12.2根据欧姆定律测量导体的电阻
一、选择题
1.[2020·自贡]
如图1所示是实验室伏安法测电阻的电路图,其中a、b电表分别为( )
图1
A.a为电流表,b为电流表
B.a为电压表,b为电压表
C.a为电流表,b为电压表
D.a为电压表,b为电流表
2.如图2所示是李江同学为测量小灯泡电阻而连接的电路,有关该实验的说法错误的是( )
图2
A.闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片滑到最左端
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示数的不同而不同
D.在图示位置闭合开关后,向左移动滑动变阻器的滑片,小灯泡变亮
3.在“伏安法测电阻”的实验中,有两名同学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U-I关系的图像,如图3甲、乙所示,则对于图像的分析,以下说法中错误的是
( )
图3
A.由图甲可知,定值电阻的阻值为1
Ω
B.由图甲可知,电阻是导体本身的性质,它不随导体两端的电压和通过导体电流的改变而改变
C.由图乙可知,小灯泡的电阻跟灯丝的温度有关
D.为了减小误差,应该用多次测量取平均值的方法求小灯泡的电阻
4.如图4所示是小明同学测小灯泡电阻的电路图,当闭合开关S时,发现灯泡L不亮,电流表、电压表均无示数。若电路故障只出现在灯泡L和滑动变阻器R中的一处,则下列判断正确的是( )
图4
A.灯泡L短路
B.灯泡L断路
C.变阻器R短路
D.变阻器R断路
5.(多选)某同学利用如图5所示的电路做“伏安法测电阻”的实验,已知电源电压恒为6
V,滑动变阻器标有“20
Ω 1
A”字样,实验中该同学填写的实验数据如下表所示。下列关于实验的几种说法中正确的是
( )
图5
序号
1
2
3
4
5
U/V
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
I/A
0.10
0.21
0.30
0.40
0.49
A.序号“1”的实验数据不是本实验中测得的,是拼凑的数据
B.序号“4”的实验中,滑动变阻器与待测电阻的阻值之比为2∶1
C.序号“2”和“5”的实验数据表明待测电阻Rx不是定值电阻
D.仅用该同学的实验器材就能完成“探究电流与电压的关系”
二、填空题
6.为测量阻值约10
Ω的电阻,小龙设计并连接了如图6所示的电路,所使用的电源为两节干电池。请指出他在电路设计和连接上存在的两个问题:①
;②
。
图6
7.小英按如图7甲所示的电路图连接实验电路,测量电阻Rx的阻值。闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片P后,观察到电压表和电流表的示数分别如图乙、丙所示,则电压表的示数为
V,电流表的示数为 A,待测电阻Rx的阻值为 Ω。?
图7
8.在用“伏安法”测电阻的实验中,已知电源电压为6
V,待测电阻Rx约为10
Ω,电流表有0~0.6
A和0~3
A两个量程,电压表有0~3
V和0~15
V两个量程,则电流表应选择 量程,电压表应选择 量程。?
9.在“用电压表和电流表测电阻”的实验中,小明同学连接完实验电路,当调节滑动变阻器的滑片时,小明发现电压表和电流表的示数变化相反,已知实验中使用的电源是稳压电源,电源电压保持不变,则出现这一现象的原因是?
。?
三、实验探究题
10.[2020·甘孜州]
在“用电流表和电压表测电阻”的实验中,电路如图8甲所示。
图8
(1)开关闭合前,滑动变阻器的滑片P要移动到 (选填“a”或“b”)端。?
(2)闭合开关,发现电流表示数为零,但电压表指针发生明显偏转,则电路发生的故障可能是
(填字母)。?
A.Rx处断路
B.滑动变阻器处断路
C.Rx处短路
D.电流表断路
(3)排除故障后,闭合开关,调整滑片P到某一位置后,若两表的示数分别如图乙、丙所示,其中电流表的示数为 A,此次测得的电阻为Rx=
Ω。?
(4)实验中需要多次测量求电阻平均值的目的是 。?
