《特殊方法测量电阻》实验专项练习---2025-2026学年人教版物理九年级全一册
2026-01-02
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内容正文:
《特殊方法测量电阻》实验专项练习
1.小明同学做“测量小灯泡电阻”的实验,电路连接如图甲所示。
实验次数
电压表示数/V
电流表示数/A
小灯泡亮度
1
1.3
0.16
暗
2
2.5
0.25
正常发光
3
4.5
0
熄灭
(1)伏安法测电阻的实验原理是 ;
(2)小明同学正确连接电路并规范操作,闭合开关时记录第1组数据。移动滑片直到小灯泡正常发光,记录第2组数据,则小灯泡正常发光时的电阻为 Ω;
(3)继续移动滑片,到某一位置时发现小灯泡突然熄灭,记录第3组数据,则电源电压为 V;
(4)完成实验分析可知,灯丝的电阻随温度的升高而 ;
(5)小明同学将电路中的小灯泡换成未知阻值的定值电阻,重新进行实验测其电阻。某次实验中,电压表、电流表示数如图乙、丙所示,则电流表的示数为 A,该定值电阻的阻值为 Ω。此实验进行多次的目的是 ;滑片移动过程中,滑动变阻器和定值电阻两端的电压变化量分别记为、,则 ;
(6)实验中,如果电压表突然损坏,已知滑动变阻器的最大阻值为R,电源电压保持不变,但电源电压未知,测量的实验电路图已设计,如图丁所示,请写出的表达式:
a.实验过程:①先将滑片移至最右端,测出此时的电流,则电源电压;②再将滑片移至最左端,测出此时的电流,则电源电压 ;
b.的表达式: 。
2.小红在做“探究影响导体电阻大小的因素”实验时,做出了如下猜想.
猜想一:导体的电阻可能与导体的长度有关;猜想二:导体的电阻可能与导体的横截面积有关;猜想三:导体的电阻可能与导体的材料有关.
编号
材料
横截面积
长度
A
镍铬合金
1.0
0.25
B
镍铬合金
1.0
0.50
C
镍铬合金
2.0
0.25
D
锰铜合金
1.0
0.25
(1)实验电路如图所示,实验前最好在导线间连接 (选填“导线”或“电阻”),在之间分别接上不同导体,闭合开关,通过观察 来比较导体电阻大小,这运用了物理学中的转换法;
(2)为了验证猜想一,可依次把跟电阻丝 (填材料编号)的两端相连,闭合开关,记下电流表的示数,分析比较这两根电阻丝电阻的大小;
(3)依次把跟电阻丝A、C的两端连接,闭合开关,发现接电阻丝C时电流表的示数较大,分析比较A、C两根电阻丝电阻的大小,可得到的结论是: ;
(4)若将电阻丝C均匀拉伸,使其横截面积变为原来的一半,则此时该电阻的阻值 (选填“等于”或“不等于”)原来的2倍.
(5)小红还想用阻值已知的定值电阻,最大阻值已知的滑动变阻器R测未知阻值的阻值;在不拆接电路的前提下(电源电压均保持不变),下列不能够测出未知电阻阻值的是_______(填序号)。
A. B.
C. D.
3.学校实验室购买了一批小灯泡,额定电流为0.5A,小睿同学利用其中一只小灯泡做“测量小灯泡电功率”的实验,如图甲连接好各元件,其中两节新干电池为电源,滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”。
(1)如图甲所示,小睿同学仔细检查后,发现电路连接错误,请你在图中错误的线上画“ד,并补上一条正确的导线 ;
(2)小睿纠正错误后,闭合开关发现电压表示数为零,电流表有示数,则电路中存在的故障可能是 ;
A.电流表内部断路了
B.灯泡的灯丝断了
C.灯座内部出现了短路
D.滑动变阻器的电阻线短路
(3)移动滑片,当小灯泡正常发光时,电压表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 W,此时滑动变阻器接入电路中的阻值为 Ω;
(4)利用该套实验装置 (选填“能”或“不能”)完成“探究通过导体的电流与导体两端的电压关系”实验;
(5)实验中小君随意抽取了4组电流表和电压表的示数,如下表。实验过程中滑动变阻器消耗的最大功率为 W;
实验次数
1
2
3
4
电压U/V
0.4
1.05
1.5
2.1
电流I/A
0.15
0.3
0.4
0.5
(6)小勇还想测量一个阻值约为200Ω的定值电阻的阻值,他在图甲连线正确的电路中用,替换灯泡,闭合开关后,发现无法完成该实验(电路元件完好无故障)的原因是 。于是他重新选取了一个阻值合适的定值电阻(阻值已知),并设计了如图丙所示的电路进行实验,实验步骤如下:
①闭合开关,断开,读出电压表示数为;
②同时闭合开关和,读出电压表示数为;
则未知电阻 (用、和表示)。
