内容正文:
专项提升:测量电阻
一、单选题
1.下列实验中,采用多次测量的目的相同的是哪几组:( )
①研究串联电路的电流特点
②伏安法测定值电阻的阻值
③研究杠杆平衡条件
④探究使用定滑轮的特点
A.①② B.①③④ C.③④ D.②④
2.如图所示,小明利用一个电流表和一个已知阻值为的定值电阻,测量学生电源的电压(电源电压不变)和一个定值电阻的阻值,连接好电路如图所示。(1)断开、闭合记录电流表读数;(2)闭合、闭合记录电流表读数。在用、和表示时,下列表达式正确的是( )
A. B. C. D.
3.如图所示,电源电压保持不变,定值电阻R0的阻值(或滑动变阻器R0的最大阻值)已知,能正确测出Rx阻值的电路图是( )
A. B.
C. D.
4.小明在使用手电筒时发现小灯泡不亮,进行检修前,他对造成该现象的直接原因进行了以下几种判断,其中不可能的是( )
A.开关处出现短路 B.小灯泡灯丝断了
C.小灯泡接触不良 D.电池两端电压过低
5.为了比较电阻R1和R2的大小,四位同学分别设计了四种电路,其中不可行的是( )
A. B.
C. D.
6.在“测量小灯泡电阻”的实验中,滑动变阻器所起作用的说法不正确的是
A.改变电路中的电流 B.保护电路
C.改变被测小灯泡的电阻 D.改变被测小灯泡两端的电压
7.如图所示是同学们做电学实验使用的电路,同学们对此电路提出的以下说法中错误的是( )
A.采用此电路可以探究电流跟电压的关系,实验时要保持电阻R阻值不变
B.采用此电路可以测量电阻R的阻值,滑动变阻器在电路中能起到保护电路的作用
C.开关闭合后,当变阻器滑片由左向右滑动过程中,电流表示数增大,电压表示数增大
D.开关闭合,进行电流表和电压表调换位置的操作,电路元件不能被烧毁
8.下列说法正确的是( )
A.手机电池的电压约为37V
B.芯片主要利用超导体材料制成
C.负电荷定向移动不能形成电流
D.电源是提供电压的装置,在电路中有电流形成则一定有电压
二、填空题
9.在图所示“验证阿基米德原理”的实验中,主要是验证浸没在液体中的物体受到的浮力与排开液体的 之间的关系;测定液体的密度时 测量空烧杯的质量(选填“需要”或“不需要”);在“探究导体中电流与电压的关系”和“用电流表、电压表测电阻”实验中需要测量的物理量是 的,实验中多次测量的目的是 ;(后两空选填“相同”或“不同”)。
10.图甲所示是跨路面两侧的水渠截面示意图,其工作原理是 ;图乙是一个发光二极管,当电流从较长的接线脚流入时,发光二极管中有电流通过,使其发光;如果电流从较短接线脚流入,则电路处于 (选填“通路”、“开路”或“短路”)状态。
11.有一种电工工具由一个小灯泡L和一个定值电阻R并联而成,通过L、R的电流跟其两端电压关系如图所示。由图可得当小灯泡的实际功率为1W,R消耗的电功率为 W。
12.在“探究导体中电流与电压的关系”实验中,连接电路时电压表必须与导体 (选填“串联”或“并联”);实验中通过改变 的方法,获得多组实验数据,进而归纳得出实验结论.在“用电流表、电压表测电阻”的实验中,实验原理是 ;实验中通过移动 的方法,获得多组实验数据,进而得到待测电阻的平均值.
13.在2022北京冬奥会开幕式上,400名演员挥动一路梦!发光杆,发光杆一会发出绿光代表绿草,随后又发出白光组成蒲公英。发光杆中的光源是LED,LED使用的是 材料(选填“半导体”或“超导体”);当“蒲公英”的种子飘散后,一面鲜艳的五星红旗在12位小朋友手中徐徐展开,随后,他们将国旗传递给176名代表,在传递国旗过程中,以国旗为参照物,站在地面不动的传旗手是 的(选填“静止”或“运动”);而闭幕式中红绿带编织中国结,无数条红丝带从四面八方飞入鸟巢,编织成一个巨大的中国结。从物理角度来看,生活中的丝带能编成结,是因为各条丝带之间有 (填选项字母:A.摩擦力B.分子引力)。
14.如图甲所示,在“伏安法测小灯泡的阻值”实验中,开关闭合前,应将滑动变阻器的滑片移到最 端。闭合开关后,要使小灯泡的亮度增加,应将滑片向 端移动。考虑温度对灯泡阻值的影响,乙图中能正确反映通过灯泡的电流和灯泡两端电压关系的图像是 。
15.在利用伏安法测小灯泡的电阻时,电压表示数如图甲所示,为 V;电流表示数如图乙所示,为 A,小灯泡此时的电阻为 Ω。
16.如图是小灯泡L和电阻R中电流随电压变化的图象.由图象可知,电阻R的阻值为 Ω.若将它们串联接在电路中,通过小灯泡L电流为0.15A,则电源电压为 V.
