内容正文:
2025-2026学年人教版九年级上册物理期末综合复习专题训练:等效替代法测电阻
姓名:___________班级:___________考号:___________
1.有一个标有“2.5V”字样的小灯泡L1和一个阻值未知的定值电阻Rx,要求测出小灯泡L1正常发光时的电阻和Rx的阻值,电源电压恒定;
(1)如图甲是小明测量小灯泡L1正常发光时电阻的实物图;
①小明正准备接入最后一根导线(图中的虚线),请指出小明在连接电路时存在的不妥之处是 ;
②电路改正正确后,闭合开关前,应将滑片P移至 (选填“A”或“B”)端。正确操作,当电压表示数是2.5V,电流表示数如图乙所示,则小灯泡正常发光时的电阻是 Ω;
(2)小红利用图丙所示电路测出了Rx的阻值,已知灯泡L2的额定电压为UL、额定功率为PL,R0为电阻箱,请在空白处填上适当内容:
①将Rx接入图丙虚线框a位置中,b虚线框中接入导线,R0调至适当阻值后,闭合开关S1;
②将开关S2接“1”接线柱,仅调节滑动变阻器R的滑片P,直至电流表的示数I= (用已知量或测量量的符号表示),读出电阻箱的示数为R1;
③将开关S2按“2”接线柱,仅调节电阻箱,可使电流表的示数仍与上一次相同,读出此时电阻箱的示数为R2;
④则Rx= ;(用已知量或测量量的符号表示)
⑤若实际测量过程中,步骤②③中电流表的示数相等但均小于I,则所测的电阻Rx阻值 (选填“大于”、“小于”或“等于”)真实值。
2.两只铭牌模糊的小灯泡、,仅能看清分别标有“”和“”字样,要求测量它们正常发光时的电阻和。
(1)图甲是小明用“伏安法”测量的实物电路,电源电压恒定;
①请将图甲电路补充完整 ,闭合开关前,应将滑动变阻器滑片移到 (A/B)端;
②闭合开关,发现小灯泡不亮,移动滑动变阻器滑片,电流表指针为零,电压有示数但示数不发生变化,小明分析可能的故障是导线②断路,小明的说法 ;
③排除故障后,闭合开关,电压表和电流表示数分别为和,移动滑片直到电压表示数为,灯泡正常发光,此时电流表示数如图乙所示,通过小灯泡的电流为 A,则= (精确到0.1);
(2)利用图丙所示电路,可以测出的大小。请将电阻箱(符号)、导线和灯泡分别填在图中虚线框内,完成电路连接 ,连好电路后,根据你的分析,测量小灯泡正常发光时的电阻,用到的物理方法是 。
3.小明用图1电路测量标有“2.5V”灯泡的电阻。
实验次数
1
2
3
电压U/V
1.0
1.5
2.5
电流I/A
0.15
0.17
0.20
灯泡电阻R/Ω
灯泡电阻R的平均值/Ω
(1)连接电路时应 开关。小明正确完成三次实验,并将实验数据填入表格中。请指出表格设计的一处错误 。
(2)某次实验时,小明发现灯泡突然熄灭,两电表示数均为0,他将导线①的a端依次接到接线柱b、c、d、e上,仅接e时电压表才有示数。若电路仅一处故障,则是 。
(3)排除故障后继续实验。实验中为了增大灯泡两端电压,他应将滑片向 移。灯泡正常发光时的电阻为 Ω。
(4)小红用图2的电路测量Rx阻值。R为电阻箱,R0为定值电阻(阻值未知)。
①实验步骤如下:
第1步:将S接b,调节R和滑片P,记下电阻箱的值R1和电流表示数I;
第2步:将S接a,保持滑片P位置不变,调节R,使电流表示数仍为I,记下电阻箱的值R2;
则Rx= 。(用物理量符号表示)
②对图2电路分析正确的是 。
A.将R0换成导线仍能完成实验 B.将滑动变阻器换成导线仍能完成实验
