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文檔簡介

專題01伏安法測電阻實(shí)驗(yàn)

1.(2025?上海浦東新?一模)小華做“用電流表、電壓表測電阻”實(shí)驗(yàn),現(xiàn)有電源(電壓為2V、4V、6V中的

一個,且保持不變)、待測電阻&、滑動變阻器(標(biāo)有“10。2A”字樣)、電流表、電壓表、開關(guān)及導(dǎo)線

若干。他正確串聯(lián)器材,并將電壓表并聯(lián)在電路中、小華在讀取并記錄數(shù)據(jù)時(shí),有一個電表始終未按所

選量程讀數(shù),而是在另一量程下讀數(shù)。當(dāng)變阻器的滑片在一端時(shí),他記錄的電壓表示數(shù)為0.6V,當(dāng)滑片

在某一位置時(shí),他記錄的電壓表和電流表示數(shù)為L0V和0.48A,當(dāng)滑片在另一端時(shí),他記錄的電流表示

數(shù)為0.58A。實(shí)驗(yàn)過程中,電壓表、電流表的量程均未發(fā)生改變,其表盤如圖所示。

0.20.4

(1)該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理是o

(2)求出待測電阻4的阻值。(計(jì)算結(jié)果精確到0.1。,需寫出解答過程)

【答案】(1)氏=寧

⑵10.4。

【詳解】(1)實(shí)驗(yàn)中測量電阻的阻值的原理是歐姆定律/=工的變形公式R=g。

(2)當(dāng)滑片在某一位置時(shí),他記錄的電壓表和電流表示數(shù)為1.0V和0.48A,當(dāng)滑片在另一端時(shí),他記

錄的電流表示數(shù)為0.58A,滑片移到另一端電流變大,可知此時(shí)滑動變阻器為零,當(dāng)變阻器的滑片在一

端時(shí),他記錄的電壓表示數(shù)為0.6V,說明這一端是滑動變阻器最大值端?;瑒幼冏杵髯柚翟谧畲笾刀藭r(shí)

電壓表為0.6V,滑動變阻器滑片在某一位置時(shí),電壓為1.0V,可知電壓表接在待測電阻兩端。假設(shè)電

流表讀數(shù)未按照所選量程讀數(shù),從電流0.48A可知,這個電流值讀取的電流表的小量程,此時(shí)電流表接

的量程為0~3A,實(shí)際電流/=5xO.48A=2.4A

那么待測電阻尺=}=黛x0.42Q

電源電壓0=4+?R滑大=0-6V+緇xlOQ?14.9V>6V

故假設(shè)不成立。當(dāng)電壓表的示數(shù)未按所選量程度數(shù),由電壓0.6V可知,此示數(shù)是按小量程讀取的,電

壓表實(shí)際量程為0~15V。當(dāng)滑片在某一位置時(shí),他記錄的電壓表和電流表示數(shù)為1.0V和0.48A,實(shí)際電

壓為U'=5xl.0V=5.0V

待測的電阻實(shí)際阻值為2%敲。1。4。

電源電壓U=,26=0$8AX10.4QR6V

故符合題意。

2.(2025?上海楊浦?一模)小紅和小華做“用電流表、電壓表測電阻”實(shí)驗(yàn)?,F(xiàn)有待測導(dǎo)體兩個(分別是電阻

R和小燈泡L),其余的器材相同且完好,其中滑動變阻器上均標(biāo)有“1A”字樣。他們分別選擇一個待測導(dǎo)

體,與電源、電流表、開關(guān)正確串聯(lián),其中一人將電壓表并聯(lián)在待測導(dǎo)體兩端,另一人將電壓表并聯(lián)在

滑動變阻器兩端。小紅和小華均規(guī)范操作,并將剛閉合開關(guān)時(shí)的電壓表示數(shù)記錄實(shí)驗(yàn)序號1中。實(shí)驗(yàn)過

程中,兩位同學(xué)觀察到電流表示數(shù)的最小值均為0.2安,電流表示數(shù)的最大值分別為0.58安、0.3安。

他們討論后分別計(jì)算出了定值電阻R的平均值與小燈泡L電阻的平均值,表1、表2中記錄了兩人的實(shí)

驗(yàn)部分?jǐn)?shù)據(jù)。

表1小紅實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

實(shí)驗(yàn)序號電壓(伏)電流(安)

14.0

22.80.3

30

表2小華實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

實(shí)驗(yàn)序號電壓(伏)電流(安)

12.0

23.50.24

3

根據(jù)上述信息

⑴將電壓表并聯(lián)在滑動變阻器(選填“小紅”或“小華”),理由是:

(2)求小紅和小華實(shí)驗(yàn)所用電源的電壓U.(寫出主要的推理和分析過程)

(3)求定值電阻R的平均值。(精確到0.1歐姆)

(4)將小燈泡L電阻的平均值作為小燈泡的電阻,你認(rèn)為這樣做合理嗎?為什么?

