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17.3電阻的測(cè)量
一.選擇題(共5小題)
1.下列各圖,不能測(cè)出電阻Rx的阻值的是(電阻Ro已知)()
2.在用伏安法測(cè)未知電阻兄時(shí),如果缺少電流表或電壓表,可以通過(guò)增加一個(gè)定值電阻
Ri和開(kāi)關(guān)來(lái)解決,下面的四種方案中哪一個(gè)是錯(cuò)誤的()
3.在用伏安法測(cè)未知電阻R,時(shí)(電源電壓未知),如果缺少電流表或電壓表,可以通過(guò)增
加一個(gè)已知阻值的定值電阻R和開(kāi)關(guān)來(lái)解決,下面的四種方案中不可行的是()
4.下列電路圖中電源電壓U保持不變,定值電阻R的阻值已知。在不改變電路的情況下,
能測(cè)出未知電阻息的阻值的電路圖是
()
D.
5.利用電壓表與電流表測(cè)電阻的方法叫做“伏安法”,如圖所示,“伏安法”測(cè)電阻R的電
6.做完“伏安法測(cè)電阻”實(shí)驗(yàn)后,老師向同學(xué)們提出一個(gè)問(wèn)題:“如果實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)電壓表
已經(jīng)損壞,那么能否借助一個(gè)穩(wěn)壓的電源,一個(gè)已知阻值的電阻,加上桌面上原有儀器,
測(cè)出一個(gè)未知阻值R的電阻呢?要求是:1、可以增加導(dǎo)線和開(kāi)關(guān);2、電路連接好后不
能改變?cè)奈恢猛瑢W(xué)們積極思考,熱烈討論,提出了以下方案,請(qǐng)你分析一下,其
中可行的是()
]i-?(H5)—
A.
7.如圖所示是用電壓表和電流表測(cè)量小燈泡電阻近的四個(gè)電路圖,其中正確的是()
-II—1
D.RS'
三.實(shí)驗(yàn)探究題(共16小題)
8.某同學(xué)采用“伏安法”測(cè)量某定值電阻&的阻值。
乙
實(shí)驗(yàn)次數(shù)123
電壓U/V1.52.02.5
電流I/A0.310.41
電阻Rx/Q4.85.0
Rx的平均值/C
(1)本實(shí)驗(yàn)的原理是;
(2)按圖甲連接電路時(shí),應(yīng)先開(kāi)關(guān),并將滑動(dòng)變阻器的滑片P移到位置;
(3)閉合開(kāi)關(guān)后,發(fā)現(xiàn)向左移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P時(shí),電流表的示數(shù)變大、電壓表的
示數(shù)變小,你認(rèn)為電路連接中存在的錯(cuò)誤是;
(4)排除故障后,閉合開(kāi)關(guān),改變電阻Rx兩端的電壓,進(jìn)行了三次測(cè)量。在第三次測(cè)
量中電流表的示數(shù)如圖乙所示,其示數(shù)為;根據(jù)三次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得,定值電阻
Rx的阻值為;(結(jié)果保留一位小數(shù))
(5)將電阻Rx換成小燈泡,重復(fù)上述實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)幾次實(shí)驗(yàn)中所測(cè)小燈泡的電阻值相差
較大,原因可能是;某同學(xué)在連接電路時(shí),不小心將電流表和電壓表?yè)Q了位置,
A.小燈泡不發(fā)光,電壓表沒(méi)有示數(shù)
B.小燈泡不發(fā)光,電流表沒(méi)有示數(shù)
C.小燈泡正常發(fā)光,電壓表沒(méi)有示數(shù)
D.小燈泡正常發(fā)光,電流表沒(méi)有示數(shù)
(6)如圖所示,幾個(gè)同學(xué)在只有電流表或電壓表時(shí),利用一個(gè)已知阻值的電阻R。設(shè)計(jì)
了四個(gè)測(cè)未知電阻R,的電路,其中不可行的是
9.小明和小紅在做“伏安法”測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)。
(1)如圖甲是小紅所畫(huà)的電路圖,請(qǐng)?jiān)趫D中的圓圈內(nèi)填入字母A和V,使之成為正確的
實(shí)驗(yàn)電路。圖甲
(2)連接電路后,閉合開(kāi)關(guān),小明發(fā)現(xiàn)兩電表都有示數(shù)但很小,移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片,
兩電表的示數(shù)都不變化,可能是滑動(dòng)變阻器在連接時(shí),同時(shí)接入了(選填“上面”
或“下面”)的兩個(gè)接線柱。
(3)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,改變滑片位置并進(jìn)行多次測(cè)量,這樣做的目的是。
(4)做完實(shí)驗(yàn)后,小明和小紅認(rèn)為,如果只有一個(gè)電流表或電壓表,通過(guò)增加定值電阻
Ro(阻值已知)和開(kāi)關(guān),也可以測(cè)出未知電阻R,的阻值,下面是他們?cè)O(shè)計(jì)的四種方案的
電路圖,其中可行的是。(多選)
10.小亮和小雨在“探究小燈泡電阻”的實(shí)驗(yàn)中,要用小燈泡的額定電壓為3V,電阻約為
10。
(1)小亮的實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下:
①電路按圖甲連接正確后,閉合開(kāi)關(guān),發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮,電壓表的示數(shù)為0V,電流表有
示數(shù),產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是:O
②以上故障排除后,再閉合開(kāi)關(guān),發(fā)現(xiàn)小燈泡仍不亮,但電流表和電壓表均有示數(shù),接
下來(lái)他應(yīng)進(jìn)行的操作是:O
③實(shí)驗(yàn)中小亮設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)記錄表格如下表。請(qǐng)你找出表格中的問(wèn)題:
;小亮又根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制成了U-I圖象如圖乙。根據(jù)該圖象提供的信息,可
計(jì)算出小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻是C.某同學(xué)在做該實(shí)驗(yàn)時(shí),觀察到電流表的示
數(shù)變大時(shí),電壓表的示數(shù)減小,其原因可能是=
實(shí)驗(yàn)次數(shù)電壓/V電流/A電阻/Q電阻平均值/C
1////
2///
3///
(2)小雨想利用如圖丙所示的電路測(cè)量未知電阻R,的大小(R。阻值已知)。下面是他的
實(shí)驗(yàn)過(guò)程,請(qǐng)你幫他完成實(shí)驗(yàn)。
①閉合開(kāi)關(guān)S和S1,斷開(kāi)S2,讀出此時(shí)電壓表的示數(shù)為U1。
②只閉合,讀出此時(shí)電壓表的示數(shù)為
③未知電阻阻值的表達(dá)式為:Rx=<,
④實(shí)驗(yàn)后小雨又將開(kāi)關(guān)Si換成了一個(gè)電壓表,當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)S和S2時(shí),發(fā)現(xiàn)電路中兩個(gè)電
壓表的指針偏轉(zhuǎn)角度相同。如果&=100。且R、<Ro,則Rx=Qo
(3)如果在家里做測(cè)白熾燈功率的實(shí)驗(yàn),因家里一般沒(méi)有電壓表和電流表,所以可以利
用家庭中都有的和測(cè)量更方便。
11.在“測(cè)定導(dǎo)體電阻”的實(shí)驗(yàn)中,電源使用二節(jié)新干電池,被測(cè)電阻的阻值約為5C,滑
動(dòng)變阻器的規(guī)格是“10Q1.5A”。
(1)圖甲是實(shí)驗(yàn)電路,在連接電路過(guò)程中,開(kāi)關(guān)應(yīng)該先O
(2)某次實(shí)驗(yàn)中,電壓表的示數(shù)如圖乙所示,讀數(shù)為-
(3)電路連接正確,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如表所示,其中一組數(shù)據(jù)有拼湊的嫌疑,請(qǐng)指出并說(shuō)
明判斷依據(jù)o
實(shí)驗(yàn)序號(hào)1234
電壓/V0.61.21.82.4
電流/A0.120.240.360.48
(4)實(shí)驗(yàn)中,某同學(xué)認(rèn)為在沒(méi)有電流表的情況下,利用電壓表和已知阻值的定值電阻
R。也可以測(cè)量未知電阻&阻值,并設(shè)計(jì)了電路圖,下列圖中不可以實(shí)現(xiàn)測(cè)量&阻值的電
路圖是.
