内容正文:
第14讲 欧姆定律 电功率
第3节 伏安法实验
1. (2023安徽定心卷)小明同学利用如图甲所示的实验装置做“探究电流与电压的关系”实验.
(1)请根据图甲所示实物电路在图乙的虚线框内画出对应的电路图.
(2)将滑动变阻器滑片移动到某一端,闭合开关,发现电流表和电压表指针都指向最大刻度线处,出现这一现象的原因可能是________________
______________.
滑动变阻器滑片移动到最右端
(3)改正错误后,重新闭合开关,移动滑动变阻器的滑片观察并记录电流表和电压表的示数,记录实验数据的表格如下,其中第3次测量中电压表的示数如图丙所示,请在图丁所示的坐标系中绘制出I-U图像,分析图像可以得出实验结论:________________________________________
_________________.
实验序号 1 2 3 4 5
电压U/V 0.5 1.0 2.0 2.5
电流I/A 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比
2. (2024芜湖三模)在探究“电流与电阻的关系”实验中,实验器材有输出电压为6 V的电源、电流表 、电压表 、铭牌为“20 Ω 1 A”的滑动变阻器甲、铭牌为“50 Ω 0.5 A”的滑动变阻器乙和开关各一个,定值电阻3个(5 Ω、10 Ω、20 Ω)和导线若干.
(1)请用笔画线代替导线,完成图甲所示的
实物图的连接,使滑片P向左移动时,
电流表的示数变大.
(2)正确连接电路后,试触时发现电压表指针迅速偏向最右端,电流表示数为零,则电路中出现的故障可能是 __ .
(3)排除故障后,小明做了三次实验,并根据数据描绘出了如图乙所示的图像,记录三次数据时,滑片P的位置最靠近B端的是第 次实验;这三次实验中,小明所选用的滑动变阻器是 .(选填“甲”或“乙”)
定值电路R0断路
乙
③
3. (2024安徽黑白卷)某实验小组在做“探究电流与电压、电阻的关系”时,实验电路如图所示.
(1)连接好电路,闭合开关前,应将滑动变阻器滑片移至 (选填“A”或“B”)端.
(2)小组同学连接完电路后,闭合开关,发现电压表无示数,电流表有示数,已知电表完好,则电路可能出现的故障是 .
B
电阻R短路
(3)排除故障后,小组同学移动滑动变阻器滑片,并将对应的电表示数记录如下表,分析可得结论:电阻一定时,__________________________
_________________.
实验序号 1 2 3
电压U/V 1.0 1.6 2.0
电流I/A 0.10 0.16 0.20
通过导体的电流与导体两端的电压成正比
(4)接下来为了探究电流与电阻的关系,实验小组只将电阻R更换为电阻箱,完成了5 Ω、10 Ω和20 Ω三次实验,则预设的电压表示数不得超过 _______V.
3
4. (2024山西改编)实验室里有一个标识不清的定值电阻(Rx),小亮设计实验进行测量(电源为两节干电池).
(1)根据公式 可知,通过对电流和电压的测量来间接测出导体的
电阻.请用笔画线代替导线将图甲的电路连接完整(导线不得交叉).
(2)连接电路时,开关应 ,滑动变阻器的滑片P应放在_____(选填“A”或“B”)端.闭合开关,电压表无示数,电流表有示数.经检查电表及各接线处均完好,则电路的故障可能是 .
定值电阻Rx短路
B
断开
(3)排除故障后闭合开关,移动滑片使电压表示数为2.4 V,电流表示数如图乙所示为 A,则电阻为 Ω.小亮把该数据作为本实验的最终结果,请你做出评价或建议: ________________ .
应该多次测量求平均值减小误差
8
0.3
【拓展设问】
(4)小亮进一步拓展实验,利用电源(电压未知但恒定不变)、阻值为R0的定值电阻、电流表、开关等器材,设计了如图丙所示的电路,也能测出Rx的阻值,请你完成下列实验步骤:
①按电路图正确连接电路,闭合开关S,断开开关S1,读出电流表示数I1;
② ,读出电流表示数I2;
③则待测电阻的表达式为Rx= .