【答案】(1)小紅電流增大時(shí),電壓變小

(2)6V

(3)10.3。

(4)不合理,因?yàn)樾襞莸碾娮桦S溫度的升高而增大

【詳解】(1)[1]⑵由表1中,實(shí)驗(yàn)序號1的電流為0.2A,實(shí)驗(yàn)序號2的為O.3A,可見,電流增大時(shí),

待測電阻兩端電壓變大,而表格中的電壓表示數(shù)變小,故可以判斷小紅把電壓表接在了滑動變阻器兩端。

(2)由第(1)小問可知,小紅把電壓表接在了滑動變阻器兩端了,小華把電壓表接在了待測電阻兩端,

從兩人均操作規(guī)范,閉合開關(guān)時(shí),滑動變阻器都在最大值處,此時(shí)電路中的電流最小,為0.2A,從兩人

第一次實(shí)驗(yàn)電壓數(shù)據(jù)可知,電源電壓為

U=4.OV+2.0V=6V

(3)從表格2實(shí)驗(yàn)序號1是滑動變阻器接入最大值時(shí)對應(yīng)的數(shù)據(jù),電流/,=O.2A,所以此時(shí)待測電阻

從表格2實(shí)驗(yàn)序號2的數(shù)據(jù),計(jì)算待測電阻的阻值為

U_3.5V

22?14.6Q

-0.24A

故小華待測電阻是小燈泡,小紅待測電阻定值電阻。因?yàn)閮晌煌瑢W(xué)電流表的示數(shù)的最大值分別是O.58A、

O.3A,假設(shè)滑動變阻器接入電阻為零時(shí),燈泡的最大電流位O.58A,則此時(shí)小燈泡的電阻

U6V

。<尺

履二一O.58A?10.322Q14.6Q

這與小燈泡的電阻隨溫度的升高而增大相矛盾,故假設(shè)不成立,所以小紅實(shí)驗(yàn)3的電流"=O.58A。小

紅的實(shí)驗(yàn)1,待測電阻為

6V-4V

=10。

110.2A

小紅的實(shí)驗(yàn)2,待測電阻為

_U-Un_6V-2.8V

~p10.70

/12-0.3A

小紅的實(shí)驗(yàn)3,待測電阻為

6V

R,=Yp10.30

0.58A

待測電阻的阻值為

10Q+10.7Q+10.3Q

elO.3。

(4)因?yàn)樾襞莸碾娮桦S溫度的變化而變化,故測小燈泡的電阻,求平均值作為小燈泡的電阻,不合

理,沒有實(shí)際意義。

3.(2025?上海寶山?一模)在“測量小燈泡額定電功率”的實(shí)驗(yàn)中,小燈泡標(biāo)有“2.2V”字樣,實(shí)驗(yàn)電路圖如

圖(a)所示:

(a)(b)

(1)該實(shí)驗(yàn)的原理是(用公式表示);

⑵圖(a)電路中A2和CO間分別接入(選填"A”或"B”);

A.電流表和電壓表

B.電壓表和電流表

(3)正確連接電路后,閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮,但電流表有示數(shù)。接下來應(yīng)進(jìn)行的操作是;

A.更換小燈泡

B.檢查電路是否斷路

C.移動滑動變阻器滑片,觀察小燈泡是否發(fā)光

(4)實(shí)驗(yàn)中滑動變阻器滑片移到某個位置時(shí),電壓表示數(shù)如圖(b)所示。若要測量小燈泡的額定功率,

應(yīng)將滑動變阻器的滑片向(填%”或?”)端移動;

(5)下表為某同學(xué)的實(shí)驗(yàn)記錄分析表:

實(shí)驗(yàn)次電壓表示數(shù)U電流表示數(shù)/

功率尸(W)額定功率尸額(W)

數(shù)(V)(A)

11.50.220.33

22.20.300.667^=1(0.33+0.66+1.02)=0.67

33.00.341.02

你認(rèn)為該同學(xué)處理數(shù)據(jù)過程是否合理?若合理,請說明這樣處理的目的;若不合理,請給出處理過程并

說明理由。

【答案】⑴尸=見

(2)B

(3)C

(4)a

(5)不合理,燈泡在不同電壓下的實(shí)際功率不同,求平均值沒有物理意義

【詳解】(1)在“測量小燈泡額定電功率”的實(shí)驗(yàn)中,用電壓表測燈泡兩端電壓,用電流表測通過燈泡的

電流,根據(jù)P=U/求出燈泡額定功率,故該實(shí)驗(yàn)的原理是P=U/。

(2)電壓表測燈泡兩端電壓,故電壓表并聯(lián)在燈泡兩端;電流表測通過燈泡的電流,故電流表串聯(lián)在

電路中,因此圖(a)電路中4B和CO間分別接入電壓表和電流表,綜上分析知,故B符合題意,A不

符合題意。

故選B。

(3)正確連接電路后,閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)電流表有示數(shù),說明電路是通路,小燈泡不亮,說明小燈泡可

能實(shí)際功率太小,接下來應(yīng)進(jìn)行的操作是移動滑動變阻器滑片,觀察小燈泡是否發(fā)光,綜上分析知,故

C符合題意,AB不符合題意。

故選C。

(4)小燈泡額定電壓為2.2V,小于3V,故電壓表選0~3V的小量程;實(shí)驗(yàn)中滑動變阻器滑片移到某個

位置時(shí),電壓表示數(shù)如圖(b)所示,電壓表分度值0.1V,其示數(shù)為1.8V,小于燈泡額定電壓2.2V,若

要測量小燈泡的額定功率,應(yīng)增大燈泡兩端電壓,根據(jù)串聯(lián)電路電壓規(guī)律,應(yīng)減小滑動變阻器兩端電壓,

根據(jù)分壓原理,應(yīng)減小滑動變阻器接入電路的阻值,故應(yīng)將滑動變阻器的滑片向。端移動。

(5)由于燈泡在不同電壓下的實(shí)際功率不同,所以不能通過求平均值的方法來求功率,該同學(xué)數(shù)據(jù)處

理過程是不合理的,求平均值沒有物理意義。

4.(2025?上海嘉定?一模)小嘉在物理課上做“用電流表、電壓表測電阻”實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)桌上有標(biāo)有“20。2A”和

