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小明在“伏安法”测量未知电阻Rx阻值的实验中,所用滑动变阻器为“40 Ω 1 A...

小明在“伏安法”测量未知电阻Rx阻值的实验中,所用滑动变阻器为“40 Ω 1 A”。

(1)图甲是小明连接的实验电路,在连接电路的过程中,开关应______。请你添加一根导线将实验电路补充完整,要求滑动变阻器的滑片P向左滑动时电流表的示数变小______

(2)连好电路后,闭合开关,发现电流表、电压表均有较小的示数,移动滑动变阻器滑片,两电表的示数均无变化,故障的原因可能是______

(3)排除故障后,闭合开关S,滑动变阻器的滑片P滑到某一位置时,电压表的示数如图乙所示,电流表的示数如图丙所示,则电阻Rx的阻值为______Ω

(4)若考虑电压表内阻对电路的影响,则所测电阻的测量值偏______

(拓展)另一组的小华设计了如图丁所示方案测量定值电阻的阻值。他的方案如下:将S接到a时,读出电流表的示数I1;再将S接到b,读出电流表的示数I2;由I2RxI1R0,可得Rx。他的方案存在的问题是:______;请给小华同学一个简单的修改建议______

 

断开 滑动变阻器同时接下面两个接线柱 4 小 开关由a改接到b过程中,电路中电流发生变化,滑动变阻器两端电压发生变化,定值电阻与待测电阻两端电压不相等 将滑动变阻器换成导线 【解析】 (1)图甲是实验电路,在连接电路过程中,开关应该先断开;要求滑动变阻器的滑片P向左滑动电流表的读数变小,即电阻变大,故变阻器右下接线柱连入电路中,如答图所示;(2)连接好电路后,闭合开关,发现电流表、电压表均有示数且较小,移动滑动变阻器,两表的示数无变化,可能是滑动变阻器同时接下面两个接线柱;(3)由图乙可知,电压表读数为2 V,由图丙可知,电流表读数为0.5 A,根据I=可得Rx===4 Ω;(4)图中是电流表外接法,由于电压表的分流作用,电流测量值偏大,电压测量值准确,根据欧姆定律I=可知,电阻测量值偏小;【拓展】由小华设计的实验电路图和实验过程可知,将开关S接到a,读出电流表的示数I1;再将开关S接到b,读出电流表的I2;这一过程中,两个电阻两端的电压是不相等的,故不能得出I1R0=I2Rx,故这一操作是不正确的。要使所得结论正确,简单的修改办法是:将滑动变阻器换成导线。  
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考点分析:
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小明“探究电流与电压关系”实验时所连接的实物图如图甲所示,其中滑动变阻器规格为“60 Ω 2 A”。

(1)①将图甲中的滑动变阻器阻值调到最大,试触开关时,会看到的现象是电压表______,电流表______图甲中有一根导线连接错误,请在错误的导线上画“×”,并在图上画出正确的连线______

(2)改正错误后,测量了几组电压和电流的值如下表所示:

电压U/V

1.2

1.6

2.0

2.4

2.8

电流I/A

0.12

0.16

0.20

0.24

0.28

 

分析数据,得出的结论是______

(3)用这个电路还可以测量小灯泡正常发光时的电阻,将定值电阻换成一只标有“2.5 V”字样的小灯泡,闭合开关后,当电压表示数为2.5 V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(保留小数点后一位数宇),图丙是小灯泡的UI图像,请你说明为什么电流与电压不成正比______

(拓展)实验结束后,小明通过更换三个不同的电阻(10 Ω20 Ω30 Ω)来探究电流与电阻的关系,为了顺利完成这三次实验,定值电阻两端的电压最小为______V

 

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小顺同学利用四个定值电阻(5 Ω10 Ω15 Ω20 Ω)、规格为“15 Ω 1 A”的滑动变阻器、电压恒为4.5 V的电源、电压表、电流表、导线和开关等器材,进行了“探究电流与电压、电阻关系”的实验。

(1)小顺选择10 Ω的定值电阻,连接了如图甲所示电路,检查发现电路中有一根导线连接错误,请在图中连接错误的那根导线上打“”,并用笔画线代替导线将电路连接正确______

(2)改正错误后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,发现电压表示数随着改变,电流表始终无示数,若电路只有一处故障,其故障是______

(3)实验中滑动变阻器除了保护电路,还具有______的作用。

(4)排除故障后,闭合开关,调节滑片到适当位置,电流表示数如图乙,此时电压表示数为______V。然后小顺就得出电阻一定时,电流与电压成正比的结论,这一过程所存在的问题是______

(拓展)小顺利用以上器材继续“探究电流与电阻的关系”。他将控制电压设为2.5 V,分析发现无法完成探究,于是他想在电路中再串联一个定值电阻来解决,则应串联一个阻值在______Ω______Ω之间的电阻,才能使5 Ω10 Ω15 Ω20 Ω四个电阻分别单独接入电路都能完成实验。

