测定值电阻的阻值

测定值电阻的阻值
1.小明做“伏安法”测电阻的实验，所用的器材有两节旧干电池串联成电源，阻值为0～20 Ω的滑动变阻器R，待测电阻R x及如图甲所示的其他器材．
第1题图
(1)小明将实验电路连成如图甲所示，实验前应将滑动变阻器滑片滑到________(选填“A”或“B”)端．
(2)经检查无误后，闭合开关，小明调节滑动变阻器进行了多次测量．当小明将滑动变阻器调节到接入电路中的阻值等于零时，对应的电压表、电流表示数如图乙所示，则该待测阻R x＝_____Ω.
(3)细心的小明发现，滑动变阻器滑到接入电路的阻值等于零时，待测电阻两端电压达不到两节新干电池串联后的总电压．小明请教物理老师，老师告诉他，干电池的内部是存在电阻的，简称内阻，干电池用久后内阻会变大．干电池可以看成一个电压稳定的电源与一个内阻串联而成．小明想测出本实验电源的内阻，于是向老师要来一只5 Ω的定值电阻替换掉甲图中的R x，闭合开关，仍将滑动变阻器调到接入电路的阻值等于零，测出此时电流为0.40 A，结合上一步的测量值，可
算出本实验干电池组的内阻为________Ω.
【答案】 (1)B (2)12 (3)2
【解析】(1)滑动变阻器的作用是保护电路和调节定值电阻两端的电压，为保护电路，在闭合开关前，滑动变阻器应调到阻值最大处，当滑片滑到B 时滑动变阻器连入电路中的电阻最大，因此应将滑片滑到B 端；(2)由图中可以看出此时电压示数为2.4 V ，电流表示数为0.2
A ；则定值电阻的阻值是R x ＝U I ＝2.4 V 0.2 A
＝12 Ω；(3)设电源的内阻为r ，稳定电源的电压为U ，根据串联电路电压的关系，由上一步的测量步骤可得0.2 A×r ＋2.4 V ＝U ，将电阻换为5 Ω，则此时有5 Ω×0.4 A ＋0.4 A×r ＝U ；两式联立解可得：r ＝2 Ω，U ＝2.8 V.
2.某同学想利用如图甲所示电路测量电阻R x 的阻值.
（1）该实验的原理是 （用公式表示）．
（2）用笔画线代替导线，将图中电路图连接完整．
（3）闭合开关前应将滑片移至 端（选填“A ”或“B ”），闭合开关后发现电压表示数接近电源电压，电流表无示数，则电路故障是 ．
（4）当电压表的示数为2.4 V 时，电流表示数如图乙所示，则定值电阻的阻值为 Ω．
（5）实验过程中，滑动变阻器除保护电路外，一个重要的作用是 ；如果用两个定值电阻R 1、R 2（R 1＜R 2）代替滑动变阻器；组成如图所示电路，正确测得三组实验数据，第三次实验电流表、电压表示数最小，则第三次实验应按照 图电路进行测得的.
【答案】（1）R ＝U I
（2）如答图所示 （3）B 电阻断路 （4）4 （5）调节未知电阻两端的电压 C
【解析】（2）滑动变阻器接上面任意接线柱都行；（3）闭合开关前滑片应移至最大阻值处，滑片连的是左下接线柱，因此应移至B 端，电压表示数接近电源电压，电流表无示数说明电路存在断路故障，可能是定值电阻断路；（4）电流表接0~3 A 量程，分度值为0.1 A ，指
针在第6小格处，示数为0.6 A ，电阻值R ＝U I ＝2.4V 0.6A
＝4 Ω；（5）电流表示数最小，说明电路中电阻最大，则第三次实验应将两个电阻与未知电阻串联，故选C.
3.利用图甲进行“测量未知电阻”的实验．
第3题图
(1)连接电路时，应将开关________．
(2)连接电路后，闭合开关，移动变阻器的滑片，电压表有示数，电流无示数，造成这一现象的原因可能是________(只填序号)．
A. R x断路
B. R x短路
C. 电流表断路
(3)排除故障后，闭合开关，改变电阻R x两端的电压，进行了三次测量．第三次实验中电压表示数如图乙所示，电压表读数为________V.
(4)将实验数据填入上表并进行处理，三次所测电阻R x的平均值为______Ω.
