
實驗1 常規(guī)方法測電阻、電功率
實驗2 特殊方法測電阻、電功率
常規(guī)方法測電阻、電功率
小燈泡的電阻隨溫度的變化而變化
例1 小明用如圖所示電路測量電阻的阻值,電源電壓保持不變.滑動變阻器的最大阻值為20 Ω.
(1)請用筆畫線代替導(dǎo)線,將圖甲中電路連接完整.(2)請根據(jù)實物圖在虛線框中畫出對應(yīng)的電路圖.
(3)電路中滑動變阻器除對電路起保護作用外,另一個作用是______________________.(4)(難點·電路故障分析)連接好電路,閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)電流表和電壓表都有較小的示數(shù),且無論怎么移動滑動變阻器的滑片,電流表和電壓表的示數(shù)都不變,造成這一現(xiàn)象的原因是_____________________________.
改變定值電阻兩端電壓
滑動變阻器接了下面兩個接線柱
變式1 (2021鹽城改編)電路正確連接后,實驗時,將滑動變阻器滑片從阻值最大處移到最小處的過程中,發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)逐漸變大但不超過量程,電壓表始終無示數(shù).經(jīng)檢查是電壓表出現(xiàn)了故障,故障應(yīng)是電壓表發(fā)生了_____.變式2 (2021自貢改編)電路連接正確后,閉合開關(guān),移動滑動變阻器的滑片時,發(fā)現(xiàn)電壓表無示數(shù),電流表有示數(shù)且不斷變化,則故障可能是定值電阻R______.
(5)排除故障后,實驗中當電壓表示數(shù)為2.5 V時,電流表示數(shù)如圖丙所示,請將這次實驗數(shù)據(jù)及計算結(jié)果填入下表.
(6)老師看了小明的數(shù)據(jù)后,發(fā)現(xiàn)有一組數(shù)據(jù)不是本實驗中測得的,它是第__組(選填實驗序號),你判斷的依據(jù)是____________________________________________________________________________________.
當電流為0.1 A時,滑動變阻器接入電路中的阻值為25 Ω,而滑動變阻器的最大阻值只有20 Ω
(7)排除錯誤的數(shù)據(jù)后,請幫助小明根據(jù)表中數(shù)據(jù),在圖丁中畫出電阻的I-U圖像.
(8)(2021河南)本實驗進行了多次測量,其目的與下列實驗中多次測量的目的相同的是___(選填序號).A. 用刻度尺測量鉛筆的長度B. 測量小燈泡的電阻C. 測量小燈泡的電功率(9) (2020陜西)現(xiàn)有另一個未知電阻R′(阻值約為400 Ω),若僅將圖甲中的R替換為R′.其余器材和電路連接不變,不能測出R′的值,其原因是實驗中_____表無法讀數(shù).
(10)(2022麗水改編)小明根據(jù)實驗數(shù)據(jù)先求出電壓的平均值和電流的平均值,再運用歐姆定律求出電阻Rx的平均值,請判斷該方法是否可行_______,理由:______________________________________________________________________.
運用歐姆定律時,公式中的I、U、R必須是同一時刻、同一導(dǎo)體所對應(yīng)的數(shù)值
(11)(方案改進)如圖戊所示是另一小組同學小亮設(shè)計的測量未知電阻Rx的實驗電路圖,和同學討論,它有哪些不完備的地方:_______________________,應(yīng)怎樣改進:___________________________.
該電路只能測量一次數(shù)據(jù)
加一個滑動變阻器(合理即可)
例2 小明和同學們用“伏安法”測小燈泡電阻,小燈泡額定電壓為2.5 V,電阻約為10 Ω.
(1)如圖甲是小明連接的電路圖,閉合開關(guān)后,出現(xiàn)的現(xiàn)象可能是______________________________________.(2)圖甲中有一處連接錯誤,請在錯誤處畫“×”,并用筆畫線代替導(dǎo)線將電路連接正確.(3)請根據(jù)改正后的實物圖在虛線框內(nèi)畫出對應(yīng)的電路圖.
