人教版中考物理实验专训----测量导体(小灯泡)的电阻实验(原卷+解析)
展开这是一份人教版中考物理实验专训----测量导体(小灯泡)的电阻实验(原卷+解析),共22页。试卷主要包含了完成下列实验步骤等内容,欢迎下载使用。
专题14 测量导体(小灯泡)的电阻实验
1.某同学测量额定电压为2.5V的小灯泡L在不同电压下的电阻。
(1)他连接了如图1所示的实验电路,其中有一个元件与导线连接有误,这个元件是: 。
(2)改正(1)中的错误后,闭合开关,调节滑动变阻器,进行多次测量,测量的数据如表所示。
电压U/V
0.9
1.3
1.7
2.1
2.5
电流I/A
0.18
0.22
0.24
0.26
0.28
请完成下列问题:
①小灯泡L正常发光时的电阻RL= Ω.(结果保一位小数)
②若将与上述小灯泡L规格完全相同的两个小灯泡串联接入电路,如图2所示。闭合开关,调节滑动变阻器,使电压表的示数为1.8V,则电流表的示数为 A。
2.现要测量电阻RX的阻值,提供的实验器材有:待测电阻Rx(约5Ω)、两节干电池、电流表、电压表、滑动变阻器、开关及导线若干°
(1)用笔画线代替导线,将图1中的实物图连接完整,要求滑动变阻器的滑片P向接线柱D移动时接入电路的阻值变小。
(2)正确连线后,闭合开关,移动滑片P,电流表示数几乎为零,电压表示数接近电源电压且几乎不变。若电路中只有一处故障,可判断该故障是 。
(3)排除故障继续实验,某次测量,电流表的示数为0.50A,电压表的示数如图2,该示数为 V,则Rx= Ω。
(4)某同学利用电源(电压未知)、电阻箱(0﹣999.9Ω)和电流表(指针能正常偏转,但刻度盘示数模糊不清)等器材,测电阻Rx的阻值,设计的电路如图3.完成下列实验步骤:
①正确连接电路,断开S1、S2,将电阻箱R阻值调至最大;
② ;
③ ;
④电阻Rx= 。(用测得量的符号表示)
3.为了测量电源电压和定值电阻,某物理小组设计了如图甲所示的电路。
(1)根据图甲所示电路,用笔画线表示导线,将实物电路补充完整;
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应放在 (选填“a”或“b”)端;
(3)假设电源电压恒为U0,定值电阻的阻值为R1.如果电压表示数用U表示,电流表示数用I表示,则U与I的关系式为U= (用U0、I、R1表示);
(4)检查电路无误后,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P,进行多次实验,记录电流表和电压表的读数,并画出了U﹣I图象,如图丙所示。图象是一条直线,与U、I坐标轴分别交于3V和0.6A处。由此可知,电源电压U0= V,定值电阻R1= Ω。
4.图甲为伏安法测电阻的实验电路图。
(1)闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应置于________(选填“a”或“b”)端;
(2)小亮同学用完好的器材按图甲正确连接好电路,“试触”时,发现电流表的指针偏转很小;移动滑动变阻器的滑片,发现指针偏转仍然较小。产生该现象的原因可能是:________;
(3)电路调试完成后,某次实验中电压表和电流表示数如图乙和丙,则此时被测电阻两端的电压为________V,该电阻的阻值为________Ω。
5.(2020山西)实践小组的同学们进行“伏安法测定小灯泡电阻”的实验,小灯泡的额定电压为(阻值约为,滑动变阻器规格为“”。
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲中的电路连接完整(导线不得交叉)。
(2)滑动变阻器在实验中除保护电路外,还有 作用。同学们把电路元件接入电路,刚接好最后一根导线,灯泡就立即发光,发生这种现象的原因可能是 。
(3)经检查无误后,接通电路,向左移动滑动变阻器的滑片,观察到 ,表明小灯泡正常发光,此时电流表示数如图乙所示,则小灯泡正常发光时的阻值为 .继续向左移动滑片,则可能出现的现象有 (写出一条即可)。
