初中物理教科版九年级上册第五章2测量电阻练习题
一、单选题
用“伏安法测电阻”实验电路图如图所示,初步知道未知电阻的阻值在十几欧左右,如果考虑电流表及电压表的电阻,则下列判断正确的是
A.
测量值等于电阻的实际阻值
B.
测量值小于电阻的实际阻值
C.
测量值大于电阻的实际阻值
D.
以上三种情况都有可能
某同学想测量一个阻值约为的电阻,可供选用的器材有:干电池两节、电压表量程为、、电流表量程为、、滑动变阻器和电阻箱各一个,开关、导线若干.如图所示四个设计方案中,能测出阻值的最合理的方案是???
A.
B.
C.
D.
为了测出未知电阻的阻值,某同学利用阻值已知的电阻和一只电流表或电压表分别设计了如图所示的四种电路,其中可行的是电源电压未知且不变???
A.
?
B.
C.
D.
要测量一个阻值约为的电阻,提供的器材有:干电池两节、学生用电压表量程为、、学生用电流表量程为、、滑动变阻器、和电阻箱、各一个,开关、导线若干.下列四个设计方案中,能测出阻值的最合理的方案是
A.
B.
C.
D.
如何利用阻值已知的电阻和一只电流表或一只电压表,测出未知电阻的阻值,几个同学分别设计了如图所示的四种电路,其中可行的方法有电源电压未知:
A.
B.
C.
D.
如图所示是小成测量未知电阻的实验电路,电源两端电压不变,其中为阻值已知的定值电阻。当开关S、闭合,开关断开时,电流表示数为;当开关S、闭合,开关断开时,电流表示数为则下列四个选项中,的表达式正确的是
A.
B.
C.
D.
在物理实验中,对物理量进行多次测量,有的是为了通过多次测量减小误差,有的是为了通过多次实验寻找规律.其中为了减少实验误差的是
A.
?在探究“并联电路中干路电流与各支路电流的关系”时测量多组对应的干路电流和各支路电流
B.
在探究“电阻上的电流跟两端电压的关系”时测量多组对应的电流和电压值
C.
在“测量小灯泡的电功率”时,测量多组对应的电流和电压值
D.
在“测量未知阻值的电阻”时,测量多组对应的电流和电压值
用电流表和电压表测电阻时,电压表和电流表有如图所示的两种接法。关于这两种接法,下列说法正确的是
A.
甲图适合测量阻值较大的电阻,误差会减小
B.
乙图适合测量阻值较大的电阻,误差会减小
C.
若考虑甲图电流表本身的电阻,则测量值与真实值相比偏小
D.
若考虑乙图电压表本身的电阻,则测量值与真实值相比偏大
归纳总结是小明学习物理的常用方法。小明发现如图电路图可完成三个电学实验:探究电流与电压的关系探究电流与电阻的关系“伏安法”测电阻。小明进行了以下总结,其中正确的是
A.
三个实验的实验器材并不完全相同
B.
三个实验都能将定值电阻换成小灯泡
C.
三个实验中滑动变阻器作用完全相同
D.
三个实验都要多次测量取平均值来减小实验误差
某同学指出:在用伏安法测量电阻值的实验中,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.
