第9講歐姆定律六(伏安法及單表法測電阻)(解析版)

1、初中物理電學(xué)滿分訓(xùn)練營15講 第九講 歐姆定律六-伏安法及單表法測電阻 忍學(xué)目標(biāo) I戔麾g斕刪0喚細(xì)喚 【經(jīng)典例題-】 L下列電路圖中電源電壓U保持不變，定值電阻R的阻值已知。在不改變電路的情況下，能測出 未知電阻Rx的阻值的電路圖是 A 111 1 二 2| R M|J C M W-l |J B Rx R 二 L-CO-t-CZH Rx R D. C 【解答】解：A、定值電阻R與未知電阻Rx串聯(lián)流過它們的電流相等，單刀雙擲開關(guān)打到1時(shí), 測出串聯(lián)R與Rx的串聯(lián)電壓Uh開關(guān)打到2時(shí)測出電阻Rx的電壓Ux,由串聯(lián)電路待點(diǎn)求出圧 值電阻R兩端電壓，由歐姆總律求出流過Rx的電流，則該電路能測出電阻R

2、x的阻值: B、不論怎樣閉合、斷開各開關(guān)都不能同時(shí)測出Rx的電壓與電流，不能用該電路測出電阻Rx 的阻值; C、閉合開關(guān)S2,電壓表上端為正接線柱，下端為負(fù)接線柱：只閉合開關(guān)S3,電壓表上端為負(fù)接 線柱下端為正接線柱，又不能更改電路，所以苴中有一次電壓表接線柱一;接反，不能讀出電 壓表示數(shù)，不能測出待測電阻阻值: D、無論單刀雙擲開關(guān)打到何處都不能測出Rx的電壓與電流，不能用該電路測出Rx的阻值 故選：A。 2. 滑動(dòng)變阻器R上標(biāo)有“20Q, 1A”的字樣，定值電阻R阻值已知，電源電壓未知。下列四個(gè)實(shí) 驗(yàn)電路中無法測出未知電阻Rx的是（ R* 1r R右 11 11 Q A B. R石 S R

3、1 C D. 【解答】解: A、由圖將滑動(dòng)變阻器滑片滑到左端時(shí)接入電路的阻值為零，電壓表示數(shù)為0, 將滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值最大，讀出電壓表的示數(shù)U|,并根據(jù)歐姆;律求出電路中的電流I. 由于不知道Rx兩端的電壓，所以不能求出Rx的阻值: BC、由圖將滑動(dòng)變阻器滑片滑到左端時(shí)，接入電路的阻值為零，并讀出此時(shí)電流表的示數(shù)I,根 將滑動(dòng)變阻器滑片滑到右端時(shí)，接入電路的阻值為為最大值20Q,并讀出此時(shí)電流表的示數(shù)r , 2OG XI 則 U=r (20n+Rx)； 電源電壓不變.所以IRx=r (20n+Rx).解得：Rx= 故B、C可測出電阻Rx的 I-I 值: D、由圖當(dāng)S斷開時(shí)R|斷路，電壓

4、表tRx串聯(lián)入電路，電壓表示數(shù)等于電源電壓，示數(shù)為U： 當(dāng)閉合時(shí)，Ri和Rx串聯(lián)，電壓表測R兩端電壓，示數(shù)為U，則Rx兩端電壓為U-U, R1 所以R尸也=耳一XR|.故D町測出電阻Rx的值。 R1 故選J A。 【變式練習(xí)】 3. 物理科代表為全班同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖四個(gè)電路圖，圖中電源電壓未知但不變，Ro為阻值已知的定 值電阻，Ri為最大阻值已知的滑動(dòng)變阻器，通過斷開、閉合開關(guān)或調(diào)節(jié)Ri接入電路阻值不能測 出未知電阻Rx阻值的電路是( 10 1 S： 111- 1_11 A 11 Uh u 宜U% n 根據(jù)串聯(lián)電路的電流、電圧特點(diǎn)和歐姆；1律可知：Rx=W=生=眉廠=嵩-Ry故A町 丄X丄0Uy

5、 UU* 測Rm的阻值，不符合題意: B、由圖可知，S接1時(shí)，電壓表測電源電斥U； S接2時(shí)，Rx與R（）串聯(lián)，電壓表測Rm的電壓 5 U丈U*n 根據(jù)串聯(lián)電路的電流電壓特點(diǎn)可知：Rx-R故B可測Rx的阻值, 【X 1。IL U-U* Ro 不符合題意: C、由圖可知，開關(guān)S閉合時(shí)，Rx短路，電壓表測電源電壓U：開關(guān)S斷開時(shí)，Rx與Ro串聯(lián) U-Uq u-u 電壓表測Ro電壓Us則此時(shí)Rx的電壓Ux=U - Uo, Uv U - -U U-Un 根據(jù)串聯(lián)電路的電流、電斥待點(diǎn)和歐姆定律可知：Rx=/=/= =故C可 Ix1Up0 心 測Rx的阻值.不符合題意: D、由圖可知，無論開關(guān)斷開或閉合，

