沪粤版物理九年级上册 14.3欧姆定律的应用 同步检测
一、选择题
1.实验室测导体电阻的方法叫( )
A.?欧姆法??????????????????????????????B.?电阻法??????????????????????????????C.?伏安法??????????????????????????????D.?以上都不是
2.在“用电流表、电压表小灯泡测电阻”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.?改变被测电阻的阻值?????????C.?改变被测电阻两端的电压?????????D.?保护电路
3.如图所示是同学们做电学实验时使用的电路,同学们对此电路提出以下说法中错误的是(??? )
A.?采用此电路可以探究电流跟电压的关系,实验时要保持电阻R阻值不变B.?采用此电路可以测量电阻R的阻值,滑动变阻器在电路中能起到保护电路的作用C.?开关闭合后,当变阻器滑片由右向左滑动过程中,电流表示数增大,电压表示数增大D.?开关闭合,如果将电流表和电压表调换位置,电路元件不可能被烧毁
4.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(电源电压不知)(?? )
A.????????B.????????C.????????D.?
5.用伏安法测电阻时,某同学列出了下列注意事项,其中没有必要的是( )
A.?连接电路时,应从电源的正极开始连线???????????????B.?连接电路时,电键应始终处于断开状态C.?使用电压表和电流表时要选择量程??????????????????????D.?电路连接好后,应先用电键试触
6.实验室测导体电阻的方法叫( )
A.?欧姆法??????????????????????????????B.?电阻法?????????????????????????????C.?伏安法?????????????????????????????D.?以上都不是
7.在“测量小灯泡电阻”实验中,小明同学用一只标有“3.8V”字样的小灯泡做实验,正确连接电路后,闭合开关,发现无论怎样调节滑动变阻器,小灯泡两端电压总不能达到3.8V,原因可能是( )
A.?小灯泡出现了短路??????B.?小灯泡出现了断路??????C.?选取的滑动变阻器阻值太小??????D.?电源电压太低
8.用“伏安法测电阻”的实验电路如图所示.如果考虑到安培表[即安培计]本身有一定的电阻(具有分压作用),伏特表[即伏待计]本身也有一定的电阻(具有分流作用),则下列判断中正确的是( )?
A.?测量值等于电阻的实际值????????????????????????????????????B.?测量值小于电阻的实际值C.?测量值大于电阻的实际值????????????????????????????????????D.?以上三种情况都有可能
9.图示电路中(R0阻值已知, 表示电阻箱),不能测出Rx阻值的是(?? )
A.????????????????B.????????????????C.????????????????D.?
10.下列电路图中电源电压U保持不变,定值电阻R的阻值已知.在不改变电路的情况下,能测出未知电阻Rx的阻值的电路图是( )
A.??????????????????????????????????B.?C.????????????????????????????????D.?
二、填空题
11.用________表测出电阻两端的电压,用________表测出通过电阻的电流,根据欧姆定律就可以计算出电阻R,这种测电阻的方法叫________法.此实验的原理是________.
12.用伏安法测未知电阻R的阻值,若实验中只有一个电压表和一个已知电阻R0 , 小明设计了如图所示的电路,同样可以测量未知电阻Rx , 请在空格内将实验步骤补充完整.①闭合开关S、断开S1 , 用电压表测出待测电阻Rx两端的电压为Ux . ②________;用电压表测出电源的电压U.③请写出用测量值U、Ux及R0来表示Rx的表达式:Rx=________.
13.2.5V,额定功率为1W的小灯泡,要求较精确地测出它的额定功率.实验台上有下列器材:电源(电压6V);电流表(0﹣0.6A和0﹣3A双量程);电压表(0﹣3V和0﹣15V双量程);最大阻值5Ω的滑动变阻器和最大阻值为15Ω的滑动变阻器各一只;开关;导线若干.那么,在实验中:(1)你将选用电压表的哪一量程?答________?,理由是________? .(2)你将选用电流表的哪一量程?答 ________? ,理由是________?.(3)你将选用最大阻值为 ________?Ω的滑动变阻器?理由是________?.
