摘要:
**基本信息**
本同步练通过“典例分析及变式”与“课后作业巩固”分层设计,聚焦伏安法测电阻核心知识点,从实验原理、电路分析到图像绘制、串并联电阻计算,构建基础到综合的递进路径,培养物理观念与科学探究能力。
**分层设计**
|层次|知识覆盖|设计特色|
|----|----------|----------|
|典例分析(例题)|伏安法原理、电路图、实验步骤等单一知识点|以基础问答巩固核心概念,如实验原理填写、电路连接判断|
|变式训练|数据处理、动态电路分析、图像误差分析等应用知识点|通过情境变式提升技能迁移,如伏安特性曲线误差分析|
|课后作业巩固|串并联电阻计算、实验故障分析、综合电路设计等综合知识点|结合选择、实验、计算题,强化知识整合与问题解决,如多电路等效电阻比较|
内容正文:
17.3电阻的测量同步练--人教版物理九年级全一册2026年暑假
学校:
姓名:
班级:
考号:
目录
◆典例分析及变式
一、伏安法测电阻的实验原理和电路图及实验数据处理
二、伏安法测电阻实验中滑动变阻器的作用、及其引起的动态电路分析
三、绘制电阻或小灯泡的伏安特性曲线
四、安法测电阻的实验步骤和数据处理
五、串联、并联电路的等效电阻
◆后作业巩固
典例分析及变式
一、伏安法测电阻的实验原理和电路图及实验数据处理
【例1】某小组同学完成“用电流表、电压表测电阻”这个实验,这个实验的实验原理是
多次测量的日的是
一。该小组同学分别用图所示的两种方法完成该实验,
则(b)图所示方法的优点在于
(写出一点即可)
(a)
(b)
通过改变串联干电池个数多次测量
通过改变滑动变阻器滑片位置多次测量
【变式1-1】在“用电压表、电流表测电阻”的实验中,某一次测量时,小华同学观察到接
在待测电阻、两端电压表的示数如图所示,则电阻两端的电压为
V。若此时电流
表示数为0.22A,则电阻的阻值为.
。
5
10
15
3115
【变式1-2】·小岩用图甲所示电路测量未知电阻的阻值,并将实验数据通过描点作出
其U-I图像,如图乙所示,但其延长线不过原点,由此分析电压表未调零,且调零前指针
在零刻线的
(选填“左”或“右”)侧。将电压表调零后重做实验,将正确的数
试卷第1页,共3页
据在图乙中描出A、B、C三点,由此可知待测电阻R为
2
↑UV
6.0---
4.0
2.0
00.20.40.60.81.0A
二、伏安法测电阻实验中滑动变阻器的作用、及其引起的动态电路分析
例2.如图所示是测量灯泡L正常发光时电阻大小的实验电路图,闭合开关,滑动变阻器
的滑片P向右滑动,变阻器接入电路的电阻一(选填“变大”“变小”或“不变”):
实验中一(选填“能”或“不能”)通过移动滑动变阻器滑片多次实验求平均值来减小
测量误差。
【变式2-1】如图是“测量小灯泡电阻”的实验电路图,当滑动变阻器的滑片P向左移动时,
下列选项正确的是(
P
S
A.电压表示数变小,电流表示数变大,灯丝的电阻变小
B.电压表示数变大,电流表示数变小,灯丝的电阻不变
C.电压表示数变大,电流表示数变大,灯丝的电阻变大
D.电压表示数变小,电流表示数变小,灯丝的电阻变大
选择理由:
试卷第2页,共3页
【变式22】小王用如图所示的电路测量灯泡L的电阻,电流表和电压表选用小量程。连接
好电路后,闭合开关$,发现灯泡L不亮,但电流表、电压表均有示数,接下来首先应进
行的最合理的操作是
一。小王同学认为,利用这个实验的器材,还可以探究电流与电
压的关系,请你对他的想法作出评价:
三、绘制电阻或小灯泡的伏安特性曲线
例3某小组用图甲中的器材测量小灯泡的电阻,所用电源电压为3V,小灯泡的额定电压为
2.5V。
UA
a1i&11N\\
0.3
0.240.4
0.2
0.6
0.1
0.6(3
0
123U
甲
乙
丙
()请用笔画线表示导线,将图甲中的电路连接完整。
(2)正确连接好电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P置于
(选填“A”
或“B”)端。闭合开关后,发现小灯泡不发光,电压表有示数,电流表无示数。己知导线、
电表均完好且接触良好,造成这一现象的原因可能是
(3)排除故障后进行实验,当滑动变阻器的滑片移至某一位置时,电压表的示数为28V,电
流表的示数如图乙所示,为
A,此时小灯泡的电阻为.
2。
(4)经过多次实验,测量并记录多组数据,得到小灯泡的IU图像如图丙所示,该图像不是
一条直线,其原因是
一。接下来,小组成员又对实验过程中通过滑动变阻器的电
流与其两端的电压的关系进行了思考,根据丙图大致画出了滑动变阻器的IU图像。图为
三位同学画出的图像,其中正确的是
(选填“AB”或“C),你判断的理由
是
试卷第3页,共3页
↑I/A
A
↑I/A
U/V
U/V
U/V
【变式3-1】(多选题)“伏安法测电阻”的实验中,小宁分别选用定值电阻和小灯泡为测
量对象,处理实验数据时,分别画出了对应的IU的图像,如图所示。对于图像的分析,
下列说法正确的是()
◆A
1234U
01234U
甲
乙
A.图甲是定值电阻的IU图像
B.由图像可知,定值电阻两端的电压和通过定值电阻的电流成正比
C.由图乙及实验现象可知小灯泡的电阻随灯丝温度的升高而增大
D,应该用多次测量的方法,计算小灯泡电阻的平均值,以减小误差
四、安法测电阻的实验步骤和数据处理
例4如图所示是电学中常见的电路图,在A、B两点间分别接入下列选项中加点字的元件,
并进行对应实验,对滑动变阻器在此实验中的作用描述正确的是()
A.探究电流与电压的关系一一保证定值电阻阻值不变
B.测量小灯泡的电阻一一调节改变小灯泡两端电压
试卷第4页,共3页
C.探究电流与电阻的关系一一控制定值电阻两端电压不变
D.测量定值电阻的阻值一一改变定值电阻两端电压,多次测量求平均值,减小误差
【变式41】下列物理实验需要进行多次测量,其中多次测量的目的相同的是()
A.探究光的反射定律,多次改变入射角的大小,测量反射角的大小
B.探究质量与体积的关系,多次测量不同体积的同种物质的质量
C.探究电流与电压关系时,多次改变定值电阻的大小,测量电流与电压
D.测量定值电阻的阻值时,多次改变滑片位置,测量电流、电压大小并计算电阻
五、串联、并联电路的等效电阻
类型
电阻串联
电阻并联
图释
☐□>
电阻串联相当于增加了导体的一,所
电阻并联相当于增加了导体的
以串联后的总电阻比任何一个分电阻都要
,所以并联后的总电阻比任
实质
何一个分电阻都要
说明:无论电阻是串联还是并联,其中某一电阻阻值变大时,总电阻均变
并联电路总电阻的倒数等于各并联
串联电路的总电阻等于各串联电阻之
规律
。表达式:R=
电阻的
表达式:R=
n个阻值为
的电阻串联,总电阻为
n个阻值为
的电阻并联,总电阻
特例
为
串联电路具有」
作用,电压的分配与
拓展
U=
电阻成
比,
即U2
试卷第5页,共3页
并联电路具有
作用,电流的
I=
分配与电阻成
比,即L2
R<R
例5.下列各选项为四组不同的电阻,已知
由图可以看出总电阻最小的一组是(
A.
