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九年级全册第3节 电阻的测量课时训练
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这是一份九年级全册第3节 电阻的测量课时训练,共25页。
伏安法测电阻
【实验原理】R= eq \f(U,I)
【实验器材】电源、开关、导线、小灯泡、电流表、电压表、滑动变阻器。
【实验电路】
【实验步骤】
1、按电路图连接实物电路。
2、检查无误后闭合开关,使小灯泡发光,记录电压表和电流表的示数,代入公式R= eq \f(U,I) 算出小灯泡的电阻。
3、移动滑动变阻器滑片P的位置,多测几组电压和电流值,根据R= eq \f(U,I) ,计算每次的电阻值,并求出电阻的平均值。
【实验表格】
【注意事项】
1、接通电源前应将开关处于断开状态,将滑动变阻器的阻值调到最大;
2、连好电路后要通过试触的方法选择电压表和电流表的量程;
3、滑动变阻器的作用:改变电阻两端的电压和通过的电流;保护电路。
【必刷易错题集】
一、选择题
1.(2021•兰州期中)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
2.(2022•南宁模拟)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.(2021•武汉期末)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
4.(2021•成都模拟)在用“伏安法测电阻”的实验中,有两位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,画出定值电阻和小灯泡的U﹣I图象,分别如图甲、乙所示,则对于图象的分析,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,定值电阻它不随导体两端的电压和导体中的电流改变而改变
C.由乙图可知,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测定小灯泡的电阻
5.(2021•济宁期末)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
6.(2021•宝安期末)某同学设计了测量某定值电阻的阻值实验,并记录了多组电压表和电流表的读数,则该同学所连接的电路可能是( )
A. B.
C. D.
7.(2022•成都模拟)某同学利用如图所示的电路做“伏安法测电阻”的实验,已知电源电压恒为6V,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。下列关于实验的几种说法中正确的是( )
①序号“1”的实验数据不是本实验中测得的
②序号“4”的实验中,滑动变阻器与待测电阻的阻值之比为1:2
③序号“2”和“5”的实验数据表明待测电阻Rx不是定值电阻
④仅用该同学的实验器材就能探究电流与电阻的关系
A.①②B.③④C.①②④D.①③④
8.(2022•郑州模拟)如图是用伏安法测电阻的实验的电路图,小明在连接好电路进行实验的过程中出现了一些问题,下列对故障原因进行的分析中正确的是( )
A.闭合开关,电流表指针向左偏,这是因为电流表的量程太小
B.移动滑动变阻器的滑片P,两只电表的示数均不变,这可能是把滑动变阻器的下面两个接线柱接入电路了
C.闭合开关,电压表有示数,电流表无示数,这可能是电阻Rx短路
D.闭合开关,电压表无示数,电流表有示数,这可能是电阻Rx断路
9.(2021•哈尔滨期中)下列四个电路中,电源电压未知且不变,R0为已知阻值的定值电阻,其中不能测出未知电阻Rx阻值的电路是( )
A.B.
C.D.
10.(2022•苏州模拟)用电流表和电压表测电阻时,电压表和电流表有如图所示的两种接法。关于这两种接法,下列说法中正确的是( )
A.甲图适合测量阻值较大的电阻,误差会减小
B.乙图适合测量阻值较大的电阻,误差会减小
C.若考虑甲图电流表本身的电阻,则测量值与真实值相比偏小
D.若考虑乙图电压表本身的电阻,则测量值与真实值相比偏大
11.(2022•西安模拟)如图所示,是某同学用等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移至某一适当位置记下电压表示数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
12.(2021•太原期末)在用伏安法测未知电阻Rx时,如果缺少电流表或电压表,可以通过增加一个定值电阻R1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.
