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文档简介
重难题型突破题型05电阻电功率的测量在伏安法测电阻或伏安法测电功率中,伏是指电压表,安是指电流表,测出电阻或小灯泡的电压和通过的电流后,用欧姆定律的推论R=U/I求出电阻或用电功率的计算式P=UI求出电功率,这种用电压表、电流表测电阻或电功率的方法叫“伏安法”。“伏安法”是最简单的测量方法,基本是必考内容。特殊方法测电阻是电学实验的一个重点,也是中考的一个重要考点。所谓特殊测量是指题中只给一个电表,要么是电流表,要么是电压表,解决特殊法测电阻或电功率问题主要运用等效替代的思想。►考向一测电阻类型1测定值电阻阻值1.(2023·淄博)用如甲图所示电路测量小灯泡的电阻,其中电源电压为3V恒定不变,小灯泡的额定电压为2.5V,滑动变阻器规格为“20Ω;1A”,导线若干(导线电阻忽略不计)。
(1)请用笔画线代替导线,将电路连接完整(导线不能交叉),要求滑片P向左滑动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大;(2)小明连好电路,一闭合开关,小灯泡就发出耀眼的光。他在操作中的问题是;(3)问题解决后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,观察小灯泡的亮度,多次测量并记录数据(如下表所示)。当电压表的示数为2.5Ⅴ时,小灯泡正常发光,此时电流表示数如图乙所示为A,计算此时小灯泡的阻值为(精确到0.1Ω);实验次数12345发光情况不亮微光暗明亮耀眼电压U/V0.50.91.52.52.8电流I/A0.160.200.220.30电阻R/Ω(4)对比小灯泡在不同亮度下的电阻,你的发现是。实际生活中,在闭合开关的瞬间白炽灯灯丝容易烧坏,是因为此时灯丝的电阻,实际电功率较大,灯丝容易熔断;(5)小明想用本实验器材探究电流和电压的关系,你认为是否可行并说明理由:。2.(2023·宜宾)为测量某待测电阻的阻值,实验探究小组设计了如图甲所示的电路图,并进行了实验。
(1)在连接如图乙的电路时,开关S应处于状态,闭合开关前应将滑动变阻器的滑片置于(选填“A”或“B”)端;(2)在如图乙所示的电路中,闭合开关,移动滑片,发现电压表示数为零,电流表有示数,经分析电路连接不完整,具体原因是,请在图乙中用笔画线代替导线将电路连接完整;()(3)正确连接电路后,某次测量时,电压表的示数为1.5V,电流表的示数为0.3A,则待测电阻的阻值为Ω;实验时应多测几组数据,求电阻的平均值,目的是;(4)某实验小组实验时发现电压表已损坏,为测量的阻值,他们经过讨论设计了如图丙的电路图。已知电源电压不变,定值电阻的阻值为R,闭合开关、断开时电流表读数为;同时闭合开关和时电流表读数为,则(用R、、表示);(5)实验小组完成实验后,他们经过讨论,认为用图甲的电路图还可以完成实验。(至少填写一个实验名称)3.(2023·扬州)小红用如图1所示的电路测量定值电阻Rx的阻值。
(1)在图1中连接错误的一根导线上打叉并改正(要求滑片P左移时,电流表示数变大);(2)正确连接电路,闭合开关后,发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片P,电流表始终无示数,电压表示数接近电源电压,其原因是;排除故障后,移动滑片P,当电压表示数为1.5V时,电流表示数如图2所示,则定值电阻Rx=Ω。小红认为电阻值已经测出,便开始整理实验器材,她的实验不足之处是;(3)小红继续测量小灯泡的阻值,但发现电压表已损坏,于是找来一个电阻箱,设计如图3所示电路操作如下:①将待测的小灯泡接入电路中M、N两点间,闭合开关,电流表示数为I;②取下小灯泡,将电阻箱接入M、N两点间,调节电阻箱,使,此时电阻箱示数如图4所示,则小灯泡的阻值约为Ω。4.(2023·青岛)(1)有一个阻值未知的定值电阻,小兰用伏安法测量其阻值,过程如下。
①用笔画出导线,将图甲中的电路连接完整。();②正确连接电路后,将滑动变阻器的滑片P移至阻值处,再闭合开关,小兰发现移动滑动变阻器滑片P的过程中,电压表有示数且几乎不变,电流表没有示数,则电路中存在的故障可能是:两个接线柱(选填“a与b”或“c与d”)间发生了断路;③解决故障后,通过调节滑动变阻器滑片P的位置,进行多次实验,得到实验数据如表,其中有一组数据是错误的。小兰和小海根据实验数据分别画出了电阻的I-U图象,如图乙、丙所示,其中图象是正确的;实验次数电压U/V电流I/A11.10.2221.50.3031.90.2842.30.4552.50.50④所测电阻的阻值为Ω;
(2)小兰和小海共同设计了图丁所示的电路,探究金属丝电阻的大小跟导线长度的关系。
①电路中的R1、R2、R3均是由材料、粗细相同的金属丝制成,长度分别为0.4m、1.2m、1.6m。闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P置于合适位置,电压表V1、V2、V3的示数之比为1∶3∶4,则三个电阻的阻值之比为R1∶R2∶R3=;②通过分析,可以得出结论:材料、粗细相同的金属丝,其电阻大小与长度成;③通过查阅资料,该金属丝的电阻与导线长度的比例系数k=5Ω/m,则长10m的这种金属丝的电阻是Ω。5.(2023·泸州)小明与小军用两节干电池作为电源,测量未知电阻Rx的阻值。
(1)小明设计如图甲所示电路进行测量,请用笔画线代替导线,在图乙中替小明完成实验电路的连接;(2)闭合开关前,小明应将滑动变阻器的滑片置于端(选填“A”或“B”)。(3)设计电路时,使用了滑动变阻器(0~20Ω),其作用除了保护电路之外,还有;(4)闭合开关,小明发现电压表和电流表均无示数。经检测,出现故障的元件为Rx或滑动变阻器中的一个,则故障原因是;(5)排除故障后,闭合开关,观察到电流表的示数很小,电压表的示数接近3V,移动滑动变阻器的滑片,两表示数无明显变化,这是因为未知电阻Rx的阻值;(6)小明用电阻箱(0~9999Ω)代替待测电阻Rx,用等效替代法测量其阻值。他调节电阻箱的阻值为1000Ω时,电压表的示数接近3V,电流表示数很小,于是他得出Rx=1000Ω。小军指出他的测量不正确,理由是;(7)小军用电阻箱(0~9999Ω)代替滑动变阻器,他将电阻箱的阻值调为1000Ω时,电压表的示数为2V,电流表的示数仍很小,小军通过计算得出待测电阻Rx=Ω。6.(2023·内江)某中学的物理课外实验小组,用如图所示的电路来测量待测电阻Rx的阻值。其中,R0为定值电阻(R0=10Ω),V为电压表,S1为单刀开关,S2为单刀双掷开关,R为滑动交阻器,E为电源,采用如下步骤完成该实验:
