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中考科學(xué)教師題庫(kù)物質(zhì)科學(xué)一(物理)5電與電路5.6伏安法測(cè)電阻的探究實(shí)驗(yàn)一、單選題1.某同學(xué)在只有電流表或電壓表的情況下想測(cè)量未知電阻Rx的阻值,其中電源電壓未知,定值電阻R0和滑動(dòng)變阻器R′的最大阻值均已知。如圖所示電路中,可以測(cè)出Rx阻值的是(
)A.
B.
C.
D.
【答案】C【解析】在串聯(lián)電路中,電壓與電阻成正比,即U1U2=R1R2,因此:在一個(gè)電阻已知,兩個(gè)電壓已知的情況下,可以計(jì)算出第二個(gè)電阻的阻值,據(jù)此分析判斷即可。
A.當(dāng)變阻器的滑片在最左端時(shí),電壓表的示數(shù)為零;當(dāng)滑片在最右端時(shí),電壓表的示數(shù)為變阻器的電壓U',因此無(wú)法測(cè)出二者串聯(lián)時(shí)Rx兩端的電壓,因此無(wú)法測(cè)出它的阻值,故A不合題意;
B.電壓表串聯(lián)在電路中,無(wú)論變阻器的滑片在什么位置,它的示數(shù)始終等于電源電壓,而無(wú)法測(cè)得Rx與R
'兩端的電壓,即無(wú)法計(jì)算Rx的值,故B不合題意;
C.當(dāng)開(kāi)關(guān)S和S1都閉合時(shí),Rx被短路,只有R0,記下這時(shí)電流表的示數(shù)為I0,那么電源電壓U總=U0=I0R0;當(dāng)S閉合,S1斷開(kāi)時(shí),二者串聯(lián),記下這時(shí)的電流為I總,那么Rx的阻值為:U0I02.下列四個(gè)圖中,電阻R0的阻值已知,電源電壓未知且保持不變,以下四個(gè)圖中不能測(cè)出Rx阻值的是(
)A.
B.
C.
D.
【答案】B【解析】根據(jù)公式R=UA.兩個(gè)電阻并聯(lián),那么Ux=U0;斷開(kāi)開(kāi)關(guān),記下電流表的示數(shù)I0,那么Ux=U0=I0R0;閉合開(kāi)關(guān),記下電流表的示數(shù)I總,那么通過(guò)Rx的電流為Ix=I總I0;最后根據(jù)Rx=UxIx計(jì)算即可,故A不合題意;
B.當(dāng)開(kāi)關(guān)S接1時(shí),電壓表測(cè)R0的電壓,此時(shí)電壓表上面的接線柱為“”;將開(kāi)關(guān)接2,此時(shí)電壓表的“”接線柱與電源正極相連,不能正常使用,故B符合題意;
C.首先根據(jù)U0=I1R1計(jì)算出R0兩端的電壓,然后根據(jù)Ux=U0計(jì)算出Rx兩端的電壓,最后根據(jù)Rx=UxIx=UxI2計(jì)算即可,故C不合題意;
D.開(kāi)關(guān)S2閉合,電壓表測(cè)R03.如圖是小科利用實(shí)驗(yàn)室常用儀器,設(shè)計(jì)測(cè)量未知電阻Rx阻值的四種電路,電源電壓恒定且未知,R0是已知阻值的定值電阻,滑動(dòng)變阻器R最大阻值未知,實(shí)驗(yàn)中只能閉合或斷開(kāi)開(kāi)關(guān)及移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片,其中能夠測(cè)量出Rx阻值的電路(
)A.
只有①
B.
只有②
C.
只有②③
D.
只有②③④【答案】D【解析】對(duì)各個(gè)電路圖進(jìn)行分析,通過(guò)開(kāi)關(guān)的組合,結(jié)合歐姆定律,確定是否能夠測(cè)量除Rx的阻值即可。
①:當(dāng)開(kāi)關(guān)S接1時(shí),電壓表測(cè)R0的電壓,此時(shí)電壓表上面的接線柱為“”接線柱;當(dāng)開(kāi)關(guān)S接2時(shí),電壓表測(cè)Rx的電壓,但是此時(shí)電壓表的上面接線柱卻與正極相連,接法錯(cuò)誤,不能測(cè)定Rx的阻值,故A錯(cuò)誤;
②:當(dāng)開(kāi)關(guān)S2閉合時(shí),R0被短路,此時(shí)電壓表測(cè)電源電壓U總;當(dāng)開(kāi)關(guān)S2斷開(kāi)時(shí),電壓表測(cè)Rx的電壓Ux。可根據(jù)U0=U總Ux計(jì)算出R0的電壓,再根據(jù)“串聯(lián)電路電壓與電阻成正比”計(jì)算出Rx的阻值,即UxU0=RxR0,故②可以測(cè)出Rx;
③:當(dāng)開(kāi)關(guān)S2閉合時(shí),R0被短路,只有Rx,記下電流表的示數(shù)Ix;根據(jù)U總=I總R總得到:U總=IxRx;
當(dāng)開(kāi)關(guān)S2斷開(kāi)時(shí),R0與Rx串聯(lián),,記下電流表的示數(shù)I總;根據(jù)U總=I總R總得到:U總=I總(Rx+R0)。兩個(gè)方程聯(lián)立可以計(jì)算出Rx的阻值,故③可以測(cè)出Rx;
④:當(dāng)開(kāi)關(guān)S接2時(shí),只有R0,記下電流表的示數(shù)I0;當(dāng)開(kāi)關(guān)S接1時(shí),只有Rx,記下電流表的示數(shù)Ix。
根據(jù)并聯(lián)電路U0=Ux得到:I0R0=IxR4.某同學(xué)在沒(méi)有電流表的情況下,利用電壓表和已知阻值的定值電阻R0,測(cè)量未知電阻Rx阻值,圖中不能實(shí)現(xiàn)測(cè)量Rx阻值的電路圖是(
)A.
B.
C.
D.
【答案】B【解析】如果沒(méi)有電流表,那么我們可以借助電壓表與一個(gè)阻值已知的定值電阻組合,從而計(jì)算出通過(guò)待測(cè)電阻的電流,從而完成電阻的測(cè)量,據(jù)此分析判斷即可。A.開(kāi)關(guān)S與1接觸,此時(shí)只有電阻Rx,電壓表的示數(shù)等于電源電壓,記為U總;開(kāi)關(guān)S與2接觸,兩個(gè)電阻串聯(lián),此時(shí)電壓表測(cè)Rx的電壓,記為Ux,那么此時(shí)R0兩端的電壓為U總Ux。根據(jù)串聯(lián)電流相等,得到:UxRx=U總?UxR0,從而計(jì)算出Rx的阻值,故A不合題意;
B.無(wú)論開(kāi)關(guān)S閉合還是斷開(kāi),電壓表始終測(cè)量總電壓,而無(wú)法得到其中一個(gè)電阻兩端的電壓,因此無(wú)法計(jì)算出Rx的值,故B符合題意;
C.開(kāi)關(guān)S與1接觸測(cè)總電壓,與2接觸測(cè)Rx的電壓,與A中原理相同,可計(jì)算出Rx的值,故C不合題意;
5.如圖所示,是小明測(cè)量未知電阻Rx的實(shí)驗(yàn)電路,電源電壓不變,其中R0為阻值已知的定值電阻。當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)S1和S2時(shí),電流表的示數(shù)為I1;當(dāng)只閉合開(kāi)關(guān)S1時(shí),電流表的示數(shù)為I2。則下列四個(gè)選項(xiàng)中,Rx的表達(dá)式正確的是(
)A.
Rx=I1R0I2
B.
Rx=I2R0I1
【答案】D【解析】在并聯(lián)電路中,電流與電阻成反比,即I1當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)S1和S2時(shí),兩個(gè)電阻并聯(lián),電流表測(cè)通過(guò)干路的電流,示數(shù)為I1;
當(dāng)只閉合開(kāi)關(guān)S1時(shí),電流表測(cè)通過(guò)R2的電流,示數(shù)為I2。
那么通過(guò)Rx的電流為:Ix=I1I2;
根據(jù)公式I1I2=R2R1得到:IxI06.如圖甲所示,將一電源和一未知電阻Rx串聯(lián)后置于箱內(nèi),只將A.B兩個(gè)接線柱留在外面。為了測(cè)出Rx和電源電壓的值,在箱外接入一段電路加以測(cè)試,其中Ro為阻值已知的定值電阻,設(shè)電源電壓不變,圖乙設(shè)計(jì)中能達(dá)到目的只有(
)A.
①③
B.
①③④
C.
①④
D.
