TOC \ "1-3" \h \u \l "_Tc8703" PAGEREF _Tc8703 \h 2
\l "_Tc25876" 考點一 探究串、并聯(lián)電路中電流的規(guī)律 PAGEREF _Tc25876 \h 2
\l "_Tc4677" 考點二 探究串、并聯(lián)電路中電壓的規(guī)律 PAGEREF _Tc4677 \h 3
\l "_Tc17107" 考點三 探究影響導體電阻大小的因素 PAGEREF _Tc17107 \h 6
\l "_Tc30328" 考點四 探究電流與電壓和電阻的關(guān)系 PAGEREF _Tc30328 \h 8
\l "_Tc647" 考點五 伏安法測電阻 PAGEREF _Tc647 \h 12
\l "_Tc17555" 考點六 測量小燈泡的電功率 PAGEREF _Tc17555 \h 18
\l "_Tc31286" PAGEREF _Tc31286 \h 21
\l "_Tc6828" 題型一 探究串、并聯(lián)電路電流的規(guī)律 PAGEREF _Tc6828 \h 23
\l "_Tc5913" 題型二 探究串、并聯(lián)電路電壓的規(guī)律 PAGEREF _Tc5913 \h 23
\l "_Tc25233" 題型三 探究影響導體電阻大小的因素 PAGEREF _Tc25233 \h 25
\l "_Tc28512" 題型四 探究電流與電壓的關(guān)系 PAGEREF _Tc28512 \h 28
\l "_Tc9982" 題型五 探究電流與電阻的關(guān)系 PAGEREF _Tc9982 \h 32
\l "_Tc8947" 題型六 伏安法和特殊方法測電阻 PAGEREF _Tc8947 \h 35
\l "_Tc20435" 題型七 測量小燈泡電功率 PAGEREF _Tc20435 \h 38
考點一 探究串、并聯(lián)電路中電流的規(guī)律
一、探究串、并聯(lián)電路中電流的規(guī)律
1.電路圖
2.實驗器材
電源、導線、開關(guān)、不同規(guī)格的小燈泡、電流表等。
3.進行實驗與收集證據(jù)
(1)按電路圖連接實物圖;
(2)用一只電流表分別測出 a、b、c三處的電流;
(3)更換不同規(guī)格的燈泡進行多次實驗,獲取多組數(shù)據(jù)并記錄在表格中。
4.實驗結(jié)論
(1)串聯(lián)電路中,電流處處相等,即。
(2)并聯(lián)電路中,干路電流等于各支路電流之和,即。
二、實驗考查熱點
(1)連接電路時,開關(guān)要斷開。若題中出現(xiàn)連接好最后一根導線時,小燈泡立即發(fā)光,說明連接電路時,開關(guān)未斷開。
(2)電流表指針異常偏轉(zhuǎn)
①閉合開關(guān)前,電流表指針反偏:電流表未調(diào)零;
②)閉合開關(guān)后,電流表指針反偏:電流表正負接線柱接反了;
③量程選擇過大:正向偏轉(zhuǎn)幅度過?。?br>④量程選擇過?。赫蚱D(zhuǎn)幅度過大。
(3)換用不同規(guī)格燈泡進行多次實驗,目的是使結(jié)論更具有普遍性;
(4)改變電流的方式:更換電源、燈泡或電阻;
(5)實驗拆接電流表,操作較復(fù)雜,改進的方法:①在 a、b、c三處分別連接電流表;②在探究并聯(lián)電路電流規(guī)律時,可以通過增加開關(guān)的數(shù)量使操作簡單,如圖所示。
1.(24-25九年級上·河北邢臺·期中)在探究串、并聯(lián)電路的電流特點的實驗中,小華同學設(shè)計了如圖甲所示的電路。
(1)實驗中,兩個小燈泡的規(guī)格應(yīng)該選擇 (選填“相同”或“不相同”)的;
(2)測量A點電流時,小華連接的實物電路如圖乙所示,圖中有一根導線連接錯誤,請在錯誤的導線上畫“×”,并補畫出正確的導線;
(3)改正電路后,小華分別測出了A、B、C三點的電流并填入了表格。老師看到數(shù)據(jù)后指出,表格中有一個數(shù)據(jù)是錯誤的,請指出錯誤數(shù)據(jù): ,出現(xiàn)錯誤的原因可能是: ;
(4)改正錯誤數(shù)據(jù)后,小華又更換不同規(guī)格的燈泡,測量了多組數(shù)據(jù)。才得出了并聯(lián)電路電流規(guī)律。多次測量的目的是: ;
(5)完成上述實驗后,小華還想探究串聯(lián)電路電流規(guī)律,于是又連成如圖丙所示電路。閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)比亮。同組有同學猜想:距離電源正極近的燈泡會比遠的燈泡更亮。
為了驗證猜想是否正確,我們可以進行的操作是:斷開開關(guān), ,再閉合開關(guān),若 則證明猜想正確,否則,猜想是錯誤的。
【答案】(1)不相同
(2)見解析
(3) 2.5 電流表讀數(shù)時量程看錯
(4)使結(jié)論更具普遍性
(5) 對調(diào)燈泡、位置 比亮
【詳解】(1)為了使結(jié)論更具普遍性,應(yīng)使用不同規(guī)格的燈泡進行實驗。
(2)由圖甲電路圖可知,小燈泡L1與小燈泡L2并聯(lián),而實物電路中小燈泡L2被導線短路,將小燈泡L2右端到電流表“-”接線柱的導線由電流表“-”接線柱改接到開關(guān)S的右端,此時電流表測量通過小燈泡L1的電流,即A點電流,如下圖所示:
(3)[1][2]并聯(lián)電路干路中的電流等于各支路電流之和,所以
IC=IA+IB=0.2A+0.3A=0.5A故明顯錯誤的數(shù)值是2.5,而2.5A=5IC,所以造成錯誤的原因是:電流表讀數(shù)時量程看錯。
(4)只進行了一次實驗,實驗次數(shù)太少,得出的結(jié)論具有偶然性,所以多次測量的目的是使結(jié)論更具普遍性。
(5)[1][2]圖丙中,斷開開關(guān),對調(diào)燈泡、位置,再閉合開關(guān),若發(fā)現(xiàn)L1還是比L2要亮,說明猜想是錯誤的;若發(fā)現(xiàn)L2比L1亮,則證明猜想正確。
考點二 探究串、并聯(lián)電路中電壓的規(guī)律
一、探究串、并聯(lián)電路中電壓的規(guī)律
1.電路圖
2.實驗器材
電源、導線、開關(guān)、不同規(guī)格的小燈泡、電壓表等。
3.進行實驗與收集證據(jù)
(1)按電路圖連接實物圖;
(2)用一只電壓表分別測出L1、L2和AB 兩端的電壓 U1、U2、U 三處的電流;
(3)更換不同規(guī)格的燈泡進行多次實驗,獲取多組數(shù)據(jù)并記錄在表格中。
4.實驗結(jié)論
(1)串聯(lián)電路電源兩端的電壓等于各部分電路兩端電壓之和,即。
(2)并聯(lián)電路中各支路兩端電壓等于電源兩端電壓,即。
二、實驗考查熱點
(1)連接電路時,開關(guān)要斷開。若題中出現(xiàn)連接好最后一根導線時,小燈泡立即發(fā)光,說明連接電路時,開關(guān)未斷開。
(2)電壓表指針異常偏轉(zhuǎn)
①閉合開關(guān)前,電壓表指針反偏:電流表未調(diào)零;
②)閉合開關(guān)后,電壓表指針反偏:電流表正負接線柱接反了;
③量程選擇過大:正向偏轉(zhuǎn)幅度過??;
④量程選擇過?。赫蚱D(zhuǎn)幅度過大。
(3)換用不同規(guī)格燈泡進行多次實驗,目的是使結(jié)論更具有普遍性;
(4)在探究串聯(lián)電路電壓規(guī)律的實驗中,電路圖如下圖所示。在測完L1兩端電壓后,繼續(xù)測量L2兩端的電壓,進行如下操作:B端不動,連接A端的導線直接接到C點,這樣操作存在的錯誤是:電壓表正負接線柱會接反。
1.(24-25九年級上·廣東珠?!て谥校┨骄看?lián)電路中電壓的規(guī)律,設(shè)計的電路圖如題圖甲所示。
(1)接線時,開關(guān)應(yīng)處于 (選填“斷開”或“閉合”)狀態(tài);連接完成實驗電路如題圖乙所示,小鳳檢查電路時發(fā)現(xiàn) (選填“電池”“開關(guān)”或“燈座”)安裝錯誤;
(2)正確安裝后,閉合開關(guān),兩燈均不發(fā)光,小鳳用電壓表試接A、B接線柱,發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)情況如題圖丙所示,則可判斷 發(fā)生了斷路;
(3)排除故障后,繼續(xù)實驗,記錄數(shù)據(jù)如下表所示。
①小凰指出數(shù)據(jù)中有一個電壓值明顯錯誤,錯誤的電壓值是 ,造成這一錯誤的原因是 ;
②糾錯后,分析數(shù)據(jù),得到初步結(jié)論:串聯(lián)電路兩端的總電壓等于各用電器兩端電壓 ;
③實驗后同學們交流討論,為節(jié)省時間,利用原來的電路圖甲,在測量L2兩端電壓時,保持電壓表B接點不動,斷開A接點,改接至C接點,這個方法不能測出L2兩端的電壓,理由是 。
【答案】(1) 斷開 電源
(2)燈泡L1
(3) 5.0V 讀數(shù)時看錯了量程 之和 電壓表的正負接線柱接反了
【詳解】(1)[1]為了保護電路,接線時,開關(guān)應(yīng)處于斷開狀態(tài)。
[2]電池不能正極對正極,電池安裝錯誤。
(2)正確安裝后,閉合開關(guān),兩燈均不發(fā)光,說明電路可能斷路;小明用電壓表試接A、B接線柱,發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)情況如圖乙所示,電壓表有示數(shù),說明電壓表與電源連通,則與電壓表并聯(lián)的電路以外的電路是完好的,則與電壓表并聯(lián)的電路斷路了,即可判斷L1燈發(fā)生了斷路。
