初中物理人教版(2024)九年级全册第十七章 欧姆定律第3节 电阻的测量精品课时训练
展开一、单选题
1.在“伏安法测电阻”的实验中,滑动变阻器不能起到的作用是( )
A.改变电路中的电流
B.改变被测电阻两端的电压
C.改变被测电阻的阻值
D.保护电路
2.如图是四位同学设计的用伏安法测电阻R的电路图,其中正确的是( )
A. B.
C. D.
3.在用伏安法测量电阻的实验中,连接电路时,下列需要注意的事项中错误的是( )
A.应使滑动变阻器的滑片移到阻值最大处
B.应使电流表与待测电阻串联
C.应将开关断开
D.应将电压表与滑动变阻器并联
4.物理科代表为全班同学设计了如下四个电路图,图中电源电压未知但不变,R0为阻值已知的定值电阻,R1为最大阻值已知的滑动变阻器,通过断开、闭合开关或调节R1接入电路阻值不能测出未知电阻Rx阻值的电路是( )
A.B.
C.D.
5.图示为伏安法测电阻的一种接法(其他元件未画出),如果考虑电流表和电压表电阻对测量结果的影响,则电压表与电流表的示数之比等于
A.电流表的阻值
B.电压表的阻值
C.电压表和待测电阻并联的总电阻
D.电流表和待测电阻串联的总电阻
6.用“伏安法测电阻”的实验中,小雪和晓彤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的图像,如图甲、乙所示。对于图像的分析,以下说法错误的是( )
A.由甲图可知,定值电阻的阻值为1Ω
B.由甲图可知,电阻不随其两端的电压和导体中的电流而改变
C.为了减小误差,应该用多次测量的方法,计算小灯泡的电阻
D.由乙图及实验现象可知:小灯泡的电阻随灯丝温度的增加而增大
7.某同学做电学实验,通过改变滑动变阻器接入电路的电阻大小,测量并记录了多组电压表和电流表的示数,根据数据分析,连接的电路可能是图中电路图中的( )
A.B.C.D.
8.小明同学练习用伏安法测电阻,他所测电阻的阻值约为2Ω。电压表的量程为0~3V,电流表的量程为0~3A.测量结束后,他得到的结论是待测电阻的阻值为10Ω,则他在测量中所出现的错误可能是( )
A.电压表和电流表的位置接反了
B.他没有多次测量取平均值,致使误差过大
C.电压表按15V量程读数,电流表按3A量程读数
D.电压表按15V量程读数,电流表按0.6A量程读数
9.在用伏安法测未知电阻时,如果缺少电流表或电压表,可以通过增加一个定值电阻和开关来解决,下面的四种方案中哪一个是错误的
A.B.
C.D.
10.如图所示,是某同学用效替代法测量未知电阻Rx的阻值的电路图;其中电源电压恒定不变,R0是符合实验要求的变阻箱,R是滑动变阻器。下列是她的实验过程记录,请选出正确的操作顺序( )
①只闭合开关Sx,将滑片P移至某一适当位置记下电压表示数U
②将滑片P滑至b端,只闭合开关Sx,将滑片P移至某至一适当位置记下电压示数U
③只闭合S0,移动滑片P并调节变阻箱R0接入电路的阻值,使电压表示数仍为U,则Rx=R0
④只闭合S0,只调节变阻箱R0接入电路的阻值,使电压表示数仍为U,则Rx=R0。
A.①③B.①④C.②④D.②③
二、填空题
11.在用伏安法测量电阻的实验中,连接电路时,开关应处于 状态;若电流表、电压表的示数如图所示,则被测电阻的阻值是 Ω.
