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关于物理,我从未选择放弃 上海中考三年分类汇编:电学实验 1.(2022 宝山 一模) 小明同学在“用电流表、电压表测电阻”的实验中,所用电源电压为3伏且不变,滑动变阻器上标有“20 1A”字样。 (1)其实验原理是_; (2)连接实验器材时,开关应该处于_状态(选填“断开”“闭合”或“任意”); (3)将图所示滑动变阻器接入电路中,当滑片向右滑动时,接入电路的电阻变大的是_; A. B. C. D. (4)正确连接电路,闭合开关后,观察到电压表、电流表的示数如图所示:将滑片移到中点时,电流表示数为0.2安;在移动滑片过程中,观察到电流表示数的最大值为0.6安。根据以上信息,将实验数据记录表填写完整。 物理量 实验序号 电压U(伏) 电流I(安) 电阻R(欧) 电阻R平均值(欧) 1 _ _ _ _ 2 _ 0.2 _ 3 _ 0.6 _ 2.(2022 崇明区 一模) 某同学做“用电流表、电压表测电阻”的实验,可供选择的器材有:电源2个(电压分别为6伏、4.5伏),滑动变阻器2个(分别标有“10 3A”和“20 1A”的字样),待测电阻Rx(估计阻值约为19欧左右),电压表、电流表、电键各l个和导线若干。他选用器材,按图连接电路,且步骤正确。 (1)此实验的原理是_,闭合电键前变阻器的滑片P应在图中变阻器的_(选填“左端”、“中间”或“右端”)。 (2)闭合电键,发现电流表示数为0.2安。则该同学在实验中所选用的电源电压为_伏,所选用的滑动变阻器的最大电阻为_欧。 (3)当该同学移动滑动变阻器滑片到中点时(即连入电路中的电阻为变阻器最大值的一半),电流表的示数为0.25安,他继续移动滑动变阻器的滑片,发现电路中的最大电流为0.3安,此时电压表V的示数为_伏,由以上信息可测得Rx的阻值为_(精确到0.1欧)欧。 3.(2022 奉贤 一模)小朱同学做“用电流表、电压表测电阻”的实验。现有电源、待测电阻 RX、滑动变阻器 RP、阻值为 25 欧的定值电阻 R0、电流表、电压表、开关和导线若干。他按照图 12(a) 电路正确连接且实验步骤正确。闭合开关,将滑动变阻器移至中点处,电压表、电流表示数分别如图 12(b)、(c)所示。 ①本实验的原理是: 。 ②闭合开关 S 前,滑动变阻器滑片P 应置于最 端。(选填“左”或“右”) ③在实验过程中电流表发生故障,不能正常使用。经过思考,他认为使用现有的器材也能多次测量完成实验。于是他调整电路并来回移动滑片,发现电压表示数始终在 1.0V~4.5V 范围内变化。最后,他用 R0 替换 RP,测得电压表示数为 0.8V。根据上述信息,请将正确的数据填写在下表中。(计算精确到 0.1 欧) 4.(2022 虹口 一模) 小华做“用电流表、电压表测电阻”实验,现有电源(电压是1.5V整数倍保持不变)、电流表、电压表、开关和待测电阻各一个,两个滑动变阻器(分别标有“20欧2安”“10欧1安”字样),以及导线若干。小华选择一个滑动变阻器进行实验,将数据记录在表一中。完成两次测量后,他调整了电表位置后按正确步骤进行操作,实验数据记录在表二中。 (1)画出小华开始实验时的电路图; (2)通过计算判断小华实验时使用滑动变阻器的规格; (3)根据实验数据计算待测电阻的阻值。 5.(2022 黄浦 一模)小明做“用电流表、电压表测电阻”的实验,现有电源(电压为2伏整数倍)、电流表、阻值为10欧的定值电阻R定,待测电阻Rx各一个以及导线若干。他先设计连接了如图(a)所示的电路,闭合开关,电流表示数如图(b)所示。为了测出待测电阻两端电压,他将电阻R定并联接入电路A、B、C中某两点间,开关处于某状态,电流表示数如图(c)所示。 (1)请写出定值电阻R定的接入点以及开关的开闭状态_。 (2)求出待测电阻Rx的阻值_。(请写出过程) (3)沿用上述方法,为了减小误差,可进行的操作是:_。 A.换其他待测电阻继续实验 B.换不同已知阻值的定值电阻继续实验 C.换不同未知电压的电源继续实验 6.(2022 嘉定 一模) 小嘉同学做“用电流表、电压表测电阻”的实验。实验桌上有电源(电压保持不变)、待测电阻、电流表、电压表和开关各一个,滑动变阻器A、B两个(A标有“”字样、B标有“”字样)及导线若干,所有器材均完好。小嘉选取其中一个变阻器进行实验,他正确串联实验器材,并将滑动变阻器的滑片置于一端,然后将电压表并联在电路中。闭合开关,观察到电压表示数为0;接着他将滑片移至另一端,观察到两电表示数如图(a)、(b)所示。小嘉对所观察到的实验现象思考后,重新正确连接电路,且操作步骤正确。再次闭合开关后,观察到电压表示数为2伏;移动滑片至另一端,观察到电流表示数为0.58安;滑片移至某位置,观察到两电表示数分别为3伏和0.28安。然后他整理器材,完成了实验数据收集。 (1)小嘉调整电路前的实验操作过程存在什么问题? (2)判断小嘉所选取的滑动变阻器规格,并说明理由。 (3)请分析和计算待测电阻的平均值。(精确到0.1欧) 7.(2022金山 一模)小华同学做“电流表、电压表测电阻”实验,现有电源、电压表、电流表、待测电阻、两个滑动变阻器(分别标有“”、“”)、开关及导线若千,实验器材齐全且完好,所用电源电压不变;小华选择其中一个变阻器正确串联,并将滑片置于变阻器的一端,然后将电压表并联在电路中,闭合开关后,两电表的示数如图(a)、(b)所示,继续移动滑片,观察到电压表的示数逐渐变小为零,此时电流表示数为0.6安。 (1)小华连接电路时出现的问题是:_;小华经过思考重新连接电路并规范操作,闭合开关后,发现电压表的示数为1伏,接着,他移动滑片,当观察到电流表指针偏转9小格时,电压表的指针又到了如图(b)所示的位置; (2)根据以上信息,通过计算判断滑动变阻器的最大阻值为_; (3)计算待测电阻的阻值为_。(精确到0.1欧) 8. (2022 浦东新区 一模) 小王、小张分别做“用电流表、电压表测电阻”的实验,实验器材齐全并完好,电源电压相等且保持不变,待用滑动变阻器有两种规格(分别标有“10;2A”、“20;2A”的字样),待测电阻Rx规格相同。实验中,两位同学所用的变阻器不同,但他们在连接电路时都将滑片置于变阻器的一端。闭合电键,他们所观察到电流表、电压表的示数均为图(a)、(b)所示,接着在向变阻器另一端移动滑片的过程中,小王发现电路中两电表的示数均变小,而小张却发现电路中两电表的示数均变大。在思考并解决实验问题后,两位同学均完成实验。 (1)在连接电路及实验操作过程中,存在不规范情况的是:_(选填“小王”、“小张”或“小王和小张”) (2)请写出你的判断依据:_; (3)实验所用的电源电压为_伏; (4)小张选用的滑动变阻器规格为_;请说明理由(写出分析过程):_。 9(2022 普陀 一模)小华做“用电流表、电压表测电阻”实验,可选用器材有:电源(有两种规格,有 6 伏和 4.5 伏)、待测电阻Rx、电流表、电压表、滑动变阻器(有两种规格,分别标有“10 欧 2 安”和“20 欧 1 安”字样)、开关以及导线若干。他选用实验器材,按照图 13 所示示电路连接。 ①连接的电路如图 13 所示,图中尚有一根导线未连接,请用笔线代替导线在图中连接。连接后要求:滑片 P 向右移动,电压表示数变大 (用 2B 铅笔在答题纸的相应位置连线)。 ②当滑片P 在滑动变阻器一端时,闭合开关 S,电压表和电流表示数如图 14 所示,滑片 P 移动到某一位置时,电压表和电流表指针都自原来位置转动了一小格,继续移动滑片,P 到另一端时,电流表示数为0.3A。 请根据图 13、14 及相关信息,将表二填写完整 (电阻值精确到 0.1 欧) 。 小华选用的滑动变阻器规格是: 。表一 序号/物理量 电压Ux(伏) 电流 Ix(安) 电阻Rx(欧) 电阻Rx 平均值(欧) 1 2 3 10.(2022 普陀 一模)小李和小明为了“探究导体中电流与电压的关系”,用 A、B 两个导体进行实验。实验中多次改变导体两端的电压大小,并将测量的数据记录在表一和表二中。 ①分析比较实验序号 1、2、3 或 4、5、6 中的电流与电压变化的倍数关系,可得出的初步结论是:对同一导体, 。 ②进一步综合分析表一、表二的数据,可得的初步结论是 。 ③根据实验序号 的数据,他们提出了猜想:在相同电压的情况下,通过不同导体的电流不相同 为进一步验证猜想,他们分别设计了实验方案,如图15(a)(b)所示。(a)方案通过移动滑片来改变接入电路的导体的电阻,(b)方案通过替换定值电阻 R 来改变接入电路的导体电阻。讨论后觉得图 15(a)的方案难以完成实验。请你写出其原因: 。 11.(2022 青浦 一模) 小华做“用电流表、电压表测电阻”实验,现有电源(电压保持不变)、待测也阻Rx、电流表、电压表(只有0~3伏档完好)、滑动变阻器、开关以及导线若干。他正确连接电路,实验步骤正确,刚闭合开关时电压表、电流表示数如图(a)、(b)所示。他移动沿片P,发现电表的示数变化范围太小,可能会影响测量的精确程度。于是他经过思考后重新连接电路进行实验,重新实验的数据记录如表所示,并在移动变阻器滑片过程中,发现电压表示数的最大变化量为1.8伏。 实验序号 电压表示数(伏) 电流示数(安) 1 1.5 0.20 2 0.5 0.26 (1)实验所用电源的电压。_(需写出简要的计算过程或理由) (2)根据相关信息,实验序号1时所测得电阻Rx的阻值为_欧。 12.(2022 青浦 一模)某小组同学在得出“串联电路中电流处处相等”结论后继续实验,他们先按图用导线连接电源(电压保持不变)、电阻R(阻值为20欧)、开关等,然后将不同阻值的导体Rx接入电路AB间,并记录电压和电流,数据如下表所示。 实验序号 Rx阻值(欧) 电压表示数(伏) 电流表示数(安) 1 5 1.8 0.36 2 10 3.0 0.30 3 16 4.0 0.25 4 25 5.0 0.20 5 30 5.4 018 6 40 6.0 0.15 (1)分析比较实验序号1-6数据中的电流表示数的变化情况及相关条件,可以得到的初步结论是:电源电压不变的情况下,当一个串联电阻相同时,_; (2)分析比较实验序号1-6数据中的电压表示数的变化情况及相关条件,可以得到的初步结论是:_; (3)分析比较实验序号1-6数据中的电压表、电流表示数的比值及导体Rx电阻的大小等条件,可以得到的结论是:_; (4)在分析了实验中Rx两端的电压和电流的比值后,他们进一步发现,当Rx的阻值越接近另一个导体的阻值时,Rx两端的电压和通过的电流的乘积越大。请根据这一发现及相关数据,可以进行的猜想是:串联电路中,当某个导体的_,其两端的电压和通过的电流的乘积最大; (5)为了验证这个猜想,他们拟用滑动变阻器接入电路AB间继续实验,可供选用的滑动变阻器有“10 2A”、“20 2A”、“50 1A”三种规格。你认为选用_规格的变阻器能够满足实验要求。 13.(2022 松江 一模) 小华做“用电流表、电压表测电阻”实验,现有电源(电压保持不变)、待测电阻Rx、电流表、电压表(只有0~3V完好)、滑动变阻器A标有“10欧 2安”字样、滑动变阻器B标有“20欧 2安”字样、开关以及导线若干。他选择一个滑动变阻器正确连接电路,实验步骤正确,刚闭合开关时,电流表示数为0.44安,电压表示数如图(a)所示。于是他经过思考后换用另一个滑动变阻器,重新正确连接电路,实验步骤正确,闭合开关,发现两电表示数如图(b)(c)所示。 ①第一次实验小华同学选用的滑动变阻器为_(选填“A”或“B”);根据第二次实验数据,计算待测电阻阻值为_欧(计算电阻时,精确到0.1欧); ②实验中电源电压为_伏; ③计算第一次实验待测电阻的阻值_(本小题需写出计算过程,计算电阻时,精确到0.1欧)。 14.(2022 徐汇 一模) 某同学做“用电流表、电压表测电阻”实验,现有电源(电压为2伏的整数倍且保持不变)、一个待测电阻、电流表、电压表、滑动变阻器、开关及导线若干。他连接电路,使变阻器接入电路中的电阻最大,闭合开关后,在移动变阻器滑片的过程中,发现电流表示数的变化范围为0.20~0.58安,电压表示数相应的变化范围为4.0~0伏,当移动变阻器滑片到某个位置时,电压表、电流表的示数分别如图 (a)、(b)所示。 ①他连接电路时,开关应处于_状态,电流表串联在电路中时应使电流从电流表的_接线柱流入,图(b)所示电流表的示数为_安。 ②求变阻器的最大阻值_ ③计算说明实验中的电源电压_ ④计算待测电阻的阻值(精确到0.1欧)_ 15.(2022 杨浦 一模) 现有器材:电源(电压为1.5伏的整数倍),待测电阻、电流表、电压表、开关各一个,滑动变阻器两个(分别标有“10 1A”“20 1A”字样),以及导线若干。小华要做“用电流表、电压表测电阻”实验,他选择其中一个滑动变阻器,先正确串联电路,再将电压表并联在电路中。移动滑动变阻器滑片至最大阻值处,再闭合开关,观察到电流表与电压表示数如图所示。 继续移动滑片至a处,观察到电流表与电压表的指针均偏转了3小格。 ① 小华将电压表并联在_两端(选填“电源”“待测电阻”或“变阻器”); ② 写出图中电流表与电压表示数并说明理由;_ ③ 请计算出滑片在a处时待测电阻阻值。_(电阻精确到0.1欧) 16.(2022 长宁 一模) 现有电压可调节的电源甲(2伏、4伏、6伏、8伏、10伏和12伏六档)和电压恒为4.5伏的电源乙各一个,电流表、电压表和开关各2个,标有“10 2A”字样的滑动变阻器、约为10欧的待测电阻A和约为50欧的待测电阻B各一个,导线若干。在进行测电阻的实验中,小华选用了电阻A,而小明选用了电阻B,由于只有一个滑动变阻器,两人讨论后开始设计实验方案,并分配了实验器材。 ① 在设计实验方案的过程中, (a)小华和小明先选用电源乙,并按照正确连接电路的要求设计电路。如图甲所示,是小华粗略估算的电流表指针偏转的大致范围。根据小华的标识方法,请在图乙中画出小明实验过程中电流表指针偏转的大致范围_; (b)根据上述电流表指针偏转的范围,小明应选择图_进行实验,理由是_; ② 经过思考,他们重新合理分配了实验器材。在实验中,小华正确连接电路,实验步骤规范,闭合开关后,发现电流表的指针恰好指在0.22安刻度处,此时小华测得电阻A的阻值为_欧。小明在实验中发现电流表的最大示数为0.22安,则小明测得电阻B的阻值为_欧。(计算结果均保留1位小数) 17.(2023 宝山 一模)小宝同学做“用电流表、电压表测电阻”实验,电源电压为3伏且保持不变,滑动变阻器标有“5 3A”字样。 ① 用笔线代替导线,将图示的电路连接完整(要求滑片位于阻值最大处);_ ② 闭合开关S后,电流表的示数为0.3安,电压表的示数为1.5伏,则待测电阻Rx阻值为_欧; ③ 小宝同学继续用图示电路做“测定小灯泡的电功率”实验。他用额定电压为“2.2V”和“2.5V”中的一个待测小灯直接替换掉待测电阻Rx ,闭合开关 S后,移动滑动变阻器的滑片,发现滑片在中点附近某位置时,小灯正常发光,此时电流表的示数为0.3安,则该实验中所用小灯泡的额定功率为_瓦(请通过计算说明)。 18.(2023 崇明 一模) 某同学利用如图所示的电路测定值电阻Rx的阻值,他所选用的电源电压是6伏。该同学电路连接正确,闭合电键后,移动滑动变阻器的滑片P到A点时,电压表、电流表的示数分别是3.8伏、0.26安。接着他移动滑片使电路中电流达到最大,电流表的示数为0.40安。他再次移动滑片到B点,电流表和电压表的示数如图所示。 (1)这种方法叫做_测电阻。通过分析可知,B点在A点的_(选填“左”或“右”)侧; (2)请在下列表格中填入各对应的数据,并计算出电阻值。(计算电阻时,精确到0.1欧)( ) 物理量 实验次数 电压(伏) 电流(安) 电阻(欧) 电阻平均值(欧) 1 2 3 19.(2023 奉贤 一模) 小朱和小赵同学通过实验探究并联电路的电阻特点,他们实验的过程如下: (1)利用如图所示的电路,先将阻值未知的R1接入MN两点,用电流表、电压表测出三组电流值和电压值,将有关的实验数据记录在表一中。结合电路图和实验数据,他们是通过改变_实现多次测量的,请将表一的空白部分补充完整_(计算阻值精确到0.1欧)。两位同学还对测量方案进行了优化,即在电路中串联一个滑动变阻器,除了能够实现多次测量外,还可以实现_; 表一 实验序号 I(安) U(伏) R1(欧) _ 1 0.14 1.4 10.0 10.0 2 0.30 29 9.7 3 0.54 5.5 10.2 (2)用同样的方法继续测量出其他三个未知电阻,得到四个电阻的阻值之后,再将其中任意两个电阻并联接在原电路MN两点上,用电流表、电压表测出相应的总电流和总电压,并用公式计算出对应的总电阻。他们将有关的实验数据记录在表二中; 表二 实验序号 (欧) (欧) (欧) 4 20.0 30.0 12.0 5 20.0 10.0 6.7 6 20.0 5.0 4.0 7 10.0 5.0 3.3 (3)分析实验序号4与5与6或6与7中、和的变化情况,得出初步结论:当并联电路_时,其总电阻会随另一支路上的电阻_; (4)通过交流实验数据,大家初步分析比较表中实验序号4或5或6或7中的数据,比较与(或)的大小,得出定性结论:_; (5)经过多次计算和比较,最后大家对原表中每个电阻计算其倒数值,得到数据如表二最后三列所示。