2020-2021学年九年级物理期末复习 17.3 电阻的测量 高频易错题汇编(附解析)

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名称 2020-2021学年九年级物理期末复习 17.3 电阻的测量 高频易错题汇编(附解析)
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资源类型 试卷
版本资源 人教版
科目 物理
更新时间 2020-12-08 15:46:14

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17.3 电阻的测量 高频易错题集
一.选择题(共10小题)
1.用“伏安法测电阻”的实验电路如图所示。如果考虑到安培表[即安培计]本身有一定的电阻(具有分压作用),伏特表[即伏待计]本身也有一定的电阻(具有分流作用),则下列判断中正确的是(  )
A.测量值等于电阻的实际值
B.测量值小于电阻的实际值
C.测量值大于电阻的实际值
D.以上三种情况都有可能
2.在如图所示的四幅电路图中,哪一幅是为了伏安法测电阻而正确设计的(  )
A. B.
C. D.
3.某同学利用如图所示的电路测量小灯泡的电阻。已知电源电压恒为4.5V不变,小灯泡标有“2.5V”字样,他记录的实验数据如下表所示。关于该同学的实验,下列说法合理的是(  )
电压/V 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
电流/A 0.10 0.16 0.20 0.23 0.25 0.27
电阻/Ω 5.0 6.3 7.5 8.7 10.0 11.1
A.电路图中a是电压表,b是电流表
B.小灯泡正常发光时的电阻是8.1Ω
C.滑动变阻器的最大阻值至少为40Ω
D.闭合开关后,滑片P向左移,小灯泡的电阻减小
4.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
5.如图1是伏安法测量小灯泡电阻、功率的实验电路图。小灯泡正常工作时,滑片P的位置和两电表的示数如图2,则下列说法中不正确的是(  )
A.在连接电路时,应将开关断开,并将变阻器阻值调至最大值
B.如果将滑片P向b端滑动,则小灯泡的实际功率将大于额定功率
C.如果将滑片P向a端滑动,则电压表的示数将变大
D.小灯泡的额定功率为0.78W,此时电阻约为8.67Ω
6.下列各图,不能测出电阻RX的阻值的是(电阻R0已知)(  )
A. B.
C. D.
7.某同学利用如图所示电路,测量标有“2.5V”小灯泡的电阻,下列说法错误的是(  )
A.闭合开关前,滑片P应滑到B端
B.闭合开关后,小灯泡不发光,一定是小灯泡灯丝断了
C.当电压表示数为2.5V时,测出通过小灯泡的电流,可算出小灯泡正常发光的电阻
D.实验还可得知,小灯泡两端电压越大,通过小灯泡的电流越大,小灯泡越亮
8.实验室测导体电阻的方法叫(  )
A.欧姆法 B.电阻法 C.伏安法 D.以上都不是
9.在“伏安法测电阻”的实验中,下列说法正确的是(  )
A.为了监测电路连接是否正确,连接电路时,需闭合开关
B.应该选取规格匹配的器材,既不会损坏器材,又能使测量结果误差小
C.在无法估计被测电阻小时,电流表、电压表应选用较小的量程
D.需进行三次实验,这样测量的结果才具有普遍性
10.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
二.填空题(共5小题)
11.将被测电阻接入一个实际电路中,用电压表接在被测电阻的两端,而电流表与被测电阻串联,从电压表上读出被测电阻两端的电压,而从电流表上读出通过被测电阻的电流,然后根据R=计算出被测电阻的阻值,这种测量电阻的方法叫   法。
