17.3电阻的测量
一、单选题:本大题共1小题,共2分。
1.某同学设计了以下四种电路,其中电源电压不变且未知,是已知阻值的定值电阻。在实验中不拆改电路的情况下,能够测量出未知电阻阻值的电路是( )
A. 只有①②③ B. 只有②③④ C. 只有②③ D. ①②③④都可以
二、填空题:本大题共3小题,共6分。
2.如图甲是小明用伏安法测量额定电压为小灯泡电阻的实物图。
丙
序号
1
用笔画线代替导线,补画一根导线将图甲中的实物电路连接完整________;
实验中当滑动变阻器的滑片滑到某位置时,电压表示数如图乙所示为________V,此时电流表的示数为,此时小灯泡的电阻为________;
如图丙是小明设计的实验数据记录表,该表格存在的不足之处是________。
3.小马设计了如图所示的电路,测阻值大约为电阻的阻值。图中电源电压未知,是滑动变阻器,R是电阻箱可连续调节电阻值大小,且能读数的变阻器,其调节范围,A是电流表刻度有些模糊,S和分别是单刀双掷开关和单刀开关。完成下列实验步骤中的填空:
①先断开S、将电阻箱R阻值调至最大;
②将S拨向接点1,闭合,调节______选填“R”或“”,使电流表指针偏转到适当位置,标记电流表指针的位置;
③然后将S拨向接点2,调节________选填“R”或“”,使电流表指针在_______,记下电阻箱R的阻值;
④多次重复上述过程,计算电阻箱R读数的__________,此即为被测电阻的阻值。
4.小含同学在“伏安法测电阻”的实验中,器材如下:待测电阻,阻值已知的定值电阻,电流表、电压表各一只,开关、导线若干,电源一个电压恒定,大小未知。
该实验的实验原理是_____选填“”或“”或“”;
如果实验中只有一只电压表或只有一只电流表,其他器材不变,则下列四种电路设计,能测出的是_____。
三、实验探究题:本大题共11小题,共66分。
5.如图甲是小明测量定值电阻的阻值所连接的部分电路。
他用导线将图中的滑动变阻器连入电路后,闭合开关前,发现电流表指针在零刻度线左侧,其原因可能是__________;
A.电流表指针没有调零 电流表正负接线柱接反了
C.定值电阻R被断路 电路中电流超过了电表量程
问题解决后,闭合开关,左右移动滑片,发现电流表有示数且不变,电压表示数始终接近3V,其原因可能是__________;
问题解决后,闭合开关,滑片P移动到某一位置时,电压表的示数为,电流表的示数如图乙所示,为__________A,则电阻R的阻值是__________;
小明把上面的测量结果确定为定值电阻的阻值,请你指出他的不足之处__________。
6.某实验小组用伏安法测量待测电阻的阻值,设计的实验电路如图甲所示。
该实验的原理是__________;
连接电路时开关应________,滑动变阻器滑片应移到最____端选填“左”或“右”;
某次测量时,电压表示数为,电流表示数为,则待测电阻的阻值____。
实验时应多测几组数据,求电阻的平均值,目的是_____________;实验中滑动变阻器的主要作用:一是保护电路,二是____________。
7.用如图甲所示的电路测量定值电阻的阻值。
请用笔画线代替导线将图甲中的实物连接完整要求滑片P向左移动的过程中电流表示数变小;( )
正确连接电路后,闭合开关之前,应将滑动变阻器的滑片P置于__________选填“A”或“B”端,滑动变阻器在实验中的作用有保护电路和__________;
实验时,闭合开关,发现电流表和电压表的示数都为0,用一根导线在图甲中先后连接接线柱G与F、F与E时,电压表和电流表的示数仍为0,而连接接线柱E与D时,电压表和电流表的指针却明显偏转。则电路的故障是__________;
排除故障后继续实验,当电压表示数为2V时,电流表示数如图乙所示,则定值电阻__________;
小杨同学认为应多测几组数据,你认为多次实验的目的是:__________;
如果实验器材中没有电压表,电源电压未知,同学们利用最大阻值为的滑动变阻器设计了如图丙所示电路,也测出了电阻的阻值。闭合开关后,滑动变阻器滑片在最左端时,电流表的示数为,滑动变阻器的滑片在最右端时,电流表的示数为,则电阻__________。用题中所给物理量的符号表示
