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文檔簡介
通關(guān)17測電阻的方法
c中考預(yù)測
考點(diǎn)預(yù)測概率預(yù)測題型預(yù)測
伏安法測電阻☆☆☆實(shí)驗探究題
安阻法測電阻☆實(shí)驗探究題
伏阻法測電阻☆實(shí)驗探究題
電路設(shè)計☆☆實(shí)驗探究題
應(yīng)試秘籍
1、伏安法測電阻基本原理:R=U/I,因此通過電路得出電阻兩端電壓和電流是解題的關(guān)鍵,電壓通
過電壓表,電流通過電流表得出,因此要注意接線柱和讀數(shù)的準(zhǔn)確性,另外定值電阻的測量要注意
多次實(shí)驗取平均值,減少誤差。
2、其他方法測電阻也都是在伏安法的基礎(chǔ)上,改裝電路,用另外的方法得出電壓或電流再去計算出
電阻阻值。
3、答好此類實(shí)驗題的關(guān)鍵還是在對電路要充分理解和熟悉。電路設(shè)計方面也是在熟悉常規(guī)方法基礎(chǔ)
上得以拓展。
(搶分通關(guān)
題型一伏安法測電阻
典例精講
[例題1](2024?寧波模擬)厚膜電阻是一種被廣泛應(yīng)用于高溫電子設(shè)備中的定值電阻,具有耐高溫
的特性。小寧想測定某一型號的厚膜電阻的阻值大小,設(shè)計如下實(shí)驗。連接如圖甲所示電路后,
閉合開關(guān),移動滑動變阻器滑片,測量并記錄的實(shí)驗數(shù)據(jù)如表所示。
電阻/歐
銀錦合金
導(dǎo)電金
厚膜電阻
屬陶瓷
學(xué)生電源<!)o
電流(安)
3120.25
(1)連接電路時,應(yīng)將最后一根導(dǎo)線a連接滑動變阻器的(填“A”或"B”)接線柱,
連接過程中存在的問題是o
(2)分析表中的實(shí)驗數(shù)據(jù),可知該厚膜電阻的阻值是歐。(結(jié)果保留一位小數(shù))
(3)查閱資料發(fā)現(xiàn):該厚膜電阻材料為導(dǎo)電金屬陶瓷,滑動變阻器金屬絲材料為銀銘合金絲,
兩種材料電阻隨溫度變化圖像如圖乙所示。保持滑片位置不變,開關(guān)閉合一段時間后,小寧發(fā)現(xiàn)
電壓表示數(shù)減小,請解釋其原因_________________________________________________________
【解答】解:(1)為了保護(hù)電路,閉合開關(guān)前,應(yīng)將滑動變阻器的滑片P移到阻值最大處,由圖
甲可知,滑片位于A端,因此應(yīng)將最后一根導(dǎo)線a接入滑動變阻器的B接線柱;由圖甲可知,在
連接電路時,開關(guān)沒有斷開;
(2)由表中數(shù)據(jù)可知,3次實(shí)驗的電阻值為:
則厚膜電阻的阻值為:
曲+的+的_480+490+48。
M8.3H;
(3)由圖乙可知,銀鋁合金絲的電阻隨溫度的升高而增大,導(dǎo)電金屬陶瓷的電阻受溫度的影響
較小;保持滑片不變,開關(guān)閉合一段時間后,由于溫度升高,銀銘合金絲的電阻隨溫度的升高而
增大,而厚膜電阻的阻值受溫度的影響不大,根據(jù)分壓原理,滑動變阻器兩端電壓增大,根據(jù)串
聯(lián)電路電壓規(guī)律,厚膜電阻兩端減小,即電壓表示數(shù)減小。
通關(guān)指導(dǎo)
(1)為了保護(hù)電路,閉合開關(guān)前,應(yīng)將滑動變阻器的滑片P移到阻值最大處,連接電路時開
關(guān)應(yīng)斷開;
(2)根據(jù)表中數(shù)據(jù)利用歐姆定律求出3次實(shí)驗的電阻值,然后取平均值作為厚膜電阻的阻值;
(3)根據(jù)圖乙分析兩電阻受溫度影響的大小,利用串聯(lián)電路電壓規(guī)律和分壓原理進(jìn)行分析回
答。
名校模擬』
[練習(xí)1](2023秋?余杭區(qū)期末)小明同學(xué)利用圖甲所示的電路進(jìn)行了兩個電學(xué)實(shí)驗。實(shí)驗中電源
