伏安法测电阻
1. 如图所示,小卉同学在做“用电流表、电压表测电阻”实验时,她选用两节新干电池做电源,待测电阻阻值大约为10Ω。
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲电路补充完整(导线不能交叉)。
(2)实验开始时,滑动变阻器的滑片应移至________?(选填“A”或“B”)端。
(3)小卉同学闭合开关时,发现电流表有示数而电压表无示数,且移动变阻器滑片P时,电流表示数会发生变化,则故障可能是____________。
A.?电流表断路?????????????????B.?变阻器接线柱接错?????????????????C.?待测电阻短路?????????????????D.?待测电阻断路
(4)排除故障后,移动变阻器滑片P,当电压表示数为2.4V时,电流表示数如图乙所示,则待测电阻的阻值为________?Ω。
2. 小亮用“伏安法”测小灯泡的电阻,小灯泡额定电压是2.5V,电源电压4.5V.
(1)请用笔画线代替导线,将图甲所示的实物电路连接完整.
(2)在连接电路时,开关应________,滑动变阻器滑片P应位于________(选填“A”或“B”)端.
(3)闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,当电压表的示数为2.5V时,电流表示数如图乙所示,此时小灯泡的电阻约为________Ω(保留一位小数);他把多次测量的电流值和电压绘制成I﹣U图象,发现I﹣U图线是一条曲线,原因是________.
(4)如果还想测量额定电压为3.8V的小灯泡正常发光时的电阻,但是电压表的15V量程已经损坏,在不改变原器材的情况下,你的办法是________.
3. 测量小灯泡灯丝的电阻(小灯泡的实际电压未超过3V)
(1)请用铅笔画线代替导线,连接图甲中的实验电路.要求:滑片P向左移动时,接入电路中的电阻值变小.
(2)电路连好后,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P置于________端(填“A”或“B”).
(3)图乙中,电压表的示数是________?V,根据电流表的示数,计算这种情况下灯丝的电阻是________Ω.
4. 小华同学用“伏安法”来测量一只阻值约为5Ω的定值电阻Rx , 实验室有如下器材供选用: A.两节干电池????????????? B.开关一个和导线若干????????? C.电压表(0﹣3~15V)D.电流表(0~0.6﹣3A) E.滑动变阻器(0~10Ω)??????? F.滑动变阻器(0~100Ω)
(1)小华同学完成实验电路设计后,为了操作顺利和方便,除了A,B,C和D外,小华同学还需选用________器材(选填“E“或“F”);
(2)根据设计的实验电路要求,请用笔划线代替导线连接图甲中最后的两根导线;
(3)如图甲所示,连接好电路.在闭合开关前,为保护电路,滑动变阻器的滑片P应该滑至________端(选填“G”或“H”);
(4)小华在闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片P时,发现电流表示数始终为零,而电压表有示数但不发生变化,此时电路中的一处故障是 ????????(选填A、B、C或D);
A.?滑动变阻器断路?????????????B.?滑动变阻器短路?????????????C.?定值电阻Rx断路?????????????D.?定值电阻Rx短路
(5)排除故障后,电流表示数为0.40A,电压表示数如乙图所示,则本次实验测得的定值电阻Rx是________Ω.
5. 在测量电阻的实验中:
(1)小华设计的测量电路如图1所示,待测电阻Rx约10Ω
①在开关闭合前,滑动变阻器的滑片应置于最________端;②导线A、B、C、D中有一根连接错误,这根导线是________;③改正连接错误并闭合开关后,小华发现无论怎样调节滑动变阻器,电压表示数不为零且保持不变,而电流表示数始终为零,已知导线及各处连接完好,则电路中________出现了________故障.
(2)小清设计的测量另一待测电阻Rx阻值的电路如图2所示
①他的测量步骤如下第1步:将Rx接在电路中A、B两点间,闭合开关S,调节滑动变阻器滑片P至适当位置,此时电压表的示数如图3所示,示数为________V;断开开关S,移走Rx 第2步:再将电阻箱R接在A、B两点间,闭合开关S,保持滑动变阻器的滑片P位置不变,调节电阻箱使电压表的示数仍如图3所示,此时电阻箱接入电路中阻值R=48Ω,则小清测得Rx的阻值为________Ω②在第2步中,若小清无意中将滑动变阻器的滑片P向右移了少许,则他测得Rx的阻值将偏________,设滑片P的右移使滑动变阻器接入电路的阻值增大了2Ω,则小清测得Rx的值为________Ω.
6. ( 10分 ) (2017?盐城)小华用如图甲所示电路测量合金丝电阻,电源电压为6V.
(1)在图甲中用笔画线代替导线将实验电路连接完整,使实验中滑动变阻器的滑片向右移动时电流表示数增大.
(2)闭合开关前应将滑动变阻器的滑片移动到________端.
(3)闭合开关后,将滑动变阻器的滑片从接入电路电阻最大处移动到另一端过程中,发现电压表和电流表的指针只在图乙所示位置发生很小的变化,由此可以推断:电路中________(选填图中表示接线柱的数字)间发生了________(断路/短路).
(4)在电路故障排除后,调节滑动变阻器,当电压表指针如图丙所示时,电流表读数为0.5A,由此,小华算出接入电路合金丝的电阻为________Ω.
(5)为准确地没出合金丝的电阻,对实验应作怎样的改进?答:________.
7. 有一实验小组用伏安法测量小灯泡的电阻,电源电压为3V,待测小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)请用笔画线代替导线,完成如图甲实物电路的连接。(要求:连线不要有交叉)
(2)检查电路连接无误后,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______。(选填序号)
A.?电压表断路????????????????????B.?小灯泡断路????????????????????C.?滑动变阻器断路????????????????????D.?电压表短路
(3)故障排除后,闭合开关,当滑动变阻器滑片P移到某一位置时,电压表示数如图乙所示,要测量小灯泡正常发光时的电阻,应将滑动变阻器的滑片向________移。(选填“左”或“右”)
(4)通过移动滑动变阻器滑片P记录了多组数据,并作出了如图丙所示的I﹣U图象。由图可知小灯泡正常发光时的电阻为________Ω。
8.如图所示,用“伏安法则小灯泡的电阻”的实验中?
(1)在图中,已完成了一部分的电路连接,请你继续完成实验电路的连接.
(2)在闭合开关之前,图中滑动变阻器的滑片应放在________端.(填“左”或“右”)
(3)若某次测量时电压表示数为2.2V,电流表的示数如图所示,则电流表的示数为________A,由此得出灯泡的电阻R=________Ω.
(4)小方同学在做实验时,电路连接无误.闭合开关后灯不亮,发现电流表的指针明显偏转,而电压表的示数为零.该故障的原因可能是________.
(5)小方移动滑动变阻器的滑片,测出三组电压和电流的值,计算出电阻,发现三次测量的电阻不相同,你认为原因是________.
9. 现用“伏安法”测量一个未知电阻Rx的阻值(Rx约为20Ω),在实验室中,配有的实验器材如下:
A.电源E(电压U=3V恒定);???? B.电流表A1(量程0~50mA);
C.电流表A2(量程0~3A);?????? D.电压表V1(量程0~3V);
E.电压表V2(量程0~15V);????? F.滑动变阻器R(0~80Ω);
G.定值电阻R0=40Ω;?????????? H.开关一个,导线若干.则:
为了测量多组数据使结果尽量准确,在滑动变阻器的整个滑动过程中,要使两电表的测量值范围尽可能大一些,并且两电表的读数均大于其量程的 。则:
(1)根据实验要求,电压表选用________,电流表选用________;(选填器材前的字母代号)
(2)请在虚线方框内画出实验电路图(其中,部分电路已画出,并标出所选器材的字母);
(3)根据所画的电路图,用笔画线代替导线,将实物图连接起来;
(4)若在某次实验中,电压表的示数为U,电流表的示数为I,那么,待测电阻阻值的表达式为Rx=________。
10. 用伏安法测电阻,实验电路如图甲所示.
(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,电压表与电流表的读数如图乙所示,则此时待测电阻的阻值为________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 , 先在右边方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. a、实验过程:________、________b、Rx的表达式:Rx=________.
11. 用“伏安法”测量电阻Rx的阻值,提供的实验器材有:待测电阻Rx,两节干电池,电流表、电压表、滑动变阻器、开关及导线若干。
(1)根据图甲的电路图,用笔画线代替导线将图乙中的实物图连接完整。
(2)闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,电压表示数较大且几乎不变,电流表示数始终为零,电路故障可能是________。
(3)排除故障后,测得多组实验数据,各组数据对应的点已经描在丙图中,请在图中画出Rx的I-U图线________,由图可知Rx=________Ω。(结果保留1位小数);
(4)电流表的电阻随然很小,但也会影响本实验中Rx的测量结果,用丁图的电路进行测量可消除这个影响,R0为定值电阻,实验步骤如下:①按照丁图的电路图连接电路,将滑动变阻器的滑片置于最大阻值处;②闭合开关S1、S2 , 移动滑动变阻器滑片,读出电压表的示数U1和电流表的示数I1;③________,移动滑动变阻器滑片,读出电压表的示数U2和电流表的示数I2;④可得待测电阻Rx=________(用U1、I1、U2和I2表示)
12. 如图甲是用“伏安法”测量位置电阻Rx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。(要求:滑动变阻器滑片右滑.电路中的电流增大,导线不允许交叉)
(2)闭合开关前应将滑动变阻器的滑片移到________处;闭合开关,发现电压表几乎无示数,电流表指针明显偏转,则出现的故障可能是Rx________。
(3)排除故障后,闭合开关,当滑片移动到某位置时,电压表示数为2.4V,电流表示数如图乙所示,其读数为________A,则未知电阻Rx=________Ω。
(4)若实验中电压表损坏,利用其他的原有器材也能测出未知电阻Rx的阻值,实验电路如图丙所示(滑动变阻器最大阻值为R0 , 电源电压未知且不变),请将下列相关实验步骤补充完整:① 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I1;② 闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到________,记录电流表示数I2;③ 写出待测电阻的表达式:Rx=________(用已知量和测量量符号表示)。
13.如图是小华测量小灯泡电阻的电路,灯泡不发光时电阻约为6Ω.
(1)请你用笔画线代替导线将电路连接完整
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移至________?端(选填“A”或“B”)
(3)闭合开关,发现灯泡不亮,电流表指针几乎不偏转,电压表示数接近电源电压,则电路故障的原因可能是________?