12.如图甲所示,在“伏安法测小灯泡的阻值”实验中,开关闭合前,应将滑动变阻器的滑片移到最 端。闭合开关后,要使小灯泡的亮度增加,应将滑片向 端移动。考虑温度对灯泡阻值的影响,乙图中能正确反映通过灯泡的电流和灯泡两端电压关系的图像是 。
13.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10 Ω,电压表的内阻约为20 kΩ,待测电阻的阻值约为100 Ω,为了减小误差,他应该采用图 (选填“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 (选填“大”或“小”)。
三、实验题
14.如图所示是“伏安法测电阻”的实验电路图,R为待测电阻,阻值约为5Ω。实验器材有:滑动变阻器(规格为10Ω 2A)、电压表(量程分别为0~3V、0~15V)、电流表(量程分别为0~0.6A、0~3A)、电源(3节新干电池串联)。为使测量时能较准确地读数(指针最好偏过中间刻度线),则电压表应选 的量程,电流表应选 的量程;为了保证两电表安全,应控制滑动变阻器的阻值大约在 的范围内移动。
15.图甲是用伏安法测未知电阻R的实验图。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中实物电路连接完整
(2)闭合开关,将滑片P向左滑动时,此时电压表示数为2.4V,电流表示数如图乙所示其读数为I= A,则未知电阻R= Ω。
(3)若实验中只有一个电压表和一个已知电阻R0,小明设计了如图丙所示的电路,同样可以测量未知电阻Rx,请在空格内将实验步骤补充完整
①闭合S、断开S1,用电压表测出待测电阻Rx两端的电压为U1
② ,用电压表测出电源的电压U
③请写出用测量值U、U1及R0来表示Rx的表达式:Rx=
16.如图甲是用“伏安法”测量未知电阻Rx的实物电路图。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整;
(2)闭合开关前应将滑动变阻器的滑片移到 处;闭合开关,发现电流表几乎无示数,电压表指针明显偏转,则出现的故障可能是Rx ;
(3)排除故障后,闭合开关,当滑片移动到某位置时,电压表示数为2.4V,电流表示数如图乙所示,其读数为 A,则未知电阻Rx= Ω;
(4)若实验中电压表损坏,利用其他的原有器材也能测出未知电阻Rx的阻值,实验电路如图丙所示(滑动变阻器最大阻值为R0,电源电压未知且不变),请将下列相关实验步骤补充完整:
① 闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到a端,记录电流表示数I1;
② 闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到 ,记录电流表示数I2;
③ 写出待测电阻的表达式:Rx= (用已知量和测量量符号表示)。
U/V
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
1.1
I/A
0.18
0.21
0.25
0.27
0.30
0.33
参考答案:
1.C
【详解】A.移动滑动变阻器的滑片,改变了电路中的总电阻,由知道,改变了电路中的电流,故A不符合题意;
B.由U=IR可知,电阻不变时,改变了电路中的电流,也就改变了被测电阻两端的电压,故B不符合题意;
C.被测电阻阻值大小跟电阻的材料、长度和横截面积有关,还和温度有关,电阻的阻值不变,故C符合题意;
D.滑动变阻器串联到电路中时,增大了电路中的电阻,可以减小电路的电流,故D不符合题意。
故选C。
2.C
【详解】A.由电路图知:电流表与电阻并联,电压表串联在电路中,电路连接错误,不能测出电阻R的阻值,故A错误;
B.由电路图知:电压表测待测电阻与滑动变阻器两端的电压,由该电路图测不出电阻R的阻值,故B错误;
C.由电路图知:电压表测待测电阻两端的电压,电流表测流过待测电阻的电流,由该电路图可以测出电阻R的阻值,故C正确;
D.电流表测待测电阻与滑动变阻器的电流之和,用该电路图测不出流过待测电阻的电流,由该电路图测不出电阻R的阻值,故D错误。
故选C。
3.D
【详解】A.将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处,可以防止电流过大烧毁元件,故A正确,不符合题意;
B.在用伏安法测量电阻的实验中,连接电路时,应使电流表与待测电阻串联,故B正确,不符合题意;
C.为了安全,连接电路时,应断开开关,故C正确,不符合题意;
D.在用伏安法测量电阻的实验中,连接电路时,应将电压表与滑动变阻器串联,故D错误,符合题意。
故选D。
4.A
【详解】A.由图可知,定值电阻和电流表串联,我们可以求出电源的电压,无法求出未知电阻Rx阻值,故A符合题意;
B.闭合开关S1和S2后,定值电阻R0被短路,电压表的示数即为电源电压U;闭合S1,断开S2,此时电压表的示数为U1,可以求得Rx为,故B不符合题意;
C.闭合开关,当滑动变阻器滑片移动到最右端时,此时的电压为U,当当滑动变阻器滑片移动到最左端时,此时的电压为U1,可以求得Rx为,故C不符合题意;
D.闭合开关,当滑动变阻器滑片移动到最右端时,此时的电压为I,当当滑动变阻器滑片移动到最左端时,此时的电压为I1,可以求得Rx为,故D不符合题。
故选A。
5.C
【详解】如果考虑电压表和电流表本身电阻的影响,电压表测量Rx两端的电压,其测量结果准确,而电流表测量电阻Rx和电压表的总电流,示数比实际通过Rx的电流大,根据R=知,测量值会比真实值偏小;由电路图可知,电压表与Rx并联又与电流表串联,故该方法测的是电压表和待测电阻并联的总电阻,故C正确.