三、实验题
17.物理兴趣小组在做“测量小灯泡的电阻"实验时,准备了以下器材:小灯泡(额定电压为2.5V)、电流表(0~0.6A,0~3A)、电压表(0~3V ,0~15V)开关、两节干电池、滑动变阻器、导线若干。如图甲为该小组连接的实物图。
(1)请指出实物图连接的两处错误。
① ;② ;
(2)正确连接电路后,闭合开关,当滑动变阻器的滑片置于某位置时,电流表和电压表的示数如图乙、丙所示,电流表示数为 A, 则小灯泡电阻为 (计算结果保留一位小数);
(3)改变滑动变阻器滑片的位置,记录下不同时刻的电压值和电流值,并计算出小灯泡在不同电压下的电阻值,数据处理表格如下所示,其中有一处是不恰当的,这一处是 。
实验次数
电压/V
电流/A
电阻/Ω
平均电阻/Ω
1
1.0
0.17
5.9
7.7
2
1.4
0.18
7.8
3
1.8
0.22
8.2
4
2.0
0.23
8.7
(4)该小组又利用这个电路测量小灯泡的额定功率,应调节滑动变阻器滑片使电压表示数为 V,若此时电流表示数为0.25A,则小灯泡的额定功率为 W。
四、简答题
18.解释说明“为什么在做电学实验时,连接电路时把开关断开,闭合开关前把变阻器调到阻值最大位置”。
19.两个电阻R1和R2并联,它们并联的等效电阻为R,为什么R既小于R1也小于R2?
20.某同学利用如图所示的电路测量未知电阻Rx的阻值,图中R是电阻箱。他连接好实验电路后进行如下操作:①将电阻箱调至阻值最大处;②只闭合开关S1和S2,读出并记录电流表的示数I;③断开S2,闭合S3;④调节电阻箱,使电流表的示数仍为I,记录电阻箱的读数R。于是他得出了未知电阻的阻值Rx=R。
(1)请你说明Rx=R的依据;
(2)实验中不能用滑动变阻器代替电阻箱,请你说明理由。
试卷第1页,共3页
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参考答案:
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
答案
B
C
D
A
D
C
C
D
1.B
【详解】试题分析:①③④的实验中,多次测量是为了找出普遍性规律.②多次测量求平均值,为了减小误差.故答案为B.选项A、C、D不符合题意.
考点:实验方法
2.C
【详解】断开、闭合,两电阻串联,电流表测量电路中的电流,电源电压为
U=I1(R0+Rx)闭合、闭合,Rx被短路,电路中只有R0的简单电路,根据欧姆定律,则电源电压
U=I2R0
电源电压不变,所以
I1(R0+Rx)=I2R0
故选C。
3.D
【详解】A.由图知两电阻串联,开关分别放在1和2时,电压表正负接线柱相反,即有一次测量时电压表正负接线柱会反接,不能分别测量出R0和Rx两端的电压,也就不能测量出Rx的阻值,故A不符合题意;
B.闭合开关S1,两电阻串联接入电路,电压表测串联电路两端的电压即电源电压,闭合开关S1和S2,Rx被短路,电压表仍测电源电压,无法测出通过Rx的电流和其两端的电压,故B不符合题意;
C.先闭合开关S1,电流表测量通过Rx的电流,通过电流表的电流是从上向下经过电流表,当保持滑动变阻器滑片位置不动,断开开关S1、闭合开关S2,电流表测量通过R0的电流,但此时电流是从下向上经过电流表,电流表正负接线柱相反,不能分别测量R0的电流,故C不符合题意;
D.闭合开关S1和S2,R0被短路,电压表测电源电压,断开开关S2,两电阻串联接入电路,电压表测Rx两端的电压,根据串联电路的电压求出R0两端的电压,根据欧姆定律求出电路中的电流,最后即可根据欧姆定律求出Rx的阻值,故D符合题意。
故选D。
4.A
【分析】手电筒的小灯泡不亮,有三种情况:①电路中某处开路,②电源电压过低,③灯被短路.据此分析判断。
【详解】A.开关处出现短路,闭合了电路,开关失去了控制作用,但灯发光,符合题意,故A正确;
BC.小灯泡灯丝断、小灯泡接触不良,属于电路开路,电路中无电流,灯不能亮,不符合题意,故BC错;
D.电池两端电压过低,灯亮不起来,不符合题意,故D 错。
故选A。
5.D
【详解】A.两个电阻串联,电压表V1测量电阻串联的总电压,电压表V2测量电阻R1两端的电压,根据串联电路电压的规律可知电阻R2两端的电压等于电压表V1和V2的示数之差,这样就可以得到两个电阻两端的电压,根据电压的大小就可以比较电阻的大小,故A不符合题意;
B.两个电阻串联,两个电压表分别测量两个电阻两端的电压,根据电压的大小就可以比较出电阻的大小,故B不符合题意;
C.两个电阻并联,两个电流表分别测量通过两个电阻的电流,根据电流的大小就可以比较出电阻的大小,故C不符合题意;
D.两电阻串联,电压表测量R1两端的电压,电流表测量通过电路的电流,只能测出电阻R1的阻值,不能测出R2的阻值,因此无法比较两电阻阻值的大小,故D符合题意。
故选D。
6.C
【详解】A.移动滑动变阻器的滑片,改变了连入电路的电阻,改变了电路中的电流.
