第10讲 电阻的测量 辅导讲义-2024-2025学年人教版物理九年级上学期
2024-07-24
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2份
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47页
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普通
资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理人教版(2012)九年级全一册 |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | 第3节 电阻的测量 |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | 电阻的测量 |
| 使用场景 | 同步教学 |
| 学年 | 2024-2025 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 10.17 MB |
| 发布时间 | 2024-07-24 |
| 更新时间 | 2024-08-30 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2024-07-24 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/46491078.html |
| 价格 | 1.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
第10讲_电阻的测量
辅导讲义(学生版)
主讲内容
电阻的测量
第10讲_电阻的测量
[学生版]
课前小测
1 (2024北京市通州区期末考试) 某班同学在做电学实验时,将两只小灯泡串联接入电路中,闭合开关,小灯泡均发光。通电一段时间后,有四组同学的两只小灯泡都不亮了。经检查电源、导线、开关正常良好,电路连接都没有问题,且各连接点接触良好。于是他们将两只小灯泡和开关S的接线柱分别用A、B、C、D、E、F表示(如图所示),分别用不同的方法对故障进行检查。下面是不同小组同学的做法和现象,若各组只有一只小灯泡发生故障,其中判断不正确的是( )
A.甲组同学将电流表并联在A、B两点时,两灯均不亮,可判定L2断路
B.乙组同学将一段导线并联在B、D两点时,两灯均不亮,可判定L1断路
C.丙组同学将电压表并联在C、F两点时,电压表示数为电源电压,可判定L2断路
D.丁组同学将另外一个完好的小灯泡L3并联在A、E两点时,只有L3发光,可判定L1断路
2 (2024北京市海淀区期末考试) 小明在测量小灯泡电功率的实验中,正确连接电路后,闭合开关S,发现灯泡L不发光,电流表和电压表均无示数。于是小明拆下电压表,利用其查找故障,他将电压表的负接线柱接在电源负极,如图所示,闭合开关S后,他将电压表的正接线柱分别接在电路中的各处,示数如下表所示,若电路中只有一处故障,则可能是( )
电压表正接线柱与其他接线柱连接情况
A
B
C
D
E
F
G
H
电压表示数/V
3
3
3
0
0
0
0
0
A.滑动变阻器断路
B.灯泡L短路
C.连接H处和电源负极的导线断路
D.开关S处断路
3 (2024北京市西城区期末考试) 如图所示的电路中,L1和L2为规格相同的小灯泡。闭合开关S,灯L1不发光、L2发光,电压表无示数。若电路中只有一处故障,则电路故障是( )
A.灯L1短路
B.电压表损坏
C.灯L1断路
D.导线ab断路
4 (2024北京市门头沟区中考二模) 为培养学生科技创新能力,某学校购置了一些小型热敏电阻(电阻值会随温度发生明显变化的一种电子元件)。小京同学想利用一个热敏电阻制作电子温度计。他首先将做好防水处理的热敏电阻接入电路,然后将热敏电阻浸入冰水混合物中,在缓慢加热冰水混合物的同时,用温度计监测水温并测出热敏电阻对应的阻值,绘制了如图甲热敏电阻随阻值随温度变化的曲线。
(1)小京利用此热敏电阻组成图乙所示电路,选用图丙所示的电流表,电源电压为6 V,并将图丙电流表上的电流示数对应标志为温度值,由此制成一个电子温度计。这个电子温度计测量0℃冷水温度时,0℃所对应的电流值为________A;它所能测量的最高水温是________℃。
(2)仿照液体温度计的标注方法,将电流表上0℃所对应的刻度线和最高温度所对应的刻度线间平均分配,标志出中间的温度值是否合理?请说出你的理由。
5 (2024北京市平谷区中考二模)[多选题] 如图所示,同学们课外活动时设计的电子身高测量仪的电路简图,绝缘板A与滑动变阻器R2的滑片P固定在一起,且同步上下移动。已知电源电压恒为20 V,定值电阻R1的阻值为30 Ω,滑动变阻器的规格为“100 Ω 1 A”,电压表的量程为0-15 V,电流表的量程为0-3 A。下表为R2接入电路的阻值与被测者身高的对应关系。
身高(cm)
140
145
150
155
160
165
170
175
180
185
190
R2(Ω)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
A.测量时电流表的示数为0.4 A,则被测同学身高为165 cm
B.站在测量仪上的同学身高越高,电压表的示数越大
C.为保证电路安全工作,此测量仪测量的身高最多不能超过190 cm
D.要提高测量仪的测量身高值,可以把R1换成阻值更大的定值电阻
课程目标
知识目标
1.进一步掌握电压表和电流表的使用方法;
2.加深对欧姆定律的理解及应用,会根据实验数据画定值电阻和灯泡的电流与电压的关系图;
能力目标
1.知道伏安法测电阻的原理,会设计电路图,连接实物,会使用电流表和电压表测电阻;
2.会分析不同设计的情景下未知电阻的计算逻辑;
过程与方法
1.学会使用伏安法测量电阻,会处理连接电路时出现的问题,学会数据处理。
知识图谱
课堂引入
爷爷的收音机坏了,小聪和小明决定把它修好。经过检查,发现一只标注模糊的电阻引脚断了,需要更换。怎样才能知道它的阻值呢?
电阻的测量
知识精讲
利用伏安法测电阻是电学中的一个基本实验。不同方法的测电阻实验是对前面欧姆定律变换式的具体应用,既是加强对欧姆定律的理解和掌握,同时熟悉电路连接方法,巩固电流表和电压表的使用,利用滑动变阻器调节电路中的电流和电压等,学会对数据处理及减小实验误差的方法。
一.伏安法测电阻
1.实验原理:
2.实验电路图:
3.实验器材:
小灯泡(2.5V)、电流表、电压表、开关、电池(3V)、定值电阻()、滑动变阻器、导线。
4.实验步骤
(1)根据电路图把实验器材摆好。
(2)按电路图连接电路。(在连接电路中应注意的事项:①在连接电路时,开关应断开。②注意电压表和电流表量程的选择,“+”、“-”接线柱。③滑动变阻器采用“一上一下”接法,闭合开关前,滑片应位于阻值最大处。)
(3)检查无误后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片(注意事项:移动要慢),分别使灯泡暗红(灯泡两端电压1V)、微弱发光(灯泡两端电压1.5V)、正常发光(灯泡两端电压2.5V),测出对应的电压值和电流值,填入下面的表格中。
实验次数
灯泡亮度
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
1
灯丝暗红
1
2
微弱发光
1.5
3
正常发光
2.5
在实验过程中,用手感受灯泡在不同亮度下的温度。随着灯泡亮度的增加,灯泡的温度升高。
(4)算出灯丝在不同亮度时的电阻。
5.分析与论证
展示的几组实验表格,对实验数据进行分析发现:灯泡的电阻不是定值,是变化的。
难点突破:对比一个实验如图:用电压表、电流表测定值电阻的阻值,发现:是定值,不随电压、电流的变化而变化。
通过论证,表明灯丝的电阻发生改变的原因不在于电压与电流。我们在前面学过,影响电阻大小的因素有材料、长度、横截面积和温度。实验证实,温度越高,灯丝电阻越大。这个实验再一次验证了这一点。
二.特殊法测电阻
1.单安法是指仅利用电流表测量未知电阻的方法,这类方法也叫“安阻法”。
(1)利用定值电阻R和未知电阻Rx串联的方式测量。
实验步骤:断开S2,闭合S1,记录电流表的示数I1;闭合S1、S2,记录电流表的示数I2;建立方程:;计算未知电阻值:。
(2)利用定值电阻R和未知电阻Rx并联的方式测量。
实验步骤:断开S2,闭合S1,记录电流表的示数I1;闭合S1、S2,记录电流表的示数I2;建立方程:;计算未知电阻值:。
(3)电路的连接方式不变,通过改变开关的连接方式,从而改变电流表的测量范围。
实验步骤:闭合S和S1,断开S2,记录电流表的示数I1;保持滑动变阻器的滑片位置不变,闭合S和S2,断开S1,记录电流表的示数I2;建立方程: ;计算未知电阻值:。
2.单伏法是指仅利用电压表测量未知电阻的方法,这类方法也叫“伏阻法”。
(1)利用定值电阻R和未知电阻Rx串联的方式测量。
实验步骤:闭合S1,断开S2,记录电压表的示数U1;同时闭合S1和S2,记录电压表的示数U2;建立方程: ;计算未知电阻值:。
(2)不改变电路的连接方式,通过开关来控制电压表的测量范围,进而可以计算未知电阻的电阻值。
实验步骤:闭合S和S1,断开S2,记录电压表的示数U1;保持滑动变阻器的滑片位置不变,闭合S和S2,断开S1,记录电压表的示数U2;建立方程:;计算未知电阻值: 。
伏安法测电阻
例题
6 (2023北京市平谷区中考一模) 在实验课上,小辉同学用“伏安法”测量小灯泡正常发光时的电阻,他连接了如图甲所示的电路,其中选用的小灯泡上标有“2.5 V”字样。
(1)闭合开关进行实验,移动滑动变阻器滑片P的过程中,他应注视________(选填“电压表示数”“电流表示数”或“滑动变阻器”),当停止移动滑片P 时,他发现电表指针左右摆动,再观察小灯泡也忽明忽暗,其原因可能是________(选填字母符号):
A.滑动变阻器接触不良
B.小灯泡短路
(2)排除故障后继续实验,当电压表示数为2.5 V时,电流表的示数如图乙所示,此时通过小灯泡的电流为________A,则小灯泡正常发光时的电阻为________Ω(计算结果保留一位小数)。
7 (2023北京市大兴区中考一模) 小明和小红用如图甲所示的电路测量小灯泡的电阻,所用小灯泡的额定电压为2.5 V。
(1)连接好电路后,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P滑至_____端(选填“A”或“B”)。
(2)闭合开关,调节滑动变阻器,小明记录了测量的部分数据如下表所示。当小灯泡两端电压为2.5V时,电流表的示数如图乙所示,则此时通过灯丝的电流为______A,此时小灯泡的电阻值为__________Ω。
实验次数
小灯泡两端的电压U/V
通过灯丝的电流I/A
小灯泡的电阻R/Ω
1
2.2
0.28
7.9
2
2.5
3
2.8
0.32
8.8
(3)小红想用图1甲所示的电路继续探究电流与电压的关系,小明认为不可行。请你分析小明认为不可行的理由是___________________________________。
8 (2023北京市石景山区中考一模) 某同学测量额定电压为2.5V的灯泡L正常发光时的电阻,电源电压保持不变。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲所示的实物图连接完整______;
