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文档简介
中考科学教师题库物质科学一(物理)5电与电路5.6伏安法测电阻的探究实验一、单选题1.某同学在只有电流表或电压表的情况下想测量未知电阻Rx的阻值,其中电源电压未知,定值电阻R0和滑动变阻器R′的最大阻值均已知。如图所示电路中,可以测出Rx阻值的是(
)A.
B.
C.
D.
【答案】C【解析】在串联电路中,电压与电阻成正比,即U1U2=R1R2,因此:在一个电阻已知,两个电压已知的情况下,可以计算出第二个电阻的阻值,据此分析判断即可。
A.当变阻器的滑片在最左端时,电压表的示数为零;当滑片在最右端时,电压表的示数为变阻器的电压U',因此无法测出二者串联时Rx两端的电压,因此无法测出它的阻值,故A不合题意;
B.电压表串联在电路中,无论变阻器的滑片在什么位置,它的示数始终等于电源电压,而无法测得Rx与R
'两端的电压,即无法计算Rx的值,故B不合题意;
C.当开关S和S1都闭合时,Rx被短路,只有R0,记下这时电流表的示数为I0,那么电源电压U总=U0=I0R0;当S闭合,S1断开时,二者串联,记下这时的电流为I总,那么Rx的阻值为:U0I02.下列四个图中,电阻R0的阻值已知,电源电压未知且保持不变,以下四个图中不能测出Rx阻值的是(
)A.
B.
C.
D.
【答案】B【解析】根据公式R=UA.两个电阻并联,那么Ux=U0;断开开关,记下电流表的示数I0,那么Ux=U0=I0R0;闭合开关,记下电流表的示数I总,那么通过Rx的电流为Ix=I总I0;最后根据Rx=UxIx计算即可,故A不合题意;
B.当开关S接1时,电压表测R0的电压,此时电压表上面的接线柱为“”;将开关接2,此时电压表的“”接线柱与电源正极相连,不能正常使用,故B符合题意;
C.首先根据U0=I1R1计算出R0两端的电压,然后根据Ux=U0计算出Rx两端的电压,最后根据Rx=UxIx=UxI2计算即可,故C不合题意;
D.开关S2闭合,电压表测R03.如图是小科利用实验室常用仪器,设计测量未知电阻Rx阻值的四种电路,电源电压恒定且未知,R0是已知阻值的定值电阻,滑动变阻器R最大阻值未知,实验中只能闭合或断开开关及移动滑动变阻器滑片,其中能够测量出Rx阻值的电路(
)A.
只有①
B.
只有②
C.
只有②③
D.
只有②③④【答案】D【解析】对各个电路图进行分析,通过开关的组合,结合欧姆定律,确定是否能够测量除Rx的阻值即可。
①:当开关S接1时,电压表测R0的电压,此时电压表上面的接线柱为“”接线柱;当开关S接2时,电压表测Rx的电压,但是此时电压表的上面接线柱却与正极相连,接法错误,不能测定Rx的阻值,故A错误;
②:当开关S2闭合时,R0被短路,此时电压表测电源电压U总;当开关S2断开时,电压表测Rx的电压Ux。可根据U0=U总Ux计算出R0的电压,再根据“串联电路电压与电阻成正比”计算出Rx的阻值,即UxU0=RxR0,故②可以测出Rx;
③:当开关S2闭合时,R0被短路,只有Rx,记下电流表的示数Ix;根据U总=I总R总得到:U总=IxRx;
当开关S2断开时,R0与Rx串联,,记下电流表的示数I总;根据U总=I总R总得到:U总=I总(Rx+R0)。两个方程联立可以计算出Rx的阻值,故③可以测出Rx;
④:当开关S接2时,只有R0,记下电流表的示数I0;当开关S接1时,只有Rx,记下电流表的示数Ix。
根据并联电路U0=Ux得到:I0R0=IxR4.某同学在没有电流表的情况下,利用电压表和已知阻值的定值电阻R0,测量未知电阻Rx阻值,图中不能实现测量Rx阻值的电路图是(
)A.
B.
C.
D.
【答案】B【解析】如果没有电流表,那么我们可以借助电压表与一个阻值已知的定值电阻组合,从而计算出通过待测电阻的电流,从而完成电阻的测量,据此分析判断即可。A.开关S与1接触,此时只有电阻Rx,电压表的示数等于电源电压,记为U总;开关S与2接触,两个电阻串联,此时电压表测Rx的电压,记为Ux,那么此时R0两端的电压为U总Ux。根据串联电流相等,得到:UxRx=U总−UxR0,从而计算出Rx的阻值,故A不合题意;
B.无论开关S闭合还是断开,电压表始终测量总电压,而无法得到其中一个电阻两端的电压,因此无法计算出Rx的值,故B符合题意;
C.开关S与1接触测总电压,与2接触测Rx的电压,与A中原理相同,可计算出Rx的值,故C不合题意;
5.如图所示,是小明测量未知电阻Rx的实验电路,电源电压不变,其中R0为阻值已知的定值电阻。当闭合开关S1和S2时,电流表的示数为I1;当只闭合开关S1时,电流表的示数为I2。则下列四个选项中,Rx的表达式正确的是(
)A.
Rx=I1R0I2
B.
Rx=I2R0I1
【答案】D【解析】在并联电路中,电流与电阻成反比,即I1当闭合开关S1和S2时,两个电阻并联,电流表测通过干路的电流,示数为I1;
当只闭合开关S1时,电流表测通过R2的电流,示数为I2。
那么通过Rx的电流为:Ix=I1I2;
根据公式I1I2=R2R1得到:IxI06.如图甲所示,将一电源和一未知电阻Rx串联后置于箱内,只将A.B两个接线柱留在外面。为了测出Rx和电源电压的值,在箱外接入一段电路加以测试,其中Ro为阻值已知的定值电阻,设电源电压不变,图乙设计中能达到目的只有(
)A.
①③
B.
①③④
C.
①④
D.
