内容正文:
特殊方法测电阻
能力提升训练
第十二章 欧姆定律
【多选】小华做“伏安法测电阻”实验时,发现电压表已经损坏,她借助一个稳压电源,一个已知阻值的电阻R0,加上桌面上原有仪器,测出了待测电阻Rx的阻值,请你分析一下,她采用的方案可能是( )
1
2
【点拨】
图B中,当只闭合S时,该电路为Rx的简单电路,电流表测通过Rx的电流Ix,当闭合S和S1后,该电路为R0和Rx的并联电路,电流表依然测通过Rx的电流Ix,通过上述分析可知无法测出Rx两端的电压,无法测出Rx的阻值,故B错误;图C中,当闭合S,断开S1时,该电路为R0和Rx的并联电路,电流表测干路的电流I,当闭合S和S1时,电源短路,因此不能测出Rx的阻值,故C错误;
【答案】AD
【2023·贵港改编】小华利用电源(电压未知但恒定不变)、阻值为R0的定值电阻、电流表、开关等器材,设计了如图所示的电路也能测出Rx的阻值,请你完成下列实验步骤:
(1)按电路图正确连接电路,
闭合开关S,断开开关S1,
读出电流表示数I1。
2
【点拨】
闭合开关S,断开开关S1,读出电流表示数I1,此时电阻R0两端的电压即为电源电压U=I1R0。
(2)_______________,读出电流表示数I2。
【点拨】
再闭合开关S1,电阻R0、Rx并联,读出电流表示数I2为电路总电流,因为电源电压不变,则流过电阻R0电流不变,根据并联电路电流特点,流过电阻Rx的电流Ix=I2-I1。
再闭合开关S1
(3)根据实验数据,计算出待测电阻Rx=________。(用R0、I1、I2表示)
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【2023·宿迁改编】某物理实验小组正在使用“伏安法”测量未知电阻Rx阻值,实验电路如图甲所示(电源电压为3 V)。
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲中电路连接完整,导线不得交叉;闭合开关S前,应将滑动变阻器滑片移到最________(填“左”或“右”)端。
解:如图所示;
右
【点拨】
由题知电源电压为3 V,所以电压表选用0~ 3 V的量程与定值电阻并联,如图所示;为保护电路,实验前应将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处,即最右端。
(2)闭合开关后,发现电流表无示数,电压表有示数且示数接近3 V,则电路故障可能是______________。
【点拨】
电流表无示数可能是电路断路;电压表示数接近3 V,等于电源电压,说明电压表、电流表、滑动变阻器、开关与电源两端相连,则故障可能为定值电阻Rx断路。
定值电阻Rx断路
(3)排除故障后,当滑片移到某一位置时,电压表示数为1.6 V,电流表示数如图乙所示,其读数为________A,则未知电阻Rx=________Ω。接下来测量多组实验数据算出Rx平均值,这是为了减
小测量带来的________。
0.16
10
误差
【点拨】
(4)利用图甲实验器材还能完成下列探究实验________。(填“A”或“B”)
A.探究电流与电压的关系
B.探究电流与电阻的关系
【点拨】
根据控制变量法可知利用本实验器材还能完成探究电流与电压的关系,故选A。
A
(5)若实验中电压表损坏,利用电源(电压未知但恒定)、滑动变阻器(最大阻值为R0)、电流表、开关等器材也能测出未知电阻Rx的阻值,实验
电路如图丙所示,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,记录电流表示数为I1;
②闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到________,记录电流表示数为I2;
③写出待测电阻的表达式Rx=________。(用已知量和测量量的符号表示)
b端
【点拨】
①闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到a端,记录电流表示数为I1;②闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到b端,记录电流表示数为I2;
【点易错】
通过调节滑动变阻器,进行多次测量。注意区别测量定值电阻的阻值与小灯泡的电阻两个实验中,进行多次测量的目的。
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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________(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。
a
电阻箱
电阻箱的示数
【点方法】
本题考查了没有电压表测电阻的方法:根据电压一定,电流不变,电阻不变设计实验,着重体现了等效替代法在实验中的具体应用。
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【2023·武威期中】物理小组活动时,老师要求大家试着用一块电压表和阻值为R0的定值电阻等器材,通过实验测算出待测电阻的电阻值Rx,如图所示为小利所连接的部分电路