R
D
◆课后作业巩固
课后作业
1.并联电路的电阻特点(以两个电阻为例)。
(1)并联电路中,等效电阻的倒数等于各并联电阻的倒数之一,
即一。
(2)把导体并联,相当于增加了导体的一,因此并联电路的总电阻比任何一个并联的电
阻都
。
2.题图所示的是阻值不同的两个电阻的电流随电压变化的!-U图像。由图像可知,电阻
R
《选填“>”“<”或“=”)R。R、R串联后的总电阻的-U图线在
区域
它们并联后的总电阻的I-U图线在区域
(后两空均选
试卷第6页,共3页
填“I”“Ⅱ”或“Ⅲ”)
个I
R
血
3如图甲,在“伏安法测电阻”的实验中,闭合开关后发现电流表示数太小,不能准确读
数,应将滑动变阻器的滑片向
端移动。他们多次实验,前两次测得的电阻分别为
5.22和5.12,第三次测量时,电压表和电流表的示数如图乙、丙所示。则该待测电阻的阻
值为2。
5
10
2
、、、53%3111\1///
15
0
、、3L、LL///
3
0.2
04
A
0.6
3115
0.613
甲
乙
丙
4.小明在用“伏安法”测电阻时,电路图如图甲所示,电流表、电压表的接线情况及指针
指示情况分别如图乙、丙所示,则待测电阻R的阻值是
2。
10
0.6
°98
R
乙
丙
5.两个电路元件A和B中的IU图像如图所示,通过元件A的电阻为
2,
将它们并联后接到电压为2V的电源上时,干路中的电流为
A,将它们串联
后接到电压为3V的电源上时,通过元件A的电流为.
I∥A
0.6
0.4
0.2
0
2 3 U/V
试卷第7页,共3页
6.小聪同学在“测量小灯泡的电阻”的实验中,按照如图甲所示的电路图连接电路,开关
闭合前滑动变阻器的滑片应置于最端;当小灯泡正常发光时,电流表的示数如图乙所
示,小灯泡的额定电压为2.5V,则小灯泡正常发光时的电阻为2。(结果保留一位小
数)
0.210.4
0
0.6
0.6
R
甲
乙
二、单选题
R=52R2=152
1.把
的两个电阻串联起来,则串联后的总电阻为()
A.小于52
B.202
C.152
D.52
2.在串联电路中,每多串联一个电阻,则()
A.总电流变小B.总电流变大
C.总电阻变小
D.总电阻不变
3.现有两个电阻R、尼,且R>
,如图所示电路中等效电阻最大的是()
R
4.李华家的LD灯出现故障,他利用图甲所示的电路测量与灯珠串联的定值电阻R的阻
值。电源电压为3V,R的阻值约为102,闭合开关,调节滑动变阻器,电流表指针的位置
如图乙所示。关于该实验,下列说法正确的是()
试卷第8页,共3页
0.4
0
000
-0.63
甲
乙
A.电压表的测量范围应选择0~15V
B.电流表的测量范围应选择O~3A
C.图乙所示的电流表的读数为0.26A
D.多次测量求平均值可让结论更具普遍性
5.小然同学对伏安法“测定值电阻的阻值”和“测小灯泡的电阻”两个实验进行了梳理和
对比,下列说法正确的是()
A、两个实验的原理都是1
R
B.两个实验进行多次测量的目的不同
C.滑动变阻器在两个实验中的主要作用不同
D.两个实验都采用了控制变量法
6.在“测量小灯泡的电阻”的实验中,某同学在连电路中,不小心将电流表和电压表换了
位置,如图所示,可能出现的现象是()
A.电压表烧坏
B.小灯泡烧坏
C.电流表烧坏
D.小灯泡不亮
7.下面关于物理研究方法的描述,错误的是()
A.两个52的电阻串联,其作用效果相当于一个102的电阻一一转换法
B.真空不能传声一一实验加科学推理法
C.研究光现象时引入光线一一物理模型法
D.学习电流时,用水流做比较一一类比法
8.在“伏安法测电阻”的实验中,小明分别选用定值电阻和小灯泡为测量对象,在处理实
试卷第9页,共3页
验数据时,分别画出了U-I图像,如图甲、乙所示。对于图像的分析;以下说法错误的是
()
◆UV
◆U八V
234iA
01234iA
A.图甲是定值电阻的U-I图像,图乙是小灯泡的U-I图像
B.由图像可知,通过定值电阻的电流和定值电阻两端的电压成正比
C.由乙图及实验现象可知小灯泡的电阻随灯丝温度的升高而增大
D.为了减小误差,应该用多次测量求平均值的方法,计算小灯泡的电阻
9.在“测量小灯泡正常发光时的电阻”的实验中,关于四名同学遇到的一些问题,下列说
法正确的是()
A,小刚连接完电路的最后一根导线小灯泡就亮了,是因为他连接电路时开关是断开的
B.小强连接完电路闭合开关后小灯泡不亮,可能是因为滑动变阻器的阻值调到了最大
C.小梅要判断小灯泡是否正常发光,应在调节滑动变阻器的同时仔细观察小灯泡亮度
D.小丽发现小灯泡在不同电压下测得的电阻值均不相同,有可能是由测量误差导致的
R
10.要测量一个电阻的阻值。提供的器材有:干电池两节,学生用电压表、学生用电流
表、滑动变阻
R、电阻箱凡以及单刀双挪开关各一只,开关、导线若干。以下四种电路
中,可以测出
阻值的电路是()
R
R
①
②
④
A.①②③
B.②④
C.③④
D.只有②
三、多选题
试卷第10页,共3页
R
1.若将电阻分别改接为下列选项中括号中的元件,并进行对应实验,对滑动变阻器在
实验中的作用描述正确的是()
A.探究电流与电压的关系一一改变(定值电阻)两端电压
B.探究电流与(电阻)的关系一一调节电阻两端电压成倍数变化
C.测量定值(电阻)的阻值一一多次测量求平均值,减小误差
D.测量(小灯泡)的电阻一一改变小灯泡两端电压,求平均值
R
2某同学在只有电流表或电压表的情况下想测量未知电阻的阻值,其中电源电压不变且
未知,定值电阻的阻值和滑动变阻器的最大阻值均已知。下列电路中,不能测出阻值的
是()
Ro
R
Ro
3.某同学设计了以下四种电路,其中电源电压不变且未知,
是已知阻值的定值电阻。
试卷第11页,共3页
R
在实验中不拆改电路的情况下,能够测量出未知电阻“阻值的电路是()
Ro
R
A
四、实验题
1.在用“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
R
Ro
(阻值约为102)和符合要求的滑动变阻器(最大阻值”已知)等器材,连接了如图
甲所示的实物电路。
P
R
B
甲
乙
()实验原理是
(2)连接电路时,开关应
(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。此故障原因可能是
试卷第12页,共3页
R
(4)小红发现不补充器材也能测出的阻值,并设计了对应的电路图乙,请将下列实验步骤
补充完整:①检查电路无误后,闭合开关,不调节滑片P,记录此时电流表的示数为:
R=
②调节滑片P至」
处,记录此时电流表的示数为:③
(用
字得、1和R表示)。
R
3.小东想探究“两个电阻串联时总电阻与两个电阻之和的关系”。实验器材有电源、开关、
电阻箱(用符号“士一”表示),已知阻值的定值电阻、电流表、电压表各一个,器
材均满足实验要求。
(1)探究问题的自变量是
利用上述器材改变自变量的方法是
(2)请画出实验电路图。
五、计算题
1.如图所示的电路中,电源电压不变。
M
(1)将阻值为202的定值电阻R接入MN接线柱,闭合开关S后,电流表示数为0.3A,求
电源电压。
(2)现将定值电阻R与另一个定值电阻R以某种方式连接后接入M、N接线柱,闭合开关S
后,电流表的示数增大了0.1A,请判断R与R的连接方式并求出R的阻值。
R,=202
2.如图所示电路中,电源电压恒定,电阻
