专题10 电阻的测量(7大考点)专项练习----2025-2026 学年九年级物理上册同步培优训练(人教版2024)
2025-10-23
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2份
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理人教版九年级全一册 |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | 第3节 电阻的测量 |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 5.67 MB |
| 发布时间 | 2025-10-23 |
| 更新时间 | 2025-11-06 |
| 作者 | 理化课代表精品中心 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2025-10-23 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/54512194.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
专题10 电阻的测量
9大高频考点概览
考点01 伏安法测电阻(共7小题)
考点02 用电压表和定值电阻测电阻(共4小题)
考点03 用电流表和定值电阻测电阻(共5小题)
考点04 用电压表和滑动变阻器测电阻(共4小题)
考点05 用电流表和滑动变阻器测电阻(共3小题)
考点06 伏安法测小灯泡的电阻(共7小题)
考点07 电阻和灯泡的伏安特性曲线(共6小题)
地 城
考点01
伏安法测电阻
1.小明在测“导体的电阻”的实验中,结果连成了如图甲所示的电路.
(1)小明连成如图甲所示电路后,他就直接闭合了开关,调节滑动变阻器滑片,发现电流表的示数将 发生变化 ,电压表的示数将 保持不变 。(均选填“发生变化”或“保持不变”)
(2)同桌说在闭合开关前,应该先检查电路有无错误,经检查电路发现甲图有一处连接错误,该导线是 d (选填“a”、“b”、“e”或“d”);
(3)闭合开关前还有应该将滑动变阻器的滑片P移到最 左 (选填“左”或“右”)端;在本次实验中滑动变阻器的主要作用 改变电阻的电压和电流 。
(4)同桌帮他纠正错误后,闭合开关,下表是他们实验时记录和计算的数据,发现第3次实验计算的电阻值和前两次的相差太大,可能是测量数据有误。为此,他们再次进行了实验,实验时的电流表和电压表的示数如图乙所示。经过分析,他们明白了错误的原因是 电流表选用小量程,却按大量程读数了 ,该电表此时的示数为 0.5A 。
(5)纠正表格中的错误后,此实验还能得出电流与电压的关系是:电阻一定时,通过电阻的电流与电阻两端的电压成 正比 。
实验次数
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
1
1
0.2
5
2
2
0.4
5
3
2.5
2.5
1
【答案】(1)发生变化;保持不变;(2)d; (3)左;改变电阻的电压和电流;(4)电流表选用小量程,却按大量程读数了;0.5A;(5)A.
【解答】解:
(1)甲所示电路,电压表测电源电压,电流表测电路的电流,直接闭合了开关,调节滑动变阻器滑片,发现电流表的示数将发生变化,电压表的示数将保持不变;
(2)电压表应测电阻的电压,连接错误的导线是d;
(3)闭合开关前还有应该将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处,即最左端;测“导体的电阻”的实验中,为减小误差,要多次测量取平均值,故在本次实验中滑动变阻器的主要作用是改变电阻的电压和电流;
(4)第3次实验计算的电阻值和前两次的相差太大,第3次测量的电流明显偏大,原因是:电流表选用小量程,却按大量程读数了,由电流表大小量程之比为5:1,该电表此时的示数为0.5A;
(5)纠正表格中的错误可知,电压增大为原来的几倍,通过的电流也增大为原来的几倍,得出的结论是:
电阻一定时,通过电阻的电流与电阻两端的电压成正比。
故答案为:(1)发生变化;保持不变;(2)d; (3)左;改变电阻的电压和电流;(4)电流表选用小量程,却按大量程读数了;0.5A;(5)A.
2.如图甲所示,是小明测量未知电阻Rx(阻值约为5Ω)的实验电路,滑动变阻器的规格为“30Ω、1A”,电源电压为3V。
(1)开关闭合前,应将滑动变阻器的滑片置于最 左 (选填“左”或“右”)端。
(2)检查电路无误后,闭合开关,发现电流表无示数,电压表示数接近电源电压,则故障原因可能是电阻Rx 断路 (选填“断路”或“短路”)。
(3)排除故障后,闭合开关,电流表示数为0.4A,电压表示数如图乙所示。则Rx= 5.5 Ω;接下来他移动滑动变阻器的滑片,测出多组电压、电流数值,这样做的目的是 多次测量求平均值减小误差 。
(4)完成实验后,小明还想继续探究电流与电阻的关系,他找来了10Ω、15Ω、20Ω、25Ω、30Ω五个定值电阻。在保证电路各元件安全的情况下,要想完成五次实验,小明应控制定值电阻两端电压最小为 1.5 V。
【答案】(1)左;(2)断路;(3)5.5;多次测量求平均值减小误差;(4)1.5。
【解答】解:(1)开关闭合前,为保护电路,应将滑动变阻器的滑片置于阻值最大端,由于滑动变阻器接入的是右下接线柱,故应将滑动变阻器的滑片置于最左端;
(2)电流表无示数,说明电路出现断路,电压表有示数,说明电压表的正负接线柱与电源的两极之间是接通的,故出现这一现象的原因可能是Rx断路;
(3)电压表选择的量程是0~3V,分度值为0.1V,故示数为2.2V,电流表示数为0.4A,
根据欧姆定律I知Rx的阻值为:
Rx5.5Ω;
移动滑动变阻器得出多组电压、电流数值的目的是为了多次测量求平均值减小误差;
(4)若要能顺利完成实验,定值电阻两端电压不能低于最小值,而定值电阻两端的电压最小时,接入到电路中的为阻值最大的电阻,且滑动变阻器阻值处于最大处,此时最小电压:
U小R大30Ω=1.5V,
而电压表的最大示数恰为3V,所以小明应控制定值电阻两端电压为1.5V。
故答案为:
(1)左;(2)断路;(3)5.5;多次测量求平均值减小误差;(4)1.5。
3.科技小组用如图甲所示电路测量定值电阻的阻值。
(1)请用笔画线代替导线,将图中的器材连接成完整电路。要求:
①滑片P向B端移动时,电流表示数变小;
②连线不能交叉。
(2)在连接电路时,开关应处于 断开 (选填“断开”或“闭合”)状态;滑动变阻器的滑片P应位于 B (选填“A”或“B”)端。
(3)闭合开关前,发现电流表指针在零刻度线右端,其原因可能是 A 。
A.电流表没调零
B.电流表“+”“﹣”接线柱接反了
(4)问题解决后,闭合开关,滑片P移动到某一位置时,电压表的示数为2.5V,电流表的示数如图乙所示,为 0.5 A,则电阻R的阻值是 5 Ω。
(5)改变电阻R两端的电压,多次测量,目的是 求平均值减小误差 。
【答案】(1);(2)断开;B;(3)A;(4)0.5;5;
(5)求平均值减小误差。
【解答】解:(1)要求滑片P向B端移动时,电流表示数变小,根据串联电路电阻规律结合欧姆定律可知滑片P向B端移动,滑动变阻器接入电路的电阻变大,所以选择左下接线柱串联接入电路,如图:
;
(2)在连接电路时,开关应处于断开状态,滑动变阻器滑片应位于阻值最大处,即P应位于B端;
(3)闭合开关前,发现电流表指针在零刻度线右端,其原因可能是电流表没有调零;
(4)由图2可知,电流表选用小量程,分度值是0.02A,示数为0.5A,根据欧姆定律可得R的阻值为:R5Ω;
(5)改变电阻R两端的电压,多次测量,利用多组数据求出电阻值,其目的是用求平均值的方法来减小误差。
故答案为:(1);(2)断开;B;(3)A;(4)0.5;5;
(5)求平均值减小误差。
4.某实验小组用伏安法测量待测电阻Rx的阻值,设计的实验电路如图甲所示。
(1)根据图甲用笔画线代替导线将图乙的实物图补充完整;
(2)该实验的原理是 R ;
(3)连接电路时,开关断开,并将滑动变阻器滑片置于阻值 最大 处。正确连接电路,闭合开关,发现无论怎样移动滑片P,电流表都没有示数,而电压表示数接近3V,则故障可能是 C ;
A.滑动变阻器断路 B.Rx短路 C.Rx断路
(4)排除故障后进行测量时,测得电压表示数为1.5V,电流表示数为0.3A,则待测电阻的阻值为 5 Ω;
(5)若撤去电压表和滑动变阻器,新增一个已知阻值为R0的定值电阻,利用如图丙所示的实验电路,也可以测量待测电阻Rx的阻值。实验步骤如下:
①首先,闭合开关S1、S2,记录电流表的示数I1;
②接着,断开开关 S2 ,记录电流表的示数I2;
则待测电阻的阻值Rx= (R0、I1、I2表示)。
【答案】(1);(2);(3)最大;C;(4)5;
(5)S2; 。
【解答】解:(1)要使滑动变阻器正常工作,应按照“一上一下”的原则将接线柱连入电路中,按照电路图与实物图一一对应原则,应将滑动变阻器左下接线柱A接入电路中,如图所示:
;
(2)测电阻阻值的实验原理为欧姆定律的推导式:;
(3)为保障电路安全,防止电流过大烧坏电路元件,需要将滑动变阻器移动到阻值最大处;
根据电表示数可知,当电流表无示数时,说明电路故障是断路,而电压表有示数且接近电源电压,则断路的是与电压表并联的定值电阻Rx,故选:C。
(4)根据欧姆定律可知:;
(5)当开关S1、S2都闭合时,分析电路可知,此时只有R0工作,且电流为I1,则电源电压
U=I1R0,
接着断开开关S2,分析电路可知,待测电阻Rx与定值电阻R0串联,此时电流为I2,R0的电压为
U0=I2R0,
则Rx分得的电压为Ux=U﹣U0=I1R0﹣I2R0
则Rx的阻值为。
故答案为:(1);(2)R;(3)最大;C;(4)5;
(5)S2;。
5.如图所示:电源电压为6V,甲图为伏安法测电阻的电路图。
(1)小宇连接电路时,开关应该处于 断开 (选填“断开”或“闭合”)状态。
(2)连接电路时不知电流大小,电流表量程应首先选用 大 (大/小)量程。
(3)实验操作中有可能出现下列A、B、C、D四种错误,如果出现:电流表示数较大,电压表示数为0的现象。其错误属于( C )
A.电流表的正负接线柱接反
B.电压表的量程选小了
C.电阻Rx发生了短路
D.把滑动变阻器下端两接线柱连入电路
(4)电路连接正确后,闭合开关,将滑片P向右移动时,电压表示数 变小 (填“变大”、“变小”或“不变”)。
(5)某次实验电流表和电压表的示数如图丙所示,此时测得的Rx= 5 Ω。
(6)此实验要多次测量电阻值,最后求电阻值的平均值,其目的是 减小误差 。
【答案】(1)断开;
(2)大;
(3)C;
(4)变小;
(5)5;
(6)减小误差。
【解答】解:(1)连接电路时,为了保护电路,开关应断开;
(2)连接电路时不知电流大小,防止烧坏电流表,则电流表量程应首先选用大量程试触。
(3)根据电流表示数示数较大,说明电路的通路,而电压表示数为0,不可能是断路,只能的电压表并联部分短路,因而是定值电阻短路,故C正确;电流表的正负接线柱接反,不可能示数较大,电压表的量程选小了,应该偏转角度过大,不是为0,而把滑动变阻器下端两接线柱连入电路,应该电流较小,且不变,故ABD错误。
(4)闭合开关,将滑片P向右移动时,滑动变阻器的电阻变大,根据串联分压规律知,滑动变阻器分得的电压变大,则待测电阻的电压减小,故电压表示数减小;
(5)根据电流表是0﹣0.6A量程,分度值0.02A,示数为0.5A;
电压表的量程0﹣3V;分度值是0.1V,示数为2.5V,根据欧姆定律知,待测电阻R5Ω;
(6)此实验要多次测量定值电阻的阻值,大小是不变的,多次测量计算电阻值的平均值,可以减小误差。
故答案为:(1)断开;
(2)大;
(3)C;
(4)变小;
(5)5;
(6)减小误差。
6.测量定值电阻Rx阻值大小的实验电路图如图甲所示。
(1)本实验的原理是 R 。
(2)实验前为了保护电路,滑动变阻器的滑片应置于 B (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 0.3 A,则此时测得Rx的阻值是 9 Ω。
(4)本实验要多次测量取平均值,是为了 减小误差 。
(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R0、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Rx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I1、I2、R0表示)。
【答案】(1)R;(2)B;(3)0.3;9;(4)减小误差;(5)②S、S2;③。
【解答】解:(1)测量未知电阻的实验原理是R;
(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,即图中B处;
(3)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,由欧姆定律,未知电阻为:
Rx9Ω;
(4)测量电阻时,多次测量是为了减小误差;
(5)①正确连接电路,实验时只闭合S、S1时,记录电流表的示数为I1;
②只闭合S、S2时,记录电流表的示数为I2;
③在①中,两电阻并联,电流表测干路电流,
在②中,电路连接关系没有改变,电流表测Rx的电流,
因通过待测电阻的电流不变,由并联电路电流的规律,通过定值电阻的电流为:
I0=I1﹣I2,由欧姆定律,电源电压为:
U=I0R0=(I1﹣I2)R0,
由欧姆定律,待测电阻阻值的表达式为:
Rx。
故答案为:(1)R;(2)B;(3)0.3;9;(4)减小误差;(5)②S、S2;③。
7.小雅同学想测量未知电阻的阻值,已知小雅所用电源为两节新干电池,滑动变阻器最大阻值为20Ω。
(1)闭合开关前,应该将滑动变阻器的滑片移动到 A 端;(选填“A”或“B”)
(2)小雅将测得的数据记录如表所示:
实验次数
1
2
3
4
电压U/V
0.5
1.5
2
2.5
电流I/A
0.1
0.3
0.4
0.5
