2023-2024学年人教版九年级物理同步训练基础卷:17.3电阻的测量
一、选择题
1.(2024九上·邹城期末)某同学设计了以下四种电路,其中电源电压不变且未知,R0是已知阻值的定值电阻。在不拆改电路的情况下,能够测出未知电阻Rx阻值的电路是( )
A.只有① B.只有②③
C.只有①②③ D.①②③④都可以
2.(2024九上·潮南期末)在“伏安法测电阻”的实验中,滑动变阻器不能起到的作用是( )
A.改变电路中的电流 B.保护电路
C.改变被测电阻的阻值 D.改变被测电阻两端的电压
3.(2017九上·渭滨期末)在用伏安法测未知电阻Rx时,如果缺少电流表或电压表,可以通过增加一个定值电阻R1和开关来解决,下面的四种方案中哪一个是错误的( )
A. B.
C. D.
4.(2023九上·南安)要测量一个阻值约为的电阻,提供的器材有:新干电池两节、学生用电压表、的定值电阻、电阻箱和滑动变阻器各一个,开关三个,导线若干。下列设计的四种方案中,能测出的阻值且最合理的是( )
A.甲和乙 B.甲和丙 C.乙和丁 D.丙和丁
5.(2020·苏州模拟)以下设计的电路图中电源电压保持不变,某同学在没有电流表的情况下,利用电压表和阻值已知的定值电阻R0,来测量未知的定值电阻Rx的阻值,不能实现测量Rx阻值的是( )
A. B.
C. D.
二、多选题
6.(2023九上·南昌月考)做完“伏安法测电阻”实验后,老师向同学们提出一个问题:“如果实验中发现电压表已经损坏,那么能否借助一个稳压电源、一个已知阻值的电阻,加上桌面上原有仪器,测出一个未知电阻的阻值呢 要求:①可以增加导线和开关;②电路连接好后不能改变元件的位置。”同学们积极思考,热烈讨论,提出了如图所示方案,其中可行的是( )
A.A B.B C.C D.D
三、填空题
7.(2024九上·临洮期末)实验小组设计如图甲所示电路来测量未知定值电阻的阻值,小富提出,这样只能得到一组数据,测量结果误差可能较大。为了减小误差,需要多次测量,应该在电路中串联一个 。他们利用改进后的电路进行实验,并绘制出的电压—电流图像。如图乙所示的A、B两条图线中, 是他们绘制出的图线。
8.(2024九上·期末)甲、乙两个电阻的U-I图线如图所示,当仅将甲、乙两电阻串联在电路中时,电路中的电流为0.4A,则甲的电阻值R甲= Ω,通过甲、乙两电阻的电流之比I甲∶I乙= ,电源电压为 V;当仅将甲、乙两电阻改为并联接在相同的电路中时,则干路中的电流为 A。
四、作图题
9.(2017九下·大石桥期中)如图所示,它是“测量小灯泡电阻”实验的电路连接实物图,请在右边画出它的电路图。
五、实验探究题
10.(2024九上·兰州期末)同学们利用“伏安法”测量未知电阻的阻值,所用电源电压为,阻值约为.
图需要出现在答题卡上,右侧加一虚线框
(1)实物电路如图甲,请用笔画线代替导线将电路连接好,并在虚线框中画出相应的电路图。
(2)闭合开关,当电压表示数为时,电流表示数如图乙,则通过电阻的电流 ,计算出
(3)利用现有的器材和电路,在已经规范使用器材的前提下,如何使测量结果更接近真实值.
11.(2024九上·农安期末)“伏安法测电阻”的实验中,小亮连成如图所示电路(电源电压为4.5V),正准备实验时,同组的小明发现电路连接错误。
(1)若在错误的电路中,闭合开关后,电压表的指针将 (选填“正向偏转”、“反向偏转”或“不动”)。
(2)请你将接错的那根导线打“×”,画出正确连线 。
(3)电路连接正确后,要使定值电阻两端的电压从小到大变,滑动变阻器的滑片应该向 滑动。
(4)选用规格为“50Ω 1A”的滑动变阻器进行实验,记录数据如下表。若换用规格为“20Ω 1A”的滑动变阻器,不能完成表格中的第 次实验。在本次实验中,滑动变阻器的主要作用是 。
实验次数 1 2 3 4 5 6
U/V 1 2 3 1 2 3
I/A 0.2 0.4 0.6 0.1 0.2 0.3
R/Ω 5 10
(5)多次测量的目的是 。
12.(2024九上·潮阳期末)小岩利用“伏安法”测量定值电阻的阻值。
(1)请你添加一条导线,将图所示的实物图补充完整;
(2)闭合开关前,应把图中滑动变阻器的滑片置于最 选填“左”或“右”端;
(3)检查电路连接正确后,闭合开关,滑动变阻器的滑片滑动到某一位置时,电压表的示数如图所示,电流表的示数如图所示,则电压表的示数为 ,电流表的示数为 ,电阻的阻值为 。
13.(2023九上·泰州期末)小张在“伏安法”测小灯泡的电阻实验中,连接了图甲所示的实物图。
(1)连接电路时,应 开关。闭合开关前,应向 端选填“”或“”调整滑动变阻器的滑片,使电路中的电流在开始测量时最小。
(2)排除故障后,测量过程中某一次的电流值如图乙所示,则电流值是 A.这时,灯丝突然烧断,则电压表的示数 选填变大变小或不变”。换相同规格的灯泡,重测的数据如下表格,并绘出图像如图的所示.
电压/V
电流/A
电阻/Ω
平均电阻/Ω
(3)依据表格中的数据,小张求出小灯泡电阻的平均值,你同意这种做法吗? 说出你的理由
(4)另外一组同学用相同的器材和电路图也做这实验时,由于接线错误,根据测量的数据绘出的图像如图的所示你认为错误的原因可能是__ 。
14.(2023九上·期末)在测量标有电压为 2.5 V的某小灯泡电阻的实验中,第一次测量时的电压等于2.5 V,小灯泡正常发光,以后调节滑动变阻器,让电压逐次下调,使灯丝温度不断降低,灯泡变暗直至完全不发光,测量的数据如下表所示。
数据序号 1 2 3 4 5 6 7
发光情况 明亮 不很亮 不亮 较暗 微光 熄灭 熄灭
电压U/V 2.5 2.1 1.7 1.3 0.9 0.5 0.1
电流 I/A 0.28 0.26 0.24 0.21 0.19 0.16 0.05
算出的电阻R/Ω 8.9 7.1 6.2 4.7
(1)请你根据表中电压和电流的数据计算每次的电阻,填在表格中 ;
(2)对比不同电压下小灯泡的电阻值,你有什么发现?把你的发现写成一句具有概括性的结论。答: 。
15.(2020九上·永州期末)如图甲是小阳同学连接的伏安法测电阻的实验电路,实验过程中电源电压始终不变,结合你的实验经历帮助小阳完成下列问题:
(1)小阳同学连接好电路后,闭合开关前应将滑动变阻器的滑片移至最 (选填“左”或“右”)端;
(2)实验时,电流表、电压表均完好,无论他怎样移动滑片,电流表无示数,电压表有示数且不变,原因可能是 ;
(3)找到原因并解决问题后,他想多测几组数据,于是他将滑动变阻器的滑片由图甲中的位置向右移动。电流表的示数将 (选填“增大”“减小”或“不变);
(4)如图乙是他实验时滑片移至某一位置时电流表、电压表的示数,则此时测得未知电阻的阻值为 Ω;
(5)做完测电阻实验后,小阳发现桌上还有一个标有额定电压为U额的小灯泡和一个已知阻值为R0的定值电阻,他想在不用电流表的情况下测定这个小灯泡的额定功率,于是他设计出了如图丙所示的电路图,按电路图连接好电路后,只闭合开关S和S1,移动滑动变阻器的滑片至小灯泡恰好正常发光;保持滑动变阻器的滑片位置不动,断开开关S1,闭合开关S2,此时电压表的示数为U;则小灯泡的额定功率P额= (结果用已知量和所测物理量的符号表示)。
16.(2022九上·康巴什期末)在测量标有“2.5V”小灯泡电阻的实验中,如图甲是小丽同学连接好的电路。
(1)小涛同学发现电路连接错误,只需更改一根导线即可,请你把接错的那一根导线找出来,并画上“×”,再用笔画线把它改接到正确的位置上 。
