内容正文:
测量电阻中常用的方法
专项训练
第十七章 欧姆定律
人教 九年级全一册
1.【2023·赤峰】在“测量小灯泡电阻”的实验中,已知小灯泡正常工作时的电压为2.5 V,阻值大约为8 Ω。
(1)如图甲所示,小涛同学即将连好最后一根导线A,他
的同桌制止了他,说小涛连接的电路有两处错误,
分别是:________________________、_________________。小涛根据同桌的意见进行了改正。
连接电路时没有断开开关
电流表量程接错了
【点拨】(1)由图甲可知,小涛连接电路时没有断开开关;当小灯泡正常发光时,电路中的电流I= ≈0.31 A<0.6 A,电流表应该选用0~0.6 A量程。
素养集训
(2)实验过程中某一时刻,电压表指针位置如图乙所示,电压表示数为________ V。
1.7
【点拨】由图甲可知,电压表量程是0~3 V,分度值为0.1 V,由指针位置可知,电压表示数为1.7 V。
(3)小涛将数据记录在下表,数据都正确,请你指出他设计的表格中的错误:____________________________。
电阻平均值一项是多余的
实验次数 电压U/V 电流I/A 电阻R/Ω 电阻平均值R/Ω
1 0.5 0.16 3.1
6.1
2 1.3 0.21 6.2
3 2.5 0.28 8.9
【点拨】由表格数据可知,小灯泡灯丝的电阻随温度的升高而增大,则表格中最后一项求电阻平均值就没有意义。
2.如图所示,图甲是“伏安法测电阻”的实验电路图。
(1)请你根据图甲的电路图,用笔画线代替导线,将图乙中的实物图连接完整。(要求滑动变阻器滑片P向右移动时阻值变大)
(2)在连接电路时,开关
必须________。
解:(1)如图甲所示。
断开
(3)闭合开关S后,发现电流表无示数,电压表有示数,则出现的故障可能是____________。
Rx断路
【点拨】若电流表无示数,说明电路可能断路;电压表有示数,说明电压表与电源连通,与电压表并联的支路以外的电路是完好的,则与电压表并联的电阻断路了。
(4)排除故障后,闭合开关S,当滑片P移动到某一个位置时,电流表的示数为0.2 A,电压表的示数如图丙所示,其读数为_________V,则待测电阻Rx=________Ω。
2
10
【点拨】由题图丙可知,电压表示数为2 V,则待测电阻
(5)若实验中电流表不慎损坏,现给你一个已知阻值为R0的电阻、一个单刀双掷开关和导线若干,请你用上述器材和原有器材完成图丁的电路图,要求能测量Rx的阻值。
如图乙所示。
【点拨】只有电压表时,要想测量出电阻,需要用电压表和定值电阻来代替电流表,实验中通过单刀双掷开关使电压表的测量对象不同。如图乙所示,闭合开关S,将S1拨到触点2,移动滑片,读出电压表的示数U1,再将开关S1拨到触点1,保持滑片的位置不动,读出电压表的示数U,则定值电阻Rx两端的电压为U-U1,串联时的电流为
再利用公式R= 即可求出Rx的阻值。
3.【2023·恩施州】小亮用如图甲所示的电路测量定值电阻Rx的阻值。
(1)连接电路时开关应________,滑动变阻器的滑片应移动到最________(填“左”或“右”)端。
断开
右
【点拨】为保护电路,在连接电路时,开关应断开,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于阻值最大处的最右端。
(2)闭合开关,移动滑片,使电压表示数为2.4 V,电流表示数如图乙所示,其示数为________A,待测电阻的阻值约为________Ω。
0.24
10
【点拨】电流表的示数如图乙,电流表选用小量程,分度值为0.02 A,示数为0.24 A,由欧姆定律可知,电阻
(3)实验中,改变几次滑动变阻器滑片的位置,并记录相应数据,目的是_____________________________________。
得到多组数据,可以求平均值,减小误差
【点拨】改变几次滑动变阻器滑片的位置,并记录相应数据,从而得到多组数据,可以求平均值,达到减小误差的目的。
(4)完成实验后,小亮按照老师的要求,设计在缺少电压表时测量待测电阻Rx阻值的方案。他选用了一个已知阻值的定值电阻R0和一个电流表等器材,用如图丙所示电路进行测量。步骤如下:
①闭合开关,记录电流表的示数为I1;
②断开开关,将电流表改接到图中________(填写元件名称)的右侧。闭合开关,记录电流表的示数为I2;
③用I1、I2和R0写出Rx表达式:
Rx=______。
R0
【点拨】①闭合开关,记录电流表的示数为I1;②断开开关,将电流表改接到图中R0的右侧,闭合开关,记录电流表的示数为I2,根据并联电路电压特点,Rx两端的电压等于R0两端电压,则Rx两端的电压Ux=I2R0;③由欧姆定律得,Rx表达式:
4.小聪用伏安法测电阻,实验电路图如图甲。
(1)该实验的原理是_______________。
(2)闭合开关S前,滑动变阻器的滑片P应置于______(填“a”或“b”) 端。
b
(3)假如小聪用完好的器材按图甲所示实验电路图正确连接电路,实验时正确操作,刚一“试触”,就发现电流表的指针迅速摆动到最大刻度以外,其原因可能是:
①_______________________;
②__________________________。
电源电压过大
电流表量程太小
(4)小聪重新按图甲的实验电路图正确连接电路,进行实验,某次实验中电压表示数如图乙,电流表示数如图丙,被测电阻Rx=________Ω。
(5)若滑动变阻器的最大阻值为R,被测电阻的阻值为Rx,实验过程中电流表突然烧坏,不能正常使用了,他想出一个方法,应用现有的器材,也能测出电阻Rx的阻值。
8
实验步骤如下:
①将滑动变阻器滑片滑到a端,闭合开关S,读出电压表的读数,记为U1;
②_____________________________________________
_____________________________;
③读出滑动变阻器的最大阻值R;
④则被测电阻Rx的阻值为Rx=________(写出表达式)。
将滑动变阻器滑片滑到b端,闭合开关S,读出电压表的读数,记为U2
5.【2023·银川模拟】用如图甲所示的电路测量定值电阻Rx的阻值。
(1)用笔画线代替导线将图甲中的实物电路图连接完整(要求滑片P向左移动的过程中电流表示数变小)。
解:(1)如图所示。
【点拨】(1)要求滑片P向左移动的过程中电流表示数变小,则应使滑片左移时滑动变阻器接入电路的电阻变大。
(2)正确连接电路后,闭合开关之前,应将滑动变阻器的滑片P置于______(填“A”或“B”)端。
A
【点拨】正确连接电路后,闭合开关之前,应将滑动变阻器的滑片P置于阻值最大处,即置于A端。
(3)实验时,闭合开关,发现电流表和电压表示数都为0。用一根导线在图甲中先后连接接线柱G与F、F与E时,电压表和电流表示数仍为0,连接接线柱E与D时,电压表和电流表指针明显偏转,则电路的故障是____________________________。
滑动变阻器断路或EB导线断路
【点拨】实验时,闭合开关,发现电流表和电压表示数都为0,电流表示数为0,说明电路断路,用一根导线在图甲中先后连接接线柱G与F、F与E时,电压表和电流表示数仍为0,则说明G与F、F与E之外部分断路,连接接线柱E与D时。电压表和电流表指针明显偏转,则电路的故障是滑动变阻器断路或EB导线断路。
(4)排除故障后继续实验,当电压表示数为2 V时,电流表示数如图乙所示,则定值电阻Rx=______Ω。
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【点拨】电流表接入电路的量程为0~0.6 A,电流表的示数为0.2 A,由欧姆定律可得定值电阻
(5)如果没有电压表,电源电压未知,可以用最大阻值为R0的滑动变阻器和如图丙所示电路,来测量电阻Rx的阻值。闭合开关后,滑动变阻器滑片在最左端时,电流表示数为I1,滑动变阻器滑片在最右端时,电流表示数为I2,则电阻Rx=________。(用题中所给物理量的符号表示)
【点拨】闭合开关后,滑动变阻器滑片在最左端时,两电阻串联,电流表测电路的电流,电流表示数为I1;根据串联电路电阻的规律及欧姆定律可得电源电压U=I1(R0+Rx)①;滑动变阻器滑片在最右端时,为待测电阻的简单电路,电流表示数为I2,由欧姆定律可得电源电压U=I2Rx②;①②两式联立可得电阻Rx=
=
,
R=
。
$$