16.3 测量:用电流表和电压表测量电阻 同步练 2026-2027学年沪科版物理九年级全一册
2026-10-21
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内容正文:
16.3测量:用电流表和电压表测量电阻 同步练习2026-2027学年沪科版物理九年级全一册上学期
一.选择题(共5小题)
1.东东老师在做“测量小灯泡正常发光的电阻”演示实验时,针对实验中遇到的问题,让同学们自己解释了相关现象,下列解释正确的是( )
A.按要求规范连接电路,实验开始,闭合开关,灯泡不发光,电路可能是正常的
B.电压表、电流表的量程选大了
C.若出现灯泡不亮,电流表无示数,电压表有示数的现象,说明灯泡的灯座短路了
D.滑动变阻器的滑片向右滑动时,两个表的示数都变小
2.如图是小唐同学进行“伏安法测电阻”的实验电路图。关于该实验下列说法正确的是( )
A.滑动变阻器的作用是多次改变电源电压
B.多次测量取平均值是为了寻找普遍规律
C.测小灯泡电阻也需要多次测量求平均值
D.该电路图还能探究“电流与电压的关系”
3.如图所示是小成测量未知电阻Rx的实验电路,电源两端电压不变,其中R0为阻值已知的定值电阻。当S闭合后,电压表V1的示数用U1表示,电压表V2的示数用U2表示。则下列四个选项中,Rx的表达式正确的是( )
A. B. C. D.
4.小灯泡L和电阻R的电流随电压变化规律如图甲所示,小灯泡L两端的电压为2V时才能正常发光。将小灯泡L和电阻R分别连入图乙、丙所示的电路中,闭合开关,小灯泡均能正常发光,下列说法正确的是( )
A.图乙中干路电流为0.3A,图丙中电源的电压为4V
B.图乙中干路电流为0.3A,图丙中电源的电压为6V
C.图乙中干路电流为0.2A,图丙中电源的电压为4V
D.图乙中干路电流为0.2A,图丙中电源的电压为6V
5.利用伏安法测电阻的部分电路如图,关于测量误差和产生原因,说法正确的是( )
A.测量值偏大,是由于电流表有内阻
B.测量值偏大,是由于电压表有内阻
C.测量值偏小,是由于电流表有内阻
D.测量值偏小,是由于电压表有内阻
二.实验探究题(共10小题)
6.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 ___________ 。
(2)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,则未知电阻Rx_______ Ω。
(3)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)。
7.小雨同学采用“伏安法”测量某定值电阻Rx的阻值。
(1)按图甲连接电路时,开关应_______ ,应将滑动变阻器的滑片P移到最_____ (选填“左”或“右”)端;
(2)闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P至某一位置,电压表的示数为2.7V,电流表示数如图乙所示,为________ A。则此次可计算出电阻Rx=_____ Ω;
(3)算出电阻后,小雨又移动滑动变阻器滑片继续进行多次测量,其目的是______________ ;
(4)若实验中只有一个电压表和一个已知电阻R0,小雨设计了如图丙所示的电路,同样可以测量未知电阻Rx的阻值,请在空格内将实验步骤补充完整:
①闭合S、断开S1,用电压表测出待测电阻Rx两端的电压为U1;
②_____________ ,用电压表测出电源的电压为U;
③Rx的表达式为Rx=____________________ (用U、U1及R0表示)。
8.小龙同学用伏安法测量一个定值电阻Rx的阻值,进行了如下实验。
(1)用笔画线代替导线,将图甲中电路连接完整。要求滑片P向右移动时,电路中的电流变大。
(2)连接电路过程中,开关处于 _______ 状态。
(3)闭合开关后,发现电压表的示数约为电源电压,移动滑片P电压表示数无明显变化,电流表示数为零。造成该故障的原因是 _________ 。
(4)排除故障后闭合开关,移动滑片P,电压表示数为2.4V时,电流表示数如图乙所示,待测电阻的阻值为 _______ Ω。
(5)实验中,改变滑片P的位置,并记录相应数据,多次测量求Rx的平均值是为了 _________ 。
(6)在缺少电流表时,小龙选用阻值为R0的定值电阻设计了如图丙所示电路,并完成实验。过程如下:
①闭合S和S1,电压表的示数为U1;
②__________ ,电压表的示数为U2;
③Rx= ____________________ (用字母U1、U2和R0表示)。
9.小明和小华两位同学用不同的方法测量灯泡的电阻。
(1)小明设计了图﹣1的实验电路测量标有“2.5V”字样的灯泡的电阻,实验室提供的电源电压为3V且保持不变,两只滑动变阻器A“20Ω,2A”、B“50Ω,1.5A”、电流表、电压表、开关及若干导线。
①连接电路时,开关应_______ ;
②实验中先移动滑动变阻器的滑片使灯泡正常发光,接着逐渐降低灯泡两端的电压,记录的数据如表,则灯泡正常发光时灯丝电阻是_________ Ω(保留两位小数),实验中所选滑动变阻器是_____ (选填“A”或“B”);