8.在“测量小灯泡电阻”实验中,选用的器材有:两节新干电池,额定电压为的待测小灯泡、滑动变阻器、电流表、电压表,开关和若干导线。
请用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整______;
正确连接好电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于_______选填“A”或“B”端;
闭合开关,发现小灯泡不发光,电压表无示数,电流表有示数,造成这一现象的原因可能是______选填字母代号;
A.电流表短路 小灯泡短路 滑动变阻器断路
排除故障后,移动滑片P,某次实验时,电压表的示数为,电流表的示数如图乙所示,则通过小灯泡的电流为______A,小灯泡正常发光时的电阻约为________结果保留一位小数;
经过多次实验,测出并记录多组电压和电流的值,得到小灯泡的图像如图丙所示,通过分析图像,写出一条你发现的结论:______ 。
9.某兴趣小组用如图甲所示的电路测量滑动变阻器的最大电阻,电源电压保持不变。该小组通过实验测得6组电压表示数U和电流表示数I的数据并在图像中描点,如图乙所示。
闭合开关S前,应将滑动变阻器_____填“”或“”的滑片调至最右端;
请根据描点数据,在图乙中做出滑动变阻器的最大电阻的图像;( )
根据做出的图像,求得的最大阻值为_____;
滑动变阻器的最大阻值至少为_____ ;填“20”“25”或“30”
实验中发现,当滑动变阻器接入电路的电阻为零时,电压表的示数小于电源电压。该小组通过讨论,对产生此现象的原因,提出了多种猜想。他们提出的下列猜想中,最不合理的一项是_____填序号。
A.电流表本身有电阻 导线本身有电阻
C.电压表本身的电阻不够大 电压表使用前未调零
10.小明用如图甲所示的电路测量未知电阻的阻值,电源电压恒为3V。
请用笔画线代替导线,将图甲电路连接完整_____;导线不允许交叉
电路接通前,应将滑动变阻器的滑片移到最_____选填“左”或“右”端;闭合开关,发现电流表有示数,电压表无示数,出现此现象的原因可能是电阻_____选填“断路”或“短路”;
排除故障后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片至某一位置,电压表示数如图乙所示,为_____V,电流表示数为,则测得未知电阻。_____;
接下来小明应该进行的操作是_____。填字母
A.换用不同阻值的电阻进行多次测量 调节滑动变阻器进行多次测量
若实验中只有一个电流表和一个已知阻值为的定值电阻,小明设计了如图丙所示的电路,测量未知电阻的阻值,请将实验步骤补充完整:
①保持开关断开,闭合开关S、,读出并记录电流表示数;
②断开开关,闭合开关S、,读出并记录电流表示数;
③请写出未知电阻的阻值表达式:_____。用、和表示
11.在测量未知阻值的实验中。小明设计了实验电路并进行连接,如图甲所示。
如图甲所示是小明连接的电路,其中有一根导线连接有误,请在该导线上打“”,并在原图上画出正确的连线导线不能交叉;( )
改正错误后再进行实验,实验前应将滑动变阻器的滑片P移到最__________选填“左”或“右”端;
闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P,当电流表示数为时,电压表示数如图乙所示,则其示数为__________V,未知电阻__________;
当图甲中的滑动变阻器的滑片向左移动时,电流表的示数将__________,电压表的示数将__________选填“变大”、“变小”或“不变”;
[拓展]若实验中只有一个电压表和一个已知阻值为的定值电阻,小明设计了如图丙所示的电路,同样可以测量未知电阻的阻值,请将以下实验步骤补充完整:
①闭合开关S,断开开关,用电压表测出待测电阻,两端的电压为;
②__________,记下此时电压表读数为U;