(2)闭合开关前,发现电流表的指针如图乙所示,原因可能是 。
(3)小丽同学先闭合开关,调节滑动变阻器,使小灯泡正常发光,再调节滑动变阻器使小灯泡两端的电压逐次降低,实验中观察到的现象和测量的数据记录如表:
序号 1 2 3 4 5
发光情况 明亮 较亮 较暗 暗 不发光
电压U/V 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5
电流I/A 0.22 0.20 0.14 0.12
电阻R/Ω 11.4 10.0 7.1 4.2
当电压表的示数为1.5V时,电流表的示数如图丙所示为 A,则此时小灯泡的电阻约为 Ω。
(4)最后小丽同学用表格中的电阻取平均值作小灯泡的电阻,小涛同学认为这样处理不正确,请你说明理由: 。
17.(2023九上·南安)如图是能用等效替代法巧测R2阻值的实验电路图。图中R为电阻箱,R0为定值电阻(阻值未知)。要求仅利用电阻箱读数表达R2的阻值。请在空白处填上适当内容。
(1)将开关接a,调节电阻箱和滑动变阻器滑片P至适当位置,记下电阻箱示数Ra和电流表示数I;
(2)将开关接b,让滑动变阻器滑片P的位置 (选填:“左移”或“不动”或“右移”),调节电阻箱,让电流表的示数选填 (选填:“增大”或“不变”或“减小”)并记下电阻箱示数Rb;
(3)则R2= (用题中已知的物理量字母表示)。
18.(2023九上·南昌月考)如图所示是小明为测量小灯泡的电阻连接的电路。电源电压恒为,待测小灯泡的额定电压为。
(1)实验的原理是
(2)图中有一根导线连接错误,诮在该导线上打“”,并用笔重新画一根正确连接的导线 (导线不得交叉);
(3)闭合开关后,移动滑动变阻器滑片时,发现电流表无示数,电压表有示数,其原因可能是____
A.滑动变阻器接触不良 B.开关接触不良
C.小灯泡被短路 D.小灯泡的灯丝断了
(4)排除故障后,移动滑动变阻器的滑片,进行了多次测量,直到小灯泡正常发光时的电阻为 ;
(5)该实验多次测星的目的是 ;(选填序号①求平均值,减小实验的误差;②寻找普遍规律,避免实验的偶然性)
(6)分析下表中的数据,你认为小灯泡的电阻变化规律最接近下面I-U图像中的哪一条____
A.甲曲线 B.乙曲线 C.丙曲线
(7)实验结束后,小灯泡在断电一段时间后的电阻可能是 (填 或“”)
19.(2024·尤溪期末)在“测量小灯泡正常发光时的电阻”实验中,小灯泡的铭牌上标有“,”的字样”,图甲是小明设计的实验电路。
(1)该电路中有一根导线连接错误,请在接错的导线上画“”,并用笔画线代替导线画出正确的电路连接 ;
(2)正确连接电路后,闭合开关后,调节滑动变阻器,电流表的示数如图乙所示,为使小灯泡正常发光,应将滑动变阻器的滑片向 选填“左”或“右”移动。
(3)移动滑片,当小灯泡正常发光时,电压表的示数如图丙所示,则小灯泡正常发光时的电阻为 Ω。
(4)小红同学的电流表损坏了,于是她设计了如图丁所示的电路,也测出了铭牌上标有“,”小灯泡正常发光时的电阻,其中是已知阻值的定值电阻,请把实验步骤补充完整。
①闭合开关S,拨至a,调节滑动变阻器的滑片,当电压表的示数与定值电阻的比值为 时,灯泡正常发光。
②闭合开关S,拨至b,保持滑动变阻器的滑片位置不变,读出电压表的示数为U。
③小灯泡正常发光时的电阻 用、U和已知的物理量表示。
20.(2024九上·福建期末)在用“伏安法测量小灯泡的电阻”实验中,电源电压保持不变,小灯泡的额定电压为.
(1)如图甲所示,以笔画线代替导线将实物图连接完整要求滑片向右移时灯泡亮度变亮;
( )
(2)移动滑动变阻器的滑片使电压表示数为,电流表示数如图乙所示为 A,则小灯泡的灯丝电阻为 ;
(3)如果缺少电压表,小军发现利用两个电流表和一个已知阻值为的电阻,同样可以测出小灯泡的电阻,原理如图丙所示。闭合开关后,小军读出电流表的示数为,电流表的示数为,则小灯泡L两端的电压的表达式为 ,电阻的表达式为 。用字母表示小灯泡的电阻不受温度影响
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】ABCD、①由图知,只闭合S1时,电路是只有R0的简单电路,电流表测量通过R0的电流I0;再闭合S2,两电阻并联,电流表测量干路电流I,根据电源电压不变列式可得I0R0=(I-I0) Rx,可求出Rx的阻值,故能测出Rx阻值;
②只闭合S2,时,两电阻串联,电流表测电路中的电流I;两开关都闭合时,只有R0接入电路中,电流表测此时电路中的电流I0,根据电源电压不变列式可得I( R0+Rx) =I0R0,可求出Rx的阻值,故能测出Rx阻值;
③闭合开关S、S2时,两电阻串联,电压表测量电源电压为U;只闭合开关S、S1时,两电阻仍然串联,电压表测电阻R0两端电压U0,根据串联电路电流相等列式有:
可求出Rx,的阻值,故能测出Rx阻值;
④由图知,电压表始终测量电源电压,但不知流过Rx的电流,故不能测出Rx 阻值;
综上可知,只有①②③能测出Rx阻值,故ABD错误,C正确。
故选项为:C。
【分析】要测量电阻的阻值,需要测出电阻两端电压与通过电阻的电流,然后应用欧姆定律求出电阻的阻值;分析图示电路图,应用串并联电路特点与欧姆定律分析答题。
2.【答案】C
【知识点】滑动变阻器的原理及其使用;伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】ACD、被测电阻阻值大小跟电阻的长度、材料、横截面积有关,实验过程中三者没有发生变化,电阻的阻值不变,移动滑动变阻器的滑片,改变了连入电路的电阻,改变了电路中的电流,根据U=IR,电阻不变,电流变化,所以被测电阻两端的电压变化,故AD不符合题意,C符合题意;
B、滑动变阻器的连入电路时,滑片滑到最大阻值处,电阻最大,电源电压不变,电流最小,起到保护电路的作用,故B不符合题意;
故选项为:C。.
【分析】(1)电阻大小跟电阻的长度、材料、横截面积有关,跟电阻中的电流、电阻两端的电压无关;
(2)“伏安法测电阻”的实验中,滑动变阻器和被测电阻串联在电路中,滑片处于最大阻值处,电源电压不变,电流中的电流最小,起到保护作用。移动变阻器的滑片,改变了连入电路的电阻,电源电压不变,电路中的电流变化,根据U=IR知,电阻两端的电压也随之变化。
3.【答案】B
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】解:A、当开关S1、S2闭合时,R1被短路,电压表的示数等于电源电压;
再断开开关S2时,电压表测量Rx两端的电压,则可计算出R1两端的电压,即可计算出电路中的电流,从而可计算出被测电阻的阻值,A能测出,不符合题意;
B、电压表串联在电路中,其示数始终等于电源电压,不可知被测电阻的电压和电流,不能测出其阻值,B符合题意;
C、只闭合S2可测出通过被测电阻的电流,两个开关都闭合,可测出干路电流,则可计算出R1的电流,由U=IR可得R1两端的电压,根据并联电路各支路两端电压相等的关系可得被测电阻两端的电压,从而计算出待测电阻的阻值,故C能测出,不符合题意;
D、当S1闭合,S2断开时,电流表测出通过R1的电流,由U=IR可计算出电源电压;
当两开关都闭合时,两电阻并联,电流表测干路电流,则可根据并联电路的电流规律计算出通过Rx的电流,从而计算出Rx的阻值,故D能测出,不符合题意.
故选B.
【分析】根据欧姆定律及串并联电路的电压、电流规律,分析是否能够得出电阻两端的电压及通过电阻的电流,便可得出结论.
