


所属成套资源:【实验攻略】2025年中考物理新课标必做21实验及近年热考实验
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专题5.1.4.特殊方法测量电阻-【实验攻略】2025年中考物理新课标必做21实验及近年热考实验学案
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1.在“探究电流与电阻关系”的实验中,可供使用的实验器材有:电源(电压恒为3V)、电流表、电压表、滑动变阻器、开关各一个,三个阻值不同的定值电阻(5、10、20)和导线若干。
(1)连接电路时,开关应处于 状态;
(2)正确连接电路后,闭合开关,发现电压表和电流表均无示数,用一根导线分别与定值电阻和电流表并联,两表仍无示数,当导线与滑动变阻器并联时,发现两表指针有明显偏转,故障原因是 ;
(3)排除故障后,闭合开关,电压表的示数为0.6V,电流表的示数如图乙所示,则此时电流为 A,使用的定值电阻阻值为 ;
(4)图丙是根据测量的数据绘制的电流与电阻关系的图像,分析图像可得出结论: ;此实验中控制的导体两端的电压是 V。
(5)小晋利用电源(电压恒定)、电流表、阻值为的定值电阻、铭牌磨损的滑动变阻器、开关和单刀双掷开关各一个,设计了如图丁的电路,测量未知电阻的阻值,请将实验步骤补充完整:
①开关S闭合,开关接a时,移动变阻器的滑片到某一位置,此时电流表的示数为;
②开关S闭合,开关接b时,变阻器的滑片 (选填“移到最左端”、“移到最右端”或“保持不动”),此时电流表的示数为;
③电阻 (用、和表示)。
2.在“测量小灯泡的电阻”实验中,选用的器材有:两节新干电池,标定电压为2.5V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 ;闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于 端;(选填“左”或“右”)
(2)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.小灯泡断路D.滑动变阻器断路
(3)排除故障后,移动滑片P,电压表的示数为2.5V,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);
拓展:该小组的同学们进一步实验,利用电源(电压未知但恒定不变),阻值为R的定值电阻、电流表、开关等器材,设计了如图丙的电路也能测量的阻值:
①闭合开关、断开,读出电流表的示数;
② ,读出电流表的示数;
③根据实验数据,计算出待测电阻 。(用R、、表示)
3.小红用伏安法测电阻,实验电路如图甲所示。
(1)该实验的原理是 ;
(2)闭合开关前,小红发现电流表指针在零刻度线的左侧,接下来的操作是 ;
(3)实验过程中,改变滑片位置并进行多次测量,这样做的目的是为了 ;
(4)小红在某次测量中,电压表与电流表的读数如图乙所示,则待测电阻的阻值为 Ω;
(5)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,电源电压保持不变,但电源电压未知,实验电路图设计如图丙所示,请根据实验过程写出 U、Rx表达式。
①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再将滑片移至最左端,测出此时的电流 I2,则电源电压 U= (用 I2、Rx、R 表示);
③待测电阻的阻值 Rx= (用 I1、I2、R 表示)。
4.实验小组测量小灯泡正常发光时的电阻的实验电路如图甲所示,电源电压恒为,小灯泡正常发光时的电压为。
(1)实验中某时刻电压表示数为2.2V,为使小灯泡正常发光,应将滑动变阻器的滑片P向 (选填“左”或“右”)端移动,直到电压表示数为 V;
(2)小明认为需要多次测量不同电压下小灯泡的电阻,小明这样做的目的是: (选填“A”或“B”);
A.求平均值,减小误差 B.寻找普遍规律
(3)实验中还测量了小灯泡在不同电压下的电流,并根据所测得的数据绘制了小灯泡的电流与电压的关系图像,如图乙所示,小灯泡正常发光时的电阻为 Ω;
(4)分析如乙所示的图像,在不增加任何器材的情况下,仅利用本实验的器材 (选填“能”或“不能”)探究电流跟电压的关系;
(5)实验小组还设计了一个测量未知电阻阻值的实验电路,如图丙所示,已知滑动变阻器的最大阻值为,电源电压未知且恒定不变。请完成下列实验步骤:
①闭合开关S,将滑动变阻器的滑片移至端,读出电压表的示数为;
②再将滑动变阻器的滑片移至端,读出电压表的示数为;
③未知电阻阻值的表达式: (用、、表示)。
5.某小组用“伏安法”测量未知电阻:
(1)请用笔画线代替导线,将图甲补充完整,要求滑片Р向右移动时阻值变大;
(2)闭合开关后,发现无论怎样移动滑动变阻器,电流表的示数都几乎为0,电压表的示数接近电源电压,若电路只有一处故障,则可能是 ;
(3)排除故障后,小组继续实验,但是负责记录的同学一时疏忽,把前两次的电压和电流值都写在草稿纸上(图乙)而忘记填入表格中,而后及时改正,请你帮他把数据整理在表格中合适的位置;
(4)该未知电阻的阻值为 Ω(保留一位小数);
(5)该实验多次测量的目的是 ;
(6)某小组测量时发现电流表损坏,他们利用定值电阻,设计如图丙所示的电路,也测出了未知电阻:
①将滑动变阻器滑片移到适当位置,记下电压表的示数为;
②保持滑片Р位置不动,将电压表改接到两端,记下电压表的示数为;
③计算出 。(用表示)
6.小凯和小明为了弄清一个未知电阻的阻值,进行了如下实验。小凯将未知电阻、电流表、电压表、滑动变阻器、开关和电源连接成了如图1所示的电路,电源电压恒为3V。
(1)连接电路时开关应处于 (选填“闭合”或“断开”)状态;
(2)小凯在实验中通过调节滑动变阻器滑片,测出通过电阻R的不同电流和对应的电压值,如上表所示:由数据求出该电阻的阻值为 Ω。该实验多次测量的目的是 ;
(3)根据数据可以得出电流与电压的关系结论是 。有同学认为利用该电路如果把定值电阻换成小灯泡也可以探究出导体中电流和导体两端电压的关系,这种想法是 (选填“合理”或“不合理”)的,理由是 ;
拓展:如图2所示是小明利用不同的器材测量未知电阻Rx阻值的实验电路,器材可以满足实验要求且电源两端电压不变。图中定值电阻的阻值为R0,步骤如下:
(4)①断开开关S3,闭合开关S1、S2,将滑动变阻器滑片调到某一位置,此时电压表示数为U1;
②保持滑动变阻器滑片P位置不变, ,电压表示数为U2;
③Rx阻值的表达式:Rx= (用已知量和测出的物理量的符号表示);
(5)小红也按照上述小明的实验进行操作,但在进行步骤②时,她将图中的滑动变阻器滑片P向左移动了一小段,最后写出Rx阻值的表达式也与小明相同。但老师看了之后却说小红是错误的,她测出的Rx阻值会 (选填“偏大”或“偏小”),其原因是 。
7.在探究“电流与电阻关系”实验时,老师给小华提供了如下器材:电源(电压恒为4.5V),电流表、电压表、开关各一个,滑动变阻器甲(标有“10Ω;2A”字样)和滑动变阻器乙(标有“25Ω;1A”字样)各一个,定值电阻5.Ω、10.Ω、15Ω、20Ω、25Ω各一个,导线若干。
(1)用笔画线代替导线,将图甲中的实验电路连接完整 (要求:滑动变阻器滑片P向左滑动时电流表示数变大,导线不允许交叉);
(2)正确连接电路后闭合开关,发现电流表有示数,电压表无示数,则故障可能是 (答出一种情况即可);
(3)排除故障后,小华把5Ω的定值电阻接入电路中,移动滑片P到适当位置,电流表指针位置如图乙所示,电流表的示数为 A;记录数据后,小华又改用10Ω的定值电阻继续实验,闭合开关后,小华应将滑片P向 (选填“左”或“右”)移动至电压表示数为 V;
(4)小华在实验中所选用的滑动变阻器应该是 (选填“甲”或“乙”);
(5)小华根据实验数据,得到如图丙所示的电流I随电阻R变化的图像。由图像可以得出结论:电压一定时, ;
(6)【拓展】小华又利用一个电压表和一个阻值已知的定值电阻,设计了如图丁所示的电路,测出待测电阻,的阻值。实验步骤如下:
①闭合、断开,电压表示数为;
②闭合,电压表示数为U;
③待测电阻= 。(用和表示)
8.综合实践课上,某同学用“伏安法”探究小灯泡电阻变化的规律,选用的小灯泡L标有“”字样、电源电压恒为、滑动变阻器甲规格为“ ”。滑动变阻器乙规格为“ ”。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲电路连接完整,要求滑动变阻器滑片向右移动,电流表示数变小 ;
(2)闭合开关后,移动滑动变阻器滑片,电流表有示数,电压表示数始终为0,造成这种现象的原因可能是 (填字母)
A.小灯泡短路 B.小灯泡断路 C.滑动变阻器短路
(3)排除故障后继续实验,她将得到的数据记录在表格中,当灯泡正常发光时,电流表的示数如图乙所示,为 A,则小灯泡正常发光时的电阻为 (保留一位小数);
(4)分析实验数据可知,该同学所选滑动变阻器为 (选填“甲”或“乙”)。由实验数据可以得出,随着小灯泡两端电压的升高,灯丝电阻会 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
(5)某同学认为不用电压表也可以测量小灯泡L正常工作时的电阻,于是找来额定电压为的小灯泡,利用已知阻值的定值电阻,设计了如图丙所示电路图。请你帮她完成下列实验步骤:
①按电路图连接好实物图。调节滑动变阻器,使电流表的示数为 ;
