2024年中考物理二轮复习重难点汇编(讲义) 伏安法测电阻讲义
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2.提高“回头率”:为了防止遗忘,就要采用提高“回头率”的`方法,即看完一节、一章、一部分之后,再回头扫视一遍,这样知识得到了系统的巩固,效果很好。
3.“空想法”:所谓空想法就是不看课本回想看过的内容;或看课本的大纲填充细节。
4.树形图:复习时,可以在每门考试科目众多的参考书中,选出一本较有代表性的参考书,通读全书后,理出该领域研究的主要线索。
5.梳理错题法:把综合复习阶段做过的所有习题重新浏览一遍。把曾经做错并改正后的题重点看一遍。
6.“齐头并进”法:在复习过程中,由于要复习的学科多,所以必须合理安排时间。学科和学科之间不可偏废。可将每天的时间划分为大致相等的5部分,用于7门课的复习,弱科花的时间稍多一些。
伏安法测电阻
一、伏安法测定值电阻和小灯泡的电阻:
1、原理:通过电压表测电压,电流表测电流,利用公式计算得出电阻的阻值。
2、实验方法:伏安法。
3、实验器材(七种)及电路图:
电流用电流表测量,电压用电压表测量, 还必须有电源、开关、导线,另外还有电阻(或小灯泡)、滑动变阻器,共七种。电路图如下图:
4、实验设计及记录表格:
移动滑动变阻器的滑片,改变电阻(或小灯泡)两端的电压,从而改变通过电阻(或小灯泡)的电流,测出不同电压下的电阻或(小灯泡)的阻值。
测定值电阻的实验表格
测小灯泡的电阻实验表格
5、进行实验,将数据入表格中:
①连接电路时,开关应断开。除电压表以外的元件串联,电压表并在待测的电阻或小灯泡两端,滑动变阻器注意是“一上一下”接入电路。
②闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应移到阻值最大处(离下面的接线柱最远)。
③电流表、电压表接线柱接入电路时应为“正入负出”,注意电流表和电压表量程的选择。
④电路连接完毕,经检查无误后,闭合开关应先试触。
⑤读数后,立即断开电路,以免电阻通电时间过长而发热,影响实验。
6、分析论证及数据处理:
定值电阻的阻值:测定值电阻的阻值,取三次电阻的平均值作为待测电阻的阻值,这样可以减小实验误差。
小灯泡的电阻:(测出几次电阻的值):不同电压下,小灯泡的电阻差别很大,不可以求平均值!
定值电阻的U—I图像是过原点的一条直线;小灯泡电阻的U—I图像是一条曲线,I与U不成正比。
7、交流讨论:
①在伏安法测定值电阻的实验中,滑动变阻器的主要作用是:改变电阻两端的电压,从而改变电路中的电流,以达到多次测量取平均值,减小误差的目的;在伏安法测小灯泡电阻的实验中,滑动变阻器的主要作用是:改变电阻两端的电压,从而改变电路中的电流,以达到多次测量,找到小灯泡电阻变化的规律。
②在设计表格时,测定值电阻需设计“电阻的平均值”一栏,而测小灯泡的电阻则不需要。
③电压表量程的选择根据电源电压选取,而电流表的量程根据电路中的最大电流(当滑动变阻器连入电路中的电阻为0时)确定。
【中考题型分析】
伏安法测电阻是各个省市中考中四大电学实验之一,伏安法测电阻主要考查电路的连接、电路故障、电流表和电压表的读数、设计记录表格、实验数据分析和处理,而特殊方法测量电阻则侧重根据已知的器材设计电路图、实验步骤和表达式的书写等,更多的省市把伏安法测电阻和特殊方法测电阻结合起来考查,综合性很强。考查主要以实验题为主,所占分值一般在5分—7分左右。
★常考知识点:伏安法测小灯泡的电阻
(典例)1.小福同学想知道一个标有“2.2V”的小灯泡的电阻是多少,设计了下面这个实验。
(1)按图甲连接电路,闭合开关后,发现电压表的指针向左偏转,他在连接电路时出现的错误是______ 。
(2)改正错误后进行实验,闭合开关,当滑动变阻器的滑片向右滑动时,电压表的示数______ (选填“变大”“变小”或“不变”)。
(3)实验中当电压表的示数为2.2V时,电流表的示数如图乙所示,此时电流为______ A,小灯泡的电阻是______ Ω(保留一位小数)。
(4)小福正确进行实验,收集多组数据,分析实验数据时发现不同电压下灯丝电阻不同,请分析灯丝电阻变化的原因是______ 。