電壓為3V且恒定不變,滑動變阻器的規(guī)格為“10Q,1.5A”。
(1)第一個實(shí)驗“測量電阻Rx的阻值”。小明在A、B間接入待測電阻Rx,然后不斷改變滑動
變阻器的滑片位置,讀出相應(yīng)電流表電壓表的讀數(shù),測得數(shù)據(jù)如表一。
實(shí)驗序號電壓/V電流/A
12.00.20
22.50.24
32.80.28
表一
實(shí)驗序號電阻/Q電流/A
150.30
2100.20
3200.12
表二
①請你用筆畫線代替導(dǎo)線,在答題卷相應(yīng)位置將圖乙中的實(shí)物圖連接完整。
②滑動變阻器在本實(shí)驗中的作用是O
③根據(jù)表一數(shù)據(jù)可得Rx=。
(2)第二個實(shí)驗“探究電流跟電阻的關(guān)系”。小明在AB間分別接入阻值為5。、10。、20。的電
阻,記下電流表的示數(shù),數(shù)據(jù)如表二。結(jié)果顯示,通過導(dǎo)體的電流不與導(dǎo)體的電阻成反比,原因
是在實(shí)驗中=
【解答】解:(1)①由表一中的數(shù)據(jù)可知,電壓表選用小量程并聯(lián)在Rx兩端;滑動變阻器上下
各選一個接線柱與Rx串聯(lián)在電路中,如下圖所示:
②該實(shí)驗中,滑動變阻器的作用是:保護(hù)電路;為減小誤差,要多次測量取平均值,故滑動變阻
器還有改變定值電阻兩端電壓的作用;
③由表一中的數(shù)據(jù)可知,三次實(shí)驗的電阻為:
氏=#=部=1℃,
R2=?=^"10.4(I,
貝IRx=止”=loc+qo+ioo切。.如
(2)探究“通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體電阻的關(guān)系”需控制電阻兩端的電壓不變,分析表格數(shù)據(jù)結(jié)
合U=IR可知實(shí)驗中沒有控制電阻兩端的電壓一定。
故答案為:(1)①見解答圖;②保護(hù)電路和改變定值電阻兩端電壓的作用;③10.1。;(2)沒
有控制電阻兩端的電壓一定。
[練習(xí)2](2023秋?紹興期末)某小組同學(xué)在進(jìn)行“伏安法”測電阻實(shí)驗時,連接了如圖甲所示的
電路,其中電源為三節(jié)新干電池。閉合開關(guān),移動滑動變阻器滑片,多次測量并記錄實(shí)驗數(shù)據(jù)。
(1)圖丙是該小組在一次測量中的電壓表指針位置,其示數(shù)為伏。
(2)小組同學(xué)將實(shí)驗測得的數(shù)據(jù)繪制成圖乙中的A、B、C,發(fā)現(xiàn)電流表未調(diào)零。同學(xué)們討論發(fā)
現(xiàn),利用測量數(shù)據(jù),能求出實(shí)驗中電流表接入電路前指針?biāo)傅目潭戎?,也能求出被測電阻的阻
值。分析圖乙,寫出電流表接入電路前指針?biāo)傅目潭戎担⒄f明理由。
(3)該小組同學(xué)還想利用此電路探究“電流與電阻的關(guān)系”,將電流表調(diào)零后,分別用10Q、15
Q和20Q的定值電阻替換Ro,并控制定值電阻兩端電壓始終為2V,則要完成實(shí)驗,所用滑動變阻
器的最大阻值不小于
【解答】解:(1)由丙圖可知,電壓表的量程為0?3V,其分度值為0.1V,示數(shù)為1.7V;
(2)延長ABC三點(diǎn)的連線,與橫軸相交于0.04A,此時電阻Ro兩端的電壓為0V,說明電流表
接入電路前指針?biāo)傅目潭戎禐?.04A,如下圖所示:
乙
(3)探究電流與電阻的關(guān)系,需保持電阻兩端的電壓不變;
實(shí)驗中使用的定值電阻阻值最大為20。,且定值電阻兩端的電壓始終保持Uv=2V,
已知電源為三節(jié)新干電池,則電源電壓U=L5VX3=4.5V,
根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律,滑動變阻器分得的電壓:1;滑=1}-1^=4.5丫-2丫=2.5丫,
