⑥“伏安法”实验-【一战成名新中考】2025安徽中考物理中考必考知识点专题特训
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内容正文:
参考答案
一、探究电流与电压、电阻的关系
1.(1)如答图所示 (2)定值电阻断路 (3)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 (4)不正确,灯丝的电阻随温度的升高而增大
(5)①0.4②2
【解析】(1)根据滑动变阻器需要与定值电阻串联,电压表要与定值电阻并联,故正确接法如图:(2)闭合开关S后,电流表无示数,说明电路故障为断路;电压表指针有明显偏转,说明电压表的正负接线柱与电源两极相连,因此电路故障为定值电阻断路;
(3)探究电流与电压的关系时,要保持电阻值不变,根据第一组数据知,R5Ω;分析得,电阻不变,电压增大为原来的几倍,电流就增大为原来的几倍,可得当导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比;
(4)“探究电流与电压的关系”的实验,根据控制变量法可知:应保持电阻的阻值不变,而灯丝的电阻随温度的升高而增大,所以不能用小灯泡代替定值电阻进行探究;
(5)①电流表接入0~0.6A量程,分度值为0.02A,故示数为0.4A;②定值电阻由10Ω替换5Ω,根据串联电路分压规律可知定值电阻两端电压增大,而实验需要控制定值电阻两端电压一定,故将滑动变阻器向右端移动,增大滑动变阻器接入电路的阻值,使滑动变阻器两端电压增大,定值电阻两端电压减小,才能满足实验要求;第一次实验中接入5Ω时,电流为0.4A,故需要保持定值电阻两端电压2V不变;
2.(1)如答图所示 (2)保护电路 改变电阻两端的电压 ((3)A(4)正 (5)B 20
【解析】(1)连接电路时,电流表串联在电路中,滑动变阻器的接线柱应该一上一下接入电路中,电路图如图所示:(2)在“探究电流与电压的关系”时,为得出普遍性的规律,要多次测量,故滑动变阻器除了保护电路外还有改变电阻两端的电压的作用;(3)闭合开关前滑动变阻器滑片应该在阻值最大处,所以滑片应置于A断;(4)分析图像可得结论:当导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端电压成正比;(6)由题意知电源电压为3V,电压表测量定值电阻两端的电压,当电压表示数为3V时,即电压表测量电源电压,此时滑动变阻器两端的电压为零,所以滑动变阻器的电阻为零,所以滑动变阻器的滑片P位于B端;由图象知,当电压表示数为1V时,通过电路的电流为0.1A,由串联电路特点和欧姆定律可得,滑动变阻器接入电路的电阻:R滑20Ω;
3.(1)如答图所示 (2)电压表的正负接线柱接反了 (3调节滑片向右移动,直到电压表的示数为3V 0.2 (4)如答图所示 反比 (5)50
4.(1)如答图所示 (2)断开 右 (3)滑动变阻器断路 (4)0.4 0.6 11.25
(5)导体的电流与电阻成反比 (6)200
【解析】(1)当滑片向右移动时,滑动变阻器接入电路的阻值变大,根据滑动变阻器一上一下的连接原则,应当将左下方接线柱接入电路,如答图所示;(2)为了保护电路,连接电路时,开关应断开,且滑动变阻器滑片应滑至阻值最大处,即最右端;(3)闭合开关,电流表、电压表都无示数,调节滑动变阻器,电流表无变化,说明电路存在断路,电压表无示数,经检查电源、导线和开关都无问题,说明可能是滑动变阻器断路;(4)图乙中,电流表使用的小量程,分度值为0.02A,示数为0.4A;此时定值电阻两端电压U定=IR=0.4A×20Ω=8V,滑动变阻器两端电压U滑=U﹣U定=10V﹣8V=2V,滑动变阻器连入电路的电阻R滑5Ω,此时滑动变阻器的功率P=U滑I=2V×0.4A=0.8W,保持滑片位置不变,断开开关,用45Ω的电阻代替20Ω的电阻,此时电路中电流I′0.2A,此时滑动变阻器的电功率P′=I′2R滑=(0.2A)2×5Ω=0.2W,前后两次滑动变阻器的功率变化:ΔP=P﹣P′=0.8W﹣0.2W=0.6W;为控制定值电阻两端的电压为8V不变,滑动变阻器两端的电压仍为2V,则电路中电流I″,滑动变阻器接入电路的电阻:R滑′11.25Ω;(5)由图丙可知,在电压一定时,导体中的电流与导体电阻的倒数成正比,因此进一步得出结论,在电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比;(6)定值电阻最大为50Ω,根据串联电路电压特点及分压原理可得,则,解得R滑max=200Ω,因此要完成本次实验,滑动变阻器至少200Ω.
