专项训练09　特殊方法测电阻、电功率.docx

1、专项训练(九)特殊方法测电阻、电功率(限时:30分钟)1.小明同学利用图ZX9-1甲所示的电路来测量一未知电阻Rx的阻值。图ZX9-1(1)请用笔画线代替导线,将图甲中实物电路连接完整。(要求:滑片向右移动时电流表示数变小)(2)闭合开关后,调节滑动变阻器,当电压表的示数为1.2 V时,电流表的示数如图乙所示,则Rx=。(3)该同学又设计了如图丙所示的测量电路,测量小灯泡正常发光时的电阻和额定功率,其中R0是阻值已知的定值电阻,请把下面实验步骤补充完整。闭合开关S,调节滑动变阻器,使小灯泡正常发光;S接,测出灯泡与R0串联后的总电压U;保持滑动变阻器滑片P的位置不变,再将S接,测出R0两端电压

2、U1;小灯泡正常发光时电阻RL=(用R0,U,U1列表达式);小灯泡的额定功率PL=。2.图ZX9-2甲是用“伏安法”测量未知电阻Rx阻值的实物电路图。图ZX9-2(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整,使滑片P向左移动时,电流表示数变小。(2)闭合开关前应将滑动变阻器的滑片移到处;闭合开关,发现电流表几乎无示数,电压表指针明显偏转,则出现的故障可能是Rx。(3)排除故障后,闭合开关,当滑片移动到某位置时,电压表示数为2.4 V,电流表示数如图乙所示,其读数为A,则未知电阻Rx=。(4)若实验中电压表损坏,利用其他的原有器材也能测出未知电阻Rx的阻值,实验电路如图丙所示(滑动变阻

3、器最大阻值为R0,电源电压未知且不变),请将下列实验步骤补充完整:闭合开关,将滑动变阻器的滑片P移到a端,记录电流表示数I1;闭合开关,将滑动变阻器的滑片P移到,记录电流表示数I2;写出待测电阻的表达式:Rx=。(用已知量和测量量符号表示)3.小芳到实验室做“测量小灯泡额定功率”的实验时,老师只给她提供了如下器材:标有“2.5 V”的小灯泡、电源、滑动变阻器、开关、两个电压表(没有电流表)、阻值为10 的定值电阻R0、导线若干。她根据所给定的器材经过认真思考后设计了正确的实验电路,如图ZX9-3甲是该电路的不完整电路图。图ZX9-3(1)请你将图甲中电路图补充完整。(2)闭合开关S前,应将滑动

4、变阻器调至阻值的位置。(3)闭合开关后,为了测量小灯泡的额定功率,应调节滑动变阻器,使电压表V1的示数为V,此时电压表V2的示数如图乙所示,是V。(4)小灯泡的额定功率为W。(5)小芳还进一步设计出了只有电流表没有电压表解决这个问题的方法,其电路如图丙所示,R0=10 ,她认为关键的一步是必须调节滑动变阻器,使电流表A2的示数为A时,再读出电流表A1的示数,才能计算出小灯泡的额定功率。4.小明同学手里有一个标有“3.8 V”字样的小灯泡,他想知道小灯泡正常工作时的电功率,于是从学校实验室借来一些实验器材,连接了如图ZX9-4甲所示的实验电路,电源电压恒定不变。图ZX9-4(1)在图甲中找出连接

5、错误的一根导线并在该导线上画“”,用笔画线代替导线将电路连接正确。(2)该实验的原理是。(3)连接电路时,开关应该。(4)闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,他发现小灯泡始终不亮,电流表有示数,电压表无示数,则故障原因可能是。(5)在实验时,电压表出现了故障不能使用,小明向老师借了一只定值电阻R0(R0阻值已知),设计了如图乙所示的电路,继续测量额定电压为U额的小灯泡的额定功率,测量时,应先闭合开关S、S1,断开S2,调节滑动变阻器,当电流表的示数为时,小灯泡正常发光;接着将S1断开,S2闭合,读出电流表的示数为I,则小灯泡的额定功率P额=(用I、U额和R0表示)。5.在“测定小灯泡的电功率”的

6、实验中(小灯泡上标有“3.8 V”字样),电源电压恒定。(1)请你用笔画线代替导线,将图ZX9-5甲中的实物电路连接完整,要求滑动变阻器滑片P向右滑动时灯泡变亮。图ZX9-5(2)在检查连接时,滑动变阻器滑片P应移到(选填“A”或“B”)端,目的是保护电路。(3)实验时,要使小灯泡正常发光,应移动滑动变阻器滑片P使电压表示数为V,此时电流表示数如图乙所示,则通过灯泡的电流为A,灯泡的额定功率为W。(4)做完实验后,小明看到实验台上有一个定值电阻R,上边的数字模糊不清,想测出它的阻值,可是发现电压表损坏了,经过小组讨论设计了图丙和丁两个电路图,小明认为利用前面的数据和这两个电路图,都能测出R的阻

