专题20 伏安法测电阻-2019年中考物理必考22个实验考学练(解析版)
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电阻的测量1.(2019福建,30)现要测量电阻R X的阻值,提供的实验器材有:待测电阻R x(约5Ω)、两节干电池、电流表、电压表、滑动变阻器、开关及导线若干°(1)用笔画线代替导线,将图1中的实物图连接完整,要求滑动变阻器的滑片P向接线柱D移动时接入电路的阻值变小。
(2)正确连线后,闭合开关,移动滑片P,电流表示数几乎为零,电压表示数接近电源电压且几乎不变。
若电路中只有一处故障,可判断该故障是。
(3)排除故障继续实验,某次测量,电流表的示数为0.50A,电压表的示数如图2,该示数为V,则R x=Ω。
(4)某同学利用电源(电压未知)、电阻箱(0﹣999.9Ω)和电流表(指针能正常偏转,但刻度盘示数模糊不清)等器材,测电阻R x的阻值,设计的电路如图3.完成下列实验步骤:①正确连接电路,断开S1、S2,将电阻箱R阻值调至最大;②;③;④电阻R x=。
(用测得量的符号表示)2.(2019天水,20)利用图甲所示的电路测量未知电阻R x的阻值,阻值大约为5Ω。
(])请你根据电路图用笔画线代导线,将图乙的实验电路连接完整。
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片置于______端(选填“A”或“B”)。
(3)闭合开关,发现电压表和电流表均无示数。
小芳利用另一只完好的电压表进行检测,把电压表分别接在a、b 之间和b、c之间,电压表均有示数;接在a、c之间,电压表无示数。
如果电路连接完好,只有一个元件有故障,该故障是______。
(4)排除故障后,调节滑动变阻器,记录多组数据。
画出了待测电阻R x的I-U图象,如图丙所示。
由图象可得R x=______Ω.(5)如图丁所示的实验电路图,不能够得出定值电阻R x阻值的电路是______。
3.(2019玉林,)如图所示,图甲是“伏安法测电阻”的实验电路图。
(1)请你根据图甲的电路图,用笔画线代替导线,将图乙中的实物图连接完整。
(要求滑动变阻器滑片P向右移动时阻值变大)(2)在连接电路时,开关必须。
中考物理电学实验、电路故障专题练习(含答案解析)一.“伏安法测电阻、欧姆定律”专题伏安法测电阻,是初中物理中的一个重要实验。
它同“测小灯泡功率”一样,几乎集中了初中电学的所有重点知识。
如串联电路的电流、电压特点,电流表、电压表的使用及读数,电学实验的操作步骤,实验故障,滑动变阻器的使用,欧姆定律,电阻的计算、表格的设计等。
例题:阅读短文,并回答短文后的问题。
在“探究电阻上的电流跟电压的关系”的过程中,一些同学作出了以下猜想:猜想A:加在电阻两端的电压越大,通过的电流越小;猜想B:加在电阻两端的电压越大,通过的电流越大;猜想C:加在电阻两端的电压增大,通过的电流不变。
为了验证上述猜想是否正确,小明用定值电阻和一个电压恒定的电源,及有关的实验器材,设计了电路,按实验要求分别测出有关的物理量。
(1)为了完成该实验,需要的测量仪表是________ 、________ 。
(2)表中是小明在实验中测出的数据,其中R为定值电阻,阻值分别为20Ω10Ω5Ω是电阻R两端的电压,I是通过电阻R的电流。
是正确的(填“A”、“B”或“C”)。
(3)通过分析比较以上数据,你还发现了________ 。
答案: (1)电流表;电压表;(2)1、2、3或4、5、6或7、8、9;B;(3)电压相同时,电阻越大,电流越小.二.测小灯泡功率“测小灯泡功率”的问题之所以成为中考热点,是因为在题中几乎集中了初中电学的所有重点知识。
如串联电路的电流、电压特点,电流表、电压表的使用及读数,电学实验的操作步骤,实验故障,滑动变阻器的使用,欧姆定律,电功率的计算,电源的合理选择、表格的设计等。
例题:在测定小灯泡额定功率的实验中 (所用灯泡的额定电压U0=3.8V):(1)王强小组采用图1所示的方案,这种测量方法叫做______;测量时发现闭合开关后,无论怎样移动滑片P,灯都不亮,电流表示数始终为0,电压表示数约为6V,则电路中出现的故障可能是:_______;排除故障后,调节滑动变阻器,直到电压表的示数为3.8V,此时电流表示数如图2所示,则小灯泡的额定功率为______W;(2)姚远小组设计了另一种实验方案(其中电源电压未知,电阻R的阻值已知):实验步骤:①电路如图3所示,请你按电路图在图4中用笔画线连好电路;②开关S拨到位置1,移动滑片P至任一位置,读出电流表示数I1;③开关S拨到位置2,滑片P位置不动,读出电流表示数I2。