25V
則滑動變阻器分得的電壓為電壓表示數(shù)的H=1.25倍,根據(jù)串聯(lián)分壓原理,當(dāng)接入20Q的電阻
時,滑動變阻器連入電路中的電阻應(yīng)為:R滑=1.25X20Q=25Q,所以所選擇的滑動變阻器的最
大阻值不能小于25Q。
題型二安阻法測電阻
典例精講
[例題2](2023秋?濱江區(qū)期末)小明和小聰分別做“測小燈泡電阻”和“測定值電阻的阻值”的
實(shí)驗。圖甲所示是小明測小燈泡電阻的實(shí)驗電路圖,圖乙是根據(jù)實(shí)驗數(shù)據(jù)繪出的U-I圖。小燈
泡標(biāo)有“2V”字樣。
甲乙丙
(1)閉合開關(guān)前,小明應(yīng)將滑動變阻器的滑片移到端。該實(shí)驗中,滑動變阻器
的作用是保護(hù)電路和O
(2)實(shí)驗過程中,要讓燈發(fā)光變暗,應(yīng)將滑動變阻器的滑片向調(diào)節(jié)。
(3)小燈泡正常發(fā)光時,燈絲電阻為Q。
(4)同桌小聰在測量一個定值電阻Rx的阻值。但他發(fā)現(xiàn)電壓表已經(jīng)損壞而無法使用,于是他設(shè)
計并進(jìn)行了如下實(shí)驗:①按丙電路圖連接好實(shí)物電路;②閉合開關(guān)Si,斷開S2,讀出電流表的
示數(shù)h;③閉合開關(guān)S2,斷開Si,讀出電流表的示數(shù)L;④寫出Rx的表達(dá)式:Rx=_____?(電
源電壓恒定)
(5)小明認(rèn)為小聰測得的定值電阻Rx的阻值還不夠精確,因為他沒有進(jìn)行多次測量求平均值;
小聰也認(rèn)為小明的實(shí)驗結(jié)果一樣不可靠,因為小明也沒有求小燈泡電阻的平均值。你認(rèn)為:小明
的分析是的,小聰?shù)姆治鍪堑摹?選填“正確”“不正確”)
【解答】解:(1)由圖知,滑動變阻器的下面接了左端的a接線柱,所以閉合開關(guān)前,小明應(yīng)將
滑動變阻器的滑片移到b端或右端,使其阻值最大;
該實(shí)驗中,滑動變阻器的作用是保護(hù)電路和調(diào)節(jié)電燈泡兩端的電壓;
(2)要使燈泡變暗,應(yīng)增大滑動變阻器的阻值,將滑片向b(或右)端調(diào)節(jié);
(3)由圖乙知,當(dāng)U=2V時,I=0.5A,所以R=§=急=4。;
(4)由題意知,Ux=U=IiRo,
所以Rx=%=半;
lx
(5)小聰測量的定值電阻的阻值,其阻值是不變的,為使測量結(jié)果更加準(zhǔn)確,減小誤差,通常
多測幾組數(shù)據(jù)求平均值;
小明測量的是燈泡的電阻,燈絲的電阻與溫度有關(guān),隨兩端電壓的變化而變化,所以其電阻是變
化的,不能求其平均值。
故答案為:(1)b(或右);調(diào)節(jié)燈泡兩端的電壓;(2)b(或右);(3)4;(4)平;(5)正確;
不正確。
通關(guān)指導(dǎo)
(1)在閉合開關(guān)前,應(yīng)將滑片移至最大阻值處;
滑動變阻器的作用:保護(hù)電路和改變燈泡兩端的電壓及電路中的電流;
(2)要使燈泡發(fā)光變暗,應(yīng)增大滑動變阻器的阻值;
(3)根據(jù)圖象確定額定電壓下的電流值,通過R=5計算出燈泡的電阻值;
(4)根據(jù)電壓不變,根據(jù)定值電阻和通過它的電流計算出電壓值,然后根據(jù)R=5計算出待
測電阻的阻值;
(5)在測量定值電阻的阻值時,為減小誤差常多測幾組數(shù)據(jù)求平均值;
在測量燈泡的電阻時,由于燈泡的電阻與燈絲的溫度有關(guān),所以其阻值隨電壓的變化而變化,
不能求平均值。
名校模擬
[練習(xí)3](2024?象山縣校級模擬)在做電學(xué)實(shí)驗時,小天發(fā)現(xiàn)一個定值電阻R的標(biāo)簽已模糊,為了
知道它的阻值,小天用電流表、電壓表等器材測量其電阻的大小。
