九年級(jí)物理上冊(cè)第十四章歐姆定律專題訓(xùn)練：　特殊方法測(cè)電阻

特殊方法測(cè)電阻類型一伏阻法測(cè)電阻1.用電壓表和已知阻值的電阻測(cè)定值電阻Rx的阻值,在測(cè)量時(shí),如圖1所示,將待測(cè)電阻Rx與已知阻值的電阻R0串聯(lián),用電壓表V1測(cè)出已知阻值電阻R0兩端的電壓U1,用電壓表V2測(cè)出Rx兩端的電壓U2,則通過R0的電流I=,可得Rx=.

圖12.某同學(xué)在沒有電流表的情況下,利用電壓表和已知阻值的定值電阻R0,測(cè)量未知電阻Rx的阻值.圖2中不能測(cè)出Rx阻值的電路是 ()圖23.若實(shí)驗(yàn)室中只有一個(gè)電壓表和一個(gè)已知阻值的定值電阻R0,小明設(shè)計(jì)了如圖3所示的電路,同樣可以測(cè)量未知電阻Rx的阻值,請(qǐng)將實(shí)驗(yàn)步驟補(bǔ)充完整.圖3(1)閉合開關(guān)S、斷開S1,讀出電壓表示數(shù)為U1.(2)閉合開關(guān)S、S1,讀出此時(shí)電壓表示數(shù)為U2.(3)請(qǐng)寫出Rx的表達(dá)式:Rx=.(用已知量和測(cè)量量表示)

(4)思考:該測(cè)量方案,電源(選填“需要”或“不需要”)具有兩端電壓恒定不變的特點(diǎn).電路(選填“可以”或“不可以”)再串聯(lián)一個(gè)滑動(dòng)變阻器,以進(jìn)行多次測(cè)量.

4.實(shí)驗(yàn)桌上提供了符合要求的電源、已調(diào)零的電壓表、開關(guān)、滑動(dòng)變阻器各一個(gè)(最大阻值為R0),導(dǎo)線若干.如圖4所示,小陽(yáng)利用這些器材測(cè)量未知電阻Rx的阻值.實(shí)驗(yàn)步驟如下:圖4(1)將滑動(dòng)變阻器的滑片移至最大阻值處,閉合開關(guān)S,讀出電壓表的示數(shù)U1.(2)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片,使滑動(dòng)變阻器___________________________.

(3)根據(jù)已知條件和測(cè)量結(jié)果,寫出用此方法所測(cè)得的電阻Rx的表達(dá)式:Rx=_________.

5.[2019·蘇州改編]小明要測(cè)量定值電阻Rx的阻值(約十幾歐),現(xiàn)有器材:電源(6V)、滑動(dòng)變阻器、電壓表、開關(guān)各一個(gè),導(dǎo)線若干.小明還發(fā)現(xiàn)桌上有一根標(biāo)有長(zhǎng)度刻度、總長(zhǎng)為20.0cm、總阻值為10Ω的均勻電阻絲,還有一根帶有鱷魚夾的導(dǎo)線(如圖5甲所示).查閱資料了解到,均勻電阻絲阻值與長(zhǎng)度成正比.經(jīng)過思考,設(shè)計(jì)了如圖乙所示的電路(AB為電阻絲,C為鱷魚夾),繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn).圖5(1)根據(jù)已知條件判斷,電壓表量程應(yīng)選用______V.

(2)按照如圖乙所示的電路連接好器材,多次實(shí)驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)如下表所示:實(shí)驗(yàn)次數(shù)123AC長(zhǎng)度/cm4.014.020.0電壓表示數(shù)/V0.82.02.4求出第1次實(shí)驗(yàn)時(shí)電路中的電流I1=_________A;

利用表中所有數(shù)據(jù)求出待測(cè)電阻Rx=_________Ω.

類型二安阻法測(cè)電阻6.用電流表和已知阻值的定值電阻R0測(cè)待測(cè)電阻Rx的阻值,在測(cè)量時(shí),如圖6所示,將待測(cè)電阻Rx與已知阻值的電阻R0并聯(lián),用電流表A1測(cè)出通過R0的電流I1,用電流表A2測(cè)出通過Rx的電流I2,R0兩端的電壓的表達(dá)式U=,待測(cè)電阻Rx=.

