初中物理鲁科版九年级上册第十三章第四节测量电阻练习题
一、单选题
在“测量小灯泡电阻”的实验中,滑动变阻器所起作用的说法不正确的是
A.
改变电路中的电流
B.
保护电路
C.
改变被测小灯泡的电阻
D.
改变被测小灯泡两端的电压
某同学用两节干电池串联起来作电源,做伏安法测电阻的实验,因不慎将电流表和电压表相互接错了,如图所示,则开关闭合后,各仪表将
A.
电流表、电压表均被烧坯
B.
电流表、电压表不会被烧坏
C.
只有电流表被烧坏
D.
只有电压表被烧坏
小明同学练习用伏安法测电阻,他所测电阻的阻值约为,电压表的量程为3V,电流表的量程为测量结束后,他得到的结论是待测电阻的阻值为,则他在测量中所出现的错误可能是
A.
电压表和电流表的位置接反了
B.
他没有多次测量取平均值,致使误差过大
C.
电压表按15V量程读数,电流表按量程读数
D.
电压表按15V量程读数,电流表按3A量程读数
用“伏安法测电阻”的实验中,小雪和晓彤分别选用定值电阻和小灯泡为测量对象,在处理实验数据时,分别画出了的图象,如图甲、乙所示。对于图象的分析,以下说法错误的是
A.
由甲图可知,定值电阻的阻值为
B.
由甲图可知,电阻不随其两端的电压和导体中的电流而改变
C.
由乙图及实验现象可知:小灯泡的电阻随灯丝温度的增加而增大
D.
为了减小误差,应该用多次测量的方法,计算小灯泡的电阻
某同学利用如图所甲示的电路测量小灯泡的电阻。已知电源电压恒为不变,小灯泡标有“”字样,他记录的实验数据如乙所示。关于该同学的实验,下列说法不合理的是
电压
电流
电阻
平均电阻
A.
电路图中a是电流表,b是电压表
B.
小灯泡正常发光时的电阻是
C.
滑动变阻器的最大阻值至少为
D.
闭合开关后,滑片P向右移,小灯泡的电阻减小
如图所示,已知电源电压不变,为了比较电阻和的大小,四位同学分别设计了如下的电路,其中不可行的是???
A.
B.
C.
D.
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
某同学利用如图所示的电路做“伏安法测电阻“的实验,已知为待测定值电阻,电源电压恒为6V,滑动变阻器R标有“”字样,实验中他填写的实验数据如表所示,下列说法不正确的是
序号
1
2
3
4
5
A.
第1次实验的数据不是他实验中实际测得的
B.
对比第2、3次实验的数据可判定:待测电阻的阻值并非严格不变
C.
第4次实验时滑动变阻器接入电路电阻R与待测电阻的阻值之比为1:2
D.
为减小实验误差,可利用每次实验测得的U、I求出电阻R,再求其平均值
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
B.
只有
C.
只有
D.
都可以
如图所示的四个电路中,电源电压保持不变,为已知阻值的定值电阻,不能测出未知电阻阻值的电路是
A.
B.
C.
D.
