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课时17.3 电阻的特殊测量
一、单选题
1.要测量一个阻值约为600Ω的电阻Rx的阻值,提供的器材有:干电池两节、学生用电压表(量程为0-3V、0-15V)、学生用电流表(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.
【答案】A
【解析】A.根据电路可知,只闭合开关S1时,电压表测量Rx两端电压;当开关S1和S2都闭合时,变阻箱被短路,电压表测量电源电压,根据串联电路特点可知电阻箱两端电压,已知电阻箱的阻值和两端电压,根据欧姆定律即可求出电路中的电流,最后利用R=即可求出被测电阻,改变电阻箱的位置同样也可以起到多次测量;
B.根据电路图可知,被测电阻和滑动变阻器串联,电压表测量未知电阻两端电压,电流表测量通过电路的电流,滑动变阻器可以起到多次测量减小求平均值减小误差的作用;
C.根据电路可知,电压表可以测量被测电阻两端电压,但无法得到通过被测电阻的电流,故C方案无法达到目的;
D. 根据电路可知,电阻箱与被测电阻并联,可以先闭合开关S和S2,读出电流表示数,利用U=IR求出电源电压,然后在闭合开关S和S1,读出电流表的示数,被测电阻两端电压等于电源电压,可利用R=求出被测电阻,但不可以进行多次测量;
综合上面的分析可知,AB都属于合理方案,但由于滑动变阻器的最大阻值较小,对定值电阻两端电压的影响也较小,因此A方案更加合理.
2.如图所示是小成测量未知电阻的实验电路,电源两端电压不变,其中为阻值已知的定值电阻.当开关、闭合,开关断开时,电流表示数为;当开关、闭合,开关断开时,电流表示数为.则下列四个选项中,的表达式正确的是
A.B.C.D.
【答案】D
【解析】与题图对应的电路图如图所示
当开关、闭合,开关断开时,与并联,电流表测量所在支路的电流,已知此时电流表示数为,则电源电压可表示为;当开关、闭合,开关断开时,与仍并联,电流表测量干路中的总电流,已知此时电流表示数为,则电源电压可表示为
电源电压不变,故
整理得
故D选项正确.
3.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.
【答案】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。
4.如图所示,几个同学在只有电流表或电压表时,利用一个已知阻值的电阻R0设计了四个测未知电阻Rx的电路,其中不可行的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】A.Rx和定值电阻串联,电压表U1测量定值电阻两端的电压,根据求出通过定值电阻的电流,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
电压表U2测量Rx两端的电压Ux,根据求出电阻,A项不符合题意;
B.开关S和S1都闭合时,电压表测量电源电压;开关S闭合S1断开时,电压表直接测量Rx两端的电压。根据串联电路总电压等于各串联导体电压之和,求出定值电阻两端的电压,根据求出通过定值电阻的电流。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
根据求出电阻,B项不符合题意;
C.Rx和定值电阻并联,电流表A1测量定值电阻的电流,根据U=IR求出定值电阻两端的电压,根据并联电路各支路电压相等,Rx两端电压等于定值电阻两端的电压
Ux=U0
电流表A2测量Rx的电流Ix,根据求出电阻,C项不符合题意;
D.Rx和定值电阻串联,电流表测量串联电路的电流,不能直接或间接测量Rx两端的电压,不能求出Rx电阻,D项符合题意。
故选D。
二、填空题
5.为测量待测电阻Rx阻值,小敬设计了如图所示的电路,R0的阻值已知且电源电压不变,她 ______(填“能”或“不能”)测出Rx的阻值,因为 ______。
【答案】不能 其中一次电压表的“+”、“﹣”接线柱接反了
【解析】[1][2]无论开关接1还是2,电阻Rx与电阻R0都是串联,接1时,电压表测的是RX电压;接2时,电压表测的是R0的电压,由于串联电流相等,所以
得出
但他不能测出电阻R