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沪粤版初中物理九年级专项素养巩固训练卷(五)电阻的测量课件
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这是一份沪粤版初中物理九年级专项素养巩固训练卷(五)电阻的测量课件，共38页。
类型一:伏安法测电阻1.(2023河北保定满城中学期中,16,★★☆)在“伏安法测电阻”的实验中,下列 说法正确的是 ( )A. 连接电表时,若无法估测电压、电流大小,应选大量程B. “伏安法测电阻”的实验原理是欧姆定律C. 闭合开关前,应先将变阻器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
解析 连接电表时,若无法估测电压、电流大小,应先选用大量程试触,再确 定合适的量程,故A错误;“伏安法测电阻”的实验原理是R= ,故B错误;为了保护电路,闭合开关前,应先将变阻器滑片移到阻值最大处,故C正确;此实验中通过 移动滑动变阻器滑片来改变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. (2023江西中考,19,★☆☆)【实验名称】测量小灯泡正常发光时的电阻【实验器材】额定电压为2.5 V的小灯泡(正常发光时电阻约10 Ω)、两节新干电 池、电流表、电压表、滑动变阻器(20 Ω 1 A)、开关、导线若干。 对应目 标编号P9303003【实验原理】 【实验步骤】
(1)如图甲所示,是某同学连接的电路。他检查电路连接完好后,正准备闭合开关, 同组的另一同学及时提醒他,这样操作存在不足,其不足之处是 。(2)正确操作后,闭合开关,发现灯泡不亮,电流表和电压表均无示数;断开开关,将 电压表接在C接线柱上的导线改接到B接线柱上,闭合开关,电压表指针有明显偏
闭合开关前没有将滑动变阻器的滑片移至阻值最大处
转而电流表仍无示数,则故障是 。(3)排除故障后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,当电压表的示数为2.5 V时,电 流表示数如图乙所示,则小灯泡正常发光时的电流为 A,小灯泡正常发 光时的电阻为 Ω(计算结果保留一位小数)。【拓展】该同学实验兴致正浓,他又分别测出了2 V和3 V电压下小灯泡的电阻, 然后用这三次电阻的平均值作为小灯泡正常发光时的电阻值。他的这种做法 是 (选填“正确”或“错误”)的,理由是 。
滑动变阻器断路
灯丝电阻随温度发生变化
解析 【实验原理】由欧姆定律,电阻大小等于导体两端电压与通过电流的比, 故测电阻的原理为R= ;【实验步骤】(1)为保护电路,连接电路时,开关应断开,滑动变阻器的滑片应移至 阻值最大处,图甲闭合开关前没有将滑动变阻器的滑片移至阻值最大处;(2)闭合开关,却发现灯泡不发光,电流表和电压表均无示数,说明与电压表并联的 电路之外的电路可能断路;将电压表接在C接线柱上的导线改接到B接线柱上,闭 合开关,电压表指针有明显偏转而电流表仍无示数,说明电压表与电源连通,则电 压表与电源之间的电路是完好的,则故障是滑动变阻器断路了;
(3)若小灯泡正常工作时电流表示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02 A,电流为I=0.26 A,由欧姆定律可知,灯泡正常工作时的电阻为:R= = ≈9.6 Ω;
【拓展】灯丝两端的电压越高,温度越高,电阻越大,利用多次测量求平均值的方法来减小误差没有意义,只有测定值电阻的阻值,才能采用多次测量求平均值的方法来减小误差,故求灯泡的电阻平均值不合理。
(1)图甲中有一条导线连接错误,请在错误的导线上打“×”,并用笔画线代替导 线,补画一条线将电路连接正确。