4.小明在“测量小灯泡电功率”的实验中,电源电压为3V,小灯泡额定电压为2.5V。
(1)小明已连接的部分电路如图甲所示,请用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整;
(2)小明连接好电路后,闭合开关,发现小灯泡发光很暗,电压表、电流表均有示数。移动滑动变阻器滑片时两表示数都不变,出现此现象可能是由于 导致的;
(3)小明排除故障后,闭合开关,移动滑动变阻器滑片P,观察到两电表示数在变化,并做好数据记录。根据多组实验数据绘制的图像如图乙所示,根据图像可得小灯泡的额定功率是 W,此时小灯泡的电阻是 ;
(4)小明还发现图线在电流较小时是直线,随着电流增大,图线变成了一条曲线,如图乙所示。造成这变化的原因是小灯泡的 随温度变化而变化;
(5)小明完成上述实验后,同学们还想测量电阻的阻值,他们认为即使在电源电压未知(但恒定不变)的情况下,只利用一个电压表和一个阻值为的定值电阻也可完成实验,他们设计的电路如图丙所示。请帮助他们把下列实验步骤补充完整:
步骤1:只闭合开关,记下电压表的示数为;
步骤2: ,记下电压表的示数为;
则电阻的表达式 。(用已测的物理量符号表示)。
5.小华同学想用“伏安法”来测量定值电阻Rx的阻值,他从学校实验室借了一些器材,连接了如图1所示的电路,其中电源电压恒定不变。
(1)闭合开关,向 (选填“A”或“B”)端移动滑动变阻器的滑片能使电流表的示数变大;
(2)操作中,小华发现电流表无示数,电压表的示数接近电源电压,电路接线完好,两个电表均无故障,则发生的故障可能是 ;
(3)排除故障后闭合开关,当电压表示数为2.6V时电流表示数如图2甲所示,则Rx的阻值为 Ω;
(4)按照上面的操作步骤,小华又测量了一个正常工作电压为3V的小灯泡的电阻,并绘制了其电流随电压变化的图像(即I﹣U图像),小华根据小灯泡的I﹣U图像得出:通过小灯泡的电流与小灯泡两端的电压不成正比,原因是 ;
(5)小华想利用如图2丙所示的电路测量未知电阻Rx的阻值。下面是他的实验过程,请你帮他完成实验。(R0阻值已知)
①闭合开关S和S1,断开S2,读出此时电压表的示数为U1;
② (填开关的开闭情况),读出此时电压表的示数为U2;
③未知电阻阻值的表达式:Rx= 。
6.为测量某待测电阻Rx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)在连接电路时,开关S应处于 断开状态,这是为了 ;
(2)闭合开关,发现无论怎样移动滑片P,电流表示数不变,电压表示数接近电源电压,则故障可能是 ;
(3)排除故障后继续实验,当电压表示数为2V时,电流表示数如图乙所示,则Rx= Ω;
(4)该小组的同学们进一步拓展,利用电源(电压未知但恒定不变)阻值为R的定值电阻、电流表、开关等器材,设计了如图丙的电路也能测量Rx的阻值:
①闭合开关S1、断开S2,读出电流表的示数I1;
②闭合开关S1、S2,读出电流表的示数I2;
③根据实验数据,计算出待测电阻Rx= 。(用R、I1、I2表示)
7.在探究测定小灯泡电阻的实验中,所用小灯泡正常发光电压为2.5V,电阻约为10Ω。
(1)实验过程如下:
①如图甲所示是某同学连接的实验电路,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,将甲图的实验电路连接完整 ;
②实验中当变阻器滑片移到某一位置时,电流表指针如图乙,这时通过小灯泡的电流是 A;
③该同学又根据实验数据绘制成了图像如图丙,根据图像提供的信息,可计算出小灯泡正常发光的电阻是 Ω。
(2)若另一位同学想利用如图丁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和S2,断开S1,读出此时电压表的示数为U1;
②闭合开关S和S1,断开S2,读出此时电压表的示数为U2;
③未知电阻阻值的表达式为:Rx= 。
8.小明用如图甲所示电路,测量额定电压为2.5V小灯泡的正常发光时的电阻。
(1)请用笔画线代替导线将甲图的电路连接完整,使滑片向左移动时灯泡变亮 ;
(2)连接好电路,闭合开关,发现小灯泡没有发光,电流表有示数,但电压表无示数,则电路故障可能是 ;
(3)排除故障后,缓慢移动滑片P,使灯正常发光,此时电流表示数如图乙,灯泡正常发光时的电阻是 ;(计算结果保留一位小数)
(4)小明根据实验数据画出小灯泡关系图像如图丙中的实线所示。在某两次调节中,滑动变阻器接入电路的阻值减小了,小灯泡的阻值变化了,根据灯的电阻变化规律可知 (选填“>”、“<”或“=”);