圖67.(多選)做完“伏安法測(cè)電阻”的實(shí)驗(yàn)后,老師向同學(xué)們提出一個(gè)問題:“如果實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)電壓表已經(jīng)損壞,那么能否借助一個(gè)穩(wěn)壓電源,一個(gè)已知阻值的電阻R0,加上桌面上原有儀器,測(cè)出一個(gè)未知電阻R的阻值呢?要求:(1)可以增加導(dǎo)線和開關(guān);(2)電路連接好后不能改變?cè)奈恢?”同學(xué)們積極思考,激烈討論,提出了以下方案,請(qǐng)你分析一下,圖7中可行的是 ()圖78.[2020·益陽(yáng)改編]用如圖8所示的電路測(cè)量電阻Rx的阻值,其中電源電壓恒定,定值電阻R0的阻值已知,S為單刀雙擲開關(guān).圖8(1)扼要寫出實(shí)驗(yàn)的主要步驟(指出物理量的名稱并用相應(yīng)的符號(hào)表示).①___________________________;

②___________________________.

(2)Rx的表達(dá)式Rx=.(用所測(cè)量的物理量及相應(yīng)的符號(hào)表示)

9.[2020·海南節(jié)選]如果沒有電壓表,電源電壓未知,可以用最大阻值為R的滑動(dòng)變阻器和如圖9所示的電路來(lái)測(cè)量電阻Rx的阻值.閉合開關(guān)后,滑動(dòng)變阻器滑片在最左端時(shí),電流表示數(shù)為I1;滑動(dòng)變阻器滑片在最右端時(shí),電流表示數(shù)為I2,則電阻Rx=.(用相關(guān)物理量的符號(hào)表示)

圖910.曉亮利用阻值為R0的定值電阻和一塊電流表測(cè)量未知電阻Rx的阻值.他選擇了滿足這個(gè)實(shí)驗(yàn)要求的器材,并連接了部分實(shí)驗(yàn)電路,如圖10所示.(1)為了測(cè)出電阻Rx的阻值,請(qǐng)?zhí)砑右桓鶎?dǎo)線完成如圖所示的實(shí)驗(yàn)電路的連接.(2)開關(guān)S1、S2都閉合時(shí),電流表的示數(shù)為I1;只閉合開關(guān)S2時(shí),電流表的示數(shù)為I2.請(qǐng)用I1、I2和R0表示Rx,Rx=.

圖10類型三等效替代法測(cè)電阻11.用如圖11所示的電路測(cè)量未知電阻的阻值.其中,Rx是待測(cè)電阻(阻值大約幾百歐),R是滑動(dòng)變阻器,R0是電阻箱(電阻箱的最大電阻值大于Rx).圖11(1)請(qǐng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)電路圖把下列主要實(shí)驗(yàn)步驟補(bǔ)充完整.①按電路圖連好實(shí)物電路,并將電阻箱R0的阻值調(diào)至最大.②閉合開關(guān)S前,滑片P應(yīng)置于(選填“a”或“b”)端.

③閉合開關(guān)S.④閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑片P,使電壓表指針指在適當(dāng)?shù)奈恢?記下此時(shí)電壓表的示數(shù)U.

⑤先斷開開關(guān),再閉合開關(guān),保持_________的電阻不變,調(diào)節(jié),使電壓表的示數(shù)仍為U.

(2)讀出此時(shí)電阻箱的阻值為R1,則待測(cè)電阻Rx=.