4.【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】甲:根据电路图,只闭合S和S1时,电阻Rx与定值电阻R0串联,电压表测量电源电压,只闭合S和S2时,电阻Rx与定值电阻R0仍串联,电压表测量Rx两端的电压,根据串联电路特点,计算定值电阻R0两端的电压和电阻,根据计算电路中的电流,利用计算被测电阻,但不能多次测量求平均值,减小误差,甲不符合题意;
乙:根据电路图,只闭合S和S1时,电阻Rx与电阻箱R1串联,电压表测量电源电压,只闭合S和S2时,电阻Rx与电阻箱R1仍串联,电压表测量Rx两端的电压,根据串联电路特点可知电阻箱R1两端的电压,已知电阻箱的阻值和两端电压,根据计算电流,利用计算被测电阻,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,多次测量求平均值,减小误差,乙符合题意;
丙:由电路图可知,闭合开关S和S1时,未知电阻Rx与滑动变阻器串联,电压表测量Rx两端电压,读出电压表示数Ux;只闭合S和S2时,滑动变阻器与定值电阻R0串联,保持滑动变阻器的滑片不动,读出电压表的示数为U1,由于电阻Rx和R0的电阻不同,分压不同,且不能进行多次测量,丙符合题意;
丁:根据电路图,电阻箱与被测电阻Rx并联后再与滑动变阻器串联,闭合开关S和S1时,未知电阻Rx与滑动变阻器串联,电压表测量Rx两端电压,读出电压表示数;只闭合S和S2时,滑动变阻器与电阻箱R1串联,保持滑动变阻器的滑片不动,调节电阻箱R1的阻值,使电压表示数与原来的示数相同,读出电阻箱R1值,即为Rx的阻值,移动滑动变阻器可以多次测量求平均值,减小误差,丁符合题意,C符合题意。
故答案为:C.
【分析】根据各电路图中开关状态,分别测量不同位置的电压,结合电阻,计算电流,再利用,计算电阻;测量未知电阻时,需要多次测量,减小误差。
5.【答案】B
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】A.根据图像,根据开关的闭合和断开,可以测量电源电压和定值电阻R0的分压,根据R0的电压和电阻可以计算电流,从而计算未知电阻的阻值,A不符合题意;
B.根据图像,当开关断开和闭合时,电压表测量的都是电源电压,不能测量R0或Rx的电压,不能计算未知电阻,B符合题意;
CD.根据图像,当开关S接1时,测量电源电压,S接2时,测量未知电阻的电压,利用串联分压规律,可以计算电流和未知电阻的阻值,C不符合题意;D不符合题意。
故答案为:B.
【分析】根据串联电路电压规律,利用电压表和电阻之比计算电流,结合电压和电流计算电阻大小。
6.【答案】A,C
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】A、电源电压不变,与R并联的开关闭合时,测出电路电流,由欧姆定律求出电源电压,然后断开该开关,测出电路电流,由串联电路特点与欧姆定律求出待测电阻阻值,故A正确。
B、该电路图不能测出流过电阻的电流,不能测出电阻的阻值,故B错误。
C、只闭合干路开关,可以测出流过电阻R0的电流I0,因为,所以电源电压U=I0R0,再闭合支路开关,可以测出两电阻并联电流I,则流过电阻R的电流IR=I-I0,因为,所以电阻阻值,该电路能测出电阻R阻值,故C正确。
D、由图示电路不能求出通过电阻R的电流,不能求出电阻R的阻值,故D错误。
故答案为:AC。
【分析】 要测出未知电阻的阻值,需要知道电阻两端的电压、通过电阻的电流,然后由欧姆定律求出电阻值,分析各电路结构,看能否测出电阻两端的电压与通过电阻的阻值。
7.【答案】滑动变阻器;A
【知识点】滑动变阻器的原理及其使用;伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】利用伏安法测量电阻时,为了减小误差,需要多次测量,电路中需要串联滑动变阻器;定值电阻的电流和电压成正比,是过原点的直线,A是定值电阻的图像。
【分析】电路中串联滑动变阻器,可以调节滑片实现多次测量减小误差。
8.【答案】10;1:1;6;1.8
【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)由图象可知,R甲 两端电压是3V时通过的电流是0.3A,根据欧姆定律,R甲 =10Ω,(2)串联电流处处相等, 通过甲、乙两电阻的电流之比I甲∶I乙= 1:1,
(3)甲、乙两电阻串联在电路中时,电路中的电流为0.4A , R甲 的电压U甲=4V,U乙=2V,电源电压6V
(4)两个电阻并联接在相同的电路中时 ,电压6V,电阻分别是10Ω和5Ω,干路电流==1.8A
【分析】根据图像得出两个电阻的阻值,根据串联和并联电路的特点结合欧姆定律进行计算
9.【答案】解:如图
【知识点】根据实物图画电路图;伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】画电路图时,按照一定的顺序,可从电源的正极开始,电流表与灯泡和变阻器串联,电压表与灯泡并联.如图:
【分析】分析实物电路图的结构,明确各电路元件的连接方式,根据实物图画出电路图.
10.【答案】(1)|
(2);
(3)多次改变滑动变阻器的滑片到不同位置,分别测出电流和电压并求出电阻值,计算电阻的平均值。
【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,电压表并联待测电阻两端,电压最大为3V,量程为0-3V,电流表串联在电路中,根据欧姆定律可知最大电流为0.6A,电流表量程为0-0.6A,滑动变阻器连接一上一下,据此作图:
2)电流表量程为0.02A,电流表示数为0.5A,根据欧姆定律;
综上第1空为0.5;第2空为4.8
3)为使实验结果更严谨,应该多次试验,求解平均值,所以 多次改变滑动变阻器的滑片到不同位置,分别测出电流和电压并求出电阻值,计算电阻的平均值。
综上第一空为多次改变滑动变阻器的滑片到不同位置,分别测出电流和电压并求出电阻值,计算电阻的平均值。
【分析】根据伏安法测电阻填空
伏安法测电阻:电压表并联待测电阻两侧测量待测电阻的电压U,电流表串联在电路中测量待测电阻的电流I,根据欧姆定律R=U/I计算待测电阻的阻值。电路动态分析:变阻器是通过改变接入电路的电阻长度进而改变电路的电流和电压,当变阻器滑片时,接入电路中的阻值变化,导致电路中的电流变化,电阻的电压示数变化,根据欧姆定律多次计算电阻,求解平均值。
11.【答案】(1)不动
(2)
(3)左
(4)4;改变定值电阻两端的电压和电流
(5)求平均值减小误差
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】1分析图像可知,电压表此时并联在电流表两端,电压表短路,此时闭合开关之后电压表的指针将不动;
2电压表此时并联在电流表两端,应改为电压表测量定值电阻两端的电压;
3正确连接电路之后要使定制电阻的电压由小变大,由于该电路为串联电路,根据串联电路的分压关系可知,滑动变阻器两端的电压应该由大变小,滑动变阻器的电阻应该向左滑动;
4电源电压为4.5V,换用20Ω的滑动变阻器时,根据数据可知,第四组数据中,需要滑动变阻器分的3.5V的电压,此时根据串联电路中的分压关系可知:此时滑动变阻器的电阻至少为35V,此滑动变阻器不能满足要求。在本次实验中,利用伏安法测量导体的电阻,需要多次测量,减小误差,因此滑动变阻器的作用是改变定值电阻两端的电压以及通过定值电阻的电流。
5本实验是为了测量导体的电阻,应该多次测量求平均值,是为了减小误差。
【分析】知道电压表以及电流表的连接方式,根据串联电路中的分压关系,可以判断选用的滑动变阻器是否符合要求,在伏安法测量导体的电阻实验中,通过滑动变阻器的阻值变化,改变定值电阻两端的电压以及通过导体的电流。
12.【答案】(1)
(2)左
(3)2.6;0.26;10
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)在伏安法测量电阻的实验中,电压表应该与定值电阻并联,此时只需将定值电阻左端与电压表的“-”接线柱连接即可,如下图所示:
(2)根据图片可知,当变阻器的滑片在最左端时阻值最大,那么: 、闭合开关前,应把图中滑动变阻器的滑片置于最左端。