②③④【答案】B【解析】分析各個(gè)連接方式中電路的串并聯(lián)關(guān)系以及電表測(cè)量的物理量,結(jié)合歐姆定律判斷是否能夠測(cè)量出Rx的值即可。①當(dāng)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí),電阻R0與Rx串聯(lián),測(cè)出此時(shí)的電流I1,開(kāi)關(guān)閉合時(shí),電阻R0被短路,電路中只有Rx,測(cè)出此時(shí)的電流為I2,則:I1(R0+Rx)=I2Rx,可解得Rx的值,根據(jù)U=I2Rx可求得電源電壓,故①符合題意;②開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí),電流表和電壓表的示數(shù)均為零,開(kāi)關(guān)閉合時(shí),讀出電流表和電壓表的示數(shù),只能得知R0兩端的電壓和電路中的電流,無(wú)法得知電源電壓和Rx的值,故②不合題意;③開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí),電壓表相當(dāng)于串聯(lián)在電路中,讀出此時(shí)的示數(shù)U1,此時(shí)示數(shù)等于電源電壓;將開(kāi)關(guān)閉合,此時(shí)R0與Rx串聯(lián),讀出電壓表的示數(shù)U2,可根據(jù)I=U2R0計(jì)算出電路中的電流,Rx兩端的電壓Ux=U1?U④開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí),電壓表串聯(lián)在電路中,示數(shù)等于電源電壓;開(kāi)關(guān)閉合時(shí),R0被短路,讀出電流表的示數(shù),根據(jù)R=UI計(jì)算出Rx的值,故④符合題意。由此分析可知①③④能達(dá)到目的。
故選B。二、填空題7.測(cè)電阻有電流表“外接法”(如下圖a)和電流表“內(nèi)接法”(如下圖b)兩種選擇,兩種電路測(cè)量電阻都有誤差。
(1)當(dāng)用電流表外接法時(shí),電壓表測(cè)量值U等于待測(cè)電阻兩端電壓的真實(shí)值,電流表測(cè)量值I實(shí)際上是通過(guò)待測(cè)電阻中的電流和通過(guò)電壓表(電壓表是一個(gè)可顯示其兩端電壓的阻值很大的電阻)的電流之和,這樣電流表測(cè)量值I大于待測(cè)電阻中的真實(shí)電流。根據(jù)R=U/I可知,當(dāng)用電流表外接法時(shí),待測(cè)電阻測(cè)量值R________待測(cè)電阻真實(shí)值(填“大于”“小于”或“等于”)。根據(jù)上面的分析可知:當(dāng)用電流表外接法時(shí),待測(cè)電阻阻值越小,實(shí)驗(yàn)誤差________(填“越小”或“越大”)。(2)當(dāng)用電流表內(nèi)接法時(shí),電流表測(cè)量值I等于通過(guò)待測(cè)電阻的電流真實(shí)值,而電壓表測(cè)量值實(shí)際上是待測(cè)電阻兩端的電壓和電流表(電流表是一個(gè)可顯示通過(guò)自身電流的電阻)兩端的電壓之和,這樣電壓表測(cè)量值U大于待測(cè)電阻兩端的真實(shí)電壓。根據(jù)R=U/I可知,當(dāng)用電流表內(nèi)接法時(shí),待測(cè)電阻測(cè)量值R________待測(cè)電阻真實(shí)值(填“大于”“小于”或“等于”)。根據(jù)上面的分析可知:當(dāng)用電流表內(nèi)接法時(shí),待測(cè)電阻阻值越大,實(shí)驗(yàn)誤差________(填“越小或“越大”)。
【答案】(1)小于;越小
(2)大于;越小【解析】(1)根據(jù)公式R=UI可知,當(dāng)電壓相同時(shí),電流越大,電阻越?。浑娏鞅頊y(cè)的是電壓表和電阻的電流之和,電阻越小,通過(guò)電阻的電流越大,總電流與電阻電流相差越小,電壓表對(duì)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的誤差就越??;
(2)根據(jù)公式(1)當(dāng)用電流表外接法時(shí),待測(cè)電阻測(cè)量值R小于待測(cè)電阻真實(shí)值,根據(jù)上面的分析可知:當(dāng)用電流表外接法時(shí),待測(cè)電阻阻值越小,實(shí)驗(yàn)誤差越??;
(2)當(dāng)用電流表內(nèi)接法時(shí),待測(cè)電阻測(cè)量值R大于待測(cè)電阻真實(shí)值,根據(jù)上面的分析可知:當(dāng)用電流表內(nèi)接法時(shí),待測(cè)電阻阻值越大,實(shí)驗(yàn)誤差越小。8.小明為測(cè)量小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻(阻值約為10Ω),設(shè)計(jì)了如圖所示的電路圖。已知電源電壓為6V,燈泡的額定電壓為3.8V,滑動(dòng)變阻器標(biāo)有“20Ω1A”字樣。(1)若電壓表0~15V的量程損壞,為完成實(shí)驗(yàn),請(qǐng)你使用原有器材重新設(shè)計(jì)一個(gè)串聯(lián)電路,并將設(shè)計(jì)的電路圖畫(huà)在虛線框內(nèi)。(2)根據(jù)你的設(shè)計(jì)重新連接電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。閉合開(kāi)關(guān),移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片使電壓表示數(shù)為_(kāi)_______V,小燈泡正常發(fā)光,此時(shí)電流表的示數(shù)為0.4A,則小燈泡的電阻是________Ω?!敬鸢浮浚?)解:如圖所示:
(2)2.2;9.5【解析】(1)燈泡與變阻器串聯(lián),當(dāng)燈泡電壓為3.8V時(shí),變阻器兩端的電壓U變=U總UL=6V3.8V=2.2V。如果將電壓表與變阻器并聯(lián),那么當(dāng)電壓表的示數(shù)為2.2V時(shí),燈泡恰好正常發(fā)光。
(2)根據(jù)(1)中的分析確定電壓表的示數(shù)。根據(jù)RL=ULIL計(jì)算燈泡的電阻。
(1)當(dāng)燈泡的電壓為3.8V時(shí),變阻器的電壓為2.2V<3V,可以使用0~3V的量程,因此將電壓表與變阻器并聯(lián)即可,如下圖所示:
(2)閉合開(kāi)關(guān),移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片使電壓表示數(shù)為2.2V,小燈泡正常發(fā)光,
三、實(shí)驗(yàn)探究題9.
如圖1所示,電源電壓為6V,圖甲為伏安法測(cè)電阻的電路圖;圖乙為連接不完整的實(shí)物圖.(1)對(duì)照電路圖甲,用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線將圖乙中未連接部分連接起來(lái).(2)如果實(shí)驗(yàn)操作中出現(xiàn):電流表有示數(shù),電壓表示數(shù)為0的現(xiàn)象,其故障可能是(
)A.電流表的正、負(fù)接線柱接反
B.電壓表的量程選小了
C.電阻Rx發(fā)生了短路
D.把滑動(dòng)變阻器下端兩接線柱連入電路(3)電路連接正確后,閉合開(kāi)關(guān),若將滑片P向左移動(dòng)時(shí),電壓表示數(shù)________
(選填“變大”、“變小”或“不變”).(4)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,電流表和電壓表的示數(shù)如圖2所示,此時(shí)測(cè)得的Rx=________
Ω.(5)此實(shí)驗(yàn)要多次測(cè)量電阻值,最后求電阻值的平均值,其目的是________
.【答案】(1)
解:電源電壓為6V,所以電壓表選大量程,且與電阻并聯(lián),滑動(dòng)變阻器按一上一下的原則串聯(lián)在電路中;如圖所示.
(2)C
(3)變大
(4)5
(5)減小誤差【解析】解:(1)電源電壓為6V,所以電壓表選大量程,且與電阻并聯(lián),滑動(dòng)變阻器按一上一下的原則串聯(lián)在電路中;如圖所示.(2)電流表有示數(shù),說(shuō)明電路是通路,電壓表示數(shù)為0,說(shuō)明電壓表并聯(lián)的部分發(fā)生了短路,所以只有選項(xiàng)C電阻Rx發(fā)生了短路符合題意.(3)電路連接正確后,閉合開(kāi)關(guān),若將滑片P向左移動(dòng)時(shí),接入電路的電阻變小,所以分壓變小,則定值電阻兩端的電壓變大,電壓表示數(shù)變大;(4)圖中電流表的量程為0~0.6A,分度值為0.02A,示數(shù)為0.5A;電壓表的量程為0~15V,分度值為0.5V,示數(shù)為2.5V.由歐姆定律I=UR電阻Rx=UI=2.5V(5)該實(shí)驗(yàn)裝置,進(jìn)行多次測(cè)量,求出多組電壓與電流值,由歐姆定律求出電阻值,然后求平均值,可以減小誤差.(1)根據(jù)電源的電壓確定電壓表的量程且與被測(cè)電阻并聯(lián),滑動(dòng)變阻器按一上一下的原則串聯(lián)在電路中;(2)電路的故障有兩種:斷路或短路,根據(jù)電壓表和電流表的示數(shù)可做出判斷;(3)滑片左移,電阻變小,分壓變小,則電壓表的示數(shù)會(huì)變大;(4)讀出電壓表和電流表的示數(shù),根據(jù)歐姆定律的變形公式計(jì)算電阻的大??;(5)在測(cè)量性實(shí)驗(yàn)中,要多次測(cè)量電阻值,最后求電阻值的平均值,這樣可減小誤差.10.實(shí)際的電源都有一定的電阻,如干電池,我們需要用它的電壓V和電阻r兩個(gè)物理量來(lái)描述它。實(shí)際計(jì)算過(guò)程中,可以把它看成是由一個(gè)電壓為U、電阻為0的理想電源與一個(gè)電阻值為r的電阻串聯(lián)而成,如圖甲所示。實(shí)驗(yàn)室有一電源,電源電壓約為3V、電阻不到1Ω。為了測(cè)量該電源的電壓和電阻,現(xiàn)有兩個(gè)電阻R1=15Ω,R2=5Ω,一量程為0.3A的電流表,并設(shè)計(jì)了如下的兩種測(cè)量電路:乙和丙。(1)請(qǐng)選擇可行的測(cè)量電路________(選填“乙”或“丙”),理由是________。(2)簡(jiǎn)要敘述兩個(gè)實(shí)驗(yàn)步驟:①________;②________。(3)根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)(用相應(yīng)字母表示)和已知量,得到電源電壓U=________,電源內(nèi)阻r=________。(計(jì)算結(jié)果不用帶單位)【答案】(1)丙;若選擇乙圖電路中的電流會(huì)超過(guò)電流表的量程
(2)閉合開(kāi)關(guān)S1、S2,讀出電流表示數(shù)為I1;閉合開(kāi)關(guān)S1,斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S2讀出電流表示數(shù)為l2
(3)5I1I【解析】(1)由乙電路圖可知,當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)S2時(shí),R2與電源的內(nèi)阻r串聯(lián),根據(jù)電阻的串聯(lián)特點(diǎn)和歐姆定律求出此時(shí)電路中的電流會(huì)大于電流表的量程,證明此方案不可行;
(2)由丙電路圖可知,當(dāng)只閉合開(kāi)關(guān)S1時(shí),r、R1、R2串聯(lián),電流表測(cè)電路中的電流;在閉合開(kāi)關(guān)S2時(shí),R2被短路,電路為R1、r串聯(lián),電流表測(cè)電路中的電流,根據(jù)串聯(lián)電路的電阻特點(diǎn)和歐姆定律分別表示出電源的電壓,解等式即可求出電源的電壓和內(nèi)阻的阻值,并據(jù)此設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟。
(3)根據(jù)(2)中的分析列出方程組求解即可。
(1)若選乙電路圖,當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)S2時(shí),R2與電源的內(nèi)阻r串聯(lián),
電路中的電流I=UR2+r=3V5Ω+1Ω=0.5A>0.3A;
所以此方案不可行,故可行的測(cè)量電路為丙。
(2)實(shí)驗(yàn)步驟:
①閉合開(kāi)關(guān)S1、S2,讀出電流表示數(shù)為I1;
②閉合開(kāi)關(guān)S1,斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S2,讀出電流表示數(shù)為I2。
(3)因電源的電壓不變,
閉合開(kāi)關(guān)S1、S2,讀出電流表示數(shù)為I1;
得到:U=I1(R1+r)
①
閉合開(kāi)關(guān)S1,斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S2讀出電流表示數(shù)為I2。
U=I2(R1+R211.