11.[2019·攀枝花]
某学习小组的同学为测量小灯泡在不同电压下的电阻,设计了实验电路并进行了部分连接,如图9甲所示。
图9
(1)请将图甲的实物电路连接完整。
(2)为了保护电路,闭合开关S前,应将滑动变阻器的滑片P移到最 (选填“左”或“右”)端。?
(3)闭合开关S,该小灯泡正常发光,调节滑动变阻器,让灯泡两端电压逐次降低,测量的数据如下表:
数据序号
1
2
3
4
5
6
7
发光情况
明亮
不很亮
不亮
较暗
微光
熄灭
熄灭
电压表示数U/V
2.5
2.1
1.7
1.3
0.9
0.5
0.1
电流表示数I/A
0.28
0.24
0.21
0.19
0.16
0.05
计算的电阻R/Ω
8.9
7.1
6.2
4.7
3.1
2.0
当电压表的示数为2.1
V时,电流表的示数如图乙所示,为 A,此时小灯泡的电阻为
Ω。?
(4)分析表中数据,可以发现小灯泡的电阻随电压的减小而 (选填“变大”或“变小”)。?
【能力提升】
12.[2019·雅安]
如图10所示是小明测量未知电阻Rx的实验电路,电源电压不变,其中R0为阻值已知的定值电阻。当闭合开关S1和S2时,电流表的示数为I1;当只闭合开关S1时,电流表的示数为I2。则下列选项中,Rx的表达式正确的是
( )
图10
A.Rx=
B.Rx=
C.Rx=R0
D.Rx=R0
答案
1.C 2.D
3.D 4.D
5.AD
6.①电流表的正、负接线柱接反了
②只能读取一组实验数据,实验误差较大
7.2 0.5 4
[解析]
由图甲知,Rx与R串联,电压表测Rx两端的电压,电流表测电路中的电流;
由图乙知,电压表使用0~3
V量程,分度值为0.1
V,Rx两端电压为2
V;
由图丙知,电流表使用0~0.6
A量程,分度值为0.02
A,通过Rx的电流为0.5
A;
由R=可得,Rx的阻值:
Rx===4
Ω。
8.0~0.6
A 0~15
V
[解析]
电源电压为6
V,当滑动变阻器接入电路的电阻最小时,电阻分得的电压最大为6
V,所以电压表选0~15
V的量程;通过待测电阻的电流最大约为=0.6
A,所以电流表选0~0.6
A的量程。
9.电压表接到了滑动变阻器的两端
10.(1)b (2)A
(3)0.4 5 (4)减小测量误差
[解析]
(1)由电路图知,为保护电路,在闭合开关前,滑动变阻器的滑片应位于阻值最大处,即滑片应移动到b端。(2)电流表示数为零,说明电路处于断路状态,电压表指针发生明显偏转,说明电压表串联接入了电路,所以故障可能是Rx处断路。(3)由图乙知,电压表的量程为0~3
V,分度值为0.1
V,示数为2
V;由图丙知,电流表的量程为0~0.6
A,分度值为0.02
A,示数为0.4
A.由欧姆定律知Rx的阻值为Rx===5
Ω。
11.(1)如图所示
图S12-2-4
(2)右 (3)0.26 8.1 (4)变小
[解析]
(1)电源电压为3
V,故电压表选用小量程与灯泡并联。
(2)为了保护电路,闭合开关S前,应将滑片P移到滑动变阻器的阻值最大处,即最右端。
(3)当电压表的示数为2.1
V时,读取电流表的示数,电流表选用小量程,分度值为0.02
A,示数为0.26
A,由欧姆定律可知,此时小灯泡的电阻为R==≈8.1
Ω。
(4)分析表中数据,可以发现小灯泡的电阻随电压的减小而变小。
12.D [解析]
由电路图可知,当只闭合开关S1时,电路为R0的简单电路,电流表测电路中的电流,则I0=I2;当闭合开关S1和S2时,R0与Rx并联,电流表测干路电流,即I=I1,因并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以,通过R0的电流不变,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,通过Rx的电流:Ix=I-I0=I1-I2,因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,由I=可得,电源的电压:U=IxRx=I0R0,即(I1-I2)Rx=I2R0,解得Rx=。