个因素有关,故研究时采用控制变量法,而伏安法测定值电阻实验时就不需要采用控制变量法,A错误,符合题意;“探究电流跟电阻的关系”和“伏安法测定值电阻”的两个实验电路图是相同的,B不符合题意;“探究电流跟电阻的关系”实验中多次测量的目的是分析多组数据,得出电流跟电阻的关系,“伏安法测定值电阻”实验中多次测量的目的是求电阻的平均值,减小误差,CD不符合题意;;
故答案为:A。
【分析】根据“探究电流与电阻关系”实验和“伏安法测小灯泡电阻”实验的实验目的、原理、多次测量的目的进行分析解答.
5.在“伏安法测定值电阻的阻值”的实验中,为了使被测电阻阻值测得更准确些,下列方法可行的是( )
A.在可能的情况下,加在电阻两端的电压要尽量大一些
B.通过电阻的电流尽量大一些
C.取测得的平均值作为待测电阻的阻值
D.以上办法都可以
【答案】C
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】在“伏安法测定值电阻的阻值”的实验中,为了使被测电阻阻值测得更准确些,通常采用多次测量取平均值减小误差的方法。
故答案为:C。
【分析】在“伏安法测定值电阻的阻值”的实验中,采用多次测量取平均值减小误差的方法.
6.小明同学做电学实验,通过改变滑动变阻器R3电阻的大小,依次记录的电压表和电流表的读数如下表所示,分析表格中实验数据,可推断小明实验时所用的电路可能是下列电路图中的哪—个( )
电压表读数U/V 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00 1.10
电流表读数I/A 0.18 0.21 0.24 0.27 0.30 0.33
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】根据欧姆定律可知A图中,当滑动变阻器的阻值变大时,电压表的示数增大电流表的示数减小,变化规律与表格不符,B图中电压表的示数与电流表的示数之比值等于电阻R2的阻值,即比值不变,符合表格中数据规律;CD两图是等效的,即变化规律相同,电压表示数增大时,电流表示数减小,不符合表格中数据规律;
故答案为:B。
【分析】由表中数据可知,当电压表的示数增大时,电流表的示数也增大,再分析四个电路图,当滑片向上移动时的电压表和电流表的变化得出答案.
7.如图所示,小华同学连接了一个测量小灯泡电阻而连的电路,有关该实验的以下说法错误的是( )
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的示数的不同而不同
D.在如图位置闭合开关后,向左移动滑动变阻器的滑片,小灯泡变亮
【答案】D
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】连接实验电路中,为了保护电路元件,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片滑到最大阻值处,即图中的最左端,A不符合题意;图中电源为两节干电池,电压为3伏,故电压表用小量程即可,电流值也通常在小量程范围内,故两表均换小量程;B不符合题意;灯泡灯丝电阻随温度的变化而变化,故灯泡两端电压发生变化时,其功率变化,灯丝温度也随之变化,C不符合题意;图中电路闭合开关后,向左移动滑动变阻器的滑片,接入电路中的阻值将变大,灯泡两端的电压将变小,小灯泡变暗,D错误,符合题意;
故答案为:D。
【分析】为了保护电路元件,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片滑到最大阻值处.
灯泡电阻受温度的影响,随灯泡电压的变化而变化.
根据滑动变阻器的接法及滑片的移动方向,判断电路电流的变化,从而判断灯泡亮度如何变化.
8.现有两个阻值不等的未知电阻R1和R2,为了判断它们的阻值大小,几个同学分别设计了如图所示的四种电路,其中不可行的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】比较电阻值的大小可用并联电路中电压相等时,比较通过电流大小,通过电阻的电流越大其阻值越小,A、C两图能测量出并联两电阻的电流,即A、C可行;也可以用串联电路电流相等,比较电压关系,即电流相等时,电压大的其电阻较大,B可行;D串联电路电流相等,故无法比较电阻大小。
故答案为:D。
【分析】结合串联分压及并联分流的原理分析即可.
9.如图所示电路,当滑动变阻器滑片自a向b滑动时,以下关于表1、表2的性质和灯泡发光情况的判断中正确的是( )
A.表1是电流表,示数变大;表2是电压表,示数变大,灯泡变亮。
B.表1是电流表,示数变小;表2是电压表,示数变小,灯泡变暗
C.表1是电压表,示数变小;表2是电流表,示数变小,灯泡变亮
D.表1是电压表,示数变大;表2是电流表,示数变大,灯泡变暗
【答案】B
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析;实际功率
【解析】【解答】图中表2与灯泡并联,故表2是电压表,表1与灯泡串联,故表1是电流表,当滑动变阻器滑片自a向b滑动时,滑动变阻器接入电路中的阻值变大,电流表示数变小,灯泡两端电压减小,灯泡变暗.
