14特殊方法测电阻实验题-单安法(基础15题)--2023-2024学年上学期九年级期末物理重难点知识突破(通用版)
展开一、实验题
1.小明同学在伏安法测电阻Rx的实验中,连接了如图甲所示的电路:
(1)甲图中有一条导线连接错误,请在连接错误的导线上画上“×”,并用笔画线将错误改正过来 ;
(2)本实验的原理是 ;
(3)调节滑动变阻器进行多次测量,某次测量时电压表示数如图所示,此时电流表示数为0.2A,则本次测得的待测电阻Rx= Ω。先测得三组对应的电压值和电流值,最后算出电阻的平均值,这样做的目的是 ;
(4)用图甲所示的器材,还可以做哪些实验探究?试举一例 ;
(5)将电阻Rx换成小灯泡,重复上述实验,发现几次实验测得的小灯泡的电阻相差比较大,原因可能是 ;
(6)某实验小组进行实验时不慎将电压表损坏,他们利用一个阻值已知的定值电阻R0、一个电流表和开关若干个,设计了如图丙所示的电路,也测出了待测电阻Rx的阻值(电流表量程符合要求,电源电压未知)。他们的实验步骤如下:
①正确连接电路,只闭合开关S、S1,记录电流表的示数为I1;
②只闭合开关S、S2,记录电流表的示数为I2;
③待测电阻阻值的表达式为Rx= (用测得量和已知量的字母表示)。
2.小华用如图甲所示电路完成“测量小灯泡电功率”的实验,已知小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)如图甲所示是小华连接的部分电路,请用笔画线代替导线将电路连接完整:( )
(2)小华连好电路的最后一根导线时,灯泡立刻发出微弱的光亮,移动滑动变阻器滑片P,两表示数均不变,灯泡亮度也不变,导致上述现象操作错误的是:① ;② 。
(3)闭合开关S前,小华应将滑动变阻器的滑片P置于 端(选填“A”或“B”)。
(4)实验中某次闭合开关S后,小华发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片P,灯泡L都不发光,且电压表、电流表均无示数,电路的故障可能是 (选填选项前的字母)
A.灯泡L短路 B.灯泡L断路 C.滑动变阻器短路 D.滑动变阻器断路
(5)实验过程中,移动滑动变阻器的滑片P的同时,眼睛应注视 (填序号)。
A.电压表示数 B.电流表示数 C.滑动变阻器滑片
(6)某次实验中小华闭合开关,观察到电流表、电压表的示数分别如图乙所示,电流表的示数为 A,此时小灯泡的电功率为 W,为了测量小灯泡的额定功率,接下来小华应将滑片P向 (选填“左”或“右”)移动。
(7)小华进行了多次实验,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成如图丙①所示的I-U图像,由图像可知,小灯泡的额定功率为 W,观察图丙①所示的I-U图像不是直线的原因是 。
(8)完成上述实验后,小华将小灯泡换成待测电阻,通过实验测得数据后作出它的I-U关系图像(图丙②),则该待测电阻的阻值为 Ω。
(9)完成上面实验后,小明还想测某未知电阻Rx的阻值,但身边的电压表彻底坏了,于是他设计了如图丁所示的电路(R0为已知阻值的定值电阻),请帮他把缺少的步骤补全,并写出Rx的表达式,实验步骤:
I:照设计的电路图连接电路;
II:闭合开关S,记下电流表的示数I0;
III: ;
IV:计算电阻的表达式是:Rx= (用已知物理量和测量出的物理量的符号表示)。
3.小明用如图甲所示的电路测量未知电阻的阻值,电源电压恒为3V。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲电路连接完整 ;(导线不允许交叉)
(2)电路接通前,应将滑动变阻器的滑片移到最 (选填“左”或“右”)端;闭合开关,发现电流表有示数,电压表无示数,出现此现象的原因可能是电阻 (选填“断路”或“短路”);