二、填空题
伏安法测电阻的原理是______,其方法是用______测出待测电阻两端的电压,用______测出通过待测电阻的电流,再计算待测电阻的阻值。
用“伏安法”测量小灯泡电阻的试验中,除了导线、开关、灯泡、电源之外,还需要的器材有______、______、______。
在用伏安法测量电阻的实验中,连接电路时,开关应处于______状态;若电流表、电压表的示数如图所示,则被测电阻的阻值是______
在测量未知电阻实验中,提供的实验器材有:电源电压不变且未知、电流表、电压表、滑动变阻器、定值电阻等。小科同学设计了如图所示的测量电路,进行如下步骤:
在不拆改电路的前提下,将S和开关状态分别设置为______,可测出电源电压表的示数为;
将S闭合断开,测出电压表示数为。
已知定值电阻阻值为,由此可以得出待测电阻阻值的为______请用已知的字母表示。
三、作图题
如图所示,是测量电阻阻值的电路图,请在图中补充电流表和电压表。
四、实验探究题
小聪同学用伏安法测电阻,实验电路图如图甲所示。
该实验的原理是
。
闭合开关S前,滑动变阻器滑片P应置于
端选填“a”或“b”。
假如小聪同学用完好的器材按如图甲所示实验电路图正确连接电路,实验时正确操作,刚一“试触”,就发现电流表的指针迅速摆动到最大刻度,其原因可能是:_______;________________。
小聪同学重新按图甲所示的实验电路图正确连接电路,进行实验,某次实验中电压表示数如图乙所示,电流表示数如图丙所示,被测电阻___。
若滑动变阻器的最大阻值为R,被测电阻的阻值为,实验过程中电流表突然烧坏,不能正常使用了,他想出一个方法,应用现有的器材,也能测出电阻的阻值。
实验步骤如下:
将滑动变阻器滑到a端,闭合开关S,读出电压表的读数,记为U;
__________________________________________________________;
读出滑动变阻器的最大值R;
则被测电阻的阻值为:_________________________写出表达式。
为研究“小灯泡和发光二极管亮度相当时,它们消耗电能的快慢”,实验小组设计了如图1所示的电路。
闭合开关,二极管发光,______选填“a”或“b”端是二极管的正极,记录电压表、电流表的示数填写在表格中。
亮度
电压
电流
发光二极管
相当
小灯泡
3
将发光二极管换成小灯泡,调节滑动变阻器,当小灯泡与发光二极管亮度相当时,电流表示数如图2所示为______A,此时,小灯泡的电功率是______W。
根据表格中的实验数据可以得到:亮度相当时,消耗电能更快的是______。
如图3所示,在使用发光二极管的过程中,为防止通过的电流过大而烧坏,必须串联一个“限流电阻”为测量阻值的大小,实验小组利用一个阻值为的定值电阻设计了如图4所示的电路进行实验,电源电压保持不变。
闭合开关S、,记录电压表示数;闭合开关S,断开,记录电压表示数;
两次实验中,同学们发现电压表指针位置相同,如图5所示。由此可知,实验中,电源电压为______当闭合开关S,断开时,两端电压为______V,电阻为______。
答案和解析
1.【答案】C
【解析】解: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,说法正确,不符合题意。
B、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,说法正确,不符合题意。
C、灯泡灯丝的长度、材料、横截面积有关,实验过程中三者没有发生变化,
因此小灯泡的电阻不变,说法错误,符合题意。
D、移动滑动变阻器的滑片时,改变了电路中电阻的大小,从而改变了电路中的电流,
根据可得,灯泡的电阻不变,电流变化,所以被测电阻两端的电压变化,说法正确,不符合题意。
故选:C。
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。
