
考點一:伏安法測量電阻
考點二:雙安法測電阻
考點三:雙伏法測電阻
考點四:單伏法測電阻
考點五:單安法測電阻
【知識梳理】
知識點一.伏安法測導體電阻
(1)實驗原理:
(2)實驗方法:伏安法。(分別用電壓表、電流表測出待測電阻兩端的電壓和通過它的電流,求導體的電阻的辦法叫“伏安法”。)
(3)實驗器材:電源、開關、電壓表、電流表、滑動變阻器、待測電阻、導線若干。
(4)實驗電路:如圖所示。
(5)實驗步驟:
①按實驗原理圖正確連接實驗電路;
②電路經(jīng)檢查無誤后,閉合開關,調節(jié)滑動變阻器的滑片P的位置,使電阻兩端的電壓分別為U1、U2、U3,觀察電流表的示數(shù),每次對應的數(shù)值為I1、I2、I3,分別填入設計的表格中;
③根據(jù)每次記錄的電壓值和電流值求出每次對應的電阻值R1、R2、R3,求出它們的平均值R=(R1+R2+R3)/3。
(6)滑動變阻器的作用:①保護電路;②改變定值電阻兩端的電壓和通過定值電阻的電流
知識點二.伏安法測小燈泡電阻(※重點)
(1)實驗原理:
(2)實驗方法:伏安法。
(3)實驗器材:電源、開關、電壓表、電流表、滑動變阻器、待測小燈泡、導線若干。
(4)實驗電路:如圖所示。
(5)滑動變阻器的作用:①保護電路;②改變定值電阻兩端的電壓和通過定值電阻的電流。
(6)實驗步驟:
①按電路圖連接電路,將滑動變阻器調到阻值最大處;
②閉合開關,移動滑片,使電壓表的示數(shù)等于小燈泡的正常工作電壓,記下此時電流表、電壓表示數(shù);
③調節(jié)滑動變阻器,使小燈泡兩端電壓逐次降低,記下每次讀出的電流表、電壓表示數(shù);
④計算每次的電阻值,整理器材。
(7)記錄數(shù)據(jù)的表格為:
(8)分析與歸納:燈絲的電阻隨(亮度)溫度的升高而增大。
(9)注意事項:
a、連接電路時開關應處于斷開狀態(tài);
b、閉合電路前滑動變阻器的滑片應調到阻值最大處;
c、接通電路后,調節(jié)滑動變阻器使小燈泡兩端的電壓為額定電壓,然后逐次降低電壓,測出不同電壓下的電阻值。
【題型歸納】
題型一:伏安法測量電阻
1.(24-25九年級上·山東濱州)在測量小燈泡正常發(fā)光時的電阻實驗中,已知小燈泡的額定電壓為2.5V。
(1)如圖甲所示,實物圖還有兩根導線未連接,請你用筆畫線代替導線將實物圖補充完整 。閉合開關前,滑動變阻器的滑片P應位于 (選填“A”或“B”)端這樣做的目的是為了 ;
(2)閉合開關,移動滑片P到某一位置,電壓表示數(shù)如圖乙所示,為 V。為使小燈泡正常發(fā)光,應將滑片P向 (選填“A”或“B”)端移動到合適位置,直到電壓表示數(shù)為 V,讀出電流表的示數(shù),計算出小燈泡正常發(fā)光時的電阻。
(3)完成上述實驗后,小明繼續(xù)多次測量,并繪出了電流隨電壓變化的圖像(如圖丙所示)。分析圖像可知,小燈泡的電阻是變化的,這是因為燈絲的電阻會隨燈絲 的變化而改變。
【答案】(1) B 保護電路
(2) 1.4 A 2.5
(3)溫度
【詳解】(1)[1]燈泡與電壓表并聯(lián),實物圖的連接如圖所示
[2][3]滑動變阻器按一上一下的原則串聯(lián)在電路中,閉合開關前,滑動變阻器的滑片處于最大阻值處的B端;滑動變阻器阻值最大可以保護電路。
(2)[1]由圖乙可知,電壓表的量程為0~3V,分度值為0.1V,示數(shù)為1.4V。
[2][3]要使燈泡正常工作,燈泡兩端的電壓應等于額定電壓2.5V,要使燈泡兩端的電壓增大,需要減小電路電阻,即減小滑動變阻器的接入電阻,所以滑片P向A端移動,直到電壓表示數(shù)為2.5V。
(3)由圖象可知,燈泡兩端的電壓增大,通過的電流增大,燈泡的實際功率增大,燈絲的溫度升高,電阻增大。
2.(24-25九年級上·廣東韶關)如圖甲所示,是用伏安法測定電阻的實驗裝置。
(1)在連接電路時開關應 。閉合開關前滑動變阻器滑片的位置如圖甲所示,這是 (選填“合理”或“不合理”)的。
(2)如果閉合開關后發(fā)現(xiàn),電流表指針向左偏轉(如圖乙所示),產(chǎn)生故障的原因可能是 ,排除故障后,調節(jié)滑動變阻器滑片的位置,當電壓表的示數(shù)為2.4V 時,電流表的示數(shù)如圖丙所示。則被測電阻的阻值為 Ω。
(3)甲裝置還能用來探究電流與電阻的關系,閉合開關后,移動滑動變阻器滑片P,當電壓表示數(shù)為2V時,記下電流表示數(shù)。當將原來的電阻換成15Ω的電阻后,要使電壓表示數(shù)保持2V不變,應將滑動變阻器的滑片P向 (選填“左”或“右”)端移動。
(4)小雷用一個小燈泡更換掉定值電阻,進行正確操作。調節(jié)滑動變阻器的滑片,記錄電流表和電壓表的一系列示數(shù),并在圖丁中再次繪制U﹣I圖像。則:圖丁中 (選填“a”或“b”)圖線是小燈泡的U﹣I圖像,這說明小燈泡的電阻和燈絲的 有關。
【答案】(1) 斷開 不合理
(2) 電流表的正負接線柱接反了 10
(3)右
(4) b 溫度
【詳解】(1)[1]為保護電路,在連接電路時,開關必須斷開。
[2]為保護電路,閉合開關前應將滑動變阻器滑片調至最大阻值處,即滑片應處于滑動變阻器的右端,此時滑動變阻器的滑片位置在左端是不合理的。
(2)[1]閉合開關后,電流表指針反偏,說明電流從電流表的負接線柱流入,正接線柱流出,即電流表正負接線柱接反了。
[2]根據(jù)丙圖可知,電流表選擇的測量范圍是0至0.6A,分度值是0.02A,此時電流表的示數(shù)為0.24A,故被測電阻的阻值為
(3)將10電阻換成15后,由于電阻對電流有阻礙作用,電阻越大,阻礙作用越強,電流就越小,因此滑動變阻器兩端的電壓變小,根據(jù)串聯(lián)電路中電壓特點可知,定值電阻兩端的電壓將變大,故為保持定值電阻兩端的電壓不變,應移動滑動變阻器的滑片P向右端滑動,使滑動變阻器分得的電壓變大。
(4)[1][2]小燈泡亮度變化時,溫度變化很大,而電阻受溫度變化的影響,所以小燈泡的電阻是變化的,不是一個定值,故圖線b正確。
3.(2024·河南新鄉(xiāng)·三模)如圖所示,某物理實驗小組設計了用“伏安法”測量未知電阻Rx(約10Ω)的阻值的實驗。準備了以下器材:二節(jié)新干電池(電壓恒定),電流表、電壓表各一個,開關一個,待測電阻Rx,滑動變阻器,電阻箱(0~9999Ω 5A)一個,導線若干。
(1)圖甲是設計的實物電路圖,請用筆畫線代替導線將其連接完整 ;閉合開關前,移動滑動變阻器的滑片P,使滑片移到滑動變阻器的 (選填“A”或“B”)端;
(2)檢查電路連接無誤后閉合開關,發(fā)現(xiàn)電流表沒有示數(shù),電壓表示數(shù)接近電源電壓,原因可能是 ;
(3)排除故障后,當滑片移動到某位置時,電壓表、電流表示數(shù)如圖乙所示,則未知電阻為 Ω;
(4)實驗小組認為只測量一次數(shù)據(jù)便結束實驗的做法不對,應進行多次實驗,目的是 ;多次實驗后,小組同學對測量結果進行誤差分析,考慮到電壓表中也有電流通過,則用該電路所測的待測電阻阻值與真實值相比 ;
(5)實驗中,由于同組的其他同學操作失誤使得電流表被燒壞,于是設計了如圖丙所示的電路對Rx的阻值進行測量,已知滑動變阻器的最大阻值為R,實驗步驟如下:
①將滑動變阻器的滑片移至最左端時,電壓表的讀數(shù)為U;
② ,讀出電壓表示數(shù)為U1;
③待測電阻的阻值表達式為Rx= (用已知量和測量量表示)。
【答案】(1) A
(2)Rx斷路
(3)7.9
(4) 求平均值,減小誤差 偏小
(5) 將滑動變阻器的滑片移至最右端時
【詳解】(1)[1]電源電壓3V,未知電阻Rx約10Ω,根據(jù)歐姆定律知,電流最大不超過0.3A,電流表應選小量程串聯(lián)在電路中;變阻器上下各選一個接線柱與電流表串聯(lián)在電路中,如下圖所示:
[2]閉合開關前,移動滑動變阻器的滑片P,使滑片移到滑動變阻器接入電路的電阻最大,即A端。
(2)電流表沒有示數(shù),說明電路是斷路,電壓表示數(shù)接近電源電壓,電壓表與電源是通路,故電壓表并聯(lián)的部分斷路,即Rx斷路。
(3)排除故障后,當滑片移動到某位置時,電壓表、電流表示數(shù)如圖乙所示,電壓是1.9V,電流是0.24A;則未知電阻為
(4)[1]實驗小組認為只測量一次數(shù)據(jù)便結束實驗的做法不對,應進行多次實驗,目的是求平均值,減小誤差。
[2]小組同學對測量結果進行誤差分析,考慮到電壓表中也有電流通過,故所測的電流偏大,根據(jù)歐姆定律計算的電阻偏小。
(5)[1][2]將滑動變阻器的滑片移至最左端時,電路中只有Rx,電壓表的讀數(shù)為U,即為電源電壓;將滑動變阻器的滑片移至最右端時,Rx與變阻器R串聯(lián),電壓表測Rx的兩端電壓,示數(shù)為U1,則通過Rx的電流
根據(jù)串聯(lián)電路電壓規(guī)律,變阻器兩端電壓為
則通過變阻器的電流
根據(jù)串聯(lián)電路電流規(guī)律,即
待測電阻的阻值表達式為
題型二:雙安法測電阻
4.(20-21九年級上·廣東東莞)課外興趣小組要測量一個未知電阻Rx的阻值,現(xiàn)有下列器材:電源、兩個量程均為0~0.6A的相同電流表A1、A2、一個已知阻值的定值電阻R0=9Ω、開關、導線若干。興趣小組同學們開動腦筋,積極思考,設計出了一個測量Rx的方法。
(1)連接好電路,閉合S之前,滑動變阻器的滑片P應滑到 (選填“a”“b”)端;
(2)調節(jié)滑動變阻器,使兩個電流表有一個恰當?shù)淖x數(shù),如圖乙,兩表A1、A2的讀數(shù)分別為I1= A,I2= A;