(1)按照实验电路图,用笔画线表示导线将实物进行连线,组成完整电路(部分导线已连接)。(2)在连线时开关S1应(选填“断开”或“闭合”),滑动变阻器的滑片P应移到(选填“A”或“B”)端。(3)闭合开关S1,将开关S2掷于1端,改变滑动变阻器滑片P的位置,记下此时电压表V的示数U1;然后,将开关S2掷于2端,记下此时电压表V的示数U2。待测电阻阻值的表达式Rx=(用R、U1、U2表示)。(4)重复步骤(3)的实验操作,得到数据记录表。利用表中5次测量的数据,可得的平均值为,待测电阻的阻值Rx=Ω。实验次数12345电压U1/V0.60.70.80.91.0电压U2/V1.82.12.52.72.9333.132.9类型2测小灯泡阻值7.(2023·江西)【实验名称】测量小灯泡正常发光时的电阻【实验器材】额定电压为的小灯泡(正常发光时电阻约)、两节新干电池、电流表、电压表、滑动变阻器(
)、开关、导线若干。
【实验原理】【实验步骤】(1)如图甲所示,是某同学连接的电路。他检查电路连接完好后,正准备闭合开关,同组的另一同学及时提醒他,这样操作存在不足,其不足之处是;(2)正确操作后,闭合开关,发现灯泡不亮,电流表和电压表均无示数:断开开关,将电压表接在C接线柱上的导线改接到B接线柱上,闭合开关,电压表指针有明显偏转而电流表仍无示数,则故障是;(3)排除故障后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,当电压表的示数为时,电流表示数如图乙所示,则小灯泡正常发光时的电流为A,小灯泡正常发光时的电阻为(计算结果保留一位小数);【拓展】该同学实验兴致正浓,他又分别测出了和电压下小灯泡的电阻,然后用这三次电阻的平均值作为小灯泡正常发光时的电阻值。他的这种做法是(选填“正确”或“错误”)的,理由是。8.(2023·河南)在“测量小灯泡电阻”实验中,选用的器材有:两节新干电池,额定电压为的待测小灯泡、滑动变阻器、电流表、电压表,开关和若干导线。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整;(2)正确连接好电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于(选填“A”或“B”)端;(3)闭合开关,发现小灯泡不发光,电压表无示数,电流表有示数,造成这一现象的原因可能是(选填字母代号);A.电流表短路
B.小灯泡短路
C.滑动变阻器断路(4)排除故障后,移动滑片P,某次实验时,电压表的示数为,电流表的示数如图乙所示,则通过小灯泡的电流为A,小灯泡正常发光时的电阻约为(结果保留一位小数);(5)经过多次实验,测出并记录多组电压和电流的值,得到小灯泡的图像如图丙所示,通过分析图像,写出一条你发现的结论:。9.(2023·衡阳)在“测量小灯泡的电阻”实验中,有如下器材:电压表、电流表、开关、电压为4.5V电源、额定电压为2.5V的小灯泡、标有“30Ω1A”的滑动变阻器、导线若干。
(1)请用笔画线代替导线,按照图甲所示的电路图将图乙的实物电路连接完整;(2)连接电路时,开关应(选填“断开”或“闭合”);(3)甲组同学连接好电路,闭合开关后灯泡发出明亮耀眼的光并很快熄灭。检查后,发现连线正确,请你找出实验中操作不当之处:;(4)乙组同学闭合开关后,发现小灯泡不亮,但电流表有示数。接下来应进行的操作是(选填字母);A.检查电路是否断路
B.移动滑动变阻器滑片,观察小灯泡是否发光(5)丙组同学规范操作进行实验,将得到的数据记录在下面的表格中,根据表格中的数据计算出小灯泡正常发光时的电阻为Ω(保留一位小数)。他们发现小灯泡电阻发生了变化,其原因是灯丝电阻受的影响。实验次数1234电压U/V1.01.52.02.5电流I/A0.180.220.240.26电阻R/Ω5.66.88.310.(2023·黄冈、孝感、咸宁)如图甲是小明测量小灯泡电阻的电路,电源电压,小灯泡L额定电压为2.5V。(1)请用笔画线代替导线,将该电路补充完整,要求导线不交叉;()
(2)实验测量数据如下表,他选用的滑动变阻器规格是(选填“0~20Ω”或“0~50Ω”);序号123456电压U/V0.50.91.31.72.12.5电流I/A0.160.190.210.240.26(3)小明完成第5组数据测量后,要测量小灯泡正常发光时的电阻,滑动变阻器滑片应向(选填“左”或“右”)滑动;(4)在测量第6组数据时,发现电流表损坏,小明利用图乙电路测量出了小灯泡正常发光时的电阻,已知定值电阻阻值为5Ω。实验步骤如下;①闭合开关,单刀双掷开关S接1,移动滑动变阻器滑片P,使电压表示数V:②保持滑片P的位置不变,将单刀双掷开关S接2,电压表示数如图丙所示,则小灯泡L正常发光时电阻(结果保留一位小数)。11.(2023·潜江、天门、仙桃、江汉)实验小组用伏安法测量小灯泡的电阻,连接了如图甲所示的电路,小灯泡的额定电压为2.5V,电源电压恒定。
(1)实验的原理是;(2)图甲中有一根导线连接错误,请在该导线上打“×”,并用笔重新画一根正确连接的导线(导线不得交叉);(3)改正错误后,闭合开关,移动滑片至某位置时,电压表的示数为2V,为测量小灯泡正常发光时的电阻,应将滑片P向(选填“A”或“B”)端移动;(4)小灯泡正常发光时,电流表的示数如图乙所示为A。此时小灯泡的电阻是Ω(保留1位小数);(5)小灯泡的I-U关系如图丙,当小灯泡的两端电压增大时,它的电阻(选填“增大”“减小”或“不变”),其原因是灯丝电阻受的影响;(6)小组同学计划用该装置测量某定值电阻阻值时,发现电压表损坏,于是设计了如图丁所示的电路,测出了RX的阻值。实验步骤如下:
①将滑片移到a端,闭合开关S,读出电流表的示数,记为I1;②将滑片移到b端,闭合开关S,读出电流表的示数,记为I2;③读出滑动变阻器的最大阻值为R,则=(用I1、I2和R表示)►考向一测电功率12.(2023·自贡)小周利用如图甲所示电路,测量标有“2.5V”字样的灯泡L正常发光时的电阻和电功率。请按要求完成下列问题:
