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2023-2024人教版9年物理全册同步学讲练测学案(全国通用)
第十七章 欧姆定律 专题17.3 电阻的测量
1.通过实验探究,巩固和加深对欧姆定律的理解;
2.进一步掌握电压表、电流表的使用方法及规则;
3.通过使用滑动变阻器,进一步理解滑动变阻器在电路中的作用,巩固滑动变阻器的正确使用方法。
阅读本节课教材,参考教材完成教师给出的知识点问题的填空:
探究一: 测量导体的电阻
1.实验目的:用电压表、电流表测______
2.实验的原理: ______
3.需要测量的物理量有______、_____。
4.画出实验电路图
5.滑动变阻器的作用:(1)_____;(2)_____ 。
6.实验器材:电源、电压表、电流表、_____、开关、导线、待测电阻。
7.设计表格
次数 电压U/V 电流I/A 电阻R/Ω 电阻R平均/Ω
1 1.0 0.2 5.0 5.1
2 2.0 0.39 5.1
3 3.0 0.58 5.2
8.讨论实验过程和步骤,为什么要测出三组数据而不是一组?
答:_____。
9.实验步骤:
(1)断开开关,连接电路。用笔画线代替导线,连接实物图。
(2)将滑动变阻器的阻值调到_____。
(3)闭合开关,调节滑动变阻器,使电压为某一适当值,从电压表和电流表上分别读出U、I的值,把实验数据记录在表格中。重做两次实验,把实验数据填在表格中。(调整变阻器之前要先想好,朝那方向移动滑片电路中电流变大;电压表、电流表要注意选择适当的_____。
(4)计算定值电阻的阻值,并求平均值。
(5)整理实验器材。
探究二:测量小灯泡的电阻
1.将上述实验中的定值电阻换成小灯泡,用同样的方法测量小灯泡的电阻。
2.电路图
3. 断开开关,连接电路。用笔画线代替导线,把图中的实物按照电路图连接实验电路。
4. 调节滑动变阻器的滑片P,改变灯泡两端的电压值及通过灯泡的电流,多测几组数据,根据实验数据分别计算出小灯泡的电阻,将结果填入表中。
实验次数 U/ V I/A R灯 /Ω 灯泡亮度
1 0.5 0.13 3.8 不亮
2 1.0 0.18 5.6 灯丝暗红
3 1.5 0.21 7.5 微弱发光
4 2.5 0.26 9.6 正常发光
3.比较计算出的几个电阻值,电阻的大小相同吗?_____。
4.分析:灯泡两端电压增大,通过的_____越大,由于电流的效应,灯丝的_____越高,灯泡变亮,灯泡的电阻_____。
5.结论:灯丝的电阻随_____的升高而增大。可否用求平均值的方法测量小灯泡的电阻?_____。
知识点1. 未知电阻的测量
【例题1】(2023甘肃兰州)学习了欧姆定律的知识后,老师给同学们布置了设计不同方案测量未知电阻的任务,三位同学的设计方案如下:
(1)小明的设计方案如图甲所示,闭合开关S,调节滑动变阻器R的滑片P至适当位置,电压表、电流表的示数分别如图乙、丙所示,则电压表的示数为______V,未知电阻的阻值为_____Ω;
(2)小林的设计方案如图丁所示,闭合开关S,电流表和的示数分别为和。已知定值电阻的阻值为,则未知电阻=_______(用、和表示);
(3)小刚的设计方案如图戊所示,闭合开关S后,先将开关S1拨至触点______,移动滑动变阻器R的滑片P至适当位置,此时电压表的示数为U;保持滑片P的位置不变,再将开关S1拨至另一触点,调节电阻箱的阻值,使______,此时电阻箱的读数为,则未知电阻=______。
知识点2. 小灯泡电阻的测量
【例题2】(2023深圳) 已知:电源电压为3V,小灯泡额定电压为2.5V,滑动变阻器(30Ω,1.2A)
(1)请帮助亮亮根据电路图,连接实物图;(要求:滑片在最右端时,电阻最大。)( )
(2)在闭合开关前,滑动变阻器滑片需要调到端______(选填“M”或“N”);
(3)亮亮同学检查电路连接正确,并且电路元件没有故障后,闭合开关,发现小灯泡不发光,电流表偏转角度很小,请问故障原因是:______,接下来亮亮同学的提作方法是:______;
