2025年广东省中考物理二轮专题复习:电学专题4-多种方法测电阻电功率(二)
2025-02-09
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内容正文:
2025年广东省中考物理二轮专题复习:电学专题4-多种方法测电阻/电功率(二)
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题:本大题共1小题,共2分。
1.图示电路中阻值已知,表示电阻箱,电源电压恒定,能求出阻值的是( )
A. B. C. D.
二、实验探究题:本大题共22小题,共132分。
2.在“测小灯泡的电功率”的实验中,小灯泡的额定电压,电阻约为。
请你用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整。
闭合开关,王敏同学移动滑片到某一位置时,电压表示数如图乙所示为______,此时灯泡亮度与正常发光时相比______。选填“较亮”或“较暗”。
王敏同学移动滑片,记下多组对应电压表和电流表的示数,并绘制成图丙所示的图象,根据图象信息,可计算出小灯泡的额定功率是______。
王敏的同桌丽丽认为不用电压表也可以测量小灯泡的额定功率,丽丽向老师要了一个阻值的电阻,并设计了如图的电路图。请你帮她完成正确的操作过程:
只闭合开关和,调节滑动变阻器的滑片,使电流表示数为 ______。
断开开关,闭合开关和,保持______,读出电流表示数为。
小灯泡的额定功率表达式为 ______。用上述物理量符号表示。
3.小明利用图甲所示的电路“探究通过导体的电流与电阻的关系”,实验中选用的定值电阻分别是、、.
在连接电路时先接入电阻,调节滑动变阻器使滑片处于适当位置,电压表的示数如图乙中电压表所示,则电阻两端的电压是______;
取下电阻,把、的电阻分别接入电路,记录对应的电流值.此时电阻两端的电压为图乙中电压表、电压表所示,实验的失误之处:______.
小明采用正确操作方法后,将数据记录在表格中,分析表格数据,得出结论:______.
实验次数
电阻
电流
4.小明在做“用伏安法测量某定值电阻的阻值”的实验中,所用电源电压为,阻值约为。
请用笔画线代替导线,将图甲小明未连接好的电路连接完整要求滑片向右移动时,电流表示数变小。
闭合开关,移动滑动变阻器滑片,发现电压表始终无示数,电流表有示数,其原因可能是______填符号。
滑动变阻器断路 断路 短路
排除故障后,当电压表的示数如图乙所示时,电流表的示数如图丙所示,则通过定值电阻的电流大小为______,它的阻值是______。
通常情况下要进行多次测量并取平均值,其目的是为了______。
5.小明在物理实验室用图甲所示的电路测量小灯泡的电阻。已知电源电压为,小灯泡的额定电压为。
根据图甲的电路图,用笔画线代替导线把图乙中的实物图连接完整;
正确连接电路后,闭合开关前,为了保护电路,应把滑动变阻器的滑片移到______选填“”或“”端;
闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片到不同位置,并记下不同位置时电压表和电流表的示数,某次电流表的指针位置如图丙所示,读数为______;
通过实验数据作出小灯泡的图象如图丁所示,则小灯泡正常发光时的电阻为______;通过图象发现在不同电压下,小灯泡的电阻阻值不同,因此我们大胆推测灯丝的电阻随温度的降低而______选填“变大”或“变小”。
6.小芳在测量额定电压为的小灯泡电阻的实验中,已知电源电压为,电路图如图所示:
请根据电路图,将图中的实物图补充完整。
小芳闭合开关,发现小灯泡很暗,电压表和电流表均有示数,但无论如何移动滑动变阻器滑片,小灯泡亮度、电压表和电流表示数均不发生变化,请分析其原因:______
故障排除后,闭合开关,应将滑动变阻器的滑片由______选填“至”或“至”缓慢移动。
小芳移动滑动变阻器,分别记录电压表、电流表示数,并描绘出灯泡的图象,如图中甲所示,则小灯泡正常发光时的电阻为______小芳还发现灯丝的电阻随温度的升高而______选填“增大”“减小”或“不变”。
如果将图中的小灯泡换成一定值电阻,闭合开关,多次移动滑动变阻器,根据得到的电流表和电压表的示数画出了如图中乙所示的图象,则该电阻的阻值为______;若将该电阻与上述小灯泡串联起来,接在的电路中,则它们的总功率为______。
7.按如图所示电路探究电流与电压的关系。已知电源电压为,为定值电阻,滑动变阻器标有“”字样,电流表量程为,电压表量程为。完成下列问题:
闭合开关后,电流表无示数,电压表示数接近电源电压,出现此故障的原因可能是______。
排除故障后继续实验,闭合开关,当滑动变阻器的滑片向左移动时,滑动变阻器两端的电压______填变化情况。
若,为保证电路安全,滑动变阻器允许连入电路的最小阻值为______。
8.电学知识学习过后,小珠和小海进行了相关实验,实验中电源电压不变,、为定值电阻,其中阻值已知,阻值未知,但两者阻值不相等。
利用如电路图,探究“并联电路的电流规律”,将三个电流表分别接入图中
A、、处,请你用笔画线代替导线将如图的实物连接完成。连接电路时,开关必须______;小珠连接电路后试触时发现处电流表指针如图所示,你认为可能的原因是______。
处电流
处电流
处电流
小珠改正错误后,再次闭合开关,处电流表示数如图所示,请你帮助完成记录。分析数据,得出结论。小海认为该实验应该多次测量,原因是______。
为测量阻值,小珠改装了实验电路,实验步骤如下:
闭合开关,断开开关,记录电流表示数;
闭合开关和,记录电流表示数;
分析数据得知电源电压,进而求得阻值。
通过分析,下列两个实验电路中,你认为小珠所使用的是______选填相应选项字母,求得______用、、表示。
9.在“用电流表、电压表测电阻”的实验中,小明同学按图连接电路进行实验.电源电压保持不变,所用滑动变阻器上标有“ ”字样.
在闭合电键前,他应将滑动变阻器的滑片置于______端.选填“”或“”
物理量
序号
电压
伏
电流
安
电阻
欧
电阻的
平均值欧
______
______
______
______
______
他实验步骤正确,闭合电键,读出电流表的示数为安,并将其记录在序号中,此时电压表的示数如图所示.接着,他移动变阻器滑片,将电压表、电流表的示数记录在序号中,并计算出电阻值.他继续实验,发现电流表的最大示数为安,将其记录在序号中.请将上表填写完整,并计算出电阻值.计算时,精确到欧
10.在测量电阻的实验中,用两节干电池作为电源,待测电阻的阻值约为。
在实物电路图中,用“”打在错误连线上,并用笔画线代替导线改正错误连线。
闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移动到______填“左”或“右”端。实验中滑动变阻器除了保护电路外,主要作用是______。
某次测量的电压表和电流表的示数如图,此时测量的待测电阻______。
实验中其中一组同学发现,在调节滑动变阻器的过程中,电流表示数增大,而电压表示数减小,你认为出现的问题是______。
通常在使用电压表时认为其电阻无穷大,不考虑电压表中流过的电流;在使用电流表时认为其电阻为零,不考虑电流表两端分得的电压。在用电压表、电流表测量电阻有如下图的两种测量电阻的连接方式,若电压表的电阻不是很大,电流表电阻不是很小,你认为图______中测量出的电阻值比真实值偏大。
若想利用该装置继续探究电流跟电阻的关系,还需要添加的器材是______。
11.在用电阻箱、电压表测定一个未知值电阻的阻值时,小明设计了如图甲所示的实验电路,其中是电阻箱,是定值电阻。
图甲中,为测出的阻值,闭合并关后,小明应该先把开关接到触点______选填“”或“”,记录电压表的示数;然后把开关接到另一触点,并调节电阻箱,直到电压表示数也为,读出此时电阻箱的示数各旋钮的位置如图乙所示,则待测电阻的阻值为______。
小兰认为将图甲中的电阻去掉,也能测出的阻值。你认为可行吗?说出理由。
答:______,理由是:______
小亮设计了图丙的电路测的阻值。与图甲的方法比较,你觉得图丙最显著的优点是:______;
若图甲也想具备这个优点,只需更换图甲的一个元件就可以了,如何替换?
