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第=page22页,共=sectionpages22页第=page11页,共=sectionpages11页《实验:测量定值电阻的阻值》一、实验探究题小明在做“用伏安法测量某定值电阻R的阻值”的实验中:

(1)请你按照图甲所示的电路图,以笔画线代替导线,将图乙小明未连接好的电路连接完整.

(2)实验前,为保护电路,滑动变阻器的滑片应置于______端(填“A”或“B”).

(3)闭合开关,移动滑动变阻器滑片P,发现电压表始终无示数,电流表有示数,其原因可能是______(填符号).

A.滑动变阻器断路

B.R断路

C.R短路

(4)排除故障后,当电压表的示数如图丙所示时,电流表的示数如图丁所示,则通过定值电阻的电流大小为______A,它的阻值是______Ω.

(5)通常情况下要进行多次测量并取平均值,其目的是为了______.现有两节新的干电池、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线若干。在利用“伏安法”测量定值电阻R1(1)请你按图甲所示的电路图,以笔画划线代替导线,将图乙中的电路连接完整。(2)实验前为了保护电路,滑动变阻器的滑片应置于_____端(选填“A”或“B“);(3)闭合开关,无论怎样移动滑片P,发现电流表始终无示数,电压表有示数,其原因可能是_____(填符号)A.滑动变阻器断路

B.Rx断路

(4)排除故障后,当电压表示数为2.7V时,电流表示数如图丙所示,则通过Rx的电流大小为_____。它的阻值是_____Ω(5)本实验要多次测量取平均值,是为了_____。某物理兴趣小组利用图甲所示实验电路图同时测量电源电压U0的大小和电阻Rx的阻值,电源电压U0约为2V~3V,Rx的阻值约为6Ω~7Ω.实验室提供如下器材:导线若干、开关、电流表(量程0~0.6A,0~3A)、电压表(量程0~3V,0~15V)、滑动变阻器R(最大阻值为30Ω)。请你思考完成下列问题:

(1)按照图甲用笔画线代替导线,连接好图乙中的实物图。

(2)用物理量U0、Rx、电流表的示数I写出表示电压表示数U大小的关系式:U=______。

(3)①正确连接电路后,闭合开关前应使滑动变阻器连入电路的阻值为______(选填“最大”或“零”);

②移动滑动变阻器的滑片,读出4组电流表和电压表示数,分别以电流表的示数I和电压表的示数U为横坐标和纵坐标,在坐标纸上描点,把这4个点连接起来大致为一条直线(并虚线延长到纵轴),如图丙所示。从图丙中信息可求得:电源电压U0=______V小芳利用图甲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,在图乙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图象,如图丙所示。由图象可得Rx=______Ω。

(5)小芳又设计了一种方案,也测出了Rx的阻值。电路如图丁所示,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,电流表读数为Il;

②当开关S1、S2都闭合时,电流表读数为I2;

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1.2V,电流表示数如图乙所示,其读数为I=______A,则未知电阻R=______Ω,此时未知电阻消耗的功率P=______

W.要多次测量,滑动变阻器在此实验中的作用是______。

(3)该同学又设计了如图丙所示的测量电路,同样可以测量未知电阻Rx,其中R0是定值电阻。请在空格内把实验步骤补充完整。

①______,用电压表测出电源的电压U;

②______,用电压表测出待测电阻Rx两端的电压为U1;

③请用测量值U和U1,已知量R0来表达在“用电流表和电压表测量小灯泡L的电阻”的实验中,电路如图甲所示.

(1)开关S闭合前,应将滑动变阻器的滑片P移动到______端;

A.a

B.b

(2)闭合开关S,发现小灯泡L不发光,电流表和电压表的指针有偏转,但不明显,则可能是电路中______;

A.滑动变阻器接入电阻较大

B.小灯泡L断路

C.电流表断路

D.小灯泡L短路

(3)做适当调整后,闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片P到某一位置后,观察到电压表和电流表的示数分别如图乙、丙所示,则此次测得的结果:RL=______Ω.

