特殊方法测电阻及电功率

这是一份特殊方法测电阻及电功率，共9页。试卷主要包含了如图所示等内容，欢迎下载使用。

图Z9－2
(1)请你添加两根导线完成如图所示的实验电路的连接。
(2)闭合开关S1，读出电流表示数为I1；________________，读出电流表示数为I2。
(3)写出电阻Rx的表达式为：Rx＝_______。
2．小龙想利用一块电压表和阻值已知的电阻R0测量电阻Rx的阻值。小龙选择了满足实验要求的器材，并连接了部分实验电路，如图Z9－3所示。
图Z9－3
(1)请你根据小龙的设计要求只添加一根导线完成如图所示的实验电路的连接。
(2)主要操作步骤：
①闭合开关S、S1，记录此时电压表的示数U1；
②闭合开关S，断开开关S1，记录此时电压表的示数U2。
(3)请你用电压表第一次的示数U1、第二次的示数U2和R0表示出Rx，Rx＝________。
3．[2015·石景山二模] 电压表内阻较大，但在实际电路中也有一定电流通过。小明利用下列器材测量一电压表的内阻RV：稳压电源、电流表、定值电阻R0(阻值已知)、滑动变阻器R、开关和导线若干，并设计了如图Z9－4所示的电路图。请按要求完成下列问题：
图Z9－4
(1)闭合开关前，应先将滑动变阻器滑片P移至______(选填“a”或“b”)端。
(2)闭合开关S，当滑动变阻器滑片P由b端向左移动的过程中，电压表示数与电流表示数之比将________(选填 “变大”“不变”或“变小”)。当滑动变阻器滑片移到某位置时，电流表的示数为I，电压表的示数为U，则该电压表内阻RV＝________________。
(3)实验要求多次测量电压表内阻，最后求其平均值，其目的是_______________________________________________。
4．[2015·朝阳一模] 小阳想利用一块电流表和一个电阻箱()测量额定电流为0.3 A的小灯泡的额定功率。他选择了满足实验要求的实验器材，并按照如图Z9－5所示的电路图连接好实物。以下是他设计的实验方案，请将它补充完整：
图Z9－5
(1)只闭合开关S1，移动变阻器的滑片P，使电流表示数为________A。
(2)断开开关S1、闭合开关S2，________________________，当电流表示数为0.3 A时，读出电阻箱连入电路的阻值R0。
(3)利用上述测量出的物理量及已知量，写出小灯泡额定功率的表达式：P＝______。
5．[2015·东城一模] 小霖利用电阻箱和一块电流表测量小灯泡的实际功率，他选择了满足这个实验要求的器材，设计并连接了如图Z9－6所示的部分实验电路。
图Z9－6
(1)请你添加一条导线，将如图所示的实物图补充完整。
(2)闭合开关S1，将开关S2扳向________(选填“1”或“2”)，调节滑动变阻器使小灯泡发光，记录电流表的示数I1。
(3)将开关S2扳向另一端，保持滑动变阻器的滑片位置不变，调节__________的阻值为R1时，电流表的示数为I1。
(4)请用I1和R1表示小灯泡的实际功率P1，P1＝____________。
6．2014·大兴二模小明利用电压表和阻值为R0的已知定值电阻，测量额定电压为2.5 V的小灯泡正常发光时的电功率P。他选择了满足实验要求的实验器材，并连接了部分实验电路，如图Z9－7所示。
图Z9－7
(1)为了测量出小灯泡正常发光时的电功率P，请只添加两条导线完成如图所示的实验电路的连接。
(2)请把小明的实验步骤补充完整：
①断开开关S2，闭合开关S1、S3，移动滑动变阻器的滑片P，使______________________；保持滑动变阻器的滑片位置不变，断开开关S3，闭合开关S2，记录电压表的示数为U；
②请用R0及实验数据表示出P，P＝________________。
参考答案
1．(1)如图所示
(2)再闭合开关S2
(3)eq \f(I2－I1,I1)R0
2．(1)如图所示
eq \f(U1－U2,U2)R0
3．(1)b (2)不变 eq \f(UR0,IR0－U) (3)减小误差
4．(1)0.3 (2)滑片不动，调节电阻箱
(3)(0.3A)2×R0
5．(1)如图所示 (2)1 (3)电阻箱 (4)Ieq \\al(2,1)R1
9．(1)如图所示
(2)①电压表的示数为2.5 V
②eq \f(U－2.5 V,R0)×2.5 V
特殊方法测电阻、测电功率
一、缺电流表
1. (2017娄底)(3分)如图所示为小明设计的测量未知电阻阻值Rx的实验电路，实验中定值电阻阻值为R0.
