第4节 电阻的测量含特殊方法4.docx
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第4节电阻的测量含特殊方法4
第14章 欧姆定律
第4节 电阻的测量(含特殊方法)
命题点 1 测量定值电阻
1.(2019重庆B卷)小明同学在“伏安法测电阻”的实验中:
第1题图
(1)在连接电路时,开关S应处于________状态,滑动变阻器的滑片P应放在阻值最________的位置.
(2)小明同学连接了如图甲所示的电路,闭合开关,电流表________示数,电压表________示数.(两空均选填“有”或“无”)
(3)他仔细检查电路,发现有一根导线连接错误,请你在图甲中错误的导线上画“”,并用笔画线代替导线画出正确的一根连接导线.
(4)正确连接电路后,闭合开关,调节滑动变阻器滑片P,当电压表的示数为2V时,观察到电流表示数如图乙所示,他记下数据并算出电阻R的阻值为________Ω.
(5)同组小斌同学继续向________(选填“A”或“B”)端移动滑片P,适当增大电阻R两端的电压,并进行了多次测量计算电阻的平均值从而减小实验误差.
2.(2019兰州改编)伏安法”测量某定值电阻Rx的阻值.
第2题图
实验次数
1
2
3
电压U/V
1.5
2.0
2.5
电流I/A
0.31
0.40
电阻Rx/Ω
4.8
5.0
Rx的平均值/Ω
(1)闭合开关后,发现向左移动滑动变阻器的滑片P时,电流表的示数变大、电压表的示数变小,你认为电路连接中存在的错误是_____________________________________________.
(2)排除故障后,闭合开关,改变电阻Rx两端的电压,进行了三次测量.在第三次测量中电流表的示数如图乙所示,其示数为________A.
(3)根据三次实验数据可得,定值电阻Rx的阻值为________Ω.(结果保留一位小数)
(4)将电阻Rx换成小灯泡,重复上述实验,发现几次实验中,所测小灯泡的电阻值相差较大,原因可能是________________________________________.
【拓展】在用“伏安法”测电阻时,若考虑到电流表和电压表内阻对电路的影响,电阻阻值的测量会存在误差.如图丙所示是另一组同学设计的部分电路图对该现象进行了探究:
第2题图丙
①考虑电表内阻,当开关由接触a点变到接触b点时,电压表示数将________(选填“增大”、“减小”或“不变”).
②如果已知电流表内阻为2Ω,开关接在b点时,电压表示数为12V,电流表示数为200mA,则被测电阻R0的准确阻值是________Ω.
3.(2019南京)(缺电压表)有两只阻值未知的定值电阻R1、R2.
(1)图甲是用伏安法测R1阻值的实物电路,电源电压恒为3V,滑动变阻器最大阻值为10Ω.
第3题图
①甲图中有一根导线连接错误,请在该导线上画“×”,并在图上改正(所画的导线用实线且不能交叉).
②改正电路后,闭合开关,发现无论怎样移动滑动变阻器滑片,两电表均无示数,其原因可能是________(填字母).
A.滑动变阻器断路 B.R1断路 C.R1短路
③故障排除后,正确操作实验器材,移动滑片,当电压表示数为1.2V时,电流表示数如图乙所示,则待测电阻R1=________Ω.
④现有以下三组数据,分析可知,不可能通过以上实验获得的数据有________(填序号).
实验序号
U/V
I/A
R1/Ω
1
0.8
0.2
2
1.6
0.4
3
1.9
0.475
(2)图丙是能巧测R2阻值的实验电路.图中R为电阻箱,R0为定值电阻(阻值未知).要求仅利用电阻箱读数表达R2的阻值,请在空白处填上适当内容.
①将开关接a,调节电阻箱和滑动变阻器滑片P至适当位置,记下__________________________;
②将开关接b,调节________________________,保持________________________________不变,记下____________________;
③则R2=________________.