③请写出未知电阻阻值表达式:__________用U、和的关系式表示。
12.在“测量定值电阻的阻值”的实验中,电源电压恒定不变,定值电阻阻值约为。
连接电路前,发现电流表指针如图甲所示,应将电流表指针调至_____;
请用笔画线代替导线,将图乙的实物电路连接完整,要求滑动变阻器滑片P向B端滑动时,电压表示数变小_____;
连接好电路,闭合开关,发现电压表有示数,电流表无示数,则原因可能是_____;
排除故障后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P至某一位置,此时电流表的示数为,电压表的示数如图丙所示,为_____V,则定值电阻______;
若实验中电压表损坏,利用原有的其它器材也能测出未知电阻的阻值,实验电路如下图所示,已知滑动变阻器R的最大阻值为。请补充完整实验步骤:
①闭合开关S,将滑动变阻器的滑片移至A端,此时电流表示数为;
②保持开关S闭合,_____,此时电流表示数为;
③则待测电阻______用和测量量符号表示。
13.如图甲是小明测量标有“”的小灯泡电阻的电路图。
在连接电路的过程中开关应断开,滑动变阻器的滑片应位于最__________端填左或右;
在实验过程中,调节滑动变阻器,使小灯泡正常工作,此时电流表的示数如图乙,则小灯泡此时的电阻是_________结果保留一位小数;
小明认为,应该多次测量不同电压下小灯泡的电阻,求出平均值才更精确,你认为他的观点是否合理_________填是或否;
小明又想测某未知电阻的阻值,设计了如图丙所示的电路为已知阻值的定值电阻,并设计了如下实验步骤,请帮他把缺少的步骤补全,并写出的表达式。实验步骤如下:
A.按照丙图连接电路;
B.闭合S、,记录电流表示数为;
C.__________________,记录电流表示数为;
D.利用测得数据写出待测电阻的表达式_____________________。
14.小红用如图1所示的电路测量定值电阻的阻值。
在图1中连接错误的一根导线上打叉并改正_____要求滑片P左移时,电流表示数变大;
正确连接电路,闭合开关后,发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片P,电流表始终无示数,电压表示数接近电源电压,其原因是_____;排除故障后,移动滑片P,当电压表示数为时,电流表示数如图2所示,则定值电阻_____。小红认为电阻值已经测出,便开始整理实验器材,她的实验不足之处是_____;
小红继续测量小灯泡的阻值,但发现电压表已损坏,于是找来一个电阻箱,设计如图3所示电路操作如下:①将待测的小灯泡接入电路中M、N两点间,闭合开关,电流表示数为I;②取下小灯泡,将电阻箱接入M、N两点间,调节电阻箱,使_____,此时电阻箱示数如图4所示,则小灯泡的阻值约为_____。
15.用“伏安法”测量已坏收音机里一个电阻的阻值,请完成下列实验探究。
连接电路时开关应处于______状态;闭合开关前,滑动变阻器应滑到_______选填“A”或“B”端;
用滑动变阻器调节接入电路中的电阻,记录每次对应电流值和电压值,多次测量的目的是______选填“①”或“②”;
①寻找普遍规律 ②求平均值减小误差
某一次测量时,电流表的指针如图乙所示,其示数为______A,电压表的指针如图丙所示,其示数为_______V,根据上述数据计算出的阻值为______;
要测量额定电压为的小灯泡正常工作时的电阻,设计了以下四种方案,电源电压不变,R为已知电阻,在不改变电路连接的情况下可行的是____仅一项正确。
答案和解析
1.【答案】B
【解析】【知识点】单安法测电阻、单伏法测电阻
【详解】
解:由图知, ① 断开开关 S ,两只电阻串联,电压表测量电源电压为 U ;闭合开关 S ,Rx被短路,电压表测量电源电压 ,
不可求出 的阻值;
② 只闭合 时,两电阻串联,电流表测电路中电流 ;两开关都闭合时只有 接入电路中,电流表测此时电路中电流 ,根据电源电压不变列式
可求出 的阻值,故能测出 阻值;
