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文檔簡介
17.3電阻的測量高頻易錯同步題精選
【易錯考點精講】
伏安法測電阻
u
【實驗原理】R=-
/
【實驗器材】電源、開關、導線、小燈泡、電流表、電壓表、滑動變阻器。
【實驗電路】
【實驗步驟】
①按電路圖連接實物電路。
u
②檢查無誤后閉合開關,使小燈泡發(fā)光,記錄電壓表和電流表的示數,代入公式火=7算出小燈泡的電阻。
u
③移動滑動變阻器滑片p的位置,多測幾組電壓和電流值,根據火=7計算每次的電阻值,并求出電阻的平均值。
【實驗表格】
次數電壓C/7V電流點電阻R/Q平均值尺/。
1
2
3
【注意事項】
①接通電源前應將開關處于斷開狀態(tài),將滑動變阻器的阻值調到最大;
②連好電路后要通過試觸的方法選擇電壓表和電流表的量程;
③滑動變阻器的作用:改變電阻兩端的電壓和通過的電流;保護電路。
【熱點題型精練】
一、選擇題
1.(2021?保定模擬)某用電器的電阻是100Q,允許通過的最大電流為0.2A,接入36V電路里,為了使用電器正
常工作,必須()
A.串聯一個80Q的電阻B.并聯一個80。的電阻
C.串聯一個160。的電阻D.并聯一個160。的電阻
解:用電器兩端的最大電壓:U用=IR用=0.2AX100Q=20V,
串聯電阻應分擔的電壓:1;申=1;-U用=36V-20V=16V,
因為電阻與用電器串聯,所以電流I相等,等于0.2A,
串聯電阻的阻值:R申=]受=」回乙=80。。
I0.2A
答案:Ao
2.(2021?邵陽模擬)用“伏安法測電阻”的實驗中,小雪和曉彤分別選用定值電阻和小燈泡為測量對象,在處
理實驗數據時,分別畫出了U-I的圖象,如圖甲、乙所示。對于圖象的分析,以下說法錯誤的是()
A.由甲圖可知,定值電阻的阻值為
B.由甲圖可知,電阻不隨其兩端的電壓和導體中的電流而改變
C.由乙圖及實驗現象可知:小燈泡的電阻隨燈絲溫度的增加而增大
D.為了減小誤差,應該用多次測量的方法,計算小燈泡的電阻
解:
AB、根據圖甲可知,電流與電壓成正比,因此該電阻為定值電阻,即電阻是導體自身的性質,它不隨導體兩端
的電壓和導體中的電流改變而改變,
根據圖示可知,當電阻兩端電壓為3V時,通過的電流為3A,由1=且可知,定值的電阻:R=U=WL=1。,故
RI3A
AB正確;
C、由乙圖可知,電流與電壓不成正比,即當燈泡兩端電壓發(fā)光改變時,燈泡的阻值也隨之發(fā)生變化,且電壓
變化比電流變化快,因此小燈泡的電阻隨燈絲溫度的增加而增大,故C正確;
D、測定小燈泡的電阻時,多次測量是為了尋找燈絲電阻與溫度的關系,不能求平均值減小誤差,故D錯誤。
答案:D。
3.(2021?宿州模擬)用電流表和電壓表測電阻時,電壓表和電流表有如圖所示的兩種接法。關于這兩種接法,
下列說法中正確的是()
甲乙
A.甲圖適合測量阻值較大的電阻,誤差會減小
B.乙圖適合測量阻值較大的電阻,誤差會減小
C.若考慮甲圖電流表本身的電阻,則測量值與真實值相比偏小
D.若考慮乙圖電壓表本身的電阻,則測量值與真實值相比偏大
解:甲電路中:電流表是內接法,乙電路中:電流表是外接法;