C.先将S接a一定能完成实验 D.电阻箱规格选择不当将无法完成实验
4.小明要测量一个标有“2.5V”的小灯泡正常发光时的电阻,连接了如图甲所示的部分电路。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的电路连接完整。(要求:滑动变阻器的滑片向右移时灯泡变亮)
(2)连接好电路后闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表无示数,电压表示数接近电源电压,故障可能是小灯泡 (选填“短路”或“断路”),更换小灯泡后,进行实验,调节滑片至某位置时电压表的示数如图乙所示,是 V,为了测量小灯泡正常发光的电阻,应将滑动变阻器的滑片P向 (选填“A”或“B”)端移动,直至灯泡正常发光。
(3)通过移动滑动变阻器的滑片P,进行多次测量记录数据,并绘制U-I图像如图丙所示,由此可得小灯泡正常发光时的电阻是 Ω;
(4)小明认为不用电流表也能测出小灯泡正常工作时的电阻,他又找来一个电阻箱和一个单刀双掷开关,设计了如图丁所示的电路,两虚线框中一处接入电阻箱,另一处接入滑动变阻器,连接好实物电路后进行了下列操作:
①闭合开关S,将单刀双掷开关掷于位置1,调整b处电阻,使电压表示数为2.5V。
②将单刀双掷开关掷于位置2,保持b处电阻不变,调整a处电阻,使电压表示数为 V,此时电阻箱的示数为小灯泡正常工作时的电阻。电阻箱应接在丁图中的 (填“a”或“b”)。
5.现要测量电阻Rx的阻值,提供的实验器材有:待测电阻Rx(约5Ω)、两节干电池、电流表、电压表、滑动变阻器、开关及导线若干。
(1)用笔画线代替导线,将图甲中的实物图连接完整,要求滑动变阻器的滑片P向接线柱D移动时接入电路的阻值变小 ;
(2)该实验中,若电流表没有示数,电压表示数为电源电压,那么故障可能是: ;
(3)排除故障继续实验,某次测量,电流表的示数为0.50A,电压表的示数如图乙,则本次的Rx= Ω;
(4)某同学利用电源(电压未知)、电阻箱(0-999.9Ω)和电流表等器材,测电阻Rx的阻值,设计的电路如图丙。完成下列实验步骤:
①正确连接电路,闭合S1、S2,断开S3,调节滑动变阻器的滑片,使电流表示数为I1;
②闭合S1、S3,断开S2,保持滑动变阻器的滑片不动,调节电阻箱阻值使电流表示数为I1,此时电阻箱读数为R0;
③电阻Rx= 。(用测得量的符号表示)
6.用如图甲所示的电路可以测量一个未知电阻的阻值,其中为待测电阻,为电阻箱,为单刀双掷开关,为定值电阻。李兵同学用该电路进行实验,主要步骤有:
A.把开关接,调节电阻箱,使电流表的示数仍为;
B.根据电路图,连接实物,将电阻箱的阻值调至最大;
C.把开关接,读出电流表的示数为;
D.读出电阻箱的示数。
(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,若已知的阻值为,则待测电阻的阻值为 。
(3)该实验所采用的物理实验方法叫 (选填“控制变量法”或“等效替代法”)。
7.在测定一个未知电阻的阻值时,小明和小亮设计了如图甲所示的实验电路,其中是电阻箱,为单刀双掷开关。
(1)闭合开关S后,把开关接到触点1,调节滑动变阻器R,使电压表有个合适的示数U;把开关接到触点2后,小明和小亮采取了不同的实验操作。