第3题图丙
4.(2018绥化)(缺电流表)甲图是实验小组用伏安法测未知电阻Rx的实物电路,电源电压未知但恒定,已知滑动变阻器的最大阻值为R.(电阻均不受温度影响)
第4题图
(1)在甲图中找出连接错误的一根导线,并在导线上画“×”,用笔画线代替导线将实物图连接正确.(所画的导线要用实线,不可用虚线,导线不能交叉)
(2)连接电路时开关应________,滑动变阻器的滑片应位于________(选填“左”或“右”)端;
(3)该实验的原理是________.
(4)在实验操作中,发现电流表已损坏,电压表完好,于是小组的同学设计了如乙图所示的电路图也完成了实验.请你帮助他们把以下实验步骤填写完整;
①闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片,当滑片位于最左端时,读出此时电压表的示数,记为U1;
②再____________________________,读出此时电压表的示数,记为U2;
③则未知电阻Rx=________.
命题点 2 测量小灯泡电阻
5.(2018威海)小明想测量标有“2.5V”小灯泡的电阻,请解答下列问题:
(1)请用笔画线代替导线,将图中的实物电路连接完整.(导线不能交叉)
第5题图
(2)连好电路后,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应处于最________端.(选填“左”或“右”)
(3)闭合开关后,发现电流表、电压表均有示数,但灯泡不亮,原因可能是________.
A.小灯泡断路
B.小灯泡短路
C.滑动变阻器断路
D.滑动变阻器接入电路的阻值过大
(4)调节滑动变阻器,测得实验数据如下表所示:
实验次数
第1次
第2次
第3次
第4次
电压(V)
1.0
1.5
2.0
2.5
电流(A)
0.14
1.00
0.25
0.30
电阻(Ω)
在分析实验数据时,发现一个数据有明显错误,这个数据是________;若此错误是由于看错电表量程导致的,则该数据的正确值应是________.
(5)根据实验数据可知,小灯泡正常发光的电阻是________Ω.
(6)实验完成后,分析数据发现,小灯泡电阻呈逐渐增大趋势,其原因可能是__________________.
6.(2019广安)学校科技创新小组用伏安法测量小灯泡的电阻,电源电压为3V,待测小灯泡的额定电压为2.5V.
第6题图
(1)请用笔划线代替导线,完成图甲中实物电路的连接,要求:
①滑片P向右移动时,电流表示数变小;②连线不能交叉;
(2)检查电路无误后,闭合开关,灯泡不亮,电压表有示数,电流表示数为零,导致这一现象的原因可能是________;
A.电压表短路 B.电压表断路
C.滑动变阻器短路D.小灯泡断路
(3)故障排除后,闭合开关,当滑动变阻器的滑片P移到某一位置时,电压表示数如图乙所示,要测量小灯泡正常发光时的电阻,应将滑动变阻器的滑片向________移动(选填“左”或“右”);
(4)通过移动滑动变阻器的滑片P记录了多组数据,并作出了如图丙所示的I-U图像,由图可知小灯泡正常发光时的电阻为________Ω.
7.(缺电压表)小明想测量标有“2.5V”小灯泡的电阻,请解答下列问题:
第7题图
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整.(导线不能交叉)
(2)闭合开关后,发现电流表、电压表均有示数.但灯泡不亮,原因可能是________________________________________.
(3)在某次测量中,调节滑动变阻器滑片到某一位置,电压表示数为2.8V,要测小灯泡正常发光时的电阻,应进行的操作是________________________________________.
