沪科版物理九年级全册《15.3 “伏安法”测电阻》同步练习
一 、单选题(本大题共10小题,共30分)
1.(3分)小明同学练习用伏安法测电阻,他所测电阻的阻值约为电压表的量程为,电流表的量程为测量结束后,他得到的结论是待测电阻的阻值为,则他在测量中所出现的错误可能是
A. 电压表和电流表的位置接反了
B. 他没有多次测量取平均值,致使误差过大
C. 电压表按量程读数,电流表按量程读数
D. 电压表按量程读数,电流表按量程读数
2.(3分)利用一个电压表和阻值已知的电阻测量电阻的阻值。选择了满足实验要求的器材,电源两端电压不变,并连接了如图所示实验电路。闭合开关,断开开关,电压表的示数为;闭合开关和,电压表的示数为,则下列说法中正确的是
A. 的表达式为
B. 的表达式为
C. 实验过程中,通过的电流始终相同
D. 若将开关与电压表互换位置,其他不变,也能测量出的阻值
3.(3分)电流看不见、摸不着,判断电路中是否有电流时,我们可通过电路中的灯泡是否发光来确定。下面是小红同学在学习中遇到的四个研究实例,其中采取的方法与“研究电路中是否有电流”方法相同的是
A. 通过测张纸的厚度来测张纸的厚度
B. 人们通过研究墨水在清水中的扩散现象认识分子的运动情况
C. 研究电流与电压关系时,控制电阻不变
D. 学习电压时,我们可以通过对比水压来认识它
4.(3分)在用伏安法测未知电阻时,如果缺少电流表或电压表,可以通过增加一个定值电阻和开关来解决,下面的四种方案中哪一个是错误的
A. B.
C. D.
5.(3分)用伏安法测导体电阻的实验中,连接电路时,以下哪项要求是没有必要的
A. 连接滑动变阻器的时候,应该使滑片位于变阻器阻值最大的位置
B. 连接开关时,应该先将开关断开
C. 开关应该在靠近电源、电流流出的一端,即接在电源的正极上
D. 电压表应与待测电阻并联,电流表应与待测电阻串联,并使电流从正接线柱流进,由负接线柱流出
6.(3分)如图所示是利用伏安法测电阻的部分电路,若考虑电表内阻对电路的影响,则关于测量误差和产生原因,下列说法正确的是
A. 测量值偏小,是由于电流表所测通过电流偏小
B. 测量值偏小,是由于电压表所测两端电压偏小
C. 测量值偏大,是由于电流表所测通过电流偏大
D. 测量值偏大,是由于电压表所测两端电压偏大
7.(3分)伏安法测电阻实验中,滑动变阻器不能起到的作用是
A. 改变待测电阻两端的电压
B. 改变电路中的电流
C. 保护电路
D. 改变待测电阻的阻值
8.(3分)在如图所示的电路中,电源两端的电压保持不变,为定值电阻,滑动变阻器上标有“”字样,滑片从左端到右端可滑动的总长度为。当开关闭合后,滑动变阻器的滑片从最左端向最右端滑动的过程中,电流表和电压表均未超出量程。对于此过程中电流表的示数或电压表的示数随滑动变阻器滑片从左端向右滑动距离变化的关系,合理图象应为
A. B.
C. D.
9.(3分)某同学设计了以下四种电路,其中电源电压不变且未知,是已知阻值的定值电阻。在实验中不拆改电路的情况下,能够测量出未知电阻阻值的电路是
A. 只有 B. 只有 C. 只有 D. 都可以
10.(3分)如图所示,甲、乙两电路中,电源两端电压相同且恒定不变,两电阻的阻值闭合开关,在甲电路中,通过和的电流分别为、,和两端电压分别为、,和消耗的电功率分别为、;在乙电路中,通过和电流分别为、,和的两端电压分别为、,和的消耗的电功率分别为、;则下列判断中正确的是