(3)[1]分析第一小組的實驗數(shù)據(jù)知道,第1次實驗測量的第一個數(shù)據(jù)過大,即AB兩端的電壓讀錯了,因為由圖知道,在串聯(lián)電路中, AB兩端的電壓不可能大于AC兩端的電壓。
[2]造成錯誤的原因應(yīng)該是,電壓表使用的是“0~3”的量程讀數(shù)應(yīng)是1V,但按照“0~15V”的量程讀成了5.0V,使讀數(shù)增大了。
[3]觀察表中實驗數(shù)據(jù)知道,數(shù)據(jù)滿足
故初步得出結(jié)論:串聯(lián)電路的總電壓等于各部分電路電壓之和。
[4]為了節(jié)省時間,利用原來的電路圖,在測L2兩端的電壓時,電壓表所接的B接點不動,只斷開A接點,并把接線改接到C接點上,這樣做不能測出L2兩端的電壓,因為根據(jù)電路圖分析可以看出,直接改接一端連線,會造成電壓表的正負接線柱接反了。
考點三 探究影響導體電阻大小的因素
一、探究影響導體電阻大小的因素
1.實驗裝置圖
電阻絲 A、B、C 是鎳鉻合金絲,D 是錳銅合金絲;A、B、D 粗細相同;A、C、D 長度相同。
2.實驗器材
電源、導線、開關(guān)、電流表、小燈泡、電阻絲等。
3.實驗方法
(1)轉(zhuǎn)換法:通過電流表示數(shù)的大小或小燈泡的亮度反映電阻絲的電阻大小;
(2)控制變量法
①探究電阻與材料的關(guān)系:控制導體的長度和橫截面積相同換用不同材料的導體;
②探究電阻與長度的關(guān)系:控制導體的材料和橫截面積相同換用長度不同的導體;
③探究電阻與橫截面積的關(guān)系:控制導體的材料和長度相同,換用橫截面積不同的導體;
④探究電阻與溫度的關(guān)系:控制導體的材料、長度和橫截面積相同,改變導體的溫度。
4.進行實驗與收集證據(jù)
(1)探究電阻與長度的關(guān)系,應(yīng)選電阻絲 A、B 分別接入電路,并把數(shù)據(jù)記錄在表格中;
(2)探究電阻與橫截面積的關(guān)系,應(yīng)選電阻絲 A、C 分別接人電路,并把數(shù)據(jù)記錄在表格中;
(3)探究電阻與材料的關(guān)系,應(yīng)選電阻絲A、D分別接入電路,并把數(shù)據(jù)記錄在表格中。
5.實驗結(jié)論
(1)材料相同、截面相同的導體,電阻與長度有關(guān),長度越長,電阻越大;
(2)材料相同、長度相同的導體,電阻與截面有關(guān),截面越粗,電阻越??;
(3)長度相同、截面相同的導體,電阻與材料有關(guān)。
二、實驗考查熱點
(1)不能將小燈泡去掉,原因是小燈泡可以保護電路。
(2)實驗方法:轉(zhuǎn)換法和控制變量法。
(3)給電阻絲加熱,觀察到小燈泡的亮度發(fā)生變化或電流表示數(shù)改變,說明導體的電阻與溫度有關(guān)。
(4)用一根電阻絲進行實驗,不能完成的探究是導體的電阻與材料的關(guān)系。
1.(24-25九年級上·遼寧撫順·階段練習)探究小組欲完成實驗“影響導體電阻大小的因素”。
【實驗思路】小明在實驗室中找到了長短、粗細和材料不同的若干電阻絲,將其中兩根電阻絲分別連入如圖甲所示電路的AB間,發(fā)現(xiàn)燈泡亮度明顯不同。推測出連入電路的電阻絲阻值可能不同。于是想要探究導體電阻大小與導體的長度、材料和橫截面積是否有關(guān)。可以在電路中串聯(lián)一個 表,通過觀察電表示數(shù),準確比較接入電路的電阻絲阻值大小。
【實驗方法】 法和轉(zhuǎn)換法。
【實驗過程】
(1)小明找到了a、b、c、d四個電阻絲,為了能夠完成探究,請將表中①處填充完整 。
(2)連接電路后,為了探究導體電阻與長度的關(guān)系,應(yīng)將電阻絲 連入AB間,比較電表示數(shù)得出結(jié)論。接下來通過將不同的電阻絲連入AB間,探究導體電阻是否與材料和橫截面積有關(guān)。
【實驗結(jié)論】導體電阻大小與導體的長度、材料和 有關(guān)。
【拓展創(chuàng)新】小組同學在查閱資料中發(fā)現(xiàn)礦泉水中含有多種礦物質(zhì),導電能力強,電阻?。患儍羲畬щ娔芰θ蹼娮璐?。同學們?yōu)榱蓑炞C這個結(jié)論將等質(zhì)量的兩種水分別灌入兩個相同的玻璃管C、D中。并將玻璃管C、D連入如圖乙所示的電路。首先將開關(guān)S1閉合,觀察電壓表示數(shù)。將S1斷開后閉合S2,若電壓表示數(shù)變大,則玻璃管 裝的是礦泉水。
【答案】 電流 控制變量 0.5 a、c 橫截面積 D
【詳解】【實驗思路】[1]想要探究導體電阻大小與導體的長度、材料和橫截面. 積是否有關(guān)。根據(jù)轉(zhuǎn)換法,通過電流大小顯示電阻, 故可以在電路中串聯(lián)一個電流表, 通過觀察電表示數(shù),準確比較接入電路的電阻絲阻值大小。
【實驗方法】[2]多個因素影響時,必須采用控制變量法。
【實驗過程】 (1)[3]根據(jù)表格數(shù)據(jù),要探究電阻與材料關(guān)系,必須材料不同,其他相同,故選d,表中①處應(yīng)填0.5。
(2)[4]連接電路后,為了探究導體電阻與長度的關(guān)系,改變長度,而其他相同,故應(yīng)將電阻絲a、c連入AB間。接下來將a、b電阻絲連入AB間,探究導體電阻是否與材料和橫截面積有關(guān)。
【實驗結(jié)論】[5]通過以上探究可得導體電阻大小與導體的長度、材料和橫截面積有關(guān)。
【拓展創(chuàng)新】[6]小組同學在查閱資料中發(fā)現(xiàn)礦泉水中含有多種礦物質(zhì),導電能力強,電阻??;純凈水導電能力弱電阻大。同學們?yōu)榱蓑炞C這個結(jié)論將等質(zhì)量的兩種水分別灌入兩個相同的玻璃管C、D中。并將玻璃管C、D連入如圖乙所示的電路。首先將開關(guān)S1閉 合,觀察電壓表示數(shù),將S1斷開后閉合S2,若電壓表示數(shù)變大,說明電路中的電流變大,電阻變小,故則玻璃管D裝的是礦泉水。
考點四 探究電流與電壓和電阻的關(guān)系
一、探究電流與電壓的關(guān)系
1.電路圖
2.實驗器材
電源、導線、開關(guān)、電流表、電壓表、定值電阻、滑動變阻器等。
3.進行實驗與收集證據(jù)
(1)按電路圖連接實物圖;
(2)移動滑動變阻器的滑片,改變定值電阻兩端的電壓,記錄電壓表和電流表的示數(shù)并記錄在表格中;
(3)根據(jù)表格中的數(shù)據(jù),作出圖像。
4.實驗結(jié)論
電阻一定時,通過導體的電流與導體兩端的電壓成正比。
二、實驗考查熱點
(1)連接電路時,開關(guān)要斷開。若題中出現(xiàn)連接好最后一根導線時,小燈泡立即發(fā)光,說明連接電路時,開關(guān)未斷開。
(2)滑動變阻器的連接方式“一上一下”,且滑片移到最大阻值處。
(3)滑動變阻器的作用:保護電路和改變定值電阻兩端的電壓;
(4)進行多次實驗的目的:尋找普遍規(guī)律避免偶然性;
(5)在進行實驗時,閉合開關(guān),若電流表無示數(shù),電壓表有示數(shù),則與電壓表并聯(lián)的電路斷路;若電流表有示數(shù),電壓表無示數(shù),則與電壓表并聯(lián)的電路短路。
(6)不能用小燈泡代替定值電阻,原因是小燈泡的電阻是變化的,不能控制電阻不變;
(7)錯誤數(shù)據(jù)判斷
①如果有一組數(shù)據(jù)與其他數(shù)據(jù)規(guī)律不一致,則該組數(shù)據(jù)時錯誤的;
②如果所有數(shù)據(jù)規(guī)律一致,分析滑動變阻器的阻值是否符合條件,即當電路中電流最小時,求出滑動變阻器的阻值是否小于或等于滑動變阻器的最大阻值,
(8)實驗結(jié)論不能漏了“電阻一定”這一條件,也不能說成“電阻一定時,電壓與電流成正比”。
三、探究電流與電阻的關(guān)系
1.電路圖
2.實驗器材
電源、導線、開關(guān)、電流表、電壓表、定值電阻、滑動變阻器等。
3.進行實驗與收集證據(jù)
(1)按電路圖連接實物圖;
(2)移動滑動變阻器的滑片,改變定值電阻兩端的電壓,記錄電壓表和電流表的示數(shù)并記錄在表格中;
(3)根據(jù)表格中的數(shù)據(jù),作出圖像。
4.實驗結(jié)論
電壓一定時,通過導體的電流與導體的電阻成反比。
二、實驗考查熱點
(1)連接電路時,開關(guān)要斷開。若題中出現(xiàn)連接好最后一根導線時,小燈泡立即發(fā)光,說明連接電路時,開關(guān)未斷開。
(2)滑動變阻器的連接方式“一上一下”,且滑片移到最大阻值處。
(3)滑動變阻器的作用:保護電路和控制定值電阻兩端電壓不變;
(4)進行多次實驗的目的:尋找普遍規(guī)律避免偶然性;
(5)在進行實驗時,閉合開關(guān),若電流表無示數(shù),電壓表有示數(shù),則與電壓表并聯(lián)的電路斷路;若電流表有示數(shù),電壓表無示數(shù),則與電壓表并聯(lián)的電路短路。
(6)實驗中用電阻箱替換定值電阻的優(yōu)點:減少拆接電路,操作方便;
(7)錯誤數(shù)據(jù)判斷
①如果有一組數(shù)據(jù)與其他數(shù)據(jù)規(guī)律不一致,則該組數(shù)據(jù)時錯誤的;
②如果所有數(shù)據(jù)規(guī)律一致,分析滑動變阻器的阻值是否符合條件,即當電路中電流最小時,求出滑動變阻器的阻值是否小于或等于滑動變阻器的最大阻值,
(8)實驗結(jié)論不能漏了“電壓一定”這一條件,也不能說成“電壓一定時,電阻與電流成反比”。
(9)實驗中,更換阻值更大的電阻時,若滑動變阻器滑片不移動,定值電阻兩端的電壓變大。接下來的操作:需要向電阻變大的方向移動滑片,眼睛看著電壓表,直到電壓表示數(shù)重新回到控制的電壓,停止移動滑片。反之,向電阻變小的方向移動滑片(換大調(diào)大,換小調(diào)?。?br>(10)實驗中,更換大電阻后,無論怎么移動滑片,電壓表示數(shù)始終不能回到控制的電壓,原因可能是:①滑動變阻器的最大阻值太?。虎陔娫措妷禾?;③控制不變的電壓太小。
