考点32 电阻的测量-备战2023年中考物理考点一遍过
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一、伏安法测电阻
【实验原理】
【实验器材】电源、开关、导线、小灯泡、电流表、电压表、滑动变阻器。
【实验电路】
【实验步骤】
①按电路图连接实物。
②检查无误后闭合开关,使小灯泡发光,记录电压表和电流表的示数,代入公式算出小灯泡的电阻。
③移动滑动变阻器滑片P的位置,多测几组电压和电流值,根据,计算出每次的电阻值,并求出电阻的平均值。
【实验表格】
次数
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
平均值R/Ω
1
2
3
解读:注意事项
①接通电源前应将开关处于断开状态,将滑动变阻器的阻值调到最大;
②连好电路后要通过试触的方法选择电压表和电流表的量程;
③滑动变阻器的作用:改变电阻两端的电压和通过的电流;保护电路。
二、测量电阻的其他方法
(1)只有电压表和己知电阻,测未知电阻
图1
S
V V
RX R0
S1
V S2
RX R0
图2
S1
S2 V
RX R0
图3
R0 RX
图4
V
S
方法一:如图1,闭合S,用电压表分别测出Rx及R0两端电压Ux、U。,则Rx=R0Ux/U0。
方法二:如图2,闭合S1,当S2闭合时,电压表读数为U,S2断开时,电压表读数为Ux,则Rx=R0Ux/(U–Ux)。
方法三:如图3,闭合Sl,当S2闭合时,电压表读数为U,S2断开时,电压表读数为U0,则Rx=R0(U–U0)/U0。
方法四:如图4,滑动变阻器最大阻值为R0,闭合S,当滑片P滑至最左端,电压表读数为U,滑片滑至最右端,读数为Ux,则Rx=R0Ux/(U–Ux)。
(2)只有电流表和己知电阻,测未知电阻
R0 RX
图10
S
A
RX R0
图8
S
A
RX R0
图9
S
A
A1
A2
S
图5
RX
R0
A
S1
图6
RX
R0
S2
图7
A
S1
RX
R0
S 2
方法一:如图5,闭合S,用电流表分别测出通过Rx及R0的电流Ix、I0,则Rx=R0I0/Ix。
方法二:如图6,闭合S1,当S2闭合时,电流表读数为I1,S2断开时,电流表读数为I2,则Rx=R0(I1–I2)/I2。
方法三:如图7,闭合S1,当S2闭合时,电流表读数为I1,S2断开时,电流表读数为I2,则Rx=R0I2/(I1–I2)。
方法四:如图8,当S闭合时,电流表读数为I1,S断开时,电流表读数为I2,则Rx=R0(I1–I2)/I2。
方法五:如图9,当S闭合时,电流表读数为I1,S断开时,电流表读数为I2,则Rx =R0I2/(I1–I2)。
方法六:如图10,滑动变阻器最大阻值为R0,闭合S,滑片置于最右端,电流表读数为I1;滑片置于最左端,电流表读数为I2,则Rx=R0I2/(I1–I2)。
小明想用电流表、电压表测量一段电阻丝R的电阻,他已连接了部分电路,如图甲所示。请你接着完成下列步骤:
(1)用笔画线代替导线,将电路补画完整。
(2)连接电路时,开关S应当处于_________状态,闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应置于________(选填“A端”、“B端”或“中央”)。
(3)当电压表示数为2.4 V时,电流表的示数如图乙所示,电阻丝的电阻为___Ω。小明通过改变被测电阻两端的电压,共测得三组对应的电压值和电流值,最后算出电阻的平均值,这样做的目的是_______。
(4)小明接着做“测量小灯泡的电阻”的实验,连好电路,闭合开关后,发现小灯泡不亮,电压表、电流表示数为零,则故障原因可能是______。
A.开关接触不良
B.小灯泡被短路
C.电池电压不足
D.电压表损坏