A. B.
C. D.
二 、多选题(本大题共1小题,共3分)
11.(3分)某同学利用如图所示的电路做“伏安法测电阻”的实验,已知电源电压恒为,滑动变阻器标有“”字样,实验中该同学填写的实验数据如表所示。下列关于实验的几种说法中正确的是
序号
A. 序号“”的实验数据不是本实验中测得的,是拼凑的数据
B. 序号“”的实验中,变阻器与待测电阻的阻值之比为:
C. 序号“”和“”的实验数据表明待测电阻不是定值电阻
D. 仅用该同学的实验器材就能完成“探究电流与电压的关系”
三 、实验题(本大题共7小题,共42分)
12.(6分)如图所示,是小杰同学用伏安法测量电阻时所设计的电路图。
请你在图的圆圈内正确补充符号使电路图完整。
合上开关,当滑片调节到某位置时,电流表、电压表指针如图所示,则电压表读数为 ______,被测电阻值大小约为 ______保留一位小数。为了使测量值更接近真实值,还应该调节滑动变阻器,进行 ______。
小杰在完成以上定值电阻的测量后,再测量了某小灯泡的电阻,并根据测量数据绘出了电流随电压变化的图像如图所示,根据图像可知,小灯泡在时的电阻为 ______,且灯丝的电阻会随着电压的变化而变化,这是因为灯丝的电阻跟灯发光时的 ______有关。
13.(6分)小明同学在做“测量小灯泡电阻”的实验中,所用器材:两节新干电池,标有相同规格的小灯泡若干,两个滑动变阻器“”“”,电流表、电压表、开关,导线若干。
实验次数
电压
电流
电阻
实验原理______。
连完最后一根导线两表就有示数的原因是 ______,正确连接电路后,闭合开关,移动滑片依次测得组数据,如表所示,由表中的数据可知,小明选用的滑动变阻器应是 ______选填“或“”。
由表可知,小灯泡正常发光时的电阻为,如图乙所示是小明同学根据表格中电流电压表数据描绘的函数图像,横轴的物理量为 ______。
同组小华说此实验数据也可用来探究电流与电压关系,这种说法是否合理 ______合理不合理,理由是 ______。
同学们想用量程为“”的电压表,电压恒为的电源,其它器材符合实验要求,测出只标有“”字样小灯泡正常发光时的电阻,下图是同学们设计的实验电路图,合理的是 ______。
小明同学还想“测量定值电阻阻值”,因此他设计了如图丙所示的电路。图中有一条导线连接错误,请在连接错误的导线上画上“”,并用笔画线将错误改正过来。实验中电流表突然损坏,无法使用,小明说他在不改变电路连接情况下,就可测出未知电阻的阻值。已知滑动变阻器最大阻值为,请你帮他画出实验电路图并写出实验步骤。
实验步骤:______。
待测电阻的表达式:______。
14.(6分)小华用如图甲所示电路,测量标有“”字样小灯泡的电阻,现有器材:电源、电流表、电压表、滑动变阻器、开关、导线若干。
根据图甲,用笔画线表示导线,将图乙中的实物图连接完整。
闭合开关前,滑动变阻器滑片应调至 ______端。
闭合开关,移动滑片,发现灯泡始终不亮,电流表示数为零,电压表示数等于电源电压,可判断故障是 ______。
排除故障后进行实验。移动滑片,当电压表示数为时,电流表示数如图甲,为 ______,此时小灯泡的电阻为 ______结果保留一位小数。
根据实验数据,分别画出小灯泡和滑动变阻器的图象,如图乙。根据图象可知:小灯泡两端电压越大,电阻越 ______;当滑动变阻器电阻与小灯泡电阻相等时,小灯泡消耗的功率是 ______。
小华发现无论如何移动滑片,小灯泡两端的电压都无法调到。现增加一个阻值为的定值电阻和一个开关,对原电路进行改进,使小灯泡两端电压能在之间变化,测出小灯泡在不同电压下的电阻。请在图虚线框中画出电路图,要求电路连接后不再拆接。
15.(6分)小红和小云各自做“测量电阻的阻值”实验,她们使用的实验器材完好无损,各自的读数也很准确,她们测量的三组数据分别记录在下表中.
