内容正文:
[答案 P21]
缺电流表时测电阻(伏阻法)
1.如图甲所示,用定值电阻R0与待测电阻Rx串联,利用串联电路中电流处处相等的特点来间接得到通过待测电阻Rx的电流。
2.如图乙所示,将电压表并联在定值电阻两端,整体等效于一个电流表。
1.小明发现在只有电压表的情况下,也可以测量出导体的阻值,他采用了如图所示的电路,其中电阻R0阻值已知。闭合开关S1、S2,读出此时电压表示数为U1;闭合开关S1,断开S2,读出此时电压表示数为U2,则被测电阻Rx阻值的表达式为Rx=R0(用R0、U1、U2表示)。
1题图
2.小明打算用伏安法测量小灯泡正常发光时的电阻RL,已知小灯泡正常发光时的电压为U。小明发现电流表损坏,其他元件完好。
(1)小明用已有的器材、电阻R0和另一块电压表,设计了如图所示电路图。其中虚线框内的元件组合体相当于电流表。
2题图
(2)小明进行的实验操作如下:
①按电路图连接好电路,并将滑动变阻器连入电路的阻值调到最大。
②闭合开关S,移动滑片,使灯泡两端电压为U,并读出R0两端的电压为U0。
③灯泡正常发光时的电阻RL=R0。(用已知量和测量量表示)
3.某物理实验小组正在学习用伏安法测量未知电阻Rx的阻值,实验中电流表突然损坏,小组同学经过讨论设计了一种实验方案,也可测出Rx的阻值。电路如图所示,电源电压未知且恒定不变,a、b为滑动变阻器左右两个端点,滑动变阻器最大阻值已知且为Rmax,请你把以下测量步骤补充完整。
3题图
(1)闭合开关S,滑片P移到a端时,读出电压表示数为U1。
(2)闭合开关S,滑片P移到b端时,读出电压表示数为U2。
(3)待测电阻Rx=。(用已知量和测出的物理量符号表示)
4.某实验小组测未知电阻Rx的阻值,电源电压未知但恒定,已知滑动变阻器的最大阻值为R(电阻均不受温度影响)。在实验操作中,发现电流表已损坏,电压表完好,于是小组的同学设计了如图所示的电路图并完成了实验。请你帮助他们把实验步骤填写完整。
4题图
(1)闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片P,当滑片P位于最左端时,读出此时电压表的示数,记为U1。
(2)然后将滑动变阻器的滑片P移动到最右端,读出此时电压表的示数,记为U2。
(3)未知电阻Rx=R(用R、U1及U2表示)。
5.小红想测量待测电阻Rx的阻值,她准备的实验器材有一个电源(电压未知但恒定不变)、三个开关、一个已调零的电压表、一个已知阻值的定值电阻R0、一个符合要求的滑动变阻器和若干导线。下图是小红连接的部分电路。
5题答图
(1)请你帮小红添加两条导线,将电路补充完整。
(2)请将以下实验步骤补充完整。
①断开开关,将滑动变阻器滑片调到阻值最大处,连接好电路。
②闭合开关S1和S3,断开开关S2,调节滑动变阻器滑片至合适的位置,读出电压表示数U1并记录。
③保持滑动变阻器滑片位置不变,断开开关S3,闭合开关S1和S2,读出电压表示数U2并记录。
(3)利用R0、U1和U2表示待测电阻的阻值Rx=R0。
缺电压表测电阻(安阻法)
先用定值电阻与待测电阻并联,利用并联电路各支路电压相等的特点确定待测电阻两端电压。再用电流表与定值电阻串联,等效为一个电压表,如图。
6.某小组同学利用如图所示的实验电路测量待测电阻Rx的阻值。电源电压未知且恒定不变,R0的阻值已知,实验步骤如下。
6题图
(1)断开开关S2,闭合开关S1,测出通过定值电阻R0的电流I0。
(2)断开开关S1,闭合开关S2,测出通过待测电阻Rx的电流Ix。
(3)则待测电阻Rx=(用已知量符号表示)。
7.某实验小组在进行伏安法测定值电阻Rx阻值大小的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R0、一个电流表和开关若干个,设计了如图所示的电路,也测出了待测电阻Rx的阻值(电流表量程符合要求,电源电压未知)。他们的实验步骤如下。
7题图
