分層作業(yè)：5.2 測量電阻（歐姆定律應用之一）（解析版）

學而優(yōu)教有方.2測量電阻1.對于歐姆定律的公式，下列說法中不正確的是（）。A．根據(jù)R=，當U=0時，R=0 ；B．根據(jù)R=，當U增大時，R增大；C．根據(jù)R=，I增大時R減??；D．根據(jù)R=，對于同一段導體，I與U成正比【答案】ABC?！窘馕觥緼BC．電阻是導體本身的一種性質(zhì)，只與導體的材料、長度、橫截面積和溫度有關，與兩端的電壓和通過的電流無關，故ABC錯誤；D．對于同一段導體，電阻一定，電流與導體兩端電壓成正比，故D正確。故選：ABC。2.學習了歐姆定律之后，老師請同學設計一個測未知電阻Rx的電路，其中一個同學設計的電路如圖所示，R0為已知阻值的電阻，當S閉合，S1斷開時，電流表讀數(shù)為I；當S、S1都閉合時，電流表讀數(shù)為I1。（1）請寫出Rx的表達式。（2）請任選器材，設計一種不同于該組同學設計的測量電路，畫出電路圖。（3）比較兩個電路圖，說一說你設計的電路圖的優(yōu)缺點?！敬鸢浮浚?）；（2）如圖；（3）起到了保護電路的作用。并且可以多測幾次取平均值?！窘馕觥浚?）由題意得電源電壓U=IR0，當S,S1都閉合時，Rx與R0并聯(lián)，通過Rx的電流為I1-I，因此：。（2）該電路圖只能測一次Rx的值，并且沒有對電路加以保護，可以選用伏安法測電阻。3.為了測量電阻Rx的電阻值，小龍選擇了一塊已經(jīng)調(diào)好的電流表，一個電阻值已知的定值電阻R0，一個符合要求的電源，以及兩個開關S1和S2，并連接了部分實驗電路，如圖所示，請幫助小龍完成這個實驗。（1）請你添加一根導線完成圖所示的實驗電路的連接；（2）只閉合開關S1，讀出電流表示數(shù)為I1；，讀出電流表示數(shù)為I2；（3）寫出電阻RX的表達式為：RX＝。【答案】（1）如上所示；（2）再閉合S2；（3）R0?！窘馕觥浚?）將開關右接線柱和電流表負接線柱連接起來，如下所示：（2）只閉合開關S1，讀出電流表示數(shù)為I1；再閉合S2，讀出電流表示數(shù)為I2；（3）在第1次操作中，電流表測待測電路的電流，在第2次操作中，電流表測總電流，因并聯(lián)電路各支路互不影響，故通過待測電阻的電流保持不變，根據(jù)并聯(lián)電路電流的規(guī)律，通過定值電阻的電流為：I0＝I2﹣I1。根據(jù)并聯(lián)電路各支路電壓相等，由歐姆定律有：RxI1＝（I2﹣I1）R0，故待測電阻：RX＝R0。故答案為：（1）如上所示；（2）再閉合S2；（3）R0。4.在“測量小燈泡電阻”的實驗中，已知小燈泡的額定電壓為2.5V；（1）請用筆畫線代替導線，將圖甲中的實物圖連接完整，電路連好后，使滑動變阻器的滑片向右滑動時燈泡變亮。（電流表選取小量程）（2）在連接電路時，開關處于斷開狀態(tài)；閉合開關前，將滑片P置于最端（選填“左”或“右”）。（3）移動滑片P使電壓表示數(shù)為2.5V，電流表表盤如圖乙所示，電路中的電流為A，小燈泡此時的電阻是Ω。（4）電源電壓為3V，現(xiàn)有兩個滑動變阻器R1（10Ω1A）、R2（20Ω2A），調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，只需使電壓表的示數(shù)范圍為1V～2.5V，當電壓表示數(shù)為1V時，此時通過燈泡的電流為0.12A，由此可知，該實驗選用的滑動變阻器應是（選填“R1”或“R2”）。（5）由實驗數(shù)據(jù)繪制了小燈泡兩端電壓以及通過小燈泡的電流的U﹣I圖象，如圖丙所示，觀察圖象，發(fā)現(xiàn)小燈泡的U﹣I圖象不是一條直線，請說明原因：?！敬鸢浮浚?）電路圖如圖；（2）左；（3）0.2；12.5；（4）R2；（5）小燈泡的電阻隨溫度的升高而增大。