表一小红
实验序号 电压 电流 电阻
表二小云
实验序号 电压 电流 电阻
老师看了这两个数据表后,指出其中一位同学的实验电路接错了.
分析表一、表二可知,______同学的电路接错了,理由是______.
请画出该同学的错误电路图.
实验电路正确的同学测量的电阻平均值是______精确到.
16.(6分)小明同学利用伏安法测电阻。
请你根据小明设计的如图所示电路图甲,用笔画线代替导线将图乙的电路连接完整;
小明进行第二次测量时,电表示数如图丙所示,请你将下表补充完整。
实验次数 电压 电流 电阻 电阻平均值
______
______ ______ ______
17.(6分)实验室里,同学们在分组练习用伏安法测电阻,实验电路连接实物图如图甲所示。
连接好电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应调到 ______端;
闭合开关后,发现电流表和电流表都无示数,若故障只发生在和上,则故障原因是 ______;
小伟在实验中的某次测量,电压表示数为时,电流表的示数如图乙所示,则此时待测电阻的阻值为 ______。
18.(6分)小明想测量未知电阻的阻值,他选择了满足实验要求的器材,并连接了图甲所示的实验电路。
闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片滑至_________选填“”或“”端。
闭合开关,调节滑片至某位置时,电流表的示数如图乙所示,则电流表的示数为____,若此时电压表的示数为,则电阻的测量值为______。
答案和解析
1.【答案】C;
【解析】解:
A、如果电流表和电压表位置接反了,电路相当于断路,电压表测量电源电压,电流表示数接近为零。此选项错误;
B、已知待测电阻的阻值约为,测量值应该接近或等于,不可能为,与测量次数多少没有关系。此选项错误;
C、电压表按量程读数,电流表按量程读数,得到的电压是实际电压的倍,所以本该是的电阻测成了此选项正确;
D、电压表按量程读数,电流表按量程读数,得到的电压是实际电压的倍,电流是正确电流的,测量的电阻是实际电阻的倍。此选项错误。
故选:。
电流表相当于导线,串联在电路中测量电路电流;电压表相当于断路,需要与用电器并联,测量用电器两端电压;
测量值与真实值之间的差异叫误差,测量值可能不等于真实值,但差别很小;
电流表和电压表都有两个量程,大小量程之间电流、电压的大小关系为:。
该题考查的是由于看错量程导致的电流、电压错误,最终影响到电阻的阻值,所以我们使用电表之前,一定要首先弄明白所选择的量程和对应的分度值,避免出错。
2.【答案】D;
【解析】解:闭合开关和,被短路,电路中只有,电压表测量两端的电压,也是电源电压,即电源电压为;闭合开关,断开开关,和串联,电压表测量两端的电压,即的电压为;
由串联电路的电压特点可得,两端的电压,
的阻值表达式:,故错误;
根据电路图可知,闭合开关,断开开关,和串联,电压表测量两端的电压,通过的电流;
闭合开关和,被短路,电路中只有,电压表测量两端的电压,也是电源电压,此时通过的电流;
因为和不相等,所以实验过程中,通过的电流并不相同,故错误;
若将开关与电压表互换位置,即电压表并联在两端,开关和并联,其他不变,实验原理和原来的原理是一样的都是利用了串联电路的特点和欧姆定律,所以也能测量出的阻值,故正确。
故选:。
根据电路图可知,闭合开关,断开开关,和串联,电压表测量两端的电压;闭合开关和,被短路,电路中只有一个,电压表测量两端的电压,也是电源电压;再根据欧姆定律分析电路中的电流,并求出的表达式。