向电路中连接变阻器时,应该使滑片位于变阻器阻值最大位置
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
二、填空题
利用伏安法测电阻时常常用到如图所示的两种电路,某同学实验时所用电流表的内阻约为,电压表的内阻约为,待测电阻的阻值约为,为了减小误差,他应该采用图______填“甲”或“乙”所示的连接方法,利用该方法进行实验时,测量结果会偏______填“大”或“小”。
小明想利用一块电流表和阻值已知的电阻测量电阻的阻值。小明选择了满足实验要求的电源、电流表A,并连接了实验电路,如图所示。请将实验步骤补充完整。
______。
开关、都闭合时,电流表A的示数用表示,请用、和表示______。
某同学在用伏安法测电阻的实验中,将实物连城如图所示电路,每节干电池为,被测电阻约为左右。则电路中出现的两处错误分别是:
______;
______。
在“用电流表、电压表测电阻”的实验中,某同学连接电路,如图所示。闭合电键前为了保护电路,应将滑动变阻器滑片移至______端选填“A”或“B”,各电表所测的值均不得超过它们的______,实验中通过改变滑动变阻器的电阻来改变待测电阻两端的______,该实验中多次测量的目的是______,最后求出电阻的大小。
三、作图题
在“测量小灯泡灯丝电阻”的实验中,小灯泡的额定电压为,正常发光时电阻大约为,有两个规格分别为“”“”的滑动变阻器,电源电压为图甲中已有部分电路连好,请用笔画线代替导线将电路连接完整。
四、实验探究题
小虎利用图甲的装置“探究电流和电阻、电压的关系”,其中的电源电压为,滑动变阻器的规格为“,1A”,选用的定值电阻的阻值分别是、、、。
如图甲,闭合开关后,小虎无论怎样移动滑动变阻器的滑片,两电表的指针始终处于图乙所示的状态,则电路故障可能是______。
小虎排除故障后,将的电阻接入电路,闭合开关,多次移动滑动变阻器的滑片,记录对应的几组电压表和电流表的示数,此过程小虎探究的是电流与______的关系。
要完成预定的实验任务,小虎把的电阻接入电路后,闭合开关,适当调节滑片的位置,电流表的示数如图丙所示。
实验中,把的电阻换成的电阻后,需要调节滑动变阻器,使电压表示数为______V。
为了完成4次实验,在实验开始前,可以分别采取的措施有______。填选项前的字母
A.换用“”的滑动变阻器
B.在甲图中串联一个的定值电阻
C.在甲图中串联一个的定值电阻
D.适当减小电源电压
上述实验完成后,小虎设计了如图丁所示的电路图图中电源电压未知,阻值已知,来测量未知电阻的阻值。
闭合S、,断开,适当调节滑片的位置,电压表示数为;
接着______,滑动变阻器滑片的位置保持不变,电压表示数为;
未知电阻的阻值______。用字母表示
【实验名称】用电流表和电压表测电阻
【实验器材】电压恒为3V的电源、电压表、电流表、标有“”字样的滑动变阻器,待测电阻、开关、导线若干。
【实验原理】______
【实验步骤】
小明按如图甲所示的电路图连接电路;
闭合开关,发现电流表示数如图乙所示,则下一步的实验操作是:先______,然后______。
小明测出待测电阻的阻值后,向老师汇报,老师指出他实验设计中存在着不足,其不足是______。
改进后,小明继续实验并将数据记录在表中,分析数据可知待测电阻的阻值为______;还可以初步得出:电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成______;
实验次数
电压
电流
1
2
3
实验过程中,若小明将滑片P移到了如图丙所示位置,闭合开关,此时电流表的示数为______。
五、综合题
小明同学要测量某未知电阻的阻值整个实验过程中电源电压保持不变
按照图甲电路图正确连接电路后,闭合开关,小明发现电流表无示数,但电压表示数很大。电路中出现的故障原因是______。
排除故障后,电流表和电压表的示数如图乙所示,则______接下来小明调整变阻器的滑片继续测量,这样做的目的是______。
小明想利用这些器材测量另一个未知电阻的阻值,但发现电流表已经损坏。小华帮他设计另一个实验方案:利用图丙所示的电路,为已知阻值电阻,先闭合开关S、,记下电压表的示数,再断开,记下电压表示数则______表达式用、、表示。
