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人教版九年级物理同步教辅之知・讲・练第十七章《欧姆定律》知・讲・练17.3《电阻的测量》课时知・讲・练【知识点梳理】1.测量电阻的原理是R=U/I、方法是伏安法(伏:电压表也叫伏特表;安:电流表也叫安培表)。2.实验电路是的设计如右图所示:3.实验表格设计:次数电压/V电流/A电阻/Ω平均电阻/Ω1234.测量定值电阻的阻值和测量小灯泡的灯丝电阻时,都进行了多次测量,各自目的不同①测定值电阻时多次测量是为了减小误差(需要求平均值)。②测小灯泡电阻时多次测量是为了探究灯丝电阻随温度的变化特性即为了寻找普遍规律。5.在上述实验中,变阻器所起的作用是改变电阻两端电压和保护电路。【典型例题选讲】【例题一】在用伏安法测未知电阻Rx时,如果缺少电流表或电压表,可以通过增加一个定值电阻、电阻箱、滑动空阻器(定值电阻和滑动变阻器最大阻值均为R1),或开关来解决,能够测出Rx阻值的电路是()A.只有①②③ B.只有②③④C.只有①②④ D.只有①②【答案】C【详解】①由电路图可知,开关S1、S2均闭合时,电路为Rx的简单电路,电压表测电源两端的电压U;开关S1闭合、S2断开时,R1与Rx串联,电压表测Rx两端的电压Ux,由串联电路中总电压等于各分电压之和可知,R1两端的电压U1=U﹣Ux因串联电路中各处的电流相等,所以电路中的电流解得故①可行;②由电路图可知,开关S1闭合、S2断开时,电路为R1的简单电路,电流表测通过R1的电流I1;开关S1、S2均闭合时,R1与Rx并联,电流表测干路电流,由并联电路中各支路独立工作、互不影响可知,通过R1的电流不变,由并联电路中干路电流等于各支路电流之和可知,通过Rx的电流Ix=I﹣I1因并联电路中各支路两端的电压相等,所以电源的电压U=I1R1=IxRx解得故②可行;③由电路图可知,通过开关的闭合、断开只能测出通过Rx的电流,无法直接或间接测出Rx两端的电压,故③不可行;④由电路图可知,只闭合S1时,Rx与滑动变阻器串联,电流表测电路中的电流,调节滑片到适当的位置,读出电流表的示数I;保持滑片的位置不变,只闭合S2时,电阻箱R1与滑动变阻器串联,调节电阻箱接入电路中的阻值,直至电流表的示数为I不变;在电源电压不变时,由欧姆定律可知,两次串联电路中的总电阻相等,由于滑动变阻器的阻值不变,所以未知电阻的阻值与电阻箱接入电路的阻值相等,即此时电阻箱的读数即为未知电阻的阻值,故④可行。综上可知,只有①②④可行。故选C。【例题二】为了测定小灯泡的电阻,现提供如下器材:额定电压为2.5V的小灯泡,电压表(量程有“0~3V”和“0~15V”),电流表(量程有“0~0.6A”和“0~3A”),滑动变阻器(规格分别为“10Ω2A”、“20Ω2A”、“50Ω1.5A”),开关,电源(电压恒为4V)和若干条导线.某同学连接完电路后闭合开关,把滑动变阻器的滑片从一端移到另一端的过程中,测量的数据如下表所示.若电源电压恒定不变,下列说法中正确的是(
)A.该小灯泡正常发光时的电流为0.22AB.该小灯泡的电流随它两端电压的增大而减小C.该同学所选的滑动变阻器规格为“50Ω1.5A”D.该同学连接电路时,将电压表并联在小灯泡的两端【答案】C【详解】D、移动滑动变阻器滑片时,若电路电流增大时,则灯泡电压也应增大,由实验数据知,测量过程中电压表和电流表的示数变化相反,说明电压表并联在了滑动变阻器两端,故D错误;A、灯泡正常工作时,滑动变阻器两端的电压为:U滑=U-UL额=4V-2.5V=1.5V,由表格可知,灯泡的额定电流IL额=0.28A,故A错误;B、根据欧姆定律知,小灯泡的电流随它两端电压的增大而增大,故B错误;C、由表格数据可知,当滑动变阻器两端的电压为U1=3.5V时,电路中的电流I1=0.16A,则滑动变阻器接入电路的阻值为:,故滑动变阻器的规格应为50Ω1.5A,故C正确;故选C.【点睛】首先要能从数据看出,电压表与滑动变阻器并联了,滑动变阻器规格的确定都是个难点,在类似的实验题目中,不直接告诉我们选择的量程,要根据相关的条件和串联的电压、电流特点进行计算分析,需要一定的综合运用和分析能力.【例题三】用电流表和电压表测电阻时,电压表和电流表有如图所示的两种接法。关于这两种接法,下列说法中正确的是()A.甲图适合测量阻值较大的电阻,误差会减小B.乙图适合测量阻值较大的电阻,误差会减小C.若考虑甲图电流表本身的电阻,则测量值与真实值相比偏小D.若考虑乙图电压表本身的电阻,则测量值与真实值相比偏大【答案】A【详解】A.由图甲所示电路图可知,电流表采用内接法,由于电流表的分压作用,所测电压偏大,试验误差是由电流表的分压造成的,当待测电阻阻值远大于电流量表内阻时,即甲图适合测量阻值较大的电阻,误差会减小,故A正确;B.由图乙所示电路图可知,电流表采用外接法,由于电压表的分流作用,使所测电流偏大,实验误差来源于电压表分流,当电压表内阻远大于待测定值阻值时,即乙图适合测量阻值较小的电阻,误差会减小,故B错误;C.甲电路是安培表内接法,如果不考虑操作的偶然误差,按甲、乙两种电路进行实验,甲图中电压表两侧的电压是待测电阻上的电压与电流表上的电压的和,所以甲图中电阻测量值即测量值与真实值相比偏大,故C错误;D.乙电路是安培表外接法,流过电流表的电流是待测电阻上的电流与电压表上电流的和,所以乙图中电阻测量值即测量值与真实值相比偏小,故D错误。故选A。【例题四】利用图甲测小灯泡的电阻,小灯泡的正常发光时电压为2.5V,电源电压恒定不变。(1)该实验的实验原理是:______;(2)为了保护电路,注意连接电路时,开关应该处于______状态;闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P置于______(填:“A”或“B”)端;(3)通电后电流表的示数如图丙所示,原因是该同学把电流表的______;(4)闭合开关后,小灯泡不亮,电流表无示数,电压表有示数,则故障可能是______(填字母代号);A.小灯泡短路B.小灯泡断路C.电流表断路(5)修正电路后,当小灯泡正常发光时,电流表示数如图乙,则小灯泡正常发光时的电流为______A,小灯泡正常发光时的电阻为______Ω;(6)某同学根据下面表格记录的部分实验数据,计算出小灯泡的电阻,对于该同学记录表格的设计,你认为不合理的地方是:______,其原因是______。序号12345U/V0.11.31.72.12.5I/A0.050.210.240.26R/Ω26.27.18.1平均电阻/Ω【答案】
断开
B
正负接线柱接反了
B
0.5
5
设计了求平均电阻
灯丝电阻随灯丝温度的变化而变化【详解】(1)[1]由甲图可知,灯泡与滑动变阻器串联,电压表测灯泡两端的电压,电流表测电路中的电流,该实验的实验原理是。(2)[2][3]为了保护电路,连接电路时,开关应该处于断开状态;闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P置于阻值最大处,即B端。(3)[4]由图丙可知电流表指针向左偏转,所以该同学把电流表的正负接线柱接反了。(4)[5]闭合开关后,发现小灯泡不亮,电流表无示数,电压表有示数,说明电压表串联接入电路,即与电压表并联部分电路断路,则故障可能是灯泡断路,故AC不符合题意,B符合题意。故选B。(5)[6][7]由乙图可知,电流表接的是0~0.6A的量程,分度值为0.02A,指针所在位置的示数为0.5A,则小灯泡正常发光时的电流为0.5A,由欧姆定律可知,小灯泡正常发光时的电阻为(6)[8][9]由表中数据知,灯泡的电阻不是定值,因为灯丝电阻随温度的升高而增大,不能求平均值;故设计求平均电阻这一设计是错误的。【例题五】小阳利用一些实验器材做电学实验。(1)做“测量电阻”实验,实验原理是_______。按图甲连接实物时,开关必须处于_______状态,滑片要移到_______(选填“A”或“B”)端。当我们考虑电流表、电压表自身电阻值且能形成通路时,按图甲所示接法测出的电阻值比真实值要偏_______(选填“大”或“小”);(2)在探究“电流与电阻关系”实验时,小阳分别用10Ω、15Ω、20Ω的三个电阻按图甲所示进行实验,其中电源电压6V恒定,滑动变阻器规格为“30Ω1A”,得到如表实验数据。为提高结论的可靠性,他打算再选一个50Ω的定值电阻进行实验,结果收集不到需要的实验数据,原因是_______。电压U/V3电阻R/Ω101520电流I/A0.30.200.15【答案】