此题主要考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用,分清开关闭合、断开时电路的连接方式和电表所测的电路元件是关键。
3.【答案】B;
【解析】解:判断电路中是否有电流时,通过电路中的灯泡是否发光来确定,利用了转换法;
A.通过测张纸的厚度来测张纸的厚度是累积法,错误;
B.认识分子的运动情况是转换法,正确;
C.研究电流与电压关系时是控制变量法,错误;
D.电压和水压的关系是类比法,错误;
故选:。
物理学方法有控制变量法,转换法,类比法和累积法等,研究电流是转换法,然后再根据四个选项判断。
此题主要考查了物理方法的认知,属于中档题。
4.【答案】B;
【解析】
该题考查了测量电阻的特殊方法分析,关键分析能够根据开关的开合得出电阻两端的电压及通过电阻的电流;
根据欧姆定律及串并联电路的电压、电流规律,分析是否能够得出电阻两端的电压及通过电阻的电流,便可得出结论。
A.当开关、闭合时,被短路,电压表的示数等于电源电压;再断开开关时,电压表测量两端的电压,则可计算出两端的电压,即可计算出电路中的电流,从而可计算出被测电阻的阻值,能测出,不符合题意;
B.电压表串联在电路中,其示数始终等于电源电压,不可知被测电阻的电压和电流,不能测出其阻值,符合题意;
C.只闭合可测出通过被测电阻的电流,两个开关都闭合,可测出干路电流,则可计算出的电流,由可得两端的电压,根据并联电路各支路两端电压相等的关系可得被测电阻两端的电压,从而计算出待测电阻的阻值,故C能测出,不符合题意;
D.当闭合,断开时,电流表测出通过的电流,由可计算出电源电压;当两开关都闭合时,两电阻并联,电流表测干路电流,则可根据并联电路的电流规律计算出通过的电流,从而计算出的阻值,故D能测出,不符合题意。
故选B。
5.【答案】C;
【解析】解:、连接电路时,开关应时刻为断开状态;并将滑动变阻器滑片移至阻值最大处;故不合题意;
C、串联电路中,开关起的作用与开关的位置无关,因此开关在电路的任何位置都可以;故符合题意;
D、根据电压表和电流表的使用规则可知,电压表应与待测电阻并联,电流表应与待测电阻串联,并且电流从正接线柱流进,从负接线柱流出;故不合题意。
故选:。
根据“伏安法”测电阻的实验中注意的事项进行分析。主要从以下几方面分析,开关的状态、滑动变阻器的滑片位置、电表的量程的选择、电路的连接顺序。
该题考查了“伏安法”测电阻的实验中的步骤、注意的事项以及电压表和电流表的正确使用方法。
6.【答案】D;
【解析】解:图中是电流表内接法,由于电流表的分压作用,电压测量值偏大,电流测量值准确,根据欧姆定律可知,电阻测量值偏大,等于电阻与电流表内阻之和。
故选D。
电压表和电流表在电路中相当于定值电阻,图中是电流表内接法,由于电流表的分压作用,电压测量值偏大,根据欧姆定律判断误差情况。
本题关键是明确电流表内外接法中系统误差的来源,对于接法选择,用“大内小外”记忆。
7.【答案】D;
【解析】
电阻大小跟电阻的长度、材料、横截面积有关,跟电阻中的电流、电阻两端的电压无关;“伏安法测电阻”的实验中,滑动变阻器和被测电阻串联在电路中,滑片处于最大阻值处,电源电压不变,电流中的电流最小,起到保护作用.移动变阻器的滑片,改变了连入电路的电阻,电路中的电流变化,根据知,电阻两端的电压也随之变化。
A.实验中电阻的阻值不变,移动滑动变阻器的滑片,改变了电路中的电流,根据,电阻不变,电流变化,所以被测电阻两端的电压变化,故A选项正确,不符合题意;
B.移动滑动变阻器的滑片,改变了连入电路的电阻,改变了电路中的电流,故B选项正确,不符合题意;
C.滑动变阻器的连入电路时,滑片滑到最大阻值处,电阻最大,电源电压不变,电流最小,起到保护电路的作用,故C选项正确,不符合题意;