(3)排除故障后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片至某一位置,电压表示数如图乙所示,为 V,电流表示数为0.3A,则测得未知电阻。 ;
(4)接下来小明应该进行的操作是 。(填字母)
A.换用不同阻值的电阻进行多次测量 B.调节滑动变阻器进行多次测量
(5)若实验中只有一个电流表和一个已知阻值为的定值电阻,小明设计了如图丙所示的电路,测量未知电阻的阻值,请将实验步骤补充完整:
①保持开关断开,闭合开关S、,读出并记录电流表示数;
②断开开关,闭合开关S、,读出并记录电流表示数;
③请写出未知电阻的阻值表达式: 。(用、和表示)
4.如图甲为“伏安法”测未知电阻阻值的电路,电源电压保持不变;
(1)第1组同学实验时,连接好电路的最后一根导线时,电流表指针立即发生偏转,造成这一现象的原因是 。如图甲,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应该调到最 端;
(2)闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到某处时,电压表的示数为3V、电流表的示数如图乙,读数为 A,则被测电阻R的阻值为 Ω;
(3)第2组同学用相同的器材连接电路并进行实验,根据所记录的实验数据绘制了U﹣I图像如图丙。第1组同学发现第2组同学绘制的U﹣I图像和自己绘制的U﹣I图像不同,你认为第2组同学在实验操作中出现的问题是 ;
(4)第3组同学在测量过程中发现电压表已损坏,他们通过思考,认为增加一个已知最大阻值为R0的滑动变阻器,按照图丁的实验电路,进行如下步骤实验,同样可以测出该未知阻值的电阻的阻值:
①闭合开关S,调节滑片位于最左端时,读出电流表的示数为I1;
②闭合开关S, ,读出电流表的示数为I2;
③未知电阻的阻值:Rx= 。(用I1、I2、R0表示)
5.在“伏安法测电阻”的实验中,老师提供了以下器材:几节干电池、最大阻值为50Ω的滑动变阻器1个、被测电阻Rx、开关、电压表和电流表各1只、导线若干。甲、乙两组的同学分别设计了如下实验方案。
(1)老师认为理论上讲两个方案都能完成实验,但是实验室里通常用的是甲方案,相比于乙方案,甲方案的优点在于 ;
(2)完成实验后,有同学提出其实不需要电压表也能完成实验,他利用电流表和滑动变阻器完成对Rx的再一次测量。请你根据他的实验步骤,在答题卡方框内画出他设计的电路图;
①照电路图连接好电路;
②调节滑动变阻器的滑片,使接入电路的阻值为0时,读出电流表的示数I1;
③调节滑动变阻器的滑片,使接入电路的阻值为最大值时,读出电流表的示数I2;
④据已知条件和测量结果,求出定值电阻阻值。
(3)定值电阻的表达式:Rx= Ω。
6.为测量电阻Rx的阻值,老师提供了以下器材:待测电阻Rx、已知阻值的定值电阻R0一个、电压不变但电压值未知的电源一个、电流表一只、开关两个、导线若干。小明设计了如图所示电路。
请将实验步骤补充完整:
(1)按电路图连接电路。
(2)闭合开关 ,断开开关 ,读出此时电流表的示数I1。
(3) 。
(4)得出表达式:Rx= 。
7.小明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。小明选择了满足实验要求的电源、电流表,并连接了部分实验电路,如图所示。
(1)请你添加一根导线帮助小明完成实验电路的连接;
( )
(2)当开关S1闭合、S2断开时,电流表的示数为I1;当开关S1、S2都闭合时,电流表的示数为I2。
请用I1、I2和R0表示Rx,Rx= 。
8.小明用如图甲所示的电路测量未知电阻R的阻值,滑动变阻器标有“50Ω 1A”字样,电源电压保持6V不变;
(1) 请用笔画线代替导线,将甲图中电路连接完整,要求滑片P向B端滑动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大(连线时导线不允许交叉);( )