②③④【答案】B【解析】分析各个连接方式中电路的串并联关系以及电表测量的物理量,结合欧姆定律判断是否能够测量出Rx的值即可。①当开关断开时,电阻R0与Rx串联,测出此时的电流I1,开关闭合时,电阻R0被短路,电路中只有Rx,测出此时的电流为I2,则:I1(R0+Rx)=I2Rx,可解得Rx的值,根据U=I2Rx可求得电源电压,故①符合题意;②开关断开时,电流表和电压表的示数均为零,开关闭合时,读出电流表和电压表的示数,只能得知R0两端的电压和电路中的电流,无法得知电源电压和Rx的值,故②不合题意;③开关断开时,电压表相当于串联在电路中,读出此时的示数U1,此时示数等于电源电压;将开关闭合,此时R0与Rx串联,读出电压表的示数U2,可根据I=U2R0计算出电路中的电流,Rx两端的电压Ux=U1−U④开关断开时,电压表串联在电路中,示数等于电源电压;开关闭合时,R0被短路,读出电流表的示数,根据R=UI计算出Rx的值,故④符合题意。由此分析可知①③④能达到目的。
故选B。二、填空题7.测电阻有电流表“外接法”(如下图a)和电流表“内接法”(如下图b)两种选择,两种电路测量电阻都有误差。
(1)当用电流表外接法时,电压表测量值U等于待测电阻两端电压的真实值,电流表测量值I实际上是通过待测电阻中的电流和通过电压表(电压表是一个可显示其两端电压的阻值很大的电阻)的电流之和,这样电流表测量值I大于待测电阻中的真实电流。根据R=U/I可知,当用电流表外接法时,待测电阻测量值R________待测电阻真实值(填“大于”“小于”或“等于”)。根据上面的分析可知:当用电流表外接法时,待测电阻阻值越小,实验误差________(填“越小”或“越大”)。(2)当用电流表内接法时,电流表测量值I等于通过待测电阻的电流真实值,而电压表测量值实际上是待测电阻两端的电压和电流表(电流表是一个可显示通过自身电流的电阻)两端的电压之和,这样电压表测量值U大于待测电阻两端的真实电压。根据R=U/I可知,当用电流表内接法时,待测电阻测量值R________待测电阻真实值(填“大于”“小于”或“等于”)。根据上面的分析可知:当用电流表内接法时,待测电阻阻值越大,实验误差________(填“越小或“越大”)。
【答案】(1)小于;越小
(2)大于;越小【解析】(1)根据公式R=UI可知,当电压相同时,电流越大,电阻越小;电流表测的是电压表和电阻的电流之和,电阻越小,通过电阻的电流越大,总电流与电阻电流相差越小,电压表对实验产生的误差就越小;
(2)根据公式(1)当用电流表外接法时,待测电阻测量值R小于待测电阻真实值,根据上面的分析可知:当用电流表外接法时,待测电阻阻值越小,实验误差越小;
(2)当用电流表内接法时,待测电阻测量值R大于待测电阻真实值,根据上面的分析可知:当用电流表内接法时,待测电阻阻值越大,实验误差越小。8.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“20Ω1A”字样。(1)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虚线框内。(2)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。【答案】(1)解:如图所示:
(2)2.2;9.5【解析】(1)灯泡与变阻器串联,当灯泡电压为3.8V时,变阻器两端的电压U变=U总UL=6V3.8V=2.2V。如果将电压表与变阻器并联,那么当电压表的示数为2.2V时,灯泡恰好正常发光。
(2)根据(1)中的分析确定电压表的示数。根据RL=ULIL计算灯泡的电阻。
(1)当灯泡的电压为3.8V时,变阻器的电压为2.2V<3V,可以使用0~3V的量程,因此将电压表与变阻器并联即可,如下图所示:
(2)闭合开关,移动滑动变阻器的滑片使电压表示数为2.2V,小灯泡正常发光,
三、实验探究题9.
如图1所示,电源电压为6V,图甲为伏安法测电阻的电路图;图乙为连接不完整的实物图.(1)对照电路图甲,用笔画线代替导线将图乙中未连接部分连接起来.(2)如果实验操作中出现:电流表有示数,电压表示数为0的现象,其故障可能是(
)A.电流表的正、负接线柱接反
B.电压表的量程选小了
C.电阻Rx发生了短路
D.把滑动变阻器下端两接线柱连入电路(3)电路连接正确后,闭合开关,若将滑片P向左移动时,电压表示数________
(选填“变大”、“变小”或“不变”).(4)实验过程中,电流表和电压表的示数如图2所示,此时测得的Rx=________
Ω.(5)此实验要多次测量电阻值,最后求电阻值的平均值,其目的是________
.【答案】(1)
解:电源电压为6V,所以电压表选大量程,且与电阻并联,滑动变阻器按一上一下的原则串联在电路中;如图所示.
(2)C
(3)变大
(4)5
(5)减小误差【解析】解:(1)电源电压为6V,所以电压表选大量程,且与电阻并联,滑动变阻器按一上一下的原则串联在电路中;如图所示.(2)电流表有示数,说明电路是通路,电压表示数为0,说明电压表并联的部分发生了短路,所以只有选项C电阻Rx发生了短路符合题意.(3)电路连接正确后,闭合开关,若将滑片P向左移动时,接入电路的电阻变小,所以分压变小,则定值电阻两端的电压变大,电压表示数变大;(4)图中电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.5A;电压表的量程为0~15V,分度值为0.5V,示数为2.5V.由欧姆定律I=UR电阻Rx=UI=2.5V(5)该实验装置,进行多次测量,求出多组电压与电流值,由欧姆定律求出电阻值,然后求平均值,可以减小误差.(1)根据电源的电压确定电压表的量程且与被测电阻并联,滑动变阻器按一上一下的原则串联在电路中;(2)电路的故障有两种:断路或短路,根据电压表和电流表的示数可做出判断;(3)滑片左移,电阻变小,分压变小,则电压表的示数会变大;(4)读出电压表和电流表的示数,根据欧姆定律的变形公式计算电阻的大小;(5)在测量性实验中,要多次测量电阻值,最后求电阻值的平均值,这样可减小误差.10.实际的电源都有一定的电阻,如干电池,我们需要用它的电压V和电阻r两个物理量来描述它。实际计算过程中,可以把它看成是由一个电压为U、电阻为0的理想电源与一个电阻值为r的电阻串联而成,如图甲所示。实验室有一电源,电源电压约为3V、电阻不到1Ω。为了测量该电源的电压和电阻,现有两个电阻R1=15Ω,R2=5Ω,一量程为0.3A的电流表,并设计了如下的两种测量电路:乙和丙。(1)请选择可行的测量电路________(选填“乙”或“丙”),理由是________。(2)简要叙述两个实验步骤:①________;②________。(3)根据测量数据(用相应字母表示)和已知量,得到电源电压U=________,电源内阻r=________。(计算结果不用带单位)【答案】(1)丙;若选择乙图电路中的电流会超过电流表的量程
(2)闭合开关S1、S2,读出电流表示数为I1;闭合开关S1,断开开关S2读出电流表示数为l2
(3)5I1I【解析】(1)由乙电路图可知,当闭合开关S2时,R2与电源的内阻r串联,根据电阻的串联特点和欧姆定律求出此时电路中的电流会大于电流表的量程,证明此方案不可行;
(2)由丙电路图可知,当只闭合开关S1时,r、R1、R2串联,电流表测电路中的电流;在闭合开关S2时,R2被短路,电路为R1、r串联,电流表测电路中的电流,根据串联电路的电阻特点和欧姆定律分别表示出电源的电压,解等式即可求出电源的电压和内阻的阻值,并据此设计实验步骤。
(3)根据(2)中的分析列出方程组求解即可。
(1)若选乙电路图,当闭合开关S2时,R2与电源的内阻r串联,
电路中的电流I=UR2+r=3V5Ω+1Ω=0.5A>0.3A;
所以此方案不可行,故可行的测量电路为丙。
(2)实验步骤:
①闭合开关S1、S2,读出电流表示数为I1;
②闭合开关S1,断开开关S2,读出电流表示数为I2。
(3)因电源的电压不变,
闭合开关S1、S2,读出电流表示数为I1;
得到:U=I1(R1+r)
①
闭合开关S1,断开开关S2读出电流表示数为I2。
U=I2(R1+R211.