小明用图甲所示的电路,做伏安法测定值电阻实验。
按图甲连接电路,闭合开关,调节滑动变阻器滑片后,电流表示数为,此时电压表的示数如图乙所示,则定值电阻的阻值为______;
为了使测量结果更准确,小明进行了多次测量,记录了每次测量中电压表和电流表的数值,计算出每次测量所对应的的阻值,再求的______;
小明又设计了另一种测量电阻的方案,电路图如图丙所示,电路中定值电阻的阻值已知,电源电压未知。请你完善下列相关操作步骤,并写出电阻的表达式;
断开,闭合S、,用电压表测______两端电压,读出电压表示数为;
______填各开关的状态,用电压表测两端电压,读出电压表示数为;
电阻的阻值表达式为______用、、表示。
小明在完成实验后,利用图丁所示的电路,测出了额定电流为的小灯泡L的额定功率。电路中定值电阻的阻值已知,电源电压和滑动变阻器的最大阻值未知。请你完善下列相关操作步骤,并写出小灯泡L的额定功率的表达式。
断开,闭合S、,调节滑动变阻器的滑片,使电流表示数为______,小灯泡L正常发光;
断开,闭合S、,______,读出电流表示数为;
断开,闭合S、,调节滑片至最左端,读出电流表示数为;
小灯泡的额定功率的表达式为______用、、、表示。
答案和解析
1.【答案】C
【解析】解:当考虑到电流表和电压表的电阻时:
电流表和串联
通过和电流表的电流相等,即电流表测量的是通过和电流表的电流I
电压表测量的是和电流表两端的总电压,
又电流表
如仍用电压表示数除电流表示数即计算,则测量值将大于电阻的实际阻值。
故选:C。
在不考虑电流表和电压表的电阻时,电流表测量的是通过的电流,电压表测量的是两端的电压;当考虑到电流表和电压表的电阻时,电流表仍可看成测量的是通过的电流,但电压表测量的却是和电流表两端的总电压。如仍用计算,则测量值将大于电阻的实际阻值。
一般情况下不考虑电流表和电压表的阻值,本题在于突破常规思维,当考虑电流表阻值时,需将电流表看成是可测量电流的“特殊电阻器”。
2.【答案】D
【解析】
【分析】
本题考查了电阻测量电路的设计,解答本题不仅要求设计正确的方案,同时还要注意合理性。
测量电阻的原理:,根据测电阻的原理可知,要测量未知电阻的阻值,需要测量测未知电阻两端电压好通过的电流,根据各选项的电路逐个分析。
【解答】
A.由电路图可知,被测电阻和滑动变阻器串联,电压表测量未知电阻两端电压,电流表测量通过电路的电流,滑动变阻器可以起到多次测量减小求平均值减小误差的作用;
B.由电路图可知,电阻箱与被测电阻并联,可以先闭合开关S和,读出电流表示数,利用求出电源电压,然后在闭合开关S和,读出电流表的示数,被测电阻两端电压等于电源电压,可利用求出被测电阻,但不可以进行多次测量;
C.由电路图可知,电压表可以测量被测电阻两端电压,但无法得到通过被测电阻的电流,故C方案无法达到目的;
D.由电路图可知,只闭合开关时,电压表测量两端电压;当开关和都闭合时,变阻箱被短路,电压表测量电源电压,根据串联电路特点可知电阻箱两端电压,已知电阻箱的阻值和两端电压,根据欧姆定律即可求出电路中的电流,最后利用即可求出被测电阻,改变电阻箱的位置同样也可以起到多次测量;
综合上面的分析可知,AD都属于合理方案,但由于滑动变阻器的最大阻值较小,对定值电阻两端电压的影响也较小,因此D方案更加合理,故ABC不正确,D正确。
故选D。
3.【答案】A
【解析】
【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,根据求出电阻,并且要注意电表正负接线柱的连接。
本题考查了伏安法测电阻的探究实验,设计正确的电路图、排除电路故障是我们在实验中常遇到的问题,因此在实验课上我们要边实验边思考,将所学的理论与实际结合起来,锻炼我们解决实际问题的能力,注意伏安法测电阻的原理为欧姆定律的使用,一定要直接或间接测出电阻两端的电压和通过电阻的电流为目的,然后可由欧姆定律求得电阻的阻值。
【解答】
开关闭合,断开时和串联,电流表可以测出通过的电流;闭合时为的简单电路,不能直接或间接测量出的电压,所以不能求出的电阻;
开关闭合,S接1时电路为只有的简单电路,电流表测电路中的电流,根据欧姆定律求出电源的电压;当S接2时电路为未知电阻的简单电路,电流表测通过的电流,根据求出电阻;
