人教版物理九年级(全册)同步练习17.3电阻的测量(培优卷)
一、选择题
1.(2019九上·西安月考)如图所示是小成测量未知电阻 的实验电路,电源两端电压不变,其中 为阻值已知的定值电阻.当开关 、 闭合,开关 断开时,电流表示数为 ;当开关 、 闭合,开关 断开时,电流表示数为 .则下列四个选项中, 的表达式正确的是( )
A. B.
C. D.
2.(人教版初中物理九年级17.3《电阻的测量》同步练习)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.
3.(人教版物理九年级第十七章第2节欧姆定律同步练习)如图所示,电源电压不变,闭和开关S,当滑动变阻器滑片P向右移动时()
A.电流表A1示数变小,电压表V示数变小
B.电流表A2示数变大,电压表V示数变大
C.电压表V示数与电流表A1示数比值不变
D.电压表V示数与电流表A2示数比值不变
4.(2018九上·扬州期末)要测量一个阻值为数百欧的电阻RX的阻值,提供的器材有:电源电压约3V,学生用电压表(量程0~3V)、学生用电流表(量程0~0.6A)、滑动变阻器(20Ω 1A)、电阻箱(0~9999Ω),开关、导线若干.在下面图示的电路中,能测出RX阻值的是( )
A. B.
C. D.
5.(2017九上·白云期中)小明在用“伏安法”测电阻的实验中,根据测量数据绘制出如图所示 图象,对此作出的判断中,正确的是( )
A.通过 的电流与它两端所加电压不成正比
B. 的电阻比 的阻值大
C.将 、 并联接入到同一电路中, 两端的电压较大
D.将 、 串联接入到同一电路中,通过 的电流较大
二、多选题
6.(2024九上·朝阳期末)为了测定未知电阻的阻值,研究性学习小组的同学们在只有一个电流表而没有电压表的情况下,设计了如图所示的四种实验电路。其中电阻是阻值已知的定值电阻,图中实线是第一次量时所连接的位置,虚线是第二次测量的位置。下列四个选项中可以测出电阻阻值的是( )
A. B.
C. D.
三、填空题
7.(2023九上·浠水期中)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.(2023九上·浠水期中)用如图甲所示的电路借助等效替代的思想可以测量灯L的阻值,其中R为电阻箱,R0为滑动变阻器。主要步骤有:先把开关S接 点,调节R0至合适位置并读出电流表的示数为0.2A;再把开关S拨至另一位置并只调节 ,使电流表的示数仍为0.2A;此时电阻箱的示数如图乙所示,则S接a时灯L的阻值为 Ω。若开关接a点和b点时电流表的示数均调为0.3A,则测出的灯L的电阻值与上述测量结果不同,其原因可能是 影响了灯的电阻值。
9.(2023九上·赵县期中)如图所示是”伏安法”测电阻电路图。一般情况下电流表(电阻较小)和电压表(电阻很大)的电阻我们是忽略不计的,但它们都还是有电阻且能形成通路。如图所示,我们称之为外接法,用这种方法测得的电阻值比真实值会 (选填”偏大”或”偏小”),为减小外接法带来的测量误差,应选用电压表内阻 (选填”大”或”小”)一些的。
10.(2023九上·越秀期末)小明进行了“测量流过小灯泡电流为时小灯泡的电阻”实验,其实验电路的实物图如图1右图所示:
(1)请对照实物图,在方框中画出实验的电路图;
(2)小明其中一次实验时电压表示数如图2所示,现在电压表的读数是 V。
11.(2015九上·昌平期中)小英按图甲所示的电路图连接实验电路,测量电阻R的阻值.闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片P后,观察到电压表和电流表的示数分别如图乙、丙所示,则电流表的示数为 A,电阻R的阻值为 Ω.
12.(2020九上·路南期末)如图所示是用电压表和电流表测电阻的一种连接方法, 为待测电阻,如果考虑电表内阻对测量结果的影响,则电压表示数 (选填“大于”、“等于”或“小于”) 两端的实际电压,电流表示数 (选填“大于”、“等于”或“小于”)通过 的实际电流。
四、实验探究题
13.(2024九下·和平模拟)如图甲是探究“导体的电流跟电阻的关系”的电路。实验器材:电源(电压恒为4.5V),电流表、电压表各一只,开关一个,定值电阻5个(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、30Ω),滑动变阻器(“20Ω;2A”),导线若干。
(1)用笔画线代替导线完成图甲电路的连接 ;
(2)先用5Ω的电阻做实验,两电表的指针所指位置如图乙,根据图中信息可以判断电路故障可能是 ;排除故障并选择合适的量程,调节滑动变阻器直到电压表示数如图丙所示为 V;
(3)当用电阻10Ω替代5Ω继续实验时,应将滑片向 端移动才能使电压表的示数保持不变;改用30Ω的电阻继续实验时,发现无论怎样移动滑片,都无法使电压表的示数保持不变,在现有的器材的基础上,请你提出一种改进方法: 。
(4)根据实验数据绘制图像如图丁,可初步得到结论:电压一定时, 。
(5)设计了如图戊的电路,也能测量额定电流为的小灯泡正常发光时的电阻。电源电压未知、定值电阻的阻值为,请你将实验步骤补充完整。
①闭合开关,调节滑片,直到电压表的示数为 ,此时小灯泡正常发光,读取电压表的示数为;
②小灯泡正常发光时电阻的表达式是 。(均用给定的物理量表示)
14.(2024九下·海安月考)实验桌上的器材如下:两节新干电池、电流表、电压表、滑动变阻器R标有“30Ω 1A”、定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω)各一个、开关、导线若干;
次数 1 2 3 4
电压U/V 1.2 1.6 2.0 2.4
电流I/A 0.12 0.16 0.20 0.24
(1)探究“电流与电压的关系”实验;
①如图甲,实验电路中有一根导线接错了,请在接错的导线上打“×”,再画出正确连接 ;
②改正错误后,闭合开关,继续实验;所测得的实验数据如表所示,分析表格中的数据,可以得出的实验结论是 ;
(2)继续用甲图实验装置探究“电流与电阻的关系”。将5Ω的电阻接入电路中时,移动滑动变阻器的滑片,直至电压表示数为1V;断开开关,将10Ω的电阻接入电路,继续进行下列操作:①闭合开关;②将滑动变阻器的滑片移到最右端;③记录电流表示数;④将滑动变阻器的滑片移到适当位置;从电路安全和规范操作的角度考虑,正确的顺序应该是 ;之后,将15Ω、20Ω的电阻按正确的实验操作分别接入电路;当把 Ω的电阻接入电路后,发现无法将电压表示数调节到1V,思考之后,想到了两种解决方法:①更换一个最大阻值至少为 Ω的滑动变阻器;②在原有定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω)不更换的情况下,改变定值电阻两端电压,重新依次进行实验,则调节后的电压值应该不低于 V;
(3)小明同学桌上的实验器材有:学生电源、开关、滑动变阻器、电流表、电压表各一个,导线若干;他在图乙所示电路的MN间接入适当的元件,能够完成的实验有 (选填字母)。
A.接入一个灯泡,探究电流和电压的关系
B.接入一个定值电阻R,探究电流和电阻的关系
C.接入一个已知额定电流的小灯泡,测出灯泡正常发光时的电阻
15.(2024九下·东莞模拟)某实验小组用题图甲所示的电路进行“探究电流与电压的关系”实验。
(1)请用笔画线代替导线将图甲电路连接完整,要求滑动变阻器滑片P 向右移动时电阻变大,导线不交叉;
(2)图甲连接电路时,首先应将 。并且将滑动变阻器滑片P移动至阻值最大处;
(3)闭合开关,同学们发现电流表没有示数,电压表示数接近电源电压,原因可能是 ;
(4)排除故障后,根据实验数据绘制出定值电阻R 的 I-U图像如图乙所示。由图像可得:当导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成 ;
(5)同学们利用完整的图甲电路进一步“探究电流与电阻的关系”,测得实验数据如下表所示。实验时,保持电压表的示数为 V 不变。分析数据可得:当导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比;