(5)记录的数据如下表:
实验次数
U/V
I/A
R/Ω
1
1.5
0.22
6.80
2
2.0
0.26
7.70
3
2.5
0.30
8.33
由表中数据可知,在三次测量中灯泡的电阻逐渐_________(选填“增大”、“减小”或“不变”),造成这一现象的原因是_____________。
【参考答案】(1)如下图所示 ((2)断开 A端 (3)10 减小误差 (4)A (5)增大 电阻阻值随温度的升高而增大
【详细解析】(1)变阻器按一上一下接入电路中与电阻串联,电源电压为3 V,故电压表选用小量程与电阻并联,如下图所示:
(2)电路连接过程中,开关应断开;要使滑动变阻器接入电路阻值最大,滑片应位于A端;
(3)电流表选择的是0~0.6 A量程,分度值为0.02 A,示数为0.24 A;由欧姆定律得到电阻丝的电阻为,只进行一组测量,虽然能够得出电阻,但次数太少,误差太大,所以应该多次测量取平均值,以减小误差;
(4)A、若开关处接触不良,整个电路是断路,小灯泡不亮,电压表、电流表示数为零,符合题意;B、若小灯泡被短路,灯不亮,电路为通路,电流表有示数,电压表没有示数,不符合题意;C、若电池电压不足,两表示数较小,不会为0,不符合题意;D、若电压表损坏,电流表有示数,灯发光,电压表没有示数,不符合题意;故选A;
(5)由1、2、3次实验数据可以看出:电阻阻值是逐渐增大的;电阻的材料、长度、横截面积都不变,阻值不同,原因是电阻阻值随温度的升高而增大。
1.用伏安法测电阻时,某同学列出了下列注意事项,其中没有必要的是
A.连接电路时,应从电源的正极开始连线
B.连接电路时,电键应始终处于断开状态
C.使用电压表和电流表时要选择量程
D.电路连接好后,应先用电键试触
【答案】A
【解析】A、没有必要,只要能正常快速连接即可。B、说法正确,连接电路时,电键应始终处于断开状态,是为了防止短路。C、说法正确,使用电压表和电流表时要选择量程,是为了准确读数。D、说法正确,电路连接好后,应先用电键试触,是为了防止短路的发生。故选:A。
2.某同学在做伏安法测电阻的实验时,连成了如图所示的电路,当滑动变阻器的滑片向左滑动时,电流表的示数__________,电压表的示数__________(均选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】变大 变小
【解析】由电路图可知,定值电阻与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流。当滑动变阻器的滑片向左滑动时,变阻器接入电路中的电阻变小,电路中的总电阻变小,由I=可知,电路中的电流变大,即电流表的示数变大,由U=IR可知,定值电阻两端的电压变大,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,滑动变阻器两端的电压变小,即电压表的示数变小。
小明想利用一块电流表和阻值已知的电阻R0测量电阻Rx的阻值。小明选择了满足实验要求的电源、电流表A,并连接了部分实验电路,如图所示。
(1)请你帮助小明完成图中所示的实验电路的连接。
(2)只闭合开关S1,电流表A的示数用I1表示,开关S1、S2都闭合时,电流表A的示数用I2表示,请用I1、I2和R0表示Rx。Rx=____________。
【参考答案】(1)如图 (2)
【详细解析】(1)由测量电阻的原理R=U/I可知,要测量电阻就需要测量电阻两端的电压和测量通过电阻的电流,现有电流表可以测出通过电阻的电流,如何测出电压,我们可以利用欧姆定律U=IR计算出电压,即定值电阻与通过定值电阻电流的乘积;因两电阻已经首尾连接,不可能并联,所以只有闭合某开关造成某一电阻短路完成实验,根据情况连接如图;