問(wèn)題解決﹣﹣測(cè)量電阻:小雨想要知道未知電阻RX的阻值,現(xiàn)有一個(gè)電壓恒定的電源(電壓值未知)、一個(gè)單刀雙擲開(kāi)關(guān)、一個(gè)量程較小的電流表、兩個(gè)阻值分別為R1和R2的定值電阻與若干導(dǎo)線,其中R1和R2的阻值都較小,均不能單獨(dú)與電流表串聯(lián)在電源兩端,否則會(huì)損壞電流表.(1)請(qǐng)?jiān)诜娇騼?nèi)畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖(電路連接好后實(shí)驗(yàn)中不能拆卸),并完成測(cè)量步驟:①按照電路圖連接實(shí)物電路;②________
.(2)推導(dǎo)出測(cè)量電阻RX的數(shù)學(xué)表達(dá)式.【答案】(1)將單刀雙擲開(kāi)關(guān)撥至a處,電流表示數(shù)為I1;撥至b處,電流表示數(shù)為I2;
(2)解:推導(dǎo)出測(cè)量電阻RX的數(shù)學(xué)表達(dá)式:開(kāi)關(guān)撥至a處,電流表示數(shù)為I1,由歐姆定律則有:U=I1(R1+RX)同理,開(kāi)關(guān)撥至b處,電流表示數(shù)為I2,則有:U=I2(R2+RX)電源電壓恒定,所以I1(R1+RX)=I2(R2+RX),解得:RX=I2【解析】解:1.實(shí)驗(yàn)電路圖:測(cè)量步驟:①按照電路圖連接實(shí)物電路;②將單刀雙擲開(kāi)關(guān)撥至a處,電流表示數(shù)為I1;撥至b處,電流表示數(shù)為I2.只有電流表沒(méi)有電壓表,且兩已知電阻又不能單獨(dú)與電流表接在電源上,所以可以將兩已知電阻分別與RX串聯(lián),測(cè)出電流,根據(jù)電路特點(diǎn)和歐姆定律,由電源電壓不變列式求出的RX阻值.12.科學(xué)興趣小組的同學(xué)利用學(xué)過(guò)的知識(shí),測(cè)量定值電阻Rx的阻值。(1)同學(xué)們利用電路甲測(cè)量Rx的阻值,測(cè)量數(shù)據(jù)和結(jié)果如下表一:表一實(shí)驗(yàn)次數(shù)電壓U(伏)電流I(毫安)電阻R(歐)12.02.3087022.52.9086234.04.70851根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)可求得該電阻的阻值是________。(2)同學(xué)們發(fā)現(xiàn)該電阻的標(biāo)定阻值為1000歐、為什么測(cè)量值與標(biāo)定值之間有較大偏差?他們查資料尋找原因,發(fā)現(xiàn)平時(shí)認(rèn)為電阻為零的電流表和電阻無(wú)窮大的電壓表實(shí)際上都有一定的內(nèi)阻,只是電壓表的內(nèi)阻比較大,電流表的內(nèi)阻比較小,但都會(huì)對(duì)測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生影響。然后,同學(xué)們找來(lái)他們使用的電流表和電壓表的說(shuō)明書(shū),說(shuō)明書(shū)顯示:電壓表:量程0~6伏,內(nèi)阻6000歐電流表:量程0~10毫安,內(nèi)阻40歐根據(jù)這些信息,可判斷甲電路中由于________(“電流表”或“電壓表”)內(nèi)阻的影響,使測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生較大偏差。(3)小組同學(xué)經(jīng)過(guò)思考,改成電路乙進(jìn)行實(shí)驗(yàn),測(cè)量數(shù)據(jù)和結(jié)果如下表二:表二實(shí)驗(yàn)次數(shù)電壓U(伏)電流I(毫安)電阻R(歐)12.51.92104222.52.45102034.03.751067比較兩次測(cè)量結(jié)果,同學(xué)們做出了以下分析,你認(rèn)為正確的是
。A.測(cè)量該定值電阻選擇電路乙更合適
B.用電壓表和電流表測(cè)量得到的電阻阻值都會(huì)偏大或偏小
C.選擇合適的電路,測(cè)得的電阻值偏差會(huì)減小,更接近真實(shí)值(4)拓展應(yīng)用:根據(jù)以上的探究,如果需要測(cè)量阻值約20歐小阻值電阻時(shí),選用了合適量程的電壓表和電流表后,為了使測(cè)量結(jié)果更精確,應(yīng)選擇甲和乙中的哪一電路?并說(shuō)明理由。________
【答案】(1)861歐
(2)電壓表
(3)A,B,C
(4)甲。因?yàn)?0歐是小電阻,電壓表內(nèi)阻大,直接并聯(lián)后電壓表分流作用小,電流表測(cè)量偏差小,電阻測(cè)量值偏差小?!窘馕觥浚?)在測(cè)量定值電阻的阻值時(shí),可以使用多次測(cè)量求平均值的方法減小實(shí)驗(yàn)誤差,即:R=R1+R2+R33;
(2)甲圖中,電壓表與電阻并聯(lián),那么電流表測(cè)得的值就是通過(guò)電壓表和電阻的電流之和,即測(cè)得的電流偏大,根據(jù)歐姆定律分析計(jì)算出阻值的變化;
(3)根據(jù)(1)中相同的辦法計(jì)算出電阻的阻值,哪次誤差小,哪個(gè)實(shí)驗(yàn)方案就更合適,據(jù)此選擇;
(4)被測(cè)的電阻越小,通過(guò)的電流越大,圖甲中電流表的示數(shù)與電阻實(shí)際電流相差越小,計(jì)算出的電阻誤差也越大;被測(cè)的電阻越大,它兩端的電壓越大,圖乙中電壓表的示數(shù)與實(shí)際電壓相差越小,計(jì)算出的電阻誤差越小。
(1)該電阻的阻值為:R=R1+R2+R313.小明想利用實(shí)驗(yàn)室所提供的器材測(cè)量未知電阻Rx的阻值,實(shí)驗(yàn)室提供的器材有:電源(電壓、未知)、一只電流表、一只電壓表、開(kāi)關(guān)S1、S2各一個(gè),以及有三只電阻:滑動(dòng)變阻器R、阻值已知的電阻器R0、待測(cè)電阻Rx,導(dǎo)線若干。(1)按如圖甲所示的電路進(jìn)行測(cè)量,請(qǐng)用筆畫(huà)代替導(dǎo)線按照?qǐng)D甲在圖乙的實(shí)物圖中連線。(2)小明認(rèn)為不用電壓表,并利用阻值已知的電阻器R0,也可以設(shè)計(jì)另外一種測(cè)量未知電阻Rx的方案,請(qǐng)你幫他完成以下問(wèn)題:①畫(huà)出該實(shí)驗(yàn)方案的電路圖________;②簡(jiǎn)述實(shí)驗(yàn)的主要步驟:________。③寫(xiě)出該實(shí)驗(yàn)方案Rx的表達(dá)式(用已知量和測(cè)得量表示)________。【答案】(1)
(2);閉合開(kāi)關(guān)S2,斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S1,讀出電流表的讀數(shù)I1;閉合開(kāi)關(guān)S1,斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S2,讀出電流表的讀數(shù)I2;I1R0【解析】(1)根據(jù)電路圖連接實(shí)物圖時(shí),要保持電器元件的串并聯(lián)關(guān)系和先后順序一致,據(jù)此完成實(shí)物圖的連接即可。
(2)在并聯(lián)電路中,電流與電阻成反比,即Ix(1)根據(jù)電路圖可知,電流從正極出發(fā),依次經(jīng)過(guò)定值電阻Rx、變阻器、電流表、開(kāi)關(guān)回到電源負(fù)極。電壓表與Rx并聯(lián),變阻器使用的是滑片左邊的部分,因此它必須接左下角的接線柱,如下圖所示:
(2)①R0與Rx并聯(lián),各有一個(gè)開(kāi)關(guān)與它們串聯(lián),電流表在干路上,
實(shí)驗(yàn)方案的電路圖:。
②實(shí)驗(yàn)步驟為:閉合開(kāi)關(guān)S2,斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S1,讀出電流表的讀數(shù)I1;閉合開(kāi)關(guān)S1,斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S2,讀出電流表的讀數(shù)I2;
③根據(jù)公式IxI0=R0Rx的點(diǎn):14.科學(xué)興趣小組的同學(xué)利用學(xué)過(guò)的知識(shí),測(cè)量定值電阻Rx的阻值。(1)同學(xué)們利用電路甲測(cè)量Rx的阻值,測(cè)量數(shù)據(jù)和結(jié)果如表一:表一實(shí)驗(yàn)次數(shù)電壓U(V)電流I(mA)電阻R(Ω)12.02.3087022.52.9086234.04.70851根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)可求得該電阻的阻值是________。(2)同學(xué)們發(fā)現(xiàn)該電阻的標(biāo)定阻值為1000Ω,為什么測(cè)量值與標(biāo)定值之間有較大偏差?他們查資料尋找原因,發(fā)現(xiàn)平時(shí)認(rèn)為電阻為零的電流表和電阻無(wú)窮大的電壓表實(shí)際上都有一定的內(nèi)阻。只是電壓表的內(nèi)阻比較大,電流表的內(nèi)阻比較小,但都會(huì)對(duì)測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生影響。然后,同學(xué)們找來(lái)他們使用的電流表和電壓表的說(shuō)明書(shū),說(shuō)明書(shū)顯示:電壓表:量程0~6V,內(nèi)阻6000Ω電流表:量程0~10mA,內(nèi)阻40Ω根據(jù)這些信息,可判斷甲電路中由于________(選填“電流表”或“電壓表”)內(nèi)阻的影響,使測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生較大偏差。(3)小組同學(xué)經(jīng)過(guò)思考,改成電路乙進(jìn)行實(shí)驗(yàn),測(cè)量數(shù)據(jù)和結(jié)果如表二:表二實(shí)驗(yàn)次數(shù)電壓U(V)電流I(mA)電阻R(Ω)12.01.92104222.52.45102034.03.751067比較兩次測(cè)量結(jié)果,同學(xué)們做出了以下分析,你認(rèn)為正確的是____。A.測(cè)量該定值電阻選擇電路乙更合適
B.用電壓表和電流表測(cè)量得到的電阻阻值都會(huì)偏大或偏小
C.選擇合適的電路,測(cè)得的電阻值偏差會(huì)減小,更接近真實(shí)值(4)拓展應(yīng)用:根據(jù)以上的探究,如果需要測(cè)量阻值約20Ω的小阻值電阻時(shí),選用了合適量程的電壓表和電流表后,為了使測(cè)量結(jié)果更精確,應(yīng)選擇甲和乙中的哪一電路?并說(shuō)明理由。【答案】(1)861Ω
(2)電壓表
(3)A,B,C
(4)(4)甲。因?yàn)?0Ω是小電阻,電壓表內(nèi)阻大,直接并聯(lián)后電壓表分流作用小,電流表測(cè)量偏差小,電阻測(cè)量值偏差小?!窘馕觥浚?)為了減少測(cè)量誤差,將三個(gè)電阻值相加,然后求出它們的平均數(shù)即可;
(2)電壓表直接并聯(lián)在定值電阻兩端,測(cè)量的是電阻兩端的真實(shí)電壓,電流表測(cè)干路中的電流。由于電壓表的阻值與定值電阻阻值差不多大,造成干路電流明顯大于通過(guò)定值電阻的電流。因此甲電路中由于電壓表內(nèi)阻的影響,使得測(cè)量結(jié)果小于真實(shí)值,因此甲適用與電阻比較小的情形。
如果被測(cè)電阻較大,那么電流表與它串聯(lián)時(shí),電流表的電阻對(duì)總電阻的影響非常小,此時(shí)待測(cè)電阻和電流表的總電壓和待測(cè)電阻的電壓幾乎相同,此時(shí)對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響非常小,此時(shí)圖乙適用電阻比較大的情形。
(3)①③根據(jù)上面得到的結(jié)論分析判斷;
②根據(jù)電壓表和電流表對(duì)測(cè)量電阻的影響判斷。
