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第9講特殊方法測(cè)電阻課后專項(xiàng)突破及單元綜合測(cè)——?jiǎng)澲攸c(diǎn)初三期中期末之復(fù)習(xí)講義一、單選題1.某同學(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)量出未知電阻Rx阻值的電路是(
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A.只有①②③ B.只有②③④ C.只有②③D.①②③④都可以【答案】D【詳解】解:由圖知,①斷開開關(guān)S,兩只電阻串聯(lián),電壓表測(cè)量電源電壓為U;閉合開關(guān)S,電壓表測(cè)量電阻R0兩端電壓UUR可求出Rx的阻值,故能測(cè)出R②只閉合S2時(shí),兩電阻串聯(lián),電流表測(cè)電路中電流I1;兩開關(guān)都閉合時(shí)只有R0I1可求出Rx的阻值,故能測(cè)出R③只閉合S1時(shí),電路是只有R0的簡(jiǎn)單電路,電流表測(cè)量通過R0的電流I0;再閉合I0可求出Rx的阻值,故能測(cè)出R④斷開開關(guān)S,兩只電阻串聯(lián),電壓表測(cè)量Rx兩端電壓為Ux;閉合開關(guān)S,電壓表測(cè)量電源電壓UR可求出Rx的阻值,故能測(cè)出R故選D。2.下列四個(gè)實(shí)驗(yàn)電路圖,不能夠得出定值電阻Rx阻值的電路是()A. B.C. D.【答案】B【詳解】A.如圖所示,R與Rx串聯(lián),電壓表測(cè)電源兩端電壓,電流表測(cè)電流,總電阻為RRx值為R故A不符合題意;B.如圖所示,R與Rx并聯(lián),電壓表測(cè)電源兩端電壓,電流表測(cè)R電流,Rx電流未知,不可求Rx值,故B符合題意;C.如圖所示,R與Rx并聯(lián),兩個(gè)電流表測(cè)R電流I1和干路電流I,Rx的電流為I電源電壓為U=Rx值為R故C不符合題意;D.如圖所示,滑動(dòng)變阻器R1與Rx串聯(lián),電壓表測(cè)滑動(dòng)變阻器兩端電壓,電流表測(cè)電流,當(dāng)滑片在最右端時(shí),滑動(dòng)變阻器接入電路阻值為0,電源電壓可表示為U=當(dāng)滑片在最左端時(shí),滑動(dòng)變阻器接入電路阻值為最大值R1,電源電壓可表示為U=聯(lián)立二式可解得Rx值為R故D不符合題意。故選B。二、多選題3.以下四種電路,電源電壓不變且未知,R0是已知阻值的定值電阻,在不拆改電路的情況下,能測(cè)出未知電阻Rx阻值的電路是()A.
B.
C.
D.
【答案】ABC【詳解】A.由圖可知,當(dāng)S1閉合,S2斷開時(shí),該電路為R0的簡(jiǎn)單電路,電流表測(cè)通過R0的電流,由電流表可讀出此時(shí)的電流為U即電源電壓為U=當(dāng)S1和S2均閉合時(shí),該電路為R0和Rx的并聯(lián)電路,電流表測(cè)干路的電流,可讀出此時(shí)電流表的示數(shù)為I由I=UR可知R因此該圖可以測(cè)出未知電阻RxB.由圖可知,當(dāng)S1和S2均閉合時(shí),Rx被短路,電路為R0的簡(jiǎn)單電路,電流表測(cè)電路中的電流,由電流表讀出此時(shí)電流為U即電源電壓為U=當(dāng)S1斷開,S2閉合時(shí),該電路為R0和RR由串聯(lián)電路的電阻特點(diǎn)可知RxR因此該圖可以測(cè)出未知電阻RxC.由圖可知,當(dāng)S和S1閉合,S2斷開時(shí),該電路為R0和Rx的串聯(lián)電路,電壓表測(cè)R0I即電路中的電流為I=當(dāng)S和S2閉合,S1斷開時(shí),該電路為R0和Rx的串聯(lián)電路,電壓表測(cè)電源兩端的電壓;已知此時(shí)電壓表示數(shù)為U由歐姆定律可知RxR因此該圖可以測(cè)出未知電阻RxD.由圖可知,若不拆改電路,當(dāng)S1接1之后,再換接2,此時(shí)電壓表的正負(fù)接線柱會(huì)接反,不能測(cè)出未知電阻兩端的電壓,因此該圖不能測(cè)出未知電阻R故選ABC。三、實(shí)驗(yàn)題4.用如圖甲所示的電路可以測(cè)量一個(gè)未知電阻的阻值,該電路中Rx為待測(cè)電阻,R為電阻箱(符號(hào)為),S為單刀雙擲開關(guān),R0是阻值為50Ω的定值電阻。某同學(xué)用該電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn),主要步驟有:A.把開關(guān)S接到b點(diǎn),調(diào)節(jié)電阻箱,使電流表的示數(shù)為I;B.讀出電阻箱的示數(shù)R;C.把開關(guān)S接到a點(diǎn),讀出電流表的示數(shù)為I;D.根據(jù)電路圖連接電路,將電阻箱的阻值調(diào)至最大。(1)上述步驟的合理順序是(只填寫序號(hào));(2)電路中接入電阻R0的目的是;(3)在步驟A中,調(diào)節(jié)如圖乙所示電阻箱的四個(gè)旋鈕時(shí),最先調(diào)節(jié)的是“×”(填旋鈕下方數(shù)字),并沿合理的旋轉(zhuǎn)方向調(diào)節(jié)旋鈕。若電阻箱調(diào)節(jié)好后示數(shù)如圖乙所示,則待測(cè)電阻的阻值為Ω;(4)若將定值電阻R0換成最大阻值為50Ω的滑動(dòng)變阻器,關(guān)于滑動(dòng)變阻器的作用下列說法正確的是()A.若步驟A中難以使電流表示數(shù)為I,可調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器實(shí)現(xiàn)B.僅能作為阻值為50Ω的定值電阻使用C.可以改變步驟C中的電流表示數(shù),便于實(shí)驗(yàn)讀數(shù)D.滑動(dòng)變阻器接入電路中阻值最大可保護(hù)電路,步驟D中電阻箱的阻值無需調(diào)至最大(5)根據(jù)上述測(cè)量方法,只用電壓表也能測(cè)量待測(cè)電阻,請(qǐng)?jiān)诒麍D中畫出電壓表的連接。【答案】DCAB保護(hù)電路100047C【詳解】(1)[1]連接電路時(shí),應(yīng)將變阻箱旋鈕旋到阻值最大處,保護(hù)電路,電源電壓不變,閉合開關(guān),先測(cè)量流過未知電阻的電流,再將開關(guān)連接到b點(diǎn),調(diào)節(jié)變阻箱的阻值,使流過電阻箱的電流與流過未知電阻的電流相等,則電阻箱的阻值為未知電阻的阻值,所以合理的順序是DCAB(2)[2]電路中接入電阻R0的目的是保護(hù)電路,為了避免開關(guān)閉合時(shí),電路中電流過大,燒壞用電器,所以閉合開關(guān)前將電阻箱調(diào)到阻值最大處,保護(hù)電路,同時(shí)為了避免調(diào)節(jié)變阻箱時(shí),電路中電流過大,在電路中接入電阻R0保護(hù)電路。(3)[3]調(diào)節(jié)變阻箱的原則是先大后小,所以最先調(diào)節(jié)“×1000”的旋鈕。[4]由圖可知,變阻箱的阻值為47Ω。(4)[5]A.步驟A中,電流表的示數(shù)是根據(jù)步驟C中電流表的示數(shù)調(diào)節(jié)的,要通過調(diào)節(jié)電阻箱的阻值大小使電流表的示數(shù)為I,故A錯(cuò)誤;B.可以通過調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的阻值,使電路中電流表方便讀數(shù),故B錯(cuò)誤;C.開關(guān)S接a時(shí),電流表測(cè)電路中的電流,可以通過調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的阻值,使開關(guān)S接b時(shí),方便電流表讀數(shù),減小誤差,故C正確;D.在開關(guān)閉合前,滑動(dòng)變阻器要調(diào)到阻值最大處,故D錯(cuò)誤;故選C。(5)[6]開關(guān)S接a時(shí),未知電阻Rx與R0串聯(lián),電壓表測(cè)量電阻Rx的電壓,記錄此時(shí)電壓表的示數(shù)為U',將開關(guān)S接b,未知電阻Rx與R0串聯(lián),電壓表測(cè)量電阻箱的電壓,調(diào)節(jié)電阻箱的旋鈕,使電壓表的示數(shù)與U'相同,則此時(shí)電阻箱的阻值就是未知電阻的阻值。電路連接如圖所示:5.小虎用如圖甲所示電路測(cè)量定值電阻R的阻值。
(1)電路中有一根導(dǎo)線連接錯(cuò)誤,請(qǐng)你在需改動(dòng)的導(dǎo)線上打“×”,用筆畫線代替導(dǎo)線畫出正確接法。(2)改正錯(cuò)誤后,小虎閉合開關(guān)并移動(dòng)滑片,發(fā)現(xiàn)電壓表的示數(shù)發(fā)生變化,而電流表的示數(shù)不變化,則電路中的故障是。(3)上述故障排除后,小虎將滑片移至某處,電壓表和電流表的示數(shù)如圖乙所示,由此計(jì)算出待測(cè)電阻的阻值是。(4)實(shí)驗(yàn)過程中,電流表不小心被損壞,小虎在其余器材基礎(chǔ)上增加一個(gè)開關(guān)和已知阻值的定值電阻R。又完成一次測(cè)量,請(qǐng)?jiān)贏、B兩點(diǎn)間將小虎設(shè)計(jì)的電路圖丙補(bǔ)充完整。【答案】
R斷路10Ω
【詳解】(1)[1]圖甲中的錯(cuò)誤為:電壓表串聯(lián)在電路中,閉合開關(guān)后,電壓表與電阻并聯(lián);正確接法如圖所示:
(2)[2]小虎閉合開關(guān)并移動(dòng)滑片,電流表的示數(shù)不變化,則說明電路中可能發(fā)生斷路;電壓表的示數(shù)發(fā)生變化,則說明與電壓表并聯(lián)的電路有斷路,可能電阻R斷路。(3)[3]由圖乙可知,電壓表使用0~3V量程,分度值0.1V,示數(shù)為2V,電流表使用0~0.6A的量程,分度值0.02A,示數(shù)為0.2A,待測(cè)電阻的阻值R=(4)[4]將已知電阻R0與待測(cè)電阻R串聯(lián),然后將開關(guān)與R0并聯(lián),當(dāng)開關(guān)閉合時(shí),R0被短路,電壓表測(cè)出電源電壓;當(dāng)開關(guān)斷開時(shí),已知電阻R0與待測(cè)電阻R串聯(lián),電壓表測(cè)出待測(cè)電阻兩端的電壓,根據(jù)串聯(lián)電路的電壓規(guī)律求出R
6.用“伏安法”測(cè)量已壞收音機(jī)里一個(gè)電阻的阻值,請(qǐng)完成下列實(shí)驗(yàn)探究。
(1)連接電路時(shí)開關(guān)應(yīng)處于狀態(tài);閉合開關(guān)前,滑動(dòng)變阻器應(yīng)滑到(選填“A”或“B”)端;(2)用滑動(dòng)變阻器調(diào)節(jié)接入電路中的電阻,記錄每次對(duì)應(yīng)電流值和電壓值,多次測(cè)量的目的是(選填“①”或“②”);①尋找普遍規(guī)律
②求平均值減小誤差(3)某一次測(cè)量時(shí),電流表的指針如圖乙所示,其示數(shù)為A,電壓表的指針如圖丙所示,其示數(shù)為V,根據(jù)上述數(shù)據(jù)計(jì)算出Rx的阻值為Ω;(4)要測(cè)量額定電壓為U0的小燈泡正常工作時(shí)的電阻,設(shè)計(jì)了以下四種方案,電源電壓不變,R為已知電阻,在不改變電路連接的情況下可行的是(僅一項(xiàng)正確)。A.