(5)小福又将小灯泡换成定值电阻进行多次实验,根据两次实验收集的数据绘制出I−U图象如图丙所示,则图线______ (选填“①”或“②”)是小灯泡的I−U图象。图象中A、B两点电阻的大小关系为RA ______ RB(选填“>”“=”或“<”)。
★常考知识点:伏安法测定值电阻
(典例)2.小欧和小阳同学想用“伏安法”来测量定值电阻Rx的阻值,于是他在学校实验室借了一些器材,连接了如图甲所示的电路,电源电压恒定不变。
(1)连接电路时,开关应处于______状态。
(2)用笔画线代替导线将图甲所示电路补充完整,要求滑动变阻器的滑片P向右移动时,电流表示数变大。
(3)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片调至最______端(选填“左”或“右”),此时,滑动变阻器在电路中除了能保护电路外,还有一个重要作用是______。
(4)正确连接电路后,闭合开关前,看到电流表的指针指向零刻度线的左侧,造成这一现象的原因是______。
(5)闭合开关后,当电压表示数为2.6V时,电流表示数如图乙所示,则此时的电流值为______A,计算Rx的阻值为______Ω,接下来他移动滑片,又测出两次对应的电压和电流值,并求出电阻,多次实验的目的是______。
A.求平均值减小误差B.寻找普遍规律
(6)另一组的小启和小宇同学测出了一个小灯泡的几组电流与电压值,如表所示,由此可知,当电压为1V时,这个小灯泡的阻值可能为______。
A.5Ω
B.6Ω
C.7Ω
D.7.5Ω
跟踪训练
3.在“伏安法测电阻”的实验中,某同学测量了小灯泡在不同电压下的电流,并绘制出了U−I关系图像,如图所示,则下列说法正确的是 ( )
A. 通过小灯泡的电流与小灯泡两端的电压成正比
B. 小灯泡的电阻随灯丝温度的升高而增大
C. 为了测量小灯泡正常工作时的电阻,需要多选几组数据求平均值
D. 当小灯泡两端的电压为零时,小灯泡的电阻为零
4.在如图所示的伏安法测电阻实验中,闭合开关S,小明发现灯泡不亮,但电流表和电压表都有示数,且示数较小。接下来他应进行的操作是( )
A. 变阻器的滑片P向右滑动
B. 更换电压表所使用的量程
C. 检查电路中是否存在断路
D. 换一个同样规格的小灯泡
5.在如图所示的测小灯泡电阻的实验中,闭合开关,调节滑动变阻器,发现两个电表中有一个电表的示数明显变小,另一个电表示数明显变大,关于其中原因下列判断正确的是( )
A. 一定是灯泡短路
B. 可能滑动变阻器断路
C. 可能是灯泡断路
D. 一定是滑动变阻器的滑片向左移动
6.如图所示,是一种“伏安法”测电阻的电路图,下列关于电阻Rx的测量误差及其产生原因的说法中正确的是( )
A. 测量值偏大,由于电流表有内阻
B. 测量值偏小,由于电压表有内阻
C. 测量值偏大,由于电压表有内阻
D. 测量值偏小,由于电流表有内阻
7.小吴同学利用如图所示的电路做“伏安法测电阻”的实验,已知Rx为待测定值电阻,电源电压恒为6V,滑动变阻器R标有“20Ω,1A”字样,实验中他填写的实验数据如表所示。下列说法不正确的是( )
A. 第1次实验的数据不是他实验中实际测得的
B. 对比第2、3次实验的数据可判定:待测电阻Rx的阻值并非严格不变
C. 第4次实验时滑动变阻器接入电路电阻R与待测电阻Rx的阻值之比为1∶2
D. 为减小实验误差,可利用每次实验测得的U、I求出电阻R,再求其平均值
8.某同学测小灯泡电阻(灯丝电阻约为24 Ω)的电路如图所示,其中电源电压为4.5 V。他按电路图正确连接好实验电路,并检查各器件完好。然后闭合开关,发现灯泡很亮,且电压表的示数为4.5 V,造成该现象的原因是 。改正电路后,测量灯丝电阻为32 Ω,造成测量出的电阻值变大的原因是 。
9.图甲是利用“伏安法”测小灯泡电阻的实验电路图,图乙是根据实验数据画出的通过小灯泡的电流I与它两端电压U之间的关系图像.通过图像可以得出小灯泡两端的电压为4V时,灯丝电阻为________Ω;当小灯泡两端的电压增大时,灯丝的电阻将________,其原因是_________.