二、测量定值电阻的阻值
1.(1)如答图所示 (2)改变定值电阻两端电压 定值电阻Rx短路 (3)10 将该定值电阻的多个阻值求平均值 (4)如答图所示
2.(1)如答图所示 (2)Rx短路 0.3 (3)3.95 (4)①②滑动变阻器滑片P的位置 ③RA-RB
3.(1)如答图所示 (2)滑动变阻器短路 (3)10 C (4)如答表所示
(5)
实验次数
Rx的电压U/V
通过Rx的电流I/A
Rx的阻值/Ω
Rx的平均阻值/Ω
1
2
3
三、测量小灯泡的电阻
1.(1)如答图所示 (2)小灯泡断路 (3)12.5 (4)A (5)探究电流与电压的关系,要控制电阻大小不变,而灯丝的电阻随温度的变化而变化
2.(1)如答图所示 (2)右 (3)移动滑动变阻器的滑片,观察小灯泡的发光情况
(4)不合理 小灯泡的电阻受温度影响较大,求平均值没有意义 (5)0.3A
3.(1)如答图所示 移动滑动变阻器滑片,观察小灯泡是否发光 (2)不同意 灯丝的电阻受温度的影响,不是一个定值,求灯丝电阻的平均值无意义 (3)电压表接在了滑动变阻器两端 (4)①将滑片移至A端 ②将滑片移至B端
四、测量小灯泡的电功率
1.(1)如答图所示 (2)①接电路时开关没有断开 ②滑动动变阻器的滑片没有移动到阻值最大处 (3)滑动变阻器的下边两个接线柱接入了电路 0.75 (4)如答表所示
实验次数
电压U/V
电流I/A
电功率P/W
小灯泡发光情况
1
2
3
2.(1)如答图所示 (2)A 滑动变阻器断路路 (3)3.8 1.4 【拓展】a.将电压表从小灯泡两端改接到滑动变阻器两端,且换接到~3V的量程 b. 调节滑片直至电压表的示数为2.2V
3.(1)如答图所示 (2)2.2 A (3)不能,灯丝电阻随温度的升高而增大 【拓展】D
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一、探究电流与电压、电阻的关系
1.在探究“电流与电压的关系”时,提供的器材有:学生电源(3V)、滑动变阻器“25Ω 1A”
定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω)、电流表、电压表、导线若干.
第1题图
实验序号
电压/V
电流/A
1
1.0
0.2
2
1.5
0.3
3
2.5
0.5
(1)小明连接完电路如图甲所示,老师发现小明的电路连接有问题,告诉他只需改动一根导线,即可使连线正确,请在接错的导线上画“×”,并用笔画线代替导线将电路连接正确.(导线不允许交叉);
(2)正确连接电路后,闭合开关,发现电流表的指针几乎没有偏转,电压表的指针有明显的偏转,出现这种现象的原因可能是 ;
(3)排除电路故障后,所测得的几组电流、电压值见表,分析表中数据可知:
①接入电路的阻值为 Ω;
②实验结论: ;
(4)实验完成后小明认为实验中可以用小灯泡代替定值电阻进行探究,请你判断他的想法是否正确,并说明理由 ;
(5)同组小刚接着利用改正后的图甲电路图继续探究电流与电阻的关系:
①先用5Ω的电阻进行实验,测得电流表的示数如图乙所示,读数为 A;
②接下来断开开关,用10Ω电阻替换5Ω电阻,再闭合开关,移动滑片,直到电压表示数为 V;
③换其他电阻,重复实验,得出实验结论.