(1)请用笔画线代替导线,将图甲所示的实物图连接完整;(2)连接电路后,闭合开关S,发现灯泡不亮,电压表有示数且接近电源电压,电流表示数为零,产生这种现象的原因可能是:;(3)排除故障后进行实验,闭合开关S,发现电压表的示数为0.5V,为使灯泡L两端电压达到额定电压,应向端(选填“A”或“B”)移动滑动变阻器的滑片P,直到观察到电压表示数为2.5V。此时,电流表示数如图乙所示,电流表示数为A,则灯泡L正常发光时的电阻为Ω,电功率为W。13.(2023·重庆)在“测量小灯泡的电功率”实验中,小华准备了以下器材:电源、标有“”的小灯泡、电流表、电压表、滑动变阻器、开关、导线若干。请完成下列问题:
(1)如图甲,请用笔画线代替导线,正确连接电路;(2)在开关S闭合前,应将滑片P移到端(选填“A”或“B”);(3)闭合开关S,发现灯泡不亮,电流表有示数,电压表无示数,该电路故障可能是小灯泡;(4)排除故障后,闭合开关S,移动滑片P,同时眼睛要观察表的示数,直到示数为V时,小灯泡正常发光,记录电压表和电流表示数;(5)继续移动滑片,让电压表示数低于,某时刻电流表示数如图乙为A,观察灯泡亮度并记录电表示数:继续缓慢移动滑片,让电压表示数高出少许,观察灯泡亮度并记录电表示数。小华根据所有实验数据作出了小灯泡的图像,如图丙,则小灯泡额定功率为W;(6)根据小灯泡图像和亮度变化,还可以发现。14.(2023·荆州)课后服务社团活动中,“创新”兴趣小组在“测定小灯泡的电功率”的实验中先用如图甲所示的器材进行实验,其中电源电压为6V,小灯泡额定电压为2.5V(正常发光时电阻约为12Ω)。
(1)为能顺利完成该实验,下列不同规格的滑动变阻器应选用(选填字母);A.“10Ω0.5A”的滑动变阻器B.“20Ω2A”的滑动变阻器C.“5Ω1A”的滑动变阻器(2)电路连接完成后,闭合开关,发现电压表示数接近电源电压,电流表无示数,小灯泡不亮。那么出现该故障的原因是;(3)故障排除后重新连接电路,闭合开关,移动滑片,电压表的示数如图乙所示,为了测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器的滑片向端移动(选填“左”或“右”);(4)通过小灯泡的电流随它两端电压变化的关系如图丙所示,则小灯泡的额定功率为W;(5)实验结束后,某同学设计了如图丁所示的电路来测量额定电压为6V的小灯泡的额定功率。已知电源电压为18V,定值电阻R的阻值为20Ω。实验步骤如下:
①开关S、S1闭合,S2断开,调节滑动变阻器R'的滑片,使小灯泡正常发光;②保持滑片位置不动,开关S、S2闭合,S1断开,此时电压表的示数为8V;③再将滑动变阻器的滑片移至最右端,此时电压表的示数为14V;④小灯泡的额定功率P额=W。15.(2023·泰安)物理实验小组连接了如图甲所示的电路,做“测量小灯泡的电功率”实验。可供选择的器材有:电源(可选电压为4.5V、6V),规格为“20Ω2A”的滑动变阻器一个,小灯泡(额定电压为2.5V,额定功率小于0.75W)一个,电压表、电流表各一个,开关、导线若干。
(1)甲图连接的电路有一处错误,请把接错的那一根导线找出来打“×”,用笔画线代替导线画出正确的连接(只改接一根导线);(2)正确连接电路后,当变阻器的滑片P在中点时小灯泡正常发光。该实验所用的电源电压为V,小灯泡的额定功率为W;(3)变阻器的滑片P移至某处时,电流表示数为0.18A,电压表示数如图乙所示为V,此时小灯泡的电阻为Ω;(4)该实验小组的同学又设计了如图丙所示的电路,利用阻值为的定值电阻和电压表、等器材,测量额定电压为的小灯泡L的额定功率,经检查无误后进行实验。请你帮助他们将实验过程补充完整:①闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,使电压表(选填“”或“”)的示数为,同时读出另一个电压表的示数,记为U;②用已知物理量和测量量的符号表示出小灯泡额定功率。16.(2023·锦州)小明利用4节新干电池,阻值分别为10Ω、20Ω、30Ω、40Ω、50Ω的定值电阻,铭牌上标有“20Ω
1A”的滑动变阻器等实验器材“探究电流与电阻关系”。(1)小明连接好如图甲所示的电路,检查时发现电路中有一处连接错误,请你在错误的导线上画“×”,并用笔画线代替导线,将电路连接正确;
(2)电路改接正确后,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应滑到最(选填“左”或“右”)端;(3)小明将10Ω的定值电阻接入电路中,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,使定值电阻两端电压为4V,读出并记录电流表示数;保持滑动变阻器的滑片位置不变,把10Ω的定值电阻换成20Ω的定值电阻后,直接闭合开关,电压表的示数将(选填“大于”、“小于”或“等于”)4V,此时应将滑动变阻器的滑片在原来基础上向(选填“左”或“右”)端移动,直到电压表的示数再次达到4V,记录电流表的示数;(4)当小明将50Ω定值电阻接入电路时,无论怎样调节滑动变阻器的滑片,都无法使定值电阻两端电压为4V,则原因可能是(写出一条即可);(5)完成实验探究后,小明得出结论: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;(6)完成上述实验后,小明又利用原实验器材,设计了如图乙所示的电路,测出了额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率。请帮他将实验步骤补充完整:①闭合开关S、S1和S2,调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数为V时,小灯泡正常发光;②闭合开关S、S1,断开S2,保持滑片位置不变,读出电压表示数为2.5V;③闭合开关S、S2,断开S1,读出电压表的示数为4V;④小灯泡的额定功率W。
重难题型突破题型05电阻电功率的测量在伏安法测电阻或伏安法测电功率中,伏是指电压表,安是指电流表,测出电阻或小灯泡的电压和通过的电流后,用欧姆定律的推论R=U/I求出电阻或用电功率的计算式P=UI求出电功率,这种用电压表、电流表测电阻或电功率的方法叫“伏安法”。“伏安法”是最简单的测量方法,基本是必考内容。特殊方法测电阻是电学实验的一个重点,也是中考的一个重要考点。所谓特殊测量是指题中只给一个电表,要么是电流表,要么是电压表,解决特殊法测电阻或电功率问题主要运用等效替代的思想。►考向一测电阻类型1测定值电阻阻值1.(2023·淄博)用如甲图所示电路测量小灯泡的电阻,其中电源电压为3V恒定不变,小灯泡的额定电压为2.5V,滑动变阻器规格为“20Ω;1A”,导线若干(导线电阻忽略不计)。