10.利用如图所示的电路测量某未知电阻Rx阻值大小。由于电压表相当于可显示自身电压的一个较大的定值电阻,则分析实验误差可知Rx的实际值______测量值。(选填“大于”、“等于”或“小于”)
11.小英按如图所示的电路图连接实验电路,测量电阻Rx的阻值。闭合开关S,滑动变阻器滑片P滑动到某一位置时,电压表的示数如图甲所示,电流表的示数如图乙所示,则电压表的示数为______V,电流表的示数为______A,电阻Rx的阻值为______Ω。
12.在伏安法测电阻的实验中,小明设计了如图甲、乙两种电路,为了弄清这两种电路有何不同,他上网查阅资料,发现一般学生用电流表“3A档”内阻(电表的电阻)为0.1Ω左右,“0.6A”档内阻为0.5Ω左右;学生用电压表“3V档”内阻一般为1kΩ左右,“15V档”内阻为5kΩ左右。请你分析,若采用乙电路,会使测量结果 (选填“偏大”或“偏小”),若想测量一只阻值约为2Ω的电阻,应选择 电路(选填“甲”或“乙”),理由是 。
13.如图,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,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丙、丁所示,此时测得的Rx=_____________Ω。
(5)小明认为只测一组数据得到Rx的大小是不妥的,原因是__________________________________
14.小丽同学手里有一个标有“3.8V”字样小灯泡,她想知道小灯泡正常工作时的电阻,于是在学校实验室找来一些器材想进行试验,电源电压6V恒定不变。
(1)小丽测小灯泡电阻的实验原理是______;
(2)按照电路图连接实物时,开关应该处于______状态。闭合开关前滑片位于______(最左端/最右端);
(3)按照电路图正确连接实物后,闭合开关,移动滑动变阻器滑片,她发现灯泡始终不亮,电流表有示数,电压表无示数,其故障原因是______;
(4)故障排除后,调节滑动变阻器使小灯泡正常发光,此时电流表的示数如图乙所示,示数为______A,小灯泡正常工作时的电阻是______Ω;
(5)实验中有两个滑动变阻器分别为“10Ω,0.5A”滑动变阻器A和“5Ω,1A”的滑动变阻器B,为了完成本实验应选择______(填“A”或“B”)滑动变阻器;
(6)小丽完成实验后小明想继续实验,发现电压表0−15V量程已坏,如果想用现有的器材完成本实验,他应该进行的具体操作步骤是______。
15.图甲是小致硏究小灯泡电阻的实验电路图,图乙是小致根据实验数据绘制出的U−I图象,小灯泡标有“2V”字样,滑动变阻器R标有“20Ω1A”字样:
(1)闭合开关前,小伟应将滑动变阻器的滑片移到______端;
(2)小灯泡正常发光时,灯丝的电阻为______Ω;
(3)当滑片向左滑动时,电流表与电压表示数的比值将______;
(4)小致又想测未知电阻RX的阻值,但电压表损坏了,于是他设计了如图丙所示电路(R0为已
知阻值的定值电阻),并设计了如下实验步骤,请帮他写出RX表达式:
实验步骤:
A.按照设计的电路连接电路;
B.闭合S1和S2记录电流表示数为I1;
C.闭合S1,断开S2,记录电流表示数为I2。
表达式:RX=______(用已知和测量的物理量的符号表示)。
(5)小明同学认为此实验进行多次测量会更加准确,于是他在图丙的基础上在干路增加了一个滑动变阻器,改变滑动变阻器的阻值,重复上述操作,即可实现多次测量。小明同学的做法是______,理由是______,若小明采用这一方法,按照A、B、C的步骤测量,当滑动变阻器在某一阻值时,测量的电阻值______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
16.小亮测量标有“2.5V”小灯泡正常工作时的电阻,实验器材有:两节新干电池,待测小灯泡L,电流表,电压表,滑动变阻器,开关,导线。
(1)该实验的原理是________。
(2)请用笔画线代替导线,将如图所示的实物电路连接完整。
(3)请你为实验需要测量和计算的物理量,设计一个实验数据记录表格。
(4)实验结束后,小亮计算小灯泡的电阻,提出了两种计算方案,方案一:测量小灯泡两端的电压为2.5V时通过的电流直接计算出小灯泡的电阻。方案二:计算出小灯泡在不同电压下工作时的电阻,再将计算结果取平均值。你会选择方案一还是方案二?说明理由。
