17.3 电阻的测量 同步练习
一、单选题
1.(2022秋·河南洛阳·九年级统考期末)如图所示,是定值电阻和小灯泡L中电流随电压变化的图象,由图象可知( )
A.乙是小灯泡的图象
B.定值电阻的阻值为5Ω
C.定值电阻和小灯泡L并联接在4V的电源上,干路中的电流是1.2A
D.定值电阻和小灯泡L串联接在6V的电源上,电路中的电流是0.4A
2.(2022秋·河南濮阳·九年级统考期末)小红同学在“探究通过导体的电流与其两端电压的关系”时,将记录的实验数据通过整理作出了如图所示的图象,根据图象,下列说法不正确的是( )
A.通过导体甲的电流与其两端的电压成正比
B.导体甲的电阻小于导体乙的电阻
C.当在导体乙的两端加上1V的电压时,通过导体乙的电流为0.1A
D.将甲、乙两导体串联后接到电压为3V的电源上时,干路中的电流为0.9A
3.(2022秋·河南三门峡·九年级统考期末)现有两个阻值不等的未知电阻R1和R2,为了比较它们的阻值大小,几个同学分别设计了如图所示的四种电路,其中不可行的是图( )
A. B.
C. D.
4.(2022秋·河南驻马店·九年级统考期末)如图是小科利用实验室常用仪器,设计测量未知电阻Rx阻值的四种电路,电源电压恒定且未知,R0是已知阻值的定值电阻,滑动变阻器R最大阻值未知,实验中只能闭合或断开开关及移动滑动变阻器滑片,其中能够测量出Rx阻值的电路( )
A.只有① B.只有②
C.只有②③ D.只有②③④
二、多选题
5.(2022秋·河南三门峡·九年级统考期末)某同学在没有电流表的情况下(电源电压未知但不变),设计了利用电压表和已知阻值的电阻R0测定未知电阻Rx阻值。如图所示的四个电路图甲乙丙丁,不能测出未知电阻Rx阻值的电路图是( )
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
6.(2022秋·河南洛阳·九年级统考期末)关于“探究电流跟电阻的关系和伏安法测量电阻”两个实验,下列说法中正确的是( )
A.两个实验都采用了控制变量法
B.两个实验多次测量的目的是不同的
C.两个实验的电路是相同的
D.两个实验中使用滑动变阻器的目的都是为了控制电阻两端电压不变
三、作图题
7.(2022秋·河南南阳·九年级统考期末)小明学习了欧姆定律后,用上图所示器材测量电阻的阻值。图中已完成部分电路连接,请用笔画线表示导线,将该电路补充完整。要求:原有导线不能改变也不能与之交叉;电压表的量程要恰当;滑动变阻器的滑片P向右移动时,电流表的示数变小。
8.(2022秋·河南洛阳·九年级统考期末)请在图的虚线框中画出“伏安法”测电阻的电路图。
( )
四、实验题
9.(2022秋·河南许昌·九年级统考期末)小明利用伏安法测量未知电阻 Rx的阻值,电源电压约为3V,Rx阻值约为10Ω。
(1)请用笔画线代替导线,完成图甲实物电路的连接 。(要求:滑动变阻器的滑片P 向左滑动时,电流表示数变小;连线不得交叉);
(2)测小灯泡的电阻的实验原理是
(3)闭合开关,两电表均无示数。现将电压表接在变阻器两端时无示数,接在开关两端时有示数,则电路故障是
(4)排除故障后,闭合开关,移动变阻器的滑片P至某一位置,此时电压表示数为2.7V,电流表示数如图乙,则未知电阻Rx Ω。这时,电阻突然烧断,则电压表的示数 (选填变大、变小或不变)。
(5)小丽认为:不用电流表,只用电压表和阻值为200Ω的定值电阻R,由图丙同样可以测得未知电阻Rx的阻值。小丽设计方案如下:
a.闭合S1、断开S2,,读出电压表示数为U1;
b.闭合S1、S2,读出电压表示数为U2。
①电阻Rx的表达式为Rx= (用测量值U1、U2及R0来表示);
②利用提供的实验器材,小丽的设计方案 (选填能或不能)准确测得电阻Rx的阻值,你判断的理由是
10.(2022秋·河南郑州·九年级统考期末)小林和小洋在"测小灯泡的电阻"的实验中,所用小灯泡的额定电压为2.5V,电阻约为10Ω。
(1)小林的实验过程如下:
①如图所示是小林连接的实验电路,其中有一根导线连接错误,请在错误的导线上画“×”,并用笔画线代替导线,将图的实验电路连接完整 ;
②电路连接正确后,闭合开关前,应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,电压表的示数为0,电流表有示数,产生这种现象的原因是 ;
③下表是小林由正确的实验操作测得的数据。当他做完第1次实验后做第2次时,应将滑动变阻器的滑片向 (选填“左”或 “右”)端移动;
实验次数 1 2 3 4
电压/V 1.0 1.5 2 2.5
电流/A 0.13 0.15 0.18 0.2
④小林根据表中的实验数据可计算出小灯泡正常发光时的电阻是 Ω;
(2)小洋分析数据,他认为用表格中的数据求出小灯泡电阻的平均值即为小灯泡电阻的测量值。请你对此作出简要的评估: 。
11.(2022秋·河南三门峡·九年级统考期末)实践小组的同学们进行“伏安法测定小灯泡电阻”的实验,小灯泡的额定电压为2.5V(阻值约为10Ω),滑动变阻器规格为“20Ω 1A”。
序号 ① ② 电阻R/Ω
1 1.7 0.24 7.1
2 2.1 0.26 8.1
3
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲中的电路连接完整(导线不得交叉);
(2)同学们把电路元件接入电路,刚接好最后一根导线,灯泡就立即发光,发生这种现象的原因可能是 ;