R=
断开
A
小
滑动变阻器最大阻值过小【详解】(1)[1][2]伏安法测量电阻,是通过电压表、电流表分别测量电阻的电压、电流,通过计算电阻的阻值,即实验原理是[2][3]为保护电路,连接电路时开关必须断开,且将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处的A端。[4]如图甲所示,当我们考虑电流表、电压表自身电阻值且能形成通路时,电流表的示数表示通过R和电压表的电流之和,根据可知,当R两端电压一定时,所测电流偏大,则测量结果与真实值相比要偏小。(2)[5]探究“电流与电阻关系”时,需控制电阻两端的电压不变,根据表格数据和欧姆定律可知,定值电阻R两端电压保持不变为当时,滑动变阻器两端的电压为通过电路的电流为串联电路各处电流相等,此时滑动变阻器接入电路的阻值为可见,由于滑动变阻器的最大阻值过小不能完成实验。【学科核心素养训练】一、单选题1.在如图所示的伏安法测电阻实验中,闭合开关S,小明发现电流表有示数,但示数较小,小灯泡不亮。接下来应进行的操作是()A.更换一个同样规格的小灯泡 B.更换电压表所使用的量程C.检查电路中是否存在断路故障 D.变阻器的滑片P向右滑动2.如图所示,这是电学中常见的实验电路图,在A、B两点间分别接入不同的元件,可进行对应实验。下列说法不正确的是()A.滑动变阻器具有保护电路的作用B.将电流表、电压表的位置互换后闭合开关S、两表均无示数C.测量电阻的阻值,多次测量取平均值可减小误差D.探究电流与电压的关系,调节定值电阻两端电压成倍数变化3.对于“探究电流跟电阻的关系”和“伏安法测量定值电阻”的这两个实验,下列说法不正确的是()A.它们都是采用控制变量的研究方法B.它们的滑动变阻器在实验电路中的作用是不同的C.前者多次测量的目的是分析多组数据,得出电流跟电阻的关系D.后者多次测量的目的是取电阻的平均值,减小误差4.对于课本中的几个小实验,下列说法正确的是()A.利用“伏安法”测小灯泡电阻时,需要多次测量求平均值减小误差B.探究串、并联电路电流特点时,应选择两个相同规格的灯泡进行实验C.在空气压缩引火仪实验中,第一次不成功后不停地一次次重复,就能成功D.滑动变阻器在接入过程中,一定要上下接入,且阻值调节到最大5.以下为某同学在“伏安法测导体电阻”实验过程中的部分操作,其中正确的是()A.连接电路时,应先闭合开关B.连接电表时,应先选小量程C.闭合开关时,应先将变阻器滑片移到阻值最大处D.计算电阻时,应先计算电压平均值与电流平均值6.下列有关实验探究的说法中()①在“探究压力的作用效果与哪些因素有关”时,只运用了控制变量法②在“探究滑动摩擦力与压力的关系”时,应保持受力面积不变,改变压力③在“探究物体动能与速度的关系”时,要把质量相同的钢球放到斜面的不同高度由静止滚下④在“伏安法测定值电阻”时,多次测量是为了计算平均值减小误差A.只有③④正确 B.只有②③正确 C.只有①③正确 D.只有①②正确7.如图是“伏安法测电阻”的实验电路图。关于该实验下列说法正确的是()A.实验原理是P=UIB.滑动变阻器的作用是改变电源电压C.多次测量取平均值是为了减小误差D.实验结束,断开开关即可离开实验室8.下列各图,不能测出电阻Rx的阻值的是(电阻R0已知)()A. B.C. D.9.用图甲电路进行伏安法测电阻实验时,小明闭合开关后发现电压表、电流表示数如图乙。他排除某处故障后即能正常实验,则发生故障的位置可能是()A.①②之间断路B.②③之间断路C.①②之间短路 D.②③之间短路10.如图所示的是某位同学分别设计的用伏安法测电阻R的电路图,你认为下列电路图中正确的是()A. B.C. D.11.小林同学利用如图所示的电路先进行“测量定值电阻阻值”的实验,再利用这个实验电路做了“探究电流与电压的关系”的实验。测出通过定值电阻的不同电流和对应的电压值如表所示。实验时,准备了以下器材:两节新干电池、电流表(安)、电压表(伏)、滑动变阻器(欧)。下列有关叙述正确的是()实验次数123456电压0.51.01.52.02.53.0电流0.10.20.30.40.50.6A.第1、6次实验数据是错误的B.可以将定值电阻换成小灯泡C.两个实验通过滑动变阻器调节进行多次测量的目的是相同的D.由表可知,通过定值电阻的电流与其两端电压成正比12.小吴同学利用如图所示的电路做“伏安法测电阻”的实验,已知为待测定值电阻,电源电压恒为6V,滑动变阻器R标有“20Ω,1A”字样,实验中他填写的实验数据如表所示。下列说法不正确的是()实验次数12345U/V1.02.03.04.05.0I/A0.100.220.290.400.50A.第1次实验的数据不是他实验中实际测得的B.对比第2、3次实验的数据可判定:待测电阻的阻值并非严格不变C.第4次实验时滑动变阻器接入电路电阻R与待测电阻的阻值之比为1∶2D.为减小实验误差,可利用每次实验测得的U、I求出电阻R,再求其平均值二、多选题13.下列实验器材使用正确的是()A.连接电路时,开关应处于闭合状态B.电流表应与被测用电器串联使用C.电压表应与被测用电器串联使用D.“伏安法测电阻”实验时,闭合开关前,滑动变阻器应处于最大阻值处14.用“伏安法测电阻”的实验中,丹丹分别选用定值电阻和小灯泡为测量对象,处理实验数据时,分别画出了U﹣I的图像,如图所示。对于图像的分析,以下说法错误的是()A.图甲是定值电阻的U﹣I图像,图乙是小灯泡的U﹣I图像B.由图像可知,通过定值电阻的电流和定值电阻两端的电压成正比C.由图乙及实验现象可知小灯泡的电阻随灯丝温度的增加而减小D.为了减小误差,应该用多次测量的方法,计算小灯泡的电阻15.下列电路中,电源电压未知,R0的阻值已知。则能测出未知电阻Rx的阻值的是()A. B.C. D.16.若R0是已知阻值的定值电阻,电源电压不变但未知,以下各电路中,在不拆改电路的情况下,能够测出小灯泡电阻的电路是()A.B.C. D.17.如图所示,是某小组设计测量未知电阻Rx阻值的实验电路图。电源两端电压未知且不变,R0是阻值已知的定值电阻,R是滑动变阻器,铭牌辨认不清。实验器材均满足实验要求。在不拆改电路的前提下,能够测出Rx阻值的电路图是()A.B.C. D.三、填空题18.小明利用如图所示电路测量未知电阻,闭合开关后,电流表指针反向偏转,原因是______;正确连接电路后,移动滑动变阻器滑片,多次测量求Rx的目的是为了______。19.在下列实验中,探究电流与电压的关系;探究电流与电阻的关系;伏安法测电阻。多次测量的目的与其他实验不同的是___________(填写序号),其目的是___________。20.在“用电压表和电流表测电阻”的实验中:小明同学连接完实验电路,闭合开关,此时的电压表指针位置如图所示,则电压表的示数是______V.当调节滑动变阻器的滑片时,发现电压表和电流表的示数变化相反,已知实验中使用的电源是稳压电源,电源两端电压保持不变,则出现这一现象的原因是电压表接到了______的两端。21.如图所示是用电压表和电流表测电阻的一种连接方法,为待测电阻,如果考虑电表内阻对测量结果的影响,则电压表示数_____(选填“大于”、“等于”或“小于”)两端的实际电压,电流表示数_____(选填“大于”、“等于”或“小于”)通过的实际电流。