(5)为了测另一待测电阻的阻值,利用现有器材,增加一个单刀双掷开关,小明又设计了如图丁所示的电路图,实验步骤如下:
①如图丁应将接入虚线框 中,另一个虚线框接电线,将开关S接a后,闭合开关,调电阻箱为后,调节滑动变阻器滑片P使电流表示数为0.3A;
②将开关S接b,滑动变阻器的滑片P保持不动,调电阻箱阻值,使电流表示数为0.3A,读出示数为;
③则可计算 。
9.南实物理兴趣小组在“测量小灯泡的电阻”实验中,准备了以下器材:三节干电池、额定电压为2.5V的待测小灯泡、滑动变阻器、电流表(0~0.6A、0~3A)、电压表(0~3V、0~15V)、开关、导线若干。
(1)该小组连接的实物电路如图甲所示,经检查,其中有一根导线连接错误,请在错误的连线上画“×”,并用笔画线代替导线将电路连接正确 ;
(2)正确连接电路后闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,将实验证据收集记录在如下表格中:
1
2
3
电压U/V
2.0
2.5
3.0
电流I/A
0.28
0.3
0.32
电阻R/Ω
7.14
8.33
9.34
灯泡亮度
较暗
亮
非常亮
①电压为2V时,灯泡发光较暗,为使灯泡正常发光,应向 (选填“A”、“B”)端移动滑片P;
②从表格可知实验中反映灯丝温度变化的证据是 ;依据表格证据可得结论 ;
(3)完成上述实验后,小刚把一个定值电阻接在原电路电流表的位置,如图丙所示,利用该电路也测出了小灯泡正常发光时的电阻,实验步骤如下:
①连接好实验电路,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为;
②保持滑动变阻器滑片的位置不动,将电压表 (选填“A”或“B”)点的接线改接到C点,读出电压表的示数为U;
③则小灯泡正常发光时的电阻的表达式R= (用、、U表示)。
10.为测量某待测电阻Rx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)在连接电路时,开关S应处于 状态;
(2)闭合开关,发现无论怎样移动滑片P,电流表示数不变,电压表示数接近电源电压,则故障可能是 ;
(3)排除故障后继续实验,当电压表示数为2V时,电流表示数如图乙所示,则Rx= Ω;
(4)该小组的同学们进一步拓展,利用电源(电压未知但恒定不变)阻值为R的定值电阻、电流表、开关等器材,设计了如图丙的电路也能测量Rx的阻值:
①闭合开关S1、断开S2,读出电流表的示数;
② ,读出电流表的示数;
③根据实验数据,计算出待测电阻Rx= 。(用R、、表示)
11.小明测量额定电压为3.8V 的小灯泡的电功率,电源电压恒定为6 V。
IA/A
IB/A
Ic/A
0.1
0.1
0.2
(1)图甲是该实验中没有连接完整的电路,请用笔画线代替导线,在图甲中完成电路连接,要求滑动变阻器滑片向右移动时电阻变大,导线不交叉。( )
(2)电路完善后,调节滑动变阻器的滑片 P,当电压表的示数为3.8Ⅴ时,电流表如图乙所示,其示数为 A,小灯泡的额定功率为 W。
(3)在提供的滑动变阻器中,分别有规格为A(5Ω 2A)、B(20 Ω 1 A)、C(100Ω 0.1 A),小明应选择 滑动变阻器。 (选填“A”“B”或“C”)
(4)小明同学多次移动滑动变阻器的滑片 P,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成如图丙所示的图像,通过图像可以发现灯丝的电阻是变化的,这一现象表明:灯丝的电阻随温度的升高而 。 (选填“增大”“不变”或“减小”)
(5)小明接下来只利用一个电压表、一个最大阻值为的滑动变阻器,测量电阻。的阻值。如图丁是他设计的电路图,具体实验步骤如下:
①闭合开关S,将滑动变阻器的滑片 P滑到A端,读出并记录电压表的读数
②接下来小明应 ,读出并记录电压表的读数
③则被测电阻 Rx的阻值为Rx= 。(用表示)
12.小张同学进行“伏安法测电阻”的实验,实物图如图甲所示。
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲中的电路连接完整 。(导线不得交叉)
(2)本实验的原理是 。
(3)连好电路后闭合开关,电流表有示数,电压表示数为零,则电路故障可能是 。
(4)排除故障后进行实验,移动滑片使电压表示数为2V,此时电流表指针的位置如图乙所示,为 A,则本次测得R的阻值为 Ω。
(5)实验后小张又设计了如图丙所示的电路图测另一待测电阻的阻值,电源电压未知且不变,另一定值电阻。
①闭合,断开时,电压表的示数;