12.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。
13.要测量某一灯泡的电阻,只要测出灯泡两端的   和通过灯泡的   ,即可用欧姆定律的变形公式   计算出待测灯泡的电阻。
14.小红用图示电路测量未知定值电阻RX的阻值,图中R为电阻箱,S为单刀双掷开关(可置于“a”或“b”位置),RP为滑动变阻器。主要实验操作如下:
(1)连接实物,将电阻箱的阻值调至最大;
(2)把开关S接   (选填“a”或“b”)位置,调节滑动变阻器的滑片后,读出电流表的示数I;
(3)把开关S接另一位置,调节   ,使电流表的示数仍为I;
(4)读出   ,即可知道Rx的阻值。
15.图甲是小明研究小灯泡电阻的实验电路图,图乙是小华同学据实验数据绘出的U﹣I图。小灯泡标有“2V”字样,滑动变阻器R标有“20Ω1A”字样。
(1)闭合开关前,小明应将滑动变阻器的滑片移到   端。该实验中,滑动变阻器的作用是保护电路和   ;
(2)小明闭合开关后发现灯不亮,电流表有示数,电压表无示数,故障原因可能是   ;
(3)小灯泡正常发光时,灯丝的电阻为   ;
(4)同桌小华想用小明的实验器材测未知电阻Rx的阻值,但他发现电压表已经损坏而无法使用,经过思考后,他从物理老师那里借采了一只定值电阻Ro、两只开关和若干导线。
①请你利用小华手边现有的器材,在右图方框内(图丙)为小华计一个测量未知电阻阻值的实验电路图。
②写出Rx的表达式:Rx=   。
三.解答题(共5小题)
16.有一只额定电压为2.5V,额定功率为1W的小灯泡,要求较精确地测出它的额定功率。实验台上有下列器材:电源(电压6V);电流表(0﹣0.6A和0﹣3A双量程);电压表(0﹣3V和0﹣15V双量程);最大阻值5Ω的滑动变阻器和最大阻值为15Ω的滑动变阻器各一只;开关;导线若干。那么,在实验中:
(1)你将选用电压表的哪一量程?答   ,理由是   。
(2)你将选用电流表的哪一量程?答   ,理由是   。
(3)你将选用最大阻值为   Ω的滑动变阻器?理由是   。
17.用伏安法测定一只电阻的阻值,仪器如下:电压表、电流表、两节干电池、滑动变阻器和开关,未知阻值的电阻一只(阻值约为6欧姆)、导线若干,电路图如甲所示。
(1)实验原理是   。
(2)电压表量程应选择   (0~3V或0~15V),电流表的量程应选择   (0~0.6A或0~3A)
(3)开关闭合前,滑动变阻器应该调到   (最左端或最右端),这样做的目的是:   。
(4)连好电路后,发现无论怎么样移动滑片,电压表、电流表的示数不变,可能的原因是   (写出一种即可)
(5)电路连接正确后,电流表、电压表示数如图乙所示,电压表的示数为   V,电流表的示数为   A,被测电阻的阻值为   Ω(保留两位小数),某同学认为实验还没有结束,又移动滑动变阻器得到多组电压值、电流值,他这样做的目的是   。
18.在一次物理实验活动中,老师拿出了一个密封盒。告诉同学们:里面有一个电源和一个定值电阻Rx相串联(电源电压和电阻Rx的阻值均未知),在电源和电阻Rx两端各引出一根导线至于密封盒外,如图所示。老师要求同学们:“在不损坏密封盒的前提下,只连一次电路就能测图密封盒内的电阻Rx的阻值。”
实验桌上有如下器材:
一只量程适合的电流表,一个已知阻值为R0的定值电阻,一个开关,若干根导线。
要求:
(1)根据给出的器材,在图上画出完整的实验电路图;
(2)请把实验步骤补充完整,并写出需要的物理量。
a.按电路图连接好实验的电路;
b.   ;
c.   。
(3)写出由上述步骤测得的物理量和已知量导出电阻Rx阻值的表达式。
19.小峰想利用一块电流表和阻值已知的电阻R0测量电阻RX的阻值。小峰选择了满足实验要求的电源(电压保持不变)、电流表,并连接了实验电路,如图所示。小峰的实验步骤没有写完整,请你帮助小峰完成实验步骤,并写出电阻RX的表达式。