14.在“伏安法测电阻”的实验中,为了使测量结果的误差较小,一般可采取的措施有________?、________?.
15.“用电流表、电压表测电阻”的实验中,在连接电路时电键应处于________?状态,电流应从电流表的________?接线柱流入;在闭合电键前应使滑动变阻器连入电路电阻最________?;需直接测量的物理量是待测电阻的________ 。
16.小安同学想用“伏安法”测量未知电阻Rx的阻值,所用器材如下:电源(电压恒为3V)、电流表、电压表、滑动变阻器、开关及导线若干.连接电路图如图甲所示,闭合开关后发现电流表无示数,电压表示数为3V,则可能是由于Rx所在支路发生________故障造成.故障排除后,调节滑动变阻器滑片,当向右移动滑片时,观察发现电压表示数________(选填“变大”、“变小”或“不变”),停止移动滑片,发现电压表、电流表示数如图乙所示,则Rx的阻值是________Ω.
17.要测定某一导体的阻值时,只要用电压表测出导体两端的________和用电流表测出通过它的________,就可以利用公式________计算出待测电阻的阻值,这种测电阻的方法叫________.
18.小明想利用一块电流表和阻值已知的电阻R0测量未知电阻RX的阻值.小明设计了如图所示的实验电路,其中电源两端的电压保持不变.请你帮助小明完成实验步骤并写出计算RX的表达式. ①只闭合开关S1 , 记录电流表的示数,用I1表示;②________,记录电流表的示数,用I2表示.③利用I1、I2和R0表示RX , 则RX=________.
三、实验探究题
19.在“用电压表和电流表测电阻”的实验中,要测量小灯泡的电阻.
(1)在下面方框内画出实验电路图
(2)将图甲中的器材连成实验电路.要求:实物位置不动,导线不交叉.
(3)①伏安法测电阻的原理是________,实验中直接测量的物理量是________和________ ②用伏安法测电阻的实验中,滑动变阻器的作用是________和________.③在连接过程中,开关应该是________,线路连好后滑动变阻器的阻值应调到________.(参照实物图,填字母)
(4)如果测量时电压表示数为2.4V,电流表示数如图乙所示,则通过小灯泡的电流为________A,被测小灯泡的阻值为________Ω.
20.小明同学利用电压表和电流表测量电阻R的阻值(约9Ω左右),电源选用两节干电池.
(1)用笔画线代替导线在甲图中完成实物电路连接,要求滑动变阻器滑片向左移动时,电流表示数增大.
(2)该同学检查电路连接正确,合上开关,可是无论怎样移动滑片,电压表示数总为3V不变,你认为发生故障的原因可能是________(写出一种即可).
(3)清除故障后,闭合开关前应将滑动变阻器的滑片置于________端(填“A”或“B”).小明将滑片P滑到某一位置时,两表读数如图乙所示,由此可知R=________Ω.你认为这个结果可靠吗?理由是________.
(4)小明还想探究“电路中电流与电阻的关系”,老师又拿来几个定值电阻,小明先把10Ω电阻正确连人电路,移动滑动变阻器的滑片使电压表的示数为1.5V,并读出电流表此时的示数,紧接着小明用5Ω的电阻替换10Ω的电阻接入电路,接下来他移动滑片的目的是________.