小明的操作:保持滑片P的位置不变,只调节电阻箱,直到电压表示数为U。
小亮的操作:同时调节滑动变阻器R和电阻箱,直到电压表示数为U。
你认为两人的操作中 的操作是正确的。
(2)选择正确的实验操作后,电阻箱上各旋钮的位置如图乙所示,其读数为 Ω,则待测电阻的阻值应为 Ω。
(3)本实验所采用的物理方法可称为 (选填“控制变量法”或“等效替代法”)。
8.某同学利用滑动变阻器、电阻箱R、电压表、电压恒定的电源、开关等器材设计了测量电阻的实验电路,如图甲所示。
(1)请补充主要实验步骤:
①按电路图连接电路,将滑动变阻器的阻值调到最大端;
②闭合,开关与触点2闭合,调节滑片P至适当位置,记录电压表的示数U;
③闭合,开关与触点1闭合,保持 动,调节 ,使电压表的示数仍为U;
④记录电阻箱的阻值(如图乙所示);
(2)待测电阻的阻值= Ω。
9.小丽要测量未知电阻Rx的阻值,她利用符合实验要求的电源一个、已调零的电压表一块、滑动变阻器、电阻箱()各一个、开关两个、导线若干,小丽设计了如下图所示的实验电路图,并写出了如下的实验步骤。请你将小丽的实验步骤补充完整。
①开关S1和S2均断开,按电路图连接电路,将滑动变阻器滑片P移到阻值最大端。
②只闭合开关 ,调节滑动变阻器的滑片P到适当位置,记录电压表的示数U;
③ ,保持 不变,调节 ,使电压表的示数仍为U;
④记录此时电阻箱的示数R0,则待测电阻的阻值Rx=R0。
10.小新同学学习了电学知识以后,选用三节新的干电池作为电源,并设计了如下的电学实验。
(1)探究导体中电流与导体电阻的关系。选用的定值电阻的阻止分别是。
①按照甲图,把乙实物电路补充完整,当滑动变阻器的滑片向左滑动时,电流表示数增大 :
②闭合开关后,小新发现电流表没有示数,电压表有示数,电路中出现的故障可能是 ;
③小新排除故障后,把的电阻接入电路,闭合开关,适当调节滑片的位置,电流表的示数如图丙所示;
④断开开关S,把的电阻换成的电阻,再次闭合开关后,滑片应向 (选填“左”或“右”)端移动,保持R两端电压不变;
⑤在此实验中,滑动变阻器接入电路的阻值范围是 ;
(2)小新同学利用电源(电压未知)、电阻箱和电流表(指针能正常偏转,但刻度盘示数模糊不清)等器材,测电阻的阻值,设计的电路如图。完成下列实验步骤:
①正确连接电路,断开S1、S2,将滑动变阻器阻值调至最大:
②闭合,断开,调节滑动变阻器滑片到某一位置, ;
③闭合,断开, ;
④未知电阻的阻值 (用字母表示)
11.学习电学时,同学们利用如图电路测量定值电阻的阻值。
电源由两节干电池串联而成,上模模糊糊地标有“300Ω”字样,滑动变阻器上标有“200Ω,2A”。A处根据需要,可以接学生电流表、导线。
(1)第一组同学操作步骤如下:
①将单刀双掷开关拨至m位置,在A位置连接电流表;
②闭合S,调节变阻器滑片,读出两表示数,并移动滑片多次测量。
本实验测量电阻的原理是 ,多次测量的目的是 ;
(2)第二组同学将导线接入A位置,进行了如下步骤:
①移动滑动变阻器的滑片;②闭合S,将单刀双掷开关拨至m位置;
③读出电压表示数为2V;④读出电阻箱的示数为268Ω;
⑤闭合S,将单刀双掷开关拨至n位置;⑥调节电阻箱的阻值;
请按照先后顺序将上述步骤排序 (上述步骤可重复使用);则 ;
如果在准备读电阻箱示数时不小心将滑片向左移了1Ω,自己没有察觉就读出阻值,则测得的数值与的真实值之差( );