(1)闭合开关S2,断开S1,读出电流表的示数I1;
(2)   ,读出电流表的示数I2;则待测电阻的表达式为:RX=   。
20.几个同学在做“测定小灯泡电阻”的实验时,电源电压为6.0V,小灯泡的额定电压为4.0V,阻值约为12Ω.如图1所示为小勇同学连接的实物电路。
(1)本实验的原理是   。
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移至   (选填“左”或“右”)端;实验时,要使小灯泡正常发光,应调节滑动变阻器使电压表的示数为   V,若此时电流表的示数如图2所示,电流为   A,那么小灯泡的电阻是   Ω(保留一位小数)。
(3)小明同学在接好电路后,闭合开关,发现不管怎么移动滑片,电流表的示数始终不变,而且灯泡发光很暗,则产生这个故障的原因可能是   。
(4)小刚同学在正确连接好电路后,闭合开关,发现不管怎么移动滑片,电压表的指针始终不动,灯泡不亮,电流表有示数,则产生这个故障的原因可能是   。
(5)同学们在做完实验后,总体发现白炽灯泡灯丝电阻随电压的增大而增大,影响灯丝电阻变化的原因是   。
(6)利用上述装置还可以完成测定灯泡额定功率的实验,则P额=   W。
试题解析
一.选择题(共10小题)
1.用“伏安法测电阻”的实验电路如图所示。如果考虑到安培表[即安培计]本身有一定的电阻(具有分压作用),伏特表[即伏待计]本身也有一定的电阻(具有分流作用),则下列判断中正确的是(  )
A.测量值等于电阻的实际值
B.测量值小于电阻的实际值
C.测量值大于电阻的实际值
D.以上三种情况都有可能
解:根据R=,测量电阻时,应该测量电阻两端的实际电压和通过电阻的实际电流;而安培表实际测量的是通过待测电阻和伏特表的总电流,即电流偏大,而伏特表是与电阻并联连接,测量的电压是准确的,由R=可知,电阻的测量值小于真实值。
故选:B。
总结:本题图中,伏特表测R的实际电压,考虑伏特表的内阻时,伏特表也有通过的电流,安培表则测量了R与伏特表的总电流,测量的电流值偏大,测量值偏小。
2.在如图所示的四幅电路图中,哪一幅是为了伏安法测电阻而正确设计的(  )
A. B.
C. D.
解:A、此图中,电流表和定值电阻并联了,所以A不正确;
B、此时电流表和定值电阻、变阻器并联,此时发生电源短路,故B不正确;
C、此时电压表测量定值电阻的电压,电流表测量电路的电流,故C正确;
D、此时电压表测量是电源电压,故D不正确。
故选:C。
总结:知道并理解伏安法测电阻的原理是解决该题的关键。
3.某同学利用如图所示的电路测量小灯泡的电阻。已知电源电压恒为4.5V不变,小灯泡标有“2.5V”字样,他记录的实验数据如下表所示。关于该同学的实验,下列说法合理的是(  )
电压/V 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
电流/A 0.10 0.16 0.20 0.23 0.25 0.27
电阻/Ω 5.0 6.3 7.5 8.7 10.0 11.1
A.电路图中a是电压表,b是电流表
B.小灯泡正常发光时的电阻是8.1Ω
C.滑动变阻器的最大阻值至少为40Ω
D.闭合开关后,滑片P向左移,小灯泡的电阻减小
解:
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错误;
B、已知灯泡标有“2.5V”字样,则灯泡两端的电压为2.5V时正常发光,由表格可知当U=2.5V时,电流为I=0.25A,电阻为10Ω;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0.1A,灯丝电阻RL1=5Ω,由I=可得:
总电阻R最大===45Ω,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R滑最大=R最大﹣RL1=45Ω﹣5Ω=40Ω;故C正确;
D、由图可知,滑动变阻器与灯泡串联,当滑片P向左移,滑动变阻器滑片使接入电路的电阻变小,电路中的电流变大,根据表格数据可知:电流变大时灯泡的电阻变大;故D错误。
故选:C。
总结:“探究电流与电压关系”的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。
4.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
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。
总结: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。
5.如图1是伏安法测量小灯泡电阻、功率的实验电路图。小灯泡正常工作时,滑片P的位置和两电表的示数如图2,则下列说法中不正确的是(  )
A.在连接电路时,应将开关断开,并将变阻器阻值调至最大值
B.如果将滑片P向b端滑动,则小灯泡的实际功率将大于额定功率
C.如果将滑片P向a端滑动,则电压表的示数将变大
D.小灯泡的额定功率为0.78W,此时电阻约为8.67Ω
解:(1)为保护电路,在连接电路时,应将开关断开,并将滑动变阻器阻值调至最大阻值处,故A正确;
(2)如果将滑片P向b端滑动,接入电路中的电阻变大,电路中的总电阻变大,
由I=可知,电路中的电流变小,
由U=IR可知,灯泡两端的电压变小,
由P=UI可知,灯泡的实际功率变小,即小灯泡的实际功率将大于额定功率,故B错误;
同理可知,如果将滑片P向a端滑动,接入电路中的电阻变小,电路中的电流变大,灯泡两端的电压变大,即电压表的示数变大,故C正确;
(3)由图2知,电流表的量程为0~0.6A,示数为0.3A;电压表的量程为0~3V,示数为2.6V;
则灯泡的额定功率:
P=UI=2.6V×0.3A=0.78W,
此时灯泡的电阻:
R==≈8.67Ω,故D正确。
故选:B。
总结:本题考查了“伏安法”测电阻的实验中注意的事项、电表的读数、欧姆定律和电功率公式的应用以及电路的动态分析,电表读数时要注意量程和分度值的确定。
6.下列各图,不能测出电阻RX的阻值的是(电阻R0已知)(  )
A. B.
C. D.
解:A、电压表可以直接测量Rx的电压,电流表可以直接测量Rx的电流,根据Rx=,求出电阻。不符合题意。
B、闭合开关S1,断开S2时,电压表测出Rx两端的电压Ux;开关S1,S2都闭合时电压表测电源的电压;根据串联电路电压特点求出R0两端的电压,根据欧姆定律求出电路中电流,求出电阻RX的阻值。不符合题意。
C、电流表能测出Rx的电流,但无法测出其两端的电压,故不能测出电阻RX的阻值,符合题意。
D、只闭合S1时,调节滑片到适当的位置,读出电流表的示数;然后断开S1,闭合S2,此时不能移动滑片,调节变阻箱,使电流表的示数不变,则两种情况下滑动变阻器的阻值不变、电路中的总电阻相等,则Rx的阻值和变阻箱的示数相等,不符合题意。
故选:C。
总结:测量电阻时,一定能直接或间接测量电压和电流,根据欧姆定律的导出公式进行计算。这种测电阻的方法是伏安法。
7.某同学利用如图所示电路,测量标有“2.5V”小灯泡的电阻,下列说法错误的是(  )
A.闭合开关前,滑片P应滑到B端
B.闭合开关后,小灯泡不发光,一定是小灯泡灯丝断了
C.当电压表示数为2.5V时,测出通过小灯泡的电流,可算出小灯泡正常发光的电阻
D.实验还可得知,小灯泡两端电压越大,通过小灯泡的电流越大,小灯泡越亮
解:
A、为了保护电路,闭合开关前,滑片P应滑到最大值B端,故A正确;
B、闭合开关后,小灯泡不发光,有可能小灯泡灯丝断了,也有可能是灯泡短路造成的,故B错误;
