17.3电阻的测量
姓名:__________
班级:__________考号:__________
一、选择题(共20题)
1、
在伏安法测电阻中( )
A.实验原理是焦耳定律
B.实验需要多测几组数据,目的是为了寻找普遍规律?
C.继续分析实验数据也能得出:电阻一定时,导体中的电流跟导体两端电压成正比
D.若把电阻换成小灯泡,测得不同电压下小灯泡的阻值几乎相同
2、
某同学设计了如图所示的四种电路,其中电源电压不变且未知,R0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Rx阻值的电路是( )
A.只有①???
???
???
?
B.只有②③
C.只有①②③???
???
???D.①②③④都可以
3、
在科学实验时,为了减小误差或寻找普遍规律,经常需要进行反复多次实验:
①“测量物体的长度”时,多次测量;
②“研究杠杆的平衡”时,改变动力(臂)和阻力(臂),多次测量;
③“研究串、并联电路的电流特点”时,换用不同定值电阻,多次测量;
④“用电压表和电流表测导体的电阻”时,多次测量电阻两端电压和通过电阻的电流值;
上述实验中寻找普遍规律的是( )
A.①②???
B.①③???
C.②④???
D.②③
4、
未知电阻Rx的阻值不小于5Ω,电源由两节干电池串联组成.除了开关、导线外,可供使用的实验器材有:电压表(量程0﹣15V,0﹣3V),电流表(量程0﹣3A,0﹣0.6A),滑动变阻器R(20Ω,1A),阻值已知且大小不等的定值电阻R1和R2.小明同学利用了上述器材设计了测量未知电阻Rx的四种实验电路,其中可以测出未知电阻Rx的是( )
A.
B.??
C.
D.
5、
如图甲所示,是某同学接好的测量小灯泡电阻的电路,闭合开关,灯E1
不亮,两??表示数均为零。该同学用图19乙中的检测灯E2
检测电路。E2
的两根接线分别接在B、N两点,仅E2
亮,两表示数均为零;分别接在A、C两点,E1、E2均亮,电流表示数为零,电压表示数不为零;分别接M、N两点,E1、E2均不亮,两表示数均为零。由以上检测中观察到的现象判断出电路故障可能是( )
A.滑动变阻器短路??????
B.从M经开关至N间有断路
C.导线CD断路,电流表短路??D.滑动变阻器断路,电流表短路??
6、
下列图象中,能正确描述小灯泡U-I关系的是:(???
)
7、
在探究电路的电流规律实验时用了图中的某个电路,已知R1=R2<R3,电流表的读数分别是:A1为0.3A、A2为0.15A、A3为0.45A.测量时的电路图应是
(?
)
8、
为了比较电阻R1和R2的大小,四位同学分别设计了如图所示的电路,其中不可行的是()
A.???B.
C.
?
D.
9、
小明在实验室用伏安法测量小灯泡的电阻,发现灯泡发光较暗时和发光较亮时测出来小灯泡的电阻不同,对这个问题的解释合理的是(?
)
A.小灯泡两端的电压不同,所以电阻不同
B.通过小灯泡的电流不同,所以电阻不同
C.两次灯丝的长度不同,所以电阻不同
D.两次灯丝的温度不同,所以电阻不同
10、
如图所示,电源的电压不变,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P向左端移动过程中,下列说法正确的是( )
A.电流表A的示数减小,电压表V的示数增大
B.电流表A的示数增大,电压表V的示数减小
C.电流表A和电压表V的示数都减小
D.电流表A和电压表V的示数都增大
11、如图所示,电流表示数为I,电压表示数为U,不考虑温度对定值电阻的影响,则正确的是( )
A.U=0,R=0
B.U变大时,U/I变大
C.I变大时,U/I变小
B.U变大时,U/I不变
12、如图所示的四个电路中,电源电压保持不变,R0为已知阻值的定值电阻,可以测出未知电阻Rx阻值的电路是()
A.
?B.??
C.?
?D.