(3)根据图2可知,电压表的量程为0~3V,分度值为0.1V,则示数为2.6V;电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,那么示数为0.26A,那么电阻为:。
【分析】(1)根据电压表的连接方法分析解答;
(2)闭合开关前,为了避免电流过大而烧毁用电器,要求变阻器的滑片调到阻值最大的位置;
(3)根据图片确定电压表和电流表的示数,根据计算定值电阻的阻值。
13.【答案】(1)断开;A
(2);变大
(3)不同意;灯丝的电阻随温度升高而增大
(4)电压表接在了滑动变阻器两端
【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】伏安法测小灯泡电阻实验中,
(1)连接电路时,应断开开关;闭合开关前,滑动变阻器取值最大,应向A端调整滑片,使电路中的电流最小;
(2)根据图乙,电流表量程0~0.6A,根据指针位置,电流是0.26A;根据图甲,灯丝烧断,电压表串联在电路中,测量电源电压,示数变大;
(3)由于灯丝的电阻随温度升高而增大,不同电压时,电阻不同,计算平均值无意义,不能计算平均值;
(4)根据图像B,在电路中,电压增大,电流减小,可能是电压表接在了滑动变阻器两端。
【分析】(1)连接电路时,开关断开;滑动变阻器的滑片在电阻最大处;
(2)根据电流表的量程和指针位置,测量电流;电压表测量的位置断路,电压表示数变大;
(3)灯丝电阻随电压增大而增大;
(4)电压表和滑动变阻器并联时,电压表示数变大,电流表示数减小。
14.【答案】(1)8.1;3.1;2
(2)灯泡的电阻随两端的电压减小而减小
【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】测量小灯泡电阻的实验中,
(1)根据表中电压和电流,计算电阻分别为,,;
(2)分析测量的不同电压下的电阻,总结:灯泡的电阻随两端的电压减小而减小。
【分析】(1)利用,计算灯泡的电阻大小;
(2)根据灯泡电阻的变化,总结电阻的变化趋势。
15.【答案】(1)右
(2)电阻R断路
(3)减小
(4)10
(5)
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)小阳同学连接好电路后,闭合开关前应将滑动变阻器的滑片移至阻值最大处,即最右端;(2)实验时,电流表、电压表均完好,无论他怎样移动滑片,电流表无示数,则电路可能断路,电压表有示数且不变,则电压表与电源连通,故原因可能是电阻R断路;(3)图甲中,电流表测电路的电流,他将滑动变阻器的滑片由图甲中的位置向右移动,变阻器连入电路的电阻变大,由串联电阻的规律,电路的总电阻变大,由欧姆定律 可知,电流表的示数将减小;(4)如图乙中电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流为0.2A,电压表选用小量程,分度值为0.1V,电压示数为2V,由欧姆定律 可得,测得未知电阻的阻值为: ;(5)如图丙所示的电路图,按电路图连接好电路后,只闭合开关S和S1,电压表测灯的电压,移动滑动变阻器的滑片至小灯泡恰好正常发光;保持滑动变阻器的滑片位置不动,断开开关S1,闭合开关S2,因此时各电阻的大小和电压不变,灯仍正常工作,电压表测灯和定值电阻的总电压,根据串联电路电压的规律,定值电阻的电压为:
由欧姆定律可求出通过定值电阻的电流,即灯的额定电流:
则小灯泡的额定功率: 。
【分析】(1)为了保证电路安全,滑动变阻器应处在阻值最大端;
(2)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;
(3)电压一定时,电路中的电阻越大,电流越小;
(4)结合题目给出的电流和电压值,利用欧姆定律求解电阻;
(5)结合灯泡的电压除以电阻求解额定电流,再利用额定电流乘以额定电压即为额定功率。
16.【答案】(1)
(2)电流表指针未调零
(3)0.18;8.3
(4)灯丝的电阻随温度的变化而变化
【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】测量小灯泡电阻的实验中,
(1)测量灯泡的电阻时,电压表和灯泡并联,电流表串联,如图 ;
(2)闭合开关前,电流表的指针向左偏转,是电流表指针未调零;
(3)根据图丙,电流表量程为0~0.6A,示数为0.18A,小灯泡的电阻约为;
(4)根据测量的电阻取平均值,作小灯泡的电阻,不正确,是因为灯丝的电阻随温度的变化而变化,计算平均值无意义。
【分析】(1)测量灯泡电阻时,电压表和灯泡并联;
(2)使用电流表前,指针要调零;
(3)根据电流表的量程和指针位置,测量电流,利用,计算电阻;
(4)灯丝电阻随温度的改变而改变,不能计算平均值。
17.【答案】(1)无
(2)不动;不变
(3)Ra-Rb
【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】利用电阻箱测量电阻时,
(1)将开关接a,电阻箱R和定值电阻R0串联,调节电阻箱和滑动变阻器滑片P的位置,记下电阻箱示数Ra和电流表示数I;
(2)将开关接b,电阻R2、电阻箱和定值电阻R0串联,让滑动变阻器滑片P的位置不动,调节电阻箱,让电流表的示数不变,总电阻与接a时电阻相同,记下电阻箱示数Rb;
(3)根据滑动变阻器和R0电阻不变,总电阻不变,Ra=R2+Rb,则R2=Ra-Rb。
【分析】(2)利用电阻箱测量未知电阻时,结合电流相等,调节电阻箱使电阻相同;
(3)利用前后电阻相等,结合电阻箱的变化量,判断未知电阻的大小。
18.【答案】(1)
(2)
(3)D
(4)8.3
(5)②
(6)C
(7)2Ω
【知识点】电阻;伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)实验的原理是 。
(2)答案如图:
(3)电压表有示数,说明与其并联的用电器发生了断路,即灯泡灯丝断了,故D符合题意。
(4)当小灯泡的电压达到额定电压时,小灯泡正常发光,此时电阻为。
(5) 实验中多次改变灯泡两端的电压和电流,多次测量是为了找出灯丝电阻与电压(温度)的关系,使结论有普遍性,故选:②。
(6) 由表中数据可知,当灯泡两端电压增大,通过灯泡的电流增大,灯丝的电阻增大,且灯泡两端电压的变化量大于通过灯泡的电流变化量,因此小灯泡的电阻变化规律是一条曲线,且偏向电压轴,即丙曲线 。
(7)由表中第1组实验数据可知,此时灯泡电阻,灯泡电阻受温度影响,随温度降低而减小,小灯泡在断电一段时间后,灯丝温度降低,灯泡电阻阻值减小,则灯泡电阻可能是2Ω。
【分析】(1)实验的原理是 。
(2)电压表与灯泡并联,电流表与灯泡串联。
(3)出现电路故障时,当电压表有示数时,与其并联的用电器发生断路。
(4)当小灯泡的电压达到额定电压时,小灯泡正常发光。
(5)小灯泡的灯丝电阻随温度变化而变化,不能求平均值。
(6)小灯泡的灯丝电阻随温度变化而变化,是一条曲线。
(7)温度降低时小灯泡的电阻变小,但不会为零。
19.【答案】(1)
(2)右
(3)5
(4)0.3A;
【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】测量小灯泡正常发光时电阻实验中,
(1)测量灯泡的电阻时,电压表和灯泡并联,电流表和灯泡串联,将灯泡的右侧接线柱接到电压表的“3”接线柱处,如图 ;
(2)根据图乙,电流表的示数为0.36A,小灯泡正常发光的电流为0.3A,电流需要增大,滑动变阻器电阻要减小,应将滑动变阻器的滑片向右移动;
(3)根据图丙,电压表的量程为0~3V,示数1.5V,灯泡正常发光时的电阻为;
(4)根据图丁,利用电压表测量小灯泡正常发光时的电阻,
①闭合开关S, S'拨至a,调节滑动变阻器的滑片,当电压表的示数与定值电阻R0的比值为0.3A时,测量电路中的电流为0.3A,灯泡正常发光;
②闭合开关S,S'拨至b,保持滑动变阻器的滑片位置不变,电压表测量灯泡和电阻的总分压,读出电压表的示数为U;
③小灯泡正常发光时的电阻。
【分析】(1)测量灯泡的电阻时,电压表和灯泡并联,电流表和灯泡串联;
(2)根据电压表的量程和指针位置,测量电压,利用,计算电阻;
(3)利用电压表测量灯泡电阻时,先利用电压表和定值电阻使灯泡达到额定电流,再利用电压表测量灯泡的分压,根据,计算电阻。
20.【答案】(1)
(2)0.2;12.5
(3);