(2)如图只闭合开关S1,两电阻串联,电流表A的示数用I1表示,则有I1×(R0+Rx)=U;开关S1、S2都闭合时,R0被短路,电路中只有Rx,电流表A的示数用I2表示,则I2×Rx=U;整理得Rx=。
1.如图是小刚测量未知电阻Rx的实验电路,电源两端电压不变且未知,其中R0为阻值已知的定值电阻。当开关S、S1闭合,开关S2断开时,电压表的示数为U1;当开关S、S2闭合、S1断开时,电压表的示数为U2。则下列四个选项中,Rx的表达式正确的是
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】如图电路,已知电阻和未知电阻串联,开关S1和S2,在不同闭合状态时,电压表可以分别测量总电压,以及未知电阻两端的电压。当开关S、S1闭合,开关S2断开时,电压表的示数为U1,此时测量总电压,即电源电压;当开关S、S2闭合、S1断开时,电压表的示数为U2,此时电压表测量Rx两端的电压;则R0两端的电压为,电路中的电流为:,所以未知电阻Rx为:。故B正确,选B。
2.在探究伏安法测电阻实验中,电路图如图1所示。
(1)根据图1完成图2中的电路图。
(2)闭合开关前将滑动变阻器的滑片移到最大阻值处。闭合开关,无论如何移动滑动变阻器滑片,电压表和电流表的示数都不变,可能的原因是____________。
(3)某位同学利用如图3所示的电路图测量“3 V 1.5 W”小灯泡正常发光时的电阻,测量步骤如下:
①按图连接电路,将滑动变阻器的滑片移到最大阻值处,闭合开关S1,S2打至b端,调节滑动变阻器直至____________。
②保持滑动变阻器的阻值不变,闭合开关S1,S2打至a端,____________。
③通过测量,小灯泡正常发光时的电阻为____________。
【答案】(1)如下图所示 (2)滑动变阻器的上面两个接线柱同时接入了电路或滑动变阻器的下面两个接线柱同时接入了电路 (3)①电流表示数为0.5 A ②调节R0保持电流表示数不变 ③R0
【解析】(1)由图1知,变阻器与R串联,变阻器采用一上一下原则接入电路,如下所示:
(2)闭合开关前将滑动变阻器的滑片移到最大阻值处,闭合开关后,发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片,电压表和电流表的示数都不变,电流表有示数说明电路为通路,电压表和电流表的示数都不变则变阻器没有变阻的作用,造成这一现象的原因是:滑动变阻器的上面两个接线柱同时接入了电路或滑动变阻器的下面两个接线柱同时接入了电路;
(3)由灯泡铭牌可知,小灯泡正常发光时的电流为,①按图连接电路,将滑动变阻器的滑片移到最大阻值处,闭合开关S1,S2打至b端,调节滑动变阻器直至电流表示数为小灯泡正常发光时的电流0.5 A,②保持滑动变阻器的阻值不变,闭合开关S1,S2打至a端,调节R0保持电流表示数不变,③通过测量小灯泡正常发光时的电阻与R0阻值相等。
1.在测量未知电阻Rx阻值的实验中,提供的实验器材有:稳压电源(电压未知)、电流表、电压表、阻值已知的定值电阻R0等。现有如图所示的几种测量电路,在不拆改电路的前提下,能够测量出待测电阻Rx阻值的电路是
A. B.
C. D.
2.两个导体串联时的总电阻为R串、并联时的总电阻为R并,则R串、R并的关系是
A.R串一定大于R并 B.R串可能小于R并
C.R串可能等于R并 D.缺乏条件无法判断
3.现有两个阻值不等的未知电阻R1和R2,为了分辨它们的阻值大小,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(电源电压末知)
A. B. C. D.
4.为了测出未知电阻 Rx 的阻值,某同学利用阻值已知的电阻 R0和一只电流表或电压表分 别设计了如图所示的四种电路,其中不可行的是(电源电压未知且不变)