13、小朱在测量一电阻的阻值时,用相同的器材设计了两个电路,电路图如图所示。若把滑动变阻器的滑片从最左端移到最右端(电压表、电流表均未超过量程),下列说法正确( )
A.甲图电压表示数变化范围大???
B.乙图的电压表示数变化范围大
C.甲图的电流表示数变化范围大??
D.甲图和乙图的电流表示数变化范围一样大
14、如图所示的是李江同学为测量小灯泡的电阻而连的电路,有关该实验,下列说法中错误的是( )
A.闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到最左端
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不同而不同
D.在图示位置闭合开关后,向左移动滑动变阻器的滑片,则小灯泡变亮
15、
现有两个阻值不等的未知电阻R1和R2,为了分辨它们的阻值大小,几个同学分别设计了如选项所示四种电路,其中不可行的是( )
16、
某同学在只有电流表或电压表的情况下想测量未知电阻Rx的阻值,其中电源电压未知,
定值电阻和滑动变阻器的最大阻值均已知,下列电路中,可以测出Rx阻值的是( )
17、
手机工作原理可简化为如图所示电路,R
是阻值已知的定值电阻,U是手机工作部件两端电压,I是电路中的电流。手机在工作过程中,电池的电压会发生变化,U与I的比值会随着I的变化而变化。手机正常工作时,要对U和I进行监测。若测量出UR,则( )
A.只能监测U
B.只能监测I
C.既能监测U,又能监测I
D.既不能监测U,也不能监测I
?
18、
某同学指出:在用伏安法测量电阻的实验中,连接电路时,必须注意下列几点,你认为其中不必要的一条是
A.向电路中连接滑动变阻器时,应该使滑片位于滑动变阻器阻值最大的位置
B.向电路中连接开关时,应该先将开关断开
C.开关应该接在靠近电源电流流出的一端
D.电压表应与待测电阻并联,电流表应与待测电阻串联
19、
如图所示的电路中,电源电压保持不变。闭合电键S后,滑动变阻器R1的滑片P由中点向右端移动,当滑片P移至右端,为使此时电流表A1示数与电流表A示数的比值,跟原先滑片P置于中点时的比值一致,需用电阻Rx来替换R2则( )
A?
Rx<
R2??
?
???
B?
Rx>R2???
???
C?
Rx=R2??
D?
以上三种情况都有可能
20、
在“伏安法测电阻”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
二、填空题(共6题)
1、
某小灯泡上标有“6
V 6
W”字样,其电流随两端电压变化关系的曲线如图所示,则当该小灯泡两端的电压为2
V时,通过小灯泡的电流为 A,此时小灯泡的电阻为 Ω。?
2、
如图所示,是某同学用“伏安法”测量定值电阻R(阻值未知)实验电路图.如果电流表的内阻为RA,示数为;电压表的内阻为RV,示数为U,则通过待测电阻R的电流为??
,待测电阻R的阻值为??
.
3、
在测量电阻的实验中,所给的电压表有“0~3V”和“0~15V”两个量程,电流表有“0~0.6A”和“0~3A”两个量程,电源是两节干电池串联,待测电阻的阻值大约是10Ω,那么,电压表应选的量程为______,电流表应选量程为________。
4、
小明设计并连接了如图甲所示的测量电阻的电路,所使用的电源为两节干电池.指出他在电路设计或连接上存在的一个问题:_________;经改正后,所测得的数据绘出的图象如图乙所示,该待测电阻的阻值为________Ω.?
5、
某实验小组利用一个阻值为5Ω的电阻R0设计了一个测未知电阻Rx的电路,如图甲所示,他们发现两个电表的指针偏转角度相同,如图乙所示,则Rx
=??
Ω,电源电压U=???
。
6、
在图所示的电路中,电源电压保持不变。闭合电键S后,滑动变阻器R1的滑片P由中点向右端移动:
①
三个电表中示数不变是?
?
表;
②
当滑片P移至右端,为使此时电流表A1示数与电流表A示数的比值,跟原先滑片P置于中点时的比值一致,需用阻值?
?