(4)通过数据分析,小华得到了灯泡电阻随温度升高而增大的结论.若将图中的小灯泡更换成定值电阻,下述实验可以完成的是
A.?探究电流通过导体时产生的热量与导体电阻的关系?????B.?探究导体中的电流与导体两端电压的关系C.?探究电流的磁场强弱与电流大小的关系???????????????????????D.?探究导体中的电流与导体电阻的关系
14. 问题解决﹣﹣测量电阻:小雨想要知道未知电阻RX的阻值,现有一个电压恒定的电源(电压值未知)、一个单刀双掷开关、一个量程较小的电流表、两个阻值分别为R1和R2的定值电阻与若干导线,其中R1和R2的阻值都较小,均不能单独与电流表串联在电源两端,否则会损坏电流表.
(1)请在方框内画出实验电路图(电路连接好后实验中不能拆卸),并完成测量步骤:①按照电路图连接实物电路;②________?.
(2)推导出测量电阻RX的数学表达式.
15. 要测量某电阻的阻值,实验桌上有下列器材:电流表A(0﹣0.6A),电压表V(0﹣3V),电源4.5V,滑动变阻器R,开关,导线,待测电阻Rx(约6Ω左右).实验要求:多测几组数据且两电表都不能超过其量程.
(1)根据电路图用笔画线代替导线,将实物电路连接好.
(2)实验时,电路中允许通过的最大电流为________A.
(3)在连接电路时,有R1(12Ω 1A)和R2(3Ω 2A)两种滑动变阻器,要保证实验顺利进行,应选________(填R1或R2).
(4)小华改变电阻两端的电压进行了三次测量,三次测出的电阻分别为5.9Ω、6.1Ω、6.3Ω并不相等,为减小实验误差,该电阻的真实值更接近于________Ω.
(5)将上述实验中的电阻换成小灯泡,用同样的方法测小灯泡的电阻,分析实验数据发现,小灯泡两端电压越低,小灯泡的电阻越小,原因是________.
16. 测电阻的方法有很多,比如:
(1)在“用电流表和电压表测量定值电阻的阻值”的实验中,按图1所示的电路连接进行实验. a.该实验的测量原理:________b.连接电路时,开关必须________,正确连接电路后,闭合开关S前,先将滑动变阻器滑片P置于________(选填“A”或“B”)端.c.检查电路连接无误后,闭合开关S,观察和记录每次实验电压表和电流表的读数,计入表格中.第2组实验中电压表的读数如图2所示,即________?V,电流表的读数如表格所示.
实验序号
电压/I
电流/I
电阻/Ω
1
1.5
0.31
4.8
2
0.4
3
2.5
0.48
5.2
d.根据表格内相关数据计算可知:被测电阻Rx的阻值是________Ω,若开关断开,Rx的阻值为________Ω.e.为确保测量结果的准确性,该实验进行了多次测量,操作正确的是________A.换用阻值不同的电阻进行测量B.调节滑动变阻器的滑片P到不同位置进行测量
(2)现要测量一只阻值约为数百欧的电阻RX . 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(100Ω? 2A)和电阻箱R0(0~9999Ω、5A)各一只、开关和导线若干.有三组同学提出了自己的设计方案并画出了如图3所示的电路图: 在甲组、丙组方案中,有一组是不可行的,是________组.(选填“甲”、“丙”)请说出乙组方案的具体做法:________.
17. 小明利用电压表和阻值为R0的定值电阻,测量额定电压为2.5V的小灯泡L正常发光时的电阻RL . 他选择了满足实验要求的实验器材,并连接了部分实验电路,如图所示.
(1)为了测量出RL的阻值,请只添加一条导线完成图所示的实验电路的连接;
(2)请把小明的实验步骤补充完整:①断开开关S2、闭合开关S1、S3 , 移动滑动变阻器的滑片P使________;保持滑动变阻器的滑片位置不变,断开开关S3、闭合开关S2 , 记录电压表的示数为U;②请用R0及实验数据表示出RL . RL=________.
18. 用伏安法测电阻,实验电路图如图,电源电压保持不变。
(1)该实验的原理是________;
(2)闭合开关S前,滑动变阻器滑片P应置于________端(选填“A”或“B”);
(3)小明用完好的器材按如图所示实验电路图连接电路,刚一“试触”,就发现电流表的指针迅速摆动到最大刻度,原因可能是:①________,②________;
(4)小华按图所示的实验电路图正确连接电路,进行实验,某次实验中电压表示数、电流表示数如图所示,则此时通过Rx的电流为________A,被测电阻Rx=________Ω。
19. 甲、乙两个实验小组先后完成了如下实验:
(1)甲小组根据如图所示电路图连接成如图的实物电路图,探究“通过导体的电流与电阻的关系”。 ①连接电路时,开关应________,滑动变阻器的滑片应置于________(选填A或B)端;②检查连接无误后,闭合开关,发现电流表、电压表均无示数,他们将导线EF的E端取下,依次接在滑动变阻器的C、A接线柱上时,观察到两种情况下电流表均无示数,电压表示数均为电源电压,则电路故障可能为________A.滑动变阻器短路????? B.电阻R断路????? C.AE间导线断路③排除故障后,开始试验,实验时开始始终保持________表示数不变,记录数据如下,请根据表中数据,在如图用描点法画出通过导体的电流I与电阻R的关系图像________。 分析图像发现:在此实验中,当定值电阻阻值较大时,通过它的电流较小,进一步分析发现随着阻值的增大,电流的变化量越来越________,可见,若连入电路的定值电阻阻值均太大,不易发现通过导体的电流随电阻的变化规律。
(2)甲小组实验后,乙小组用该实物电路测新买的电热毯(规格“220V? 40W”)的电热丝阻值。在连接电路检查无误后,闭合开关,无论怎么样移动滑片,发现电流表示数始终很小,电压表指针始终接近最大测量值;说明:电热毯的阻值远比滑动变阻器的最大阻值________,不能较准确测量,更换合适电源并改变电压表所选量程后,较准确地测得电热毯的阻值约为120Ω,这个测量值与电热毯正常工作时的阻值相差10倍左右,这是因为导体的电阻与________有关。
20. 小张同学在做“测量小灯泡电阻”的实验中,所用器材如下:两节新干电池,标有2.5 V相同规格的小灯泡若干,两个滑动变阻器R1“10Ω 1A”、R2“20Ω 2A”,开关、导线若干.
(1)请你根据图甲,用笔画线代替导线,将图乙中的电路连接完整(要求:滑动变阻器滑片P右移灯泡变亮,且导线不交叉).
(2)闭合开关前,应将滑片于________(选填“A”或“B”)端.正确连接电路后,闭合开关S,移动滑片P,小张发现小灯泡给终不亮,电流表指针几乎末偏转,电压表有示数,则故障原因可能是________
(3)排除故障后,移动滑片P,依次测得6组数据,如表一所示.其中第2次实验时电流表表盘如图丙,此时电路中的电流为________?A;第4次实验时灯泡电阻值为________Ω.由表一中的数据可知,小张选用的滑动变器应是________(选填“R1”或“R2”).
(4)小张将这6组数据算得的电阻值取平均值作为小灯泡的电阻,这种数据处理方式是________(选填“合理”或“不合理”)的.表一
实验次数
1
2
3
4
5
6
电压V/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
2.8
电流I/A
0.16
0.22
0.25
0.28
0.29
电阻R/Ω
3.1
6.8
8.9
9.7
表二
实验次数
1
2
3
电阻R/Ω
?5
10
20
电流I/A
0.30?
0.20
0.12
(5)小张继续用图乙所示装置来探究“电流与电阻的关系”.他分别把阻值准确的5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻接入原小灯泡的位置,通过实验,记录电流表示数如表二所示.他发现通过导体的电流跟电阻不成反比,其原因可能是:________.
21. 图甲是用伏安法测未知电阻R的实验图.
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中实物电路连接完整.
(2)闭合开关,将滑片P向左滑动时,此时电压表示数为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,请在空格内将实验步骤补充完整. ①闭合S、断开S1 , 用电压表测出待测电阻Rx两端的电压为U1;②________,用电压表测出电源的电压U;③请写出用测量值U、U1及R0来表示Rx的表达式:Rx=________.
22. 如图所示,小明在测量电阻约为10Ω的定值电阻Rx的实验中:(1)请用笔画线代替导线在甲图中完成实物电路连接.
(2)小明把最后一根导线连接完毕,发现两电表立即有较大示数.则在实验操作中有两处错误,一处是变阻器的滑片没放在最大阻值处,另一处是________.
(3)改正错误后,小明改变Rx两端的电压和电流,两次测得的电阻值分别为10.1Ω和10.2Ω,第三次测量时,电压表的示数如图乙所示,电流表的示数为0.26A.根据以上三次数据,最后得出Rx=________Ω.
(4)实验时,某小组同学发现电流表和滑动变阻器均损坏,于是向老师要了一个阻值适当的定值电阻R0和一个单刀双掷开关(符号为: ),借助原剩余的实验器材,也顺利完成了实验.假如由你来做该实验,要求电路只连接一次,请在虚线框内画出实验电路图.
23. 在“在伏安法测电阻”的实验中:
(1)若待测电阻约为10Ω,请用笔画线代替导线,将实物电路连接完整(要求:滑片向左移动时,电流表示数变小).
(2)开关闭合前,发现电流表的指针在零刻度线左侧,接下来,该同学必须进行的操作是________.
(3)测量时,当电压表的示数为2.4V时,电流表的示数如图乙所示,则I=________A,根据实验数据可得Rx=________Ω.完成一次试验后,小李又调节滑动变阻器的滑片P到不同位置再进行测量,这样做可以达到________的目的.
(4)若待测电阻约为数百欧,电源电压约3V,要想测出此待测电阻,①上述方法是否可行?________,原因是________.②小虎利用现有器材和电阻箱R0(0~9999Ω,5A),设计了如图丙所示的实验电路,实验过程如下:A.电路连接正确后,闭合S1 , 将S2拨到触点1时,电压表的读数为U1 . B.闭合S1 , 将S2拨到触点2,当电阻箱的阻值调为R0时,电压表的示数为U2 , 则待测电阻的阻值Rx=________(用字母:U1;、U2、R0表示).