22.伏安法测电阻时由于电流表电阻不为零,电压表电阻不是无穷大,会带来误差。为此现在设计A、B两种方案。如图所示,单刀双掷开关连通1时电压表和电流表的示数为U1和I1,连通2时电压表和电流表的示数为U2和I2,连通3时电压表和电流表的示数为U3和I3,连通4时电压表和电流表的示数为U4和I4,最佳方案是_________(填A或者B),电阻值R=_________Ω。23.某同学在“用电压表和电流表测导体的电阻”实验中,按如图(a)所示的电路图连接好电路,移动滑动变阻器的滑片,使滑动变阻器连入电路的阻值最大。闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,分别读出电压表和电流表的几组示数并记录,根据记录的数据,作出如图(b)所示的U-I图线。则被测电阻R1的电阻值为______Ω。滑动变阻器的滑片在某一位置时,电压表的指针位置如图(c)所示(电压表所接的量程为0~3V),则电压表的示数为________V24.伏安法测电阻时常常将电压表的电阻看成无穷大,将电流表的电阻看成零,因此不用考虑电表对测量结果的影响。但实际上,电压表的电阻不是无穷大,电流表也有较小的电阻。如果考虑电表对测量的影响,则小明设计的电路图(如图所示)所测灯泡的阻值将________(选填“偏大”或“偏小”)。四、实验题25.“测量未知电阻阻值”实验中,提供了学生电源、电流表、电压表、滑动变阻器、开关、导线若干。(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的器材连接成完整电路______。要求:滑片P向右端移动时,电流表示数变小;(2)闭合开关前,滑片应滑至最______(选填“左”或“右”)端。这样做的目的是______;(3)闭合开关前,某同学发现电流表指针在零刻度线右端,其原因可能是______。问题解决后,通过试触,选择了合适量程。闭合开关,调节滑动变阻器,电流表、电压表示数如图乙所示,则Rx的阻值为______Ω;(4)改变电阻两端电压,多次测量求平均值,分析数据,还可得出:导体电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成______;(5)完成实验后,进行误差分析:考虑到电压表中也有电流通过,该电路测得的Rx的测量值与真实值相比______(选填“偏大”或“偏小”)。26.小华用如图电路测量定值电阻Rx的阻值,电源电压保持6V不变,滑动变阻器标有“20Ω1A”字样:序号12345U/V1.02.03.04.05.0I/A0.100.200.300.410.50(1)连接电路时,开关应处于___________状态;(2)实验中,滑动变阻器滑片置于某位置时,电压表示数突然变为0,而电流表始终有示数且保持不变,产生这一现象的原因可能是___________;(3)表中五组数据中有一组数据不是本实验中测得的,它是第___________(填写表格中表示序号的数字)组,你判断的依据是___________;(4)定值电阻Rx的阻值为___________Ω;(5)实验结束后,断开开关,然后先拆除___________(选填“电源”或“开关”)两端导线后,再拆除其它导线,并整理好。27.小梅测量额定电压为2.5V的小灯泡在不同电压下工作时的电阻,所用电源电压恒为4.5V,她设计的电路如图甲所示。(1)小梅刚连好最后一根导线,小灯泡就发出了明亮的光,他在连接电路中出现的错误是:①___________;②___________。(2)小梅更正错误后记录了小灯泡在不同电压下工作时的电流,当小灯泡两端电压为___________V时,小灯泡正常发光,此时电流表示数如图乙所示,读出电流为___________A,此时小灯泡电阻为___________Ω(结果保留一位小数);(3)实验中小梅发现,不管怎么样移动滑动变阻器的滑片,都无法使小灯泡两端电压足够小。于是她向老师请教,老师告诉她在原来的电路图上增加一条导线即可,如图丙中a所示。请你用笔在图丁中将增加的导线a补画上去;()(4)小梅发现用图丙的电路可以使小灯泡两端电压的变化范围为___________V到4.5V,为保证电路安全,闭合开关前要将滑动变阻器的滑片置于___________端(选填“左”或“右”)。28.小慧同学用伏安法测电阻,实验电路如图甲所示:(1)该实验的原理是_____;(2)闭合开关S前,滑动变阻器滑片P应置于是_____。端(选填“a”或“b”),这样做的目的是_____;(3)假如小慧同学用完好的器材按如图甲所示实验电路图连接电路,当她刚连接好最后一根导线时,发现电流表的指针迅速摆动到刻度盘的最左边,其原因可能是:①_____;②_____;(4)小慧同学重新按图甲所示电路图正确连接电路,进行实验,某次实验中电压表示数如图乙所示,电流表示数如图丙所示,被测电阻Rx=_____Ω;(5)若滑动变阻器的最大阻值为R,实验过程中电流表突然烧坏,不能正常使用了,他想出一个方法,应用现有的器材,也能测出电阻Rx的阻值,实验步骤如下:①将滑动变阻器滑到a端,闭合开关S,读出电压表的读数,记为U1;②___________________________________________;③则被测电阻Rx的阻值为Rx=_____(写出表达式)。29.小雨想探究一下电流与电阻关系,所用实验器材如图所示,电源电压为5V不变,定值电阻分别为10Ω、15Ω、20Ω、30Ω,滑动变阻器规格为“20Ω1A”。(1)实验前,小雨发现电流表的指针位置如图甲所示,原因是电流表___________;(2)小雨连接的电路如图乙所示,导线a应与滑动变阻器的___________接线柱相连;(3)电路连接完成后,小雨用10Ω的电阻做完实验后,保持滑动变阻器滑片的位置不变,接着把R换为15Ω的电阻接入电路,闭合开关,向___________(选填“A”或“B”)端移动滑片,使电压表示数为___________V时,读出电流表的示数。实验记录的数据如下表所示,当使用30Ω的电阻做实验时,电流表的示数为___________A,此时滑动变阻器接入电路中的阻值是___________Ω;实验次数1234R/Ω10152030I/A0.30.20.15(4)经过探究,小雨获得了正确规律:在电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成___________;(5)小雨利用此实验装置还可以测量小灯泡的电阻,只将图乙中的定值电阻换成小灯泡,即可进行实验,实验依据的原理是___________。某次实验中小灯泡两端的电压为4.8V,电流表的示数如图丙所示,此时小灯泡的电阻为___________Ω。30.用“伏安法测电阻”的实验中,老师提供了以下器材:几节干电池做电源、已知阻值的电阻R1、最大阻值为50Ω的滑动变阻器1个、被测电阻Rx、开关2个,电压表和电流表各1只、导线若干。小明和小华分别设计了以下可测电阻Rx的甲、乙两个方案:(1)上述实验方案中,______方案好,理由是______;(2)闭合开关,将滑片P向左滑动时,此时电压表示数为2.4V,电流表示数如图丙所示,其读数为I=______A,则未知电阻Rx=______Ω;(3)同学们在实验过程中,发现电压表不能正常使用,于是撤去电压表,又设计了以下4种方案。其中不能测出Rx的方案是______(只填字母);A.B.C.D.如果S、S1都闭合时,电流表示数为I1,闭合S、断开S1时,电流表示数为I2,则电阻的表达式为方案______(只填字母)的测量结果。31.小明在探究电流与电压的关系时,选择了下列实验器材:电压表、电流表、滑动变阻器(80Ω1A)、开关、电池、定值电阻、导线若干,实验电路图如图甲所示。