21.小岩利用“伏安法”测量未知电阻Rx的阻值。
(1)该实验的实验原理是
(2)小岩选择了满足实验要求的实验器材,连接的实验电路如图所示,请你添加一条导线将实验电路补充完整
(3)开关S闭合前,应把图中滑动变阻器滑片P置于最________?(填“左”或“右”)端
(4)电路连接正确后,闭合开关S,滑动变阻器滑片P滑动到某一位置时,电压表的示数如图甲所示,电流表的示数如图乙所示,则电压表的示数为________?V,电流表的示数为________?A,电阻Rx的阻值为________??W。
四、综合题
22. 康康进行“测定小灯泡的电阻”的实验时,他已连接好了部分电路,如图所示.已知电源电压为3V且保持不变,小灯泡的额定电压为2.5V,请你接着完成下列步骤:
(1)电路中只缺少一根导线,请你用笔画线代替导线,将图甲中电路连接完整(要求:滑片向右滑动时,电压表的示数变大)
(2)实验前,连接电路时开关S应当处于________?状态;实验中,移动滑动变阻器的滑片P到某一位置,电压表的示数如图乙所示,为了测量小灯泡正常发光时的电阻,应将滑片P向________??端移动(选填“左”或“右”)
(3)当电压表的示数如图乙所示时,电流表的示数如图丙所示,则通过小灯泡的电流大小为________?A,此时小灯泡的电阻是________??Ω
23.小明欲测量一个阻值标识模糊的定值电阻,图甲所示是他设计的测量电路,图乙是未完成连接的实验电路.
(1)请你按照电路图,用笔画线代替导线,帮助小明把滑动变阻器和电压表正确连入图乙所示的实验电路.
(2)小明将电路连接正确后,闭合开关,调节变阻器的滑片,按照正确的操作测得数据如表所示.根据表中数据,第5次测量的电阻值R5=________Ω
?实验序号
?电压U(V)
?电流I(A)
?电阻R(Ω)
?1
?1.0
?0.10
?10.0
?2
?1.5
?0.15
?10.0
?3
?2.0
?0.20
?10.0
?4
?2.5
?0.25
?10.0
?5
?2.8
?0.28
(3)图丙中已经把前4次测得的电压U和电流I的值对应点描出,请你在图丙中补描出第5次测量的电压U和电流I值对应的点A,并依据所描的点在图丙中作出该定值电阻的U﹣I图象.
答案解析
一、选择题题
1.【答案】C
【解析】 :如果用电压表测量出加在导体两端的电压,用电流表测出通过导体的电流,用欧姆定律I=的变形公式R=就可以求出导体的电阻,由于用到了电压表(又称伏特表)和电流表(又称安培表),因此这种方法叫伏安法测电阻.故选C.【分析】根据欧姆定律的变形公式:分析,测出导体两端的电压和通过的电流就可以计算导体电阻.
2.【答案】B
【解析】 :A、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,故A选项正确、不符合题意;B、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,故B选项不正确、符合题意;C、实验中电阻的阻值不变,移动滑动变阻器的滑片,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C选项正确、不符合题意;D、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D选项正确、不符合题意。故选B。【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】D
【解析】【分析】A、采用此电路可以探究电流跟电压的关系,实验时要保持电阻R阻值不变.说法正确。B、由图可知,分别用电压表和电流表测出灯泡两端的电压和通过的电流,根据可知,可求灯泡的电阻; 滑动变阻器保护电路和改变电阻两端电压,多次测量求平均值减小测量误差;所以B的说法正确。C、开关闭合后,当变阻器滑片由右向左滑动过程中,电路中电阻变小,电流变大,R两端的电压变大。所以C的说法正确。D、连接电路过程中开关应是打开的,闭合开关,连接电路过程中有可能造成电路元件烧毁。所以D的说法错误。选D。【点评】解决本体的关键是知道伏安法测电阻的原理,以及滑动变阻器在实验中的作用.(1)由图可知,电压表测灯泡两端的电压,电流表测通过电阻的电流,根据欧姆定律可求灯泡的电阻.(2)伏安法测电阻的实验中为减小误差需要多次测量求平均值,据此选择实验器材.
