九年级物理全册15-3伏安法测电阻精品练习（附解析沪科版）.doc

1 第三节 伏安法测电阻 精选练习 考点一、测量定值电阻 1. （2018•山西）用伏安法测电阻的实验中，下列注意事项中没有必要的是(　 ) 　A．连接电路之前，先断开开关 　B．应从电源的正极开始连线，开关应靠近电源的正极 　C．在无法估计被测值大小时，电流表、电压表应选用较大的量程 　D．将变阻器连入电路中，滑片应放在变阻器阻值最大的位置上 【答案】B 【解析】A、C、D 都是连电路的注意事项，电路连接顺序可从正极开始也可从负极开始，开关的作用与前后 位置无关，所以 B 选项说法没有必要，应选 B。 2.（2017•张家口）一个大约为 20 欧的电阻，接在由 4 节干电池串联的电源上，要测这个电阻中的电流和 两端的电压，电流表，电压表选的量程应为 ( ) A．0～0.6A，0～3V B．0～0.6A，0～15V C．0～3 A，0～3 V D．0～3 A，0～15 V 【答案】B 【解析】由 4 节干电池串联成的电源，其电压为 1.5V×4=6V；所以可以选择量程为 0-15V，选择 0-3V 的会 超过量程；若将一个 20 欧的电阻接在这个电源上，则电路中的电流为 ；所以电流表 可以选择量程为 0-0.6A 的，如果选择 0-3A 的会导致指针偏角太小，误差太大，无法准确读数；故选 B。 3．（2017•大连）在物理实验中，为了减小误差或寻找普遍规律，需要进行多次实验。下列实验中属于减 小误差的是(　 ) A．在“探究导体电阻与长度的关系”时，改变接入导体的长度，多次实验 B．在“探究杠杆的平衡条件”时，改变动力（臂）和阻力（臂），多次实验 C．在“探究电流与电阻的关系”时，改变定值电阻的阻值，多次实验 D．在“测量定值电阻阻值的实验”中，改变定值电阻两端电压，多次实验 【答案】D 【解析】在“探究导体电阻与长度的关系”时，改变接入导体的长度，多次实验是为了寻找普遍规律，不 6 0.320 U VI AR = = =Ω2 符合题意；在探究杠杆平衡条件时，改变动力（臂）和阻力（臂），多次实验是为了得到广泛的结论，避 免结论的偶然性，不符合题意；在“探究电流与电阻的关系”时，需保持电压不变，改变电阻阻值，而滑 动变阻器可以保持电阻两端电压不变，多次改变电阻，总结电流与电阻的变化规律，不符合题意；在“测 定定值电阻的阻值时”，移动滑片，为了多次测量取平均值减小实验误差，符合题意。故选 D。 4．（2017•石家庄）下面三个电学实验：a.探究电流与电压的关系；b.探究电流与电阻的关系；c.伏安法 测电阻都要用到滑动变阻器，关于滑动变阻器，下列说法错误的是(　 ) A．三个实验中，它都起保护电路的作用 B．三个实验中，它都起改变部分电路两端电压的作用 C．三个实验中，它都起完成多次测量求平均值的作用 D．三个实验闭合开关前，滑片都要调到最大阻值处 【答案】C 【解析】滑动变阻器在串联接入电路中时，闭合开关前将滑片移动最大阻值处的目的就是保护电路，A 说法 正确,D 说法正确；在探究电流与电压的关系；探究电流与电阻的关系；伏安法测电阻三个实验中，移动滑 动变阻器改变电路中的电阻从而都能改变部分电路两端的电压，B 说法正确；探究电流与电压的关系实验中， 移动滑动变阻器滑片改变部分电路两端的多次几组数据从而获得电流与电压的规律；不是为了多次测量取 平均值，C 说法错误；故选 C。 5．（2018•保定）在用伏安法测电阻的试验中，电压表的示数为 4.8 V，电流表的指针如图所示，则电流表 的数为_____，被测电阻的阻值为_____________。 【答案】0 .32 A 15 Ω 【解析】由图可知：电流表选择的量程是 0.6 A，其分度值为 0.02 A，其示数是 I=0.32 A；而电压 U=4.8 V，则被测电阻的阻值为 R=U/I=4.8 V/0.32 A=15 Ω。 6．