13.3测量电阻 课时作业（解析版）

课时提升作业
测量电阻
一、选择题(本大题共5小题,每小题2分,共10分)
1.如图所示是伏安法测电阻的实验电路,其中正确的电路是(　　)
【解析】选B。本题考查实验电路与设计。在伏安法测电阻的实验中,电流表应串联在电路中,电压表应与待测电阻并联,两表接线柱不能接反了。A项电流表正、负接线柱接反了;C项电流表、电压表位置接反了;D项电流表与被测电阻并联了。B项正确。
2.如图是李江同学为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.在如图所示位置闭合开关后,向左移动滑动变阻器的滑片,小灯泡变亮
【解析】选D。本题考查测小灯泡电阻的实验探究。由题图可知,滑动变阻器滑片右端电阻丝连入电路,在实验时,为了保护电路,开关闭合前应将滑片滑到最左端,A正确;实验过程中在不超出电表量程的前提下,量程选择越小,测量结果越精确,B正确;灯泡电阻随温度升高而增大,C正确;向左移动滑片,连入电路的电阻丝变长,电阻变大,小灯泡变暗,D错误。
3.某同学做测定小灯泡电阻的实验,其设计的电路如图所示。实验电路连接完毕,闭合开关时,发现灯泡较暗,两表的示数均较小,移动滑动变阻器滑片,现象不变。则电路出现故障的原因可能是(　　)
A.滑动变阻器处发生断路
B.滑动变阻器处发生短路
C.滑动变阻器同时接了上面两个接线柱
D.滑动变阻器同时接了下面两个接线柱
【解析】选D。由题意知,灯泡较暗,电流表和电压表示数均较小,说明电路是通路,且电路中的电流较小,电阻较大。若滑动变阻器发生短路或同时接上面两个接线柱,则电路中的电阻较小,电流较大,不符合题意。若滑动变阻器同时接下面两个接线柱,则相当于接入定值电阻,且移动滑片时,滑动变阻器不起作用,符合题意,故选D。
4.某同学在家用“伏安法测电阻的实验”来探究小灯泡灯丝的电阻时,根据收集到的数据画出了如图所示的图像,下列结论与图像相符的是(　　)
A.灯泡两端电压增大时,灯丝电阻随着电流的增大而增大
B.灯丝电阻增大时,电流随着灯泡两端电压的增大而减小
C.灯泡两端电压一定时,电流随着灯丝电阻的增大而减小
D.电流一定时,灯丝电阻随着灯泡两端电压的增大而增大
【解析】选A。本题间接考查灯丝电阻与温度的关系。由R-I图像可知,电流I增大,灯丝电阻R增大;因为I=,所以U=IR,由U=IR可知,电流I、电阻R增大,灯泡两端电压增大,故A正确,B错误;一定的电流对应着一定的电阻,由U=IR知,电压一定,电流与电阻确定,故C错误;一定的电流对应着一定的电阻,因此电流一定时,灯丝电阻不变,故D错误。故选A。
5.如图所示,几个同学在只有电流表或电压表时,利用一个已知阻值的电阻R0设计了四个测未知电阻Rx的电路,其中不可行的是(　　)
【解析】选C。A项中,I0=Ix,即：=,得Rx=R0,A可行;B项中,U0=Ux,即I1R0=I2Rx,得Rx=R0,B可行;C项中,电流表能测出Rx的电流,但无法知道Rx两端的电压,故C不可行;D项中,开关S、S1闭合时,电压表测出电源电压U,S闭合、S1断开时,R0与Rx串联,电压表测出Rx两端电压Ux,I0=Ix,即=,得Rx=R0,D可行。
二、填空题(本大题共3小题,每空1分,共6分)
6.如图甲所示,小林同学做“用电压表和电流表测电阻Rx的阻值”的实验。电路连接正确后,闭合开关S,滑动变阻器在某一位置时,电压表、电流表的指针位置如图乙所示,则电压表示数为　　　　V,电流表的示数为　　　　A,此时电阻Rx的阻值为　　　　Ω。
【解析】本题考查电表读数和欧姆定律的应用。根据图示可知,电压表量程为0～3
V,分度值为0.1
V,示数为2.4
V;电流表量程为0～0.6
A,分度值为0.02
A,示数为0.48
A;根据欧姆定律的公式I=可以计算出被测电阻的阻值Rx===5Ω。
答案：2.4　0.48　5
7.为测量阻值约10Ω的电阻阻值,小龙设计并连接了如图所示的电路,所使用的电源为两节干电池。请指出他在电路设计和连接上存在的两个问题：
(1)　
。
(2)　
。
【解析】本题考查电路分析。无论是电压表还是电流表,电流都必须从仪表的正接线柱流入,负接线柱流出。从图中可以看出,电流表的正、负接线柱接反了;根据伏安法测电阻的电路可知,电路中缺少滑动变阻器,无法进行多次测量,只能测量一组实验数据。