进一步分析比较实验序号4或5或6或7中最后三列得到的各电阻倒数之间的大小关系,归纳得到它们间的定量关系结论是:_; 表二 实验序号 (欧) (欧) (欧) (欧) (欧) (欧) 4 20.0 30.0 12.0 0.05 0.03 0.08 5 20.0 10.0 6.7 0.05 0.10 0.15 6 20.0 5.0 4.0 0.05 0.20 0.25 7 10.0 5.0 3.3 0.10 0.20 0.30 20. (2023 黄浦 一模)小明做“用电流表、电压表测电阻”实验,现有电源(电源电压有2伏、4伏、6伏和8伏四档可选)、待测电阻、电流表、电压表(只有伏档完好)、开关各一个,两个滑动变阻器(分别标有“10欧2安”和“20欧1安”)、以及导线若干。他选用某一档位电源电压后,连接电路,并将滑片移到最大阻值处,闭合开关时观察到电表的示数如图(a)、(b)所示,移动滑片P,发现电流表示数变大,电压表示数超出了量程。经过思考后,仅更换了滑动变阻器,继续进行实验,实验数据如序号2、3所示。 序号 电流表(A) 电压表(V) 1 2 0.24 2.5 3 0.18 1.8 ①请将图中实验数据记录在序号1中_。 ②电压表并联在_两端(选填“待测电阻”或“变阻器”)。 ③待测电阻的阻值为_欧。 ④请说明本实验所用电源电压的档位_。 21.(2023 嘉定 一模) 小嘉做“用电流表、电压表测电阻”实验,现有电源(电压保持不变)、待测电阻Rx、电流表、电压表、滑动变阻器、开关各一个,以及导线若干,实验器材完好。他正确串联电路后,并将滑片移至变阻器的一端,然后将电压表并联在电路中。闭合开关,两电表的示数如图所示;将滑片移至变阻器另一端的过程中,电压表的示数始终不变,而电流表示数逐渐增大到0.58安。经思考,他重新正确连接电路,并按规范实验。闭合开关,两电表指针所指的位置仍与图所示一致;移动滑片至变阻器某一位置时,电压表和电流表示数分别为“2.5伏,0.20安”。 (1)调整电路前,电压表接在_(选填“待测电阻”“滑动变阻器”或“电源”)两端。 (2)计算说明所用变阻器的最大阻值R滑大_。 (3)计算待测电阻Rx的电阻平均值_。(精确到0.1欧) 22.(2023 金山 一模) 小华做“用电流表、电压表测电阻”实验,他用导线将电源(电压保持不变且为1.5V的整数倍)、滑动变阻器(“10 2A”、“20 2A”中的一个)、电流表、待测电阻、开关串联后,把电压表并联在电路中,并把滑片置于滑动变阻器阻值最大一端。闭合开关,电压表示数如图(a)所示,移动滑动变阻器滑片时,小华发现电压表示数没有发生变化。 经过思考,小华在不更换器材的情况下重新实验,正确连接电路,实验步骤正确。闭合开关后,电压表示数如图(b)所示,记录第一组数据。移动滑片到某位置,两电表示数分别为2.4V、0.32A,记录第二组数据;接着继续操作完成实验。 (1)调整电路之前,电压表并联在_两端,电源电压为_伏; (2)判断实验中所选的变阻器_(需写出计算过程) (3)第二组数据中,待测电阻的阻值为_欧。(计算电阻时,精确到0.1欧) 23.(2023 闵行 一模) 小明将图所示烧瓶中的电阻丝取出并晾干,用伏安法测该电阻丝的阻值。器材有电源、电流表、电压表、“20 2A”字样的滑动变阻器、开关及导线若干。连接电路后闭合开关,移动滑片到某位置时发现滑动变阻器冒烟并闻到焦糊味,两电表示数均为零。小明更换了规格相同的滑动变阻器重新进行实验,将实验数据填入表中。 实验次数 U/伏 I/安 R/欧 1 0.2 0.24 0.83 2 0.5 0.54 0.92 3 0.6 0.60 1.00 ①“伏安法测电阻”的实验原理是:_。 ②试分析滑动变阻器冒烟的原因:_。 ③判断电源电压的最大值为_伏。 ④小明分析表中数据发现,电阻丝的电阻值逐渐变_,其主要原因可能是_。 24.(2023 浦东新区 一模)某同学做“用电流表、电压表测电阻”实验,现有电源(电压为 2 伏的整数倍且保持不变)、一个待测电阻 Rx、电流表、电压表、滑动变阻器、开关及导线若干。他连接电路,使变阻器接入电路中的电阻最大,闭合开关后,在移动变阻器滑片的过程中,发现电流表示数的变化范围为 0.20~0.58 安,电压表示数相应的变化范围为 4.0~0伏,当移动变阻器滑片到某个位置时,电压表、电流表的示数分别如图(a)、(b)所示。 (1)他连接电路时,开关应处于 状态,电流表串联在电路中时应使电流从电流表的 接线柱流入,图(b)所示电流表的示数为 安。 (2)该变阻器的最大阻值为 欧。 (3)当电流表示数为 0.20A 时,计算此时待测电阻Rx 的阻值(精确到 0.1 欧)。 25.(2023 普陀 一模)某班同学做“探究并联电路中电流的规律”的实验,所用器材包括电源、开关、电流表各1个及导线若干, 另有规格分别为甲、乙、丙、丁的4个小灯泡。 (1)图(a)是他们设计的电路图,图(b)是他们测量电流时连接的实验电路,此时电流表测量的是_(选填“A”“B”或“C”)处的电流; (2)请在图(b)中移动一根导线,测量另外一处的电流。在移动的导线上画“ ”,并用笔画线代替导线连接正确的电路_。移动后电流表测量的是_(选填“A”“B”或“C”)处的电流; (3)下表为各组实验数据汇总。 组别 L1规格 L2规格 IA/A IB/A IC/A 1 甲 乙 0.12 0.10 0.22 2 乙 丙 0.10 0.20 0.30 3 甲 丁 0.12 0.14 0.26 4 甲 丁 0.16 0.18 0.30 对于测量数据的相关分析,以下说法正确的是_; A.分析多组数据是为了减小误差 B.选用不同规格的灯进行实验,可使结论更具普遍性 C.第4组数据的偏差可能是电流表未调零引起的 (4)根据上表的实验数据及相关条件,可得的初步结论是:_。 26.(2023 普陀 一模) 小明做“用电流表、电压表测电阻”实验,可选用的器材有:电源(有两种规格,6伏和4.5伏)、待测电阻Rx、电流表、电压表(只有 0~3伏档完好)、滑动变阻器(有两种规格,分别标有“5欧 2安”和“50欧 1安”字样)、开关以及导线若干。他选择一个滑动变阻器按图所示电路图连接器材,并按正确步骤操作。闭合开关S,观察到电压表和电流表示数如图(a)(b)所示。他思考后换用另一个滑动变阻器重新按图连接电路,并进行实验。当滑片P从一端向另一端移动时,观察到电压表指针每偏转两小格时,对应电流表指针偏转一小格。 ①通过计算判断小明选用的电源,以及第一次使用的滑动变阻器规格;( ) ②根据实验中获得的信息计算待测电阻的阻值Rx;( ) ③电压表指针满偏时,滑动变阻器接入电路的阻值R滑′= _欧。 27. (2023 青浦 一模)小华做“用电流表、电压表测电阻”实验,现有电源(电压保持不变)、待测电阻Rx、电流表、电压表(只有0~3V档完好)、滑动变阻器、开关以及导线若干。他正确连接电路,实验步骤正确,刚闭合开关时电表示数如图(a)(b)所示。他发现无法继续实验。于是他经过思考后重新连接电路,闭合开关后发现,电表示数仍然如图(a)(b)所示。然后他移动变阻器滑片,滑片至某一位置后,发现与原电表指针位置相比,电压表指针偏转了10小格,电流表指针偏转了5小格。小华继续移动变阻器滑片,发现电流表示数最大为0.58A。 ①请画出小华重新连接的实验电路图_; ②计算电源电压U_; ③计算待测电阻Rx的阻值(精确到0.1 )_。 28. (2023 松江 一模) 小松做“用电流表、电压表测电阻”实验,现有电源(电压为2伏的整数倍且保持不变)、待测电阻Rx、电流表、电压表、标有“20欧2安”字样的滑动变阻器、开关以及导线若干。他正确连接电路,实验步骤正确,刚闭合开关时,电流表示数为0.22安,电压表示数如图(a)所示。移动滑动变阻器的滑片后,电流表指针偏转了4小格,电压表示数如图(b)所示。移动滑动变阻器的滑片至另一端后,电流表示数如图(c)所示。 (1)求实验中所用电源的电压U。_(需写出主要计算过程)。 (2)请根据相关信息将下表填写完整。(计算电阻时,精确到0.1欧)_。 电压Ux(伏) 电流Ix(安) 电阻Rx(欧) 待测电阻Rx阻值(欧) 1 0.22 2 3 29. (2023 徐汇一模)小徐做“用电流表、电压表测电阻”实验,实验器材齐全且电表完好。他利用这些器材设计了如图(a)所示电路。 ①小徐按照电路图连接的实验器材如图(b)所示,他有一根导线连接错误,请在连接错误的导线上画“ ”并用笔画线代替导线完成电路的正确连接_。 ②他重新正确连接电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片位置应放在_端(选填“A”或“B”),这样操作的目的是_。 ③闭合开关后,移动滑动变阻器滑片,记录数据如表二。其中第四组数据的电压表、电流表示数分别如图(c)(d)所示,电压表的示数为_伏,电流表的示数为_安。 ④小徐在坐标纸中画出了待测电阻的U-I图像,请帮他把第四组数据对应的点在坐标纸中描出。_ 表二 物理量 实验序号 电压(伏) 电流(安) 1 1.0 0.10 2 1.5 0.16 3 2.0 0.20 4 5 0.30 6 3.0 0.30 ⑤由待测电阻的U-I图像可知,有问题的一组实验数据是第_组数据(填实验序号),需要剔除或重测。则待测电阻的阻值为_欧(精确到0.1欧)。 30. (2023 杨浦 一模)小明要做“用电流表、电压表测电阻”实验,电源有两个(电压分别为4.5V、6V不变),其它器材齐全且完好。他选择了某个电源进行实验,先正确串联电路,再将电压表并联在电路中,闭合开关,将观察到的数据记录在下表的序号1中。小明思考后,发现之前的连接与操作均存在问题,他重新调整了电路连接并规范操作,闭合开关,将观察到的数据记录在下表的序号2中。他继续移动滑片至某位置,观察到电压表示数变化了0.5V,电流表示数如图所示。 序号 电压表示数(V) 电流表示数(A) 1 0 0.58 2 2.0 0.20 (1)小明调整电路之前,实验操作存在的问题是_。 (2)请判断实验时选用的电源电压为_V。 (3)请通过计算说明实验用滑动变阻器的最大阻值_。 (4)根据上述信息及表中数据,待测电阻的阻值为_。 31.(2023 长宁 一模) 小明同学做“用电流表、电压表测电阻”的实验,他将电源(电源电压不变)、待测电阻Rx、标有“20 2A”字样的滑动变阻器、电流表和开关用导线串联,再将电压表并联接入电路。实验时,他将滑片分别置于滑动变阻器的两端及中间某一位置,并将每一次的电压表示数UV、电流表示数IA记录在表格中,表格中为部分数据。 序号 UV(V) IA(A) 1 2 0.2 2 4 0.4 3 0.58 (1)根据表中的实验数据可知:电压表并联在_两端(选填“待测电阻”或“滑动变阻器”); (2)根据实验序号2中的数据可知:待测电阻的阻值Rx2为_ ; (3)求电源电压U。_(需写出主要计算过程) 32.(2024 宝山 一模) 如图所示,在探究“通过导体的电流与其电阻的关系”时: 序号 电阻(欧) 电流(安) 1 5 0.4 2 10 0.2 3 20 0.1 (1)连接电路时,开关应处于_状态:实验前滑动变阻器的滑片应位于_(选填“A”或“B”)端; (2)实验中,分别用5欧、10欧、20欧的定值电阻替换电阻R,调节滑动变阻器的滑片,记录数据(见表)。由表一可得结论:_; (3)用5欧的电阻做完实验后,保持滑动变阻器滑片的位置不变。接着把R换为10欧的电阻接入电路,闭合开关,应向_(选填“A”或“B”)端移动滑片,直至电压表示数为_伏时,读出电流表的示数; (4)依据表中信息可发现:用200欧电阻替换电阻R获取第四组数据并不适合。请简述这一判断的理由:_。 33. (2024 崇明 一模)某同学利用如图所示的电路测量一待测电阻Rx的阻值,图中电源电压恒为6伏,滑动变阻器的最大阻值为50欧。 (1)此实验测电阻的原理是_;正确连接电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移至_端(选填“A”或“B”); (2)实验过程中向左移动滑片P,电压表的示数_(选填“变大”“变小”或“不变”);实验中测量多组电压和电流值的目的是_(选填“A”验证实验结果是否正确;“B”寻找普遍规律;“C”减小测量误差); (3)若Rx为10 ,在保证电路安全的情况下,滑动变阻器连入电路的阻值范围是_。 34.(2024 奉贤 一模) 小华做“用电流表、电压表测电阻”实验,他用导线将电源(电压为1.5伏的整数倍且保持不变)、待测电阻、滑动变阻器、电流表、开关串联,然后将电压表并联在电路中。闭合开关,移动变阻器滑片,将测得的两组数据记录在下表的实验序号1和2中。小华思考后仅改变了电压表的接入位置再次实验,移动滑片到某一位置,将此时观察到的电压表和电流表的示数(如图所示)记录在实验序号3中。 实验序号 电压表示数(伏) 电流表示数(安) 1 2.4 0.22 2 2.0 0.26 3 ①“用电流表、电压表测电阻”的实验原理是_; ②小华可选用的变阻器有A 、B两个,分别标有“10 2A”、“20 1A”字样。本次实验中他用的变阻器是_(选填“A”或“B”); ③求实验所用电源的电压。(需写出解题过程)_ ; ④根据相关信息,计算实验序号1中待测电阻的阻值为_欧。(精确到0.1欧) 35.(2024 虹口 一模)小华做“用电流表、电压表测电阻”实验,现有电源(电压为2V的整数倍,且保持不变)待测电阻、滑动变阻器、电流表、电压表、开关以及导线若干。他连接电路,闭合开关后移动变阻器滑片,电表示数如图(a)(b)所示;他继续移动滑片,发现电压表示数变小,电流表示数变大为0.4安;他发现问题后仅改变了电压表所接的位置,再次闭合开关,电压表示数如图(a)所示;移动变阻器滑片过程中,电流表示数的最大值为0.58安。 物理量实验序号 电压(伏) 电流(安) 电阻(欧) 电阻平均值(欧) 1 0.20 2 0.40 3 0.58 (1)通过计算说明实验所用电源电压; (2)将表一填写完整。 36.(2024 黄浦 一模)小明做“用电流表、电压表测电阻”的实验,他将电源(电压保持不变且为2V的整数倍)、滑动变阻器(标有“5 2A”“20 2A”字样中的一个)、电流表、待测电阻、开关、导线组成串联电路,然后将电压表并联在电路中,并把滑片置于滑动变阻器的一端。闭合开关,电路正常工作,电流表示数如图(a)所示。当滑片向另一端移动到某位置时,电压表示数增大为1.8V,电流表示数为0.40A。经思考,他仅改变了电压表的位置,继续将滑片移到另一端,此时电流表示数如图(b)所示,电压表示数如图(c)所示。 ①请判断图(a)中电流表的示数,并写出理由。_ ②刚闭合开关时电压表并联在_两端。 ③请通过计算说明所用滑动变阻器的规格及电源电压U。_、_(需写出计算过程) ④待测电阻的阻值为_ 。(精确到0.1 ) 37.(2024 嘉定 一模)小嘉做“用电流表、电压表测电阻”实验,现有电源(电压保持不变)、待测电阻Rx、电流表、电压表、滑动变阻器、开关各一个,以及导线若干,实验器材完好。他正确串联电路后,并将滑片移至变阻器的一端,然后将电压表并联在电路中。闭合开关,两电表的示数如图所示;将滑片移至变阻器另一端的过程中,电压表的示数始终不变,而电流表示数逐渐增大到0.58安。经思考,他重新正确连接电路,并按规范实验。闭合开关,两电表指针所指的位置仍与图所示一致;移动滑片至变阻器某一位置时,电压表和电流表示数分别为“2.5伏,0.20安”。 (1)调整电路前,电压表接在_(选填“待测电阻”“滑动变阻器”或“电源”)两端。 (2)计算说明所用变阻器的最大阻值R滑大_。 (3)计算待测电阻Rx的电阻平均值_。(精确到0.1欧) 38.(2024金山一模)小红和小华同学分别做“用电流表、电压表测电阻”实验,现有电源(电压为1.5伏的整数倍且保持不变)、电流表、电压表、滑动变阻器、开关和待测电阻各两个,导线若干。小红选用的待测电阻的阻值大于小华选用的待测电阻的阻值,其余器材均相同。小红正确连接电路,闭合开关,移动滑片至某位置,两电表的示数如图(a)和(b)所示。小华将变阻器滑片P移至阻值最大处,闭合开关,电压表示数为3伏、电流表示数为0.3安,移动滑片,发现电压表示数变小。 (1)本实验的原理是_; (2) 在小红实验中,待测电阻的阻值为_欧; (3)在小华实验中:电压表并联在_两端(选填“待测电阻”或“滑动变阻器”); (4)通过计算说明实验时所用的电源电压_。 39.(2024 静安 一模)小华同学做“用电流表、电压表测电阻”实验。现有电源(电压为2伏的整数倍且保持不变)、待测电阻、电流表、电压表、待用滑动变阻器有两种规格(分别标有“;、“;”的字样)、开关以及导线若干。