内容正文:
2024-2025学年人教版九年级上学期物理寒假复习季《特殊法测电阻》实验方法分类专训
姓名:___________班级:___________
方法一:单安法
1.测量定值电阻阻值大小的实验电路图如图甲所示。
(1)本实验的原理是 。
(2)实验前为了保护电路,滑动变阻器的滑片应置于 (选填“A”或“B”)端。
(3)正确连接电路闭合开关后,电压表示数为2.7V时,电流表如图乙所示,电流表示数为 A,则此时测得的阻值是 Ω。
(4)本实验要多次测量取平均值,是为了 。
(5)某实验小组进行实验时不慎将电压表损坏,他们利用一个阻值已知的定值电阻、一个电流表和开关若干个,设计了如图丙所示的电路,也测出了待测电阻的阻值(电流表量程符合要求,电源电压未知)。请将他们的实验步骤填写完整。
①正确连接电路,只闭合开关S、S1,记录电流表的示数为;
②只闭合开关 ,记录电流表的示数为;
③待测电阻阻值的表达式为 。(用、、表示)。
2.如图甲是小明测量标有“2.5V”的小灯泡电阻的电路图。
(1)在连接电路的过程中开关应断开,滑动变阻器的滑片应位于最右端;
(2)在实验中,调节滑动变阻器,使小灯泡正常工作,此时电流表的示数如图乙所示,则小灯泡此时的电阻是 Ω(结果保留一位小数);
(3)小明又想测某未知电阻的阻值,设计了如图丙所示的电路(为已知阻值的定值电阻),并设计了如下实验步骤,请帮他把缺少的步骤补全。实验步骤如下:
A.按照丙图连接电路;
B.闭合S、,记录电流表示数为;
C. ,记录电流表示数为;
D.利用测得数据写出待测电阻的表达式 。
3.同学们在进行“伏安法测电阻”实验,器材有:干电池两节、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、待测电阻各一个,导线若干。
(1)某组同学按照图甲连接实验电路,当把最后一根导线连接完毕后,看到电压表和电流表立即有一定的示数,则该组同学在实验操作中的错误是 ;
(2)在此实验中,滑动变阻器除了可以 ,还具有改变定值电阻两端电压和电流的作用;
(3)排除故障后,调节滑动变阻器,若两端所加电压如图乙所示,此时通过的电流为,则的阻值为 ;
(4)实验中需要多次测量得到几组电压、电流值,再求出电阻的平均值,目的是为了 ;
(5)实验结束后,老师提出只使用一块电流表,不使用电压表,也能测量出待测电阻的阻值。同学们设计了如图丙所示的电路图,其中是已知阻值的定值电阻,电源电压未知。请把下面的实验步骤补充完整。
①根据所设计的电路图连接实物图,实验操作如下:
a. ,读出电流表的示数;
b. ,读出电流表的示数。
②写出待测电阻的表达式: 。(用已知量和测量量的符号表示)
4.在测量电阻约为的定值电阻的实验中,小明和小亮用如图所示的器材进行实验。
(1)闭合开关后,移动滑动变阻器滑片的过程中发现电流表、电压表均有示数,但始终不变化,出现这一现象的原因可能是______(填字母)。
A.短路 B.断路
C.滑动变阻器短路 D.滑动变阻器断路
(2)改正错误后,小明改变两端的电压和电流,两次测得的电阻值分别为,,第三次测量时,电流表的示数为,电压表的示数如图乙所示。根据以上三次实验数据,最后得出 ;
(3)在物理实验中,经常要对物理量进行多次测量,下列实验与本次实验进行多次测量的目的相同的是______。
A.用刻度尺测量作业本的长度
B.探究流过导体的电流与导体两端电压的关系
C.测量小灯泡的电功率
(4)小瑞同学设计了不同的方案,经讨论后同学们达成共识,设计的电路如图(为阻值已知的定值电阻),以下是他们的实验操作步骤:
①按电路图连接电路;②闭合开关,断开开关,读出此时电流表的示数;
③闭合开关,断开开关,读出此时电流表的示数;④据所测数据计算得出的阻值。
请用已知量和所测物理量写出未知电阻的数学表达式: 。
5.如图1所示,电源电压为6V,图甲为伏安法测电阻的电路图,图乙为连接不完整的实物图。
