内容正文:
2025年中考物理一轮复习培优专项训练-伏安法测电阻的实验问题
(欧姆定律问题篇)
一、单选题
1.小奇利用如图所示的电路测量电阻Rx的阻值。关于该实验,下列说法正确的是( )
A.滑动变阻器的作用是改变电源电压
B.多次测量取平均值是为了减小误差
C.不能交换电流表和滑动变阻器的位置
D.实验结束,断开开关即可离开实验室
2.在如图所示的伏安法测电阻实验中,闭合开关S,小明发现电流表有示数,但示数较小,小灯泡不亮,接下来应进行的操作是( )
A.更换一个同样规格的小灯泡
B.更换电压表所使用的量程
C.检查电路中是否存在断路故障
D.减小滑动变阻器接入的阻值,观察小灯泡是否发光
3.如图所示是电学中常见的电路图,在A、B两点间分别接入下列选项中加点字的元件,并进行对应实验,对滑动变阻器在此实验中的作用描述正确的是( )
A.探究电流与电阻的关系——保证接入的电阻两端电压不变
B.探究电流与电压关系——保证定值电阻两端电压不变
C.测量定值电阻阻值——避免偶然性,寻找普遍规律
D.测量小灯泡的灯丝电阻——多次测量求平均值,减小误差
4.如图所示,在测量小灯泡的电阻的实验中,当闭合开关S时,发现灯泡L不亮,电流表指针明显偏转。经检测电路中只有一处故障,该故障是( )
A.灯泡L短路 B.灯泡L断路 C.变阻器R短路 D.开关S被短接
5.关于“伏安法测小灯泡电功率”和“伏安法测小灯泡的电阻”的实验,下列说法正确的是( )
A.伏安法测小灯泡电功率实验原理是
B.两个实验都采用多次测量取平均值来减小误差
C.两个实验可使用同一组器材完成
D.伏安法测小灯泡的电阻采用了控制变量法
6.某同学利用图示电路测量定值电阻阻值,实验数据如表格所示,下列说法错误的是( )
实验次数
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
电阻平均值R/Ω
1
1.0
0.20
5.0
5.1
2
2.0
0.40
5.0
3
3.0
0.58
5.2
A.该实验的原理是
B.闭合开关前,滑动变阻器的滑片要移到最右端
C.本实验多次测量求平均值是为了获得普遍规律,避免偶然性
D.另外一组同学实验中发现S闭合后,两表示数较小且滑片移动时仍不变,可能是滑动变阻器同时连接了下方接线柱
7.在测量阻值约为5Ω的定值电阻Rx的实验中,小红在实验室所提供的器材中选择合适的器材,设计如下电路测出该电阻的值。如图所示四个电路中,R0为已知阻值的定值电阻,不能测出未知电阻Rx的电路是( )
A. B.
C. D.
8.某同学利用图甲所示电路测量标有“2.5V”字样的小灯泡电阻。关于该实验,下列说法错误的是( )
A.该实验的原理是
B.若灯泡正常工作时测得的电流如图乙所示,则此时电阻约为
C.闭合开关前滑动变阻器滑片应移至最右端
D.可以多次实验求平均值减小误差
9.如图是小科利用实验室常用仪器,设计测量未知电阻Rx阻值的四种电路,电源电压恒定且未知,R0是已知阻值的定值电阻,滑动变阻器R最大阻值未知,实验中只能闭合或断开开关及移动滑动变阻器滑片,其中能够测量出Rx阻值的电路( )
A.只有② B.只有②③
C.只有②③④ D.①②③④均可以
10.对于“探究电流跟电阻的关系”和“伏安法测量定值电阻”的这两个实验,下列说法中不正确的是( )
A.它们采用的物理研究方法都是控制变量法
B.它们的滑动变阻器在实验电路中的作用不同
C.前者多次测量的目的是分析多组数据,得出电压一定时电流跟电阻的关系
D.后者多次测量的目的是取电阻的平均值,减小误差
二、填空题
11.在电学实验中,常常遇到电路故障,判断并解决故障问题是电学学习过程中的重要技能,用图中所示的电路进行测小灯泡电阻的实验中,若小灯泡L断路,看到的现象是电流表 ,电压表 (选填“有示数”或“无示数”);若发现小灯泡不亮,电流表和电压表均无示数,应更换的电路元件是 。
