物理九年级第三节 “伏安法”测电阻优秀课堂检测
展开15.3“伏安法”测电阻同步训练
一、单选题(下列选项中只有一个选项满足题意)
1.在“伏安法测电阻”的实验中,关于滑动变阻器的作用,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
2.某同学说:在用伏安法测量小灯泡电阻的实验中,连接电路时,需要注意以下几点,你认为其中不必要的是
A.向电路中连接开关时,应该先将开关断开
B.开关应该接在靠近电源正极的位置
C.电压表、电流表的量程选择要合适
D.向电路中连接滑动变阻器时,应该先将滑片位于变阻器阻值的最大处
3.在“探究通过某电阻的电流与电压的关系”实验中,得到I﹣U图象如图所示,则正确的是( )
A.B.C.D.
4.某同学在探究“电流与电压、电阻的关系”时,发现通过电阻a、b的电流随电压变化情况如图所示,则下列结论与图象相符的是
A.两电阻阻值的关系是Ra>Rb
B.电压相同时,通过a的电流较大
C.电流相同时,b两端的电压较大
D.电阻一定时,电流随着电压的增大而减小
5.“用伏安法测电阻”实验电路图如图所示,a、b电表分别表示 ( )
A.a是电流表,b是电压表
B.a是电压表,b是电流表
C.a、b都是电压表
D.a、b都是电流表
6.如图所示是小成测量未知电阻Rx的实验电路,电源两端电压不变,其中R0为阻值已知的定值电阻。当S闭合后,电压表V1的示数用U1表示,电压表V2的示数用U2表示。则下列四个选项中,Rx的表达式正确的是( )
A.B.
C.D.
7.以下设计的电路图中电源电压保持不变,某同学在没有电流表的情况下,利用电压表和阻值己知的定值电阻R0,来测量未知的定值电阻Rx的阻值,不能实现测量Rx阻值的是( )
A.B.
C.D.
8.某同学想测量一个阻值约为500Ω的电阻Rx,可供选用的器材有:干电池两节、电压表(量程为0~3V、0~15V)、电流表(量程为0~0.6A、0~3A)、滑动变阻器(10Ω 2A)和电阻箱R0(0~9999Ω 5A)各一个、开关、导线若干。下列四个设计方案中,能测出Rx阻值的最合理的方案是( )
A.B.
C.D.
9.某同学利用如图所示的电路测量小灯泡的电阻,小灯泡标有“2.5 V”的字样,他记录的实验数据如下表所示,其中有一次记录的电流表示数是错误的。关于该实验,下列说法正确的是( )
A.第1次实验记录的电流表示数是错误的
B.多次实验的目的是为了减小误差
C.5次实验中小灯泡正常发光时的电阻最小
D.从第1次到第5次的实验过程中,滑动变阻器的滑片逐渐向左滑动
10.如图中,甲图是灯泡L和定值电阻R的关系图象。将灯泡L和电阻R先后以乙图和丙图两种方式接在同一电源上,则下列判断中正确的是( )
A.灯泡L两端的电压与通过它的电流成正比
B.乙图中,
C.乙丙两图中,L和R的电功率大小关系不能确定
D.丙图中,
二、多项选择(下列各题中四个选项中有多个选项符合题意)
11.甲、乙两个电阻的I﹣U图象如图所示,若把两个电阻串联接在同一电路中,下列说法正确的是( )
A.甲的电阻值小于乙的电阻值
B.通过甲、乙两个电阻的电流之比是1∶1
C.甲、乙两个电阻两端电压之比是3∶1
D.甲、乙两个电阻的电功率之比是1∶9
12.某同学在没有电流表的情况下,利用电压表和已知阻值的定值电阻R0,测量未知电阻Rx阻值,如图中可实现测量Rx阻值的正确电路图是
A.B.C.D.