老师看完数据后,发现有一组数据不是本实验中测得的,而是他编出来的。你觉得老师发现的是第几组实验数据是编造出来,并说判断的依据是: 第1组,电路的最小电流为0.12A (先说第几组,再说判断依据);
(3)老师将同学们分成甲、乙、丙、丁四个小组,分别测量不同电阻的阻值。为了探究I﹣U图像中比较电阻大小的方法,老师将每个小组其中一次实验数据汇总到图中。已知四个电阻阻值为20Ω、15Ω、10Ω、5Ω,由图可知,乙组同学测量的电阻大小为 10 Ω。
【答案】(1)A;
(2)第1组,电路的最小电流为0.12A;
(3)10。
【解答】解:(1)开关闭合前,应将滑动变阻器移到最大阻值处,故应该移动到A端。
(2)由实验数据可知该待测电阻的阻值为
R5Ω
故当滑动变阻器阻值最大时,电路中的电流最小,由串联电阻的规律及欧姆定律,此时最小电流为
,故第一组数据是编造出来的,电流不可能为0.1A。
(3)由于定值电阻两端的电流与电压成正比,故可以把原点以及甲乙丙丁某次实验的数据连接起来,绘制出他们所测量电阻的I﹣U图像,根据I﹣U图像可知,斜率越大其电阻越小,故乙组同学测量的电阻大小应为10Ω。
故答案为:(1)A;
(2)第1组,电路的最小电流为0.12A;
(3)10。
地 城
考点02
用电压表和定值电阻测电阻
8.小金想利用如图所示的电路测量未知电阻Rx的大小(R0阻值已知)。下面是他的实验过程,请你帮他完成实验。
(1)闭合开关S、S2,断开开关S1,读出此时电压表的示数为U1; 闭合开关S、S1,断开开关S2 ,读出此时电压表的示数为U2;
(2)未知电阻的阻值Rx= 。(用U1、U2和R0表示)
【答案】(1)闭合开关S、S1,断开开关S2;(2)。
【解答】解:(1)闭合开关S、S2,断开开关S1,R0、Rx串联,电压表测电源电压,读出此时电压表的示数为U1,即电源电压为U1;
闭合开关S、S1,断开开关S2,连接方式不变,电压表改测R0两端电压,电压表的示数为U2;
(2)根据串联分压原理,Rx两端电压为U1﹣U2,则有,
解得未知电阻的阻值为:
。
故答案为:(1)闭合开关S、S1,断开开关S2;(2)。
9.小明在“测量定值电阻的阻值”的实验中,已知电源电压保持不变,滑动变阻器的最大阻值为R。
(1)如图甲所示是他连接的实验电路,其中有一根导线连接错误。请你在错误的导线上画“×”,并用笔画线代替导线画出正确的导线;
(2)连接好电路,将滑片P移至最右端,闭合开关,移动滑片,当电压表示数为2.5V时,电流表示数如上图乙所示,则被测电阻的阻值是 5 Ω;
(3)完成测量定值电阻实验后,小明还想测小灯泡的电阻,他经老师同意后,找来一个额定电压为2.5V小灯泡,老师要求他在原有器材中选择,不使用电流表,增加一个最大阻值为R0的滑动变阻器,于是小明设计了如上图丙所示电路,测出了额定电压为2.5V小灯泡正常发光时的电阻,请补全下列步骤:
①闭合开关S,先调节滑动变阻器R0的滑片到最左端,再调节滑动变阻器R,直到电压表的示数为2.5V;
②接着调节滑动变阻器 R0 (填“R”或“R”)的滑片到最右端,读出此时电压表的示数为U1;
③小灯泡正常发光时电阻的表达式R1= (用U、R0和已知量表示)。
【答案】(1)见解答;(2)5;(3)R0;。
【解答】解:(1)测量定值电阻阻值的实验中,电流表并联在电路中,电压表并联在定值电阻两端,原图中电流表并联在定值电阻两端定值电阻被短路,电压表串联在电路中,使得电路断路,正确的连接电路如下:
(2)当电压表示数为2.5V时,电流表示数如图乙所示,选用小量程,分度值为0.02A,示数为0.5A,则被测电阻的阻值为
(3)①闭合开关S,先调节滑动变阻器R0的滑片到最左端,此时电压表测量的是小灯泡两端的电压,可调节滑动变阻器R,直到电压表的示数为2.5V,灯泡正常发光;
②接着调节滑动变阻器R0的滑片到最右端,此时连接方式不变,电压表测灯泡、滑动变阻器R0的总电压,读出此时电压表的示数为U1,则滑动变阻器R0的电压为U1﹣2.5V;
③串联电流相等,小灯泡正常发光时电流为,
所以小灯泡正常发光时电阻为。
故答案为:(1)见解答;(2)5;(3)R0;。
10.小华按照如图所示的电路,利用一块已经调好的电压表和阻值已知的电阻R0等符合实验要求的器材,测量未知电阻Rx的电阻值。
她设计的实验步骤如下:
①闭合开关S,记录电压表示数U1;
②断开开关S,将电压表接在a点处的导线取下并改接到c点处,闭合开关S,记录电压表示数U2。
(1)小华设计的实验步骤②有错,其错误是 电压表的正负接线柱会接反 。
(2)步骤②应改为:断开开关S, 断开开关S;将电压表接在b点处的导线取下并改接到c点处 ,闭合开关S,记录电压表示数U2。
(3)请你依据正确的实验过程,写出未知电阻Rx的表达式:Rx= R0 。
【答案】(1)电压表的正负接线柱会接反;(2)断开开关S;将电压表接在b点处的导线取下并改接到c点处;(3)R0。
【解答】解:(1)图中开关S闭合,R0和Rx串联,电压表测Rx两端的电压,其示数为U1,
断开开关S,将电压表接在a处的导线取下,改接到c处,再闭合开关S,这样会使电压表的正负接线柱接反;
(2)断开开关S,将电压表接在b处的导线取下并改接到c处,再闭合开关S,电压表测总电压,其示数为U2;
图中R0两端的电压为U0=U2﹣U1,则通过R0的电流为I0,
两电阻串联,通过Rx的电流Ix=I0,
电阻RxR0。
故答案为:(1)电压表的正负接线柱会接反;(2)断开开关S;将电压表接在b点处的导线取下并改接到c点处;(3)R0。
11.如图所示是小亮测量定值电阻Rx阻值的实验电路,器材可以满足实验要求且电源两端电压不变。图中定值电阻的阻值为R0,步骤如下:
(1)①断开开关S3,闭合开关S1、S2,将滑动变阻器滑片调到某一位置,此时电压表示数为U1;
②保持滑动变阻器滑片P位置不变, 断开开关S2,闭合开关S1、S3 ,电压表示数为U2;
③Rx阻值的表达式:Rx= (用已知量和测出的物理量的符号表示);
(2)小红也按照上述小亮的实验进行操作,但在进行步骤②时,她将图中的滑动变阻器滑片P向左移动了一小段,其它操作都与小亮相同,最后写出Rx阻值的表达式也与小亮相同。但老师看了之后却说小红是错误的,她测出的Rx阻值会 偏小 (选填“偏大”或“偏小”),其原因是 电源电压不变,当滑动变阻器向左移动时,滑动变阻器阻值减小,总电阻减小,总电流变大,Rx和R0两端的总电压U2增大,不再是步骤①中的Rx和R0两端的总电压,若再根据计算,会使Rx测量值减小 。
【答案】(1)②断开开关S2,闭合开关S1、S3;③;(2)偏小;电源电压不变,当滑动变阻器向左移动时,滑动变阻器阻值减小,总电阻减小,总电流变大,Rx和R0两端的总电压U2增大,不再是步骤①中的Rx和R0两端的总电压,若再根据计算,会使Rx测量值减小。
【解答】解:(1)②由①知电压表测量Rx两端的总电压,②保持滑动变阻器滑片P位置不变,断开开关S2,闭合开关S1、S3,电压表测量Rx和R0两端的总电压,电压表示数为U2。
③由图知Rx和R0串联,根据串联电路电压特点知,R0两端的总电压为U2﹣U1。根据串联电路电流特点知
,
解得;
(2)由图知,电源电压不变,当滑动变阻器向左移动时,滑动变阻器阻值减小,总电阻减小,总电流变大,Rx和R0两端的总电压U2增大,不再是步骤①中的Rx和R0两端的总电压,若再根据计算,会使Rx测量值减小。
故答案为:(1)②断开开关S2,闭合开关S1、S3;③;(2)偏小;电源电压不变,当滑动变阻器向左移动时,滑动变阻器阻值减小,总电阻减小,总电流变大,Rx和R0两端的总电压U2增大,不再是步骤①中的Rx和R0两端的总电压,若再根据计算,会使Rx测量值减小。
地 城
考点03
用电流表和定值电阻测电阻
12.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=10Ω,请补充完成主要实验步骤。
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=0.3A。
② 只闭合开关S和S2 ,读出并记录电流表的示数I2=0.5A。
③计算Rx的阻值,Rx= 15 Ω。
【答案】②只闭合开关S和S2;③15。
【解答】解: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只闭合开关S和S2,读出并记录电流表的示数I2;
③在步骤①中,Rx和R0并联,电流表测定值电阻的电流,由欧姆定律,定值电阻两端的电压为U0=I1R0,
根据并联电路电压的规律,Rx两端的电压等于定值电阻两端的电压,即Ux=U0=I1R0;
在步骤②中,电流表测Rx与R0并联的总电流,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,根据并联电路电流的规律,通过Rx的电流为:
Ix=I2﹣I1,
则Rx的阻值为:
Rx;
若I1=0.3A,I2=0.5A,则Rx15Ω。
故答案为:②只闭合开关S和S2;③15。
13.小明用“伏安法”测量未知电阻R的阻值。
(1)如图甲所示电路,闭合开关前,要将滑动变阻器的滑片调到 最右 (填“最左”或“最右”)端;
(2)当电流表的示数为0.3A时,电压表的示数如图乙所示为 1.5 V,可计算出电阻R的阻值为 5 Ω;
(3)他接着移动滑动变阻器的滑片,测出多组电压和电流的值,计算出对应的电阻值及电阻的平均值。计算电阻的平均值的目的是 减小误差 ;
(4)小明还想用一只电流表和一个已知阻值为R0的定值电阻测量未知电阻Rx的阻值。于是他设计了如图丙所示的电路,并进行如下实验操作:
①开关S和S1均闭合,记录电流表的示数为I1;
②开关S闭合,开关S1 断开 (填“闭合”或“断开”),记录 记录电流表的示数为I2 ;则Rx= (用R0和测量出来的物理量表示)。
【答案】(1)最右;(2)1.5;5;(3)减小误差;(4)断开;记录电流表的示数为I2;。
【解答】解:(1)为了保护电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片调到阻值最大处,即最右端;
(2)图乙中电压表选用小量程,分度值为0.1V,示数为1.5V,则电阻R的阻值为:
R5Ω;
(3)计算平均值的目的是减小误差;
(4)小明想用一个电流表和一个定值电阻R0测未知电阻Rx的阻值,于是他设计了如图丙所示的电路图;
①闭合S、S1时,两电阻并联,电流表测量干路电流,示数为I1,
②闭合S、断开S1,记录电流表的示数为I2,此时为只有Rx工作的电路,电流表测量Rx的电流,示数为I2,则电源电压U=I2Rx,
根据并联电路电流的规律知,通过R0的电流:I0=I1﹣I2,则电源电压为U=(I1﹣I2)R0,
根据电源电压相等可得:U=I2Rx=(I1﹣I2)R0,
则未知电阻Rx的表达式为:Rx。
故答案为:(1)最右;(2)1.5;5;(3)减小误差;(4)断开;记录电流表的示数为I2;。
14.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。小阳选择了满足实验要求的电源、电流表,并连接了实验电路,如图所示。小阳的实验步骤没有写完整,请你帮助小阳完成实验步骤并写出电阻Rx的表达式。
(1) 闭合开关S1,断开开关S2 ,读出电流表的示数为I1;
(2) 再闭合开关S2 ,读出电流表的示数为I2;
(3)Rx的表达式为:Rx= 。(请用I1、I2和R0表示Rx)
【答案】(1)闭合开关S1,断开开关S2;(2)再闭合开关S2;(3)。
【解答】解:实验步骤:
(1)闭合开关S1,断开开关S2,读出电流表的示数为I1;
(2)再闭合开关S2,读出电流表的示数为I2;
(3)在步骤(1)中,电路为只有R0的简单电路,电流表测电路中的电流为I1,由欧姆定律可得,电源电压为U=I1R0;
在步骤(2)中,两电阻并联,电流表测干路电流为I2;因并联电路各支路互不影响,根据并联电路电流的规律,则通过Rx的电流:Ix=I2﹣I1,
由欧姆定律可得Rx的电阻为:
Rx。
故答案为:(1)闭合开关S1,断开开关S2;(2)再闭合开关S2;(3)。
15.欢欢与乐乐同学利用图甲所示的电路测量未知电阻Rx的阻值。
(1)请你根据甲电路图,用笔画线代替导线,帮助欢欢同学在图乙中完成实验电路的连接,要求滑片P向右移动时,电流表示数变小;
(2)将滑片P置于阻值最大位置,闭合开关S,欢欢同学发现,无论怎样移动滑片P电流表的示数始终为零,电压表示数接近电源电压,则电路中存在的故障可能是 Rx断路 (选填“Rx短路”或“Rx断路”);
(3)排除故障后,需要移动滑片P,改变Rx两端电压,多次测量的目的是 求平均值,减小误差 ,记录多组数据后画出待测电阻的R的I﹣U图像,如图丙所示,由图像可得Rx= 5 Ω;
(4)乐乐觉得不使用电压表也能测出Rx的阻值,于是设计了另一种方案,电路如图丁所示。定值电阻R0已知,电源电压未知且恒定不变。测量步骤如下:
①只闭合开关S1时,电流表读数为I1;
②当开关S1、S2都闭合时,电流表读数为I2;
③待测电阻Rx= R0 (用已知和测出的物理量R0、I1、I2表示)。
【答案】(1)见解答图;(2)Rx断路;(3)求平均值,减小误差;5;(4)R0。
【解答】解:(1)滑片P向右移动时,电流表示数小,根据串联电路电阻规律结合欧姆定律可知滑片右移,滑动变阻器接入电路的阻值变大,故选择左下接线柱串联接入电路,如图:
;
(2)闭合开关S,无论怎样移动滑片P电流表的示数始终为零,说明电路断路,电压表示数接近电源电压,说明电压表串联接入电路,所以电路故障为待测电阻断路,即Rx断路;
(3)多次测量的目的是求平均值,减小误差;
由丙图可知电阻两端的电压为1.0V时,通过电阻的电流为0.2A,根据欧姆定律可得待测电阻的阻值:Rx5Ω;
(4)①只闭合开关S1时,两电阻串联接入电路,电流表测通过电路的电流,电流表读数为I1,
②当开关S1、S2都闭合时,电路为定值电阻R0的简单电路,Rx被短路,电流表测通过电路的电流,电流表读数为I2,则电源电压U=I2R0;
③两电阻串联的总电阻:R,
串联电路总电阻等于各部分电阻之和,则待测电阻Rx=R﹣R0R0。
故答案为:(1)见解答图;(2)Rx断路;(3)求平均值,减小误差;5;(4)R0。