。闭合开关后,电流表的示数为02A
电压表的示数为2V。求:
试卷第13页,共3页
R
R2
(1)电阻的阻值:
(2)电源电压。
试卷第14页,共3页
17.3电阻的测量同步练---人教版物理九年级全一册2026年暑假
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
目录
· 典例分析及变式
一、伏安法测电阻的实验原理和电路图及实验数据处理
二、伏安法测电阻实验中滑动变阻器的作用、及其引起的动态电路分析
三、绘制电阻或小灯泡的伏安特性曲线
四、安法测电阻的实验步骤和数据处理
五、串联、并联电路的等效电阻
· 后作业巩固
典例分析及变式
一、伏安法测电阻的实验原理和电路图及实验数据处理
【例1】某小组同学完成“用电流表、电压表测电阻”这个实验,这个实验的实验原理是________,多次测量的目的是________。该小组同学分别用图所示的两种方法完成该实验,则(b)图所示方法的优点在于________(写出一点即可)
【答案】 取平均值减小误差 可以连续改变电阻两端的电压,操作更简便
【难度】0.65
【知识点】伏安法测电阻实验中滑动变阻器的作用、伏安法测电阻的实验原理和电路图
【详解】通过测量电阻两端的电压和通过电阻的电流,根据计算出电阻阻值,所以“用电流表、电压表测电阻”这个实验的原理是;因为一次测量可能存在误差,多次测量取平均能让结果更准确,所以多次测量的目的是求平均值,减小实验误差;(b)图所示方法,通过改变滑动变阻器接入电路的电阻,能方便地调节电路中的电流和电阻两端的电压,无需像(a)图那样改变干电池个数,故(b)图所示方法的优点在于可以连续改变电阻两端的电压,操作更简便。
【变式1-1】在“用电压表、电流表测电阻”的实验中,某一次测量时,小华同学观察到接在待测电阻、两端电压表的示数如图所示,则电阻两端的电压为________V。若此时电流表示数为0.22A,则电阻的阻值为________Ω。
【答案】 2.2 10
【难度】0.65
【知识点】欧姆定律的简单计算、电压表的量程及读数、伏安法测电阻的实验原理和电路图
【详解】电压表使用的量程为0~3V,每一个大格表示1V,每一个小格表示0.1V,则电压表的示数是2.2V。
电阻的阻值
【变式1-2】.小岩用图甲所示电路测量未知电阻的阻值,并将实验数据通过描点作出其图像,如图乙所示,但其延长线不过原点,由此分析电压表未调零,且调零前指针在零刻线的________(选填“左”或“右”)侧。将电压表调零后重做实验,将正确的数据在图乙中描出A、B、C三点,由此可知待测电阻R为________。
【答案】 左 10
【难度】0.65
【知识点】欧姆定律的简单计算、伏安法测电阻的实验原理和电路图、伏安法测电阻的实验步骤和数据处理、伏安法测电阻实验中的注意事项和故障分析、欧姆定律的图像表示
【详解】由图乙知电压表调零后,描出的A、B、C三点连线应过原点,而调零前的直线与之平行且在其右侧,根据一次函数图线知道,延长后交U轴负半轴,即电流为0时电压为负值,所以电压表调零前指针在零刻线的左侧。
根据欧姆定律计算A、B、C三点对应的电阻值:
待测电阻R为
二、伏安法测电阻实验中滑动变阻器的作用、及其引起的动态电路分析
例2.如图所示是测量灯泡正常发光时电阻大小的实验电路图,闭合开关,滑动变阻器的滑片向右滑动,变阻器接入电路的电阻_____(选填“变大”“变小”或“不变”);实验中_____(选填“能”或“不能”)通过移动滑动变阻器滑片多次实验求平均值来减小测量误差。
【答案】 变大 不能
【难度】0.85
【知识点】伏安法测电阻实验中滑动变阻器的作用、移动滑片时接入电路的电阻的变化情况、伏安法测电阻的实验原理和电路图、伏安法测电阻实验中的注意事项和故障分析、用滑动变阻器改变小灯泡的亮度
【详解】[1]由图可知,滑动变阻器通过左下、右上接线柱接入电路,所以滑片向右滑动,变阻器接入电路的电阻变大。
[2]因为灯泡仅在固定的额定电压下才正常发光,灯泡的电阻受温度影响,不同电压下,温度不同,电阻也不同,不是一个定值。所以不能通过移动滑动变阻器滑片多次实验求平均值来减小测量误差。
【变式2-1】如图是“测量小灯泡电阻”的实验电路图,当滑动变阻器的滑片P向左移动时,下列选项正确的是( )
A.电压表示数变小,电流表示数变大,灯丝的电阻变小
B.电压表示数变大,电流表示数变小,灯丝的电阻不变
C. 电压表示数变大,电流表示数变大,灯丝的电阻变大
D.电压表示数变小,电流表示数变小,灯丝的电阻变大
选择理由:___________
【答案】 C 由电路图知,灯泡与滑动变阻器串联,电流表测电路电流,电压表测小灯泡两端电压;滑动变阻器的滑片P向左滑动,滑动变阻器接入电路的阻值变小,电路总电阻R总变小,电源电压U不变,根据可得,电路中的电流变大,则电流表示数变大,灯泡变亮,灯泡两端的电压变大,灯丝的温度升高,电阻变大,故选C。
【难度】0.65
【知识点】伏安法测电阻的实验原理和电路图
【详解】略。
【变式2-2】小王用如图所示的电路测量灯泡L的电阻,电流表和电压表选用小量程。连接好电路后,闭合开关S,发现灯泡L不亮,但电流表、电压表均有示数,接下来首先应进行的最合理的操作是______。小王同学认为,利用这个实验的器材,还可以探究电流与电压的关系,请你对他的想法作出评价:______。
【答案】 应移动滑动变阻器的滑片P,观察灯泡L是否发光 小王的想法不合理,探究电流与电压的关系时,电阻阻值是不变的,而灯丝的电阻随温度的升高而增大。
【难度】0.4
【知识点】伏安法测电阻的实验步骤和数据处理、探究电流与电压的关系
【详解】[1]电路连好后,闭合开关S,发现电流表、电压表均有示数,说明电路是通路,且灯泡没有短路,灯泡L不亮,说明电路中的电流较小,因此应移动滑动变阻器的滑片P,观察灯泡L是否发光。
[2]探究电流与电压的关系实验中,需控制电阻阻值不变,而灯丝的电阻随温度的升高而增大,所以不能利用这个实验的器材探究电流与电压的关系。
三、绘制电阻或小灯泡的伏安特性曲线
例3.某小组用图甲中的器材测量小灯泡的电阻,所用电源电压为3V,小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)请用笔画线表示导线,将图甲中的电路连接完整。
(2)正确连接好电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P置于___________(选填“A”或“B”)端。闭合开关后,发现小灯泡不发光,电压表有示数,电流表无示数。已知导线、电表均完好且接触良好,造成这一现象的原因可能是___________。
(3)排除故障后进行实验,当滑动变阻器的滑片移至某一位置时,电压表的示数为2.8V,电流表的示数如图乙所示,为___________A,此时小灯泡的电阻为___________Ω。
(4)经过多次实验,测量并记录多组数据,得到小灯泡的I-U图像如图丙所示,该图像不是一条直线,其原因是___________。接下来,小组成员又对实验过程中通过滑动变阻器的电流与其两端的电压的关系进行了思考,根据丙图大致画出了滑动变阻器的I-U图像。图为三位同学画出的图像,其中正确的是___________(选填“A”“B”或“C”),你判断的理由是___________。
A B. C.
