2025年中考物理第二轮实验题专训:特殊法测电阻
2025-01-22
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内容正文:
2025年中考物理第二轮实验题专训:特殊法测电阻
一、实验题
1.小亮用如图甲所示的电路测量定值电阻Rx的阻值。
(1)闭合开关,移动滑片,使电压表示数为2.4V,电流表示数如图乙所示,则待测电阻的阻值为 Ω;
(2)滑动变阻器的滑片向左移动后,电压表示数将 (选填“增大”、“减小”或“不变”);电压表与电流表的比值 (选填“变大”或“变小”或“不变”);
(3)实验中,多次改变滑动变阻器滑片的位置,与下列实验作用相同的是 ;
A.探究电流与电压的关系
B.探究电流与电阻的关系
(4)完成实验后,小亮按照老师的要求,设计在缺少电压表时测量待测电阻Rx阻值的方案。他选用了一个阻值为R0的定值电阻和一块电流表等器材,用如图丙所示电路进行测量,电源电压恒定但未知。步骤如下:
①闭合开关,记录电流表的示数为I1;
②断开开关,将电流表接入 (填电学元件)的右侧。闭合开关,记录电流表的示数为I2;
③用I1、I2和R0写出Rx的表达式:Rx= 。
2.用“伏安法”测量电阻R的阻值,提供的实验器材有:待测电阻Rx、两节干电池、电流表、电压表、滑动变阻器、开关及若干导线。
(1)根据如图甲的电路图,用笔画线代替导线将如图乙中的实物图连接完整 ;
(2)实验前,滑动变阻器的滑片P应置于最 (选填“左”或“右”)端;
(3)测得多组实验数据。各组数据对应的点已描在如图丙中,请在图中画出Rx的I﹣U图线 。由图可得Rx= Ω;(结果保留一位小数)
(4)东东同学在电源电压未知,缺少电流表的情况下,设计了如图丁所示的电路图(R0阻值已知),来测量未知电阻Rx的阻值。
①闭合S、S1,断开S2,适当调节滑片的位置,电压表示数为U1;
②闭合S、S2,断开S1,滑动变阻器滑片的位置保持不变,电压表示数为U2;
③未知电阻的阻值Rx= (用字母表示)。
3.小明用伏安法测量小灯泡的电阻,待测小灯泡L1的额定电压为2.5V
(1)如图甲是小明连接的实物图,闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,发现小灯泡L1不亮,经检查有一根导线连接错误,请你在图甲中连接错误的导线上打“×”并补画正确的连线 ;
(2)排除故障,闭合开关,电压表示数如图乙所示,要测量小灯泡L1正常发光时的电阻,应将滑动变阻器的滑片向 移动(选填“左”或“右”);
(3)小明进行了多次测量,将所得数据及发光情况填入表格,由表格可知小灯泡L1正常发光时的电阻为 (保留一位小数);
实验次数
电压U/V
电流I/A
灯泡发光情况
1
2.0
0.26
比正常发光暗
2
2.5
0.30
正常发光
3
3.0
0.50
比正常发光亮
(4)在交流讨论过程中,小华发现小明有一次实验中的电流值是编造的。你认为是第 次,判断的理由是 ;
(5)在实验中,突然发现电压表损坏无法使用。小华设计了如图丙的电路图,也能测出未知电阻的阻值Rx,其中R0是已知阻值的定值电阻,请把实验步骤补充完整:
①断开开关S2、闭合开关S1,记录电流表的示数为I0;
② ,记录电流表的示数为I;
③未知电阻的表达式:Rx= (用题目中给出的物理符号表示)。
4.如图所示,实验小组用“伏安法”测量定值电阻的阻值,已知电源电压为5V恒定不变。
(1)请用笔画线代替导线将图甲电路连接完整(要求滑片向左移电流表示数变大);
(2)连接电路时,开关应 ;滑片移到滑动变阻器的 端(选填“A”或“B”);
(3)闭合开关,移动滑片至电压表示数为2V时,电流表示数如图乙所示,定值电阻的阻值为 Ω;
(4)同组的小钟用额定电压为2.5V的小灯泡替换电阻接入电路,继续测量小灯泡电阻。闭合开关,调节滑动变阻器滑片,记录实验数据如表一:
表一:实验数据
实验次数
1
2
3
4
电压U/V
1.0
1.6
2.0
2.8
电流I/A
0.16
0.17
0.18
0.22
小钟在实验中多次测量的目的是___________(选填序号);
A.寻找普遍规律
B.减小误差
(5)上述实验结束后,小钟发现电流表已损坏,他在实验室找到一个阻值为10Ω的定值电阻R0,利用原有部分器材设计了图丙所示电路。实验步骤如下:
①闭合开关S、S1,断开开关S2,调节滑动变阻器滑片,使电压表示数为2.5V,此时小灯泡正常发光;
②滑动变阻器滑片 (选填“向左移动”“向右移动”或“保持不动”),断开开关S1,闭合开关S、S2,电压表示数为4.5V;
③小灯泡正常发光时电阻为 Ω。
5.小华用如图甲所示电路完成“测量小灯泡电功率”的实验,已知小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)如图甲所示是小华连接的部分电路,请用笔画线代替导线将电路连接完整:( )
