7.专题(七)特殊方法测电阻、电功率

专题7特殊方法测电阻、电功率类型1特殊方法测电阻【方法总结】专题七┃特殊方法测电阻、电功率专题七┃特殊方法测电阻、电功率专题七┃特殊方法测电阻、电功率专题七┃特殊方法测电阻、电功率例1图ZT7－1甲是“用伏安法测未知电阻R阻值”的实物电路图。(1)请用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整。(2)闭合开关，将滑片P向左滑动时，某时刻电压表示数为2.4V，电流表示数如图乙所示，其读数为I＝_____A，则未知电阻R＝___Ω。(3)若实验中只有一个电压表和一个已知电阻R0，小明设计了如图丙所示的电路，同样可以测量未知电阻Rx的阻值，请将下列实验步骤补充完整。①闭合开关S、断开开关S1，用电压表测出待测电阻Rx两端的电压U1；②______________，用电压表测出电源电压U；③Rx的表达式为：Rx＝___________。(用测量值U、U1及R0表示)0.38闭合开关S、SU1R0U－U1专题七┃特殊方法测电阻、电功率例2实验室要测量一只阻值约为200Ω的电阻Rx的阻值，能提供的器材有：干电池两节，电压表(量程为0～3V、0～15V)、电流表(量程为0～0.6A、0～3A)、滑动变阻器R(100Ω2A)各一只，开关和导线若干。现要测量待测电阻Rx的阻值，图ZT7－2甲为连接了部分元件的电路。(1)请用笔画线代替导线，将图甲所示电路连接完整，要求滑片P向右滑动时，电流表示数变小。(2)闭合开关，电流表示数很小、电压表示数如图乙所示，则Rx两端电压为________V。电流表示数很小说明被测电阻Rx阻值________(选填“很小”或“很大”)。(3)由于上述实验无法算出Rx的阻值，小明设计了如图丙所示的电路图，请根据电路图写出简要步骤和电阻Rx的表达式。实验步骤：①________________________________________________；②_____________________________________________________；③电阻Rx的表达式：Rx＝________。专题七┃特殊方法测电阻、电功率2.2很大将滑动变阻器滑片移动到阻值最大端闭合开关，用电压表分别测出滑动变阻器R和Rx两端的电压U1、U2U2RU1例3在测电阻的实验中，实验器材有：干电池3节，电流表、电压表各1个，开关2个，滑动变阻器1只，待测电阻2个，导线若干。(1)图ZT7－3甲是实验的电路图，小明按照电路图连接电路时，开关应________。①闭合开关S后，小明发现电流表和电压表的指针均不动。他断开开关S，检查线路连接无误后，把电压表与b点相连的那根导线改接到c点，再次闭合开关S时，发现电流表的指针仍不动，但电压表的指针有明显的偏转。若电路中只有一处故障，则故障是____________。专题七┃特殊方法测电阻、电功率断开R断路例3在测电阻的实验中，实验器材有：干电池3节，电流表、电压表各1个，开关2个，滑动变阻器1只，待测电阻2个，导线若干。②排除故障后，正确连接电路，闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片P，当电压表的示数为1.6V时，电流表的示数如图乙所示，则电路中的电流为________A，Rx＝________Ω。专题七┃特殊方法测电阻、电功率0.325(2)实验时某小组同学想利用一只电流表和最大阻值为R0的滑动变阻器完成对未知电阻Rx的测量，如图ZT7－4所示是他们按照设计想法连接的部分实验电路。①请你依据下面的实验步骤，用笔画线代替导线，将实验电路连接完整。(要求：只添加一条导线)实验步骤：A．开关S1和S2都断开，将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处，观察到电流表无示数；B．