15.3“伏安法“测电阻
同步测试
一.选择题
1.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
2.用伏安法测导体电阻的实验中,连接电路时,以下哪项要求是没有必要的( )
A.连接滑动变阻器的时候,应该使滑片位于变阻器阻值最大的位置
B.连接开关时,应该先将开关断开
C.开关应该在靠近电源、电流流出的一端,即接在电源的正极上
D.电压表应与待测电阻并联,电流表应与待测电阻串联,并使电流从正接线柱流进,由负接线柱流出
3.图为某同学在做电学实验时的电路的一部分,根据此电路图,你可以判断该同学正在做的实验是( )
A.肯定是测定小灯泡的电功率
B.肯定是测定小灯泡的灯丝电阻
C.肯定是研究小灯泡的电流、电压关系
D.以上三个实验均有可能
4.在“用伏安法测电阻”的实验中,下列注意事项中,没有必要的是( )
A.接电路时,先断开开关
B.应从电源的正极开始连线,开关应靠近电源的正极
C.在无法估计被测电阻大小时,电流表、电压表应选用较大的量程
D.将变阻器连入电路时,滑片应放在变阻器阻值最大的位置上
5.在测量小灯泡电阻的实验中,小明设计了图所示的三个电路图,正确的是( )
A.甲、丙
B.乙、丙
C.甲、乙
D.甲、乙、丙
6.在用伏安法测电阻的实验中,某同学列出下列几条注意事项,其中没有必要的是( )
A.连接电路过程中,开关始终是断开的
B.应从电源正极开始接线,开关应靠近电源正极
C.使用电表前要选择量程,调零
D.不准用导线将电源正、负极直接连在一起
7.在用伏安法测电阻的实验中,连接电路正确的是( )
A.开关断开或闭合都可以
B.连接滑动变阻器时,应该使滑片置于接入电路的阻值最大处
C.接线时,必须从电源正极开始,开关要靠近电源正极
D.在实验结束时,只要把变阻器滑片再置于电阻值最小位置即可
8.某同学利用下图所示的电路做“伏安法测电阻”的实验,已知电源电压恒为8V,滑动变阻器标有“20Ω,1A”字样,实验中该同学填写的实验数据如表所示。下述关于实验的几种说法中正确的是( )
序号
1
2
3
4
U/V
2.0
3.0
4.0
5.0
I/A
0.21
0.30
0.40
0.49
①该同学测得此电阻的阻值约为10Ω;
②序号“3”的实验中,滑动变阻器与待测电阻的阻值之比为1:1;
③序号“1”实验数据是使用现有器材无法得出的;
④仅用该同学的实验器材就能探究电流与电阻的关系。
A.①②
B.①④
C.①②④
D.①②③
9.在“伏安法测电阻”的实验中,关于滑动变阻器作用的下列说法中正确的是( )
A.控制电源的电压,以免损坏电压表
B.改变电阻两端的电压和电路中的电流,实现多次测量
C.使电压表和电流表的读数更加准确
D.只能使电阻两端的电压升高,电阻中的电流变大
10.如图所示,是一种“伏安法”测电阻的电路图,下列关于电阻Rx的测量误差及其产生原因的说法中正确的是( )
A.测量值偏大,由于电流表有内阻
B.测量值偏小,由于电压表有内阻
C.测量值偏大,由于电压表有内阻
D.测量值偏小,由于电流表有内阻
二.填空题
11.用电流表和电压表分别测量出通过小灯泡的电流I和小灯泡两端的电压U,就可以利用
来计算出小灯泡的电阻。测量时,为了减小误差,需要测出
电流和电压的数据。在电路中接入
就可以改变通过小灯泡的电流。
12.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
、
。
13.在用伏安法测电阻时,已知待测电阻的阻值在10欧~20欧之间,现有电压为6伏的电池组,那么,在实验中电压表应选
的量程,电流表应选
的量程。
14.在实验室里,我们通常用伏安伏安法来测定电阻的阻值,即只要测出电阻两端的
和通过它的
,就可以用欧姆定律变形式
算出电阻的阻值。如果实验是测小灯泡的电阻,做完实验后得到几组数据,经计算会发现几组数据中小灯泡的电阻值不是一个定值,你觉得影响这一现象的因素是
。
15.小明同学学习了“用电压表和电流表测电阻”的实验后。他想,导体有电阻,电流表也应该有电阻,于是他设计了如图所示的测量电流表电阻的电路图。开关S闭合前,滑动变阻器的滑片P应处于
