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第18課電阻的測(cè)量目標(biāo)導(dǎo)航目標(biāo)導(dǎo)航課程標(biāo)準(zhǔn)課標(biāo)解讀1.知道伏安法測(cè)電阻的工作原理;2.會(huì)利用伏安法測(cè)量導(dǎo)體電阻;3.通過(guò)電阻的測(cè)量加強(qiáng)對(duì)歐姆定律的理解及應(yīng)用;4.進(jìn)一步理解電阻的概念以及影響導(dǎo)體電阻大小的因素。1.會(huì)正確連接實(shí)驗(yàn)電路;2.熟悉和進(jìn)行測(cè)量過(guò)程,并注意測(cè)量?jī)?nèi)容;3.通過(guò)測(cè)量會(huì)分析對(duì)小燈泡電阻的理解;4.建立解答伏安法測(cè)電阻的常見(jiàn)問(wèn)題。知識(shí)精講知識(shí)精講知識(shí)點(diǎn)01電阻測(cè)量【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹繙y(cè)量未知電阻【實(shí)驗(yàn)器材】電池組、電壓表、電流表、滑動(dòng)變阻器、待測(cè)電阻、開(kāi)關(guān)各一個(gè),導(dǎo)線若干。【實(shí)驗(yàn)原理】根據(jù)歐姆定律:,可知:,只要能測(cè)出電阻R兩端電壓和通過(guò)R的電流,根據(jù)公式即可計(jì)算出待測(cè)電阻R?!緦?shí)驗(yàn)步驟】一、根據(jù)給出的電路圖,連接實(shí)物電路。二、閉合開(kāi)關(guān),變阻器在較大位置時(shí)測(cè)量電流和電壓,數(shù)據(jù)計(jì)入表格。三、繼續(xù)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,重復(fù)上述試驗(yàn)三次,數(shù)據(jù)計(jì)入表格。四、根據(jù)公式,求出每次試驗(yàn)電阻值,并計(jì)入表格。五、計(jì)算待求電阻平均值。六、試驗(yàn)表格試驗(yàn)次數(shù)電壓/V電流/A待求電阻Rx/?平均值Rx/?123七、整理器材。2.考查內(nèi)容考查方向解答思路補(bǔ)充電路以某一電器為起點(diǎn),觀察一周,先連主電器,后連測(cè)量電器,注意連線不能交叉測(cè)量前變阻器的位置、目的處于最大位置、為了保護(hù)電路變阻器連接一上一下開(kāi)關(guān)狀態(tài)斷開(kāi)狀態(tài)補(bǔ)充測(cè)量數(shù)據(jù)根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理和測(cè)量數(shù)據(jù)規(guī)律補(bǔ)齊表格中空格小燈泡電阻測(cè)量結(jié)果相差較大原因小燈泡的電阻隨溫度的升高而變大電路故障電流表無(wú)示數(shù),某處斷路;電壓表無(wú)示數(shù),被測(cè)電器短路或電壓表連線未接好電流表、電壓表反偏正負(fù)極反接分析測(cè)量數(shù)據(jù)求電阻根據(jù)歐姆定律進(jìn)行計(jì)算測(cè)量結(jié)果誤差較大原因電流表或電壓表有內(nèi)阻電流表對(duì)測(cè)量誤差的影響內(nèi)接時(shí)測(cè)量結(jié)果偏大、外接時(shí)測(cè)量結(jié)果偏小【知識(shí)詳解】小燈泡電阻測(cè)量常見(jiàn)問(wèn)題1.器材的選?。弘娏鞅硭x用量程滿(mǎn)偏值要大于電路中的最大電流;滑動(dòng)變阻器的最大阻值應(yīng)略大于或接近小燈泡的電阻(效果更明顯);2.連接電路時(shí):按照電壓表、電流表、滑動(dòng)變阻器的使用規(guī)則,將它們正確地連入電路,在連接的過(guò)程中,開(kāi)關(guān)要斷開(kāi);3.進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí):閉合開(kāi)關(guān)前,要把滑動(dòng)變阻器的滑片調(diào)到最大阻值處,是電路中的電流最小,以保證電路中燈泡、滑動(dòng)變阻器、電壓表、電流表等儀器的安全;4.將每次測(cè)量的結(jié)果和小燈泡的發(fā)光情況記錄下來(lái),以便最后分析和總結(jié);5.分析處理數(shù)據(jù),對(duì)于測(cè)得的各組電流和電壓值,計(jì)算出相應(yīng)的電阻,然后比較,找出規(guī)律。6.整理和分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),可以總結(jié)出在不同電壓下小燈泡的發(fā)光情況和電阻的特點(diǎn)。7.燈泡兩端電壓的變化使小燈泡亮度發(fā)生了變化,也使燈泡溫度發(fā)生了變化,同時(shí)對(duì)小燈泡的電阻產(chǎn)生了影響。(1)當(dāng)小燈泡兩端的電壓越大,燈泡發(fā)光越亮;
(2)當(dāng)小燈泡兩端的電壓越大,燈泡的電阻值越大。
(3)小燈泡發(fā)光越亮,燈泡的溫度越高。
(4)那么小燈泡的電阻能不能用求平均值的方法進(jìn)行計(jì)算呢?顯然這是不合適的。因?yàn)闊艚z在不同電壓下溫度相差較大,燈絲的電阻受溫度的影響不能忽略,所以實(shí)驗(yàn)測(cè)得的電阻是由于燈絲在不同溫度下的電阻,實(shí)驗(yàn)誤差不是主要原因,因此不能取平均值作為小燈泡的電阻。而對(duì)于所測(cè)得的電阻,也只能表示是在此條件下的小燈泡電阻?!局R(shí)擴(kuò)展一】伏安法測(cè)電阻常見(jiàn)電路故障伏安法測(cè)電阻的原理如下圖所示。故障一:閉合開(kāi)關(guān),燈泡不亮,示數(shù)是零,電壓表示數(shù)很大。分析原因:電壓表直接接在了電源兩極上,小燈泡開(kāi)路。排除方法:更換好的小燈泡或檢查燈泡與底座是否接觸良好。故障二:閉合開(kāi)關(guān)后發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮,都沒(méi)有示數(shù)。分析原因:電路中除小燈泡外的某處接觸不良或同時(shí)小燈泡的燈絲斷了。排除方法:將連接各個(gè)電路元件的接線處重新連接,若同時(shí)小燈泡的燈絲斷了則更換好的小燈泡。故障三:閉合開(kāi)關(guān)S,發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮,同時(shí)電流表和電壓表有示數(shù),但非常小。分析原因:電流表和電壓表有示數(shù)說(shuō)明電路是通路,小燈泡不亮,是因?yàn)榧釉谛襞輧啥说碾妷禾?,?dǎo)致通過(guò)小燈泡的電流太小而不亮,可能是電源電壓太低或滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值過(guò)大。排除方法:可以適當(dāng)提高電源電壓或?qū)⒒瑒?dòng)變阻器接入電路中的阻值調(diào)小。故障四:閉合開(kāi)關(guān)s后,小燈泡亮,發(fā)現(xiàn)電流表和電壓表的指針向左偏轉(zhuǎn)。分析原因:指針向左偏轉(zhuǎn)說(shuō)明電流表和電壓表的正負(fù)接線柱接反了排除方法:將電流表和電壓表的正負(fù)接線柱對(duì)調(diào)即可。故障五:連接好實(shí)驗(yàn)電路后,閉合開(kāi)關(guān)并移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片,發(fā)現(xiàn)小燈泡變亮,電流表示數(shù)變大時(shí),電壓表示數(shù)反而變?。恍襞葑儼?,電流表示數(shù)變小時(shí),電壓表示數(shù)反而變大。分析原因:電路是通路,但是小燈泡變亮,電流表示數(shù)變大時(shí),電壓表示數(shù)反而變小,是由于電壓表并聯(lián)在滑動(dòng)變阻器兩端。排除方法:只要將電壓表改接到小燈泡的兩端即可。故障六:將實(shí)驗(yàn)電路連接好后,閉合開(kāi)關(guān)s,發(fā)現(xiàn)小燈泡特別亮,并且無(wú)論怎樣移動(dòng)變阻器滑片,燈泡亮度不變。分析原因:滑動(dòng)變阻器接線有誤。排除方法:將滑動(dòng)變阻器一個(gè)接線柱接法糾正即可?!局R(shí)擴(kuò)展二】不同實(shí)驗(yàn)電路帶來(lái)的誤差1.伏安法測(cè)電阻可以有兩種測(cè)量電路。如圖1、圖2所示。在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中,被測(cè)電阻值總有些差異。造成在測(cè)量同一個(gè)電阻時(shí)阻值不同的原因在于,他們使用的電路不同,因此就有了一定的差異。兩個(gè)電路的不同之處在于,圖1所示電路的電流表接在電壓表的外面,叫做電流表外接法;而圖2所示電路的電流表接在電壓表的里面,叫做電流表內(nèi)接法。正是這點(diǎn)造成了所測(cè)的電阻值有差別。2.電流表外接法:實(shí)際情況是,電流表的內(nèi)阻很小,電壓表雖然電阻很大,但也不是無(wú)限大,也有電流通過(guò)。因此,圖1中電壓表內(nèi)實(shí)際上有很小的電流通過(guò),因此電流表測(cè)量的是通過(guò)電阻和電壓表的電流之和。由于電壓表的分流,電流表測(cè)出的電流比通過(guò)小燈泡的電流要大些,這樣計(jì)算出的電阻值就要比真實(shí)值小些。在外接法中,測(cè)量的是待測(cè)電阻與電壓表并聯(lián)后的總電阻,由上面的公式可知:3.電流表內(nèi)接法:圖2中電流表兩端也有很小的電壓,因此電壓表測(cè)量的就是電阻和電流表兩端的電壓之和。由于電流表的分壓,電壓表測(cè)出的電壓比小燈泡兩端的電壓要大些,這樣計(jì)算出的電阻值就要比真實(shí)值大些。