(3)经检查无误后,接通电路,滑动变阻器的滑片P,当观察到 时,表明小灯泡正常发光,此时电流表示数如图乙所示为 A,则小灯泡正常发光时的阻值为 Ω(保留一位小数);
(4)小明的实验记录和有关计算如表所示,你帮他把表头补充完整:① ② 。从表中数据看,不同电压下小灯泡的电阻值不同,这是灯丝电阻受 影响导致的。
12.(2022秋·河南周口·九年级统考期末)某实验小组用伏安法测量待测电阻Rx的阻值,设计的实验电路如图甲所示。
(1)根据图甲用笔画线代替导线将图乙的实物图补充完整 ;
(2)该实验的原理是 ;
(3)连接电路时,开关断开,并将滑动变阻器滑片置于阻值 处。正确连接电路,闭合开关,发现无论怎样移动滑片P,电流表都没有示数,而电压表示数接近3V,则故障可能是 ;
A.滑动变阻器断路
B.Rx短路
C. Rx断路
(4)排除故障后进行测量时,测得电压表示数为1.5V,电流表示数为0.3A,则待测电阻的阻值为 Ω;实验时应多测几组数据,求电阻的平均值,目的是 ;
(5)若撤去电压表和滑动变阻器,新增一个阻值为R0的定值电阻,利用如图丙所示的实验电路,也可以测量待测电阻Rx的阻值。实验步骤如下:
①首先,闭合开关S1、S2,记录电流表的示数I1;
②接着,断开开关 ,记录电流表的示数I2;则待测电阻的阻值Rx= (R0、I1、I2表示)。
13.(2022秋·河南新乡·九年级期末)小明在进行“测量小电灯的电阻”的实验时,实验台上给他提供的器材有:6V蓄电池、电流表(、)、电压表(、)、滑动变阻器(50Ω、1.5A)、额定电压为2.5V的小电灯(正常发光时的电阻约为7Ω)、开关各一个,导线若干。
(1)小明在实验中电流表应该选择 的量程,电压表应该选择 的量程;
(2)他连接的实物电路如图所示,请你在虚线框内画出该电路图 ;
(3)闭合开关前应把滑动变阻器滑片的位置调到 (填写“C”或“D”)端;
(4)闭合开关后,小明发现灯泡不发光,电流表的示数为零,电压表的示数为6V,产生此故障的原因可能是下列情况中的 和 ;(填写序号)
A.小电灯短路 B.小电灯的灯丝断了 C.小电灯的灯座接触不良
D.电压表的正、负接线柱接反 E.变阻器滑片放在了最小阻值处
(5)排除故障后,调节滑动变阻器测得如表所示的三组数据。则小电灯的额定电阻为 Ω;
实验次数 1 2 3
电压U/V 2.0 2.5 2.8
电流I/A 0.30 0.36 0.38
(6)小明发现,由表中数据计算可知:小电灯亮度不同时灯丝的电阻不相等。你认为造成这种结果的原因是 。
14.(2022秋·河南郑州·九年级期末)小华同学想探究“导体中的电流与电阻的关系”,设计了图甲所示的电路图。
(1)根据小明设计的甲图,请用笔画线将乙图实物图连接完整;( )
(2)小明将第一次实验得到的数据填入了下面的表格中,然后将 E、F 两点的电阻由 10Ω更换为 20Ω,之后他调节变阻器滑片向 (填“A”或“B”)移动,直到电压表示数为 V 为止,此时电流表示数如图丙所示,示数为 A;
实验序号 电压/V 电阻/Ω 电流/A
1 4 10 0.4
2 20
(3)小明利用以上器材想测出一个未知电阻Rx的阻值,但是电压表已损坏,不过他经过思考,设计了利用一个已知阻值为R0的定值电阻的实验电路,如图丁所示(电源电压未知且恒定),请根据以下实验步骤完成实验:
①闭合开关 S1,断开开关 S2,记录电流表示数 I1;
②同时闭合开关 S1、S2,记录电流表示数 I2;
③则待测电阻的表达式为Rx= (用已知量和测量量符号表示)
15.(2022秋·河南周口·九年级统考期末)小华同学想用“伏安法”来测量定值电阻Rx的阻值,于是他从学校实验室借了一些器材,连接了如图1所示的电路,电源电压恒定不变。
(1)连接电路时,开关应处于 状态。闭合开关,向 (选填“A”或“B”)端移动滑动变阻器的滑片能使电流表的示数变大;
(2)操作中,小华发现电流表无示数,电压表接近电源电压,电路接线完好,两个电表均无故障,则发生的故障是 ;
(3)排除故障后闭合开关,当电压表示数为2.6V时电流表示数如图2甲所示,则Rx的阻值为 Ω;
(4)按照上面的操作步骤,小华又测量了一个正常工作电压为3V的小灯泡的电阻,并绘制了其电流随电压变化的图像(即图像),小华根据小灯泡的图像,认为电阻的平均值就是小灯泡的电阻。你认为这种观点正确吗? (选填“正确”或“不正确”);
(5)小华想利用如图2丙所示的电路测量未知电阻Rx的阻值。下面是他的实验过程,请你帮他完成实验。(R0阻值已知)
①闭合开关S和S1,断开S2,读出此时电压表的示数为U1;
② ,读出此时电压表的示数为U2;
③未知电阻阻值的表达式:Rx= 。
16.(2022秋·河南三门峡·九年级统考期末)小明有一个标有“3.8V”字样的小灯泡,他想知道小灯泡正常工作时的电阻,于是设计了如图甲所示的电路图,并从学校实验室找来一些器材,连接实物,进行实验。
(1)小明闭合开关,发现灯泡不亮,无论怎样移动滑动变阻器的滑片,电流表、电压表均有较小示数且不变,造成这一现象的原因可能是 。小明重新正确连接电路,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,当小灯泡正常工作时,电流表示数如图乙所示,则小灯泡正常工作时的电阻是 Ω;
(2)同组的小亮认为这样测量的小灯泡的电阻值不准确,应该再多测几组数据求平均值,对此你的看法是什么?小亮的想法是 (选填“正确”或“错误”)的,因为 ;