位置。若开关S闭合后,滑动变阻器的滑片P滑到某一位置后,电压表的读数为1.1V,电流表的读数为0.4A.则电流表电阻为
Ω。
三.实验探究题
16.用伏安法测电阻的实验中,实验电路图如下所示,电源电压保持不变:
(1)该实验的原理是
。
(2)闭合开关S前,滑动变阻器滑片P应置于
(填“A”或“B”)端。
(3)小华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、电流表示数如图乙所示,则被测电阻Rx=
。
17.实验小组的同学进行“伏安法测量小灯泡电阻”的实验,小灯泡正常发光时的电压为2.5V(阻值约为10Ω),滑动变阻器的规格为“20Ω
1A”。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的电路连接完整(要求导线不得交叉,滑片向左移动时,变阻器接入电路的电阻变大)。
(2)移动变阻器的滑片,分别记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制了如图乙所示的I﹣U关系图象,根据图象提供的信息可知,小灯泡正常发光时的电阻是
Ω。图象不是一条直线,原因是小灯泡的电阻随
的变化而变化。
(3)完成上述实验后,同学们又添加一个阻值为100Ω的电阻R,设计了图丙的电路,你认为用此电路
(选填“能”或“不能”)测出小灯泡正常发光时的阻值。
参考答案
1.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。
C、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。
2.解:AB、连接电路时,开关应时刻为断开状态;并将滑动变阻器滑片移至阻值最大处;故不合题意;
C、串联电路中,开关起的作用与开关的位置无关,因此开关在电路的任何位置都可以;故符合题意;
D、根据电压表和电流表的使用规则可知,电压表应与待测电阻并联,电流表应与待测电阻串联,并且电流从正接线柱流进,从负接线柱流出;故不合题意。
故选:C。
3.解:由电路图可知,图示电路可以测出灯泡两端电压U与通过灯泡的电流I,
由P=UI可以求出灯泡功率,由欧姆定律可以求出灯泡电阻,可以探究灯泡电压与电流的关系,
因此A、B、C均可能,但到底是做什么实验,我们无法确定,故ABC错误,D正确;
故选:D。
4.解:
A、说法正确,连接电路时,开关应断开,是为了防止短路,故A不符合题意。
B、没有必要,只要能正常快速连接即可,故B符合题意。
C、说法正确、在无法估计被测电压、电流的大小时,电流表、电压表应选用较大的量程,可以保护电表,故C不符合题意。
D、说法正确,将变阻器连入电路时,滑片应放到使电路中电流最小的位置,即为阻值最大位置,也是为了保护电路,故D不符合题意。
故选:B。
5.解:为了测量小灯泡的电阻,电流表与灯泡串联测量通过灯泡中的电流,电压表与灯泡并联,测量灯泡两端的电压;故甲、乙电路图正确,丙图错误。
故选:C。
6.解:A、为保护电路,在连接电路过程中,开关始终是断开的,故A事项是必须的;
B、连接电路时,既可以从电源正极出发,也可以从电源负极出发,开关与控制的用电器串联连接,与位置无关,不一定要靠近电源正极,故B事项不必要;
C、使用电压表和电流表时要选择合适的量程,测量前必须调零,故C事项是必须的;
D、用导线将电源正、负极直接连在一起会引起电源短路,故不准用导线将电源正、负极直接连在一起,故D事项是必须的。
故选:B。
7.解:A、为防止电路连接出现错误,在连接过程中开关应该断开,所以A错误;
B、连接滑动变阻器时,应该使滑片移至最大阻值处,所以B正确;
C、接线时,可从正极开始,也可从负极开始,开关位置不一定要靠近电源正极,所以C错误;
D、滑动变阻器在电路中起保护电路的作用,所以即使实验结束,也不能将滑片移至最小阻值。
故选:B。