6、電壓表都是測電源電壓，不能直接或間接得到Rx兩端電壓, 因此無法由匸詐算Rx的電阻，故D不可測5阻值，符合題意。 故選：Do a “ 【經(jīng)典例題二】 5. 按電路圖甲連接電路測量定值電阻Rx的阻值。請(qǐng)你參與完成下面的實(shí)驗(yàn)任務(wù): 丙 乙 （1）連接電路時(shí)，除要斷開開關(guān)外還要 將滑片移到滑動(dòng)變阻器最大阻值處（將P移到b端）； （2）用完好的器材按如圖甲所示實(shí)驗(yàn)電路圖連接電路，實(shí)驗(yàn)時(shí)剛一 “試觸”，就發(fā)現(xiàn)電流表的指 針迅速擺動(dòng)過最大刻度處，出現(xiàn)這一現(xiàn)象的原因可能是電源電壓過大（或電流表量程選擇過小 或電路某處短路等）（指出一條即可入 （3）排除電路中的問題重新按圖甲正確連接電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，某次實(shí)驗(yàn)中電

7、壓表示數(shù)如圖乙所示, 電流表示數(shù)如圖丙所示，被測電阻心=8Q （4）若已知滑動(dòng)變阻器的最大阻值為R,被測電阻的阻值記為實(shí)驗(yàn)過程中電流表突然燒壞, 不能正常使用了，仔細(xì)思考一下，用現(xiàn)有的器材和原電路（拆下電流表），也能測出電阻Rx的阻 值。實(shí)驗(yàn)步驟如下: 閉合開關(guān)，將滑動(dòng)變阻器的滑片滑到a端，讀出電壓表的示數(shù)記為U； 將滑動(dòng)變阻器的滑片滑到b,讀出電汗表的示數(shù)記為U IT R 則被測電阻Rx的阻值為：Rx=y-U （用R及測量量表達(dá)）。 【解答】解：（1）連接電路時(shí)，除要斷開開關(guān)外，還要將滑片移到滑動(dòng)變阻器最大阻值處（將P （2）用完好的器材按如圖甲所示實(shí)驗(yàn)電路圖連接電路，實(shí)驗(yàn)時(shí)剛一 “試觸J就

8、發(fā)現(xiàn)電流表的指 針迅速擺動(dòng)過最大刻度處，說明電路的電流過大，出現(xiàn)這一現(xiàn)象的原因可能是電源電斥過大（或 電流表量程選擇過小或電路某處短路等h （3）排除電路中的問題重新按圖甲正確連接電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，某次實(shí)驗(yàn)中電壓表示數(shù)如圖乙所示, 電壓表選用小量程，分度值為OJV.電壓為2.4V,電流表示數(shù)如圖丙所示，電流表選用小量程, 分度值為。皿電流為由歐姆主律，被測電阻2卜繚皿 （4）實(shí)驗(yàn)步驟如下: 閉合開關(guān)，將滑動(dòng)變阻器的滑片滑到a端，讀出電壓表的示數(shù)記為U； 將滑動(dòng)變阻器的滑片滑到b,讀出電壓表的示數(shù)記為IT : 在中，為待測電阻的簡單電路，電壓表測電源電壓U,在中，變阻器的最大電阻與待測 電阻串聯(lián)，由

9、串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，定值電阻的電壓為：U-U,由分壓原理: 凹_ R U IT R 則被測電阻阻值為：Rx = U-U 故答案為: （1）將滑片移到滑動(dòng)變阻器最大阻值處（將P移到b瑞）: （2）電源電壓過大（或電流表量程選擇過小或電路某處短路等: (3) 8Q： （4）將滑動(dòng)變阻器的滑片滑到b,讀出電用表的示數(shù)記為U: 爵 6 -用如圖甲所示的電路測量總值電阻 Rx的阻值，測量數(shù)據(jù)記錄如下表： 實(shí)驗(yàn)次數(shù) 乙 (1) (2) (3) 電壓U/V 電流I/A 電阻R/Q 1.5 0.16 94 第2次測量時(shí)，電流表示數(shù)如圖乙所示，為 02 2.0 A,對(duì)應(yīng)的電阻值為 根據(jù)三次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得企值電阻

10、（4）閉合開關(guān)后，滑動(dòng)變阻器滑片在最左端時(shí)，兩電阻串聯(lián)電流表測電路的電流，電流表示 數(shù)為m根據(jù)串聯(lián)電阻的規(guī)律及歐姆總律，電源電Hb U=Ii (R+Rx) = 滑動(dòng)變阻器滑片在最右端時(shí)，為待測電阻的簡單電路，電流表示數(shù)為b由歐姆定律.電源電壓: U=l2Rx 由則電阻Rx=r I2I1 XR。 故答案為: XRo （1）0.20： 10.0： （2） 99（3）變阻器斷路：（4） 【I I2J 【變式練習(xí)】 7, 一個(gè)物理課外實(shí)驗(yàn)小組用如圖甲所示的電路來測量某待測電阻Rx的阻值，英中定值電阻Ro= 20Q請(qǐng)你幫實(shí)驗(yàn)小組完成: （1）按嬉甲圖的實(shí)驗(yàn)電路圖，用筆畫線代替導(dǎo)線將乙圖連接完整（部分導(dǎo)線