4.由于電壓表和電流表本身具有內(nèi)阻,把它們連入電路中以后,不可避免地要改變被測(cè)電路中的電壓和電流,給測(cè)量結(jié)果帶來(lái)誤差。所以在伏安法測(cè)量小燈泡的電阻的實(shí)驗(yàn)中采用哪種方法更好,要考慮小燈泡的電阻與電壓表和電流表阻值的差別。如果小燈泡的電阻比電壓表的電阻小得越多,采用圖1的接法時(shí)由于電壓表的分流而引起的誤差越?。蝗绻襞莸碾娮璞入娏鞅淼碾娮璐蟮迷蕉?,采用圖2的接法時(shí)由于電流表的分壓而引起的誤差越小。我們把它總結(jié)為:“大內(nèi)偏大,小外偏小”,即大電阻采用電流表內(nèi)接法,測(cè)量結(jié)果偏大;小電阻采用電流表外接法,測(cè)量結(jié)果偏小。需要強(qiáng)調(diào)的是,在實(shí)際應(yīng)用中我們都把電流表和電壓表看作理想的電表,即電流表沒(méi)有電阻,電壓表電阻無(wú)窮大,這樣,利用圖1、圖2實(shí)驗(yàn)電路進(jìn)行“伏安法”測(cè)電阻實(shí)驗(yàn)時(shí),結(jié)論就是相同的?!緦?duì)點(diǎn)練習(xí)1】小周同學(xué)設(shè)計(jì)了以下四種電路,其中電源電壓不變且未知,R0是已知阻值的定值電阻。在實(shí)驗(yàn)中不拆改電路的情況下,能夠測(cè)出未知電阻Rx阻值的電路是()。A.只有甲B.只有乙丙C.只有甲乙丙D.甲乙丙丁都可以【對(duì)點(diǎn)練習(xí)2】小明和小華在進(jìn)行“測(cè)量定值電阻的阻值”實(shí)驗(yàn),器材有:干電池兩節(jié),開(kāi)關(guān)、電壓表、電流表、滑動(dòng)變阻器(20Ω1.5A)、電阻箱(0~9999Ω5A)各一個(gè),待測(cè)電阻R1、R2,導(dǎo)線若干。(1)連接電路前,小明發(fā)現(xiàn)電流表指針如圖甲所示,于是他將電流表指針調(diào)至。(2)①圖乙是他們連接的測(cè)量R1阻值的部分電路。請(qǐng)用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線,將電路連接完整。②閉合開(kāi)關(guān)前,應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片P置于最(選填“左”、“右”)端。③在正確完成上述操作后,閉合開(kāi)關(guān)移動(dòng)滑片P,當(dāng)電流表示數(shù)為0.2A時(shí),電壓表示數(shù)如圖丙所示,則電阻兩端的電壓為V.多次實(shí)驗(yàn)所測(cè)量的結(jié)果如表所示,則R1的阻值為Ω。實(shí)驗(yàn)序號(hào)電壓表示數(shù)U/V電流表示數(shù)I/A電阻R1/Ω①0.2②0.60.3③0.880.4④測(cè)量R1阻值的過(guò)程中,老師提醒他們要盡量縮短通電時(shí)間,并用較小的電流來(lái)測(cè)量,這樣做的理由是:。(3)為測(cè)量電阻R2的阻值,他們?cè)谝堰B接好的圖乙的電路中,用R2替換R1接入電路。測(cè)量過(guò)程中,發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)始終小于分度值。于是,他們按照如圖丁所示的電路圖,重新連接了電路,閉合開(kāi)關(guān)后,改變電阻箱接入的阻值進(jìn)行多次測(cè)量。記錄下電阻箱的阻值R及對(duì)應(yīng)的電壓表示數(shù)U,并根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)繪制出﹣圖象,如圖戊所示,則所測(cè)電阻R2的阻值為Ω。分層提分分層提分題組A基礎(chǔ)過(guò)關(guān)練1.如圖所示的電路圖中,電源電壓未知,R0是阻值已知的定值電阻。開(kāi)關(guān)S閉合后,能夠測(cè)算出未知電阻R1阻值的電路是()。A.B.C.D.2.對(duì)于歐姆定律的公式,下列說(shuō)法中不正確的是()。A.根據(jù)R=,當(dāng)U=0時(shí),R=0 ;B.根據(jù)R=,當(dāng)U增大時(shí),R增大;C.根據(jù)R=,I增大時(shí)R減??;D.根據(jù)R=,對(duì)于同一段導(dǎo)體,I與U成正比3.學(xué)習(xí)了歐姆定律之后,老師請(qǐng)同學(xué)設(shè)計(jì)一個(gè)測(cè)未知電阻Rx的電路,其中一個(gè)同學(xué)設(shè)計(jì)的電路如圖所示,R0為已知阻值的電阻,當(dāng)S閉合,S1斷開(kāi)時(shí),電流表讀數(shù)為I;當(dāng)S、S1都閉合時(shí),電流表讀數(shù)為I1。(1)請(qǐng)寫(xiě)出Rx的表達(dá)式。(2)請(qǐng)任選器材,設(shè)計(jì)一種不同于該組同學(xué)設(shè)計(jì)的測(cè)量電路,畫(huà)出電路圖。(3)比較兩個(gè)電路圖,說(shuō)一說(shuō)你設(shè)計(jì)的電路圖的優(yōu)缺點(diǎn)。4.為了測(cè)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(gè)電阻值已知的定值電阻R0,一個(gè)符合要求的電源,以及兩個(gè)開(kāi)關(guān)S1和S2,并連接了部分實(shí)驗(yàn)電路,如圖所示,請(qǐng)幫助小龍完成這個(gè)實(shí)驗(yàn)。(1)請(qǐng)你添加一根導(dǎo)線完成圖所示的實(shí)驗(yàn)電路的連接;(2)只閉合開(kāi)關(guān)S1,讀出電流表示數(shù)為I1;,讀出電流表示數(shù)為I2;(3)寫(xiě)出電阻RX的表達(dá)式為:RX=。5.在“測(cè)量小燈泡電阻”的實(shí)驗(yàn)中,已知小燈泡的額定電壓為2.5V;(1)請(qǐng)用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線,將圖甲中的實(shí)物圖連接完整,電路連好后,使滑動(dòng)變阻器的滑片向右滑動(dòng)時(shí)燈泡變亮。(電流表選取小量程)(2)在連接電路時(shí),開(kāi)關(guān)處于斷開(kāi)狀態(tài);閉合開(kāi)關(guān)前,將滑片P置于最端(選填“左”或“右”)。(3)移動(dòng)滑片P使電壓表示數(shù)為2.5V,電流表表盤(pán)如圖乙所示,電路中的電流為A,小燈泡此時(shí)的電阻是Ω。(4)電源電壓為3V,現(xiàn)有兩個(gè)滑動(dòng)變阻器R1(10Ω1A)、R2(20Ω2A),調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片,只需使電壓表的示數(shù)范圍為1V~2.5V,當(dāng)電壓表示數(shù)為1V時(shí),此時(shí)通過(guò)燈泡的電流為0.12A,由此可知,該實(shí)驗(yàn)選用的滑動(dòng)變阻器應(yīng)是(選填“R1”或“R2”)。(5)由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制了小燈泡兩端電壓以及通過(guò)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(qǐng)說(shuō)明原因:。6.一個(gè)物理課外實(shí)驗(yàn)小組用如圖甲所示的電路來(lái)測(cè)量某待測(cè)電阻Rx的阻值,其中定值電阻R0=20Ω。請(qǐng)你幫實(shí)驗(yàn)小組完成:(1)按照甲圖的實(shí)驗(yàn)電路圖,用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線將乙圖連接完整(部分導(dǎo)線已連好);(2)在連接電路時(shí),開(kāi)關(guān)應(yīng),閉合開(kāi)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(kāi)關(guān)S1,將開(kāi)關(guān)S2擲于“1”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U1;保持滑片位置不變,將開(kāi)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(cè)電阻Rx阻值的表達(dá)式Rx=(用R0、U1、U2表示)。(4)重復(fù)步驟(3),共得到5組U1、U2的數(shù)據(jù),并計(jì)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(cè)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(shí)驗(yàn)中,采用了多次測(cè)出U1和U2的值,并由的平均值,求待測(cè)電阻Rx阻值的目的是為。題組B能力提升練1.在“用電流表和電壓表測(cè)電阻”的實(shí)驗(yàn)中,電路如圖甲所示。(1)開(kāi)關(guān)閉合前,滑動(dòng)變阻器的滑片P要移動(dòng)到(選填“a”或“b”)端;(2)閉合開(kāi)關(guān),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(zhuǎn),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(dòng)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(kāi)關(guān),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(cè)得的結(jié)果為Rx=Ω。