无论开关是闭合还是断开,电压表都测量的电源电压,无法测量两端的电压,则无法测量其电阻;
开关和都闭合时,被短路,电压表测量电源电压U;只闭合时,和串联,电压表直接测量两端的电压,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,求出通过定值电阻的电流,根据串联电路电流处处相等,通过电流等于通过定值电阻电流,根据求出电阻;
综上分析可知可以测量的电阻。
故选A。
4.【答案】D
【解析】
【分析】
本题考查了电阻测量电路的设计,不仅会设计正确的方案,同时还要注意合理性。
测量电阻的原理是:,根据测电阻的原理可知,要测量未知电阻的阻值,需要测量测未知电阻两端电压和通过的电流,根据各选项的电路逐个分析判断。
【解答】
A、由电路图可知,被测电阻和滑动变阻器串联,电压表测量电阻两端电压,电流表测量通过电路的电流,但由于,电路中的电流为小于电流表的最小分度值,无法读出电流表示数,故A不合理;
B、由电路图可知,电阻箱与被测电阻并联,电流表测量干路电流,由于电路中的电流为小于电流表的最小分度值,无法读出电流表示数,故B不合理;
C、由电路图可知,电阻箱与被测电阻并联,闭合开关S,再闭合开关电压表测量两端电压,读出电压表示数,即电源电压;断开再闭合,无论怎样调节电阻箱的阻值不能为零,电压表示数不变,仍为电源电压,不能测出的阻值,故C不合理;
D、由电路图可知,闭合开关,开关可以使电压表分别测量两端电压和电源电压,根据串联电路特点可知电阻箱两端电压,已知电阻箱的阻值和两端电压,根据欧姆定律即可求出电路中的电流,最后利用即可求出被测电阻,由于电阻箱的阻值变化范围比较大,可以改变电阻箱的位置起到多次测量减小求平均值,减小误差,故D合理。
故选:D。
5.【答案】B
【解析】解:开关闭合,断开时和串联,电流表可以测出通过的电流;闭合时为的简单电路,不能直接或间接测量出的电压,所以不能求出的电阻。
开关闭合,S接1时电路为的简单电路,电流表测电路中的电流,根据欧姆定律求出电源的电压;当S接2时电路为未知电阻的简单电路,电流表测通过的电流,根据求出电阻。
开关和都闭合时,被短路,电压表测量电源电压U;只闭合时,和串联,电压表直接测量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,求出通过定值电阻的电流。根据串联电路电流处处相等,通过电流等于通过定值电阻电流根据求出电阻。
开关闭合,S接1时和S接2时电压表V的正负接线柱会连接错误,故无法测出正确的使用。
故选:B。
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,根据求出电阻,并且要注意电表正负接线柱的连接。
本题考查了伏安法测电阻的探究实验,设计正确的电路图、排除电路故障是我们在实验中常遇到的问题,因此在实验课上我们要边实验边思考,将所学的理论与实际结合起来,锻炼我们解决实际问题的能力。注意伏安法测电阻的原理为欧姆定律的使用,一定要直接或间接测出电阻两端的电压和通过电阻的电流为目的,然后可由欧姆定律求得电阻的阻值。
6.【答案】D
【解析】
【分析】
本题考查了并联电路的特点和欧姆定律的应用,分清电路的连接方式和电表所测的电路元件是关键。
由电路图可知,当开关S、闭合,开关断开时,与并联,电流表测支路的电流,根据并联电路的电压特点和欧姆定律求出电源的电压;当开关S、闭合,开关断开时,与并联,电流表测干路电流,根据并联电路的电流特点求出通过的电流,根据欧姆定律求出的阻值。
【解答】
由电路图可知,当开关S、闭合,开关断开时,与并联,电流表测支路的电流,
因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,由可得,电源的电压:,
当开关S、闭合,开关断开时,与并联,电流表测干路电流,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,通过的电流:,
则的阻值:。
故选D。
7.【答案】D
【解析】
【分析】
本题考查了物理实验中的方法运用,要知道在物理实验中,对物理量进行对此测量,有的是为了通过多次测量提高精度,有的是为了通过多次测量寻找规律,并能根据实际进行区分。
