初中物理教科版九年级上册第五章 欧姆定律2 测量电阻一课一练
展开1、(2018·全国初三课时练习)“伏安法”测电阻的原理是____________________.需要的器材有:待测电阻、电源、开关、滑动变阻器、___________和__________;其中,__________________可以改变被测电阻两端电压,多次测量求电阻的平均值,其目的是_____________。
【答案】R=电流表电压表滑动变阻器减小误差
【解析】“伏安法”测电阻的原理是:,即分别测量出电压和电流,用欧姆定律计算出电阻;需要的器材有:待测电阻、电源、开关、滑动变阻器、电压表和电流表;其中,滑动变阻器可以改变被测电阻两端电压,以实现多次测量求电阻的平均值的目的,求电阻的平均值可以减小误差。
2、(2020·全国初三专题练习)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。
【答案】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。
3、(2020天津)如图所示是某导体中的电流I跟它两端电压U的关系图象,该导体的阻值为( )
A. 40ΩB. 30ΩC. 20ΩD. 10Ω
【答案】D
【解析】由图像知,通过该导体的电流与导体两端的电压成正比,说明导体的电阻不随温度变化而变化;由欧姆定律可得,导体的电阻,故选D。
4、如图是李江同学为测量小灯泡电阻而连的电路,有关该实验的以下说法错误的是( )
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的示数的不同而不同
D.在如图位置闭合开关后,向左移动滑动变阻器的滑片小灯泡变亮
【答案】D
【解析】闭合开关前,滑片应移到最大阻值处,即最左端,A正确;两电表量程选择过大,读数误差较大,应更换电表的小量程,B正确;移动滑动变阻器的滑片,灯泡两端的电压会随之改变,灯泡温度发生变化,灯泡电阻受温度影响而变化,C正确;在如图位置闭合开关后,向左移动滑动变阻器的滑片,滑动变阻器接入电路的阻值变大,电路电流变小,灯泡变暗,D错误。故选D。
5、(2020·全国初三专题练习)对于“探究电流跟电阻的关系”和“伏安法测量电阻”这两个实验,下列说法不正确的是( )
A.它们都是采用控制变量的研究方法
B.它们的实验电路可以是相同的
C.前者多次测量的目的是分析多组数据,得出电流跟电阻的关系
D.后者多次测量的目的是取电阻的平均值,减小误差
【答案】A
【解析】在“探究电流跟电阻的关系”时需要控制电压不变,采用了控制变量法;而“伏安法测量电阻”时多次测量的目的是取平均值减小误差,提高实验测量的准确性,不需要利用控制变量法,A错误, D正确;这两个实验的实验电路图是相同的,B正确;在“探究电流跟电阻的关系”时分析多组数据,是为了避免实验的偶然性,得出具有普遍性的结论,C正确。故选A。
6、(2020·湖北武汉·初三期末)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
【答案】D
【解析】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,A错误;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,B错误;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,C错误;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,D正确。
7、(2020·黑龙江佳木斯·初三期末)在“测量电阻”的实验中,设计了如图所示的电路图。
(1)请根据电路图,用笔画线代替导线将图中的器材连接成完整电路。
(2)按图1所示电路连接器材时,开关要处于_____(选填“断开”或“闭合”)状态,滑动变阻器的滑片P应该滑到最_____(选填“左端”或“右端”)。
(3)闭合开关,将滑片P缓慢向右移动,电压表的示数将_____(选填“增大”或“减小”)。
(4)某次测量时,电压表的示数为1.5V,电流表的示数如右图所示,为_____A,根据欧姆定律求出此时这个电阻R的阻值为_____欧姆。
(5)以上这种测量电阻的方法叫_____。