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.【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: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=I2【解析】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.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.12.科学兴趣小组的同学利用学过的知识,测量定值电阻Rx的阻值。(1)同学们利用电路甲测量Rx的阻值,测量数据和结果如下表一:表一实验次数电压U(伏)电流I(毫安)电阻R(欧)12.02.3087022.52.9086234.04.70851根据表格中的数据可求得该电阻的阻值是________。(2)同学们发现该电阻的标定阻值为1000欧、为什么测量值与标定值之间有较大偏差?他们查资料寻找原因,发现平时认为电阻为零的电流表和电阻无穷大的电压表实际上都有一定的内阻,只是电压表的内阻比较大,电流表的内阻比较小,但都会对测量结果产生影响。然后,同学们找来他们使用的电流表和电压表的说明书,说明书显示:电压表:量程0~6伏,内阻6000欧电流表:量程0~10毫安,内阻40欧根据这些信息,可判断甲电路中由于________(“电流表”或“电压表”)内阻的影响,使测量结果产生较大偏差。(3)小组同学经过思考,改成电路乙进行实验,测量数据和结果如下表二:表二实验次数电压U(伏)电流I(毫安)电阻R(欧)12.51.92104222.52.45102034.03.751067比较两次测量结果,同学们做出了以下分析,你认为正确的是
。A.测量该定值电阻选择电路乙更合适
B.用电压表和电流表测量得到的电阻阻值都会偏大或偏小
C.选择合适的电路,测得的电阻值偏差会减小,更接近真实值(4)拓展应用:根据以上的探究,如果需要测量阻值约20欧小阻值电阻时,选用了合适量程的电压表和电流表后,为了使测量结果更精确,应选择甲和乙中的哪一电路?并说明理由。________
【答案】(1)861欧
(2)电压表
(3)A,B,C
(4)甲。因为20欧是小电阻,电压表内阻大,直接并联后电压表分流作用小,电流表测量偏差小,电阻测量值偏差小。【解析】(1)在测量定值电阻的阻值时,可以使用多次测量求平均值的方法减小实验误差,即:R=R1+R2+R33;
(2)甲图中,电压表与电阻并联,那么电流表测得的值就是通过电压表和电阻的电流之和,即测得的电流偏大,根据欧姆定律分析计算出阻值的变化;
(3)根据(1)中相同的办法计算出电阻的阻值,哪次误差小,哪个实验方案就更合适,据此选择;
(4)被测的电阻越小,通过的电流越大,图甲中电流表的示数与电阻实际电流相差越小,计算出的电阻误差也越大;被测的电阻越大,它两端的电压越大,图乙中电压表的示数与实际电压相差越小,计算出的电阻误差越小。
(1)该电阻的阻值为:R=R1+R2+R313.小明想利用实验室所提供的器材测量未知电阻Rx的阻值,实验室提供的器材有:电源(电压、未知)、一只电流表、一只电压表、开关S1、S2各一个,以及有三只电阻:滑动变阻器R、阻值已知的电阻器R0、待测电阻Rx,导线若干。(1)按如图甲所示的电路进行测量,请用笔画代替导线按照图甲在图乙的实物图中连线。(2)小明认为不用电压表,并利用阻值已知的电阻器R0,也可以设计另外一种测量未知电阻Rx的方案,请你帮他完成以下问题:①画出该实验方案的电路图________;②简述实验的主要步骤:________。③写出该实验方案Rx的表达式(用已知量和测得量表示)________。【答案】(1)
(2);闭合开关S2,断开开关S1,读出电流表的读数I1;闭合开关S1,断开开关S2,读出电流表的读数I2;I1R0【解析】(1)根据电路图连接实物图时,要保持电器元件的串并联关系和先后顺序一致,据此完成实物图的连接即可。
(2)在并联电路中,电流与电阻成反比,即Ix(1)根据电路图可知,电流从正极出发,依次经过定值电阻Rx、变阻器、电流表、开关回到电源负极。电压表与Rx并联,变阻器使用的是滑片左边的部分,因此它必须接左下角的接线柱,如下图所示:
(2)①R0与Rx并联,各有一个开关与它们串联,电流表在干路上,
实验方案的电路图:。
②实验步骤为:闭合开关S2,断开开关S1,读出电流表的读数I1;闭合开关S1,断开开关S2,读出电流表的读数I2;
③根据公式IxI0=R0Rx的点:14.科学兴趣小组的同学利用学过的知识,测量定值电阻Rx的阻值。(1)同学们利用电路甲测量Rx的阻值,测量数据和结果如表一:表一实验次数电压U(V)电流I(mA)电阻R(Ω)12.02.3087022.52.9086234.04.70851根据表格中的数据可求得该电阻的阻值是________。(2)同学们发现该电阻的标定阻值为1000Ω,为什么测量值与标定值之间有较大偏差?他们查资料寻找原因,发现平时认为电阻为零的电流表和电阻无穷大的电压表实际上都有一定的内阻。只是电压表的内阻比较大,电流表的内阻比较小,但都会对测量结果产生影响。然后,同学们找来他们使用的电流表和电压表的说明书,说明书显示:电压表:量程0~6V,内阻6000Ω电流表:量程0~10mA,内阻40Ω根据这些信息,可判断甲电路中由于________(选填“电流表”或“电压表”)内阻的影响,使测量结果产生较大偏差。(3)小组同学经过思考,改成电路乙进行实验,测量数据和结果如表二:表二实验次数电压U(V)电流I(mA)电阻R(Ω)12.01.92104222.52.45102034.03.751067比较两次测量结果,同学们做出了以下分析,你认为正确的是____。A.测量该定值电阻选择电路乙更合适
B.用电压表和电流表测量得到的电阻阻值都会偏大或偏小