(1)对照电路图甲,用笔画线代替导线将图乙中未连接部分连接起来;
(2)实验过程中,电流表和电压表的示数如图2所示,此时测得的= Ω;
(3)小王设计如图3所示电路测量未知电阻,滑动变阻器的最大电阻为R,实验过程如下:
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, ;(将实验步骤补充完整);
③写出待测电阻的表达式,= (用已知量和测量符号表示)。
方法二:单伏法
6.在测量未知电阻阻值的实验中,小明设计并连接了如图甲所示的实验电路。
(1)小明在连接电路的过程中,开关必须 ;
(2)小明连接好电路进行检查时,发现其中有一根导线连接有误,请在该导线上画“×”,并在原图上画出正确的连线(导线不能交叉);
(3)改正错误后闭合开关,发现电流表有示数,电压表无示数,则电路故障可能是定值电阻 ;
(4)排除故障后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片 P,当电流表示数为0.3A时,电压表示数如图乙所示,则其示数为 V,未知电阻= Ω,在实验过程中,改变滑片位置进行多次测量目的是 ;(选填“得到普遍规律”或“减小测量误差”)
(5)若实验中只有一个电压表和一个已知阻值为R0的定值电阻,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U1;
②闭合开关S、S1,记下此时电压表读数为U;
③请写出未知电阻阻值的表达式:= (用U、U1和R0表示)。
7.小明进行“测量小灯泡工作时的电阻”的实验,所用小灯泡的额定电压为。
(1)如图甲是小明连接的电路,请在连接错误的导线上画“×”,并用笔画线代替导线将电路连接正确;
(2)正确连接电路后,某次实验时电压表示数如图乙所示为 ,为了测量小灯泡正常工作时的电阻,应将滑动变阻器的滑片向 (选填“左”或“右”)调节;
(3)小明根据实验数据绘制出小灯泡的图像如图丙所示,则小灯泡正常工作时的电阻为 ;
(4)完成实验后,小明又设计出一种测量未知电阻的方法:如下图所示的电路,电源电压未知且不变,另一定值电阻的阻值为,请将以下实验步骤补充完整。
①闭合、断开时,电压表的示数为;
② 时,电压表的示数为;
③电阻 (用、、表示)。
8.同学们在“测量定值电阻的阻值”实验中,设计了如图甲所示实验电路图;
【进行实验】
(1)小光正确连接电路后闭合开关,电流表示数为时,电压表接线及示数如图乙所示,该示数为 V,此时测得的阻值是 ;
(2)调节滑动变阻器接入电路中的电阻,记录每次对应电压值和电流值,多次测量的目的是 ;
①寻找普遍规律
②求平均值减小误差
(3)实验结束后,应先 ,再将电路中的接线拆除;
解析:
(1)小光将定值电阻换成了小灯泡,测量了不同电压下小灯泡的电阻,发现不同电压下小灯泡的电阻是不同的,这是因为小灯泡电阻随 的变化而变化;
(2)小光发现他所用的电流表示数为0,电压表示数为,原来他在实验前忘记对电压表进行调零,则小光测出的电阻 (选填“偏大”“偏小”或“准确”);
【拓展】由于电流表损坏,另一组的同学利用电源(电压未知且恒定不变),阻值已知为的定值电阻、电压表、开关等器材,设计了如图丙所示的电路,也测出了的阻值;请你完成下列实验步骤:
①闭合开关S1,断开S2,读出电压表的示数;
②同时闭合开关S1和S2,读出电压表的示数;
③待测电阻的阻值 (用已知量和测得量的字母表示)。
9.如图甲是小明测量标有“2.5V”的小灯泡电阻的电路图。
(1)在连接电路的过程中开关应断开,滑动变阻器的滑片应位于最右端;
(2)在实验中,调节滑动变阻器,使小灯泡正常工作,此时电流表的示数如图乙所示,则小灯泡此时的电阻是 Ω(结果保留一位小数);
(3)小明认为,应该多次测量不同电压下小灯泡的电阻,求出平均值才更精确,小明的想法合理吗,请说明理由: ;