故答案为:B。
【分析】在圆圈中填入电表的原则是:不能使电路发生短路,也不能使电路发生断路.且要注意:电流表的电阻很小,在电路中相当于一根导线;电压表的电阻很大,它所在的电路可以看作是断路.
当滑动变阻器滑片自a向b滑动时,滑动变阻器接入电路中的阻值变大,进一步可知灯泡两端电压变化情况,再利用P=UI可知灯泡的亮度变化情况.
10.在某一温度下,两个电路元件A和B中的电流与其两端电压的关系如图所示,由图可知,下列说法中正确的是( )
A.元件A的阻值大于元件B的阻值
B.元件A的阻值为0.2Ω
C.把A,B两个元件并联接在2V的电源上,流过电源的电流为0.6A
D.把A,B两个元件串联接入电路,A中的电流大于B中的电流
【答案】C
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【解答】由图像可得在电压相同时元件A的电流大于元件B的电流,可得元件A的电阻小于元件B的电阻,A不符合题意;元件A的电阻阻值取值计算,当电压等于3.0V时对应电流0.6A,故电阻 ;B不符合题意;把A、B两个元件并联接在2V的电源上,从图中可得通过A的电流为0.4A,通过B的电流为0.2A,则干路电流为0.6A,C符合题意;把A、B两个元件串联接入电路,因串联电路电流处处相等,得A中的电流等于B中的电流,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】把A、B两个元件并联接在2V的电源上时它们两端的电压相等,根据图象读出通过的电流,利用欧姆定律求出两电阻的阻值,然后比较两者的大小关系,再根据并联电路的电流特点求出干路电流;把A、B两个元件串联接入电路,根据率联电路的电流特点可知通过它们的电流关系.
11.如图所示,伏安法测电阻的电路图,小明在连接好电路进行实验的过程中出现了一些问题,下列故障与原因分析正确的是( )
A.闭合开关,电流表指针向左偏,这是因为电流表的量程太小
B.移动滑动变阻器的滑片P,两只电表的示数均不变,这可能是把滑动变阻器的下面两个接线柱接入电路
C.闭合开关,电压表有示数,电流表无示数,这可能是电阻RX短路
D.闭合开关,电压表无示数,电流表有示数,这可能是电阻RX断路
【答案】B
【知识点】电路故障的判断
【解析】【解答】伏安法测电阻时,闭合开关,电流表指针向左偏,说明电流表的正负接线柱接反了,A不符合题意;移动滑动变阻器的滑片P,两只电表的示数均不变,说明滑动变阻器移动滑片时不能改变电路中的电阻,这可能是把滑动变阻器的下面两个接线柱接入电路,B符合题意;闭合开关,电压表有示数,电流表无示数,这可能是电阻RX开路,C不符合题意;闭合开关,电压表无示数,电流表有示数,这可能是电阻RX短路,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】电表指针向左偏,说明电表的正负接线柱接反了.
闭合开关后,小灯泡不亮,电流表无示数,说明电路故障为灯泡断路;电压表示数接近电源电压,说明电压表的正负接线柱与电源两极相连.
12.在测电阻的实验中,小明把电压表与滑动变阻器并联,如图所示,在调节滑动变阻器的过程中,记录了两组实验数据。当电压表示数为3V时,电流表的示数为0.3A;当电压表示数为5V时,电流表的示数为0.2A。则电阻RX的电阻为( )
A.10Ω B.20Ω C.25Ω D.16Ω
【答案】B
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】由题意知U电=U1+I1Rx;U电=U2+I2Rx;代入数据得U电=3V+0.3A×Rx;U电=5V +0.2A×Rx;解得Rx=20Ω;
故答案为:B
【分析】结合电路图,理清元件的连接方式及电表的测量对象,根据串联电路的电压特点和欧姆定律结合两组数据表示出电源的电压,利用电源的电压不变得出等式即可求出电阻Rx的电阻.
13.如图所示,闭合开关S,将滑动变阻器R2的滑片向A端滑动时,电流表的示数将 (选填“变大”、“变小”或“不变”,下空同),电压表与电流表的示数之比将 。
【答案】变大;不变
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析
【解析】【解答】图中两电阻串联,电压表测量R1两端电压,电流表测量电路中的电流,闭合开关S,将滑动变阻器R2的滑片向A端滑动时,滑动变阻器接入电路中的阻值变小,此时电路中的电流变大,故电流表的示数将变大,电压表与电流表的示数之比等于R1的阻值大小,故不变。
故答案为:变大;不变.