A.0.8

B.1

C.5

D.25.要测量一个阻值约为几百欧的电阻

Rx.实验室提供的器材有:电源(电压为3V)、学生用电流表(量程为~6A、0~3A)、学生用电压表(量程为

0~3V、0~15V)、滑动变阻器

R1(最大阻值为1000Ω)和电阻箱R2(0~9999Ω

5A)各一个,开关、导线若干.

(1)豆豆用伏安法测量该电阻,如图1所示是豆豆连接的电路.接通电路后,观察到电流表指针不偏转,示数为零,电压表示数为3V.请你判断:电路中哪一个元件发生了什么故障?答:______;

(2)在排除故障后,经检查电路完好.闭合开关,逐渐减小滑动变阻器的接入电阻至最小,电压表有示数,但电流表的指针几乎不偏转,电流太小的原因是______,所以按豆豆所选的器材不能用伏安法测出该电阻的阻值.

(3)豆豆在实验室所提供的器材中选择合适的器材,设计如下实验方案测出该电阻的阻值,请你帮助其将方案补充完整.

①实验电路如图2所示;

②实验步骤:按图连接好电路;______,调节滑动变阻器,使电压表显示合适的值;______,读出电阻箱的阻值为

R;

③写出待测电阻R下面是小聪和小明做“测量定值电阻Rx”的实验。

(1)图甲是小聪设计的测电阻而连接的电路,尚未完整,请用笔画线代替导线,把电路连接好,使滑动变阻器的滑片向右滑动时,电流表的读数变大;(2)小聪在正确连接后,闭合开关,发现电压表的指针有明显偏转,电流表的指针几乎没有偏转,该故障的原因是__

(选择下列原因的字母代号)A.电阻Rx短路

B.电阻Rx断路

C.电源接线接触不良

(3)小聪在排除了电路故障后,先把滑动变阻器的滑片调到最____(选“左”或“右”)端,闭合开关,再调节滑动变阻器的滑片,测得多组数据,并由这些数据计算得定值电阻Rx的阻值为9.8Ω(4)小明在实验时,发现电压表已损坏,他设计了如图乙所示的电路进行实验,先把滑动电阻器的滑片调到电阻值最大处,闭合开关S1、S2,电流表的读数如图丙所示,为___A;保持变阻器的滑片不动,闭合开关S1,断开开关S2时,电流表的示数为0.3A,已知滑动变阻器R1规格为“20Ω 1A”根据小明测得的数据计算出定值电阻Rx的阻值是_ _Ω(5)比较小聪和小明的实验,你认为__的实验结果更准确,理由___。(6)小明想借用学校实验室的器材测量家里电热毯的电阻(电热毯的额定电压为220V,额定功率约100W),老师告诉他,实验室有以下器材可供选用:①电流表A1,量程“0~30mA”

②电流表A2,量程“0~0.6A”③电流表A3,量程“0~3A”

④电压表V,有“0~3V”和“0~15V”两个量程;⑤滑动变阻器R1“20Ω 1A”⑥滑动变阻器R2“50Ω 0.5A”

⑦滑动变阻器R3“1kΩ 0.1A”小明打算用12如图甲所示,小阳利用“伏安法”测量未知电阻Rx的阻值,进行了如下实验:

(1)小阳选择了满足实验要求的实验器材,连接的实验电路如图甲所示,要求滑动变阻器的滑片P向左滑动电流表的读数变大,请你添加一条导线将实验电路补充完整;

(2)电路连接正确后,闭合开关S,滑动变阻器滑片P滑动到某一位置时,电压表的示数如图乙所示,电流表的示数如图丙所示,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.为了测出未知电阻Rx的电阻,小刚根据实验桌上已备有的实验器材:电压为U的满足实验要求的电源,已知阻值为R0的定值电阻,电流表A、滑动变阻器、单刀双掷开关S及导线若干,设计了如图所示的电路。

(1)请将小刚设计的实验操作步骤补充完整:

①调整电流表的“0”点,移动滑片P使变阻器接入电路的电阻处于最大值位置;

②将开关掷向______,移动滑片P至某位置,使电流表的示数为某一适当数值;读出电流表的示数,记为I1;

③将开关掷向触点b,保持滑动变阻器______,读出电流表的示数,记为I2。

(2)请用测得的物理量I1、I2和已知量U、R0写出R在“探究通过导体的电流与电压和电阻的关系”实验中,有如下器材:电压表、电流表、滑动变阻器、开关、两节干电池、定值电阻R(分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω)、导线若干.小明在实验时连接的电路如图1所示.