实验次序
1
2
3
4
5
6
电压U/V
2.5
2.1
1.7
1.3
0.9
0.4
电流I/A
0.32
0.3
0.28
0.24
0.18
0.1
电阻R/Ω
7.00
6.07
5.42
5.00
4.00
③分析上表中的数据,灯泡电阻的变化规律最接近图﹣2所示I﹣U图像中的曲线_____ (选填“a”、“b”或“c”)。
(2)小华设计了图﹣3所示的电路,经过以下步骤,也测出了灯泡正常发光时的电阻。已知灯泡的额定电压为U额、定值电阻的阻值为R0。
a.闭合开关S、S1,断开S2;
b.闭合开关S、S2,断开S1;
c.保持变阻器的滑片P不动,读取电压表的示数为U;
d.移动变阻器的滑片P,使电压表的示数为U额。
实验步骤的正确顺序是____________ (填字母序号);灯泡正常发光时灯丝电阻RL=____________________ ,(用U额、U、R0表示)
10.科学探究小组连接了图甲所示的电路,测量定值电阻Rx的阻值。电源电压恒为6V,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V,Rx的阻值约为8Ω,滑动变阻器有(a:“25Ω 2A”和b:“20Ω 0.2A”)两种规格。
(1)连接电路时,应选择的滑动变阻器是_____ (选填“a”或“b”)。
(2)甲图连接的电路有一处错误,请把接错的那一根导线找出来打“×”,用笔画线代替导线画出正确的连接(只改接一根导线)。
(3)正确连接导线后,滑片P移至某处,此时电压表示数为2.4V,电流表示数如图乙所示为_________ A,本次测得Rx的阻值为________ Ω。通过移动滑片P测得多组实验数据,计算出Rx的平均值,这样做是为了_____ (选填字母符号)。
A.寻找普遍规律
B.减小误差
(4)该探究小组还设计了如图丙所示的电路,利用阻值为R0的定值电阻和电流表等器材,测量Rx的阻值,经检查无误后进行实验。电源电压未知且保持不变,请将实验过程补充完整:
①只闭合开关_______ ,电流表的示数记为I1;
②闭合开关S1、S2,电流表的示数记为I2;
③用已知量R0和测量量I1、I2写出Rx的阻值表达式:Rx=____________________ 。
11.在“测量未知电阻Rx的阻值”实验中,洋洋同学设计了如图甲所示的实验电路。
(1)在开关闭合之前,滑动变阻器的滑片P应滑至最_____ 端(选填“左”或“右”),这样做的目的是_________ 。
(2)某次测量时电压表示数如图乙所示,此时电流表示数为0.2A,则本次测得的待测电阻Rx=_____ Ω。
(3)小明认为这个结果不可靠,应该移动滑动变阻器的滑片改变定值电阻两端的电压,再多测量出几组数据。多次测量的目的是_____ (选填序号)。
A.求平均值减小误差
B.寻找普遍规律
(4)完成实验后,进行误差分析:考虑到电压表中也有电流通过,则该电路测得的Rx的测量值与真实值相比_______ (选填“偏大”或“偏小”)。
(5)若实验中不慎将电压表损坏,洋洋添加一个已知阻值为R0的定值电阻,设计了如图丙所示的电路,同样测出了未知电阻Rx的阻值,请将实验步骤补充完整。
①闭合开关S、S1,读出电流表的示数为I1;
②闭合开关S,断开S1,读出电流表的示数为I2;
③请写出未知电阻Rx阻值表达式:Rx=____________________ (用I1、I2和R0表示)。
12.在测量电阻约为10Ω的定值电阻Rx的实验中,小明和小亮用如图所示的器材进行实验。
(1)用笔画线代替导线在甲图中完成实物电路连接,要求滑动变阻器的滑片向右滑动时连入电路的电阻变小;
(2)小明把最后一根导线连接完毕后,看到电压表和电流表立即有较大示数。小亮认为在实验操作中有两处错误,其中一处是 ________________ ,还有一处是 ____________________ ;
(3)改正错误后,小明改变Rx两端的电压和电流,两次测得的电阻值分别为R1=10.1Ω,R2=10.2Ω,第三次测量时,电流表的示数为0.26A,电压表的示数如图乙所示。根据以上三次实验数据,最后得出Rx= _________ Ω;
(4)小瑞同学设计了不同的方案,经讨论后同学们达成共识,设计的电路如图(R0为阻值已知的定值电阻),以下是他们的实验操作步骤:
①按电路图连接电路。
②闭合开关S1,断开开关S2,读出此时电流表的示数I1。
③闭合开关S2,断开开关S1,读出此时电流表的示数I2。
④根据所测数据计算得出Rx的阻值。
请用所测物理量写出未知电阻Rx的数学表达式Rx= ____________________ 。
13.如图甲所示,小明想测量正常工作电压为2.5V小灯泡的电阻,电源电压恒为4.5V。
(1)测量小灯泡电阻的原理是 ____________________ ;请用笔画线代替导线将图甲中的实物电路连接完整(要求:向左移动滑动变阻器滑片P时,电路中电流变大,且导线不能交叉);
(2)实验中某时刻电压表示数为2.2V,为使小灯泡正常发光,应将滑动变阻器的滑片P向 _____ 端移动,直到电压表示数为 ________ V;
