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滚动小专题(五) 电阻的测量
01 典例精析
(2018·襄阳)在“伏安法测电阻”的实验中,电源电压U恒定不变.某同学连接了如图甲所示部分电路.
(1)用笔画线代替导线完成图甲电路连接.
解:
(2)电路连接后,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应该滑到最__左__(填“左”或“右”)端.
(3)某次测量时,电压表的示数为1.5 V,电流表的示数如图乙所示,此时小灯泡灯丝的电阻值为__5__Ω.
(4)某小组的同学分别读取电压表和电流表的示数为U1、I1,结果发现他们实验时误将电压表与滑动变阻器并联,但也能算出电阻的阻值,其表达式为RL=____.
【拓展训练1】 (伏阻法)在测电阻的实验操作中,某同学发现电流表已损坏,电压表完好,滑动变阻器的最大阻值为R,于是小组同学设计了如图所示的电路图也完成了实验.
请你帮助他们把以下实验步骤填写完整:
(1)闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片,当滑片位于最左端时,读出此时电压表的示数,记为U1.
(2)再将__滑片移动到最右端__,读出此时电压表的示数,记为U2.
(3)则未知电阻Rx=__R__.
【拓展训练2】 (伏阻法)小明利用一个电压表和阻值为R0的已知电阻,测量未知电阻Rx的阻值.他选择了满足实验要求的器材,并连接了部分实验电路(如图所示).小明的实验要求是:只闭合开关S和S1时,电压表测量R0两端的电压U1;只闭合开关S和S2时,电压表测量电源两端的电压U2.
(1)请你用笔线代替导线完善实验电路(只添加一根导线).
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解:
(2)请用已知物理量和测出的物理量表示出Rx,则Rx=__·R0__.
【拓展训练3】 (安阻法)小亮同学要测量一个定值电阻Ry的阻值,实验器材有:待测定值电阻Ry、电流表、滑动变阻器(20 Ω 1 A)、开关、电源(电压恒定)各一个,导线若干.利用现有器材设计如下电路图.请你帮他完成实验操作步骤,并写出求得未知电阻的阻值的表达式.
(1)将滑动变阻器的滑片滑至最左端,闭合开关,读出此时电流表的示数I1.
(2)断开开关,将__滑动变阻器的滑片滑至最右端__,闭合开关,读出此时电流表的示数I2.
(3)请用已知量和测量量表示未知电阻的阻值Ry=____.
【拓展训练4】 (安阻法)实验时某小组同学利用一个电流表和最大阻值为R0的滑动变阻器完成对未知电阻Ry的测量.如图所示是他们按照设计连接的部分实验电路.
(1)请你依据下面的实验步骤,用笔画线代替导线,将实验电路连接完整.(只添加一条导线)
解:
实验步骤:
①开关S1和S2都断开,将变阻器的滑片P移到阻值最大处,观察到电流表无示数;
②保持滑片P位置不动,只闭合开关__S1__时,读取电流表的示数为I1;
③再闭合开关__S2__时,读取电流表的示数为I2(I2>I1).
(2)请你用I1、I2和R0表示Ry,则Ry=____.
02 专题训练
1.(2018·邵阳)有一实验小组用伏安法测量小灯泡的电阻,电源电压为3 V,待测小灯泡的额定电压为2.5 V.
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(1)请用笔画线代替导线,完成如图甲实物电路的连接.(要求:连线不能交叉)
(2)检查电路连接无误后,闭合开关,灯泡不亮,电压表有示数,电流表示数为零.导致这一现象的原因可能是__B__.(填序号)
A.电压表断路 B.小灯泡断路
C.滑动变阻器断路 D.电压表短路
(3)故障排除后,闭合开关,当滑动变阻器滑片P移到某一位置时,电压表示数如图乙所示,要测量小灯泡正常发光时的电阻,应将滑动变阻器的滑片向__右__(填“左”或“右”)移.
(4)通过移动滑动变阻器滑片P记录了多组数据,并作出了如图丙所示的I-U图象.由图可知小灯泡正常发光时的电阻为__12.5__Ω.
2.(2018·白银)某实验小组的同学通过图甲所示的电路进行实验探究.
甲 乙丙
(1)断开开关S3,闭合开关S1和S2,移动滑动变阻器滑片P,发现电压表始终无示数,电流表有示数,其原因可能是__C__(填序号).