(11)滑動變阻器規(guī)格的選取
根據(jù)得而是定值,即R越大,滑動變阻器的電阻越大,故所選滑動變阻器的最大值。
1.(24-25九年級上·廣東深圳·期中)小明在做探究“電流與電壓的關(guān)系”的實驗時,連接了如圖甲所示的電路。
(1)圖甲中的電表1為 表。閉合開關(guān)后,小明發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)為零,電壓表示數(shù)為3V,則電路中的故障可能是 ;
(2)排除故障后,調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片,多次改變定值電阻R兩端的電壓,根據(jù)實驗數(shù)據(jù)描出A、B、C、D、E共5個點。實驗中,測完D點數(shù)據(jù)后,為了測得E點數(shù)據(jù),滑動變阻器的滑片應(yīng)向 (選填“左”或“右”)端移動。根據(jù)圖乙的I-U圖像中的圖線a,可得結(jié)論: ;
(3)由圖像可知,定值電阻R的阻值為 Ω,滑動變阻器阻值最小的是圖像中的 點;
(4)若用小燈泡(燈絲電阻受溫度影響)代替定值電阻進行上述實驗,能否達到實驗?zāi)康模? 理由是: 。
【答案】(1) 電壓 定值電阻斷路
(2) 右 當電阻一定時,電流與電壓成正比
(3) 5 E
(4) 不能 燈泡電阻受溫度的影響會發(fā)生改變
【詳解】(1)[1]電表1并聯(lián)接在電路中,根據(jù)電流表的使用可知,是電壓表。
[2]串聯(lián)電路中無電流,說明電路發(fā)生斷路,電壓表有示數(shù)接近于電源電壓,說明電壓表串聯(lián)接入電路,則故障是定值電阻斷路。
(2)[1]測完D點數(shù)據(jù)后,為了測得E點數(shù)據(jù),即定值電阻兩端電壓變化,電路中的電流變大,因此應(yīng)將滑動變阻器的阻值變小,即滑片向右調(diào)節(jié)。
[2]根據(jù)圖線分析可得,電阻一定時,電流與電壓成正比。
(3)[1]根據(jù)乙圖知,當電流為0.1A時,定值電阻兩端電壓為0.5V,定值電阻的阻值為
[2]當電流最大時,滑動變阻器接入電路中的阻值最小,圖中E點的電流最大,則滑動變阻器阻值最小。
(4)[1][2]由于燈絲電阻受溫度的影響會發(fā)生改變,而探究電流與電壓規(guī)律需要保持電壓不變,因此用燈泡不能達到探究要求。
2.(24-25九年級上·河北石家莊·期中)在探究“電流與電阻的關(guān)系”實驗中所選器材有:滑動變阻器、開關(guān)、電源各一個,電流表、電壓表各一塊,四個定值電阻(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω),導線若干。
(1)小明連接了如圖甲所示的實物電路。連接電路時,開關(guān)應(yīng)處于 狀態(tài)。閉合開關(guān)前,滑動變阻器的滑片P應(yīng)滑到 (選填“A”或“B”)端。
(2)小明將5Ω電阻連入電路,閉合開關(guān),移動滑動變阻器的滑片在適當位置,記下此時電流表的示數(shù);小明繼續(xù)實驗,將5Ω電阻換成10Ω電阻后,閉合開關(guān),此時滑片應(yīng)向 (選填“A”或“B”)端移動,眼睛同時觀察 (選填“電流表”或“電壓表”)示數(shù)直至達到實驗?zāi)康摹?br>(3)小明根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪制了I-R的圖像,如圖丙所示。由圖丙可知小明在“探究電流與電阻的關(guān)系”的過程中電壓表示數(shù)為 V。由丙圖像可以得到的實驗結(jié)論是: 。
【拓展】小明又利用上述器材探究“電流與電壓的關(guān)系”,將滑片從一端移到另一端的過程中,收集的實驗數(shù)據(jù)填入了上表中。分析可知,小明使用的變阻器的最大阻值為 Ω。
【答案】 斷開 A A 電壓表 2 電壓一定時,電流與電阻成反比 20
【詳解】(1)[1][2]連接電路時,為了電路元件安全,開關(guān)應(yīng)處于斷開狀態(tài),滑動變阻器的滑片要移到阻值最大處,即A端。
(2)[3][4]探究電流與電阻的關(guān)系時,要保證電壓不變,根據(jù)串聯(lián)電路分壓規(guī)律,大電阻分大電壓,因此定值電阻換大之后,要保證分的電壓不變,也需要將滑動變阻器連入電路中的電阻調(diào)大,因此滑片向A端移動,眼睛同時觀察電壓表示數(shù)。
(3)[5]根據(jù)歐姆定律變形式U=IR,帶入圖像中的一個點的電流與電阻值可得電壓為
因此電壓表示數(shù)為2V。
[6]由于丙圖為反比例函數(shù)圖像,因此得到結(jié)論在電壓一定時,電流與電阻成反比。
【拓展】[7]將滑片從一端移到另一端的過程中,由表中數(shù)據(jù)可知,當滑動變阻器接入電路中的電阻為0時,電流最大,為0.6A,此時電壓表示數(shù)即為電源電壓,即U=6V,當滑動變阻器接入電路的阻值最大時,電流I=0.2A,定值電阻的電壓U1=2V所以滑動變阻器最大阻值
考點五 伏安法測電阻
一、伏安法測電阻
1.實驗原理:
2.電路圖
3.實驗器材
電源、導線、開關(guān)、電流表、電壓表、待測電阻、小燈泡、滑動變阻器等。
4.進行實驗
(1)按電路圖連接實物圖;
(2)移動滑動變阻器的滑片,改變定值電阻或小燈泡兩端的電壓,記錄電壓表和電流表的示數(shù)并記錄在表格中;
①測量定值電阻的阻值
②測小燈泡的阻值
(3)根據(jù)表格中的數(shù)據(jù),作出圖像。
①定值電阻阻值是一定的,圖像為一條過原點的直線;
②小燈泡的燈絲電阻隨溫度的升高而增大,圖像為隨電壓增大而向下彎曲的曲線。
二、實驗考查熱點
(1)連接電路時,開關(guān)要斷開。若題中出現(xiàn)連接好最后一根導線時,小燈泡立即發(fā)光,說明連接電路時,開關(guān)未斷開。
(2)滑動變阻器的連接方式“一上一下”,且滑片移到最大阻值處。
(3)滑動變阻器的作用:保護電路和改變電路兩端電壓;
(4)測定值電阻的阻值,進行多次實驗的目的:求平均值減小誤差;
(5)測小燈泡的阻值,進行多次實驗的目的:探究小燈泡電阻的變化規(guī)律,使結(jié)論更具普遍性;
(6)測小燈泡的阻值,不能求電阻的平均值,原因是:小燈泡的的燈絲電阻是變化的。
(7)在進行實驗時,閉合開關(guān),若電流表無示數(shù),電壓表有示數(shù),則與電壓表并聯(lián)的電路斷路;若電流表有示數(shù),電壓表無示數(shù),則與電壓表并聯(lián)的電路短路。
(8)閉合開關(guān)后,無論怎樣移動滑片,燈泡不發(fā)光,電流表和電壓表示數(shù)較小,原因是滑動變阻器連接下面兩個接線柱。
(9)錯誤數(shù)據(jù)判斷
①如果有一組數(shù)據(jù)與其他數(shù)據(jù)規(guī)律不一致,則該組數(shù)據(jù)時錯誤的;
②如果所有數(shù)據(jù)規(guī)律一致,分析滑動變阻器的阻值是否符合條件,即當電路中電流最小時,求出滑動變阻器的阻值是否小于或等于滑動變阻器的最大阻值,
(10)滑動變阻器規(guī)格的選取
根據(jù)得而是定值,即R越大,滑動變阻器的電阻越大,故所選滑動變阻器的最大值。
三、特殊方法測電阻
1.伏阻法:只用電壓表和已知阻值的電阻測量未知電阻。
2.安阻法:只用電流表和已知阻值的電阻測量未知電阻。
3.等效替代法:利用電流表(或電壓表)和電阻箱測量未知電阻的方法。
1.(2024·廣西桂林·一模)課堂上小桂探究了導體電阻大小與導體的長度、橫截面積、材料有關(guān),他和同組成員想繼續(xù)實驗,測量未知電阻的阻值。于是用電源、滑動變阻器、電流表、電壓表、開關(guān)和導線設(shè)計了以下實驗,請你幫他完成:
(1)請將如圖甲中電路連接完整,要求滑片向左移時電流表示數(shù)變小;
(2)閉合開關(guān),移動變阻器的滑片,發(fā)現(xiàn)電流表和電壓表都無示數(shù),有可能是滑動變阻器 (填“斷”或“短”)路了;
(3)排除故障后,移動滑片P,電流表示數(shù)為0.2A時,電壓表示數(shù)如圖乙,為 V,則未知電阻的阻值為 Ω;
(4)同組成員認為小桂的實驗存在不足,應(yīng)該多次實驗,目的是
(5)小桂繼續(xù)測量,發(fā)現(xiàn)電流表已損壞。設(shè)計如圖丙的電路也可測得的阻值,其中滑動變阻器的最大阻值為R,實驗步驟如下:
①將滑片移到最右端,閉合開關(guān),讀出電壓表示數(shù);
②再將滑片移到 ,讀出電壓表示數(shù);
③未知電阻的電阻= (用相應(yīng)的物理量符號表示)。
【答案】(1)見解析
(2)斷
(3) 2.5 12.5
(4)減小誤差
(5) 最左端
【解析】【小題1】滑片向左移時電流表示數(shù)變小,說明滑動變阻器阻值變大,故滑動變阻器選用右下接線柱與定值電阻串聯(lián),如下圖所示:
【小題2】若變阻器短路,電路為通路,兩表都有示數(shù),不符合題意;若變阻器斷路,則整個電路斷路,電流表、電壓表示數(shù)都為零,符合題意,故則電路故障 原因可能是滑動變阻器斷路。
【小題3】[1]由圖乙可知,電壓表選用小量程,分度值為 0.1V,其示數(shù)為2.5V。
[2]由歐姆定律,未知電阻的阻值為
【小題4】本實驗為測量未知電阻的阻值,為測量類實驗,進行多次實驗?zāi)康氖牵呵笃骄禍p小實驗誤差。
【小題5】[1][2]①將滑片移到最右端,閉合開關(guān),讀出電壓表示數(shù)U1;
②再將滑片移到最左端,讀出電壓表示數(shù)U2;