A. B. C. D.
(3)第三组同学操作步骤如下:
①将单刀双掷开关S拨至m位置,在A位置连接电流表;
③将滑动变阻器调滑片移至最左端,记录此时电流表的示数为;
③将滑片移至最右端,记录此时电流表的示数记为;
④则 (用上述已知的物理量和符号表示)。
你认为三组同学的实验方案最科学的是第 组,原因是 。
12.如图所示,现要测量一只阻值约为数百欧的电阻,能提供的器材有:干电池两节、学生用电压表(量程为0~3V、0~15V)、学生用电流表(量程为0~0.6A、0~3A)、滑动变阻器R(100Ω,2A)和电阻箱各一只、开关和导线若干。各组同学都提出了自己的设计方案,如图所示是其中三组同学的设计方案(电路图)。下列是课堂上教师和学生的部分对话。
(1)老师:“同学们很聪明,这三种方案中,是否都是可行的?”丙组的一位同学:“甲组方案不可行,因为 ,不能准确测量”;
(2)老师:“乙组同学设计的电路,如何测量出的阻值呢?请乙组同学汇报一下。”乙组中一位同学:“将滑动变阻器的滑片调至最左端,读出电压表的示数为U,再将滑片调至最右端,读出电压表的示数为,则可求出R两端的电压。再结合滑动变阻器的铭牌,可求出电路中的电流为 。最后得出电阻的阻值为 ”;
(3)老师:“乙组同学设计的电路很好!丙组同学设计的电路相比乙组电路哪种方案更优秀?”丙组中一位同学:“我们组的实验方案更优秀,因为我们的方案不仅能测量出未知电阻的阻值,而且测量结果可以比乙组更准确!”理由是 。
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《期末综合复习专题训练:等效替代法测电阻--2025-2026学年人教版九年级上册物理》参考答案
1.(1) 连接电路时开关没有断开 A 12.5
(2) 小于
【详解】(1)[1]为了保护电流,连接电路时,开关需要保持断开状态,而该实验存在的问题是连接电路时开关没有断开。
[2]为了保护电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片P需要位于阻值最大处,故闭合开关前,应将滑片P移至A端。
[3]当电压表示数是2.5V,电流表示数如图乙所示为0.2A,则小灯泡正常发光时的电阻是
(2)[1]由于灯泡的电阻、电压、电流都是变化的,故利用灯泡测量定值电阻,必须用已知的灯泡的额定电压,额定功率,故让小灯泡正常发光,小灯泡正常发光的电流为
用等效替代的思维可以测量出待测电阻,根据①②,此时电阻箱与滑动变阻器串联,使电流表的示数为;再根据③,小灯泡、待测电阻、电阻箱、滑动变阻器串联,电流表的示数不变,电源电压不变,则总电阻不变,滑动变阻器的滑片P位置不变,滑动变阻器接入的阻值不变,故
[2]小灯泡的电阻为,待测电阻的阻值为
[3]步骤②③中电流表的示数相等但均小于I,则说明通过灯泡的电流小于I,温度降低,灯泡的电阻小于,则所测的电阻Rx阻值小于真实值。
2.(1) B 错误 0.3 8.3
(2) 等效替代法
【详解】(1)[1]实验中,滑动变阻器、灯泡和电流表应串联,电压表与灯泡并联,作图如下:
[2]为保护电路,闭合开关前,应将滑动变阻器滑片移到阻值最大处,即B端。
[3]若导线②断路,电压表的两端无法与电源相通,电压表无示数,除了电压表外,整个电路为通路,电流表有示数,所以不可能是导线②断路,小明的说法错误。
[4][5]如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,示数为0.3A,则通过小灯泡的电流为0.3A,则小灯泡正常发光时的电阻为
(2)[1][2]由于已知灯泡的额定电流(0.2A),因而闭合,将灯泡与电阻箱、电流表串联接入电路,调节电阻箱使得电流表示数为0.2A,使得灯泡正常工作,读出电阻箱示数;然后闭合把灯泡短路,调节电阻箱,使得电流表示数仍为0.2A,读出电阻箱示数;则根据等效替代法,电阻箱增大的电阻等于灯泡的电阻。设计电路如下图所示:
3.(1) 断开 灯泡电阻不能求平均值