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)当滑片向右移动时灯泡变亮,即电流变大,那么变阻器接入的阻值减小,则应该将灯泡右下角的接线柱与灯泡右端相连。电压表应该与灯泡并联,此时可以将电压表的“3”接线柱与变阻器右下角的接线柱相连即可,如下图所示:
(2)根据乙图可知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,则电流表的示数为0.2A,则灯丝电阻为:。
(3)根据丙图可知,灯泡与定值电阻R0并联,电流表A2测灯泡电流,A1测总电流。那么通过R0的电流为:I0=I1-I2,那么灯泡两端电压UL=U0=I0R0= ,则灯泡的电阻为: 。
【分析】(1)根据灯泡亮度分析电流大小变化,根据欧姆定律分析变阻器的阻值变化,今儿确定变阻器的接线方法即可;
(2)根据乙图确定电流表的量程和分度值,根据指针位置读出示数,根据计算灯丝电阻。
(3)根据并联电路的电流和电压规律,结合欧姆定律分析计算即可。
1 / 12023-2024学年人教版九年级物理同步训练基础卷:17.3电阻的测量
一、选择题
1.(2024九上·邹城期末)某同学设计了以下四种电路,其中电源电压不变且未知,R0是已知阻值的定值电阻。在不拆改电路的情况下,能够测出未知电阻Rx阻值的电路是( )
A.只有① B.只有②③
C.只有①②③ D.①②③④都可以
【答案】C
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】ABCD、①由图知,只闭合S1时,电路是只有R0的简单电路,电流表测量通过R0的电流I0;再闭合S2,两电阻并联,电流表测量干路电流I,根据电源电压不变列式可得I0R0=(I-I0) Rx,可求出Rx的阻值,故能测出Rx阻值;
②只闭合S2,时,两电阻串联,电流表测电路中的电流I;两开关都闭合时,只有R0接入电路中,电流表测此时电路中的电流I0,根据电源电压不变列式可得I( R0+Rx) =I0R0,可求出Rx的阻值,故能测出Rx阻值;
③闭合开关S、S2时,两电阻串联,电压表测量电源电压为U;只闭合开关S、S1时,两电阻仍然串联,电压表测电阻R0两端电压U0,根据串联电路电流相等列式有:
可求出Rx,的阻值,故能测出Rx阻值;
④由图知,电压表始终测量电源电压,但不知流过Rx的电流,故不能测出Rx 阻值;
综上可知,只有①②③能测出Rx阻值,故ABD错误,C正确。
故选项为:C。
【分析】要测量电阻的阻值,需要测出电阻两端电压与通过电阻的电流,然后应用欧姆定律求出电阻的阻值;分析图示电路图,应用串并联电路特点与欧姆定律分析答题。
2.(2024九上·潮南期末)在“伏安法测电阻”的实验中,滑动变阻器不能起到的作用是( )
A.改变电路中的电流 B.保护电路
C.改变被测电阻的阻值 D.改变被测电阻两端的电压
【答案】C
【知识点】滑动变阻器的原理及其使用;伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】ACD、被测电阻阻值大小跟电阻的长度、材料、横截面积有关,实验过程中三者没有发生变化,电阻的阻值不变,移动滑动变阻器的滑片,改变了连入电路的电阻,改变了电路中的电流,根据U=IR,电阻不变,电流变化,所以被测电阻两端的电压变化,故AD不符合题意,C符合题意;
B、滑动变阻器的连入电路时,滑片滑到最大阻值处,电阻最大,电源电压不变,电流最小,起到保护电路的作用,故B不符合题意;
故选项为:C。.
【分析】(1)电阻大小跟电阻的长度、材料、横截面积有关,跟电阻中的电流、电阻两端的电压无关;
(2)“伏安法测电阻”的实验中,滑动变阻器和被测电阻串联在电路中,滑片处于最大阻值处,电源电压不变,电流中的电流最小,起到保护作用。移动变阻器的滑片,改变了连入电路的电阻,电源电压不变,电路中的电流变化,根据U=IR知,电阻两端的电压也随之变化。
3.(2017九上·渭滨期末)在用伏安法测未知电阻Rx时,如果缺少电流表或电压表,可以通过增加一个定值电阻R1和开关来解决,下面的四种方案中哪一个是错误的( )
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】解:A、当开关S1、S2闭合时,R1被短路,电压表的示数等于电源电压;
再断开开关S2时,电压表测量Rx两端的电压,则可计算出R1两端的电压,即可计算出电路中的电流,从而可计算出被测电阻的阻值,A能测出,不符合题意;
B、电压表串联在电路中,其示数始终等于电源电压,不可知被测电阻的电压和电流,不能测出其阻值,B符合题意;
C、只闭合S2可测出通过被测电阻的电流,两个开关都闭合,可测出干路电流,则可计算出R1的电流,由U=IR可得R1两端的电压,根据并联电路各支路两端电压相等的关系可得被测电阻两端的电压,从而计算出待测电阻的阻值,故C能测出,不符合题意;
D、当S1闭合,S2断开时,电流表测出通过R1的电流,由U=IR可计算出电源电压;
当两开关都闭合时,两电阻并联,电流表测干路电流,则可根据并联电路的电流规律计算出通过Rx的电流,从而计算出Rx的阻值,故D能测出,不符合题意.
故选B.
【分析】根据欧姆定律及串并联电路的电压、电流规律,分析是否能够得出电阻两端的电压及通过电阻的电流,便可得出结论.
4.(2023九上·南安)要测量一个阻值约为的电阻,提供的器材有:新干电池两节、学生用电压表、的定值电阻、电阻箱和滑动变阻器各一个,开关三个,导线若干。下列设计的四种方案中,能测出的阻值且最合理的是( )
A.甲和乙 B.甲和丙 C.乙和丁 D.丙和丁
【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】甲:根据电路图,只闭合S和S1时,电阻Rx与定值电阻R0串联,电压表测量电源电压,只闭合S和S2时,电阻Rx与定值电阻R0仍串联,电压表测量Rx两端的电压,根据串联电路特点,计算定值电阻R0两端的电压和电阻,根据计算电路中的电流,利用计算被测电阻,但不能多次测量求平均值,减小误差,甲不符合题意;
乙:根据电路图,只闭合S和S1时,电阻Rx与电阻箱R1串联,电压表测量电源电压,只闭合S和S2时,电阻Rx与电阻箱R1仍串联,电压表测量Rx两端的电压,根据串联电路特点可知电阻箱R1两端的电压,已知电阻箱的阻值和两端电压,根据计算电流,利用计算被测电阻,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,多次测量求平均值,减小误差,乙符合题意;
丙:由电路图可知,闭合开关S和S1时,未知电阻Rx与滑动变阻器串联,电压表测量Rx两端电压,读出电压表示数Ux;只闭合S和S2时,滑动变阻器与定值电阻R0串联,保持滑动变阻器的滑片不动,读出电压表的示数为U1,由于电阻Rx和R0的电阻不同,分压不同,且不能进行多次测量,丙符合题意;
丁:根据电路图,电阻箱与被测电阻Rx并联后再与滑动变阻器串联,闭合开关S和S1时,未知电阻Rx与滑动变阻器串联,电压表测量Rx两端电压,读出电压表示数;只闭合S和S2时,滑动变阻器与电阻箱R1串联,保持滑动变阻器的滑片不动,调节电阻箱R1的阻值,使电压表示数与原来的示数相同,读出电阻箱R1值,即为Rx的阻值,移动滑动变阻器可以多次测量求平均值,减小误差,丁符合题意,C符合题意。
故答案为:C.
【分析】根据各电路图中开关状态,分别测量不同位置的电压,结合电阻,计算电流,再利用,计算电阻;测量未知电阻时,需要多次测量,减小误差。
5.(2020·苏州模拟)以下设计的电路图中电源电压保持不变,某同学在没有电流表的情况下,利用电压表和阻值已知的定值电阻R0,来测量未知的定值电阻Rx的阻值,不能实现测量Rx阻值的是( )
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】A.根据图像,根据开关的闭合和断开,可以测量电源电压和定值电阻R0的分压,根据R0的电压和电阻可以计算电流,从而计算未知电阻的阻值,A不符合题意;
B.根据图像,当开关断开和闭合时,电压表测量的都是电源电压,不能测量R0或Rx的电压,不能计算未知电阻,B符合题意;
CD.根据图像,当开关S接1时,测量电源电压,S接2时,测量未知电阻的电压,利用串联分压规律,可以计算电流和未知电阻的阻值,C不符合题意;D不符合题意。
故答案为:B.