(3)小明还测量了小灯泡在不同电压下的电流,并根据所测得的数据绘制了小灯泡的电流与电压的关系图像,如图乙所示,小灯泡正常发光的电阻为 _______ Ω。
(4)根据图像乙反映的信息,在不增加任何器材的情况下,仅利用本实验的器材 _______ (选填“能”或“不能”)探究电流跟电压的关系。
(5)小明又设计了一个测量未知电阻Rx阻值的电路,如图丙所示,已知变阻器的最大阻值为R0,电源电压恒定但未知,实验步骤如下:
①闭合开关S,当变阻器滑片P在a端时,电压表的示数为U1;
②闭合开关S,当变阻器滑片P在b端时,电压表的示数为U2;
③根据实验测量的数据可知表达式Rx= ____________________ 。(用U1、U2、R0表示)
14.小明和小兰在做“测定小灯泡电阻”的实验,所用小灯泡的额定电压为2.5V,电阻约为10Ω左右。
(1)小明连接的实验电路如图甲所示,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,将甲图的实验电路正确连接;
(2)连接电路时,应在开关闭合之前,将滑动变阻器的滑片移到最_____ (选填“左”或“右”)端;闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表有示数,电压表的示数为零,产生这种现象的原因可能是_________ ;
(3)以上故障排除后,再闭合开关,发现小灯泡仍不亮,但电流表和电压表均有示数,接下来他应进行的操作是____________________ ;
(4)如图乙为滑动变阻器滑片移到某一位置时电流表的示数,此时通过小灯泡的电流是_________ A;
(5)如图丙,小明根据实验数据绘制成U﹣I图像,根据图像提供的信息,求小灯泡正常发光时
的电阻是_________ Ω;
(6)小兰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)。下面是她的实验过程,请你帮她完成实验。
①闭合开关S和S2,断开S1,读出此时电压表的示数U1;
②__________________ ,读出此时电压表的示数U2;
③则未知电阻Rx阻值的表达式为:Rx=____________________ 。
15.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1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,闭合开关S,当滑片移到某一位置时,电流表、电压表的示数分别如图2甲、乙所示,则电阻Rx的阻值为 _____ Ω。
(4)接下来调节滑动变阻器的滑片P,使定值电阻两端的电压逐渐变化,多次进行实验。多次测量的目的是 ____________________ 。
(5)在实验前,小丽为实验设计了一个记录实验数据的表格,如下表,同组的小宏认为表格少一项内容,则可以增加的项目是 _______________ 。
实验次数
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
1
2
3
(6)另一组同学,实验中电压表突然损坏,小组同学经过讨论设计了一种实验方案,也可测出Rx阻值。如图3所示是测量未知电阻Rx的实验电路,电源两端的电压保持不变,定值电阻R0=10Ω。
①只闭合开关S和S1,读出并记录电流表的示数0.3A。
②只闭合开关S和S2,读出并记录电流表的示数0.5A。
③计算Rx= _______ Ω。
16.3测量:用电流表和电压表测量电阻同步练习 2026-2027学年沪科版物理九年级全一册上学期答案
一.选择题(共5小题)
题号
1
2
3
4
5
答案
A
D
D
B
A
一.选择题(共5小题)
1.东东老师在做“测量小灯泡正常发光的电阻”演示实验时,针对实验中遇到的问题,让同学们自己解释了相关现象,下列解释正确的是( )
A.按要求规范连接电路,实验开始,闭合开关,灯泡不发光,电路可能是正常的
B.电压表、电流表的量程选大了
C.若出现灯泡不亮,电流表无示数,电压表有示数的现象,说明灯泡的灯座短路了
D.滑动变阻器的滑片向右滑动时,两个表的示数都变小
【答案】A
【解答】解:A.按要求规范连接电路,实验开始,闭合开关,灯泡不发光,闭合开关时,滑动变阻器滑片处于最大值处,电路中的总电阻变大,由电流知,电路中电路较小,小灯泡的实际功率较小,造成小灯泡不发光,也可能时灯泡故障或电路故障引起,故A说法正确;
B.实验中电压是由两节干电池左侧,电压表可以选用0﹣3V,小灯泡的额定功率未知,无法判断电路中电流的最大值,不能说电流表量程选大了,故B错误;
C.灯泡不亮,电流表无示数,说明电路断路,电压表由示数,说明电压表两个接线柱到电源两端通路,可以判断时小灯泡断路,故C错误;
D.滑动变阻器的滑片向右滑动时,滑动变阻器接入的电阻变小,电流中的电流变大,小灯泡两端的电压变大,两个电表示数都变大,故D错误。
故选:A。
2.如图是小唐同学进行“伏安法测电阻”的实验电路图。关于该实验下列说法正确的是( )
A.滑动变阻器的作用是多次改变电源电压
B.多次测量取平均值是为了寻找普遍规律
C.测小灯泡电阻也需要多次测量求平均值
D.该电路图还能探究“电流与电压的关系”
【答案】D
