廣東省2020中考物理一輪復(fù)習(xí) 第十三講 電學(xué)微專題 微專題7 伏安法實驗
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1、 微專題7 伏安法實驗 命題點1 電流與電壓、電阻的關(guān)系 1. (2019鎮(zhèn)江)小兵利用圖甲電路來探究電流與電阻的關(guān)系,他在實驗中控制電壓表示數(shù)為U0不變,相關(guān)器材規(guī)格已在圖中標(biāo)明. 第1題圖 (1)請用筆畫線代替導(dǎo)線將電壓表接入電路; (2)開關(guān)閉合前,滑動變阻器的滑片應(yīng)置于圖中最________端(選填“左”或“右”); (3)閉合開關(guān),將電阻箱調(diào)至某阻值.調(diào)節(jié)滑動變阻器時,他發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)始終為零而電流表示數(shù)有明顯變化.經(jīng)檢查是由于某處被短路而造成的,被短路的是________; (4)小兵調(diào)節(jié)電阻箱阻值R,進行多次實驗,所繪制的I與關(guān)系圖線如圖乙所示.由此可知U0=
2、________V,實驗結(jié)論是:在電壓一定時,____________________________; (5)若由于電池電量不足,小兵換用4.5 V電源后繼續(xù)實驗,進行了如下操作: ①將電阻箱阻值先調(diào)到4 Ω進行實驗,實驗完成后斷開開關(guān); ②再將電阻箱阻值調(diào)至15 Ω后,閉合開關(guān)進行實驗; 則由于小兵在上述操作中的一個疏漏,將會導(dǎo)致____________; (6)小華利用圖甲電路和器材也對電流與電阻的關(guān)系進行了探究.在5 Ω~25 Ω范圍內(nèi),他將電阻箱阻值R調(diào)至5個不同的值分別進行了實驗.則他根據(jù)實驗數(shù)據(jù)描點所繪制的I與關(guān)系圖線不可能是圖丙中的________(選填“甲”或“乙”
3、),理由是__________________________________________. 2. 小明利用如圖甲所示的電路探究電流跟電阻的關(guān)系.已知電源電壓為6 V且保持不變,實驗用到的電阻阻值分別為5 Ω、10 Ω、15 Ω、20 Ω、25 Ω. 第2題圖 (1)請根據(jù)圖甲將圖乙所示的實物電路連接完整(導(dǎo)線不允許交叉). (2)實驗中多次改變R的阻值,調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片,使電壓表示數(shù)保持不變,記下電流表的示數(shù),得到如圖丙所示的電流I隨電阻R變化的圖像. ①由圖像可以得出結(jié)論:________________________________________________
4、___ ②上述實驗中,小明用5 Ω的電阻做完實驗后,斷開開關(guān),接下來將10 Ω的電阻接入電路,閉合開關(guān),需將移動滑片向________端移動,使電壓表示數(shù)為________V時,讀出電流表的示數(shù). (3)為完成整個實驗,應(yīng)該選取最大阻值不小于________Ω的滑動變阻器. 3. (2019銅仁)小李為了探究“電流與電壓的關(guān)系”,請你與他合作并完成以下實驗步驟. (1)請你在虛線框中設(shè)計出相應(yīng)的電路圖. 第3題圖 (2)小李在探究電流與電壓的關(guān)系時,要控制________不變.通過實驗探究,得到以下數(shù)據(jù),在進行數(shù)據(jù)分析時,小李發(fā)現(xiàn)表格中有一組錯誤的數(shù)據(jù),請你找出第____
5、____組數(shù)據(jù)是錯誤的. 序號 1 2 3 4 5 電壓U/V 0.8 1.2 1.6 2.0 2.4 電流I/A 0.16 0.24 0.32 0.44 0.48 (3)為了分析電流與電壓的定量關(guān)系,請你利用正確的數(shù)據(jù),在坐標(biāo)中繪制出電流與電壓關(guān)系的圖像. 4. (2019柳州)小宸利用圖甲所示的電路研究電流隨電壓變化的情況.其中電源電壓為U,Rt是熱敏電阻,其阻值與溫度有關(guān),二者關(guān)系為Rt=kt+b(k>0,b>0). 第4題圖 (1)本實驗要保持Rt阻值不變,也就是保持Rt的________不變. (2)使用電流表和電壓表前,要檢查其指針
