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沪科版九年级物理同步重难点专题:伏安法测电阻
1.如图甲,是测量小灯泡电阻的实验装置,灯泡的额定电压为2.5V,滑动变阻器最大阻值是50Ω,电源电压保持6V不变。
(1)用笔画线代替导线,将图中的器材连接成完整的电路。
(2)在连接电路时,开关应该 。连接完电路后,闭合开关,发现小灯泡发光较暗,且无论怎样移动滑动变阻器滑片P,小灯泡的高度都不变,则原因可能是 。
A.开关开路
B.滑动变阻器接的是下端两接线柱
C.电压表短路
D.电流表接线柱接触不良
(3)正确连接后,闭合开关,移动滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数。当滑片P移到某处,电压表示数为1.5V时,要使小灯泡正常发光,应向 (选填“左”或“右”)滑动变阻器滑片。
(4)将所测数据绘制成如图乙所示的U﹣I图像。由图可知:小灯泡的电阻是 (选填“变化”或“不变”的,主要原因是 。
2.小明在做“用伏安法测量某定值电阻R的阻值”的实验中:
(1)请你按照图甲所示的电路图,以笔画线代替导线,将图乙小明未连接好的电路连接完整。
(2)实验前,为保护电路,滑动变阻器的滑片应置于 (选填“A”或“B”)端。
(3)闭合开关,移动滑动变阻器滑片P,发现电压表始终无示数,电流表有示数,其原因可能是 (填符号)。
A.滑动变阻器断路 B.R断路C.R短路
(4)排除故障后,当电压表的示数如图丙所示时,电流表的示数如图丁所示,则通过定值电阻的电流大小为 A,它的阻值是 Ω。
(5)通常情况下要进行多次测量并取平均值,其目的是为了 。
3.在“测定小灯泡电阻”的实验中,小灯泡正常发光时电压为2.5V,灯丝电阻约为8Ω。
(1)某同学连接的电路如图甲所示,请指出其中的两处错误或不妥。
① ;② 。
(2)将上述错误或不妥改正后,闭合开关,发现灯泡发出特别耀眼的光,且此时电流表、电压表都有示数,则出现该现象的原因可能是 。
(3)实验时,调节滑动变阻器,当电压表的示数为2.5V时,灯泡正常发光,此时电流表示数如图乙所示,电流表示数为 A,则灯正常发光时电阻为 Ω。(保留两位小数)
(4)实验小组实验过程中记录了下表中的信息,小明同学分析表中数据,发现该灯亮度增加时电阻 (填“变大”、“变小”或“不变”),造成这种现象的原因是 。
次数 U/V I/A 灯泡亮度 R/Ω
1 1.0 0.20 很暗
2 1.5 0.25 较亮
3 2.5 正常
4 3.0 0.36 很亮
4.在“伏安法测电阻”的实验中:
(1)某一小组同学正确连接电路,开关闭合前需要将滑动变阻器R的滑片调至 ( 选填“A”或“B“)端。
(2)某次实验中,当电压表的示数为2V时,电流表的示数如图乙所示,则定值电阻R的阻值是 Ω。
(3)小明计划测量当Rx两端电压分别为1V、2V、3V时对应的电流,但发现无论怎样调节滑动变阻器都不能使Rx两端电压达到1V,原因可能是 ;本实验多次测量是为了 。
5.某学习小组测量未知电阻Rx的阻值,该组小明同学设计的电路图如图甲所示。
(1)在开关S闭合之前,滑动变阻器的滑片P应滑至最 (选填“左”或“右”)端。
(2)闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P滑至某一位置后,电压表的示数为2.4V,电流表的示数如图乙所示,待测电阻Rx= Ω。
(3)若把电阻Rx换成小灯泡进行实验,并绘制出电阻Rx与小灯泡的I﹣U图象,如图丙所示,其中表示小灯泡的是图像 ;分析图象中A、B、C三点电阻RA、RB、RC,则电阻最大的点是 。
6.如图1是用“伏安法”测定电阻的实验装置。
(1)实验原理是 ;
(2)闭合开关前滑动变阻器滑片应移到最 (选填“左”或“右”);
(3)闭合开关发现,电流表指针向左偏转(如图2所示),原因是 。排除故障后,调节滑动变阻器滑片,当电压表的示数为2.4V时,电流表的示数如图3所示为 A,则被测电阻的阻值约为 Ω。
7.如图所示,小明在“测未知电阻RX”的实验中
(1)连接电路时,开关应 。请用笔画线代替导线,根据图甲将图乙所示的实物电路连接完整。
(2)闭合开关前,图乙中滑动变阻器的滑片P应位于 (选填“A”或“B”)端。
(3)闭合开关后,发现电流表指针几乎不动,电压表示数约为电源电压,故障的原因是 (选填“Rx短路”或“Rx断路”)。
实验序号 1 2 3
电阻Rx/Ω
电压U/N 1.0 1.5 2.0
电流I/A 0.15 0.20
(4)排除故障后,小明通过实验得到数据如上表所示,其中第1次实验的电流表示数如图丙所示,为 A,则所测电阻Rx的值是 Ω。