(3)做实验过程中由于电流表发生故障,小明向老师要来一个已知阻值为R0的定值电阻和一个单刀双掷开关,借助部分现有的实验器材,设计了如图丙所示的电路,同样测量出了小灯泡正常工作时的电阻。请你帮他完成下列实验步骤:
①连接好实验电路,闭合开关S1,将开关S2拨到触点 (选填“1”或“2”);
移动变阻器滑片,使电压表的示数U1为 V;
②变阻器滑片的位置 (选填“向左移动”、“向右移动”或“不动”),再将开关S2拨到另一触点,读出电压表的示数为U2;
③则小灯泡正常工作时电阻的表达式为R= (用已知量和测量量表示)。
17.(2022秋·河南三门峡·九年级统考期末)为测量一定值电阻的阻值,某实验小组选用的实验器材有:待测电阻Rx、两节干电池、电流表、电压表、滑动变阻器、开关及导线若干。
实验次数 ① ② 电阻R/Ω
1
2
3
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整(要求滑片向右滑动时电流表示数变大);
(2)连接电路时,开关应 ;
(3)小组设计了一个记录与处理数据的表格,请将上表中①②处的内容填写完整; 、
(4)某次测量时,电压表示数为2.5V,电流表指针位置如图乙所示,则本次测得Rx的阻值为 Ω。
18.(2022秋·河南濮阳·九年级统考期末)用如图甲所示电路测量额定电压为2.5V的小灯泡的电阻,根据实验数据绘制的小灯泡的I一U图象如图乙所示。
(1)连接电路时,开关应 ;
(2)用笔画线代替导线,将图甲所示电路补充完整;
(3)开关闭合前,滑动变阻器的涓片应在滑动变阻器的 端;(选填“左”或“右”)
(4)电路连接完整后闭合开关,小灯泡不亮,电流表有示数,电压表无示数,可能是小灯泡 ;
(5)排除故障后进行实验,当滑动变阻器的滑片位于某一位置时,电流表示数如图丙所示,为测量小灯泡正常发光时的电阻,应将滑片向 (选填“左”或“右”)移动:
(6)由图象可知,小灯泡正常发光时的电阻为 ;
(7)实验还发现,通过小灯泡的电流与小灯泡两端的电压不是成正比的、造成这种情况的主要原因是小灯泡的电阻会随着温度的升高而 。(选填“增大”、“减小”或“不变”)
19.(2022秋·河南南阳·九年级统考期末)小明利用图甲所示的电路测量未知电阻Rx的阻值。
(1)实验原理是: ;
(2)连接电路时,开关应处于 (选填“断开”或“闭合”)状态;
(3)如图甲所示是小明连接的电路,其中有一根导线连接有误,请在该导线上打“×”,并在原图上画出正确的连线(导线不能交叉);( )
(4)改正错误后进行实验,实验前应将滑片P移到 端(选填“A”或“B”);
(5)闭合开关,无论怎样移动滑片P,发现电流表有示数,电压表无示数,其原因可能是 。(填选项字母)
A.滑动变阻器断路 B.Rx断路 C.电压表连接处断路
(6)排除故障后,当电压表示数为2.1V时,电流表示数如图乙所示,则通过Rx的电流大小为 A,它的阻值是 Ω;
(7)本实验要多次测量电阻值,最后求电阻的平均值,其目的是为了 。
20.(2022秋·河南新乡·九年级统考期末)某实验小组用图甲所示电路进行“探究电流与电阻的关系”实验;
(1)请将图甲中的实验电路连接完整,要求滑动变阻器的滑片向右移动时接入电路的电阻变大;
(2)先将5Ω的定值电阻接入电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P置于 端(选填“A”或“B”);闭合开关后,同学们发现无论怎样调节滑动变阻器的滑片,电流表始终没有示数,电压表示数接近电源电压,则故障原因可能是 ;
(3)排除故障后闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为某一定值,此时电流表的示数如图乙为 ;
(4)接下来断开开关,取下5Ω的定值电阻并将10Ω的定值电阻接入电路,闭合开关后应向 (选填“A”或“B”)端移动滑片,直至电压表的示数为 V时读出电流表的示数并记录;再更换20Ω的定值电阻继续实验,实验数据记录在如表中:
实验次数 1 2 3
R/Ω 5 10 20
I/A 0.2 0.1
由实验数据可知:当导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成 比;
(5)该小组同学想用一块电流表和一个定值电阻R0测未知电阻Rx的阻值,他们设计了图丙所示的电路图并进行了如下实验操作:
①闭合S、S1,读出此时电流表的示数I1;
②闭合S、断开S1,读出此时电流表的示数I2;
③请用已知量R0和测量量I1、I2表示出未知电阻Rx的表达式:Rx= 。
21.(2022秋·河南驻马店·九年级统考期末)为测量一定值电阻的阻值,某实验小组选用的实验器材有:待测电阻R、两节干电池、电流表、电压表、滑动变阻器、开关及导线若干。
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整 。
(2)小组设计了一个记录与处理数据的表格,请将下表中①②处的内容填写完整。
实验次数 ① ② 电阻R/Ω
1
2
3
(3)某次测量时,电压表示数为2.5V,电流表指针位置如图乙所示,则电流表示数为 A,本次测得Rx的阻值为 Ω。
(4)本实验进行了多次测量,其目的与下列实验中多次测量的目的相同的是 (填字母代号)
A.用刻度尺测量铅笔的长度 B.测量小灯泡的电阻 C.测量小灯泡的电功率
(5)他们又对实验进行了拓展,利用电源(电压未知且恒定不变)、阻值已知为R0的定值电阻、电压表、开关等器材,设计了如图所示的电路,也测出了Rx的阻值,请你完成下列实验步骤:
①闭合开关S,断开S2,读出电压表的示数U1;
② ,读出电压表的示数U2;
③待测电阻的阻值Rx= 。(用已知量和测得量的字母表示)
22.(2022秋·河南周口·九年级统考期末)小明同学用“伏安法”测量未知电阻Rx的阻值,他设计的电路如图甲所示
(1)此实验的原理是 闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应移到最 端(选填“左”或“右”)使其阻值最大
(2)团合开关后,发现电流表有示数,电压表示数接近为零,则故陈原因可能是因为电阻Rx出现了 (选填“断路”或“短路”)
(3)排除故障后,当电压表的示数为6V时,电流表的示数如图乙所示,则此时电流表的示数为 A,待测电阻Rx的阻值为 Ω
(4)若实验中电压表损坏,利用其它的原有器材也能测出未知电阻Rx的阻值 实验电路如图丙所示(滑动变阻器最大阻值为R0,电源电压未知且不变),请将下列实验步骤补充完整:
①闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到a端,记录电流表示数为I1;
②闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到 ,记录电流表示数为I2:
③写出待测电阻的表达式,Rx= (用R0、I1、I2表示)
23.(2022秋·河南驻马店·九年级期末)如图甲是用“伏安法”测量未知电阻Rx的实物电路图。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整;
(2)闭合开关前应将滑动变阻器的滑片移到 处;闭合开关,发现电流表几乎无示数,电压表指针明显偏转,则出现的故障可能是Rx ;
(3)排除故障后,闭合开关,当滑片移动到某位置时,电压表示数为2.4V,电流表示数如图乙所示,其读数为 A,则未知电阻Rx= Ω;
(4)若实验中电压表损坏,利用其他的原有器材也能测出未知电阻Rx的阻值,实验电路如图丙所示(滑动变阻器最大阻值为R0,电源电压未知且不变),请将下列相关实验步骤补充完整:
① 闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到a端,记录电流表示数I1;
② 闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到 ,记录电流表示数I2;
③ 写出待测电阻的表达式:Rx= (用已知量和测量量符号表示)。
参考答案:
1.C
【详解】A.由图像知,乙图线是一倾斜的直线,是定值电阻的I-U图象,而甲图线中,用电器的电阻是变化的,所以是小灯泡的I-U图线,故A不符合题意;
B.由图像知,当通过定值电阻R的电流为0.4A时,它两端的电压为4V。则定值电阻
故B不符合题意;
C.当定值电阻R和小灯泡L并联在4V的电源上时,由图像知,通过小灯泡的电流为0.8A,则通干路的电流
I=I1+IL=0.4A+0.8A=1.2A
故C符合题意;
D.由图像知,定值电阻R与小灯泡L串联接在电路中时,如果通过电路的电流为0.4A,则R两端的电压为4V,L两端的电压为1V,电源电压
U=4V+1V=5V
故D不符合题意。
故选C。
2.D
【详解】A.由图象知道,通过导体甲的电流随电压的增大而增大,并且成倍数的增大,即成正比,故A正确,不符合题意;
B.由图象知道,加同样电压时(3V),I甲=0.6A,I乙=0.3A,则
所以R甲<R乙,故B正确,不符合题意;
C.由图象知道,当在导体乙的两端加上1V的电压时,通过导体乙的电流为0.1A,故C正确,不符合题意;
D.当甲、乙两导体串联后接到电压为3V的电源上,干路中的电流为
故D错误,符合题意。
故选D。
3.A
【详解】A.两电阻串联,电流表测量通过电路的电流,无法比较两电阻阻值的大小,故A不可行,符合题意;
B.两个电阻串联,两个电压表分别测量两个电阻两端的电压,根据电压的大小就可以比较出电阻的大小,故B可行,不符合题意;
C.两电阻并联在电路中,根据欧姆定律和并联电路电压规律可知,电阻越大,通过电阻的电流越小,故C可行,不符合题意;
D.两个电阻并联,一个电流表测干路电流,一个测支路电流,根据并联电路的电流特点,可以求出另一支路的电流大小,根据欧姆定律和并联电路电压规律可知,电阻越大,通过电阻的电流越小,故D可行,不符合题意。
故选A。
4.D
【详解】①S接1和2时电流方向改变,电压表会出现反偏,故①不可行;
②闭合S1,两电阻串联,测出Rx电压,再闭合S2,测出电源电压,可计算出R0电压,根据计算出电流,根据计算Rx电阻,故②可行;
③闭合S1,两电阻串联,测出电流,根据U=IR可推导出总电压,再闭合S2,R0短路,测出电流,根据U=IR可推导出总电压,两次总电压相同,解方程可得Rx电阻,故③可行;
④闭合S1,S接1,Rx和R串联,将R阻值调到0,测得电流,S接2,R0和R串联,将R阻值调到0,测得电流,两次电源电压相等,可解得Rx电阻,,故④可行。
故选D。
5.AC
【详解】A.如图甲所示,当开关闭合时,R0短路,电压表测电源电压,当开关断开时,Rx与R0串联,电压表仍测电源电压,无法推导出待测电阻两端的电压以及通过Rx的电流,故此电路不能测出Rx阻值;故A符合题意;
B.如图乙所示,当开关闭合时,Rx短路,电压表测电源电压,设此时示数为U1,当开关断开时,R0与Rx串联,电压表测R0的电压,设此时示数为U2,根据串联电路电压规律可知此时Rx两端的电压为
