期末专题:等效替代法测电阻问题(专项训练)-2025-2026学年苏科版九年级上册物理
2025-12-31
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理苏科版九年级上册 |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | 四、欧姆定律的应用 |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-期末 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | DOCX |
| 文件大小 | 15.88 MB |
| 发布时间 | 2025-12-31 |
| 更新时间 | 2025-12-31 |
| 作者 | 博创 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2025-12-31 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/55724656.html |
| 价格 | 2.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
期末专训:等效替代法测电阻问题
1.小红用如图甲所示的电路测量定值电阻的阻值。
(1)正确连接电路,闭合开关后,发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片P,电流表始终无示数,电压表示数接近电源电压,其原因是 ;排除故障后,闭合开关,移动滑片P,当电压表示数为时,电流表示数如图乙所示,则定值电阻 。小红认为电阻值已经测出,便开始整理实验器材,她的实验不足之处是 。
(2)小红继续测量小灯泡的阻值,但发现电压表已损坏,于是找来一个电阻箱,设计如图丙所示电路,操作如下:①将待测的小灯泡接入电路中、两点间,闭合开关,电流表示数为;②取下小灯泡,将电阻箱接入、两点间,调节电阻箱,使 ,此时电阻箱示数如图丁所示,则小灯泡的阻值为 。
2.小明用图甲所示电路“探究电流与电阻的关系”,电源为电压可调的学生电源,滑动变阻器规格为“1A”,现有、、、、的定值电阻各一个。
(1)检查如图甲所示的电路,发现有一根导线连接错误,请你在这根导线上打“×”,并用笔线代替导线画出正确的接法。
(2)电路正确连接后,闭合开关,发现电流表无示数,电压表示数较大,原因可能是电阻 。
(3)小红先将电源电压调到合适的值,然后分别换上多个电阻进行探究,得到如图丙所示的电流随电阻变化的图像,由图像可以得出结论 。
(4)在实验过程中,小明直接用的电阻替代的电阻接入电路,要完成实验,可直接将滑动变阻器滑片向 滑动。(选填“左”或“右”)
(5)小红想再测某电阻的阻值,发现电流表损坏,于是设计了如图丙的实验电路;
①开关接,调节电阻箱和滑片P至适当位置,使电压表示数为,记下电阻箱示数;
②开关接,保持滑动变阻器滑片位置不变,调节电阻箱使电压表示数仍为,记下电阻箱示数;则需 (用所测物理量符号表示);若开关接时,滑动变阻器滑片不小心向右移动了少许,测出的待测电阻值将 (选填“偏大”或“偏小”)。
3.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)正确连接电路闭合开关后,电压表示数为1.5V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;
(3)本实验要多次测量取平均值,是为了 ;
(4)某实验小组进行实验时不慎将电压表损坏,想利用如图丙实验电路图测量Rx的阻值.图中R为电阻箱,请在以下空白处填上适当内容。
①将开关接a,调节电阻箱和滑动变阻器滑片P至适当位置,记下电流表示数I和电阻箱阻值RA;
②将开关改接b, ,记下电阻箱阻值RB;
③则Rx= (要求仅利用电阻箱读数表达Rx的阻值)。
4.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 。
5.如图所示是某兴趣小组巧测R2阻值的实验电路图。图中R为电阻箱,R0为定值电阻(阻值未知)。要求仅利用电阻箱读数表达R2的阻值,请在空白处填上适当内容。
①将开关接a,调节电阻箱和滑动变阻器滑片P至适当位置,使电流表的示数为I,记下 ;
②将开关接b, ,使电流表示数仍为I,记下电阻箱是示数为RB;
③则R2= ;
④若在第②步骤中滑片P不小心向右移动了少许,所测R2的阻值 (“偏大”或“偏小”或“不受影响”)。
6.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)
7.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”)。
8.小杜有一只小灯泡,如图甲所示,螺纹上面的参数有些模糊,只能看到“0.3A”的字样,且知道额定电压只可能是2.5V或3.8V.小杜计划测量该小灯泡在额定电压时的实际电阻.电源为3节新干电池.