(1)在探究“电流与电压的关系”实验中:

①闭合开关前,要将滑动变阻器滑片移至______(填“A”或“B”)端;电路中滑动变阻器起到保护电路元件安全和____________的作用;

②闭合开关S,无论如何移动滑动变阻器的滑片P,发现电流表示数几乎为零,电压表示数约为3V,此时,电路出现的故障可能是__________;小明排除故障后继续实验.

(2)在探究“电流与电阻的关系”实验中:

①电路中滑动变阻器起到保护电路元件安全和____________的作用;

②小明先将R﹦10Ω的电阻接入,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,直到电压表示数为2.5V,记下电流表示数;接着在滑动变阻器的滑片位置不变,把R换为15Ω的电阻时,应向______ (填“A”或“B”)方向移动滑动变阻器的滑片P,才能使电压表示数为2.5V,同时记下电流表的示数;

③若要使所给的5个定值电阻分别接入电路中都能正常进行实验,应该选取至少标有______ Ω的滑动变阻器;

④根据多次测量数据描绘出电流随电阻变化的曲线如图2所示,小明由图象得出的结论是:____________.

(3)若继续使用该实验电路,还可以进行的实验有____________ (只要求填写一个实验名称).小张在“伏安法”测小灯泡的电阻实验中,连接了如图甲所示的实物图。

(1)闭合开关前,应向______端(选填“A”或“B”)调整滑动变阻器的滑片,使电路中的电流在开始测量时最小。

(2)测量过程中,某一次的电流值如图乙所示,则电流值是______A.这时,灯丝突然烧断,则电压表的示数______(选填“变大”“变小”或“不变”)。换相同规格的灯泡,重测的数据如表所示,并绘出I−U图象如图丙的A所示。

(3)依据表格中的数据,小张求出小灯泡电阻的平均值,你同意这种做法吗?说出你的理由______(作出判断并说出理由)

电压/v0.51.01.52.02.53.0电流/A0.100.160.200.230.250.27电阻/Ω5.06.37.58.710.011.1平均电阻/Ω8.1(4)另外一组同学用相同的器材和电路图也做这实验时,由于接线错误,根据测量的数据绘出的I−U图象如图丙的B所示。你认为错误的原因可能是______。

(5)“伏安法”测小灯泡电阻的实验装置还可以用来测量______的实验。某实验小组的同学利用如图甲所示的电路图,做了测量定值电阻的阻值的实验,其中电阻Rx是待测电阻,电源电压为6 V.(1)在做实验时,小明同学根据图甲连接的电路如图乙所示,图中尚有两根导线未连接,请用笔画线代替导线帮小明同学完成电路连接(要求:滑动变阻器连入电路中的阻值最大).(2)正确连接电路后小明同学开始实验,根据下表中小明同学测量的数据,可计算所测的定值电阻的阻值约为__________Ω.(保留整数)实验序号电压表示数/V电流表示数/A12.00.1022.50.1234.00.20(3)实验中,该小组的另一位同学连接好电路,闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,当滑动变阻器连入电路中的电阻变大时,电压表的读数也随着变大,反之,随之变小.请帮该同学分析一下,出现这一现象的原因是_____________________________.(4)实验结束后,小明同学还想测量一只额定电压为3.8 V的小灯泡在额定功率下的电阻,但是电流表已经被老师统一收走,于是小明又找来了一个单刀双掷开关和一个阻值为2 Ω的定值电阻R0①小明在实验中闭合S,将S1先接a,然后调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为_________V②然后使S1接b,接下来应____________________________,并读出此时电压表的示数U1=4.2 V,则小灯泡在额定功率下的电阻为R③小明的方案引起了小华的兴趣,她也按照这个电路进行实验,只是将电路中的R0换为30 Ω的定值电阻,其他器材均相同,但小华却无法测出小灯泡在额定功率下的电阻,原因是______________小天同学在做“用伏安法测电阻”的实验时,除了滑动变阻器的铭牌不清楚之外其他实验器材齐全且完好,电源电压不变,电流表和电压表对电路的影响均忽略不计。以下是他的实验过程,请回答下列问题:

(1)小天连接了如果图甲所示的电路测量待测电阻Rx的阻值,请指出电路连接的错误之处:______(写出一种即可)

(2)更正电路之前,小天发现可以利用甲图所示的电路来测量滑动变阻器的最大阻值;他闭合开关,读出电压表的示数为10V,电流表的示数为0.2A,则可计算出滑动变阻器的最大阻值为______Ω

(3)小天按照图乙所示电路图正确连接好电路后,为了减小实验误差,他选用了合适的量程进行了多次测量,以下是他的实验记录。第一次:当滑动变阻器的滑片位于最左端时,电压表的指针位置如图丙所示;第二次:当滑动变阻器的滑片位于某位置时,电流表的示数为0.58A,电压表的指针位置如图丁所示;第三次:当滑动变阻器的滑片位于最右端时,电流表的示数为1.1A,则Rx的平均阻值为______Ω(精确到0.1Ω)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。在“伏安法测电阻”实验中,小明同学将电路连成如图甲电路。

(1)请你用笔画线代替导线将实物电路连接完整。(要求:滑动变阻器滑片P向右滑动时,电流表示数变大。)

(2)实验中,闭合开关后,移动滑片,电流表无示数,电压表有较大示数,经检查,导线连接完好,则故障可能是______。

(3)排除故障后,小明进行实验记录数据,并根据数据绘制出图象(如图乙),由图乙可知,该定值电阻阻值是______Ω。

(4)小华设计了另一个测量电阻的电路(如图丙),在MN之间接入待测电阻,可以在电流表表盘上直接读出电阻阻值,小华已经标出了部分电阻值(如图丁),由电表表盘数据可知:该电路中R0=______Ω。

答案和解析1.【答案】(1)(2)B;(3)C;(4)0.3,9;(5)减小误差

【解析】【分析】

本题考查伏安法测电阻的实验,是初中物理非常重要的一个实验,也是中考常考的内容,学生要熟练掌握。

(1)滑动变阻器接入电路要一上一下连接;

(2)为保护电路,滑动变阻器的滑片应置于阻值最大处;

(3)电路有电流,说明是通路,电压表没示数说明电压表被短路及R被短路;

(4)正确读数利用欧姆定律求值;

(5)定值电阻多次测量求平均值是为了减小误差。

【解答】

(1)滑动变阻器接入电路时要用“一上一下”的接法,如图所示:

(2)实验前,为保护电路,应将滑动变阻器的滑片置于阻值最大处,结合实物图可知,滑片应滑到B端;

(3)闭合开关,移动滑动变阻器滑片P,电流表有示数说明电路是通路,发现电压表始终无示数,即R两端无电压,说明R被短路,故选C;

(4)电流表量程为0~0.6A,指针指在0.3A,故电流为0.3A,

电压表量程为0~3V,分度值为0.1V,则电压表的示数:2+0.1×7=2.7V,

则定值电阻的阻值:R=UI=2.7V0.3A=9Ω;

(5)要多次测量定值电阻的阻值并取平均值,其目的是为了减小误差。

故答案为:(1)如上图所示;(2)B;(3)C;(4)0.3,9;(5)减小误差。

2.【答案】(1);

(2)B;

(3)B;

(4)0.3A;9;【解析】【分析】用伏安法测电阻的实验,是初中物理非常重要的一个实验,也是中考常考的内容,学生要熟练掌握。

(1)滑动变阻器连接时“一上一下”选择接线柱;

(2)为保护电路,滑动变阻器的滑片应置于阻值最大处;

(3)根据电流表和电压表来判断故障;

(4)正确读数利用欧姆定律求值;

(5)实验要多次测量取平均值减小误差。

【解答】

(1)滑动变阻器下面的接线柱已经选择,上面选择哪一个都行,如下图:

(2)实验前,为保护电路,应将滑动变阻器的滑片置于阻值最大处,结合实物图可知,滑片应滑到B端;