8.现有两节新的干电池、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线若干.在利用“伏安法”测量定值电阻Rx阻值的实验中:
(1)请你按图甲所示的电路图,以笔画线代替导线,将图乙中的电路连接完整;
(2)实验前为了保护电路,滑动变阻器的滑片应置于 端(选填“A”或“B”);
(3)闭合开关,无论怎样移动滑片P,发现电流表始终无示数,电压表有示数,其原因可能是 (填符号);
A.滑动变阻器断路
B.Rx断路
C.Rx短路
(4)排除故障后,当电压表示数为2.7V时,电流表示数如图丙所示,则通过Rx的电流大小为 A,它的阻值是 Ω;
(5)本实验要多次测量取平均值,是为了 。
9.在测量定值电阻Rx阻值的实验中,电源电压恒为3V,滑动变阻器最大阻值为10Ω。
实验序号 U/V I/A R1/Ω
1 0.8 0.2
2 1.6 0.4
3 1.9 0.48
(1)根据提供的实验器材连接了图甲的实验电路,其中连接错误的元件是 。
(2)排除故障后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,电压表示数为1.2V,电流表示数如图乙,则待测电阻Rx= Ω。
(3)本实验进行多次测量的目的是 ;分析表中数据可知,不可能通过实验获得的数据是 (填序号),原因是 。
(4)电流表和电压表实际都有电阻,考虑它们自身的电阻,用图甲改正后的电路测量电阻,测得Rx的值 。(选填“偏大”“偏小”或“不变”)
10.小池同学用伏安法测电阻,实验电路图如图甲所示。
(1)该实验的原理是 ,连接电路时开关S要 。
(2)闭合开关S前,滑动变阻器滑片P应置于 端(选填“a”或“b”),这样可以在闭合开关时,电路中的电流最 ,起到保护电路的作用。
(3)实验过程中移动滑动变阻器的滑片,多次改变Rx两端电压,这样做的目的是为了实现多次测量 (选填“求平均值减小误差”或“探求规律”)。
(4)小池按图甲所示的实验电路图正确连接电路,某次实验中电压表示数如图乙所示,电流表示数如图丙所示,则此次实验中被测电阻Rx的阻值是 Ω。
11.在“测量电阻”实验中,小新同学选用定值电阻Rx和最大阻值15Ω的滑动变阻器R2各一个,按图甲电路图连接实物电路乙,电源电压3V保持不变。
(1)请用笔画线代替导线将实物电路连接完整。
(2)连接电路过程中开关应 ,并将滑动变阻器滑片移到 (选填“A”或“B“)端。
(3)闭合开关后,发现电流表有示数,电压表无示数,造成这一现象的原因是:
(4)将滑动变阻器的滑片移到某位置时,电压表示数为2V,电流表的示数如图丙所示,则电流表示数为 A,电阻x的阻值为 Ω。
(5)小新完成实验后,利用现有器材进行“电流与电压的关系”的探究,记录数据如表所示。他发现在该实验中滑动变阻器除了保护电路之外,还起到了 作用。
次数 1 2 3 4 5
电压U/V 1 1.5 2 2.5 3
电流I/A 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3
(6)分析数据,可得出电流与电压的关系结论是: 。
(7)老师检查了小新的数据后指出:第一组数据是不可能得到的,原因是 。
12.小明在“测定小灯泡电阻”的实验中连接了如图甲所示的电路,所用小灯泡上标有“2.5V”的字样.
电压/V 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
电流/A 0.12 0.18 0.22 0.26
电阻/Ω 4.2 5.6 6.8 7.7
(1)连接电路时,开关应 。闭合开关时发现灯不亮且电压表示数很大接近电源电压,电流表无示数,则电路的故障是 (故障只发生在电子元件上)。
(2)改好电路,小磊在测量过程中得到当电压表示数为2.5V时,电流值如图乙所示,请求出此时小灯泡的电阻为 Ω(保留一位小数)。
(3)同组的小丽认为表格中还应有电阻的平均值一项,你同意这种说法吗? (选填“同意”或“不同意”);理由是小灯泡的电阻 (选填“会”或“不会”)随着温度的变化而变化。
13.用伏安法测量小灯泡的电阻,电源电压为3V。
(1)请用笔画线代替导线,完成图甲中实物电路的连接,要求:①滑片P向右移动时,电流表示数变小;②连线不能交叉。
(2)检查电路无误后,闭合开关,灯泡不亮,电压表有示数,电流表示数为零,导致这一现象的原因可能是 。
A.电压表短路
B.电压表断路
C.滑动变阻器短路
D.小灯泡断路
(3)故障排除后,闭合开关,当滑动变阻器的滑片P移到某一位置时、电压表示数如图乙所示,要测量小灯泡电压为2.5V时,应将滑动变阻器的滑片向 移动(选填“左”或“右”);
(4)通过移动滑动变阻器的滑片P记录了多组数据,并作出了如图丙所示的I﹣U图象,由图可知小灯泡电压为2.5V时的电阻为 欧;