電流表無示數(shù),電壓表示數(shù)接近電源電壓
(4)在連接電路時,開關(guān)應(yīng)______ ,滑動變阻器的滑片應(yīng)位于最____(選填“左”或“右”)端;這樣操作的目的是_________.(5)正確連接好電路后,“試觸”時,發(fā)現(xiàn)電壓表指針偏轉(zhuǎn)很小,移動滑動變阻器滑片,發(fā)現(xiàn)指針仍偏轉(zhuǎn)很小,為了準確的測量這一電壓,接下來應(yīng)進行的操作是___________________________.
斷開開關(guān),改接電壓表小量程
(6)排除故障后,當滑動變阻器的滑片移到某一位置時,電壓表示數(shù)如圖乙所示,此時小燈泡兩端電壓為____V,要測量小燈泡正常發(fā)光時的電阻,進行的操作是______________________________________________.
將滑動變阻器的滑片向左移直至電壓表示數(shù)為2.5 V
(7)小明在實驗中測得的實驗數(shù)據(jù)記錄如下:
①在分析實驗數(shù)據(jù)時,發(fā)現(xiàn)一個數(shù)據(jù)有明顯錯誤,這個數(shù)據(jù)是_____;若此錯誤是由于看錯電表量程導(dǎo)致的,則該數(shù)據(jù)的正確值應(yīng)是_____.
②由表格數(shù)據(jù)可知小燈泡正常發(fā)光的電阻為_____Ω,小燈泡不接入電路時,其電阻最接近__Ω.③分析表中數(shù)據(jù),可以發(fā)現(xiàn)小燈泡兩端的電壓越低,其燈絲的電阻越___.
(8)小明畫出小燈泡的U-I曲線如圖丙所示,在這個圖像中,橫軸應(yīng)該表示的是_____(選填“電壓”或“電流”).
(9)(2020隨州)同學小強合理地連接好電路, 閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮, 但電流表、電壓表示數(shù)都不為零, 接下來他應(yīng)進行的操作是___.A. 檢查燈泡是否斷路B. 檢查燈泡是否短路C. 檢查開關(guān)是否接觸良好D. 移動滑動變阻器的滑片
(10)另外一組同學做此實驗時,由于接線錯誤,根據(jù)測量的數(shù)據(jù)繪出的I-U圖像如圖丁所示.你認為錯誤的原因可能是______________________________.(11)(2021南充改編)小明_____(選填“能”或“不能”)用本實驗器材探究電流與電壓的關(guān)系.你判斷的依據(jù)是_____________________________________________________________________________.
電壓表接在了滑動變阻器兩端
探究電流與電壓的關(guān)系時,要控制電阻大小不變,但燈絲的電阻隨溫度的變化而變化
例3 在“測小燈泡額定電功率”的實驗中,提供的器材有:電壓恒為4.5 V的電源,額定電壓為2.5 V的待測小燈泡,電阻約為8 Ω,電流表(0~0.6 A,0~3 A),電壓表(0~3 V,0~15 V),開關(guān)和導(dǎo)線若干.另有標有“30 Ω 2 A”的滑動變阻器R1和標有“5 Ω 1 A”的滑動變阻器R2.
(1)若小明設(shè)計的電路如圖甲所示,請用筆畫線代替導(dǎo)線將實驗電路圖連接完整,并根據(jù)實物圖將電路圖畫在圖乙虛線框內(nèi).
(2)本實驗選擇的滑動變阻器是___(選填“R1”或“R2”).(3)(難點·電路故障分析)實驗電路接好以后,發(fā)現(xiàn)電路故障,主要有下表列的兩種情況,請根據(jù)實驗現(xiàn)象和檢查結(jié)果指出故障的可能原因.