16.在“探究电流与电阻关系”的实验中,可供使用的实验器材有:电源(电压恒为3V)、电流表、电压表、滑动变阻器、开关各一个,三个阻值不同的定值电阻(5Ω、10Ω、20Ω)和导线若干。
(1)连接电路前,开关应处于 断开 状态;
(2)正确连接电路后,闭合开关,发现电压表和电流表均无示数,用一根导线分别与定值电阻和电流表并联,两表仍无示数,当导线与滑动变阻器并联时,发现两表指针有明显偏转,故障原因是 滑动变阻器断路 ;
(3)排除故障后,闭合开关,电压表的示数为0.6V,电流表的示数如图乙所示,则电流 0.12 A,使用的定值电阻值为 5 Ω;
(4)小明更换电阻,通过调节滑动变阻器控制电阻两端的电压不变,测得每次的电流。图丙是根据测量的数据绘制的电流﹣电阻图像,分析图像可得出结论:导体两端电压一定时, 通过导体的电流与其电阻成反比 ;
(5)小明设计了图丁所示的电路,测量未知电阻Rx的阻值,请将实验步骤补充完整:
①开关S闭合,开关S1接a时,移动变阻器的滑片到某一位置,此时电流表的示数为I1;
②开关S闭合,开关S1接b时,变阻器的滑片 保持不动 (选填“移到最左端”、“移到最右端”或“保持不动”),此时电流表的示数为I2;
③电阻Rx= (用I1、I2和R0表示)。
【答案】(1)断开;(2)滑动变阻器断路;(3)0.12;5;(4)通过导体的电流与其电阻成反比;(5)保持不动;。
【解答】解:(1)为了保护电路,连接电路时开关应断开;
(2)正确连接电路后,闭合开关,发现电压表和电流表均无示数,说明电路中出现了断路,用一根导线分别与定值电阻和电流表并联,两表仍无示数,说明除定值电阻和电流表之外仍然存在断路,当导线与滑动变阻器并联时,发现两表指针有明显偏转,说明除滑动变阻器之外的元件没有故障,因此故障原因是滑动变阻器断路;
(3)图乙中电流表选用小量程,分度值为0.02A,示数为0.12A,使用的定值电阻阻值:R5Ω;
(4)由图像可知,导体的电阻增大,通过导体的电流减小,通过导体的电流与导体的电阻的乘积保持不变,故可得出结论:导体两端电压一定时,通过导体的电流与其电阻成反比;
(5)①开关S闭合,开关S1接a时,移动变阻器的滑片到某一位置,此时电流表的示数为I1,定值电阻R0与未知电阻Rx并联,电流表测通过未知电阻Rx的电流;
②开关S闭合,开关S1接b时,变阻器的滑片保持不动,此时电流表的示数为I2,定值电阻R0与未知电阻Rx并联,电流表测通过定值电阻R0与未知电阻Rx的总电流;
③由并联电路的电流特点可知,通过R0的电流为:I0=I2﹣I1,
由欧姆定律可知,R0两端的电压:U0=I0R0=(I2﹣I1)R0,
由并联电路的电压特点可知,Rx两端的电压:Ux=U0=(I2﹣I1)R0,
则未知电阻的阻值:Rx。
故答案为:(1)断开;(2)滑动变阻器断路;(3)0.12;5;(4)通过导体的电流与其电阻成反比;(5)保持不动;。
地 城
考点04
用电压表和滑动变阻器测电阻
17.某物理实验小组正在使用“伏安法”测量未知电阻Rx阻值,实验电路如图甲所示(电源电压3V)。
(1)闭合开关S前,应将滑动变阻器滑片移到最 右 端(选填“左”或“右”);
(2)闭合开关后,发现电流表无示数,电压表有示数且示数接近3V,则电路故障原因可能是 定值电阻Rx断路 ;
(3)排除故障后,当滑片移到某一位置时,电压表示数为1.6V,电流表示数如图乙所示,其读数为 0.16 A,接下来测量多组实验数据算出Rx平均值,这是为了减小测量带来的 误差 ;
(4)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阻值。电路如图丙所示,若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为R0,请你把以下测量步骤补充完整:
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= •R0 (用已知和测量出的物理量符号表示)。
【答案】(1)右;(2)定值电阻Rx断路;(3)0.16;误差;(4)②滑片P移到b端时;③•R0。
【解答】解:(1)为保护电路,实验前应将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处,即最右端;
(2)闭合开关后,发现电流表无示数,则电路断路,电压表示数接近3V,则电压表与电源连通,所以故障为定值电阻Rx断路;
(3)由图乙可知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,电流为0.16A,
实验中,多次测量求平均值可以减小误差;
(4)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在①中,电压表测电源电压U1;
在②中,变阻器的最大电阻与定值电阻串联,由串联电路电压的规律,变阻器的电压为:
U滑=U1﹣U2,由欧姆定律,电路中的电流:
I,
根据串联电路的规律和欧姆定律得待测电阻:
Rx•R0。
故答案为:(1)右;(2)定值电阻Rx断路;(3)0.16;误差;(4)②滑片P移到b端时;③•R0。
18.小亮利用下列器材测金属丝的电阻:一块量程合适且已经调零的电压表,一个电压不变的电源,最大阻值为R0的滑动变阻器、开关、导线若干。他连接好实验电路,如图所示。请你帮他把实验步骤补充完整。
(1)将滑动变阻器调到阻值最大处,闭合开关S,记下此时的电压表读数U1;
(2) 将滑动变阻器调到阻值最小处 ,记下此时的电压表读数U2;
(3)用公式Rx= 算出待测电阻。
【答案】(2)将滑动变阻器调到阻值最小处;(3)
【解答】解:实验步骤:
(1)将滑动变阻器调到阻值最大处,闭合开关S,记下此时的电压表读数U1;
(2)将滑动变阻器调到阻值最小处,闭合开关S,记下此时的电压表读数U2;
(3)计算Rx的电阻值:
在步骤(2)中变阻器调到阻值最小处,即变阻器连入阻值为0,则电源电压等于此时电压表的示数U2,
在步骤(1)中变阻器连入阻值为其最大值R0,且与Rx串联,电压表测Rx两端的电压,则Rx两端的电压为U1,
此时R0两端电压为:U0=U2﹣U1,
根据串联电路的分压特点有:,
即:,
解得:Rx。
故答案为:(2)将滑动变阻器调到阻值最小处;(3)
19.某物理实验小组正在使用“伏安法”测量未知电阻Rx阻值,实验电路如图甲所示(电源电压3V)。
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲中电路连接完整,导线不得交叉。
(2)闭合开关后,发现电流表无示数,电压表有示数且示数接近3V,则电路故障原因可能是 定值电阻Rx断路 。
(3)排除故障后,当滑片移到某一位置时,电压表示数为1.6V,电流表示数如图乙所示,其读数为 0.16 A,则未知电阻Rx= 10 Ω。接下来测量多组实验数据算出Rx平均值,这是为了 减小误差 。
(4)利用图甲实验器材还能完成下列探究实验 A (选填“A”或“B”)。
A.探究电流与电压的关系 B.探究电流与电阻的关系。
(5)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阻值。电路如图丙所示,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为Rmax,请你把以下测量步骤补充完整。
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= •Rmax (用已知和测量出的物理量符号表示)。
【答案】(1)见解答图;(2)定值电阻Rx断路;(3)0.16;10;减小误差;(4)A;(5)②滑片P移到b端时;③•Rmax。
【解答】解:(1)由图知电源电压为3V,所以电压表选用0~3V的量程与定值电阻并联,如下图所示:
为保护电路,实验前应将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处,即最右端;
(2)电流表无示数可能是电路断路;电压表示数接近3V,等于电源电压,说明电压表、电流表、滑动变阻器、开关与电源两端相连,所以故障为定值电阻Rx断路;
(3)由图乙可知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,电流为0.16A,
由欧姆定律I得未知电阻:
Rx10Ω;
实验中,多次测量求平均值可以减小误差;
(4)根据控制变量法可知利用本实验器材还能完成探究电流与电压的关系,故选:A;
(5)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在①中,电压表测电源电压U1;
在②中,变阻器的最大电阻与定值电阻串联,由串联电路电压的规律,变阻器的电压为:
U滑=U1﹣U2,由欧姆定律,电路中的电流:
I,
根据串联电路的规律和欧姆定律得待测电阻:
Rx•Rmax。
故答案为:(1)见解答图;(2)定值电阻Rx断路;(3)0.16;10;减小误差;(4)A;(5)②滑片P移到b端时;③•Rmax。
20.实验室提供如下器材:学生电源、电流表、电压表各一只,阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻各一个,未知电阻Rx一个,标有“50Ω,1A”的滑动变阻器一个,开关、导线若干。
(1)请根据图甲的电路图将乙中实物图连接完整,要求滑片P向D端移动时电流变大。
(2)在连接电路过程中,开关应处于 断开 状态(填“断开”或“闭合”)。
(3)闭合开关S后,移动滑片P,发现电压表有示数,电流表无示数,故障可能是定值电阻R 开路 (填“开路”或“短路”)。
(4)故障排除后,小南在“保持电压不变时,研究电流随电阻的变化”实验中,测5Ω电阻中的电流后,将其更换为10Ω电阻,闭合开关,接下来他应向 左 (选填“左”或“右”)移动滑动变阻器的滑片。
(5)小南分别将五个已知阻值的定值电阻接入电路,并利用收集的数据,作出图丙的I﹣R图象。图中阴影部分面积表示的是 电压 表测量的物理量。
(6)小南测未知电阻Rx的阻值时,发现电流表已损坏。他用一根导线替换电路中的电流表后,也测出Rx的阻值。请将实验步骤补充完整:
①按照电路图连接好电路。
②将滑片P移至阻值最大处,闭合开关S,读出电压表的示数U1。
③ 将滑片P移至阻值最小处,闭合开关S ,读出电压表的示数U2。
④请根据滑动变阻器最大阻值R'和所测量的物理量,写出该电阻Rx的表达式Rx= 。
【答案】(1)如图所示;(2)断开;(3)开路;(4)左; (5)电压;(6)③将滑片P移至阻值最小处,闭合开关S;④。
【解答】解:(1)向D移动滑片电流表的示数变大,即电阻变小,故变阻器右下接线柱连入电路与电阻串联,如下图所示:
(2)为了保护电路,在连接电路过程中,开关应处于断开状态;
(3)连好电路后,闭合开关,移动滑动变阻器滑片,发现电流表无示数,电路可能断路;电压表有示数,电压表与电源连通,其原因可能是定值电阻R开路;
(4)由图丙知,电阻两端的电压始终保持:UV=IR=0.3A×10Ω=﹣﹣﹣﹣﹣=0.6A×5Ω=3V;
根据串联分压原理可知,将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻,电阻增大,其分得的电压增大;
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可知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,所以滑片应向左端移动,使电压表的示数为3V,读出电流表的示数;
(5)图丙中阴影部分的面积S=IR,因U=IR,阴影部分的面积表示定值电阻两端电压,即电压表测量的物理量;
(6)①按照电路图连接好电路。
②将滑片P移至阻值最大处,闭合开关S,读出电压表的示数U1,此时用电压表测待测电阻Rx两端的电压;
③将滑片P移至最右端即阻值最小处,闭合开关S,读出电压表的示数U2,此时电压表测电源电压;
④在步骤②中,待测电阻与变阻器的最大阻值串联,
由串联电路电压的规律可知,滑动变阻器两端的电压为:Ux=U2﹣U1,
由串联分压原理可得:,
则未知电阻Rx的阻值表达式:Rx。
故答案为:
(1)如上图所示;(2)断开;(3)开路;(4)左; (5)电压;(6)③将滑片P移至阻值最小处,闭合开关S;④。
地 城
考点05
用电流表和滑动变阻器测电阻
21.在探究电流与电压的关系的实验中,电源电压恒为3V,滑动变阻器标有“20Ω 1A”字样。
(1)用笔画线代替导线将图甲电路连接完整,要求:滑片P向右移动时,电流表示数变大。
(2)闭合开关,移动滑动变阻器滑片,电压表无示数,电流表有示数,故障可能是定值电阻R 短路 (选填“断路”或“短路”)。
(3)排除故障,继续实验,当电压表示数为1.5V时,电流表示数如图乙所示为 0.3 A。多次实验,数据记录在下表中:
实验序号
1
2
3
4
5
电压U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
电流I/A
0.1
0.2
0.4
0.5
(4)在交流讨论时,小明指出上面表格中有一组数据有拼凑嫌疑,应该是第 1 组(填实验序号),请说明判断理由: 因为此时滑动变阻器接入的电阻大于滑动变阻器的最大电阻 。
(5)实验之后,小明利用一个电流表和一个已知最大阻值为R0的滑动变阻器,设计如图丙的电路,测待测电阻Rx的阻值。
实验步骤:①闭合开关S,将变阻器滑片P移至最右端,读出电流表的示数为I1;
②将变阻器滑片P移至最左端,读出电流表的示数为I2;
③待测电阻Rx= (用I1、I2和R0表示)。
若实验中,小明在“②将变阻器滑片P移至最左端”时,滑片P没有能到达最左端,其他操作正确,则待测电阻Rx的测量值 大于 (选填“大于”、“小于”或“等于”)真实值。
【答案】(1)见解答;(2)短路;(3)0.3;(4)1;因为此时滑动变阻器接入的电阻大于滑动变阻器最大电阻;(5)③;大于。
【解答】解:(1)电压表并联在定值电阻两端,根据电源电压确定电压表的量程,电流从正接线柱入流负接线柱流出电压表,滑动变阻器一上一下接入电路,由滑片P向右移动时,电流表示数变大,由欧姆定律可知滑动变阻器接入的电阻变小,确定滑动变阻器下接线柱的连接方式,连接电路实物图如下:
(2)闭合开关,移动滑动变阻器滑片,电压表无示数说明定值电阻两端没有电压,电流表有示数,说明电路通路,由此可知电路可能的故障是定值电阻短路;
(3)图乙中,电流表所选的量程0﹣0.6A、分度值0.02A,电流表的示数0.3A;
(4)若电路中的电流为0.1A,由欧姆定律可知,此时电路中的总电阻R总,此时滑动变阻器接入的电阻R滑=R总﹣R=30Ω﹣5Ω=25Ω>20Ω;
故实验1数据有拼凑嫌疑;
(5)由欧姆定律电源电压不变得:U=I1(Rx+R0)=I2Rx,
解得:Rx;
设滑片P没有能到达最左端时接入的电阻为ΔR,电源电压U=I1(Rx+R0)=I2(Rx+ΔR),
解得:R,
所以测量值比实际值偏大。
故答案为:(1)见解答;(2)短路;(3)0.3;(4)1;因为此时滑动变阻器接入的电阻大于滑动变阻器最大电阻;(5)③;大于。
22.在“用电压表和电流表测电阻的实验”中:
(1)根据如图甲所示的电路图,用笔画线代替导线将如图乙的实物图连接起来。
(2)该实验原理为 R 。
(3)开关S闭合前,滑动变阻器的滑片P应调至最 右 端(选填“左”或“右”);小红正确连接电路闭合开关后,发现电流表、电压表均有示数,但示数比较小,接下来的操作合理的是 B 。
A.更换电压值更大的电源
B.移动滑动变阻器的滑片
C.更换最大阻值更小的滑动变阻器
(4)闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到某处时,电压表的示数为3V,电流表的示数如图丙所示,读数为 0.3 A,被测电阻R的阻值为 10Ω 。
(5)在测量未知电阻的阻值实验过程中电压表已损坏,老师从实验室拿来一只标有“R”字样的滑动变阻器,并设计了如图所示丁、戊两个实验电路,分别按如下步骤进行实验:
①闭合开关S,调节滑片位于最左端时,读出电流表的示数为I1;
②闭合开关S,调节滑片位于 最右端 时,读出电流表的示数为I2;
③未知电阻的阻值的表达式为:丁图中Rx=
戊图中Rx= 。
【答案】(1)如图所示;(2)R;(3)右;B;(4)0.3;10Ω;(5)最右端;;。
【解答】解:(1)图中滑动变阻器的下端已接线,再选择任意一个上接线柱串联接入电路,如图:
(2)在测未知电阻的阻值实验中,用电压表测电阻两端的电压,用电流表测通过电阻的电流,利用R求出电阻阻值,故该实验原理为R;
(3)为了保护电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应该调到阻值最大处,即最右端;
正确连接电路闭合开关后,发现电流表、电压表均有示数,说明电路是通路,但示数比较小,说明可能是滑动变阻器接入电路的阻值太大,所以接下来应移动滑动变阻器的滑片,观察两表示数的变化,故选B;
(4)闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到某处时,电压表的示数为3V,电流表的示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值0.02A,其示数为0.3A,
根据欧姆定律可得被测电阻R的阻值为:R10Ω;
(5)丁图中:
①闭合开关S,调节滑片位于最左端时,读出电流表的示数为I1;
②闭合开关S,调节滑片位于最右端时,读出电流表的示数为I2;
③在步骤①中,当滑片在最左端时,此时电路中只有Rx工作,则有电源电压U=I1Rx;
在步骤②中,当滑片在最右端时,滑动变阻器的阻值最大为R,此时R与Rx串联工作,则电源电压U=I2(R+Rx);
由于电源电压不变,即I1Rx=I2(R+Rx),
解得:Rx;
戊图:
①闭合开关S,调节滑片位于最左端时,读出电流表的示数为I1;
②闭合开关S,调节滑片位于最右端时,读出电流表的示数为I2;
③在步骤①中,当滑片在最左端时,滑动变阻器的最大阻值和待测电阻并联接入电路,电流表测干路电流,
在步骤②中,当滑片在最右端时,滑动变阻器的阻值最大为R,此时电路为滑动变阻器的简单电路,电流表测通过滑动变阻器的电流,
根据欧姆定律可知电源电压U=I2R,
根据并联电路电流规律可知通过待测电阻的电流:Ix=I1﹣I2,
并联电路各支路两端电压相等,根据欧姆定律可得待测电阻的阻值Rx。
故答案为:(1)如上图;(2)R;(3)右;B;(4)0.3;10Ω;(5)最右端;;。
23.如图所示为“伏安法测电阻”的实验。
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲中的实物图连接完整。(要求滑动变阻器滑片P向右移动时阻值变大)。
(2)小刚同学连接完电路后,闭合开关S,在移动滑片P时发现,当电流表示数增大时,电压表示数减小,出现此现象的原因可能是 电压表并联在变阻器两端了 。
(3)重新正确连接电路后,闭合开关S,当滑片P移动到某一个位置时,电流表的示数为0.16A,
电压表的示数如图乙所示,则待测电阻Rx= 10Ω 。
(4)为了减小实验误差,下一步你应该进行的操作是:移动滑片P,记录多组电压表和电流表示数值,再 取电阻的平均值作为测量结果 。
(5)若实验中电压表损坏,利用其他的原有器材也能测出未知电阻Rx的阻值,实验电路如图丙所示(滑动变阻器最大阻值为R0,电源电压未知且不变),请将下列相关实验步骤补充完整:
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I1;
②闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到 b ,记录电流表示数I2;
③写出待测电阻的表达式:Rx= (用已知量和测量量符号表示)。
【答案】(1)如上图所示;(2)电压表并联在变阻器两端了;(3)10Ω;(4)取电阻的平均值作为测量结果;(5)②b; ③。
【解答】解:(1)要求滑动变阻器滑片P向右移动时阻值变大,故变阻器左下接线柱连入电路中,根据图乙,电压表选用小量程与电阻并联,如下所示:
(2)电阻与变阻器串联,当电流表示数增大时,根据欧姆定律I,U=IR,电阻的电压变大,由串联电路电压的规律,变阻器的电压变小,故出现此现象的原因可能是电压表并联在变阻器两端了;
(3)重新正确连接电路后,闭合开关S,当滑片P移动到某一个位置时,电流表的示数为0.16A,电压表选用小量程,分度值为0.1V,电压为1.6V,由欧姆定律I,则待测电阻Rx10Ω;
(4)为了减小实验误差,下一步你应该进行的操作是:移动滑片P,记录多组电压表和电流表示数值,再取电阻的平均值作为测量结果;
(5)实验步骤:
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I1;
②闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到b,记录电流表示数I2;
③在①中,两电阻并联,电流表测干路的电流;
在②中,待测电阻短路,为变阻器最大电阻的简单电路,电流表测电路的电流,由欧姆定律I,电源电压为:U=I2R0;
根据并联电路各支路互不影响,由并联电路电流的规律,通过待测电阻的电流:
Ix=I1﹣I2,
由欧姆定律,待测电阻的表达式:Rx。
故答案为:(1)如上图所示;(2)电压表并联在变阻器两端了;(3)10Ω;(4)取电阻的平均值作为测量结果;(5)②b; ③。
地 城
考点06
伏安法测小灯泡的电阻
24.小明同学在“测量小灯泡电阻”的实验中所用器材如下:两节新干电池,标有2.5V相同规格灯泡若干,两个滑动变阻器R1“10Ω 1A”、R2“20Ω 2A”,开关、导线若干。
(1)请你根据图甲,用笔画线代替导线,将图乙中的实物电路图连接完整(要求:滑动变阻器滑片P向右移动时灯泡变亮,且导线不交叉);
(2)正确连接电路后,闭合开关S,移动滑片P,小明发现小灯泡始终不亮,电流表指针几乎未偏转,电压表有示数,则故障原因可能是 C (选填字母);
A.小灯泡短跑 B.滑动变阻器短路 C.小灯泡断路 D.滑动变阻器断路
(3)排除故障后,移动滑片P,测得6组数据如表所示。其中第2次实验时电流表表盘如图丙,此时电路中的电流为 0.2 A,灯泡电阻值为 5 Ω。由下表中数据可知,小明选用的滑动变阻器应是 R2 (选填“R1”或“R2”);
实验次数
1
2
3
4
5
6
电压U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
2.8
电流I/A
0.16
0.22
0.25
0.28
0.29
电阻R/Ω
3.1
6.8
8.0
8.9
9.7
(4)小明发现灯泡的亮度随其两端电压的增大而 变亮 (选填“变亮”或“变暗”),灯泡电阻也随之变大,电阻变大的原因是 灯丝的电阻随温度的升高而增大 。
【答案】(1);(2)C;(3)0.2;5;R2;(4)变亮;灯丝的电阻随温度的升高而增大。
【解答】解:(1)滑动变阻器滑片P右移灯泡变亮,即电流变大,变阻器接入电路的电阻变小,故滑动变阻器选用右下接线柱与电源串联在电路中,如下图所示:
;
(2)电流表指针几乎没有偏转,灯不亮,说明电路可能断路;电压表有示数,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的支路以外的电路是完好的,与电压表并联的灯泡断路了,故选:C;
(3)图丙中电流表量程为0﹣0.6A,分度值为0.02A,电流表示数为0.2A,此时灯泡电阻值为:
R5Ω;
电源由两节干电池串联组成,电源电压为3V,第一组灯泡两端的电压为0.5V,则滑动变阻器两端的电压为:U'=3V﹣0.5V=2.5V,
所以此时变阻器连入电路中的电阻:R滑15.6Ω>10Ω,故应选择滑动变阻器R2;
(4)由表中数据可知,灯泡两端电压增大,通过灯泡的电流也增大,亮度变亮,且温度升高,灯丝的电阻随温度的升高而增大。
故答案为:(1);(2)C;(3)0.2;5;R2;(4)变亮;灯丝的电阻随温度的升高而增大。
25.图甲是小明在“测量小灯泡的电阻”实验中连接的一个实验电路,所用小灯泡正常发光的电压为2.5V。
(1)请指出电路连接中的两个不当之处:① 电压表选择的量程太大 ;② 滑动变阻器下面两个接线柱同时接入电路中 ;
(2)改正电路连接中的不当之处后,闭合开关,移动滑动变阻器滑片,发现电流表、电压表都没有示数,小灯泡不亮(有一只电表出现故障)。出现这种现象的原因是: 电流表断路 。
(3)小明调节滑片测量5组数据,并绘制了小灯泡的I﹣U图像如图乙,小灯泡正常发光时的电阻为 10 Ω。由图像可知灯丝的电阻是变化的,于是小明想计算出小灯泡电阻的平均值来减小测量误差,他的想法 不正确 (选填“正确”或“不正确”),原因是 灯丝的电阻随温度的变化而变化 。
【答案】(1)①电压表选择的量程太大;②滑动变阻器下面两个接线柱同时接入电路中;(2)电流表断路;(3)10;不正确;灯丝的电阻随温度的变化而变化。
【解答】解:(1)小灯泡正常发光时的电压为2.5V,由图甲可知电源由两节干电池串联组成,电压为3V,电压表与小灯泡并联,实验中电压表的示数不会超过0~3V量程;图甲中电压表所选择的量程为0~15V,即电压表选择的量程太大;
滑动变阻器上下各选一个接线柱串联在电路中;图甲中滑动变阻器下面两个接线柱同时接入电路中,相当于定值电阻,不能调节小灯泡两端的电压;
(2)电流表无示数、小灯泡不亮,表明电路中可能存在断路,电压表无示数,表明电压表两接线柱到电源两极可能存在断路,如果故障在两电表上,则是电流表存在断路;
(3)由图乙可知,当小灯泡两端电压为2.5V时,通过的电流为0.25A,则小灯泡正常发光时的电阻为:
;
灯丝的电阻随温度的变化而变化,在不同温度下电阻大小不同,求平均值没有意义,故计算出小灯泡电阻的平均值来减小测量误差的想法是不正确的。
故答案为:(1)①电压表选择的量程太大;②滑动变阻器下面两个接线柱同时接入电路中;(2)电流表断路;(3)10;不正确;灯丝的电阻随温度的变化而变化。
26.在“测量小灯泡的电阻”的实验中,电源电压6V恒定不变,小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)闭合开关前,应将滑片移到 B 端(选填“A”或“B”);
(2)闭合开关,发现灯泡不亮,电流表没有示数,电压表示数超量程,出现这种故障的原因是 D ;
A.开关短路 B.灯泡短路 C.电压表断 D.灯泡开路
(3)排除故障,再次闭合开关,移动滑片,当小灯泡正常发光,此时电流表的示数如图乙所示,则此时小灯泡的电阻为 8.3 Ω(保留一位小数);
(4)调节滑动变阻器,使灯泡两端电压取不同数值,多次实验,目的是: 寻找普遍规律 。
(5)现有规格为“10Ω 2A”、“20Ω 1A”和“50Ω 0.2A”的甲、乙、丙三个滑动变阻器,为了实验的顺利进行,小明应在其中选择 乙 (选填“甲”“乙”或“丙”)滑动变阻器接入电路;
(6)将灯泡换成定值电阻,做“探究通过定值电阻的电流与电阻的关系”的实验,当电阻由5Ω更换为10Ω时,闭合开关后,为使电阻两端的电压不变,滑动变阻器的滑片应向 右 (选填“左”或“右”)端滑动。
(7)完成上述实验后,小明还想测量一段电炉丝的电阻Rx,可是在连接电路时,发现电流表和滑动变阻器都已损坏。于是老师给他提供一个阻值已知为R的定值电阻,让他重新设计了如图丙所示的电路,就可以测出电炉丝Rx的电阻。电源电压未知且恒定不变,请把下列测量的实验步骤补充完整:
①只闭合开关S1, 记录电压表读数为U1 ;
② 再闭合开关S2,记录电压表读数为U ;
③电阻表达式:Rx= •R。 (用已知和已测的物理量表示)。
【答案】(1)B;(2)D;(3)8.3;(4)寻找普遍规律;(5)乙;(6)右;(7)①记录电压表读数为U1;②再闭合开关S2,记录电压表读数为U;③•R。
【解答】解:(1)为了保护电路,闭合开关前,应将滑片移到阻值最大处,即B端;
(2)闭合开关,发现灯泡不亮,电流表没有示数,说明电路可能断路,电压表示数超量程,说明电压表与电源连通,电压表被串联在电路中,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,即出现这种故障的原因是灯泡开路,故选:D;