(2)正确连接电路后,将滑动变阻器的滑片P移至阻值最大处,闭合开关S,观察到灯泡L不亮,无论怎样移动滑片P,电压表的示数始终接近于电源电压,电流表无示数,则电路出现的故障可能是灯泡L______(选填“短路”或“断路”);
(3)排除故障后,再次闭合开关S,发现灯泡L发光较暗,要使其正常发光,应进行的操作是:________________;
(4)正确完成上述操作后,电流表的示数如图乙所示,则灯泡L正常发光时的电阻约为______Ω。(结果保留一位小数)
随练
9 (2023北京市丰台区中考一模) 小英按图甲所示的电路图连接实验电路,测量电阻的阻值。闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片P后,观察到电压表和电流表的示数分别如图乙、丙所示,则电压表的示数为________V,电流表的示数为________A,待测电阻的阻值为________Ω。
10 (2024北京市一零一中中考二模) 某实验小组用图甲所示的电路测量额定电压为2.5 V的小灯泡正常发光时的电阻。
(1)闭合开关S前,应将滑动变阻器的滑片P移动至________(选填“A”或“B”)端;
(2)闭合开关S后,移动滑动变阻器的滑片P,当电压表示数为2.5V时,电流表的示数如图乙所示,此时通过小灯泡的电流为________A,该小灯泡正常发光时的电阻为________Ω(结果保留1位小数);
(3)完成测量任务后,该小组成员用图甲所示的电路继续探究通过导体的电流与导体两端的电压的关系。小组成员记录了测量的数据如下表所示。
小灯泡两端的电压U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
通过灯丝的电流I/A
0.10
0.16
0.20
0.23
0.25
0.27
根据你对表中实验数据的分析,指出该实验小组利用图甲所示的电路进行探究时存在的问题:________。
11 (2024北京市朝阳区期末考试) 将几十个小彩灯串联后接在家庭电路中,五光十色的彩灯带装扮着节日的夜晚。当其中一只小彩灯的灯丝烧断后,彩灯带不会熄灭,其原因是小彩灯内有一根表面涂有绝缘物质的细金属丝与灯丝并联,如图甲所示。当灯丝正常发光时,细金属丝与导电支架不导通;当灯丝烧断时,绝缘物质被击穿,细金属丝与导电支架瞬间导通,使其它小彩灯仍能发光。为了研究小彩灯的这一结构,小阳找来几只额定电压为5V的小彩灯进行实验,连接的电路如图乙所示。
(1)正确连接电路,闭合开关,发现小彩灯不亮,电流表有示数,电压表无示数,则电路的故障可能是_________。
A.小彩灯与灯座接触不良
B.小彩灯被短接
C.有导线断了
D.滑动变阻器被短接
(2)排除故障后,通过正确操作将测得的实验数据及观察到的现象记录在下表中。
U/V
0.5
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
6.0
7.5
I/A
0.06
0.10
0.12
0.18
0.20
0.22
0
亮度
不亮
微红
亮度逐渐增大
不亮
①小彩灯两端的电压为3V时,电流表示数如图丙所示,为_________A。
②小彩灯正常发光时的电阻为_________Ω。
③小彩灯两端的电压增大时,小彩灯的灯丝电阻将_________。
④当电压为7.5V时灯丝烧断,但细金属丝表面的绝缘物质并没有被击穿,其原因可能是_________。
特殊方法测电阻
例题
12 (2023北京市丰台区中考二模) 如图所示是小丽测量未知电阻的实验电路,电源两端电压U不变,其中为阻值已知的定值电阻。当开关S、闭合,开关断开时,电压表示数为;当开关S、闭合,开关断开时,电压表示数为。则下列四个表达式中正确的是( )
A.
B.
C.
D.
13 (2022北京市丰台区中考二模) 某实验小组用图所示的电路来测量额定电压为2.5V的小灯泡L正常发光时的电阻,其中\({{R}_{0}}\)是阻值已知的定值电阻,R是滑动变阻器。请根据实验电路图补充完成下面的主要测量步骤:
(1)只闭合开关S和S1,调节滑动变阻器滑片的位置,使电压表的示数\({{U}_{1}}\)=________V,并记录电压表的示数为\({{U}_{1}}\);
(2)________,保持滑动变阻器接入电路的阻值不变,记录电压表的示数为\({{U}_{2}}\);
(3)小灯泡L正常发光时的电阻R=________。(用所测物理量的字母表示)
14 (2023北京市海淀区中考二模) 小明和小红要测量定值电阻的阻值,实验桌上有两套完全相同且满足实验要求的器材,电源两端的电压恒定,为阻值已知的定值电阻。小明和小红分别设计实验并进行测量,下表是他们的实验电路图和部分实验步骤。
小明的实验方案
小红的实验方案
实验电路图
部分实验步骤
①只闭合开关S和S2,调节滑动变阻器的滑片P,使电压表的示数为2V。
②保持滑动变阻器的滑片P位置不变,只闭合开关S和S1,记录电压表的示数(电路中各元件均完好)。
①只闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片P,使电压表的示数为2V。
②保持滑动变阻器的滑片P位置不变,闭合开关S和S1,记录电压表的示数(电路中各元件均完好)。
(1)表格中的与的大小关系为________(选填“”或“”),请结合所学知识和公式写出判断过程。
(2)通过上述实验设计与操作,其中一位同学能正确测量出的阻值,其表达式为=________。(用实验中所测物理量的符号和已知物理量的符号表示)
15 (2023北京市西城区中考二模) 小宁连接了如图甲所示的电路,测量未知电阻的阻值。闭合开关S后,发现两块电流表指针位置相同,如图乙所示。已知定值电阻,可知电源两端电压U=________V;电阻=________Ω。
16 (2024北京市大兴区中考二模) 如图所示为测量未知电阻Rx的实验电路图,电源两端的电压保持不变,其中R0为阻值已知的定值电阻。当开关S1闭合、S2断开时,电压表示数为U1;当开关S1、S2均闭合时,电压表示数为U2。则下列判断中正确的是( )
A.电源两端的电压为U1
B.开关S1、S2均闭合时,电阻Rx与R0是串联关系
C.开关S1、S2均闭合时,通过电阻Rx的电流为
D.未知电阻的阻值
17 (2024北京市顺义区中考二模)[多选题] 在测量未知电阻阻值的实验中,提供的实验器材有:符合实验要求的电源(电源两端电压不变且未知)、电流表、阻值已知的定值电阻R、开关和导线若干,图所示是测量电路图。闭合S断开S1时,电路中电流表的示数为I1,闭合S和S1时,电路中电流表的示数为I2,则下列说法中正确的是( )
A.
B.电源电压
C.
D.
18 (2024北京市石景山区期末考试)[多选题] 学校不同实验小组的同学,均利用一块电压表和阻值已知的定值电阻测量未知电阻的阻值。他们选择了满足实验要求的器材(电源两端电压不变且未知),分别连接了如图7所示的实验电路并进行了如下操作:闭合开关、断开开关,记录电压表的示数为;闭合开关、,记录电压表的示数为。则下列能够测出的阻值且对应的表达式正确的是( )
A.甲图,
B.乙图,
C.丙图,
D.丁图,
随练
19 (2024北京市门头沟区中考二模) 如图所示是小冯测量未知电阻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。当开关S1闭合,S2断开时,电压表示数为U1;当开关S1、S2都闭合时,电压表示数为U2。则下列四个选项中,Rx的表达式正确的是( )
A.
B.
C.
D.
20 (2024北京市汇文中学期末考试) 小明在做测电阻的实验时,发现没有电流表,他开动脑筋,打算只用一块电压表和阻值已知的电阻R0测量电阻Rx的阻值。小明选择了满足实验要求的器材,并连接了部分实验电路,如图所示。
(1)请你在图中只添加一根导线完成实验电路的连接_______;
(2)请补全实验步骤:
①断开S1、S2、S3,按图连接好电路后,应将滑动变阻器的滑片P调至阻值最大位置;
②调节滑动变阻器至合适阻值,断开开关S3,闭合开关S1、S2,将此时电压表的示数U1记录在表格中,断开开关S1;
③________,断开开关________,闭合开关________,将此时电压表的示数U2记录在表格中,断开开关S1;
④小明利用测出的U1、U2和R0,写出Rx的表达式________。
21 (2024北京市东城区期末考试) 小东利用图甲所示的电路测量定值电阻的阻值时,发现电流表不能正常使用,于是小东利用另一电压表和阻值已知的定值电阻组合起来替代电流表完成了测量。
(1)将替代电流表部分的电路图画在图乙所示的虚线框中。
(2)按照替代后的电路正确连接后,闭合开关,将滑动变阻器的滑片调至适当位置,读出并记录两端电压,新增电压表的示数,则待测电阻的表达式________。(用、、表示)
22 (2024北京市顺义区期末考试) 如图甲所示的“电阻测量盒”,内有电源(电源电压未知,但测量过程中电源电压保持不变)、阻值已知的定值电阻、开关和电流表,并引出两根导线到盒外。将盒外的两根导线分别与待测电阻的两端相连,根据开关闭合、断开时电流表的示数,可以测量计算出的阻值。请完成下列问题。
(1)图乙所示的盒内电路①②,其中________(填序号)能测量计算出的阻值。
(2)对于(1)中能测量计算出阻值的盒内电路,当开关闭合时电流表示数为、断开时电流表示数为,则_____(选填“>”、“=”或“<”),用、和表示,________。
23 (2022北京市东城区中考一模) 小亮利用阻值为\({{R}_{0}}\)的定值电阻和一块电流表测量未知电阻\({{R}_{\text{x}}}\)的阻值。他选择了满足实验要求的器材,并连接了部分实验电路,如图所示。
(1)为了测出电阻\({{R}_{\text{x}}}\)的阻值,请添加一根导线完成图所示实验电路的连接。
(2)开关S1、S2都闭合时,电流表的示数为\({{I}_{1}}\);只闭合开关S2时,电流表的示数为\({{I}_{2}}\)。请用\({{I}_{1}}\)、\({{I}_{2}}\)和\({{R}_{0}}\)表示\({{R}_{\text{x}}}\),则\({{R}_{\text{x}}}\)=________。
24 (2022北京市海淀区期中考试) 小军利用一块电压表和阻值已知的定值电阻R0以及其他满足实验要求的器材,连接了如图所示的电路用以测量未知电阻Rx的阻值。
(1)请将实验步骤补充完整:
①闭合开关S,读出电压表的示数U1;
②断开开关S,将电压表接在________(选填“A”或“B”)处的导线取下,改接到C处,再闭合开关S,读出电压表的示数U2;
(2)电阻Rx=______(用已知量和所测物理量的字母表示)。
25 (2022北京市西城区中考一模) 小亮想利用一块电压表和阻值已知的电阻R0测量电阻Rx的阻值。他选择了满足实验要求的器材,连接了如图所示的实验电路,但小亮检查发现,此电路无法达成实验目的,只要改接一条导线就可以顺利进行实验。
(1)请你在连接有问题的导线上打“×”,并用笔画线代替导线,只改接一条导线,使电路连接正确;
(2)小亮利用改接好的电路,进行了如下实验:
①闭合开关S和S1,断开开关S2,记录电压表的示数U1;
②断开开关S1,闭合开关S和S2,记录电压表的示数U2。
(3)请你用U1、U2和R0写出Rx的表达式,Rx=________。
26 (2022北京市房山区期中考试)[多选题] (多选)如图所示的四个电路,电源两端电压未知且不变,定值电阻R0的阻值已知,R1为电阻箱,滑动变阻器符合实验要求。通过开关闭合、断开的转变以及调节滑动变阻器和电阻箱,能够测量未知电阻Rx的实验电路是( )
A.