(4)小华思考后,设计了图丙的电路,也测量出了小灯泡两端电压为3V时的电阻,所用电源电压恒定不变(电压大小未知),已知滑动变阻器R2的最大阻值为R0,R1的最大阻值未知,实验过程中,各元件安全。
①仅闭合开关S、S1,调节R2的滑片位置,使电压表的示数为3V;②仅闭合开关S、S2,调节R1的滑片位置,直至 ;③接着将R2的滑片调至最左端,记下电压表的示数为U1;再 ,记下电压表的示数为U2;
④小灯泡两端电压为3V时的电阻的表达式为RL= (用R0、U1、U2表示)。
10.如图所示是小明测量未知电阻阻值的实验过程。
(1)图甲是他连接的电路,小明发现向左移动滑片,电流表示数 (选填“变大”、“变小”或“不变”),原来他把一根导线接错了,请在这根导线上打“×”,并画上正确的连线,使滑片右移时,电流表示数变大 ;
(2)排除故障后,小明移动滑片,两个电表的示数如图乙所示,通过计算则未知电阻的测量值为 Ω,接下来他调节滑动变阻器,改变电压与电流,多次测量的目的是: ;
(3)完成测电阻实验后,电流表发生故障不能使用,小明设计了如图丁所示的电路也测出了电阻的阻值,请你帮助他将实验步骤补充完整。(滑动变阻器的最大阻值为)
①将滑动变阻器滑片移至A端,闭合开关,记录此时电压表的示数为U;
②将滑动变阻器滑片移至B端,记录此时电压表的示数为;
③未知电阻阻值的表达式 (用已知和测出的物理量符号表示)。
方法三:等效替代法
11.在用“伏安法”测量未知电阻的阻值时,实验器材:两节新干电池、待测电阻(阻值约为6Ω)、电流表、电压表、滑动变阻器、开关及若干导线。
(1)用笔画线代替导线将如图甲所示的实物电路连接完整,要求滑片P向左移动时电流表的示数变大,连线不交叉;
实验次数
电压U/V
电流I/A
电阻
1
1.5
0.15
10.0
2
2.0
0.19
10.5
3
2.5
(2)实验测得多组实验数据并记录在表格中,其中第三次测量时电流示数如图乙所示,综合分析表中数据可得出未知电阻
(3)电流表的电阻虽然很小,但也会影响本实验中的测量结果,若用如图丙所示的电路进行测量可消除这个影响,其中电源电压恒定未知,为定值电阻。请将实验步骤补充完整:
①按照如图丙所示的电路图连接电路,将滑动变阻器的滑片P置于最大阻值处;
②闭合开关,移动滑动变阻器滑片P,读出电压表的示数和电流表的示数;
③断开开关,移动滑动变阻器滑片P,读出电压表的示数和电流表的示数;
④待测电阻阻值的表达式: (用和表示)。
12.小滨利用“伏安法”测量未知电阻R的阻值,电源电压电压恒定,R的阻值约为。
(1)按要求正确连接好电路,闭合开关前应将滑动变阻器的滑片P移至 (选填“A端”或“B端”),闭合开关S,电流表没有示数,电压表的示数为3V(各导线完好且只有一处存在故障),则可确定电路故障是 ;
(2)排除故障后,闭合开关移动变阻器的滑片P至某一位置,此时电压表示数为2.7V,电流表示数如图乙所示,则此次可计算出电阻 ;继续将滑片P向右移至某一位置,此过程电压表示数 (选填“增大”或“减小”);进行多次测量,目的是为了 (填选项);
A.避免实验的偶然性,使结论具有普遍性 B.求平均值减小误差
(3)小滨同学设计了如上图丙所示的电路,测出了小灯泡正常发光时的电阻。已知滑动变阻器的最大阻值为,小灯泡正常发光时的电流为,将以下实验步骤补充完整:
①只闭合S和,调节滑动变阻器的滑片,使电流表的示数为;
②只闭合S和, ,使电流表的示数仍为;
③将的滑片调至最左端,记下电流表的示数为;再将的滑片调至 ,记下电流表的示数为;
④写出小灯泡正常发光时电阻的表达式 (用、、表示)。
13.“等效替换”法是一种非常有用的科学研究方法,我们曾利用该方法探究了“同一直线上二力合成”的规律。我们也可以利用该方法实现对未知电阻阻值的测量,具体原理如图甲所示,其中Rₓ为待测电阻,R为电阻箱,S为单刀双掷开关。
实验步骤如下:
①断开开关,根据电路图,连接实物,将电阻箱的阻值调至最大;