(4)根據(jù)(2)中的分析判斷。(1)該電阻的阻值:R=870Ω+862Ω+851Ω3=864Ω。
(2)根據(jù)這些信息可知,該電阻的阻值與電壓表的阻值比較接近,因此電壓表的電流會(huì)對(duì)通過(guò)定值電阻的電流產(chǎn)生較大影響,由此判斷甲電路中由于電壓表內(nèi)阻的影響,使測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生較大偏差。
(3)A.該電阻的阻值為864Ω,與電壓表的電阻接近,因此甲方法不合適;由于它的電阻遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于電流表的電阻,所以適用乙方法合適,故A正確;
15.小黃同學(xué)用伏安法測(cè)電阻,圖甲是他未連完的電路。(1)請(qǐng)你用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線,完成電路連接,使滑動(dòng)變阻器滑片向左移動(dòng)時(shí),電流表示數(shù)增大。(2)連接好實(shí)物圖后,小黃通過(guò)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片,測(cè)出通過(guò)電阻R的不同電流和對(duì)應(yīng)的電壓值,如表中所示。U(V)1.51.92.6I(A)0.340.440.54小川同學(xué)指著小黃實(shí)驗(yàn)完成后剛拆下的電流表(如圖乙),指出了他操作中的錯(cuò)誤是________。修正這項(xiàng)錯(cuò)誤,最后小黃測(cè)出的R的阻值應(yīng)為_(kāi)_______Ω(保留2位小數(shù))。(3)小川在做這個(gè)實(shí)驗(yàn)時(shí),閉合開(kāi)關(guān),剛開(kāi)始移動(dòng)滑片時(shí),電流表和電壓表均無(wú)示數(shù)。但移動(dòng)一段距離后,電流表和電壓表出現(xiàn)了正常的偏轉(zhuǎn),則電路發(fā)生故障的可能是____。A.短路
B.斷路
C.小燈泡斷路
D.滑動(dòng)變阻器某段發(fā)生斷路【答案】(1)解:如圖所示:
(2)電流表未調(diào)零;4.98
(3)D【解析】(1)滑動(dòng)變阻器接線時(shí)注意“一上一下”,根據(jù)題目的要求判斷變阻器的下面所接的接線柱即可;電壓表應(yīng)該與待測(cè)電阻并聯(lián),據(jù)此將電壓表的接線補(bǔ)充完整。
(2)電流表和電壓表在使用之前,都要對(duì)指針進(jìn)行調(diào)零,根據(jù)乙圖確定小黃實(shí)驗(yàn)的錯(cuò)誤。根據(jù)乙圖讀出沒(méi)有接入電路時(shí)電流表的示數(shù),然后用表格中的電流分別減去這個(gè)值得的真正的電流值,再分別計(jì)算出電阻,最后求出電阻的平均值即可。
(3)對(duì)各個(gè)選項(xiàng)中的故障進(jìn)行分析,推測(cè)可能出現(xiàn)的現(xiàn)象,哪個(gè)與題目描述一致,哪個(gè)就是正確選項(xiàng)。
(1)根據(jù)甲圖可知,
①電壓表應(yīng)該與待測(cè)電阻并聯(lián),它的“”接線柱已經(jīng)與電阻左端的接線柱相連,只要將“3”接線柱與電阻右端的接線柱相連即可;
②變阻器應(yīng)該與電阻串聯(lián),由于上面的接線柱已經(jīng)接好,因此只從下面選一個(gè)接線柱與電阻右端相連即可?;瑒?dòng)變阻器滑片向左移動(dòng)時(shí),電流表示數(shù)增大,那么變阻器的阻值減小,因此變阻器使用的滑片左邊的部分,即選擇左下角的接線柱,如下圖所示:
(2)根據(jù)乙圖可知,電流表的指針沒(méi)有指零,因此小黃實(shí)驗(yàn)的錯(cuò)誤為:電流表未調(diào)零。
電流表上的示數(shù)為0.04A,那么表格中三個(gè)電流值分別為0.3A、0.4A和0.5A;
那么三個(gè)電阻值分別為:R1=U1I1=1.5V0.3A=5Ω;
R2=U2I2=1.5V0.4A=4.75Ω;16.為測(cè)量小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻值。小博利用額定電壓為2.5伏的小燈泡電壓為6伏的電源、規(guī)格分別為“20歐1安”、“10歐1.5安”的滑動(dòng)變阻器R1、R2等器材連接電路(如圖甲),實(shí)驗(yàn)步驟如下:①閉合開(kāi)關(guān)S、S1,移動(dòng)R1的滑片至電壓表示數(shù)為2.5伏,此時(shí)電流表示數(shù)如圖乙所示。②斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S1,
,并記錄此時(shí)電壓表和電流表的示數(shù)。③接著保持R2的滑片位置不動(dòng),多次移動(dòng)R1的滑片,記錄多組對(duì)應(yīng)的電壓和電流值,求出(R2對(duì)應(yīng)的電阻值,并取平均值,即為燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻。(1)圖乙中電流表的示數(shù)為_(kāi)_______安。(2)請(qǐng)將小博實(shí)驗(yàn)步驟②中的操作內(nèi)容補(bǔ)充完整。________。(3)小博根據(jù)獲得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制出R2的UI關(guān)系圖像,如圖丙.但小雅仔細(xì)分析實(shí)驗(yàn)后,認(rèn)為小博所作的圖像中有不合理的地方,請(qǐng)指出一點(diǎn)并說(shuō)明理由。________?!敬鸢浮浚?)0.5
(2)閉合開(kāi)關(guān)S2,移動(dòng)滑動(dòng)變阻器R2的滑片至電壓表示數(shù)為2.5V
(3)①電流表選用量程為0~0.6A,0.6A之后的數(shù)據(jù)無(wú)法測(cè)得;②由圖像可得,R2的滑片位置保持不變后,其連入的阻值為5歐,而R1最大阻值為20歐,U總=6V,根據(jù)串聯(lián)分壓U1:U2=R1:R2=1:4,R2兩端的最小電壓為1.2V,所以比1.2V小的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)無(wú)法測(cè)得?!窘馕觥浚?)根據(jù)乙圖確定電流表的量程和分度值,然后根據(jù)指針位置讀出示數(shù);
(2)在串聯(lián)電路中,電壓與電阻成正比。當(dāng)燈泡與變阻器R1串聯(lián),變阻器R2與R1串聯(lián)時(shí),如果電壓表的示數(shù)相同,那么燈泡與變阻器R2的阻值相同,據(jù)此確定步驟②;
(3)根據(jù)電流表的量程確定電流的變化范圍;根據(jù)串聯(lián)電路電壓與電阻成正比計(jì)算出R2的最小電壓,然后進(jìn)行判斷。
(1)根據(jù)乙圖可知,電流表選擇量程0~0.6A,分度值為0.02A,那么示數(shù)為0.5A。
(2)小博實(shí)驗(yàn)步驟②中的操作內(nèi)容:閉合開(kāi)關(guān)S2,移動(dòng)滑動(dòng)變阻器R2的滑片至電壓表示數(shù)為2.5V。
(3)小博的圖像不合理的地方:
①①電流表選用量程為0~0.6A,0.6A之后的數(shù)據(jù)無(wú)法測(cè)得;
②由圖像可得,R2的滑片位置保持不變后,其連入的阻值為5歐,而R1最大阻值為20歐,U總=6V,根據(jù)串聯(lián)分壓U1:U2=R1:R2=1:4,R2兩端的最小電壓為1.2V,所以比1.2V小的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)無(wú)法測(cè)得。
17.
圖甲是用伏安法測(cè)未知電阻R的實(shí)驗(yàn)圖.(1)請(qǐng)用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線,將圖甲中實(shí)物電路連接完整.(2)閉合開(kāi)關(guān),將滑片P向左滑動(dòng)時(shí),此時(shí)電壓表示數(shù)為2.4V,電流表示數(shù)如圖乙所示,其讀數(shù)為I=________
A,則未知電阻R=________
Ω.(3)實(shí)驗(yàn)中只有一個(gè)電壓表和一個(gè)已知電阻R0,小明設(shè)計(jì)了如圖丙所示的電路,同樣可以測(cè)量未知電阻Rx,請(qǐng)?jiān)诳崭駜?nèi)將實(shí)驗(yàn)步驟補(bǔ)充完整.①閉合S、斷開(kāi)S1,用電壓表測(cè)出待測(cè)電阻Rx兩端的電壓為U1;②________
,用電壓表測(cè)出電源的電壓U;③請(qǐng)寫(xiě)出用測(cè)量值U、U1及R0來(lái)表示Rx的表達(dá)式:Rx=________
【答案】(1)
(2)0.3;8
(3)閉合開(kāi)關(guān)S、S1;【解析】解:(1)變阻器應(yīng)串聯(lián)在電路中,可將導(dǎo)線一端接在變阻器上端,另一端接在電阻R右端,如圖所示.(2)讀圖可知,電流表的量程為0~0.6A,其分度值為0.02A,則電流表的示數(shù)為0.3A.由公式I=URR=UI=2.4V(3)實(shí)驗(yàn)步驟:①閉合開(kāi)關(guān)S、斷開(kāi)S1,用電壓表測(cè)出待測(cè)電阻Rx兩端的電壓為U1;②閉合開(kāi)關(guān)S、S1,用電壓表測(cè)出電源的電壓U;③因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和,所以,R0兩端的電壓:U0=U﹣Ux=U﹣U1,因串聯(lián)電路中各處的電流相等,所以,I=U0R0=UXR解得:Rx=U1故答案為:(1)如上圖所示;(2)0.3;8;(3)②閉合開(kāi)關(guān)S、S1;③U1(1)變阻器應(yīng)串聯(lián)在電路中,且要一上一下接線柱進(jìn)行連接;(2)明確電流表的量程和分度值,讀出示數(shù),再利用歐姆定律的變形公式計(jì)算電阻的大?。唬?)由電路圖可知,當(dāng)開(kāi)關(guān)S、S1均閉合時(shí)電路為Rx的簡(jiǎn)單電路,電壓表測(cè)電源的電壓;當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合、S1斷開(kāi)時(shí),R0、Rx串聯(lián),電壓表測(cè)Rx兩端的電壓;根據(jù)串聯(lián)電路的分壓特點(diǎn)和定值電阻的阻值求出Rx的阻值,據(jù)此設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟得出結(jié)果.18.實(shí)驗(yàn)室中要測(cè)量一個(gè)阻值約為數(shù)百歐的電阻。提供的器材有:電源(電壓約5伏)、學(xué)生用電壓表(0~6伏)、電阻箱R(0~9999歐5安)、開(kāi)關(guān)S1和S2、導(dǎo)線若干。現(xiàn)要測(cè)量待測(cè)電阻Rx的阻值,設(shè)計(jì)了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)電路圖。小虎進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下:
(1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)電路圖,連接成如圖乙所示的實(shí)物電路,但存在連接錯(cuò)誤,只需改動(dòng)一根導(dǎo)線,即可使電路連接正確,請(qǐng)?jiān)诮渝e(cuò)的導(dǎo)線上打“×”,并用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線畫(huà)出正確的接法。
(2)電路連接正確后,閉合S1,將S2撥到觸點(diǎn)1時(shí),電壓表的讀數(shù)為U1,則電源電壓為_(kāi)_______。
(3)閉合S1,將S2撥到觸點(diǎn)2,當(dāng)電阻箱阻值調(diào)為R0時(shí),電壓表的示數(shù)為U2,則待測(cè)電阻的阻值Rx=________?!敬鸢浮浚?)