B.
C.
D.
【答案】斷開A②0.262.610D【詳解】(1)[1]為了防止連接電路時(shí)錯(cuò)誤導(dǎo)致電路損壞,連接電路時(shí)開關(guān)應(yīng)處于斷開狀態(tài)。[2]閉合開關(guān)前,為了防止電流過大而損壞電路,滑動(dòng)變阻器應(yīng)處于最大阻值處,即滑到A端。(2)[3]本實(shí)驗(yàn)的目的是為了測(cè)量定值電阻的阻值,多次測(cè)量的目的是為了求平均值減小誤差,故選填②。(3)[4][5][6]電流表的指針如圖乙所示,電流表連接的量程為0~0.6A,分度值為0.02A,其示數(shù)為0.26A,電壓表的指針如圖丙所示,電壓表連接的量程為0~3V,分度值為0.1V,其示數(shù)為2.6V,根據(jù)歐姆定律可得Rx的阻值為R(4)[7]AB.兩種方案中都存在電流表與燈泡或定值電阻并聯(lián),會(huì)導(dǎo)致其短路,故AB不符合題意;C.此方案電壓表存在正負(fù)接線柱接反的情況,無法正常測(cè)量電壓,故C不符合題意;D.此方案可先將開關(guān)置于2,移動(dòng)滑動(dòng)變阻器,使小燈泡正常發(fā)光,再將開關(guān)置于1,測(cè)出此時(shí)燈泡與R的總電壓U,則R兩端電壓為U此時(shí)燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流為I故燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻為R故D符合題意。故選D。7.用如圖甲所示的電路測(cè)量定值電阻Rx
(1)請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線將圖甲中的實(shí)物圖連接完整;(2)連接電路時(shí),開關(guān)應(yīng)處于狀態(tài);(3)實(shí)驗(yàn)時(shí),閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)電流表和電壓表示數(shù)都為0,則電路的故障可能是滑動(dòng)變阻器;排除故障后繼續(xù)實(shí)驗(yàn),當(dāng)電壓表示數(shù)為2V時(shí),電流表示數(shù)如圖乙所示,則定值電阻Rx=(4)如果沒有電壓表,電源電壓未知,可以用最大阻值為R0的滑動(dòng)變阻器和如圖丙所示電路,來測(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【答案】
斷開斷路10I1【詳解】(1)[1]滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇一上一下兩個(gè)接線柱串聯(lián)接入電路,連接實(shí)物圖如圖所示:
(2)[2]為保護(hù)電路,連接電路時(shí),開關(guān)應(yīng)斷開。(3)[3]實(shí)驗(yàn)時(shí),閉合開關(guān),電流表為0,說明電路有斷路,電壓表示數(shù)為0,說明電壓表與電源之間存在斷路,因此,電路的故障可能是滑動(dòng)變阻器斷路。[4]當(dāng)電壓表示數(shù)為2V時(shí),電流表示數(shù)如圖乙所示,電流表接入電路的量程為0~0.6A,每一小格表示0.02AR(4)[5]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(cè)電路的電流,電流表示數(shù)為I1U=I滑動(dòng)變阻器滑片在最右端時(shí),為待測(cè)電阻的簡(jiǎn)單電路,電流表示數(shù)為I2U=I2①②兩式聯(lián)立可得電阻R8.小含同學(xué)在“伏安法測(cè)電阻”的實(shí)驗(yàn)中,器材如下:待測(cè)電阻Rx,阻值已知的定值電阻R(1)該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理是(選填“I=UR”或“R(2)如果實(shí)驗(yàn)中只有一只電壓表或只有一只電流表,其他器材不變,則下列四種電路設(shè)計(jì),能測(cè)出Rx的是
【答案】R=【詳解】(1)[1]實(shí)驗(yàn)是利用伏安法測(cè)電阻,測(cè)量出待測(cè)電阻的兩端電壓以及通過的電流即可得出待測(cè)電阻的阻值,所以該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理是R=(2)[2]A.如圖所示,開關(guān)閉合,兩電阻串聯(lián),電壓表測(cè)的是R0的兩端電壓,根據(jù)歐姆定律可得電路的電流,但由于電源電壓未知,無法通過歐姆定律求出待測(cè)電阻的阻值,故A不符合題意;B.如圖所示,當(dāng)兩開關(guān)都閉合時(shí),電路是待測(cè)電阻Rx的簡(jiǎn)單電路,此時(shí)電壓表測(cè)的是電源電壓U0;當(dāng)開關(guān)S1閉合,S2斷開時(shí),兩電阻串聯(lián),電壓表測(cè)的是Rx的兩端電壓U1,根據(jù)歐姆定律和串聯(lián)電路電壓特點(diǎn)可得,此時(shí)電路的電流為I根據(jù)串聯(lián)電路電流特點(diǎn)和歐姆定律可得,待測(cè)電阻的阻值為R即該電路圖可以測(cè)出待測(cè)電阻的阻值,故B符合題意;C.如圖所示,開關(guān)閉合,兩電阻并聯(lián),電流表測(cè)的是通過R0的電流,通過歐姆定律可求出電源電壓,根據(jù)并聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)可得出待測(cè)電阻的兩端電壓,但由于無法測(cè)出通過待測(cè)電阻的電流,所以不能測(cè)出待測(cè)電阻的阻值,故C不符合題意;D.如圖所示,當(dāng)開關(guān)S1閉合、S2斷開時(shí),電路是待測(cè)電阻Rx的簡(jiǎn)單電路,電流表測(cè)的是此時(shí)通過Rx的電流I1,根據(jù)歐姆定律可得,電源電壓為U′=I1Rx;兩開關(guān)都閉合時(shí),兩電阻并聯(lián),電流表測(cè)的是干路電流I由歐姆定律可得R故待測(cè)電阻的阻值為R即該電路圖可以測(cè)出待測(cè)電阻的阻值,故D符合題意。故選BD。9.為測(cè)量額定電流為0.3A的小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻,設(shè)計(jì)了下圖電路,電源電壓不變:
(1)閉合開關(guān)S1,將S2撥至,調(diào)節(jié)Ra直至電流表示數(shù)為0.3A,R(2)將S2撥至另一端,調(diào)節(jié)Ra記為R2,調(diào)節(jié)R(3)則燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻RL=。(用R1、R2【答案】aRL=R2+R3RI【詳解】[1]首先應(yīng)把電燈泡接入電路,閉合開關(guān)S1,將開關(guān)S2調(diào)至a端,調(diào)節(jié)Ra直至電流表示數(shù)為0.3A,Ra的阻值記為R1。[2]將S2撥至另一端,調(diào)節(jié)Ra記為R2,調(diào)節(jié)Rb記為R3,電流表示數(shù)仍為0.3A;由于電源電壓保持不變,電流始終為0.3A,則電路中的總電阻不變,于是有RL+R1=R2+R3則燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻為RL=R2+R3R110.有一個(gè)學(xué)習(xí)小組在實(shí)驗(yàn)室用如下圖所示的電路測(cè)量定值電阻Rx
(1)請(qǐng)用一根導(dǎo)線將如圖甲所示的電路連接完整(要求滑片向左滑動(dòng)時(shí)電流表示數(shù)變大);(2)連接電路時(shí),開關(guān)需處于(選填“斷開”或“閉合”)狀態(tài),并應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片P調(diào)節(jié)至(選填“A”或“B”)端;(3)閉合開關(guān),移動(dòng)滑片P發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)有變化,但電壓表無示數(shù),則電路的故障可能是;(4)排除故障后繼續(xù)實(shí)驗(yàn),當(dāng)電壓表示數(shù)為1.2V時(shí),電流表示數(shù)如圖乙所示,則定值電阻Rx的阻值為(5)另一組同學(xué)在實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)只有電流表,沒有電壓表,于是老師向他們提供了一個(gè)最大阻值為R0的滑動(dòng)變阻器并設(shè)計(jì)了如圖丙所示的電路圖來測(cè)量電阻R①閉合開關(guān),將滑動(dòng)變阻器滑片滑至最左端,此時(shí)電流表示數(shù)為I1②,此時(shí)電流表示數(shù)為I2;則電阻Rx【答案】
斷開BRx短路5將滑動(dòng)變阻器滑片滑至最右端I【詳解】(1)[1]伏安法測(cè)電阻,定值電阻Rx與變阻器串聯(lián),電壓表測(cè)量定值電阻Rx電壓,電流表測(cè)量電路電流,滑片向左滑動(dòng)時(shí)電流表示數(shù)變大,說明滑片向左滑動(dòng)時(shí)變阻器變小,則變阻器的A端接入電路中,如圖所示:
(2)[2][3]連接電路時(shí),為了保護(hù)電路,開關(guān)需處于斷開狀態(tài),并應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片P調(diào)節(jié)至B端,使變阻器接入電路中電阻最大。(3)[4]閉合開關(guān),移動(dòng)滑片P發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)有變化,但電壓表無示數(shù),說明變阻器接入電路中電阻改變時(shí),電路中電流改變,則電路中不可能出現(xiàn)斷路現(xiàn)象,而電壓表的示數(shù)不受串聯(lián)的變阻器的影響,則電路的故障可能是與電壓表并聯(lián)的定值電阻短路。(4)[5]由圖乙得,電流表的量程為0~0.6A,分度值為0.02A,示數(shù)為0.24A,由歐姆定律得,定值電阻RxR(5)[6]同學(xué)在實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)只有電流表,沒有電壓表,于是老師向他們提供了一個(gè)最大阻值為R0的滑動(dòng)變阻器并設(shè)計(jì)了如圖丙所示的電路圖來測(cè)量電阻R①閉合開關(guān),將滑動(dòng)變阻器滑片滑至最左端,此時(shí)電阻Rx與變阻器最大電阻R0串聯(lián),電流表示數(shù)為I②斷開開關(guān),閉合開關(guān),將滑動(dòng)變阻器滑片滑至最右端,此時(shí)電路化為電阻Rx簡(jiǎn)單電路,此時(shí)電流表示數(shù)為I2。電源電壓不變,由串聯(lián)電路電壓特點(diǎn)與歐姆定律得I則R11.在測(cè)量未知電阻R阻值的實(shí)驗(yàn)中:
(1)實(shí)驗(yàn)原理:(用公式表示);(2)小紅發(fā)現(xiàn)圖甲電路中有一根導(dǎo)線連接錯(cuò)誤,請(qǐng)?jiān)趫D中錯(cuò)誤的連線上畫“×”,并用筆畫線代替導(dǎo)線將電路連接正確;(3)改正錯(cuò)誤后繼續(xù)實(shí)驗(yàn),閉合開關(guān)前,滑動(dòng)變阻器的滑片P應(yīng)置于(選填“A”或“B”)端。閉合開關(guān)S,發(fā)現(xiàn)電流表無示數(shù),電壓表示數(shù)接近電源電壓,則電路故障可能是;(4)排除故障后,閉合開關(guān)S,移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P到某位置,此時(shí)電壓表的示數(shù)是2V,電流表的示數(shù)如圖乙所示,此次測(cè)得R的阻值為Ω。接著小紅又測(cè)了兩次R的阻值,分別為3.9Ω和3.8Ω,則R的阻值為Ω;(5)完成上述實(shí)驗(yàn)后,小紅設(shè)計(jì)了利用兩個(gè)開關(guān)和一個(gè)電阻箱()測(cè)量額定電壓為2.5V小燈泡正常發(fā)光時(shí)電阻的電路,如圖丙所示,請(qǐng)你將操作步驟補(bǔ)充完整:①閉合S、S1,斷開S2,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R1的滑片,使電壓表示數(shù)為2.5V,此時(shí)小燈泡正常發(fā)光;②閉合S、S2,斷開S1,,調(diào)節(jié),使電壓表示數(shù)為2.5V;則小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻等效于的電阻。【答案】R=UI
B【詳解】(1)[1]在測(cè)量未知電阻R阻值的實(shí)驗(yàn)中,只要知道了通過未知電阻的電流和未知電阻兩端的電壓,根據(jù)R=UI公式可計(jì)算出未知電阻的阻值,所以該實(shí)驗(yàn)的原理是(2)[2]在測(cè)量未知電阻R阻值的實(shí)驗(yàn)中,電壓表應(yīng)該并聯(lián)在未知電阻兩端,同時(shí)滑動(dòng)變阻器應(yīng)該遵循“一上一下”的原則接入電路,圖中未知電阻右接線柱到滑動(dòng)變阻器C接線柱連接錯(cuò)誤,應(yīng)將其改為:未知電阻右接線柱與滑動(dòng)變阻器A接線柱連接。如圖所示
(3)[3]閉合開關(guān)前,為了電路安全,避免開關(guān)閉合瞬間,電路電流過大,滑動(dòng)變阻器的滑片P應(yīng)置于最大阻值處,即圖中的B端。[4]閉合開關(guān)S,發(fā)現(xiàn)電流表無示數(shù),電路可能存在斷路故障,電壓表示數(shù)接近電源電壓,說明電壓表與電源是接通的,則電路故障可能是未知電阻斷路。(4)[5][6]排除故障后,閉合開關(guān)S,移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P到某位置,此時(shí)電壓表的示數(shù)是2V,電流表如圖乙所示,選擇分度值為0.02A的小量程,示數(shù)為0.5A,根據(jù)歐姆定律可得此次測(cè)得R的阻值R接著小紅又測(cè)了兩次R的阻值,分別為3.9Ω和3.8Ω,則R的阻值R=(5)[7][8][9]閉合S、S1,斷開S2,滑動(dòng)變阻器R1與小燈泡測(cè)量,電壓表測(cè)量小燈泡兩端電壓,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R1的滑片,使電壓表示數(shù)為2.5V,此時(shí)小燈泡正常發(fā)光。閉合S、S2,斷開S1,此時(shí)滑動(dòng)變阻器與電阻箱串聯(lián),電壓表測(cè)量電阻箱兩端電壓;此時(shí)可以保持滑動(dòng)變阻器R1的滑片不動(dòng),通過調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)電阻箱的旋鈕,使電壓表示數(shù)為2.5V。兩次實(shí)驗(yàn)過程中中,電源電壓不變,滑動(dòng)變阻器的阻值相同,第二次又通過調(diào)節(jié)電阻箱旋鈕使電阻箱兩端電壓與小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓相同,可知小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻等效于電阻箱兩端電壓為2.5V時(shí)的電阻。12.測(cè)量未知電阻R2阻值的實(shí)驗(yàn)中,用到的實(shí)驗(yàn)器材有:兩節(jié)新干電池、電壓表、電流表、開關(guān)、滑動(dòng)變阻器、導(dǎo)線若干。
(1)實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)連接的電路如圖甲所示,閉合開關(guān),電壓表和電流表的有無示數(shù)情況分別是;(2)甲圖電路中存在導(dǎo)線連接錯(cuò)誤,請(qǐng)?jiān)诮渝e(cuò)的導(dǎo)線上畫“×”,并用筆畫線代替導(dǎo)線畫出正確的接法;()(3)正確連接電路后,閉合開關(guān),當(dāng)電壓表示數(shù)為1.2V時(shí),電流表示數(shù)如圖乙所示,則被測(cè)電阻的阻值大小為Ω;為了減小測(cè)量誤差,進(jìn)行多次測(cè)量,使電壓表示數(shù)從1.2V變?yōu)?V,則滑動(dòng)變阻器滑片應(yīng)向(選填“A”或“B”)端移動(dòng);(4)把圖甲中的未知電阻換成小燈泡,測(cè)量小燈泡的電阻,根據(jù)兩次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)繪制出IU關(guān)系圖像,如圖丙,其中小燈泡的IU關(guān)系圖線是(選填“a”或“b”),你的判斷理由是;(5)完成上述實(shí)驗(yàn)后,實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)借助阻值已知的定值電阻R0和另一個(gè)電壓表,設(shè)計(jì)了如圖丁所示的電路來測(cè)量未知電阻的阻值。①電路圖中虛線框內(nèi)的元件組合相當(dāng)于一個(gè)表;②閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑片的位置,讀出此時(shí)電壓表V和V0的示數(shù)分別為Ux和U0;③未知電阻Rx=(用測(cè)量量和已知量符號(hào)表示)。【答案】電壓表有示數(shù),電流表無示數(shù)
5Ba小燈泡的阻值隨溫度的升高而增大,不是一個(gè)定值Ux【詳解】(1)[1]實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)連接的電路如圖甲所示,電壓表和電流表串聯(lián)后并聯(lián)在待測(cè)電阻兩端,因?yàn)殡娏鞅韮?nèi)阻較小,相當(dāng)于短路,電壓表內(nèi)阻非常大,相當(dāng)于開路,所以閉合開關(guān)后,電壓表有示數(shù),電流表無示數(shù)。(2)[2]甲圖電路中電壓表和電流表串聯(lián)后并聯(lián)在待測(cè)電阻兩端,即圖中滑動(dòng)變阻器到待測(cè)電阻的導(dǎo)線連接錯(cuò)誤,應(yīng)該改為電流表的負(fù)接線柱與待測(cè)電阻的右接線柱連接。如圖所示
(3)[3]閉合開關(guān),當(dāng)電壓表示數(shù)為1.2V時(shí),電流表示數(shù)如圖乙所示,電流表選擇分度值為0.02A的小量程,示數(shù)為0.24A,根據(jù)歐姆定律可得被測(cè)電阻的阻值大小R=[4]為了減小測(cè)量誤差,進(jìn)行多次測(cè)量,使電壓表示數(shù)從1.2V變?yōu)?V,根據(jù)串聯(lián)電路電壓規(guī)律可知,滑動(dòng)變阻器兩端電壓應(yīng)減小,根據(jù)串聯(lián)分壓的規(guī)律可知,應(yīng)減小滑動(dòng)變阻器的接入阻值,即應(yīng)將滑動(dòng)變阻器滑片應(yīng)向B端移動(dòng)。(4)[5][6]把圖甲中的未知電阻換成小燈泡,測(cè)量小燈泡的電阻,小燈泡的阻值受溫度的影響,隨溫度的升高而增大,不是一個(gè)定值,則小燈泡的IU圖像是一條曲線,所以小燈泡的IU關(guān)系圖線是a。
(5)[7]由圖可知,待測(cè)電阻與已知的定值電阻R0串聯(lián),電壓表V測(cè)量待測(cè)電阻兩端電壓為Ux,電壓表V0的測(cè)量定值電阻R0兩端電壓為U0,根據(jù)歐姆定律以及串聯(lián)電路電流規(guī)律可得待測(cè)電阻通過的電流I根據(jù)歐姆定律待測(cè)電阻的阻值R13.在用“伏安法測(cè)量小燈泡的電阻”實(shí)驗(yàn)中,電源電壓保持不變,小燈泡的額定電壓為2.5V。(1)如圖甲所示,在閉合開關(guān)前,應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片P處于端(選填“A”或“B”);(2)閉合開關(guān),移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片使電壓表示數(shù)為2.5V,電流表示數(shù)(如圖乙所示)為A,則小燈泡的燈絲電阻為Ω;
(3)如果缺少電壓表,小軍發(fā)現(xiàn)利用兩個(gè)電流表和一個(gè)已知阻值為10Ω的電阻R0,同樣可以測(cè)出小燈泡的電阻,原理如圖丙所示,閉合開關(guān)后,小軍讀出電流表A1的示數(shù)為I1,電流表A2的示數(shù)為I2,則小燈泡L兩端的電壓的表達(dá)式為,電阻的表達(dá)式為。(用字母表示)(小燈泡的電阻不受溫度影響)【答案】A0.55(I1I2)R0I【詳解】(1)[1]為保護(hù)電路,閉合開關(guān)前,滑動(dòng)變阻器的滑片要移動(dòng)到最大阻值處,由圖知,滑動(dòng)變阻器的左下端接線柱接入電路,所以滑動(dòng)變阻器的滑片要移動(dòng)到A端。(2)[2]閉合開關(guān),移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片使電壓表示數(shù)為2.5V,由圖乙可知,電流表所選的量程為0~0.6A,分度值為0.02A,因此示數(shù)為0.5A。[3]小燈泡的阻值R=(3)[4][5]由圖丙可知,電阻R0與燈泡并聯(lián),電流表A1測(cè)量干路電流,電流表A2測(cè)量燈泡的電流;由并聯(lián)電路電流的特點(diǎn)知,流過定值電阻R0的電流I0=I1I2則小燈泡兩端的電壓UL=U=U0=I0R0=(I1I2)R0燈泡的電阻R14.在“伏安法測(cè)電阻”的實(shí)驗(yàn)中,電源電壓為3V。
