解決專題問題策略
重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)1:探究電流與電壓、電阻的關(guān)系
一、實(shí)驗(yàn)類型
實(shí)驗(yàn)類型1:探究電流與電壓的關(guān)系
1.實(shí)驗(yàn)中提出的問題以及方法和結(jié)論
①提出問題:電流與電壓有什么定量關(guān)系?
②采用的研究方法是:控制變量法。即:保持電阻不變,改變電壓研究電流隨電壓的變化關(guān)系;
③得出結(jié)論:在電阻一定的情況下,導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比(說法固定,不能更改)。
2.電路連接注意事項(xiàng):開關(guān)斷開,滑動變阻器滑片移至阻值最大處
3.電表異常偏轉(zhuǎn)原因:
①指針反向偏轉(zhuǎn),原因是正負(fù)接線柱接反;
②正向偏轉(zhuǎn)幅度過小,原因是量程選擇過大;
③正向偏轉(zhuǎn)幅度過大超過最大刻度,原因是量程選擇過??;
4.滑動變阻器的作用:
①保護(hù)電路;
②改變電阻兩端電壓。
5.調(diào)節(jié)滑動變阻器不能使電壓達(dá)到指定示數(shù)的原因是:滑動變阻器的最大阻值過小
6.換不同規(guī)格的電阻多次測量的目的是:得出普遍規(guī)律,避免偶然性。
7.此實(shí)驗(yàn)不能用燈泡代替電阻進(jìn)行探究的原因:燈絲的電阻隨溫度的升高而增大。
實(shí)驗(yàn)類型2:探究電流與電阻的關(guān)系
V
A
Rx
R′
1.滑動變阻器的作用:
①保護(hù)電路;
②使電阻兩端電壓保持不變。
2.更換大電阻后如何滑動滑動變阻器的阻值:應(yīng)使滑動變阻器的阻值變大,滑動變阻器分的的電壓變大,保證定值電阻上分的的電壓不變。
3.電路中滑動變阻器阻最大值Rx的確定方法:UR/R=(U-UR)/RX
4.實(shí)驗(yàn)方法:控制變量法:保持電壓不變,改變電阻研究電流隨電阻的變化關(guān)系。
5.結(jié)論:在電壓一定時,導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體的電阻成反比。
二、探究電流與電壓、電阻的關(guān)系實(shí)驗(yàn)程序步驟解讀
1.清楚實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)(題目、提出問題):探究理解:
(1)為什么要探究電流與電壓、電阻的關(guān)系?
電壓時產(chǎn)生電流的原因,可能電壓越大電流也越大;電阻表示導(dǎo)體對電流的阻礙作用,所以電阻越大電流越小。那么它們之間有怎樣的定量關(guān)系呢?這是我們學(xué)習(xí)電學(xué)必須研究清楚的問題。
(2)探究誰的電流與電壓、電阻的關(guān)系?