【解析】（1）電流表與燈泡串聯(lián)且選用小量程，滑片向右滑動時，燈泡變亮，電阻變小，所以滑動變阻器接右下接線柱且與燈泡串聯(lián)，如下圖所示：（2）為了保護電路，閉合開關之前，應將滑片移到滑動變阻器的阻值最大，即最左端；（3）由圖知電流表示數(shù)I＝0.2A，已知電壓U＝2.5V，小燈泡的電阻R＝＝＝12.5Ω；（4）由圖知滑動變阻器與燈泡串聯(lián)，電壓表測量燈泡兩端的電壓，電流表串聯(lián)電路的電流，當電壓表的示數(shù)為1V時，電流表的示數(shù)為0.12A，已知電源電壓為3V，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律知，滑動變阻器兩端的電壓為：U滑＝U﹣UL＝3V﹣1V＝2V，滑動變阻器的電阻為：R滑＝＝≈16.7Ω＞10Ω，所以滑動變阻器選用R2；（5）圖丙是根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪制的小燈泡的電流與電壓關系圖象。結果發(fā)現(xiàn)圖象不是直線，這說明小燈泡的電阻隨溫度的升高而增大。故答案為：（1）電路圖如圖；（2）左；（3）0.2；12.5；（4）R2；（5）小燈泡的電阻隨溫度的升高而增大。5．一個物理課外實驗小組用如圖甲所示的電路來測量某待測電阻Rx的阻值，其中定值電阻R0＝20Ω。請你幫實驗小組完成：（1）按照甲圖的實驗電路圖，用筆畫線代替導線將乙圖連接完整（部分導線已連好）；（2）在連接電路時，開關應，閉合開關前，滑動變阻器的滑片應置于（選填“左”或“右”）端；（3）閉合開關S1，將開關S2擲于“1”時，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片到適當位置，記下此時電壓表的示數(shù)為U1；保持滑片位置不變，將開關S2擲于“2”時，記下此時電壓表的示數(shù)為U2．則待測電阻Rx阻值的表達式Rx＝（用R0、U1、U2表示）。（4）重復步驟（3），共得到5組U1、U2的數(shù)據(jù)，并計算出的值，如下表所示，則5組數(shù)據(jù)的平均值為；利用的平均值，求出待測電阻Rx為Ω。12345U1/V0.250.300.360.400.44U2/V0.861.031.221.361.493.443.433.393.403.39（5）實驗中，采用了多次測出U1和U2的值，并由的平均值，求待測電阻Rx阻值的目的是為?！敬鸢浮浚?）如圖；（2）斷開；右；（3）?R0；（4）3.41；48.2；（5）減小誤差。【解析】（1）按照甲圖的實驗電路圖，滑動變阻器滑片P向右移時其接入電阻變大，連接如圖所示：。（2）為保護電路元器件，在連接電路時，開關應斷開，閉合開關前，滑動變阻器的滑片應置于右端，使接入電阻最大；（3）[閉合開關S1，將開關S2擲于“1”時，三個電阻串聯(lián)，電壓表測量電阻R0兩端電壓，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片到適當位置，記下此時電壓表的示數(shù)為U1；保持滑片位置不變，將開關S2擲于“2”時，此時電壓表測量電阻R0與Rx的兩端電壓之和，記下此時電壓表的示數(shù)為U2；由于電路電流保持不變，即＝，則待測電阻Rx阻值的表達式為：Rx＝?R0；（4）重復步驟（3），共得到5組U1、U2的數(shù)據(jù)，并計算出的值，則5組組數(shù)據(jù)的平均值為：＝＝3.41；利用組平均值，求出待測電阻Rx為：Rx＝R0＝（﹣1）R0＝（3.41﹣1）×20Ω＝48.2Ω；（5）實驗中，采用了多次測出U1和U2的值，并由的平均值，求待測電阻Rx阻值的目的是為多次測量以減小誤差。故答案為：（1）如圖；（2）斷開；右；（3）?R0；（4）3.41；48.2；（5）減小誤差。6.在“用電流表和電壓表測電阻”的實驗中，電路如圖甲所示。（1）開關閉合前，滑動變阻器的滑片P要移動到（選填“a”或“b”）端；（2）閉合開關，發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)為零，但電壓表指針發(fā)生明顯偏轉，則電路發(fā)生的故障可能是以下四種中的；A．Rx發(fā)生斷路B．