二、填空题
13.(2021•岳阳期末)在相距20km的甲、乙两地之间有两条输电线,已知每1m输电线的电阻为0.01Ω.现输电线在某处发生短路,为确定短路位置,检测员用电压表、电流表和电源连成如图所示电路进行检测,电压表的示数为3V,电流表的示数为20mA.这是应用了 法测电阻从而确定短路位置离甲地 km。
14.(2021•镇江期末)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象是 。
15.(2022•达州模拟)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。
16.(2022•连云港模拟)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。
17.(2021•北京期末)在“用电流表、电压表测电阻”的实验中,某同学连接电路,如图所示。闭合电键前为了保护电路,应将滑动变阻器滑片移至 端(选填“A”或“B”),各电表所测的值均不得超过它们的 ,实验中通过改变滑动变阻器的电阻来改变待测电阻Rx两端的 ,该实验中多次测量的目的是 ,最后求出电阻Rx的大小。
18.(2022•邵阳模拟)小红同学做完“测量小灯泡电阻”的实验后,突发奇想:能否测出滑动变阻器接入电路的电阻呢?经过深思后,她将电压表改接在滑动变阻器两端,电路连接如图甲所示:
(1)图中小灯泡与滑动变阻器是 (选填“串联”或“并联”)的。
(2)检查电路连接无错误后,闭合开关。当滑动变阻器的滑片向右移动时,电流表的示数将 (选填“变小”、“变大”或“不变”)。
(3)当调节滑动变阻器滑片到某一位置时,电流表示数为0.25A,电压表示数如图乙,应该为 V.此时滑动变阻器接入电路的电阻为 Ω。
三、实验探究题
19.(2022•海南模拟)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= 。
20.(2022•南通模拟)在测量阻值约为5Ω的定值电阻Rx的实验中,小明用如图甲所示的器材进行实验,电源电压保持不变。
(1)如图甲所示,在图中用笔画线代替导线,将实验电路连接完整,要求滑动变阻器的滑片向右滑动时连入电路的电阻变小。
(2)小明把最后一根导线连接完毕后,看到电压表和电流表立即都有较大示数,他在实验操作中的两处错误是 和 。
(3)在实验中出现:电流表有示数,电压表示数为0的现象,其故障可能是
A.电流表的正、负接线柱接反 B.电压表的量程选小了
C.电阻Rx发生了短路 D.把滑动变阻器下端两接线柱连入电路
(4)改正错误后,小明改变Rx两端的电压和电流。两次测得的电阻值分别为R1=5.1Ω,R2=5.3Ω.第三次测量时,电压表的示数为1.5V,电流表的示数如图乙所示,则R3= Ω,实验测得值应为Rx= Ω.(结果保留一位小数)
(5)若将图甲中的电阻换为小灯泡,当滑动变阻器接入电路的电阻变小时,电压表与电流表示数的比值将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(6)小红在实验室所提供的器材中选择合适的器材,设计如下电路测出该电阻的值。如图丙所示四个电路中,R0为已知阻值的定值电阻,不能测出未知电阻Rx的电路是
次数
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
平均值R/Ω
1
2
3
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
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
17.3 电阻的测量 同步易错题集
【高频考点梳理】
伏安法测电阻
【实验原理】R= eq \f(U,I)
【实验器材】电源、开关、导线、小灯泡、电流表、电压表、滑动变阻器。
【实验电路】
【实验步骤】
1、按电路图连接实物电路。
2、检查无误后闭合开关,使小灯泡发光,记录电压表和电流表的示数,代入公式R= eq \f(U,I) 算出小灯泡的电阻。
3、移动滑动变阻器滑片P的位置,多测几组电压和电流值,根据R= eq \f(U,I) ,计算每次的电阻值,并求出电阻的平均值。
【实验表格】
【注意事项】
1、接通电源前应将开关处于断开状态,将滑动变阻器的阻值调到最大;
2、连好电路后要通过试触的方法选择电压表和电流表的量程;
3、滑动变阻器的作用:改变电阻两端的电压和通过的电流;保护电路。
【必刷易错题集】
一、选择题
1.(2021•兰州期中)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
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;
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;
C、为了安全,连接电路时,应断开开关,故C正确;
D、在用伏安法测量电阻的实验中,连接电路时,应将电压表与定值电阻并联,故D错误。
答案:D。
2.(2022•南宁模拟)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.