7、值。你认为能测出R阻值的电路图是图。6.小明用如图ZX9-6甲所示的电路进行“测量小灯泡电功率”的实验,其中电源电压恒为6 V,小灯泡的额定电压为2.5 V,灯丝电阻约为10 。他从规格为“10 1 A”和“50 0.5 A”的滑动变阻器中选择合适的连入电路后,闭合开关S,小灯泡不亮,电流表有示数,电压表无示数。排除故障后,移动滑动变阻器滑片到不同位置,记录电压表、电流表的示数,并画出小灯泡的U-I图像如图乙所示。另一组的小强在只有电流表的情况下,增加了一只10 的定值电阻R并利用原有器材,也测出了额定电压U额为2.5 V的小灯泡的额定功率。他的实验步骤是:按照图丙所示的电路图连接好实物电路;

8、闭合开关S1,调节滑动变阻器滑片,使小灯泡正常发光,此时电流表示数为I1;断开开关S1,将电流表改接在小灯泡所在支路中,再闭合开关S1,读出电流表示数I2;计算小灯泡的额定功率P额。请你解答下列问题:图ZX9-6(1)小明应选用规格为的滑动变阻器;电路故障可能是;小灯泡的额定功率为W。(2)小灯泡的U-I图像不是一条直线,其原因是。(3)小强使灯泡正常发光时电流表的示数I1为A;小灯泡额定功率的表达式为P额=(用物理量的字母符号表示)。参考答案1.(1)如图所示(2)4(3)baU-U1U1R0U-U1R0U1解析 (2)由题图乙可知,电流表示数为0.3 A,由欧姆定律得Rx=UI=1.2V0

9、.3A=4 。(3)由图丙可知,定值电阻和灯泡串联,通过的电流相同,IL=IR=U1R0,灯泡电阻RL=ULIL=U-U1U1R0=U-U1U1R0,小灯泡的额定功率PL=ULIL=(U-U1)U1R0=U-U1R0U1。2.(1)如图所示(2)阻值最大断路(3)0.2410(4)b端I2R0I1-I2解析 (4)闭合开关,当滑片移到a端时,R0与Rx并联,电流表测干路电流,为I1;接着,把滑片移到b端时,Rx被短路,电路中只有R0,此时电流为I2,所以电源电压U=U2=I2R0;当滑片P移到a端时,R0与Rx并联,此时干路电流为I1,由于通过滑动变阻器的电流为I2,所以通过Rx的电流为I1-

10、I2,则Rx=I2R0I1-I2。3.(1)如图所示(2)最大(3)2.52.4(4)0.6(5)0.25解析 (3)测量小灯泡的额定功率,必须使灯泡两端电压为额定电压2.5 V,即应调节滑动变阻器,使电压表V1的示数为2.5 V,此时电压表V2的示数为2.4 V。(4)小灯泡的额定功率为PL=IUL=U0R0UL=2.4V102.5 V=0.6 W。(5)题图丙中,R0和L并联,调节滑动变阻器,使电流表A2的示数为I2=ULR0=2.5V10=0.25 A时,小灯泡正常发光,再读出此时电流表A1的示数,就能计算出小灯泡的额定功率。4.(1)如图所示(2)P=UI(3)断开(4)小灯泡(或电压

11、表)发生短路(5)U额R0U额I-U额R0解析 (4)电流表有示数说明电路是通路,不是断路,而电压表没有示数,且小灯泡不亮,说明小灯泡或者与小灯泡并联的电压表短路。(5)闭合开关S和S1,断开S2,小灯泡和定值电阻R0并联,电流表测量通过R0的电流,调节滑动变阻器,当小灯泡正常发光时,小灯泡两端电压等于额定电压,此时通过R0的电流为I1=U额R0;接着将S1断开,S2闭合,此时电流表测量通过R0和小灯泡的总电流,则通过小灯泡的电流为I2=I-I1=I-U额R0,小灯泡的额定功率P=U额I2=U额I-U额R0。5.(1)如图所示(2)A(3)3.80.31.14(4)丙解析 (1)测小灯泡电功率

12、的实验中,滑动变阻器应串联接入电路中,题中要求“滑动变阻器的滑片P向右滑动时小灯泡变亮”,所以滑片右移时滑动变阻器连入电路的阻值变小,应将接线柱B接入电路中;电压表与小灯泡并联,小灯泡额定电压为3.8 V,所以电压表应使用015 V量程。(2)为了保护电路,滑片应置于最大阻值处,所以滑动变阻器的滑片P应移到A端。(3)当电压表示数等于灯泡额定电压3.8 V时,灯泡正常发光;由题图乙所示电流表可知,其量程为00.6 A,分度值为0.02 A,则示数为0.3 A,灯泡的额定功率P额=U额I额=3.8 V0.3 A=1.14 W。(4)图丙中,只闭合开关S1时,R与小灯泡并联,电流表测通过灯泡的电流,移动滑片使电流表示数等于小灯泡正常发光时的电流0.3 A,此时R两端电压等于小灯泡的额定电压3.8 V;然后只闭合开关S2,电流表测并联电路总电流,根据并联电路的电流特点得到通过R的电流IR=I总-0.3 A,再由欧姆定律计算出R的电阻R=URIR=3.8VI总-0.3A,所以图丙可行。图丁中,无论开关处于何种状态,都难以确定灯泡是否正常发光,这样就不能得到R两端的电压和相应的电流,故图丁不可行。6.(1)“50 0.5 A”小灯泡短路(或电压表短路)0.625(2)灯丝电阻随温度升高而增大(3)0.25U额I2