电压
电流
电阻
第一次
0.85
0.14
6.07
第二次
1.21
0.20
6.05
第三次
2.11
0.35
6.03
【解析】(5)因为电压表测的是Rx两端的电压,由表中数据可知第三次实验电压表示数最大,即与Rx串联的电阻最小,故选A.
5.(’15咸宁)在测量未知电阻Rx(阻值约为150Ω)的实验中,提供的实验器材有:
电源(电压3V)、滑动变阻器R(0~50Ω)、电阻箱R0(0~9999Ω)、电流表(0~0.6A)、电压表(0~3V)、开关及导线若干.
(1)小华同学设计了图甲所示的电路,根据实验器材数据可粗略估算通过电流表的电流大小,则最大电流是0.02A,最小电流是0.015A,你认为小华不能(选填“能”或“不能”)准确测出Rx的阻值.
【解析】
(1)当滑动变阻器滑片移到最左端时,接入电路的电阻最小,电路中的总电阻最小,电路中的电流最大,最大电流为:
I1=
=0.02A;当滑动变阻器滑片移到最右端时,接入电路的电阻最大,电路中的总电阻最大,电路中的电流最小,最小电流为:
I2=
=0.015A;由于电流表两次的示数均小于分度值,无法准确区分两次读数,所以小华不能准确测出Rx的阻值;
(2)小明同学设计了图乙所示的电路进行测量,正确连接电路后,小明先将开关S拨至1,调节变阻器的滑片至某一位置,记下此时电压表的示数U1;再将开关S拨至另一位置,调节电阻箱R0,使电压表的示数恰为U1,记下电阻箱的示数为R′,则未知电阻Rx的测量值为R′.
【解析】
(2)实验中,先将开关拨到1,Rx与R串联,调节滑片到某一位置,电压表示数为U1,再将开关S拨至2,R0与R串联,变阻器的阻值不变,调节电阻箱阻值使电压表的示数与U1相等,则电阻箱的电阻R′等于电阻Rx的阻值.
6.实验室中测量电阻的阻值.
(1)实验器材:
待测电阻Rx(约几百欧)、电源(电源电压约4V)、电压表(0~3V)、电阻箱R(0~999.9Ω1A)、开关S1、单刀双掷开关S2和导线若干.小虎根据所提供的器材进行了如下实验:
①设计实验电路图(未画出)并连接成如图甲所示的实物电路.经检查发现此电路存在连接错误,请你在接错的导线上打“×”并用笔画线代替导线画出正确的接线.
(1)①如答图所示
②电路连接正确后,闭合S1,将S2拨到触点1,此时电压表的读数为U1.
③闭合S1,将S2拨到触点2,当电阻箱的阻值调为R0,电压表的示数为U2,则待测电阻的阻值Rx=
【解析】
(1)①当闭合S1,S2接2时,电压表测导线电压,导线电压为0,无意义,电压表应该测Rx的电压,如答图所示;②闭合S1,将S2拨到1时,电压表测电源的电压,即电源电压U1;③闭合S1,将S2拨到2,电阻箱调到R0时,电压表测Rx两端的电压,所以Rx电压为U2,根据串联电路总电压等于各串联导体的电压之和,所以,R0两端的电压为:
U′=U1-U2,因为串联电路电流处处相等,所以,
,所以,
(2)如果实验器材中没有电压表,而是提供了一只电流表(0~0.6A),使用这些器材,你认为不能(选填“能”或“不能”)准确测出该待测电阻Rx的阻值,原因是电路中电阻太大,电流值太小,不能准确读出电流表示数.
【解析】
(2)如果没有电压表,只有0~0.6A的电流表,由于电路电阻过大导致测出的电流很小,不足以使电流表偏转1个小格,不能准确读数,故不能;
(3)小宇设计了一个测量电阻的实验电路,如图乙所示.
①闭合开关S,调节滑动变阻器滑片P的位置,测得电流表的示数为I1,的示数为I2,则待测电阻Rx=
.
②在某次测量中,小宇发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片,两个电流表、的示数始终相等,即I1=I2.据此,你判断发生此故障的原因是Rx断路.
【解析】(3)①开关S闭合,R0与Rx并联,表测量通过R0的电流为I1,表测量干路电流I2,根据并联电路电流、电压特点(I2-I1)Rx=I1R0,解得Rx=
.若无论怎样滑动滑片,两表示数都相等,说明电流只流经R0,不能通过Rx,所以Rx断路.
【拓展】你认为在小宇的实验中滑动变阻器的作用是保护电路,改变电流.
【拓展】闭合开关前,滑动变阻器的滑片处于阻值最大值处,对电路起保护作用;另外实验过程中,移动滑片可以改变通过Rx的电流,能得到多组电压值和电流值,实现多次测量求平均值,以减小误差.