答:______。
12.测定小灯泡电功率的实验中,选用的电源电压为,小灯泡的额定电压为、电阻约为.
测定小灯泡电功率实验依据的原理是______;实验中,连接电路时开关应______;电流表的量程应选______。
用笔画线代替导线,连接完整如图甲所示的实物电路;
闭合开关前,滑动变阻器的滑片应位于实物图中______选填“”或“”端。
闭合开关,移动变阻器的滑片,发现小灯泡始终不亮,电压表有示数、电流表无示数,原因可能是______写出一种即可;
排除故障后,闭合开关、移动滑片至电压表的示数如图乙所示,其读数为______;要获得小灯泡额定功率的数据,滑片应向______选填“”或“”移动;
改变滑片的位置,获得多组对应的电压、电流值。根据记录的数据,绘制得如图丙所示的图象。由图象可知,小灯泡两端电压是时,其电阻是______;小灯泡的额定功率是______。
13.在探究“通过导体的电流跟导体电阻的关系”实验中,小亮根据实验目的,连接的实验器材如图所示。已知所用电源的电压为。滑动变阻器的最大阻值为。
图中有一处不妥,请在不妥的导线上画,并改正过来。
开关闭合前,滑动变阻器的滑片应滑到______端选填“”或“”;
在实验中,当电阻箱一种可以改变电阻阻值且能够读出电阻值的元件接入电路的阻值改变后,移动滑动变阻器的滑片,可使电阻箱两端的电压保持不变。当小亮将电阻箱的阻值由调为时,为保持电阻箱两端电压不变,应将滑动变阻器的滑片向______选填“”或“”端移动;本实验采用电阻箱的好处是______。
在实验中,不断改变电阻箱的阻值,移动滑动变阻器的滑片,电流表的示数如表格所示,请根据表格中的数据归纳出通过导体即电阻箱的电流跟导体电阻的关系为______。
完成实验后,小明把电阻箱替换成未知定值电阻,去掉电流表,他所用的滑动变阻器的最大阻值,已知,当滑片在最右端时,电压表的读数,当滑片在最左端时,电压表的读数是;利用这些已知量可以测出的值,请写出结果的表达式______。
14.小刚利用如图甲所示电路测量标有“”字样的小灯泡正常发光时的电功率。请按要求完成下列问题:
请用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整。
正确连接电路后,闭合开关,发现灯泡不亮,电压表示数为零,电流表有示数,产生这种现象的原因可能是:______。
排除故障后小刚继续进行实验,并把相关数据记录到下表中,第次实验时,电压表示数如图乙所示,为了测量小灯泡的额定功率,小刚应该向______选填“左”或“右”移动滑片,直到电压表示数为______,并记录此时电流表示数。
实验次数
电压
电流
亮度
很暗
较暗
稍亮
亮
由表中数据可知,小灯泡的额定功率为______;小灯泡的亮度随着它两端电压的增大而______选填“变亮”或“变暗”,这是因为小灯泡的亮度由它的______决定。
小刚又设计了如图丙所示的电路,利用阻值为的定值电阻和电流表等器材测量额定电压为的小灯泡的额定功率。实验步骤如下:
开关断开、闭合,移动滑动变阻器的滑片,直至电流表的示数为;
保持滑动变阻器滑片位置不变,开关断开、闭合,读出电流表的示数为;
小灯泡的额定功率 ______。
15.实验桌上有如下器材:调节好的电流表、电压表、电阻箱电路图符号、滑动变阻器、开关、符合实验要求的电源各一个,导线若干。请你选用其中的器材,设计实验证明:“当通过电阻的电流一定时,电阻越大,它两端的电压越高”。
请你画出实验电路图;
请你将实验步骤补充完整;
断开开关,按图连接电路,将滑动变阻器滑片置于阻值最大处,试触确认无误。
闭合开关,适当调节滑动变阻器滑片位置,______;
______;
仿照步骤再做一次实验,并读取相关数据,填入表格。
画出实验数据记录表格。
16.小明用如图甲所示的电路来测量标有字样的小灯泡的电阻,小灯泡工作时的电阻大约为现有电流表、电压表、开关各一个,规格分别为“”、“”和”滑动变阻器各一个,导线若干,电源一个。
为完成实验,应该选取规格为______的滑动变阻器;
请用笔画线代替导线,完成电路的连接。
移动滑片,改变电压,记录多组对应的电流,并在坐标纸上做出关系图象,如图丙所示。图乙是电压表示数为时电流表的示数,可知小灯泡正常发光的电阻是______由图象可知:小灯泡的电阻会随着电压的升高而______。
小明还做出了小灯泡的功率与电压二次方和电流二次方的关系图,如图所示,其中关系正确的图象是______,理由是______。
图象丙上的任意一点与两坐标轴所围成的矩形的面积表示的是______。
17.小明同学在“测量小灯泡正常发光时的电阻”的实验中,小灯泡正常发光的电压为,如图甲所示是已连接的部分实验电路。
用笔画线代替导线将电路连接完整,并使变阻器滑片向移动时电阻变大。
连接好电路后闭合开关,发现电流表有示数,电压表示数始终为零,已知导线和各处接线完好,则电路故障可能是______。
排除故障后闭合开关,小明缓慢移动滑片同时观察电压表示数的变化,当电压表的示数如图乙所示时其读数为______,若要测得小灯泡正常发光时的电阻,滑片应向______选填“”或“”端移动。移动滑片的位置获得多组对应的电压、电流值绘制了如图丙所示的图象,由图象可知小灯泡正常发光时的电阻约为______保留一位小数。
接着小红换用另一未知电压的新电源和一些定值电阻替换小灯泡利用图甲同样的电路又做了几次实验,保持滑片在某一位置不变,记录了以下数据,则电源电压为______,分析发现:可以将电压表改成直接读出电阻值的欧姆表,处应标记的阻值为______。
次数
电阻
电压
18.如图甲所示是小明“测量小灯泡电阻”的实验电路。已知小灯泡的额定电压为电源电压不变,电流表、电压表各一只,开关若干,滑动变阻器一个,导线若干。
用笔画线代替导线将图中实物电路连接完整要求:滑动变阻器的滑片向右移动时,灯泡变亮,导线不得交叉;
按图正确连接电路后闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表无示数,电压表有示数,则故障可能是______;
小明排除故障后继续实验,在实验过程中得到了如表所示的数据;
实验次数
电压
电流
电阻
的平均值
小灯泡正常发光时,电流表的示数如图乙所示,小灯泡正常发光时的电阻为______保留两位小数。同组的小红认为表格设计有不妥之处,你认为不妥之处是______;
分析比较表格中的数据可以看出,在小灯泡两端电压逐渐增大的过程中,灯丝的电阻变大,进一步分析表明灯丝的电阻与______有关;
【拓展】同组的小红添加了一只滑动变阻器,没有使用电流表也测出了该小灯泡正常发光时的电阻,已知滑动变阻器的最大阻值为,如图丙所示。实验步骤如下:
只闭合开关、,调节滑动变阻器的阻值,使电压表的示数为;
保持滑动变阻器滑片不动,闭合开关、,______使电压表的示数仍为;
将的滑片滑至最左端,记录电压表的示数;再将的滑片滑至最右端记录电压表的示数,则小灯泡正常发光时的电阻表达式为______。
19.小娟利用图所示的器材测量小灯泡的电阻,已知小灯泡的额定电压为。
请用笔画线代替导线将电压表正确接入电路。
闭合开关前,滑动变阻器的滑片应调到______选填“左”或“右”端,电路连接正确后闭合开关,小娟发现小灯泡不亮、电压表无示数、电流表有示数,移动变阻器的滑片时,电流表的示数会变化,则故障原因可能是小灯泡______选填“断路”或“短路”。