(4)实验结束后,小组同学根据实验数据,绘制了如图丙所示的图象,分析图象可得出结论: 。
6.(2020海南)用如图甲所示的电路测量定值电阻Rx的阻值,测量数据记录如下∶
实验次数
1
2
3
电压U/V
1.5
2.0
2.5
电流I/A
0.16
0.24
电阻R/Ω
9.4
104
(1)第2次测量时,电流表示数如图乙所示,为____A,对应的电阻值为____Ω。
(2)根据三次实验数据可得定值电阻Rx=____Ω(结果保留一位小数)。
(3)实验时,闭合开关,发现电流表和电压表指针都不偏转。用一根导线在图甲中先后连接接线柱B与C、C与D时,电压表和电流表示数都为0,连接接线柱D与E时,电压表和电流表指针明显偏转,则电路的故障是____。
(4)如果没有电压表,电源电压未知,可以用最大阻值为R的滑动变阻器,和如图丙所示电路,来测量电阻Rx的阻值。闭合开关后,滑动变阻器滑片在最左端时,电流表示数为I1;滑动变阻器滑片在最右端时,电流表示数为I2,则电阻Rx=____。(用相关物理量的符号表示)
7. (2020黑龙江绥化)小飞要测量标有“2.5V”字样小灯泡的电阻,选取电压是6V的电源。
(1)用笔划线代替导线,将图甲的实物图连接完整。(要求滑动变阻器的滑片向右滑动时,小灯泡变亮,导线不允许交叉)
(2)此实验的原理是______。闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移到最______瑞。(填“左”或“右”)
(3)图乙中,小灯泡的I-U图像不是一条直线,原因是小灯泡的电阻随______的变化而变化,小灯泡的额定功率是______W。
(4)小飞又取来阻值是600Ω的定值电阻R0、一个开关和阻值约5Ω的未知电阻R1,用如图所示的电路来测量R1的阻值,小飞的实验方案如下:
a.闭合S1,断开S2,读出电压表的示数是U1
b.闭合S1和S2,读出电压表的示数是U2
则电阻R1=______(用U1、U2和R0表示),小飞的实验方案______(填“能”或“不能”)准确测得电阻R1的阻值,理由是______。
8.(2020山东聊城)小明做“测量小灯泡的电阻”实验时,使用的小灯泡额定电压为2.5V,电源电压为3V。小明现已连接了部分电路,如图甲所示。
(1)在已连接的电路中,有一不当之处是______;
(2)请用笔画线代答导线。将图甲中的电路连接完整;______
(3)当小灯泡正常发光时,电流表的示数如图乙所示,电流大小为______A。小灯泡正常发光时的电阻为______Ω(电阻的计算结果保留一位小数);
(4)小明的实验记录和有关计算如下表所示。从表格设计看,小明计划把四次电阻的平均值作为小灯泡的电阻值。他认为这样可以减小误差。你认为小明的做法是______(选填“正确”或“错误”)的。从表中数据看,不同电压下小灯泡的电阻值不同,这是灯丝电阻______影响导致的。
实验序号
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
电阻平均值R/Ω
1
2.5
2
2.1
0.26
8.1
3
1.7
0.24
7.1
4
1.3
0.21
6.2
9.(2021福建)用两节干电池、两个开关、一个电压表、一只阻值为20 Ω的定值电阻R0,导线若干,测量未知电阻Rx的阻值,电路实物图如图甲所示。
(1)用笔画线代替导线将图甲中的电压表接在R0两端______;
(2)正确连接电路,闭合开关S1和S。电压表示数如图乙,为______V;
(3)断开S1,闭合S,电压表示数为1.4 V,则Rx=______Ω;
(4)若没有电压表,只有一个电流表,其余元件不变,设计并在方框内丽出测量Rx阻值的电路图______(要求电路连接后不能再拆接)。
10. (2021黑牡鸡朝鲜族)小芳利用如图所示的电路测量未知电阻Rx的阻值,阻值大约为5Ω.