甲圖中:電壓表測得的電壓是待測電阻兩端的電壓與電流表上的電壓之和,電阻兩端的電壓測量值偏大,而通
過電阻R的電流測量準確,由I=U可得,甲圖中電阻測量值:R產”+%>曳;
RIRIR
乙圖中:電流表測得的電流是通過待測電阻的電流與通過電壓表的電流之和,通過電阻R的電流測量值偏大,
而電阻兩端的電壓測量準確,由1=且可得,乙圖中電阻測量值:RI=―y_<x;
RIR+】VIR
顯然甲電路的電阻測量值大于真實值,乙電路的電阻測量值小于真實值;故CD錯誤;
測量較大阻值的電阻時,采用甲圖,電流表分壓很小,誤差較??;
測量較小阻值的電阻時,采用乙圖,電壓表分流很小,誤差較小;故A正確,B錯誤。
答案:Ao
4.(2021?常熟模擬)某同學利用如圖所示的電路做“伏安法測電阻”的實驗,已知Rx為待測定值電阻,電源電
壓恒為6V,滑動變阻器R標有“20Q1A”字樣,實驗中他填寫的實驗數據如表所示,下列說法不正確的是(
)
序號12345
U/V1.02.03.04.05.0
I/A0.100.220.290.400.50
用R
A.第1次實驗的數據不是他實驗中實際測得的
B.對比第2、3次實驗的數據可判定:待測電阻Rx的阻值并非嚴格不變
C.第4次實驗時滑動變阻器接入電路電阻R與待測電阻Rx的阻值之比為1:2
D.為減小實驗誤差,可利用每次實驗測得的U、I求出電阻R,再求其平均值
解:A、由表中數據結合歐姆定律可得,定值電阻R=U=_L2L=10O,
I0.10A
根據分壓原理可知,當滑動變阻器的最大電阻連入電路中時,電壓表示數最小,
定值電阻兩端的最小電壓U最小=_y—XR=_6VX1O(1=2V>1V,所以第1組數據不是本實驗中測得
R+R滑10Q+20Q
的,故A說法正確;
20V
B、根據1=且得,序號“2”的電阻為:R2=-H1=-^9.m;序號“3”的電阻為:R3=%=--W=1
RI20.22AI30.29A
0.311,其他幾次的電阻值根據R=ll計算均為10。,由于存在誤差,序號“2”和“3”的待測電阻R相差不大,
I
再結合其他數據分析可知該待測電阻是定值電阻,故B說法錯誤;
C、第“4”次實驗中,定值電阻兩端的電壓為4V,則滑動變阻器兩端的電壓為U滑=6V-4V=2V,滑動變阻
器和定值電阻兩端的電壓之比為2V:4V=1:2,根據U滑:U定=IR滑:IR定=1:2,因為串聯電路電流處處相等
,故滑動變阻器與待測電阻的阻值之比為1:2,故C說法正確;
D、在測定值電阻的阻值時,由于測量存在誤差,通常多次測量幾組數據,分別求出電阻值求平均值來減小誤
差,故D說法正確。
綜上所述B符合題意。
答案:Bo
5.(2021?武漢模擬)某同學利用如圖所示的電路測量小燈泡的電阻。已知電源電壓恒為4.5V不變,小燈泡標有
A.電路圖中a是電壓表,b是電流表
B.小燈泡正常發(fā)光時的電阻是8.1。
C.滑動變阻器的最大阻值至少為40。
D.閉合開關后,滑片P向左移,小燈泡的電阻減小
解:
A、讀圖可知,a串聯在電路中,貝弧是電流表,b與燈泡并聯,則b是電壓表;故A錯誤;
B、已知燈泡標有“2.5V”字樣,則燈泡兩端的電壓為2.5V時正常發(fā)光,由表格可知當U=2.5V時,電流為1=0.