“测量小灯泡电阻”的实验中,滑动变阻器和被测灯泡串联在电路中,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,电源电压不变,电路中的电流变化,根据知,灯泡两端的电压也随之变化。
“伏安法测电阻”的实验中,滑动变阻器的作用:改变电路的电流;改变被测电阻的电压;保护电路。不同的实验中滑动变阻器的作用是不同的。
2.【答案】B
【解析】解:电流表和电压表位置互换后,电压表串联接入电路,由于电压表电阻很大,因此电路中电流就很小,几乎没有电流通过电阻,所以电流表、电压表都不会被烧坏。
故选:B。
电压表由于自身电阻较大,简化电路时按断路处理;电流表由于自身电阻较小,简化时按导线处理。两表位置互换后,电压表就串联接入电流,由于自身电阻较大,导致总电阻很大,因此电流中电路很小,电流表中电流很小。
该题考查了电压表、电流表在电路中的简化处理--电流表按导线处理,电压表按断路处理。
3.【答案】D
【解析】解:
A、如果电流表和电压表位置接反了,电路相当于断路,电压表测量电源电压,电流表示数接近为零。故A错误;
B、已知待测电阻的阻值约为,测量值应该接近或等于,不可能为,与测量次数多少没有关系。故B错误;
C、电压表按15V量程读数,电流表按量程读数,得到的电压是实际电压的5倍,电流是正确电流的,测量的电阻是实际电阻的25倍。故C错误;
D、电压表按15V量程读数,电流表按3A量程读数,得到的电压是实际电压的5倍,所以本该是的电阻测成了故D正确。
故选:D。
电流表相当于导线,串联在电路中测量电路电流;电压表相当于断路,需要与用电器并联,测量用电器两端电压;
测量值与真实值之间的差异叫误差,测量值可能不等于真实值,但差别很小;
电流表和电压表都有两个量程,大小量程之间电流、电压的大小关系为5:1。
此题考查的是由于看错量程导致的电流、电压错误,最终影响到电阻的阻值,所以我们使用电表之前,一定要首先弄明白所选择的量程和对应的分度值,避免出错。
4.【答案】D
【解析】解:
AB、根据图甲可知,电流与电压成正比,因此该电阻为定值电阻,即电阻是导体自身的性质,它不随导体两端的电压和导体中的电流改变而改变,
根据图示可知,当电阻两端电压为3V时,通过的电流为3A,由可知,定值的电阻:,故AB正确;
C、由乙图可知,电流与电压不成正比,即当灯泡两端电压发光改变时,灯泡的阻值也随之发生变化,且电压变化比电流变化快,因此小灯泡的电阻随灯丝温度的增加而增大,故C正确;
D、测定小灯泡的电阻时,多次测量是为了寻找灯丝电阻与温度的关系,不能求平均值减小误差,故D错误。
故选:D。
电阻一定时,电流与电压成正比;根据图甲判断该电阻是否为定值电阻,然后利用图中数据以及欧姆定律的变形公式求出定值电阻的阻值;
根据图乙判断灯丝电阻的特点,然后分析多次测量小灯泡电阻的目的。
本题考查了图象分析、利用欧姆定律的变形公式计算电阻,以及导体的电阻是导体本身的一种性质,不随电压和电流的改变而改变;关键会根据图象判断电阻是否为定值电阻。
5.【答案】B
【解析】
【分析】
本题考查伏安法测电阻的实验,此实验是初中物理电学中的一个重要实验,在实验中重点需要掌握电路图的正确连接、电压表电流表的正确使用、控制变量法的运用、实验数据的分析欧姆定律的应用等。
根据电压表一定要并联,电流表一定要串联,电路正常工作,据此判断。
分析表中的数据,得出灯泡正常发光时的电流,根据欧姆定律的变形公式求出灯丝的电阻。
分析表中的数据,得出刚闭合开关时电路中的电流和灯丝的电阻,根据欧姆定律的变形公式求出总电阻,根据电阻的串联即可求出。
滑片P向右移,滑动变阻器滑片使接入电路的电阻变大,电路中的电流变小,根据表格数据即可判断电流变小时灯泡的电阻的变化。
【解答】
A、读图可知,a串联在电路中,则a是电流表,b与灯泡并联,则b是电压表;故A正确;
B、已知灯泡标有“”字样,则灯泡两端的电压为时正常发光,由表格可知当时,电流为,电阻为;故B错误;
C、由表格可知刚闭合开关时滑动变阻器连入电路的阻值最大,此时电路中的电流为,灯丝电阻,由可得:
总电阻,根据串联电路的总电阻等于各电阻之和可得:
滑动变阻器的最大阻值为;故C正确;