Ux=U1-U2
根据串联电路电流处处相等结合欧姆定律可列出等式
解得
故此电路可以测出Rx阻值;故B不符合题意;
C.如图丙所示,无论开关断开还是闭合,电压表始终测电源电压,无法推导出通过Rx的电流,故此电路不能测出Rx阻值;故C符合题意;
D.如图丁所示,当开关掷到1挡时,只有Rx接入电路,电压表示数等于电源电压,设此时示数为U1,当开关掷到2挡时,Rx与R0串联,电压表测Rx的电压,设此时示数为U2,则此时R0两端电压为
U0=U1-U2
根据串联电路电流处处相等结合欧姆定律可列出等式
解得
故此电路可以测出Rx阻值。故D不符合题意。
故选AC。
6.BC
【详解】AB.探究电流跟电阻的关系时,根据控制变量法,要控制电压不变,为得出普遍性的规律,要多次测量;而伏安法测量电阻时,为提高测量的准确程度,减小误差,要多次测量取平均值。故A错误,B正确;
C.两个实验的电路如图所示:
电路图是相同的,故C正确;
D.探究电流跟电阻的关系时,根据控制变量法,要控制电阻的电压不变,故变阻器的作用是控制电阻的电压不变;伏安法测量电阻时,要多次测量,故变阻器的作用是改变电阻的电压和通过的电流,故D错误。
故选BC。
7.
【详解】利用伏安法测量电阻,电压表并联在待测电阻两端,由于电源为2节干电池,电源电压为3V,电压表选择小量程即可,正接线柱接入,负接线柱接出,而滑动变阻器一上一下串联接入电路,要求滑动变阻器的滑片P向右移动时,电流表的示数变小,说明滑动变阻器的滑片P向右移动时,接入的阻值变大,总电阻变大,电流表的示数变小,故接入的是左下方接线柱,如图所示:
8.
【分析】本题考查测量电阻的电路设计。
【详解】测电阻时,所用的仪器有电压表、电流表、定值电阻、滑动变阻器、电源、开关、导线。定值电阻和滑动变阻器串联,而电流表就串联在电路中,电压表并联在定值电阻两端,所以电路图如下:
9. 图略 R= 开关断路 9 Ω 变大 不能 闭合S1断开S2,测得RX两端电压略大于分度值,无法准确读取电压值
【详解】(1)[1]电源电压为3V,待测电阻约为10Ω,根据欧姆定律可知,电路中最大电流约为0.3A,可使用电流表0~0.6A量程。滑片P向左滑动时,电流表示数变小。即滑片向左移动时,变阻器连入电路中阻值变大,可使用B接线柱将变阻器接入电路。答案如图:
(2)[2]本实验中是间接地测量电阻,测量出电压与电流,根据欧姆定律计算出电阻。
(3)[3]闭合开关后,两表均无示数,说明电路中断开之处。将电压表并联在开关两端时,电压表地示数,说明此时电压表两端与电源相连,即是断开的。
(4)[4]电流表使用0~0.6A量程,分度值为0.02A,此时读数为0.30A,则待测电阻阻值为
[5]如待测电阻突然断开,电压表两个接线柱直接与电源两极相连,读数约等于电源电压3V,故电压表示数要变大。
(5)[6]这种设计方案的原理是:两个电阻串联,通过它们的电流是相等的。当待测电阻自己连接在电路中时,其两端电压等于电压;两个电阻串联,根据测出的待测电阻两端电压及电源电压,计算出已知电阻两端电压,再根据已知电阻阻值,计算出电路中的电流,从而计算出待测电阻阻值。
①中,两个电阻串联,此时电压表示数U1等于待测电阻两端电压;②中待测电阻自己接在电路中,电压表示数U2等于电源电压。①中,已知电阻两端电压为
此时电路中电流为
待测电阻阻值为
[7][8]此种方法上原理上可行,已知电阻阻值过大。当两个电阻串联时,根据串联电路中电压按电阻成正比分配可知,因为二者的电阻分别为200Ω、10Ω左右,所以已知电阻分得的电压几乎等于电源电压,而待测电阻分得的电压非常小,只为电源电压3V的,电压表难以准确测量。
10. 右 小灯泡短路(或电压表短路) 左 12.5 见解析
【详解】(1)[1]原电路图中,灯泡和滑动变阻器并联,电压表串联在电路中是错误的,在“测定小灯泡电阻”的实验中,灯泡、滑动变阻器和电流表串联,电压表并联在灯泡两端,如图所示:
[2]为了保护电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处,即最右端。
[3]闭合开关发现小灯泡不亮,电流表有示数,说明电路是通路,电压表的示数为0V,说明电压表并联的电路短路或电压表短路,即产生这种现象的原因是小灯泡短路(或电压表短路)。
[4]当完成第1次实验后做第2次实验时,电压表示数变大,即小灯泡两端电压变大,由于串联电路电压等于各部分电压之和,所以此时滑动变阻器两端电压将变小,又根据串联电路分压原理可知,滑动变阻器的接入电路的阻值减小,即滑片应向左端移动。
[5]所用小灯泡的额定电压为2.5V,当小灯泡两端电压为2.5V时,此时电流表示数为0.2A,根据可得,小灯泡正常发光时的电阻阻值是
(2)[6] 小灯泡的电阻和温度有关,温度越高,电阻越大,是变值电阻。所以用表格中的数据求出小灯泡电阻的平均值不能作为小灯泡电阻的测量值。
11. 连接电路时开关未断开 电压表示数为2.5V 0.3 8.3 电压U/V 电流I/A 温度
【详解】(1)[1]小灯泡的额定电压为2.5V,故电压表选用小量程并联在灯泡两端,滑动变阻器上下各选一个接线柱串联在电路中,如下图所示:
(2)[2]把电路元件接入电路,刚接好最后一根导线,灯泡就立即发光,说明电路是通路,此时开关处于闭合,所以发生这种现象的原因可能是连接电路时开关未断开。
(3)[3]灯在额定电压下正常发光,所以接通电路后,向右移动滑动变阻器的滑片P,观察到电压表的示数为2.5V时,表明小灯泡正常发光.
