【电阻的测量与巩固练习】
电阻是物理学中的一个重要概念,它是描述导体对电流阻碍作用的物理量。在初中物理的九年级课程中,学生需要掌握电阻的测量方法及其在实际电路中的应用。本练习主要涉及伏安法,即通过测量电压和电流来计算电阻的值。
**选择题解析:**
1. 在伏安法测量电阻的实验中,滑动变阻器初始应置于最大阻值位置,开关应在断开状态,以便安全连接电路。电流表应串联在电路中,电压表并联于待测电阻。因此,选项C(开关应该接在靠近电源电流流出的一端)不是必要的,因为开关的位置并不影响测量结果,只要能控制电路通断即可。
2. 如图所示的电路,如果开关S闭合,电流表和电压表不会烧毁,但灯泡L不发光,因为电压表被并联在电流表两端,导致电流无法通过灯泡。
3. 20欧的电阻与4节干电池(每节1.5V,总电压6V)串联,需要选择能够承受较高电压的电压表(0-15V)和适合电流范围的电流表(0-0.6A),避免超量程。
4. 在串联电路中,L1断路则电压表无读数,两灯不亮;L1短路,电压表读数接近电源电压,L2亮;L2断路,电压表读数接近电源电压,L1不亮;L2短路,电压表读数为电源电压,两灯均亮。
**填空题解答:**
5. 通过电流表和电压表测量的电流I和电压U,可利用欧姆定律(R=U/I)计算电阻。为了减小误差,需测量多组数据,通常使用滑动变阻器来改变电流。
6. 估计待测电阻为10Ω,电源电压15V,所以电压表应选0-15V量程,电流表选0-0.6A量程,以免超过量程损坏仪表。
7. 从U-I图线可以读出电阻值,即图乙中的斜率,为R1的阻值;图丙中的电压表读数需要根据刻度读取,假设读数为xV。
8. 当S1断开、S2闭合,电压表测量R0电压为3V,说明Rx分得的电压为12V - 3V = 9V;当S2断开、S1闭合,电压表读数为6V,因此R0两端的电压为6V - 3V = 3V,Rx的阻值为9V/0.3A = 30Ω。
9. 当电流表和电压表位置接反时,电流表会被短路,示数为0;电压表会测量电源电压,此时开关S闭合后,电压表会显示接近电源电压的读数。
**实验探究题:**
10. 使用电压表判断故障,可以分别测量a-c、a-d、b-c、b-d的电压,若某一对接线柱间电压为0,可能是灯泡开路;若电压接近电源电压,可能是灯泡短路。
11. (1)由表格数据可知,电压随电流线性增加,电阻为U/I的平均值,这是使用固定电阻与待测电阻串联的方案,可能是甲或丙小组。
(2)乙小组可能需要更换不同阻值的定值电阻以改变电压,实现多次测量。
(3)最佳方案通常是使用滑动变阻器改变电阻两端电压,实现多次测量,这可能是丙小组的方案。
12. 实验电路设计中,需要将电阻R0与待测电阻RX并联,电压表V1测量RX两端电压,V2测量电源电压。电源正极连接R0和V1的"+",电源负极连接RX、R0的"-",V2的"+"接RX的"-",V2的"-"接电源负极,V1的"+"接RX的"+",V1的"-"接R0的"+"。
通过上述题目,学生可以深入理解电阻的测量方法,掌握伏安法的运用,以及如何在电路故障排查中使用电压表和电流表。同时,这些练习还强调了实验操作的安全性和准确性,以及数据分析的能力。