②把开关S接a点,读出电流表的示数为I;
③把开关S接b点,调节电阻箱,___________;
④根据乙图,读出电阻箱的示数R,此即为Rₓ阻值。
(1)请把步骤③补充完整: 。
(2)待测电阻阻值Rₓ=
14.小海根据题如图甲所示的电路图连接电路,测量定值电阻R0的阻值,电源电压恒定不变。
(1)闭合开关后移动滑片,当电压表示数为1V时,电流表示数为0.2A,则R0= Ω;小海接着要将R0两端电压调至2V,应将滑片向 (选填“左”或“右”)移动,同时眼睛应观察 表(选填“电流”或“电压”)的示数。
(2)此实验小海多次测量的目的是 ;
A.求平均值,减小误差 B.避免偶然性,寻求普遍规律
(3)小珠用电阻箱设计了如图乙所示电路,应用等效替代法测量灯泡正常发光时的电阻。
①按照电路图连接好电路,闭合开关S1和S3,调节滑动变阻器使电流表示数等于灯泡的额定电流I0;
②断开开关S3,闭合开关S1和S2,保持滑动变阻器滑片位置不动,调节电阻箱R的阻值,直至 ,读出此时电阻箱的阻值为R0;
③通过实验可知,灯泡L正常发光时的电阻为 。
15.用如图甲所示的电路可以测量一个未知电阻的阻值,其中Rx为待测电阻,R为电阻箱,S为单刀双掷开关,R0为定值电阻。李兵同学用该电路进行实验,主要步骤有:
A.把开关S接b点,调节电阻箱,使电流表的示数为I;
B.根据电路图,连接实物,将电阻箱的阻值调至最大;
C.把开关S接a点,读出电流表的示数为I;
D.读出电阻箱的示数R;
(1)上述步骤的合理顺序是 (只需填写序号)。
(2)步骤A中电阻箱调节好后示数如图乙所示,则它的示数为 Ω,若已知R0的阻值为15Ω,则待测电阻的阻值为 Ω。
(3)该实验所采用的物理实验方法可称为 (选填“控制变量法”或“等效替代法”)。
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答案
1.(1)
(2)B
(3) 0.3 9
(4)减小误差
(5) S、S2
解:(1)测量未知电阻的实验原理是。
(2)为了保护电路,开关闭合前,滑动变阻器的滑片要在阻值最大处,即图甲中B端。
(3)[1]由图乙可知电流表选择0-0.6A,分度值为0.02A,结合指针位置,电流为0.3A。
[2]此时测得的阻值是
(4)测量电阻时,多次测量是为了求电阻的平均值减小误差。
(5)[1]①正确连接电路,只闭合开关S、S1,两个电阻并联,记录电流表的示数为,此时电流表测量干路电流;②只闭合开关S、S2,两个电阻并联,记录电流表的示数为,此时电流表测量电流。
[2]待测电阻阻值的表达式为
2.8.3 闭合S、断开
解:(2)[1]由题意知,小灯泡的额定电压为2.5V,要使小灯泡正常工作,使电压表的示数为2.5V;此时电流表的示数如图乙所示,电流表选用0~0.6A量程,分度值为0.02A,其示数为0.3A,则小灯泡此时的电阻为
(3)[2][3]用图丙所示的电路(R0为已知阻值的定值电阻)测某未知电阻的阻值,实验步骤:按照丙图连接电路;闭合S、S1,此时电阻R0被短路,只有的简单电路,记录电流表示数为I1,则电源电压
闭合开关S,断开S1,此时与R0串联,读出此时电流表的示数为I2,则电源电压为
根据电源电压不变可知
解得。
3.(1)连接电路时开关处于闭合状态
(2)保护电路
(3)6.25
(4)减小误差
(5) 开关S闭合 开关S断开
解:(1)当把最后一根导线连接完毕后,看到电压表和电流表立即有一定的示数,说明此时电路是通路,所以,错误是,在连接电路时,开关未断开。
(2)实验前为了保护电路,应将变阻器移至阻值最大处,因此变阻器还有保护电路的作用。
(3)据甲图可知,电压表的量程是0-3V,分度值是0.1V,读数为2.5V,则的阻值为
(4)实验中为了减小实验误差,则需要多次测量得到几组电压、电流值,再求出电阻的平均值。
