内容正文:
专题八 电学实验专题训练
一、伏安法测电阻
常见考点:
(1)实验原理:R=
(2)连接电路的注意事项:开关要断开,滑动变阻器的滑片要移到阻值最大端.
(3)电表指针异常偏转的判断:
①闭合开关前:指针左偏或向右偏离零刻度线——未调零;
②闭合开关后:指针向左偏——正负接线柱接反;指针偏转角度太小——选用的量程太大;指针向右越过最大刻度值——选用的量程太小.
(4)电路中的故障分析:
①电流表有示数,电压表无示数:电阻短路;
②电流表无示数,电压表无示数:滑动变阻器断路;
③电流表无示数,电压表有示数:电阻断路;
④两表示数一表变大,一表变小:电压表接到了滑动变阻器两端.
(5)多次测量的目的:
①测量定值电阻的阻值:多次测量求平均值以减小误差;
②测量小灯泡的阻值:寻找灯丝电阻与温度的关系,此时求平均值没有意义.
(6)图象分析:
定值电阻的UI 图象如图甲所示,是一条过原点的直线,直线的斜率越大,说明定值电阻的阻值越大;灯丝的U-I 图象如图乙所示,是一条曲线,这是因为灯丝的电阻随温度的升高而变大.
甲 乙
【例1】(2021年荆州市)用如图甲所示的电路测量定值电阻Rx的阻值。
(1)请用笔画线代替导线将图甲中的实物连接完整(要求滑片P向左移动的过程中电流表示数变小);
(2)正确连接电路后,闭合开关之前,应将滑动变阻器的滑片P置于 (选填“A”或“B”)端;
(3)实验时,闭合开关,发现电流表和电压表示数都为0。用一根导线在图甲中先后连接接线柱G与F、F与E时,电压表和电流表示数仍为0,连接接线柱E与D时。电压表和电流表指针明显偏转,则电路的故障是 ;
(4)排除故障后继续实验,当电压表示数为2V时,电流表示数如图乙所示,则定值电阻
Rx= Ω。
(5)如果没有电压表,电源电压未知,可以用最大阻值为R0的滑动变阻器和如图丙所示电路,来测量电阻Rx的阻值。闭合开关后,滑动变阻器滑片在最左端时,电流表示数为I1,滑动变阻器滑片在最右端时,电流表示数为I2,则电阻Rx= 。(用题中所给物理量的符号表示)
【变式训练】(2021年宁夏回族自治区)在测量标有2.5V小灯泡电阻的实验中,如图是甲同学连接好的电路。
(1)乙同学发现电路连接错误,只需更改一根导线即可。请你把接错的那一根导线找出来,并画上“×”,再用笔画线把它改接到正确的位置上。
(2)闭合开关前,应将滑片P移到滑动变阻器的最 (选填“左”或“右”)端。
(3)闭合开关,发现小灯泡不发光,电流表无示数,电压表示数较大,则电路故障可能是 。(写出一种可能即可)
(4)排除故障后,甲同学先闭合开关,调节滑动变阻器,使小灯泡正常发光,再调节滑动变阻器使小灯泡两端的电压逐次降低,实验中观察到的现象和测量的数据记录如下表:
序号
1
2
3
4
5
发光情况
明亮
较亮
较暗
暗
不发光
电压U/V
2.5
2.0
1.5
1.0
0.5
电流I/A
0.22
0.20
0.14
0.12
电阻R/Ω
11.4
10.0
7.0
4.7
当电压表的示数为1.5V时,电流表的示数如图所示为 A,则此时小灯泡的电阻约为 Ω。
(5)最后甲同学用表格中的电阻取平均值作小灯泡的电阻,乙同学认为这样处理不正确。请你说明理由: 。
二、测量小灯泡的电功率
常见考点:
(1)实验原理:P=UI
(2)滑动变阻器的作用:保护电路,改变小灯泡两端的电压.
(3)实验操作方法:手持滑动变阻器的滑片,眼睛看着电压表.
(4)动态电路分析:要使电压表的示数变大,应将滑动变阻器连入电路的电阻变小,此时电流表的示数变大.
(5)多次实验的目的:寻找灯泡电功率与电压的关系.不能用求平均值方法求电功率,这是因为不同电压下小灯泡的电功率不同,求平均值没有意义.
(6)小灯泡的亮度变化:小灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率.只有在额定电压下,小灯泡消耗的电功率才是额定功率,此时小灯泡才能正常发光.
【例2】(2021年河池市)如图所示,在“测量小灯泡额定功率”的实验中,备选器材有:电源(恒为6V)、小灯泡(额定电压2.5V、阻值约8Ω)、三个滑动变阻器(A.“10Ω 1A”B.“20Ω 0.5A”、C.“50Ω 0.2A”)、电流表、电压表、开关、导线若干。
(1)本实验应选择的滑动变阻器是 (填代号);
(2)请用笔画线代替导线将图甲的实验电路补充完整(要求:滑动变阻器的滑片向右移动时小灯泡变亮);
(3)连接电路时,开关应该处于 状态;
(4)闭合开关,移动滑动变阻器滑片,发现小灯泡始终不亮,电压表