6、是否對準(zhǔn)________刻度線;接入電路的電流表,應(yīng)使電流從其________(選填“+”或“-”)接線柱流入. (3)圖乙是某次測量時電壓表的示數(shù),其讀數(shù)為________V,如果要使電壓表示數(shù)變大,應(yīng)將滑動變阻器滑片P向________端(選填“a”或“b”)移動;圖丙是小宸根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出的I-U圖,經(jīng)分析可得出結(jié)論:在電阻不變時,通過電阻的電流與它兩端的電壓成________比. 5. (2019吉林省卷)在探究電流與電壓和電阻的關(guān)系實驗中,電路圖如圖所示,電源電壓為4.5 V保持不變,三個定值電阻分別為Rx、10 Ω、20 Ω(忽略溫度對電阻的影響). 第5題圖 實驗次數(shù)
7、 1 2 3 電壓U/V 1.0 2.0 3.0 電流I/A 0.2 0.4 0.6 (1)在開關(guān)閉合前,滑動變阻器的滑片應(yīng)放在________端; (2)將電阻Rx連入電路,調(diào)節(jié)滑片位置進行三次實驗,數(shù)據(jù)如上表所示,分析數(shù)據(jù)可得出結(jié)論:在電阻一定時,通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成________; (3)做完第三次實驗后,保持滑片位置不變,斷開開關(guān),將電阻Rx換成10 Ω的電阻,再閉合開關(guān),此時電壓表的示數(shù)________3 V,調(diào)節(jié)滑片位置,使電壓表的示數(shù)仍為3 V,讀出電流表的示數(shù),此時滑動變阻器接入電路的阻值為R1; (4)再斷開開關(guān),將10 Ω的
8、電阻換成20 Ω的電阻,閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑片位置,使電壓表的示數(shù)仍為3 V,讀出電流表的示數(shù),此時滑動變阻器接入電路的阻值為R2,則R1________R2. 命題點2 伏安法測電阻 1. (2019北京)某同學(xué)測量額定電壓為2.5 V的燈泡L在不同電壓下的電阻. (1)他連接了如圖甲所示的實驗電路,其中有一個元件與導(dǎo)線連接有誤,這個元件是:________. (2)改正(1)中的錯誤后,閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑動變阻器,進行多次測量,測量的數(shù)據(jù)如下表所示. 電壓U/V 0.9 1.3 1.7 2.1 2.5 電流I/A 0.18 0.22 0.24 0.26 0.28
9、 請完成下列問題. 甲 乙 第1題圖 ①小燈泡L正常發(fā)光時的電阻RL=________Ω.(結(jié)果保留一位小數(shù)) ②若將與上述小燈泡L規(guī)格完全相同的兩個小燈泡串聯(lián)接入電路,如圖乙所示.閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑動變阻器,使電壓表的示數(shù)為1.8 V,則電流表的示數(shù)應(yīng)為________A. 2. (2019玉林)如圖所示,圖甲是“伏安法測電阻”的實驗電路圖. 第2題圖 (1)請你根據(jù)圖甲的電路圖,用筆畫線代替導(dǎo)線,將圖乙中的實物圖連接完整.(要求滑動變阻器滑片P向右移動時阻值變大) (2)在連接電路時,開關(guān)必須________. (3)閉合開關(guān)S后,發(fā)現(xiàn)
10、電流表無示數(shù),電壓表有示數(shù),則出現(xiàn)的故障可能是________. (4)排除故障后,閉合開關(guān)S,當(dāng)滑片P移動到某一個位置時,電流表的示數(shù)為0.2 A,電壓表的示數(shù)如圖丙所示,其讀數(shù)為________ V,則待測電阻 Rx=________ Ω. (5)若實驗中電流表不慎損壞,現(xiàn)給你一個已知阻值為R0的電阻、一個單刀雙擲開關(guān)和導(dǎo)線若干,請你用上述器材和原有器材完成圖丁的電路圖.要求能測量 Rx的阻值. 3. (2019陽江區(qū)一模)現(xiàn)有兩節(jié)新的干電池、電壓表、電流表、滑動變阻器、開關(guān)、導(dǎo)線若干.在利用“伏安法”測量定值電阻Rx阻值的實驗中: 第3題圖 (1)請你按照圖甲所示的電路圖,