C.选择合适的电路,测得的电阻值偏差会减小,更接近真实值(4)拓展应用:根据以上的探究,如果需要测量阻值约20Ω的小阻值电阻时,选用了合适量程的电压表和电流表后,为了使测量结果更精确,应选择甲和乙中的哪一电路?并说明理由。【答案】(1)861Ω
(2)电压表
(3)A,B,C
(4)(4)甲。因为20Ω是小电阻,电压表内阻大,直接并联后电压表分流作用小,电流表测量偏差小,电阻测量值偏差小。【解析】(1)为了减少测量误差,将三个电阻值相加,然后求出它们的平均数即可;
(2)电压表直接并联在定值电阻两端,测量的是电阻两端的真实电压,电流表测干路中的电流。由于电压表的阻值与定值电阻阻值差不多大,造成干路电流明显大于通过定值电阻的电流。因此甲电路中由于电压表内阻的影响,使得测量结果小于真实值,因此甲适用与电阻比较小的情形。
如果被测电阻较大,那么电流表与它串联时,电流表的电阻对总电阻的影响非常小,此时待测电阻和电流表的总电压和待测电阻的电压几乎相同,此时对测量结果的影响非常小,此时图乙适用电阻比较大的情形。
(3)①③根据上面得到的结论分析判断;
②根据电压表和电流表对测量电阻的影响判断。
(4)根据(2)中的分析判断。(1)该电阻的阻值:R=870Ω+862Ω+851Ω3=864Ω。
(2)根据这些信息可知,该电阻的阻值与电压表的阻值比较接近,因此电压表的电流会对通过定值电阻的电流产生较大影响,由此判断甲电路中由于电压表内阻的影响,使测量结果产生较大偏差。
(3)A.该电阻的阻值为864Ω,与电压表的电阻接近,因此甲方法不合适;由于它的电阻远远大于电流表的电阻,所以适用乙方法合适,故A正确;
15.小黄同学用伏安法测电阻,图甲是他未连完的电路。(1)请你用笔画线代替导线,完成电路连接,使滑动变阻器滑片向左移动时,电流表示数增大。(2)连接好实物图后,小黄通过调节滑动变阻器的滑片,测出通过电阻R的不同电流和对应的电压值,如表中所示。U(V)1.51.92.6I(A)0.340.440.54小川同学指着小黄实验完成后刚拆下的电流表(如图乙),指出了他操作中的错误是________。修正这项错误,最后小黄测出的R的阻值应为________Ω(保留2位小数)。(3)小川在做这个实验时,闭合开关,刚开始移动滑片时,电流表和电压表均无示数。但移动一段距离后,电流表和电压表出现了正常的偏转,则电路发生故障的可能是____。A.短路
B.断路
C.小灯泡断路
D.滑动变阻器某段发生断路【答案】(1)解:如图所示:
(2)电流表未调零;4.98
(3)D【解析】(1)滑动变阻器接线时注意“一上一下”,根据题目的要求判断变阻器的下面所接的接线柱即可;电压表应该与待测电阻并联,据此将电压表的接线补充完整。
(2)电流表和电压表在使用之前,都要对指针进行调零,根据乙图确定小黄实验的错误。根据乙图读出没有接入电路时电流表的示数,然后用表格中的电流分别减去这个值得的真正的电流值,再分别计算出电阻,最后求出电阻的平均值即可。
(3)对各个选项中的故障进行分析,推测可能出现的现象,哪个与题目描述一致,哪个就是正确选项。
(1)根据甲图可知,
①电压表应该与待测电阻并联,它的“”接线柱已经与电阻左端的接线柱相连,只要将“3”接线柱与电阻右端的接线柱相连即可;
②变阻器应该与电阻串联,由于上面的接线柱已经接好,因此只从下面选一个接线柱与电阻右端相连即可。滑动变阻器滑片向左移动时,电流表示数增大,那么变阻器的阻值减小,因此变阻器使用的滑片左边的部分,即选择左下角的接线柱,如下图所示:
(2)根据乙图可知,电流表的指针没有指零,因此小黄实验的错误为:电流表未调零。
电流表上的示数为0.04A,那么表格中三个电流值分别为0.3A、0.4A和0.5A;
那么三个电阻值分别为:R1=U1I1=1.5V0.3A=5Ω;
R2=U2I2=1.5V0.4A=4.75Ω;16.为测量小灯泡正常发光时的电阻值。小博利用额定电压为2.5伏的小灯泡电压为6伏的电源、规格分别为“20欧1安”、“10欧1.5安”的滑动变阻器R1、R2等器材连接电路(如图甲),实验步骤如下:①闭合开关S、S1,移动R1的滑片至电压表示数为2.5伏,此时电流表示数如图乙所示。②断开开关S1,
,并记录此时电压表和电流表的示数。③接着保持R2的滑片位置不动,多次移动R1的滑片,记录多组对应的电压和电流值,求出(R2对应的电阻值,并取平均值,即为灯泡正常发光时的电阻。(1)图乙中电流表的示数为________安。(2)请将小博实验步骤②中的操作内容补充完整。________。(3)小博根据获得的实验数据绘制出R2的UI关系图像,如图丙.但小雅仔细分析实验后,认为小博所作的图像中有不合理的地方,请指出一点并说明理由。________。【答案】(1)0.5
(2)闭合开关S2,移动滑动变阻器R2的滑片至电压表示数为2.5V
(3)①电流表选用量程为0~0.6A,0.6A之后的数据无法测得;②由图像可得,R2的滑片位置保持不变后,其连入的阻值为5欧,而R1最大阻值为20欧,U总=6V,根据串联分压U1:U2=R1:R2=1:4,R2两端的最小电压为1.2V,所以比1.2V小的实验数据无法测得。【解析】(1)根据乙图确定电流表的量程和分度值,然后根据指针位置读出示数;
(2)在串联电路中,电压与电阻成正比。当灯泡与变阻器R1串联,变阻器R2与R1串联时,如果电压表的示数相同,那么灯泡与变阻器R2的阻值相同,据此确定步骤②;
(3)根据电流表的量程确定电流的变化范围;根据串联电路电压与电阻成正比计算出R2的最小电压,然后进行判断。
(1)根据乙图可知,电流表选择量程0~0.6A,分度值为0.02A,那么示数为0.5A。
(2)小博实验步骤②中的操作内容:闭合开关S2,移动滑动变阻器R2的滑片至电压表示数为2.5V。
(3)小博的图像不合理的地方:
①①电流表选用量程为0~0.6A,0.6A之后的数据无法测得;
②由图像可得,R2的滑片位置保持不变后,其连入的阻值为5欧,而R1最大阻值为20欧,U总=6V,根据串联分压U1:U2=R1:R2=1:4,R2两端的最小电压为1.2V,所以比1.2V小的实验数据无法测得。
17.