滑動變阻器斷路C．Rx發(fā)生短路D．電流表處斷路（3）排除故障后，閉合開關，調(diào)整滑片P到某一位置后，若兩表的示數(shù)分別如圖乙、丙所示，其中電流表的示數(shù)為A，此次測得的結果為Rx＝Ω。【答案】（1）b；（2）A；（3）0.4；5。【解析】（1）由電路圖可知，閉合開關前，滑動變阻器滑片應置于b端，此時滑動變阻器接入電路的阻值最大。（2）A、如果Rx發(fā)生斷路，電路斷路，電流表示數(shù)為零，電壓表與電源連接相連，電壓表指針明顯偏轉，故A符合題意；B、如果滑動變阻器斷路，電路斷路，電流表示數(shù)為零，電壓表與電源兩極不相連，電壓表指針不偏轉，故B不符合題意；C、Rx發(fā)生短路，電路是通路，電流表有示數(shù)，電壓表指針不偏轉，故C不符合題意；D、電流表斷路，電路斷路，電流表示數(shù)為零，電壓表與電源兩極不相連，電壓表指針不偏轉，故D不符合題意；（3）由圖乙可知，電壓表量程是0～3V，分度值是0.1V，電壓表讀數(shù)是2V；由圖丙可知，電流表量程是0～0.6A，分度值是0.02A，電流表示數(shù)是0.4A；根據(jù)歐姆定律I＝知，電阻RX的阻值為：RX＝＝＝5Ω。故答案為：（1）b；（2）A；（3）0.4；5。7.小華做“用電流表、電壓表測電阻”實驗，現(xiàn)有電源（電壓為1.5伏的整數(shù)倍保持不變）、待測電阻、電流表、電壓表、滑動變阻器、開關各一個，以及導線若干。他正確串聯(lián)電路后，將電壓表并聯(lián)在電路中。閉合開關，移動滑動變阻器滑片，將測得的兩組數(shù)據(jù)記錄在表一中。小華觀察數(shù)據(jù)思考后重新連接了電壓表，將新測得的兩組數(shù)據(jù)記錄在表二中。小華通過數(shù)據(jù)處理求出了待測電阻的阻值，完成實驗。表一實驗序號電壓表示數(shù)（伏）電流表示數(shù)（安）12.60.1822.30.20表二實驗序號電壓表示數(shù)（伏）電流表示數(shù)（安）32.20.2042.60.24①獲得表一實驗數(shù)據(jù)的過程中，小華將電壓表并聯(lián)在的兩端；②實驗中小華所用的電源電壓為伏；③根據(jù)表一中實驗序號1的數(shù)據(jù)，計算此次待測電阻的阻值為歐；（精確到0.1歐）④根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，計算并判斷所用滑動變阻器的規(guī)格能否為“10歐2安”。（需寫出計算過程）【答案】①滑動變阻器；②4.5；③10.6；④不能；由表中第1組數(shù)據(jù)，根據(jù)歐姆定律，變阻器連入電路的電阻：R滑＝＝≈14.4Ω＞10Ω?！窘馕觥竣俅郎y電阻與滑動變阻器串聯(lián)，電流表測電路電流，當電流變大時，根據(jù)U＝IR可知，待測電阻的電壓變大，由串聯(lián)電路分壓定律可知，滑動變阻器電阻變小，根據(jù)表一中數(shù)據(jù)可知電壓表并聯(lián)在滑動變阻器兩端了；②小華觀察數(shù)據(jù)思考后重新連接了電壓表，即將電壓表并聯(lián)在待測電阻兩端了，由表一和表二中的第2、3組數(shù)據(jù)知，電路的電流相等，則變阻器連入電路的電阻相同，根據(jù)電壓表的連接，由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，電源電壓為：U＝2.3V+2.2V＝4.5V；③根據(jù)表一中實驗序號1的數(shù)據(jù)，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律和歐姆定律，計算此次待測電阻的阻值為：R1＝＝≈10.6Ω；④由表中第1組數(shù)據(jù)，根據(jù)歐姆定律，變阻器連入電路的電阻：R滑＝＝≈14.4Ω＞10Ω；因此，所用滑動變阻器的規(guī)格不能為“10歐2安”。故答案為：①滑動變阻器；②4.5；③10.6；④不能；由表中第1組數(shù)據(jù)，根據(jù)歐姆定律，變阻器連入電路的電阻：R滑＝＝≈14.4Ω＞10Ω。