25A,電阻為10。;故B錯誤;
C、由表格可知剛閉合開關時滑動變阻器連入電路的阻值最大,此時電路中的電流為0.1A,燈絲電阻RLI=5C,
由I=U可得:
R
總電阻R最大=旦=生巫=45Q,根據串聯電路的總電阻等于各電阻之和可得:
110.1A
滑動變阻器的最大阻值為R滑最大=R最大-RLI=45Q-5。=40。;故C正確;
D、由圖可知,滑動變阻器與燈泡串聯,當滑片P向左移,滑動變阻器滑片使接入電路的電阻變小,電路中的電
流變大,根據表格數據可知:電流變大時燈泡的電阻變大;故D錯誤。
答案:Co
6.(2020?武漢模擬)某同學利用下圖所示的電路做“伏安法測電阻”的實驗,己知電源電壓恒為6V,滑動變阻
器標有“20。1A”字樣,實驗中該同學填寫的實驗數據如表所示。下列關于實驗的幾種說法中正確的是(
)
序號12345
u/v1.02.03.04.05.0
I/A0.100.210.300.400.49
①序號“1”的實驗數據不是本實驗中測得的
②序號“4”的實驗中,滑動變阻器與待測電阻的阻值之比為2:1
③序號“2”和“5”的實驗數據表明待測電阻R,不是定值電阻
④僅用該同學的實驗器材就能探究電流與電壓的關系
A.①④B.③④C.①②③D.①③④
解:①由表中數據結合歐姆定律可得,定值電阻R=U=20_=1OQ,
I0.30A
根據分壓原理可知,當滑動變阻器的最大電阻連入電路中時,電壓表示數最小,
定值電阻兩端的最小電壓U最小=_U_XR=F八X1O(1=2V>1V,所以第1組數據不是本實驗中測得
R+R渭IOO+200
的,故①正確;
②序號“4”的實驗中,滑動變阻器和定值電阻兩端的電壓之比為2V:4V=1:2,根據U滑:U定=IR滑:IR定=1
:2,因為串聯電路電流處處相等,故滑動變阻器與待測電阻的阻值之比為1:2,故②錯誤;
50V
③根據I=U得,序號“2”的電阻為:%="=2.OV-9.5C;序號“5”的電阻為:R5=^-=-^10.
RI20.21AI50.49A
2。,由于存在誤差,序號“2”和“5”的待測電阻R相差不大,是定值電阻,故③錯誤;
④根據控制變量法要探究電流與電壓的關系需要控制電阻一定,改變電壓和電流,故僅用該同學的實驗器材就
能探究電流與電壓的關系,故④正確。
綜合分析①④正確,故A正確。
答案:Ao
7.(2021?哈爾濱模擬)下列四個電路中,電源電壓未知且不變,Ro為已知阻值的定值電阻,其中不能測出未知
&S
Ro
A.B.
解:A、開關S閉合后,兩電阻并聯,電流表A2測量通過Ro的電流,根據公式U=IR可求電源電壓,電流表Ai測
量通過Rx電流,根據歐姆定律可求出Rx阻值;故A不符合題意;
B、由電路圖可知,當S斷開時,電路為Ro的簡單電路,電流表測電路中的電流,根據歐姆定律可求電源的電壓
;當開關S閉合時Ro、Rx并聯,電流表測干路電流,因通過Ro的電流不變,根據并聯電路的電流特點可求通過R
x的電流,再根據并聯電路的電壓特點和歐姆定律即可求出Rx阻值,故B不符合題意;
C、開關S閉合時,Rx短路,電壓表測量電源電壓;開關S斷開時,電壓表測量電源電壓;所以無法得到電路中
電流,不能計算出Rx的值。故C符合題意;
D、當S2閉合,Si斷開時,兩電阻串聯,電壓表測量Rx兩端的電壓,當Si閉合,S2斷開時,兩電阻串聯,電壓
表測量電源電壓,根據串聯電路電壓的規(guī)律可求Ro兩端的電壓,根據歐姆定律可求電路電流,進一步求出Rx的
值,故D不符合題意。
答案:Co
8.(2021?泰州模擬)某同學利用如圖甲所示的電路圖測定小燈泡電阻,電路中電源電壓保持4.5V不變,燈泡上