(2)U1
(3)U2R【解析】(1)根據(jù)電路圖連接實(shí)物圖時(shí),不但電器元件的串并聯(lián)關(guān)系要保持一致,還要保證電器元件的先后順序一致,據(jù)此進(jìn)行檢查即可;
(2)電壓表與哪個(gè)用電器并聯(lián),它就測(cè)量哪個(gè)用電器的電壓;
(3)在串聯(lián)電路中,電壓與電阻成正比,根據(jù)題目條件計(jì)算出兩個(gè)電阻兩端的電壓,然后據(jù)此關(guān)系計(jì)算即可。
(1)根據(jù)甲圖可知,單刀雙擲開(kāi)關(guān)的觸點(diǎn)2用導(dǎo)線連接在定值電阻Rx與變阻箱之間,而乙圖中它卻連接在定值電阻與電壓表之間,因此這條導(dǎo)線錯(cuò)誤,如下圖所示:
(2)路連接正確后,閉合S1,將S2撥到觸點(diǎn)1時(shí),此時(shí)電壓表與電源并聯(lián),測(cè)電源電壓。因?yàn)殡妷罕淼淖x數(shù)為U1,所以電源電壓為U1;
(3)閉合S1,將S2撥到觸點(diǎn)2,電壓表與定值電阻Rx并聯(lián),測(cè)它的電壓U2;
那么變阻器兩端的電壓為:U=U1U2;
在串聯(lián)電路中,電壓與電阻成正比,即:UxU=RxR;
即U19.現(xiàn)用“伏安法”測(cè)量一個(gè)未知電阻Rx的阻值(Rx約為20Ω)。在實(shí)驗(yàn)室中,配有的實(shí)驗(yàn)器材如下:A.電源E(電壓U=3V恒定);
B.電流表A1(量程0~50mA);C.電流表A2(量程0~3A);
D.電壓表V1(量程0~3V);E.電壓表V2(量程0~15V);
F.滑動(dòng)變阻器R(0~80Ω);G.定值電阻R0=40Ω;
H.開(kāi)關(guān)一個(gè),導(dǎo)線若干。為了測(cè)量多組數(shù)據(jù)使結(jié)果盡量準(zhǔn)確,在滑動(dòng)變阻器的整個(gè)滑動(dòng)過(guò)程中,要使兩電表的測(cè)量值范圍盡可能大一些,并且兩電表的讀數(shù)均大于其量程的1/3。則:(1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求,電壓表選用________,電流表選用________。(2)請(qǐng)?jiān)谔摼€方框內(nèi)畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖,并標(biāo)出所選器材的字母(部分電路已畫(huà)出);并根據(jù)所畫(huà)的電路圖,用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線,將實(shí)物圖連接起來(lái)。
(3)若在某次實(shí)驗(yàn)中,電壓表的示數(shù)為U,電流表的示數(shù)為I,那么,待測(cè)電阻阻值的表達(dá)式為_(kāi)_______?!敬鸢浮浚?)V1;A1
(2)解:如答圖所示。
(3)Rx=UI-R0【解析】(1)根據(jù)電源電壓確定電壓表的量程,根據(jù)I=UR0+Rx確定電流表的量程;
(2)確定好各個(gè)電器元件的串并聯(lián)關(guān)系,然后完成實(shí)物連接,并畫(huà)出電路圖即可;
(3)分析電壓表的測(cè)量值,根據(jù)歐姆定律計(jì)算出待測(cè)電阻即可。
(1)電源電壓為3V,那么電壓表的量程為0~3V,選擇V1;當(dāng)變阻器的阻值為0時(shí),通過(guò)電路的電流最大為:I=UR0+Rx=3V40Ω+20Ω=0.05A=50mA,選擇量程0~50mA,因此電流表選擇A1;
(2)將變阻器、電流表和兩個(gè)定值電阻、開(kāi)關(guān)依次串聯(lián),為了讓電壓表的示數(shù)更大,讓其與兩個(gè)定值電阻并聯(lián),注意電表的正負(fù)接線柱,變阻器接線“一上一下”,如下圖所示:
(3)定值電阻R0與Rx的總電阻為:R總20.在“伏安法測(cè)電阻”的實(shí)驗(yàn)中,老師提供了以下器材:幾節(jié)干電池、最大阻值為50Ω的滑動(dòng)變阻器1個(gè)、被測(cè)電阻Rx,開(kāi)關(guān)、電壓表和電流表各1只、導(dǎo)線若干。甲、乙兩組的同學(xué)分別設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)方案。(1)老師認(rèn)為理論上講兩個(gè)方案都能完成實(shí)驗(yàn),但是實(shí)驗(yàn)室里通常用的是甲方案,相較于乙方案,甲方案的優(yōu)點(diǎn)在于________(2)完成實(shí)驗(yàn)后,有同學(xué)提出其實(shí)不需要電壓表也能完成實(shí)驗(yàn),他利用電流表和滑動(dòng)變阻器完成對(duì)Rx的再一次測(cè)量。請(qǐng)你根據(jù)他的實(shí)驗(yàn)步驟,在答題卡方框內(nèi)畫(huà)出他設(shè)計(jì)的電路圖。①照電路圖連接好電路;②調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片,使接入電路的阻值為0時(shí),讀出電流表的示數(shù)I1;③調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片,使接入電路的阻值為最大值時(shí),讀出電流表的示數(shù)I2;④據(jù)已知條件和測(cè)量結(jié)果,求出定值電阻阻值(3)定值電阻的表達(dá)式:Rx=________Ω【答案】(1)不需要更換電源,操作比較方便(有滑動(dòng)變阻器保護(hù)電路元件,不容易損壞元件等)
(2)
(3)Rx=I2I【解析】(1)在“伏安法”測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)中,需要改變待測(cè)電阻兩端的電壓和通過(guò)它的電流,收集多次測(cè)量數(shù)據(jù),最后通過(guò)求平均值的方法減小實(shí)驗(yàn)誤差。乙中沒(méi)有滑動(dòng)變阻器,就需要調(diào)整干電池的節(jié)數(shù)來(lái)改變電壓,很不方便;
(3)當(dāng)滑片在最左邊時(shí),變阻器的阻值為0,只有電阻Rx;當(dāng)滑片在最右邊時(shí),變阻器的阻值最大,與電阻Rx串聯(lián);根據(jù)串聯(lián)電路U總=I總R總分別列出兩個(gè)方程,然后聯(lián)立求解即可。(1)老師認(rèn)為理論上講兩個(gè)方案都能完成實(shí)驗(yàn),但是實(shí)驗(yàn)室里通常用的是甲方案,相較于乙方案,甲方案的優(yōu)點(diǎn)在于:不需要跟換電源,操作比較方便(有滑動(dòng)變阻器保護(hù)電路元件,不容易損壞元件等);
(2)當(dāng)滑片在最左邊時(shí),變阻器的阻值為0,只有電阻Rx;
根據(jù)U總=I總R總得到:U總=I1Rx
①;
當(dāng)滑片在最右邊時(shí),變阻器的阻值最大,與電阻Rx串聯(lián);
根據(jù)U總=I總R總得到:U總=I2×(Rx+50Ω)
②;
①②聯(lián)立解得:
Rx21.現(xiàn)有一阻值為10Ω的定值電阻、一個(gè)開(kāi)關(guān)、若干根導(dǎo)線和一個(gè)電壓表,該電壓表表面上有刻度但無(wú)刻度值.另有一個(gè)電源箱(如圖),要求設(shè)計(jì)一個(gè)能測(cè)定某電源內(nèi)阻r的阻值的實(shí)驗(yàn)方案(已知電壓表內(nèi)阻很大,其量程大于電源電壓,r約為幾歐)要求:(1)在答題卷指定框內(nèi)完成實(shí)驗(yàn)電路圖;(2)簡(jiǎn)要寫(xiě)出完成接線后的實(shí)驗(yàn)步驟;(3)寫(xiě)出用測(cè)得的量計(jì)算r的表達(dá)式?!敬鸢浮浚?)