(1)正确连接电路,只闭合开关S、S1,记录电流表的示数为I1。
(2)只闭合开关S、S2,记录电流表的示数为I2。
(3)待测电阻阻值的表达式为Rx=(用已知量和测量量的符号表示)。
8.小明利用已知电阻R0,设计并连接了如图所示的电路来测量未知定值电阻Rx的阻值,主要步骤如下。
8题图
(1)当开关S1闭合,S2断开时,电流表示数为I1。
(2)当开关S1、S2都闭合时,电流表示数为I2。
(3)待测电阻Rx=(用已知量和测量量的符号表示)。
9.小阳利用一块电流表和阻值已知的电阻R0测量电阻Rx的阻值。他设计了如图甲所示的电路图,选择了满足实验要求的器材,并连接了图乙所示的部分实验电路。
9题答图
(1)请根据设计的电路图,完成图乙所示实验电路的连接。
(2)实验操作如下。
①闭合S1,断开S2,电流表的示数为I1。
②再闭合S2,电流表的示数为I2。
(3)用I1、I2和R0表示出Rx,则Rx=。
10.小组同学计划用伏安法测量某定值电阻阻值时,发现电压表损坏,于是设计了如图所示的电路,测出了Rx的阻值(电源电压恒定但未知)。实验步骤如下。
10题图
(1)将滑片移到a端,闭合开关S,读出电流表的示数,记为I1。
(2)将滑片移到b端,闭合开关S,读出电流表的示数,记为I2。
(3)已知滑动变阻器的最大阻值为R,则Rx=(用I1、I2和R表示)。
等效替代法
如图所示,滑动变阻器滑片的位置不变,当电阻箱R0两端的电压(或通过的电流)与待测电阻Rx两端的电压(或通过的电流)相等时,电阻箱的阻值就等于待测电阻的阻值。
11.图甲是小罗设计的测量待测电阻Rx阻值的电路图(电源电压保持不变)。
11题图
(1)闭合开关S和S1,调节R(选填“R”或“R0”),使电压表的示数为2 V,断开全部开关。
(2)闭合开关S和S2,调节R0(选填“R”或“R0”),使电压表的示数仍为2 V,此时电阻箱R0接入电路中的阻值如图乙所示,则待测电阻Rx=50Ω。
12.小安同学在学习电路的串、并联特点后,设计了如图甲所示的实验原理图,来测量某一定值电阻Rx的阻值。
12题图
(1)为了保证电路安全,在闭合开关K前,滑动变阻器滑片应滑到最右(选填“左”或“右”)端。
(2)闭合开关K,将单刀双掷开关拨到1,调节滑动变阻器,使电流表指针指到某一值,如图乙,电流表读数为0.3A。
(3)保持(2)中滑动变阻器滑片位置不变,将单刀双掷开关拨到2,调节电阻箱R,当阻值为10 Ω时,电流表示数与(2)中显示数值相同,则被测电阻Rx的阻值为10Ω。
13.要测量一个约为数百欧的电阻Rx的阻值。器材有干电池两节,电压表(量程为0~3 V、0~15 V),滑动变阻器(100 Ω 2 A)和电阻箱(0~9 999 Ω)各一个,开关、导线若干,测量电路如图甲所示。
13题图
(1)和通常使用的“伏安法”不同,这次实验没有选用电流表,请你简要说明原因:电路电流太小,小于电流表的最小分度值,无法准确读数。
(2)在接通电路前,应将滑动变阻器的滑片P移到b端。
(3)连接好电路,闭合开关,移动滑动变阻器滑片,使电压表示数如图乙所示为2.5V。
(4)接下来把电路中的待测电阻Rx替换为电阻箱,然后要进行的操作是调节电阻箱接入电路中的电阻直到电压表的示数显示为2.5 V。
14.已知滑动变阻器R1的最大阻值为R0,小灯泡正常发光时的电压为U0,利用如图所示的电路,也可测出小灯泡正常发光时的电阻。请完成下列实验步骤。
14题图
(1)闭合开关S、S1,调节R1的滑片,使电压表的示数为U0。
(2)接着保持R1的滑片位置不动,再断开开关S1,闭合S2,移动R2的滑片直到电压表示数也是U0。
(3)将R1的滑片调至最左端,记下电压表示数U1;将R1的滑片调至最右端,记下电压表示数为U2,小灯泡正常发光时的电阻表达式R灯=R0(用R0、U0、U1和U2表示)。
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