A. B.
C. D.
5.现有两个阻值不等的未知电阻R1和R2,为了分辨它们的阻值大小,几个同学分别设计了如图所示的四种电路(图中小灯泡规格相同),其中不可行的是
A. B.
C. D.
6.把一根阻值为 60Ω的均匀电阻丝弯折成一个闭合的等边三角形abc,如图 所示,图中 d点为边 ab 的中点。则cd 两点间的电阻为
A.60Ω B.30Ω C.20Ω D.15Ω
7.在用“伏安法测电阻”的实验中,有两位同学分别选用定值电阻和小灯泡为测量对象,在处理实验数据时,画出定值电阻和小灯泡的U-I图象分别如图甲、乙所示,则对于图象的分析,以下说法错误的是( )
A.由甲图可知,定值电阻的阻值为1Ω
B.由甲图可知,定值电阻不随导体两端的电压和导体中的电流改变而改变
C.由乙图可知,小灯泡的电阻跟灯丝的温度有关
D.为了减小误差,应该用多次测量取平均值的方法测定小灯泡的电阻
8.在测量小灯泡正常发光时电阻的实验中,电源电压为3V,小灯泡的额定电压为2.5V,如下图是连接的部分电路。请按要求完成下列问题:
(1)用笔画线代替导线,将图中的电路连接完整。(________)
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于________(选填“左”或“右”)端。
(3)连接好电路后,闭合开关,无论怎样移动滑片,小灯泡始终不发光,电压表示数始终为0v,电流表示数有变化,如果电压表没有故障则出现故障的原因可能是_____________。
(4)排除故障后,闭合开关,移动滑片,当小灯泡正常发光时,电流表示数如图所示,此时小灯泡的电阻为___________Ω。
9.在测量额定电压为2.5V的小灯泡功率的实验中,请按要求完成下列问题:
(1)用笔画线代替导线,将电压表正确连入如图甲所示的实物电路中。
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应移至_____端(选填“B”或“C”),这样操作的目是__________________
(3)正确连接电路后,闭合开关,发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片P,灯泡都不发光且电压表、电流表均无示数。某同学用一根导线排查电路故障,当把导线的两端分别接在A、E和A、C接线柱上,发现灯泡两次都发光且电压表均有示数。根据上述现象可判断出电路的故障是______
A.电流表断路
B.电流表短路
C.滑动变阻器断路
D.滑动变阻器短路
(4)故障排除后闭合开关,为测小灯泡的额定功率,调节变阻器使电压表示数为2.5V,此时电流表的示数(如图乙所示)为______A,则灯泡的额定功率是_______W。
10.在图所示的电路中,电源电压保持不变,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,闭合开关S,调节滑动变阳器,将滑动变阻器的滑动触头P从最左端移动到最右端。两电压表的示数随电路中电流变化的完整过程图线如图所示。则:
(1)判断图线________(甲“或“乙”)是电压表V2示数随电流变化的图线。
(2)滑动变阻器的最大阻值为多少_______?
(3)如果将定值电阻R1阻值换为20Ω,同样将滑动变阻器的滑动触头P从最左端滑到最右端。请在图中画出两电压表的示数随电路中电流变化的完整过程图线。
11.某同学在用伏安法测电阻的实验中,将实物连城如图所示电路,每节干电池为1.5 V,被测电阻约为10 Ω左右。则电路中出现的两处错误分别是:
(1)________________________________;
(2)________________________________。
12.在用伏安法测量电阻的实验中,电流表、电压表的示数如图所示,则被测电阻的阻值是________Ω。欧姆定律告诉我们,电路中的________是怎样决定于电压和电阻的。
13.如图甲所示,实验桌上的实验器材有:电压为3 V的电源、开关、符合实验要求的滑动变阻器、已调零的电流表和电压表、待测电阻各一个,导线若干。用实验桌上的实验器材,测量电阻待测R的阻值。请按要求完成下列实验内容:
(1)用笔画线代替导线,将图甲的实物电路连接完整。