一. 教学内容:伏安法测电阻实验问题综合二. 学习目标:1、掌握伏安法测电阻的实验原理及两种电路的误差来源。
2、熟练利用伏安法测电阻的实验原理对实验电路及器材做出选择。
3、重点掌握伏安法实验习题的类型及其相关的解法。
考点地位:伏安法测电阻是电学实验的重点内容,是历年高考考查的重点和难点,实验所涉及的知识面广,综合性强,难度较大,从出题内容上可以从多角度考查学生的实验分析能力,包括电阻的测量、电表内阻的测量、电路及仪器器材的选择、实验电路的连接、实验原理的迁移等,出题形式主要是以实验题形式出现,2008年全国Ⅱ卷第22题、广东理科基础卷第14题、2007年海南卷第13题、上海卷第15题、全国Ⅱ卷第22题,2006年全国Ⅰ卷第22题均通过实验题的形式进行考查。
2007年江苏卷第9题以选择题形式考查。
三. 重难点解析:1、伏安法测电阻原理分析:(我们不讲基本概念,但是要求简单的列出来。
我们的重点是总结、归纳、提高,突出重点难点,指出学生容易犯的错误,给出避免的方法。
)(1)测量原理:根据欧姆定律R U I =,得到I UR =,用电压表测出电阻两端的电压和通过电阻的电流,就可以求出电阻,这种测量电阻的方法叫伏安法。
可见,为了减小误差,该电路适合测大电阻,即A R R >>R R I U R =真可见,为减小误差,该电路适合测小电阻,即V R R << 题型1、伏安法实验原理问题:用伏安法测电阻,当被测电阻的阻值不能估计时,可采用试接的办法,如图所示。
让电压表一端先后接到b 点和c 点,观察两个电表的示数,若电流表的示数有显著变化,则待测电阻的阻值跟________表的内阻可以比拟。
电压表的两端应接在a 、________两点;若电压表的示数有显著变化,则待测电阻的阻值跟_________表的内阻可比拟,电压表应接在a 、________两点。
答案:电压 c电流b变式:用伏安法测金属电阻x R (约为Ω5)的值。
实验二十三、伏安法测电阻的实验【实验目的】:用电流表、电压表测出未知电阻(或小灯泡)的阻值【实验器材】:电源、开关、电压表、电流表、待测电阻、滑动变阻器、若干导线等。
【实验原理】:R=U/I【实验步骤】: ①按图连好电路,注意连接时开关要断开,开关闭合之前要把滑动变阻器调到阻值最大处; ②检查无误后,闭合开关,调节滑动变阻器滑片 P 的位置,改变电阻两端电压分别为U 1、U 2、U 3观察电流表每次对应的数值,I 1、I 2、I 3 分别填入设计的记录表格;③根据每次记录的电压和电流值,求它的对应的电阻值,再求出它们的平均值; ④整理器材。
【考点方向】:1、原理:欧姆定律变形式R=U/I 。
2、滑动变阻器的作用:①保护电路;②改变电阻(或灯泡)两端的电压和通过电阻的电流3、电压表量程的选择:看电源电压,一般电压表量程稍大于电源电压。
1233R R R R ++=4、电流表的量程选择:I=U/R最小值(定值电阻) I=P额/U额5、滑动变阻器规格选取:1、看电流 2、计算电阻:R滑=(U-U额)/I额6、使小灯泡正常发光的操作:移动滑动变阻器使电压表示数等于小灯泡额定电压。
7、测定值电阻的阻值,它需要求平均值,因为多次多次测量求平均值,减小实验误差。
8、测小灯泡阻值,它不需求平均值,因为灯丝电阻随温度变化而变化,求平均值失去意义。
9、测量结果偏小是因为:有部分电流通过电压表,电流表的示数大于实际通过Rx电流。
根据Rx=U/I电阻偏小。
10、如果在实验中,无论如何移动滑动变阻器,电压表,或电流表的示数没有任何变化,那么可能的原因是:滑动变阻器接法错误,可能同时接成了上面的两个接线柱或同时接在了下面的两个接线柱。
11、闭合开关后,如果发现灯泡不亮,接下来的操作是:移动滑动变阻器,观察小灯泡是否会发光。
12、通过移动滑动变阻器的滑片P记录了多组数据,并作出了的I﹣U图象,发现其图像并不是一条直线,是因为:小灯泡的电阻丝阻值会随温度的变化而变化。