②保持滑动变阻器滑片位置不变,记下电流表的示数为I;
③小灯泡正常工作时的电阻为 。(用已知量和测量量的字母表示)
9.在用“伏安法测量小灯泡的电阻”实验中,电源电压保持不变,小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)如图甲所示,在闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P处于 端(选填“A”或“B”);
(2)闭合开关,移动滑动变阻器的滑片使电压表示数为2.5V,电流表示数(如图乙所示)为 A,则小灯泡的灯丝电阻为 Ω;
(3)如果缺少电压表,小军发现利用两个电流表和一个已知阻值为10Ω的电阻R0,同样可以测出小灯泡的电阻,原理如图丙所示,闭合开关后,小军读出电流表A1的示数为I1,电流表A2的示数为I2,则小灯泡L两端的电压的表达式为 ,电阻的表达式为 。(用字母表示)(小灯泡的电阻不受温度影响)
10.课外兴趣小组要测量一个未知电阻的阻值,现有下列器材:电源、两个相同的电流表,一个阻值为30Ω的定值电阻R0、开关、导线若干。兴趣小组同学们开动脑筋,积极思考,设计出了一个测量Rx的方法。
(1)同学们设计出的测量电路图如图甲所示,请根据电路图把图乙中未完成的实物图连接补充完整;
(2)小组同学连接完最后一根导线后闭合开关,立即看到电流表A2的指针左偏,造成该现象的原因是: ;
(3)正确连接电路后闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,使两个电流表的读数如图丙所示,可计算出被测电阻Rx= Ω。
11.学习小组想用不同方法测量未知电阻Rx的阻值,他们分成甲、乙两组分别进行实验:
(1)甲组设计了如图甲所示的电路图,请用笔画线代替导线将实物电路图乙连接完整(要求滑片P向右滑动时电路中的电流变大);
(2)乙小组设计实验电路图如图丙所示(其中电阻R1=8Ω)
①根据电路图连接好电路,闭合开关S,发现电流表A1的示数为零,电流表A2的示数正常,若只有R1或R2中的一处发生故障,则故障是 (“R1短路”、“R1断路”或“R2短路”);
②故障排除后,闭合开关S得到电流表A2的示数I2=0.48A,电流表A1的示数如图丁所示;则:I1= A,乙小组所测待测电阻Rx= Ω。
12.如图为“伏安法测电阻”实验,回答下列问题。
(1)请将实验电路图补充完整。根据电路图,用笔画线表示导线,将图(b)中实物图连接完整 。
(2)本实验主要步骤有下列几项,请将下列步骤进行合理的排序,并将排序的字母标号依次填在横线上:
A.闭合开关,观察并记录电流表、电压表的示数填入表格中。
B.按电路图连接实物图,移动滑片,使滑动变阻器接入电路中的电阻最大。
C.改变滑动变阻器滑片的位置,重复步骤A。
D.开关试触,确定所选电压表和电流表量程是否恰当,若不当,则调整。
E.根据欧姆定律计算电阻,并求出电阻的平均值。
(3)若将滑片移至某一位置时,待测电阻两端的电压表示数为,电流表示数如图所示,此时待测电阻的阻值为 。
(4)如果电流表损坏,但能提供另一只电压表,且滑动变阻器最大阻值已知,小组同学经讨论设计出利用两只电压表测量的阻值的电路如图所示,将滑动变阻器的滑片调到阻值最大处,闭合开关,分别测出和两端的电压和,则的表达式为 。
13.如图甲所示是测量未知定值电阻的实验电路,同学们又设计了两种测电阻的方案,为定值电阻阻值。
(1)用伏安法测电阻的实验原理: ;
(2)甲图中,当闭合开关时,电流表有示数,电压表没有示数,调节滑动变阻器电流表示数发生变化,但是电压表仍没有示数,若故障只有一个,则故障可能为: ;排除故障后,调节滑动变阻器,若电压表、电流表示数都为小量程的一半,则 ;实验中多次测量的目的是 ;
(3)方案一:闭合开关S,读出电压表 和 的示数分别为 和 ,则电阻的阻值表达式为 (用 、和表示);
(4)方案二:如图,当把导线M的右端接到电流表“-”接线柱上,合上开关S后,电流表示数为; 当把导线M的右端接到电流表“0.6”接线柱上,合上开关S后,电流表示数为,则电阻的阻值表达式为 (用、和表示)。
14.小明在探究“电流与电阻的关系”时,实验器材有:三节新的干电池(总电压为4.5V)、电流表、电压表、滑动变阻器(标有“20Ω 2A”字样)、定值电阻5个(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、50Ω),开关一个,导线若干。
(1)请用笔画线代替导线将图甲中的实物图连接完整,要求:滑片P向B端移动时电流表示数变小 ;
(2)正确连接电路,将滑动变阻器阻值调至最大后,闭合开关,发现电流表有示数,电压表无示数,则电路的故障可能是 (写出一种即可);
(3)排除故障后,将定值电阻由5Ω更换为10Ω时,应向 (选填“A”或“B”)端适当调节滑动变阻器的滑片P,使电压表示数保持3V不变;
(4)图乙是根据实验数据画出的定值电阻的I-R图像,由此可得结论:当电压一定时, ;
(5)小明同学继续探究,再次换接50Ω的定值电阻后,发现无论怎样移动滑片P,都不能使电压表示数达到3V,为了完成这次实验,他采取的措施可行的是 (填字母);
A.调高电源电压B.再串联一个10Ω的电阻
(6)完成上述实验后,小明又设计了如图丙所示的电路测量未知电阻的阻值,定值电阻的阻值已知。
①图丙电路中虚线框内的元件组合相当于一个 表;
②闭合开关S,调节滑片P的位置,读出此时电压表V和的示数分别为和;
③未知电阻 (用测量和已知量符号表示)。
15.小明准备测量电阻Rx的阻值,提供的实验器材有:待测电阻Rx(约8Ω)、两节新干电池、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,将图甲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)小明正确连接电路后进行实验,某次实验中电压表示数如图乙所示,电压表读数为 V,电流表示数如图丙所示,被测电阻Rx= Ω;
(3)测完待测电阻的阻值后,利用此电路原有的器材,还可以完成的实验是 (填序号);
A.探究电流与电压的关系 B.探究电流与电阻的关系 C.测量小灯泡的电功率
(4)小明在实验时发现电流表损坏,其他元件完好。他用已有的器材,又添加一只标有“2.5V 0.75W”的灯泡、一块电压表和一节新干电池,设计了如图丁所示电路图。小明进行了如下实验,请补充完整:
①连接好电路,将滑动变阻器的滑片移到 (选填“a”或“b”)处;
②闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片,使灯泡两端电压为 V;
③再读出Rx两端的电压为U′;
④若实验操作正确,则待测电阻Rx= 。(用U′表达)
16.小宇同学进行了“测量小灯泡的电阻”的实验,实验器材有:额定电压为、额定功率约为的待测小灯泡,三节新干电池,电压表,电流表,滑动变阻器,开关各一个,导线若干。
(1)如图甲所示,这是小宇连接的部分实物电路,请你用笔画线代替导线将电路连接完整;( )
(2)电路正确连接后,小宇将滑动变阻器的滑片移至阻值最大处,闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表无示数,电压表的示数接近4.5V,发生这种现象的原因可能是 ;
(3)排除故障后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,观察到电压表的示数如图乙所示,为使小灯泡正常发光,滑片应向 端移动;
(4)小灯泡正常发光时,电流表示数如图丙所示,此时小灯泡的电阻阻值为 Ω。
(5)完成上述实验后,小宇又分别测出了小灯泡的几组电流电压值,并作出了灯泡的电流—电压关系图像,如图丁所示。发现电流与电压没有正比关系,原因是 ;
(6)实验完成后,小宇在与同学交流时,提到一个问题:在只有电流表或电压表时,利用一个已知阻值的电阻R0,能否测Rx的阻值呢?于是设计了如图戊所示的四个电路,其中不可行的是 。
17.小组一利用如图所示甲测量未知电阻Rx的阻值。
(1)在甲图中,请用导线连接电阻的a接线柱与滑动变阻器的 (选填“b”、“c”或“d”)接线柱,要求滑动变阻器的滑片向右滑动时,电流表示数变大;
(2)开关闭合前,小亮发现电流表的指针在零刻度线左侧,如图乙所示,若不调零,改变滑动变阻器阻值,测得电压表、电流表示数分别为U1、U2、I1、I2,若用作为Rx的测量结果与真实值比较,Rx的测量值 ,若用作为测量结果,Rx的测量值 (均选填“偏大”、“偏小”或“无影响”);电流表调零后,闭合开关,电流表示数为0.5A,电压表示数如图丙所示,计算出待测电阻Rx的阻值为 Ω;
小组二利用如图丁的电路测量定值电阻Rₓ的阻值,电阻箱Ra与Rb的阻值可以读取;
(3)小明将Ra调至0,适当调整Rb,读得电压表示数为Ua、Ub,则Rx= ;
(4)小华将Ra调至 ,调整Rb,直至 ,则Rx=Rb;
(5)小红将电阻箱Ra和Rb进行了两次调整,电压表Va和Vb的读数为Ua和Ub,但均忘记记录Ra的阻值,只知道其中一次的Ra阻值是另一次的2倍,请根据表格中的数据计算出Rx的阻值为 Ω。
18.在测量未知电阻 Rx(阻值约为300Ω)的实验中,提供的实验器材有:电源(电压3V)、滑动变阻器R(0~50Ω)、电阻箱R0(0~9999Ω)、电流表(0~0.6A)、电压表(0~3V)、开关及导线若干。
(1)小虎同学认真审题后,准备用“伏安法”测量未知电阻 Rx,他 (选填“能”或“不能”) 较准确测出 Rx的阻值, 理由是 。