(2)连接电路时,闭合开关前,变阻器的滑片P应置于最________端。(选填“左”或“右”)
(3)闭合开关,将滑动变阻器的滑片P移到某处,电压表及电流表的示数分别如图乙、丙所示,则电压表的示数为________V,电流表的示数为________A。
(4)计算得出电阻R的阻值为________Ω。
14.用伏安法测电阻,实验电路图如图,电源电压保持不变。
(1)该实验的原理是__________;
(2)闭合开关S前,滑动变阻器滑片P应置于__________端(选填“A”或“B”);
(3)小明用完好的器材按如图所示实验电路图连接电路,刚一“试触”,就发现电流表的指针迅速摆动到最大刻度,原因可能是:①____________________,②_________________________;
(4)小华按图所示的实验电路图正确连接电路,进行实验,某次实验中电压表示数、电流表示数如图所示,则此时通过Rx的电流为_________A,被测电阻Rx=_________Ω。
1.C【解析】A.图中Rx与R0串联,电流表测整体电流,电源电压未知,则无法测出Rx电阻大小,故A不符合题意;B.图中Rx与R0串联,电压表测量Rx电压,电源电压未知,则无法得到电流,无法测出Rx电阻大小,故B不符合题意;C.图中当S闭合S1断开时,电路中仅有R0且R0电阻已知,电流表测R0电流为I0,则根据可求出电源电压为:;当S、S1均闭合时,Rx与R0并联,电流表测干路电流为I,则由可得:;则可得到Rx电阻,故C符合题意;D.图中当S闭合S1断开时,Rx与R0串联,当S、S1均闭合时,Rx短路,电流表测R0电流,可计算得到电压电源,无法得到Rx电压、电流,则无法测出Rx电阻大小,故D不符合题意。
2.A【解析】串联电路中总电阻比任意一个分电阻都要大,并联电路中总电阻比任意一个分电阻都要小,所以串联、并联电路中只要有一个电阻相同,那么串联电路总电阻一定大于并联电路的总电阻, 故选A。
3.D【解析】A.两电阻并联在电路中,根据欧姆定律可知电阻越大,通过电阻的电流越小.故A可行.B.两电阻串联在电路中,根据欧姆定律可知电阻越大,电阻两端的电压越大.故B可行.C.两电阻并联,当只闭合S1时,电流表测量R1中的电流,再闭合开关S2时,电流表测量R1和R2中的总电流,从而计算出R2电流,根据并联电路电阻与电流的关系可以判断电阻大小,故C可行;D.将开关拨到位置1或位置2时,有种情况电压表的接线柱接反了,无法测量电压,故D不行.故选D.
4.A【解析】A.由电路图知道,开关S闭合时,电路为R0的简单电路,电压表测电源两端的电压U;当开关S断开时,R0 与Rx 串联,电压表仍测电源两端的电压U,无法测出Rx 两端的电压,从而无法测出Rx 的阻值,故A符合题意;B.由电路图知道,开关S断开时,电路为R0 的简单电路,电流表测通过R0的电流I0,则电源的电压是U=I0 R0;开关S闭合时,R0与Rx并联,电流表测干路电流I,此时通过Rx的电流Ix=I-I0,由并联电路中各支路两端的电压相等知道,,故B不符合题意;C.由电路图知道,开关S闭合时,电路为R0的简单电路,电流表测电路中的电流I1,则电源的电压是:U=I1 R0;当开关S断开时,R0与Rx串联,电流表测电路中的电流I2,则电路中的总电阻是:,由于串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,,故C不符合题意;D.由电路图知道,开关S闭合时,电路为Rx的简单电路,电压表测电源两端的电压U;当开关S断开时,R0与Rx串联,电压表测Rx两端的电压Ux,由串联电路中总电压等于各分电压之和可得,R0两端的电压是U0 =U-Ux,由于串联电路中各处的电流相等,所以,电路中的电流是:,所以,,故D不符合题意。
5.D【解析】A、两电阻串联在电路中,根据欧姆定律和串联电路电压规律可知电阻越大,电阻两端的电压越大.故A可行.B、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B可行.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,灯泡的亮度越小.故C可行.D、两电阻串联在电路中,通过两电阻的电流相等,所以电流表的示数不能反应R1和R2的阻值大小.故D不可行.故选D.
