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测量小灯泡的电阻 拓展

发布时间:2013-10-07 15:01:04  

电阻的测量

1.用图13 所示的实验电路,测量一个标有“2.5V”字样的小灯泡正常发光时的电阻。

(1)请在虚线框内画出与图13 对应的电路图。

(2)闭合开关后,电流表和电压表的示数都较小,小灯泡不发光,其原因是:?????????????????????????????????????????? 。

(3)经过调整后,小灯泡发光,但如何使小灯泡正常发光呢?你的措施是: ??????????????????????????????????????????????????????????????????。

(4)爱探究的小强用另一只电流表A2和一个5?的定值电阻R,连接了如图14 所示的电路,同样测出了小灯泡正常发光时的电阻。具体操作是:闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,使电流表A2的示数为?????A,小灯泡正常发光。此时电流表A1的示数如图15所示,则小灯泡正常发光的电阻为_________。

(5)爱探究的小娟用两只电压表V1,V2和一个5?的定值电阻R,设计了新的电路,同样测出了小灯泡正常发光时的电阻。请你画出他设计的电路并简述具体操作过程:根据你测出的量写出的小灯泡正常发光的电阻表达式:

?电路图:___________________________

?操作过程:_________________________

?电阻表达式:_______________________

2.小明想测额定电压为2.5V,正常工作电流小于0.3A的小灯泡的电阻。

(1)如图是小明没有连接完的实物电路,请你用笔画线代替导线将实物图补充完整。(要

(2)连接好电路后,小明进行了实验,记录的数据如下表所示。请仔细分析分析实验数据,回答以下问题:

①表中有一个明显的错误数据,请指出错误数据并分析产生的原因 ,__ ________。

②小灯泡正常发光时的电阻为________Ω。

(3)小明同学选取额定电压为2.5V的小灯泡进行实验,右表为所测的部分实验数据,请将表中空白处补充填写完整,并说明填写的依据___________________________

由于电流表和电压表都有一定的电阻,严格

来说将它们接入电路后,对电路都要产生一

定的影响。那么,为了减少误差,在甲、乙所示的电路图(未画完)中,最好选__________(选填“甲”或“乙”),并完成图丙连接。

(5)完成上述实验后,小明想用原电路测量一段电阻丝Rx的阻值(约10Ω)。他用电阻丝替换了灯泡,闭合开关,发现电压表已损坏,将其拆除,不改变其他电路元件的连接方式,小明也完成了实验。请简述实验步骤并写出计算Rx的最后表达式。(已知滑动变阻器的最大阻值为R0)

实验步骤:__________________________________ 。

表达式:Rx=__________________________________。

3.在测量阻值约为5Ω的定值电阻Rx的实验中,小明和小亮用图22所示的器材进行实验。

(1)用笔画线代替导线完成实物电路连接,要求滑动变

阻器的滑片向右滑动时连入电路的电阻变小。

(2)小明把最后一根导线连接完毕后,看到电压表和电

流表立即都有较大示数,他在实验操作中的两处错误

是______________和_____________________。

(3)改正错误后,小明改变Rx两端的电压和电流。两图22 次测得的电阻值分别为R1=5.1Ω,R2=5.3Ω。第三次

测量时.电流表的示数为0.5A,电压表的示数如图23所示,则R3=_______Ω,实验测得值应为Rx=________Ω。

在某次实验时,电压表出现了故障不能使用,小亮用原有的电流表、滑动变阻器,增添一个定值电阻R0和一个单刀双掷开关.设计了如图24所示的电路。测量时,闭合S1,将S2拨到1,电流表的示数为I1;将S2拨到2,电流表的示数为I2,小亮说待测电阻Rx=I1/I2·R0。小明认真分析电路后发现小亮的设计不合理,原因是______________________________________。

图24

图23

4.小龙想利用一块电压表和已知的电阻R0测量电阻Rx的阻值。

小龙选择了满足实验要求的器材,并连接了部分实验电

路,如图19所示。小龙设计的实验电路的要求是:只闭

合开关S和S1时,电压表测量的是电阻R0两端的电压

U1;只闭合开关S和S2时,电压表测量的是电源两端的

电压U2。

(1)请你根据小龙的设计要求只添加一根导线完成图19

所示实验电路的连接;