7.(’15沈阳)在测电阻的实验中,实验的器材有干电池3节,电流表、电压表各1个,开关2个,滑动变阻器1只,待测电阻2个,导线若干.
(1)图甲是实验的电路图.小明按照电路图连接电路时,开关应断开.
①闭合开关S后,小明发现电流表和电压表的指针均不动.他断开开关S,检查线路连接无误差,把电压表与b点相连的那根导线改接到c点,再次闭合开关S时,发现电流表的指针仍不动,但电压表的指针有明显的偏转.若电路中只有一处故障则故障是bc之间断路.
②排除故障后,正确连接电路,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P,当电压表的示数为1.6V时,电流表的示数如图乙所示,则电路中的电流为0.32A,R=5Ω.
【解析】
(1)电路连接时,为防止短路烧坏用电器,开关应断开.①电压表连在ac之间,电压表有示数说明从a点和c点到电源无断路,电流表无示数说明除电流表外电路其他位置没有短路,因此故障可能是bc断路或电流表被短路;因故障只有一处,若电流表短路,第一次闭合开关时电压表应有示数,因此故障只能是bc之间断路;②由图可以看出此时电流表选择量程为0~0.6A,分度值为0.02A,电流表对应示数为0.32A;则电阻阻值为R=
=5Ω.
(2)实验时某小组同学利用一只电流表和最大阻值为R0的滑动变阻器完成对未知的电阻Rx的测量.如图丙所示是他们按照设计想法连接的部分实验电路.
①请你依据下面的实验步骤,用笔画线代替导线,将实验电路连接完整.(只添加一条导线)
(2)①如答图所示
实验步骤
A.开关S1和S2都断开,将变阻器的滑片P移到阻值最大处,观察到电流表无示数;
B.保持滑片P位置不动,只闭合开关S1时,读取电流表的示数为I1;
C.再闭合开关S2时,读取电流表的示数为I2(I2>I1);
②请你用I1、I2和R0表示Rx,则Rx=
.
【解析】
(2)①若想利用一只电流表和滑动变阻器测未知电阻阻值,结合下面实验步骤,应将滑动变阻器并联在电阻和开关S2两端,滑动变阻器连入电路时应“一上一下”,故图如答图所示;②只闭合开关S1时,电流表示数为I1,则电源电压为I1R0,开关都闭合,此时滑动变阻器和定值电阻并联,干路电流为I2,由并联电路电流关系可得,通过定值电阻的电流为I2-I1,由并联电路电压关系可得,定值电阻两端电压为I1R0,则未知电阻阻值为Rx
.
8.(’15涞水县林清寺期中考试)张凯准备用“伏安法”测量额定电压为2.5V的小灯泡的电阻.
【查阅资料】电流表和电压表都有一定的电阻,严格来说将它们接入电路后,对电路都要产生一定的影响.
【实验器材】A.待测小灯泡L(正常工作时的电阻值约为10Ω);B.两节新的干电池串联(每节干电池的电压为1.5V);C.电压表一个(量程为0~3V,0~15V,电阻为5kΩ);D.电流表一个(量程为0~0.6A,0~3A,电阻为5Ω);E.滑动变阻器Rx(阻值为0~50Ω,额定电流为1A);F.开关S一个,导线若干.
(1)如果使用上述器材来测量小灯泡的电阻,那么,当小灯泡正常工作时,该电路中的电流约为0.25A;因此,电流表的量程应选0~0.6A.
【解析】
(1)由题目已知可知:
小灯泡正常工作的电压为2.5V,电阻约为10Ω,根据欧姆定律I=
可知,小灯泡正常工作的电流约为I=
=0.25A,小于0.6A,所以电流表可以选0~0.6A的量程.
(2)为了减少实验误差,请你将实验所需的电路图画在如图甲所示的虚线框中.
(3)用笔画线代替导线将如图乙所示的实物图连接完整.
(2)如答图甲所示(3)如答图乙所示
【解析】
(2)电流表和小灯泡串联,电流表电阻为5Ω,小灯泡的电阻约为10Ω,如果采用如下图1的接法,电压表测量电流表和小灯泡两端的电压U总,根据串联电路电压特点,小灯泡两端的电压UL与电流表两端的电压UA的关系是:
,解得UL=2UA,即小灯泡两端的电压只是电压表示数的23,而我们还认为是U总,这样会使计算的电阻偏大的多.而采用如下图2的方式连接,电压表只测小灯泡两端的电压,电压测量准确,电压表和小灯泡并联,根据并联电路的特点,通过电压表的电流IV和通过小灯泡的电流IL的关系是:
ILRL=IVRV,由于电压表的电阻为5kΩ=5000Ω,所以通过电压表的电流IV=
,比小灯泡通过的电流小得多,可以忽略不计,所以电流表测的几乎就是通过小灯泡的电流,这样测的的误差小的多.所以为减小误差,所采取的电路图如图2所示.