24. 在“用电流表、电压表测电阻”的实验中,小明同学按图连接电路进行实验.电源电压保持不变,所用滑动变阻器上标有“20Ω? 2A”字样.
(1)在闭合电键S前,他应将滑动变阻器的滑片置于图中________端.(选填“A”或“B”)
(2)他实验步骤正确,刚闭合电键时,将电压表、电流表的示数记录在序号1中.接着,他移动滑片到中点位置(即滑动变阻器接入电路的电阻为10欧),将电压表的示数2.5伏记录在序号2中.当他将滑片移动到A端时,将电流表的示数0.36安记录在序号3中.请在表中将该同学尚未记录的数据填写完整,并计算出电阻值.(计算电阻时,精确到0.1欧)
物理量序号
电压(伏)
电流(安)
电阻(欧)
1
1.7
0.14
?________
2
2.5
________
________
3
________
0.36
________
25. 物理课外兴趣小组利用图中所示的电路图进行一些电学实验,其中电阻R有20Ω、15Ω、10Ω、5Ω、1Ω五个供选择,滑动变阻器的规格是“10Ω 1A”,电源电压5V保持不变.
(1)用笔画线代替导线将图中电流表准确接入电路.
(2)在做“探究导体的电流与电阻的关系”的实验时.
①选用哪三个电阻更合适?答:________
②此实验对电阻两端电压的控制有什么要求?答:________
③按要求接入电阻后闭合开关,发现电流表指针几乎不动,电压表指针向右偏转且超过满刻度,原因可能是________
(3)用一根导线代替电流表接入电路进行测量未知电阻Rx的实验,R先选用5Ω电阻接入电路,移动滑动变阻器的滑片使电压示数为2V,然后保持滑动变阻器的滑片不动,用Rx代替5Ω电阻接入电路,此时电压表示数为3V,则Rx的阻值为________Ω(保留小数点后两位).
26. 小盟想利用一块电流表和阻值已知的电阻R0测量电阻RX的阻值.小盟选择了满足实验要求的电源、电流表A,并连接了实验电路,如图所示.小盟的实验步骤没有写完整,请你帮助小盟完成实验步骤,并写出电阻RX的表达式.
(1)闭合开关S1 , 断开S2 , 读出电流表的示数为I1;
(2)________,读出电流表的示数为I2;请用I1、I2和R0表示RX . RX=________
27. 小明为测量小灯泡正常发光时的电阻(阻值约为10Ω),设计了如图所示的电路图。已知电源电压为6V,灯泡的额定电压为3.8V,滑动变阻器标有20Ω 1A字样。
(1)如图是小明根据电路图连接的实物图。闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,发现小灯泡________;经检查,是由于一根导线连接错误。请你在实物图中连接错误的导线上打×并补画出正确的连线________。
(2)若电压表0~15V的量程损坏,为完成实验,请你使用原有器材重新设计一个串联电路,并将设计的电路图画在上面的虚线框内。
(3)根据你的设计重新连接电路进行实验。闭合开关,移动滑动变阻器的滑片使电压表示数为________V,小灯泡正常发光,此时电流表的示数为0.4A,则小灯泡的电阻是________Ω。
28. 小徐做“用电流表、电压表测电阻”实验,现有电源(电压为6伏且保持不变)、待测电阻Rx、电流表、电压表、滑动变阻器、电键及导线若干,所有元件均完好.他连接电路进行实验,闭合电键后,在移动变阻器滑片的过程中,发现电流表示数的变化范围为0.10~0.56安,电压表示数的变化范围为0伏~5伏;当移动变阻器滑片到某个位置时,电压表、电流表的示数分别如图1(a)、(b)所示. ①请在方框内画出该同学的实验电路图________?(图请画到答题卡上的图2方框中).②请将表填写完整.(计算电阻时,精确到0.1欧)(请填到答题卡上的表格中).物理量
实验序号
电压UX(伏)
电流IX(安)
电阻Rx(欧)
电阻平均值RX(欧)
1
________?
________?
________?
?? ________
2
________??
________?
________?
3
________
________
________?
29. 在“用电压表和电流表测小灯泡电阻的实验”中(灯泡电阻约为10Ω)
(1)实验的原理是:________
(2)这叫________?法测电阻
(3)上图是某次用电压表和电流表测量小灯泡电阻的实物图,请用笔画线代替导线,按照实验的要求完成电路的连接.(要求:滑动变阻器的滑片向右移时电流表示数变大)
(4)在探究过程中,连接电路时,滑片应位于________(选填“A”或“B”)使用滑动变阻器的目的是________和________。
(5)若实验中无论怎样移动滑动变阻器的滑片,电流表和电压表示数均不发生变化,并且电流表和电压表示数均比较小,则原因可能是________。
30. 如图是用“伏安法”测量未知电阻Rx的实物电路图 .
(1)请用笔画线代替导线,将图中的实物电路连接完整,要求滑片向左移动时,滑动变阻器接入电路的阻值减小;
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片调到最________端(选填“左”或“右”);
(3)若实验中电压表损坏,利用原有剩余器材连接成如图所示电路,也能测出未知电阻Rx的阻值 . 已知滑动变阻器的最大阻值为R0 , 电源电压未知但保持不变 . 请将下列相关实验步骤补充完整 . ①闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到b端,记录电流表示数I1;②闭合开关S,________,记录电流表示数I2;③待测电阻的表达式Rx=________ .
31. 在“测量小灯泡电阻”实验中,小灯泡的额定电压 U = 2.5 V。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整。
(2)闭合开关后,发现电流表指针如图乙所示,其原因是________。
(3)排除故障后,闭合开关,移动滑片 P 使电压表示数为 2.5V,电流表示数如图丙所示I =________A,则小灯泡的电阻 R =________Ω。
(4)如图丁所示,是小华同学利用图甲电路做实验时,测绘出的小灯泡的电流随电压变化的关系图象。在图甲电路中, 电源电压 U = 4.5V 保持不变,当滑动变阻器取值 Rp =10Ω时, 小灯泡电阻值为 RL =________Ω(保留两位小数点)
32.小明在“探究电流与电阻关系”的实验中,准备了如下实验器材:干电池,标有“15Ω 1A”字样的滑动变阻器,阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻。
(1)小明连接了下面的电路,其中有一条导线连接有误,请将连接错误的导线打“×”并画出正确连线。
(2)排除故障后,小明将5Ω定值电阻连入电路,将滑动变阻器的滑片移动到________(选填a”或“b”)端,再闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为某一定值,此时电流表的示数如图乙,示数为________A.
(3)接下来断开开关,取下5Ω的定值电阻,分别把它换成10Ω、20Ω的定值电阻,闭合开关,调节滑动变阻器,控制________(选填“电流表”或“电压表”)示数不变,分别读取相应的电流表示数,记录在表中:
(4)由数据可知:当导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成________。
(5)小明想用一块电流表和一个定值电阻 测未知电阻 的阻值,于是他和同组同学设计了如图丙所示的电路图,并进行如下实验操作: ①闭合S、S1 , 此时电流表的示数为I;②2闭合S、断开S1,此时电流表的示数为I1;③求未知电阻 的表达式为: =________.(用 、I、I1表示)
答案解析部分
一、实验探究题
1.【答案】(1)(2)A???(3)C(4)12
【解析】【解答】 (1)电路的最大电流I= U/R=1.5V×2/10Ω=0.3A,电流表选择0.6A量程;滑动变阻器、电流表串连接入电路,电路图如图所示;故答案为:电路图如图所示.(2)由电路图知,滑片在A端时,滑动变阻器接入电路的阻值最大,因此闭合开关前,滑动变阻器滑片应移到A端;故答案为:A.(3)合开关时,发现电流表有示数而电压表无示数,且移动变阻器滑片P时,电流表示数会发生变化,则故障可能是:待测电阻短路,故C正确;故答案为:C.(4)由电路图知,电流表的量程是0.6A,由电流表图示知,电流表的最小分度值是0.02A,电流表示数是0.2A;待测电阻的阻值R=" U/" I=2.4V/0.2A=12Ω;故答案为:12.
2.【答案】(1)小灯泡额定电压是2.5V,电压表使用小量程,将电压表并联在小灯泡的两端,如右图所示
(2)断开
;A
(3)10.4
;灯丝的电阻与温度有关
(4)把电压表并联在滑动变阻器的两端
【解析】【解答】解:(1)小灯泡额定电压是2.5V,电压表使用小量程,将电压表并联在小灯泡的两端,如右图所示;(2)在连接电路时,开关应 断开,因滑动变阻器滑片以右部分电阻丝连入电路,所以,滑动变阻器滑片P应位于A端;(3)电流表使用小量程,分度值为0.02A,示数为0.24A,由欧姆定律R= = =10.4Ω;
发现I﹣U图线是一条曲线,电压与电流不是一次函数的关系,原因小灯泡的电阻不是定值,而是随温度的变化而变化;(4)还想测量额定电压为3.8V的小灯泡正常发光时的电阻,因电压表的15V量程已经损坏,故只能使用0﹣3V量程,考虑到电源电压为4.5V,根据串联电路的总电压等于各部分电压和,所以可将电压表并联在滑动变阻器的两端,移动滑动变阻器的滑片,当电压表示数为4.5V﹣2.5V=2.0V时,小灯泡两端的电压一定为2.5V.
故答案为:(1)如右上图所示;(2)断开;A;(3)10.4;灯丝的电阻与温度有关;(4)把电压表并联在滑动变阻器的两端.
【分析】(1)确定电压表的量程,与小灯泡并联;(2)连接电路时,为保护电路元件,开关应断开,滑动变阻器滑片应置于连入电路阻值最大的位置;(3)根据电流表的示数,由欧姆定律求电阻大小;I﹣U图线是一条曲线,说明灯泡的电阻不是一个定值,而是随温度的变化而变化的;(4)根据串联电路电压的特点,将电压表并联在滑动变阻器的两端即可.本题涉及伏安法测电阻的基本知识,最后一问,考查在特殊情况下学生灵活运用知识解决实际问题的能力和设计实验方案的能力.
3.【答案】(1)解:(1)电压表与灯泡并联,电流从正接线柱流入负接线柱流出;然后把滑动变阻器的A接线柱与灯泡串联,如下图所示:
(2)B(3)2.5V;5Ω
【解析】【解答】解:(2).在闭合开关之前,保护电路的滑动变阻器应处于最大阻值的B端(3)电压表的量程为0~3V,分度值为0.1V,所以灯泡两端的电压U=2.5V;
电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,所以通过灯泡的电流I=0.5A;
灯泡的电阻R= = =5Ω.