13.科技小组同学测得通过某一小灯泡的电流I和其两端电压U的数值,并绘制成图所示的图像,下列说法中正确的是
A.小灯泡的电阻随电压的增大而减小
B.小灯泡两端电压为6V时,其电阻为12Ω
C.若将两个这种规格的小灯泡并联接在电压为6V的电源上,则干路的电流为1A
D.若将六个这种规格的小灯泡串联接在电压为6V的电源上,则通过灯泡的电流为1.2A
14.小明同学在“探究导体中的电流与其两端电压的关系”时,将记录的实验数据通过整理做出了如图所示的图像,根据图像,下列说法错误的是( )
A.当在导体甲的两端加上2.5V的电压时,通过导体甲的电流为0.5A
B.将甲、乙两导体并联后接到电压为1.0V的电源上时,干路电流为0.3A
C.当将甲、乙两导体串联后接在电压为2.0V的电源上,则甲、乙两端的电压之比是2:1
D.当甲、乙两个导体并联接在电压是3.0V的电源上,此时甲的两端电压与通过它的电流之比大于导体乙两端的电压与此时通过它的电流之比
三、填空题
15.某同学在“用电压表和电流表测导体的电阻”实验中,按如图(a)所示的电路图连接好电路,移动滑动变阻器的滑片,使滑动变阻器连入电路的阻值最大。闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,分别读出电压表和电流表的几组示数并记录,根据记录的数据,作出如图(b)所示的U-I图线。则被测电阻R1的电阻值为______ Ω。滑动变阻器的滑片在某一位置时,电压表的指针位置如图(c)所示(电压表所接的量程为0~3 V),则电压表的示数为________V
16.如图所示为电阻A和B的图象,若将A、B串联接入某电源两端,则闭合开关后,它们两端的电压与之比为_____;若将A、B并联接入电源两端,闭合开关后,测得干路电流为1.2A,则电源电压是_____V。
17.伏安法测电阻时由于电流表电阻不为零,电压表电阻不是无穷大,会带来误差。为此现在设计A、B两种方案。如图所示,单刀双掷开关连通1时电压表和电流表的示数为U1和I1,连通2时电压表和电流表的示数为U2和I2,连通3时电压表和电流表的示数为U3和I3,连通4时电压表和电流表的示数为U4和I4,最佳方案是_________(填A或者B),电阻值R=_________Ω。
18.小杰同学想利用所学知识测量一个阻值未知的定值电阻的阻值他找来了如下器材:一个电压恒定的电源(电源电压值未知)、一个阻值已知的定值电阻。一个电压表(量程大于电源电压值)、一个单刀双掷开关和若干导线,设计了如图所示的电路图。实验时,他先将开关S拨至a处,电压表的示数为;然后将开关S拨至b处,电压表的示数为。则开关S搜至b处时,电路中的电流为____________; 待测电阻的阻值为_______________。
四、实验探究题
19.小亮在探究通过导体的电流跟导体的电阻的关系时,用若干不同阻值已知的定值电阻进行实验。
(1)小亮将一个定值电阻R连入图所示的实验电路,闭合开关进行实验前,他检查电路发现电路中有一根导线连接错误。请你检查小亮连接的实验电路,先在错接的那根导线上打上“X”,之后只修改这根错接的导线,用笔画线代替导线连接出正确的实验电路___________。
(2)小亮改正电路连接后,进行实验探究。他的主要实验步骤如下,请你将他的实验步骤补充完整。
①将滑动变阻器的滑片P置于接入电路阻值最大处,闭合开关S,调节滑片P至适当的位置,读出此时电压表的示数U及电流表的示数I,断开开关S,并将实验数据记录在表格中;
②___________,读出此时电压表的示数U及电流表的示数I,断开开关S,并将实验数据记录在表格中;
③仿照步骤②,再做四次实验。
(3)请你画出实验数据记录表格___________。
20.某实验小组做测量小灯泡在不同电压下工作时电阻大小的实验,电路图如图甲所示,请回答下列问题:
(1)闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,观察到小灯泡始终不发光,电压表有示数,电流表无示数,则故障原因可能是___________。
A.滑动变阻器断路 B.小灯泡灯丝断路
C.小灯泡短路 D.滑动变阻器短路
(2)排除故障后继续实验,根据获得的数据画出了通过灯丝的电流随其两端电压变化的曲线,如图乙所示。已知该实验中灯丝两端的电压和通过的电流增大时,灯丝的温度升高,结合图像可分析出灯丝电阻随温度变化的关系是___________。
(3)小阳同学认为可以利用上述器材和电路来探究“通过导体的电流与导体两端的电压是否成正比”。你认为小阳的想法是否可行?___________,理由是___________。
五、综合计算题(要求写出相应的计算过程)
21.如图所示的电路中,R1=20Ω。闭合开关S前,电流表A1的读数为0.4A;闭合开关S后,电流表A2的读数为0.6A。求:
(1)电流电压的大小;
(2)R2的阻值大小。
22.酒精测试仪工作原理如图所示,电源电压恒为8V,传感器电阻R2随酒精浓度的增大而减小.
(1)当酒精浓度为0时, R2的电阻为60Ω.使用时通过R1对酒精测试仪进行调零.此时电压表为6V.滑动变阻器R1的阻值为多少Ω______?