【解答】解:A、在伏安法测电阻的实验中,滑动变阻器一方面可以保护电路,另一方面可以改变电路中的电流与电阻两端电压,故A错误;
B、在伏安法测电阻的实验中,为了减小误差应多次测量取平均值,故B错误;
C、小灯泡灯丝电阻随温度的升高而增大,所以利用“伏安法”测小灯泡电阻时,不能取不同电压下的电阻的平均值,故C错误;
D、探究电流与电压的关系时,要保持电阻大小不变,改变电压,可以通过移动滑动变阻器来实现,故D正确。
故选:D。
3.如图所示是小成测量未知电阻Rx的实验电路,电源两端电压不变,其中R0为阻值已知的定值电阻。当S闭合后,电压表V1的示数用U1表示,电压表V2的示数用U2表示。则下列四个选项中,Rx的表达式正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解答】解:由电路图可知,定值电阻R0和未知电阻Rx串联,电压表V1测量定值电阻R0两端电压,电压表V2测量未知电阻Rx两端电压。
因串联电路中各处的电流相等,
所以,电路中的电流:
I,变形得,故ABC错误,D正确。
故选:D。
4.小灯泡L和电阻R的电流随电压变化规律如图甲所示,小灯泡L两端的电压为2V时才能正常发光。将小灯泡L和电阻R分别连入图乙、丙所示的电路中,闭合开关,小灯泡均能正常发光,下列说法正确的是( )
A.图乙中干路电流为0.3A,图丙中电源的电压为4V
B.图乙中干路电流为0.3A,图丙中电源的电压为6V
C.图乙中干路电流为0.2A,图丙中电源的电压为4V
D.图乙中干路电流为0.2A,图丙中电源的电压为6V
【答案】B
【解答】解:由图乙可知,灯L与R并联,电压表测电源电压;闭合开关,小灯泡正常发光,说明电源电压为2V,即灯L和R两端电压为2V,由图甲可知,通过灯L和R的电流分别为0.2A和0.1A,故干路电流为I=0.2A+0.1A=0.3A;
由图丙可知,灯L与R串联,电压表测R两端电压;闭合开关,小灯泡正常发光,说明灯L两端电压为2V,由图甲可知,通过灯L的电流为0.2A,此时电阻R两端电压为4V,根据串联电路电压规律可知,电源电压为U=2V+4V=6V,故ACD错误,B正确。
故选:B。
5.利用伏安法测电阻的部分电路如图,关于测量误差和产生原因,说法正确的是( )
A.测量值偏大,是由于电流表有内阻
B.测量值偏大,是由于电压表有内阻
C.测量值偏小,是由于电流表有内阻
D.测量值偏小,是由于电压表有内阻
【答案】A
【解答】解:图中是安培表内接法,由于安培表的分压作用,电压测量值偏大,电流测量值准确,
根据欧姆定律I可知,电阻测量值偏大,等于电阻R与安培表内阻之和。
故选:A。
二.实验探究题(共10小题)
6.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 电阻Rx断路 。
(2)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,则未知电阻Rx 10 Ω。
(3)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, 滑片P移到b端时 ,读出电压表示数为U2;
③待测电阻Rx= •Rmax (用已知和测量出的物理量符号表示)。
【答案】(1)电阻Rx断路;(2)10;(3)②滑片P移到b端时;③•Rmax。
【解答】解:(1)闭合开关后,发现电流表无示数,则电路断路,电压表示数接近3V,则电压表与电源连通,所以故障为电阻Rx断路;
(2)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,
则Rx的阻值:Rx10Ω;
(3)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,滑片P移到b端时,读出电压表示数为U2;
③在①中,电压表测电源电压U1;
在②中,变阻器的最大电阻与电阻Rx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:I;
根据串联电路的规律和欧姆定律得,待测电阻:Rx•Rmax。
故答案为:(1)电阻Rx断路;(2)10;(3)②滑片P移到b端时;③•Rmax。
7.小雨同学采用“伏安法”测量某定值电阻Rx的阻值。
(1)按图甲连接电路时,开关应 断开 ,应将滑动变阻器的滑片P移到最 右 (选填“左”或“右”)端;
(2)闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P至某一位置,电压表的示数为2.7V,电流表示数如图乙所示,为 0.3 A。则此次可计算出电阻Rx= 9 Ω;
(3)算出电阻后,小雨又移动滑动变阻器滑片继续进行多次测量,其目的是 求平均值,减小误差 ;
(4)若实验中只有一个电压表和一个已知电阻R0,小雨设计了如图丙所示的电路,同样可以测量未知电阻Rx的阻值,请在空格内将实验步骤补充完整:
①闭合S、断开S1,用电压表测出待测电阻Rx两端的电压为U1;
② 闭合开关S、S1 ,用电压表测出电源的电压为U;
③Rx的表达式为Rx= (用U、U1及R0表示)。
【答案】故答案为:(1)断开;右;(2)0.3;9;(3)求平均值,减小误差;(4)②闭合开关S、S1;③。