4.【答案】C
【解析】 A、图中Rx 和定值电阻串联,电压表U1测量定值电阻两端的电压,根据I=U/R,求出通过定值电阻的电流.根据串联电路电流处处相等,通过Rx 电流等于通过定值电阻电流Ix =I0.电压表U2 测量Rx 两端的电压Ux ,根据Rx =Ux/Ix求出电阻,A不符合题意;B、图中Rx 和定值电阻并联,电流表A1 测量定值电阻的电流,根据U=IR,求出定值电阻两端的电压.根据并联电路各支路电压相等,Rx 两端电压等于定值电阻两端的电压Ux =U0 .电流表A2 测量Rx 的电流Ix ,根据Rx =Ux/Ix求出电阻,B不符合题意;C、图中Rx 和定值电阻串联,电流表测量串联电路的电流,不能直接或间接测量Rx两端的电压,不能求出Rx 电阻,C符合题意;D、图中开关S和S1 都闭合时,电压表测量电源电压.开关S闭合S1 断开时,电压表直接测量Rx 两端的电压.根据 串联电路总电压等于各串联导体电压之和,求出定值电阻两端的电压,根据I=U/R,求出通过定值电阻的电流.根据串联电路电流处处相等,通过Rx 电流等于通过定值电阻电流Ix =I0 ,根据Rx =Ux/Ix求出电阻,D不符合题意.故答案为:C.【分析】理解伏安法测电阻及其推广的主题思想是根据电源电压不变,C图中Rx 和定值电阻串联,电流表测量串联电路的电流,不能直接或间接测量Rx两端的电压,不能求出Rx 电阻.
5.【答案】A
【解析】 :A、没有必要,只要能正常快速连接即可;B、说法正确,连接电路时,电键应始终处于断开状态,是为了防止短路;B、说法正确,使用电压表和电流表时要选择量程,是为了准确读数;D、说法正确,电路连接好后,应先用电键试触,是为了防止短路的发生。故选A。【分析】根据“伏安法”测电阻的实验中注意的事项分析:主要有开关的状态、滑动变阻器的滑片位置、电表的量程的选择、电路的连接顺序。
6.【答案】C
【解析】 :如果用电压表测量出加在导体两端的电压,用电流表测出通过导体的电流,用欧姆定律I=的变形公式R=就可以求出导体的电阻,由于用到了电压表(又称伏特表)和电流表(又称安培表),因此这种方法叫伏安法测电阻.故选C.【分析】根据欧姆定律的变形公式:R=分析,测出导体两端的电压和通过的电流就可以计算导体电阻.
7.【答案】D
【解析】 :A、小灯泡出现了短路,是电路故障,不符合题意;B、灯泡灯丝断开,电路断路灯泡不发光,不符合题意;C、滑动变阻器阻值太小,根据串联电路的分压原理,滑动变阻器分压少,那么灯泡电压会超过3.8V,不符合题意;D、如果电源电压低于灯泡的额定电压,即使滑动变阻器连入电路的阻值为0时,电压表示数也不会达到灯泡额定电压,符合题意。故选D。【分析】电路连接正确,不是连接故障问题,而是器材的规格问题,从滑动变阻器规格、电源电压等方面考虑。
8.【答案】B
【解析】【解答】解:根据R=, 测量电阻时,应该测量电阻两端的实际电压和通过电阻的实际电流;而安培表实际测量的是通过待测电阻和伏特表的总电流,即电流偏大,而伏特表是与电阻并联连接,测量的电压是准确的,由R=可知,电阻的测量值小于真实值.故选B.【分析】伏特表测量R两端电压U,安培表测量R与伏特表的总电流I,总电流大于R中的电流.根据R=, 测量值会偏小.
9.【答案】C
【解析】【解答】A、由电路图可知,电压表测Rx两端的电压,电流表测电路中的电流,即通过Rx的电流,根据欧姆定律即可求出Rx阻值.B、由电路图可知,当开关拨至位置1时,电压表测量R0两端电压,根据欧姆定律可求出电路中的电流;当开关拨至位置2时,电压表测量R0、Rx两端的总电压,根据串联电路电压的特点可求出Rx两端电压,最后根据欧姆定律即可求出Rx阻值;C、由电路图可知,无论开关闭合还是断开,电流表的示数不变,即无法测出或间接得出通过Rx的电流,故此电路图不能测出Rx阻值;D、由电路图可知,当开关拨至位置1时,电路为滑动变阻器、Rx的串联电路,电压表测Rx两端电压,读出电压表的示数为U;将开关拨至位置2,保持滑动变阻器的滑片不变,调节电阻箱接入电路的阻值,使电压表的示数为U,读出此时电阻箱接入电路的阻值R,此时被测电阻Rx=R.故答案为:C.【分析】利用电压表和电流表,结合串、并联电路电流和电压特点以及欧姆定律,直接或间接得出被测电阻两端的电压和电流,根据Rx= 求出电阻.测电阻的原理为Rx= ;用电压表和电流表,再根据串联电路和并联电路的电流和电压特点,直接或间接测量电压和电流,这是解决本题的关键.