(用R0、I1、I2表示)
再闭合开关S1
5. (2024烟台改编)在“测量小灯泡正常发光时的电阻”实验中,器材如下:电源(电压恒为6 V)、小灯泡(额定电压3.8 V,正常发光时的电阻约10 Ω)、电流表(0~0.6 A,0~3 A)、电压表(0~3 V,0~15 V)、滑动变阻器R1(50 Ω 0.2 A)、滑动变阻器R2(20 Ω 1 A)、开关和导线若干.
(1)请在图甲中画出该实验的电路图(各元件不必标注字母).
(2)为了完成实验,电流表应选择 量程,电压表应选择
量程,滑动变阻器应选择 (选填“R1”或“R2”).
(3)闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,使电压表示数为3.8 V,此时电流表的示数如图乙所示,则小灯泡正常发光时的电阻为 Ω.
R2
0~15 V
0~0.6 A
9.5
(4)实验结束后,同学们经过讨论后认为这样测出的小灯泡正常发光时的电阻不准确,其原因是 _____ ,要减小误差可以进行的操作是 ______________________________ .
(5)仅使用本实验提供的器材, (选填“能”或“不能”)探究电流与电压的关系.
将电压表改接到滑动变阻器两端,并调节电压表的量程为“0~3 V”
电压表的分度值太大
不能
6. (2024安徽定心卷)学校实验室新进了一批“2.5 V 0.75 W”的小灯泡,小明想通过实验探究小灯泡的额定功率是否符合规格,连接的部分实物电路如图1所示.
(1)用笔画线替代导线,将实物电路连接完整,要求滑片向右移动时小灯泡变暗.
(2)小明正确连接电路后,闭合开关S,调节滑动变阻器滑片进行多次测量,部分实验数据如表所示.第2次测量时,电流表示数如图2所示,此时灯泡的电阻是 Ω.
实验次序 电压U/V 电流I/A 电功率P/W
1 2.0 0.34
2 2.5
3 3.0 0.44
6.25
(3)根据表中数据,当小灯泡两端电压等于额定电压时,小灯泡的电功率为 W.
(4)假如生产这种小灯泡钨丝的粗细是一定的,则实验所用小灯泡钨丝的长度 (选填“大于”“小于”或“等于”)合格产品小灯泡钨丝的长度.
1
小于
实验次序 电压U/V 电流I/A 电功率P/W
1 2.0 0.34
2 2.5
3 3.0 0.44
7. (2024合肥四十五中三模)利用图甲所示器材测量小灯泡额定功率,电源电压恒为3 V不变,待测小灯泡额定电压为2.5 V.
(1)图甲是同学们连接的实物电路,图中只有一根导线连接错误,请你在图中用“✕”标出这根错接的导线,只改接一根导线使电路连接正确;
✕
(2)纠正错误后闭合开关,电压表示数接近电源电压,电流表无示数.可能是 (填字母);
A. 电流表断路
B. 灯座内部出现了短路
C. 灯泡的灯丝断了
C
✕
(3)灯泡正常发光时电流表的示数如图乙所示,则灯泡的额定功率为 _________W;
0.75
(4)如图丙所示,同学们接着测量在不同电压下灯泡的电流值,将记录下来的数据描绘成I-U图像,为什么该图像显示电流与电压的数值不成正比?
灯丝的电阻随温度的增加而增加
【拓展设问】
(5)同组的小华想出了另一种测量小灯泡额定功率的方法,他设计的电路图如图丁所示,其中R为滑动变阻器,S1为单刀双掷开关,定值电阻R0阻值已知,小灯泡的额定电压为U额,请将以下实验步骤补充完整:
丁
①闭合开关S,将开关S1掷到1接线柱,调节滑动变阻器R的滑片,使电压表示数为U额;
② __________________________ ,测得电压表示数为U;
③小灯泡额定功率的表达式为P额= .(用U额、U、R0表示)
保持滑动变阻器R的滑片位置不变,将开关S1掷到2接线柱
丁
$$