(3)根據(jù)兩電流表讀數(shù)可得出被測電阻Rx= ;
(4)調節(jié)滑動變阻器,使A1和A2表的讀數(shù)都變大,為保證A2表不被燒壞,則A1表的讀數(shù)不能超過 A;
(5)有同學認為,改用圖丙電路圖也可以測出Rx的值,你認為是否可行? 。
【答案】 b 0.32 0.48 4.5Ω 0.4 可行
【詳解】(1)[1]為了保護電路,閉合S之前,滑動變阻器的滑片P應滑到阻值最大處,即b端。
(2)[2][3]調節(jié)滑動變阻器,使兩個電流表有一個恰當?shù)淖x數(shù),如圖丙,由題意可知兩表均選用小量程,分度值為0.02A,則A1、A2的讀數(shù)分別為
I1=0.32A,I2=0.48A
(3)[4]根據(jù)并聯(lián)電路電流的規(guī)律,通過定值電阻R0的電流為
I0=I=Ix=0.48A-0.32A=0.16A
由并聯(lián)電路的電壓規(guī)律和歐姆定律可得
U0=I0R0=0.16A×9Ω=1.44V
由歐姆定律可得,被測電阻為
(4)[5]為保證A2表不被燒壞(即干路電流最大為0.6A),設A1表的讀數(shù)(通過Rx的電流)不能超過I,此時通過R0的電流為,并聯(lián)電路中各支路的電壓相等,由歐姆定律可知,在電壓相等時,電流與電阻成反比,則
所以通過定值電阻的電流為,由并聯(lián)電路電流的規(guī)律可得
解得I=0.4A,即A1表的讀數(shù)不能超過0.4A。
(5)[6]圖丙中,兩電阻并聯(lián),兩電流表分別測兩支路的電流,因各支路的電壓相等,由U=IR可測出Rx的值,該方法可行。
5.(23-24九年級上·河南駐馬店·期末)在“測量小燈泡電阻”的實驗中,設計了如圖甲所示的電路圖。小燈泡正常發(fā)光的電壓為2.5V(電阻約為10Ω),電源電壓為4.5V,請完成下列問題。
(1)請你用筆畫線代替導線,將實物甲圖連接完整 ;
(2)閉合開關前,應將滑動變阻器的滑片移到 (選填“A”或“B”)端;
(3)正確連接電路后,閉合開關S,移動滑片P,發(fā)現(xiàn)小燈泡始終不亮,電流表有示數(shù),電壓表指針幾乎未偏轉,則故障原因可能是 ;
A.小燈泡短路
B.滑動變阻器短路
C.小燈泡斷路
D.滑動變阻器斷路
(4)排除故障后,移動滑片P,依次測得6組數(shù)據(jù),如表所示。其中第2次實驗時電流表表盤如圖乙,此時電路中的電流為 A;燈泡正常發(fā)光時的電阻值為 Ω;
(5)實驗中測出了小燈泡在多次不同電壓下的燈絲電阻,有些同學認為可以進一步求出它們的平均值以減小誤差。這些同學的觀點是錯誤的,因為 ;
(6)另一組進行了實驗創(chuàng)新,利用阻值為R0的定值電阻和電流表A1、A2等器材,測出了額定電壓為U額的小燈泡L正常發(fā)光時的電阻,小組成員共同設計了如丙所示的電路,經(jīng)檢查無誤后進行實驗。請你幫助他們將實驗過程補充完整:
①閉合開關,移動變阻器的滑片P,使電流表 (選填“A1”或“A2”)的示數(shù)為,同時記下另一個電流表的示數(shù),記為I2;
②用已知物理量和測量量的符號表示出小燈泡L正常發(fā)光時的電阻RL= 。
【答案】 A A 0.2 8.9 見解析 A2
【詳解】(1)[1]將電流表、燈泡、滑動變阻器串聯(lián)接入電路,由于小燈泡正常發(fā)光的電壓為2.5V,電壓表選擇小量程并聯(lián)在小燈泡兩端;根據(jù)小燈泡正常發(fā)光的電壓、電流選擇電壓表、電流表的量程,如圖所示:
(2)[2]為保護電路,開關閉合前,滑動變阻器調節(jié)至最大阻值處,即將滑動變阻器的滑片移到A端。
(3)[3]閉合開關S,移動滑片P,小張發(fā)現(xiàn)小燈泡始終不亮,電流表有示數(shù),說明電路是通路;電壓表指針幾乎末偏轉,說明電壓表并聯(lián)的電路短路,即小燈泡短路,故A符合題意,BCD不符合題意。
故選A。
(4)[4]由圖乙可知電流表接入電路的量程為0~0.6A,分度值為0.02A,示數(shù)為0.2A。
[5]由表格數(shù)據(jù)知,燈泡兩端的電壓為2.5V(額定電壓)時,燈泡的電阻為8.9Ω。
(5)[6]實驗中測出了小燈泡在多次不同電壓下的燈絲電阻,目的是為了發(fā)現(xiàn)燈絲電阻的變化規(guī)律;由于燈泡在不同電壓下工作時,燈絲的溫度不同,燈絲的電阻不同,求電阻的平均值沒有意義。
(6)[7][8]由圖可知小燈泡和R0的定值電阻并聯(lián),A2所測的R0的電流,A1測干路電流為I2,小燈泡L正常發(fā)光時,R0的定值電阻兩端電壓也為U額,電流為,根據(jù)并聯(lián)電路電路分流的特點,小燈泡L正常發(fā)光時的電流
小燈泡L正常發(fā)光時的電阻
題型三:雙伏法測電阻
6.(2024·江蘇蘇州·二模)如圖甲所示是測量未知定值電阻的實驗電路,同學們又設計了兩種測電阻的方案,R0為定值電阻阻值。
(1)甲圖中,當閉合開關時,電流表有示數(shù),電壓表沒有示數(shù),調節(jié)滑動變阻器電流表示數(shù)發(fā)生變化,但是電壓表仍沒有示數(shù),若故障只有一個,則故障可能為: ;排除故障后,調節(jié)滑動變阻器,若電壓表、電流表示數(shù)都為小量程的一半,則Rx= Ω;
(2)方案一:閉合開關S,讀出電壓表V1和V2的示數(shù)分別為U1和U2,則電阻Rx的阻值表達式為Rx= (用U1、U2、R0表示);
(3)方案二:如圖,當把導線M的右端接到電流表“﹣”接線柱上,合上開關S后,電流表示數(shù)為;當把導線M的右端接到電流表“0.6”接線柱上,合上開關S后,電流表示數(shù)為,也能求出Rx的阻值 ;
(4)若電源電壓為3V且恒定,若想測量一個阻值大約為300歐的未知電阻,你選擇方案 (選填“一”或“二”),且定值電阻R0的阻值應該選擇下列三個選項中的 。
A.20Ω B .500Ω B.9000Ω
【答案】(1) 電阻Rx短路 5
(2)
(3)
(4) 一 B
【詳解】(1)[1]甲圖中,當閉合開關時,電流表有示數(shù),電路是通路,電壓表沒有示數(shù),說明電壓表被短路,調節(jié)滑動變阻器電流表示數(shù)發(fā)生變化,但是電壓表仍沒有示數(shù),若故障只有一個,則故障可能為:電阻Rx短路。
[2]排除故障后,調節(jié)滑動變阻器,若電壓表、電流表示數(shù)都為小量程的一半,則有,,Rx的阻值
(2)方案一:閉合開關S,讀出電壓表V1和V2的示數(shù)分別為U1和U2,根據(jù)串聯(lián)分壓規(guī)律知可得
解得
(3)方案二:如圖,當把導線M的右端接到電流表“﹣”接線柱上,合上開關S后,電流表測量干路的電流,干路電流為I1;當把導線M的右端接到電流表“0.6”接線柱上,合上開關S后,電流表測量R0的電流,示數(shù)為I2,則Rx的電流為;根并聯(lián)電路電壓相等,故有
解得
(4)[1]若電源電壓為3V且恒定,若想測量一個阻值大約為300歐的未知電阻,根據(jù)歐姆定律知,電路中的最大電流
小于電流表的分度值,無法測量電路中的電流,故方案二不可行,而方案一采用串聯(lián)分壓,不用測量電流的大小,是可行的。
[2]為了分得的電壓可測量,定值電阻R0的阻值與300歐的未知電阻相差不大,使得二者電壓都在可測量范圍內,故選B。
小于電流表的分度值,無法測量電路中的電流,故方案二不可行,而方案一采用串聯(lián)分壓,不用測量電流的大小,是可行的。
[2]為了分得的電壓可測量,定值電阻R0的阻值與300歐的未知電阻相差不大,使得二者電壓都在可測量范圍內,故選B。
7.(22-23九年級上·河北唐山·期中)小明同學在學習電學時,完成了以下兩個實驗:
(一)在探究電流與電阻關系的實驗中,所用實驗器材均完好,如圖所示,電源電壓為6V不變,定值電阻分別為10Ω、15Ω、20Ω、30Ω,滑動變阻器規(guī)格為“20Ω,1A”;
(1)實驗前,發(fā)現(xiàn)電流表的指針位置如圖甲所示,原因是電流表 ;
(2)用筆畫線代替導線將乙圖中實物電路連接完整,要求滑動變阻器的滑片P向A端移動時,電路中電流變大,導線不得交叉 ;
(3)電路連接完成后,分別用10Ω、15Ω、20Ω的電阻進行實驗,正確操作,記錄的數(shù)據(jù)如下表所示,則實驗中控制電壓表的示數(shù)為 V不變。當使用30Ω的電阻做實驗時,無論怎樣調節(jié)滑動變阻器的滑片都無法使電壓表的示數(shù)與前三次相同,為了繼續(xù)完成第四次實驗,如果只能更換電源,則電源電壓應不高于 V;
(4)分析實驗數(shù)據(jù)得出結論: ;
(二)小明設計了如圖丙所示的電路測量未知電阻,Rx的阻值。電源電壓未知,R0為阻值已知的定值電阻,R為滑動變阻器;
(5)開關S閉合前,應將滑動變阻器的滑片P置于 端(選填“a”或“b”),目的是 ;
(6)閉合開關S,調節(jié)滑動變阻器,得到電壓表V1的示數(shù)為U1,電壓表V2的示數(shù)為U2,則被測的阻值Rx= ;
(7)小明測量一次后,就計算出了該電阻的阻值,他認為這種計算阻值的方法不妥當,理由是 。
【答案】 指針沒調零 3 5 見解析 b 保護電路 沒有多次測量求平均值,測量誤差較大
【詳解】(1)[1]實驗前,發(fā)現(xiàn)電流表的指針位置如圖甲所示,即指針沒有對準零刻度線,原因是電流表指針沒調零。
(2)[2]滑動變阻器的滑片P向A端移動時,電路中電流變大,說明滑動變阻器接入電路的電阻變小,故滑動變阻器應選用左下接線柱A與電流表串聯(lián)在電路中,如下圖所示:
;
(3)[3]由表中數(shù)據(jù)可知,定值電阻兩端電壓為
UV=IR=0.3A×10Ω=……=0.15A×20Ω=3V
即實驗中控制電壓表的示數(shù)為3V不變。
[4]當定值電阻最大為30Ω且滑動變阻器接入阻值最大時,電源電壓最大,由分壓原理可得
所以電源電壓的最大值為
(4)[5]由(3)可知,定值電阻兩端的電壓為一定值,故可得出結論:當電壓一定時,通過導體的電流與導體的電阻成反比。
(5)[6][7]為了保護電路,開關S閉合前,應將滑動變阻器的滑片P置于阻值最大處,即b端。
(6)[8]由圖丙可知,閉合開關S,Rx、R0和滑動變阻器串聯(lián),電壓表V1測R0兩端的電壓,示數(shù)為U1,電壓表V2測Rx兩端的電壓,其示數(shù)為U2,根據(jù)串聯(lián)分壓原理可得
解得
(7)[9]小明測量一次后,就計算出了該電阻的阻值,這種計算阻值的方法不妥當,理由是沒有多次測量求平均值,測量誤差較大。
題型四:單伏法測電阻
8.(24-25九年級上·全國)某探究小組要測量一個標有“2.5V”字樣的小燈泡在正常發(fā)光時的電阻,連接了如圖甲所示的部分電路,已知電源電壓恒定,滑動變阻器規(guī)格為“50Ω 2A”。
(1)該實驗的原理是 ;
(2)請用筆畫線代替導線,將圖中的電路補充完整;
(3)若連接電路后,閉合開關S,發(fā)現(xiàn)無論怎樣調節(jié)滑動變阻器,電流表和電壓表的示數(shù)都不變且較小,出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是 ;
(4)若將滑動變阻器的下接線柱A端接入電路,正確連接電路后,閉合開關S,滑片P向 (選填“左”或“右”)滑動時,小燈泡L變亮;
(5)在移動滑片P的過程中,應該觀察 表的示數(shù),使小燈泡L正常發(fā)光;
(6)當小燈泡正常發(fā)光時,電流表示數(shù)為0.25A,則小燈泡正常發(fā)光時的電阻是 Ω;
(7)完成實驗后,小組又設計了如圖乙所示的電路圖,測量該小燈泡L正常發(fā)光時的電阻,為定值電阻,為單刀雙擲開關,實驗步驟如下:
①閉合開關,將開關撥到觸點2,移動滑片P,使電壓表的示數(shù) V;
②保持滑片P的位置不變,再將開關撥到觸點1,讀出電壓表的示數(shù)并記為;
③該小燈泡正常發(fā)光時的電阻 (用、、表示);
補充設問
(8)實驗中發(fā)現(xiàn),當電壓表示數(shù)為0.9V時,小燈泡剛好微微發(fā)光,你認為此時小燈泡的電阻比它正常發(fā)光時的電阻要 (選填“大”或“小”);
(9)經(jīng)過多次實驗,測出并記錄多組電壓和電流的值,得到小燈泡的I-U圖像如圖丙所示,通過分析圖像,發(fā)現(xiàn)小燈泡的電阻隨電壓的增大而 (選填“增大”“變小”或“不變”),小燈泡電阻發(fā)生了變化,其原因是燈絲電阻受 的影響。
【答案】(1)
(2)
(3)滑動變阻器下方兩個接線柱接入了電路
(4)右
(5)電壓
(6)10
(7) 2.5
(8)小
(9) 增大 溫度
【詳解】(1)實驗中,用電壓表測燈泡兩端的電壓,用電流表測燈泡在額定電壓下的電流,根據(jù)求出燈泡的電阻,因此該實驗的原理是。
(2)實驗中,滑動變阻器與燈泡串聯(lián),電壓表并聯(lián)在燈泡兩端,電源電壓為2節(jié)干電池,因此電壓表選擇小量程;滑動變阻器按照一上一下的原則接入電路,如圖所示:
(3)連接電路后,閉合開關S,發(fā)現(xiàn)無論怎樣調節(jié)滑動變阻器,電流表和電壓表的示數(shù)都不變且較小,說明滑動變阻器的滑片沒有起到調節(jié)電阻大小的作用,可能是將滑動變阻器的下方兩個接線柱接入了電路,此時滑動變阻器的最大值接入電路,移動滑片,滑動變阻器阻值不變。
(4)若將滑動變阻器的下接線柱A端接入電路,要想移動滑片時小燈泡變亮,則應增大燈泡兩端的電壓,減小滑動變阻器兩端的電壓,根據(jù)串聯(lián)分壓原理可知,應減小滑動變阻器接入電路的電阻,因此應將滑片向右移動。
(5)在移動滑片P的過程中,應該觀察電壓表的示數(shù),使電壓表示數(shù)等于燈泡的額定電壓,即2.5V,此時燈泡正常發(fā)光。
(6)當小燈泡正常發(fā)光時,電流表示數(shù)為0.25A,則小燈泡正常發(fā)光時的電阻是
(7)①③[1][2]閉合開關,將開關撥到觸點2,此時R0、滑動變阻器和燈泡串聯(lián),電壓表測燈泡電壓,移動滑片,使電壓表的示數(shù)為小燈泡的額定電壓2.5V,燈泡正常發(fā)光;保持滑片P的位置不變,再將開關撥到觸點1,此時電壓表測R0和燈泡總電壓,燈泡仍正常發(fā)光,讀出電壓表的示數(shù)并記為;則R0兩端電壓為
燈泡正常發(fā)光時的電流為
該小燈泡正常發(fā)光時的電阻為
(8)當小燈泡兩端的電壓為0.9V時,此時實際電壓小于額定電壓時,小燈泡發(fā)光較暗,由于燈絲的電阻隨溫度的升高而增大,所以此時小燈泡的電阻比正常發(fā)光時的電阻要小。
(9)[1][2]根據(jù)小燈泡的I-U圖像,隨著燈泡的兩端電壓增大,通過燈泡電流增大,電壓與電流的比值增大,燈泡電阻變大,即小燈泡的電阻隨電壓的增大而增大;這是由于燈泡電阻受溫度影響,燈絲電阻隨溫度升高而增大造成的。
9.(23-24九年級上·河南平頂山)如圖所示,實驗小組用“伏安法”測量定值電阻的阻值,已知電源電壓為5V恒定不變。
(1)請用筆畫線代替導線將圖甲電路連接完整(要求滑片向左移電流表示數(shù)變大);
(2)連接電路時,開關應 ;滑片移到滑動變阻器的 端(選填“A”或“B”);
(3)閉合開關,移動滑片至電壓表示數(shù)為2V時,電流表示數(shù)如圖乙所示,定值電阻的阻值為 Ω;
(4)同組的小鐘用額定電壓為2.5V的小燈泡替換電阻接入電路,繼續(xù)測量小燈泡電阻。閉合開關,調節(jié)滑動變阻器滑片,記錄實驗數(shù)據(jù)如表一:
表一:實驗數(shù)據(jù)
小鐘在實驗中多次測量的目的是___________(選填序號);
A.尋找普遍規(guī)律
B.減小誤差
(5)上述實驗結束后,小鐘發(fā)現(xiàn)電流表已損壞,他在實驗室找到一個阻值為10Ω的定值電阻R0,利用原有部分器材設計了圖丙所示電路。實驗步驟如下:
①閉合開關S、S1,斷開開關S2,調節(jié)滑動變阻器滑片,使電壓表示數(shù)為2.5V,此時小燈泡正常發(fā)光;
②滑動變阻器滑片 (選填“向左移動”“向右移動”或“保持不動”),斷開開關S1,閉合開關S、S2,電壓表示數(shù)為4.5V;
③小燈泡正常發(fā)光時電阻為 Ω。
【答案】(1)
(2) 斷開 B
(3)5
(4)A
(5) 保持不動 12.5
【詳解】(1)電路為串聯(lián)電路,滑動變阻器一上一下接入電路,滑片向左移時電流表示數(shù)變大,說明滑動變阻器阻值變小,如圖所示:
(2)[1][2]為了電路安全,連接電路時要將開關斷開,滑動變阻器滑片移至阻值最大處,即B端。
(3)電壓表測量定值電阻兩端電壓,閉合開關,移動滑片至電壓表示數(shù)為2V時,電流表選用小量程,分度值為0.02A,其示數(shù)為0.4A,故定值電阻的阻值為
(4)燈泡的阻值會隨著溫度的變化而變化,不是一個定值,小鐘在實驗中多次改變燈泡兩端的電壓,是為了探究燈泡的電阻隨溫度變化的規(guī)律,所以重復實驗的目的是避免偶然性,得出具有普遍性的規(guī)律。
故選A。
(5)[1]閉合開關S、S1,斷開開關S2,此時電路為串聯(lián)電路,電壓表測量燈泡兩端電壓,調節(jié)滑動變阻器滑片,使電壓表示數(shù)為2.5V,此時燈正常發(fā)光;滑動變阻器滑片保持不動,電路中總電阻不變,斷開開關S1,閉合開關S、S2,此時電壓表測量燈泡和R0兩端的總電壓,電壓表示數(shù)為4.5V。
[2]串聯(lián)電路電流處處相等,所以電路中電流為
小燈泡正常發(fā)光時電阻為
題型五:單安法測電阻
10.(23-24九年級上·吉林長春)如圖甲是小致測量標有“2.5V”的小燈泡電阻的電路圖。
(1)請用筆畫線代替導線,將圖甲中的實物電路連接完整,要求滑片向右滑動燈泡變亮 。
(2)在實驗過程中,調節(jié)滑動變阻器,使電壓表的示數(shù)為 V時,小燈泡正常工作,此時電流表的示數(shù)如圖乙,則小燈泡此時的電阻是 Ω(結果保留一位小數(shù))。
(3)小致認為,應該多次測量不同電壓下小燈泡的電阻,求出平均值才更精確,你認為他的觀點是否合理 ,原因是 。
(4)小致又想測某未知電阻Rx的阻值,設計了如圖丙所示的電路(R0為已知阻值的定值電阻),并設計了如下實驗步驟,請幫他把缺少的步驟補全,并寫出Rx的表達式。實驗步驟如下:
A.按照丙圖連接電路;
B.閉合S、S1,記錄電流表示數(shù)為I1;
C. ,記錄電流表示數(shù)為I2;
D.利用測得數(shù)據(jù)寫出待測電阻Rx的表達式Rx= 。
【答案】(1)
(2) 2.5 8.3
(3) 不合理 燈絲電阻受溫度影響
(4) 閉合開關S,斷開S1
【詳解】(1)滑片向右移動時小燈泡變亮,說明滑動變阻器接入阻值減小,電路圖如圖所示:
(2)[1]小燈泡的額定電壓為2.5V,電壓表測量小燈泡兩端電壓,故要使小燈泡正常工作,電壓表的示數(shù)應為2.5V。
[2]由圖乙可知,電流表選用小量程,其示數(shù)為0.3A,則小燈泡此時的電阻為
(3)[1][2]由于燈泡的電阻隨溫度的變化而變化,不是一個定值,故多次測量不同電壓下燈泡的電阻求出平均值是不合理的.