(2)小华连好电路的最后一根导线时,灯泡立刻发出微弱的光亮,移动滑动变阻器滑片P,两表示数均不变,灯泡亮度也不变,导致上述现象操作错误的是:① ;② 。
(3)闭合开关S前,小华应将滑动变阻器的滑片P置于 端(选填“A”或“B”)。
(4)实验中某次闭合开关S后,小华发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片P,灯泡L都不发光,且电压表、电流表均无示数,电路的故障可能是 (选填选项前的字母)
A.灯泡L短路 B.灯泡L断路 C.滑动变阻器短路 D.滑动变阻器断路
(5)实验过程中,移动滑动变阻器的滑片P的同时,眼睛应注视 (填序号)。
A.电压表示数 B.电流表示数 C.滑动变阻器滑片
(6)某次实验中小华闭合开关,观察到电流表、电压表的示数分别如图乙所示,电流表的示数为 A,此时小灯泡的电功率为 W,为了测量小灯泡的额定功率,接下来小华应将滑片P向 (选填“左”或“右”)移动。
(7)小华进行了多次实验,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成如图丙①所示的I-U图像,由图像可知,小灯泡的额定功率为 W,观察图丙①所示的I-U图像不是直线的原因是 。
(8)完成上述实验后,小华将小灯泡换成待测电阻,通过实验测得数据后作出它的I-U关系图像(图丙②),则该待测电阻的阻值为 Ω。
(9)完成上面实验后,小明还想测某未知电阻Rx的阻值,但身边的电压表彻底坏了,于是他设计了如图丁所示的电路(R0为已知阻值的定值电阻),请帮他把缺少的步骤补全,并写出Rx的表达式,实验步骤:
I:照设计的电路图连接电路;
II:闭合开关S,记下电流表的示数I0;
III: ;
IV:计算电阻的表达式是:Rx= (用已知物理量和测量出的物理量的符号表示)。
6.某科技小组找到一只阻值为数百欧的定值电阻,由于铭牌模糊,不能确定其准确大小,为了准确地测量出它的阻值,他们利用的器材有:学生用电源(电源电压恒定为9V)、电流表(量程0~0.6A、0~3A)、电压表(量程0~3V、0~15V)、滑动变阻器A(标有“20Ω、2A”)、滑动变阻器B(标有“1000Ω、1A”)。进行了如下探究。
(1)小组成员小张设计了如图甲所示的电路图,他选择了上述其中的部分器材按甲图连好了电路,在操作过程中他发现,无法测量出待测电阻的阻值,原因是 ;
(2)小组成员小王觉得不要电流表也可以完成实验,他设计了如图乙所示的电路图,将滑片放在滑动变阻器的两个端点得到两个不同的电压值,这样也可以测量出电阻值。为了使测量更准确,小王应该选择上述器材中的滑动变阻器 (“A”或“B”)来完成实验;
(3)受到小王设计思路的启发,小组成员小李也想到了一个方法,他找来了一个阻值为160Ω的定值电阻R0,设计出如图丙所示的电路图,连接好实物图以后,小李闭合开关,移动滑动变阻器滑片,发现电压表V1的示数始终比V2表的示数小,在滑片位于的a、b两点时分别记录了两电压表的数值,但小李只是将数据随意地写在纸上,忘记了顺序,四个电压值是:1V、2V、3V、6V。根据小李的数据,计算出电阻R的阻值为 Ω,当滑动变阻器滑片位于b点时滑动变阻器的阻值Rb= Ω。
7.某实验小组用伏安法测量待测电阻的阻值,设计的实验电路如图甲所示。
(1)根据图甲用笔画线代替导线将图乙的实物图补充完整;
(2)该实验的原理是 ;
(3)连接电路时,开关断开,并将滑动变阻器滑片置于阻值 处。正确连接电路,闭合开关,发现无论怎样移动滑片P,电流表都没有示数,而电压表示数接近3V,则故障可能是 ;
A.滑动变阻器断路 B.短路 C.断路
(4)排除故障后进行测量时,测得电压表示数为1.5V,电流表示数为0.3A,则待测电阻的阻值为 ;
(5)若撤去电压表和滑动变阻器,新增一个已知阻值为的定值电阻,利用如图丙所示的实验电路,也可以测量待测电阻的阻值。实验步骤如下:
①首先,闭合开关S1、S2,记录电流表的示数;
②接着,断开开关 ,记录电流表的示数;则待测电阻的阻值 (、、表示)。
8.如图所示,小强和小冬设计了用“伏安法”测量未知电阻(约10Ω)的阻值的实验。准备了以下器材:二节新干电池(电压恒定),电流表、电压表各一个,开关一个,待测电阻,滑动变阻器,电阻箱(0~9999Ω 5A)一个,导线若干。
(1)图甲是设计的实物电路图,请用笔画线代替导线将其连接完整;
(2)闭合开关前,移动滑动变阻器的滑片P,使滑片移到滑动变阻器的 (选填:A或B)端;
(3)闭合开关,当滑片移动到某位置时,电压表、电流表示数如图乙所示,则未知电阻为 Ω;
(4)完成上述实验后,小明利用图甲电路想探究“导体中的电流与电压关系”。通过多次测量后,做出了通过电阻的电流与电压的图像,如图丙所示。小明要完成该实验,滑动变阻器的电阻至少为 Ω;
(5)实验中,由于同组的其他同学操作失误使得电流表被烧坏,于是设计了如图丁所示的电路对的阻值进行测量,已知滑动变阻器的最大阻值为R,实验步骤如下:
①将滑动变阻器的滑片移至最左端时,电压表的读数为U;
