沪科版九年级物理第十五章探究电路第三节“伏安法”测电阻练习含答案

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第三节　“伏安法”测电阻
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1.(2022·辽宁大连中考)下图是伏安法测电阻的实验电路图。关于该实验,下列说法正确的是(　　)
A.实验原理是P=UI
B.滑动变阻器的作用是改变电源电压
C.多次测量取平均值是为了减小误差
D.实验结束,断开开关即可离开实验室
2.用图甲电路测量标有“2.5 V”灯泡正常发光时的电阻,电压表应该接入　　　　(选填“1”或“2”)。当闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P使电压表示数为2.5 V时,电流表的示数如图乙,则通过灯泡的电流是　　　　A,灯泡正常发光时的电阻是　　　　Ω(结果保留一位小数)。
3.为了测量Rx的阻值,某同学设计了如图甲所示的电路。已知R0为10 Ω,当S1断开、S2闭合时,电压表的示数为3 V;当S2断开、S1闭合时,电压表的示数如图乙所示,由此可知R0两端的电压为　　　　V,Rx的阻值为　　　　Ω。
4.某同学测小灯泡电阻的电路如图所示,其中电源电压为4.5 V。他按电路图正确连接好实验电路,并检查各元件完好。然后闭合开关S,发现灯泡很亮,且电压表的读数为4.5 V。造成该现象的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
5.要组成如图所示的电路,用来测定一个电阻的阻值(估计在30~50 Ω之间),给你下列器材:电流表一个(量程0.6 A、3 A)、电压表一个(量程3 V、15 V)、蓄电池组一个(电压12 V)、干电池一节、滑动变阻器和开关各一个、导线若干。组成电路时电源应选　　　　,电压表的量程应选　　　　,电流表的量程应选　　　　。实验过程中,要增加电阻R两端的电压,滑动变阻器的滑片应向　　　　移动。
6.下图是“伏安法”测电阻的实验装置。(待测电阻阻值不小于10 Ω)
甲
乙
(1)请用笔画线代替导线补充完成图甲中的实物电路连接(要求导线不能交叉,滑动变阻器滑片右移时电阻变大)。
(2)某次测量时电流表示数为0.2 A,电压表示数如图乙所示,则待测电阻阻值为　　　　Ω。
(3)将上述实验中的电阻换成小灯泡,用同样的方法测小灯泡的电阻,数据记录如表,分析表中数据可知,小灯泡两端电压越低,小灯泡的电阻越　　　　,原因是
　 。
测量次数 1 2 3 4 5
电压U/V 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5
电流I/A 0.28 0.25 0.22 0.18 0.16
7.现有电流表(量程0.6 A、3 A),电压表(量程3 V、15 V),滑动变阻器(阻值范围0~20 Ω),两节干电池(电压3 V),开关,导线若干。请你利用这些器材测未知电阻R(阻值约为10 Ω)。
要求:
(1)在虚线框内画出实验电路图;
(2)在下图中,根据电路图用笔画线代替导线连接实物图。
8.小芳利用图甲所示的电路测量未知电阻Rx的阻值,阻值大约为5 Ω。
(1)请你根据电路图,用笔画线代替导线,在图乙中完成实验电路的连接。
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片置于　　　　(选填“A”或“B”)端。
(3)闭合开关,发现电压表和电流表均无示数。小芳利用另一只完好的电压表进行检测,把电压表分别接在a、b之间和b、c之间,电压表均有示数;接在a、c之间,电压表无示数。如果电路连接完好,只有一个元件有故障,该故障是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)排除故障后,调节滑动变阻器,记录多组数据。画出了待测电阻Rx的I-U图像,如图丙所示。由图像可得Rx=　　　　 Ω。
(5)小芳又设计了一种方案,也测出了Rx的阻值。电路如图丁所示,R0为阻值已知的定值电阻,电源电压未知且恒定不变。测量步骤如下:
①当开关　　　　　　　时,电流表读数为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)
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9.用甲图测小灯泡电阻。灯泡正常发光的电压为2.5 V。
　　 甲　　　　　　　　　　　乙
(1)当小灯泡正常发光时,电流表的示数如图乙所示,此时电流表的示数为　　　　 A,小灯泡的电阻为　　　　 Ω。
(2)若闭合开关,电流表和电压表的指针都发生偏转,而小灯泡不亮,其可能原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(说出一种即可)。
(3)若一个电表发生故障,但有已知的定值电阻R0可提供的情况下,下列电路中不能测出小灯泡电阻的是(　　)
第三节　“伏安法”测电阻
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1.C　在伏安法测电阻的实验中,用电压表测电阻两端的电压,用电流表测通过电阻的电流,故伏安法测电阻的实验原理是R=,故A错误;在伏安法测电阻的实验中,滑动变阻器一方面可以保护电路,另一方面可以改变电路中的电流与电阻两端电压,故B错误;