6.C
【详解】AB.根据图甲可知,电压与电流成正比,因此该电阻为定值电阻,即电阻是导体自身的性质,它不随导体两端的电压和导体中的电流改变而改变,根据图示可知,当电阻两端电压为3V时,通过的电流为3A,由可知,定值的电阻为
故AB正确,不符合题意;
C.测定小灯泡的电阻时,多次测量是为了寻找灯丝电阻与温度的关系,不能求平均值减小误差,故C错误,符合题意;
D.由乙图可知,电压与电流不成正比,即当灯泡两端电压发光改变时,灯泡的阻值也随之发生变化,且电压变化比电流变化快,因此小灯泡的电阻随灯丝温度的增加而增大,故D正确,不符合题意。
故选C。
7.B
【详解】A.电压表测的是滑动变阻器两端的电压,当滑动变阻器的阻值变大时,电压表示数变大,而电流表示数变小,与表格提供数据规律不一致,故A不符合题意;
B.电压表测得是定值电阻两端的电压,当电压表示数变大时,电流表示数也变大,且比值不变,故B符合题意;
CD.电压表测电源的电压,示数不变,故CD不符合题意。
故选B。
8.C
【详解】A.如果电流表和电压表位置接反了,电路相当于断路,电压表测量电源电压,电流表示数接近为零。故A不符合题意;
B.已知待测电阻的阻值约为2Ω,测量值应该接近或等于2Ω,不可能为10Ω,与测量次数多少没有关系。故B不符合题意;
C.电压表按15V量程读数,电流表按3A量程读数,得到的电压是实际电压的5倍,所以本该是2Ω的电阻测成了10Ω。故C符合题意;
D.电压表按15V量程读数,电流表按0.6A量程读数,得到的电压是实际电压的5倍,电流是正确电流的,测量的电阻是实际电阻的25倍。故D不符合题意。
故选C。
9.B
【详解】A.当开关S1、S2闭合时,R1被短路,电压表的示数等于电源电压;再断开开关S2时,电压表测量Rx两端的电压,则可计算出R1两端的电压,即可计算出电路中的电流,从而可计算出被测电阻的阻值,A能测出,不符合题意;
B.电压表串联在电路中,其示数始终等于电源电压,不可知被测电阻的电压和电流,不能测出其阻值,B符合题意;
C.只闭合S2可测出通过被测电阻的电流,两个开关都闭合,可测出干路电流,则可计算出R1的电流,由U=IR可得R1两端的电压,根据并联电路各支路两端电压相等的关系可得被测电阻两端的电压,从而计算出待测电阻的阻值,故C能测出,不符合题意;
D.当S1闭合,S2断开时,电流表测出通过R1的电流,由U=IR可计算出电源电压;
当两开关都闭合时,两电阻并联,电流表测干路电流,则可根据并联电路的电流规律计算出通过Rx的电流,从而计算出Rx的阻值,故D能测出,不符合题意.
【点睛】本题考查的是测量电阻的特殊方法,解题的关键是能够根据开关的开合得出电阻两端的电压及通过电阻的电流.