③ 只闭合 时,电路是只有 的简单电路,电流表测量通过 的电流 ;再闭合 ,两只电阻并联,电流表测量干路电流 I ,根据电源电压不变列式
可求出 的阻值,故能测出 阻值;
④ 断开开关 S ,两只电阻串联,电压表测量 两端电压为 ;闭合开关 S ,电压表测量电源电压 U ,根据电路电流相等列式
可求出 的阻值,故能测出 阻值,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选B。
2.【答案】 或 只有一次实验
【解析】【知识点】伏安法测电阻的实验原理和电路图、伏安法测电阻的实验步骤和数据处理
【详解】根据伏安法测电阻的原理可知,电压表并联接入电路且测量小灯泡两端的电压,已知小灯泡的额定电压为,则电压表应该选择小量程,如图所示:
或
如图乙所示,电压表选择的是小量程,分度值为,电压表示数为。
因为此时电流表的示数为,根据欧姆定律 可知,此时小灯泡的电阻为
如图丙所示的表格,只列举了一组数据,进行了一次实验,结果具有偶然性。
3.【答案】 R 标记处 平均值
【解析】【知识点】等效替代法、等效替代法测电阻
【详解】②将S拨向接点1,闭合时,和串联,因为是可变电阻,所以调节,使电流表指针偏转到适当位置,标记电流表指针的位置。
③将S拨向接点2时,和R串联,调节R,使电流表指针在②标记处,记下电阻箱R的阻值。因为这样做两次电流大小相同,相当于用一个和大小相同的电阻R替换了,即从电阻箱读出的值就是的值。这种方法叫等效替代法。
④该实验是测量电阻的大小,为了减小误差,故必须多次测量取其平均值作为最终测量结果。
【点睛】利用等效法测电阻,必须在不同电阻接入电路时电流表或电压表的示数相等,即等效。
4.【答案】 BD
【解析】【知识点】伏安法测电阻的实验原理和电路图、单安法测电阻、单伏法测电阻
【详解】实验是利用伏安法测电阻,测量出待测电阻的两端电压以及通过的电流即可得出待测电阻的阻值,所以该实验的实验原理是 。
如图所示,开关闭合,两电阻串联,电压表测的是的两端电压,根据欧姆定律可得电路的电流,但由于电源电压未知,无法通过欧姆定律求出待测电阻的阻值,故A不符合题意;
B.如图所示,当两开关都闭合时,电路是待测电阻的简单电路,此时电压表测的是电源电压;当开关闭合,断开时,两电阻串联,电压表测的是的两端电压,根据欧姆定律和串联电路电压特点可得,此时电路的电流为
根据串联电路电流特点和欧姆定律可得,待测电阻的阻值为
即该电路图可以测出待测电阻的阻值,故B符合题意;
C.如图所示,开关闭合,两电阻并联,电流表测的是通过的电流,通过欧姆定律可求出电源电压,根据并联电路的电压特点可得出待测电阻的两端电压,但由于无法测出通过待测电阻的电流,所以不能测出待测电阻的阻值,故C不符合题意;
D.如图所示,当开关闭合、断开时,电路是待测电阻的简单电路,电流表测的是此时通过的电流,根据欧姆定律可得,电源电压为 ;两开关都闭合时,两电阻并联,电流表测的是干路电流,此时通过的电流为
由欧姆定律可得
故待测电阻的阻值为
即该电路图可以测出待测电阻的阻值,故D符合题意。
故选BD。
5.【答案】 A 滑动变阻器接线时接到了C和D接线柱上,滑动变阻器相当于导线,不能改变电路的电阻 为了结果更准确,没有多次测量
【解析】【知识点】伏安法测电阻的实验原理和电路图、伏安法测电阻的实验步骤和数据处理、伏安法测电阻实验中滑动变阻器的作用、伏安法测电阻实验中的注意事项和故障分析
【详解】若电流表没调零,开关闭合前,电流表的指针不在零刻度线,可能在右端,故A符合题意;
B.若电流表正负接线柱接反,闭合开关后,电流表的指针会反向偏转,故B不符合题意。
C.当定值电阻R被断路时,电流表会有示数,指针在零刻度线右侧,不会在零刻度线左侧,故C不符合题意;
D.当电路中电流超过了电表量程时,电流表会有示数,指针在零刻度线右侧,超过右侧的刻度线,不会在零刻度线左侧,故D不符合题意。
故选A。