(1)請(qǐng)用筆畫線表示導(dǎo)線,將圖甲所示的實(shí)物連接成完整電路,要求當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向左滑動(dòng)時(shí)電流表的示數(shù)變大;()(2)連接好電路后,閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)電壓表的示數(shù)為3V,電流表的示數(shù)為0,則故障是;(3)移動(dòng)滑片P,當(dāng)電壓表的示數(shù)為1.3V時(shí),電流表的示數(shù)如圖乙,其示數(shù)為A,待測(cè)電阻Rx=Ω;(4)某同學(xué)利用一個(gè)電壓表和一個(gè)已知阻值的電阻R0,設(shè)計(jì)如圖丙所示的電路,同樣測(cè)出待測(cè)電阻Rx的阻值。實(shí)驗(yàn)步驟如下:①閉合S、斷開S1,用電壓表測(cè)出待測(cè)電阻Rx,兩端的電壓為U1;②閉合S、S1,用電壓表測(cè)出電源的電壓U;③可得待測(cè)電阻Rx=。(用U、U1和R0表示)【答案】
RX斷路0.265U1【詳解】(1)[1]在“伏安法測(cè)電阻”的實(shí)驗(yàn)中,電壓表測(cè)量待測(cè)電阻兩端的電壓,故需將電壓表與待測(cè)電阻并聯(lián);滑動(dòng)變阻器的滑片向左滑動(dòng)時(shí)電流表的示數(shù)變大,則說明滑動(dòng)變阻器的滑片向左滑動(dòng)時(shí)阻值變小,故滑動(dòng)變阻器需接入左下方的接線柱,電路圖如下:
(2)[2]電流表的示數(shù)為0,則說明電路斷路;電壓表的示數(shù)為3V,為電源電壓,說明電壓表與電源相連,故Rx斷路。(3)[3]由圖可知,電流表接入的量程為0~0.6A,分度值為0.02A,示數(shù)為0.26A。[4]待測(cè)電阻R(4)[5]①閉合S、斷開S1,用電壓表測(cè)出待測(cè)電阻Rx,兩端的電壓為U1;②閉合S、S1,用電壓表測(cè)出電源的電壓U;則電阻R0兩端的電壓為U0=UU1電路中的電流I=待測(cè)電阻RxR15.小勇同學(xué)利用圖甲電路做“探究電流與電阻的關(guān)系”實(shí)驗(yàn),所選擇的器材有新干電池兩節(jié),5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值電阻各一只,“20Ω1A”的滑動(dòng)變阻器、電壓表、電流表、開關(guān)各一只,導(dǎo)線若干。
(1)請(qǐng)根據(jù)圖甲,用筆畫線代替導(dǎo)線,將圖乙中的實(shí)物電路連接完整(要求:向右移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片時(shí),電路中的電流變小,且導(dǎo)線不能交叉);(2)閉合開關(guān),移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P時(shí),發(fā)現(xiàn)兩個(gè)電表只有一個(gè)有示數(shù),初步檢查確認(rèn),電路接線完好,兩個(gè)電表均無故障,則發(fā)生故障的元件是(填字母);A.電源
B.滑動(dòng)變阻器
C.定值電阻R
D.開關(guān)(3)排除故障后,小勇分別將五個(gè)定值電阻接入電路,根據(jù)測(cè)得的五組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制出電流I隨定值電阻R變化的圖像,如圖丙所示。由圖像可知這五組實(shí)驗(yàn)中定值電阻R兩端電壓保持V不變;分析圖像可得到的結(jié)論是:電壓一定時(shí),通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成;(4)小勇還想測(cè)量一個(gè)阻值約為200Ω的定值電阻Rx的阻值,他在圖乙連線正確的電路中用Rx替換R,閉合開關(guān)后,發(fā)現(xiàn)因電流表無法測(cè)出電路中的電流,從而無法完成該實(shí)驗(yàn)。于是他重新選取了一個(gè)阻值合適的定值電阻R0(阻值已知),并設(shè)計(jì)了如圖丁所示的電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)步驟如下:①閉合開關(guān)S1,斷開S2,讀出電壓表示數(shù)為U1;②同時(shí)閉合開關(guān)S1和S2,讀出電壓表示數(shù)為U2.則未知電阻Rx=(用U1、U2和R0表示)。【答案】
C2.5反比Rx【詳解】(1)[1]電壓表與定值電阻并聯(lián),向右移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片時(shí),電路中的電流變小,根據(jù)歐姆定律得,滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻變大,故將滑動(dòng)變阻器左下接線柱連入電路中,如圖所示:
(2)[2]兩個(gè)電表只有一個(gè)有示數(shù),初步檢查確認(rèn),電路接線完好,兩個(gè)電表均無故障,如果電流表有示數(shù),電壓表無示數(shù),說明電路可能是定值電阻R短路;若電壓表有示數(shù),電流表無示數(shù),說明電路斷路,則與電壓表并聯(lián)的支路以外的電路是完好的,與電壓表并聯(lián)的定值電阻R斷路了,故ABD不符合題意,C符合題意。故選C。(3)[3]由題意可知,電源電壓為U=2×1.5V=3V由丙圖圖像可知,電阻兩端的電壓為UV=IR=0.1A×25Ω=0.5A×5Ω=2.5V即實(shí)驗(yàn)中控制電壓為2.5V不變。[4]由圖像可知,導(dǎo)體的電阻增大,通過導(dǎo)體的電流減小,通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻的乘積保持不變,故可得出結(jié)論:電壓一定時(shí),通過導(dǎo)體的電流與其電阻成反比。(5)[5]①閉合開關(guān)S1,斷開S2,讀出電壓表示數(shù)為U1,此時(shí)R0與Rx串聯(lián),電壓表測(cè)Rx兩端的電壓,即Rx兩端的電壓,則Ux=U1②同時(shí)閉合開關(guān)S1和S2,讀出電壓表示數(shù)為U2,此時(shí)R0被短路,電路為Rx的簡(jiǎn)單電路,電壓表測(cè)電源電壓,因此電源電壓U=U2在①中,由串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)可知,R0兩端的電壓為U0=UUx=U2U1由串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)和歐姆定律可知,通過Rx的電流為I未知電阻Rx的阻值為R16.某同學(xué)利用如圖所示的電路來測(cè)量一未知電阻Rx的阻值。
(1)請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線,將如圖甲中實(shí)物電路連接完整(要求滑動(dòng)變阻器的滑片向右滑時(shí),電流表的示數(shù)變大);(2)閉合開關(guān)后,當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向左移動(dòng)到某一位置時(shí)電壓表的示數(shù)為1.2V,電流表的示數(shù)如圖乙所示,則Rx=;(3)該同學(xué)又設(shè)計(jì)了如圖丙所示的測(cè)量電路,按如下步驟進(jìn)行操作,同樣測(cè)量出了未知電阻Rx的阻值,其中R0是定值電阻。①閉合S、S1,用電壓表測(cè)出電源的電壓為U;②閉合開關(guān)S、斷開S1,用電壓表測(cè)出待測(cè)電阻Rx兩端的電壓為U1,則所測(cè)電阻Rx=。(用所給物理量符號(hào)表示)【答案】
4ΩU1【詳解】(1)[1]滑動(dòng)變阻器的滑片向右滑時(shí),電流表的示數(shù)變大,根據(jù)歐姆定律可知滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻變小,所以滑動(dòng)變阻器選擇右下接線柱接入電路,如圖:
(2)[2]由圖乙可知電流表接入電路的是小量程,分度值為0.02A,示數(shù)為0.3A,根據(jù)歐姆定律可知待測(cè)電阻的阻值R(3)[3]閉合S、S1,電路為待測(cè)電阻的簡(jiǎn)單電路,用電壓表測(cè)出電源的電壓為U;閉合開關(guān)S、斷開S1,兩電阻串聯(lián)接入電路,用電壓表測(cè)出待測(cè)電阻Rx兩端的電壓為U1,串聯(lián)電路總電壓等于各部分電壓之和,則定值電阻兩端的電壓:I=則所測(cè)電阻R【點(diǎn)睛】“伏安法”測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)考查電路連接、串聯(lián)電路特點(diǎn)、歐姆定律的靈活運(yùn)用以及學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案的能力。17.明明在測(cè)量小燈泡的電阻實(shí)驗(yàn)中,小燈泡的額定電壓為2.5V,燈絲電阻約為10Ω。所提供的器材有:電流表、電壓表、電源(電壓恒為6V)、開關(guān)各一個(gè),滑動(dòng)變阻器(R1:5Ω2A