实验次数
2 3 4 5
R/Ω 5 10 15 20 25
I/A 0.50 0.25 0.17 0.12 0.10
(6)该小组用电压表和一个最大阻值为R0的滑动变阻器,测量未知电阻 Rx的阻值。他们设计了如图丙所示的电路图,进行如下实验操作:
①闭合开关,将滑动变阻器滑片P 移到最左端,此时电压表的示数为U1;
②将滑动变阻器滑片P 移到最右端,此时电压表的示数为U2;
③ 则Rx= ( 用R0、U1、U2表示)。
16.(2024九下·芜湖模拟)用毫安表测电阻可以用如图甲所示的电路测量电阻,a、b为接线柱。已知电源电压恒为,毫安表量程为0~、内阻为。
(1)用导线将、b直接连起来,移动滑动变阻器的滑片P,使毫安表指针正好偏转到满刻度,处就可以标为“欧”,此时变阻器接入电路中的阻值 ;
(2)保持变阻器接入电路中阻值不变,在、b间接入被测电阻,毫安表的读数Ⅰ与的关系式为I= ;
(3)若,,图乙毫安表的表盘上已经标出了的位置,请标出的位置 。
17.(2024九下·南京模拟)“测量未知电阻阻值”实验中,提供了学生电源、电流表、电压表、滑动变阻器,一个阻值未知的定值电阻Rx,一个额定电压为2.5V,阻值约为8Ω的小灯泡,开关、导线若干。
(1)如图甲,“测量定值电阻Rx阻值”的实验电路中,接错了一根导线,请在错误的线上打“×”,并用笔画线代替导线改接到正确位置上 。
(2)改正错误后,闭合开关前,滑片应滑至最 (选填 “左”或“右”)端。
(3)试触后,选择合适量程。闭合开关,调节滑动变阻器,电流表、电压表示数如图乙,则Rx的阻值为 Ω(结果保留1位小数)。一次实验数据存在误差,接下来应通过 的方法来减小误差。
(4)完成实验后,进行误差分析:考虑到电压表中也有电流通过,该电路测得的Rx的测量值与真实值相比 (选填 “偏大”或“偏小”)。
(5)同学们发现只用一只电表及已有其他器材(忽略定值电阻Rx的实验误差),也能测量小灯泡正常发光时的电阻。下列电路设计最合理的一项是 。
A、 B、 C、 D、
18.(2024九下·西安模拟)用伏安法测电阻的实验中:
(1)连接好电路后闭合开关发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片,电压表和电流表示数都很小且始终不发生变化,则该故障的原因可能是 ;
A.滑动变阻器短路 B.定值电阻短路
C.定值电阻断路 D.滑动变阻器下面两个接线柱同时接入电路中
(2)实验中多次移动滑动变阻器滑片的位置得到多组数据的目的是 ;
(3)实验中测量数据如下表所示,则电阻的阻值为 Ω;
实验序号 电压/V 电流/A 电阻/Ω
1 2.8 0.27 10.4
2 2.4 0.25 9.6
3 2.0 0.20 10.0
(4)聪明的小明利用如上右图的器材:最大阻值为R0的滑动变阻器、开关一个、导线若干、电流表一只,按如图所示连接电路,只通过移动滑片位置就测出了未知电阻Rx的阻值,具体步骤如下:
①闭合开关,移动滑片至最左端,记录电流表示数为I0;
②闭合开关,移动滑片至最右端,记录电流表示数为I1;
则未知电阻Rx= (用I0、I1和R0表示)。
五、计算题
19.(2024九上·宝山开学考)小张同学做“用电流表、电压表测电阻”的实验,可供选择的器材有:4节新干电池,滑动变阻器2个(分别标有“10Ω 3A”和“20Ω 1A”的字样),定值电阻R大=10Ω,R小=5Ω,待测电阻RX(估计阻值约为19欧),学生用电压表和电流表、电键各1个、导线若干。小张同学选用几节新干电池串联组成电源(实验中电源电压保持不变),按图连接电路,且操作步骤正确。闭合电键,发现电流表的示数为0.2安。试完成下列问题,当小张同学移动滑动变阻器的滑片到中点时(即连入电路中的电阻为变阻器最大值的一半),电流表的示数距离表盘中间还有3小格,他继续移动滑动变阻器的滑片,电路中电流最大时,电流表指针恰好指在表盘正中间,此时小张同学发现电流表发生故障(已坏)而不能使用,经过思考后他仅用定值电阻替换电流表,闭合开关后,观察到电压表最大示数为4V。
(1)求:小张同学所选用的电源电压U0和滑动变阻器RP的规格
(2)求:待测电阻RX的平均阻值
答案解析部分
1.【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】与题图对应的电路图如图所示
当开关 、 闭合,开关 断开时, 与 并联,电流表测量 所在支路的电流,已知此时电流表示数为 ,则电源电压可表示为 ;当开关 、 闭合,开关 断开时, 与 仍并联,电流表测量干路中的总电流,已知此时电流表示数为 ,则电源电压可表示为
电源电压不变,故
整理得
故答案为:D
【分析】根据电阻并联,可以分别测量支路电流和干路总电流,根据电流和电阻的乘积计算电源电压,利用电压和电流的比值计算电阻。
2.【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.
3.【答案】C
【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】由图可知,滑动变阻器R2与电阻R1并联,电流表A1测量电阻R1的电流,电流表A2测量干路电流,电压表测电源的电压;
A、在并联电路中,各支路两端的电压相等且等于电源电压,当滑动变阻器滑片P向右移动时,其电阻变大,但电压表的示数不变;由于定值电阻的阻值和两端电压不变,所以A1的示数不变,A错误;
B、滑片向右滑动,变阻器的阻值变大,这条支路的电流变小,通过定值电阻的电流不变,则通过干路中的电流变小,B错误;
C、电压表与电流表A1的比值是定值电阻的阻值,其阻值不变,所以电压表与A1的示数比值不变,C正确;
D、电压表的示数不变,由B分析知,A2的示数变小,所以电压表与A2的比值变大,D错误.
故选C.
【分析】本题考查欧姆定律的应用和并联电路电流和电压的特点,关键能够正确分析电阻的连接情况,搞清电表所测的电路,并知道滑动变阻器滑片移动过程中电路电阻的变化情况.
4.【答案】D
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】A.由图可知,被测电阻Rx与滑动变阻器串联,电压表测Rx两端的电压,电流表测通过电路的电流,根据 好像能够测出Rx的阻值,但因为被测电阻是一个阻值为数百欧的电阻,即至少200Ω以上,则 ,电路中的电流小于电流表的分度值0.02A,使用该电流表无法正确测出通过电阻的电流,故不能测出Rx的阻值,A不符合题意。
B.由电路图可知,电阻箱与待测电阻Rx并联, ,电路中的电流小于电流表的分度值0.02A,使用该电流表无法正确测出通过电阻的电流,故不能测出Rx的阻值,B不符合题意。
C.由电路图可知,单刀双掷开关S接2时,电压表接线柱接反,不能测量出电压,故不能测出Rx的阻值,C不符合题意。
D.由电路图可知,电阻箱R与被测电阻Rx串联,当开关S1闭合时,电压表测电阻箱R两端的电压,根据 可测出串联电路的电流;再断开S1,闭合S2,测出串联电路两端的电压,由串联电路电压关系,可求出Rx两端的电压。从而求得Rx的阻值,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】测量电阻时,若未知电阻较大,不方便测量电流则不易操作,可以利用电阻的分压关系测量.
5.【答案】B
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】A.电阻R1的函数图象是一条过原点的向上的直线,所以通过的电流跟它两端所加电压成正比.A不符合题意;
B.电阻R2的函数图象像是一条弯曲的曲线,所以通过R2的电流与它两端所加电压不成正比,但也不是反比关系,在相同环境下R2的电阻比R1的阻值大;B符合题意;
C. 将 、 并联接入到同一电路中,根据并联电路特点可知 、 两端电压相等;C不符合题意;
D.若将它们串联接入到同一电路中,因串联电路中电流处处相等,所以通过R1和R2电流相同.D不符合题意.
故答案为:B
【分析】从图象中获取有用的信息,结合串并联电路的特点和欧姆定律分析即可.