是某一定值電阻的,電流、電壓、電阻都是對同一導(dǎo)體在同一時間的對應(yīng)值而言,即I是定值電阻兩端電壓是U時的電流。所以我們要測的電流是定值電阻R的電流,電流表要與R串聯(lián);要測的電壓也是定值電阻的電壓,電壓表要并聯(lián)在R兩端。
(3)實(shí)驗(yàn)思維導(dǎo)向:電路中電壓變化可能會導(dǎo)致電流的變化,電阻的變化可能會導(dǎo)致電壓、電流同時變化,所以,要研究電流與電壓的定量關(guān)系就要保證電阻不變,要研究電流與電阻的關(guān)系就要保證電阻兩端的電壓不變;要研究導(dǎo)體的電流與其兩端電壓的定量關(guān)系,我們需要知道導(dǎo)體兩端電壓數(shù)值和導(dǎo)體電流的對應(yīng)數(shù)值怎樣變化;要研究電流與電阻的定量關(guān)系,我們需要知道在同一電壓下導(dǎo)體電阻值變化時導(dǎo)體中對應(yīng)電流怎樣變化。所以我們需要電流、電壓表來測量準(zhǔn)確的電流、電壓數(shù)值,不僅如此,我們還需要同一導(dǎo)體的電壓產(chǎn)生變化,也需要同一電壓是導(dǎo)體電阻值產(chǎn)生變化,所以,需要滑動變阻器和不同阻值的電阻。
2.明了實(shí)驗(yàn)原理;
(1)探究同一導(dǎo)體中電流與電壓的關(guān)系:電壓是形成電流的原因。
(2)探究同一電壓時不同阻值的導(dǎo)體中電流與導(dǎo)體阻值的關(guān)系:導(dǎo)體阻值不同對電流阻礙作用不同。
3.合理選擇器材:電源、開關(guān)、電流表、電壓表、滑動變阻器、三個不同阻值的定值電阻、若干導(dǎo)線。
4.科學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟,準(zhǔn)確收集數(shù)據(jù):
(1)設(shè)計(jì)電路,并按照電路圖連接實(shí)物
(2)分步研究:保持電阻不變,測量電阻兩端電壓U和電流I,記下數(shù)值;改變電阻兩端電壓,重復(fù)三次以上,記下多組數(shù)據(jù);保持電壓不變,測量電流并記下阻值R和對應(yīng)的電流值;改變接入電阻的大小,重復(fù)三次以上,記下多組數(shù)據(jù)。
5.計(jì)算對比數(shù)據(jù),分析找出規(guī)律,制作圖表

(1)探究同一導(dǎo)體中電流與電壓的關(guān)系:I=KU
(2)探究同一電壓時不同阻值的導(dǎo)體中電流與導(dǎo)體阻值的關(guān)系:I=K/R
6.得出結(jié)論。在電阻一定時,導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比;在電壓一定時,導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體的電阻成反比。I=U/R
三、實(shí)驗(yàn)操作要點(diǎn)
1.實(shí)驗(yàn)前:(1)開關(guān)斷開;(2)變阻器滑片滑到最大阻值處;(3)儀表是否正確使用,電路是否連接正確;(4)電流表量程選擇:根據(jù)定值電阻阻值與電源電壓;(5)電壓表量程選擇:根據(jù)電源電壓和定值電阻阻值與變阻器最大阻值的比例關(guān)系;(6)滑動變阻器最大阻值選擇(定值電阻最大電阻值選擇):定值電阻最大阻值要小于變阻器最大阻值,一般變阻器最大阻值是定值電阻最大阻值2倍。(7)電源選擇:大于3伏,總電流不超過0.6安
2.實(shí)驗(yàn)中:(1)為了減小誤差,在不超過量程的前提下,應(yīng)盡可能使電表指針偏轉(zhuǎn)的角度大一些。(2)滑動變阻器的作用:保護(hù)電路;通過改變接入電路電阻值,改變定值電阻兩端的電壓;通過改變接入電路電阻值,保持不同阻值定值電阻兩端的電壓不變。(3)每次跟換電阻時要先斷開開關(guān)。
3.在理解電流與電壓、電阻關(guān)系時應(yīng)注意的四個問題:
(1)導(dǎo)體中的電流和導(dǎo)體兩端的電壓都是針對同一個導(dǎo)體而言,不能拿一根導(dǎo)體的電流與另一個導(dǎo)體的電壓進(jìn)行分析。
(2)電壓是產(chǎn)生電流的原因,不能說電壓和電流成正比。
(3)電阻是導(dǎo)體的性質(zhì),不能說導(dǎo)體電阻與電壓成正比,與電流成反比。
(4)在敘述電流與電壓、電阻的關(guān)系時,一定要注意兩個前提:“電阻一定”、“電壓一定”。
