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- 2021-11-11 发布
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专题训练(六) 特殊方法测电阻
►类型一 伏阻法测电阻
1.如图ZT-6-1所示,Rx和R0组成串联电路,开关S闭合,用电压表分别测出Rx和R0两端的电压,其中Ux=3 V、U0=5 V,已知R0的阻值为10 Ω,求Rx的阻值。
图ZT-6-1
2.某同学在没有电流表的情况下,利用电压表和已知阻值的定值电阻R0,测量未知电阻Rx的阻值,图ZT-6-2中不能测出Rx阻值的电路图是( )
图ZT-6-2
3.用如图ZT-6-3所示的电路来测量未知电阻Rx的阻值,R0阻值已知。
图ZT-6-3
(1)将实验过程补充完整:
a.对照电路图连接好电路,并将滑动变阻器的滑片滑至阻值最大处;
b.闭合开关,_________________________________________________________;
c.断开开关,整理器材。
(2)用测量所得的物理量和已知量符号表示出待测电阻Rx∶Rx=________。
(3)写出本实验中滑动变阻器的作用:________________________________________。
4.为测量待测电阻Rx的阻值,小敏设计了如图ZT-6-4所示的电路,R0的阻值已知且电源电压不变,她________(选填“能”或“不能”)测出Rx的阻值,因为____________________________。请对电路进行改进,使它能正确测量,
9
并在图右侧虚线框内画出正确的电路图。
图ZT-6-4
5.用如图ZT-6-5所示的电路能测出未知电阻Rx的阻值,电路中电源电压未知,电压表的量程可根据需要任意选用,滑动变阻器最大阻值R0已知。
图ZT-6-5
(1)请将步骤补充完整并写出需要测量的物理量。
a.根据电路图连接实物,检查无误后闭合开关S;
b.________________________________________________________________________;
c.________________________________________________________________________;
d.整理实验器材。
(2)Rx=________。(用测量的物理量和已知量R0表示)
6.在测电阻的实验中,晓彤同学设计了如图ZT-6-6甲所示的实验电路,其中R0为已知电阻,电源电压未知但保持不变。
图ZT-6-6
(1)请你帮助晓彤设计具体的实验步骤: ___________________________________
______________________________________。被测电阻的表达式为Rx=______________。
(2)小雪认为晓彤的方案虽然可以测量电阻Rx的阻值,却有一定的不足,请你指出晓彤方案中的不足之处:________________________________________。
(3)小雪为了克服上述不足,设计了如图乙所示的电路,小南认为图乙的方案不能满足测量要求。请你利用图乙所示的实验器材,设计一个电路,要求:既能克服上述不足,又能测出电阻Rx的阻值。将你设计的电路图画出来。
9
►类型二 安阻法测电阻
7.如图ZT-6-7所示,闭合开关后电流表A1的示数为0.2 A,电流表A2的示数为0.1 A,已知R0的阻值为10 Ω,求Rx的阻值。
图ZT-6-7
8.(多选)做完“伏安法测电阻”实验后,老师向同学们提出一个问题:“如果实验中发现电压表已经损坏,那么能否借助一个稳压电源,一个已知阻值的电阻,加上桌面上原有仪器,测出一个未知阻值R的电阻呢?要求是:①可以增加导线和开关;②电路连接好后不能改变元件的位置。”同学们积极思考,热烈讨论,提出了以下方案,请你分析一下,其中可行的是( )
图ZT-6-8
9.为测量电阻Rx的阻值,老师提供了以下器材:待测电阻Rx、已知阻值的定值电阻R0一个、电压不变但电压值未知的电源一个、电流表一只、开关两个、导线若干。小明设计了如图ZT-6-9所示的电路图。
图ZT-6-9
请补充实验步骤:
①按电路图连接电路;
②闭合开关________,断开开关________,读出此时电流表的示数I1;
③________________________________________________________________________
________________________________________________________________________;
④得出表达式:Rx=________。
9