(5)通过图象可以发现小灯泡的电阻是变化的,图象表明灯丝的电阻随温度升高而 (选填“增大”“不变”或“减小”)。
14.小明学习了“伏安法”测电阻以后,利用图甲所示的实验器材测量标有“2.5V”字样的小灯泡的电阻,并连接了部分实验器材。
(1)请你用笔画线代替导线,在答题纸上把图甲中的器材连接成完整的实验电路(要求:变阻器滑片向右移动时电流表示数变大)。
(2)开关闭合前,滑动变阻器的滑片应处于最 端(选填“左”或“右”)。
(3)实验过程中,小明依次进行了第1至5次测量,并将实验数据记录在下表中,其中第3次实验时,电压表和电流表的示数如图乙和丙所示。请你分别读出电压值和电流值,并填写到答题纸的相应位置。
实验次数 1 2 3 4 5
电压(V) 1.0 1.5 2.5 2.7
电流(A) 0.14 0.20 0.30 0.32
电阻(Ω) 7.14 7.50 8.33 8.44
(4)小明根据收集的数据计算出了小灯泡的电阻,发现灯泡的电阻不同且相差较大。进一步分析实验数据发现,小灯泡电阻的变化是有规律的,请你结合实验数据分析灯泡电阻的变化规律是 。
15.如图甲所示,是“测量小灯泡电阻”的实验装置,小灯泡正常发光时的电压为2.5V。滑动变阻器最大阻值是50Ω,电源电压保持6V不变。
(1)用笔画线代替导线,将图甲中的器材连接成完整的电路。
(2)正确连接后,闭合开关前,为了保护电路,滑动变阻器的滑片P应该处于最 端(选填“左”或“右”)。闭合开关,当滑片P移到某处,电压表示数为1.5V时,要使小灯泡正常发光,应向 (选填“左”或“右”)移动滑动变阻器的滑片P。
(3)移动滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数。将所测数据绘制成如图乙所示的U﹣I图象由图乙可知:小灯泡的电阻是变化的,主要是因为小灯泡灯丝的 发生了变化;此小灯泡正常发光时的电阻是 Ω(保留一位小数)。
沪科版九年级物理同步重难点专题:伏安法测电阻
参考答案与试题解析
1.如图甲,是测量小灯泡电阻的实验装置,灯泡的额定电压为2.5V,滑动变阻器最大阻值是50Ω,电源电压保持6V不变。
(1)用笔画线代替导线,将图中的器材连接成完整的电路。
(2)在连接电路时,开关应该 A 。连接完电路后,闭合开关,发现小灯泡发光较暗,且无论怎样移动滑动变阻器滑片P,小灯泡的高度都不变,则原因可能是 B 。
A.开关开路
B.滑动变阻器接的是下端两接线柱
C.电压表短路
D.电流表接线柱接触不良
(3)正确连接后,闭合开关,移动滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数。当滑片P移到某处,电压表示数为1.5V时,要使小灯泡正常发光,应向 右 (选填“左”或“右”)滑动变阻器滑片。
(4)将所测数据绘制成如图乙所示的U﹣I图像。由图可知:小灯泡的电阻是 变化 (选填“变化”或“不变”的,主要原因是 灯泡电阻受温度影响很大 。
【解答】解:(1)因为灯的额定电压为2.5V,电压表选用小量程与灯并联,滑动变阻器一上一下的串联在电路中,如下所示:
(2)在连接电路时,开关应断开,故A符合题意;
连好电路闭合开关后,发现小灯泡发光较暗,说明电路为通路,电流较小,电阻较大,无论如何移动滑动变阻器滑片P,小灯泡亮度都不变,说明变阻器没有变阻的作用,则原因可能是:将变阻器的下面两个接线柱连入了电路,故B符合题意;
(3)当电压表示数为1.5V时,电压表示数小于灯泡额定电压,要使灯泡正常发光,根据串联分压原理可知应向右端移动滑动变阻器滑片来减小滑动变阻器的电阻,从而增大灯泡两端的电压,直到电压表示数等于灯泡额定电压2.5V为止;
(4)灯泡U﹣I图像是一条曲线,由图可知小灯泡的电阻是变化的,主要原因是小灯泡灯丝的电阻随温度的变化而变化。
故答案为:(1)如上所示;(2)A;B;(3)右;(4)变化;灯泡电阻受温度影响很大。
2.小明在做“用伏安法测量某定值电阻R的阻值”的实验中:
(1)请你按照图甲所示的电路图,以笔画线代替导线,将图乙小明未连接好的电路连接完整。
(2)实验前,为保护电路,滑动变阻器的滑片应置于 B (选填“A”或“B”)端。
(3)闭合开关,移动滑动变阻器滑片P,发现电压表始终无示数,电流表有示数,其原因可能是 C (填符号)。
A.滑动变阻器断路 B.R断路C.R短路
(4)排除故障后,当电压表的示数如图丙所示时,电流表的示数如图丁所示,则通过定值电阻的电流大小为 0.3 A,它的阻值是 9 Ω。
(5)通常情况下要进行多次测量并取平均值,其目的是为了 减小误差 。
【解答】解:(1)变阻器按一下一上接入电路中与电阻串联,