重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)2:伏安法測電阻
1.實(shí)驗(yàn)原理:利用R=U/I(即:用電壓表和電流表分別測出待測電阻兩端的電壓和通過它的電流,最后算出電阻R)。
2.實(shí)驗(yàn)電路圖與實(shí)物圖如圖1、2所示
3.實(shí)驗(yàn)器材:待測電阻、電壓表、電流表、電源、開關(guān)、滑動變阻器和導(dǎo)線若干。
4.實(shí)驗(yàn)步驟:
a.根據(jù)電路圖正確連接電路,注意連接電路時開關(guān)要斷開;
b.移動滑片,使滑動變阻器的電阻全部接入電路,然后閉合開關(guān),在移動滑片,記下對應(yīng)的
電壓值和電流值若干組;
c.根據(jù)伏安法的原理,算出這幾組電阻的大小,最后求出電阻的平均值,這是多次測量求平
均值的方法,目的是為了減小實(shí)驗(yàn)誤差。
重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)3:測量小燈泡的電功率
伏安法測小燈泡的功率
【實(shí)驗(yàn)原理】P=UI
【實(shí)驗(yàn)器材】電源、開關(guān)、導(dǎo)線、小燈泡、電壓表、電流表、滑動變阻器。
【實(shí)驗(yàn)電路圖】
【實(shí)驗(yàn)步驟】
①按電路圖連接實(shí)物。
②檢查無誤后,閉合開關(guān)。移動滑片,使小燈泡在額定電壓下發(fā)光,觀察小燈泡的亮度,并記下電壓表和電流表的示數(shù),代入公式P=UI計(jì)算出小燈泡的額定功率。
③調(diào)節(jié)滑動變阻斷器,使小燈泡兩端的電壓約為額定電壓的1.2倍,觀察小燈泡的亮度,并記下電壓表和電流表的示數(shù),代入公式P=UI計(jì)算出小燈泡此時的實(shí)際功率。
④調(diào)節(jié)滑動變阻斷器,使小燈泡兩端的電壓小于額定電壓,觀察小燈泡的亮度,并記下電壓表和電流表的示數(shù),代入公式P=UI計(jì)算出小燈泡此時的實(shí)際功率。
【實(shí)驗(yàn)表格】
【注意事項(xiàng)】
①接通電源前應(yīng)將開關(guān)處于斷開狀態(tài),將滑動變阻器的阻值調(diào)到最大;
②連好電路后要通過試觸的方法選擇電壓表和電流表的量程;
③滑動變阻器的作用:改變電阻兩端的電壓和通過的電流;保護(hù)電路;
④不需要計(jì)算電功率的平均值。
中考典型例題解析
【例題1】(2020遼寧盤錦)創(chuàng)新小組用如圖甲所示的電路來探究“電流與電阻的關(guān)系”,選用了阻值為5Ω、10Ω的定值電阻R1和R2,電壓恒為6V的電源,“50Ω 1A”的滑動變阻器R,多擋開關(guān)S0等器材。
(1)閉合開關(guān)S,S0接某擋位,使R1單獨(dú)接入ab間,發(fā)現(xiàn)電流表指針幾乎不動,電壓表示數(shù)接近6V,原因可能是R1______(填“短路”或“斷路”)。排除故障后,調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片P,當(dāng)電壓表示數(shù)如圖乙所示時,記錄電流表的示數(shù)。
(2)保持滑片位置不動,改變S0接入2擋位,使R2單獨(dú)接入ab間,向______(填“左”或“右”)調(diào)節(jié)滑片P,直至電壓表示數(shù)為______V,記錄電流表的示數(shù)。
(3)閉合開關(guān)S,S0接______擋時,使ab間接入阻值最大,重復(fù)前面的實(shí)驗(yàn),記錄數(shù)據(jù)。通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出:電壓一定時,通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比。
(4)該組同學(xué)選用上述部分器材設(shè)計(jì)了如圖丙所示的電路,測量額定電流為0.3A的小燈泡的額定功率,請將實(shí)驗(yàn)過程補(bǔ)充完整
①S0接2擋,調(diào)節(jié)R的滑片P,使電壓表示數(shù)為______V,小燈泡正常發(fā)光;
②S0接3擋,保持滑片P位置不動,讀出此時電壓表示數(shù)為3V;
③小燈泡的額定功率P額=______W。