6.【答案】A,B,C
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】A.由电路图可知,两电阻并联,第一次电流表测量干路电流,示数为I;第二次电流表测量通过电阻R0的电流I0,则通过Rx的电流为I-I0,根据并联电路电压的规律和欧姆定律可知Rx两端的电压为I0R0,根据欧姆定律可得,故A符合题意;
B.由电路图可知,两电阻并联,第一次电流表测量Rx的电流,示数为Ix;第二次电流表测量通过电阻R0的电流I0,根据并联电路电压的规律和欧姆定律可知Rx两端的电压为I0R0,根据欧姆定律可得,故B符合题意;
C.由电路图可知,两电阻并联,第一次电流表测量干路电流,示数为I;第二次电流表测量通过电阻Rx的电流Ix,则通过R0的电流为I-Ix,根据并联电路电压的规律和欧姆定律可知Rx两端的电压为(I-Ix)R0,根据欧姆定律可得,故C符合题意;
D.由电路图可知,两电阻串联,无论电流表接在哪一位置,电流表都是测量整个电路的电流,且电源两端的电压未知,所以无法知道Rx两端的电压,不能测出电阻Rx的阻值,故D不合题意。
故选ABC。
【分析】要测量电阻的阻值,需要直接或间接测出电阻两端电压与通过电阻的电流,然后应用求出电阻的阻值。分析各个选项中的电路图,应用串并联电路特点与欧姆定律以及等效法测电阻分析即可。
7.【答案】滑动变阻器;A
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】为了多次获取未知电阻的电流和电压值,可以在电路中串联一个滑动变阻器,题目中未知电阻的阻值一定,根据欧姆定律U=IR可知,UI曲线为一条直线,A正确综上 第1空、 滑动变阻器; 第2空、A
【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。
8.【答案】a;R;13;温度
【知识点】影响电阻大小的因素;伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)利用串联电路中电流相同的,调节电阻箱的阻值,将开关s接a和接b时,电路中的电流相等,此时电阻箱的阻值就是灯的阻值。应先将灯与滑动变阻器R0串联,记录电流表示数,再将开关S拨至b,并只调节电阻箱,使电流表两次示数相同。
(2)电阻箱的示数为13Ω。
(3)灯发光产生热量,温度升高,温度的变化影响灯的阻值。
【分析】考查电阻的测量方法、电阻箱的读数、影响灯电阻变化的因素。
9.【答案】偏小;大
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】根据电路图,若考虑电压表内的电流,电流表测量了电阻RX和电压表的电流和,根据,由于电流大于RX的电流,所以电阻偏小;若电压表内阻越大,通过电压表的电流越小,对电流的影响就越小。
【分析】测量电阻时,若电流偏大,电阻偏小;电路中的电阻越大,电流越小。
10.【答案】(1)
(2)1.5
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)实物图中,灯泡与变阻器串联,电压表测灯泡的电压,电流表测电路的电流,根据实物图画出电路图,注意各元件顺序与实物图一一对应,如下图所示:
(2)小明其中一次实验时电压表示数如图 所示,电压表选用小量程,分度值 ,其示数为 。
【分析】(1)根据实物图的连接,画出对应的电路图;
(2)根据电压表的量程和指针位置, 测量电压。
11.【答案】0.8;5
【知识点】电流的测量及电流表的使用;电压的测量及电压表的使用;欧姆定律及其应用;伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】解:由甲图可知,电流表测电路中的电流,电压表测电阻R两端的电压;
由图乙可知,电压表的量程为0~15V,分度值为0.5V,电阻R两端的电压U=4V,
由图丙可知,电流表的量程为0~3A,分度值为0.1A,通过电阻的电流I=0.8A,
电阻R的阻值:R= = =5Ω.
故答案为:(1)0.8;(2)5.
【分析】由电路图可知,电流表测电路中的电流,电压表测电阻R两端的电压;根据电表的量程和分度值读出电表的示数,根据欧姆定律求出电阻R的阻值.
12.【答案】大于;等于
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】考虑电流表有内阻,两端会有很小的电压,电压表测量 和电流表两端的电压,示数大于 两端的实际电压。
电压表中有微弱电流,没有通过电流表;电流表测量通过 的电流,示数等于通过 的实际电流。
【分析】电压表测量电阻和电流表的分压时,比电阻的分压偏大;电流和所测量的位置串联。
13.【答案】;定值电阻R断路;2.5;A;换用阻值更大的滑动变阻器;电流与电阻成反比;;
【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】(1)探究“导体的电流跟电阻的关系“,需要使用变阻器控制导体两端的电压不变,所以定值电阻和滑动变阻器串联,电压表测量定值电阻两端的电压。如图所示:
(2)乙图中,左表为电压表有示数;右边电流表示数为0,由此可知,与电压表并联的定值电阻断路了。如图丙电压表示数2.5V。
(3)根据串联分压可知,定值电阻减小时,其两端电压减小,所以需要减小变阻器电阻,减小变阻器分压需要向A端移动, 改用30Ω的电阻继续实验时,滑动变阻器分得的电压还是较小,应更换最大阻值更大的滑动变阻器。
(4)由图丁所示图像可知:在电压不变时,电流与电阻成反比。
(5)灯泡正常发光,此时电压表的示数为。则根据欧姆定律,小灯泡正常发光时电阻的表达式。
综上第2空、定值电阻R断路;第3空、2.5;第4空、A;第5空、换用阻值更大的滑动变阻器;第6空、电流与电阻成反比;第7空、;第8空、
【分析】根据电路连接的基本操作、电路的故障分析、串联分压、欧姆定律填空
电路连接的基本操作:连接电路时,为保护电路开关应断开,变阻器调节至最大阻值处,对电表进行试触,根据电表偏转角度选择合适的电表量程;同时电表的正负极接线柱要符合电流的正进负出;
电路的故障分析: 题目中电流表指针几乎没有偏转,电压表指针迅速偏转到满偏刻度外 ,表明电压表接入电路,所以和电压表并联的用电器断路
串联分压:用电器串联时,其两端的电压和电阻成正比,待测电阻的电压无法增加,表明电源电压过小或者变阻器电阻较小分压过小导致。
欧姆定律:U=IR,所以在电压不变时,电流与电阻成反比。
14.【答案】;当电阻一定时,电流与电压成正比;②①④③;20;40;1.2;C
【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】(1)电流表串联在电路中,电压表与R并联,正确连接,如下图所示:
分析表格中的实验数据知,电压增大为原来的几倍,通过的电流也增大为原来的几倍,所以可得结论:当导体的电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成正比。
(2)从安全和规范角度考虑,按步骤进行:②将滑动变阻器的滑片移到阻值最大位置;①闭合开关;④将滑动变阻器的滑片移到适当位置。③记录电流表示数;所以正确的顺序是:②①④③。
电源为两节新干电池,电源电源为3V,若电压表示数为1V,根据串联电路电压的特点,变阻器分得的电压:U滑1=3V-1V=2V;定值电阻的电压为变阻器分得的电压的0.5倍,将变阻器的最大电阻连入电路中时,对应的定值电阻的最大值:R大=0.5×30Ω=15Ω,当20Ω的电阻接入电路后,无法将电压表示数调节到1V;将20Ω的电阻接入电路后,电压表示数调节到1V,滑动变阻器分得的电压为2V,变阻器分得的电压为定值电阻的电压的2倍,根据串联电路电压的特点可得,滑动变阻器的阻值:
R滑=2×20Ω=40Ω,所以更换一个最大阻值至少为40Ω的滑动变阻器。将20Ω的电阻接入电路后,变阻器的最大电阻为30Ω,为了能完成实验,定值电阻两端电压为:
,所以调节后的电压值应该不低于1.2V。
(3)探究电流和电压的关系时,应控制电阻不变,由于灯泡的电阻受温度影响,所以不能完成实验,故A不符合题意;探究电流和电阻的关系时,应控制电阻两端电压不变,改变电阻大小,由只接入一个定值电阻R,不能改变阻值,所以不能完成实验,故B不符合题意;为了测出灯泡正常发光时的电阻,需要调节滑动变阻器阻值,使通过灯泡的电流达到已知额定电流,所以能完成实验,故C符合题意。
故选C。
【分析】(1)根据电路连接和电表的使用规则连接;第4次实验电流为0.24A,根据电流表小量程分度值为0.02A,画出指针的位置;根据表中数据分析得出结论;
(2)为保护电路,闭合开关前,滑动变阻器连入电路的电阻最大;研究“电流与电阻的关系”,要控制电阻的电压不变,再记下电流表的示数,据此分析;滑动变明器的最大电阻为50Ω,当滑动变阻器的电阻最大时,定值电阻阻值也最大,根据电联分压原理求出定值电阻的最大值;