【答案】(1)
(2) A(滑动变阻器接右下接线柱时,滑片应置于A端;若滑动变阻器接左下接线柱,则滑片应置于B端) 小灯泡断路
(3) 0.28 10
(4) 小灯泡灯丝的电阻会随温度升高而增大,不是定值,因此I-U图像不是过原点的直线。 C 电源电压恒定为3V,滑动变阻器两端电压
串联电路电流处处相等,结合小灯泡I-U图像可知,随着电流增大,小灯泡灯丝温度升高、电阻增大,小灯泡两端电压增大的速度变快,则滑动变阻器两端电压随电流增大而减小的速度变快,故选C。
【难度】0.65
【知识点】伏安法测电阻的实验原理和电路图、伏安法测电阻的实验步骤和数据处理、伏安法测电阻实验中的注意事项和故障分析、欧姆定律的图像表示
【详解】(1)将开关的右接线柱与滑动变阻器的右下接线柱(或左下接线柱)相连,此时电路为电流表、小灯泡、滑动变阻器、开关依次串联,电压表并联在小灯泡两端,据此作图。
(2)滑动变阻器接右下接线柱时,闭合开关前,为了保护电路,滑片P应置于滑动变阻器阻值最大处,即A端;若滑动变阻器接左下接线柱,则应将滑片P置于B端。
电流表无示数说明电路断路,电压表有示数说明电压表两端到电源通路完好,因此故障是和电压表并联的小灯泡断路。
(3)由图甲可知,电流表选用0~0.6A量程,分度值0.02A,因此读数为0.28A。
电压表与小灯泡并联,测小灯泡两端电压,因此根据欧姆定律,小灯泡的电阻
(4)I-U图像图线在某一点的斜率代表小灯泡电阻的倒数,而小灯泡灯丝的电阻会随温度升高而增大,不是定值,因此I-U图像不是过原点的直线。
电路为灯泡和滑动变阻器串联,二者电流始终相等,电源电压恒定为3V,滑动变阻器两端电压
串联电路电流处处相等,结合小灯泡I-U图像可知,随着电流增大,小灯泡灯丝温度升高、电阻增大,小灯泡两端电压增大的速度变快,则滑动变阻器两端电压随电流增大而减小的速度变快,故选C。
【变式3-1】(多选题)“伏安法测电阻”的实验中,小宁分别选用定值电阻和小灯泡为测量对象,处理实验数据时,分别画出了对应的I-U的图像,如图所示。对于图像的分析,下列说法正确的是( )
A.图甲是定值电阻的I-U图像
B.由图像可知,定值电阻两端的电压和通过定值电阻的电流成正比
C.由图乙及实验现象可知小灯泡的电阻随灯丝温度的升高而增大
D.应该用多次测量的方法,计算小灯泡电阻的平均值,以减小误差
【答案】AC
【难度】0.65
【知识点】伏安法测电阻的实验步骤和数据处理、电阻伏安特性曲线的理解和应用
【详解】A.定值电阻的阻值不变,其电流与电压成正比,二者关系图像是一条直线,图甲是定值电阻的I-U图像,故A正确;
B.甲中定值电阻的电压电流关系是一条经过坐标系原点的直线,说明通过定值电阻的电流和定值电阻两端的电压成正比,故B错误;
C.分析小灯泡的电压电流关系图像可以知道,它的电压电流越大时,功率越大,灯丝温度越高,它的电阻就越大,故C正确;
D.因为小灯泡的电阻是变化的,多次测量求其平均值是没有意义的,故D错误。
故选AC。
四、安法测电阻的实验步骤和数据处理
例4.如图所示是电学中常见的电路图,在A、B两点间分别接入下列选项中加点字的元件,并进行对应实验,对滑动变阻器在此实验中的作用描述正确的是( )
A.探究电流与电压的关系——保证定值电阻阻值不变
B.测量小灯泡的电阻——调节改变小灯泡两端电压
C.探究电流与电阻的关系——控制定值电阻两端电压不变
D.测量定值电阻的阻值——改变定值电阻两端电压,多次测量求平均值,减小误差
【答案】BCD
【难度】0.65
【知识点】伏安法测电阻实验中滑动变阻器的作用、 探究电流与电阻的关系、伏安法测电阻的实验步骤和数据处理、探究电流与电压的关系
【详解】A.在探究电流与电压的关系实验中,需要控制电阻不变,通过改变定值电阻两端的电压,测量对应的电流,从而研究电流与电压的关系。滑动变阻器的作用是改变定值电阻两端的电压和通过定值电阻的电流,并非保证定值电阻阻值不变,保证定值电阻阻值不变是通过选用定值电阻来实现的。故A错误;
B.测量小灯泡的电阻实验中,通过调节滑动变阻器,可以改变小灯泡两端的电压,从而测量小灯泡在不同电压下的电阻值,研究小灯泡电阻的变化规律,故B正确;
C.在探究电流与电阻的关系实验中,需要更换不同阻值的定值电阻,同时要控制定值电阻两端的电压不变。当更换不同阻值的定值电阻后,定值电阻两端的电压会发生变化,此时通过调节滑动变阻器的滑片,使定值电阻两端的电压保持不变,从而研究电流与电阻的关系。故C正确;
D.在测量定值电阻阻值的实验中,通过调节滑动变阻器可以改变定值电阻两端的电压和通过定值电阻的电流,进行多次测量。根据多次测量的电压和电流值计算出电阻值,再求平均值,这样可以减小测量误差。故D正确。
故选BCD。
【变式4-1】下列物理实验需要进行多次测量,其中多次测量的目的相同的是( )
A.探究光的反射定律,多次改变入射角的大小,测量反射角的大小
B.探究质量与体积的关系,多次测量不同体积的同种物质的质量
C.探究电流与电压关系时,多次改变定值电阻的大小,测量电流与电压
D.测量定值电阻的阻值时,多次改变滑片位置,测量电流、电压大小并计算电阻
【答案】ABC
【难度】0.65
【知识点】探究光的反射定律实验装置和实验操作、伏安法测电阻的实验步骤和数据处理、物质质量和体积的关系、探究电流与电压的关系
【详解】AB.“探究光的反射定律”、“探究质量与体积的关系”都是探究类实验,多次测量的目的是寻找普遍规律;
C.“探究电流与电压关系”是探究类实验,实验应控制电阻不变,测量电流与电压,而选项中多次改变定值电阻的大小,是为了得到普遍规律;
D.测量定值电阻的阻值时,多次测量的目的是求平均值,减小误差。
综合上可知,ABC多次测量的目的都是寻找普遍规律,目的相同。
故选ABC。
五、串联、并联电路的等效电阻
类型
电阻串联
电阻并联
图释
实质
电阻串联相当于增加了导体的______,所以串联后的总电阻比任何一个分电阻都要______
电阻并联相当于增加了导体的______,所以并联后的总电阻比任何一个分电阻都要______
说明:无论电阻是串联还是并联,其中某一电阻阻值变大时,总电阻均变______
规律
串联电路的总电阻等于各串联电阻之______。表达式:R=______
并联电路总电阻的倒数等于各并联电阻的______。表达式:=______
特例
n个阻值为的电阻串联,总电阻为______
n个阻值为的电阻并联,总电阻为______
拓展
串联电路具有______作用,电压的分配与电阻成______比,即______
