期末物理复习《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
2026-01-12
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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-期末 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | DOCX |
| 文件大小 | 3.61 MB |
| 发布时间 | 2026-01-12 |
| 更新时间 | 2026-01-16 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-01-12 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/55903353.html |
| 价格 | 0.50储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
期末物理复习 《特殊方法测量电阻》实验专项练习
1.如图甲为“伏安法”测未知电阻阻值的电路,电源电压保持不变;
(1)第1组同学实验时,连接好电路的最后一根导线时,电流表指针立即发生偏转,造成这一现象的原因是 。如图甲,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应该调到最 端;
(2)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,读数为 A,则被测电阻R的阻值为 Ω;
(3)第2组同学用相同的器材连接电路并进行实验,根据所记录的实验数据绘制了U﹣I图像如图丙。第1组同学发现第2组同学绘制的U﹣I图像和自己绘制的U﹣I图像不同,你认为第2组同学在实验操作中出现的问题是 ;
(4)第3组同学在测量过程中发现电压表已损坏,他们通过思考,认为增加一个已知最大阻值为R0的滑动变阻器,按照图丁的实验电路,进行如下步骤实验,同样可以测出该未知阻值的电阻的阻值:
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, ,读出电流表的示数为I2;
③未知电阻的阻值:Rx= 。(用I1、I2、R0表示)
2.在测量未知电阻 Rx(阻值约为300Ω)的实验中,提供的实验器材有:电源(电压3V)、滑动变阻器R(0~50Ω)、电阻箱R0(0~9999Ω)、电流表(0~0.6A)、电压表(0~3V)、开关及导线若干。
(1)小虎同学认真审题后,准备用“伏安法”测量未知电阻 Rx,他 (选填“能”或“不能”) 较准确测出 Rx的阻值, 理由是 。
(2)小明同学设计了如图甲所示的电路进行测量, 请你将下列步骤填写完整。
①小明先将开关S拨至 (选填“1”或“2”),适当调节变阻器的滑片至某一位置, 此时记下电压表的示数为U。
②再将开关S拨至 (选填“1”或“2”), 调节 (选填“滑动变阻器”或“电阻箱”) 直到电压表的示数为U。
③记下此时电阻箱示数如图乙, 则Rx= Ω。
3.在“伏安法测电阻”的实验中,小红选用电源(电压未知且不变)、待测定值电阻Rx(约10Ω)和符合要求的滑动变阻器(最大阻值R0已知)等器材,连接了如图甲的实物电路。
(1)请用笔画线代替导线将实物电路连接完整(要求:滑片向左移动时电流表示数变小)。
(2)小红在连接电路过程中,应该将滑动变阻器滑片移至 (选填“A”或“B”)端。
(3)闭合开关,移动滑片P,电流表示数有变化,电压表指针不动。为找出故障,小红断开开关,将滑片P移到最大阻值处,然后拆下电压表,分别换用电压表的不同量程在电源两端试触,电压表均无示数。此故障原因是 (选填“电流表内部短路”、“电压表内部断路”或“定值电阻断路”)。
(4)小红发现,不补充器材,利用图乙所示的电路也能测出Rx的阻值,请将下列实验步骤补充完整。
①检查电路无误后,闭合开关,将滑片P移到最大阻值处,记录此时电流表示数为I1
② ,记录此时电流表示数为I2
③则Rx= (用字母I1、I2和R0表示)。
4.某同学利用滑动变阻器Rp、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S1, ,记录电压表示数U;
③闭合S1, ;
④记录电阻箱的阻值R0;
(2)待测电阻的阻值Rx= 。(用测量量表示)
5.小明在“测量定值电阻R的阻值”的实验中,电源使用两节新干电池,滑动变阻器的规格是“10Ω 0.6A”。
(1)用笔画线代替导线,根据图甲所示电路,完成图乙电路的连接 ;
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应滑到最 端(选填“左”或“右”);
(3)小明连接好电路,闭合开关,发现电流表无示数,电压表有示数,原因可能是定值电阻发生了 (选填“短路”或“断路”);
(4)排除故障后,将滑动变阻器的滑片P移至某一位置,电流表的示数为0.24A,电压表的指针如图丙所示,由此得出,被测定值电阻的阻值 Ω;
(5)小明同学完成一次实验后,为确保测量结果的准确性,接下来的操作是 ;
A.换用阻值不同的定值电阻再进行多次测量
B.调节滑动变阻器的滑片P到不同位置进行多次测量
(6)小明在实验中发现只用一块电表,借助定值电阻或滑动变阻器也可以测定值电阻阻值,于是他设计了如图所示的四个电路,其中电源电压不变且未知,定值电阻和滑动变阻器的最大阻值均已知,操作过程中电路都是安全的,其中可以测出未知电阻的电路是 (可多选)。