B.
C.
D.
课堂小结
1.伏安法
利用电流表和电压表分别测量电流和电压,利用欧姆定律,计算电阻。
2.单安法
有电流表、无电压表的方案设计,设计此类方案的主导思想是:由于不能利用电压表测出电压,所以利用电流表多次测量电路中的电流,运用并联分流原理或开关的断开、闭合引起电路结构的改变,进行等效实验方案设计。
3.单伏法
有电压表、无电流表的方案设计,设计此类实验的主导思想是:由于不能利用电流表测出电流,所以必须运用电压表多次测电压,运用串联分压原理进行设计。
拓展
27 (2024北京市石景山区期末考试) 小华用图甲测量标有“2.5V”字样的灯泡L正常发光时的电阻。按要求完成下列问题:
(1)请用笔画线代替导线,将图甲所示的实物图连接完整,要求此时滑动变阻器的滑片P位于阻值最大处。
(2)连接电路后,闭合开关S,无论怎样移动滑动变阻器,灯泡都不亮,电压表示数始终接近电源电压,产生这种现象的原因可能是( )
A.电流表的正负接线柱接反了
B.电压表的量程选小了
C.灯泡L发生了断路
D.灯泡L发生了短路
(3)排除故障后,闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片P,使电压表示数为2.5V,电流表示数如图乙,电流表示数是_______A,灯泡L正常发光时的电阻为_______Ω。
28 (2024北京市大兴区期末考试) 小兴用如图甲所示的器材测量小灯泡的电阻,小灯泡的额定电压是2.5V。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整,要求开关闭合后,滑片P向左移动时,电阻值变大。
(2)正确连接电路后,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片置于_____(选填“A”或“B”)端。
(3)闭合开关后,调节滑动变阻器,使电压表示数为1.8V,此时电流表的示数如图乙所示。则此时通过小灯泡的电流是______A,小灯泡的电阻是______Ω(结果保留一位小数)。要测量小灯泡正常发光时的电阻,他应将滑动变阻器的滑片向________(选填“A”或“B”)端移动一段距离。
29 (2024北京市丰台区期末考试) 小明为了研究小灯泡的电学特性,连接了如图甲所示的电路,其中小灯泡的额定电压为2.5V。请回答下列问题:
(1)小明闭合开关S,发现小灯泡不亮,但电流表、电压表均有示数,接下来他首先应进行的操作是________(选填字母序号)。
A.更换小灯泡
B.检查电路是否断路
C.调节滑动变阻器,观察小灯泡是否发光
(2)解决问题后,小明闭合开关S,调滑动变阻器的滑片P,测量了多组小灯泡的电流与其两端电压的数据,并根据这些数据绘制出小灯泡的图像如图乙所示,由图像可得,小灯泡两端电压为1V时,小灯泡的电阻( )。
(3)小明认为利用该电路也可以探究导体中的电流与导体两端电压的关系。你认为这种想法是________的(选填“正确”或“错误”),理由是________。
30 (2024北京市二中期末考试) 晓琳利用图甲所示的电路,进行“用电压表和电流表测电阻”的实验,其中电源电压恒为3V,滑动变阻器上标有“20Ω 2A”字样。
(1)闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,结果发现电流表指针不动,但电压表有明显的示数。则电路故障可能是______;
(2)排除故障后,闭合开关,当滑动变阻器的滑片移到某一位置时,电流表和电压表的示数如图乙、丙所示,待测电阻RX的阻值为______Ω;
(3)晓琳想利用此电路继续研究导体中电流跟电阻的关系。实验室有阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω、25Ω、30Ω、60Ω的定值电阻各一个。实验过程如下:①晓琳将5Ω定值电阻R1替换RX、接入电路后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片P,读出电压表示数为1.8V,读出此时的电流表的示数I1,记录对应数据。
②______,记录对应数据。
③仿照步骤②多次实验,记录对应数据。
(4)当晓琳用最后一个60Ω的定值电阻做此实验时,发现无论如何调节滑片P,都不能达到实验要求,无法进行实验。晓琳认为滑动变阻器的最大阻值太小,请你帮助晓琳挑选一个最大阻值至少为______Ω的滑动变阻器。
31 (2023北京市海淀区期中考试) 如图所示是测量未知电阻Rx的实验电路,电源两端的电压保持不变,定值电阻R0=10 Ω请补充完成主要实验步骤,并进行数据处理。
(1)实验步骤:
①只闭合开关S和S1,读出并记录电流表的示数I1。
②____,读出并记录电流表的示数I2。
③计算Rx的阻值。
(2)I1=0.3 A,I2=0.5 A,则Rx=_______Ω。
32 (2023北京市五中分校期中考试) 为了测量定值电阻的阻值,小华把定值电阻、电流表、电压表、滑动变阻器、开关和电源连接成了如图1所示的电路,正准备闭合开关时,旁边的小伟急忙拦住他,说接线错了。经检查,小伟发现只要改接一根导线就可以。
(1)请把接错的那一根导线找出来,打上“×”,再画线把它改到正确的位置上,并在虚线框内画出相应的正确电路图。
(2)小华和小伟按照正确的电路进行实验。实验步骤如下:
①断开开关,将图中滑动变阻器的滑片P置于最________(选填“左”或“右”)端;
②移动滑动变阻器的滑片到合适的位置,记录电压表和电流表示数U和I于表格中;
③移动滑动变阻器的滑片的位置,仿照步骤②再做2次实验;
④根据公式________,算出每次的电阻阻值大小并记录。实验中,多次测量的目的是________。
A.求平均值以减小实验误差
B.归纳得出普遍规律
(3)在完成定值电阻的阻值测量后,小华和小伟将电路中的定值电阻换为小灯泡,测量了小灯泡的电阻,并绘制了小灯泡的电流随电压变化的图像(如图2)。小灯泡正常发光时的电压为2.5 V,则小灯泡正常发光时的电阻为________Ω。小伟想利用现在更换为小灯泡的电路,继续探究电流与电压的关系,小华认为不可行。请你分析小华认为不可行的理由是________。
(4)完成上述实验后,小华和小伟又在缺少电压表的情况下,设计出了一个测量未知定值电阻的电路,如图3所示。请完成以下测量步骤及的表达式:
①闭合开关S1,断开开关S2,调节滑动变阻器的滑片,使电流表示数为;
②闭合开关S2,断开开关S1,不改变滑动变阻器的滑片的位置,记下电流表示数为I;
③________(用图像提供的信息以及测量过程中物理量的符号表示)。
33 (2023北京市五十五中期中考试) 测量未知阻值R的电阻实验中,设计了实验电路并进行了部分连接,如图甲所示。
(1)图甲电路,有一条导线连接错误,请在该导线上打“ד;并画出正确连线;
(2)纠正错误,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P,当电压表示数为2.4 V,电流表示数如图乙所示是________A,则未知电阻________Ω;
(3)若实验中只有一个电压表和一个已知阻值为定值电阻,小明设计了如图丙所示的电路,同样可以测量未知电阻的阻值,请将实验步骤补充完整;
①闭合开关S、断开开关S1,用电压表测出待测电阻两端的电压为;
②________,用电压表测出电源的电压U;
③请写出未知电阻阻值表达式并写出推导过程:________。(用U、和表示)
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第10讲_电阻的测量
辅导讲义(解析版)
主讲内容
电阻的测量
第10讲_电阻的测量
[解析版]
课前小测
1 (2024北京市通州区期末考试) 某班同学在做电学实验时,将两只小灯泡串联接入电路中,闭合开关,小灯泡均发光。通电一段时间后,有四组同学的两只小灯泡都不亮了。经检查电源、导线、开关正常良好,电路连接都没有问题,且各连接点接触良好。于是他们将两只小灯泡和开关S的接线柱分别用A、B、C、D、E、F表示(如图所示),分别用不同的方法对故障进行检查。下面是不同小组同学的做法和现象,若各组只有一只小灯泡发生故障,其中判断不正确的是( )
A.甲组同学将电流表并联在A、B两点时,两灯均不亮,可判定L2断路
B.乙组同学将一段导线并联在B、D两点时,两灯均不亮,可判定L1断路
C.丙组同学将电压表并联在C、F两点时,电压表示数为电源电压,可判定L2断路
D.丁组同学将另外一个完好的小灯泡L3并联在A、E两点时,只有L3发光,可判定L1断路
2 (2024北京市海淀区期末考试) 小明在测量小灯泡电功率的实验中,正确连接电路后,闭合开关S,发现灯泡L不发光,电流表和电压表均无示数。于是小明拆下电压表,利用其查找故障,他将电压表的负接线柱接在电源负极,如图所示,闭合开关S后,他将电压表的正接线柱分别接在电路中的各处,示数如下表所示,若电路中只有一处故障,则可能是( )
电压表正接线柱与其他接线柱连接情况
A
B
C
D
E
F
G
H
电压表示数/V
3
3
3
0
0
0
0
0
A.滑动变阻器断路
B.灯泡L短路
C.连接H处和电源负极的导线断路
D.开关S处断路
3 (2024北京市西城区期末考试) 如图所示的电路中,L1和L2为规格相同的小灯泡。闭合开关S,灯L1不发光、L2发光,电压表无示数。若电路中只有一处故障,则电路故障是( )
A.灯L1短路
B.电压表损坏
C.灯L1断路
D.导线ab断路
4 (2024北京市门头沟区中考二模) 为培养学生科技创新能力,某学校购置了一些小型热敏电阻(电阻值会随温度发生明显变化的一种电子元件)。小京同学想利用一个热敏电阻制作电子温度计。他首先将做好防水处理的热敏电阻接入电路,然后将热敏电阻浸入冰水混合物中,在缓慢加热冰水混合物的同时,用温度计监测水温并测出热敏电阻对应的阻值,绘制了如图甲热敏电阻随阻值随温度变化的曲线。
(1)小京利用此热敏电阻组成图乙所示电路,选用图丙所示的电流表,电源电压为6 V,并将图丙电流表上的电流示数对应标志为温度值,由此制成一个电子温度计。这个电子温度计测量0℃冷水温度时,0℃所对应的电流值为________A;它所能测量的最高水温是________℃。
(2)仿照液体温度计的标注方法,将电流表上0℃所对应的刻度线和最高温度所对应的刻度线间平均分配,标志出中间的温度值是否合理?请说出你的理由。