①探究电流与电阻的关系,应保持电阻两端的电压不变;根据串联电路电压的规律求出滑动变阻器分得的电压,根据分压原理,求出当接入20Ω电阻时滑动变阻器连入电路中的电阻;
②当将定值电阻换上较大的电阻时,如果控制的电压表示数较小,根据串联电路电压的规律,滑动变阻器就要分去更多的电压,由分压原理、滑动变阻器连入电路中的阻值将要求更大,而题中滑动变阻器的最大电阻为20Ω,根据串联电路电压的规律得出滑动变阻器分得的电压,根据分压原理表达式讨论,当用最大电阻30Ω的电阻进行实验时,滑动变阻器连入电路中的电阻应最大,由此得出控制电压表的最小电压;
(3)根据伏安法和控制变量法逐一分析每个选项,确定可行的实验。
15.【答案】;开关断开;定值电阻断路;正比;2.5;
【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】(1)探究电流与电压,变阻器的连接为一上一下,滑调节定值电阻两端的电压,滑片P向右移动时,电阻变大,作图如下:
(2)在连接电路时,首先应将变阻器的滑片P应移到阻值最大处,开关断开,
(3)闭合开关,电流表没示数,说明电路中出现断路,电压表接近电源电压,说明电压表与电源接通,所以可能是定值电阻断路了。
(4)由图乙知,当导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
(5)由表格数据知,说明定值电阻两端的电压保持2.5V不变。
(6)由图丙知,闭合开关,滑片P移到最左端,电路中只有Rx单独工作,电压表测电源电压为U1。滑片移到最右端,变阻器接入电路的阻值最大为R0。此时电压表测Rx两端的电压为U2,则此时R0两端的电压U0=U1-U2电路中的电流Rx的阻值
综上第2空、开关断开;第3空、定值电阻断路;第4空、正比;第5空、2.5;第6空、
【分析】根据电路连接的基本操作、变阻器、电路的故障分析、欧姆定律
1、电路连接的基本操作:连接电路时,为保护电路开关应断开,变阻器调节至最大阻值处,对电表进行试触,根据电表偏转角度选择合适的电表量程;同时电表的正负极接线柱要符合电流的正进负出;
2、变阻器:变阻器的连接为一上一下,通过改变电阻丝接入电路的长度进而改变电阻,变阻器的作用除了改变电阻外还可以起到保护电路的作用,所以在连接好电路后,变阻器阻值应该调节到最大阻值处
3、电路的故障分析: 题目中电流表指针几乎没有偏转,电压表指针迅速偏转到满偏刻度外 ,表明电压表接入电路,所以和电压表并联的用电器断路
4、欧姆定律:公式为U=IR,当导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
5、伏阻法测电阻:由图丙知,闭合开关,滑片P移到最左端,电路中只有Rx单独工作,电压表测电源电压为U1。滑片移到最右端,变阻器接入电路的阻值最大为R0。此时电压表测Rx两端的电压为U2,则此时R0两端的电压U0=U1-U2电路中的电流Rx的阻值
16.【答案】;;
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)由图甲知,R1与串联,根据串联电路的规律及欧姆定律
解得
①
(2)保持变阻器R1接入电路中阻值不变,根据欧姆定律和电阻的串联得,此时电路中的电流
②
连列解得
③
(3)把RX=1100Ω代入③
在1.2mA处1100Ω。如下所示:
综上第1空、;第2空、
【分析】根据欧姆定律填空
欧姆定律:公式为U=IR,据题可知 滑片移至毫安表指针正好偏转到满刻度,则此时电路中的电流为Ig ,此时可列,保持变阻器R1接入电路中阻值不变,根据欧姆定律和电阻的串联得,此时电路中的电流,连列求解电流I
17.【答案】 或;左;20.8;多次测量求平均值;偏小;C
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【分析】关于电路连接的正误判断和修正,强调电压表应与电阻并联。接着提到实验操作中闭合开关前滑片的位置,以保护电路。然后是根据图乙读取电表示数并计算电阻值,还提及为减小误差要多次测量求平均值,以及分析由于电压表分流导致电阻测量值偏小的问题。最后是针对几种测量灯泡正常发光时电阻。
【解答】(1) 在“测量未知电阻阻值”实验中,电压表和电阻并联。根据甲图可知,可将定值电阻与变阻器相连的导线从变阻器上拆下,改接在变阻器左上角接线柱上,或改接在电压表的“15”接线柱上即可,如图所示:
或
(2) 闭合开关前,为了保护电路,滑片应滑至阻值最大处,即最左端。故该空填”左“;
(3) 由图乙可知,电流表选择小量程,分度值是0.02A,电流表的示数是0.12A,电压表选择小量程,分度值是0.1V,电压表的示数是2.5V,电阻的阻值:
。故该空填”20.8“;
②为了减小误差,需要多次测量电阻的阻值求平均值。故该空填”多次测量求平均值“;
(4) 考虑到电压表中也有电流通过,电压表和电阻并联,由并联电路电流的规律可知电流表的示数变大,电压表的示数准确,由可知测得的Rx的测量值与真实值偏小。故该空填”偏小“;
(5)A.闭合开关S1,滑动变阻器的滑片使电流表的示数为灯泡的额定电流,闭合开关S2,电阻Rx与灯泡并联,电阻Rx与灯泡两端的电压相等,但不能得到电阻Rx的电压值,不能得到灯泡正常发光时的电阻。故A正确;
B.闭合开关S1,滑动变阻器的滑片使电流表的示数为灯泡的额定电流,闭合开关S2,电阻Rx与灯泡并联,电阻Rx与灯泡两端的电压相等,但不能得到电阻Rx的电压值,不能得到灯泡正常发光时的电阻。故B错误;
C.只闭合S1,移动变阻器的滑片,使电压表示数为2.5V,则灯正常发光;保持滑片位置不动,闭合S2,断开S1,记下电压表的示数U1,此时电压表测Rx与灯的电压,因电路的连接没有改变,各电阻的大小和电压没有改变,灯仍正常发光,
由串联电路电压的规律,Rx的电压:Ux=U1-2.5V
通过Rx的电流,即灯的额定电流:;
灯泡正常发光时的电阻:。
故C正确;
D0定值电阻与灯串联,电路中只有电压表,只闭合S1,电表测定值电阻的电压;当只闭合S2时,电压表测灯与定值电阻的电压,无法确定灯是否正常发光,故D错误。
故该空填”C“。
【分析】 (1)“测量定值电阻Rx阻值”的实验电路中,电压表应测量待测电阻两端的电压;
(2)闭合开关前,滑动变阻器阻值应调至最大;
(3)首先确定电表的量程和分度值,然后读数,根据欧姆定律求出电阻的大小;
(4)根据电压表的分流作用分析;
(5)要想测量小灯泡正常发光时的电阻,需要测量出小灯泡正常发光时两端的电压和通过小灯泡的电流。
18.【答案】D;减小误差;10.0;
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)根据题意可知,电压表和电流表示数都很小且始终不发生变化,说明电路中电阻较大且保持不变。那么当移动滑动变阻器滑片时,没有起到改变电阻的作用,因此该故障原因可能是将滑动变阻器下面两个接线柱同时接入电路中,故D符合题意,A、B、C不合题意。
故选D。
(2)根据题意可在,本实验多次测量是为了求待测电阻的平均值,减小测量误差。
(3)根据表格数据可在,电阻的阻值为:Rx=。
(4)闭合开关,移动滑片至最左端,此时Rx和R0并联,记录电流表示数为I0,是Rx和R0的总电流;
移动滑片至最右端,此时电路中只接入电阻R0,记录电流表示数为I1,为R0的电流,
由于R0两端的电压始终是电源电压,所以此时的电流了它与Rx并联时的电流相等,
则两次的差值即为Rx的电流,Rx两端的电压也是电源电压,
根据题意可知为Ux=U=U0=I1R0;
Rx的电流Ix=I0-I1;
所以Rx表达式为。
【分析】 (1)电压表和电流表示数都很小且不变,说明电路中的电阻较大且不变;
(2)根据多次测量的实验目的解答;
(3)根据表格中的数值求出平均值,也就是这个电阻的电阻;
(4)闭合开关S,将滑片滑到左端,两电阻并联;将滑片滑倒右端,Rx被短路,只有R0工作,根据并联电路的电流规律和电压特点求出待测电阻的阻值。
19.【答案】(1)根据电路图,待测电阻与滑动变阻器串联,闭合开关前,滑动变阻器阻值为最大。
根据得U=IR,电源电压可能是
电源最多由4节干电池组成,最大电源电压为6V,实验中选用的滑动变阻器RP的规格是“10Ω 3A”,电源电压。
(2)闭合开关,滑动变阻器在阻值最大时,电流表示数为0.2A,电源电压为
,可得
移动滑动变阻器的滑片到中点时,电流表的示数距离表盘中间还有3小格,即,电源电压为
,可得
继续移动滑动变阻器的滑片,电路中电流最大时,电流表指针恰好指在表盘正中间,即滑动变阻器阻值为0,电流
电流表损坏后,用定值电阻替换电流表后的电压表的最大示数为4V,此时的电路为定值电阻R大与待测电阻Rx串联,滑动变阻器阻值为0时,电压表示数为最大4V,所以定值电阻两端电压为
根据可得
根据四次测量得到RX值均为20Ω,故RX的平均值为20Ω。
【知识点】欧姆定律及其应用;伏安法测电阻的探究实验
【解析】【分析】(1)根据滑动变阻器的规格,利用U=IR,计算电压,结合电池,判断电压;
(2)根据U=IR,结合电流大小,计算电阻;根据电路的电流和串联电路分压规律,利用,计算电阻.