(1) 请你根据电路图,用笔画线代替导线,在如图中完成实验电路的连接______.
(2) 闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片置于___________端(选填“A”或“B”).
(3) 闭合开关,发现电压表和电流表均无示数.小芳利用另一只完好的电压表进行检测,把电压表分别接在a、b之间和b、c之间,电压表均有示数;接在a、c之间,电压表无示数.如果电路连接完好,只有一个元件有故障,该故障是__________.
(4) 排除故障后,调节滑动变阻器,记录多组数据.画出了待测电阻Rx的I-U图像,如图所示.由图像可得Rx=__________Ω.
(5)小芳又设计了一种方案,也测出了Rx的阻值.电路如图所示,R0为阻值已知的定值电阻,电源电压未知且恒定不变.测量步骤如下:
①当开关__________时,电流表读书为I1;
②当开关S1、S2都闭合时,电流表读书为I2;
③待测电阻Rx=__________.(用已知和测出的物理量符号表示)
11. (2021江苏南京)有一个阻值未知的定值电阻Rx(阻值6Ω~10Ω)和一个标有“0.3A”字样的小灯泡(阻值约为10Ω),要求测出Rx的阻值和小灯泡的额定功率。
(1)图甲是小明用伏安法测量Rx阻值的实物电路,电源电压恒为3V,滑动变阻器规格是“10Ω 2A”。
①甲图中有一根导线连接错误,请在该导线上画“×”,并在图上改正______(所画的导线不能交叉)。
②改正电路后,正确操作,当电压表示数为1.8V时,电流表的示数如图乙所示。则Rx阻值为______Ω。
(2)小华利用图丙所示实物电路测出了小灯泡的额定功率。电阻箱R1的规格是“0~999.9Ω”,电源电压约为6V。请在空白处填上适当内容。
①断开S2,闭合S1,调节电阻箱和滑动变阻器,直到______,记下此时电阻箱的阻值。
②断开S1,在M、N间接入一个元件后,正确操作可以完成测量任务,以下四个元件:
a.一根导线;b.5Ω电阻;c.30Ω电阻;d.电阻箱,其中符合要求的有______(填字母),操作过程中,______(选填“需要”或“不需要”)调节滑动变阻器。
专题14 测量导体(小灯泡)的电阻实验
1.某同学测量额定电压为2.5V的小灯泡L在不同电压下的电阻。
(1)他连接了如图1所示的实验电路,其中有一个元件与导线连接有误,这个元件是: 。
(2)改正(1)中的错误后,闭合开关,调节滑动变阻器,进行多次测量,测量的数据如表所示。
电压U/V
0.9
1.3
1.7
2.1
2.5
电流I/A
0.18
0.22
0.24
0.26
0.28
请完成下列问题:
①小灯泡L正常发光时的电阻RL= Ω.(结果保一位小数)
②若将与上述小灯泡L规格完全相同的两个小灯泡串联接入电路,如图2所示。闭合开关,调节滑动变阻器,使电压表的示数为1.8V,则电流表的示数为 A。
【答案】(1)变阻器;(2)①8.9;②0.18。
【解析】(1)变阻器应按一下一上接入电路中,原电路中将金属杆连入电路中是错误的;
(2)①灯在额定电压下正常发光,由表中数据,小灯泡L正常发光时的电阻:
RL==≈8.9Ω;
②若将与上述小灯泡L规格完全相同的两个小灯泡串联接入电路,闭合开关,调节滑动变阻器,使电压表的示数为1.8V,因两灯的电阻相等,由分压强原理,每个灯的电压为:0.5×1.8V=0.9V,由表中数据,电流表的示数为0.18A。
【点评】本题测灯的电阻,考查变阻器的连接、电阻计算、串联电路的规律及欧姆定律的运用。
2.现要测量电阻RX的阻值,提供的实验器材有:待测电阻Rx(约5Ω)、两节干电池、电流表、电压表、滑动变阻器、开关及导线若干°
(1)用笔画线代替导线,将图1中的实物图连接完整,要求滑动变阻器的滑片P向接线柱D移动时接入电路的阻值变小。