③在步驟②中,電路為只有Rx的簡單電路,電壓表測電源電壓為U2;在步驟①中,Rx與滑動變阻器最大阻值串聯(lián),電壓表測Rx兩端電壓U1,根據(jù)串聯(lián)電路電壓規(guī)律,滑動變阻器兩端電壓為
根據(jù)串聯(lián)分壓原理有

解得。
考點六 測量小燈泡的電功率
一、測量小燈泡的電功率
1.實驗原理:
2.電路圖
3.實驗器材
電源、導線、開關(guān)、電流表、電壓表、小燈泡、滑動變阻器等。
4.進行實驗
(1)按電路圖連接實物圖;
(2)檢查電路連接無誤后,將電壓表的示數(shù)調(diào)整到等于小燈泡的額定電壓,記錄電壓表和電流表的示數(shù),觀察并記錄小燈泡的發(fā)光情況;
(3)調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片,使電壓表示數(shù)低于小燈泡的額定電壓,記錄電壓表示數(shù)和電流表示數(shù),觀察小燈泡的亮度情況;
(4)調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片,讓小燈泡兩端的電壓高于額定電壓,記錄電壓表示數(shù)和電流表示數(shù),觀察小燈泡的亮度情況。
5.實驗結(jié)論
(1)當實際電壓等于額定電壓時,小燈泡的實際功率等于額定功率,小燈泡正常發(fā)光;
(2)當實際電壓低于額定電壓時,小燈泡的實際功率低于額定功率,小燈泡發(fā)光較暗;
(3)當實際電壓高于額定電壓時,小燈泡的實際功率高于額定功率,小燈泡發(fā)光較亮;
實際電壓越大,實際功率越大;小燈泡的亮度由其實際功率來決定,實際功率越大,燈泡越亮。
二、實驗考查熱點
(1)連接電路時,開關(guān)要斷開。若題中出現(xiàn)連接好最后一根導線時,小燈泡立即發(fā)光,說明連接電路時,開關(guān)未斷開。
(2)滑動變阻器的連接方式“一上一下”,且滑片移到最大阻值處。
(3)滑動變阻器的作用:保護電路和改變電路兩端電壓;
(4)多次測量的目的:測量不同電壓下小燈泡的實際功率,總結(jié)電功率及燈泡亮度變化規(guī)律;
(5)小燈泡的電阻變化的原因和規(guī)律:不同電壓下,小燈泡的亮度不同,燈絲的溫度不同,電阻不同。燈絲的電阻隨溫度的升高而增大。
(6)不能求電功率的平均值的原因:實際功率隨實際電壓變化,求不同電壓下的電功率的平均值沒有物理意義。
(7)在進行實驗時,閉合開關(guān),若電流表無示數(shù),電壓表有示數(shù),則與電壓表并聯(lián)的電路斷路;若電流表有示數(shù),電壓表無示數(shù),則與電壓表并聯(lián)的電路短路。
(8)滑動變阻器規(guī)格的選取
根據(jù)得而是定值,即R越大,滑動變阻器的電阻越大,故所選滑動變阻器的最大值
(9)當電壓表的最大量程小于小燈泡的額定電壓時,改進措施:讓電壓表測量滑動變阻器兩端的電壓,調(diào)節(jié)滑片,使電壓表示數(shù)與燈泡的額定電壓之和等于電源電壓。
2.(2024·云南·模擬預(yù)測)有一只小燈泡的銘牌上僅能看清“0.5A”的字樣,小強為了測量該小燈泡的額定功率,進行了如下實驗:
(1)他連接了如圖甲所示的電路,閉合開關(guān)后移動滑動變阻器的滑片,發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮,電壓表的示數(shù)接近3V保持不變,為了排除故障,接下來的操作是________(選填字母);
A.擰緊開關(guān)兩端的接線柱
B.擰緊小燈泡和它兩端的接線柱
(2)他測量小燈泡額定功率的實驗原理是 (填公式),圖甲中 (填儀器名稱)的量程選擇不合理;
(3)排除故障后,正確連接電路,使小燈泡正常發(fā)光,此時電壓表的示數(shù)如圖乙所示,則電壓表的示數(shù)是 V,小燈泡的額定功率為 W;
(4)小強對實驗進行了拓展,利用如圖丙所示的電路,測出了另一只已知額定電流為I1的小燈泡的額定功率,請完成實驗步驟:
①閉合開關(guān)S1,開關(guān)S2連接b,移動滑動變阻器的滑片,使電流表示數(shù)為 ;
②保持滑動變阻器的滑片位置不變,開關(guān)S2連接a,調(diào)節(jié)電阻箱的阻值,使電流表示數(shù)為I1,讀出電阻箱的示數(shù)為R0;
③則小燈泡的額定功率表達式P額= (用字母表示)。
【答案】(1)B
(2) P=UI 電流表
(3) 2.4 1.2
(4) I1 I12R0
【詳解】(1)閉合開關(guān)后移動滑動變阻器的滑片,電流表的示數(shù)始終為零,電壓表的示數(shù)接近3V保持不變,則與電壓表并聯(lián)的部分斷路了,接下來的操作合理的是擰緊小燈泡和它兩端的接線柱,故A不符合題意,B符合題意。
故選B。
(2)[1]測量小燈泡兩端的電壓和流過小燈泡的電流,根據(jù)P=UI計算電功率,他測量小燈泡額定功率的實驗原理是P=UI。
[2]由圖甲可知,電流表選擇大量程,燈的額定電流為0.5A,故圖甲中電流表的量程選擇不合理。
(3)[1][2]由圖乙可知,電壓表選用小量程,此時小燈泡正常發(fā)光,電壓表的示數(shù)為2.4V,小燈泡的額定功率
P=UI=2.4V×0.5A=1.2W
(4)[1][2]閉合開關(guān)S1,開關(guān)S2連接b,小燈泡和滑動變阻器串聯(lián),移動滑動變阻器的滑片,使電流表示數(shù)為小燈泡的額定電流I1,此時小燈泡正常發(fā)光,保持滑動變阻器的滑片位置不變,開關(guān)S2連接a,電阻箱和滑動變阻器串聯(lián),調(diào)節(jié)電阻箱的阻值,使電流表示數(shù)為小燈泡的額定電流I1,讀出電阻箱的示數(shù)為R0;由等效代法,電阻箱的示數(shù)R0;即為燈正常發(fā)光時的電阻,則小燈泡的額定功率表達式P額=I12R0。
題型一 探究串、并聯(lián)電路電流的規(guī)律
1.(24-25九年級上·河南洛陽·期中)小明在探究并聯(lián)電路電流規(guī)律的實驗中,如圖甲是實驗的電路圖。
(1)小明在進行實驗時,閉合開關(guān)前,發(fā)現(xiàn)指針如圖乙向“0”刻度的左側(cè)偏轉(zhuǎn),他應(yīng) ;糾正該錯誤后,閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)電流表的指針偏轉(zhuǎn)又如圖乙所示,原因是 ;
(2)他先將電流表接A處,閉合開關(guān)后,觀察到燈發(fā)光,但燈不發(fā)光,電流表的示數(shù)為零,電路可能存在的故障是 ;
(3)排除故障后,他在測量A處的電流時,電流表的示數(shù)如圖丙所示,則電流表的示數(shù)為 A;
(4)在解決了以上問題后,把電流表分別接入到電路中的A、B、C處,測出電流如下表;通過分析,得出的結(jié)論是在并聯(lián)電路中, ;并用表中字母寫出關(guān)系式 ;
(5)實驗結(jié)束后,小明又利用器材連接了如圖丁所示的電路圖,當開關(guān)S由斷開到閉合時電流表的示數(shù) ,電流表的示數(shù) (選填“變大”、“不變”或“變小”)。
【答案】(1) 將電流表調(diào)零 電流表正負接線柱接反了
(2)電流表或斷路
(3)0.24
(4) 干路電流等于各支路電流之和
(5) 不變 變大
【詳解】(1)[1]閉合開關(guān)前,電路中沒有電流,電流表指針向“0”刻度的左側(cè)偏轉(zhuǎn),說明電流表指針沒有調(diào)零,所以應(yīng)該將電流表指針調(diào)零。
[2]閉合開關(guān),電路中有電流通過,電流表的指針偏轉(zhuǎn)向“0”刻度的左側(cè),說明電流表的正負接線柱接反了。
(2)將電流表接A處,則電流表和L1在一條支路中,閉合開關(guān)后,觀察到燈發(fā)光,則燈所在支路和干路正常,燈不發(fā)光,電流表的示數(shù)為零,則燈所在支路某處斷路,所以電路可能存在的故障是電流表或斷路。
(3)由圖丙可知,電流表選擇0~0.6A量程,分度值為0.02A,示數(shù)為0.24A
(4)[1][2]分析表格中的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn),A處的電流與B處的電流之和等于C處的電流,所以可以得出的結(jié)論是在并聯(lián)電路中,干路電流等于各支路電流之和,即
Ic=Ia+Ib
(5)[1][2]當開關(guān)S斷開時,電路中只有燈泡L1工作,電流表A1、A2測量通過燈泡L1的電流;當開關(guān)S閉合時,燈泡L2與燈泡L1并聯(lián),電流表A1測量通過燈泡L1的電流,所以電流表A1示數(shù)不變;電流表A2測量通過燈泡L1和L2的電流之和,由于多了一條支路,根據(jù)并聯(lián)電路電流規(guī)律可知,此時相較于開關(guān)斷開時,多了一條支路電流,故當開關(guān)S由斷開到閉合時,電流表A2的示數(shù)變大。
2.(24-25九年級上·遼寧鞍山·期中)在探究“并聯(lián)電路的電流特點”的實驗時,小明設(shè)計了如圖甲所示的電路圖。
(1)小明在連接電路前,發(fā)現(xiàn)一個電流表指針如圖乙所示,原因是 ;
(2)小明按照如圖甲的電路連接的實物圖如圖丙所示,圖中有一根導線連接錯誤,請在錯誤的導線上畫“×”,并補畫出正確的導線(導線之間不能交叉);
(3)在實驗過程中,一盞燈突然熄滅,電流表A2有示數(shù),電流表A1無示數(shù),若電路中只有一處故障,則可能是L1 (選填“短路”或“斷路”);