_______________________________________________________
答案和解析
1.【答案】(1)电压表正负接线柱接反了;
(2)变小;
(3)0.26;8.5;
(4)灯丝的电阻随温度的变化而变化;
(5)①;>
【解析】【分析】
本题测小灯泡的电阻实验,考查了电表的使用、动态电路分析、电流表读数、电阻的计算和影响电阻大小因素等知识。
(1)电流从电表正接线柱流入,负接线柱流出,否则电表指针反向偏转;
(2)根据串联电路电压规律和分压原理分析回答;
(3)根据电流表选用量程确定分度值读数,利用R=ULIL求出小灯泡的电阻;
(4)灯丝的电阻随温度的变化而变化;
(5)②图线是正比例图线,电阻不变,结合图线①灯的电阻随温度的升高而变大分析。
【解答】
解:(1)闭合开关后,发现电压表的指针向左偏转,即电压表指针反偏,说明他在连接电路时电压表正负接线柱接反了;
(2)闭合开关,当滑动变阻器的滑片向右滑动,此时滑动变阻器接入电路的阻值变大,根据串联分压原理可知,滑动变阻器两端电压变大,根据串联电路电压规律,灯泡两端电压变小,即电压表的示数变小;
(3)实验中当电压表的示数为2.2V时,电流表的示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值0.02A,其示数为0.26A,则小灯泡的电阻为:R=ULIL=≈8.5Ω;
(4)在不同电压下,灯泡的实际功率不同,温度不同,灯丝的电阻随温度的变化而变化;
(5)②图线是正比例图线,电阻不变,而灯丝的电阻随温度的变化而变化,故图线①是小灯泡的I−U图象;
因②图线是正比例图线,所以A点电阻与①②相交处电阻相等,由图线①可知,灯泡两端的电压变大时,电流变大,灯泡的实际功率变大,温度升高,灯丝的电阻增大,所以RB
故答案为:(1)电压表正负接线柱接反了;(2)变小;(3)0.26;8.5;(4)灯丝的电阻随温度的变化而变化;(5)①;>。
2.【答案】(1)断开;(2);(3)左;改变定值电阻两端的电压和电路中的电流,便于进行多次测量;(4)电流表指针没有调零;(5)0.26;10;A;(6)C
【解析】解:(1)为了保护电路,连接电路时,开关应处于断开状态;
(2)滑动变阻器的滑片P向右移动时,电流表示数变大,说明滑动变阻器接入电路的阻值变小,故滑动变阻器选用右下接线柱与开关串联,如下图所示:
;
(3)为了保护电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片调至阻值最大处,即最左端;
在伏安法测定值电阻阻值的实验中,为了减小误差,应多次测量取平均值,故滑动变阻器在电路中除了能保护电路外,还有一个重要作用是改变定值电阻两端的电压和电路中的电流,便于进行多次测量;
(4)正确连接电路后,闭合开关前,看到电流表的指针指向零刻度线的左侧,即电流表指针没有与零刻度线对齐,故造成这一现象的原因是电流表指针没有调零;
(5)闭合开关后,当电压表示数为2.6V时,电流表示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值0.02A,其示数为0.26A,则Rx的阻值为:
Rx=UI=Ω;
为了减小误差,应多次实验取平均值,故选A;
(6)灯丝的电阻受温度的影响,且随温度的降低而变小,
由表中数据可知,当灯泡两端电压为2V时,通过灯泡的电流为0.25A,此时灯泡的电阻为:
R2=U2I2=2V0.25A=8Ω,
当灯泡两端电压为1.5V时,通过灯泡的电流为0.2A,此时灯泡的电阻为:
R1=U1I1=Ω,
说明当灯泡两端电压降低0.5V时,灯丝电阻减小0.5Ω,
所以,当灯泡两端电压为1V时,灯泡的电阻可能为7Ω,故选C。
故答案为:(1)断开;(2)见解答图;(3)左;改变定值电阻两端的电压和电路中的电流,便于进行多次测量;(4)电流表指针没有调零;(5)0.26;10;A;(6)C。
(1)为了保护电路,连接电路时,应将开关断开;
(2)滑动变阻器的滑片P向右移动时,电流表示数变大,说明滑动变阻器接入电路的阻值变小,据此确定滑动变阻器选用的下端接线柱;
(3)为了保护电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片调至阻值最大处;在伏安法测定值电阻阻值的实验中,为了减小误差,应多次测量取平均值,据此分析滑动变阻器的作用;
