考前突破06:伏安法测电阻
一、单选题
1.王丽同学在做“测量小灯泡的电阻”的实验中时,所连接的电路图如图所示,当闭合开关后(?? )
A.?电压表烧坏?????????????????????????????????????????????????????????B.?电流表烧坏
C.?电压表有读数,电流表读数为零?????????????????????????D.?电流表有读数,电压表读数为零
2.在研究电流与电阻的关系时,小刚先用5欧的定值电阻进行实验,使电压表的示数为3V,记下电流表的示数,接着换用10欧的定值电阻后,闭合开关,他下一步的操作是(? )
A.?记录电流表和电压表的示数????????????????????????????????B.?将变阻器滑片向左移动直至电压表示数恢复3V
C.?将变阻器滑片向右移动直至电压表示数恢复3V????D.?增加电阻的数直至电压表示数恢复3V
3.如图,电源电压保持不变.当开关 S 闭合,滑动变阻器的滑片 P 向左移动时,下列说法正确的是( )
A.?电压表V1与电压表V2 的示数之和保持不变??????????B.?电压表V1 与电流表 A 的示数之比变大
C.?电流表 A 的示数变大,电压表V2 的示数不变??????????D.?电流表 A 的示数变小,电压表V1 的示数变小
4.如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S,将变阻器滑片向左移动时(?? )
A.?灯泡L1亮度不变、L2变亮????????????????????????????????????B.?电流表示数变小,电压表示数不变
C.?电流表示数不变,电压表示数变大??????????????????????D.?电流表、电压表示数均不变
5.在“测量小灯泡的电阻”实验中下列说法错误的是( )
A.?闭合开关前,滑动变阻器应放到最大阻值的位置
B.?滑动变阻器起到保护电路的作用
C.?滑动变阻器起到改变小灯泡两端电压多次测量取平均值,可减小误差的作用
D.?应连好电路后,再把滑动变阻器连入电路中
二、多选题
6.对于“探究电流跟电阻的关系”和“伏安法测量电阻”的这两个实验,下列说法正确的是(?? )
A.?它们都是采用控制变量的研究方法
B.?它们的实验电路是相同的
C.?前者多次测量的目的是分析多组数据,得出电流跟电阻的关系
D.?后者多次测量的目的是取电阻的平均值,减小误差
7.如图是小松同学实验时所画电路图中的一部分,根据此电路图,能直接研究的问题是(??? )
A.?电阻跟温度的关系???????????????B.?R的电功率???????????????C.?研究电流跟电压的关系???????????????D.?R的电阻
三、填空题
8.如图甲所示电路,电源电压为3V且保持不变.闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P从最右端滑到左端的过程中,如图乙所示,是________?(选填“R1”或“R2”)的I﹣U关系图象,根据图象可知,该电阻阻值为________?Ω, 滑动变阻器R2的最大阻值是________?Ω
四、实验探究题
9.实验室备有下列器材:
A.待测定值电阻Rx:阻值在49~52Ω之间
B.滑动变阻器:最大阻值如图甲
C.滑动变阻器:最大阻值如图乙
D.定值电阻R0:阻值20Ω
E.电压表V:测量范围0~3V
F.电源E:电源电压恒为4.5V
G.单刀双掷开关(双向开关)S及导线若干
为了较精确地测出待测电阻Rx的电阻,小明设计了图丙所示的电路.
(1)在小明设计的电路中,滑动变阻器应选________(填器材前面的序号字母).
(2)小明在实验中的主要操作步骤及记录的数据是:
Ⅰ.将开关S掷向1,由________(填“a至b”或“b至a”)移动滑动变阻器的滑片P至某一位置,读出V表的示数为2.5V;
Ⅱ.保持滑动变阻器滑片P的位置不变,将开关S掷向2,读出V表的示数为1.5V.
根据小明的测量数据可以得到待测电阻的阻值Rx=________Ω.
10.测量电阻值实验中,小明设计了如图1甲所示电路,整个实验过程中电池两端电压不变.
(1)请根据图1甲所示电路图连接图1乙中的实物电路.
(2)电路接通后,实验步骤如下:
①闭合开关S、S1 , 记录电流表示数如图2所示,电流表此时测得的电流值为________?A.
②闭合开关S,断开S1 , 记录电流表示数如图3所示,电流表此时测得的电流值为________?A.
③根据上述步骤所得数据,已知R1为20Ω,则通过计算可得R2电阻为________Ω.
11.小科连接好如图1所示电路,闭合开关,按一定操作来测量“小灯泡的电阻”,获得实验数据如表:
?实验次数
?1
2
3
?4
?电压U/V
?2.5
?2.0
?1.5
?1.0
?电流I/A
?0.22
?0.20
?0.17
?0.13
?电阻R/Ω
?11.36
?