[4]由图甲知电流表选用小量程,图乙中电流表的分度值为0.02A,示数为0.3A。
[5]小灯泡正常发光时的阻值为
(4)[6][7]实验中需记录灯泡两端的电压和通过灯泡的电流,且由表格数据知,电阻R的值是①中数据与②中数据之比,所以表格处需填入①电压U/V,②电流I/A。
[8]从表中数据看,不同电压下小灯泡的电阻值不同,这是因为电压不同,灯丝温度不同,其阻值也不同,所以是灯丝电阻受温度影响导致的。
12. 最大 C 5 减小误差 S2
【详解】(1)[1]由图甲可知,当滑动变阻器滑片向右移动阻值变大,故图乙中滑动变阻器选用左下接线柱与开关串联在电路中,如下图所示:
(2)[2]用伏安法测量待测电阻Rx的阻值实验中,电压表测待测电阻Rx两端的电压,电流表测通过待测电阻Rx的电流,根据求出待测电阻Rx的阻值,故该实验的原理是。
(3)[3]为了保护电路,连接电路时,开关断开,并将滑动变阻器滑片置于阻值最大处。
[4]闭合开关,发现无论怎样移动滑片P,电流表都没有示数,说明电路可能断路;电压表示数接近3V,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的电路以外的电路是完好的,则与电压表并联的电路断路了,即故障可能是Rx断路,故选C。
(4)[5]排除故障后进行测量时,测得电压表示数为1.5V,电流表示数为0.3A,则待测电阻的阻值为
[6]为了减小误差,应多测几组数据,求电阻的平均值。
(5)[7][8]①首先,闭合开关S1、S2,记录电流表的示数I1;②接着,断开开关S2,记录电流表的示数I2;在步骤①中,电路为只有R0的简单电路,电流表测量电路电流,记下电流表示数为I1,根据欧姆定律可知电源电压为
U源=I1R0
在步骤②中,R0和Rx串联,电流表测量电路电流,记下电流表示数为I2,根据欧姆定律可知电源电压
U源=I2(R0+Rx)
联立以上两式可得待测电阻的阻值
13. C B C 7 灯丝的电阻随温度的升高而增大
【详解】(1)[1][2]灯泡额定电压是2.5V,则电压表选量程,灯泡正常发光时的电流约为
电流表选量程。
(2)[3]电路中滑动变阻器与灯泡串联,电压表接在灯泡两端,电流表测电路中的电流,根据实物电路图结构,作出实验电路图如图
(3)[4]由电路图可知,当滑片在最左端时,滑动变阻器接入电路的阻值最大,因此闭合开关前滑片应移到C端。
(4)[5][6]因为电压表有示数,所以电压表与电源形成通路,而电流表无示数,说明电路中有断路,故与电压表并联的那部分电路断路,故BC符合题意,ADE不符合题意。
故选BC。
(5)[7]因为,由表格中数据可知,当时时,,所以灯泡的额点电阻
(6)[8]由于电流的热效应,当有电流通过灯丝时,灯丝的温度会升高,电阻会变大。
14. B 4 0.2
【详解】(1)[1]变阻器按一下一上接入电路中,根据上表中数据,因电压为4V,故电压表选用大量程与电阻并联,如下所示:
(2)[2][3]根据串联分压原理可知,将电阻由10Ω更换为20Ω,电阻将增大,其分得的电压增大;探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,即应保持电阻两端的电压不变,根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压,由分压原理,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向B端移动,直到电压表示数为4V为止。
[4]此时电流表示数如图丙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流为0.2A。
(3)③[5]在①中,电路为定值电阻的简单电路,电流表测电路的电流I1;在②中,两电阻并联,电流表测干路的电流I2;因并联电路各支路可独立工作、互不影响,根据并联电路的电流特点可得,通过待测电阻的电流
Ix=I2-I1
在①中,R0两端电压等于电源电压,由欧姆定律可知电源电压为
U=U0=I1R0
因并联电路各支路电压相等,由欧姆定律,所以待测电阻
15. 断开 A Rx断路 10 不正确 闭合开关S和S2,断开S1
【详解】(1)[1]连接电路时,为了确保电路各元件安全,所以开关应该断开。
[2]根据欧姆定律可知要使电流表的示数变大,需使电路中的电阻变小,根据串联电路电阻规律可知需使滑动变阻器接入电路的阻值变小,故应向A端移动变阻器的滑片。
(2)[3]电流表无示数,说明电路断路,电压表接近电源电压,说明电压表串联接入电路,则与电压表并联部分电路断路,所以电路故障是电阻Rx断路。
(3)[4]电流表的量程为,分度值为0.02A,示数为0.26A,由欧姆定律得灯泡的电阻为
(4)[5]由于灯泡电阻随温度变化而变化,不是定值,因此灯泡的变化图像不是一条直线,计算灯泡电阻的平均值无意义,故这种观点不正确。
(5)实验过程:
①闭合开关S和S1,断开S2,两电阻串联,电压表测电源电压,读出此时电压表示数为U1。
②[6]闭合开关S和S2,断开S1,两电阻串联,电压表测定值电阻两端的电压,读出此时电压表示数为U2。