【解答】解:(1)连接电路时,为保护电路,开关应断开;滑动变阻器接入电路时,应将滑片移到阻值最大处,由图甲可知,滑片P移到最右端时,滑动变阻器接入电路的电阻最大。
(2)电流表示数如图乙所示,电流表是0~0.6A量程,分度值为0.02A,示数为0.3A。根据可求出
(3)多次测量求平均值可以减小误差,所以算出电阻后,小雨又移动滑动变阻器滑片继续进行多次测量,其目的是减小误差。
(4)由图丙可知,当开关S、S1均闭合时,R0被短接,电路为Rx的简单电路,电压表测电源的电压,所以应闭合S、S1;当开关S闭合、S1断开时,R0、Rx串联,电压表测Rx两端的电压U1;串联电路中总电压等于各部分两端电压之和,所以R0两端的电压U0=U﹣Ux=U﹣U1,串联电路中各处的电流相等,
则Rx的表达式为。
故答案为:(1)断开;右;(2)0.3;9;(3)求平均值,减小误差;(4)②闭合开关S、S1;③。
8.小龙同学用伏安法测量一个定值电阻Rπ的阻值,进行了如下实验。
(1)用笔画线代替导线,将图甲中电路连接完整。要求滑片P向右移动时,电路中的电流变大。
(2)连接电路过程中,开关处于 断开 状态。
(3)闭合开关后,发现电压表的示数约为电源电压,移动滑片P电压表示数无明显变化,电流表示数为零。造成该故障的原因是 Rx断路 。
(4)排除故障后闭合开关,移动滑片P,电压表示数为2.4V时,电流表示数如图乙所示,待测电阻的阻值为 10 Ω。
(5)实验中,改变滑片P的位置,并记录相应数据,多次测量求Rx的平均值是为了 减小误差 。
(6)在缺少电流表时,小龙选用阻值为R0的定值电阻设计了如图丙所示电路,并完成实验。过程如下:
①闭合S和S1,电压表的示数为U1;
② 再闭合S2 ,电压表的示数为U2;
③Rx= R0 (用字母U1、U2和R0表示)。
【答案】(1)如图所示;(2)断开;(3)Rx断路;(4)10;(5)减小误差;(6)再闭合S2;R0。
【解答】解:(1)滑动变阻器应与定值电阻串联,同时题中要求:闭合开关后,滑动变阻器的滑片向右移动时电路中电流变大,由此确定,滑动变阻器接入电路中的电阻变小,应接右下接线柱,连接电路如图所示:
(2)为了保护电路,连接电路时,开关必须断开;
(3)电流表没有示数,说明电路为断路,电压表有示数,说明电路中与电压表并联以外的部分不会断路,所以应是与电压表并联的电路中出现了断路,即可能是Rx断路;
(4)由图乙知,电流表选用的是0~0.6A的量程,分度值为0.02A,通过Rx的电流为0.24A,由欧姆定律可得:Rx10Ω;
(5)实验中,改变滑片P的位置,并记录相应数据,多次测量求Rx的平均值,是为了减小误差;
(6)①闭合S和S1,Rx、R0串联,电压表测量Rx两端的电压,电压表的示数为U1;
②再闭合S2,R0被短路,电路中只有Rx,电压表测量Rx两端的电压,也测量电源电压,电压表的示数为U2,电源电压U=U2;
③在步骤①中,R0两端的电压U0=U﹣Ux=U2﹣U1,Rx两端的电压Ux=U1,
因为在串联电路中电流处处相等,结合欧姆定律可得:
,
,
解得:RxR0。
故答案为:(1)如图所示;(2)断开;(3)Rx断路;(4)10;(5)减小误差;(6)再闭合S2;R0。
9.小明和小华两位同学用不同的方法测量灯泡的电阻。
(1)小明设计了图﹣1的实验电路测量标有“2.5V”字样的灯泡的电阻,实验室提供的电源电压为3V且保持不变,两只滑动变阻器A“20Ω,2A”、B“50Ω,1.5A”、电流表、电压表、开关及若干导线。
①连接电路时,开关应 断开 ;
②实验中先移动滑动变阻器的滑片使灯泡正常发光,接着逐渐降低灯泡两端的电压,记录的数据如表,则灯泡正常发光时灯丝电阻是 7.81 Ω(保留两位小数),实验中所选滑动变阻器是 B (选填“A”或“B”);
实验次序
1
2
3
4
5
6
电压U/V
2.5
2.1
1.7
1.3
0.9
0.4
电流I/A
0.32
0.3
0.28
0.24
0.18
0.1
电阻R/Ω
7.00
6.07
5.42
5.00
4.00
③分析上表中的数据,灯泡电阻的变化规律最接近图﹣2所示I﹣U图像中的曲线 c (选填“a”、“b”或“c”)。
(2)小华设计了图﹣3所示的电路,经过以下步骤,也测出了灯泡正常发光时的电阻。已知灯泡的额定电压为U额、定值电阻的阻值为R0。
a.闭合开关S、S1,断开S2;
b.闭合开关S、S2,断开S1;
c.保持变阻器的滑片P不动,读取电压表的示数为U;
d.移动变阻器的滑片P,使电压表的示数为U额。
实验步骤的正确顺序是 a、d、b、c (填字母序号);灯泡正常发光时灯丝电阻RL= •R0 ,(用U额、U、R0表示)
【答案】(1)①断开;②7.81;B;③c;(2)a、d、b、c;•R0。
【解答】解:(1)①连接电路时,为保护电路,开关应断开;
②由表格数据知小灯泡正常发光时电流为0.32A,则小灯泡正常发光时的电阻为:
R7.81Ω;
滑动变阻器两端的电压为:
UR=U﹣UL=3V﹣0.4V=2.6V,
实验中所选滑动变阻器是:
R26Ω>20Ω,所以选B;