(1)请用笔画线代替导线,将电路连接完整(导线不能交叉),要求滑片P向左滑动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大;(2)小明连好电路,一闭合开关,小灯泡就发出耀眼的光。他在操作中的问题是;(3)问题解决后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,观察小灯泡的亮度,多次测量并记录数据(如下表所示)。当电压表的示数为2.5Ⅴ时,小灯泡正常发光,此时电流表示数如图乙所示为A,计算此时小灯泡的阻值为(精确到0.1Ω);实验次数12345发光情况不亮微光暗明亮耀眼电压U/V0.50.91.52.52.8电流I/A0.160.200.220.30电阻R/Ω(4)对比小灯泡在不同亮度下的电阻,你的发现是。实际生活中,在闭合开关的瞬间白炽灯灯丝容易烧坏,是因为此时灯丝的电阻,实际电功率较大,灯丝容易熔断;(5)小明想用本实验器材探究电流和电压的关系,你认为是否可行并说明理由:。【答案】
滑动变阻器的滑片没有调到最大阻值处0.288.9Ω小灯泡的电阻不同较小不可行,因为小灯泡的电阻随着加热时间的变化而变化【解析】(1)[1]从图甲可以看到,滑动变阻器的左上端接入电路,根据变阻器的“一上一下”接法,接下来应该是变阻器的下端接入电路,要求滑片P向左滑动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大,观察图甲可知,只有接入B端,阻值才变大,其他部分连接完整
(2)[2]小明连好电路,一闭合开关,小灯泡就发出耀眼的光,说明流过小灯泡的电流过大,电路的总电阻过小,变阻器接入电路的阻值过小,滑动变阻器的滑片没有调到最大阻值处。(3)[3]此时电流表示数如图乙所示,从图乙可以看到,选择的电流表量程为0~0.6A,分度值为0.02A,它的读数为0.28A。[4]已知电压表的示数为2.5V,即小灯泡的电压为2.5V,再由[3]解析可知,流过小灯泡的电流为0.28A,根据可知,小灯泡的电阻为此时小灯泡的阻值约为8.9Ω。(4)[5]对比小灯泡不同亮度,从不亮到微光,再到暗、明亮、耀眼,对应电阻的阻值分别为3.1Ω、4.5Ω、6.8Ω、8.9Ω、9.3Ω,会发现小灯泡的电阻是不同的。[6]由于开灯的瞬间灯丝的温度较低,电阻较小,而电压是恒定的,流过灯丝的电流较大,灯丝的电功率较大,灯丝容易熔断。(5)[7]不可行;因为探究电流和电压的关系这实验中,要求电阻的阻值不变,而小灯泡的电阻随着加热时间的变化而变化,所以不能做实验。2.(2023·宜宾)为测量某待测电阻的阻值,实验探究小组设计了如图甲所示的电路图,并进行了实验。
(1)在连接如图乙的电路时,开关S应处于状态,闭合开关前应将滑动变阻器的滑片置于(选填“A”或“B”)端;(2)在如图乙所示的电路中,闭合开关,移动滑片,发现电压表示数为零,电流表有示数,经分析电路连接不完整,具体原因是,请在图乙中用笔画线代替导线将电路连接完整;()(3)正确连接电路后,某次测量时,电压表的示数为1.5V,电流表的示数为0.3A,则待测电阻的阻值为Ω;实验时应多测几组数据,求电阻的平均值,目的是;(4)某实验小组实验时发现电压表已损坏,为测量的阻值,他们经过讨论设计了如图丙的电路图。已知电源电压不变,定值电阻的阻值为R,闭合开关、断开时电流表读数为;同时闭合开关和时电流表读数为,则(用R、、表示);(5)实验小组完成实验后,他们经过讨论,认为用图甲的电路图还可以完成实验。(至少填写一个实验名称)【答案】断开B电压表没有测量电阻两端的电压
5减小实验误差探究电流与电压的关系【解析】(1)[1]为了保护电路,连接电路时,开关应处于断开状态。[2]为了保护电路,实验前应将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处,由图可知,应将滑动变阻器的滑片置于B端。(2)[3][4]电压表没有连接进去测量电阻两端的电压,应并联在定值电阻的两端。(3)[5]由式子,待测电阻为[6]进行了多次测量,目的是计算电阻的平均值从而减小实验误差。(4)[7]已知电源电压不变,定值电阻的阻值为R,闭合开关、断开时电流表读数为,这时与R串联,所以电源电压为……①闭合开关和时电流表读数为,这时电路中只有连接到电路中,所以……②由①②式子解得(5)[8]在“伏安法测电阻”的实验中,为定值电阻,电压表测两端的电压,电流表测电路中的电流。若探究电流与电压的关系,应控制电阻的阻值不变,可以通过调节滑动变阻器改变两端的电压和通过的电流,所以该电路能完成该实验。3.(2023·扬州)小红用如图1所示的电路测量定值电阻Rx的阻值。
(1)在图1中连接错误的一根导线上打叉并改正(要求滑片P左移时,电流表示数变大);(2)正确连接电路,闭合开关后,发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片P,电流表始终无示数,电压表示数接近电源电压,其原因是;排除故障后,移动滑片P,当电压表示数为1.5V时,电流表示数如图2所示,则定值电阻Rx=Ω。小红认为电阻值已经测出,便开始整理实验器材,她的实验不足之处是;(3)小红继续测量小灯泡的阻值,但发现电压表已损坏,于是找来一个电阻箱,设计如图3所示电路操作如下:①将待测的小灯泡接入电路中M、N两点间,闭合开关,电流表示数为I;②取下小灯泡,将电阻箱接入M、N两点间,调节电阻箱,使,此时电阻箱示数如图4所示,则小灯泡的阻值约为Ω。【答案】
Rx断路5实验次数太少,误差较大电流表示数为I8.2【解析】(1)[1]把B点与F点连接的导线去掉,改接在E与A点,滑片P左移时,滑动变阻器阻值变小,电流表示数变大(2)[2]电流表始终无示数,可能是电路断路;电压表示数接近电源电压,说明电压表到电源两极没有断路,则原因是Rx断路;[3]如图2,电流表量程为0~0.6A,分度值为0.02A,读数为0.3A,则定值电阻为[4]小红的实验次数太少,测出的电阻值误差较大,为减小误差,应多次测量求平均值。(3)[5][6]①将待测的小灯泡接入电路中M、N两点间,闭合开关,电流表示数为I;②取下小灯泡,将电阻箱接入M、N两点间,调节电阻箱,使电流表示数为I,则小灯泡电阻等于此时电阻箱接入电路的电阻,由图4可知,电阻箱读数为8.2Ω,则小灯泡的阻值约为8.2Ω。4.(2023·青岛)(1)有一个阻值未知的定值电阻,小兰用伏安法测量其阻值,过程如下。