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)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=________
【答案】(1)
(2)0.3;8
(3)闭合开关S、S1;【解析】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=URR=UI=2.4V(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=U0R0=UXR解得:Rx=U1故答案为:(1)如上图所示;(2)0.3;8;(3)②闭合开关S、S1;③U1(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、S1均闭合时电路为Rx的简单电路,电压表测电源的电压;当开关S闭合、S1断开时,R0、Rx串联,电压表测Rx两端的电压;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.18.实验室中要测量一个阻值约为数百欧的电阻。提供的器材有:电源(电压约5伏)、学生用电压表(0~6伏)、电阻箱R(0~9999欧5安)、开关S1和S2、导线若干。现要测量待测电阻Rx的阻值,设计了如图甲所示的实验电路图。小虎进行的实验过程如下:
(1)根据实验电路图,连接成如图乙所示的实物电路,但存在连接错误,只需改动一根导线,即可使电路连接正确,请在接错的导线上打“×”,并用笔画线代替导线画出正确的接法。
(2)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,则电源电压为________。
(3)闭合S1,将S2拨到触点2,当电阻箱阻值调为R0时,电压表的示数为U2,则待测电阻的阻值Rx=________。【答案】(1)
(2)U1
(3)U2R【解析】(1)根据电路图连接实物图时,不但电器元件的串并联关系要保持一致,还要保证电器元件的先后顺序一致,据此进行检查即可;
(2)电压表与哪个用电器并联,它就测量哪个用电器的电压;
(3)在串联电路中,电压与电阻成正比,根据题目条件计算出两个电阻两端的电压,然后据此关系计算即可。
(1)根据甲图可知,单刀双掷开关的触点2用导线连接在定值电阻Rx与变阻箱之间,而乙图中它却连接在定值电阻与电压表之间,因此这条导线错误,如下图所示:
(2)路连接正确后,闭合S1,将S2拨到触点1时,此时电压表与电源并联,测电源电压。因为电压表的读数为U1,所以电源电压为U1;
(3)闭合S1,将S2拨到触点2,电压表与定值电阻Rx并联,测它的电压U2;
那么变阻器两端的电压为:U=U1U2;
在串联电路中,电压与电阻成正比,即:UxU=RxR;
即U19.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。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1/3。则:(1)根据实验要求,电压表选用________,电流表选用________。(2)请在虚线方框内画出实验电路图,并标出所选器材的字母(部分电路已画出);并根据所画的电路图,用笔画线代替导线,将实物图连接起来。
(3)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________。【答案】(1)V1;A1
(2)解:如答图所示。
(3)Rx=UI-R0【解析】(1)根据电源电压确定电压表的量程,根据I=UR0+Rx确定电流表的量程;
(2)确定好各个电器元件的串并联关系,然后完成实物连接,并画出电路图即可;
(3)分析电压表的测量值,根据欧姆定律计算出待测电阻即可。
(1)电源电压为3V,那么电压表的量程为0~3V,选择V1;当变阻器的阻值为0时,通过电路的电流最大为:I=UR0+Rx=3V40Ω+20Ω=0.05A=50mA,选择量程0~50mA,因此电流表选择A1;
(2)将变阻器、电流表和两个定值电阻、开关依次串联,为了让电压表的示数更大,让其与两个定值电阻并联,注意电表的正负接线柱,变阻器接线“一上一下”,如下图所示:
(3)定值电阻R0与Rx的总电阻为:R总20.在“伏安法测电阻”的实验中,老师提供了以下器材:几节干电池、最大阻值为50Ω的滑动变阻器1个、被测电阻Rx,开关、电压表和电流表各1只、导线若干。甲、乙两组的同学分别设计了如下实验方案。(1)老师认为理论上讲两个方案都能完成实验,但是实验室里通常用的是甲方案,相较于乙方案,甲方案的优点在于________(2)完成实验后,有同学提出其实不需要电压表也能完成实验,他利用电流表和滑动变阻器完成对Rx的再一次测量。请你根据他的实验步骤,在答题卡方框内画出他设计的电路图。①照电路图连接好电路;②调节滑动变阻器的滑片,使接入电路的阻值为0时,读出电流表的示数I1;③调节滑动变阻器的滑片,使接入电路的阻值为最大值时,读出电流表的示数I2;④据已知条件和测量结果,求出定值电阻阻值(3)定值电阻的表达式:Rx=________Ω【答案】(1)不需要更换电源,操作比较方便(有滑动变阻器保护电路元件,不容易损坏元件等)
(2)
(3)Rx=I2I【解析】(1)在“伏安法”测电阻的实验中,需要改变待测电阻两端的电压和通过它的电流,收集多次测量数据,最后通过求平均值的方法减小实验误差。乙中没有滑动变阻器,就需要调整干电池的节数来改变电压,很不方便;
(3)当滑片在最左边时,变阻器的阻值为0,只有电阻Rx;当滑片在最右边时,变阻器的阻值最大,与电阻Rx串联;根据串联电路U总=I总R总分别列出两个方程,然后联立求解即可。(1)老师认为理论上讲两个方案都能完成实验,但是实验室里通常用的是甲方案,相较于乙方案,甲方案的优点在于:不需要跟换电源,操作比较方便(有滑动变阻器保护电路元件,不容易损坏元件等);
(2)当滑片在最左边时,变阻器的阻值为0,只有电阻Rx;
根据U总=I总R总得到:U总=I1Rx
①;
当滑片在最右边时,变阻器的阻值最大,与电阻Rx串联;
根据U总=I总R总得到:U总=I2×(Rx+50Ω)
②;
①②联立解得:
Rx21.现有一阻值为10Ω的定值电阻、一个开关、若干根导线和一个电压表,该电压表表面上有刻度但无刻度值.另有一个电源箱(如图),要求设计一个能测定某电源内阻r的阻值的实验方案(已知电压表内阻很大,其量程大于电源电压,r约为几欧)要求:(1)在答题卷指定框内完成实验电路图;(2)简要写出完成接线后的实验步骤;(3)写出用测得的量计算r的表达式。【答案】(1)
(2)①断开开关,记下电压表偏转格数N1,②合上开关,记下电压表偏转格数N2,
(3)断开开关时设电源电动势U=N1,闭合开关后应有U=N2+N2r/R,联立两式计算得出r=(【解析】(1)有内阻的电源,可以看作一个电源和一个定值电阻串联。根据R=UI可知,如果要测量它的内阻,其实就是想办法得到这个内阻上的电压和电流。电压表可以直接测出电压,但是电流不能直接得到。根据串联电路中各处电流都相等可知,只要再串联一个定值电阻,用电压表测出它的电压后,根据欧姆定律计算出通过它的电流即可。