(3)闭合开关,移动滑动变阻器滑片P,发现电流表无示数,说明电路有地方发生断路;电压表有示数,说明电阻Rx断路;故B正确;

(4)电流表量程为0~0.6A,指针指在0.3A,故电流为0.3A,则定值电阻的阻值:Rx= U I = 2.7V 0.3A =9Ω;

(5)本实验要多次测量取平均值,是为了减小误差。

故答案为:(1)如上图所示;(2)B;

3.【答案】U0−IRx

最大

【解析】解:(1)连接实物图时,需要注意和电路图一一对应,另外是电压表和电流表的连接一定要注意正负接线柱,如下图所示:

(2)已知电源电压U0,电阻Rx和滑动变阻器串联,电路中电流为I,

电压表测量滑动变阻器的电压,由串联电路的电压特点和欧姆定律;

电压表的示数:U=U0−Ux=U0−IRx;

(3)①为了保护电路,闭合开关前应使滑动变阻器连入电路的阻值为最大值;

②电阻Rx和滑动变阻器串联,根据欧姆定律可得,

U0=U+IRx;

U0=2.4V+0.1A×Rx;Ⅰ

U0=1.8V+0.2A×Rx;Ⅱ

由Ⅰ、Ⅱ可得,U0=3V;Rx=6Ω。

故答案为:(1)如上图;(2)U0−IRx;

(3)①最大;

②3;

6。【解析】解:(1)电流表选用小量程与电阻串联在电路中,如下左图所示:

(2)连接电路时开关应断开,闭合开关之前滑动变阻器的滑片应处于阻值最大处即B端。

(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,说明与a、b之间和b、c之间并联部分是通路;接在a、c之间,电压表无示数,说明b、c之间断路。如果电路连接完好,只有一个元件有故障,该故障是滑动变阻器断路;

(4)由图象知,当灯的电压是1.0V时,对应的电流值为0.25A,由I=UR可得Rx=UI=1.0V0.25A=4Ω;

(5)电路如图丁所示,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S1闭合、S2断开时,电流表读数为Il;

②当开关S1、S2都闭合时,电流表读数为I2;

③待测电阻Rx=UxIx=U−U0I1=I2R0−I1R0I1=(I2−I1)R0I1。

故答案为:(1)如上图;(2)B;(3)滑动变阻器断路;(4)4;【解析】解:(1)滑动变阻器按一上一下的原则串联在电路中,如下图所示:

(2)由图2可知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,则I=0.3A,

由I=UR可得,定值电阻的阻值:Rx=UI=1.2V0.3A=4Ω;

定值电阻的电功率:P=UI=1.2V×0.3A=0.36W;

此实验中为了多次测量,滑动变阻器在此实验中的作用是取平均值减小实验的误差;

(3)实验步骤:

①闭合开关S、S1,用电压表测出电源的电压U;

②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;

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=UxRx,即U−U1R0=U1Rx,

解得:Rx=U1R0U−U1。

故答案为:

(1)如上图所示;

(2)0.3;4;0.36;取平均值减小实验的误差;

(3)①闭合开关S、S1【解析】解:(1)为保护电路,开关闭合前,滑动变阻器的滑片处于最大阻值处的b(或右)端;

(2)电流表指针稍有偏转,说明整个电路是通路,电压表指针几乎不动说明灯泡的电阻相对于整个电路的电阻来说很小,所以灯泡能够分得的电压很小,其原因是滑动变阻器连入电路阻值过大所致,故选A;

(3)由图乙可知,电压表量程是0~3V,分度值是0.1V,电压表读数是2V;

由图丙可知,电流表量程是0~0.6A,分度值是0.02A,电流表示数是0.4A;

由I=UR可得,灯泡L的阻值RL=UI=2V0.4A=5Ω.

故答案为:(1)b;(2)A;(3)5.

(1)为防止电路中电流过大烧坏电路元件,闭合开关前滑动变阻器处于最大阻值处;

(2)电流表指针稍有偏转,说明整个电路是通路,电压表指针几乎不动说明灯泡的电阻相对于整个电路的电阻来说很小,所以灯泡能够分得的电压很小,其原因是滑动变阻器连入电路阻值过大所致;

(3)根据电表的量程和分度值读出示数,利用欧姆定律求出灯泡L的阻值.