②闭合、时,电压表的示数;
③根据实验数据,可求得= Ω。
13.为测量标有电压为的小灯泡正常发光时的电阻,某同学设计了如图(a)所示实验电路。
(1)请用笔画线代替导线,将图(a)电路补充完整。
(2)正确连接电路后,闭合开关,发现小灯泡不发光,电流表有示数,电压表示数为零,其原因可能是小灯泡 。
(3)排除故障后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片至某位置,电压表示数如图所示,此时,应向 移动滑动变阻器的滑片,直至小灯泡正常发光,读取电流表的示数为,则小灯泡正常发光时的电阻为 。
(4)该同学还想利用图(a)所示装置测量一个定值电阻的阻值,发现电流表损坏,于是将定值电阻代替电流表接入电路,如图(c)所示。
①闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为 ;
②断开开关,保持滑片位置不变,将电压表改接在 (填“定值电阻”或“滑动变阻器”)两端,读出电压表的示数为;
③该定值电阻的阻值 (用和表示)。
14.同学们打算测量两个定值电阻R1、R2的阻值。
(1)图甲是用伏安法测R1阻值的实物电路,电源电压恒为3V,滑动变阻器最大阻值为10Ω;
①图甲中有一根导线连接错误,请在该导线上画“×”并在图上改正(所画的导线用实线且不能交叉)。
②改正电路后,闭合开关,发现无论怎样移动滑动变阻器滑片,两电表均无示数,判断其原因可能是 (填字母);
A.滑动变阻器断路 B.R1断路 C.R1短路
③故障排除后,正确操作实验器材,移动滑片,当电压表示数为1.2V时,电流表示数如图乙所示,则待测电阻R1= Ω;
④现有以下三组数据,分析可知,不可能通过以上实验获得的数据有 (填序号);
实验序号
U/V
I/A
R1/Ω
1
0.8
0.2
2
1.6
0.4
3
1.9
0.48
(2)图丙是能巧测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,操作如下;
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,记下电流表的示数为I和电阻箱的阻值RA;
②将开关接b,调节电阻箱,保持 不变,记下 。
③则R2= ;
15.小虎同学准备测一个标有2.5V字样的小灯泡L1的额定功率和一个未知电阻的阻值,实验器材有电源(电压恒为6V)、电流表、电压表、开关、滑动变阻器和电阻箱各一个,导线若干。
(1)如图甲所示,连接电路时开关应处于 状态,滑动变阻器的滑片P要调至最 端。
(2)闭合开关S后,发现小灯泡不发光,但电流表和电压表均有示数,接下来首先应该操作的是__________。
A.检查电路是否断路
B.检查电路是否短路
C.移动滑动变阻器的滑片P,观察小灯泡是否发光
(3)确定电路正确后,移动滑动变阻器滑片在不同位置,作出小灯泡图象如图乙所示,当小灯泡正常发光时,小灯泡L1的额定功率为 W。若将滑动变阻器换为电阻箱,电路其他保持不变,当电阻箱调到25Ω时小灯泡L1此时的电阻为 Ω。
(4)小虎同学仍用这些实验器材,继续测未知电阻的阻值,但实验中灯泡烧坏,他重新选取了一个“3V 9W”的小灯泡L2,并增加一个单刀双掷开关S2,设计出如图丙所示的电路,以下是他具体的实验步骤:
①首先将开关S2接“1”接线柱,闭合开关S1,调节电阻箱为一个合适数值后,仅调节滑动变阻器的滑片P,使电流表的示数I= A,读出此时的示数为3Ω;
②将开关S2接“2”接线柱,仅调节,直至电流表的示数仍与上一次相同,读出此时的示数为15Ω,则可计算出 Ω;
③若实际测量过程中,步骤①②中电流表的示数相等但均小于,则所测电阻将比真实值 (选填“偏大”或“偏小”或“不变”)。
试卷第1页,共3页
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《《特殊方法测量电阻》实验专项练习---2025-2026学年人教版物理九年级全一册》参考答案
1.(1)
(2)10
(3)4.5
(4)增大
(5) 0.3 8 减小误差 等于
(6) �� = �� 2 (�� x + ��)
【详解】(1)伏安法测电阻的实验原理是欧姆定律的推导式。
(2)由表格数据可知,灯泡正常发光时的电压U2=2.5V,电流I2=0.25A,所以小灯泡正常发光时的电阻为
(3)小灯泡突然熄灭,电路中电流变为0,是因电压过高,造成小灯泡断路,整个电路处于断路状态,电压表测电源的电压,电压表示数等于电源电压,即U=4.5V。