故答案为:(1)如上图所示;(2)B;(3)2.5V;5Ω.
【分析】(1)电压表与灯泡并联测电压,注意正负接线柱的连接;滑动变阻器按一上一下的原则串联在电路中,滑片P向左移动时,接入电路中的电阻值变小说明应把左下方接线柱接入电路.(2)在闭合开关之前,为防止电路电流过大烧坏电路原件,保护电路的滑动变阻器应处于最大阻值处.(3)根据电表的量程和分度值读出电表的示数,根据欧姆定律求出灯泡的电阻.
4.【答案】(1)E(2)解:如图: (3)G(4)C(5)5.5
【解析】【解答】解:(1)滑动变阻器在电路中是为了改变电流表和电压表的示数,实现多次测量;滑动变阻器的阻值较大,则其两端分担的电压较大,定值电阻两端分担的电压较小,当滑片移动时,电压表的示数变化较小,不利于实验的结果的测量;故应选用滑动变阻器(0~10Ω);(2)电源电压为2节干电池,为3V,故电压表量程为0﹣3V;滑动变阻器采用一上一下的接法,如图: ;(3)闭合开关前,滑动变阻器阻值调至最大,即滑片移到G端;(4)闭合开关后电流表没有示数,而电压表有示数,说明电压表并联部分断路,即定值电阻Rx断路;故选C;(5)电压表的示数为2.2V,电流表示数为0.40A,由I= 得测得的定值电阻Rx为Rx= = =5.5Ω.故答案为:(1)E;(2)如图;(3)G;(4)C;(5)5.5.【分析】(1)根据滑动变阻器的作用分析;(2)根据电源电压和滑动变阻器的接法画图;(3)闭合开关前,滑动变阻器阻值调至最大;(4)根据灯泡发光情况、电流表和电压表是否有示数确定电路的故障;注意灯泡不亮,说明电路存在断路或灯泡发生短路;电流表示数为零说明电路断路;根据各选项的故障进行逐一分析.(5)根据欧姆定律求出电阻.
5.【答案】(1)左;D;Rx;断(2)2;48;大;52
【解析】【解答】解:(1)①为保护电路,在闭合开关前,滑动变阻器的滑片应滑至最大阻值处即最左端;②由图可知,D导线使Rx短路,即Rx并未接入电路,因此D导线连接错误;③连好电路,闭合开关,移动变阻器滑片P,发现电压表有示数且保持不变,电流表无示数,说明在电压表两接线柱之间的电路是断路,即Rx处断路;(2)①由图可知,电压表测用0﹣3V量程,最小分度为0.1V,可读出示数为2V;保持变阻器接入电路的电阻和电压表示数不变,则变阻器两端电压U变=U﹣2V仍不变,根据串联电路的分压规律可知,变阻箱此时接入电路中的阻值与Rx值相等,即Rx=48Ω;②如果向右移动滑片,则此时变阻器接入电路的电阻变大,根据串联电路 = 可知, 不变时,R滑变大,则R箱也相应变大,即他测得Rx的阻值将变大; 由 = ,变阻器未移动时接入电路的阻值,R滑= ×Rx= ×48Ω=24Ω,滑片P的右移使滑动变阻器接入电路的阻值增大了2Ω,即R'滑=24Ω+2Ω=26Ω时, = = ,即Rx=2R'滑=2×26Ω=52Ω.故答案为:(1)①左;②D;③Rx;断;(2)①2;48;②大;52.【分析】(1)①闭合开关前,为保护电路,滑动变阻器应滑至最大阻值处;②变阻器应与R串联在电路中,据此分析;③电压表有示数,说明与电压表两接线柱连接的电路是通路,电流表无示数,说明电路断路,从而判断出故障的可能原因;(2)①电压表读数时,先明确量程,再弄清最小分度,最后读数;根据串联电路的分压特点进行分析;②根据串联电路的分压特点, = ,要使 不变,当其中的一个电阻变小时,另一个电阻也会随之变小,据此分析.
6.【答案】(1)解:如上所示 (2)最左(3)6和8;断路(4)5(5)电压表改用小量程;调节滑动变阻器的滑片,多次测量取平均值
【解析】【解答】解:(1)实验中滑动变阻器的滑片向右移动时电流表示数增大,即电阻变小,故变阻器滑片以右电阻丝连入电路中,如下图所示: ;(2)为保护电路,闭合开关前应将滑动变阻器的滑片移动到阻值最大处,即最左端;(3)由图乙可知,电压表选用大量程,分度值为0.5V,将滑动变阻器的滑片从接入电路电阻最大处移动到另一端过程中,电压表示数约为6V,电流表示数约为0,经分析与电压表并联的电阻所在支路断路了,即导线6和8发生了断路;(4)图丙选用大量程,分度值为0.5V,电压表示数为2.5V,由欧姆定律I= ,待测电阻:R= = =5Ω;(5)为提高测量的准确程度,电压表改用小量程,提高测量的准确度;同时,调节滑动变阻器的滑片,多次测量取平均值故答案为:(1)如上所示;(2)最左;(3)6和8;断路;(4)5;(5)电压表改用小量程;调节滑动变阻器的滑片,多次测量取平均值.【分析】(1)根据实验中滑动变阻器的滑片向右移动时电流表示数增大,确定变阻器的连接;(2)为保护电路,闭合开关前应将滑动变阻器的滑片移动到阻值最大处(3)根据图乙两表的量程读数,若电流表示数接近为0,说明电路可能断路;电压表示数接近电源电压,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的支路以外的电路是完好的,则与电压表并联的电路所在支路断路了;(4)根据图丙电压表量程读数,由欧姆定律求电阻大小;(5)为提高测量的准确度,可从电压表的量程和多次测量取平均值角度考虑.
7.【答案】(1)解:如图所示: (2)B(3)右(4)12.5
【解析】【解答】(1)滑动变阻器的接法为“一上一下”,电路图如图所示:;(2)灯泡不亮,可能是灯泡断路或短路或灯泡之外的电路断路;电流表无示数可能是电路断路;电压表示数接近电源电压,说明电压表与电源两端相连,电压表并联电路之外,不存在断路;故答案为:D;(3)电压表使用0~3V量程,分度值为0.1V,电压为2.2V;要使灯泡正常工作,灯泡两端电压从2.2V增大到2.5V,电路电流要增大,总电阻要减小,滑动变阻器的电阻要减小,滑片向右端移动,使电压表的示数为2.5V为止;(4)由图像知,当灯的电压是2.5V时,对应的电流值为0.2A,小灯泡正常发光时的电阻为 。故答案为:(1). ????(2). B??? (3). 右??? (4). 12.5【分析】利用伏安法测量电阻时,滑动变阻器与电阻串联,并且要一上一下,利用电压表测量电压,电流表测量电流,利用电压和电流的比值计算电阻的大小.
8.【答案】(1)见图 (2)右(3)0.22;10(4)灯泡短路(5)灯泡电阻受温度影响
【解析】【解答】(1)伏安法则小灯泡的电阻的实验中,电流表、滑动变阻器、灯泡应串联,滑动变阻器一上一下接入电路,电压表测灯泡两端电压,因为电源由两节干电池组成,即电源电压为3V,所以电压表应使用0﹣3V量程.如图所示: (2)为了保护电路,在闭合开关之前,滑动变阻器的滑片应放在最大值右端;(3)由图电流表使用0﹣0.6A量程,分度值0.02A,所以电压表示数为2.2V,电流表示数为0.22A, 由 可得此时灯泡电阻:;(4)电路连接无误,接确良好.闭合开关后,发现电流表的指针明显偏转,说明电路不是断路而是短路;电压表的示数为零,说明与电压表并联的部分短路,灯不亮说明灯泡短路了;(5)因为灯泡电阻受温度影响,灯泡两端电压不同时,实际功率不同,温度不同,所以三次测量的灯泡电阻不相同.故答案为:(1)见上图;(2)右;(3)0.22;10;(4)灯泡短路;(5)灯泡电阻受温度影响.【分析】(1)本实验中电流表、滑动变阻器、灯泡应串联,电压表测灯泡两端电压,由此连接实物;(2)在闭合开关之前,图中滑动变阻器的滑片应放在最大值处;(3)根据电流表的量程和分度值读出电流表示数,由 计算此时灯泡电阻;(4)电路故障有两种:断路或短路.电路连接无误,闭合开关后,电流表的指针明显偏转,灯泡不亮,电压表的示数为零,说明灯泡处短路.(5)灯泡电阻受温度影响,由此分析解答.
