15.3 伏安法测电阻 同步测试（含解析）

第三节　伏安法测电阻
一、选择题
1.某学生在用伏安法测电阻的实验中,刚一“试触”就发现电流表的指针迅速摆动且超过电流表所测最大值,发生这种情况的原因可能是(　　)
A.电流表的“+”“-”接线柱接反了
B.待测电阻的绕线断了
C.线路接错,误把电压表串联接入电路
D.电流表量程偏小
答案　D　电流表“+”“-”接线柱接反,会使指针反向偏转, A错;待测电阻的绕线断了、把电压表串联接入电路,都会使电流表示数为0,B、C错;电流表量程偏小,会使指针迅速偏转并超过最大刻度。
2.在用伏安法测电阻实验中,王强同学不小心将、两表位置接反,如图所示,已知两表量程合适,则闭合开关后,会发生的现象是(　　)
A.电流表烧坏
B.电压表烧坏
C.电源烧坏
D.电压表示数等于电源电压
答案　D　因为电流表电阻很小,R被短路。电流通过电压表、电流表和滑动变阻器构成通路,由于电压表电阻很大,因此电路中电流很小,电流表、电压表和电源都不会烧坏,而电压表示数等于电源电压。
3.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
答案　D　由图知,滑动变阻器滑片右侧电阻丝连入电路,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;向左滑动滑片,连入的电阻丝变长,电阻变大,小灯泡变暗,D错误,符合题意。
4.如图是四位同学设计的用伏安法测电阻R的电阻值的电路图,其中正确的是(　　)
答案　C　伏安法测电阻,电压表应与待测电阻并联,电流表串联在电路中测流过待测电阻的电流;滑动变阻器应串联在电路中,一方面可以保护电路,另一方面可以改变待测电阻两端的电压。由A电路图知道:电流表与电阻并联,电压表串联在电路中,电路连接错误,所以不能测出电阻R的阻值,A错误;由B电路图知道:电压表测待测电阻与滑动变阻器两端的电压,所以由该电路图不能测出电阻R的阻值,B错误;由C电路图知道:电压表测待测电阻两端的电压,电流表测流过待测电阻的电流,由该电路图可以测出电阻R的阻值,C正确;D图中电流表测待测电阻与滑动变阻器的电流之和,用该电路图测不出流过待测电阻的电流,由该电路图不能测出电阻R的阻值,D错误。
二、实验探究题
5.为测量阻值约10 Ω的电阻,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)　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?
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
解析　本题考查了电路设计分析。无论是电压表还是电流表,电流都必须从仪表的正极流入,负极流出;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。
6.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,且电压表的示数为4.5 V,造成该现象的原因是　　　　　　　　　。?
答案　滑动变阻器的滑片滑到最左端了(或滑动变阻器短路了)
解析　灯泡很亮,且电压表的示数为4.5 V,与电源电压相同,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了。
7.小明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,观察到电流表和电压表的示数分别如图乙、丙所示,则电阻R的阻值为　　 Ω。?
答案　5
解析　由“伏安法”测电阻实验原理得:R===5 Ω。
8.小红做“测量未知电阻Rx的阻值”实验时,所用器材有:电源、未知电阻Rx、电流表、电压表、开关、滑动变阻器各一个、导线若干。
(1)在连接电路的过程中,开关应处于　　　　　　(选填“断开”或“闭合”)状态。?
(2)如图甲所示是小红未连接完的实物图,请你用笔画线代替导线,将图中的电路连接完整。要求:滑动变阻器的滑片向右移动时,它接入电路的阻值变小。
(3)电路连接好后,小红进行实验,记录的数据如表,其中第3次实验时电流表的示数如图乙所示,读数为　　　 A,第3次实验时所测得的电阻值为　　　 Ω。?
实验次数
U/V
I/A
R/Ω
1
3
0.26
11.5
2
2.4
0.2
12
3
2
(4)由实验数据可知,Rx的阻值为　　　 Ω。?