(4)排除故障后,繼續(xù)實驗,測出通過L1的電流如圖丁所示,電流表的讀數(shù)是 A,通過實驗小明測得的數(shù)據(jù)如下表所示,通過表中的數(shù)據(jù),小明得出結(jié)論:在并聯(lián)電路中,干路電流等于各支路電流之和,你認為這樣的結(jié)論 (選填“可靠”或“不可靠”),理由是 。
【答案】(1)電流表未調(diào)零
(2)見解析
(3)斷路
(4) 0.2 不可靠 見詳解
【詳解】(1)電流表使用前應(yīng)檢查指針是否指向零刻度線,如圖所示,指針處于零刻度線左側(cè),即電流表指針沒有歸零。
(2)根據(jù)電路圖,A1測L1的電流,A2測干路電流,故電流從電源正極出發(fā),經(jīng)開關(guān)后分成兩條支路,一條經(jīng)L1、A1,另一條經(jīng)L2后會合在A2表回到負極,如圖所示
(3)兩燈并聯(lián),電流表A2有示數(shù),電流表A1無示數(shù),表明L1所在支路存在斷路,若電路中只有一處故障,則可能是L1斷路。
(4)[1]電流表接入量程為0~0.6A,分度值為0.02A,讀數(shù)為0.2A。
[2][3]實驗中通過一組數(shù)據(jù)得到并聯(lián)電路電流的規(guī)律,得出的結(jié)論有偶然性,不可靠,為得出普遍性的結(jié)論,要換用不同規(guī)格的燈泡多次測量。
題型二 探究串、并聯(lián)電路電壓的規(guī)律
3.(24-25九年級上·河南洛陽·期中)小西和小林用如圖甲所示的電路“探究串聯(lián)電路的電壓關(guān)系”。
(1)小西根據(jù)圖甲電路圖連接了如圖乙所示的實物圖,檢查時發(fā)現(xiàn)連接存在錯誤,只需改動其中一根導線的連接,請在連接錯誤的導線上畫“×”,并用筆畫線代替導線畫出正確的連線;
(2)改正錯誤時,當連好最后一根導線,電壓表指針立刻偏轉(zhuǎn),導致此現(xiàn)象的原因 。改正后小西用電壓表進行試觸,發(fā)現(xiàn)電壓表指針如圖丙所示,則電壓表示為 V,接著他應(yīng)該 ;
(3)調(diào)整正確后閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)小燈泡亮,不亮,若電路中只有一處發(fā)生故障,則故障原因可能是 。改正故障后小西重新進行實驗,并將得到的數(shù)據(jù)記錄在表中:
小西分析實驗數(shù)據(jù)得出兩個實驗結(jié)論:
①串聯(lián)電路兩端的電壓等于各用電器兩端電壓之和;
②串聯(lián)電路中,各用電器兩端電壓相等。
小林指出結(jié)論②是錯誤的,造成結(jié)論錯誤的原因是 ,另外,小西的實驗還存在另一個不足,改進方法是 ;
(4)實驗中在測量了AB兩端的電壓后,小林提出可將A點的導線直接改接到C點,測量BC兩端的電壓,小林的做法是 (選填“正確”或“錯誤”)的,原因是 。
【答案】(1)見解析
(2) 連接電路時開關(guān)沒有斷開 2 斷開開關(guān),將接在電壓表15V正接線柱上的導線改接到3V的正接線柱上
(3) 短路 實驗時選用了兩個相同規(guī)格的小燈泡 選用不同規(guī)格的燈泡多次實驗
(4) 錯誤 電壓表的正負接線柱接反了
【詳解】(1)首先觀察電路圖,看到是兩個小燈泡串聯(lián),電壓表應(yīng)并聯(lián)在的兩端。再看實物圖,發(fā)現(xiàn)電壓表與燈泡串聯(lián)了,這是錯誤的連接方式。正確的做法是將燈泡與開關(guān)連接的導線改接到燈泡右端的接線柱上,如圖所示:
(2)[1][2][3]對于當連好最后一根導線,電壓表指針立刻偏轉(zhuǎn)的情況。看到連接電路時,按照正確操作應(yīng)該先斷開開關(guān),檢查電路連接正確后方可閉合開關(guān);而這里電壓表指針立刻偏轉(zhuǎn),原因是連接電路時開關(guān)沒有斷開。改正后的電路連接電壓表的大量程,試觸時電壓表的示數(shù)為2V,看到這個示數(shù)沒有超過電壓表的量程。為了測量結(jié)果更準確,此時應(yīng)斷開開關(guān),將導線改接到3V的正接線柱上。
(3)[1]根據(jù)電路圖可知燈、串聯(lián),電壓表測兩端電壓,開關(guān)閉合時,燈亮,燈不亮。因為電路為通路,所以可能是燈短路。
[2]由串聯(lián)分壓規(guī)律(為串聯(lián)電路電流,為電阻),在串聯(lián)電路中只有各用電器電阻都相等時,各用電器兩端的電壓才相等。這里造成結(jié)論錯誤的原因是選用了規(guī)格相同的燈泡做實驗。由于實驗中只測量了一組數(shù)據(jù)就得出實驗結(jié)論,實驗結(jié)論不具有普遍性,具有偶然性。
[3]不足之處是實驗次數(shù)太少,實驗結(jié)論不具有普遍性,要多測量幾組數(shù)據(jù),就要更換不同規(guī)格的燈泡進行實驗,改進的方法是換用不同規(guī)格的燈泡,多測量幾組數(shù)據(jù)。
(4)[1][2]在測量完AB兩端的電壓后,若將A點的導線直接改接到C點。這樣做會使電壓表的正負接線柱接反,接通電路后會使電壓表指針反向偏轉(zhuǎn)。所以不能測出BC兩端的電壓,小林的做法是錯誤的。
4.(24-25九年級上·福建三明·期中)小希用如圖所示電路來探究串聯(lián)電路電壓特點。
(1)在拆接電路時,開關(guān)必須 。
(2)實驗中最好選擇規(guī)格 (填“相同”或“不相同”)的小燈泡。
(3)實驗中小希發(fā)現(xiàn)閉合開關(guān)后,兩燈都發(fā)光,且比更亮,則通過的電流 (選填“大于”、“等于”或“小于”)的電流。
(4)用電壓表分別測出A與B、B與C、A與C點間的電壓為。經(jīng)過多次實驗,得到的數(shù)據(jù)記錄在圖表中。分析數(shù)據(jù),可得到串聯(lián)電路的電壓特點是 (用公式表示)。
(5)小希進行多次實驗的目的是 (填序號)。
①尋找普遍規(guī)律 ②減小實驗誤差
【答案】(1)斷開
(2)不相同
(3)等于
(4)
(5)①
【詳解】(1)在拆接電路時,為了保護電路,開關(guān)必須斷開。
(2)為了得到普遍規(guī)律,實驗中最好選擇規(guī)格不相同的小燈泡。
(3)由圖得,L1、L2串聯(lián),串聯(lián)電路中電流處處相等,則通過的電流等于的電流。
(4)由表格中數(shù)據(jù)得
即串聯(lián)電路中,電源電壓等于各個用電器的電壓之和。
(5)實驗中多次實驗的目的有求平均值,減小誤差或者避免實驗的偶然性,得到普遍規(guī)律。
小希進行多次實驗的目的是尋找普遍規(guī)律,故①符合題意,②不符合題意。
故選①。
題型三 探究影響導體電阻大小的因素
5.(24-25九年級上·遼寧沈陽·期中)“探究影響導體電阻大小的因素”的實驗裝置如圖所示, 在實驗中使用四根電阻絲, 其中A是錳銅合金絲, B、C和D是鎳鉻合金絲。
(1)實驗中通過觀察 比較電阻絲電阻的大小,這采用的研究問題的方法是 。
(2)將編號為A、B的電阻絲分別接入電路進行實驗, 發(fā)現(xiàn)接B導線時, 燈泡明顯變暗。從導電性能看,錳銅合金和鎳鉻合金, 更適合制作電阻器。
(3)為了驗證滑動變阻器的工作原理, 分別將編號為 的電阻絲接入電路進行實驗。
(4)實驗過程中小組同學更換電阻絲后發(fā)現(xiàn)小燈泡亮度變化不明顯,可用 代替小燈泡完成實驗。
【答案】(1) 燈泡亮度 轉(zhuǎn)換法
(2)鎳鉻合金絲
(3)C、D
(4) 電流表
【詳解】(1)[1][2]將不同的電阻絲接入電路,電流大小不同,燈泡亮度不同,因此實驗中是通過觀察燈泡亮度來比較電阻大小的,這種研究問題的方法叫做轉(zhuǎn)換法。
(2)由圖可知,A、B的電阻絲長度和橫截面積相同,而材料不同,其中接B導線時,燈泡變暗,說明了導體的電阻與導體材料有關(guān)。在長度、橫截面積和溫度相同的情況下,鎳鉻合金的電阻更大;若要制作變阻器,應(yīng)選擇電阻大的較好,故選鎳鉻合金絲。
(3)應(yīng)選用編號為C、D兩根電阻絲進行實驗,即此時的材料和橫截面積相同,但長度不同,從而得出結(jié)論:在材料和橫截面積相同,導體長度越長,電阻越大,該結(jié)論被實際應(yīng)用到了滑動變阻器的工作原理中。
(4)燈泡的亮度變化不明顯,則可能為電路中電流變化較??;由于電流表能精確測量電流的大小,所以可以將小燈泡更換為電流表完成實驗。
6.(24-25九年級上·遼寧丹東·期中)小明利用如圖甲所示的實驗裝置“探究影響導體電阻大小的因素”,在實驗中他使用四根電阻絲,其材料規(guī)格如下表所示。
(1)實驗中通過觀察 來比較電阻絲電阻的大小。
(2)分別將編號為 的電阻絲接入圖甲電路進行實驗,可得出結(jié)論:導體的電阻大小與導體的材料有關(guān)。
(3)編號為B、C的電阻絲橫截面積不相同,導體的長度和材料相同,分別將編號為B、C的電阻絲接入圖甲電路進行實驗,可得出結(jié)論:導體的電阻大小與導體的 有關(guān)。
(4)分別將編號為C、D的電阻絲接入圖甲電路進行實驗,其得到的實驗結(jié)論,被實際應(yīng)用到了___________(填字母)的工作原理中。
A.電壓表B.電流表C.滑動變阻器D.定值電阻
(5)實驗過程中小明更換電阻絲后,發(fā)現(xiàn)小燈泡亮度變化不明顯,可在電路中串聯(lián)一塊 (選填“電流表”或“電壓表”)來增強實驗效果。
(6)完成上述實驗后,小明進一步進行了如圖乙所示的實驗,他把M、N與廢日光燈管中的鎢絲連接,閉合開關(guān)S后,用酒精燈給鎢絲加熱,可以觀察到電流表示數(shù)變小,這表明:溫度 ,鎢絲的電阻變大。
【答案】(1)燈泡亮度
(2)A、B
(3)橫截面積
(4)C
(5)電流表
(6)升高
【詳解】(1)乙圖中,電源電壓一定,實驗中通過觀察燈泡的亮度來比較電阻絲電阻的大小。