（2017•山东）小明同学在做伏安法测电阻的实验时设计的电路图如图所示：3 （1）该实验的原理是 ； （2）按图所示的电路图连接电路，连接电路时，应将开关断开，滑动变阻器的滑片 P 应滑到最 端（填“左” 或者“右”），以保护电路； （3）闭合开关，调节滑动变阻器的滑片到某位置时，电压表和电流表的示数如图所示，则电压表的读数是 V，电流表的读数是 A，被测电阻 Rx 的阻值是 Ω； （4）小明同学测量完毕准备整理实验器材结束实验。你认为他的实验真的结束了吗？你会给他提出什么建 议呢？____________________；你提出这个建议的目的是： _____________________。 【答案】（1）R=U/I （2）右 （3）1.8 0.24 7.5 （4）没有结束，应调节滑动变阻器的滑片进行多 次测量 求电阻的平均值减小实验误差 【解析】（1）根据欧姆定律的变形公式 R=U/I，用电压表和电流表分别测出待测电阻两端的电压和通过的 电流，就可以求出这段导体的电阻，这种方法叫做伏安法； （2）进行实验时，在闭合开关前，要把滑动变阻器的滑片调到最大阻值处，使电路中的电流最小，目的是 保证电路中的灯泡、滑动变阻器、电压表、电流表等仪器的安全。按图所示的电路图连接电路，连接电路 时，滑动变阻器的滑片 P 应滑到最右端最大阻值处。 （3）根据图知道电压表选的是小量程 3 V，分度值是 0.1 V，所以此时电压表的读数是 1.8 V；电流表选的 是小量程 0.6 A，分度值是 0.02 A，所以此时电流表的读数是 0.24 A，根据 R=U/I，则 Rx=1.8 V/0.24 A=7.5 Ω。 （4）小明同学测量完毕准备整理实验器材结束实验，是不可以的，为了减小误差应调节滑动变阻器的滑片 进行多次测量，求电阻的平均值。4 7．（2017•河北）小张同学用伏安法测电阻，下列记录是部分实验报告： 实验步骤： （1）根据实验目的画好电路图，按照电路图连接好电路，调节滑动变阻器，使电路中电阻最大； （2）闭合开关，读出电压表、电流表的示数，如下表所示。 电压（V） 电流（A） 电阻（Ω） 3.5 0.5 （3）断开开关，计算出 Rx=7 Ω。 根据小张同学的实验报告，试回答下列问题： ①请按照实物图在虚线框内画出电路图（图 1） ②本实验所应用的实验原理是： 。本实验存在缺陷是： 。 （4）某学习小组在帮小张改正以上不足之后，用该电路做了以下探究：闭合开关 S，当滑动变阻器的滑片 P 从最左端滑到最右端时，电压表示数随电流变化的图象如图 2 所示，则滑动变阻器的最大阻值是 Ω。 【答案】（3）①见解析图；②欧姆定律；没有多次测量取平均值；（4）20 【解析】（3）①电路图如图所示： ②本实验的原理是欧姆定律；从实验步骤看，实验的主要缺陷是只测了一次数据就得出了结论，这样操作 实验误差太大，应多次测量求平均值； （4）当滑动变阻器的滑片 P 在最左端时，滑动变阻器连入电路中的阻值最大，从图象中可以看出此时电压 表示数为 2 V，电流表示数为 0.2 A。根据串联电路电压的特点，滑动变阻器 R1 两端的 电压为 U1=U–U2=6 V–2 V=4 V，电路中的电流 I=0.2 A，所以电阻 。 考点二、测量小灯泡的电阻 8.（2017•合肥）某同学在做测小灯泡发光时电阻的实验时，将电路连成如图所示情况，开关 S 闭合时会发 1 1 4 V =200.2 UR I = = Ω Ａ5 生的情况是（　　） A.电流表会烧坏 B.电压表被烧坏 C.小灯泡被烧 D.电流表，电压表不会烧坏但灯 L 不发光 【答案】D 【解析】图中电压表串联在电流中，电压表电阻很大，相当于断路，所以电流表无示数，不会被烧坏，灯 泡不发光，不会被烧坏，电压表测电源电压，也不会被烧坏，所以 D 正确． 9.（2017•东营）物理兴趣小组在做“测量小灯泡的电阻”实验时，准备了以下器材：小灯泡（额定电压为 2.5V）、电流表（0～0.6A，0～3A）、电压表（0～3V，0～15V）、开关、两节干电池、滑动变阻器、导线 若干．如图甲为该小组连接的实物图． （1）请指出实物图连接的两处错误．