3 (2024广东惠来期末,20,★☆☆)用图甲所示电路测量额定电压为2.5 V的小灯泡的电阻,电源电压为3 V。
(2)改正错误并检查无误后闭合开关,小灯泡不亮,电压表和电流表均有示数,可能是 (选填序号)。
A. 小灯泡短路B. 小灯泡断路C. 通过小灯泡的电流太小(3)实验记录的数据如表所示,其中第4次实验时电压表的示数如图乙所示,为 V,接下来测量小灯泡正常发光时的电阻,应将滑动变阻器的滑片向 (选填“左”或“右”)端移动。
(4)由实验数据可知,小灯泡正常发光时的电阻为 Ω(保留1位小数)。(5)为顺利完成该实验,滑动变阻器的最大阻值应不小于 Ω。(6)仅利用本实验提供的器材, (选填“能”或“不能”)探究电流与电 压的关系。
解析 (1)原来的实物图中电流表与灯泡并联了,电压表串联在电路中,应将灯泡 右接线柱与电压表负接线柱相连;(2)由实物图可知,滑动变阻器与灯泡串联,电流表测电路中的电流,电压表测灯泡两端的电压,串联电路电流表有示数,说明电路是通路,电压表有示数,说明灯泡没有短路,则故障可能是通过灯泡的电流太小,不足以让灯泡亮起来,C符合题意,A、B不符合题意;(3)由实物图可知,电压表接的是0~3 V的量程,分度值为0.1 V,图乙中指针所在位 置的示数为2 V,所以灯泡两端的电压为2 V,已知灯泡额定电压为2.5 V,为了测量 小灯泡正常发光时的电阻,应增大灯泡两端的电压,减小滑动变阻器两端的电压, 由分压规律可知,应减小滑动变阻器接入电路的阻值,所以滑片应左移;
(4)由表可知,灯泡额定电压为2.5 V,通过的电流为0.3 A,由欧姆定律可知,小灯泡 正常发光时的电阻RL= = ≈8.3 Ω;(5)当灯泡两端的电压最小时,滑动变阻器两端的电压最大,此时滑动变阻器接入 电路的阻值最大,由表格数据可知,灯泡两端最小电压为0.6 V,通过的电流为0.16 A,由欧姆定律可知,此时滑动变阻器的阻值R滑= = =15 Ω,所以为顺利完成该实验,滑动变阻器的最大阻值应不小于15 Ω;(6)探究电流与电压的关系,需要控制电阻一定,由于灯泡电阻随温度发生变化,不 是定值,所以仅利用本实验提供的器材不能完成探究电流与电压的关系实验。
4. (2024广东汕头潮南期末,20,★★☆)小明用图甲所示的“伏安法”测未知电 阻的阻值,电源电压保持不变。 对应目标编号P9303003 (1)该实验原理为 ;(2)如图甲,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应该调到最 (选填“左”或“右”)端;
(3)闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到某处时,电压表的示数为3 V,电流表的 示数如图乙所示,则被测电阻Rx的阻值为 Ω;(4)另一组的小刚用相同的器材连接电路并进行实验,并根据自己所记录的实验 数据绘制了如图丙所示的U-I图像。小明发现小刚绘制的U-I图像和自己绘制的 U-I图像不同,你认为小刚在实验操作中出现的问题是 ;在本实验中多次测量求平均值的目的是 ;(5)小红在测量未知电阻的阻值实验过程中电压表已损坏,老师从实验室拿来一 只最大阻值为R的滑动变阻器,并设计了如图丁所示的实验电路,分别按如下步 骤进行实验:①闭合开关S,调节滑片位于最左端时,读出电流表的示数为I1;
将电压表接在滑动变阻
②闭合开关S, ,读出电流表的示数为I2;③未知电阻的阻值:Rx= 。(用已知量和测量量表示)