(2)研究導體的電阻大小與導體的材料的關(guān)系,要控制導體的長度和橫截面積相同,故分別將編號為A、B的電阻絲接入圖甲電路進行實驗,可得出結(jié)論:導體的電阻大小與導體的材料有關(guān)。
(3)B、C的電阻絲橫截面積不同,而長度和材料相同,故分別將編號為B、C的電阻絲接入圖甲電路進行實驗,可得出結(jié)論:導體的電阻大小與導體的橫截面積有關(guān)。
(4)C、D的電阻絲橫截面積和材料相同,而長度不同,分別將編號為C、D的電阻絲接入圖甲電路進行實驗,電阻絲越長,燈越暗,可知電阻絲電阻越大,即在橫截面積和材料相同時,電阻絲越長,電阻絲電阻越大,得到的實驗結(jié)論被實際應(yīng)用到滑動變阻器的工作原理中,故選C。
(5)電流表可測量電路的電流大小,實驗過程中小明更換電阻絲后,發(fā)現(xiàn)小燈泡亮度變化不明顯,可在電路中串聯(lián)一塊電流表來增強實驗效果。
(6)把M、N與廢日光燈管中的鎢絲連接,閉合開關(guān)S后,用酒精燈給鎢絲加熱,可以觀察到電流表示數(shù)變小,可知電路的電阻變大了,這表明:溫度升高,鎢絲的電阻變大。
題型四 探究電流與電壓的關(guān)系
7.(24-25九年級上·遼寧盤錦·期中)小明用如圖甲所示裝置探究電流與電壓的關(guān)系,實驗器材:學生電源(電壓恒為3V),電流表、電壓表各一只,一個開關(guān),四個定值電阻(分別為5Ω、10Ω、15Ω、20Ω),滑動變阻器的規(guī)格“30Ω,2A”,導線若干。
(1)按甲圖連接好電路閉合開關(guān)后,移動滑片發(fā)現(xiàn),電流表無示數(shù),電壓表有示數(shù),則出現(xiàn)該故障的原因可能是 ;
(2)排除故障后,改變滑片位置,記錄實驗數(shù)據(jù)如表所示,空白處的電流如圖乙所示,為 A,此時滑動變阻器所起的作用是 ;
(3)表格中當電壓為2.5V時,對應(yīng)的電流是 A;
(4)根據(jù)表格的數(shù)據(jù),小明選擇的定值電阻是 Ω;
(5)根據(jù)表中數(shù)據(jù)可歸納得出結(jié)論: 。
【答案】(1)定值電阻斷路
(2) 0.3 改變定值電阻兩端電壓
(3)0.5
(4)5
(5)在電阻一定時,電流與電壓成正比
【詳解】(1)根據(jù)甲圖可知,電路是兩電阻串聯(lián),閉合開關(guān)電流表無示數(shù),說明電路發(fā)生斷路,電壓表有示數(shù),則定值電阻發(fā)生斷路,電壓表串聯(lián)接入電路測電源電壓,因此電壓表有示數(shù)。
(2)[1]乙圖中電流表的量程是0-0.6A,分度值是0.02A,讀數(shù)為0.3A。
[2]探究電流與電壓關(guān)系需要改變定值電阻兩端電壓,進行多次實驗,此時滑動變阻器所起的作用是改變定值電阻兩端電壓。
(3)根據(jù)表格數(shù)據(jù)前兩次分析可知,當電壓變?yōu)榈谝淮螌嶒灥?倍的時候,電流變?yōu)榈谝淮螌嶒灥?倍,則當電壓為2.5V時,變?yōu)榈谝淮螌嶒灥?倍,則電流也變?yōu)榈谝淮螌嶒灥?倍,電流為0.5A。
(4)表格數(shù)據(jù)中,當定值電阻兩端電壓為0.5V時,電流是0.1A在,則定值電阻的阻值為
(5)表格數(shù)據(jù)中,電流隨電壓的增加而增加,則可得結(jié)論為:當電阻一定時,電流與電壓成正比。
8.(24-25九年級上·福建廈門·期中)興趣小組在探究“電流與電壓的關(guān)系”的實驗中,選擇的器材有:兩節(jié)新干電池、電壓表、電流表、滑動變阻器、定值電阻、開關(guān)和若干導線。
(1)圖甲的實物電路用筆畫線連接完整,要求滑片往左移電流表示數(shù)變大 。
(2)正確連接電路,閉合開關(guān)后,發(fā)現(xiàn)電流表無示數(shù),電壓表有示數(shù)且接近電源電壓,則電路故障可能是定值電阻 。
(3)排除故障后,閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片,當電壓表示數(shù)為0.5V時,電流表示數(shù)如圖-2所示,則電流表示數(shù)為 A;重復(fù)實驗,得到實驗數(shù)據(jù)如下表。
(4)小組同學根據(jù)表中數(shù)據(jù)在圖-3中描點作出圖像,請回答下列問題:
①實驗中所用定值電阻的阻值為 Ω;
②分析實驗數(shù)據(jù)可以得出結(jié)論: 。
(5)小組交流時為了使結(jié)論具有普遍性,提出兩個方案:
方案一:用現(xiàn)有的實驗器材增加實驗次數(shù)。
方案二:換用不同阻值的定值電阻重復(fù)上述實驗。
其中科學合理的是方案 (選填“一”或“二”)。
【答案】(1)見解析
(2)斷路
(3)0.1
(4) 5 當電阻一定時,通過導體的電流與導體兩端的電壓成正比
(5)二
【詳解】(1)在探究“電流與電壓的關(guān)系”的實驗中,滑動變阻器與定值電阻串聯(lián),滑片往左移電流表示數(shù)變大,說明電阻變小,故滑動變阻器接左下接線柱,連線如下:
(2)閉合開關(guān)后,電流表無示數(shù),說明電路是斷路故障,電壓表有示數(shù)且接近電源電壓,說明電壓表與電源相通,測量電源電壓,故可能的電路故障是定值電阻斷路。
(3)由圖-1可知,電流表接的是小量程,分度值為0.02A,所以電流表示數(shù)為0.1A。
(4)[1]根據(jù)及表格中數(shù)據(jù)可得,定值電阻的阻值
[2]由圖-3可知,圖像是一條直線,所以可得出的結(jié)論是:當電阻一定時,通過導體的電流與導體兩端的電壓成正比。
(5)為了使結(jié)論具有普遍性,應(yīng)該更換實驗器材進行多次實驗,故選擇方案二才合理,故選方案二。
題型五 探究電流與電阻的關(guān)系
9.(24-25九年級上·吉林長春·階段練習)小明使用阻值為5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值電阻各一個,電壓為3V的電源以及規(guī)格為“10Ω,0.5A”的滑動變阻器等器材,來探究電流與電阻的關(guān)系
(1)他首先將5Ω的電阻接入了圖甲所示的電路中,檢查時發(fā)現(xiàn)電路中有一根導線連接錯誤,請在錯誤的導線上畫“×”,并用筆畫線代替導線將電路連接正確 ;
(2)電路正確連接后,閉合開關(guān)時發(fā)現(xiàn)電壓表和電流表均無示數(shù),他判斷產(chǎn)生此現(xiàn)象的原因是 (選填“定值電阻”或“滑動變阻器”)斷路。排除故障后移動滑動變阻器的滑片,電流表示數(shù)如圖乙所示,則此時電壓表示數(shù)為 V;
(3)當定值電阻由5Ω換為10Ω后,為滿足實驗條件,適當調(diào)節(jié)滑動變阻器后,滑片的位置相比原來偏 (選填“左”或“右”)。在5Ω和10Ω的電阻接入電路,電壓表示數(shù)不變的情況下,滑動變阻器消耗的電功率之比為 ;
(4)如果只利用現(xiàn)有器材,讓四個電阻單獨接入電路都可順利安全完成實驗,定值電阻兩端的電壓應(yīng)控制在2~ V之間;
(5)小明按上述方法,更換不同阻值的電阻進行了多次實驗后,得出結(jié)論:當電壓一定時,導體中的電流與導體的電阻成 。
【答案】(1)見解析
(2) 滑動變阻器 2
(3) 右 2∶1
(4)2.5
(5)反比
【詳解】(1)實驗中,定值電阻與滑動變阻器串聯(lián),電壓表測量定值電阻的電壓,電流表測量電路電流。
(2)[1]電路正確連接后,閉合開關(guān)時發(fā)現(xiàn)電壓表和電流表均無示數(shù),說明電路中存在斷路現(xiàn)象,且此時電壓表與電源連接斷開,則產(chǎn)生此現(xiàn)象的原因是滑動變阻斷路。
[2]由圖乙得,電流表的分度值為0.02A,示數(shù)為0.4A,由歐姆定律得,此時電壓表示數(shù)為
(3)[1]依題意得,定值電阻的電壓控制為2V,滑動變阻器的電壓為
由串聯(lián)電路電流特點與歐姆定律得
則當定值電阻由5Ω換為10Ω后,變阻器接入電路中的電阻變大,則滑片的位置相比原來偏右。
當接入25Ω定值電阻時,滑動變阻器接入電路中電阻為
[2]在5Ω和10Ω的電阻接入電路,電壓表示數(shù)不變的情況下,滑動變阻器的電壓不變,變阻器接入電路中電阻之比為
由得,滑動變阻器消耗的電功率之比為
(4)電流表量程選用0~0.6A,變阻器的規(guī)格為“10Ω,0.5A”,則電路最大電流為0.5A,當定值電阻接入電路中的電阻為5Ω時,電路電阻最小,電路電流最大,當此時電路電流最大為0.5A時,由歐姆定律得,定值電阻的電壓最大為
則定值電阻兩端的電壓應(yīng)控制在2~2.5V。
(5)由實驗結(jié)果得,當導體的電壓不變時,導體的電流與導體的電阻的乘積為定值,可得出結(jié)論:當電壓一定時,導體中的電流與導體的電阻成反比。
10.(24-25九年級上·黑龍江佳木斯·期中)某實驗小組在探究“電流與電阻的關(guān)系”的實驗時,
(1)設(shè)計了如圖甲所示電路,電源為三節(jié)新干電池,此實驗中滑動變阻器的作用是 電路和 。
(2)請用筆畫線代替導線,將圖甲所示電路連接完整(要求:滑動變阻器的滑片P移到最右端時電路中的電流最?。?;
(3)開關(guān)閉合后緩慢移動滑片P,發(fā)現(xiàn)電流表指針無明顯變化但電壓表示數(shù)接近4.5V,此故障的原因可能是電阻R (選填“斷路”或“短路”);
(4)如圖乙所示,排除故障后閉合開關(guān)移動滑片P到某一位置時,電流表的示數(shù)為 A;
(5)圖丙是實驗小組根據(jù)測得的實驗數(shù)據(jù)繪制的電流I隨電阻R的變化圖像,由圖像可知電阻R兩端的電壓為 V。
【答案】(1) 保護 保持定值電阻R兩端的電壓不變
(2)見解析
(3)斷路
(4)0.2
(5)3