故障排除后,小娟根据测得的数据绘制了小灯泡的电流随电压变化的图象如图所示由图象图可知,小灯泡正常工作时的电阻是______,当小灯泡两端的电压为时,小灯泡的电阻是______,进一步分析图象可以发现小灯泡的电阻不断变化,这是因为灯丝的电阻随温度的升高而______选填“增大”或“减小”。
20.一位同学在做测量小灯泡电功率的实验时,他先设计了实验电路,根据所设计的实验电路连接了实验器材如图甲所示。
与设计的实验电路对照检查后,他发现所连接的电路存在错误,但只需要调整一根导线的接法后,就与所设计的正确的实验电路相符了,也即可进行正常的实验了。请你在连接错误的导线上打“”,并用笔画线代替导线画出正确的连接。
请在虚线框中画出连接正确电路时所参照的实验电路图。
在正确连接电路后,闭合开关,发现小灯泡不亮,但电流表有示数,根据小组同学们的分析和猜想,认为有三种可能:
A.小灯泡的灯丝断了;
B.电路中有断路;
C.滑动变阻器接入电路的阻值较大。
你认为最有可能的是______。
若要测量小灯泡的额定功率,其操作为______,然后根据公式求出额定功率。
如果实验中,电流表和电压表的示数如图乙所示,由表的示数可知灯泡中的电流为______,该灯泡此时的实际功率为______。
21.有一个标有“”字样的小灯泡阻值约为和一个阻值未知的定值电阻,要求测出小灯泡的额定功率和的阻值,电源电压恒定。
如图甲是小明用伏安法测量小灯泡额定功率的实物图。
图甲中有一根导线连接错误,请在该导线上画“”表示不要,并重新画一根正确连接的导线。
改正电路后,正确操作。当电压表示数是,电流表示数如图乙所示是 ,则小灯泡的额定功率是 。
小红利用图丙所示电路测量的阻值。其中为定值电阻,为电阻箱。
闭合开关前,将滑动变阻器的滑片滑到 端选填“”、“”,电阻箱调为某一阻值为;
闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,使电压表和电流表的示数为合适的值;
断开开关,再将电压表与待测电阻端间的导线改接到端图中虚线所示,闭合开关,反复调节 ,使两表的示数与中相同,记录此时电阻箱的示数为,断开开关;
则待测电阻的阻值 。用已知量或测量量的符号表示
22.在“探究电流跟电阻关系”的实验中,小刚设计的实验电路图如图所示:
请用笔划线代替导线,按电路图将下图实物连接起来.
小刚连完最后一根导线后就发现两个表的指针发生偏转,造成上述现象的原因是______.
排除故障后,移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为,读出并记下电流值;再将的电阻改接成的电阻,发现电压表示数大于,于是他下一步的操作是:将滑动变阻器的滑片向______填“左”或“右”移动,使电压值等于并记下电流值;再改接的电阻,重复上述实验.
此实验得到的结论是______.
23.小明和学习小组利用电源电压未知、滑动变阻器 、电流表、电压表、开关各一,导线若干来测量电阻的阻值其阻值约几百欧。
在下图中完成实验电路的连接。
设计的实验表格为下表,表格中
处应填写 。
正确连接电路后,当滑动变阻器的滑片移至某一位置时,电压表的示数如下图所示,为 。
实验中,器材完好,当移动滑动变阻器的滑片,电压表指针偏转正常,但电流表指针都几乎不偏转,无法读数,原因可能是 。
勤于思考的小明在不改动原来实验电路的情况下,也能求出待测电阻的阻值。请你写出小明的主要实验步骤用相应的字母表示测出的物理量。
;
;
写出待测电阻的表达是 。
答案和解析
1.【答案】
【解析】由电路图可知,被测电阻和电阻箱串联,电压表测量电阻两端电压,当电阻箱接入电路的电阻为时,电压表示数即电源电压,在调节电阻箱的阻值,读取电压表的示数,根据串联电路电压规律计算此时电阻箱两端的电压,根据欧姆定律计算通过电路的电流,根据欧姆定律计算待测电阻的阻值,故能测出阻值;
若开关接,对短路,电流表能测出通过的电流,根据计算电源电压,当接时,电流表测量通过的电流,根据可求出阻值,故能测出阻值;
开关闭合,两电阻并联接入电路,电流表测干路电流,因不知电源电压,所以无法计算通过的电流,则不能确定待测电阻两端的电压和通过待测电阻的电流,故不能测出阻值;
若开关接,移动滑动变阻器的滑片,读出电压表的示数,然后保持滑动变阻器的滑片位置不变,让开关接,调节电阻箱,使电压表的示数不变,得出电阻箱连入的示数,即为阻值,故能测出阻值;
故选:。
测量电阻的原理是:,所以要测量未知电阻的阻值,需要测出未知电阻两端的电压和通过的电流,根据各选项的电路逐个分析判断。
本题考查了测电阻阻值问题,分析电路图,判断能不能测出电阻两端的电压及流过它的电流是解题的关键;分析开关闭合与断开时电路的连接情况,综合性较强,很容易出错
2.【答案】 较暗 滑动变阻器滑片位置不变
【解析】解:由题知,灯泡的额定电压,电阻约为,灯泡正常发光电流约为,
所以电流表应选择小量程串联入电路中,实物电路连接如图所示:
由实物图知电压表使用小量程,分度值,由图乙知滑片在某一位置时灯泡两端电压为,小于灯泡的额定电压,所以此时灯泡亮度与正常发光相比较暗;
灯泡两端电压等于额定电压正常发光,由图象知,此时通过灯泡的电流为,
所以灯泡的额定功率;
操作过程:
只闭合开关和,此时与灯泡并联,电流表测通过的电流,调节滑动变阻器的滑片,使电流表示数为,此时灯泡正常发光;
断开开关,闭合开关和,保持滑动变阻器滑片位置不变,此时与灯泡仍并联,且灯泡仍正常发光,电流表测通过和灯泡的总电流,读出电流表示数为。
由并联电路的电流特点可得,灯泡正常发光时的电流;
小灯泡的额定功率表达式为。
故答案为:见上图;较暗;;;滑动变阻器滑片位置不变;。
由欧姆定律计算灯泡正常发光的电流,再选择合适的量程将电流表串联入电路中;
由实物图知电压表量程,由图乙读出电压表示数并与灯泡的额定电压比较,再判断灯泡亮度情况;
由图象读出灯泡正常发光时的电流,由计算灯泡的额定功率;
只有电流表和已知电阻,由图示电路,利用电路特点和欧姆定律间接测出灯泡正常发光时的电流即可达到测灯泡额定功率的目的。
本题是测灯泡功率的实验,考查了实物电路的连接、额定功率的计算、灯泡亮度判断以及特殊方法测电功率等,难度适中。
3.【答案】;没有调节滑动变阻器使电阻两端的电压保持不变;电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比
【解析】解:如图乙中电压表所示,电压表选用小量程,分度值为,示数为;
探究通过导体的电流与电阻的关系时,要保持电压表示数不变,把、的电阻分别接入电路,记录对应的电流值,此时电阻两端的电压为图乙中电压表、电压表所示,显然电压表示数均不为,即没有通过移动变阻器的滑片使电阻两端的电压保持不变;
纵向分析表中数据可知,电阻为原来的几倍,通过的电流为原来的几分之一,即电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比;
故答案为:;
没有调节滑动变阻器使电阻两端的电压保持不变;
电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比.