【例題2】(2020?重慶)圖甲是“探究電流與電壓關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)電路,三個小組的同學(xué)分別用5Ω、10Ω、15Ω的定值電阻和兩節(jié)干電池進(jìn)行探究。
(1)請用筆畫線代替缺少的2根導(dǎo)線,將圖甲的電路連接完整(要求:導(dǎo)線不能交叉,滑片P向B端移動時,電路中的電流變大)。
(2)正確連接電路,閉合開關(guān),移動滑片P,發(fā)現(xiàn)電流表無示數(shù),電壓表有示數(shù)。可能的故障是定值電阻R (選填“斷路”或“短路”);排除故障,緩慢移動滑片P到某位置時。電壓表的示數(shù)如圖乙所示,為 V。
(3)將不同小組的數(shù)據(jù)匯總后,得到表的數(shù)據(jù),分所可得:在電阻一定的情況下,通過導(dǎo)體的電流和導(dǎo)體兩端的電壓成 比。
(4)在進(jìn)一步探究“電流與電阻的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中:
①若保持定值電阻兩端的電壓為1.5V不變,在上表的數(shù)據(jù)中有 組可用于分析;
②為得到更多的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),老師給每個小組再提供一個30Ω的定值電R0.某小組在實(shí)驗(yàn)中,無論怎樣移動滑片P都不能將R0兩端電壓調(diào)為1.5V,其原因是滑動變阻器的最大阻值太 (選填“大”或“小”)。該小組所使用的滑動變阻器的規(guī)格可能 (選填下列選項(xiàng)前的字母)。
A.10Ω 3A B.20Ω 2A C.50Ω 1A
【例題3】(2020?廣西)用伏安法測R的電阻實(shí)驗(yàn)中:
(1)圖甲中,有一根導(dǎo)線未連接,請用筆畫線代替導(dǎo)線將電路連接完整。
(2)實(shí)驗(yàn)前,滑動變阻器的滑片P應(yīng)置于最 (選填“左”或“右”)端。
(3)閉合開關(guān)后,發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)為零,電壓表示數(shù)接近電源電壓,則故障原因可能是電阻R (選填“斷路”或“短路”)。
(4)排除故障后,當(dāng)電流表的示數(shù)為1A時,電壓表的示數(shù)如圖乙所示,待測電阻R的阻值為 歐。
(5)電流表的電阻雖然很小,但也會影響本實(shí)驗(yàn)中R的測量結(jié)果。用圖丙的電路進(jìn)行測量可消除這個影響,R0為定值電阻。實(shí)驗(yàn)步驟如下:
①按照圖丙的電路圖連接電路,將滑動變阻器的滑片置于最大阻值處;
②閉合開關(guān)S1,S2,移動滑動變阻器滑片,讀出電壓表的示數(shù)U1和電流表的示數(shù)I1,
③ 移動滑動變阻器滑片,讀出電壓表的示數(shù)U2和電流表的示數(shù)I2;
④可得待測電阻Rx= 。
【例題4】(2020?山西)實(shí)踐小組的同學(xué)們進(jìn)行“伏安法測定小燈泡電阻”的實(shí)驗(yàn),小燈泡的額定電壓為2.5V(阻值約為10Ω),滑動變阻器規(guī)格為“20Ω 1A”。
(1)請你用筆畫線代替導(dǎo)線,將圖甲中的電路連接完整(導(dǎo)線不得交叉)。
(2)滑動變阻器在實(shí)驗(yàn)中除保護(hù)電路外,還有 作用。同學(xué)們把電路元件接入電路,剛接好最后一根導(dǎo)線,燈泡就立即發(fā)光,發(fā)生這種現(xiàn)象的原因可能是 。
(3)經(jīng)檢查無誤后,接通電路,向左移動滑動變阻器的滑片P,觀察到 ,表明小燈泡正常發(fā)光,此時電流表示數(shù)如圖乙所示,則小燈泡正常發(fā)光時的阻值為 Ω.繼續(xù)向左移動滑片,則可能出現(xiàn)的現(xiàn)象有 (寫出一條即可)。
(4)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,小組同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),繪制了如圖丙所示的圖象,分析圖象可得出結(jié)論: 。
【例題5】(2021山東濰坊二模)小軍做測量小燈泡電功率的實(shí)驗(yàn)中,所用小燈泡的額定電壓為2.5V.