(4)若使用欧姆表(一种测量电阻的仪器)直接测量小灯泡的电阻,所测得的值________(选填“大于”、“小于”或“等于”)小灯泡正常发光时的电阻,你判断的理由是:
____________________________________________________________
【拓展】实验中电压表损坏,用一个已知阻值的定值电阻R0,利用如图乙所示电路也能测出该小灯泡正常发光时的电阻,请完成下列实验步骤:
①闭合开关S、S1,断开开关S2,移动滑片,电流表的示数为________A;
②________________________,保持滑片位置不变,读出电流表示数为I;
③灯泡正常发光时的电阻R=________.(用已知量和测量量表示)
8.(2019邢台一模)(缺电流表)为测量小灯泡L1正常发光时的电阻R1,小明设计了一个如图甲所示的电路图,已知定值电阻R0=20Ω,滑动变阻器R(20Ω 1A),电源电压为18V,小灯泡Ll的额定电压为6V,额定功率约为2.4W.
第8题图
(1)闭合开关S前,滑动变阻器的滑片P应滑到最________(选填“左端”或“右端”).
(2)小明正确连接电路后,进行实验.小灯泡L1正常发光时,电流表的指针如图乙所示,通过小灯泡的电流I1为________A,正常发光时的电阻R1为________Ω.
(3)电路中定值电阻R0的作用是:
____________.
(4)小明完成上述实验后,把电流表和小灯泡L1拆走了,小红利用小明剩余的器材和老师又给她的两个开关S1、S2及导线,重新设计了一个如图丙所示的实验电路,测出了另一盏小灯泡L2(U额=12V)正常发光时的电阻R2.
第8题图丙
a.为了测出小灯泡L2正常发光时的电阻R2,请只添加两条导线,帮助小红完成实验电路的连接;
b.请把小红的实验步骤补充完整:
①先断开开关S2,再闭合开关S和S1,移动滑动变阻器的滑片P,使电压表的示数为________;这时保持滑动变阻器的滑片位置不动,断开开关S1,闭合开关S2,记录下电压表的示数U;
②则R2=______________.
参考答案及解析
第4节 电阻的测量(含特殊方法)
1.
(1)断开 大
(2)无 有 (3)如答图所示 (4)10 (5)A
第1题答图
【解析】
(1)连接电路时,开关应断开;闭合开关前,为了保护电路,滑动变阻器的滑片应置于阻值最大处;
(2)图甲可知,电流表和电压表串联后并联在了定值电阻两端,由于电压表的内阻很大,可以看作断路,电流表内阻很小,可以看作导线,则电压表正常工作,电流表无示数;(3)电流表应串联在电路中,电压表应并在待测电阻两端,具体修改如答图所示;(4)由图乙可知,电流表选用的是0~0.6A量程,分度值为0.02A,故示数为0.2A,电阻R的阻值为R=
=
=10Ω;(5)由于滑动变阻器与定值电阻R串联,根据串联电路电压规律可知,要想适当增大电阻R两端的电压,应减小滑动变阻器分得的电压,即减小滑动变阻器接入电路中的电阻,即应将滑片向A端移动.
2.
(1)电压表并联在了滑动变阻器的两端
(2)0.48(3)5.0 (4)小灯泡灯丝电阻受温度影响 【拓展】①增大 ②58
3.
(1)①如答图所示 ②A ③4 ④1、3
(2)①电流表的示数I和电阻箱R的阻值RA ②电阻箱 电流表的示数I和滑动变阻器滑片位置 电阻箱R的阻值RB ③RA-RB
第3题答图
【解析】
(1)①滑动变阻器要和电阻串联,电压表要和电阻并联,具体如答图所示;②无论怎样移动滑动变阻器的滑片,两个电表都无示数,说明电路存在断路,如果R1断路,电压表和电源是连通的,电压表有示数;因此故障可能是滑动变阻器断路,故选A;③电流表选的是0~0.6A的量程,分度值为0.02A,读数为0.3A,待测电阻为R1=
=
=4Ω;④当电阻的电压为0.8V时,滑动变阻器两端的电压为U滑=U-U1=3V-0.8V=2.2V,此时滑动变阻器连入电路中的电阻为R滑=
=
=11Ω,而滑动变阻器的最大阻值为10Ω,不可能获得第1组数据;同样计算出第2次,实验时滑动变阻器连入电路中的电阻:
R滑′=
=
=3.5Ω,可能获得此数据;因为电流表的分度值为0.02A,因此不可能读出0.475A的数值,故不可能获得第1、3组数据;
(2)开关接a,调节电阻箱和滑动变阻器滑片P至适当位置,记下电流表的示数I和电阻箱R的阻值RA;将开关接b,调节电阻箱,保持电流表的示数I和滑动变阻器滑片位置不变,记下电阻箱R的阻值RB;由于电流相同,所以R0+RA=R0+RB+R2,即R2=RA-RB.