A. B.
C. D.
6.小明使用阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻各一个,电压为3V的电源以及规格为“10Ω,0.5A”的滑动变阻器等器材,来“探究电流与电阻的关系”。
(1)他首先将5Ω的电阻接入了图甲的电路中,检查时发现电路中有一根导线连接错误,请在错误的导线上画“×”,并用笔画线代替导线将电路连接正确 ;
(2)电路正确连接后,闭合开关时发现,此时电压表和电流表均无示数,他判断产生此现象的原因是 (选填“定值电阻”或者“滑动变阻器”)断路;排除故障后移动滑动变阻器的滑片,电流表示数如图乙所示,则此时电流表示数为 A;
(3)当定值电阻由5Ω换为10Ω时,为达到实验要求,需向 (选填“左”或“右”)调节滑动变阻器的滑片。分别将5Ω和10Ω的电阻接入电路,在电压表示数不变的情况下,滑动变阻器两次消耗的电功率之比为 ;
(4)小明又设计了一个方案测量额定电压为3V的小灯泡正常发光时的电阻,电路如图丙(电源电压为6V,滑动变阻器规格为“20Ω,1A”),请把下面的实验步骤补充完整。
①只闭合开关 ,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为 V,此时小灯泡正常发光;
②只闭合开关S和,保持滑片P的位置不动,此时的示数为1V,的示数为2V;
③小灯泡正常发光时的电阻= 。
7.在用“伏安法”测量未知电阻的阻值时,实验器材:两节新干电池、待测电阻(阻值约为6Ω)、电流表、电压表、滑动变阻器、开关及若干导线。
(1)用笔画线代替导线将如图甲所示的实物电路连接完整,要求滑片P向左移动时电流表的示数变大,连线不交叉;
实验次数
电压U/V
电流I/A
电阻
1
1.5
0.15
10.0
2
2.0
0.19
10.5
3
2.5
(2)实验测得多组实验数据并记录在表格中,其中第三次测量时电流示数如图乙所示,综合分析表中数据可得出未知电阻
(3)电流表的电阻虽然很小,但也会影响本实验中的测量结果,若用如图丙所示的电路进行测量可消除这个影响,其中电源电压恒定未知,为定值电阻。请将实验步骤补充完整:
①按照如图丙所示的电路图连接电路,将滑动变阻器的滑片P置于最大阻值处;
②闭合开关,移动滑动变阻器滑片P,读出电压表的示数和电流表的示数;
③断开开关,移动滑动变阻器滑片P,读出电压表的示数和电流表的示数;
④待测电阻阻值的表达式: (用和表示)。
8.小华利用如图甲所示的电路测量未知电阻的阻值,电源选用两节新干电池。
(1)闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应滑到最 (选填“左”或“右”)端。
(2)正确连接电路,闭合开关后,无论怎样移动滑片,电压表的示数都保持3V不变,你认为发生故障的原因可能是滑动变阻器短路或未知电阻 。
(3)排除故障后,当滑片P滑到某一位置时,两电表读数如图乙、丙所示,由此可知,所测电阻的阻值为 Ω。
(4)本实验进行了多次测量,其目的与下列实验中多次测量的目的相同的是________(选填字母)。
A.用刻度尺测量铅笔的长度
B.探究串、并联电路中电流的特点
C.探究杠杆平衡的条件
(5)小亮又设计了一种方案,也测出了未知电阻的阻值,电路图如图丁所示,为阻值已知的定值电阻,电源电压恒定但大小未知,测量步骤如下:
①当开关S1、S2都闭合时,电流表的示数为I1;
②当开关S1闭合,S2断开时,电流表的示数为I2;
③未知电阻 (用已知量和测出的物理量符号表示)。
9.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,则未知电阻 Rx= Ω;
(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,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)
10.小凯和小明为了弄清一个未知电阻的阻值,进行了如下实验。小凯将未知电阻、电流表、电压表、滑动变阻器、开关和电源连接成了如图1所示的电路,电源电压恒为3V。
U/V
1.0
1.6
1.9
2.5
I/A
0.2
0.3
0.4
0.5