(2)①斷開(kāi)開(kāi)關(guān),記下電壓表偏轉(zhuǎn)格數(shù)N1,②合上開(kāi)關(guān),記下電壓表偏轉(zhuǎn)格數(shù)N2,
(3)斷開(kāi)開(kāi)關(guān)時(shí)設(shè)電源電動(dòng)勢(shì)U=N1,閉合開(kāi)關(guān)后應(yīng)有U=N2+N2r/R,聯(lián)立兩式計(jì)算得出r=(【解析】(1)有內(nèi)阻的電源,可以看作一個(gè)電源和一個(gè)定值電阻串聯(lián)。根據(jù)R=UI可知,如果要測(cè)量它的內(nèi)阻,其實(shí)就是想辦法得到這個(gè)內(nèi)阻上的電壓和電流。電壓表可以直接測(cè)出電壓,但是電流不能直接得到。根據(jù)串聯(lián)電路中各處電流都相等可知,只要再串聯(lián)一個(gè)定值電阻,用電壓表測(cè)出它的電壓后,根據(jù)歐姆定律計(jì)算出通過(guò)它的電流即可。
(2)電壓表沒(méi)有具體的數(shù)字,但是它的電壓值肯定與偏轉(zhuǎn)的格數(shù)成正比,因此可以用偏轉(zhuǎn)的格數(shù)代表電壓。通過(guò)開(kāi)關(guān)的斷開(kāi)和閉合得到對(duì)應(yīng)的電壓;(1)將10Ω的定值電阻與電源串聯(lián),再將電壓表與定值電阻串聯(lián),如下圖所示:
(2)實(shí)驗(yàn)步驟:
①斷開(kāi)開(kāi)關(guān),記下電壓表偏轉(zhuǎn)格數(shù)N1;
②合上開(kāi)關(guān),記下電壓表偏轉(zhuǎn)格數(shù)N2,
(3)斷開(kāi)開(kāi)關(guān)時(shí),電壓表的示數(shù)就是電源總電壓,即U=N1;
根據(jù)串聯(lián)電路U總=U1+U2得到:U=N2+N1=N22.某興趣小組的同學(xué)利用甲圖所示的電路進(jìn)行了多個(gè)電學(xué)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)中電源電壓為6V且恒定不變;滑動(dòng)變阻器在電路中除了保護(hù)電表即保護(hù)電路以外,在不同的實(shí)驗(yàn)中作用各不相同。(1)第一小組的同學(xué)要測(cè)量電阻Rx的阻值,他們?cè)贏、B間接入待測(cè)電阻Rx,請(qǐng)你用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線,將答題卡圖乙中的實(shí)物圖連接完整。(2)第二小組的同學(xué)要測(cè)量額定電壓為2.5V的小燈泡的額定功率。他們?cè)贏、B間接入額定電壓為2.5V的小燈泡,正確連接電路,實(shí)驗(yàn)步驟及操作都正確。閉合開(kāi)關(guān)后,發(fā)現(xiàn)電壓表的示數(shù)始終大于小燈泡的額定電壓,小燈泡發(fā)光較亮,出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是________;(3)第三小組的同學(xué)要研究“電流與電阻的關(guān)系”。該實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器除了保護(hù)電路的作用外,另一個(gè)重要的作用是________;實(shí)驗(yàn)步驟如下:①按照電路圖連接電路接入定值電阻R1,滑動(dòng)變阻器滑片在阻值最大處,閉合開(kāi)關(guān);②移動(dòng)滑片,使電壓表為某個(gè)固定值,記下此時(shí)電流表的電流I1;③斷開(kāi)開(kāi)關(guān),摘下R1,接入阻值稍大的電阻R2;閉合開(kāi)關(guān),________,記下此時(shí)電流表的電流I2;④改用R3,重復(fù)步驟③,記下此時(shí)電流表的電流I3;比較R1I1、R2I2、R3I3的數(shù)值,得出驗(yàn)證結(jié)論?!敬鸢浮浚?)
(2)選用滑動(dòng)變阻器規(guī)格太小(或滑動(dòng)變阻器的最大電阻太?。?/p>
(3)控制電阻兩端的電壓保持不變(或使電阻兩端的電壓保持2.5V);移動(dòng)滑動(dòng)滑片使電壓表的示數(shù)保持不變【解析】1、測(cè)量電阻阻值大小一般用伏安法測(cè)量,利用電壓表測(cè)電阻兩端電壓,用電流表測(cè)量電流的大小,據(jù)此可連接電路;
2、串聯(lián)電路中,分到的電壓大小由用電器的電阻大小決定,電阻大分到的電壓高,根據(jù)小燈泡的電壓始終較高,考慮滑動(dòng)變阻器的最大電阻較??;
3、在研究“電流與電阻的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中,需要控制電壓不變。可利用滑動(dòng)變阻器使電阻兩端的電壓保持相同。(1)測(cè)量電阻阻值大小一般用伏安法測(cè)量,利用電壓表測(cè)電阻兩端電壓,用電流表測(cè)量電流的大小,所以可連接電路如圖:
(2)串聯(lián)電路中,分到的電壓大小由用電器的電阻大小決定,電阻大分到的電壓高,根據(jù)小燈泡的電壓始終較高,可知原因是:選用滑動(dòng)變阻器規(guī)格太小(或滑動(dòng)變阻器的最大電阻太?。?/p>
(3)在研究“電流與電阻的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中,需要控制電壓不變。所以滑動(dòng)變阻器的另一個(gè)重要作用是:控制電阻兩端的電壓保持不變(或使電阻兩端的電壓保持2.5V)。
由于實(shí)驗(yàn)中要保證改變電阻后,兩端電壓保持不變。當(dāng)電阻變大時(shí),電阻分到的電壓是變大的,此時(shí)可通過(guò)移動(dòng)滑動(dòng)變阻器使電壓表的示數(shù)保持不變。
故答案為:(1)
(2)選用滑動(dòng)變阻器規(guī)格太?。ɑ蚧瑒?dòng)變阻器的最大電阻太?。?/p>
(3)控制電阻兩端的電壓保持不變(或使電阻兩端的電壓保持2.5V);移動(dòng)滑動(dòng)滑片使電壓表的示數(shù)保持不變23.小聰同學(xué)用伏安法測(cè)電阻,實(shí)驗(yàn)電路圖如圖甲所示。(1)閉合開(kāi)關(guān)S前,滑動(dòng)變阻器滑片P應(yīng)置于________端(選填“A”或“B”)。(2)小聰同學(xué)重新按圖甲所示的實(shí)驗(yàn)電路圖正確連接電路,進(jìn)行實(shí)驗(yàn),某次實(shí)驗(yàn)中電壓表示數(shù)如圖乙所示,電流表示數(shù)如圖丙所示,被測(cè)電阻Rx=________Ω。(3)若滑動(dòng)變阻器的最大阻值為R,被測(cè)電阻的阻值為Rx,實(shí)驗(yàn)過(guò)程中電流表突然燒壞,不能正常使用了,他想出一個(gè)方法,應(yīng)用現(xiàn)有的器材,也能測(cè)出電阻Rx的阻值。實(shí)驗(yàn)步驟如下:①將滑動(dòng)變阻器滑到A端,閉合開(kāi)關(guān)S,讀出電壓表的讀數(shù),記為U;②________;③讀出滑動(dòng)變阻器的最大值R;④則被測(cè)電阻Rx的阻值為:Rx=________(寫(xiě)出表達(dá)式)。【答案】(1)B
(2)8
(3)將滑片移到B端,閉合開(kāi)關(guān)S,讀出電壓表的示數(shù)U1;Rx=U1R/(UU1)【解析】(1)為了防止電流過(guò)大損壞電源或用電器,在閉合開(kāi)關(guān)前,變阻器的滑片要調(diào)到阻值最大的位置;
(2)根據(jù)兩圖,分別確定電壓表和電流表的量程和分度值,然后根據(jù)指針位置讀出電壓和電流值,最后根據(jù)Rx=UxIx計(jì)算即可;
(3)在串聯(lián)電路中,電壓與電阻成正比,即U變U1=RRx,只要用電壓表分別測(cè)出待測(cè)電阻Rx與變阻器兩端的電壓,就能計(jì)算出Rx。首先將變阻器的電阻變成零,此時(shí)只有Rx,此時(shí)電壓表的示數(shù)就是電源電壓U;再將變阻器的阻值調(diào)到最大R,記下這時(shí)電壓表的示數(shù)為U1,前后兩個(gè)示數(shù)之差就是變阻器兩端的電壓,到此問(wèn)題就解決了。
(1)根據(jù)甲圖可知,變阻器使用部分為AP,當(dāng)滑片在B端時(shí)阻值最大,因此閉合開(kāi)關(guān)前,滑動(dòng)變阻器滑片P應(yīng)置于B端;
(2)根據(jù)乙圖可知,電壓表選擇0~3V量程,分度值為0.1V,示數(shù)為2.4V;根據(jù)丙圖可知,電流表選擇量程0~0.6A,分度值為0.02A,示數(shù)為0.3A,那么Rx=UxIx=2.4V0.3A=8Ω;
24.小科按照實(shí)驗(yàn)要求,設(shè)計(jì)測(cè)量未知定值電阻Rx阻值(范圍為400~600Ω)的實(shí)驗(yàn)。器材:干電池兩節(jié)(總電壓為2~3V),電壓表(量程0~3V、0~15V)、電流表(量程0~0.6A、0~3A)、滑動(dòng)變阻器(500Ω0.5A)各一個(gè),開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干。(1)要求一:測(cè)算出Rx,且實(shí)驗(yàn)過(guò)程中不能拆接電路。小科設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路如圖甲。請(qǐng)分析:①小科在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)前通過(guò)估算發(fā)現(xiàn),用所提供的電流表無(wú)法測(cè)量出電路中的電流,其原因是________。②實(shí)驗(yàn)時(shí),先將變阻器滑片P移到某一位置a處,讀出電壓表示數(shù)為U1,U1即為電源電壓;再將變阻器滑片P移到另一位置b處,讀出電壓表示數(shù)為U2,則U1﹣U2就是此時(shí)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算Rx的阻值。實(shí)驗(yàn)中滑片P所在的a、b處分別對(duì)應(yīng)的位置是:________。(2)要求二:增加一個(gè)電學(xué)器材實(shí)現(xiàn)Rx阻值的直接讀取,且電路只能連接一次。小科增加了一個(gè)阻值可連續(xù)調(diào)節(jié)且可讀數(shù)的變阻器Y,重新設(shè)計(jì)了圖乙電路。實(shí)驗(yàn)步驟如下:①先閉合開(kāi)關(guān)S、S1,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使電壓表示數(shù)為2V;②再斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S1,閉合開(kāi)關(guān)S2,________,讀取此時(shí)Y的數(shù)值。Y的示數(shù)即為Rx的阻值?!敬鸢浮浚?)由歐姆定律,電路中的最大電流約為I=UR=3V400Ω=0.0075A<0.02A(電流表小量程分度值),故電流表無(wú)法測(cè)量電路中的電流;a點(diǎn)在最右端;b點(diǎn)在最左端【解析】(1)①當(dāng)變阻器的阻值為零時(shí),電路里只有待測(cè)電阻Rx,根據(jù)歐姆定律I=UR計(jì)算出通過(guò)電流表的最大電流;如果最大電流超過(guò)電流表的量程,或者小于電流表的分度值,那么電流表都不能將其測(cè)量出來(lái)。