【分析】根据串联电路电压规律,利用电压表和电阻之比计算电流,结合电压和电流计算电阻大小。
二、多选题
6.(2023九上·南昌月考)做完“伏安法测电阻”实验后,老师向同学们提出一个问题:“如果实验中发现电压表已经损坏,那么能否借助一个稳压电源、一个已知阻值的电阻,加上桌面上原有仪器,测出一个未知电阻的阻值呢 要求:①可以增加导线和开关;②电路连接好后不能改变元件的位置。”同学们积极思考,热烈讨论,提出了如图所示方案,其中可行的是( )
A.A B.B C.C D.D
【答案】A,C
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】A、电源电压不变,与R并联的开关闭合时,测出电路电流,由欧姆定律求出电源电压,然后断开该开关,测出电路电流,由串联电路特点与欧姆定律求出待测电阻阻值,故A正确。
B、该电路图不能测出流过电阻的电流,不能测出电阻的阻值,故B错误。
C、只闭合干路开关,可以测出流过电阻R0的电流I0,因为,所以电源电压U=I0R0,再闭合支路开关,可以测出两电阻并联电流I,则流过电阻R的电流IR=I-I0,因为,所以电阻阻值,该电路能测出电阻R阻值,故C正确。
D、由图示电路不能求出通过电阻R的电流,不能求出电阻R的阻值,故D错误。
故答案为:AC。
【分析】 要测出未知电阻的阻值,需要知道电阻两端的电压、通过电阻的电流,然后由欧姆定律求出电阻值,分析各电路结构,看能否测出电阻两端的电压与通过电阻的阻值。
三、填空题
7.(2024九上·临洮期末)实验小组设计如图甲所示电路来测量未知定值电阻的阻值,小富提出,这样只能得到一组数据,测量结果误差可能较大。为了减小误差,需要多次测量,应该在电路中串联一个 。他们利用改进后的电路进行实验,并绘制出的电压—电流图像。如图乙所示的A、B两条图线中, 是他们绘制出的图线。
【答案】滑动变阻器;A
【知识点】滑动变阻器的原理及其使用;伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】利用伏安法测量电阻时,为了减小误差,需要多次测量,电路中需要串联滑动变阻器;定值电阻的电流和电压成正比,是过原点的直线,A是定值电阻的图像。
【分析】电路中串联滑动变阻器,可以调节滑片实现多次测量减小误差。
8.(2024九上·期末)甲、乙两个电阻的U-I图线如图所示,当仅将甲、乙两电阻串联在电路中时,电路中的电流为0.4A,则甲的电阻值R甲= Ω,通过甲、乙两电阻的电流之比I甲∶I乙= ,电源电压为 V;当仅将甲、乙两电阻改为并联接在相同的电路中时,则干路中的电流为 A。
【答案】10;1:1;6;1.8
【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)由图象可知,R甲 两端电压是3V时通过的电流是0.3A,根据欧姆定律,R甲 =10Ω,(2)串联电流处处相等, 通过甲、乙两电阻的电流之比I甲∶I乙= 1:1,
(3)甲、乙两电阻串联在电路中时,电路中的电流为0.4A , R甲 的电压U甲=4V,U乙=2V,电源电压6V
(4)两个电阻并联接在相同的电路中时 ,电压6V,电阻分别是10Ω和5Ω,干路电流==1.8A
【分析】根据图像得出两个电阻的阻值,根据串联和并联电路的特点结合欧姆定律进行计算
四、作图题
9.(2017九下·大石桥期中)如图所示,它是“测量小灯泡电阻”实验的电路连接实物图,请在右边画出它的电路图。
【答案】解:如图
【知识点】根据实物图画电路图;伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】画电路图时,按照一定的顺序,可从电源的正极开始,电流表与灯泡和变阻器串联,电压表与灯泡并联.如图:
【分析】分析实物电路图的结构,明确各电路元件的连接方式,根据实物图画出电路图.
五、实验探究题
10.(2024九上·兰州期末)同学们利用“伏安法”测量未知电阻的阻值,所用电源电压为,阻值约为.
图需要出现在答题卡上,右侧加一虚线框
(1)实物电路如图甲,请用笔画线代替导线将电路连接好,并在虚线框中画出相应的电路图。
(2)闭合开关,当电压表示数为时,电流表示数如图乙,则通过电阻的电流 ,计算出
(3)利用现有的器材和电路,在已经规范使用器材的前提下,如何使测量结果更接近真实值.
【答案】(1)|
(2);
(3)多次改变滑动变阻器的滑片到不同位置,分别测出电流和电压并求出电阻值,计算电阻的平均值。
【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,电压表并联待测电阻两端,电压最大为3V,量程为0-3V,电流表串联在电路中,根据欧姆定律可知最大电流为0.6A,电流表量程为0-0.6A,滑动变阻器连接一上一下,据此作图:
2)电流表量程为0.02A,电流表示数为0.5A,根据欧姆定律;
综上第1空为0.5;第2空为4.8
3)为使实验结果更严谨,应该多次试验,求解平均值,所以 多次改变滑动变阻器的滑片到不同位置,分别测出电流和电压并求出电阻值,计算电阻的平均值。
综上第一空为多次改变滑动变阻器的滑片到不同位置,分别测出电流和电压并求出电阻值,计算电阻的平均值。
【分析】根据伏安法测电阻填空
伏安法测电阻:电压表并联待测电阻两侧测量待测电阻的电压U,电流表串联在电路中测量待测电阻的电流I,根据欧姆定律R=U/I计算待测电阻的阻值。电路动态分析:变阻器是通过改变接入电路的电阻长度进而改变电路的电流和电压,当变阻器滑片时,接入电路中的阻值变化,导致电路中的电流变化,电阻的电压示数变化,根据欧姆定律多次计算电阻,求解平均值。
11.(2024九上·农安期末)“伏安法测电阻”的实验中,小亮连成如图所示电路(电源电压为4.5V),正准备实验时,同组的小明发现电路连接错误。
(1)若在错误的电路中,闭合开关后,电压表的指针将 (选填“正向偏转”、“反向偏转”或“不动”)。
(2)请你将接错的那根导线打“×”,画出正确连线 。
(3)电路连接正确后,要使定值电阻两端的电压从小到大变,滑动变阻器的滑片应该向 滑动。
(4)选用规格为“50Ω 1A”的滑动变阻器进行实验,记录数据如下表。若换用规格为“20Ω 1A”的滑动变阻器,不能完成表格中的第 次实验。在本次实验中,滑动变阻器的主要作用是 。
实验次数 1 2 3 4 5 6
U/V 1 2 3 1 2 3
I/A 0.2 0.4 0.6 0.1 0.2 0.3
R/Ω 5 10
(5)多次测量的目的是 。
【答案】(1)不动
(2)
(3)左
(4)4;改变定值电阻两端的电压和电流
(5)求平均值减小误差
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】1分析图像可知,电压表此时并联在电流表两端,电压表短路,此时闭合开关之后电压表的指针将不动;
2电压表此时并联在电流表两端,应改为电压表测量定值电阻两端的电压;
3正确连接电路之后要使定制电阻的电压由小变大,由于该电路为串联电路,根据串联电路的分压关系可知,滑动变阻器两端的电压应该由大变小,滑动变阻器的电阻应该向左滑动;
4电源电压为4.5V,换用20Ω的滑动变阻器时,根据数据可知,第四组数据中,需要滑动变阻器分的3.5V的电压,此时根据串联电路中的分压关系可知:此时滑动变阻器的电阻至少为35V,此滑动变阻器不能满足要求。在本次实验中,利用伏安法测量导体的电阻,需要多次测量,减小误差,因此滑动变阻器的作用是改变定值电阻两端的电压以及通过定值电阻的电流。
5本实验是为了测量导体的电阻,应该多次测量求平均值,是为了减小误差。
【分析】知道电压表以及电流表的连接方式,根据串联电路中的分压关系,可以判断选用的滑动变阻器是否符合要求,在伏安法测量导体的电阻实验中,通过滑动变阻器的阻值变化,改变定值电阻两端的电压以及通过导体的电流。
12.(2024九上·潮阳期末)小岩利用“伏安法”测量定值电阻的阻值。
(1)请你添加一条导线,将图所示的实物图补充完整;
(2)闭合开关前,应把图中滑动变阻器的滑片置于最 选填“左”或“右”端;
(3)检查电路连接正确后,闭合开关,滑动变阻器的滑片滑动到某一位置时,电压表的示数如图所示,电流表的示数如图所示,则电压表的示数为 ,电流表的示数为 ,电阻的阻值为 。
【答案】(1)
(2)左
(3)2.6;0.26;10
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)在伏安法测量电阻的实验中,电压表应该与定值电阻并联,此时只需将定值电阻左端与电压表的“-”接线柱连接即可,如下图所示:
(2)根据图片可知,当变阻器的滑片在最左端时阻值最大,那么: 、闭合开关前,应把图中滑动变阻器的滑片置于最左端。
(3)根据图2可知,电压表的量程为0~3V,分度值为0.1V,则示数为2.6V;电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,那么示数为0.26A,那么电阻为:。
【分析】(1)根据电压表的连接方法分析解答;
(2)闭合开关前,为了避免电流过大而烧毁用电器,要求变阻器的滑片调到阻值最大的位置;
(3)根据图片确定电压表和电流表的示数,根据计算定值电阻的阻值。
13.(2023九上·泰州期末)小张在“伏安法”测小灯泡的电阻实验中,连接了图甲所示的实物图。
(1)连接电路时,应 开关。闭合开关前,应向 端选填“”或“”调整滑动变阻器的滑片,使电路中的电流在开始测量时最小。
(2)排除故障后,测量过程中某一次的电流值如图乙所示,则电流值是 A.这时,灯丝突然烧断,则电压表的示数 选填变大变小或不变”。换相同规格的灯泡,重测的数据如下表格,并绘出图像如图的所示.