③[7]串联电路总电压等于各部分电压之和,由串联电路电压的规律可得待测电阻两端的电压为
根据串联分压原理可得
则待测电阻的表达式为
16. 滑动变阻器接了下面的两个接线柱 10 错误 灯丝的电阻会随温度的升高而变大 2 3.8 不动
【详解】(1)[1]连接好电路,闭合开关,发现电流表和电压表都有较小的示数,则电路为通路,电路的电流较小,电路的电阻较大,且无论怎样移动滑动变阻器的滑片,电流表和电压表的示数都不变,说明变阻器没有改变电路电阻的作用,造成这一现象的原因可能是:滑动变阻器接了下面的两个接线柱(此时滑动变阻器相当于一个定值电阻)。
[2]小灯泡的额定电压是3.8V,电流表在测量小灯泡电流时选择的量程是小量程0~0.6A,分度值是0.02A,电流表示数为0.38A,故灯泡的电阻
(2)[3][4]灯丝的电阻会随温度的升高而变大,在不同电压和电流下,灯丝的温度不同,灯丝电阻也不同,所以小亮的想法是错误的。
(3)[5][6]连接好实验电路,闭合开关S1,将开关S2拨到触点2;此时电路是灯泡和定值电阻R0和滑动变阻器组成的串联电路,电压表测量灯泡两端的电压,移动变阻器滑片,使电压表的示数U1为3.8V,此时灯泡正常发光。
[7]变阻器滑片的位置不动,电路连接形式不变,再将开关S2拨到另一触点,此时电压表测量灯泡和定值电阻R0两端的总电压,读出电压表的示数为U2,则
,
[8]则小灯泡正常工作时电阻的表达式为
17. 断开 电压U/V 电流I/A 5
【详解】(1)[1]电源电压为两节干电池,即电源电压为3V,所以电压表应选用小量程,将电压表并联在灯的两端;因“要求滑片向右移动时电流表示数变大”,即电路中电阻变小,故滑动变阻器右下接线柱连入电路中,如下图所示:
;
(2)[2]为了保护电路,连接电路时开关应断开。
(3) [3][4]为测量一定值电阻的阻值,由欧姆定律可知,要测量出电阻两端的电压和通过电阻的电流,所以表格中要记录电压和电流值,即电压U/V和电流I/A。
(4)[5]当电压表示数为2.5V时,由图乙知电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.5A,由欧姆定律待测电阻为
18. 断开 左 短路 右 10Ω 增大
【详解】(1)[1]为了保护电路,连接电路时,开关应处于断开状态。
(2)[2]电压表与灯泡并联接入电路,灯泡的额定电压为2.5V,则电压表选0~3V的量程接入电路,电路连接如下图
(3)[3]为了保护电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移到最大值,即最左端。
(4)[4]闭合开关,电流表有示数,说明电路为通路;小灯泡不亮,电压表无示数,说明小灯泡短路。
(5)[5]电流表接入电路的量程为0~0.6A,每一小格表示0.02A,所以电流表的示数为0.16A,由乙图知道,当灯泡两端的电压为2.5V时,通过灯泡的电流为0.25A,此时通过电路的电流小于灯泡的额定电流,由欧姆定律知道,滑动变阻器接入电路的电阻太大,所以滑动变阻器的滑片应右移动,使滑动变阻器接入电路的电阻变小。
(6)[6]由乙图知道,当灯泡两端的电压为2.5V时,灯泡正常发光,此时通过灯泡的电流为0.25A,由欧姆定律知道,灯泡正常发光时的电阻
(7)[7]通过小灯泡的电流与小灯泡两端的电压不是成正比的,造成这种情况的主要原因是小灯泡的电阻会随着温度的升高而增大。
19. 断开 B C 0.3 7 减小误差
【详解】(1)[1]测量未知电阻Rx的阻值,需要用电压表测量电阻的电压,电流表测量通过电阻的电流,由得到电阻的阻值,实验原理是。
(2)[2]为了保护电路,连接电路时,开关应处于断开状态。
(3)[3]由甲可知,没有电流通过未知电阻,滑动变阻器与未知电阻相连的导线错误,电路改正如图所示:
(4)[4]闭合开关前,滑动变阻器的滑片必须移到最大阻值端,防止电路中电流过大,损坏电路元件,保护电路,将滑片P移到B端。
(5)[5] A.如果滑动变阻器断路,电路断路,两个电表都没有示数,故A不符合题意。
B.如果Rx断路,电压表串联在电路中,电压表有示数,电压表内阻很大,通过电路的电流很小,电流表的示数几乎为零,故B不符合题意。
C.如果电压表连接处断路,电路是通路,电流表有示数,电压表没有示数,故C符合题意。
故选C。
(6)[6][7]由图乙可知,电流表所选量程是0~0.6A,分度值是0.02A,电流表的示数为0.3A;未知电阻的阻值
(7)[8]伏安法测量电阻的实验进行多次测量,然后求电阻的平均值,是为了减小实验误差。
20. B 定值电阻开路 0.4A B 2 反
【详解】(1)[1]由图可知,要求滑动变阻器的滑片向右移动时接入电路的电阻变大,滑动变阻器下面的接线柱要接左端接线柱,电路连接如下图所示:
(2)[2]闭合开关前,滑片应移到最大阻值端,以保护电路,由于滑动变阻器下面的接线柱接的是左边的,所以闭合开关前,滑片应移到右端,即滑动变阻器的B端。