他选用了其中一个变阻器,连接电路,闭合开关,移动变阻器滑片,进行了三次实验,并将实验中得到的部分数据记录在下表中,其中一组数据为变阻器连入电路的阻值最大时记录的。 实验序号 电压表示数(伏) 电流表示数(安) 待测电阻(欧) 待测电阻阻值(欧) 1 5.0 _ 2 3.0 0.18 _ 3 2.6 0.26 _ ①实验中,电压表并联在_两端(选填“待测电阻”或“变阻器”); ②说明实验中变阻器的规格及哪组数据为变阻器连入电路的阻值最大时记录的;(需写出解答过程)_ ③小华在实验中所用的电源电压为_伏; ④请将上表中的空格填写完整_、_、_。(保留一位小数) 40.(2024 闵行 一模) 小张做“用电流表、电压表测电阻”实验,电源电压保持不变,实验器材齐全且完好。他先正确串联电路,然后把电压表并联在某位置,接着闭合开关,移动滑片,将测得实验数据记录在表格中。 老师观察数据后,指出他连接的电路存在问题。于是小张重新正确连接电路,闭合开关,移动滑片,此时两电表示数如图所示。 实验序号 电压表示数(伏) 电流表示数(安) 1 3.5 0.24 2 2.5 0.34 3 2.2 0.38 ①请指出小张连接电路时存在的问题并说明理由_。 ②通过计算确定所用电源电压的范围_。 ③实验中小张所用电源为学生电源,该电源只能提供2伏整数倍的电压值,则实验序号3中待测电阻Rx的阻值为_欧。 41.(2024 浦东 一模)小东做“用电流表、电压表测电阻”实验,现有电源(电压为1.5伏整数倍且保持不变)、待测电阻Rx、电流表、电压表、滑动变阻器(规格为“10欧 2安”或“20欧 2安”)、开关各一个,以及导线若干。他正确串联器材,将电压表并联在电路中。闭合开关,变阻器滑片在实验序号1和2对应位置之间左右移动的过程中,电压表示数的最小值为1.7伏,最大值为2.3伏,电流表示数的最小值为0.16安,最大值为0.22安。当他移动滑片至实验序号3对应位置时,电压表和电流表的示数如图14(a)(b)所示。图14 (a) (b) 实验序号 滑片位置 电压表示数 (伏) 电流表示数 (安) 1 A B C A B C 2 3 A B C ①本实验的实验原理是_。 ②说明电压表并联的位置并求出电源电压(需写出主要推理和计算过程)。 1 滑动变阻器连接的两个接线柱分别为_和_(均选填“A”“B”或“C”)。 2 待测电阻Rx的阻值为_欧(精确到0.1欧)。 42. (2024 青浦 一模)小华做“用电流表、电压表测电阻”实验,现有电源(电压保持不变)、待测电阻Rx、电流表、电压表、滑动变阻器(标有“20 1A”字样)、开关以及导线若干。他连接电路,先将变阻器滑片移至一端。闭合开关时,测得电流表示数为0.5安;然后他移动变阻器滑片,电流表、电压表示数逐渐增大,当滑片移至某一位置时,两电表示数如图(a)(b)所示。他在实验过程中发现电压表的示数变化范围为5伏~10伏。 根据上述信息,完成下列计算(均需写出计算过程) ① 电源电压U。 ② 待测电阻Rx的阻值(精确到0.1欧)。 43. (2024 松江 一模)小松做“用电流表、电压表测电阻”实验,现有电源(电压为2V的整数倍且保持不变)、滑动变阻器两个(A:“”和B:“”)、待测电阻、电流表、电压表、开关及导线若干。他选取一个变阻器,正确串联电路后,将电压表并联在电路中。闭合开关,移动滑动变阻器滑片,测得两组实验数据,记录在下表中。小松观察数据思考后重新连接了电压表,移动滑动变阻器滑片,观察到电压表、电流表示数如图所示。 实验序号 电压表示数(V) 电流表示数(A) 1 3.0 0.18 2 2.2 0.34 ①“用电流表、电压表测电阻”的实验原理是_。 ②实验所选滑动变阻器是_(选填“A”或“B”),理由是_(需写出过程)。 ③通过计算说明所用电源电压的值_(需写出过程)。 ④根据表中实验序号1的数据,计算此次待测电阻的阻值为_(精确到0.1欧)。 44. (2024 徐汇 一模)某小组做“用电流表、电压表测电阻”实验,现有待测电阻R1、滑动变阻器R2、电流表、电压表、开关、导线和干电池若干。小明选择两节干电池和部分元件,按图(a)所示电路图连接电路,闭合开关后,他观察到电压表V的示数为2.8V,电流表A的示数为0.10A,他由此计算出待测电阻R1的阻值。 ①求小明得出的待测电阻R1的阻值; ②小明的实验存在什么问题?应该如何改进(从电路设计、分析数据等方面建议); ③小徐发现小明实验中用两节干电池作为电源,电压表示数却低于预估。经过查阅资料,他得知干电池内部也有电阻,若将干电池等效为由理想电源(没有电阻且电源电压保持不变)和内部电阻构成,他猜想二者有两种连接方式,如下图(b)(c)所示。为探究理想电源和内部电阻连接方式,用变阻器R2替换电阻R1,如图(d)所示。闭合开关后,移动滑片P,记录数据在下表中。 序号 电流表示数(A) 电压表示数(V) 1 0. 10 2. 8 2 0. 20 2. 6 3 0. 30 2. 4 (a)判断理想电源和内部电阻连接方式,并说明理由; (b)求该电源内部电阻的阻值。 45.(2024 杨浦 一模)小红做“用电流表、电压表测电阻”实验,将电源(电压为1.5伏整数倍不变)、开关、滑动变阻器、待测电阻、电流表串联,再将电压表并联在电路中。小红规范操作,闭合开关,观察电表示数,并计算出电压表示数与电流表示数比值为10欧。她移动滑片至某位置,发现电压表示数与电流表示数比值减小为4欧。经过思考后,小红重新正确连接电路,改变滑片位置后,再次闭合开关,观察到两电表示数如图(a)(b)所示。继续移动滑片至变阻器最右端,再移至变阻器最左端,观察到电流表指针在图(b)所示位置基础上分别偏转了7小格与2小格。 根据上述信息 ①求电源电压U; ②如图为小红重新实验时的实物连接图,请用笔线代替导线在图中补上未画出的导线; ③根据上述信息,将实验数据填写在下表中,并计算待测电阻的平均值。 实验序号 电压(伏) 电流(安) 电阻(欧) 电阻的平均值(欧) 1 2 3 46.(2024 长宁 一模)小华做“用电流表、电压表测电阻”的实验。他将电源(电压为2伏的整数倍保持不变)、待测电阻、滑动变阻器、电流表、开关串联,然后将电压表并联在电路中。小华闭合开关,并将此时的部分数据记录在表格序号1中;接着,他将滑片向另一端移动到某位置处,得到表格序号2中的数据;初步分析后,他发现电压表位置连接不正确,于是断开开关,仅改变了电压表的连接位置;再次闭合开关,他将滑片继续向另一端移动至某处时,电压表示数如图所示。- 3 15 图13 序号 电压表示数(伏) 电流表示数(安) 电阻Rx(欧) 1 6.0 2 3.5 0.36 3 ①小华改变电压表连接位置后,将电压表并联在了_两端(选填“电源”“待测电阻”或“滑动变阻器”)。 ② 求图中电压表的示数及电源电源U。( )( ) 2 / 2 学科网(北京)股份有限公司 $$
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上海中考三年分类汇编:电学实验
1.(2022 宝山 一模) 小明同学在“用电流表、电压表测电阻”的实验中,所用电源电压为3伏且不变,滑动变阻器上标有“20Ω 1A”字样。
(1)其实验原理是______;
(2)连接实验器材时,开关应该处于______状态(选填“断开”“闭合”或“任意”);
(3)将图所示滑动变阻器接入电路中,当滑片向右滑动时,接入电路的电阻变大的是______;
A.
B.
C.
D.
(4)正确连接电路,闭合开关后,观察到电压表、电流表的示数如图所示:将滑片移到中点时,电流表示数为0.2安;在移动滑片过程中,观察到电流表示数的最大值为0.6安。根据以上信息,将实验数据记录表填写完整。
物理量
实验序号
电压U(伏)
电流I(安)
电阻R(欧)
电阻R平均值(欧)
1
______
______
______
______
2
______
0.2
______
3
______
0.6
______
【答案】 ①. ②. 断开 ③. C ④. 1.6 ⑤. 0.3 ⑥. 5.3 ⑦. 5.1 ⑧. 1 ⑨. 5 ⑩. 3 ⑪. 5
【解析】
【详解】(1)[1]用电流表和电压表直接测量待测电阻的电流和电压,根据欧姆定律计算电阻,所以实验原理是。
(2)[2]为了保护电路,连接实验器材时,开关应该断开。
(3)[3]A.接线柱一上一下接入,滑片向右滑动时,接入电路的电阻线长度变短,电阻变小,故A不符合题意。
B.滑动变阻器同时使用了上面两个接线柱,将金属杆接入电路中,连入电路的电阻为零,滑片移动,滑动变阻器接入电路的电阻仍然为零,故B不符合题意。
C.接线柱一上一下接入,滑片向右滑动时,接入电路的电阻线长度变长,电阻变大,故C符合题意。
D.滑动变阻器同时使用了下面两个接线柱,相当于定值电阻接入了电路,滑片移动,连入电路的电阻丝长度不变,电阻不变,故D不符合题意。
故选C。
(4)[4][5][6][7][8][9][10][11]电源电压是3V,电压表的量程为0~3V,分度值为0.1V,示数为1.6V;因为电流表的最大示数为0.6A,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.3A;根据欧姆定律可知,电阻的阻值是
已知滑片移到中点时,电流表示数为0.2A,滑动变阻器两端电压
因为串联电路两端电压等于各部分电压之和,所以滑片在中点时,电压表的示数
U2=U-U′=3V-2V=1V
电阻的阻值是
当滑动变阻器接入电路阻值为零时,电流表示数最大,即0.6A,电压表示数等于电源电压3V;电阻的阻值是
电阻R平均值
2.(2022 崇明区 一模) 某同学做“用电流表、电压表测电阻”的实验,可供选择的器材有:电源2个(电压分别为6伏、4.5伏),滑动变阻器2个(分别标有“10Ω 3A”和“20Ω 1A”的字样),待测电阻Rx(估计阻值约为19欧左右),电压表、电流表、电键各l个和导线若干。他选用器材,按图连接电路,且步骤正确。
(1)此实验的原理是_____________________,闭合电键前变阻器的滑片P应在图中变阻器的___________(选填“左端”、“中间”或“右端”)。
(2)闭合电键,发现电流表示数为0.2安。则该同学在实验中所选用的电源电压为_________伏,所选用的滑动变阻器的最大电阻为_________欧。
(3)当该同学移动滑动变阻器滑片到中点时(即连入电路中的电阻为变阻器最大值的一半),电流表的示数为0.25安,他继续移动滑动变阻器的滑片,发现电路中的最大电流为0.3安,此时电压表V的示数为__________伏,由以上信息可测得Rx的阻值为__________(精确到0.1欧)欧。
【答案】 ①. ②. 右端 ③. 6 ④. 10 ⑤. 6 ⑥.
【解析】
【详解】(1)[1][2]用电流表和电压表测量电阻的原理是;为了保护电路,滑动变阻器的滑片需要位于阻值最大处,故滑片需要位于最右端。
(2)[3][4]闭合电键,此时滑动的位置没有移动,故滑动变阻器是最大值,发现电流表的示数为0.2安,若该同学在实验中所选用的电源电压为4.5V,则电路中的总电阻为
而待测电阻约为19Ω,那么滑动变阻器的电压为
而滑动变阻器的最大阻值不是3.5Ω,故舍弃,故当电源电压为6V时,电路中的电阻为
而待测电阻约为19Ω,那么滑动变阻器的电压为
滑动变阻器的阻值与10Ω最接近,故电源电压为6V符合题意,所选的滑动变阻器的最大阻值为10Ω。
(3)[5][6]他继续移动滑动变阻器的滑片,发现电路中的最大电流为0.3安,此时滑动变阻器的阻值为零,总电阻最小,电流最大,而此时只有待测电阻接入电路,故电压表也测量电源电压,故此时电压表V的示数为6V;当滑动变阻器接入的阻值为一半时,滑动变阻器的阻值为5Ω,电流表的示数为0.25A,则滑动变阻器的电压为
则待测电阻的电压为
待测电阻的阻值为
而根据最大电流为0.3A,此时电压表的示数为6V,计算出待测电阻的阻值为
当电源电压为6V,滑动变阻器的最大值为10Ω,此时的电流为0.2A,则滑动变阻器的分担的电压为2V,而待测电阻分担的电压为为4V,则待测电阻的阻值为
则待测电阻的阻值为
3.(2022 奉贤 一模)小朱同学做“用电流表、电压表测电阻”的实验。现有电源、待测电阻 RX、滑动变阻器 RP、阻值为 25 欧的定值电阻 R0、电流表、电压表、开关和导线若干。他按照图 12(a) 电路正确连接且实验步骤正确。闭合开关,将滑动变阻器移至中点处,电压表、电流表示数分别如图 12(b)、(c)所示。
①本实验的原理是: 。
②闭合开关 S 前,滑动变阻器滑片P 应置于最 端。(选填“左”或“右”)
③在实验过程中电流表发生故障,不能正常使用。经过思考,他认为使用现有的器材也能多次测量完成实验。于是他调整电路并来回移动滑片,发现电压表示数始终在 1.0V~4.5V 范围内变化。最后,他用 R0 替换 RP,测得电压表示数为 0.8V。根据上述信息,请将正确的数据填写在下表中。(计算精确到 0.1 欧)
物理量
序号
电流 IX(安)
电压 UX(伏)
电阻 RX(伏)
电阻RX 平均值(欧)
1
(11)
(14)
2
(12)
3
(13)
答案
4.(2022 虹口 一模) 小华做“用电流表、电压表测电阻”实验,现有电源(电压是1.5V整数倍保持不变)、电流表、电压表、开关和待测电阻各一个,两个滑动变阻器(分别标有“20欧2安”“10欧1安”字样),以及导线若干。小华选择一个滑动变阻器进行实验,将数据记录在表一中。完成两次测量后,他调整了电表位置后按正确步骤进行操作,实验数据记录在表二中。
表一
实验序号
电压(伏)
电流(安)
1
4.0
0.20
2
3.5
0.24
表二
实验序号
电压(伏)
电流(安)
3
1.0
0.10
4
2.0
0.20
(1)画出小华开始实验时的电路图;
(2)通过计算判断小华实验时使用滑动变阻器的规格;
(3)根据实验数据计算待测电阻的阻值。
【答案】(1)(2)“20欧2安”;(3)10.1Ω
【解析】
【详解】(1)用电流表、电压表测电阻时,当滑动变阻器接入电路中的电阻变小,电路的总电阻变小,由可知,电路中的电流变大,由U=IR可知,定值电阻两端的电压变大,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以滑动变阻器两端的电压变小,由表一数据可知,电流表的示数变大时,电压表的示数变小,则电压表应并联在滑动变阻器两端,实验电路图如下图所示
(2)由表一可知,当滑动变阻器两端的电压U滑=4.0V时,电路中的电流I=0.20A,滑动变阻器接入电路中的电阻
滑动变阻器的规格为“20欧2安”。
(3)因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,当
U滑=4.0V、I=0.20A
时,电源电压
U=U滑+IR待测=4.0V+0.20A×R待测①
当
U滑′=3.5V、I′=0.24A
时,电源电压
U=U滑′+I′R待测=3.5V+0.24A×R待测②
由①②可得
U=6.5V
因电源的电压为1.5伏的整数倍保持不变,所以,电源的电压U电源=6V,由表一数据可知待测电阻的阻值
改变电压表的接入位置后,电压表并联在待测电阻两端的电压,由表二数据可知待测电阻的阻值
则待测电阻的阻值
5.(2022 黄浦 一模)小明做“用电流表、电压表测电阻”的实验,现有电源(电压为2伏整数倍)、电流表、阻值为10欧的定值电阻R定,待测电阻Rx各一个以及导线若干。他先设计连接了如图(a)所示的电路,闭合开关,电流表示数如图(b)所示。为了测出待测电阻两端电压,他将电阻R定并联接入电路A、B、C中某两点间,开关处于某状态,电流表示数如图(c)所示。
(1)请写出定值电阻R定的接入点以及开关的开闭状态________。
(2)求出待测电阻Rx的阻值________。(请写出过程)
(3)沿用上述方法,为了减小误差,可进行的操作是:________。
A.换其他待测电阻继续实验
B.换不同已知阻值的定值电阻继续实验
C.换不同未知电压的电源继续实验
【答案】 ①. AB,闭合 ②. 20Ω ,见解析 ③. BC
6.(2022 嘉定 一模) 小嘉同学做“用电流表、电压表测电阻”的实验。实验桌上有电源(电压保持不变)、待测电阻、电流表、电压表和开关各一个,滑动变阻器A、B两个(A标有“”字样、B标有“”字样)及导线若干,所有器材均完好。小嘉选取其中一个变阻器进行实验,他正确串联实验器材,并将滑动变阻器的滑片置于一端,然后将电压表并联在电路中。闭合开关,观察到电压表示数为0;接着他将滑片移至另一端,观察到两电表示数如图(a)、(b)所示。小嘉对所观察到的实验现象思考后,重新正确连接电路,且操作步骤正确。再次闭合开关后,观察到电压表示数为2伏;移动滑片至另一端,观察到电流表示数为0.58安;滑片移至某位置,观察到两电表示数分别为3伏和0.28安。然后他整理器材,完成了实验数据收集。
(1)小嘉调整电路前的实验操作过程存在什么问题?
