题目内容

10．关于测量定值电阻阻值的实验，伏安法测电阻的原理：R=$\frac{U}{I}$；
刘明同学和孙燕同学在测定电阻实验中，发现缺少电流表，于是她们利用现有器材进行实验，并设计两种不同的实验方案，请您协助她们完成相关的内容：
【方案一】运用电压表（无电流表），一个阻值为R0的固定电阻，测量定值电阻阻值．
器材：一只电压表、一个阻值为R0的固定电阻、被测电阻Rx、电源、开关和导线若干．
实验步骤：
步骤一：请你在图甲虚线框中画出实验时所需的电路图，并连接电路；
步骤二：将电压表并联在Rx两端，闭合开关，读出电压表的示数Ux；
步骤三：将电压表并联在R0两端，闭合开关，读出电压表的示数U0；
步骤四：根据你设计的电路的特点和实验所测得的物理量，写出Rx的表达式Rx=$\frac{{U}_{x}}{{U}_{0}}$•R0（用符号表示）．
【方案二】运用一只电压表（无电流表），一个已知最大阻值的滑动变阻器，测量定值电阻阻值．
器材：一只电压表、一个已知最大阻值的滑动变阻器、电源、开关和导线若干．
实验要求：请在图乙虚线框中画出实验时所需的电路图．
【评估交流】：
（1）实验操作角度看，以上两个方案中，方案二更好．
（2）好在方案二中在测量电压时无需换接电压表，测量电压更方便．（只要求写出一条）

分析 伏安法测电阻的原理：R=$\frac{U}{I}$；
（1）根据题目中所给的实验器材，只有电压表没有电流表，但有定值电阻，这样就可以让待测电阻与定值电阻串联，根据串联电路的电流相等，就可以知道通过待测电阻的电流，让电压表先后测出总电压和待测电阻的电压，结合欧姆定律进行求解．
（2）根据题目中所给的实验器材，只有电压表没有电流表，但有已知最大阻值的滑动变阻器，这样就可以让待测电阻与滑动变阻器串联，根据滑动变阻器的位置时电压表的数值，结合欧姆定律进行求解．

解答 解：伏安法测电阻的原理：R=$\frac{U}{I}$；
方案一、两电阻串联，电压表并联在Rx的两端；如图甲所示：

电压表并联在Rx的两端时测出其两端的电压Ux，然后将电压表并联在R0两端测出其两端的电压U0，则通过Rx的电流Ix=I0=$\frac{{U}_{0}}{{R}_{0}}$；
则Rx=$\frac{{U}_{x}}{{I}_{x}}$=$\frac{{U}_{x}}{\frac{{U}_{0}}{{R}_{0}}}$=$\frac{{U}_{x}}{{U}_{0}}$•R0．
方案二、待测电阻和滑动变阻器串联，电压表并联在Rx的两端，如图乙所示：
；
当滑片在最左端时，变阻器接入电路的阻值为零，电压表测电源的电压U1；
当滑片在最右端时，变阻器接入电路的阻值最大，电压表测待测电阻两端的电压U2，则此时滑动变阻器两端的电压为U1-U2，
此时通过待测电阻的电流Ix=I滑=$\frac{{U}_{滑}}{{R}_{滑}}$=$\frac{{U}_{1}-{U}_{2}}{{R}_{0}}$，
则Rx=$\frac{{U}_{x}}{{I}_{x}}$=$\frac{{U}_{2}}{\frac{{U}_{1}-{U}_{2}}{{R}_{0}}}$=$\frac{{U}_{2}}{{U}_{1}-{U}_{2}}$•R0．
评估交流：方案二中在测量电压时无需换接电压表，测量电压更方便．
方案二中在测量电压时无需换接电压表，测量电压更方便．
故答案为：R=$\frac{U}{I}$；
方案一：电路图如图甲所示； 并联；并联；Rx=$\frac{{U}_{x}}{{U}_{0}}$•R0．
方案二：电路图如图乙所示；
（1）二；（2）方案二中在测量电压时无需换接电压表，测量电压更方便．