?8.82
?7.69
(1)小君按小科的方法连接好电路,闭合开关后发现小灯泡不发光,电流表指针偏转较小,电压表指针偏转较小,移动滑片P,灯泡亮度、电表指针均不变,你认为小君所接电路的故障应为________。
(2)表中第2次实验时,小灯泡电阻为________Ω;
(3)将表中电流、电压数据转换为I﹣U图象(图2),正确的是________;
(4)小科发现第3、4两次实验小灯泡不发光,出现这种现象的原因是________
12.要测量一个阻值约为几百欧的电阻Rx . 实验室提供的器材有:电源(电压为3V)、学生用电流表(量程为0~0.6A、0~3A)、学生用电压表(量程为0~3V、0~15V)、滑动变阻器R1和电阻箱R2(0~9999Ω?? 5A)各一个,开关、导线若干.
(1)小明用伏安法测量该电阻,如图是小明连接的电路.接通电路后,观察到电流表指针不偏转,示数为零,电压表示数为2V.请你判断:电路中哪一个元件发生了什么故障?答:________;
(2)在排除故障换用新元件后,经检查电路完好.闭合开关,逐渐减小滑动变阻器的接入电阻至最小,电压表有示数,但电流表的指针几乎不偏转,电流太小的原因是________.所以按小明所选的器材不能用伏安法测出该电阻的值.
(3)请你帮助小明在实验室所提供的器材中选择合适的器材,设计实验方案测出该电阻的值.
(a)画出实验电路图;________
(b)实验步骤:按图连接好电路;闭合S1调节滑动变阻器,使电压表显示合适的值;断开S1闭合S2 , ________;读出电阻箱的阻值R.
(c)写出待测电阻Rx的表达式:________.
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)开关闭合前,应将滑动变阻器的滑片P移至________(选填“A”或“B”)端.
(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)电路正确连接后,电压表、电流表的示数如表:
数据序号
1
2
3
4
电压U/V
3.0
2.5
1.4
0.4
电流I/A
0.30
0.28
0.22
0.12
由表格中数据可看出通过灯泡的电流与灯泡两端电压________正比,原因是________.
14.小宇利用如图的甲图测量“小灯泡正常发光时的电阻”,选用的电源电压为3.0V,小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)在连接电路的过程中,开关要________,并将滑动变阻器的滑片调到________(选填“A”或“B”)。
(2)闭合开关后,缓慢移动滑动变阻器的滑片P,同时观察________(选填“电压表”或“电流表”)示数的变化,当电压表的示数如图乙所示时,其读数为________V;若要测得小灯泡正常发光时的电阻,滑片P应向________(选填“A”或“B”)端移动。
(3)通过移动滑动变阻器,多次测量小灯泡两端的电压和通过小灯泡的电流,画出了通过小灯泡的电流随其两端电压变化的图像,如图丙所示,在该图像中发现电流与电压不成正比,这是因为________。
(4)实验时闭合开关,两表均有示数,若将小灯泡从灯座中取走,则电压表的示数________(选填“变大”“变小”或“不变”)
(5)活动最后,老师要求同学们用量程为“0~3V”的电压表,电源电压恒为6V,其它器材符合实验要求,测出额定电压为3.8V小灯泡正常发光时的电阻,下图是同学们设计的实验电路图合理的是_____。
A.B.?
C.D.
15.晓亮同学用伏安法来测量小灯泡的电阻.已知小灯泡的额定电压为2N,电源电压恒为4.5V,请根据所学知识回答下列各题.
(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)晓亮在连接电路时,应该将开关________,同时将滑动变阻器的滑片移到________(选填“A”或“B”)处.
(3)晓亮连接好电路进行正确操作后,移动滑动变阻器的滑片,并观察电压表的示数.待电压表的示数为2V时,电流表的示数如图乙所示,此时小灯泡的电阻为________Ω.
(4)晓亮将多次测量出来的结果绘制成电压﹣电流图象,结果他发现所得的图象是一条曲线.若操作过程没有错误,请写出导致上述现象的原因________.
16.小张同学做“用电流表、电压表测电阻”的实验,现有电源(电压保持不变)、待测电阻Rx、电流表、电压表(只有0~3伏档完好)、滑动变阻器、电键及导线若干。小张正确连接电路后严格按要求进行操作,当他闭合电键时发现两电表的示数如图(a)、(b)所示。他经过思考后仍用原有器材重新连接了电路,并测得了三组数据记录在下表中。根据该同学的实验及测量的数据,完成以下问题。
① 实验所用电源的电压为________伏。
② 请将下表填写完整。(计算电阻时,精确到0.1欧)________
17.小明和学习小组利用电源(电压未知)、滑动变阻器(“100Ω? 2A”)、电流表、电压表、开关各一,导线若干来测量电阻Rx的阻值(其阻值约几百欧).
(1)在图甲中完成实验电路的连接.
(2)设计的实验表格为下表,表格中,①处应填写________.
