内容正文:
电学实验微专题2 伏安法测电阻与测量小灯泡的电功率
【基础作业】
1.(2023·肇庆二模)在“测量电阻”的实验中,小亮设计了如图甲所示的电路,电源电压恒为3 V,小灯泡的额定电压为2.5 V。
(1)请你用笔画线代替导线将图甲所示的电路连接完整;(要求:滑动变阻器滑片向左移动时小灯泡变亮,且导线不交叉)
(2)连接好电路后,闭合开关,小亮移动滑片,发现小灯泡不亮,电压表无示数,电流表有示数,则故障的原因可能是 (选填“小灯泡短路”或“小灯泡断路”);
(3)排除故障后,移动滑片到某一位置,电压表的示数如图乙所示,电压表的示数为 V,要测量小灯泡正常发光时的电流,应将图甲中滑动变阻器的滑片向 (选填“左”或“右”)移动;
(4)小亮根据测得的数据绘制了小灯泡的I-U图像如图丙所示,小灯泡的I-U图像出现弯曲的原因是 ,小灯泡正常发光时的电阻是 Ω。
2.(2023·东莞模拟)实验小组在“用电流表和电压表测量小灯泡正常发光时灯丝的电阻”实验中,实验器材:两节新干电池、额定电压为2.5 V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如图1所示的电路连接完整。
(2)连接好电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于最 (选填“左”或“右”)端。
(3)然后闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表无示数,电压表有示数且接近3 V,则电路故障的原因可能是小灯泡 。
(4)排除故障后,移动滑片至电压表的示数为2.5 V时,观察电流表的示数如图2所示,则小灯泡的额定电流为 A,额定功率为 W;小灯泡正常发光时灯丝的电阻约为 (计算结果保留一位小数)Ω。
(5)若将小灯泡换成阻值为5 Ω的定值电阻,利用本实验器材还能完成的实验是 (选填序号)。
A.探究电流与电阻的关系
B.探究电流与电压的关系
3.(2023·茂名一模)在“测量小灯泡电功率”的实验中,电源电压为3 V,小灯泡额定电压为2.5 V。
(1)小王同学连接电路前,开关应处于 (选填“闭合”或“断开”)状态。小王已连接了部分电路,如图甲所示。要使滑片P向右移动时滑动变阻器接入电路的电阻变大,你应将电流表的负接线柱与滑动变阻器上的 (选填“A”、“B”、“D”或“P”)点相连。
(2)小王连接好电路后,闭合开关,逐渐减小滑动变阻器接入电路的阻值,发现小灯泡始终不亮,电压表有示数,电流表指针几乎不偏转,则出现此现象的原因可能是 。
(3)排除故障后,闭合开关,移动滑片P到某一位置时,电压表的示数如图乙所示,若要测小灯泡的额定功率,应将滑片P向 (选填“A”或“B”)端移动,使电压表的示数为 V。小王根据多组实验数据绘制的图像如图丙中图线A所示,根据图像可得小灯泡的额定功率是
W。
(4)另外一组同学用相同的器材和电路图也做这个实验时,由于接线错误,根据测量的数据绘制出的I-U图像如图丙中图线B所示。你认为错误的原因可能是 。
(5)根据图丙中图线A可知,灯泡的电阻是变化的,原因是 。
参考答案
1.(1)如图所示:
(2)小灯泡短路
(3)1.8 左
(4)灯丝的电阻随温度的升高而增大 5
2.(1)如图所示:
(2)右
(3)断路
(4)0.3 0.75 8.3
(5)B
3.(1)断开 A
(2)灯泡断路
(3)A 2.5 0.75
(4)电压表接在滑动变阻器两端
(5)小灯泡电阻随温度的升高(降低)而变大(减小)
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电学实验微专题1 探究电流与电压、电阻的关系
【基础作业】
1.小明在研究通过导体的电流与其两端电压关系时,根据测量数据绘制出如图所示的I-U图像。下列判断错误的是 ( )
A.通过R1的电流与它两端所加电压成正比
B.通过R2的电流与它两端所加电压成正比
C.将它们串联接到同一电路中,当通过的电流为0.2 A时,电路的总电压为3.5 V
D.将它们并联连接到两端电压为2.5 V的电路中,通过干路的电流是0.7 A
2.利用如图甲所示的电路探究电流和电阻的关系,电源电压保持3 V不变,分别将5 Ω、10 Ω、15 Ω、20 Ω、25 Ω的定值电阻R连入电路,按实验要求测得通过各定值电阻的电流并描绘出如图乙所示的图像,则下列判断正确的是 ( )
A.实验中电压表的示数保持1 V不变
B.当R的电阻为10 Ω时,通过R的电流为0.2 A
C.滑动变阻器连入电路的阻值范围为0~25 Ω