解决此题要知道初中物理实验进行多次测量目的是什么,一是为了求平均值,提高精度,减小误差;二是为了寻找普遍规律。
根据题意探究多次测量减小实验误差的,就需要将多次测量结果取平均值。
【解答】
A.在探究“并联电路中干路电流与各支路电流的关系”时测量多组对应的干路电流和各支路电流,是为了探究干路电流和各支路电流的关系,找到普遍规律,故A不符合题意;
B.在探究“电阻上的电流跟两端电压的关系”时测量多组对应的电流和电压值,是为了探究导体中的电流和导体两端电压的关系,找到普遍规律,故B不符合题意;
C.在“测量小灯泡的电功率”时,测量多组对应的电流和电压值,得到不同电压下灯泡的实际功率和发光亮度,是为了探究灯泡亮度与实际功率的关系,找到普遍规律,故C不符合题意;
D.在“测量未知阻值的电阻”时,测量多组对应的电流和电压值,采用多次测量电流和电压值,用分别求出的灯泡的电阻取平均值的办法来减小误差,故D符合题意。
故选D。
8.【答案】A
【解析】
【分析】
本题考查误差的分析,要明确两种不同的接法中电表对实验的影响,从而得出测量值与真实值之间的关系。
根据两接法的特点可知误差的来源及对结果的影响,即可得出其测量结果与真实值之间的关系;
根据要测电阻与电压表电流表内阻的大小关系确定内外接法;大电阻用内接法,测量值偏大,小电阻用外接法,测量值偏小。
【解答】
甲电路时安培表内接法,乙电路是安培表外接法,如果不考虑操作的偶然误差,按甲、乙两种电路进行实验;
C.甲图中电压表两侧的电压是待测电阻上的电压与电流表上的电压的和,所以甲图中电阻测量值:,即测量值与真实值相比偏大,故C不正确;
D.乙图中流过电流表的电流是待测电阻上的电流与电压表上电流的和,所以乙图中电阻测量值:,即测量值与真实值相比偏小;
A.甲方案中,当电流表的内电阻相对待测电阻越小,则电流表的分压越小,电流测量值越精确,电阻的测量结果越精确,故适合测量较大电阻,故A正确;
B.乙方案中,当电压表的内电阻相对待测电阻越大,则电压表的分流越小,电流测量值越精确,电阻的测量结果越精确,故适合测量较小电阻,故B不正确。
9.【答案】A
【解析】解:A、探究电流与电压的关系实验??要保持电阻不变,一个电阻即可;和“伏安法”测电阻,实验器材相同;
探究电流与电阻的关系,要保持电压不变,改变电阻大小,用到至少3个定值电阻,三个实验的实验器材并不完全相同,故A正确;
B、灯泡电阻随温度的变化而变化,电阻不是定值,由上分析,故B错误;
C、变阻器的作用是改变电压的电压多次测量;中的作用是控制电阻的电压不变,故C错误;
D、多次实验是为了避免实验的偶然性,得出普遍性的结论;
实验多次测量取平均值是为了减小实验误差。故D错误。
故选:A。
A.根据控制变量法确定不变的量和变化的量,确定所用的器材;
B、根据灯泡电阻随温度的变化而变化,电阻不是定值分析;
C、根据控制变量法分析变阻器在电路中的作用;
D、多次测量的目的有两个,一是得出普遍性的结论,二是取平均值来减小实验误差,根据实验确定目的。
本题将电学中的三个实验对比分析,考查控制变量法、归纳法及变阻器的作用及数据的处理,有难度。
10.【答案】C
【解析】解:A、滑动变阻器在实验中起的作用一是保护电路,特别是在开关闭合的一瞬间,把滑动变阻器的阻值调到最大处可以防止电流过大烧毁元件,作用二是通过改变自身的阻值从而改变待测电阻两端的电压和通过它的电流;故A选项说法正确;
B、实验开始前,开关应处于断开的状态,防止在连接线路图时,某些地方不合适引起电路中的电流过大烧坏元件;故B选项说法正确;
C、开关在电路中的作用是控制电路电流的通断,与开关是否靠近电源正极一端无关;故C选项错误;
D、电压表与被测电阻并联,电流表与被测电阻串联。故D说法正确;
故选:C。
“伏安法测量电阻”实验中,连接电路时,需要将电压表与电阻并联测量电阻的电压,需要电流表与电阻串联测量电阻的电流,连接电路的过程中,开关始终应该处于断开状态,滑动变阻器串联在电路中,在开关闭合前,把滑动变阻器的阻值调到最大处可以防止电流过大烧毁元件。
连接实物图时,要明确实验的目的和需要测量的物理量,根据各元件的作用和连接方式,连接实物图。
连接实物图时,要注意电压表和电流表量程的选择。
11.【答案】甲
?