②根據(jù)甲圖可知,當(dāng)滑片在最右端時(shí),變阻器接入的阻值為零,此時(shí)Rx兩端的電壓等于電源電壓;當(dāng)滑片在最左端時(shí),變阻器接入阻值最大,根據(jù)U總=Ux+U變可知,此時(shí)電壓表的示數(shù)與前面電壓表的示數(shù)之差等于變阻器兩端的電壓。
(2)在串聯(lián)電路中,電壓的分配與電阻成正比,即U1U2=R1R2。當(dāng)兩個(gè)電阻分別與變阻器串聯(lián)時(shí),如果這兩個(gè)電阻兩端的電壓相等,那么變阻器兩端的電壓也相等,根據(jù)串聯(lián)電路的分壓規(guī)律可知,這兩個(gè)電阻的阻值相等,據(jù)此分析解答。
(1)①小科在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)前通過(guò)估算發(fā)現(xiàn),用所提供的電流表無(wú)法測(cè)量出電路中的電流,其原因是:由歐姆定律,電路中的最大電流約為I=UR=3V400Ω0.0075A<0.02A(電流表小量程分度值),故電流表無(wú)法測(cè)量電路中的電流。
②實(shí)驗(yàn)中滑片P所在的a、b處分別對(duì)應(yīng)的位置是:a點(diǎn)在最右端;b點(diǎn)在最左端。25.小科按照實(shí)驗(yàn)要求,設(shè)計(jì)測(cè)量未知定值電阻Rx阻值(范圍為400~600Ω)的實(shí)驗(yàn)。器材:干電池兩節(jié)(總電壓為2~3V),電壓表(量程0~3V、0~15V)、電流表(量程0~0.6A、0~3A)、滑動(dòng)變阻器(500Ω0.5A)各一個(gè),開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干。(1)要求一:測(cè)算出Rx,且實(shí)驗(yàn)過(guò)程中不能拆接電路。小科設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路如圖甲。請(qǐng)分析:①小科在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)前通過(guò)估算發(fā)現(xiàn),用所提供的電流表無(wú)法測(cè)量出電路中的電流,其原因是________;②實(shí)驗(yàn)時(shí),先將變阻器滑片P移到某一位置a處,讀出電壓表示數(shù)為U1,U1即為電源電壓。再將變阻器滑片P移到另一位置b處,讀出電壓表示數(shù)為U2,則U1-U2就是此時(shí)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算Rx的阻值。實(shí)驗(yàn)中滑片P所在的a、b處分別對(duì)應(yīng)的位置是________。(2)要求二:增加一個(gè)電學(xué)器材實(shí)現(xiàn)Rx阻值的直接讀取,且電路只能連接一次。小科增加了一個(gè)阻值可連續(xù)調(diào)節(jié)且可讀數(shù)的變阻器Y,重新設(shè)計(jì)了圖乙電路。實(shí)驗(yàn)步驟如下:①先閉合開(kāi)關(guān)S、S1,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使電壓表示數(shù)為2V;②再斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S1,閉合開(kāi)關(guān)S2,________,讀取此時(shí)Y的數(shù)值。Y的示數(shù)即為Rx的阻值?!敬鸢浮浚?)被測(cè)電阻阻值范圍為400~600Ω,2節(jié)干電池的總電壓最大為3V,根據(jù)歐姆定律可估算出電路中最大電流值為0.0075A,比電流表最小刻度值0.02A小得多,因此電流表無(wú)法測(cè)量電路中電流;a點(diǎn)在最右端,b點(diǎn)在最左端
(2)調(diào)節(jié)Y的阻值,使電壓表示數(shù)為2V【解析】(1)①如果電流值小于電流表的分度值,那么就無(wú)法測(cè)出,根據(jù)被測(cè)阻值的范圍和電源電壓的范圍計(jì)算出通過(guò)電路的電流值,然后與電流表分度值比較即可;
②當(dāng)滑片在變阻器的最右端時(shí),變阻器接入的阻值為零,此時(shí)只有電阻Rx,此時(shí)電壓表的示數(shù)就等于電源電壓U1;當(dāng)滑片在最左端時(shí),變阻器全部接入,此時(shí)變阻器與Rx串聯(lián),記下此時(shí)電壓表的示數(shù)U2。根據(jù)U滑=U總Ux可知,此時(shí)U1-U2就是變阻器的電壓。
(2)在串聯(lián)電路中,電壓的分配與電阻成正比。先讓Rx與變阻器串聯(lián),將電壓表的示數(shù)調(diào)到定值;然后再讓可讀數(shù)的變阻器Y與變阻器串聯(lián),調(diào)節(jié)它的阻值,使其示數(shù)仍然為定值,這時(shí)Y的電阻值肯定與Rx的阻值相等。(1)科在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)前通過(guò)估算發(fā)現(xiàn),用所提供的電流表無(wú)法測(cè)量出電路中的電流,其原因是:被測(cè)電阻阻值范圍為400~600Ω,2節(jié)干電池的總電壓最大為3V,根據(jù)歐姆定律可估算出電路中最大電流值為0.0075A,比電流表最小刻度值0.02A小得多,因此電流表無(wú)法測(cè)量電路中電流。
(2)②再斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S1,閉合開(kāi)關(guān)S2,調(diào)節(jié)Y的阻值,使電壓表示數(shù)為2V,讀取此時(shí)Y的數(shù)值。Y的示數(shù)即為Rx的阻值。
26.在探究測(cè)定小燈泡電阻的實(shí)驗(yàn)中,所用小燈泡正常發(fā)光電壓為2.5V,電阻約為10Ω。(1)實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下:①如圖甲所示是某同學(xué)連接的實(shí)驗(yàn)電路,其中有一根導(dǎo)線連接錯(cuò)誤,請(qǐng)你在錯(cuò)誤的導(dǎo)線上畫(huà)×,并用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線,將甲圖的實(shí)驗(yàn)電路連接完整________。②實(shí)驗(yàn)中當(dāng)變阻器滑片移到某一位置時(shí),電流表指針如圖乙,這時(shí)通過(guò)小燈泡的電流是________A。③該同學(xué)又根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制成了U﹣I圖像如圖丙,根據(jù)圖像提供的信息,可計(jì)算出小燈泡正常發(fā)光的電阻是________Ω。(2)若另一位同學(xué)想利用如圖丁所示的電路測(cè)量未知電阻Rx的大小(R0阻值已知)。下面是他的實(shí)驗(yàn)過(guò)程,請(qǐng)你幫他完成實(shí)驗(yàn)。①閉合開(kāi)關(guān)S和S2,斷開(kāi)S1,讀出此時(shí)電壓表的示數(shù)為U1。②閉合開(kāi)關(guān)S和S1,斷開(kāi)S2,讀出此時(shí)電壓表的示數(shù)為U2。③未知電阻阻值的表達(dá)式為:Rx=________?!敬鸢浮浚?);0.16;12.5
(2)U1?【解析】(1)①在測(cè)量小燈泡電阻的實(shí)驗(yàn)中,除了電壓表與燈泡并聯(lián)外,其它的都是串聯(lián),要注意電表的量程和接線柱的選擇,變阻器接線“一上一下”。
②根據(jù)乙圖確定電流表的量程和分度值,根據(jù)指針的位置讀出示數(shù);
③根據(jù)丙圖確定正常發(fā)光時(shí)的電流,然后根據(jù)公式R=U(2)在串聯(lián)電路中,電壓的分配與電阻成正比,將一個(gè)已知阻值的電阻和Rx串聯(lián),通過(guò)開(kāi)關(guān)的切換分別測(cè)量出定值電阻和Rx兩端的電壓,最后根據(jù)U0(1)①變阻器應(yīng)該與燈泡串聯(lián),電壓表應(yīng)該與燈泡并聯(lián)。根據(jù)甲圖可知,只需將燈泡右端與電流表相接的導(dǎo)線拆下,然后將其改接在燈泡右端與電壓表的“”接線柱之間即可,如下圖所示:
②根據(jù)乙圖可知,電流表選擇量程0~0.6A,分度值為0.02A,則通過(guò)燈泡的電流為0.16A;
③根據(jù)丙圖可知,當(dāng)燈泡兩端的電壓為2.5V時(shí),通過(guò)燈泡的額定電流為0.2A,則燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻為:R=UI=2.5V0.2A=12.5Ω。
(2)①閉合開(kāi)關(guān)S和S2,斷開(kāi)S1,此時(shí)兩個(gè)電阻串聯(lián),電壓表測(cè)總電壓,讀出此時(shí)電壓表的示數(shù)為U1。
②閉合開(kāi)關(guān)S和S1,斷開(kāi)S2,此時(shí)兩個(gè)電阻串聯(lián),電壓表測(cè)R0,讀出此時(shí)電壓表的示數(shù)為U2。
③則Rx兩端的電壓為:Ux=U1U2;
根據(jù)“串聯(lián)電路中,電壓的分配與電阻成正比”得到:U0Ux=27.某實(shí)驗(yàn)小組用如圖甲所示的電路測(cè)量一定值電阻Rx的阻值,其中電源電壓恒定,電表均正常。(1)電路連接完整后,閉合開(kāi)關(guān),電壓表的指針如圖乙所示,電流表的示數(shù)為0.4A,該電阻Rx的阻值為
Ω。(2)為了使測(cè)量結(jié)果更準(zhǔn)確,小組成員小晨移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片,測(cè)出多組電流與電壓值,然后分別求出電壓與電流的平均值,最后根據(jù)歐姆定律求出電阻值。小軍認(rèn)為他的做法不合理,理由是:
。(3)若實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,電流表突然損壞,不能正常使用,小晨撤掉電流表,利用現(xiàn)有的器材也測(cè)出了電阻Rx的阻值。請(qǐng)你為他設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)步驟,求出電阻Rx(已知滑動(dòng)變阻器的最大阻值為R)
?!敬鸢浮浚?)10
(2)運(yùn)用歐姆定律時(shí),公式中的I、U、R必須是同一時(shí)刻的同一導(dǎo)體所對(duì)應(yīng)的數(shù)值
(3)①將滑動(dòng)變阻器的滑片移到最左端,閉合開(kāi)關(guān),讀出電壓表的示數(shù)為U;②將滑動(dòng)變阻器的滑片移到最右端,讀出電壓表的示數(shù)為U1;③電阻Rx【解析】(1)根據(jù)乙圖確定電壓表的示數(shù),然后根據(jù)R=UI計(jì)算出Rx的阻值;
(2)根據(jù)歐姆定律的“同時(shí)性”和“同體性”分析;
(3)在串聯(lián)電路中,電壓的分配與電阻成正比,即(1)根據(jù)乙圖可知,電壓表選擇量程0~15V,分度值為0.5V,則電壓表的示數(shù)為4V,此時(shí)電阻Rx=UxIx=4V0.4A=10Ω.