(4)电表使用前应调零;
(5)根据电流表选用的量程确定分度值读数,利用R=UI求出Rx的阻值;为了减小误差,应多次实验取平均值;
(6)灯丝的电阻受温度的影响,且随温度的降低而变小;根据表中数据,由欧姆定律计算前2次灯丝的电阻,寻找灯丝电阻的变化规律,据此可知当灯泡两端电压为1V时灯丝电阻的可能值。
本题是测定值电阻阻值的实验,考查了注意事项、电路连接、滑动变阻器的作用、电流表读数、电阻的计算和影响电阻大小因素等知识。
3.【答案】B
【解析】【分析】
本题考查了伏安法测电阻和会在图像中获取有用的信息,难度一般;
解答此题的关键是知道小灯泡的电阻会随温度的变化而发生变化,因此不同电压下小灯泡的电阻是不同的。
【解答】
A.在“伏安法测电阻”的实验中,由于小灯泡的电阻受温度影响而变化,通过小灯泡的电流与小灯泡两端的电压不成正比关系,故A错误;
B. 由图像可知,小灯泡的电阻随着电压和电流的增大,温度升高,根据R=UI分析可知,电阻增大,故B正确;
C. 为了测量小灯泡正常工作时的电阻,只能测出小灯泡正常工作时的电压和电流求出电阻,不能利用其他电压或者电流求电阻从而求平均值,故C错误;
D. 当电压为零时,小灯泡的电阻不为零,故D错误。
4.【答案】A
【解析】【分析】
本题考查电路故障的判断,明确灯泡不亮的原因可能是灯泡断路或短路或灯泡的电压太小等因素即可正确解答。
闭合开关后,发现小灯泡不亮,但电流表有示数,说明电路是通路,不用更换灯泡,也不用检查电路是否断路,
可能是连入电阻太大,电路中电流太小所致,分析电阻过大的原因,然后进行下一步操作。
【解答】
闭合开关后,电流表有示数,说明电路是通路,灯泡没坏,也不是断路,
可能是连入电阻太大,电路中电流太小所致,灯泡两端电压太小不足以引起灯泡发光造成的,下一步操作:
变阻器的滑片P向右滑动,减小变阻器接入电路的阻值,使电路电流变大,灯泡电压变大,看灯泡能否发光。故A正确,BCD错误。
5.【答案】C
【解析】电表的变化情况有两种:一是电流表示数变大,电压表示数变小;二是电流表示数变小,电压表示数变大.所以灯泡短路和灯泡断路都有可能,故选C.
6.【答案】B
【解析】解:图中是电流表外接法,由于电压表的分流作用,电流测量值偏大,电压测量值准确,
由I=UR的变形式R=UI可知,电阻测量值偏小,等于电阻R与电压表内阻并联后的总电阻。
故ACD错误,B正确。
故选:B。
电压表和电流表在电路中相当于定值电阻,图中是电流表外接法,由于电压表的分流作用,电流测量值偏大,根据欧姆定律判断误差情况。
本题关键是明确电流表内外接法中系统误差的来源,对于接法选择,用“大内小外”记忆。
7.【答案】B
【解析】【分析】
(1)求出定值电阻的大约值,根据分压原理,得出电压表的最小读数;
(2)根据R=UI算出电阻在进行比较;
(3)串联电路中电压与电阻成正比;
(4)在伏安法测电阻时,为减小误差应采取多次测量求平均值的方法。
本题测量定值电阻的大小,考查串联电路特点、欧姆定律的应用,难度中等。
【解答】
解:A、由表中数据结合欧姆定律可得,定值电阻R=UI=Ω,
根据分压原理可知,当滑动变阻器的最大电阻连入电路中时,电压表示数最小,
定值电阻两端的最小电压U最小=UR+R滑×R=6V10Ω+20Ω×10Ω=2V>1V,所以第1组数据不是本实验中测得的,故A说法正确;
B、根据I=UR得,序号“2”的电阻为:R2=U2I2=≈9.1Ω;序号“3”的电阻为:R3=U3I3=3V0.29A≈10.3Ω,其他几次的电阻值根据R=UI计算均为10Ω,由于存在误差,再结合其他数据分析可知该待测电阻是定值电阻,故B说法错误;
C、第“4”次实验中,定值电阻两端的电压为4V,则滑动变阻器两端的电压为U滑=6V−4V=2V,滑动变阻器和定值电阻两端的电压之比为2V:4V=1:2,根据U滑:U定=IR滑:IR定=1:2,因为串联电路电流处处相等,故滑动变阻器与待测电阻的阻值之比为1:2,故C说法正确;
D、在测定值电阻的阻值时,由于测量存在误差,通常多次测量几组数据,分别求出电阻值求平均值来减小误差,故D说法正确。
综上所述B符合题意。
故选:B。
8.【答案】滑动变阻器的滑片滑到最左端了(或滑动变阻器短路、或滑动变阻器接入了上面两个接线柱)