(1)實(shí)驗(yàn)應(yīng)選用滑動(dòng)變阻器(選填R1或R(2)正確連接好電路后,發(fā)現(xiàn)不管怎樣移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片小燈泡都不亮,電流表有示數(shù),電壓表無示數(shù),則故障原因可能是小燈泡(選填“斷路”或“短路”);(3)排除故障后,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片使電壓表的示數(shù)為2.5V,電流表的示數(shù)如圖乙所示,此時(shí)小燈泡的電阻為Ω(保留一位小數(shù))。明明還想測(cè)量燈泡實(shí)際電壓為2.2V時(shí)小燈泡的電功率,接下來他應(yīng)該向(4)已知滑動(dòng)變阻器R1的最大阻值為R0,小燈泡的額定電壓為①閉合開關(guān)S,S1,調(diào)節(jié)R1的滑片,使電壓表的示數(shù)為②接著保持R1滑片P位置不動(dòng),再斷開S1閉合S2,移動(dòng)R③調(diào)節(jié)R1的滑片調(diào)至最左端,記下電壓表示數(shù)U1;將R1的滑片調(diào)至最右端,記下電壓表示數(shù)為U2,小燈泡正常工作時(shí)的電阻表達(dá)式:R燈=(用R0【答案】R2短路8.3右【詳解】(1)[1]小燈泡的額定電壓為2.5V,燈絲電阻約為10ΩI=此時(shí)滑動(dòng)變阻器兩端電壓U滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值R因此應(yīng)選R2(2)[2]正確連接好電路后,發(fā)現(xiàn)不管怎樣移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片小燈泡都不亮,電流表有示數(shù),說明電路是通路,電壓表無示數(shù),說明電壓表并聯(lián)的支路短路或電壓表短路,則故障原因可能是小燈泡短路。(3)[3]排除故障后,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片使電壓表的示數(shù)為2.5V,電流表的示數(shù)如圖乙所示,電流表選用小量程,分度值0.02A,其示數(shù)為0.3A,此時(shí)小燈泡的電阻為R=[4]明明還想測(cè)量燈泡實(shí)際電壓為2.2V時(shí)小燈泡的電功率,應(yīng)減小燈泡兩端的電壓,根據(jù)串聯(lián)電路的電壓規(guī)律,則應(yīng)增大滑動(dòng)變阻器兩端的電壓,根據(jù)分壓原理,接下來他應(yīng)該向右移動(dòng)滑動(dòng)變阻器才能完成實(shí)驗(yàn)。(4)[5]在①中,燈泡與變阻器R1串聯(lián),電壓表測(cè)燈泡兩端的電壓,調(diào)節(jié)R1的滑片使燈泡正常發(fā)光,在②中,變阻器R1與變阻器R2串聯(lián),電壓表測(cè)變阻器R在③中,將R1的滑片P調(diào)至最左端,R1連入電路中的電阻為0,電壓表的示數(shù)為U1即為電源電壓;再將R1的滑片P調(diào)至最右端,其阻值為RmU解得RR18.一小燈泡額定電壓為2.5V,圖甲是測(cè)量其電阻的實(shí)驗(yàn)電路圖。
(1)連接電路時(shí),開關(guān)應(yīng);(2)請(qǐng)你用筆畫線代替導(dǎo)線,把圖甲的電路連接完整,并要求滑動(dòng)變阻器的滑片向左移動(dòng)時(shí),小燈泡會(huì)變亮;(3)正確完成電路連接后,閉合開關(guān)時(shí),電流表有示數(shù),小燈泡不亮,電壓表無示數(shù),則可能是小燈泡(選填“短路”或“斷路”);(4)排除故障后,閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片,使小燈泡正常發(fā)光。電流表示數(shù)如圖乙所示,則此時(shí)小燈泡的電阻約為Ω(保留一位小數(shù));(5)小明測(cè)出小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻后,移動(dòng)滑片,發(fā)現(xiàn)電壓表和電流表示數(shù)發(fā)生變化。于是他想繼續(xù)探究“通過導(dǎo)體的電流與其兩端電壓的關(guān)系”。他利用上述實(shí)驗(yàn)中的器材(選填“能”或“不能”)完成探究,理由是;(6)小明認(rèn)為若不考慮小燈泡電阻的變化,只用一個(gè)電表也能完成測(cè)量任務(wù),并設(shè)計(jì)了下列電路圖,定值電阻R0的阻值已知,其中不能測(cè)出小燈泡電阻的電路圖是?!敬鸢浮繑嚅_
短路8.9不能見詳解A【詳解】(1)[1]為防止接連電路時(shí)出現(xiàn)錯(cuò)誤而損壞電路,連接電路時(shí),開關(guān)應(yīng)斷開。(2)[2]滑動(dòng)變阻器的滑片向左移動(dòng)時(shí),小燈泡會(huì)變亮,表明接入的電阻變小,如圖應(yīng)接入滑動(dòng)變阻器下端的左端的接線柱,由圖乙可知電流表接小量程,如圖所示:
(3)[3]閉合開關(guān)時(shí),電流表有示數(shù),小燈泡不亮,因電路為串聯(lián),表明電路沒有斷路,電壓表無示數(shù),則可能是測(cè)量范圍內(nèi)存在短路,故可能小燈泡短路。(4)[4]電流表示數(shù)如圖乙所示,電流表接入的量程為0~0.6A,分度值為0.02A,讀數(shù)為0.28A,則此時(shí)小燈泡的電阻約為R=(5)[5][6]探究“通過導(dǎo)體的電流與其兩端電壓的關(guān)系”,根據(jù)控制變量法,應(yīng)保持電阻一定,而小燈泡的電阻隨溫度的變化而變化,故他利用上述實(shí)驗(yàn)中的器材不能完成探究。(6)[7]A.如圖所示,閉合開關(guān),L短路,電壓表為電源電壓,斷開開關(guān),電壓表仍測(cè)電源電壓,沒有分電壓,無法測(cè)量小燈泡的電阻,故A符合題意;B.如圖所示,斷開開關(guān),L斷路,電流表測(cè)量R0電流為I1,電源電壓為U=閉合開關(guān),電流表測(cè)量干路電流為I2,根據(jù)并聯(lián)電路電流規(guī)律,通過L的電流為I小燈泡的電阻為R故B不符合題意;C.如圖所示,閉合開關(guān),R0短路,電壓表為電源電壓U1,斷開開關(guān),電壓表測(cè)量L兩端電壓U2,則R0兩端電壓為U根據(jù)串聯(lián)電路電流的規(guī)律可得燈泡的電流為I小燈泡的電阻為R故C不符合題意。故選A。19.在伏安法測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)中,電源電壓為3V,滑動(dòng)變阻器規(guī)格為“10Ω
(1)在圖甲中用筆畫線代替導(dǎo)線將電路連接完整;(要求滑片向左移動(dòng)電流變大)()(2)該實(shí)驗(yàn)的原理是;(3)電路連接正確后,當(dāng)電壓表示數(shù)為2.8V時(shí),電流表的示數(shù)如圖乙所示為;(4)實(shí)驗(yàn)中,突然發(fā)生“電流表無示數(shù),電壓表有示數(shù),且示數(shù)接近3V”的實(shí)驗(yàn)故障,其發(fā)生的原因是;(5)若該實(shí)驗(yàn)電源電壓未知且恒定不變,因缺少電壓表,小組同學(xué)設(shè)計(jì)一種方案,電路如圖丙所示,R0為阻值已知的定值電阻,也測(cè)出了Rx的阻值。測(cè)量步驟如下:①當(dāng)開關(guān)S1閉合、S2斷開時(shí),電流表讀數(shù)為I1;②,電流表讀數(shù)為I2;③待測(cè)電阻Rx=(用已知和測(cè)出的物理量表示)?!敬鸢浮縍=UI0.28A電阻R斷路當(dāng)開關(guān)S1、【詳解】(1)[1]滑片向左移動(dòng)電流變大,說明滑動(dòng)變阻器阻值變小,故滑動(dòng)變阻器選用左下接線柱與電阻串聯(lián)在電路中,如下圖所示:(2)[2]在伏安法測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)中,用電壓表測(cè)電阻兩端的電壓,用電流表測(cè)通過電阻的電流,根據(jù)R=UI求出電阻的阻值,故伏安法測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)原理為(3)[3]電路連接正確后,當(dāng)電壓表示數(shù)為2.8V時(shí),電流表的示數(shù)如圖乙所示,電流表選用小量程,分度值0.02A,其示數(shù)為(4)[4]電流表無示數(shù),說明電路可能斷路;電壓表有示數(shù),且示數(shù)接近3V,說明電壓表與電源連通,則與電壓表并聯(lián)電路以外的電路是完好的,則與電壓表并聯(lián)的電路斷路了,即其發(fā)生的原因可能是電阻R斷路。(5)電路如圖丙所示,R0實(shí)驗(yàn)步驟:①當(dāng)開關(guān)S1閉合、S2斷開時(shí),電流表讀數(shù)為②[5]當(dāng)開關(guān)S1、S2都閉合時(shí),電流表讀數(shù)為③[6]在步驟①中,Rx與RU=在步驟②中,只有R0的簡(jiǎn)單電路,電流表測(cè)RU=由于電源電壓不變,則有I化簡(jiǎn)得R20.在用電流表和電壓表測(cè)量未知電阻Rx的阻值的實(shí)驗(yàn)中,電路圖如圖甲所示,阻值大約為5Ω。
(1)請(qǐng)你根據(jù)電路圖甲,用筆畫線代替導(dǎo)線,在如圖乙中完成實(shí)驗(yàn)電路的連接,要求閉合開關(guān)前滑片要移到B端;(2)閉合開關(guān),某同學(xué)發(fā)現(xiàn)電壓表和電流表均無示數(shù)。他利用另一只完好的電壓表進(jìn)行檢測(cè),a、b之間和b、c之間,電壓表均有示數(shù);接在a、c之間,電壓表無示數(shù)。如果電路連接完好,只有一個(gè)元件有故障,該故障是什么?(3)排除故障后,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,進(jìn)行多次測(cè)量,記錄多組數(shù)據(jù),多次測(cè)量的目的是什么?(4)在某次測(cè)量中,電壓表一不小心弄壞了,為了完成實(shí)驗(yàn),另一同學(xué)又設(shè)計(jì)了一種方案,也測(cè)出了Rx的阻值。電路如圖丙所示,R0為阻值已知的定值電阻,電源電壓未知且恒定不變。測(cè)量步驟如下:①當(dāng)開關(guān)S1閉合、S2斷開時(shí)時(shí),電流表讀數(shù)為I1;②當(dāng)開關(guān)S1、S2都閉合時(shí),電流表讀數(shù)為I2;③待測(cè)電阻Rx的表達(dá)式是什么?(用已知和測(cè)出的物理量符號(hào)表示)【答案】(1)
;(2)滑動(dòng)變阻器斷路;(3)減小誤差;(4)I2【詳解】(1)閉合開關(guān)前滑片要移到B端,說明此時(shí)電阻最大,滑動(dòng)變阻器應(yīng)接左下接線柱,如圖