滑動變阻器下面兩個接線柱接入電路
變式1 (2021山西改編)正確連接電路后,閉合開關(guān),電流表指針不動,但用手按住開關(guān),發(fā)現(xiàn)電流表指針擺動,出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是______________.變式2 (2020雅安改編)閉合開關(guān)后,調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片,發(fā)現(xiàn)兩電表的指針始終處于如圖所示的位置,則電路中可能發(fā)生的故障為____.(選填字母序號)A. 小燈泡斷路 B. 小燈泡短路C. 滑動變阻器斷路 D. 滑動變阻器短路
開關(guān)接觸不良
(4)排除電路故障后,閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)小燈泡不發(fā)光,但電流表有示數(shù),接下來的操作應(yīng)該是________________________________________.(5)實驗時移動滑動變阻器的滑片P到某一位置時,電壓表示數(shù)為2 V,要測量小燈泡的額定功率,應(yīng)將滑片P向___(選填“A”或“B”)端移動;當小燈泡正常發(fā)光時,電流表的示數(shù)如圖丙所示,其示數(shù)為_____A;
移動滑動變阻器滑片,觀察小燈泡是否發(fā)光
(6)(重點·實驗數(shù)據(jù)分析)小明設(shè)計數(shù)據(jù)記錄表格并記錄數(shù)據(jù)如下:
①小明設(shè)計的數(shù)據(jù)表格中設(shè)置的“平均電功率”是_______(選填“合理”或“不合理”)的,原因是____________________________________________________________.
小燈泡的實際電壓不同,實際功率也不同,求平均值沒有意義
②小燈泡的額定功率為___W;③分析表中數(shù)據(jù),得出的結(jié)論是,小燈泡的實際功率_____(選填“越大”或“越小”),小燈泡越亮.
變式3 (創(chuàng)新設(shè)問)(2020云南改編)在測量標有“2.5 V”小燈泡額定功率的實驗中,同組小華先后三次移動滑片,依次將正確的數(shù)據(jù)隨手寫在草稿紙上(如圖所示).下表是他在組內(nèi)其他同學的幫助下設(shè)計的記錄數(shù)據(jù)和現(xiàn)象的表格,請你補出陰影處所缺的內(nèi)容:________________;分析數(shù)據(jù)可知,小燈泡的額定電流為____A,額定功率為_____W.
(7)(2020張家界)實驗中多次測量的目的是__________________________________.(8)(2021廣安改編)實驗結(jié)束后小明根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出的小燈泡的U-I圖像如圖丁所示,小明發(fā)現(xiàn)該圖像不是一條直線,原因是_________________________________.
測量小燈泡在不同電壓下的實際功率
小燈泡的電阻隨溫度的變化而變化
(9)(2022大慶改編)小明還做了小燈泡的功率與電壓二次方、電流二次方的關(guān)系圖像如下圖所示,其中表示功率與電壓二次方關(guān)系的是___,表示功率與電流二次方關(guān)系的是___.
(10)(2021連云港)在該實驗結(jié)束后,將小燈泡換成一個定值電阻,還可探究__的關(guān)系(選填“A”或“B”).A. 電流與電阻 B. 電流與電壓
特殊方法測電阻、電功率
(已知U額、R2最大值)
(已知I額、電源電壓U)
例1 (2020大慶改編)實驗中發(fā)現(xiàn)電流表已損壞,電壓表完好,添加了一個阻值為R0的定值電阻和兩個開關(guān),設(shè)計了如圖所示的電路,測出了定值電阻的阻值,請將實驗步驟補充完整:①閉合開關(guān)S、S1,電壓表示數(shù)為U1;②______________________,電壓表示數(shù)為U2;③未知電阻Rx=__________(用已知量和測量量表示)
閉合開關(guān)S、S2,斷開S1
例2 (2021泰州改編)小華利用電源(電壓恒定且未知)、電流表、電阻箱(0~999.9 Ω)、銘牌不清楚的滑動變阻器、開關(guān)、單刀雙擲開關(guān)各一個及導(dǎo)線若干,設(shè)計了如圖所示電路,測出了已知額定電流為I額的小燈泡的額定功率.請你幫助小華補全實驗方案:①閉合開關(guān)S1,將開關(guān)S2撥至1,調(diào)節(jié)電阻箱R1,使_______________,讀出此時電阻箱接入電路中的阻值為R;②仍閉合開關(guān)S1,將開關(guān)S2撥至2,只調(diào)節(jié)滑動變阻器R2,使電流表示數(shù)為I額;
③在步驟②的基礎(chǔ)上,將R1阻值調(diào)為0,R2的滑片_____________(填滑動變阻器滑片的位置變化情況),并讀出電流表示數(shù)為I;④則小燈泡額定功率的表達式為P=_______(用已知量和所測物理量的符號表示);⑤實驗后小華發(fā)現(xiàn),電路中只需將___________和_______互換位置,可以更簡單地測出小燈泡的額定功率.