(2)实验前,为保护电路,滑动变阻器的滑片应置于阻值最大处的B端;
(3)A.若滑动变阻器断路,整个电路断路,则两表都没有示数,不符合题意;
B.若R断路,电流表没有示数,电压表串联在电路中测电源电压,电压表有示数,不符合题意;
C.若R短路,电压表没有示数,电路为通路,电流表有示数,符合题意;
故选C;
(4)排除故障后,当电压表的示数如图丙所示时,电压表选用小量程,分度值为0.1V,电压表2.7V;电流表选用小量程,分度值为0.02A,则通过定值电阻的电流大小为0.3A,由欧姆定律,它的阻值是:
R===9Ω;
(5)通常情况下要进行多次测量并取平均值,其目的是为了减小误差;
故答案为:(1)如上所示;(2)B;(3)C;(4)0.3;9;(5)减小误差。
3.在“测定小灯泡电阻”的实验中,小灯泡正常发光时电压为2.5V,灯丝电阻约为8Ω。
(1)某同学连接的电路如图甲所示,请指出其中的两处错误或不妥。
① 电压表没有并联在灯泡的两端 ;② 电流表量程选择偏大 。
(2)将上述错误或不妥改正后,闭合开关,发现灯泡发出特别耀眼的光,且此时电流表、电压表都有示数,则出现该现象的原因可能是 滑动变阻器的滑片没有移到最大阻值处 。
(3)实验时,调节滑动变阻器,当电压表的示数为2.5V时,灯泡正常发光,此时电流表示数如图乙所示,电流表示数为 0.34 A,则灯正常发光时电阻为 7.35 Ω。(保留两位小数)
(4)实验小组实验过程中记录了下表中的信息,小明同学分析表中数据,发现该灯亮度增加时电阻 变大 (填“变大”、“变小”或“不变”),造成这种现象的原因是 小灯泡的电阻随温度的升高而增大 。
次数 U/V I/A 灯泡亮度 R/Ω
1 1.0 0.20 很暗
2 1.5 0.25 较亮
3 2.5 正常
4 3.0 0.36 很亮
【解答】解:(1)①由图甲知,电压表测灯泡和滑动变阻器的总电压,这是错误的,在“测定小灯泡电阻”的实验中,电压表应与灯泡并联;
②根据题意和欧姆定律可得,灯泡正常发光时的电流约为I===0.3125A,而图中电流表使用的量程偏大;
(2)灯泡发出特别耀眼的光,说明此时电路中的电流很大,可能的原因是在闭合开关前,滑动变阻器的滑片没有移到最大阻值处;
(3)当灯泡正常发光时,灯泡两端的电压为额定电压2.5V,如图乙所示,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,电流表示数为0.34A,根据欧姆定律可得灯泡的电阻为:
RL==≈7.35Ω;
(4)由表格中数据和欧姆定律可得,1、2、4次实验中灯泡的电阻分别为:
R1===5Ω,R2===6Ω,R4===8.3Ω;
随着电压的增大,电流增大,根据P=UI知,灯泡的功率也增大、亮度增加,故该灯亮度增加时电阻变大,原因是小灯泡的电阻随温度的升高而增大。
故答案为:(1)①电压表没有并联在灯泡的两端;②电流表量程选择偏大;(2)滑动变阻器的滑片没有移到最大阻值处;(3)0.34;7.35;(4)变大;小灯泡的电阻随温度的升高而增大。
4.在“伏安法测电阻”的实验中:
(1)某一小组同学正确连接电路,开关闭合前需要将滑动变阻器R的滑片调至 B ( 选填“A”或“B“)端。
(2)某次实验中,当电压表的示数为2V时,电流表的示数如图乙所示,则定值电阻R的阻值是 10 Ω。
(3)小明计划测量当Rx两端电压分别为1V、2V、3V时对应的电流,但发现无论怎样调节滑动变阻器都不能使Rx两端电压达到1V,原因可能是 滑动变阻器阻值太小 ;本实验多次测量是为了 减小误差 。
【解答】解:(1)为了保护电路,闭合开关前滑动变阻器的滑片处于最大阻值处,即需要将滑动变阻器R的滑片调至B处;
(2)电流表使用的0~0.6A量程,每一个大格代表0.2A,每一个小格代表0.02A,电流为0.2A,
定值电阻两端的电压是2V,通过的电流是0.2A,
则定值电阻的阻值L:
Rx===10Ω;
(3)电源电压为3V,电阻与滑动变阻器串联,根据串联电路电压的特点,当电阻电压为1V时,滑动变阻器两端的电压应为2V,根据分压原理,则滑动变阻器的阻值为待测电阻的2倍,才能达到要求,所以电阻两端电压达不到1V,可能是因为滑动变阻器R的阻值小造成的;多次测量是为了减小误差。
故答案为:(1)B;(2)10;(3)滑动变阻器阻值太小;减小误差。
5.某学习小组测量未知电阻Rx的阻值,该组小明同学设计的电路图如图甲所示。
(1)在开关S闭合之前,滑动变阻器的滑片P应滑至最 右 (选填“左”或“右”)端。
(2)闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P滑至某一位置后,电压表的示数为2.4V,电流表的示数如图乙所示,待测电阻Rx= 10 Ω。