(1)连接电路时开关应处于 (选填“闭合”或“断开”)状态;
(2)小凯在实验中通过调节滑动变阻器滑片,测出通过电阻R的不同电流和对应的电压值,如上表所示:由数据求出该电阻的阻值为 Ω。该实验多次测量的目的是 ;
(3)根据数据可以得出电流与电压的关系结论是 。有同学认为利用该电路如果把定值电阻换成小灯泡也可以探究出导体中电流和导体两端电压的关系,这种想法是 (选填“合理”或“不合理”)的,理由是 ;
拓展:如图2所示是小明利用不同的器材测量未知电阻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:
(4)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);
(5)小红也按照上述小明的实验进行操作,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,最后写出Rx阻值的表达式也与小明相同。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 。
11.学习小组同学利用图甲测量未知电阻Rx的阻值。
(1)图甲 (选填“能”或“不能”)用来探究“电流与电压关系”;
(2)当电压表的示数为2.7V时,电流表示数如图乙所示(量程为小量程),则Rx的阻值为 Ω;
(3)另一组同学设计了如图丙(滑动变阻器最大阻值为R0,电源电压未知),也测出了未知电阻Rx的阻值,请你将实验步骤补充完整:
①将滑动变阻器的滑片P移到a端,闭合开关S,记录电流表示数为I1;
②将滑动变阻器的滑片P移到 端,闭合开关S,记录电流表示数为I2;
③写出未知电阻Rx的表达式Rx= (用R0、I1和I2表示)。
12.在“探究电流与电压关系”的实验中,“问天”兴趣小组连接了如图甲所示的电路,其中定值电阻R=20Ω。
(1)用笔画线代替导线将图甲电路连接完整。
(2)闭合开关后,发现电流表有示数,电压表无示数,电路中出现的故障可能是电阻 (选填“短路”或“断路”);排除故障后,测量并记录了如下几组电压表和电流表的示数,第二次实验中电流表的示数如图乙所示,此时电流为 A;
(3)请根据表3数据,在图丙中作出I-U图象;
表3
第一次
第二次
第三次
第四次
第五次
电压U/V
2.0
4.0
6.0
8.0
10.0
电流I/A
0.10
0.32
0.44
0.54
(4)分析得出实验结论:当导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成 比。
(5)“问天”兴趣小组在实验室发现一个未知电阻,想要测量其阻值。发现电压表坏了,但有两个电流表。经小组讨论,设计了如图的电路图,两个电流表的示数分别为0.3A和0.9A,根据以上信息,可知通过的电流为 A,的电阻为 Ω。
13.图甲为“探究电流与电压关系”实验的电路,电源电压为两节干电池。
(1)请用笔画线代替导线,在图甲中完成电路连接(要求:滑动变阻器的滑片P向右移,电流表示数变小);
(2)连接电路时,开关应该 。闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应置于 (选填“A”或“B”)端;
(3)检查无误后,闭合开关发现电流表几乎无示数,电压表示数接近3V。移动滑片P,两电表示数均无变化,则电路故障可能是 ;
(4)排除故障后,移动滑片P到某一位置时电流表示数如图乙所示,此时通过定值电阻R的电流为 A;
(5)实验中测得五组数据,并绘制出定值电阻R的I﹣U像如图丙所示。由图像可得:
①实验中所用定值电阻R的阻值为 Ω;
②实验结论:当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成 ;
(6)小明想利用实验室里常用的器材测出他两只手之间的人体电阻R(约几千欧),器材规格如下:电源(略低于3V,保持不变)、滑动变阻器R1(20Ω,1A)、电阻箱R2(0~9999Ω)、电压表(0~3V与0~15V)、电流表(0~0.6A与0~3A)、开关与导线若干,他设计了图丁两个电路,在不拆改电路的情况下,你认为能够完成实验的是 。
A.只有① B.只有②
C.①②都可以 D.①②都不可以