9.【答案】(1)D
;B
(2)
(3)
(4)
【解析】【解答】解:(1)将定值电阻、待测电阻、滑动变阻器串联在电路中,
当滑动变阻器连入电路中的电阻为0时,电路中电流最大,最大电流:
IX大= = =0.05A=50mA;
当滑动变阻器的连入电路中的电阻最大,电路中的电流最小,最小电流:
IX小= =0.021A=21mA>50mA× ≈16.7mA;
所以电流表选用B;
电源电压为3V,故电压表选用0~3V量程,即电压表选用D;
若将电压表并联在待测电阻两端,待测电阻的最大电压:UX大=IX大RX=0.05A×20Ω=1V,电压表的读数是量程的 ,不满足实验要求,故电压表不能并联在待测电阻两端,而定值电阻和待测电阻两端的最小电压:U0X=IX小×(R+R0)=0.021A×60Ω=1.26V>3V× =1V,所以应将电压表并联在定值电阻和待测电阻两端,才能满足两电表的读数均大于其量程的 ;(2)将定值电阻、待测电阻、滑动变阻器、电流表串联在电路中,电压表并联在定值电阻和待测电阻两端,如上图所示;?? (3)根据所画的电路图,用笔画线代替导线,将实物图连接起来,注意电表正负接线柱的连接及滑动变阻左边电阻连入电路;(4)由欧姆定律,R0+RX= ,所以待测电阻阻值:RX= ﹣R0。
故答案为:(1)D,B;(2)如上图所示;(3)如右上图所示; (4)RX= ﹣R0。
【分析】(1)将定值电阻、待测电阻、滑动变阻器串联在电路中,当滑动变阻器连入电路中的电阻为0时,电路中电流最大,IX= = =0.05A=50mA;当滑动变阻器连入电路中的电阻最大时,电路中的最小电流I0X= =0.021A=21mA>50mA× ,所以,电流表选用B;待测电阻两端的最大电压UX=IXRx= ×Rx= ×20Ω=1V=3V× =1V,不符合电表的读数大于其量程的 ;而定值电阻、待测电阻两端的最小电压U0X=I0X×(R+R0)=0.021A×60Ω=1.26V>3V× =1V,而电源电压为3V,将电压表并联在定值电阻、待测电阻两端,所以,电压表选用D;(2)根据上述分析,画出实验电路图;(3)根据所画的电路图,将实物图连接起来,注意实物图与电路图要逐一对应;(4)根据电路图,由欧姆定律,求出待测电阻大小;本题用“伏安法”测量一个未知电阻Rx的阻值,考查学生选择实验器材、设计实验方案的能力,难度较大。
10.【答案】(1)断开(2)8;如下图 (3);测量时,先将滑片移至最右端,测出此时的电流I1 , 则电源电压U=I1Rx;将滑片移至最左端,测出此时的电流I2 , 则电源电压U=I2Rx+I2R;
【解析】【解答】解:(1)在连接电路时开关应该处于断开状态;(2)由图乙可知,通过小灯泡的电流I=0.3A,小灯泡两端的电压U=2.4V, 此时小灯泡灯丝的电阻值R= = =8Ω;由图乙可知,电压表的量程为0~3V;电流表的量程为0~0.6A;将电流表、被测电阻以及滑动变阻器串联连接,电压表并联在被测电阻两端;滑动变阻器按一上一下的原则接线;如下图所示:;(3)如果电压表突然损坏,已知滑动变阻器的最大阻值为R,电源电压保持不变,画出此时的实验电路图如下:.a实验步骤:①测量时,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= .故答案为:(1)断开;(2)8;如上图;(3)如上图;实验步骤:①测量时,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.表达式: .【分析】(1)为了保护电路元件,在连接电路时,开关要断开;(2)根据欧姆定律计算小灯泡灯丝的电阻值;确定电压表和电流表的量程,将电流表、被测电阻以及滑动变阻器串联连接,电压表并联在被测电阻两端;注意滑动变阻器按一上一下的原则接线;(3)由于没有电压表,滑动变阻器的最大阻值已知,可以将滑动变阻器看做一个定值电阻,使滑动变阻器的阻值为零,测出电流,使其阻值最大,测出电流,根据电源电压不变的特点列出关系式,求出位置电阻的阻值.
11.【答案】(1)解:如图所示:(2)电流表断路(电阻Rx断路)(3);5.5(4)断开S2;
【解析】【解答】解:(1)电压表应该并联在定值电阻和电流表的两端,电路图如图所示: ;(2)由电流表示数始终为零说明电路出现断路,电压表示数较大且几乎不变说明电压表的正负接线柱与电源的两极相通,即电流表或定值电阻断路;(3)根据描点法画出图像: ;由图丙知当定值电阻两端的电压U=1.0V时通过的电流为0.18A,当定值电阻两端的电压U=2.0V时通过的电流为0.368A,当定值电阻两端的电压U=2.8V时通过的电流为0.51A,R1= ≈5.55Ω,R2= ≈5.55Ω,R3= ≈5.49Ω,Rx= ≈5.5Ω;(4)当闭合开关S1、S2时电压表测量R0两端的电压,根据I= 的变形式R= 得R0= ;当打开S2时R0、Rx串联,R0+Rx= ,所以Rx= - 。故答案为:(1) ;(2)电流表断路(电阻Rx断路);(3) ;5.5;(4)断开S2; 。【分析】(1)根据电路图连接实物图;(2)先根据电流表判断电路断路,在根据电压表判断电流表断路或灯泡断路;(3)根据描点法画出图像;根据图丙上提供的信息、欧姆定律求出定值电阻的阻值,再求其平均值;(4)先判断闭合开关S1、S2时的电路,根据欧姆定律求出R0的值,再判断打开S2时的电路,根据欧姆定律求出R0和Rx的总电阻,最后求出Rx的值。
12.【答案】(1)(2)最大阻值;短路(3)0.24;10(4)b端;
【解析】【解答】(1)图甲中还未连入的元件有电流表和滑动变阻器,电流表和滑动变阻器都应串联在电路中,按照“一上一下”,并结合要求:滑动变阻器滑片右滑.电路中的电流增大,导线不允许交叉,所以将电流表的负接线柱与滑动变阻器右下接线柱相连,如图:;(2)为了保护电路,闭合开关前应将滑动变阻器的滑片移到最大阻值处;闭合开关,电流表指针明显偏转,说明电路中有电流,没有断路,而电压表几乎无示数,说明与电压表并联部分电路的电阻几乎为零,从而可判断出现的故障可能是Rx短路;(3)由图乙知,电流表所选量程是00.6A,分度值是0.02A,所以电流表读数为0.24A;已知电压表示数Ux=2.4V,电流表示数Ix=0.24A,所以未知电阻Rx的阻值为: ;(4)由图丙可知, 闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到a端时,滑动变阻器接入最大值,且与Rx并联,此时电流表测干路电流,其示数I1即是电路中总电流;再将滑动变阻器的滑片P移到b端,让Rx被短路,此时电流表示数I2即是通过滑动变阻器的电流,因为滑动变阻器最大阻值为R0 , 所以滑动变阻器两端电压,即电源两端电压为I2R0;滑片P在a端时通过Rx的电流为I1-I2 , 则未知电阻Rx的阻值为 。故答案为:(1);(2)最大阻值;短路;(3)0.24;10;(4)b端;。【分析】(1)图甲中还未连入的元件有电流表和滑动变阻器,电流表和滑动变阻器都应串联在电路中,按照“一上一下”,并结合题中要求:滑动变阻器滑片右滑.电路中的电流增大,导线不允许交叉,将电流表和滑动变阻器连入电路;(2)为了保护电路,闭合开关前应将滑动变阻器的滑片移到最大阻值处;闭合开关,电流表指针明显偏转,说明电路中有电流,没有断路,而电压表几乎无示数,说明与电压表并联部分电路的电阻几乎为零,从而可判断电路的故障;(3)观察图乙,根据电流表所选量程和分度值,即可正确读出电流值;根据电压表示数和电流表示数,利用公式 , 即可求出未知电阻Rx的阻值;(4)由图丙可知, 闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到a端时,滑动变阻器接入最大值,且与Rx并联,此时电流表测干路电流,其示数I1即是电路中总电流;再将滑动变阻器的滑片P移到b端,让Rx被短路,此时电流表示数I2即是通过滑动变阻器的电流,再结合滑动变阻器最大阻值为R0 , 求出滑动变阻器两端电压,即电源两端电压,求出滑片P在a端时通过Rx的电流,再利用欧姆定律可求出未知电阻Rx的阻值。
13.【答案】(1)解: (2)B(3)灯泡断路(4)B
【解析】【解答】解:(1)读图可知,电源电压为2节干电池,不超过3V,则电路中的电流I===0.5A,因此电流表选择0~0.6A量程;变阻器选择上方任一接线柱,将它们与灯泡串联在一起,如图所示. (2)闭合开关前,变阻器的滑片应置于最大阻值处,即移到图中的B端;(3)闭合开关,发现灯泡不亮,电流表指针几乎不偏转,说明电路断路.电压表示数接近电源电压,说明电压表并联部分断路,则电路故障的原因可能是灯泡断路.(4)A.探究电流通过导体时产生的热量与导体电阻的关系时,应至少有两个不同的电阻进行对比实验,故A不合题意;B.探究导体中的电流与导体两端电压的关系,应保持电阻不变,小灯泡更换成定值电阻后,阻值不变,故B符合题意;C.探究电流的磁场强弱与电流大小的关系,应使用通电螺线管,而不是定值电阻,故C不合题意;D.探究导体中的电流与导体电阻的关系,应保持电压一定,多次改变阻值,一个定值电阻不能完成探究,故D不合题意.故答案为:(1)见上图;(2)B;(3)灯泡断路;(4)B【分析】(1)电流表应与灯泡串联,根据灯泡电阻和电源电压确定其量程;变阻器注意要一上一下选择接线柱;(2)闭合开关前,变阻器的滑片应置于最大阻值处;(3)根据电路故障的现象判断是短路还是断路,再进一步确定短路或断路发生的位置;(4)小灯泡更换成定值电阻,则电阻一定,此时可探究电流与电压的关系.
14.【答案】(1)将单刀双掷开关拨至a处,电流表示数为I1;拨至b处,电流表示数为I2;(2)【解答】解:推导出测量电阻RX的数学表达式:开关拨至a处,电流表示数为I1 , 由欧姆定律则有:U=I1(R1+RX)同理,开关拨至b处,电流表示数为I2 , 则有:U=I2(R2+RX)电源电压恒定,所以I1(R1+RX)=I2(R2+RX),解得:RX=.
【解析】【解答】解:1.实验电路图: 测量步骤:①按照电路图连接实物电路;②将单刀双掷开关拨至a处,电流表示数为I1;拨至b处,电流表示数为I2 . 【分析】只有电流表没有电压表,且两已知电阻又不能单独与电流表接在电源上,所以可以将两已知电阻分别与RX串联,测出电流,根据电路特点和欧姆定律,由电源电压不变列式求出的RX阻值.