③由表中数据可知,当灯泡两端电压增大,通过灯泡的电流增大,灯丝的电阻增大,且灯泡两端电压的变化量大于通过灯泡的电流变化量,因此小灯泡的电阻变化规律是一条曲线,且偏向电压轴,即c曲线。
(2)①a.闭合开关S、S1,断开S2。此时灯泡和定值电阻串联,电压表测量的是灯泡两端的电压;
d、移动变阻器的滑片P,使电压表的示数为U额;
b.闭合开关S、S2,断开S1。此时电压表测量的是灯泡和定值电阻串联后两端的总电压U;
c.保持变阻器的滑片P不动,读取电压表的示数为U。根据串联电路的特点可以计算出灯泡的电阻。
所以实验步骤的正确顺序a、d、b、c。
②根据欧姆定律和串联电路的特点有:灯泡正常发光时的电阻
RL•R0。
故答案为:(1)①断开;②7.81;B;③c;(2)a、d、b、c;•R0。
10.科学探究小组连接了图甲所示的电路,测量定值电阻Rx的阻值。电源电压恒为6V,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V,Rx的阻值约为8Ω,滑动变阻器有(a:“25Ω 2A”和b:“20Ω 0.2A”)两种规格。
(1)连接电路时,应选择的滑动变阻器是 a (选填“a”或“b”)。
(2)甲图连接的电路有一处错误,请把接错的那一根导线找出来打“×”,用笔画线代替导线画出正确的连接(只改接一根导线)。
(3)正确连接导线后,滑片P移至某处,此时电压表示数为2.4V,电流表示数如图乙所示为 0.32 A,本次测得Rx的阻值为 7.5 Ω。通过移动滑片P测得多组实验数据,计算出Rx的平均值,这样做是为了 B (选填字母符号)。
A.寻找普遍规律
B.减小误差
(4)该探究小组还设计了如图丙所示的电路,利用阻值为R0的定值电阻和电流表等器材,测量Rx的阻值,经检查无误后进行实验。电源电压未知且保持不变,请将实验过程补充完整:
①只闭合开关 S1 ,电流表的示数记为I1;
②闭合开关S1、S2,电流表的示数记为I2;
③用已知量R0和测量量I1、I2写出Rx的阻值表达式:Rx= 。
【答案】(1)a;(2);(3)0.32;7.5;B;(4)①S1;③。
【解答】解:(1)当选择b滑动变阻器时,电路中的最大总电阻大约R=20Ω+8Ω=28Ω;
电路中的最小电流I0.22A超过允许的最大电流0.2A,故b不可行,小于a的允许电流2A,故a可行;
(2)图中电压表接在开关两端,且正负接线柱反了,故应该改接到电阻两端,如下图所示:
(3)电流表示数如图乙,电流表选用0~0.6A的测量范围,分度值0.02A,其示数为0.32A,则测得未知电阻R7.5Ω;
通过移动滑片P测得多组实验数据,计算出Rx的平均值,可以减小误差,故选:B;
(4)图中缺少电压表,通过电阻串联和局部短路测量电流,故只闭合开关S1,两个电阻串联,电流表的示数记为I1;电源电压U=I1(Rx+R0);
闭合开关S1、S2,Rx被短路,电流表的示数记为I2;电源电压U=I2R0;
因电源电压未知且保持不变,即I1(Rx+R0)=I2R0,
解得:Rx。
故答案为:(1)a;(2);(3)0.32;7.5;B;(4)①S1;③。
11.在“测量未知电阻Rx的阻值”实验中,洋洋同学设计了如图甲所示的实验电路。
(1)在开关闭合之前,滑动变阻器的滑片P应滑至最 右 端(选填“左”或“右”),这样做的目的是 保护电路 。
(2)某次测量时电压表示数如图乙所示,此时电流表示数为0.2A,则本次测得的待测电阻Rx= 9 Ω。
(3)小明认为这个结果不可靠,应该移动滑动变阻器的滑片改变定值电阻两端的电压,再多测量出几组数据。多次测量的目的是 A (选填序号)。
A.求平均值减小误差
B.寻找普遍规律
(4)完成实验后,进行误差分析:考虑到电压表中也有电流通过,则该电路测得的Rx的测量值与真实值相比 偏小 (选填“偏大”或“偏小”)。
(5)若实验中不慎将电压表损坏,洋洋添加一个已知阻值为R0的定值电阻,设计了如图丙所示的电路,同样测出了未知电阻Rx的阻值,请将实验步骤补充完整。
①闭合开关S、S1,读出电流表的示数为I1;
②闭合开关S,断开S1,读出电流表的示数为I2;
③请写出未知电阻Rx阻值表达式:Rx= (用I1、I2和R0表示)。
【答案】(1)右;保护电路;(2)9;(3)A;(4)偏小;(5)。
【解答】解:(1)在开关闭合之前,滑动变阻器的滑片P应滑至阻值最大处,即右端,这样做的目的是保护电路;
(2)某次测量时电压表示数如图乙所示,电压表选用小量程,分度值0.1V,其示数为1.8V,此时电流表示数为0.2A,则本次测得的待测电阻阻值为:Rx9Ω;
(3)在测电阻的实验中,为了减小误差,应多次测量取平均值,所以本实验中多次测量的目的是求平均值减小误差,故选A;
(4)考虑到电压表中也有电流通过,电压表和电阻并联,由并联电路电流的规律可知电流表的示数偏大,电压表的示数准确,由可知测得的Rx的测量值与真实值偏小。
(5)在步骤①中,两电阻并联,电流表测干路的电流;在步骤②中,为Rx的简单电路,电流表测Rx的电流;由并联电路电流的规律可知通过定值电阻R0的电流I0=I1﹣I2,电源电压为U=I0R0=(I1﹣I2)R0,根据并联电路各支路两端的电压相等和欧姆定律可知,待测电阻Rx的表达式。
故答案为:(1)右;保护电路;(2)9;(3)A;(4)偏小;(5)。