(1)由图可知,待测电阻与滑动变阻器串联,操作步骤正确,即闭合开关前,滑动变阻器阻值为最大。
根据欧姆定律可知,电源电压可能是
电源最多由4节干电池组成,最大电源电压为6V,所以实验中选用的滑动变阻器RP的规格是“10Ω 3A”,电源电压。
(2)闭合开关,滑动变阻器在阻值最大时,电流表示数为0.2A,电源电压为
可得
移动滑动变阻器的滑片到中点时,电流表的示数距离表盘中间还有3小格,即,电源电压为
可得
继续移动滑动变阻器的滑片,电路中电流最大时,电流表指针恰好指在表盘正中间,即滑动变阻器阻值为0,电流
电流表损坏后,用定值电阻替换电流表后的电压表的最大示数为4V,此时的电路为定值电阻R大与待测电阻Rx串联,滑动变阻器阻值为0时,电压表示数为最大4V,所以定值电阻两端电压为
根据可得
根据四次测量得到RX值均为20Ω,故RX的平均值为20Ω。
1 / 1人教版物理九年级(全册)同步练习17.3电阻的测量(培优卷)
一、选择题
1.(2019九上·西安月考)如图所示是小成测量未知电阻 的实验电路,电源两端电压不变,其中 为阻值已知的定值电阻.当开关 、 闭合,开关 断开时,电流表示数为 ;当开关 、 闭合,开关 断开时,电流表示数为 .则下列四个选项中, 的表达式正确的是( )
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】与题图对应的电路图如图所示
当开关 、 闭合,开关 断开时, 与 并联,电流表测量 所在支路的电流,已知此时电流表示数为 ,则电源电压可表示为 ;当开关 、 闭合,开关 断开时, 与 仍并联,电流表测量干路中的总电流,已知此时电流表示数为 ,则电源电压可表示为
电源电压不变,故
整理得
故答案为:D
【分析】根据电阻并联,可以分别测量支路电流和干路总电流,根据电流和电阻的乘积计算电源电压,利用电压和电流的比值计算电阻。
2.(人教版初中物理九年级17.3《电阻的测量》同步练习)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.
3.(人教版物理九年级第十七章第2节欧姆定律同步练习)如图所示,电源电压不变,闭和开关S,当滑动变阻器滑片P向右移动时()
A.电流表A1示数变小,电压表V示数变小
B.电流表A2示数变大,电压表V示数变大
C.电压表V示数与电流表A1示数比值不变
D.电压表V示数与电流表A2示数比值不变
【答案】C
【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】由图可知,滑动变阻器R2与电阻R1并联,电流表A1测量电阻R1的电流,电流表A2测量干路电流,电压表测电源的电压;
A、在并联电路中,各支路两端的电压相等且等于电源电压,当滑动变阻器滑片P向右移动时,其电阻变大,但电压表的示数不变;由于定值电阻的阻值和两端电压不变,所以A1的示数不变,A错误;
B、滑片向右滑动,变阻器的阻值变大,这条支路的电流变小,通过定值电阻的电流不变,则通过干路中的电流变小,B错误;
C、电压表与电流表A1的比值是定值电阻的阻值,其阻值不变,所以电压表与A1的示数比值不变,C正确;
D、电压表的示数不变,由B分析知,A2的示数变小,所以电压表与A2的比值变大,D错误.
故选C.
【分析】本题考查欧姆定律的应用和并联电路电流和电压的特点,关键能够正确分析电阻的连接情况,搞清电表所测的电路,并知道滑动变阻器滑片移动过程中电路电阻的变化情况.
4.(2018九上·扬州期末)要测量一个阻值为数百欧的电阻RX的阻值,提供的器材有:电源电压约3V,学生用电压表(量程0~3V)、学生用电流表(量程0~0.6A)、滑动变阻器(20Ω 1A)、电阻箱(0~9999Ω),开关、导线若干.在下面图示的电路中,能测出RX阻值的是( )
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】A.由图可知,被测电阻Rx与滑动变阻器串联,电压表测Rx两端的电压,电流表测通过电路的电流,根据 好像能够测出Rx的阻值,但因为被测电阻是一个阻值为数百欧的电阻,即至少200Ω以上,则 ,电路中的电流小于电流表的分度值0.02A,使用该电流表无法正确测出通过电阻的电流,故不能测出Rx的阻值,A不符合题意。
B.由电路图可知,电阻箱与待测电阻Rx并联, ,电路中的电流小于电流表的分度值0.02A,使用该电流表无法正确测出通过电阻的电流,故不能测出Rx的阻值,B不符合题意。
C.由电路图可知,单刀双掷开关S接2时,电压表接线柱接反,不能测量出电压,故不能测出Rx的阻值,C不符合题意。
D.由电路图可知,电阻箱R与被测电阻Rx串联,当开关S1闭合时,电压表测电阻箱R两端的电压,根据 可测出串联电路的电流;再断开S1,闭合S2,测出串联电路两端的电压,由串联电路电压关系,可求出Rx两端的电压。从而求得Rx的阻值,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】测量电阻时,若未知电阻较大,不方便测量电流则不易操作,可以利用电阻的分压关系测量.
5.(2017九上·白云期中)小明在用“伏安法”测电阻的实验中,根据测量数据绘制出如图所示 图象,对此作出的判断中,正确的是( )
A.通过 的电流与它两端所加电压不成正比
B. 的电阻比 的阻值大
C.将 、 并联接入到同一电路中, 两端的电压较大
D.将 、 串联接入到同一电路中,通过 的电流较大
【答案】B
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】A.电阻R1的函数图象是一条过原点的向上的直线,所以通过的电流跟它两端所加电压成正比.A不符合题意;
B.电阻R2的函数图象像是一条弯曲的曲线,所以通过R2的电流与它两端所加电压不成正比,但也不是反比关系,在相同环境下R2的电阻比R1的阻值大;B符合题意;
C. 将 、 并联接入到同一电路中,根据并联电路特点可知 、 两端电压相等;C不符合题意;
D.若将它们串联接入到同一电路中,因串联电路中电流处处相等,所以通过R1和R2电流相同.D不符合题意.
故答案为:B
【分析】从图象中获取有用的信息,结合串并联电路的特点和欧姆定律分析即可.
二、多选题
6.(2024九上·朝阳期末)为了测定未知电阻的阻值,研究性学习小组的同学们在只有一个电流表而没有电压表的情况下,设计了如图所示的四种实验电路。其中电阻是阻值已知的定值电阻,图中实线是第一次量时所连接的位置,虚线是第二次测量的位置。下列四个选项中可以测出电阻阻值的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A,B,C
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】A.由电路图可知,两电阻并联,第一次电流表测量干路电流,示数为I;第二次电流表测量通过电阻R0的电流I0,则通过Rx的电流为I-I0,根据并联电路电压的规律和欧姆定律可知Rx两端的电压为I0R0,根据欧姆定律可得,故A符合题意;
B.由电路图可知,两电阻并联,第一次电流表测量Rx的电流,示数为Ix;第二次电流表测量通过电阻R0的电流I0,根据并联电路电压的规律和欧姆定律可知Rx两端的电压为I0R0,根据欧姆定律可得,故B符合题意;
C.由电路图可知,两电阻并联,第一次电流表测量干路电流,示数为I;第二次电流表测量通过电阻Rx的电流Ix,则通过R0的电流为I-Ix,根据并联电路电压的规律和欧姆定律可知Rx两端的电压为(I-Ix)R0,根据欧姆定律可得,故C符合题意;
D.由电路图可知,两电阻串联,无论电流表接在哪一位置,电流表都是测量整个电路的电流,且电源两端的电压未知,所以无法知道Rx两端的电压,不能测出电阻Rx的阻值,故D不合题意。
故选ABC。
【分析】要测量电阻的阻值,需要直接或间接测出电阻两端电压与通过电阻的电流,然后应用求出电阻的阻值。分析各个选项中的电路图,应用串并联电路特点与欧姆定律以及等效法测电阻分析即可。
三、填空题
7.(2023九上·浠水期中)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】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】为了多次获取未知电阻的电流和电压值,可以在电路中串联一个滑动变阻器,题目中未知电阻的阻值一定,根据欧姆定律U=IR可知,UI曲线为一条直线,A正确综上 第1空、 滑动变阻器; 第2空、A
【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。
8.(2023九上·浠水期中)用如图甲所示的电路借助等效替代的思想可以测量灯L的阻值,其中R为电阻箱,R0为滑动变阻器。主要步骤有:先把开关S接 点,调节R0至合适位置并读出电流表的示数为0.2A;再把开关S拨至另一位置并只调节 ,使电流表的示数仍为0.2A;此时电阻箱的示数如图乙所示,则S接a时灯L的阻值为 Ω。若开关接a点和b点时电流表的示数均调为0.3A,则测出的灯L的电阻值与上述测量结果不同,其原因可能是 影响了灯的电阻值。
【答案】a;R;13;温度
【知识点】影响电阻大小的因素;伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)利用串联电路中电流相同的,调节电阻箱的阻值,将开关s接a和接b时,电路中的电流相等,此时电阻箱的阻值就是灯的阻值。应先将灯与滑动变阻器R0串联,记录电流表示数,再将开关S拨至b,并只调节电阻箱,使电流表两次示数相同。
(2)电阻箱的示数为13Ω。
(3)灯发光产生热量,温度升高,温度的变化影响灯的阻值。
【分析】考查电阻的测量方法、电阻箱的读数、影响灯电阻变化的因素。
9.(2023九上·赵县期中)如图所示是”伏安法”测电阻电路图。一般情况下电流表(电阻较小)和电压表(电阻很大)的电阻我们是忽略不计的,但它们都还是有电阻且能形成通路。如图所示,我们称之为外接法,用这种方法测得的电阻值比真实值会 (选填”偏大”或”偏小”),为减小外接法带来的测量误差,应选用电压表内阻 (选填”大”或”小”)一些的。
【答案】偏小;大
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】根据电路图,若考虑电压表内的电流,电流表测量了电阻RX和电压表的电流和,根据,由于电流大于RX的电流,所以电阻偏小;若电压表内阻越大,通过电压表的电流越小,对电流的影响就越小。
【分析】测量电阻时,若电流偏大,电阻偏小;电路中的电阻越大,电流越小。
10.(2023九上·越秀期末)小明进行了“测量流过小灯泡电流为时小灯泡的电阻”实验,其实验电路的实物图如图1右图所示:
(1)请对照实物图,在方框中画出实验的电路图;
(2)小明其中一次实验时电压表示数如图2所示,现在电压表的读数是 V。
【答案】(1)
(2)1.5
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)实物图中,灯泡与变阻器串联,电压表测灯泡的电压,电流表测电路的电流,根据实物图画出电路图,注意各元件顺序与实物图一一对应,如下图所示:
(2)小明其中一次实验时电压表示数如图 所示,电压表选用小量程,分度值 ,其示数为 。
【分析】(1)根据实物图的连接,画出对应的电路图;
(2)根据电压表的量程和指针位置, 测量电压。
11.(2015九上·昌平期中)小英按图甲所示的电路图连接实验电路,测量电阻R的阻值.闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片P后,观察到电压表和电流表的示数分别如图乙、丙所示,则电流表的示数为 A,电阻R的阻值为 Ω.