保持滑片P位置不动，只闭合开关S1时，读取电流表的示数为I1；C．再闭合开关S2，读取电流表的示数为I2(I2I1)。②请你用I1、I2和R0表示Rx，则Rx＝__________。专题七┃特殊方法测电阻、电功率I1R0I2－I1类型2特殊方法测电功率【方法总结】专题七┃特殊方法测电阻、电功率专题七┃特殊方法测电阻、电功率专题七┃特殊方法测电阻、电功率例4在测量标有“3.8V”字样的小灯泡额定功率的过程中，小强的电流表损坏了，老师告诉他已经没有电流表可换了，而给了他一个已知阻值为R的定值电阻和若干个开关，小强设计了如图ZT7－5所示的电路，在不改变该电路连接的情况下，正确测出小灯泡的额定功率。(1)正确连接电路后，接下来的实验步骤是______________________________________________________________________________。专题七┃特殊方法测电阻、电功率同时闭合开关S、S1，断开开关S2，调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数为3.8V[解析](1)小强设计的电路中无电流表，需测量出定值电阻两端的电压，利用欧姆定律计算出电流，并使灯泡两端电压为其额定电压。连好电路后，可先闭合开关S、S1，断开S2，此时电压表测量灯泡两端的电压，移动滑片至某一位置，使电压表的示数为3.8V。例4在测量标有“3.8V”字样的小灯泡额定功率的过程中，小强的电流表损坏了，老师告诉他已经没有电流表可换了，而给了他一个已知阻值为R的定值电阻和若干个开关，小强设计了如图ZT7－5所示的电路，在不改变该电路连接的情况下，正确测出小灯泡的额定功率。(2)保持滑片位置不动，断开开关S1，闭合开关S、S2，记下电压表的示数U2。(3)得出小灯泡额定功率的表达式：P＝___________________。专题七┃特殊方法测电阻、电功率3.8V×U2－3.8VR专题七┃特殊方法测电阻、电功率[解析](3)保持滑片位置不动，断开开关S1，闭合开关S、S2，此时电压表测量灯泡和定值电阻两端的总电压，记下电压表的示数U2，则定值电阻两端的电压U＝U2－3.8V；所以I额＝UR＝U2－3.8VR；所以P额＝U额I额＝3.8V×U2－3.8VR。例5小明在进行“测量小灯泡的功率”的实验时，实验室给他提供的器材有：蓄电池(6V)、电流表(0～0.6A、0～3A)、电压表(0～3V、0～15V)、滑动变阻器(20Ω1.5A)、额定电压为3.8V的小灯泡(正常发光时的电阻约为10Ω)、开关各一个，导线若干。(1)小明连接的实物电路如图ZT7－6甲所示，请你用笔画线代替导线把电路补充完整。专题七┃特殊方法测电阻、电功率(2)闭合开关前，应把滑动变阻器滑片调到________(选填“A”或“B”)端。(3)闭合开关后，小明发现灯泡不发光，电流表示数为零，电压表示数为6V，产生此故障的原因可能是下列情况中的________。(填写序号)A．小灯泡短路B．小灯泡的灯丝断了C．电压表的正、负接线柱反接D．滑动变阻器滑片在最小阻值处专题七┃特殊方法测电阻、电功率BB(4)排除故障后，调节滑动变阻器，测得下表所示的三组数据，则小灯泡的额定功率为________W。专题七┃特殊方法测电阻、电功率实验序号①②③电压U/V2.53.03.8电流I/A0.300.330.381.444专题七┃特殊方法测电阻、电功率(5)小聪在实验的过程中发现实验室使用的电压表已经损坏了，于是他向老师要了一个已知阻值为R0的电阻、一个开关、一个单刀双掷开关、滑动变阻器、导线若干、电源(电源电压未知，且大于灯泡的额定电压)，设计了只用电流表测出此灯泡的额定功率的方案，请你帮他设计出电路图，画在图乙所示虚线框中(电路只连接一次)，并写出实验步骤和表达式。