内容正文:
第十二章 欧姆定律
专题训练 9.特殊方法测电阻
1. [立德树人·永不言弃]小张同学进行“伏安法测电阻”实验,实物图如图甲所示。
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲中的电路连接完整。(导线不得交叉)
解:如图所示。
(2)某次实验中,移动滑片使电压表示数为2.0 V,此时电流表的指针位置如图乙所示,则电流表的示数为________A,本次测得R1的阻值为________Ω。
0.16
12.5
(3)实验后,小张同学设计了另外一种测电阻的方法,电路图如图丙所示。Rx为待测电阻,电源电压恒定,定值电阻R0=20 Ω。实验步骤如下:
①断开开关S2,闭合开关S、S1,读出并记录电流表示数I1=0.3 A;
②断开开关S1,闭合开关S、S2,读出并记录电流表示数I2=0.5 A。
处理实验数据,可求得Rx=________Ω。
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2.为了测量电压为2.5 V时正常发光的小灯泡的电阻,小强同学设计了如图甲所示的电路,电源电压为3 V不变,滑动变阻器标有“10 Ω 2 A”,电阻R0为5 Ω。
(1)请依据图甲所示的电路图将图乙电路连接完整。
解:如图所示。
(2)实验时应先闭合开关S和________,并移动滑片P,使电压表示数为________V。
(3)保持开关S闭合,断开另一个开关,再闭合之前断开的开关,________(填“移动”或“不移动”)滑片P的位置,读出电压表的示数为2 V,则该灯泡正常发光时的电阻为________Ω。
S2
2.5
不移动
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12.5
3.小聪同学用“伏安法”测电阻,实验电路如图甲所示。
(1)该实验的原理是__________ 。
(2)小聪同学按如图甲所示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所示,电流表示数如图丙所示,被测电阻Rx=________Ω。
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(3)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损坏,不能正常使用了,小聪想出了一个方法,应用现有的器材,也测出了电阻Rx的阻值。
实验步骤如下:
①将滑动变阻器的滑片P滑到a端,闭合开关S,读出电压表的示数,记为U1;
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②______________________________________________
______________________________________________;
③读出滑动变阻器的最大阻值R;
④被测电阻Rx的阻值为Rx=__________(写出表达式)。
将滑动变阻器的滑片P滑到b端,闭合开关S读出电压表的示数,记为U2
4.用如图甲所示的电路测量定值电阻Rx的阻值。
(1)请用笔画线代替导线将图甲中的实物图连接完整(要求滑 片P向左移动的过程中电流表示数变小)。
解:如图所示。
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(2)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)
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(3)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。
10
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(4)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的电路,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)
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5.要测量一个阻值约为10 Ω的电阻。能提供的器材有:干电池两节、学生用电流表(量程为0~0.6 A、0~3 A)、滑动变阻器(20 Ω 1 A)和电阻箱(0~9 999 Ω 5 A)各一个、开关、导线若干。
(1)测量通过待测电阻的电流,电流表要与待测电阻____联。
(2)电流表选用的量程是___________。
串
0~0.6 A
(3)实验时所用的电路如图所示,实验步骤如下:
A.闭合开关1、2,移动变阻器滑片至电流表示数为I1。
B.断开开关2,闭合开关3,移动变阻器滑片至中央位置,使电流表示数为I1。
C.断开开关2,闭合开关3,旋转电阻箱旋钮至阻值为Rx,使电流表示数为I1。
(4)上述实验步骤中能测得Rx的阻值的是________(填步骤前面字母)。
AC
(5)①本题方法测出的Rx的值与②使用电流表和电压表测出的Rx的值比较,用____(填方法前的序号)测量误差更小。原因是__________________________________________
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
①
使用电流表和电压表测出的Rx的值,若使用电流表内接法,会导致所测未知电阻的电压偏大,若采用电流表外接法,会导致所测未知电阻的电流偏大,都会导致所测误差较大;本题方法直接用等效替代的方法,用电阻箱的阻值代替未知电阻的阻值,误差较小。
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R=
$$