解析 (1)用电压表测出电压U,用电流表测出电流I,根据R= 可以求出电阻阻值;(2)为了保护电路,滑片应置于滑动变阻器阻值最大处,即最右端;(3)由图乙可知,电流表量程为0~0.6 A,分度值为0.02 A,示数为0.3 A;则电阻Rx= = =10 Ω;(4)甲图中待测电阻与变阻器串联,当变阻器连入电路的电阻变小时,由欧姆定律 可知电路的电流变大,根据U=IR,待测电阻两端的电压变大,由串联电路电压的 规律可知变阻器两端的电压变小,而丙图所示的U-I图像中电流增大时电压减小,
这说明小刚在实验操作中出现的问题是将电压表并联在滑动变阻器两端;在本 实验中多次测量求平均值的目的是减小实验误差;(5)如图丁,当滑片在最左端时,电路中只有Rx工作,则有电源电压U=I1Rx①,当滑片 在最右端时,滑动变阻器的阻值最大为R,此时R与Rx串联工作,则电源电压U=I2(R +Rx)②,由①②式可得:Rx= 。
5. (新中考 设计实验)(2024江苏泗阳期末,25,★★☆)实验课上,小明与小雨用 如图甲所示的电路测量未知电阻Rx的阻值。
类型二:特殊方法测电阻
甲 乙
(1)小雨刚接上最后一根导线,就发现电流表指针立即向左偏转,其操作不当之处 可能为: 、 。(2)故障排除后,闭合开关S,电表示数如图乙,据此数据计算出定值电阻Rx= Ω。(3)接下来移动滑动变阻器的滑片得出多组电压、电流值,这样做的目的是: 。(4)实验中,去掉电流表,小明设想用如图丙所示的电路对Rx的阻值进行测量,已知 滑动变阻器的最大阻值为R,实验步骤如下:
电流表的正负接线柱接反
连接电路时开关没有断开
求平均值减小实验误差
①将滑动变阻器的滑片移至最左端时,电压表的读数为U;② ,读出电压表示数为U1;③待测电阻的阻值表达式为Rx= (用已知量和测量量表示)。(5)小明用一个小灯泡替换了电路中的Rx,在实验过程中还发现:闭合开关时电流 表指针迅速偏转较大角度,紧接着指针再偏回一定角度后,示数才稳定下来;同组 的小雨同学同时注意到,闭合开关瞬间灯泡亮度较大,紧接着变暗一点后,亮度才 稳定下来,造成这种现象的原因可能是 。
将滑动变阻器的滑片移至最右端
灯丝的电阻随着温度的升高而增大
解析 (1)小雨刚接上最后一根导线,就发现电流表指针立即向左偏转,其操作不 当之处可能为:电流表的正负接线柱接反、连接电路时开关没有断开;(2)如图乙所示,电压表的量程为0~3 V,分度值为0.1 V,电压表示数为2 V,电流表 的量程为0~0.6 A,分度值为0.02 A,电流表示数为0.5 A,根据欧姆定律可得Rx的阻 值为:Rx= = =4 Ω;(3)为了减小实验误差,应移动滑动变阻器的滑片得出多组电压、电流值,然后求 电阻的平均值;(4)①将滑动变阻器的滑片移至最左端时,电压表的读数为U,此时电压表的读数
U为电源电压;②将滑动变阻器的滑片移至最右端,读出电压表示数为U1,即待测 电阻两端电压为U1,此时滑动变阻器接入电路的电阻最大为R,滑动变阻器和待 测电阻串联,电压表测量待测电阻两端电压;③滑动变阻器两端的电压为:U滑=U- U1,通过电路中的电流为:I'= = ,待测电阻的阻值为:Rx= = = ;(5)灯丝的电阻随着温度的升高而增大,刚闭合开关时,灯丝的温度较低,电阻较 小,电流较大,电流表指针偏转较大;当灯泡发光后灯丝温度升高,电阻增大,电路 中的电流减小,电流表示数减小,最后达到稳定。
6. (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)李华同学发现图甲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,电流表的示数如图 乙所示,请根据实验过程将表格填写完整:① ;② (Rx的平均值精 确到0.1 Ω)。
(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 图丙所示的电路,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= 。