(4)根据表中数据分析可得,灯丝的电阻随温度的升高而增大。
(5)[1][2]图乙中电压表的分度值为0.1V,读数为2.4V;图丙中电流表的分度值为0.02A,读数为0.3A,该定值电阻的阻值
[3]此实验进行多次的目的是求平均值,以减小测量误差。
[4]因电源的电压不变,串联电路电压等于各部分电路两端电压之和,所以滑片移动过程中ΔU滑等于ΔU定。
(6)[1][2]a.①先将滑片移至最右端,滑动变阻器的阻值为0,此时电路为待测电阻的简单电路,电流表测电路的电流,测出此时的电流I1,由欧姆定律可得,电源电压U=I1Rx; ②再将滑片移至最左端,两电阻串联,电流表测电路的电流,由串联电路电阻规律及欧姆定律可得,电源电压
b.联立上面两式得Rx的表达式
2.(1) 电阻 电流表示数的大小
(2)A、B
(3)当导体的材料和长度相同时,导体的横截面积越大,导体的电阻越小
(4)不等于
(5)BC
【详解】(1)[1]为了保护电路,避免电路中电流过太,实验前最好在导线a、b间连接电阻。
[2]在M、N之间分别接上不同的导体,则通过观察电流表的示数来比较导体电阻的大小,电流表示数越大,说明电阻越小,这里用到了转换法。
(2)要验证猜想一:导体的电阻可能与导体的长度有关,应控制导体材料与横截面积相同,长度不同,由表中数据可知,应选编号为A、B的两根电阻丝进行实验。
(3)分别将A和C两电阻丝接入电路中M、N两点间,导体A、C的材料与长度相同而横截面积不同, A和C两电阻丝相比,C的横截面积较大,发现接电阻丝C时电流表的示数较大,说明电阻丝C的电阻较小,由此得到的结论是:当导体的材料和长度相同时,导体的横截面积越大,导体的电阻越小。
(4)当材料和长度一定时,导体的电阻与其横截面积成反比,若均匀拉伸导体,使其横截面积变为原来的一半,但长度变为原来的2倍,所以此时该导体的电阻不等于原来的2倍。
(5)A.滑动变阻器滑片移动到最左端时,两个电阻串联,电压表测电源电压;滑片移动端到最右端时,电路中只有Rx,电压表测出的仍是电源电压,无法求出通过未知电阻的电流,无法求出待测电阻Rx的阻值,故A不符合题意;
B.由电路图可知,先把滑片移到最左端,滑动变阻器阻值全部接入电路,滑动变阻器与待测电阻串联,测出电路电流,则电源电压
①
把滑动变阻器滑片移到最右端时,即只有 Rx接入电路,由电流表测出电路电流,则电源电压
②
由①②可以求出待测电阻
故B符合题意;
C.两个开关都闭合,电阻Rx被短路,电路为R0的简单电路,电压表测电源电压,读数为U;只闭合S,两个电阻串联,电压表测量R0两端的电压,记为U0;此时电路中的电流,待测电阻Rx的阻值
故C符合题意;
D.由于无法知道通过Rx的电流,故无法求出待测电阻的电流和电压,无法求出待测电阻Rx的阻值,故D不符合题意。
故选BC。
3. C 1.05 1.8 不能 0.6 电路中的电流太小,电流表无法准确测出电路中的电流
【详解】(1)[1]滑动变阻器、小灯泡串联接入电路,电压表并联在小灯泡两端,电流表应串联在电路中,如图所示
(2)[2]电流表有示数,说明电路不存在断路,而电压表无示数,说明与电压表并联部分发生短路,小灯泡处短路,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
(3)[3]当小灯泡正常发光时,电压表的示数如图乙所示,电压表量程0~3V,分度值0.1V,电压表示数为2.1V,则小灯泡的额定功率为
P=U′I1=2.1V×0.5A=1.05W
[4]此时滑动变阻器的两端电压为
根据欧姆定律,滑动变阻器接入电路中的阻值为
(4)[5]探究通过导体的电流与导体两端的电压关系,应控制导体的电阻不变,而灯的电阻随温度的变化而变化,无法控制其大小不变,所以利用图甲装置不能探究电流与电压的关系。
(5)[6]由串联电路特点和欧姆定律可知,电路中的电流为
滑动变阻器消耗的电功率为
则当滑动变阻器接入电路的电阻等于小灯泡电阻时,滑动变阻器消耗的电功率最大,由分压原理可知,此时滑动变阻器两端的电压和小灯泡两端的电压相等为1.5V,由表中数据可知,小灯泡两端电压为1.5V时电路中的电流为0.4A,则滑动变阻器消耗的最大功率为
(6)[7]当定值电阻R的阻值约为200Ω时,电路中的最大电流为
电路中的电流太小,电流表无法准确测出电路中的电流,故无法完成该实验。
[8]①闭合开关S1,断开S2,读出电压表示数为U1,此时R0与Rx串联,电压表测Rx的两端的电压,即Rx两端的电压:Ux=U1。
②同时闭合开关S1和S2,读出电压表示数为U2,此时R0被短路,电路为Rx的简单电路,电压表测电源电压,因此电源电压:U=U2。