(2)小明同学设计了如图甲所示的电路进行测量, 请你将下列步骤填写完整。
①小明先将开关S拨至 (选填“1”或“2”),适当调节变阻器的滑片至某一位置, 此时记下电压表的示数为U。
②再将开关S拨至 (选填“1”或“2”), 调节 (选填“滑动变阻器”或“电阻箱”) 直到电压表的示数为U。
③记下此时电阻箱示数如图乙, 则Rx= Ω。
19.小华利用如图甲所示的电路测量未知电阻的阻值,电源选用两节新干电池。
(1)闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应滑到最 (选填“左”或“右”)端。
(2)正确连接电路,闭合开关后,无论怎样移动滑片,电压表的示数都保持3V不变,你认为发生故障的原因可能是滑动变阻器短路或未知电阻 。
(3)排除故障后,当滑片P滑到某一位置时,两电表读数如图乙、丙所示,由此可知,所测电阻的阻值为 Ω。
(4)本实验进行了多次测量,其目的与下列实验中多次测量的目的相同的是________(选填字母)。
A.用刻度尺测量铅笔的长度
B.探究串、并联电路中电流的特点
C.探究杠杆平衡的条件
(5)小亮又设计了一种方案,也测出了未知电阻的阻值,电路图如图丁所示,为阻值已知的定值电阻,电源电压恒定但大小未知,测量步骤如下:
①当开关S1、S2都闭合时,电流表的示数为I1;
②当开关S1闭合,S2断开时,电流表的示数为I2;
③未知电阻 (用已知量和测出的物理量符号表示)。
20.小彦利用图甲所示的电路测量未知电阻的阻值,电源电压。
(1)连接电路时,开关必须 ,如图乙,电路接通前,滑动变阻器的滑片P应该置于 端(选填“A”或“B”);
(2)闭合开关,小彦发现电流表示数为零,但电压表有示数接近,如果电路连接完好,电路中只有一个元件有故障,该故障是 ;
(3)排除故障后,调节滑动变阻器,记录多组数据,画出了待测电阻的图像,如图丙所示,由图像可得 (计算结果保留一位小数);
(4)完成该实验后,小彦想起老师说过电压表的电阻非常大,她想知道这个“非常大究竟有多大,在老师的指导下,她选用以下器材进行实验:两节新干电池、灵敏电流计G、定值电阻、电阻箱R、电压表V、两个开关和若干导线。她的实验步骤如下:
①按图丁连接电路;
②闭合,记下此时灵敏电流计的示数为;
③断开,闭合,调节电阻箱使灵敏电流计的示数为 ,此时电阻箱读数如图戊所示,由实验可得,此电压表的电阻为 。
21.在用“伏安法”测量未知电阻的阻值时,实验器材:两节新干电池、待测电阻(阻值约为6Ω)、电流表、电压表、滑动变阻器、开关及若干导线。
(1)用笔画线代替导线将如图甲所示的实物电路连接完整,要求滑片P向左移动时电流表的示数变大,连线不交叉;
(2)实验测得多组实验数据并记录在表格中,其中第三次测量时电流示数如图乙所示,综合分析表中数据可得出未知电阻
(3)电流表的电阻虽然很小,但也会影响本实验中的测量结果,若用如图丙所示的电路进行测量可消除这个影响,其中电源电压恒定未知,为定值电阻。请将实验步骤补充完整:
①按照如图丙所示的电路图连接电路,将滑动变阻器的滑片P置于最大阻值处;
②闭合开关,移动滑动变阻器滑片P,读出电压表的示数和电流表的示数;
③断开开关,移动滑动变阻器滑片P,读出电压表的示数和电流表的示数;
④待测电阻阻值的表达式: (用和表示)。
22.“测量未知阻值R的电阻”实验中,小明同学设计了实验电路并进行了部分连接,如图甲所示。
(1)图甲电路,有一条导线连接错误,请在该导线上打“×”并画出正确连线;
(2)改正错误后,闭合开关S,小明忽然发现定值电阻R左端接线柱松动导致导线脱落,此时 表的示数较大;
(3)拧紧接线柱,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P,当电压表示数为2.4V;电流表示数如图乙所示是 A;
(4)小明同学设计了以下四种电路,其中电源电压不变且未知,是已知阻值的定值电阻。在不拆改电路的情况下,能够测出未知电阻Rx阻值的电路有_________
A.只有①B.只有②③C.只有①②③D.①②③④都可以
23.为了测定灯泡正常发光时的电阻,小尚设计了如图甲所示的电路,已知灯泡的额定电压为UL=2.2V,正常发光时的电阻约为7Ω,滑动变阻器标有“10Ω;1A”字样,所用电源为可调式学生电源,分别有2V、4V、6V、8V、10V、12V共六挡。
(1)用笔画线代替导线将图甲的实物电路补充完整(要求滑片右移灯泡变暗);
(2)连接好电路,正确操作,移动滑动变阻器的滑片,小尚发现小灯泡始终不亮,电压表、电流表示数均为0,经检查电表完好,则故障可能是________;
A.小灯泡断路B.小灯泡短路C.滑动变阻器断路D.滑动变阻器短路
(3)排除故障后,小尚选用电源的6V挡进行实验并正确操作,发现灯无法正常发光,他立即断开开关,并对电路进行必要的调整,他的调整可能是________;(填选项前的序号,多选)
A.将电源电压调为4V挡B.将电源电压调为8V挡
C.换用最大阻值更大的滑动变阻器D.换用最大阻值更小的滑动变阻器
(4)电路调整好后,小尚移动滑片,当电压表的示数为1.8V时,滑动变阻器的滑片应继续向 (选填“左”或“右”)移动,使电压表的示数达到额定电压,此时电流表示数如图乙所示,则小灯泡正常发光的电阻为 Ω(结果保留一位小数);
(5)实验结束后,小明发现桌面上还有另一只小灯泡,如图丙所示,小明只利用了电压表和两只滑动变阻器(最大阻值分别为R1和R2),也巧妙地测出了这只灯正常发光时的电阻。在他的测量中,闭合开关S后,应先将R1的滑片移至最 (选填“左”或“右”)端,并调节R2的滑片至适当位置使灯正常发光,读出此时电压表示数为U0,最后再 并读出电压表的示数为U(U>U0),则灯泡正常发光电阻的表达式为RL= (用题目中出现的物理量的符号表示)。
24.某小组利用如图(a)所示的电路图测电阻。
(1)闭合开关,发现电压表和电流表均无示数,电路故障可能是___________(填字母)。
A.滑动变阻器短路B.电流表断路C.电压表断路
(2)排除故障后,闭合开关,将滑动变阻器的滑片移到某一位置时,电流表的示数为0.24A,电压表的示数如图(b)所示为 V,则电阻R的阻值为 Ω。
(3)小组交流后认为这个测量结果不准确,至少还应再进行两次实验,这样做的目的是 。
(4)该小组拟进行一次创新实验,通过改变电流表表盘的刻度示数和单位,以达到从表盘直接读出待测电阻阻值的目的。该小组设计了如图(c)所示的电路,M、N之间接入待测电阻,电源电压U为已知。
①在M、N之间接入一段导线,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,使电流表示数达到最大值I1,此时电流表表盘上“I1”对应的阻值为“ ”Ω;
②取下导线,在M、N之间接入待测电阻,保持滑动变阻器的滑片位置不变,闭合开关,读出电流表的示数I2;
③用U、I1和I2表示电流表表盘上“I2”对应的阻值为“ ”。
25.为测量一个阻值约为数百欧的电阻Rx,提供的器材有:电源(电压U恒为3V)、电流表(量程0-0.6A)、电压表(量程0-3V)、滑动变阻器R1(100Ω 2A)、电阻箱R2(0~9999Ω 5A)、定值电阻R3(阻值为300Ω)各一个,开关、导线若干。现利用提供的器材设计三种测量方案,请完成相关实验过程。
方案甲
该方案不能用伏安法测量Rx的阻值,原因是 。如将滑片P移到最右端,读出电压表的示数为U1,也可测出Rx的阻值,其表达式Rx= (用U1和已知数值表示);
方案乙
闭合开关S,先将S1与 触点连接,调节R1的滑片,使电压表的示数为U0;再保持 不变,将S1与另一触点连接,调节 的电阻,使电压表的示数仍为U0,读出电阻箱R2的阻值为R,则Rx=R;
方案丙
闭合开关S,将S1与a连接,调节R1的滑片,读出电压表的示数为U1;保持R1的滑片位置不变,再将S1与b连接,读出电压表的示数为U2,则其表达式Rx= (用U1、U2和已知数值表示)。
26.图甲是探究“电流与电阻关系”的电路,电源电压4.5V,有4个阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻供选用,滑动变阻器的规格为“10Ω 2A”。
(1)用笔画线代替导线将图中实物电路连接完整 (要求:滑动变阻器的滑片P向右移动时,电路中电流变大,导线不得交叉);
(2)连好电路,闭合开关,发现电压表、电流表均无示数,电路故障可能是 (填选项);
A.定值电阻R短路B.定值电阻R断路C.滑动变阻器短路D.开关断路
(3)依次将5Ω、10Ω、15Ω、20Ω电阻接入电路进行实验,获得数据如表:
为提高结论的可靠性,又增加一个30Ω的电阻继续实验,其他器材不变。为保持电压表示数不变,电路中需要再串联一个定值电阻才能完成实验,上述4个定值电阻中符合要求的有 个;
(4)明瑞想利用一块电流表和阻值已知的电阻R0测量电阻实验电路,如图乙所示。请将实验步骤补充完整;
① 开关 闭合时,电流表A的示数为I1;
② 开关S1、S2闭合时,电流表A的示数为I2,请用I1、I2和R0表示,= ;
(5)有一个铭牌模糊不清的定值电阻,估计阻值约为500Ω左右,明瑞想利用实验室的器材测其阻值。提供的器材有两节干电池、学生电压表(量程为0-3V;0-15V)、学生电流表(量程为0—0.6A;0—3A)、滑动变阻器(10Ω、1A)和电阻箱R0(0-9999Ω、5A)各一个,开关、导线若干。下列四个设计方案中,能测出阻值是 。
A.B.C.D.