C、由图电压表测灯泡两端电压,所以电压表示数为2.5V时灯泡正常发光,测出此时通过灯泡的电流,由R=可计算小灯泡正常发光的电阻,故C正确;
D、灯泡电压越大,通过的电流越大,由P=UI可知,灯泡的实际功率越大,所以灯泡越亮,故D正确。
故选:B。
总结:本题是测小灯泡电阻的题目,考查了实验中的注意事项、电路故障分析、灯泡电阻的计算方法等,都是常考的问题,应掌握好。
8.实验室测导体电阻的方法叫(  )
A.欧姆法 B.电阻法 C.伏安法 D.以上都不是
解:如果用电压表测量出加在导体两端的电压,用电流表测出通过导体的电流,用欧姆定律I=的变形公式R=就可以求出导体的电阻,由于用到了电压表(又称伏特表)和电流表(又称安培表),因此这种方法叫伏安法测电阻。
故选:C。
总结:理解伏安法测电阻的原理,特别是要明确欧姆定律表达式中的I、U、R三个物理量都是对同一段导体或者同一段电路而言的。
9.在“伏安法测电阻”的实验中,下列说法正确的是(  )
A.为了监测电路连接是否正确,连接电路时,需闭合开关
B.应该选取规格匹配的器材,既不会损坏器材,又能使测量结果误差小
C.在无法估计被测电阻小时,电流表、电压表应选用较小的量程
D.需进行三次实验,这样测量的结果才具有普遍性
解:伏安法测电阻的实验中,
A、为保护电路,防止连接最后一根导线时电路中的电流过大,烧坏电路原件,连接电路时开关应断开,故A错误;
B、选取规格匹配的器材,可以选用精密度高的测量工具,但既不会损坏器材,又能使测量结果误差小,故B正确;
C、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错误;
D、真实值与测量值之间的差异叫误差,误差在是不可避免的,多次测量求平均值等方法来减小误差,故D错误。
故选:B。
总结:本题考查学生对误差及其减小方法的理解和掌握,在生产和生活中我们要掌握减小误差的方法,提高测量的精确度。并且要正视误差。
10.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
解:
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。
总结:本题考查了伏安法测电阻的原理、多次实验的目的、欧姆定律的内容以及影响电阻大小的因素,考查的知识点较多。
二.填空题(共5小题)
11.将被测电阻接入一个实际电路中,用电压表接在被测电阻的两端,而电流表与被测电阻串联,从电压表上读出被测电阻两端的电压,而从电流表上读出通过被测电阻的电流,然后根据R=计算出被测电阻的阻值,这种测量电阻的方法叫 伏安 法。
解:根据I=得:R=,
所以用电压表测量被测电阻的电压,用电流表测量被测电阻的电流,根据R=可以计算出灯泡的电阻。
这种用电压表和电流表测量的方法叫伏安法。
故答案为:伏安。
总结:本题是“用电压表和电流表测电阻”的实验,主要考查用电压表和电流表测量的方法﹣﹣﹣伏安法。
12.伏安法测电阻的原理是 R= ,其方法是用 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,再计算待测电阻的阻值。
解:“伏安法测电阻”利用了欧姆定律的变形公式:R=,
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R=算出待测电阻的阻值。
故答案为:R=;电压表;电流表。
总结: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。
13.要测量某一灯泡的电阻,只要测出灯泡两端的 电压 和通过灯泡的 电流 ,即可用欧姆定律的变形公式 R= 计算出待测灯泡的电阻。
解:
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。