2.小華做“用電流表、電壓表測(cè)電阻”實(shí)驗(yàn),現(xiàn)有電源(電壓為1.5伏的整數(shù)倍保持不變)、待測(cè)電阻、電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器、開(kāi)關(guān)各一個(gè),以及導(dǎo)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(kāi)關(guān),移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片,將測(cè)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(cè)得的兩組數(shù)據(jù)記錄在表二中。小華通過(guò)數(shù)據(jù)處理求出了待測(cè)電阻的阻值,完成實(shí)驗(yàn)。表一實(shí)驗(yàn)序號(hào)電壓表示數(shù)(伏)電流表示數(shù)(安)12.60.1822.30.20表二實(shí)驗(yàn)序號(hào)電壓表示數(shù)(伏)電流表示數(shù)(安)32.20.2042.60.24①獲得表一實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的過(guò)程中,小華將電壓表并聯(lián)在的兩端;②實(shí)驗(yàn)中小華所用的電源電壓為伏;③根據(jù)表一中實(shí)驗(yàn)序號(hào)1的數(shù)據(jù),計(jì)算此次待測(cè)電阻的阻值為歐;(精確到0.1歐)④根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),計(jì)算并判斷所用滑動(dòng)變阻器的規(guī)格能否為“10歐2安”。(需寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程)3.課外興趣小組要測(cè)量一個(gè)未知電阻Rx的阻值,現(xiàn)有下列器材:電源、兩個(gè)量程均為0~0.6A的相同電流表A1、A2、一個(gè)已知阻值的定值電阻R0=9Ω、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干。興趣小組同學(xué)們開(kāi)動(dòng)腦筋,積極思考,設(shè)計(jì)出了一個(gè)測(cè)量Rx的方法。(1)同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)出的測(cè)量電路圖如圖甲,請(qǐng)根據(jù)電路圖把未完成的實(shí)物圖(圖乙)連接線補(bǔ)充完整。(2)連接好電路,閉合S之前,滑動(dòng)變阻器的滑片P應(yīng)滑到(選填“a”“b”)端;(3)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,使兩個(gè)電流表有一個(gè)恰當(dāng)?shù)淖x數(shù),如圖丙,兩表A1、A2的讀數(shù)分別為I1=A,I2=A;(4)根據(jù)兩電流表讀數(shù)可得出被測(cè)電阻Rx=。(5)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,使A1和A2表的讀數(shù)都變大,為保證A2表不被燒壞,則A1表的讀數(shù)不能超過(guò)A。(6)有同學(xué)認(rèn)為,改用圖丁電路圖也可以測(cè)出Rx的值,你認(rèn)為是否可行?4.在“用電流表和電壓表測(cè)電阻”的實(shí)驗(yàn)中,電路如圖甲所示。(1)開(kāi)關(guān)閉合前,滑動(dòng)變阻器的滑片P要移動(dòng)到(選填“a”或“b”)端;(2)閉合開(kāi)關(guān),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(zhuǎn),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(dòng)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(kāi)關(guān),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(cè)得的結(jié)果為Rx=Ω。5.課外興趣小組要測(cè)量一個(gè)未知電阻Rx的阻值,現(xiàn)有下列器材:電源、兩個(gè)量程均為0~0.6A的相同電流表A1、A2、一個(gè)已知阻值的定值電阻R0=9Ω、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干。興趣小組同學(xué)們開(kāi)動(dòng)腦筋,積極思考,設(shè)計(jì)出了一個(gè)測(cè)量Rx的方法。(1)同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)出的測(cè)量電路圖如圖甲,請(qǐng)根據(jù)電路圖把未完成的實(shí)物圖(圖乙)連接線補(bǔ)充完整。(2)連接好電路,閉合S之前,滑動(dòng)變阻器的滑片P應(yīng)滑到(選填“a”“b”)端;(3)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,使兩個(gè)電流表有一個(gè)恰當(dāng)?shù)淖x數(shù),如圖丙,兩表A1、A2的讀數(shù)分別為I1=A,I2=A;(4)根據(jù)兩電流表讀數(shù)可得出被測(cè)電阻Rx=。(5)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,使A1和A2表的讀數(shù)都變大,為保證A2表不被燒壞,則A1表的讀數(shù)不能超過(guò)A。(6)有同學(xué)認(rèn)為,改用圖丁電路圖也可以測(cè)出Rx的值,你認(rèn)為是否可行?6.如圖甲所示是測(cè)量未知電阻Rx的實(shí)驗(yàn)電路,電源兩端電壓不變,定值電阻R0=30Ω。請(qǐng)補(bǔ)充完成主要實(shí)驗(yàn)步驟,并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。(1)實(shí)驗(yàn)步驟①只閉合開(kāi)關(guān)S、S1,讀出并記錄電流表示數(shù)I1。②讀出并記錄電流表示數(shù)I2(如圖乙所示)。③計(jì)算Rx的阻值。(2)數(shù)據(jù)記錄與處理(請(qǐng)你補(bǔ)充完整表中①②位置的數(shù)據(jù))實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表(定值電阻R0=30Ω)I1/AI2/ARx/Ω0.2①②題組C培優(yōu)拔尖練1.(2021·湖南懷化市)小張同學(xué)進(jìn)行“伏安法測(cè)電阻”的實(shí)驗(yàn),實(shí)物圖如圖甲所示。(1)請(qǐng)你用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線,將圖甲中的電路連接完整;(導(dǎo)線不得交叉)______(2)閉合開(kāi)關(guān)前,滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)滑到最______(選填“左”或“右”)端;(3)某次實(shí)驗(yàn)中,移動(dòng)滑片使電壓表示數(shù)為2.0V,此時(shí)電流表的指針位置如圖乙所示,則電流表的示數(shù)為_(kāi)_____A,本次測(cè)得的阻值為_(kāi)_____Ω;(4)實(shí)驗(yàn)后,小張同學(xué)設(shè)計(jì)了另外一種測(cè)電阻的方法,電路圖如圖丙所示。為待測(cè)電阻,電源電壓恒定,定值電阻。實(shí)驗(yàn)步驟如下:①保持開(kāi)關(guān)斷開(kāi),閉合開(kāi)關(guān)S、,讀出并記錄電流表示數(shù);②斷開(kāi)開(kāi)關(guān),閉合開(kāi)關(guān)S、,讀出并記錄電流表示數(shù)。處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),可求得______Ω。2.(2021·湖南邵陽(yáng)市)小紅同學(xué)在某次物理實(shí)驗(yàn)考查中抽到考題《用伏安法測(cè)量某未知電阻的阻值》的實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)電路圖如圖甲所示,請(qǐng)你幫他完成下列問(wèn)題:(1)根據(jù)電路圖,把圖乙中所缺失的導(dǎo)線連接起來(lái);(____)(2)開(kāi)關(guān)閉合前,滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)滑到最______(選填“左”或“右”)端;(3)粗略檢查后閉合開(kāi)關(guān),發(fā)現(xiàn)電壓表的指針出現(xiàn)反偏現(xiàn)象,可能出現(xiàn)這種情況的原因是______(選填“A”或“B”)。A.電壓表量程選小了B.電壓表的正負(fù)接線柱接反了(4)通過(guò)三次實(shí)驗(yàn)得出的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示:實(shí)驗(yàn)次數(shù)123電壓U/V1.21.824電流I/A0.20.3第三次得出的電流如圖丙所示,請(qǐng)你根據(jù)所提供信息求出所測(cè)未知電阻的阻值為_(kāi)_____。