卷子答案网-一个不只有答案的网站第十三章 欧姆定律
第三节 测量电阻
基础过关全练
知识点 测量电阻
1.【新独家原创】(多选)以下为晓华同学在“伏安法测导体电阻”实验过程中的部分操作,其中错误的是 ( )
A.连接电表时,若无法估测电压、电流大小,应先选大量程接入电路
B.“伏安法测导体电阻”的实验原理:由欧姆定律得到R=
C.闭合开关时,应先将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处
D.滑动变阻器的作用是控制未知电阻两端的电压保持不变
2.【实验探究·新实验】(2021山东淄博中考改编)电阻是组成电路的重要元件,在进行电路维修时,通常需要知道电阻的阻值,小雨利用电源(电压恒定不变)、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线等器材测电阻R的阻值。
(1)图甲是小雨连接的部分电路,请用笔画线代替导线将电路连接完整。
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应调到 (选填“A”或“B”)端。
(3)检查无误后,闭合开关,将滑片P移到某位置,记下电压表和电流表的示数。接下来的操作是 。
A.结束实验,整理器材
B.将滑片P移到另外几个位置,分别记下电压表和电流表的示数
C.换用另一个定值电阻将滑片P移到某位置,记下电压表和电流表的示数
(4)小雨将实验数据记录在表中。
实验次数 电压U/V 电流I/A 电阻R/Ω
1 1 0.2
2 2 0.42
3 3
①第3次实验时,将滑片P移到A端,电流表的指针位置如图乙所示,此时,电流表的示数为 A,电阻为 Ω。
②算出每次电阻后,为得到电阻R的阻值,还应 。
(5)小雨想利用现有器材继续测量一个阻值约为500 Ω的电阻,正确连接电路,闭合开关,移动滑片P,发现实验无法进行,原因是 。
能力提升全练
3.【实验探究·分析论证】(2022山东济宁中考,21,★★☆)小明测量某电阻R的阻值,收集实验数据绘制成如图1所示的图象。
图1
图2
(1)分析图象信息,可得:R= Ω。
(2)请用笔画线表示导线,在图2中完成小明的实验电路连接。(导线不得交叉)
(3)小华也连接了图2中的实验电路。闭合开关后,发现电压表和电流表都有示数,但移动滑动变阻器的滑片时,两表的示数均保持不变,经判断是连线有误,其错误可能是 。(写出一种即可)
(4)小华依据欧姆定律得出一个与电阻有关的推论:一段导体的电阻和这段导体两端的电压成正比,与通过它的电流成反比。请解释这一推论为什么是错误的: 。
4.【实验探究·新实验】(2022山东泰安中考,23,★★☆)物理创新实验小组连接了如甲图所示的电路,测量定值电阻Rx的阻值。电源电压有4 V和6 V两挡可选,Rx的阻值约为10 Ω,滑动变阻器有(a:“15 Ω 3 A”和b:“50 Ω 2 A”)两种规格。
(1)李华同学发现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)。
(2)李华正确连接导线后,将滑动变阻器的滑片P移至最右端,闭合开关后,电压表示数为1 V,电流表示数为0.1 A。由此判断电源电压选择的是 (选填“4 V”或“6 V”)挡,滑动变阻器选择的是 (选填“a”或“b”)规格。
(3)继续移动滑动变阻器的滑片P完成后续测量,第3次实验时,电流表的示数如乙图所示,请根据实验过程将表格填写完整(Rx的平均值精确到0.1 Ω)。
实验 次数 电压 Ux/V 电流 Ix/A 电阻 Rx/Ω Rx 平均值/Ω
1 1 0.1 10 ②
2 2.5 0.24 10.4
3 2.8 ①
(4)该实验小组进行了实验创新,利用阻值为R0的定值电阻和电流表A1、A2等器材,测出了额定电压为U额的小灯泡L正常发光时的电阻,小组成员共同设计了如丙图所示的电路,经检查无误后进行实验。请你帮助他们将实验过程补充完整:
①闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,使电流表 (选填“A1”或“A2”)的示数为 ,同时记下另一个电流表的示数,记为I2;
②用已知物理量和测量量的符号表示出小灯泡L正常发光时的电阻RL= 。
素养探究全练
5.【科学探究】学习了“伏安法”测定值电阻的阻值后,小华同学将定值电阻换成小灯泡,他想测量小灯泡工作时灯丝的电阻。
(1)请你帮助小华用笔画线替代导线将图甲中的电路连接完整。要求滑片P向左移动时,电压表的示数变大。
(2)小华连接完电路并闭合开关,发现无论怎样移动滑动变阻器滑片P的位置,电流表和电压表的示数总保持不变,灯泡保持较暗的亮度不变,则造成这一现象的原因是 。
(3)故障排除后,小华重新进行了实验,并将实验数据记录在表中。小华同学在做实验序号为3的实验时,电流表的指针位置如图乙所示。请你读出这个实验数据,由此计算出此时的灯丝电阻(结果保留一位小数),并把它们填写在表中的相应位置。
实验序号 1 2 3 4 5
小灯泡两端 的电压U/V 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
通过小灯泡 的电流I/A 0.10 0.12 0.16 0.18
小灯泡的灯丝 电阻R/Ω 10 12.5 15.6 16.7
(4)小华还想利用图甲电路,采用控制变量的方法来探究电流与电压的关系,小冬认为不行,他的理由是 。