“5。1A”的2個滑動變阻器可選。小嘉選取了一個滑動變阻器與待測電阻開關(guān)、電流表、電源(電

壓不變)正確串聯(lián),再將電壓表并聯(lián)在電路中。閉合開關(guān),觀察到兩電表的示數(shù)分別為3.0伏和0.24安。

移動滑片過程中,觀察到兩電表的指針偏轉(zhuǎn)方向相反,移至某位置時(shí),電壓表示數(shù)突然增大為6.0V,電

流表示數(shù)突然減小為0A。小嘉思考后,更換了另一個變阻器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。閉合開關(guān),滑片從變阻器一端

移到另一端的過程中,觀察到電壓表示數(shù)的最大值如圖所示。

(1)實(shí)驗(yàn)中所用電源的電壓為伏。

(2)更換變阻器前,電壓表并聯(lián)在______(選填“電源”“待測電阻口'或“滑動變阻器”)兩端。

(3)分析計(jì)算當(dāng)電壓表為圖所示的示數(shù)時(shí)待測電阻尺的電阻值______。(精確到0.1歐)

【答案】(1)6.0

(2)滑動變阻器

(3)12.6Q

【詳解】(1)由題意可知,滑動變阻器與待測電阻&串聯(lián),移動滑片到某位置時(shí),電壓表示數(shù)突然增大

為6.0V,電流表示數(shù)突然減小為0A。故電路發(fā)生斷路,電壓表有示數(shù),則與電壓表并聯(lián)的元件斷路,

電壓表與另一完好的元件串聯(lián)在電源兩端,此時(shí)電壓表的示數(shù)等于電源電壓,故電源電壓為6.0V。

(2)由題可知,移動滑片,兩電表的指針偏轉(zhuǎn)方向相反,即一個電表示數(shù)變大,另一個電表示數(shù)變小,

若電流表示數(shù)變大,待測電阻阻值不變,其兩端電壓變大,根據(jù)串聯(lián)電路電壓的特點(diǎn)可知,滑動變阻器

兩端電壓變小,所以電壓表測的不是待測電阻兩端電壓,電壓表應(yīng)并聯(lián)在滑動變阻器兩端,測滑動變阻

器兩端電壓才符合題意。

(3)由圖可知,電壓表的示數(shù)為1.7V,此時(shí)滑動變阻器接入的阻值最大。更換電阻前,觀察到兩電表

的示數(shù)分別為3.0伏和0.24安,則當(dāng)時(shí)滑動變阻器接入的阻值為

故接的是“2002A”的滑動變阻器,更換的變阻器規(guī)格為“5。1A”,滑動變阻器的最大阻值為5。,此時(shí)電

路的電流為

1.7V

大=0.34A

5。

此時(shí)待測電阻兩端電壓為

UFU-UVSN=A3V

待測電阻的阻值為

U.4.3V

=12.6Q

5.(2025?上海崇明?一模)在“用電流表、電壓表測電阻”的實(shí)驗(yàn)中,所用的電路圖如圖(a)所示,已知電源

(c)

⑴實(shí)驗(yàn)時(shí)在閉合開關(guān)S前,變阻器的滑片尸應(yīng)調(diào)至_______(選填"A”“中間”或“2”)端;

(2)閉合開關(guān)S,移動變阻器滑片,當(dāng)電壓表示數(shù)為2.5伏時(shí),電流表示數(shù)如圖(b)所示,則待測電阻的

阻值為歐。接著繼續(xù)改變滑片位置,測量電壓和電流值,實(shí)驗(yàn)中測量多組電壓和電流值的目的

是(選填"A.驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否正確”“B.尋找普遍規(guī)律”“C.減小測量誤差”);

(3)完成測電阻后,小明同學(xué)思考這樣一個問題,假如沒有電流表,應(yīng)該也能測出待測電阻的阻值。于是

他就設(shè)計(jì)出如圖(c)所示電路,請你幫助他將實(shí)驗(yàn)步驟補(bǔ)充完整。

①首先前,將滑動變阻器的滑片移至_______;

②然后閉合開關(guān)S,讀出此時(shí)電壓表的讀數(shù)為U、;

③待測電阻阻值的表達(dá)式是段=(用已知量和所測物理量的符號來表示)。

【答案】(1)8

⑵5C

(3)閉合開關(guān)S阻值最大處華,

【詳解】(1)實(shí)驗(yàn)時(shí),為了保護(hù)電路,在閉合開關(guān)S前,應(yīng)該將變阻器的滑片移到阻值最大處,即2端。

(2)[1]由圖(b)可知,電流表的量程是0~0.6A,分度值是0.02A,電流表的示數(shù)是0.5A,由圖(a)

可知,電壓表測待測電阻R兩端的電壓,電流表測電路中的電流,電壓表示數(shù)為2.5伏,則待測電阻的

阻值

⑵用電流表、電壓表測電阻時(shí),改變變阻器的阻值多次實(shí)驗(yàn),是為了求平均值,減小誤差,故C符合題

意,AB不符合題意。

故選C?