27.交附物理兴趣小组同学在做“用电压表,电流表测电阻”的实验中,备有:电流表一个,0~0.6A,0~3A两个量程,电压表一个,0~3V、0~15V两个量程;学生电源,电压分别为1.5V、3V、6V、15V;开关一个;定值电阻R1=15Ω,待测电阻Rx,滑动变阻器R上标有“20Ω 2A”的字样,导线若干。
方案①:小交同学按图所示的电路图正确连接电路,当他按操作规范进行实验时,闭合电键K,电流表A的示数为I,然后他调节滑动变阻器滑片P的位置,当滑片P的位置恰好在中点时,电流表A的示数为0.5A。
(1)I的取值为 ;
方案②:如图是小通同学的同学们设计的测量电阻的电路图,他们决定只用一个电表完成测量,闭合开关S时,电流表的示数为0.2A;两个开关都闭合时,电流表的示数变为0.3A。
(2)待测电阻R2(Rx)的阻值约为 ,为了减小电表读数时的误差,要求在几次测量中,电表指针的示数大于量程的,则电源应选用 V,电压表应选用 量程,电流表应选用 量程;
方案③:晓彤同学看到小通同学的方案后,决定保持电路中的其他元件不变,只将电流表换成电压表,来测量待测电阻的阻值
(3)请在框格内画出相应的电路图 (留有1张备用,若要涂改,请在左上角标明哪幅是最终结果)。
28.小明用如图的电路测量额定电压为2.5V的小灯泡正常发光时的电阻。
(1)请你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向右移动时,灯泡变暗 。
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于 端;正确连接电路后,闭合开关,发现电压表无示数,电流表有示数,灯泡不亮,原因可能是 。
(3)排除故障后,移动滑动变阻器的滑片,当电压表示数为2.5V时,电流表示数如图乙,则小灯泡的正常发光时的电阻为 (结果保留1位小数)。
(4)实验结束后,小明设计了如图丙的电路来测定另一个额定电压相同小灯泡正常发光时的电阻。已知,。请你将实验步骤补充完整:
①开关S、S₁闭合,S₂断开,调节滑动变阻器的滑片P,使电压表的示数为 V时,小灯泡正常发光;
②保持滑片P位置不动,开关S、S₂闭合,S₁断开,此时电压表示数为2V;再将滑动变阻器的滑片移至最左端,此时电压表示数为4V;
③小灯泡正常发光时的电阻为 (结果保留1位小数)
29.如图所示是小明探究电流与电压、电阻的关系的实验电路,电源(电压恒为4.5V),电流表(0~0.6A、0~3A)、电压表(0~3V、0~15V)各一只,开关一个,定值电阻(、、、、),滑动变阻器( 1A)一个,导线若干;
(1)小明检查时电路时发现有一处导线连接错误,请你在甲图中连接错误的导线上打“×”,用笔画线代替导线正确连接电路(注意导线不要交叉) ;
(2)正确连接电路后,闭合开关,发现电流表无示数,电压表指针超过量程,电路中出现的故障是 ;
(3)排除故障后继续实验,通过改变定值电阻两端的电压,测得电流、电压的值如表一,根据实验数据可得出结论: ;
表一
(4)在探究电流与电阻的关系时,小明将电阻分别接入电路,多次实验后得到了电流与电阻的关系如图乙所示;实验中,控制电阻两端的电压为 V;
(5)小明再将的电阻接入电路时,无论怎样移动滑片,都不能使电压表的示数达到控制的电压值,为了完成实验,下列操作合理的有 ;
A.更换一个最大阻值为的滑动变阻器
B.增大定值电阻两端的电压,控制电压3V不变
C.控制的定值电阻两端的电压值保持不变,只将电源电压减小到4V
(6)小明完成上述实验后,发现邻组的小红在做“伏安法测电阻”实验,实验器材:学生电源,开关、电压表、电流表、电阻箱各一个,待测电阻,导线若干;她按图丙连接好电路,闭合开关后,改变电阻箱接入的阻值进行多次测量;记录下电阻箱的阻值及对应的电压表示数,并根据记录的数据绘制出图像如图丁所示,则电阻的阻值为 。
30.有一个标有“2.5V”字样的小灯泡L1(阻值约为10Ω)和一个阻值未知的定值电阻Rx,要求测出小灯泡L1的额定功率和Rx的阻值,电源电压恒定。
(1)如图甲是小明用伏安法测量小灯泡L1额定功率的实物图;
①图甲中有一根导线连接错误,请在该导线上画“×”(表示不要),并重新画一根正确连接的导线 ;
②改正电路后,正确操作,当电压表示数是2.5V,电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率是 W;
(2)小红利用图丙所示电路测出了Rx的阻值,已知灯泡L2的额定电压为UL、额定功率为PL,R0为电阻箱,请在空白处填上适当内容;
①将Rx接入图丙虚线框 位置中,另一虚线框中接入导线,R0调至适当阻值后,闭合开关S1;
②将开关S2接“1”接线柱,仅调节滑动变阻器R的滑片P,直至电流表的示数I= (用已知量或测量量的符号表示),读出电阻箱的示数为R1;
③将开关S2接“2”接线柱,仅调节 ,可使电流表的示数仍与上一次相同,读出此时电阻箱的示数为R2;
④则Rx= ;(用已知量或测量量的符号表示)
⑤若实际测量过程中,步骤②③中电流表的示数相等但均小于I,则所测电阻Rx将比真实值偏 。
参考答案
1.(1)断开
(2)滑动变阻器断路
(3) 0.12 5
(4) 电压一定时,通过导体的电流和电阻成反比 2
(5) 保持不动
【详解】(1)连接电路时,为了保护电路安全,开关应处于断开状态。
(2)据图可知,电路是串联的,闭合开关后,电流表无示数,说明电路发生断路,当导线与滑动变阻器并联时,发现两表指针有明显偏转,说明此时电路是通路,故障原因是滑动变阻器发生断路。
(3)[1]电流表选择的是小量程,分度值是0.02A,乙图中电流表的读数为0.12A。
[2]根据可得,定值电阻阻值为
(4)[1]丙图中电流与电阻的乘积不变,且当电阻变大时,电流会变小,因此可得结论为:当电压一定时,电流与电阻成反比。
[2]丙图中当电阻为20Ω时,电流为0.1A,实验中控制的导体两端的电压是
(5)[1][2]当开关S闭合,开关接a时,移动变阻器的滑片到某一位置,此时电路为两定值电阻并联再与滑动变阻器串联,电流表测未知电阻支路电流;开关S闭合,开关接b时,电路连接方式不变,电流表测干路电流,为了确保未知电阻的电流与刚才闭合开关的情况相同,应保持变阻器的滑片位置不变,根据两次电流表的示数可得定值电阻支路的电流为
可得未知电阻两端电压为
未知电阻的阻值为
2.(1) 左
(2)B
(3) 0.28 8.9 闭合开关、
【详解】(1)[1]根据实验电路是串联的,电压表测灯泡两端电压,电流表测电路中的电流,连接的电路如下图所示:
[2]闭合开关前,为了保护电路,滑片应置于阻值最大处,即左端。
(2)串联电路中,闭合开关,电流表有示数,说明电路是通路,小灯泡不发光,电压表无示数,则可能是灯泡发生短路,电压表相等于测导线电压,因此无示数,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
(3)[1]乙图中电流表的量程是0~0.6A,分度值是0.02A,读数为0.28A。
[2]小灯泡正常发光时的电阻约为
[3][4]据丙图可知,闭合开关、断开,电路为定值电阻和未知电阻串联,电流表测电路中的电流,电源电压可表示为--------①
接下来闭合开关、,电路为未知电阻单独串联,可得电源电压为------②
由于电源电压不变,联立①②可得未知电阻的阻值为
3.(1)R=
(2)调零
(3)改变定值电阻两端电压
(4)8
(5)
【详解】(1)测量电阻时,需要使用电压表和电流表分别测量电压和电流,结合得出电阻的阻值,则测量电阻的实验原理是。
(2)使用前,电流表指针在零刻度线左侧,则需要将电流表指针调零。
(3)多次改变滑片的位置,可以改变定值电阻两端的电压,得到多组实验数据,计算平均值,减小实验误差。
(4)根据图乙,电压表量程0~3V,示数为2.4V,电流表量程0~0.6A,示数为0.3A,电阻为
(5)[1][2]滑片移至最右端,此时电路为未知电阻单独串联,测出电流I1,可得电源电压为;
再将滑片移至最左端,此时电路为未知电阻和滑动变阻器的最大值串联,读取电流为 I2,电源电压为
根据电源电压不变,可得
解得待测电阻的阻值为。
4.(1) 左 2.5
(2)B
(3)10
(4)不能
(5)
【详解】(1)[1][2]实验中某时刻电压表示数为2.2V,小于灯泡额定电压2.5V,为使小灯泡正常发光,应增大灯泡两端电压,根据串联电路电压规律,应减小滑动变阻器两端电压,根据分压原理,应减小滑动变阻器接入电路的阻值,故应将滑动变阻器的滑片P向左端移动,直到电压表示数等于灯泡的额定电压,即2.5V。
(2)由于灯泡的电阻随温度的变化而变化,不是一个定值,取平均值没有意义,多次测量不同电压下小灯泡的电阻,是为了探究灯泡电阻与温度之间的关系,得到普遍规律,故A不符合题意,B符合题意。
故选B。
(3)由图乙可知,当灯泡两端电压为2.5V时,通过灯泡的额定电流为0.25A,则小灯泡正常发光的电阻为
(4)在探究电流跟电压的关系实验中,需控制电阻阻值不变,而图乙中灯丝电阻随温度的变化而变化,故仅利用本实验的器材不能探究电流跟电压的关系。
(5)由图丙可知,Rx与滑动变阻器最大阻值串联在电路中;由于滑片上接电压表,移动滑片时电路中的电流大小不变。移动滑片P至a端,电压表测Rx两端电压为U1;移动滑片P至b端,电压表测电源电压为U2;根据串联电路电流相等可得