解析 (1)图甲中电压表被短路,要删除连接电压表右接线柱的线,并将该线改成连在定值电阻的左端。(2)由图知,Rx与滑动变阻器串联,电压表测Rx两端的电压,
电流表测电路中的电流,Rx= = =10 Ω,当选最大阻值为15 Ω的滑动变阻器时,根据串联分压规律可知, = ,即 = ,则U2=1.5 V,电源电压U=U1+U2=1 V+1.5 V=2.5 V,不符合题意;同理可得,当选最大阻值为50 Ω的滑动变阻器时,有 = ,则U2'=5 V,电源电压U'=U1+U2'=1 V+5 V=6 V,故电源电压选择的是6 V,滑动变阻器选择的是b规格。(3)①由图乙可知,电流表所选量程为0~0.6 A,分度 值为0.02 A,示数为0.28 A;②第三次实验的电阻R3= =10 Ω,则Rx的平均阻值 = ≈10.1 Ω。(4)①由图丙可知,小灯泡和定值电阻R0并联,电流表A2所测的是通过R0的电流,小灯泡L正常发光时,R0两端电压也为U额,通过R0 的电流为 ;电流表A1测的是干路电流,为I2,根据并联电路电流特点可知,小灯
泡L正常发光时的电流IL=I2- 。②小灯泡L正常发光时的电阻 RL= = 。
7. (2024四川巴中期末,33,★★★)小聪在测量未知阻值的电 阻实验中,设计了实验电路并进行了部分连接,如图甲所示。 (1)图甲电路,有一条导线连接错误,请在该导线上打“×”并画出正确连线;
(2)排除故障后进行实验,闭合开关S,发现电流表无示数,电压表的示数较大,则电路故障可能是 ;(选填“R短路”或“R断路”)
(3)排除故障后,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P,当电压表示数为2.4 V,电流 表示数如图乙所示是 A,则未知电阻R= Ω;(4)小聪继续用改正后的图甲实物图探究电流与电阻的关系,若所选滑动变阻器 最大阻值为30 Ω;①在电路中接入阻值为5 Ω的定值电阻,移动滑动变阻器的滑片,使得电压表示 数为U0=1 V,记录电流表示数;②保持滑动变阻器滑片位置不变,将5 Ω的定值电阻换为10 Ω的定值电阻后,闭 合开关,此时应将滑动变阻器的滑片向 移动(选填“左”或“右”),直到 电压表示数回到 V;③更换阻值为15 Ω的定值电阻重复实验;④当小聪用20 Ω的定值电阻进行实验时,他发现电压表示数始终不能调为U0,为
完成四次探究,小聪设计了如下三个调整方案,你认为可行的是 。A. 如果只调整U0,则应控制U0的范围为1.2~3 VB. 如果只更换滑动变阻器,则更换的滑动变阻器最大阻值不小于35 ΩC. 如果只更换电源,则更换的电源电压范围是1~3.5 V
解析 (1)原电路中,电阻和电压表没有连入电路中,电阻应与电流表串联,电压表 与电阻并联;(2)闭合开关S,发现电流表无示数,电路可能断路,电压表的示数较大,电压表与电 源连通,则电路故障可能是R断路;
(3)电流表示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02 A,电流为0.3 A,由 欧姆定律可知,未知电阻R= = =8 Ω;(4)②实验中,当把5 Ω的电阻换成10 Ω的电阻后,根据分压规律,电阻两端的电压 变大,研究电流与电阻关系时要控制电压不变,根据串联电路电压的规律,要增大 变阻器两端的电压,即要增大变阻器连入电路的电阻阻值,故应把变阻器滑片向 左端移动,使电压表示数为1 V;④根据串联电路电压的规律和分压规律: = = ,由此可知,当电源电压U、定值电阻两端的电压U0一定时,变阻器连入电路的电阻随定值电阻的增大而增大;当电阻为R=20 Ω时,所需滑动变阻器的 阻值最大为R滑大=30 Ω,根据串联电阻的规律,总电阻为:R总=R+R滑大=20 Ω+30 Ω=5 0 Ω,此时电流中的电流:I= = =0.06 A,由欧姆定律可知,此时电压表的示数