12.在测量电阻约为10Ω的定值电阻Rx的实验中,小明和小亮用如图所示的器材进行实验。
(1)用笔画线代替导线在甲图中完成实物电路连接,要求滑动变阻器的滑片向右滑动时连入电路的电阻变小;
(2)小明把最后一根导线连接完毕后,看到电压表和电流表立即有较大示数。小亮认为在实验操作中有两处错误,其中一处是 连接电路时,开关未断开 ,还有一处是 闭合开关前,滑动变阻器滑片未移至最大阻值处 ;
(3)改正错误后,小明改变Rx两端的电压和电流,两次测得的电阻值分别为R1=10.1Ω,R2=10.2Ω,第三次测量时,电流表的示数为0.26A,电压表的示数如图乙所示。根据以上三次实验数据,最后得出Rx= 10.1 Ω;
(4)小瑞同学设计了不同的方案,经讨论后同学们达成共识,设计的电路如图(R0为阻值已知的定值电阻),以下是他们的实验操作步骤:
①按电路图连接电路。
②闭合开关S1,断开开关S2,读出此时电流表的示数I1。
③闭合开关S2,断开开关S1,读出此时电流表的示数I2。
④根据所测数据计算得出Rx的阻值。
请用所测物理量写出未知电阻Rx的数学表达式Rx= 。
【答案】故答案为:(1);
(2)连接电路时,开关未断开;闭合开关前,滑动变阻器滑片未移至最大阻值处;
(3)10.1;
(4)。
【解答】解:(1)滑动变阻器的滑片向右滑动时连入电路的电阻变小,故变阻器右下接线柱连入电路中,电压表测定值电阻两端电压,因电源电压为3V,故电压表选小量程与R并联,如图所示:
(2)把最后一根导线连接完毕后,看到电压表和电流表立即有示数,电路为通路,说明连接电路时,开关未断开;电压表和电流表立即有较大示数,电路的电阻较小,说明闭合开关前,滑动变阻器滑片未移至最大阻值处。
(3)电压表的示数如图乙所示,电压表用小量程,分度值为0.1V,故示数为2.6V,则第三次所测电阻
为减小误差,应多次测量求平均值,故待测电阻为
(4)并联电路,各支路两端电压相等,等于电源电压,则有
I1R0=I2Rx
则待测电阻为
13.如图甲所示,小明想测量正常工作电压为2.5V小灯泡的电阻,电源电压恒为4.5V。
(1)测量小灯泡电阻的原理是 R ;请用笔画线代替导线将图甲中的实物电路连接完整(要求:向左移动滑动变阻器滑片P时,电路中电流变大,且导线不能交叉);
(2)实验中某时刻电压表示数为2.2V,为使小灯泡正常发光,应将滑动变阻器的滑片P向 左 端移动,直到电压表示数为 2.5 V;
(3)小明还测量了小灯泡在不同电压下的电流,并根据所测得的数据绘制了小灯泡的电流与电压的关系图像,如图乙所示,小灯泡正常发光的电阻为 10 Ω。
(4)根据图像乙反映的信息,在不增加任何器材的情况下,仅利用本实验的器材 不能 (选填“能”或“不能”)探究电流跟电压的关系。
(5)小明又设计了一个测量未知电阻Rx阻值的电路,如图丙所示,已知变阻器的最大阻值为R0,电源电压恒定但未知,实验步骤如下:
①闭合开关S,当变阻器滑片P在a端时,电压表的示数为U1;
②闭合开关S,当变阻器滑片P在b端时,电压表的示数为U2;
③根据实验测量的数据可知表达式Rx= 。(用U1、U2、R0表示)
【答案】(1)R;
(2)左;2.5;
(3)10;
(4)不能;
(5)。
【解答】解:(1)在测量小灯泡电阻的实验中,用电压表测灯泡两端电压,用电流表测通过灯泡的电流,根据R求出灯泡的电阻;
向左移动滑动变阻器滑片P时,电路中电流变大,说明滑动变阻器连入电路的电阻变小,则下方连接A接线柱,电路图如下:
(2)实验中某时刻电压表示数为2.2V,小于灯泡额定电压2.5V,为使小灯泡正常发光,应减小滑动变阻器两端电压,根据分压原理,应将滑动变阻器的滑片P向左端移动,减小连入电路的电阻,直到电压表示数为2.5V;
(3)由图乙可知,当灯泡两端电压为2.5V时,通过灯泡的额定电流为0.25A,则小灯泡正常发光的电阻为:
R10Ω;
(4)在探究电流跟电压的关系实验中,需控制电阻阻值不变,而灯丝电阻随温度的变化而变化,故仅利用本实验的器材不能探究电流跟电压的关系;
(5)实验时,闭合开关S,移动滑片P至a端,电压表示数U1为Rx两端电压;移动滑片P至b端,电压表测电源电压为U2;
根据串联电路电压规律,R0两端电压为U0=U2﹣U1,则通过R0的电流为:I0,
根据串联电路电流特点,则待测电阻为:Rx。
故答案为:(1)R;电路图见解析;(2)左;2.5;(3)10;(4)不能;(5)。
14.小明和小兰在做“测定小灯泡电阻”的实验,所用小灯泡的额定电压为2.5V,电阻约为10Ω左右。
(1)小明连接的实验电路如图甲所示,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,将甲图的实验电路正确连接;
(2)连接电路时,应在开关闭合之前,将滑动变阻器的滑片移到最 右 (选填“左”或“右”)端;闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表有示数,电压表的示数为零,产生这种现象的原因可能是 灯泡短路 ;
(3)以上故障排除后,再闭合开关,发现小灯泡仍不亮,但电流表和电压表均有示数,接下来他应进行的操作是 向左移动变阻器的滑片,观察灯的发光情况 ;