14.实验室购买了一批小灯泡,同学们发现其中有一只小灯泡上标有“2.5V”字样,小明想知道其额定功率。老师告诉他灯泡的电阻约8~15Ω,并给他准备了如下器材:电流表、电压表“0~3V”、滑动变阻器R1“10Ω 1A”、滑动变阻器R2“50Ω 2A”、电源(电压恒为6V)、开关、导线若干。
(1)按如图甲的电路图连接实物,为了防止小灯泡被烧坏,应选用滑动变阻器 (选填“R1”或“R2”)连入电路;
(2)将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,使灯泡两端电压逐渐增大到3V,并读出对应的电流值,绘制出了如图乙所示的I-U曲线。由图乙可知小灯泡的额定功率为 W,通过小灯泡的电流与它两端的电压并不成正比,其原因是 ;
(3)老师给了小强一个额定电流为0.3A的小灯泡和一个阻值为20Ω的定值电阻R0,电源电压未知,请他测量该灯泡正常发光时的电阻。小强设计的电路图如图丙所示,请将以下实验步骤补充完整。
①闭合开关S、S2,调节滑动变阻器的滑片P,使电流表的示数为 A;
②保持滑片P位置不变,断开开关S2,闭合开关S1,电流表示数为0.2A;将滑片P移到最左端,电流表的示数为0.3A,则电源电压为 V;
③小灯泡正常发光时的电阻:RL= Ω。
15.小平同学用如图所示的电路测电阻,其中R0为已知电阻, Rx为待测电阻。
(1)当闭合S1、断开S2时发现电压表无示数,经检查电压表、电源均正常,且只有一处故障,下面列出的故障原因中,你认为可能的是 ;(填写序号)
A.Rx断路 B.Rx短路 C.R0短路
(2)排除故障后,闭合开关S1、S2时电压表的示数为U1;闭合开关S1、断开S2时电压表的示数为U2,则Rx= ;
(3)若电源电压为4.5V,电压表的量程为3V,R0=10Ω,此电路能测量的Rx的最大值为 Ω。
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
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《期末物理复习 《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. 连接电路时开关没有断开 右 0.3 10 将电压表并联在滑动变阻器两端了 调节滑片位于最右端时
【详解】(1)[1]连接好电路的最后一根导线时,电流表指针立即发生偏转,即通路,说明连接电路时开关没有断开。
[2]为了保护电路,使电路中电流最小。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。
(2)[3][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,电流表选用小量程,分度值0.02A,其示数为0.3A,则被测电阻R的阻值为
(3)[5]由图可知,待测电阻与滑动变阻器串联,当滑动变阻器连入电路的电阻变小时,由欧姆定律可知电路的电流变大,根据U=IR,待测电阻两端的电压变大,由串联联电路电压的规律可知滑动变阻器的电压变小,而图丙所示的U﹣I图像中电流增大时电压减小,这说明第2组同学在实验操作中出现的问题是将电压表并联在滑动变阻器两端了。
(4)②[6]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[7]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
在步骤②中,当滑片在最右端时,滑动变阻器的阻值最大为R0,此时R0与Rx串联,则电源电压
由于电源电压不变,即
解得
2.(1) 不能 见解析
(2) 1 2 电阻箱 327
【详解】(1)[1][2]由电路图甲可知,通过单刀双掷开关,实现R0或Rx与变阻器R串联,当滑动变阻器接人电路中的阻值为零时,Rx两端电压最大为3V,此时通过电路中的电流最大,约为
因电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,而电路中的最大电流约为0.01A,故用该电路无法准确测出电路中的电流,则不能用伏安法准确测出电阻Rx的阻值。
(2)[1]先将开关S拨至1位置,此时Rx与滑动变阻器串联接入电路,适当调节变阻器的滑片至某一位置, 此时记下电压表的示数为U,即此时变阻器两端电压为U。