电压/V
电流/A
电阻/Ω
平均电阻/Ω
(3)依据表格中的数据,小张求出小灯泡电阻的平均值,你同意这种做法吗? 说出你的理由
(4)另外一组同学用相同的器材和电路图也做这实验时,由于接线错误,根据测量的数据绘出的图像如图的所示你认为错误的原因可能是__ 。
【答案】(1)断开;A
(2);变大
(3)不同意;灯丝的电阻随温度升高而增大
(4)电压表接在了滑动变阻器两端
【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】伏安法测小灯泡电阻实验中,
(1)连接电路时,应断开开关;闭合开关前,滑动变阻器取值最大,应向A端调整滑片,使电路中的电流最小;
(2)根据图乙,电流表量程0~0.6A,根据指针位置,电流是0.26A;根据图甲,灯丝烧断,电压表串联在电路中,测量电源电压,示数变大;
(3)由于灯丝的电阻随温度升高而增大,不同电压时,电阻不同,计算平均值无意义,不能计算平均值;
(4)根据图像B,在电路中,电压增大,电流减小,可能是电压表接在了滑动变阻器两端。
【分析】(1)连接电路时,开关断开;滑动变阻器的滑片在电阻最大处;
(2)根据电流表的量程和指针位置,测量电流;电压表测量的位置断路,电压表示数变大;
(3)灯丝电阻随电压增大而增大;
(4)电压表和滑动变阻器并联时,电压表示数变大,电流表示数减小。
14.(2023九上·期末)在测量标有电压为 2.5 V的某小灯泡电阻的实验中,第一次测量时的电压等于2.5 V,小灯泡正常发光,以后调节滑动变阻器,让电压逐次下调,使灯丝温度不断降低,灯泡变暗直至完全不发光,测量的数据如下表所示。
数据序号 1 2 3 4 5 6 7
发光情况 明亮 不很亮 不亮 较暗 微光 熄灭 熄灭
电压U/V 2.5 2.1 1.7 1.3 0.9 0.5 0.1
电流 I/A 0.28 0.26 0.24 0.21 0.19 0.16 0.05
算出的电阻R/Ω 8.9 7.1 6.2 4.7
(1)请你根据表中电压和电流的数据计算每次的电阻,填在表格中 ;
(2)对比不同电压下小灯泡的电阻值,你有什么发现?把你的发现写成一句具有概括性的结论。答: 。
【答案】(1)8.1;3.1;2
(2)灯泡的电阻随两端的电压减小而减小
【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】测量小灯泡电阻的实验中,
(1)根据表中电压和电流,计算电阻分别为,,;
(2)分析测量的不同电压下的电阻,总结:灯泡的电阻随两端的电压减小而减小。
【分析】(1)利用,计算灯泡的电阻大小;
(2)根据灯泡电阻的变化,总结电阻的变化趋势。
15.(2020九上·永州期末)如图甲是小阳同学连接的伏安法测电阻的实验电路,实验过程中电源电压始终不变,结合你的实验经历帮助小阳完成下列问题:
(1)小阳同学连接好电路后,闭合开关前应将滑动变阻器的滑片移至最 (选填“左”或“右”)端;
(2)实验时,电流表、电压表均完好,无论他怎样移动滑片,电流表无示数,电压表有示数且不变,原因可能是 ;
(3)找到原因并解决问题后,他想多测几组数据,于是他将滑动变阻器的滑片由图甲中的位置向右移动。电流表的示数将 (选填“增大”“减小”或“不变);
(4)如图乙是他实验时滑片移至某一位置时电流表、电压表的示数,则此时测得未知电阻的阻值为 Ω;
(5)做完测电阻实验后,小阳发现桌上还有一个标有额定电压为U额的小灯泡和一个已知阻值为R0的定值电阻,他想在不用电流表的情况下测定这个小灯泡的额定功率,于是他设计出了如图丙所示的电路图,按电路图连接好电路后,只闭合开关S和S1,移动滑动变阻器的滑片至小灯泡恰好正常发光;保持滑动变阻器的滑片位置不动,断开开关S1,闭合开关S2,此时电压表的示数为U;则小灯泡的额定功率P额= (结果用已知量和所测物理量的符号表示)。
【答案】(1)右
(2)电阻R断路
(3)减小
(4)10
(5)
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)小阳同学连接好电路后,闭合开关前应将滑动变阻器的滑片移至阻值最大处,即最右端;(2)实验时,电流表、电压表均完好,无论他怎样移动滑片,电流表无示数,则电路可能断路,电压表有示数且不变,则电压表与电源连通,故原因可能是电阻R断路;(3)图甲中,电流表测电路的电流,他将滑动变阻器的滑片由图甲中的位置向右移动,变阻器连入电路的电阻变大,由串联电阻的规律,电路的总电阻变大,由欧姆定律 可知,电流表的示数将减小;(4)如图乙中电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流为0.2A,电压表选用小量程,分度值为0.1V,电压示数为2V,由欧姆定律 可得,测得未知电阻的阻值为: ;(5)如图丙所示的电路图,按电路图连接好电路后,只闭合开关S和S1,电压表测灯的电压,移动滑动变阻器的滑片至小灯泡恰好正常发光;保持滑动变阻器的滑片位置不动,断开开关S1,闭合开关S2,因此时各电阻的大小和电压不变,灯仍正常工作,电压表测灯和定值电阻的总电压,根据串联电路电压的规律,定值电阻的电压为:
由欧姆定律可求出通过定值电阻的电流,即灯的额定电流:
则小灯泡的额定功率: 。
【分析】(1)为了保证电路安全,滑动变阻器应处在阻值最大端;
(2)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;
(3)电压一定时,电路中的电阻越大,电流越小;
(4)结合题目给出的电流和电压值,利用欧姆定律求解电阻;
(5)结合灯泡的电压除以电阻求解额定电流,再利用额定电流乘以额定电压即为额定功率。
16.(2022九上·康巴什期末)在测量标有“2.5V”小灯泡电阻的实验中,如图甲是小丽同学连接好的电路。
(1)小涛同学发现电路连接错误,只需更改一根导线即可,请你把接错的那一根导线找出来,并画上“×”,再用笔画线把它改接到正确的位置上 。
(2)闭合开关前,发现电流表的指针如图乙所示,原因可能是 。
(3)小丽同学先闭合开关,调节滑动变阻器,使小灯泡正常发光,再调节滑动变阻器使小灯泡两端的电压逐次降低,实验中观察到的现象和测量的数据记录如表:
序号 1 2 3 4 5
发光情况 明亮 较亮 较暗 暗 不发光
电压U/V 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5
电流I/A 0.22 0.20 0.14 0.12
电阻R/Ω 11.4 10.0 7.1 4.2
当电压表的示数为1.5V时,电流表的示数如图丙所示为 A,则此时小灯泡的电阻约为 Ω。
(4)最后小丽同学用表格中的电阻取平均值作小灯泡的电阻,小涛同学认为这样处理不正确,请你说明理由: 。
【答案】(1)
(2)电流表指针未调零
(3)0.18;8.3
(4)灯丝的电阻随温度的变化而变化
【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】测量小灯泡电阻的实验中,
(1)测量灯泡的电阻时,电压表和灯泡并联,电流表串联,如图 ;
(2)闭合开关前,电流表的指针向左偏转,是电流表指针未调零;
(3)根据图丙,电流表量程为0~0.6A,示数为0.18A,小灯泡的电阻约为;
(4)根据测量的电阻取平均值,作小灯泡的电阻,不正确,是因为灯丝的电阻随温度的变化而变化,计算平均值无意义。
【分析】(1)测量灯泡电阻时,电压表和灯泡并联;
(2)使用电流表前,指针要调零;
(3)根据电流表的量程和指针位置,测量电流,利用,计算电阻;
(4)灯丝电阻随温度的改变而改变,不能计算平均值。
17.(2023九上·南安)如图是能用等效替代法巧测R2阻值的实验电路图。图中R为电阻箱,R0为定值电阻(阻值未知)。要求仅利用电阻箱读数表达R2的阻值。请在空白处填上适当内容。