2.在“探究电流与电压的关系”实验中,用两节新干电池做电源,其他器材如图甲所示.
第2题图
(1)请你用笔画线代替导线把图甲电路连接完整(导线不得交叉).
(2)电路中滑动变阻器的主要作用是 和 .
(3)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片置于图中 (选填“A”或“B”)端.
(4)根据实验数据,作出I﹣U图像.分析图像可得结论:当导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端电压成 比.
(5)进一步分析I﹣U图像,结合实验器材规格可知:当电压表示数为3V时,滑动变阻器的滑片P位于 端,当电压表示数为1V时,滑动变阻器连入电路的电阻为 Ω.
3.小红与小刚实验小组在探究“电流与电阻的关系”实验时,选择的实验器材有:电源(3节新干电池)、电流表、电压表、开关、电阻箱、滑动变阻器(规格为“25Ω 1A”)和导线若干.
甲 乙 丙 丁
第1题图
第3题图
(1)图甲是他们设计的实验电路图,小刚根据电路图连接了如图乙的实验电路,小红检查时发现有一根导线连接错误,请你在连接错误的导线上打“×”,用笔画线代替导线正确连接(注意:导线不能交叉).
(2)改正错误后,他们将滑动变阻器阻值调到最大,电阻箱阻值调到5Ω,闭合开关,发现电压表如图乙所示,造成这一现象的原因可能是 (写出一条即可).
(3)排除故障后继续进行实验,得到第一次、第二次实验数据如表,接着他们将电阻箱阻值调到15Ω,闭合开关,接下来应该进行的操作是: ,此时电流表的示数如图丙所示,为 A.
实验序号
1
2
3
4
5
6
电阻R/Ω
5
10
15
20
25
30
电流I/A
0.6
0.3
0.15
0.12
0.1
(4)请根据表的实验数据在图戊中作出I-R图像.由图像可知,导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成 (选填“正比”或“反比”).
第3题图戊
(5)为了验证以上规律的可靠性,可以测量更多组数据,但电阻箱接入电路的阻值不得超过 Ω.
4.小厦在“探究通过导体中的电流与电阻的关系”实验中,所用电源电压恒为10V,所选定值电阻的阻值分别为20Ω、30Ω、40Ω、45Ω、50Ω.
第4题图
(1)请用笔画线代替导线将实物图(图甲)补充完整.(要求导线不交叉;当滑片向右移动时,滑动变阻器接入电路的阻值变大).
(2)连接电路时,开关应 ,滑动变阻器的滑片应置于图中最 端.
(3)闭合开关,电流表、电压表都无示数,调节滑动变阻器,两表示数均无变化;经检查电源、导线和开关都无问题,其原因可能是 .
(4)排除故障后,先接入20Ω的电阻,调节滑动变阻器的滑片至某一位置时,观察到电表指针位置如图乙,电流表示数为 A;保持滑片位置不变,断开开关,用45Ω的电阻代替20Ω的电阻,然后闭合开关,前后两次滑动变阻器的功率变化了 W,为控制定值电阻两端电压不变,应将滑动变阻器的阻值调为 Ω;
(5)将剩下的3个定值电阻分别接入电路中,进行实验并记录数据,在坐标系中描点并作出了I图线,如图丙所示,分析图像可以得出结论:电压一定时, .
(6)要完成本次实验,滑动变阻器至少 Ω.
二、测量定值电阻的阻值
1.实践小组的同学用伏安法做“测量定值电阻阻值”的实验,实验器材如图甲所示,其中电源电压恒定,的阻值约为10Ω,滑动变阻器的最大阻值为20Ω.
第1题图
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲中的电路连接完整,要求当滑动变阻器的滑片向左移动时,电路中电流变大.
(2)滑动变阻器除了保护电路外,还有 的作用.闭合开关后移动滑片,发现电流表有示数,电压表无示数,出现该现象的原因可能是 .
(3)排除故障后进行实验,某次测量时,电压表示数为2.2V,电流表示数如图乙所示,则此次测得的 的阻值为 Ω.小晋进行多次测量,得到该定值电阻的多个阻值,然后他应该 .