(2)电压表没有具体的数字,但是它的电压值肯定与偏转的格数成正比,因此可以用偏转的格数代表电压。通过开关的断开和闭合得到对应的电压;(1)将10Ω的定值电阻与电源串联,再将电压表与定值电阻串联,如下图所示:
(2)实验步骤:
①断开开关,记下电压表偏转格数N1;
②合上开关,记下电压表偏转格数N2,
(3)断开开关时,电压表的示数就是电源总电压,即U=N1;
根据串联电路U总=U1+U2得到:U=N2+N1=N22.某兴趣小组的同学利用甲图所示的电路进行了多个电学实验。实验中电源电压为6V且恒定不变;滑动变阻器在电路中除了保护电表即保护电路以外,在不同的实验中作用各不相同。(1)第一小组的同学要测量电阻Rx的阻值,他们在A、B间接入待测电阻Rx,请你用笔画线代替导线,将答题卡图乙中的实物图连接完整。(2)第二小组的同学要测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率。他们在A、B间接入额定电压为2.5V的小灯泡,正确连接电路,实验步骤及操作都正确。闭合开关后,发现电压表的示数始终大于小灯泡的额定电压,小灯泡发光较亮,出现这种现象的原因是________;(3)第三小组的同学要研究“电流与电阻的关系”。该实验中滑动变阻器除了保护电路的作用外,另一个重要的作用是________;实验步骤如下:①按照电路图连接电路接入定值电阻R1,滑动变阻器滑片在阻值最大处,闭合开关;②移动滑片,使电压表为某个固定值,记下此时电流表的电流I1;③断开开关,摘下R1,接入阻值稍大的电阻R2;闭合开关,________,记下此时电流表的电流I2;④改用R3,重复步骤③,记下此时电流表的电流I3;比较R1I1、R2I2、R3I3的数值,得出验证结论。【答案】(1)
(2)选用滑动变阻器规格太小(或滑动变阻器的最大电阻太小)
(3)控制电阻两端的电压保持不变(或使电阻两端的电压保持2.5V);移动滑动滑片使电压表的示数保持不变【解析】1、测量电阻阻值大小一般用伏安法测量,利用电压表测电阻两端电压,用电流表测量电流的大小,据此可连接电路;
2、串联电路中,分到的电压大小由用电器的电阻大小决定,电阻大分到的电压高,根据小灯泡的电压始终较高,考虑滑动变阻器的最大电阻较小;
3、在研究“电流与电阻的关系”实验中,需要控制电压不变。可利用滑动变阻器使电阻两端的电压保持相同。(1)测量电阻阻值大小一般用伏安法测量,利用电压表测电阻两端电压,用电流表测量电流的大小,所以可连接电路如图:
(2)串联电路中,分到的电压大小由用电器的电阻大小决定,电阻大分到的电压高,根据小灯泡的电压始终较高,可知原因是:选用滑动变阻器规格太小(或滑动变阻器的最大电阻太小);
(3)在研究“电流与电阻的关系”实验中,需要控制电压不变。所以滑动变阻器的另一个重要作用是:控制电阻两端的电压保持不变(或使电阻两端的电压保持2.5V)。
由于实验中要保证改变电阻后,两端电压保持不变。当电阻变大时,电阻分到的电压是变大的,此时可通过移动滑动变阻器使电压表的示数保持不变。
故答案为:(1)
(2)选用滑动变阻器规格太小(或滑动变阻器的最大电阻太小)
(3)控制电阻两端的电压保持不变(或使电阻两端的电压保持2.5V);移动滑动滑片使电压表的示数保持不变23.小聪同学用伏安法测电阻,实验电路图如图甲所示。(1)闭合开关S前,滑动变阻器滑片P应置于________端(选填“A”或“B”)。(2)小聪同学重新按图甲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如图乙所示,电流表示数如图丙所示,被测电阻Rx=________Ω。(3)若滑动变阻器的最大阻值为R,被测电阻的阻值为Rx,实验过程中电流表突然烧坏,不能正常使用了,他想出一个方法,应用现有的器材,也能测出电阻Rx的阻值。实验步骤如下:①将滑动变阻器滑到A端,闭合开关S,读出电压表的读数,记为U;②________;③读出滑动变阻器的最大值R;④则被测电阻Rx的阻值为:Rx=________(写出表达式)。【答案】(1)B
(2)8
(3)将滑片移到B端,闭合开关S,读出电压表的示数U1;Rx=U1R/(UU1)【解析】(1)为了防止电流过大损坏电源或用电器,在闭合开关前,变阻器的滑片要调到阻值最大的位置;
(2)根据两图,分别确定电压表和电流表的量程和分度值,然后根据指针位置读出电压和电流值,最后根据Rx=UxIx计算即可;
(3)在串联电路中,电压与电阻成正比,即U变U1=RRx,只要用电压表分别测出待测电阻Rx与变阻器两端的电压,就能计算出Rx。首先将变阻器的电阻变成零,此时只有Rx,此时电压表的示数就是电源电压U;再将变阻器的阻值调到最大R,记下这时电压表的示数为U1,前后两个示数之差就是变阻器两端的电压,到此问题就解决了。
(1)根据甲图可知,变阻器使用部分为AP,当滑片在B端时阻值最大,因此闭合开关前,滑动变阻器滑片P应置于B端;
(2)根据乙图可知,电压表选择0~3V量程,分度值为0.1V,示数为2.4V;根据丙图可知,电流表选择量程0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.3A,那么Rx=UxIx=2.4V0.3A=8Ω;
24.小科按照实验要求,设计测量未知定值电阻Rx阻值(范围为400~600Ω)的实验。器材:干电池两节(总电压为2~3V),电压表(量程0~3V、0~15V)、电流表(量程0~0.6A、0~3A)、滑动变阻器(500Ω0.5A)各一个,开关、导线若干。(1)要求一:测算出Rx,且实验过程中不能拆接电路。小科设计实验电路如图甲。请分析:①小科在设计实验前通过估算发现,用所提供的电流表无法测量出电路中的电流,其原因是________。②实验时,先将变阻器滑片P移到某一位置a处,读出电压表示数为U1,U1即为电源电压;再将变阻器滑片P移到另一位置b处,读出电压表示数为U2,则U1﹣U2就是此时滑动变阻器两端的电压。根据相关数据计算Rx的阻值。实验中滑片P所在的a、b处分别对应的位置是:________。(2)要求二:增加一个电学器材实现Rx阻值的直接读取,且电路只能连接一次。小科增加了一个阻值可连续调节且可读数的变阻器Y,重新设计了图乙电路。实验步骤如下:①先闭合开关S、S1,调节滑动变阻器使电压表示数为2V;②再断开开关S1,闭合开关S2,________,读取此时Y的数值。Y的示数即为Rx的阻值。【答案】(1)由欧姆定律,电路中的最大电流约为I=UR=3V400Ω=0.0075A<0.02A(电流表小量程分度值),故电流表无法测量电路中的电流;a点在最右端;b点在最左端【解析】(1)①当变阻器的阻值为零时,电路里只有待测电阻Rx,根据欧姆定律I=UR计算出通过电流表的最大电流;如果最大电流超过电流表的量程,或者小于电流表的分度值,那么电流表都不能将其测量出来。