实验次数
电流I/A
电压U/V
电阻R/Ω
①
1
2
3
(3)正确连接电路后,当滑动变阻器的滑片移至某一位置时,电压表的示数如图乙所示,为________?V.
(4)实验中,器材完好,当移动滑动变阻器的滑片时,电压表指针偏转正常,但电流表指针几乎不偏转,无法读数,原因可能是________.
(5)勤于思考的小明在不改动原来实验电路的情况下,也能求出待测电阻Rx的阻值,请你写出小明的主要实验步骤(用相应的字母表示测出的物理量).
①? ________;
②? ________;
③写出待测电阻的表达式Rx=________.
18.伏安法测量小灯泡的电阻实验:
(1)请根据实验目的,设计出能多次测量的实验电路图,并画在图的方框内;
(2)如图1是小欣连接的实物电路,某次实验中灯泡发光,电压表、电流表示数如图2所示,电压U=________V,电流I=________A,算出R=________Ω;
(3)小漫认为小欣的电路连接有误,里面有一条导线连接错了,请你用“×”号标记出连接错误的导线,并用笔划线补充正确的连线;
(4)实验盒里有一个标签模糊不清的定值电阻,小莹希望利用上面的实验工具测出该定值电阻的阻值。测量前,发现电压表已经损坏,除了上面剩余的工具,实验盒里还有电流表及“10Ω”定值电阻各一个,请你利用所给的工具设计实验电路帮助小莹测出该定值电阻的阻值,并将电路图画在如图方框内。
19.小聪用图1的电路图测量“小灯泡正常发光时的电阻”,选用的电源电压为3.0V,小灯泡的额定电压为2.5V,图2是未连接完整的实验电路.
?
(1)按照电路图将图2中的实物电路元件连接补充完整,要求当滑动变阻器的滑片向右滑动时,灯泡变暗,在连接电路时,导线不能交叉.
(2)闭合开关后,缓慢移动滑动变阻器的滑片p,当电压表的示数如图3所示时,若要测得小灯泡正常发光时的电阻,滑片P应向________(选填“A”或“B”)端移动.
(3)通过移动滑动变阻器,多次测量小灯泡两端的电压和通过小灯泡的电流,画出了通过小灯泡的电流随其两端电压变化的图象,如图4所示,在该图象中发现电流与电压不成正比,这是因为________.
(4)如果考虑电表的内阻对实验的影响,则图1所示的测量方法会使小灯泡电阻的测量值________(选填“偏大”或“偏小”).
20.某同学想测定电阻Rx的阻值,供选择的器材有:一个电源(电压不变、电压数值未知),一个已知电阻R0 , 电压表(最大量程大于电源电压),单刀双掷开关,该同学根据如图所示的电路进行实验:
(1)要完成该实验,请你写出需要测量的物理量及操作步骤.
需要测量的物理量有________.
主要操作步骤:
①S与1连接,________.
②S与2连接,________.
(2)用题目给的、测量得到的物理量表示Rx=________.
(3)如只将所提供的电压表更换为一只电流表,请设计并画出能够测出Rx阻值的电路图.
21.在用“伏安法”测电阻的实验中,小明根据如图甲所示的电路图,将实验器材连接成如图乙的实验电路.
(1)同小组的小亮在检查时发现实验电路上有一根导线连接错了,建议小明改接.请你在接错的那根线上打“×”;另画一根导线,使电路连接正确;如果不改接这根导线,对实验的影响是什么(具体说明是什么影响).
(2)小明将电路改接正确后合上开关,发现两只电表中只有一只的指针发生了偏转,则电路不可能发生故障是________?
A.Rx短路??? B.Rx断路???? C.滑动变阻器接触不良? D.电压表断路
(3)小明将电路改接正确后合上开关,调节变阻器的滑片到某位置,电压表和电流表的指示如图丙所示,则电压表的读数是________?V,电流表的读数是 ________?A,被测电阻Rx的阻值是________? Ω.
(4)小明和小亮为他俩抢在其他同学之前完成实验而高兴,就准备整理实验器材结束实验.你认为他们的实验真的结束了吗?你会给他们提出什么建议呢?写出你的要求和操作性建议:________?.你提出这个建议的目的是:________?.
答案解析部分
一、单选题
1. C
【解析】解答:解:由电路图可知,电压表串联接在电路中,开关闭合时,电路断路,电路电流为零,电压表测电源电压,电压表有示数,而电流表无示数;
故选C.
分析:由电路图可知,开关闭合时,电压表串联接入电路,电路断路,据此分析各选项,然后答题.
2. C
【解析】解答:在滑动变阻器的电阻值不变的情况下,电路中由于将 的定值电阻换成 的定值电阻,根据串分压的知识,定值电阻两端的电压将会变大,要探究电流与电阻的关系,需保持电阻两端的电压不变,所以应该增大滑动变阻器的阻值,使电压表的示数不变,由图知,要增大滑动变阻器的阻值,需将滑片向右端滑动,所以ABD不符合题意,C符合题意.
