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1、课时提升作业(十八)电阻的测量 (30分钟40分)一、选择题(本大题共5小题,每小题2分,共10分)1.如图所示是伏安法测电阻的实验电路,其中正确的电路是()【解析】选B。本题考查实验电路与设计。在伏安法测电阻的实验中,电流表应串联在电路中,电压表应与待测电阻并联,两表接线柱不能接反了。A项电流表正、负接线柱接反了;C项电流表、电压表位置接反了;D项电流表与被测电阻并联了。B项正确。2.(2012绵阳中考)如图是李江同学为测量小灯泡电阻而连的电路,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
2、随电压表的示数的不同而不同D.在如图所示位置闭合开关后,向左移动滑动变阻器的滑片,小灯泡变亮【解析】选D。本题考查测小灯泡电阻的实验探究。由题图可知,滑动变阻器滑片右端电阻丝连入电路,在实验时,为了保护电路,开关闭合前应将滑片滑到最左端,A正确;实验过程中在不超出电表量程的前提下,量程选择越小,测量结果越精确,B正确;灯泡电阻随温度升高而增大,C正确;向左移动滑片,连入电路的电阻丝变长,电阻变大,小灯泡变暗,D错误。3. (2013天津五区县期末)某同学做测定小灯泡电阻的实验,其设计的电路如图所示。实验电路连接完毕,闭合开关时,发现灯泡较暗,两表的示数均较小,移动滑动变阻器滑片,现象不变。则电
3、路出现故障的原因可能是()A.滑动变阻器处发生断路B.滑动变阻器处发生短路C.滑动变阻器同时接了上面两个接线柱D.滑动变阻器同时接了下面两个接线柱【解析】选D。由题意知,灯泡较暗,电流表和电压表示数均较小,说明电路是通路,且电路中的电流较小,电阻较大。若滑动变阻器发生短路或同时接上面两个接线柱,则电路中的电阻较小,电流较大,不符合题意。若滑动变阻器同时接下面两个接线柱,则相当于接入定值电阻,且移动滑片时,滑动变阻器不起作用,符合题意,故选D。4.小明、小强在“用电压表和电流表测导体电阻”的实验中为了记录实验数据和计算结果,分别设计了下列两张表格,其中合理规范的是()表一电压U/V电流I/A电阻
4、R/123平均值表二电压U/V电流I/A电阻R/123平均值A.只有表一合理B.只有表二合理C.表一和表二均合理D.表一和表二均不合理【解析】选B。本题考查学生对实验的掌握以及设计表格的能力。观察表格可知,表一测的是平均电压、平均电流,这样非常不合理。因为我们用伏安法测电阻时,要改变滑动变阻器阻值的大小来改变电压、电流的大小。而表一求平均电压、电流后,结果就完全不对了。而表二非常合适,将每次电阻求出,然后再求电阻的平均值,这样就更精确了。故选B。5.某同学在家用“伏安法测电阻的实验”来探究小灯泡灯丝的电阻时,根据收集到的数据画出了如图所示的图像,下列结论与图像相符的是()A.灯泡两端电压增大时
5、,灯丝电阻随着电流的增大而增大B.灯丝电阻增大时,电流随着灯泡两端电压的增大而减小C.灯泡两端电压一定时,电流随着灯丝电阻的增大而减小D.电流一定时,灯丝电阻随着灯泡两端电压的增大而增大【解析】选A。本题间接考查灯丝电阻与温度的关系。由R-I图像可知,电流I增大,灯丝电阻R增大;因为I=,所以U=IR,由U=IR可知,电流I、电阻R增大,灯泡两端电压增大,故A正确,B错误;一定的电流对应着一定的电阻,由U=IR知,电压一定,电流与电阻确定,故C错误;一定的电流对应着一定的电阻,因此电流一定时,灯丝电阻不变,故D错误。故选A。二、填空题(本大题共3小题,每空1分,共6分)6.(2014北京门头沟
6、区期末)如图甲所示,小林同学做“用电压表和电流表测电阻Rx的阻值”的实验。电路连接正确后,闭合开关S,滑动变阻器在某一位置时,电压表、电流表的指针位置如图乙所示,则电压表示数为V,电流表的示数为A,此时电阻Rx的阻值为。【解析】本题考查电表读数和欧姆定律的应用。根据图示可知,电压表量程为03V,分度值为0.1V,示数为2.4V;电流表量程为00.6A,分度值为0.02A,示数为0.48A;根据欧姆定律的公式I=可以计算出被测电阻的阻值Rx=5。答案:2.40.4857.为测量阻值约10的电阻阻值,小龙设计并连接了如图所示的电路,所使用的电源为两节干电池。请指出他在电路设计和连接上存在的两个问题
7、:(1) 。(2) 。【解析】本题考查电路分析。无论是电压表还是电流表,电流都必须从仪表的正接线柱流入,负接线柱流出。从图中可以看出,电流表的正、负接线柱接反了;根据伏安法测电阻的电路可知,电路中缺少滑动变阻器,无法进行多次测量,只能测量一组实验数据。答案:(1)电流表的正、负接线柱接反了(2)缺少滑动变阻器,只能测量一组实验数据8.某同学测小灯泡电阻的电路如图所示,其中电源电压为4.5V。他按电路图正确连接好实验电路,并检查各元件完好。然后闭合开关S,发现灯泡很亮,且电压表的读数为4.5V。造成该现象的原因是。【解析】本题考查电路故障分析。灯泡很亮,且电压表的读数为4.5V,和电源电压相同,