电阻R2的电阻Rx来替换R2。(选填“大于”、“等于”或“小于”)
三、实验,探究题(共3题)
1、
为了比较方便地测量出未知电阻的阻值,物理兴趣小组的同学设计了一个“电阻测量盒”:将一个电源(电压不变)?一个阻值为的定值电阻?一个开关和一个电流表用导线连接起来装入一个盒内,并引出两根导线到盒外,如图所示?未使用时,盒内开关断开,电流表无示数?使用时,将盒外的两根导线分别与待测电阻的两端相连,读取开关闭合时电流表的示数?开关断开时电流表的示数,经计算得知的阻值?
请你解答如下问题:
(1)在下图的虚线框内画出测量盒中符合上述设计要求的两种可能的电路图(??
);
(2)在你所设计的电路中任选一种,推导出待测电阻的数学表达式______?(请注明所选择的电路,表达式用已知量和测量量表示)
2、
为测量额定电压为“3V”的小灯泡发光时的电阻,小程连接了如图所示的电路,其中电源电压恒定为6V。
(1)小程合理地连接好电路,闭合开关,发现小灯泡不亮,但电流表、电压表示数都不为零,接下来他应进行的操作是______;
A.检查灯泡是否断路??????
B.检查灯泡是否短路
C.检查开关是否接触良好?????
D.移动滑动变阻器的滑片
(2)下表为小程记录的实验数据:
实验序号
电压表示数/V
电流表示数/A
1
1.00
0.250
2
2.00
0.400
3
2.40
0.500
4
3.00
0.520
小程在测量第一组数据后再测量第二组数据时,滑动变阻器的滑片P应向______端滑动(选填“左"或“右”)。老师发现小程测量的数据中有一组明显有误,则错误的一组是:______(选填序号“1”"、“2"、“3”或“4”);
(3)在完成以上实验后,小程还想测量另一个额定电压为3.8V的小灯泡的额定功率,但该电压表“0-15V"量程已损坏,只有“0-3V”量程可用,只更换小灯泡,其他器材不变。请设计出完成该实验的电路图并画在虚线框中(??
)。
3、
如图1是小明测量未知电阻R1阻值的实物图。
(1)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应滑到最 ??
(选填“左”或“右”)端。
(2)某次实验中,移动滑片使电压表示数为2.0V,此时电流表的指针位置如图﹣2所示,则电流表的示数为 ??
A,本次测得R1的阻值为 ??
Ω。
(3)现有另一个未知电阻R2(阻值约为400Ω),若仅将图﹣1中的R1替换为R2,其它器材和电路连接不变,则不能测出R2的值,其原因是实验中 ??
表无法读数。
四、计算题(共2题)
1、
我们可以用如图所示的电路测量未知电阻R1的阻值,由于电压表的阻值很大,电路分析时,我们常将电压表视为断路来处理,但是实际上会有一部分的电流流经电压表,若电压表的内阻R1=500Ω,调节电路,使电压表和电流表的示数分别为10V和0.1A,则:
(1)通过电压表的电流是多大?
(2)未知电阻R2的真实值是多大?
(3)这种测量电路适合待测电阻很大还是很小的情况?说明理由.
2、
在进行某些电学测量时,把电压表看成能显示其两端电压的大电阻,将它与一个阻值很大的待测电阻R
x
串联接入电路,根据电压表的示数可以测出R
x
的阻值,这是一种测量大电阻的方法。如图所示的电路中,电压表的内阻R
v
=
20
kΩ,量程为150
V,最小分度值为5
V,电压U=110V,电压表的示数为50V
.
(1)求电路中的电流大小。
(2)求待测电阻R
x
的阻值。
(3)上述电路中,若将R
x
换成阻值约为20
Ω的小电阻,用这种测量方法能否准确测出它的阻值?写出你的判断依据。
参考答案解析
一、选择题
1、
C
【解析】A、伏安法测电阻的原理是:欧姆定律,即R=,故A错误;
B、实验需要多测几组数据的目的是取电阻的平均值,减小误差,故B错误;
C、分析实验数据也能得出,在电阻一定时,导体中的电流跟导体两端的电压成正比,故C正确;
D、灯泡实际功率随电压与电流的增大而增大,灯泡实际功率越大,灯丝温度越高,灯泡电阻受温度影响,随温度升高而增大,因此三次测得小灯泡的阻值不相等,故D错误。故选:C。
2、
C
3、
D
4、
ABCD.