小
【解析】解:因为;而,故待测电阻相对于电压表内阻较小,故与电压表并联时,电压表分流较小,故采用接法甲误差较小;
由甲图可知:通过待测电阻的电流是Rx和电压表并联后的总电流,则电流值偏大,根据可知:测量结果会偏小。
故答案为:甲;小。
根据要测电阻与电压表电流表内阻的大小关系确定内、外接法;根据测量数据用欧姆定律求测量值,根据电路求真实值。
选择电表的量程要估算出电路的电流及电压的最大值,分析好误差来源以确定电路接法及误差。
12.【答案】只闭合,记下电流表A示数;
【解析】解:只闭合开关,记下电流表A示数;
开关、都闭合时,短路,电路为待测电阻的简单电路,电流表的示数用表示。
根据电阻的串联和欧姆定律,因电源电压相等,所以,,
所以,。
故答案为:只闭合,记下电流表A示数;。
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。
再把已知电阻短路,只有已知电阻接在电路中,测此时电路的电流。
根据电阻的串联和欧姆定律,由电源电压相等列方程求解。
本题考查串联电路的规律及欧姆定律的运用和设计实验方案的能力。
13.【答案】电压表量程选择过大;电流表量程选择过大
【解析】解:
伏安法测电阻的实验中,滑动变阻器、电阻、电流表应串联,电压表与电阻并联;
由图电源由两节干电池组成,所以电源电压为3V,故电压表应使用量程;
电路中最大电流:,所以电流表应使用量程。
故答案为:电压表量程选择过大;电流表量程选择过大。
根据电源电压和灯泡电阻判断电表的量程。
本题是伏安法测电阻的实物图,要知道此实验的原理,明确连接方法,学会电表量程的选择办法。
14.【答案】B
?
量程
?
电压
?
取平均值,减小误差
【解析】解:闭合电键前,为了保护电路,应将滑动变阻器滑片移至阻值最大处的B端;
各电表所测的值均不得超过它们的量程;
实验中通过改变滑动变阻器的电阻来改变待测电阻两端的电压,从而改变电路中的电流;该实验中多次测量的目的是取平均值,减小误差,最后求出电阻的大小。
故答案为:B;量程;电压;取平均值,减小误差。
为保护电路,闭合电键前,将滑动变阻器滑片移至阻值最大处;
各电表所测的值均不得超过它们的量程;
为减小误差,要多次测量取平均值,据此分析实验中滑动变阻器的作用。
本题用电流表、电压表测电阻,考查注意事项、数据处理及变阻器的作用。
15.【答案】解:小灯泡的额定电压为,正常发光时电阻大约为,
小灯泡的额定电流为:,
将电流表串联在电路中,应选择的量程;
电压表应与灯泡并联,根据额定电压,应选择的量程。电路连接如图所示:
。
故答案为:见上图。
【解析】在连接电路时,注意电流表和电压表的连接方法。电流表串联在电路中,电压表与灯泡并联,并注意其量程和正负接线柱的接法。
本题考查了连接电路图,掌握电流表和电压表的使用规则以及量程的判断是解题的关键。
16.【答案】R断路?
电压?
2?
BD?
断开,闭合?