【答案】0.8;5
【知识点】电流的测量及电流表的使用;电压的测量及电压表的使用;欧姆定律及其应用;伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】解:由甲图可知,电流表测电路中的电流,电压表测电阻R两端的电压;
由图乙可知,电压表的量程为0~15V,分度值为0.5V,电阻R两端的电压U=4V,
由图丙可知,电流表的量程为0~3A,分度值为0.1A,通过电阻的电流I=0.8A,
电阻R的阻值:R= = =5Ω.
故答案为:(1)0.8;(2)5.
【分析】由电路图可知,电流表测电路中的电流,电压表测电阻R两端的电压;根据电表的量程和分度值读出电表的示数,根据欧姆定律求出电阻R的阻值.
12.(2020九上·路南期末)如图所示是用电压表和电流表测电阻的一种连接方法, 为待测电阻,如果考虑电表内阻对测量结果的影响,则电压表示数 (选填“大于”、“等于”或“小于”) 两端的实际电压,电流表示数 (选填“大于”、“等于”或“小于”)通过 的实际电流。
【答案】大于;等于
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】考虑电流表有内阻,两端会有很小的电压,电压表测量 和电流表两端的电压,示数大于 两端的实际电压。
电压表中有微弱电流,没有通过电流表;电流表测量通过 的电流,示数等于通过 的实际电流。
【分析】电压表测量电阻和电流表的分压时,比电阻的分压偏大;电流和所测量的位置串联。
四、实验探究题
13.(2024九下·和平模拟)如图甲是探究“导体的电流跟电阻的关系”的电路。实验器材:电源(电压恒为4.5V),电流表、电压表各一只,开关一个,定值电阻5个(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、30Ω),滑动变阻器(“20Ω;2A”),导线若干。
(1)用笔画线代替导线完成图甲电路的连接 ;
(2)先用5Ω的电阻做实验,两电表的指针所指位置如图乙,根据图中信息可以判断电路故障可能是 ;排除故障并选择合适的量程,调节滑动变阻器直到电压表示数如图丙所示为 V;
(3)当用电阻10Ω替代5Ω继续实验时,应将滑片向 端移动才能使电压表的示数保持不变;改用30Ω的电阻继续实验时,发现无论怎样移动滑片,都无法使电压表的示数保持不变,在现有的器材的基础上,请你提出一种改进方法: 。
(4)根据实验数据绘制图像如图丁,可初步得到结论:电压一定时, 。
(5)设计了如图戊的电路,也能测量额定电流为的小灯泡正常发光时的电阻。电源电压未知、定值电阻的阻值为,请你将实验步骤补充完整。
①闭合开关,调节滑片,直到电压表的示数为 ,此时小灯泡正常发光,读取电压表的示数为;
②小灯泡正常发光时电阻的表达式是 。(均用给定的物理量表示)
【答案】;定值电阻R断路;2.5;A;换用阻值更大的滑动变阻器;电流与电阻成反比;;
【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】(1)探究“导体的电流跟电阻的关系“,需要使用变阻器控制导体两端的电压不变,所以定值电阻和滑动变阻器串联,电压表测量定值电阻两端的电压。如图所示:
(2)乙图中,左表为电压表有示数;右边电流表示数为0,由此可知,与电压表并联的定值电阻断路了。如图丙电压表示数2.5V。
(3)根据串联分压可知,定值电阻减小时,其两端电压减小,所以需要减小变阻器电阻,减小变阻器分压需要向A端移动, 改用30Ω的电阻继续实验时,滑动变阻器分得的电压还是较小,应更换最大阻值更大的滑动变阻器。
(4)由图丁所示图像可知:在电压不变时,电流与电阻成反比。
(5)灯泡正常发光,此时电压表的示数为。则根据欧姆定律,小灯泡正常发光时电阻的表达式。
综上第2空、定值电阻R断路;第3空、2.5;第4空、A;第5空、换用阻值更大的滑动变阻器;第6空、电流与电阻成反比;第7空、;第8空、
【分析】根据电路连接的基本操作、电路的故障分析、串联分压、欧姆定律填空
电路连接的基本操作:连接电路时,为保护电路开关应断开,变阻器调节至最大阻值处,对电表进行试触,根据电表偏转角度选择合适的电表量程;同时电表的正负极接线柱要符合电流的正进负出;
电路的故障分析: 题目中电流表指针几乎没有偏转,电压表指针迅速偏转到满偏刻度外 ,表明电压表接入电路,所以和电压表并联的用电器断路
串联分压:用电器串联时,其两端的电压和电阻成正比,待测电阻的电压无法增加,表明电源电压过小或者变阻器电阻较小分压过小导致。
欧姆定律:U=IR,所以在电压不变时,电流与电阻成反比。
14.(2024九下·海安月考)实验桌上的器材如下:两节新干电池、电流表、电压表、滑动变阻器R标有“30Ω 1A”、定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω)各一个、开关、导线若干;
次数 1 2 3 4
电压U/V 1.2 1.6 2.0 2.4
电流I/A 0.12 0.16 0.20 0.24
(1)探究“电流与电压的关系”实验;
①如图甲,实验电路中有一根导线接错了,请在接错的导线上打“×”,再画出正确连接 ;
②改正错误后,闭合开关,继续实验;所测得的实验数据如表所示,分析表格中的数据,可以得出的实验结论是 ;
(2)继续用甲图实验装置探究“电流与电阻的关系”。将5Ω的电阻接入电路中时,移动滑动变阻器的滑片,直至电压表示数为1V;断开开关,将10Ω的电阻接入电路,继续进行下列操作:①闭合开关;②将滑动变阻器的滑片移到最右端;③记录电流表示数;④将滑动变阻器的滑片移到适当位置;从电路安全和规范操作的角度考虑,正确的顺序应该是 ;之后,将15Ω、20Ω的电阻按正确的实验操作分别接入电路;当把 Ω的电阻接入电路后,发现无法将电压表示数调节到1V,思考之后,想到了两种解决方法:①更换一个最大阻值至少为 Ω的滑动变阻器;②在原有定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω)不更换的情况下,改变定值电阻两端电压,重新依次进行实验,则调节后的电压值应该不低于 V;
(3)小明同学桌上的实验器材有:学生电源、开关、滑动变阻器、电流表、电压表各一个,导线若干;他在图乙所示电路的MN间接入适当的元件,能够完成的实验有 (选填字母)。
A.接入一个灯泡,探究电流和电压的关系
B.接入一个定值电阻R,探究电流和电阻的关系
C.接入一个已知额定电流的小灯泡,测出灯泡正常发光时的电阻
【答案】;当电阻一定时,电流与电压成正比;②①④③;20;40;1.2;C
【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】(1)电流表串联在电路中,电压表与R并联,正确连接,如下图所示:
分析表格中的实验数据知,电压增大为原来的几倍,通过的电流也增大为原来的几倍,所以可得结论:当导体的电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成正比。
(2)从安全和规范角度考虑,按步骤进行:②将滑动变阻器的滑片移到阻值最大位置;①闭合开关;④将滑动变阻器的滑片移到适当位置。③记录电流表示数;所以正确的顺序是:②①④③。
电源为两节新干电池,电源电源为3V,若电压表示数为1V,根据串联电路电压的特点,变阻器分得的电压:U滑1=3V-1V=2V;定值电阻的电压为变阻器分得的电压的0.5倍,将变阻器的最大电阻连入电路中时,对应的定值电阻的最大值:R大=0.5×30Ω=15Ω,当20Ω的电阻接入电路后,无法将电压表示数调节到1V;将20Ω的电阻接入电路后,电压表示数调节到1V,滑动变阻器分得的电压为2V,变阻器分得的电压为定值电阻的电压的2倍,根据串联电路电压的特点可得,滑动变阻器的阻值:
R滑=2×20Ω=40Ω,所以更换一个最大阻值至少为40Ω的滑动变阻器。将20Ω的电阻接入电路后,变阻器的最大电阻为30Ω,为了能完成实验,定值电阻两端电压为:
,所以调节后的电压值应该不低于1.2V。