故答案为:C.
分析:探究电流和电阻关系时,要保持电压不变,要通过调节滑片位置来控制.
3. C
【解析】解答:由电路图知R1、R2串联,电压表V2测电源电压(V2的示数不变),电压表V1测R2两端的电压,当滑动变阻器的滑片 P 向左移动时R2的阻值变小,根据知V1变小,根据I=知电路中的电流变大。
故答案为:C
分析:先判断电路的连接方式及电压表所测的的那部分电路的电压,根据电源电压不变、滑动变阻器的阻值变化和串联分压的规律判断两个电压表的示数变化,根据滑动变阻器的阻值变化和欧姆定律判断电路中电流的变化。
4. C
【解析】解答:因电压表接在滑片电路上,故该部分相当于断路,故滑动变阻器电阻不能改变,故电路中电流不会改变,即电流表示数不变,灯泡亮度不变;A、B不符合题意;
滑片左移时,与电压表并联的电阻变大,则由欧姆定律得电压表示数变大;D不符合题意,C符合题意.
故答案为:C.
分析:结合电路图,理清元件的连接方式及电表的测量对象,滑片的移动不能改变接入电路中电阻的大小,但可以改变电压表所测部分电阻的大小,根据欧姆定律可知该支路电流和电压表示数的变化以及灯泡L2实际功率的变化,进一步根据灯泡的亮暗取决于实际功率的大小判断亮暗的变化.
5. C
【解析】解答:解:AB、为了保护电路,闭合开关前,滑动变阻器应放到最大阻值的位置,因此滑动变阻器起到保护电路的作用,故AB正确,不符合题意;
C、因为灯丝的电阻与温度有关,因此滑动变阻器能起到改变小灯泡两端电压,但多次测量不能取平均值,多次测量是为了找到规律;故C错误,符合题意;
D、滑动变阻器可以改变电路中的电阻,从而改变电路中的电流,因此应把滑动变阻器连入电路中,故D正确.
故选C.
分析:根据电路连接的注意事项、滑动变阻器的作用以及多次测量的目的对每个选项逐个分析,得出符合题意的选项.
二、多选题
6.BCD
【解析】解答:解:多次实验的目的有两个:一是多次实验得出具有普遍性的结论,二是取平均值减小误差,提高实验的准确性,根据实验目的具体分析.
A、在“探究电流跟电阻的关系”时需要控制电压不变,采用了控制变量法;而“伏安法测量电阻”时多次测量的目的是取平均值减小误差,提高实验测量的准确性,不需要利用控制变量法,不符合题意,A不正确;
B、这两个实验的实验电路图都相同,符合题意,B说法正确;
C、在“探究电流跟电阻的关系”时分析多组数据,是为了避免实验的偶然性,得出具有普遍性的结论,符合题意,C正确;
D、由A分析,符合题意,D正确;
故选B、C、D.
分析:这两个实验都需要测量出通过电阻的电流和其两端的电压,实验电路图都是相同的,在做“探究电流跟电阻的关系”时,要控制电阻两端的电压不变;伏安法测量电阻实验要采用多次测量取平均值的办法来减小误差.
7. B,D
【解析】解答:根据图像,电流表可以测量电阻的电流,电压表可以测量电阻两端的电压,根据电压和电流,可以计算电阻的阻值,也可以计算电功率的大小,BD符合题意。
故答案为:BD。
分析:电压和电流的比值可以计算电阻,电压和电流的乘积可以计算电功率的大小。
三、填空题
8.R1
;5
;25
【解析】解答:解:由电路图可知,R1与R2串联,电压表V1测R1两端的电压,V2测R2两端的电压,电流表测电路中的电流.(1)当滑片位于左端时,电路为R1的简单电路,电压表V1两端的电压最大,电路中的电流最大,由图象乙可知,图线为电阻R1的U﹣I图象;(2)当滑片位于右端时,接入电路中的电阻最大,电路中的电流最小,R1两端的电压最小,由图象可知,电路中的最小电流I=0.1A,R1两端的电压U1=0.5V,R2两端的电压U2=14V,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,R2两端的电压: U2=U﹣U1=3V﹣0.5V=2.5V,由I= 可得,定值电阻R1的阻值和滑动变阻器的最大阻值: R1= = =5Ω,R2= = =25Ω.故答案为:R1;5;25.
分析:由电路图可知,R1与R2串联,电压表V1测R1两端的电压,V2测R2两端的电压,电流表测电路中的电流.(1)当滑片位于左端时,电路为R1的简单电路,电压表V1两端的电压最大,电路中的电流最大,据此判断图乙表示的I﹣U关系图象;(2)当滑片位于右端时,接入电路中的电阻最大,电路中的电流最小,R1两端的电压最小,根据图象读出R1两端的最小电压和电路中的最小电流,根据串联电路的电压特点求出R2两端的电压,根据欧姆定律求出R1的阻值和滑动变阻器R2的最大阻值.