根据图乙中电压表电压表小量程读数;
探究通过导体的电流与电阻的关系时,要保持电压表示数不变,根据图中各表的读数分析;
纵向分析表中数据得出结论.
本题探究通过导体的电流与电阻的关系,考查电压表读数、控制变量法的运用、分析数据归纳结论的能力,体现了对过程的方法的考查.
4.【答案】如图所示:
;
;;
减小误差
【解析】解:电源由两节干池组成,电压为,所以电压表与电阻并联并采用量程,电路中最大电流,所以电流表与电阻串联并采用量程,变阻器应串联在电路中,滑片向右移动时,电流表示数变小,即接入电路中的电阻变大,因此采用左下接线柱,如图所示;
闭合开关,移动滑动变阻器滑片,电流表有示数说明电路是通路,发现电压表始终无示数,即两端无电压,说明被短路,故选C;
如图乙所示,电压表采用了量程,最小分度为,因此示数为;
如图丙所示,电流表采用量程,最小分度为,因此示数为;
电阻的值为:;
要多次测量定值电阻的阻值并取平均值,其目的是为了减小误差。
故答案为:见上图;;;;减小误差。
本实验的原理是,因此电路的设计中电流表应测电值电流,电压表应测电值电压,为了获得多组数据,变阻器应与串联在电路中,变阻器是根据接入电路中电阻线的长度来改变电阻从而改变电流的;
将正常的电流表、电压表接入电路,当闭合开关后,发现电流表有读数,说明电路为通路;当移动滑动变阻器滑片时电流表读数有变化,电压表读数始终为零,说明电压表测量的用电器发生短路;
根据所选的量程,确定最小分度值,结合指针位置进行读数,利用计算电阻;
定值电阻多次测量求平均值是为了减小误差。
本题考查了伏安法测电阻的实验,是初中物理非常重要的一个实验,要熟练掌握电压表、电流表、及滑动变阻器的正确使用。
5.【答案】 ;;;变小
【解析】解:
根据图甲可知应将电压表并联在小灯泡两端,据此完成图乙电路如下图所示:
;
连接电路后,闭合开关前,为了保护电路,应把滑动变阻器的滑片移到阻值最大端,即端;
由图丙可得,电流表量程为,分度值为,则读数为;
由的关系图像可知,当灯泡两端电压为时,通过灯泡的额定电流为,小灯泡正常发光时的电阻为:
;
当灯泡两端的电压减小时,灯泡的温度降低;由的关系图像可知,当灯泡两端的电压减小,通过灯泡的电流也减小,根据可知,灯泡的电阻变小,由此可知灯丝的电阻随温度的降低而变小。
故答案为:见上图;;;;变小。
根据图甲可知应将电压表并联在小灯泡两端,据此完成图乙电路;
连接电路后,闭合开关前,为了保护电路,应把滑动变阻器的滑片移到阻值最大端;
根据电流表的量程,确定分度值并读数;
根据的关系图像确定灯泡额定电压对应的额定电流,根据算出小灯泡正常发光时的电阻;
灯丝的电阻会随温度的降低而变小。
本题测量小灯泡的电阻的实验,考查了电路连接、滑动变阻器的使用、电流表读数、电阻的计算、影响电阻大小因素,难度一般。
6.【答案】变阻器下面两个接线柱连入了电路 至 增大
【解析】解:根据图小灯泡的电流为不超过,则电流表选择量程,与灯泡串联,变阻器按一下一上接入电路中,如下图所示。
小灯泡很暗,电流表有示数,说明电路中不存在断路,电压表有示数,移动滑片两表示数没有变化,说明滑动变阻器失去了变阻的作用,故将变阻器下面两个接线柱连入了电路。
为了保护电路,闭合开关前滑片在阻值最大处即端,所以实验时应将滑动变阻器的滑片由至缓慢移动;
由图知,当小灯泡两端的电压为额定电压时,小灯泡的电流为,
小灯泡正常发光的电阻为:;
由图中数据可知,当电压分别为、、时,对应的电流分别为、、
由分别计算出灯的电阻为、、,故灯泡两端电压越大,灯泡越亮,温度越高,灯泡电阻越大即小灯泡的电阻随温度的升高而增大;
如图中乙所示的图象,当电压为时,对应的电流为,
则该电阻的阻值为:;
根据串联电流处处相等,串联电压,结合图象观察可以发现,只有当时,,
,满足串联电流和电压规律,由总功率;
故答案为:如上图所示:变阻器下面两个接线柱连入了电路;至;;增大;;。
根据图象确定电流表量程选择,电流表与灯泡串联,滑动变阻器一上一下的串联在电路中;
小灯泡很暗,电流表有示数,说明电路中不存在断路,移动滑片两表示数没有变化,说明滑动变阻器失去了变阻的作用,据此回答;
闭合开关前滑片在阻值最大处;
根据图象确定额定电压下,通过灯泡电流,由欧姆定律算出小灯泡正常发光的电阻;
灯丝的电阻随温度的升高而增大;
找出图乙中的电压和对应的电流,根据欧姆定律算出电阻的阻值;
灯泡与电阻串联,由图找出当电流相等时,两电阻之和相等。
此题测量标有电压为的小灯泡电功率,考查了电路连接、反常现象的分析、电阻计算、影响电阻的因素、串联电流规律、图象分析能力,属于电功率常考题型。
7.【答案】断路;变小;。
【解析】解:
电流表无示数,说明电路断路,电压表示数接近电源电压,说明电压表两接线柱到电源间是通路,所以故障可能是与电压表并联的定值电阻断路;
闭合开关,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减小,根据串联分压原理可知滑动变阻器两端的电压变小;
如图所示,与串联,已知,为保证电路安全,根据题意可知电压表的最大示数为,即两端的电压最大为,
此时电路中的电流,
则由串联电路的电流特点可知电路中的最大电流,此时总电阻最小,变阻器接入电路的阻值最小,
此时电路的总电阻:;
根据串联电路的电阻规律可知,变阻器的最小值:.
故答案为:断路;变小;。
电流表无示数,说明电路断路,根据电压表示数情况,结合串联电路的特点,确定故障原因;
根据串联分压原理分析判断;
根据电压表的量程、电流表的量程,结合欧姆定律和串联电路的电流特点确定电路中的最大电流,然后根据串联电路的电阻规律和欧姆定律可求得滑动变阻器接入电路的最小值。
本题研究电流与电压的关系,考查串联电路故障分析、串联分压原理和姆定律在串联电路中的应用,难度适中。
8.【答案】断开 电流表正负接线柱接反了 一次实验得出的结论有偶然性
【解析】解:利用如电路图,探究“并联电路的电流规律”,将三个电流表分别接入图中、、处,两电流表选用小量程分别与两电阻串联,测量两支路的电流,第个电流选用大量程接在干路上测总电流,如下所示:
连接电路时,开关必须断开;小珠连接电路后试触时发现处电流表指针如图所示,你可能的原因是电流表正负接线柱接反了;
小珠改正错误后,再次闭合开关,处电流表示数如图所示,电流表选用大量程,分度值为,电流为,如下表所示;分析数据,得出结论。小海认为该实验应该多次测量,原因是:根据一测量结果得出的结论有偶然性;
处电流
处电流
处电流
为测量阻值,小珠改装了实验电路,实验步骤如下:
闭合开关,断开开关,记录电流表示数;
闭合开关和,记录电流表示数;
分析数据得知电源电压,进而求得阻值。
根据电源电压,可知小珠所使用的是;
由并联电路各支路到不影响,通过的电流为,由欧姆定律,。
故答案为:断开;电流表正负接线柱接反了;一次实验得出的结论有偶然性;
;。
探究“并联电路的电流规律”,两电流表选用小量程分别与两电阻串联,第个电流选用大量程接在干路上测总电流;
连接电路时,开关必须断开;电流应从电流表正接线柱流入,从负接线柱流出,否则,电流表指针反向偏转;
根据电流表选用大量程确定分度值读数,该多次测量避免实验的偶然性,得出普遍性的结论;
闭合开关,断开开关,在中,为的简单电路,在中,两电阻串联,结合电源电压分析;
根据并联电路的规律及特点分析。
本题探究“并联电路的电流规律”,考查电路连接、归纳法的运用及设计方案测量电阻的能力。
9.【答案】;;;;;
【解析】解:由电路图知:在闭合电键前,应将滑动变阻器的滑片置于端.