【詳解】(1)[1][2]在探究電流與電阻關(guān)系時,要保持電阻兩端電壓不變,改變其阻值,探究其電流與電阻變化的關(guān)系。變阻器其中一個作用是:當改變了電阻的阻值后,其兩端電壓要發(fā)生變化,要調(diào)節(jié)變阻器滑片,使電阻兩端電壓保持預(yù)定電壓值不變。
(2)變阻器滑片移到最右端時電流最小即滑動變阻器連入電路的阻值最大,要用電阻絲左下端接線柱將變阻器連入電路,電路連接如下:
(3)電流表無示數(shù)說明電路中出現(xiàn)斷路,電壓表示數(shù)接近4.5V,接近電源電壓說明電壓表串聯(lián)在電路中,說明故障可能是電阻R斷路。
(4)電流表使用0~0.6A量程,分度值為0.02A,此時示數(shù)為0.2A。
(5)電阻阻值為15Ω時,通過它的電流為0.2A,則實驗中電阻兩端電壓為
題型六 伏安法和特殊方法測電阻
11.(24-25九年級上·山東濱州·期中)小濱利用“伏安法”測量未知電阻R的阻值,電源電壓電壓恒定,R的阻值約為。
(1)按要求正確連接好電路,閉合開關(guān)前應(yīng)將滑動變阻器的滑片P移至 (選填“A端”或“B端”),閉合開關(guān)S,電流表沒有示數(shù),電壓表的示數(shù)為3V(各導線完好且只有一處存在故障),則可確定電路故障是 ;
(2)排除故障后,閉合開關(guān)移動變阻器的滑片P至某一位置,此時電壓表示數(shù)為2.7V,電流表示數(shù)如圖乙所示,則此次可計算出電阻 ;繼續(xù)將滑片P向右移至某一位置,此過程電壓表示數(shù) (選填“增大”或“減小”);進行多次測量,目的是為了 (填選項);
A.避免實驗的偶然性,使結(jié)論具有普遍性 B.求平均值減小誤差
(3)小濱同學設(shè)計了如上圖丙所示的電路,測出了小燈泡正常發(fā)光時的電阻。已知滑動變阻器的最大阻值為,小燈泡正常發(fā)光時的電流為,將以下實驗步驟補充完整:
①只閉合S和,調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片,使電流表的示數(shù)為;
②只閉合S和, ,使電流表的示數(shù)仍為;
③將的滑片調(diào)至最左端,記下電流表的示數(shù)為;再將的滑片調(diào)至 ,記下電流表的示數(shù)為;
④寫出小燈泡正常發(fā)光時電阻的表達式 (用、、表示)。
【答案】(1) A端 未知電阻R斷路
(2) 9 增大 B
(3) 保持滑動變阻器R1的滑片不動,調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片 最右端
【詳解】(1)[1]為保護電路,閉合開關(guān)前應(yīng)將滑動變阻器的滑片P移至阻值最大處,即A端。
[2]閉合開關(guān)S,電流表沒有示數(shù),說明發(fā)生斷路,電壓表的示數(shù)為3V,則電壓表兩端與電源相通,則可確定電路故障是未知電阻R斷路。
(2)[1]如圖乙所示,電流表選用小量程,分度值為0.02A,示數(shù)為0.3A,則電阻為
[2]將滑片P向右移,則變阻器阻值變小,根據(jù)串聯(lián)分壓原理,變阻器電壓變小,則電壓表示數(shù)增大。
[3]進行多次測量,目的是為了求平均值減小誤差。
故選B。
(3)[1][2][3]①只閉合S和,滑動變阻器和燈泡串聯(lián),電流表測電路電流,調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片,使電流表的示數(shù)為,則燈泡正常發(fā)光;
②只閉合S和,滑動變阻器和滑動變阻器串聯(lián),電流表測電路電流,保持滑動變阻器R1的滑片不動,調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片,使電流表的示數(shù)仍為,根據(jù)等效替代,滑動變阻器阻值等于燈泡正常發(fā)光時的阻值;
③將的滑片調(diào)至最左端,滑動變阻器單獨工作,記下電流表的示數(shù)為,則電源電壓為

再將的滑片調(diào)至最右端,滑動變阻器的最大阻值和滑動變阻器串聯(lián),記下電流表的示數(shù)為,則電源電壓為

聯(lián)立①②,解得;
④根據(jù)等效替代法,小燈泡正常發(fā)光時電阻為
12.(24-25九年級上·遼寧葫蘆島·期中)小光同學做“測量小燈泡的電阻”實驗時,使用的小燈泡額定電壓為,現(xiàn)已連接了部分電路,如圖甲所示。
(1)請用筆畫線代替導線,將圖甲的實物圖連接完整(要求滑動變阻器滑片P向右移動時燈泡變亮);
(2)閉合開關(guān)后,他發(fā)現(xiàn)小燈泡發(fā)出耀眼的光,且無論怎樣移動滑動變阻器的滑片P,電壓表和電流表均有示數(shù)但示數(shù)不變,則電路故障可能是 ;
(3)故障排除后,進行實驗并記錄了4組數(shù)據(jù)如下表所示,第5次實驗的電流表示數(shù)如圖乙所示,電流表的示數(shù)為 A,此時小燈泡的電阻約為 (計算結(jié)果保留兩位小數(shù));從表中數(shù)據(jù)看,不同電壓下小燈泡的電阻值不同,這是燈絲電阻受 影響導致的;
(4)小光又對實驗進行了拓展,利用電源(電壓未知且恒定不變)、阻值已知為的定值電阻、電壓表、開關(guān)等器材,設(shè)計了如圖丙所示的電路,測出了未知定值電阻R的阻值,請你完成下列實驗步驟:
①閉合開關(guān),斷開,讀出電壓表的示數(shù);
② ,讀出電壓表的示數(shù);
③待測電阻的阻值 (用已知量和測得量的字母表示)。
【答案】(1)見解析
(2)見解析
(3) 0.48 5.21 溫度
(4) 閉合和
【詳解】(1)做“測量小燈泡的電阻”實驗時,滑動變阻器與小燈泡串聯(lián),由于滑動變阻器滑片P向右移動時,燈泡變亮,則電路中電流變大,則滑動變阻器的阻值變小,所以滑動變阻器下方的接線柱接在右端,如下圖所示:
(2)閉合開關(guān)后,無論怎樣移動滑動變阻器的滑片P,電壓表和電流表均有示數(shù)但示數(shù)不變,小燈泡發(fā)出耀眼的光,表明電路是通路,所以電路故障可能是同時將滑動變阻器上面兩個接線柱接入了電路,或者是滑動變阻器短路。
(3)[1]由乙圖可知,電流表選擇0~0.6A量程,分度值為0.02A,電流表示數(shù)為0.48A。
[2]第5次實驗的電壓表示數(shù)為2.5V,則燈泡兩端電壓為2.5V,通過燈泡的電流為0.48A,則小燈泡的電阻
[3]由于溫度會影響電阻的大小,燈泡越亮,溫度也相應(yīng)升高,所以燈絲的電阻受溫度的影響,故不同電壓下小燈泡的電阻值不同。
(4)[1][2]分析電路圖可知,閉合開關(guān)S1,斷開S2,電壓表串聯(lián)在電路中,電壓表的示數(shù)為U1,則電源電壓為U1;閉合開關(guān)S1、S2,兩電阻串聯(lián),電壓表測量R0兩端電壓,電壓表的示數(shù)為U2,則R0兩端電壓為U2,則待測電阻的阻值
題型七 測量小燈泡電功率
13.(2024·廣東東莞·二模)課后服務(wù)活動中,興趣小組在“測定小燈泡的電功率”的實驗中先用如圖甲所示的器材進行實驗,其中電源電壓為6V,燈泡的額定電壓為2.5V(正常發(fā)光時電阻約為12Ω)。
(1)連接電路過程中,開關(guān)處于 (選填“斷開”或“閉合”)狀態(tài),電路連接完成后,閉合開關(guān),電流表無示數(shù),小燈泡不亮。那么出現(xiàn)的故障可能是 ;
(2)故障排除后重新連接電路,閉合開關(guān),移動滑片,電壓表的示數(shù)如圖乙所示,為了測量小燈泡的額定功率,應(yīng)將滑動變阻器的滑片向 端移動(選填“左”或“右”);
(3)通過小燈泡的電流隨它兩端電壓的變化如圖丙所示,則小燈泡的額定功率為 W;
(4)為能順利完成該實驗,下列不同規(guī)格的滑動變阻器應(yīng)選用______(選填字母);
A.“10Ω 0.5A”的滑動變阻器
B.“20Ω 2A”的滑動變阻器
C.“5Ω 1A”的滑動變阻器
(5)實驗結(jié)束后,某同學設(shè)計了如圖丁所示的電路來測量額定電壓為6V的小燈泡的額定功率。已知電源電壓為18V,定值電阻R的阻值為20Ω。實驗步驟如下:
①開關(guān)S、S1閉合,S2斷開,調(diào)節(jié)滑動變阻器R'的滑片,使小燈泡正常發(fā)光;
②保持滑片位置不動,開關(guān)S、S2閉合,S1斷開,此時電壓表的示數(shù)為8V;
③再將滑動變阻器的滑片移至最 (選填“左”、“右”)端,此時電壓表的示數(shù)為14V;
④小燈泡的額定功率P額= W。
【答案】(1) 斷開 小燈泡斷路
(2)左
(3)0.5
(4)B
(5) 右 1.8
【詳解】(1)[1]為保護電路,連接電路過程中,開關(guān)應(yīng)處于斷開狀態(tài)。
[2]電路連接完成后,閉合開關(guān),小燈泡不亮,電流表無示數(shù),說明電路存在短路,故障是:與電壓表并聯(lián)的小燈泡斷路了。
(2)故障排除后重新連接電路,閉合開關(guān),如圖乙,電壓表的分度值為0.1V,示數(shù)為2.2V,小于燈泡額定電壓2.5V,應(yīng)增大燈泡兩端電壓,減小滑動變阻器兩端電壓,即應(yīng)減小滑動變阻器接入電路的阻值,滑片應(yīng)向左滑。
(3)由圖丙可知,當燈泡兩端電壓為2.5V時,則小燈泡額定功率為
(4)已知小燈泡額定電壓為2.5V,正常發(fā)光時電阻約為12Ω
根據(jù)串聯(lián)電路電壓規(guī)律結(jié)合歐姆定律可知,此時滑動變阻器接入電路的阻值為
由計算可知,應(yīng)選“20Ω 2A”的滑動變阻器,故選B。
(5)實驗步驟:
①開關(guān)S、S1閉合,S2斷開,滑動變阻器滑片左邊的電阻與燈泡串聯(lián),要使小燈泡正常發(fā)光,