標有“2.5V,0.32A”字樣,滑動變阻器上標有“50Q1A”。閉合開關,將滑片P滑到某一位置時,兩電表的示
A.此時燈泡的電阻為8Q
B.此時燈泡和滑動變阻器的阻值之比為8:7
C.該電路能探究串聯電路電流的特點
D.該電路能探究電流與電壓的關系
解:由圖示電路圖可知,燈泡與滑動變阻器串聯,電流表測電路電流,電壓表測燈泡兩端電壓;
由圖示電流表可知,其量程為0?0.6A,分度值為0.02A,示數為0.3A,電壓表量程為0?3V,分度值為0.1V,
示數為2.4V;
A、:T=U,此時燈泡電阻RL=%=2I至1=8。,故A正確;
RI0.3A
B、滑動變阻器兩端電壓U滑=U-UL=4.5V-2.4V=2.1V,^.^I=U,...此時燈泡與滑動變阻器的阻值之比:
UL
RU
L_I_L_2.4V=8故B正確;
福至碣2.IV7'
~T~
C、利用該電路可以探究串聯電路電流特點,故C正確;
D、探究電流與電壓的關系,應控制電阻阻值不變,由于燈泡電阻隨溫度變化而變化,不是定值,因此應用該
電路不能探究電流與電壓的關系,故D錯誤;
本題選擇說法不正確的,
答案:D。
9.(2021?北京模擬)利用一個電壓表和阻值已知的電阻Ro測量電阻Rx的阻值。選擇了滿足實驗要求的器材,電
源兩端電壓不變,并連接了如圖所示實驗電路。閉合開關S1,斷開開關S2,電壓表的示數為U1;閉合開關S1和S
2,電壓表的示數為U2,則下列說法中正確的是()
u
A.Rx的表達式為Rx=2-Ro
U1-U2
U9-U.
B.Rx的表達式為Rx=,~Uo
U2
C.實驗過程中,通過Ro的電流始終相同
D.若將開關S2與電壓表互換位置,其他不變,也能測量出Rx的阻值
解:(1)閉合開關S1和S2,Rx被短路,電路中只有Ro,電壓表測量Ro兩端的電壓,也是電源電壓,即電源電壓
為U?;閉合開關S],斷開開關S2,Ro和Rx串聯,電壓表測量Ro兩端的電壓,即Ro的電壓為Ui;
由串聯電路的電壓特點可得,Rx兩端的電壓Ux=U2-Ui,
UU2-U1Un-Ui
Rx的阻值表達式:Rx=^-==-^J-XR0,故AB錯誤;
R0
(2)根據電路圖可知,閉合開關Si,斷開開關S2,Ro和Rx串聯,電壓表測量Ro兩端的電壓,通過Ro的電流1=
旦
閉合開關S1和S2,Rx被短路,電路中只有Ro,電壓表測量Ro兩端的電壓,也是電源電壓,此時通過Ro的電流I'
U2
Ro
因為Ui和U2不相等,所以實驗過程中,通過Ro的電流并不相同,故C錯誤;
(3)若將開關S2與電壓表互換位置,即電壓表并聯在Rx兩端,開關S2和Ro并聯,其他不變,實驗原理和原來的
原理是一樣的(都是利用了串聯電路的特點和歐姆定律),所以也能測量出Rx的阻值,故D正確。
答案:Do
10.(2021?南通模擬)下列電路圖中電源電壓U保持不變,定值電阻R的阻值已知。在不改變電路的情況下,能
測出未知電阻Rx的阻值的電路圖是()
解:A、定值電阻R與未知電阻Rx串聯流過它們的電流相等,單刀雙擲開關打至U1時,測出串聯R與Rx的串聯電
壓Ui,開關打至IJ2時測出電阻Rx的電壓Ux,由串聯電路特點求出定值電阻R兩端電壓,由歐姆定律求出流過Rx
的電流,則該電路能測出電阻Rx的阻值;
B、不論怎樣閉合、斷開各開關,都不能同時測出Rx的電壓與電流,不能用該電路測出電阻Rx的阻值;
C、閉合開關S2,電壓表上端為正接線柱,下端為負接線柱;只閉合開關S3,電壓表上端為負接線柱,下端為
正接線柱,又不能更改電路,所以其中有一次電壓表接線柱一定接反,不能讀出電壓表示數,不能測出待測電
阻阻值;
D、無論單刀雙擲開關打到何處都不能測出Rx的電壓與電流,不能用該電路測出Rx的阻值。