② ,读出电压表示数为;
③待测电阻的阻值表达式为 (用已知量和测量量表示)。
9.在测量电阻的实验中
(1)小华设计的测量电路如图1所示,待测电阻Rx约为10Ω。
①在开关闭合前,滑动变阻器的滑片应置于最 端。
②实验中,小华发现电压表示数为零,而电流表有示数,若各电表完好、导线及各接线柱连接完好,则电路中 出现了 故障(“断路”或“短路”)。
(2)小明设计的测量另一待测电阻R阻值的电路如图2所示。
①他的测量步骤如下:
第1步:将Rx接在电路中A、B两点间,闭合开关S,调节滑动变阻器滑片P至适当位置,此时电流表示数如图3所示,示数为 A;断开开关S,移走Rx。
第2步;再将电阻箱R接在A、B两点间,闭合开关S,保持滑动变阻器滑片位置不变,调节电阻箱使电流表的示数仍如图3所示,此时电阻箱接入电路的阻值R=8Ω则小明测得Rx的阻值为 Ω。
②在第2步中,若小明无意中将滑动变阻器的滑片P向右移动少许,则他测得Rx的阻值将偏 ,设滑片P的右移使滑动变阻器接入电路的阻值增大了3Ω,则小明测得Rx的阻值为 Ω。
10.小刚和同学们利用图甲所示的装置,使用“伏安法”测量定值电阻R的阻值:
(1)连接电路时,应断开开关S,将滑动变阻器的滑片P放在最 (选填“左”或“右”)端;
(2)小刚同学连接了如图甲所示的电路,当闭合开关时,电流表 示数,电压表 示数;(两空均选填“有”或“无”)
(3)他仔细检查电路,发现有一根导线连接错误,请你在图甲中错误的导线上画“×”,并用笔画线代替导线画出正确的一根连接导线 ;
(4)正确连接电路后,闭合开关,调节滑动变阻器滑片P,当电压表的示数为3V时,观察到电流表示数如图乙所示,他记下数据并算出电阻R的阻值为 Ω;
(5)同组的小华同学继续向 (选填“A”或“B”)端移动滑片P,适当增大电阻R两端的电压,并进行了多次测量,计算出电阻的平均值从而减小实验误差;
(6)实验完成后,他们又利用如图丙所示的电路测量另一个未知电阻Rx的阻值(R0阻值已知)。实验过程如下,请你帮他们完成实验。
①仅闭合开关S、S1,读出此时电压表的示数为U1;
② ,读出此时电压表的示数为U2;
③未知电阻阻值Rx= (用U1、U2和R0表示)。
11.小华利用如图甲所示的电路测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲的实物图连接完整(要求滑动变阻器滑片向右移动时灯泡变亮);( )
(2)小华在连接电路最后一根导线时灯泡立即发光,则他连接电路时存在的错误是 。连接电路时,滑动变阻器滑片应滑到 端(选填“左”或“右”);
(3)排除电路故障后,调节滑动变阻器,当电压表的示数为2.1V时,要使灯泡正常发光,滑片应向 适当移动(选填“左”或“右”);灯泡正常发光时电流表的示数如图乙所示,则此灯泡的额定功率为 W;
(4)实际测量时,电压表有示数时内部有微弱的电流通过,若考虑这个微弱电流的影响,则所测小灯泡的额定功率偏 ,这是由于所测的电流值偏 ;(选填“大”或“小”)
(5)小明想利用小华的实验器材测量一未知电阻Rx的阻值,发现电流表损坏,善于动脑的小明认真思考后,利用小华实验中小灯泡的额定电压U额和测得的额定电流I额,设计如图丙所示电路,测出Rx的阻值,请你帮助小明补全实验步骤。
①先闭合开关S、S1,调节滑动变阻器滑片使电压表示数为 ;
②再断开开关S1,闭合开关S2,保持滑动变阻器滑片位置不变,读出此时电压表示数为U;
③待测电阻Rx= (用所测物理量和已知物理量符号表示)。
12.新考法小涛在“测量小灯泡电阻”的实验中,所用小灯泡标有“3V”字样,阻值约为10Ω。
(1)按照图甲正确连接电路后,闭合开关,发现小灯泡不亮,电压表的示数为0,电流表有示数,产生这种现象的原因是 。
(2)排除以上故障后,再闭合开关,发现小灯泡仍不亮,但电流表和电压表均有示数,接下来应进行的操作是 。
(3)实验中所设计的实验记录表格如下表,请你找出表格中的问题: ,小涛根据实验数据绘制成了如图乙所示的U﹣I图像,根据该图像提供的信息,可计算出小灯泡正常发光时的电阻是 Ω。
实验次数
电压/V
电流/A
电阻R/Ω
电阻平均值/Ω
1
2
3
(4)在没有电流表的情况下,小涛又设计了如图丙所示的电路进行实验,测量未知电阻Rx的阻值(R0阻值已知),实验步骤如下:
①闭合开关S、S1接b,读出电压表示数U1;
② ,读出电压表示数Ua;
③则未知电阻Rx= (用已知量和测量量符号表示)
在测出Rx的阻值之后,为了实现多次测量减小误差,可采用的方法是 。
13.小光同学做“测量小灯泡的电阻”实验时,使用的小灯泡额定电压为2.5V,现已连接了部分电路,如图甲所示。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲的实物图连接完整(要求滑动变阻器滑片P向右移动时灯泡变亮);