3.(2021·湖北武漢市)某同學(xué)用下列器材測(cè)量定值電阻的阻值:干電池2節(jié),電流表A,電壓表V,滑動(dòng)變阻器(規(guī)格“30Ω2A”),開(kāi)關(guān)及導(dǎo)線。(1)他連接了如圖所示的電路,接錯(cuò)了一根導(dǎo)線,請(qǐng)你在這根導(dǎo)線上打“×”,并補(bǔ)畫(huà)出正確的那根導(dǎo)線。______(2)正確連接電路后,閉合開(kāi)關(guān)前,應(yīng)將滑動(dòng)變阻器______。(3)他按正確步驟進(jìn)行了3次實(shí)驗(yàn),記錄數(shù)據(jù)如下表所示,此定值電阻的阻值為_(kāi)_____Ω(結(jié)果保留一位小數(shù))。數(shù)據(jù)序號(hào)123電壓U/V1.21.82.5電流I/A0.100.150.20(4)為了使并聯(lián)在定值電阻兩端的電壓表的示數(shù)為0.5V,在不增加器材的情況下,可以采取的措施是______。(5)他將上述實(shí)驗(yàn)中的定值電阻換成額定電壓為2.5V的小燈泡,用同樣的方法測(cè)定小燈泡的電阻。當(dāng)電壓表的示數(shù)為0.2V時(shí),電流表的示數(shù)為0.10A;當(dāng)電壓表的示數(shù)為2.4V時(shí),電流表的示數(shù)為0.30A;則電壓表的示數(shù)為2.0V時(shí),電流表的示數(shù)可能為_(kāi)_____(填“0.20A”“0.25A”“0.28A”或“0.30A”)。4.(2021·天津中考真題)現(xiàn)準(zhǔn)備自制一個(gè)最大阻值為Rm的滑動(dòng)變阻器,要購(gòu)買(mǎi)涂有絕緣層的電阻絲,需提前借助實(shí)驗(yàn)得知所用電阻絲的長(zhǎng)度??晒┻x擇的器材有:一段長(zhǎng)為l0的電阻絲樣品(阻值在2~3Ω之間,兩端留有接線頭),電壓約為12V的電源(電源電壓不變),阻值為5Ω的定值電阻R0,一個(gè)量程為00.6A的電流表,一個(gè)量程為015V的電壓表,開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線若干。請(qǐng)你合理選擇器材設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,確定出制作變阻器的電阻絲長(zhǎng)度L。要求:(1)畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖(電阻絲用“”表示);(2)寫(xiě)出主要的實(shí)驗(yàn)步驟和需要測(cè)量的物理量;(3)寫(xiě)出電阻絲長(zhǎng)度L的數(shù)學(xué)表達(dá)式(用己知量和測(cè)量量表示)。第18課電阻的測(cè)量目標(biāo)導(dǎo)航目標(biāo)導(dǎo)航課程標(biāo)準(zhǔn)課標(biāo)解讀1.知道伏安法測(cè)電阻的工作原理;2.會(huì)利用伏安法測(cè)量導(dǎo)體電阻;3.通過(guò)電阻的測(cè)量加強(qiáng)對(duì)歐姆定律的理解及應(yīng)用;4.進(jìn)一步理解電阻的概念以及影響導(dǎo)體電阻大小的因素。1.會(huì)正確連接實(shí)驗(yàn)電路;2.熟悉和進(jìn)行測(cè)量過(guò)程,并注意測(cè)量?jī)?nèi)容;3.通過(guò)測(cè)量會(huì)分析對(duì)小燈泡電阻的理解;4.建立解答伏安法測(cè)電阻的常見(jiàn)問(wèn)題。知識(shí)精講知識(shí)精講知識(shí)點(diǎn)01電阻測(cè)量【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹繙y(cè)量未知電阻【實(shí)驗(yàn)器材】電池組、電壓表、電流表、滑動(dòng)變阻器、待測(cè)電阻、開(kāi)關(guān)各一個(gè),導(dǎo)線若干?!緦?shí)驗(yàn)原理】根據(jù)歐姆定律:,可知:,只要能測(cè)出電阻R兩端電壓和通過(guò)R的電流,根據(jù)公式即可計(jì)算出待測(cè)電阻R?!緦?shí)驗(yàn)步驟】一、根據(jù)給出的電路圖,連接實(shí)物電路。二、閉合開(kāi)關(guān),變阻器在較大位置時(shí)測(cè)量電流和電壓,數(shù)據(jù)計(jì)入表格。三、繼續(xù)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,重復(fù)上述試驗(yàn)三次,數(shù)據(jù)計(jì)入表格。四、根據(jù)公式,求出每次試驗(yàn)電阻值,并計(jì)入表格。五、計(jì)算待求電阻平均值。六、試驗(yàn)表格試驗(yàn)次數(shù)電壓/V電流/A待求電阻Rx/?平均值Rx/?123七、整理器材。2.考查內(nèi)容考查方向解答思路補(bǔ)充電路以某一電器為起點(diǎn),觀察一周,先連主電器,后連測(cè)量電器,注意連線不能交叉測(cè)量前變阻器的位置、目的處于最大位置、為了保護(hù)電路變阻器連接一上一下開(kāi)關(guān)狀態(tài)斷開(kāi)狀態(tài)補(bǔ)充測(cè)量數(shù)據(jù)根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理和測(cè)量數(shù)據(jù)規(guī)律補(bǔ)齊表格中空格小燈泡電阻測(cè)量結(jié)果相差較大原因小燈泡的電阻隨溫度的升高而變大電路故障電流表無(wú)示數(shù),某處斷路;電壓表無(wú)示數(shù),被測(cè)電器短路或電壓表連線未接好電流表、電壓表反偏正負(fù)極反接分析測(cè)量數(shù)據(jù)求電阻根據(jù)歐姆定律進(jìn)行計(jì)算測(cè)量結(jié)果誤差較大原因電流表或電壓表有內(nèi)阻電流表對(duì)測(cè)量誤差的影響內(nèi)接時(shí)測(cè)量結(jié)果偏大、外接時(shí)測(cè)量結(jié)果偏小【知識(shí)詳解】小燈泡電阻測(cè)量常見(jiàn)問(wèn)題1.器材的選?。弘娏鞅硭x用量程滿(mǎn)偏值要大于電路中的最大電流;滑動(dòng)變阻器的最大阻值應(yīng)略大于或接近小燈泡的電阻(效果更明顯);2.連接電路時(shí):按照電壓表、電流表、滑動(dòng)變阻器的使用規(guī)則,將它們正確地連入電路,在連接的過(guò)程中,開(kāi)關(guān)要斷開(kāi);3.進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí):閉合開(kāi)關(guān)前,要把滑動(dòng)變阻器的滑片調(diào)到最大阻值處,是電路中的電流最小,以保證電路中燈泡、滑動(dòng)變阻器、電壓表、電流表等儀器的安全;4.將每次測(cè)量的結(jié)果和小燈泡的發(fā)光情況記錄下來(lái),以便最后分析和總結(jié);5.分析處理數(shù)據(jù),對(duì)于測(cè)得的各組電流和電壓值,計(jì)算出相應(yīng)的電阻,然后比較,找出規(guī)律。6.整理和分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),可以總結(jié)出在不同電壓下小燈泡的發(fā)光情況和電阻的特點(diǎn)。7.燈泡兩端電壓的變化使小燈泡亮度發(fā)生了變化,也使燈泡溫度發(fā)生了變化,同時(shí)對(duì)小燈泡的電阻產(chǎn)生了影響。(1)當(dāng)小燈泡兩端的電壓越大,燈泡發(fā)光越亮;
(2)當(dāng)小燈泡兩端的電壓越大,燈泡的電阻值越大。
(3)小燈泡發(fā)光越亮,燈泡的溫度越高。
(4)那么小燈泡的電阻能不能用求平均值的方法進(jìn)行計(jì)算呢?顯然這是不合適的。因?yàn)闊艚z在不同電壓下溫度相差較大,燈絲的電阻受溫度的影響不能忽略,所以實(shí)驗(yàn)測(cè)得的電阻是由于燈絲在不同溫度下的電阻,實(shí)驗(yàn)誤差不是主要原因,因此不能取平均值作為小燈泡的電阻。而對(duì)于所測(cè)得的電阻,也只能表示是在此條件下的小燈泡電阻。【知識(shí)擴(kuò)展一】伏安法測(cè)電阻常見(jiàn)電路故障伏安法測(cè)電阻的原理如下圖所示。故障一:閉合開(kāi)關(guān),燈泡不亮,示數(shù)是零,電壓表示數(shù)很大。分析原因:電壓表直接接在了電源兩極上,小燈泡開(kāi)路。排除方法:更換好的小燈泡或檢查燈泡與底座是否接觸良好。故障二:閉合開(kāi)關(guān)后發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮,都沒(méi)有示數(shù)。分析原因:電路中除小燈泡外的某處接觸不良或同時(shí)小燈泡的燈絲斷了。排除方法:將連接各個(gè)電路元件的接線處重新連接,若同時(shí)小燈泡的燈絲斷了則更換好的小燈泡。故障三:閉合開(kāi)關(guān)S,發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮,同時(shí)電流表和電壓表有示數(shù),但非常小。分析原因:電流表和電壓表有示數(shù)說(shuō)明電路是通路,小燈泡不亮,是因?yàn)榧釉谛襞輧啥说碾妷禾。瑢?dǎo)致通過(guò)小燈泡的電流太小而不亮,可能是電源電壓太低或滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值過(guò)大。排除方法:可以適當(dāng)提高電源電壓或?qū)⒒瑒?dòng)變阻器接入電路中的阻值調(diào)小。