11、以筆畫線代替導(dǎo)線,將圖乙中的電路連接完整; (2)實驗前為了保護電路,滑動變阻器的滑片應(yīng)置于________端(選填“A”或“B”); (3)閉合開關(guān),無論怎樣移動滑片P,發(fā)現(xiàn)電流表始終無示數(shù),電壓表有示數(shù),其原因可能是________(填符號); A. 滑動變阻器斷路 B. 滑動變阻器短路 C. Rx斷路 D. Rx短路 (4)排除故障后,當(dāng)電壓表示數(shù)為2.4 V時,電流表示數(shù)如圖丙所示,則通過Rx的電流大小為________A,它的阻值是________Ω. (5)本實驗要多次測量取平均值,是為了______________. 4. (2019攀枝花)某學(xué)習(xí)小組的同學(xué)為測
12、量小燈泡在不同電壓下的電阻,設(shè)計了實驗電路并進行了部分連接,如圖甲所示. 第4題圖 (1)請將圖甲中的實物電路補充完整; (2)為了保護電路,閉合開關(guān)S前,應(yīng)將滑片P移到滑動變阻器的________(選填“左”或“右”)端; (3)閉合開關(guān)S,該小燈泡正常發(fā)光,調(diào)節(jié)滑動變阻器,讓電壓逐次降低,測量的數(shù)據(jù)如下表: 數(shù)據(jù)序號 1 2 3 4 5 6 7 發(fā)光情況 明亮 不很亮 不亮 較暗 微光 熄滅 熄滅 電壓U/V 2.5 2.1 1.7 1.3 0.9 0.5 0.1 電流I/A 0.28 0.24 0.21 0.19
13、 0.16 0.05 計算的電阻R/Ω 8.9 7.1 6.2 4.7 3.1 2.0 當(dāng)電壓表的示數(shù)為2.1 V時,電流表的示數(shù)如圖乙所示為________A,此時小燈泡的電阻為________Ω; (4)分析表中數(shù)據(jù),可以發(fā)現(xiàn)小燈泡的電阻隨電壓的減小而________. 5. (2018柳州)小梅測量額定電壓為2.5 V的小燈泡在不同電壓下工作時的電阻,所用電源電壓恒為4.5 V,她設(shè)計的電路如圖甲所示. 第5題圖 第5題圖戊 (1)小梅記錄了小燈泡在不同電壓下工作時的電流,當(dāng)小燈泡兩端電壓為________V時,小燈泡正常發(fā)光,此時電流表示數(shù)如圖
14、乙所示,讀出電流為________A,此時小燈泡電阻為________Ω(結(jié)果保留一位小數(shù)). (2)實驗中小梅發(fā)現(xiàn),不管怎樣移動滑動變阻器的滑片,都無法使小燈泡兩端電壓足夠?。谑撬蚶蠋熣埥?,老師告訴她在原來的電路圖上增加一條導(dǎo)線即可,如圖丙中a所示.請你用筆在圖丁中將增加的導(dǎo)線a補畫上去. (3)小梅發(fā)現(xiàn)用圖丙的電路可以使小燈泡兩端電壓的變化范圍為________V到4.5 V,為保證電路安全,閉合開關(guān)前要將滑動變阻器的滑片置于________(選填“左”或“右”)端. (4)小梅用圖丙的電路測出了不同電壓下小燈泡的工作電流,并作出小燈泡的U-I圖線如圖戊所示,由圖可知小燈泡的電阻
15、是________(選填“變化”或“不變”)的.小梅注意到電壓在0.5 V~2.5 V變化時,U-I圖線幾乎是一條直線,她認(rèn)為在這個電壓范圍內(nèi)小燈泡的電阻幾乎不變,小剛則認(rèn)為小燈泡的電阻是變化的.你贊同誰的觀點?(請回答并說明理由) ________________________________________________________________________. 命題點3 測小燈泡電功率 1. 在“測定小燈泡額定功率”實驗中,被測燈泡的額定電壓為2.5 V,電阻約10 Ω. 第1題圖 (1)在檢查儀器時,發(fā)現(xiàn)電流表指針如題圖甲所示,導(dǎo)致這種現(xiàn)象的原因是____
16、______________. (2)如題圖乙所示是未連接好的電路,請在圖上用筆畫線代替導(dǎo)線連接好電路(要求當(dāng)滑片向左移動時,燈泡變亮). (3)正確連接電路后閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片到某一位置,電壓表的示數(shù)如題圖丙所示,為測小燈泡的額定功率,應(yīng)將滑動變阻器滑片向________(選填“A”或“B”)端滑動,直至電壓表示數(shù)為________V,記下此時電流表的示數(shù)如題圖丁,燈泡正常發(fā)光時的功率為________W. (4)實驗中若不慎將電壓表和電流表互換位置,則小燈泡將________(選填“不亮”“很亮”“正常發(fā)光”或“燒毀”). 2. (2019鄂州)為測定“額定電壓為3.8