故答案为:.
由图知电压表示数为,最小分度值是,电压表示数为;由欧姆定律得:;
由串联电路的特点及欧姆定律得,电源电压;
当滑动变阻器滑片在端时,滑动变阻器接入电路的阻值为零.此时待测电阻两端电压最大,等于电源电压,
即;由欧姆定律得:;
电阻的平均值.
故答案为:答案见下表所示.
物理量
序号
电压
伏
电流
安
电阻
欧
电阻的
平均值欧
为保证安全,闭合开关前,滑动变阻器接入电路的阻值应为滑动变阻器最大阻值,根据滑动变阻器的连接方式判断滑片的位置;
确定电压表的量程、最小分度值,根据图读出电压表示数;
闭合开关时,滑动变阻器接入电路的阻值为最大阻值,根据串联电路特点、欧姆定律求出电源电压;
当滑动变阻器滑片在端时,滑动变阻器接入电路的阻值为零.此时待测电阻两端电压最大,等于电源电压;
根据各电压值对应的电流值,由欧姆定律可求出对应的电阻;
根据电阻的三个测量值可求出它们的平均值.
本题考查了实验的注意事项、电压表读数、欧姆定律、求电阻的平均值,掌握电表的读数方法、灵活应用欧姆定律是解题的基础;知道闭合开关前滑动变阻器接入电路的阻值为最大阻值、知道滑动变阻器滑片在端时电压表示数最大是解题的关键.
10.【答案】右 改变被测电阻中的电流和两端电压,以取得多组数据 电压表并联在滑动变阻器两端 甲 不同阻值的定值电阻
【解析】解:原电路中,电流表与电阻并联,电压表串联在电路中是错误的,电压表应与电阻并联,电流表与电阻串联,如下所示:
闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移动到阻值最大处,即右端。为减小误差,要多次测量取平均值,故实验中滑动变阻器除了保护电路外,主要作用是改变被测电阻中的电流和两端电压,以取得多组数据;
某次测量的电压表和电流表的示数如图,电压表选用小量程,分度值为,电压为,电流表选用小量程,分度值为,电流为,由欧姆定律,此时测量的待测电阻:
;
实验中其中一组同学发现,在调节滑动变阻器的过程中,电流表示数增大,由欧姆定律,电阻的电压变大,由串联电路电压的规律,变阻器的电压变小,故根据电压表示数减小,出现的问题是:电压表并联在滑动变阻器两端;
在用电压表、电流表测量电阻有如下图的两种测量电阻的连接方式,甲中电压表测电流与电阻的总电压,根据串联电路电压的规律,电压表示数大于电阻的实际电压,而电流表测量的电流是准确的,由欧姆定律,测量出的电阻值比真实值偏大;
图乙中,电压表与电阻并联,电压表测量的电压是准确的,由并联电路电流的规律,电流表示数大于的实际电流,由欧姆定律,测量出的电阻值比真实值偏小,故图甲中测量出的电阻值比真实值偏大;
探究电流跟电阻的关系,为得出普遍性的规律,要多次测量,还需要添加的器材是:不同阻值的定值电阻。
故答案为:如上所示;右; 改变被测电阻中的电流和两端电压,以取得多组数据;
;
电压表并联在滑动变阻器两端;
甲;
不同阻值的定值电阻。
原电路中,电流表与电阻并联,电压表串联在电路中是错误的,电压表应与电阻并联,电流表与电阻串联;
闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移动到阻值最大处;为减小误差,要多次测量取平均值,据此分析实验中滑动变阻器除了保护电路外的主要作用;
根据电表选用小量程确定分度值读数,由欧姆定律求出此时测量的待测电阻;
电流表示数增大,由欧姆定律,电阻的电压变大,由串联电路电压的规律,变阻器的电压变小,据此分析;
甲中电压表测电流与电阻的总电压,根据串联电路电压的规律,电压表示数大于电阻的实际电压,而电流表测量的电流是准确的,由欧姆定律分析;
图乙中,电压表与电阻并联,电压表测量的电压是准确的,由并联电路电流的规律,电流表示数大于的实际电流,由欧姆定律分析;
探究电流跟电阻的关系,为得出普遍性的规律,要多次测量,据此确定还需要添加的器材。
本题测量电阻的实验,考查电路连接、注意事项、数据处理、电表读数、电阻计算、电路分析、误差分析及归纳法的运用。
11.【答案】 不可行 若没有,电压表的示数将不变 能多次测量求平均值以减小误差 将电阻换成滑动变阻器
【解析】解:小明应该先把开关接到触点;
由电阻箱图示可知,电阻。
去掉电阻,电压表测的是电源电压,始终不变,不能用等效替代法测出电阻的阻值,将图甲中的电阻去除不可行。
图丙最显著的优点是:能多次测量求平均值以减小误差;
将图甲中的电阻换成滑动变阻器,图甲也具有图丙的优点。
故答案为:;;不可行;若没有,电压表的示数将不变;能多次测量求平均值以减小误差;将电阻换成滑动变阻器。
本实验应用了等效替代法,单刀双掷开关可控制待测电阻与定值电阻串联,或电阻箱与定值电阻串联,电压表测或与定值电阻串联时的电压,当电压表示数相同时,电阻与电阻阻值相同,应该先把开关接到触点;电阻箱各挡示数乘以倍率的和是电阻箱的阻值。
去掉电阻,电压表测的是电源电压,不能保证电阻与电阻电压相同,测不出电阻的阻值。
小亮设计电路中有滑动变阻器,可以进行多次测量,求平均值,可以减小误差;
把图甲中的电阻换成滑动变阻器,图甲也具有图丙的优点。
本题的解题关键是:应知道本题测待测电阻阻值的方法:等效替代法,等效替代法在实验中经常使用,要注意体会、总结这种方法。
12.【答案】 断开 小灯泡断路
【解析】解:测定小灯泡电功率实验依据的原理是;实验中,连接电路时开关应断开;小灯泡的额定电压为、电阻约为,由欧姆定律,灯的额定电流约为:
,故电流表的量程应选。
电流表的量程选与灯串联,如下所示;
闭合开关前,滑动变阻器的滑片应位于实物图中阻值最大处的端。
闭合开关,移动变阻器的滑片,发现小灯泡始终不亮,电压表有示数、电流表无示数,原因可能是小灯泡断路;
灯在额定电压下正常发光,图中电压选用小量程,分度值为,示数为,小于灯的额定电压,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,故滑片向移动,直到电压表示数为额定电压;
由绘制得如图丙所示的图象知,小灯泡两端电压是时,电流为,由欧姆定律,其电阻是:
;
灯在额定电压下的电流为,故小灯泡的额定功率是:
。
故答案为:; 断开; ; 如上;
; 小灯泡断路; ; ; ; 。
测定小灯泡电功率实验依据的原理是;实验中,连接电路时开关应断开;根据小灯泡的额定电压为、电阻约为,由欧姆定律得出灯的额定电流确定电流表的量程应选。
闭合开关前,滑动变阻器的滑片应位于实物图中阻值最大处;
若电流表示数为,灯不亮,说明电路可能断路;电压表示数接近电源电压,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的支路以外的电路是完好的,则与电压表并联的支路断路了;
灯在额定电压下正常发光,根据图中电压表小量程读数,比较电压表示数与额定电压的大小,根据串联电路电压的规律及分压原理确滑片移动的方向;
由绘制得如图丙所示的图象知小灯泡两端电压是时电流大小,由欧姆定律求出其电阻;
找出灯在额定电压下的电流,根据求出小灯泡的额定功率。
本题测定小灯泡电功率的实验,考查实验原理、注意事项、电路连接、故障分析、操作过程及电阻和功率的计算。