12.如图所示,在“伏安法测小灯泡的阻值”实验中,开关闭合前,应将滑动变阻器的滑片移到最 端,闭合开关后,要使小灯泡的亮度增加,应将滑片向 端移动,若电源电压为6V,小灯泡可视为定值电阻R=10Ω,滑动变阻器标签为“2A,20Ω”,当滑片P在正中间时电流表示数为 A。
13.如图所示,小莉同学用“伏安法”测正常工作电压为2.5V的小灯泡正常发光时的电阻。闭合开关,将滑动变阻器的滑片移动到如图所示的位置时,电压表示数为2.8V,这时应将滑动变阻器的滑片向 (选填“左”或“右”)适当移动。当小灯泡正常发光时,电流表示数如图乙所示,则小灯泡正常发光时的电阻是 Ω。
14.某同学采用了如图所示的电路测定小灯泡灯丝的电阻。他的操作步骤是:
①把滑片P移至变阻器的最右端,看到小灯泡的灯丝没有发光,但电流表和电压表都有读数,于是记下两表读数I和U,算出灯丝电阻为R1;
②调节滑片P的位置,小灯泡正常发光,记下两表读数I2和U2,算出灯丝电阻为R2;
③再调节滑片P的位置,使小灯泡超正常发光,记下两表读数I3和U3,算出灯丝电阻为R3。
如果该同学的三次操作和计算结果都是正确无误的,但发现实验结果是R1<R2<R3,这说明导体的电阻 。
15.在“测定物质的密度”的实验中,应将待测物体放在已调平衡的天平的 盘进行测量(选填“左”或“右”),然后用量筒测出物体的 ;“用电流表、电压表测电阻”的实验原理是 。上述两个实验都要多次测量,二者的目的是 的(选填“相同”或“不同”)。
16.“探究串联电路电压特点”实验中,连接电路时电键必须处于 状态(选填“断开”或“闭合”),电压表应与导体 (选填“串联”或“并联”)。现有待测电阻、滑动变阻器、电压表、电流表、电键、若干导线和多节干电池,在如图所示电路图中,能测出待测电阻阻值的实验电路图有 (填序号),实验原理是 。实验时要测量多组电压、电流,这样做的目的是 。
17.如图所示是小董同学用电流表、电压表测电阻的实验电路,滑动变阻器上标有“10Ω 2A”字样。在连接电路时,电键应 (选填“断开”或“闭合”)。在闭合电键之前,小董应将滑片P移到 端(选填“左”或“右”)。闭合电键后,电流表、电压表的示数为0.20安、1.0伏。接着他移动滑片P到某位置时,电流表、电压表的示数为0.34安、1.9伏。综合上述信息可知,电源电压为 伏,被测电阻的阻值是 欧(计算时精确到0.1欧)。
18.在“探究电流与电压的关系”、“用 电 压 表 电 流 表 测 电 阻 ” 的实验中,实验所用电路图相同,请你将实验电路画在图方框中 (画在答题纸相应位置),所测物理量也相同,且都进行了多次测量,在“探究电流与电压的关系”中是为了 ,而在“用 电 压 表 电 流 表 测 电 阻 ” 。
19.在物理实验中,经常需要多次实验,才能得到结果,例如:
(1)“探究平面镜成像的特点”实验中要多次测量蜡烛和它所成像到玻璃板的距离;
(2)“研究杠杆平衡的条件”实验中要多次测量力和力臂的值;
(3)“测量物体的长度”实验中多次测量物体的长度;
(4)“用电流表、电压表测电阻”实验中改变滑动变阻器滑片的位置,多次测量电压和电流的值。
其中,属于从不同情况下归纳出普遍结论的实验是 ;属于减小误差的实验是 。(均选填序号)
20.实验器材有:三节新干电池、“2.5V;0.3A”的小灯泡一只、滑动变阻器一个、开关一个、量程为“0—0.3A”的电流表一块、量程为“0—3V”的电压表两块、导线若干。组装的实验电路如图所示(电路不允许拆开)。
(1)利用这个电路可以帮助我们完成教材中的电学实验有:(写出二个实验名称)
(2)请你在上述实验中任选一个,写出你的实验步骤。
(3)针对你选择的实验,写出该实验的注意事项有哪些?