(1)請用筆畫線代替導(dǎo)線,將如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)電路連接完整.
(2)丙圖中陰影部分面積表示的物理量是_______.
(3)實(shí)驗(yàn)時閉合開關(guān),小軍發(fā)現(xiàn)小燈泡不發(fā)光,且電流表有示數(shù),而電壓表無示數(shù),則電路的故障可能是:_______.
(4)故障排除后,閉合開關(guān),小軍發(fā)現(xiàn)電壓表的示數(shù)為2V,若想測量小燈泡的額定電功率,應(yīng)再調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片P,使P向_______移動(選填“左”或“右”),當(dāng)電壓表的示數(shù)為2.5V時,對應(yīng)電流表的示數(shù)如圖乙所示,則小燈泡的額定電功率是______W.這時小燈泡正常發(fā)光20s,產(chǎn)生的焦耳熱為________J.
臨門一腳預(yù)測練
1.(2021福州一模)在“探究電流與電阻的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中:
(1)如圖甲所示,請你用筆畫線代替導(dǎo)線,將圖中電路連接完整(請勿更改原有導(dǎo)線,導(dǎo)線不得交叉),要求:當(dāng)滑動變阻器的滑片P向左移動時,電路中的電流變大。連接電路時,開關(guān)必須 。
(2)閉合開關(guān)后,發(fā)現(xiàn)電壓表有示數(shù)且接近電源電壓,電流表無示數(shù),其原因是 。
(3)實(shí)驗(yàn)過程中,將5Ω的電阻接入電路中,閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片P至適當(dāng)位置,此時電流表示數(shù)如圖乙所示,則電流表示數(shù)為 A.將5Ω的電阻更換為10Ω的電阻,
閉合開關(guān),應(yīng)將滑動變阻器的滑片P向 (選填“左”或“右”)端移動,使電壓表示
數(shù)為 V。
2.(2020?煙臺)如圖甲所示是小明“探究電流與電壓、電阻的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)電路圖。選用的實(shí)驗(yàn)器材是:電源(3V)、電流表(0~0.6A)、電壓表(0~3V),定值電阻R1=5Ω、R2=10Ω、R3=20Ω,滑動變阻器(40Ω 2A)、開關(guān)、導(dǎo)線若干。
(1)探究電流與電壓關(guān)系:
①探究電流與電壓的關(guān)系時,要保持 不變,采用的科學(xué)方法是 。
②小明在實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行多組數(shù)據(jù)測量的目的是什么?
③小明選用5Ω和10Ω的兩只電阻分別進(jìn)行實(shí)驗(yàn)后,由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出的圖象如圖乙所示,其中M圖象對應(yīng)的是哪只電阻? 由M圖象得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是什么?