10.晓亮利用阻值为R0的定值电阻和一块电流表测量未知电阻Rx的阻值。他选择了满足这个实验要求的器材,并连接了部分实验电路,如图ZT-6-10所示。
图ZT-6-10
(1)为了测出电阻Rx的阻值,请添加一根导线完成实验电路的连接。
(2)开关S1、S2都闭合时,电流表的示数为I1;只闭合开关S2时,电流表的示数为I2。请用I1、I2和R0表示Rx,Rx=________。
11.为了测出未知电阻Rx的阻值,小刚根据实验桌上已备有的实验器材:电压为U的满足实验要求的电源,已知阻值为R0的定值电阻,电流表A、滑动变阻器、单刀双掷开关S及导线若干,设计了如图ZT-6-11所示的电路。
图ZT-6-11
(1)小刚设计的实验操作步骤如下:
①将开关掷向触点a,移动滑片P至某位置,使电流表的示数为某一适当数值,读出电流表的示数,记为I1;
②将开关掷向触点b,保持滑动变阻器滑片位置不变,读出电流表的示数,记为I2。
(2)请你用测得的物理量I1、I2和已知物理量U、R0,写出Rx的表达式:Rx=______________。
12.老师让同学们用如图ZT-6-12所示的电路测量未知电阻Rx的阻值。器材有:一个电源(电压未知且恒定不变),一个量程合适的电流表,一个最大阻值为R0的滑动变阻器。请你写出简要的操作步骤及需要测量的物理量:________________________________________________________________________________________________________________________。
Rx的数学表达式:Rx=__________。
图ZT-6-12
13.在测电阻Rx的实验中,若电压表损坏,利用其他的原有器材也能测出未知电阻Rx的阻值,实验电路如图ZT-6-13所示(滑动变阻器最大阻值为R0,电源电压未知且不变),请将下列相关实验步骤补充完整。
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图ZT-6-13
①闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到a端,记录电流表示数I1;
②闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到________________________________,记录电流表示数I2;
③写出待测电阻的表达式:Rx=________(用已知量和测量量符号表示)。
►类型三 等效替代法测电阻
14.在用电阻箱、电压表测定一个未知定值电阻Rx的阻值时,小明设计了如图ZT-6-14甲所示的实验电路,其中R′是电阻箱,R0是定值电阻。
图ZT-6-14
(1)图甲中,为测出Rx的阻值,闭合开关S后,小明应该先把开关S1接到触点________(选填“1”或“2”),记录电压表的示数U;然后把开关S1接到另一触点,并调节电阻箱R′,直到电压表示数也为U,读出此时电阻箱R′的示数(各旋钮的位置如图乙所示),则待测电阻Rx的阻值为________Ω。
(2)小兰认为将图甲中的电阻R0去掉,也能测出Rx的阻值。你认为可行吗?答:________。(无需说明理由)
15.小扬想要测量一个未知电阻的阻值,现有下列器材可用:待测电阻Rx、电阻箱R1(用表示)、滑动变阻器R2、电流表一个、开关S1和S2、电源一个(其电压略大于Rx允许的最大电压)、导线若干。
(1)请根据下面的操作情况,在下列虚线框内替小扬画出正确的实验电路图。
(2)小扬按正确的电路图连好实物后,进行了以下主要实验操作:
A.S1断开、S2闭合,调节电阻箱,使电流表的示数为I1
B.读出电阻箱R1的示数
C.S1闭合、S2断开,读出电流表的示数为I2
D.将滑动变阻器和电阻箱的阻值均调至最大
E.改变R2的滑片P的位置,再测出I1、I2和R1的数值
上述步骤的合理顺序是______________(只需填写序号)。
(3)小扬认为当滑动变阻器滑片P在同一位置时,只要保证I1________(选填“>”“<”或“=”)I2,R1的示数即为待测电阻Rx的阻值。
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详解详析
1.因为Rx和R0组成串联电路,根据串联电路电流相等得:Ix=I0===0.5 A,
故Rx===6 Ω。
2.B [解析] 只用电压表和阻值已知的定值电阻R0测未知阻值的电阻Rx,需要将R0和Rx串联,用电压表分别测两者两端的电压,借助R0求出电路中的电流,再利用欧姆定律求出Rx。由于只有一只电压表,两者的电压不能同时测,需要借助一个隐含条件:电源电压不变,以及串联电路的电压特点,来计算不能直接测量的电压。B电路不满足条件,不管S断开还是闭合,电压表总是测电路两端的总电压。