在①中,由串联电路的电压特点可知,R0两端的电压为
由串联电路的电流特点和欧姆定律可知,通过R2的电流为
则未知电阻Rx的阻值为
4.(1)
(2)滑动变阻器接入了下面两个接线柱
(3) 0.5 12.5
(4)电阻
(5) 闭合开关S1、S2
【详解】(1)测量小灯泡电功率的实验中,滑动变阻器与灯泡串联,滑动变阻器按一上一下接入电路,电压表接在灯泡两端,电源电压为3V,电压表接入量程,实物图如图所示:
(2)闭合开关,发现小灯泡发光很暗,电压表、电流表均有示数,说明通过灯泡的电流较小,电路中电阻较大,移动滑动变阻器滑片时两表示数都不变,说明滑动变阻器的阻值大小不能改变,则出现此现象的原因是滑动变阻器接入了下面两个接线柱导致的。
(3)[1]根据图像可知,灯泡两端的电压为2.5V时,通过灯泡的电流为0.2A,小灯泡的额定功率是
[2]此时小灯泡的电阻是
(4)如图乙,电流较小时是直线,灯丝的温度较低,温度变化不大,灯丝的电阻基本不变化;随着电流增大,灯丝温度升高,电阻变大,所以图线变成了一条曲线,即造成这变化的原因是小灯泡的电阻随温度变化而变化。
(5)[1]闭合开关S1、S2,电阻R0被短路,电路为Rx的简单电路,记下电压表的示数为,为电源电压;
[2]电源电压为U2,则步骤1中电路中的电流
则电阻的表达式
5. A Rx断路 10 见解析 闭合开关S和S2,断开S1
【详解】(1)[1]由图甲可知,滑动变阻器与定值电阻串联接入电路,滑片向A端移动时滑动变阻器接入电路中的阻值减小,电路中的电流增大,电流表示数变大。
(2)[2]电流表无示数,说明电路断路,电压表示数接近电源电压,说明与电源正负极连接部分是通路,与电压表并联部分的电路发生了断路,因此是定值电阻Rx断路。
(3)[3]电流表接入电路中的量程为0-0.6A,分度值为0.02A,则电流表的示数为0.26A,根据欧姆定律可得定值电阻Rx的阻值为
(4)[4]小灯泡的灯丝电阻不是定值电阻,其阻值随温度的变化而变化,所以通过小灯泡的电流与小灯泡两端的电压不成正比。
(5)[5][6]如图所示,闭合开关S和S1,断开S2时,电压表直接测量电源电压,所以此时的示数U1为电源电压的大小,而之后闭合开关S和S2,断开S1,可让R0与Rx串联接入电路而电压表测量R0两端电压,此时电路中的电流可根据欧姆定律求得,Rx两端电压可根据串联电路的电压规律求得,进而可求出定值电阻Rx的大小。闭合开关S和S2,断开S1时,根据欧姆定律可得电路中的电流为
根据串联电路的电压规律可得Rx两端电压为
Ux=U1-U2
定值电阻Rx的阻值大小为
6.(1)保护电路
(2)滑动变阻器被短路
(3)10
(4)
【详解】(1)在连接电路时,为了保护电路,开关S应处于断开状态。
(2)由图甲得,定值电阻Rx与滑动变阻器串联,电压表测量定值电阻Rx的电压,电流表测量电路电流。闭合开关,发现无论怎样移动滑片P,电流表示数不变,电压表示数接近电源电压,说明滑片移动过程,变阻器接入电路中电阻不变,且定值电阻Rx的电压接近电源电压,则故障可能是滑动变阻器被短路。
(3)当电压表示数为2V时,由图乙得,电流表的分度值为0.02A,示数为0.2A,由欧姆定律得
(4)由图丙得,①闭合开关S1、断开S2,定值电阻Rx与定值电阻R串联,电流表测量电路电流,读出电流表的示数I1;
②闭合开关S1、S2,电路为定值电阻Rx的简单电路,定值电阻R被短路,电流表测量电路电流,读出电流表的示数I2;
③电源电压不变,由欧姆定律得,电源电压为
则
7. 0.16 12.5
【详解】(1)①[1]原电路中,灯与变阻器并联,电压表串联在电路中是错误的,灯应与变阻器串联,电压表应与灯并联,如图
②[2]实验中当滑动变阻器滑片移到某一位置时,电流表指针如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,这时通过小灯泡的电流是0.16A。
③[3]根据实验数据绘制成的图像知,灯在额定电压2.5V时的电流为0.2A,由欧姆定律可得小灯泡正常发光时的电阻是
(2)③[4]在①中,两电阻串联,电压表测电源电压;在②中,电路连接方式不变,电压表测定值电阻两端的电压,串联电路总电压等于各部分电压之和,则待测电阻的电压为
由分压原理可得
未知电阻阻值的表达式为
8. 小灯泡短路 8.3 > 2 10
【详解】(1)[1]电路为串联电路,要求滑片向左移灯泡变亮,说明电路中电流变大,即滑动变阻器连入电路的阻值减小,故应用导线将滑动变阻器左下角接线柱与灯泡右接线柱相连,如图所示