(2)閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)電壓表和電流表均無示數(shù),說明電路可能存在斷路;把電壓表分別接在a、b之間和b、c之間電壓表均有示數(shù),說明a、電源、b之間是通路,a、電流表、待測(cè)電阻、c也是通路,根據(jù)接在a、c之間,電壓表無示數(shù),如果電路連接完好,只有一個(gè)元件有故障,該故障是滑動(dòng)變阻器斷路。(3)排除故障后,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,記錄多組數(shù)據(jù),多次測(cè)量計(jì)算平均值的目的是:減小實(shí)驗(yàn)誤差。(4)①當(dāng)開關(guān)S1閉合、S2斷開時(shí),兩電阻串聯(lián)接入電路,電流表測(cè)通過電路的電流,電流表讀數(shù)為I1;由歐姆定律可得此時(shí)定值電阻兩端的電壓U0=I1R0,②當(dāng)開關(guān)S1、S2都閉合時(shí),電路為定值電阻的簡(jiǎn)單電路,電流表測(cè)通過定值電阻的電流,電流表讀數(shù)為I2;由歐姆定律可得,電源電壓:U=I由①串聯(lián)電路總電壓等于各部分電壓之和,則待測(cè)電阻兩端的電壓U③待測(cè)電阻Rx的表達(dá)式R一、單選題(共9分)1.(本題3分)已知電源電壓恒定,下列電路圖中不能比較兩電阻大小的為()A. B.C. D.【答案】A【詳解】A.由電路圖可知,R1與R2并聯(lián),電流表測(cè)干路電流,電壓表測(cè)電源兩端的電壓,由I=UB.由電路圖可知,R1與R2串聯(lián),電壓表V1測(cè)R1兩端的電壓,電壓表V2測(cè)R2兩端的電壓,因串聯(lián)電路中各處的電流相等,所以由I=UC.由電路圖可知,開關(guān)S1、S2閉合時(shí),電路為R1的簡(jiǎn)單電路,電流表測(cè)電路中的電流I1,則R1=UI1;開關(guān)S1閉合、S2斷開時(shí),R1與R2串聯(lián),電流表測(cè)電路中的電流R可以通過比較1I1和D.由電路圖可知,R1與R2串聯(lián),電壓表V1測(cè)電源電壓U,電壓表V2測(cè)R1兩端的電壓U1,由串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)可得,R2兩端的電壓U2=U﹣U1,因串聯(lián)電路中各處的電流相等,所以由I=U故選A。2.(本題3分)在圖所示的四個(gè)電路中,電源兩端電壓保持不變,若定值電阻R的阻值已知,則在不拆卸元件的情況下不能夠測(cè)出待測(cè)電阻Rx阻值的電路是()A. B.C. D.【答案】C【詳解】A.兩個(gè)電阻串聯(lián)在電路中,兩個(gè)電壓表分別測(cè)量出定值電阻和待測(cè)電阻兩端的電壓UR和Ux;根據(jù)歐姆定律和串聯(lián)電路的電流處處相等,可以得到I=即R可以測(cè)出待測(cè)電阻的阻值,故A不符合題意;B.分別用電壓表和電流表測(cè)量出待測(cè)電阻兩端的電壓Ux和電流I,則待測(cè)電阻的電阻為R故B不符合題意;C.電壓表可以測(cè)量出待測(cè)電阻兩端的電壓,電流表測(cè)量的是定值電阻支路的電流,不能測(cè)量出待測(cè)電阻支路的電流,所以無法計(jì)算出待測(cè)電阻的阻值,故C符合題意;D.用兩個(gè)電流表分別測(cè)量出兩個(gè)支路的電流IR和Ix,根據(jù)歐姆定律和并聯(lián)電路的電壓相等,可以得到U=IRR=IxRx即R可以測(cè)出待測(cè)電阻的阻值,故D不符合題意。故選C。3.(本題3分)如圖所示,電路中R0為已知電阻,圖中不能測(cè)量出電阻R的電阻值的電路是()A. B.C. D.【答案】D【詳解】A.由圖可知,電路中R0與R串聯(lián),電流相等,電壓表可以分別測(cè)出電路中R0與R兩端的電壓,先根據(jù)歐姆定律計(jì)算R0的電流,R的電流與R0的電流相等,再根據(jù)歐姆定律可計(jì)算出R的電阻值,故A不符合題意;B.由圖可知,電路中R0與R并聯(lián),電壓相等,電流表可以分別測(cè)出電路中R0與R的電流,先根據(jù)歐姆定律計(jì)算R0的電壓,R的電流與R0的電壓相等,再根據(jù)歐姆定律可計(jì)算出R的電阻值,故B不符合題意;C.由圖可知,可知直接測(cè)出R兩端的電壓和電流,可直接利用歐姆定律可計(jì)算出R的電阻值,故C不符合題意;D.由圖可知,電路中R0與R并聯(lián),電流表測(cè)量?jī)蓚€(gè)電阻的總電流,無法測(cè)量或計(jì)算出R的電流和電壓,所以無法測(cè)量R的電阻值,故D符合題意。故選D。二、多選題(共18分)4.(本題6分)如圖所示,是某小組設(shè)計(jì)測(cè)量未知電阻Rx阻值的實(shí)驗(yàn)電路圖。電源兩端電壓未知且不變,R0是阻值已知的定值電阻,R是滑動(dòng)變阻器,銘牌辨認(rèn)不清。實(shí)驗(yàn)器材均滿足實(shí)驗(yàn)要求。在不拆改電路的前提下,能夠測(cè)出Rx阻值的電路圖是()A. B. C. D.【答案】ABD【詳解】A.通過電壓表可以測(cè)出Rx兩端的電壓,串聯(lián)電路電流相等,則可以通過電流表測(cè)出通過電阻的電流,根據(jù)歐姆定律可得Rx的阻值,故A符合題意;B.只閉合S,讀出電流表示數(shù)I1,S、S1閉合,讀出電流表示數(shù)為I2。由于S1閉合前后,R0兩端的電壓不變?yōu)殡娫措妷?,則流過R0的電流不變?yōu)镮1。因此閉合S1后,流過Rx的電流為Ix=I2I1根據(jù)串聯(lián)電路電路電壓相等,有I1R0=IxRx聯(lián)立上述兩式可得Rx的阻值為R故B符合題意;C.通過電壓表可以測(cè)出兩電阻兩端的電壓,由于滑動(dòng)變阻器的阻值未知,所以無法測(cè)出電路中的電流,進(jìn)而無法求Rx阻值,故C不符合題意;D.閉合開關(guān)S、S2,可以測(cè)出Rx兩端的電壓Ux;再閉合S1,可以測(cè)出總電壓U,則R0兩端的電壓為U0=UUx根據(jù)串聯(lián)電路電流相等,有U聯(lián)立上述兩式,解得Rx阻值為R故D符合題意。故選ABD。5.(本題6分)以下電路圖中,R0的阻值已知,能測(cè)出RX阻值的是()A. B.C. D.【答案】BCD【詳解】A.由圖可知R0和RX并聯(lián),電壓相等,根據(jù)電壓表可以知道Rx的電壓,但無法確定Rx的電流,所以該電路圖沒法測(cè)量RX阻值,故A不符合題意;B.由圖可知R0和RX串聯(lián),電流相等,電壓表測(cè)的是總電壓,電流表測(cè)的是電路中的電流,根據(jù)公式U=IR可得出R0的電壓,根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律可得到RX的電壓,根據(jù)公式R=UI可以得到C.由圖可知R0和RX串聯(lián),電流相等,電壓表V1可以測(cè)出R0的電壓,根據(jù)公式I=UR可以得到電路中的電流,電壓表V2可以測(cè)出Rx的電壓,根據(jù)公式R=UD.由圖可知R0和RX并聯(lián),電壓相等,電壓表A1可以測(cè)出R0的電流,根據(jù)公式U=IR可以得到Rx的電壓,電壓表A2可以測(cè)出Rx的電流,根據(jù)公式R=UI可以得到故選BCD。6.(本題6分)如圖所示是測(cè)量電阻Rx的四種方案,在四個(gè)電路中電源兩端的電壓均保持不變,定值電阻R0的阻值已知。在不拆改電路的前提下,能夠測(cè)量出定值電阻Rx阻值的是()A. B.
C.
D.
【答案】ABC【詳解】A.如圖,兩個(gè)電阻串聯(lián),電壓表V1測(cè)量電阻R0兩端電壓,電壓表V2測(cè)量電阻RX兩端電壓,根據(jù)I=U1R0可算出通過電路的電流,因?yàn)榇?lián)電路電流處處相等,根據(jù)RB.如圖,開關(guān)S2斷開時(shí),兩個(gè)電阻串聯(lián),電壓表V測(cè)量電阻RX兩端電壓;當(dāng)開關(guān)閉合時(shí),電阻R0短路,電壓表測(cè)電源電壓。先閉合開關(guān)測(cè)出電源電壓U,再斷開開關(guān)測(cè)出電阻RX兩端電壓UX,根據(jù)串聯(lián)電路電壓特點(diǎn),算出電阻R0兩端電壓為U0=U?UX,然后算出通過電路的電流為I=C.如圖,先同時(shí)閉合兩個(gè)開關(guān),電阻RX短路,此時(shí)可根據(jù)U=R0I算出電阻R0兩端電壓即為電源電壓;當(dāng)閉合S1斷開S2時(shí),兩個(gè)電阻串聯(lián),根據(jù)R=UI可算出總電阻,最后根據(jù)串聯(lián)電路電壓特點(diǎn)用總電阻減去電阻RD.如圖,兩個(gè)電阻并聯(lián),根據(jù)電流表示數(shù)和已知電阻R0的阻值,只能算出電阻兩端的電壓,不能算出電阻Rx的阻值;故D不符合題意。故選ABC。三、實(shí)驗(yàn)題(共73分)7.(本題8分)在“探究通過導(dǎo)體的電流與電阻的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中,小紅利用可調(diào)電壓電源、5個(gè)定值電阻(阻值分別為5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω)、滑動(dòng)變阻器(30Ω,1A)、電壓表和電流表、導(dǎo)線若干,設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路圖:
(1)閉合開關(guān)前,應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片P移至(A/B)端;(2)小紅收集的數(shù)據(jù)如表所示,實(shí)驗(yàn)中控制定值電阻兩端電壓為V;實(shí)驗(yàn)序號(hào)12345電阻R/Ω510152025電流I/A0.400.200.200.100.08(3)分析表中數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)第次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)存在錯(cuò)誤,反思產(chǎn)生的原因,回憶是某次將定值電阻的阻值由Ω變換為錯(cuò)誤數(shù)據(jù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)阻值時(shí)(實(shí)驗(yàn)過程并未按表中序號(hào)順序進(jìn)行,而是隨機(jī)選取電阻測(cè)出數(shù)據(jù)填入表格),未調(diào)節(jié)滑片P就讀取電流而造成的。根據(jù)出現(xiàn)的數(shù)據(jù),求出電源的電壓是V;(4)排除表中錯(cuò)誤數(shù)據(jù)后可以得到結(jié)論:當(dāng)電壓一定時(shí),通過導(dǎo)體的電流與電阻成;(5)小紅又對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了拓展,想再測(cè)某電阻Rx的阻值,發(fā)現(xiàn)電壓表損壞,于是設(shè)計(jì)了如圖乙的實(shí)驗(yàn)電路,圖中R為電阻箱;①開關(guān)接a,調(diào)節(jié)電阻箱和滑動(dòng)變阻器滑片至適當(dāng)位置,使電流表示數(shù)為I,記下電阻箱示數(shù)R1;②開關(guān)接b,保持滑動(dòng)變阻器滑片位置不變,調(diào)節(jié)電阻箱使電流表示數(shù)仍為I,記下電阻箱示數(shù)R2;則Rx=(用所測(cè)物理量符號(hào)表示);若開關(guān)接b時(shí),滑動(dòng)變阻器滑片不小心向右移動(dòng)了少許,測(cè)出的待測(cè)電阻值將(偏大/偏小)。【答案】B2354反比R2R1偏小【詳解】(1)[1]為了保護(hù)電路,閉合開關(guān)前,應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片P移至阻值最大處,即B端。(2)[2]研究電流與電阻關(guān)系時(shí),要控制定值電阻兩端的電壓不變,由表中數(shù)據(jù)知Uv=IR=0.4A×5Ω=0.2A×10Ω=0.1A×20Ω=0.08A×25Ω=2V(3)[3]第三次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)0.2A×15Ω=3V≠2V故第3次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)存在錯(cuò)誤。