(2)判断小嘉所选取的滑动变阻器规格,并说明理由。
(3)请分析和计算待测电阻的平均值。(精确到0.1欧)
【答案】(1)电压表与变阻器并联;(2)滑动变阻器B,见解析。(3)10.3Ω。
【解析】
【详解】解:(1)正确串联实验器材,将滑动变阻器的滑片置于一端,然后将电压表并联在电路中,闭合开关,观察到电压表示数为0,说明电压表被短路了,接着他将滑片移至另一端,由图(a)、(b)可知电压表和电流表有示数,所以电压表与变阻器并联了,将滑动变阻器的滑片置于一端,变阻器连入电路的电阻为零,电压表的示数为0,将滑片移至另一端,此时变阻器连入电路的电阻最大。
(2)重新正确连接电路,且操作步骤正确,电压表与电阻并联,电压表示数为2V,说明电阻两端的电压是2V,滑片移至某位置,电压表的示数是3V,由串联分压可知,变阻器连入电路的电阻最大时,变阻器两端的电压大于3V,所以实验开始时,电压表与变阻器并联,电压表的示数大于3V,由图(a)可知,电压表的选择量程是0~15V,电压表的示数是4V,由串联电路的电压的规律可知电源电压
U=Ux+U滑=2V+4V=6V
由图(b)可知,电流表的量程是0~0.6A,电流表的示数是0.2A,变阻器的最大值
所以选择滑动变阻器B,由串联电路电流的规律可知通过电阻的电流是0.2A,电阻的阻值
(3)移动滑片至另一端,此时变阻器连入电路的电阻为零,只有待测电阻的简单电路,电流表示数为0.58A,电阻的阻值
滑片移至某位置,观察到两电表示数分别为3伏和0.28安,此时电阻的阻值
待测电阻的平均值
答:(1)小嘉调整电路前电压表与变阻器并联;
(2)小嘉所选取的滑动变阻器B,见解析。
(3)待测电阻的平均值是10.3Ω。
7.(2022金山 一模)小华同学做“电流表、电压表测电阻”实验,现有电源、电压表、电流表、待测电阻、两个滑动变阻器(分别标有“”、“”)、开关及导线若千,实验器材齐全且完好,所用电源电压不变;小华选择其中一个变阻器正确串联,并将滑片置于变阻器的一端,然后将电压表并联在电路中,闭合开关后,两电表的示数如图(a)、(b)所示,继续移动滑片,观察到电压表的示数逐渐变小为零,此时电流表示数为0.6安。
(1)小华连接电路时出现的问题是:______;小华经过思考重新连接电路并规范操作,闭合开关后,发现电压表的示数为1伏,接着,他移动滑片,当观察到电流表指针偏转9小格时,电压表的指针又到了如图(b)所示的位置;
(2)根据以上信息,通过计算判断滑动变阻器的最大阻值为______;
(3)计算待测电阻的阻值为______。(精确到0.1欧)
【答案】 ①. 电压表并联在滑动变阻器的两端了 ②. ③.
【解析】
【详解】(1)[1]小华选择其中一个变阻器正确串联,并将滑片置于变阻器的一端,然后将电压表并联在电路中(为第一次操作),闭合开关后,两电表的示数如图(a)、(b)所示,左图中,电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流为0.2A;右图中,电压表若选用小量程,分度值为0.1V,电压为2V,若选用大量程,分度值为0.5V,电压为10V。电压表可能并联在电源两端、滑动变阻器两端或待测电阻的两端,继续移动滑片,观察到电压表的示数逐渐变小为零,故电压表只能测量变阻器的电压,小华连接电路时出现的问题是:电压表并联在滑动变阻器的两端了。
(2)[2]根据题意可知,在第一次操作中,变阻器连入电路的电阻最大,此时电流表示数为0.2A,若电压表示数取2V,根据欧姆定律,此时变阻器连入电路的电阻
若电压表示数取10V,根据欧姆定律可知滑动变阻器连入电路的电阻为
与给出的器材不相符,故变阻器连入电路的最大电阻为。
(3)[3]继续移动滑片,观察到电压表的示数逐渐变小为零,此时电流表示数为0.6安,此时变阻器连入电路的电阻为0(为第二次操作)。重新连接电路并规范操作,则电压表并联在待测电阻的两端,且变阻器连入电路的电阻最大为,闭合开关后,发现电压表的示数为1伏(为第三次操作),与第一操作相比,滑动变阻器连入电路的电阻也最大,则第三次操作中,滑动变阻器的电压为2V,电路的电流与第一次操作时相同,即为0.2A,根据串联电路电压的规律,则电源电压为
U=2V+1V=3V
接着,他移动滑片(滑动变阻器连入电路的电阻变小,为第四次操作),当观察到电流表指针偏转9小格时,即电流表示数增大了
故第四次操作中电路的电流为
此时电压表的指针又到了如图(b)所示的位置,即电压表示数为2V,在第四次操作中,根据欧姆定律,待测电阻为
在第三次操作中,待测电阻为
在第二次操作中,待测电阻为
为减小误差取平均值作为测量结果,则待测电阻大小为
8. (2022 浦东新区 一模) 小王、小张分别做“用电流表、电压表测电阻”的实验,实验器材齐全并完好,电源电压相等且保持不变,待用滑动变阻器有两种规格(分别标有“10;2A”、“20;2A”的字样),待测电阻Rx规格相同。实验中,两位同学所用的变阻器不同,但他们在连接电路时都将滑片置于变阻器的一端。闭合电键,他们所观察到电流表、电压表的示数均为图(a)、(b)所示,接着在向变阻器另一端移动滑片的过程中,小王发现电路中两电表的示数均变小,而小张却发现电路中两电表的示数均变大。在思考并解决实验问题后,两位同学均完成实验。
(1)在连接电路及实验操作过程中,存在不规范情况的是:________(选填“小王”、“小张”或“小王和小张”)
(2)请写出你的判断依据:________;
(3)实验所用的电源电压为________伏;
(4)小张选用的滑动变阻器规格为________;请说明理由(写出分析过程):________。
【答案】 ① 小王和小张 ②. 见解析 ③. 6 ④. 20Ω;2A ⑤. 见解析
【解析】
【详解】(1)[1]在连接电路及实验操作过程中小王和小张都不规范。
(2)[2]他们在连接电路时都将滑片置于变阻器的一端,即滑动变阻器接入电路中的电阻可能是最小为零,或者是最大。闭合开关,电表的指针偏转角度相同,接着在向变阻器另一端移动滑片的过程中,根据小王发现电路中两电表的示数均变小,可判断出闭合开关时,小王的滑动变阻器阻值为零;而小张却发现电路中两电表的示数均变大,可判断出闭合开关时,小张滑动变阻器的阻值最大。所以小王不规范的地方在于:在闭合开关前,滑动变阻器滑片位于阻值最小处。从以上还可以分析出小王电流表用0~3A量程,示数为1.2A,电压表用0~15V量程,示数为6V;小张电流表用0~0.6A量程,示数为0.24A,电压表所用0~3V量程,示数为1.2V。所以小张不规范的地方在于:在连接电路时,在无法估计电流、电压大小情况下两电表直接选择了较小量程。
(3)[3]由以上可知,闭合开关时,变阻器电阻为零,只有待测电阻Rx接入电路,电压表测电源电压,此时电压表示数为6V,则电源电压等于6V。
(4)[4][5]因为电源电压为6V,待测电阻Rx规格相同。根据小张、小王电路中两电表的示数变化情况。刚开始小张电路中滑动变阻器阻值最大,此时
Ix=I滑=0.24A
小张电路中待测电阻Rx的电压
Ux=1.2V
滑动变阻器两端电压
U滑=U-Ux=6V-1.2V=4.8V
滑动变阻器的最大电阻
小张选用的滑动变阻器规格为20;2A。
9(2022 普陀 一模)小华做“用电流表、电压表测电阻”实验,可选用器材有:电源(有两种规格,有 6 伏和 4.5 伏)、待测电阻Rx、电流表、电压表、滑动变阻器(有两种规格,分别标有“10 欧 2 安”和“20 欧 1 安”字样)、开关以及导线若干。他选用实验器材,按照图 13 所示示电路连接。
①连接的电路如图 13 所示,图中尚有一根导线未连接,请用笔线代替导线在图中连接。连接后要求:滑片 P 向右移动,电压表示数变大 (用 2B 铅笔在答题纸的相应位置连线)。
②当滑片P 在滑动变阻器一端时,闭合开关 S,电压表和电流表示数如图 14 所示,滑片 P 移动到某一位置时,电压表和电流表指针都自原来位置转动了一小格,继续移动滑片,P 到另一端时,电流表示数为0.3A。
请根据图 13、14 及相关信息,将表二填写完整 (电阻值精确到 0.1 欧) 。
小华选用的滑动变阻器规格是: 。表一
序号/物理量
电压Ux(伏)
电流 Ix(安)
电阻Rx(欧)
电阻Rx 平均值(欧)
1
2
3
10.(2022 普陀 一模)小李和小明为了“探究导体中电流与电压的关系”,用 A、B 两个导体进行实验。实验中多次改变导体两端的电压大小,并将测量的数据记录在表一和表二中。
表一(小李) 表二(小明)
导体
实验序号
电压(伏)
电流(安)
A
1
1.2
0.08
2
2.4
0.16
3
3.6
0.24
导体
实验序号
电压(伏)
电流(安)
B
4
1.8
0.18
5
3.6
0.36
6
5.4
0.54
①分析比较实验序号 1、2、3 或 4、5、6 中的电流与电压变化的倍数关系,可得出的初步结论是:对同一导体, 。
②进一步综合分析表一、表二的数据,可得的初步结论是: 。
③根据实验序号 的数据,他们提出了猜想:在相同电压的情况下,通过不同导体的电流不相同
为进一步验证猜想,他们分别设计了实验方案,如图15(a)(b)所示。(a)方案通过移动滑片来改变接入电路的导体的电阻,(b)方案通过替换定值电阻 R 来改变接入电路的导体电阻。讨论后觉得图 15(a)的
方案难以完成实验。请你写出其原因: 。
关于物理,我从未选择放弃
11.(2022 青浦 一模) 小华做“用电流表、电压表测电阻”实验,现有电源(电压保持不变)、待测也阻Rx、电流表、电压表(只有0~3伏档完好)、滑动变阻器、开关以及导线若干。他正确连接电路,实验步骤正确,刚闭合开关时电压表、电流表示数如图(a)、(b)所示。他移动沿片P,发现电表的示数变化范围太小,可能会影响测量的精确程度。于是他经过思考后重新连接电路进行实验,重新实验的数据记录如表所示,并在移动变阻器滑片过程中,发现电压表示数的最大变化量为1.8伏。
实验序号
电压表示数(伏)
电流示数(安)
1
1.5
0.20
2
0.5
0.26
(1)实验所用电源的电压。___________(需写出简要的计算过程或理由)
(2)根据相关信息,实验序号1时所测得电阻Rx的阻值为___________欧。
【答案】 ①. 4.5V ②. 15
【解析】
【详解】(1)[1]他正确连接电路,实验步骤正确,说明电压表与电阻并联,如图(a)电压表,选择0~3V,分度值为0.1V,读数为2.7V;重新连接电路,而电压表(只有0~3伏档完好),故将电压表并联在滑动变阻器两端,根据串联分压,滑动变阻器接入的阻值越大,电压表的示数最大,当滑动变阻器的阻值为零,电压表的示数为0,故当滑动变阻器全接入时,此时电压表的示数最大,根据电压表示数的最大变化量为1.8伏,故滑动变阻器的最大值为1.8V,而第一次连接电路时,滑动变阻器也是全部接入,那么此时滑动变阻器的电压也为1.8V,故电源电压为
(2)[2]实验序号1时所测得电阻Rx的阻值为
12.(2022 青浦 一模)某小组同学在得出“串联电路中电流处处相等”结论后继续实验,他们先按图用导线连接电源(电压保持不变)、电阻R(阻值为20欧)、开关等,然后将不同阻值的导体Rx接入电路AB间,并记录电压和电流,数据如下表所示。
实验序号
Rx阻值(欧)
电压表示数(伏)
电流表示数(安)
1
5
1.8
0.36
2
10
3.0
0.30
3
16
4.0
0.25
4
25
5.0
0.20
5
30
5.4
018
6
40
6.0
0.15
(1)分析比较实验序号1-6数据中的电流表示数的变化情况及相关条件,可以得到的初步结论是:电源电压不变的情况下,当一个串联电阻相同时,___________;
(2)分析比较实验序号1-6数据中的电压表示数的变化情况及相关条件,可以得到的初步结论是:________;
(3)分析比较实验序号1-6数据中的电压表、电流表示数的比值及导体Rx电阻的大小等条件,可以得到的结论是:_______;
(4)在分析了实验中Rx两端的电压和电流的比值后,他们进一步发现,当Rx的阻值越接近另一个导体的阻值时,Rx两端的电压和通过的电流的乘积越大。请根据这一发现及相关数据,可以进行的猜想是:串联电路中,当某个导体的_______,其两端的电压和通过的电流的乘积最大;
(5)为了验证这个猜想,他们拟用滑动变阻器接入电路AB间继续实验,可供选用的滑动变阻器有“10Ω 2A”、“20Ω 2A”、“50Ω 1A”三种规格。你认为选用_______规格的变阻器能够满足实验要求。
【答案】 ①. 另一个电阻越大,电路中的电流越小 ②. 在串联电路中,当一个串联电阻不变,另一个电阻越大,其两端的电压越大 ③. 在串联电路中,一个电阻的阻值越大,其两端的电压与通过的电流的比值越大,且大小等于该电阻 ④. 电阻与另一个电阻相等时 ⑤. 50Ω 1A
【解析】
【详解】(1)[1]由表中数据可看出,电源电压不变,当R阻值不变,Rx越大,电路的总电阻越大,由得电路中的电流越小,故可得出:在串联电路中,当一个串联电阻相同时,另一个电阻越大,电路中的电流越小。
(2)[2]分析表中电压表和电阻Rx的变化会发现,Rx越大,分配在它两端的电压就越大,故可得出结论:在串联电路中,当一个串联电阻不变,另一个电阻越大,其两端分配的电压越大。
(3)[3]综合分析电压表、电流表示数的比值及导体Rx电阻的大小等条件,可得出:在串联电路中,当一个电阻不变,另一个电阻变大时,其两端分配的电压变大,电路中的电流变小,电压与电流的比值始终等于该电阻阻值。
(4)[4]计算表中6次实验中导体两端的电压与通过的电流的乘积
1.8V×0.36A=0.648W
3.0V×0.30A=0.9W
4.0V×0.25A=1.0W
5.0V×0.20A=1.0W
5.4V×0.18A=0.972W
6.0V×0.15A=0.9W
通过以上计算可知,第三组和第四组电压表和电流表示数乘积最大,这两组的电阻最接近于电路中另一个串联电阻大小,因此得出结论:串联电路中,当某个导体的电阻等于另一个电阻时,其两端的电压和通过的电流的乘积最大。
(5)[5]该电路中的定值电阻R=20Ω,由(4)知Rx的电阻等于另一个电阻时,其两端的电压和通过的电流的乘积最大,即
Rx=R=20Ω
时,Rx的功率最大,此时Rx的功率为
故当2Rx=R滑时,Rx功率最大,则
R滑=2 Rx=2×20Ω=40Ω
故应选“50Ω 1A”规格的滑动变阻器。
13.(2022 松江 一模) 小华做“用电流表、电压表测电阻”实验,现有电源(电压保持不变)、待测电阻Rx、电流表、电压表(只有0~3V完好)、滑动变阻器A标有“10欧 2安”字样、滑动变阻器B标有“20欧 2安”字样、开关以及导线若干。他选择一个滑动变阻器正确连接电路,实验步骤正确,刚闭合开关时,电流表示数为0.44安,电压表示数如图(a)所示。于是他经过思考后换用另一个滑动变阻器,重新正确连接电路,实验步骤正确,闭合开关,发现两电表示数如图(b)(c)所示。
①第一次实验小华同学选用的滑动变阻器为______(选填“A”或“B”);根据第二次实验数据,计算待测电阻阻值为______欧(计算电阻时,精确到0.1欧);
②实验中电源电压为______伏;
③计算第一次实验待测电阻的阻值______(本小题需写出计算过程,计算电阻时,精确到0.1欧)。
【答案】 ①. A ②. 6.8 ③. 7.5 ④. 7.0
14.(2022 徐汇 一模) 某同学做“用电流表、电压表测电阻”实验,现有电源(电压为2伏的整数倍且保持不变)、一个待测电阻、电流表、电压表、滑动变阻器、开关及导线若干。他连接电路,使变阻器接入电路中的电阻最大,闭合开关后,在移动变阻器滑片的过程中,发现电流表示数的变化范围为0.20~0.58安,电压表示数相应的变化范围为4.0~0伏,当移动变阻器滑片到某个位置时,电压表、电流表的示数分别如图 (a)、(b)所示。
①他连接电路时,开关应处于______状态,电流表串联在电路中时应使电流从电流表的______接线柱流入,图(b)所示电流表的示数为______安。
②求变阻器的最大阻值______
③计算说明实验中的电源电压______