4.
(1)如答图所示
(2)断开 右 (3)R=
(4)将滑片移动到最右端
R
第4题答图
5.
(1)如答图所示
(2)左 (3)D (4)1.00 0.20 (5)8.33 (6)灯丝电阻随温度升高而增大
第5题答图
6.
(1)如答图所示
(2)D (3)左 (4)12.5
第6题答图
【解析】
(1)滑动变阻器要按“一上一下”的方式串联接入电路,要使滑片P向右移动时,电流表示数变小,则滑动变阻器接入电路的阻值变大,故应将滑动变阻器的左下接线柱与小灯泡的右接线柱连接,具体如答图所示;
(2)电流表示数为零,说明电路中存在断路故障,电压表有示数,则说明与电压表并联之外的部分一定完好,故电路故障为与电压表并联的小灯泡所在支路存在断路,故选D;(3)由图乙可知,电压表选用0~3V量程,分度值为0.1V,示数为2.1V,小于小灯泡的额定电压2.5V,要测量小灯泡正常发光时的电阻,应增大小灯泡两端的电压,根据串联电路电压的规律,应减小滑动变阻器两端的电压,由分压原理可知,应减小变阻器连入电路中的电阻,故滑片向A端移动即向左移动,直到电压表示数为2.5V;(4)由图丙的I-U图像知:
灯泡的额定电压为2.5V,对应的电流为0.2A;小灯泡正常发光的电阻为R=
=
=12.5Ω.
7.
(1)如答图所示
(2)滑动变阻器接入电路的阻值太大,电路中电流太小,灯泡的实际功率太小 (3)将滑动变阻器的滑片向左滑动,使电压表的示数为2.5V(4)小于 灯丝的电阻随温度的升高而增大 【拓展】①
②闭合开关S、S2,断开开关S1 ③
第7题答图
【解析】
(1)标有“2.5V”的小灯泡表示灯的额定电压为2.5V,故电压表选用小量程与小灯泡并联,具体如答图所示;
(2)闭合开关后,电流表、电压表均有示数,灯泡不亮可能是由于滑动变阻器接入电路的阻值太大,电路中电流太小,灯泡的实际功率太小造成的;(3)当电压表示数为2.8V,灯泡两端的电压高于额定电压,所以要使灯泡正常发光,应增大滑动变阻器的阻值,将滑动变阻器的滑片向左滑动,使电压表的示数为2.5V;(4)相比根据R=
计算出的小灯泡正常工作时电阻,由欧姆表测电阻时,电压较小,温度低,根据影响电阻大小的因素,灯丝温度越低,电阻越小,所以若用一种仪器(欧姆表)直接测量小灯泡的电阻,则测得值小于小灯泡正常发光时的电阻;【拓展】实验步骤:
①闭合开关S、S1,断开开关S2,移动滑片,电流表的示数为
=
,此时灯泡正常发光;②闭合开关S、S2,断开开关S1,保持滑片位置不变,读出电流表示数为I;③在①中,电流表测定值电阻的电流,由欧姆定律和并联电路电压的规律,灯两端的电压等于U额,灯正常发光,在②中,电流表测灯与定值电阻的总电流,由并联电路电流的规律,灯的额定电流为:
I额=I-
,小灯泡正常发光的电阻为:
R=
=
=
.
8.
(1)右端
(2)0.4 15 (3)保护电路(4)a.如答图所示 b.①12V ②
第8题答图