(5)[1][2][3]先将开关S闭合,此时电路为定值电阻单独串联,则可得电源电压为
-------①
再将开关S断开,此时电路为两电阻串联,则电源电压为
---------②
联立①②两式可得,待测电阻的阻值为
4.(1)C
(2)10.1
(3)A
(4)
解:(1)移动滑动变阻器滑片的过程中发现电流表、电压表均有示数,则电路是通路;但滑动变阻器滑片的过程中电表始终不变化,只能滑动变阻器短路,故D符合题意。
故选D。
(2)电压表的示数如图乙所示,电压表用小量程,分度值为0.1V,故示数为2.6V,则第三次所测电阻
为减小误差,应多次测量求平均值,故待测电阻为
(3)测量定值电阻阻值实验,多次实验的目的是为了求平均值减小误差。
A.用刻度尺测量作业本的长度,多次实验的目的是为了求平均值减小误差,故A符合题意;
B.探究流过导体的电流与导体两端电压的关系,多次实验的目的是为了避免偶然性,得到普遍规律,故B不符合题意;
C.测量小灯泡的电功率,是为了得到不同电压下小灯泡电功率的变化情况,不能求平均值,故C不符合题意。
故选A。
(4)并联电路,各支路两端电压相等,等于电源电压,则有
则待测电阻为
5.(1)
(2)5
(3) 将滑动变阻器的滑片至b端,记下电流表示数为I2
解:(1)从电路图可知,将滑动变阻器通过“一上一下”的连接方式接入电路,并将电压表并联在电阻两端,如下图所示:
(2)从图2可知,电压表的量程是0-15V,分度值为0.5V,其读数为2.5V,电流表的量程是0-0.6A,分度值为0.02A,读数为0.5A,待测电阻的阻值为
(3)[1][2]①闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到a端,滑动变阻器的最大电阻和并联,电流表测干路电流,记录电流表示数为I1;
②闭合开关S,将滑动变阻器的滑片至b端,滑动变阻器的最大电阻单独接入电路,记下电流表示数为I2;
③根据并联电流规律,滑动变阻器的最大电阻和并联时,的电流为,根据并联分流原理则有
解得待测电阻。
6.(1)断开
(2)
(3)短路
(4) 2.4 8 减小测量误差
(5)
解:(1)为保护电路,在连接电路的过程中,开关必须断开。
(2)实验中,定值电阻应用滑动变阻器串联,且电压表并联在定值电阻两端,故定值电阻与滑动变阻器相连的导线错误,应将定值电阻的右接线柱与滑动变阻器的左下接线柱相连,作图如下:
(3)电流表有示数,说明电路为通路,电压表无示数,则电路故障可能是定值电阻短路。
(4)[1][2]如图乙所示,电压表选用小量程,分度值为0.1V,示数为2.4V,根据欧姆定律可知未知电阻阻值为
[3]在实验过程中,改变滑片位置进行多次测量目的是求平均值以减小测量误差。
(5)①闭合开关S,断开开关 S1,和串联,电压表测电压,用电压表测出待测电阻两端的电压为U1;
②闭合开关S、S1,电压表测电源电压,记下此时电压表读数为U;
③根据串联分压原理,和串联时,电压为,则有
解得未知电阻阻值为
7.(1)
(2) 1.5 右
(3)10
(4) 、均闭合
解:(1)实验中,电压表应与灯泡并联,电流表与灯泡串联,故改错如下:
(2)[1][2]如图乙所示,电压表选用小量程,分度值为0.1V,示数为1.5V,小于小灯泡的额定电压(2.5V),所以为了测量小灯泡正常工作时的电阻,应增大灯泡的电压,根据串联分压原理,则应减小变阻器的电压,则应将滑动变阻器的滑片向右调节,减小变阻器的阻值。
(3)如图丙所示,小灯泡电压为2.5V时,电流为0.25A,则小灯泡正常工作时的电阻为
(4)[1][2]①闭合、断开时,与串联,电压表测电压,电压表的示数为;
②、均闭合时,电压表测电源电压,电压表的示数为;
③根据串联分压规律,与串联时,电压为,根据串联分压原理则有
解得未知电阻阻值为
8. 2.5 5 ② 断开开关 温度 偏大
解:(1)[1][2]图乙所示,选择小量程,电压表示数为2.5V;测得的阻值是