(4)实验数据如下图:
电压U/V 1 1.5 2 2.5 2.8
电流I/A 0.14 0.21 0.27 0.3 0.31
请问:正常发光时,小灯泡的电阻是:______Ω;
(5)由实验数据说明:小灯泡的电阻随电压的增大而_____;(选填:“增大”,“变小”或“不变”)
(6)小白同学在电路连接正确后,闭合开关,小灯泡亮了一下之后就熄灭,电流表无示数,电压表有示数,请在图丙中,画出电压表指针指的位置。(用带箭头的线段表示)
【演练1】图甲是测量小灯泡在不同电压下电阻的实验电路图(小灯泡额定电压为1.5V)。
(1)小明按电路图连接实物,刚接上最后根导线,看到电流表指针立刻有偏转。若电路连线正确,造成这种异常现象的原因是 _。
(2)实验中,调节滑动变阻器,分别记录电压表和电流表的示数如下:
测量次序 1 2 3 4 5
电压U/V 1.8 1.5 1.0 ___________ 0.3
电流I/A 0.32 0.30 0.26 ___________ 0.18
①第4次测量对应的电压表和电流表示数如图乙所示,此时小灯泡两端的电压是 V,通过它的电流是 _A。
②小灯泡正常发光时的电阻是 Ω。
③第5次测量中,小灯泡不发光。小明断定是灯丝断了。这个判断是 (选填“正确”或“错误”)的,理由是 。
课节思维导图
(满分100分,答题时间45分钟,根据下面给出的试题答案与解析自测自评)
一、选择题(本大题2小题,每小题10分,共20分)
1. (2022辽宁大连)如图是“伏安法测电阻”的实验电路图。关于该实验下列说法正确的是( )
A. 实验原理是P=UI
B. 滑动变阻器的作用是改变电源电压
C. 多次测量取平均值是为了减小误差
D. 实验结束,断开开关即可离开实验室
2.为了测出未知电阻Rx的阻值,某同学利用阻值已知的电阻0和一只电流表或电压表分别设计了如图所示的四种电路,其中可行的是(电源电压未知且不变)( )
A.(2)(4) B.(2)(3) C.(1)(3) D.(3)(4)
二、填空题(本大题3小题,7个空,每空5分,共35分)
1.在用伏安法测电阻的实验中,电压表的示数为4.8V,电流表的指针如图所示,则电流表的读数
为 A,被测电阻的阻值为 Ω.
2.用伏安法测量导体的电阻实验时,小明的实验方案和操作过程均正确,实验中所用的电流表、电压表以及两表的连接和示数如图所示。电压表的示数为_____V,但通过观察发现电流表指针偏转过小,这样会导致实验误差偏____,解决这一问题的措施是_____________。
3.小明在“研究小灯泡的电阻”实验中,按如图所示电路图连接电路,闭合开关后发现小灯泡不发光,电流表示数为零,电压表示数接近电源电压,出现此故障的原因可能是 断路;小明找出并排除此故障后,闭合开关发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片,小灯泡都只能微弱发光,且电流表、电压表示数均不变,则此故障的原因最有可能出现在 。(均选填电路图中的元件符号)
三、实验探究题(本大题2小题,共45分)
1. (15分)在“用伏安法测小灯泡电阻”的实验中,待测小灯泡额定电压为2.5V。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲的实物图未连接部分补充完整(连线不得交叉) ;
(2)当开关闭合后,发现小灯泡不亮,电压表示数接近电源电压,电流表无示数,可能是因为 _;
(3)根据I-U图像,如图乙所示,分析图像可知,小灯泡正常工作时电阻为 Ω;
(4)分析图像,小灯泡灯丝两端的电压增大时,其电阻 (变化/不变)。
2. (30分)在“伏安法测电阻”的实验中,实验器材有干电池3节(电源电压4.5V)、电流表和电压表各一个、规格为“20Ω 1A”的滑动变阻器一个、待测电阻一个、开关和导线若干。
(1)小亮连接了如图甲所示电路,若闭合开关,电压表的指针将_______(选填“正向偏转”、“反向偏转”或“不动”)。检查电路时发现有一根导线连接错误,请在错误的导线上打“×”,画出正确连线_______;