(1)小天先用如圖甲所示的裝置進(jìn)行測量,該實(shí)驗的原理是(寫公式);
(2)閉合開關(guān),移動滑片測出幾組數(shù)據(jù),記錄在表中,根據(jù)表中數(shù)據(jù),求得定值電阻的阻值是
0(結(jié)果保留一位小數(shù))
實(shí)驗次數(shù)電壓U/V電流I/A電阻R/Q
11.00.10
21.50.14
32.50.24
(3)小天又設(shè)計了如圖乙所示的電路,也完成了電阻Rx阻值的測量(Ro為滑動變阻器且已知它
的最大阻值為Ro)。請完成下列步驟:
①閉合開關(guān)S,把滑片移到最左端,記下電流表的示數(shù)Ii;
②把滑片移到最右端,記下電流表的示數(shù)12;
③電阻Rx=_____(用Ii、I2和Ro表示)。
【解答】解:(1)在測定值電阻的實(shí)驗中,用電壓表測定值電阻兩端的電壓,用電流表測通過定
值電阻的電流,根據(jù)R=§求出定值電阻的阻值,故該實(shí)驗的原理是R=%
(2)由R=S可知,三次電阻阻值為:
為一77一值=100;
DU1.57?
口2=互2=而正句1°A7n0;
nU2.5V…c
R3=773=u^"i0?4o;
cR1+R2+R3ion+io.7n+io.4n…c
R=——省——-=-------------------------0.411;
(4)實(shí)驗步驟:
①閉合開關(guān)S,把滑片移到最左端,記下電流表的示數(shù)h;
②把滑片移到最右端,記下電流表的示數(shù)3
③在步驟①中為Rx的簡單電路,由歐姆定律得電源電壓:
U=IiRx,
在步驟②中,Rx與滑動變阻器最大阻值串聯(lián),由電阻的串聯(lián)和歐姆定律得電源電壓:
U=I2(Rx+Ro),
因電源電壓不變,故:
U=I2(Rx+Ro)=LRx,
解得Rx的表達(dá)式為:
故答案為:(1)R=/;(2)10.4;(3)廣―。
171-72
[練習(xí)4](2023秋?湖州期末)如圖甲為小致做“伏安法”測電阻的實(shí)驗電路。
(1)在連接電路時,開關(guān)應(yīng);
(2)在圖甲所示的電路中,有一條導(dǎo)線連接錯誤,該導(dǎo)線是第條(填導(dǎo)線序號);
(3)某次測量中,電壓表的示數(shù)為2V,電流表的示數(shù)如圖乙所示,此次測得R的阻值為
___Q;
(4)小致做完以上實(shí)驗后,又利用如圖丙所示的電路,測量另一個未知電阻Rx的阻值(Ro是已
知阻值的定值電阻);
①只閉合開關(guān)Si,電流表的示數(shù)為L;
②開關(guān)Si、S2都閉合后,電流表的示數(shù)為12;
③請寫出用Ro、h、12表示未知電阻Rx的阻值的表達(dá)式:Rx=_____0
【解答】解:(1)為了保護(hù)電路,在連接電路時,開關(guān)應(yīng)斷開;
(2)電路為串聯(lián)電路,電壓表測定值電阻電壓,電流從電源正極流出,依次連接滑動變阻器,
定值電阻,電流表回到電源的負(fù)極,如下圖:
甲,即錯誤的2導(dǎo)線;
(3)閉合開關(guān)S,移動滑動變阻器的滑片P,當(dāng)電壓表示數(shù)為2V,電流表示數(shù)如圖乙所示,電
流表選用小量程,分度值為0.02A,電流為0.2A,由歐姆定律得未知電阻為:
R=+=急=10。;
(4)只閉合開關(guān)Si,兩電阻串聯(lián),電流表的示數(shù)為h,電源電壓可表示為U=L(Rx+Ro);
②開關(guān)Si、S2都閉合后,只有電阻Ro工作,電流表的示數(shù)為12,電源電壓為U=l2Ro;
③根據(jù)電源電壓相等知U=h(Rx+Ro)=I2RO;
解得未知電阻Rx的阻值為Rx=&邙)阻
1
故答案為:(1)斷開;(2)2;(3)10;(4)
h
[練習(xí)5](2023春?北侖區(qū)校級期中)用圖甲所示電路測定小燈泡的電阻,燈泡正常發(fā)光的電壓為2.