10.【答案】A
【解析】【解答】A、定值电阻R与未知电阻Rx串联流过它们的电流相等,单刀双掷开关打到1时,测出串联R与Rx的串联电压U1 , 开关打到2时测出电阻Rx的电压Ux,由串联电路特点求出定值电阻R两端电压,由欧姆定律求出流过Rx的电流,则该电路能测出电阻Rx的阻值;B、不论怎样闭合、断开各开关,都不能同时测出Rx的电压与电流,不能用该电路测出电阻Rx的阻值;C、闭合开关S2 , 电压表上端为正接线柱,下端为负接线柱;只闭合开关S3 , 电压表上端为负接线柱,下端为正接线柱,又不能更改电路,所以其中有一次电压表接线柱一定接反,不能读出电压表示数,不能测出待测电阻阻值;D、无论单刀双掷开关打到何处都不能测出Rx的电压与电流,不能用该电路测出Rx的阻值.故选A.【分析】伏安法测电阻的原理是欧姆定律,要测出未知电阻Rx的阻值,应知道电阻两端的电压与流过电阻的电流,分析各电路图,看所给电路能不能测出待测电阻两端的电压与流过待测电阻的电流,然后判断是否能测出待测电阻阻值.
二、填空题
11.【答案】电压;电流;伏安;欧姆定律
【解析】【解答】解:用电压表测出电阻两端的电压,用电流表测出通过电阻的电流,根据欧姆定律就可以计算出电阻R,这种测电阻的方法叫伏安法.此实验的原理是欧姆定律. 故答案为:电压;电流;伏安;欧姆定律.【分析】伏安法测电阻,需要用电压表测出电压,用电流表测出电流,由欧姆定律可以求出电阻.
12.【答案】闭合开关S、S1;
【解析】【解答】解:实验步骤:①闭合开关S、断开S1 , 用电压表测出待测电阻Rx两端的电压为Ux;②闭合开关S、S1 , 用电压表测出电源的电压U;③因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,R0两端的电压: U0=U﹣Ux , 因串联电路中各处的电流相等,所以,I= = ,即 = ,解得:Rx= .故答案为:②闭合开关S、S1;③ .【分析】由电路图可知,当开关S闭合、S1断开时,R0、Rx串联,电压表测Rx两端的电压;当开关S、S1均闭合时电路为Rx的简单电路,电压表测电源的电压;根据串联电路的分压特点和定值电阻的阻值求出Rx的阻值,据此设计实验步骤得出结果.
13.【答案】0﹣3V;灯的额定电压为2.5V;0﹣0.6A;额定电流约为0.4A;15;测量时变阻器连入的电阻约为8.75Ω
【解析】【解答】解:(1)因为灯的额定电压为2.5V,测量额定功率时,加在灯两端的电压等于2.5V即可,所以选0﹣3V量程(2)加在灯两端的电压等于2.5V时, , 电流表选0﹣0.6A即可(3)当灯正常发光时,变阻器连入的电阻为R, , 因为 , 所以R=8.75Ω,应选最大阻值为15Ω的滑动变阻器故答案为:(1)0﹣3V,灯的额定电压为2.5V;(2)0﹣0.6A,额定电流约为0.4A;(3)15,测量时变阻器连入的电阻约为8.75Ω【分析】由小灯泡的额定电压和额定功率,可以求出在额定电压下的电流,据此可以选择电压表和电流表的量程,对于滑动变阻器的选择,可以通过当灯两端电压为2.5V时,连入的电阻大小确定.