(3)探究电流和电压的关系时,应控制电阻不变,由于灯泡的电阻受温度影响,所以不能完成实验,故A不符合题意;探究电流和电阻的关系时,应控制电阻两端电压不变,改变电阻大小,由只接入一个定值电阻R,不能改变阻值,所以不能完成实验,故B不符合题意;为了测出灯泡正常发光时的电阻,需要调节滑动变阻器阻值,使通过灯泡的电流达到已知额定电流,所以能完成实验,故C符合题意。
故选C。
【分析】(1)根据电路连接和电表的使用规则连接;第4次实验电流为0.24A,根据电流表小量程分度值为0.02A,画出指针的位置;根据表中数据分析得出结论;
(2)为保护电路,闭合开关前,滑动变阻器连入电路的电阻最大;研究“电流与电阻的关系”,要控制电阻的电压不变,再记下电流表的示数,据此分析;滑动变明器的最大电阻为50Ω,当滑动变阻器的电阻最大时,定值电阻阻值也最大,根据电联分压原理求出定值电阻的最大值;
①探究电流与电阻的关系,应保持电阻两端的电压不变;根据串联电路电压的规律求出滑动变阻器分得的电压,根据分压原理,求出当接入20Ω电阻时滑动变阻器连入电路中的电阻;
②当将定值电阻换上较大的电阻时,如果控制的电压表示数较小,根据串联电路电压的规律,滑动变阻器就要分去更多的电压,由分压原理、滑动变阻器连入电路中的阻值将要求更大,而题中滑动变阻器的最大电阻为20Ω,根据串联电路电压的规律得出滑动变阻器分得的电压,根据分压原理表达式讨论,当用最大电阻30Ω的电阻进行实验时,滑动变阻器连入电路中的电阻应最大,由此得出控制电压表的最小电压;
(3)根据伏安法和控制变量法逐一分析每个选项,确定可行的实验。
15.(2024九下·东莞模拟)某实验小组用题图甲所示的电路进行“探究电流与电压的关系”实验。
(1)请用笔画线代替导线将图甲电路连接完整,要求滑动变阻器滑片P 向右移动时电阻变大,导线不交叉;
(2)图甲连接电路时,首先应将 。并且将滑动变阻器滑片P移动至阻值最大处;
(3)闭合开关,同学们发现电流表没有示数,电压表示数接近电源电压,原因可能是 ;
(4)排除故障后,根据实验数据绘制出定值电阻R 的 I-U图像如图乙所示。由图像可得:当导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成 ;
(5)同学们利用完整的图甲电路进一步“探究电流与电阻的关系”,测得实验数据如下表所示。实验时,保持电压表的示数为 V 不变。分析数据可得:当导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比;
实验次数
2 3 4 5
R/Ω 5 10 15 20 25
I/A 0.50 0.25 0.17 0.12 0.10
(6)该小组用电压表和一个最大阻值为R0的滑动变阻器,测量未知电阻 Rx的阻值。他们设计了如图丙所示的电路图,进行如下实验操作:
①闭合开关,将滑动变阻器滑片P 移到最左端,此时电压表的示数为U1;
②将滑动变阻器滑片P 移到最右端,此时电压表的示数为U2;
③ 则Rx= ( 用R0、U1、U2表示)。
【答案】;开关断开;定值电阻断路;正比;2.5;
【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】(1)探究电流与电压,变阻器的连接为一上一下,滑调节定值电阻两端的电压,滑片P向右移动时,电阻变大,作图如下:
(2)在连接电路时,首先应将变阻器的滑片P应移到阻值最大处,开关断开,
(3)闭合开关,电流表没示数,说明电路中出现断路,电压表接近电源电压,说明电压表与电源接通,所以可能是定值电阻断路了。
(4)由图乙知,当导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
(5)由表格数据知,说明定值电阻两端的电压保持2.5V不变。
(6)由图丙知,闭合开关,滑片P移到最左端,电路中只有Rx单独工作,电压表测电源电压为U1。滑片移到最右端,变阻器接入电路的阻值最大为R0。此时电压表测Rx两端的电压为U2,则此时R0两端的电压U0=U1-U2电路中的电流Rx的阻值
综上第2空、开关断开;第3空、定值电阻断路;第4空、正比;第5空、2.5;第6空、
【分析】根据电路连接的基本操作、变阻器、电路的故障分析、欧姆定律
1、电路连接的基本操作:连接电路时,为保护电路开关应断开,变阻器调节至最大阻值处,对电表进行试触,根据电表偏转角度选择合适的电表量程;同时电表的正负极接线柱要符合电流的正进负出;
2、变阻器:变阻器的连接为一上一下,通过改变电阻丝接入电路的长度进而改变电阻,变阻器的作用除了改变电阻外还可以起到保护电路的作用,所以在连接好电路后,变阻器阻值应该调节到最大阻值处
3、电路的故障分析: 题目中电流表指针几乎没有偏转,电压表指针迅速偏转到满偏刻度外 ,表明电压表接入电路,所以和电压表并联的用电器断路
4、欧姆定律:公式为U=IR,当导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
5、伏阻法测电阻:由图丙知,闭合开关,滑片P移到最左端,电路中只有Rx单独工作,电压表测电源电压为U1。滑片移到最右端,变阻器接入电路的阻值最大为R0。此时电压表测Rx两端的电压为U2,则此时R0两端的电压U0=U1-U2电路中的电流Rx的阻值
16.(2024九下·芜湖模拟)用毫安表测电阻可以用如图甲所示的电路测量电阻,a、b为接线柱。已知电源电压恒为,毫安表量程为0~、内阻为。
(1)用导线将、b直接连起来,移动滑动变阻器的滑片P,使毫安表指针正好偏转到满刻度,处就可以标为“欧”,此时变阻器接入电路中的阻值 ;
(2)保持变阻器接入电路中阻值不变,在、b间接入被测电阻,毫安表的读数Ⅰ与的关系式为I= ;
(3)若,,图乙毫安表的表盘上已经标出了的位置,请标出的位置 。
【答案】;;
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)由图甲知,R1与串联,根据串联电路的规律及欧姆定律
解得
①
(2)保持变阻器R1接入电路中阻值不变,根据欧姆定律和电阻的串联得,此时电路中的电流
②
连列解得
③
(3)把RX=1100Ω代入③
在1.2mA处1100Ω。如下所示:
综上第1空、;第2空、
【分析】根据欧姆定律填空
欧姆定律:公式为U=IR,据题可知 滑片移至毫安表指针正好偏转到满刻度,则此时电路中的电流为Ig ,此时可列,保持变阻器R1接入电路中阻值不变,根据欧姆定律和电阻的串联得,此时电路中的电流,连列求解电流I
17.(2024九下·南京模拟)“测量未知电阻阻值”实验中,提供了学生电源、电流表、电压表、滑动变阻器,一个阻值未知的定值电阻Rx,一个额定电压为2.5V,阻值约为8Ω的小灯泡,开关、导线若干。
(1)如图甲,“测量定值电阻Rx阻值”的实验电路中,接错了一根导线,请在错误的线上打“×”,并用笔画线代替导线改接到正确位置上 。
(2)改正错误后,闭合开关前,滑片应滑至最 (选填 “左”或“右”)端。
(3)试触后,选择合适量程。闭合开关,调节滑动变阻器,电流表、电压表示数如图乙,则Rx的阻值为 Ω(结果保留1位小数)。一次实验数据存在误差,接下来应通过 的方法来减小误差。
(4)完成实验后,进行误差分析:考虑到电压表中也有电流通过,该电路测得的Rx的测量值与真实值相比 (选填 “偏大”或“偏小”)。
(5)同学们发现只用一只电表及已有其他器材(忽略定值电阻Rx的实验误差),也能测量小灯泡正常发光时的电阻。下列电路设计最合理的一项是 。
A、 B、 C、 D、
【答案】 或;左;20.8;多次测量求平均值;偏小;C
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【分析】关于电路连接的正误判断和修正,强调电压表应与电阻并联。接着提到实验操作中闭合开关前滑片的位置,以保护电路。然后是根据图乙读取电表示数并计算电阻值,还提及为减小误差要多次测量求平均值,以及分析由于电压表分流导致电阻测量值偏小的问题。最后是针对几种测量灯泡正常发光时电阻。