答案:A。
二、填空題
11.(2021?成都)小毅同學用如圖所示電路測未知電阻Rx的阻值,閉合開關前,他應將滑動變阻器的滑片移到_
端。實驗時,他移動滑片,多次測量求R,的平均值是為了減小誤差。
解:為了避免連線錯誤而燒壞電路元件,在連接電路時,開關應處于斷開狀態(tài);為了保護電路,電路連好后,
閉合開關前,應將滑動變阻器滑片移至阻值最大處,即最b端;
由于一次實驗測量的結果誤差較大,故本實驗進行了多次測量的目的是求平均值減小誤差。
答案:b;減小誤差。
12.(2021?岳陽模擬)在相距20km的甲、乙兩地之間有兩條輸電線,已知每1m輸電線的電阻為0.0111.現輸電線
在某處發(fā)生短路,為確定短路位置,檢測員用電壓表、電流表和電源連成如圖所示電路進行檢測,電壓表的示
數為3V,電流表的示數為20mA.這是應用了伏安法測電阻從而確定短路位置離甲地7.5km。
0甲
En1
llr短路位置
解:(1)已知電壓與電流,由歐姆定律求電阻,應用的是伏安法測電阻;
(2)連接短路位置到甲地的兩段輸電線的電阻值:
R畤=8=心
導線總長度:
L=150。
Xlm=15000m=15km,
0.010
短路位置離甲地的距離:
s=A.L=Ax15km=7.5km。
22
答案:伏安;7.5km。
13.(2021?南京模擬)小明按如圖甲所示的電路圖連接實驗電路,測量電阻Rx的阻值,該實驗的原理公式是—
5
,閉合開關S,調節(jié)滑動變阻器的滑片P后,觀察到電壓表和電流表的示數分別如圖乙、丙所示,則電壓表的示
數為2V,電流表示數為0.5A,待測電阻R,的阻值為4
解:(1)測量電阻的原理:R=U;
I
(2)由圖乙可知,電壓表量程是0?3V,分度值是0.1V,電壓表示數是2V;
由圖丙所示電流表可知,電流表量程是0?0.6A,分度值是0.02A,電流表示數是0.5A;
因為I=U,
R
所以電阻阻值:
R=U=工=4。;
I0.5A
答案:R=H;2;0.5;4。
I
14.(2020?達州)如圖所示是“伏安法測電阻”的實驗電路圖,R為待測電阻,阻值約為50.實驗器材有:滑動
變阻器(規(guī)格為10Q
2A)、電壓表(量程分別為0?3V、0?15V)、電流表(量程分別為0?0.6A、0?3A)、電源(3節(jié)新干電池
串聯)。為使測量時能較準確地讀數(指針最好偏過中間刻度線),則電壓表應選。?3V
的量程,電流表應選0?0.6A的量程:為了保證兩電表安全,應控制滑動變阻器的阻值大約在2.5C?10。
的范圍內移動。
1-------'I---------?-
/s
R
-0-
解:
(1)由圖知,待測電阻R與變阻器串聯,電壓表測R的電壓,電流表測電路中的電流;
電源是3節(jié)新干電池串聯,則電源電壓為4.5V,若電壓表用0?15V量程,則無論怎樣調節(jié)變阻器,電壓表指針
的偏轉角度都太小,不會偏過中間刻度線,所以電壓表應選0?3V的量程;
當電壓表的示數最大為3V時,由歐姆定律可得,電路的最大電流約為:
I=V=3V=06A(故電流表應選°?o.6A的量程;
R5。
(2)電流表應選0?0.6A的量程,電路的最大電流為0.6A,
由歐姆定律和串聯電路的規(guī)律,變阻器連入電路的最小電阻為:
R滑小=R總小一R=°-R=£_^__5£1=2.5Q;
I大0.6A
因滑動變阻器的最大阻值為10。,所以為了保證兩電表安全,應控制滑動變阻器的阻值大約在2.5。?10。的范圍
內移動。
答案:0?3V;0-0.6A;2.5。?10。。