①用笔画出导线,将图甲中的电路连接完整。();②正确连接电路后,将滑动变阻器的滑片P移至阻值处,再闭合开关,小兰发现移动滑动变阻器滑片P的过程中,电压表有示数且几乎不变,电流表没有示数,则电路中存在的故障可能是:两个接线柱(选填“a与b”或“c与d”)间发生了断路;③解决故障后,通过调节滑动变阻器滑片P的位置,进行多次实验,得到实验数据如表,其中有一组数据是错误的。小兰和小海根据实验数据分别画出了电阻的I-U图象,如图乙、丙所示,其中图象是正确的;实验次数电压U/V电流I/A11.10.2221.50.3031.90.2842.30.4552.50.50④所测电阻的阻值为Ω;
(2)小兰和小海共同设计了图丁所示的电路,探究金属丝电阻的大小跟导线长度的关系。
①电路中的R1、R2、R3均是由材料、粗细相同的金属丝制成,长度分别为0.4m、1.2m、1.6m。闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P置于合适位置,电压表V1、V2、V3的示数之比为1∶3∶4,则三个电阻的阻值之比为R1∶R2∶R3=;②通过分析,可以得出结论:材料、粗细相同的金属丝,其电阻大小与长度成;③通过查阅资料,该金属丝的电阻与导线长度的比例系数k=5Ω/m,则长10m的这种金属丝的电阻是Ω。【答案】
最大c与d乙51∶3∶4正比50【解析】(1)[1]滑动变阻器应一上一下连接入电路中
[2]为了保护电路,闭合开关实验前,应将滑动变阻器的滑片移到最大阻值处。[3]整个电路属于串联电路,闭合开关后,移动滑片P时发现电流表无示数,但电压表有示数但随着滑动变阻器划片的移动示数不变化,说明电压表所在的整条电路是通路,故只能是与电压表并联的部分导线c与d之间断路。[4]根据欧姆定律可知第三组数据是错误的,与其他数据结果不符,应排除错误数据以后进行绘图,故乙是正确的。[5]根据欧姆定律得所测电阻的阻值(2)[6]由图可知是串联电路,根据串联电路电流特点可得根据欧姆定律可得即[7]电路中的R1、R2、R3均是由材料、粗细相同的金属丝制成,长度之比等于电阻之比其电阻大小与长度成正比;[8]因为电阻大小与长度成正比,可得5.(2023·泸州)小明与小军用两节干电池作为电源,测量未知电阻Rx的阻值。
(1)小明设计如图甲所示电路进行测量,请用笔画线代替导线,在图乙中替小明完成实验电路的连接;(2)闭合开关前,小明应将滑动变阻器的滑片置于端(选填“A”或“B”)。(3)设计电路时,使用了滑动变阻器(0~20Ω),其作用除了保护电路之外,还有;(4)闭合开关,小明发现电压表和电流表均无示数。经检测,出现故障的元件为Rx或滑动变阻器中的一个,则故障原因是;(5)排除故障后,闭合开关,观察到电流表的示数很小,电压表的示数接近3V,移动滑动变阻器的滑片,两表示数无明显变化,这是因为未知电阻Rx的阻值;(6)小明用电阻箱(0~9999Ω)代替待测电阻Rx,用等效替代法测量其阻值。他调节电阻箱的阻值为1000Ω时,电压表的示数接近3V,电流表示数很小,于是他得出Rx=1000Ω。小军指出他的测量不正确,理由是;(7)小军用电阻箱(0~9999Ω)代替滑动变阻器,他将电阻箱的阻值调为1000Ω时,电压表的示数为2V,电流表的示数仍很小,小军通过计算得出待测电阻Rx=Ω。【答案】
A改变定值电阻两端的电压的作用滑动变阻器断路太大没有控制电压表的示数不变2000【解析】(1)[1]电源由两节干电池组成,电源电压U=1.5V×2=3V电压表选择0~3V量程,滑动变阻器一上一下的串联在电路中,根据电路图连接实物电路图
(2)[2]为保护电路,在开关闭合前,应将滑动变阻器的滑片置于A端,此时滑动变阻器接入电路的阻值最大。(3)[3]本实验中,为提高测量电阻的准确度,要多次测量取平均值,故实验中滑动变阻器的作用除了保护电路还有改变电阻两端的电压和通过它的电流多次测量的作用。(4)[4]闭合开关,电流表无示数,说明电路可能断路发生,电压表没有示数,说明电压表不与电源连通,所以故障为滑动变阻器断路。(5)[5]闭合开关发现电流表示数很小,说明电路的总电阻大,移动滑动变阻器的滑片,两表示数无明显变化,这是因为未知电阻Rx的阻值太大。(6)[6]小明用电阻箱代替待测电阻Rx,此时电阻箱和滑动变阻器串联,电压表测量电阻箱两端的电压,根据串联电路的分压作用知当电阻箱的示数和待测电阻的阻值相同时,电压表的示数与原来相同,所以实验时应该保持滑动变阻器的电阻和电压表的示数不变,改变电阻箱的示数,当电压表的示数和原来相同时,电阻箱的电阻值就等于待测电阻的阻值,而实验中电压表示数只是近似3V,不能确保电压表的示数不变,所以电阻箱的电阻值就不等于待测电阻的阻值。(7)[7]小军用电阻箱(0~9999Ω)代替滑动变阻器,此时电阻箱和待测电阻Rx串联,电压表测量待测电阻Rx两端的电压,当将电阻箱的阻值调为1000Ω时,电压表的示数为2V,根据串联电路的分压作用知道即代入数据得则待测电阻Rx=2000Ω6.(2023·内江)某中学的物理课外实验小组,用如图所示的电路来测量待测电阻Rx的阻值。其中,R0为定值电阻(R0=10Ω),V为电压表,S1为单刀开关,S2为单刀双掷开关,R为滑动交阻器,E为电源,采用如下步骤完成该实验:
(1)按照实验电路图,用笔画线表示导线将实物进行连线,组成完整电路(部分导线已连接)。(2)在连线时开关S1应(选填“断开”或“闭合”),滑动变阻器的滑片P应移到(选填“A”或“B”)端。(3)闭合开关S1,将开关S2掷于1端,改变滑动变阻器滑片P的位置,记下此时电压表V的示数U1;然后,将开关S2掷于2端,记下此时电压表V的示数U2。待测电阻阻值的表达式Rx=(用R、U1、U2表示)。(4)重复步骤(3)的实验操作,得到数据记录表。利用表中5次测量的数据,可得的平均值为,待测电阻的阻值Rx=Ω。实验次数12345电压U1/V0.60.70.80.91.0电压U2/V1.82.12.52.72.9333.132.9【答案】