④计算待测电阻的阻值(精确到0.1欧)______
【答案】 ①. 断开 ②. 正 ③. 0.4 ④. 20Ω ⑤. 6V ⑥. 10.1Ω
【解析】
【详解】①[1]他连接电路时,为保护电路,开关应处于断开状态。
[2]用电流表测量电流时,必须让电流从“+”接线柱流进,从“-”接线柱流出,否则,电流表指针反向偏转。即电流表串联在电路中时应使电流从电流表的正接线柱流入。
[3]闭合开关后,在移动变阻器滑片的过程中,发现电流表示数的变化范围为0.20~0.58安,图(b)所示电流表,若选用大量程,分度值为0.1A,电流表示数为2A,大于0.58A,不符合题意,故电流表只能选用小量程,分度值为0.02A,电流表的示数为0.4A。
②[4]电压表可能并联在电源两端或变阻器的两端或待测电阻的两端,已知在移动变阻器滑片的过程中,电压表示数相应的变化范围为4.0~0伏,即电压表示数为0,故可确定电压表只能并联在滑动变阻器的两端(此时变阻器连入电路的电阻为0),在第一次操作中,他连接电路,使变阻器接入电路中的电阻最大,这时电路的电流应最小,为0.20安,电压表示数为最大,即变阻器的电压为4V,根据串联电路电流的规律及欧姆定律,变阻器的最大阻值
③[5]当变阻器连入电路的电阻为0时,电流表示数最大为0.58A(为第二次操作),因在第一、二次操作中,待测电阻大小相等,根据串联电路电压的规律及欧姆定律有
代入已知量
解之
因电压为2伏的整数倍且保持不变,故电源电压为6V。
④[6]在第一次操作中,根据串联电路的规律及欧姆定律,待测电阻为
在第二次操作中,根据欧姆定律,待测电阻为
在最后一次操作中,电流表示数为0.40A,图(b)中,若电压表选用大量程,分度值为0.5V,电压表示数为10V,大于电源电压,不符合题意,故电压表只能选用小量程,分度值为0.1V,电压表示数为2V,根据串联电路的规律及欧姆定律,待测电阻为
为减小误差,取平均值作为待测电阻的阻值
15.(2022 杨浦 一模) 现有器材:电源(电压为1.5伏的整数倍),待测电阻、电流表、电压表、开关各一个,滑动变阻器两个(分别标有“10Ω 1A”“20Ω 1A”字样),以及导线若干。小华要做“用电流表、电压表测电阻”实验,他选择其中一个滑动变阻器,先正确串联电路,再将电压表并联在电路中。移动滑动变阻器滑片至最大阻值处,再闭合开关,观察到电流表与电压表示数如图所示。 继续移动滑片至a处,观察到电流表与电压表的指针均偏转了3小格。
① 小华将电压表并联在______两端(选填“电源”“待测电阻”或“变阻器”);
② 写出图中电流表与电压表示数并说明理由;______
③ 请计算出滑片在a处时待测电阻阻值。______(电阻精确到0.1欧)
【答案】 ①. 待测电阻 ②. 见解析 ③. 5.0Ω
16.(2022 长宁 一模) 现有电压可调节的电源甲(2伏、4伏、6伏、8伏、10伏和12伏六档)和电压恒为4.5伏的电源乙各一个,电流表、电压表和开关各2个,标有“10Ω 2A”字样的滑动变阻器、约为10欧的待测电阻A和约为50欧的待测电阻B各一个,导线若干。在进行测电阻的实验中,小华选用了电阻A,而小明选用了电阻B,由于只有一个滑动变阻器,两人讨论后开始设计实验方案,并分配了实验器材。
① 在设计实验方案的过程中,
(a)小华和小明先选用电源乙,并按照正确连接电路的要求设计电路。如图甲所示,是小华粗略估算的电流表指针偏转的大致范围。根据小华的标识方法,请在图乙中画出小明实验过程中电流表指针偏转的大致范围______;
(b)根据上述电流表指针偏转的范围,小明应选择图______进行实验,理由是______;
② 经过思考,他们重新合理分配了实验器材。在实验中,小华正确连接电路,实验步骤规范,闭合开关后,发现电流表的指针恰好指在0.22安刻度处,此时小华测得电阻A的阻值为______欧。小明在实验中发现电流表的最大示数为0.22安,则小明测得电阻B的阻值为______欧。(计算结果均保留1位小数)
【答案】 ①. ②. a ③. 若选择4.5伏的电源乙和滑动变阻器,电流表指针偏转范围过小,很难读出滑片在不同位置情况下三组明显差异的电流值(或只有选择电源甲,才能读出三组较明显差异的电流值) ④. 10.5 ⑤. 54.5
【解析】
【详解】①(a)[1]小华粗略估算的电流表指针偏转的大致范围为,电源电压为4.5V,因此电路中的电阻范围约为
故小华选择了10Ω的待测电阻A和“10Ω 2A”字样的滑动变阻器;小明只能选择 的待测电阻B和滑动变阻器,小明实验过程中电流表指针偏转的大致范围
在图上画出两个电流值,如图
(b)[2][3]根据上述电流表指针偏转的范围,小明应选择图a进行实验,理由是:若选择4.5V的电源乙和滑动变阻器,电流表指针偏转范围过小,很难读出滑片在不同位置情况下三组明显差异的电流值;只有选择电源甲,改变电源的电压,才能读出三组较明显差异的电流值。
②[4]在实验中,小华正确连接电路,实验步骤规范,闭合开关后,发现电流表的指针恰好指在0.22安刻度处,此时电路中的电流最小,电阻最大,电路的总电阻为
[5]小明采用图a,在实验中发现电流表的最大示数为0.22安,此时电路中电压最大为12V,则小明测得电阻B的阻值为
17.(2023 宝山 一模)小宝同学做“用电流表、电压表测电阻”实验,电源电压为3伏且保持不变,滑动变阻器标有“5Ω 3A”字样。
① 用笔线代替导线,将图示的电路连接完整(要求滑片位于阻值最大处);______
② 闭合开关S后,电流表的示数为0.3安,电压表的示数为1.5伏,则待测电阻Rx阻值为______欧;
③ 小宝同学继续用图示电路做“测定小灯泡的电功率”实验。他用额定电压为“2.2V”和“2.5V”中的一个待测小灯直接替换掉待测电阻Rx ,闭合开关 S后,移动滑动变阻器的滑片,发现滑片在中点附近某位置时,小灯正常发光,此时电流表的示数为0.3安,则该实验中所用小灯泡的额定功率为______瓦(请通过计算说明)。
【答案】 ①. ②. 5 ③. 0.66
【解析】
【详解】①[1]滑动变阻器与待测电阻串联,电压表并联在待测电阻两端,电流表的“-”接线柱连接待测电阻右接线柱,待测电阻左接线柱与滑动变阻器上端右接线柱连接,滑动变阻器下端左接线柱与电源负极连接,此时滑片位于阻值最大处,如图所示:
②[2]根据得,待测电阻Rx阻值是
③[3]闭合开关S后,移动滑动变阻器的滑片,滑片在中点附近某位置时,滑动变阻器接入电路的阻值约为
小灯正常发光,则滑动变阻器两端的电压约为
根据串联电路电压的特点可知,小灯泡两端的电压约为
则替换待测电阻的小灯泡的额定电压为2.2V,该实验中所用小灯泡的额定功率为
18.(2023 崇明 一模) 某同学利用如图所示的电路测定值电阻Rx的阻值,他所选用的电源电压是6伏。该同学电路连接正确,闭合电键后,移动滑动变阻器的滑片P到A点时,电压表、电流表的示数分别是3.8伏、0.26安。接着他移动滑片使电路中电流达到最大,电流表的示数为0.40安。他再次移动滑片到B点,电流表和电压表的示数如图所示。
(1)这种方法叫做___________测电阻。通过分析可知,B点在A点的___________(选填“左”或“右”)侧;
(2)请在下列表格中填入各对应的数据,并计算出电阻值。(计算电阻时,精确到0.1欧)( )
物理量
实验次数
电压(伏)
电流(安)
电阻(欧)
电阻平均值(欧)
1
2
3
【答案】 ①. 伏安法 ②. 右侧 ③. 见解析
【解析】
【详解】(1)[1]实验中用电压表测量定值电阻两端的电压,用电流表测量定值电阻的电流,由得到定值电阻的阻值,用到伏安法测量电阻。
[2]滑动变阻器的滑片P到A点时,电压表的示数是3.8V,电流表的示数是0.26A,电源的电压为6V,由图可知,如果电压表的量程为0~15V,分度值是0.5A,电压表的示数是11.5V,超过电源电压,不符合题意,所以电压表的量程为0~3V,分度值为0.1V,电压表的示数是2.3V,电路中的最大电流为0.4A,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,电流表的示数是0.16A,此时电流小于滑片P在A点时的电流,根据欧姆定律可得,滑片位于A点时接入电路中的电阻小于滑片位于B点时接入电路中的电阻,B点在A点的右侧。
(2)[3]电压表的示数是3.8V,电流表的示数是0.26A,电阻Rx的阻值
当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时,即电压表的示数U=6V时,电路中的电流I=0.4A最大,电阻Rx的阻值
电压表的示数是2.3V,电流表的示数是0.16A,电阻Rx的阻值
电阻的平均值
如下表所示
物理量
实验次数
电压(伏)
电流(安)
电阻(欧)
电阻平均值(欧)
1
3.8
0.26
14.6
14.7
2
6.0
0.40
15.0
3
2.3
0.16
14.4
19.(2023 奉贤 一模) 小朱和小赵同学通过实验探究并联电路的电阻特点,他们实验的过程如下:
(1)利用如图所示的电路,先将阻值未知的R1接入MN两点,用电流表、电压表测出三组电流值和电压值,将有关的实验数据记录在表一中。结合电路图和实验数据,他们是通过改变______实现多次测量的,请将表一的空白部分补充完整______(计算阻值精确到0.1欧)。两位同学还对测量方案进行了优化,即在电路中串联一个滑动变阻器,除了能够实现多次测量外,还可以实现______;
表一
实验序号
I(安)
U(伏)
R1(欧)
______
1
0.14
1.4
10.0
10.0
2
0.30
29
9.7
3
0.54
5.5
10.2
(2)用同样的方法继续测量出其他三个未知电阻,得到四个电阻的阻值之后,再将其中任意两个电阻并联接在原电路MN两点上,用电流表、电压表测出相应的总电流和总电压,并用公式计算出对应的总电阻。他们将有关的实验数据记录在表二中;
表二
实验序号
(欧)
(欧)
(欧)
4
20.0
30.0
12.0
5
20.0
10.0
6.7
6
20.0
5.0
4.0
7
10.0
5.0
3.3
(3)分析实验序号4与5与6或6与7中、和的变化情况,得出初步结论:当并联电路______时,其总电阻会随另一支路上的电阻______;
(4)通过交流实验数据,大家初步分析比较表中实验序号4或5或6或7中的数据,比较与(或)的大小,得出定性结论:______;
(5)经过多次计算和比较,最后大家对原表中每个电阻计算其倒数值,得到数据如表二最后三列所示。进一步分析比较实验序号4或5或6或7中最后三列得到的各电阻倒数之间的大小关系,归纳得到它们间的定量关系结论是:______;
表二
实验序号
(欧)
(欧)
(欧)
(欧)
(欧)
(欧)
4
20.0
30.0
12.0
0.05
0.03
0.08
5
20.0
10.0
6.7
0.05
0.10
0.15
6
20.0
5.0
4.0
0.05
0.20
0.25
7
10.0
5.0
3.3
0.10
0.20
0.30
【答案】 ①. 电源电压 ②. 见解析 ③. 保护电路 ④. 一条支路上的电阻不变 ⑤. 见解析 ⑥. 见解析 ⑦. 见解析
【解析】
【详解】(1)[1][2][3]由电路图和实验中数据可知,通过改变电源电压进行多次测量;为了减小误差需要多次测量求平均值,所以表一的空白部分是电阻的平均值R(欧);在电路中串联一个滑动变阻器,可以改变电阻两端的电压,还可以保护电路。
(3)[4][5]分析实验序号4与5与6数据,R并1不变,R并2减小,总电阻R总也减小;由6与7中数据可知,R并2不变,R并1减小,总电阻R总也减小;可以得到当并联电路中一条支路上的电阻不变时,其总电阻会随另一支路上的电阻减小而减小;
(4)[6]比较表中实验序号4或5或6或7中的数据,并联的总电阻比其中任何一个分电阻都小。
(5)[7]根据表二中的数据可以发现,分电阻的倒数之和等于等效电阻的倒数,即:。
20. (2023 黄浦 一模)小明做“用电流表、电压表测电阻”实验,现有电源(电源电压有2伏、4伏、6伏和8伏四档可选)、待测电阻、电流表、电压表(只有伏档完好)、开关各一个,两个滑动变阻器(分别标有“10欧2安”和“20欧1安”)、以及导线若干。他选用某一档位电源电压后,连接电路,并将滑片移到最大阻值处,闭合开关时观察到电表的示数如图(a)、(b)所示,移动滑片P,发现电流表示数变大,电压表示数超出了量程。经过思考后,仅更换了滑动变阻器,继续进行实验,实验数据如序号2、3所示。
序号
电流表(A)
电压表(V)
1
2
0.24
2.5
3
0.18
1.8
①请将图中实验数据记录在序号1中_________。
②电压表并联在_________两端(选填“待测电阻”或“变阻器”)。
③待测电阻的阻值为_________欧。
④请说明本实验所用电源电压的档位_________。
【答案】 ①. 0.3A,3V ②. 待测电阻 ③. 10.1 ④. 6V档
【解析】
【详解】①[1]由图可知,电流表量程,分度值0.02A,电流表示数是0.3A;电压表量程,分度值0.1V,电压表示数是3V。
②[2]滑动变阻器在最大值处时,电压表示数为3V,移动滑片P,即滑动变阻器接入电路中的电阻变小,而电压表示数超出了量程,即电压表示数变大,由串联电路中电压的分配与电阻成正比知,U滑是减小的,所以,电压表并在待测电阻两端。
③[3]由知,每一次实验的电阻值分别为
待测电阻的阻值为
④[4]滑动变阻器在最大值处时,电压表示数为3V,移动滑片P,即滑动变阻器接入电路中电阻变小,而电压表示数超出了量程,即滑动变阻器阻值太小,为“10欧2安”的滑动变阻器,由题知,“10欧2安”的滑动变阻器全部接电路中时,
待测电阻两端的电压和电流分别是
滑动变阻器两端的电压是
电源电压
所以,电源电压为6V档位。
21.(2023 嘉定 一模) 小嘉做“用电流表、电压表测电阻”实验,现有电源(电压保持不变)、待测电阻Rx、电流表、电压表、滑动变阻器、开关各一个,以及导线若干,实验器材完好。他正确串联电路后,并将滑片移至变阻器的一端,然后将电压表并联在电路中。闭合开关,两电表的示数如图所示;将滑片移至变阻器另一端的过程中,电压表的示数始终不变,而电流表示数逐渐增大到0.58安。经思考,他重新正确连接电路,并按规范实验。闭合开关,两电表指针所指的位置仍与图所示一致;移动滑片至变阻器某一位置时,电压表和电流表示数分别为“2.5伏,0.20安”。
(1)调整电路前,电压表接在________(选填“待测电阻”“滑动变阻器”或“电源”)两端。
(2)计算说明所用变阻器的最大阻值R滑大________。
(3)计算待测电阻Rx的电阻平均值________。(精确到0.1欧)
【答案】 ①. 电源 ②. 50欧 ③. 12.6欧
【解析】
【详解】(1)[1]闭合开关后,两电表都有示数,说明电路连接正确,移动滑片,可以改变电流表示数,则滑动变阻器可以改变电路中的电流,但电压表的示数不变,说明电压表测量的是电源电压。
(2)[2]调整电路前,电压表接在电源两端,调整电路后,电压表测量Rx两端的电压,两次电压表指针所指位置一样,则测电源时所选量程为0~15V,则电源电压为U=7.5V,调整后,电压表所选量程为0~3V,则Rx两端的电压为Ux=1.5V。重新正确连接电路,闭合开关时,滑动变阻器接入电阻值最大,此时
则滑动变阻器的电压为
U滑大=U-Ux=7.5V-1.5V=6V
则滑动变阻器的最大值为
(3)[3]调整前,将滑片移至变阻器另一端时,即滑动变阻器接入电路的电阻为零时,测得待测电阻为
调整后,测得Rx的阻值为
调整后,移动滑片至变阻器某一位置时,测得Rx的阻值为
待测电阻Rx的电阻平均值
22.(2023 金山 一模) 小华做“用电流表、电压表测电阻”实验,他用导线将电源(电压保持不变且为1.5V的整数倍)、滑动变阻器(“10Ω 2A”、“20Ω 2A”中的一个)、电流表、待测电阻、开关串联后,把电压表并联在电路中,并把滑片置于滑动变阻器阻值最大一端。闭合开关,电压表示数如图(a)所示,移动滑动变阻器滑片时,小华发现电压表示数没有发生变化。