(6)为减小实验误差,我们应该多次进行正确测量,然后取电阻R的_____值。
【答案】(1)见解析 (2)断开左端(3)增大(4)0.3 5 (5)伏安法(6)平均
【解析】(1)根据题意知道,测量时,电压表的示数为1.5V,所以,电压表选应用小量程与测量电阻并联,由图2知道,电流表也选用小量程与测量电阻串联,变阻器按图按“一上一下”连入电路中,故电路连接如下所示:
(2)按图连接器材时,为保护电路,开关要处于断开状态,滑动变阻器的滑片P应该滑到阻值最大处;
(3)由图知道,当闭合开关,将滑片P缓慢向右移动时,接入电路中的电阻减小,由知道,电路电流增大,所以,测量电阻两端电压增大;
(4)由图2知道,电流表的量程是0-0.6A,分度值是0.02A,此时电流表的示数是0.3A;若此时电压表的示数为1.5V,由知道,待测电阻R的阻值是:;
(5)分别测出待测电阻两端的电压及通过的电流,由计算出电阻的方法,叫伏安法;
(6)为减小实验误差,我们应该多次进行正确测量,取电阻R的平均值作为结果。
8、(2020陕西)如图﹣1是小明测量未知电阻R1阻值的实物图。
(1)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应滑到最__________(选填“左”或“右”)端。
(2)某次实验中,移动滑片使电压表示数为2.0V,此时电流表的指针位置如图﹣2所示,则电流表的示数为 ___________,本次测得R1的阻值为____________Ω。
(3)现有另一个未知电阻R2(阻值约为400Ω),若仅将图﹣1中的R1替换为R2,其它器材和电路连接不变,则不能测出R2的值,其原因是实验中__________表无法读数。
【解析】(1)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应滑到阻值最大处,即最右端;
(2)某次实验中,移动滑片使电压表示数为2.0V,此时电流表的指针位置如图﹣2所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,则电流表的示数为0.16A,由欧姆定律,R1===12.5Ω;
(3)电源电压为3V,现有另一个未知电阻R2(阻值约为400Ω),由欧姆定律,电路的最大电流为:
I′==≈0.0075A,小于电流表分度值0.02A,若仅将图﹣1中的R1替换为R2,其它器材和电路连接不变,则不能测出R2的值,其原因是实验中电流表无法读数。
9、(2020安徽)一小灯泡额定电压为2.5V,图a是测量其电阻的实验电路图。
(1)请按照图a,将图b中的实物电路连接完整;
(2)闭合开关,调节滑动变阻器,当电压表示数为2.50V时,小灯泡正常发光,电流表示数如图c所示,则此时通过小灯泡的电流为________A;
(3)调节滑动变阻器,让小灯泡两端的电压逐渐减小,会发现灯泡变暗直至完全不发光。可以猜想此过程中灯丝的温度________(选填“升高”、“不变”或“降低”);
(4)测量数据如下表所示。
分析表中数据,可以发现小灯泡两端的电压越低,其灯丝的电阻越________。
【答案】(1)见解析(2)0.28 (3)降低(4)小
【解析】(1)灯泡电阻约10Ω,灯泡正常发光时的电流是,电流表选量程,把开关、滑动变阻器、电流表串联接入电路,所求画图如下:
(2)如图C,电流表分度值是0.02A,电流表读数0.28A;
(3)小灯泡两端实际电压减小,实际功率降低,亮度变暗,温度降低;
(4)由表格数据可知,小灯泡两端实际电压减小,实际功率降低,亮度变暗,温度降低。灯丝电阻受温度影响,温度降低,电阻减小。
二、提升训练
1、(2019·全国初三单元测试)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R为阻值已知的定值电阻.闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片P到适当位置处,读出电压表V1、V2示数分别为U1、U2.则下列四个选项中,Rx的表达式正确的是( )
A.Rx= B.Rx= C.Rx= D.Rx=
【答案】C
【解析】由电路图可知,滑动变阻器、R0、Rx串联,电压表V1测R0两端的电压,电压表V2测Rx两端的电压.