(4)[1][2]在步驟B中,電阻R0被短路,電路為只有Rx的簡單電路,電流表示數(shù)為I1,則電源電壓
故步驟C應為閉合開關S,斷開S1,讀出此時電流表的示數(shù)為I2,此時Rx與R0串聯(lián),則電源電壓為
電源電壓不變,則有
解得
11.(23-24九年級上·廣西崇左)實驗小組用伏安法測量小燈泡的電阻,連接了如圖甲所示的電路,小燈泡的額定電壓為2.5V,電源電壓恒定。
(1)實驗的原理是 ;
(2)圖甲中有一根導線連接錯誤,請在該導線上打“×”,并用筆重新畫一根正確連接的導線(導線不得交叉) ;
(3)改正錯誤后,閉合開關,移動滑片至某位置時,電壓表的示數(shù)為2V,為測量小燈泡正常發(fā)光時的電阻,應將滑片P向 (選填“A”或“B”)端移動;
(4)小燈泡正常發(fā)光時,電流表的示數(shù)如圖乙所示,此時小燈泡的電阻是 Ω(保留1位小數(shù));
(5)小燈泡的I﹣U關系如圖丙,當小燈泡的兩端電壓增大時,它的電阻 (選填“增大”、“減小”或“不變”),其原因是燈絲電阻受 的影響;
(6)小組同學計劃用該裝置測量某定值電阻阻值時,發(fā)現(xiàn)電壓表損壞,于是設計了如圖丁所示的電路,測出了Rx的阻值。實驗步驟如下:
①將滑片移到a端,閉合開關S,讀出電流表的示數(shù),記為I1;
②將滑片移到b端,閉合開關S,讀出電流表的示數(shù),記為I2;
③讀出滑動變阻器的最大阻值為R,則:Rx= (用I1、I2和R表示)。
【答案】(1)
(2)
(3)B
(4)9.6
(5) 增大 溫度
(6)
【詳解】(1)伏安法測量小燈泡的電阻實驗,需要測量小燈泡兩端的電壓和通過小燈泡的電流,再利用公式算出電阻,則安法測量小燈泡的電阻的實驗原理是。
(2)如圖,測量小燈泡電阻的實驗中,電壓表應接在燈泡兩端,圖中電壓表接在燈泡與滑動變阻器兩端,改正后的電路如圖:
(3)閉合開關,移動滑片至某位置時,電壓表的示數(shù)為2V,小燈泡的額定電壓為2.5V,為測量小燈泡正常發(fā)光時的電阻,應增大燈泡兩端的電壓,即減小電路中的電阻,應將滑片P向B端移動,直到電壓表的示數(shù)為2.5V。
(4)如圖乙可知,電流表接0~0.6A量程,分度值為0.02A,讀數(shù)為0.26A,此時小燈泡的電阻是
(5)[1][2]小燈泡的I-U關系如圖丙,當小燈泡的兩端電壓增大時,電壓的變化速度大于電流的變化速度,由可知,它的電阻增大;原因是燈絲電阻受溫度的影響,溫度越高,燈絲的電阻越大。
(6)當滑片移到a端時,閉合開關S,電路為Rx的簡單電路,電源電壓為
U=I1Rx
當滑片移到b端,閉合開關S,電阻Rx與滑動變阻器串聯(lián),變阻器的最大阻值為R,電源電壓為
U=I2Rx+I2R
聯(lián)立以上兩式并解得
【高分達標】
一、單選題
12.(23-24九年級上·江西贛州·期末)下列四個圖中,電阻R0的阻值已知,電源電壓未知且保持不變,以下四個圖中不能測出Rx阻值的是( )
A.B.
C.D.
【答案】AC
【詳解】A.由圖知道,Rx與R0并聯(lián),由電流表的示數(shù)知道,通過R0的電流,則由歐姆定律可得出電源電壓,由于無法測量通過Rx,而不能測出Rx阻值,故A符合題意;
B.由圖知道,S接1時,兩電阻串聯(lián),電壓表串聯(lián)R0兩端的電壓,由歐姆定律可以計算電路的電流
S接2時,電壓表串聯(lián)Rx兩端的電壓,由于串聯(lián)電路電流處處相等,由歐姆定律可以計算Rx阻值,故B不符合題意;
C.由圖知道,S斷開,電壓表測量電源電壓,S閉合,Rx短路,由于不能測量Rx兩端的電壓,而不能測出Rx阻值,故C符合題意;
D.由圖知道,閉合開關S1,斷開S2,Rx與R0串聯(lián),電壓表測量電源電壓,閉合開關S2,斷開S1,電壓表串聯(lián)R0兩端的電壓,由串聯(lián)電路電壓的特點,可以計算Rx兩端的電壓,由歐姆定律可以計算通過R0的電流,再應用歐姆定律可以計算Rx阻值,故D不符合題意。
故選AC。
13.(23-24九年級上·四川廣安·期末)某同學利用如圖所示的電路測量小燈泡的電阻,小燈泡標有“2.5V”的字樣,他記錄的實驗數(shù)據(jù)如下表所示,其中有一次記錄的電流表示數(shù)是錯誤的。關于該實驗,下列說法正確的是( )
A.第3次實驗記錄的電流表示數(shù)是錯誤的
B.該實驗中多次實驗的目的是為了求平均值減小誤差
C.第5次實驗中小燈泡正常發(fā)光時的電阻最小
D.從第1次到第5次的實驗過程中,滑動變阻器的滑片逐漸向右滑動
【答案】A
【詳解】A.根據(jù)及表格數(shù)據(jù)可知第1-2和第4-5組電阻逐漸增大,所以第3次實驗記錄的電流表示數(shù)是錯誤的,故A正確;
B.由于小燈泡的電阻隨溫度的升高逐漸增大,所以多次實驗的目的不是為了減小誤差,而是為了得到普遍規(guī)律,避免偶然性,故B錯誤;
C.由表格數(shù)據(jù)及歐姆定律可知5次實驗中小燈泡正常發(fā)光時的電阻最大,故C錯誤;
D.從第1次到第5次的實驗過程中,電流逐漸增大,說明接入電路的電阻逐漸減小,而滑動變阻器的左邊接入電路中,所以滑動變阻器的滑片逐漸向左滑動,故D錯誤。
故選A。
14.(2024·北京大興·二模)如圖所示為測量未知電阻Rx的實驗電路圖,電源兩端的電壓保持不變,其中R0為阻值已知的定值電阻。當開關S1閉合、S2斷開時,電壓表示數(shù)為U1;當開關S1、S2均閉合時,電壓表示數(shù)為U2,則下列判斷中正確的是( )
A.電源兩端的電壓為U1
B.開關S1、S2均閉合時,電阻Rx與R0是串聯(lián)關系
C.開關S1、S2均閉合時,通過電阻Rx的電流為
D.未知電阻的阻值
【答案】D
【詳解】AB.由電路圖可知,當S1、S2閉合時,定值電阻R0短路,電壓表測量電阻Rx的電壓,也是測量電源電壓,因此電源兩端的電壓為U2,故AB錯誤;
C.當開關S1、S2閉合時,只有電阻Rx接入電路,通過電阻Rx的電流為
故C錯誤;
D.當開關S1閉合、S2斷開時,R0與Rx串聯(lián),電壓表測Rx兩端的電壓,即Ux=U1,因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和,所以,R0兩端的電壓
U0=U-Ux=U2-U1
因串聯(lián)電路中各處的電流相等,所以
解得
故D正確。
故選D。
15.(23-24九年級上·江蘇南通·階段練習)要測量一個阻值約為500Ω的電阻Rx。提供的器材有:干電池兩節(jié),學生用電壓表(量程為0~3V、0~15V)、學生用電流表(量程為0~0.6A、0~3A)、滑動變阻器R1(10Ω、1A)、電阻箱R2(0~9999Ω)以及單刀雙擲開關各一只,開關、導線若干。以下四種電路中,可以較準確地測出Rx阻值的是( )
A.①②③B.②④C.③④D.只有②
【答案】D
【詳解】①③電路中,兩節(jié)干電池串聯(lián)電壓只有3V,Rx大約500Ω,根據(jù)歐姆定律可得,電路中的電流大約為
由于電流表的小量程為0~0.6A,分度值為0.02A,無法測出電路中的電流,故①③兩個電路不能較準確地測出Rx阻值;
②由電路圖可知,閉合干路開關,單刀雙擲開關可以使電壓表分別測量Rx兩端電壓和電源電壓,根據(jù)串聯(lián)電路特點可知電阻箱兩端電壓,已知電阻箱的阻值和兩端電壓,根據(jù)歐姆定律即可求出電路中的電流,最后利用R=即可求出被測電阻,由于電阻箱的阻值變化范圍比較大,可以改變電阻箱的位置起到多次測量減小求平均值,減小誤差,故②電路能較準確地測出Rx阻值;
④由電路圖可知,電阻箱與被測電阻串聯(lián),閉合開關S,當單刀雙擲開關接2時,電壓表測量Rx兩端電壓;當單刀雙擲開關接1時,電壓表正負接線柱會反接,不能測量電阻箱R2兩端的電壓。故④不能測出Rx阻值。
綜上,可以較準確地測出Rx阻值的是②。
故選D。
16.(23-24九年級上·全國·單元測試)如圖所示的實驗電路圖,電源電壓未知且不變,不能夠得出定值電阻R阻值的電路是( )
A.B.
C.D.