(1)小杜连接了如图乙所示的电路,闭合开关前,应该先将变阻器的滑片移到最 (选填“左”或“右”)端,并选用电压表 (选填“0~3V”或“0~15V”)量程接入电路.闭合开关后,调节滑动变阻器的过程中,眼睛要注意观察 表的示数,以免灯泡被烧坏;
(2)当电流表示数达到0.3A时,发现电压表示数不足3V,此时小杜应该先断开开关, ,然后闭合开关,再将滑动变阻器的滑片调到合适位置,使电压表示数达到灯泡额定电压值,最后测出小灯泡此时的实际电阻;
(3)小芳设计了如图丙所示的电路,用来测量该小灯泡在额定电压时的实际电阻。实验方案如下:(电源电压不变,滑动变阻器R1的最大阻值为Rm,滑动变阻器R2的阻值未知)
①只闭合开关 ,移动 R1滑片,使电流表的示数为I额;
②只闭合开关 ,保持 R1滑片位置不动,移动 R2滑片,使电流表的示数为I额;
③保持滑动变阻器 (选填“R1”或“R2”)滑片位置不动,将另一个滑动变阻器滑片移到最左端,电流表的示数为I1,再将此滑动变阻器的滑片移到最右端,电流表的示数为I2;
④小灯泡在额定电流时的实际电阻R实= 。(用I1、I2、Rm表示)
9.两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 。
10.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。
11.在“探究电流与电阻的关系”的实验中,图甲为小董将学生电源、电流表、电压表、滑动变阻器、定值电阻(5Ω、10Ω和15Ω)和开关连接成的电路。
(1)将电源电压调至4.5V,在a、b间接入的定值电阻,将滑动变阻器滑片P滑至 (选填“A”或“B”)端,闭合开关S,调节滑片P使电压表示数为3V,记录电流表读数;
(2)将定值电阻分别更换为和,重复上述操作。图乙为某次实验中电流表的示数,读数为 A;
(3)图丙为根据实验数据得到的图像,可得出结论:在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成 (选填“正”或“反”)比;
(4)小董还想测量标有“0.3A”字样的小灯泡L正常发光时的电阻。选用一个定值电阻,并添加一个电阻箱,设计了如图丁所示的电路。实验步骤如下:
①闭合开关,将滑动变阻器滑片P滑到B端,电阻箱调至某一阻值;
②闭合开关,调节滑动变阻器,使电流表示数为 A,记录电压表读数;
③断开开关,如图中虚线所示,将电压表连接C点的导线改接到D点,闭合开关,反复调节电阻箱和滑动变阻器,使电流表和电压表的示数与②中相同,记录此时电阻箱的阻值,断开开关;
④小泡L正常发光时的电阻 。
12.为测量某待测电阻的阻值,实验探究小组设计了如图甲所示的电路图,并进行了实验。
(1)在连接如图乙的电路时,开关S应处于 状态,闭合开关前应将滑动变阻器的滑片置于 (选填“”或“”)端;
(2)在如图乙所示的电路中,闭合开关,移动滑片,发现电压表示数为零,电流表有示数,经分析电路连接不完整,请在图乙中用笔画线代替导线将电路连接完整 ;
(3)正确连接电路后,某次测量时,电压表的示数为,电流表的示数为,则待测电阻的阻值 ;实验时应多测几组数据,求电阻的平均值,目的是 ;
(4)某实验小组实验时发现电压表已损坏,为测量的阻值,他们经过讨论设计了如图丙的电路图。已知电源电压不变,定值电阻的阻值为,闭合开关、断开时电流表读数为;同时闭合开关和时电流表读数为,则 (用、、表示);
(5)实验小组完成实验后,他们经过讨论,认为用图甲的电路图还可以完成 实验。(至少填写一个实验名称)
13.小南同学在“测量小灯泡电阻”的实验中,所用电源电压恒为5V,小灯泡上标有“3V”字样,滑动变阻器的规格是“”。
(1)根据图甲的电路图,用笔画线代替导线,帮小南将图乙中未完成的电路连接好(要求滑片向右移时灯泡变亮);