[4][5]因電源電壓U一定,電壓表示數(shù)(2V)一定,由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律,滑動(dòng)變阻器的電壓也是一定的,故滑動(dòng)變阻器的電壓與定值電阻的電壓之比為一定值,由分壓原理,定值電阻越大,滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻越大;第3次實(shí)驗(yàn),正確操作時(shí),電流應(yīng)為I故滑動(dòng)變阻器連入的電阻應(yīng)比正常情況下小,故只有可能是第1、2次(定值電阻分別為5Ω和10Ω)實(shí)驗(yàn)時(shí)未調(diào)節(jié)滑片P就讀取電流而造成的,若是第2次未調(diào)節(jié)滑片P就讀取電流而造成的,則根據(jù)歐姆定律,第3次的電流與第2次的電流不應(yīng)該相同,而表格中數(shù)據(jù)都是0.2A,故第2次不符合題意,應(yīng)是第1次未調(diào)節(jié)滑片P就讀取電流而造成的,即將定值電阻的阻值由5Ω變換為錯(cuò)誤數(shù)據(jù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)阻值時(shí),未調(diào)節(jié)滑片P就讀取電流而造成的。根據(jù)歐姆定律和串聯(lián)電路電壓的規(guī)律,由電源電壓不變有I3R滑+U3=I1R滑+U1即0.2A×R滑+3V=0.4A×R滑+2V解之R滑=5Ω,則電源電壓為U=0.2A×5Ω+3V=4V(4)[6]分析表中數(shù)據(jù)可知,電流與電阻的乘積都為0.4A×5Ω=0.2A×10Ω=0.1A×20Ω=0.08A×25Ω=2V可以得到的結(jié)論是:在電壓一定時(shí),導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體的電阻成反比。(5)[7]在①中,待測(cè)電阻、電阻箱和滑動(dòng)變阻器串聯(lián),電流表測(cè)電路的電流;在②中,電阻箱與滑動(dòng)變阻器串聯(lián),因保持滑動(dòng)變阻器滑片位置不變,即滑動(dòng)變阻器連入的電阻不變,且電流表示數(shù)不變,由等效替代法可得R2=R1+Rx則未知電阻Rx=R2R1[7]若開關(guān)接b時(shí),滑動(dòng)變阻器滑片不小心向右移動(dòng)了少許,即增大了滑動(dòng)變阻器接入電路中電阻,則為了保證電流表示數(shù)仍為I,調(diào)節(jié)電阻箱接入電路中的電阻比R2小,所以測(cè)出的待測(cè)電阻值將偏小。8.(本題7分)用“伏安法”測(cè)量電阻Rx的阻值,提供的實(shí)驗(yàn)器材有:待測(cè)電阻Rx,兩節(jié)干電池、電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器、開關(guān)及若干導(dǎo)線。
(1)電壓表的量程選擇(選填“0~3V”或“0~15(2)根據(jù)圖甲的電路圖,用筆畫線代替導(dǎo)線將圖乙中的實(shí)物圖連接完整;(3)閉合開前,滑動(dòng)變阻器的滑片P應(yīng)位于端(選填“A”或“B”),移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P發(fā)現(xiàn),電壓表示數(shù)較大且?guī)缀醪蛔?,電流表示?shù)始終為零,電路故障可能是;(4)排除故障后,測(cè)得多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),各組數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的點(diǎn)已描在圖丙中,請(qǐng)?jiān)趫D中畫出Rx的I﹣U圖線,由圖可得Rx=Ω(結(jié)果保留一位小數(shù));(5)電流表的電阻雖然很小,但也會(huì)影響本實(shí)驗(yàn)中R的測(cè)量結(jié)果,用圖丁的電路進(jìn)行測(cè)量可消除這個(gè)影響,R0為定值電阻,實(shí)驗(yàn)步驟如下:①按照?qǐng)D丁的電路圖連接電路,將滑動(dòng)變阻器的滑片置于最大阻值處;②閉合開關(guān)S1、S2,移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片,讀出電壓表的示數(shù)U1和電流表的示數(shù)I1;③,移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片,讀出電壓表的示數(shù)U2和電流表的示數(shù)I2;④可得待測(cè)電阻Rx=(用U1、I1、U2和I2表示)?!敬鸢浮?~3V
B待測(cè)電阻Rx斷路5.6斷開S2U【詳解】(1)[1]電源為兩節(jié)干電池串聯(lián),即3V,故電壓表選用0~3V(2)[2]由(1)可知,電壓表選用小量程,將電壓表并聯(lián)在燈泡兩端;滑動(dòng)變阻器上下各選一個(gè)接線柱與待測(cè)電阻Rx串聯(lián)在電路中,如圖
(3)[3][4]為了保護(hù)電路,閉合開前,滑動(dòng)變阻器的滑片P應(yīng)位于阻值最大處,即B端;移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P發(fā)現(xiàn),電流表示數(shù)始終為零,說明電路可能斷路;電壓表示數(shù)較大且?guī)缀醪蛔?,說明電壓表與電源連通,則與電壓表并聯(lián)的支路以外的電路是完好的,則與電壓表并聯(lián)的電路斷路了,故電路故障可能是待測(cè)電阻Rx斷路。(4)[5]將各點(diǎn)連接起來,如圖
當(dāng)電壓為1.0V時(shí),電流為0.18A;當(dāng)電壓為2.0V時(shí),電流為0.36A,由歐姆定律,電阻Rx=(5)②閉合開關(guān)S1,S2,讀出電壓表的示數(shù)U1和電流表的示數(shù)I1,③[6]斷開S2,移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片,讀出電壓表的示數(shù)U2和電流表的示數(shù)I2;④[7]在②中,此時(shí)待測(cè)電阻短路,電流表測(cè)定值電阻的電流,電壓表測(cè)電流表和定值電阻兩端的總電壓;定值電阻和電流表的總電阻R0A=在③中,電流表測(cè)待測(cè)電阻和定值電阻串聯(lián)后的電流,電壓表測(cè)待測(cè)電阻和定值電阻及電流表的總電壓,測(cè)待測(cè)電阻和定值電阻及電流表的串聯(lián)的總電阻Rx0A定值電阻和電流表內(nèi)阻不變,②﹣①得R9.(本題8分)如圖甲所示是測(cè)量定值電阻R阻值的實(shí)驗(yàn)電路,器材可以滿足實(shí)驗(yàn)要求。(1)同學(xué)們按照電路圖正確連接電路后,閉合開關(guān)前滑動(dòng)變阻器滑片應(yīng)該移到最端。閉合開關(guān)后,在滑動(dòng)變阻器滑片的過程中,發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)始終為零,電壓表示數(shù)為3V并保持不變。其原因可能是;(2)故障排除后,閉合開關(guān),移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片,當(dāng)電壓表示數(shù)為1.6伏時(shí),電流表實(shí)數(shù)如圖乙,由乙圖可知示數(shù)為安,此時(shí)Rx的電阻為歐;(3)改變電阻Rx、兩端的電壓進(jìn)行了三次測(cè)量,你認(rèn)為下列實(shí)驗(yàn)中多次測(cè)量的目的與本實(shí)驗(yàn)相同的是(填序號(hào));A.探究重力大小與質(zhì)量的關(guān)系
B.測(cè)量物體的長(zhǎng)度
C.研究杠桿的平衡條件(4)同學(xué)們又設(shè)計(jì)了兩種測(cè)量方案,方案中定值電阻的阻值為R0;①方案一:閉合開關(guān)S,如果電壓表V1和V2的讀數(shù)分別為U1和U2,則電阻Rx的阻值表達(dá)式為Rx=;②方案二:電路中Rx≠R0,將開關(guān)S接到a,讀出電流表的示數(shù)I1,在將開關(guān)S接到b,讀出電流表的示數(shù)I2;由I1R0=I2Rx可得Rx=I1R0I2,則該結(jié)果(選填“正確”或“不正確”)。理由:。若將方案二中的R0換成電阻箱,該實(shí)驗(yàn)電路【答案】右電阻Rx斷路0.53.2BU2R0U1不正確開關(guān)S由a撥到b時(shí),電阻R【詳解】(1)[1][2]閉合開關(guān)前,應(yīng)將滑動(dòng)變阻器調(diào)到最大阻值處以起到保護(hù)電路的作用,故滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)移動(dòng)到最右端。閉合開關(guān)后,電流表示數(shù)為0,說明該電路斷路;電壓表示數(shù)為3V且保持不變,說明與電壓表并聯(lián)的電路部分出現(xiàn)了斷路,故原因可能是電阻Rx斷路。(2)[3][4]由圖乙可知,電流表選擇小量程,示數(shù)為0.5A。此時(shí)電壓表示數(shù)為1.6V,由歐姆定律得,此時(shí)Rx的電阻為R(3)[5]在測(cè)量定值電阻R阻值的實(shí)驗(yàn)中,進(jìn)行三次測(cè)量是為了取平均值,減小誤差;屬于測(cè)量性實(shí)驗(yàn)。測(cè)量物體的長(zhǎng)度也是測(cè)量性實(shí)驗(yàn),多次測(cè)量的目的也是取平均值減小誤差。但探究重力大小與質(zhì)量的關(guān)系、研究杠桿的平衡條件都屬于探究性實(shí)驗(yàn),多次測(cè)量的目的是避免實(shí)驗(yàn)偶然性,尋找普遍規(guī)律。故B符合題意,AC不符合題意。故選B。(4)①[6]方案一的電路中,沒有電流表,但可根據(jù)歐姆定律和串聯(lián)電路電流的特點(diǎn),求得通過Rx的電流為I電阻Rx的阻值為R②[7][8]由方案二知,將開關(guān)S由a接到b時(shí),定值電阻R0和待測(cè)電阻Rx分別與變阻器串聯(lián),因定值電阻R0和待測(cè)電阻Rx的阻值不同,根據(jù)串聯(lián)電路分壓原理,Rx兩端的電壓和R0兩端的電壓不相等,即I1R0≠I2Rx。所以該結(jié)果錯(cuò)誤。[9]若將方案二中的R0換成電阻箱,將開關(guān)S由a接到b時(shí),需要保持滑動(dòng)變阻器阻值不變,調(diào)節(jié)電阻箱的阻值,使電流表示數(shù)與之前示數(shù)相同。此時(shí)電阻箱阻值即為待測(cè)電阻Rx的阻值。故將方案二中的R0換成電阻箱,能測(cè)量Rx的阻值。