(2)小軍認(rèn)為他的做法不合理,理由是:運(yùn)用歐姆定律時(shí),公式中的I、U、R必須是同一時(shí)刻的同一導(dǎo)體所對(duì)應(yīng)的數(shù)值。
(3)測(cè)量Rx的實(shí)驗(yàn)步驟如下:
①將滑動(dòng)變阻器的滑片移到最左端,閉合開(kāi)關(guān),讀出電壓表的示數(shù)為U;
②將滑動(dòng)變阻器的滑片移到最右端,讀出電壓表的示數(shù)為U1;
③①中電壓表的示數(shù)就是總電壓,則變阻器兩端的電壓為:U變=UU1;
根據(jù)“串聯(lián)電路電壓與電阻成正比”得到:28.如圖甲是小麗“測(cè)定小燈泡電阻”實(shí)驗(yàn)的實(shí)物圖。(1)連接好電路,閉合開(kāi)關(guān)前滑動(dòng)變阻器滑片應(yīng)該移到________;(2)閉合開(kāi)關(guān),移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片,當(dāng)電壓表示數(shù)為2.80伏時(shí),電流表示數(shù)如圖乙,示數(shù)為_(kāi)_______安,此時(shí)小燈泡的電阻為_(kāi)_______歐;(3)在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,發(fā)現(xiàn)在開(kāi)關(guān)閉合的情況下,小燈泡突然不亮,電壓表和電流表均無(wú)示數(shù)。小麗認(rèn)為可能是電路某處斷路,于是用一根導(dǎo)線檢測(cè),實(shí)驗(yàn)步驟和現(xiàn)象如下表。實(shí)驗(yàn)步驟導(dǎo)線兩端接觸位置電燈電流表電壓表①ad亮有示數(shù)有示數(shù)②ae亮無(wú)示數(shù)有示數(shù)③ac不亮無(wú)示數(shù)無(wú)示數(shù)④ab不亮無(wú)示數(shù)無(wú)示數(shù)小麗分析表中現(xiàn)象,判斷出cd之間某處斷路,同組同學(xué)指出實(shí)驗(yàn)步驟________是沒(méi)有必要做的?!敬鸢浮浚?)阻值最大處(或最左端)
(2)0.28;10
(3)②④【解析】本題考查電學(xué)實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)、電表讀數(shù)、求電阻、電路故障分析等知識(shí)。(1)為保護(hù)電路,閉合開(kāi)關(guān)前滑片要置于阻值最大處;(2)由圖示電流表確定其量程與分度值,然后讀出其所示,然后由歐姆定律求出燈泡阻值;(3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)電路圖與實(shí)驗(yàn)步驟分析答題。(1)由圖示電路圖可知,連接好電路,閉合開(kāi)關(guān)前滑動(dòng)變阻器滑片應(yīng)該移到最左端,此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值最大;
(2)由圖乙所示電流表可知,電流表量程為0~0.6A,分度值為0.02A,示數(shù)為0.28A;由歐姆定律:I=UI
此時(shí)燈泡電阻R=UI=2.80V(3)用導(dǎo)線檢查斷路位置,連接ad時(shí)電路正常,說(shuō)明斷路出現(xiàn)在ad之間,再連接ae已無(wú)意義;ab在開(kāi)關(guān)閉合后就連在一起,所以步驟②④是不必要的。
故答案為:(1)阻值最大處(或最左端)
(2)0.28
10
(3)②④29.
如圖是小華測(cè)量小燈泡電阻的電路,燈泡不發(fā)光時(shí)電阻約為6Ω.(1)請(qǐng)你用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線將電路連接完整(2)閉合開(kāi)關(guān)前,應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片P移至
端(選填“A”或“B”)(3)閉合開(kāi)關(guān),發(fā)現(xiàn)燈泡不亮,電流表指針幾乎不偏轉(zhuǎn),電壓表示數(shù)接近電源電壓,則電路故障的原因可能是
(4)通過(guò)數(shù)據(jù)分析,小華得到了燈泡電阻隨溫度升高而增大的結(jié)論.若將圖中的小燈泡更換成定值電阻,下述實(shí)驗(yàn)可以完成的是A.
探究電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量與導(dǎo)體電阻的關(guān)系
B.
探究導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體兩端電壓的關(guān)系
C.
探究電流的磁場(chǎng)強(qiáng)弱與電流大小的關(guān)系
D.
探究導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體電阻的關(guān)系【答案】(1)解:
(2)B
(3)燈泡斷路
(4)B【解析】解:(1)讀圖可知,電源電壓為2節(jié)干電池,不超過(guò)3V,則電路中的電流I=UR=3V(2)閉合開(kāi)關(guān)前,變阻器的滑片應(yīng)置于最大阻值處,即移到圖中的B端;(3)閉合開(kāi)關(guān),發(fā)現(xiàn)燈泡不亮,電流表指針幾乎不偏轉(zhuǎn),說(shuō)明電路斷路.電壓表示數(shù)接近電源電壓,說(shuō)明電壓表并聯(lián)部分?jǐn)嗦?,則電路故障的原因可能是燈泡斷路.(4)A.探究電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量與導(dǎo)體電阻的關(guān)系時(shí),應(yīng)至少有兩個(gè)不同的電阻進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn),故A不合題意;B.探究導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體兩端電壓的關(guān)系,應(yīng)保持電阻不變,小燈泡更換成定值電阻后,阻值不變,故B符合題意;C.探究電流的磁場(chǎng)強(qiáng)弱與電流大小的關(guān)系,應(yīng)使用通電螺線管,而不是定值電阻,故C不合題意;D.探究導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體電阻的關(guān)系,應(yīng)保持電壓一定,多次改變阻值,一個(gè)定值電阻不能完成探究,故D不合題意.故答案為:(1)見(jiàn)上圖;(2)B;(3)燈泡斷路;(4)B(1)電流表應(yīng)與燈泡串聯(lián),根據(jù)燈泡電阻和電源電壓確定其量程;變阻器注意要一上一下選擇接線柱;(2)閉合開(kāi)關(guān)前,變阻器的滑片應(yīng)置于最大阻值處;(3)根據(jù)電路故障的現(xiàn)象判斷是短路還是斷路,再進(jìn)一步確定短路或斷路發(fā)生的位置;(4)小燈泡更換成定值電阻,則電阻一定,此時(shí)可探究電流與電壓的關(guān)系.30.小明同學(xué)在“伏安法測(cè)電阻”的實(shí)驗(yàn)中:(1)在連接電路時(shí),開(kāi)關(guān)S應(yīng)處于________的狀態(tài),滑動(dòng)變阻器的滑片P應(yīng)放在電阻最________的位置。(2)小明同學(xué)連接了如圖甲的電路,閉合開(kāi)關(guān),電流表________示數(shù),電壓表________示數(shù)。(兩空均選填“有”或“無(wú)”)(3)他仔細(xì)檢查電路,發(fā)現(xiàn)有一根導(dǎo)線連接錯(cuò)誤,請(qǐng)你在圖甲中錯(cuò)誤的導(dǎo)線上畫(huà)“×”,并用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線畫(huà)出正確的一根連接導(dǎo)線。(4)正確連接電路后,閉合開(kāi)關(guān),調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片P,當(dāng)電壓表的示數(shù)為2V時(shí),觀察到電流表示數(shù)如圖乙所示,他記下數(shù)據(jù)并算出電阻R的阻值為_(kāi)_______Ω。(5)同組小斌同學(xué)繼續(xù)向________(選填“A”或“B”)端移動(dòng)滑片P,適當(dāng)增大電阻R兩端的電壓,并進(jìn)行了多次測(cè)量計(jì)算電阻的平均值從而減小實(shí)驗(yàn)誤差。【答案】(1)斷開(kāi);大
(2)無(wú);有
(3)解:如圖所示:
(4)10
(5)A【解析】(1)為防止發(fā)生短路現(xiàn)象或電路時(shí)通時(shí)斷燒壞電源,連接電路時(shí),開(kāi)關(guān)應(yīng)處于斷開(kāi)狀態(tài);為了防止閉合開(kāi)關(guān)后電流太大而燒壞用電器,因閉合開(kāi)關(guān)前,應(yīng)使滑動(dòng)變阻器的阻值處于最大狀態(tài)。
(2)根據(jù)甲圖可知,實(shí)驗(yàn)時(shí)閉合開(kāi)關(guān),電壓表與電流表串聯(lián),此時(shí)電壓表測(cè)電源電壓,因此電壓表有示數(shù);由于電壓表的內(nèi)阻很大,所以通過(guò)電路的電流很小,因此電流表無(wú)示數(shù)。
(3)在伏安法測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)中,除了電壓表與定值電阻并聯(lián),其它的都是串聯(lián),要注意電表的量程和正負(fù)接線柱的選擇,還要注意變阻器接線“一上一下”;
(4)根據(jù)乙圖確定電流表的量程和分度值,然后根據(jù)指針位置讀出示數(shù),最后根據(jù)R=UI計(jì)算電阻值;(1)在連接電路時(shí),開(kāi)關(guān)S應(yīng)處于斷開(kāi)的狀態(tài),滑動(dòng)變阻器的滑片P應(yīng)放在電阻最大的位置。
(2)小明同學(xué)連接了如圖甲的電路,閉合開(kāi)關(guān),電流表無(wú)示數(shù),電壓表有示數(shù)。
(3)由圖可知,電壓表與電阻R串聯(lián)了,導(dǎo)致電流表沒(méi)有示數(shù)。應(yīng)將定值電阻右端接線柱與滑動(dòng)變阻器左端接線柱之間的導(dǎo)線去掉,將此導(dǎo)線改接在電壓表中間接線柱上,如下圖所示:
(4)圖中電流表選用小量程,分度值為0.02A,示數(shù)為0.2A,
那么電阻R=UI=2V31.圖甲是用伏安法測(cè)未知電阻R的實(shí)驗(yàn)圖。(1)請(qǐng)用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線,將圖甲中實(shí)物電路連接完整。(2)閉合開(kāi)關(guān),將滑片P向左滑動(dòng),當(dāng)電壓表示數(shù)為2.4V時(shí),電流表示數(shù)如圖乙所示。其讀數(shù)為I=________A,則未知電阻R=________Ω。(3)若實(shí)驗(yàn)中只有一個(gè)電壓表和一個(gè)已知電阻R0,小明設(shè)計(jì)了如圖丙所示的電路,同樣可以測(cè)量未知電阻Rx,請(qǐng)?jiān)诳崭駜?nèi)將實(shí)驗(yàn)步驟補(bǔ)充完整。①閉合S、斷開(kāi)S1,用電壓表測(cè)出待測(cè)電阻Rx兩端的電壓為U1;②________,用電壓表測(cè)出電源的電壓U;③請(qǐng)寫(xiě)出用測(cè)量值U、U1及R0來(lái)表示Rx的表達(dá)式:Rx=________?!敬鸢浮浚?)解:如圖所示:
(2)0.3;8
(3)閉合S、S1;U1【解析】(1)根據(jù)滑動(dòng)變阻器的接線要求分析解答;
(2)根據(jù)乙圖,確定電流表的量程和分度值,然后根據(jù)指針位置讀出示數(shù),最后根據(jù)R=UI計(jì)算待測(cè)電阻的阻值;
(3)在串聯(lián)電路中,電壓的分配與電阻成正比,即UXU0=RxR0。將一個(gè)定值電阻R0與待測(cè)電阻Rx串聯(lián),只要能夠測(cè)出此時(shí)兩個(gè)電阻的電壓,就能計(jì)算出待測(cè)Rx。根據(jù)丙圖可知,將兩個(gè)開(kāi)關(guān)都閉合時(shí),電壓表測(cè)電源電壓;當(dāng)開(kāi)關(guān)S1斷開(kāi)時(shí),電壓表測(cè)Ux,二者之差就是定值電阻的電壓U0,最后根據(jù)上面的關(guān)系式計(jì)算即可。
(1)根據(jù)甲圖可知,滑動(dòng)變阻器與待測(cè)電阻Rx串聯(lián),它左下角的接線柱已經(jīng)與開(kāi)關(guān)相接,只要將左上角的接線柱與定
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