5 (2024北京市平谷区中考二模)[多选题] 如图所示,同学们课外活动时设计的电子身高测量仪的电路简图,绝缘板A与滑动变阻器R2的滑片P固定在一起,且同步上下移动。已知电源电压恒为20 V,定值电阻R1的阻值为30 Ω,滑动变阻器的规格为“100 Ω 1 A”,电压表的量程为0-15 V,电流表的量程为0-3 A。下表为R2接入电路的阻值与被测者身高的对应关系。
身高(cm)
140
145
150
155
160
165
170
175
180
185
190
R2(Ω)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
A.测量时电流表的示数为0.4 A,则被测同学身高为165 cm
B.站在测量仪上的同学身高越高,电压表的示数越大
C.为保证电路安全工作,此测量仪测量的身高最多不能超过190 cm
D.要提高测量仪的测量身高值,可以把R1换成阻值更大的定值电阻
课程目标
知识目标
1.进一步掌握电压表和电流表的使用方法;
2.加深对欧姆定律的理解及应用,会根据实验数据画定值电阻和灯泡的电流与电压的关系图;
能力目标
1.知道伏安法测电阻的原理,会设计电路图,连接实物,会使用电流表和电压表测电阻;
2.会分析不同设计的情景下未知电阻的计算逻辑;
过程与方法
1.学会使用伏安法测量电阻,会处理连接电路时出现的问题,学会数据处理。
知识图谱
课堂引入
爷爷的收音机坏了,小聪和小明决定把它修好。经过检查,发现一只标注模糊的电阻引脚断了,需要更换。怎样才能知道它的阻值呢?
电阻的测量
知识精讲
利用伏安法测电阻是电学中的一个基本实验。不同方法的测电阻实验是对前面欧姆定律变换式的具体应用,既是加强对欧姆定律的理解和掌握,同时熟悉电路连接方法,巩固电流表和电压表的使用,利用滑动变阻器调节电路中的电流和电压等,学会对数据处理及减小实验误差的方法。
一.伏安法测电阻
1.实验原理:
2.实验电路图:
3.实验器材:
小灯泡(2.5V)、电流表、电压表、开关、电池(3V)、定值电阻()、滑动变阻器、导线。
4.实验步骤
(1)根据电路图把实验器材摆好。
(2)按电路图连接电路。(在连接电路中应注意的事项:①在连接电路时,开关应断开。②注意电压表和电流表量程的选择,“+”、“-”接线柱。③滑动变阻器采用“一上一下”接法,闭合开关前,滑片应位于阻值最大处。)
(3)检查无误后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片(注意事项:移动要慢),分别使灯泡暗红(灯泡两端电压1V)、微弱发光(灯泡两端电压1.5V)、正常发光(灯泡两端电压2.5V),测出对应的电压值和电流值,填入下面的表格中。
实验次数
灯泡亮度
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
1
灯丝暗红
1
2
微弱发光
1.5
3
正常发光
2.5
在实验过程中,用手感受灯泡在不同亮度下的温度。随着灯泡亮度的增加,灯泡的温度升高。
(4)算出灯丝在不同亮度时的电阻。
5.分析与论证
展示的几组实验表格,对实验数据进行分析发现:灯泡的电阻不是定值,是变化的。
难点突破:对比一个实验如图:用电压表、电流表测定值电阻的阻值,发现:是定值,不随电压、电流的变化而变化。
通过论证,表明灯丝的电阻发生改变的原因不在于电压与电流。我们在前面学过,影响电阻大小的因素有材料、长度、横截面积和温度。实验证实,温度越高,灯丝电阻越大。这个实验再一次验证了这一点。
二.特殊法测电阻
1.单安法是指仅利用电流表测量未知电阻的方法,这类方法也叫“安阻法”。
(1)利用定值电阻R和未知电阻Rx串联的方式测量。
实验步骤:断开S2,闭合S1,记录电流表的示数I1;闭合S1、S2,记录电流表的示数I2;建立方程:;计算未知电阻值:。
(2)利用定值电阻R和未知电阻Rx并联的方式测量。
实验步骤:断开S2,闭合S1,记录电流表的示数I1;闭合S1、S2,记录电流表的示数I2;建立方程:;计算未知电阻值:。
(3)电路的连接方式不变,通过改变开关的连接方式,从而改变电流表的测量范围。
实验步骤:闭合S和S1,断开S2,记录电流表的示数I1;保持滑动变阻器的滑片位置不变,闭合S和S2,断开S1,记录电流表的示数I2;建立方程: ;计算未知电阻值:。
2.单伏法是指仅利用电压表测量未知电阻的方法,这类方法也叫“伏阻法”。
(1)利用定值电阻R和未知电阻Rx串联的方式测量。
实验步骤:闭合S1,断开S2,记录电压表的示数U1;同时闭合S1和S2,记录电压表的示数U2;建立方程: ;计算未知电阻值:。
(2)不改变电路的连接方式,通过开关来控制电压表的测量范围,进而可以计算未知电阻的电阻值。
实验步骤:闭合S和S1,断开S2,记录电压表的示数U1;保持滑动变阻器的滑片位置不变,闭合S和S2,断开S1,记录电压表的示数U2;建立方程:;计算未知电阻值: 。
伏安法测电阻
例题
6 (2023北京市平谷区中考一模) 在实验课上,小辉同学用“伏安法”测量小灯泡正常发光时的电阻,他连接了如图甲所示的电路,其中选用的小灯泡上标有“2.5 V”字样。
(1)闭合开关进行实验,移动滑动变阻器滑片P的过程中,他应注视________(选填“电压表示数”“电流表示数”或“滑动变阻器”),当停止移动滑片P 时,他发现电表指针左右摆动,再观察小灯泡也忽明忽暗,其原因可能是________(选填字母符号):
A.滑动变阻器接触不良
B.小灯泡短路
(2)排除故障后继续实验,当电压表示数为2.5 V时,电流表的示数如图乙所示,此时通过小灯泡的电流为________A,则小灯泡正常发光时的电阻为________Ω(计算结果保留一位小数)。
7 (2023北京市大兴区中考一模) 小明和小红用如图甲所示的电路测量小灯泡的电阻,所用小灯泡的额定电压为2.5 V。
(1)连接好电路后,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P滑至_____端(选填“A”或“B”)。
(2)闭合开关,调节滑动变阻器,小明记录了测量的部分数据如下表所示。当小灯泡两端电压为2.5V时,电流表的示数如图乙所示,则此时通过灯丝的电流为______A,此时小灯泡的电阻值为__________Ω。
实验次数
小灯泡两端的电压U/V
通过灯丝的电流I/A
小灯泡的电阻R/Ω
1
2.2
0.28
7.9
2
2.5
3
2.8
0.32
8.8
(3)小红想用图1甲所示的电路继续探究电流与电压的关系,小明认为不可行。请你分析小明认为不可行的理由是___________________________________。
8 (2023北京市石景山区中考一模) 某同学测量额定电压为2.5V的灯泡L正常发光时的电阻,电源电压保持不变。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲所示的实物图连接完整______;
(2)正确连接电路后,将滑动变阻器的滑片P移至阻值最大处,闭合开关S,观察到灯泡L不亮,无论怎样移动滑片P,电压表的示数始终接近于电源电压,电流表无示数,则电路出现的故障可能是灯泡L______(选填“短路”或“断路”);
(3)排除故障后,再次闭合开关S,发现灯泡L发光较暗,要使其正常发光,应进行的操作是:________________;
(4)正确完成上述操作后,电流表的示数如图乙所示,则灯泡L正常发光时的电阻约为______Ω。(结果保留一位小数)
随练
9 (2023北京市丰台区中考一模) 小英按图甲所示的电路图连接实验电路,测量电阻的阻值。闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片P后,观察到电压表和电流表的示数分别如图乙、丙所示,则电压表的示数为________V,电流表的示数为________A,待测电阻的阻值为________Ω。
10 (2024北京市一零一中中考二模) 某实验小组用图甲所示的电路测量额定电压为2.5 V的小灯泡正常发光时的电阻。
(1)闭合开关S前,应将滑动变阻器的滑片P移动至________(选填“A”或“B”)端;
(2)闭合开关S后,移动滑动变阻器的滑片P,当电压表示数为2.5V时,电流表的示数如图乙所示,此时通过小灯泡的电流为________A,该小灯泡正常发光时的电阻为________Ω(结果保留1位小数);
(3)完成测量任务后,该小组成员用图甲所示的电路继续探究通过导体的电流与导体两端的电压的关系。小组成员记录了测量的数据如下表所示。
小灯泡两端的电压U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
通过灯丝的电流I/A
0.10
0.16
0.20
0.23
0.25
0.27
根据你对表中实验数据的分析,指出该实验小组利用图甲所示的电路进行探究时存在的问题:________。
11 (2024北京市朝阳区期末考试) 将几十个小彩灯串联后接在家庭电路中,五光十色的彩灯带装扮着节日的夜晚。当其中一只小彩灯的灯丝烧断后,彩灯带不会熄灭,其原因是小彩灯内有一根表面涂有绝缘物质的细金属丝与灯丝并联,如图甲所示。当灯丝正常发光时,细金属丝与导电支架不导通;当灯丝烧断时,绝缘物质被击穿,细金属丝与导电支架瞬间导通,使其它小彩灯仍能发光。为了研究小彩灯的这一结构,小阳找来几只额定电压为5V的小彩灯进行实验,连接的电路如图乙所示。
(1)正确连接电路,闭合开关,发现小彩灯不亮,电流表有示数,电压表无示数,则电路的故障可能是_________。
A.小彩灯与灯座接触不良
B.小彩灯被短接
C.有导线断了
D.滑动变阻器被短接
(2)排除故障后,通过正确操作将测得的实验数据及观察到的现象记录在下表中。
U/V
0.5
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
6.0
7.5
I/A
0.06
0.10
0.12
0.18
0.20
0.22
0
亮度
不亮
微红
亮度逐渐增大
不亮
①小彩灯两端的电压为3V时,电流表示数如图丙所示,为_________A。
②小彩灯正常发光时的电阻为_________Ω。
③小彩灯两端的电压增大时,小彩灯的灯丝电阻将_________。
④当电压为7.5V时灯丝烧断,但细金属丝表面的绝缘物质并没有被击穿,其原因可能是_________。
特殊方法测电阻
例题
12 (2023北京市丰台区中考二模) 如图所示是小丽测量未知电阻的实验电路,电源两端电压U不变,其中为阻值已知的定值电阻。当开关S、闭合,开关断开时,电压表示数为;当开关S、闭合,开关断开时,电压表示数为。则下列四个表达式中正确的是( )
A.