因串联电路中各处的电流相等,所以,电路中的电流:,解得: ,C符合题意。故选C。
2、(2019·长郡芙蓉实验中学初三开学考试)小明在研究通过导体的电流时,根据测量数据绘制出如图所示的I﹣U图象。对此作出的判断中,错误的是( )
A.通过R1的电流与它两端所加电压成正比
B.当R2两端所加电压为2.5V时,R2的电阻为12.5Ω
C.将R1R2串联接入到同一电路中,当R1两端所加电压为1V时,R2两端电压为2V
D.将它们并联连接到两端电压为1.5V的电路中时,通过干路的电流大约是0.46A
【答案】C
【解析】由图象可知,电阻R1的I﹣U图象是一条过原点的倾斜直线,所以通过R1的电流与它两端所加电压成正比,故正确;由图象可知,当R2两端所加电压为2.5V时通过的电流为0.2A,则R2的电阻,故正确;将R1、R2串联接入到同一电路中,因串联电路中各处的电流相等,所以由图象可知,当R1两端所加电压为1V时,电路中的电流为0.2A,此时R2两端电压为2.5V,C错误;将R1、R2并联接入电源电压1.5V的电路中时,因并联电路中各支路两端的电压相等,所以由图象可知,通过R1、R2的电流分别约为I1=0.3A,I2=0.16A,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以干路电流,D正确。故选C。
3、(2018·全国)有两个电路元件A、B,把它们串联在电路中,如图乙所示,流过元件的电流与其两端的电压关系如图甲所示。闭合开关S,这时电流表的示数为0.4A,则A、B两元件的电阻之比为( )
A.4∶5B.5∶4C.2∶3D.1∶3
【答案】A
【解析】由图示电路图可知,两元件串联,通过它们的电流相等,由图甲所示图像可知,电流为 0.4A 时, A 、B 两元件两端的电压分别为 2.0V、2.5V ,两元件的电阻之比,故选A。
4、(2019·黑龙江甘南·初三期末)(多选)如图所示,是电阻甲和乙的I﹣U图像,下列是小明根据图像信息所做出的判断,其中正确的是( )
A.当甲两端的电压为0.5V时,通过它的电流为0.1A
B.当乙两端的电压为2.5V时,它的阻值为5Ω
C.将甲、乙串联,当通过它们的电流为0.3A时,它们两端的电压为3V
D.将甲、乙并联,当它们两端的电压为1V时,则通过干路的电流为0.6A
【答案】ABD
【解析】由图像可以知道,当甲两端电压为0.5 V时,通过它的电流为0.1 A,A正确;由图像可以知道,当乙两端电压为2.5 V时,通过的电流为0.5 A,由可得,乙的阻值为5 Ω,B正确;将甲和乙串联,若电流为0.3 A,则通过两电阻的电流均为0.3 A,由图像可以知道此时甲两端的电压为1.5 V,乙两端的电压为0.5 V,由串联电路中总电压等于各分电压之和可以知道,它们两端的电压为2 V,C错误;若甲和乙并联,若电压为1 V,则它们两端的电压均为1 V,由图像可以知道此时通过甲的电流为0.2 A,通过乙的电流为0.4 A,由并联电路中干路电流等于各支路电流之和可以知道,干路电流为0.6 A,故D正确。故选ABD。
5、(2020·全国初三专题练习)如图所示,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.则下列四个选项中,Rx的表达式正确的是( )
A.B.C.D.
【答案】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=。故选D。
6、(2018·全国初三课时练习)现有两个阻值不等的未知电阻R1和R2,为了比较它们的阻值大小,几个同学分别设计了如图所示的四种电路,其中不可行的是图()
A.B.C.D.
【答案】D
【解析】由图得R1和R2并联,电流表A测干路电流,电流表A2测流过R2电流,则可根据并联分流得到流过两个电阻电流大小,再根据并联电路电流之比等于电阻的反比,可得出两电阻大小关系,A可行;由图得R1和R2并联,电流表A1测流过R1电流,电流表A2测流过R2电流,根据并联电路电流之比等于电阻的反比,可得出两电阻大小关系,B可行;由图得R1和R2串联,电压表V1测R1两端电压,电压表V2测R2两端电压,根据串联电路电压之比等于电阻之比,可得出两电阻大小关系,C可行;由图得R1和R2串联,电流表测整体电流,由于串联电路不论电阻大小,电流处处相等,则无法得出两电阻大小关系,D不可行。故选D。
7、(2020·滨州)小芳利用如图所示的电路测量未知电阻Rx的阻值,阻值大约为5Ω。
(1)请你根据电路图甲,用笔画线代替导线,在如图乙中完成实验电路的连接.
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片置于___________端(选填“A”或“B”).