(3)若把电阻Rx换成小灯泡进行实验,并绘制出电阻Rx与小灯泡的I﹣U图象,如图丙所示,其中表示小灯泡的是图像 b ;分析图象中A、B、C三点电阻RA、RB、RC,则电阻最大的点是 B 。
【解答】解:(1)在开关S闭合之前,滑动变阻器的滑片P应滑至阻值最大处,所以滑动变阻器的滑片P应滑至最右端;
(2)电流表的量程是0﹣0.6A,分度值是0.02A,读出电流表的示数为0.24A,待测电阻Rx===10Ω;
(3)由图丙a图线是正比例图线,阻值不变,即a为定值电阻的I﹣U图像,图丙b图线是曲线,则为小灯泡的I﹣U图像;B点电阻与a、b相交处电阻相等,由图线b可知,灯泡电阻随电压增大而增大,所以RA<RC<R交点,即:RA<RC<RB。
故答案为:(1)右;(2)10;(3)b;B。
6.如图1是用“伏安法”测定电阻的实验装置。
(1)实验原理是 ;
(2)闭合开关前滑动变阻器滑片应移到最 右 (选填“左”或“右”);
(3)闭合开关发现,电流表指针向左偏转(如图2所示),原因是 电流表正负接线柱接反了 。排除故障后,调节滑动变阻器滑片,当电压表的示数为2.4V时,电流表的示数如图3所示为 0.22 A,则被测电阻的阻值约为 10.9 Ω。
【解答】解:(1)测量小灯泡的电阻,要测灯泡两端的电压和通过灯泡的电流,利用公式计算出灯泡的电阻,故实验原理为:;
(2)为保护电路,闭合开关前,滑动变阻器连入电路中的电阻应放在最大值处,应将滑片移到最右端;
(3)在测量电流时,指针反向偏转,说明电流表正负接线柱接反了;如图3所示,电流表选用的是小量程,分度值为0.02A,电流表的示数为0.22A,此时电压为2.4V,根据欧姆定律可得被测电阻的阻值为:;
故答案为:(1);(2)右;(3)电流表正负接线柱接反了;0.22;10.9。
7.如图所示,小明在“测未知电阻RX”的实验中
(1)连接电路时,开关应 断开 。请用笔画线代替导线,根据图甲将图乙所示的实物电路连接完整。
(2)闭合开关前,图乙中滑动变阻器的滑片P应位于 B (选填“A”或“B”)端。
(3)闭合开关后,发现电流表指针几乎不动,电压表示数约为电源电压,故障的原因是 Rx断路 (选填“Rx短路”或“Rx断路”)。
实验序号 1 2 3
电阻Rx/Ω
电压U/N 1.0 1.5 2.0
电流I/A 0.15 0.20
(4)排除故障后,小明通过实验得到数据如上表所示,其中第1次实验的电流表示数如图丙所示,为 0.1 A,则所测电阻Rx的值是 10 Ω。
【解答】解:(1)为了保护电路,连接电路时,开关应断开;由图甲所示电路图可知,未知电阻Rx与变阻器串联,电压表测未知电阻Rx的电压;滑动变阻器应一上一下接入电路,如图所示:
;
(2)由图知,滑动变阻器的下面接了左边的A接线柱,所以闭合开关前,应将滑片移至最右即B端,使其接入电路的阻值最大;
(3)若Rx短路,则电压表也被短路,电压表无示数,而电流表有示数,不符合题意;
若Rx断路,电压表的正负接线柱与电源正负极之间连接是连通的,电压表示数约为电源电压;电压表的电阻无限大,使得电路中的电流很小,电流表的指针几乎不偏转,故Rx断路符合题意;
(4)由图丙可知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.1A;由I=可得,电阻的阻值:R===10Ω。
故答案为:(1)断开;如上图;(2)B;(3)Rx断路;(4)0.1;10。
8.现有两节新的干电池、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线若干.在利用“伏安法”测量定值电阻Rx阻值的实验中:
(1)请你按图甲所示的电路图,以笔画线代替导线,将图乙中的电路连接完整;
(2)实验前为了保护电路,滑动变阻器的滑片应置于 B 端(选填“A”或“B”);
(3)闭合开关,无论怎样移动滑片P,发现电流表始终无示数,电压表有示数,其原因可能是 B (填符号);
A.滑动变阻器断路
B.Rx断路
C.Rx短路
(4)排除故障后,当电压表示数为2.7V时,电流表示数如图丙所示,则通过Rx的电流大小为 0.3 A,它的阻值是 9 Ω;
(5)本实验要多次测量取平均值,是为了 减小误差 。
【解答】解:(1)滑动变阻器下面的接线柱已经选择,上面接线柱选择哪一个都行;
(2)实验前,为保护电路,应将滑动变阻器的滑片置于阻值最大处,结合实物图可知,滑片应滑到B端;
(3)闭合开关,移动滑动变阻器滑片、电流表无示数,说明电路中有断路,电压表有示数,说明Rx断路,故选B;
(4)电流表选择0 0.6A的量程,分度值为0.02A,所以图丙电流值为0.3A,电压表测得Rx两端的电压为2.7V,所以由解得,Rx=9Ω;
(5)本实验要多次测量取平均值,是为了减小误差.
