知识集结
知识元 电阻的测量
知识讲解 测未知电阻的方法。
测量电阻的常见方法有伏安法、双伏法、双安法、单伏法、单安法和等效法六种,除此以外还有一些不太常见的半偏法等。
一、伏安法测电阻
二、双伏法测电阻
三、双安法测电阻
四、单伏法测电阻
五、单安法测电阻
六、等效法测电阻
例题精讲 电阻的测量
例1.2019杭州)小金尝试将电流表改装成可直接测电阻的表,并设计了如图所示电路,在m、n中可接待测电阻。已知电流表量程为0~0.6安,电源电压为12伏,请回答——
1)闭合开关前,滑动变阻器的滑片p应处于___选填“a端”或“b端”)(2)先将m,n直接用导线连接,并移动滑动变阻器的滑片使电流表满偏,电流表0.6安的刻度上标定的电阻值为___欧,此时滑动变阻器的阻值为___欧。若在m、n间接入一个与此时滑动变阻器阻值相同的电阻,电流表示数为___安。
(3)电流表0.2安刻度处,标定的电阻值为___欧。%%4)改装后可直接测电阻的表,其表盘刻度___选填“均匀”或“不均匀”),理由是。
答案】1)b端;
4)不均匀;i,故其表盘刻度不均匀。
解析】题干解析:(1)闭合开关前,滑动变阻器的滑片p应处于阻值最大处的b端;(2)先将m,n直接用导线连接(电阻为0),并移动滑动变阻器的滑片使电流表满偏,即为0.6a,电流表0.
6a的刻度上标定的电阻值为0欧,由欧姆定律,此时滑动变阻器的阻值为:r滑20ω;若在m、n间接入一个与此时滑动变阻器阻值相同的电阻,由电阻的串联,电路的电阻为原来的2倍,根据在电压不变时,电流与电阻成反比,故电流表示数为;0.6a=0.
3a;(3)由串联电路的规律及欧姆定律:rr20ω=40ω,电流表0.2a刻度处,标定的电阻值为40ω;(4)由串联电阻的规律及欧姆定律,改装后可直接测电阻的表,因电路中的电流为:
i,故其表盘刻度不均匀。
例2.2019安徽)图甲为伏安法测电阻的实验电路图。
1)闭合开关前,滑动变阻器的滑片p应置于___选填“a”或“b”)端;(2)小亮同学用完好的器材按图甲正确连接好电路,“试触”时,发现电流表的指针偏转很小;移动滑动变阻器的滑片,发现指针偏转仍然较小。产生该现象的原因可能是。
3)电路调试完成后,某次实验中电压表和电流表示数如图乙和丙,则此时被测电阻两端的电压为___v,该电阻的阻值为___
答案】1)a;
2)电流表量程过大;
解析】题干解析:(1)闭合开关前,滑动变阻器的滑片p应置于阻值最大处的a端;(2)小亮同学用完好的器材按图甲正确连接好电路,“试触”时,发现电流表的指针偏转很小;移动滑动变阻器的滑片,发现指针偏转仍然较小,故排除了电路中电阻过大的可能,故产生该现象的原因可能是:电流表量程过大;(3)电路调试完成后,某次实验中电压表和电流表示数如图乙和丙,电压表选用小量程,分度值为则0.
1v,此时被测电阻两端的电压为2.4v,电流表选用小量程,分度值为0.02a,电流为0.
24a,由欧姆定律,该电阻的阻值为:r10ω。
例3.2019威海)图甲是测量定值电阻r阻值的实验电路图。
1)闭合开关s,当电压表的示数为2.4v时,电流表示数如图乙所示,则r的阻值为___调节滑片p的位置,进行多次测量,其目的是。
2)实验过程中,发现电流表示数突然变大,电压表示数几乎为零,则电路故障可能是___
3)实验结束后,小明想**“什么情况下磁能生电”,于是他在蹄形磁铁的磁场中悬挂一根导线,导线的两端跟电流计连接,组成闭合电路,如图丙所示。
保持导线在磁场中静止,观察到电流计的指针没有偏转,小明认为可能是电流太小,于是换成更加灵敏的电流计,观察到指针仍没有偏转。他认为也有可能是由于磁铁磁性不够强,没有电流产生,于是更换了磁性更强的磁铁进行**,在更换磁铁的同时,发现电流计的指针动了一下后又静止了。你认为电流计指针“动了一下”的原因是什么?
当导线水平向右运动时,电流计指针反向偏转,为使电流计指针正向偏转,可以如何操作?请说出两种方法。
根据图丙装置原理人们制成了___机。
答案】1)8;多次测量取平均值减小误差;导线水平向左运动;
2)r短路;
3)①导线在磁场做切割了磁感应线;②导线水平向左运动;调换磁铁的两极;③发电机。
解析】题干解析:(1)闭合开关s,当电压表的示数为2.4v时,电流表示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.
02a,电流为0.3a,由欧姆定律,r8ω;调节滑片p的位置,进行多次测量,其目的是:多次测量取平均值减小误差。
(2)实验过程中,发现电流表示数突然变大,电路为通路,由欧姆定律,电路的电阻变小,根据电压表示数几乎为零,则电路故障可能是r短路。(3)①在更换磁铁的同时,发现电流计的指针动了一下后又静止了,即产生了瞬间的感应电流,是因为更换磁铁的同时,相当于导线在磁场做切割了磁感应线,故电流计指针“动了一下”;②根据影响感应电流方向的因素,可将当导线水平向左运动或调换磁铁的两极;③根据图丙装置原理人们制成了发电机。
例4.2019益阳)测电阻rx的电路如图甲所示,电源电压恒定,r0为定值电阻,部分实验步骤如下:
1)开关闭合前,滑动变阻器r的滑片p应该移到___选填“a”或“b”)端;
2)连接好电路,闭合开关,移动滑动变阻器滑片p,某次电流表a2的示数如图乙所示,a2读数为___a。
3)若测得电流表a1的示数为i1,电流表a2的示数为i2,则rx=__用题中字母表示);
4)多次移动滑动变阻器的滑片p,记录每次实验中电流表a1、a2的示数,得到了如图丙所示的i1-i2图象。若r0=20ω,由图象求得被测电阻的阻值rx=__
答案】1)b;
解析】题干解析:(1)开关闭合前,滑动变阻器r的滑片p应该移到阻值最大处的b端;(2)连接好电路,闭合开关,移动滑动变阻器滑片p,某次电流表a2的示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02a,a2读数为0.
34a。(3)电流表a1测待测电阻的电流,电流表a2测干路电流,若测得电流表a1的示数为i1,电流表a2的示数为i2,根据并联电路电流的规律,定值电阻的电流为:i0=i2-i1,由欧姆定律,电源电压为:
u=i0r0=(i2-i1)×r0,由欧姆定律,则rx;(4)多次移动滑动变阻器的滑片p,记录每次实验中电流表a1、a2的示数,得到了如图丙所示的i1-i2图象,由图知这个图象为过原点的直线,故为正比例函数,由图知,当i2=0.6a时,i1=0.4a,故i2=1.
5i1;通过r0的电流为:i0=i2-i1=1.5i1-i1=0.
5i1,根据u=ir,在电压不变时,电流与电阻成反比,故rx=0.5r0=0.5×20ω=10ω。
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