根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律可得:
所以,使電壓表的示數(shù)為12V;
②保持滑片位置不動,開關(guān)S、S2閉合,S1斷開,滑動變阻器的全部電阻R′與定值電阻R串聯(lián),此時電壓表示數(shù)為;
③[1]由于滑動變阻器的全部電阻連入電路,為了間接測出定值電阻R兩端的電壓,故再將滑動變阻器的滑片移至最右端,即;
④[2]在步驟②中,滑動變阻器的全部電阻R′與定值電阻R串聯(lián),R的電壓為
由分壓原理可得
所以滑動變阻器滑片左邊電阻的阻值
故在步驟①中,燈的額定電流為
則小燈泡的額定功率
14.(2024·四川自貢·二模)小明用如圖甲所示的電路測量一只標有“2.5V”字樣的小燈泡(電阻約為10Ω)的電功率。電源電壓為6V,可供選用的滑動變阻器a、b,規(guī)格分別為“10Ω 1A”和“20Ω 1A”。
(1)請用筆畫線代替導線將甲圖電路連接完整,要求:滑動變阻器滑片向右滑動時小燈泡變亮;
(2)電路連接正確后,閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮,電流表沒有示數(shù),電壓表示數(shù)接近電源電壓,電路故障是 ;
(3)為了完成實驗,小明應(yīng)該選用的滑動變阻器是 (選填“a”或“b");
(4)調(diào)整電路后閉合開關(guān),移動滑片P到某處,電壓表的示數(shù)為2.2V,要測得小燈泡的額定功率,應(yīng)將滑用P向 (填“A”或“B”)端滑動,移動滑片P直至電壓表示數(shù)為 V,小燈泡正常發(fā)光,此時電流表示數(shù)如圖乙,則小燈泡額定功率為 W;考慮到壓表的電阻對電路的影響,必然會給測量結(jié)果帶來誤差,那么這種方法測量出來的電功率 (選填“大于”“小于”或者“等于”)真實值;
(5)某實驗小組由于電壓表被損壞,又想出一種測量小燈泡額定功率的方法,電路設(shè)計如圖丁所示,其中R0為阻值已知的定值電阻,請將以下實驗步驟補充完整;
①檢查電路無誤后,閉合開關(guān)S、S1,斷開S2,調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片直至電流表示數(shù)為I1時,小燈泡正常發(fā)光;
②滑動變阻器滑片不動,閉合S、S2;斷開S1,讀出電流表的示數(shù)為I2;
③小燈泡的額定功率P額= (用R0、I1、I2表示)。
【答案】(1)見解析
(2)小燈泡斷路
(3)b
(4) B 2.5 0.65 大于
(5)
【詳解】(1)根據(jù)滑動變阻器滑片P向右端滑動時,小燈泡變亮可知電路的電流變大,電阻變小,所以滑動變阻器接的右下接線柱,如圖所示:
(2)電流表示數(shù)幾乎為零,說明可能電路斷路,電壓表的示數(shù)接近電源電壓且?guī)缀醪蛔儯瑒t電壓表與電源連通,說明與電壓表并聯(lián)部分斷路,即燈泡斷路。
(3)燈泡正常發(fā)光時的電流約為
電源電壓為6V,燈泡正常時,滑動變阻器兩端的電壓為
則此時滑動變阻器的電阻為
故滑動變阻器應(yīng)選擇b。
(4)[1][2][3]電壓表的示數(shù)為2.2V,小于燈泡的額定電壓,要測小燈泡的額定功率,要增大燈的電壓,減小滑動變阻器分得的電壓,根據(jù)分壓原理,就要減小滑動變阻器連入電路中的電阻大小,應(yīng)將滑片P向B端移動,直到電壓表的示數(shù)為2.5V,當電壓表的示數(shù)等于小燈泡的額定電壓2.5V時燈泡正常發(fā)光,由圖乙可知電流表的分度值是0.02A,電流表讀數(shù)為0.26A,燈泡的額定功率為
[4]電壓表并聯(lián)在燈泡兩端,所測得的電壓是準確的,電流表測量的是通過電壓表和燈泡的電流之和,所以電流表示數(shù)比實際通過燈泡的電流偏大,根據(jù)可知,這種方法測量出來的電功率大于真實值。
(5)閉合開關(guān)S、S1,斷開S2,此時電阻R0與燈泡并聯(lián),電流表測量電阻R0的電流,調(diào)節(jié)滑動變阻器,使電流表示數(shù)為I1時,小燈泡正常發(fā)光,此時小燈泡的額定電壓為
此時燈泡正常發(fā)光,閉合開關(guān)S、S2,斷開開關(guān)S1,此時電阻R0與燈泡并聯(lián),電流表測量干路中的電流,保持滑動變阻器滑片位置不變,記錄下此時電流表的示數(shù)為I2,則燈泡正常發(fā)光時的電流為
則小燈泡的額定功率的表達式為
實驗序號
a點的電流/A
b點的電流/A
c點的電流/A
1
2
3
A處電流/A
B處電流/A
C處電流/A
0.2
0.3
2.5
實驗序號
L1兩端的電壓/V
L2兩端的電壓/V
AB兩端的電壓/V
1
2
3
實驗次序
UAB/V
UBC/V
UAC/V
1
5.0
2.0
3.0
2
1.4
1.6
3.0
3
1.1
1.9
3.0
編號
材料
長度L/cm
橫截面積S/mm2
電流表示數(shù)I/A
A
鎳鉻合金絲
B
鎳鉻合金絲
C
鎳鉻合金絲
D
錳銅合金絲
編號
材料
長度/m
橫截面積/mm2
a
鎳鉻合金
0.5

b
鎳鉻合金
0.5
1
c
鎳鉻合金
1
0.5
d
錳銅合金
0.5
0.5
電壓U/V
電流I/A
電阻R/Ω
電流I/A
電阻R/Ω
10
電壓U/V
2
3
4
5
6
電流I/A
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
實驗次數(shù)
電壓U/V
電流I/A
電阻R/Ω
電阻的平均值R/Ω
1
2
3
實驗次數(shù)
電壓U/V
電流I/A
電阻R/Ω
1
2
3
設(shè)計思路
實驗電路圖
需要測量的物理量及RX的表達式
利用串聯(lián)電路中電流處處相同求電阻值
(1)閉合開關(guān)S,分別測出R0、RX兩端電壓U0、UX;
(2)
利用串聯(lián)電路中各電阻兩端電壓之和等于電源電壓列方程求電阻值
(1)閉合開關(guān)S,讀出變阻器接入定值最大時的電壓表讀數(shù)U1;
(2)讀出變阻器接入阻值最?。ǖ扔?)時電壓表的讀數(shù)U2;
(3)被測電阻:
(1)只閉合開關(guān)S,測出R0兩端電壓U0,閉合S、S1,測出電源電壓U;
(2)
(1)閉合S,將S1置于a,R0與Rx串聯(lián),讀出電壓表示數(shù)U;
(2)閉合S,將S1置于b,R0與Rx串聯(lián),讀出電壓表示數(shù)U0則Ux=U-U0;
(3)
設(shè)計思路
實驗電路圖
需要測量的物理量及RX的表達式
利用并聯(lián)電路各支路兩端電壓相等求阻值
(1)閉合S,分別測出通過R0、RX的電流I0、IX;
(2)
(1)閉合S、斷開S1,此時只有R0連入電路,讀出A的示數(shù)I0
(2)閉合S、S1,R0與Rx并聯(lián),讀出A的示數(shù)I;
(3)
利用電源電壓不變列方程求阻值(已知R0阻值)
(1)閉合S,將S1置于a時,讀出A的示數(shù)I0
(2)閉合S,將S1置于b時,讀出A的示數(shù)Ix,
(3)
(1)閉合S,將S1置于a時,讀出A的示數(shù)I0
(2)閉合S,將S1置于b時,讀出A的示數(shù)Ix,
(3)
(1)閉合S,將滑動變阻器滑片移至a端時,此時R0=0 ,讀出A的示數(shù)I1,
(2)閉合S,將滑動變阻器的滑片移至b端時,此時滑動變阻器連入電路的阻值為R,讀出此時A表示數(shù)I2,
(3)
設(shè)計思路
實驗電路圖
需要測量的物理量及RX的表達式
利用等效思想測電阻
(1)閉合S,將S1置于a,調(diào)節(jié)R0,讀出A的示數(shù)I1
(2)閉合S,將S1置于b,保持滑片P位置不變,調(diào)節(jié)電阻箱R′,使A的示數(shù)仍為I,讀出此時R′連入電路的阻值R′,即Rx=R'。
(1)按照電路圖連接好電路后,閉合開關(guān)S,開關(guān)S1接1,將滑片調(diào)至某一位置,記錄電壓表的示數(shù)U0
(2)開關(guān)S1改接2,滑片位置不動,調(diào)節(jié)電阻箱使電壓表的示數(shù)重新變?yōu)閁0
(3)讀出電阻箱的示數(shù)R,則Rx=R 。
實驗序號
電壓/V
電流/A
電功率/W
小燈泡亮度
1
2.5
2
2.0
3
3.0
實驗次數(shù)
A處的電流
B處的電流
C處的電流
1
0.10
0.12
0.22
2
0.24
0.22
0.46
3
0.26
0.30
0.56
通過L1的電流I1
通過L2的電流I2
電路的總電流I總
0.20A
0.30A
0.50A
1.4
1.4
2.8
實驗次數(shù)
1
0.8
2.2
3.0
2
1.0
2.0
3.0
3
1.2
1.8
3.0
編號
材料
長度/m
橫截面積/
燈泡亮度
A
錳銅合金
0.5
0.8

B
鎳鉻合金
0.5
0.8
較亮
C
鎳鉻合金
0.5
0.4
較暗
D
鎳鉻合金
1.0
0.4

電壓U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
電流I/A
0.10
0.20
0.40
0.60
電壓U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
電流I/A
0.2
0.3
0.38
0.50
0.6
次數(shù)
1
2
3
4
5
電壓
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
電流
0.18
0.30
0.38
0.44
電阻
2.78
3.33
3.95
4.55

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