解得待测电阻为。
5.(1)
(2)Rx断路
(3)见解析
(4)5.1
(5)求平均值以减小误差
(6)
【详解】(1)滑片P向右移动时阻值变大,则滑动变阻器左下接线柱与待测电阻右接线柱相连;电流表串联在电路中,且要“正进负出”,所以其负接线柱接电源负极;电压表并联在待测电阻两端,其负接线柱与待测电阻左接线柱相连,如图所示:
(2)电流表的示数几乎为0,说明可能出现了断路,电压表的示数接近电源电压,说明电压表与电源是连通的,而其测量对象Rx断路。
(3)本实验是测量定值电阻的阻值,其两端电压与通过的电流之比大致相等,由后3组数据可知,该比值约为5Ω,且电压逐渐增大,由乙图可知,第1组数据电压为0.5V,电流为0.10A;第2组数据电压为1.0V,电流为0.18A,如下表所示:
(4)由表中数据可知,5次实验的电阻分别为:第一次
第二次
第三次
第四次
第五次
所以该未知电阻的阻值为
(5)本实验是测量未知的定值电阻的阻值,所测物理量是定值,所以多次测量的目的是为了求平均值以减小误差。
(6)U2为R0两端电压,U1为Rx两端电压;由欧姆定律知,通过R0的电流为,而此电路为串联电路,所以电流处处相等,即通过Rx的电流也为,所以Rx的阻值为
6.(1)断开
(2) 5.0 减小误差
(3) 当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比 不合理 灯丝的电阻随温度的变化而变化
(4) 断开开关S2,闭合开关S1、S3
(5) 偏小 见解析
【详解】(1)为了保护电路,连接电路时开关应处于断开状态。
(2)[1]由表格数据可知,第1次实验过程中电阻的阻值为
第2次实验过程中电阻的阻值为
第3次实验过程中电阻的阻值为
第4次实验过程中电阻的阻值为
则该电阻的阻值为
[2]为了减小误差,实验中应多次测量取平均值。
(3)[1]忽略误差不计,由表中数据可知,当导体两端电压增大为原来的几倍时,通过电阻的电流也增大为原来的几倍,故可得出结论当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
[2][3]在探究导体中电流和导体两端电压的关系实验中,需控制电阻阻值不变,而灯丝的电阻随温度的变化而变化,不是一定值,故这种想法是不合理的。
(4)[1][2]断开开关S3,闭合开关S1、S2,三个电阻串联,电压表测量电阻Rx两端的电压,调节滑动变阻器的滑片到适当位置,记下此时电压表的示数为U1,即此时Rx两端的电压为U1;保持滑动变阻器滑片P位置不变,断开开关S2,闭合开关S1、S3,三个电阻仍串联,此时电压表测量电阻R0与Rx的两端电压之和,记下此时电压表的示数为U2,则定值电阻两端的电压,则电路中电流为,则待测电阻的阻值为
(5)[1][2]电源电压不变,当滑动变阻器向左移动时,滑动变阻器阻值减小,总电阻减小,总电流变大,Rx和R0两端的总电压U2增大,不再是步骤①中的Rx和R0两端的总电压,若再根据Rx=计算,会使Rx测量值减小。
7.(1)
(2)电阻R短路
(3) 0.5 右 2.5
(4)乙
(5)电流与电阻成反比
(6)
【详解】(1)根据实验,电路是串联的,电压表测定值电阻两端电压,电流表测电路中的电流,要求滑动变阻器滑片P向左滑动时电流表示数变大,变阻器接入电路中的阻值变小,则说明使用的是变阻器的左下接线柱,如图所示:
(2)串联电路中,闭合开关,电流表有示数,说明电路是通路,电压表无示数,则故障可能是定值电阻发生短路,电压表相当于测导线电压,因此电压表无示数。
(3)[1]乙图中电流表的量程是0~0.6A,分度值是0.02A,读数为0.5A。
[2][3]根据实验当电阻为5Ω时,电流为0.5A,定值电阻两端电压为
小华又改用10Ω的定值电阻继续实验,根据串联分压原理可知,定值电阻两端电压会变大,而探究电流与电阻关系的实验中需要保持定值电阻两端电压不变,因此应增大变阻器两端电压,增大变阻器的阻值,应将滑片P向右移动,移动至电压表示数仍为2.5V。
(4)根据串联分压原理可得
已知定值电阻两端电压为2.5V,电源电压为4.5V,等号左侧的比值不变,当定值电阻阻值为25Ω时,变阻器的阻值最大,将数据带入上式可得
解得,因此应该选择乙变阻器。
(5)据丙图分析可知,电流与电阻的乘积保持不变,且当电阻变大时,电流会变小,因此可得结论为:电压一定时,电流与电阻成反比。
(6)当闭合、断开,电路为两电阻串联,电压表测未知电阻两端电压,电压为;闭合,电路为未知电阻单独串联,电压表测电源电压,则可得电源电压为U;则两电阻串联时,定值电阻两端电压为
此时电路中的电流为
则待测电阻的阻值为
8. A 0.26 9.6 甲 变大
【详解】(1)[1]用“伏安法”探究小灯泡电阻的实验中,小灯泡、电流表、滑动变阻器、开关应串联,由表中数据可知,电流表接的是小量程,滑动变阻器滑片向右移动,电流表示数变小,电阻变大,故滑动变阻器接左下接线柱,作图如下:
(2)[2]闭合开关后,移动滑动变阻器滑片,电流表有示数,说明电路是通路,电压表示数始终为0,造成这种现象的原因可能是小灯泡短路,故选A。
(3)[3][4]灯泡正常发光时的电压为2.5V,此时电流表的示数如图乙,乙图中电流表接的是小量程,分度值为0.02A,所以示数为0.26A,则小灯泡正常发光时的电阻为
(4)[5]电源电压为4.5V,当电压表示数为1V时,电路中的电流为0.18A,所以滑动变阻器接入的阻值为
由于19.4Ω>10Ω,故滑动变阻器应选甲。
[6]分别求出5次实验灯泡的阻值,分别为
由实验数据可以得出,随着小灯泡两端电压的升高,灯丝电阻会变大。
(5)[7][8]由丙图可知,小灯泡和R0串联,调节滑动变阻器,使电流表的示数为,根据并联电路电压特点可知,此时小灯泡两端的电压为U额,小灯泡正常发光,记下此时电流表A1的示数I,即为小灯泡正常发光时的电流,所以小灯泡正常工作时的电阻为
。
9. A 0.5 5 (I1-I2)R0
【详解】(1)[1]为保护电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片要移动到最大阻值处,由图知,滑动变阻器的左下端接线柱接入电路,所以滑动变阻器的滑片要移动到A端。
(2)[2]闭合开关,移动滑动变阻器的滑片使电压表示数为2.5V,由图乙可知,电流表所选的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,因此示数为0.5A。
[3]小灯泡的阻值
(3)[4][5]由图丙可知,电阻R0与灯泡并联,电流表A1测量干路电流,电流表A2测量灯泡的电流;由并联电路电流的特点知,流过定值电阻R0的电流
I0=I1-I2
则小灯泡两端的电压
UL=U=U0=I0R0=(I1-I2)R0
灯泡的电阻
10. 见解析 15
【详解】(1)[1]根据甲图可知,Rx与R0并联,待测电阻与A1串联,A2测干路电流,如下图所示:
(2)[2]连接完最后一根导线后闭合开关,立即看到电流表A2的指针左偏,说明电流表A2的正负接线柱接反了。
(3)[3]如图丙,由题意可知两表均选用0~0.6A量程,分度值为0.02A,则A1、A2的读数分别为
I1=0.32A,I2=0.48A
根据并联电路电流的规律,通过定值电阻R0的电流为
I0=I2-I1=0.48A-0.32A=0.16A
由并联电路的电压规律和欧姆定律可得,电源电压为
U=U0=I0R0=0.16A×30Ω=4.8V
由欧姆定律可得,被测电阻
11. R1断路 0.36 6
【详解】(1)[1]滑片向右滑动,电路中电流变大,根据知电阻变小,滑动变阻器接右下接线柱,如图所示
(2)①[2]两灯泡并联,电流表测A1测电阻R1两端的电流,闭合开关S后,电流表A1的示数为零、电流表A2的示数正常,并联电路互不影响,说明R1支路断路,则故障为R1处断路。
②[3][4]由乙图知,电流表使用0~0.6A量程,分度值为0.02A,示数为0.36A,电阻R1的电流:I1=0.36A,因并联电路各并联支路两端电压相等,由欧姆定律可得电阻两端电压
U=I1R1=0.36A×8Ω=2.88V
通过电阻Rx的电流,I2=0.48A,由可得待测电阻为
12.(1)
(2)BDACE
(3)1
(4)
【详解】(1)根据电流表和电压表的使用规则可知,电流表要串联在电路中,电压表要并联在电路中,所以与待测电阻并联的是电压表,串联在电路中的是电流表;由(b)图所示,电源电压由两节干电池串联组成,电源电压最大为3V,所以电压表要选择0~3V量程并联在待测电阻两端,滑动变阻器要一上一下连接,且由(a)可以,向右移动滑片,接入电路中的阻值变大,所以实物图中应将滑动变阻器的左下接线柱与待测电阻右接线柱相连,如图所示:
(2)“伏安法测电阻”实验,实验步骤:
B.按电路图连接实物图,移动滑片,使滑动变阻器接入电路中的电阻最大。
D.开关试触,确定所选电压表和电流表量程是否恰当,若不当,则调整。
A.闭合开关,观察并记录电流表、电压表的示数填入表格中。
C.改变滑动变阻器滑片的位置,重复步骤A。
E.根据欧姆定律计算电阻,并求出电阻的平均值。
综上所述,正确的顺序是BDACE。