(2)排除故障后,闭合开关,小亮多次调节滑动变阻器滑片,记录实验数据如下表:
实验次数 1 2 3 4 5
电压U/V 1.0 1.6 2.0 2.4 3.0
电流I/A 0.10 0.18 0.26 0.30
图乙为第2次实验电流表的示数,读数为_______A;
(3)老师看完数据后,发现有一次数据不是实际测量得到的,请你分析它是第_______次的数据,判断的依据是_______;
(4)利用剩余四次实验数据,算出待测电阻的阻值为_______Ω(结果保留整数);本实验多次测量的目的是_______。
(5)上述实验结束后,小亮和同学们想测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率,发现电流表已经损坏,于是利用原有的部分器材,又找来一个阻值为30Ω的定值电阻R0和一个电压表,设计了如图丙所示的电路。实验步骤如下:
①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V1的示数为_______V,此时小灯泡正常发光;
②闭合开关S、S2,断开开关S1,滑动变阻器滑片_______(选填“向左移动”、“向右移动”或“保持不动”),读出电压表V2的示数为3V;
③小灯泡的额定功率为_______W。
对科学探究的认识
科学探究原指科学家们研究自然界的科学规律时,所进行的科学研究活动。进入20世纪80年代后,世界各国的基础教育都将科学探究引入学生的学习过程之中,把学生置于动态、开放、生动、多元的学习环境之中,使其在自主学习、自主探索中获得一种新的学习体验。因此,科学探究是学生在物理课堂和现实生活的情境中,通过发现问题、调查研究、动手操作、表达与交流等探究性活动,获得知识、技能、方法的学习方式和学习过程。
学新课标要求
自学知识点梳理
考点例题精讲
对点演练
解题方法归纳
课时减负课外小测验
科学精神与担当
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第十七章 欧姆定律 专题17.3 电阻的测量
1.通过实验探究,巩固和加深对欧姆定律的理解;
2.进一步掌握电压表、电流表的使用方法及规则;
3.通过使用滑动变阻器,进一步理解滑动变阻器在电路中的作用,巩固滑动变阻器的正确使用方法。
阅读本节课教材,参考教材完成教师给出的知识点问题的填空:
探究一: 测量导体的电阻
1.实验目的:用电压表、电流表测电阻。
2.实验的原理: R= 。
3.需要测量的物理量有导体两端的电压U、电路中的电流I。
4.画出实验电路图
5.滑动变阻器的作用:(1)改变导体两端的电压和电路中的电流;(2)保护电路 。
6.实验器材:电源、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、待测电阻。
7.设计表格
次数 电压U/V 电流I/A 电阻R/Ω 电阻R平均/Ω
1 1.0 0.2 5.0 5.1
2 2.0 0.39 5.1
3 3.0 0.58 5.2
8.讨论实验过程和步骤,为什么要测出三组数据而不是一组?
答:多次测量取平均值,减小误差。
9.实验步骤:
(1)断开开关,连接电路。用笔画线代替导线,连接实物图。
(2)将滑动变阻器的阻值调到最大。
(3)闭合开关,调节滑动变阻器,使电压为某一适当值,从电压表和电流表上分别读出U、I的值,把实验数据记录在表格中。重做两次实验,把实验数据填在表格中。(调整变阻器之前要先想好,朝那方向移动滑片电路中电流变大;电压表、电流表要注意选择适当的量程。
(4)计算定值电阻的阻值,并求平均值。
(5)整理实验器材。
探究二:测量小灯泡的电阻
1.将上述实验中的定值电阻换成小灯泡,用同样的方法测量小灯泡的电阻。
2.电路图
3. 断开开关,连接电路。用笔画线代替导线,把图中的实物按照电路图连接实验电路。
4. 调节滑动变阻器的滑片P,改变灯泡两端的电压值及通过灯泡的电流,多测几组数据,根据实验数据分别计算出小灯泡的电阻,将结果填入表中。