例3 (2021眉山改編)若電壓表損壞,小明利用如下電路也順利測出了額定電壓為U0的小燈泡的額定功率(R0為阻值已知的定值電阻,R為滑動變阻器)①斷開開關(guān)S1,閉合開關(guān)S2,移動滑動變阻器滑片P,當電流表示數(shù)為___時,小燈泡恰好正常發(fā)光;
②保持滑動變阻器滑片P位置不變,閉合開關(guān)S1,斷開開關(guān)S2,記下電流表示數(shù)為I;③推導(dǎo)出小燈泡L的額定功率表達式P額=________(用物理量U0、R0和I表示).
1.[2023綿陽26(3)題9分]某實驗小組的同學用如圖所示的電路測大約幾十歐的電阻的阻值.實驗室提供的器材:待測電阻Rx,電壓約3 V的電源,電壓表 (量程為3 V),開關(guān)S,導(dǎo)線若干.供選擇的器材:滑動變阻器R1(500 Ω,0.5 A),滑動變阻器R2(30 Ω,0.5 A),電流表 (量程0.6 A),電流表 (量程60 mA).
實驗過程:(i)選擇合適的器材,斷開開關(guān),按電路圖連接電路;(ii)調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片,讓接入電路的阻值最大,閉合開關(guān);(iii)緩慢調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片到不同位置,穩(wěn)定后,讀取電流表和電壓表示數(shù)I和U,下表是該組同學按正確操作測得的六組數(shù)據(jù):
(iV)斷開開關(guān),拆除電路,復(fù)原實驗器材.回答下列問題:①電流表應(yīng)該選____,滑動變阻器應(yīng)該選____.②滑動變阻器接入電路的阻值減小,電壓表的示數(shù)______(選填“減小”“不變”或“增大”).③利用表中數(shù)據(jù),可算得待測電阻Rx=____Ω.(結(jié)果保留整數(shù))
2. (2020宜賓26題9分)小馬同學利用圖甲所示的電路測量未知電阻Rx的阻值,阻值大約為5 Ω.
(1)請根據(jù)圖甲所示的電路圖,用筆畫線代替導(dǎo)線,在圖乙中完成實驗電路的連接.(2)閉合開關(guān)前,應(yīng)將滑動變阻器的滑片置于___(選填“A”或“B”)端.
(3)實驗過程中得到的部分數(shù)據(jù)如下表所示.第3次測量時,電流表的示數(shù)如圖丙所示,請將讀數(shù)填入表格中.
(4)在圖丁中,把上表中的數(shù)據(jù)在I-U坐標系上描點并連線.(5)本實驗所測得未知電阻的阻值為___Ω.
(6)小馬又設(shè)計了如圖戊所示的另一個電路,也測出了Rx的阻值.圖中電源電壓未知,R0是滑動變阻器,R是電阻箱(可連續(xù)調(diào)節(jié)電阻值大小,且能讀數(shù)的變阻器),其調(diào)節(jié)范圍0~999.9 Ω, 是電流表(刻度有些模糊),S和S1分別是單刀雙擲開關(guān)和單刀開關(guān).完成下列實驗步驟中的填空:
①先斷開S、S1,將電阻箱R阻值調(diào)至最大;②將S撥向接點1,閉合S1,調(diào)節(jié)____(選填“R”或“R0”),使電流表指針偏轉(zhuǎn)到適當位置,標記電流表指針的位置;
③然后將S撥向接點2,調(diào)節(jié)__(選填“R”或“R0”),使電流表指針在_________,記下電阻箱R的阻值;④多次重復(fù)上述過程,計算電阻箱R讀數(shù)的_______,此即為被測電阻Rx的阻值.
3.(2023綿陽33題6分)測量標有“2.5 V”字樣的小燈泡在額定電壓下工作時的電阻,小燈泡的額定功率估計在0.8 W左右.實驗室提供的器材有:兩節(jié)干電池、電壓表 (量程0~3 V)、滑動變阻器、導(dǎo)線若干、開關(guān)、待測小燈泡.供選擇的電流表 :(量程0~0.6 A)、 (量程0~3 A).回答下列問題:量程0~3 A).回答下列問題:
(1)電流表應(yīng)選用____(選填“ ”或“ ”).
