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小明在拆装手电筒时,发现手电筒的小灯泡上标有“2.5 V”的字样,但上面的电流值...

小明在拆装手电筒时,发现手电筒的小灯泡上标有“2.5 V”的字样,但上面的电流值已经模糊不清,他想通过实验测量该灯泡正常发光时的电阻,图甲为他所连的实验电路。

(1)同组的小李同学在检查线路时发现有一根导线连接错误。请你在图中用“”标出这根接错的导线,并画出改接后的导线(不能与其他导线交叉)。

____

(2)电路连接正确后,将滑动变阻器的滑片移至A端,闭合开关后,发现小灯泡不亮,电流表无示数,电压表的示数接近3 V。发生这种现象的原因可能是________________

(3)排除故障后,再闭合开关,移动滑动变阻器的滑片到某位置时,电压表的示数如图乙所示,为了测定小灯泡正常发光时的电阻,应将滑动变阻器的滑片P________(选填“A”或“B”)端移动,直到电压表示数为________V,读出电流表的示数,计算小灯泡正常发光时的电阻。

(拓展)老师提问是否可以用该实验的测量方法测量阻值约为数百欧的电阻Rx,小明分析得出上述方法不行,原因是:_____________。接着,小明与其他同学经过讨论,通过增加一电阻箱R00~9 999 Ω 5 A)、定值电阻R200 Ω 2 A)、单刀双掷开关等器材,设计出了AB两种不同方案,其电路图如下:

AB两种不同的方案中,你认为方案________的设计可以让测量结果更准确,理由是:_______

(补充设问)

(4)某同学在实验过程中发现,随着滑动变阻器接入电路的阻值减小,电压表的示数减小,发生这个现象的原因是____________

(5)电压表的电阻实际上并非无穷大且在测量时有电流通过,实验中若考虑流过电压表的电流,则所测小灯泡的阻值________(选填“偏大”或“偏小”)。

 

小灯泡断路 B 2.5 电阻阻值太大,电路中电流太小,电流表无法准确读数 B 能多次测量取平均值,减小误差 电压表接在了滑动变阻器两端 偏小 【解析】 (1)要使小灯泡与电流表串联,必须将滑动变阻器与小灯泡连接的导线断开;同时在小灯泡右侧接线柱和开关右侧接线柱之间连接一条导线,如答图所示;(2)当闭合开关后,小灯泡不亮,电流表无示数,说明发生了断路;而电压表示数接近电源电压,说明电压表能与电源相通,故是小灯泡断路;(3)电压表示数为1.5 V,电压表测灯泡两端电压,要测灯泡的额定功率,使灯泡两端电压为2.5 V,应使电压表的 示数由1.5 V增大到2.5 V,即灯泡两端电压增大,由分压原理可知,滑动变阻器两端电压减小,则就要使滑动变阻器接入电路中的电阻减小,故滑片向B端移动;【拓展】电源电压为3 V,电阻Rx的阻值约为数百欧,由欧姆定律I=可知,电路中电流太小,难以准确读数;方案A,S接a,记下电压表示数,然后S接b,调节电阻箱阻值使电压表示数不变,根据等效替换法,电阻箱的阻值等于待测电阻的阻值;虽能得出待测电阻的阻值,但只能得到一组数据,误差较大;方案B可以根据需要改变电阻箱的阻值,从而得到多组实验数据,然后取平均值,误差更小。所以B方案的测量结果更准确。【补充设问】(4)移动滑动变阻器的滑片使其接入电路的电阻减小,电路的电阻变小,由欧姆定律,电路中的电流变大,定值电阻两端的电压变大,由串联电路电压的规律,滑动变阻器两端的电压变小,故电路连接中存在的问题是:电压表并联在滑动变阻器的两端了;(5)电流表测量值大于通过R的电流值,由R=可知,电阻的测量值偏小。  
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考点分析:
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小明在实验室做“伏安法测电阻”实验中,他连接的电路如图甲所示。

(1)为完成实验,请用笔画线代替导线,将甲图连接完整(要求滑片向右移动时,电流表示数变小)。

____

(2)闭合开关发现电压表有示数,电流表无示数,则故障原因可能是________

(3)排除故障后进行测量,当电压表的示数为2.4 V时,电流表的示数如图乙所示,则电流表的示数为________A,根据实验数据可得Rx________Ω

(4)电路中使用滑动变阻器的目的除了保护电路外,还有_________作用。

(拓展)测量了一组数据后,小明发现电流表损坏了,于是他和同桌小波分别设计了如图丙、丁所示的电路来测量未知电阻的阻值,其中定值电阻R0的阻值已知。小明看到小波设计的电路图后指出该电路无法测出电阻Rx的阻值,这是因为____________;小明利用自己的电路图进行如下操作:

先闭合开关S,记下电压表的示数U

再断开开关S,记下电压表的示数U0

则待测电阻Rx________________(用已知量和测量量表示)

 

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小铭利用“伏安法”测量未知电阻R的阻值,实验电路如图所示,已知电源电压为3 V,滑动变阻器(R130 Ω 0.5 AR220 Ω 1 A)。测得的数据如下表所示。