(2)正确连线后,闭合开关,移动滑片P,电流表示数几乎为零,电压表示数接近电源电压且几乎不变。若电路中只有一处故障,可判断该故障是 。
(3)排除故障继续实验,某次测量,电流表的示数为0.50A,电压表的示数如图2,该示数为 V,则Rx= Ω。
(4)某同学利用电源(电压未知)、电阻箱(0﹣999.9Ω)和电流表(指针能正常偏转,但刻度盘示数模糊不清)等器材,测电阻Rx的阻值,设计的电路如图3.完成下列实验步骤:
①正确连接电路,断开S1、S2,将电阻箱R阻值调至最大;
② ;
③ ;
④电阻Rx= 。(用测得量的符号表示)
【答案】(1)如上所示;(2)Rx断路;(3)2.6;5.2;
(4)②闭合S1,标记电流表指针所指的位置;③断开S1,闭合S2,调节电阻箱,使电流表指针指在标记的位置,记下电阻箱阻值R0;④R0。
【解析】(1)电源电压为3V,待测电阻Rx(约5Ω)、由欧姆定律,电路的最大电流约为:
I===0.6A;电流表选用小量程串联在电路中,滑动变阻器的滑片P向接线柱D移动时接入电路的阻值变小,故变阻器右下接线柱连入电路中,如下所示:
(2)正确连线后,闭合开关,移动滑片P,电流表示数几乎为零,电压表示数接近电源电压且几乎不变。若电路中只有一处故障,可判断该故障是电阻断路;
(3)排除故障继续实验,某次测量,电流表的示数为0.50A,电压表的示数如图2,电压表选用小量程,分度值为0.1V,该示数为2.6V,由欧姆定律,则Rx===5.2Ω。
(4)①正确连接电路,断开S1、S2,将电阻箱R阻值调至最大;
②闭合S1,标记电流表指针所指的位置;
③断开S1,闭合S2,调节电阻箱,使电流表指针指在标记的位置,记下电阻箱阻值R0;
④根据等效替代法,电阻Rx=R0。
3.为了测量电源电压和定值电阻,某物理小组设计了如图甲所示的电路。
(1)根据图甲所示电路,用笔画线表示导线,将实物电路补充完整;
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应放在 (选填“a”或“b”)端;
(3)假设电源电压恒为U0,定值电阻的阻值为R1.如果电压表示数用U表示,电流表示数用I表示,则U与I的关系式为U= (用U0、I、R1表示);
(4)检查电路无误后,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P,进行多次实验,记录电流表和电压表的读数,并画出了U﹣I图象,如图丙所示。图象是一条直线,与U、I坐标轴分别交于3V和0.6A处。由此可知,电源电压U0= V,定值电阻R1= Ω。
【答案】(1)如上所示;(2)b;(3)U=U0﹣IR1(4)3;5。
【解析】(1)变阻器与电流表串联后与电压表并联,如下所示:
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应放在阻值最大处的b端;
(3)假设电源电压恒为U0,定值电阻的阻值为R1,如果电压表示数用U表示,电流表示数用I表示,根据串联电路的规律及欧姆定律有:U+IR1=U0﹣﹣﹣﹣﹣﹣①,则U与I的关系式为:
U=U0﹣IR1;
(4)图象是一条直线,与U、I坐标轴分别交于3V和0.6A处,将(0,3V)代入①得:
电源电压U0=3V;
将(0.6A,0)代入①得:
0+0.6A×R1=3V,故R1=5Ω。
4.图甲为伏安法测电阻的实验电路图。
(1)闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应置于________(选填“a”或“b”)端;
(2)小亮同学用完好的器材按图甲正确连接好电路,“试触”时,发现电流表的指针偏转很小;移动滑动变阻器的滑片,发现指针偏转仍然较小。产生该现象的原因可能是:________;
(3)电路调试完成后,某次实验中电压表和电流表示数如图乙和丙,则此时被测电阻两端的电压为________V,该电阻的阻值为________Ω。