经过思考,小华在不更换器材的情况下重新实验,正确连接电路,实验步骤正确。闭合开关后,电压表示数如图(b)所示,记录第一组数据。移动滑片到某位置,两电表示数分别为2.4V、0.32A,记录第二组数据;接着继续操作完成实验。
(1)调整电路之前,电压表并联在______两端,电源电压为______伏;
(2)判断实验中所选的变阻器______(需写出计算过程)
(3)第二组数据中,待测电阻的阻值为______欧。(计算电阻时,精确到0.1欧)
【答案】 ①. 电源 ②. 6 ③. “20Ω 2A” ④. 7.5
【解析】
【详解】(1)[1][2]把电压表并联在电路中,并把滑片置于滑动变阻器阻值最大一端,闭合开关,电压表示数如图(a)所示,如果电压表选择0~3V的量程,分度值是0.1V,电压表的示数是1.2V,如果电压表选择0~15V的量程,分度值是0.5V,电压表的示数是6V,移动滑动变阻器滑片时,电压表示数没有发生变化,电压表不可能并联在变阻器或电阻的两端,因为电源电压不变,所以电压表并联在电源两端,电源电压是1.5V的整数倍,如果电压表的示数是1.2V,不是1.5V的整数倍,电压表的示数是6V,是1.5V的整数倍,所以电源电压是6V。
(2)[3]闭合开关后,变阻器处于阻值最大处,电路的总电阻最大,由欧姆定律可知电路中的电流最小,由图(b)可知,如果电压表选择0~15V的量程,分度值是0.5V,电压表的示数是10V,电源电压是6V,不符合实际,所以电压表选择0~3V的量程,电压表的示数是2V,变阻器两端的电压
U滑=U-U1=6V-2V=4V
移动滑片到某位置,两电表示数分别为2.4V、0.32A,此时电路中的电流比刚闭合开关时电流大,所以变阻器的最大阻值
变阻器选择“20Ω 2A”。
(3)[4]第二组数据中,两电表示数分别为2.4V、0.32A,待测电阻的阻值为
23.(2023 闵行 一模) 小明将图所示烧瓶中的电阻丝取出并晾干,用伏安法测该电阻丝的阻值。器材有电源、电流表、电压表、“20Ω 2A”字样的滑动变阻器、开关及导线若干。连接电路后闭合开关,移动滑片到某位置时发现滑动变阻器冒烟并闻到焦糊味,两电表示数均为零。小明更换了规格相同的滑动变阻器重新进行实验,将实验数据填入表中。
实验次数
U/伏
I/安
R/欧
1
0.2
0.24
0.83
2
0.5
0.54
0.92
3
0.6
0.60
1.00
①“伏安法测电阻”的实验原理是:_______。
②试分析滑动变阻器冒烟的原因:_______。
③判断电源电压的最大值为_______伏。
④小明分析表中数据发现,电阻丝的电阻值逐渐变_______,其主要原因可能是_______。
【答案】 ①. ②. 电路电流超过滑动变阻器最大允许通过电流2A,熔断了 ③. 5 ④. 大 ⑤. 随着电阻丝两端电压和通过电流的增大,电阻丝温度升高,自身电阻变大
【解析】
【详解】①[1]由欧姆定律推导式可知,伏安法测电阻的原理是。
②[2]电路中电流过大,超过滑动变阻器最大电流,产生的电热过多,烧坏了滑动变阻器电阻丝绝缘层,最后烧断电阻丝,造成滑动变阻器冒烟,并闻到焦糊味,导致两电表示数均为0,所以滑动变阻器冒烟的原因是电路中的电流过大,超过了滑动变阻器的最大电流。
③[3]分析表中数据可知,当电路中的电流最小为0.24A时,电阻丝两端的电压为0.2V,此时滑动变阻器接入电路的阻值为最大值20Ω,根据串联电路电压和欧姆定律可得,电源电压为
U=UR+U滑=UR+IR滑=0.2V+0.24A×20Ω=5V
故电源电压的最大值为5V。
④[4][5]分析表中第四列数据发现,电阻丝的电阻值逐渐变大。分析表中第二、三列数据发现,电阻丝两端电压越高,电流越大,由P=UI可知,电功率越大,则电阻丝的温度越高,因此其主要原因可能是电阻丝的电阻值随温度的升高而增大。
24.(2023 浦东新区 一模)某同学做“用电流表、电压表测电阻”实验,现有电源(电压为 2 伏的整数倍且保持不变)、一个待测电阻 Rx、电流表、电压表、滑动变阻器、开关及导线若干。他连接电路,使变阻器接入电路中的电阻最大,闭合开关后,在移动变阻器滑片的过程中,发现电流表示数的变化范围为 0.20~0.58 安,电压表示数相应的变化范围为 4.0~0伏,当移动变阻器滑片到某个位置时,电压表、电流表的示数分别如图(a)、(b)所示。
(1)他连接电路时,开关应处于 状态,电流表串联在电路中时应使电流从电流表的 接线柱流入,图(b)所示电流表的示数为 安。
(2)该变阻器的最大阻值为 欧。
(3)当电流表示数为 0.20A 时,计算此时待测电阻Rx 的阻值(精确到 0.1 欧)。
【解答】解:(1)电流表示数的变化范围为 0.20~0.58A,则电流表选用了小量程;电压表示数相应的变化范围为 4.0~0V,则电压表选用了大量程;
25.(2023 普陀 一模)某班同学做“探究并联电路中电流的规律”的实验,所用器材包括电源、开关、电流表各1个及导线若干, 另有规格分别为甲、乙、丙、丁的4个小灯泡。
(1)图(a)是他们设计的电路图,图(b)是他们测量电流时连接的实验电路,此时电流表测量的是_____(选填“A”“B”或“C”)处的电流;
(2)请在图(b)中移动一根导线,测量另外一处的电流。在移动的导线上画“×”,并用笔画线代替导线连接正确的电路___________。移动后电流表测量的是____________(选填“A”“B”或“C”)处的电流;
(3)下表为各组实验数据汇总。
组别
L1规格
L2规格
IA/A
IB/A
IC/A
1
甲
乙
0.12
0.10
0.22
2
乙
丙
0.10
0.20
0.30
3
甲
丁
0.12
0.14
0.26
4
甲
丁
0.16
0.18
0.30
对于测量数据的相关分析,以下说法正确的是____________;
A.分析多组数据是为了减小误差
B.选用不同规格的灯进行实验,可使结论更具普遍性
C.第4组数据的偏差可能是电流表未调零引起的
(4)根据上表的实验数据及相关条件,可得的初步结论是:_______________。
【答案】 ①. C ②. ③. A ④. BC ⑤. 在并联电路中,干路电流等于各条之路电流之和
【解析】
【详解】(1)[1]由实物图可得,电流表测干路电流,因此是测电路图中C处电流。
(2)[2]移动一根导线后使得电流表测支路电流,如图所示:
[3]此时电流测灯泡L1的电流,所以测的是A处电流。
(3)[4]A.分析多组数据是为了寻找普遍规律,故A错误;
B.选用不同规格的灯进行实验,可以避免偶然因素的影响,使结论更具普遍性,故B正确;
C.第4组数据中,所有电流都比第三组大相同的数值,这可能是由于电流最开始指针没有指在零刻度线的原因,故C正确。
故选BC。
(4)[5]电路中两个灯泡并联,对实验数据归纳可得
IA+IB=IC
故有在并联电路中,干路电流等于各条之路电流之和。
26.(2023 普陀 一模) 小明做“用电流表、电压表测电阻”实验,可选用的器材有:电源(有两种规格,6伏和4.5伏)、待测电阻Rx、电流表、电压表(只有 0~3伏档完好)、滑动变阻器(有两种规格,分别标有“5欧 2安”和“50欧 1安”字样)、开关以及导线若干。他选择一个滑动变阻器按图所示电路图连接器材,并按正确步骤操作。闭合开关S,观察到电压表和电流表示数如图(a)(b)所示。他思考后换用另一个滑动变阻器重新按图连接电路,并进行实验。当滑片P从一端向另一端移动时,观察到电压表指针每偏转两小格时,对应电流表指针偏转一小格。
①通过计算判断小明选用的电源,以及第一次使用的滑动变阻器规格;( )
②根据实验中获得的信息计算待测电阻的阻值Rx;( )
③电压表指针满偏时,滑动变阻器接入电路的阻值R滑′= ____________欧。
【答案】 ①. 6伏;“5欧 2安” ②. 10欧 ③. 10
【解析】
【详解】①[1]由题意可知,第一次使用滑动变阻器时,定值电阻两端电压即电压表示数大于3V,超出了电压表的量程,根据串联分压原理可知,此时滑动变阻器选用“5欧 2安”,如果选用“50欧 1安”,电压表示数不会超出量程;此时如果电流表选用大量程,那么示数为2.0A,即为电路中的电流,根据题意可知,正确操作后闭合开关后,滑动变阻器接入电路的电阻是最大的,根据欧姆定律可得,此时滑动变阻器的两端电压为10V,大于6V,故电流表选用小量程,示数为0.40A,根据欧姆定律可得,此时滑动变阻器的两端电压为
又定值电阻的两端电压大于3V,因此电源电压为6V。
②[2]因为电压表选择的量程为0~3V,对应的分度值为0.1V;电流表选择的量程为0~0.6A,对应的分度值为0.02A,则待测电阻的阻值为
③[3]电压表指针满偏时,待测电阻的两端电压为3V,此时电路的电流为
则滑动变阻器接入电路的阻值为
27. (2023 青浦 一模)小华做“用电流表、电压表测电阻”实验,现有电源(电压保持不变)、待测电阻Rx、电流表、电压表(只有0~3V档完好)、滑动变阻器、开关以及导线若干。他正确连接电路,实验步骤正确,刚闭合开关时电表示数如图(a)(b)所示。他发现无法继续实验。于是他经过思考后重新连接电路,闭合开关后发现,电表示数仍然如图(a)(b)所示。然后他移动变阻器滑片,滑片至某一位置后,发现与原电表指针位置相比,电压表指针偏转了10小格,电流表指针偏转了5小格。小华继续移动变阻器滑片,发现电流表示数最大为0.58A。
①请画出小华重新连接的实验电路图______;
②计算电源电压U______;
③计算待测电阻Rx的阻值(精确到0.1Ω)______。
【答案】 ①. ②. 6V ③. 10.1Ω
【解析】
【详解】①[1]正确连接电路,实验步骤正确,闭合开关时,滑动变阻器接电路的电阻为最大值,电压表示数为3V,I=0.3A,移动滑片P,电流表示数变大,电压表示数变大,超出电压表的量程,故无法继续实验;要想继续实验可将电压表并联在滑动变阻器两端,重新连接的实验电路图如图所示:
②[2]正确连接电路,电压表接在定值电阻两端,示数为3V,电流表的示数I=0.3A;重新连接的实验电路后,I=0.3A,此时滑动变阻器阻值最大,两端的电压为3V,根据串联电路电压特点,则电源电压
③[3] 正确连接电路时,定值电阻两端的电压为3V,通过的电流为0.3A,则定值电阻的阻值
移动变阻器滑片,滑片至某一位置后,发现与原电表指针位置相比,电压表指针偏转了10小格,此时电压表的示数为2V;电流表指针偏转了5小格,电流表的示数为0.4A;可得关系式
解得
小华继续移动变阻器滑片,发现电流表示数最大为0.58A,此时滑动变阻器接入电路的电阻为0,定值电阻的阻值
电阻Rx的平均值
学科网(北京)股份有限公司
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28. (2023 松江 一模) 小松做“用电流表、电压表测电阻”实验,现有电源(电压为2伏的整数倍且保持不变)、待测电阻Rx、电流表、电压表、标有“20欧2安”字样的滑动变阻器、开关以及导线若干。他正确连接电路,实验步骤正确,刚闭合开关时,电流表示数为0.22安,电压表示数如图(a)所示。移动滑动变阻器的滑片后,电流表指针偏转了4小格,电压表示数如图(b)所示。移动滑动变阻器的滑片至另一端后,电流表示数如图(c)所示。
(1)求实验中所用电源的电压U。_________(需写出主要计算过程)。
(2)请根据相关信息将下表填写完整。(计算电阻时,精确到0.1欧)_________。
电压Ux(伏)
电流Ix(安)
电阻Rx(欧)
待测电阻Rx阻值(欧)
1
0.22
2
3
【答案】 ①. 见解析 ②. 见解析
【解析】
【详解】(1)[1]刚闭合开关时,若电压表量程为0~3V,则Ux=1.6V,电源的电压
符合题意;
若电压表量程为0~15V,则Ux=8V,电源的电压
不是2伏的整数倍,不符合题意。
(2)[2]根据第一次实验电流值为0.22A可知,电流表所接量程为0~0.6A,每小格为0.02A,第2次实验中电流表指针在原来基础上又偏转了4小格,故此时电流为
根据(1)可知,电压表量程为0~3V,所以对应电压表示数如(b)为2.2V。对应电阻为
移动滑动变阻器的滑片至另一端后,此时滑动变阻器短路,电路中只有待测电阻Rx接入,电路中电流最大,电流表如图(c)所示,应该按大量程读数,其示数为0.8A,电压表示数为电源电压6.0V,对应电阻为
为了减小测量误差,求三次电阻的平均值,故待测电阻Rx阻值
将数据填入下表:
物理量
实验序号
电压Ux
(伏)
电流Ix
(安)
电阻Rx
(欧)
待测电阻Rx阻值(欧)
1
1.6
0.22
7.3
7.4
2
2.2
0.30
7.3
3
6.0
0.8
7.5
29. (2023 徐汇一模)小徐做“用电流表、电压表测电阻”实验,实验器材齐全且电表完好。他利用这些器材设计了如图(a)所示电路。
①小徐按照电路图连接的实验器材如图(b)所示,他有一根导线连接错误,请在连接错误的导线上画“×”并用笔画线代替导线完成电路的正确连接______。
②他重新正确连接电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片位置应放在______端(选填“A”或“B”),这样操作的目的是______。
③闭合开关后,移动滑动变阻器滑片,记录数据如表二。其中第四组数据的电压表、电流表示数分别如图(c)(d)所示,电压表的示数为______伏,电流表的示数为______安。
④小徐在坐标纸中画出了待测电阻的U-I图像,请帮他把第四组数据对应的点在坐标纸中描出。______
表二
物理量
实验序号
电压(伏)
电流(安)
1
1.0
0.10
2
1.5
0.16
3
2.0
0.20
4
5
0.30
6
3.0
0.30
⑤由待测电阻的U-I图像可知,有问题的一组实验数据是第______组数据(填实验序号),需要剔除或重测。则待测电阻的阻值为______欧(精确到0.1欧)。
【答案】 ①. ②. B ③. 保护电路 ④. 2.3 ⑤. 0.22 ⑥. ⑦. 5 ⑧. 10.0
【解析】
【详解】①[1]在测量小灯泡的电阻的实验中,电压表与小灯泡并联,如图所示:
②[2][3]为防止电路的电流过大,在闭合开关前,滑动变阻器的滑片应滑至最大阻值处,由图可知,应将滑片滑至B端,目的是保护电路。
③[4]电压表选用小量程,分度值为0.1V,此时电路中的电流为2.3V。
[5]电流表选用小量程,分度值为0.02A,此时电路中的电流为0.22A。
④[6]横坐标为0.22A,纵坐标为2.3V,故如图所示:
⑤[7]由④中U-I图像可知,第5组数据落在了直线下方较远处,故第5组数据不合理,需要剔除或重测。
[8]由表中数据可知
为减小误差,取电阻的平均值为测量的结果,则待测电阻的阻值
30. (2023 杨浦 一模)小明要做“用电流表、电压表测电阻”实验,电源有两个(电压分别为4.5V、6V不变),其它器材齐全且完好。他选择了某个电源进行实验,先正确串联电路,再将电压表并联在电路中,闭合开关,将观察到的数据记录在下表的序号1中。小明思考后,发现之前的连接与操作均存在问题,他重新调整了电路连接并规范操作,闭合开关,将观察到的数据记录在下表的序号2中。他继续移动滑片至某位置,观察到电压表示数变化了0.5V,电流表示数如图所示。
序号
电压表示数(V)
电流表示数(A)
1
0
0.58
2
2.0
0.20
(1)小明调整电路之前,实验操作存在的问题是______。
(2)请判断实验时选用的电源电压为______V。
(3)请通过计算说明实验用滑动变阻器的最大阻值______。
(4)根据上述信息及表中数据,待测电阻的阻值为______。
【答案】 ①. 闭合开关前,滑片移至变阻器的最小阻值处 ②. 6 ③. 见解析 ④. 10Ω
【解析】
【详解】(1)[1]由序号1的实验数据可知,闭合开关后,电压表的示数为零,根据欧姆定律可得,,由于电路中电流不为零,也就意味着与电压表并联的电阻阻值为零,由此可判断出电压表是与滑动变阻器并联,而且此时滑动变阻器的滑片置于阻值最小处,则小明调整电路之前,实验操作存在的问题是滑片移至变阻器的最小阻值处。