【答案】B
【詳解】A.圖中可以根據(jù)電壓表的示數(shù)和電流表的示數(shù)求得電路中的總電阻,再根據(jù)串聯(lián)電路中電阻規(guī)律,得出未知電阻R的阻值,故A不符合題意;
B.圖中電路為并聯(lián),電流表測已知電阻的支路電流,未知電阻R的兩端電壓可以測出,但不能測得電流,因此不能求出R的阻值,故B符合題意;
C.圖中電路為兩電阻串聯(lián),兩電壓表分別測量兩個電阻的阻值,可知直接獲得未知電阻R的電壓和電流,因此可以得出未知電阻R的阻值,故C不符合題意;
D.圖中可以現(xiàn)將滑片移至阻值最小處,得出電源電壓的表達式;再將滑動變阻器移至阻值最大處,再得到電源電壓的表達式,兩公式聯(lián)立則可得出未知電阻R的阻值,故D不符合題意。
故選B。
二、實驗題
17.(24-25九年級上·山東泰安·階段練習)小明要利用圖甲所示的電路測量未知電阻的阻值。
(1)請你根據(jù)電路圖用筆面線代替導線,將圖乙的實驗電路連接完整 ;
(2)連接電路時,開關應處于 狀態(tài):閉合開關前,應將滑動變阻器的滑片置于 端(選填“A”或“B”);
(3)連接好電路,閉合開關,發(fā)現(xiàn)電流表沒有示數(shù),移動滑動變阻器的滑片,電壓表示數(shù)始終接近電源電壓,造成這一現(xiàn)象的原因可能是 ;
(4)排除故障后,調節(jié)滑動變阻器,記錄多組數(shù)據(jù),畫出了待測電阻的圖象,如圖丙所示。由圖象可得 ;
(5)小華將乙圖中的電阻換成一個標有“2.5V 0.3A”字樣的小燈泡,用上述方法測量這個小燈泡的電阻,連接好電路閉合開關后,電壓表示數(shù)如圖丁所示,若要使小燈泡正常發(fā)光,滑動變阻器的滑片應適當向 (選填“A”或“B”)移動:實驗中根據(jù)測量數(shù)據(jù)繪制出了小燈泡圖象如圖戊所示,圖象不是一條直線是因為 。
【答案】(1)
(2) 斷開 B
(3)定值電阻斷路
(4)5
(5) A 小燈泡電阻受溫度影響,發(fā)生了改變
【詳解】(1)[1]由下圖數(shù)據(jù)可知,電路中電流最大為0.6A,故電流表選擇小量程。電壓表并聯(lián)在未知電阻兩端,如圖所示:
(2)[1]為防止連接時出現(xiàn)短路,損壞電路元件,連接時,開關應處于斷開狀態(tài)。
[2]滑動變阻器保護電路,閉合開關前應位于阻值最大處,即B端。
(3)[1]電流表無示數(shù),說明電路斷路,移動滑動變阻器電壓表始終接近電源電壓,即為定值電阻斷路,電壓表串聯(lián)在電路中,整個電路相當于電路,電壓表測電源電壓。
(4)[1]依據(jù)圖像數(shù)據(jù),計算電阻
(5)[1]如圖丁,電壓表示數(shù)為1.1V,小燈泡額定電壓為2.5V,要正常發(fā)光,小燈泡兩端電壓要增大到2.5V,滑動變阻器電壓要減少,對應滑動變阻器阻值要減少,向A移動。
[2]小燈泡圖像不是一條直線是因為小燈泡電阻會受溫度影響,發(fā)生改變,不是一個定值。
18.(23-24九年級上·四川眉山·期末)物理的魅力在于探究的樂趣。某同學用伏安法測電阻,擬出下列實驗報告:
[實驗目的]學習運用電壓表、電流表測量電阻。
[實驗步驟]
①根據(jù)實驗目的畫好電路圖
②按照電路圖連接好電路,調節(jié)滑動變阻器,使電路中電阻最大
③接通開關,讀出電壓表、電流表的示數(shù),并記于下表。
④斷開開關,計算出Rx=7Ω。試回答下列問題:
(1)請按照電路圖用筆劃線代替導線,將實物圖補充完整。
(2)本實驗報告不完整,請補充實驗原理 ;
(3)從“實驗步驟”看,實驗數(shù)據(jù)不科學,主要缺陷是 ;
(4)滑動變阻器在實驗中所起的作用是(寫出一點即可) ;
(5)這種方法測出的電阻值較真實值 。(選填偏大,偏小或不變)
【答案】(1)
(2)
(3)沒有多次測量取平均值,誤差較大
(4)保護電路
(5)偏小
【詳解】(1)電流表串聯(lián)在電路中,電壓表并聯(lián)在待測電阻兩端,且由實驗數(shù)據(jù)可知,電壓表量程應選擇0~15V,滑動變阻器按照“一上一下”的方式連接,如圖所示:
(2)伏安法測小燈泡電阻的原理是歐姆定律的變形公式。
(3)實驗中只測了一次數(shù)據(jù)就得了結論,這樣操作實驗誤差太大,應多次測量求平均值。
(4)滑動變阻器在電路中可以保護電阻;通過移動滑片,改變滑動變阻器接入電路的阻值,可以改變電路電流,從而改變電阻兩端的電壓。
(5)由于電壓表分流,導致所測電流值偏大,由可知,這種方法測出的電阻值較真實值偏小。
19.(24-25九年級上·江蘇鹽城·階段練習)有兩只阻值未知的定值電阻R1、R2:
(1)圖甲是用伏安法測R1阻值的實物電路,電源電壓恒為3V,滑動變阻器最大阻值為10Ω;
①圖甲中有一根導線連接錯誤,請在該導線上畫“×”并在圖上改正 (所畫的導線用實線且不能交叉)。
②改正電路后,閉合開關,發(fā)現(xiàn)無論怎樣移動滑動變阻器滑片,兩電表均無示數(shù),判斷其原因可能是 (填字母);
A.滑動變阻器斷路 B.R1斷路 C.R1短路
③故障排除后,正確操作實驗器材,移動滑片,當電壓表示數(shù)為1.2V時,電流表示數(shù)如圖乙所示,則待測電阻R1= Ω;
④現(xiàn)有以下三組數(shù)據(jù),分析可知,不可能通過以上實驗獲得的數(shù)據(jù)有 (填序號);
(2)圖丙是能巧測R2阻值的實驗電路圖。圖中R為電阻箱,R0為定值電阻(阻值未知)。要求僅利用電阻箱讀數(shù)表達R2的阻值,請在空白處填上適當內容;
①將開關接a,調節(jié)電阻箱和滑動變阻器滑片P至適當位置,使電流表的示數(shù)為I,記下 ;
②將開關接b,保持 不變,調節(jié)電阻箱,使電流表示數(shù)仍為I,記下電阻箱是示數(shù)為RB;
③則R2= ;
④若在第②步驟中滑片P不小心向右移動了少許,所測R2的阻值 (“偏大”或“偏小”或“不受影響”)。
【答案】(1) A 4 1
(2) 電阻箱的阻值RA 滑動變阻器的接入電路的阻值 R2=RA-RB 偏大
【詳解】(1)①[1]電阻與變阻器并聯(lián),電壓表串聯(lián)在電路是錯誤的,電阻與電流表串聯(lián),電壓表與電阻并聯(lián),如下所示:
②[2]A.若滑動變阻器斷路,整個電路斷路,兩表都沒有示數(shù),故A符合題意;
B.若R1斷路,電壓表串聯(lián)在電路中測電源電壓,有示數(shù),故B不符合題意;
C.若R1短路,電流表有示數(shù),故C不符合題意。
故選A。
③[3]故障排除后,正確操作實驗器材,移動滑片,當電壓表示數(shù)為1.2V時,電流表示數(shù)如圖乙所示,電流表選用0~0.6A的量程,分度值為0.02A,電流為0.3A,由歐姆定律,則待測電阻
④[4]根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律,電路的最小電流為
即不可能通過以上實驗獲得的數(shù)據(jù)有1。
(2)①[1]將開關接a,調節(jié)電阻箱和滑動變阻器滑片P至適當位置,使電流表的示數(shù)為I,記下電阻箱的阻值RA。
②[2]將開關接b,調節(jié)電阻箱,保持電流表示數(shù)I不變,記下電阻箱R的阻值RB。
③[3]根據(jù)等效替代法,則
RA=R2+RB
故
R2=RA﹣RB④[4]若在第②步驟中滑片P不小心向右移動了少許,則滑動變阻器接入電路的阻值變大,電阻箱RB的阻值偏小,則所測R2的阻值偏大。
20.(24-25九年級上·全國·課后作業(yè))學習了歐姆定律的知識后,老師給同學們布置了設計不同方案測量未知電阻的任務,兩位同學的設計方案如下:
(1)(2020宜賓)小馬設計了如圖1所示的一個電路,測出了的阻值。圖中電源(電壓未知)。是滑動變阻器,R是電阻箱(可連續(xù)調節(jié)電阻值大小,且能讀數(shù)的變阻器),其調節(jié)范圍,A是電流表(刻度有些模糊),S和分別是單刀雙擲開關和單刀開關。完成下列實驗步驟中的填空:
①先斷開S、將電阻箱R阻值調至最大;
②將S撥向接點1,閉合,調節(jié) (選填“R”或“”),使電流表指針偏轉到適當位置,標記電流表指針的位置;
③然后將S撥向接點2,調節(jié) (選填“R”或“”),使電流表指針在 ,記下電阻箱R的阻值;
④多次重復上述過程,計算電阻箱R讀數(shù)的 ,此即為被測電阻的阻值。
(2)(2022南京)現(xiàn)有一只阻值未知的定值電阻,利用如圖2所示電路,能測出的阻值。其中R為定值電阻,為電阻箱,請在橫線上填上合適內容。
①閉合開關前,將滑動變阻器滑片滑到b端,電阻箱調為某一阻值;
②閉合開關,調節(jié)滑動變阻器,使電壓表和電流表示數(shù)為合適的值;
③斷開開關,再將電壓表與待測電阻C端間的導線改接到D端(圖中虛線所示),閉合開關,反復調節(jié) ,使兩表的示數(shù)與②中相同,記錄此時電阻箱的阻值,斷開開關;
④待測電阻的阻值 。
【答案】(1) 標記處 平均值
(2) 電阻箱和滑動變阻器
【詳解】(1)[1][2][3][4]①先斷開S、將電阻箱阻值調至最大;②將S撥向接點1,閉合,此時和串聯(lián),調節(jié),使電流表指針偏轉到適當位置,標記電流表指針的位置;③然后將S撥向接點2,此時和串聯(lián),調節(jié),使電流表指針在標記處,記下電阻箱的阻值;電源電壓不變,兩次電流值相等,由歐姆定律可知總電阻不變,即,所以;④多次重復上述過程,計算電阻箱讀數(shù)的平均值,此即為被測電阻的阻值;多次測量取平均值可以減小誤差。