【答案】(1)a(2)电流表量程过大(3)2.4;10
【解析】(1)闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应置于阻值最大处的a端;(2)小亮同学用完好的器材按图甲正确连接好电路,“试触”时,发现电流表的指针偏转很小;移动滑动变阻器的滑片,发现指针偏转仍然较小,故排除了电路中电阻过大的可能,故产生该现象的原因可能是:电流表量程过大;(3)电路调试完成后,某次实验中电压表和电流表示数如图乙和丙,电压表选用小量程,分度值为则0.1V,此时被测电阻两端的电压为2.4V,电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流为0.24A,由欧姆定律,该电阻的阻值为:
R= = =10Ω。
5.(2020山西)实践小组的同学们进行“伏安法测定小灯泡电阻”的实验,小灯泡的额定电压为(阻值约为,滑动变阻器规格为“”。
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲中的电路连接完整(导线不得交叉)。
(2)滑动变阻器在实验中除保护电路外,还有 作用。同学们把电路元件接入电路,刚接好最后一根导线,灯泡就立即发光,发生这种现象的原因可能是 。
(3)经检查无误后,接通电路,向左移动滑动变阻器的滑片,观察到 ,表明小灯泡正常发光,此时电流表示数如图乙所示,则小灯泡正常发光时的阻值为 .继续向左移动滑片,则可能出现的现象有 (写出一条即可)。
(4)实验结束后,小组同学根据实验数据,绘制了如图丙所示的图象,分析图象可得出结论: 。
【答案】(1)见解析图;(2)改变小灯泡两端的电压;电路连接过程中开关没有断开;(3)电压表示数为;8.3;小灯泡变亮;(4)小灯泡两端的电压和电流之比不是定值。
【解析】(1)因为小灯泡的额定电压为,所以电压表选用的量程,电压表与灯泡并联且正接线柱与小灯泡的进接线柱相连;滑动变阻器一上一下的串联在电路中;
小灯泡的额定电压为,小灯泡正常发光时的电阻约为,由欧姆定律,灯正常发光时的电流约为:,故电流表选用小量程且与灯串联,如下所示:
(2)滑动变阻器的基本作用是保护电路,此实验中主要作用是改变小灯泡两端的电压及通过电阻的电流,算出多组电阻;连接好最后一根导线,灯泡立即发光,可能是连接电路时没有断开开;
(3)灯在额定电压下正常发光,所以检查无误后,接通电路,向左移动滑动变阻器的滑片,观察到电压表的示数为时,表明小灯泡正常发光;图乙中电流表选用小量程,分度值为,示数为,小灯泡的电阻为:;滑片向左移动,滑动变阻器的电阻减小,根据知,电路的电流增大,小灯泡两端的电压变大,根据知小灯泡的实际功率变大,灯泡变亮;
(4)由图知图象不是直线表示小灯泡两端的电压和电流之比不是定值。
故答案为:(1)见上图;(2)改变小灯泡两端的电压;电路连接过程中开关没有断开;(3)电压表示数为;8.3;小灯泡变亮;(4)小灯泡两端的电压和电流之比不是定值。
6.(2020海南)用如图甲所示的电路测量定值电阻Rx的阻值,测量数据记录如下∶
实验次数
1
2
3
电压U/V
1.5
2.0
2.5
电流I/A
0.16
0.24
电阻R/Ω
9.4
104
(1)第2次测量时,电流表示数如图乙所示,为____A,对应的电阻值为____Ω。
(2)根据三次实验数据可得定值电阻Rx=____Ω(结果保留一位小数)。
(3)实验时,闭合开关,发现电流表和电压表指针都不偏转。用一根导线在图甲中先后连接接线柱B与C、C与D时,电压表和电流表示数都为0,连接接线柱D与E时,电压表和电流表指针明显偏转,则电路的故障是____。
(4)如果没有电压表,电源电压未知,可以用最大阻值为R的滑动变阻器,和如图丙所示电路,来测量电阻Rx的阻值。闭合开关后,滑动变阻器滑片在最左端时,电流表示数为I1;滑动变阻器滑片在最右端时,电流表示数为I2,则电阻Rx=____。(用相关物理量的符号表示)