14.【答案】多次测量取电阻的平均值;量程范围之内,电表选择小量程
【解析】【解答】解:在“伏安法测电阻”的实验中,为了使测量结果的误差较小,一般可采取的措施有:多次测量取电阻的平均值;量程范围内,电表使用小量程.故答案为:多次测量取电阻的平均值;量程范围内,电表使用小量程.【分析】减小误差的方法:①选择精密的测量工具,满足测量要求的前提下,选择小量程;②改进测量方法,优化实验方案;③多次测量取平均值
15.【答案】断开;正;大;电压和通过导体的电流
【解析】【解答】解:实物未连接好,并且不确定电路没有发生短路的情况下,开关必须是断开的,防止烧坏电路元件;闭合开关前,应使滑动变阻器的滑片处与最大阻值处,目的也是防止电路中电流过大,烧坏电路元件;使用电流表时,电流应从它的正接线柱流入,负接线柱流出;用电流表、电压表测电阻的实验原理是R=, 所以需要测量电阻两端的电压以及通过导体的电流.所用的仪表是电压表和电流表。故答案为:断开;正;大;电压和通过导体的电流。【分析】(1)连接电路时,开关应该断开;电流从电流表的正接线柱流入,负接线柱流出;(2)根据实验原理来确定需要测量的物理量。
16.【答案】断路;变大;5
【解析】【解答】解:(1)由题知,闭合开关后发现电流表无示数,可能是电路发生了断路,由电压表示数为3V,即等于电源电压,说明电压表与电源间是通路,且被串联在电路中了,所以可能是由于Rx所在支路发生了断路造成的;(2)由图甲知,滑动变阻器与Rx串联,电压表测Rx两端电压,电流表测电路中电流,当向右移动滑片时,变阻器连入阻值变小,电路的总电阻变小,电源电压恒定,由I= 知电路中电流变大,由U=IR知两端电压变大,即电压表示数变大;(3)由图乙知,电压表使用0﹣3V量程,分度值0.1V,Rx两端电压为2.5V;电流表使用0﹣0.6A量程,分度值0.02A,此时通过Rx的电流为0.5A,由I= 可得Rx的阻值: Rx= = =5Ω.故答案为:断路;变大;5.【分析】(1)闭合开关后发现电流表无示数,可能是电路发生了断路,由电压表示数为3V,分析判断故障的原因(2)由图知,滑片右移变阻器连入阻值的变化情况,根据串联电路特点和欧姆定律判断电压表示数的变化情况;(3)根据电表的量程和分度值,读出Rx两端电压和通过的电流,由I= 计算Rx的电阻.
17.【答案】电压;电流;R= ;伏安法
【解析】【解答】解:要测定某一导体的阻值时,只要用电压表测出导体两端的电压和用电流表测出通过它的电流,∵I= ,∴由R= 可以计算出待测电阻的阻值,这种测电阻的方法叫伏安法. 故答案为:电压;电流;R= ;伏安法.【分析】可以应用伏安法测电阻,用电压表测出电压,用电流表测出电流,由欧姆定律可以求出电阻阻值.
18.【答案】开关S1和S2均闭合;
【解析】【解答】解:①只闭合开关S1时,电路为Rx的简单电路,电流表的示数为I1②开关S1、S2都闭合时,电路为R0、Rx并联,电流表的示数为I2 . ③因电源的电压不变,所以并联时通过Rx的电流不变,所以通过R0的电流为I0=I2﹣I1 , 则电源的电压为U=I0R0=(I2﹣I1)R0;由欧姆定律得:Rx的阻值为Rx= = .故答案为:②开关S1和S2均闭合;③ .【分析】通过开关闭合与断开,使电路处于两种状态,利用电源电压保持不变,找电路两种状态下的电压相等.可以使已知电阻和被测电阻串联,测量串联电路中的电流,然后短路被测电阻测出电路电流,利用电源电压相等,列出等式求解.