(3)如图所示,电流表使用0~3A量程,示数为2A,待测电阻阻值为
(4)将滑动变阻器的滑片调到阻值最大处,闭合开关,R0与Rx串联,分别测出和两端的电压和,则电路中的电流为,Rx的阻值为
13.(1)
(2) Rx短路 5Ω 减小测量误差
(3)
(4)
【详解】(1)在伏安法测电阻的实验中,通过测量电阻两端电压和通过电阻的电流的比值,来间接测量电阻的阻值大小,所以用伏安法测电阻的实验原理是。
(2)[1]由图甲可知,电阻和滑动变阻器串联,电流表测电路的电流,电压表测电阻Rx两端的电压;电流表有示数,说明电路是通路;电压表没有示数,说明电压表被短路,因此故障可能是电阻Rx短路。
[2]由于电压表的小量程为0~3V,电压表示数为小量程的一半,则电压表示数为1.5V;电流表的小量程为0~0.6A,电流表示数为小量程的一半,则电流表示数为0.3A,则
[3]测量未知定值电阻的实验中,存在测量误差,所以需要多次测量,求平均值,减小测量误差。
(3)分析方案一电路图可知,电压表 测量R0两端电压,电压表 测量Rx两端电压,则电路中电流
则电阻的阻值
(4)当把导线M的右端接到电流表“-”接线柱上,合上开关S后,电流表测量干路中电流,电流表示数为;当把导线M的右端接到电流表“0.6”接线柱上,合上开关S后,电流表测量通过R0的电流,电流表示数为,则通过Rx的电流
R0两端的电压
由于并联电路中,各支路两端电压相等,则电阻的阻值
14.(1)
(2)定值电阻短路
(3)B
(4)通过导体的电流与导体电阻成反比
(5)B
(6) 电流
【详解】(1)要求滑片P向B端移动时电流表示数变小,则变阻器阻值变大,所以变阻器应选择A接线柱串联到电路中,作图如下:
(2)闭合开关,发现电流表有示数,说明电路为通路,电压表无示数,则电路的故障可能是定值电阻短路。
(3)由图乙可知,电流与电阻的乘积为
实验中,当把5Ω的电阻换成10Ω的电阻后,根据分压原理,电阻两端的电压变大,研究电流与电阻关系时要控制电压不变,根据串联电路电压的规律,要增大滑动变阻器两端的电压,由分压原理,要增大滑动变阻器接入电路的电阻阻值,故应向B端适当调节滑动变阻器的滑片P,使电压表示数保持3V不变。
(4)由图乙可知,电流与电阻的乘积为
乘积为一个定值,可得:当电压一定时,通过导体的电流与导体电阻成反比。
(5)A.再次换接50Ω的定值电阻后,将变阻器阻值调到最大,根据串联分压原理则有
解得电源电压,所以降低电源电压可以完成这次实验,故A不符合题意;
B.再次换接50Ω的定值电阻后,根据串联分压原理则有
解得,原来滑动变阻器的最大电阻为20Ω,所以可以再串联一个10Ω的电阻,故B符合题意。
故选B。
(6)[1][2]闭合开关S,和串联,电压表测电压,图丙电路中虚线框内的元件组合相当于一个电流表,根据可以得到通过的电流。调节滑片P的位置,读出此时电压表V和的示数分别为和,则电路中电流为,则阻值为
15. 2.4 8 A b 2.5
【详解】(1)[1]两节新干电池的电压为3V,通过待测电阻的最大电流为
因此电流表选择小量程与待测电阻串联在电路中;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,所以用一根导线把待测电阻的右接线柱与变阻器的B接线柱相连,如图所示
(2)[2]电压表选择小量程并联在待测电阻的两端,其分度值为0.1V,示数为2.4V。
[3]电流表的分度值为0.02A,示数为0.30A,即为通过待测电阻的电流,根据欧姆定律可得,被测电阻的阻值为
(3)[4]A.因只有一个定值电阻,可通过移动变阻器的滑片改变电路中电流和电阻两端的电压进行多次测量,故可研究电流与电压的关系,故A符合题意;
B.因只有一个定值电阻,不能研究电流与电阻的关系,故B不符合题意;
C.由于此电路原有的器材中没有小灯泡,因此无法完成测量小灯泡的电功率的实验,故C不符合题意。
故选A。
(4)①[5]为保护电路,连接好电路,将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处,即b处。
②[6]闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片,使灯泡两端电压为额定电压,即2.5V,使灯泡正常发光。
④[7]图丁中,灯泡与待测电阻串联,电流处处相等,根据欧姆定律可得,此时电路电流为
则待测电阻为
16. 灯泡处断路 右 8.3 灯丝的电阻随温度的升高而增大,电压越大,灯丝的温度越高 C
【详解】(1)[1]待测小灯泡的额定电压为,电压表选用小量程与灯并联,额定功率估计在,根据
得出电流表选用小量程与灯串联,如图所示
(2)[2]当闭合开关后,灯不亮,电流表无示数,说明发生了断路;而电压表有示数,说明电压表能与电源相通,故是小灯泡断路。
(3)[3]闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,观察到电压表的示数如图乙所示,电压表选用小量程,分度值,其示数为2V,小于灯泡的额定电压,为使小灯泡正常发光应增大灯泡的电压,根据串联电路电压的规律,应减小滑动变阻器的电压,由分压原理可知,应减小滑动变阻器连入电路中的电阻大小,故滑片向右移动,直到电压表示数为灯泡的额定电压。
(4)[4]小灯泡正常发光时,电流表示数如图丙所示,电流表选用小量程,分度值,其示数为,小灯泡的电阻阻值为
(5)[5]如图丁所示,电流与电压没有正比关系是因为灯丝的电阻随温度的升高而增大,电压越大,灯丝的温度越高。
(6)[6]由图可知AB可根据串联电路分压特点,算出的阻值;D图在电源电压恒定时,闭合开关利用定值电阻求出电源电压,再断开开关,利用欧姆定律和串联电路电压规律,可求出两端电压,再求出的阻值;图C中两电阻并联,电流表测量通过的电流,根据并联电路各支路互不影响知,无论开关是否闭合,电流表的示数不变,不能测量出的电阻,故C不可行;ABD可行。
故选C。
17. c 偏大 无影响 5 0 Ua=Ub 2
【详解】(1)[1]要求滑动变阻器的滑片向右滑动时,电流表示数变大,说明滑动变阻器阻值变小,故滑动变阻器选用右下接线柱,即电阻a的接线柱与滑动变阻器c的接线柱连接。
(2)[2]开关闭合前,小亮发现电流表的指针在零刻度线左侧,若不调零,电压表读数是准确的,电流表读数偏小,若用作为Rx的测量结果与真实值比较,Rx的测量值偏大。[3]若用作为测量结果,U1、U2读数是准确的,I1、I2的读数都偏小,但两者的差值是准确的,则Rx的测量值无影响。
[4]由图甲可知,电压表选用小量程,电流表调零后,闭合开关,电流表示数为0.5A,电压表示数如图丙所示,电压表分度值0.1V,其示数为2.5V,则待测电阻Rx的阻值为
(3)[5]小明将Ra调至0,由图丁可知,Rx与Rb串联,电压表分别测Rx和Rb两端的电压,根据串联分压原理可知,
解得
(4)[6][7]小华将Ra调至0,此时Rx与Rb串联,电压表分别测Rx和Rb两端的电压,调整Rb,使Ua=Ub,根据串联分压规律可知,Rx=Rb。
(5)[8]在第一次测量中,Vb的示数为Va的8倍,根据分压原理有
故有
Rx+Ra1=5Ω ……①
在第二次测量中,Vb的示数为Va的2倍,根据分压原理有:
故有
Rx+Ra2=8Ω……②
已知其中一次的Ra阻值是另一次的2倍,①②可知
Ra2=2Ra1……③
由①②③可得出Ra1=3Ω,代入①可得出Rx的阻值为
Rx=5Ω﹣3Ω=2Ω
18.(1) 不能 见解析
(2) 1 2 电阻箱 327
【详解】(1)[1][2]由电路图甲可知,通过单刀双掷开关,实现R0或Rx与变阻器R串联,当滑动变阻器接人电路中的阻值为零时,Rx两端电压最大为3V,此时通过电路中的电流最大,约为
因电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,而电路中的最大电流约为0.01A,故用该电路无法准确测出电路中的电流,则不能用伏安法准确测出电阻Rx的阻值。
(2)[1]先将开关S拨至1位置,此时Rx与滑动变阻器串联接入电路,适当调节变阻器的滑片至某一位置, 此时记下电压表的示数为U,即此时变阻器两端电压为U。
[2]再将开关S拨至2位置,此时电阻箱与滑动变阻器串联接入电路,保持滑动变阻器阻值不变,调节电阻箱阻值,使电压表的示数为U,即变阻器两端电压仍为U。
[3]Rx与滑动变阻器串联时R分得电压等于电阻箱与滑动变阻器串联时分得电压,由串联电路的电压规律可知,两种情况下待测电阻与变阻箱分得的电压也相等。由串联分压的规律可知,Rx接入电路的阻值等于电阻箱的阻值,由图乙知电阻箱阻值为327Ω,则Rx=327Ω。
19.(1)右
(2)断路
(3)12
(4)A
(5)
【详解】(1)为保护电路,连接电路时,开关断开,并将滑动变阻器滑片置于阻值最大处,即最右端。
(2)检查电路连接正确,闭合开关,可是无论怎样移动滑片,电压表示数总为3V不变,如果发生故障的原因是滑动变阻器短路,电压表既是测电阻两端电压,也是测电源电压;如果是电阻Rx断路,则电压表仍能连通电源的两极,测电源电压。所以发生故障的原因可能是滑动变阻器短路或电阻Rx断路。