12.小樂(lè)和小歡做了如下電學(xué)實(shí)驗(yàn),回答問(wèn)題:
(1)小樂(lè)根據(jù)如圖甲的電路圖連接了如圖乙所示的實(shí)物圖。圖中有一根導(dǎo)線連接錯(cuò)誤,
請(qǐng)?jiān)阱e(cuò)誤的導(dǎo)線上畫(huà)“X”,并畫(huà)出正確的導(dǎo)線。
(2)電路錯(cuò)誤改正后,小樂(lè)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片,當(dāng)電壓表示數(shù)為2.6V時(shí),電流表
示數(shù)如圖所示,此時(shí)小燈泡的電阻為歐。
(3)小樂(lè)將以上實(shí)驗(yàn)的小燈泡換成了5歐的定值電阻,閉合開(kāi)關(guān),多次改變滑片位置,
并記錄每次電壓表和電流表的示數(shù)。據(jù)此推測(cè),此實(shí)驗(yàn)是在研究的關(guān)系。
(4)下表是小歡所測(cè)量的數(shù)據(jù),根據(jù)表中數(shù)據(jù)判斷,小歡所連接的實(shí)驗(yàn)電路是下圖中
試驗(yàn)次數(shù)電壓U/V電流I/A電阻R/Q
12.50.0831.3
22.00.1020.0
31.50.1410.7
41.00.185.6
13.某同學(xué)利用伏安法測(cè)量定值電阻的阻值,具體實(shí)驗(yàn)器材如下:電源、電壓表、電流表、
滑動(dòng)變阻器、定值電阻R,、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干
(1)請(qǐng)你用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線,將下圖所示的實(shí)物圖連接完整,要求滑動(dòng)變阻器滑片向右
移動(dòng)時(shí)電流表示數(shù)減小
1234
電壓U/V1.02.03.04.0
電流I/A0.200.390.610.80
(2)該同學(xué)經(jīng)過(guò)多次測(cè)量后,得到了以下實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),則該定值電阻Rx的阻值為
(3)若電壓表發(fā)生故障,在定值電阻Rx已知的情況下,下列電路中能測(cè)出定值電阻Rx
14.小云手里有一個(gè)標(biāo)有2.5V的小燈泡,她想利用學(xué)習(xí)過(guò)的知識(shí)測(cè)量小燈泡的電阻,所以
3
2.8
0.220.250.26
R/C
(1)如圖甲所示是小云未連接好的電路,請(qǐng)你用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線,將實(shí)物圖補(bǔ)充完整
(2)小云從數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn),燈泡的電阻是變化的,你認(rèn)為影響電阻變化的主要因素是
由表格中的數(shù)據(jù)可知,當(dāng)小燈泡正常工作時(shí)電阻為Q。
(3)若由于疏忽,小云把兩表的位置給調(diào)換了,其他連接正確無(wú)誤,當(dāng)開(kāi)關(guān)閉合后,可
能產(chǎn)生的現(xiàn)象是(寫(xiě)出一種即可)。
(4)完成上述實(shí)驗(yàn)后,小云看到滑動(dòng)變阻器的銘牌模糊不清,于是想測(cè)量變阻器的最大
阻值她從實(shí)驗(yàn)室找來(lái)一個(gè)阻值已知為R。的定值電阻替換小燈泡,利用如圖乙所示的
電路圖,很快測(cè)出了R、的大小。
①將滑動(dòng)變阻器滑片調(diào)到最左端,記下電壓表的示數(shù)5;
②,再次記下電壓表的示數(shù)U
③則變阻器最大阻值&=(用已知量和測(cè)量量表示)。
15.在伏安法測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)中,小明同學(xué)選取了兩節(jié)干電池、一個(gè)開(kāi)關(guān)、一個(gè)阻值約為100Q
的定值電阻、一個(gè)滑動(dòng)變阻器、一個(gè)電壓表、一個(gè)電流表和若干根導(dǎo)線進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
(1)小明連接的電路如圖甲所示,請(qǐng)你用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線幫他將電壓表正確接入電路中。
(2)閉合開(kāi)關(guān),發(fā)現(xiàn)電壓表有示數(shù),電流表無(wú)示數(shù),故障原因可能是o
(3)排除故障后進(jìn)行測(cè)量,當(dāng)電壓表的示數(shù)為2.0V時(shí),電流表的示數(shù)如圖乙所示,根
據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得Rx=Q,電路中使用滑動(dòng)變阻器的目的除了保護(hù)電路外,還
有。
(4)同桌小紅利用一個(gè)已知限值的定值電阻R。、一個(gè)電壓不變且電壓值未知的電源、一
個(gè)電流表、兩個(gè)開(kāi)關(guān)、若干導(dǎo)線,設(shè)計(jì)了如圖丙所示的電路圖,也測(cè)出了未知電阻R*的
阻值請(qǐng)幫她把缺少的步驟補(bǔ)全,并寫(xiě)出R,的表達(dá)式。
①閉合開(kāi)關(guān)S“斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S2,讀出此時(shí)電流表的示數(shù)
②,讀出此時(shí)電流表的示數(shù)E,則未知電阻阻值的表達(dá)式:Rx=(用已
知和測(cè)量的物理量的符號(hào))。
16.某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖甲所示的電路測(cè)量小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻。已知小燈泡的額定
電壓為3.8V,電源電壓恒為6V?