(2) 闭合开关,移动滑片使电压表示数为2.4V,此时电流表的指针位置如图乙所示,电流值为 A ,则R 的阻值为 Ω;
(3) 接下来,他移动滑动变阻器滑片又进行了多次实验,其目的是 ;
(4) 现有另一个未知电阻 Rx(阻值约为400Ω),若仅将图甲中的R替换为Rx,其它器材和电路连接不变,则不能测出Rx的阻值,其原因是实验中 表无法准确读数;
(5) 实验后为测量未知电阻R2的阻值,小明设计了如图丙所示的两个实验电路图, 其中电源电压未知,定值电阻R1的阻值已知,实验步骤如下:
①闭合开关S,断开开关S1,记录电流表示数I1,计算出电源电压;
②闭合开关S和S1,记录电流表示数I;
通过分析,你认为小明所使用的实验电路是 (选填“A”或“B”),求得R2= (用 R1 、I1 、I 表示)。
9.小华做测量定值电阻Rx阻值的实验,现有器材:待测电阻Rx、两节干电池、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线若干。
(1)请按图①所示的电路图,以笔画线代替导线,将图②中的电路连接完整 ;
(2)连接电路时,开关 ,并将滑动变阻器滑片置于阻值 处;
(3)闭合开关后,发现电流表的指针如图③所示,则造成这一现象的原因可能是 ;
(4)排除故障后,当电压表示数为1.3V时,电流表示数如图④所示,则通过Rx的电流大小为 A,它的阻值是 Ω;
(5)本实验要多次测量取平均值,目的是 ;
(6)小华对实验进行进一步拓展,利用电源(电压未知但恒定不变)、阻值为R₀的定值电阻、电流表、开关等器材,设计了如图⑤所示的电路也能测出Rₓ的阻值,请你完成下列实验步骤:
①按电路图正确连接电路,闭合开关S,断开开关,读出电流表示数I1;
② ,读出电流表示数I2;
③根据实验数据,计算出待测电阻Rx (用表示)
10.在测量未知阻值R的实验中,小明设计了实验电路并进行连接,如图甲所示。
(1)在连接电路时,开关应处于 状态;
(2)图甲是小明接好的实物连接图,其中有一条导线连接错误,该导线是第 条(从图中选填导线序号);
(3)改正错误后再进行实验,实验前应将滑动变阻器的滑片P移到最 (选填“左”或“右”)端;
(4)闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P,当电压表示数为2.4V时,电流表示数如图乙所示,则其示数为 A,未知电阻R= Ω;
(5)若实验中只有一个电流表和一个已知阻值为R0的定值电阻,小明设计了如图丙所示的电路,同样可以测量未知电阻Rx的阻值,请将以下实验步骤补充完整:
A.按照设计的电路图连接电路;
B.断开S2、闭合S1记录电流表示数为I1;
C. 。
表达式:Rx= (用已知和测量的物理量的符号表示)
11.在做“探究导体中电流跟电阻的关系”的实验中,实验器材有:学生电源(6V),电流表(0~0.6A,0~3A)、电压表(0~3V,0~15V)、定值电阻(5Ω、10Ω、20Ω各一个)、开关、滑动变阻器和导线若干。
(1)请根据图甲所示的电路图用笔画线代替导线将图乙所示的实物连接成完整电路图 (要求连线不得交叉);
(2)连接电路后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,电压表有示数,电流表始终无示数。造成这一现象的原因可能是 ;
(3)实验中依次接入三个定值电阻,调节滑动变阻器的滑片,保持电压表示数不变,记下电流表的示数,利用描点法得到如图丙所示的电流I随电阻R变化的图像。由图像可以得出结论: ;
(4)上述实验中,小强用的电阻做完实验后,保持滑动变阻器滑片的位置不变,接着把R换为5Ω的电阻接入电路,闭合开关,他应向 (选填“A”或“B”)端移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数为 V时,读出电流表的示数;
