专项训练十一特殊方法测电阻电功率.doc

专项训练(十一)__特殊方法测电阻、电功率
1．在“伏安法测电阻”实验中，小明同学将电路连成如图ZX11－1甲所示的电路。

图ZX11－1
(1)请你用笔画线代替导线将实物电路连接完整。(要求：滑动变阻器的滑片P向右滑动时，电流表示数变大)
(2)实验中，闭合开关后，移动滑片，电流表无示数，电压表有较大示数，经检查，导线连接完好，则故障可能是____________。
(3)排除故障后，小明进行实验记录数据，并根据数据绘制出图像(如图乙所示)，由图乙可知，该定值电阻阻值是________Ω。
(4)小华设计了另一个测量电阻的电路，如图丙所示，电源电压不变，在MN之间接入待测电阻，可以在电流表表盘上直接读出电阻阻值，小华已经标出了部分电阻值(如图丁所示)，由电表表盘数据可知：该电路中R0＝________Ω。
2．为了测量定值电阻Rx的阻值，小明同学和小王同学分别设计了以下两种实验方案：
方案一：如图ZX11－2所示的实验电路(电源电压未知且恒定不变，电阻R0的阻值已知)，闭合开关S后，则接下来的操作是(只需写出操作过程和需要测量的物理量的符号，不需写出表达式)：
(1)________________________________________________________________________。
(2)________________________________________________________________________。

图ZX11－2
方案二：用如图ZX11－3甲所示电路测量未知电阻Rx，滑动变阻器的最大电阻为R，实验过程如下：
(1)请用笔画线代替导线，将图乙中未完成的实物电路按图甲所示电路图连接成完整电路。
(2)闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P移到a端，记录电流表示数为I1。
(3)闭合开关S，__________________________________________。

图ZX11－3
(4)写出待测电阻的表达式，Rx＝________。(用已知量和测量量符号表示)
3．某课外科技小组设计了如图ZX11－4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20 Ω，其实验步骤如下：

图ZX11－4
(1)这个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，电路故障的原因可能是____________________________。(写出一种原因即可)
(2)排除放障后，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3 V；再断开开关S2，此时电压表的示数为2.4 V，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。

4．某同学利用如图ZX11－5甲所示的电路测量小灯泡的电功率。已知小灯泡L的额定电压为2.5 V，定值电阻R0的阻值为20 Ω，电源电压U保持不变。

图ZX11－5
(1)请根据图甲将图乙中的实验电路连接完整。(导线不允许交叉)
(2)开关S连接触点“1”，滑动变阻器的滑片从最左端滑到最右端时，电流表的指针在图丙所示的位置，则电源电压U＝________V。
(3)开关S仍连接触点“1”，滑动变阻器的滑片向左移到某一位置时，电流表的示数为0.15 A则此时滑动变阻器接入电路的阻值为________Ω；再将开关S连接触点“2”，电流表的示数为0.2 A，则小灯泡的实际功率为________W。
5．李敏在测量额定电压为2.5 V的小灯泡L正常发光时的功率，发现所给电流表已坏，于是她找来了一个阻值为R0的定值电阻也完成了实验。图ZX11－6甲是她连接的部分实验电路。

图ZX11－6
(1)为了测出小灯泡L的额定功率，请只添加一条导线完成图甲所示的实验电路的连接。
(2)李敏的实验步骤如下：
①断开开关S3，闭合开关S1、S2，移动滑动变阻器的滑片P，使电压表的示数为________V；
②__________________________，断开开关S2、闭合开关S3，记录电压表的示数为U。

请用已知量及所测物理量表示P额＝__________。
(3)完成上述实验后，李敏又发现一个阻值模糊不清的定值电阻Rx，于是利用现有器材，测出了它的阻值。图乙是她连接的部分电路。
①请你再添加两根导线把电路补充完整。
②闭合开关S1和S2、断开开关S3，读出电压表的示数为U；
③保持滑动变阻器的滑片P位置不动，__________________，读出电压表的示数U1；
④用R0、U1和U表示Rx＝________。
6．同学们在“探究小灯泡实际功率的规律”时，用两节新干电池串联组成的电源和标有“2.5 V”字样的小灯泡等元件连接电路。
(1)请用笔画线代替导线，完成图ZX11－7甲中实物电路的连接。

图ZX11－7
(2)检查电路连接无误，闭合开关后，灯泡不亮，电压表有示数且接近电源电压，电流表指针几乎不动，产生这一现象的原因可能是______________。
(3)排除故障后，移动滑片P到某一位置时，电压表示数如图乙所示，若要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。
(4)进行多次实验，并记下相应的电压表和电流表的示数，绘制成如图丙所示的I－U关系图像。图像不是直线的原因是________________________；小灯泡正常发光时的电功率为________。
(5)另一组同学通过测额定电流计算小灯泡的额定功率时，电压表突然坏了，又没有好的电压表更换，但有一个R＝5 Ω的定值电阻和另一个电流表K，他们一起讨论找到了解决问题的方法，此方法应是：先____________________________________，然后调节滑动变阻器的滑片P，使电流表K的示数为________A即可。

参考答案
1．(1)如图所示

(2)电阻断路　(3)5　(4)2
[解析] (4)由题图丁可知：I1＝0.2 A时，R1＝28 Ω，I2＝0.4 A时，R2＝13 Ω；
由题图丙电路可知：在测量电阻时定值电阻R0与待测电阻串联；
当测量电阻R1时，电源电压U＝U0＋U1＝I1R0＋I1R1＝0.2 A×R0＋0.2 A×28 Ω①；
当测量电阻R2时，电源电压U＝U0′＋U2＝I2R0＋I2R2＝0.4 A×R0＋0.4 A×13 Ω②；
联立①②得：R0＝2 Ω。
2．方案一：(1)闭合S1、断开S2，读出电压表示数U1
(2)闭合S2、断开S1，读出电压表示数U2
方案二：(1)如图所示

(3)将滑动变阻器的滑片P移到b端，记录电流表示数为I2　(4)
3．(1)滑动变阻器可能断路　(2)3　5　(3)2　0.2
[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＝10 Ω＋5 Ω＝15 Ω，电路中的电流为I＝＝＝0.2 A；电压表的示数应为U滑＝IR滑＝0.2 A×10 Ω＝2 V；待测电阻Rx的电功率为P＝I2Rx＝(0.2 A)2×5 Ω＝0.2 W。
4．(1)如图所示

　(2)6　(3)20　0.4
5．(1)如图所示

(2)①2.5　②保持滑片P的位置不变
×2.5 V
(3)①如图所示

③闭合开关S1、S3，断开开关S2　④R0
[解析] (2)只有使电压表的示数为2.5 V时灯泡才正常发光，只有保持滑片P的位置不动，才能保证灯泡始终正常发光，通过电流不变；当灯泡正常发光时R0两端电压U0＝U－2.5 V，此时通过R0的电流即为灯正常发光时的额定电流I额＝I0＝，则灯泡的额定功率为P额＝U额I额＝×2.5 V。
(3)保持滑动变阻器的滑片P位置不动，即保证电流不变，再让开关S1、S3闭合，S2断开，电压表即可测R0两端的电压U1，Rx两端电压Ux＝U－U1，通过Rx的电流等于通过R0的电流Ix＝I0＝，则由欧姆定律可得Rx＝R0。
6．(1)如图所示

(2)小灯泡断路
(3)B(根据具体的电路连接确定，答案正确即可)　2.5
(4)小灯泡的电阻随温度的升高而增大　0.75 W
(5)把定值电阻R与电流表K串联，再与小灯泡并联　0.5