(2)連接好如圖甲所示的實驗電路,閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)燈泡不亮,電流表無示數(shù),電壓表有較大的示數(shù).電路的故障可能是____(選填序號).A. 電壓表斷路B. 小燈泡斷路C. 電壓表短路,且小燈泡斷路D. 電流表短路,且小燈泡斷路(3)排除故障后,閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑動變阻器使電壓表示數(shù)為2.5 V,電流表示數(shù)如圖乙所示,小燈泡正常發(fā)光時的電阻是____Ω(小數(shù)點后保留一位數(shù)字).
4. (2022宜賓16題8分)如圖甲所示是測定“小燈泡電功率”的實驗線路圖,電源電壓為3.0 V保持不變,小燈泡額定電壓為2.5 V、電阻約為10 Ω.電流表有0~0.6 A 和0~3 A兩個量程,電壓表有0~3 V和0~15 V兩個量程.
(1)在連接電路過程中開關(guān)應(yīng)_____,滑動變阻器的滑片P應(yīng)位于___(選填“A”或“B”)端,電壓表的量程應(yīng)選_______;
(2)按所選量程連接電壓表,閉合開關(guān),移動滑片P到某一點時,如圖乙電壓表示數(shù)為____V,要測量小燈泡的額定功率,應(yīng)將圖甲中滑片P向___(選填“A”或“B”)端移動,使電壓表的示數(shù)為2.5 V;
(3)移動滑片P,記錄多組對應(yīng)的電壓表和電流表的示數(shù),并繪制成圖丙所示的U-I圖像,根據(jù)圖像信息,可計算出小燈泡的額定功率是__W;
(4)實驗室中實際提供的電壓表內(nèi)阻并非無窮大且有明顯的電流通過,實驗中燈泡兩端電壓達到2.5 V時,額定功率的測量值_____(選填“大于”“等于”或“小于”)真實值;(5)若在實驗中連接好電路并閉合開關(guān),移動變阻器滑片P,發(fā)現(xiàn)小燈泡始終不亮,電壓表有示數(shù),電流表無示數(shù),原因可能是___________(寫出一種即可).
5. (2022綿陽34題9分)在“測量小燈泡的電功率”實驗中,已知待測小燈泡的額定電壓為3.8 V,額定電功率估計在0.9 W左右.可供選擇的電流表有: (量程0~0.3 A), (量程0~3 A).
(1)連接電路時,應(yīng)選用的電流表是___(選填“ ”或“ ”).(2)圖甲是某小組連接的實物電路圖.圖中有一根導(dǎo)線連接錯誤,請在這根導(dǎo)線上打“×”,并在圖中改正.
(3)改正錯誤后,閉合開關(guān),移動滑動變阻器滑片,當電壓表示數(shù)為3.0 V時,電流表示數(shù)如圖乙所示,此時小燈泡的電功率是_____W.
(4)不用電流表,另增加兩只開關(guān)和一個阻值為12 Ω的定值電阻R0,該小組設(shè)計了如圖丙所示的電路圖,測量小燈泡的額定功率.正確連接電路后,斷開S3,閉合S1、S2,調(diào)節(jié)滑動變阻器,讓電壓表示數(shù)為3.8 V;然后只斷開S2,再閉合S3,讀出電壓表示數(shù)為6.5 V,則測得小燈泡的額定功率是_____W.
6. (2021內(nèi)江24題12分)某同學要測量小燈泡L的電功率.所用的實驗器材有:A. 電源E(電壓恒為4.5 V);B. 電流表 (量程0~200 mA);C. 電流表 (量程0~500 mA);D. 定值電阻R0(阻值為20 Ω);E. 滑動變阻器R(阻值為0~20 Ω);F. 待測小燈泡L(額定電壓3.6 V);G. 開關(guān)S一個,導(dǎo)線若干,則:
(1)如圖甲所示,是該同學設(shè)計的電路圖.請根據(jù)電路圖,用筆畫線代替導(dǎo)線將實物圖連接完整;(2)若電流表 和 流過的電流分別為I1、I2,利用I1、I2、R0表示出:小燈泡兩端的電壓為_____,通過小燈泡的電流為______;
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