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2024年中考物理核心素养提升(全国通用)4.7电和磁实验探究(三):电阻的测量(原卷版+解析)
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这是一份2024年中考物理核心素养提升(全国通用)4.7电和磁实验探究(三):电阻的测量(原卷版+解析),共17页。试卷主要包含了【2023深圳】已知等内容,欢迎下载使用。
1.【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。
2.【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U2U1的平均值为________,待测电阻的阻值Rx=________Ω。
3.【2023·长沙】小明用图甲所示的电路来测未知电阻R的阻值,图乙是他连接的实验线路。
(1) 图乙中有一根导线接错了,请在这根导线上打“×”,并画线改到正确的位置;
(2)图丙是正确连接电路后某一次实验时电表的示数,则被测电阻此次的测量值为 Ω。
(3)小霞用图甲所示的电路测未知电阻时,闭合开关后发现电流表和电压表均无示数,老师告诉她故障只有一处,发生在开关或滑动变阻器上,小明帮她提出两种检测故障的方案。
方案一:互换电流表和电压表的位置,闭合开关后观察电表的示数。
方案二:把电压表拆下来并联在开关的两端,闭合开关后观察电压表的示数。
你支持方案 ,根据所选方案写出电表示数的情况和对应的故障 。
4.【2023牡丹江】(2023·黑龙江牡丹江)在伏安法测电阻的实验中,老师为每组同学提供的器材有:干电池(3节)、开关、导线、电流表、电压表、阻值未知的定值电阻、滑动变阻器。
表1
小红的方案如图甲所示。
(1)小红通过改变电池节数的方法,改变待测电阻两端的电压。读出电压表和电流表的示数,记录在表1中、第3次实验电流表的示数如图乙所示,读数为 A;
表2
小明的方案如图丙所示;
(2)小明通过调节滑动变阻器的滑片,多次改变待测电阻两端的电压,连接好电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应调节到 ;
(3)闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,读出电压表和电流表的示数,记录在表2中、根据数据,在图丁中画出图象;
(4)分析图象表明,电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成 ;
(5)你认为 的方案合理,理由是 。
5.【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: 。
6.【2023潍坊】某实验小组利用图甲所示电路测量自来水电阻RX阻值,其中内径均匀的圆柱形玻璃管侧壁连接一细管,细管上阀门K可以控制管内自来水的水量,玻璃管两端接有导电活塞(活塞电阻可忽略)。电源电压约为3V,滑动变阻器铭牌标有“30Ω 2A”字样。
(1)连接完成图甲所示电路,闭合开关前发现有一根导线连接错误,请在错误的导线上画“×”,并用笔画线代替导线将电路连接正确;
(2)正确连接电路后,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移至______(选填“A”或“B”)端;
(3)实验中发现无论如何移动滑片P,电流表示数几乎为0,电压表示数接近3V,检查发现各电路元件完好。出现该现象的原因可能是____________;
(4)为能正确测出玻璃管内自来水的电阻,某同学利用定值电阻R1(阻值4kΩ)、定值电阻R2(阻值3kΩ)、电阻箱R(最大阻值)、单刀双掷开关S、两个相同的电压表(量程为0~3V)等器材,连接了如图乙所示电路,进行了如下实验操作。
①把S拨到1位置,记录电压表V1示数;
②把S拨到2位置,调整电阻箱阻值,使电压表V2示数与电压表V1示数相同,记录此时电阻箱的阻值
R=5kΩ;
③计算玻璃管内自来水的电阻值RX,则RX= kΩ。
7.【2023深圳】已知:电源电压为3V,小灯泡额定电压为2.5V,滑动变阻器(30Ω,1.2A)
(1)请帮助亮亮根据电路图,连接实物图;(要求:滑片在最右端时,电阻最大。)
(2)在闭合开关前,滑动变阻器滑片需要调到端______(选填“M”或“N”);
(3)亮亮同学检查电路连接正确,并且电路元件没有故障后,闭合开关,发现小灯泡不发光,电流表偏转角度很小,请问故障原因是:______,接下来亮亮同学的提作方法是:______;
(4)实验数据如下图:
请问:正常发光时,小灯泡的电阻是:______Ω;