17、V的小燈泡電功率”的實驗中,電源電壓保持不變. 第2題圖 (1)按圖甲所示的電路圖連接電路.實驗時,若無論怎樣移動滑動變阻器的滑片,小燈泡始終不亮,但電壓表有示數(shù),電流表示數(shù)幾乎為零,則故障的原因可能是________(選填“電流表與導(dǎo)線”或“燈泡與燈座”)接觸不良. (2)故障排除后,閉合開關(guān),變阻器滑片P在某處時,電壓表示數(shù)為3 V,電流表示數(shù)如圖乙所示.若想測量小燈泡的額定功率,應(yīng)將滑動變阻器的滑片P向________端(選填“左”或“右”)移動. (3)當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時,電流表示數(shù)如圖丙所示,則小燈泡的額定功率為________W,通電10 min小燈泡消耗的電能為___
18、_____J. (4)把這樣的兩個燈泡串聯(lián)在電壓為6 V的電路中,電路的總功率為______W. 3. (2019鹽城)小華做“測量小燈泡的功率”的實驗,并探究小燈泡亮度與功率的關(guān)系.電源電壓為4 V,保持不變.小燈泡額定電壓為2.5 V,滑動變阻器標(biāo)有“20 Ω 1 A”字樣. 第3題圖 (1)圖甲所示是小華正準(zhǔn)備接入最后一根導(dǎo)線(圖中虛線所示)時的實驗電路.請指出圖中在器材操作上存在的不妥之處:________. (2)下表是記錄與處理實驗數(shù)據(jù)的表格(部分).表中A和B處內(nèi)容是__________________和__________________. 小燈泡 的規(guī)格
19、電壓表的 示數(shù)U/V 電流表的 示數(shù)I/A A B U額=2.5 V 1.0 0.1 / / (3)實驗中測出小燈泡在U=2.0 V時的功率后,要測量其額定功率,滑動變阻器的滑片應(yīng)向________移動;當(dāng)電壓表的示數(shù)達到額定電壓時,電流表的示數(shù)如圖乙所示,則小燈泡的額定功率為________W. (4)小明認(rèn)為(2)中表格內(nèi)數(shù)據(jù)不是真實的.你________(選填“同意”或“不同意”)小明的觀點,寫出你判斷的依據(jù).答:______________________________________. 4. (2019廣東省三模)在“測量小燈泡的電功率”實驗中,小燈泡
20、額定電壓為3.8 V(電阻約為10 Ω),電源電壓為6 V. 第4題圖 (1)小敏連接了如圖甲所示的部分實物電路,請你用筆畫線代替導(dǎo)線,將電路連接完整. (2)若有規(guī)格分別為“5 Ω 1 A”、“20 Ω 0.5 A”和“50 Ω 0.2 A”的三個滑動變阻器供選擇,為了使實驗?zāi)茼樌M行,應(yīng)選規(guī)格為______________的滑動變阻器連入電路. (3)小敏同學(xué)連接好電路后,閉合開關(guān),他發(fā)現(xiàn)無論怎樣移動滑動變阻器的滑片P,小燈泡都很暗,且兩表示數(shù)不變,出現(xiàn)上述故障的原因可能是:______________. (4)故障排除后,再次閉合開關(guān),移動滑動變阻器的滑片P,當(dāng)電壓表的示數(shù)
21、為________V時,小燈泡正常發(fā)光,此時電流表的示數(shù)為0.34 A,則小燈泡的額定功率是________W. (5)小敏通過移動滑動變阻器的滑片P,記下多組對應(yīng)的電壓表和電流表的示數(shù),并繪制成如圖乙所示的I-U圖像,通過分析圖像,你能得到__________________(寫出一條信息或規(guī)律即可). 5. (2019綏化)小倩同學(xué)現(xiàn)有一個標(biāo)有“3.8 V”字樣的小燈泡,她想知道小燈泡的額定功率,于是連接了如圖甲所示的實驗電路(不完整),電源電壓恒為6 V. 第5題圖 (1)請用筆畫線代替導(dǎo)線,完成圖甲中實物電路的連接.(連線時導(dǎo)線不能交叉) (2)圖甲中,連接電路時,開關(guān)應(yīng)處于
22、________狀態(tài).閉合開關(guān)前滑動變阻器的滑片應(yīng)位于________(選填“A”或“B”)端. (3)電路連接完整后,閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)小燈泡不發(fā)光,但電流表有示數(shù),接下來的操作應(yīng)該是________.(填字母) A. 更換小燈泡 B. 檢查電路是否有故障 C. 移動滑動變阻器滑片,觀察小燈泡是否發(fā)光 (4)實驗時,移動滑片P到某處,電壓表示數(shù)為2.5 V,要測量小燈泡的額定功率,應(yīng)將滑片P向________(選填“A”或“B”)端移動.當(dāng)電壓表示數(shù)為3.8 V時,電流表的示數(shù)如圖乙所示,則小燈泡的額定功率是________W. (5)在實驗操作中,發(fā)現(xiàn)電流表損壞不能使用.小倩利用阻