(1)他們連接的電路有接線錯(cuò)誤,請(qǐng)你在錯(cuò)誤連線上畫(huà)“X”并補(bǔ)畫(huà)出正確的導(dǎo)線。
(2)連好電路后,閉合開(kāi)關(guān),調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片P,當(dāng)電壓表的示數(shù)為3.8V時(shí),
電流表示數(shù)如圖乙所示,則小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻約為Qo
(3)小燈泡正常發(fā)光時(shí),滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值約為Q(保留一位小數(shù))。
【拓展】完成上述實(shí)驗(yàn)后,他們又找來(lái)了兩個(gè)開(kāi)關(guān)和一個(gè)最大阻值為R的滑動(dòng)變阻器RB
設(shè)計(jì)了不用電流表測(cè)量這個(gè)小燈泡正常發(fā)光時(shí)電流的電路,如圖丙所示,請(qǐng)你將操作步
驟補(bǔ)充完整并寫(xiě)出小燈泡正常發(fā)光時(shí)電阻的表達(dá)式。
①只閉合S和Si,,此時(shí)小燈泡正常發(fā)光。
②只閉合S和S2,。
③,記錄電壓表的示數(shù)T。
④電源電壓用U表示,則小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻R=(用已知量和測(cè)量量的符
號(hào)表示)。
17.如圖所示,小明進(jìn)行“伏安法測(cè)量電阻”的實(shí)驗(yàn):
(1)請(qǐng)幫助小明根據(jù)電路圖甲將實(shí)物電路乙連接完整(導(dǎo)線不能交叉)
丙丁
(2)電路連接好后,當(dāng)小明準(zhǔn)備閉合開(kāi)關(guān)開(kāi)始實(shí)驗(yàn)時(shí),滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)該滑到
(選填"A”或"B”)端。
(3)閉合開(kāi)關(guān),發(fā)現(xiàn)電壓表和電流表均無(wú)示數(shù)。小芳利用另一只完好的電壓表進(jìn)行檢測(cè),
把電壓表分別接在a、b之間和b、c之間,電壓表均有示數(shù);接在a、c之間,電壓表無(wú)
示數(shù)。如果電路連接完好,只有一個(gè)元件有故障,該故障是。
(4)小明排除故障后,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,當(dāng)電壓表讀數(shù)為2.6V時(shí),電流表的示數(shù)如圖
丙所示,則該定值電阻的阻值是O
(5)該電路還可以進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)有(寫(xiě)出一個(gè)即可)。
(6)小芳又設(shè)計(jì)了一種方案,也測(cè)出了R,的阻值。電路如圖丁所示,R。為阻值已知的
定值電阻,電源電壓未知且恒定不變。測(cè)量步驟如下:
①當(dāng)開(kāi)關(guān)時(shí),電流表讀數(shù)為L(zhǎng)
②當(dāng)開(kāi)關(guān)Si、S2都閉合時(shí),電流表讀數(shù)為L(zhǎng)
③待測(cè)電阻Rx=(用已知和測(cè)出的物理量符號(hào)表示)
18.如圖所示,甲是用“伏安法”測(cè)量未知電阻R的實(shí)物電路圖。
甲乙丙
(1)請(qǐng)用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線連接實(shí)物圖甲,要求變阻器滑片左移,電流表示數(shù)變小。
(2)連接電路時(shí),開(kāi)關(guān)應(yīng)處于狀態(tài)。閉合開(kāi)關(guān)后,小陳發(fā)現(xiàn)電流表幾乎無(wú)示數(shù),
電壓表指針明顯偏轉(zhuǎn),則出現(xiàn)的故障可能是。
(3)排除故障后,閉合開(kāi)關(guān),當(dāng)滑片移動(dòng)到某位置時(shí),電壓表示數(shù)為2.4V,電流表示
數(shù)如圖乙所示,其讀數(shù)為A,則未知電阻Rx=Q.
(4)若實(shí)驗(yàn)中電壓表?yè)p壞,利用其它的原有器材也能測(cè)出未知電阻Rx的阻值。實(shí)驗(yàn)電
路如圖丙所示(滑動(dòng)變阻器最大阻值為R。,電源電壓未知且不變),請(qǐng)將下列相關(guān)實(shí)驗(yàn)步
驟補(bǔ)充完整:①閉合開(kāi)關(guān)S,將滑動(dòng)變阻器的滑片P移到a端,記錄電流表示數(shù)為L(zhǎng):
②閉合開(kāi)關(guān)S,將滑動(dòng)變阻器的滑片P移到端,記錄電流表示數(shù)E:③寫(xiě)出待測(cè)
電阻的表達(dá)式,&=(用已知量Ro和測(cè)量量符號(hào)表示)
19.小明要測(cè)量額定電壓為2.5V的小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻,連接的電路如圖甲所示。
(1)要用電壓表測(cè)量小燈泡兩端的電壓,電路中有一處導(dǎo)線連接錯(cuò)誤,請(qǐng)?jiān)阱e(cuò)誤的導(dǎo)線
上打“X”,并用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線將電路連接正確。
(2)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,當(dāng)電壓表示數(shù)為2.IV時(shí),為使小燈泡正常發(fā)光,小明接下來(lái)的操作
應(yīng)是:。
(3)小明又想測(cè)出另一未知電阻Rx的阻值,若手邊只有一個(gè)電源(電壓未知),一個(gè)電
壓表,一個(gè)開(kāi)關(guān)、一個(gè)已知阻值的電阻Ro,導(dǎo)線若干,如何測(cè)出未知電阻Rx?(電壓表
接入電路后不能拆卸)
①畫(huà)出電路圖②寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)步驟③用測(cè)得物理量寫(xiě)出Rx的表達(dá)式
20.現(xiàn)有兩節(jié)新的干電池(電壓恒定為U)、電壓表V(0?3V、0?15V)、電流表A(0?0.6A、
。?3A)、滑動(dòng)變阻器(標(biāo)有“50Q1A")、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干。實(shí)驗(yàn)室有一只標(biāo)有“?kQ”
的電阻比(?為模糊不清的一個(gè)數(shù)字),小明想利用“優(yōu)安法”測(cè)量R,的阻值大小。
(1)小明設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路如圖甲,這種連接方式稱(chēng)之為電流表“外接法電壓表和電
流表本身均有一定大小的電阻,在接入電路測(cè)量時(shí),其兩端均有一定大小的電壓和電流
通過(guò),并可以直接讀出電壓和電流大小。電壓表和電流表的接入會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)存在一定的
系統(tǒng)誤差。利用圖甲測(cè)量Rx的電壓和電流大小,(選填“電壓”或“電流”)值
測(cè)量是不準(zhǔn)確的,導(dǎo)致R,的測(cè)量值(選填“偏大”、“準(zhǔn)確"或"偏小
(2)小明按電路圖正確連接電路后,閉合電鍵后發(fā)現(xiàn),電壓表有讀數(shù),電流表指針幾乎
沒(méi)有偏轉(zhuǎn),無(wú)法測(cè)出電阻Rx的值,其主要原因是?