(4)实验结束后,小雯想不使用电压表,再测一次 的阻值.请你利用现有器材,在图丙虚线框中帮她设计一个可行的电路图.
2.在“用电流表和电压表测量电阻”的实验中,小明连接了如图甲所示的电路.
甲 乙 丙
第2题图
(1)小明在检查时发现有一根导线连接错误,请你在图甲中错误的导线上画“×”,再用笔画线代替导线将它改接到正确的位置上(要求导线不得交叉).
(2)正确改接后,闭合开关,小明发现电流表有示数,而电压表无示数,则电路中出现的故障可能是: .排除故障后继续实验,移动滑动变阻器的滑片,第2次实验时电流表示数如图乙所示,为 A.
(3)小明多次改变滑动变阻器的滑片进行实验,记录的数据如下表所示,则待测电阻的阻值Rx= Ω.
序号
U/V
I/A
RX/Ω
RX/Ω
1
0.8
0.2
2
1.2
3
1.6
0.4
4
1.9
0.5
(4)小华进行同样的实验时,发现电压表损坏,于是他又找来一个电阻箱和一个定值电阻R0连接了如图丙所示的电路,测量Rx阻值,请你帮他将如下实验步骤补充完整:
①开关S接a,调节电阻箱和滑动变阻器滑片P至适当位置,记下电流表的示数I和电阻箱的阻值RA;
②开关S接b,保持 不变,调节电阻箱,直到电流表示数为I,记下电阻箱的阻值RB;
③Rx阻值的表达式:Rx= (用测量量和已知量表示).
3.创新实验小组在进行用电流表和电压表测量定值电阻的阻值的实验,所用电源电压恒为3V.
甲 乙 丙
第3题图
(1)如图甲所示是他们连接的实验电路.该电路中有一根导线连接错误,请在接错的导线上画“×”并用笔画线代替导线画出正确的实物电路连接图.
(2)闭合开关后发现电压表示数为电源电压,电流表示数较大,此时电路中的故障可能是 .
(3)正确连接电路后闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,当电压表的示数为2.8V时,电流表的示数如图乙所示,则此次测量的电阻的阻值为 Ω,为了使电压表示数变小,应将滑片向 (选填“C”或“D”)端移动.
(4)请你设计一个记录实验数据的表格.
(5)实验时发现电流表损坏,实验小组的同学们经过讨论,利用一个电压表和阻值已知的电阻R₀测量电阻的阻值.选择了满足实验要求的器材,连接了如图丙所示实验电路,电源两端电压未知且不变.闭合开关S₁,断开开关S₂,电压表的示文为U₁;闭合开关S1和S₂,电压表的示数为U₂,则的表达式为: .
三、测量小灯泡的电阻
1.学校科技创新小组用伏安法测量小灯泡的电阻,电源电压为3V,待测小灯泡的额定电压为2.5V.
第1题图
(1)请用笔画线代替导线,完成图甲中实物电路的连接,要求:①滑片P向右移动时,电流表示数变小;②连线不能交叉.
(2)检查电路无误后,闭合开关,灯泡不亮,电压表有示数,电流表示数为零,出现这一现象的原因可能是 .
(3)通过移动滑动变阻器的滑片P,记录多组数据,并作出了如图丙所示的I﹣U图像,由图可知小灯泡正常发光时的电阻为 Ω.
(4)若实验室滑动变阻器有两种规格,则小明选择的滑动变阻器规格应 .
A.30Ω 5A B.10Ω 0.1A
(5)完成测量后小明认为还可以用上述器材探究“电流与电压关系”,小李认为用上述器材不能完成此探究,你认为小李判断的理由是 .
2.如图所示是小明“测定小灯泡正常发光时的灯丝电阻”的实验过程,其中电源电压为6V,小灯泡的正常发光的电压为2.5V.
甲 乙 丙
第2题图
(1)小明连接的实物电路如图甲所示,有一根导线连接错误,请你在连接错误的导线上打“×”,并补画出正确的连线.