(2)[1][2]①閉合開關前,將滑動變阻器滑片滑到b端,電阻箱調為某一阻值;②閉合開關,調節(jié)滑動變阻器,使電壓表和電流表示數(shù)為合適的值;③斷開開關,再將電壓表與待測電阻C端間的導線改接到D端(圖中虛線所示),閉合開關,此時電壓表測電阻箱、定值電阻、待測電阻兩端的電壓;要使兩表的示數(shù)與②中相同,即電流表和電壓表示數(shù)均與②中相同,而電源電壓不變,由歐姆定律可知此時總電阻與②中相同,根據(jù)題意可知一定要調節(jié)電阻箱的阻值,且仍然是4個電阻元件串聯(lián),所以還需要調節(jié)滑動變阻器才能使總電阻不變,才能使電流表示數(shù)不變,記錄此時電阻箱的阻值,斷開開關。④因兩表的示數(shù)與②中相同,則根據(jù)歐姆定律可得,則待測電阻的阻值。
21.(24-25九年級上·全國·課后作業(yè))如圖1所示,電源電壓為6V,圖甲為伏安法測電阻的電路圖,圖乙為連接不完整的實物圖。
(1)對照電路圖甲,用筆畫線代替導線將圖乙中未連接部分連接起來 。
(2)電路連接正確后,閉合開關,將滑片P向左移動時,電壓表示數(shù) (選填“變大”“變小”或“不變”)。
(3)實驗過程中,電流表和電壓表的示數(shù)如圖2所示,此時測得的Rx= Ω。
(4)此實驗要多次測量電阻值,最后求電阻值的平均值,其目的是 。
(5)小王設計如圖3甲所示電路測量未知電阻Rx,滑動變阻器的最大電阻為R,實驗過程如下:
①閉合開關S,將滑動變阻器的滑片P移到a端,記錄電流表示數(shù)為I1;
②閉合開關S, (將實驗步驟補充完整);
③寫出待測電阻的表達式,Rx= (用已知量和測量符號表示)。
【答案】(1)
(2)變大
(3)5
(4)減小誤差
(5) 閉合開關S,將滑動變阻器的滑片至b端,記下電流表示數(shù)為I2
【詳解】(1)從電路圖可知,將滑動變阻器通過“一上一下”的連接方式接入電路,并將電壓表并聯(lián)在電阻兩端,如下圖所示:
(2)將滑片P向左移動時,滑動變阻器接入電路中的阻值變小,根據(jù)串聯(lián)分壓原理,滑動變阻器兩端電壓變小,由于電源電壓不變,所以待測電阻兩端電壓變大,即電壓表的示數(shù)變大。
(3)從圖2可知,電壓表的量程是0-15V,其讀數(shù)為2.5V,電流表的量程是0-0.6A,讀數(shù)為0.5A,待測電阻的阻值為
(4)本實驗中多次測量取平均值,是為了減小實驗誤差。
(5)[1]閉合開關S,將滑動變阻器的滑片至b端,記下電流表示數(shù)為I2。
[2]當滑片位于a端時,Rx與R的最大阻值并聯(lián),電流表測干路電流I1;當滑片位于b端時,電路為R的最大阻值的簡單電路,電流表測R的電流I2;因并聯(lián)電路中各支路獨立工作、互不影響,所以,通過R的電流不變,因并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和,所以,通過Rx的電流
Ix=I1-I2
因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等,所以,電源的電壓
U=I2R=IxRx
即
I2R=(I1-I2)Rx
解得。
22.(2024·廣東深圳·一模)小明用如圖甲電路做“伏安法測量小燈泡電阻”的實驗,滑動變阻器標有“20Ω 1A”,小燈泡標有“2.5V”。
(1)請用筆畫線代替導線,將圖甲所示實驗電路補充完整(要求:滑動變阻器的滑片向右移動時,小燈泡的亮度變亮);
(2)連接完電路,閉合開關后發(fā)現(xiàn)小燈泡未亮,電壓表指針迅速偏轉到最大刻度的右邊,出現(xiàn)這種情況的原因可能是 ;
(3)排除故障后閉合開關,移動滑片至某一位置,電壓表的示數(shù)如圖乙所示,此時小燈泡兩端電壓為 V;為了測量小燈泡正常工作時的電阻,應將滑動變阻器的滑片向 (選填“左”或“右”)移動。直至電壓表的示數(shù)為2.5V,此時電流表的示數(shù)為0.25A,則小燈泡正常發(fā)光時的電阻為 Ω;
(4)小明將甲圖中的小燈泡換成定值電阻,進行“探究電流與電阻關系”的實驗。將電源電壓調節(jié)為6V后保持不變,依次將三個不同的定值電阻接入電路,并記錄對應的數(shù)據(jù),根據(jù)數(shù)據(jù)畫出了如圖丙所示圖像。
①分析圖像可知:電壓一定時,電流與電阻成 比;
②每次記錄數(shù)據(jù)時,電壓表示數(shù)為 V;
③小明計劃補充一組40Ω定值電阻的數(shù)據(jù),接入電路后,發(fā)現(xiàn)無法完成上述探究。在可以改變電壓表和電流表量程,但不改變電路且不增加實驗器材的情況下,為順利得到這四個電阻的I、R數(shù)據(jù)完成實驗,定值電阻兩端所保持電壓的取值范圍是 。
【答案】(1)
(2)小燈泡斷路
(3) 2.8 左 10
(4) 反 3 4~5V
【詳解】(1)滑動變阻器一上一下的串聯(lián)在電路中,且滑片向右移動,燈泡變亮,說明電路的電流增大,電阻減小,接右下接線柱如圖所示
(2)連接完電路,閉合開關發(fā)現(xiàn),小燈泡不亮,說明電路中可能存在斷路,電壓表指針迅速偏轉到最大刻度的右邊,說明電壓表與電源相連接,所以故障是與電壓表并聯(lián)的小燈泡斷路。
(3)[1][2]電壓表使用0~3V量程,分度值為0.1V,電壓為2.8V;要使燈泡正常工作,燈泡兩端電壓從2.8V減小到2.5V,電路電流要減小,總電阻要增大,滑動變阻器的電阻要增大,滑片向左端移動,使電壓表的示數(shù)為2.5V為止。
[3]由可得,小燈泡正常發(fā)光時的電阻
(4)[1][2]分析丙圖可知,當電阻越小時,電流越大;其中電流與電阻的乘積為
電流與電阻的乘積為定值,電壓表示數(shù)為2V,電壓一定時,電流與電阻成反比。
[3]由上述分析可知,定值電阻兩端電壓保持3V不變,滑動變阻器允許通過最大電流為1A,若電流表選用大量程,則電路允許通過最大電流為1A,根據(jù)歐姆定律可知,此時電路電阻最小,對應定值電阻為最小阻值
此時滑動變阻器接入電路阻值最小,分得的電壓最小,故定值電阻的最大電壓為
但滑動變阻器最大值接入電路時,分得的電壓最大,根據(jù)串聯(lián)電路電壓規(guī)律可知,定值電阻兩端電壓最小,假設定值電阻兩端最小電壓為UV,則滑動變阻器分得電壓為
U滑=U-UV
根據(jù)串聯(lián)分壓原理有
等式左邊為一定值,故右邊也為一定值,故當定值電阻最大為40Ω時,變阻器接入電阻因為最大,即
解得:UV=4V,故在可以改變電壓表和電流表量程,但不改變電路且不增加實驗器材的情況下,為順利得到這四個電阻的I、R數(shù)據(jù)完成實驗,定值電阻兩端所保持電壓的取值范圍是4~5V。
23.(23-24九年級上·河南鄭州·期末)為了探究“電流與電壓、電阻的關系”,小張在實驗室找來了如下一些器材:電壓恒為3V的電源,電壓表、電流表各一只,一個開關,阻值分別為5Ω、10Ω、20Ω、50Ω的定值電阻各一個,滑動變阻器上標有“20Ω 1A”字樣,導線若干;
(1)請用筆畫線代替導線,將上圖的實物電路圖甲連接完整(要求滑片右滑時,電流表的示數(shù)變大);
(2)閉合開關前,應將滑動變阻器的滑片P置于 (選填“A”或“B”)端;
(3)檢查電路后,閉合開關,發(fā)現(xiàn)電流表和電壓表示數(shù)都為0,用一根導線在圖甲中先后連接接線柱G與F、F與E時,電流表和電壓表示數(shù)仍為0,連接接線柱E與D時,電流表和電壓表指針明顯偏轉,則電路的故障是 ;
(4)故障排除后,小張先接入的定制電阻是10Ω的,移動滑動變阻器滑片,使電壓表的示數(shù)為2V,讀出電流表示數(shù)后,斷開開關,他拆下10Ω的電阻,改換成阻值為20Ω的電阻繼續(xù)做實驗,閉合開關,電壓表示數(shù)如圖乙所示,其示數(shù)是 V,要完成這次實驗,接下來他應將滑動變阻器滑片向 (選填“A”或“B”)端移動,使電壓表的示數(shù)仍為2V,才能去記錄此時電流表的示數(shù);
(5)小張還把5Ω的電阻接入電路中,來探究“電流與電壓的關系”。他通過調節(jié)滑動變阻器的滑片,測出通過定值電阻的不同電流和對應的電壓值,并記錄在表中。老師看了表中的實驗數(shù)據(jù)后,卻說其中有一次是錯誤的數(shù)據(jù)。請你幫他找出來,出錯的是第 次;
(6)小張還提出可以用小燈泡來代替定值電阻,進行“電流與電壓關系”的實驗探究,老師欣賞小張敢想,卻否定用小燈泡來代替定值電阻進行“電流與電壓關系”的實驗探究,原因是 ;
(7)實驗后,小張設計了一種測電阻的方法,電路圖如圖丙所示。Rx為待測電阻,電源電壓恒定,定值電阻R0阻值是已知的即為R0。實驗步驟如下:
①保持開關S2斷開,閉合開關S、S1,讀出并記錄電流表示數(shù)I1;
②斷開開關S1,閉合開關S、S2,讀出并記錄電流表示數(shù)I2;
③待測電阻Rx= (用已知量和測量的量來表示)。
【答案】(1)
(2)A
(3)滑動變阻器斷路
(4) 2.4 A
(5)1
(6)小燈泡的電阻是變化的
(7)
【詳解】(1)滑動變阻器需要串聯(lián)在電路中,且需要一上一下,要求滑片右滑時,電流表的示數(shù)變大,則說明向右滑時,滑動變阻器接入的阻值變小,故接入的是B接線柱,故如圖所示:
(2)閉合開關前,為了保護電路,滑動變阻器的滑片需要位于阻值最大處,故應將滑動變阻器的滑片P置于A端。