故障四:閉合開(kāi)關(guān)s后,小燈泡亮,發(fā)現(xiàn)電流表和電壓表的指針向左偏轉(zhuǎn)。分析原因:指針向左偏轉(zhuǎn)說(shuō)明電流表和電壓表的正負(fù)接線柱接反了排除方法:將電流表和電壓表的正負(fù)接線柱對(duì)調(diào)即可。故障五:連接好實(shí)驗(yàn)電路后,閉合開(kāi)關(guān)并移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片,發(fā)現(xiàn)小燈泡變亮,電流表示數(shù)變大時(shí),電壓表示數(shù)反而變??;小燈泡變暗,電流表示數(shù)變小時(shí),電壓表示數(shù)反而變大。分析原因:電路是通路,但是小燈泡變亮,電流表示數(shù)變大時(shí),電壓表示數(shù)反而變小,是由于電壓表并聯(lián)在滑動(dòng)變阻器兩端。排除方法:只要將電壓表改接到小燈泡的兩端即可。故障六:將實(shí)驗(yàn)電路連接好后,閉合開(kāi)關(guān)s,發(fā)現(xiàn)小燈泡特別亮,并且無(wú)論怎樣移動(dòng)變阻器滑片,燈泡亮度不變。分析原因:滑動(dòng)變阻器接線有誤。排除方法:將滑動(dòng)變阻器一個(gè)接線柱接法糾正即可?!局R(shí)擴(kuò)展二】不同實(shí)驗(yàn)電路帶來(lái)的誤差1.伏安法測(cè)電阻可以有兩種測(cè)量電路。如圖1、圖2所示。在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中,被測(cè)電阻值總有些差異。造成在測(cè)量同一個(gè)電阻時(shí)阻值不同的原因在于,他們使用的電路不同,因此就有了一定的差異。兩個(gè)電路的不同之處在于,圖1所示電路的電流表接在電壓表的外面,叫做電流表外接法;而圖2所示電路的電流表接在電壓表的里面,叫做電流表內(nèi)接法。正是這點(diǎn)造成了所測(cè)的電阻值有差別。2.電流表外接法:實(shí)際情況是,電流表的內(nèi)阻很小,電壓表雖然電阻很大,但也不是無(wú)限大,也有電流通過(guò)。因此,圖1中電壓表內(nèi)實(shí)際上有很小的電流通過(guò),因此電流表測(cè)量的是通過(guò)電阻和電壓表的電流之和。由于電壓表的分流,電流表測(cè)出的電流比通過(guò)小燈泡的電流要大些,這樣計(jì)算出的電阻值就要比真實(shí)值小些。在外接法中,測(cè)量的是待測(cè)電阻與電壓表并聯(lián)后的總電阻,由上面的公式可知:3.電流表內(nèi)接法:圖2中電流表兩端也有很小的電壓,因此電壓表測(cè)量的就是電阻和電流表兩端的電壓之和。由于電流表的分壓,電壓表測(cè)出的電壓比小燈泡兩端的電壓要大些,這樣計(jì)算出的電阻值就要比真實(shí)值大些。4.由于電壓表和電流表本身具有內(nèi)阻,把它們連入電路中以后,不可避免地要改變被測(cè)電路中的電壓和電流,給測(cè)量結(jié)果帶來(lái)誤差。所以在伏安法測(cè)量小燈泡的電阻的實(shí)驗(yàn)中采用哪種方法更好,要考慮小燈泡的電阻與電壓表和電流表阻值的差別。如果小燈泡的電阻比電壓表的電阻小得越多,采用圖1的接法時(shí)由于電壓表的分流而引起的誤差越??;如果小燈泡的電阻比電流表的電阻大得越多,采用圖2的接法時(shí)由于電流表的分壓而引起的誤差越小。我們把它總結(jié)為:“大內(nèi)偏大,小外偏小”,即大電阻采用電流表內(nèi)接法,測(cè)量結(jié)果偏大;小電阻采用電流表外接法,測(cè)量結(jié)果偏小。需要強(qiáng)調(diào)的是,在實(shí)際應(yīng)用中我們都把電流表和電壓表看作理想的電表,即電流表沒(méi)有電阻,電壓表電阻無(wú)窮大,這樣,利用圖1、圖2實(shí)驗(yàn)電路進(jìn)行“伏安法”測(cè)電阻實(shí)驗(yàn)時(shí),結(jié)論就是相同的?!緦?duì)點(diǎn)練習(xí)1】小周同學(xué)設(shè)計(jì)了以下四種電路,其中電源電壓不變且未知,R0是已知阻值的定值電阻。在實(shí)驗(yàn)中不拆改電路的情況下,能夠測(cè)出未知電阻Rx阻值的電路是()。A.只有甲B.只有乙丙C.只有甲乙丙D.甲乙丙丁都可以【答案】C?!窘馕觥考讏D:只閉合S2時(shí),兩電阻串聯(lián),電流表測(cè)電路中電流I1;兩開(kāi)關(guān)都閉合時(shí)只有R0接入電路中,電流表測(cè)此時(shí)電路中電流I0,根據(jù)電源電壓不變列式I1(R0+Rx)=I
0R
0可求出Rx的阻值,故能測(cè)出Rx阻值;乙圖:閉合開(kāi)關(guān)S、S2,兩只電阻串聯(lián),電壓表測(cè)量電源電壓為U;閉合S,斷開(kāi)S2,閉合S1,電壓表測(cè)量電阻R0兩端電壓U0,根據(jù)電路電流相等列式可求出Rx的阻值,故能測(cè)出Rx阻值;丙圖:只閉合S1時(shí),電路是只有R0的基本電路,電流表測(cè)量通過(guò)R0的電流I0;再閉合S2,兩只電阻并聯(lián),電流表測(cè)量干路電流I,根據(jù)電源電壓不變列式I0R0=(I﹣I0)Rx可求出Rx的阻值,故能測(cè)出Rx阻值;丁圖:閉合開(kāi)關(guān)S,S1接1,兩只電阻串聯(lián),電壓表測(cè)量R0兩端電壓為U0;S1接2,電壓表反接,不能測(cè)量Rx兩端電壓Ux,僅有一個(gè)電壓值,不能測(cè)出Rx阻值。故ABD不符合題意,C符合題意。故選C?!緦?duì)點(diǎn)練習(xí)2】小明和小華在進(jìn)行“測(cè)量定值電阻的阻值”實(shí)驗(yàn),器材有:干電池兩節(jié),開(kāi)關(guān)、電壓表、電流表、滑動(dòng)變阻器(20Ω1.5A)、電阻箱(0~9999Ω5A)各一個(gè),待測(cè)電阻R1、R2,導(dǎo)線若干。(1)連接電路前,小明發(fā)現(xiàn)電流表指針如圖甲所示,于是他將電流表指針調(diào)至。(2)①圖乙是他們連接的測(cè)量R1阻值的部分電路。請(qǐng)用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線,將電路連接完整。②閉合開(kāi)關(guān)前,應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片P置于最(選填“左”、“右”)端。③在正確完成上述操作后,閉合開(kāi)關(guān)移動(dòng)滑片P,當(dāng)電流表示數(shù)為0.2A時(shí),電壓表示數(shù)如圖丙所示,則電阻兩端的電壓為V.多次實(shí)驗(yàn)所測(cè)量的結(jié)果如表所示,則R1的阻值為Ω。實(shí)驗(yàn)序號(hào)電壓表示數(shù)U/V電流表示數(shù)I/A電阻R1/Ω①0.2②0.60.3③0.880.4④測(cè)量R1阻值的過(guò)程中,老師提醒他們要盡量縮短通電時(shí)間,并用較小的電流來(lái)測(cè)量,這樣做的理由是:。(3)為測(cè)量電阻R2的阻值,他們?cè)谝堰B接好的圖乙的電路中,用R2替換R1接入電路。測(cè)量過(guò)程中,發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)始終小于分度值。于是,他們按照如圖丁所示的電路圖,重新連接了電路,閉合開(kāi)關(guān)后,改變電阻箱接入的阻值進(jìn)行多次測(cè)量。記錄下電阻箱的阻值R及對(duì)應(yīng)的電壓表示數(shù)U,并根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)繪制出﹣圖象,如圖戊所示,則所測(cè)電阻R2的阻值為Ω?!敬鸢浮浚?)零刻度線處;(2)①如上所示;②右;③0.4;2.1;④電阻隨溫度的升高而變大,根據(jù)Q=I2Rt,在電阻一定時(shí),電流越小,通過(guò)時(shí)間越小,電流產(chǎn)生的熱量越小,對(duì)電阻的阻值影響較??;(3)176?!窘馕觥浚?)連接電路前,小明發(fā)現(xiàn)電流表指針如圖甲所示,于是他將電流表指針調(diào)至零刻度線處;(2)①電源電壓為3V,電壓表選用小量程與燈并聯(lián),如下所示:②閉合開(kāi)關(guān)前,應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片P置于阻值最大處,即最右端;③在正確完成上述操作后,閉合開(kāi)關(guān)移動(dòng)滑片P,當(dāng)電流表示數(shù)為0.2A時(shí),電壓表示數(shù)如圖丙所示,電壓表選用小量程,分度值為0.1V,則電阻兩端的電壓為0.4V,由歐姆定律得,R11===2.0Ω;同理,第2、3次測(cè)量的電阻分別為:2.0Ω和2.2Ω,為減小誤差,取平均值作為測(cè)量結(jié)果:R1=≈2.1Ω;④測(cè)量R1阻值的過(guò)程中,老師提醒他們要盡量縮短通電時(shí)間,并用較小的電流來(lái)測(cè)量,這樣做的理由是:根據(jù)Q=I2Rt可知,在電阻一定時(shí),電流越小,通過(guò)時(shí)間越短,電流產(chǎn)生的熱量越??;(3)圖戊中,電阻箱與R2串聯(lián),電壓表表測(cè)電阻箱的電壓;由圖戊知,當(dāng)=0.025Ω﹣1;=1.80V﹣1;即R=40Ω時(shí),U=V,由歐姆定律,電路的電流為:I===A,因電源電壓為3V,由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律,R2的電壓為:U2=3V﹣V=V,由歐姆定律得,所測(cè)電阻R2的阻值:R2===176Ω。