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;
答案:C。
3.(2021•武汉期末)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
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。
答案:B。
4.(2021•成都模拟)在用“伏安法测电阻”的实验中,有两位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,画出定值电阻和小灯泡的U﹣I图象,分别如图甲、乙所示,则对于图象的分析,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,定值电阻它不随导体两端的电压和导体中的电流改变而改变
C.由乙图可知,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测定小灯泡的电阻
解:
AB、根据图甲可知,电流与电压成正比,因此该电阻为定值电阻,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I=可知定值的电阻:R===1Ω,故A、B正确;
C、由乙图可知,电流与电压不成正比,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,因此小灯泡的电阻跟灯丝的温度有关,故C正确;
D、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D错误。
答案:D。
5.(2021•济宁期末)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
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。此选项错误;
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。此选项错误;
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.此选项正确;
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。此选项错误。
答案:C。
6.(2021•宝安期末)某同学设计了测量某定值电阻的阻值实验,并记录了多组电压表和电流表的读数,则该同学所连接的电路可能是( )
A. B.
C. D.
解:
A、图中的电压表测得是滑动变阻器两端的电压,当滑动变阻器连入的阻值变大时,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、图中的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C、D不符合题意;
答案:B。
7.(2022•成都模拟)某同学利用如图所示的电路做“伏安法测电阻”的实验,已知电源电压恒为6V,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。下列关于实验的几种说法中正确的是( )
①序号“1”的实验数据不是本实验中测得的
②序号“4”的实验中,滑动变阻器与待测电阻的阻值之比为1:2
③序号“2”和“5”的实验数据表明待测电阻Rx不是定值电阻
④仅用该同学的实验器材就能探究电流与电阻的关系
A.①②B.③④C.①②④D.①③④
解:
①③由表中数据,考虑到误差因素,电阻大小为:
R======10Ω;③错误;
由电阻的串联规律和欧姆定律,电路的最小电流:
I小===0.2A,序号“1”的实验数据不是本实验中测得的,①正确;
②序号“4”的实验中,待测电阻的电压为:U4=4V,根据串联电路电压的规律,变阻器的电压为:
U滑=U﹣U4=6V﹣4V=2V,由分压原理,
滑动变阻器与待测电阻的阻值之比为:2V:4V=1:2;②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阻的关系,④错误。
答案:A。
8.如图是用伏安法测电阻的实验的电路图,小明在连接好电路进行实验的过程中出现了一些问题,下列对故障原因进行的分析中正确的是( )
A.闭合开关,电流表指针向左偏,这是因为电流表的量程太小
B.移动滑动变阻器的滑片P,两只电表的示数均不变,这可能是把滑动变阻器的下面两个接线柱接入电路了
C.闭合开关,电压表有示数,电流表无示数,这可能是电阻Rx短路
D.闭合开关,电压表无示数,电流表有示数,这可能是电阻Rx断路
解:A、闭合开关,电流表指针向左偏,这是因为电流表的正负接线柱接反了,故A错误;
B、移动滑动变阻器的滑片P,两只电表的示数均不变,则电路的电流不变,电路的电阻不变,
即变阻器没有了变阻的作用,这可能是把滑动变阻器的下面两个接线柱接入电路了,故B正确;
C、闭合开关,电压表有示数,电流表无示数,这可能是电阻Rx断路,导致电压表串联在电路中测电源电压了,故C错误;
D、闭合开关,电流表有示数,则电路为通路,电压表无示数,这可能是电阻Rx短路,故D错误。
答案:B。
9.(2021•哈尔滨期中)下列四个电路中,电源电压未知且不变,R0为已知阻值的定值电阻,其中不能测出未知电阻Rx阻值的电路是( )
A.B.
C.D.