答案　(1)断开　(2)如图所示
(3)0.16　12.5　(4)12
解析　(1)连接电路的过程中,为避免损坏器件,开关应处于断开状态。(2)滑动变阻器应串联到电路中,因为滑动变阻器的滑片向右移动时,它接入电路的阻值变小,故应接电阻丝右端的接线柱。(3)电流表的读数为0.16 A,R===12.5 Ω。(4)测电阻要多次测量求平均值,所以Rx的阻值为Rx==12 Ω。
9.为了测量一只标有“8 V　0.4 A”的小灯泡的电阻,小花同学设计了如图所示的电路,现有实验器材如下:
电压表:量程0~3 V　电压表:量程0~15 V
电流表:量程0~0.6 A　电流表:量程0~3 A
滑动变阻器R1∶10 Ω,2 A
滑动变阻器R2∶50 Ω,1 A
电源(电压恒为12 V)一个、开关一只、导线若干。
要安全准确地测量多组数据,需要选择合适的实验器材,其中电压表应选用　　　　　(选填“”或“”);电流表应选用　　　　　(选填“”或“”);滑动变阻器应选用　　　　　　　　(选填“R1”或“R2”)。?
答案　　　R2
解析　由于小灯泡的额定电压为8 V,电压表的量程应为0~15 V,故选;额定电流为0.4 A,应选量程为0~0.6 A的电流表,故选;小灯泡的电阻为20 Ω,而电源电压为12 V,若选最大阻值为10 Ω的滑动变阻器,根据串联分压,滑动变阻器两端的最大电压是4 V,灯泡两端电压最低为8 V,不符合题目要求,故选R2。
10.如图甲所示是测量定值电阻Rx阻值的实验电路,器材可以满足实验要求。
(1)同学们按照电路图正确连接电路后,闭合开关,改变Rx两端的电压进行了三次测量,其中第二次实验中电流表的示数如图乙所示,请将表格中的实验数据补充完整。
实验次数
1
2
3
电压U/V
1.0
1.6
1.8
电流I/A
0.32
0.56
电阻Rx/Ω
3.13
3.21
电阻的平均值/Ω
(2)同学们又设计了两种测量方案,如图所示。方案中定值电阻的阻值为R0。
①方案一:闭合开关S,如果电压表V1和V2的示数分别为U1和U2,则电阻Rx的阻值表达式为Rx=　　　　　。?
②方案二:电路中Rx≠R0,将S拨到a,读出电流表的示数I1;再将S拨到b,读出电流表的示数I2;由I1R0=I2Rx可得Rx=,请判断结果是否正确并简要说明理由:　　　　　　　　　　　　　　　。?
答案　(1)0.50　3.20　3.18　(2)①　②该方案不正确。滑动变阻器R'接入电路的阻值不为0时,两种情况下Rx和R0两端的电压不相等。
解析　(1)由图乙可知,当电压为1.6 V时,电流为0.50 A,则由R=计算可得此时电阻阻值为3.20 Ω。则所测电阻的平均值为==3.18 Ω。(2)①Rx两端电压为U2,通过Rx的电流Ix=I0=,则Rx==;②当滑动变阻器接入电路中阻值不为0时,Rx与R0两端电压不相等,即I1R0≠I2Rx,所以由此得出的结果不正确。
11.小萱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。小萱选择了满足实验要求的实验器材,并连接了部分实验电路,如图所示。
(1)为了测量未知电阻Rx的阻值,请你只添加两根导线将实物电路补充完整。
(2)请你将正确的操作步骤补充完整:连接好电路后,只闭合开关S2 , 读出电流表的示数I1;　　　　　,读出电流表的示数I2 ,并记录I1、I2的数据;?
(3)请你用I1、I2和R0表示未知电阻Rx。Rx =　　　　,并记录。?
答案　(1)如图所示　(2)开关S1、S2都闭合时　(3)R0
解析　(1)使已知定值电阻和被测电阻串联,电流表串联在电路中,测串联电路的电流。再把被测电阻短路,只有已知电阻接在电路中,测此时电路的电流。根据两种电路状态下电源电压相等求解。(2)只闭合开关S2,读出电流表的示数I1;开关S1、S2都闭合时,读出电流表的示数I2。(3)根据电路两种状态电源电压相等,得I1(R0+Rx)=I2R0,Rx=(I2-I1)R0/I1。