B.
C.
D.
13 (2022北京市丰台区中考二模) 某实验小组用图所示的电路来测量额定电压为2.5V的小灯泡L正常发光时的电阻,其中\({{R}_{0}}\)是阻值已知的定值电阻,R是滑动变阻器。请根据实验电路图补充完成下面的主要测量步骤:
(1)只闭合开关S和S1,调节滑动变阻器滑片的位置,使电压表的示数\({{U}_{1}}\)=________V,并记录电压表的示数为\({{U}_{1}}\);
(2)________,保持滑动变阻器接入电路的阻值不变,记录电压表的示数为\({{U}_{2}}\);
(3)小灯泡L正常发光时的电阻R=________。(用所测物理量的字母表示)
14 (2023北京市海淀区中考二模) 小明和小红要测量定值电阻的阻值,实验桌上有两套完全相同且满足实验要求的器材,电源两端的电压恒定,为阻值已知的定值电阻。小明和小红分别设计实验并进行测量,下表是他们的实验电路图和部分实验步骤。
小明的实验方案
小红的实验方案
实验电路图
部分实验步骤
①只闭合开关S和S2,调节滑动变阻器的滑片P,使电压表的示数为2V。
②保持滑动变阻器的滑片P位置不变,只闭合开关S和S1,记录电压表的示数(电路中各元件均完好)。
①只闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片P,使电压表的示数为2V。
②保持滑动变阻器的滑片P位置不变,闭合开关S和S1,记录电压表的示数(电路中各元件均完好)。
(1)表格中的与的大小关系为________(选填“”或“”),请结合所学知识和公式写出判断过程。
(2)通过上述实验设计与操作,其中一位同学能正确测量出的阻值,其表达式为=________。(用实验中所测物理量的符号和已知物理量的符号表示)
15 (2023北京市西城区中考二模) 小宁连接了如图甲所示的电路,测量未知电阻的阻值。闭合开关S后,发现两块电流表指针位置相同,如图乙所示。已知定值电阻,可知电源两端电压U=________V;电阻=________Ω。
16 (2024北京市大兴区中考二模) 如图所示为测量未知电阻Rx的实验电路图,电源两端的电压保持不变,其中R0为阻值已知的定值电阻。当开关S1闭合、S2断开时,电压表示数为U1;当开关S1、S2均闭合时,电压表示数为U2。则下列判断中正确的是( )
A.电源两端的电压为U1
B.开关S1、S2均闭合时,电阻Rx与R0是串联关系
C.开关S1、S2均闭合时,通过电阻Rx的电流为
D.未知电阻的阻值
17 (2024北京市顺义区中考二模)[多选题] (多选)在测量未知电阻\({{R}_{x}}\)阻值的实验中,提供的实验器材有:符合实验要求的电源(电源两端电压不变且未知)、电流表、阻值已知的定值电阻R、开关和导线若干,图所示是测量电路图。闭合S断开S1时,电路中电流表的示数为I1,闭合S和S1时,电路中电流表的示数为I2,则下列说法中正确的是( )
A.
B.电源电压
C.
D.
18 (2024北京市石景山区期末考试)[多选题] 学校不同实验小组的同学,均利用一块电压表和阻值已知的定值电阻测量未知电阻的阻值。他们选择了满足实验要求的器材(电源两端电压不变且未知),分别连接了如图7所示的实验电路并进行了如下操作:闭合开关、断开开关,记录电压表的示数为;闭合开关、,记录电压表的示数为。则下列能够测出的阻值且对应的表达式正确的是( )
A.甲图,
B.乙图,
C.丙图,
D.丁图,
随练
19 (2024北京市门头沟区中考二模) 如图所示是小冯测量未知电阻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。当开关S1闭合,S2断开时,电压表示数为U1;当开关S1、S2都闭合时,电压表示数为U2。则下列四个选项中,Rx的表达式正确的是( )
A.
B.
C.
D.
20 (2024北京市汇文中学期末考试) 小明在做测电阻的实验时,发现没有电流表,他开动脑筋,打算只用一块电压表和阻值已知的电阻R0测量电阻Rx的阻值。小明选择了满足实验要求的器材,并连接了部分实验电路,如图所示。
(1)请你在图中只添加一根导线完成实验电路的连接_______;
(2)请补全实验步骤:
①断开S1、S2、S3,按图连接好电路后,应将滑动变阻器的滑片P调至阻值最大位置;
②调节滑动变阻器至合适阻值,断开开关S3,闭合开关S1、S2,将此时电压表的示数U1记录在表格中,断开开关S1;
③________,断开开关________,闭合开关________,将此时电压表的示数U2记录在表格中,断开开关S1;
④小明利用测出的U1、U2和R0,写出Rx的表达式________。
21 (2024北京市东城区期末考试) 小东利用图甲所示的电路测量定值电阻的阻值时,发现电流表不能正常使用,于是小东利用另一电压表和阻值已知的定值电阻组合起来替代电流表完成了测量。
(1)将替代电流表部分的电路图画在图乙所示的虚线框中。
(2)按照替代后的电路正确连接后,闭合开关,将滑动变阻器的滑片调至适当位置,读出并记录两端电压,新增电压表的示数,则待测电阻的表达式________。(用、、表示)
22 (2024北京市顺义区期末考试) 如图甲所示的“电阻测量盒”,内有电源(电源电压未知,但测量过程中电源电压保持不变)、阻值已知的定值电阻、开关和电流表,并引出两根导线到盒外。将盒外的两根导线分别与待测电阻的两端相连,根据开关闭合、断开时电流表的示数,可以测量计算出的阻值。请完成下列问题。
(1)图乙所示的盒内电路①②,其中________(填序号)能测量计算出的阻值。
(2)对于(1)中能测量计算出阻值的盒内电路,当开关闭合时电流表示数为、断开时电流表示数为,则_____(选填“>”、“=”或“<”),用、和表示,________。
23 (2022北京市东城区中考一模) 小亮利用阻值为\({{R}_{0}}\)的定值电阻和一块电流表测量未知电阻\({{R}_{\text{x}}}\)的阻值。他选择了满足实验要求的器材,并连接了部分实验电路,如图所示。
(1)为了测出电阻\({{R}_{\text{x}}}\)的阻值,请添加一根导线完成图所示实验电路的连接。
(2)开关S1、S2都闭合时,电流表的示数为\({{I}_{1}}\);只闭合开关S2时,电流表的示数为\({{I}_{2}}\)。请用\({{I}_{1}}\)、\({{I}_{2}}\)和\({{R}_{0}}\)表示\({{R}_{\text{x}}}\),则\({{R}_{\text{x}}}\)=________。
24 (2022北京市海淀区期中考试) 小军利用一块电压表和阻值已知的定值电阻R0以及其他满足实验要求的器材,连接了如图所示的电路用以测量未知电阻Rx的阻值。
(1)请将实验步骤补充完整:
①闭合开关S,读出电压表的示数U1;
②断开开关S,将电压表接在________(选填“A”或“B”)处的导线取下,改接到C处,再闭合开关S,读出电压表的示数U2;
(2)电阻Rx=______(用已知量和所测物理量的字母表示)。
25 (2022北京市西城区中考一模) 小亮想利用一块电压表和阻值已知的电阻R0测量电阻Rx的阻值。他选择了满足实验要求的器材,连接了如图所示的实验电路,但小亮检查发现,此电路无法达成实验目的,只要改接一条导线就可以顺利进行实验。
(1)请你在连接有问题的导线上打“×”,并用笔画线代替导线,只改接一条导线,使电路连接正确;
(2)小亮利用改接好的电路,进行了如下实验:
①闭合开关S和S1,断开开关S2,记录电压表的示数U1;
②断开开关S1,闭合开关S和S2,记录电压表的示数U2。
(3)请你用U1、U2和R0写出Rx的表达式,Rx=________。
26 (2022北京市房山区期中考试)[多选题] (多选)如图所示的四个电路,电源两端电压未知且不变,定值电阻R0的阻值已知,R1为电阻箱,滑动变阻器符合实验要求。通过开关闭合、断开的转变以及调节滑动变阻器和电阻箱,能够测量未知电阻Rx的实验电路是( )
A.