1．（2021·浙江衢州市）小科利用器材探究通過M、N之間導體的電流與電壓的關系，部分電路如圖所示。（1）圖中M、N之間應連入______（填“定值電阻”或“小燈泡”）；（2）圖中M、N之間若接入定值電阻，閉合開關，當滑動變阻器滑片向左移動時，滑動變阻器兩端的電壓______（填變化情況）?！敬鸢浮慷ㄖ惦娮?；減小?！窘馕觥浚?）[1]利用器材探究通過M、N之間導體的電流與電壓的關系，需要保持電阻一定，應選定值電阻；小燈泡的電阻會隨燈絲溫度的變化而變化。（2）[2]圖中M、N之間若接入定值電阻，閉合開關，當滑動變阻器滑片向左移動時，接入電路的電阻減小，電路中的電流增大，定值電阻兩端的電壓增大，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓規(guī)律，滑動變阻器兩端的電壓減小。2．（2021·江蘇中考真題）要測量一個約為數(shù)百歐的電阻Rx的阻值。器材有：干電池兩節(jié)，電壓表（量程為0～3V、O～15V）、滑動變阻器（100Ω2A）和電阻箱（0-9999Ω）各一個，開關、導線若干，測量電路如圖甲所示。（1）和通常使用的“伏安法”不同，這次實驗沒有選用電流表，請你簡要說明原因：____________。（2）在接通電路前，應將滑動變阻器的滑片P移到____________端.（3）連接好電路，閉合開關，移動滑動變阻器滑片，使電壓表示數(shù)如圖乙所示為__________V。（4）接下來把電路中的待測電阻Rx替換為電阻箱，然后要進行的操作是：___________?！敬鸢浮侩娐冯娏魈?，小于電流表的最小分度值，無法準確讀數(shù)；b；2.5；調(diào)節(jié)電阻箱接入電路中的電阻直到電壓表的示數(shù)顯示為2.5V?！窘馕觥浚?）[1]電路選用兩節(jié)干電池做電源，電源電壓約為3V，但是電路最小電阻都有數(shù)百歐，電路電阻較大，電路電流太小，小于電流表的最小分度值，無法準確讀數(shù)。（2）[2]在接通電路前，應將滑動變阻器的滑片P移到最大阻值處，分析圖可知，應將滑片移到最b端。（3）[3]電壓表所選量程為0~3V，分度值為0.1V，讀出此時電壓表示數(shù)為2.5V。（4）[4]把電路中的待測電阻Rx替換為電阻箱后，調(diào)節(jié)電阻箱接入電路中的電阻，當電壓表的示數(shù)顯示為2.5V時，Rx的阻值就和此時電阻箱接入電路的電阻大小相等。3．（2021·貴州中考真題）如圖甲為某同學做“伏安法測電阻”的實驗電路：（1）請根據(jù)圖甲的電路連接情況，在圖乙虛線框內(nèi)畫出對應的電路圖；___________（2）閉合開關，電壓表示數(shù)接近電源電壓，電流表示數(shù)接近于零，無論怎樣調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片，兩表示數(shù)幾乎不變，則故障可能是___________；（3）某次測量時，電壓表示數(shù)為2.40V，電流表的示數(shù)如圖丙所示，所測電阻Rx=___________Ω。【答案】如圖；Rx斷路；12?！窘馕觥浚?）[1]根據(jù)圖甲，從電源正極出發(fā)，按順序將用電器用電學符號連接起來，要求用電器的分布要均勻、美觀。（2）[2]從電路中可以看出，滑動變阻器與所測電阻串聯(lián)，電壓表測量所測電阻電壓，電流表測量電路電流。閉合開關，電壓表示數(shù)接近電源電壓，電流表示數(shù)接近于零，說明電路中出現(xiàn)開路，無論怎樣調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片，兩表示數(shù)幾乎不變，則故障可能是Rx斷路。（3）[3]某次測量時，電壓表示數(shù)為2.40V，說明所測電阻的電壓2.4V。從丙圖中可以看出電流表量程選用0-0.6A，分值為0.02A，電流表的示數(shù)0.2A，即所測電阻電流為0.2A，所以。4．