解:A、开关S闭合后,两电阻并联,电流表A2测量通过R0的电流,根据公式U=IR可求电源电压,电流表A1测量通过RX电流,根据欧姆定律可求出Rx阻值;故A不符合题意;
B、由电路图可知,当S断开时,电路为R0的简单电路,电流表测电路中的电流,根据欧姆定律可求电源的电压;当开关S闭合时R0、Rx并联,电流表测干路电流,因通过R0的电流不变,根据并联电路的电流特点可求通过Rx的电流,再根据并联电路的电压特点和欧姆定律即可求出Rx阻值,故B不符合题意;
C、开关S闭合时,Rx短路,电压表测量电源电压;开关S断开时,电压表测量电源电压;所以无法得到电路中电流,不能计算出Rx的值。故C符合题意;
D、当S2闭合,S1断开时,两电阻串联,电压表测量RX两端的电压,当S1闭合,S2断开时,两电阻串联,电压表测量电源电压,根据串联电路电压的规律可求R0两端的电压,根据欧姆定律可求电路电流,进一步求出Rx的值,故D不符合题意。
答案:C。
10.(2022•苏州模拟)用电流表和电压表测电阻时,电压表和电流表有如图所示的两种接法。关于这两种接法,下列说法中正确的是( )
A.甲图适合测量阻值较大的电阻,误差会减小
B.乙图适合测量阻值较大的电阻,误差会减小
C.若考虑甲图电流表本身的电阻,则测量值与真实值相比偏小
D.若考虑乙图电压表本身的电阻,则测量值与真实值相比偏大
解:甲电路中:电流表是内接法,乙电路中:电流表是外接法;
甲图中:电压表测得的电压是待测电阻两端的电压与电流表上的电压之和,电阻两端的电压测量值偏大,而通过电阻R的电流测量准确,由I=可得,甲图中电阻测量值:R甲=>;
乙图中:电流表测得的电流是通过待测电阻的电流与通过电压表的电流之和,通过电阻R的电流测量值偏大,而电阻两端的电压测量准确,由I=可得,乙图中电阻测量值:R乙=<;
显然甲电路的电阻测量值大于真实值,乙电路的电阻测量值小于真实值;故CD错误;
测量较大阻值的电阻时,采用甲图,电流表分压很小,误差较小;
测量较小阻值的电阻时,采用乙图,电压表分流很小,误差较小;故A正确,B错误。
答案:A。
11.(2022•西安模拟)如图所示,是某同学用等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移至某一适当位置记下电压表示数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
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为保证电路安全,将滑片P滑至b端,只闭合开关Sx,此时Rx与滑动变阻器串联,电压表测Rx两端电压,将滑片P移至某至一适当位置记下电压表示数U;
④只闭合S0,此时R0与滑动变阻器串联,电压表测R0两端电压,只调节变阻箱R0接入电路的阻值(不改变滑动变阻器连入电路的阻值),使电压表示数仍为U。
因两次实验中Rx两端电压等于R0两端电压,所以它们的阻值相等,即Rx=R0。
答案:C。
12.(2021•太原期末)在用伏安法测未知电阻Rx时,如果缺少电流表或电压表,可以通过增加一个定值电阻R1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.