(3)經(jīng)老師指導(dǎo)后,他利用原有器材并補(bǔ)充適當(dāng)?shù)钠鞑模匦略O(shè)計(jì)測(cè)量電阻R,的實(shí)驗(yàn)
方案。設(shè)計(jì)的電路如圖乙,其中定值電阻R°=2kC.他連接電路后,先將開(kāi)關(guān)S與&相
連,電壓表示數(shù)為5,則Rx兩端的電壓U,=(用U、5表示):然后將開(kāi)關(guān)S與
Ro相連,電壓表示數(shù)為則Rx的阻值=(用U、5、小、R。表示)
21.在學(xué)習(xí)了“伏安法測(cè)電阻”的實(shí)驗(yàn)后,同學(xué)們積極動(dòng)腦設(shè)計(jì)了很多測(cè)電阻的電路。其
中小華設(shè)計(jì)的測(cè)量電阻的電路(如圖1),在MN之間接入待測(cè)電阻,可以在電流表表盤(pán)
上直接讀出電阻阻值,小華已經(jīng)標(biāo)出了部分電阻值(如圖2),由電表表盤(pán)數(shù)據(jù)可知:
(1)該電路電源電壓是V,定值電阻R。是Q;
(2)該電表測(cè)量電阻的最小值是Q;
(3)小明想要測(cè)量一個(gè)阻值約為幾百歐的電阻K,實(shí)驗(yàn)室提供的器材有電壓為3V的電
源、電壓表(量程0?15V,0?3V),電流表(量程0?3A,0?0.6A),滑動(dòng)變阻器Ri和
電阻箱R2(0?9999c5A)各一個(gè),開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干。小明設(shè)計(jì)的電路圖如圖3所示的
幾種方案來(lái)測(cè)R*的電阻,其中可行的有O
£2
圖3
22.銘牌模糊的小燈泡L,僅能看清標(biāo)有“0.3A”字樣,小春用圖1電路測(cè)量小燈泡L正常
發(fā)光時(shí),小燈泡電阻的大小。
(D小春發(fā)現(xiàn)圖1電路中,只有導(dǎo)線AE連接錯(cuò)誤,此導(dǎo)線應(yīng)改接到兩點(diǎn);
(2)閉合開(kāi)關(guān)前,應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片P移到最(選填“左或“右”)端;
(3)電路故障排除后,閉合開(kāi)關(guān),電流表示數(shù)為0.1A,此時(shí)應(yīng)移動(dòng)變阻器的滑片P,眼
睛注視表的示數(shù),直至小燈泡正常發(fā)光,這時(shí)電壓表的示數(shù)如圖2所示,為
V,小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻約為Qo
(4)測(cè)出小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻后,小春將通過(guò)小燈泡的電流調(diào)為額定電流的一半,
發(fā)現(xiàn)測(cè)得小燈泡的電阻不等于其正常發(fā)光時(shí)的電阻,這是由于;
(5)小東利用一個(gè)大小適合的定值電阻R。和兩只電流表,設(shè)計(jì)如圖3所小的實(shí)驗(yàn)電路
也能測(cè)出小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻。請(qǐng)將下列相關(guān)步驟補(bǔ)充完整:
①閉合開(kāi)關(guān)S,移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片P,使電流表&的示數(shù)為A,此時(shí)小燈泡正
常發(fā)光,讀出電流表A的示數(shù)為I;
②小燈泡正常發(fā)光時(shí)電阻的表達(dá)式為(用已知量和測(cè)量量表示)。
23.實(shí)驗(yàn)小組要得到Rx的值,選用兩個(gè)開(kāi)關(guān),一個(gè)未知電壓的電源、一個(gè)阻值為10歐的定
值電阻R。和一只電流表及導(dǎo)線若干,他們?cè)O(shè)計(jì)了如圖1所示電路。
(1)當(dāng)&閉合、S2斷開(kāi)時(shí),電流表示數(shù)為0.2A。
(2)當(dāng)開(kāi)關(guān)%、S2都閉合時(shí),電流表指針超過(guò)了0.6A的量程,改接大量程后,電流表
指針恰與第(1)步驟讀數(shù)時(shí)指針?biāo)傅奈恢孟嗤?,則此時(shí)電流表示數(shù)為Ao
(3)若電源電壓不變,根據(jù)上述數(shù)據(jù)計(jì)算出Rx=0?
(4)一同學(xué)另選了一組器材,設(shè)計(jì)了如圖2所示的電路也能測(cè)出&的值。
①將開(kāi)關(guān)S接在a點(diǎn),讀出電流表的示數(shù)為I。
②將開(kāi)關(guān)S接在b點(diǎn),調(diào)節(jié)電阻箱,使電流表的示數(shù)仍為I。
③讀出電阻箱的示數(shù)為R.④電阻的表達(dá)式:&=o
⑤這個(gè)實(shí)驗(yàn)采用了的物理方法。
參考答案與試題解析
一.選擇題(共5小題)
1.下列各圖,不能測(cè)出電阻Rx的阻值的是(電阻R。已知)()
【分析】根據(jù)串聯(lián)電路中電流處處相等,并聯(lián)電路各支路電壓相等,實(shí)驗(yàn)中能直接測(cè)量
或間接測(cè)量Ro的電壓和電流,根據(jù)歐姆定律求出電阻。
【解答】解:A、電壓表可以直接測(cè)量&的電壓,電流表可以直接測(cè)量Rx的電流,根據(jù)
氏=生,求出電阻。不符合題意。
B、閉合開(kāi)關(guān)Si,斷開(kāi)S2時(shí),電壓表測(cè)出R,兩端的電壓U"開(kāi)關(guān)Si,S2都閉合時(shí)電壓表
測(cè)電源的電壓;根據(jù)串聯(lián)電路電壓特點(diǎn)求出Ro兩端的電壓,根據(jù)歐姆定律求出電路中電
流,求出電阻Rx的阻值。不符合題意。
C、電流表能測(cè)出息的電流,但無(wú)法測(cè)出其兩端的電壓,故不能測(cè)出電阻Rx的阻值,符
合題意。
D、只閉合力時(shí),調(diào)節(jié)滑片到適當(dāng)?shù)奈恢茫x出電流表的示數(shù);然后斷開(kāi)S”閉合S2,
此時(shí)不能移動(dòng)滑片,調(diào)節(jié)變阻箱,使電流表的示數(shù)不變,則兩種情況下滑動(dòng)變阻器的阻
值不變、電路中的總電阻相等,則Rx的阻值和變阻箱的示數(shù)相等,不符合題意。
故選:Co
2.在用伏安法測(cè)未知電阻L時(shí),如果缺少電流表或電壓表,可以通過(guò)增加一個(gè)定值電阻
R和開(kāi)關(guān)來(lái)解決,下面的四種方案中哪一個(gè)是錯(cuò)誤的(
【分析】根據(jù)歐姆定律及串并聯(lián)電路的電壓、電流規(guī)律,分析是否能夠得出電阻兩端的
電壓及通過(guò)電阻的電流,便可得出結(jié)論。
【解答】解:A、當(dāng)開(kāi)關(guān)S1、S2閉合時(shí),Ri被短路,電壓表的示數(shù)等于電源電壓;
再斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S2時(shí),電壓表測(cè)量R,兩端的電壓,則可計(jì)算出Ri兩端的電壓,即可計(jì)算出電