【分析】结合电路图,理清元件的连接方式及电表的测量对象,将滑动变阻器R2的滑片向a端滑动时变阻器连入电路中的电阻变化,根据电阻的串联规律确定总电阻变化,由欧姆定律分析总电流变化,再根据U=IR得出电压表示数变化,由欧姆定律,电压表与电流表的示数之比即为R的电阻.
二、填空题
14.如图所示,是利用电压表和电流表测量电阻的实验装置。图B某一次测量时电压表的数据,则此时电压表的读数是 ,如果此时电流表的读数是0.16A,则电阻是 Ω。调节滑动变阻器,使电压表示数为3V时,电阻R的阻值为 Ω,电流表的示数应为 。
【答案】0.8;5Ω;5Ω;0.6A
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【解答】图中电压表使用的是0~3V量程,故读数为0.8V,如果此时电流表的读数是0.16A,则电阻 ,电阻是导体本身的特性,故调节滑动变阻器,使电压表示数为3V时,电阻R的阻值不变,仍为5Ω,电流表的示数应为 。
故答案为:0.8;5Ω;5Ω;0.6A.
【分析】结合电压表的量程、分度值读出示数,根据欧姆定律求电阻;电阻是导体本身的一种性质,只与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,与两端的电压和通过的电流无关,再根据欧姆定律求出加在导体两端的电压变为3V时通过的电流.
15.小明设计了如图所示的压力测量仪,可以反映弹簧上方金属片受到压力大小。其中R′是滑动变阻器,R是定值电阻,电源电压恒定不变,压力表实际是个电压表。当金属片受到的压力增大时,变阻器的阻值 ,压力表示数 (选填“变大”、“变小”或“不变”)
【答案】变大;变大
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析
【解析】【解答】图中滑动变阻器接入电路部分为滑片以上部分,当金属片受到的压力增大时,金属片向下移动,此时滑片以上的部分变长,接入电路部分的电阻阻值增大,根据串联分压原理,电压之比等于电阻之比可得压力表(电压表)示数变大。
故答案为:变大;变大.
【分析】当金属片受到的压力增大时,变阻器的滑片向下滑动,接入电路的阻值会变大,再利用欧姆定律及串联分压的原理分析解答即可.
16.在如图所示的电路中,电源电压为3V,开关闭合后,电流表和电压表的读数分别是0.10A和2.0V,则通过R2的电流是 A,R1的电阻是 Ω,R2两端的电压 V。
【答案】0.10A;20Ω;1.0V
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【解答】图中的电路为两电阻串联电路,串联电路电流处处相等,故闭合开关后电流表示数为0.10A时,通过R2的电流是0.10A,此时 ; R2两端的电压U2=U-U1=3V-2V=1V
故答案为:0.10A;20Ω;1.0V.
【分析】结合电路图,理清元件的连接方式及电表的测量对象,利用串联电路的电流、电压关系及欧姆定律分析解答即可.
17.如图所示的电路中,闭合开关S,灯L不亮,电压表V有示数。已知电路中各处均接触良好,除灯L和电阻R外,其余元件均完好。
(1)该电路中存在的故障可能是 或 。
(2)为进一步确定故障,小明将一个电流表正确串联在电路中。闭合开关S,观察电流表的示数情况。若电流表有示数,说明故障是 ;若电流表无示数,说明故障是 。
(3)为进一步确定故障,小华将图中的电压表V正确并联在灯L两端,你认为他 (选填“能”或“不能”)查找出电路的故障,理由是 。
【答案】(1)灯L短路;电阻R断路
(2)灯L短路;电阻R断路
(3)不能;灯L短路或电阻R断路时,电压表均无示数
【知识点】电路故障的判断
【解析】【解答】图中的电路为串联电路,闭合开关S,灯L不亮,电压表有示数,说明从电压表的两接线柱到电源两极的电路是通的,既然通灯泡又不亮,则灯泡可能短路,或者灯泡完好而其他部分开路,即电阻R断路;为进一步确定故障,小明将一个电流表正确串联在电路中。闭合开关S,观察电流表的示数情况。若电流表有示数,电路一定不是断路说明故障是灯泡L短路;无示数,则电路是断路,说明故障是电阻R断路。若小华将图中的电压表V正确并联在灯L两端,他不能查找出电路的故障,理由是灯L短路或电阻R断路时,电压表均无示数。
【分析】(1)灯不亮、电压表有示数的故障所在:①所测用电器开路,②接线柱之外的用电器被短路.