(5)为完成整个实验,应该选取哪种规格的滑动变阻器 ;
A.“20Ω,1.0A” B.“30Ω,1.0A” C.“50Ω,1.0A”
(6)小东想用以上器材测未知电阻的大小,发现电压表已经损坏,他设计了如丁图的电路,为已知电阻。测得开关闭合前后电流表的示数分别为和,则的数学表达式为 。(用物理量字母、、表示)
12.某实验小组用伏安法测电阻R的阻值,采用如图甲所示电路。
(1)请用笔画线代替导线将图甲连接完整 ;
(2)按电路图连接实物图,连接过程开关应 ;
(3)闭合开关,移动滑片P发现电流表有示数,电压表始终无示数,其原因可能是待测电阻 (选填代码)A断路 B短路;
(4)排除故障后,调节滑片P,当电压表示数为时,电流表示数如图乙,由此可计算出待测电阻阻值为 ;
(5)该小组想用一块电流表和一个定值电阻,测未知电阻的阻值,于是他们设计了如图丙所示的电路,并进行如下实验操作:
①只闭合S,此时电流表的示数为
②再闭合S1,此时电流表的示数为
③请用已知量和测出量、表示出未知电阻的表达式,则 。
13.小军在测量未知电阻 Rx的阻值时,连接了如图甲所示的电路。
(1)按图甲连接电路时,开关应 (选填“断开”或“闭合”);
(2)实验过程中,某次电压表示数为 2V,电流表示数如图乙所示,则此时Rx的阻值为 Ω;
(3)小明三次测量同一个定值电阻的阻值,本实验要多次测量并取平均值,其目的是为了 ;
(4)假设实验中电压表坏了不能使用,利用图丙的电路图也能测出未知电阻 Rx的阻值。其中R0是已知阻值的定值电阻,请把实验步骤补充完整。
①断开开关 ,闭合开关 ,记录电流表的示数为I0;
②闭合S1、S2,记录电流表的示数为I1;
③未知电阻的表达式:Rx= (用已知量和测量的物理量的符号表示)。
14.在探究“电流与电阻的关系”实验中:定值电阻为5Ω,按照图甲将电路正确连接后,闭合开关,移动滑动变阻器滑片P,使定值电阻R两端电压为2V。
(1)换上10Ω的电阻后,闭合开关,电压表示数将 (选填“变大”或“变小”或“不变”),此时应将滑片P向 (选填“A”或“B”)端移动,使电阻两端电压为 V;
(2)完成实验后可得出结论: ;
(3)该小组的同学们利用电源、开关、最大阻值为R0的滑动变阻器、电流表、导线按如图乙所示电路测定待测电阻Rx的阻值,他们进行如下操作:
A.闭合开关,将滑动变阻器滑片P滑至a端,读出电流表示数为I1;
B.将滑动变阻器滑片P滑至b端,读出电流表示数为I2;
C.待测电阻Rₓ的阻值的表达式为Rx= (用I1、I2、R0表示)。
15.某班级同学在做“用伏安法测量电阻的阻值”的实验:
(1)图甲是第一小组同学接入最后一根导线时的实验电路,就想开始做实验了。请指出该组同学在实验操作上存在的两个不妥之处:① ; ② ;
(2)该组同学改正错误,开始实验,闭合开关,发现电压表和电流表均无示数。小林利用另一只完好的电压表V2进行检测,把电压表V2分别接在a、b之间和b、c之间,电压表V2无示数;接在a、d之间和c、d之间,电压表V2均有示数。如果电路连接完好,只有一个元件有故障,则该故障是 ;
(3)排除故障后,闭合开关,移动滑片,当电压表的示数为1.3V时,电流表的示数如图乙所示,则待测电阻Rx= Ω;
(4)第二小组同学设计了一个如图丙所示的电路图,也可测量定值电阻Rx的阻值,已知阻值为R0的定值电阻,电源电压未知但恒定不变,Rx不等于R0,滑动变阻器的滑片置于中间位置不动。实验步骤如下:
①闭合开关S1,断开开关S2,读出电流表的示数为I1;
②断开开关S1,闭合开关S2,读出电流表的示数为I2;
③由于I1R0=I2Rx,所以得出:;
④请判断上面的结果是否正确,并说明理由: ;
(5)第三小组同学设计了一种方案,也测出了Rx的阻值。电路如图丁所示,已知阻值为R0的定值电阻,电源电压未知但恒定不变。实验步骤如下:
①当开关S1闭合、S2断开时,电流表的示数为I1;
②当开关S1、S2都闭合时,电流表的示数为I2;
③待测电阻Rx= 。(用已知和测出的物理量符号表示)
参考答案:
1. 9 减小误差 探究电流与电压、电阻关系的实验 灯泡的电阻随温度的升高而增大
【详解】(1)[1]由电路图知,电流表与灯泡并联,电压表串联在电路中,电流表与电压表连接错误,电压表应与灯泡并联,电流表应串联在电路中,电路如图所示
(2)[2]本实验的原理是。
(3)[3]电压表选用小量程,分度值为0.1V,示数为1.8V,此时电流表示数为0.2A,根据欧姆定律可知本次测得的待测电阻为
[4]先测得三组对应的电压值和电流值,最后算出电阻的平均值,这样做的目的减小误差。
(4)[5]因为Rx是定值电阻,因此用图甲所示的器材,还可以做探究电流与电压关系的实验。
(5)[6]将电阻Rx换成小灯泡,重复上述实验,发现几次实验测得的小灯泡的电阻相差比较大,原因可能是灯泡的电阻随温度的升高而增大。
(6)[7]①正确连接电路,只闭合开关S、S1,两电阻并联,电流表测量干路电流,记录电流表的示数为I1;
②只闭合开关S、S2,两电阻并联,电流表测量通过Rx的电流,记录电流表的示数为I2;
③根据并联电路的电流特点可知通过R0的电流为
根据欧姆定律可知电源电压为
待测电阻阻值的表达式为
2. 连接电路时没有将开关断开 将滑动变阻器下端两个接线柱连入电路 A D A 0.2 0.2 右 0.75 灯泡的电阻随温度的变化而变化 20 闭合S1,记下电流表示数为I1
【详解】(1)[1]测量小灯泡额定功率时,电路为串联电路,电压表测量灯泡两端的电压,灯泡额定电压为2.5V,因此电压表选择小量程,故先用导线将灯泡右接线柱与滑动变阻器左上角接线柱相连,再将灯泡右接线柱与电压表3V接线柱相连,如图所示
(2)[2]小华连好电路的最后一根导线时,灯泡立刻发出微弱的光亮,说明此时电路中已有电流,则存在的问题是:在连接电路时,没有将开关断开。
[3]灯泡发出微弱的光亮,说明电路中电流较小,移动滑动变阻器滑片P,两表示数均不变,灯泡亮度也不变,说明电路中电流不变,因为电源电压不变,则表示电路中总电阻不变,故存在的问题是:在连接电路时,将滑动变阻器下端的两个接线柱连入电路,此时的滑动变阻器相当于阻值等于其最大阻值的定值电阻,所以移动滑片,电阻大小也不会变化。
(3)[4]为了电路安全,闭合开关前滑动变阻器的滑片要处于最大阻值处,故应置于A端。
(4)[5] A.若灯泡L短路,电压表相当于测量一段导线两端的电压,则示数为零,但电路仍为通路,电流表不会出现示数为零的情况,故A不符合题意;
B.若灯泡L断路,电压表串联在电路中,电压表示数等于电源电压,电流表无示数,故B不符合题意;
C.若滑动变阻器短路,电路仍为通路,灯泡会亮,两个电表都会有示数,故C不符合题意;
D.若滑动变阻器断路,整个电路处于断路状态,没有电流通过,灯泡不亮,两表均无示数,故D符合题意。
故选D。
(5)[6]额定电压下测得的功率才是额定功率,故实验过程中,移动滑动变阻器的滑片P的同时,眼睛应注视电压表示数,直至电压表示数为2.5V。
(6)[7]电流表选择的是小量程,示数为0.2A。
[8]电压表选择的是小量程,示数为1V,则此时的电功率
[9]此时灯泡两端的电压小于其额定电压,由串联分压特点可知,要想增大灯泡两端的电压,则需要减小滑动变阻器的阻值,以减小滑动变阻器的分压,即将滑片向右移。
(7)[10]由图丙①可知,当灯泡两端电压为2.5V时,电路中的电流为0.3A,故灯泡的额定功率
[11]灯泡的电阻随着温度的变化而变化,因此流过灯泡的电流与其两端的电压不成正比,所以图丙①所示的I-U图像不是直线。
(8)[12]由图丙②可知,电阻为定值电阻,当流过它的电流为0.1A时,其两端的电压为2V,故其电阻
(9)[13]闭合开关S,此时的电路为只有R0的简单电路,记下电流表的示数I0,则电源电压