 

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某兴趣小组探究“电流与电阻的关系”时,所用电源电压为4.5 V且保持不变,定值电阻阻值分别为20 Ω15 Ω10 Ω5 Ω,滑动变阻器的规格为“020 Ω”。

(1)用笔画线代替导线,按照图甲所示电路,将乙图中的实物图连接完整______

(2)闭合开关后,发现电压表和电流表都无示数,于是小华拆下电压表,用它查找故障。他将电压表的正接线柱接在电源正极,将电压表的负接线柱分别接电路中的HGFEDCBA各接线柱,电压表的示数如下表所示.通过表中数据可判断电路发生的故障是______

导线接触接线柱

H

G

F

E

D

C

B

A

电压表示数/V

4.5

4.5

4.5

4.5

0

0

0

0

 

A.开关接触不良        B.定值电阻开路

C.导线ED开路          D.滑动变阻器短路

(3)排除故障后,小明选择电压表的小量程开始实验。首先将5 Ω电阻接入电路中,记下电流表的示数为0.6 A。接着小明取下5 Ω的电阻再换上10 Ω的电阻,小明和小王对接下来的操作产生了不同的意见。

小明认为:换上的定值电阻阻值更大,电路中电流变小,可以直接闭合开关,再调节滑动变阻器,控制电压表示数与第一次实验相同。

小王认为:闭合开关前,应再次将滑动变阻器调到阻值最大处,闭合开关后再调节滑片,控制电压表示数与第一次实验相同。

你认同______的观点,你的理由是:______

(4)小明按正确操作分别将5 Ω10 Ω15 Ω20 Ω接入电路,并调节滑动变阻器,记录对应的电阻如下表,可得到的结论是:______

电阻

5 Ω

10 Ω

15 Ω

20 Ω

电流

0.6 A

0.3 A

0.2 A

0.15 A

 

(5)实验过程中,滑动变阻器消耗的最小电功率与最大电功率之比是______

(拓展)小明用20 Ω电阻进行完实验后,老师告诉他电压表是有内阻的(约为3 000 Ω),电压表可简化为如图丙所示的部分,小明想要测量电压表的内阻。他问老师要了一个2 000 Ω的电阻R0,按图丁所示接入电路。闭合开关,发现电压表的示数为2.8 V,据此小明算出电压表的内阻为______Ω。(结果保留整数)

 

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小明同学在做“探究电流与电压的关系”实验时,准备了以下器材:干电池(1.5 V)两节,电流表(00.6 A03 A)、电压表(03 V015 V)、滑动变阻器(20 Ω 2 A)、定值电阻(5 Ω)、开关各一只、导线若干。根据图甲所示的电路图进行实验。

(1)用笔画线代替导线,按照图甲所示电路,将图乙中的实物图连接完整______

(2)连接好电路,闭合开关前,滑动变阻器滑片P应处于______ (选填“A”或“B”)端;

(3)实验过程中,要使电压表示数逐渐变大,滑动变阻器滑片P应向______ (选填“左”或“右”)移动;

(4)实验过程中,电流表的示数如图丙所示,此时电路中的电流为______A

(5)实验中通过调节滑动变阻器滑片P,测出通过定值电阻R的不同电流和对应的电压值如表所示。老师看后说其中一次是错误的。帮小明分析出错的是第______次,原因是______

实验次数

1

2

3

4

5

6

电压U/V

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

电流I/A

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

 

(拓展)根据实验数据做出的图像如图丁所示,图中阴影部分面积表示的物理量是______

 

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在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”时,同学们提出了如下的猜想:

猜想一:浮力的大小跟物体浸没的深度有关

猜想二:浮力的大小跟物体浸在液体中的体积有关

猜想三:浮力的大小跟液体的密度有关

为了验证上述猜想,老师提供了如下器材:弹簧测力计、金属块、两个相同的圆柱形容器(分别装有一定量的水和盐水)。实验装置如图所示,用弹簧测力计提着金属块逐渐浸入到盛有液体的容器中,弹簧测力计示数越小,说明物体所受的浮力越大。

(1)为了探究浮力大小与物体浸没在液体中的深度是否有关,可选用______的实验来进行分析。

(2)下表是某同学在探究“猜想二”时记录的数据表格,请将其补充完整。

次数

液体

种类

物体浸入液

体的体积

G/N

F/N

F/N

1

未浸入

5

5

0

2

一半浸入

5

3

2

3

全部浸入

5

1

____

 

(3)结合实验过程分析甲、丁、戊图的实验,得出的结论是______

(4)如图能正确反映金属块所受浮力F随浸入水 中深度h变化关系的图像是______

(拓展)结合实验过程分析图中的装置可得出,金属块的体积为______cm3,实验中所用盐水的密度为______kg/m3。(g 10 N/kgρ 1×103 kg/m3

 

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