[3]电流表没有示数,说明电路开路,电压表有示数,说明电压表与滑动变阻器、电流表、开关与电源组成通路,由此可知电路故障是定值电阻开路。
(3)[4]由图可知,电流表所选量程是0~0.6A,分度值为0.02A,由此可知,电流表示数为0.4A。
(4)[5][6]由表格数据可知,用10Ω实验时,电流为0.2A,则电阻两端电压为
即实验中设定的不变的电压值为2V,当用10Ω的定值电阻替换5Ω的定值电阻,若滑动变阻器的滑片没有移动,根据串联分压,此时电压表示数将大于2V,为将电压表示数调回2V,应增大滑动变阻器接入电路阻值,因此滑片应向B端移动,直到电压表示数2V。
[7]由表格数据可知,电压一定时,导体的电阻增大,通过导体的电流就减小,通过导体的电流与导体的电阻的乘积保持不变,由此可得出实验结论:当电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
(5)[8]同时闭合开关S、S1,已知电阻R0与未知电阻Rx并联,电流表测量干路中的电流,由于此时电流表示数为I1,即干路中的电流为I1;
闭合开关S,断开开关S1,只有未知电阻Rx接入电路,此时电流表测量Rx的电流,此时电流表示数为I2,即通过未知电阻Rx的电流为I2;
通过已知电阻R0的电流
已知电阻R0两端的电压
未知电阻两端的电压
未知电阻Rx的阻值
21. 电压U/V 电流I/A 0.5 5 A 闭合开关S和 S2
【详解】(1)[1]滑动变阻器的接入的方法是一上一下,故用一根导线将滑动变阻器的下方的接线柱接好,另外一侧与待测电阻的左侧相连,电压表并联,故用一根导线将电压表的负接线柱和待测电阻的左侧相连,故如下图所示:
。
(2)[2][3]需要测量定值电阻的阻值,其原理是,则需要测量的物理量有电压;电流。
(3)[4][5]电流表选择小量程,故电流表示数为0.5A;本次测得Rx的阻值为
故测得Rx的阻值为。
(4)[6] 本实验进行了多次测量,为了减小误差,而在测量长度时,需要多次测量取平均值,而小灯泡的电阻和电功率都是变化的,故多次实验是为了探寻普遍规律,故选A。
(5)[7][8] 闭合开关S,断开S2,读出电压表的示数U1,此时电压表的示数为电源电压,
闭合开关S、S2,此时电压表测量定值电阻两端的电压,此时为U2;则此时电路中的电流为
则待测电阻两端的电压为
则待测电阻的阻值为
则待测电阻的阻值为。
22. R= 左 短路 1.5 4 b端
【详解】(1)[1]此实验的原理是R=。
[2]为了保护电路,闭合开关前滑动变阻器的滑片在阻值最大处,由图甲可知滑片P应移到最左端使其阻值最大。
(2)[3]闭合开关后,小明发现电流表有示数,电压表示数接近为零,则出现的故障可能是Rx短路。
(3)[4]如图乙所示,电流表的量程为0~3A,分度值为0.1A,读数为1.5A,由R=得未知电阻的阻值
==4
(4)[5]②根据题意可知,应将滑片移到b端,记录电流表示数I2。
[6]Rx表达式的推导:
步骤②,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到b端,Rx被短路,只有R0工作,电流表示数为I2,所以电源电压
U=I2R0
步骤①,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到a端,两电阻并联,总电流为I1;
两次实验中,R0两端电压均等于电源电压,R0阻值不变,所以通过R0的电流均为I2,根据并联电路的电流特点可得,通过待测电阻的电流
Ix=
并联电路电压相等,则待测电阻两端的电压
Ux=U=
所以待测电阻
=
23. 最大阻值 断路 0.24 10 b端
【详解】(1)[1]滑动变阻器应和电流表串联,接线柱应该“一上一下”接入电路,如下图:
(2)[2][3]为了保护电路,滑动变阻器的滑片应滑到阻值最大处;由题意可知,电流表指针几乎未动,说明电路中没有电流(或电流很小),则电路中可能出现了断路;又因为电压表指针有明显偏转,说明电压表两接线柱到电源两极间的电路是连通的,则出现的故障可能是Rx断路。
(3)[4][5]如图乙所示,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,读数为0.24A;由得未知电阻的阻值
(4)[6][7]根据题意可知,应将滑片移到b端,记录电流表示数I2,Rx表达式的推导:步骤②,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到b端,Rx被短路,只有R0工作,电流表示数为I2;所以电源电压:U=I2R0,步骤①,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到a端,两电阻并联,总电流为I1;两次实验中,R0两端电压均等于电源电压,R0阻值不变,所以通过R0的电流均为I2,根据并联电路的电流特点可得,通过待测电阻的电流Ix=I1-I2,并联电路电压相等,则待测电阻两端的电压Ux=U=I2R0,所以待测电阻
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