D.被测电阻阻值大小跟电阻的长度、材料、横截面积有关,实验过程中三者没有发生变化,电阻的阻值不变,故D选项不正确,符合题意。
故选D。
该题考查了滑动变阻器的使用,关键是知道在不同的实验中滑动变阻器的作用是不同的;“伏安法测电阻”的实验中,滑动变阻器的作用:改变电路的电流,改变被测电阻的电压和保护电路。
8.【答案】B;
【解析】解:、当滑片处于最左端时,电路为定值电阻的简单电路,电路中的阻值最小,根据欧姆定律可知此时电路中的电流最大;当滑片向右移动时,接入电路的电阻变大,根据欧姆定律可知电路中电流变小;滑片处于最右端时,电路中的电阻最大,电流最小且不为,故错误、正确;
、当滑片处于最左端时,电路为只有的简单电路,电压表测量滑动变阻器的电压,由于滑动变阻器接入电路的电阻为,所以电压表示数为,故错误;
故选:。
由电路图可知,定值电阻与滑动变阻器串联,电压表测量滑动变阻器两端电压,电流表测量电路中的电流;当滑片处于最左端时,电路为定值电阻的简单电路,电路中的阻值最小,电流最大,电压表示数为;
当滑片向右移动时,接入电路的电阻变大,根据欧姆定律可知电路中电流的变化,当滑片处于最右端时,电路中的电阻最大,电路中的电流最小但不为,根据以上分析得出答案。
此题主要考查欧姆定律的应用,根据极端值求出最大、最小电流或电压表的最大、最小值是解题的技巧。
9.【答案】C;
【解析】
要测量电阻阻值,需要测出电阻两端电压与通过电阻的电流,然后应用欧姆定律求出电阻阻值;分析图示电路图,应用串并联电路特点与欧姆定律分析答题。
利用电压表或电流表测未知电阻的阻值,就是根据串联电路的电流特点或并联电路的电压特点想办法得出未知电阻两端的电压和电流,然后根据欧姆定律求出未知电阻的阻值。
由图知,
只闭合时,电路是只有的基本电路,电流表测量通过的电流;再闭合,两只电阻并联,电流表测量干路电流,根据电源电压不变列式可求出的阻值,故能测出阻值。
只闭合时,两电阻串联,电流表测电路中电流;两开关都闭合时只有接入电路中,电流表测此时电路中电流,根据电源电压不变列式可求出的阻值,故能测出阻值。
闭合开关、,两只电阻串联,电压表测量电源电压为;闭合,断开,闭合,电压表测量电阻两端电压,根据电路电流相等列式可求出的阻值,故能测出阻值。
闭合开关,接,两只电阻串联,电压表测量两端电压为;接,电压表正负接线柱接反,不能测量两端电压为,故不能测出阻值。
故只有可行。
故选C。
10.【答案】D;
【解析】解:由电路图可知,甲图与串联,乙图中与并联,且,电源的电压相等。
因串联电路中总电压等于各分电压之和,且并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,,,则,故C错误;
因串联电路中总电阻等于,且各处的电流相等,
所以,甲图中通过和的电流,
图乙中两电阻两端的电压相等,则通过两电阻的电流,
所以,,,故AB错误;
图甲中各处的电流相等,由可知,,
因电路中总功率等于各用电器功率之和,
所以,电路的总功率,则,
图乙中两电阻两端的电压相等,则两电阻消耗的电功率,
所以,,故D正确。
故选:。
由电路图可知,甲图与串联,乙图中与并联,且,电源的电压相等。
根据串联电路的电压特点得出两电阻两端的电压与电源电压的关系,根据并联电路的电压特点得出两电阻与电源两端的电压关系,然后得出两种情况下各电阻两端的电压关系;
根据电阻的串联和串联电路的电流特点以及欧姆定律求出甲图中通过和的电流,图乙中两电阻两端的电压相等,根据欧姆定律得出通过两电阻的电流关系,然后比较得出答案;
图甲中各处的电流相等,根据比较两电阻消耗的电功率关系,根据电阻的串联和得出总功率,电路中总功率等于各用电器功率之和;图乙中两电阻两端的电压相等,根据得出两电阻消耗的电功率,然后比较得出答案。