请按要求完成实验:(1)在连接电路时,开关应___________(选填“断开”或“闭合”);(2)按如图甲电路图,将图乙电路连接完整___________,要求滑动变阻器的滑片P向左滑时,电流表示数变大;本实验中滑动变阻器起到___________和___________的作用;(3)闭合开关后发现电流表有示数,电压表示数为零,原因可能是___________;A.电流表的正负接线柱接反B.电压表的量程选小了C.电阻R发生了短路D.把滑动变阻器下端两接线柱连入电路(4)电路连接无误后,小明通过调节滑动变阻器的滑片P,测出电阻R两端的电压和对应的电流值,实验数据如表:U/V0.61.01.61.82.42.8I/A0.060.10.160.160.240.28分析表中数据可以得出的结论是:___________;(5)利用图中所示实验电路(不添加任何器材)还可以进行的实验有:___________;(写出一个即可)(6)如果想利用该实验电路探究电流与电阻的关系,还需要添加的器材有___________。32.为测量某未知电阻Rx(阻值约为6Ω)的阻值,实验小组选择的实验器材有:两节新干电池、电流表、电压表、滑动变阻器、开关,已知阻值的定值电阻R、导线若干。(1)小明设计的电路图如图1所示,请用笔画线代替导线将图2所示实物电路连接完整_____;(2)小明进行实验时,发现电流表无示数,电压表示数接近3V,移动滑动变阻器的滑片P,现象不发生变化,则电路故障可能是_____;(3)排除故障后继续实验,移动滑片P当电压表示数为1.3V时,电流表的指针位置如图3所示,则电流表的示数为_____A,本次测得未知电阻Rx的阻值为_____Ω;(4)爱思考的小丽设计了另外一种测未知电阻Rx的阻值的方法,电路图如图4所示,电源电压恒定。实验步骤如下,请将实验步骤补充完整。①闭合开关S、S1,断开开关S2,读出电压表的示数为U1;②_____,读出电压表的示数为U2;③未知电阻Rx的阻值的表达式:Rx=_____(用U1、U2、R0表示)。33.某同学用伏安法测电阻,干电池为全新电池,滑动变阻器上标有“20Ω
2A”字样,估计被测电阻约10Ω。(1)连接电路时开关应_____,连接好如图甲所示的电路后经检查发现有一根导线连接不合理,请你在图甲中将不合理的导线上画“×”,并用笔画线代替导线改正_________;(2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P滑到_____(选填“A”或“B”)端;(3)某同学已将前两次实验的数据记入了表中,第3次实验时电表指针如图乙所示,请将两表的读数、第3次电阻值和被测电阻Rx的值填入表中:电压(V)电流(A)电阻(Ω)12.00.2010.022.50.2410.43_______________被测电阻Rx=_____Ω该实验多次测量的目的是_____;(4)该同学更换另一个未知阻值的电阻再次进行测量时,发现电压表出现故障,于是他在不用电压表的情况下用现有器材也测出了该电阻值的大小,请将他设计的电路图画在方框中(电源电压保持不变)________。34.在测Rx电阻的实验中,同学们分别设计了甲乙两种电路。(1)部分同学们认为甲电路设计比乙电路设计好。因为甲电路设计可以多次测量求平均值减小误差,而乙电路设计做不到这点。他们的想法是:___________。(选填“正确的”或“错误的”)。(2)如电路图乙所示,测量Rx的阻值的实验步骤如下:①当闭合开关S,S1接a时,调节滑动变阻器,记录电压表的示数为U1;②当闭合开关S,S1接b时,___________(选填“需要”或“不需要”)调节滑动变阻器,记录电压表的示数为U2;③Rx的阻值表达式为Rx=___________。(用U1、U2、R0表示)35.在“伏安法测电阻”的实验中,实验小组的同学采用如图甲中的电路进行实验,试分析;(1)本实验的原理是_____;(2)实验小组认为如果只测量一次数据便结束实验的做法不对,应进行多次实验,这样做的目的是_____;(3)完成上述实验后,小组的同学试图测量另一个小灯泡的额定功率(额定电压U额已知),但发现电流表已经损坏,于是他又找来两个开关和一个阻值为R0的定值电阻,设计了如图乙所示的电路。已知电源电压恒为U(U>U额),请你完成下面的实验步骤;①闭合开关S、S1,断开开关S2,调节滑动变阻器的滑片使电压表的示数为_____;②闭合开关S、S2,断开开关S1,保持滑动变阻器的滑片不动,电压表的示数为U1;③小灯泡额定功率的表达式为P额=_____。(请用R0、U、U额表示)36.小华同学利用如图所示的电路探究电流与电压的关系,电源电压保持6V不变,滑动变阻器标有“30Ω1A”字样。(1)小华在将电流表接入电路时,发现电流表指针位置如图甲所示,他需要进行的操作是___________。(2)小华连接的实物图中有一根导线接错了,如图乙,请你在错误的那根导线上画“×”,并用笔画线代表导线将电路连接正确(要求导线不能交叉)。()(3)闭合开关,移动滑动变阻器的滑片到某位置,读数时发现:电压表和电流表指针晃动不停,则电路存在的故障原因可能是___________。(4)排除故障后,小华移动滑动变阻器的滑片,将多次测量所得的数据绘制成U﹣I图像,如图丙所示的,分析图像可得:当电阻一定时,流经导体的电流与导体两端的电压成___________比。(5)小华与同组的同学交流时,提出:用小灯泡替换定值电阻,也可以探究出电流与电压的关系。小华的观点是___________(选填“正确”或“错误”),原因是___________。(6)小华又找来一个未知阻值的定值电阻,用该电路测量其阻值。他将测量数据填入下表,分析表中数据,可知,表格中第___________(填写序号)组数据不是本实验中测得的。所测未知电阻的阻值为___________Ω。序号12345U/V1.02.03.04.05.0I/A0.100.200.300.400.52R/Ω10.010.010.010.09.637.如图甲是用伏安法测一只阻值未知的定值电阻R,阻值的实物电路,电源电压恒为4.5V。(1)图甲中有一根导线连接错误,请在该导线上画“×”并在图上改正(所画的导线用实线且不能交叉);()(2)改正电路后,闭合开关,发现电压表示数接近4.5V,电流表示数接近0,其原因可能是___________(填字母);A.滑动变阻器断路B.Rx断路C.Rx短路(3)故障排除后,移动滑片,当电压表示数为2.4V时,电流表示数如图乙所示,则待测电阻Rx=___________Ω;(4)现有三组数据如下表所示,分析可知,实验中应选择最大阻值为___________的滑动变阻器;实验次数电压U/V电流I/A电阻R/Ω11.00.1021.50.1533.00.30A.10ΩB.20ΩC.50Ω(5)图丙是能巧测Rx阻值的实验电路,图中R为电阻箱。请在空白处填上适当内容。①将开关接b,调节电阻箱和滑动变阻器滑片P至适当位置,记下电流表的示数I和电阻箱R的阻值R1;②将开关接a,调节___________,保持___________不变,记下___________;③则Rx=___________(用已知量和测量量表示)。38.小明用下列器材测量定值电阻的阻值:干电池2节、电流表、电压表、滑动变阻器、开关及导线。(1)如图甲所示的电路,其中有一条导线连接错误,请在该导线上打“×”并用笔画线代替导线将电路连接完整;()(2)电路改正后,进行了三次实验,数据如下表,其中第3次实验时电流表的示数如图乙所示,分析数据可知被测电阻R的阻值为___________Ω;(结果保留1位小数)实验序号电压/V电流/A电阻/Ω11.20.1222.00.2032.7(3)实验中常用滑动变阻器规格有“10Ω2A”和“20Ω2A”两种,则该实验选取的滑动变阻器规格为___________;(4)小红将上述实验中的定值电阻换成额定电压为2.5V的小灯泡,用同样的方法测定小灯泡的电阻。