【点评】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方设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.
5、
D?
6、
D
7、
B解:A、为串联电路,三个电流表的示数应该相等,显然不符合题意,该选项错误.
B、R2和R3组成并联电路,电流表A1测R2的电流,电流表A2测R3的电流,电流表A3测干路的总电流;根据欧姆定律和并联电路电流的规律,因为R2<R3,所以A1的示数应大于A2的示数,A3的示数等于A1和A2的示数之和,符合题意,所以该选项正确.
C、R1和R2组成并联电路,电流表A1测R1的电流,电流表A2测R2的电流,电流表A3测干路的总电流;根据欧姆定律和并联电路电流的规律,因为R1=R2,所以A1的示数应等于A2的示数,A3的示数等于A1和A2的示数之和,不符合题意,所以该选项错误.
D、R2和R3组成并联电路,电流表A1测R2的电流,电流表A3测R3的电流,电流表A2测干路的总电流;根据欧姆定律和并联电路电流的规律,因为R2<R3,所以A1的示数应大于A3的示数,A2的示数等于A1和A3的示数之和,不符合题意,所以该选项错误.
故选B.
8、
D解:A、两个电阻串联,电压表V1测量电阻串联的总电压,电压表V2测量电阻R1两端的电压,根据串联电路电压的规律,电阻R2两端的电压等于电压表V1和V2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、两个电阻并联,两个电流表分别测量通过两个电阻的电流,根据电流的大小就可以比较出电阻的大小.
D、两电阻串联,电压表测量R2两端的电压,电流表测量通过电路的电流,只能测出电阻R2的阻值,不能测出R1的阻值,因此无法比较两电阻阻值的大小.
故选D.
9、
D解:AB.电阻是导体本身的一种性质,只与导体的材料和长度、横截面积、温度有关,与两端的电压和通过的电流无关,故AB不正确;
C.同一只灯泡,灯丝的材料、长度、横截面积不变,故C不正确;
D.灯泡发光较暗时和发光较亮时,灯泡两端的电压和通过的电流不同,实际功率不同,灯丝的温度不同,灯丝的电阻不同,所以灯丝的电阻与温度有关,故D正确.
故选D.
10、
B
11、
D
解析:不考虑温度对定值电阻的影响,电压电流变化时,U/I不变,选项D正确。
12、
ABD解:
A、开关S闭合时,R0短路,电压表测量电源电压;开关S断开时,电压表测量Rx两端的电压;
根据串联电路总电压等于各分电压之和,求出R0两端的电压,根据I=求出通过R0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=可求出Rx电阻,故A正确;
B、由电路图可知,当S断开时,电路为R0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R0、Rx并联,电流表测干路电流,因通过R0的电流不变,根据并联电路的电流特点可求通过Rx的电流,再根据并联电路的电压特点和欧姆定律即可求出Rx阻值,故B正确;
C、开关S闭合时,Rx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Rx的值.故C错误;
D、由电路图可知,当开关S闭合时,电路为R0的简单电路,电流表测电路中的电流,根据欧姆定律求出电源的电压;当开关S断开时两电阻串联,电流表测串联电路的电流,根据欧姆定律求出电路的总电阻,再根据电阻的串联求出Rx阻值,故D正确.
故选ABD.
13、
B
14、
D
15、
D
16、
BC?
17、
B
18、
C?
19、
B?
20、
B
二、填空题
1、
0.5 4
2、
???
3、
0~3V?
0~0.6A?
4、
电流表的正负接线柱接反了 5
能力题组
5、
20
;5.6
6、
(21)V;?
?(22)大于。
三、实验,探究题
1、(1).
?(2).
第一种电路;第二种电路
【解析】(1)第一种电路图设计,让待测电阻与定值电阻并联,开关控制所在支路,电流表测干路电流,如下图所示。
第二种电路图设计,让待测电阻与定值电阻串联,开关与并联,电流表测整个电路的电流,如下图所示
(2)第一种电路,当开关断开时,电路中只有待测电阻接入电路,两端的电压即为电源电压,即
?