故答案为:电压;电流;R=。
总结:本题考查了伏安法测电阻的原理,是一道基础题目。
14.小红用图示电路测量未知定值电阻RX的阻值,图中R为电阻箱,S为单刀双掷开关(可置于“a”或“b”位置),RP为滑动变阻器。主要实验操作如下:
(1)连接实物,将电阻箱的阻值调至最大;
(2)把开关S接 a (选填“a”或“b”)位置,调节滑动变阻器的滑片后,读出电流表的示数I;
(3)把开关S接另一位置,调节 电阻箱 ,使电流表的示数仍为I;
(4)读出 电阻箱的示数 ,即可知道Rx的阻值。
解:实验的主要步骤有:
(1)根据电路图连接电路,电阻箱阻值调到最大;
(2)把开关S接a位置,调节滑动变阻器的滑片后,读出电流表的示数I;
(3)把开关S接另一位置,调节电阻箱,使电流表的示数仍为I;
(4)读出电阻箱的示数,就是未知电阻的阻值。
故答案为:(2)a;(3)电阻箱;(4)电阻箱的示数。
总结:本题考查了没有电压表测电阻的方法:根据并联电路各支路两端的电压相等这一特点设计实验,着重体现了等效替代法在实验中的具体应用。
15.图甲是小明研究小灯泡电阻的实验电路图,图乙是小华同学据实验数据绘出的U﹣I图。小灯泡标有“2V”字样,滑动变阻器R标有“20Ω1A”字样。
(1)闭合开关前,小明应将滑动变阻器的滑片移到 b 端。该实验中,滑动变阻器的作用是保护电路和 改变灯泡两端的电压 ;
(2)小明闭合开关后发现灯不亮,电流表有示数,电压表无示数,故障原因可能是 小灯泡短路 ;
(3)小灯泡正常发光时,灯丝的电阻为 4Ω ;
(4)同桌小华想用小明的实验器材测未知电阻Rx的阻值,但他发现电压表已经损坏而无法使用,经过思考后,他从物理老师那里借采了一只定值电阻Ro、两只开关和若干导线。
①请你利用小华手边现有的器材,在右图方框内(图丙)为小华计一个测量未知电阻阻值的实验电路图。
②写出Rx的表达式:Rx=  。
解:(1)由图甲可知,闭合开关前,滑动变阻器的滑片移到b端时滑动变阻器接入电路的阻值最大,因此应将滑动变阻器的滑片移到b端,该实验中,滑动变阻器的作用是保护电路和改变灯泡两端的电压。
(2)电压表无示数,说明电路断路或灯泡短路,电流表有示数,说明电路是通路,灯泡不发光,则该故障的原因可能是小灯泡发生了短路;
(3)由图乙所示U﹣I图象可知,灯泡额定电压U=2V对应的电流I=0.5A,
根据欧姆定律可得,灯丝电阻R===4Ω;
(4)把已知定值电阻R0与未知电阻Rx并联,每个支路各有一个开关单独控制,电流表在干路上,
单独闭合一个支路,分别测R0与Rx中的电流I0和Ix。
根据并联电路电压相等可得:
I0R0=IxRx,
所以,Rx=。
故答案为:
(1)b;改变灯泡两端的电压;
(2)小灯泡短路;
(3)4Ω;
(4)①如上图所示;②。
总结:没有电压表,利用定值电阻和电流表以及其他元件测量电阻的阻值时,一般设计成并联电路,找电压相等列等式求出被测电阻;没有电流表,利用电压表和定值电阻以及其他元件测量电阻的阻值时,一般设计成串联电路,找电流相等列等式求出被测电阻。
三.解答题(共5小题)
16.有一只额定电压为2.5V,额定功率为1W的小灯泡,要求较精确地测出它的额定功率。实验台上有下列器材:电源(电压6V);电流表(0﹣0.6A和0﹣3A双量程);电压表(0﹣3V和0﹣15V双量程);最大阻值5Ω的滑动变阻器和最大阻值为15Ω的滑动变阻器各一只;开关;导线若干。那么,在实验中:
(1)你将选用电压表的哪一量程?答 0﹣3V ,理由是 灯的额定电压为2.5V 。
(2)你将选用电流表的哪一量程?答 0﹣0.6A ,理由是 额定电流约为0.4A 。
(3)你将选用最大阻值为 15 Ω的滑动变阻器?理由是 测量时变阻器连入的电阻约为8.75Ω 。
解:(1)因为灯的额定电压为2.5V,测量额定功率时,加在灯两端的电压等于2.5V即可,所以选0﹣3V量程