8、说明滑动变阻器上的电压为0,有可能滑动变阻器的滑片滑到最左端了,或滑动变阻器短路。答案:滑动变阻器的滑片滑到最左端了(或滑动变阻器短路)三、实验探究题(本大题共4小题,共24分)9. (6分)(2014无锡南菁月考)小明设计了一种测量未知电阻Rx的实验方案,并选择了合适的器材,测量电路如图所示,电源电压恒定,滑动变阻器最大阻值未知,在A、B两点间接入的元件每次只能是电阻箱或未知电阻Rx。请你帮他完成实验测量:(1)将接入A、B两点间。(2)闭合开关,移动滑动变阻器滑片到某一合适位置时,记下 。(3)断开开关,取下A、B间的元件,将接在A、B两点间。(4)闭合开关,。(5)读出,即可知道Rx的阻
9、值。【解析】本题考查替代法测电阻。在实验中,如题图所示,首先在A、B间接入待测电阻,记下电压表的示数U,断开开关,在A、B处换接电阻箱,通过调节电阻箱的阻值,使电压表的示数仍为U,此时电阻箱的阻值等于待测电阻的阻值。答案:(1)未知电阻Rx(2)电压表示数为U(3)电阻箱(4)调节电阻箱的阻值,使电压表示数仍为U(5)电阻箱示数【方法归纳】测量电阻的不同方法(1)用一个电压表,且有一个已知阻值的定值电阻。a.闭合开关,测出R0和Rx两端的电压U1和U2。b.Rx的计算式:Rx=R0。(2)用一个电压表、一个滑动变阻器。a.闭合开关,测出当滑动变阻器阻值最大(最大电阻为Rm)时Rx两端的电压值U
10、1和当滑动变阻器阻值最小时的电压值U2。b.Rx的计算式:Rx=Rm。(3)用一个电压表,且有一个已知阻值的定值电阻。a.当S1闭合,S2断开时,电压表测的是R0两端电压U0。b.当S1、S2都闭合时,电压表测的是电源电压U。c.Rx的计算式:Rx=R0。10.(6分)(2013荆门中考)某班在进行测定小灯泡阻值的实验中:(1)某小组根据已有器材,连接了实物电路如图所示,请根据实物连接图在框内画出对应的电路图。(2)电路接通前,小明用开关试触,先是发现电流表示数如图甲所示,则产生的原因是。小明调整电路后发现电压表示数如图乙,则产生的原因是。【解析】本题考查“伏安法测量小灯泡电阻”的实验。(1)
11、由实物图可知,变阻器滑片左边的电阻丝与灯泡并联,电压表测量灯泡两端的电压。从电源正极出发,按要求画出电路图即可。(2)小明用开关试触时电流表示数超出了电流表量程,产生的原因是电路中的电流过大。由题图乙可知,电压表的指针反偏,产生的原因是电压表“+”“”接线柱接反了。答案:(1)如图所示:(2)测量电流超过电流表量程电压表“+”“”接线柱接反了11.(6分)(2013天津中考)现有一个阻值为30的定值电阻R0,一个电压约为12V的电源,一个只有03V量程的电压表,一个最大阻值为200的滑动变阻器,开关及导线若干。请你设计一个实验,比较精确地测出一个约为20的未知电阻Rx的阻值(电路可重组),要求
12、:(1)画出实验电路图;(2)写出主要实验步骤和需要测量的物理量;(3)写出待测电阻Rx的数学表达式(用已知量和测量量表示)。【解析】本题考查“一只电表测电阻”的方法。由题意可知,所给的器材中无电流表,不能利用“伏安法”来测电阻,可以根据串联电路中各处的电流相等设计电路,即待测电阻和已知电阻串联;实验中要求比较精确地测出一个约为20的未知电阻的阻值,且电压表的量程为03V,若待测电阻和定值电阻R0串联或者待测电阻与最大阻值为200的滑动变阻器串联,都会使电压表的示数超过量程,故可以采用定值电阻R0和待测电阻、滑动变阻器串联,然后用电压表分别测出待测电阻和已知电阻两端的电压,利用欧姆定律得出等式
13、即可得出待测电阻的阻值。答案:(1)定值电阻R0和未知电阻Rx、滑动变阻器串联,分别利用电压表测出定值电阻R0和未知电阻Rx两端的电压,电路图如图所示。(2)主要实验步骤和需要测量的物理量:按照电路图连好电路,将滑动变阻器滑片调到阻值最大处,闭合开关,调节滑动变阻器,使电压表的示数接近满偏,记下电压表的示数U0;断开开关,保持滑片的位置不变,将电压表改接在未知电阻两端,闭合开关,记下电压表的示数Ux;(3)因为串联电路中各处的电流相等,所以根据欧姆定律可得=,解得Rx=R0。12.(6分)(2013东营中考)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
14、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虚线框内;(2)写出实验步骤;(3)利用测得的数据写出待测电阻Rx的表达式:Rx=。【解析】本题考查测量电阻的实验设计。在实验中用一个定值电阻和一块电流表代替了电压表,设计实验的宗旨就是怎样能间接地测出电阻两端的电压。利用伏安法测电阻,需用到电流表和电压表,在此实验中,没有电压表,但给出了一个电流表和已知电阻,所以电流表和已知电阻可替代电压表的作用,因此实验中可将两个电阻并联,既可直接测得电流,也可间接测得电压。答案:(1)电路图如图:(2)实验步骤:按电路图连接电路。闭合开关S1,断开开关S2,读出此时电流表的示数I1。闭合开关S2,断开开关S1,读出此时电流表的示数I2。根据所测数据计算得出Rx的阻值。(3)由知,电阻两端的电压U=I1R0所以Rx=R0【培优训练】现要测定标有“3.8V0.3A”字样的小灯泡正常发光时灯丝的电阻值。给你提供的实验器材如下:4.5V和12V的电源各一套(电源电压恒定),开关一个,导线若干,标有“501A”和“10