A.滑动变阻器断路 B.R断路
C.R短路
(2)故障排除后断开开关S3,闭合开关S1和S2,通过调节滑动变阻器,读出多组相应的电压表和电流表的示数.甲同学根据测量数据绘成如图乙所示图象.由图象可知定值电阻R=__10__Ω.
(3)乙同学根据测量数据分别计算出多个R的阻值并取平均值,其目的是为了__减小误差__.
(4)断开开关S2,闭合开关S1和S3,通过多次调节滑动变阻器,测量灯L的电压和电流,根据测量数据绘成如图丙所示的图象.若灯L的额定电压为2.0 V,则它的额定功率为__0.8__W.
(5)由图丙可看出灯丝的U-I图象不是一条直线,原因是__灯丝电阻会随温度而发生变化__.
3.(2018·泰安)某物理兴趣小组利用图甲所示实验电路同时测量电源电压U0的大小和电阻Rx的阻值,电源电压U0约为2 V~3 V,Rx的阻值约为6 Ω~7 Ω.实验室提供如下器材:导线若干、开关、电流表(量程0~0.6 A,0~3 A)、电压表(量程0~3 V,0~15 V)、滑动变阻器R(最大阻值为30 Ω).请你思考完成下列问题:
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(1)按照图甲用笔画线代替导线,连接好图乙中的实物图.
解:
(2)用物理量U0、Rx、电流表的示数I写出表示电压表示数U大小的关系式:U=__U0-IRx__.
(3)①正确连接电路后,闭合开关前应使滑动变阻器连入电路的阻值为__最大__(填“最大”或“零”).
②移动滑动变阻器的滑片,读出4组电流表和电压表示数,分别以电流表的示数I和电压表的示数U为横坐标和纵坐标,在坐标纸上描点,把这4个点连接起来大致为一条直线(并虚线延长到纵轴),如图丙所示.从图丙中信息可求得:电源电压U0=__3__V,电阻Rx=__6__Ω.
4.(2018·孝感)某校学习小组想用不同方法测量未知电阻Rx的阻值,他们分成甲、乙两组分别进行实验:
甲 乙丙 丁
(1)甲组设计了如图甲所示的电路图:
①请用笔画线代替导线将实物电路图乙连接完整(要求滑片P向左滑动时电路中的电流变大);
②连接好电路后,在开关闭合前,滑动变阻器的滑片P应滑至最__右__(填“左”或“右”)端.闭合开关S,将滑动变阻器的滑片滑至某一位置后,此时电压表的示数记为U,电流表的示数记为I,则待测电阻Rx=____(用题中所给的字母表示).
(2)乙小组设计实验的电路图如图丙所示(其中电阻R1=8 Ω):
①根据电路图连接好电路,闭合开关S,发现电流表A1的示数为零、电流表A2的示数正常,若只有R1或Rx中的一处发生故障,则故障是__R1断路__(填“R1断路”“R1短路”“Rx断路”或“Rx短路”).
②故障排除后,闭合开关S,得到电流表A2的示数I2=0.48 A,电流表A1的示数如图丁所示,则I1=__0.36__A;乙小组所测待测电阻Rx=__6__Ω.
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5.(2018·石家庄21县市模拟联考)图1是小明测量定值电阻R的阻值时,连接的实验电路(电路元件完好,接线柱接线牢固).
(1)小明在未检查电路连接是否正确的情况下,闭合了开关,调节变阻器的滑片时,发现__电压表__(填“电流表”或“电压表”)示数保持不变.
(2)检查电路,发现有一条导线连接错误,请在连接错误的导线上打“×”并补画出正确的连线.
解:
(3)纠正错误后,继续实验.某次实验,当电压表示数为2.7 V时,电流表示数(如图2所示)为__0.18__A,则该定值电阻的阻值为__15__Ω.
【拓展】实验结束后,老师要他测量一只阻值约为100 Ω的电阻Rx的值.所提供的器材有:
①干电池两节 ②电流表(0~0.6 A、0~3 A)一只 ③电压表(0~3 V、0~15 V)一只 ④滑动变阻器(100 Ω 2 A)一只 ⑤电阻箱(0~9999 Ω 5 A)一只 ⑥开关和导线若干
请你帮助他完成下面的步骤,要求在电表读数时,指针偏转超过最大刻度值的.
(1)你选择的实验器材是:__①③⑤⑥__(填序号)
(2)根据所选器材,画出一个能反映测量方法的电路图.
解:
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