(2)调零后, R1保持不变.某驾驶员吹气10秒钟,电流表示数达到0.2A,表明驾驶员酒驾,此时电压表示数为多少V________?
23.在如图(a)所示的电路中,定值电阻R1的阻值为10欧,闭合电键S后,电流表的示数如图(b)所示.
① 电流表的示数I.
② 求电源电压U.
③ 若电源电压不变,要使电路中的电流变为原来的一半,用电阻R2替换R1,求R2的阻值.
24.如图所示,把10Ω的电阻R1和15Ω的电阻R2并联起来.闭合开关S后,电流表的示数为0.2A.求:
(1)电源电压;
(2)通过电阻R1的电流.
试验次数
1
2
3
4
5
电压/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
电流/A
0.10
0.14
0.16
0.24
0.28
电阻/Ω
参考答案
1.B
【解析】
在“伏安法测电阻”的实验中,滑动变阻器作用一是保护电路,二是改变定值电阻两端的电压和电路中的电流,多次测量取平均值减小误差.答案选B.
2.B
【解析】
A. 为保护电路,向电路中连接开关时,应该先将开关断开,说法正确,不符合题意;B. 开关在电路中的作用是控制电路的接通与断开,只要串联接在电路中即可,并不一定必须接在靠近电源正极的位置,B说法错误,符合题意;C. 连接电路时,电压表、电流表应选择合适的量程,说法正确,不符合题意;D. 向电路中连接滑动变阻器时,应该先将滑片位于变阻器阻值的最大处,说法正确,不符合题意;故选B.
“伏安法测量电阻”实验中,连接电路时,为保护电路安全,应断开开关,滑动变阻器接入电路的阻值应为滑动变阻器的最大阻值;开关串联在干路中;电压表与电流表应选择合适的量程;根据以上分析答题.
3.D
【解析】
探究“电流与电压的关系”的实验过程中,保持电阻的阻值不变,只改变导体的两端的电压,由欧姆定律可知:电阻一定时,导体中的电流跟导体两端的电压成正比。
A、由图A可知:电流不随电压变化,故A错误;
B、由图B可知:电流与电压成反比,故B错误;
C、由图C可知:电流随电压的增加而减小,故C错误;
D、由图D可知:电流与电压成正比,故D正确。
故选:D。
4.A
【解析】
探究“电流与电压、电阻的关系”时,利用控制变量法,在图中选取相同的电流值进行比较电压,电压大的对应电阻阻值较大,故两电阻阻值关系是Ra>Rb ,A说法正确;电压相同时例如图中电压2V,对应电流Ia=0.2A;Ib=0.4A;即通过a的电流较小,B说法错误;电流相同时,例如电流为0.2A时,Ua=2V,Ub=1V,可得b两端的电压较小,C说法错误;对应图像中的任一电阻而言,电压增大时,对应的电流均增大,即电阻一定时,电流随电压的增大而增大,D说法错误;答案选A.
5.B
【解析】
由图示可知,电表a并联在电阻两端,所以是电压表;电表b串联在电路中,所以是电流表;故应选B.
6.D
【解析】
由电路图可知,定值电阻R0和未知电阻Rx串联,电压表V1测量定值电阻R0两端电压,电压表V2测量未知电阻Rx两端电压。根据串联电路电流规律可知,通过两电阻的电流相等,即
根据欧姆定律可得
变形得
故ABC错误,D正确。
故选D。
7.B
【解析】
A.闭合S,电压表测出电源电压U;断开S,R0与Rx串联,电压表测R0的电压U,则Rx的电压为U-U0。利用串联分压公式可求出Rx的电阻。故A正确,不符合题意;
B.开关S断开时,R0与Rx串联,电压表测电源电压;开关S闭合时,R0被短路,电压表测电源电压。所以不能测量Rx的阻值。故B错误,符合题意;
CD.开关S置于1时,电压表测电源电压U;开关S置于2时,R0与Rx串联,电压表测Rx的电压Ux,则R的电压为U-Ux,则根据串联电路分压公式可推出Rx的阻值。故CD正确,不符合题意。
8.D
【解析】
AB.由于Rx的电阻约为500Ω,电源电压为两节干电池电压约为3V,所以电路中电流小于等于0.006A,那电流表无法显示其读数,故AB不合理,不符合题意