15.【答案】(1)(2)0.5(3)R1(4)6.1(5)灯丝的电阻随温度的升高而增大,小灯泡两端电压越低,灯泡的实际功率越小,温度越低. 所以电阻越小。
【解析】【解答】(1)采用“电流流向法”,电流从电源正极出发依次将开关、滑动变阻器、待测电阻R1、电流表串联起来,再将电压表并联在待测电阻的两端;注意滑动变阻器按一上一下的原则串联在电路中,电流从正接线柱流入负接线柱流出,如下图所示: (2)当电压表的示数为3V时, 电路中的电流I= = =0.5A<0.6A,所以电路中允许通过的最大电流为0.5A;(3)当电压表的示数为3V时,I=0.5A,滑动变阻器两端的电压U滑=U﹣U1=4.5V﹣3V=1.5V,滑动变阻器接入电路的最小电阻值:R滑= = =3Ω,故为了多测几组数据且电表都不能超过其量程,应选滑动变阻器R1 . (4)电阻R= =6.1Ω;(5)由于灯丝的电阻随温度的升高而增大,小灯泡两端电压越低,灯泡的实际功率越小,温度越低,所以小灯泡的电阻越小.故答案为:(1)如图所示;(2)0.5;(3)R1;(4)6.1;(5)灯丝的电阻随温度的升高而增大,小灯泡两端电压越低,灯泡的实际功率越小,温度越低【分析】(1)根据电路图连接实物图,可采用“电流流向法”,从电源的正极出发,按照电流的流向,先串主电路,再将电压表并在待测电阻的两端;连接滑动变阻器时,要“一上一下”的原则.(2)当电压表的指针满偏时,根据欧姆定律求出电路中的电流,然后结合电流表的量程确定电路中的最大电流.(3)当电压表的示数为3V时,根据串联电路的电压特点求出滑动变阻器两端的电压,根据欧姆定律求出滑动变阻器接入电路的最小电阻值,据此判断滑动变阻器的规格;(4)求出三次电阻的平均值便可;(5)根据灯丝电阻随温度升高而增大的特点进行分析.
16.【答案】(1)R= ;断开;B;.2;5;5;B(2)甲;滑片在最左端时,电压表的示数就是电源电压U;当滑片到最右端,滑动变阻器接入电路的阻值是100Ω,读出待测电阻两端的电压为Ux,则滑动变阻器分得电压为U﹣Ux,根据串联分压原理可得 = ,则RX= ×100Ω
【解析】【解答】解:(1)a、电流表可以测出电阻的电流,电压表可以测出电压表两端的电压,利用欧姆定律可以求出电阻值的大小,故实验原理为:R= ; b、为保护电路,连接电路时开关应断开,滑动变阻器的滑片应处于最大阻值处的B端;c、电压表量程为0﹣3V,分度值为0.1V,电压示数为2V;d、本实验进行了多次测量的目的减小误差,根据公式R= 可以求出三次电压下的电阻分别为:4.8Ω、5Ω、5.2Ω,故被测电阻Rx的阻值为:Rx= =5Ω;因为电阻的大小与电流和电压无关,所以,若开关断开,Rx的阻值仍然为5Ω;e、滑动变阻器可以改变连入电路的电阻,从而改变待测电阻的电流值和电压值,实现多次测量,故选B;(2)由题意可知,电路中的电阻值很大,但电源电压很小,所以电流也会很小,利用电流表无法准确测出电流,不能达到实验目的,故甲方案不可行;丙方案是可行的,具体做法为:①调节电阻箱的阻值为R1 , 使电压表示数为1V,则电阻箱的电压为3V﹣1V=2V,待测电阻的电压为电阻箱电压的 ,根据分压原理,待测电阻RX1= R1 , ②同理,分别调节电阻的阻值为R2、R3 , 使电压表示数分别为1.5V、2V,待测电阻分别为RX2=R2 , RX3=2R3;③将3次测量的平均值作为测量结果,可以减小误差,结果会更准确;乙方案的具体做法为:滑片在最左端时,电压表的示数就是电源电压U;当滑片到最右端,滑动变阻器接入电路的阻值是100Ω,读出待测电阻两端的电压为Ux,则滑动变阻器分得电压为U﹣Ux,根据串联分压原理可得 = ,则RX= ×100Ω.故答案为:(1)a.R= ; b.断开;B; c.2; d.5;5; e.B;(2)甲;滑片在最左端时,电压表的示数就是电源电压U;当滑片到最右端,滑动变阻器接入电路的阻值是100Ω,读出待测电阻两端的电压为Ux,则滑动变阻器分得电压为U﹣Ux,根据串联分压原理可得 = ,则RX= ×100Ω.【分析】(1)a电流表可以测出电阻的电流,电压表可以测出电压表两端的电压,利用欧姆定律可以求出电阻值的大小;b为防止电路中的电流过大烧坏电路元件,连接电路时开关应断开,滑动变阻器处于最大阻值处;c根据电压表的量程和分度值读数;d分别利用欧姆定律的变形公式求出电阻值;电阻的大小与电流和电压无关;e滑动变阻器可以改变电流值电压值;(2)对于这类实验设计题目,主要是根据提供的实验器材,选择合理的设计实验方案,结合题目中所给的电路图进行分析,利用欧姆定律的变形公式求解电阻的阻值.
17.【答案】(1)解:如下图所示: (2)电压表的示数为2.5V;
【解析】【解答】解:(1)经分析可知,电压表应先测量灯泡两端的电压,使灯泡两端的实际电压为额定电压值,然后再测量定值电阻和R0两端的电压之和,如下图所示:;(2)①断开开关S2 , 闭合开关S1、S3 , 移动滑动变阻器的滑片P,为了使灯泡两端的实际电压为额定电压值,所以使电压表的示数为2.5V;保持滑动变阻器的滑片位置不变,断开开关S3 , 闭合开关S2 , 记录电压表的示数为U;②因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,定值电阻两端的电压:U0=U﹣UL=U﹣2.5V,因串联电路中各处的电流相等,所以,电路中的电流:I= = ,即 = ,解得:RL= .故答案为:(1)如上图所示;(2)①电压表的示数为2.5V;② .【分析】(1)由图知,只有电压表,没有电流表,可借助已知定值电阻间接得到灯泡的电流,电压表应先测量灯泡两端的电压,使灯泡电压等于其额定电压,再直接或间接测出定值电阻的两端的电压,从而得到电路中电流,由此分析完成实验电路;(2)为测灯泡正常发光时的电阻,要先使灯泡正常发光,移动滑动变阻器的滑片P使电压表的示数等于灯泡的额定电压.保持滑片位置不变,再用电压表测出定值电阻两端的电压,根据欧姆定律和串联电路的特点得到RL的表达式
18.【答案】(1)R= (2)B(3)滑动变阻器的滑片没放在阻值最大端;电流表的量程选小了(4)0.3;8
【解析】【解答】(1)伏安法测电阻的原理:R=U/I;(2)闭合开关前,为了保护电路,应将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处,由图知道应将滑片放在B端;(3)“试触”时,指针摆到电流表的最大刻度,可能是滑动变阻器的滑片没放在阻值最大端,还可能是电流表量程选小了;(4)根据图2知道,电压表的量程是0~3V,分度值是0.1V,所以示数是2.4V;电流表的量程是0~0.6A,分度值是0.02A,示数是0.3A;由I=U/R知道被测电阻的阻值是:Rx=U/I=2.4V/0.3A=8Ω。【分析】利用伏安法测量电阻时,电压表测量电压,电流表测量电流,利用电压和电流的比值计算电阻的大小.
19.【答案】(1)断开;B;C;电压;;小(2)大;温度
【解析】【解答】解:(1)连接电路时,开关应断开。闭合开关之前,应将滑动变阻器滑片置于阻值最大位置,即滑动变阻器的滑片应置于B端。(2)闭合开关,发现电流表、电压表均无示数,说明电路可能断路;将导线EF的E端取下,依次接在滑动变阻器的C、A接线柱上时,观察到两种情况下电流表均无示数,电压表示数均为电源电压,则电压表“+”接线柱接C、A接线柱时,电压表与电源连通,AE间导线断路,答案为C。(3)探究“电流与电阻的关系”时,应保持电压表示数不变。根据表中数据,用描点法画出通过导体的电流I与电阻R的关系图像如下: 分析图像发现:在此实验中,当定值电阻阻值较大时,通过它的电流较小,进一步分析发现随着阻值的增大,电流的变化量越来越小,可见,若连入电路的定值电阻阻值均太大,不易发现通过导体的电流随电阻的变化规律。(4)乙小组用该实物电路测电热毯的电热丝阻值,电压表与电热丝并联,测电热丝两端的电压,闭合开关,无论怎么样移动滑片,发现电流表示数始终很小,电压表指针始终接近最大测量值。说明:电热毯的阻值远比滑动变阻器的最大阻值大;(5)测量值与电热毯正常工作时的阻值相差10倍左右,这是因为导体的电阻与温度有关。【分析】研究电流与电压、电阻的变化关系,涉及到电路的连接(连接电路前,开关必须断开;变阻器按一下一上接入电路中,电压表与电阻并联)、对反常现象的处理、实验中注意事项、控制变量法(电流与电压的变化关系时,应控制电阻大小不变;研究电流与电阻的变化关系时,应控制电压大小不变)的运用及滑动变阻在不同实验中的不同作用(a。保护电路;b.控制定值电阻两端的电压或电流大小)和分析数据归纳结论的能力.缺少电流表测电阻的问题,要用到数学的推理思维,常以电流处处相等为突破口,利用已知阻值的R0和开关的控制,推导出通过RX中的电流;如果缺少电压表测电阻,也常以各支路电压相等为突破口.?
20.【答案】(1)解:滑动变阻器我采用一上一下的接法,滑动变阻器滑片P右移灯泡变亮,表明电路中的电流变大,滑动变阻器电阻减小,接法如图所示: (2)A;CA.小灯泡短路 B.滑动变阻器短路 C.小灯泡断路 D.滑动变阻器断路(3)0.2;8;R2(4)不合理(5)没有保持电阻两端的电压不变
【解析】【解答】解:(2)连接电路时,闭合开关前,滑动变阻器阻值应调至最大,即A端;电压表有示数,电流表指针几乎不偏转,说明问题出在电压表两接线柱之间的电路,短路不对(这样电压表示数为0,电流表有示数),只能是小灯泡处断路,故选C;(3)电流表量程为0﹣0.6A,分度值为0.02A,电流表示数为0.2A;根据欧姆定律可知灯泡的电阻为:R= = =8Ω;电源有两节干电池组成,电源电压为3V,第一组灯泡两端的电压为0.5V,则滑动变阻器两端的电压为U'=3V﹣0.5V=2.5V,电流为0.16A,则滑动变阻器接入电路的电阻为:R'= = =15.625Ω,故应选择R2;(4)由表格中的数据可知,灯丝电阻随温度变化而变化,在不同电压下,温度不同,电阻也不同,所以求平均值是不合理.(5)实验时,分别把5Ω、10Ω、15Ω电阻接入原灯泡位置,立即闭合开关,原灯泡位置接入的电阻越大,分担的电压越大,没有保持电阻两端的电压不变,所以得到电流跟电阻不成反比.故答案为:(1)如图;(2)A;C;(3)0.2;8;R2;(4)不合理;(5)没有保持电阻两端的电压不变.【分析】(1)滑动变阻器我采用一上一下的接法;(2)连接电路时,滑动变阻器阻值应调至最大;闭合开关,电流表没有示数,说明电路存在断路;电压表示指针不动,可能是与电压表并联的电路短路或电压表并联电路之外电路存在断路造成的;(3)根据电流表的量程和分度值读数;根据欧姆定律求出灯泡的电阻;根据串联电路电压规律求出滑动变阻器两端的电压,根据欧姆定律求出滑动变阻器的电阻;(4)灯泡的电阻与温度有关,在不同电压下其电阻是不同的,所以取灯泡电阻的平均值无意义.(5)由欧姆定律知,电压一定时,电流跟电阻成反比,实验发现,电流跟电阻不成反比,没有控制好前提条件不变.