实验次数 U/ V I/A R灯 /Ω 灯泡亮度
1 0.5 0.13 3.8 不亮
2 1.0 0.18 5.6 灯丝暗红
3 1.5 0.21 7.5 微弱发光
4 2.5 0.26 9.6 正常发光
3.比较计算出的几个电阻值,电阻的大小相同吗?不相同。
4.分析:灯泡两端电压增大,通过的电流越大,由于电流的热效应,灯丝的温度越高,灯泡变亮,灯泡的电阻越大。
5.结论:灯丝的电阻随温度的升高而增大。可否用求平均值的方法测量小灯泡的电阻?不可。
知识点1. 未知电阻的测量
【例题1】(2023甘肃兰州)学习了欧姆定律的知识后,老师给同学们布置了设计不同方案测量未知电阻的任务,三位同学的设计方案如下:
(1)小明的设计方案如图甲所示,闭合开关S,调节滑动变阻器R的滑片P至适当位置,电压表、电流表的示数分别如图乙、丙所示,则电压表的示数为______V,未知电阻的阻值为_____Ω;
(2)小林的设计方案如图丁所示,闭合开关S,电流表和的示数分别为和。已知定值电阻的阻值为,则未知电阻=_______(用、和表示);
(3)小刚的设计方案如图戊所示,闭合开关S后,先将开关S1拨至触点______,移动滑动变阻器R的滑片P至适当位置,此时电压表的示数为U;保持滑片P的位置不变,再将开关S1拨至另一触点,调节电阻箱的阻值,使______,此时电阻箱的读数为,则未知电阻=______。
【答案】(1)2.7 9 (2) (3) b 电压表示数恰为U R0
【解析】(1)由乙图可知,电压表使用的是0~3V的量程,分度值为0.1V,电压表的示数是2.7V;由丙图可知,电流表使用的是0~0.6A的量程,分度值为0.02A,电流表的示数是0.3A,电阻的阻值为
(2)由图可知,两个电阻并联,电流表A1测量干路中的电流,电流表A2测量通过R0的电流,在并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,所以Rx这条支路的电流为Ix=I1-I2
电源电压U=I2R0
未知电阻
(3)闭合开关S后,先将开关S1拨至触点b,移动滑动变阻器R的滑片P至适当位置,此时电压表的示数为U;保持滑片P的位置不变,再将开关S1拨至另一触点,调节电阻箱的阻值,使电压表的示数仍为U;此时电阻箱的读数为,根据欧姆定律可知,Rx与R0相等,即Rx=R0。
知识点2. 小灯泡电阻的测量
【例题2】(2023深圳) 已知:电源电压为3V,小灯泡额定电压为2.5V,滑动变阻器(30Ω,1.2A)
(1)请帮助亮亮根据电路图,连接实物图;(要求:滑片在最右端时,电阻最大。)( )
(2)在闭合开关前,滑动变阻器滑片需要调到端______(选填“M”或“N”);
(3)亮亮同学检查电路连接正确,并且电路元件没有故障后,闭合开关,发现小灯泡不发光,电流表偏转角度很小,请问故障原因是:______,接下来亮亮同学的提作方法是:______;
(4)实验数据如下图:
电压U/V 1 1.5 2 2.5 2.8
电流I/A 0.14 0.21 0.27 0.3 0.31
请问:正常发光时,小灯泡的电阻是:______Ω;
(5)由实验数据说明:小灯泡的电阻随电压的增大而______ ;(选填:“增大”,“变小”或“不变”)
(6)小白同学在电路连接正确后,闭合开关,小灯泡亮了一下之后就熄灭,电流表无示数,电压表有示数,请在图丙中,画出电压表指针指的位置。(用带箭头的线段表示)( )
【答案】 (1)
(2)N (3)灯泡的实际功率很小 移动滑动变阻器滑片(4)8.3 (5)增大
(6)
【解析】(1)滑动变阻器滑片在最右端时阻值最大,所以滑动变阻器应接左下接线柱,如图所示:
(2)在闭合开关前,滑动变阻器滑片需要调到N端,使得滑动变阻器为最大阻值,保护电路。
(3)闭合开关前,滑动变阻器接入电路的阻值为最大阻值,闭合开关,由于电路总电阻很大,电路电流较小,灯泡的实际功率很小,可能不足以引起灯泡发光。
闭合开关后,如果灯泡不亮,应移动滑动变阻器滑片,减小电路的总电阻,使电灯泡发光。