(5)将电阻R x换成小灯泡，重复上述实验，发现几次实验测得的小灯泡的电阻相差比较大，原因可能是_______________．
【答案】（1）断开（2）A （3）2.5 （4）4.93 （5）灯丝电阻随温度的变化而变化【解析】（1）连接电路时，为了保护电路，开关应断开；闭合开关后，电流表无示数，说明电路中没有电流，电路出现了断路，也可能是电流很小，电流表无法显示，而从电压表有示数可以证明前者是正确的，原因是待测电阻处出现了断路，使得电压表串联在电路中了；（3）由题图乙可知，电压表所用量程为0~3 V，每小格表示0.1 V，指针指在2 V后第5小格刻度处，故电压表的示数为2.5V；(4)
由R ＝U I 计算出第三次测出的电阻为 2.5V 50.5A Rx ==Ω， 求出三次电阻的平均值为
5.0 4.8 5.0 4.933x R Ω+Ω+Ω=≈Ω； （5）由于灯丝的电阻会随温度的升高而增大!故所测得的几次电阻值相差比较大 .
4. 小明欲测量一个阻值标识模糊的定值电阻，图甲所示是他设计的测量电路，图乙是未完成连接的实验电路．
(1)请你按照电路图，用笔画线代替导线，帮助小明把滑动变阻器和电压表正确连入图乙所示的实验电路；
第4题图
(2)小明将电路连接正确后，闭合开关，调节变阻器的滑片，按照正确的操作测得数据如下表所示.
根据表中数据，第5次测量的电阻值R 5＝________Ω.
(3)图丙中已经把前4次测得的电压U 和电流I 的值对应点描出，请你在图丙中补描出第5次测量的电压U 和电流I 值对应的点A ，并依
据所描的点在图丙中作出该定值电阻的I －U 图像.
【答案】 (1)如答图所示 (2)10 (3)如答图所示
第5题答图
【解析】(1)根据实验测量的表中数据可得出电压表选择的是0～3 V 量程，且“3”接线柱接到被测电阻的右端；滑动变阻器应“一上一下”接入电路，且根据电路图，右下接线柱接到被测
电阻的左端；(2)第5次测量的电阻值R ＝U I ＝2.8 V 0.28 A
＝10 Ω；(3)在坐标图像中，将第5次的电压和电流对应的数值在坐标曲线上标出，然后画出直线并尽量使更多的点散落在直线上．
5.小凯和小明为了弄清一个未知电阻的阻值，小凯将未知电阻、电流表、电压表、滑动变阻器、开关和电源连接成了如图甲所示的电路，小凯正准备闭合开关时，旁边的小明急忙拦住他，说线接错了．
第5题图 (1)小明发现只要改接一根导线就可以连接正确，请你检查一下电路，指出改接的是________(选填a 、b 、c 、d 、e 、 f 或g )导线．
(2)故障排除后，电阻两端的电压表示数如图乙所示，其读数为________V ．(保留两位小数)
(3)小凯在实验中通过调节滑动变阻器滑片，测出通过电阻R 的不同电流和对应的电压值，如下表所示：
根据表中数据在图丙中画出电阻R 的I －U 关系图像．
丙 丁
第5题图 (4)由(3)中图像求出该电阻的阻值为________Ω(保留一位小数)．
(5)将图甲所示电路改成如图丁所示电路，电源电压保持不变，已知R 1∶R 2∶R 3＝2∶1∶1，测得开关S 断开时R 2中电流为I ，消耗功率为P ；则开关S 闭合后，R 1中的电流为________，R 3消耗的功率为________．
【答案】(1)d (2)1.40 (3)如答图所示 (4)5.0 (5)65I 925
P
第5题答图 【解析】(1)实验时电流表和定值电阻串联、电压表和定值电阻并联，而实物图刚好连反了，只要把连接定值电阻右端的d 导线改接到电压表的左端即可；(2)电压表选择的是0～3 V 的量程，每小格是0.1 V ，指针指在第一大格后的第4小格处，故读数是1.40 V ；(3)根据表格
数据描点并连线可得I －U 图像，如答图所示；(4)根据欧姆定律R ＝U I
可计算得到几次数据
的电阻分别是5.0 Ω、5.0 Ω、5.3Ω 、4.8 Ω、5.0 Ω，故其阻值可以取这几次计算的平均值5.0 Ω；(5)设电源电压为U ，开关S 断开时，电阻R 1和R 2串联，经过R 2的电流即为串联电路的
电流I ＝U R 1＋R 2＝U 3R 2
，R 2消耗的电功率是P ＝I 2R 2，开关S 闭合时，电阻R 2和R 3先并联，再与R 1串联，这时R 2和R 3并联的总电阻是12R 2，整个电路的总电阻是52
R 2，所以通过R 1的电流是I ′＝U 52
R 2＝65I ；而R 2和R 3并联而且电阻相等，所以通过R 3的电流是通过R 1电流的一半，为610I ，故其电功率为P 3＝I ′2R 3＝(610I )2R 2＝925
P .。