①断开开关S1，闭合开关S、S2，电压表示数为U1；
②__________________，电压表示数为U2；
③未知电阻的阻值为Rx＝____________(用已知量和测量量表示)．

第1题图 第2题图
2. (3分)在测量定值电阻阻值的实验中，电流表已损坏，小明增加了一个阻值已知的定值电阻R0和一个开关，也完成了实验，实验电路如图所示．请完成下列实验步骤：
①闭合开关S1、断开开关S2，读出电压表示数U1；
②_____________________________；
③定值电阻的阻值Rx＝________(用已知量和测量量表示)；
④小明认为此值为定值电阻的阻值，老师觉得不合理，接下来的操作是____________________．
3. (2017安阳二模改编)(5分)某实验小组在测量额定电压为U0的小灯泡正常发光时的电阻时，发现实验室没有电流表，于是他们多找了一个滑动变阻器设计了如图所示的实验电路，顺利完成了实验．实验步骤如下：
①闭合开关，先调节滑动变阻器________(选填“R0”或“R”)的滑片到最________(选填“左”或“右”)端，再调节另一滑动变阻器的滑片，直到____________________．
②接着__________________，读出这时电压表的示数，用U表示．
③则灯泡正常发光时电阻的表达式RL＝________(U、U0、R0字母表示)．
第3题图 第4题图
4. (3分)小明利用一个电压表和一个电阻箱测量额定电压2.5 V为小灯泡的额定功率，实验电路如图所示．
①闭合开关S1、断开开关S2，移动变阻器的滑片P，使电压表的示数为____________；
②______________，调节电阻箱，使电压表的示数为2.5 V，读出电阻箱连入电阻中的阻值R0；
③小灯泡的额定功率P＝____________(用已知量和测量量表示)．
5. (2017南京改编)(7分)小华利用两个滑动变阻器R1、R2(其中R2最大阻值已知)、三个开关、电压表和导线若干，测量小灯泡正常发光时的电功率，请在图中虚线框内将电路图补画完整，小灯泡额定电压为3.8 V.
①只闭合开关________，调节________滑片，使电压表示数为3.8 V；
②只闭合开关________，调节________滑片，使电压表示数仍为3.8 V；
③接着将R2的滑片调至最左端，记下电压表的示数为U1；再将R2的滑片调至最右端，记下电压表的示数为U2；
④小灯泡的额定功率为P＝____________(用已知量和测量量表示)．
第5题图 第6题图
6. (2017辽阳改编)(3分)小丽利用如图所示的电路测量额定电压为2.5 V的小灯泡的额定电功率，已知滑动变阻器的最大阻值为15 Ω，电源电压恒定，实验步骤如下：
①闭合开关S、S2，断开S1，将滑动变阻器的滑片移到最上端，电压表示数为4.5 V.
②____________(填三个开关闭合与断开情况)，移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数为______V，这时小灯泡正常发光．
③闭合开关S、S2，断开S1，保持滑动变阻器滑片的位置不变，电压表示数为3 V.
④小灯泡的额定功率P额＝________W.
二、缺电压表
7. (3分)小明同学在测量未知电阻阻值的实验中发现电压表损坏，利用电阻箱设计如图所示电路进行测量．
①正确连接电路后，将开关S拨至________，调节滑动变阻器滑片至某一位置，记下此时电流表的示数为I；
②______________________________________，使电流表示数为I，记下电阻箱的示数为R；
③未知电阻Rx＝____________(用已知量和测量量表示)．

第7题图 第8题图
8. (2017湖北三市一企改编)(4分)在测量小灯泡电功率的实验中，电压表已损坏，小明向老师借了一个已知阻值为R0的电阻和一个电流表，借助部分原有实验器材(滑动变阻器、额定电压为2.5 V的小灯泡、电流表、开关各一个)设计了如下的实验电路．
①按照电路图连接实物电路时，开关应________，滑动变阻器滑片应滑到________．
②闭合开关，移动滑片，使电流表的示数为________，读出电流表的示数为I1.