该题考查了串并联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用,弄清各物理量之间的关系是关键。
11.【答案】AD;
【解析】解:
、由表中数据,考虑到误差因素,电阻大小为:
;故C错误;
由电阻的串联规律和欧姆定律,电路的最小电流:
,序号“”的实验数据不是本实验中测得的,故A正确;
B、序号“”的实验中,待测电阻的电压为:,根据串联电路电压的规律,变阻器的电压为:
,由分压原理,
滑动变阻器与待测电阻的阻值之比为:::;故B错误;
D、探究电流与电压的关系,要控制电阻不变,记录电流随电压的变化关系,故仅用该同学的实验器材就能探究电流与电压的关系,故D正确。
故选:。
由表中数据,考虑到误差因素求出第、、、组实验中电阻大小,由电阻的串联规律和欧姆定律求出电路的最小电流;
序号“”的实验中可知待测电阻的电压为,根据串联电路电压的规律和分压原理求出滑动变阻器与待测电阻的阻值之比;
探究电流与电阻的关系,要控制电压不变,记录电流电阻的变化关系,据此分析。
本题用伏安法测电阻,考查电阻计算、控制变量法、串联电路的规律及欧姆定律的运用。
12.【答案】0.8 2.2 多次测量取平均值减小误差 10 温度;
【解析】解:与并联的圈中应为电压表,与串联的圈中应为电流表,如下图所示:
;
合上开关,当滑片调节到某位置时,电流表、电压表指针如图所示,电流表选用小量程,分度值,其示数为;电压表选用小量程,分度值,其示数为;
被测电阻值大小约为:
;
为了测量值更接近真实值,还应该多次测量取平均值减小误差;
由图可知灯泡两端的电压为时,通过灯泡的电流为,根据可得灯泡的电阻为:
;
分析图像发现灯丝的电阻是变化的,这是因为灯丝的电阻跟灯发光时的温度有关。
故答案为:如上图所示;;;多次测量取平均值减小误差;;温度。
电流表与被测用电器串联,电压表与被测用电器并联;
根据两表选用量程确定分度值读数;根据算出被测电阻值大小;为了测量值更接近真实值,还应该多次测量取平均值减小误差;
根据电流随电压变化的图像确定灯泡在时对应的电流值,根据算出灯泡的电阻;灯泡的电阻受温度影响很大。
本题伏安法测电阻的实验,考查电表的使用、电表读数、电阻的计算以及灯泡电阻的特点。
13.【答案】 连接电路时,开关没有断开 R2 电流 不合理 探究导体中的电流与电压的关系要控制电阻大小不变,而灯的电阻随温度的变化而变化 B ①将滑片移至a端,闭合开关S,读出此时电压表的示数为U0;②将滑片移至b端,闭合开关S,读出此时电压表的示数为U1 Rx=R0;
【解析】解:测量小灯泡电阻实验原理为;
连完最后一根导线两表就有示数,说明连接电路时,开关没有断开;
电源由两节新干电池串联组成,电源电压为,第一组灯泡两端的电压为,则滑动变阻器两端的电压为:,
所以此时变阻器连入电路中的电阻:,故应选择滑动变阻器;
根据表格中电流电压表数据可知,电压的变化比电流的变化快,故在图乙中纵轴的物理量是电压,横轴的物理量是电流;
这种说法不合理,探究导体中的电流与电压的关系要控制电阻大小不变,而灯的电阻随温度的变化而变化;
、电压表测电源电压,电压表量程过小无法测量,不合题意;
、电压表测的是滑动变阻器电压,由串联电路电压的规律可知灯的电压,符合题意;
、电压表与灯泡串联,电路断路,不合题意;
、电压表测的是灯泡电压,灯泡的额定电压超过电压表的量程,无法测量,不合题意。
故选:;
由电路图知,电流表与灯泡并联,电压表串联在电路中,电流表与电压表连接错误,电压表应与灯泡并联,电流表应串联在电路中,电路如图所示:
;
被测电阻与滑动变阻器串联,电压表与被测电阻并联,开关串联在电路中,如图所示;