②根据甲图可知,当滑片在最右端时,变阻器接入的阻值为零,此时Rx两端的电压等于电源电压;当滑片在最左端时,变阻器接入阻值最大,根据U总=Ux+U变可知,此时电压表的示数与前面电压表的示数之差等于变阻器两端的电压。
(2)在串联电路中,电压的分配与电阻成正比,即U1U2=R1R2。当两个电阻分别与变阻器串联时,如果这两个电阻两端的电压相等,那么变阻器两端的电压也相等,根据串联电路的分压规律可知,这两个电阻的阻值相等,据此分析解答。
(1)①小科在设计实验前通过估算发现,用所提供的电流表无法测量出电路中的电流,其原因是:由欧姆定律,电路中的最大电流约为I=UR=3V400Ω0.0075A<0.02A(电流表小量程分度值),故电流表无法测量电路中的电流。
②实验中滑片P所在的a、b处分别对应的位置是:a点在最右端;b点在最左端。25.小科按照实验要求,设计测量未知定值电阻Rx阻值(范围为400~600Ω)的实验。器材:干电池两节(总电压为2~3V),电压表(量程0~3V、0~15V)、电流表(量程0~0.6A、0~3A)、滑动变阻器(500Ω0.5A)各一个,开关、导线若干。(1)要求一:测算出Rx,且实验过程中不能拆接电路。小科设计实验电路如图甲。请分析:①小科在设计实验前通过估算发现,用所提供的电流表无法测量出电路中的电流,其原因是________;②实验时,先将变阻器滑片P移到某一位置a处,读出电压表示数为U1,U1即为电源电压。再将变阻器滑片P移到另一位置b处,读出电压表示数为U2,则U1-U2就是此时滑动变阻器两端的电压。根据相关数据计算Rx的阻值。实验中滑片P所在的a、b处分别对应的位置是________。(2)要求二:增加一个电学器材实现Rx阻值的直接读取,且电路只能连接一次。小科增加了一个阻值可连续调节且可读数的变阻器Y,重新设计了图乙电路。实验步骤如下:①先闭合开关S、S1,调节滑动变阻器使电压表示数为2V;②再断开开关S1,闭合开关S2,________,读取此时Y的数值。Y的示数即为Rx的阻值。【答案】(1)被测电阻阻值范围为400~600Ω,2节干电池的总电压最大为3V,根据欧姆定律可估算出电路中最大电流值为0.0075A,比电流表最小刻度值0.02A小得多,因此电流表无法测量电路中电流;a点在最右端,b点在最左端
(2)调节Y的阻值,使电压表示数为2V【解析】(1)①如果电流值小于电流表的分度值,那么就无法测出,根据被测阻值的范围和电源电压的范围计算出通过电路的电流值,然后与电流表分度值比较即可;
②当滑片在变阻器的最右端时,变阻器接入的阻值为零,此时只有电阻Rx,此时电压表的示数就等于电源电压U1;当滑片在最左端时,变阻器全部接入,此时变阻器与Rx串联,记下此时电压表的示数U2。根据U滑=U总Ux可知,此时U1-U2就是变阻器的电压。
(2)在串联电路中,电压的分配与电阻成正比。先让Rx与变阻器串联,将电压表的示数调到定值;然后再让可读数的变阻器Y与变阻器串联,调节它的阻值,使其示数仍然为定值,这时Y的电阻值肯定与Rx的阻值相等。(1)科在设计实验前通过估算发现,用所提供的电流表无法测量出电路中的电流,其原因是:被测电阻阻值范围为400~600Ω,2节干电池的总电压最大为3V,根据欧姆定律可估算出电路中最大电流值为0.0075A,比电流表最小刻度值0.02A小得多,因此电流表无法测量电路中电流。
(2)②再断开开关S1,闭合开关S2,调节Y的阻值,使电压表示数为2V,读取此时Y的数值。Y的示数即为Rx的阻值。
26.在探究测定小灯泡电阻的实验中,所用小灯泡正常发光电压为2.5V,电阻约为10Ω。(1)实验过程如下:①如图甲所示是某同学连接的实验电路,其中有一根导线连接错误,请你在错误的导线上画×,并用笔画线代替导线,将甲图的实验电路连接完整________。②实验中当变阻器滑片移到某一位置时,电流表指针如图乙,这时通过小灯泡的电流是________A。③该同学又根据实验数据绘制成了U﹣I图像如图丙,根据图像提供的信息,可计算出小灯泡正常发光的电阻是________Ω。(2)若另一位同学想利用如图丁所示的电路测量未知电阻Rx的大小(R0阻值已知)。下面是他的实验过程,请你帮他完成实验。①闭合开关S和S2,断开S1,读出此时电压表的示数为U1。②闭合开关S和S1,断开S2,读出此时电压表的示数为U2。③未知电阻阻值的表达式为:Rx=________。【答案】(1);0.16;12.5
(2)U1−【解析】(1)①在测量小灯泡电阻的实验中,除了电压表与灯泡并联外,其它的都是串联,要注意电表的量程和接线柱的选择,变阻器接线“一上一下”。
②根据乙图确定电流表的量程和分度值,根据指针的位置读出示数;
③根据丙图确定正常发光时的电流,然后根据公式R=U(2)在串联电路中,电压的分配与电阻成正比,将一个已知阻值的电阻和Rx串联,通过开关的切换分别测量出定值电阻和Rx两端的电压,最后根据U0(1)①变阻器应该与灯泡串联,电压表应该与灯泡并联。根据甲图可知,只需将灯泡右端与电流表相接的导线拆下,然后将其改接在灯泡右端与电压表的“”接线柱之间即可,如下图所示:
②根据乙图可知,电流表选择量程0~0.6A,分度值为0.02A,则通过灯泡的电流为0.16A;
③根据丙图可知,当灯泡两端的电压为2.5V时,通过灯泡的额定电流为0.2A,则灯泡正常发光时的电阻为:R=UI=2.5V0.2A=12.5Ω。
(2)①闭合开关S和S2,断开S1,此时两个电阻串联,电压表测总电压,读出此时电压表的示数为U1。
②闭合开关S和S1,断开S2,此时两个电阻串联,电压表测R0,读出此时电压表的示数为U2。
③则Rx两端的电压为:Ux=U1U2;
根据“串联电路中,电压的分配与电阻成正比”得到:U0Ux=27.某实验小组用如图甲所示的电路测量一定值电阻Rx的阻值,其中电源电压恒定,电表均正常。(1)电路连接完整后,闭合开关,电压表的指针如图乙所示,电流表的示数为0.4A,该电阻Rx的阻值为
Ω。(2)为了使测量结果更准确,小组成员小晨移动滑动变阻器的滑片,测出多组电流与电压值,然后分别求出电压与电流的平均值,最后根据欧姆定律求出电阻值。小军认为他的做法不合理,理由是:
。(3)若实验过程中,电流表突然损坏,不能正常使用,小晨撤掉电流表,利用现有的器材也测出了电阻Rx的阻值。请你为他设计实验并写出实验步骤,求出电阻Rx(已知滑动变阻器的最大阻值为R)
。【答案】(1)10
(2)运用欧姆定律时,公式中的I、U、R必须是同一时刻的同一导体所对应的数值
(3)①将滑动变阻器的滑片移到最左端,闭合开关,读出电压表的示数为U;②将滑动变阻器的滑片移到最右端,读出电压表的示数为U1;③电阻Rx【解析】(1)根据乙图确定电压表的示数,然后根据R=UI计算出Rx的阻值;
(2)根据欧姆定律的“同时性”和“同体性”分析;
(3)在串联电路中,电压的分配与电阻成正比,即(1)根据乙图可知,电压表选择量程0~15V,分度值为0.5V,则电压表的示数为4V,此时电阻Rx=UxIx=4V0.4A=10Ω.