故答案為:(1)零刻度線處;(2)①如上所示;②右;③0.4;2.1;④電阻隨溫度的升高而變大,根據(jù)Q=I2Rt,在電阻一定時(shí),電流越小,通過(guò)時(shí)間越小,電流產(chǎn)生的熱量越小,對(duì)電阻的阻值影響較?。唬?)176。分層提分分層提分題組A基礎(chǔ)過(guò)關(guān)練1.如圖所示的電路圖中,電源電壓未知,R0是阻值已知的定值電阻。開(kāi)關(guān)S閉合后,能夠測(cè)算出未知電阻R1阻值的電路是()。A.B.C.D.【答案】ACD?!窘馕觥緼、由電路圖可知,兩電阻串聯(lián),同過(guò)它們的電流相等,電壓表V1測(cè)出電阻R0的電壓,由歐姆定律可以求出電路電流,電壓表V2可以測(cè)出電阻RX的電壓,由歐姆定律可以求出電阻RX的阻值,符合題意;B、由電路圖可知,該電路不能測(cè)出電阻RX的電壓,該電路不能測(cè)出電阻阻值,不符合題意;C、由電路圖可知,兩電阻并聯(lián),電壓表測(cè)并聯(lián)電壓,電流表測(cè)干路電流,由歐姆定律可以求出通過(guò)R0的電流,由并聯(lián)電路特點(diǎn)可以求出通過(guò)RX電流,然后由歐姆定律可以求出電阻RX的阻值,符合題意;D、由電路圖可知,兩電阻并聯(lián),一個(gè)電流表測(cè)干路電流,另一個(gè)電流表測(cè)通過(guò)RX的電流,由并聯(lián)電路特點(diǎn)可以求出通過(guò)R0的電流,由歐姆定律可以求出電阻兩端電壓,然后由歐姆定律可以求出RX的阻值,符合題意;故選:ACD。2.對(duì)于歐姆定律的公式,下列說(shuō)法中不正確的是()。A.根據(jù)R=,當(dāng)U=0時(shí),R=0 ;B.根據(jù)R=,當(dāng)U增大時(shí),R增大;C.根據(jù)R=,I增大時(shí)R減?。籇.根據(jù)R=,對(duì)于同一段導(dǎo)體,I與U成正比【答案】ABC。【解析】ABC.電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì),只與導(dǎo)體的材料、長(zhǎng)度、橫截面積和溫度有關(guān),與兩端的電壓和通過(guò)的電流無(wú)關(guān),故ABC錯(cuò)誤;D.對(duì)于同一段導(dǎo)體,電阻一定,電流與導(dǎo)體兩端電壓成正比,故D正確。故選:ABC。3.學(xué)習(xí)了歐姆定律之后,老師請(qǐng)同學(xué)設(shè)計(jì)一個(gè)測(cè)未知電阻Rx的電路,其中一個(gè)同學(xué)設(shè)計(jì)的電路如圖所示,R0為已知阻值的電阻,當(dāng)S閉合,S1斷開(kāi)時(shí),電流表讀數(shù)為I;當(dāng)S、S1都閉合時(shí),電流表讀數(shù)為I1。(1)請(qǐng)寫(xiě)出Rx的表達(dá)式。(2)請(qǐng)任選器材,設(shè)計(jì)一種不同于該組同學(xué)設(shè)計(jì)的測(cè)量電路,畫(huà)出電路圖。(3)比較兩個(gè)電路圖,說(shuō)一說(shuō)你設(shè)計(jì)的電路圖的優(yōu)缺點(diǎn)?!敬鸢浮浚?);(2)如圖;(3)起到了保護(hù)電路的作用。并且可以多測(cè)幾次取平均值?!窘馕觥浚?)由題意得電源電壓U=IR0,當(dāng)S,S1都閉合時(shí),Rx與R0并聯(lián),通過(guò)Rx的電流為I1-I,因此:。(2)該電路圖只能測(cè)一次Rx的值,并且沒(méi)有對(duì)電路加以保護(hù),可以選用伏安法測(cè)電阻。4.為了測(cè)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(gè)電阻值已知的定值電阻R0,一個(gè)符合要求的電源,以及兩個(gè)開(kāi)關(guān)S1和S2,并連接了部分實(shí)驗(yàn)電路,如圖所示,請(qǐng)幫助小龍完成這個(gè)實(shí)驗(yàn)。(1)請(qǐng)你添加一根導(dǎo)線完成圖所示的實(shí)驗(yàn)電路的連接;(2)只閉合開(kāi)關(guān)S1,讀出電流表示數(shù)為I1;,讀出電流表示數(shù)為I2;(3)寫(xiě)出電阻RX的表達(dá)式為:RX=。【答案】(1)如上所示;(2)再閉合S2;(3)R0?!窘馕觥浚?)將開(kāi)關(guān)右接線柱和電流表負(fù)接線柱連接起來(lái),如下所示:(2)只閉合開(kāi)關(guān)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(cè)待測(cè)電路的電流,在第2次操作中,電流表測(cè)總電流,因并聯(lián)電路各支路互不影響,故通過(guò)待測(cè)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(guò)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(cè)電阻:RX=R0。故答案為:(1)如上所示;(2)再閉合S2;(3)R0。5.在“測(cè)量小燈泡電阻”的實(shí)驗(yàn)中,已知小燈泡的額定電壓為2.5V;(1)請(qǐng)用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線,將圖甲中的實(shí)物圖連接完整,電路連好后,使滑動(dòng)變阻器的滑片向右滑動(dòng)時(shí)燈泡變亮。(電流表選取小量程)(2)在連接電路時(shí),開(kāi)關(guān)處于斷開(kāi)狀態(tài);閉合開(kāi)關(guān)前,將滑片P置于最端(選填“左”或“右”)。(3)移動(dòng)滑片P使電壓表示數(shù)為2.5V,電流表表盤(pán)如圖乙所示,電路中的電流為A,小燈泡此時(shí)的電阻是Ω。(4)電源電壓為3V,現(xiàn)有兩個(gè)滑動(dòng)變阻器R1(10Ω1A)、R2(20Ω2A),調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片,只需使電壓表的示數(shù)范圍為1V~2.5V,當(dāng)電壓表示數(shù)為1V時(shí),此時(shí)通過(guò)燈泡的電流為0.12A,由此可知,該實(shí)驗(yàn)選用的滑動(dòng)變阻器應(yīng)是(選填“R1”或“R2”)。(5)由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制了小燈泡兩端電壓以及通過(guò)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(qǐng)說(shuō)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(dòng)時(shí),燈泡變亮,電阻變小,所以滑動(dòng)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(hù)電路,閉合開(kāi)關(guān)之前,應(yīng)將滑片移到滑動(dòng)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(dòng)變阻器與燈泡串聯(lián),電壓表測(cè)量燈泡兩端的電壓,電流表串聯(lián)電路的電流,當(dāng)電壓表的示數(shù)為1V時(shí),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(dòng)變阻器兩端的電壓為:U滑=U﹣UL=3V﹣1V=2V,滑動(dòng)變阻器的電阻為:R滑==≈16.7Ω>10Ω,所以滑動(dòng)變阻器選用R2;(5)圖丙是根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制的小燈泡的電流與電壓關(guān)系圖象。結(jié)果發(fā)現(xiàn)圖象不是直線,這說(shuō)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。6.一個(gè)物理課外實(shí)驗(yàn)小組用如圖甲所示的電路來(lái)測(cè)量某待測(cè)電阻Rx的阻值,其中定值電阻R0=20Ω。請(qǐng)你幫實(shí)驗(yàn)小組完成:(1)按照甲圖的實(shí)驗(yàn)電路圖,用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線將乙圖連接完整(部分導(dǎo)線已連好);(2)在連接電路時(shí),開(kāi)關(guān)應(yīng),閉合開(kāi)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(kāi)關(guān)S1,將開(kāi)關(guān)S2擲于“1”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U1;保持滑片位置不變,將開(kāi)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(cè)電阻Rx阻值的表達(dá)式Rx=(用R0、U1、U2表示)。(4)重復(fù)步驟(3),共得到5組U1、U2的數(shù)據(jù),并計(jì)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(cè)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(shí)驗(yàn)中,采用了多次測(cè)出U1和U2的值,并由的平均值,求待測(cè)電阻Rx阻值的目的是為?!敬鸢浮浚?)如圖;(2)斷開(kāi);右;(3)?R0;(4)3.41;48.2;(5)減小誤差?!