专题伏安法测电阻1.(2019上海中考题)小华同学做“用电流表、电压表测电阻”实验,现有电源(电压为3伏且保持不变)、待测电阻R x、电流表、电压表、电健各一个,滑动变阻器有A、B、C三个(分别标有“5Ω 2A”字样、“10Ω 2A”字样、“50Ω 1A”字样),以及导线若干。
小华实验时选取其中一个滑动变阻器,正确连接电路,且使滑动变阻器的滑片在中点附近,闭合电键时各电表示数如图10(a)、(b)所示,并记录第一组数据。
继续移动滑片,当电压表示数在如图(a)的基础上偏转两格后,记录第二组数据,此时小华发现电压表、电流表偏转角度相同。
求:①电压表的量程是伏。
②计算说明实验中电流表的量程。
③根据记录的第二组数据,计算出此时待测电阻R x的阻值。
【答案】①0﹣3V;②0﹣0.6A;③5Ω,5Ω。
【解析】①正确连接电路,即待测电阻与变阻器串联,电流表串联在电路中,电压表与待测电阻并联,因电源电压为3V,故电压表选用小量程0﹣3V;②(a)图中,电压表选用小量程,分度值为0.1V,电压表示数为1.4V;(b)图中,若电流表选用大量程,电流为1.4A;若选用小量程,电流为0.28A;根据串联电路电压的规律,变阻器的电压为:U R=U-U X=3V﹣1.4V=1.6V,若电流表选用大量程,变阻器连入电路的电阻:R滑中=U滑/I大=1.6伏/1.4安≈1.14Ω,变阻器最大电阻为2×1.14Ω=2.28Ω,与题中所给的变阻器的规格差别较大,所以不可能是大量程;若电流表选用小量程,变阻器连入电路的电阻:R滑中=U滑/I小=1.6伏/0.28安≈5.71Ω,变阻器最大电阻为2×5.71Ω=11.4Ω,与题中所给的“10Ω 2A”变阻器的相吻合,故电流表选用小量程0﹣0.6A;③电流表示数为0.28A,继续移动滑片,当电压表示数在如图(a)的基础上偏转两格后,电压表示数可能为1.6V或1.2V;若电压表示数为1.4V+2×0.1V=1.6V,即电压表示数变大,根据U=IR,则电路中电流也应变大,电流为:0.28A+2×0.02A=0.32A;由欧姆定律得:R x=U x/I x=1.6伏/0.32安=5Ω;若电压表示数为1.4V﹣2×0.1V=1.2V,即电压表示数变小,根据U=IR,则电路中的电流也应变小,电流为:0.28A﹣2×0.02A=0.24A;由欧姆定律得:R x'=U'x/I'x=1.2伏/0.24安=5Ω。
专项训练(五) 伏安法测电阻、电功率(限时:25分钟)1.小亮用“伏安法”测小灯泡的电阻,小灯泡额定电压是2.5 V,电源电压4.5 V。
(1)请用笔画线代替导线,将图ZX5-1甲所示的实物电路连接完整。
图ZX5-1(2)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”)端。
(3)闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,当电压表的示数为2.5 V时,电流表示数如图乙所示,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图像,发现I-U图线是一条曲线,原因是。
(4)如果还想测量额定电压为3.8 V的小灯泡正常发光时的电阻,但是电压表的15 V量程已经损坏,在不改变原器材的情况下,你的办法是。
2.如图ZX5-2甲所示是林红同学连接的测电阻R阻值的电路。
图ZX5-2(1)图甲电路中有一根导线连接错了,请你在接错的导线上打“×”,并画出正确的连线。
(2)在图乙所示的虚线框内画出对应的电路图。
(3)伏安法测电阻的原理是。
(4)当滑片P在某点时,电压表的示数是3.4 V,电流表示数如图丙所示,则被测电阻R的阻值是Ω。
(5)若闭合开关后发现电流表指针偏转,电压表指针没有偏转,该故障的原因是。
A.电阻R接线短路B.电阻R接线断路C.电源接触不良D.电流表接线短路(6)林红同学又做了“测量小灯泡电阻”的实验,分别记下了多组对应的电压表和电流表示数,并绘制了U-I图像,如图丁所示。
根据图像信息得知,当加在灯泡两端的电压为1.5 V时,小灯泡的电阻是Ω。
根据图像中的数据计算发现:小灯泡两端的电压不同时,灯丝的电阻不同,你认为原因可能是。
3.林红同学用如图ZX5-3甲所示的电路来测量一未知电阻R x的阻值。
图ZX5-3(1)请用笔画线代替导线,将图甲中实物图连接完整。