【解析】解:
如图甲,闭合开关后,小虎无论怎样移动滑动变阻器的滑片,两电表的指针始终处于图乙所示的状态,电流表示数为0,电路可能断路,电压表示数达到最大值,电压表与电源连通,则电路故障可能是R断路;
小虎排除故障后,将的电阻控制电阻不变接入电路,闭合开关,多次移动滑动变阻器的滑片,记录对应的几组电压表和电流表的示数,此过程小虎探究的是电流与电压的关系;
要完成预定的实验任务,小虎把的电阻接入电路后,闭合开关,适当调节滑片的位置,电流表的示数如图丙所示,电流表选用小量程,分度值为,电流为,
由欧姆定律,电阻的电压为:,研究电流与电阻的关系,要控制电阻的电压不变,故实验中,把的电阻换成的电阻后,需要调节滑动变阻器,使电压表示数为2V。
、电阻两端的电压始终保持,根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压:,变阻器分得的电压为电压表示数的倍,根据分压原理,当接入电阻时,变阻器连入电路中的电阻为:
,故为了完成整个实验,应该选取最大阻值至少的滑动变阻器,A错误;
BCD、因题中变阻器的最大电阻为,由串联电阻的规律,在甲图中串联的定值电阻至少为:
;
当定值电阻最小为时,由分压原理,定值电阻之外的电阻为:
,即串联的定值电阻最大为此时变阻器连入电路的电阻为,即串联的定值电阻范围为,B正确,C错误;
因变阻器最大电阻太小,故变阻器最大电阻连入电路中时,定值电阻的电压也大于2V,故在不更换变阻器的条件下,要适当减小电源电压,D正确;故为了完成4次实验,在实验开始前,可以分别采取的措施有B、D;
闭合S、,断开,适当调节滑片的位置,电压表示数为;
接着断开,闭合,滑动变阻器滑片的位置保持不变,电压表示数为;
在操作中,电压表测待电阻和定值电阻的电压,在操作中,电压表测定值电阻的电压,因电路的连接没有改变,各电阻的阻值和电压大小不变,由串联电路电压的规律,待测电阻的电压为:
,
根据分压原理:
未知电阻的阻值:
。
故答案为:断路;电压;;BD;断开,闭合;。
若电流表示数为0,说明电路可能断路;电压表示数接近电源电压,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的支路以外的电路是完好的,则与电压表并联的电路断路了;
电流与电阻和电阻有关,研究电流与其中一个因素的关系时,要控制另外一个因素不变;
根据电流表选用小量程确定分度值读数,由欧姆定律得出电阻的电压,研究电流与电阻的关系,要控制电阻的电压不变,据此回答;
、探究电流与电阻的关系,应保持电阻两端的电压不变;根据串联电路电压的规律求出变阻器分得的电压,根据分压原理,求出当接入电阻时变阻器连入电路中的电阻。
BCD、因题中变阻器的最大电阻为,由串联电阻的规律,可得出甲图中串联的定值电阻至少为多少;
当定值电阻最小为时,由分压原理可知定值电阻之外的电阻大小,从而得出串联的定值电阻最大值;
现有变阻器最大电阻太小,变阻器最大电阻连入电路中时,定值电阻的电压也大于2V,说明电源电压太大,据此分析。
本题探究电流和电阻、电压的关系,考查故障分析、控制变量法、欧姆定律、操作过程、对器材的要求和设计方案测电阻的能力。
17.【答案】
?
断开开关
?
将电流表正负接线柱交换连接
?
没有多次测量取平均值
?
10
?
正比
?
0
【解析】解:用电流表和电压表测电阻的原理为;
闭合开关,发现电流表示数如图乙所示,即电流表指针反向偏转,说明电流表正负接线柱接反了,则下一步的实验操作是:先断开开关,然后将电流表正负接线柱交换连接;
一次测量的结果误差较大,多次测量取平均值作为测量结果提高测量的准确程度,老师指出他实验设计中存在着不足,其不足是:没有多次测量取平均值。
由实验数据,根据欧姆定律,待测电阻,三次测量的电阻均为,取平均值作为测量结果,可知待测电阻的阻值为;
因待测电阻为定值,还可以初步得出:电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成成正比;
实验过程中,若小明将滑片P移到了如图丙所示位置,即移动陶瓷上去了,因陶瓷绝缘,故此时电路中的电流为0。
故答案为:;断开开关;将电流表正负接线柱交换连接;没有多次测量取平均值;;正比;。
用电流表和电压表测电阻的原理为;
电流应从电流表的正接线柱流入,从负接线柱流出;
为提高测量的准确度,要多次测量取平均值作为测量结果;
根据欧姆定律求电阻,为提高测量的准确程度取平均值为测量结果;根据为定值分析;
小明将滑片P移到了如图丙所示位置,根据绝缘体的电阻无穷大回答。
本题用电流表和电压表测电阻的原理、注意事项、数据处理、求电阻、及串联电路的规律和欧姆定律的运用。
18.【答案】电阻断路?
?
多次测量求平均值,减小实验误差?