四、实验探究题
9. (1)C
(2)b至a;50
【解析】解答:解:(1)根据串联电路的分压特点可知,若接最大阻值为20Ω的电阻时,电阻两端分得的电压最小为 U= ×4.5V≈3.2V>3V,
即此滑动变阻器的最大阻值过小,故应选择最大阻值较大的C规格的滑动变阻器.(2)将开关S掷向1时,因开关闭合前,保护电路的滑动变阻器处于最大阻值的b,
由b至a移动滑动变阻器的滑片P至某一位置,如下图所示:
则,I= = ,
即 = ﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
保持滑动变阻器滑片P的位置不变,将开关S掷向2时,如下图所示:
则,I′= = ,
即 = ﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
由①②两式可得:Rx=50Ω.
故答案为:(1)C;(2)b至a;50.
分析:(1)根据串联电路的分压特点求出待测电阻与滑动变阻器串联时分得的最小电压,再与电压表的量程相比较即可选择滑动变阻器的规格.(2)闭合开关前,保护电路的滑动变阻器处于最大阻值处;当开关S掷向1时,待测电阻与滑动变阻器串联,电压表测待测电阻两端的电压;保持滑动变阻器滑片P的位置不变,将开关S掷向2时,定值电阻与滑动变阻器串联,电压表测定值电阻两端的电压,根据串联电路的电流特点和欧姆定律分别得出等式,解等式即可求出待测电阻的阻值.
10. (1)解:根据电路图连接实物图,如下图所示:
(2)1;0.2;5
【解析】解答:解:(1)根据电路图连接实物图,如下图所示: (2)根据图2可知,电流表的量程为0~3A,分度值为0.1A,示数为1A;根据图3可知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.2A,示数为0.2A;闭合开关S、S1时,两电阻并联,电流表测量干路电流;当开关S闭合,S1断开时,电流表测量R1的电流.由I= 得,电阻R2两端的电压: U2=U1=I1R1=0.2A×20Ω=4V;通过R2的电流为:I2=I﹣I1=1A﹣0.2A=0.8A;由I= 可知,R2= = =5Ω.故答案为:(1)见上图;(2)①1;②0.2;③5.
分析:(1)根据电路图连接实物图时,可以根据电流流向法进行连接,先从电源的正极出发依次串联电路元件最多的支路,再把并联的部分串联到相应的位置即可.(2)根据图3、图4中电压表的量程、分度值以及指针的位置读出电压表的示数;闭合开关S、S1时,两电阻并联,电流表测量干路电流;当开关S闭合,S1断开时,电流表测量R1的电流.根据并联电路电流的规律和欧姆定律计算R2电阻.
11. (1)小君把线头全都接到滑动变阻器下面的接线柱了
(2)10
(3)A
(4)灯泡实际功率太小了
【解析】解答:(1)当电路中电流表示数较小,移动滑片电路无变化时,是滑动变阻器接了两个下面的接线柱;(2)根据测量的电压和电流计算电阻为;(3)根据表格中计算的灯泡的电阻,分析灯泡的电阻随电压减小而减小,A符合题意;(4)当电路中有电流,但灯泡不亮,说明灯泡的电功率太小,亮度小。
分析:(1)滑动变阻器在使用时必须一上一下接入电路中;
(2)根据电压和电流的比值计算电阻的大小;
(3)根据电流-电压的变化,灯丝电阻也有变化;
(4)灯泡的亮度反应灯泡电功率不同。
12. (1)电流表短路
(2)待测电阻阻值太大
(3);保持滑片位置不变,调节电阻箱阻值,使电压表示数与闭合S1时相同;Rx=R
【解析】解答:解:(1)接通电路,电流表指针不偏转,示数为零,而电压表示数为2V,说明电流表被短路.(2)由于电源电压为3V,而电阻Rx的阻值大约为几百欧,根据欧姆定律电路中的电流太小.(3)(a)可以应用等效法测待测电阻阻值,待测电阻与电阻箱并联,实验电路图如图所示:
;(b)实验步骤:按图连接好电路;闭合S1调节滑动变阻器,使电压表显示合适的值;断开S1闭合S2 , 保持滑片位置不变,调节电阻箱阻值,使电压表示数与闭合S1时相同;读出电阻箱的阻值R.(c)写出待测电阻Rx的表达式:Rx=R.
故答案为:(1)电流表短路;(2)待测电阻阻值太大;(3)(a)如图所示;(b)保持滑片位置不变,调节电阻箱阻值,使电压表示数与闭合S1时相同;(c)Rx=R.
分析:(1)常见电路故障有断路与短路,根据电路故障现象分析电路故障原因.(2)根据欧姆定律,在电压不变的情况下,若电路的电阻增大,则电路中的电流减小,若电阻值很大,则电路中的电流会很小.若电流值小于电流表的分度值时,将无法准确地测出电流值.(3)根据实验电路图可知,实验时有电压表,没有电流表,可根据并联电路各支路两端的电压特点进行实验,即:连接好电路图后,用电压表测出待测电阻两端电压,再将开关与电阻箱连接并调节电阻箱的阻值使电压表的示数不变,根据并联电路的电压相等和欧姆定律可知待测电阻的阻值与电阻箱的阻值相等;据此设计实验步骤.