(2)闭合开关后,他发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片P,电压表和电流表均有示数但示数不变,同时小灯泡发出极其微弱的光,则电路故障可能是 ;
(3)故障排除后,进行实验并记录了4组数据如下表所示,第5次实验的电流表示数如图乙所示,电流表的示数为 A,此时小灯泡的电阻约为 Ω(计算结果保留两位小数);从表中数据看,不同电压下小灯泡的电阻值不同,这是灯丝电阻受 影响导致的;
次数
1
2
3
4
5
电压(U/V)
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
电流(I/A)
0.18
0.30
0.38
0.44
电阻(R/Ω)
2.78
3.33
3.95
4.55
(4)小光又对实验进行了拓展,利用电源(电压未知且恒定不变)、阻值已知为R0的定值电阻、电压表、开关等器材,设计了如图丙所示的电路,测出了未知定值电阻R的阻值,请你完成下列实验步骤:
①闭合开关S1,断开S2,读出电压表的示数U1;
② ,读出电压表的示数U2;
③待测电阻的阻值R= (用已知量和测得量的字母表示)。
14.在“用电压表和电流表测电阻的实验”中:
(1)根据如图甲所示的电路图,用笔画线代替导线将如图乙的实物图连接起来 ;
(2)该实验原理为 ;
(3)开关S闭合前,滑动变阻器的滑片P应调至最 端(选填“左”或“右”);小红正确连接电路闭合开关后,发现电流表、电压表均有示数,但示数比较小,接下来的操作合理的是 。
A.更换电压值更大的电源
B.移动滑动变阻器的滑片
C.更换最大阻值更小的滑动变阻器
(4)闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到某处时,电压表的示数为3V,电流表的示数如图丙所示,读数为 A,被测电阻R的阻值为 ;
(5)在测量未知电阻的阻值实验过程中电压表已损坏,老师从实验室拿来一只标有“R”字样的滑动变阻器,并设计了如图所示丁、戊两个实验电路,分别按如下步骤进行实验:
①闭合开关S,调节滑片位于最左端时,读出电流表的示数为I1;
②闭合开关S,调节滑片位于 时,读出电流表的示数为I2;
③未知电阻的阻值的表达式为:丁图中Rx= ,戊图中Rx= 。
15.如图甲是小明测量小灯泡电阻的电路,电源电压恒为6V,小灯泡上标有“2.5V”的字样。
(1)请用名画线代替导线,将甲图中的电路补充完整,要求导线不交叉 ;
(2)电路连接完成后闭合开关,发现电流表有示数、电压表无示数、小灯泡不亮,出现此现象的原因可能是 ,(写出一种原因即可)
(3)排除故障后,实验测量数据如下表,第4次实验时电流表示数如图乙为 A;由表中数据可判断小明实验时选用的滑动变阻器是 (选填序号:①“20Ω;1A”②“50Ω;1A”);
(4)小明测量第4组数据后,要测量小灯泡正常发光时的电阻,滑动变阻器的滑片应向 (选填“左”或“右”)滑动;
序号
1
2
3
4
电压U/V
0.5
1
1.5
2
电流I/A
0.16
0.2
0.24
(5)此时他发现电流表损坏,于是设计了如图丙的电路也测出了小灯泡正常发光时的电阻,已知定值电阻R0阳值为5.4Ω。实验步骤如下:
①闭合开关S0,单刀双掷开关S接1,移动滑动变阻器滑片P,使电压表示数为 V;
②保持有片P位置不变,将开关S接2,电压表示数如图丁,则小灯泡正常发光时的电阻RL= Ω。
试卷第1页,共3页
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《2025年中考物理第二轮实验题专训:特殊法测电阻》参考答案
1. 10 增大 不变 A R0
【详解】(1)[1]电流表的示数如图乙,电流表选用小量程,分度值是0.02A,电流为0.24A,则待测电阻的阻值为
(2)[2]当滑动变阻器的滑片向左移动时,滑动变阻器接入电路的电阻变小,电源电压不变,所以电流变大;根据Ux=IRx,Rx阻值不变,电流变大,Ux变大,所以电压表示数变大。
[3]由图知,电压表与电流表的比值为定值电阻Rx的阻值,所以电压表与电流表的比值为电压表与电流表的比值不变。
(3)[4]实验中,多次改变滑动变阻器滑片的位置,作用是改变定值电阻两端的电压和通过定值电阻的电流;
A.在探究电流与电压的关系时,作用是改变定值电阻两端的电压和通过定值电阻的电流,故A符合题意;
B.在探究电流与电阻的关系时,作用是保持定值电阻两端的电压不变,故B不符合题意。
故选A。
(4)[5][6]①闭合开关,记录电流表的示数为I1,可计算出Rx两端电压
U=I1Rx
根据并联电路电压特点,R0两端的电压等于Rx两端电压;②断开开关,将电流表改接到图中R0的右侧,记录电流表的示数为I2,则电源电压为I2R0;③因电源电压不变,联立两个式子可得,Rx的表达式为
2. 右 5.6Ω
【详解】(1)[1]电压表与电阻并联,如下所示:
(2)[2]为保护电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移到阻值最大处,即最右端。