(2)滑动变阻器断路
(3) 右 12.5
(4) R2-R1 ABD
【详解】(1)[1]连接电路时,为了电路安全,应该断开开关。
[2]小明测出了如图表格所示的示数,该表格中的一处错误是:多了计算R的平均值这一行,小灯泡的电阻随温度的升高而增大,测R的平均值没有意义。
(2)灯泡突然熄灭,两电表示数均为0,说明电路存在断路;将导线①的a端依次接到接线柱b、c、d、e上,两个电表仍未示数,说明断路部分在a到d的电路之外,当接e时电压表才有示数,证明此时电路是通路了,因此断路之处在d、e之间,即滑动变阻器断路。
(3)[1]实验中为了增大灯泡两端电压,根据串联分压可知,应减小滑动变阻器两端的电压,即减小滑动变阻器接入电路的阻值,所以他应将滑片向右移。
[2]由表中数据可知,当灯泡正常发光时,即灯泡两端电压为2.5V时,通过灯泡的电流为0.20A,则灯泡正常发光时的电阻为
(4)[1]由图可知,将S接b时,滑动变阻器、定值电阻、电阻箱和待测电阻串联,电流表测电路中的电流,调节R和滑片P,记下电阻箱的值R1和电流表示数I;将S接a,滑动变阻器、定值电阻、电阻箱串联,电流表测电路中的电流,保持滑片P位置不变,调节R,使电流表示数仍为I,记下电阻箱的值R2;则此时电阻箱的阻值等于原来电阻箱的阻值加待测电阻的阻值,因此待测电阻的阻值为Rx=R2-R1
[2] A.将R0换成导线,电路中有滑动变阻器保护电路,且可以通过调节电阻箱使两种电路时的电流相同,可以用等效替代法来测量待测电阻的阻值,所以仍能完成实验,故A正确;
B.将滑动变阻器换成导线,电路中有定值电阻保护电路,且可以通过调节电阻箱使两种电路时的电流相同,可以用等效替代法来测量待测电阻的阻值,所以仍能完成实验,故B正确;
C.先将S接a,则不能确定当待测电阻接入电路时的电流,不能用等效替代法来测量待测电阻的阻值,故C错误;
D.电阻箱规格选择不当,则电阻箱可能无法调节到合适的阻值,将无法完成实验,故D正确。
故选ABD。
4.(1)
(2) 断路 1.8 B
(3)10
(4) 2.5 a
【详解】(1)根据要求滑动变阻器的滑片向右移动时,灯泡亮度变亮,电阻变小,应该把滑动变阻器接右下方接线柱接入电路,如图所示:
(2)[1]闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表无示数,说明电路处于断路状态,又电压表示数接近电源电压,说明电压表与电源之间不能断路,则故障可能是小灯泡断路。
[2][3]由图乙可知,电压表的量程是0~3V,分度值是,电压表的示数是;此时小灯泡电压小于额定电压,若她想测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器电阻减小,因此应将滑片向B端移动。
(3)由图丙可知,小灯泡的额定电压和额定电流,小灯泡正常发光时的电阻
(4)[1][2]单刀双掷开关掷于位置1,小灯泡和b处电阻串联,由于小灯泡的额定电压为,调节b处电阻,使电压表的示数为,灯正常发光,同时也说明b处电阻是滑动变阻器,则a处是电阻箱;将单刀双掷开关掷于位置2,电阻箱和滑动变阻器串联,保持b处电阻不变,即滑动变阻器阻值不变,调整a处电阻箱,使电压表示数为,此时电阻箱的示数为小灯泡正常发光时的电阻,利用了等效替代法。
5.(1)
(2)待测电阻Rx断路
(3)5.2
(4)R0
【详解】(1)电流表与待测电阻Rx串联,电压表并联在待测电阻Rx两端,滑动变阻器要连接“一上一下”两个接线柱,且当滑片P向D接线柱滑动时接入阻值变小,则需接B接线柱,电源由两节干电池组成,电压约为3V,电阻阻值约为5Ω,则在滑动变阻器接入阻值为零时,电路电流约为
则电流表应选择0~0.6A的量程,电路连接如下:
(2)电流表没有示数,说明电路可能为断路,电压表示数为电源电压,则电压表与电源连通,则故障为待测电阻Rx断路。
(3)由图乙可知,电压表所选量程为0~3V,分度值为0.1V,示数为2.6V,则待测电阻阻值