【解析】(3)通过
(1)的分析可知电流表选0~0.6A的量程,电源电压为3V,所以电压表选0~3V的量程,故实物连接如答图乙所示.
(4)在实验中,某同学设计的实验步骤及实验记录数据如下所示.
①【实验步骤】a.按照电路图连接电路,调节滑动变阻器的滑片P,使电路中的电流最小.
b.闭合开关S,调节滑片P,使小灯泡两端的电压达到2.5V,然后从额定电压开始逐次降低(选填“降低”或“升高”),获得几组数据进行测量.
c.根据测出的电压值和电流值,求出小灯泡的电阻.
②从下表中的实验数据可以看出,存在明显错误的一组数据是第Ⅲ组.
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
Ⅰ
2.5
0.26
9.6
Ⅱ
2.0
0.24
8.3
Ⅲ
1.5
1.0
1.5
Ⅳ
1.0
0.15
6.7
【解析】(4)①a.为保护电路,闭合开关前应使滑动变阻器的滑片移到阻值最大处,使电路中电流最小,以保护电路安全.b.实验时从小灯泡的额定电压开始,然后逐渐降低小灯泡两端的电压,以获得几组数据.如果小灯泡两端的电压在2.5V的基础上往高调,小灯泡就有可能烧毁.②根据表中数据电压减小,电流减小,而第Ⅲ组数据中,电流I为1.0A,电流增大显然是错误的.
9.如图甲是小伟组测量标有“2.5V”的小灯泡电阻的实物连线图.(已知滑动变阻器最大阻值为R0)
(1)请用笔画线代替导线将电路补充完整.
【解析】
(1)实验是探究小灯泡电阻,将电路元件电池、开关、电流表、灯泡、滑动变阻器串联在电路中,电压表测小灯泡的电压,将电压表并联在灯泡两端.
(2)小伟检查电路连接无误后,闭合开关,发现小灯泡不亮,立即举手要求老师更换灯泡.这种做法不妥当(选填“妥当”或“不妥当”).经同组成员提示还发现电压表无示数电流表有示数,则灯泡不亮的原因可能是:
灯泡处短路(电压表处短路).
问题解决后,小伟调节滑动变阻器,使小灯泡正常工作,电流表示数如图乙所示,则小灯泡此时的电阻为10.4(10.42)Ω.
【解析】
(2)灯泡不亮有多种可能:
可能是灯泡断路,也可能是灯泡两端的实际电压太小等.所以,要先看看电表示数,再确定是否更换灯泡.电流表有示数,说明电路是通路,没有断路.电压表无示数说明是电压表或与之并联的灯泡发生短路.题图中电流表接0.6A挡,每小格表示0.02A,读数为0.24A,灯泡的电阻R=
≈10.4Ω.
(3)完成实验后,小伟想用原电路测某一定值电阻Rx的阻值,他用该电阻替换灯泡后,发现电压表损坏了,便将其拆除.请你在不改变其他元件连接方式下,帮他完成实验.
实验步骤:
A.将滑片移至阻值最大处,记下电流表示数Ib
B.将滑片移至阻值最小处,记下电流表示数Ia
表达式:
Rx=
(用所测物理量符号表示).
【解析】(3)只用一只电流表测电阻,需要测出两个大小不同的电流,再利用滑动变阻器的最大阻值就可以测出待测电阻阻值.两种情况下电源电压没有变,所以,IaRx=Ib(Rx+R0).求出Rx=
.
类型三测量小灯泡的电功率
10.(’14苏州)在“测量小灯泡的额定功率”实验中,已连接的部分电路如图甲所示.图中电源电压恒定,小灯泡上只能看到“3.8V”字样.
(1)请你用笔画线代替导线,将图中的实物电路连接完整.
【解析】
(1)电压表选用0~15V量程并联在灯泡两端,滑动变阻器选用上接线柱后与灯泡串联,如答图甲所示;
(2)正确连接实验电路后,开关试触时,发现灯泡不亮,电流表无示数,电压表有示数.其故障原因可能是:
灯泡处断路(或灯泡的灯丝断路、灯泡与底座接触不良等).
【解析】
(2)试触时,若灯泡不亮,电流表无示数,电压表有示数,说明灯泡处有断路的地方,此时电压表被串联在电路中,示数接近电源电压;
(3)故障排除后开始实验,当变阻器滑片滑到图示位置时,电压表的示数为3.0V.接着应将滑片向右滑动,直至灯泡两端电压为额定电压,此时电流表的示数如图乙所示.则灯泡的额定功率为1.52W.
【解析】(3)电压表的示数为3.0V,小于小灯泡的额定电压,应增大电路中电流,需将变阻器接入电路中的