并联电路具有______作用,电流的分配与电阻成______比,即______
【答案】 长度 大 横截面积 小 大 和 倒数之和 分压 正 分流 反
【难度】0.65
【知识点】电阻串联的总阻值与各电阻阻值的关系及推导、并联电路的总阻值与各电阻阻值的关系及推导
【详解】[1][2]几个导体串联起来总电阻比其中任何一个导体的电阻都大,因为导体串联相当于增加了导体的长度。其他条件相同时,导体的长度越长,电阻越大。
[3][4]几个导体并联起来总电阻比其中任何一个导体的电阻都小,因为导体并联相当于增加了导体的横截面积。其他条件相同时,导体的横截面积越大,电阻越小。
[5][6][7][8][9]串联总电阻公式为R=R1+R2+┅┅+Rn。由于总电阻是各分电阻的 “和”,当其中任意一个分电阻增大时,总和必然随之增大,因此串联电路中某一电阻变大,总电阻一定变大;并联总电阻公式为。当某一分电阻增大时,其倒数会减小,导致所有分电阻倒数的“和”减小;而总电阻R总是这个“和”的倒数,“和” 变小则其倒数(总电阻)变大。综上,无论串联还是并联,某一电阻阻值变大时,总电阻均变大。
[10][11]串联电路总电阻等于各分电阻之和,n个阻值为R0的电阻串联,由于每个电阻均为R0,总电阻为n个R0相加,即R串=nR0;并联电路总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和,n个阻值为R0的电阻并联,每个电阻的倒数均为,则总电阻的倒数为,则总电阻。
[12][13][14]串联电路中电流处处相等(I1=I2=I),根据欧姆定律的推导式U=IR可得支路电压U1=IR1、U2=IR2。两式相比可得
即串联电路电压分配与电阻成正比。电阻越大的用电器,分得的电压越大,这就是串联电路的 “分压作用”。
[15][16][17]并联电路中各支路两端电压相等(U1=U2=U),根据欧姆定律,可得支路电流、。两式相比可得
即并联电路电流分配与电阻成反比。电阻越大的支路,通过的电流越小,这就是并联电路的 “分流作用”。
例5.下列各选项为四组不同的电阻,已知,由图可以看出总电阻最小的一组是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【难度】0.65
【知识点】电阻串联的总阻值与各电阻阻值的关系及推导、并联电路的总阻值与各电阻阻值的关系及推导
【详解】两电阻串联之后的总电阻比任何一个分电阻都要大;两电阻并联之后的总电阻比任何一个分电阻都要小。因B中两电阻并联,故总电阻最小。故B符合题意,ABD不符合题意。
故选B
· 课后作业巩固
课后作业
1.并联电路的电阻特点(以两个电阻为例)。
(1)并联电路中,等效电阻的倒数等于各并联电阻的倒数之______,即______。
(2)把导体并联,相当于增加了导体的______,因此并联电路的总电阻比任何一个并联的电阻都______。
【答案】(1) 和
(2) 横截面积 小
【难度】0.85
【知识点】电阻与导体的材料、长度和横截面积的关系、并联电路的总阻值与各电阻阻值的关系及推导
【详解】(1)[1][2]在并联电路中,各支路的电压相等,根据欧姆定律可知,第一条支路上通过的电流为
第二条支路上通过的电流为
根据并联电路电流的特点可知,总电流为,代入得,约去电压U,得
所以并联电路中,等效电阻的倒数等于各并联电阻的倒数之和。
(2)[1][2]影响电阻的因素是导体的长度、材料、横截面积和温度,导体并联相当于增大了导体的横截面积,当材料和长度相同时,横截面积越大电阻越小,因此并联电路的总电阻比任何一个并联的电阻都小。
2.题图所示的是阻值不同的两个电阻的电流随电压变化的图像。由图像可知,电阻___________(选填“>”“<”或“=”)。串联后的总电阻的图线在区域___________,它们并联后的总电阻的图线在区域_____________。(后两空均选填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)
【答案】 < Ⅲ Ⅰ
【难度】0.85
【知识点】欧姆定律的图像表示、电阻串联的总阻值与各电阻阻值的关系及推导、并联电路的总阻值与各电阻阻值的关系及推导
【详解】[1]由图像可知,在相同电压下,通过的电流更大,由可知,
[2]串联后,总阻值等于两电阻之和,且总阻值大于其中任意一个电阻,所以在相同电压下,总电流小于通过任意一个电阻的电流,即串联后的电阻应该位于区域Ⅲ内。
[3]并联后,总阻值小于其中任意一个电阻,所以在相同电压下,总电流大于通过任意一个电阻的电流,即并联后的电阻应该位于区域Ⅰ内。
3.如图甲,在“伏安法测电阻”的实验中,闭合开关后发现电流表示数太小,不能准确读数,应将滑动变阻器的滑片向______端移动。他们多次实验,前两次测得的电阻分别为5.2Ω和5.1Ω,第三次测量时,电压表和电流表的示数如图乙、丙所示。则该待测电阻的阻值为______。
【答案】 左 5.1
【难度】0.65
【知识点】伏安法测电阻的实验步骤和数据处理
【详解】闭合开关后发现电流表示数太小,不能准确读数,应将滑动变阻器的滑片向左端移动,减小变阻器的阻值,从而增大电路中电流;
如图乙、丙所示,电压表选用小量程,分度值为0.1V,示数为2V,电流表选用小量程,分度值为0.02A,示数为0.4A,则第三次实验测得该待测电阻的阻值为
为减小误差,应求平均值,则该待测电阻的阻值为
4.小明在用“伏安法”测电阻时,电路图如图甲所示,电流表、电压表的接线情况及指针指示情况分别如图乙、丙所示,则待测电阻Rx的阻值是___________Ω。
【答案】8
【难度】0.85
【知识点】欧姆定律的简单计算、电压表的量程及读数、电流表的量程及读数、伏安法测电阻的实验原理和电路图
【详解】由图甲可知,电压表测量待测电阻两端电压,电流表测量通过待测电阻的电流。由图乙可知,电流表所选测量范围为0~0.6A,分度值为0.02A,则示数为0.3A。由图丙可知,电压表所选测量范围为0~3V,分度值为0.1V,则示数为2.4V。由欧姆定律得,待测电阻的阻值
5.两个电路元件A和B中的I-U图像如图所示,通过元件A的电阻为____________,将它们并联后接到电压为2V的电源上时,干路中的电流为____________,将它们串联后接到电压为3V的电源上时,通过元件A的电流为____________
【答案】5 0.6 0.2
【难度】0.65
【知识点】欧姆定律的简单计算、并联电路的电流规律、电阻伏安特性曲线的理解和应用、串联电路的电压规律及应用