(3)口][2][3]由圖(c)可知,定值電阻尺與變阻器串聯(lián),電壓表測量定值電阻心兩端的電壓,將滑片

置于阻值最大處,閉合開關(guān),讀出此時(shí)電壓表示數(shù)根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)可知,滑動變阻器兩

端的電壓

U^U-UX

電路中電流

°滑=u-U*

R。一%

由歐姆定律可知,未知電阻阻值的表達(dá)式

U*

UUx

u-ux

6.(2025?上海靜安?一模)小華做“用電流表、電壓表測電阻”實(shí)驗(yàn),電源由幾節(jié)干電池組成(即電源電壓為

1.5V的整數(shù)倍且保持不變),滑動變阻器標(biāo)有“20Q2A”的字樣,電壓表只有0~3V擋完好,其余器材均

完好。他連接電路,先將變阻器滑片移至連入阻值最大的一端,閉合開關(guān),觀察并記錄兩電表的示數(shù),

然后移動變阻器的滑片,當(dāng)滑片移至某一位置時(shí),兩電表示數(shù)分別為2.5V、0.24A。他在實(shí)驗(yàn)過程中

發(fā)現(xiàn)電流表的示數(shù)在0.20-0.28A間變化,電壓表的示數(shù)在2.0-3.0V間變化。

(1)“用電流表、電壓表測電阻”的實(shí)驗(yàn)原理是;

(2)計(jì)算說明電壓表并聯(lián)的位置,并求出實(shí)驗(yàn)所用電源的電壓U;(需寫出解答過程)

(3)當(dāng)兩電表示數(shù)分別為2.5V、0.24A時(shí),待測電阻放的阻值為。(精確到0.1Q)。

【答案】⑴

R"

I

(2)電壓表并聯(lián)在待測電阻兩端;電源電壓為6V

(3)10.4

【詳解】⑴“用電流表、電壓表測電阻唧伏安法測電阻的原理為尺=?。

(2)電流表的示數(shù)在0.20~0.28A間變化,電壓表的示數(shù)在2.0~3.0V間變化;若電壓表測量滑動變阻器

兩端電壓,則當(dāng)電壓表示數(shù)為3V時(shí),滑片在最大值處,即阻值為20。,此時(shí)電流為

,53Vn...

Zp=-=------=0.15A

PRp20Q

這與電流表的示數(shù)變化范圍不符,所以電壓表與待測電阻并聯(lián)。當(dāng)電壓為2.0V,電流為0.2A時(shí),滑動

變阻器的滑片置于阻值最大的一端,此時(shí)阻值為20。,其兩端電壓為

U#=/7?mar=0.2Ax20Q=4V

由串聯(lián)電路中電壓的規(guī)律知,電源電壓為

U=U?+[/潦=2V+4V=6V

該電壓值等于1.5V的整數(shù)倍,符合題意,故電源電壓為6V。

(3)當(dāng)兩電表示數(shù)分別為2.5V、0.24A時(shí),待測電阻網(wǎng)的阻值為

7.(2025?上海奉賢?一模)小華同學(xué)做“用電壓表、電流表測電阻”實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)器材有:若干節(jié)新干電池(電

壓為1.5伏整數(shù)倍)、電壓表、電流表、待測電阻、開關(guān)、滑動變阻器(標(biāo)有“20歐1安”字樣)及導(dǎo)

線若干。小華正確串聯(lián)實(shí)驗(yàn)器材,并將滑片放置于變阻器的一端,然后將電壓表并聯(lián)在電路中。閉合開

關(guān)后,電流表示數(shù)為0.12A,移動變阻器的滑片,觀察到電壓表的示數(shù)逐漸變小,直至為零。他分析

數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)電路連接存在問題,于是重新正確連接電路,操作步驟正確,當(dāng)他將變阻器的滑片移動到中點(diǎn)

附近時(shí),電壓表示數(shù)如圖所示。

510

。屋硼""颯紡

0V

50注

(1)該實(shí)驗(yàn)原理是;

(2)小華第一次連接電路時(shí),將電壓表并聯(lián)在____的兩端(選填“待測電阻”、“滑動變阻器”或“電源”);

(3)通過計(jì)算說明小華所用電源的電壓____o

【答案】⑴R=.