路中的電流,從而可計(jì)算出被測(cè)電阻的阻值,A能測(cè)出,不符合題意;
B、電壓表串聯(lián)在電路中,其示數(shù)始終等于電源電壓,不可知被測(cè)電阻的電壓和電流,不
能測(cè)出其阻值,B符合題意;
C、只閉合S2可測(cè)出通過(guò)被測(cè)電阻的電流,兩個(gè)開(kāi)關(guān)都閉合,可測(cè)出干路電流,則可計(jì)
算出Ri的電流,由U=IR可得R兩端的電壓,根據(jù)并聯(lián)電路各支路兩端電壓相等的關(guān)系
可得被測(cè)電阻兩端的電壓,從而計(jì)算出待測(cè)電阻的阻值,故C能測(cè)出,不符合題意;
D、當(dāng)冬閉合,S2斷開(kāi)時(shí),電流表測(cè)出通過(guò)R1的電流,由U=IR可計(jì)算出電源電壓;
當(dāng)兩開(kāi)關(guān)都閉合時(shí),兩電阻并聯(lián),電流表測(cè)干路電流,則可根據(jù)并聯(lián)電路的電流規(guī)律計(jì)
算出通過(guò)R,的電流,從而計(jì)算出L的阻值,故D能測(cè)出,不符合題意。
故選:B。
3.在用伏安法測(cè)未知電阻兄時(shí)(電源電壓未知),如果缺少電流表或電壓表,可以通過(guò)增
加一個(gè)已知阻值的定值電阻Ri和開(kāi)關(guān)來(lái)解決,下面的四種方案中不可行的是()
【分析】根據(jù)歐姆定律及串并聯(lián)電路的電壓、電流規(guī)律,分析是否能夠得出電阻兩端的
電壓及通過(guò)電阻的電流,便可得出結(jié)論。
【解答】解:
A、當(dāng)開(kāi)關(guān)Si、S2閉合時(shí),R被短路,電壓表的示數(shù)等于電源電壓;
再斷開(kāi)開(kāi)關(guān)工時(shí),電壓表測(cè)量R*兩端的電壓,則可計(jì)算出R兩端的電壓,即可計(jì)算出電
路中的電流,從而可計(jì)算出被測(cè)電阻的阻值,A能測(cè)出,不符合題意;
B、電壓表串聯(lián)在電路中,其示數(shù)始終等于電源電壓,不可知被測(cè)電阻的電壓和電流,不
能測(cè)出其阻值,B符合題意;
C、只閉合S2可測(cè)出通過(guò)被測(cè)電阻的電流,兩個(gè)開(kāi)關(guān)都閉合,可測(cè)出干路電流,則可計(jì)
算出Ri的電流,由U=IR可得R1兩端的電壓,根據(jù)并聯(lián)電路各支路兩端電壓相等的關(guān)系
可得被測(cè)電阻兩端的電壓,從而計(jì)算出待測(cè)電阻的阻值,故C能測(cè)出,不符合題意;
D、當(dāng)Si閉合,S2斷開(kāi)時(shí),電流表測(cè)出通過(guò)Ri的電流,由U=IR可計(jì)算出電源電壓;
當(dāng)兩開(kāi)關(guān)都閉合時(shí),兩電阻并聯(lián),電流表測(cè)干路電流,則可根據(jù)并聯(lián)電路的電流規(guī)律計(jì)
算出通過(guò)&的電流,從而計(jì)算出鼠的阻值,故D能測(cè)出,不符合題意。
故選:Bo
4.下列電路圖中電源電壓U保持不變,定值電阻R的阻值已知。在不改變電路的情況下,
能測(cè)出未知電阻R,的阻值的電路圖是
【分析】伏安法測(cè)電阻的原理是歐姆定律,要測(cè)出未知電阻Rx的阻值,應(yīng)知道電阻兩端
的電壓與流過(guò)電阻的電流,分析各電路圖,看所給電路能不能測(cè)出待測(cè)電阻兩端的電壓
與流過(guò)待測(cè)電阻的電流,然后判斷是否能測(cè)出待測(cè)電阻阻值。
【解答】解:A、定值電阻R與未知電阻Rx串聯(lián)流過(guò)它們的電流相等,單刀雙擲開(kāi)關(guān)打
到1時(shí),測(cè)出串聯(lián)R與Rx的串聯(lián)電壓Ui,開(kāi)關(guān)打到2時(shí)測(cè)出電阻RX的電壓UX,由串聯(lián)
電路特點(diǎn)求出定值電阻R兩端電壓,由歐姆定律求出流過(guò)Rx的電流,則該電路能測(cè)出電
阻Rx的阻值;
B、不論怎樣閉合、斷開(kāi)各開(kāi)關(guān),都不能同時(shí)測(cè)出Rx的電壓與電流,不能用該電路測(cè)出
電阻Rx的阻值;
C、閉合開(kāi)關(guān)S2,電壓表上端為正接線柱,下端為負(fù)接線柱;只閉合開(kāi)關(guān)S3,電壓表上端
為負(fù)接線柱,下端為正接線柱,又不能更改電路,所以其中有一次電壓表接線柱一定接
反,不能讀出電壓表示數(shù),不能測(cè)出待測(cè)電阻阻值;
D、無(wú)論單刀雙擲開(kāi)關(guān)打到何處都不能測(cè)出Rx的電壓與電流,不能用該電路測(cè)出Rx的阻
值。
故選:Ao
5.利用電壓表與電流表測(cè)電阻的方法叫做“伏安法”,如圖所示,“伏安法”測(cè)電阻R的電
【分析】(1)伏安法測(cè)電阻的原理是歐姆定律;
(2)伏安法測(cè)電阻,電源、開(kāi)關(guān)、滑動(dòng)變阻器、電流表、待測(cè)電阻組成串聯(lián)電路,電壓
表并聯(lián)在待測(cè)電阻兩端,據(jù)此作出電路圖。
【解答】解:伏安法測(cè)燈泡電阻,電源、滑動(dòng)變阻器、燈泡、電流表、開(kāi)關(guān)組成串聯(lián)電
路,電壓表并聯(lián)在待測(cè)燈泡兩端,電路圖如圖所示:
二.多選題(共2小題)
6.做完“伏安法測(cè)電阻”實(shí)驗(yàn)后,老師向同學(xué)們提出一個(gè)問(wèn)題:“如果實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)電壓表
已經(jīng)損壞,那么能否借助一個(gè)穩(wěn)壓的電源,一個(gè)已知限值的電阻,加上桌面上原有儀器,
測(cè)出一個(gè)未知阻值R的電阻呢?要求是:1、可以增加導(dǎo)線和開(kāi)關(guān);2、電路連接好后不
能改變?cè)奈恢谩!蓖瑢W(xué)們積極思考,熱烈討論,提出了以下方案,請(qǐng)你分析一下,其
中可行的是()
【分析】要測(cè)出未知電阻的阻值,需要知道電阻兩端的電壓、通過(guò)電阻的電流,然后由
歐姆定律求出電阻值;分析各電路結(jié)構(gòu),看能否測(cè)出電阻兩端的電壓與通過(guò)電阻的阻值,
然后答題。
【解答】解:A、電源電壓不變,與R并聯(lián)的開(kāi)關(guān)閉合時(shí),測(cè)出電路電流,由歐姆定律求
出電源電壓,然后斷開(kāi)該開(kāi)關(guān),測(cè)出電路電流,由串聯(lián)電路特點(diǎn)與歐姆定律求出待測(cè)電
阻阻值,故A正確;
B、該電路圖不能測(cè)出流過(guò)電阻的電流,不能測(cè)出電阻的阻值,故B錯(cuò)誤;
C、只閉合干路開(kāi)關(guān),可以測(cè)出流過(guò)電阻Ro的電流I。,..電源電壓U=I°R。;
R
再閉合支路開(kāi)關(guān),可以測(cè)出兩電阻并聯(lián)電流I,則流過(guò)電阻R的電流
???1=衛(wèi),.?.電阻阻值通,該電路能測(cè)出電阻R阻值,故C正確;
RIR1RI-IO
D、由圖示電路不能求出通過(guò)電阻R的電流,不能求出電阻R的阻值,故D錯(cuò)誤;
故選:ACo