21.【答案】(1)解:如图所示. (2)0.3;8(3)闭合开关S、S1;
【解析】【解答】解:(1)变阻器应串联在电路中,可将导线一端接在变阻器上端,另一端接在电阻R右端,如图所示.;(2)读图可知,电流表的量程为0~0.6A,其分度值为0.02A,则电流表的示数为0.3A.由公式I= 得,R= = =8Ω;(3)实验步骤:①闭合开关S、断开S1 , 用电压表测出待测电阻Rx两端的电压为U1;②闭合开关S、S1 , 用电压表测出电源的电压U;③因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,R0两端的电压:U0=U﹣Ux=U﹣U1 , 因串联电路中各处的电流相等,所以,I= = ,即 = ,解得:Rx= .故答案为:(1)如上图所示;(2)0.3;8;(3)②闭合开关S、S1;③ .【分析】(1)变阻器应串联在电路中,且要一上一下接线柱进行连接;(2)明确电流表的量程和分度值,读出示数,再利用欧姆定律的变形公式计算电阻的大小;(3)由电路图可知,当开关S闭合、S1断开时,R0、Rx串联,电压表测Rx两端的电压;当开关S、S1均闭合时电路为Rx的简单电路,电压表测电源的电压;根据串联电路的分压特点和定值电阻的阻值求出Rx的阻值,据此设计实验步骤得出结果.
22.【答案】(1)解:如图1
(2)开关未断开(3)10.1(4)解:见图2
【解析】【解答】(1)伏安法测电阻实验中,电流表和定值电阻串联,电压表和定值电阻并联,故电路图的连线如图所示:
;(2)小明把最后一根导线连接完毕,两电表立即有较大示数,故障原因除了变阻器的滑片没放在最大阻值处外,还有连接电路时开关未断开;(3)图乙中电压表示数为U=2.6V,则第三次测量的结果为R=U/I=10Ω,所以最后得出 ;(4)根据实物图画出电路图:
【分析】(1)当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时,电路中的电流最大,根据欧姆定律求出电路中的最大电流确定电流表的量程且与定值电阻串联,滑动变阻器按一上一下的原则串联在电路中,滑片向右滑动时连入电路的电阻变小说明右下方接线柱必须接入电路中;(2)接完最后一根导线,电表有示数说明开关闭合;电流表示数较大,说明电路电阻较小,滑动变阻器滑片没有置于阻值最大位置;(3)根据电压表的量程和分度值读出示数,利用欧姆定律求出第三次测量时的电阻值,取三次电阻的平均值即为定值电阻的阻值;(4)根据实物图画出电路图.
23.【答案】(1)解:如图所示: (2)调节指针归零(3)0.24;10;多次测量求平均值,减小误差的目的(4)不可行;电路中的最大电流小于电流表小量程的分度值,无法测出电流的大小; ×R0
【解析】【解答】解:(1)由电源电压确定电压表的量程,通过待测电阻的最大电流I= =0.3A<0.6A,电流表选用小量程;滑片向左移动时,电流表示数变小,滑动变阻连入电路中的电阻变大,所以,滑片以右电阻丝连入电路,如图所示 :;(2)开关闭合前,发现电流表的指针在零刻度线左侧,应调节指针归零;(3)电流表小量程的分度值为0.02A,示数为0.24A,RX= =10.0Ω;小李又调节滑动变阻器的滑片P到不同位置再进行测量,这样做可以达到多次测量求平均值,减小误差的目的;(4)①电源电压约为3V,若待测电阻为数百欧,电路中的最大电流不超过0.02A,即小于电流表小量程的分度值,所以,无法测出电流的大小;②电路连接正确后,闭合S1 , 将S2拨到触点1时,电压表测电源电压U=U1; 闭合S1 , 将S2拨到触点2,当电阻箱的阻值调为R0时,电压表的示数U2 , 即为则待测电阻的两端的电压,根据分压原理, = ,待测电阻的阻值Rx= ×R0 . 故答案为:(1)如图所示; ;(2)调节指针归零;(3)0.24;10;多次测量求平均值,减小误差的目的;(4)①不可行;电路中的最大电流小于电流表小量程的分度值,无法测出电流的大小;② ×R0 .【分析】(1)将待测电阻、滑动变阻器和电流表串联在电路中,电压表并联在待测电阻的两端,根据电源电压确定电压表的量程,根据通过待测电阻的最大电流确定电流表的量程;滑片向左移动时,电流表示数变小,根据欧姆定律分析滑动变阻连入电路中的电阻变化情况;滑动变阻器的滑片离下接线柱越近,接入电路的阻值越小;(2)使用电流表前,电流表的指针必须在零刻度线,如果不在零刻度线时,要进行调零;(3)根据电流表的量程和分度值读出电流值,利用欧姆定律的变形公式求待测电阻的阻值;在测量具体的数值时,为了减小误差,要多次测量,示平均值;(4)①电源电压一定,如果待测电阻过大,根据欧姆定律分析可知,此时电路中的电流极小,小于电流表的分度值;②根据串联分压的特点可知,串联电路中,各用电器两端的电压之比等于它们的电阻之比,据此列出比例,求出待测电阻的阻值 .
24.【答案】(1)B(2)12.1;0.20;12.5;4.5;12.5
【解析】【解答】解:(1)为保护电路,实验时闭合开关前,必须使滑动变阻器处于阻值最大处,故滑片应处于B端;故答案为:(1)B;(2)因为UX=1.7V,IX=0.14A,所以RX= = =12.1Ω;根据表中数据和电路图可知当P处于B端时,电路中的电流为I=IP=IX=0.14A,RXRP串联,所以U=UX+UP=1.7V+0.14A×20Ω=4.5V,当P片位于中点时,UP′=4.5V﹣2.5V=2V,RP′=10Ω,所以IX′=IP′= =0.2A;所以RX= = =12.5Ω;当将滑片移动到A端时,UX=U=4.5V,所以RX= = =12.5Ω
物理量序号
电压(伏)
电流(安)
电阻(欧)
1
12.1
2
0.20
12.5
3
4.5
12.5
故答案为:(1)B;(2)12.1;0.20;12.5;4.5;12.5.【分析】闭合开关时,滑片要放在阻值最大处,利用电压和电流计算电阻.
25.【答案】(1)
(2)15Ω、10Ω和5Ω
;使定值电阻两端电压小于3V
;定值电阻R断路
(3)11.25
【解析】【解答】解:(1)根据图示可知,电压表量程为0~3V;电路中的最小阻值为5Ω;电路中的最大电流:I最大= = =0.6A,因此电流表量程选择0~0.6A;故将电流表的0.6A接线柱与开关的左接线柱相连,如下图所示:(2)①由题意知,实验过程中,定值电阻电压保持不变,而定值电阻两端最大电压为3V;
因为电源电压为5V,所以滑动变阻器两端的最小电压只能是2V,
因为串联电路电流相等,所以定值电阻与滑动变阻器电压之比UR:U滑=3V:2V=3:2,
由I= 可知:= = = ,
因为滑动变阻器R的最大电阻为10Ω,所以定值电阻最大阻值R=15Ω,即实验中只能选择15Ω、10Ω和5Ω的定值电阻.②因为电压表量程为0~3V,因此定值电阻两端电压小于3V;③电流表无示数,说明电路某处断路;电压表指针向右偏转且超过满刻度,说明电压表的正负接线柱与电源两极相连,并且电源电压大于电压表的量程,因此定值电阻R断路;(3)5Ω电阻接入电路时,电路中的电流:
I= = =0.4A;
由串联电路电压规律和欧姆定律可知,滑动变阻器接入电路的阻值:
R滑′= = =7.5Ω;
当Rx接入电路时,电路中的电流:
I′= = = A;由I= 可知:Rx= = =11.25Ω.
故答案为:(2)①15Ω、10Ω和5Ω;②使定值电阻两端电压小于3V;③定值电阻R断路;(3)11.25.
【分析】(1)根据实物图可知,电压表选择的量程为0~3V;根据(3)中内容可知,选择最小阻值为5Ω的电阻,由欧姆定律可知电路中的最大电流,从而确定电流表的量程,并将电流表串联在电路中.(2)①探究导体的电流与电阻的关系时,需保持电阻两端电压不变;根据电源电压,滑动变阻器阻值及定值电阻两端的电压,根据串联电路特点及欧姆定律通过计算,找出符合条件的电阻.②根据电压表量程可知电阻两端电压的控制要求;③电流表无示数,说明电路某处断路;电压表指针向右偏转且超过满刻度,说明电压表的正负接线柱与电源两极相连,并且电源电压大于电压表的量程;(3)先根据欧姆定律求出5Ω电阻接入电路时的电流,然后根据串联电路电压规律和欧姆定律求出滑动变阻器接入电路的阻值;再根据欧姆定律求出Rx接入电路时的电流,最后根据欧姆定律的应用求出Rx的阻值.
本题考查了“探究电流跟电阻关系”实验,考查了控制变量法、欧姆定律和滑动变阻器的应用,具有一定的难度.
26.【答案】(1)解:闭合开关S1 , 断开S2 , 读出电流表的示数为I1 , 则电源的电压U=I1(Rx+R0);(2)闭合开关S1、S2; ?R0
【解析】【解答】解:(1)闭合开关S1 , 断开S2 , 读出电流表的示数为I1 , 则电源的电压U=I1(Rx+R0);(2)闭合开关S1、S2 , 读出电流表的示数I2 , 则电源的电压U=I2R0;
因电源的电压不变,
所以I1(Rx+R0)=I2R0 ,
解得:Rx= R0 .