接着闭合S1,电路为并联电路,电流表测量干路电流,记下电流表示数为I1。
[14]并联电路各支路互不影响,所以R0的电流大小不变,仍为I0;支路电压等于电源电压,干路电流等于支路电流之和,故流过Rx的电流为
则Rx的电阻
3. 右 短路 2.7 9 B
【详解】(1)[1]根据实验目的可知,电压表要并联在未知电阻的两端,只需要将电压表的负接线柱接到的左边即可,如图所示:
(2)[2]电路接通前,为了保护电路,应将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处,即最右端。
[3]闭合开关,发现电流表有示数,说明电路是短路,电压表无示数,说明说明电压表并联的电路短路或电压表短路,即出现此现象的原因可能是电阻短路。
(3)[4][5]如图乙所示,电压表选用小量程, 分度值0.1V, 其示数为2.7V,则测得未知电阻为
(4)[6]实验中需要调节滑动变阻器进行多次测量求平均值减小误差,故B符合题意,A不符合题意。
故选A。
(5)[7]①保持开关断开,闭合开关S、,两个电阻并联,电流表测量通过的电流,电源电压为
②断开开关,闭合开关S、,两个电阻并联,电流表测量干路中的电流,由并联电路电流的规律可知通过定值电阻的电流
根据并联电路各支路两端的电压相等和欧姆定律可得待测电阻的表达式
4. 连接电路时开关没有断开 右 0.3 10 将电压表并联在滑动变阻器两端了 调节滑片位于最右端时
【详解】(1)[1]连接好电路的最后一根导线时,电流表指针立即发生偏转,即通路,说明连接电路时开关没有断开。
[2]为了保护电路,使电路中电流最小。闭合开关前,滑动变阻器的滑片应该调到阻值最大处,即最右端。
(2)[3][4]闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到某处时,电压表的示数为3V、电流表的示数如图乙,电流表选用小量程,分度值0.02A,其示数为0.3A,则被测电阻R的阻值为
(3)[5]由图可知,待测电阻与滑动变阻器串联,当滑动变阻器连入电路的电阻变小时,由欧姆定律可知电路的电流变大,根据U=IR,待测电阻两端的电压变大,由串联联电路电压的规律可知滑动变阻器的电压变小,而图丙所示的U﹣I图像中电流增大时电压减小,这说明第2组同学在实验操作中出现的问题是将电压表并联在滑动变阻器两端了。
(4)②[6]闭合开关S,调节滑片位于最右端时,读出电流表的示数为I2。
③[7]在步骤①中,当滑片在最左端时,此时电路中只有Rx工作,则有电源电压
在步骤②中,当滑片在最右端时,滑动变阻器的阻值最大为R0,此时R0与Rx串联,则电源电压
由于电源电压不变,即
解得
5. 可多次测量取平均值
【详解】(1)[1]用伏安法测电阻的实验中,为减小误差,要多次测量取平均值,甲方案相比于乙方案,因甲方案中有滑动变阻器,通过移动变阻器的滑片可多次测量取平均值。
(2)由于滑动变阻器的最大阻值已知,只需将滑动变阻器、定值电阻、电流表、电源用导线连接起来即可,故设计的电路图如下所示:
(3)[2]①照电路图连接好电路;
②调节滑动变阻器的滑片,使接入电路的阻值为0时,读出电流表的示数I1;
③调节滑动变阻器的滑片,使接入电路的阻值为最大值时,读出电流表的示数I2;
④在②中,电路为Rx的简单电路,由欧姆定律,电源电压为
U=I1Rx
在③中,两电阻串联,由电阻的串联规律及欧姆定律,电源电压为
因电源电压不变,所以
故定值电阻的表达式
6. S1 S2 闭合S2,断开S1,读出此时电流表示数I2
【详解】实验步骤
(1)按电路图连接电路
(2)[1][2]闭合开关S1,断开开关S2,读出此时电流表的示数I1;
(3)[3]闭合开关S2,断开开关S1,读出此时电流表的示数I2;
(4)[4]根据所测数据计算得出Rx的阻值,由(2)知,电阻两端的电压
U=I1R0
所以
Rx===
7.