(2)连接电路时,开关应 ;闭合开关前,应将滑片调到 端(选填“A”或“B”);
(3)连接好电路后闭合开关,小南发现灯泡不亮,电压表有示数,电流表无示数,出现这种故障的可能是 ;
(4)排除故障后闭合开关,调节滑片到某一位置时,电压表示数如图丙所示,现在要测定小灯泡正常发光时的电阻,应将滑动变阻器滑片P适当地向 (选填“A”或“B”)端移动,使电压表的示数为3V,此时电流表的示数如图丁所示,那么灯泡的电阻是 Ω;
(5)另一小组的同学设计了如图戊所示的实验电路,不用电流表也测出了小灯泡正常发光时的电阻。电源电压未知但恒定不变,小灯泡的额定电压为U额,R1和R2为滑动变阻器,R1的最大阻值为R0,实验步骤如下:
①闭合开关S、S1,断开开关S2,调节R1的阻值,使电压表的示数为U额;
②闭合开关S、S2,断开开关S1,保持R1的阻值不变,调节R2的阻值,使电压表的示数为 ;
③保持R2的阻值不变,将R1的滑片P调至最左端,记下电压表的示数U1,再将R1的滑片P调至最右端,记下电压表的示数U2,则小灯泡正常发光时的电阻R= 。(用U1、U2、R0表示)
14.小明使用可调电压的电源、四个定值电阻(阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω、25Ω)、电压表、电流表、标有“20Ω,1A”的滑动变阻器、开关、导线等器材做“探究电流和电阻的关系”实验。
(1)甲图中有一根导线连接错误,请在该导线上画“×”,并在图上改正 ;
(2)排除故障后,当接入5Ω电阻时,调节滑片到某位置,电流表的示数如图乙所示。依次更换定值电阻进行实验,当接入20Ω电阻时,调节滑片,使电压表示数保持 V不变,滑动变阻器恰好达到最大阻值,可知电源电压为 V;
(3)将电阻从20Ω更换成25Ω时,为了可以完成实验,需将电源电压最少调到 V;
(4)小明在完成上述实验后,想测量一个未知电阻Rx的阻值,连接了如图丙所示电路。
①先将开关S拨至“1”,调节滑片P到某一位置,此时电压表示数为1.2V;
②再将开关S拨至“2”,保持 不变,调节电阻箱,当其阻值为210Ω时,此时电压表示数仍为1.2V;电阻Rx= 。
15.在测量电阻的实验中:
(1)小华设计的测量电路如图1所示,待测电阻约10
①在甲图开关闭合前,滑动变阻器的滑片应置于最 端;
②导线A、B、C、D中有一根连接错误,这根导线是 ;
③改正连接错误并闭合开关后,小华发现无论怎样调节滑动变阻器,电压表示数不为零且保持不变,而电流表示数始终为零,已知导线及各处连接完好,则电路中 出现了 故障。
(2)小清设计的测量另一待测电阻阻值的电路如图乙所示
①他的测量步骤如下:
第1步:将接在电路中A、B两点间,闭合开关S,调节滑动变阻器滑片P至适当位置,此时电压表的示数如图丙所示,示数为 V;断开开关S,移走;
第2步:再将电阻箱R接在A、B两点间,闭合开关S,保持滑动变阻器的滑片P位置不变,调节电阻箱使电压表的示数仍如图丙所示,此时电阻箱接入电路中阻值R=52,则小清测得的阻值为 。
②在第2步中,若小清无意中将滑动变阻器的滑片P向左移了少许,则他测得的阻值将偏 ,设滑片P的左移使滑动变阻器接入电路的阻值变化了1,则小清测得的值为 。
16.小明同学生测量某一未知定值电阻的阻值,用到的器材有:待测电阻Rx(约为10Ω)、电源(电压恒为4.5V)、电流表、电压表,滑动变阻器(规格为“20Ω 1A”)、开关各1个,导线若干。
(1)用笔画线代替导线将图甲中的实验电路连接完整 (要求:滑动变阻器的滑片向左移动时,电压表的示数变大)。
(2)闭合开关后,发现电流表的指针偏转如图乙所示,造成该现象的原因是 。
第一组
第二组
第三组
第四组
电压/V
1
1.8
2.6
3.2
电流/A