甲乙
(1)當(dāng)燈泡正常發(fā)光時,電流表示數(shù)如圖乙所示,此時小燈泡電阻為。。
(2)若閉合開關(guān),電流表及電壓表指針均發(fā)生偏轉(zhuǎn),而小燈泡不亮,其可能原因是
__________________________________________(說出一種原因即可)。
(3)若電壓表發(fā)生故障,但有已知阻值的定值電阻Ro可提供的情況下,下列電路不能測出小燈
【解答】解:(1)由圖甲知,電流表選用小量程,示數(shù)為0.2A;
由歐姆定律得,小燈泡正常發(fā)光時對應(yīng)的電阻值:
2.57
RP=7U=E=12.5。;
(2)若閉合開關(guān),電流表和電壓表的指針都發(fā)生偏轉(zhuǎn),說明電路為通路,而小燈泡不亮,則說
明電路中的電流過小,由歐姆定律可知,其可能原因是:滑動變阻器接入電路的阻值太大(或電
源電壓太低);
(3)A、當(dāng)開關(guān)閉合時,只能測出干路電流,無法得到燈泡的電壓和電流,故不能測出小燈泡的
電阻;
B、由電路圖可知,當(dāng)開關(guān)都閉合時,電路為Ro的簡單電路,電流表測電路中的電流,根據(jù)歐姆
定律求出電源的電壓;
當(dāng)下面開關(guān)閉合、上面開關(guān)斷開時,兩電阻串聯(lián),電流表測串聯(lián)電路的電流,根據(jù)歐姆定律求出
電路的總電阻,再根據(jù)電阻的串聯(lián)可以求出燈泡阻值;
C、開關(guān)閉合時,只能求出電壓,而無法求出通過燈泡的電流,故不能測出小燈泡的電阻。
故選:ACo
故答案為:(1)12.5;(2)滑動變阻器接入電路的阻值太大(或電源電壓太低);(3)ACo
題型三伏阻法測電阻
典例精講
[例題3](2022秋?婺城區(qū)期末)小科在實(shí)驗室用伏安法測標(biāo)有“2.5V”字樣的小燈泡L的電阻。
請回答:
圖丙圖丁
(1)圖甲是他未連接好的實(shí)驗電路,請你用筆畫線代替導(dǎo)線將它連接完整,要求滑動變阻器的
滑片向右移動時,電流表示數(shù)減小。
(2)開關(guān)S閉合后,發(fā)現(xiàn)燈泡L不發(fā)光,電流表指針不偏轉(zhuǎn),電壓表的示數(shù)如圖乙所示。則產(chǎn)
生此現(xiàn)象的原因可能是(填字母編號)。
A.滑動變阻器斷路B.電流表斷路C.燈泡L斷路D.燈泡L短路
(3)排除故障后,閉合開關(guān)S,調(diào)節(jié)滑動變阻器,使燈泡L正常發(fā)光。此時,電流表的示數(shù)如
圖丙所示,測出其正常工作時的電阻為歐姆(保留一位小數(shù))。
(4)為了測電阻Rx的阻值,小科利用電壓表、已知阻值的定值電阻Ro和一個雙擲開關(guān)S設(shè)計
了如圖丙的電路圖,已知電源電壓恒定,在不改變電路連接的情況下,小科能否測出Rx的阻值,
請說明理由。__________________________________________________________________________
【解答】解:(1)要求滑動變阻器的滑片向右移動時,電流表示數(shù)減小,由此確定變阻器左下接
線柱連入電路中,電流表選用小量程與燈泡、滑動變阻器串聯(lián)接入電路,如圖所示:
(2)連接好電路后,閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)燈泡L不發(fā)光,電流表指針不偏轉(zhuǎn),說明電路可能斷路;
電壓表的示數(shù)如圖乙所示,接近電源電壓,則產(chǎn)生此現(xiàn)象的原因可能是燈泡斷路;故選C;
(3)燈泡L正常發(fā)光時的電壓為2.5V,此時,電流表的示數(shù)如圖丙所示,電流表選用小量程,
分度值為0.02A,電流為0.3A,則小燈泡正常工作時的電阻R=§=^=8.3。;
(4)如圖丙的電路,若雙擲開關(guān)S分別接1時,電壓表指針正常偏轉(zhuǎn),則雙擲開關(guān)S分別接2