（2021·貴州中考真題）小李利用如圖所示電路測量某未知電阻Rx的阻值。（1）請你根據(jù)電路圖乙用筆畫線代替導線，在實物圖甲中補全電路連接______。（2）閉合開關后，無論怎樣調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片的位置，發(fā)現(xiàn)電壓表有示數(shù)，電流表無示數(shù)，出現(xiàn)故障的原因是______；排除故障后，調(diào)節(jié)滑動變阻器，電流表、電壓表示數(shù)如圖丙所示，則待測電阻Rx=______Ω；（3）實驗小組在分析討論誤差時得知，電壓表相當于可顯示自身電壓的定值電阻，則Rx的測量值______（選填“大于”、“小于”或“等于”）實際值?！敬鸢浮咳鐖D；電阻斷路；6；小于?！窘馕觥浚?）[1]由于電源電壓為3V，所以電壓表選擇0-3V量程，滑動變阻器與燈泡串聯(lián)，電路連接如下圖：（2）[2]電路連接好以后，閉合開關無論怎樣移動滑動變阻器的滑片，電流表無示數(shù)，說明電路中可能有斷路發(fā)生，而電壓表有示數(shù)，說明電壓表到電源之間是通路，所以電路出現(xiàn)的故障是電阻斷路。[3]由圖丙知道，電壓表示數(shù)是2.5V，電流表的示數(shù)是0.4A，由知道，待測電阻（3）[4]由電路圖知道，電壓表與電阻并聯(lián)，電壓表測量電阻兩端的電壓，電流表與電阻串聯(lián)，電流表測量通過電阻和滑動變阻器的總電流，電壓表測量的值準確，電流表測量通過電壓表和定值電阻的總電流，電流表示數(shù)比通過定值電阻的電流大，根據(jù)知道，測量的電阻值小于真實值。5．（2021·湖北中考真題）小陽利用一些實驗器材做電學實驗。（1）做“測量電阻”實驗，實驗原理是______。按圖甲連接實物時，開關必須處于______狀態(tài)，滑片要移到______（選填“A”或“B”）端。當我們考慮電流表、電壓表自身電阻值且能形成通路時，按圖甲所示接法測出的電阻值比真實值要偏______（選填“大”或“小”）；（2）在探究“電流與電阻關系”實驗時，小陽分別用10Ω、15Ω、20Ω的三個電阻按圖甲所示進行實驗，其中電源電壓6V恒定，滑動變阻器規(guī)格為“30Ω1A”，得到如表實驗數(shù)據(jù)。為提高結論的可靠性，他打算再選一個50Ω的定值電阻進行實驗，結果收集不到需要的實驗數(shù)據(jù)，原因是______；電壓U/V3電阻R/Ω101520電流I/A0.30.200.15（3）學習電學知識之后，小陽用如圖乙所示實驗電路又做了一個實驗。電源電壓不變，R1為定值電阻，調(diào)節(jié)滑動變阻器R滑片，得出幾組數(shù)據(jù)整理后如下表。發(fā)現(xiàn)：可以將電壓表改成能直接讀出電阻的電表，那他在5.0V處應該讀出的電阻值為______Ω。次數(shù)12345電壓U/V1.02.03.04.05.0電阻R/Ω1.02.55.010.0【答案】歐姆定律（）；斷開；A；??；滑動變阻器阻值過小；25?！窘馕觥浚?）[1]測量電阻時，用到歐姆定律變形公式。[2][3]為了保護電路，開關要斷開，變阻器的滑片移動到阻值最大處，即A端。[4]考慮電流表、電壓表自身電阻值且能形成通路時，電壓表測的是被測電阻兩端電壓，電流表所測電流為被測電阻R與電壓表的電流之和，測量的電流變大，由可知電阻值比真實值要偏小。（2）[5]由表中數(shù)據(jù)可知，電壓表示數(shù)為3V，再選一個50Ω的定值電阻進行實驗，由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律可知變阻器兩端的電壓為U滑=6V-3V=3V由串聯(lián)分壓可知變阻器連入電路的電阻為50Ω，收集不到需要的實驗數(shù)據(jù)，原因是滑動變阻器阻值過小。（3）[6]由第1次數(shù)據(jù)可知，電路中的電流定值電阻R1的阻值第5次通過電路的電流電阻R的阻值。6．（2021·寧夏中考真題）在測量標有小燈泡電阻的實驗中，下圖是甲同學