专项训练(十二)---特殊方法测电阻、电功率

专项训练(十二)特殊方法测电阻、电功率1．某课外科技小组设计了如图1所示的电路来测量电源电压U，和待测电阻Rx的值，已知滑动变阻器的最大阻值为20Ω，其实验步骤如下：图1(1)该小组的同学按电路图连接好电路后，将滑动变阻器的滑片P滑到最右端b点，闭合开关S1，断开开关S2，无论怎样移动滑片P发现电压表有示数但始终保持不变，则电路故障的原因可能是________________________________________________________________________________________________________________________________________________(写出一种即可)。(2)排除故障后，将滑动变阻器的滑片P滑到最右端的b点，闭合开关S1和S2，电压表的示数为3V；再断开开关S2，此时电压表的示数为2.4V，则电源电压U＝______V，待测电阻Rx＝________Ω。(3)保持开关S1闭合，S2断开，当滑片P恰好滑到滑动变阻器的中点时，电压表的示数应为____V，待测电阻Rx的电功率为________W。2．[2017·贵港]用伏安法测电阻，实验电路如图2甲所示。图2(1)连接电路时，开关应该是________的。(2)大山同学在实验中的某次测量时，电压表与电流表的示数如图乙所示，则待测电阻的阻值为________Ω。请你根据图甲的电路图，在图丙中用笔画线代替导线帮大山同学连接实物图(导线不能交叉)。(3)实验中，如果电压表突然损坏，已知滑动变阻器的最大阻值为R，被测电阻的阻值为Rx，电源电压保持不变，但电源电压未知，请你利用剩下的器材测出Rx，先在虚线框内画出此时的实验电路图，再简要写出实验过程和计算Rx的表达式。实验过程：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________；b．Rx的表达式：Rx＝________。3．“测量小灯泡电功率”的实验电路如图3甲所示。电源电压为3V，小灯泡的额定电压为2.5V。图3(1)闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于________(选填“A”或“B”)端，目的是______________。(2)实验中，闭合开关，移动滑片P到某个位置时，电压表的示数为2.2V，若想测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向________(选填“A”或“B”)端移动，使电压表的示数为________V，这时电流表的示数如图乙所示，读数为________A，则小灯泡的额定功率为________W。(3)此实验只用电流表不用电压表也能测灯泡的额定功率，其电路如图丙所示，R0＝10Ω，其中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．育才中学(1)班学生在探究“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与电压之间的关系”的实验，实验中提供了以下实验器材：A．待测小灯泡L(额定电压3V，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＝15ΩF．学生电源，所提供的电压U＝12V。G．开关一个，导线若干。图4(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，实验中定值电阻应选________(选填“R01”“R02”或“R03”)。(3)请用笔画线代替导线，将实验器材连接起来，使之成为完整的实物电路图。(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。(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，该图像是一条直线(如图4乙所示)。根据图像，请你指出：所作图像的错误之处是__________________；作图时，坐标取值存在的问题是______________________。(6)假设实验中所给的实验器材电流表已损坏，老师又给了一只电压表，该组同学仍完成了实验。请你帮他们在虚线框内画出实验电路图。5．[2017·天水]在测电阻的实验中，实验器材有：干电池3节，电流表、电压表各一个，开关2个，滑动变阻器1个，待测电阻2个，导线若干。图5(1)如图5所示，图甲是实验电路图。小丽按照电路图连接电路时，开关应________。①闭合开关S后，小丽发现电流表和电压表的指针均不动。她断开开关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________________。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，R1＝________Ω。(2)实验时某小组同学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R2的测量。如图丙所示是他们按照设计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。(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时，读取电流表的示数为I2(I2＞I1)。②请你用I1、I2和R0表示R2，则R2＝________。参考答案1．(1)滑动变阻器断路(或Rx短路)(2)35(3)20.2[解析](3)保持开关S1闭合、S2断开，当滑片P恰好滑到滑动变阻器的中点时，电路中的总电阻为R总＝10Ω＋5Ω＝15Ω，电路中的电流为I＝UR总＝3V15Ω＝0.2A；待测电阻Rx的电功率为P＝I2Rx＝(0.2A)2×5Ω＝0.2W。2．(1)断开(2)8如图所示(3)如图所示a．实验过程：①先将滑片移至最右端，测出此时的电流I1，则电源电压U＝I1Rx；②将滑片移至最左端，测出此时的电流I2，则电源电压U＝I2Rx＋I2Rb.I2RI1－I2[解析](3)a.实验过程：①先将滑片移至最右端，测出此时的电流I1，则电源电压U＝I1Rx；②将滑片移至最左端，测出此时的电流I2，则电源电压U＝I2Rx＋I2R。b.因电源电压保持不变，所以I1Rx＝I2Rx＋I2R，则Rx的表达式为Rx＝I2RI1－I2。3．(1)A保护电路(2)B2.50.320.8(3)0.25[解析](1)闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于阻值最大的A端；目的是保护电路。(2)若想测量小灯泡的额定功率，应使小灯泡两端的电压即电压表的示数达到其额定电压2.5V，由题意知则应减小滑动变阻器接入电路的阻值，向B端移动滑片P，使电压表的示数为2.5V；由题图乙可知，此时电流表使用的是0～0.6A的量程，则示数为0.32A；小灯泡的额定功率为P额＝U额I额＝2.5V×0.32A＝0.8W。(3)图丙电路中，将定值电阻R0与小灯泡并联，它们两端的电压相同；为测出小灯泡的额定功率，应使它们两端的电压为小灯泡的额定电压2.5V，则电流表A2的示数为I2＝U额R0＝2.5V10Ω＝0.25A，再读出电流表A1的示数，才能计算出小灯泡的额定功率。4．(1)0～0.6A(2)R03(3)如图所示(4)电源(5)图线不应画成直线横坐标的标度取值不恰当(6)如图所示[解析](1)灯泡正常发光时的电流I＝PU＝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功率，电流表的量程应选0～0.6A。(2)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不能小于15Ω，这样滑动变阻器可以任意滑动，故应选R03。5．(1)断开①bc之间断路②0.325(2)①如图所示②I1R0I2－I1[解析](2)②只闭合开关S1时，只有R接入电路中，且R最大阻值为R0，所以电源电压U＝U0＝I1R0，闭合开关S1、S2时R与R2并联，通过R2的电流为I2－I1，所以R2＝I1R0I2－I1。