窘馕觥浚?)按照甲圖的實(shí)驗(yàn)電路圖,滑動(dòng)變阻器滑片P向右移時(shí)其接入電阻變大,連接如圖所示:。(2)為保護(hù)電路元器件,在連接電路時(shí),開(kāi)關(guān)應(yīng)斷開(kāi),閉合開(kāi)關(guān)前,滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)置于右端,使接入電阻最大;(3)[閉合開(kāi)關(guān)S1,將開(kāi)關(guān)S2擲于“1”時(shí),三個(gè)電阻串聯(lián),電壓表測(cè)量電阻R0兩端電壓,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U1;保持滑片位置不變,將開(kāi)關(guān)S2擲于“2”時(shí),此時(shí)電壓表測(cè)量電阻R0與Rx的兩端電壓之和,記下此時(shí)電壓表的示數(shù)為U2;由于電路電流保持不變,即=,則待測(cè)電阻Rx阻值的表達(dá)式為:Rx=?R0;(4)重復(fù)步驟(3),共得到5組U1、U2的數(shù)據(jù),并計(jì)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(cè)電阻Rx為:Rx=R0=(﹣1)R0=(3.41﹣1)×20Ω=48.2Ω;(5)實(shí)驗(yàn)中,采用了多次測(cè)出U1和U2的值,并由的平均值,求待測(cè)電阻Rx阻值的目的是為多次測(cè)量以減小誤差。故答案為:(1)如圖;(2)斷開(kāi);右;(3)?R0;(4)3.41;48.2;(5)減小誤差。題組B能力提升練1.在“用電流表和電壓表測(cè)電阻”的實(shí)驗(yàn)中,電路如圖甲所示。(1)開(kāi)關(guān)閉合前,滑動(dòng)變阻器的滑片P要移動(dòng)到(選填“a”或“b”)端;(2)閉合開(kāi)關(guān),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(zhuǎn),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(dòng)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(kāi)關(guān),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(cè)得的結(jié)果為Rx=Ω?!敬鸢浮浚?)b;(2)A;(3)0.4;5?!窘馕觥浚?)由電路圖可知,閉合開(kāi)關(guān)前,滑動(dòng)變阻器滑片應(yīng)置于b端,此時(shí)滑動(dòng)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(zhuǎn),故A符合題意;B、如果滑動(dòng)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(zhuǎn),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(zhuǎn),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(zhuǎn),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。2.小華做“用電流表、電壓表測(cè)電阻”實(shí)驗(yàn),現(xiàn)有電源(電壓為1.5伏的整數(shù)倍保持不變)、待測(cè)電阻、電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器、開(kāi)關(guān)各一個(gè),以及導(dǎo)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(kāi)關(guān),移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片,將測(cè)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(cè)得的兩組數(shù)據(jù)記錄在表二中。小華通過(guò)數(shù)據(jù)處理求出了待測(cè)電阻的阻值,完成實(shí)驗(yàn)。表一實(shí)驗(yàn)序號(hào)電壓表示數(shù)(伏)電流表示數(shù)(安)12.60.1822.30.20表二實(shí)驗(yàn)序號(hào)電壓表示數(shù)(伏)電流表示數(shù)(安)32.20.2042.60.24①獲得表一實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的過(guò)程中,小華將電壓表并聯(lián)在的兩端;②實(shí)驗(yàn)中小華所用的電源電壓為伏;③根據(jù)表一中實(shí)驗(yàn)序號(hào)1的數(shù)據(jù),計(jì)算此次待測(cè)電阻的阻值為歐;(精確到0.1歐)④根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),計(jì)算并判斷所用滑動(dòng)變阻器的規(guī)格能否為“10歐2安”。(需寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程)【答案】①滑動(dòng)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(cè)電阻與滑動(dòng)變阻器串聯(lián),電流表測(cè)電路電流,當(dāng)電流變大時(shí),根據(jù)U=IR可知,待測(cè)電阻的電壓變大,由串聯(lián)電路分壓定律可知,滑動(dòng)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(dòng)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(cè)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(shí)驗(yàn)序號(hào)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(jì)算此次待測(cè)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(dòng)變阻器的規(guī)格不能為“10歐2安”。故答案為:①滑動(dòng)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。3.課外興趣小組要測(cè)量一個(gè)未知電阻Rx的阻值,現(xiàn)有下列器材:電源、兩個(gè)量程均為0~0.6A的相同電流表A1、A2、一個(gè)已知阻值的定值電阻R0=9Ω、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干。興趣小組同學(xué)們開(kāi)動(dòng)腦筋,積極思考,設(shè)計(jì)出了一個(gè)測(cè)量Rx的方法。(1)同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)出的測(cè)量電路圖如圖甲,請(qǐng)根據(jù)電路圖把未完成的實(shí)物圖(圖乙)連接線補(bǔ)充完整。(2)連接好電路,閉合S之前,滑動(dòng)變阻器的滑片P應(yīng)滑到(選填“a”“b”)端;(3)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,使兩個(gè)電流表有一個(gè)恰當(dāng)?shù)淖x數(shù),如圖丙,兩表A1、A2的讀數(shù)分別為I1=A,I2=A;(4)根據(jù)兩電流表讀數(shù)可得出被測(cè)電阻Rx=。(5)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,使A1和A2表的讀數(shù)都變大,為保證A2表不被燒壞,則A1表的讀數(shù)不能超過(guò)A。(6)有同學(xué)認(rèn)為,改用圖丁電路圖也可以測(cè)出Rx的值,你認(rèn)為是否可行?【答案】(1)如圖所示;(2)b;(3)0.32;0.48;(4)4.5Ω;(5)0.4;(6)可行。【解析】(1)根據(jù)甲圖可知,Rx與R0并聯(lián),待測(cè)電阻與A1串聯(lián),A2測(cè)干路電流,如下圖所示:(2)連接好電路,閉合S之前,滑動(dòng)變阻器的滑片P應(yīng)滑到阻值最大處的b端;(3)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,使兩個(gè)電流表有一個(gè)恰當(dāng)?shù)淖x數(shù),如圖丙,由題意可知兩表均選用小量程,分度值為0.02A,則A1、A2的讀數(shù)分別為I1=0.32A,I2=0.48A;(4)根據(jù)并聯(lián)電路電流的規(guī)律,通過(guò)定值電阻R0的電流為:I0=I﹣Ix=0.48A﹣0.32A=0.16A,由并聯(lián)電路的電壓規(guī)律和歐姆定律可得,電源電壓為:U=U0=I0R0=0.16A×9Ω=1.44V;由歐姆定律可得,被測(cè)電阻Rx===4.5Ω;(5)為保證A2表不被燒壞(即干路電流最大為0.6A),設(shè)A1表的讀數(shù)(通過(guò)Rx的電流)不能超過(guò)I,此時(shí)通過(guò)R0的電流為I0′,并聯(lián)電路中各支路的電壓相等,由歐姆定律可知,在電壓相等時(shí),電流與電阻成反比,則===,所以通過(guò)定值電阻的電流為I,由并聯(lián)電路電流的規(guī)律可得I+I=0.6A,解得I=0.4A,即A1表的讀數(shù)不能超過(guò)0.4A;(6)圖丁中,兩電阻并聯(lián),兩電流表分別測(cè)兩支路的電流,因各支路的電壓相等,由U=IR可測(cè)出Rx的值,該方法可行。