(3)当小灯泡正常发光,此时电流表的示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值0.02A,其示数为0.3A,则此时小灯泡的电阻为:
R8.3Ω;
(4)调节滑动变阻器,使灯泡两端电压取不同数值,多次实验,目的是为了得出灯丝的电阻随温度的升高而增大的结论,寻找普遍规律;
(5)小灯泡正常发光时灯泡两端的电压为2.5V,根据串联电路的规律及欧姆定律可知,滑动变阻器连入电路中的电阻为:
R滑11.7Ω>10Ω,所以该选择“20Ω 1A”的乙滑动变阻器,而“50Ω 0.2A”变阻器允许通过的最大电流太小,不合适;
(6)实验中,当把5Ω的电阻换成10Ω的电阻后,根据分压原理,电阻两端的电压变大,研究电流与电阻关系时要控制电压不变,根据串联电路电压的规律,要增大滑动变阻器两端的电压,由分压原理,要增大滑动变阻器电阻阻值,故应把滑动变阻器滑片向右滑动;
(7)实验步骤:①只闭合开关S1,记录电压表读数为U1;
②再闭合开关S2,记录电压表读数为U;
③在步骤②中,闭合S1和S2,R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Rx两端的电压为U1,根据串联电路电压的规律,定值电阻两端的电压UR=U﹣U1,
根据串联电路分压原理,
,
即,
故未知电阻阻值表达式:Rx•R。
故答案为:(1)B;(2)D;(3)8.3;(4)寻找普遍规律;(5)乙;(6)右;(7)①记录电压表读数为U1;②再闭合开关S2,记录电压表读数为U;③•R。
27.小明连接了如图甲所示的电路“测量小灯泡的电阻”,小灯泡正常发光时的电压为2.5V。
(1)在电路连接过程中开关S应处于 断开 状态,并将滑动变阻器的滑片P调至 B (选填“A”或“B”)端。
(2)闭合开关S,移动滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成如图乙所示的I﹣U图像,根据图像可得出小灯泡正常发光时的电阻为 8.3 Ω。(结果保留一位小数)
(3)小明认为用如图甲的电路还能“探究电流与电压的关系”,小明的想法是否合理? 不合理 (选填“合理”或“不合理”)。理由是: 灯泡电阻随温度变化而变化 。
【答案】(1)断开;B;(2)8.3;(3)不合理;灯泡电阻随温度变化而变化。
【解答】解:(1)为保护电路,在连接电路时,开关S应处于断开状态,并将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处,即最右端的B端。
(2)由图乙可知,小灯泡的电压为2.5V时电流为0.3A,可得小灯泡正常发光时的电阻为RL8.3Ω;
(3)利用该电路也可以探究导体中电流和导体两端电压的关系,这种说法不合理;探究导体中电流和导体两端电压的关系时,要控制电阻不变,而灯的电阻随温度的变化而变化,不是一个定值,因此用该电路探究电流与电压的关系不合理。
故答案为:(1)断开;B;(2)8.3;(3)不合理;灯泡电阻随温度变化而变化。
28.某探究小组要测量一个标有“2.5V”字样的小灯泡在正常发光时的电阻,连接了如图甲所示的部分电路,已知电源电压恒定,滑动变阻器规格为“50Ω,2A”。
(1)该实验的原理是 R ;
(2)请用笔画线代替导线,将图中的电路补充完整;
(3)按甲图正确连接电路后,闭合开关S,滑片P向 右 (选填“左”或“右”)滑动时,小灯泡L变亮;
(4)在移动滑片P的过程中,应该观察 电压 表的示数,使小灯泡L正常发光;
(5)当小灯泡正常发光时,电流表示数为0.25A,则小灯泡正常发光时的电阻是 10 Ω;
(6)完成实验后,小组又设计了如图乙所示的电路图,测量该小灯泡L正常发光时的电阻。R0为定值电阻,S2为单刀双掷开关,实验步骤如下:
①闭合开关S1,将开关S2拨到触点2,移动滑片P,使电压表的示数U1= 2.5 V;
②保持滑片P的位置不变,再将开关S2拨到触点1,读出电压表的示数并记为U2;
③该小灯泡正常发光时的电阻RL= (用U1、U2、R0表示);
(7)经过多次实验,测出并记录多组电压和电流的值,得到小灯泡的I﹣U图像如图丙所示,通过分析图像,发现小灯泡的电阻随电压的增大而 增大 (选填“增大”“变小”或“不变”),小灯泡电阻发生了变化,其原因是灯丝电阻受 温度 的影响。
【答案】(1)R;(2)见解答图;(3)右;(4)电压;(5)10;(6)①2.5;③;(7)增大;温度。
【解答】解:(1)伏安法测量电阻的原理式为:R;
(2)将灯泡串联入电路,电压表测量灯泡电压即可,如下图。
(3)滑片向右划,滑动变阻器接入电阻变小,电路中电流变大,灯泡变亮。
(4)题中给出了小灯泡的额定电压,因此应该注视电压表,调节滑片,直至电压表示数等于额定电压2.5V。
(5)R的电阻为:
RL10Ω;
(6)步骤①通过调节滑片,得到了灯泡正常发光的电压U1;步骤②将单刀双掷开关拨到触电1后,电压表读数为灯泡和R0电压之和,因此R0电压为U﹣U1,再根据串联电路电流相等列出方程:,解出RL;
(7)由图丙可知,当灯泡两端电压增大,通过灯泡的电流也增大,温度升高,灯丝的电阻随温度的升高而增大。
故答案为:(1)R;(2)见解答图;(3)右;(4)电压;(5)10;(6)①2.5;③;(7)增大;温度。
29.如图甲所示是小明用伏安法测小灯泡电阻的电路图,图乙是通过小灯泡的电流I和它两端的电压U的关系图像,已知小灯泡额定电压(小灯泡正常工作时的电压)为“2.5V”。
(1)小明根据所测数据计算出小灯泡的电阻不是一个定值,原因是灯丝电阻随 温度 的升高而增大;
(2)小亮也想测出小灯泡正常发光时的电阻,实验时他发现没有电流表,却多了一个最大阻值为R0的滑动变阻器,于是他设计了如图丙所示电路,也测出了额定电压为U1=2.5V的小灯泡正常发光时的电阻。请补全下列步骤:
①闭合开关S,先调节滑动变阻器R0的滑片到最左端,再调节滑动变阻器R,直到电压表的示数为2.5V;
②接着调节滑动变阻器 R0 (选填“R0”或“R”)的滑片到最右端,读出此时电压表的示数为U;
③小灯泡正常发光时电阻的表达式RL= (用U、U1、R0表示)。
【答案】(1)温度;(2)R0;。
【解答】解:(1)灯丝的电阻与温度有关,灯丝的电阻随温度的升高而增大;
(2)闭合开关S,先调节滑动变阻器R0的滑片到最左端,此时电压表测量小灯泡两端的电压,再调节另一滑动变阻器的滑片,直到电压表示数为2.5V,即小灯泡正常发光,接着调节变阻器R0的滑片到最右端,电压表测量小灯泡和R0两端的电压之和,读出这时电压表的示数为U;因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以R0两端的电压U0=U﹣2.5V=U﹣U1,因串联电路中各处的电流相等,所以,电路中的电流为:
,
则小灯泡正常发光时的电阻为:
。
故答案为:(1)温度;(2)R0;。
30.小敏同学在做“测量小灯泡的电阻”的实验中,选用如图甲所示的器材和电路。其中电源电压恒为6V,小灯泡的额定电压为3.8V,滑动变阻器的铭牌上标有“20Ω,1A”字样。
(1)用笔画线代替导线,将如图甲所示的实物电路连接完整。
(2)闭合开关后,移动变阻器的滑片P,发现小灯泡始终不亮,电压表有示数、电流表无示数,原因可能是 灯泡处断路 (写出一种即可)。
(3)排除故障后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,记录到不同情况下的电流值与电压值如下表所示:
实验次数
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
灯泡亮度
电阻平均值R/Ω
1
2
0.2
10
较暗
2
3
0.25
12
较亮
3
3.8
正常发光
①实验测量中,电压表示数为3.8V时,电流表示数如图乙所示,此时通过小灯泡的电流为 0.3 A,小灯泡正常发光时的电阻为 12.7 Ω(结果保留一位小数);
②表格中的数据记录其中有一处不恰当的,该不恰当的一处 电阻平均值R/Ω ;
③小敏根据实验数据绘制出了小灯泡的I﹣U图象如图丙,分析实验数据结合图像还可得到关于灯丝电阻的一条规律是 灯丝电阻随温度升高而增大 ;
(4)同组的小杰发现在测量小灯泡正常发光时的电阻时有很大困难,不能准确的测出3.8V来,不更换器材的前提下,请重新设计一个电路帮助她们准确的测出小灯泡正常发光时的电阻,把电路图画在方框内。
【答案】(1)
(2)灯泡处断路;
(3)①0.3;12.7;
②电阻平均值R/Ω;③灯丝电阻随温度升高而增大;
(4).
【解答】解:(1)小灯泡的额定电压为2.5V,电压表应该选择小量程,电压表并联在小灯泡两端,滑动变阻器应一上一下接入电路中,电路图如图所示:
(2)经分析,闭合开关移动变阻器的滑片P,发现小灯泡始终不亮,电压表有示数、电流表无示数,原因可能是灯丝断路。
(3)当小灯泡两端电压是3.8V时,电流表的示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值0.02A,其示数为0.3A,则小灯泡的电阻为:R12.7Ω;数据处理有一处是不恰当的,这一处是设计电阻的平均值一栏,原因是灯的电阻随温度的变化而变化。
由表格数据可知,当灯泡两端电压发生变化时,灯丝电阻将变化,原因是灯丝电阻随温度的升高而增大。
(4)在测量小灯泡正常发光时的电阻时有很大困难,不能准确的测出3.8V来,滑动变阻器两端电压为4.5V﹣3.8V=0.7V,因此将电压表并联在滑动变阻器两端,电路图如图所示:
。
故答案为:(1)
(2)灯泡处断路;
(3)①0.3;12.7;
②电阻平均值R/Ω;③灯丝电阻随温度升高而增大;
(4).
地 城
考点07
电阻和灯泡的伏安特性曲线
31.如图所示是定值电阻R和小灯泡L的电流随电压变化的图像。若把定值电阻R和小灯泡L串联后接在电压为5V的电源上,电路中电流为 0.4 A;若把定值电阻R和小灯泡L并联接在4V的电源上,干路中的电流是 1.2 A。
【答案】0.4;1.2。
【解答】解:小灯泡的电阻是变化的,故I﹣U图像是一条曲线,而不是倾斜的直线,故甲为小灯泡的图像。串联时,电路中的电流相等,把定值电阻R和小灯泡L串联后接在电压为5V的电源上,从图像可知,电路中的电流为0.4A,定值电阻两端的电压为4V,小灯泡的两端的电压为1V。
把定值电阻R和小灯泡L并联接在4V的电源上,通过定值电阻的电流为0.4A,通过小灯泡的电流为0.8A,则干路中的电流是
I总=IR+IL=0.4A+0.8A=1.2A。
故答案为:0.4;1.2。
32.小花用如图1甲所示实物图做“伏安法测量定值电阻”的实验。电源为两节新的干电池,滑动变阻器R1(10Ω 0.5A),R2(20Ω 0.5A)。
(1)本实验的原理是 。
(2)某次测量时电压表和电流表的示数如图1乙、丙所示,则定值电阻的阻值为 5 Ω,小花将此阻值作为最后结果记录在实验报告册上,是 不合理 (选填“合理”或“不合理”)的。
(3)小花完成实验后,将定值电阻更换为一个小灯泡,该灯泡正常发光的电压为2.5V,电阻约为10Ω,移动滑片P,依次测得6组数据,如表所示。分析实验可知,小灯泡的电阻随 温度 的升高而增大。
实验次数
I
2
3
4
5
6
电压U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
2.8
电流I/A
0.16
0.20
0.22
0.25
0.28
0.29
(4)小花选用的滑动变阻器应是 R2 (选填“R1”或“R2”)。
(5)另一位小婕同学根据自己的实验数据绘制出定值电阻和小灯泡的I﹣U图像如图2所示,试分析图像中A、B、C三点电阻最大的是 B 点。(选填“A”、“B”或“C”)
【答案】(1);(2)5;不合理;(3)温度;(4)R2;(5)B。
【解答】解:(1)伏安法测量定值电阻的原理是:。
(2)由图乙知电压表选的量程是0﹣3V,分度值是0.1 V,读数是1.6V;由图丙知电流表选的量程是0﹣0.6A,分度值是0.02A,读数是0.32A;定值电阻的阻值为5Ω;只用一组实验数据计算电阻数值,误差较大,所以不合理,应该多次测量取电阻的平均值作为最后的结果。
(3)利用欧姆定律,依次计算6组数据的电阻值后发现电阻在增大,原因是灯泡的电阻随温度的升高而增大。
(4)电源由两节干电池串联组成,可知电源电压是3V,当灯泡两端电压最小为0.5V时,滑动变阻器两端的电压最大为3V﹣0.5V=2.5V,此时滑动变阻器接入电路的电阻R15.6Ω>10Ω,故选择的滑动变阻器是R2。
(5)由图2知,A、B两点的电流相同,由欧姆定律知在电流相同时,电压大的电阻大,所以B的电阻大于A的电阻;B、C两点的电压相同,由欧姆定律知在电压相同时,电流大的电阻小,所以B的电阻大于C的电阻,故B点的电阻最大。
故答案为:(1);(2)5;不合理;(3)温度;(4)R2;(5)B。
33.小张在“伏安法”测电阻实验中,连接了图甲所示的实物图。
(1)测小灯泡的电阻的实验原理是 R (用公式表示),闭合开关前,应向 A 端(选填“A”或“B”)调整滑动变阻器的滑片。
(2)测量过程中,某一次的电流值如图乙所示,则电流值是 0.26 A。这时,灯丝突然烧断,则电压表的示数 变大 (选填“变大”“变小”或“不变”)。换相同规格的灯泡,重新测量数据,并绘出I﹣U图象如图丙中的A所示。
(3)分析图象A可知,当小灯泡两端的电压增大时,灯丝的电阻会 变大 。(选填“变大”“变小”或“不变”)。
(4)另外一组同学用相同的器材和电路图也做这个实验时,由于接线错误,根据测量的数据绘出的I﹣U图象如图丙中的B所示。你认为错误的原因可能是 电压表并联在变阻器两端了 。
【答案】(1)R;A;(2)0.26;变大;(3)变大;(4)电压表并联在变阻器两端了
【解答】解:(1)根据I可知,测小灯泡的电阻的实验原理是R;
为了保护电路,闭合开关前,变阻器连入电路的电阻最大,故应向A端调整滑动变阻器的滑片;
(2)根据图示可知,电流表选用的是小量程,分度值为0.02A,示数为0.26A;
测量过程中,灯丝突然烧断,电压表串联在电路中测电源电压,由串联电路电压的规律,则电压表的示数变大;