【答案】 (1) 0.2 10 (2)9.9 (3)滑动变阻器断路 (4)
【解析】(1)由图乙知道,电流表选用小量程,分度值为0.02A,其示数为0.20A。
由欧姆定律知道,第2次测量时对应的电阻值
(2)为减小误差,取平均值作为测量结果,根据三次实验数据知道,定值电阻Rx的阻值为
(3)闭合开关,发现电流表和电压表指针都不偏转,即示数均为零,可以判断电路是断路,由于电压表示数也为零,说明断路部分在电压表并联以外地方,又因为连接接线柱B与C、C与D时,电压表和电流表示数都为0,而连接接线柱D与E时,电压表和电流表指针明显偏转,说明电路的故障是滑动变阻器断路。
(4)P移至最左端,滑动变阻器全连入,R和Rx串联,根据欧姆定律知道
U=I1(R+Rx)----①
P移至最右端,滑动变阻器连入电阻为0,电路中只有Rx,根据欧姆定律知道
U=I2Rx-----②
电源电压不变,由①②得
7. (2020黑龙江绥化)小飞要测量标有“2.5V”字样小灯泡的电阻,选取电压是6V的电源。
(1)用笔划线代替导线,将图甲的实物图连接完整。(要求滑动变阻器的滑片向右滑动时,小灯泡变亮,导线不允许交叉)
(2)此实验的原理是______。闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移到最______瑞。(填“左”或“右”)
(3)图乙中,小灯泡的I-U图像不是一条直线,原因是小灯泡的电阻随______的变化而变化,小灯泡的额定功率是______W。
(4)小飞又取来阻值是600Ω的定值电阻R0、一个开关和阻值约5Ω的未知电阻R1,用如图所示的电路来测量R1的阻值,小飞的实验方案如下:
a.闭合S1,断开S2,读出电压表的示数是U1
b.闭合S1和S2,读出电压表的示数是U2
则电阻R1=______(用U1、U2和R0表示),小飞的实验方案______(填“能”或“不能”)准确测得电阻R1的阻值,理由是______。
【答案】 (1)
(2) 左 (3)温度 1 (4)或 不能 R两端电压过小,小于电压表的分度值
【解析】(1)由图乙可知,电流表的示数没有超过0.6A,电流表的量程选择0~0.6A,滑动变阻器的滑片向右滑动时,小灯泡变亮,说明变阻器连入电路的电阻变小,将电流表的0.6A的接线柱和变阻器右下角的接线柱连接。
(2)测量小灯泡的电阻的原理是欧姆定律的变形公式。
为了保护电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移阻值最大处,即最左端。
(3)由于小灯泡的电阻随温度的变化而变化,小灯泡的I-U图像不是一条直线。
由图乙可知,灯泡两端的电压是2.5V,通过它的电流是0.4A,灯泡的额定功率
P=UI=2.5V×0.4A=1W
(4)闭合S1,断开S2,两个电阻串联,电压表测量R1两端电压,R1两端的电压是U1,闭合S1和S2,只有R1的简单电路,电压表测量电源电压,电源电压为U2,通过电路的电流
I=I0=
电阻
R1=
定值电阻R0是600Ω,未知电阻R1的阻值约5Ω,通过电路的电流约为
电阻R1两端的电压
小于电压表的分度值,小飞的实验方案不能准确测得电阻R1的阻值。
8.(2020山东聊城)小明做“测量小灯泡的电阻”实验时,使用的小灯泡额定电压为2.5V,电源电压为3V。小明现已连接了部分电路,如图甲所示。
(1)在已连接的电路中,有一不当之处是______;
(2)请用笔画线代答导线。将图甲中的电路连接完整;______
(3)当小灯泡正常发光时,电流表的示数如图乙所示,电流大小为______A。小灯泡正常发光时的电阻为______Ω(电阻的计算结果保留一位小数);