(3)闭合开关,发现电压表和电流表均无示数.小芳利用另一只完好的电压表进行检测,把电压表分别接在a、b之间和b、c之间,电压表均有示数;接在a、c之间,电压表无示数。如果电路连接完好,只有一个元件有故障,该故障是__________。
(4)排除故障后,调节滑动变阻器,记录多组数据.画出了待测电阻Rx的I-U图像,如图丙所示.由图像可得Rx=__________Ω。
(5)小芳又设计了一种方案,也测出了Rx的阻值。电路如图丁所示,R0为阻值已知的定值电阻,电源电压未知且恒定不变.测量步骤如下:
①当开关__________时,电流表读书为I1;
②当开关S1、S2都闭合时,电流表读书为I2;
③待测电阻Rx=__________.(用已知和测出的物理量符号表示)
【答案】(1)见解析(2)B (3)滑动变阻器断路(4)4 (5)S1闭合、S2断开
【解析】(1)电源为两节干电池,最大电压3V,所以电压表应选0—3V,根据图像可以看出电路中的最大电流为0.6A,所以电流表应选0—0.6A量程;答案如下图:
(2)连接电路时,应断开开关,闭合开关前滑片应置于阻值最大处.根据滑动变阻器的接法,滑片滑到B端阻值最大;
(3)闭合开关,发现电压表和电流表均无示数.说明电路开路;小芳利用另一只完好的电压表进行检测,把电压表分别接在a、b之间和b、c之间,电压表均有示数,接在a、c之间,电压表无示数.说明根据上述现象,就可以判断出滑动变阻器断路;
(4)从图像取一个点(2.0,0.5),根据欧姆定律就可以算出;
(5)由图可知,闭合开关S1,断开开关S2,则两个电阻串联,此时R0两端的电压,当两个开关均闭合时,电阻Rx被短路,则电源电压,则Rx两端的电压;则。
8、(2020·辽宁大东·初三二模)用伏安法测量小灯泡的电阻,电源电压为3V,待测小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)请用笔画线代替导线,完成图甲中实物电路的连接。要求:①滑片P向右移动时,电流表示数变小;②连线不能交叉;
(2)检查电路无误后,闭合开关,灯泡不亮,电压表有示数,电流表示数为零,导致这一现象的原因可能是______;
A.电压表短路 B.电压表断路 C.滑动变阻器短路 D.小灯泡断路
(3)故障排除后,闭合开关,当滑动变阻器的滑片P移到某一位置时、电压表示数如图乙所示,要测量小灯泡正常发光时的电阻,应将滑动变阻器的滑片向______移动(选填“左”或“右”);
(4)通过移动滑动变阻器的滑片P记录了多组数据,并作出了如图丙所示的I﹣U图象,由图可知小灯泡正常发光时的电阻为______欧;
(5)现有三种规格的滑动变阻器,为完成上述实验,小明选择的滑动变阻器规格应为______;
A.50Ω0.5A B.10Ω 1A C.50Ω0.1A
(6)通过图象可以发现小灯泡的电阻是变化的,图象表明灯丝的电阻随温度升高而______(选填“增大”“不变”或“减小”);
(7)完成小灯泡电阻的测量后,小明认为还可以用上述材料“探究电流与电压的关系”;小亮认为上述器材不能完成探究,你认为小亮判断的理由是______。
【答案】(1)见解析(2)D (3)左(4)12.5;(5)A (6)增大(7)探究电流与电压的关系,要控制电阻大小不变,而灯的电阻随温度的变化而变化
【解析】(1)滑片P向右移动时,电流表示数变小,即电阻变大,变阻器左下接线柱连入电路中,如下所示:
(2)若电压表短路,电压表没有示数,A错误;若电压表断路,电压表没有示数,B错误;若滑动变阻器短路,电路为通路,两表都有示数,C错误;若小灯泡断路,灯泡不亮,电流表示数为零,电压表与电源连通测电源电压,电压表有示数,D正确。故选D。
(3)灯在额定电压下正常发光,图中电压选用小量程,分度值为0.1V,示数为2.2V,小于灯的额定电压2.5V,应增大灯的电压,根据串联电路电压的规律,应减小变阻器的电压,由分压原理,应减小变阻器连入电路中的电阻大小,故滑片向左移动,直到电压表示数为额定电压。
(4)根据作出了如图丙所示的I﹣U图象知,灯在2.5V时的电流为0.2A,由欧姆定律,小灯泡正常发光时的电阻为R=UI=Ω
(5)由图丙知,当灯的当灯泡的电压为0.7V,电流约为0.1A,电源电压恒为3V,根据串联电路电压的规律,此时变阻器分得的电压为U滑=3V﹣0.7V=2.3V,由欧姆定律可得,变阻器连入电路中的电阻,因0.1A<0.2A,故应选用A滑动变阻器(50Ω0.5A);
(6)根据绘制成如图丙的图象,当灯泡的电压为0.7V、1.5V、2.5V时,电流约为0.1A、0.15A,由欧姆定律可得,灯泡的电阻大小分别为,同理,R2=10Ω,R3=12.5Ω,故图象表明灯丝的电阻随温度升高而增大;
(7)探究电流与电压的关系,要控制电阻大小不变,而灯的电阻随温度的变化而变化,故不能完成探究。
实验次数
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
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