(使滑片向左移动时,电流表示数变大)(2)闭合开关后,当滑动电阻器的滑片向左移动到某一位置时,电压表的示数为1.2 V,电流表的示数如图乙所示,则I= A,R x= Ω。
2019年中考物理电学实验探究专题复习(精选全国中考真题+详细解析答案,值得下载)1.小明用“伏安法”测量一个定值电阻Rx的阻值(约为20Ω左右)。
实验器材有:定值电阻Rx、电压表(量程0~3V和0~15V)、电流表(量程0~0.6A和0~3A)、滑动变阻器(20Ω 1A)、开关、学生电源各一个,导线若干。
(1)“伏安法”测量电阻的原理是;(2)如图13a所示是“伏安法”测量电阻的实验电路图,图中甲、乙为两个电表,其中甲为表;(3)本实验电源电压选用12V,电压表应该选用量程,电流表选用0~0.6A量程;连接如图13b所示的电流表时,应该使电流从“”接线柱流入电流表;(4)闭合开关后,发现电压表的示数约为6v,电流表示数为零;移动滑动变阻器滑片,电压表示数有明显变化,但电流表示数为零,则发生故障的元件是;(5)排除故障后,接通电路,移动滑动变阻器滑片,当电流表的示数如图13b所示时,通过电阻Rx的电流大小是A;(6)经多次测量,小明由实验数据绘制得如图13c所示的U-I图象,由图象可知电阻Rx=Ω(保留一位小数);(7)在物理实验中,经常要对物理量进行多次测量,下列实验与本次实验进行多次测量的目的相同的是(填序号)。
A.用刻度尺测量物理课本的长与宽B.探究杠杠的平衡条件C.测量小灯泡的电功率解析:本题考查了用伏安法测未知电阻的实验。
对于本实验电路中电流表、电压表量程的选择、连接等注意掌握,同时对滑动变阻器在电路中的使用、电路故障分析和实验方法理解。
(1)用伏安法测电阻,需用电压表与电阻并联测出电压,电流表与电阻串联测出电流,根据R=U/I计算出电阻值,由于要多测几次求平均值,所以电路中需用到滑动变阻器,注意电流从电表的正接线柱流入、负接线柱流出;“伏安法”测量电阻的原理是R=U/I;(2)如图13a所示是“伏安法”测量电阻的实验电路图,图中甲电表并联、乙电表串联,所以甲为电压表;(3)本实验电源电压选用12V,根据题给滑动变阻器(20Ω 1A)、定值电阻Rx的阻值(约为20Ω左右)所以由I=U/R可估算得:I总min=12V/(20Ω+20Ω)=0.3A;被测定值电阻Rx两端的电压最小为U Rx=6V,所以电压表应该选用0~15V量程,电流表选用0~0.6A量程;连接如图13b所示的电流表时,应该使电流从正接线柱流入即0.6A接线柱流入电流表;(4)闭合开关,发现电压表的示数约为6v,电流表示数为零;移动滑动变阻器滑片,电压表示数有明显变化,说明电路连通,但电流表示数为零,则发生故障的元件是电流表短路;(5)排除故障后,接通电路,移动滑动变阻器滑片,当电流表的示数如图13b所示时,根据电流表选用0~0.6A量程,则通过电阻Rx的电流大小是0.34A;(6)多次测量,小明由实验数据绘制得如图13c所示的U-I图象,由图象选择坐标点(10v;0.45A)可知电阻Rx=10v/0.45A=22.2Ω(保留一位小数);(7)本次实验对物理量电阻R进行多次测量,求平均值,减少实验误差,所以下列实验与进行多次测量的目的相同的是A。
2019中考物理实验题专题训练实验题是中考非常重要的内容,分值20分一、中考物理实验主要题型及解法分析:1、测量型实验题(1)直接测量型实验(一般考仪器的读数如:刻度尺、秒表、天平、量筒等)【例1】、请你读出下图中直尺的分度值和木块的长度A:分度值,木块长度;B:分度值,木块长度C:分度值,木块长度;D:分度值,木块长度E:分度值,木块长度;F:分度值,木块长度解题方法:先确定分度值,再估读到分度值的下一位,若刚好对准刻度线的估计值可记为“0”规律:分度值是1cm的结果有1位小数;分度值是0.1cm的结果有2位小数【例2】、下图中甲秒表的示数是;乙秒表的示数是解题方法:先读分(取整数)后读秒;要注意观察大圈一圈是30秒还是60秒,若一圈是30秒要看分针是否超过半格从而确定秒是读大于30秒还是小于30秒。
【例3】、上图中温度计的示数别是;乙秒表的示数是解题方法:先根据刻度的大小规律确定“0”刻度的位置,从而确定液面在“0”上还是“0”下“0”上是“+”数;“0”下是“—”数(2)间接测量型实验。