(5)由实验数据说明:小灯泡的电阻随电压的增大而______ ;(选填:“增大”,“变小”或“不变”)
(6)小白同学在电路连接正确后,闭合开关,小灯泡亮了一下之后就熄灭,电流表无示数,电压表有示数,请在图丙中,画出电压表指针指的位置。(用带箭头的线段表示)
实验次数
1
2
3
4
5
电压U1/V
0.6
07
0.8
0.9
1.0
电压U2/V
1.8
2.1
2.5
2.7
2.9
U2U1
3
3
3.1
3
2.9
实验次数
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
电阻平均值/Ω
0.06
0.12
实验次数
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
电阻平均值/Ω
电压U/V
1
1.5
2
2.5
2.8
电流I/A
0.14
0.21
0.27
0.3
0.31
2024年中考物理核心素养提升
4.13电和磁实验探究(三)(电阻的测量)
【常考点归纳】
(一)伏安法测电阻
1.原理:欧姆定律
2.本实验中滑动变阻器的作用:(1)保护电路;(2)改变电阻两端的电压。
3.在测量定值电阻的阻值时,多次测量的目的:求平均值,减小测量误差。
4.在测量小灯泡的电阻时,不能对不同电压下的电阻求平均值。因为小灯泡灯丝的电阻随温度的改变而改变。它不是一个确定的值,对其求平均值,没有意义。
(二)其它方法测电阻举例
1.用已知阻值的定值电阻R0或者已知滑动变阻器的最大值时和电压表测电阻Rx
一般方法:用电压分别测出已知阻值的电阻的两端的电压U0和待测电阻Rx两端的电压Ux,用公式
Rx = UxR0U0计算。
2. 用已知阻值的定值电阻R0或者已知滑动变阻器的最大值时和电流表测电阻Rx
(1)将R0和Rx并联在电路中,用电流表分别测出通过它们的电流I0和Ix,用公式Rx= I0R0Ix 计算。
(2)将Rx与已知最大阻值为R滑的滑动变阻器串联在电路中,测出R滑=0时(滑动变阻器未接入电路时)的电流I1和R滑=R滑最大时(即滑动变阻器全部接入电路中时)的电流I2,用公式Rx= I2R滑I1−I2 计算。
【中考题实例剖析】
【例1】【2023邵阳】欢欢与乐乐同学利用图甲所示的电路测量未知电阻Rx的阻值。
(1)请你根据甲电路图,用笔画线代替导线,帮助欢欢同学在图乙中完成实验电路的连接,要求滑片P向右移动时,电流表示数小;
(2)将滑片P置于阻值最大位置 ,闭合开关S,欢欢同学发现,无论怎样移动滑片P电流表的示数始终为零,电压表示数接近电源电压,则电路中存在的故障可能是_________(选填“Rx短路”或“Rx断路”);
(3)排除故障后,移动滑片P,记录多组数据,画出了待测电阻的R的I-U图像,如图丙所示,由图像可得Rx=________Ω;
(4)乐乐风水宝地觉得不使用电压表也能测出Rx的阻值,于是设计了另一种方案,电路如图丁所示。定值电阻R0,电源电压未知且恒定不变。测量步骤如下:
①只闭合开关S1时,电流表读数为I1;
② 当开关S1、S2都闭合时,电流表读数为I2;
③待测电阻Rx=_________(用已知和测出的物理量R0、I1、I2表示)。
【分析与解答】
(1)如图甲所示的电路图:滑动变阻器串联接入电路,要求滑片P向右移动时,电流表示数小,滑动变阻器接入电路的阻值变大,应该将滑动变阻器左下端的接线柱接入电路,如答案图所示。
(2)将滑片P置于阻值最大位置 ,闭合开关S,欢欢同学发现,无论怎样移动滑片P电流表的示数始终为零,说明电路发生了断路,电压表示数接近电源电压,说明电压表两接线柱之间的电路元件发生了断路,电压表测量的是电阻Rx两端的电压,则电路中存在的故障可能是Rx断路。
(3)由图丙可知:电阻Rx两端的电压为2.5V时,对应的电流值为0.5A,根据欧姆定律公式I=U/R可知,电阻Rx的阻值为RX= UI = = 5Ω。
(4)只闭合开关S1时,电流表读数为I1,电源电压为①U=(R0+Rx) I1;当开关S1、S2都闭合时,Rx被短路,由于电流表读数为I2,此时电源电压可以表示为②U= R0 I2。由①②两式联立可得:(R0+Rx) I1=R0 I2。则待测电阻为:RX= (I2−I1)R0I1。
【答案】(1) (2) Rx断路 (3)5 (4)③(I2−I1)R0I1
【例2】【2023重庆】在测量小灯泡电阻的实验中,小会选用标有“2. 5 V”字样的小灯泡进行实验。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲所示电路补充完整。
(2)连接电路时,开关应处于 状态. 连接好电路. 将滑片P移至最右端,按通电路后,发现小灯泡不发光,电压表示数约为3 V,其原因可能是小灯泡 。