C.电压表测电源电压,无论怎样调节开关和电阻箱R0,也无法测出Rx的阻值,故C不合理,不符合题意
D.通过S1、S2的控制,可求出R0的电压,即可求得电路中的电流,Rx两端电压除以通过它的电流即可求出的阻值,故D合理,符合题意
9.D
【解析】
A.根据及表格数据可知第1-2和第4-5组电阻逐渐增大,所以第3次实验记录的电流表示数是错误的,故A错误;
B.由于小灯泡的电阻随温度的升高逐渐增大,所以多次实验的目的不是为了减小误差,而是为了得到普遍规律,避免偶然性,故B错误;
C.由表格数据及欧姆定律可知5次实验中小灯泡正常发光时的电阻最大,故C错误;
D.从第1次到第5次的实验过程中,电流逐渐增大,说明接入电路的电阻逐渐减小,而滑动变阻器的左边接入电路中,所以滑动变阻器的滑片逐渐向左滑动,故D正确。
10.B
【解析】
A.由甲图知,灯L的关系图像是曲线,灯丝的电阻随温度的升高而升高,故灯泡两端的电压与通过它的电流不成正比,故A错误;
B.由乙图知,灯L与电阻R串联,通过它们的电流相等,由图甲知,当电流相等时,灯L两端的电压大于R两端的电压,即,故B正确;
CD.在乙图中,通过灯L和R的电流相等,因,根据可得
在丙图中,通过灯L的电流小于通过电阻R电流,即
故D错误;根据可得
在乙图中,灯L两端的电压小于电源,丙图中灯L两端的电压等于电源电压;在乙图中通过灯L的电流小于在丙图中通过灯L的电流,根据可得
则
故C错误。
故选B。
11.BC
【解析】
A.由图可知,甲电阻的阻值为
乙电阻的阻值
所以甲的电阻值大于乙的电阻值,故A错误;
B.甲乙两个电阻串联在电路中,电流相等,所以通过甲、乙两个电阻的电流之比是1∶1,故B正确;
C.甲乙两个电阻串联在电路中,电流相等,由欧姆定律,可知
故C正确;
D.甲、乙两个电阻的电功率之比
故D错误。
故选BC。
12.ACD
【解析】
A.闭合开关得到电源电压,断开开关得到Rx两端电压,根据R0可以得到电路中电流,然后跟据欧姆定律得到待测电阻阻值,A对
B.无论开关闭合还是断开,电压表只测量电源电压,B错
C.开关置于1位置测得电源电压,置于2位置得到Rx两端电压,根据R0可以得到电路中电流,然后跟据欧姆定律得到待测电阻阻值,C对
D.开关置于1位置测得电源电压,置于2位置得到R0两端电压,根据R0可以得到电路中电流,然后跟据欧姆定律得到待测电阻阻值,D对.
13.BC
【解析】
AB.由图像可知小灯泡的I-U图像向下弯曲,当U1=1V时,I1=0.2A,此时电阻为
U2=6V时,I2=0.5A,此时电阻为
因此可得小灯泡的电阻随电压的增大而增大,故A错误,B正确;
C.若将两个这种规格的小灯泡并联接在电压为6V的电源上,并联电路各支路电压等于总电压,因此两支路电流均为0.5A,因此干路电流为
0.5A+0.5A=1A
故C正确;
D.若将六个这种规格的小灯泡串联接在电压为6V的电源上,小灯泡规格相同,分压相同,即每个小灯泡两端电压均为1V,由图像可知此时电流为0.2A,故D错误。
14.CD
【解析】
A.由图像可知当甲导体两端电压为2.5V时,通过甲导体电流为0.5A,故A正确,不符合题意;
B.甲、乙并联接在电压为1.0V电源上,由并联电压规律可知,甲、乙两端电压均为1.0V,则由图像可知,此时甲、乙电流分别为0.2A和0.1A,则由并联电流规律可知干路电流为0.3A,故B正确,不符合题意;
CD.由图像可知,甲、乙均为定值电阻,当甲、乙两端电压均为2V时,流过甲的电流为0.4A,流过乙的电流为0.2A,则由欧姆定律可求甲、乙电阻为:
当把甲、乙串联在2.0V电源上时,由串联分压可知:
当把甲、乙两个导体并联接在电压是3.0V的电源上时,甲的两端电压与通过它的电流之比为甲的电阻,导体乙两端的电压与此时通过它的电流之比为乙的电阻,由于电阻大小不发生变化,甲电阻小于乙,则此时甲的两端电压与通过它的电流之比小于导体乙两端的电压与此时通过它的电流之比,故C、D错误,符合题意.