(这类实验只有4个)(如①用天平、量筒测密度②测物体的平均速度③伏安法测电阻④伏安法测电功率)注意:①解题方法:解间接测量实验题目应抓住实验的目的和原理(公式)思考,要测出某个物理量要知道那些物理量,然后根据题目给出的器材怎样才能测出这些物理量,思考清楚后再去解答②测量型实验,一般要多次测量,目的是为了求平均值减少误差2、探究型实验题这种实验一般是要求通过实验得出某些物理量之间的关系,或某些物理规律。
注意:①常用探究的方法有:“控制变量法”“类比法”等方法。
②解探究实验题目应抓住探究的目的思考,应怎样操作才能验证某个猜想或得出想要的规律、关系。
③该类实验实验,也要多次测量,目的是避免偶然因素的影响,使得出的规律具有普遍性3、开放型实验题有许多物理实验可以用不同的方法来做,用不同的实验方法、不同的验仪器能得出相同的实验结果,也就是说物理实验具有开放性。
2019 年中考物理真题分类汇编——电压与电阻1.( 2019 广东, 21)以下图,图甲中电流表的读数为 A ,图乙中电压表的读数为V.2.( 2019 铜仁, 16)滑动变阻器是经过改变接入电路中电阻丝的来改变电阻的大小,进而改变流过电路中的。
3.(2019云南, 19)以下图 ,电压表的读数是V4.(2019 东营, 13)以下图,酸甜多汁的水果供给的电力足以点亮一排发光二极管,在此电路中水果饰演的角色是:它为发光二极管供给了,使自由电荷在电路中定向运动起来。
5.( 2019 兰州, 19)石墨烯被称为“黑金” 、“新资料之王” ,科学家甚至预知石墨烯将“彻底改变 21 世纪”。
以下图,利用石墨烯制成的只有一个碳原子厚度,约为0.335nm 的二维碳膜,是当前最薄、强度最大、导电导热性能最强的一种新式纳米资料。
该二维碳膜的厚度为m,依据导电性能区分,它属于(选填“导体”或“绝缘体”)。
6.( 2019 成都, 21)以下图电路,开关 S 闭合后 ,两灯均发光 ,电压表测的是灯(选填“L 1”或“ L2” )两头电压。
一段时间后 ,两灯均熄灭 ,但电压表有读数且示数较大 ,电流表无读数,则故障可能是( 选填“ L1短路” .“ L1断路”或“ L2断路” )。
7.( 2019 贵港, 15)太阳能是一种_____能源(选填“可重生”或“不行重生”);商场条形码辨别仪的光敏二极管的主要资料是_____(选填“半导体”“超导体”或“纳米资料”)。
8.( 2019 淮安, 11)以下图是淮安某路口安装的一种太阳能交通信号灯。
太阳能属于____ (选填“可重生”或“不行重生”)能源,用________ 资料制成的LED (发光二极管)交通信号灯昼夜发光,提示着人们注意交通安全。
9.(2019 苏州, 18)以下图电路中,电电压为 3V,R1和R2阻值相等 .若断开 S2闭合 S1、S3,两电阻的连结方式为 ______(选填“串连或并联” ),若断开 S1、 S3,闭合 S2,此时电压表示数为 _______V10.( 2019 内江,17)以下图,电源电压为3V,闭合开关,两只同样的灯泡L1、L2都亮,灯泡L 2两头的电压为V .忽然两只灯泡同时熄灭,电压表的示数变成3V,电路故障可能是灯泡开路(选填“L 1”或“ L 2”)11.(2019 上海,14)在以下图的电路中,电源电压为U0,且保持不变工作。
实验二十三、伏安法测电阻的实验【实验目的】:用电流表、电压表测出未知电阻(或小灯泡)的阻值【实验器材】:电源、开关、电压表、电流表、待测电阻、滑动变阻器、若干导线等。
【实验原理】:R=U/I【实验步骤】:① 按国连好电路,注意连接时开关要断开,开关闭合之前要把滑动变阻器调到阻值最大处;② 检查无误后,闭合开关,调廿滑动变阻器滑片P 的位置,改变电阻两端电压分别为I%、 上、艮观察电流表每次对应的数值,I,、L 、L 分别填入设计的记录表格:③根据每次记录的电压和电流值,求它的对应的电阻值,再求出它们的平•均值次数电压U/V 电流I/A 电阻R/Q 代+与+氏3123夫 _ R + &3④整理器材。
【考点方向】:1、原理:欧姆定律变形式R 二U/L2、滑动变阻器的作用:①保护电路;②改变电阻(或灯泡)端的电压和通过电阻的电流3、电压表量程的选择:看电源电压,一般电压表量程稍大于电源电压。