(4)闭合S1、S2,断开S3时,滑动变阻器与Rx串联,闭合S1、S3,断开S2时,滑动变阻器与R0串联,两次电流表示数相同,即两次电流相等,根据可知,两次电路的电阻相等,由于滑动变阻器的电阻不变,则待测电阻Rx的电阻与电阻箱的阻值相等,即。
6.(1)BCAD
(2)1893
(3)等效替代法
【详解】(1)这是用电阻箱替代法测电阻,应
先按电路图连接实物,电阻箱阻值调至最大(B)。
把开关 S 接 a 点() ,读出电流表示数(C)。
把开关 S 接 b 点(电阻箱),调节电阻箱使电流表示数仍为(A)。
读出电阻箱示数,则(D)。
所以顺序是 BCAD。
(2)如图乙,电阻箱读数为,即
(3)用电阻箱替代待测电阻,使电流表示数相同,从而,这是等效替代法。
7.(1)小明
(2) 3603 3603
(3)等效替代法
【详解】(1)本实验的原理是等效替代,即通过电阻箱��1等效替代未知电阻Rx。当开关S1接触1时,Rx与滑动变阻器R串联,电压表测量Rx两端电压U;S1接触点2时,��1与滑动变阻器R串联,要使电压表的示数仍为U,需保证电路中的总电阻不变、滑动变阻器的阻值不变,此时��1的阻值才等于Rx的阻值。小明保持滑片位置不变(即滑动变阻器阻值不变),只调节电阻箱,符合等效替代的要求;而小亮同时调节滑动变阻器和电阻箱,会改变电路总电阻,无法保证R1与Rx的等效,因此小明的操作正确。
(2)[1]电阻箱的读数方法是各旋钮对应的数字乘以倍率后相加。如图乙所示,R1的阻值
[2]因为��1与Rx的等效,故待测电阻的阻值
(3)实验中用可直接读数的电阻箱R1等效替代未知电阻Rx,使电压表的示数相同,这种方法称为等效替代法。
8.(1) 保持滑动变阻器滑片不动 电阻箱R
(2)20
【详解】(1)[1][2]①按电路图连接电路,将滑动变阻器的阻值调到最大端;
②闭合,开关与触点2闭合,和滑动变阻器串联,电压表测电压,调节滑片P至适当位置,记录电压表的示数U;
③闭合,开关与触点1闭合,电阻箱R和滑动变阻器串联,保持滑动变阻器滑片不动,调节电阻箱R,使电压表的示数仍为U;
④记录电阻箱的阻值。
(2)根据等效替代法,电阻箱的阻值即为阻值,则待测电阻的阻值
9. S1 只闭合开关S2 滑片的位置 电阻箱的阻值
【详解】[1][2][3][4]由题意可知,本实验采用的等效替代法测电阻。基本思路是先将待测电阻单独接入电路,将滑动变阻器滑片移动到合适位置时记下电压表示数;然后用电阻箱来替代待测电阻接入电路,在保持滑动变阻器阻值不变的情况下,调节电阻箱阻值,使电压表示数仍为原来的示数,这样电阻箱此时接入的阻值就等于待测电阻的阻值。所以实验的步骤为:只闭合开关S1,调节滑动变阻器的滑片P到适当位置,记录电压表的示数U;然后断开开关S1,闭合S2,保持滑动变阻器滑片的位置不变,调节电阻箱的电阻值,使电压表的示数仍为U;记录此时电阻箱的示数R0,则待测电阻的阻值Rx=R0。
10.(1) 定值电阻断路(合理即可) 右
(2) 读出电流表的示数为I 保持滑动变阻器位置不变,调节电阻箱,使电流表的示数为I,记下电阻箱阻值
【详解】(1)[1]若要满足滑动变阻器的滑片向左滑动时,电流表示数增大,则滑动变阻器滑片向左滑动时,接入电路中的电阻变小,所以滑动变阻器左下接线柱与定值电阻右接线柱相连。如图所示:
[2]当电流表没有示数时,电路可能断路,当电压表有示数时,说明与电压表与电源是连通的,故电路中的故障可能是电压表的测量对象定值电阻断路。
[3]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,由分压原理知,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向右端移动。
[4]根据串联分压可知,实验时,要保持定值电阻两端电压不变,当定值电阻的阻值越大时,滑动变阻器接入电路中的电阻就越大,故当定值电阻阻值为时,滑动变阻器接入电路中的阻值最小,当定值电阻阻值为时,滑动变阻器接入电路中的阻值最大。