【详解】(1)[1]为了完成实验目的,电阻R0和Rx要并联,开关S2只控制R0,所以连接如下图:
(2)[2]根据实验步骤,电源电压为
Rx的阻值为
8. 0.16 15 求平均值,减小误差 电流 A
【详解】(1)[1]滑动变阻器应串联在电路中,接线柱应该“一上一下”接入电路,滑片P向B端滑动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大,所以滑动变阻器下端应接在左端,如下图所示:
(2)[2]如图乙所示,电流表的量程为0∼0.6A,分度值为0.02A,电流表读数为0.16A,所以电路中电流值为0.16A。
[3]由于电流表测量通过未知电阻的电流,电压表测量未知电阻两端电压,所以未知电阻R的阻值
(3)[4]本实验为测量未知电阻R的阻值,未来减小测量误差,所以移动滑动变阻器滑片进行多次实验,求平均值,减小误差。
(4)[5]将图甲中的R替换为Rx,则滑动变阻器阻值为0时,电路中最大电流
所以电路中电流小于电流表的分度值,故实验中电流表无法准确读数。
(5)[6]由于闭合开关S,断开开关S1,记录电流表示数I1,能计算出电源电压;图B中,闭合开关S,断开开关S1,两个电阻串联,R2的阻值未知,所以不能计算出电源电压,故小明所使用的实验电路是图A。
[7]由图A可知,闭合开关S,断开开关S1,电路中只有R1,电流表示数I1,则电源电压
U=I1R1
闭合开关S和S1,两电阻并联,记录电流表示数I,则通过R2的电流
I2=I-I1
则R2的阻值
9. 断开 最大 电流表正负接线柱接反了 0.26 5 减小误差 再闭合开关
【详解】(1)[1]由电路图可知,电路为串联电路,电压表测量定值电阻两端的电压,滑动变阻器滑片向右移,阻值变大,故用导线将定值电阻右接线柱与滑动变阻器左下角接线柱相连,如图所示
(2)[2][3]为了电路安全,连接电路时,要将开关断开,滑动变阻器滑片移至最大阻值处。
(3)[4]图中电流表指针向左偏,说明流过电流表的电流方向反了,即电流表正负接线柱接反了。
(4)[5]电流表选择的是小量程,分度值为0.02A,示数为0.26A。
[6]电阻为
(5)[7]为了减小测量的误差,我们需要重复实验,取平均值。
(6)[8][9]闭合开关S,断开开关,此时为只有R1的简单电路,读出电流表示数I1,则电源电压为
再闭合S 、,电路为并联电路,电流表测量干路电流,此时电流表示数为I2。由并联电路电压和电流的关系可知,此时流过Rx的电流为
Rx的电压为
Rx的电阻为
10. 断开 2 左 0.3 8 断开S1,闭合S2记录电流表的示数为I2
【详解】(1)[1]为了保护电路,在连接电路时,开关应处于断开状态。
(2)[2]测量未知阻值R的实验中,滑动变阻器、电阻和电流表应串联,由甲图可知,电阻被短路,所以错误的导线是第2条,应将导线2的左端改接到电阻的右端即可。
(3)[3]改正错误后再进行实验,为了保护电路,实验前应将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大端,远离滑动变阻器下面的接线柱,即最左端。
(4)[4][5]由乙图可知,电流表接的是小量程,分度值为0.02A,示数为0.30A,此时电压表示数为2.4V时,未知电阻R的阻值为
(5)[6][7]由丙图可知,未知电阻Rx和R0并联,电流表测干路电流。断开S2、闭合S1记录电流表示数为I1,此时通过R0的电流为I1,电源电源为U=I1R0;然后断开S1,闭合S2记录电流表的示数为I2,此时通过Rx的电流为I2,由于并联电路电压特点可知,此时Rx两端的电压为
Ux=U= I1R0
故电阻Rx的阻值为
11. 定值电阻断路/电流表短路 导体两端电压一定时,通过导体的电流跟导体的电阻成反比 B 2 C
【详解】(1)[1]根据电路图,定值电阻与电压表并联,滑动变阻器划片向右移动时,接入电路的阻值减小,因此滑动变阻器应接左上接线柱,如图所示:
(2)[2]闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,电流表始终无示数说明电路中存在断路,电压表有示数,说明电压表与电源连通,则故障可能是与电压表并联的定值电阻断路了,也可能是电流表短路,电压表测定值电阻两端电压,电流表无示数。
(3)[3]由图丙可知,定值电阻两端电压
定值电阻两端电压一定,电流随着电阻的增大而减小,故可以得出结论,当电压一定时,通过导体的电流跟导体的电阻成反比。
(4)[4][5]实验中,要控制定值电阻两端的电压一定,把R换为5Ω的电阻接入电路,由串联电路分压原理可知,定值电阻两端的电压变小了,故应该增大定制电阻两端电压,减小滑动变阻器器分担的电压,由分压原理,应减小滑动变阻器接入电路的阻值,故应该向B端移动滑片,使电压表的示数为2V。