果电路连接完好,只有一个元件有故障,该故障是・(4)排除故障后,调节滑动变阻器.记录多组数据.画出了待测电阻L的I-U图象,如图丙所示.由图象可得Rx=由该图像你还可以得出结论,o⑸小芳的同学小华此时在利用该装置,进行测量小灯泡的未知电阻实验,测量几组数据后,发现同一个小灯泡得出的每一组数据,计算得出的阻值都不同,原因是:。
(6)聪明的小芳说不使用电压表也能完成实验,又设计了一种方案,测出了足的阻值.电路如图丁所示,&为阻值已知的定值电阻,电源电氏未知且恒定不变•测量步骤如下:当开关_______________________________________时.电流表读数为I』①② 当开关S,,9都闭合时.电流表读数为L;③ 待测电阻R==.(用已知和测出的物理量符号表示)【答案】<1)如下图:(2)B;降低电流,保护电路;(3)滑动变阻器断路;(4)4:导体的电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成正比:(5)小灯泡电阻税的阻值会随着温度的变化而变化。
实验二十、伏安法测电阻的实验【实验目的】:用电流表、电压表测电阻【实验器材】:电源、开关、电压表、电流表、待测电阻、滑动变阻器、若干导线等。
【实验原理】:R=U/I【实验步骤】:①按图连好电路,注意连接时开关要断开,开关闭合之前要把滑动变阻器调到阻值最大处; ②检查无误后,闭合开关,调节滑动变阻器滑片 P 的位置,改变电阻两端电压分别为U 1、U 2、U 3观察电流表每次对应的数值,I 1、I 2、I 3 分别填入设计的记录表格;次数 电压U/V电流I/A电阻R/Ω1233R R R R ++=1 2 3③根据每次记录的电压和电流值,求它的对应的电阻值,再求出它们的平均值1233R R R R ++=;④整理器材。
【考点方向】:1、原理:欧姆定律变形R=U/I2、滑动变阻器的作用:①保护电路;②改变电阻(或灯泡)两端的电压和通过电阻的电流3、电压表量程的选择:看电源电压4、电流表的量程选择:I=U/R最小值(定值电阻) I=P额/U额5、滑动变阻器规格选取:1、看电流 2、计算电阻:R滑=(U-U额)/I额6、使小灯泡正常发光的操作:移动滑动变阻器使电压表示数等于小灯泡额定电压。
7、注意:此次实验分两类:一是测定值电阻的阻值,它需要求平均值,因为多次多次测量求平均值,减小实验误差。
二是测小灯泡阻值,它不需求平均值,因为灯丝电阻随温度变化而变化,求平均值失去意义。
8、测量结果偏小是因为:有部分电流通过电压表,电流表的示数大于实际通过Rx电流。
根据Rx=U/I电阻偏小。
【经典例题】:例题:(2018·河南)小芳利用图甲所示的电路测量未知电阻R x的阻值,阻值大约为5 Ω.(1)请你根据电路图,用笔画线代替导线,在图乙中完成实验电路的连接.(2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片置于________(填“A”或“B”)端.(3)闭合开关,发现电压表和电流表均无示数.小芳利用另一个完好的电压表进行检测,把电压表分别接在a、b之间和b、c之间,电压表均有示数;接在a、c之间,电压表无示数.如果电路连接完好,只有一个元件有故障,该故障是_______________________________________________________________.(4)排除故障后,调节滑动变阻器,记录多组数据.画出了待测电阻R x的I-U图象,如图丙所示.由图象可得R x=________Ω.(5)小芳又设计了一种方案,也测出了R x的阻值.电路如图丁所示,R0为阻值已知的定值电阻,电源电压未知且恒定不变.测量步骤如下:①当开关______________________________________时,电流表读数为I1;②当开关S1、S2都闭合时,电流表读数为I2;③待测电阻R x=________.(用已知和测出的物理量符号表示)【答案】(1)如下图:(2)B (3)滑动变阻器断路(4)4 (5)①闭合、断开③【解析】(1)除电压表外,电流依次经过开关、调动变阻器、未知电阻、电流表形成一个闭合回路。
最终再将电压表并联接到待测电阻两端。
因电池为两节干电池,则未知电阻两端电压不超过,则电压表选量程。
待测电阻约为,当变阻器阻值为0时,电路中的电流最大,最大电流为,故电流表选的量程。