13. (1)
(2)B
(3)灯泡断路
(4)不成;灯丝电阻受到温度的影响
【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)由表格中的数据和公式R= 可知:灯丝的电阻是变化的;随灯泡电压与电流增大,灯泡实际功率增大,灯丝温度升高,灯泡电阻变大,因此灯泡的电流跟灯泡两端电压的不成正比.
故答案为:(1)见上图;(2)B;(3)灯泡断路;(4)不成;灯丝电阻受到温度的影响.
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)从温度对灯泡电阻的影响分析答题.
14. (1)断开;B
(2)电压表;1.8;A
(3)灯的电阻随温度的变化而变化
(4)变大
(5)B
【解析】解答:(1)为保护电路,在连接电路的过程中,开关要断开,并将滑动变阻器的滑片调到阻值最大处的B端;(2)灯在额定电压下正常发光,闭合开关后,缓慢移动滑动变阻器的滑片P,同时观察电压表示数的变化,灯在额定电压下正常发光;当电压表的示数如图乙所示时,电压表选用小量程,分度值为0.1V,其读数为1.8V;
1.8V小于灯的额定电压2.5V,应增大灯的电压,根据串联电路电压的规律,应减小变阻器的电压,由分压原理,应减小变阻器连入电路中的电阻大小,故滑片向A端移动,直到电压表示数为额定电压;(3)根据画出的通过小灯泡的电流随其两端电压变化的图像,如图丙所示,在该图像中发现电流与电压不成正比,这是因为灯的电阻随温度的变化而变化;(4)实验时闭合开关,两表均有示数,此时灯与变阻器串联,电压表测灯的电压;若将小灯泡从灯座中取走,则电压表串联在电路,电压表测电源电压,根据串联电路电压的规律,则电压表的示数变大;(5)A.电压表测电源电压,电压表量程过小无法测量,不合题意;
B.电压表测的是滑动变阻器电压,符合题意;
C.电压表与灯泡串联,电路断路,不合题意;
D.电压表测的是灯泡电压,灯泡的额定电压超过电压表的量程,无法测量,不合题意;
故答案为:B。
分析:(1)连接电路时,开关要断开,滑片调到阻值最大处;
(2)测量灯泡正常发光时的电阻,需要使灯泡达到额定电压,根据电压表选择的量程和指针位置测量电压大小;
(3)灯泡的电阻受温度的影响;
(4)当电压表测量的位置断路,电压表示数变大;
(5)根据串联电路中总电压等于各用电器电压之和,通过测量滑动变阻器的电压,可以测量灯泡的分压。
15. (1)解:电压表应并联在灯泡两端,且小灯泡的额定电压为2V,因此电压表使用0~3V量程,如图1所示:
(2)断开;A
(3)10
(4)灯泡的电阻随温度的改变而发生改变
【解析】解答:解:(2)连接电路时,为保护电路,开关应断开,滑动变阻器的滑片应处于最大阻值处;(3)由图乙可知,电流表使用的是0~0.6A,最小分度为0.02A,读数为0.2A;小灯泡的电阻R= = =10Ω(4)由于灯丝的电阻随温度的升高而增大,不同电压下灯丝温度不同,所以其阻值不同,因此本实验得到的是曲线.
故答案为:(1)如图1;(2)断开;A;(3)10;(4)灯泡的电阻随温度的改变而发生改变
分析:(1)电压表测灯泡两端电压,应与灯泡并联;(2)连接电路时,为防止短路,开关应断开,为防止电路中电流过大,滑动变阻器的滑片在开关闭合之前应移到最大阻值处;(3)确定电流表的量程,明确最小分度值,再进行读数,利用R= 计算电阻;(4)根据灯丝电阻随温度的升高而增大的特点进行分析.
16.4.5;
【解析】解答:解:① 电压表测RX两端的电压,由图(b)可知,电流表的量程为0?0.6A,分度值为0.02A,示数为0.1A;由图a可知,电压表示数为3V,
故R ,
由表格数据可知,电压表的示数减小时,电路中的电流变大,则重新连接电路时,电压表并联在滑动变阻器两端,
由表中数据可知U滑 1.5V,I 0.1A,
滑动变阻器连入电路中的电阻:
R滑 15Ω,
电源电压U 0.1A 30Ω Ω) 4.5V.
② 由表中数据可知,当电路中的电流为0.1A时,滑动变阻器两端的电压为1.5V,此时RX的电压为3.0V,
由(1)中计算知,R1 30Ω;
当电路中的电流为0.12A时,滑动变阻器两端的电压为1V,此时RX的电压为3.5V,
则 ,
当电路中的电流为0.14A时,滑动变阻器两端的电压为0V,此时RX的电压为4.5V,
则 ,
RX的平均阻值:RX 30.4Ω.