(3)由图象A可知,当电压为0.5V、1V、2.5V时,对应的电流约为0.1A、0.15A和0.25A,由欧姆定律,
R15Ω,同理,R26.7Ω,R310Ω,故当小灯泡两端的电压增大时,灯丝的电阻会变大;
(4)当电路的电流变大时,由欧姆定律,灯的电压变大,由串联电路电压的规律,变阻器的电压变小,根据如图丙中的B的I﹣U图象知,错误的原因可能是:电压表并联在变阻器两端了。
故答案为:(1)R;A;(2)0.26;变大;(3)变大;(4)电压表并联在变阻器两端了。
34.小华用如图1所示电路,测量标有“2.5V”字样小灯泡的电阻,现有器材:电源(3V)、电流表、电压表、滑动变阻器(20Ω,2A)、开关、导线若干。
(1)为了测量更精确,电压表应选择的量程是0~ 3 (选填“3”或“15”)V;
(2)闭合开关前,滑动变阻器滑片应调至 A 端(选填“A”或“B”);
(3)闭合开关,移动滑片P,发现灯泡始终不亮,电流表示数为零,电压表示数等于电源电压,可判断故障是 小灯泡断路 ;
(4)排除故障后进行实验。移动滑片P,当电压表示数为2.2V时,电流表示数如图甲,为 0.24 A,此时小灯泡的电阻为 9.2 Ω(结果保留一位小数);
(5)根据实验数据,分别画出小灯泡和滑动变阻器的I﹣U图像,如图乙。根据图像可知:小灯泡两端电压越大,电阻越 大 ;
(6)小华发现无论如何移动滑片,小灯泡两端的电压都无法调到0.5V。现增加一个阻值为20Ω的定值电阻R和一个开关S1,对原电路进行改进,使小灯泡两端电压能在0.5~3.0V之间变化,测出小灯泡在不同电压下的电阻。请画出电路图,要求电路连接后不再拆接。
【答案】(1)3;(2)A;(3)小灯泡断路;(4)0.24;9.2;(5)大;0.3;
(6)电路图如下:
【解答】解:(1)小灯泡的额定电压是2.5V,电压表选择0~3V的量程;
(2)为保护电路,连接电路时,滑动变阻器滑片P应调至阻值最大处,即最右端A处;
(3)闭合开关,移动滑片P,发现灯泡始终不亮,电流表示数为零,说明电路中出现断路,电压表示数等于电源电压,可能小灯泡断路;
(4)由图甲可知,电流表的量程是0~0.6A,分度值是0.02A,电流表的示数是0.24A。此时小灯泡的电阻为:;
(5)如图所示:
滑动变阻器的滑片向左移动,变阻器连入电路的电阻变小,电路的总电阻变小,由可知电路中的电流变大,由U=IR可知,灯泡两端的电压变大,由串联电路电压的规律可知变阻器两端的电压变小,图像A是灯泡的I﹣U图像,图像B是滑动变阻器的I﹣U图像,灯泡的电压分别为1.0V、1.5V、2.5V,对应的电流分别为0.16A、0.2A、0.25A,电阻分别为:,
,
,
所以小灯泡两端电压越大,电阻越大;
(6)小华发现无论如何移动滑片,小灯泡两端的电压都无法调到0.5V,说明变阻器的最大阻值较小,由串联分压可知,在电路中串联一个阻值为20Ω的定值电阻R,电源电压是3.0V,为了使小灯泡两端的电压是3.0V,将开关S1并联在电阻R两端,闭合开关S1将R短路,变阻器的滑片移动阻值最小处,此时只有灯泡的简单电路,灯泡两端的电压等于电源电压,即灯泡两端的电压是3.0V,如图所示:
。
故答案为:(1)3;(2)A;(3)小灯泡断路;(4)0.24;9.2;(5)大;
(6)电路图如下:
35.如图所示是小明“测定小灯泡正常发光时的灯丝电阻”的实验过程,其中电源电压为6V,小灯泡的正常发光的电压为2.5V。
(1)小明连接的实物电路如图甲所示,有一根导线连接错误,请你在连接错误的导线上打“×”,并补画出正确的连线。
(2)纠正电路错误后,应将滑片移至 右 (选填“左”或“右”)端,闭合开关,移动滑片到某一点,电压表的示数如图乙所示,若要使小灯泡正常发光,应将实物电路中的滑片向滑动变阻器的 左 (选填“左”或“右”)端移动,才能使电压表的示数为2.5V。
(3)移动滑片P,记录多组电压表和电流表的示数,并绘制出如图丙所示的I﹣U图像,根据图像信息,可计算出小灯泡正常发光时的电阻是 10 Ω。
(4)根据图丙,小明发现灯丝电阻在电压增大时是 增大 的(选填“增大”“减小”或“不变”)。
(5)完成上述实验后,小明在缺少电压表的情况下,根据绘制出的图丙小灯泡电流与电压关系图像,设计出了一个测量未知定值电阻的电路,如图丁所示。请完成以下测量步骤及Rx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 0.25A ;
②闭合开关S2,断开开关S1,记下电流表示数为I;
③Rx= 。
【答案】(1)如上;(2)右;左;(3)10; (4)增大;(5)0.25A; 。
【解答】解:(1)原电路中,电压表串联在电路中,灯与变阻器并联是错误的,电压表应与灯并联,灯与变阻器串联,如下所示:
(2)为了保护电路闭合开关前滑动变阻器的滑片放在阻值最大处,即最右端;
灯在额定电压下正常发光,图中电压选用小量程,分度值为0.1V,示数为2.2V,小于灯的额定电压2.5V,应增大灯的电压,根据串联电路电压的规律,应减小变阻器的电压,由分压原理,应减小变阻器连入电路中的电阻大小,故滑片向左移动,直到电压表示数为额定电压2.5V;
(3)根据制出如图丙所示的I﹣U图象,灯的额定电压下的电流为0.25A,
小灯泡正常发光时的电阻是:
R10Ω;
(4)由图丙可知,随电压U增大,电路电流I也增大,并且ΔU>ΔI,由欧姆定律的变形公式R可知灯丝电阻增大,因为小灯泡的灯丝温度越高,灯丝的电阻随温度的升高而增大。
(5)实验步骤:
已知灯的电流随电压的变化关系如图丙所示;
①闭合开关S1,断开开关S2,调节滑动变阻器的滑片,使电流表为I灯=0.25A;
②闭合开关S2,断开开关S1,保持滑片的位置不变,记录电流表的示数I;
③在①中,由图丙知,灯的电压为2.5V,在②中,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IX=I﹣0.25A,根据并联电路电压的规律和欧姆定律,
Rx。
故答案为:(1)如上;(2)右;左;(3)10; (4)增大;;(5)0.25A; 。
36.小明同学在“伏安法”测小灯泡的电阻实验中,连接了如图甲所示的实物图。
(1)该实验的原理是 R (写公式)。
(2)闭合开关前,应调整滑动变阻器的滑片至 A 端(选填“A”或“B”),目的是 保护电路 。
(3)测量过程中,某一次的电流值如图乙所示,则电流值是 0.26 A。这时,灯丝突然烧断,则电压表的示数 变大 (选填“变大”“变小”或“不变”)。换相同规格的灯泡,重测的数据如表所示,并绘出I﹣U图象如图丙的A所示。
(4)依据表格中的数据,小张求出小灯泡电阻的平均值,你同意这种做法吗? 不同意 ,说出你的理由 灯丝的电阻随温度的升高而增大,在不同电压下灯丝的温度不同,电阻不同,求灯泡的平均电阻值没有意义 。
电压/v
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
电流/A
0.10
0.16
0.20
0.23
0.25
0.27
电阻/Ω
5.0
6.3
7.5
8.7
10.0
11.1
平均电阻/Ω
8.1
(5)另外一组同学用相同的器材和电路图也做这实验时,由于接线错误,根据测量的数据绘出的I﹣U图象如图丙的B所示。你认为错误的原因可能是 把电压表并联在滑动变阻器两端了 。
【答案】(1)R;(2)A;保护电路;(3)0.26;变大;(4)不同意;灯丝的电阻随温度的升高而增大,在不同电压下灯丝的温度不同,电阻不同,求灯泡的平均电阻值没有意义;(5)把电压表并联在滑动变阻器两端了。
【解答】解:(1)该实验的原理是R。
(2)滑动变阻器左上和右下两个接线柱接入电路,当滑片在A端时,滑动变阻器连入电路的阻值最大,为保护电路,闭合开关前要将滑片调至A端。
(3)电流表接入电路的是0﹣0.6A的量程,分度值是0.02A,指针在0.26A位置,电流表示数为0.26A,电压表开始测量灯泡两端的电压,灯丝突然烧断电路处于断路状态,但从电压表的两端到电源两极的电路是通的,所以电压表将测电源电压,电压表示数由部分电压变为总电压,故电压表示数变大。
(4)不同意,灯丝的电阻随温度的升高而增大,在不同电压下灯丝的温度不同,电阻不同,求灯泡的平均电阻值没有意义。
(5)在本实验中,灯泡两端的电压随电流的增大而增大,根据串联电路电压的规律知滑动变阻器两端的电压随电流的增大而减小,故可能把电压表并联在滑动变阻器两端了。
故答案为:(1)R;(2)A;保护电路;(3)0.26;变大;(4)不同意;灯丝的电阻随温度的升高而增大,在不同电压下灯丝的温度不同,电阻不同,求灯泡的平均电阻值没有意义;(5)把电压表并联在滑动变阻器两端了。
试卷第1页,共3页
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专题10 电阻的测量
9大高频考点概览
考点01 伏安法测电阻(共7小题)
考点02 用电压表和定值电阻测电阻(共4小题)
考点03 用电流表和定值电阻测电阻(共5小题)
考点04 用电压表和滑动变阻器测电阻(共4小题)
考点05 用电流表和滑动变阻器测电阻(共3小题)
考点06 伏安法测小灯泡的电阻(共7小题)
考点07 电阻和灯泡的伏安特性曲线(共6小题)
地 城
考点01
伏安法测电阻
1.小明在测“导体的电阻”的实验中,结果连成了如图甲所示的电路.
(1)小明连成如图甲所示电路后,他就直接闭合了开关,调节滑动变阻器滑片,发现电流表的示数将 ,电压表的示数将 。(均选填“发生变化”或“保持不变”)
(2)同桌说在闭合开关前,应该先检查电路有无错误,经检查电路发现甲图有一处连接错误,该导线是
(选填“a”、“b”、“e”或“d”);
(3)闭合开关前还有应该将滑动变阻器的滑片P移到最 (选填“左”或“右”)端;在本次实验中滑动变阻器的主要作用 。
(4)同桌帮他纠正错误后,闭合开关,下表是他们实验时记录和计算的数据,发现第3次实验计算的电阻值和前两次的相差太大,可能是测量数据有误。为此,他们再次进行了实验,实验时的电流表和电压表的示数如图乙所示。经过分析,他们明白了错误的原因是 ,该电表此时的示数为 。
(5)纠正表格中的错误后,此实验还能得出电流与电压的关系是:电阻一定时,通过电阻的电流与电阻两端的电压成 。
实验次数
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
1
1
0.2
5
2
2
0.4
5
3
2.5
2.5
1
2.如图甲所示,是小明测量未知电阻Rx(阻值约为5Ω)的实验电路,滑动变阻器的规格为“30Ω、1A”,电源电压为3V。
(1)开关闭合前,应将滑动变阻器的滑片置于最 (选填“左”或“右”)端。
(2)检查电路无误后,闭合开关,发现电流表无示数,电压表示数接近电源电压,则故障原因可能是电阻Rx (选填“断路”或“短路”)。
(3)排除故障后,闭合开关,电流表示数为0.4A,电压表示数如图乙所示。则Rx= Ω;接下来他移动滑动变阻器的滑片,测出多组电压、电流数值,这样做的目的是 。
(4)完成实验后,小明还想继续探究电流与电阻的关系,他找来了10Ω、15Ω、20Ω、25Ω、30Ω五个定值电阻。在保证电路各元件安全的情况下,要想完成五次实验,小明应控制定值电阻两端电压最小为
V。
3.科技小组用如图甲所示电路测量定值电阻的阻值。
(1)请用笔画线代替导线,将图中的器材连接成完整电路。要求:
①滑片P向B端移动时,电流表示数变小;
②连线不能交叉。
(2)在连接电路时,开关应处于 (选填“断开”或“闭合”)状态;滑动变阻器的滑片P应位于 (选填“A”或“B”)端。
(3)闭合开关前,发现电流表指针在零刻度线右端,其原因可能是 。
A.电流表没调零 B.电流表“+”“﹣”接线柱接反了
(4)问题解决后,闭合开关,滑片P移动到某一位置时,电压表的示数为2.5V,电流表的示数如图乙所示,为 A,则电阻R的阻值是 Ω。
(5)改变电阻R两端的电压,多次测量,目的是 。
4.某实验小组用伏安法测量待测电阻Rx的阻值,设计的实验电路如图甲所示。
(1)根据图甲用笔画线代替导线将图乙的实物图补充完整;
(2)该实验的原理是 ;
(3)连接电路时,开关断开,并将滑动变阻器滑片置于阻值 处。正确连接电路,闭合开关,发现无论怎样移动滑片P,电流表都没有示数,而电压表示数接近3V,则故障可能是 ;
A.滑动变阻器断路 B.Rx短路 C.Rx断路
(4)排除故障后进行测量时,测得电压表示数为1.5V,电流表示数为0.3A,则待测电阻的阻值为
Ω;
(5)若撤去电压表和滑动变阻器,新增一个已知阻值为R0的定值电阻,利用如图丙所示的实验电路,也可以测量待测电阻Rx的阻值。实验步骤如下:
①首先,闭合开关S1、S2,记录电流表的示数I1;
②接着,断开开关 ,记录电流表的示数I2;
则待测电阻的阻值Rx= (R0、I1、I2表示)。
5.如图所示:电源电压为6V,甲图为伏安法测电阻的电路图。
(1)小宇连接电路时,开关应该处于 (选填“断开”或“闭合”)状态。
(2)连接电路时不知电流大小,电流表量程应首先选用 (大/小)量程。
(3)实验操作中有可能出现下列A、B、C、D四种错误,如果出现:电流表示数较大,电压表示数为0的现象。其错误属于( )
A.电流表的正负接线柱接反 B.电压表的量程选小了
C.电阻Rx发生了短路 D.把滑动变阻器下端两接线柱连入电路
(4)电路连接正确后,闭合开关,将滑片P向右移动时,电压表示数 (填“变大”、“变小”或“不变”)。
(5)某次实验电流表和电压表的示数如图丙所示,此时测得的Rx= Ω。
(6)此实验要多次测量电阻值,最后求电阻值的平均值,其目的是 。
6.测量定值电阻Rx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Rx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R0、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Rx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I1;
②只闭合开关 ,记录电流表的示数为I2;