(3)排除故障后,闭合开关,调节滑片P,电压表示数如图乙所示为 V. 为测量小灯泡正常发光时的电阻,应将滑片P向 端滑动。
(4)下表是记录的实验数据,则小灯泡正常发光时的电阻约为 Ω(结果保留小数点后 1位);实验中发现灯泡越亮, 温度越高,结合数据可知:灯丝温度越高,电阻越 。
小会在实验过程中发现用力捏滑片与电阻丝接触处,灯泡发光明显变亮. 请结合影响导体电阻大小的因素,分析产生这一 现象可能的原因是 。
【分析与解答】
(1)由甲图可以看出:还需要将电流表串联如电流,即将电流表的“-”接线柱与小灯泡的右端接线柱相连即可,见答案图。
(2)连接电路时为保证电路安全,开关应断开。小灯泡不发光,说明没有电流通过小灯泡,电压表示数约为3 V,为电源电压,由此得出小灯泡断路。
(3)如图可知:电压表选择的是0~3 V,分度值为0.1 V,电压表的示数为2.2 V。要使小灯泡正常工作,灯泡两端电压从2.2 V增大到2.5 V,电路电流要增大,总电阻要减小,则滑动变阻器接入电路的阻值要减小,即滑片向左端移动。
(4)小灯泡正常发光时的电阻R= UI = ≈ 8.3Ω,分析数据得出灯丝温度越高,灯丝的电阻越大。
【答案】(1)
(2)断开 断路 (3)2.2 左 (4)8.3 大 (5)用力捏滑片与电阻丝接触处,增大了电阻丝接入电路的横截面积,电阻变小,电流变大,灯泡变亮
【中考真题精选精练】
1.【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】(1) (2)Rx断路 5 实验次数太少,误差较大
(3)电流表示数为I 8.2
【解析】(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,如答案图所示。
(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。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:
RX= UI = = 5Ω。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)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。
2.【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U2U1的平均值为________,待测电阻的阻值Rx=________Ω。
【答案】(1) (2)断开 B (3) (4) 3 20
【解析】(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,如答案图所示。
(2)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)R0和RX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,R0两端的电压为U1;然后,将开关S2掷于2端,此时电压表测R0和RX两端的总电压,R0和RX两端的总电压为U2,根据串联电阻的电压关系可知,Rx两端的电压:UX=U2-U1。因为两电阻串联,所以通过RX的电流等于通过R0的电流:IX=I0= U1R0。由欧姆定律可得,RX的阻值:RX= UXIX = (U2−U1)R0U1。
(4)由表中数据可得U2U1的平均值为3+3+3.1+3+2.95 =3。由于R0和RX串联,R0两端的电压为U1,R0和RX两端的总电压为U2,由串联电路的电压关系可得U1U2 = R0R0+RX,又因为U2U1的平均值为3,且R0=10Ω,所以,待测电阻的阻值RX=20Ω。
3.【2023·长沙】小明用图甲所示的电路来测未知电阻R的阻值,图乙是他连接的实验线路。
(1) 图乙中有一根导线接错了,请在这根导线上打“×”,并画线改到正确的位置;
(2)图丙是正确连接电路后某一次实验时电表的示数,则被测电阻此次的测量值为 Ω。
(3)小霞用图甲所示的电路测未知电阻时,闭合开关后发现电流表和电压表均无示数,老师告诉她故障只有一处,发生在开关或滑动变阻器上,小明帮她提出两种检测故障的方案。
方案一:互换电流表和电压表的位置,闭合开关后观察电表的示数。
方案二:把电压表拆下来并联在开关的两端,闭合开关后观察电压表的示数。
你支持方案 ,根据所选方案写出电表示数的情况和对应的故障 。
【答案】(1) (2)6
(3)二 当电压表示数不为0时故障是开关断路,当电压表示数为0时故障是滑动变阻器断路
【解析】(1)由电路图可知:滑动变阻器接的是上面两个接线柱,正确的应该是“一上一下”两个接线柱,见答案图所示。