D、由图可知,滑动变阻器与灯泡串联,当滑片P向右移,滑动变阻器滑片使接入电路的电阻变小大,电路中的电流变小,根据表格数据可知:电流变小时灯泡的电阻变小;故D正确。
故选:B。
6.【答案】D
【解析】
【分析】
本题考查的是串并联电路的特点,关键是牢记串联电路的分压作用和并联电路的分流原理。
串联电路的电阻起分压作用,分压大小与电阻阻值的大小成正比,电阻大的分压大,电阻小的分压小;
并联电路的电阻起分流作用,分流大小与电阻阻值的大小成反比,电阻大的分流小,电阻小的分流大。
串联电路中,各处电流相等,阻值大的电阻两端的电压大,阻值小的电阻两端的电压小;
并联电路中,各支路电阻两端的电压相等,阻值大的电阻通过的电流小,阻值小的电阻通过的电流大。
【解答】
A.两个电阻串联,电压表测量电阻串联的总电压,电压表测量电阻两端的电压,根据串联电路电压的规律,电阻两端的电压等于电压表和的示数之差,这样就可以得到两个电阻两端的电压,根据电压的大小就可以比较电阻的大小;
B.两个电阻串联,两个电压表分别测量两个电阻两端的电压,根据电压的大小就可以比较出电阻的大小;
C.开关闭合电路为的简单电路,开关断开时两电阻串联,电流表测电路中的电流,根据串联电路的特点和欧姆定律分别表示出电源的电压,利用电源的电压不变建立等式,通过比较电流之间的关系得出电阻的大小关系;
D.两电阻并联,电压表测电源的电压,电流表测量干路电流,只能测出电路的总电阻,不能求出或测出电阻、的阻值,因此无法比较两电阻阻值的大小。
故选D。
7.【答案】A
【解析】解: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。
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。
本题考查了“伏安法”测电阻的实验中的步骤及注意的事项。
8.【答案】B
【解析】解:A、由表中数据结合欧姆定律可得,定值电阻,
根据分压原理可知,当滑动变阻器的最大电阻连入电路中时,电压表示数最小,
定值电阻两端的最小电压,所以第1组数据不是本实验中测得的,故A说法正确;
B、根据得,序号“2”的电阻为:;序号“3”的电阻为:,其他几次的电阻值根据计算均为,由于存在误差,序号“2”和“3”的待测电阻R相差不大,再结合其他数据分析可知该待测电阻是定值电阻,故B说法错误;
C、第“4”次实验中,定值电阻两端的电压为4V,则滑动变阻器两端的电压为U滑,滑动变阻器和定值电阻两端的电压之比为2V::2,根据:::2,因为串联电路电流处处相等,故滑动变阻器与待测电阻的阻值之比为1:2,故C说法正确;
D、在测定值电阻的阻值时,由于测量存在误差,通常多次测量几组数据,分别求出电阻值求平均值来减小误差,故D说法正确。
综上所述B符合题意。
故选:B。
求出定值电阻的大约值,根据分压原理,得出电压表的最小读数;
根据算出电阻在进行比较;
串联电路中电压与电阻成正比;
在伏安法测电阻时,为减小误差应采取多次测量求平均值的方法。
本题测量定值电阻的大小,考查串联电路特点、欧姆定律的应用,难度中等。
9.【答案】C
【解析】
【分析】
要测量电阻阻值,需要测出电阻两端电压与通过电阻的电流,然后应用欧姆定律求出电阻阻值;分析图示电路图,应用串并联电路特点与欧姆定律分析答题。
利用电压表或电流表测未知电阻的阻值,就是根据串联电路的电流特点或并联电路的电压特点想办法得出未知电阻两端的电压和电流,然后根据欧姆定律求出未知电阻的阻值。
【解答】
由图知,
只闭合时,电路是只有的基本电路,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。
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。
闭合开关S、,两只电阻串联,电压表测量电源电压为U;闭合S,断开,闭合,电压表测量电阻两端电压,根据电路电流相等列式可求出的阻值,故能测出阻值。
闭合开关S,接1,两只电阻串联,电压表测量两端电压为;接2,电压表正负接线柱接反,不能测量两端电压为,故不能测出阻值。