6.D【解析】假设每条边的电阻为R,则有:3R=60Ω,则R=20Ω,,,所以Rcd=15Ω,故选D。
7.D【解析】AB.根据图甲可知,电压与电流成正比,因此该电阻为定值电阻,电阻是导体自身的性质,它不随导体两端的电压和通过导体的电流改变而改变;根据图示可知,当电阻两端电压为3V时,通过电阻的电流为3A,灯丝的电阻:R==1Ω,故AB正确,不符合题意;C.由乙图可知,电压与电流不成正比,即当灯泡两端电压发光改变时,灯泡的阻值也随之发生变化,因此小灯泡的电阻跟灯丝的温度有关,故C正确,不符合题意;D.测定小灯泡的电阻时,多次测量是为了寻找灯丝电阻与温度的关系,不能求平均值减小误差,故D错误,符合题意。
8. 右 小灯泡短路 12.5Ω
【解析】(1)连线如图:
(2)闭合开关前,滑动变阻器滑片应置于最大阻值处,此图中滑动变阻器最大阻值时滑片在右端;
(3)电流表示数有变化,说明此电路中有电流,不会出现断路,那么应该出现短路,又由于小灯泡不发光,电压表始终为0V,那么应该是小灯泡被短路了;
(4)电流表示数为0.2A,由电阻公式得:。
9. B 保护电路 C 0.28 0.7
【解析】(1)因为灯泡的电压为2.5V,电压表的量程应该选择0-3V,如图所示:
(2)为防止电路的电流过大,在闭合开关前,滑动变阻器的滑片应滑至最大阻值处;由图可知,应将滑片滑至B端,目的是保护电路;
(3)小灯泡都不发光,且电压表、电流表均无示数说明电路断路;当把导线的两端接在A、E上时灯泡发光且电压表有示数,说明A、E之间的元件断路;当接A、C接线柱时,灯泡发光且电压表示数,说明C、E间是通路,A、C间的元件断路,由图可知是滑动变阻器断路,故选C;
(4)电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,电流表的示数为0.28A;灯泡的额定功率为:P=UI=2.5V×0.28A=0.7W。
10.乙 20
【解析】(1)在串联电路中导体两端电压与其阻值成正比。滑片在最左端时,导线电阻为零,所以电压表V2示数为零;滑片向右滑动时,变阻器接入电路电阻增大,所以两端电压增大;滑片在最右端时,电压表V2示数最大。电阻R1阻值一定,R2增大时,电路总电阻增大,电源电压不变,电流减小。故乙是电压表V2示数随电流变化的图线;
(2)由图线知:滑动变阻器两端最大电压为U2=4V,通过的电流为I=0.2A;所以滑动变阻器的最大阻值为
(3)[3]由图线知,电源电压为6V。当滑片在最左端时,电压表V1的示数为6V;电压表V2的示数为零;电流表的示数为当滑片在最右端时,电流表的示数为:
电压表V1的示数为:U1=IR1=0.15A×20Ω=3V;电压表V2的示数为:U2=IR2=0.15A×20Ω=3V。故设计图为:
11.(1)电压表量程选择过大 (2)电流表量程选择过大
【解析】伏安法测电阻的实验中,滑动变阻器、电阻、电流表应串联,电压表与电阻并联;由图电源由两节干电池组成,所以电源电压为3 V,故电压表应使用0~3 V量程;电路中最大电流:I==0.3 A,所以电流表应使用0~0.6 A量程。
12.5 电流
【解析】伏安法测电阻的实验中,电压表和电流表分别测被测电阻两端电压和电流,由图知,电流表使用0~0.6 A量程,分度值0.02 A,示数为0.5 A;电压表使用0~3 V量程,分度值0.1 V,示数为2.5 V,由I=可得被测电阻的大小:R==5 Ω;欧姆定律告诉我们,电路中的电流是由电压和电阻决定的。
13.(1)见解析 (2)左 (3)2.5 0.5 (4)5
【解析】(1)电源电压为3 V,电压表选用小量程与电阻并联,如下图所示。
(2)连接电路时,闭合开关前,变阻器的滑片P应置于阻值最大处,即最左端;
(3)闭合开关,将滑动变阻器的滑片P移到某处,电压表及电流表的示数分别如图乙、丙所示,电压表选用小量程,分度值为0.1 V,则电压表的示数为2.5 V,电流表选用小量程,分度值为0.02 A,电流表的示数为0.5 A。
(4)由欧姆定律,R的阻值为:R==5 Ω。
14.(1) (2)B (3)滑动变阻器的滑片没放在阻值最大端 电流表的量程选小了 (4)0.3 8
【解析】(1)伏安法测电阻的原理:R=U/I;
(2)闭合开关前,为了保护电路,应将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处,由图知道应将滑片放在B端;