如图丙所示,电流表的测量范围是0~0.6A,分度值是0.02A,其示数为0.4A,故当定值电阻阻值为时,电路中的电流为0.4A。
当定值电阻阻值为时:
定值电阻两端电压
由题可知,电源的电压
滑动变阻器两端电压
滑动变阻器此时接入电路的电阻
当定值电阻阻值为时:
由于实验中需保持定值电阻两端电压不变,即此时电压
此时通过它的电流
滑动变阻器此时接入电路的电阻
综上所示,滑动变阻器接入电路的阻值范围是。
(2)[1][2][3]如图丁所示,是采用等效法测量电阻的阻值,其原理是通过不同开关的闭合与断开,保持未知电阻两端的电压与电阻箱两端的电压相等,通过未知电阻的电流与通过电阻箱的电流相等,此时未知电阻的阻值就等于电阻箱的阻值,可以直接从电阻箱中读出电阻的大小,故其实验操作如下:
①正确连接电路,断开S1、S2,将滑动变阻器阻值调至最大;
②闭合,断开,滑动变阻器与Rx串联,调节滑动变阻器滑片到某一位置,读出电流表的示数为I;
③闭合,断开,滑动变阻器与电阻箱串联,保持滑动变阻器位置不变,调节电阻箱,使电流表示数为I,记下电阻箱阻值;
④未知电阻的阻值。
11.(1) 求平均值减小误差
(2) ②①③⑤⑥④ 268Ω D
(3) 二 见解析
【详解】(1)[1]本实验是利用伏安法测量电阻,通过测量电阻两端的电压和通过电阻的电流,利用电压和电流的比值间接测量电阻,所以本实验的原理是。
[2]由于一次测量定值电阻的阻值误差较大,所以多次测量的目的是为了取平均值,减小误差。
(2)[1]本实验用等效替代法,用电阻箱来代替未知电阻Rx,先接入未知电阻,调滑动变阻器,记录电压表示数,再用电阻箱代替未知电阻,调电阻箱,使电压表示数为之前记录数据,此时电阻箱阻值与未知电阻的阻值相等,因此实验过程为②闭合S,将单刀双掷开关S1拨至m位置;①移动滑动变阻器的滑片;③读出电压表示数为2V;⑤闭合S,将单刀双掷开关S1拨至n位置;⑥调节电阻箱的阻值,使电压表示数为2V;④读出电阻箱的示数为268Ω;排序为②①③⑤⑥④。
[2]本实验用等效替代法,用电阻箱来代替未知电阻Rx,电阻箱的示数为268Ω,则未知电阻Rx的阻值为268Ω。
[3]如图,滑片向左移了1Ω,滑动变阻器接入电路阻值减小1Ω,电源电压为3V,则滑动变阻器分得电压为
滑片左移前,根据串联分压可得
则
滑片向左移1Ω,滑动变阻器接入电路阻值变成133Ω,根据串联分压
解得
因此与之前测量真实值之差为,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
(3)[1]将单刀双掷开关S1拨至m位置,在A位置连接电流表,滑动变阻器调滑片移至最左端,只有Rx接入电路,记录此时电流表的示数为I1,电源电压为
将滑片移至最右端,滑动变阻器和Rx串联,记录此时电流表的示数记为I2,电源电压为
联立二式可解得
[2][3]电源电压为3V,未知电阻为268Ω,由可知,电路中的最大电流为
第一、三组实验中电路中实际电流最大约为0.01A,小于电流表的分度值0.02A,电流表不能准确的测量电流值,故第二组实验更科学。
12.(1)电路中电流过小
(2)
(3)可以多次实验求平均值,减小误差
【详解】(1)甲组:电压表测两端电压,电流表测总电流。
但数百欧,电源两节干电池电压约3V,电流最大约
电流表量程最小 0.6A(0~0.6A),6mA远小于0.06A,指针偏转很小,读数误差大,不能准确测量。
(2)[1][2]乙组电路与滑动变阻器串联,电压表测电压。
滑片在最左端时:,电压表测电源电压同时也测两端电压,即
滑片在最右端时:
,电压表示数,此时与串联,则由欧姆定律可得电流,同时,即
解得
(3)丙组用电阻箱和电压表,采用等效替代法或调节电阻箱使电压表示数与接时相同,从而直接读出。这种方法不需要知道电源电压,也不依赖电流测量,避免了电表内阻引起的系统误差,同时也可以进行多次测量,求平均值减小误差,结果更准确。
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