時,電壓表的正負(fù)接線柱會接反,指針反向偏轉(zhuǎn);若雙擲開關(guān)S分別接2時,電壓表指針正常偏
轉(zhuǎn),則雙擲開關(guān)S分別接1時,電壓表的正負(fù)接線柱會接反,指針反向偏轉(zhuǎn);因此卻無法測出R
x兩端的電壓,也無法測出Rx的阻值。
故答案為:(1)見解答;(2)C;(3)8.3。;(4)若雙擲開關(guān)S分別接1時,電壓表指針正常偏
轉(zhuǎn),則雙擲開關(guān)S分別接2時,電壓表的正負(fù)接線柱會接反,指針反向偏轉(zhuǎn);若雙擲開關(guān)S分別
接2時,電壓表指針正常偏轉(zhuǎn),則雙擲開關(guān)S分別接1時,電壓表的正負(fù)接線柱會接反,指針反
向偏轉(zhuǎn);因此卻無法測出Rx兩端的電壓,也無法測出Rx的阻值。
通關(guān)指導(dǎo)
(1)要求滑動變阻器的滑片向右移動時,電流表示數(shù)減小,由此確定變阻器左下接線柱連入
電路中,電流表選用小量程與燈泡、滑動變阻器串聯(lián)接入電路;
(2)開關(guān)S閉合后,發(fā)現(xiàn)燈泡L不發(fā)光,電流表指針不偏轉(zhuǎn),說明電路可能斷路;根據(jù)電壓
表的示數(shù)分析故障;
(3)根據(jù)電流表選用小量程確定分度值讀數(shù),根據(jù)R=苧得出小燈泡正常工作時的電阻;
(4)電流從電壓表的正接線柱流入,負(fù)接線柱流出,否則指針反向偏轉(zhuǎn),據(jù)此分析。
名校模擬
[練習(xí)6](2023秋?濱江區(qū)期末)在測Rx電阻的實(shí)驗中,同學(xué)們分別設(shè)計了甲、乙兩種電路。
(I)部分同學(xué)們認(rèn)為甲電路設(shè)計比乙電路設(shè)計好。因為甲電路設(shè)計可以多次測量求平均值減小
誤差,而乙電路設(shè)計做不到這點(diǎn)。他們的想法是:=(選填“正確的”或“錯誤的”)
(2)如電路圖乙所示,測量Rx的阻值的實(shí)驗步驟如下:
①當(dāng)閉合開關(guān)S,Si接a時,調(diào)節(jié)滑動變阻器,記錄電壓表的示數(shù)為Ui;
②當(dāng)閉合開關(guān)S,Si接b時,(選填“需要”或“不需要”)調(diào)節(jié)滑動變阻器,記錄
電壓表的示數(shù)為U2;
③Rx的阻值表達(dá)式為Rx=_____-(用Ui、U2、Ro表示)
甲乙
【解答】解:(1)甲圖可以通過移動滑動變阻器的滑片,多次改變電路中的電流值和電壓表的示
數(shù),多次測量求平均值減小測量的誤差;
乙圖可以通過移動滑動變阻器的滑片,多次改變電路中的電流值和電壓表的示數(shù),多次測量求平
均值減小測量的誤差;
故他們的想法是錯誤的;
(2)①當(dāng)閉合開關(guān)S,Si接a時,兩個定值電阻和滑動變阻器串聯(lián),電壓表測量Rx的電壓,調(diào)
節(jié)滑動變阻器,記錄電壓表的示數(shù)為Ui;
②當(dāng)閉合開關(guān)S,Si接b時,兩個定值電阻和滑動變阻器串聯(lián),電壓表測量Rx和Ro兩端的電壓,
不需要調(diào)節(jié)滑動變阻器,記錄電壓表的示數(shù)為U2,根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)可知Ro兩端的電壓
為U2-U1,根據(jù)歐姆定律可知電路中的電流1=與它1;
③根據(jù)歐姆定律可知Rx的阻值表達(dá)式為Rx=牛=淄7r=4爸。
~^0~21
故答案為:(1)錯誤的;(2)②不需要;③小粵。
[練習(xí)7](2023?婺城區(qū)校級模擬)拓展性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)合作進(jìn)行“探究串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)”實(shí)