(2)[2]连接好电路,闭合开关,发现小灯泡没有发光,电流表有示数,说明电路为通路,但电压表无示数,则电路故障可能是小灯泡短路,电压表相当于测量一段导线两端的电压。
(3)[3]图中电流表连接的是小量程,分度值为0.02A,示数为0.3A,则正常发光时小灯泡的电阻为
(4)[4]由图像可知,当滑动变阻器连入电路的阻值减小时,灯泡两端的电压增大,电路中电流增大,说明灯泡的电阻变大,而总电阻减小,由
可知,只有当滑动变阻器的阻值变化量大于灯泡阻值的变化量时,总电阻才会减小,所以
(5)[5]如图丁应将接入虚线框2中,电路为串联电路,将开关S接a后,闭合开关,调电阻箱为后,调节滑动变阻器滑片P使电流表示数为0.3A,此时灯泡正常发光,两端电压为2.5V。
[6]将开关S接b,灯泡和被短路,滑动变阻器的滑片P保持不动,调电阻箱阻值,使电流表示数为0.3A,读出示数为,电源电压不变,电流大小也不变,则电路中总电阻不变,所以和灯泡的阻值之和为
灯泡的电阻为8.3欧姆,则的阻值为
9.(1)
(2) B 灯泡亮度的变化 小灯泡灯丝电阻随温度的升高而增大
(3) B
【详解】(1)根据实验,电路是串联的,电压表测灯泡两端电压,电流表应与小灯泡串联,电压表应与小灯泡并联,改接电路如下图所示:
(2)[1]电压为2V时,灯泡发光较暗,为使灯泡正常发光,应增大电路中的电流,即减小滑动变阻器的电阻,应向B端移动滑片P。
[2][3]由表格数据可知电压增大,电阻逐渐增大,灯泡变亮,灯丝温度逐渐升高。
(3)[1]连接好实验电路,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为U额;此时灯泡正常发光,要测量正常发光电阻,电路中的电流必须不变,故保持滑动变阻器滑片的位置不动,将电压表B点的接线改接到C点,此时测量灯泡和电阻的总电压读出电压表的示数为U。
[2]电阻的电压为
此时电路中的电流
小灯泡正常发光时的电阻的表达式
10.(1)断开
(2)滑动变阻器被短路
(3)10
(4) 同时闭合开关S1、S2
【详解】(1)连接电路时,为保护电路,开关应处于断开状态。
(2)无论怎样移动滑片P,电流表示数不变,且电压表示数接近电源电压,这是因为滑动变阻器被短路或者导线都接在滑动变阻器上面两个接线柱上了;也可能是电阻Rx断路,电流表示数始终为零,此时电压表测量电源电压。
(3)如图乙,电流表用的小量程,示数为0.2A,则
(4)①闭合开关S1、断开S2,读出电流表的示数I1,根据欧姆定律可得,电源电压为
②[1]同时闭合开关S1、S2,R被短路,读出电流表的示数I2,则电源电压
③[2]电源电压不变,则
解得待测电阻
11. 0.3 1.14 B 增大 将滑动变阻器的滑片 P 滑到B端
【详解】(1)[1]由于滑动变阻器的滑片向右移动时,电阻变大,因此需将滑动变阻器的左下接线柱接入电路。
(2)[2]电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流表示数为0.3A。
[3]小灯泡额定功率
小灯泡额定功率为1.14W。
(3)[4]小灯泡正常发光时,滑动变阻器接入电路中的阻值
根据电路中的电流值和滑动变阻器接入电路的电阻值可知,应选择B滑动变阻器。
(4)[5]根据丙图中数据计算可知,随着电压的增大和电流的增大,灯丝电阻变大,电压增大、电流增大,灯丝温度升高,电阻变大,即灯丝的电阻随温度的升高而增大。
(5)[6]闭合开关S,将滑动变阻器的滑片 P滑到A端,此时滑动变阻器最大阻值接入电路,待测电阻两端的电压为U1。接下来小明应将滑动变阻器的滑片 P 滑到B端,此时滑动变阻器接入电路阻值为0,电压表测量电源电压,则电源电压为。
[7]根据串联电路的电压特点可知滑动变阻器的滑片 P滑到A端时,滑动变阻器两端的电压
根据欧姆定律可知电路中的电流
被测电阻 Rx的阻值
被测电阻 Rx的阻值为。
12.(1)
(2)
(3)电阻R短路
(4) 0.16 12.5
(5)18
【详解】(1)在“伏安法测电阻”实验中,电压表应与待测电阻并联,电流表与待测电阻串联,滑动变阻器“一上一下”接入电路。由于电源为两节干电池串联,电源电压为3V,所以电压表测量范围选用0−3V。连接后的实物图如下:
(2)“伏安法测电阻”的实验原理是欧姆定律的推导公式,通过测量电阻两端的电压U和通过电阻的电流I,再根据该公式计算出电阻的阻值。
(3)连好电路后闭合开关,电路为串联,电流表有示数,说明电路是通路;电压表示数为零,说明与电压表并联的部分短路,即电路故障可能是待测电阻R短路。