请你用U1、U2和R0表示出Rx,Rx=____________。

5.在测定一个未知电阻RX的阻值时,小明和小亮设计了如图甲所示的实验电路,其中R1是电阻箱,S1为单刀双掷开关。

(1)闭合开关S后,把开关S1接到触点1,调节滑

动变阻器R,使电压表有个合适的示数U;把开关

S1接到触点2后,小明和小亮采取了不同的实验操

作。

小明的操作:保持滑片P的位置不变,只调节电阻

箱R1,直到电压表示数为U;

小亮的操作:同时调节滑动变阻器R和电阻箱R1,直到电压表表示数为U。

(1)你认为两人的操作中,_________的操作是正确的。

(2)选择正确的实验操作后,电阻箱R1上各旋钮的位置如图乙所示,其读数为______Ω,则待测电阻RX的阻值应为______Ω。

(3)下列实验中,所用方法与上述相同的是( )

A.探究二力的合成时,用合力来代替两个力的作用效果

B.探究摩擦力与接触面粗糙程度的关系时,保持压力一定

C.探究力与运动的关系时,推理出小车在不受力时的运动情况

D.探究液体内部的压强时,用U型管两侧液面的高度差来体现液体压强的大小

6.实际的电源都有一定的电阻,如干电池,我们需要用它的电压U和电阻r两个物理量来描述它。实际计算过程中,可以把它看成是由一个电压为U、电阻为0的理想电源与一个电阻值为r的电阻串联而成,如图甲所示:在图乙中R1=14?,R2=9?。当只闭合S1时,电流表读数I1=0.2A;当只闭合S2时,电流表读数I2=0.3A,把电源按图甲中的等效方法处理。求电源的电压U和电阻r。

7.用“伏安法”测量阻值约为7Ω的电阻的阻值,现备有的实验器材有:

A.待测电阻Rx ;

B.三节串联的干电池;

C.电压表一个(量程0~3V,0~15V);

D.电流表一个(量程0~0.6A,0~3A);

E.滑动变阻器R0(阻值为0~12Ω)

F.开关S一个,导线若干。则:

(1)根据题意,在虚线方框内画出实验电路图,并在图上标出电表的正、负接线柱(其中,部分已画好)。

(2)为了使测量结果尽可能准确,要求电表的指针能达到电表刻度线的中线以上,那么,电流表的量程应选_____________;电压表的量程应选_____________。

(3)根据题意,用铅笔画线代替导线将实物图连接起来(其中,部分导线已连好)。

(4)电路连接好后,闭合开关,调节滑动变阻,当滑片移到某一位置时,两表的读数如图所示,则电压表的示数为______V,电流表的示数为________A。为了防止损坏电表,开关闭合后,滑动变阻器R0接入电路中的电阻值应不小于_______Ω,该电路中电流可变化的范围_______。

8.小楠同学想测量一个定值电阻的阻值。

(1)如图16甲是小楠设计的实验电路,请你依图甲用笔画线代替导线在图15乙中将没有连接完的实物电路补充完整,并要求滑动变阻器向左移动时电流表示数变大。

D

(2)连接好电路后,小楠进行了实验,但是由于小楠同学的疏忽,做完实验后才发现,把测量的电流值都写在草稿纸上而忘了填入记录表格中。请你帮助小楠同学把记录在草稿纸上的电流值填入表中。

(3)完成上述实验后,小楠同学想用原电路测量

一个额定电压为2.5V的小灯泡的电阻。小楠同学用灯泡替换了电阻,闭合开关后,调节滑

a. 根据上述表格,计算出小灯泡的额定功率是_______W。

b.你认为她的表格设计合理吗?为什么?

c.根据上述实验数据,小楠画出小灯泡的电流随其两端电压变化的关

系曲线,如图17,由图可知灯泡电阻的变化规律是______ _。

9.图l4是小明研究小灯泡电阻的实验电路图,图l5是1芝专据实

验数据绘出的U-I图。小灯泡标有“2 V”字样,滑动变阻器R标有

“20Ω 1 A”字样。

(1)闭合开关前,小明应将滑动变阻器的滑片

移到__________端。该实验中,滑动变阻器的

作用是保护电路_____________。

(2)小明闭合开关后发现灯不亮,电流表有示

数,电压表无示数,故障原因可能是 __________________________________。

(3)小灯泡正常发光时,灯丝的电阻为_________________Ω:

(4)同桌小华想用小明的实验器材测未知电阻的阻值,但他发现电压表已经损坏而无法使用,经过思考后,他从物理老师那里借采了一只定值电阻R0、两只开关和若干导线。

①请你利用小华手边现有的器材,为小华设计一个测量未知电阻阻值的实验电路图及操作过程;全品中②写出RX的表达式:Rx=_________________。

10.某实验小组探究一种热敏电阻的阻值随温度变化的规律。设计的实验装置如图验的主要步骤:

①在烧杯中加人适量冷水,正确连接电路,闭合开关,测量电阻R两端的电压和通过的电流,断开开关。将根据电流表、电压表示数计算的电阻值和温度计的示数填入表中;

②在烧杯中添加少量热水,闭合开关,测量电阻R两端的电压和通过的电流。断开开关,将根据电流表、电压表示数计算的电阻值和温度计示数填入表中;

③重复②的操作若干次,测得多组数据。

(1)请用笔画线代替导线,按图甲中的电路图将图乙连接完整;

(2)实验测得的几组数据如下表:

图丙是第5次实验中电流表和电压表的示数,请计算电阻R值,并填入表中。

(3)请在图丁坐标中画出R—t的关系图线。

(4由图线得到该热敏电阻阻值与温度的关系是______________________________________。

11.化学电池内部的电解液有一定的电阻,这个电阻构成了电池内阻。与新电池相比,旧电池的电压其实没有发生太大的变化,但它的内阻缺变得很大。这就是为什么小灯泡接新电池时很亮,而接旧电池时灯泡几乎不亮的原因。对于旧电池,我们可以将它等效为一个电压恒定不变的新电池与一个定值电阻r串联,如图乙所示,为了探究某一电池的电压和内阻,小明设计了如下的实验:

(1)请根据电路图甲,将下列图a中的实物图接成电路图。

(2)如果电路中电流表和电压表的读数如图b所示,则电流表的读数为_____A,电压表的读数为____V,滑动变阻器接入电路部分的电阻与灯泡电阻之和为______?。

(3)通过调节滑动变阻器改变电路电阻,小明获得了多组U和I的数据,下列描述U和I的关系的图线正确的是( )

12 .为了探究“在忽略温度影响的情况下,同一种材料的导体电阻大小与导体长度、横截面积的关系”,小李和小赵同学共同设计了图l9(甲)所示的电路,其中M 、N 间可接入待研究的电阻丝。实验室提供的电阻丝的电阻均不超过10?,其规格见表格一,提供的其他器材见表格二。

表格一 表格二

( 1 )小李和小赵首先要进行“导体电阻大小与导体长度的关系”的探究,探究中他们应该选用的是序号为______的三根电阻丝。在正确选择电阻丝后,他们又选择了两个变阻器中的一个,接着连接好电路,闭合开关进行实验。实验中他们发现变阻器的滑片从右端a向左端b 滑动直到接近b 的过程中,电流表和电压表虽有示数,但示数很小且几乎无变化。针对上述现象,小李和小赵交流了各自的看法,并提出了改进意见[见图19(乙)] 你的看法和改进意见是_____________________。在听取意见并改进后,

他们通过实验得出了正确结论。

(2)小李和小赵接着进行了“导体电阻大小甲与导体横截面积的关系”的探究,在探究中他们选用的是序号2、3和序号_______________的三根电阻丝。

13.在实验中,他们正确操作,并对测量的数据进行了适当的处理,分别作出了图l9(丙) 所示的这三根电阻丝的I 一U 关系图象。

由图19(丙)可知,序号2 的电阻丝的电阻是______?。

分析图19(丙),可以初步得出的探究结论是:__________________。

14.小刚为探究“导体电阻大小与温度的关系”,选用不同型号的铅笔芯进行了如下实验: 步骤一:将H型铅笔芯接入电路,闭合开关,测量并记录通过它的电流;