当电压表的示数为0.7V时,电流表的示数为0.14A;当电压表的示数为2.4V时,电流表的示数为0.30A;则电压表的示数为1.6V时,电流表的示数可能为___________(选填“0.16A”、“0.20A”、“0.24A”、“0.30A”)。39.小梅测量额定电压为2.5V的小灯泡在不同电压下工作时的电阻,所用电源电压恒为4.5V,她设计的电路如图甲所示.(1)小梅记录了小灯泡在不同电压下工作时的电流,当小灯泡两端电压为_____V时,小灯泡正常发光,此时电流表示数如图乙所示,读出电流为_____A,此时小灯泡电阻为_____Ω(结果保留一位小数).(2)实验中小梅发现,不管怎么样移动滑动变阻器的滑片,都无法使小灯泡两端电压足够小.于是她向老师请教,老师告诉她在原来的电路图上增加一条导线即可,如图丙中a所示.请你用笔在图丁中将增加的导线a补画上去.()(3)小梅发现用图丙的电路可以使小灯泡两端电压的变化范围为_____V到4.5V,为保证电路安全,闭合开关前要将滑动变阻器的滑片置于_____端(选填“左”或“右”).(4)小梅用丙的电路测出了不同电压下小灯泡的工作电流,并作出小灯泡的U﹣I图线如图戊所示,由图可知小灯泡的电阻是_____(选填“变化”或“不变化”).小刚注意到电压在0.5V﹣2.5V变化时,U﹣I图线几乎是一条直线,他认为在这个电压范围内小灯泡的电阻是不变的.你赞同谁的观点?(请回答并说明理由)_____.40.小阳同学用“伏安法”测小灯泡的电阻,小灯泡标有电压2.5V,电源电压4.5V。(1)在连接电路时,开关应______,滑动变阻器滑片P应位于______(选填“A”或“B”)。(2)用笔画线代替导线将实物连接成完整电路______。(3)闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,当电压表的示数为2.5V时,电流表示数如图所示,此时小灯泡的电阻约为______Ω(保留一位小数);他把多次测量的电流值和电压值绘制成I-U图线是一条曲线,原因是______。(4)如果利用此图还想测量标有电压为3.8V的小灯泡的小灯泡正常发光时的电阻,但是电压表的15V量程已经损坏,在不改变原器材的情况下,应该把电压表并联在______的两端,当移动滑片使电压表示数为______V,此时灯泡正常发光。41.量小灯泡的电阻:装置图①如图甲,闭合开关,向左移动滑片P,电流表示数将________,电压表示数将_________(选填“变大”、“变小”或“不变”);②图甲测量灯泡电阻的电路有错误,请在错误的导线上打“×”,再画线把它改到正确的位置上(电源为两节干电池);()作图图像利用改后的正确电路测量灯泡的电阻,测得的数据如下表:次数123U/V1.22.02.8I/A0.200.280.32③请在图乙表盘上,填画第2次实验中电流表所选的接线柱及指针位置;()④利用表中数据,在图丙中描点并画出灯泡的U-I图象;()⑤灯泡两端的电压变大,电阻__________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。参考答案:1.D【详解】根据题意知道,闭合开关后,电流表有示数,说明电路是通路,灯泡没坏,也不是断路,可能是连入电阻太大,电路中电流太小所致,灯泡实际功率太小不足以引起灯泡发光造成的,故下一步操作是移动滑动变阻器滑片,减小变阻器接入电路的阻值,使电路电流变大,灯泡实际功率变大,看灯泡能否发光,由图知道,变阻器的滑片P向右滑动,变阻器接入电路的阻值会减小,故D正确,ABC错误。故选D。2.B【详解】A.为了防止电路中的电流过大,滑动变阻器串联接入电路中,可以保护电路,故A正确,不符合题意;B.将电流表、电压表的位置互换后闭合开关S,电压表串联接入电路中,由于电压表所在电路相当于断路,所以电流表示数为0,此时电压表测量的是电源电压,电压表有示数,故B错误,符合题意;C.测量定值电阻的阻值时,移动滑动变阻器的滑片,能测量多组实验数据,多次测量求平均值可以减小误差,故C正确,不符合题意;D.在探究电流与电压的关系实验中,改变滑动变阻器的阻值是为了使定值电阻两端电压成倍数变化,故D正确,不符合题意。故选B。3.A【详解】A.在“探究电流跟电阻的关系”时需要采用控制变量法,而“伏安法测量电阻”时不需要利用控制变量法,故A错误,符合题意;B.探究电流与电阻关系实验,使用滑动变阻器的目的是控制电阻两端电压保持不变,伏安法测定值电阻实验中,使用滑动变阻器的目的是改变电阻两端电压,这两个实验使用滑动变阻器的作用不同,故B正确,不符合题意;C.探究电流跟电阻的关系实验,进行多次测量的目的是找出规律,避免偶然性,故C正确,不符合题意;D.伏安法测电阻阻值实验,多次测量的目的是取电阻的平均值,减小误差,故D正确,不符合题意。故选A。4.D【详解】A.小灯泡灯丝电阻随温度的升高而增大,所以利用“伏安法”测小灯泡电阻时,不能求不同电压下的电阻的平均值,故A错误;B.探究串、并联电路中的电流规律时,应该尽量选取不同规格的灯泡进行实验,这样可使所得结论具有普遍性,故B错误;C.在空气压缩引火仪实验中,第一次不成功后要检查装置的气密性,保证密封性良好的前提下再进行实验,故C错误;D.滑动变阻器在接入电路时,一定要遵守一上一下的接入规则,为保护电路,闭合开关前需要把滑片调到阻值最大处,故D正确。故选D。5.C【详解】AC.为了安全,防止电流过大,连接电路时,应断开开关,并将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处,故A错误、C正确;B.连接电表时,为了防止电流过大损坏电表,应先选用大量程试触,再确定合适的量程,故B错误;D.“伏安法测导体电阻”的实验中,由可知,需利用电压表测出电阻两端电压,利用电流表测量通过电阻的电流,再利用求出电阻的阻值,多次实验求出多个电阻值,最后求电阻的平均值,故D错误。故选C。6.A【详解】①探究“压力的作用效果与哪些因素有关”时,除了用到控制变量法,还通过观察泡沫塑料凹陷深度,反应压力的作用效果,用到了转换法,故①不符合题意;②滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关,与受力面积无关;所以探究“滑动摩擦力与压力的关系”时,应控制接触面的粗糙程度相同,改变压力;故②不符合题意;③物体动能的大小与物体的质量和速度有关,探究“物体动能与速度的关系”时,应控制钢球的质量相同,把钢球放在斜面的不同高度由静止滚下,以改变速度;故③符合题意;④在“探究伏安法测电阻”时,多次改变待测电阻两端电压和通过的电流,利用得到多组电阻值,再取平均值,是为了减小误差;故④符合题意。所以正确的是③④。故选A。7.C【详解】A.测电阻的实验原理是,故A错误;BC.滑动变阻器的作用是改变定值电阻的电压和通过的电流,从多次测量取平均值减小误差,故B错误,C正确;D.实验结束,断开开关,整理好实验器材后才可离开实验室,故D错误。故选C。8.C【详解】A.电压表可以直接测量Rx的电压,电流表可以直接测量Rx的电流,根据求出电阻,故A不符合题意;B.闭合开关S1,断开S2时,电压表测出Rx两端的电压Ux;开关S1,S2都闭合时电压表测电源的电压;根据串联电路电压特点求出R0两端的电压,根据串联电路电流的规律和欧姆定律求出电路中电流,求出电阻Rx的阻值,故B不符合题意。C.电流表能测出R0的电流,由U=IR可以得到R0两端的电压,由并联电路电压的规律可知Rx两端的电压等于R0两端的电压,但无法测出通过Rx的电流,故不能测出电阻Rx的阻值,故C符合题意;D.只闭合S1时,调节滑片到适当的位置,读出电流表的示数;然后断开S1,闭合S2,此时不能移动滑片,调节变阻箱,使电流表的示数不变,则两种情况下滑动变阻器的阻值不变、电路中的总电阻相等,则Rx的阻值和变阻箱的示数相等,故D不符合题意。