(2)[2]重新调整了电路连接并规范操作,则此时电压表与待测电阻并联,测的是待测电阻两端的电压,由序号2的数据可知此时待测电阻的阻值为
第一次实验时,电源电压可表示为
则实验时选用的电源电压为6V。
(3)[3]由序号2的数据可知滑动变阻器的最大阻值为
(4)[4]根据以上分析和计算可知待测电阻的阻值为10Ω。
端,发现电压表改接位置前、后示数变化了3V,滑动变阻器R2可能的阻值为15Ω或6.7Ω。
31.(2023 长宁 一模) 小明同学做“用电流表、电压表测电阻”的实验,他将电源(电源电压不变)、待测电阻Rx、标有“20Ω 2A”字样的滑动变阻器、电流表和开关用导线串联,再将电压表并联接入电路。实验时,他将滑片分别置于滑动变阻器的两端及中间某一位置,并将每一次的电压表示数UV、电流表示数IA记录在表格中,表格中为部分数据。
序号
UV(V)
IA(A)
1
2
0.2
2
4
0.4
3
0.58
(1)根据表中的实验数据可知:电压表并联在________两端(选填“待测电阻”或“滑动变阻器”);
(2)根据实验序号2中的数据可知:待测电阻的阻值Rx2为________ Ω;
(3)求电源电压U。________(需写出主要计算过程)
【答案】 ①. 待测电阻 ②. 10 ③. 见解析
【解析】
【详解】(1)[1]由表格中数据可知,电压表示数随着电流的增大而增大,所以电压表并联在待测电阻两端,否则电压表示数随着电流的增大而减小。
(2)[2]由第2组数据可知,待测电阻两端的电压为4V,通过的电流为0.4A,所以待测电阻为
(3)[3]有题意可知,实验序号1中对应滑动变阻器阻值最大为20Ω,所以滑动变阻器两端的电压为
Up=IRp=0.2A×20Ω=4V
所以电源电压为
U=Ux+Up=2V+4V=6V
32.(2024 宝山 一模) 如图所示,在探究“通过导体的电流与其电阻的关系”时:
序号
电阻(欧)
电流(安)
1
5
0.4
2
10
0.2
3
20
0.1
(1)连接电路时,开关应处于_______状态:实验前滑动变阻器的滑片应位于_______(选填“A”或“B”)端;
(2)实验中,分别用5欧、10欧、20欧的定值电阻替换电阻R,调节滑动变阻器的滑片,记录数据(见表)。由表一可得结论:_______;
(3)用5欧的电阻做完实验后,保持滑动变阻器滑片的位置不变。接着把R换为10欧的电阻接入电路,闭合开关,应向_______(选填“A”或“B”)端移动滑片,直至电压表示数为_______伏时,读出电流表的示数;
(4)依据表中信息可发现:用200欧电阻替换电阻R获取第四组数据并不适合。请简述这一判断的理由:______________。
【答案】 ①. 断开 ②. A ③. 电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比 ④. A ⑤. 2 ⑥. 滑动变阻器要滑到400欧姆,此时电流中电流为0.01A,数据误差较大
【解析】
【详解】(1)[1]连接电路时,开关应处于断开状态,以保护电路,防止短路情况的出现。
[2]滑动变阻器在接通电路前,应将其阻值调到最大值,即A端,以防止电路中出现过大电流,起到保护电路的作用。
(2)[3]根据图象中三组数据可知,通过R中的电流和其电阻阻值大小的乘积是定值,即2V,故可得结论:电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
(3)[4][5]R由5Ω换成10Ω后,由串联电路分压原理可知,R两端电压会变大;实验中需保持R两端电压为2V不变,要使R两端电压恢复到2V,在总电压不变的情况下,可以增大变阻器两端电压,根据串联电路分压原理,可以将变阻器的滑片P向A端移动,使其接入电路中的有效电阻增大。
(4)[6]把R换为200Ω的电阻接入电路,此时应保持R两端电压为2V不变,电源电压为6V,根据串联分压原理,这要求变阻器接入的电阻需满足
将数据代入上式可得
得出Rp=400Ω,此时电流中的电流大小为
而电流表的分度值为0.02A,因此读数误差较大,本此数据不合适。
33. (2024 崇明 一模)某同学利用如图所示的电路测量一待测电阻Rx的阻值,图中电源电压恒为6伏,滑动变阻器的最大阻值为50欧。
(1)此实验测电阻的原理是______;正确连接电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移至______端(选填“A”或“B”);
(2)实验过程中向左移动滑片P,电压表的示数______(选填“变大”“变小”或“不变”);实验中测量多组电压和电流值的目的是______(选填“A”验证实验结果是否正确;“B”寻找普遍规律;“C”减小测量误差);
(3)若Rx为10Ω,在保证电路安全的情况下,滑动变阻器连入电路的阻值范围是______。
【答案】 ① R= ②. A ③. 变大 ④. C ⑤. 10欧≤R≤50欧
【解析】
【详解】(1)[1]该实验通过测量待测电阻两端电压和通过待测电阻的电流,再根据计算出电阻。
[2]为保护电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移至最大值处,即A端。
(2)[3]向左移动滑片P,滑动变阻器阻值变小,根据分压原理,滑动变阻器两端电压变小,由串联电路中电压的规律知,定值电阻两端的电压变大,即电压表示数变大。
[4]测量定值电阻时,需多次测量电流和电压,计算出多组电阻值,再求平均值,以减小误差,故应填C。
(3)[5]根据电压表的量程知待测电阻的最大电压为3V,根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压最小为
U滑=6V-3V=3V
滑动变阻器的电压是电压表示数的1倍,若Rx为10Ω,由分压原理可知,滑动变阻器连入电路的阻值最小是10Ω;变阻器连入电路的电阻越大,变阻器的电压越大,电压表示数越小,故变阻器的最大电阻可连入电路中,所以滑动变阻器连入电路的阻值范围是10Ω~50Ω。
34.(2024 奉贤 一模) 小华做“用电流表、电压表测电阻”实验,他用导线将电源(电压为1.5伏的整数倍且保持不变)、待测电阻、滑动变阻器、电流表、开关串联,然后将电压表并联在电路中。闭合开关,移动变阻器滑片,将测得的两组数据记录在下表的实验序号1和2中。小华思考后仅改变了电压表的接入位置再次实验,移动滑片到某一位置,将此时观察到的电压表和电流表的示数(如图所示)记录在实验序号3中。
实验序号
电压表示数(伏)
电流表示数(安)
1
2.4
0.22
2
2.0
0.26
3
①“用电流表、电压表测电阻”的实验原理是____________________;
②小华可选用的变阻器有A 、B两个,分别标有“10Ω 2A”、“20Ω 1A”字样。本次实验中他用的变阻器是_______________(选填“A”或“B”);
③求实验所用电源的电压。(需写出解题过程)________________________ ;
④根据相关信息,计算实验序号1中待测电阻的阻值为_____________欧。(精确到0.1欧)
【答案】 ①. ②. B ③. 4.5V ④. 9.5
【解析】
【详解】①[1]“用电流表、电压表测电阻”的实验称为伏安法,是通过测量电压与电流,利用欧姆定律计算电阻的,原理是。
②[2]由序号1、2可知,电压表示数变小,电流表示数变大,电压表并联在滑动变阻器两端。则在序号1中滑动变阻器接入的阻值为
小华本次实验中他用变阻器是B。
③[3]电压表原来并联在滑动变阻器两端,后仅改变了电压表的接入位置再次实验,则此时测量的电压为定值电阻的电压,如图所示,序号3的电压表接入量程为0~3V,分度值为0.1V,示数为2.4V,待测电阻两端电压为Ux3=2.4V,不是1.5V的整数倍。序号3的电流表接入量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为I3=0.24A,比较三次实验数据, I1<I3<I2 ,根据欧姆定律可知
R滑2 <R滑3<R滑1
则
U滑2 <U滑3<U滑1
即2.0V<U滑3<2.4V,因为U=Ux+U滑,可得
Ux3+2.0V<U<Ux3+2.4V
即
2.4V+2.0V<U<2.4V+2.4V
解得4.4V<U<4.8V,因为电源电压是1.5V的整数倍,所以U=4.5V。
④[4]序号1中待测电阻两端电压为
阻值为
35.(2024 虹口 一模)小华做“用电流表、电压表测电阻”实验,现有电源(电压为2V的整数倍,且保持不变)待测电阻、滑动变阻器、电流表、电压表、开关以及导线若干。他连接电路,闭合开关后移动变阻器滑片,电表示数如图(a)(b)所示;他继续移动滑片,发现电压表示数变小,电流表示数变大为0.4安;他发现问题后仅改变了电压表所接的位置,再次闭合开关,电压表示数如图(a)所示;移动变阻器滑片过程中,电流表示数的最大值为0.58安。
物理量实验序号
电压(伏)
电流(安)
电阻(欧)
电阻平均值(欧)
1
0.20
2
0.40
3
0.58
(1)通过计算说明实验所用电源电压;
(2)将表一填写完整。
【答案】(1)6V;(2)见详解
【解析】
【详解】解:(1)刚开始移动滑片时发现发现电流表示数变大时电压表示数变小,说明电压表测量滑动变阻器两端电压,电流表示数变大为0.4安时发现问题仅改变了电压表所接的位置,即此时电压表测量定值电阻两端电压,此时电压表示数如图(a)所示为4伏,可求出定值电阻的阻值为
刚开始时,电压表测量滑动变阻器两端电压,闭合开关后移动变阻器滑片,电表示数如图(a)(b)所示,可知此时电路中电流为0.2安,电压为4伏,故可求出电源电压为
(2)由第一小题可知,定值电阻的阻值,当电流时,定值电阻两端电压为
当电流时,定值电阻两端电压为
当电流时,定值电阻两端电压为
故表格如下
物理量实验序号
电压(伏)
电流(安)
电阻(欧)
电阻平均值(欧)
1
2
0.20
10
10
2
4
0.40
10
3
5.8
0.58
10
答:(1)电源电压为6V;
(2)表格数据见上表。
36.(2024 黄浦 一模)小明做“用电流表、电压表测电阻”的实验,他将电源(电压保持不变且为2V的整数倍)、滑动变阻器(标有“5Ω 2A”“20Ω 2A”字样中的一个)、电流表、待测电阻、开关、导线组成串联电路,然后将电压表并联在电路中,并把滑片置于滑动变阻器的一端。闭合开关,电路正常工作,电流表示数如图(a)所示。当滑片向另一端移动到某位置时,电压表示数增大为1.8V,电流表示数为0.40A。经思考,他仅改变了电压表的位置,继续将滑片移到另一端,此时电流表示数如图(b)所示,电压表示数如图(c)所示。
①请判断图(a)中电流表的示数,并写出理由。_______
②刚闭合开关时电压表并联在_______两端。
③请通过计算说明所用滑动变阻器的规格及电源电压U。______、______(需写出计算过程)
④待测电阻的阻值为______Ω。(精确到0.1Ω)
【答案】 ①. 0.58A,理由见解析 ②. 滑动变阻器 ③. 20Ω 2A ④. 6V ⑤. 10.3
【解析】
【详解】(1)[1] 图(a)中电流表示数为0.58A,因为闭合开关,电路正常工作,因此电路中电流不超过变阻器允许通过的最大电流2A,所以电流表所选量程是0~0.6A。
(2)[2]当向另一端移动滑片时,电流表示数减小为0.4A,说明滑动变阻器的阻值在增大,假设电压表并联在定值电阻两端,则电压表的示数会减小,但电压表的示数在增大,说明电压表并联在滑动变阻器的两端。
(3)[3][4]将电压表并联在定值电阻两端时,根据电流表的示数在减小,可以判断滑片移到了滑动变阻器的阻值最大处,且电压表仅改变位置,量程没有改变。若滑动变阻器选择“5Ω 2A”,则滑动变阻器所分到的电压是
根据串联电路的电压规律,可知电源电压是
因为3V不是2V的整数倍,所以不符合题意。
若滑动变阻器选择“20Ω 2A”,则滑动变阻器所分到的电压是
根据串联电路的电压规律,可知电源电压是
因为6V是2V的整数倍,所以符合题意,滑动变阻器的规格应选“20Ω 2A”,电源电压是6V。
(4)[5]为减小实验误差,定值电阻需多次测量求平均值,第1次实验时,电路中只接入定值电阻,且电流大小是0.58A,则电阻大小是
第2次实验时,电流大小是0.4A,滑动变阻器两端的电压是1.8V,根据串联分压的特点,定值电阻两端的电压是4.2V,则定值电阻的大小是
第3次实验时,定值电阻的阻值大小是
则定值电阻的大小是
所以定值电阻的大小是10.3Ω。
37.(2024 嘉定 一模)小嘉做“用电流表、电压表测电阻”实验,现有电源(电压保持不变)、待测电阻Rx、电流表、电压表、滑动变阻器、开关各一个,以及导线若干,实验器材完好。他正确串联电路后,并将滑片移至变阻器的一端,然后将电压表并联在电路中。闭合开关,两电表的示数如图所示;将滑片移至变阻器另一端的过程中,电压表的示数始终不变,而电流表示数逐渐增大到0.58安。经思考,他重新正确连接电路,并按规范实验。闭合开关,两电表指针所指的位置仍与图所示一致;移动滑片至变阻器某一位置时,电压表和电流表示数分别为“2.5伏,0.20安”。
(1)调整电路前,电压表接在________(选填“待测电阻”“滑动变阻器”或“电源”)两端。
(2)计算说明所用变阻器的最大阻值R滑大________。
(3)计算待测电阻Rx的电阻平均值________。(精确到0.1欧)
【答案】 ①. 电源 ②. 50欧 ③. 12.6欧
【解析】
【详解】(1)[1]闭合开关后,两电表都有示数,说明电路连接正确,移动滑片,可以改变电流表示数,则滑动变阻器可以改变电路中的电流,但电压表的示数不变,说明电压表测量的是电源电压。
(2)[2]调整电路前,电压表接在电源两端,调整电路后,电压表测量Rx两端的电压,两次电压表指针所指位置一样,则测电源时所选量程为0~15V,则电源电压为U=7.5V,调整后,电压表所选量程为0~3V,则Rx两端的电压为Ux=1.5V。重新正确连接电路,闭合开关时,滑动变阻器接入电阻值最大,此时
则滑动变阻器的电压为
U滑大=U-Ux=7.5V-1.5V=6V
则滑动变阻器的最大值为
(3)[3]调整前,将滑片移至变阻器另一端时,即滑动变阻器接入电路的电阻为零时,测得待测电阻为
调整后,测得Rx的阻值为
调整后,移动滑片至变阻器某一位置时,测得Rx的阻值为
待测电阻Rx的电阻平均值
38.(2024金山一模)小红和小华同学分别做“用电流表、电压表测电阻”实验,现有电源(电压为1.5伏的整数倍且保持不变)、电流表、电压表、滑动变阻器、开关和待测电阻各两个,导线若干。小红选用的待测电阻的阻值大于小华选用的待测电阻的阻值,其余器材均相同。小红正确连接电路,闭合开关,移动滑片至某位置,两电表的示数如图(a)和(b)所示。小华将变阻器滑片P移至阻值最大处,闭合开关,电压表示数为3伏、电流表示数为0.3安,移动滑片,发现电压表示数变小。
(1)本实验的原理是______;
(2) 在小红实验中,待测电阻的阻值为______欧;
(3)在小华实验中:电压表并联在______两端(选填“待测电阻”或“滑动变阻器”);
(4)通过计算说明实验时所用的电源电压______。
【答案】 ①. ②. 10 ③. 滑动变阻器 ④. 4.5伏
【解析】
【详解】(1)[1]实验中,通过测量未知电阻两端的电压与通过未知电阻的电流之比,间接测量未知电阻的阻值,所以本实验的原理为。
(2)[2]由图(a)可知,电压表选择0~15V量程,分度值为0.5V,则电压表示数为3伏,所以未知电阻两端的电压为3伏;电流表选择0~0.6A量程,分度值为0.02A,则电流表示数为0.3安,所以通过未知电阻的电流为0.3A,则待测电阻的阻值
(3)[3]将变阻器滑片P移至阻值最大处,闭合开关,电压表示数为3伏,移动滑片,则变阻器的电阻变小,发现电压表示数变小,则电压表示数随滑动变阻器的阻值减小而减小,由串联分压特点可知,电压表测量滑动变阻器两端电压,所以电压表并联在滑动变阻器两端。