电压U/V

1

1.5

2

2.5

3

电流I/A

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

 

(1)本实验中小铭选用的滑动变阻器为________(选填“R1”或“R2”)。

(分析)

电阻两端的最小电压为________V,此时滑动变阻器两端的最大电压为________V,电路中的电流为________A,滑动变阻器接入电路的电阻为________Ω

表格数据中的最大电流为________A,故应选用的滑动变阻器为________

(2)(缺电流表)小铭准备测量另外一只未知电阻的阻值时发现电流表损坏了,于是他设计了如图所示电路来测量未知电阻Rx的阻值,电阻R0的阻值已知。请你协助小铭完成实验。

闭合开关S,断开开关S1,读出电压表的示数U1

________________,读出电压表的示数U2

未知电阻的阻值Rx__________(用已知量和测量量的符号表示)。

(3)(缺电压表)做完实验后小铭思考是否可以仅使用电流表测出该未知电阻的阻值,请你根据设计的实验电路,验证小铭的猜想。

闭合开关SS1,电流表示数为I1

______________,电流表示数为I2

未知电阻的阻值Rx____________(用已知量和测量量的符号表示)。

 

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某实验探究小组利用图甲所示的电路做“探究通过导体的电流与电阻的关系”的实验,使用的器材有:两节新干电池,三个阻值分别为5 Ω10 Ω20 Ω的定值电阻,一个标有“10 Ω 1 A”字样的滑动变阻器,电流表、电压表、开关和导线。

(1)请根据图甲的电路图将图乙的实物图连接完整;

____

(2)连接电路时,开关应断开,滑动变阻器的滑片P应放在阻值________处;

(3)正确连接电路,依次接入5 Ω10 Ω20 Ω三个定值电阻,调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数______(选填“不变”或“改变”),记下电流表的示数,利用描点法得到图丙所示的图像;

(4)当把5 Ω的电阻换为10 Ω接入电路中时,闭合开关,应向________(选填“左”或“右”)端移动滑片,使电压表示数为________V时,读出电流表的示数;

(5)由图像可得电流与电阻的关系是:__________

(拓展)实验小组还想多测几组数据,找到一个阻值为25 Ω的电阻接入电路,但无论怎样移动滑动变阻器的滑片,都无法使电压表的示数达到指定的值,为了完成实验目的,可更换一个最大阻值不小于______Ω的滑动变阻器。

 

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在“探究电流与电压的关系”实验中。

(1)请根据图甲的实物图在乙图虚线框中画出对应的电路图。

____

(2)2次测量时,电压表示数如图丙所示,则此时定值电阻两端的电压为________V

实验记录表(R5 Ω

 

 

 

实验次数

1

2

3

电压/V

2

 

2.8

电流/A

0.4

0.48

0.56

 

(3)分析实验数据记录表,发现每次电压与电流的比值是________(选填“相同”或“不同”)的,因此可得出电流与电压关系的初步结论为______________

(4)从表中的第1次实验到第2次实验的操作过程中,滑动变阻器的滑片P应该是向________(选填“A”或“B”)端移动。

(评估)若在实验中选用甲电路,产生误差的主要原因是_______________;若实验中选用丁电路,产生误差的主要原因是_______________

(补充设问)

(5)实验中改变滑动变阻器滑片位置的目的是___________

(6)简要说明是否可以用小灯泡代替定值电阻进行上述实验:_______________

 

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小乔利用实验器材:电压为6 V的电源、电流表、电压表、定值电阻(5 Ω10 Ω15 Ω30 Ω)、滑动变阻器A(“20 Ω 1 A”)、滑动变阻器B(“50 Ω 0.5 A”)、滑动变阻器C(“50 Ω 1 A”)、开关和导线若干,来探究电流与电压、电阻的关系,实验电路如图所示。测得数据如下表所示。

表一

电压U/V

1

2

3

4

电流I/A

0.1

0.2

0.3

0.4

 

 

表二

电阻R

5

10

15

30

电流I/A

0.6

0.3

0.2

0.1

 

 

(1)为了得到表中实验数据,小乔应该选择滑动变阻器________(选填“A”“B”或“C”)。

(分析)电路中电阻RRP________联,通过电路的电流为I滑动变阻器两端的电压UPUIR(或UPUUR当电阻R两端的电压最小时,滑动变阻器两端的电压最________,滑动变阻器接入电路的电阻最________,为RP____________

该实验数据中电阻两端最小的电压为________V,此时电路中的电流为________A,滑动变阻器接入电路的最大阻值为________Ω

表格数据中最大的电流为________A,则小乔选择的滑动变阻器为________

(2)小乔在探究电流与电压关系时,需保持________不变,移动滑片测得多组数据如表一所示;

(3)小乔在探究电流与电阻关系时,需控制__________不变,当用10 Ω的电阻替换5 Ω的电阻进行实验时,应将滑片向________端移动。

(4)小乔由表一数据总结得到的结论为电阻一定时,通过电阻的电流与电阻两端的电压成正比;

(5)小乔由表二数据总结得到的结论为电压一定时,通过电阻的电流与电阻阻值成反比。

 

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