方法解析 (一)特殊方法测电阻
方法 电路图 实验步骤及表达式 闭合开关S,分别读出电流表A1、A2的示数安安法 I0R0Ix、I0,则Rx= Ix 闭合开关S,移动滑片P至最左端(滑动变阻器接入电路的电阻为0),读出电流表A的示安滑法 数I1。再将滑片P移至最右端(滑动变阻器接 入电路的电阻为Rm),读出电流表A的示数缺电压表 安阻法 I2RmI2,则Rx= I1-I2闭合开关S1、断开开关S2,读出电流表A的示数Ix。闭合开关S2、断开开关S1,读出电流表A的示数I0,则Rx=I0R0 Ix闭合开关S1、断开开关S2,读出电流表A的示数I。闭合开关S2、断开开关S1,旋动电安箱法 阻箱旋盘使电流表A的示数仍为I,读出此时电阻箱的示数R,则Rx=R 缺电伏伏法 流表 闭合开关S,分别读出电压表V1、V2的示数UxR0U0、Ux,则Rx= U0 闭合开关S,移动滑片P至最左端(滑动变阻器接入电路的电阻为0),读出电压表V的示伏滑法 数U1。再将滑片P移至最右端(滑动变阻器接 入电路的电阻为Rm),读出电压表V的示数U2RmU2,则Rx= U1-U2闭合开关S1、断开开关S2,读出电压表V的伏阻法 示数U0。闭合开关S1、S2,读出电压表V的(U-U0)R0示数U,则Rx= U0闭合开关S,将电阻箱的阻值调到0,读出电压表V的示数U0。调节电阻箱旋盘使电压表伏箱法 V的示数为2,读出此时电阻箱的示数R,则U0Rx=R 注:测小灯泡的电阻时只需将电路图中的待测电阻Rx换为小灯泡即可。
(二)特殊方法测电功率
方法 电路图 实验步骤及表达式 ①闭合S、S1,移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为U额 ②闭合S、S2,断开S1,读出此时电压表的 示数U1 U额(U1-U额)③P额= R0①闭合S、S1,移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为I额R0 ②闭合S、S2,断开S1,读出电压表的示数 伏阻法 (缺电流表) 为U1 ③P额=(U1-I额R0)I额 ①闭合S,调节R2的滑片到a端,并调节R1的阻值,使电压表的示数为U额 ②闭合S,保持R1的滑片位置不变,将R2 的滑片移动到b端,读出电压表的示数U′ U′-U额③P额=U额 R2①闭合S、S1,断开S2,调节R2,使电压表的示数为U额 ②闭合S、S2,断开S1,R2的滑片不动,调 节电阻箱R,使电压表的示数仍为U,读1额出此时电阻箱连入电路的电阻为R0 U额2③P额= R0①闭合S、S2,断开S1,移动滑动变阻器的滑片,使电流表的示数为I额 ②闭合S、S1,断开S2,保持滑片位置不变, 读出电流表的示数为I ③P额=(I-I额)R0I额 ①闭合S、S2,断开S1,移动滑动变阻器的U额滑片,使电流表的示数为 R0安阻法(缺电压表) ②闭合S、S1,断开S2,保持滑片位置不变,读出电流表的示数为I U额③P额=U额(I-) R0①闭合S、S1,断开S2,调节R2,使电流表的示数为I额 ②闭合S、S2,断开S1,保持R2的滑片位置 不动,调节电阻箱R1,使A的示数为I额,读出此时电阻箱的阻值为R0 ③P额=I额2R0
专题训练
类型1 特殊方法测电阻
1.(2020·益阳)用如图所示的电路测量电阻Rx的阻值,其中电源电压恒定,定值电阻R0的阻值已知,S为单刀双掷开关。
(1)简要写出实验的主要步骤(指出物理量的名称并用相应的符号表示): a.______________________________________; b.______________________________________。
(2)Rx的表达式Rx=______________(用所测量的物理量及相应的符号表示)。 2.(2019·泸州)程新同学设计了如图甲所示的电路来测量电源电压U和未知电阻Rx的阻值。已知定值电阻的阻值为R0、电源两端电压保持不变。请完成下列问题:
(1)根据甲中电路图,用黑色签字笔画线代替导线,将乙中的实物图补充完整。 (2)电路正确连接后,当开关S、S1闭合,S2断开时,电流表示数为I1;则电源的电压U=____________。
(3)当开关S、S2闭合,S1断开时,电流表示数为I2;则待测电阻Rx=____________。
(4)不改变甲图所示的电路,若开关S1始终处于断开状态,仅对开关S、S2进行操作________(选填“仍能”或“不能”)测量电源电压和未知电阻Rx的阻值。 3.(2020·内江)一个物理课外实验小组用如图甲所示的电路来测量某待测电阻
Rx的阻值,其中定值电阻R0=20 Ω。请你帮实验小组完成:
(1)按照甲图的实验电路图,用笔画线代替导线将乙图连接完整(部分导线已连好)。
(2)在连接电路时,开关应________,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于______(选填“左”或“右”)端。
(3)闭合开关S1,将开关S2掷于“1”时,调节滑动变阻器的滑片到适当位置,记下此时电压表的示数为U1;保持滑片位置不变,将开关S2掷于“2”时,记下此时电压表的示数为U2。则待测电阻Rx阻值的表达式Rx=________________________(用R0、U1、U2表示)。
U2
(4)重复步骤(3),共得到5组U1、U2的数据,并计算出的值,如下表所示,则U1U2U2
5组数据的平均值为____________;利用的平均值,求出待测电阻Rx为
U1U1
____________Ω。
实验次数 U1/V 1 2 3 4 5 0.25 0.30 0.36 0.40 0.44 U2/V U2 U10.86 1.03 1.22 1.36 1.49 3.44 3.43 3.39 3.40 3.39 U2