[10]若將方案二中的變阻器換成電阻箱,電源電壓恒定,將開關(guān)S接到a,可根據(jù)電流表的示數(shù)與電阻箱阻值,通過歐姆定律計(jì)算出電阻箱兩端的電壓,因電源電壓恒定,可根據(jù)串聯(lián)電路分壓特點(diǎn),求出待測(cè)電阻兩端電壓,進(jìn)而再次根據(jù)電流表示數(shù)和歐姆定律求出待測(cè)電阻的阻值。故若將方案二中的變阻器換成電阻箱,電源電壓恒定,該實(shí)驗(yàn)電路能測(cè)量Rx的阻值。10.(本題8分)小明用圖甲所示的電路,做伏安法測(cè)定值電阻實(shí)驗(yàn)。(1)按圖甲連接電路,閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片后,電流表示數(shù)為0.3A,此時(shí)電壓表的示數(shù)如圖乙所示,則定值電阻Rx的阻值為Ω;(2)為了使測(cè)量結(jié)果更準(zhǔn)確,小明進(jìn)行了多次測(cè)量,記錄了每次測(cè)量中電壓表和電流表的數(shù)值,計(jì)算出每次測(cè)量所對(duì)應(yīng)的Rx的阻值,再求Rx的平均值;(3)小明又設(shè)計(jì)了另一種測(cè)量電阻Rx的方案,電路圖如圖丙所示,電路中定值電阻R0的阻值已知,電源電壓未知。請(qǐng)你完善下列相關(guān)操作步驟,并寫出電阻Rx的表達(dá)式;①斷開S1,閉合S、S2,用電壓表測(cè)兩端電壓,讀出電壓表示數(shù)為U1;②(填各開關(guān)的狀態(tài)),用電壓表測(cè)Rx兩端電壓,讀出電壓表示數(shù)為U2;③電阻Rx的阻值表達(dá)式為Rx(用U1、U2、R0表示)。【答案】15電源閉合S、S1,斷開S2U【詳解】(1)[1]電壓表的示數(shù)如圖乙所示,分度值為0.5V,示數(shù)為4.5V,定值電阻Rx的阻值為R故定值電阻Rx的阻值為15Ω。(3)[2][3][4]斷開S1,閉合S、S2,電壓表并聯(lián)在電源兩端,測(cè)電源電壓;若用電壓表測(cè)Rx兩端電壓,開關(guān)S必須閉合;電壓表應(yīng)并聯(lián)在待測(cè)電阻兩端,應(yīng)斷開S2、閉合S1;定值電阻R0兩端的電壓為U通過待測(cè)電阻和定值電阻的電流相等,為I則待測(cè)電阻的阻值為R故待測(cè)電阻的阻值為U211.(本題7分)利用圖甲所示的電路測(cè)量未知電阻Rx的阻值,阻值大約為5Ω。(1)請(qǐng)根據(jù)電路圖用筆畫線代替導(dǎo)線,將圖乙的實(shí)驗(yàn)電路連接完整,要求滑片向左滑動(dòng)時(shí)電壓表示數(shù)變大;(2)閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)電壓表和電流表均無示數(shù)。小芳利用另一只完好的電壓表進(jìn)行檢測(cè),把電壓表分別接在a、b之間和b、c之間,電壓表均有示數(shù);接在a、c之間,電壓表無示數(shù)。如果電路連接完好,只有一個(gè)元件有故障,該故障是;(3)排除故障后,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,記錄多組數(shù)據(jù)。畫出了待測(cè)電阻Rx的I﹣U圖象,如圖丙所示。由圖象可得Rx=Ω;(4)如圖所示的實(shí)驗(yàn)電路圖,不能夠得出定值電阻Rx阻值的電路是。A、
B、
C、
D、【答案】滑動(dòng)變阻器斷路4B【詳解】(1)[1]要求滑片向左滑動(dòng)時(shí)電壓表示數(shù)變大,由歐姆定律可知,電路的電流變大,電路的電阻變小,故變阻器左下接線柱連入電路中,如圖所示:(2)[2]把電壓表分別接在a、b之間和b、c之間,電壓表均有示數(shù),說明a、電源、b之間是通路;a、電流表、待測(cè)電阻、c也是通路,根據(jù)接在a、c之間,電壓表無示數(shù),如果電路連接完好,只有一個(gè)元件有故障,該故障是滑動(dòng)變阻器斷路。(3)[3]待測(cè)電阻Rx的I﹣U圖象為過原點(diǎn)的直線,電壓為2V時(shí)電流為0.5A,由歐姆定律可知R(4)[4]A.電壓表測(cè)電源電壓,電流表測(cè)電路中的電流,由歐姆定律R=UI可得出電路的總電阻,由電阻的串聯(lián)可求出待測(cè)電阻,得出定值電阻RB.電壓表測(cè)電源電壓,電流表測(cè)支路電流,因不知通過待測(cè)電阻的電流,不能得出定值電阻Rx阻值,故B符合題意;C.根據(jù)下面電流表的示數(shù),由歐姆定律求出電源電壓,根據(jù)并聯(lián)電路電流的規(guī)律可得出通過待測(cè)電阻的電流,由歐姆定律可得出待測(cè)電阻大小,故C不符合題意;D.任意取滑動(dòng)變阻器上的兩個(gè)點(diǎn),假設(shè)變阻器連入的電阻分別為R1、R2,設(shè)此時(shí)的電壓表、電流表的示數(shù)為I1、U1和I2、U2,由歐姆定律可以計(jì)算出這兩個(gè)阻值;根據(jù)串聯(lián)電路的規(guī)律和歐姆定律,根據(jù)電源電壓不變列方程有(Rx+R1)I1=(Rx+R2)I2Rx可求,故D不符合題意。故選B。12.(本題7分)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、開關(guān)、導(dǎo)線若干。興趣小組同學(xué)們開動(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,請(qǐng)根據(jù)電路圖把未完成的實(shí)物圖連接線補(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,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=Ω;(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A;(6)有同學(xué)認(rèn)為,改用下面電路圖也可以測(cè)出Rx的值,你認(rèn)為是否可行?答:(選填“是”“否”)。【答案】b0.320.484.50.4是【詳解】(1)[1]根據(jù)電路圖可知,電流表A1測(cè)量Rx的電流,電流表A2測(cè)量干路中的電流,所以實(shí)物連接如圖所示。(2)[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,由圖可知,滑片P應(yīng)滑到b端。(3)[3]由圖可知,I1=0.32A。[4]由圖可知,I2=0.48A。(4)[5]由并聯(lián)電路中電流的關(guān)系可知,R0的電流為I=由歐姆定律可知,R0的電壓為U=IR0與Rx并聯(lián),所以電壓相等,由歐姆定律可知,Rx的電組為R(5)[6]為保證A2表不被燒壞,則A2表的示數(shù)最大為0.6A,R0與Rx并聯(lián),此時(shí)R0與Rx的總電阻為R此時(shí)R0與Rx的電壓U'=R0與Rx并聯(lián),所以電壓相等,由歐姆定律可知,A1表的讀數(shù)為I所以,A1表的讀數(shù)不能超過0.4A。(6)[7]如圖所示的電路圖,R0與Rx并聯(lián),可根據(jù)兩個(gè)電阻的電壓相等,測(cè)出Rx的值,所以該電路圖是可行的。13.(本題7分)在探究“電流與電壓關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中連接了如圖甲所示的電路,定值電阻阻值為10Ω,滑動(dòng)變阻器銘牌上標(biāo)有“20Ω,1A”的字樣。
(1)檢查電路后發(fā)現(xiàn)一處連接錯(cuò)誤,通過改變一根導(dǎo)線的連接就將電路修改正確請(qǐng)你在錯(cuò)誤的導(dǎo)線上打×,并補(bǔ)畫上正確的連線(要求滑動(dòng)變阻器滑片向右滑動(dòng)時(shí)電阻變大);(2)改正錯(cuò)誤后,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片在某一位置時(shí)觀察到電流表示數(shù)如圖乙,則此時(shí)電流表示數(shù)應(yīng)為A,如果想使電流表的示數(shù)為0.3A,應(yīng)向(選填“左”或“右”)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片。(3)將定值電阻換成小燈泡后移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片,通過觀察電流表和電壓表的示數(shù)做出了如圖丙所示的U﹣I圖像,發(fā)現(xiàn)U圖像并不是一條直線,原因是;當(dāng)電壓表的示數(shù)為2.5V時(shí),燈絲電阻為。(4)完成以上實(shí)驗(yàn)后,想要測(cè)另一未知定值電阻的阻值,利用電源(電壓未知且不變)、阻值為R0的定值電阻、電壓表、開關(guān)等器材,設(shè)計(jì)了如圖丁所示的電路,測(cè)出了Rx的阻值,請(qǐng)你完成下列實(shí)驗(yàn)步驟:①,讀出電壓表的示數(shù)U1;②閉合開關(guān)S1、S2,讀出電壓表的示數(shù)U2;③待測(cè)電阻的阻值Rx=(用已知量和測(cè)得量的字母表示)?!敬鸢浮?/p>
0.2左燈絲的阻值隨溫度的升高而增大10Ω閉合開關(guān)S1(U【詳解】(1)[1]探究“電流與電壓關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中,電壓表測(cè)量電阻兩端電壓,電流表測(cè)量電路電流,原電路中,電壓表測(cè)電源電壓是錯(cuò)誤的,應(yīng)改為電壓表測(cè)電阻的電壓,其中滑動(dòng)變阻器滑片串聯(lián)接入電路,其向右滑動(dòng)時(shí)電阻變大,如圖所示:
(2)[2][3]滑動(dòng)變阻器滑片在某一位置時(shí)觀察到電流表示數(shù)如圖乙,電流表選用小量程,分度值為0.02A,則此時(shí)電流表示數(shù)應(yīng)為0.2A;如果想使電流表的示數(shù)為0.3A,即增大電流,應(yīng)減小變阻器連入的電阻,故應(yīng)向左調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片。(3)[4]由圖知,U﹣I圖像并不是一條直線,原因是燈絲的電阻隨溫度的升高而增大,不是一個(gè)定值;根據(jù)如圖丙所示的U圖像知,當(dāng)電壓表的示數(shù)為2.5V時(shí),電流為0.25A,由歐姆定律,燈絲電阻為R=(4)[5][6]分析圖丁的電路可知:只閉合S1時(shí),電壓表串聯(lián)在電路中測(cè)量電源電壓,其示數(shù)為U1,即電源電壓為U1;再閉合開關(guān)S2,R0與Rx串聯(lián),電壓表測(cè)R0兩端的電壓為U2;根據(jù)串聯(lián)電路電壓規(guī)律和分壓原理有U故待測(cè)電阻的阻值為R14.(本題7分)某中學(xué)的物理課外實(shí)驗(yàn)小組,用如圖所示的電路來測(cè)量待測(cè)電阻Rx的阻值。其中,R
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