13.【答案】;;;操作方便;电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比;。
【解析】解:根据上表中电流大小不超过,故电流表选用小量程串联在电路中,如下所示:
开关闭合前,为保护电路,滑动变阻器的滑片应滑到阻值最大处端;
当小亮将电阻箱的阻值由调为时,根据串联分压原理可知,其分得的电压变小;探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,即应保持电阻两端的电压不变,根据串联电路电压的规律可知应减小滑动变阻器分得的电压,由分压原理,应减小滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向端移动,使电压表的示数为;
当电阻箱是一种可以改变电阻阻值且能够读出电阻值的元件,故本实验采用电阻箱的好处是操作方便;
根据表中数据可知,电阻增大为原来的几倍,电流减小为原来的几分之一,归纳出通过导体即电阻箱的电流跟导体电阻的关系为:电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比;
当滑片在最右端时,电路为待测电阻的简单电路,电压表的读数,即电源电压为,当滑片在最左端时,电压表测待测电阻的电压,电压表的读数是;根据串联电路电压的规律,变阻器的电压为:
;
根据分压原理有:
;
的为:
。
故答案为:见解析中的图;;;操作方便;电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比;。
根据上表中电流大小不超过,确定电流表选用小量程串联在电路中;
开关闭合前,为保护电路,滑动变阻器的滑片应滑到阻值最大处;
根据控制变量法,研究电流与电阻的关系时,需控制定值电阻的电压相同,当换上小电阻时,根据分压原理确定电压表示数的变化,由串联电路电压的规律结合分压原理确定滑片移动的方向;
当电阻箱是一种可以改变电阻阻值且能够读出电阻值的元件,从操作的方便回答;
根据表中数据得出结论;
分析滑片在最右端和最左端时电路的连接及电压表测量的电压,根据串联电路电压的规律得出变阻器的电压,根据分压原理得出的表达式。
本题探究“通过导体的电流跟导体电阻的关系”实验,考查电路连接、注意事项、数据分析及在没有电流表的条件下设计方案测电阻的方法。
14.【答案】小灯泡短路 左 变亮 实际功率
【解析】解:电流表与小灯泡串联,电压表与小灯泡并联;如下图:
正确连接电路后,闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表有示数,说明电路是通路,电压表无示数,说明可能是与电压表并联的电路短路或电压表短路,即产生这种现象的原因可能是小灯泡短路;
由图乙可知,电压表的示数为,灯在额定电压下正常发光,小于灯的额定电压,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,故滑片向右移动,直到电压表示数为额定电压;
由表中数据可知,当电压为时,电流为,灯的额定功率:;
小灯泡的亮度随着它两端电压的增大而变亮,这是因为小灯泡的亮度由它的实际功率决定。
开关断开、闭合,移动滑动变阻器的滑片,直至电流表的示数为;此时小灯泡两端的电压为;
再保持变阻器滑片的位置不变,只断开开关、闭合开关,读出电流表示数为,此时电流表测灯与定值电阻并联的电流,因电路的连接关系没有改变,各电阻的大小和通过的电流不变,灯仍正常发光,根据并联电路电流的规律求出灯的额定电流为:;
灯泡额定功率的表达式为:。
故答案为:见解答;小灯泡短路;右;;;变亮;实际功率;。
电流表与小灯泡串联,电压表与小灯泡并联;
正确连接电路后,闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表有示数,说明电路是通路,电压表无示数,说明可能是与电压表并联的电路短路或电压表短路;
灯在额定电压下正常发光,比较电压表示数与额定电压的大小,根据串联电路电压的规律及分压原理确定滑片移动的方向;
根据表中数据可知灯泡正常发光时电流,根据求额定功率;
灯泡的亮度随其两端电压的增大而变亮,小灯泡的亮度由它的实际功率决定的;
要测灯的额定功率,应先使灯正常发光,在没有电压表的情况下,电流表与定值电阻应起到电压表的测量作用,故将与电流表串联后再与灯并联,通过移动变阻器的滑片使电流表示数为时,由并联电路电压的规律,灯的电压为额定电压,灯正常发光;保持滑片位置不变,通过开关的转换,使电流表测灯与并联的总电流,因电路的连接关系没有改变,各电阻的大小和通过的电流不变,灯仍正常发光,根据并联电路电流的规律求出灯的额定电流,根据写出灯的额定功率的表达式。
本题是测量小灯泡的额定功率实验,考查电路连接、故障分析、注意事项、实验操作,电表读数、功率计算,特殊方法测功率时,关键解决如何利用电路特点和欧姆定律得到灯泡正常发光的电流。
15.【答案】使电流表示数为,读出电阻箱的示数及电压的示数,将和记录在实验数据表中,断开开关 将电阻箱的阻值调至另一个适当位置,闭合开关,调节滑动变阻器使电流表的示数仍为,读出电阻箱的示数及电压表的示数,将和记录在实验数据表中,断开开关
【解析】解:电阻箱与滑动变阻器、电流表、开关、电源串联组成电路,电压表并联在电阻箱两端,实验电路图如下图所示:
;
实验步骤:
断开开关,按电路图连接实物,将滑动变阻器的滑片调到阻值最大处,试触确认无误;
闭合开关,适当调节滑动变阻器滑片位置,使电流表示数为,读出电阻箱的示数及电压的示数,将和记录在实验数据表中,断开开关;
将电阻箱的阻值调至另一个适当位置,闭合开关,调节滑动变阻器使电流表的示数仍为,读出电阻箱的示数及电压表的示数,将和记录在实验数据表中,断开开关;
仿照步骤再做一次实验,并读取相关数据,填入表格。
实验记录表:
故答案为:如图所示;使电流表示数为,读出电阻箱的示数及电压的示数,将和记录在实验数据表中,断开开关;将电阻箱的阻值调至另一个适当位置,闭合开关,调节滑动变阻器使电流表的示数仍为,读出电阻箱的示数及电压表的示数,将和记录在实验数据表中,断开开关;如表所示。
明确实验目的和可利用的器材,确定设计思路,设计实验电路图;根据实验的目的与所给出的器材,我们可考虑的基本思路是利用欧姆定律的公式变形作为基本原理;在电阻箱电阻发生变化时电流仍相等,所以需要滑动变阻器与电阻箱串联,同时电压表与电阻并联,以测量当电阻发生变化时两端电压的变化;同时,为保证电阻箱接入电路电阻改变时电路电流不变,需要将定值电阻与电阻箱串联,且电压表测量定值电阻两端电压。为使实验结果更准确、客观,实验次数应多一些;
实验的表格没有必须的模式,只要能体现测量的数据,容易记录,直观准确,都是正确的。
本题实验证明:“当通过电阻的电流一定时,电阻越大,它两端的电压越高”,考查设计实验方案的能力、电路设计和表格设计,关键是明确电阻箱连入电路中的电阻是研究对象。
16.【答案】“” 增大 根据公式知,若灯的电阻为定值,与成正比,则图象如所示,而电压越大,电流越大,根据灯的功率越大,灯的电阻随温度的增大而增大,灯的温度越高,灯的电阻越大,所以电功率值应比电阻不变时稍小;根据公式,若灯的电阻为定值,则与成正比,为原点的直线,但因灯的电流越大,灯的功率越大,灯的温度越高,灯的电阻越大,故电功率值应比电阻不变稍大 电功率