(1)将开关接a,调节电阻箱和滑动变阻器滑片P至适当位置,记下电阻箱示数Ra和电流表示数I;
(2)将开关接b,让滑动变阻器滑片P的位置 (选填:“左移”或“不动”或“右移”),调节电阻箱,让电流表的示数选填 (选填:“增大”或“不变”或“减小”)并记下电阻箱示数Rb;
(3)则R2= (用题中已知的物理量字母表示)。
【答案】(1)无
(2)不动;不变
(3)Ra-Rb
【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】利用电阻箱测量电阻时,
(1)将开关接a,电阻箱R和定值电阻R0串联,调节电阻箱和滑动变阻器滑片P的位置,记下电阻箱示数Ra和电流表示数I;
(2)将开关接b,电阻R2、电阻箱和定值电阻R0串联,让滑动变阻器滑片P的位置不动,调节电阻箱,让电流表的示数不变,总电阻与接a时电阻相同,记下电阻箱示数Rb;
(3)根据滑动变阻器和R0电阻不变,总电阻不变,Ra=R2+Rb,则R2=Ra-Rb。
【分析】(2)利用电阻箱测量未知电阻时,结合电流相等,调节电阻箱使电阻相同;
(3)利用前后电阻相等,结合电阻箱的变化量,判断未知电阻的大小。
18.(2023九上·南昌月考)如图所示是小明为测量小灯泡的电阻连接的电路。电源电压恒为,待测小灯泡的额定电压为。
(1)实验的原理是
(2)图中有一根导线连接错误,诮在该导线上打“”,并用笔重新画一根正确连接的导线 (导线不得交叉);
(3)闭合开关后,移动滑动变阻器滑片时,发现电流表无示数,电压表有示数,其原因可能是____
A.滑动变阻器接触不良 B.开关接触不良
C.小灯泡被短路 D.小灯泡的灯丝断了
(4)排除故障后,移动滑动变阻器的滑片,进行了多次测量,直到小灯泡正常发光时的电阻为 ;
(5)该实验多次测星的目的是 ;(选填序号①求平均值,减小实验的误差;②寻找普遍规律,避免实验的偶然性)
(6)分析下表中的数据,你认为小灯泡的电阻变化规律最接近下面I-U图像中的哪一条____
A.甲曲线 B.乙曲线 C.丙曲线
(7)实验结束后,小灯泡在断电一段时间后的电阻可能是 (填 或“”)
【答案】(1)
(2)
(3)D
(4)8.3
(5)②
(6)C
(7)2Ω
【知识点】电阻;伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)实验的原理是 。
(2)答案如图:
(3)电压表有示数,说明与其并联的用电器发生了断路,即灯泡灯丝断了,故D符合题意。
(4)当小灯泡的电压达到额定电压时,小灯泡正常发光,此时电阻为。
(5) 实验中多次改变灯泡两端的电压和电流,多次测量是为了找出灯丝电阻与电压(温度)的关系,使结论有普遍性,故选:②。
(6) 由表中数据可知,当灯泡两端电压增大,通过灯泡的电流增大,灯丝的电阻增大,且灯泡两端电压的变化量大于通过灯泡的电流变化量,因此小灯泡的电阻变化规律是一条曲线,且偏向电压轴,即丙曲线 。
(7)由表中第1组实验数据可知,此时灯泡电阻,灯泡电阻受温度影响,随温度降低而减小,小灯泡在断电一段时间后,灯丝温度降低,灯泡电阻阻值减小,则灯泡电阻可能是2Ω。
【分析】(1)实验的原理是 。
(2)电压表与灯泡并联,电流表与灯泡串联。
(3)出现电路故障时,当电压表有示数时,与其并联的用电器发生断路。
(4)当小灯泡的电压达到额定电压时,小灯泡正常发光。
(5)小灯泡的灯丝电阻随温度变化而变化,不能求平均值。
(6)小灯泡的灯丝电阻随温度变化而变化,是一条曲线。
(7)温度降低时小灯泡的电阻变小,但不会为零。
19.(2024·尤溪期末)在“测量小灯泡正常发光时的电阻”实验中,小灯泡的铭牌上标有“,”的字样”,图甲是小明设计的实验电路。
(1)该电路中有一根导线连接错误,请在接错的导线上画“”,并用笔画线代替导线画出正确的电路连接 ;
(2)正确连接电路后,闭合开关后,调节滑动变阻器,电流表的示数如图乙所示,为使小灯泡正常发光,应将滑动变阻器的滑片向 选填“左”或“右”移动。
(3)移动滑片,当小灯泡正常发光时,电压表的示数如图丙所示,则小灯泡正常发光时的电阻为 Ω。
(4)小红同学的电流表损坏了,于是她设计了如图丁所示的电路,也测出了铭牌上标有“,”小灯泡正常发光时的电阻,其中是已知阻值的定值电阻,请把实验步骤补充完整。
①闭合开关S,拨至a,调节滑动变阻器的滑片,当电压表的示数与定值电阻的比值为 时,灯泡正常发光。
②闭合开关S,拨至b,保持滑动变阻器的滑片位置不变,读出电压表的示数为U。
③小灯泡正常发光时的电阻 用、U和已知的物理量表示。
【答案】(1)
(2)右
(3)5
(4)0.3A;
【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】测量小灯泡正常发光时电阻实验中,
(1)测量灯泡的电阻时,电压表和灯泡并联,电流表和灯泡串联,将灯泡的右侧接线柱接到电压表的“3”接线柱处,如图 ;
(2)根据图乙,电流表的示数为0.36A,小灯泡正常发光的电流为0.3A,电流需要增大,滑动变阻器电阻要减小,应将滑动变阻器的滑片向右移动;
(3)根据图丙,电压表的量程为0~3V,示数1.5V,灯泡正常发光时的电阻为;
(4)根据图丁,利用电压表测量小灯泡正常发光时的电阻,
①闭合开关S, S'拨至a,调节滑动变阻器的滑片,当电压表的示数与定值电阻R0的比值为0.3A时,测量电路中的电流为0.3A,灯泡正常发光;
②闭合开关S,S'拨至b,保持滑动变阻器的滑片位置不变,电压表测量灯泡和电阻的总分压,读出电压表的示数为U;
③小灯泡正常发光时的电阻。
【分析】(1)测量灯泡的电阻时,电压表和灯泡并联,电流表和灯泡串联;
(2)根据电压表的量程和指针位置,测量电压,利用,计算电阻;
(3)利用电压表测量灯泡电阻时,先利用电压表和定值电阻使灯泡达到额定电流,再利用电压表测量灯泡的分压,根据,计算电阻。
20.(2024九上·福建期末)在用“伏安法测量小灯泡的电阻”实验中,电源电压保持不变,小灯泡的额定电压为.
(1)如图甲所示,以笔画线代替导线将实物图连接完整要求滑片向右移时灯泡亮度变亮;
( )
(2)移动滑动变阻器的滑片使电压表示数为,电流表示数如图乙所示为 A,则小灯泡的灯丝电阻为 ;
(3)如果缺少电压表,小军发现利用两个电流表和一个已知阻值为的电阻,同样可以测出小灯泡的电阻,原理如图丙所示。闭合开关后,小军读出电流表的示数为,电流表的示数为,则小灯泡L两端的电压的表达式为 ,电阻的表达式为 。用字母表示小灯泡的电阻不受温度影响
【答案】(1)
(2)0.2;12.5
(3);
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)当滑片向右移动时灯泡变亮,即电流变大,那么变阻器接入的阻值减小,则应该将灯泡右下角的接线柱与灯泡右端相连。电压表应该与灯泡并联,此时可以将电压表的“3”接线柱与变阻器右下角的接线柱相连即可,如下图所示:
(2)根据乙图可知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,则电流表的示数为0.2A,则灯丝电阻为:。
(3)根据丙图可知,灯泡与定值电阻R0并联,电流表A2测灯泡电流,A1测总电流。那么通过R0的电流为:I0=I1-I2,那么灯泡两端电压UL=U0=I0R0= ,则灯泡的电阻为: 。
【分析】(1)根据灯泡亮度分析电流大小变化,根据欧姆定律分析变阻器的阻值变化,今儿确定变阻器的接线方法即可;
(2)根据乙图确定电流表的量程和分度值,根据指针位置读出示数,根据计算灯丝电阻。
(3)根据并联电路的电流和电压规律,结合欧姆定律分析计算即可。
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