(4)由题意可知小灯泡的额定电压是2.5V,所以小灯泡正常发光时,电压为2.5V,而电流由表中数据得0.3A,所以小灯泡电阻为
(5)由表中数据得电压为1V,电流为0.14A,小灯泡电阻为
由表中数据得电压为1.5V,电流为0.21A,小灯泡电阻为
由表中数据得电压为2V,电流为0.27A,小灯泡电阻为
由表中数据得电压为2.8V,电流为0.31A,小灯泡电阻为
所以小灯泡的电阻随电压的增大而增大。
(6)闭合开关,小灯泡亮了一下之后就熄灭,电流表无示数,电压表有示数,说明小灯泡断路了,电压表测电源的电压示数接近电源电压3V,如图所示:
【演练1】图甲是测量小灯泡在不同电压下电阻的实验电路图(小灯泡额定电压为1.5V)。
(1)小明按电路图连接实物,刚接上最后根导线,看到电流表指针立刻有偏转。若电路连线正确,造成这种异常现象的原因是 _。
(2)实验中,调节滑动变阻器,分别记录电压表和电流表的示数如下:
测量次序 1 2 3 4 5
电压U/V 1.8 1.5 1.0 ___________ 0.3
电流I/A 0.32 0.30 0.26 ___________ 0.18
①第4次测量对应的电压表和电流表示数如图乙所示,此时小灯泡两端的电压是 V,通过它的电流是 _A。
②小灯泡正常发光时的电阻是 Ω。
③第5次测量中,小灯泡不发光。小明断定是灯丝断了。这个判断是 (选填“正确”或“错误”)的,理由是 。
【答案】 (1)连接电路时,开关没有断开 (2)0.6 0.22 5 错误 见解析
【解析】(1)由题意可知,刚接上最后根导线,看到电流表指针立刻有偏转,说明电路是一个通路,所以造成这种异常现象的原因是连接电路时,开关没有断开。
(2)由图乙中的电压表图可知,电压表选择的量程为0~3V,根据指针所在的位置可得,该电压表的示数为0.6V。
由图乙中的电流表图可知,电流表选择的量程为0~0.6A,根据指针所在的位置可得,该电流表的示数为0.22A。
由题意可知,小灯泡额定电压为1.5V,再由表格可知,当小灯泡两端电压为额定电压时,通过小灯泡的电流为0.3A,根据欧姆定律可得小灯泡正常发光时的电阻是
小灯泡不发光,小明断定是灯丝断了,这个判断是错误的,因为若是小灯泡灯丝断了,那么电压表将串联在电路之中,此时电压表的示数将接近于电源电压,电流表的示数接近于0,根据表格中的数据可知,与实际情况不符,所以不是小灯泡灯丝断了,故小明的判断是错误的。
课节思维导图
(满分100分,答题时间45分钟,根据下面给出的试题答案与解析自测自评)
一、选择题(本大题2小题,每小题10分,共20分)
1. (2022辽宁大连)如图是“伏安法测电阻”的实验电路图。关于该实验下列说法正确的是( )
A. 实验原理是P=UI
B. 滑动变阻器的作用是改变电源电压
C. 多次测量取平均值是为了减小误差
D. 实验结束,断开开关即可离开实验室
【答案】C
【解析】A.测电阻的实验原理是,故A错误;
BC.滑动变阻器作用是改变定值电阻的电压和通过的电流,从多次测量取平均值减小误差,故B错误,C正确;
D.实验结束,断开开关,整理好实验器材后才可离开实验室,故D错误。故选C。
2.为了测出未知电阻Rx的阻值,某同学利用阻值已知的电阻0和一只电流表或电压表分别设计了如图所示的四种电路,其中可行的是(电源电压未知且不变)( )
A.(2)(4) B.(2)(3) C.(1)(3) D.(3)(4)
【答案】A.
【解析】利用电压表和电流表,结合串、并联电路电流和电压特点以及欧姆定律,直接或间接得出被测电阻两端的电压和电流,根据Rx=求出电阻,并且要注意电表正负接线柱的连接.
(1)开关S1闭合,S2断开时R0和Rx串联,电流表可以测出通过Rx的电流Ix;S2闭合时为Rx的简单电路,不能直接或间接测量出Rx的电压,所以不能求出Rx的电阻.
(2)开关S0闭合,S接1时电路为R0的简单电路,电流表测电路中的电流,根据欧姆定律求出电源的电压;当S接2时电路为未知电阻Rx的简单电路,电流表测通过Rx的电流Ix,根据Rx=求出电阻.