点评 本题考查了测量定值电阻阻值得实验，在有电压表、无电流表时，应根据串联电路的特点进行设计电路．

练习册系列答案
相关题目
16．下列关于质量和密度的说法中，正确的是（　　）
A．人到太空中会出现“失重”现象，质量为70kg的宇航员在太空中质量将变为0
B．10g冰熔化成水后，体积将变为10cm3
C．密度是物质的一种性质，因此，不同种类的物质，密度不同
D．质量越大的物体，其密度越大
1．某小组同学利用电压表和电流表测量电阻R1的阻值（约9Ω），电源选用两节干电池．
（1）按图甲电路，将图乙中电流表正确连入电路．
（2）该同学检查电路连接正确，合上开关，可是无论怎样移动滑片，电压表示数总为3V不变，你认为发生故障的原因可能是R1处断路或R2处短路．
（3）清除故障后，小明将滑片P向左滑动时，电压表示数将增大（选填“增大”“减小”或“不变”），当P滑到某一位置时，两表读数如图丙所示，由此可知R1=10Ω．你认为这个结果可靠吗？不可靠，理由是没有多次测量求平均值．
（4）另一小组同学在连线时，不小心将线连错了，开关闭合后，移动滑动变阻器的滑片P时，发现电流表示数变大，电压表示数却变小，产生这一现象的原因是将电压表并联在变阻器的两端了．
（5）小明同学在实验中，将定值电阻换成小灯泡，通过调节滑动变阻器的滑片，得到三组电流、电压的对应值．他发现，同一个小灯泡计算出的三组电阻值差异较大，请你分析造成这种现象的原因是灯丝的电阻随温度的变化而变化．
18．在探究“伏安法测电阻”的实验时，小强根据图甲的电路图连接电路，如果实验中电流表、电压表的读数分别如图乙、丙所示，则电流表的读数是0.5A，电压表的读数是2.5V，电阻R的阻值是5Ω．
5．小峰同学想利用一块电流表和阻值已知的电阻R0测量电阻Rx的阻值．小峰选择了满足实验要求的电源、电流表A，并连接了实验电路，如图1所示．
（1）小峰的实验步骤是：
①闭合开关S2，断开S1，读出电流表示数I1；
②闭合开关S2、S1，读出电流表的示数I2；请你帮助小峰写出电阻Rx的表达式．
（用I1、I2和R0表示Rx．）Rx=$\frac{{I}_{2}-{I}_{1}}{{I}_{1}}$R0．
（2）请你仅用这些器材再设计一个与小峰的方法不同的测电阻Rx阻值的电路，在图2虚线框中画出电路图．
15．（1）小彬在物理实验室制作氧气浓度探测器，过程如下：
小彬找来氧敏电阻Rx，其电阻值与空气中氧气浓度的关系如表格所示．其中，氧气浓度为0时，氧敏电阻的阻值模糊不清，于是他对该电阻阻值进行测量．
氧气浓度/%051015202530
Rx/Ω101621252830
小彬设计了图甲所示测量氧气浓度为零时氧敏电阻阻值的电路，电源电压恒为6V．如图15乙在集气瓶内装有通过木炭燃烧制得氧气浓度为零的空气，再将Rx置于瓶内．

①请用笔画线代替导线，按照图甲，将图乙的电路连接好；
②开关闭合前，滑动变阻器的滑片P应移至B（A/B）端；
③闭合开关S，发现图乙中电流表、电压表示数均为0．小彬取下电压表，将电压表分别与导线①的两端、导线②的两端并联，示数都为0；将电压表与滑动变阻器B、D两端并联，示数也为0；将电压表与开关两端的接线柱并联，示数为6V．若电路只有一处故障，则电路故障为D
A．导线①断路          B．导线②断路
C．滑动变阻器内部断路  D．开关S内部断路
④排除故障后，移动滑动变阻器的滑片P，电压表、电流表示数如图丙所示，则氧气浓度为0时，Rx阻值为3Ω；
⑤补充好氧气浓度与Rx阻值关系表后，小彬制作氧气浓度探测器的电路，如图丁所示，R0为定值电阻．小彬制作的探测器工作时，氧气浓度越高，电流表示数越小；要想实现“氧气浓度越高，电表示数越大”，应选用电压表与上述电路中的Rx并联．
实验次数123
电阻R/Ω51015
电流I/A0.60.30.24
（2）在完成上述实验后，小彬又将图甲中的氧敏电阻Rx换成“5Ω、10Ω、15Ω、30Ω”的定值电阻，探究“电流与电阻的关系”，电源电压仍为6V，滑动变阻器规格为“20Ω  1A”．所测得的几组电流、电压值如表所示．
①由于操怍不当，导致其中一组数据存在错误，请判断第3次实验的数据存在错误，产生错误的原因是未移动滑动变阻器；
②纠正错误以后，小彬继续用30Ω的电阻替换15Ω的电阻进行了第4次实验，发现实验无法进行下去．为完成第4次实验，同学们为他提出了下列解决方案，你认为正确的是B．
A．换成电压为12V的电源
B．更换最大阻值大于或等于30Ω的滑动变阻器
C．可将定值电阻两端的电压调为1.5V．
19．如图甲是测量小灯泡（U额=2.5V）电阻的电路．电源电压恒为4V．

（1）请将图甲中的电路连接完整．（要求滑片P向右滑动时电灯变亮，导线不允许交叉．）
（2）实验中，滑动变阻器（填一种电路元件）除了保护电路外，还可以改变流过电路的电流，多测几组数据．
（3）如表是记录的部分实验数据，图乙是第1次实验中电流表的示数，该示数为0.24A．这5次实验中，灯泡电阻的最大值为10.42Ω（结果保留两位小数）．为了完成这5次实验，应该选取最大阻值不小于45Ω的滑动变阻器．
实验次数12345
电压U/V2.52.01.51.00.5
电流I/A0.220.190.160.10
20．下列关于温度、热量、内能、比热容，下列说法中正确的是（　　）
A．物体的温度越高，放出的热量越多
B．晚上向秧苗田里放水，以防冻坏秧苗是利用水的比热容这一特性
C．物体的内能增加，一定是外界对物体做了功
D．物体吸收了热量，它的温度一定升高

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