类型一:伏安法测电阻1.(2023河北保定满城中学期中,16,★★☆)在“伏安法测电阻”的实验中,下列 说法正确的是 ( )A. 连接电表时,若无法估测电压、电流大小,应选大量程B. “伏安法测电阻”的实验原理是欧姆定律C. 闭合开关前,应先将变阻器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
解析 连接电表时,若无法估测电压、电流大小,应先选用大量程试触,再确 定合适的量程,故A错误;“伏安法测电阻”的实验原理是R= ,故B错误;为了保护电路,闭合开关前,应先将变阻器滑片移到阻值最大处,故C正确;此实验中通过 移动滑动变阻器滑片来改变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. (2023江西中考,19,★☆☆)【实验名称】测量小灯泡正常发光时的电阻【实验器材】额定电压为2.5 V的小灯泡(正常发光时电阻约10 Ω)、两节新干电 池、电流表、电压表、滑动变阻器(20 Ω 1 A)、开关、导线若干。 对应目 标编号P9303003【实验原理】 【实验步骤】
(1)如图甲所示,是某同学连接的电路。他检查电路连接完好后,正准备闭合开关, 同组的另一同学及时提醒他,这样操作存在不足,其不足之处是 。(2)正确操作后,闭合开关,发现灯泡不亮,电流表和电压表均无示数;断开开关,将 电压表接在C接线柱上的导线改接到B接线柱上,闭合开关,电压表指针有明显偏
闭合开关前没有将滑动变阻器的滑片移至阻值最大处
转而电流表仍无示数,则故障是 。(3)排除故障后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,当电压表的示数为2.5 V时,电 流表示数如图乙所示,则小灯泡正常发光时的电流为 A,小灯泡正常发 光时的电阻为 Ω(计算结果保留一位小数)。【拓展】该同学实验兴致正浓,他又分别测出了2 V和3 V电压下小灯泡的电阻, 然后用这三次电阻的平均值作为小灯泡正常发光时的电阻值。他的这种做法 是 (选填“正确”或“错误”)的,理由是 。
滑动变阻器断路
灯丝电阻随温度发生变化
解析 【实验原理】由欧姆定律,电阻大小等于导体两端电压与通过电流的比, 故测电阻的原理为R= ;【实验步骤】(1)为保护电路,连接电路时,开关应断开,滑动变阻器的滑片应移至 阻值最大处,图甲闭合开关前没有将滑动变阻器的滑片移至阻值最大处;(2)闭合开关,却发现灯泡不发光,电流表和电压表均无示数,说明与电压表并联的 电路之外的电路可能断路;将电压表接在C接线柱上的导线改接到B接线柱上,闭 合开关,电压表指针有明显偏转而电流表仍无示数,说明电压表与电源连通,则电 压表与电源之间的电路是完好的,则故障是滑动变阻器断路了;
(3)若小灯泡正常工作时电流表示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02 A,电流为I=0.26 A,由欧姆定律可知,灯泡正常工作时的电阻为:R= = ≈9.6 Ω;
【拓展】灯丝两端的电压越高,温度越高,电阻越大,利用多次测量求平均值的方法来减小误差没有意义,只有测定值电阻的阻值,才能采用多次测量求平均值的方法来减小误差,故求灯泡的电阻平均值不合理。
(1)图甲中有一条导线连接错误,请在错误的导线上打“×”,并用笔画线代替导 线,补画一条线将电路连接正确。
3 (2024广东惠来期末,20,★☆☆)用图甲所示电路测量额定电压为2.5 V的小灯泡的电阻,电源电压为3 V。
(2)改正错误并检查无误后闭合开关,小灯泡不亮,电压表和电流表均有示数,可能是 (选填序号)。