三、作图题
21.在“伏安法测电阻”实验中,小鸣设计并连接了如图所示的部分电路,请用笔画线代替导线将图中缺少的两根导线连接完整(要求:导线不可交叉)。
四、实验题
22.小飞要测量标有“2.5V”字样小灯泡的电阻,选取电压是6V的电源。
(1)用笔画线代替导线,将图甲的实物图连接完整;(要求滑动变阻器的滑片向右滑动时,小灯泡变亮,导线不允许交叉)
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移到最 端;(填“左”或“右”)
(3)图乙中,小灯泡的I-U图像不是一条直线,原因是小灯泡的电阻随 的变化而变化,小灯泡的额定功率是 W;
(4)小飞又取来阻值是600Ω的定值电阻R0、一个开关和阻值约5Ω的未知电阻R1,用如图所示的电路来测量R1的阻值,小飞的实验方案如下:
a.闭合S1,断开S2,读出电压表的示数是U1,
b.闭合S1和S2,读出电压表的示数是U2,
则电阻R1= (用U1、U2和R0表示),小飞的实验方案 (填“能”或“不能”)准确测得电阻R1的阻值,理由是 。
23.为测定一只标有“2.5V”字样的小灯泡正常工作时的电阻,某同学准备了下列器材:待测小灯泡、新干电池3节、滑动变阻器、电流表、电压表、开关、导线若干。
(1)请用笔画线代替导线将图甲中的电路补充完整 ;
(2)闭合开关后,滑片P位于某一位置时,电压表示数如图乙所示,为了让小灯泡正常发光,应将滑动变阻器的滑片P向 (选填“左”或“右”)移动;
(3)滑片P调整到适当位置,电压表示数为2.5V,此时电流表示数如图丙所示,则该小灯泡正常工作时的电阻为 Ω,此时滑动变阻器接入电路的电阻为 Ω;
(4)小华认为不用电流表也能测出小灯泡正常工作时的电阻,他又找来一个电阻箱和一个单刀双掷开关,设计了如图丁所示的电路,两虚线框中一处接入电阻箱,另一处接入滑动变阻器,然后进行了下列操作:
①闭合开关S,将单刀双掷开关掷于位置1,调整b处电阻,使电压表示数为2.5V;
②将单刀双掷开关掷于位置2,保持b处电阻不变,调整a处电阻,使电压表示数为 V,此时电阻箱的示数即为小灯泡正常工作时的电阻。电阻箱应接在丁图中的 (选填“a”或“b”)位置;
(5)小华更换另一个小灯泡重做实验,测出多组小灯泡的两端电压和对应电流的值;绘制其图像如图所示,并且观察到小灯泡在电压达到0.4V时开始发光,则小灯泡未发光时电阻可能为______。
A.0Ω B.3.1Ω C.3.5Ω D.8.3Ω
五、综合题
24.小红和小华做“用电流表、电压表测电阻”的实验,现有两个滑动变阻器A、B,A标有“5欧 3安”字样、B标有“20欧 2安”字样,其它实验器材齐全且相同,两电压表只有0~3伏挡完好。他们各自选取一个变阻器进行实验,将电源(电压保持不变)、待测电阻、滑动变阻器、电流表、开关串联连接。小红将电压表并联在待测电阻两端,并把滑动变阻器滑片移至阻值最大处,闭合开关,观察到电压表示数如图所示,她发现无法继续实验。小华将电压表并联在电路中,闭合开关后移动滑动变阻器滑片,测量得到三组实验数据记录在下表中。他们分析了相互的数据后,共同得出了待测电阻的阻值。
序号
电压表示数(伏)
电流表示数(安)
1
2.8
0.18
2
2.0
0.26
3
1.5
0.30
(1)小红实验中所用的滑动变阻器规格是 (选填“A”或“B”);
(2)小华实验中电压表并联在 (选填“待测电阻”或“滑动变阻器”)两端;
(3)求待测电阻Rx的阻值。(需写出解答过程,计算电阻时精确到0.1欧)
六、计算题
25.小华做“用电流表、电压表测电阻”实验,现有电源、待测电阻Rx、滑动变阻器(标有“20Ω 1A”字样)、电流表、电压表(只有0~3伏挡完好)、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,记录1、2两组数据;当他将滑片移至另一端时,发现电压表示数超出量程,电流表示数如图所示。他发现问题所在后重新正确连接电路,按正确步骤实验,闭合开关,电压表示数为2伏。
物理量
实验序号
电压
(伏)
电流
(安)
1
0
0.60
2
2
0.38
(1)计算电源电压U;
(2)计算待测电阻Rx的阻值。
26.小明做“用电流表、电压表测电阻”实验,现有电源4.5伏保持不变、待测电阻、电流表、电压表、滑动变阻器(分别标有“10欧 1安”20欧 1安”字样)、开关以及导线若干。小明选择一个滑动变阻器连接电路进行实验,当滑片P在一端时,闭合开关S,电压表指针指在最大刻度处,将滑片移到中点附近时,观察到电压表和电流表示数如图(a)(b)所示。
①画出小明实验时的电路图。
②通过计算判断小明实验时使用滑动变阻器的规格。
③请计算出滑片在中点附近时待测电阻的阻值。(电阻值精确到0.1欧)