①　 　②　 　 （2）正确连接电路后，闭合开关，当滑动变阻器的滑片置于某位置时，电流表和电压表的示数如图乙、丙 所示，电流表示数为　　 A，则小灯泡电阻为　　Ω．（计算结果保留一位小数） （3）改变滑动变阻器滑片的位置，记录下不同时刻的电压值和电流值，并计算出小灯泡在不同电压下的电 阻值，数据处理表格如下所示，其中有一处是不恰当的，这一处是　 原因 是　 ． 实验次数 电压/V 电流/A 电阻/Ω 平均电阻/Ω 1 1.0 0.17 5.9 2 1.4 0.18 7.8 7.76 3 1.8 0.22 8.2 4 2.0 0.23 8.7 【答案】（1）①电流表的正负接线柱接反了；②滑动变阻器同时接了上面两个接线柱； （2）0.24；9.6； （3）计算小灯泡的平均电阻；小灯泡的电阻受温度的影响，且随温度的升高而增大，不能求电阻的平均值； （4）2.5；0.625． 【解析】（1）由图甲可知，电流从电流表的负接线柱流入，从正接线柱流出，故错误是：电流表的正负接 线柱接反了；滑动变阻器的两个接线柱同时接在金属杆上，没有按“一上一下”的方式串联在电路中，故 错误是：滑动变阻器同时接了上面两个接线柱． （2）由图乙可知，电流表选择的量程为 0～0.6A，分度值为 0.02A，电流表示数为 0.24A， 由图丙可知，电压表选择的量程为 0～3V，分度值为 0.1V，电压表示数为 2.3V，由欧姆定律得，小灯泡的 电阻：R==≈9.6Ω． （3）由表格数据可知，小灯泡在不同电压下的电功率不同，亮度不同，温度不同，灯泡的电阻值也不同， 求平均电阻没有意义，故不恰当之处是：计算小灯泡电阻的平均值．原因是：小灯泡的电阻受温度的影响， 且随温度的升高而增大，不能求电阻的平均值． 10．（2017•黔南州）如图甲所示，是探究小组设计的测量额定电压为“3.8V”小灯泡电阻的部分实验电 路．若电源电压为 6V，小灯泡的电阻大约是 10Ω，探究小组在连接实验电路的过程中发现电压表 0～15V 量程损坏，只有 0～3V 的量程可以使用： （1）若探究小组想测小灯泡正常发光时的电阻，请用笔画线代替导线把电路连接完整． （2）实验中有两个可供选择的滑动变阻器规格分别为“5Ω 1A”，“10Ω 1A”，为了顺利完成实验， 探究小组应选择　 　的变阻器最为合适． （3）探究小组在实验的过程中，调节滑动变阻器使小灯泡正常发光，电流表的示数如图乙所示，电流表的 读数为　　A，小灯泡正常发光时的电阻为　　Ω（结果保留一位小数） （4）探究小组还想探究“导体中的电流与导体电阻”的关系，他们设计的电路图如图丙所示：7 ①若探究小组闭合开关后，发现电流表无示数，用电压表分别测 R1、R2（R1≠R2）两端的电压，电压表并联 在 R1 两端时有示数，并联在 R2 两端时无示数，则此电路发生故障的原因是　 　． ②排除故障后，探究小组分别用电压表测出了 R1、R2 两端的电压，请你判断：通过以上操作，他们能探究 出“导体中的电流与导体电阻”的关系吗？　　（填“能”或“不能”），你判断的依据 是　 　． 【答案】（1）如图所示；（2）“10Ω 1A”；（3）0.3；12.7；乙；灯丝电阻随温度的升高而增大； （4）①R1 断路；②不能；无法控制 R1、R2 两端的电压相同且无法改变电流大小． 【解析】（1）灯的额定电压为 3.8V，灯正常发光时，变阻器的电压为 2.2V，因电压表大量程损坏，根据 串联电路电压的规律，变阻器与电压表并联，变阻器按一上一下串联接入电路中，如下所示： （2）电源电压为 6V，由欧姆定律，当灯正常发光时的电流：I=0.38A，根据串联电路电压的规律，变阻器 分得 的电压：U 滑=U﹣UL=6V﹣3.8V=2.2V，由欧姆定律的变形公式，变阻器连入电路中的电阻：R 滑 ==≈5.79Ω＞5Ω，故选用“10Ω 1A”的变阻器； （3）图中电流表选用小量程，分度值 为 0.02A，示数为 0.3A，则灯的电阻的：R=≈12.7Ω； （4）①闭合开关后，发现电流表无示数，说明电路断路，电压表并联在 R1 两端时有示数，并联在 R2 两端 时无示数，说明电阻 R1 断路； ②因实验中无法改变电路中的电流且两电阻两端的电压不相等，故不能探究出“导体中的电流与导体电阻” 的关系． 