左右移动滑片,发现电流表有示数且不变,说明电路是通路且电阻不变,而电压表示数始终接近3V,由于电源是两节干电池,电压为3V,则电阻R两端的电压接近电源电压,其原因可能是滑动变阻器接线时接到了C和D接线柱上,这是滑动变阻器相当于导线,滑片滑动时并不能改变电路的电阻。
如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为,则其读数为。
由于电压表的示数为,根据电路图可知,电压表测量电阻R的电压,即电阻R两端的电压为,根据欧姆定律可得,电阻R的阻值为
为了使测量结果更准确,应调节滑动变阻器的滑片,读出多组电压表和电流表示数,并求定值电阻阻值的平均值,不足之处是没有为了结果更准确,进行没有多测测量。
6.【答案】 断开 右 5 减小误差 见解析
【解析】【知识点】伏安法测电阻的实验原理和电路图、伏安法测电阻的实验步骤和数据处理、伏安法测电阻实验中滑动变阻器的作用
【详解】实验中需要测量灯泡两端的电压和通过灯泡的电流,由 得到待测电阻的阻值。
为了保护电路,连接电路时,开关应处于断开状态,滑动变阻器的滑片处于最大阻值处,即最右端。
待测电阻的阻值
为了减小误差,应多次测量取平均值;实验中滑动变阻器可以改变电阻两端的电压和通过电阻的电流。
7.【答案】 A 改变定值电阻两端的电压和通过的电流 滑动变阻器断路 10 求平均值以减小误差
【解析】【知识点】伏安法测电阻实验中的注意事项和故障分析、伏安法测电阻实验中滑动变阻器的作用、伏安法测电阻的实验步骤和数据处理、伏安法测电阻的实验原理和电路图
【详解】滑动变阻器应选择“一上一下”两个接线柱接入电路,要求滑片P向左移动的过程中电流表示数变小,则应使滑片左移时滑动变阻器接入电路的电阻变大,如图所示:
正确连接电路后,闭合开关之前,应将滑动变阻器的滑片P置于阻值最大处,避免开关闭合时电路中电流过大,烧坏用电器,所以应将滑动变阻器的滑片P置于A端。
测量定值电阻的阻值时,需要测量多组数据求平均值,以此减小误差,所以滑动变阻器的作用是调节定值电阻两端的电压和通过的电流。
实验时,闭合开关,发现电流表和电压表示数都为0,因电路为串联,电流表示数为0,说明电路中存在的故障类型是断路,电压表示数为0表示与电压表串联的电路存在断路故障,用一根导线在图甲中先后连接接线柱G与F、F与E时,电压表和电流表示数仍为0,则说明G与F、F与E之外部分断路,连接接线柱E与D时。电压表和电流表指针明显偏转,则电路的故障是滑动变阻器断路或EB导线断路。
电流表接入电路的量程为,每一小格表示,电流表的示数为,由欧姆定律可得定值电阻
在物理实验中,多次测量的目的有两种,一种是求平均值减小误差,一种是避免实验的偶然性,得出普遍规律。本实验中多次测量的目的是求平均值减小误差。
闭合开关后,滑动变阻器滑片在最左端时,两电阻串联,电流表测电路的电流,电流表示数为;根据串联电路电阻的规律及欧姆定律可得电源电压
-----①
滑动变阻器滑片在最右端时,为待测电阻的简单电路,电流表示数为,由欧姆定律可得电源电压
-----②
①②两式联立可得电阻
8.【答案】 小灯泡的电阻是变化的
【解析】【知识点】伏安法测电阻的实验原理和电路图、伏安法测电阻的实验步骤和数据处理、伏安法测电阻实验中滑动变阻器的作用
【详解】测小灯泡的电阻实验中,电压表并联在小灯泡两端,电压表“正进负出”,如图所示:
为了保护电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应在阻值最大处,由图可知,滑动变阻器的滑片置于A端。
若电流表短路,电流表没有示数,电压表有示数,故A不符合题意;
B.若小灯泡短路,电压表测一段导线的电压,所以电压表无示数,电流表有示数,小灯泡不发光,故B符合题意;
C.若滑动变阻器断路,整个电路断路,两表都没有示数,故C不符合题意。
故选B。
由图乙可知,电流表的量程是,此时电流表的示数为。
小灯泡的额定电压是,此时流过小灯泡的电流为,所以小灯泡正常发光时的电阻
由图丙可知,小灯泡的图像不是过原点的倾斜直线,所以小灯泡的电阻是变化的,可以得出的结论是小灯泡两端的电压与通过它的电流的比值不是定值。
9.【答案】 5 25 C