故答案為:(1)如圖所示;(2)b;(3)0.32;0.48;(4)4.5Ω;(5)0.4;(6)可行。4.在“用電流表和電壓表測(cè)電阻”的實(shí)驗(yàn)中,電路如圖甲所示。(1)開(kāi)關(guān)閉合前,滑動(dòng)變阻器的滑片P要移動(dòng)到(選填“a”或“b”)端;(2)閉合開(kāi)關(guān),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(zhuǎn),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(dòng)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(kāi)關(guān),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(cè)得的結(jié)果為Rx=Ω?!敬鸢浮浚?)b;(2)A;(3)0.4;5?!窘馕觥浚?)由電路圖可知,閉合開(kāi)關(guān)前,滑動(dòng)變阻器滑片應(yīng)置于b端,此時(shí)滑動(dòng)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(zhuǎn),故A符合題意;B、如果滑動(dòng)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(zhuǎn),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(zhuǎn),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(zhuǎn),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。5.課外興趣小組要測(cè)量一個(gè)未知電阻Rx的阻值,現(xiàn)有下列器材:電源、兩個(gè)量程均為0~0.6A的相同電流表A1、A2、一個(gè)已知阻值的定值電阻R0=9Ω、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干。興趣小組同學(xué)們開(kāi)動(dòng)腦筋,積極思考,設(shè)計(jì)出了一個(gè)測(cè)量Rx的方法。(1)同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)出的測(cè)量電路圖如圖甲,請(qǐng)根據(jù)電路圖把未完成的實(shí)物圖(圖乙)連接線補(bǔ)充完整。(2)連接好電路,閉合S之前,滑動(dòng)變阻器的滑片P應(yīng)滑到(選填“a”“b”)端;(3)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,使兩個(gè)電流表有一個(gè)恰當(dāng)?shù)淖x數(shù),如圖丙,兩表A1、A2的讀數(shù)分別為I1=A,I2=A;(4)根據(jù)兩電流表讀數(shù)可得出被測(cè)電阻Rx=。(5)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,使A1和A2表的讀數(shù)都變大,為保證A2表不被燒壞,則A1表的讀數(shù)不能超過(guò)A。(6)有同學(xué)認(rèn)為,改用圖丁電路圖也可以測(cè)出Rx的值,你認(rèn)為是否可行?【答案】(1)如圖所示;(2)b;(3)0.32;0.48;(4)4.5Ω;(5)0.4;(6)可行。【解析】(1)根據(jù)甲圖可知,Rx與R0并聯(lián),待測(cè)電阻與A1串聯(lián),A2測(cè)干路電流,如下圖所示:(2)連接好電路,閉合S之前,滑動(dòng)變阻器的滑片P應(yīng)滑到阻值最大處的b端;(3)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,使兩個(gè)電流表有一個(gè)恰當(dāng)?shù)淖x數(shù),如圖丙,由題意可知兩表均選用小量程,分度值為0.02A,則A1、A2的讀數(shù)分別為I1=0.32A,I2=0.48A;(4)根據(jù)并聯(lián)電路電流的規(guī)律,通過(guò)定值電阻R0的電流為:I0=I﹣Ix=0.48A﹣0.32A=0.16A,由并聯(lián)電路的電壓規(guī)律和歐姆定律可得,電源電壓為:U=U0=I0R0=0.16A×9Ω=1.44V;由歐姆定律可得,被測(cè)電阻Rx===4.5Ω;(5)為保證A2表不被燒壞(即干路電流最大為0.6A),設(shè)A1表的讀數(shù)(通過(guò)Rx的電流)不能超過(guò)I,此時(shí)通過(guò)R0的電流為I0′,并聯(lián)電路中各支路的電壓相等,由歐姆定律可知,在電壓相等時(shí),電流與電阻成反比,則===,所以通過(guò)定值電阻的電流為I,由并聯(lián)電路電流的規(guī)律可得I+I=0.6A,解得I=0.4A,即A1表的讀數(shù)不能超過(guò)0.4A;(6)圖丁中,兩電阻并聯(lián),兩電流表分別測(cè)兩支路的電流,因各支路的電壓相等,由U=IR可測(cè)出Rx的值,該方法可行。故答案為:(1)如圖所示;(2)b;(3)0.32;0.48;(4)4.5Ω;(5)0.4;(6)可行。6.如圖甲所示是測(cè)量未知電阻Rx的實(shí)驗(yàn)電路,電源兩端電壓不變,定值電阻R0=30Ω。請(qǐng)補(bǔ)充完成主要實(shí)驗(yàn)步驟,并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。(1)實(shí)驗(yàn)步驟①只閉合開(kāi)關(guān)S、S1,讀出并記錄電流表示數(shù)I1。②讀出并記錄電流表示數(shù)I2(如圖乙所示)。③計(jì)算Rx的阻值。(2)數(shù)據(jù)記錄與處理(請(qǐng)你補(bǔ)充完整表中①②位置的數(shù)據(jù))實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表(定值電阻R0=30Ω)I1/AI2/ARx/Ω0.2①②【答案】(1)②只閉合S、S2;(2)如表所示。【解析】(1)①只閉合開(kāi)關(guān)S、S1,讀出并記錄電流表示數(shù)I1,②只閉合S、S2,讀出并記錄電流表示數(shù)I2,圖中電流表選用小量程,分度值為0.02A,電流為0.5A;③在①中,兩電阻并聯(lián),電流表測(cè)R0的電流,由歐姆定律,電源電壓:U=I1×R0=0.2A×30Ω=6V;在②中,兩電阻并聯(lián),電流表測(cè)干路電流,由并聯(lián)電路各支路互不影響,故通過(guò)定值電阻的電流仍為0.2A,由并聯(lián)電路電流的規(guī)律,通過(guò)待測(cè)電阻的電流為:Ix=0.5A﹣0.2A=0.3A;由歐姆定律,Rx===20Ω;(2)如下表所示:I1/AI2/ARx/Ω0.20.520故答案為:(1)②只閉合S、S2;(2)如上表所示。題組C培優(yōu)拔尖練1.(2021·湖南懷化市)小張同學(xué)進(jìn)行“伏安法測(cè)電阻”的實(shí)驗(yàn),實(shí)物圖如圖甲所示。(1)請(qǐng)你用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線,將圖甲中的電路連接完整;(導(dǎo)線不得交叉)______(2)閉合開(kāi)關(guān)前,滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)滑到最______(選填“左”或“右”)端;(3)某次實(shí)驗(yàn)中,移動(dòng)滑片使電壓表示數(shù)為2.0V,此時(shí)電流表的指針位置如圖乙所示,則電流表的示數(shù)為_(kāi)_____A,本次測(cè)得的阻值為_(kāi)_____Ω;(4)實(shí)驗(yàn)后,小張同學(xué)設(shè)計(jì)了另外一種測(cè)電阻的方法,電路圖如圖丙所示。為待測(cè)電阻,電源電壓恒定,定值電阻。實(shí)驗(yàn)步驟如下:①保持開(kāi)關(guān)斷開(kāi),閉合開(kāi)關(guān)S、,讀出并記錄電流表示數(shù);②斷開(kāi)開(kāi)關(guān),閉合開(kāi)關(guān)S、,讀出并記錄電流表示數(shù)。處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),可求得______Ω?!敬鸢浮咳鐖D;右;0.16;12.5;30。【解析】(1)[1]用伏安法測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)原理是,用電壓表測(cè)R兩端電壓,用電流變測(cè)流過(guò)R的電流,分析電路,需將電壓表完整的連接在R兩端,如圖所示:(2)[2]閉合開(kāi)關(guān)前,滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)置于最大阻值處,圖中滑動(dòng)變阻器接左下接線柱,則應(yīng)將滑片置于最右端。(3)[3][4]觀察圖甲可知電流表所選量程為0~0.
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