(3)“试触”时,指针摆到电流表的最大刻度,可能是滑动变阻器的滑片没放在阻值最大端,还可能是电流表量程选小了;
(4)根据图2知道,电压表的量程是0~3 V,分度值是0.1 V,所以示数是2.4 V;电流表的量程是0~0.6 A,分度值是0.02 A,示数是0.3 A;由I=U/R知道被测电阻的阻值是:Rx=U/I=2.4 V/0.3 A=8 Ω。
15.(1) (2)断路 (3)2 (4)8 (5)电压
【解析】(1)灯的额定电压为2.5 V,则电压表选用小量程与灯并联,变阻器按“一下一上”串联接入电路中,电流表选用小量程串联在电路中,如下图所示。
(2)闭合开关,发现小灯泡不发光,电流表无示数,说明电路存在断路性故障;电压表有示数,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的支路以外的电路是完好的,则故障为小灯泡断路。
(3)如图乙,电压表选用小量程,分度值为0.1 V,故电压表示数为2 V;
(4)由表格数据可知,第2次电流表的示数为0.25 A,由欧姆定律可得,第2次灯泡的电阻值:;
(5)同理根据可得,第1、3、4、5次实验灯泡的电阻值分别为:8.9 Ω;7.1 Ω、6.2 Ω、4.7 Ω;
由数据可知,灯泡的电压是逐渐减小的,灯的功率变小,灯丝温度降低,故得出结论:灯丝电阻值随电压(灯丝温度)的降低而减小。
16.(1) (2)a (3)U/I (4)减小误差
【解析】(1)由电路图知,电流表、滑动变阻器、电阻应串联在电路中,且变阻器“一上一下”接入电路中,实物连接如图所示:
(2)为了保护电路,由图知,连接完整后,闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应滑到最大阻值的a端;
(3)电压表测Rx两端电压,电流表测通过它的电流,由欧姆定律可得:;
(4)实验中进行多次测量并求平均值的目的是减小误差;
17.(1)变大 (2)8.3
【解析】(1)由图知,闭合开关,将滑片P向右移动时,离下接线柱远近,接入电路的电阻变小,电路的总电阻变小;根据欧姆定律可知,电路中的电流变大,灯泡两端的电压变大,电压表示数变大。
(2)灯泡正常发光时的电压为2.5 V,根据表格数据知此时的电流为0.30 A,小灯泡正常发光时的电阻R=≈8.3 Ω。
18.(1)见解析 (2)U0﹣IRx (3)①最大 ②3 6
【解析】(1)连接实物图时,需要注意和电路图一一对应,另外是电压表和电流表的连接一定要注意正负接线柱,如下图所示:
(2)已知电源电压U0,电阻Rx和滑动变阻器串联,电路中电流为I,电压表测量滑动变阻器的电压,由串联电路的电压特点和欧姆定律;电压表的示数:U=U0﹣Ux=U0﹣IRx;
(3)①为了保护电路,闭合开关前应使滑动变阻器连入电路的阻值为最大值;②电阻Rx和滑动变阻器串联,根据欧姆定律可得,U0=U+IRx; U0=2.4 V+0.1 A×Rx;Ⅰ,U0=1.8 V+0.2 A×Rx;Ⅱ,由Ⅰ、Ⅱ可得,U0=3 V;Rx=6 Ω。
19.(1)断开 (2)8 如下图甲所示 (3)如下图乙所示 a.实验过程:①测量时,先将滑片移至最右端,测出此时的电流I1,则电源电压U=I1Rx ②将滑片移至最左端,测出此时的电流I2,则电源电压U=I2Rx+I2R b.
【解析】(1)在连接电路时开关应该处于断开状态;
(2)由题图乙可知,通过小灯泡的电流I=0.3 A,小灯泡两端的电压U=2.4 V,此时小灯泡灯丝的电阻值R===8 Ω;由题图乙可知,电压表的量程为0~3 V,电流表的量程为0~0.6 A,将电流表、被测电阻以及滑动变阻器串联连接,电压表并联在被测电阻两端,滑动变阻器按“一上一下”的原则接线,如上图甲所示;
(3)如果电压表突然损坏,已知滑动变阻器的最大阻值为R,电源电压保持不变,画出此时的实验电路图如上图乙所示;a.实验过程:①测量时,先将滑片移至最右端,测出此时的电流I1,则电源电压U=I1Rx;②将滑片移至最左端,测出此时的电流I2,则电源电压U=I2Rx+I2R;b.因电源电压保持不变,所以I1Rx=I2Rx+I2R,则Rx的表达式为:Rx=。
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