③待测电阻阻值的表达式为Rx= (用I1、I2、R0表示)。
7.小雅同学想测量未知电阻的阻值,已知小雅所用电源为两节新干电池,滑动变阻器最大阻值为20Ω。
(1)闭合开关前,应该将滑动变阻器的滑片移动到 端;(选填“A”或“B”)
(2)小雅将测得的数据记录如表所示:
实验次数
1
2
3
4
电压U/V
0.5
1.5
2
2.5
电流I/A
0.1
0.3
0.4
0.5
老师看完数据后,发现有一组数据不是本实验中测得的,而是他编出来的。你觉得老师发现的是第几组实验数据是编造出来,并说判断的依据是: (先说第几组,再说判断依据);
(3)老师将同学们分成甲、乙、丙、丁四个小组,分别测量不同电阻的阻值。为了探究I﹣U图像中比较电阻大小的方法,老师将每个小组其中一次实验数据汇总到图中。已知四个电阻阻值为20Ω、15Ω、10Ω、5Ω,由图可知,乙组同学测量的电阻大小为 Ω。
地 城
考点02
用电压表和定值电阻测电阻
8.小金想利用如图所示的电路测量未知电阻Rx的大小(R0阻值已知)。下面是他的实验过程,请你帮他完成实验。
(1)闭合开关S、S2,断开开关S1,读出此时电压表的示数为U1; ,读出此时电压表的示数为U2;
(2)未知电阻的阻值Rx= 。(用U1、U2和R0表示)
9.小明在“测量定值电阻的阻值”的实验中,已知电源电压保持不变,滑动变阻器的最大阻值为R。
(1)如图甲所示是他连接的实验电路,其中有一根导线连接错误。请你在错误的导线上画“×”,并用笔画线代替导线画出正确的导线;
(2)连接好电路,将滑片P移至最右端,闭合开关,移动滑片,当电压表示数为2.5V时,电流表示数如上图乙所示,则被测电阻的阻值是 Ω;
(3)完成测量定值电阻实验后,小明还想测小灯泡的电阻,他经老师同意后,找来一个额定电压为2.5V小灯泡,老师要求他在原有器材中选择,不使用电流表,增加一个最大阻值为R0的滑动变阻器,于是小明设计了如上图丙所示电路,测出了额定电压为2.5V小灯泡正常发光时的电阻,请补全下列步骤:
①闭合开关S,先调节滑动变阻器R0的滑片到最左端,再调节滑动变阻器R,直到电压表的示数为2.5V;
②接着调节滑动变阻器 (填“R”或“R”)的滑片到最右端,读出此时电压表的示数为U1;
③小灯泡正常发光时电阻的表达式R1= (用U、R0和已知量表示)。
10.小华按照如图所示的电路,利用一块已经调好的电压表和阻值已知的电阻R0等符合实验要求的器材,测量未知电阻Rx的电阻值。
她设计的实验步骤如下:
①闭合开关S,记录电压表示数U1;
②断开开关S,将电压表接在a点处的导线取下并改接到c点处,闭合开关S,记录电压表示数U2。
(1)小华设计的实验步骤②有错,其错误是 。
(2)步骤②应改为:断开开关S, ,闭合开关S,记录电压表示数U2。
(3)请你依据正确的实验过程,写出未知电阻Rx的表达式:Rx= 。
11.如图所示是小亮测量定值电阻Rx阻值的实验电路,器材可以满足实验要求且电源两端电压不变。图中定值电阻的阻值为R0,步骤如下:
(1)①断开开关S3,闭合开关S1、S2,将滑动变阻器滑片调到某一位置,此时电压表示数为U1;
②保持滑动变阻器滑片P位置不变, ,电压表示数为U2;
③Rx阻值的表达式:Rx= (用已知量和测出的物理量的符号表示);
(2)小红也按照上述小亮的实验进行操作,但在进行步骤②时,她将图中的滑动变阻器滑片P向左移动了一小段,其它操作都与小亮相同,最后写出Rx阻值的表达式也与小亮相同。但老师看了之后却说小红是错误的,她测出的Rx阻值会 (选填“偏大”或“偏小”),其原因是 。
地 城
考点03
用电流表和定值电阻测电阻
12.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=10Ω,请补充完成主要实验步骤。
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=0.3A。
② ,读出并记录电流表的示数I2=0.5A。
③计算Rx的阻值,Rx= Ω。
13.小明用“伏安法”测量未知电阻R的阻值。
(1)如图甲所示电路,闭合开关前,要将滑动变阻器的滑片调到 (填“最左”或“最右”)端;
(2)当电流表的示数为0.3A时,电压表的示数如图乙所示为 V,可计算出电阻R的阻值为 Ω;
(3)他接着移动滑动变阻器的滑片,测出多组电压和电流的值,计算出对应的电阻值及电阻的平均值。计算电阻的平均值的目的是 ;
(4)小明还想用一只电流表和一个已知阻值为R0的定值电阻测量未知电阻Rx的阻值。于是他设计了如图丙所示的电路,并进行如下实验操作:
①开关S和S1均闭合,记录电流表的示数为I1;
②开关S闭合,开关S1 (填“闭合”或“断开”),记录 ;则Rx= (用R0和测量出来的物理量表示)。
14.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。小阳选择了满足实验要求的电源、电流表,并连接了实验电路,如图所示。小阳的实验步骤没有写完整,请你帮助小阳完成实验步骤并写出电阻Rx的表达式。
(1) ,读出电流表的示数为I1;
(2) ,读出电流表的示数为I2;
(3)Rx的表达式为:Rx= 。(请用I1、I2和R0表示Rx)
15.欢欢与乐乐同学利用图甲所示的电路测量未知电阻Rx的阻值。
(1)请你根据甲电路图,用笔画线代替导线,帮助欢欢同学在图乙中完成实验电路的连接,要求滑片P向右移动时,电流表示数变小;
(2)将滑片P置于阻值最大位置,闭合开关S,欢欢同学发现,无论怎样移动滑片P电流表的示数始终为零,电压表示数接近电源电压,则电路中存在的故障可能是 (选填“Rx短路”或“Rx断路”);
(3)排除故障后,需要移动滑片P,改变Rx两端电压,多次测量的目的是 ,记录多组数据后画出待测电阻的R的I﹣U图像,如图丙所示,由图像可得Rx= Ω;
(4)乐乐觉得不使用电压表也能测出Rx的阻值,于是设计了另一种方案,电路如图丁所示。定值电阻R0已知,电源电压未知且恒定不变。测量步骤如下:
①只闭合开关S1时,电流表读数为I1;
②当开关S1、S2都闭合时,电流表读数为I2;
③待测电阻Rx= (用已知和测出的物理量R0、I1、I2表示)。
16.在“探究电流与电阻关系”的实验中,可供使用的实验器材有:电源(电压恒为3V)、电流表、电压表、滑动变阻器、开关各一个,三个阻值不同的定值电阻(5Ω、10Ω、20Ω)和导线若干。
(1)连接电路前,开关应处于 状态;
(2)正确连接电路后,闭合开关,发现电压表和电流表均无示数,用一根导线分别与定值电阻和电流表并联,两表仍无示数,当导线与滑动变阻器并联时,发现两表指针有明显偏转,故障原因是 ;
(3)排除故障后,闭合开关,电压表的示数为0.6V,电流表的示数如图乙所示,则电流 A,使用的定值电阻值为 Ω;
(4)小明更换电阻,通过调节滑动变阻器控制电阻两端的电压不变,测得每次的电流。图丙是根据测量的数据绘制的电流﹣电阻图像,分析图像可得出结论:导体两端电压一定时, ;
(5)小明设计了图丁所示的电路,测量未知电阻Rx的阻值,请将实验步骤补充完整:
①开关S闭合,开关S1接a时,移动变阻器的滑片到某一位置,此时电流表的示数为I1;
②开关S闭合,开关S1接b时,变阻器的滑片 (选填“移到最左端”、“移到最右端”或“保持不动”),此时电流表的示数为I2;
③电阻Rx= (用I1、I2和R0表示)。
地 城
考点04
用电压表和滑动变阻器测电阻
17.某物理实验小组正在使用“伏安法”测量未知电阻Rx阻值,实验电路如图甲所示(电源电压3V)。
(1)闭合开关S前,应将滑动变阻器滑片移到最 端(选填“左”或“右”);
(2)闭合开关后,发现电流表无示数,电压表有示数且示数接近3V,则电路故障原因可能是 ;
(3)排除故障后,当滑片移到某一位置时,电压表示数为1.6V,电流表示数如图乙所示,其读数为 A,接下来测量多组实验数据算出Rx平均值,这是为了减小测量带来的 ;
(4)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阻值。电路如图丙所示,若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为R0,请你把以下测量步骤补充完整:
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, ,读出电压表示数为U2;
③待测电阻Rx= (用已知和测量出的物理量符号表示)。
18.小亮利用下列器材测金属丝的电阻:一块量程合适且已经调零的电压表,一个电压不变的电源,最大阻值为R0的滑动变阻器、开关、导线若干。他连接好实验电路,如图所示。请你帮他把实验步骤补充完整。
(1)将滑动变阻器调到阻值最大处,闭合开关S,记下此时的电压表读数U1;
(2) ,记下此时的电压表读数U2;
(3)用公式Rx= 算出待测电阻。
19.某物理实验小组正在使用“伏安法”测量未知电阻Rx阻值,实验电路如图甲所示(电源电压3V)。
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲中电路连接完整,导线不得交叉。
(2)闭合开关后,发现电流表无示数,电压表有示数且示数接近3V,则电路故障原因可能是 。
(3)排除故障后,当滑片移到某一位置时,电压表示数为1.6V,电流表示数如图乙所示,其读数为 A,则未知电阻Rx= Ω。接下来测量多组实验数据算出Rx平均值,这是为了 。
(4)利用图甲实验器材还能完成下列探究实验 (选填“A”或“B”)。
A.探究电流与电压的关系 B.探究电流与电阻的关系。
(5)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阻值。电路如图丙所示,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为Rmax,请你把以下测量步骤补充完整。
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, ,读出电压表示数为U2。
③待测电阻Rx= (用已知和测量出的物理量符号表示)。
20.实验室提供如下器材:学生电源、电流表、电压表各一只,阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻各一个,未知电阻Rx一个,标有“50Ω,1A”的滑动变阻器一个,开关、导线若干。
(1)请根据图甲的电路图将乙中实物图连接完整,要求滑片P向D端移动时电流变大。
(2)在连接电路过程中,开关应处于 状态(填“断开”或“闭合”)。
(3)闭合开关S后,移动滑片P,发现电压表有示数,电流表无示数,故障可能是定值电阻R
(填“开路”或“短路”)。
(4)故障排除后,小南在“保持电压不变时,研究电流随电阻的变化”实验中,测5Ω电阻中的电流后,将其更换为10Ω电阻,闭合开关,接下来他应向 (选填“左”或“右”)移动滑动变阻器的滑片。
(5)小南分别将五个已知阻值的定值电阻接入电路,并利用收集的数据,作出图丙的I﹣R图象。图中阴影部分面积表示的是 表测量的物理量。
(6)小南测未知电阻Rx的阻值时,发现电流表已损坏。他用一根导线替换电路中的电流表后,也测出Rx的阻值。请将实验步骤补充完整:
①按照电路图连接好电路。
②将滑片P移至阻值最大处,闭合开关S,读出电压表的示数U1。
③ ,读出电压表的示数U2。
④请根据滑动变阻器最大阻值R'和所测量的物理量,写出该电阻Rx的表达式Rx= 。
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考点05
用电流表和滑动变阻器测电阻
21.在探究电流与电压的关系的实验中,电源电压恒为3V,滑动变阻器标有“20Ω 1A”字样。
(1)用笔画线代替导线将图甲电路连接完整,要求:滑片P向右移动时,电流表示数变大。
(2)闭合开关,移动滑动变阻器滑片,电压表无示数,电流表有示数,故障可能是定值电阻R (选填“断路”或“短路”)。
(3)排除故障,继续实验,当电压表示数为1.5V时,电流表示数如图乙所示为 A。多次实验,数据记录在下表中:
实验序号
1
2
3
4
5
电压U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
电流I/A
0.1
0.2
0.4
0.5
(4)在交流讨论时,小明指出上面表格中有一组数据有拼凑嫌疑,应该是第 组(填实验序号),请说明判断理由: 。
(5)实验之后,小明利用一个电流表和一个已知最大阻值为R0的滑动变阻器,设计如图丙的电路,测待测电阻Rx的阻值。
实验步骤:①闭合开关S,将变阻器滑片P移至最右端,读出电流表的示数为I1;
②将变阻器滑片P移至最左端,读出电流表的示数为I2;
③待测电阻Rx= (用I1、I2和R0表示)。
若实验中,小明在“②将变阻器滑片P移至最左端”时,滑片P没有能到达最左端,其他操作正确,则待测电阻Rx的测量值 (选填“大于”、“小于”或“等于”)真实值。
22.在“用电压表和电流表测电阻的实验”中:
(1)根据如图甲所示的电路图,用笔画线代替导线将如图乙的实物图连接起来。
(2)该实验原理为 。
(3)开关S闭合前,滑动变阻器的滑片P应调至最 端(选填“左”或“右”);小红正确连接电路闭合开关后,发现电流表、电压表均有示数,但示数比较小,接下来的操作合理的是 。
A.更换电压值更大的电源 B.移动滑动变阻器的滑片 C.更换最大阻值更小的滑动变阻器
(4)闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到某处时,电压表的示数为3V,电流表的示数如图丙所示,读数为 A,被测电阻R的阻值为 。
(5)在测量未知电阻的阻值实验过程中电压表已损坏,老师从实验室拿来一只标有“R”字样的滑动变阻器,并设计了如图所示丁、戊两个实验电路,分别按如下步骤进行实验:
①闭合开关S,调节滑片位于最左端时,读出电流表的示数为I1;
②闭合开关S,调节滑片位于 时,读出电流表的示数为I2;
③未知电阻的阻值的表达式为:丁图中Rx=
戊图中Rx= 。
23.如图所示为“伏安法测电阻”的实验。
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲中的实物图连接完整。(要求滑动变阻器滑片P向右移动时阻值变大)。