(3)[3]将各点连接起来,如下所示;
[4]当电压为2.0V时,电流为0.36A,由欧姆定律可得电阻
(4)[5]①闭合S、S1,断开S2,适当调节滑片的位置,电压表示数U1为电阻Rx和R0两端的电压;②闭合S、S2,断开S1,滑动变阻器滑片的位置保持不变,电压表示数为U2为电阻R0两端的电压;③因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以电阻Rx两端的电压为
串联电路中各处的电流相等,由欧姆定律可得此时通过电路的电流
串联电路总电压等于各部分电压之和,由欧姆定律可得待测电阻的阻值
3. 左 第3次 灯丝的电阻随着温度的升高而变大,而第三次灯丝电阻比前两次都小 闭合开关S1,S2
【详解】(1)[1]由甲图知,滑动变阻器与灯泡并联了,而电压表串联在电路中是错误的,应将滑动变阻器与灯泡串联,将电压表与灯泡并联,改正后如下图所示:
(2)[2]灯在额定电压下正常发光,图乙中电压选用小量程,分度值为0.1V,示数为2.1V,小于灯的额定电压2.5V,应增大灯的电压,根据串联电路电压的规律,应减小变阻器的电压,由分压原理,应减小变阻器连入电路中的电阻大小,故滑片向左移动,直到电压表示数为额定电压。
(3)(4)[3][4][5]由表格中的数据可知,灯的电压为2.5V时,灯的电流为0.3A,由欧姆定律可知小灯泡L正常发光时的电阻为
同理,第1、3次灯的电阻分别为
因灯的电阻随温度的升高而变大,故第3次电流值是编造的,判断的理由是:第3次灯丝电阻比前两次都小。
(5)[6][7]①断开开关S2、闭合开关S1,记录电流表的示数为I0,则电源电压
②闭合开关S1,S2,记录电流表的示数为I,此时电路并联,则通过待测电阻Rx的电流为
待测电阻Rx的阻值为
4.(1)
(2) 断开 B
(3)5
(4)A
(5) 保持不动 12.5
【详解】(1)电路为串联电路,滑动变阻器一上一下接入电路,滑片向左移时电流表示数变大,说明滑动变阻器阻值变小,如图所示:
(2)[1][2]为了电路安全,连接电路时要将开关断开,滑动变阻器滑片移至阻值最大处,即B端。
(3)电压表测量定值电阻两端电压,闭合开关,移动滑片至电压表示数为2V时,电流表选用小量程,分度值为0.02A,其示数为0.4A,故定值电阻的阻值为
(4)灯泡的阻值会随着温度的变化而变化,不是一个定值,小钟在实验中多次改变灯泡两端的电压,是为了探究灯泡的电阻随温度变化的规律,所以重复实验的目的是避免偶然性,得出具有普遍性的规律。
故选A。
(5)[1]闭合开关S、S1,断开开关S2,此时电路为串联电路,电压表测量灯泡两端电压,调节滑动变阻器滑片,使电压表示数为2.5V,此时灯正常发光;滑动变阻器滑片保持不动,电路中总电阻不变,断开开关S1,闭合开关S、S2,此时电压表测量灯泡和R0两端的总电压,电压表示数为4.5V。
[2]串联电路电流处处相等,所以电路中电流为
小灯泡正常发光时电阻为
5. 连接电路时没有将开关断开 将滑动变阻器下端两个接线柱连入电路 A D A 0.2 0.2 右 0.75 灯泡的电阻随温度的变化而变化 20 闭合S1,记下电流表示数为I1
【详解】(1)[1]测量小灯泡额定功率时,电路为串联电路,电压表测量灯泡两端的电压,灯泡额定电压为2.5V,因此电压表选择小量程,故先用导线将灯泡右接线柱与滑动变阻器左上角接线柱相连,再将灯泡右接线柱与电压表3V接线柱相连,如图所示
(2)[2]小华连好电路的最后一根导线时,灯泡立刻发出微弱的光亮,说明此时电路中已有电流,则存在的问题是:在连接电路时,没有将开关断开。
[3]灯泡发出微弱的光亮,说明电路中电流较小,移动滑动变阻器滑片P,两表示数均不变,灯泡亮度也不变,说明电路中电流不变,因为电源电压不变,则表示电路中总电阻不变,故存在的问题是:在连接电路时,将滑动变阻器下端的两个接线柱连入电路,此时的滑动变阻器相当于阻值等于其最大阻值的定值电阻,所以移动滑片,电阻大小也不会变化。
(3)[4]为了电路安全,闭合开关前滑动变阻器的滑片要处于最大阻值处,故应置于A端。
(4)[5] A.若灯泡L短路,电压表相当于测量一段导线两端的电压,则示数为零,但电路仍为通路,电流表不会出现示数为零的情况,故A不符合题意;
B.若灯泡L断路,电压表串联在电路中,电压表示数等于电源电压,电流表无示数,故B不符合题意;
C.若滑动变阻器短路,电路仍为通路,灯泡会亮,两个电表都会有示数,故C不符合题意;
D.若滑动变阻器断路,整个电路处于断路状态,没有电流通过,灯泡不亮,两表均无示数,故D符合题意。
故选D。
(5)[6]额定电压下测得的功率才是额定功率,故实验过程中,移动滑动变阻器的滑片P的同时,眼睛应注视电压表示数,直至电压表示数为2.5V。
(6)[7]电流表选择的是小量程,示数为0.2A。
[8]电压表选择的是小量程,示数为1V,则此时的电功率
[9]此时灯泡两端的电压小于其额定电压,由串联分压特点可知,要想增大灯泡两端的电压,则需要减小滑动变阻器的阻值,以减小滑动变阻器的分压,即将滑片向右移。