23、值已知的定值電阻R0,設(shè)計了如圖丙所示的電路,測量額定電壓為U額的另一小燈泡的額定功率.操作如下: ①閉合開關(guān)S、S1,斷開S2,調(diào)節(jié)滑動變阻器,使電壓表的示數(shù)為________; ②保持滑動變阻器滑片位置不變,閉合開關(guān)S、S2,斷開S1,讀出電壓表示數(shù)為U; ③小燈泡的額定功率P額=________.(用U、U額和R0表示) 參考答案及解析 微專題7 伏安法實驗 命題點1 電流與電壓、電阻的關(guān)系 1. (1)如答圖所示 (2)左 (3)電阻箱 (4)2 通過導(dǎo)體的電流與電阻的倒數(shù)成正比 (5)電壓表損壞 (6)乙 乙中電壓表在讀取電壓值時誤差大 第1題答圖 【
24、解析】(1)電壓表應(yīng)與電阻箱并聯(lián),如答圖所示;(2)開關(guān)閉合前,滑動變阻器的滑片置于阻值最大處,即最左端;(3)若調(diào)節(jié)滑動變阻器時,電壓表示數(shù)始終為零,電流表示數(shù)有明顯變化,則說明電阻箱短路;(4)由圖像可知,U0=IR=0.2 A× Ω=2 V;實驗結(jié)論是:在電壓一定時,通過導(dǎo)體的電流與電阻的倒數(shù)成正比,也可敘述為,在電壓一定時,通過導(dǎo)體的電流與電阻成反比;(5)換用4.5 V電源后,將電阻箱的阻值調(diào)至4 Ω時,I1===0.5 A,滑動變阻器的阻值為R滑===5 Ω,在沒有調(diào)節(jié)滑動變阻器的情況下,將電阻箱阻值調(diào)至15 Ω后,電路中的電流為I2===0.225 A,則此時電阻箱兩端的電壓為U
25、0′=I2R2=0.225 A×15 Ω=3.375 V,超出了電壓表量程,容易損壞電壓表;(6)由圖丙中甲圖線可知,電阻箱兩端的電壓為U甲=I甲R甲=0.35 A× Ω=1.75 V,由乙圖線可知,電阻箱兩端的電壓為U乙=I乙R乙=0.15 A× Ω=0.75 V,因為實驗中所選電壓表量程為0~3 V,1.75 V接近滿偏的五分之三,讀取電壓值時誤差小,而0.75 V為滿偏的四分之一,,讀取電壓值時誤差大. 2. (1)如答圖所示 (2)①電壓一定時,導(dǎo)體的電阻越大,通過導(dǎo)體的電流越小 ②左 2.5 (3)35 第2題答圖 【解析】(1)電壓表的負(fù)接線柱與定值電阻的右接線柱相連,
26、滑動變阻器的任意上方接線柱與定值電阻的右接線柱相連,如答圖所示:(2)①分析圖丙圖象,曲線上每點對應(yīng)的電流和電阻的乘積都等于2.5 V,說明電壓一直保持在2.5 V,此時導(dǎo)體中的電流與電阻成反比;故可以得出結(jié)論:電壓一定時,導(dǎo)體中的電流與電阻成反比;②將5 Ω的電阻換為10 Ω后,電阻變大,分壓增多,電壓表的示數(shù)變大,所以應(yīng)增大滑動變阻器的阻值,將滑片向左滑動,保持電壓表的示數(shù)為2.5 V,并讀出電流表的示數(shù);(3)根據(jù)題意,實驗中最大的電阻阻值為25 Ω,根據(jù)串聯(lián)分壓的知識,此時電阻分得的電壓最大,則滑動變阻器分得的電壓最小,其阻值最小.當(dāng)它兩端的電壓為2.5 V時,電路中的電流為I===0
27、.1 A;滑動變阻器的電壓為U′=6 V-2.5 V=3.5 V此時滑動變阻器的電阻為R′===35 Ω. 3. (1)如答圖甲所示 (2)電阻 4 (3)如答圖乙所示 第3題答圖甲 第3題答圖乙 【解析】(1)設(shè)計的電路如答圖所示;(2)在探究電流與電壓的關(guān)系時,應(yīng)保持電阻阻值不變,調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片的位置,改變電阻兩端電壓,記下對應(yīng)的電流值;由表中實驗數(shù)據(jù)分析可知,在誤差允許范圍內(nèi),電流與電壓的比值保持不變,即電流與電壓成正比,而第4組數(shù)據(jù)與其它數(shù)據(jù)的規(guī)律完全不同,可能是由于讀取這組數(shù)據(jù)時粗心或讀數(shù)錯誤造成的,應(yīng)將改組數(shù)據(jù)刪除后,利用其它數(shù)據(jù)進行分析.(3)剔除掉錯誤數(shù)