參考答案1.U1R02.B[解析]只用電壓表和阻值已知的定值電阻R0測(cè)未知電阻Rx的阻值,需要將R0和Rx串聯(lián),用電壓表分別測(cè)兩者兩端的電壓,借助R0求出電路中的電流,再利用歐姆定律求出Rx.由于只有一只電壓表,兩者的電壓不能同時(shí)測(cè)量,需要借助一個(gè)隱含條件:電源電壓不變,利用串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)計(jì)算不能直接測(cè)量的電壓.如圖B所示電路中,不管S斷開還是閉合,電壓表總是測(cè)電路兩端的總電壓,即電源電壓,不能測(cè)出Rx的阻值.3.(3)U1R0U2-U[解析](3)在步驟(2)中,電壓表測(cè)電源電壓,即電源電壓為U2;在步驟(1)中,R0、Rx串聯(lián),電壓表測(cè)Rx兩端的電壓,即Rx兩端的電壓為U1.因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和,所以,R0兩端的電壓:U0=U2-Ux=U2-U1;因串聯(lián)電路中各處的電流相等,所以,I=U0R0=UxRx,即U2-U1R0=U1Rx,解得:Rx=U1R0U2-U1.(4)該方案的主要思路:利用開關(guān)S1閉合時(shí)電壓表的示數(shù)得出開關(guān)S1斷開時(shí)電阻R0和Rx的總電壓,從而通過計(jì)算得出Rx的阻值.該方案開關(guān)S1閉合時(shí),電路發(fā)生改變,若此時(shí)電源兩端的電壓與開關(guān)S1斷開時(shí)的電壓不同,則開關(guān)S1閉合時(shí)電壓表的示數(shù)不能表示S1斷開時(shí)電阻R0和R4.(2)連入電路中的電阻為0,讀出電壓表的示數(shù)U2(3)U[解析](1)將滑動(dòng)變阻器的滑片移至最大阻值處,閉合開關(guān)S,讀出電壓表的示數(shù)U1.(2)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片,使滑動(dòng)變阻器連入電路中的電阻為0,記下電壓表的示數(shù)U2.(3)在步驟(2)中電壓表的示數(shù)U2即為電源電壓,在步驟(1)中,根據(jù)串聯(lián)電路的電壓規(guī)律,R0兩端的電壓為U2-U1,則電路中的電流:I=U2-U1R0,由I=UR變形可得未知電阻的表達(dá)式:Rx5.(1)0~3(2)0.414[解析](1)電阻絲全部接入電路,阻值不超過待測(cè)電阻,所以其兩端電壓不會(huì)超過電源電壓的一半,電源電壓為6V,所以電壓表示數(shù)不超過3V.(2)AC電阻絲與待測(cè)電阻串聯(lián),電壓表測(cè)AC兩端的電壓,第1次測(cè)量,AC部分的電阻:R1=420×10Ω=2Ω,由歐姆定律,第1次實(shí)驗(yàn)時(shí)電路中的電流:I1=U1R1=0.8V2Ω=0.4A,根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律和歐姆定律,待測(cè)電阻:Rx1=U-U1I1=6V-0.8V0.4A=13Ω;第2次測(cè)量,AC部分的電阻:R2=1420×10Ω=7Ω,由歐姆定律,第2次實(shí)驗(yàn)時(shí)電路中的電流:I2=U2R2=2V7Ω=27A,根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律和歐姆定律,待測(cè)電阻:Rx26.I1R0I7.AC[解析]A選項(xiàng)中,電源電壓不變,與R并聯(lián)的開關(guān)閉合時(shí),測(cè)出電路中的電流,由歐姆定律求出電源電壓,然后斷開該開關(guān),測(cè)出電路中的電流,由串聯(lián)電路電壓特點(diǎn)與歐姆定律求出待測(cè)電阻阻值,方案可行.C選項(xiàng)中,只閉合干路開關(guān),可以測(cè)出流過電阻R0的電流I0,電源電壓U=I0R0;再閉合支路開關(guān),可以測(cè)出兩電阻并聯(lián)后的總電流I,則流過電阻R的電流IR=I-I0;因?yàn)镮=UR,所以電阻阻值R=URIR=UIR=I08.(1)①開關(guān)S接a時(shí),記錄電流表的示數(shù)I0②開關(guān)S接b時(shí),記錄電流表的示數(shù)Ix(2)I0[解析](1)①開關(guān)S接a時(shí),記錄電流表的示數(shù)I0;②開關(guān)S接b時(shí),記錄電流表的示數(shù)Ix.(2)在步驟①中,為R0的簡(jiǎn)單電路,電流表測(cè)通過R0的電流,由歐姆定律可知,電源電壓:U=I0R0;在步驟②中,為Rx的簡(jiǎn)單電路,電流表測(cè)通過Rx的電流,由歐姆定律可知,電源電壓:U=IxRx;因電源電壓不變,故有I0R0=IxRx;Rx=I09.I1RI