(4)[4]小华将变阻器滑片P至阻值最大处,电压表示数为3伏,说明U>U2,即U>3伏;在小红实验中,当电流为0.3安时,待测电阻两端电压为3伏,且小红用的待测电阻的阻值大于小华的待测电阻阻值,说明在小华实验中“当电流为0.3安时”,待测电阻两端电压小于3伏。即
U=U1+U2˂6伏
所以
3伏˂U˂6伏
又因为电源电压为1.5伏的整数倍,所以U=4.5伏。
39.(2024 静安 一模)小华同学做“用电流表、电压表测电阻”实验。现有电源(电压为2伏的整数倍且保持不变)、待测电阻、电流表、电压表、待用滑动变阻器有两种规格(分别标有“;、“;”的字样)、开关以及导线若干。他选用了其中一个变阻器,连接电路,闭合开关,移动变阻器滑片,进行了三次实验,并将实验中得到的部分数据记录在下表中,其中一组数据为变阻器连入电路的阻值最大时记录的。
实验序号
电压表示数(伏)
电流表示数(安)
待测电阻(欧)
待测电阻阻值(欧)
1
5.0
_______
2
3.0
0.18
_______
3
2.6
0.26
_______
①实验中,电压表并联在_______两端(选填“待测电阻”或“变阻器”);
②说明实验中变阻器的规格及哪组数据为变阻器连入电路的阻值最大时记录的;(需写出解答过程)_______
③小华在实验中所用的电源电压为_______伏;
④请将上表中的空格填写完整_______、_______、_______。(保留一位小数)
【答案】 ①. 变阻器 ②. 见解析 ③. 4.0 ④. 5.6 ⑤. 5.4 ⑥. 5.3
【解析】
【详解】①[1]在测量电阻的实验中,待测电阻与滑动变阻器串联,电流表测电路电流,当电流变大时,根据可知,待测电阻的电压变大,由串联电路分压定律可知,滑动变阻器电阻变小,分析表中数据可知,电压表示数随电流表示数的增大而减小,如果电压表测量的是待测电阻两端的电压,由可知,待测电阻两端的电压会随着电流的增大而增大,所以电压表是滑动变阻器两端的电压,即电压表并联在滑动变阻器的两端。
②[2]分析实验数据,根据可得,第二组实验中,滑动变阻接入电路的阻值为
由此可知,滑动变阻器选用的是规格为“20Ω;1A”的滑动变阻器。
第三组实验中,滑动变阻接入电路的阻值为
由于电压表的量程为“0~3V”和“0~15V”,结合实验数据可知,电压表选择的量程应为小量程,而第二次实验数据中,电压表的示数为3.0V,说明此时电压表的示数为最大值,由串联电路分压原理可知,此时滑动变阻器接入电路的值最大,即第2次实验时接入电路的阻值最大。
③[3]由数据可知,当电流表示数为0.26A时,滑动变阻器两端为2.6V,根据串联电路电压规律可得,电源电压为
同理,当电流表示数为0.18A时,滑动变阻器两端为3.0V,则
由①②得,电源电压为(电压为2伏的整数倍且保持不变)
U=4V
④[4][5][6]分析第二组数据,根据串联电路电压特点,可知待测电阻两端电压为
由可得,待测电阻的阻值为
同理由第三组数据可得,待测电阻的阻值为
为了减小误差,取三次电阻的值求为平均值,即为待测电阻的阻值,即
40.(2024 闵行 一模) 小张做“用电流表、电压表测电阻”实验,电源电压保持不变,实验器材齐全且完好。他先正确串联电路,然后把电压表并联在某位置,接着闭合开关,移动滑片,将测得实验数据记录在表格中。
老师观察数据后,指出他连接的电路存在问题。于是小张重新正确连接电路,闭合开关,移动滑片,此时两电表示数如图所示。
实验序号
电压表示数(伏)
电流表示数(安)
1
3.5
0.24
2
2.5
0.34
3
2.2
0.38
①请指出小张连接电路时存在的问题并说明理由______。
②通过计算确定所用电源电压的范围______。
③实验中小张所用电源为学生电源,该电源只能提供2伏整数倍的电压值,则实验序号3中待测电阻Rx的阻值为______欧。
【答案】 ①. 电压表并联在滑动变阻器两端 ②. 6V~6.14V ③. 10
【解析】
【详解】①[1]根据实验序号1、2、3可以看出,当电压表的示数减小的时候电流表的示数变大了,说明电压表并联在滑动变阻器两端。
②[2]由题可知,纠正后电压表并联在了电阻两端,电压表读数为2.9V,电流表读数为0.28A;则定值电阻阻值为
R=
设电源电压为U,根据串联电路电压规律,结合表中数据可得
故电源电压的范围应为6V~6.14V。
③[3]实验中小张所用电源为学生电源,该电源只能提供2伏整数倍的电压值,所以电源电压为,所以电阻两端的电压为
待测电阻Rx的阻值为
41.(2024 浦东 一模)小东做“用电流表、电压表测电阻”实验,现有电源(电压为1.5伏整数倍且保持不变)、待测电阻Rx、电流表、电压表、滑动变阻器(规格为“10欧 2安”或“20欧 2安”)、开关各一个,以及导线若干。他正确串联器材,将电压表并联在电路中。闭合开关,变阻器滑片在实验序号1和2对应位置之间左右移动的过程中,电压表示数的最小值为1.7伏,最大值为2.3伏,电流表示数的最小值为0.16安,最大值为0.22安。当他移动滑片至实验序号3对应位置时,电压表和电流表的示数如图14(a)(b)所示。图14
(a) (b)
实验序号
滑片位置
电压表示数
(伏)
电流表示数
(安)
1
A B
C
A B
C
2
3
A B
C
①本实验的实验原理是________。
②说明电压表并联的位置并求出电源电压(需写出主要推理和计算过程)。
1 滑动变阻器连接的两个接线柱分别为____和____(均选填“A”“B”或“C”)。
2 待测电阻Rx的阻值为________欧(精确到0.1欧)。
答案:① R=
②∵由图可知,从序号1~3,滑动变阻器连入电路的阻值逐渐变大或逐渐减小
且序号3的电压表、电流表示数都大于序号1和2中电压表、电流表示数
∴从序号1~3,电流表示数逐渐变大,电压表示数也逐渐变大
∴电压表并联在待测电阻两端
序号2中,滑片在中点附近
若滑动变阻器的规格为“10欧 2安”,此时R滑≈5欧
U=Ux+U滑=Ux+I滑R滑≈2.3伏+0.22安×5欧≈3.4伏
若滑动变阻器的规格为“20欧 2安”,此时R滑≈10欧
U=Ux+U滑=Ux+I滑R滑≈2.3伏+0.22安×10欧≈4.5伏
∵U为1.5伏整数倍
∴U=4.5伏
③B和C
42. (2024 青浦 一模)小华做“用电流表、电压表测电阻”实验,现有电源(电压保持不变)、待测电阻Rx、电流表、电压表、滑动变阻器(标有“20 1A”字样)、开关以及导线若干。他连接电路,先将变阻器滑片移至一端。闭合开关时,测得电流表示数为0.5安;然后他移动变阻器滑片,电流表、电压表示数逐渐增大,当滑片移至某一位置时,两电表示数如图(a)(b)所示。他在实验过程中发现电压表的示数变化范围为5伏~10伏。
根据上述信息,完成下列计算(均需写出计算过程)
① 电源电压U。
② 待测电阻Rx的阻值(精确到0.1欧)。
【答案】①15伏;②102欧
【解析】
【详解】解:①由题可知,电压表并联在电阻两端,当变阻器接入电阻最大为20欧时,电流最小为0.5安,待测电阻两端电压最小为5伏,则电源电压U
U=U1+U2=U1+IR2=5V+0.5A×20Ω=15V
②根据题意分析可知,将变阻器滑片移至一端时,电压表和电流表示数分别是5V和0.5A,此时待测电阻Rx的阻值是
将变阻器滑片移至某一位置时,两电表示数如图(a)(b)所示,根据电压表的示数变化范围为5伏~10伏可知,电压表和电流表示数分别是8.5V和0.8A,此时待测电阻Rx的阻值是
最后变阻器连入电路中的电阻最小,电路中的电流最大,即当电压表示数是10V时,电流表示数为允许滑动变阻器通过的最大电流1A,则此时待测电阻Rx的阻值是
为了减小误差,则待测电阻Rx的阻值是
答:① 电源电压U是15V;
② 待测电阻Rx的阻值10.2Ω。
43. (2024 松江 一模)小松做“用电流表、电压表测电阻”实验,现有电源(电压为2V的整数倍且保持不变)、滑动变阻器两个(A:“”和B:“”)、待测电阻、电流表、电压表、开关及导线若干。他选取一个变阻器,正确串联电路后,将电压表并联在电路中。闭合开关,移动滑动变阻器滑片,测得两组实验数据,记录在下表中。小松观察数据思考后重新连接了电压表,移动滑动变阻器滑片,观察到电压表、电流表示数如图所示。
实验序号
电压表示数(V)
电流表示数(A)
1
3.0
0.18
2
2.2
0.34
①“用电流表、电压表测电阻”的实验原理是___________。
②实验所选滑动变阻器是___________(选填“A”或“B”),理由是___________(需写出过程)。
③通过计算说明所用电源电压的值___________(需写出过程)。
④根据表中实验序号1的数据,计算此次待测电阻的阻值为___________(精确到0.1欧)。
【答案】 ①. ②. B ③. 见解析 ④. 见解析 ⑤. 5.6
【解析】
【详解】[1]实验中用电压表测得导体两端的电压,用电流表测量通过导体的电流,根据计算电阻,所以实验原理是。
[2][3]由表中数据可知,电压表示数减小时,电流表示数变大,则电压表并联在滑动变阻器两端,由1实验可知滑动电阻器接入电路的电阻为
则选择的滑动变阻器为B。
[4]由题意可知,两电阻串联,电压表测量滑动变阻器两端电压,设定值电阻的电阻大小为R,由表中1实验数据可得,电源电压为
由表中2实验数据可得,电源电压为
解得
电压为2V的整数倍且保持不变,所以电源电压为4V。
[5]根据表中实验序号1的数据,定值电阻两端的电压为
待测电阻的阻值为
44. (2024 徐汇 一模)某小组做“用电流表、电压表测电阻”实验,现有待测电阻R1、滑动变阻器R2、电流表、电压表、开关、导线和干电池若干。小明选择两节干电池和部分元件,按图(a)所示电路图连接电路,闭合开关后,他观察到电压表V的示数为2.8V,电流表A的示数为0.10A,他由此计算出待测电阻R1的阻值。
①求小明得出的待测电阻R1的阻值;
②小明的实验存在什么问题?应该如何改进(从电路设计、分析数据等方面建议);
③小徐发现小明实验中用两节干电池作为电源,电压表示数却低于预估。经过查阅资料,他得知干电池内部也有电阻,若将干电池等效为由理想电源(没有电阻且电源电压保持不变)和内部电阻构成,他猜想二者有两种连接方式,如下图(b)(c)所示。为探究理想电源和内部电阻连接方式,用变阻器R2替换电阻R1,如图(d)所示。闭合开关后,移动滑片P,记录数据在下表中。
序号
电流表示数(A)
电压表示数(V)
1
0. 10
2. 8
2
0. 20
2. 6
3
0. 30
2. 4
(a)判断理想电源和内部电阻连接方式,并说明理由;
(b)求该电源内部电阻的阻值。
【答案】①28欧;②见解析;③(a)见解析;(b)2欧
【解析】
【详解】解:①待测电阻R1的阻值
②问题:小明实验只做了一组数据,可能存在偶然误差;改进:通过增加电池节数,改变待测电阻两端电压,至少测出三组数据,求电阻平均值以减小实验误差。(或改进:在电路中联接入滑动变阻器R2,移动滑片,改变待测电阻两端电压,至少测出三组数据,求电阻平均值以减小实验误差。)
③(a)理想电源和内部电阻串联;若理想电源和内部电阻并联,电压表测理想电源两端电压移动变阻器滑片,电压表示数不会变化,与表格中数据不符合;
(b)理想电源电压保持不变,即
代入数据得
解得
答:①小明得出的待测电阻R1的阻值28欧;
②问题:小明实验只做了一组数据;改进:通过增加电池节数,改变待测电阻两端电压,至少测出三组数据,求电阻平均值以减小实验误差;
③(a)串联,如果并联,电压表示数不会变化;
(b)该电源内部电阻的阻值是2欧。
45.(2024 杨浦 一模)小红做“用电流表、电压表测电阻”实验,将电源(电压为1.5伏整数倍不变)、开关、滑动变阻器、待测电阻、电流表串联,再将电压表并联在电路中。小红规范操作,闭合开关,观察电表示数,并计算出电压表示数与电流表示数比值为10欧。她移动滑片至某位置,发现电压表示数与电流表示数比值减小为4欧。经过思考后,小红重新正确连接电路,改变滑片位置后,再次闭合开关,观察到两电表示数如图(a)(b)所示。继续移动滑片至变阻器最右端,再移至变阻器最左端,观察到电流表指针在图(b)所示位置基础上分别偏转了7小格与2小格。
根据上述信息
①求电源电压U;
②如图为小红重新实验时的实物连接图,请用笔线代替导线在图中补上未画出的导线;
③根据上述信息,将实验数据填写在下表中,并计算待测电阻的平均值。
实验序号
电压(伏)
电流(安)
电阻(欧)
电阻的平均值(欧)
1
2
3
【答案】①4.5V;②见解析;③见解析
【解析】
【详解】解:①由于电源电压为1.5伏整数倍不变,由图(a)知电压表选用大量程;实验开始时,电压表和电流表的比值发生变化,说明电压表并联在滑动变阻器的两端;正确连接电路后电压表的示数如图1(a)所示:电压表的分度值为0.5V,其示数为3V,(b)图电流表选择的是小量程,其分度值为0.02A,此时示数为0.24A,由得,第一次电阻值为
由于闭合开关前滑动变阻器的滑片在阻值最大处,且闭合开关后电压表示数与电流表示数比值为10Ω,所以滑动变阻器的最大电阻为10Ω,由题意知,正确连接电路后,移动滑片至变阻器最右端和最左端,电流表指针分别偏转了7小格与2小格,设当移动滑片至变阻器最左端时,滑动变阻器接入电路的电阻最大为10Ω,此时电路中的电流变小为
根据串联电路电压特点和欧姆定律可得,电源电压为
此时电源电压为1.5伏整数倍,故符合题意;
设当移动滑片至变阻器最左端时,滑动变阻器接入电路的电阻最大为10Ω,此时电路中的电流变小为
根据串联电路电压特点和欧姆定律可得,电源电压为
此时电源电压不是1.5伏整数倍,故不符合题意;
此时电源电压不是1.5伏整数倍,故不符合题意;故电源电压为4.5V。
②由题意知,电压表选用大量程与定值电阻并联,滑动变阻器接一个上接线柱和一个下接线柱串联在电路中,故应将定值电阻右接线柱与滑动变阻上接线主连接,将定值电阻左接线柱与电压表负接线柱连接,定值电阻右接线柱与电压表正接线柱连接(大量程),如图所示:
③由题意可得,第一次的电阻两端电压值为3V,通过其的电流为0.24A,则电阻阻值为
当移动滑片至变阻器最左端时,滑动变阻器接入电路的电阻最大为10Ω,电路中的电流为0.2A,待测电阻两端的电压为
第二次待测电阻的阻值为
当移动滑片至变阻器最右端时,滑动变阻器接入电路的电阻为零,此时电路中的电流变大为
电压表的示数为电源电压为4.5V,则第三次待测电阻的阻值为
待测电阻的平均值为
如下表所示(电阻精确到0.1欧):
实验序号
电压(付)
电流(安)
电阻(欧)
电阻的平均值(欧)
1
3
0.24
12.5
12.3
2
2.5
0.2
12.5
3
4.5
0.38
11.8
答:①电源电压为4.5V;
②见解析;
③见解析。
46.(2024 长宁 一模)小华做“用电流表、电压表测电阻”的实验。他将电源(电压为2伏的整数倍保持不变)、待测电阻、滑动变阻器、电流表、开关串联,然后将电压表并联在电路中。小华闭合开关,并将此时的部分数据记录在表格序号1中;接着,他将滑片向另一端移动到某位置处,得到表格序号2中的数据;初步分析后,他发现电压表位置连接不正确,于是断开开关,仅改变了电压表的连接位置;再次闭合开关,他将滑片继续向另一端移动至某处时,电压表示数如图所示。-
3
15
图13
序号
电压表示数(伏)
电流表示数(安)
电阻Rx(欧)
1
6.0
2
3.5
0.36
3
①小华改变电压表连接位置后,将电压表并联在了______两端(选填“电源”“待测电阻”或“滑动变阻器”)。
② 求图中电压表的示数及电源电源U。( )( )
【答案】 ①. 待测电阻 ②. 5伏 ③. 8伏
【解析】
【详解】①②[1][2][3]移动滑片到某位置得到序号2的数据时,电压表的示数比序号1变小,说明电压表测滑动变阻器两端电压,小华改变电压表连接位置后,应将电压表并联在待测电阻的两端。由序号1可知电源电压U>6伏;改变电压表的连接位置,移动滑片得到序号3的数据时,滑动变阻器两端电压Up3<3.5伏,则
Ux3=U-U p 3>2.5伏
所以电压表示数为5伏。又因为U p3<3.5伏,所以
U=U x3+U p3<8.5伏
又因为U>6伏,并且电源电压U是2伏的整数倍,所以U=8伏。
$$