故选C。9.B【详解】由图甲得,电源电压为3V,电阻丝与滑动变阻器串联,电压表测量电阻丝的电压,电压表的量程为0~3V,电流表测量电路电流。由图乙得,电压表满偏,示数为3V,电流表的示数为0,说明电压表与电源相连接,电压表测量电源电压,电路没有电流,出现开路现象,说明故障应该是与电压表并联的电阻丝断路,即故障是②③之间断路,故ACD不符合题意,B符合题意。故选B。10.C【详解】A.由电路图知,电流表与电阻并联(即电阻被短路),电压表串联在电路中,电路连接错误,所以不能测出电阻R的阻值,故A错误;B.由电路图知,电压表测待测电阻与滑动变阻器两端的总电压,不能测出待测电阻两端的电压,所以不能测出电阻R的阻值,故B错误;C.由电路图知,电压表测待测电阻两端的电压,电流表测通过待测电阻的电流,则根据可以求出电阻R的阻值,故C正确;D.由电路图知,待测电阻与滑动变阻器并联,电流表测干路中的电流,不能测出通过待测电阻的电流,所以不能测出电阻R的阻值,故D错误。故选C。11.D【详解】A.由电路图可知,定值电阻与滑动变阻器串联,电压表测定值电阻两端的电压,在第1次实验中,因为电源由两节新干电池组成,即电源电压为,当电压表示数为时,电路中电流为,根据串联电路的电压规律可知,滑动变阻器两端电压为由欧姆定律可得而滑动变阻器最大阻值才20欧,所以第1次实验数据是错误的;当滑动变阻器滑片移到端时,滑动变阻器接入电路的电阻为0,且电源电压为,故可以得到第6次实验数据,故A错误;B.本实验是做“探究电流与电压的关系”,需要控制导体的电阻不变,而小灯泡的电阻受温度影响较大,不符合实验要求,故B错误;C.“测量定值电阻阻值”的实验中多次测量的目的是取平均值,减小误差;“探究电流与电压的关系”的实验多次测量的目的是寻找普遍规律,两个实验中多次测量的目的是不同的,故C错误;D.由表中数据可知,电压与电流的比值不变,即通过定值电阻的电流与其两端电压成正比,故D正确。故选D。12.B【详解】A.由表中数据结合欧姆定律可得,定值电阻根据分压原理可知,当滑动变阻器的最大电阻连入电路中时,变阻器两端的电压最大,由串联电路电压的规律可知电压表示数最小,定值电阻两端的最小电压所以第1组数据不是本实验中测得的,故A正确,不符合题意;B.第2次实验的电阻为第3次实验的电阻为其他几次的电阻值根据计算均为10Ω,由于存在误差,第2次和第3次的待测电阻R相差不大,再结合其他数据分析可知该待测电阻是定值电阻,故B错误,符合题意;C.第4次实验中,定值电阻两端的电压为4V,则滑动变阻器两端的电压为U滑=6V-4V=2V滑动变阻器和定值电阻两端的电压之比为2V∶4V=1∶2因为串联电路电流处处相等,故滑动变阻器与待测电阻的阻值之比为故C正确,不符合题意;D.在测定值电阻的阻值时,由于测量存在误差,通常多次测量几组数据,分别求出电阻值再求平均值来减小误差,故D正确,不符合题意。故选B。13.BD【详解】A.连接电路时,为保护电路,开关应处于断开状态,故A错误;B.根据电流表的正确使用方法可知,电流表和被测用电器是串联的,故B正确;C.电压表应与被测用电器并联使用,故C错误;D.“伏安法测电阻”实验时,闭合开关前,滑动变阻器应处于最大阻值处,能起到保护电路的作用,故D正确。故选BD。14.CD【详解】A.根据图甲可知,电压与电流成正比,因此该电阻为定值电阻,所以图甲是定值电阻的U﹣I图像;由于灯泡的电阻会随温度的变化而改变,则图乙是灯泡的U﹣I图像,故A正确,不符合题意;B.由图像甲可知,通过定值电阻的电流和定值电阻两端的电压成正比,故B正确,不符合题意;C.由乙图可知,电流与电压不成正比,且电压变化比电流变化快,由欧姆定律分析可知,灯泡电阻逐渐增大,灯泡电压和电流越大;由可知,灯的实际功率越大,灯丝的温度越高,由此可知,小灯泡的电阻随灯丝温度的增加而增大,故C错误,符合题意;D.灯泡的电阻随温度的变化而变化,不能取多次测量的平均值减小误差,故D错误,符合题意。故选CD。15.ACD【详解】A.由电路图可知,当开关S1闭合,S2断开时,R0和Rx串联,电压表测电源两端的电压U;开关S1断开、S2闭合时,R0和Rx串联,电压表测R0两端的电压U0,由串联电路中总电压等于各分电压之和可得,Rx两端的电压Ux=U﹣U0因串联电路中各处的电流相等,所以电路中的电流则未知电阻Rx的阻值故A符合题意;B.由电路图可知,R0和Rx串联,当开关接1时,电压表R0两端的电压,当开关接2时,电压表正负接线柱接反了,无法测量,故B不符合题意;C.由电路图可知,开关S闭合时,电路为只有R0的电路,电流表测电路中的电流I0,由可得,电源的电压U=I0R0;当开关S断开时,R0和Rx串联,电流表测电路中的电流I,由和串联电路的电阻特点可得,未知电阻Rx的阻值故C符合题意;D.由电路图可知,开关S闭合时,电路为只有Rx的电路,电流表测电路中的电流Ix,由可得,电源的电压U=IxRx;当开关S断开时,R0和Rx串联,电流表测电路中的电流I,根据欧姆定律得出电源电压为U=I(Rx+R0)由于电源电压不变,则IxRx=I(Rx+R0)所以,未知电阻Rx的阻值故D符合题意。故选ACD。16.ABC【详解】A.由电路图可知,滑动变阻器与灯泡串联,电压表测量灯泡两端电压,电流表测量电路电流,由于串联电路处处电流相等,所以电流表的示数就是通过灯泡的电流,根据欧姆定律可求出小灯泡的电阻,故A符合题意;B.由电路图可知,定值电阻与灯泡并联,电流表A1测量通过定值电阻的电流,电流表A2测量通过灯泡的电流,根据欧姆定律可求出定值电阻两端电压,又因为并联电路两端电压相等,所以灯泡两端电压等于定值电阻两端电压,根据欧姆定律可求出小灯泡的电阻,故B符合题意;C.由电路图可知,定值电阻与灯泡串联,电压表V1测量定值电阻两端电压,电压表V2测量灯泡两端电压,根据欧姆定律可求出通过定值电阻的电流,由于串联电流处处电流相等,所以通过灯泡的电流等于通过定值电阻的电流,由欧姆定律可求出小灯泡的电阻,故C符合题意;D.由电路图可知,定值电阻与灯泡串联,电压表V测量定值电阻两端电压,电流表测量电路电流,由于不知道电源电压,所以无法求出灯泡两端电压,则无法求出小灯泡的电阻,故D不符合题意。故选ABC。17.ABD【详解】A.通过电压表可以测出Rx两端的电压,串联电路电流相等,则可以通过电流表测出通过电阻的电流,根据欧姆定律可得Rx的阻值,故A符合题意;B.只闭合S,读出电流表示数I1,S、S1闭合,读出电流表示数为I2。由于S1闭合前后,R0两端的电压不变为电源电压,则流过R0的电流不变为I1。因此闭合S1后,流过Rx的电流为Ix=I2-I1根据串联电路电路电压相等,有I1R0=IxRx联立上述两式可得Rx的阻值为故B符合题意;C.通过电压表可以测出两电阻两端的电压,由于滑动变阻器的阻值未知,所以无法测出电路中的电流,进而无法求Rx阻值,故C不符合题意;D.闭合开关S、S2,可以测出Rx两端的电压Ux;再闭合S1,可以测出总电压U,则R0两端的电压为U0=U-Ux根据串联电路电流相等,有联立上述两式,解得Rx阻值为故D符合题意。故选ABD。18.
电流表的正、负接线柱接反了
减少实验误差【详解】[1]使用电流表时,应让电流从电流表的正接线柱流入,负接线柱流出,电流表的指针出现反向偏转是电流从电流表的负接线柱流入,正接线柱流出了,即电流表的正、负接线柱接反了。[2]实验中,移动滑片,可测得多组对应的电压及电流,从而根据欧姆定律多次求未知电阻的阻值,然后通过求Rx的平均值来减少实验误差。19.
多次测量求平均值减小误差【详解】[1][2]在“探究电流与电压的关系”实验中,多次测量的目的是寻找普遍规律,避免偶然性;在“探究电流与电阻的关系”实验中,多次测量的目的是寻找普遍规律,避免偶然性;在“伏安法测电阻”实验中,多次测量的目的是求待测电阻的平均值,减小误差。所以多次测量的目的与其他实验不同的是。20.