【解析】解:
闭合开关,电流表无示数,说明电路存在断路故障;电压表示数很大,说明电压表与电源两极相连,电压表并联电路之外的电路不存在断路,则与电压表并联的电阻断路;
由图乙所示可知,电流表量程为,分度值为,示数为,电压表量程为,分度值为,示数为;
则电阻的阻值为:;
小明调整变阻器的滑片继续测量的目的是:多次测量求平均值,减小实验误差。
如图丙所示电路,先闭合开关S、,记下电压表的示数,此时电压表测电源电压;
再断开,两电阻串联,记下电压表示数电压表测的电压,则串联电路的电流;
待测电阻的阻值:。
故答案为:电阻断路;;多次测量求平均值,减小实验误差;。
根据电路故障现象分析电路故障原因。
由图示电表确定其量程与分度值,读出其示数,然后由欧姆定律求出电阻阻值;多次测量求平均值可以减小实验误差。
根据图丙所示电路图分析完成实验,然后应用串联电路特点与欧姆定律求出电阻阻值。
本题考查了电路故障分析、电表读数、求电阻阻值、完善实验步骤等,对电表读数时,要先确定其量程与分度值,然后再读数,读数时视线要与电表刻度线垂直。
19.【答案】15?
平均值?
电源?
断开开关,闭合开关S、?
?
?
保持滑动变阻器的滑片的位置不变?
【解析】解:图乙知,电压表的量程为,分度值为,示数为,则的阻值为:
;
为了使测量结果更准确,小明进行了多次测量,记录了每次测量中电压表和电流表的数值,计算出每次测量所对应的的阻值,再求的平均值,这样可以减小误差;
断开,闭合S、,用电压表测电源两端电压,读出电压表示数为;
断开开关,闭合开关S、,电压表测量电阻两端的电压,电压表示数为;
电路的电流为:
由欧姆定律得的阻值:
;
断开,闭合S、,调节滑动变阻器的滑片,使电流表示数为,小灯泡L正常发光;
断开,闭合S、,保持滑动变阻器的滑片的位置不变,读出电流表示数为;
断开,闭合S、,调节滑片至最左端,读出电流表示数为,此时电路中只有接入电路,电源电压为
断开,闭合S、,保持滑动变阻器的滑片的位置不变时,此时变阻器与串联,根据串联电路分压特点,则有:
,
则此时滑动变阻器接入电路的阻值为:
断开,闭合S、时,此时小灯泡与变阻器串联,滑动变阻器两的电压为:
,
此时小灯泡的额定电压为:
,
则灯的额定功率为:
【】。
故答案为:;??平均值;电源;断开开关,闭合开关S、;?;;保持滑动变阻器的滑片的位置不变;。
根据电压表的量程和分度值读出电压表的示数,由欧姆定律算出定值电阻的阻值;
多次测量求平均值,可以减小误差;
根据电路图知:断开,闭合S、,用电压表测电源电压,读出电压表示数为
断开开关,闭合开关S、,电压表测量电阻两端的电压,电压表示数为;
定值电阻与待测电阻串联,已知定值电阻电压与阻值,由欧姆定律可以求出电路电流,已知待测电阻两端的电压,由欧姆定律可以求出待测电阻的阻值;
在没有电压表的情况下,根据,测量额定电流为的小灯泡额定功率,关键是测量灯的额定电压,根据并联电路电压的规律可求灯的额定电压;
断开,闭合S、,调节滑动变阻器的滑片,使电流表示数为,小灯泡L正常发光;
断开,闭合S、,保持滑动变阻器的滑片的位置不变,读出电流表示数为;
断开,闭合S、,调节滑片至最左端,读出电流表示数为,此时电路中只有接入电路,电源电压为
断开,闭合S、,保持滑动变阻器的滑片的位置不变时,此时变阻器与串联,根据串联电路分压特点,则有:
,据此求出此时滑动变阻器接入电路的阻值;
当断开,闭合S、时,此时小灯泡与变阻器串联,根据欧姆定律算出滑动变阻器两的电压,由串联电路电压的规律算出此时小灯泡的额定电压,根据写出灯的额定功率的表达式。
本题考查了伏安法测量电阻以及测小灯泡功率的实验,考查了在没有电压表的情况下设计实验方案测量电功率和电阻的能力,属于难题。
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