(2)上面两种情况,有一个区别:①电压表串联在电路中,相当于开路,无电流;②电路中只有电阻R,电路中有电流.
(3)当把电压表接在灯L两端,若灯L被短路,分压为0,电压表的示数为0;若电阻R断路,电压表接不到电源上,示数为0.所以不能判断故障所在.
三、实验题
18.现要测定标有“3.8V,0.3A”字样的小灯泡正常发光时灯丝的电阻值。给你提供的实验器材如下:4.5V和12V的电源各一套(电源电压恒定),开关一只,导线若干,标有“10Ω,1A”的滑动变阻器一只,标有“50Ω,1A”的滑动变阻器一只,量程为0.6A和3A的电流表各一只。量程为3V和15V的电压表各一只。要求测量时电表的示数必须超过所用量程的一半。(1)应选用 V的电源;(2)电流表的量程应选择 A;(3)电压表的量程应选择 V。
【答案】12;0.6;15
【知识点】伏安法测电阻的探究实验;电功率的计算
【解析】【解答】灯泡的额定电压为3.8V,电压表的小量程已经不能满足要求,若用大量程则3.8V小于大量程的一半,故采用电压表测量滑动变阻器两端的电压,若采用4.5V电源实验,则灯泡正常发光时滑动变阻器两端电压为0.7V,其电压小于电压表小量程的一半,仍不符合实验要求,故电源选用12V的电源,因灯泡标有“3.8V,0.3A”即灯泡正常发光时电流为0.3A故电流表的量程选用0~0.6A;电压表测滑动变阻器两端电压为12V-3.8V=8.2V;电压表选用0~15V量程。
故答案为:12V;0.6A;15V.
【分析】根据串联电路电压特点和电表的示数必须超过所用量程的一半的要求分析电压表应并联连入电路的位置和能满足题中条件的电源即为所选电源;根据P=UI求出小灯泡正常工作时的电流,即为此时电路中的电流,据此选出电流表的量程;根据以上得出滑动变阻器两端的电压和通过的电流,根据欧姆定律求出滑动变阻器接入电路的电阻值,即可选出需要的量程.
19.做测定电阻阻值的实验。
(1)小明根据如图甲所示的电路图,将图乙中的实验器材连接成实验电路。同小组的小亮在检查时认为,从实验目的来看,实验电路上有一根导线连接错了,建议小明改接 。①请你在接错的那根线上打“×”;②另画一根导线,使电路连接正确;③如果不改接这根导线,对实验的影响是: (具体说明是什么影响)。
(2)小明将电路改接正确后,合上开关,调节变阻器的滑片到某位置时,电压表和电流表的指示如图丙所示,则电压表的读数是 V,电流表的读数是 A,被测电阻Rx的阻值是 Ω。
(3)小明和小亮为他俩在全班首先获得测量结果而高兴,准备整理实验器材结束实验。你认为他们的实验真的结束了吗?你会给他们提出什么建议呢?
①写出你的建议: ;
②你提出这个建议的目的是: 。
【答案】(1);电压表测的是电源电压,调节变阻器无法改变电压表的示数,无法测出电阻RX的大小
(2)1.8;0.24;7.5
(3)改变滑动变阻器接入电路的阻值,进行多次实验;多次测量求平均值,减小实验误差
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】如图甲所示的电路图,电压表测量待测电阻两端电压,电流表测量通过未知电阻的电流,小明连接的电路图电压表测量电源电压了,改正的电路图如下:
如果不改正,电压表测的是电源电压,调节调节变阻器也测量不出电阻Rx两端的电压,无法测出电阻RX的大小;丙图的电压表读数为1.8V,电流表读数为0.24A,被测电阻Rx的阻值 。为了准确测量出电阻值的大小通常采取多次测量取平均值减小误差的方法,故小明和小亮应该改变滑动变阻器接入电路的阻值,进行多次实验、 多次测量求平均值,减小实验误差。
【分析】(1)根据(a)中电路图,顺着电流的方向连接(b)中的实物图,电流表测干路电流,电压表测待测电阻Rx两端的电压,发现电压表的连接出现了问题.
(2)结合电表的量程、分度值读出指针指示的数值,由欧姆定律可知 被测电阻Rx的阻值.
(3)为了减小误差,应多测几组数据取平均值.