D.将R从5 Ω换成10 Ω后,应将滑片向右移
3.(2023·韶关模拟)某班同学在做“探究通过导体的电流与电压、电阻的关系”的实验。
(1)如图,甲图中a是 表,b是 表;请把乙图实物电路连接完整。要求:当滑动变阻器滑片往右移时,电流表示数变大。
(2)同学们在实验中出现,电流表示数为0,电压表示数接近电源电压,产生的原因是 。
(3)探究实验数据记录如下表:
实验序号
1
2
3
电阻R/Ω
R
电压U/V
1
1.5
2
电流I/A
0.15
0.2
①第1次实验的电流表示数如图丙所示,为 A(请同时将数据记录在实验数据表的相应空白位上)。
②根据表中记录的“探究导体的电流与电压的关系”数据,在图丁中进行描点连线。
4.(2023·深圳模拟)小李在探究“电路中电流与电阻的关系”时,可供使用的实验器材有:电源(电压恒为6 V)、电流表、电压表、滑动变阻器、开关各一个,定值电阻四个(5 Ω、10 Ω、15 Ω、20 Ω),导线若干。
(1)在闭合开关前,图甲中滑动变阻器的滑片应移动到最 (选填“左”或“右”)端。
(2)开始实验后,先接入5 Ω的电阻,滑片P移到阻值最大处,闭合开关,移动滑片的同时,眼睛应注视 (选填“电流表”或“电压表”)使其示数为某一预设值;若用10 Ω电阻代替5 Ω电阻接入电路,应将滑片向 (选填“左”或“右”)端移动。
(3)由图乙可知,实验中保持定值电阻两端的电压为 V不变。若要完成此实验,滑动变阻器的最大阻值至少是 Ω。
(4)将得出的数据整理绘制成如图乙所示的图像,通过图像可得出结论: 。
5.(2023·汕头二模)小华用图1所示装置探究电流与电压的关系。电源电压3 V恒定不变,滑动变阻器的规格为R1“30 Ω 2 A”、R2“50 Ω 1 A”、R3“20 Ω 1 A”。
(1)请用笔画线代替导线,在图1中完成电路连接,要求滑片P向右移动时,电流表的示数变小。
(2)连接好电路,闭合开关,移动滑片发现电流表无示数,电压表有示数,则出现该故障的原因可能是 。
(3)排除故障后改变滑片位置,记录数据如表,空白处的电流如图2所示,示数为 A。根据表中数据可归纳得出结论: 。
电压/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
电流/A
0.10
0.20
0.40
0.50
0.60
(4)为了进一步探究电流与电阻的关系,小华又找来10 Ω、15 Ω、20 Ω的定值电阻继续实验。
a.将滑动变阻器R1的滑片置于阻值最大处,闭合开关,缓慢移动滑片,直至电压表示数为1 V,记录电流表的示数,接下来用10 Ω的电阻替换5 Ω电阻,应将滑片向 (选填“左”或“右”)移动,使电压表示数仍为1 V,记录电流表示数。再将15 Ω、20 Ω的定值电阻分别接入电路,重复以上步骤。
b.当将20 Ω的电阻接入电路进行实验时,发现无论如何调节滑片都无法满足预设电压为1 V的条件。为使该电阻也能完成实验,小华认为可以改变电压表的预设电压,该预设值应不低于
V;同组的小明认为不改变电压表预设值也可解决上述问题,可选用的方案是
(选填序号)。
A.换用滑动变阻器R2
B.换用滑动变阻器R3
C.将10 Ω的电阻串联接入电路中
参考答案
1.B
2.D 【解析】根据图乙可知,当电阻为5 Ω时,电路中的电流为0.5 A;由I=可得,电压表的示数U=IR=0.5 A×5 Ω=2.5 V,故A错误;根据图乙可知,当R=10 Ω时,通过的电流为0.25 A,故B错误;当R=5 Ω时,电路电流为0.5 A;因为串联电路两端电压等于各部分电压之和,所以滑动变阻器两端电压U滑=U-UV=3 V-2.5 V=0.5 V,根据图乙可知,当R=25 Ω时,电路电流为0.1 A,滑动变阻器两端电压仍为0.5 V,由I=可得,R滑min===1 Ω;R滑max===5 Ω;所以滑动变阻器连入电路的阻值范围为1 Ω~5 Ω,故C错误;将R从5 Ω换成10 Ω后,电阻分得的电压会变大,为了保证定值电阻R两端电压不变,需减小定值电阻两端电压,根据串联电路电压规律,应增大滑动变阻器两端电压,根据分压原理,需增大滑动变阻器接入电路的阻值,故将滑片向右移动,故D正确。
3.(1)电流 电压 如图所示:
(2)电阻R断路
(3)0.1 0.1 如图所示:
4.(1)右
(2)电压表 右
(3)2.4 30
(4)电压一定时,通过导体的电流与其电阻成反比
5.(1)如图所示:
(2)定值电阻断路
(3)0.3 电阻一定时,电流跟电压成正比
(4)右 1.2 A
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