27.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)。
28.某校老师和实验小组的同学,想用实验室中的一卷涂有绝缘层的电阻丝自制一台电烘箱。要求电烘箱在家庭电路(电压为U)中使用,且通过电阻丝的电流为I。制作前需要知道电阻丝的长度。实验小组的同学截取了一小段电阻丝并刮去两端的绝缘层,测量出可连入电路的长度为(阻值约为,用“ ”表示)。实验室可供选择的器材有:电压约为6V的电源(电源电压不变),阻值为的定值电阻,一个量程为0~0.6A的电流表,一个量程为0~15V的电压表,开关和导线若干。
请你合理选择器材设计实验方案,确定出制作电烘箱的电阻丝长度L。要求:
(1)画出实验电路图;
(2)写出主要的实验步骤和需要测量的物理量;
(3)写出电阻丝长度L的数学表达式(用已知量和测量量表示)。
试卷第1页(共11页)
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参考答案与试题解析
1.B
【详解】A.在伏安法测电阻的实验中,滑动变阻器一方面可以保护电路,另一方面可以改变电路中的电流与电阻两端电压,故A错误;
B.在伏安法测电阻的实验中,为了减小误差应多次测量取平均值,故B正确;
C.串联电路中各处的电流相等,可以交换电流表和滑动变阻器的位置,故C错误;
D.实验结束,应断开开关,拆除电路连接,整理完器材方可离开实验室,故D错误。
故选B。
2.D
【详解】A.因为电流表有示数,这表明电路是通路,也就意味着小灯泡并没有损坏,所以不需要更换一个同样规格的小灯泡,故A不符合题意;
B.题目中小灯泡不亮是由于电流过小,而不是电压表量程的问题,更换电压表量程对解决小灯泡不亮这一问题没有帮助,故B不符合题意;
C.电流表有示数已经说明电路是通路,不存在断路故障,所以无需检查电路中是否存在断路故障,故C不符合题意;
D.闭合开关后,电流表有示数但示数较小,小灯泡不亮,很可能是因为变阻器接入电路的阻值太大,导致电路中电流太小。所以接下来应进行的操作是减小变阻器接入电路的阻值,使电路电流变大,看灯泡能否发光,故D符合题意。
故选D。
3.A
【分析】滑动变阻器在电路中的主要作用有以下几点:①在实验中起到特定作用;②调节用电器的两端电压;③改变电路中的电流;④保护电路。
【详解】A.探究电流与电阻的关系——据控制变量法,需要控制电阻两端的电压不变,通过调节变阻器的滑片来保证接入的电阻两端电压不变,故A正确;
B.探究电流与电压关系——控制不变的是电阻的阻值,变阻器在实验中的作用,是为了改变定值电阻两端电压,故B错误;
C.测量定值电阻阻值——通过变阻器滑片的移动,改变定值电阻两端的电压,进行多次测量求平均值,是为了减小误差,故C错误;
D.测量小灯泡的灯丝电阻——变阻器在实验中的作用是改变小灯泡两端的电压,进而测量小灯泡在不同电压下的电阻,故D错误。
故选A。
【点睛】本题主要考查了滑动变阻器在不同研究中的作用,属基础题。
4.A
【详解】A.如果灯泡L短路,灯泡不亮,电路为通路,并且电路电流变大,即电流表指针明显偏转,故A符合题意;
B.如果灯泡L断路,整个电路断路,灯泡不亮,电流表示数为零,故B不符合题意;
C.如果变阻器R被短路,电路为灯泡的基本电路,则灯泡会发光,电路中有较大的电流,电流表指针有明显的偏转,故C不符合题意;
D.如果开关S被短接,灯泡一直发光,电流表有示数,故D不符合题意。
故选A。
5.C
【详解】A.测小灯泡电功率,分别用电压表和电流表测出灯泡两端的电压和通过的电流,根据P=UI求灯泡的电功率,伏安法测小灯泡电功率实验原理是P=UI,故A错误;
B.“伏安法测小灯泡的电阻”的实验多次测量的目的是得到灯丝的电阻与温度的关系,“伏安法测小灯泡的电功率”的实验多次测量的目的是得出实际电压低于、等于、高于实际电压时,实际功率和额定功率的关系,故B错误;
C.根据和P=UI可知,这两个实验可以使用同一电路,测量小灯泡两端的电压和电流,两个实验使用的实验器材完全相同,故C正确;
D.伏安法测小灯泡的电阻多次实验目的是得到灯丝的电阻与温度的关系,没有采用控制变量法,故D错误。
故选C。
6.C
【详解】A.物理实验室中无直接测量电阻的工具,因此需要利用电压表测量电压,电流表测量电流,结合得出被测电阻的阻值,因此测量电阻的实验原理是,故A正确,不符合题意;
B.闭合开关前,为了保护电路,变阻器应移至阻值最大处,即最右端,故B正确,不符合题意;
C.测量定值电阻的阻值进行多次实验求平均值,是为了减小误差,故C错误,符合题意;
D.开关S闭合后,移动滑片无法改变电路中的电流,说明同时连接了变阻器的上接线柱或下接线柱,此时两表示数较小,说明变阻器同时使用了下接线柱,故D正确,不符合题意。