(2)纠正电路错误后,应将滑片移至最 (选填“左”或“右”)端.
(3)闭合开关,发现小灯泡几乎不发光,且电流表和电压表指针偏转角度都很小,则小明的下一步操作应该是: .
(4)移动滑片,当小灯泡正常发光时,电流表示数如图乙所示,电压表示数为2.5V,电压表的示数如图乙所示,则小灯泡正常发光时的电阻是 Ω(保留两位小数).
(4)小明为实验设计了如下数据记录表格,你认为小明的设计合理吗,请说明理由 (选填“合理”或“不合理”)的观点正确,原因是: .
实验次数
电流I/A
电压U/V
电阻R/Ω
电阻的平均值R /Ω
1
2
3
4
(5)完成上述实验后,小明在缺少电压表的情况下,根据测量得到的小灯泡的额定电压和额定电流,设计出了一个测量未知定值电阻的电路,如图丁所示.请完成以下测量步骤及Rx的表达式:
①闭合开关S1,断开开关S2,调节滑动变阻器的滑片,使电流表示数为 ;
②闭合开关S2,断开开关S1,记下电流表示数为I;
③Rx= .
3.小张在“伏安法”测小灯泡电阻的实验中,连接了如图甲所示的实物图.
甲 乙 丙 丁
第3题图
(1)请用笔画线代替导线,完成图甲实物电路的连接.(要求:滑动变阻器的滑片P向右滑动时,灯变亮,连线不得交叉),电路连接无误后,闭合开关,发现灯泡不亮,电压表和电流表均有示数,接下来应进行的操作是 .测量过程中,某一次的电流表指针位置如图乙所示,则电流值为 A.
(2)小张记录多组测量数据,绘制出I-U图像如图丙中的A所示,并求出小灯泡电阻的平均值,你同意这种做法吗? _.说出你的理由 .
(3)另外一组同学用相同的器材和电路图也做这个实验时,由于接线错误,根据测量的数据绘出的I-U图像如图丙中的B所示.你认为错误的原因可能是 .
(4)实验结束后,在交流设计方案时,小组同学经过讨论,设计了如图丁所示的电路,请你在空格内将实验方案补充完整.(滑动变阻器的最大阻值为R0)
①闭合开关S, ,用电压表测出电源两端电压U;
②闭合开关S, ,用电压表测出待测电阻两端的电压U1;
③未知电阻Rx阻值的表达式为Rx= .
四、测量小灯泡的电功率
1.牛顿小组的同学在进行测量小灯泡额定功率的实验,实验选取了一个有“2.5V”字样的小灯泡,图甲是小明未完成连接的实验电路.
甲 乙
第1题图
(1)请你用笔画线代替导线,完成图甲中实验电路的连接.
(2)请指出小明在实验操作中存在的错误之处:① ;② .
(3)改正错误后继续实验,闭合开关,小明发现小灯泡不亮,电流表、电压表均有示数且较小,移动滑动变阻器的滑片,两电表示数都未发生变化,则电路中出现的故障可能是: .排除故障后,调节滑动变阻器的滑片,当电压表示数为2.5V时,电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 W.
(4)请你设计一个记录实验数据的表格.
2.物理实验课中,小伟测量额定电压为3.8V的小灯泡的额定功率,已知小灯泡正常发光时的阻值约为10Ω,滑动变阻器的规格是“10Ω 1A”,电源电压恒为 6V.
甲 乙
第2题图
(1)请在图甲中用笔画线代替导线,将实物连接图补充完整(要求导线不能交叉,滑片向右移动时,小灯泡变亮).
(2)闭合开关前,应该将滑动变阻器的滑片置于 (选填“A”或“B”)端.电路连接正确后,闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表、电压表都没有示数,经检查,两电表完好且导线接触良好,此故障的原因可能是 .
(3)故障排除后,调节滑片使电压表示数为 V,小灯泡正常发光,此时电流表指针位置如图乙所示,则小灯泡的额定功率是 W.