[2]再将开关S拨至2位置,此时电阻箱与滑动变阻器串联接入电路,保持滑动变阻器阻值不变,调节电阻箱阻值,使电压表的示数为U,即变阻器两端电压仍为U。
[3]Rx与滑动变阻器串联时R分得电压等于电阻箱与滑动变阻器串联时分得电压,由串联电路的电压规律可知,两种情况下待测电阻与变阻箱分得的电压也相等。由串联分压的规律可知,Rx接入电路的阻值等于电阻箱的阻值,由图乙知电阻箱阻值为327Ω,则Rx=327Ω。
3.(1)
(2)A
(3)电压表内部断路
(4) 再调节滑片P至变阻器阻值最小处
【详解】(1)根据题意,当滑片向左移时电流表示数变小,说明电路中的总电阻变大,滑动变阻器接入电路的电阻变大,滑动变阻器应接右下接线柱,如图所示:
(2)连接电路前,开关应断开,滑动变阻器的滑片处于阻值最大处,由图可知应该将滑动变阻器滑片移至A端。
(3)电流表示数有变化,说明电路是通路,且滑动变阻器连接正确;电压表测量定值电阻两端的电压,电压表指针不动,且分别换用电压表的不同量程在电源两端试触,电压表均无示数,综合分析可能是电压表损坏断路。
(4)[1][2]检查电路无误后,闭合开关,将滑片P移到最大阻值处,记录此时电流表示数为I1,由欧姆定律得
再调节滑片P至变阻器阻值最小处,记录此时电流表示数为I2,此时只有Rx接入电路,由欧姆定律可得Rx阻值为
化简得
4.(1) 接触点2, 接触点1,调节电阻箱阻值,使电压表的示数仍为U
(2)
【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S1,接触点2,此时滑动变阻器与待测电阻串联,电压表测变阻器电压,记录电压表示数U;
③闭合S1,接触点1,此时滑动变阻器与电阻箱串联,电压表测变阻器电压,调节电阻箱阻值,使电压表的示数仍为U;
④记录电阻箱的阻值R0。
(2)根据串联分压原理和等效替代法可知,待测电阻的阻值。
5.(1)
(2)右
(3)断路
(4)10
(5)B
(6)ABC
【详解】(1)由甲图可知,变阻器选择左下接线柱串联到电路中,作图如下:
(2)为保护电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应滑到阻值最大处,即最右端。
(3)闭合开关,发现电流表无示数,说明发生断路,电压表有示数,则电压表的两端与电源相通,则原因可能是定值电阻发生了断路。
(4)如图丙所示,电压表选用小量程,分度值为0.1V,示数为2.4V,则被测定值电阻的阻值为
(5)本实验是测量类实验,完成一次实验后,为确保测量结果的准确性,应调节滑动变阻器的滑片P到不同位置进行多次测量,求平均值,以减小误差。故选B。
(6)A.滑片移到最左端,电压表测电源电压,示数记为,移到最右端,和滑动变阻器最大阻值串联,电压表测电压,示数记为,此时根据串联分压原理列式即可得出未知电阻的阻值,故A符合题意;
B.滑片移到最左端,单独工作,电流表测电路电流,示数记为,则电源电压为
①
移到最右端,和滑动变阻器最大阻值串联,电流表示数记为,则电源电压为
②
联立①②,即可得出未知电阻的阻值,故B符合题意;
C.开关S闭合,定值电阻单独工作,电流表测电路电流,示数记为,可求得电源电压;开关S断开,定值电阻和未知电阻串联,,电流表测电路电流,示数记为,根据可求出此时总电阻,进而可得出未知电阻的阻值,故C符合题意;
D.开关S无论断开或闭合,电压表均测电源电压,无法得出未知电阻的阻值,故D不符合题意。
故选ABC。
6. 滑动变阻器 0.4 右 2∶1 S、S2 3 15
【详解】(1)[1]原电路图中,电流表与定值电阻并联,电压表串联在电路中是错误的。在探究电流与电阻的关系实验中,定值电阻、滑动变阻器和电流表串联,电压表并联在定值电阻两端,如下图所示:
(2)[2]若电流表无示数,说明电路可能断路;电压表无示数,说明电压表与电源之间存在断路,即产生此现象的原因是滑动变阻器断路。
[3]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0.4A。
(3)[4]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。