答案：(1)电流表的正、负接线柱接反了
(2)缺少滑动变阻器,只能测量一组实验数据
8.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　　　　　　　　　　　　　　　。
【解析】本题考查电路故障分析。灯泡很亮,且电压表的读数为4.5
V,和电源电压相同,说明滑动变阻器上的电压为0,有可能滑动变阻器的滑片滑到最左端了,或滑动变阻器短路。
答案：滑动变阻器的滑片滑到最左端了(或滑动变阻器短路)
三、实验探究题(本大题共4小题,共24分)
9.(6分)小明设计了一种测量未知电阻Rx的实验方案,并选择了合适的器材,测量电路如图所示,电源电压恒定,滑动变阻器最大阻值未知,在A、B两点间接入的元件每次只能是电阻箱或未知电阻Rx。请你帮他完成实验测量：
(1)将　　　　　　接入A、B两点间。
(2)闭合开关,移动滑动变阻器滑片到某一合适位置时,记下　　　　　　　
　　　　　。
(3)断开开关,取下A、B间的元件,将　　　　　　　接在A、B两点间。
(4)闭合开关,　　　　　　　　　　　　　　。
(5)读出　　　　　　　　　,即可知道Rx的阻值。
【解析】本题考查替代法测电阻。在实验中,如题图所示,首先在A、B间接入待测电阻,记下电压表的示数U,断开开关,在A、B处换接电阻箱,通过调节电阻箱的阻值,使电压表的示数仍为U,此时电阻箱的阻值等于待测电阻的阻值。
答案：(1)未知电阻Rx　(2)电压表示数为U　(3)电阻箱　(4)调节电阻箱的阻值,使电压表示数仍为U　(5)电阻箱示数
【方法归纳】测量电阻的不同方法
(1)用一个电压表,且有一个已知阻值的定值电阻。
a.闭合开关,测出R0和Rx两端的电压U1和U2。
b.Rx的计算式：Rx=R0。
(2)用一个电压表、一个滑动变阻器。
a.闭合开关,测出当滑动变阻器阻值最大(最大电阻为Rm)时Rx两端的电压值U1和当滑动变阻器阻值最小时的电压值U2。
b.Rx的计算式：Rx=Rm。
(3)用一个电压表,且有一个已知阻值的定值电阻。
a.当S1闭合,S2断开时,电压表测的是R0两端电压U0。
b.当S1、S2都闭合时,电压表测的是电源电压U。
c.Rx的计算式：Rx=R0。
10.(6分)小亮同学在“测量小灯泡电阻”的实验中,设计了如图甲所示的电路图。小灯泡上标有“3.8
V　0.3
A”字样,电源电压为6
V。请完成下列回答：
(1)连接电路时开关应　　　　　　　。
(2)图乙是小亮未连接好的电路,请你用笔画线代替导线,将实物图补充完整。
(3)小亮连接好电路,并按正确的顺序操作,但闭合开关后小灯泡不亮,聪明的小亮猜想：
A.可能小灯泡短路
B.可能电流表开路
C.可能灯丝断了
D.可能滑动变阻器开路
小亮根据图中的电流表和电压表是否有示数来验证自己的猜想,请你帮小亮填好表中的空格。
猜想
电流表和电压表有无示数
如果A成立
如果D成立
(4)某次测量,电流表和电压表的示数如图所示,此时小灯泡灯丝的电阻为　　　　
。
(5)小亮分别测出了几组小灯泡的电压和电流值,从数据中发现,灯泡的电阻是变化的,你认为影响其变化的主要因素是
　　　　　　　　　　　。
【解析】(1)连接电路时开关应断开。
(2)滑动变阻器应一上一下连接。电源电压为6
V,电压表应接大量程。
(3)灯泡短路,电路通路,电流表有示数,电压表测导线电压,示数为0。滑动变阻器开路,电路开路,灯泡不亮,电流表无示数,电压表无法测电压,示数为0。
(4)R===12.5Ω。
(5)小亮分别测出了几组小灯泡的电压和电流值,从数据中发现,灯泡的电阻是变化的,其变化主要是受温度影响。
答案：(1)断开
(2)如图
(3)电流表有示数,电压表无示数　电流表和电压表均无示数
(4)12.5Ω　(5)温度
11.(6分)某同学在课外研究性学习中发现,一些不能当作电源使用的旧干电池仍然存在较大的电压。他从网上查询得知,是因为旧干电池的内部本身存在较大的电阻(简称内阻),其状况相当于1节干电池与一个电阻Rx串联,电池符号可用如图所示的方式进行表示。
现有以下实验器材,要想测出一节旧干电池的内阻,请你根据实验需要选择合适的实验器材,完成实验任务。
实验器材：旧干电池1节(电压在1.0～1.2
V之间,内阻在2～3Ω之间);电流表1只(量程0～0.6
A,0～3