(3)开关S1和S2都闭合时,R0被短路,电压表测量电源电压U;只闭合S1时,R0和Rx串联,电压表仍侧电源的电压,无法测出Rx两端的电压,所以不能求出Rx的电阻;
(4)开关S1和S2都闭合时,R0被短路,电压表测量电源电压U;只闭合S1时,R0和Rx串联,电压表直接测量Rx两端的电压Ux.根据串联电路总电压等于各串联导体电压之和,求出定值电阻两端的电压U0=U﹣Ux,根据I0=,求出通过定值电阻的电流.根据串联电路电流处处相等,通过Rx电流等于通过定值电阻电流Ix=I0,根据Rx=求出电阻.
综上可知,(2)(4)方案可行.
故选A.
二、填空题(本大题3小题,7个空,每空5分,共35分)
1.在用伏安法测电阻的实验中,电压表的示数为4.8V,电流表的指针如图所示,则电流表的读数
为 A,被测电阻的阻值为 Ω.
【答案】0.32;15.
【解析】由图读出电阻两端电压为4.8V时的电流,由欧姆定律计算其电阻.
伏安测电阻电压表测被测电阻两端电压,电流表测通过它的电流,
由图知,电流表使用0﹣0.6A量程,分度值0.02A,示数为0.32A,即被测电阻两端电压4.8V时通过它的电流0.32A,由I=可得被测电阻:
R===15Ω.
2.用伏安法测量导体的电阻实验时,小明的实验方案和操作过程均正确,实验中所用的电流表、电压表以及两表的连接和示数如图所示。电压表的示数为_____V,但通过观察发现电流表指针偏转过小,这样会导致实验误差偏____,解决这一问题的措施是_____________。
【答案】10,大, 电流表改用小量程。
【解析】(1)电压表所用的量程为0—15V,一表盘上面的刻度为读数依据。一个大格代表5V, 每一个大格被平分10等份,每一个小格代表0.5V,指针正好过20个小格,2个大格,为10V.
(2)使用电流表的量程大了,电流表指针偏转过小,读数不方便,误差就会偏大。
(3)如果改用大量程,指针偏转角度大,读数误差小。
3.小明在“研究小灯泡的电阻”实验中,按如图所示电路图连接电路,闭合开关后发现小灯泡不发光,电流表示数为零,电压表示数接近电源电压,出现此故障的原因可能是 断路;小明找出并排除此故障后,闭合开关发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片,小灯泡都只能微弱发光,且电流表、电压表示数均不变,则此故障的原因最有可能出现在 。(均选填电路图中的元件符号)
【答案】L;R
【解析】闭合开关后发现小灯泡不发光,电流表示数为零,电压表示数接近电源电压,说明了电路中有微弱的电流通过电压表,电流经过电压表,再经过滑动变阻器和开关形成一个通路,所以出现此故障的原因可能是小灯泡L断路。
排除此故障后,闭合开关发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片,小灯泡都只能微弱发光,且电流表、电压表示数均不变,说明电路中滑动变阻器电阻不变,起不到调节作用,故障的原因最有可能出现在滑动变阻器R。
三、实验探究题(本大题2小题,共45分)
1. (15分)在“用伏安法测小灯泡电阻”的实验中,待测小灯泡额定电压为2.5V。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲的实物图未连接部分补充完整(连线不得交叉) ;
(2)当开关闭合后,发现小灯泡不亮,电压表示数接近电源电压,电流表无示数,可能是因为 _;
(3)根据I-U图像,如图乙所示,分析图像可知,小灯泡正常工作时电阻为 Ω;
(4)分析图像,小灯泡灯丝两端的电压增大时,其电阻 (变化/不变)。
【答案】(1)见解析。 (2)灯泡断路 (3)10 (4)变化
【解析】(1)用伏安法测小灯泡电阻时,电流表要串联在电路中,电压表要并联在灯泡两端测灯泡两端的电压,依题意可知,待测小灯泡额定电压为2.5V,没有超过3V,所以电压表接0~3V的量程,由乙图可知,通过小灯泡的电流没有超过0.6A,所以电流表接0~0.6A的量程,实物图连接如图所示:
(2)由电路图可知,灯泡与滑动变阻器串联,当开关闭合后,发现小灯泡不亮,电流表无示数,串联电路无电流,则故障是断路,电压表示数接近电源电压,则故障是灯泡断路,电压表串联在电路中测电源电压。
(3)由乙图可知,小灯泡额定电压为2.5V时,通过小灯泡的电流为0.25A,由可知,小灯泡正常工作时电阻为