2.5
滑动变阻器【详解】[1]由图示电压表可知,电压表的量程是0~3V,分度值是0.1V,故电压表的示数为2.5V。[2]由于伏安法测电阻时,定值电阻与滑动变阻器是串联,当滑动变阻器的电阻变大时,电路中的总电阻变大,电路中的电流是变小的,即电流表的示数变小;假设电压表并联在定值电阻两端,由U=IR知,由于电路中的电流变小,则定值电阻两端的电压变小,即电压表的示数变小,电压表与电流表的示数都偏小,与已知条件矛盾;所以电压表应该并联在滑动变阻器的两端,当滑动变阻器的电阻变大时,电路中的总电阻变大,电路中的电流是变小的,即电流表的示数变小,由U=IR知,由于电路中的电流变小,则定值电阻两端的电压变小,而串联电路中的总电压(电源电压不变)等于各个用电器的电压之和,所以滑动变阻器的两端的电压变大,满足题意电压表和电流表的示数变化相反的说法,说明电压表并联到了滑动变阻器的两端。21.
大于
等于【详解】[1]考虑电流表有内阻,两端会有很小的电压,电压表测量和电流表两端的电压,示数大于两端的实际电压。[2]电压表中有微弱电流,没有通过电流表;电流表测量通过的电流,示数等于通过的实际电流。22.
B
【详解】[1]消除电流表的分压作用的影响可减小实验中的系统误差,故最佳方案是B。[2]设电流表电阻为RA,连通4时电压表和电流表的示数为U4和I4,则连通3时电压表和电流表的示数为U3和I3,即则23.
8
1.6【详解】[1]由b图可知,当R1两端的电压为2.4V时,通过的电流为0.3A,因此。[2]由c图知,电压表选择的量程为0~3V,分度值为0.1A,电压表示数为1.6V。24.偏小。【详解】由欧姆定律得,灯泡的电阻R的真实值;当按照图连接时,电压表测量的是灯泡两端的电压,电流表测量的是电压表和灯泡的总电流,即:,所以测量值小于真实值,即所测灯泡的阻值偏小。25.
见解析
右
保护电路
电流表没有调零
20
正比
偏小【详解】(1)[1]该实验电路中,滑动变阻器与未知电阻串联,滑动变阻器连接时,应采取一上一下的连接方式,滑片靠近下端连接导线的接线柱时,滑动变阻器接入电路中的电阻变小,滑片远离下端连接导线的接线柱时,滑动变阻器接入电路中的阻值变大。根据题意要求,滑片向右端移动时电流表示数变小。在电源电压不变的情况下,电路中的电阻越大,电路中的电流越小,因此,为满足题意要求,滑动变阻器滑片向右端移动时,滑动变阻器接入电路中的阻值应该变大,故滑动变阻器左侧下端接线柱应连接导线,且该导线要与未知电阻右端接线柱相连,如图所示:(2)[2][3]为保护电路,防止闭合开关后电路中由于电流过大导致用电器损坏,闭合开关实验前,应将滑动变阻器的滑片移到最大阻值处,由以上分析可知,滑片此时应处于滑动变阻器最右端。(3)[4]闭合开关前,电流表中没有电流流过,此时电流表没有工作,而指针指在零刻度线右侧,其原因应为使用前未进行调零。[5]如图乙所示,电流表选用0~0.6A量程,分度值为0.02A,指针指在零刻度线右侧第6根线处,其读数为0.12A,电压表选用0~3V量程,分度值为0.1V,指针指在2V刻度线右侧第4根线处,其读数为2.4V,电压表测量未知电阻两端电压U,电流表测量流过未知电阻的电流I,由欧姆定律公式的变形公式,可得未知电阻阻值Rx为(4)[6]两个变量的乘积为定值时,两个变量成反比,两个变量的比值为定值时,两个变量成正比。电阻等于其两端电压与流过电阻的电流的比值,综上可知,改变电阻两端电压,多次测量求平均值,分析数据可得导体电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。(5)[7]电压表与未知电阻并联,考虑到电压表中也有电流通过,电流表测量的电流值为流过未知电阻的电流IX与流过电压表的电流IV之和,故测量的电流值大于实际流过未知电阻的电流,由欧姆定律的变形公式可知,电流越大,计算出的电阻值越小,故该电路测得的Rx的测量值与真实值相比偏小。26.
断开
电压表断路
1
见解析所示
10
电源【详解】(1)[1]为了保护电路,电路连接时,开关要断开,防止发生短路和触电。(2)[2]电路图知,定值电阻Rx与滑动变阻器串联,电路中电流表有示数且不变,而电压表示数为0,说明电流表与未知电阻、滑动变阻器、开关、电源组成通路,电压表两端没有电压,故电路故障是电压表开路了。(3)[3][4]由实验记录表知,当电路中的电流最小为0.1A时,定值电阻Rx两端电压为1V。根据串联电路中电压规律知,滑动变阻器两端电压为。根据得,滑动变阻器接入电路的电阻所以是第1组数据不是本实验测量的。(4)[5]根据计算可知,第2次定值电阻的阻值同理可得第3次定值电阻的阻值为10Ω,第4次为10Ω,第5次也为10Ω,计算平均值可知该电阻的阻值为10Ω。(5)[6]实验结束后,断开开关,为确保电路中无电流通过,然后先拆除电源两端导线后,再拆除其它导线,并整理好。27.
电键没有断开
滑动变阻器滑片没有置于阻值最大处
2.5
0.3
8.3
0
右【详解】(1)[1][2]小梅刚连好最后一根导线,小灯泡就发光,且发出了明亮的光,说明小梅在连接电路时没有断开开关,且滑动变阻器的滑片没有置于阻值最大处。即在连接电路中出现的错误是:电键没有断开;滑动变阻器的滑片没有置于阻值最大处。(2)[3][4][5]灯在额定电压下正常发光,小梅记录了小灯泡在不同电压下工作时的电流,当小灯泡两端电压为2.5V时,小灯泡正常发光,此时电流表示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,读出电流为0.3A,由欧姆定律,此时小灯泡电阻为(3)[6]根据电路图连接实物图,如下所示(4)[7]图丙中,当变阻器的滑片滑动最右端时,灯被短路,电压表示数为0,用图丙的电路可以使小灯泡两端电压的变化范围为0V到4.5V。[8]为保证电路安全,闭合开关前,电路中的电流要最小,故要将滑动变阻器的滑片置于右端。28.
b
保护电路
连接电路时,开关没有断开
电流表正负接线柱接反了
8
将滑动变阻器滑到b端,闭合开关S,读出电压表的读数,记为U2
【详解】(1)[1]“伏安法测电阻”实验中,利用电流表和电压表测出通过电阻的电流和电阻两端的电压,再根据算出电阻Rx的阻值,所以实验原理是。(2)[2][3]由图知,滑动变阻器的下面接了左边的接线柱,闭合开关前,应将滑片移至右边,即b端,使其阻值最大,电路的电流最小,起到保护电路的作用。(3)[4][5]连好最后一根导线,电流表指针发生了偏转,说明电路就有电流,由此可知电路是通路,所以是连接电路时,开关没有断开。同时发现电流表的指针迅速摆动到刻度盘的最左边,电流表的指针反转,说明电流表正负接线柱接反了。(4)[6]由图乙知,电压表的量程为0~3V,分度值为0.1V,示数为2.4V,由图丙知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.3A,则定值电阻的阻值为(5)[7]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。①将滑动变阻器滑到a端,闭合开关S,读出电压表的读数,记为U1。②将滑片移至b端,闭合开关S,读出此时电压表的示数为U2,则滑动变阻器两端的电压为U1﹣U2。[8]由串联电路的电流特点和欧姆定律可知,滑片在b端时,电路中的电流则被测电阻的阻值为29.
指针没调零
C
A
3
0.1
20
反比
15【详解】(1)[1]实验前,发现电流表的指针在零刻度线右侧,即指针没有对准零刻度线,原因是电流表指针没调零。(2)[2]滑动变阻器应采用“一上一下”串联在电路中,如图乙所示,导线应与滑动变阻器的C或D接线柱相连。(3)[3][4]由实验记录的数据表和欧姆定律知,电阻两端的电压始终保持0.3A×10Ω=3V0.2A×15Ω=3V0.15A×20Ω=3V根据串联分压原理可知,将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻,电阻增大,其分得的电压增大;探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,即应保持电阻两端的电压不变;根据串联电路特点和电压的规律可知,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,来增大滑动变阻器分得的电压,所以滑片应向A端移动,使电压表示数为3V。[5]当使用30Ω的电阻做实验时,根据欧姆定律可知,通过电阻的电流为即电流表示数为0.1A。[6]根据串联电路电压的规律,滑动变阻器两端电压为由欧姆定律得,滑动变阻器接入电路的电阻为(4)[7]由实验记录的数据表知,电阻两端的电压始终保持3V不变,即电流与电阻积为一定值,故得出的结论是:在电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比。(5)[8]伏安法测小灯泡电阻是通过测量灯泡的电压和电流,再利用计算处灯泡的电阻,即实验原理为[9]由图丙可知,电流表量程为0~0.6A,分度值0.02A,电流表示数为0.32A,灯泡电阻为30.