(7)[10]由图丙①可知,当灯泡两端电压为2.5V时,电路中的电流为0.3A,故灯泡的额定功率
[11]灯泡的电阻随着温度的变化而变化,因此流过灯泡的电流与其两端的电压不成正比,所以图丙①所示的I-U图像不是直线。
(8)[12]由图丙②可知,电阻为定值电阻,当流过它的电流为0.1A时,其两端的电压为2V,故其电阻
(9)[13]闭合开关S,此时的电路为只有R0的简单电路,记下电流表的示数I0,则电源电压
接着闭合S1,电路为并联电路,电流表测量干路电流,记下电流表示数为I1。
[14]并联电路各支路互不影响,所以R0的电流大小不变,仍为I0;支路电压等于电源电压,干路电流等于支路电流之和,故流过Rx的电流为
则Rx的电阻
6. 电源电压过低,电路电流太小,无法测出通过R的电流 B 480 800
【详解】(1)[1]按甲连好电路,滑动变阻器与待测电阻R串联,电流表测电路中电流,电压表测R两端电压,由题知,电源电压为9V,当滑动变阻器连入阻值为0时,电路中电流最大,待测电阻为数百欧,由欧姆定律知,电路中电流非常小,即使电流表使用小量程,电流也可能小于分度值,无法测出通过R的电流,所以不能测出其电阻。
(2)[2]因为定值电阻为一只阻值为数百欧的电阻,设计了如图乙所示的电路图,为了测量出电阻值更准确,应该选择与待测电阻阻值相近的滑动变阻器(最大值),由分压原理,两电阻分得的电压接近,电压表测量较为准确,即选用B来完成实验。
(3)[3]丙图电路,R0、R、滑动变阻器串联,电压表V1、V2分别测R0、R两端电压,根据串联分压原理,两电压表V1、V2示数之比为
U1∶U2=R0∶R
是个定值,且
R0=160Ω<R
所以
U1<U2
滑片位于的a、b两点,当变阻器滑片置于b处时,变阻器连入阻值较大,R0分得电压最小,即
U1=1V
当变阻器滑片置于a处时,U1只能为2V。若U1=3V,则U2只能为6V(因为U2始终大于U1),此时两电压表示数之和为9V,等于电源电压,而a点并非端点,此时滑动变阻器还要分得一定的电压,综上,滑片在b点时,
U1=1V
U2=3V
所以
R=3R0=3×160Ω=480Ω
[4]滑片在b处时,根据串联电路电压的关系,由串联电路电压的规律,变阻器的电压可能为
U滑=9V﹣1V﹣3V=5V
根据分压原理,当滑动变阻器滑片位于b点时滑动变阻器的阻值
7.(1)
(2)
(3) 最大 C
(4)5
(5) S2
【详解】(1)要使滑动变阻器正常工作,应按照“一上一下”的原则将接线柱连入电路中,按照电路图与实物图一一对应原则,应将滑动变阻器左下接线柱A接入电路中。
(2)测电阻阻值的实验原理为欧姆定律的推导式。
(3)[1]为保障电路安全,防止电流过大烧坏电路元件,需要将滑动变阻器移动到阻值最大处。
[2]根据电表示数可知,当电流表无示数时,说明电路故障是断路,而电压表有示数且接近电源电压,则断路的是与电压表并联的定值电阻。故选C。
(4)根据欧姆定律可知
(5)[1][2]当开关S1、S2都闭合时,分析电路可知,此时只有R0工作,且电流为I1,则电源电压
接着断开开关S2,分析电路可知,待测电阻与定值电阻R0串联,此时电流为I2,R0的电压为
则分得的电压为
则的阻值为
8. A 10 20 将滑动变阻器的滑片移至最右端时
【详解】(1)[1]滑动变阻器应与未知电阻、电流表串联在电路中,并按照“一上一下”原则连接,电源电压由两节干电池串联,未知电阻Rx约10Ω,电路中最大电流约为,则电流表选用小量程,如图所示:
(2)[2]为了保护电路,连接电路过程中,开关应断开,滑动变阻器滑片P应位于阻值最大端A端。
(3)[3]由图乙可知,电流表选择0~0.6A量程,分度值为0.02A,电压表用小量程,分度值为0.1V,则流过Rx电流为I=0.24A,Rx两端的电压为U=2.4V,由欧姆定律得电阻Rx的阻值为
(4)[4]电源由两节干电池串联组成,可知电源电压是3V,由丙图知,在进行的四次实验中,电阻Rx两端电压最小为1V时,最小电流为I小=0.1A,则根据分压原理得,滑动变阻器两端的电压最大为
U滑大=3V-1V= 2V
此时滑动变阻器接入电路的最大电阻
故使用的滑动变阻器的电阻至少为。
(5)[5][6]将滑动变阻器的滑片移至最左端时,电路中只有Rx单独工作,此时测的是电源电压读数为U;再将滑动变阻器的滑片移至最右端,Rx与变阻器R的最大阻值串联,电压表测Rx的两端电压,示数为U1,根据串联电路电压规律得,滑动变阻器两端的电压
U滑=U-U1
则通过变阻器的电流
根据串联电路电流规律得Rx通过的电流
待测电阻的阻值表达式为
9. 左 Rx 短路 0.4 8 小 5
【详解】(1)①[1]为保护电路,在闭合开关前,滑动变阻器的滑片应滑至最大阻值处即最左端。
②[2][3]实验中,电流表有示数,则电路为通路,小华发现电压表示数为零,若各电表完好、导线及各接线柱连接完好,则与电压表并联的那部分电路出现短路,即待测电阻Rx出现了短路故障。