故应将电压表“3”接线柱接未知电阻右侧,再将未知电阻左侧接电流表的“0.6”接线柱。
(2)开关闭合前,应将变阻器的滑片移到离下端接线柱最远的位置,使变阻器接入电路的电阻最大,开关闭合后电路中的电流最小,最有利于元件的保护。
(3)闭合开关,电压表和电流表均无示数,表明电路中存在断路。
把电压表接在、之间,电压表测量电源电压,电压表有示数,表明电源正常。
把电压表接在、之间,电压表有示数,表明点通过开关连接上电源正极,点通过未知电阻、电流表连接上电源负极,则只有可能、间的滑动变阻器出现断路。
(4)从未知电阻的图像可以看出,当未知电阻的电压为时,流过它的电流为,则未知电阻的阻值为:(5)只有一个电流表,没有电压表,要测量未知电阻的阻值,需要用电流表先后测量两个不同电流值,再根据的阻值推算的电阻值。
先让闭合、断开,、串联,电路中的电流为;则有:再将开关、都闭合,被短路,只有接入电路,电流表读数为;则有:联合上面两式求解,得练习1:小亮在做“测量小灯泡的电阻”实验中,所用小灯泡上标有2.5V"字样。
(1)如图是小亮未连接好的电路,请你用笔画线代替导线,将实物图补充完整:(2)电路连好后,小亮分别测出了小灯泡的几组电压和电流值.记录在表格中。
①小灯泡正常工作时的电阻为Ω。
②小亮从数据中发现,灯泡的电阻是变化的,你认为影响电阻变化的主要因素是。
(3)完成上述实验后,小亮看到滑动动变阻器的铭牌模糊不清,于是想测量变阻器的最大阻值R x。
他从实验室找来一个阻值已知为R0的定值电阻替换了灯泡.同时撤去了发生故障的电流表,并利用余下器材(电压未知的电源、量程合适的电压表、滑动变阻器、开关各—个。
导线),在不改动电压表位置及其连线的情况下,很快测出了R x的大小。
①请把你设计的电路电路图在虚线框内。
②简述实验过程中要测量的物理量并用相应字母表示:(1) ;(2) ;③R x= (用已知量和测量量表示)。
【答案】(1)(2)①;②温度(3)①实验次数 1 2 3U/N 2.0 2.5 2.8I/A 0.22 0.25 0.26R/Ω②(i)将滑动变阻器的滑片调到端阻值为零处,记下电压表的示数;(ii)将滑动变阻器的滑片调到端阻值最大处,记下电压表的示数③【解析】:(1)灯泡额定电流为,电压表选择,电压表与灯泡并联,滑动变阻器已选定下面接线柱,上面接线柱任意选择,把滑动变阻器串联在电路中。
(2)当小灯泡两端电压,电流为,由欧姆定律,小灯泡电阻;根据欧姆定律,分别求出、、次实验电阻为:、、,实验过程中,灯丝长度、横截面积、材料不变,灯泡两端电压不同,灯丝温度不同,导致灯丝的电阻不同。
(3)无电流表,定值电阻与滑动变阻器串联,电压表与定值电阻并联,滑片在端阻值为时,电压表测电源电压,滑片滑到端最大阻值处时,电压表测定值电阻两端电压,此时定值电阻与滑动变阻器电流相等,所以,所以。
练习2:(2018•孝感)某校学习小组想用不同方法测量未知电阻R x的阻值,他们分成甲、乙两组分别进行实验:(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应滑至最端(选填“左”或“右”)闭合开关s,将滑动变阻器的滑片P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R x= (用题中给的字母表示)。
(2)乙小组设计实验电路图如图丙所示(其中电阻R1=8Ω);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(选填“R1断路”“R1短路”“R x断路”或“R x短路”)②故障排除后,闭合开关S得到电流表A2的示数I2=0.48A,电流表A1的示数如图丁所示,则I1= A;乙小组所测待测电阻R x= Ω【答案】(1)①如上图;②右;③;(2)①R1断路;②0.36;6。
【解析】(1)①根据滑片向左滑动,灯泡变亮确定滑动变阻器接线。