(4)如图乙为滑动变阻器滑片移到某一位置时电流表的示数,此时通过小灯泡的电流是 0.16 A;
(5)如图丙,小明根据实验数据绘制成U﹣I图像,根据图像提供的信息,求小灯泡正常发光时
的电阻是 12.5 Ω;
(6)小兰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)。下面是她的实验过程,请你帮她完成实验。
①闭合开关S和S2,断开S1,读出此时电压表的示数U1;
② 闭合开关S和S1、断开S2 ,读出此时电压表的示数U2;
③则未知电阻Rx阻值的表达式为:Rx= 。
【答案】(1);
(2)右;灯泡短路;
(3)向左移动变阻器的滑片,观察灯的发光情况;
(4)0.16;
(5)12.5;
(6)②闭合开关S和S1、断开S2;③。
【解答】解:(1)实验中电流表、变阻器和灯泡应串联,电压表应与灯泡并联,作图如下:
(2)为保护电路,应在开关闭合之前,将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处,即最右端;闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表有示数,说明电路为通路,电压表的示数为零,产生这种现象的原因可能是灯泡短路。
(3)以上故障排除后,再闭合开关,发现小灯泡仍不亮,但电流表和电压表均有示数,则电路为通路,这是因为电路中的电流过小,故接下来他应进行的操作是向左移动变阻器的滑片,观察灯的发光情况。
(4)如图乙,电流表选用0~0.6A量程,分度值为0.02A,示数为0.16A,则这时通过小灯泡的电流是0.16A。
(5)由图丙可知,灯泡在额定电压2.5V时的电流为0.2A,则小灯泡正常发光时的电阻为;
(6)①闭合开关S和S2,断开S1,R0和Rx串联,电压表测电源电压,读出此时电压表的示数U1;
②闭合开关S和S1、断开S2,电压表改测R0电压,读出此时电压表的示数U2,根据串联电压规律,Rx电压为U1﹣U2;
③根据串联分压原理则有,解得未知电阻。
故答案为:(1);
(2)右;灯泡短路;
(3)向左移动变阻器的滑片,观察灯的发光情况;
(4)0.16;
(5)12.5;
(6)②闭合开关S和S1、断开S2;③。
15.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1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 右 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 Rx断路 ;
(3)排除故障后,闭合开关S,当滑片移到某一位置时,电流表、电压表的示数分别如图2甲、乙所示,则电阻Rx的阻值为 5 Ω。
(4)接下来调节滑动变阻器的滑片P,使定值电阻两端的电压逐渐变化,多次进行实验。多次测量的目的是 通过多次测量的电阻值计算平均值来减小误差 。
(5)在实验前,小丽为实验设计了一个记录实验数据的表格,如下表,同组的小宏认为表格少一项内容,则可以增加的项目是 电阻平均值R平均/Ω 。
实验次数
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
1
2
3
(6)另一组同学,实验中电压表突然损坏,小组同学经过讨论设计了一种实验方案,也可测出Rx阻值。如图3所示是测量未知电阻Rx的实验电路,电源两端的电压保持不变,定值电阻R0=10Ω。
①只闭合开关S和S1,读出并记录电流表的示数0.3A。
②只闭合开关S和S2,读出并记录电流表的示数0.5A。
③计算Rx= 15 Ω。
【答案】(1)右;
(2)Rx断路;
(3)5;
(4)通过多次测量的电阻值计算平均值来减小误差;
(5)电阻平均值R平均/Ω;
(6)15。
【解答】解:(1)为了保护电路安全,闭合开关前,滑动变阻器要调到最大阻值处,图中滑动变阻器接了左下接线柱,滑片移到最右端时接入电路的电阻丝最长,阻值最大;
(2)电流表无示数说明电路可能断路,电压表接近电源3V,说明电压表两端能连通电源两极,故障可能是和电压表并联的Rx发生断路;
(3)电流表选0∼0.6A量程,分度值0.02A,示数为0.5A;电压表选0∼3V量程,分度值0.1V,示数为2.5V;根据欧姆定律可得,未知电阻的阻值;
(4)定值电阻的阻值是固定的,伏安法测电阻时多次实验取平均值,减小误差,让结果更准确;
(5)本实验需要通过多次测量的电阻值计算平均值来减小误差,现有表格缺少记录最终平均电阻的项目,即电阻平均值R平均/Ω;
(6)只闭合S和S1时,R0与Rx并联,电流表测通过R0的电流,根据欧姆定律,电源电压U=I1R0=0.3A×10Ω=3V;
只闭合S和S2时,R0与Rx并联,电流表测干路总电流,根据并联电路的电流规律可得,通过Rx的电流Ix=I2﹣I1=0.5A﹣0.3A=0.2A;
根据并联电路的特点和欧姆定律可得,。
故答案为:
(1)右;
(2)Rx断路;
(3)5;
(4)通过多次测量的电阻值计算平均值来减小误差;
(5)电阻平均值R平均/Ω;
(6)15。
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