28、據(jù)后,曲線圖如答圖乙所示,由此可得:在電阻一定時,電流與電壓成正比. 4. (1)溫度 (2)零 + (3)9 a 正 【解析】(1)在探究電流與電壓的關(guān)系時,需要保持電阻不變,調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片位置,記錄多組電流和電壓值.由于電阻Rt的阻值隨著溫度的變化而變化,為了保證Rt的阻值不變,所以需要控制Rt的溫度不變;(2)使用電流表和電壓表前,要檢測指針是否對準(zhǔn)零刻度線,電流表應(yīng)串聯(lián)在電路中,應(yīng)使電流從電流表的正接線柱流入;(3)由圖乙可知,電壓表的量程為15 V,分度值為0.5 V,故電壓表的讀數(shù)為9 V.由于電壓表測量定值電阻兩端的電壓,要使電壓表的示數(shù)變大,應(yīng)使滑動變阻器接入的阻
29、值變小,滑片應(yīng)向a端滑動.根據(jù)I-U圖像可知,當(dāng)電阻一定時,通過電阻的電流與它兩端的電壓成正比. 5. (1)A (2)正比 (3)大于 小于 【解析】(1)由題圖可知,為了保護電路,在閉合開關(guān)前,滑動變阻器接入電路的阻值應(yīng)為最大值,因此在閉合開關(guān)前,滑動變阻器的滑片應(yīng)移至A端;(2)由題表可知,電壓與電流的比值為一個定值,可知電阻不變時,通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比;(3)由三次實驗數(shù)據(jù)可計算Rx的阻值為Rx=(++)×=(++)×=5 Ω,保持滑片位置不變,斷開開關(guān),將電阻Rx換成10 Ω的電阻,再閉合開關(guān),電路中的電阻由5 Ω變?yōu)?0 Ω,電阻兩端所分得的電壓變大,即電壓表示
30、數(shù)變大,即電壓表的示數(shù)大于3 V,調(diào)節(jié)滑片的位置,使電壓表的示數(shù)仍為3 V,此時電流表的示數(shù)I===0.3 A,則電路中的總電阻R總1===15 Ω,滑動變阻器接入電路的阻值R1=15 Ω-10 Ω=5 Ω;(4)再斷開開關(guān),將10 Ω的電阻換成20 Ω的電阻,調(diào)節(jié)滑片位置使電壓表示數(shù)仍為3 V,則電流表此時的示數(shù)I′===0.15 A,此時電路中的總電阻R總2===30 Ω,滑動變阻器接入電路的阻值R2=30 Ω-20 Ω=10 Ω,可得R2=10 Ω,因此R1<R2. 命題點2 伏安法測電阻 1. (1)滑動變阻器 (2)①8.9 ②0.18 【解析】(1)由實物電路圖可知,滑動
31、變阻器應(yīng)按照“一上一下”來接入電路;故滑動變阻器與導(dǎo)線連接有誤;(2)①改正錯誤后,閉合開關(guān),移動滑片,當(dāng)小燈泡兩端的電壓為2.5 V時,小燈泡正常發(fā)光,由表格中數(shù)據(jù)知,此時小燈泡的電流為0.28 A,所以此時小燈泡的電阻為RL==≈8.9 Ω;②若將兩個規(guī)格相同的小燈泡串聯(lián)接在電路中時,電壓表測兩燈泡的電壓總電壓,U=1.8 V,根據(jù)串聯(lián)電路的分壓原理可得,每個小燈泡的電壓UL1=UL2==0.9 V,由表格中數(shù)據(jù)知,此時通過小燈泡的電流為0.18 A,即電流表的示數(shù)為0.18 A. 2. (1)如答圖甲所示 (2)斷開 (3)Rx斷路 (4)2 10 (5)如答圖乙所示 第
32、2題答圖甲 第2題答圖乙 【解析】(1)要求滑動變阻器滑片P向右移動時阻值變大可知,開關(guān)右接線柱應(yīng)與滑動變阻器左下接線柱連接,具體如答圖甲所示;(2)連接電路時,為保護電路元件,開關(guān)必須斷開;(3)電流表無示數(shù),說明電路中存在斷路,電壓表有示數(shù),說明電壓表能接通電源正負(fù)極,即故障可能是與電壓表并聯(lián)的Rx斷路;(4)由題圖丙可知,電壓表選用0~3 V量程,則示數(shù)Ux=2 V,電路電流I=0.2 A,根據(jù)歐姆定律I=可得,待測電阻Rx===10 Ω;(5)電流表損壞,提供定值電阻R0,根據(jù)題給的部分電路圖,由于串聯(lián)電路電流處處相等,通過R0的電流等于通過Rx的電流,則用電壓表和定值電阻代替
33、電流表,如答圖所示;閉合開關(guān)S,使S1接b,測出R0兩端的電壓U0,則通過電路的電流I0=;保持滑動變阻器的滑片位置不變,使S1接a,測出R0和Rx兩端的總電壓U總,則待測電阻兩端的電壓Ux=U總-U0,則電阻Rx===R0. 3. (1)如答圖所示 (2)B (3)C (4)0.3 8(5)減小誤差 第3題答圖 【解析】(1)滑動變阻器下面的接線柱已經(jīng)選擇,滑動變阻器遵循“一上一下”的接線原則,所以上端兩個接線柱任選其一接入電路,如答圖所示;(2)實驗前,為保護電路,應(yīng)將滑動變阻器的滑片置于阻值最大處,結(jié)合實物圖可知,滑片應(yīng)滑到B端;(3)閉合開關(guān),移動滑動變阻器滑片P,發(fā)現(xiàn)電流