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。
答案:B。
二、填空题
13.(2021•岳阳期末)在相距20km的甲、乙两地之间有两条输电线,已知每1m输电线的电阻为0.01Ω.现输电线在某处发生短路,为确定短路位置,检测员用电压表、电流表和电源连成如图所示电路进行检测,电压表的示数为3V,电流表的示数为20mA.这是应用了 伏安 法测电阻从而确定短路位置离甲地 7.5 km。
解:(1)已知电压与电流,由欧姆定律求电阻,应用的是伏安法测电阻;
(2)连接短路位置到甲地的两段输电线的电阻值:
R===150Ω;
导线总长度:
L=×1m=15000m=15km,
短路位置离甲地的距离:
s=L=×15km=7.5km。
答案:伏安;7.5km。
14.(2021•镇江期末)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 右 端。闭合开关后,要使小灯泡的亮度增加,应将滑片向 左 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象是 C 。
解: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;
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;
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,经分析知,C符合题意。
答案:右;左;C。
15.(2022•达州模拟)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 0~3V 的量程,电流表应选 0~0.6A 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 2.5Ω~10Ω 的范围内移动。
解:
(1)由图知,待测电阻R与变阻器串联,电压表测R的电压,电流表测电路中的电流;
电源是3节新干电池串联,则电源电压为4.5V,若电压表用0~15V量程,则无论怎样调节变阻器,电压表指针的偏转角度都太小,不会偏过中间刻度线,所以电压表应选0~3 V的量程;
当电压表的示数最大为3V时,由欧姆定律可得,电路的最大电流约为:
I===0.6A,故电流表应选0~0.6A的量程;
(2)电流表应选0~0.6A的量程,电路的最大电流为0.6A,
由欧姆定律和串联电路的规律,变阻器连入电路的最小电阻为:
R滑小=R总小﹣R=﹣R=﹣5Ω=2.5Ω;
因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。
答案:0~3V;0~0.6A;2.5Ω~10Ω。
16.(2022•连云港模拟)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。
答案:(2)a;(3)电阻箱;(4)电阻箱的示数。
17.(2021•北京期末)在“用电流表、电压表测电阻”的实验中,某同学连接电路,如图所示。闭合电键前为了保护电路,应将滑动变阻器滑片移至 B 端(选填“A”或“B”),各电表所测的值均不得超过它们的 量程 ,实验中通过改变滑动变阻器的电阻来改变待测电阻Rx两端的 电压 ,该实验中多次测量的目的是 取平均值,减小误差 ,最后求出电阻Rx的大小。
解:(1)闭合电键前,为了保护电路,应将滑动变阻器滑片移至阻值最大处的B端;
(2)各电表所测的值均不得超过它们的量程;
(3)实验中通过改变滑动变阻器的电阻来改变待测电阻Rx两端的电压,从而改变电路中的电流;该实验中多次测量的目的是取平均值,减小误差,最后求出电阻Rx的大小。
答案:B;量程;电压;取平均值,减小误差。
18.(2022•邵阳模拟)小红同学做完“测量小灯泡电阻”的实验后,突发奇想:能否测出滑动变阻器接入电路的电阻呢?经过深思后,她将电压表改接在滑动变阻器两端,电路连接如图甲所示:
(1)图中小灯泡与滑动变阻器是 串联 (选填“串联”或“并联”)的。
(2)检查电路连接无错误后,闭合开关。当滑动变阻器的滑片向右移动时,电流表的示数将 变大 (选填“变小”、“变大”或“不变”)。
(3)当调节滑动变阻器滑片到某一位置时,电流表示数为0.25A,电压表示数如图乙,应该为 2 V.此时滑动变阻器接入电路的电阻为 8 Ω。
解:(1)由图可知:滑动变阻器需要改变灯泡两端的电压,故与小灯泡串联。
(2)当滑动变阻器的滑片向右移动时,滑动变阻器连入电路的电阻变小,在电源电压阻不变的情况下,根据欧姆定律可知:电路中电流变大,即电流表示数变大。
(3)由图可知电压表的量程为3V,则电压表示数为2V,
∵电压表接在滑动变阻器两端,则滑动变阻器两端电压为2V,
∴根据欧姆定律得:变阻器接入电路的阻值R===8Ω。
答案:(1)串联。(2)变大。(3)2;8。
三、实验探究题