1. (2018·辽宁) 要测定某一导体的电阻，只要测出导体两端的 和导体中的 ，即可用公 式 计算出待测电阻．这种测电阻的方法叫做 。8 【答案】电压；电流；R=U/I；伏安法 【解析】如果用电压表测量出加在导体两端的电压，用电流表测出通过导体的电流，用欧姆定律就可以求 出导体的电阻，这种方法叫伏安法测电阻。 2．（2017•广东）如图所示电路中，电源电压为 4.5V，L1、L2 是小灯泡，当开关 S 闭合时，电压表的示数 为 1.5V，忽略温度对灯丝电阻的影响，则（　　） A．L2 两端的电压为 1.5V B．L1 两端的电压为 1.5V C．L1 与 L2 的灯丝电阻之比为 2：1 D．通过 L1 与 L2 的电流之比为 1：2 【答案】B． 【解析】由电路图可知，两灯泡串联，电压表测 L1 两端的电压，则 L1 两端的电压为 U1=1.5V，故 B 正确； 因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，L2 两端的电压：U2=U﹣U1=4.5V﹣1.5V=3V，故 A 错误；因串 联电路中各处的电流相等，所以通过 L1 与 L2 的电流之比为 1：1，故 D 错误；由 I= 可得，L1 与 L2 的灯丝 电阻之比： = = = = ，故 C 错误． 3．（2017•常德）如图所示，R0 为定值电阻，R1 为滑动变阻器，V1、V2 为实验室用电压表（接线柱上标有 “﹣”、“3”、“15”），闭合开关后，调节滑片 P，使两电压表指针所指位置相同．下列说法中正确的 是（　　） A．电压表 V1 与 V2 示数之比为 1：5 B．通过两电阻电流之比 4：1 C．R0 与 R1 两端电压之比为 1：5 D．R0 与 R1 的阻值之比为 1：4 【答案】D． 【解析】（1）电路中，两电阻串联，根据串联电路电流的规律，通过两电阻电流之比为 1：1，B 错误；9 （2）V2 测 R0 的电压，V1 测电源电压，根据串联电路电压的规律，V1 的示数大于 V2 的示数，使两电压表指 针所指位置相同，故 V2 选用大量程，V1 选用小量程，根据电压表大小量程之比为 5：1，故电压表 V1 与 V2 示数之比为 5：1，A 错误； （3）设 R0 的示数为 U，则电源电压为 5U，根据串联电路电压的规律，R1 的电压为：5U﹣U=4U，R0 与 R1 两 端电压之比为 1：4，C 错误；根据分压原理，R0 与 R1 的阻值之比为 1：4，D 正确． 4.(2018·辽宁) 伏安法测电阻时，使用的电源电压是 15V，电压表有 0—3V 和 0—15V 两个量程，电流表有 0—0.6A 和 0—3A 两个量程，估计待测电阻约为 10Ω，则电压表应选择量程_ ，电流表应选 量程 。 【答案】0—15V，　 0—3A 【解析】电阻两端电压最大为电源电压 15V，故电压表的量程应选 0—15V。 当电压最大时 ，所以电流表的量程应选择 0—3A。 5.(2017·河北) 某同学在用伏安法测电阻实验中，按图甲电路图进行实验测出几组数据，根据数据作出图 乙 U-I 图线，则被测电阻 R1 的阻值为 Ω，滑动变阻器的滑片在某一位置时，电压表的指针位置 如图丙所示，则电压表的示数为 V。 【答案】8；1.6 【解析】R1 的求法根据 U-I 图线取对应值 ，电压表的读数，先看使用的量程(0—3V)， 再看分度值(0.1V)，然后看指针的位置(1.6V)。 6.(2018·大连)为了测量 的阻值，某同学设计了如图(1)所示的电路．已知 R0 为 10Ω，当 S1 断开、S2 闭 合时，电压表的示数为 3V；当 S2 断开、S1 闭合时，电压表的示数如图(2)所示，由此可知 R0 两端的电压为 V，Rx 的阻值为 Ω。