(5)[6]因定值电阻两端的电压始终保持2V不变,滑动变阻器分得的电压为
变阻器分得的电压为定值电阻电压的2倍,根据串联电路的分压原理,当接入20Ω的电阻时,滑动变阻器阻值
因此应该选择“50Ω,1.0A”的滑动变阻器。
故选C。
(6)[7]由图丁可知,开关闭合前,电路为R0的简单电路,电流表测电路中电流,电源电压为。开关闭合后,R0与Rx并联,电流表测干路电流,由并联电路电流规律可得,通过Rx的电流为
由并联电路电压特点可知
则Rx的阻值为
12. 断开 B 5
【详解】(1)[1]电压表和电阻并联,如图所示:
(2)[2]为了保护电路,连接过程中,开关应该断开。
(3)[3]闭合开关,移动滑片P发现电流表有示数,说明电路是通路,电压表始终无示数,可能电阻短路,故选B。
(4)[4]当电压表示数为时,电流表示数如图乙,电流表选用0~0.6A的量程,分度值0.02A,其示数为0.4A,待测电阻阻值为
(5)[5]在①中,只闭合S,此时为只有Rx的简单电路,电流表测量Rx的电流,示数为I1,可测出电源电压
U=I1Rx
在②中,再闭合S1,此时两电阻并联,电流表测量干路电流,示数为I2;根据并联电路电流的规律可知通过R0的电流为
I0=I2-I1
电源电压为
U=(I2-I1)R0
根据并联电路电压相等得到
I1Rx=(I2-I1)R0
13. 断开 4 减小误差 S2 S1
【详解】(1)[1]为了保护电路,在连接电路时,开关应断开。
(2)[2]由甲图知电流表接的是小量程,分度值为0.02A。由乙图知电流表的读数为0.5A,此时电压表示数为2V,所以Rx的阻值为
(3)[3]小明三次测量同一个定值电阻的阻值,多次测量并取平均值,其目的是为了减小误差。
(4)[4][5][6]由图丙可知,电阻R0和Rx并联。断开开关S2,闭合开关S1,此时是关于R0的简单电路,记录电流表的示数为I0,电源电压为U=I0R0;闭合S1、S2,电流表测量干路电流,记录电流表的示数为I1,此时通过电阻Rx的电流为
Ix=I1-I0
则未知电阻的阻值为
14. 变大 B 2 当导体两端的电压一定时,通过导体的电流跟导体的电阻成反比
【详解】(1)[1]由图甲得,电阻丝与滑动变阻器串联,电压表测量电阻丝电压,根据串联电路的分压原理可知,将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻,电阻增大,其分得的电压增大,故电压表示数变大。
[2][3]探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,根据串联电路电压的规律可知,为了保持定值电阻两端电压不变,应增大滑动变阻器分得的电压,由串联分压的分压原理可知,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向B端移动,使电压表的示数为2V不变。
(2)[4]定值电阻两端电压不变,电阻变大时,通过的电流变小,故可得出的实验结论是:当导体两端的电压一定时,通过导体的电流跟导体的电阻成反比。
(3)[5]当滑片P移到a端时,滑动变阻器接入电路的阻值为0,此时只有Rx接入电路,电源电压
……①
当滑片P移到b端时,滑动变阻器接入电路的阻值为最大,即为R0,此时滑动变阻器与待测电阻Rx串联接入电路,电源电压
……②
由于电源电压不变,联立①②两式,解得
15. 开关未断开 没有将滑动变阻器滑片放在最大值处 滑动变阻器断路 5 不正确,实验过程中未控制Rx和R0两端电压相等
【详解】(1)[1][2]由图甲可得,连接电路时没有断开开关,滑动变阻器的滑片没有滑至最大阻值处。
(2)[3]闭合开关,发现电压表和电流表均无示数,说明可能是电路某处发生了断路,也有可能的电源损坏。如果电路连接完好,只有一个元件有故障,此时把电压表V2接在c、d之间,电压表V2有示数,说明电源是完好的;把电压表V2分别接在a、b之间和b、c之间,电压表V2无示数,说明电流表和定值电阻是完好的;电压表V2接在a、d之间,电压表V2有示数,说明滑动变阻器断路。
(3)[4]电流表选择的是“0~0.6A”的量程,此时电流表的示数为0.26A,电压表的示数为1.3V,故待测电阻的阻值为
(4)[5]因为电源电压未知但恒定不变,Rx不等于R0,滑动变阻器的滑片置于中间位置不动,由串联电路的分压原理可得,更换电阻后,电阻两端的电压不相等,因为没有保持电压相同,故由此得出的结果不准确。
(5)[6]当闭合开关S1,断开开关S2,电阻Rx与R0串联,此时电流表示数为I1,此时电源电压可以表示为
当开关S1、S2都闭合时,电阻Rx被短路,电路为电阻R0的简单电路,此时电流表示数为I2,此时电源电压可以表示为
由于实验中,电源电压保持不变,故
解得。
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