故答案为:①4.5;② 表格如下:
分析:① 由图根据电压表、电流表的分度值,读出电压表、电流表的示数,由欧姆定律计算变阻器的电压,根据串联电路电压的特点计算电源电压;
②根据欧姆定律计算Rx的阻值,再求平均值.
17. (1)解:电压表与待测电阻并联,如下图所示:
(2)电阻的平均值 /Ω
(3)2.4
(4)待测的阻值太大(或电源电压太小)
(5)将滑动变阻器的滑片移动到阻值为零处,记下电压表的示数U1;再将滑动变阻器的滑片移动到阻值最大(100Ω)处,记下电压表的示数U2;
【解析】解答:解:(2)本实验中,应多次测量求平均值以减小误差,所以表格的最后一栏是电阻的平均值 /Ω;(3)图乙中,电压表的量程为0~3V,分度值为0.1V,示数为2.4V;(4)观察所用的器材可知,电源的电压为3V,待测电阻的阻值约为几百欧,根据欧姆定律可知即使不接入变阻器电路中的电流也很小,所以电流表测不出电路中的电流,故原因可能是待测的阻值太大或电源电压太小;(5)电流表无法读数,先调节滑动变阻器使其接入电路中的电阻为0Ω,此时电压表测电源的电压,读出示数U1 ,
然后调节滑动变阻器的滑片使其完全接入电路中,读出电压的示数U2 ,
由串联电路中总电压等于各分电压之和可知,滑动变阻器两端的电压U滑=U1﹣U2 ,
因串联电路中各处的电流相等,
所以,由I= 可得, = ,
解得:Rx= = .
故答案为:(1)如上图所示;(2)电阻的平均值 /Ω;(3)2.4;(4)待测的阻值太大(或电源电压太小);(5)①将滑动变阻器的滑片移动到阻值为零处,记下电压表的示数U1;②再将滑动变阻器的滑片移动到阻值最大(100Ω)处,记下电压表的示数U2;③ .
分析:(1)根据电压表与被测电路元件并联进行解答;(2)伏安法测电阻的实验中应多次测量减小误差;(3)根据电压表的量程和分度值读出示数;(4)观察所用的器材,待测电阻有几百欧,普通几节干电池做电源电压不过几伏,即使不接入变阻器,根据欧姆定律可知此时电流可能只有百分之几安,所以电流表指针几乎不偏转;(5)电流表无法读数,要测待测电阻的阻值,可以根据串联电路的电流特点进行解答,即先让滑动变阻器接入电路中的电阻为0,此时电压表测电源的电压,然后让滑动变阻器接入电路中的电阻最大,此时电压表测Rx两端的电压,根据串联电路的电压特点求出滑动变阻器两端的电压,根据串联电路的电流特点和欧姆定律得出等式即可得出答案.
18. (1)
(2)2.3;0.32;7.2
(3)
(4)
【解析】解答:(1)伏安法测电阻的电路图如图所示:
?
(2)图中电压表使用小量程,分度值为0.1V,示数为2.3V,电流表使用小量程,分度值为0.02A,示数为0.32A,则R的阻值为R= = ≈7.2Ω
R的阻值为7.2Ω。
(3)电压表应与小灯泡并联,图中电压表接与灯泡和滑动变阻器并联,故改正如下:
(4)把已知定值电阻R0与未知电阻Rx并联,分别测R0与Rx中的电流I0和Ix , 根据并联电路电压相等,所以I0R0=IxRx
所以Rx=
电路如图所示:
分析:(1)电流表串联在电路中,电压表并联在电路中,滑动变阻器的接线柱一上一下,连接实物图即可;
(2)结合电阻两端的电压和电流,利用欧姆定律求解电阻即可;
(3)根据实物图去连电路图,分析元件的串并联关系,根据电流的方向连接即可。
19. (1)解:如图所示:
;
(2)A
(3)小灯泡的电阻随温度的升高而增大
(4)偏小
【解析】解答:解:(1)由题知,当滑动变阻器的滑片向右滑动时,灯泡变暗,所以电路中电流变小电阻变大,滑动变阻器的A接线柱应与灯泡相连时,(2)由图3可知,电压表选择的量程是0~3V,分度值是0.1V,所以电压表示数为1.8V.要使灯泡两端电压由1.8V增大到2.5V,则电路电流要增大,总电阻减小,滑动变阻器连入电路的电阻减小,所以滑片P应向A端移动;(3)由图4可知,电压和电流的比值是变化的,即灯泡的电阻是变化的,原因是小灯泡的电阻随温度的升高而增大,所以通过小灯泡的电流不与其两端的电压成正比;(4)由电路图知,电压表并联在灯泡两端,电压表的测量值与真实值相等;
电流表测的是流过灯泡与流过电压表的电流之和,电流表的测量值比真实值大,由欧姆定律可知,测量值比真实值小.