(2)滑動變阻器

(3)4.5V

【詳解】(1)根據(jù)R=亍,可利用電壓表、電流表測電阻。

(2)定值電阻和滑動變阻器串聯(lián),移動變阻器的滑片,觀察到電壓表的示數(shù)逐漸變小,直至為零。根

據(jù)串聯(lián)分壓原理可知,定值電阻的電壓不可能為零,所以電壓表是并聯(lián)在滑動變阻器的兩端。

(3)依題意可知,滑動變阻器接入最大阻值20。時(shí),電流表示數(shù)為0.12A,則變阻器電壓為

U滑=/尺滑大=0.12Ax200=2.4V

根據(jù)串聯(lián)電壓規(guī)律可知,電源電壓U>2.4V。

正確連接電路,即電壓表與未知電阻并聯(lián)時(shí),將變阻器的滑片移動到中點(diǎn)附近,電壓表示數(shù)如圖所示,

選用小量程,分度值為0.1V,示數(shù)為2.8V,即未知電阻電壓U,=2.8V。根據(jù)串聯(lián)分壓原理,變阻器阻

值變小,分壓變少,則變阻器電壓?;?lt;2.4V,所以電源電壓為

。=U滑+<2.4V+2.8V=5.2V

綜上,電源電壓滿足2.4V<U<5.2V,因?yàn)殡娫措妷簽?.5伏整數(shù)倍,所以電源電壓U為3V或4.5V。

當(dāng)電源電壓。=3V時(shí),U,=2.8V,則變阻器電壓約為

%=3V-2.8V=0.2V

則電路中電流約為

^^=0.02A

-x20Q

2

變阻器阻值變小,電路中電流應(yīng)變大,即大于0.12A,所以電源電壓UW3V,所以小華所用電源的電壓

為4.5V。

8.(2025?上海虹口?一模)小虹和小唐做“用電流表、電壓表測電阻”實(shí)驗(yàn),現(xiàn)有兩個滑動變阻器(分別標(biāo)有

“5Q3A”“20O2A”字樣),其余實(shí)驗(yàn)器材均相同。他們分別選擇其中一個變阻器與電源(電壓未知且保持

不變)、待測電阻、電流表、開關(guān)串聯(lián)。小虹將電壓表并聯(lián)在待測電阻兩端,移動變阻器滑片P至最大

阻值處,閉合開關(guān)后,觀察到電壓表的示數(shù)如圖所示。小唐將電壓表并聯(lián)在電路中,將測得的三組數(shù)據(jù)

記錄在下表中、他們交流數(shù)據(jù)后,共同得出了實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

廣'O

實(shí)驗(yàn)序號電壓U(伏)電流/(安)

13.00.16

22.50.20

31.50.30

(1)通過計(jì)算判斷小唐實(shí)驗(yàn)時(shí)使用滑動變阻器的規(guī)格。

(2)計(jì)算電源電壓Uo

⑶計(jì)算待測電阻心的阻值(精確到01歐)。

【答案】(l)“20Q2A”

(2)4.5V

(3)9.85。

【詳解】(1)從小唐的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),電壓減小電流增大,可知電壓表接在了滑動變阻器兩端,由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

U超i3V

1,滑動變阻器接入的電阻尺滑1=-^=八771=18.75。>5。

U.loA

由此可知小唐選用的滑動變阻器的規(guī)格是20。,2Ao

(2)由(1)知小唐選用的滑動變阻器的規(guī)則給20。,2A,故小虹所選用的滑動變阻器為5。,3A,由

小唐的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)3可知,當(dāng)滑動變阻器兩端電壓為1.5V,通過的電流為0.3A,接入的電阻為

由題意知,小虹將電壓表并聯(lián)在待測電阻兩端,移動變阻器滑片P至最大阻值處,由此可知小虹的實(shí)驗(yàn)

中滑動變阻器兩端的電壓為L5V,由圖可知電壓表的示數(shù)為3V,由串聯(lián)電路的電壓規(guī)律可知,電源電

壓t7=3V+1,5V=4.5V

U3V

(3)小虹實(shí)驗(yàn)中待測電阻管=萬甚£=10。

小虹實(shí)驗(yàn)1,待測電阻Ml=0、=Ml”x9.4Q

人0.16A

小虹實(shí)驗(yàn)2,待測電阻滑2=4哈了=10Q

小虹實(shí)驗(yàn)3,待測電阻&3=滑3==10Q

10Q+9.4。+10Q+10Q八cue

所以待測電阻的阻值&二-----------------=9.8512

4

11.(2025?上海金山?一模)小紅和小華做“用電流表、電壓表測電阻”實(shí)驗(yàn),他們所用滑動變阻器有A、

B兩個,A標(biāo)有“5歐3安”字樣、B標(biāo)有“20歐2安”字樣,其它實(shí)驗(yàn)器材齊全且相同(電源電壓為

2伏的整數(shù)倍且保持不變)。他們各自選取一個變阻器進(jìn)行實(shí)驗(yàn),小紅正確連接電路,操作規(guī)范,閉合開

關(guān),觀察到電壓表示數(shù)如圖所示。小華將器材正確串聯(lián)之后,將電壓表并聯(lián)在電路中,閉合開關(guān)移動滑

動變阻器滑片,發(fā)現(xiàn)兩個電表的示數(shù)一個變大一個變小,當(dāng)滑片移至某一位置時(shí),測量得到一組實(shí)驗(yàn)數(shù)

據(jù)記錄在表序號1中。

表小華的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

序號電壓表示數(shù)(伏)電流表示數(shù)(安)

13.00.20

2

3

(1)畫出小紅實(shí)驗(yàn)的電路圖。

(2)小華實(shí)驗(yàn)中電壓表并聯(lián)在滑動變阻器(選填“待測電阻”或“滑動變阻器”)兩端。

(3)通過推理計(jì)算說明實(shí)驗(yàn)時(shí)所用的電源電壓U和實(shí)驗(yàn)序號1中待測電阻的阻值。(需寫出解答過程)

【解答】解:(1)小紅正確連接電路,操作規(guī)范,故電路圖是伏安法測電阻的常規(guī)電路,如下所示:

(2)小華應(yīng)該是把電壓表并聯(lián)在滑動變阻器兩端了,這樣連接電路,實(shí)驗(yàn)過程中,當(dāng)滑動變阻器阻值

調(diào)大時(shí),電壓表示數(shù)變大,電流表示數(shù)變?。环粗绻瑒幼冏杵髯柚嫡{(diào)小時(shí),電壓表示數(shù)變小,電

流表示數(shù)變變大;

(3)根據(jù)表中序號1的數(shù)據(jù),滑動變阻器連入電路的阻值為Rl=?=怒^=15。>5。,所以,小華

U.ZUA

使用的滑動變阻器是標(biāo)有“20歐2安”字樣的B,小紅使用的是滑動變阻器A;