10 　　　　　　　 【答案】 0.6　 40 【解析】从题中电路图可知，当 S1 断开、S2 闭合时，电压表测电源电压，所以电源电压为 3 V；当 S 断开、 S1 闭合时，电压表测串联电路中 Rx 两端的电压，此时电压为 2.4V，根据串联电路的电压规律可知，R0 两端 的电压为 3V—2.4V=0.6V，利用串联电路中电流相等可知， ，即 ，解得 。 7. (2018·石家庄)某同学在用伏安法测电阻时，电流表量程选择正确但不慎将两表的位置接错，其错误的 电路图如图所示，那么当开关 S 闭合后，产生的结果是 。 【答案】电流表被烧坏 【解析】图中电流表直接接在了电源两端，电流太大，烧坏电流表。 8. (2018·合肥)在“伏安法测电阻”的实验中，老师提供了以下器材：几节干电池、3 个已知阻值的电阻 R0(5Ω，8Ω，12Ω)、1 只最大阻值为 10Ω 的几个滑动变阻器，被测电阻 Rx，2 个开关，电压表和电流表各 1 只，导线若干，实验前老师启发同学们：为了使测定的电阻值更精确，采用多次测量取平均值的方法，甲、 乙、丙、丁四个小组分别设计了以下待测电阻 Rx 的四个方案，如下图每个方案只变化一种元件或改变状态， 且四个组的变化都不相同，并都顺利完成了实验，依据实验方案回答 　　 (1)实验中测得如下表所示数据，该方案是________小组的。　　 实验次数 1 2 311 电压 U/V 1.5 3.0 4.5 电流 I/A 0.10 0.20 0.31 　　(2)为达到多次测量电流和电压值的目的，乙小组在实验中操作时需要更换________ 　　(3)上述四个实验方案中最佳的是________小组 【答案与解析】(1)甲或丙　　(2)不同阻值的 R0　　(3)丙，分析：表格中的电流值与电压值成正比，说明 所设计的电路能够成倍地改变 Rx 两端的电压，四个电路中只有甲和丙满足这一要求，其中甲是通过改变电 池节数来改变电源电压的，但操作较为麻烦。 9.(2018·山东) 小新同学想利用两块电压表和阻值已知的电阻 R0 测量电阻 RX 的阻值。小新选择了满足实验 要求的电源、电压表 V1 和 V2。 （1）请你用笔画线表示导线，完成如图所示的实验电路的连接。（导线不得交叉） （2）电压表 V1 的示数用 U1 表示，电压表 V2 的示数用 U2 表示，请用 U1、U2 和 R0 表示：RX＝ _________________。 【答案】（1）如图 （2） 【解析】电路中的电流 ,因为串联电路中电流处处相等，所以通过的 RX 的电流也等于 I，所以 。 2 0 1 U RU 1 0 UI R = 2 2 0 1 X U UR RI U = =12 10.(2018·新疆)如图甲所示，小灯泡的额定电压为 3.8V，电源电压不大于 3V。 ⑴为了做“用滑动变阻器改变通过小灯泡的电流”的实验，已将所用器材连成部分电路。若要求滑动变阻 器的滑片 P 向右移动时，通过小灯泡中的电流变大，在原图中补画导线，组成符合要求的电路；（电流表 使用 0-0.6A 量程） ⑵为了做“测定小灯泡电阻”的实验，请你再将电压表接在小灯泡两端。小明同学连接好实验电路，检查 连接无误后闭合开关，发现电流表有示数，电压表无示数。若电路中只有一处故障，请你判断电路中出现 的故障可能是： 。在连成正确电路后闭合开关 S，两电表的指针位置如图乙所示，灯泡 此时的电阻为 Ω 【答案】（1） （2）灯泡短路；7.5Ω 【解析】（1）滑动变阻器右移，电路中电流变大，总电阻减小，滑动变阻器接入电路电阻减小，所以导线 接滑动变阻器右下端接线柱，把滑动变阻器串联在电路中。又因为电源电压为 3V，电压表选择 0～3V 量程， 电压表与灯泡并联，电流从电压表正接线柱流入，从负接线柱流出。 （2）电压表选择 0～3V 量程，每一个大格代表 1V，每一个小格代表 0.1V，电压为 1.8V， 由实物连接图知，电流表选择 0～0.6A 量程，每一个大格代表 0.2A，每一个小格代表 0.02A，电流为 0.24A， 。1.8 7.50.24 U VR I A = = = Ω