故答案为:(1)
(2)B;(3)B;(4)0.3;9;(5)减小误差
9.在测量定值电阻Rx阻值的实验中,电源电压恒为3V,滑动变阻器最大阻值为10Ω。
实验序号 U/V I/A R1/Ω
1 0.8 0.2
2 1.6 0.4
3 1.9 0.48
(1)根据提供的实验器材连接了图甲的实验电路,其中连接错误的元件是 滑动变阻器 。
(2)排除故障后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,电压表示数为1.2V,电流表示数如图乙,则待测电阻Rx= 4 Ω。
(3)本实验进行多次测量的目的是 取平均值减小误差 ;分析表中数据可知,不可能通过实验获得的数据是 1 (填序号),原因是 电路的最小电流为0.21A 。
(4)电流表和电压表实际都有电阻,考虑它们自身的电阻,用图甲改正后的电路测量电阻,测得Rx的值 偏小 。(选填“偏大”“偏小”或“不变”)
【解答】解:(1)滑动变阻器应按一下一上连入电路中,图甲的实验电路中,将变阻器上面两个接线柱连入了电路中,其中连接错误的元件是:滑动变阻器;
(2)排除故障后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,电压表示数为1.2V,电流表示数如图乙,电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流为0.3A,由欧姆定律I=,则待测电阻:
Rx===4Ω;
(3)本实验进行多次测量的目的是取平均值减小误差;
电源电压恒为3V,滑动变阻器最大阻值为10Ω,待测电阻为4Ω,由串联电阻的规律及欧姆定律,电路的最小电流为:
I小==≈0.21A>0.2A,故不可能通过实验获得的数据是1;
原因是:电路的最小电流为0.21A;
(4)图甲中,电压表与待测电阻并联,电压表测量的电压是准确的,电流表测待测电阻和电压表并联的电流,由并联电路电流的规律,电流表示数大于灯的实际电流,由欧姆定律R=,测得Rx的值偏小。
故答案为:(1)滑动变阻器;(2)4;(3)取平均值减小误差;1;电路的最小电流为0.21A;(4)偏小。
10.小池同学用伏安法测电阻,实验电路图如图甲所示。
(1)该实验的原理是 R= ,连接电路时开关S要 断开 。
(2)闭合开关S前,滑动变阻器滑片P应置于 b 端(选填“a”或“b”),这样可以在闭合开关时,电路中的电流最 小 ,起到保护电路的作用。
(3)实验过程中移动滑动变阻器的滑片,多次改变Rx两端电压,这样做的目的是为了实现多次测量 求平均值减小误差 (选填“求平均值减小误差”或“探求规律”)。
(4)小池按图甲所示的实验电路图正确连接电路,某次实验中电压表示数如图乙所示,电流表示数如图丙所示,则此次实验中被测电阻Rx的阻值是 8 Ω。
【解答】解:(1)测量电阻的原理是R=或欧姆定律;为保护电路连接电路时开关S要断开;
(2)由图知,滑动变阻器的下面接了左边的接线柱,为保护电路,闭合开关前,应将滑片移至右边,即b端,使其阻值最大,电路的电流最小;
(3)实验过程中移动滑动变阻器的滑片,多次改变Rx两端电压,算出平均电阻,减小误差;
(4)由图乙知,电压表的量程为0~3V,分度值为0.1V,示数为2.4V;
由图丙知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.3A;
则R===8Ω。
故答案为:(1)R=;断开;(2)b;小;(3)求平均值减小误差;(4)8。
11.在“测量电阻”实验中,小新同学选用定值电阻Rx和最大阻值15Ω的滑动变阻器R2各一个,按图甲电路图连接实物电路乙,电源电压3V保持不变。
(1)请用笔画线代替导线将实物电路连接完整。
(2)连接电路过程中开关应 断开 ,并将滑动变阻器滑片移到 A (选填“A”或“B“)端。
(3)闭合开关后,发现电流表有示数,电压表无示数,造成这一现象的原因是: Rx短路或电压表断路造成
(4)将滑动变阻器的滑片移到某位置时,电压表示数为2V,电流表的示数如图丙所示,则电流表示数为 0.2 A,电阻x的阻值为 10 Ω。
(5)小新完成实验后,利用现有器材进行“电流与电压的关系”的探究,记录数据如表所示。他发现在该实验中滑动变阻器除了保护电路之外,还起到了 改变电阻两端的电压,进行多次测量的 作用。
次数 1 2 3 4 5
电压U/V 1 1.5 2 2.5 3
电流I/A 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3