小紅正確連接電路,操作規(guī)范,閉合開關(guān)時(shí),滑動變阻器阻值最大為RA=5。,小于15歐,所以變阻

器此時(shí)的電壓小于3伏,電壓表示數(shù)為Ux=4.5C,電源電壓U=Ux+UA<4.5V+3V,即UV7.5V,所

以,4.5V<U<7,5V,又因?yàn)殡娫措妷簽?伏的整數(shù)倍,所以電源電壓U=6V;

根據(jù)小華的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得:U=Ux+UB,即6V=0.2AXRx+3V,解之得Rx=15C。

故答案為:(1)電路圖見解析;(2)滑動變阻器;(3)電源電壓為6V;待測電阻的阻值是15。。

12.(2025?上海閔行?一模)小明做“伏安法測電阻”實(shí)驗(yàn),將電源(電壓為1.5伏整數(shù)倍且保持不變)、

開關(guān)、滑動變阻器(標(biāo)有“20歐1安”字樣)、待測電阻Rx、電流表串聯(lián),再將電壓表并聯(lián)在電路中。

連接電路時(shí)小明發(fā)現(xiàn)滑動變阻器的滑片被卡在圖示位置無法移動。小明經(jīng)過思考,認(rèn)為可以通過改接滑

動變阻器的接線柱完成實(shí)驗(yàn)。他首先連接滑動變阻器A、C接線柱,閉合開關(guān),電壓表和電流表示數(shù)分

別為3.5伏和0.32安。接著他分別連接A、B接線柱和B、C接線柱。閉合開關(guān)后,其中一次電壓表示

數(shù)為4.5伏,另一次電流表示數(shù)為0.24安。

⑴“伏安法測電阻”的實(shí)驗(yàn)原理是R=yQ

(2)請?jiān)趯?shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表空白處完成相關(guān)數(shù)據(jù)及欄目的填寫。

平均電

實(shí)驗(yàn)序號電壓(伏)電流(安)電阻(歐)

阻(歐)

10.32

35

20.24

2.7

3

4.5。4

Pc

【解答】解:(1)用伏安法測量電阻的原理R(

(2)連接滑動變阻器A、C接線柱,閉合開關(guān),電壓表和電流表的示數(shù)分別為3.5V和0.32A,假設(shè)電

壓表接在了滑動變阻器兩端,此時(shí)RAC=¥=焉=10.9375Q,滑動變阻器的最大電阻為20Q,故

把滑動變阻器接入B、C接線柱時(shí),電流表示數(shù)要大于0.32A,而當(dāng)把滑動變阻器分別連接A、B接線

柱和B、C接線柱,閉合開關(guān)后,其中一次電壓表示數(shù)為4.5V,另一次電流表示數(shù)為0.24A,由此可知

0.24A是滑動變阻器A、B接線柱接入是的情況,那么4.5V是滑動變阻器B、C接線柱接入的情況,

由A、C接線柱接入時(shí)電壓表的示數(shù)為3.5V和B、C接線柱時(shí)電壓表示數(shù)4.5V可知,電壓表接待測電

阻兩端,故待測電阻的阻值約為10.9375Q,因?yàn)榛瑒幼冏杵鰽、B接線柱接入時(shí)電流表示數(shù)為0.24A,

此時(shí)滑動變阻器兩端的電壓U滑=I2R滑大=0.24AX20Q=4.8V,電源電壓U'=1)滑+121?0=

4.8V+0.24AX10.9375Q=7.425V,因?yàn)殡娫措妷菏?.5V的整數(shù)倍,

故電源電壓U=7.5V,

7.5V-4.8V=11.25Q,

0.24A

當(dāng)電壓表示數(shù)為4.5V時(shí),滑動變阻器接入的電阻R滑1=區(qū)滑大一手=20Q-YMF=7.5Q,

‘日人110.32A

U-U7.5V-4.5V

此時(shí)電路中的電流bT=二二3=7,5。=0.4A,

衿言=11.25。

I30.4A

待測電阻的阻值RX=1093750+11.25。+11.25。2],15Q

3

故答案為:(1)R=+

(2)序號1,電壓3.5;電阻為10.9375;

序號2,電壓2.7;電阻11.25;

序號3,電壓4.5;電流0.4;

平均電阻,11.15o

13.(2025?上海徐匯?一模)某小組做“用電流表、電壓表測電阻”實(shí)驗(yàn),現(xiàn)有待測電阻R1(阻值在5

歐左右)、滑動變阻器R2(標(biāo)有“50。1A”字樣)、電流表(表盤如圖1(a)所示)、開關(guān)、學(xué)生電源(3

伏、6伏、9伏、12伏可選)和導(dǎo)線若干。小明按圖1(b)所示電路圖連接電路,調(diào)整學(xué)生電源選擇輸

出電壓為3伏,閉合開關(guān)后,他觀察到電流表A的示數(shù)為0.58A,他由此計(jì)算出待測電阻Ri的阻值。

①求小明得出的待測電阻R1的阻值(保留兩位小數(shù))。

②小明的實(shí)驗(yàn)存在什么問題?應(yīng)該如何改進(jìn)(從電路設(shè)計(jì)、分析數(shù)據(jù)等方面建議)。

③小徐比較小明實(shí)驗(yàn)中得出的R1的阻值和R1的真實(shí)阻值,發(fā)現(xiàn)二者有差異。經(jīng)過查閱資料,他得知電

流表內(nèi)部也有電阻,本次實(shí)驗(yàn)結(jié)果的差異是受電流表內(nèi)部電阻的影響導(dǎo)致的。若將電流表等效為由理想

電流表(沒有電阻)和內(nèi)部電阻構(gòu)成,他猜想二者可能有兩種連接方式,分別如圖2(a)(b)所示。

,...........(a)

rih

:電流表:,___K理想電流表

R內(nèi)