【拓展】小伟正准备拆除电路结束实验,同组的小红提出,在调节滑片使小灯泡正常发光的过程中,电压表的示数很难准确显示3.8V,可能因此造成较大的测量误差.她认为可以在小伟实验的基础上,对电路稍作改动,能提高测量数据的精确度.请你帮助小红补全测量步骤.
a.断开开关, ;
b.闭合开关, ,并读出此时电流表的示数;
c.计算小灯泡的额定功率.
3.在“测定小灯泡的电功率”的实验中,小华同学选用了如图甲所示的器材,其中电源电压为6V,小灯泡的额定电压为2.5V,灯丝电阻约为10Ω.
甲 乙 丙
第3题图
(1)请用笔画线代替导线,将图甲所示的实物电路连接完整,要求实验时向右移动滑片P,小灯泡亮度变暗,导线不允许交叉.
(2)小华同学闭合开关后,移动滑片,发现电压表的示数如图乙所示,其读数是 V;为了测量小灯泡的额定功率,此时应将滑动变阻器的滑片向 (选填“A”或“B”)端移动;根据实验测得的数据,绘制出小灯泡的电流随它两端电压变化的关系图像如图丙所示,分析图像可知,小灯泡的额定功率为 W.
(3)结合图丙的信息思考,能否利用连接好的图甲的电路来探究电流与电压的关系?说明理由 .
【拓展】小华继续实验,设计了图丁所示的四种测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率的电路.电路中有阻值已知的定值电阻、电压恒定但未知的电源、最大阻值未知的滑动变阻器,在不拆改电路的前提下,能够测出小灯泡额定功率的电路是 _.
参考答案
一、探究电流与电压、电阻的关系
1.(1)如答图所示 (2)定值电阻断路 (3)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 (4)不正确,灯丝的电阻随温度的升高而增大
(5)①0.4②2
【解析】(1)根据滑动变阻器需要与定值电阻串联,电压表要与定值电阻并联,故正确接法如图:(2)闭合开关S后,电流表无示数,说明电路故障为断路;电压表指针有明显偏转,说明电压表的正负接线柱与电源两极相连,因此电路故障为定值电阻断路;
(3)探究电流与电压的关系时,要保持电阻值不变,根据第一组数据知,R5Ω;分析得,电阻不变,电压增大为原来的几倍,电流就增大为原来的几倍,可得当导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比;
(4)“探究电流与电压的关系”的实验,根据控制变量法可知:应保持电阻的阻值不变,而灯丝的电阻随温度的升高而增大,所以不能用小灯泡代替定值电阻进行探究;
(5)①电流表接入0~0.6A量程,分度值为0.02A,故示数为0.4A;②定值电阻由10Ω替换5Ω,根据串联电路分压规律可知定值电阻两端电压增大,而实验需要控制定值电阻两端电压一定,故将滑动变阻器向右端移动,增大滑动变阻器接入电路的阻值,使滑动变阻器两端电压增大,定值电阻两端电压减小,才能满足实验要求;第一次实验中接入5Ω时,电流为0.4A,故需要保持定值电阻两端电压2V不变;
2.(1)如答图所示 (2)保护电路 改变电阻两端的电压 ((3)A(4)正 (5)B 20
【解析】(1)连接电路时,电流表串联在电路中,滑动变阻器的接线柱应该一上一下接入电路中,电路图如图所示:(2)在“探究电流与电压的关系”时,为得出普遍性的规律,要多次测量,故滑动变阻器除了保护电路外还有改变电阻两端的电压的作用;(3)闭合开关前滑动变阻器滑片应该在阻值最大处,所以滑片应置于A断;(4)分析图像可得结论:当导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端电压成正比;(6)由题意知电源电压为3V,电压表测量定值电阻两端的电压,当电压表示数为3V时,即电压表测量电源电压,此时滑动变阻器两端的电压为零,所以滑动变阻器的电阻为零,所以滑动变阻器的滑片P位于B端;由图象知,当电压表示数为1V时,通过电路的电流为0.1A,由串联电路特点和欧姆定律可得,滑动变阻器接入电路的电阻:R滑20Ω;