三、实验探究题
19.【答案】(1)解:依据伏安法测电阻原理,电压表并联接在L两端,电流表与L串联,为了获得多组数据,应串联滑动变阻器,如图1: (2)解:根据设好的电路图连接实物,注意连接顺序,电源电压由两节干池提供,因此电压表用0﹣3V量程,由图乙可知,电流表使用0﹣0.6A量程,如图2: (3)欧姆定律;电压;电流;保护电路;改变小灯泡中电流和灯泡两端电压,获得多组数据;断开;B(4)0.24;10
【解析】【解答】解:(3)①伏安法测电阻的原理是:欧姆定律,即:R= ,则需要测量的物理量是小灯泡两端的电压和通过灯泡的电流.②滑动变阻器主要作用是保护电路和改变定值电阻两端的电压和电流,能获得多组数据,可以用求平均值的方法减小误差;③为防止短路,连接电路的过程中,开关必须断开,为防止电路中电流过大损坏电路,在开关闭合之前,滑动变阻器的滑片应滑到最大阻值B处;(4)由图乙可知,电流表用的是0~0.6A的量程,最小分度值为0.02A,可读出电流值为0.24A,灯泡电阻R= = =10Ω. 故答案为:(1)如图1;(2)如图2;(3)①欧姆定律;电压;电流;②保护电路;改变小灯泡中电流和灯泡两端电压,获得多组数据;③断开;B???? (4)0.24 A、10Ω.【分析】(1)根据伏安法测电阻的原理,利用电压表测量的电压,电流表测量灯泡的电流设计电路图.(2)根据电路图连接实物;(3)①伏安法测电阻,是利用伏特表(电压表)和安培表(电流表)分别测量导体两端电压和通过导体的电流,然后利用R= 计算,直接测量的物理量是电压和电流;②根据伏安法测电阻得原理分析即可,滑动变阻器作用是保护电路,改变电阻两端的电压进行多次测量求平均值,减小实验误差;③为保护电路,连接电路的过程中,开关应断开,滑动变阻器的滑片应处最大阻值处;(4)电流表读数时,先确定量程,再明确最小分度,后读数,根据R= 计算电阻.
20.【答案】(1)解:因为电源为两节电池,电压为3V,故电压表的量程为0﹣3V;滑动变阻器滑片向左移动时,电流表示数增大,电阻减小,故接左下接线柱,电路连接如图所示: (2)电阻R断路(3)B;10;不可靠,没有多次测量求平均值来减少误差(4)使定值电阻两端的电压保持1.5V不变
【解析】【解答】解: (2)移动滑片,电流表示数为0,电压表示数总为3V,说明电压表测的是电源电压,即电阻R断路;(3)闭合开关前,滑动变阻器放在电阻最大处即B端; 因为电源为两节干电池串联组成电源,由图乙知:电压表量程为0~3V,分度值为0.1V,示数为U=2V,电流表量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为I=0.2A,所以R= = =10Ω;这个结果不可靠,应多次测量求平均值,以减小实验的误差;(4)探究电流与电阻关系实验中,应保持电阻两端电压不变,将5Ω的电阻改装成10Ω的电阻,电阻两端电压增大,大于1.5V,由电路图可知,为保持电阻两端电压不变,应向右调节滑动变阻器滑片,增大滑动变阻器接入电路的阻值,增大滑动变阻器分压,使电阻两端电压变小,直到电压表示数为1.5V为止.故答案为:(1)电路连接如上图所示;(2)电阻R断路;(3)B;10;不可靠,没有多次测量求平均值来减少误差;(4)使定值电阻两端的电压保持1.5V不变.【分析】(1)根据电源电压判断电压表的量程,根据滑动变阻器滑片向左移动时,电流表示数增大判断出下接线柱;(2)电压表示数总为3V不变,说明电压表测量的是电源两端的电压,寻找可能的原因,一是滑动变阻器短路或被测电阻断路;(3)闭合开关前,滑动变阻器要使接入电阻最大;根据电压和电流算出电阻,在测量电阻的实验中,应通过滑动变阻器改变电路中的电流,多次测量求平均值,以减小实验的误差,因为导体的电阻与电流和电压无关.(4)探究电流与电阻的关系实验,应控制电阻两端电压保持不变,用大电阻替换小电阻后,电阻分压变大,为保持电压不变,应移动滑片.