本题考查了实验注意事项、电路故障分析、电表读数、求电阻阻值等问题,是实验的常考问题;对电表读数时,要先确定电表量程与分度值,然后再读数,读数时视线要与刻度线垂直.

7.【答案】电阻Rx断路;待测电阻的阻值较大且电源电压低;闭合S1、断开【解析】解:(1)电流表没有示数,说明电路断路了,而电压表有示数,说明电压表两接线柱到电源间是通路,则故障为电阻Rx断路;

(2)因为电源电压为3V,而电阻Rx的阻值大约为几百欧,即待测电阻的阻值较大且电源电压低,由I=UR可知,电路中的电流太小,所以不能用伏安法测出该电阻的值;

(3)②实验步骤:如图2所示,先闭合S1、断开S2,调节滑动变阻器R1,使电压表的示数为U;

保持滑动变阻器的阻值不变,再断开S1、闭合S2,调节R2,使电压表的示数为U,记录此时电阻箱的示数R;

③Rx的表达式的推导:

闭合S1、断开S2,Rx与R1串联,则Ix=I1,变阻器两端的电压U1=U总−U;

保持滑动变阻器的阻值不变,再断开S1、闭合S2,调节R2,R2与R1串联,则,变阻器两端的电压;

所以,,即变阻器两端的电压不变,而滑动变阻器的阻值不变,所以通过变阻器的电流不变,即,

电压表示数始终为U不变,由R=UI可知,Rx=R.

故答案为:(1)电阻Rx断路;

(2)待测电阻的阻值较大且电源电压低;

(3)②闭合S(2)B(3)左(4)0.9

10(5)小聪

仅做一次测量,测量误差较大,应移动滑动变阻器滑片,改变被测电阻两端的电压,进行多次测量;(6)电流表A1

滑动变阻器R3“

【解析】【分析】(1)滑动变阻器按以上一下的原则串联在电路中,滑动变阻器的滑片向右滑动时,电流表示数变大,说明滑动变阻器接入电路的电阻丝变短,即右下接线柱接入电路;

(2)电流表指针不发生偏转,说明电路断路,电压表有偏转,说明电压表与电源接通;

(3)排除故障后首先需将滑动变阻器滑片移至阻值最大处;

(4)电流表的读数:确定使用的量程,确定每一个大格和每一个小格各代表多少;

闭合开关S1,断开开关S2时,只有滑动变阻器接入电路,并且滑动变阻器接入电路的阻值为最大值,因此根据U=IR求出电源电压,再根据并联电路电流的特点求出通过Rx的电流,并利用R=(5)一次测量存在较大的误差,为了使测量值更接近于真实值,应进行多次测量求平均值;

(6)已知电热毯的额定功率和额定电压可知,根据R=U2 P本题考查了滑动变阻器的连接和使用、电流表的读数、欧姆定律的应用和实验中多次测量的目的等,关键是学生对伏安法测电阻实验的理解和掌握;本题难度较大的最后一个小题,注意此题中选择滑动变阻器的目的是使电流表指针有明显的偏转。【解答】(1)使滑动变阻器与电阻串联,把滑动变阻器的右下接线柱接入电路,如下图所示:

(2)开关闭合,电流表指针几乎不动,说明电路中有开路;电压表有示数,说明电压表的正负接线柱到电源正负极的连接是连通的,故电阻Rx断路;

(3)为了保护电路,需将滑动变阻器的滑片移至阻值最大处,故将滑片移至最左端;

(4)由图知,电流表选择0~3A量程,每一个大格代表1A,每一个小格代表0.1A,电流为0.9A;

电源电压:U=IR=0.3A×20Ω=6V;

Rx的阻值:R(5)小聪可通过调节滑动变阻器,多次测量取平均值来减小误差,小明只能测量一次,误差较大,所以小聪的测量结果更准确;