[5]小明将5Ω和10Ω电阻分别接入电路,因定值电阻两端的电压保持不变,根据欧姆定律可知,在电压不变时,电流与电阻成反比,故电路中电流之比为
I1∶I2=10Ω∶5Ω=2∶1
因电源电压和定值电阻两端的电压不变,根据串联电路电压规律,滑动变阻器两端电压不变,由P=UI可知,在电压不变时,电功率与电流成正比,故两次实验滑动变阻器消耗的电功率之比为2∶1。
(4)①[6][7][8]①只闭合开关S和S2,调节变阻器的滑片,使电压表V2的示数为3V,此时小灯泡正常发光;
②只闭合开关S和S1,保持滑片P的位置不动,此时V1的示数为1V,V2的示数为2V;
③在②中,电压表V2测灯的电压,V1测滑动变阻器滑片以左电阻R左的电压,由串联电路电压的规律,滑动变阻器滑片以右电阻R右的电压
U右=6V-1V-2V=3V
因滑动变阻器的最大电阻为20Ω,根据串联电路电流的规律,通过变阻器滑片以左和以右的电流相等,由欧姆定律有
即
解得:R右=15Ω。在第1次操作中,电压表V2测灯的电压,由串联电路电压的规律,变阻器的电压为
U滑=6V-3V=3V
电路中的电流即灯的额定电流为
小灯泡正常发光时的电阻
7.(1)
(2)10.3
(3)
【详解】(1)要求变阻器滑片向左移动时电流表示数变大,即电阻变小,则将滑片以左电阻丝连入电路中,电源电压为3V,故电压表选用小量程与电阻并联,通过电阻的电流
电流表选择0~0.6A的量程,电流表串联在电路中,如图所示:
(2)由图乙知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,该电流表示数为0.24A,第三次所用的电阻为
综合分析表中数据可得出未知电阻
(3)在②中,此时待测电阻短路,电流表测定值电阻和电流表的电流,电压表测定值电阻和电流表的电压,由欧姆定律得到定值电阻和电流表串联的电阻
①
在③中,电流表测待测电阻、定值电阻串联的电流,电压表测待测电阻和定值电阻与电流表的总电压,由欧姆定律,测待测电阻和定值电阻串联后再与电流表串联的总电阻
②
②-①得待测电阻
8.(1)右
(2)断路
(3)12
(4)A
(5)
【详解】(1)为保护电路,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,即最右端。
(2)检查电路连接正确,闭合开关,可是无论怎样移动滑片,电压表示数总为3V不变,如果发生故障的原因是滑动变阻器短路,电压表既是测电阻两端电压,也是测电源电压;如果是电阻Rx断路,则电压表仍能连通电源的两极,测电源电压。所以发生故障的原因可能是滑动变阻器短路或电阻Rx断路。
(3)由图乙可知,电流表使用的是0~0.6A的量程,分度值为0.02A,读数为0.2A,电压表使用的是0~3V的量程,分度值为0.1V,读数为2.4V,则Rx的阻值是
(4)本实验进行多次测量的目的是求平均值减小误差。
A.用刻度尺测量铅笔的长度,多次测量是为了求平均值减小误差,与本实验目的相同,故A符合题意;
B.探究串、并联电路中电流的特点,多次测量是为了寻找普遍规律,与本实验目的不同,故B不符合题意;
C.探究杠杆平衡的条件,多次测量是为了寻找普遍规律,与本实验目的不同,故C不符合题意。
故选A。
(5)由电路图丙可知,当开关S1、S2都闭合时,Rx与R0并联,电流表在干路上测量干路电流I1;当开关S1闭合S2断开时,电路为Rx的简单电路,电流表示数为通过Rx的电流I2,根据并联电路电压和电流的特点可知,电源电压为
则待测电阻阻值为
9. 右 定值电阻Rx断路 0.16 10 滑片P移到b端时
【详解】(1)[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)[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)[3][4]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,由欧姆定律得未知电阻
(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[5]闭合开关S,滑片P移到b端时,读出电压表示数为U2;
③[6]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