11、已連好h （2）在連接電路時(shí)，開關(guān)應(yīng) 斷開，閉合開關(guān)前，滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)置于選填“左” 或“右”）端: （3）閉合開關(guān)S|,將開關(guān)S2擲于時(shí)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片到適當(dāng)位置，記下此時(shí)電壓 表的示數(shù)為5：保持滑片位置不變，將開關(guān)S2擲于“2時(shí)，記下此時(shí)電壓表的示數(shù)為U2則 待測電阻陽阻值的表達(dá)式Rx= U2-U1.R0 （用Ro、U、5表示）。 -5 （4）重復(fù)步驟（3）.共得到5組5、U2的數(shù)據(jù)，并計(jì)算出也的值，如下表所示，則5組巴色數(shù) UUj 1 2 3 4 5 Ui/V 0.25 030 036 0.40 044 U2/V 0.86 103 L22 136 1.49 U2 3.44 34

12、3 339 3.40 339 U1 U1 據(jù)的平均值為3.41 :利用上纟 的平均值，求出待測電阻Rx為4律得, 電源電壓為：U=Ii（R（）+Rx）： 在中為定值電阻的簡單電路，由歐姆定律得, 電源電壓為J U=hRo： 丙電源電壓不變，則有：1| （Ro+Rx） =l2Ro； 解得：Rx=-Roo 打 （5）由圖丙知，當(dāng)S接1時(shí)，電壓表測量待測電阻兩端的電壓Ux，當(dāng)S接2時(shí)，電壓表測量待 測電阻和定值電阻兩端的總電壓U,從而可求得泄值電阻兩端的電壓U因?yàn)槭谴?lián)電路，則通 過待測電流心尸器晉，根據(jù)歐雌徐待測晌RX欝代入數(shù)據(jù)便 可求出待測電阻的阻值。 故答案為：1）如上圖所示：（2）連接電路時(shí)

13、開關(guān)沒有斷開：（3）調(diào)零；小量程：5：移動(dòng)滑動(dòng) 變阻器滑片，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，多次測呈：（4） I-Ro： （5）能。 11 12.在測總“小燈泡電功率的實(shí)驗(yàn)中，小燈泡額定電壓為2.5X 電阻約為10Q。 （1）請(qǐng)你用筆畫線代替導(dǎo)線, 將圖甲所示的實(shí)驗(yàn)電路的實(shí)物圖連接完整。 （2）檢查電路連接無誤，閉合開關(guān)后，燈泡不亮，電壓表有示數(shù)，電流表指針幾乎不動(dòng)，產(chǎn)生 這一現(xiàn)彖的原因可能是 （3）排除故障后，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P到某點(diǎn)時(shí)，電壓表示數(shù)如圖乙所示，為_ 18 Vo （4）移動(dòng)滑片P,記下多組對(duì)應(yīng)的電壓表和電流表的示數(shù)，并繪制成如圖丙所示1U圖象。根 據(jù)圖象借息，小燈泡的額定電流為Q2 A,小燈

14、泡的額；4功率為 （5）依拯圖丙所示的I -U圖象信息，還可以計(jì)算出此小燈泡正常發(fā)光時(shí)燈絲的電阻值為2 Q當(dāng)電壓值改變的時(shí)候，小燈泡的阻值IL （選填“變化或“不變”）： （6）小明又想測某未知電阻Rx的阻值設(shè)計(jì)了如圖所示電路（R0為已知阻值的泄值電阻人并 設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)步驟，請(qǐng)幫他把缺少的步驟補(bǔ)全，并寫出Rx的表達(dá)式。 實(shí)驗(yàn)步驟: A按照設(shè)計(jì)的電路圖連接電路 B斷開S2、閉合S|記錄電流表示數(shù)為1| C.斷開Si、閉介S2記錄電流表示數(shù)為12 表達(dá)式：Rl 也尺）（或 【1 Rg） （用已知和測量的物理量的符號(hào)表示） 【2I?.】1 【解答】解：燈泡正常發(fā)光時(shí)電流約為匸匚諾皿A, 電流表選00.6A量程，電流表串聯(lián)接入電路電路圖如圖所示: (2) 如果燈泡斷路，燈泡不亮，電路斷路，電路電流為零，電流表描針不動(dòng)，電壓表有示數(shù)。 (3) (4) 由圖乙可知，電壓表量程是03V,分度值是0.1V,電壓表示數(shù)是1.8V。 由圖丙的IU圖象可知，燈泡額定電壓2.5V對(duì)應(yīng)的電流為0.2A,燈泡額定功率P=UI= 25VX02A=05W。 (6) 實(shí)驗(yàn)步驟: (1) 按