3.(1)调节滑动变阻器,读出电压表V1、V2的示数分别为U0、Ux
(2)
(3)保护电路;可以进行多次测量
[解析] (1)连接好电路,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,测出定值电阻和被测电阻两端的电压U0、Ux。
(2)根据串联电路电流处处相等,所以=,Rx=。
(3)闭合开关前,滑片处于最大阻值处,电路电阻最大,电流最小,对电路起保护作用。定值电阻的阻值不变,不同电压下,阻值也不变,为了减小误差,需要移动滑片,多次测量求平均值。
4.不能 会造成电压表的正、负接线柱接反
如图所示
[解析] (1)若开关接2时,电压表正、负接线柱接法正确,此时电压表可以测出R0两端的电压,但接下来把开关接到1时,电压表的正、负接线柱就变得相反了,测不出Rx两端的电压,所以也就无法利用串联电路的电压分配规律求出Rx的阻值。
(2)要使电压表能正确测量,可以改变电压表的位置,如上图所示。
5.(1)滑片P置于a点时,读出此时电压表的示数U1滑片P置于b点时,读出此时电压表的示数U2
(2)R0
[解析] (2)当滑片P在b点时,Rx两端的电压为Ux=U2,UR0=U1-U2,
则I==,
Rx==R0。
6.[全品导学号:12942062](1)①闭合开关S1、S2,读出电压表的示数U;②断开开关
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S2,读出电压表的示数Ux R0
(2)测量的数据只有一组,不能减小误差
(3)如图所示
[解析] (1)实验步骤:①闭合开关S1、S2,只有电阻Rx接入电路,电压表测电源电压U;
②断开开关S2,两电阻串联,电压表测Rx两端电压Ux,由串联电路电压的特点和欧姆定律可以求出电路中的电流,即I=。
被测电阻的表达式:Rx==R0。
(3)使被测电阻、定值电阻、滑动变阻器串联,当开关S1闭合、S2断开时,电压表测量被测电阻和定值电阻的总电压,当开关S2闭合、S1断开时,电压表测量被测电阻两端的电压,如上图所示。
7.此电路是并联电路,支路电压相等。
由欧姆定律得:
Ux=U0=I1R0=0.2 A×10 Ω=2 V,
则Rx===20 Ω。
8.AC [解析] A选项中电源电压不变,与R并联的开关闭合时,测出电路中电流,由欧姆定律求出电源电压,然后断开该开关,测出电路中电流,由串联电路特点与欧姆定律求出待测电阻阻值。C选项中只闭合干路开关,可以测出流过电阻R0的电流I0,因为I=,所以电源电压U=I0R0,再闭合支路开关,可以测出两电阻的并联总电流I,则流过电阻R的电流:IR=I-I0,因为I=,所以电阻阻值:R==,该电路能测出电阻R的阻值。
9.②S1 S2 ③闭合开关S2,断开开关S1,读出此时电流表的示数I2 ④R0
10.(1)如图所示
(2)
[解析] (1)添加导线的目的是使R0与Rx并联,并且S1能控制Rx的接入。(2)开关S1、S2都闭合时,R0与Rx并联,I1为总电流,只闭合开关S2时,只有R0接入,所以电源电压U=
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I2R0。R0与Rx并联时,通过Rx的电流为I1-I2,所以Rx=。
11.[全品导学号:12942063]+R0
[解析] S掷向b时,测出电路中电流为I2,U=I2(RP+R0),所以RP=-R0。S掷向a时,测出电路中电流为I1,U=I1(R′P+Rx),有两个未知量,无法表示出Rx。所以要测出Rx,当S掷向b时,要保持滑动变阻器的滑片位置不变。这样I1(Rx+RP)=I2(R0+RP),把RP=-R0代入U=I1(Rx+R)得:Rx=+R0。
12.把滑动变阻器的滑片P移到a端,读出电流表的示数为I1;再把滑动变阻器的滑片P移到b端,读出电流表的示数为I2
13.②b端 ③R0
[解析] 闭合开关,当滑片移到最左端a时,R0与Rx并联,此时干路电流为I1;把滑片移到最右端b时,Rx被短路,电路中只有R0,此时电流为I2,所以电源电压U=I2R0;通过Rx的电流Ix为I1-I2,由欧姆定律I=变形得:Rx===R0。
14.(1)1 18
(2)不可行
[解析] (1)小明应该先把开关S1接到触点1;由电阻箱图示可知,电阻Rx=R′=18 Ω。
(2)去掉电阻R0,电压表测的是电源电压U,不能用等效替代法测出电阻Rx的阻值,故将图甲中的电阻R0去掉不可行。
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15.(1)如图所示
(2)DCABE (3)=
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