③小灯泡的额定功率P额＝____________．(用已知量和测量量表示)
9. (3分)如图所示是测量未知电阻Rx阻值的电路，滑动变阻器最大阻值为R0，电源电压恒定，请完成下列实验步骤：
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________________________，记录电流表示数为I2；
③未知电阻的阻值Rx＝________(用已知量和测量量表示)．

第9题图 第10题图
10. (2017三门峡一模改编)(3分)某同学在电压表损坏的情况下用如图所示电路测出了待测电阻的阻值，请将他的实验过程补充完整．(滑动变阻器的最大阻值为R0)
①闭合开关，将滑片P调节在最右端使滑动变阻器全部接入电路，记下此时电流表示数为I1；
②将滑片P调节到________，记下此时电流表示数为I2；
③待测电阻的阻值Rx＝____________(用已知量和测量量表示)．
11. (5分)如图所示虚线框内有阻值已知的定值电阻R0、阻值未知的电阻Rx和一个开关S1；小林利用上述实验器材，设计一种测量Rx阻值的电路，将电路图补充完整．
①闭合开关________，读出电流表的示数I1；
②______________，读出电流表的示数I2；
③定值电阻的阻值Rx＝____________(用已知量和测量量表示)．
第11题图 第12题图
12. (2016本溪改编)(6分)用如图所示电路测量额定电流为0.3 A的小灯泡的额定功率，请完成实验步骤，电源电压恒定且未知，滑动变阻器最大阻值为30 Ω.
①将滑片调到最大阻值处，开关S闭合，S1______(选填“闭合”或“断开”)，读出电流表示数为0.2 A，则电源电压为________V.
②开关S闭合，S1________(选填“闭合”或“断开”)，调节滑动变阻器的滑片，使电流表示数为________A，小灯泡正常发光．
③开关S、S1均闭合、滑动变阻器的滑片______，读出电流表示数为0.4 A；
④小灯泡额定功率P额＝________W.
13. (5分)在测量小灯泡电功率的实验中，实验电路如图甲所示，电源电压未知，电阻R的阻值已知，小灯泡额定电压为3.8 V.
第13题图
①请用笔画线代替导线，按图甲中电路图将图乙实物图连接完整．
②开关S拨至位置1，移动滑片P到任意位置，读出电流表的示数I1；
③开关S拨至位置2，滑片位置不动，读出电流表示数I2.
④灯泡的电阻RL＝________(请用所测的物理量表示)，根据P额＝计算灯泡的额定功率．他们按此方案测量，发现实验结果与真实值相差较大，原因是__________________．若要准确测量小灯泡的额定功率，可将上述步骤②改为__________________．
参考答案
1. ②(2分)断开开关S2，闭合开关S、S1 ③(1分)eq \f(U2,U1－U2)R0
2. (每空1分)②闭合开关S2，读出电压表示数U ③eq \f(U1,U－U1)R0
④换用不同阻值的定值电阻多次测量求平均值(将定值电阻换成电阻箱进行多次测量求平均值)
3. (每空1分)①R0 左 电压表的示数为U0 ②调节R0的滑片到最右端 ③eq \f(U0,U－U0)R0
【解析】观察电路图可知，实验中缺少电流表，根据串联电路电流相等的特点求出通过小灯泡的电流；滑动变阻器全部接入电路，电压表一侧与滑片相连，另一侧接在小灯泡左端，因此可通过移动滑片控制电压表的测量对象，从而根据欧姆定律算出电路中的电流．
4. (每空1分)① 2.5 V ②保持滑片位置不变，闭合开关S2、断开开关S1
③ eq \f(（2.5 V）2,R0)
5. 如答图所示(2分) ①(2分)S、S1 R2 ②(2分)S、S2 R1 ④(1分)eq \f(（3.8 V）2,U2R2)×(U1－U2)
第5题答图