故答案为:(1)见上图;(2)A;(3)小灯泡的电阻随温度的升高而增大;(4)偏小.
分析:(1)本实验中,滑动变阻器按一上一下的原则串联在电路中,滑片向右滑动时灯泡变暗,由此判断电路中电流变化,从而确定变阻器的接线;(2)为了测量小灯泡的正常发光的电阻,需使小灯泡两端的电压等于额定电压;确定电压表的量程后读出电压表的数值,根据串分压的知识或欧姆定律判断滑动变阻器阻值的变化,得出滑片移动的方向;(3)图象不是直线说明电压与电流的比值即电阻是变化的,可以从影响电阻大小的因素进行分析;(4)根据电压表与电流表所测量的量,分析电压与电流的测量值与真实值间的关系,然后判断电阻的测量值与真实值间的关系.
20. (1)电源电压U、R0两端电压U0;读出此时电压表的示数,即电源电压U;读出此时电压表的示数,即R0两端电压U0
(2) R0
(3)
【解析】解答:(1)由图可知,S与1连接,电路中只有R0 , 电压表测量电源电压;S与2连接,Rx与R0串联,电压表测量R0两端电压;
所以,需要测量的物理量有:电源电压U、R0两端的电压U0;
主要操作步骤:
①S与1连接,读出此时电压表的示数,即电源电压U;
②S与2连接,读出此时电压表的示数,即R0两端电压U0;(2)由步骤①测出了电源电压U;在步骤②中,Rx与R0串联,R0两端电压为U0;
则串联电路中的电流:I= ;
由串联电路的电压特点可知,待测电阻两端的电压:Ux=U?U0 ,
则待测电阻的阻值:Rx= = = R0;(3)只将所提供的电压表更换为一只电流表,由于电源电压未知,所以可通过单刀双掷开关只让R0接入电路,测出电路中的电流,根据欧姆定律求出电源电压;再通过单刀双掷开关让两个电阻串联,测出此时电路中的电流,根据欧姆定律求出总电阻;最后利用串联电路的电阻特点求出待测电阻Rx的阻值,设计的电路图如图所示:
分析:(1)两个电阻是串联关系,明确电压表的测量对象,结合欧姆定律进行分析所要测量的量;
(2)结合第一问给出的物理量,利用欧姆定律求解电阻的阻值;
(3)电流表可以测量电路中的电流,应串联使用,与哪个用电器串联,就测量流过那个用电器的电流。
21. (1)解:(1)根据电路图连接实物图,发现电压表测的是滑动变阻器与Rx两端的电压,显然与实验要求不符,这样会使测得的电压偏大,根据R=可知,使测得的电阻的阻值偏大,修改如图所示:
(2)C
(3)1.8;0.24;7.5
(4)调节变阻器改变电压电流再多做几次;多次测量,求电阻平均值,减小误差
【解析】解答:解:(1)根据电路图连接实物图,发现电压表测的是滑动变阻器与Rx两端的电压,显然与实验要求不符,这样会使测得的电压偏大,根据R=可知,使测得的电阻的阻值偏大,修改如图所示:
(2)A、Rx短路,则与之并联的电压表短路无示数,电流表有示数,故不符合题意;
B、Rx断路,则电流表无示数,与Rx并联的电压表测量的是电源,电压表有示数,故不符合题意;
C、滑动变阻器接触不良,则电压表、电流表均断路,均无示数,故符合题意;
D、电压表断路,电压表无示数,电流表有示数,故不符合题意;
综上所述,应选C;
(3)由图知:电压表采用量程是0~3V,分度值为0.1V,所以电压U=1.8V;电流表采用量程是0~0.6A,分度值是0.02A;电流I=0.24A;
根据欧姆定律得:Rx= =7.5Ω;
(4)为了减小实验中的测量误差,应移动滑动变阻器的滑片,多测几组数据求平均值,则:
①建议:调节变阻器改变电压电流再多做几次;
②建议的目的是:多次测量,求电阻平均值,减小误差.
故答案为:(1)如上图所示;电压表测的是滑动变阻器与Rx两端的电压,使测得的电阻的阻值偏大;(2)C;(3)1.8;0.24;7.5;(4)①调节变阻器改变电压电流再多做几次;②多次测量,求电阻平均值,减小误差.
分析:(1)根据甲中电路图,顺着电流的方向连接乙中的实物图,电流表测干路电流,电压表测待测电阻Rx两端的电压,发现电压表的连接出现了问题;
(2)若电压表并联电路之外的干路中出现了断路,则所有电表都不工作;
(3)观察电压表与电流表的量程与分度值,读出指针指示的数值,利用欧姆定律进行计算;
(4)在测量定值电阻的阻值时,为了减小实验误差,应多测几组数据求平均值.