8.解:①由欧姆定律,待测电阻R1==≈9.52Ω,同理待测电阻R2=10.00Ω,R3=10.00Ω,R4=10.20Ω,取平均值作为测量结果,R=≈9.93Ω;即该同学测得此电阻的阻值约为10Ω;①正确;
②序号“3”的实验中,电压表示数为4.0V,根据串联电路电压的规律,变阻器的电压:8V﹣4V=4V,根据分压原理,滑动变阻器与待测电阻的阻值之比为1:1;②正确;
③变阻器的最大电阻为20Ω,由欧姆定律和串联电阻的规律,根据表中第1组数据,变阻器连入电路的电阻为:
R滑=﹣R1=﹣9.52Ω≈28.8Ω>20Ω,序号“1”实验数据是使用现有器材无法得出的,③正确;
④探究电流与电阻的关系,要控制电压不变,记录电流随电阻的变化关系,因只一个电阻,故仅用该同学的实验器材就不能探究电流与电压的关系,④错误;
只有①②③,
故选:D。
9.解:实验中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,电流和电压的变化可以是增大、升高,也可以是减小、降低,从而实现多次测量,故B正确,D错误;
实验中滑动变阻器不能改变电源电压,故A错误;
实验中滑动变阻器对电流表、电压表的读数没有影响,故C错误。
故选:B。
10.解:图中是电流表外接法,由于电压表的分流作用,电流测量值偏大,电压测量值准确,
由I=的变形式R=可知,电阻测量值偏小,等于电阻R与电压表内阻并联后的总电阻。
故ACD错误,B正确。
故选:B。
11.解:∵I=,∴用电流表和电压表分别测量出通过小灯泡的电流I和小灯泡两端的电压U,可以利用R=求出小灯泡电阻。
测量时,为了减小误差,需要测出多组电流和电压的数据。在电路中接入滑动变阻器可以改变通过小灯泡的电流,实现多次测量。
故答案为:R=;多组;滑动变阻器。
12.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。
13.解:电压的电压为6V,则电压表的量程选0~15V;
当待测电阻的阻值为10Ω时,由I=可得,电路中的最大电流:
I===0.6A,则电流表选0~0.6A的量程。
故答案为:0~15V;0~0.6A。
14.解:(1)用伏安法来测定电阻的阻值,即只要测出电阻两端的电压和通过它的电流,就可以用公式R=算出电阻的阻值;
(2)实验过程中,灯丝的长度、横截面积、材料都不变,电压不同,灯丝温度不同,电阻大小不同,所以灯泡电阻跟温度有关。
故答案为:电压;电流;R=;灯丝的电阻与温度有关。
15.解:开关S闭合前,滑动变阻器的滑片P应处于使变阻器接入电路的阻值处于最大阻值位置,即滑片P应位于最右端。
电流表电压U=1.1V,流过电流表的电流I=0.4A,则电流表电阻R===2.75Ω。
故答案为:最右端;2.75。
16.解:(1)用伏安法测电阻的实验,需要用电压表测电阻两端的电压,用电流表测电路中的电流,根据R=计算电阻,故该实验的原理是R=。
(2)闭合开关前,为了保护电路,滑动变阻器滑片P应置于阻值最大处,即滑片P应置于B端。
(3)由图乙可知,电压表选用小量程,分度值为0.1V,示数为2.4V;电流表选用小量程,分度值为0.02A,示数为0.3A,
由欧姆定律,被测电阻的阻值:Rx===8Ω。
故答案为:(1)R=;(2)B;(3)8Ω。
17.解:(1)灯泡的额定电流大于为I===0.25A,则电流表的量程选0~0.6A,且与灯泡串联;
滑动变阻器的右下方接线柱串联在电路中时,滑片向左移动时连入电路的电阻变大,说明变阻器的右下方接线柱串联在电路中,如下图所示:
(2)由图象可知,灯泡两端的电压为2.5V时通过的电流为0.25A,
小小灯泡正常发光时的电阻是:
R===10Ω;
由于灯丝的电阻随温度的升高而增大,所以I﹣U图象不是直线;
(3)由图丙知,断开开关S1时,小灯泡与定值电阻串联,由于定值电阻的阻值远大于小灯泡的电阻,所以小灯泡两端的电压远小于定值电阻两端的电压,这样小灯泡两端的电压小于小灯泡的额定电压,所以小灯泡不能正常发光;
若闭合开关S1时,电路中只有小灯泡,小灯泡两端的电压大于小灯泡的额定电压,所以小灯泡也不能正常发光。
故答案为:
(1)如上图所示;
(2)10;温度;
(3)不能。