第十五章 探究电路
第三节 “伏安法 ”测电阻
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知识点一 “伏安法”测电阻
1.某 同学做“伏安法 ”测 电 阻 的实验 时, 刚一“试 触”,就发现电流表的指针迅速摆动到最大刻度, 发生这种现象的原因可能是( )
A. 电流表的正负接线柱接反了
B. 电源电压太小了
C.在电路的某处发生了短路 D.待测电阻的电阻丝断了
2.如图所示,一同学做测量小灯泡的电阻实验时, 把电压表与电流表的位置接错了 . 闭合开关后, 电路可能发生的现象是( )
A. 电流表和电压表都烧坏
B. 先烧坏电流表,再烧坏电压表
C. 电流表烧坏,电压表正常
D. 电压表烧坏,电流表正常
3.在用电压表和电流表测电阻R0 的实验中,若被测
电阻R0 的阻值约为 30 Ω,备有 : 电流表一个,0
0.6 A,0~3 A 两个量程, 电压表一个,0~3 V、0
15 V 两个量程 ; 电源四种, 电压分别为 1.5 V、3 V、6 V、15 V;开关一个 ;导线若干 .
(1)为了比较准确地测出电阻R0 的阻值,还需要 的器材是 .
(2)请在方框中画出实验电路图 .
(3)连接电路时,开关应该是 的 .
(4)为了减小电表读数时的误差,要求在几次测
量中,电表指针的示数大于量程的 ,则电源应选
用 V, 电压表应选用 量程, 电流 表应选用 量程 .
知识点二 电阻的变式测量
4.如图所示,几个同学在只有电流表或电压表时, 利用一个已知阻值的电阻R0 设计了四个测未知 电阻Rx 的电路,其中不可行的是( )
5.为测量电阻Rx 的阻值,老师提供了以下器材:待 测电阻Rx、已知阻值的定值电阻R0 一个、电压不 变但电压值未知的电源一个、电流表一只、开关 两个、导线若干 . 从中选择器材按下述要求完成 实验 .
(1)将所设计的电路图画在方框内 .
(2)写出实验步骤 .
(3)利用测得数据写出待测电阻Rx 的表达式 :Rx
=
.
综合点 电阻的测量
6.如图所示的是李江同学为测量小灯泡的电阻而 连接的电路,有关该实验的以下说法错误的是 ( )
A. 闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片滑到最 左端
B. 实验过程中两电表都有可能需要换接较小的 量程
C. 所测小灯泡的电阻可能随电压表的示数的不 同而不同
D.在如图位置闭合开关后,向左移动滑动变阻器 的滑片,小灯泡变亮
7.在科学实验时,为了减小误差或寻找普遍规律, 经常需要进行多次实验 .
①在“测量物体的长度”时,进行多次测量
②在“探究杠杆的平衡条件”时,改变动力(臂)和 阻力(臂),多次实验
③在“探究电流与电压、电阻的关系 ”时,多次调 节滑动变阻器进行实验
④在“测量定值电阻阻值的实验”中,多次调节滑 动变阻器,测出多组对应的电压值和电流值
上述实验中属于寻找普遍规律的是( )
A.①② B.①③
C.②③ D.②④
8. (多选)下列四个图中, 电阻R0 的阻值已知, 电源 电压未知且保持不变,以下四个图中能测出Rx 阻 值的是( )
9.在测量小灯泡电阻的实验中,因缺少电压表,小 军利用两个电流表和一个已知阻值为 10 Ω 的电 阻R0,同样测出了小灯泡的电阻,原理如图甲所 示 . 小军读出电流表A1 的示数为 0.3 A,而电流表 A2 的示数如 图 乙所示,则小灯泡 L 两端 的 电压 为 V,电阻为 Ω.
10.如图所示的是分别测量定值电阻R 和小灯泡 L 两端 电压和通过 的 电流后得到 的 U-I 关系 图 线 . 由 图可知,定值 电 阻 R 的 阻值为 Ω ;小灯泡 L 的阻值会随其两端电压的升高而
逐渐变 ,当其两端的电压为 2 V 时,它 的阻值为 Ω.