B.
C.
D.
课堂小结
1.伏安法
利用电流表和电压表分别测量电流和电压,利用欧姆定律,计算电阻。
2.单安法
有电流表、无电压表的方案设计,设计此类方案的主导思想是:由于不能利用电压表测出电压,所以利用电流表多次测量电路中的电流,运用并联分流原理或开关的断开、闭合引起电路结构的改变,进行等效实验方案设计。
3.单伏法
有电压表、无电流表的方案设计,设计此类实验的主导思想是:由于不能利用电流表测出电流,所以必须运用电压表多次测电压,运用串联分压原理进行设计。
拓展
27 (2024北京市石景山区期末考试) 小华用图甲测量标有“2.5V”字样的灯泡L正常发光时的电阻。按要求完成下列问题:
(1)请用笔画线代替导线,将图甲所示的实物图连接完整,要求此时滑动变阻器的滑片P位于阻值最大处。
(2)连接电路后,闭合开关S,无论怎样移动滑动变阻器,灯泡都不亮,电压表示数始终接近电源电压,产生这种现象的原因可能是( )
A.电流表的正负接线柱接反了
B.电压表的量程选小了
C.灯泡L发生了断路
D.灯泡L发生了短路
(3)排除故障后,闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片P,使电压表示数为2.5V,电流表示数如图乙,电流表示数是_______A,灯泡L正常发光时的电阻为_______Ω。
28 (2024北京市大兴区期末考试) 小兴用如图甲所示的器材测量小灯泡的电阻,小灯泡的额定电压是2.5V。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整,要求开关闭合后,滑片P向左移动时,电阻值变大。
(2)正确连接电路后,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片置于_____(选填“A”或“B”)端。
(3)闭合开关后,调节滑动变阻器,使电压表示数为1.8V,此时电流表的示数如图乙所示。则此时通过小灯泡的电流是______A,小灯泡的电阻是______Ω(结果保留一位小数)。要测量小灯泡正常发光时的电阻,他应将滑动变阻器的滑片向________(选填“A”或“B”)端移动一段距离。
29 (2024北京市丰台区期末考试) 小明为了研究小灯泡的电学特性,连接了如图甲所示的电路,其中小灯泡的额定电压为2.5V。请回答下列问题:
(1)小明闭合开关S,发现小灯泡不亮,但电流表、电压表均有示数,接下来他首先应进行的操作是________(选填字母序号)。
A.更换小灯泡
B.检查电路是否断路
C.调节滑动变阻器,观察小灯泡是否发光
(2)解决问题后,小明闭合开关S,调滑动变阻器的滑片P,测量了多组小灯泡的电流与其两端电压的数据,并根据这些数据绘制出小灯泡的图像如图乙所示,由图像可得,小灯泡两端电压为1V时,小灯泡的电阻( )。
(3)小明认为利用该电路也可以探究导体中的电流与导体两端电压的关系。你认为这种想法是________的(选填“正确”或“错误”),理由是________。
30 (2024北京市二中期末考试) 晓琳利用图甲所示的电路,进行“用电压表和电流表测电阻”的实验,其中电源电压恒为3V,滑动变阻器上标有“20Ω 2A”字样。
(1)闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,结果发现电流表指针不动,但电压表有明显的示数。则电路故障可能是______;
(2)排除故障后,闭合开关,当滑动变阻器的滑片移到某一位置时,电流表和电压表的示数如图乙、丙所示,待测电阻RX的阻值为______Ω;
(3)晓琳想利用此电路继续研究导体中电流跟电阻的关系。实验室有阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω、25Ω、30Ω、60Ω的定值电阻各一个。实验过程如下:①晓琳将5Ω定值电阻R1替换RX、接入电路后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片P,读出电压表示数为1.8V,读出此时的电流表的示数I1,记录对应数据。
②______,记录对应数据。
③仿照步骤②多次实验,记录对应数据。
(4)当晓琳用最后一个60Ω的定值电阻做此实验时,发现无论如何调节滑片P,都不能达到实验要求,无法进行实验。晓琳认为滑动变阻器的最大阻值太小,请你帮助晓琳挑选一个最大阻值至少为______Ω的滑动变阻器。
31 (2023北京市海淀区期中考试) 如图所示是测量未知电阻Rx的实验电路,电源两端的电压保持不变,定值电阻R0=10 Ω请补充完成主要实验步骤,并进行数据处理。
(1)实验步骤:
①只闭合开关S和S1,读出并记录电流表的示数I1。
②____,读出并记录电流表的示数I2。
③计算Rx的阻值。
(2)I1=0.3 A,I2=0.5 A,则Rx=_______Ω。
32 (2023北京市五中分校期中考试) 为了测量定值电阻的阻值,小华把定值电阻、电流表、电压表、滑动变阻器、开关和电源连接成了如图1所示的电路,正准备闭合开关时,旁边的小伟急忙拦住他,说接线错了。经检查,小伟发现只要改接一根导线就可以。
(1)请把接错的那一根导线找出来,打上“×”,再画线把它改到正确的位置上,并在虚线框内画出相应的正确电路图。
(2)小华和小伟按照正确的电路进行实验。实验步骤如下:
①断开开关,将图中滑动变阻器的滑片P置于最________(选填“左”或“右”)端;
②移动滑动变阻器的滑片到合适的位置,记录电压表和电流表示数U和I于表格中;
③移动滑动变阻器的滑片的位置,仿照步骤②再做2次实验;
④根据公式________,算出每次的电阻阻值大小并记录。实验中,多次测量的目的是________。
A.求平均值以减小实验误差
B.归纳得出普遍规律
(3)在完成定值电阻的阻值测量后,小华和小伟将电路中的定值电阻换为小灯泡,测量了小灯泡的电阻,并绘制了小灯泡的电流随电压变化的图像(如图2)。小灯泡正常发光时的电压为2.5 V,则小灯泡正常发光时的电阻为________Ω。小伟想利用现在更换为小灯泡的电路,继续探究电流与电压的关系,小华认为不可行。请你分析小华认为不可行的理由是________。
(4)完成上述实验后,小华和小伟又在缺少电压表的情况下,设计出了一个测量未知定值电阻的电路,如图3所示。请完成以下测量步骤及的表达式:
①闭合开关S1,断开开关S2,调节滑动变阻器的滑片,使电流表示数为;
②闭合开关S2,断开开关S1,不改变滑动变阻器的滑片的位置,记下电流表示数为I;
③________(用图像提供的信息以及测量过程中物理量的符号表示)。
33 (2023北京市五十五中期中考试) 测量未知阻值R的电阻实验中,设计了实验电路并进行了部分连接,如图甲所示。
(1)图甲电路,有一条导线连接错误,请在该导线上打“ד;并画出正确连线;
(2)纠正错误,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P,当电压表示数为2.4 V,电流表示数如图乙所示是________A,则未知电阻________Ω;
(3)若实验中只有一个电压表和一个已知阻值为定值电阻,小明设计了如图丙所示的电路,同样可以测量未知电阻的阻值,请将实验步骤补充完整;
①闭合开关S、断开开关S1,用电压表测出待测电阻两端的电压为;
②________,用电压表测出电源的电压U;
③请写出未知电阻阻值表达式并写出推导过程:________。(用U、和表示)
答案解析
课前小测
1 (2024北京市通州区期末考试)
【答案】 D
【解析】 A.甲组同学将电流表并联在A、B两点时,L1短路,两灯均不亮,可判定L2断路,故A正确;
B.乙组同学将一段导线并联在B、D两点时,L2短路,两灯均不亮,可判定L1断路,故B正确;
C.丙组同学将电压表并联在C、F两点时,电压表示数为电源电压,电压表与电源相通,可判定L2断路,故C正确;
D.丁组同学将另外一个完好的小灯泡L3并联在A、E两点时,只有L3发光,说明电路中有断路,不能判断是那个灯泡断路,故D错误。
2 (2024北京市海淀区期末考试)
【答案】 A
【解析】 如图是串联电路,闭合开关S,发现灯泡L不发光,电流表和电压表均无示数,说明电路是断路,将电压表的正接线柱接在电源正极,由表中数据知:将电压表的负接线柱分别接电路中的D、C、B、A各接线柱时,电压表示数为0,说明电源正极到A、B、C是好的,而D与电源正极不在相通,说明CD之间断路,即滑动变阻器断路,故A正确,BCD错误。
3 (2024北京市西城区期末考试)
【答案】 A
【解析】 :如图是两个灯泡串联的线路,电压表测量L1电压,
A、如果灯泡L1短路,则灯泡L1不发光,灯泡L2发光,电压表被短路,无示数,故A正确;
B、如果电压表损坏,电压表无示数,两个灯不受影响,都应该发光,故B错误;
C、如果灯泡L1断路,则灯泡L1、L2都不发光,电压表有示数,故C错误;
D、如果导线ab断路,整个电路断路,灯泡都不亮,电压表无示数,故D错误。
故选:A。
4 (2024北京市门头沟区中考二模)
【答案】 (1)0.15 A;75℃
(2)不合理,因为从图像观察,热敏电阻随温度的变化不是线性的所以它的刻度应该是不均匀的,所以是这样标不合理
【解析】 暂无解析
5 (2024北京市平谷区中考二模)[多选题]
【答案】 B D
【解析】 暂无解析
课程目标
课堂引入
电阻的测量
伏安法测电阻
例题
6 (2023北京市平谷区中考一模)
【答案】 (1)电压表示数;A
(2)0.3;8.3
【解析】 暂无解析
7 (2023北京市大兴区中考一模)
【答案】 (1)A
(2)0.3;8.3
(3)灯泡的电阻是变化的,实验中无法控制电阻不变
【解析】 暂无解析
8 (2023北京市石景山区中考一模)
【答案】 (1)
(2)断路
(3)向右端移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为2.5V
(4)8.3