故选C。
7.D
【详解】A.开关S闭合时,R0短路,电压表测量电源电压;开关S断开时,电压表测量Rx两端的电压;根据串联电路总电压等于各分电压之和,可求出R0两端的电压,根据求出通过R0的电流,根据串联电路电流处处相等,通过Rx电流等于通过定值电阻电流Ix=I0,根据可求待测电阻阻值,故A不符合题意;
B.由电路图可知,当S断开时,电路为R0的简单电路,电流表测R0的电流,根据欧姆定律可求电源的电压;当开关S闭合时R0、Rx并联,电流表测总电流,R0的电压始终为电源电压保持不变,由并联电路电流特点可求得通过Rx的电流,并且Rx两端电压等于电源电压,所以可以根据可求待测电阻阻值,故B不符合题意;
C.由电路图可知,当开关S闭合时,电路为R0的简单电路,电流表测电路中的电流,根据欧姆定律求出电源的电压;当开关S断开时两电阻串联,电流表测串联电路的电流,根据欧姆定律求出电路的总电阻,再根据电阻的串联可以求出Rx阻值,故C不符合题意;
D.开关S闭合时,Rx短路,电压表测量电源电压;开关S断开时,电压表测量电源电压;所以无法得到电路中电流,所以不能计算出Rx的值,故D符合题意。
故选D。
8.D
【详解】A.测量小灯泡的电阻,需要测灯泡两端的电压和流过小灯泡的电流,由欧姆定律的变形公式求出小灯泡的电阻,故该实验的原理是,故A正确,不符合题意;
B.由乙图可知,电流表选择小量程,分度值为0.02A,示数为0.3A,则此时灯泡的电阻为
故B正确,不符合题意;
C.为了保护电路,闭合开关前滑动变阻器滑片应移至阻值最大的一端,即最右端,故C正确,不符合题意;
D.灯泡的电阻与温度有关,是变化的,求平均值无意义,故D错误,符合题意。
故选D。
9.C
【详解】①由电路图可知,S接1或2时,通过电压表的电流的方向会发生变化,电压表的指针会反向偏转,无法读取电压表的示数,故①不可行;
②根据图可知,闭合S1、S2,电路为Rx的简单电路,电压表测量电源的电压U;只闭合开关S1,两只电阻串联,电压表测量Rx两端电压为Ux;根据串联电路的电压关系可知,定值电阻两端的电压为
此时电路中的电流为
根据串联电路的电流关系可知,通过Rx的电流为,则根据Rx两端的电压和电流可以求出Rx阻值,故②可行;
③闭合S1、S2时,电路是只有Rx的基本电路,电流表测量通过Rx的电流Ix;闭合S1、断开S2,两电阻串联,电流表测电路中电流I;根据电源电压不变列式
可求出Rx的阻值,故③可行;
④断开开关S时,电路为只有定值电阻R0接入电路的简单电路,此时电路的电流为I,可得电源电压为
当闭合开关S时,定值电阻R0和待测电阻Rx与电源并联,它们两端的电压为电源电压,电流表测干路的电流,通过待测电阻Rx的电流为
可得待测电阻的阻值为
可求出Rx的阻值,故④可行,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
10.A
【详解】A.在“探究电流跟电阻的关系”实验中,需要控制电阻两端的电压不变,通过改变电阻的大小来观察电流的变化,这里采用了控制变量法。在“伏安法测量定值电阻”实验中,直接测量电阻两端的电压和通过电阻的电流,利用欧姆定律计算出电阻的值,这里没有采用控制变量法。故A错误,符合题意;
B.在“探究电流跟电阻的关系”实验中,滑动变阻器的主要作用是调节电阻两端的电压,使其保持不变,从而可以观察电流随电阻的变化。而在“伏安法测量定值电阻”实验中,滑动变阻器的主要作用是改变电阻两端的电压和电流,以便进行多次测量取平均值,减小误差。故B正确,不符合题意;
C.在“探究电流跟电阻的关系”实验中,为了得出更普遍的规律,需要多次测量不同电阻在相同电压下的电流值,然后进行分析。故C正确,不符合题意;
D.在“伏安法测量定值电阻”实验中,由于存在各种误差因素(如仪器误差、读数误差等),单次测量的结果可能不准确。因此,需要进行多次测量并取平均值,以减小误差。故D正确,不符合题意。
故选A。
11.无示数 有示数 滑动变阻器/电流表/开关
【详解】[1][2]由图可知,闭合开关S后,小灯泡L和滑动变阻器R'串联,电流表测量电路中的电流,电压表测量小灯泡L两端的电压,若小灯泡L断路,则电路中没有电流,电流表没有示数,与电压表串联的电路完好,所以电压表测量电源电压, 电压表有示数。
[3]小灯泡不亮,电流表无示数,说明电路中没有电流通过,电压表也无示数,说明与电压表串联的电路出现断路,所以应该更换的电路元件是滑动变阻器(或电流表或开关)。
12.右 左 0.3
【详解】[1]开关闭合前,为了保护电路,滑动变阻器的滑片应移至阻值最大处,即最右端。
[2]要使小灯泡的亮度增加,电路中的电流要变大,则滑动变阻器的阻值应变小,滑片向左移动。
[3]由图可知电路为串联电路,当滑片P在正中间时接入电路中的阻值,此时电路中的总电阻为