(6)电热毯的电阻:R=U2额P额= (220V)2100W=484Ω;当将电热毯接入12V的电路时,电路中的电流:I=12V484Ω =0.025A=25mA;因此选择量程为“(2)B;(3)左;(4)0.9;10;(5)小聪;仅做一次测量,测量误差较大,应移动滑动变阻器滑片,改变被测电阻两端的电压,进行多次测量;(6)电流表A1;滑动变阻器R3“

9.【答案】2;0.5;4

【解析】解:(1)滑片P向左滑动电流表的读数变大,即变阻器连入电路中的电阻变小,所以滑片以左电阻丝连入电路中,如下图所示:

(2)图乙、丙中,电压表选用小量程,分度值为0.1V,示数为2V;

电流表选用小量程,分度值为0.02A,示数为0.5A,

待测电阻Rx=UI=2V0.5A=4Ω.

故答案为:(1)如上图所示;

(2)2;

0.5;

4

(1)根据滑片P向左滑动电流表的读数变大确定变阻器接线柱的连接;

(2)根据电表小量程读数,根据欧姆定律求待测电阻大小.

本题测电阻大小,考查电路的连接、电表的读数及电阻大小的计算,为基本题.

【解析】解:S掷向a时,测出电路电流I1,U=I1(R+RX),

S掷向b时,保持滑片的位置不变,测出电路电流I2,U=I2(R+R0),所以R=UI2−R0。

即I1(RX+R)=I2(R0+R),

把R=UI2−R0代入上式得,

所以,RX=U(I2−I1)I1I2+R0。

故此题中:

(1)①调整电流表的“0”点,移动滑片P使变阻器接入电路的电阻处于最大值位置;

②将开关掷向触点a,移动滑片P至某位置,使电流表的示数为某一适当数值;读出电流表的示数,记为I1;

③将开关掷向触点b,保持滑动变阻器滑片的位置不变,读出电流表的示数,记为I2。

(2)请用测得的物理量I1、I2和已知量U、R0写出Rx的表达式:Rx=U(I2−I1)I1I2+R0。

故答案为:(1)【解析】【分析】

本题考查了实验分析,探究电流与电压、电阻关系实验,要采用控制变量法,应用控制变量法分析即可正确解题。

(1)闭合开关前,应将滑片移至最大阻值处;滑动变阻器的作用:保护电路和改变电阻两端的电压;常见的电路故障有断路与短路两种,根据电路故障现象分析电路故障原因;

(2)探究电流与电压、电阻关系实验,应采用控制变量法,根据实验目的与题意分析答题;

(3)根据伏安法分析。

【解答】

(1)①闭合开关前,应将滑片移至最大阻值处,即A端;滑动变阻器的作用:保护电路和改变电阻两端的电压;

②电流表示数为零,说明电路存在断路;电压表示数为3V,说明电压表与电源两极相连,电压表并联电路之外电路不存在断路,则与电压表并联的定值电阻断路。

(2)在探究“电流与电阻的关系”实验中:

①电路中滑动变阻器起到保护电路元件安全和控制电阻R两端电压不变的作用;

②小明先将R﹦10Ω的电阻接入,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,直到电压表示数为2.5V,记下电流表示数;接着在滑动变阻器的滑片位置不变,把R换为15Ω的电阻时,应向A方向移动滑动变阻器的滑片P,才能使电压表示数为2.5V,同时记下电流表的示数;

③由图示电路图可知,电源电压为1.5V×2=3V,由图示图象可知,电阻两端电压为U=0.5A×5Ω=2.5V,滑动变阻器两端电压为:U滑=U−UR=3V−2.5V=0.5V,由串联电路电流I处处相等,定值电阻与滑动变阻器接入电路的阻值之比:RR滑=URU滑=2.5V0.5V=51,则R滑=15R,即:定值电阻阻值是滑动变阻器接入电路阻值的5倍,

使所给的5个定值电阻“5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω”分别接入电路中都能正常进行实验,当定值电阻为25Ω时,滑动变阻器接入电路的阻值最大,为:R滑最大=15R=15×25Ω=5Ω,若要使所给的5个定值电阻分别接入电路中都能正常进行实验,滑动变阻器最大阻值至少为5Ω,则应该选取至少标有5Ω的滑动变阻器;