(6)分析数据,可得出电流与电压的关系结论是: 电阻一定时,通过电阻的电流和电压两端的电压成正比 。
(7)老师检查了小新的数据后指出:第一组数据是不可能得到的,原因是 滑动变阻器阻值太小,电压表无法达到1V 。
【解答】解:
(1)测电阻的实验中,滑动变阻器应与灯泡串联,电源电压为3V,所以电压表选择0﹣3V量程与灯泡并联,实物电路连接如图所示:
(2)为保护电路,连接电路时,应断开开关,将滑片移至A端,使其阻值最大;
(3)电流表有示数,则说明电路中有电流,未发生断路,电压表无示数,则可能是电阻Rx短路或电压表断路造成;
(4)由图丙知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,所以当电压表示数为2V时电流表的示数0.2A;
由欧姆定律可得:Rx===10Ω;
(5)探究电流与电压关系的实验中,要控制电阻大小不变,记录电流随电压的变化规律,为得出普遍性的规律要多次测量,故这个实验中的滑动变阻器除了保护电路作用之外,还有改变电阻两端的电压和通过电流的作用;
(6)由表中数据知,电压与电流之比为一定值,由此可得实验结论:电阻一定时,通过电阻的电流和电压两端的电压成正比;
(7)由表中第一次数据知,电压表示数为1V时,通过电路中的电流为0.1A,此时变阻器连入电路的电阻:
R===20Ω,而变阻器的最大值为15Ω,所以这组数据是不可能测到的。
故答案为:(1)见上图;(2)断开;A;(3)Rx短路或电压表断路造成;(4)0.2;10;(5)改变电阻两端的电压,进行多次测量的;(6)电阻一定时,通过电阻的电流和电压两端的电压成正比;(7)滑动变阻器阻值太小,电压表无法达到1V。
12.小明在“测定小灯泡电阻”的实验中连接了如图甲所示的电路,所用小灯泡上标有“2.5V”的字样.
电压/V 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
电流/A 0.12 0.18 0.22 0.26
电阻/Ω 4.2 5.6 6.8 7.7
(1)连接电路时,开关应 断开 。闭合开关时发现灯不亮且电压表示数很大接近电源电压,电流表无示数,则电路的故障是 小灯泡断路 (故障只发生在电子元件上)。
(2)改好电路,小磊在测量过程中得到当电压表示数为2.5V时,电流值如图乙所示,请求出此时小灯泡的电阻为 8.3 Ω(保留一位小数)。
(3)同组的小丽认为表格中还应有电阻的平均值一项,你同意这种说法吗? 不同意 (选填“同意”或“不同意”);理由是小灯泡的电阻 会 (选填“会”或“不会”)随着温度的变化而变化。
【解答】解:(1)连接电路时,为了保护电路,开关S应处于断开状态;发现小灯泡不亮,电流表无示数,说明电路中有断路,电压表示数很大接近电源电压,说明电压表与电源两极间的电路是通路,而故障只发生在电子元件上,则故障原因是小灯泡断路;
(2)如图乙所示,电流表使用的是小量程,分度值为0.02A,电流表的示数为0.3A,此时电压为2.5V,根据欧姆定律可得小灯泡正常发光时的电阻为:;
(3)因为灯泡的电阻随着温度的升高而增大,计算灯泡电阻的平均值没有意义,故不同意表格中还应有电阻的平均值一项这种说法;
故答案为:(1)断开;小灯泡断路;(2)8.3;(3)不同意;会。
13.用伏安法测量小灯泡的电阻,电源电压为3V。
(1)请用笔画线代替导线,完成图甲中实物电路的连接,要求:①滑片P向右移动时,电流表示数变小;②连线不能交叉。
(2)检查电路无误后,闭合开关,灯泡不亮,电压表有示数,电流表示数为零,导致这一现象的原因可能是 D 。
A.电压表短路
B.电压表断路
C.滑动变阻器短路
D.小灯泡断路
(3)故障排除后,闭合开关,当滑动变阻器的滑片P移到某一位置时、电压表示数如图乙所示,要测量小灯泡电压为2.5V时,应将滑动变阻器的滑片向 左 移动(选填“左”或“右”);
(4)通过移动滑动变阻器的滑片P记录了多组数据,并作出了如图丙所示的I﹣U图象,由图可知小灯泡电压为2.5V时的电阻为 12.5 欧;
(5)通过图象可以发现小灯泡的电阻是变化的,图象表明灯丝的电阻随温度升高而 增大 (选填“增大”“不变”或“减小”)。
【解答】解:(1)向右移动滑片,电流表的示数变小,在电源电压一定时,电路的总电阻变大,滑动变阻器的电阻变大,接线柱要接入左端的A接线柱,如图:
(2)闭合开关,灯泡不亮,电流表示数为零,说明电路是断路,电压表有示数,说明电压表与电源的两端相连,故故障为与电压表并联的电灯断路,故D正确;