(b)

理想電流表

圖1圖2圖3

(a)判斷理想電流表和內(nèi)部電阻連接方式,并說明理由。

(b)用滑動變阻器代替待測電阻,按圖3所示電路圖連接電路,通過調(diào)整學(xué)生電源的輸出電壓和滑動變

阻器的阻值,能否求出電流表內(nèi)部電阻的阻值R內(nèi)(請做判斷并說明理由)。

【解答】解:①待測電阻的阻值R1=卞=急-5.17Q;

②小明的實(shí)驗(yàn)電路中只有一個待測電阻,從設(shè)計(jì)角度從在電路安全隱患,容易因短路造成電流表和電

源的損壞,只能測量一次數(shù)據(jù),測量誤差較大;

改進(jìn)方法:可以在電路中串聯(lián)一個滑動變阻器,待測電阻兩端并聯(lián)電壓表,這樣即能保護(hù)電路,又能

通過移動滑動變阻器的滑片,來改變電壓表的示數(shù),測量多組,求電阻平均值的方法來減少測量誤差;

③(a)因電流表有電阻對測量的R1的結(jié)果與實(shí)際值不同,若內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖2(b)電流表的電阻被短路,

對測量結(jié)果沒有影響,故選(a);

(b)因?yàn)閳D1中,電阻R1阻值為5Q左右,考慮電流表的內(nèi)阻,測得待測電阻R1約為5.17Q,因?yàn)?/p>

電流表的電阻和電阻R1串聯(lián),故電流表的內(nèi)阻在從.17。左右,圖3中對滑動變阻器來說,只能調(diào)至

3V3V

最大值50Q,當(dāng)電源電壓為3V時(shí),由于內(nèi)阻的影響電流的變化量高-G^=2°-0002A,

3UOUTU.X/Sd

12V12V

當(dāng)電源電壓為12V時(shí)由于內(nèi)阻的影響電流的變化量A12=--———?0.0008A,都遠(yuǎn)小于電流表

AUSdbUSdTV.X/Sd

的分度值0.02A,故不能測出電流表的內(nèi)阻,

故答案為:①待測電阻的阻值是5.17Q;②見解答;③(a)(a);若內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖2(b)電流表的電阻

被短路,對測量結(jié)果沒有影響;(b)不能測出電流表內(nèi)阻,理由見解答。

14.(2025?上海長寧?一模)小華通過實(shí)驗(yàn)分別測量兩個未知阻值的電阻R1和R2,電源電壓保持不變(電

壓為2伏的整數(shù)倍),滑動變阻器Rp標(biāo)有“20Q2A”字樣,實(shí)驗(yàn)所需的其它器材齊全且完好。

(1)小華先測量電阻R1的阻值。他正確連接電路,且實(shí)驗(yàn)步驟正確,移動滑片進(jìn)行了三次實(shí)驗(yàn),將電

壓表和電流表的示數(shù)記錄在如表中o請將表格中①、②的內(nèi)容填寫完整。

序號電壓(V)電流(A)電阻(。)電阻平均(。)

140.2020.0

260.3218.8②19.6

380.40①20

(2)接著,小華測量電阻R2的阻值。他仍然正確連接電路,且實(shí)驗(yàn)步驟正確,閉合開關(guān)后,他發(fā)現(xiàn)無

論如何移動滑片電流表的示數(shù)始終幾乎為0,電壓表的示數(shù)始終幾乎為12伏,經(jīng)過檢查發(fā)現(xiàn)電路并沒有

發(fā)生故障。

①發(fā)生上述現(xiàn)象的原因是A。

A.電阻R2的阻值太大

B.電阻R2的阻值太小

②通過公式推理說明你判斷的理由。

③為了測出電阻R2的阻值,小華將一個已知阻值的電阻R3與電阻R2串聯(lián),實(shí)驗(yàn)電路對應(yīng)的電路圖如圖

(a)所示。閉合開關(guān)后,發(fā)現(xiàn)電壓表的示數(shù)如圖(b)所示,則可以判斷電阻R2的阻值為—R3。

【解答】解:⑴根據(jù)電阻計(jì)算公式R*,當(dāng)U=8V,I=0.40A時(shí),R=20Q,所以①處填20電阻的

平均值等于三次實(shí)驗(yàn)結(jié)結(jié)果的平均2°,°。+1&8。+2。。=i9.6Q;,所以②處填19.6;

3

UU

(2)在串聯(lián)電路中,電流產(chǎn)二=同通,電源電壓U變(為伏整數(shù)倍),滑動變阻器RP大阻值為20

U

Q,由于移動滑片時(shí),電流表的示數(shù)始終幾乎為0,根據(jù)尸丁,要使幾乎為,則R總需極大,而RP

最大僅20Q,所以只能是R2的阻值太大,導(dǎo)致R總極大,從而使電流幾乎為。此時(shí)電壓表測量的是

電源電壓,示數(shù)幾乎為12V,故選A;③由圖(b)可知,電壓表量程為0-15V,分度值為0.5V,示

數(shù)UR2=4V因?yàn)镽3與R2串聯(lián),電源電壓U=12V,所以UR3=U-UR2=12V-4V=8V。根據(jù)串聯(lián)