A. 小灯泡短路B. 小灯泡断路C. 通过小灯泡的电流太小(3)实验记录的数据如表所示,其中第4次实验时电压表的示数如图乙所示,为 V,接下来测量小灯泡正常发光时的电阻,应将滑动变阻器的滑片向 (选填“左”或“右”)端移动。
(4)由实验数据可知,小灯泡正常发光时的电阻为 Ω(保留1位小数)。(5)为顺利完成该实验,滑动变阻器的最大阻值应不小于 Ω。(6)仅利用本实验提供的器材, (选填“能”或“不能”)探究电流与电 压的关系。
解析 (1)原来的实物图中电流表与灯泡并联了,电压表串联在电路中,应将灯泡 右接线柱与电压表负接线柱相连;(2)由实物图可知,滑动变阻器与灯泡串联,电流表测电路中的电流,电压表测灯泡两端的电压,串联电路电流表有示数,说明电路是通路,电压表有示数,说明灯泡没有短路,则故障可能是通过灯泡的电流太小,不足以让灯泡亮起来,C符合题意,A、B不符合题意;(3)由实物图可知,电压表接的是0~3 V的量程,分度值为0.1 V,图乙中指针所在位 置的示数为2 V,所以灯泡两端的电压为2 V,已知灯泡额定电压为2.5 V,为了测量 小灯泡正常发光时的电阻,应增大灯泡两端的电压,减小滑动变阻器两端的电压, 由分压规律可知,应减小滑动变阻器接入电路的阻值,所以滑片应左移;
(4)由表可知,灯泡额定电压为2.5 V,通过的电流为0.3 A,由欧姆定律可知,小灯泡 正常发光时的电阻RL= = ≈8.3 Ω;(5)当灯泡两端的电压最小时,滑动变阻器两端的电压最大,此时滑动变阻器接入 电路的阻值最大,由表格数据可知,灯泡两端最小电压为0.6 V,通过的电流为0.16 A,由欧姆定律可知,此时滑动变阻器的阻值R滑= = =15 Ω,所以为顺利完成该实验,滑动变阻器的最大阻值应不小于15 Ω;(6)探究电流与电压的关系,需要控制电阻一定,由于灯泡电阻随温度发生变化,不 是定值,所以仅利用本实验提供的器材不能完成探究电流与电压的关系实验。
4. (2024广东汕头潮南期末,20,★★☆)小明用图甲所示的“伏安法”测未知电 阻的阻值,电源电压保持不变。 对应目标编号P9303003 (1)该实验原理为 ;(2)如图甲,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应该调到最 (选填“左”或“右”)端;
(3)闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到某处时,电压表的示数为3 V,电流表的 示数如图乙所示,则被测电阻Rx的阻值为 Ω;(4)另一组的小刚用相同的器材连接电路并进行实验,并根据自己所记录的实验 数据绘制了如图丙所示的U-I图像。小明发现小刚绘制的U-I图像和自己绘制的 U-I图像不同,你认为小刚在实验操作中出现的问题是 ;在本实验中多次测量求平均值的目的是 ;(5)小红在测量未知电阻的阻值实验过程中电压表已损坏,老师从实验室拿来一 只最大阻值为R的滑动变阻器,并设计了如图丁所示的实验电路,分别按如下步 骤进行实验:①闭合开关S,调节滑片位于最左端时,读出电流表的示数为I1;
将电压表接在滑动变阻
②闭合开关S, ,读出电流表的示数为I2;③未知电阻的阻值:Rx= 。(用已知量和测量量表示)
解析 (1)用电压表测出电压U,用电流表测出电流I,根据R= 可以求出电阻阻值;(2)为了保护电路,滑片应置于滑动变阻器阻值最大处,即最右端;(3)由图乙可知,电流表量程为0~0.6 A,分度值为0.02 A,示数为0.3 A;则电阻Rx= = =10 Ω;(4)甲图中待测电阻与变阻器串联,当变阻器连入电路的电阻变小时,由欧姆定律 可知电路的电流变大,根据U=IR,待测电阻两端的电压变大,由串联电路电压的 规律可知变阻器两端的电压变小,而丙图所示的U-I图像中电流增大时电压减小,