甲
便于多次测量求平均值减小误差
0.3
8
A
B【详解】(1)[1][2]从简洁方便程度来看,甲方案更好,原因是:电路中有滑动变阻器,可以进行多次测量取平均值减小实验误差。(2)[3]丙图中的电流表的量程是0~0.6A;分度值为0.02A,电流表示数是0.3A。[4]未知电阻Rx的阻值为(3)[5]由欧姆定律可得,要想测出Rx的阻值应先得出Rx两端的电压及通过Rx的电流,若电压表不能正常使用,则可根据并联的电压特点或将待测电阻与定值电阻分别接入同一个电源上,可以间接得出Rx两端的电压。A.由图可知,图中只能测出Rx的电流,无法间接测出Rx两端的电压,因此不能测出Rx的阻值,故A符合题意;BCD.如果S、S1都闭合时,电流表示数为I1;如果闭合S、断开S1时,电流表示数为I2;则方案B中的电路,电阻的表达式为方案C中的电路,电阻的表达式为方案D中的电路,电阻的表达式为三个方案都可以测出Rx的阻值,故BCD不符合题意。故选A。[6]由前面分析可知,电阻的表达式为方案B的测量结果。31.
断开
保护电路
改变定值电阻两端电压
C
电阻一定时,电流与电压成正比
伏安法测电阻
不同阻值的电阻【详解】(1)[1]在连接电路时,为了电路安全,开关必须处于断开状态。(2)[2]题中要求滑动变阻器的滑片P向左滑时,电流表示数变大,即电阻变小,所以需将R的右端和滑动变阻器的左下端连接,如图乙[3][4]在探究电流与电压的关系时,需要控制电阻不变,改变电压,而且滑动变阻器还可以分摊一部分电压,所以滑动变阻器的作用为:①保护电路;②改变定值电阻两端电压。(3)[5]在如图所示的电路中,定值电阻R如果短路,电路中电阻变小,电流变大,电流表有示数,电压表被短路,所以示数为零,故ABD不符合题意,C符合题意。故选C。(4)[6]分析表中数据可知,电阻R两端的电压和对应的电流得比值是定值,即电阻一定时,电流与电压成正比。(5)[7]利用图中所示实验电路可以完成的实验有:测量电阻阻值,测量电阻在某一电压下的功率,研究电流与电压的关系,研究滑动变阻器的作用等。(6)[8]要探究电流与电阻的关系,需要保持电阻两端电压一定,改变接入电路的电阻阻值,所以需要添加的器材是不同阻值的电阻。32.
见解析
定值电阻断路
0.26
5
开关S、S2闭合、S1断开
【详解】(1)[1]电流表、定值电阻、滑动变阻器、开关、电源串联在电路中,电压表与电阻并联,电源为两节新干电池,电源电压为3V,所以电压表的量程为0~3V,根据图1知滑动变阻器接左下接线柱;电路中的电流为所以电流表选用0~0.6A,见下图(2)[2]闭合开关发现电流表几乎无示数,说明电路可能断路发生,电压表示数接近电源电压,说明电压表、电流表、滑动变阻器、开关与电源连通,所以故障为定值电阻断路。(3)[3][4]由图2知,电流表选用小量程,分度值为0.02A,读数是0.26A;本次测得未知电阻Rx的阻值为(4)①闭合开关S、S1,断开开关S2,电路为串联电路,电压表测量电源电压,电压表示数为U1,即电源电压为U1;②[5]开关S闭合、S1断开、S2闭合时,电路仍为串联电路,电压表测量R0两端电压,电压表示数为U2,即R0两端电压为U2;③[6]根据串联电路两端的电压等于各分电压之和可知:Rx两端的电压Ux=U1﹣U2由于串联电路各处的电流相等,则电路电流由可得待测电阻的阻值33.
断开
B
2.8
0.28
10.0
10.1
多次测量取平均值减小误差
【详解】(1)[1][2]为了保护电路,在连接电路时,开关应断开。电源为两节干电池,电源电压为3V,则电压表应选择0~3V的量程接入电路,如图:(2)[3]为了使电路中电流不至于过大,所以闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移到阻值最大处,远离下面的接线柱,即滑片移到B端。(3)[4][5][6][7][8]由乙图可知,电压表接入电路的量程为0~3V,分度值为0.1V,示数为2.8V;电流表接入电路的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.28A,由欧姆定律可得此时待测电阻的阻值为该实验需多次测量取平均值以减小误差,则待测电阻的阻值为数据填入表中如下:电压(V)电流(A)电阻(Ω)12.00.2010.022.50.2410.432.80.2810.0被测电阻Rx=10.1Ω(4)[9]电源、开关、电流表、滑动变阻器、待测电阻串联接入电路,电路图如下:测量时,可以将滑片移至最右端,测出此时的电流I1,此时电路为待测电阻的简单电路,由欧姆定律可得U=I1R;再将滑片移至最左端,测出此时的电流I2,此时滑动变阻器以最大阻值R大和待测电阻串联接入电路,串联电路总电压等于各部分电压之和,由欧姆定律可得U=I2R大+I2R由于电源电压不变,所以得I1R=I2R大+I2R滑动变阻器的最大阻值R大=20Ω,所以待测电阻为34.
错误的
不需要
【详解】(1)[1]甲图可以通过移动滑动变阻器的滑片,多次改变电路中的电流值和电压表的示数,多次测量求平均值减小测量的误差;乙图可以通过移动滑动变阻器的滑片,多次改变电路中的电流值和电压表的示数,多次测量求平均值减小测量的误差;故他们的想法是错误的;(2)[2][3]当闭合开关S,S1接a时,两个定值电阻和滑动变阻器串联,电压表测量Rx的电压,调节滑动变阻器,记录电压表的示数为U1;当闭合开关S,S1接b时,两个定值电阻和滑动变阻器串联,电压表测量Rx和R0两端两端的电压,不需要调节滑动变阻器,记录电压表的示数为U2,根据串联电路的电压特点可知R0两端的电压为U2﹣U1,根据欧姆定律可知电路中的电流[3]根据欧姆定律可知Rx的阻值表达式为35.
减小误差
【详解】(1)[1]伏安法测电阻的原理是(2)[2]只测量一次数据便结束实验的做法不对,应进行多次实验,这样做的目的是:取平均值,减小误差。(3)[3]①闭合开关S、S1,断开开关S2,灯L、R0、滑动变阻器R三者串联,此时电压表测R0和R串联的总电压,根据串联电路电压的特点,电压表的示数为[4]②要测小灯泡的额定功率,已知小灯泡的额定电压U额,还需要测定小灯泡正常发光时的电流,根据串联电路电流处处相等的特点,可先测通过R0的电流,通过闭合开关S、S2,断开开关S1,此时电压表测R0两端电压表示数为U1;③则通过R0的电流为由于串联电路电路处处相等,则通过灯的电流大小等于通过R0的电流大小,根据得到小灯泡的额定功率。36.
对电流表调零
某处接触不良
正
错误
灯丝的电阻随温度的变化而变化
1
9.9【详解】(1)[1]电流表指针没有对准零刻度,实验前要对电流表进行调零。(2)[2]原图中定值电阻被短路,定值电阻左端的接线柱应与滑动变阻器的上接线柱相连,如图所示:(3)[3]此现象的故障是电路中开关接触不好或其他接线夹接触不良。(4)[4]根据图丙中电流与电压的关系图像是一条经过原点的倾斜的直线,说明二者成正比例关系,从而可得出结论:电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。(5)[5][6]不能用小灯泡替换定值电阻,因为小灯泡灯丝的电阻随温度的变化而变化。(6)
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