(3)由图乙可知,电流表使用的是0~0.6A的量程,分度值为0.02A,读数为0.2A,电压表使用的是0~3V的量程,分度值为0.1V,读数为2.4V,则Rx的阻值是
(4)本实验进行多次测量的目的是求平均值减小误差。
A.用刻度尺测量铅笔的长度,多次测量是为了求平均值减小误差,与本实验目的相同,故A符合题意;
B.探究串、并联电路中电流的特点,多次测量是为了寻找普遍规律,与本实验目的不同,故B不符合题意;
C.探究杠杆平衡的条件,多次测量是为了寻找普遍规律,与本实验目的不同,故C不符合题意。
故选A。
(5)由电路图丙可知,当开关S1、S2都闭合时,Rx与R0并联,电流表在干路上测量干路电流I1;当开关S1闭合S2断开时,电路为Rx的简单电路,电流表示数为通过Rx的电流I2,根据并联电路电压和电流的特点可知,电源电压为
则待测电阻阻值为
20.(1) 断开 B
(2)断路
(3)4.2
(4) 0.6mA 4298
【详解】(1)[1]为了保护电路,连接电路时,开关必须断开。
[2]为了保护电路,电路连通前,滑动变阻器的滑片应位于阻值最大处,即B端。
(2)闭合开关,小彦发现电流表示数为零,则电路可能断路,但电压表有示数接近,说明电压表与电源之间连通,因此故障是与电压表并联的待测电阻断路了。
(3)由图丙可知,当待测电阻两端的电压为2.5V时,经过的电流为0.6A,则
(4)[1][2]由图丙可知,只闭合S2时,电压表与电阻R0串联;断开S2,闭合S1时,电阻箱与电阻R0串联,调节电阻箱使灵敏电流计的示数为0.6mA,则电压表的电阻与电阻箱连入阻值相等,由图丁知,电阻箱的阻值为
即电压表的电阻为4298Ω。
21.(1)
(2)10.3
(3)
【详解】(1)要求变阻器滑片向左移动时电流表示数变大,即电阻变小,则将滑片以左电阻丝连入电路中,电源电压为3V,故电压表选用小量程与电阻并联,通过电阻的电流
电流表选择0~0.6A的量程,电流表串联在电路中,如图所示:
(2)由图乙知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,该电流表示数为0.24A,第三次所用的电阻为
综合分析表中数据可得出未知电阻
(3)在②中,此时待测电阻短路,电流表测定值电阻和电流表的电流,电压表测定值电阻和电流表的电压,由欧姆定律得到定值电阻和电流表串联的电阻
①
在③中,电流表测待测电阻、定值电阻串联的电流,电压表测待测电阻和定值电阻与电流表的总电压,由欧姆定律,测待测电阻和定值电阻串联后再与电流表串联的总电阻
②
②-①得待测电阻
22.(1)
(2)电压
(3)0.3
(4)C
【详解】(1)原电路中,电阻和电压表没有连入电路中,在“测量未知阻值R的电阻”实验中,电阻应与电流表、滑动变阻器串联,电压表与电阻并联,改正如下:
(2)改正错误后,闭合开关S,小明发现定值电阻R左端接线柱松动导致导线脱落,此时电路形成断路,电流表示数变为0,而此时电压表能测电源电压,电压表示数较大。
(3)由乙图可知,电流表接的是小量程,分度值为0.02A,所以电流表示数为0.3A。
(4)由图①可知,只闭合 S1时,电路是只有 R0的简单电路,电流表测量通过R0的电流I0;再闭合S2,两只电阻并联,电流表测量干路电流I,根据电源电压不变,可得I0R0=(I−I0)Rx
可求得 ;
由图②可知,只闭合S2时,两电阻串联,电流表测电路中电流I1;两开关都闭合时只有R0接入电路中,电流表测此时电路中电流I0,根据电源电压不变,可得I1(R0+Rx)=I0R0
可得;
由图③可知,闭合开关S、S2,两只电阻串联,电压表测量电源电压为U;闭合S、S1,断开S2,两只电阻仍串联,电压表测量电阻R0两端电压U0,根据电路电流相等可得
由图④可知,闭合开关S1、S2,两只电阻并联,电压表测量并联电路两端电压等于电源为U;不能得到通过未知电阻Rx阻值的电流,故不能测出Rx阻值。
综上所述,够测出未知电阻Rx阻值的电路有①②③,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
23.(1)
(2)C
(3)AC
(4) 左 7.3
(5) 左 将R1的滑片移至右端
【详解】(1)实验中,灯泡与滑动变阻器串联,电压表测量灯泡的电压,电流表测量电路电流。滑片右移灯泡变暗,说明此时变阻器接入电路中的电阻变大,则变阻器的左下端接入电路中,如图所示:
(2)连接好电路,正确操作,移动滑动变阻器的滑片,小尚发现小灯泡始终不亮,电压表、电流表示数均为0,说明电路处于断路状态,且电压表与电源的连接断开,则与电压表串联的滑动变阻器断路,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
(3)小尚选用电源的6V挡进行实验并正确操作,发现灯无法正常发光,他立即断开开关,并对电路进行必要的调整。灯泡的额定电压为2.2V,电源的电压大于灯泡的额定电压,灯泡无法正常发光,可能是由于灯泡两端的电压大于灯泡的额定电压,则接下来他应将电源的电压调小,调为4V挡;或者换用最大阻值更大的滑动变阻器,使变阻器接入电路中电阻变大,通过增大电路中的电阻,减小通过灯泡的电流,使灯泡的电压等于额定电压,故AC符合题意,BD不符合题意。
故选AC。
(4)[1]电路调整好后,小尚移动滑片,当电压表的示数为1.8V时,此时灯泡的电压小于灯泡的额定电压,则滑动变阻器的滑片应继续向左移动,减小变阻器接入电路中的电阻,增大通过灯泡的电流,使电压表的示数达到额定电压。
[2]由图乙得,电流表的分度值为0.02A,示数为0.3A,由欧姆定律得,小灯泡正常发光的电阻为
(5)[1][2][3]由图丙得,灯泡L、变阻器R1的最大电阻与变阻器R2串联。在他的测量中,闭合开关S后,应先将R1的滑片移至最左端,并调节R2的滑片至适当位置使灯正常发光,此时电压表测量灯泡的电压,读出此时电压表示数为U0,即灯泡的额定电压为U0,最后再将R1的滑片移至右端,此时电压表测量灯泡L和变阻器R1的最大电阻的总电压,并读出电压表的示数为U()
由串联电路电压特点得,变阻器R1的最大电阻的电压为
由串联电路电流特点得,灯泡正常发光的电流为
由欧姆定律得,灯泡正常发光电阻的表达式为
24.(1)B
(2) 2.4 10
(3)减少误差
(4) 0
【详解】(1)电压表无示数,说明与电压并联的定值电阻短路或者电压表外面的电路断路,而电流表无示数,说明电路中存在断路,故应是电流表断路,故选B。
(2)[1]电压表所选量程为0~3V,分度值为0.1V,示数为2.4V。
[2]电流表的示数为0.24A,电流表测串联电路电流,即定值电阻的电流,电压表测定值电阻两端的电压,故定值电阻的阻值为
(3)多次实验测量为了用求平均的方法来减少误差,使实验结论更准确。
(4)[1]由题意可知,在M、N之间接入一段导线,闭合开关,导线的电阻可不计,则此时电流表表盘上“I1”对应的阻值为0,此时电路为简单的串联电路,电源电压U为已知,则滑动变阻器接入电路的阻值为。
[2]由题意可知此时滑动变阻器与待测电阻串联,则电路中总电阻为,根据串联电路电阻的特点可知,此时电流表表盘上“I2”对应的阻值为待测电阻的阻值,即
25. 电路中的最大电流小于电流表的分度值 2 R1滑片的位置 R2
【详解】[1]设数百欧的电阻的最小值Rmin为400Ω,电压U恒为3V,电流表的量程0-0.6A,分度值是0.02A,若用方案甲测电流的最大值
可见,根据欧姆定律估算出的电路中最大电流值0.0075A,比电流表分度值 0.02A 小得多,故电流表无法测量电路中电流。
[2]将滑片P移到最右端,读出电压表的示数为U1,即为电阻Rx两端电压,此时滑动变阻器R1两端电压
通过它的电流
滑动变阻器R1与电阻Rx串联,电流相等,通过电阻Rx的电流
Rx的阻值
[3][4][5]方案乙中,闭合开关S,先将S1与2触点连接,使电压表的示数为U0,即为电阻Rx两端电压,此时滑动变阻器R1两端电压
通过它的电流
滑动变阻器R1与电阻Rx串联,电流相等,通过Rx的电流
Rx的阻值
再保持R1滑片的位置不变,将S1与另一触点连接,调节R2的电阻,使电压表的示数仍为U0,即为电阻R2两端电压,此时滑动变阻器R1两端电压
与相同,通过它的电流与相同,滑动变阻器R1与电阻R2串联,电流相等,通过R2的电流与相同,据知读出电阻箱R2的阻值为R,则Rx=R。
[6]闭合开关S,将S1与a连接,调节R1的滑片,读出电压表的示数为U1,即为电阻Rx两端电压,此时滑动变阻器R1两端电压
通过它的电流
滑动变阻器R1与电阻Rx串联,电流相等,通过Rx的电流
Rx的阻值
①
保持R1的滑片位置不变,再将S1与b连接,读出电压表的示数为U2,即为电阻R3两端电压,通过电阻R3的电流
此时滑动变阻器R1两端电压
滑动变阻器R1与电阻R3串联,电流相等,通过滑动变阻器R1的电流
滑动变阻器R1接入电路的阻值
②
把 ②带入①得表达式
26.(1)
(2)D
(3)3
(4) S1
(5)A
【详解】(1)滑动变阻器的滑片P向右移动时,电路中电流变大,则变阻器阻值变小,所以变阻器选择右下接线柱串联到电路中,电压表与定值电阻并联,作图如下:
(2)闭合开关,电流表无示数,说明发生断路,电压表无示数,说明电压表的两端没有与电源相通,则定值电阻以外的电路部分发生断路,所以电路故障可能是开关断路,故选D。