7.如圖所示是用電壓表和電流表測(cè)量小燈泡電阻R.的四個(gè)電路圖,其中正確的是()
【分析】(1)掌握電流表和電壓表的特點(diǎn):電流表的電阻很小,若與用電器并聯(lián),則相
當(dāng)于短路;電壓表的電阻很大,若串聯(lián)在電路中,則相當(dāng)于斷路;
(2)掌握伏安法測(cè)電阻的方法,電流表與燈泡串聯(lián)測(cè)電流、電壓表與燈泡并聯(lián)測(cè)出電壓,
根據(jù)R=U計(jì)算出電阻值。
I
【解答】解:A、電流表與燈泡L并聯(lián),則燈泡被短路,不會(huì)發(fā)光,所以A錯(cuò)誤;
B、電流表與電壓表、燈泡并聯(lián),將電壓表與燈泡短路,電壓表無(wú)示數(shù),燈L不發(fā)光,所
以B錯(cuò)誤;
C、電壓表與燈并聯(lián),可以測(cè)出小燈泡的電壓,電流表測(cè)得的是電壓表與燈泡的電流,此
時(shí)測(cè)得的電流值偏大,但由于電壓表的電阻很大,誤差很小,則認(rèn)為電流的電流等于通
過(guò)燈泡的電流,所以C正確;
D、電流表與燈泡串聯(lián),可測(cè)出通過(guò)燈泡的電流,電壓表測(cè)得的是電流表與燈泡的總電壓,
此時(shí)測(cè)得的電壓值會(huì)偏大,但由于電流表的電阻很小,其兩端的電壓可忽略不計(jì),所以
D正確。
故選:CD。
三.實(shí)驗(yàn)探究題(共16小題)
8.某同學(xué)采用"伏安法''測(cè)量某定值電阻&的阻值。
實(shí)驗(yàn)次數(shù)123
電壓U/V1.52.02.5
電流I/A0.310.41
電阻Rx/Q4.85.0
Rx的平均值
(1)本實(shí)驗(yàn)的原理是R=U;
I-
(2)按圖甲連接電路時(shí),應(yīng)先斷開(kāi)開(kāi)關(guān),并將滑動(dòng)變阻器的滑片P移到阻值最大
位置;
(3)閉合開(kāi)關(guān)后,發(fā)現(xiàn)向左移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P時(shí),電流表的示數(shù)變大、電壓表的
示數(shù)變小,你認(rèn)為電路連接中存在的錯(cuò)誤是電壓表并聯(lián)在變阻器的兩端了;
(4)排除故障后,閉合開(kāi)關(guān),改變電阻Rx兩端的電壓,進(jìn)行了三次測(cè)量。在第三次測(cè)
量中電流表的示數(shù)如圖乙所示,其示數(shù)為0.48A;根據(jù)三次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得,定值電阻
Rx的阻值為5.0。;(結(jié)果保留一位小數(shù))
(5)將電阻Rx換成小燈泡,重復(fù)上述實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)幾次實(shí)驗(yàn)中所測(cè)小燈泡的電阻值相差
較大,原因可能是燈泡的電阻受溫度的影響;某同學(xué)在連接電路時(shí),不小心將電流
表和電壓表?yè)Q了位置,如圖所示,可能出現(xiàn)的現(xiàn)象是.
A.小燈泡不發(fā)光,電壓表沒(méi)有示數(shù)
B.小燈泡不發(fā)光,電流表沒(méi)有示數(shù)
C.小燈泡正常發(fā)光,電壓表沒(méi)有示數(shù)
D.小燈泡正常發(fā)光,電流表沒(méi)有示數(shù)
(6)如圖所示,幾個(gè)同學(xué)在只有電流表或電壓表時(shí),利用一個(gè)已知阻值的電阻R。設(shè)計(jì)
了四個(gè)測(cè)未知電阻上的電路,其中不可行的是C
(2)為保護(hù)電路,連接電路時(shí),應(yīng)先斷開(kāi)開(kāi)關(guān);將變阻器最大電阻連入電路中;
(3)閉合開(kāi)關(guān)后,發(fā)現(xiàn)向左移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P時(shí),電流表的示數(shù)變大,根據(jù)U=
IR分析待測(cè)電阻的電壓變化,由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律確定變阻器的電壓變化,據(jù)此分析;
(4)根據(jù)電流表選用小量程確定分度值讀數(shù);根據(jù)表中數(shù)據(jù),由歐姆定律得出第3次實(shí)
驗(yàn)的電阻;為減小誤差,取平均值作為測(cè)量結(jié)果;
(5)燈泡的電阻受溫度的影響;
(6)串聯(lián)電路的電流處處相等,并聯(lián)電路各支路電壓相等,用電壓表和電流表,直接或
間接測(cè)量電壓和電流,根據(jù)&=U2v求出電阻。
【解答】解:(1)本實(shí)驗(yàn)的原理是區(qū)=旦;
I
(2)為保護(hù)電路,按圖甲連接電路時(shí),應(yīng)先斷開(kāi)開(kāi)關(guān),并將滑動(dòng)變阻器的滑片P移到阻
值最大處;
(3)閉合開(kāi)關(guān)后,發(fā)現(xiàn)向左移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P時(shí),電流表的示數(shù)變大,根據(jù)U=
IR,待測(cè)電阻的電壓變大,即電壓表示數(shù)變大,由串聯(lián)電路的電壓規(guī)律,變阻器的電壓
變小,故電路連接中存在的錯(cuò)誤是電壓表并聯(lián)在滑動(dòng)變阻器的兩端了;
(4)在第三次測(cè)量中電流表的示數(shù)如圖乙所示,電流表選用小量程,分度值為0.02A,
其示數(shù)為0.48A;
根據(jù)表中數(shù)據(jù),由歐姆定律,第3次實(shí)驗(yàn)的電阻:
R3=-^-=-j.:.5.2Q;
I30.48A
為減小誤差,取平均值作為測(cè)量結(jié)果,定值電阻L的阻值為:
R=4-8。+5?°。+5?20=5.oc;
3
(5)因燈泡的電阻受溫度的影響,故將電阻&換成小燈泡,重復(fù)上述實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)幾次
實(shí)驗(yàn)中,所測(cè)小燈泡的電阻值相差較大;
某同學(xué)在連接電路時(shí),不小心將電流表和電壓表?yè)Q了位置,即電流表與燈并聯(lián),電壓表
串聯(lián)在電路中,因電壓表內(nèi)阻很大,故電流表沒(méi)有示數(shù),燈不發(fā)光,因電壓表與電源連
通,故電壓表測(cè)電源電壓,有示數(shù),故選B;
(6)A、R,和定值電阻串聯(lián),電壓表V1測(cè)量定值電阻兩端的電壓,根據(jù)1=旦,求出通
R
過(guò)定值電阻的電流。根據(jù)串聯(lián)電路電流處處相等,通過(guò)R,電流等于通過(guò)定值電阻電流I,
=Io.電壓表V2測(cè)量R*兩端的電壓Ux,根據(jù)Rx=1上求出電阻,實(shí)驗(yàn)可行,不符合題意;
1X
B、Rx和定值電阻并聯(lián),電流表&測(cè)量定值電阻的電流,根據(jù)U=IR,求出定值電阻兩端
的電壓。根據(jù)并聯(lián)電路各支路電壓相等,R,兩端電壓等于定值電阻兩端的電壓Ux=U0.電