電路電壓之比等于電阻之比UR3:UR2=R3:R2=2:1,所以R2=夫3。

故答案為:(1)20Q;19.6;(2)A;|o

15.(2025?上海黃浦?一模)小明做“用電流表、電壓表測電阻”實(shí)驗(yàn),現(xiàn)有兩個滑動變阻器(分別標(biāo)有

“5歐3安”和“10歐2安”)。他選用某一滑動變阻器與電源(電壓有6伏和7.5伏兩擋可選)、待測

電阻Rx、電流表、開關(guān)正確串聯(lián)。他移動滑片至阻值最大處,將電壓表(只有。?3伏擋完好)并聯(lián)在

待測電阻兩端,閉合開關(guān),觀察到的現(xiàn)象如圖所示,然后他將電壓表并聯(lián)在滑動變阻器兩端,觀察到的

現(xiàn)象仍如圖所示。為了完成實(shí)驗(yàn),他調(diào)整電源電壓,移動變阻器滑片,又做了兩次實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄

在表中,根據(jù)三次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)測出了待測電阻的阻值。

電壓表示數(shù)電流表示數(shù)

序號

(伏)(安)

1

22.40.36

320.40

(1)圖(a)中電流表的示數(shù)為0.38安。

(2)根據(jù)題中信息判斷調(diào)整后的電源電壓。(需寫出判斷過程)

(3)求待測電阻Rx的阻值。(需寫出計(jì)算過程,精確到0.1歐)

12510

【解答】解:(1)電流表的量程0?0.6A分度值0.02A,電流表的示數(shù)是0.38A;

(2)將滑動變阻器處于最大值,電壓表量程0?3V并聯(lián)在待測電阻兩端,閉合開關(guān),電流表為0.38A,

電壓表超過3V,這時(shí)把電壓表并聯(lián)在滑動變阻器兩端,電壓表還是超過3V,由此可知電源電壓高于

6V,所以電源電壓為7.5V,故調(diào)整電源電壓為6V;

(3)由題意知,測量數(shù)據(jù)時(shí),電壓表測定時(shí)滑動變阻器兩端的電阻,

當(dāng)電源電壓為7.5V時(shí),電壓表接著滑動變阻器兩端時(shí),電流為0.38,兩端電壓大于3V,滑動變阻器

最大阻值R滑>言^^7.89。,故選用的滑動變阻器的規(guī)格是10歐2安,

實(shí)驗(yàn)序號1待測電阻Rxo=*-1<滑=篇-10Q-9.74Q

實(shí)驗(yàn)序號2:待測電阻兩端的電壓Ul=U-Ur=6V-2.4V=3.6V,待測電阻Rxi=空==10.0Q;

11U.ooA

實(shí)驗(yàn)序號3時(shí),待測電阻兩端的電壓U2=U-U2,=6V-2V=4V,待測電阻Rx2=普=怒=10QQ,

12U.4U

待測電阻阻值Rx=974O+10Q+1。。-9.9Q;

X3

答:(1)0.38;(2)調(diào)整后的電源電壓為6V,判斷過程見解答;(3)待測電阻的阻值為9.9歐。

16.(2025?上海松江?一模)小紅和小華做“用電流表、電壓表測電阻”的實(shí)驗(yàn),現(xiàn)有兩個滑動變阻器A、

B,A標(biāo)有“5歐3安”字樣、B標(biāo)有“20歐2安”字樣,其它實(shí)驗(yàn)器材齊全且相同,兩電壓表只有0?

3伏擋完好。他們各自選取一個變阻器進(jìn)行實(shí)驗(yàn),將電源(電壓保持不變)、待測電阻、滑動變阻器、電

流表、開關(guān)串聯(lián)連接。小紅將電壓表并聯(lián)在待測電阻兩端,并把滑動變阻器滑片移至阻值最大處,閉合

開關(guān),觀察到電壓表示數(shù)如圖所示,她發(fā)現(xiàn)無法繼續(xù)實(shí)驗(yàn)。小華將電壓表并聯(lián)在電路中,閉合開關(guān)后移

動滑動變阻器滑片,測量得到三組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄在下表中。他們分析了相互的數(shù)據(jù)后,共同得出了待測

電阻的阻值。

序號電壓表示數(shù)(伏)電流表示數(shù)(安)

12.80.18

22.00.26

31.50.30

①小紅實(shí)驗(yàn)中所用的滑動變阻器規(guī)格是A(選填"A”或"B”)。

②小華實(shí)驗(yàn)中電壓表并聯(lián)在滑動變阻器(選填“待測電阻”或“滑動變阻器”)兩端。

③求待測電阻Rx的阻值。(需寫出解答過程,計(jì)算電阻時(shí)精確到0.1歐)

【解答】①從小華的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)電流表示數(shù)變大時(shí),電壓表示數(shù)變小,可知小華電壓表接在了滑動變阻

器兩端,實(shí)驗(yàn)序號1中,滑動變阻器接入的電阻R潸,=%=15.6Q>5。,

消1U0.18A

故小紅實(shí)驗(yàn)中所用的滑動變阻器為A

②從小華的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)電流表示數(shù)變大時(shí),電壓表示數(shù)變小,可知小華把電壓表接在了滑動變阻器兩端;

③小華實(shí)驗(yàn)3,滑動變阻器接入的電阻R渭[=%=衛(wèi)=5。,

席3l30

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