电流表示数为
13.右 5
【详解】[1]电压表示数为2.8V,大于灯泡正常发光时的电压,由串联分压的特点可知,应向右移动滑动变阻器的滑片,增大滑动变阻器连入电路的阻值,减小灯泡两端的分压,直至电压表示数为2.5V。
[2]图中电流表连接的是小量程,分度值为0.02A,示数为0.5A,则小灯泡正常发光时的电阻
14.随温度升高而增大
【详解】滑片P移至变阻器的最右端时,滑动变阻器接入电路的阻值最大,电路电阻最大, 由知流过灯泡的电流较小,灯泡功率较小,灯丝温度较低,此时灯丝电阻为R1; 调节滑片P的位置,小灯泡正常发光,灯泡功率变大,灯丝温度升高,此时灯丝电阻为R2; 再调节滑片P的位置,使小灯泡正常发光,此时灯泡做功时间变长,灯泡做功增加, 灯丝温度进一步升高,此时灯丝电阻为R3。 综合以上分析知:随实验的进行,灯丝温度越来越高,由题意知灯丝电阻R1<R2<R3,即随温度升高, 灯丝电阻越来越大,此实验说明:导体的电阻随温度升高而增大。
15.左 体积 相同
【详解】[1]“测定物质的密度”的实验中,为了便于读数,应将待测物体放在已调平衡的天平的左盘进行测量。
[2]使用量筒,通过排水法,可以测出物体的体积。
[3]“用电流表、电压表测电阻”分别测量电阻的电压与电流,通过可得电阻的阻值,实验原理是。
[4]两个实验多次测量的目的都是通过求平均值,减小误差。
16.断开 并联 (a)、(b) 取平均值,减小实验误差
【详解】[1] 为保护电路,连接电路时电键必须处于断开状态。
[2] 根据电压表的使用规则,“探究串联电路电压特点”实验中,电压表应与导体并联。
[3][4] 根据伏安法测电阻的原理,(a)、(b)均可以测出待测电阻阻值。
[5] 伏安法测电阻实验属于测量类实验,实验时要测量多组电压、电流,这样做的目的是取平均值,减小实验误差。
17.断开 右 3 5.3
【详解】[1]在连接电路时,为保护电路,电键应断开。
[2]由图知,变阻器的下面接了左边的接线柱,闭合开关前,应将滑片移至最右端,使其阻值最大。
[3]刚闭合开关时,变阻器的阻值最大为10Ω,则变阻器两端的电压为
U滑=IR滑=0.2A×10Ω=2V则电源电压为
U=UR+U滑=1V+2V=3V
[4]由第一组数据知,R1的阻值为
由第二组数据知,R2的阻值为
被测电阻的阻值为
18. 寻找普遍规律 求平均值减小误差
【详解】[1]“探究电流与电压的关系”、“用 电 压 表 电 流 表 测 电 阻 ” 的实验电路图,定值电阻和滑动变阻器串联,电压表并联到定值电阻两端,电流表测电路中电流,如图所示:
[2]在“探究电流与电压的关系”中多次测量是为了寻找普遍规律,电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
[3]“用 电 压 表 电 流 表 测 电 阻 ”实验多次测量是为了求平均值减小误差。
19.(1)(2) (3)(4)
【详解】[1][2](1)“探究平面镜成像的特点”实验中要多次测量蜡烛和它所成像到玻璃板的距离,多次试验目的是为了得出平面镜成像的规律,找寻规律;
(2)“研究杠杆平衡条件”实验要多次改变钩码个数或移动钩码的位置,多次实验目的是找出杠杆平衡条件,找寻规律;
(3)“测量物体温度”实验要多次测量物体温度,多次测量目的是多次测量物体温度求平均值,提高精度;
(4)“用电流表、电压表测电阻”实验中改变滑动变阻器滑片的位置,多次测量电压和电流目的是求电阻的平均值,提高精度。
故属于从不同情况下归纳出普遍结论的实验是(1)(2);属于减小误差的实验是(3)(4)。
20.(1)见解析
(2)见解析
(3)见解析
【详解】(1)分析题中电路图,利用这个电路可以完成的实验有:测量小灯泡的电阻、测量小灯泡的电功率。
(2)以测量小灯泡的电功率实验为例,实验步骤如下:
第一步:按电路图连接电路,注意开关断开,滑动变阻器滑片移到阻值最大处,电流表、电压表量程选择正确,正负接线柱连接正确。
第二步:闭合开关,调节滑动变阻器滑片,使电压表的示数为 2.5V,读出此时电流表的示数。
第三步:继续调节滑动变阻器滑片,使电压表的示数略低于 2.5V,读出此时电流表的示数。
第四步:再次调节滑动变阻器滑片,使电压表的示数略高于 2.5V,读出此时电流表的示数。
第五步:计算三次测量中小灯泡的电功率。
(3)测量小灯泡电功率实验的注意事项有:
①连接电路时,开关要断开,滑动变阻器滑片要移到阻值最大处,以保护电路。
②电流表和电压表的正负接线柱连接要正确。
③测量时,要通过调节滑动变阻器,使小灯泡两端的电压分别低于、等于和高于额定电压,以全面了解小灯泡的工作情况。
④小灯泡在不同电压下工作时的电功率不同,所以测量小灯泡的电功率实验不能求平均值。
21.