19.(2022•海南模拟)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= 0.3 A,则未知电阻R= 8 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 闭合开关S、S1 ,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= 。
解:(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)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。
由公式I=得,
R===8Ω;
(3)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,I==,即=,
解得:Rx=。
答案:
(1)如上图所示;
(2)0.3;8;
(3)②闭合开关S、S1;③。
20.(2022•南通模拟)在测量阻值约为5Ω的定值电阻Rx的实验中,小明用如图甲所示的器材进行实验,电源电压保持不变。
(1)如图甲所示,在图中用笔画线代替导线,将实验电路连接完整,要求滑动变阻器的滑片向右滑动时连入电路的电阻变小。
(2)小明把最后一根导线连接完毕后,看到电压表和电流表立即都有较大示数,他在实验操作中的两处错误是 连接电路时开关没有断开 和 滑动变阻器滑片没有位于最大阻值处; 。
(3)在实验中出现:电流表有示数,电压表示数为0的现象,其故障可能是 C
A.电流表的正、负接线柱接反 B.电压表的量程选小了
C.电阻Rx发生了短路 D.把滑动变阻器下端两接线柱连入电路
(4)改正错误后,小明改变Rx两端的电压和电流。两次测得的电阻值分别为R1=5.1Ω,R2=5.3Ω.第三次测量时,电压表的示数为1.5V,电流表的示数如图乙所示,则R3= 5.0 Ω,实验测得值应为Rx= 5.1 Ω.(结果保留一位小数)
(5)若将图甲中的电阻换为小灯泡,当滑动变阻器接入电路的电阻变小时,电压表与电流表示数的比值将 变大 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(6)小红在实验室所提供的器材中选择合适的器材,设计如下电路测出该电阻的值。如图丙所示四个电路中,R0为已知阻值的定值电阻,不能测出未知电阻Rx的电路是 D
解:(1)滑动变阻器的滑片向右滑动时连入电路的电阻变小,即滑片以右电阻丝连入电路中,电源电压为3V,电压表选用小量程,与电阻并联。实物连接如下图所示:
(2)将最后一根导线连接完毕后,发现电流表和电压表都有较大的示数,其原因可能是:在连接电路时,开关没有断开;滑动变阻器滑片没有位于最大阻值处;
(3)在实验中出现:电流表有示数,说明电路为通路,电压表示数为0,则可能与电压表的电阻Rx短路了,而导致电压表与导线并联了,选C;
(4)图乙中电流表用小量程,分度值为0.02A,此时的示数为I=0.3A,
根据欧姆定律,此时电阻阻值为R3==5.0Ω;
测量结果为Rx=≈5.1Ω;
(5)变阻器与灯串联,当滑动变阻器接入电路的电阻变小时,根据压原理,变阻器的电压变小,由串联电路电压的规律,灯的电压变大,通过灯的电流也变大,根据P=UI灯的实际功率变大,灯丝的温度升高,灯丝的电阻变大,电压表与电流表示数的比值即灯丝电阻变大;
(6)A、开关S闭合时,R0短路,电压表测量电源电压;
开关S断开时,电压表测量Rx两端的电压;
根据串联电路总电压等于各分电压之和,可求出R0两端的电压,根据I=求出通过R0的电流;
根据串联电路电流处处相等,通过Rx电流等于通过定值电阻电流Ix=I0,根据Rx=可求出Rx电阻;
B、由电路图可知,当S断开时,电路为R0的简单电路,电流表测R0的电流,根据欧姆定律可求电源的电压;
当开关S闭合时R0、Rx并联,电流表测总电流,R0的电压始终为电源电压保持不变,由并联电路电流特点可求得通过Rx的电流,并且Rx两端电压等于电源电压,所以可以根据Rx=可求出Rx阻值;
C、由电路图可知,当开关S闭合时,电路为R0的简单电路,电流表测电路中的电流,根据欧姆定律求出电源的电压;
当开关S断开时两电阻串联,电流表测串联电路的电流,根据欧姆定律求出电路的总电阻,再根据电阻的串联可以求出Rx阻值;
D、开关S闭合时,Rx短路,电压表测量电源电压;开关S断开时,电压表测量电源电压;所以无法得到电路中电流,所以不能计算出Rx的值。
所以,不能测出未知电阻Rx的电路是D图。
答案:(1)实物连接如上图所示;
(2)连接电路过程中开关没有断开;滑动变阻器滑片没有位于最大阻值处;
(3)C;
(4)5.0;5.1;
(5)变大;
(6)D。
次数
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
平均值R/Ω
1
2
3
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
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
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