②为保护电路,闭合开关前需将滑片放在阻值最大处;③根据欧姆定律的变形公式计算出被测电阻的阻值;(2)①两灯泡并联,电流表测A1测电阻R1两端的电流,闭合开关S后,电流表A1的示数为零、电流表A2的示数正常,什么R1支路断路,故在R1处断路;②根据图丁指针的位置,确定量程,读出示数;根据并联电路的电流特点可求R1的电流,由并联分流公式可计算出R x电阻值;解:(1)①根据滑片向左滑动,电路中电流变大,灯泡变亮,则接入电阻应变小,如图所示:;②为保护电路,闭合开关前需将滑片放在阻值最大处即最右端;③闭合开关s,将滑动变阻器的滑片P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,根据欧姆定律,则待测电阻R x=;(2)①两灯泡并联,电流表测A1测电阻R1两端的电流,闭合开关S后,电流表A1的示数为零、电流表A2的示数正常,并联电路互不影响,说明R1支路断路,故在R1处断路;②由乙图知,电流表使用0﹣0.6A量程,分度值为0.02A,示数为0.36A,电阻R1的电流,I1=0.36A;电阻R x的电流,I2=0.48A,由并联分流的公式, =,测待测电阻R x===6Ω。
练习3:(2018•成都)某科技小组同学发现实验室有一只标有“XkΩ”的电阻(X为模糊不清的一个数字),为了测出这只电阻的阻值,他们进行了如下探究:(1)首先设计的实验电路如图1所示,使用的器材有:两节新干电池、待测电阻R X、电压表V (0〜3V、0〜15V量程)、电流表A(0〜0.6A、0〜3A量程)、滑动变阻器(标有“50Ω 1A”)、开关、导线若干。
试验后发现,该方案无法测出电阻R x的值,其主要原因是电流太小,无法用电流表直接测出。
(2)经讨论后他们利用原有器材并补充适当的器材,重新设计测量电阻R x的实验方案。
小李设计的电路图如图2所示,其中定值电阻R0=2kΩ.他连接电路后,闭合S1,断开S2,想先测出电源电压,但读出电压表示数U=2V,与两节干电池能提供的电压相差很大。
请教老师后才知道,电压表相当于一个能显示自身两端电压的定值电阻。
则根据小李的测量数据和电源电压(取3V),可估算出电压表自身的电阻为 4 kΩ。
(3)小组其他同学设计的实验电路如图所示,在电源电压恒定且己测出的条件下,能先测出电压表自身电阻后,在测出R x阻值的电路是 C 。
(4)他们选择正确方案测出R x的阻值后,又有同学提出,应该通过多次测量求平均值来减小误差。
在正确方案的基础上,通过下列操作,能实现多次测量R x阻值的是 A 。
A.改变电源电压 B.将R0换成50Ω的定值电阻 C.将电压表换成“0〜0.6A”的电流表【答案】(1)电流太小,无法用电流表直接测出;(2)4;(3)C;(4)A。
【解析】(1)由已知条件可求出电路中的最大电流与电流表小量程分度值比较;(2)分析电路的连接,根据串联电路电压的规律和分压原理求出电压表自身的电阻;(3)A、根据电流从电压表正接线柱流入分析;B、根据并联电路各支路互不影响,开关断开与闭合时,电压表示数不变,分析;C、开关向上打和向下打,分析电路的连接,根据串联电路电压的规律和分压原理分析;D、选项中,只能测量出待测电阻与串联时的电压,据此分析。
解:(1)实验室有一只标有“XkΩ”的电阻,即电阻为几千欧姆,电源电压为3V,由欧姆定律,(若为1千欧姆)通过其的最大电流为0.003A,远小于电流表小量程的分度值为0.02A,无法用电流表直接测出;(2)闭合S1,断开S2,电压表与定值电阻串联,电压表示数U=2V,定值电阻电压为3V﹣2V=1V,电压表示数为定值电阻电压的=2倍,根据分压原理,可估算出电压表自身的电阻为2×2kΩ=4kΩ;(3)A选项中,开关向左打若能测量出待测电阻电压,则开关向右打时,电流从电压表负接线柱流入,无法测量定值电阻的电压;B选项中,根据并联电路各支路互不影响,开关断开与闭合时,电压表示数不变,无法测待测电阻的电压;C选项中,开关向上打和向下打,待测电阻和定值电阻分别与电压表串联,电压表示数分别为U X、U1,由串联电路电压的规律可分别求出两电阻的电压为:U X=U﹣U1,U0=U﹣U2,根据分压原理有: =﹣﹣﹣﹣﹣①=﹣﹣﹣﹣﹣﹣②,因U、U1、U2、R0为已知量,由①②可求出待测电阻;C可行;D选项中,只能测量出待测电阻与串联时的电压,不可行;故选C;(4)对上面的C方案,A.若改变电源电压,则可得出不同的电压值,由①②可得出几组电阻值,可取平均值减小误差;可行;B.将R0换成50Ω的定值电阻,由①②只能测量出一个电阻值,不可行;C.将电压表换成“0〜0.6A”的电流表,因电源电压已知,S2打到上端时,也只能测量出一个电流值,求出一个电阻值,不可行;故选A。