断开B320【解析】(1)[1]按照电路图,电压表的负接线柱接单刀双掷开关中间的接线柱,定值电阻的右端接单刀双掷开关的1接线柱(2)[2][3]连接电路时,开关要断开;滑动变阻器要移到阻值最大处,即滑片P移动到B端。(3)[4]和串联,单刀双掷开关的选择不影响电阻的串联关系。闭合开关S1,将开关S2掷于1端,此时电压表测R0两端的电压,两端的电压为;然后,将开关S2掷于2端,此时电压表测和两端的总电压,和两端的总电压为,根据串联电阻的电压关系可知,Rx两端的电压因为两电阻串联,所以通过的电流等于通过的电流由欧姆定律可得,的阻值(4)[5]由表中数据可得的平均值为[6]由于和串联,两端的电压为,和两端的总电压为,由串联电路的电压关系可得又因为的平均值为3,且所以,待测电阻的阻值类型2测小灯泡阻值7.(2023·江西)【实验名称】测量小灯泡正常发光时的电阻【实验器材】额定电压为的小灯泡(正常发光时电阻约)、两节新干电池、电流表、电压表、滑动变阻器(
)、开关、导线若干。
【实验原理】【实验步骤】(1)如图甲所示,是某同学连接的电路。他检查电路连接完好后,正准备闭合开关,同组的另一同学及时提醒他,这样操作存在不足,其不足之处是;(2)正确操作后,闭合开关,发现灯泡不亮,电流表和电压表均无示数:断开开关,将电压表接在C接线柱上的导线改接到B接线柱上,闭合开关,电压表指针有明显偏转而电流表仍无示数,则故障是;(3)排除故障后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,当电压表的示数为时,电流表示数如图乙所示,则小灯泡正常发光时的电流为A,小灯泡正常发光时的电阻为(计算结果保留一位小数);【拓展】该同学实验兴致正浓,他又分别测出了和电压下小灯泡的电阻,然后用这三次电阻的平均值作为小灯泡正常发光时的电阻值。他的这种做法是(选填“正确”或“错误”)的,理由是。【答案】滑动变阻器未移动到阻值最大处滑动变阻器断路0.269.6错误见解析【解析】[1]测量小灯泡的电阻,需要测量小灯泡两端的电压和通过小灯泡的电流,根据得到小灯泡的电阻,实验原理是。(1)[2]电路连接完好后,为了保护电路,需要将变阻器的滑片移动到阻值最大处,图中滑动变阻器未移动到阻值最大处,是错误的。(2)[3]闭合开关,灯泡不亮,电流表和电压表均无示数,可能电路中存在断路,将电压表接在C接线柱上的导线改接到B接线柱上,闭合开关,电压表指针有明显偏转而电流表仍无示数,可能变阻器断路,电压表串联在电路中,电压表的内阻很大,通过电路的电流很小。(3)[4]由图甲可知,电流表的量程是0~0.6A,电流表的分度值是0.02A,由图乙可知,电流表的示数是0.26A。[5]小灯泡正常发光时的电阻[6][7]把三次电阻的平均值作为小灯泡的电阻值,这种做法是错误的,不同电压下小灯泡的电阻值不同,灯丝阻值随温度变化而变化,求平均值无意义。8.(2023·河南)在“测量小灯泡电阻”实验中,选用的器材有:两节新干电池,额定电压为的待测小灯泡、滑动变阻器、电流表、电压表,开关和若干导线。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整;(2)正确连接好电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于(选填“A”或“B”)端;(3)闭合开关,发现小灯泡不发光,电压表无示数,电流表有示数,造成这一现象的原因可能是(选填字母代号);A.电流表短路
B.小灯泡短路
C.滑动变阻器断路(4)排除故障后,移动滑片P,某次实验时,电压表的示数为,电流表的示数如图乙所示,则通过小灯泡的电流为A,小灯泡正常发光时的电阻约为(结果保留一位小数);(5)经过多次实验,测出并记录多组电压和电流的值,得到小灯泡的图像如图丙所示,通过分析图像,写出一条你发现的结论:。【答案】
AB0.288.9小灯泡的电阻是变化的【解析】(1)[1]测小灯泡的电阻实验中,电压表并联在小灯泡两端,电压表“正进负出”
(2)[2]为了保护电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应在阻值最大处,由图可知,滑动变阻器的滑片置于A端。(3)[3]A.若电流表短路,电流表没有示数,电压表有示数,故A不符合题意;B.若小灯泡短路,电压表测一段导线的电压,所以电压表无示数,电流表有示数,小灯泡不发光,故B符合题意;C.若滑动变阻器断路,整个电路断路,两表都没有示数,故C不符合题意。故选B。(4)[4]由图乙可知,电流表的量程是0~0.6A,此时电流表的示数为0.28A。[5]小灯泡的额定电压是2.5V,此时流过小灯泡的电流为0.28A,所以小灯泡正常发光时的电阻(5)[6]由图丙可知,小灯泡的I-U图像不是过原点的倾斜直线,所以小灯泡的电阻是变化的,可以得出的结论是小灯泡两端的电压与通过它的电流的比值不是定值。9.(2023·衡阳)在“测量小灯泡的电阻”实验中,有如下器材:电压表、电流表、开关、电压为4.5V电源、额定电压为2.5V的小灯泡、标有“30Ω1A”的滑动变阻器、导线若干。
(1)请用笔画线代替导线,按照图甲所示的电路图将图乙的实物电路连接完整;(2)连接电路时,开关应(选填“断开”或“闭合”);(3)甲组同学连接好电路,闭合开关后灯泡发出明亮耀眼的光并很快熄灭。检查后,发现连线正确,请你找出实验中操作不当之处:;(4)乙组同学闭合开关后,发现小灯泡不亮,但电流表有示数。接下来应进行的操作是(选填字母);A.检查电路是否断路
B.移动滑动变阻器滑片,观察小灯泡是否发光(5)丙组同学规范操作进行实验,将得到的数据记录在下面的表格中,根据表格中的数据计算出小灯泡正常发光时的电阻为Ω(保留一位小数)。他们发现小灯泡电阻发生了变化,其原因是灯丝电阻受的影响。实验次数1234电压U/V1.01.52.02.5电流I/A0.180.220.240.26电阻R/Ω5.66.88.3【答案】
断开滑动变阻器的滑片并没有置于阻值最大处B9.6温度【解析】(1)[1]由于滑动变阻器的规格为“30Ω1A”,即允许通过变阻器的最大电流为1A,因此为了电路安全,电路电流不超过1A,因此电流表应选择小量程与小灯泡串联在电路中