(2)[3]测量定值电阻的阻值,实验中多次测量的目的是求平均值减小误差,故选②。
(3)[4]实验结束后,为了保护电路,应先断开开关。
解析:(1)[1]不同电压下小灯泡的温度不同,导致其电阻不同。
(2)[2]电压表初始示数为0.1V,忘记校零,会导致最终测量读数偏大,根据,被测电阻的阻值也会偏大。
【拓展】[4]第①步,闭合开关,断开,和串联,电压表测的是两端电压,第②步同时闭合开关和,被短路,只有接入电路,电压表测的U是电源电压,和串联时,两端电压
通过电流和通过电流相等,通过待测电阻的电流为
所以
9.8.3 灯丝的电阻随温度的升高而增大 电压表的示数为3V 将R2的滑片调至最右端
解:(2)[1]由图乙知道,电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流为0.3A,由欧姆定律知道,小灯泡正常发光时的电阻为
(3)[2]由于灯泡的电阻随温度的变化而变化,不是一个定值,故多次测量不同电压下灯泡的电阻求出平均值是不合理的。
(4)[3][4][5]①闭合S、S1,调节滑动变阻器R2的滑片,使电压表的示数为3V,此时小灯泡L正常发光;
②仅闭合S、S2,保持滑动变阻器R2的滑片位置不变,通过调节滑动变阻器R1的滑片,使R1两端电压为小灯泡的额定电压,即电压表的示数为3V;
③接着将滑动变阻器R2的滑片调至最左端,记下电压表的示数为U1,即电源电压;再将滑动变阻器R2的滑片调至最右端,记下电压表的示数为U2;
④在①中,小灯泡与变阻器R2串联,在②中,变阻器R1与变阻器R2串联,根据等效替代法,则
R1= RL
在③中,将滑动变阻器R2的滑片调至最左端,此时变阻器R2接入阻值为0,电路为变阻器R1的简单电路,电压表示数为U1,即为电源电压。再将滑动变阻器R2的滑片调至最右端,变阻器R1与变阻器R2的最大电阻串联,电压表的示数为U2,即变阻器R1的电压;根据串联电路电压的规律和分压原理有
即
故
10.(1) 不变
(2) 6.25 多次测量求平均值,减小误差
(3)
解:(1)[1][2]图中滑动变阻器同时连接了上接线柱,此时滑动变阻器相当于导线,无法起到改变电阻的作用,因此向左移动滑片,电流表示数不变。根据要求滑片右移时,电流表示数变大,即变阻器接入电路中的阻值变小,因此连接的是滑动变阻器的右下接线柱,正确连线如下图所示:
(2)[1]乙图中电流表的量程是0~0.6A,分度值是0.02A,读数为0.4A;电压表的量程是0~3V,分度值是0.1V,读数为2.5V,则未知电阻的测量值为
[2]测量过程中会存在一定的误差,为了减小实验误差,使测量结果更为准确,应进行多次测量求平均值。
(3)丁图可知电路为未知电阻和滑动变阻器串联,将滑动变阻器滑片移至A端,电路中只有未知电阻,电压表测电源电压,即电源电压为U,将滑动变阻器滑片移至B端,电路为未知电阻和滑动变阻器串联,且此时滑动变阻器以最大阻值接入电路,电压表测两端电压,为,根据串联电路中电压规律可知,滑动变阻器两端电压为
电路中的电流为
串联电路中电流是处处相等的,即通过未知电阻的电流也为
则未知电阻的阻值为
11.(1) (2)10.3 (3)
解:(1)要求变阻器滑片向左移动时电流表示数变大,即电阻变小,则将滑片以左电阻丝连入电路中,电源电压为3V,故电压表选用小量程与电阻并联,通过电阻的电流
电流表选择0~0.6A的量程,电流表串联在电路中,如图所示:
(2)由图乙知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,该电流表示数为0.24A,第三次所用的电阻为
综合分析表中数据可得出未知电阻
(3)在②中,此时待测电阻短路,电流表测定值电阻和电流表的电流,电压表测定值电阻和电流表的电压,由欧姆定律得到定值电阻和电流表串联的电阻
①