(4)小明的实验记录和有关计算如下表所示。从表格设计看,小明计划把四次电阻的平均值作为小灯泡的电阻值。他认为这样可以减小误差。你认为小明的做法是______(选填“正确”或“错误”)的。从表中数据看,不同电压下小灯泡的电阻值不同,这是灯丝电阻______影响导致的。
实验序号
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
电阻平均值R/Ω
1
2.5
2
2.1
0.26
8.1
3
1.7
0.24
7.1
4
1.3
0.21
6.2
【答案】 (1) 开关闭合 (2) (3) 0.28 8.9 (4) 错误 温度
【解析】(1)连接电路时,为了保护电路,开关要断开,图甲中开关是闭合的,是错误的。
(2)电压表和灯泡并联,如图所示:
(3)电流表的示数如图乙所示,选择小量程,分度值是0.02A,电流大小为0.28A。
灯泡正常发光时的电阻为
R=≈8.9Ω
(4)由表中数据可知,不同电压下小灯泡的电阻值不同,由于灯丝的电阻与温度有关,所以不能将四次电阻的平均值作为小灯泡的电阻值,小明的做法是错误的。
9.(2021福建)用两节干电池、两个开关、一个电压表、一只阻值为20 Ω的定值电阻R0,导线若干,测量未知电阻Rx的阻值,电路实物图如图甲所示。
(1)用笔画线代替导线将图甲中的电压表接在R0两端______;
(2)正确连接电路,闭合开关S1和S。电压表示数如图乙,为______V;
(3)断开S1,闭合S,电压表示数为1.4 V,则Rx=______Ω;
(4)若没有电压表,只有一个电流表,其余元件不变,设计并在方框内丽出测量Rx阻值的电路图______(要求电路连接后不能再拆接)。
【答案】 (1)
(2) 2.8 (3) 20 (4)
【解析】(1)电压表接入电路使用时,应并联在被测用电器两端,且电流要从电压表的“+”接线柱流进,“—”接线柱流出。该电源由两节干电池组成,所以电压表选0~3V量程接入电路,如图所示:
(2)电压表所选量程为0~3V,分度值为0.1V,读出其读数为2.8V。
(3)闭合开关S1和S,电路中只有R0接入电路,电压表测电源电压U=2.8V;断开S1,闭合S,R0和Rx串联接入电路,电压表测R0两端电压U0=1.4V,此时电路中电流
Rx两端电压
Rx的电阻
(4)用电流表测流过R0的电流,计算出R0两端电压,将未知电阻Rx与R0并联,因为并联电路各支路两端电压都相等。设计如图所示电路:
10. (2021黑牡鸡朝鲜族)小芳利用如图所示的电路测量未知电阻Rx的阻值,阻值大约为5Ω.
(1) 请你根据电路图,用笔画线代替导线,在如图中完成实验电路的连接______.
(2) 闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片置于___________端(选填“A”或“B”).
(3) 闭合开关,发现电压表和电流表均无示数.小芳利用另一只完好的电压表进行检测,把电压表分别接在a、b之间和b、c之间,电压表均有示数;接在a、c之间,电压表无示数.如果电路连接完好,只有一个元件有故障,该故障是__________.
(4) 排除故障后,调节滑动变阻器,记录多组数据.画出了待测电阻Rx的I-U图像,如图所示.由图像可得Rx=__________Ω.
(5)小芳又设计了一种方案,也测出了Rx的阻值.电路如图所示,R0为阻值已知的定值电阻,电源电压未知且恒定不变.测量步骤如下:
①当开关__________时,电流表读书为I1;
②当开关S1、S2都闭合时,电流表读书为I2;
③待测电阻Rx=__________.(用已知和测出的物理量符号表示)
【答案】 (1)
(2) B (3)滑动变阻器断路 (4) 4 (5)S1闭合、S2断开
【解析】(1)根据电源电压选择电压表量程,根据图像选择电流表量程,根据电路图连接实物电路图.
(2)连接电路时,应断开开关,闭合开关前滑片应置于阻值最大处.