【解答】(1) 在“测量未知电阻阻值”实验中,电压表和电阻并联。根据甲图可知,可将定值电阻与变阻器相连的导线从变阻器上拆下,改接在变阻器左上角接线柱上,或改接在电压表的“15”接线柱上即可,如图所示:
或
(2) 闭合开关前,为了保护电路,滑片应滑至阻值最大处,即最左端。故该空填”左“;
(3) 由图乙可知,电流表选择小量程,分度值是0.02A,电流表的示数是0.12A,电压表选择小量程,分度值是0.1V,电压表的示数是2.5V,电阻的阻值:
。故该空填”20.8“;
②为了减小误差,需要多次测量电阻的阻值求平均值。故该空填”多次测量求平均值“;
(4) 考虑到电压表中也有电流通过,电压表和电阻并联,由并联电路电流的规律可知电流表的示数变大,电压表的示数准确,由可知测得的Rx的测量值与真实值偏小。故该空填”偏小“;
(5)A.闭合开关S1,滑动变阻器的滑片使电流表的示数为灯泡的额定电流,闭合开关S2,电阻Rx与灯泡并联,电阻Rx与灯泡两端的电压相等,但不能得到电阻Rx的电压值,不能得到灯泡正常发光时的电阻。故A正确;
B.闭合开关S1,滑动变阻器的滑片使电流表的示数为灯泡的额定电流,闭合开关S2,电阻Rx与灯泡并联,电阻Rx与灯泡两端的电压相等,但不能得到电阻Rx的电压值,不能得到灯泡正常发光时的电阻。故B错误;
C.只闭合S1,移动变阻器的滑片,使电压表示数为2.5V,则灯正常发光;保持滑片位置不动,闭合S2,断开S1,记下电压表的示数U1,此时电压表测Rx与灯的电压,因电路的连接没有改变,各电阻的大小和电压没有改变,灯仍正常发光,
由串联电路电压的规律,Rx的电压:Ux=U1-2.5V
通过Rx的电流,即灯的额定电流:;
灯泡正常发光时的电阻:。
故C正确;
D0定值电阻与灯串联,电路中只有电压表,只闭合S1,电表测定值电阻的电压;当只闭合S2时,电压表测灯与定值电阻的电压,无法确定灯是否正常发光,故D错误。
故该空填”C“。
【分析】 (1)“测量定值电阻Rx阻值”的实验电路中,电压表应测量待测电阻两端的电压;
(2)闭合开关前,滑动变阻器阻值应调至最大;
(3)首先确定电表的量程和分度值,然后读数,根据欧姆定律求出电阻的大小;
(4)根据电压表的分流作用分析;
(5)要想测量小灯泡正常发光时的电阻,需要测量出小灯泡正常发光时两端的电压和通过小灯泡的电流。
18.(2024九下·西安模拟)用伏安法测电阻的实验中:
(1)连接好电路后闭合开关发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片,电压表和电流表示数都很小且始终不发生变化,则该故障的原因可能是 ;
A.滑动变阻器短路 B.定值电阻短路
C.定值电阻断路 D.滑动变阻器下面两个接线柱同时接入电路中
(2)实验中多次移动滑动变阻器滑片的位置得到多组数据的目的是 ;
(3)实验中测量数据如下表所示,则电阻的阻值为 Ω;
实验序号 电压/V 电流/A 电阻/Ω
1 2.8 0.27 10.4
2 2.4 0.25 9.6
3 2.0 0.20 10.0
(4)聪明的小明利用如上右图的器材:最大阻值为R0的滑动变阻器、开关一个、导线若干、电流表一只,按如图所示连接电路,只通过移动滑片位置就测出了未知电阻Rx的阻值,具体步骤如下:
①闭合开关,移动滑片至最左端,记录电流表示数为I0;
②闭合开关,移动滑片至最右端,记录电流表示数为I1;
则未知电阻Rx= (用I0、I1和R0表示)。
【答案】D;减小误差;10.0;
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)根据题意可知,电压表和电流表示数都很小且始终不发生变化,说明电路中电阻较大且保持不变。那么当移动滑动变阻器滑片时,没有起到改变电阻的作用,因此该故障原因可能是将滑动变阻器下面两个接线柱同时接入电路中,故D符合题意,A、B、C不合题意。
故选D。
(2)根据题意可在,本实验多次测量是为了求待测电阻的平均值,减小测量误差。
(3)根据表格数据可在,电阻的阻值为:Rx=。
(4)闭合开关,移动滑片至最左端,此时Rx和R0并联,记录电流表示数为I0,是Rx和R0的总电流;
移动滑片至最右端,此时电路中只接入电阻R0,记录电流表示数为I1,为R0的电流,
由于R0两端的电压始终是电源电压,所以此时的电流了它与Rx并联时的电流相等,
则两次的差值即为Rx的电流,Rx两端的电压也是电源电压,
根据题意可知为Ux=U=U0=I1R0;
Rx的电流Ix=I0-I1;
所以Rx表达式为。
【分析】 (1)电压表和电流表示数都很小且不变,说明电路中的电阻较大且不变;
(2)根据多次测量的实验目的解答;
(3)根据表格中的数值求出平均值,也就是这个电阻的电阻;
(4)闭合开关S,将滑片滑到左端,两电阻并联;将滑片滑倒右端,Rx被短路,只有R0工作,根据并联电路的电流规律和电压特点求出待测电阻的阻值。
五、计算题
19.(2024九上·宝山开学考)小张同学做“用电流表、电压表测电阻”的实验,可供选择的器材有:4节新干电池,滑动变阻器2个(分别标有“10Ω 3A”和“20Ω 1A”的字样),定值电阻R大=10Ω,R小=5Ω,待测电阻RX(估计阻值约为19欧),学生用电压表和电流表、电键各1个、导线若干。小张同学选用几节新干电池串联组成电源(实验中电源电压保持不变),按图连接电路,且操作步骤正确。闭合电键,发现电流表的示数为0.2安。试完成下列问题,当小张同学移动滑动变阻器的滑片到中点时(即连入电路中的电阻为变阻器最大值的一半),电流表的示数距离表盘中间还有3小格,他继续移动滑动变阻器的滑片,电路中电流最大时,电流表指针恰好指在表盘正中间,此时小张同学发现电流表发生故障(已坏)而不能使用,经过思考后他仅用定值电阻替换电流表,闭合开关后,观察到电压表最大示数为4V。
(1)求:小张同学所选用的电源电压U0和滑动变阻器RP的规格
(2)求:待测电阻RX的平均阻值
【答案】(1)根据电路图,待测电阻与滑动变阻器串联,闭合开关前,滑动变阻器阻值为最大。
根据得U=IR,电源电压可能是
电源最多由4节干电池组成,最大电源电压为6V,实验中选用的滑动变阻器RP的规格是“10Ω 3A”,电源电压。
(2)闭合开关,滑动变阻器在阻值最大时,电流表示数为0.2A,电源电压为
,可得
移动滑动变阻器的滑片到中点时,电流表的示数距离表盘中间还有3小格,即,电源电压为
,可得
继续移动滑动变阻器的滑片,电路中电流最大时,电流表指针恰好指在表盘正中间,即滑动变阻器阻值为0,电流
电流表损坏后,用定值电阻替换电流表后的电压表的最大示数为4V,此时的电路为定值电阻R大与待测电阻Rx串联,滑动变阻器阻值为0时,电压表示数为最大4V,所以定值电阻两端电压为
根据可得
根据四次测量得到RX值均为20Ω,故RX的平均值为20Ω。
【知识点】欧姆定律及其应用;伏安法测电阻的探究实验
【解析】【分析】(1)根据滑动变阻器的规格,利用U=IR,计算电压,结合电池,判断电压;
(2)根据U=IR,结合电流大小,计算电阻;根据电路的电流和串联电路分压规律,利用,计算电阻.
(1)由图可知,待测电阻与滑动变阻器串联,操作步骤正确,即闭合开关前,滑动变阻器阻值为最大。
根据欧姆定律可知,电源电压可能是
电源最多由4节干电池组成,最大电源电压为6V,所以实验中选用的滑动变阻器RP的规格是“10Ω 3A”,电源电压。
(2)闭合开关,滑动变阻器在阻值最大时,电流表示数为0.2A,电源电压为
可得
移动滑动变阻器的滑片到中点时,电流表的示数距离表盘中间还有3小格,即,电源电压为
可得
继续移动滑动变阻器的滑片,电路中电流最大时,电流表指针恰好指在表盘正中间,即滑动变阻器阻值为0,电流
电流表损坏后,用定值电阻替换电流表后的电压表的最大示数为4V,此时的电路为定值电阻R大与待测电阻Rx串联,滑动变阻器阻值为0时,电压表示数为最大4V,所以定值电阻两端电压为
根据可得
根据四次测量得到RX值均为20Ω,故RX的平均值为20Ω。
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