15.(2021?常州模擬)用如圖所示的電路測量定值電阻的阻值。若被測電阻Ro的阻值約為30Q,實驗桌上備有:
可以提供3V、6V、9V、15V四種穩(wěn)定直流電壓的學生電源;電流表一只,有0?0.6A、0?3A兩個量程;電壓
表一只,有0?3V、0?15V兩個量程;滑動變阻器(50Q2A)一只、開關一個;導線若干。
(1)實驗中,滑動變阻器的主要作用是:改變電阻的電壓和電流。
(2)為了減小測量過程中電表讀數時的誤差,要求在測量時,電表指針的示數大于量程的2,則實驗時電壓表
3
應選用075V量程,電流表應選用0-0.6A量程。
s
解:
(1)為了比較準確地測出電阻Ro的阻值,要取多次測量的電阻平均值以減小誤差,需要用滑動變阻器改變電
阻的電壓和電流;
(2)在幾次測量中,電表指針的示值大于量程的2,若按此要求,我們先看看在使用電流表各個量程時,電路
3
中的電流情況:
若使用0?0.6A量程,電路中的電流應大于0.6AXZ=0.4A;
3
若使用0?3A量程,電路中的電流應大于3AxZ=2A;
3
由于被測電阻的阻值大約30Q,電流表若用0?0.6A量程,由歐姆定律可知,則被測電阻兩端電壓大于:
Ui=IiRo=O.4AX3On=12V;
電流表若用0?3A量程,則被測電阻兩端電壓大于:
U2=I2R2=2AX30n=60V;
由已知條件可知,電源電壓應該選擇15V,則電壓表選擇0?15V量程;
如果電源電壓為15V,由歐姆定律可知,通過電阻的最大電流約為:
1大=旦=工^-=0.5人,即電流表選擇0?0.6A。
Ro30Q
答案:(1)改變電阻的電壓和電流;(2)0-15V;0-0.6A。
16.(2021?連云港模擬)小紅用圖示電路測量未知定值電阻Rx的阻值,圖中R為電阻箱,S為單刀雙擲開關(可
置于“a”或“b”位置),Rp為滑動變阻器。主要實驗操作如下:
(1)連接實物,將電阻箱的阻值調至最大;
(2)把開關S接a(選填"a”或"b”)位置,調節(jié)滑動變阻器的滑片后,讀出電流表的示數I;
(3)把開關S接另一位置,調節(jié)電阻箱,使電流表的示數仍為I;
(4)讀出電阻箱的示數,即可知道Rx的阻值。
Rx
1卡
解:實驗的主要步驟有:
(1)根據電路圖連接電路,電阻箱阻值調到最大;
(2)把開關S接a位置,調節(jié)滑動變阻器的滑片后,讀出電流表的示數I;
(3)把開關S接另一位置,調節(jié)電阻箱,使電流表的示數仍為I;
(4)讀出電阻箱的示數,就是未知電阻的阻值。
答案:(2)a;(3)電阻箱;(4)電阻箱的示數。
三、實驗探究題
17.(2021?徐州)要測量一個約為數百歐的電阻Rx的阻值,器材有:干電池兩節(jié),電壓表(量程為0?3V、0~15
V)、滑動變阻器(loon2A)和電阻箱(0-9999。)各一個,開關、導線若干。測量電路如圖甲所示。
(1)和通常使用的“伏安法”不同,這次實驗沒有選用電流表。請你簡要說明原因:—
電路中的電流很小,不能用電流表準確測出電流的大小。
(2)在接通電路前,應將滑動變阻器的滑片P移到端。
(3)連接好電路,閉合開關,移動滑動變阻器滑片,使電壓表示數如圖乙所示為2.5V。
(4)接下來把電路中的待測電阻Rx替換為電阻箱,然后要進行的操作是:—
保持滑動變阻器滑片P的位置不變,調節(jié)電阻箱,使電壓表的示數仍為2.5V。
解:(1)由題意知,電源電壓為3V,R、的阻值約為數百歐,根據歐姆定律可知,電路中的電流很小,不
R
能用電流表準確測出電路中的電流大小,故沒有選用電流表進行實驗;
(2)為保護電路,閉合開關接通電路前,應將滑動變阻器的滑片P移至阻值最大處,即將滑片P移到b端;