在伏安法测电阻的实验中,为了减小误差应多次测量取平均值,故C正确;实验结束,应断开开关,拆除电路连接,整理完器材方可离开实验室,故D错误。
2.解析 电压表应并联在灯泡两端,故电压表应接入位置1;由图可知,电流表所选量程为0~0.6 A;则电流表的最小分度为0.02 A,故指针所指的示数为0.3 A;已知电压为2.5 V,则由欧姆定律可得灯泡正常发光时的电阻R=≈8.3 Ω。
答案 1　0.3　8.3
3.解析 从题中电路图可知,当S1断开、S2闭合时,电压表测电源电压,所以电源电压为3 V;当S2断开、S1闭合时,电压表测串联电路中Rx两端的电压,此时电压为 2.4 V,根据串联电路的电压规律可知,R0两端的电压为 3 V-2.4 V=0.6 V,利用串联电路中电流相等可知,Ix=I0,即,解得Rx=40 Ω。
答案 0.6　40
4.解析 从题意知,电源电压为4.5 V,电压表测灯泡两端的电压,闭合开关后,电压表示数等于电源电压,说明变阻器接入电路电阻为零,因此变阻器可能移动到阻值最小处,或全部接在金属杆两端了。
答案 滑动变阻器的滑片滑到了最左端(或滑动变阻器接入电路的电阻为零)
5.解析 在选择器材时,一般要考虑下面一些问题,如电源电压、电压表和电流表的量程、滑动变阻器的最大阻值等。题中给出12 V的蓄电池和一节干电池两个电源,一节干电池只能提供1.5 V电压,所以应该选择蓄电池作电源。电源电压为12 V,电压表量程应该选择15 V。待测电阻的阻值估计为30~50 Ω,按滑动变阻器接入电路电阻为0、待测电阻阻值最小为30 Ω计算,电路中的电流最大可达I==0.4 A,所以电流表的量程选择0.6 A即可。根据电路图,要增加电阻R两端的电压,应使电路中的电流增大,滑动变阻器的电阻应减小,滑片应向左移。
答案 蓄电池组　0~15 V　0~0.6 A　左
6.解析 (1)电路中只有两节干电池,电源电压为3 V,故电压表接“3”接线柱,由第三小题可知电流表接“0.6”接线柱。(2)由图知电压表示数为2.2 V,R==11 Ω。(3)小灯泡的灯丝电阻受温度影响,温度越高,电阻越大。
答案 (1)
(2)11　(3)小　灯丝电阻受温度的影响
7.解析 (1)用电压表和电流表测电阻的原理是R=,因此只需用电压表测出未知电阻两端的电压,用电流表测出通过电阻的电流即可,电压表要并联在未知电阻两端,电流表要串联在电路中,滑动变阻器与未知电阻串联,由此可画出答案图所示的电路图。(2)在连接实物图时,可从电源的正极出发,沿电流的方向依次连接。由于电源电压是 3 V,因此电压表的量程选择3 V;而电路中的最大电流约为I==0.3 A,故电流表的量程选择0.6 A。
答案 (1)电路图如图甲
(2)实物图如图乙(电流表选量程0.6 A,电压表选量程3 V)
甲
乙
8.解析 (1)电流表选用小量程与电阻串联在电路中,电压表测Rx两端电压;(2)连接电路时开关应断开,闭合开关之前滑动变阻器的滑片应处于阻值最大处即B端;(3)闭合开关,发现电压表和电流表均无示数,小芳利用另一只完好的电压表进行检测,把电压表分别接在a、b之间和b、c之间,电压表均有示数,说明与a、b之间和b、c之间并联部分是通路;接在a、c之间,电压表无示数,说明b、c之间断路,如果电路连接完好,只有一个元件有故障,该故障是滑动变阻器断路;(4)由图像知,当Rx两端的电压是2.0 V时,对应的电流值为0.5 A,由I=可得Rx==4 Ω;(5)R0为阻值已知的定值电阻,电源电压未知且恒定不变。测量步骤如下:①当开关S1闭合、S2断开时,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=。
答案 (1)如图所示　(2)B　(3)滑动变阻器断路　(4)4
(5)①S1闭合、S2断开　③
探究创新
9.解析 (1)当小灯泡正常发光时,电流表的示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02 A,此时电流表的示数为0.2 A,由欧姆定律,小灯泡的电阻为R==12.5 Ω;(2)若闭合开关,电流表和电压表的指针都发生偏转,说明电路为通路,而小灯泡不亮,则说明电路中的电流过小,由欧姆定律知,故其可能原因是滑动变阻器接入电路的阻值太大(或电源电压太低);(3)A项中S断开时,两电阻串联,电压表测待测电阻的电压;S闭合时,R0短路,电压表测电源电压,根据串联电路电压的规律,可得出第1次操作中定值电阻的电压,由欧姆定律可求电路中的电流,从而得出待测电阻的大小;B项中S断开时,电流表测通过定值电阻的电流,由欧姆定律,可求出电源电压;S闭合时,电流表测并联电路的电流,根据并联电路各支路互不影响,两电阻并联时,通过定值电阻的电流大小不变,故根据并联电路电流的规律,可知通过待测电阻的电流,由欧姆定律可求待测电阻大小;C项中S断开时,两电阻串联,电流表测电路中的电流,根据电阻的串联和欧姆定律可得电源电压的表达式;S闭合时,为R0的简单电路,电流表测通过R0的电流,由欧姆定律可得电源电压的表达式,根据电源电压不变可求待测电阻大小;D项无论开关断开与闭合,电压表都测电源电压,不能测量待测电阻的大小。
答案 (1)0.2　12.5
(2)滑动变阻器接入电路的阻值太大或电源电压太低
(3)D