灯丝发光时,温度升高阻值变大
【解析】滑动变阻器串联接入电路,起分担电压作用,电源电压是4.5 V,灯泡两端的电压也是4.5 V,则滑动变阻器没有分担电压,接入电路的电阻为零,则故障可能为滑动变阻器的滑片滑到最左端了(或滑动变阻器短路、或滑动变阻器接入了上面两个接线柱)。小灯泡的电阻约为24 Ω,灯泡发光时,测量出灯丝电阻为32 Ω,测量出的电阻偏大,这是因为灯丝发光时,温度升高,电阻变大。
9.【答案】20; 变大;温度越高,灯丝的电阻越大
【解析】【分析】
本题主要通过图象找已知条件,然后通过已知条件再计算电阻,分析电阻变化的原因。
已知条件包含在图象中,最近两年中考题中频频出现,一定学会在图象中挖掘已知条件。
在图象上找出灯泡4V时的电流,根据R= UI计算电阻;
根据R= UI计算灯泡在2V、4V、6V时的电阻,判断灯泡电压变化时电阻的变化,根据电阻大小的影响因素,分析电阻变化的原因。
【解答】
由图像可知,当电压为4V时,电流为0.2A,故此时灯丝电阻为:
R=UI=4V0.2A=20Ω;
由图象知,灯泡在2V、6V时的电流分别为:0.12A、0.25A,
根据R= UI得,灯泡在2V、6V时的电阻分别为:
R1=U1I1=2V0.12A≈16.7Ω;
R2=U2I2=6V0.25A=24Ω;
故灯泡电压增大,电阻增大,原因是:灯泡电压增大,电流增大,灯丝温度升高,电阻增大。
故答案为:20;变大;温度越高,灯丝的电阻越大。
10.【答案】大于
【解析】解:电压表和电阻并联接入电路,读取的电流值是通过电压表和电阻的电流之和,所以读取的电流值比实际电流偏大,根据欧姆定律的推导式R=UI可得,所以Rx的实际值大于测量值。
故答案为:大于。
电压表和电阻并联接入电路,读取的电流值是通过电压表和电阻的电流之和,所以读取的电流值比实际电流偏大,根据欧姆定律分析即可。
本题考查了伏安法测电阻,属于基础题。
11.【答案】 2 0.5 4
【解析】[1]电压表接小量程,分度值0.1V,电压表读数为2V。
[2]电流表接小量程,分度值0.02A,电流表读数为0.5A。
[3]电阻RX的阻值为
RX=UI=2V0.5A=4Ω
12.【答案】偏大;甲;被测电阻较小时,用甲电路误差小。
【解析】【分析】
根据串联电路的电压的特点,结合题意来分析解答;
根据待测电阻阻值与电表内阻的关系确定电流表的接法,然后选择实验电路图。
本题主要考查了学生对伏安法测电阻的实验和串联电路的电压的特点的相关知识的理解和运用能力。
【解答】
由图乙可知,由于电流表有内阻,在串联电路中电阻越大,电阻两端的电压越大,所以此时测出的电压的值偏大,则计算出的电阻也会偏大;
由题意可知,当电流表用0.6A量程,电压表用3V量程时, Rx RA =20.5 =4, RV Rx = 10002 =500,所以被测电阻较小时,电流表应采用外接法,即用甲电路误差小,应选图甲所示电路图;同理,电流表与电压表采用其他量程时,结果相同。
故答案为:偏大;甲;被测电阻较小时,用甲电路误差小。
13.【答案】(1)
(2) C;
(3)变大;
(4) 5;
(5)只进行一次实验,误差较大。(应当多次测量求平均值减小误差)
【解析】【分析】
(1)滑动变阻器选择“一上一下”两个接线柱使用,与定值电阻串联,电压表并联在定值电阻两端;
(2)逐一分析每个选项,确定正确答案;
(3)电路连接正确后,闭合开关,定值电阻和滑动变阻器串联,电压表测量滑动变阻器两端的电压,将滑片P向左移动时,滑动变阻器接入电路的阻值变小,根据串联分压特点可知,滑动变阻器两端的电压的变化情况,电源电压不变,根据串联电路的电压特点得出定值电阻两端的电压变化情况,即可得出电压表示数得变化情况;
(4)根据电表选用的量程确定分度值读数,根据欧姆定律得出电阻的阻值;
(5)通过一组数据测出的阻值误差较大。
本题为伏安法测电阻的实验,考查电路的连接、注意事项、电表读数及数据处理方法。
【解答】
(1)滑动变阻器选择“一上一下”两个接线柱使用,与定值电阻串联,电压表并联在定值电阻两端,如图所示:
(2)A、电流表的正、负接线柱接反,电表指针反向偏转,不符合题意;
B、电压表的量程选小了,电压表指针偏转较大;不符合题意;
C、电阻Rx发生了短路,电压表无示数,电流表有示数,符合题意;
D、把滑动变阻器下端两接线柱连入电路,电路中电阻较大,电流表示数较小,电压表示数也较小,但电压表示数不会为0,不符合题意;