步骤：①__________________________________；②__________________________________________________________；③___________________________________________________________。表达式：________________________。按照设计的电路图连接好电路保持滑动变阻器滑片的位置不变，S1与触点b相连，记下电流表示数为I2闭合开关S，将S1与触点a相连，调节滑片P，使电流表示数I1＝3.8VR03．8V×I2－3.8VR0[解析](1)灯泡、电流表串联在电路中，电压表并联在灯泡两端，灯泡的额定电压为3.8V，所以电压表选用0～15V量程，灯泡正常发光时的电流约为I＝U额R＝3.8V10Ω＝0.38A，所以电流表选用0～0.6A量程即可。(2)闭合开关前，应把滑动变阻器滑片调到阻值最大位置，即B端。(3)移动滑动变阻器滑片P，发现小灯泡始终不亮，但电压表示数为6V，等于电源电压，电流表示数为零，则故障的原因可能是小灯泡断路，故选B。专题七┃特殊方法测电阻、电功率(4)由表中数据知：灯的额定电压U＝3.8V时，对应的电流I＝0.38A，则灯泡的额定功率P额＝U额I额＝3.8V×0.38A＝1.444W。(5)没有电压表，可以让定值电阻和小灯泡并联，当定值电阻两端的电压等于小灯泡额定电压时，灯泡正常发光。小灯泡的额定电流为I额＝I2－I1，则灯泡的额定功率P额＝U额I额＝U额(I2－I1)＝3.8V×I2－3.8VR0。专题七┃特殊方法测电阻、电功率例6育才中学初三1班学生在做“测量小灯泡的电功率”的实验后，某兴趣小组欲进一步探究学习，现将其改变为“探究小灯泡的电功率P与电压U之间的关系”实验，实验室提供了以下实验器材：A．待测小灯泡L(额定电压3.0V，额定功率1.8W)；B．电压表V(量程0～3V，0～15V)；C．电流表A(量程0～0.6A，0～3A)；D．滑动变阻器R(0～10Ω)；E．定值电阻R01＝5Ω，R02＝10Ω，R03＝15Ω；F．蓄电池，电压U＝12V；G．开关S一个，导线若干。(1)为了比较精确地测量小灯泡的功率，电流表的量程应选________。(2)为了保证电路安全，实验中定值电阻R0应选________(选填“R01”“R02”或“R03”)。专题七┃特殊方法测电阻、电功率R030～0.6A(3)请用笔画线代替导线，将图ZT7－7甲所示实验器材连接起来，使之成为准备使用的实物电路。(4)测量结束后，应先断开开关，拆除________两端的导线，再拆除其他导线，最后整理好器材。专题七┃特殊方法测电阻、电功率电源(5)该小组同学在处理实验数据时，将电功率P作为纵坐标，U2作为横坐标，采用描点法，在坐标纸上作出了P－U2图像，并画出该图像是一条直线(如图乙所示)。根据图像，请你指出所作图像的错误之处是______________________；作图时，坐标取值不恰当之处是________________________。专题七┃特殊方法测电阻、电功率横坐标的标度取值不恰当图线不应画成直线专题七┃特殊方法测电阻、电功率[解析](1)由P＝UI，灯泡正常发光时电流I＝PLUL＝1.8W3V＝0.6A，探究小灯泡的电功率P与电压U之间的关系时，要改变灯泡两端的电压，但不应超过其额定电压，所以电流不会超过0.6A，为了比较精确地测量小灯泡的电功率，电流表的量程应选0～0.6A量程。(2)小灯泡与滑动变阻器串联，当灯泡正常发光时滑动变阻器和R0的总电压U′＝U－UL＝12V－3V＝9V，此时滑动变阻器和R0连入电路的阻值为R＝U′I＝9V0.6A＝15Ω，所以为了保证电路安全，实验中定值电阻R0＝15Ω，这样滑动变阻器的滑片可以任意滑动，故应选R03。专题七┃特殊方法测电阻、电功率[解析](5)作图时，描点后应将这些点连成一条光滑曲线，不应画成直线；此图像的横坐标标度取值过大，描出的点过于密集，图像不能更好地反映P与U2的关系。