【详解】由I-U图像可知元件A为定值电阻,取U=2V、I=0.4A,由欧姆定律得
将其并联接在2V电源上时,两元件两端电压均为2V,由图像得此时通过A的电流为0.4A,通过B的电流为0.2A,根据并联电路电流规律,干路电流为
将其串联接在3V电源上时,电路电流处处相等,总电压等于各元件电压之和,由图像可知,当电流为0.2A时,元件A的电压为1V,元件B的电压为2V,满足,故通过元件A的电流为0.2A。
6.小聪同学在“测量小灯泡的电阻”的实验中,按照如图甲所示的电路图连接电路,开关闭合前滑动变阻器的滑片应置于最____端;当小灯泡正常发光时,电流表的示数如图乙所示,小灯泡的额定电压为2.5V,则小灯泡正常发光时的电阻为____Ω。(结果保留一位小数)
【答案】 右 8.3
【难度】0.9
【知识点】欧姆定律的简单计算、伏安法测电阻实验中滑动变阻器的作用、伏安法测电阻的实验步骤和数据处理
【详解】为保护电路,开关闭合前,滑动变阻器需要调到接入电路阻值最大的位置。由图甲可知,滑片在最右端时,滑动变阻器接入电路的电阻最大,因此滑片应置于最右端。
电流表选用量程,分度值为,读图乙得电流表示数为。
已知小灯泡额定电压,根据欧姆定律,可得小灯泡正常发光的电阻
二、单选题
1.把、的两个电阻串联起来,则串联后的总电阻为( )
A.小于5Ω B.20Ω C.15Ω D.5Ω
【答案】B
【难度】0.94
【知识点】电阻串联的总阻值与各电阻阻值的关系及推导
【详解】根据串联电路总电阻等于各串联部分电阻之和可得,把、的两个电阻串联起来,则串联后的总电阻为
故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
2.在串联电路中,每多串联一个电阻,则( )
A.总电流变小 B.总电流变大 C.总电阻变小 D.总电阻不变
【答案】A
【难度】0.85
【知识点】电阻串联的总阻值与各电阻阻值的关系及推导
【详解】在串联电路中,总电阻等于各电阻之和。每多串联一个电阻,相当于电阻的个数增加,总电阻就会增大。根据欧姆定律,当电源电压不变时,总电阻增大,总电流就会变小。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选 A。
3.现有两个电阻、,且,如图所示电路中等效电阻最大的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【难度】0.65
【知识点】辨析电路的串并联、电阻串联的总阻值与各电阻阻值的关系及推导、并联电路的总阻值与各电阻阻值的关系及推导
【详解】图A:电阻R1、R2串联,总电阻RA=R串=R1+R2,因为R1>R2,所以RA>R1>R2;
图B:电阻R1、R2并联,由并联电阻的总电阻小于任何一个分电阻可知,RB<R2<R1,
图C:电路为R1的简单电路,则RC=R1;
图D:电路为R2的简单电路,则RD=R2。
由上面分析可知,RB<RD<RC<RA,故等效电阻最大的是A,故BCD不符合题意,D符合题意。
故选A。
4.李华家的LED灯出现故障,他利用图甲所示的电路测量与灯珠串联的定值电阻R的阻值。电源电压为3V,R的阻值约为10Ω,闭合开关,调节滑动变阻器,电流表指针的位置如图乙所示。关于该实验,下列说法正确的是( )
A.电压表的测量范围应选择0~15V
B.电流表的测量范围应选择0~3A
C.图乙所示的电流表的读数为0.26A
D.多次测量求平均值可让结论更具普遍性
【答案】C
【难度】0.85
【知识点】电流表的量程及读数、电压表量程的选择、欧姆定律的简单计算、伏安法测电阻实验中的注意事项和故障分析
【详解】由图可知,定值电阻R与滑动变阻器串联,电压表测量R两端的电压,电流表测量电路中的电流。
A.电源电压为3V,电压表与电阻R并联,测量R两端的电压。根据串联电路电压的特点,电阻R两端的电压不会超过电源电压3V,因此电压表应选择0~3V的测量范围,量程小,分度值小,测量误差小,故A错误;
B.当滑动变阻器接入电路的电阻为0时,电路中电流最大,电路中的最大电流约为
为了减小读数误差,电流表应选择0~0.6A的测量范围,故B错误;
C.因为电流表选择0~0.6A的测量范围,分度值为0.02A,则图乙所示的电流表的读数为0.26A,故C正确;
D.本实验是测量定值电阻的阻值,多次测量求平均值的目的是为了减小实验误差,而不是为了让结论更具普遍性,故D错误。
故选C。
5.小然同学对伏安法“测定值电阻的阻值”和“测小灯泡的电阻”两个实验进行了梳理和对比,下列说法正确的是( )
A.两个实验的原理都是
B.两个实验进行多次测量的目的不同
C.滑动变阻器在两个实验中的主要作用不同
D.两个实验都采用了控制变量法
【答案】B
【难度】0.65
【知识点】伏安法测电阻的实验原理和电路图、伏安法测电阻的实验步骤和数据处理、伏安法测电阻实验中滑动变阻器的作用、控制变量法
【详解】A.伏安法测电阻是通过测量导体两端电压与电流,利用欧姆定律公式的变形公式计算得出的,其原理是,故A错误;
B.测定值电阻的阻值时,多次测量是为了求平均值,减小误差;测小灯泡的电阻时,多次测量是为了探究灯丝电阻随温度的变化规律。二者目的不同,故B正确。
C.滑动变阻器在两个实验中的主要作用都是改变被测电阻两端的电压和通过的电流,实现多次测量,作用相同,故C错误。
D.控制变量法用于探究多个变量间的关系,如探究电流与电压、电阻的关系,而这两个实验是直接测量电阻,不需要控制变量,故D错误。
故选B。
6.在“测量小灯泡的电阻”的实验中,某同学在连电路中,不小心将电流表和电压表换了位置,如图所示,可能出现的现象是( )
A.电压表烧坏 B.小灯泡烧坏
C.电流表烧坏 D.小灯泡不亮
【答案】D
【难度】0.65
【知识点】伏安法测电阻实验中的注意事项和故障分析
【详解】电流表和电压表位置互换后,电压表串联接入电路,电压表示数为电源电压,电流表并联在灯泡的两端,电流表内阻很小,相当于导线,小灯泡被短接,小灯泡不亮,由于电压表电阻很大,因此电路中电流就很小,几乎没有电流通过,所以电流表示数接近零,综上,小灯泡、电表都不会被烧坏,且小灯泡不亮,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
7.下面关于物理研究方法的描述,错误的是( )
A.两个5Ω的电阻串联,其作用效果相当于一个10Ω的电阻——转换法
B.真空不能传声——实验加科学推理法
C.研究光现象时引入光线——物理模型法
D.学习电流时,用水流做比较——类比法
【答案】A