0.1
0.18
0.26
0.32
(3)排除故障后,小明开始实验,并且记录了四组实验数据,如表中所示,小明测得的待测电阻Rx的阻值为 Ω;同桌在分析实验数据时,发现这四组数据中有一组数据是小明编造出来的,并不科学,请你判断编造的数据是第 组,你判断的依据是 。
(4)小陈同学用如图丙所示的电路图测量Rx的阻值,电源电压恒为3V,滑动变阻器(规格为“20Ω 1A”),还有电压表、电流表,电阻箱,导线可以选用,小陈同学操作步骤如下:
①将单刀双掷开关S1拨至a位置,闭合开关S,移动滑动变阻器滑片到某一合适位置时,记下此时电压表示数为2V;
②断开开关S,将单刀双掷开关S1拨至b位置;
③闭合开关S,调节电阻箱,使电压表示数为 V,读出电阻箱示数,即等于Rx的阻值。
17.用如图1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。某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.读出电阻箱的示数R;
C.把开关S接a点,读出电流表的示数为I;
D.根据电路图,连接实物,将电阻箱的阻值调至最大;
(1)上述步骤的合理顺序是 (只填写序号);
(2)电路中接入电阻R0的目的是 ;
(3)在步骤A中,若电阻箱调节好后示数如图2所示,则待测电阻的阻值为 Ω;
(4)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”);
(5)小亮设计了图3的电路测Rx的阻值。与图1的方法比较,你觉得图3最显著的优点是: 。
18.小明用如图甲所示的电路测量定值电阻Rx的电阻。
(1)请用笔画线表示导线,将图甲所示的实验电路连接完整。(已知Rx>5Ω)
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移动到最 (选填“左”或“右”)端。
(3)闭合开关后,发现无论如何移动滑动变阻器的滑片,电流表、电压表均无示数,则电路中的故障可能是 。
(4)排除故障后,继续实验,当电压表示数如图乙所示时,电流表示数为0.24A,则定值电阻Rx的电阻为 Ω。
(5)实验中通过移动滑动变阻器的滑片位置得到多组实验数据并计算出Rx的平均值,这样做是为了_______(选填字母)。
A.寻找普遍规律 B.减小误差
(6)另一组的小红设计了如图丙所示的电路来测量电阻器的电阻,其中为电阻箱,R0为定值电阻,实验步骤如下:
①开关S接触点a,读出电流表的示数为I;
②开关S改接触点b,调节电阻箱直到 ,电阻箱的示数如图丁所示;
③电阻器= Ω。
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《期末专训:等效替代法测电阻问题》参考答案
1.(1) Rx断路 5 只测了一组数据,实验数据误差较大
(2) 电流表示数仍为I 8.2
【详解】(1)[1]闭合开关后,发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片P,电流表始终无示数,说明电路可能断路,电压表示数接近电源电压,说明电压表与电源连通,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,即其原因是Rx断路。
[2]当电压表示数为1.5V时,电流表示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值0.02A,其示数为0.3A,则定值电阻Rx的阻值为
[3]只测了一组数据,实验数据误差较大,应该多次几组数据,求出平均值可以减小误差。