驗,設(shè)計了如圖1所示電路,并按圖1連接了如圖2所示電路。
(1)圖2的實(shí)驗電路連接中有一處錯誤,使實(shí)驗無法完成,連接錯誤的導(dǎo)線是(填“a”
“b”或"c”);
(2)按圖1所示電路圖正確連接電路后,繼續(xù)實(shí)驗,根據(jù)實(shí)驗測得的數(shù)據(jù)繪制了如圖3所示的
電流與電壓關(guān)系圖;已知電源電壓恒為6V,根據(jù)探究目的分析圖3所示的關(guān)系圖,得出的實(shí)驗
結(jié)論是;
(3)拓展探究:同學(xué)們根據(jù)串聯(lián)電路的特點(diǎn),重新設(shè)計了如圖4所示電路(電源電壓未知),利
用電壓表和定值電阻Ro(已知阻值)測量未知定值電阻Rx的阻值,閉合開關(guān)S后,接下來的操
作可行的是(填序號)。
①先閉合S1,斷開S2,讀出電壓表示數(shù)Ui;后閉合S2,斷開Si,讀出電壓表示數(shù)U2
②先閉合S1,斷開S2,讀出電壓表示數(shù)U1;后閉合Si、S2,讀出電壓表示數(shù)U2
【解答】解:(1)由圖1可知,Ri與R2串聯(lián),電壓表V1測R1兩端的電壓,電壓表V2測R2兩
端的電壓,圖2的實(shí)驗中電壓表V2示數(shù)為0,連接錯誤的導(dǎo)線是b(應(yīng)接在變阻器的左下接線柱);
(2)已知電源電壓恒為6V,據(jù)如圖3所示的電流與電壓關(guān)系圖可知,在電流相等時對應(yīng)的電壓
之和為
4V+2V=3V+3V=-----------=6V+0V=6V;
得出的實(shí)驗結(jié)論是:串聯(lián)電路中總電壓等于各用電器兩端電壓之和;
(3)①先閉合Si,斷開S2,兩電阻串聯(lián),電壓表測待測電阻的電壓,讀出電壓表示數(shù)Ui;后
閉合S2,斷開Si,電路的連接關(guān)系不變,電壓表測電源電壓U2,根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律可得
出定值電阻的電壓,由分壓原理可得出待測電阻大??;
②先閉合Si,斷開S2,兩電阻串聯(lián),電壓表測待測電阻的電壓,讀出電壓表示數(shù)Ui;后閉合S
1S2,定值電阻短路,電路為待測電阻的簡單電路,電壓表測電源電壓,讀出電壓表示數(shù)U2,同
①可得出待測電阻大小。操作可行的是①②。
故答案為:(1)b;(2)串聯(lián)電路中總電壓等于各用電器兩端電壓之和;(3)①②。
題型四電路設(shè)計
典例精講
[例題4]實(shí)際的電源都有一定的電阻,如干電池,我們需要用它的電壓U和電阻r兩個物理量來描
述它。實(shí)際計算過程中,可以把它看成是由一個電壓為U、電阻為0的理想電源與一個電阻值
為r的電阻串聯(lián)而成,如圖甲所示。實(shí)驗室有一電源,電源電壓約為3V、電阻不到1Q。為了
測量該電源的電壓和電阻,現(xiàn)有兩個電阻Ri=15Q,R2=5Q,一量程為0.3A的電流表,并設(shè)
計了如下的兩種測量電路:乙和丙。
(1)請選擇可行的測量電路,理由是_____________________________________________
(2)簡要敘述實(shí)驗步驟:
a:;
b:_______________________________________________________
(3)根據(jù)測量數(shù)據(jù)和已知量,得到電源電壓U=_____,電源內(nèi)阻「=_____。(用Ri、R2的值及
所測物理量的符號表示)
【解答】解:
(1)若選乙電路圖,當(dāng)閉合開關(guān)S2時,R2與電源的內(nèi)阻r串聯(lián),
電路中的電流約為:1=口七丁=°=0.5A>O.3A;
所以此方案不可行,故可行的測量電路為丙。
(2)實(shí)驗步驟:
a閉合開關(guān)Si、S2(Ri、r串聯(lián)),讀出電流表示數(shù)為L;