【难度】0.65
【知识点】了解电荷的定向移动、电阻串联的总阻值与各电阻阻值的关系及推导、探究声音的传播条件、光线
【详解】A.在电路中,一个10Ω电阻的效果与两个5Ω电阻串联的效果相同,是等效替代法,故A错误,符合题意;
B.从真空罩逐渐向外抽气,听到真空罩内闹铃的声音变小,推理真空不能传声,在实验的基础上使用科学推理法,故B正确,不符合题意;
C.光是真实存在的,光线是不存在的,引入光线为了研究光现象,运用了物理模型法,故C正确,不符合题意;
D.水流和电流都是存在,电流无法直接观察,但两者的作用有共同之处,以水流来解释电流,采用的是类比法,故D正确,不符合题意。
故选A。
8.在“伏安法测电阻”的实验中,小明分别选用定值电阻和小灯泡为测量对象,在处理实验数据时,分别画出了图像,如图甲、乙所示。对于图像的分析;以下说法错误的是( )
A.图甲是定值电阻的图像,图乙是小灯泡的图像
B.由图像可知,通过定值电阻的电流和定值电阻两端的电压成正比
C.由乙图及实验现象可知小灯泡的电阻随灯丝温度的升高而增大
D.为了减小误差,应该用多次测量求平均值的方法,计算小灯泡的电阻
【答案】D
【难度】0.65
【知识点】电阻伏安特性曲线的理解和应用
【详解】A. 图甲中与图像为过原点的直线,由可知电阻不变,为定值电阻图像;图乙为曲线,电阻变化,为小灯泡图像,故A正确;
B. 图甲为过原点直线,由可知,电阻一定时,通过定值电阻的电流与其两端电压成正比,故B正确;
C. 图乙中,随电压增大,电流增大,灯泡变亮,灯丝温度升高。比较图像上任意两点,电压的变化量较大,电流的变化量较小,由可知电压与电流比值增大,即电阻随温度升高而增大,故C正确;
D. 小灯泡电阻随温度变化,不同电压下电阻不同,不能用多次测量求平均值的方法计算灯泡的电阻,故D错误。
故选D。
9.在“测量小灯泡正常发光时的电阻”的实验中,关于四名同学遇到的一些问题,下列说法正确的是( )
A.小刚连接完电路的最后一根导线小灯泡就亮了,是因为他连接电路时开关是断开的
B.小强连接完电路闭合开关后小灯泡不亮,可能是因为滑动变阻器的阻值调到了最大
C.小梅要判断小灯泡是否正常发光,应在调节滑动变阻器的同时仔细观察小灯泡亮度
D.小丽发现小灯泡在不同电压下测得的电阻值均不相同,有可能是由测量误差导致的
【答案】B
【难度】0.85
【知识点】伏安法测电阻实验中的注意事项和故障分析
【详解】A.连接电路时要求开关保持断开,若连接完最后一根导线灯泡就发光,说明连接电路时开关未断开,故A错误;
B.滑动变阻器阻值调到最大时,电路总电阻很大,电流很小,因此小灯泡不发光,这种情况是可能的,故B正确;
C.判断小灯泡是否正常发光,需要观察电压表示数是否等于小灯泡的额定电压,仅靠观察亮度无法准确判断,故C错误;
D.小灯泡的电阻随温度升高而增大,不同电压下小灯泡工作温度不同,因此电阻不同,不是测量误差导致的,故D错误。
故选B。
10.要测量一个电阻的阻值。提供的器材有:干电池两节,学生用电压表、学生用电流表、滑动变阻器、电阻箱以及单刀双掷开关各一只,开关、导线若干。以下四种电路中,可以测出阻值的电路是( )
A.①②③ B.②④ C.③④ D.只有②
【答案】A
【难度】0.65
【知识点】伏安法测电阻的实验原理和电路图、单伏法测电阻、等效替代法测电阻
【详解】①电流表A与待测电阻串联,测量通过的电流 ;电压表V与并联,测量两端的电压,通过公式即可计算出的阻值。滑动变阻器可以改变电路中的电流和电压,以便进行多次测量取平均值,因此,电路①可行。
②将中间的单刀双掷开关拨到左侧,此时电压表与电阻并联,记录电压表的读数。保持电阻箱的阻值不变,将单刀双掷开关拨到右侧,此时电压表测量的是电源电压U,根据串联分压规律有
由此计算出电阻阻值,故②可行。
③将开关拨向,记录电流表示数 I 。开关拨向,保持不变,调节使电流表示数仍为。此时的阻值就等于 阻值。故电路③可行
④假设开关与电压表负接线柱连接,当开关拨到位置1时,电压表测量电阻箱两端的电压。当开关拨到位置2时,电压表与并联,但此时电压表的正负接线柱接反了(电流会从电压表的负接线柱流入),会导致电压表指针反向偏转,无法读数,甚至可能损坏电表,故④不可行。
综上①②③可行,④不可行,故选A。
三、多选题
1.若将电阻分别改接为下列选项中括号中的元件,并进行对应实验,对滑动变阻器在实验中的作用描述正确的是( )
A.探究电流与电压的关系——改变(定值电阻)两端电压
B.探究电流与(电阻)的关系——调节电阻两端电压成倍数变化
C.测量定值(电阻)的阻值——多次测量求平均值,减小误差
D.测量(小灯泡)的电阻——改变小灯泡两端电压,求平均值
【答案】AC
【难度】0.65
【知识点】 探究电流与电阻的关系、伏安法测电阻的实验原理和电路图、探究电流与电压的关系
【详解】A.探究电流与电压的关系时,需控制电阻不变,通过滑动变阻器改变定值电阻两端的电压,进行多次实验,故A正确;
B.探究电流与电阻的关系时,滑动变阻器的作用是保持电阻两端电压不变,而非 “调节电压成倍数变化”,故B错误;
C.测量定值电阻的阻值时,滑动变阻器的作用是改变电阻两端电压,多次测量求平均值以减小误差,故C正确;
D.小灯泡的电阻随温度变化而改变,不能求平均值,滑动变阻器的作用是改变小灯泡两端电压,测量不同电压下的电阻,而非求平均值,故D错误。
故选AC。
2.某同学在只有电流表或电压表的情况下想测量未知电阻的阻值,其中电源电压不变且未知,定值电阻的阻值和滑动变阻器的最大阻值均已知。下列电路中,不能测出阻值的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【难度】0.4
【知识点】双安法测电阻、单伏法测电阻、单安法测电阻、双伏法测电阻
【详解】A.与定值电阻串联,电压表测两端电压,电压表测两端电压,此时电路电流
串联电路电流处处相等,则
可以测出阻值,故A不符合题意;
B.与定值电阻并联,电流表测的电流,电流表测的电流,并联电路各支路电压相等,则电源电压
因此
可以测出阻值,故B不符合题意;
C.定值电阻与串联,电流表只测量一次电路电流,根据
电源电压未知,只有一个方程,无法解出未知电阻,不能测出阻值,故C符合题意;
D.闭合时,被短路,电压表直接测电源电压;断开时,与串联,电压表测电压。此时两端电压为,电路电流
因此
可以测出阻值,故D不符合题意。
故选C。
3.某同学设计了以下四种电路,其中电源电压不变且未知,是已知阻值的定值电阻。在实验中不拆改电路的情况下,能够测量出未知电阻阻值的电路是( )