(2)[1][2]将待测的小灯泡接入电路中M、N两点间,闭合开关,电流表示数为I;取下小灯泡,将电阻箱接入M、N两点间,调节电阻箱,使电流表示数仍为I,根据等效替代法,此时电阻箱的阻值等于小灯泡的阻值;如图丁所示,电阻箱的示数为
故小灯泡的阻值约为8.2Ω。
2.(1)
(2)断路
(3)当导体两端电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
(4)右
(5) 偏大
【详解】(1)由图甲可知,电流表并联在电路中,电压表串联在电路中;而电流表应串联在电路中,电压表应并联在定值电阻两端,测定值电阻两端电压,所以定值电阻R的B接线柱与电流表之间的导线(打“×”);将该导线改接至R的B接线柱与电压表的负接线柱之间,使电压表并联在定值电阻两端,电流表串联在电路中。如图所示:
(2)电流表无示数,说明电路断路,电压表有示数,说明电压表与电源正负极接通,则故障原因可能是电阻R断路。
(3)图乙是“电流I随电阻R变化”的图像,电流与电阻的乘积为
保持不变,故可得出结论:当导体两端电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
(4)用电阻替代电阻后,根据“串联分压”原理可知定值电阻的分压会升高;为保持定值电阻电压不变,需增大滑动变阻器的分压,因此要增大滑动变阻器的接入电阻。结合甲图中滑动变阻器的左下接线柱接入电路,滑片向右滑动时,接入电阻增大。
(5)[1]开关接a时:电路是、电阻箱、滑动变阻器串联,电压表测与电阻箱串联部分电路的总电压;开关接b时:电路是电阻箱与滑动变阻器串联,电压表测的电压(仍为),且滑动变阻器滑片位置不变,即滑动变阻器的分压不变。根据“等效替代”(两次电路的总电阻相等),有,因此
[2]若开关接b时,滑动变阻器滑片向右移动:滑动变阻器接入电阻增大,其分压会增大;为保持电压表示数仍为,需增大电阻箱的阻值;由可知,偏大则测出的将偏大。
3.(1)
(2) 0.3 5
(3)减小误差
(4) 滑动变阻器滑片P位置不动,调节电阻箱使电流表示数为I
【详解】(1)测量定值电阻阻值的实验是通过测量电阻两端的电压及电流,利用欧姆定律计算定值电阻的阻值的,故原理是欧姆定律变形公式。
(2)[1]电流表选择的量程,分度值为0.02A,此时电流表读数为0.3A。
[2]此时测得Rx的阻值是
(3)一次实验测量的结果具有较大误差,实验中要多次测量取平均值,目的是为了减小误差。
(4)[1]①将开关接a,调节电阻箱和滑动变阻器滑片P至适当位置,记下电流表示数I和电阻箱阻值RA;
②将开关改接b,滑动变阻器滑片P位置不动,调节电阻箱使电流表示数为I,记下电阻箱阻值RB。这两次电流相等,说明这两次电路总电阻相等,
[2]③则
4.(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。
5. 电阻箱的阻值RA 滑动变阻器的接入电路的阻值不变 R2=RA-RB 偏大
【详解】[1][2][3]将开关接a,调节电阻箱和滑动变阻器滑片P至适当位置,使电流表的示数为I,记下电阻箱的示数RA。这一步是让R(电阻箱)、R0和滑动变阻器组成的电路,电流为I。将开关接b,保持滑动变阻器滑片P位置不变,使电流表示数仍为I,记下电阻箱的示数为RB。这样做是为了保证除了接入的电阻不同外,其他条件(滑动变阻器的阻值、R0等)都不变,从而利用等效替代法。两次总电阻相同
解得R2=RA-RB
[4]若在第②步骤中滑片P不小心向右移动了少许,滑动变阻器接入电路的阻值变大。此时为了使电流仍为I,电阻箱的阻值RB需要调小(因为总电阻要不变,滑动变阻器电阻变大,电阻箱电阻就得变小)。根据R2=RA-RB,RB变小,所以所测R2的阻值偏大。
6.(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。