(2)由图丙可知:电压表的示数为2.4V,电流表的示数为0.4A,则被测电阻的阻值:R=UI = =6Ω。
(3)闭合开关后发现电流表和电压表均无示数,说明电路有断路。方案一,互换电流表和电压表的位置后,无论是开关或滑动变阻器上断路,电流表和电压表还是无示数,故此方案不可行。
方案二,把电压表拆下来并联在开关的两端,若开关断路,则电压表串联在电路中,电压表示数不为0,若滑动变阻器断路,则电压表示数为0。
4.【2023牡丹江】(2023·黑龙江牡丹江)在伏安法测电阻的实验中,老师为每组同学提供的器材有:干电池(3节)、开关、导线、电流表、电压表、阻值未知的定值电阻、滑动变阻器。
表1
小红的方案如图甲所示。
(1)小红通过改变电池节数的方法,改变待测电阻两端的电压。读出电压表和电流表的示数,记录在表1中、第3次实验电流表的示数如图乙所示,读数为 A;
表2
小明的方案如图丙所示;
(2)小明通过调节滑动变阻器的滑片,多次改变待测电阻两端的电压,连接好电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应调节到 ;
(3)闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,读出电压表和电流表的示数,记录在表2中、根据数据,在图丁中画出图象;
(4)分析图象表明,电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成 ;
(5)你认为 的方案合理,理由是 。
【答案】(1)0.2 (2)阻值最大处(或最左端) (3)
(4)正比 (5) 小明 测量次数多,数据更接近真实值
【解析】(1)如图乙所示:电流选用的是0-0.6A量程,分度值为0.02A,故电流表此时的读数为0.2A。
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应调节到阻值最大的一端,起保护电路的作用,如图丙所示,应将滑动变阻器滑到最左端。
(3)通过描点法将对应的电流和电压值在图丁中描出,平滑连接各点,见答案图所示。
(4)通过分析表格数据,结合绘制图像可知,电压增大,电流增大,即电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
(5)实验中,要计算各次电阻的平均值,应多次测量,减小实验误差,故小明的实验更为合理,原因是小明测量的次数较多,误差相对较小,更接近真实值(或采用滑动变阻器改变电阻两端的电压,操作方便)。
5.【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】(1) (2)A (3)B (4)0.28 8.9
(5)小灯泡的电阻是变化的
【解析】(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”,见答案图所示。
(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)A.若电流表短路,电流表没有示数,电压表有示数,A错。
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,B正确。
C.若滑动变阻器断路,整个电路断路,两表都没有示数,C错。选B。
(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。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R= UI= ≈8.9Ω。
(5)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。
6.【2023潍坊】某实验小组利用图甲所示电路测量自来水电阻RX阻值,其中内径均匀的圆柱形玻璃管侧壁连接一细管,细管上阀门K可以控制管内自来水的水量,玻璃管两端接有导电活塞(活塞电阻可忽略)。电源电压约为3V,滑动变阻器铭牌标有“30Ω 2A”字样。
(1)连接完成图甲所示电路,闭合开关前发现有一根导线连接错误,请在错误的导线上画“×”,并用笔画线代替导线将电路连接正确;
(2)正确连接电路后,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移至______(选填“A”或“B”)端;
(3)实验中发现无论如何移动滑片P,电流表示数几乎为0,电压表示数接近3V,检查发现各电路元件完好。出现该现象的原因可能是____________;
(4)为能正确测出玻璃管内自来水的电阻,某同学利用定值电阻R1(阻值4kΩ)、定值电阻R2(阻值3kΩ)、电阻箱R(最大阻值)、单刀双掷开关S、两个相同的电压表(量程为0~3V)等器材,连接了如图乙所示电路,进行了如下实验操作。