20.如图是“伏安法测电阻”的实验电路图。
(1)在图甲中的圆圈内填入电流表、电压表的符号;
(2)图乙是小虎做这个实验连接的实物图,请你指出其中的三个错误或不妥之处。
①
②
③
(3)某同学规范操作,正确测量,测得三组实验数据分别是:U1=1.8V,I1=0.14A;U2=2.4V,I2=0.2A;U3=3V,I3=0.26A。请你在虚线框内为他设计一个表格,并把这些数据正确填写在你设计的表格内 。
(4)根据表格中数据,请你算出待测电阻Rx= 。
(5)分析表格中的数据,你能得出的一个结论是: 。
【答案】(1)
(2)电压表的量程选择过大;滑动变阻器接成了两下;电流表的正负接线柱接反了
(3)
(4)12.1
(5)在导体的电阻一定时,导体中的电流跟导体两端的电压成正比
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】“伏安法测电阻”的实验电路图中电压表与被测电阻并联,电流表测量通过被测电阻的电流,故填图如下:
根据图乙电路图电源为两节干电池电压为3V,电压表量程选择过大,用小量程即可,根据电流方向,电流表要使电流从正接线柱流入,负接线柱流出,图中电流表正负接线柱接反了,滑动变阻器要一上一下接入电路,图中的滑动变阻器两个下接线柱接入电路了;实验为伏安法测电阻,故测量的量为电压、电流、计算的量为电阻,为减小误差进行至少三次测量,取平均值,故设计记录表格如下:
根据表格中数据,分别计算出电阻为12.86Ω,12.00Ω,11.54Ω,取平均值算出待测电阻Rx=12.1 ;分析表格中的数据,得出结论:在导体的电阻一定时,导体中的电流跟导体两端的电压成正比。
【分析】(1)结合实验目的可知电表的测量对象,据此补充电路图即可.
(2)从电表及滑动变阻器的使用方法入手分析解答.
(3)结合给出的数据及实验目的设计表格即可.
(4)利用欧姆定律分别计算出电阻,为减小误差进行至少三次测量,取平均值.
(5)在导体的电阻一定时,导体中的电流跟导体两端的电压成正比.
21.如图所示是两组同学设计的测未知电阻Rx的实验方案。
甲小组设计的方案:器材有电压表、电流表、滑动变阻器、开关、电源(电压未知)、未知电阻Rx导线。
乙小组设计的方案:器材有已知电阻R0、电流表、开关、电源(电压未知)、未知电阻Rx导线。
设甲组电压表示数U,电流表示数I;乙组电流表示数:S断开为I1,S闭合为I2。请你:
(1)写出未知电阻Rx的表达式,甲组:Rx= ;乙组:Rx= 。
(2)对以上两组实验设计方案,从测量的准确性方面作出简要的评价: 。
【答案】(1)U/I;I1R0/(I2-I1)
(2)甲组同学利用滑动变阻器可以改变电路进行多次测量,减小实验误差;乙组同学采用了并联电压相等的方法,虽电路简单,但由于只能测量一次,所以误差较大
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】甲组实验电路图为经典伏安法测电阻, ;乙组利用并联电路电流关系测量未知电阻,由I1R0=(I2-I1)Rx;得 ;比较两组实验甲组同学利用滑动变阻器可以改变电路进行多次测量,减小实验误差;乙组同学采用了并联电压相等的方法,虽电路简单,但由于只能测量一次,所以误差较大。
【分析】缺少电流表测电阻的问题,要用到数学的推理思维,常以电流处处相等为突破口,利用已知阻值的R0和开关的控制,推导出通过RX中的电流;如果缺少电压表测电阻,也常以各支路电压相等为突破口.
四、计算题
22.如图所示,闭合开关S,滑动变阻器取四个不同阻值时,可以得出电流表和电压表的四组对应的值。这四组对应的值在图乙的U-I坐标中分别用a、b、c、d四个点表示(坐标原点表示的电压值和电流值均为零)。由这四个点作出的U-I图象为一条直线,延长直线交纵轴(U轴)于E点,交横轴(I轴)于F点,若电源电压为U0=6V,定值电阻的阻值为R0=10Ω,据此分析:
(1)E点表示的电流表、电压表的示数为多少?此时电路处于什么状态?
(2)F点表示的电压表、电流表的示数各是多少?此时电路处于什么状态?
【答案】(1)解:由图中E点为纵坐标上的点,故E点表示的电流表示数为零,电压表示数为U0,此时电路处于开路状态;
(2)解:F点在横坐标上,对应电压表的示数为零,即滑动变阻器接入电路中的阻值为零,此时电路中的电流为 ,此时电路处于通路状态。
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】在串联电路中,电压表所测部分电阻为0,电压表示数也为0,电压表所测部分断路,电压表示数约等于电源电压;串联电路中电流表示数为0的最大可能性是某处断路.
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