【详解】根据实验电路是串联的,电压表测定值电阻两端电压,并联在定值电阻两端,电流表测电路中的电流,则连接的实物图如下图所示:
22.(1)
(2)左
(3) 温度 1
(4) 不能 见解析
【详解】(1)由图乙可知,电流表的示数没有超过0.6A,电流表的量程选择0~0.6A,滑动变阻器的滑片向右滑动时,小灯泡变亮,说明电路中的电流变大,由可知电路中的总电阻变小,由电阻的串联可知变阻器连入电路的电阻变小,将电流表的0.6A的接线柱和变阻器右下角的接线柱连接,如图所示:
(2)为了保护电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移阻值最大处,即最左端。
(3)[1][2]小灯泡的I-U图象不是一条直线,说明灯的电阻不是定值,是由于小灯泡的电阻受温度影响,随着温度的升高而增大。由图乙可知,灯泡两端的电压是2.5V时,通过它的电流是0.4A,灯泡的额定功率PL=ULIL=2.5V×0.4A=1W
(4)[1]闭合S1,断开S2,两个电阻串联,电压表测量R1两端的电压,R1两端的电压是U1,闭合S1和S2,只有R1的简单电路,电压表测量电源电压,电源电压为U2,由串联电路的电压特点可知,a中R0两端电压U0=U2-U1,由串联电路电流的规律和欧姆定律得到a中通过电路的电流
电阻
[2][3]定值电阻R0是600Ω,未知电阻R1的阻值约5Ω,通过电路的电流约为
电阻R1两端的电压
小于电压表的分度值,两次测得的电压示数几乎相等,所以,小飞的实验方案不能准确测得电阻R1的阻值。
23.(1)
(2)左
(3) 6.25 5
(4) 2.5 a
(5)B
【详解】(1)测量小灯泡的电阻,要把小灯泡、电流表、滑动变阻器串联,电压表与小灯泡并联,小灯泡额定电压是2.5V,电压表用小量程,滑动变阻器接线柱“一上一下”接入电路,如图所示:
(2)如图乙所示,电压表示数为2.4V,为了让小灯泡正常发光,需增大小灯泡两端电压至2.5V,根据串联电路电压规律可知,需减小滑动变阻器两端电压,再由串联分压原理可知,需减小滑动变阻器连入电路的阻值,应将滑动变阻器的滑片P向左移动。
(3)[1][2]如图丙所示,电流表用的小量程,分度值为0.02A,示数为0.4A,则该小灯泡正常工作时的电阻为
电源是三节新干电池串联,电压为4.5V,此时滑动变阻器两端电压为
电路电流为0.4A,则滑动变阻器接入电路的电阻为
(4)①闭合开关S,将单刀双掷开关掷于位置1,电压表测量小灯泡电压,调整b处电阻,使电压表示数为2.5V,小灯泡正常发光;
②[1][2]将单刀双掷开关掷于位置2,保持b处电阻不变,调整a处电阻,使电压表示数为2.5V,此时电阻箱的电阻与小灯泡正常工作时的电阻相等,用电阻箱代替小灯泡使电压表的示数相等,则a处是电阻箱。
(5)由图像可知,小灯泡电阻随电压的变化而变化,这是因为在不同电压下,小灯泡温度不同,且电压越大,温度越高,电阻越大。电压为0.4V时,灯泡电流为0.12A,此时灯泡电阻为
小灯泡未发光时温度较低,电阻小于这个数值,且灯丝不是超导体,电阻不为0,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
24.(1)A
(2)滑动变阻器
(3)9.8Ω
【详解】(1)从小华的实验数据可知,电流表示数变大时,电压表示数变小,可知小华将电压表接在了滑动变阻器两端,在实验序号1中,滑动变阻器接入的电阻为,即小华所用的滑动变阻器为B,故小红实验中所用的滑动变阻器为A。
(2)从小华的实验数据可知,电流表示数变大时,电压表示数变小,可知小华将电压表接在了滑动变阻器两端。
(3)从小华的第三组实验可知,此时滑动变阻器接入的电阻为
小红做实验时滑动变阻器接入最大值5Ω,由此可知此时小红实验中滑动变阻器两端的电压为1.5V,由图中可知定值电阻两端的电压为3V,故电源电压
所以小红测试实验中待测电阻为
小华的实验1中待测电阻的阻值为