(4)[1]由图甲可知,电流表选用的测量范围是0~0.6A,分度值为0.02A,图乙中电流表的示数为0.16A。
[2]本次测得R的阻值
(5)①闭合S1,断开S2时,电压表与R0串联后接在电源的两极上,此时电压表测电源电压U=U1=3V。
②闭合S1、S2时,Rx与R0串联,电压表测Rx两端电压Ux=U2=1.8V,由串联电路电压规律可得R0两端的电压
由串联电路的电流规律可知,此时电路中的电流
根据欧姆定律可得
13.(1)
(2)被短路
(3) 左 5
(4) 2.5 定值电阻
【详解】(1)灯泡电压为2.5V,电压表“3”接线柱与灯泡右端之间需要连接一根导线,如图所示:
(2)闭合开关,发现小灯泡不发光,电流表有示数,电路故障不是断路,一定是短路。电压表示数为零,故障原因可能是灯泡被短路。
(3)[1]该电路电压表连接的是0~3V的量程,分度值为0.1V,此时电压表读数为0.8V,要使灯泡正常发光,需要把变阻器的滑片向左移动,使电压表示数为2.5V。
[2]小灯泡正常发光时的电阻为
(4)[1]闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为2.5V,灯泡正常发光。
[2] 断开开关,保持滑片位置不变,将电压表改接在定值电阻两端,读出电压表的示数为,测出Rx两端电压。
[3] 该定值电阻的阻值
14.(1) A 4 1
(2) 电流表示数 电阻箱的阻值RB
【详解】(1)[1]图甲中,滑动变阻器与R1并联,电流表串联在滑动变阻器支路,电压表串联在干路上,是错误的。利用伏安法测电阻,滑动变阻器应与R1串联,电流表串联在电路中,电压表并联在R1两端。将电流表“0.6”接线柱与R1左侧接线柱连接的导线画“×”,然后将R1左侧接线柱与开关的右侧接线柱用导线连接。如图所示:
[2]改正电路后,闭合开关,发现无论怎样移动滑动变阻器滑片,电流表没有示数,说明电路存在断路,电压表没有示数,说明断路发生在除R1之外的部分,故A符合题意,BC不符合题意。
故选A。
[3]由图乙可知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,故电流表读数为0.3A,即电路中的电流为0.3A。电压表测R1两端电压,此时电压表示数为1.2V,即R1两端电压为1.2V。则R1的阻值为
[4]根据电阻的串联和欧姆定律,电路的最小电流为
则实验序号1的实验数据不能通过实验得到。
(2)[1][2]根据可知,当电源电压和电路中的电流保持不变时,电路中的总电阻也保持不变。所以当开关接b时,只要保持电流表示数不变,电路中的总电阻就不会改变,记下此时电阻箱的阻值RB,就可以通过两次实验中的电阻箱示数之差来求出电阻R2的阻值。
[3]当开关接a时,此时电路中的总电阻
当开关接b时,电路中的总电阻
在两次操作中,电源电压和电路中的电流不变,由可知,电路中的总电阻不变,即
即
故
15.(1) 断开 右
(2)C
(3) 0.75 5
(4) 3 11 偏小
【详解】(1)[1][2]为了保护电路,连接电路时,开关应处于断开状态,滑动变阻器的滑片P要调至阻值最大处,即最右端。
(2)闭合开关S后,发现电流表和电压表均有示数,说明电路是通路,且小灯泡没有短路,小灯泡不发光,说明小灯泡实际功率太小,因此接下来首先应该操作的是移动滑动变阻器的滑片P,观察小灯泡是否发光,故C符合题意,AB不符合题意。
故选C。
(3)[1]小灯泡的额定电压为2.5V,由图乙可知,当电压为2.5V时,电流为0.3A,则小灯泡的额定功率
[2]电源电压为6V,当电阻箱调至25Ω时,此时小灯泡的电压UL,电阻箱的电压U0,满足。
由图乙,当电流时,,则
可得
满足电阻箱阻值为25Ω,所以此时小灯泡的电阻
(4)[1]小灯泡L2正常发光时,根据,则流过小灯泡L2的电流
即电流表的示数为3A。
[2]将开关S2接“1”接线柱,闭合开关S1,调节电阻箱R0为一个合适数值后,仅调节滑动变阻器R的滑片P,使电流表的示数。
将开关S2接“2”接线柱,仅调节R0,直至电流表的示数仍与上一次相同,读出此时R0的示数为15Ω。
灯泡正常发光时的电阻
根据等效替代法可知,则
所以
[3]若实际测量过程中,步骤①②中电流表的示数相等但均小于I,说明小灯泡两端的实际电压小于额定电压,灯泡的实际功率小于额定功率,温度降低,小灯泡的电阻随着温度降低而减小,而我们在计算时是按照正常发光时的电阻计算的,即计算时RL2的值偏大,根据可知,所以所测Rx的值比真实值偏小。
答案第1页,共2页
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