根据串联电路的规律和欧姆定律得待测电阻
10.(1)断开
(2) 5.0 减小误差
(3) 当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比 不合理 灯丝的电阻随温度的变化而变化
(4) 断开开关S2,闭合开关S1、S3
(5) 偏小 见解析
【详解】(1)为了保护电路,连接电路时开关应处于断开状态。
(2)[1]由表格数据可知,第1次实验过程中电阻的阻值为
第2次实验过程中电阻的阻值为
第3次实验过程中电阻的阻值为
第4次实验过程中电阻的阻值为
则该电阻的阻值为
[2]为了减小误差,实验中应多次测量取平均值。
(3)[1]忽略误差不计,由表中数据可知,当导体两端电压增大为原来的几倍时,通过电阻的电流也增大为原来的几倍,故可得出结论当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
[2][3]在探究导体中电流和导体两端电压的关系实验中,需控制电阻阻值不变,而灯丝的电阻随温度的变化而变化,不是一定值,故这种想法是不合理的。
(4)[1][2]断开开关S3,闭合开关S1、S2,三个电阻串联,电压表测量电阻Rx两端的电压,调节滑动变阻器的滑片到适当位置,记下此时电压表的示数为U1,即此时Rx两端的电压为U1;保持滑动变阻器滑片P位置不变,断开开关S2,闭合开关S1、S3,三个电阻仍串联,此时电压表测量电阻R0与Rx的两端电压之和,记下此时电压表的示数为U2,则定值电阻两端的电压,则电路中电流为,则待测电阻的阻值为
(5)[1][2]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Rx=计算,会使Rx测量值减小。
11. 能 9 b
【详解】(1)[1]要探究电流与电压的关系,需要控制电阻的阻值不变,改变定值电阻两端的电压和通过的电流;图甲中给出了定值电阻和滑动变阻器,实验中可以通过滑动变阻器改变电阻两端的电压和通过的电流,所以图甲能探究电流与电压的关系。
(2)[2]电流表选择0~0.6A,分度值为0.02A,结合指针位置,电流表示数为0.3A,由知未知电阻的阻值
(3)②[3]由于①中闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到a端,两电阻并联,电流表测电路的总电流,则闭合开关S,故将滑动变阻器的滑片P滑片移到b端,Rx被短路,只有R0工作,记录电流表示数I2。
③[4]在步骤②中,由欧姆定律可得电源电压
U=I2R0
两步骤中,R0两端电压均等于电源电压,R0阻值不变,所以通过R0的电流均为I2,根据并联电路的电流特点可得,通过待测电阻的电流
Ix=I1-I2
因并联电路各支路电压相等,则待测电阻两端的电压
Ux=U=I2R0
所以待测电阻
12.(1)
(2) 短路 0.22
(3)
(4)正
(5) 0.6 10
【详解】(1)电压表和电阻并联,将电压表的负接线和电阻左端连接,如图所示:
(2)[1]闭合开关后,发现电流表有示数,说明电路是通路,电压表无示数,故障可能是与电压表并联的电阻短路。
[2]由图乙可知,电流表的量程是0~0.6A,分度值是0.02A,电流表的示数是0.22A。
(3)根据表中数据,利用描点法画出电流和电压的关系图像,如图所示:
(4)由图像可知,电压增大几倍,对应的电流也增大几倍,可以得到当导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
(5)[1]由图可知,两个电阻并联,电流表A2测量干路中的电流,电流表A1测量通过R的电流,由并联电路电流的规律可知电流表A2的示数是0.9A,电流表A1的示数是0.3A,通过的电流为Ix=I-I1=0.9A-0.3A=0.6A
[2]由并联电路电压的规律和欧姆定律可知Rx两端的电压Ux=U=I1R=0.3A×20Ω=6V
Rx的阻值
13.(1)见解析
(2) 断开 B
(3)电阻R断路
(4)0.3
(5) 5 正比
(6)B
【详解】(1)实验中,定值电阻与滑动变阻器串联,电压表测量定值电阻的电压,电流表测量电路电流。滑动变阻器的滑片P向右移,电流表示数变小,说明滑动变阻器阻值变大,故滑动变阻器选用左下接线柱与开关串联在电路中,如下图所示:
(2)[1][2]为了保护电路,连接电路时,开关应该断开;闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应置于阻值最大处,即B端。
(3)检查无误后,闭合开关发现电流表几乎无示数,说明电路可能断路,电压表示数接近3V,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,即电路故障可能是电阻R断路。
(4)由图乙所示,电流表选用小量程,分度值0.02A,其示数为0.3A。
(5)[1]由图丙可知,当电压为2V时,电流为0.4A,根据欧姆定律得,实验中所用定值电阻R的阻值为
[2]定值电阻R的I﹣U图像为一过原点的直线,故可得出的实验结论:当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
(6)由①可知,闭合开关S、S1,人体电阻R与滑动变阻器R1串联,电压表测人体电阻R两端电压;因人体电阻远远大于滑动变阻器R1的最大阻值,根据串联分压原理可知,无论怎样移动滑动变阻器滑片,电压表示数都接近电源电压;同理,当闭合开关S、S2,电阻箱R2与滑动变阻器R1串联,电压表测电阻箱R2两端电压;若调节电阻箱R2的阻值,使其阻值远远大于滑动变阻器R1的最大阻值时,电压表示数也接近电源电压,因两次电压表示数无法准确相等,根据等效替代法可知,电阻箱R2的读数不等于人体电阻的阻值,故①不能完成实验;由②可知,人体电阻R与电阻箱R2串联,电压表测电阻箱R2两端电压,调节电阻箱R2的阻值,当电压表示数等于电源电压一半时,根据串联分压原理可知,此时电阻箱R2的读数等于人体电阻的阻值,故②能完成实验,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
14.(1)R2
(2) 0.625 灯丝的电阻随温度的升高而增大
(3) 0.3 6 10
【详解】(1)图甲中灯泡和滑动变阻器串联接入电路,电源电压恒为6V,小灯泡的额定电压为2.5V,灯丝电阻的最小值约为8Ω, 串联电路总电压等于各部分电压之和,根据串联分压原理可知
代入数据可得
解得RP=11.2Ω,11.2Ω>10Ω,所以为了防止小灯泡被烧坏,应选用滑动变阻器R2连入电路。
(2)[1]由图乙可知,灯泡正常发光时的电流为0.25A,则小灯泡的额定功率
[2]由图乙可知通过小灯泡的电流与它两端的电压并不成正比,其原因是灯泡的电阻随温度的升高而增大,即灯泡的电阻是变化的。
(3)[1][2][3]用图丙所示电路测量额定电流为0.3A的小灯泡的额定功率,闭合开关S、S2,灯泡和滑动变阻器串联接入电路,电流表测电路中的电流,调节滑动变阻器的滑片P,使电流表的示数为0.3A,此时灯泡正常发光。保持滑片P的位置不变,断开开关S2,闭合开关S1,此时定值电阻和滑动变阻器串联接入电路,电流表示数为0.2A,将滑动变阻器的滑片P移到最左端,此时电路为定值电阻R0的简单电路,电流表的示数为0.3A,则电源电压
图2中定值电阻两端的电压
此时滑动变阻器接入电路的阻值
图1和图2中变阻器接入电路的阻值相同,则灯泡正常发光时变阻器两端的电压
则灯泡正常发光时灯泡两端的电压
小灯泡正常发光时的电阻
15. B 20
【详解】(1)[1]由图得,当闭合S1、断开S2时,两电阻串联,电压表测量Rx电压,发现电压表无示数,经检查电压表、电源均正常,且只有一处故障。
A.Rx断路时,电压表与电源相连接,电压表有示数,故A不符合题意;
B.Rx短路,电压表也被短路,电压表无示数,故B符合题意;
C.R0短路,电压表与电源相连接,电压表有示数,故C不符合题意。
故选B。
(2)[2]排除故障后,闭合开关S1、S2时,电路中化为Rx的简单电路,电压表的示数等于电源电压,为U1;闭合开关S1、断开S2时,两电阻串联,电压表测量Rx电压,电压表的示数为U2,R0的电压为
由欧姆定律得
由得
(3)若电源电压为4.5V,电压表的量程为3V,R0=10Ω,当两电阻串联,电压表示数为3V时,Rx最大,此时电路中电流为
由得,电路能测量的Rx的最大值为
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