(5)实验中,采用了多次测出U1和U2的值,并由的平均值,求待测电阻Rx阻值
U1
的目的是为____________。 类型2 特殊方法测电功率
4.(2020·朝阳)某同学利用图甲所示的电路测量小灯泡的电功率,小灯泡的额定电压为2.5 V。
(1)用笔画线代替导线,将图甲中的电路补充完整(导线不得交叉)。
(2)连接电路后,闭合开关,灯泡不亮,电流表和电压表都有示数,但是数值较小,无论怎样移动滑动变阻器的滑片,小灯泡都不发光,两电表示数均无变化,产生这一故障的原因可能是:______________________________________ ____________________________________。
(3)该同学排除故障后,移动滑动变阻器的滑片到某一位置,电压表的示数如图
乙所示,此时小灯泡两端的电压为__________V。要测量小灯泡的额定电功率,应将图甲中滑动变阻器的滑片向______(选填“A”或“B”)端移动,使电压表的示数为2.5 V。
(4)移动滑动变阻器的滑片,记下多组电压和电流值,并绘制成图丙所示的IU图象,根据图象的信息可以计算出小灯泡的额定电功率为__________W。 (5)为了用电流表、电阻箱R和滑动变阻器,测量额定电流为I额的小灯泡的额定电功率,该同学设计了如图丁所示的电路。操作步骤为:
①闭合开关S、S1,断开S2,移动滑动变阻器的滑片,使电流表的示数为I额,此时小灯泡正常发光;
②保持滑动变阻器滑片的位置不动,闭合开关S、S2,断开S1,调节电阻箱R,使电流表的示数为I额,读出此时电阻箱的电阻值为R0,则小灯泡的额定电功率的表达式为P额=______________。
5.(2020·雅安)小明在“探究小灯泡在不同电压下工作时的电功率”的实验时,实验室提供了如下器材:电源(电压恒为8 V),一个电流表,一个电压表,滑动变阻器“20 Ω 2 A”,小灯泡(额定电压2.5 V,额定功率小于1.2 W),一个阻值已知的定值电阻R0,开关及导线若干。
(1)请根据图甲所示的电路图,用笔画线代替导线,完成实验电路图乙的连接(要求:滑动变阻器的滑片P向右滑动时灯变亮;连线不能交叉)。
(2)正确连接电路后,闭合开关进行实验,记录的数据如下表所示。当电压表示数为2.5 V时,电流表示数如图丙所示,小灯泡的额定功率为____________W。
实验次数 1 物理量 电压/V 电流/A 电功率/W 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 0.44 2 3 4 5 0.24 0.32 0.38 (3)分析表中数据可得出结论:小灯泡工作时,消耗的电功率随电压的增大而________(选填“增大”“不变”或“减小”),小灯泡的实际功率由____________(选填“额定功率”“额定电压”或“实际电压”)决定。 (4)完成实验后,利用上述器材,小明又想出一种测量小灯泡额定功率的方法,设计了如图丁所示的电路,所用电压表量程为“0~15 V”,请将以下实验步骤补充完整。
①检查电路无误后,闭合开关S,将开关S1拨至“1”,调节滑动变阻器滑片直至电压表示数为__________V;
②滑动变阻器滑片不动,再将开关S1拨至“2”,读出电压表示数为U0; ③小灯泡的额定功率P额=__________________(用U额、U0、R0表示)。若步骤②中,在将开关S1拨至“2”时,不小心将滑片向右移动了少许,其他操作正确,则测出的小灯泡额定功率比真实值________(选填“偏大”或“偏小”)。 6.(2020·十堰)如图是测量小灯泡额定电功率的实验,电源电压恒为6 V,小灯泡额定电压U额=2.5 V,正常发光电阻约为10 Ω,有两个规格分别为“10 Ω
2 A”“50 Ω 1 A”的滑动变阻器。
(1)本实验应选择规格为“____________________”的滑动变阻器,如图甲已有部分电路连接好,请用笔画线代替导线,将电路连接完整。
(2)连接好电路后闭合开关,发现小灯泡发光,电流表有示数,电压表无示数,可能是导线______(选填“a”“b”或“c”)断了。
(3)排除故障后,闭合开关,调节滑片P,当电压表示数为2.5 V时,电流表示数如图乙,则小灯泡的额定功率为____________W。
(4)若电压表损坏,小明利用一个定值电阻R0和两个开关,设计了如图丙所示的电路,并进行实验:
①只闭合开关S和S1,调节滑片P,使电流表示数为________________; ②保持滑片P位置不动,断开开关________,闭合其他开关,读出电流表示数为I;
③小灯泡的额定功率表达式为P额=____________________(用题中物理量字母表示)。
参考答案
1.(1)a.开关S接a时,记录电流表的示数I0 b.开关S接b时,记录电流表的示数Ix (2)
I0R0
Ix2.(1)如图所示
I1R0
(2)I1R0 (3) (4)仍能
I2-I1
3.(1)如图所示
U2-U1
(2)断开 右 (3)·R0 (4)3.41 48.2
U1
(5)减小误差 4.(1)如图所示
(2)滑动变阻器同时接下面两个接线柱 (3)2.2 A (4)0.5 (5)I额2R0 5.(1)如图所示
(2)1.05 (3)增大 实际电压 (4)①5.5 ③U额· 偏小 6.(1)50 Ω 1 A 如图所示
U0R0
2.5 V2.5 V
(2)c (3)0.65 (4) S1 U额×(I-)
R0R0
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