A. B.
C. D.
【答案】AB
【难度】0.4
【知识点】欧姆定律的简单计算、单伏法测电阻、伏安法测电阻的实验原理和电路图、单安法测电阻
【详解】A.只闭合时,电路是只有的基本电路,电流表测量通过的电流,根据欧姆定律可得电源电压
再闭合,两个电阻并联,电流表测量干路电流,此时通过的电流
因为并联电路各支路电压相等且等于电源电压,所以
即
可求出,故A符合题意;
B.只闭合时,两电阻串联,电流表测电路中电流,根据串联电路电阻特点和欧姆定律,电源电压
两开关都闭合时,是只有的简单电路,电流表测电路中电流,此时电源电压
由于电源电压不变,则
可求出,故B符合题意;
C.闭合开关、,电路为R0的简单电路,电压表测量电源电压。只闭合开关,两电阻串联,电压表测量电源电压。无法测量出未知电阻的阻值,故C不符合题意;
D.闭合开关,接,两个电阻串联,电压表测量两端电压为。接时,电流从电压表负接线柱流入,造成电压表指针向左偏转,无法测出两端的电压,也就不能测出阻值,故D不符合题意。
故选AB。
四、实验题
1.在用“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(阻值约为10 Ω)和符合要求的滑动变阻器(最大阻值已知)等器材,连接了如图甲所示的实物电路。
(1)实验原理是____________。
(2)连接电路时,开关应____________。
(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。此故障原因可能是____________。
(4)小红发现不补充器材也能测出的阻值,并设计了对应的电路图乙,请将下列实验步骤补充完整:①检查电路无误后,闭合开关,不调节滑片P,记录此时电流表的示数为;②调节滑片P至____________处,记录此时电流表的示数为;③____________(用字母、和表示)。
【答案】(1) (2)断开 (3)电压表内部断路
(4) A
【难度】0.65
【知识点】伏安法测电阻的实验原理和电路图、伏安法测电阻实验中的注意事项和故障分析、单安法测电阻
【详解】(1)伏安法测电阻是通过测量待测电阻两端电压和通过的电流,利用公式计算电阻,因此实验原理是。
(2)为保护电路,连接电路时开关必须断开,这是电学实验的基本操作要求。
(3)移动滑片时电流表示数变化,说明电路是通路,滑动变阻器连接正常;电压表无示数,最常见的故障是待测电阻短路,电压表测短路的的电压,示数为0;也可能是电压表内部断路,无法显示示数,合理即可。
(4)根据电学实验操作规则,闭合开关前滑片会提前调至滑动变阻器最大阻值处,因此步骤①中滑动变阻器接入最大阻值,电源电压满足 ;接下来将滑片调至A处,使接入电阻为0,此时电路中只有,电源电压满足
联立两式消去,整理得
3.小东想探究“两个电阻串联时总电阻与两个电阻之和的关系”。实验器材有电源、开关、电阻箱(用符号“”表示),已知阻值的定值电阻、电流表、电压表各一个,器材均满足实验要求。
(1)探究问题的自变量是__________,利用上述器材改变自变量的方法是__________。
(2)请画出实验电路图。
【答案】(1) 两个电阻之和 改变电阻箱接入电路的阻值
(2)
【难度】0.65
【知识点】控制变量法、电阻串联的总阻值与各电阻阻值的关系及推导
【详解】(1)本题探究“两个电阻串联时总电阻与两个电阻之和的关系”,在这个探究中,我们要研究的是总电阻和两个电阻之和的关系,所以自变量是两个电阻之和。
实验器材中有电阻箱,我们可以通过改变电阻箱接入电路的阻值来改变两个电阻之和,这就是利用上述器材改变自变量的方法。
(2)要探究该关系,需要将定值电阻与电阻箱串联,电流表串联在电路中测量电流,电压表并联在定值电阻和电阻箱两端测量总电压,根据欧姆定律 来计算总电阻,从而探究总电阻与两个电阻之和的关系,据此作图。
五、计算题
1.如图所示的电路中,电源电压不变。
(1)将阻值为20Ω的定值电阻R接入M、N接线柱,闭合开关S后,电流表示数为0.3A,求电源电压。
(2)现将定值电阻R与另一个定值电阻R0以某种方式连接后接入M、N接线柱,闭合开关S后,电流表的示数增大了0.1A,请判断R0与R的连接方式并求出R0的阻值。
【答案】(1)6V
(2)60Ω
【难度】0.65
【知识点】欧姆定律的简单计算、利用并联电路电阻关系的相关计算、辨析电路的串并联
【详解】(1)设电源电压为U。当M、N间只接入定值电阻R时,电路为R的简单电路。根据欧姆定律可得,电源电压
(2)将R与连接后,电路中的电流
因为电源电压U不变,电路中电流增大,根据欧姆定律可知,电路的总电阻减小了。根据电阻串并联的特点,串联总电阻大于任一分电阻,并联总电阻小于任一分电阻,所以R与的连接方式是并联。并联后的总电阻为
根据并联电路电阻的计算公式,可得
解得
2.如图所示电路中,电源电压恒定,电阻。闭合开关后,电流表的示数为,电压表的示数为。求:
(1)电阻的阻值;
(2)电源电压。
【答案】(1)10Ω
(2)6V
【难度】0.85
【知识点】欧姆定律的简单计算、利用并联电路电阻关系的相关计算、串联电路的电流规律、串联电路的电压规律及应用
【详解】(1)由电路图可知,电阻和串联,串联电路中电流处处相等,电压表测量两端的电压,电流表测量电路中的电流。已知电压表的示数,电流表的示数。根据欧姆定律,可得电阻的阻值为
(2)根据欧姆定律,得电阻两端的电压为
根据串联电路的电压特点,总电压等于各部分电路两端电压之和,可得电源电压为
试卷第1页,共3页
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