7.(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。
8.(1) 左 0~15V 电流
(2)电压表换用
(3)
【详解】(1)[1]闭合开关前,为了保护电路,应该将变阻器的滑片移到阻值最大处。观察图乙,滑动变阻器下面接的是右边的接线柱,所以滑片移到最左端时阻值最大。
[2]电源为 3 节新干电池,电源电压
小灯泡的额定电压只可能是或,为了能准确测量且不超过电压表量程,应选用量程。
[3]因为小灯泡的额定电流为,在调节滑动变阻器过程中,要防止通过灯泡的电流过大被烧坏,所以眼睛要注意观察电流表的示数。
(2)当电流表示数达到时,电压表示数不足,说明小灯泡的额定电压是,此时应先断开开关,换用的电压表量程 ,然后闭合开关,再将滑动变阻器的滑片调到合适位置,使电压表示数达到灯泡额定电压值,最后测出小灯泡此时的实际电阻。
(3)[1]要使小灯泡正常发光,需要通过小灯泡的电流为额定电流。在图丙所示电路中,只闭合开关时,小灯泡与滑动变阻器串联,移动滑片,可使电流表的示数为。
[2]只闭合开关时,滑动变阻器与滑动变阻器串联,保持滑片位置不动,移动滑片,使电流表的示数为,此时接入电路的电阻与小灯泡正常发光时的电阻相等。
[3]保持滑动变阻器滑片位置不动,将滑动变阻器滑片移到最左端和最右端来测量相关电流。
[4]当滑片移到最左端时,电路中只有接入电路,此时电流为,则电源电压;当滑片移到最右端时,的最大阻值与串联,此时电流为,则电源电压。因为电源电压不变,所以,则。因为小灯泡正常发光时电阻,所以。
9.(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:
10.(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。
11.(1)B
(2)0.2
(3)反
(4) 0.3
【详解】(1)为保护电路,闭合开关前,应将滑动变阻器滑片P滑至阻值最大处,即B端。
(2)如图乙,电流表选用小量程,分度值为0.02A,示数为0.2A。
(3)由图丙可知,电流与电阻的乘积为
电流与电阻的乘积为定值,可得:在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
(4)[1][2]①闭合开关,将滑动变阻器滑片P滑到B端,电阻箱调至某一阻值,此时电阻箱、、灯泡和变阻器串联,电压表测电阻箱、的总电压;
②闭合开关,调节滑动变阻器,使电流表示数为0.3A,则灯泡正常发光,记录电压表读数;
③断开开关,如图中虚线所示,将电压表连接C点的导线改接到D点,连接方式不变,电压表改测电阻箱、、灯泡的总电压,闭合开关,反复调节电阻箱和滑动变阻器,使电流表和电压表的示数与②中相同,记录此时电阻箱的阻值,断开开关;
④根据,则有
解得小泡L正常发光时的电阻。
12.(1) 断开 B
(2)
(3) 5 减小误差
(4)
(5)探究电流与电压的关系
【详解】(1)[1][2]连接电路时,为了保护电路,开关应断开,且变阻器的滑片应移至阻值最大处,即B端。
(2)根据实验,电路是串联的,电压表测定值电阻两端电压,连接的实物如下图所示:
(3)[1]待测电阻的阻值为
[2]实验中为了减小误差,应多测几组数据,求电阻的平均值。
(4)据丙图可知,闭合开关、断开时,电路为定值电阻和待测电阻串联,电流表测电路中的电流,电源电压可表示为------①
同时闭合开关和时,电路为Rx的简单定律,电源电压可表示为------②
联立①②解得。
(5)甲图中定值电阻的阻值不变,可以通过调节变阻器改变定值电阻两端电压,探究电流与电压的关系。
13.(1)
(2) 断开 A
(3)灯泡断路
(4) B 10
(5) U额