(2)[2]为了保护电路,连接电路时,开关应处于断开状态。(3)[3]闭合开关后灯泡发出明亮耀眼的光并很快熄灭,说明电路的电流太大,电路的电阻太小,滑动变阻器的滑片并没有置于阻值最大处。(4)[4]闭合开关后,发现小灯泡不亮,但电流表有示数。由于电流表是串联在电路中的,说明电路是通路,因此可能是因为变阻器连入电路的电阻过大,电路中电流过小导致的,因此接下来应进行的操作是移动滑动变阻器的滑片,观察小灯泡是否发光,故B符合题意,A不符合题意。故选B。(5)[5]由表格数据可知,当小灯泡的两端电压等于额定电压,即2.5V时,通过其的电流为0.26A,根据欧姆定律可得,小灯泡正常发光时的电阻为[6]由表中数据可知,通过小灯泡的电流随电压的增大而增大,根据P=UI可知,灯泡的实际功率增大,灯丝的温度升高,由此说明灯丝的电阻随温度的变化而变化。10.(2023·黄冈、孝感、咸宁)如图甲是小明测量小灯泡电阻的电路,电源电压,小灯泡L额定电压为2.5V。(1)请用笔画线代替导线,将该电路补充完整,要求导线不交叉;()
(2)实验测量数据如下表,他选用的滑动变阻器规格是(选填“0~20Ω”或“0~50Ω”);序号123456电压U/V0.50.91.31.72.12.5电流I/A0.160.190.210.240.26(3)小明完成第5组数据测量后,要测量小灯泡正常发光时的电阻,滑动变阻器滑片应向(选填“左”或“右”)滑动;(4)在测量第6组数据时,发现电流表损坏,小明利用图乙电路测量出了小灯泡正常发光时的电阻,已知定值电阻阻值为5Ω。实验步骤如下;①闭合开关,单刀双掷开关S接1,移动滑动变阻器滑片P,使电压表示数V:②保持滑片P的位置不变,将单刀双掷开关S接2,电压表示数如图丙所示,则小灯泡L正常发光时电阻(结果保留一位小数)。【答案】
“0~50Ω”右2.58.3【解析】(1)[1]电压表和灯泡并联(2)[2]由表中数据可知电路中的最小电流是0.16A,对应的电压是0.5V,由欧姆定律和串联电路电压的规律可知变阻器连入电路的阻值选用的滑动变阻器规格是“0~50Ω”。(3)[3]第5组数据中电压表的示数是2.1V,小灯泡L额定电压为2.5V,要测量小灯泡正常发光时的电阻,由串联电路电压的规律可知需要减小变阻器两端的电压,由串联分压可知减小变阻器连入电路的阻值,滑动变阻器滑片应向右滑动。(4)①[4]闭合开关S0,单刀双掷开关S接1,灯泡、电阻R0和变阻器串联,电压表测量灯泡两端的电压,移动滑动变阻器滑片P,使电压表示数为2.5V。②[5]保持滑片P的位置不变,将单刀双掷开关S接2,灯泡、电阻R0和变阻器串联,电压表测量灯泡和电阻R0的总电压,此时电压表的示数大于2.5V,由图丙可知,电压表的量程选择0~3V,分度值是0.1V,电压表的示数是0.8V,不符合题意,电压表的量程选择0~15V,分度值是0.5V,电压表的示数是4V,由串联电路电压的规律可知R0两端的电压U0=4V-2.5V=1.5V电路中的电流小灯泡L正常发光时电阻11.(2023·潜江、天门、仙桃、江汉)实验小组用伏安法测量小灯泡的电阻,连接了如图甲所示的电路,小灯泡的额定电压为2.5V,电源电压恒定。
(1)实验的原理是;(2)图甲中有一根导线连接错误,请在该导线上打“×”,并用笔重新画一根正确连接的导线(导线不得交叉);(3)改正错误后,闭合开关,移动滑片至某位置时,电压表的示数为2V,为测量小灯泡正常发光时的电阻,应将滑片P向(选填“A”或“B”)端移动;(4)小灯泡正常发光时,电流表的示数如图乙所示为A。此时小灯泡的电阻是Ω(保留1位小数);(5)小灯泡的I-U关系如图丙,当小灯泡的两端电压增大时,它的电阻(选填“增大”“减小”或“不变”),其原因是灯丝电阻受的影响;(6)小组同学计划用该装置测量某定值电阻阻值时,发现电压表损坏,于是设计了如图丁所示的电路,测出了RX的阻值。实验步骤如下:
①将滑片移到a端,闭合开关S,读出电流表的示数,记为I1;②将滑片移到b端,闭合开关S,读出电流表的示数,记为I2;③读出滑动变阻器的最大阻值为R,则=(用I1、I2和R表示)【答案】
B0.269.6增大温度【解析】(1)[1]用伏安法测量小灯泡的电阻,徐测出灯泡两端的电压和刘国小灯泡的电流,用计算灯泡的电阻,实验的原理是。(2)如图,测量小灯泡电阻的实验中,电压表应接在灯泡两端,图中滑动变阻器接在灯泡与滑动变阻器两端
(3)[3]闭合开关,移动滑片至某位置时,电压表的示数为2V,小灯泡的额定电压为2.5V,为测量小灯泡正常发光时的电阻,应增大灯泡两端的电压,即减小电路中的电阻,应将滑片P向B端移动,直到电压表的示数为2.5V。(4)[4][5]如图,电流表接量程,分度值为0.02A,读数为0.26A,此时小灯泡的电阻是(5)[6][7]小灯泡的I-U关系如图丙,当小灯泡的两端电压增大时,电压的变化速度大于电流的变化速度,由可这,它的电阻增大;其原因是灯丝电阻受温度的影响,温度越高,灯丝的电阻越大。(6)①将滑片移到a端,闭合开关S,电路为Rx的简单电路,读出电流表的示数,记为I1,电源电压为②将滑片移到b端,闭合开关S,电阻Rx与滑动变阻器串联,变阻器的最大阻值为R,读出电流表的示数,记为I2,电源电压为③[8]联立以上两式解得►考向一测电功率12.(2023·自贡)小周利用如图甲所示电路,测量标有“2.5V”字样的灯泡L正常发光时的电阻和电功率。请按要求完成下列问题:
(1)请用笔画线代替导线,将图甲所示的实物图连接完整;(2)连接电路后,闭合开关S,发现灯泡不亮,电压表有示数且接近电源电压,电流表示数为零,产生这种现象的原因可能是:;(3)排除故障后进行实验,闭合开关S,发现电压表的示数为0.5V,为使灯泡L两端电压达到额定电压,应向端(选填“A”或“B”)移动滑动变阻器的滑片P,直到观察到电压表示数为2.5V。此时,电流表示数如图乙所示,电流表示数为A,则灯泡L正常发光时的电阻为Ω,电功率为W。【答案】
小灯泡断路A0.551.25【解析】(1)[1]根据滑动变阻器按“一上一下”的原则串联在电路中(2)[2]灯泡不亮,电流表无示数,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,则与电压表并联的电路以外的电路是完好的,与电压表并联的小灯泡断路了。(3)[3][4]灯在额定电压下正常发光,灯泡的实际电压0.5V小于灯泡的额定电压2.5V,应增大灯泡两端的电压,根据串联电路电压的规律,应减小滑动变阻器两端的电压,由分压原理可知,应减小滑动变阻器接入电路的电阻大小,故滑片向A移动,直到电压表示数为灯泡的额定电压2.5V。[5]图乙中电流表选用小量程,分度值为0.02A,示数为0.5A,由欧姆定律可知,灯泡L正常发光时的电阻为[6]根据可得,小灯泡正常发光时,其功率为13.(2023·重庆)在“测量小灯泡的电功率”实验中,小华准备了以下器材:电源、标有“”的小灯泡、电流表、电压表、滑动变阻器、开关、导线若干。请完成下列问题:
(1)如图甲,请用笔画线代替导线,正确连接电路;(2)在开关S闭合前,应将滑片P移到端(选填“A”或“B”);(3)闭合开关S,发现灯泡不亮,电流表有示数,电压表无示数,该电路故障可能是小灯泡;(4)排除故障后,闭合开关S,移动滑片P,同时眼睛要观察表的示数,直到示数为V时,小灯泡正常发光,记录电压表和电流表示数;(5)继续移动滑片,让电压表示数低于,某时刻电流表示数如图乙为A,观察灯泡亮度并记录电表示数:继续缓慢移动滑片,让电压表示数高出少许,观察灯泡亮度并记录电表示数。小华根据所有实验数据作出了小灯泡的图像,如图丙,则小灯泡额定功率为W;(6)根据小灯泡图像和亮度变化,还可以发现。【答案】
B短路电压2.50.20.75小灯泡的温度升高,其电阻变大【解析】(1)[1]根据实验要求可知,电压表测小灯泡两端的电压,由于小灯泡的额定电压为2.5V,则电压表选择小量程
(2)[2]闭合开关前,为了保护电路,滑动变阻器的滑片应置于阻值最大处的B端。(3)[3]灯泡不亮,说明没有电流流过小灯泡,电流表有示数,说明电路是通路,电压表没有示数,说明小灯泡两端没有电压,则电路故障可能是小灯泡短路。(4)[4][5]闭合开关S,移动滑片P,要使小灯泡正常发光,则应该观察电压表的示数,使其达到小灯泡正常发光的额定电压2.5V,记录电压表和电流表示数。(5)[6]由于电流表的小量程接入电路,当电流表示数如图乙所示时,此时电路电流为0.2A。[7]根据小灯泡的图像图丙可知,当达到小灯泡的额定电压2.5V时,通过小灯泡的额定电流为0.3A,由可得,小灯泡的额定功率为[8]根据小灯泡图像和亮度变化可知,随着小灯泡两端的电压增大,小灯泡的温度升高,其电阻变大。14.(2023·荆州)课后服务社团活动中,“创新”兴趣小组在“测定小灯泡的电功率”的实验中先用如图甲所示的器材进行实验,其中电源电压为6V,小灯泡额定电压为2.5V(正常发光时电阻约为12Ω)。
(1)为能顺利完成该实验,下列不同规格的滑动变阻器应选用(选填字母);A.“10Ω0.5A”的滑动变阻器B.“20Ω2A”的滑动变阻器C.“5Ω1A”的滑动变阻器(2)电路连接完成后,闭合开关,发现电压表示数接近电源电压,电流表无示数,小灯泡不亮。那么出现该故障的原因是;(3)故障排除后重新连接电路,闭合开关,移动滑片,电压表的示数如图乙所示,为了测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器的滑片向端移动(选填“左”或“右”);(4)通过小灯泡的电流随它两端电压变化的关系如图丙所示,则小灯泡的额定功率为W;(5)实验结束后,某同学设计了如图丁所示的电路来测量额定电压为6V的小灯泡的额定功率。已知电源电压为18V,定值电阻R的阻值为20Ω。实验步骤如下:
①开关S、S1闭合,S2断开,调节滑动变阻器R'的滑片,使小灯泡正常发光;②保持滑片位置不动,开关S、S2闭合,S1断开,此时电压表的示数为8V;③再将滑动变阻器的滑片移至最右端,此时电压表的示数为14V;④小灯泡的额定功率P额=W。【答案】B小灯泡断路左0.51.8【解析】(1)[1]小灯泡额定电压为2.5V(正常发光时电阻约为12Ω)。额定电流约为此时滑动变阻器接入电路中的阻值约为由此可知,应选“20Ω2A”的滑动变阻器。故选B。(2)[2]电路连接完成后,闭合开关,发现电流表无示数,小灯泡不亮,说明电路存在断路,电压表示数接近电源电压,说明电压表并联在电源两端,测电源电压,与电压表并联的电路部分存在断路,故小灯泡断路。(3)[3]由图乙可知,电压表选择小量程,分度值为0.1V,示数为2.2V。为了测量小灯泡的额定功率,应增加小灯泡两端的电压,减小滑动变阻器两端的电压,由分压原理可知,应减小滑动变阻器接入电路的电阻,故将滑动变阻器的滑片向左移动。(4)[4]由图丙可知,当电压为2.5V时,电流为0.2A。因此小灯泡的额定功率是P额=U额I额=2.5V×0.2A=0.5W(5)[5]开关S、S1闭合,S2断开,滑动变阻器滑片左边的电阻与小灯泡串联,电压表测量滑动变阻器两端的电压,要使小灯泡正常发光,则灯泡两端的电压UL=6V根据串联电路电压的规律可得U滑=U-UL=18V-6V=12V所以,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为12V时,小灯泡正常发光。保持滑片位置不动,开关S、S2闭合,S1断开,滑动变阻器的全部电阻R′与定值电阻R串联,电压表测量滑动变阻器滑片左边电阻两端的电压,此时电压表示数为U左=8V由于滑动变阻器的全部电阻连入电路,为了间接测量出定值电阻R两端的电压,需要测量出滑动变阻器两端的电压,故再将滑动变阻器的滑片移至最右端,此时电压表示数为滑动变阻器两端的电压,即U′=14V在②中,滑动变阻器的全部电阻R′与定值电阻R串联,根据串联电路电压的规律可得,R两端的电压UR=U-U′=18V-14V=4V此时电路中的电流当电压表示数为U左=8V时,滑动变阻器滑片左边电阻的阻值故在①中,小灯泡的额定电流为则小灯泡的额定功率P额=ULIL=6V×0.3A=1.8W15.(2023·泰安)物理实验小组连接了如图甲所示的电路,做“测量小灯泡的电功率”实验。可供选择的器材有:电源(可选电压为4.5V、6V),规格为“20Ω2A”的滑动变阻器一个,小灯泡(额定电压为2.5V,额定功率小于0.75W)一个,电压表、电流表各一个,开关、导线若干。
(1)甲图连接的电路有一处错误,请把接错的那一根导线找出来打“×”,用笔画线代替导线画出正确的连接(只改接一根导线);(2)正确连接电路后,当变阻器的滑片P在中点时小灯泡正常发光。该实验所用的电源电压为V,小灯泡的额定功率为W;(3)变阻器的滑片P移至某处时,电流表示数为0.18A,电压表示数如图乙所示为V,此时小灯泡的电阻为Ω;(4)该实验小组的同学又设计了如图丙所
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