故只有可行。
故选C。
10.【答案】C
【解析】
【分析】
利用电压表或电流表测未知电阻的阻值,就是根据串联电路的电流特点或并联电路的电压特点想办法得出未知电阻两端的电压和电流,然后根据欧姆定律求出未知电阻的阻值。
串联电路的电流处处相等,并联电路各支路电压相等,用电压表和电流表,直接或间接测量电压和电流,根据欧姆定律求得电阻。
【解答】
A.开关S闭合时,短路,电压表测量电源电压;开关S断开时两电阻串联,电压表测量两端的电压;根据串联电路总电压等于各分电压之和,求出两端的电压,根据求出通过的电流,根据串联电路电流处处相等,通过电流等于通过定值电阻电流,根据可求出电阻,故A不符合题意;
B.由电路图可知,当S断开时,电路为的简单电路,电流表测电路中的电流,根据欧姆定律可求电源的电压;当开关S闭合时、并联,电流表测干路电流,因通过的电流不变,根据并联电路的电流特点可求通过的电流,再根据并联电路的电压特点和欧姆定律即可求出阻值,故B不符合题意;
C.开关S闭合时,短路,电压表测量电源电压;开关S断开时,电压表测量电源电压;所以无法得到电路中电流,不能计算出的值,故C符合题意;
D.由电路图可知,当开关S闭合时,电路为的简单电路,电流表测电路中的电流,根据欧姆定律推出电源电压的表达式;当开关S断开时两电阻串联,电流表测串联电路的电流,根据电阻的串联和欧姆定律推出电源电压的表达式,联立即可求出阻值,故D不符合题意。
故选C。
11.【答案】
?
电压表
?
电流表
【解析】解:“伏安法测电阻”利用了欧姆定律的变形公式:,
因此实验时用电压表测出待测电阻两端的电压,用电流表测出通过待测电阻的电流,然后根据算出待测电阻的阻值。
故答案为:;电压表;电流表。
伏安法测电阻的原理是利用了欧姆定律的变形公式,再明确如何测出电压与电流即可解答。
本题考查伏安法测电阻的原理,以及电压表、电流表在实验中的作用。
12.【答案】电压表?
电流表?
滑动变阻器
【解析】解:在“测量小灯泡的电阻”的实验中,除了基本电路需要的电源、开关、导线和几个小灯泡外,还需要电压表、电流表测出电压和电流,同时需要用到滑动变阻器来保护电路。
故答案为:电压表;电流表;滑动变阻器。
伏安法测小灯泡的电功率是指用电压表测出灯泡两端的电压,用电流表测出通过灯泡的电流,根据求出灯泡的电功率;实验中除了所给的器材,还要用到保护电路和改变灯泡两端电压达到比较不同电压下灯泡实际功率的关系。
本题考查了伏安法测灯泡电阻的实验,知道实验的原理和实验目的是解决本题的关键。
13.【答案】断开;5
【解析】解:为保护电路,连接电路时开关应断开;
由图可知,电流表选择量程,分度值是,示数为;
电压表选择量程,分度值是,示数为;
由可得,被测电阻的阻值.
故答案为:断开;5.
为防止电路中的电流过大、烧坏电路元件,连接电路时开关应断开;
根据电表的量程和分度值读出示数,再根据欧姆定律求出被测电阻的阻值.
本题考查了实验的注意事项和电表的读数以及欧姆定律的应用,是一道较为简单的应用题.
14.【答案】闭合、闭合?
【解析】解:在不拆改电路的前提下,将S和开关状态分别设置为闭合、闭合,短路,电路为待测电阻的简单电路,可测出电源电压表的示数为;
将S闭合、断开,两电阻串联,电压表测待测电阻的电压;
已知定值电阻阻值为,根据串联电路电压的规律,在中,定值电阻的电压为:
,根据分压原理:
待测电阻。
故答案为:闭合、闭合;。
闭合、断开时,待测电阻与定值串联串联,电压表并联在待测电阻两端,要使电压表测电源电压,应短路,据此分析;
根据串联电路电压的规律和分压原理得出待测电阻表达式。
本题考查串联电路的规律及欧姆定律的运用和设计方案测电阻的能力。
15.【答案】解:由图可知该电路是串联电路,与电阻串联的电表应是电流表,电流表测量电路的电流,与电阻并联的是电压表,如下图:
【解析】电流表串联在电路中,电压表并联在电路中,故据电流表和电压表的使用即可判断。
本题考查了电流表和电压表的使用,是一道基础题。
16.【答案】
?
b
?