流表A?測(cè)量Rx的電流L,根據(jù)Rx=1工求出電阻,實(shí)驗(yàn)可行,不符合題意;
IV
C、Rx和定值電阻串聯(lián),電流表測(cè)量串聯(lián)電路的電流,不能直接或間接測(cè)量&兩端的電
壓,不能求出扁電阻,實(shí)驗(yàn)不可行,符合題意;
D、開(kāi)關(guān)S和Si都閉合時(shí),電壓表測(cè)量電源電壓。開(kāi)關(guān)S閉合8斷開(kāi)時(shí),電壓表直接測(cè)
量R,兩端的電壓。根據(jù)串聯(lián)電路總電壓等于各串聯(lián)導(dǎo)體電壓之和,求出定值電阻兩端的
電壓,根據(jù)I=U,求出通過(guò)定值電阻的電流。根據(jù)串聯(lián)電路電流處處相等,通過(guò)&電
R
U
流等于通過(guò)定值電阻電流Ix=I0.根據(jù)Rx=工v求出電阻,實(shí)驗(yàn)可行,不符合題意;
1x
故選C。
故答案為:(1)R=U;(2)斷開(kāi);阻值最大;(3)電壓表并聯(lián)在變阻器的兩端了;(4)
I
0.48A;5.0Q;(5)燈泡的電阻受溫度的影響;B;(6)C。
9.小明和小紅在做“伏安法”測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)。
(1)如圖甲是小紅所畫(huà)的電路圖,請(qǐng)?jiān)趫D中的圓圈內(nèi)填入字母A和V,使之成為正確的
實(shí)驗(yàn)電路。圖甲
(2)連接電路后,閉合開(kāi)關(guān),小明發(fā)現(xiàn)兩電表都有示數(shù)但很小,移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片,
兩電表的示數(shù)都不變化,可能是滑動(dòng)變阻器在連接時(shí),同時(shí)接入了下面(選填“上
面”或“下面”)的兩個(gè)接線柱。
(3)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,改變滑片位置并進(jìn)行多次測(cè)量,這樣做的目的是取平均值減小誤
差。
(4)做完實(shí)驗(yàn)后,小明和小紅認(rèn)為,如果只有一個(gè)電流表或電壓表,通過(guò)增加定值電阻
Ro(阻值已知)和開(kāi)關(guān),也可以測(cè)出未知電阻K的阻值,下面是他們?cè)O(shè)計(jì)的四種方案的
【分析】(1)電流表與電阻串聯(lián),電壓表與電阻并聯(lián);
(2)連接電路后,閉合開(kāi)關(guān),小明發(fā)現(xiàn)兩電表都有示數(shù)但很小,則電路電阻過(guò)大,移動(dòng)
滑動(dòng)變阻器的滑片,兩電表的示數(shù)都不變化,則變阻器沒(méi)有了變阻的作用,據(jù)此分析;
(3)為提高測(cè)量的準(zhǔn)確程度,要多次測(cè)量取平均值;
(4)A選項(xiàng)中,只閉合S”電流表測(cè)定值電阻的電流,由歐姆定律U=IR可求出電源電
壓;
兩開(kāi)關(guān)同時(shí)閉合,電流表測(cè)干路電流,由并聯(lián)電路各支路互不影響和并聯(lián)電路電流的規(guī)
律可求出通過(guò)待測(cè)電阻的電流,由歐姆定律R=U可求出待測(cè)電阻大?。?/p>
I
B選項(xiàng)中,通過(guò)開(kāi)關(guān)的轉(zhuǎn)換,電壓表始終測(cè)量電源電壓;
C選項(xiàng)中,分析開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換時(shí)電路的連接,即使控制變阻器滑片位置不動(dòng),由分壓原理可
知定值電阻的電壓不等于待測(cè)電阻的電壓;
D選項(xiàng)中,只閉合Si、S2,定值電阻與待測(cè)電阻串聯(lián),電壓表測(cè)電源電壓;
當(dāng)只閉合,、S3,電壓表測(cè)定值電阻的電壓,由歐姆定律可得出電路的電流,根據(jù)串聯(lián)
電路電壓的規(guī)律可得出待測(cè)電阻的電壓,故由歐姆定律求出待測(cè)電阻大小。
【解答】解:
(1)電流表與電阻串聯(lián),電壓表與電阻并聯(lián),如下所示:
(2)連接電路后,閉合開(kāi)關(guān),小明發(fā)現(xiàn)兩電表都有示數(shù)但很小,則電路電阻過(guò)大,移動(dòng)
滑動(dòng)變阻器的滑片,兩電表的示數(shù)都不變化,則變阻器沒(méi)有了變阻的作用,故可能是滑
動(dòng)變阻器在連接時(shí),同時(shí)接入了下面的兩個(gè)接線柱;
(3)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,改變滑片位置并進(jìn)行多次測(cè)量,這樣做的目的是取平均值減小誤差;
(4)A選項(xiàng)中,只閉合S”電流表測(cè)定值電阻的電流,由歐姆定律U=IR可求出電源電
壓;
兩開(kāi)關(guān)同時(shí)閉合,電流表測(cè)干路電流,由并聯(lián)電路各支路互不影響,根據(jù)并聯(lián)電路電流
的規(guī)律可求出通過(guò)待測(cè)電阻的電流,由歐姆定律R=U可求出待測(cè)電阻大?。籄可行;
I
B選項(xiàng)中,通過(guò)開(kāi)關(guān)的轉(zhuǎn)換,電壓表始終測(cè)量電源電壓,無(wú)法測(cè)量出電路的電流和待測(cè)
電阻的電壓,B不可行;
C選項(xiàng)中,只閉合,、S2,定值電阻與變阻器串聯(lián),電流表測(cè)定值電阻的電流,由歐姆定
律可求出定值電阻的電壓;
當(dāng)只閉合&、S3,即使控制變阻器滑片位置不動(dòng),待測(cè)電阻與變阻器串聯(lián),因兩電阻不
等,故待測(cè)電阻的電壓不等于上面定值電阻的電壓,故根據(jù)電流表測(cè)量出的待測(cè)電阻的
電流,也不能由歐姆定律求出待測(cè)電阻大小,C不可行;
D選項(xiàng)中,只閉合Si、S2,定值電阻與待測(cè)電阻串聯(lián),電壓表測(cè)電源電壓;
當(dāng)只閉合Si、S3,電壓表測(cè)定值電阻的電壓,由歐姆定律可得出電路的電流,根據(jù)串聯(lián)
電路電壓的規(guī)律可得出待測(cè)電阻的電壓,故由歐姆定律求出待測(cè)電阻大小,D可行;
故答案為:(1)如上所示;(2)下面;(3)取平均值減小誤差;(4)A、Do
10.小亮和小雨在“探究小燈泡電阻”的實(shí)驗(yàn)中,要用小燈泡的額定電壓為3V,電阻約為
10Q
(1)小亮的實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下:
①電路按圖甲連接正確后,閉合開(kāi)關(guān),發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮,電壓表的示數(shù)為0V,電流表有
示數(shù),產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是:小燈炮短路(或電壓表短路)。
圖丙
②以上故障排除后,再閉合開(kāi)關(guān),發(fā)現(xiàn)小燈泡仍不亮,但電流表和電壓表均有示數(shù),接