故选C;
(3)电路连接正确后,闭合开关,定值电阻和滑动变阻器串联,电压表测量滑动变阻器两端的电压,将滑片P向左移动时,滑动变阻器接入电路的阻值变小,根据串联分压特点可知,滑动变阻器两端的电压变小,电源电压不变,根据串联电路的电压特点可知定值电阻两端的电压变大,即电压表示数变大;
(4)电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流表的示数为0.5A,电压表选用大量程,分度值为0.5V,电压表的示数为2.5V,根据欧姆定律可知此时测得的Rx=UI=Ω;
(5)小明认为只测一组数据得到Rx的大小是不妥的,原因是只进行一次实验,误差较大。
14.【答案】(1)R=UI;
(2)断开;最右端;
(3)小灯泡短路;
(4)0.38;10;
(5)A;
(6)将电压表选用0−3V量程与滑动变阻器并联,调节滑动变阻器,使电压表的示数为2.2V时,读出电流表的示数
【解析】解:(1)测小灯泡电阻的实验原理是R=UI;
(2)为保护电路,按照电路图连接实物时,开关应该处于断开状态。闭合开关前滑片位于阻值最大处,即最右端;
(3)按照电路图正确连接实物后,闭合开关,移动滑动变阻器滑片,她发现灯泡始终不亮,电流表有示数,则电路已接通,电压表无示数,则电压表所测元件短路,其故障原因是小灯泡短路;
(4)电流表选用小量程,分度值为0.02A,示数为0.38A,根据欧姆定律可知小灯泡正常工作时的电阻RL=ULIL=Ω;
(5)灯泡正常发光时,滑动变阻器接入电路的阻值R滑=U滑IL=6V−≈5.8Ω,为了完成本实验应选择A滑动变阻器;
(6)小丽完成实验后小明想继续实验,发现电压表0−15V量程已坏,如果想用现有的器材完成本实验,他应该进行的具体操作步骤是:将电压表选用0−3V量程与滑动变阻器并联,调节滑动变阻器,使电压表的示数为2.2V时,读出电流表的示数。
故答案为:
(1)R=UI;
(2)断开;最右端;
(3)小灯泡短路;
(4)0.38;10;
(5)A;
(6)将电压表选用0−3V量程与滑动变阻器并联,调节滑动变阻器,使电压表的示数为2.2V时,读出电流表的示数。
(1)测小灯泡电阻的实验原理是R=UI;
(2)为保护电路,按照电路图连接实物时,开关应该处于断开状态。闭合开关前滑片位于阻值最大处;
(3)按照电路图正确连接实物后,闭合开关,移动滑动变阻器滑片,她发现灯泡始终不亮,电流表有示数,则电路已接通,电压表无示数,则电压表所测元件短路;
(4)电流表选用小量程,分度值为0.02A,据此得出示数为0.38A,根据欧姆定律可知小灯泡正常工作时的电阻;
(5)灯泡正常发光时,根据欧姆定律得出滑动变阻器接入电路的阻值,进而选择滑动变阻器的规格;
(6)可从“将电压表的0−3V量程与滑动变阻器并联”的角度考虑。
本题为测量小灯泡的电阻的实验,考查实验原理、注意事项、故障分析、欧姆定律的应用等知识。
15.【答案】右 4 变小 I2R0I1−I2 错误的 R0、RX两端的电压不再相等 变大
【解析】解:(1)闭合开关前,小伟应将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处的右端;
(2)根据图乙知,当灯的电压为2V时,灯的电流为0.5A,由欧姆定律,灯丝的电阻为:
R=UI=2V0.5A=4Ω;
(3)图中,电压表测灯的电压,电流测灯的电流,当滑片向左滑动时,变阻器连入电路中的电阻变小,由欧姆定律,电路中电流变大,灯的电压变大,根据P=UI,灯的功率变大,灯丝的温度升高,因灯丝的电阻随温度的升高而变大,故灯丝的电阻变大;
由欧姆定律R=UI,电流表与电压表示数的比值即灯的电阻的倒数,故将变小;
(4)实验步骤:
A.按照设计的电路连接电路;
B.闭合S1和S2记录电流表示数为I1;
C.闭合S1,断开S2,记录电流表示数为I2。
在B中,电流表测两电阻并联的总电流;在C中,电流表测R0的电流,由欧姆定律,电源电压:
U=I2R0,根据并联电路各支路互不影响,故在B中R0的电流仍I2,根据并联电路电流的规律,通过待测电阻的电流为:
IX=I1−I2,
由欧姆定律和并联电路电压的规律,
RX=UIX=I2R0I1−I2-----①;
(5)在图丙的基础上在干路增加了一个滑动变阻器,当两开关都闭合时,两电阻并联后与变阻器串联,