电源电压过大
?
选用电流表的量程太小
?
8
?
将滑动变阻器滑到b端,闭合开关S,读出电压表的读数,记为
?
【解析】解:测量电阻的原理是或欧姆定律;
由图知,滑动变阻器的下面接了左边的接线柱,为保护电路,闭合开关前,应将滑片移至右边,即b端,使其阻值最大;
操作正确,刚一“试触”,就发现电流表的指针迅速摆动到最大刻度,说明电路中的电流较大,根据影响电流的因素,可能是电源电压过大或电流表的量程选择偏小或滑动变阻器的最大阻值偏小;
由图乙知,电压表的量程为,分度值为,示数为;
由图丙知,电流表的量程为,分度值为,示数为;
则;
被测电阻与滑动变阻器串联,电压表与被测电阻并联,开关串联在电路中,如图。
步骤:
将滑动变阻器滑到a端,闭合开关S,读出电压表的读数,记为U;
将滑片移至b端,闭合开关S,读出此时电压表的示数为,则滑动变阻器两端的电压为;
则电路中的电流;
则。
故答案为:;;电源电压过大;选用电流表的量程太小;;将滑动变阻器滑到b端,闭合开关S,读出电压表的读数,记为;??。
实验中根据来测量电阻值;
为保护电路,闭合开关前,应将滑片移至最大阻值处;
刚一“试触”,就发现电流表的指针迅速摆动到最大刻度,说明滑动电路中的电流太大,可能是电路中发生短路或滑动变阻器的电阻太小造成;
根据图乙和图丙读出电流表和电压表的示数,由计算出电阻值;
没有电流表,利用已知电阻和被测电阻串联找电流相等;被测电阻和已知最大阻值的滑动变阻器串联,电压表与被测电阻并联,滑动变阻器为最大值时,电压表测被测电阻电压,根据串联电路电压特点,求滑动变阻器电压,求滑动变阻器电流,即被测电阻电流,根据计算电阻。
此题是用伏安法测电阻的实验,考查了滑动变阻器的应用、电流表、电压表的读数及电阻的计算,同时考查了对电路故障的分析,是本题的难点,关键是能够分析出滑动变阻器可以相当于定值电阻,可根据串联电路的电流关系及欧姆定律间接地测出电阻两端的电压。
17.【答案】a?
?
?
小灯泡?
6?
?
80
【解析】解:闭合开关,二极管发光,说明a端是二极管的正极、b端是二极管的负极;
由图2知,电流表的量程为,分度值为,示数为,
小灯泡的电功率;
二极管的实际功率:,则耗电能更快的是小灯泡;
、闭合开关S、时,电路只有电阻工作,电压表测量电源电压;
b、闭合开关S,断开,两电阻串联,电压表测量两端的电压;
两次实验中,电压表指针位置相同,因为第一次测量电源电压,所以电压表选用的大量程,示数为6V,
第二次测量两端的电压,选用的为小量程,示数为,
此时电路的电流为:,
根据串联电路电压的规律知,两端电压为,
由知,电阻为:。
故答案为:;;;小灯泡;;;80。
闭合开关,二极管发光,根据电源的正极判断二极管的正极;
根据电流表的量程和分度值读出电流表的示数,根据求出灯的电功率;
灯的功率表示电流通过灯做功的快慢,功率越大,做功越快;
通过开关的转换分别使电压表测两端的电压为和电源电压,根据串联电路的规律及欧姆定律算出待测电阻。
本题考查了发光二极管的特点、电流表、电压表的读数、电功率的计算以及特殊方法测量电阻等知识,有一定的难度。
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