15.8 1.6
【解析】
[1]由b图可知,当R1两端的电压为2.4V时,通过的电流为0.3A,因此
。
[2]由c图知,电压表选择的量程为0~3V,分度值为0.1A,电压表示数为1.6V。
16.1∶2 4
【解析】
[1]由图知,两电阻均为定值电阻,则它们的阻值为
,
根据串联电路分压的特点可知
[2]两电阻并联后的总电阻为
电源电压为
17.B
【解析】
[1]消除电流表的分压作用的影响可减小实验中的系统误差,故最佳方案是B。
[2]设电流表电阻为RA,连通4时电压表和电流表的示数为U4和I4,则
连通3时电压表和电流表的示数为U3和I3,即
则
18.
【解析】
[1]他先将开关S拨至a处,为待测电阻的简单电路,电压表的示数为U即为电源电压;然后将开关S拨至b处,两电阻串联,电压表测待测电阻的电压,电压表的示数为U1,由串联电路的规律及欧姆定律,电路中的电流为
[2]由欧姆定律可知,待测电阻
19. ②更换另一电阻R,闭合开关S,调节滑动变阻器滑片P,使电压表示数仍为U 实验数据记录表格
【解析】
(1)[1]由图可知,电路中定值电阻直接接到了电流表的两端,等于被电流表短路,故应该修改定值电阻的接线,更改之后的电路图如图所示。
(2)[2]该实验探究的是通过导体的电流跟导体的电阻的关系,故应保持加在电阻两端的电压不变,所以实验中应更换另一电阻R,闭合开关S,调节滑动变阻器滑片P,使电压表示数仍为U。
(3)[3]根据实验原理,需要记录电压、电阻、电流3组数据,并多次实验得出普遍规律,可设计实验数据记录表格如下表。
20.B 灯丝的电阻随温度的升高而增大 不可行 灯丝的电阻随温度而变化,不能控制电阻保持不变的条件
【解析】
(1)[1]A.滑动变阻器断路,则电路中没有电流,电压表无示数,故A错误;B.小灯泡灯丝断路,则电压表相当于直接接到了电源两端,有示数,小灯泡不亮、电流表无示数,故B正确;C.小灯泡短路则电路中有电流通过,电压表被短路,则电压表无示数、电流表有示数,故C错误;D.滑动变阻器短路,则电路中有电流通过,小灯泡亮、电压表、电流表有示数,故D错误。故选B。
(2)[2]由图可知,当灯丝两端的电压和通过的电流增大时,灯丝的温度升高,小灯泡对电流的阻碍能力增大,故灯丝的电阻随温度的升高而增大。
(3)[3][4]由(2)可知,电阻随温度的升高而增大,非定值电阻,所以用来探究“通过导体的电流与导体两端的电压是否成正比”的实验是不可行的。
21.(1)8V;(2)40Ω
【解析】
解:(1)由图知,S断开时,只有连入电路中,电流表A1测通过它的电流由可得,电源电压
(2)S闭合后,两电阻并联,电流表A1测通过的电流,A2测干路电流,因并联电路中各支路间互不影响,所以通过的电流仍为0.4A不变,由并联电路电流特点可得通过的电流
由并联电路的电压特点可以知道
由欧姆定律可得的阻值
答:(1)电源电压为8V;
(2)的阻值为40Ω。
22.20Ω 4V
【解析】
由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流.
(1)当酒精气体的浓度为0时,R2的电阻为60Ω,此时电压表的示数为6V,根据欧姆定律可得,电流表的示数:
,
串联电路中各处的电流相等,且串联电路中总电压等于各分电压之和,
则此时R1两端的电压:为,
所以得:;
(2)调零后,R1的电阻保持不变,此时变阻器两端的电压:
,
则R2两端的电压,即电压表的示数为:
.
23.① 0.3 ② 3伏 ③ 20欧
【解析】
① 如图电流表使用小量程,分度值为0.02A,读数为:0.3A;
② 根据得:电源电压为:;
③电流变为原来的一半,即0.15A,
则R2为:.
答案:① 0.3 ② 3伏 ③ 20欧
点睛:重点是欧姆定律,及其变形公式的应用.注意电流表读数容易按0.1A的分度值读数.
24.(1)3V;
(2)0.3A
【解析】
本提考查欧姆定律的应用
(1)由图示可知,两电阻并联,电流表测通过电阻R2的电流,所以电源电压为
U=I2R2=0.2A×15Ω=3V
(2)由于并联电路中各支路电压相等,所以通过电阻R1的电流为
I1=U/R1=3V/10Ω=0.3A
U/V
R/Ω
I/A
U/V
R/Ω
I/A
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