步骤:①将滑片移至端,闭合开关,读出此时电压表的示数为,此时电路为简单电路,电源电压等于电压表示数;
②将滑片移至端,闭合开关,读出此时电压表的示数为,根据串联电路电压的规律,则滑动变阻器两端的电压为:
;
由欧姆定律和串联电路电流的规律,则电路中的电流:
;
则。
故答案为:;连接电路时,开关没有断开;;电流;不合理;探究导体中的电流与电压的关系要控制电阻大小不变,而灯的电阻随温度的变化而变化;;如上图所示;①将滑片移至端,闭合开关,读出此时电压表的示数为;②将滑片移至端,闭合开关,读出此时电压表的示数为;。
测量小灯泡电阻实验原理为;
连接电路时,开关应断开;由表数据,根据串联电路电压规律求出滑动变阻器两端的电压,根据欧姆定律求出滑动变阻器的电阻;
根据表格中电流电压表数据变化快慢分析图乙中横轴的物理量;
探究导体中的电流与电压的关系要控制电阻大小不变,据此分析;
灯的额定电压大于电压表小量程,由串联电路电压的规律,当滑动变阻器两端的电压为时,灯泡两端电压达到额定电压,读出此时电流表的读数,根据公式可求灯泡正常发光时的电阻;
电流表应串联在电路中,电压表应并联在灯泡两端,根据电表在电路中的接法分析电路图,找出错误并改正;
在不改变电路连接情况下,电阻和滑动变阻器串联,电压表测电阻的电压;首先将滑动变阻器的滑片移到电阻最小处,测出电源电压,然后将已知最大电阻为的变阻器,作为一个定值电阻,没有电流表,电压表和起到测量电流的作用;
根据串联电路电压特点,可求滑动变阻器电压,由欧姆定律可求滑动变阻器电流,即被测电阻电流,根据计算待测电阻。
本题用电压表和电流表测电阻的实验,考查实验原理、电路连接、滑动变阻器的选择、电路分析、图像分析及设计实验方案的能力,综合性较强,难度较大。
14.【答案】右 小灯泡断路 0.24 9.2 大 0.3;
【解析】解:由图甲电路图可知,电压表与灯泡并联,因灯泡的额定电压为,所以电压表用量程;滑动变阻器与灯泡串联,且要上下各接一个接线柱,所以连接电路如图所示:
为了保护电路,滑动变阻器的滑片应滑到接入电路的电阻值最大处,因为连接了左下接线柱所以,滑片应滑到最右端;
移动滑片,发现小灯泡始终不亮,且电压表有示数,电流表无示数,则故障的原因可能是灯泡断路;
图甲中电流表的量程是,分度值是,读数为:,由可得,小灯泡的电阻为:;
当滑动变阻器的滑片移动使滑动变阻器接入电阻变小时,电路总电阻变小,电路中的电流变大,灯泡两端的电压变大,滑动变阻器两端的电压变小可以为零,因此图乙的图像中经过点的图像是滑动变阻器的图像,经过点的是小灯泡的图像;
分析图象可知,小灯泡两端的电压为时,灯丝中的电流,此时灯丝电阻,
小灯泡两端的电压为时,灯丝中的电流,此时灯丝电阻,
当小灯泡两端的电压增大时,通过灯的电流变大,根据灯的功率变大,灯丝温度升高,灯丝的电阻会增大;
当滑动变阻器电阻与小灯泡电阻相等时,在串联电路中通过它们电流相等,根据可知,它们两端的电压相等两图像交点,所以,由图乙可知,,
由可得,灯泡的实际电功率:;
因为滑动变阻器的最大阻值较小,在接入电路的阻值最大时分压偏小,使得灯泡两端电压无法调低至,
根据题目要求,可以在电路中串联一个的定值电阻再移动滑片就可以使得灯泡两端的电压调到;
为使灯泡两端的电压能达到电源电压,则需要在串联的定值电阻两端并联一个开关,这样在需要灯泡两端有较高电压时,开关闭合将定值电阻短接;当需要灯泡两端有较低的电压时,断开与定值电阻并联的开关,定值电阻串联起到分压作用。
改进电路如下图所示:
故答案为:如图所示;右;小灯泡断路;;;大;;如图所示。
根据电压表的使用规则和正确使用滑动变阻器的原则连接电路;
为了保护电路,开关闭合前滑动变阻器的接入电阻应该最大;