①把S拨到1位置,记录电压表V1示数;
②把S拨到2位置,调整电阻箱阻值,使电压表V2示数与电压表V1示数相同,记录此时电阻箱的阻值
R=5kΩ;
③计算玻璃管内自来水的电阻值RX,则RX= kΩ。
【答案】 (1) (2) B (3)连接电压表和RX右端的导线断路 (4)2.4
【解析】(1)原电路电压表和RX被短路,接电源负极的导线应该接在RX的左端。如答案图所示。
(2)正确连接电路后,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移至阻值最大处,即对应该电路图的滑动变阻器B端。
(3)实验中发现无论如何移动滑片P,电流表示数几乎为0,电压表示数接近3V,检查发现各电路元件完好。说明电压表与电源连通,且测量的是电源电压,所以与电压表并联以外的电路是完好的,与电压表并联的支路断路了,又因为电路各元件完好,那么断路的应该是连接电压表和RX右端的导线。
(4)把S拨到1位置,记录电压表V1示数,记为U1,RX的电压记为UX,根据串联电路分压可得:
RXR1 = UXU1。把S拨到2位置,调整电阻箱阻值,使电压表V2示数与电压表V1示数相同根据串联电路分压可得:
R2R= U2U箱。又因为U1=U箱,所以UX=U2,所以:RXR1= R2R = 35。解得:RX=3R15 = 3×4kΩ5 = 2.4kΩ。
7.【2023深圳】已知:电源电压为3V,小灯泡额定电压为2.5V,滑动变阻器(30Ω,1.2A)
(1)请帮助亮亮根据电路图,连接实物图;(要求:滑片在最右端时,电阻最大。)
(2)在闭合开关前,滑动变阻器滑片需要调到端______(选填“M”或“N”);
(3)亮亮同学检查电路连接正确,并且电路元件没有故障后,闭合开关,发现小灯泡不发光,电流表偏转角度很小,请问故障原因是:______,接下来亮亮同学的提作方法是:______;
(4)实验数据如下图:
请问:正常发光时,小灯泡的电阻是:______Ω;
(5)由实验数据说明:小灯泡的电阻随电压的增大而______ ;(选填:“增大”,“变小”或“不变”)
(6)小白同学在电路连接正确后,闭合开关,小灯泡亮了一下之后就熄灭,电流表无示数,电压表有示数,请在图丙中,画出电压表指针指的位置。(用带箭头的线段表示)
【答案】(1) (2)N (3) 灯泡的实际功率很小 移动滑动变阻器滑片
(4)8.3 (5)增大 (6)
【解析】(1)滑动变阻器滑片在最右端时阻值最大,所以滑动变阻器应接左下接线柱,如答案图所示。
(2)在闭合开关前,滑动变阻器滑片需要调到N端,使得滑动变阻器为最大阻值,保护电路。
(3)闭合开关前,滑动变阻器接入电路的阻值为最大阻值,闭合开关,由于电路总电阻很大,电路电流较小,灯泡的实际功率很小,可能不足以引起灯泡发光。闭合开关后,如果灯泡不亮,应移动滑动变阻器滑片,减小电路的总电阻,使电灯泡发光。
(4)由题意可知:小灯泡的额定电压是2.5V,所以小灯泡正常发光时,电压为2.5V,而电流由表中数据得0.3A,所以小灯泡电阻为:R= UI = ≈8.3Ω。
(5)由表中数据得:电压为1V,电流为0.14A,小灯泡电阻为:R1= U1I1 = 1V0.14A ≈7.1Ω;由表中数据得:电压为1.5V,电流为0.21A,小灯泡电阻为:R2= U2I2 = ≈7.1Ω;由表中数据得:电压为2V,电流为0.27A,小灯泡电阻为:R3= U3I3 = 2V0.27A ≈7.4Ω;由表中数据得:电压为2.8V,电流为0.31A,小灯泡电阻为R4= U4I4 = ≈9.0Ω。所以小灯泡的电阻随电压的增大而增大。
(6)闭合开关,小灯泡亮了一下之后就熄灭,电流表无示数,电压表有示数,说明小灯泡断路了,电压表测电源的电压示数接近电源电压3V,如答案图所示。
次数
1
2
3
4
U/V
1
2
2.5
2.8
I/A
0.18
0.28
0.30
0.31
实验次数
1
2
3
4
5
电压U1/V
0.6
07
0.8
0.9
1.0
电压U2/V
1.8
2.1
2.5
2.7
2.9
U2U1
3
3
3.1
3
2.9
实验次数
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
电阻平均值/Ω
0.06
0.12
实验次数
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
电阻平均值/Ω
电压U/V
1
1.5
2
2.5
2.8
电流I/A
0.14
0.21
0.27
0.3
0.31
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