11.用图甲所示电路可以估测灯泡的阻值,实验按 下列步骤进行,请将有关步骤填写完整,并回答 相关问题 .
①第一步:按电路图正确连接电路 .
②第二步:断开开关 S,闭合开关 S1、S3,适当调节 滑动变阻器,观察到电流表示数为0.3 A.
③第三步:断开开关 ,闭合开关 ,调节 连入 电路 的 阻 值,使电流表的示数仍然为0.3 A.
④问题——某同学在第三步操作中发现 :当电 阻箱(如图乙所示)的阻值调为 19 Ω 时,电流表 示数略大于 0.3 A,当电阻箱的阻值调为 20 Ω 时,电流表示数略小于 0.3 A.在这种情况下, (填“应该 ”或“不应该 ”)调节滑动变 阻 器 , 以使 电流表 的示数恰好 为 0. 3 A. 由 该 同学 的 实验,可判 断所测灯泡 的 阻值 约为 Ω .
12. 小明用如图所示电路测量某电路元件盒中未知 电阻Rx 的阻值, 已知未知电阻Rx 的阻值不小于 5 Ω, 电源由两节干电池组成,除了开关、导线 外,可供使用的实验器材有 : 电压表(量程 0~15 V,0~3 V),电流表(量程 0~3 A,0~0.6 A),滑动 变阻器R(20 Ω 1 A),阻值已知且大小不等的 定值电阻R1 和R2.
(1)为完成此实验,电压表的量程应选择
V,电流表的量程应选择 A.
(2)实验中移动滑动变阻器的滑片,当电流表的 示数是 0.14 A 时, 电压表的示数是 2.1 V,当电 流表的示数是0.2 A 时,电压表的示数是 1.8 V, 电路元件盒中的电源电压是 V,未知电 阻Rx 的阻值是 Ω.
(3)小明的同学利用上述器材,还设计了测量未 知电阻Rx 的四种实验电路,其中无法测出未知 电阻Rx 的是 .
13.在“测量小灯泡电阻 ”的实验中,选用的小灯泡 上标有 2.5 V字样 :
(1)如图所示的是某同学连接的实物图,有两处 接错了,请指出 :
;
.
(2)某同学在正确连接电路后,合上开关,出现 了以下现象,试分析原因 .
现象 故障原因
①灯泡不亮, 电流表示数为零, 电 压表示数不为零
②灯泡不亮, 电流表有示数, 电压 表示数为零
③灯泡发光较暗,无论怎样调节 滑片,都不能改变灯泡的亮度
④灯泡发光, 电流表指针偏转角 度很小而无法读数
⑤小灯泡亮,发现电流表和电压 表的指针向左偏转
⑥移动滑动变阻器的滑片,发现 小灯泡变亮, 电流表示数变大时, 电压表示数反而变小;小灯泡变 暗, 电流表示数变小时, 电压表示 数反而变大
⑦小灯泡特别亮,并且无论怎样 移动滑动变阻器的滑片,灯泡的 亮度不变
(3)实验时,先将电压表的读数调节到 V,再逐渐升高或降低电压,测出灯泡在不同亮 度时的电阻 .通过分析计算结果,发现每次测量 的电阻都不同,这是因为灯丝的亮度不同时,灯 丝的 也不同 .
(4)某同学在实验中分别测出灯泡在不同亮度 下的电阻,然后求其平均值为小灯泡的电阻,他 的做法对 吗 其原 因是
.
14. 小明要分别测量如图甲所示的三个定值电阻和 规格为“3.8 V”小灯泡 的 阻值, 电源 电压均为
4.5 N.
(1)请参照测定值 电 阻 阻值 的 电路 图原理 (图 乙),用笔画线代替导线,在图丙中连接测量小 灯泡电阻的实物电路 .
(2)正确连接电路后,在测量过程中灯丝熔断, 此时 电流表 示数, 电压表 示 数(均填“有”或“无”).
(3)小明根据实验数据分布作出了a、b、c、d 四条 I-U 图线,如图丁所示 .
①表示 5 Ω 电阻的 I-U 图线的是 ,表 示 10 Ω 电阻的I-U 图线的是 (选填字 母序号);
②表示小灯泡灯丝电阻的I-U 图线的是 (选填字母序号),你判断的依据是
.