小灯泡不亮,可能是灯泡断路或短路或灯泡之外的电路断路;电流表无示数,可能是电路断路或电流表短路;电压表有示数,说明电压表与电源两端相连接,电压表并联电路之外不存在断路,且与电压表并联电路无短路现象,综合分析可知灯泡不亮的原因是灯泡断路;
由图读出电流表的示数,根据计算出灯丝电阻;
图乙中图像分析得出小灯泡和滑动变阻器对应的图像,进一步分析得出灯丝电阻的变化情况;根据图像计算出当滑动变阻器电阻与小灯泡电阻相等时,小灯泡消耗的功率;
分析灯泡两端电压不能调到的原因,并根据小灯泡两端电压能在之间变化的要求,设计改进电路;
本题测量小灯泡的电阻,考查电路的连接、注意事项、故障分析、影响电阻大小的因素及额定功率的计算、欧姆定律的运用等,是电学综合题。
15.【答案】(1)小红;小红同学测得的电流随电压增大而减小;
(2)
(3)4.8;
【解析】解:
伏安法测电阻的实验中,电压表应测待测电阻两端的电压,电流表测通过电阻的电流,电流随电压的增大而增大,而小红同学测得的电流随电压增大而减小,据此判断小红同学的电路接错了.
小红同学测得的电流随电压增大而减小,原因是电压表并联在滑动变阻器两端了,如下图所示:
小云同学的测量正确,其次测得的电阻值分别为:
;
;
;
电阻的平均值为:.
故答案为:小红;小红同学测得的电流随电压增大而减小;见上图;.
伏安法测量电阻的实验中,电流表和电压表测量的是同一电阻的两个量,据欧姆定律知道与成正比;
小红同学测得的电流随电压增大而减小,是电压表并联在滑动变阻器两端;
根据欧姆定律算出每次的电阻,求出平均值.
伏安法测量电阻的实验中,两表的示数变化应该是一致的,否则说明电压表接在了滑动变阻器的两端.
16.【答案】10.2 2.4 0.24 10.0;
【解析】解:根据电路图知滑动变阻器接左下接线柱,由电源电压知电压表选用的量程与定值电阻并联,见下图:
;
由图丙知电压表量程为,由图所示电压表可知,其分度值为,其示数为,
电流表量程为,由图所示电流表可知,其分度值为,示数为;
根据欧姆定律得定值电阻的阻值为:
,
平均电阻为:
。
故答案为:见解答图;;;;。
根据电路图连接实物图,根据图丙确定电压表的量程;
根据电表量程读出电压表和电流表的示数,根据欧姆定律求解电阻,多次测量求平均值减小误差。
此题主要考查的是伏安法测电阻的探究过程,包括实物图的连接、电表的读数及电阻的计算,包含的内容较多,但难度不大,是一道基础题。
17.【答案】左 R断路 8;
【解析】解:为了保护电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应调到阻值最大处,即最左端;
闭合开关,发现电流表、电压表均无示数;电流表无示数,说明电路出现了断路;电压表无示数,说明电压表的正负接线柱与电源之间是断开的;所以故障只能是滑动变阻器处断路,即断路;
小伟在实验中的某次测量,电压表示数为时,电流表的示数如图乙所示,电压表选用小量程,分度值,其示数为,则此时待测电阻的阻值为:
。
故答案为:左;断路;。
为了保护电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应调到阻值最大处;
电流表无示数,说明电路出现了断路;电压表无示数,说明电压表的正负接线柱与电源之间是断开的;
根据电流表选用量程确定分度值读数;根据算出待测电阻的阻值。
本题伏安法测电阻实验,考查了注意事项、电路故障、电流表读数和电阻的计算等知识。
18.【答案】
;;
【解析】为了保护电路,由图甲知,闭合开关前,应使滑动变阻器的滑片置于最大阻值处,即应将滑动变阻器的滑片滑至端。
由图甲知,电压表测两端电压,电流表测通过的电流,由图乙知,电流表使用量程,分度值,通过的电流为。
电阻的测量值