(5)为此小华又用一个定值电阻更换小灯泡,进行正确操作,记录电流表和电压表的一系列示数并画出如图丙所示的图象,由图象可得结论:保持电阻不变时, 。定值电阻的阻值为 Ω。
答案全解全析
基础过关全练
1.AD 连接电表时,应先选用大量程试触,再确定合适的量程,A错误;“伏安法测导体电阻”的实验原理为R=,是欧姆定律的变形式,实验中需要用电压表测电阻两端的电压,用电流表测电路中的电流,B正确;为了保护电路,闭合开关前,应先将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处,C正确;此实验中通过移动滑动变阻器的滑片来改变未知电阻两端的电压和通过电阻的电流,多次测量求平均值来减小误差,故D错误。
2.(1)如图所示 (2)B (3)B (4)①0.6 5
②求平均值 (5)电路电流小于电流表的分度值
解析 (1)图甲中滑动变阻器应与定值电阻串联,且滑动变阻器应“一上一下”接入电路,如答案图所示。
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应调到阻值最大处,即滑片P应调到B端。
(3)测电阻R阻值的实验需要进行多次测量来减小误差,故选B。
(4)①由图甲知,电流表选用0~0.6 A量程,分度值为0.02 A,电流表示数为0.6 A;由欧姆定律知,此时电阻R3===5 Ω;②算出每次电阻后,还应求平均值以减小误差。
(5)若用现有器材继续测量一个阻值约为500 Ω的电阻,电阻两端电压取三次实验中最大的,U3=3 V,根据公式I=,流过电阻的电流I===0.006 A<0.02 A,电路电流小于电流表的分度值,所以实验无法进行。
能力提升全练
3.(1)10 (2)如图所示
(3)滑动变阻器同时选用上面或下面两个接线柱接入电路 (4)电阻是导体本身的一种性质,与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,与通过它的电流和它两端的电压无关,所以不能由R=得出这样的推论
解析 (1)由题图可知,通过电阻的电流I与其两端的电压U成正比,即R为定值电阻,当I=0.5 A时,R两端的电压为5 V,则R===10 Ω。(2)由实验原理R=可知,应利用电流表测量通过R的电流,利用电压表测量R两端的电压,利用滑动变阻器改变R两端的电压和通过R的电流,进行多次测量,即将电压表与R并联,将电源、开关、电流表、定值电阻R和滑动变阻器串联,电流表选用0~0.6 A的量程,电压表选用0~15 V的量程。(3)移动滑动变阻器的滑片时,发现两表均有示数且不变,根据欧姆定律可知,滑动变阻器接入电路的阻值不变,则接线的错误可能是滑动变阻器同时选用上面或下面两个接线柱接入电路,使得滑动变阻器相当于一根导线或一个定值电阻接入电路。(4)电阻是导体本身的一种性质,与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,与通过它的电流和它两端的电压无关,所以推论错误。
4.(1)如图所示 (2)6 V b (3)①0.28
②10.1 (4)①A2 ②
解析 (1)原电路中,电压表被导线短路,且电压表的正、负接线柱接法错误,电压表正接线柱应接Rx左侧接线柱。(2)将滑动变阻器的滑片P移至最右端,变阻器连入电路的阻值最大,此时电压表的示数为1 V,电流表示数为0.1 A,若电源电压为6 V,则滑动变阻器两端的电压为UR=U-Ux=6 V-1 V=5 V,滑动变阻器阻值为R===50 Ω=Rb。若电源电压为4 V,则滑动变阻器两端的电压为UR'=U'-Ux=4 V-1 V=3 V,滑动变阻器阻值为R'===30 Ω,既不等于Ra,也不等于Rb,所以电源电压为6 V,滑动变阻器阻值规格为“50 Ω 2 A”。(3)①②由乙图可知,电流表量程为0~0.6 A,分度值为0.02 A,电流表示数为0.28 A。第3次实验电阻阻值为R3===10 Ω,定值电阻Rx平均值==≈10.1 Ω。(4)①②当小灯泡正常发光时,通过R0的电流即A2的示数为 ,因为总电流即A1的示数为I2,根据并联电路电流的特点,小灯泡正常发光时的电流为IL=I2-,小灯泡L正常发光时的电阻RL===。
素养探究全练
5.(1)如图所示 (2)将滑动变阻器的C、D接线柱连入了电路中 (3)0.14 14.3 (4)灯丝的电阻随温度的变化而变化 (5)通过电阻的电流与电阻两端的电压成正比 5
解析 (1)本实验中,要求滑片P向左移动时,电压表的示数变大,即通过小灯泡的电流变大,由R=知,电路中的总电阻变小,故应将滑片P以左的电阻丝连入电路中与小灯泡串联,电压表与小灯泡并联,实物图如答案图所示。
(2)小华连接完电路并闭合开关,发现无论怎样移动滑动变阻器滑片P的位置,电流表和电压表的示数总保持不变,灯泡保持较暗的亮度不变,说明电路中电流较小,且变阻器没有了变阻的作用,造成这一现象的原因是将滑动变阻器的C、D接线柱连入了电路中。
(3)电流表的指针位置如题图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02 A,示数为0.14 A,由R=和表中数据可知,此时的灯丝电阻R==≈14.3 Ω。
(4)探究电流与电压的关系时,要控制电阻大小不变,而灯丝的电阻随温度的变化而变化,不是一个定值,故不可行。
(5)由题图丙知,电流与电压的关系图象为一条过原点的直线,故可以得出,保持电阻不变时,通过电阻的电流与电阻两端的电压成正比;由题图丙知,当电压为1.0 V时,电流为0.2 A,由I= 得,电阻的阻值R定===5 Ω。