10.C
【详解】只闭合Sx和只闭合S0时,被测电阻Rx和变阻箱R0分别与滑动变阻器串联,保持滑动变阻器连入阻值不变,由串联电路特点和欧姆定律可知,当电压表示数相等时,待测电阻Rx和电阻箱R0的阻值是相等的;所以,正确的操作为②、④。故选C。
【点睛】本题中最容易被忽略的是闭合开关前,变阻器需要打在最大阻值处。
11. 断开 5
【详解】在连接电路时开关应处于断开状态,这是为了防止电路中有短路的地方而导致损坏用电器;读图可知,电流表接在0~0.6A量程上,故其分度值为0.02A,所以示数为0.28A;电压表接在0~3V量程上,故其分度值为0.1V,所以示数为1.4V;
根据欧姆定律R=
12. 右 左 C
【详解】[1]由图知,滑动变阻器的下面接了左边的接线柱,所以在闭合开关前,应将滑片移至最右端,使其阻值最大,起到保护电路的作用。
[2]闭合开关后,要使小灯泡的亮度增加,则应减小滑动变阻器的阻值,应将滑片向左端滑动。
[3]灯丝的电阻随温度的升高而增大,灯泡两端的电压越大,灯泡的实际功率越大温度越高,则其电阻越大。故AB不符合题意,C符合题意。
故选C。
13. 甲 小
【详解】[1]根据测量数据用欧姆定律求测量值,根据电路求甲乙情况下相对误差进行比较:
甲相对误差为
乙相对误差为
×
很明显甲的相对误差较小,故采用接法甲误差较小;
[2]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 R测=可知:测量结果会偏小。
14. 0~3V 0~0.6A 2.5Ω~10Ω
【详解】[1]电源是3节新干电池串联,电压为4.5V,电压表如果用0~15V的量程,指针偏转的角度太小,所以用0~3V。
[2]此电路的最大电流约为
如果选用0~3A的量程,最大电流指针也无法偏转至中间的刻度,所以要用0~0.6A的量程。
[3]当电路中的最大电流是0.6A时,电源电压为4.5V,此时滑动变阻器接入电路的阻值最小,最小为
因为滑动变阻器的最大阻值为10Ω,所以为了保证两电表安全,应控制滑动变阻器的阻值大约在2.5Ω~10Ω的范围内移动。
15. 导线的一端接在变阻器上,另一端接在电阻R上 0.3 8 闭合S、S1
【详解】(1)[1]变阻器应串联在电路中,可将导线一端接在变阻器上端,另一端接在电阻R右端,如图所示。
(2)[2]读图可知,电流表的量程为0~0.6A,其分度值为0.02A,则电流表的示数为0.3A。
[3]由公式 得
(3)[4][5]实验步骤:
①闭合开关S、断开S1,用电压表测出待测电阻Rx两端的电压为U1;
②闭合开关S、S1,用电压表测出电源的电压U;
③因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,R0两端的电压
U0=U﹣Ux=U﹣U1
因串联电路中各处的电流相等,所以
即
解得
16. 最大阻值 断路 0.24 10 b端
【详解】(1)[1]滑动变阻器应和电流表串联,接线柱应该“一上一下”接入电路,如下图:
(2)[2][3]为了保护电路,滑动变阻器的滑片应滑到阻值最大处;由题意可知,电流表指针几乎未动,说明电路中没有电流(或电流很小),则电路中可能出现了断路;又因为电压表指针有明显偏转,说明电压表两接线柱到电源两极间的电路是连通的,则出现的故障可能是Rx断路。
(3)[4][5]如图乙所示,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,读数为0.24A;由得未知电阻的阻值
(4)[6][7]根据题意可知,应将滑片移到b端,记录电流表示数I2,Rx表达式的推导:步骤②,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到b端,Rx被短路,只有R0工作,电流表示数为I2;所以电源电压:U=I2R0,步骤①,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到a端,两电阻并联,总电流为I1;两次实验中,R0两端电压均等于电源电压,R0阻值不变,所以通过R0的电流均为I2,根据并联电路的电流特点可得,通过待测电阻的电流Ix=I1-I2,并联电路电压相等,则待测电阻两端的电压Ux=U=I2R0,所以待测电阻
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
C
C
D
A
C
C
B
C
B
C
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