在③中,电流表测待测电阻、定值电阻串联的电流,电压表测待测电阻和定值电阻与电流表的总电压,由欧姆定律,测待测电阻和定值电阻串联后再与电流表串联的总电阻
②
②-①得待测电阻
12.(1) A端 未知电阻R断路
(2) 9 增大 B
(3) 保持滑动变阻器R1的滑片不动,调节滑动变阻器滑片 最右端
解:(1)[1]为保护电路,闭合开关前应将滑动变阻器的滑片P移至阻值最大处,即A端。
[2]闭合开关S,电流表没有示数,说明发生断路,电压表的示数为3V,则电压表两端与电源相通,则可确定电路故障是未知电阻R断路。
(2)[1]如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,示数为0.3A,则电阻为
[2]将滑片P向右移,则变阻器阻值变小,根据串联分压原理,变阻器电压变小,则电压表示数增大。
[3]进行多次测量,目的是为了求平均值减小误差。
故选B。
(3)[1][2][3]①只闭合S和,滑动变阻器和灯泡串联,电流表测电路电流,调节滑动变阻器的滑片,使电流表的示数为,则灯泡正常发光;
②只闭合S和,滑动变阻器和滑动变阻器串联,电流表测电路电流,保持滑动变阻器R1的滑片不动,调节滑动变阻器滑片,使电流表的示数仍为,根据等效替代,滑动变阻器阻值等于灯泡正常发光时的阻值;
③将的滑片调至最左端,滑动变阻器单独工作,记下电流表的示数为,则电源电压为
①
再将的滑片调至最右端,滑动变阻器的最大阻值和滑动变阻器串联,记下电流表的示数为,则电源电压为
②
联立①②,解得;
④根据等效替代法,小灯泡正常发光时电阻为
13.(1)使电流表的示数为I
(2)60Ω
解:(1)应用“等效替代”法测电阻阻值时,先把开关S接a点,读出电流表的示数I;然后再把开关S接b点,调节电阻箱,使电流表示数仍为原来的数值I;电路电流相等,电源电压不变,由欧姆定律可知电路中电阻相等,即Rₓ作用的效果与R作用的效果相同,Rₓ=R。
(2)电阻箱的读数方法:各旋盘对应的指示点(图中的小三角)的示数乘以面板上标记的倍数,然后加在一起,就是接入电路的阻值;由图乙所示电阻箱可知,其电阻阻值
R=0×1000Ω+0×100Ω+6×10Ω+0×1Ω=60ΩRₓ作用的效果与R作用的效果相同,即
Rₓ=R=60Ω
14.5 左 电压 A 电流表示数等于I0 R0
解:(1)[1][2][3]闭合开关后移动滑片,当电压表示数为1V时,电流表示数为0.2A,根据欧姆定律得
要将R0两端电压调至2V,根据串联电阻的分压特点可知,应将滑片向左移动,使滑动变阻器接入电路的阻值变小,分到的电压变低,同时眼睛应观察电压表的示数,直到电压表示数为2V。
(2)[4]此实验为测量定值电阻的阻值,本实验通过调节变阻器的滑片,改变定值电阻两端的电压和通过的电流,通过欧姆定律计算出对应的电阻值,所以多次测量的目的是求平均值,减小实验误差,故A符合题意,B不符合题意。
故选A。
(3)[5][6]②闭合开关S1和S3,调节滑动变阻器使电流表示数等于灯泡的额定电流I0;断开开关S3,闭合开关S1和S2,保持滑动变阻器滑片位置不动,调节电阻箱R的阻值,直至电流表示数等于灯泡的额定电流I0,读出此时电阻箱R的阻值为R0。
③根据等效替代法可知,灯泡L正常发光时的电阻为R0。
15. BCAD 1893 1893 等效替代法
解:(1)[1]根据电路图,连接实物,将电阻箱的阻值调至最大,然后把开关S接a点,读出电流表的示数为I(此电流为Rx、R0共同作用的效果);再把开关S接b点,调节电阻箱,使电流表的示数仍变为原来的数值I(此电流为R、R0共同作用的效果);最后读出电阻箱的示数R,故合理顺序为BCAD。
(2)[2] [3]电阻箱的示数
因为Rx和R0共同作用的效果与R、R0共同作用的效果相同,所以
即
(3)[4]本实验所采用的物理思想方法叫等效替代法。
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