(4)观察、比较图甲中三个定值电阻上标注的物 理量参数,说出标注电流随标称电阻的变化 关系 .
15. 同学们在做“伏安法 ”测电阻的实验中,看到每 张实验桌上有以下器材 :
实验器材 :电源(电压恒为 4.5 V)、电流表、电压 表各一只,开关一个,标有“ Ω 2 A”的定值电 阻一只,两只滑动变阻器 (10 Ω 2 A,50 Ω 1 A),导线若干 .
(1)小丽连接好电路,闭合开关后,通过调节滑 动变阻器,测得一组数据,并算出定值电阻的阻 值如下表所示 :
电压/V 2.9 2.1 1.7
电流/A 0.16 0.24 0.28
电阻/Ω 18.13 8.75 6.07
小华认为同一个电阻的电阻值不可能相差这么 大,请你帮他们分析一下,其错误的可能原因 是 : .
(2)找出了原因后,小丽准备重新连接电路进行 实验,但小华认为不必要重新做过,请你帮他们 划去错误的数据,并将正确的实验数据填入 表中 .
(3)他们在实验中选择的滑动变阻器的规格应 为 .
16. 图甲是用“伏安法”测未知电阻R 的实验图 .
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中实物电路连 接完整 .
(2)闭合开关,将滑片P 向左滑动时,此时电压表 示数为 2.4 V,电流表示数如图乙所示其读数为 I= A,则未知电阻R= Ω.
(3)若实验中只有一个电压表和一个已知电阻 R0,小明设计了如图丙所示的电路,同样可以测 量未知 电 阻 Rx,请在 空格 内将 实验步骤补充 完整 .
①闭合开关 S、断开开关 S1,用电压表测出待测 电阻Rx 两端的电压为 U1 ;
② ,用电压表测出电源的电压 U;
③请写出用测量值 U 、U1 及R0 来表示Rx 的表达 式:Rx= .
第十五章 探究电路
第三节 “伏安法 ”测电阻 答案与点拨
1.C (2)将开关 S1 闭合,S2 断开,读出电流表的示数 I0.
(3)断开 (4)15 0~15 V 0~0.6 A 3, 2, ,
[点拨:(1)为了比较准确地测出电阻R0 的阻值,要
多次测量求平均值以减小误差,需要用滑动变阻
器改变电路电流;(2)将电源、开关、待测电阻、滑 , ,
动变阻器、电流表用导线组成串联电路,电压表与
待测电阻并联;(3)为了保护电路,连接电路时,开
关应该是断开的;(4)要求在几次测量中,电表指 . .
针的示值大于量程的 ,若按此要求,我们先看看 表量程应选择 0~3 V. 未知电阻的阻值不小于 5
在用电流表各个量程时,电路中的电流情况:对 =0.6 A,电流表的量程应选择 0
=0.4 A;对于 0~3 A 量程,电路中的电流应大于 3 变阻器两端的电压,所以未知电阻Rx 两端的电压
=2 A ;由 被测电阻的阻值大约 30 Ω,可知 .程.1x方; -
电流表若用 0 0.6 A 量程,则被测电阻两的电 组得 U=2.8 V,Rx=5 Ω ;(3)D 选项中只有一个定
压大于 0.4 A×30 Ω=12 V ;电流表若用 0 3 A量 值电阻和一个电压表,只能测一组数据,故无法
程,则被测电阻两端的电压大于 2 A×30 Ω =60 测量Rx 的阻值 .]
V. 由已知 件可知,电源电压应该选择 15 V,电 ; 13. (1)电压表正负接线柱接反了 滑动变阻器未按
压表选择 0 15 V 量程 ;如果电源电压为 15 V,所 “一上一下”连接
以通过电阻 最大电流在 =0.5 A 左右,即 (2)①灯泡开路 ②灯泡(或电压表)短路 ③滑
电流表选择0 0.6 A.]