34、表無示數(shù),說明電路有地方發(fā)生斷路;電壓表有示數(shù),說明電阻Rx斷路;故C正確;(4)電流表量程為0~0.6 A,指針指在0.3 A,故通過Rx電流為0.3 A,則定值電阻Rx的阻值Rx===8 Ω;(5)本實驗要多次測量取平均值,是為了減小誤差. 4. (1)如答圖所示 (2)右 (3)0.26 8.1 (4)減小 第4題答圖 【解析】(1)連接實物圖時,電流表串聯(lián)在電路中,電壓表并聯(lián)在小燈泡兩端,滑動變阻器接線一上一下,為了測量準(zhǔn)確,兩表都用小量程,如答圖所示;(2)為了保障元件安全,閉合開關(guān)前要把變阻器的滑片滑至阻值最大端,即離下面接線柱最遠(yuǎn)的右端;(3)圖示電流表選擇的小量程,
35、每大格是0.2 A、每小格是0.02 A,示數(shù)是0.2 A+0.02 A×3=0.26 A;所以這時燈泡的電阻是R==≈8.1 Ω;(4)由表中數(shù)據(jù)可得,當(dāng)電壓減小時,燈泡的電阻也減小,這是因為電壓減小,燈泡的電功率減小,導(dǎo)致其溫度降低,電阻隨之減?。? 5. (1)2.5 0.3 8.3 (2)如答圖所示 (3)0 右 (4)變化 贊同小剛的觀點,只有能通過原點的直線,I、U才成正比,電阻才不變 第5題答圖 【解析】(1)燈泡的額定電壓為2.5 V,當(dāng)小燈泡兩端電壓等于額定電壓時,燈泡正常工作;電流表選的是0~0.6 A的量程,分度值為0.02 A,所以讀數(shù)為0.3 A,小燈泡電阻為
36、R==≈8.3 Ω;(2)根據(jù)電路圖,a導(dǎo)線接在滑動變阻器的下面另外一個接線柱和開關(guān)與電流表之間,具體如答圖所示;(3)當(dāng)滑動變阻器的滑片位于最右端時,導(dǎo)線a將燈泡短路,其燈泡兩端的電壓為0;當(dāng)滑動變阻器的滑片位于最左端時,整個滑動變阻器和燈泡并聯(lián),此時燈泡的電壓等于電源電壓,會被燒壞;所以為了電路安全,滑動變阻器滑片置于右端;(4)由圖像可知,小燈泡兩端的電壓和電流不成正比,因此電阻是變化的;只有能通過原點的直線,I、U成正比,電阻不變,0.5 V~2.5 V這段接近直線,但延長線不通過原點,我們也可以選幾個特殊點計算電阻進行比較發(fā)現(xiàn),電阻是變化的. 命題點3 測量小燈泡電功率 1.
37、 (1)電流表未調(diào)零 (2)如答圖所示 (3)A 2.5 0.6 (4)不亮 第1題答圖 【解析】(1)由圖甲所示電流表可知,電流表指針沒有指在零刻度線上,在使用該電流表之前應(yīng)對電流表進行調(diào)零,使指針指在零刻度線上;(2)通過小燈泡的最大電流為I===0.25 A,所以電流表選用0~0.6 A量程,電流表與小燈泡串聯(lián),滑動變阻器遵循“一上一下”的接線原則,滑動變阻器上端已接線,又由于滑片向左移動時,小燈泡變亮,說明滑動變阻器接入電路中的電阻變小,所以滑動變阻器另一條線接在A端,如答圖所示;(3)由圖丙可知,電壓表選用的量程為0~3 V,分度值為0.1 V,其示數(shù)為1.9 V,小于燈泡額
38、定電壓2.5 V,為測小燈泡的額定功率,應(yīng)減小滑動變阻器接入電路的阻值,由電路圖可知,應(yīng)將滑動變阻器滑片向A端滑動,直至電壓表示數(shù)為2.5 V;由圖丁可知,電流表選用的量程為0~0.6 A,分度值為0.02 A,燈泡正常發(fā)光時的電流為0.24 A,所以燈泡的額定功率P=UI=2.5 V×0.24 A=0.6 W;(4)實驗中不慎將電壓表和電流表互換位置,電壓表串聯(lián)接入電路,電路電阻很大,電路電流很小,幾乎為零,燈泡實際功率很小,燈泡不亮. 2. (1)燈泡與燈座 (2)左 (3)1.292 775.2 (4)1.8 【解析】無論怎樣移動滑動變阻器的滑片,小燈泡始終不亮,電流表示數(shù)幾乎為零
39、,說明電路中發(fā)生了斷路;電壓表有示數(shù),說明電壓表兩接線柱與電源兩極是通路,所以故障可能是燈泡與燈座接觸不良;(2)圖乙電流表量程為0~0.6 A,分度值為0.02 A,示數(shù)為0.3 A;此時電壓表示數(shù)為3 V,小于小燈泡的額定電壓,所以要想測量小燈泡的額定功率,應(yīng)增大小燈泡兩端的電壓,將滑動變阻器的滑片P向阻值減小的方向移動,即向左移動;(3)圖丙中電流表示數(shù)為0.34 A,小燈泡額定功率P=UI=3.8 V×0.34 A=1.292 W;通電10 min小燈泡消耗的電能為W=Pt=1.292 W×10×60 s=775.2 J;(4)把這樣的兩個燈泡串聯(lián)在電壓為6 V的電路中,每個燈泡兩端的