(2)小刚同学连接完电路后,闭合开关S,在移动滑片P时发现,当电流表示数增大时,电压表示数减小,出现此现象的原因可能是 。
(3)重新正确连接电路后,闭合开关S,当滑片P移动到某一个位置时,电流表的示数为0.16A,
电压表的示数如图乙所示,则待测电阻Rx= 。
(4)为了减小实验误差,下一步你应该进行的操作是:移动滑片P,记录多组电压表和电流表示数值,再 。
(5)若实验中电压表损坏,利用其他的原有器材也能测出未知电阻Rx的阻值,实验电路如图丙所示(滑动变阻器最大阻值为R0,电源电压未知且不变),请将下列相关实验步骤补充完整:
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I1;
②闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到 ,记录电流表示数I2;
③写出待测电阻的表达式:Rx= (用已知量和测量量符号表示)。
地 城
考点06
伏安法测小灯泡的电阻
24.小明同学在“测量小灯泡电阻”的实验中所用器材如下:两节新干电池,标有2.5V相同规格灯泡若干,两个滑动变阻器R1“10Ω 1A”、R2“20Ω 2A”,开关、导线若干。
(1)请你根据图甲,用笔画线代替导线,将图乙中的实物电路图连接完整(要求:滑动变阻器滑片P向右移动时灯泡变亮,且导线不交叉);
(2)正确连接电路后,闭合开关S,移动滑片P,小明发现小灯泡始终不亮,电流表指针几乎未偏转,电压表有示数,则故障原因可能是 (选填字母);
A.小灯泡短跑 B.滑动变阻器短路 C.小灯泡断路 D.滑动变阻器断路
(3)排除故障后,移动滑片P,测得6组数据如表所示。其中第2次实验时电流表表盘如图丙,此时电路中的电流为 A,灯泡电阻值为 Ω。由下表中数据可知,小明选用的滑动变阻器应是 (选填“R1”或“R2”);
实验次数
1
2
3
4
5
6
电压U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
2.8
电流I/A
0.16
0.22
0.25
0.28
0.29
电阻R/Ω
3.1
6.8
8.0
8.9
9.7
(4)小明发现灯泡的亮度随其两端电压的增大而 (选填“变亮”或“变暗”),灯泡电阻也随之变大,电阻变大的原因是 。
25.图甲是小明在“测量小灯泡的电阻”实验中连接的一个实验电路,所用小灯泡正常发光的电压为2.5V。
(1)请指出电路连接中的两个不当之处:① ;② ;
(2)改正电路连接中的不当之处后,闭合开关,移动滑动变阻器滑片,发现电流表、电压表都没有示数,小灯泡不亮(有一只电表出现故障)。出现这种现象的原因是: 。
(3)小明调节滑片测量5组数据,并绘制了小灯泡的I﹣U图像如图乙,小灯泡正常发光时的电阻为 Ω。由图像可知灯丝的电阻是变化的,于是小明想计算出小灯泡电阻的平均值来减小测量误差,他的想法 (选填“正确”或“不正确”),原因是 。
26.在“测量小灯泡的电阻”的实验中,电源电压6V恒定不变,小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)闭合开关前,应将滑片移到 端(选填“A”或“B”);
(2)闭合开关,发现灯泡不亮,电流表没有示数,电压表示数超量程,出现这种故障的原因是 ;
A.开关短路 B.灯泡短路 C.电压表断路 D.灯泡开路
(3)排除故障,再次闭合开关,移动滑片,当小灯泡正常发光,此时电流表的示数如图乙所示,则此时小灯泡的电阻为 Ω(保留一位小数);
(4)调节滑动变阻器,使灯泡两端电压取不同数值,多次实验,目的是: 。
(5)现有规格为“10Ω 2A”、“20Ω 1A”和“50Ω 0.2A”的甲、乙、丙三个滑动变阻器,为了实验的顺利进行,小明应在其中选择 (选填“甲”“乙”或“丙”)滑动变阻器接入电路;
(6)将灯泡换成定值电阻,做“探究通过定值电阻的电流与电阻的关系”的实验,当电阻由5Ω更换为10Ω时,闭合开关后,为使电阻两端的电压不变,滑动变阻器的滑片应向 (选填“左”或“右”)端滑动。
(7)完成上述实验后,小明还想测量一段电炉丝的电阻Rx,可是在连接电路时,发现电流表和滑动变阻器都已损坏。于是老师给他提供一个阻值已知为R的定值电阻,让他重新设计了如图丙所示的电路,就可以测出电炉丝Rx的电阻。电源电压未知且恒定不变,请把下列测量的实验步骤补充完整:
①只闭合开关S1, ;
② ;
③电阻表达式:Rx= (用已知和已测的物理量表示)。
27.小明连接了如图甲所示的电路“测量小灯泡的电阻”,小灯泡正常发光时的电压为2.5V。
(1)在电路连接过程中开关S应处于 状态,并将滑动变阻器的滑片P调至 (选填“A”或“B”)端。
(2)闭合开关S,移动滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成如图乙所示的I﹣U图像,根据图像可得出小灯泡正常发光时的电阻为 Ω。(结果保留一位小数)
(3)小明认为用如图甲的电路还能“探究电流与电压的关系”,小明的想法是否合理? (选填“合理”或“不合理”)。理由是: 。
28.某探究小组要测量一个标有“2.5V”字样的小灯泡在正常发光时的电阻,连接了如图甲所示的部分电路,已知电源电压恒定,滑动变阻器规格为“50Ω,2A”。
(1)该实验的原理是 ;
(2)请用笔画线代替导线,将图中的电路补充完整;
(3)按甲图正确连接电路后,闭合开关S,滑片P向 (选填“左”或“右”)滑动时,小灯泡L变亮;
(4)在移动滑片P的过程中,应该观察 表的示数,使小灯泡L正常发光;
(5)当小灯泡正常发光时,电流表示数为0.25A,则小灯泡正常发光时的电阻是 Ω;
(6)完成实验后,小组又设计了如图乙所示的电路图,测量该小灯泡L正常发光时的电阻。R0为定值电阻,S2为单刀双掷开关,实验步骤如下:
①闭合开关S1,将开关S2拨到触点2,移动滑片P,使电压表的示数U1= V;
②保持滑片P的位置不变,再将开关S2拨到触点1,读出电压表的示数并记为U2;
③该小灯泡正常发光时的电阻RL= (用U1、U2、R0表示);
(7)经过多次实验,测出并记录多组电压和电流的值,得到小灯泡的I﹣U图像如图丙所示,通过分析图像,发现小灯泡的电阻随电压的增大而 (选填“增大”“变小”或“不变”),小灯泡电阻发生了变化,其原因是灯丝电阻受 的影响。
29.如图甲所示是小明用伏安法测小灯泡电阻的电路图,图乙是通过小灯泡的电流I和它两端的电压U的关系图像,已知小灯泡额定电压(小灯泡正常工作时的电压)为“2.5V”。
(1)小明根据所测数据计算出小灯泡的电阻不是一个定值,原因是灯丝电阻随 的升高而增大;
(2)小亮也想测出小灯泡正常发光时的电阻,实验时他发现没有电流表,却多了一个最大阻值为R0的滑动变阻器,于是他设计了如图丙所示电路,也测出了额定电压为U1=2.5V的小灯泡正常发光时的电阻。请补全下列步骤:
①闭合开关S,先调节滑动变阻器R0的滑片到最左端,再调节滑动变阻器R,直到电压表的示数为2.5V;
②接着调节滑动变阻器 (选填“R0”或“R”)的滑片到最右端,读出此时电压表的示数为U;
③小灯泡正常发光时电阻的表达式RL= (用U、U1、R0表示)。
30.小敏同学在做“测量小灯泡的电阻”的实验中,选用如图甲所示的器材和电路。其中电源电压恒为6V,小灯泡的额定电压为3.8V,滑动变阻器的铭牌上标有“20Ω,1A”字样。
(1)用笔画线代替导线,将如图甲所示的实物电路连接完整。
(2)闭合开关后,移动变阻器的滑片P,发现小灯泡始终不亮,电压表有示数、电流表无示数,原因可能是 (写出一种即可)。
(3)排除故障后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,记录到不同情况下的电流值与电压值如下表所示:
实验次数
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
灯泡亮度
电阻平均值R/Ω
1
2
0.2
10
较暗
2
3
0.25
12
较亮
3
3.8
正常发光
①实验测量中,电压表示数为3.8V时,电流表示数如图乙所示,此时通过小灯泡的电流为 A,小灯泡正常发光时的电阻为 Ω(结果保留一位小数);
②表格中的数据记录其中有一处不恰当的,该不恰当的一处 ;
③小敏根据实验数据绘制出了小灯泡的I﹣U图象如图丙,分析实验数据结合图像还可得到关于灯丝电阻的一条规律是 ;
(4)同组的小杰发现在测量小灯泡正常发光时的电阻时有很大困难,不能准确的测出3.8V来,不更换器材的前提下,请重新设计一个电路帮助她们准确的测出小灯泡正常发光时的电阻,把电路图画在方框内。
地 城
考点07
电阻和灯泡的伏安特性曲线
31.如图所示是定值电阻R和小灯泡L的电流随电压变化的图像。若把定值电阻R和小灯泡L串联后接在电压为5V的电源上,电路中电流为 A;若把定值电阻R和小灯泡L并联接在4V的电源上,干路中的电流是 A。
32.小花用如图1甲所示实物图做“伏安法测量定值电阻”的实验。电源为两节新的干电池,滑动变阻器R1(10Ω 0.5A),R2(20Ω 0.5A)。
(1)本实验的原理是 。
(2)某次测量时电压表和电流表的示数如图1乙、丙所示,则定值电阻的阻值为 Ω,小花将此阻值作为最后结果记录在实验报告册上,是 (选填“合理”或“不合理”)的。
(3)小花完成实验后,将定值电阻更换为一个小灯泡,该灯泡正常发光的电压为2.5V,电阻约为10Ω,移动滑片P,依次测得6组数据,如表所示。分析实验可知,小灯泡的电阻随 的升高而增大。
实验次数
I
2
3
4
5
6
电压U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
2.8
电流I/A
0.16
0.20
0.22
0.25
0.28
0.29
(4)小花选用的滑动变阻器应是 (选填“R1”或“R2”)。
(5)另一位小婕同学根据自己的实验数据绘制出定值电阻和小灯泡的I﹣U图像如图2所示,试分析图像中A、B、C三点电阻最大的是 点。(选填“A”、“B”或“C”)
33.小张在“伏安法”测电阻实验中,连接了图甲所示的实物图。
(1)测小灯泡的电阻的实验原理是 (用公式表示),闭合开关前,应向 端(选填“A”或“B”)调整滑动变阻器的滑片。
(2)测量过程中,某一次的电流值如图乙所示,则电流值是 A。这时,灯丝突然烧断,则电压表的示数 (选填“变大”“变小”或“不变”)。换相同规格的灯泡,重新测量数据,并绘出I﹣U图象如图丙中的A所示。
(3)分析图象A可知,当小灯泡两端的电压增大时,灯丝的电阻会 。(选填“变大”“变小”或“不变”)。
(4)另外一组同学用相同的器材和电路图也做这个实验时,由于接线错误,根据测量的数据绘出的I﹣U图象如图丙中的B所示。你认为错误的原因可能是 。
34.小华用如图1所示电路,测量标有“2.5V”字样小灯泡的电阻,现有器材:电源(3V)、电流表、电压表、滑动变阻器(20Ω,2A)、开关、导线若干。
(1)为了测量更精确,电压表应选择的量程是0~ (选填“3”或“15”)V;
(2)闭合开关前,滑动变阻器滑片应调至 端(选填“A”或“B”);
(3)闭合开关,移动滑片P,发现灯泡始终不亮,电流表示数为零,电压表示数等于电源电压,可判断故障是 ;
(4)排除故障后进行实验。移动滑片P,当电压表示数为2.2V时,电流表示数如图甲,为 A,此时小灯泡的电阻为 Ω(结果保留一位小数);
(5)根据实验数据,分别画出小灯泡和滑动变阻器的I﹣U图像,如图乙。根据图像可知:小灯泡两端电压越大,电阻越 ;
(6)小华发现无论如何移动滑片,小灯泡两端的电压都无法调到0.5V。现增加一个阻值为20Ω的定值电阻R和一个开关S1,对原电路进行改进,使小灯泡两端电压能在0.5~3.0V之间变化,测出小灯泡在不同电压下的电阻。请画出电路图,要求电路连接后不再拆接。
35.如图所示是小明“测定小灯泡正常发光时的灯丝电阻”的实验过程,其中电源电压为6V,小灯泡的正常发光的电压为2.5V。
(1)小明连接的实物电路如图甲所示,有一根导线连接错误,请你在连接错误的导线上打“×”,并补画出正确的连线。
(2)纠正电路错误后,应将滑片移至 (选填“左”或“右”)端,闭合开关,移动滑片到某一点,电压表的示数如图乙所示,若要使小灯泡正常发光,应将实物电路中的滑片向滑动变阻器的 (选填“左”或“右”)端移动,才能使电压表的示数为2.5V。
(3)移动滑片P,记录多组电压表和电流表的示数,并绘制出如图丙所示的I﹣U图像,根据图像信息,可计算出小灯泡正常发光时的电阻是 Ω。
(4)根据图丙,小明发现灯丝电阻在电压增大时是 的(选填“增大”“减小”或“不变”)。
(5)完成上述实验后,小明在缺少电压表的情况下,根据绘制出的图丙小灯泡电流与电压关系图像,设计出了一个测量未知定值电阻的电路,如图丁所示。请完成以下测量步骤及Rx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,记下电流表示数为I;
③Rx= 。
36.小明同学在“伏安法”测小灯泡的电阻实验中,连接了如图甲所示的实物图。
(1)该实验的原理是 (写公式)。
(2)闭合开关前,应调整滑动变阻器的滑片至 端(选填“A”或“B”),目的是 。
(3)测量过程中,某一次的电流值如图乙所示,则电流值是 A。这时,灯丝突然烧断,则电压表的示数 (选填“变大”“变小”或“不变”)。换相同规格的灯泡,重测的数据如表所示,并绘出I﹣U图象如图丙的A所示。
(4)依据表格中的数据,小张求出小灯泡电阻的平均值,你同意这种做法吗? ,说出你的理由 。
电压/v
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
电流/A
0.10
0.16
0.20
0.23
0.25
0.27
电阻/Ω
5.0
6.3
7.5
8.7
10.0
11.1
平均电阻/Ω
8.1
(5)另外一组同学用相同的器材和电路图也做这实验时,由于接线错误,根据测量的数据绘出的I﹣U图象如图丙的B所示。你认为错误的原因可能是 。
试卷第1页,共3页
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