(3)在圖乙中,電壓表所選量程為0?3V,分度值為0.1V,電壓表的示數為2.5V;
(4)本實驗方案是利用等效法來測得Rx的阻值大小,當電阻箱與Rx分別與滑動變阻器串聯在同一電源兩端,
且保持滑動變阻器接入電路的阻值不變時,調節(jié)電阻箱接入電路的阻值,使其兩端的電壓仍為2.5V,則根據串
聯電路分壓規(guī)律可知,滑動變阻器兩端的電壓為:1;滑=1}-Ux=U-U箱=3V-2.5V=0.5V,即U滑不變,
且:Ux:l^=Rx:I^=R箱:R滑,由此可得:Rx的阻值等于電阻箱接入電路的阻值大小。所以,接下來的操作
為:保持滑動變阻器滑片P的位置不變,調節(jié)電阻箱,使電壓表的示數仍為2.5V。
答案:(1)電路中的電流很小,不能用電流表準確測出電流的大??;(2)b;(3)2.5;(4)保持滑動變阻
器滑片P的位置不變,調節(jié)電阻箱,使電壓表的示數仍為2.5V。
18.(2021?南陽模擬)小宇在拆裝手電筒時,看到手電筒的小燈泡上標有“2.5V”字樣,但上面的電流值已經模
糊不清,他想通過實驗測量該小燈泡正常發(fā)光時的電阻,圖甲為小宇連接的實驗電路。
(1)經檢查,小宇發(fā)現電路的連接有兩處錯誤,請在圖甲中接錯的導線上打“X”,并改正。(導線不得交叉
)
(2)電路正確連接后,小宇將滑動變阻器的滑片移至阻值最大處,閉合開關,發(fā)現小燈泡不亮,電流表無示數
,電壓表的示數接近3V,發(fā)生這種現象的原因可能是小燈泡斷路。
(3)排除故障后,小宇移動滑動變阻器的滑片,當電壓表示數為2.5V時,電流表示數如圖乙所示,則該小燈泡
的額定電流為0.2A,正常發(fā)光時的電阻為12.5
(4)完成上述實驗后,小宇又分別測出了當小燈泡兩端的電壓分別為2V和3V時通過小燈泡的電流,以此來求
出小燈泡正常發(fā)光時的平均電阻值,小宇的操作正確嗎?原因是—
不正確,因為小燈泡的電阻隨溫度的升高而增大,不是定值,不能求平均電阻。
(5)完成實驗后,小宇又設計了如圖丙所示的實驗電路來測量未知額定電壓的小燈泡正常發(fā)光時的電阻,已知
定值電阻的阻值為Ro。閉合開關S,調節(jié)滑動變阻器,當電流表Ai的示數為11時,小燈泡正常發(fā)光,此時A2的示
[R
數為12,則小燈泡正常發(fā)光時的電阻的表達式為(用11、b、Ro表示)
解:(1)滑動變阻器一上一下的與燈泡串聯,由于電源電壓為3V,所以電壓表選用0-3V與小燈泡并聯,見下
圖:甲
(2)當閉合開關后,燈不亮,電流表無示數,說明發(fā)生了斷路;而電壓表有示數,說明電壓表能與電源相通,
故是小燈泡斷路;
(3)電流表選用0?0.6A量程,分度值是0.02A,示數為0.2A,
小燈泡正常發(fā)光時的電阻為:
R=_U=2L5y=125n.
I0.2A
(4)由于燈絲的電阻隨溫度的升高而增大,不是定值,不能求平均電阻;
(5)具體操作是:
閉合開關S,調節(jié)滑動變阻器使電流表Ai的示數為L時,小燈泡正常發(fā)光,此時電流表A2的示數為b,
由并聯電路電壓規(guī)律及歐姆定律1=且可知,Ro的電壓為Uo=hR(),由并聯電路電流的規(guī)律,燈的額定電流為:
R
I額=b-h,則小燈泡正常發(fā)光的電阻為:
答案:(1)見上圖;(2)小燈泡斷路;(3)0.2;12.5;(4)不正確,因為小燈泡的電阻隨溫度的升高而增
TR
大,不是定值,不能求平均電阻;(5)」工
12Tl
19.(20
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