【解析】由于实验中缺少电流表，又多出一个滑动变阻器和两个开关，可利用等效法测出小灯泡正常发光时的电阻，再根据P＝eq \f(U2,R)算出小灯泡的额定功率，故可将滑动变阻器R1与小灯泡并联，电压表测并联部分两端电压，然后根据R2接入电路阻值为0和最大时，求出与小灯泡并联的滑动变阻器在小灯泡正常发光时接入电路的电阻. 实验步骤：①只闭合开关S、S1，此时小灯泡与R2串联，调节R2滑片，使电压表示数为3.8 V，小灯泡正常发光；②接着只闭合S、S2，此时应保持R2滑片不动，调节R1，使电压表示数仍为3.8V，则R1此时接入电路的阻值等于小灯泡正常发光时的电阻；③当R2滑片滑到最左端时，电压表测电源电压，滑到最右端时R2接入电路的电阻为最大阻值，电压表测R1两端电压，则电路电流I＝eq \f(U1－U2,R2)，R1接入电路的阻值为R1＝eq \f(U2,I)＝eq \f(U2R2,U1－U2)，所以有RL＝R1＝eq \f(U2R2,U1－U2)，小灯泡的额定功率为P＝eq \f(Ueq \\al(2,额),RL)＝eq \f(（3.8 V）2,U2R2)×(U1－U2)．
6. (每空1分)②闭合开关S、S1，断开S2 2 ④ 0.5
【解析】①闭合开关S、S2，断开S1，此时灯泡短路，电路中只有滑动变阻器且其以最大阻值接入电路，滑片移到最上端，则电压表测电源电压，即U＝4.5 V；②若要使小灯泡正常发光，则开关S2必须断开，且滑动变阻器要能够调节电路电流，则开关S、S1必须闭合，此时灯泡与滑动变阻器串联，调节滑片使灯泡正常发光时，电压表的示数为4.5 V－2.5 V＝2 V；③闭合S、S2时，小灯泡短路，滑片位置不变，则电压表测滑动变阻器滑片下端的电阻两端的电压为3 V; 根据串联电路电压特点有eq \f(4.5 V,15 Ω)＝eq \f(3 V,R′)，此时滑片下方的阻值R′＝10 Ω，则②中电路电流I＝eq \f(UR,R′)＝eq \f(2 V,10 Ω)＝0.2 A，则小灯泡的额定功率P＝ULI＝2.5 V×0.2 A＝0.5 W.
7. (每空1分)①1 ②保持滑片位置不变，将开关拨至2，调节电阻箱 ③R
8. (每空1分)①断开 最大阻值处 ②eq \f(2.5 V,R0) ③ 2.5 V×(I1－eq \f(2.5 V,R0))
9. ②(2分)将滑动变阻器滑片P移到b端 ③(1分)eq \f(I2R0,I1－I2)
【解析】①当滑片移到a端时，滑动变阻器与未知电阻并联，电流表测干路电流；②滑片移到b端时，未知电阻被短路，电流表测通过滑动变阻器的阻值，电源电压U＝I2R0，通过未知电阻的电流为I1－I2，则未知电阻的阻值为Rx＝eq \f(U,I)＝eq \f(I2R0,I1－I2).
10. ②(1分)最左端 ③(2分)eq \f(I1R0,I2－I1)
【解析】滑动变阻器全部接入电路，滑片P应位于右端，此时有U＝I1(Rx＋R0)①；将滑片P调节到最左端，此时滑动变阻器接入电路的阻值为0，此时有U＝I2Rx②，联立①②得Rx＝eq \f(I1R0,I2－I1).
11. 如答图所示(2分) ①(1分)S、S1 ②(1分)闭合开关S，断开开关S1 ③(1分)eq \f(I2R0,I1－I2)
第11题答图
【解析】电源电压未知，且实验中没有电压表，可以根据开关的通断，控制接入电路的元件，计算出电源电压，并根据串联电路电流相等的特点计算出定值电阻的阻值．
12. (每空1分)①闭合 6 ②断开 0.3 ③保持不动 ④0.45
【解析】①滑片移至最大阻值处，将开关S1闭合时，电路中只有滑动变阻器和电流表，电源电压U＝IR＝0.2 A×30 Ω＝6 V；②开关S闭合，S1断开，移动滑动变阻器，使电流表的示数为0.3 A，此时小灯泡正常发光，电路中的总电阻R总＝eq \f(6 V,0.3 A)＝20 Ω；③开关S 、S1均闭合，滑动变阻器的滑片不动，电流表示数0.4 A，可知滑动变阻器的阻值RP＝eq \f(6 V,0.4 A)＝15 Ω，这样就可知道小灯泡正常发光时的电阻RL＝20 Ω－15 Ω＝5 Ω；④小灯泡的额定功率P额＝I2RL＝(0.3 A)2×5 Ω＝0.45 W.
13. ①(2分)如答图所示 ④(3分)eq \f(I1R,I2－I1) 灯丝电阻随温度变化，算出的电阻值不是额定电压下对应的电阻值 移动滑片，使电流表的示数为eq \f(3.8 V,R)
第13题答图
【解析】开关S拨至位置1，电流表测定值电阻所在支路电流；开关S拨到位置2，电流表测量干路电流，则通过灯泡的电流I＝I2－I1，灯泡两端的电压为U＝I1R，则RL＝eq \f(I1R,I2－I1).要测量小灯泡的额定功率，必须使小灯泡两端的电压等于额定电压，则可根据定值电阻与小灯泡并联的关系确定出通过电流表的示数．