【详解】(1)要求滑片向右移时灯泡变亮,可知电路的电流变大,变阻器连入电路的电阻变小,故变阻器右下接线柱连入电路中,如图所示:
(2)[1][2]连接电路时,为保护电路,开关应断开;闭合开关前,应将滑片调到阻值最大处的A端。
(3)连接好电路后闭合开关,小南发现灯泡不亮,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,出现这种故障的可能是灯泡断路。
(4)[1]排除故障后闭合开关,调节滑片到某一位置时,电压表示数如图丙所示,电压表选用小量程分度值为0.1V,示数为,小于灯的额定电压,现在要测定小灯泡正常发光时的电阻,增大灯的电压,减小变阻器的电压,由分压原理,应将滑动变阻器滑片P适当地向B端移动,使电压表的示数为3V。
[2]此时电流表的示数如图丁所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,示数为,那么灯泡的电阻是
(5)[1]由图戊知,闭合开关S、S1,断开开关S2,滑动变阻器R1与小灯泡串联接入电路,电压表测小灯泡两端的电压,移动滑片到电压表示数为U额,则小灯泡正常发光。闭合开关S、S2,断开开关S1,两个变阻器串联接入电路,保持R1的阻值不变,调节R2的阻值,使电压表的示数为U额,则R2接入电路的阻值等于小灯泡正常发光时的阻值。
[2]在实验步骤中,用来代替灯泡L,根据步骤③可知,、串联,的滑片P调至最右端,连入的阻值为0,电源电压为,将的滑片P调至最左端,的电压为U1,R1连入的阻值为,电路中的电流为
的阻值为
灯泡正常发光的电阻等于的阻值,即
14.(1)
(2) 2 4
(3)3.6
(4) 滑片P的位置 210
【详解】(1)该实验中,电流表测量通过定值电阻的电流,要与定值电阻串联,电压表测量定值电阻两端的电压,要与定值电阻并联,实验中还要保持定值电阻两端电压不变,需要调节电压,则滑动变阻器需要与定值电阻串联,改正后的实物图如图所示:
(2)[1]如图乙所示,电流表选择0~0.6A量程,分度值为0.02A,电流表的示数为,此时定值电阻两端的电压
故更换电阻以后,需要保持电压2V不变。
[2]此时滑动变阻器接入电路的电阻
通过电路中的电流I等于通过定值电阻的电流IR,即
电源电压
(3)电阻换成25Ω时,通过它的电流
此时电路中的总电压
(4)本实验是利用等效替代法测量电阻,具体方法是:分别用电阻箱、Rx接入电路,使得两个电路的每个电学原件即数值都保持一致,则电阻箱中接入电路的电阻与Rx大小相等。故:
[1]滑动变阻器滑片位置适当调节后,接入电路中的电阻大小不能发生改变,故滑动变阻器滑片的位置要保持不变。
[2]电压表的示数也要保持不变,此时电阻箱中接入电路的电阻的大小就是待测电阻阻值的大小,电阻箱的阻值为210Ω,则电阻Rx=210Ω。
15. 左 D 断路 2 52 小 50
【详解】(1)[1][2]为了保护电路,滑动变阻器的滑片应该放在阻值最大处,故在最左端;电流表、电压表都遵循正接线柱进入,负接线柱接出,故D导线是应该接在待测电阻的左端,而不是右端,故D导线错误。
[3][4]电流表示数始终为零,说明断路,电压表示数不为零,且保持不变,说明有电流通过电压表,那么就是电压表测量的待测电阻断路,故待测电阻存在故障,存在断路的问题。
(2)[5]如图丙,电压表的量程是0~3V,故读数为2V。
[6]用等效替代的思维,电压表的示数相同,滑动变阻器的位置不变,那么电阻箱的示数就是待测电阻的示数,即的阻值为52Ω。
[7]将滑动变阻器的滑片P向左移了少许,说明接入滑动变阻器的阻值变小,又因为Rx两端电压和滑动变阻器两端电压之比是定值,所以待测电阻阻值偏小。