(2)①[4]由如图3可知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,则示数为0.4A。
[5]由小明的测量步骤可知,小明的测量方法是等效替代法,根据等效替代法,则小明测得Rx的阻值为8Ω。
[②[6][7]如果在第2步中,无意向右移动滑片少许,则此时变阻器接入电路的电阻变大,测得待测电阻变小。因电路中的电流和电源电压不变,则总电阻不变,故滑动变阻器增大了3Ω,则待测电阻减小3Ω,故
Rx=8Ω-3Ω=5Ω
10. 左 无 有 15 A 闭合开关S和S2
【详解】(1)[1]为了保护电路,将滑动变阻器的滑片P移至阻值最大处,即最左端。
(2)[2][3]小刚同学连接了如图甲所示的电路,电压表与电流串联后再与电阻并联,因电压表内阻很大,故闭合开关,电流表无示数,电压表与定值电阻并联,测定值电阻R的电压,故电压表有示数。
(3)[4]原电路中,电压表与电流表串联后再与电阻并联是错误的,电流表应与电阻串联,电压表与电阻并联,修改后如下图所示:
(4)[5]当电压表的示数为3V时,观察到电流表示数如图乙所示,电流表选用0~0.6A的量程,分度值0.02A,电流表示数为0.2A,则电阻R的阻值为
(5)[6]要适当增大电阻R两端的电压,由串联电路的规律,即减小变阻器的电压,由分压原理,应减小变阻器连入电路的电阻,故继续向A端移动滑片P。
(6)②[7]闭合开关S和S2,断开S1,两电阻仍串联,此时电压表测量电源电压。
③[8]①闭合开关S和S1,断开S2,两电阻串联,此时电压表测量R0两端的电压;待测电阻两端电压
Ux=U2﹣U1
由串联电路的特点和欧姆定律可得电路中的电流
未知电阻阻值
11. 开关未断开 左 右 0.75 大 大 U额
【详解】(1)[1]要测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器与小灯泡串联在电路中,需用电压表测小灯泡两端的电压,而小灯泡的额定电压为2.5V,则电压表选择小量程。滑片向右移动时,灯泡变亮,则此过程变阻器接入电路的阻值变小,电路中的电流变大,所以变阻器下端的接线柱接在右侧,电路连接如图所示:
(2)[2]在连接完最后一根导线,灯泡立即发光,则在接线时没将开关断开。
[3]连接电路时,变阻器的滑片应滑至阻值最大的位置,即图甲中变阻器的最左端,这样才能起到保持电路的作用。
(3)[4]电压表示数为2.1V小于小灯泡正常工作的电压,那么应将滑片向右移动,让变阻器接入电路的阻值变小,分去的电压变小,而让小灯泡两端的电压变大到2.5V。
[5]由图乙知,电流表的量程为0~0.6A,对应分度值为0.02A,示数为0.3A,即小灯泡正常工作时通过的电流为0.3A,那么额定功率
P=U额I=2.5V×0.3A=0.75W
(4)[6][7]若考虑通过电压表的电流,则电流表所测的是通过电压表和小灯泡的总电流,那么所测得的电流偏大,而电压值是准确的,据P=UI知,求得的额定功率偏大。
(5)[8]由图丙知,闭合开关S、S1时,电路是串联连接,电压表测小灯泡两端的电压,此时应让滑片置于使小灯泡正常发光,即电压表示数为U额的位置。
[9]再断开S1、闭合S2,滑片位置保持不变时,电路的连接不变,电压表测小灯泡和未知电阻Rx的总电压,那么待测电阻两端的电压
Ux=U-U额
则待测电阻
12.(1)小灯泡短路(或电压表短路)
(2)向右移动变阻器的滑片,观察灯的发光情况
(3) 求电阻平均值一栏是多余的 7.5
(4) 闭合开关S、S1接a 改变电源电压或增加一个滑动变阻器
【详解】(1)闭合开关后电流表有示数,则电路为通路,故障类型为短路,小灯泡不亮,电压表的示数为0,则可能小灯泡短路(或电压表短路)。
(2)以上故障排除后,再闭合开关,发现小灯泡仍不亮,但电流表和电压表均有示数,则电路为通路,电路中的电流过小,故接下来他应进行的操作是向右移动变阻器的滑片,观察灯的发光情况。
(3)[1]由于灯泡的电阻随温度的变化而变化,在不同温度(或不同电压)下灯泡的电阻不同,故表格中的问题:求电阻平均值一栏是多余的。
[2]根据实验数据绘制成的U﹣I图像知,灯在额定电压3V时的电流为0.4A,根据欧姆定律可得,小灯泡正常发光时的电阻为
(4)[1]由于闭合开关S,S1接b时,电压表测量电源两端电压,为了得到Rx两端电压,应该再测量R0两端电压,所以闭合开关S,S2接a,由①可知电源电压为U1,由②可知R0两端电压为Ua,串联电路总电压等于各部分电压之和,所以未知电阻的阻值
[2]在测出Rx的阻值之后,为了实现多次测量减小误差,可采用的方法是:改变电源电压或增加一个滑动变阻器。
13.(1)
(2)同时将滑动变阻器下面两个接线柱接人了电路
(3) 0.48 5.21 温度
(4) 闭合S1和S2
【详解】(1)做“测量小灯泡的电阻”实验时,滑动变阻器与小灯泡串联,由于滑动变阻器滑片P向右移动时,灯泡变亮,则电路中电流变大,则滑动变阻器的阻值变小,所以滑动变阻器下方的接线柱接在右端,如下图所示:
(2)闭合开关后,无论怎样移动滑动变阻器的滑片P,电压表和电流表均有示数但示数不变,小灯泡发出极其微弱的光,表明电路是通路,所以电路故障可能是同时将滑动变阻器下面两个接线柱接入了电路。
(3)[1]由乙图可知,电流表选择0~0.6A量程,分度值为0.02A,电流表示数为0.48A。
[2]第5次实验的电压表示数为2.5V,则灯泡两端电压为2.5V,通过灯泡的电流为0.48A,则小灯泡的电阻
[3]由于温度会影响电阻的大小,所以灯丝的电阻受温度的影响,故不同电压下小灯泡的电阻值不同。
(4)[1][2]分析电路图可知,闭合开关S1,断开S2,电压表串联在电路中,电压表的示数为U1,则电源电压为U1;闭合开关S1、S2,两电阻串联,电压表测量R0两端电压,电压表的示数为U2,则R0两端电压为U2,则待测电阻的阻值
14. 右 B 0.3 10Ω 最右端
【详解】(1)[1]图中滑动变阻器的下端已接线,再选择任意一个上接线柱串联接入电路,如图:
(2)[2]在测未知电阻的阻值实验中,用电压表测电阻两端的电压,用电流表测通过电阻的电流,利用求出电阻阻值,故该实验原理为。
(3)[3]为了保护电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应该调到阻值最大处,即最右端。
[4]正确连接电路闭合开关后,发现电流表、电压表均有示数,说明电路是通路,但示数比较小,说明可能是滑动变阻器接入电路的阻值太大,所以接下来应移动滑动变阻器的滑片,观察两表示数的变化,故选B。
(4)[5][6]闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到某处时,电压表的示数为3V,电流表的示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值0.02A,其示数为0.3A,根据欧姆定律可得被测电阻R的阻值为
(5)[7][8]丁图中:
①闭合开关S,调节滑片位于最左端时,读出电流表的示数为I1;
②调节滑片位于最右端时,两电阻串联,电流表测电路的电流,读出电流表的示数为I2;根据串联电阻的规律及欧姆定律得出电源电压表达式,联立上面两式,从而得出待测电阻。
③在步骤①中,当滑片在最左端时,此时电路中只有Rx工作,根据欧姆定律,则电源电压
在步骤②中,当滑片在最右端时,滑动变阻器的阻值最大为R,此时R与Rx串联工作,根据串联电阻的规律,则电源电压
由于电源电压不变,联立上面两式可得出
[9]图戊中:
①闭合开关S,调节滑片位于最左端时,读出电流表的示数为I1;
②闭合开关S,调节滑片位于最右端时,读出电流表的示数为I2;
③在步骤①中,当滑片在最左端时,滑动变阻器的最大阻值和待测电阻并联接入电路,电流表测干路电流,在步骤②中,当滑片在最右端时,滑动变阻器的阻值最大为R,此时电路为滑动变阻器的简单电路,电流表测通过滑动变阻器的电流,根据欧姆定律可知电源电压
U=I2R
根据并联电路电流规律可知通过待测电阻的电流
Ix=I1﹣I2
并联电路各支路两端电压相等,根据欧姆定律可得待测电阻的阻值
15. 灯泡短路(或电压表短路) 0.26 ② 右 2.5 9
【详解】(1)[1]根据实验目的可知,电压表要并联在灯泡的两端,所以电压表的负接线柱接到灯泡的右边接线柱,如图所示:
(2)[2]电流表有示数,说明电路故障类型为短路,电压表无示数,小灯泡不亮,说明故障可能是灯泡短路(或电压表短路)。
(3)[3]如图乙所示,电流表的量程是0到0.6A,分度值是0.02A,读数为0.26A。
[4]由表中第1组数据可知,当灯泡两端电压为0.5V,通过灯泡的电流为0.16A时,则滑动变阻器接入电路的阻值为
所以他选用的滑动变阻器规格是0~50Ω,即②。
(4)[5]由第4组数据可知,电压表示数小于灯泡额定电压2.5V,要测量小灯泡正常发光时的电阻,应增大灯泡两端电压,根据串联电路电压规律,应减小滑动变阻器两端电压,根据分压原理,应减小滑动变阻器接入电路的阻值,故滑动变阻器滑片应向右滑动。
(5)①[6]闭合开关S0,单刀双掷开关S接1,移动滑动变用器滑片P,使电压表示数为灯泡的额定电压,为2.5V。
②[7]在步骤①中,灯泡、定值电阻和滑动变阻器串联,电压表测灯泡两端电压,移动滑动变阻器滑片P,使电压表示数为2.5V,此时灯泡正常发光;在步骤②中,灯泡、定值电阻和滑动变阻器仍串联,电压表测灯泡和定值电阻两端电压,保持滑片P的位置不变,因此时各电阻的大小和电压不变,灯仍正常工作,其两端电压为2.5V,故电压表应选大量程,分度值0.5V,其示数为4V;根据串联电路电压的规律,此时定值电阻两端的电压
由串联电路电流特点和欧姆定律可知,电路中的电流为
则小灯泡L正常发光时电阻
答案第1页,共2页
答案第1页,共2页
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