(3)探究电流与电阻关系的实验中,要控制电阻两端的电压不变,控制的电压值为
当接入30Ω的电阻时,根据串联分压原理则有
解得。滑动变阻器的规格为“10Ω 2A”,若为保持电压表示数不变,电路中需要再串联一个定值电阻才能完成实验,则该串联的定值电阻取值范围为,所以上述4个定值电阻中符合要求的有5Ω、10Ω、15Ω这3个。
(4)[1][2]①开关闭合时,和串联,电流表测电路电流,示数为I1,则电源电压为
①②开关S1、S2闭合时,单独工作,电流表测电路电流,示数为I2,则电源电压为
②
联立①②,解得。
(5)A.闭合S、,电压表测电源电压,示数记为;再断开,、电阻箱串联,电压表测电压,根据串联分压原理列式可得阻值,故A符合题意;
B.由于电源电压为3V,定值电阻阻值约为500Ω左右,使得电路中电流过小,电流表无法测量,所以不能测得阻值,故B不符合题意;
C.由于电源电压为3V,定值电阻阻值约为500Ω左右,使得电路中电流过小,电流表无法测量,所以不能测得阻值,故C不符合题意;
D.电压表始终测电源电压,示数不变,所以不能测得阻值,故D不符合题意。
故选A。
27.(1)0.27A或0.375A
(2) 30Ω 15 0~15V 0~0.6A
(3)
【详解】(1)由已知条件可知,调节滑动变阻器滑片P的位置,当滑片P的位置恰好在中点时,电流表A的示数为0.5A。根据欧姆定律的变形式可得滑动变阻器两端电压
故电源电压一定大于5V,那么题干中电源电压大于5V的电压只有6V和15V。
当用6V电源电压的时候,则此时待测电阻两端电压
由欧姆定律可得此时待测电阻为
因为按操作规范进行实验时,闭合电键K,此时滑动变阻器接入最大值,电路最小电流,即电流表A的示数为I为
当电源电压为15V时,则此时待测电阻两端电压
由欧姆定律可得此时待测电阻为
因为按操作规范进行实验时,闭合电键K,此时滑动变阻器接入最大值,电路最小电流,即电流表A的示数为I为
(2)[1]由电路图可知,闭合开关S时,电路中只有R1工作,电流表的示数为0.2A,此时R1两端的电压等于电源电压,则电源电压为
U=I1R1=0.2A×15Ω=3V
两个开关都闭合时,R1与R2并联,电流表测干路电流,电流表的示数变为0.3A,根据并联电路电流与电压的特点可知,待测电阻R2的阻值
[2][3][4]由题知,要求在几次测量中,电表指针的示值大于量程的,若按此要求,我们先看看在使用电流表各个量程时,电路中的电流情况:
对于0~0.6A量程,电路中的电流应大于0.4A;对于0~3A量程,电路中的电流应大于2A;由于被测电阻的阻值大约30Ω,可知电流表若用0~0.6A量程,则被测电阻两端电压大于
U1=I1R1=0.4A×30Ω=12V
电流表若用0~3A量程,则被测电阻两端电压大于
U2=I2R2=2A×30Ω=60V
由已知条件可知,电源电压应该选择15V,电压表选择0~15V量程;如果电源电压为15V,由欧姆定律,所以通过电阻的最大电流约为
即电流表选择0~0.6A。
(3)根据可知,要测电阻R2,需直接或间接测出电阻两端的电压和通过电阻的电流,把R1与R2串联,利用电压表直接测R2两端电压,利用开关的控制电压表的测量对象,根据串联电路电流相等的特点,可求出R2的电阻,如图所示:
【点睛】
28. 最大阻值(最右) 小灯泡(或电压表)短路 8.3 3.5 7.1
【详解】(1)[1]电流表应串联在电路中,滑动变阻器滑片向右移动时,灯泡变暗,说明滑动变阻器向右移动阻值变大,所以应该连左下接线柱,如图:
(2)[2] [3]闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于最大阻值(最右)端,保护电路;电流表有示数,说明电路出现短路故障, 电压表无示数,说明故障的地方在与电压表并联的地方,原因可能是小灯泡(或电压表)短路。
(3)[4]由图可知,电流表连接的小量程,分度值为0.02A,电流表的示数为03A,则小灯泡的正常发光时的电阻为
(4)[5]由题可知,三节干电池,电源电压为4.5V,小灯泡的额定电压为2.5V,所以小灯泡正常发光时,滑动变阻器两端的电压为
①开关S、S₁闭合,S₂断开,调节滑动变阻器的滑片P,使电压表的示数为3.5V时,小灯泡正常发光。
[6]当动变阻器的滑片移至最右端,此时电压表的示数为6V,由串联分压得
代入得
解得。
在②中保持滑片位置不动,开关S、S2闭合,S₁断开,此时电压表测滑片P左端部分电阻的电压,而右端部分电阻与定值电阻串联分得剩下的电压,所以得
代入得
①
又因为
②
联立①②解得,。
由①得,小灯泡额定电流为
所以小灯泡正常发光时的电阻为
29. 定值电阻断路 导体电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比 2.5 ABC 120
【详解】(1)[1]在测量R两端电压时,电压表要并联在定值电阻R两端,电流表要与定值电阻R串联,故改错方法如下图所示:
(2)[2]根据题意可知,电流表无示数,说明没有电流,即电路发生了断路,而电压表有示数,说明从电压表两接线柱到电源两极是通路,而电压表测R两端电压,故电路中出现的故障是电阻R断路。
(3)[3]根据表格中的数据可知,当电阻一定时,电压增加到原来的几倍,电流也增加到原来几倍,即电压与电流的比是一个定值,所以可得结论当电阻一定时,通过导体的电流与电压成正比。
(4)[4]由乙图可知,当电阻位5Ω时,通过电阻的电流为0.5A,当电阻位25Ω时,通过电阻的电流为0.1A,则电阻两端电压
(5)[5]A.将30Ω的电阻接入电路时,电阻两端电压保持2.5V,由串联分压可知,滑动变阻器两端电压为2V,则滑动变阻器的阻值
所以滑动变阻器的最大阻值大于20Ω,需要更换一个最大阻值为25Ω的滑动变阻器,可以使电压表的示数达到控制的电压值,故A符合题意;
B.当电阻两端电压保持3V时,由串联分压可知,滑动变阻器两端电压为1.5V,则滑动变阻器的阻值
所以滑动变阻器的最大阻值小于20Ω,可以使电压表的示数达到控制的电压值,故B符合题意;
C.将电源电压减小到4V,由串联分压可知,电阻两端电压保持2.5V,则滑动变阻器两端电压为1.5V,则滑动变阻器的阻值
所以滑动变阻器的最大阻值小于20Ω,可以使电压表的示数达到控制的电压值,故C符合题意。
故选ABC。
(6)[6]由丙图可知,电阻箱与待测电阻串联,由丁图可知,当电阻箱时,电阻箱两端电压,所以可得当电阻箱R1=40Ω时,电阻箱两端电压为1V;当电阻箱时,电阻箱两端电压,所以可得当电阻箱阻值无穷大时,电阻箱两端电压为4V;由串联分压特点可知,电阻箱阻值无穷大时,电阻箱两端电压接近电源电压,所以电源电压为4V;则电阻R2的阻值
30. 0.85 a 电阻箱R0 小
【详解】(1)①[1]电流表应该和小灯泡串联,电压表并联在小灯泡两端,如图
②[2]电流表接的是0~0.6A的量程,分度值为0.02A,读数为0.34A,所以小灯泡电功率为
P=UI=2.5V×0.34A=0.85W
(2)①[3]小红利用的是等效替代法测量未知电阻Rx的阻值,开关S2分别接1、2时,电流相同,电路的总电阻相同,其中有一次电路中没有Rx,所以Rx应该接入a位置。
②[4]当开关S2接“1”接线柱时,电路中没有Rx,调节滑动变阻器的滑片P,直到电流表的示数等于小灯泡的额定电流
③[5]将开关S2接“2”接线柱,不需要调节滑动变阻器,仅调节变阻箱R0,使得电流表依旧等于小灯泡的额定电流,此时电路的总电阻和开关S2接“1”接线柱时的总电阻相等。
④[6]当开关S2接“1”接线柱时,电路的总电阻为
R总=R1+R滑
当开关S2接“2”接线柱时,电路的总电阻为
R总′=R2+R滑+Rx+RL
两次电路的总电阻相等,可得
⑤灯泡的电阻受温度的影响,温度越高灯泡电阻越大;若实际测量过程中,步骤②③中电流表的示数相等但均小于I,灯泡的功率变小,温度降低,灯泡的电阻变小,由④可知,小灯泡电阻比公式里计算的小,小灯泡电阻减多了,则所测电阻Rx将比真实值偏小。
实验次数
1
2
3
4
5
电压U/V
1.5
2.0
2.5
电流I/A
0.30
0.42
0.50
U/V
1.0
1.6
1.9
2.5
I/A
0.2
0.3
0.4
0.5
实验次数
1
2
3
4
5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
0.18
0.22
0.24
0.30
序号
Ua/V
Ub/V
Ra/Ω
Rb/Ω
①
1
8
40
②
3
6
16
实验次数
电压U/V
电流I/A
电阻
1
1.5
0.15
10.0
2
2.0
0.19
10.5
3
2.5
实验次数
1
2
3
电阻/Ω
5
10
15
电流/A
0.6
0.3
0.2
实验次数
1
2
3
4
电压/V
1.6
2.0
2.6
3.0
电流/A
0.16
0.20
0.26
0.30
实验次数
1
2
3
4
5
电压U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
电流I/A
0.10
0.18
0.30
0.42
0.50
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