B.滑动变阻器的连入电路时,滑片滑到最大阻值处,电阻最大,电源电压不变,电流最小,起到保护电路的作用.
C.灯泡灯丝的长度、材料、横截面积有关,实验过程中三者没有发生变化,因此小灯泡的电阻不变.
D.移动滑动变阻器的滑片时,改变了电路中电阻的大小,从而改变了电路中的电流,根据U=IR可得,灯泡的电阻不变,电流变化,所以被测电阻两端的电压变化.
7.C
【详解】A.探究电流跟电压的关系,需保持电阻R阻值不变,而R为定值电阻,故该电路可以探究电流与电压的关系,故A正确,不符合题意;
B.在此电路中,滑动变阻器既可以起到保护电路的作用,又可以改变电路中的电流,得到多次实验数据,故B正确,不符合题意;
C.开关闭合后,当变阻器滑片由左向右滑动过程中,电路中的总电阻增大,则电路中的电流变小,即电流表示数变小;由可知,定值电阻两端电压变小,即电压表示数变小,故C错误,符合题意;
D.开关闭合,如果将电流表和电压表调换位置,电压表串联在电路中,电路相当于开路,因此电路元件都不可能被烧毁,故D正确,不符合题意。
故选C。
8.D
【详解】A.手机电池的电压约为3.7V,故A错误;
B.芯片是利用半导体材料制成的,故B错误;
C.正、负电荷的定向移动都能够形成电流,故C错误;
D.电源是提供电压的装置,而电压是形成电流的原因,若电路中有电流形成则一定有电压,故D正确。
故选D。
9. 重力 不需要 相同 不同
【详解】[1]在图所示“验证阿基米德原理”的实验中,研究浸没在液体中的物体受到的浮力与它所排开的液体所受重力之间的关系。测量弹簧测力计在空气和在液体中时的测力计示数,由称重法得到浮力,测量物体所排开的液体的体积,根据G=mg=ρ液gV排计算出物体排开液体所受的重力。
[2]测量液体密度时,只需测出量筒中液体的质量和体积,所以不需要测量空烧杯的质量。
[3][4]“探究电流与电压关系”实验和“伏安法测电阻”实验,都需要测量电阻两端的电压与流过电阻的电流,实验需要测量的量相同;“探究电流与电压关系”实验中,进行多次实验,是为了探究在不同电压下,电流与电压的关系,使实验得出的结论具有普遍性,得出普遍规律;“伏安法测电阻”实验中,进行多次实验,是为了多次测量求平均值,以减小误差,进行多次测量的目的不同。
10. 连通器 开路
【详解】[1]两边水渠底部连通,上端和空气相通,所以水渠构成了一个连通器。
[2]发光二极管具有单向导电性,当长脚和电源正极相连,短脚和电源负极相连时,发光二极管电阻很小,有电流通过灯泡,发光二极管发光。当长脚和电源负极相连,短脚和电源正极相连时,发光二极管电阻非常大,现在的发光二极管可以看作绝缘体,电路处于开路状态,没有电流通过发光二极管,发光二极管不会发光。
11.0.4
【详解】由图可知,当流经小灯泡的电流为0.5A时,电压表的示数为2V,此时小灯泡的功率为1W,由图像可知,电阻R的阻值为
根据并联电路各支路两端电压相等,R消耗的电功率为
12. 并联 电源电压 R=U/I 滑动变阻器的滑片
【详解】在“探究导体中电流与电压的关系”实验中,连接电路时电压表必须与导体并联.