(2)加在灯两端的电压等于2.5V时,,电流表选0﹣0.6A即可
(3)当灯正常发光时,变阻器连入的电阻为R,,因为,所以R=8.75Ω,应选最大阻值为15Ω的滑动变阻器
故答案为:(1)0﹣3V,灯的额定电压为2.5V;(2)0﹣0.6A,额定电流约为0.4A;(3)15,测量时变阻器连入的电阻约为8.75Ω
总结:会根据测量额定功率时的加在灯两端的电压和通过的电流选择两表所使用的量程,会根据测量时连入的电阻值选择滑动变阻器。
17.用伏安法测定一只电阻的阻值,仪器如下:电压表、电流表、两节干电池、滑动变阻器和开关,未知阻值的电阻一只(阻值约为6欧姆)、导线若干,电路图如甲所示。
(1)实验原理是 欧姆定律 。
(2)电压表量程应选择 0~3V (0~3V或0~15V),电流表的量程应选择 0~0.6A (0~0.6A或0~3A)
(3)开关闭合前,滑动变阻器应该调到 最右端 (最左端或最右端),这样做的目的是: 保护电路 。
(4)连好电路后,发现无论怎么样移动滑片,电压表、电流表的示数不变,可能的原因是 滑动变阻器都接到上面两个接线柱 (写出一种即可)
(5)电路连接正确后,电流表、电压表示数如图乙所示,电压表的示数为 1 V,电流表的示数为 0.3 A,被测电阻的阻值为 3.33 Ω(保留两位小数),某同学认为实验还没有结束,又移动滑动变阻器得到多组电压值、电流值,他这样做的目的是 多次测量求平均值,减小误差 。
解:(1)伏安法测电阻的实验原理是欧姆定律。
(2)电源的电压为U=2×1.5V=3V,所以电压表选0~3V的量程;通过通过未知阻值电阻的最大电流为=0.5A<0.6A,所以电流表的量程为0~0.6A。
(3)开关闭合前,滑动变阻器应该调到最右端,使连入电路的阻值最大,电路电流最小,对电路起保护作用。
(4)移动滑片,电压表和电流表示数都不变,说明滑动变阻器都接上面或都接下面两个接线柱或滑动变阻器短路等。
(5)电压表的量程是0~3V,分度值是0.1V,所以电压表的示数为1V;
电流表的量程是0~0.6A,分度值是0.02A,所以电流表的示数为0.3A;
未知电阻的阻值:R==≈3.33Ω;
定值电阻的阻值不变,只有一次测量得出电阻,误差较大,所以要进行多次测量求平均值来减小误差。
故答案为:(1)欧姆定律;(2)0~3V;0~0.6A;(3)最右端;保护电路;(4)滑动变阻器都接到上面两个接线柱;(答案不唯一)(5)1;0.3;3.33;多次测量求平均值,减小误差。
总结:本题考查的内容比较多,有:伏安法测电阻的原理、电压表和电流表量程的选择、滑动变阻器的使用、电路故障的判断等。都是需要掌握的基本内容,也是中考中常考的热点。
18.在一次物理实验活动中,老师拿出了一个密封盒。告诉同学们:里面有一个电源和一个定值电阻Rx相串联(电源电压和电阻Rx的阻值均未知),在电源和电阻Rx两端各引出一根导线至于密封盒外,如图所示。老师要求同学们:“在不损坏密封盒的前提下,只连一次电路就能测图密封盒内的电阻Rx的阻值。”
实验桌上有如下器材:
一只量程适合的电流表,一个已知阻值为R0的定值电阻,一个开关,若干根导线。
要求:
(1)根据给出的器材,在图上画出完整的实验电路图;
(2)请把实验步骤补充完整,并写出需要的物理量。
a.按电路图连接好实验的电路;
b. 断开开关S,读出此时电流表的示数I1 ;
c. 闭合开关S,读出此时电流表的示数I2 。
(3)写出由上述步骤测得的物理量和已知量导出电阻Rx阻值的表达式。
解:(1)定值电阻R0与电流表、电源、定值电阻Rx串联组成电路,然后把开关并联在R0两端,如下图所示:
(2)实验步骤和需要的物理量:
a.按电路图连接好实验的电路;
b.断开开关S,读出此时电流表的示数I1;
c.闭合开关S,读出此时电流表的示数I2。
(3)