接线柱接反了 ⑥电压表并联在滑动变阻器的
(4)不对 灯丝的电阻随温度的升高而增大,求 平均没有意义
14. (1)如图所示
(2)无 有 (3)①a c ②b 小灯泡的灯丝电 阻会随温度的升高而增大,此时电流与电压不成 正比例变化
(4)定值电阻的标注电流会随着标称电阻的增大 而减小
[点拨:(1)电压表与灯泡并联,灯泡额定电压为 3.8 V, 电压表选择 0~15 V,滑动变阻器串联在 电路中,且要一上一下接入电路 ;
(2)灯丝烧断,电路开路,电流表无示数,电压表 串 联 在 电 路 中 , 测 量 电 源 电 压 , 故 电 压 表 有 示数 .
①由 I=可得定值电阻的 Ra 的阻值是 Ra=
即表示 5 Ω 电阻的 I-U 图线的是 a ;Rc=即表示 10 Ω 电阻的 I-U
图线的是 c ; ②因为灯丝的电阻受温度的影响, 小灯泡的灯丝电阻会随温度的升高而增大,此时 电流与电压不成正比例变化,所以b 图线表示小 灯泡灯丝电阻的 I-U 图线 .
(4)根据观察,由 I=可得,在电压一定时,定值
电阻的标注电流会随着标称电阻的增大而 减小 .]
15. (1)将电压表接到了滑动变阻器两端
(2)如下表所示
电压/V 1.6 2.4 2.8
电流/A 0.16 0.24 0.28
电阻/Ω 10 10 10
(3)50 Ω 1 A
[点拨:(1)分析表中数据可知 :电阻越大电压越 高,而且电阻是变化的,故可判断电压表测的是 滑动变阻器的电压 ;
(2)定值电阻两端的电压等于电源电压减去滑动 变阻器两端的电压 ;
(3)由第一组数据值滑动变阻器连入电路的阻值 为 18.13 Ω ;故可判断选择的是“50 Ω 1 A” 的滑动变阻器 .]
16. (1)如图所示
0.3 8 ②闭合S、S1 ③Rx=
[点拨:(1)变阻器应串联在电路中,可将导线一 端接在变阻器上端,另一端接在电阻R 的右端 .
(2)读 图 可 知 , 电 流表 的 示数 为 0.3 A.R==
(3)实验步骤:①闭合开关 S、断开开关 S1,用电 压表测出待测电阻Rx 两端的电压为U1 ;②闭合开 关 S、S1,用电压表测出电源的电压 U;③因串联 电路中总电压等于各分电压之和,所以,R0 两端 的电压为 U0=U-Ux=U-U1, 因串联电路中各处的电
流相等,所以,I=,即 ,Rx=R0.]
~
~
2.C(点拨:电压表与灯泡串联后与电流表并联,电流 再将开关S1 断开,S2 闭合,读出电流表的示数 Ix
表的内阻很小相当于短路,电压表的内阻很大相 I0 R0
(3)
当于开路,所以电压表和灯泡被短路,不能工作也 Ix
11.③S3 S2 电阻箱 ④不应该 19.5
(点拨:本题采用等效法测量电阻,即用电阻箱支 路等效替代小灯泡支路 .在第三步中,断开开关
S 闭合 S 调节电阻箱连入电路的阻值 使电流
不会被烧坏,此时会造成电路中的电流过大,烧坏 6.D 7.C 8.ACD
电流表和电源 .) 9.1 5
3. (1)滑动变阻器 (2)如图所示 10.5 大 4
表的示数仍然为 0.3 A,这样可读得电阻箱的阻
值,即为小灯泡的阻值 .在等效替代小灯泡支路
时 其他条件要控制相同 不能移动滑动变阻
器 . 由于小灯泡电阻介于 19 Ω 和 20 Ω 之间,
则可判断灯泡的电阻约为 19.5 Ω.)
12. (1)0~3 V 0~0 6 A (2)2 8 V 5 Ω (3)D
[点拨:(1)两节干电池的电压是 3 V,所以电压
~
于 0 0.6 A 量程,电路中的电流应大于 0.6 A× 0.6 A;(2)电源电压为 U, 电压表测量的是滑动
动变阻器连成了阻值最大的定值电阻 ④电流
表的量程选择过大 ⑤电流表和电压表的正负
4.C
5. (1)如图所示
两端 ⑦滑动变阻器同时接了上面两个接线柱
(3)2.5 温度