小华的实验2中待测电阻的阻值为
小华的实验3中待测电阻的阻值为
所以待测电阻的阻值为
25.(1)6V;(2)10.2Ω
【详解】解:(1)由实验序号1中数据可知,电压表的示数为零,电流表的示数是0.6A,如果电压表和待测电阻并联,电路中有电流,由U=IR可知电压表的示数不可能为零,所以电压表和变阻器并联,此时变阻器连入电路的电阻为零。当他将滑片移至另一端时,即阻值最大处,由图可知,电流表的量程是0~0.6A,分度值是0.02A,电流表的示数是0.2A,此时变阻器两端的电压
U滑=IR滑=0.2A×20Ω=4V>3V
电压表示数超出量程,他发现问题所在后重新正确连接电路,电压表和待测电阻并联,闭合开关,电压表示数为2V,电源电压
U=U1+U2=2V+4V==6V
(2)由实验序号1可得
由实验序号2可得
重新正确连接电路,闭合开关时
待测电阻Rx的阻值
答:(1)电源电压U为6V;
(2)待测电阻Rx的阻值为10.2Ω。
26.①;② “10欧,1安”;③
【详解】解:①将滑片移到中点附近时,观察到电压表和电流表示数如图(a)(b)所示,若电压表选择大量程,示数为12.5V大于电源电压,所以电压表选择的是小量程,示数为2.5V。做“用电流表、电压表测电阻”实验,选择的是串联电路,当滑片P在一端时,闭合开关S,电压表指针指在最大刻度处,将滑片移到中点附近时,电压表示数为2.5V,电压表示数变小。若电压表测量的是定值电阻两端电压,当滑片P在一端时,闭合开关S,电压表指针指在最大刻度处,应该为3V,但此时电路中只有定值电阻,两端电压应该等于电源电压,即为4.5V,大于电压表小量程的最大测量值,故电压表测量的是滑动变阻器两端的电压。电路图如图所示
②滑片移动到中点附近时,电流表的示数为0.4A,若为2A,滑动变阻器将烧坏。此时滑动变阻器的阻值
滑动变阻器的最大阻值
所以滑动变阻器的规格为“10欧,1安”。
③待测电阻的阻值
答:①见解析;
②小明实验时使用滑动变阻器的规格为“10欧 1安”;
③滑片在中点附近时待测电阻的阻值为。
27.①15伏;②10.2欧
【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。
28.(1)图见解析;(2)见解析;(3)或
【详解】解:(1)由欧姆定律可知,若将电阻丝样品与定值电阻R0串联接在电源上电路中的最小电流
最大电流
1.2A>0.6A,所以第二种方法电路中不能使用电流表。
方法一:
(1)电路图如图所示
(2)①按照电路图连接电路;
②闭合开关S,读出电压表的示数U1;电流表的示数为I1
(3)当开关S闭合,,R0和R(待测电阻丝)串联,此时电压表测量R两端的电压;电阻丝长度与电阻关系式,要求所需电阻丝长度,同样材料的电阻丝,ρ和S都相同,只需要知道电阻R的值就可求得,即
所以电阻丝长度
方法二
当电路中不能使用电流表时
(1)电路图如图所示
(2)①按照电路图连接电路;
②闭合开关S1,读出电压表的示数U1;
③再闭合开关S2,读出电压表的示数U2。
(3)当开关S1闭合,S2断开时,R0和R(待测电阻丝)串联,此时电压表测量R0两端的电压;当再闭合开关S2时,电阻R被短路,此时只有R0接入电路,电压表的示数即为电源电压;根据串联电路电压的特点可得R两端的电压为
U电阻丝=U2-U1
电阻丝长度与电阻关系式,要求所需电阻丝长度,同样材料的电阻丝,ρ和S都相同,只需要知道电阻R的值就可求得,即
所以电阻丝长度
答:方法一
(1)
(2))①按照电路图连接电路;
②闭合开关S,读出电压表的示数U1;电流表的示数为I1。
(3)电阻丝长度。
方法二
(1)
(2)①按照电路图连接电路;
②闭合开关S1,读出电压表的示数U1;
③再闭合开关S2,读出电压表的示数U2。
(3)电阻丝长度。
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