(2)小军认为他的做法不合理,理由是:运用欧姆定律时,公式中的I、U、R必须是同一时刻的同一导体所对应的数值。
(3)测量Rx的实验步骤如下:
①将滑动变阻器的滑片移到最左端,闭合开关,读出电压表的示数为U;
②将滑动变阻器的滑片移到最右端,读出电压表的示数为U1;
③①中电压表的示数就是总电压,则变阻器两端的电压为:U变=UU1;
根据“串联电路电压与电阻成正比”得到:28.如图甲是小丽“测定小灯泡电阻”实验的实物图。(1)连接好电路,闭合开关前滑动变阻器滑片应该移到________;(2)闭合开关,移动滑动变阻器滑片,当电压表示数为2.80伏时,电流表示数如图乙,示数为________安,此时小灯泡的电阻为________欧;(3)在实验过程中,发现在开关闭合的情况下,小灯泡突然不亮,电压表和电流表均无示数。小丽认为可能是电路某处断路,于是用一根导线检测,实验步骤和现象如下表。实验步骤导线两端接触位置电灯电流表电压表①ad亮有示数有示数②ae亮无示数有示数③ac不亮无示数无示数④ab不亮无示数无示数小丽分析表中现象,判断出cd之间某处断路,同组同学指出实验步骤________是没有必要做的。【答案】(1)阻值最大处(或最左端)
(2)0.28;10
(3)②④【解析】本题考查电学实验注意事项、电表读数、求电阻、电路故障分析等知识。(1)为保护电路,闭合开关前滑片要置于阻值最大处;(2)由图示电流表确定其量程与分度值,然后读出其所示,然后由欧姆定律求出灯泡阻值;(3)根据实验电路图与实验步骤分析答题。(1)由图示电路图可知,连接好电路,闭合开关前滑动变阻器滑片应该移到最左端,此时滑动变阻器接入电路的阻值最大;
(2)由图乙所示电流表可知,电流表量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.28A;由欧姆定律:I=UI
此时灯泡电阻R=UI=2.80V(3)用导线检查断路位置,连接ad时电路正常,说明断路出现在ad之间,再连接ae已无意义;ab在开关闭合后就连在一起,所以步骤②④是不必要的。
故答案为:(1)阻值最大处(或最左端)
(2)0.28
10
(3)②④29.
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【答案】(1)解:
(2)B
(3)灯泡断路
(4)B【解析】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=UR=3V(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(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.30.小明同学在“伏安法测电阻”的实验中:(1)在连接电路时,开关S应处于________的状态,滑动变阻器的滑片P应放在电阻最________的位置。(2)小明同学连接了如图甲的电路,闭合开关,电流表________示数,电压表________示数。(两空均选填“有”或“无”)(3)他仔细检查电路,发现有一根导线连接错误,请你在图甲中错误的导线上画“×”,并用笔画线代替导线画出正确的一根连接导线。(4)正确连接电路后,闭合开关,调节滑动变阻器滑片P,当电压表的示数为2V时,观察到电流表示数如图乙所示,他记下数据并算出电阻R的阻值为________Ω。(5)同组小斌同学继续向________(选填“A”或“B”)端移动滑片P,适当增大电阻R两端的电压,并进行了多次测量计算电阻的平均值从而减小实验误差。【答案】(1)断开;大
(2)无;有
(3)解:如图所示:
(4)10
(5)A【解析】(1)为防止发生短路现象或电路时通时断烧坏电源,连接电路时,开关应处于断开状态;为了防止闭合开关后电流太大而烧坏用电器,因闭合开关前,应使滑动变阻器的阻值处于最大状态。
(2)根据甲图可知,实验时闭合开关,电压表与电流表串联,此时电压表测电源电压,因此电压表有示数;由于电压表的内阻很大,所以通过电路的电流很小,因此电流表无示数。
(3)在伏安法测电阻的实验中,除了电压表与定值电阻并联,其它的都是串联,要注意电表的量程和正负接线柱的选择,还要注意变阻器接线“一上一下”;
(4)根据乙图确定电流表的量程和分度值,然后根据指针位置读出示数,最后根据R=UI计算电阻值;(1)在连接电路时,开关S应处于断开的状态,滑动变阻器的滑片P应放在电阻最大的位置。
(2)小明同学连接了如图甲的电路,闭合开关,电流表无示数,电压表有示数。
(3)由图可知,电压表与电阻R串联了,导致电流表没有示数。应将定值电阻右端接线柱与滑动变阻器左端接线柱之间的导线去掉,将此导线改接在电压表中间接线柱上,如下图所示:
(4)图中电流表选用小量程,分度值为0.02A,示数为0.2A,
那么电阻R=UI=2V31.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,当电压表示数为2.4V时,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=________。【答案】(1)解:如图所示:
(2)0.3;8
(3)闭合S、S1;U1【解析】(1)根据滑动变阻器的接线要求分析解答;
(2)根据乙图,确定电流表的量程和分度值,然后根据指针位置读出示数,最后根据R=UI计算待测电阻的阻值;
(3)在串联电路中,电压的分配与电阻成正比,即UXU0=RxR0。将一个定值电阻R0与待测电阻Rx串联,只要能够测出此时两个电阻的电压,就能计算出待测Rx。根据丙图可知,将两个开关都闭合时,电压表测电源电压;当开关S1断开时,电压表测Ux,二者之差就是定值电阻的电压U0,最后根据上面的关系式计算即可。
(1)根据甲图可知,滑动变阻器与待测电阻Rx串联,它左下角的接线柱已经与开关相接,只要将左上角的接线柱与定
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