【解析】 (1)滑动变阻器应串联在被测电路中,要一上一下接入电路;
(2)电压表的示数始终接近于电源电压,电流表无示数,则电路出现的故障灯泡L断路;
(3)灯泡L发光较暗,要使其正常发光,应减小滑动变阻器的阻值,即向右移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为2.5V;
(4)由乙图可知电流表选择0~0.6A量程,电流表的示数为0.3A,小灯泡正常发光的电压U=2.5V,则灯泡正常发光的电阻。
随练
9 (2023北京市丰台区中考一模)
【答案】 2;0.5;4
【解析】 由图乙可知,电压表量程是0~3V,分度值是0.1V,电压表示数是2V;
由图丙可知,电流表量程是0~0.6A,分度值是0.02A,电流表示数是0.5A;
由可得,电阻的阻值。
10 (2024北京市一零一中中考二模)
【答案】 (1)B
(2)0.3
(3)8.3
(4)小灯泡灯丝的电阻随温度变化,实验中没有保持导体的电阻不变
【解析】 (1)闭合开关前,滑片应移到阻值最大处,即B端。
(2)乙中电流表选择小量程,分度值0.02 A,读数为0.3 A;根据可知,该小灯泡正常发光时的电阻为
(3)根据题意可知,要探究通过导体的电流与导体两端的电压的关系,需要控制导体的电阻不变,根据实验数据可知,小灯泡灯丝的电阻随温度变化,实验中没有保持导体的电阻不变。
11 (2024北京市朝阳区期末考试)
【答案】 (1)B
(2)①0.16;②25;③增大;④小彩灯两端的电压太小
【解析】 (1)闭合开关后,电压表无示数,说明可能是电路断路或灯泡短路,电流表有示数,说明电路是通路,而灯泡不发光,则该故障的原因可能是小灯泡发生了短路,故正确;
(2)①由图丙的电流表知,电流表选用小量程,分度值为,示数为;
②根据表格数据知小灯泡的额定电流为,小彩灯正常发光时的电阻为:
;
③由表格数据知,灯泡的电压增大,电流也增大,小灯泡变亮,灯丝的温度升高,由欧姆定律可知灯泡的电阻增大,这说明小彩灯的电阻随着其两端电压的增大而增大;
④只有达到一定的电压时,金属丝上的绝缘材料才会被击穿,当电压为时灯丝烧断,但细金属丝表面的绝缘物质并没有被击穿,其原因可能是没有达到一定的电压。
特殊方法测电阻
例题
12 (2023北京市丰台区中考二模)
【答案】 C
【解析】 当开关S、S1闭合,开关S2断开时,与串联,电压表测电源两端的电压,
由电压表的示数为U1可知,电源的电压U=U1,故A正确;
当开关S、S2闭合,开关S1断开时,与串联,电压表测两端的电压,即U0=U2;
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,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,即,
解得:,故C正确、ABD错误。
故选:C。
13 (2022北京市丰台区中考二模)
【答案】 (1)2.5
(2)只闭合开关S和开关S2
(3)
【解析】 (1)灯在额定电压下正常发光,只闭合开关S和S1,调节滑动变阻器的滑片的位置,使电压表示数为额定电压2.5V,并记录电压表的示数为;
(2)只闭合开关S和开关S2,保持滑动变阻器接入电路的阻值不变,记录电压表的示数为;
(3)在(1)中,灯与定值电阻和变阻器串联,电压表测灯的电压,因电压表示数为额定电压,故灯正常发光;
在(2)中,电路连接方式不变,各部分的电阻和电压不变,电压表测定值电阻和灯的电压,由串联电路电压的规律,定值电阻的电压:;
在(1)中,由欧姆定律,灯的额定电流为:
,
小灯泡L正常发光时的电阻:
。
14 (2023北京市海淀区中考二模)
【答案】 (1)
(2)
【解析】 (1)小明的实验方案:
只闭合开关S和S2,\({{R}_{\text{x}}}\)、\({{R}_{0}}\)和滑动变阻器串联,电压表测\({{R}_{\text{x}}}\)两端的电压,调节滑动变阻器的滑片P,使电压表的示数\({{U}_{0}}\)为2V;
保持滑动变阻器的滑片P位置不变,只闭合开关S和S1,\({{R}_{\text{x}}}\)、\({{R}_{0}}\)和滑动变阻器仍串联,电压表测\({{R}_{\text{x}}}\)和\({{R}_{0}}\)两端的电压,电压表的示数为\({{U}_{1}}\);
根据串联电路的特点和欧姆定律可得,\({{U}_{1}}=U-{{U}_{\text{P}}}=U-\frac{U{{R}_{\text{P}}}}{{{R}_{\text{x}}}+{{R}_{0}}+{{R}_{\text{P}}}}\);
小红的实验方案:
只闭合开关S,\({{R}_{\text{x}}}\)、\({{R}_{0}}\)和滑动变阻器串联,电压表测\({{R}_{\text{x}}}\)两端的电压,调节滑动变阻器的滑片P,使电压表的示数\({{U}_{0}}\)为2V;
保持滑动变阻器的滑片P位置不变,闭合开关S和S1,\({{R}_{\text{x}}}\)和滑动变阻器串联,电压表测\({{R}_{\text{x}}}\)两端的电压,电压表的示数为\({{U}_{2}}\);
根据串联电路的特点和欧姆定律可得,\({{U}_{2}}=U-{{U}_{{\text{{P}'}}}}=U-\frac{U{{R}_{\text{P}}}}{{{R}_{\text{x}}}+{{R}_{\text{P}}}}\),
由于\(U\)、\({{R}_{0}}\)、\({{R}_{\text{x}}}\)、\({{R}_{\text{P}}}\)均为定值,\(({{R}_{\text{x}}}+{{R}_{0}}+{{R}_{\text{P}}})>({{R}_{\text{x}}}+{{R}_{\text{P}}})\),所以\({{U}_{1}}\)大于\({{U}_{2}}\);
(2)因小红的实验方案只能测出\({{R}_{\text{x}}}\)两端的电压,无法得到通过\({{R}_{\text{x}}}\)的电流,不能测出\({{R}_{\text{x}}}\)的阻值,故小明的实验方案可以正确测量出\({{R}_{\text{x}}}\)的阻值;
小明的实验步骤:
①只闭合开关S和S2,调节滑动变阻器的滑片P,使电压表的示数\({{U}_{0}}\)为2V;
②保持滑动变阻器的滑片P位置不变,只闭合开关S和S1,记录电压表的示数\({{U}_{1}}\);
在步骤①中,\({{R}_{\text{x}}}\)、\({{R}_{0}}\)和滑动变阻器串联,电压表测\({{R}_{\text{x}}}\)两端的电压,调节滑动变阻器的滑片P,使电压表的示数\({{U}_{0}}\)为2V;
在步骤②中,保持滑动变阻器的滑片P位置不变,只闭合开关S和S1,\({{R}_{\text{x}}}\)、\({{R}_{0}}\)和滑动变阻器仍串联,电压表测\({{R}_{\text{x}}}\)和\({{R}_{0}}\)两端的电压,根据串联电路电压规律,
\({{R}_{0}}\)两端电压为\({{U}_{\text{R}}}={{U}_{1}}-{{U}_{0}}\),
由欧姆定律可得,通过\({{R}_{0}}\)的电流:
\({{I}_{\text{R}}}=\frac{{{U}_{\text{R}}}}{{{R}_{0}}}=\frac{{{U}_{1}}-{{U}_{0}}}{{{R}_{0}}}\),即通过\({{R}_{\text{x}}}\)的电流为\({{I}_{\text{x}}}={{I}_{\text{R}}}=\frac{{{U}_{1}}-{{U}_{0}}}{{{R}_{0}}}\),
则\({{R}_{\text{x}}}\)的阻值表达式为:
\({{R}_{\text{x}}}=\frac{{{U}_{0}}}{{{I}_{\text{x}}}}=\frac{{{U}_{0}}}{\frac{{{U}_{1}}-{{U}_{0}}}{{{R}_{0}}}}=\frac{{{U}_{0}}{{R}_{0}}}{{{U}_{1}}-{{U}_{0}}}\)。
15 (2023北京市西城区中考二模)
【答案】 4;8
【解析】 由实物图知两电阻并联,一个电流表测量干路电流,另一个电流表测量支路中的电流;
测量干路电流的电流表量程应为0~3A,分度值为0.1A,根据指针位置,干路电流读数为2.5A;
测量支路中电流的电流表,量程应为0~0.6A,分度值为0.02A,根据指针位置,通过的电流为0.5A;
通过的电流为:,
由欧姆定律可得,;
电阻为:。
16 (2024北京市大兴区中考二模)
【答案】 D
【解析】 暂无解析
17 (2024北京市顺义区中考二模)[多选题]
【答案】 A B C
【解析】 闭合S断开S1时,和串联,电路中电流表的示数为I1,则电源电压为
①
闭合S和S1时,电路中电流表的示数为I2,此时只有工作,总电阻变小,根据可知电流变大,所以,则电源电压为②
联立①②,解得,电源电压。故ABC正确,D错误。
18 (2024北京市石景山区期末考试)[多选题]
【答案】 A D
【解析】 暂无解析
随练
19 (2024北京市门头沟区中考二模)
【答案】 C
【解析】 暂无解析
20 (2024北京市汇文中学期末考试)
【答案】 (1)
(2)保持滑动变阻器滑片不动;S2;S1、S3;
【解析】 (1)使电压表负接线柱与S2左右端接线柱相连,则可以通过开关控制电压表测量Rx两端电压和电源电压如图所示:
(2)调节滑动变阻器至合适阻值,断开开关S3,闭合开关S1、S2,将此时电压表的示数U1,U1为Rx两端电压;保持滑动变阻器滑片不动,断开开关S2,闭合开关S1、S3,此时电压表测电源电压,即电源电压为U2,故R0两端电压为U0=U2-U1
根据串联分压有
解得:。
21 (2024北京市东城区期末考试)
【答案】 (1)见解析
(2)
【解析】 电流表无法使用,可以用电压表和定值电阻来代替电流表测量电路中电流,实验电路图如下图所示:
;
(2)按照替代后的电路正确连接后,闭合开关,将滑动变阻器的滑片调至适当位置,读出并记录两端电压,新增电压表的示数,则电路电流:,
待测电阻为:。
22 (2024北京市顺义区期末考试)
【答案】 (1)①
(2)>;
【解析】 (1)根据乙图①电路可知,开关断开时,电路为的简单电路,电流表测量电路中的电流;开关闭合时,电路为并联电路,电流表测量干路中的电流;根据并联电路的电流特点可求通过的电流,根据可以求出两端的电压,然后根据可以求出的阻值;根据乙图②电路可知,开关闭合时,电流表和被短路,电路为的简单电路;开关断开时,两个电阻串联,电流表测量电路中的电流,由于无法测量出电源电压,所以无法求出的阻值,故只有①能测量计算出的阻值;
(2)根据乙图①电路可知,由并联电路的特点可知,开关断开时通过的电流为,开关闭合时,电流表测量干路中的电流为,根据并联电路的电流特点可知,干路电流大于支路电流;
由并联电路的电流特点可知,通过的电流:,
由并联电路的电压特点和欧姆定律可知,两端的电压:,
由欧姆定律可知,的阻值:。
23 (2022北京市东城区中考一模)
【答案】 (1)
(2)
【解析】 (1)已知定值电阻和被测电阻并联,电流表串联在电路中,测串联电路的电流。再把被测电阻断路,只有已知电阻接在电路中,测此时电路的电流。根据两种电路状态下电源电压相等求解。
(2)只闭合开关S2时,电路中只有,电流表的示数为,
则电源的电压为;
开关S1、S2都闭合时,电路为、并联,电流表的示数为(总电流);
因电源的电压不变,所以并联时通过的电流不变,仍然为,
由并联电路的电流特点可得,通过的电流为,
则的阻值为:。
24 (2022北京市海淀区期中考试)
【答案】 (1)②B
(2)
【解析】 (1)闭合开关S,读出电压表的示数U1,电压表测量定值电阻R0两端的电压,断开开关S,若将A接到C点,电压表正负接线柱接反了,无法读数,故需要将B改接到C,电压表测量电源电压,再闭合开关S,读出电压表的示数U2,则待测电阻的电压为
(2)电路中的电流为,则待测电阻的阻值为
25 (2022北京市西城区中考一模)
【答案】 (1)在问题导线上打“×”,电路连接如图3所示
(3)
【解析】 (1)由电路图可知,两电阻串联接入电路,通过开关的断开和闭合电压表需测出电源电压和待测电阻两端的电压,根据串联电路电压规律计算定值电阻电路电压,根据欧姆定律计算通过电路的电流,进一步计算待测电阻的阻值,所以电压表的负极接线柱应改接开关S1的右端,如图:
(3)①闭合开关S和S1,断开开关S2,电压表测待测电阻两端的电压,记录电压表的示数U1,
②断开开关S1,闭合开关S和S2,电压表测电源电压,记录电压表的示数U2,串联电路总电压等于各部分电压之和,所以定值电阻两端的电压:,
根据欧姆定律可得通过电路的电流:,
则待测电阻的阻值:。
26 (2022北京市房山区期中考试)[多选题]
【答案】 B C D
【解析】 A.闭合开关,滑动变阻器和待测电阻串联接入电路,电压表测滑动变阻器两端的电压,电源两端的电压和滑动变阻器的阻值均未知,所以无法根据欧姆定律计算通过待测电阻的电流,不能根据求出待测电路,故A不符合题意;
B.只闭合开关S,定值电阻和待测电阻串联接入电路,再闭合S1,电压表测电源电压,断开S1,闭合S2,电压表测待测电阻两端的电压,根据串联电路电压规律计算定值电阻两端的电压,定值电阻R0的阻值已知,根据串联电路电流特点结合欧姆定律计算通过电路的电流,根据可计算待测电阻的阻值,故B符合题意;
C.闭合S、S2,两电阻并联接入电路,电流表测干路电流,断开S2,闭合S1,电流表测通过定值电阻的电流,根据并联电路电流规律可计算通过待测电阻的电流,定值电阻R0的阻值已知,根据并联电路电压特点结合U=IR计算电源电压,根据可计算待测电阻的阻值,故C符合题意;
D.只闭合S1,滑动变阻器和待测电阻串联接入电路,读取电流表示数;断开S1,闭合S2,滑动变阻器和电阻箱串联接入电路,调节电阻箱接入电路的阻值使电流表示数不变,读取电阻箱的阻值,根据等效替代法,电阻箱接入电路的电阻即待测电阻的阻值,故D符合题意。
课堂小结
拓展
27 (2024北京市石景山区期末考试)
【答案】 (1)滑动变阻器连B接线柱
(2)C
(3)0.5;5
【解析】 暂无解析
28 (2024北京市大兴区期末考试)
【答案】 (1)
(2)A
(3)0.3;6.0;B
【解析】 (1)灯泡额定电压为,电压表选用小量程与灯并联,如下图所示:
(2)闭合开关前,应将图甲中的滑动变阻器的滑片移到阻值最大处的端。
(3)图中电流表选用小量程,分度值为,示数为;根据欧姆定律可知:;
要测量小灯泡的正常发光时的电阻,应增大小灯泡的电压,根据串联电路电压的规律,应减小变阻器的电压,应减小变阻器连入电路中的电阻,故滑片向端移动,直到电压表示数为额定电压;
29 (2024北京市丰台区期末考试)
【答案】 (1)C
(2)5
(3)错误;灯丝电阻随温度的升高而增大,不能控制电阻一定
【解析】 (1)闭合开关后,电流表有示数,说明电路是通路,灯泡没坏,也不是断路,可能是连入电阻太大,电路中电流太小所致,下一步操作:移动滑动变阻器滑片,观察小灯泡是否发光,即应进行C项操作。
(2)由图乙可知小灯泡两端电压为1V时,对应的电流,根据。
(3)探究导体中的电流与导体两端电压的关系,应控制电阻不变,由图丙可知,当灯泡两端电压增大,通过灯泡的电流也增大,根据可知,灯泡功率变大,温度升高,灯丝电阻随温度的升高而增大,故小明的说法是错误的。
30 (2024北京市二中期末考试)
【答案】 (1)Rx断路
(2)5
(3)将10Ω定值电阻R1替换RX、接入电路后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片P,直至电压表示数为1.8V
(4)40
【解析】 (1)闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,结果发现电流表指针不动,说明电路可能断路;电压表有明显的示数,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的电路以外的电路是完好的,则与电压表并联的电路断路了,即电路故障可能是Rx断路。
(2)由图乙知道 ,电压表的量程为0~3V,分度值为0.1V,示数为2V;由图丙知道,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.4A,由知道,待测电阻RX的阻值为
(3)②探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,即应保持电阻两端的电压不变, 根据串联电路电压的规律知道,应增大滑动变阻器分得的电压,由分压原理,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向右端移动,使电压表的示数为1.8V;即电阻两端的电压始终保持UV=1.8V。 所以,接下来应是“将10Ω定值电阻R1替换RX、接入电路后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片P,直至电压表示数为1.8V,读出此时的电流表的示数I”。
(4)根据题意知道,电阻两端的电压始终保持1.8V,根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压U滑=3V-1.8V=1.2V
变阻器分得的电压为电压表示数的,根据分压原理,当接入60Ω电阻时,变阻器连入电路中的电阻为
所以,为了完成整个实验,应该选取最大阻值至少40Ω的滑动变阻器。
31 (2023北京市海淀区期中考试)
【答案】 (1)②断开开关S1,闭合开关S和S2
(2)15
【解析】 暂无解析
32 (2023北京市五中分校期中考试)
【答案】 (1)图形见解析
(2)左;;A
(3)10;灯丝的电阻随温度变化而变化
(4)
【解析】 (1)原电路图中,定值电阻、电压表和电流表没有接入电路是错误的,在测量定值电阻的阻值实验中,定值电阻、滑动变阻器和电流表串联,电压表并联在定值电阻两端,如下图所示:
;
由实物图画出电路图,如下图所示:
;
(2)①为了保护电路,闭合开关前,应将图中滑动变阻器的滑片P置于阻值最大处,即左端;
④根据求出定值电阻阻值并记录;实验中,多次测量的目的是减小实验误差;
(3)由图2可知,当灯泡两端电压为2.5 V时,通过灯泡的额定电流为0.25 A,则小灯泡正常发光时的电阻为:
;
在探究电流与电压的关系实验中,需控制电阻阻值不变,而灯丝的电阻随温度变化而变化,不是一定值,故不能将定值电阻更换为小灯泡;
(4)在步骤①中,与灯泡并联,电流表测通过灯泡的电流为0.25 A,由图2知,灯两端的电压为2.5 V,灯泡正常发光;
在步骤②中,与灯泡仍并联,电流表测通过灯泡和总电流为I;因电路的连接关系没有改变,各电阻的大小和通过的电流不变,灯仍正常发光,根据并联电路电流的规律,通过待测电阻的电流,根据并联电路电压的规律和欧姆定律,的阻值为:。
33 (2023北京市五十五中期中考试)
【答案】 (1)图形见解析
(2)0.3;8
(3)再闭合开关S1;
【解析】 (1)电压表应并联在电阻R两端,图甲的正确连线如下图:
(2)图乙中电流表选用小量程,分度值为0.02 A,示数为0.3 A,由欧姆定律得,则待测电阻阻值为:;
(3)实验步骤:
①闭合开关S、断开开关S1,用电压表测出待测电阻两端的电压;
②再闭合开关S1,用电压表测出电源电压U;
③在步骤②中,闭合S和S1,R0短路,用电压表测出待测电阻两端的电压即电源电压为U;
在步骤①中,两电阻串联,电压表测出待测电阻两端的电压为,根据串联电路电压的规律,定值电阻两端的电压,
根据串联电路分压原理,,故未知电阻阻值表达式:。
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