A);电阻4个,分别为R1=2Ω、R2=3Ω、R3=100Ω、R4=
150Ω;开关2个,导线若干。
(1)电流表的量程应选　　　　　　　　　,选用的2个电阻为　　　　、　　　　。
(2)请在虚线框中画出实验电路图(电池的符号用表示)。
　　　　　　　　　　　　　　　　
(3)根据画出的电路图,写出实验步骤,用字母表示出实验过程中测量的物理量。
①　
。
②　
。
③用测量的物理量和已知量符号表示出1节旧干电池的内阻Rx的计算表达式：Rx=　　　　　　　　。
【解析】本题考查应用欧姆定律测量电阻的方法。由于电源电压在1.0～1.2
V之间,内阻在2～3Ω之间,因此电流不会大于0.6
A,故电流表选0～0.6
A的量程;电阻R3和R4阻值太大,会造成电路中电流太小,不便于测量,故选R1和R2阻值较小的两个电阻;分别将电阻R1和R2与电源、开关组成电路,就可以测出旧干电池的内阻Rx。闭合开关S1,记下电流表的示数I1,则U=I1R1+I1Rx。
闭合开关S2,记下电流表的示数I2,则U=I2R2+I2Rx,
则I1R1+I1Rx=I2R2+I2Rx,即Rx=。
答案：(1)0～0.6A　R1　R2
(2)电路图如图所示
(3)①闭合开关S1,记下电流表的示数I1
②闭合开关S2,记下电流表的示数I2　③
12.(6分)为测量电阻Rx的阻值,老师提供了以下器材：待测电阻Rx、已知阻值的定值电阻R0一个、电压不变但电压值未知的电源一个、电流表一只、开关两个、导线若干。从中选择器材按下述要求完成实验。
(1)将所设计的电路图画在虚线框内;
(2)写出实验步骤;
(3)利用测得的数据写出待测电阻Rx的表达式：Rx=　　　　。
【解析】本题考查电阻的测量。由题意可知,要求未知电阻的大小,根据欧姆定律,需要知道电压和电流,题中给出了不知道电压值的电源,将两电阻并联在电路中,分别在支路上设置开关,这样通过控制开关,可使两电阻分别接入电路中,从而得到相应的电流值。然后根据欧姆定律可得未知电阻的阻值。将开关S1闭合,S2断开,使电阻R0接入电路中,通过电流表知道电路中的电流I0,这样可计算出电源的电压U=I0R0。再将S1断开,S2闭合,将电阻Rx接入电路中,同样由电流表可读出电流Ix,根据欧姆定律可得电阻Rx=。
答案：(1)如图所示
(2)将开关S1闭合,S2断开,读出电流表示数I0。再将S1断开,S2闭合,读出电流表示数Ix。
(3)
【培优训练】
现要测定标有“3.8
V　0.3
A”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：4.5
V和12
V的电源各一套(电源电压恒定),开关一个,导线若干,标有“50Ω　1
A”和“10Ω　1
A”的滑动变阻器各一个,量程为
0.6
A和3
A的电流表各一个,量程为3
V和15
V的电压表各一个。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;
(4)滑动变阻器的规格应选择　　　　　。
【解析】本题考查对电路元件的选择。要测定标有“3.8
V　0.3
A”字样的小灯泡正常发光时灯丝的电阻值,则灯泡正常发光时两端的电压应为3.8
V,则若电压表与灯泡并联,只能使用15
V的量程,且这时电压表的示数应是3.8
V,没有超过所用量程的一半7.5
V,所以连接的电路中电压表应与滑动变阻器并联,测量滑动变阻器两端的电压;这时,根据串联电路电压特点可得：电压表的示数：UR=U-UL,当电源的电压为4.5
V时,滑动变阻器两端的电压：UR=U-UL=4.5
V-3.8
V=0.7
V,不能满足电表示数必须超过所用量程的一半,故不能选;当电源的电压为12
V时,滑动变阻器两端的电压：UR=U-UL=12
V-3.8
V=8.2
V,满足电表示数必须超过所用量程的一半,所以实验时选12
V的电源,电压表选15
V的量程。正常工作时,小灯泡的电流：I=0.3
A<0.6
A,满足电表示数必须超过所用量程的一半,所以电流表选0.6
A的量程。由以上可知：滑动变阻器两端的电压：UR=8.2
V;通过的电流：I=0.3
A,所以滑动变阻器接入电路的电阻值：R滑==≈27.3Ω,所以滑动变阻器选“50Ω　1
A”。
答案：(1)12　(2)0.6　(3)15　(4)“50Ω　1
A”