【解析】解:小灯泡的额定电压为,电阻大约为,由欧姆定律,灯的额定电流:,故“”的不符合题意,
根据串联电路电压的规律,灯正常发光时,变阻器分得的电压为:,
由欧姆定律可得此时变阻器连入的阻值:
,故“”的不符合题意,故选用“ ”的滑动变阻器;
因为小灯泡的额定电压为,所以电压表的量程为,电压表与小灯泡并联,由知电流表的量程为,且与小灯泡串联,开关与小灯泡串联,如下图所示:
由图乙知电流表的量程为,分度值为,示数为,
小灯泡的电阻为:
根据画出的小灯泡的电流、电压关系图象,从图中可知;电压的变化量大于对应的电流变化量,根据知小灯泡的电阻随电压的升高而增大;
根据公式知,若灯的电阻为定值,与成正比,则图象如所示,而电压越大,电流越大,根据灯的功率越大,灯的电阻随温度的增大而增大,灯的温度越高,灯的电阻越大,所以电功率值应比电阻不变时稍小;所以A错误,B正确;
根据公式,若灯的电阻为定值,则与成正比,为原点的直线,但因灯的电流越大,灯的功率越大,灯的温度越高,灯的电阻越大,故电功率值应比电阻不变时稍大;所以图象C正确;
故选BC;
由图象丙知横轴欸电压值,纵轴为电流值,根据知图象上的任意一点与两坐标轴所围成的矩形的面积表示的是电功率。
故答案为:“ ”;见上图;;增大;;根据公式知,若灯的电阻为定值,与成正比,则图象如所示,而电压越大,电流越大,根据灯的功率越大,灯的电阻随温度的增大而增大,灯的温度越高,灯的电阻越大,所以电功率值应比电阻不变时稍小;根据公式,若灯的电阻为定值,则与成正比,为原点的直线,但因灯的电流越大,灯的功率越大,灯的温度越高,灯的电阻越大,故电功率值应比电阻不变稍大;电功率。
根据串联电路特点和欧姆定律计算灯泡正常发光时变阻器连入电路的阻值,再选择变阻器的规格;
根据小灯泡的额定电压判断出电压表的量程,电压表与小灯泡并联,根据欧姆定律算出通过小灯泡的电流,判断出电流表的量程,电流表与小灯泡串联,开关与小灯泡串联;
根据电流表的量程和分度值读出电流表的示数没有欧姆定律算出小灯泡正常发光的电阻;
根据灯的电阻随温度的增大而增大分析;
根据公式,若灯的电阻为定值,与成正比;根据公式,若灯的电阻为定值,则与成正比;
根据分析解答。
本题是灯泡功率测量的实验,考查了器材的选择、电路故障分析、电路连接、功率的计算,难度适中。
17.【答案】灯泡短路
【解析】解:变阻器滑片向移动时电阻变大,故变阻器右下接线柱连入电路中与电流表串联,如下所示:
闭合开关后,小明发现电流表有示数,说明为通路,电压表示数始终为零,已知导线和各处的连接完好,由此推断,电路中的故障可能是小灯泡短路;
排除故障后闭合开关,小明缓慢移动滑动变阻器的滑片,同时观察电压表示数的变化,当电压表的示数如图乙所示时,电压表选用小量程,分度值为,电压为;
灯在额定电压下正常发光,图中电压选用小量程,示数为小于灯的额定电压,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,故滑片向移动,直到电压表示数为额定电压;
根据绘制了如图丙所示的图象知,灯在额定电压下的电流为,
由欧姆定律得,
小灯泡正常发光时的电阻约为:
;
由表格中、数据,根据串联分压特点可得,
,即:-----
,即:-----
联立解得:,,
当电压表示数时,
此时滑动变阻器两端的电压,
电路中的电流,
由欧姆定律得,第次定值电阻的阻值:
。
故答案为:如上所示;灯泡短路;;;;;。
根据变阻器滑片向移动时电阻变大确定变阻器右下接线柱连入电路中与电流表串联;
电流表有示数,说明为通路,根据电压表示数始终为零分析;
灯在额定电压下正常发光,根据图中电压表小量程读数,比较电压表示数与额定电压的大小,根据串联电路电压的规律及分压原理确定滑片移动的方向;根据图象确定额定电压下的电流,根据公式计算出电阻的阻值;
根据电源电压和滑动变阻器的阻值不变结合欧姆定律及串联电路的电流、电压特点得出时的电阻值。
本题测量小灯泡正常发光时的电阻,考查了电路连接、电压表的使用及读数、电路故障的判断、电阻的计算、控制变量法和数据分析等知识,涉及到的知识点较多,其中第问主要根据串联分压的特点及欧姆定律进行解答,难度较大,一定要注意掌握。
18.【答案】电路连接如图所示:;灯泡断路;;取灯的电阻的平均值温度;【拓展】移动的滑片;。
【解析】解:要求滑动变阻器的滑片向右移动时,灯泡变亮,则电路的电流变大,变阻器连入电路的电阻变小,故变阻器右下接线柱连入电路中,如下所示:
按图正确连接电路后闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表无示数,电路可能断路,电压表有示数,电压表与电源连通,则故障可能是灯泡断路。
小灯泡正常发光时,电流表的示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为,电流为,
由欧姆定律可得,小灯泡正常发光时的电阻为:
。
根据表中数据可知,灯在不同电压下的电阻不同,取灯的电阻的平均值没有意义,不妥之处是取灯的电阻的平均值。
分析比较表格中的数据可以看出,在小灯泡两端电压逐渐增大的过程中,通过灯的电流变大,灯的功率变大,灯丝的温度升高,灯丝的电阻变大,进一步分析表明灯丝的电阻与温度有关。
【拓展】只闭合开关、,调节滑动变阻器的阻值,使电压表的示数为;此时灯与串联,灯正常发光。
通过开关的转换,在保持滑动变阻器滑片不动的条件,使变阻器与变阻器串联,移动的滑片使电压表的示数仍为;
根据等效替代法,此时变阻器连入电路的电阻即为灯正常发光的电阻。
故保持滑动变阻器滑片不动,闭合开关、,移动的滑片使电压表的示数仍为。
将的滑片 滑至最左端,电路为的简单电路,电压表测电源电压,此时记录电压表的示数;
再将的滑片 滑至最右端,此时两变阻器串联,滑动变阻器的最大阻值为连入电路中,记录电压表的示数,即的电压,根据串联电路电压的规律,则的电压大小为:。
根据分压原理有:;
滑动变阻器连入电路的电阻即小灯泡正常发光时的电阻表达式为:
。
故答案为:电路连接如图所示:;灯泡断路;;取灯的电阻的平均值温度;【拓展】移动的滑片;。
变阻器串联在电路中,滑动变阻器需要接一上一下两个接线柱,要求滑动变阻器的滑片向右移动时,灯泡变亮,则电路的电流变大,变阻器连入电路的电阻变小,故变阻器右下接线柱连入电路中,据此连接实物图;
闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表无示数,电路可能断路,电压表有示数,电压表与电源连通,则故障可能是灯泡断路;
由图乙读出电流表的示数,根据计算灯丝电阻;灯在不同电压下的电阻不同,取灯的电阻的平均值没有意义,不妥之处是取灯的电阻的平均值;
灯丝的温度升高,灯丝的电阻变大;
【拓展】根据串联电路规律,当保持滑动变阻器滑片不动,变阻器与变阻器串联,移动的滑片使电压表的示数仍为时,根据等效替代法,此时变阻器连入电路的电阻即为灯正常发光的电阻;根据分压原理有滑动变阻器连入电路的电阻即小灯泡正常发光时的电阻。