【解析】【知识点】伏安法测电阻的实验原理和电路图、伏安法测电阻的实验步骤和数据处理、伏安法测电阻实验中滑动变阻器的作用
【详解】由电路图可知是待测电阻,是调节电路中的电流电压和保护电路的,闭合开关S前,应将滑动变阻器的滑片调至最大阻值处,即最右端。
将电路中的点连接起来,图如下
的最大阻值为
由图乙的数据可知,电路中电源电压至少为15V,电流最小为,因此的最大电阻至少为
电流表本身有电阻,会分的一部分电压,电压表的示数会小于电源电压,故A不符合题意;
B.导线本身有电阻,会分的一部分电压,电压表的示数会小于电源电压,故B不符合题意;
C.当滑动变阻器接入电路的电阻为零时,电压表串联在电路中,本身的电阻不够大,也会等于电源电压,故C符合题意;
D.电压表使用前未调零,若在零刻度线左端,电压表的示数小于电源电压,故D不符合题意。
故选C。
10.【答案】 右 短路
【解析】【知识点】伏安法测电阻的实验原理和电路图、伏安法测电阻的实验步骤和数据处理、伏安法测电阻实验中滑动变阻器的作用、单安法测电阻
【详解】根据实验目的可知,电压表要并联在未知电阻 的两端,只需要将电压表的负接线柱接到 的左边即可,如图所示:
电路接通前,为了保护电路,应将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处,即最右端。
闭合开关,发现电流表有示数,说明电路是短路,电压表无示数,说明说明电压表并联的电路短路或电压表短路,即出现此现象的原因可能是电阻 短路。
如图乙所示,电压表选用小量程,分度值,其示数为,则测得未知电阻为
实验中需要调节滑动变阻器进行多次测量求平均值减小误差,故B符合题意,A不符合题意。
故选A。
①保持开关 断开,闭合开关S、 ,两个电阻并联,电流表测量通过 的电流,电源电压为
②断开开关 ,闭合开关S、 ,两个电阻并联,电流表测量干路中的电流,由并联电路电流的规律可知通过定值电阻 的电流
根据并联电路各支路两端的电压相等和欧姆定律可得待测电阻 的表达式
11.【答案】 右 变大 变大 闭合开关S、
【解析】【知识点】伏安法测电阻的实验原理和电路图、单伏法测电阻
【详解】实验中,定值电阻应与滑动变阻器串联,且电压表并联在定值电阻两端,故定值电阻与滑动变阻器相连的导线错误,应将定值电阻的右接线柱与滑动变阻器的左下接线柱相连,如图所示:
为了保护电路,实验前应将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处,即最右端。
电压表选用小量程,分度值为,示数为。
根据欧姆定律可知未知电阻的阻值为
当图甲中的滑动变阻器的滑片向左移动时,滑动变阻器接入电路的阻值变小,总电阻变小,电源电压不变,根据欧姆定律可知电路中的电流变大,则电流表的示数将变大。
定值电阻的阻值不变,根据欧姆定律可知定值电阻两端的电压变大,则电压表的示数将变大。
闭合开关S,断开开关,两电阻串联,电压表测量两端的电压,用电压表测出待测电阻两端的电压为;闭合开关S、,被短路,电路为的简单电路,记下此时电压表读数为U,则电源电压为U;闭合开关S,断开开关时,根据串联电路的电压特点可知两端的电压为
欧姆定律可知电路中的电流为
未知电阻阻值表达式为
12.【答案】 零刻度线处 定值电阻断路 将滑动变阻器的滑片P移到B端
【解析】【知识点】伏安法测电阻实验中的注意事项和故障分析、伏安法测电阻实验中滑动变阻器的作用、伏安法测电阻的实验步骤和数据处理、伏安法测电阻的实验原理和电路图
【详解】电流表在使用之前需要调零,由图可知,电流表在未连入电路前指针没有在零刻线处,所以应该先将电流表的指针调到零刻线处。
电压表测量未知电阻两端电压,根据串联电路电压规律可知,若电压表的示数变小,则滑动变阻器两端电压变大,则滑动变阻器接入电路的电阻应该变大,即滑动变阻器滑片P向B端滑动时,滑动变阻器接入电路的阻值变大,将滑动变阻器的左下接线柱连入电路,如图所示:
电流表无示数,说明电路中的故障类型是断路,电压表有示数,说明与电压表串联的电路没有故障,与电压表并联的电路出现故障,所以电路中的故障是电阻断路。