[8]若滑动变阻器的阻值P没有移动,则此时待测电阻的阻值为52Ω,电压为2V,滑动变阻器的电压为1V,根据串联分压的规律,则电阻为26Ω,设滑片P的右移使滑动变阻器接入电路的阻值减小了1Ω,即滑动变阻器为25Ω,而滑动变阻器的电压和定值电阻的电压仍然分别为1V和2V,那么电阻的箱的阻值为50Ω。
16. 电流表的正负接线柱接反了 10 一 电路中最小电流大于0.1A 2
【详解】(1)[1]在测未知定值电阻的阻值实验中,电压表应并联在电阻两端;当滑动变阻器向左移动时,电压表示数变大,根据串联电路电压规律,说明滑动变阻器分得电压减小,根据分压原理,滑动变阻器接入电路的阻值减小,故滑动变阻器应选左下接线柱与电阻串联在电路中,如下图所示:
(2)[2]闭合开关后,发现电流表的指针偏转如图乙所示,即电流表的指针发生了反向偏转,产生原因是电流表的正负接线柱接反了。
(3)[3]由表中数据,根据欧姆定律求出每组数据的电阻值
故小明测得的待测电阻Rₓ的阻值为
[4][5]待测电阻Rₓ的阻值为10Ω,当滑动变阻器接入电路的电阻为最大值20Ω时,根据电阻的串联特点和欧姆定律可知,电路中的最小电流为
故第一组数据是她编造出来的,原因是电路中的最小电流大于0.1A。
(4)[6]将单刀双掷开关S1拨至a位置,此时电压表测待测电阻两端的电压,移动滑动变阻器滑片到某一合适位置时,记下此时电压表示数为2V;将单刀双掷开关S1拨至b位置时,保持滑动变阻器滑片的位置不动,调节电阻箱,此时电压表测电阻箱两端的电压,根据等效替代法,只需两次电压表示数相等,则电阻箱的电阻即为待测电阻的电阻,故调节电阻箱,使得电压表示数为2V。
17. DCAB 保护电路 2010 等效替代法 能多次测量求平均值减小误差
【详解】(1)[1]本题的测量思路是等效替代的思想,即先把开关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);然后再把开关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),既然Rx和R0共同作用的效果与R、R0共同作用的效果相同,则
即,这里用电阻箱R等效替代了待测电阻Rx,故正确的顺序应为DCAB。
(2)[2]电路中若没有R0,待测电阻的阻值较小时,会造成电路中电流过大,烧坏电流表和电源,故电路中接入电阻R0的目的是保护电路。
(3)[3]根据图2的指针位置可知
(4)[4]本实验中利用了电阻箱R阻值等效替代了待测电阻Rx,应用了等效替代法。
(5)[5]小亮设计电路中有滑动变阻器,可以进行多次测量,求平均值,可以减小误差。
18.(1)
(2)左
(3)滑动变阻器断路/开关接触不良/电流表断路
(4)10
(5)B
(6) 电流表示数为I 5
【详解】(1)由图甲可知,电源为两节干电池,故电源电压为3V,因此将电压表正接线柱与Rx右端接线柱相连,测量范围选择0~3V,由于Rx>5Ω,故电路中的电流
故将电流表正接线柱与Rx左端相连,测量范围选择0~0.6A。如图所示:
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应滑到最大阻值处,由图可知,滑片应滑到最左端。
(3)闭合开关后,无论如何移动滑动变阻器的滑片,电流表、电压表均无示数,可能是电路中出现断路,因此故障可能为滑动变阻器断路或开关接触不良或电流表断路。
(4)电压表测量范围选择的0~3V,分度值为0.1V,故读数为2.4V,由欧姆定律可知,
(5)实验是为了测定Rx的阻值,因此实验多次测量取平均值是为了减小误差。故B符合题意,A不符合题意。
故选B。
(6)[1][2]开关S接触点a,读出电流表的示数为I,开关S改接触点b,调节电阻箱直到电流表示数相同,电阻箱的示数即为的阻值,由图可知,电阻箱的示数为
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