b閉合開關(guān)Si,斷開開關(guān)S2(Ri、R2、r串聯(lián)),讀出電流表示數(shù)為12。
(3)因電源的電壓不變,則
U=Ii(Ri+r)=h(15Q+r)---------------①,
U=I2(Ri+Rz+r)=I2(15Q+5Q+r)=I2(2011+r)-------------②,
聯(lián)立兩式解得:U=*4,r=207二
通關(guān)指導(dǎo)
(1)由乙電路圖可知,當(dāng)閉合開關(guān)S2時,R2與電源的內(nèi)阻r串聯(lián),根據(jù)電阻的串聯(lián)特點(diǎn)和歐
姆定律求出此時電路中的電流會大于電流表的量程,故此方案不可行;
(2)由丙電路圖可知,當(dāng)只閉合開關(guān)Si時,r、Ri、R2串聯(lián),電流表測電路中的電流;在閉
合開關(guān)S2時,R2被短路,電路為Ri、r串聯(lián),電流表測電路中的電流,根據(jù)串聯(lián)電路的電阻
特點(diǎn)和歐姆定律分別表示出電源的電壓,解等式即可求出電源的電壓和內(nèi)阻的阻值,并據(jù)此設(shè)
計實(shí)驗步驟。
名校模擬
[練習(xí)8]為了測定一根“銀銘合金絲”的電阻R,提供下列器材:電源、電流表2只、阻值為Ro的
定值電阻、開關(guān)、導(dǎo)線若干。請你利用這些器材設(shè)計實(shí)驗方案。
(1)畫出實(shí)驗電路圖;
(2)寫出實(shí)驗的步驟并用測量值表示所測的電阻值。
【解答】解:(1)開關(guān)控制干路,兩電阻并聯(lián),兩只電流表分別與兩電阻串聯(lián),如下圖所示:
(2)實(shí)驗步驟:
閉合開關(guān)S,分別讀出電流表Ai的示數(shù)為h,電流表A2的示數(shù)為12;
由于電源電壓不變,則IiRo=l2R,
解得:1<=畢。
[練習(xí)9]小韓手頭有一個阻值為R(已知)的定值電阻以及一個量程合適的電流表,他想用它們測
出某未知電阻Rx的阻值。
(1)請幫助設(shè)計并畫出電路圖(另提供開關(guān)、電源和導(dǎo)線若干,電路連好后不可拆裝電流表)。
(2)寫出需要的操作步驟及測量的科學(xué)量,并用所測得的量來表示Rx。
【解答】解:(1)將R與Rx并聯(lián),分別有一個開關(guān)控制它們,電流表接在干路中,分別閉合Si、
S2,記下電流表的示數(shù),便可求出電源電壓及Rx的值,如下圖所示:
(2)實(shí)驗的主要步驟:
①閉合開關(guān)S1,斷開S2,讀出電流表的示數(shù)11;
②閉合S2,斷開Si,讀出電流表的示數(shù)12;
③在步驟①中,電路為只有R的簡單電路,根據(jù)1=%可知,電源電壓為U=Ui=hR;
在步驟②中,電路為只有待測電阻的簡單電路,待測電阻兩端的電壓為Ux=U=LR,
故Rx=的=平。
答:(1)見解答圖;
(2)①閉合開關(guān)Si,斷開S2,讀出電流表的示數(shù)h;
②閉合S2,斷開S1,讀出電流表的示數(shù)12;
③在步驟①中,電路為只有R的簡單電路,根據(jù)1=%可知,電源電壓為U=Ui=hR;
在步驟②中,電路為只有待測電阻的簡單電路,待測電阻兩端的電壓為Ux=U=hR,
故Rx=方=容
[練習(xí)10]“曹沖稱象”的故事流傳至今,最為人稱道的是曹沖采用的方法,他把船上的大象換成石
頭,而其他條件保持不變,使兩次的效果(船體浸入水中的深度)相同,于是得出大象的重就
等于石頭的重。人們把這種方法叫“等效替代法”。請嘗試?yán)谩暗刃娲ā苯鉀Q下面的問題。
【探究目的】粗略測量待測電阻Rx的值
【探究器材】待測電阻Rx、一個標(biāo)準(zhǔn)的電阻箱(元件符號7),兩個開關(guān)、干電池、導(dǎo)線和一
個刻度不準(zhǔn)確但靈敏度良好的電流表(電流表量程
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