3.(1)如答图所示 (2)电压表的正负接线柱接反了 (3调节滑片向右移动,直到电压表的示数为3V 0.2 (4)如答图所示 反比 (5)50
4.(1)如答图所示 (2)断开 右 (3)滑动变阻器断路 (4)0.4 0.6 11.25
(5)导体的电流与电阻成反比 (6)200
【解析】(1)当滑片向右移动时,滑动变阻器接入电路的阻值变大,根据滑动变阻器一上一下的连接原则,应当将左下方接线柱接入电路,如答图所示;(2)为了保护电路,连接电路时,开关应断开,且滑动变阻器滑片应滑至阻值最大处,即最右端;(3)闭合开关,电流表、电压表都无示数,调节滑动变阻器,电流表无变化,说明电路存在断路,电压表无示数,经检查电源、导线和开关都无问题,说明可能是滑动变阻器断路;(4)图乙中,电流表使用的小量程,分度值为0.02A,示数为0.4A;此时定值电阻两端电压U定=IR=0.4A×20Ω=8V,滑动变阻器两端电压U滑=U﹣U定=10V﹣8V=2V,滑动变阻器连入电路的电阻R滑5Ω,此时滑动变阻器的功率P=U滑I=2V×0.4A=0.8W,保持滑片位置不变,断开开关,用45Ω的电阻代替20Ω的电阻,此时电路中电流I′0.2A,此时滑动变阻器的电功率P′=I′2R滑=(0.2A)2×5Ω=0.2W,前后两次滑动变阻器的功率变化:ΔP=P﹣P′=0.8W﹣0.2W=0.6W;为控制定值电阻两端的电压为8V不变,滑动变阻器两端的电压仍为2V,则电路中电流I″,滑动变阻器接入电路的电阻:R滑′11.25Ω;(5)由图丙可知,在电压一定时,导体中的电流与导体电阻的倒数成正比,因此进一步得出结论,在电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比;(6)定值电阻最大为50Ω,根据串联电路电压特点及分压原理可得,则,解得R滑max=200Ω,因此要完成本次实验,滑动变阻器至少200Ω.
二、测量定值电阻的阻值
1.(1)如答图所示 (2)改变定值电阻两端电压 定值电阻Rx短路 (3)10 将该定值电阻的多个阻值求平均值 (4)如答图所示
2.(1)如答图所示 (2)Rx短路 0.3 (3)3.95 (4)①②滑动变阻器滑片P的位置 ③RA-RB
3.(1)如答图所示 (2)滑动变阻器短路 (3)10 C (4)如答表所示
(5)
实验次数
Rx的电压U/V
通过Rx的电流I/A
Rx的阻值/Ω
Rx的平均阻值/Ω
1
2
3
三、测量小灯泡的电阻
1.(1)如答图所示 (2)小灯泡断路 (3)12.5 (4)A (5)探究电流与电压的关系,要控制电阻大小不变,而灯丝的电阻随温度的变化而变化
2.(1)如答图所示 (2)右 (3)移动滑动变阻器的滑片,观察小灯泡的发光情况
(4)不合理 小灯泡的电阻受温度影响较大,求平均值没有意义 (5)0.3A
3.(1)如答图所示 移动滑动变阻器滑片,观察小灯泡是否发光 (2)不同意 灯丝的电阻受温度的影响,不是一个定值,求灯丝电阻的平均值无意义 (3)电压表接在了滑动变阻器两端 (4)①将滑片移至A端 ②将滑片移至B端
四、测量小灯泡的电功率
1.(1)如答图所示 (2)①接电路时开关没有断开 ②滑动动变阻器的滑片没有移动到阻值最大处 (3)滑动变阻器的下边两个接线柱接入了电路 0.75 (4)如答表所示
实验次数
电压U/V
电流I/A
电功率P/W
小灯泡发光情况
1
2
3
2.(1)如答图所示 (2)A 滑动变阻器断路路 (3)3.8 1.4 【拓展】a.将电压表从小灯泡两端改接到滑动变阻器两端,且换接到~3V的量程 b. 调节滑片直至电压表的示数为2.2V
3.(1)如答图所示 (2)2.2 A (3)不能,灯丝电阻随温度的升高而增大 【拓展】D
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