当闭合S1,断开S2,R0与变阻器串联,由并联电阻小于其中任一电阻结合分压原理,R0与变阻器串联时,R0的电压变大,小明同学的做法是错误的,理由是R0、RX两端的电压不再相等;
由①知,若小明采用这一方法,按照A、B、C的步骤测量,当滑动变阻器在某一阻值时,由分压原理,
在C操作中,R0的电压,即I2R0变大,由欧姆定律通过R0的电流也变大了,故I X=I1−I2变小了,
综上,RX=I2R0I1−I2变大了。
故答案为:(1)右;(2)4;(3)变小;(4)I2R0I1−I2;(5)错误的;R0、RX两端的电压不再相等;变大。
(1)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处;
(2)根据图乙知,当灯的电压为2V时,灯的电流为0.5A,由欧姆定律求出灯丝的电阻;
(3)图中,电压表测灯的电压,电流测灯的电流,当滑片向左滑动时分析变阻器连入电路中的电阻变化,由欧姆定律得出电路中电流变化和灯的电压变化,根据灯丝的电阻随温度的升高而变大判断灯丝的电阻变化;
由欧姆定律R=UI分析回答;
(4)实验步骤:
分析两次操作中电路连接及电流表测量的电流,由欧姆定律得出电源电压,根据并联电路各支路互不影响和并联电路电流的规律求出通过待测电阻的电流,由欧姆定律和并联电路电压的规律,得出RX表达式;
(5)在图丙的基础上在干路增加了一个滑动变阻器,分析开关转换时电路的连接,由并联电阻小于其中任一电阻结合分压原理确定R0与变阻器串联时电压变大;
根据RX=I2R0I1−I2,若小明采用这一方法,按照A、B、C的步骤测量,当滑动变阻器在某一阻值时,由分压原理,
确定在C操作中,R0的电压变化,由欧姆定律可确定通过R0的电流变化,从而得出RX=I2R0I1−I2变化。
本题硏究小灯泡电阻,考查注意事项、电阻计算、电路分析、欧姆定律的运用及在没有电压表情况下测电阻实验方案的设计及实验误差的分析,最后一问难度较大。
16.【答案】(1)R=UI
(2)如图所示:
(3)
(4)方案一;小灯泡灯丝的电阻随温度变化而变化,不同电压下工作时的电阻不同,所以不能计算电阻的平均值
【解析】【分析】
本题考查欧姆定律的题目,解决本题的关键知道测量小灯泡的电阻。
(1)实验的原理是欧姆定律的公式;
(2)根据电压表和变阻器的连接方式完成电路;
(3)减小误差的方法是多次测量,求平均值。因此表格的设计既要能够将每一次测量的数据包含进去,还要体现不同的次数即多测几组。在此实验中,要明确需要测量即求得哪几个物理量,是设计表格的关键;
(4)灯泡的电阻与温度有关。
【解答】
(1)该实验的原理是R=UI;
(2)电灯泡的额定电压是2.5V,电压表的量程选择0−3V,变阻器一上一下连接,如图所示:
(3)电阻的测量是一种间接测量方法,要用到欧姆定律,测量出导体两端的电压与此时对应的电流,然后求出导体的电阻。根据一个物理量占据一列,每一次实验占据一行的原则去设计表格。直接测量的物理量由:电压、电流、电阻。做三次实验。故设计表格见下表:
(4)选择方案一;小灯泡灯丝的电阻随温度变化而变化,不同电压下工作时的电阻不同,所以不能计算电阻的平均值。
故答案为:(1)R=UI;(2)如上图所示;(3)如上表所示;(4)方案一;小灯泡灯丝的电阻随温度变化而变化,不同电压下工作时的电阻不同,所以不能计算电阻的平均值。
实验次数
电压/V
电流/A
电阻/Ω
电阻的平均值/Ω
1
1.5
0.14
2
2.0
0.20
3
2.5
0.26
实验次数
电压/V
电流/A
电阻/Ω
1
2.0
0.22
2
2.5
0.24
3
3.0
0.28
实验次数
1
2
3
电压/V
1.5
2.0
2.5
电流/A
0.20
0.25
0.28
实验次数
1
2
3
4
5
U/V
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
I/A
0.10
0.22
0.29
0.40
0.50
实验次数
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
1
2
3
实验次数
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
1
2
3
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