这说明小刚在实验操作中出现的问题是将电压表并联在滑动变阻器两端;在本 实验中多次测量求平均值的目的是减小实验误差;(5)如图丁,当滑片在最左端时,电路中只有Rx工作,则有电源电压U=I1Rx①,当滑片 在最右端时,滑动变阻器的阻值最大为R,此时R与Rx串联工作,则电源电压U=I2(R +Rx)②,由①②式可得:Rx= 。
5. (新中考 设计实验)(2024江苏泗阳期末,25,★★☆)实验课上,小明与小雨用 如图甲所示的电路测量未知电阻Rx的阻值。
类型二:特殊方法测电阻
甲 乙
(1)小雨刚接上最后一根导线,就发现电流表指针立即向左偏转,其操作不当之处 可能为: 、 。(2)故障排除后,闭合开关S,电表示数如图乙,据此数据计算出定值电阻Rx= Ω。(3)接下来移动滑动变阻器的滑片得出多组电压、电流值,这样做的目的是: 。(4)实验中,去掉电流表,小明设想用如图丙所示的电路对Rx的阻值进行测量,已知 滑动变阻器的最大阻值为R,实验步骤如下:
电流表的正负接线柱接反
连接电路时开关没有断开
求平均值减小实验误差
①将滑动变阻器的滑片移至最左端时,电压表的读数为U;② ,读出电压表示数为U1;③待测电阻的阻值表达式为Rx= (用已知量和测量量表示)。(5)小明用一个小灯泡替换了电路中的Rx,在实验过程中还发现:闭合开关时电流 表指针迅速偏转较大角度,紧接着指针再偏回一定角度后,示数才稳定下来;同组 的小雨同学同时注意到,闭合开关瞬间灯泡亮度较大,紧接着变暗一点后,亮度才 稳定下来,造成这种现象的原因可能是 。
将滑动变阻器的滑片移至最右端
灯丝的电阻随着温度的升高而增大
解析 (1)小雨刚接上最后一根导线,就发现电流表指针立即向左偏转,其操作不 当之处可能为:电流表的正负接线柱接反、连接电路时开关没有断开;(2)如图乙所示,电压表的量程为0~3 V,分度值为0.1 V,电压表示数为2 V,电流表 的量程为0~0.6 A,分度值为0.02 A,电流表示数为0.5 A,根据欧姆定律可得Rx的阻 值为:Rx= = =4 Ω;(3)为了减小实验误差,应移动滑动变阻器的滑片得出多组电压、电流值,然后求 电阻的平均值;(4)①将滑动变阻器的滑片移至最左端时,电压表的读数为U,此时电压表的读数
U为电源电压;②将滑动变阻器的滑片移至最右端,读出电压表示数为U1,即待测 电阻两端电压为U1,此时滑动变阻器接入电路的电阻最大为R,滑动变阻器和待 测电阻串联,电压表测量待测电阻两端电压;③滑动变阻器两端的电压为:U滑=U- U1,通过电路中的电流为:I'= = ,待测电阻的阻值为:Rx= = = ;(5)灯丝的电阻随着温度的升高而增大,刚闭合开关时,灯丝的温度较低,电阻较 小,电流较大,电流表指针偏转较大;当灯泡发光后灯丝温度升高,电阻增大,电路 中的电流减小,电流表示数减小,最后达到稳定。
6. (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)李华同学发现图甲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,电流表的示数如图 乙所示,请根据实验过程将表格填写完整:① ;② (Rx的平均值精 确到0.1 Ω)。
(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 图丙所示的电路,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= 。
解析 (1)图甲中电压表被短路,要删除连接电压表右接线柱的线,并将该线改成连在定值电阻的左端。(2)由图知,Rx与滑动变阻器串联,电压表测Rx两端的电压,