本题测量小灯泡电阻,考查电路连接、注意事项、故障分析、电阻计算、串联电路的规律及欧姆定律的运用和数据处理的方法。
19.【答案】左;短路;;;增大
【解析】解:小灯泡的额定电压为,
电压表选量程,并联在灯泡两端,如图所示;
连接电路时开关应断开,由电路图知,滑动变阻器的滑片应放在左端,此时滑动变阻器接入电路的阻值最大。
因为电流表有示数,说明电路是通路,但电压表无示数,则应与电压表并联的灯泡短路引起的;
由图象可知:小灯泡正常工作时,即两端的电压为对应的电流为:;
则电阻,
当小灯泡两端的电压为时,对应的电流为:;
则电阻,
根据两组电压和电流计算出的灯丝电阻,相差较大,原因是由于灯泡灯丝电阻随灯泡温度的升高而增大,灯丝电阻不是一个定值。
故答案为:图略;
左;短路;
;;增大。
根据灯泡的额定电压确定电压表量程,电压表并联在灯泡两端。
连接电路时开关要断开,滑动变阻器接入电路的阻值应为滑动变阻器的最大阻值。
常见的电路故障有断路与短路两种,根据电路故障现象分析电路故障原因。
由图象找出不同电压下的电流值,根据欧姆定律求出灯泡电阻,比较阻值即可得出灯泡电阻随温度的升高而增大,灯泡电阻不是定值。
本题考查了连接电路图、实验的注意事项、滑动变阻器的调节、实验故障分析、图象的分析等问题,是实验的常考内容,一定要掌握。
20.【答案】 移动变阻器的滑片,直到电压表的示数为额定电压,读出此时电流表的示数
【解析】解:原电路中,电压表测灯泡和滑动变阻器的总电压,是错误的,应测灯的电压,电压表应与灯并联,如下左图所示:
根据实物图画出电路图,如上右图所示:
若小灯泡的灯丝断了,则电压表串联在电路中,电流表示数为,电压表与电源连通,电压表测电源电压,不符合题意;
B.若电流表断路或变阻器等断路,即干路出现断路,则两表均无示数,不符合题意;
若灯断路,灯不亮,电压表串联在电路中,电压表有示数,电流表无示数,不符合题意;
C.若滑动变阻器接入电路的阻值较大,根据欧姆定律可知,电路中电流较小,即电流表示数较小,灯的实际功率较小,灯不发光,符合题意;
故选C;
灯在额定电压下正常发光,若要测量小灯泡的额定功率,其操作应为:移动变阻器的滑片,直到电压表的示数为额定电压,读出此时电流表的示数;
电流表和电压表的示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为,由电流表的示数可知灯泡中的电流为;电压表选用小量程,分度值为,则电压表示数为,
该灯泡此时的实际功率为:。
故答案为:如上左图;如上右图;;移动变阻器的滑片,直到电压表的示数为额定电压,读出此时电流表的示数;; 。
分析原电路,找出错误连接并改正;
根据连接的实物图画出电路图;
逐一分析每个选项,找到符合题意的答案;
灯在额定电压下的功率为额定功率;
根据电表量程确定分度值读数,根据求功率。
本题测量小灯泡电功率的实验,考查电路的连接、操作过程、电表读数和功率的计算,要掌握。
21.【答案】;;;;;。
【解析】解:原电路图中,电流表与灯泡并联,电压表串联在电路中是错误的;电流表应与灯泡串联,电压表应并联在灯泡两端,如下图所示:
;
由图甲可知,电流表选用小量程;改正电路后,正确操作,当电压表示数是,电流表示数如图乙所示,电流表分度值,其示数为,
小灯泡额定功率为:;
闭合开关前,将滑动变阻器的滑片滑到端,电阻箱调为某一阻值为;
闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,使电压表和电流表的示数为合适的值,此时所有电阻串联接入电路,电压表测电阻箱和定值电阻两端的电压;
断开开关,再将电压表与待测电阻端间的导线改接到端图中虚线所示,闭合开关,此时电压表测电阻箱、定值电阻、待测电阻两端的电压,反复调节,使两表的示数与中相同,记录此时电阻箱的阻值,断开开关;
根据欧姆定律可知,则电阻箱减少的电阻就等于待测电阻的阻值,根据等效替代法可知。
故答案为:如图;;;;;。
原电路图中,电流表与灯泡并联,电压表串联在电路中是错误的;电流表应与灯泡串联,电压表应并联在灯泡两端;
根据图甲确定电流表量程,根据图乙确定分度值读数;根据算出灯泡的额定功率;
导线改接后,调节电阻箱,使电压表、电流表的示数不变,由等效替代法求出。
22.【答案】连接电路时没有断开开关;右;在电压一定时,电流与电阻成反比
【解析】解:电源电压:,电压表选量程,根据电路图连接实物电路图,实物电路图如图所示:
连完最后一根导线后,两个电表的指针都发生了的偏转,说明电路是通路,这是由于连接电路时没有断开开关造成的.
将的电阻改接成的电阻,电阻阻值变大,电阻分压变大,滑动变阻器分压减小,电压表示数变大,为保持电阻两端电压不变,应向右移动滑片,增大滑动变阻器分压,减小电阻两端电压,直到电压表示数为为止.
由实验可知,在电压一定时,电流与电阻阻值成反比.
故答案为:实物电路图如图所示;连接电路时没有断开开关;右;在电压一定时,电流与电阻成反比.
根据电路图连接实物电路图.
连接电路时要断开开关,滑片要置于阻值最大处,根据现象分析答题.
根据实验现象应用控制变量法、串联电路特点分析答题.
根据实验数据应用欧姆定律分析答题.
本题考查了连接实物电路图、实验现象原因分析、滑动变阻器的调节、实验数据分析,连接实物电路图时要注意电表量程的选择、注意正负接线柱不要接反;解题时要注意控制变量法的应用.
23.【答案】电路连接如下图:
;
电阻的平均值;
;
电流表短路;
电流表短路不能正常使用时,先调节滑动变阻器的滑片使其完全接入电路中,读出电压的示数;然后调节滑动变阻器使其接入电路中的电阻为,此时电压表测电源的电压,读出示数;。
【解析】根据电压表应与待测电阻并联,如下图所示:
本实验中,应多次测量求平均值以减小误差,所以表格的最后一栏是“电阻的平均值;
根据电压表的量程和分度值读出示数,图乙中,电压表的量程为,分度值为,示数为;
实验中,器材完好,当移动滑动变阻器的滑片时,电压表指针偏转正常,说明电压表两接线柱与电源之间是通路,电流表指针几乎不偏转说明电流表短路;
电流表短路不能正常使用时,要测待测电阻的阻值,可以根据串联电路的电流特点进行解答,即先让滑动变阻器接入电路中的电阻最大,此时电压表测 两端的电压,然后让滑动变阻器接入电路中的电阻为,此时电压表测电源的电压,根据串联电路的电压特点求出滑动变阻器两端的电压,根据串联电路的电流特点和欧姆定律得出等式即可得出答案。具体做法:
电流表被短路不能正常使用时,先调节滑动变阻器的滑片使其完全接入电路中,读出电压的示数;
然后调节滑动变阻器使其接入电路中的电阻为,此时电压表测电源的电压,读出示数;
由串联电路中总电压等于各分电压之和可知,滑动变阻器两端的电压,因串联电路中各处的电流相等,所以,由可得,,解得: 。
故答案为:
电路连接如下图:
;
电阻的平均值;
;
电流表短路;
电流表短路不能正常使用时,先然后调节滑动变阻器的滑片使其完全接入电路中,读出电压的示数;调节滑动变阻器使其接入电路中的电阻为,此时电压表测电源的电压,读出示数;。
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