(3)發(fā)現(xiàn)電流表和電壓表示數(shù)都為0,用一根導線在圖甲中先后連接接線柱G與F、F與E時,電流表和電壓表示數(shù)仍為0,說明電路中存在斷路,連接接線柱E與D時,電流表和電壓表指針明顯偏轉,說明電流能夠從電池的正極出發(fā),經(jīng)過開關后,導線DE,小燈泡、電流表回到負極,說明這條電路是通路,電壓表也有示數(shù),有電流經(jīng)過燈泡,故故障的是滑動變阻器,滑動變阻器斷路。
(4)[1]電壓表示數(shù)如圖乙所示,選擇小量程,分度值為0.1V,其示數(shù)是2.4V。
[2]要完成這次實驗,保證電壓表的示數(shù)不變,則電壓表的示數(shù)變小,滑動變阻器需要分擔更多的電壓,故接下來他應將滑動變阻器滑片向A端移動。
(5)當小燈泡兩端的電壓為0.5V,通過小燈泡的電流為0.1A時,此時滑動變阻器兩端的電壓為
滑動變阻器接入的阻值為
而滑動變阻器的最大阻值只有20Ω,故錯誤的數(shù)據(jù)是第1組。
(6)進行“電流與電壓關系”的實驗探究,需要控制電阻不變,而小燈泡的電阻是變化的。
(7)①保持開關S2斷開,閉合開關S、S1,讀出并記錄電流表示數(shù)I1,兩電阻并聯(lián),電流表測量通過定值電阻的電流,則電源電壓為
②斷開開關S1,閉合開關S、S2,讀出并記錄電流表示數(shù)I2,電路結構不變,電流表測量干路電流,則通過待測電阻的電流為
由于并聯(lián),待測電阻兩端的電壓等于電源電壓,故待測電阻的阻值為
24.(23-24九年級上·江蘇宿遷·期末)在探究“電流與電阻關系”實驗時,老師給小明提供了如下器材:電源(電壓恒定為4.5V),電流表,電壓表,開關各一個,滑動變阻器甲“10Ω 2A”和滑動變阻器乙“25Ω 1A”各一個,定值電阻5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω各一個,導線若干。
(1)注意在連接電路時,開關必須處于 狀態(tài);
(2)用筆畫線代替導線,將圖甲的實驗電路連接完整 (要求:滑動變阻器滑片P向左滑動時電流表示數(shù)變大,導線不允許交叉);
(3)正確連接電路后閉合開關,發(fā)現(xiàn)電流表有示數(shù),電壓表無示數(shù),則故障可能是 (答出一種情況即可):
(4)排除故障后,小明把5Ω的電阻接入電路中,移動滑片P到適當位置,電流表指針位置如圖乙所示,記錄數(shù)據(jù)后,小明又改用10Ω電阻繼續(xù)實驗,閉合開關后,小明應將滑片P向 (選填“左”或者“右”)移動至電壓表示數(shù)為 V;
(5)小明在實驗中所選用的滑動變阻器應該是 (選填“甲”或“乙”);
(6)小明根據(jù)實驗數(shù)據(jù),得到電流I隨電阻R變化的圖像如圖丙所示。由圖像可以得出結論:電壓一定時, ;
(7)小明又利用一個電壓表和一個已知阻值的定值電阻R0,設計了如圖丁所示的電路,測出待測電阻RX的阻值.實驗步驟如下:
①閉合S、斷開S1,電壓表示數(shù)為U1;
②閉合S、S1,電壓表示數(shù)為U;
③待測電阻RX= (用U、U1和R0表示)。
【答案】(1)斷開
(2)
(3)電阻R短路(或電壓表短路或電壓表斷路)
(4) 右 2
(5)乙
(6)通過導體的電流與導體的電阻成反比
(7)
【詳解】(1)為保護電路,在連接電路時,開關必須處于斷開狀態(tài)。
(2)滑動變阻器滑片P向左滑動時電流表示數(shù)變大,說明滑動變阻器阻值變小,故滑動變阻器選用左下接線柱與電阻R串聯(lián)在電路中,如下圖所示
(3)正確連接電路后閉合開關,發(fā)現(xiàn)電流表有示數(shù),說明電路是通路;無論怎樣移動滑片P,電壓表都無示數(shù),說明電壓表并聯(lián)的電路短路或電壓表短路或電壓表斷路,即故障可能是電阻R短路(或電壓表短路或電壓表斷路)。
(4)[1][2]排除故障后,小明把5Ω的電阻接入電路中,移動滑片P到適當位置,讀出電流表示數(shù)如圖乙所示,電流表選用小量程,分度值0.02A,其示數(shù)為0.4A,則定值電阻兩端電壓為
接下來應該斷開開關,將滑片移至阻值最大處,更換10Ω電阻繼續(xù)實驗;實驗中,當把5Ω的電阻換成10Ω的電阻后,根據(jù)分壓原理,電阻兩端的電壓變大,研究電流與電阻關系時要控制電壓不變,根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律,要增大滑動變阻器兩端的電壓,由分壓原理,要增大滑動變阻器電阻阻值,故應把滑動變阻器滑片向右移動至電壓表示數(shù)為2V。
(5)實驗中使用的定值電阻阻值最大為25Ω,定值電阻兩端的電壓始終保持UV=2V,根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律,滑動變阻器分得的電壓
滑動變阻器分得的電壓為電壓表示數(shù)的倍,根據(jù)分壓原理,當接入25Ω電阻時,滑動變阻器連入電路中的電阻為
即所選擇的滑動變阻器的最大阻值不能小于12.5Ω,故選乙。
(6)電流I隨電阻R變化的圖象分析可知:導體兩端的電壓一定時,通過導體的電流與導體的電阻成反比。
(7)①閉合S、斷開S1,用電壓表測出待測電阻Rx兩端的電壓為U1。②再閉合S1,用電壓表測出電源的電壓U;③在①中,兩電阻串聯(lián),測得電阻Rx兩端的電壓為U1;在②中,定值電阻R0短路,電路為電阻Rx的簡單電路,電源電壓為U,根據(jù)串聯(lián)電路電壓規(guī)律,兩電阻串聯(lián)時,定值電阻R0的電壓為
由歐姆定律可得,電路中的電流為
則待測電阻的表達式
25.(24-25九年級上·全國·課前預習)現(xiàn)要測量電阻的阻值,提供的實驗器材有:待測電阻(約5Ω)、兩節(jié)干電池、電流表、電壓表、滑動變阻器、開關及導線若干。
(1)正確連線后(如圖1所示),閉合開關,移動滑片P,電流表示數(shù)幾乎為零,電壓表示數(shù)接近電源電壓且?guī)缀醪蛔儭H綦娐分兄挥幸惶幑收?,可判斷該故障? ;
(2)排除故障繼續(xù)實驗,某次測量,電流表的示數(shù)為0.50A,電壓表的示數(shù)如圖2,該示數(shù)為 V,則= Ω;
(3)某同學利用電源(電壓未知)、電阻箱(0~999.9Ω)和電流表(指針能正常偏轉,但刻度盤示數(shù)模糊不清)等器材,測電阻的阻值,設計的電路如圖3。完成下列實驗步驟:
①正確連接電路,斷開S1、S2,將電阻箱R阻值調至最大;
② ,標記電流表指針所指的位置;
③ ,記下電阻箱阻值R0;
④電阻= 。(用測得量的符號表示)
【答案】(1)待測電阻Rx斷路
(2) 2.6 5.2
(3) 斷開開關S2,閉合開關S1 斷開開關S1,閉合開關S2,調節(jié)電阻箱R的阻值,使電流表指針對準②的標記 R0
【詳解】(1)若電流表示數(shù)幾乎為零,說明電路可能斷路;電壓表示數(shù)接近電源電壓,說明電壓表與電源連通,則與電壓表并聯(lián)的支路以外的電路是完好的,則與電壓表并聯(lián)的支路斷路了,即Rx斷路。
(2)[1][2] 如圖2,電壓表選用小量程,分度值0.1V,因此待測電阻兩端電壓U=2.6V,又待測電阻中通過的電流I=0.5A,根據(jù)歐姆定律,的阻值為
(3)[1][2][3] ①正確連接電路,斷開S1、S2,將電阻箱R阻值調至最大;
②斷開開關S2,閉合開關S1,此時電路中只有與電流表串聯(lián),標記電流表指針所指的位置;
③斷開開關S1,閉合開關S2,此時電路中只有電阻箱與電流表串聯(lián),調節(jié)電阻箱R的阻值,使電流表指針對準②的標記,記下電阻箱阻值R0;
④兩次情況下,電流相等,根據(jù)可知電阻相等,根據(jù)等效替代法可知。
26.(24-25九年級上·全國·課后作業(yè))伏安法測小燈泡的電阻。
【實驗器材】額定電壓為2.5V(阻值約為10Ω)的小燈泡、規(guī)格為“20Ω;1A”的滑動變阻器、電壓為3V的電源、電流表、電壓表、開關、若干導線。
【實驗步驟】
(1)正確連接電路,閉合開關,發(fā)現(xiàn)小燈泡不發(fā)光,電流表無示數(shù),電壓表示數(shù)較大,則電路故障可能是 ;
(2)確保電路無誤,接通電路,向左移動滑動變阻器的滑片,觀察到電壓表示數(shù) V,表明小燈泡正常發(fā)光,此時電流表示數(shù)如圖乙所示,則小燈泡正常發(fā)光時的電阻值為 ;
(3)小明同學對實驗進行了拓展,利用電源(電壓未知但恒定不變)、阻值已知為R0的定值電阻、電壓表、開關等器材,設計了如圖丙所示的電路,測出了未知電阻Rx的阻值,請你完成下列實驗步驟:
①閉合開關S1和S2,讀出電壓表的示數(shù)U1;
②閉合開關S1,斷開開關S2,讀出電壓表的示數(shù)U2;
③待測電阻的阻值Rx= 。(用已知量和測得量的符號表示)
【答案】(1)小燈泡斷路
(2) 2.5 5
(3)
【詳解】(1)閉合開關,發(fā)現(xiàn)小燈泡不發(fā)光,電流表無示數(shù),說明電路可能斷路,電壓表示數(shù)較大,說明電壓表與電源連通,則與電壓表并聯(lián)的電路以外的電路是完好的,則與電壓表并聯(lián)的電路斷路了,則電路故障可能是小燈泡斷路。
(2)[1]燈在額定電壓下正常發(fā)光,確保電路無誤后,接通電路,向左移動滑動變阻器的滑片,觀察到電壓表示數(shù)為2.5V,表明小燈泡正常發(fā)光,此時電流表示數(shù)如圖乙所示,電流表選用0~0.6A的量程,分度值為0.02A,電流為0.5A。
[2]小燈泡正常發(fā)光時的電阻為
(3)在①中閉合開關S1和S2,電路為電阻R0的簡單電路,電壓表測電源電壓,讀出電壓表的示數(shù)U1,即電源電壓大小;在②中,閉合開關S1,斷開開關S2,兩電阻串聯(lián),電壓表測量電阻R0兩端的電壓,電壓表的示數(shù)為U2,則此時電路中的電流為