故答案为:闭合开关S1、S2; R0 .
【分析】实验中没有电压表,电阻R0、Rx已经串联在电路中,通过开关闭合与断开,使电路处于两种状态,利用电源电压保持不变,测出两种状态下电路中的电流,再利用欧姆定律求出电源的电源,求出电路中的总电阻,再根据电阻的串联特点求出电阻Rx的阻值.
27.【答案】(1)不亮;(2)解:如下图所示 (3)2.2;9.5
【解析】【解答】(1)小灯泡由于一根据导线的错接被短路,所以小灯不亮,正确的连线如上图所示;(2)由于电压表的大量程损坏,所以电压表就不能与小灯泡关联了,应把电压表与滑动变阻器并联,如上图所示;(3)由于小灯泡与滑动变阻器是串联的,它们是分压关系,所以当用新的电路图时,应移动滑动变阻器的滑片使电压表示数为2.2V,此时小灯泡正常发光,通过小灯泡的电流为0.4A,由欧姆定律可求出小灯泡的电阻是9.5Ω.故答案为:(1)不亮;图略;(2)图略;(3)2.2;9.5【分析】(1)灯泡被短路,小灯泡不亮,正确连线如图;(2)应把电压表与滑动变阻器并联,这样灯泡两端的电压等于电源电压减去滑动变阻器两端的电压;(3)移动滑动变阻器的滑片使电压表示数为2.2V,此时小灯泡正常发光,通过小灯泡的电流为0.4A,由欧姆定律可求出小灯泡的电阻.
28.【答案】;1;0.1;10.0;9.9;2;0.22;10.7;6;0.56;9.1
【解析】【解答】解:①根据“用电流表、电压表测电阻”实验的原理欧姆定律可知:利用电流表测量电路中的电流,利用电压表测量电阻两端的电压,串联滑动变阻器来改变电路中的电流,由于小徐做“用电流表、电压表测电阻”实验时,在移动变阻器滑片的过程中,电压表示数有出现为0V的现象,由此判断电压表是测量滑动变阻器两端的电压,故电路图如下: ②当电流表的示数最小为时,此时滑动变阻器的阻值最大时,电压表的示数最大为5V,根据串联电路的总电压等于各电阻两端的电压之和可得:U1=U﹣U滑1=6V﹣5V=1V;由欧姆定律得:R1= = =10.0Ω;当移动变阻器滑片到某个位置时,由图a知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.22A;电压表的量程为0~15V,分度值为0.5V,示数为4V,根据串联电路的总电压等于各电阻两端的电压之和可得:U2=U﹣U滑2=6V﹣4V=2V;由欧姆定律得:R2= = ≈10.7Ω;当电流表的示数最大为0.56时,此时滑动变阻器连入电路的阻值为零时,电压表的示数最小为0V,则U3=U=6V;由欧姆定律得:R3= = ≈9.1Ω;则Rx= = ≈9.9Ω.故答案为:如上图.物理量
实验序号
电压Ux(伏)
电流Ix(安)
电阻Rx(欧)
电阻平均值(欧)
1
1
0.1
10.0
9.9
2
2
0.22
10.7
3
6
0.56
9.1
【分析】在用伏安法测电阻时,用电压表测未知电阻的电压,电流表测电流,用电压和电流的比值求电阻,为了减小误差,要多次测量求平均值.
29.【答案】(1)R=U/I(2)伏安(3)解:如图所示: (4)A;保护电路;改变待测电阻两端的电压(5)滑动变阻器连接电路时把下面的两个接线柱接入了电路
【解析】【解答】(1)本实验的原理是:R ;(2)用电压表和电流表测电阻的方法,叫伏安法测电阻;(3)滑片向右移时电流表示数变大,说明变阻器接入电路的阻值在减小,故滑动变阻器下面的接线柱应接B端;电路中的最大电流I 0.3A , 所以电流表接0~0.6A量程;根据电流流向法,可从电源的负极出发,依次串联开关、滑动变阻器(按一上一下的原则)、灯泡,从电流表回到电源的正极即可,如下图所示:;(4)在探究过程中,连接电路时,滑动变阻器的滑片应位于阻值最大处,即A端;在探究过程中,使用滑动变阻器的目的是保护电路及改变小灯泡两端的电压;(5)移动滑动变阻器的滑片,电流表和电压表示数均不发生变化,并且电流表和电压表示数均比较小,说明滑动变阻器相当于定值电阻,且电阻较大,则滑动变阻器同时接了下面两个接线柱.故答案为:(1)R=U/I;(2)伏安;(3)见上图;(4)A;保护电路;改变待测电阻两端的电压;(5)滑动变阻器连接电路时把下面的两个接线柱接入了电路.【分析】利用伏安法测电阻时,滑动变阻器与用电器串联,电压表与之并联,电流表串联测电流,利用电压和电流的比值计算电阻,滑动变阻器使用时接线柱要一上一下.
30.【答案】(1)解:连线如下图: (2)右(3)将滑动变阻器的滑片移到a端;
【解析】【解答】(1)滑动变阻器应和电阻串联,接线柱应该“一上一下”接入电路,要求滑片向左移动时,滑动变阻器接入电路的阻值减小,所以应选接线柱连接 .连线如下图: ;(2)为了保护电路,接线时滑片应在阻值最大的位置,即最右端 ;(3)②将滑动变阻器的滑片移到a端;③由电路图可知,滑片P移到b端时电阻RX被短路,只有滑动变阻器以最大阻值R0接入电路中,此时电流表示数为I1 , 则电源电压: ;当滑片移到a端时,滑动变阻器以最大阻值R0与未知电阻并联,电流表测量干路电流I2 , 根据并联电路电流规律可知,通过位值电阻RX的电流: .所以待测电阻的表达式: .故答案为:(1);(2)右;(3)②将滑动变阻器的滑片移到a端;③ .【分析】(1)滑动变阻器应和电阻串联,接线柱应该“一上一下”接入电路,滑片离下接线柱越近,接入电路的阻值越小;(2)为了保护电路,连接电路的过程中,开关应断开,闭合开关前滑片应在阻值最大处;(3)滑片P移到b端将电阻RX短路,测出此时电路中的电流 , 利用欧姆定律的变形公式U=IR计算出电流电压;滑片移到a端时,滑动变阻器以最大阻值R0与未知电阻并联,测出干路电流,根据并联电路的电流规律,计算出通过电阻RX的电流,最后利用欧姆定律的变形公式计算电阻RX的阻值 .
31.【答案】(1)解:如图所示: (2)电流表正负接线柱接反了(3)0.5;5(4)2.85 或 2.86
【解析】【解答】 (1)实验中电压表应与灯泡并联,灯泡电压为2.5V,所以连接电压表的“3V”接线柱到灯泡的右端即可,如图:;(2)闭合开关后,发现电流表指针如图乙所示,指针反偏,说明电流表的正负接线柱接反了。 (3)排除故障后,闭合开关,移动滑片 P 使电压表示数为 2.5V,电流表示数如图丙所示,电流表使用小量程,分度值为0.02A,读数即I =0.5A,则小灯泡的电阻: 。 (4)如图丁所示,是小华同学利用图甲电路做实验时,测绘出的小灯泡的电流随电压变化的关系图象。在图甲电路中,电源电压 U = 4.5V 保持不变,当滑动变阻器取值 Rp =10Ω;由如图丁知,当灯两端电压为1V时,电流为0.35A,此时滑动变阻器两端的电压为: ,电源电压: 所以此时符合题中条件,则小灯泡电阻值为: 。【分析】用伏安法测电阻,涉及到电路的连接(电流表串联在电路中,示数是否变化,在电源电压一定时,决定于电路电阻的变化;电压表与导体并联,示数是否变化决定于所测量的位置;伏安法测电阻实验,需要电流表、定值电阻和滑动变阻器与电源、开关组成串联电路,电压表测量定值电阻两端电压)、电流表的读数、数据处理(根据欧姆定律的应用分别求出三次的阻值,然后求平均值得出待测电阻的阻值)和故障分析(闭合开关后,小灯泡不亮,电流表无示数,说明电路故障为灯泡断路;电压表示数接近电源电压,说明电压表的正负接线柱与电源两极相连)等知识.
32.【答案】(1)(2)b;0.4(3)电压表(4)反比(5)
【解析】【解答】(1)如图的电路中,电压表与滑动变阻器并联了,是错误的, 将电压表与定值电阻并联,即电压表的中间接线柱应连接到定值电阻的左端,如图:;(2)排除故障后,小明将5Ω定值电阻连入电路,根据保户电路的原则,应将滑动变阻器的滑片移动到b端,即阻值最大端,再闭合开关;调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为某一定值,此时电流表的示数如图乙,由电路图知电流表使用小量程,分度值为0.02A,指针在第二大格处,所以示数为0.4A。(3)接下来断开开关,取下5Ω的定值电阻,分别把它换成10Ω、20Ω的定值电阻,闭合开关;因为研究电流与电阻的关系时,应控制电阻两端的电压不变,所以调节滑动变阻器,控制电压表的示数不变。(4)由数据可知,每一次的电流与电阻的乘积都相等,即 ;所以可得结论:当导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。(5)①闭合S、S1 , 此时电流表的示数为I,由图知,此电流为干路电流,即干路电流为I;②闭合S、断开S1,此时电流表的示数为I1 , 即未知电阻的电流为I1;根据并联电路的干路电流等于各支路电流之和知,R0的电流为: ;则电源电压为: ;③根据 得未知电阻的表达式为: 【分析】研究电流与电压、电阻的变化关系,涉及到电路的连接(连接电路前,开关必须断开;变阻器按一下一上接入电路中,电压表与电阻并联)、对反常现象的处理、实验中注意事项、控制变量法(电流与电压的变化关系时,应控制电阻大小不变;研究电流与电阻的变化关系时,应控制电压大小不变)的运用及滑动变阻在不同实验中的不同作用(a。保护电路;b.控制定值电阻两端的电压或电流大小)和分析数据归纳结论的能力.缺少电流表测电阻的问题,要用到数学的推理思维,常以电流处处相等为突破口,利用已知阻值的R0和开关的控制,推导出通过RX中的电流;如果缺少电压表测电阻,也常以各支路电压相等为突破口.???