下來(lái)他應(yīng)進(jìn)行的操作是:向右移動(dòng)滑片,小燈泡是否發(fā)光。
③實(shí)驗(yàn)中小亮設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)記錄表格如下表。請(qǐng)你找出表格中的問(wèn)題:
電阻平均值一欄多余;小亮又根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制成了U-I圖象如圖乙。根據(jù)該圖象
提供的信息,可計(jì)算出小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻是7.5C.某同學(xué)在做該實(shí)驗(yàn)時(shí),觀
察到電流表的示數(shù)變大時(shí),電壓表的示數(shù)減小,其原因可能是電壓表并聯(lián)在變阻器兩
端。
實(shí)驗(yàn)次數(shù)電壓/V電流/A電阻/Q電阻平均值/Q
1////
2///
3///
(2)小雨想利用如圖丙所示的電路測(cè)量未知電阻K的大?。≧。阻值已知)。下面是他的
實(shí)驗(yàn)過(guò)程,請(qǐng)你幫他完成實(shí)驗(yàn)。
①閉合開(kāi)關(guān)S和S”斷開(kāi)S2,讀出此時(shí)電壓表的示數(shù)為
②只閉合S、S2,讀出此時(shí)電壓表的示數(shù)為小。
③未知電阻阻值的表達(dá)式為:Rx=o
~U2~~
④實(shí)驗(yàn)后小雨又將開(kāi)關(guān)Si換成了一個(gè)電壓表,當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)S和S2時(shí),發(fā)現(xiàn)電路中兩個(gè)電
壓表的指針偏轉(zhuǎn)角度相同。如果Ro=100C且RxVRo,則Rx=20。。
(3)如果在家里做測(cè)白熾燈功率的實(shí)驗(yàn),因家里一般沒(méi)有電壓表和電流表,所以可以利
用家庭中都有的電能表和停表測(cè)量更方便。
【分析】(1)①閉合開(kāi)關(guān),電流表有示數(shù),則電路為通路,根據(jù)小燈泡不亮,電壓表的
示數(shù)為0V分析產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是;
②電流表和電壓表均有示數(shù),則電路為通路,根據(jù)小燈泡仍不亮,說(shuō)明電路中的電流過(guò)
小,據(jù)此分析;
③燈的電阻隨溫度的變化而變化;
燈在額定電壓下正常發(fā)光,根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制成了U-I圖象知3V電壓下的電流,由歐
姆定得出小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻;
電流表的示數(shù)變大時(shí),由歐姆定律,燈的電壓變大,由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律,變阻器的
電壓變?。?/p>
(2)①通過(guò)開(kāi)關(guān)的轉(zhuǎn)換,電壓表分別測(cè)量出電源電壓和兩電阻串聯(lián)時(shí)測(cè)定值電阻的電壓,
由串聯(lián)電路的電壓的規(guī)律及由歐姆定律和串聯(lián)電路各處的電流相等得出未知電阻阻值的
表達(dá)式;
④兩塊電壓表分別測(cè)量Ro和R,的電壓,已知兩個(gè)電壓表的指針偏轉(zhuǎn)角度相同,由R.VR。,
和分壓原理確定兩電壓表示數(shù),根據(jù)串分壓的知識(shí)求出L;
(3)根據(jù)P=N可知,利用電能表和秒表分別測(cè)出白熾燈消耗電能和時(shí)間計(jì)算出其電功
t
率。
【解答】解:
(D①電路按圖甲連接正確后,閉合開(kāi)關(guān),電流表有示數(shù),則電路為通路,發(fā)現(xiàn)小燈泡
不亮,電壓表的示數(shù)為0V,產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是:小燈泡短路(或電壓表短路)。
②以上故障排除后,再閉合開(kāi)關(guān),但電流表和電壓表均有示數(shù),則電路為通路,發(fā)現(xiàn)小
燈泡仍不亮,說(shuō)明電路中的電流過(guò)小,電路的電阻過(guò)大,故接下來(lái)他應(yīng)進(jìn)行的操作是:
向右移動(dòng)滑片,小燈泡是否發(fā)光。
③由于燈泡的電阻隨溫度的變化而變化,求平均值沒(méi)有意義,故表格中的問(wèn)題:求電阻
平均值一欄多余。
燈在額定電壓下正常發(fā)光,根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制成了U-I圖象知,3V電壓下的電流為0.4A,
由歐姆定律,小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻是:R=U.=_3y_=7.5Q;
I0.4A
電流表的示數(shù)變大時(shí),由歐姆定律,燈的電壓變大,由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律,變阻器的
電壓變小,
故某同學(xué)在做該實(shí)驗(yàn)時(shí),觀察到電流表的示數(shù)變大時(shí),電壓表的示數(shù)減小,其原因可能
是電壓表并聯(lián)在變阻器兩端。
(2)①閉合開(kāi)關(guān)S和S”斷開(kāi)S2,讀出此時(shí)電壓表的示數(shù)為
②只閉合S和S2,讀出此時(shí)電壓表的示數(shù)為U2。
③在①中,電壓表測(cè)電源電壓U1,
在②中,兩電阻串聯(lián),電壓表測(cè)定值電阻的電壓,由串聯(lián)電路的電壓的規(guī)律:
待則電阻的電壓為:U1-U2,由歐姆定律和串聯(lián)電路各處的電流相等,
則有:4=生
RxRo
解得:Rx=U廣U紈。
U2
④若將,換成電壓表,當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)S和S2時(shí),兩塊電壓表分別測(cè)量R。和Rx的電壓,
已知兩個(gè)電壓表的指針偏轉(zhuǎn)角度相同,但因RxVR。,
由分壓原理,測(cè)Ro的電壓表(選用大量程)示數(shù)為測(cè)Rx的電壓表(選用小量程)示數(shù)的
5倍,即:U0=5Ux,
根據(jù)串聯(lián)分壓的知識(shí)可知,Ro:R,=Uo:Ux=5:1,
所以Rx=JjRo=Ax100Q=20Q。
55
(3)雖然家庭里一般沒(méi)有電壓表和電流表,但我們可以將家中除白熾燈外的其它用電器
全部切斷,只讓這個(gè)燈工作,
利用電能表和秒表測(cè)量白熾燈消耗的電能及消耗電能所用的時(shí)間,根據(jù)p=上計(jì)算其電
t
功率。
故答案為:(1)①小燈泡短路(或電壓表短路);②向右移動(dòng)滑片,觀察小燈泡是否發(fā)
光;③電阻平均值一欄多余;7.5。;電壓表并聯(lián)在變阻器兩端;
U-U
(2)②S、
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