由图可知,电压表的量程是,此时电压表的示数为。
电路中的电流为,电阻两端的电压为,则定值电阻的阻值为
根据题意可知,应将滑片移到B端,记录电流表示数。表达式的推导:步骤②,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到B端,被短路,只有滑动变阻器工作,电流表示数为;由欧姆定律可得电源电压
步骤①,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到A端,两电阻并联,总电流为;两次实验中,滑动变阻器两端电压均等于电源电压,滑动变阻器阻值不变,所以通过滑动变阻器的电流均为,根据并联电路的电流特点可得,通过待测电阻的电流
并联电路电压相等,则待测电阻两端的电压
所以待测电阻
13.【答案】 右 否 闭合开关S,断开
【解析】【知识点】伏安法测电阻的实验原理和电路图、伏安法测电阻的实验步骤和数据处理、单安法测电阻
【详解】为保护电路,连接电路时,开关应断开,滑动变阻器应处于阻值最大处,此时电路中总电阻最大,电流最小,由图可知,滑片P应置于最右端。
电流表的示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值,其示数为,则小灯泡此时的电阻为
由于灯泡的电阻随温度的变化而变化,不是一个定值,取平均值没有意义,故多次测量不同电压下灯泡的电阻求出平均值是不合理的。
用图丙所示的电路为已知阻值的定值电阻测某未知电阻Rx的阻值,实验步骤:
A.按照丙图连接电路;
B.闭合S、,记录电流表示数为;
C.闭合开关S,断开,读出此时电流表的示数为;因断开开关S整个电路处于断路状态,所以应是闭合开关S,断开
D.在步骤B中,电阻被短路,只有Rx的简单电路,电流表示数为,则电源电压
在步骤C中,Rx与R0串联,记录电流表示数,则电源电压为
根据电源电压不变可知
解得 。
14.【答案】 断路 5 实验次数太少,误差较大 电流表示数为
【解析】【知识点】伏安法测电阻的实验原理和电路图、伏安法测电阻的实验步骤和数据处理、伏安法测电阻实验中滑动变阻器的作用、伏安法测电阻实验中的注意事项和故障分析、等效替代法测电阻
【详解】把B点与F点连接的导线去掉,改接在E与A点,滑片 P左移时,滑动变阻器阻值变小,电流表示数变大,如图所示:
电流表始终无示数,可能是电路断路;电压表示数接近电源电压,说明电压表到电源两极没有断路,则原因是断路;
如图2,电流表量程为,分度值为,读数为,则定值电阻为
小红的实验次数太少,测出的电阻值误差较大,为减小误差,应多次测量求平均值。
①将待测的小灯泡接入电路中M、N两点间,闭合开关,电流表示数为I;②取下小灯泡,将电阻箱接入M、N两点间,调节电阻箱,使电流表示数为I,则小灯泡电阻等于此时电阻箱接入电路的电阻,由图4可知,电阻箱读数为,则小灯泡的阻值约为。
15.【答案】 断开 A ②
【解析】【知识点】伏安法测电阻的实验原理和电路图、伏安法测电阻的实验步骤和数据处理、单安法测电阻、单伏法测电阻
【详解】为了防止连接电路时错误导致电路损坏,连接电路时开关应处于断开状态。
闭合开关前,为了防止电流过大而损坏电路,滑动变阻器应处于最大阻值处,即滑到A端。
本实验的目的是为了测量定值电阻的阻值,多次测量的目的是为了求平均值减小误差,故选填②。
电流表的指针如图乙所示,电流表连接的量程为,分度值为,其示数为,电压表的指针如图丙所示,电压表连接的量程为,分度值为,其示数为,根据欧姆定律可得的阻值为
两种方案中都存在电流表与灯泡或定值电阻并联,会导致其短路,故AB不符合题意;
C.此方案电压表存在正负接线柱接反的情况,无法正常测量电压,故C不符合题意;
D.此方案可先将开关置于2,移动滑动变阻器,使小灯泡正常发光,再将开关置于1,测出此时灯泡与R的总电压U,则R两端电压为
此时灯泡正常发光时的电流为
故灯泡正常发光时的电阻为
故D符合题意。
故选D。
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