实验中通过改变电源电压的方法,获得多组实验数据,进而归纳得出实验结论.
在“用电流表、电压表测电阻”的实验中,实验原理是.实验中通过移动滑动变阻器的滑片的方法,获得多组实验数据,进而得到待测电阻的平均值.
13. 半导体 运动 A
【详解】[1]发光杆中的光源是LED使用的是半导体材料,具有单向导电性。
[2]在传递国旗过程中,以国旗为参照物,站在地面不动的传旗手的位置发生变化,是运动的。
[3]丝带之间存在压力,且接触面粗糙,丝带之间有发生相对滑动的趋势或者发生了相对滑动,因此丝带之间会产生摩擦力,故A不符合题意,B符合题意。
故选A。
14. 右 左 C
【详解】[1]由图知,滑动变阻器的下面接了左边的接线柱,所以在闭合开关前,应将滑片移至最右端,使其阻值最大,起到保护电路的作用。
[2]闭合开关后,要使小灯泡的亮度增加,则应减小滑动变阻器的阻值,应将滑片向左端滑动。
[3]灯丝的电阻随温度的升高而增大,灯泡两端的电压越大,灯泡的实际功率越大温度越高,则其电阻越大。故AB不符合题意,C符合题意。
故选C。
15. 2 0.4 5
【详解】[1][2][3]由图可知,电压表量程是,分度值是0.1V,电压表示数是2V,电流表量程是0~0.6A,分度值是0.02A,电流表示数是0.4A,根据可知,灯泡电阻为
16. 20 4
【详解】[1]由图象可知,当U=3V时,对应的电流IR=0.15A,
由欧姆定律得:
R===20Ω;
[2]由图象灯泡的电流IL=0.15A时,灯泡两端电压为1V,串联电路中总电压等于各部分电路两端电压之和,所以将它们串联接在电路中,当通过电路的电流为0.15A时,电源电压为:
U=UL+UR=1V+3V=4V.
17. 见解析 见解析 0.24 9.6 计算小灯泡的平均电阻 2.50 0.625
【详解】(1)①[1]电流表的正负接线柱接反了。
②[2]滑动变阻器同时接了上面两个接线柱。
(2)[3][4]由乙图可知,电流表所接量程为0~0.6A,分度值为0.02A,故读数为0.24A,电压表所接量程为0~3V,分度值为0.1V,故读数为2.3V,则可计算小灯泡电阻为
(3)[5]由于灯丝电阻受温度影响,灯丝不为定值电阻,求平均值无实际意义。
(4)[6][7]小灯泡额定电压为2.5V,则应调节滑动变阻器滑片使电压表示数为2.5V,若此时电流表示数为0.25A,则小灯泡的额定功率为
P额=U额I额=2.5V×0.25A=0.625W
18.见详解
【详解】连接电路时把开关断开∶防止因电路发生短路时,损坏电源。把变阻器调到阻值最大位置∶防止闭合开关时,因电流过大损坏元件,为了保护电路。
19.导体的电阻大小决定于导体的长度、材料和横截面积,横截面积越大,电阻越小;R1与R2并联,相当于增加了导体的横截面积,因此导体的电阻减小;所以R既小于R1也小于R2 .
【详解】根据影响电阻的因素解答.
电阻是导体本身的性质,由导体的长度、材料和横截面积决定,当材料长度相同时,横截面积增大时,电阻减小;
当电阻并联时,相当于增加了导体的横截面积,即导体变粗了,则导体的电阻会变小,所以无论原来电阻多大,再并联上一个电阻,也不论此电阻大小,总电阻总比原来的电阻要小一些.
所以两电阻并联后,等效电阻为R,既小于R1也小于R2.
点睛:关键是电阻并联的理解,即增大的横截面积,所以电阻并联时,等效电阻一定减小,记住是比最小的电阻还要小一些.
20.(1)见解析;(2)滑动变阻器不能读出接入电路的电阻
【详解】(1)由欧姆定律可知,开关S1、S2闭合时,只有Rx接入电路,电路中的电流;开关S1、S3闭合时,只有R接入电路,电路中的电流;又因为两式中U相等且I相等,所以。
(2)滑动变阻器不能读出接入电路的电阻,而电阻箱可以直接读出电阻值,便于测量。
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