故选:D;
(3)电压表选择0﹣3V,每一个大格代表1V,每一个小格代表0.1V,所以电压表读数是2.2V,小灯泡的额定电压为2.5V,要使小灯泡正常发光,电压表的示数要变大,滑动变阻器两端的电压要减小,滑动变阻器的电阻要减小,所以滑动变阻器的滑片向左滑动;
(4)由图象知,小灯泡正常工作的电压是2.5V,电流是0.2A,
所以,R===12.5Ω
(5)根据绘制成如图丙的图象,当灯泡的电压为1.5V时,电流约为0.15A,
由欧姆定律可得,灯泡的电阻大小为:
R1===10Ω,
由(4)当电压为2.5V时的电阻为12.5Ω,
因为随着电压的增大,电流也增大,根据P=UI知小灯泡的功率也增大,灯泡变亮,灯丝的温度升高,电阻变大,故可以说明灯丝的电阻随温度升高而增大。
故答案为:(1)如上图;(2)D;(3)左;(4)12.5;(5)增大。
14.小明学习了“伏安法”测电阻以后,利用图甲所示的实验器材测量标有“2.5V”字样的小灯泡的电阻,并连接了部分实验器材。
(1)请你用笔画线代替导线,在答题纸上把图甲中的器材连接成完整的实验电路(要求:变阻器滑片向右移动时电流表示数变大)。
(2)开关闭合前,滑动变阻器的滑片应处于最 左 端(选填“左”或“右”)。
(3)实验过程中,小明依次进行了第1至5次测量,并将实验数据记录在下表中,其中第3次实验时,电压表和电流表的示数如图乙和丙所示。请你分别读出电压值和电流值,并填写到答题纸的相应位置。
实验次数 1 2 3 4 5
电压(V) 1.0 1.5 1.9 2.5 2.7
电流(A) 0.14 0.20 0.24 0.30 0.32
电阻(Ω) 7.14 7.50 7.92 8.33 8.44
(4)小明根据收集的数据计算出了小灯泡的电阻,发现灯泡的电阻不同且相差较大。进一步分析实验数据发现,小灯泡电阻的变化是有规律的,请你结合实验数据分析灯泡电阻的变化规律是 灯丝的电阻随温度的升高而增大 。
【解答】解:(1)变阻器滑片向右移动时,电流表示数变大,即电阻变小,故变阻器右下接线柱连入电路中,灯的额定电压为2.5V,故电压表选用小量程与灯并联,如下所示:
(2)开关闭合前,滑动变阻器的滑片应处于阻值最大处,即最左端;
(3)电压表和电流表选用小量程,分度值分别为0.1V和0.02A,电压和电流分别为1.9V和0.24A,由欧姆定律,
R==≈7.92Ω;
(5)通过灯的电流随电压的变大而变大,根据P=UI,灯的功率变大,灯丝的温度升高,灯的电阻随温度的升高而变大,故灯丝的电阻变大,即灯泡电阻的变化规律是灯丝的电阻随电阻的增大而变大。
故答案为:(1)如上所示;(2)左;(3)1.9;0.24;7.92;(4 ) 灯丝的电阻随温度的升高而增大。
15.如图甲所示,是“测量小灯泡电阻”的实验装置,小灯泡正常发光时的电压为2.5V。滑动变阻器最大阻值是50Ω,电源电压保持6V不变。
(1)用笔画线代替导线,将图甲中的器材连接成完整的电路。
(2)正确连接后,闭合开关前,为了保护电路,滑动变阻器的滑片P应该处于最 左 端(选填“左”或“右”)。闭合开关,当滑片P移到某处,电压表示数为1.5V时,要使小灯泡正常发光,应向 右 (选填“左”或“右”)移动滑动变阻器的滑片P。
(3)移动滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数。将所测数据绘制成如图乙所示的U﹣I图象由图乙可知:小灯泡的电阻是变化的,主要是因为小灯泡灯丝的 温度 发生了变化;此小灯泡正常发光时的电阻是 8.3 Ω(保留一位小数)。
【解答】解:(1)因为灯的额定电压为2.5V,电压表选用小量程与灯并联,滑动变阻器一上一下的串联在电路中,如下所示:
(2)闭合开关前,为了保护电路,滑动变阻器的滑片P应该处于阻值最大处,即最左端;
当电压表示数为1.5V时,电压表示数小于灯泡额定电压,要使灯泡正常发光,应向右端移动滑动变阻器滑片来减小滑动变阻器的电阻,从而增大灯泡两端的电压,直到电压表示数等于灯泡额定电压2.5V为止;
(3)灯泡两端的电压变化时,电流也变化,根据P=UI可知,灯泡的实际功率改变,亮度变化,则灯丝的温度变化,电阻变化,即小灯泡灯丝的电阻随温度的变化而变化;
如图乙所示的U﹣I图象知,灯的电压为2.5V时,电流大小为0.3A,
小灯泡的电阻为:R==≈8.3Ω。
故答案为:(1)如上所示;(2)左;右;(3)温度;8.3。
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