(4)I-U图像的斜率为电阻的倒数,由图像可知,小灯泡灯丝两端的电压增大时,图像的斜率变小,说明在变小,即电阻在变大,所以小灯泡灯丝两端的电压增大时,其电阻在变化且在变大。
2. (30分)在“伏安法测电阻”的实验中,实验器材有干电池3节(电源电压4.5V)、电流表和电压表各一个、规格为“20Ω 1A”的滑动变阻器一个、待测电阻一个、开关和导线若干。
(1)小亮连接了如图甲所示电路,若闭合开关,电压表的指针将_______(选填“正向偏转”、“反向偏转”或“不动”)。检查电路时发现有一根导线连接错误,请在错误的导线上打“×”,画出正确连线_______;
(2)排除故障后,闭合开关,小亮多次调节滑动变阻器滑片,记录实验数据如下表:
实验次数 1 2 3 4 5
电压U/V 1.0 1.6 2.0 2.4 3.0
电流I/A 0.10 0.18 0.26 0.30
图乙为第2次实验电流表的示数,读数为_______A;
(3)老师看完数据后,发现有一次数据不是实际测量得到的,请你分析它是第_______次的数据,判断的依据是_______;
(4)利用剩余四次实验数据,算出待测电阻的阻值为_______Ω(结果保留整数);本实验多次测量的目的是_______。
(5)上述实验结束后,小亮和同学们想测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率,发现电流表已经损坏,于是利用原有的部分器材,又找来一个阻值为30Ω的定值电阻R0和一个电压表,设计了如图丙所示的电路。实验步骤如下:
①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V1的示数为_______V,此时小灯泡正常发光;
②闭合开关S、S2,断开开关S1,滑动变阻器滑片_______(选填“向左移动”、“向右移动”或“保持不动”),读出电压表V2的示数为3V;
③小灯泡的额定功率为_______W。
【答案】 (1)不动 (2) 0.16 (3)1 见解析
(4)10 减小误差 (5)2 保持不动 1
【解析】(1)由图甲可知,电压表与电流表并联了,电压表被短路,故电压表指针不动。
电流应从电压表的正接线柱流入,从负接线柱流出,电压表应并联接在定值电阻的两端,如图所示:
(2)由图乙可知,电流表的量程是0~0.6A,分度值是0.02A,电流表的示数是0.16A。
(3)由第一组数据可知,变阻器连入电路的电阻
变阻器的最大阻值是20Ω,此数据不是实际测量得到的。
(4)第2次实验数据得到电阻
第3次实验数据得到电阻
第4次实验数据得到电阻
第5次实验数据得到电阻
电阻的阻值
实验中多次测量,可以求出电阻平均值,从而减小误差。
(5)①合开关S、S1,断开开关S2,灯泡和变阻器滑片左侧电阻串联,电压表V1测量变阻器两端的电压,调节滑动变阻器的滑片,使电压表V1的示数为
UV1=U-UL=4.5V-2.5V=2V
②闭合开关S、S2,断开开关S1,电阻R0和变阻器滑片右侧电阻串联,滑动变阻器的滑片位置不变,电压表V2测量R0两端的电压,电压表V2的示数为3V。
③闭合开关S、S2,断开开关S1,电阻R0和变阻器滑片右侧电阻串联,由串联分压得到
R滑右=15Ω
滑动变阻器滑片左侧连入电路的电阻
R滑左=R滑大-R滑右=20Ω-15Ω=5Ω
闭合开关S、S1,断开开关S2,灯泡和变阻器滑片左侧电阻串联,电压表V1测量变阻器两端的电压,电压表V1的示数为2V,通过电路的电流
小灯泡的额定功率为
PL=ULI′=2.5V×0.4A=1W
对科学探究的认识
科学探究原指科学家们研究自然界的科学规律时,所进行的科学研究活动。进入20世纪80年代后,世界各国的基础教育都将科学探究引入学生的学习过程之中,把学生置于动态、开放、生动、多元的学习环境之中,使其在自主学习、自主探索中获得一种新的学习体验。因此,科学探究是学生在物理课堂和现实生活的情境中,通过发现问题、调查研究、动手操作、表达与交流等探究性活动,获得知识、技能、方法的学习方式和学习过程。
学新课标要求
自学知识点梳理
考点例题精讲
对点演练
解题方法归纳
课时减负课外小测验
科学精神与担当
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