因电源的电压不变,且串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,由I=可得:
U=I1(R0+Rx)=I2Rx,
整理可得:Rx=。
故答案为:
(1)如上图所示;
(2)b.断开开关S,读出此时电流表的示数I1;c.闭合开关S,读出此时电流表的示数I2;
(3)测得的物理量有:电流表的示数I1、I2,Rx阻值的表达式为Rx=。
总结:本题考查了电阻的测量实验,涉及到串联电路的特点和欧姆定律的应用,利用好电源的电压不变和题干中老师的要求是关键。
19.小峰想利用一块电流表和阻值已知的电阻R0测量电阻RX的阻值。小峰选择了满足实验要求的电源(电压保持不变)、电流表,并连接了实验电路,如图所示。小峰的实验步骤没有写完整,请你帮助小峰完成实验步骤,并写出电阻RX的表达式。
(1)闭合开关S2,断开S1,读出电流表的示数I1;
(2) 闭合开关S1、S2 ,读出电流表的示数I2;则待测电阻的表达式为:RX= R0 。
解:(1)闭合开关S2,断开S1,读出电流表的示数I1,则电源的电压U=I1(Rx+R0);
(2)闭合开关S1、S2,读出电流表的示数I2,则电源的电压U=I2R0;
因电源的电压不变,
所以I1(Rx+R0)=I2R0,
解得:Rx=R0。
故答案为:闭合开关S1、S2;R0。
总结:本题考查了测电阻实验原理图的设计,在没有电压表或电流表时一般要利用串联电路的电流相等和并联电路电压相等的特点设计电路图。
20.几个同学在做“测定小灯泡电阻”的实验时,电源电压为6.0V,小灯泡的额定电压为4.0V,阻值约为12Ω.如图1所示为小勇同学连接的实物电路。
(1)本实验的原理是 R= 。
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移至 右 (选填“左”或“右”)端;实验时,要使小灯泡正常发光,应调节滑动变阻器使电压表的示数为 4.0 V,若此时电流表的示数如图2所示,电流为 0.28 A,那么小灯泡的电阻是 14.3 Ω(保留一位小数)。
(3)小明同学在接好电路后,闭合开关,发现不管怎么移动滑片,电流表的示数始终不变,而且灯泡发光很暗,则产生这个故障的原因可能是 滑动变阻器均接下端两个接线柱 。
(4)小刚同学在正确连接好电路后,闭合开关,发现不管怎么移动滑片,电压表的指针始终不动,灯泡不亮,电流表有示数,则产生这个故障的原因可能是 灯泡短路 。
(5)同学们在做完实验后,总体发现白炽灯泡灯丝电阻随电压的增大而增大,影响灯丝电阻变化的原因是 温度 。
(6)利用上述装置还可以完成测定灯泡额定功率的实验,则P额= 1.12 W。
解:(1)根据欧姆定律得:该实验的原理是R=;
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应滑到最大阻值处,应该在右端;
因为要使小灯泡正常发光,灯泡两端的电压必须等于额定电压4.0V,所以应调节滑动变阻器使电压表的示数为4.0V,由实物图可知电流表量程为0~0.6A,则图2所示电流表的示数为0.28A,小灯泡的电阻是R===14.3Ω;
(3)灯泡较暗,说明电路中电阻很大,同时移动滑片时,现象不变,说明滑动变阻器同时接到下面的两个接线柱。
(4)电流表有示数,说明整个电路是通路,不管怎么移动滑片,电压表指针不动说明说明与电压表并联的灯泡短路。
(5)因为灯丝发光越强,灯丝温度就越高,这时电阻就越大,这说明影响灯丝电阻变化的原因是温度引起的;
(6)由P=UI可得,则P额=U额I=4.0×0.28=1.12W。
故答案为:(1);
(2)右,4,0.28,14.3。
(3)滑动变阻器均接下端两个接线柱。
(4)灯泡短路
(5)温度
(6)1.12。
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