步骤二:用酒精灯给铅笔芯加热,每隔20s测量并记录通过它的电流;

步骤三:分别将HB型、2B型铅笔芯接入电路,重复以上实验过程。

下表是记录的实验数据:

(1)实验中,他们是通过_____________________的变化来判断铅笔芯电阻的改变的;

(2)分析表中数据可以得出:___________________________。

15.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 阻值,图14中可实现测量R阻值的正确电路图是( )

图14

为了探究电阻串联的问题,小芳设计了如图18所示的实验电路,其中R1是电阻箱,R2是定值电阻,R1与R2串联的总电阻(即等效电阻)用R来表示。电流表测量的是串联电路中的电流I,电压表测量的是A、B两点间的电压U。小芳通过实验记录的数据如下表所示。请

R1

的关系:______________。

图18

16.如图甲测定小灯泡电阻实验电路图。下面是同学们在实验过程中出现的一些情况,请你分析出现这些情况的可能原因。

(1)连接好电路,闭合开关后,看到电流表指针如图乙所示偏转。_______________

(2)某同学连接好最后一根导线,灯泡立即发出明亮耀眼的光并很快熄灭。检查后,发现连线正确,请你找出实验中两个操作不当之处:

①_______________________。 ②________________________________。

(3)连接好电路,闭合开关后,小灯泡不亮,且电流表无示数,电压表有示数。__________。

(4)移动滑片,发现电流表示数增大时,电压表示数却减小。_______________。

(5)移动滑片发现电流表和电压表示数都不变。_______________。

(6)移动滑片发现电流表示数改变,而电压表示数不变。_______________。

(7)若在实验过程中,不慎将电压表和电流表位置互换,闭合开关后小灯泡出现的现象是______________________________________。

(8)某同学闭合开关后,发现小灯泡不亮,但电流表、电压表有示数。接下来应进行的操作是( )

A.更换小灯泡 B.检查电路是否断路 C.移动滑动变阻器滑片,观察小灯泡是否发光

(9)若要研究通过导体的电流与导体两端电压的关系,应将小灯泡换成定值电阻,理由是__________________________________。

(10)小亮看到滑动变阻器的铭牌模糊不清,于是想测量变阻器的最大电阻RX。他找来一个已知阻值为R0的定值电阻替换了灯泡,同时撤去了电流表,并利用余下的器材(电压未知的电源、量程合适的电压表、滑动变阻器、开关各一个,导线若干),在不改动电压表位置及连线的情况下,很快测出了RX的大小。

①请你把设计的电路图画在虚线框内。

②简述实验过程中要测量的物理量并用相应的字母表示。

(a)___________________________________

(b)___________________________________

③RX=__________________________(用已知量和测量量表示)

17.甲、乙两地相距40km,在甲、乙两地之间沿直线架设了两条输电线,已知输电线每千米的电阻为0.2?。现输电线在某处发生了短路,为确定短路位置,检修员在甲地利用电压表、电流表和电源接成如图所示电路进行测量。当电压表的示数为3.0V时,电流表的示数为0.5A,则短路位置离甲地的距离为:( )

A.10km B.15km C.30km米 D.40km

18.现有两个阻值不等的未知电阻R1和R2,为了分辨它们的阻值大小,几个同学分别设计了如图15所示的四种电路,其中不可行的是( )

15

19.甲乙两处距离为L,其间铺设了由两根导线组成的电线,每单位长单根导线电阻为R,乙处终端接有负载电阻.如果线路中途某处因绝缘层损坏而相连,为了找到相连位置,给一台电压为U的直流电源和一个量程合适的电流表,怎样求出损坏处离甲端的距离和损坏处的接触电阻?-

20.用伏安法测电阻的实验中,某同学连接了如图所示的电路(电路元件完好,接线柱接线牢固)。

(1)在未检查电路连接是否正确的情况下,闭合开关,调节滑动变阻器滑片,电流表的示数将____,电压表示数将______。(选填发生变化或保持不变)

(2)检查电路,发现有一处连接错误,请指出连接错误的导线是______(选填a、b、c、d)。

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