40、實際電壓為3 V,則此時通過燈泡的電流為0.3 A,電路的總功率P總=U總I實=6 V×0.3 A=1.8 W. 3. (1)開關(guān)沒有斷開 (2)小燈泡的功率P/W 小燈泡的發(fā)光情況 (3)右 0.8 (4)同意 滑動變阻器的最大阻值為20 Ω,此組數(shù)據(jù)中滑動變阻器接入電路的阻值為30 Ω,不符合實際 【解析】(1)連接電路時,開關(guān)要斷開,滑動變阻器要調(diào)到阻值最大處,這樣是為了保護電路;(2)因為要測量燈泡的功率并且探究小燈泡的亮度與功率的關(guān)系,因此表格后面兩欄應(yīng)該是:小燈泡的功率和小燈泡的的發(fā)光情況;(3)燈泡的實際電壓為2.0 V,而燈泡的額定電壓為2.5 V,因此要提高小燈泡的電壓,
41、就要增大電流,減小滑動變阻器連入電路中的電阻,應(yīng)將滑片P向右移動;電流表選的是0~0.6 A的量程,分度值為0.02 A,讀數(shù)為0.32 A,小燈泡的額定功率為P=UI=2.5 V×0.32 A=0.8 W;(4)當(dāng)小燈泡的電壓為1.0 V時,滑動變阻器的電壓為UP=U-U燈=4 V-1.0 V=3 V,此時滑動變阻器連入電路中的電阻為RP===30 Ω,而滑動變阻器的最大阻值為20 Ω,因此表格數(shù)據(jù)是不真實的. 4. (1)如答圖所示 (2)20 Ω 0.5 A (3)滑動變阻器的兩下接線柱接入電路 (4)3.8 1.292 (5)燈絲電阻隨溫度變化而變化 第4題答圖 【解析】(1
42、)電流表、滑動變阻器要與小燈泡串聯(lián)接入電路,滑動變阻器要采取“一上一下”的連接方式;(2)實驗中,要測出額定功率,要保持小燈泡兩端的電壓為額定電壓(小燈泡的電阻約為10 Ω),所需變阻器的阻值最大,電路中的電流為I===0.38 A,則R滑==≈5.79Ω,應(yīng)該選擇“20 Ω 0.5 A”的變阻器.(3)無論怎樣移動滑動變阻器的滑片P,小燈泡發(fā)光很暗,兩表示數(shù)不變,說明滑動變阻器不起作用且連入的阻值較大,電路故障為滑動變阻器的兩下接線柱接入電路;(4)因為燈泡的額定電壓為3.8 V,電流表的示數(shù)為0.34 A,則小燈泡的額定功率:P=UI=3.8 V×0.34 A=1.292 W.(5)由圖象
43、可知:燈泡在0.5 V、2 V、3 V時,對應(yīng)的電流分別為:0.1 A、0.25 A、0.3 A,根據(jù)R=得出,對應(yīng)的電阻分別為:5 Ω、8 Ω、10 Ω,所以,小燈泡電壓增大,電阻逐漸增大.在實驗過程中,燈絲的長度、橫截面積、材料不變,電壓增大,溫度升高,電阻增大,所以燈絲電阻隨溫度變化而變化. 5. (1)如答圖所示 (2)斷開 B (3)C (4)A 1.14 (5)①U額?、? 第5題答圖 【解析】(1)由于小燈泡的額定電壓為3.8 V,所以電壓表選用0~15 V量程,電壓表應(yīng)并聯(lián)在小燈泡兩端,如答圖所示;(2)為防止發(fā)生短路現(xiàn)象燒壞電源,連接電路時,開關(guān)應(yīng)處于斷開狀態(tài);閉合開
44、關(guān)前,應(yīng)使滑動變阻器處于最大阻值處,由圖甲可知變阻器的滑片在B點時連入電路中的電阻阻值最大;(3)電路連接完整后,閉合開關(guān)發(fā)現(xiàn)小燈泡不發(fā)光,但電流表有示數(shù),說明電路為通路.小燈泡不發(fā)光,可能是電路中總阻值過大,應(yīng)該移動滑片觀察小燈泡是否發(fā)光,故選C;(4)滑片P移到某處時,電壓表示數(shù)為2.5 V,由圖甲可得電壓表測量的是小燈泡兩端的電壓,小燈泡額定電壓為3.8 V,因此小燈泡不能正常發(fā)光,要測量小燈泡的額定功率應(yīng)該調(diào)節(jié)滑片使滑動變阻器兩端電壓減小,滑片P應(yīng)向A端滑動.由圖乙可知,電流表選用的是0~0.6 A量程,電流表分度值為0.02 A,示數(shù)為0.3 A,小燈泡的額定功率P=UI=3.8 V×0.3 A=1.14 W;(5)①閉合開關(guān)S、S1,斷開S2,電壓表測小燈泡兩端的電壓.調(diào)節(jié)滑動變阻器,使電壓表的示數(shù)為U額;②保持滑動變阻器滑片位置不變,閉合開關(guān)S、S2,斷開S1,滑動變阻器、小燈泡和電阻R0串聯(lián)接入電路中,電壓表測小燈泡和R0兩端總電壓,讀出電壓表示數(shù)為U;③通過定值電阻的電流 I=,由于串聯(lián)電路電流處處相等,通過燈泡的額定電流I額=,則小燈泡的額定功率為P額=U額I額=. - 22 -
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