21.【答案】(1)I = (2)(3)左(4)2.5;0.5;5
【解析】【解答】(1)∵∴伏安法测电阻的原理是(2)由图知,大部分用电器已经正确连接,只要取一条导线将电压表和待测电阻左端的两个接线柱连接即可.实物连接如下: (3)连接完电路后,闭合开关前,需将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处,故将滑动变阻器滑片P置于最左端;(4)电压表选择的是0~3V量程,对应的分度值为0.1V,此时的示数为2.5V;电流表选择的是0~0.6A量程,对应的分度值为0.02A,此时的电流为0.5A;待测电阻阻值为【分析】伏安法测电阻。伏安法测电阻,是利用电压表和电流表分别测量导体两端电压和通过导体的电流,然后利用欧姆定律的变形公式求出电阻;在“伏安法测电阻”实验中,需要待测电 阻、电流表、滑动变阻器、电源、开关使用导线串联组成电路,并且电压表与待测电阻并联测量电阻两端电压;连接完电路后,闭合开关前,需将滑动变阻器的滑片 移到阻值最大处;读取电流表或电压表示数时,首先要明确它们选择的量程和对应的分度值,读数时视线与指针所在刻线相垂直.已知待测电阻两端电压和通过的电 流,利用公式得到电阻阻值。
四、综合题
22.【答案】(1)解:??(2)断开;左(3)0.2;6.5
【解析】【解答】解:(1)由图知,电压表两个接线柱分别连接了灯泡右侧和开关右侧,所以不可能与灯泡并联,因此是与滑动变阻器并联.根据“滑片向右滑动时,电压表的示数变大”的要求,需要将滑动变阻器的左下接线柱连接灯泡的右接线柱.如下图所示;(2)在实验前,连接电路时开关S应当处于断开状态;已知电压表测量滑动变阻器两端电压,示数为1.7V,而灯泡正常发光的电压是2.5V,所以需要减小滑动变阻器两端电压,因此将滑片向左滑,减小滑动变阻器接入电路的电阻;(3)灯泡两端电压为U=3V﹣1.7V=1.3V,此时的电路电流为I=0.2A,此时灯泡接入电路的电阻为R===6.5Ω.故答案为:(1)?(2)断开;左;(3)0.2;6.5.【分析】(1)要测定小灯泡的电阻,需要知道小灯泡两端电压和通过的电流,所以需要电流表串联在电路中,电压表与灯泡或滑动变阻器串联;要求滑片向右滑动时,电压表的示数变大,首先确定电压表的位置,然后根据串联电路特点确定滑动变阻器解法;(2)为保护电路,连接过程中开关要断开;要测量灯泡正常发光时的电阻,两端电压应该等于额定电压;已知电压表测量的是滑动变阻器两端电压,根据示数确定滑片移动方向;(3)已知电源电压和滑动变阻器两端电压,可以得到灯泡两端电压;已知灯泡两端电压和通过的电流,可以得到灯泡电阻.
23.【答案】(1)解:根据“电流流向法”,由电路图甲知,电流从电源正极出发,依次串联定值电阻、电流表、滑动变阻器、开关,回到电源负极,再将电压表并联在定值电阻两端,由实验数据知电压表示数小于3V,可使用0﹣3V量程,如图所示: (2)10(3)解:由第5次测量数据在图象中描出对应的点,连线画出其图象,如图所示: .
【解析】【解答】解:(2)由表格数据可知,第5次测量中定值电阻两端电压为2.8V,通过的电流为0.28A,由欧姆定律可得第5次测量的电阻值: R5= = =10Ω;故答案为:(1)见上图;(2)10;(3)见上图. 【分析】(1)根据电路图连接实物图,可采用“电流流向法”,从电源的正极出发,按照电流的流向,先串电路元件最多的电路,再将相应并联的部分接入电路即可;(2)由表格数据,根据欧姆定律计算第五次测量的电阻值;(3)在图象中描出第5次测量的对应点,连线即可.