电流表测电路中的电流,Rx= = =10 Ω,当选最大阻值为15 Ω的滑动变阻器时,根据串联分压规律可知, = ,即 = ,则U2=1.5 V,电源电压U=U1+U2=1 V+1.5 V=2.5 V,不符合题意;同理可得,当选最大阻值为50 Ω的滑动变阻器时,有 = ,则U2'=5 V,电源电压U'=U1+U2'=1 V+5 V=6 V,故电源电压选择的是6 V,滑动变阻器选择的是b规格。(3)①由图乙可知,电流表所选量程为0~0.6 A,分度 值为0.02 A,示数为0.28 A;②第三次实验的电阻R3= =10 Ω,则Rx的平均阻值 = ≈10.1 Ω。(4)①由图丙可知,小灯泡和定值电阻R0并联,电流表A2所测的是通过R0的电流,小灯泡L正常发光时,R0两端电压也为U额,通过R0 的电流为 ;电流表A1测的是干路电流,为I2,根据并联电路电流特点可知,小灯
泡L正常发光时的电流IL=I2- 。②小灯泡L正常发光时的电阻 RL= = 。
7. (2024四川巴中期末,33,★★★)小聪在测量未知阻值的电 阻实验中,设计了实验电路并进行了部分连接,如图甲所示。 (1)图甲电路,有一条导线连接错误,请在该导线上打“×”并画出正确连线;
(2)排除故障后进行实验,闭合开关S,发现电流表无示数,电压表的示数较大,则电路故障可能是 ;(选填“R短路”或“R断路”)
(3)排除故障后,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P,当电压表示数为2.4 V,电流 表示数如图乙所示是 A,则未知电阻R= Ω;(4)小聪继续用改正后的图甲实物图探究电流与电阻的关系,若所选滑动变阻器 最大阻值为30 Ω;①在电路中接入阻值为5 Ω的定值电阻,移动滑动变阻器的滑片,使得电压表示 数为U0=1 V,记录电流表示数;②保持滑动变阻器滑片位置不变,将5 Ω的定值电阻换为10 Ω的定值电阻后,闭 合开关,此时应将滑动变阻器的滑片向 移动(选填“左”或“右”),直到 电压表示数回到 V;③更换阻值为15 Ω的定值电阻重复实验;④当小聪用20 Ω的定值电阻进行实验时,他发现电压表示数始终不能调为U0,为
完成四次探究,小聪设计了如下三个调整方案,你认为可行的是 。A. 如果只调整U0,则应控制U0的范围为1.2~3 VB. 如果只更换滑动变阻器,则更换的滑动变阻器最大阻值不小于35 ΩC. 如果只更换电源,则更换的电源电压范围是1~3.5 V
解析 (1)原电路中,电阻和电压表没有连入电路中,电阻应与电流表串联,电压表 与电阻并联;(2)闭合开关S,发现电流表无示数,电路可能断路,电压表的示数较大,电压表与电 源连通,则电路故障可能是R断路;
(3)电流表示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02 A,电流为0.3 A,由 欧姆定律可知,未知电阻R= = =8 Ω;(4)②实验中,当把5 Ω的电阻换成10 Ω的电阻后,根据分压规律,电阻两端的电压 变大,研究电流与电阻关系时要控制电压不变,根据串联电路电压的规律,要增大 变阻器两端的电压,即要增大变阻器连入电路的电阻阻值,故应把变阻器滑片向 左端移动,使电压表示数为1 V;④根据串联电路电压的规律和分压规律: = = ,由此可知,当电源电压U、定值电阻两端的电压U0一定时,变阻器连入电路的电阻随定值电阻的增大而增大;当电阻为R=20 Ω时,所需滑动变阻器的 阻值最大为R滑大=30 Ω,根据串联电阻的规律,总电阻为:R总=R+R滑大=20 Ω+30 Ω=5 0 Ω,此时电流中的电流:I= = =0.06 A,由欧姆定律可知,此时电压表的示数
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