由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律,在②中,待測電阻兩端的電壓為
Ux=U1-U2
由串聯(lián)電路電流的規(guī)律及歐姆定律,待測電阻的阻值為
27.(2024·云南德宏·一模)在測量未知阻值Rx的實驗中,小明設計了實驗電路并進行連接,如圖甲所示。
(1)連接電路前,開關要處于 狀態(tài)。實驗前應將滑動變阻器的滑片P移到最 (選填“左”或“右”)端。小明閉合開關,發(fā)現(xiàn)電流表無示數(shù),電壓表的示數(shù)較大,接近電源電壓,則電路故障可能是 ;
(2)排除故障后,閉合開關,移動滑動變阻器的滑片P,當電壓表示數(shù)為2.4V時,電流表示數(shù)如圖乙所示,則其示數(shù)為 A,未知電阻Rx= Ω;
(3)小明多次移動滑動變阻器的滑片,記下每次對應的電流和電壓值并求出對應的電阻值,其目的是 ;
(4)如果沒有電壓表,電源電壓未知,可以用最大阻值為R的滑動變阻器和如圖丙所示電路來測量電阻的Rx的阻值,請將以下實驗步驟補充完整:
①閉合開關后,將滑動變阻器的滑片移到最左端,記錄下此時電流表的示數(shù)為I1;
②將滑動變阻器的滑片移到 ,記錄下此時電流表的示數(shù)為I2;
③請寫出未知電阻Rx阻值表達式:Rx= ( 用I1、I2和R的關系式表示)。
【答案】(1) 斷開 左 電阻Rx斷路
(2) 0.2 12
(3)減小實驗誤差
(4) 最右端
【詳解】(1)[1][2][3]為了保護電路,在連接電路時,開關應處于斷開狀態(tài);應將滑動變阻器的滑片P移到阻值最大處,即最左端;閉合開關,發(fā)現(xiàn)電流表無示數(shù),可能電路出現(xiàn)斷路,電壓表的示數(shù)較大,則電路故障可能是未知阻值斷路,電壓表被串聯(lián)在電路中。
(2)[1]電流表示數(shù)如圖乙所示,電流表的分度值為0.02A,電流表示數(shù)為0.2A。
[2]未知電阻的阻值
(3)實驗中為了減小誤差,多次移動滑動變阻器的滑片,記下每次對應的電流和電壓值并求出對應的電阻值,求出電阻的平均值。
(4)[1][2]滑動變阻器滑片在最右端時,電流表示數(shù)為I2,此時為待測電阻的簡單電路,由歐姆定律,電源電壓
U=I2Rx①
合開關后,滑動變阻器滑片在最左端時,兩電阻串聯(lián),電流表測電路的電流,電流表示數(shù)為I1;根據(jù)串聯(lián)電阻的規(guī)律及歐姆定律,電源電壓
U=I1(R+Rx)②
由①②得到
I2Rx=I2(R+Rx)
28.(23-24九年級上·江西鷹潭·期末)在“伏安法測電阻”的實驗中:
(1)如圖甲所示,請你用筆畫線代替導線,將圖中電路連接完整,要求:當滑動變阻器的滑片P向右移動時,電路中的電流變大 。實驗前,為保護電路,滑動變阻器的滑片應置于 (選填“A”或“B”)端;
(2)閉合開關后,調節(jié)滑動變阻器滑片,發(fā)現(xiàn)電壓表、電流表均無示數(shù)。用一段導線檢測故障,當把導線并聯(lián)在滑動變阻器兩端時,電流表仍無示數(shù),電壓表有示數(shù),且較大;當把導線并聯(lián)在R兩端時,電流表和電壓表均無示數(shù)。那么電路的故障可能是___________(填字母);
A.只有滑動變阻器開路
B.只有R開路
C.滑動變阻器開路和R短路
D.R和滑動變阻器均開路
(3)排除故障后,若電壓表、電流表的示數(shù)如圖乙、丙所示,則定值電阻兩端的電壓大小為 V,它的阻值為 Ω;
(4)其中, 可以改變被測電阻兩端的電壓,多次測量求電阻的平均值,其目的是 。
【答案】(1) A
(2)D
(3) 2 10
(4) 調節(jié)滑動變阻器的滑片位置 減小誤差
【詳解】(1)[1]在“伏安法測電阻”的實驗中滑動變阻器串聯(lián)在電路中,電壓表并聯(lián)在待測電阻兩端,且結合圖乙電壓表選用的量程判斷電壓表選用的是0~3V的小量程,由題中當滑動變阻器的滑片P向右移動時,電路中的電流變大,說明此時滑動變阻器接入電路的電阻變小,由此可判斷滑動變阻器右下部分電阻接入電路,據(jù)此完成電路連接如下圖所示:
[2]連接電路時,為了保護電路,應將滑動變阻器的滑片置于阻值最大端,即圖中的A端。
(2)閉合開關,移動滑動變阻器滑片,發(fā)現(xiàn)電壓表、電流表均無示數(shù),說明電路有地方發(fā)生斷路;用一段導線檢測故障時,當把導線并聯(lián)在滑動變阻器兩端時,電流表仍無示數(shù),電壓表有示數(shù),且較大,說明電阻R斷路;當把導線并聯(lián)在R兩端時,電流表和電壓表均無示數(shù),說明滑動變阻器發(fā)生斷路,故D符合題意。
故選D。
(3)電流表量程為0~0.6A,分度值為0.02A,故電流為0.2A;電壓表量程為0~3V,分度值為0.1V,則電壓表的示數(shù)為2V,則定值電阻的阻值
(4)[1][2]本實驗中可以通過調節(jié)滑動變阻器的滑片位置,從而改變接入電路的電阻,最終可以改變被測電阻兩端的電壓,多次測量計算電阻的平均值是為了減小誤差。
29.(2024·廣東茂名·模擬預測)小明利用伏安法測量未知定值電阻Rx的阻值,圖甲是他設計的實驗電路。
(1)如圖甲已連接的部分實驗電路,請你用筆畫線代替導線完成電路的連接;
(2)閉合開關前,應將滑動變阻器滑片P置于 (選填“A/B”)端;
(3)第二次測量電流表數(shù)如圖乙所示,為 A;R均= Ω(保留整數(shù));取平均值作為測量結果,其目的是 ;
(4)測完第二組數(shù)據(jù)后,變阻器滑片向 (A/B)移動得到第三組數(shù)據(jù)。
(5)小明測出Rx的阻值后,在拆除電路時,發(fā)現(xiàn)電池陳舊,他想知道變阻器的最大阻值,于是他又組裝電路,電路圖如圖丙所示,他想了一想,Rx的阻值已知,用此電路也能測出滑動變阻器的最大阻值。
①閉合S,把變阻器滑片P移到最左端,電壓表示數(shù)為U1;
②閉合S,把變阻器滑片P移到最右端,電壓表示數(shù)為U2;
③變阻器的最大阻值R?的表達式:R0= (用測量值U1、U2及Rx表示)。
【答案】(1)
(2)B
(3) 0.2 10 減小誤差
(4)A
(5)?Rx
【詳解】(1)由圖甲可知,電源為兩節(jié)干電池串聯(lián),即3V,故電壓表選用小量程并聯(lián)在Rx兩端,如圖:
(2)為了保護電路,閉合開關前,應將滑動變阻器滑片P置于阻值最大處,即B端。
(3)[1][2][3]第二次測量電流表數(shù)如圖乙所示,電流表選用小量程,分度值0.02A,其示數(shù)為0.2A,則第二次電阻值為
為了減小誤差,求平均值作為Rx的阻值,則Rx的阻值為
(4)由表中數(shù)據(jù)可知,Rx兩端電壓增大,根據(jù)串聯(lián)電路電壓規(guī)律,滑動變阻器兩端電壓減小,根據(jù)分壓原理,滑動變阻器接入電路的阻值變小,故測完第二組數(shù)據(jù)后,變阻器滑片向A移動得到第三組數(shù)據(jù)。
(5)在步驟①中,電路為只有Rx的簡單電路,電壓表測電源電壓為U1;
在步驟②中,Rx與滑動變阻器最大阻值串聯(lián),電壓表測Rx兩端電壓為U2,根據(jù)串聯(lián)電路電壓規(guī)律,滑動變阻器兩端電壓為
根據(jù)分壓原理可知
即
解得
實驗次數(shù)
1
2
3
4
5
6
電壓U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
2.8
電流I/A
0.16
0.22
0.25
0.28
0.29
電阻R/Ω
3.1
6.8
8.9
9.7
實驗次數(shù)
1
2
3
4
R/Ω
10
15
20
30
I/A
0.3
0.2
0.15
實驗次數(shù)
1
2
3
4
電壓U/V
1.0
1.6
2.0
2.8
電流I/A
0.16
0.17
0.18
0.22
實驗次數(shù)
1
2
3
4
5
電壓/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
電流/A
0.10
0.14
0.16
0.24
0.28
電阻/Ω
電壓(V)
電流(A)
電阻(Ω)
3.5
0.5
7.0
實驗序號
U/V
I/A
R1/Ω
1
0.8
0.2
2
1.6
0.4
3
1.9
0.48
實驗次數(shù)
1
2
3
4
5
電壓(U/V)
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
電流(I/A)
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
實驗次數(shù)
電壓U/V
電流I/A
電阻R/Ω
電阻平均值R均/Ω
1
1.5
0.16
9.4
2
2.0
3
3
0.28
10.7
這是一份初中物理人教版(2024)九年級全冊磁生電鞏固練習,文件包含第25講磁生電原卷版docx、第25講磁生電解析版docx等2份試卷配套教學資源,其中試卷共51頁, 歡迎下載使用。
這是一份初中物理人教版(2024)九年級全冊電動機同步達標檢測題,文件包含第24講電動機原卷版docx、第24講電動機解析版docx等2份試卷配套教學資源,其中試卷共50頁, 歡迎下載使用。
這是一份物理九年級全冊電生磁習題,文件包含第22講電生磁原卷版docx、第22講電生磁解析版docx等2份試卷配套教學資源,其中試卷共46頁, 歡迎下載使用。
注冊成功