④根据多次测量数据描绘出电流随电阻变化的曲线如图2所示,小明由图象得出的结论是:电压一定时,电流与电阻成反比。

(3)若继续使用该实验电路,还可以进行的实验有伏安法测电阻。

【解析】解:

(1)为了保护电路,闭合开关前,应将滑片移到变阻器的最大阻值处,由图甲知,应向A端调整滑动变阻器的滑片,使电路中电阻最大,电流最小;

(2)由图乙知,电流表使用0~0.6A量程,分度值为0.02A,此时电流值为0.26A;

由图知,L与变阻器串联,电压表测灯泡L两端电压,所以电压表示数小于电源电压。当灯泡丝烧断后,电压表串联在电路中,相当于电压表测量电源电压,所以电压表的示数变大;

(3)因为灯丝的电阻与温度有关,而灯泡两端的电压越大,灯丝的温度越高,因此小灯泡在不同电压下工作时,小灯泡的灯丝温度不同,电阻也不相同,所以不能求灯丝电阻的平均值;

(4)丙图中的B图象,随着电流的增大,电压减小,正好与A图象相反,符合滑动变阻器两端电压的变化规律,因此电压表接在了滑动变阻器两端;

(5)利用本装置能测量电压和电流,由P=UI知还能求出电功率,所以还能完成测灯泡功率实验。

故答案为:

(1)A;(2)0.26;变大;(3)不同意;灯丝的电阻受温度影响,并非一个定值;

(4)电压表接在了滑动变阻器两端;(5)小灯泡功率。

(1)闭合开关前,应将滑片滑动变阻器的最大值处;

(2)由图乙根据电流表的量程和分度值,读出电流表示数;灯丝烧断,电压表被串联入电路中,由此分析其示数的变化情况;

(3)影响电阻的因素有:导体的温度、长度、横截面积和材料等,而小灯泡两端的电压不同,小灯泡灯丝的温度会不同,因此电阻也不同;

(4)电压表并联在灯泡两端时,随着电流的增大,灯泡两端的电压增大,根据串联电路电压的特点,变阻器两端的电压会随之减小;

(5)本实验中测量的是电压和电流,根据P=UI可知,还可以测量电功率。

本题考查了伏安法测电阻实验中滑动变阻器使用、电路故障原因与现象的对应关系、影响电阻的因素等知识点,涉及知识点多,综合性强。其中,分析电路故障、从图象变化规律得到电阻变化规律是此题的难点。

13.【答案】(1)

(2)20

(3)电压表与滑动变阻器并联了

(4)①3.8

②保持滑动变阻器滑片的位置不动

19

③R0的电阻太大,电路中的电流无法达到小灯泡的额定电流【解析】【分析】

(1)在连接滑动变阻器时,应选择下端的其中一个接线柱,并使滑片远离接线柱,此时阻值最大,电压表要并联在电路中,根据表中数据确定其量程的选择;

(2)利用表中数据,通过欧姆定律的变形公式可计算电阻的大小;

(3)移动滑动变阻器的滑片P时,发现电流表示数变大,说明电路中电阻减小,连入电路中的电阻减小了,根据分压原理,变阻器的电压变小,由此确定电压的表连接位置;

(4)①在没有电流表的情况下,利用定值电阻和电压表代替电流表与灯泡串联,首先使灯泡两端的电压等于额定电压3.8V;

②测出此时定值电阻两端的电压,便可求出电路中的电流,根据R=UI计算出灯泡的额定电功率下的电阻;

③将电路中的R0换为30Ω的定值电阻后,根据I=UR计算出电路中的最大电流,判断灯泡是否正常发光。

此题主要考查学生对于伏安法测电阻实验的理解和掌握,涉及到实物电路的连接,重点是电表和滑动变阻器的连接、故障分析、电阻的计算等知识,也是常考的内容,在学习时一定要掌握好。

【解答】

(1)由电路图可知,滑动变阻器与定值电阻串联,为了使滑动变阻器接入电路的阻值最大,应将其左下接线柱与定值电阻Rx的右接线柱相连接;电压表应与定值电阻并联,根据表中数据可知,电压表应选择0~15V量程,如图所示:

(2)根据表

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