①
当开关闭合时,待测电阻与定值电阻并联,电流表测干路的电流,两电阻两端电压为电源电压,即
???
②
联立①②解得
第二种路,当开关断开时,待测电阻与定值电阻串联,通过电阻的电流为;此时电源电压为
???
③
当开关闭合时,定值电阻被短路,电路中只有接入电路,则电源电压为
??
④
联立③④解得
2、
(1).
D???
(2).
右???
(3).
3???
(4).
【解析】(1)电路连接正确后,闭合开关,电流表、电压表均有示数,电路为通路,发现小灯泡不亮,说明电路中的电流过小,故但接下来应进行的操作是:移动滑动变阻器的滑片,观察灯的发光情况,故选D。
(2)由表格数据可知,第二组数据电压表示数大于第一组电压表示数,即增大灯泡两端的电压,故滑动变阻器的滑片P应向右滑动,减小滑动变阻器连入电路的阻值,减小分压。
(3)分析表格数据可知,第3组数据明显有误,因为由4组数据计算可得灯泡的电阻分别为
RL1===4Ω,RL2===5Ω,RL3===4.8Ω,RL4==5.77Ω
RL3小于RL2,不符合电压越高,通过灯泡的电流越大,灯丝温度越高,灯丝阻值越大的规律,所以第3组数据是错误的。
(3)
电源电压恒定为6V,故可用电压表用“0?3V”的量程测滑动变阻器的电压,电路图如图所示:
3、
(1)右;(2)0.16;12.5;(3)电流。
【解答】
(1)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应滑到阻值最大处,即最右端;
(2)某次实验中,移动滑片使电压表示数为2.0V,此时电流表的指针位置如图﹣2所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,则电流表的示数为0.16A,由欧姆定律,R1===12.5Ω;
(3)电源电压为3V,现有另一个未知电阻R2(阻值约为400Ω),由欧姆定律,电路的最大电流为:
I′==≈0.0075A,小于电流表分度值0.02A,若仅将图﹣1中的R1替换为R2,其它器材和电路连接不变,则不能测出R2的值,其原因是实验中电流表无法读数。
四、计算题
1、
解:(1)根据题意和电路图可知,电压表的内阻R1和待测电阻R2并联,电流表测量干路的电流;
通过电压表的电流:
I1===0.02A;
(2)因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以通过R2的电流:
I2=I﹣I1=0.1A﹣0.02A=0.08A,
因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以未知电阻R2的真实值:
R2===125Ω;
(3)当待测电阻的阻值比电压表的内阻小很多时,电压表分得的电流很小,电流表的示数接近通过待测电阻的电流,测量的结果比较准确,所以,这种测量电路适合待测电阻很小的情况.
答:(1)通过电压表的电流是0.02A;
(2)未知电阻R2的真实值是125Ω;
(3)适合测电阻很小的情况,因为待测电阻的阻值比电压表的内阻小很多时,电压表分去的电流就很小,这时,电流表测量的电流就接近通过待测电阻的电流,测量的结果比较准确.
2、
(1)
(2)
(3)不能。由得UV
≈
110V,电压表的最小分度值为5V,所以电压表的示数为110V,U
x
=
0V,无法测出R
x
的阻值
详解:(1)电压表的内阻R
v
=20
kΩ,量程为150V,最小分度值为5V,电压U=110V,
代入欧姆定律公式求得电路中的电流大小;(2)在待测电阻R
x
端的电压为U
–
U
x
,代入欧姆定律公式求得待测电阻R
x
的阻值;(3)若将R
x
换成阻值约为20Ω的小电阻,用这种测量方法不能准确测出它的阻值,根据串联电路电阻与电压成正比可知,,又U
V
+
U
x
=110V,解得UV≈110V,电压表的内阻R
v
两端的电压约为110V,而电压表最小分度值为5V,所以电压表的示数显示为110V,U
x
≈
0。所以无法没出R
x
阻值。