(3)闭合开关,发现电压表和电流表均无示数.说明电路开路;小芳利用另一只完好的电压表进行检测,把电压表分别接在a、b之间和b、c之间,电压表均有示数;接在a、c之间,电压表无示数.根据上述现象,就可以判断出故障;
(4)根据图像和欧姆定律就可以算出Rx的阻值;
(5)根据电源电压不变,设计实验步骤,利用欧姆定律计算出Rx的阻值.
解答:(1)电源为两节干电池,最大电压3V,所以电压表应选0—3V,根据图像可以看出电路中的最大电流为0.6A,所以电流表应选0—0.6A量程;答案如下图:
(2)连接电路时,应断开开关,闭合开关前滑片应置于阻值最大处.根据滑动变阻器的接法,滑片滑到B端阻值最大;
(3)闭合开关,发现电压表和电流表均无示数.说明电路开路;小芳利用另一只完好的电压表进行检测,把电压表分别接在a、b之间和b、c之间,电压表均有示数,接在a、c之间,电压表无示数.说明根据上述现象,就可以判断出滑动变阻器断路;
(4)从图像取一个点(2.0,0.5),根据欧姆定律就可以算出;
(5)由图可知,闭合开关S1,断开开关S2,则两个电阻串联,此时R0两端的电压,当两个开关均闭合时,电阻Rx被短路,则电源电压 ,则Rx两端的电压;则 .
【点睛】本题考查了伏安法测电阻的实验,涉及到电路的连接、变阻器的使用、电流表的读数和欧姆定律的应用等,难点是第(5)问特殊方法测电阻.
11. (2021江苏南京)有一个阻值未知的定值电阻Rx(阻值6Ω~10Ω)和一个标有“0.3A”字样的小灯泡(阻值约为10Ω),要求测出Rx的阻值和小灯泡的额定功率。
(1)图甲是小明用伏安法测量Rx阻值的实物电路,电源电压恒为3V,滑动变阻器规格是“10Ω 2A”。
①甲图中有一根导线连接错误,请在该导线上画“×”,并在图上改正______(所画的导线不能交叉)。
②改正电路后,正确操作,当电压表示数为1.8V时,电流表的示数如图乙所示。则Rx阻值为______Ω。
(2)小华利用图丙所示实物电路测出了小灯泡的额定功率。电阻箱R1的规格是“0~999.9Ω”,电源电压约为6V。请在空白处填上适当内容。
①断开S2,闭合S1,调节电阻箱和滑动变阻器,直到______,记下此时电阻箱的阻值。
②断开S1,在M、N间接入一个元件后,正确操作可以完成测量任务,以下四个元件:
a.一根导线;b.5Ω电阻;c.30Ω电阻;d.电阻箱,其中符合要求的有______(填字母),操作过程中,______(选填“需要”或“不需要”)调节滑动变阻器。
【答案】 ①. ②. 7.5 ③. 电流表示数0.3A ④. abcd ⑤. 不需要
【解析】(1)[1]电流表应和待测电阻串联,电压表应和待测电阻并联,待测电阻和变阻器串联。
[2]电流表小量程,分度值0.02A,电流0.24A,待测电阻为
(2)[3]此时为串联电路,调节电阻箱和滑动变阻器,直到电流表示数0.3A,此时灯泡正常发光。
[4][5]断开S1,不调节变阻箱和变阻器,接入导线,读出电流表示数,根据和电源电压6V,可计算出R0和变阻器接入电路的电阻,再根据第一次电流0.3A,可计算灯泡正常发光的电压,从而计算灯泡额定功率;接入5Ω或30Ω电阻,读出电流表示数,根据U=IR可计算定值电阻分压,从而计算出R0和变阻器分压,根据计算R0和变阻器电阻,再根据第一次电流0.3A,可计算灯泡正常发光的电压,从而计算灯泡额定功率;利用等效替代法,在M、N间接入一个电阻箱,闭合S2,使电流表示数等于0.3A,此时新接入电阻箱电阻等于灯泡电阻,可通过P=I2R计算灯泡电功率,故选abcd,同时不需要调节滑动变阻器。
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