(2)探究電流與電阻的關(guān)系:
①小明在實(shí)驗(yàn)中,首先確定一個保持不變的電壓值U,當(dāng)AB間的電阻R由5Ω換成10Ω時,閉合開關(guān),應(yīng)將滑動變阻器的滑片向 (選填“a”或“b”)移動,才能使電壓表示數(shù)變?yōu)閁。
②當(dāng)AB間換接20Ω的電阻時,小明無論怎樣移動滑動變阻器的滑片,電壓表的示數(shù)都無法達(dá)到U.請你告訴他,為完成實(shí)驗(yàn),U的取值范圍是 。
3.(2020?大連)在探究“電阻一定時,通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端電壓的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中,所用的實(shí)驗(yàn)器材有:電流表、電壓表、10Ω的定值電阻、滑動變阻器、開關(guān)各一個,1.5V的干電池兩節(jié),導(dǎo)線若干。
(1)用筆畫線,將圖1所示的電路補(bǔ)充完整。
(2)閉合開關(guān)前,應(yīng)將滑動變阻器的滑片移動到 端(選填“a”或“b”)。
(3)用開關(guān)“試觸”時,電壓表和電流表均無示數(shù),這說明電路中存在故障。若故障是某一個元件發(fā)生了斷路,則發(fā)生斷路的元件可能是 (只有一個選項(xiàng)正確,請將正確選項(xiàng)的宇母填在橫線上)。
A.開關(guān)或定值電阻 B.定值電阻或電流表
C.開關(guān)、滑動變阻器或電流表 D.滑動變阻器、電壓表或電流表
(4)排除故障后,繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn),并將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄在下表。請?jiān)趫D2畫出電流I與電壓U的關(guān)系圖象。
(5)根據(jù)圖象,可得出的探究結(jié)論是: 。
4.(2020?呼倫貝爾)某物理學(xué)習(xí)小組為了探究“電流與電阻的關(guān)系”,設(shè)計(jì)了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)電路。他們在學(xué)校實(shí)驗(yàn)室找來了如下一些實(shí)驗(yàn)器材:電壓恒為3V的電源,電流表、電壓表各一只,一個開關(guān),阻值分別為5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值電阻各一個,滑動變阻器“20Ω 1A”一個,導(dǎo)線若干。實(shí)驗(yàn)時連接的電路如圖乙所示。
(1)連接電路前,開關(guān)應(yīng) (選填“斷開”或“閉合”);
(2)實(shí)驗(yàn)中,改變滑動變阻器阻值的目的是使定值電阻兩端的電壓 ;
(3)將5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值電阻分別接入電路中,每一次都控制定值電阻兩端的電壓為2.5V;當(dāng)拆下5Ω的定值電阻換成10Ω的定值電阻接入電路時,如果保持滑動變阻器滑片的位置不變,會發(fā)現(xiàn)電壓表的示數(shù) (選填“大”或“小”)于2.5V,接下來應(yīng)該移動滑片,使電壓表示數(shù)回到2.5V,讀出電流表的示數(shù)并記錄數(shù)據(jù)……通過多次實(shí)驗(yàn)測得多組數(shù)據(jù),并利用這些數(shù)據(jù)得到如圖丙所示的電流I隨電阻R變化的圖象,由數(shù)據(jù)和圖象可以得到的結(jié)論是 ;
(4)以上幾次實(shí)驗(yàn)中記錄電表示數(shù)時,當(dāng)定值電阻消耗的電功率最小時,滑動變阻器接入電路的阻值
為 Ω。
5.(2020?鹽城)小明和小華一起探究電流與電阻的關(guān)系。器材有新干電池兩節(jié),5Ω、10Ω、20Ω的定值電阻各一只,“20Ω1A”的滑動變阻器、電壓表、電流表、開關(guān)各一只,導(dǎo)線若干。
(1)用筆畫線代替導(dǎo)線將甲圖中電路補(bǔ)充完整,使滑動變阻器滑片向左移動時電阻減??;
(2)將滑動變阻器滑片移動到最 端。閉合開關(guān),小明發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)接近電源電壓,可能是定值電阻R出現(xiàn)了 故障;
(3)排除故障后,移動滑動變阻器滑片,直至電壓表示數(shù)為1V,此時電流表示數(shù)如圖乙所示,大小為 A;
(4)小明逐一將10Ω和20Ω的電阻接入電路,繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。當(dāng) Ω的電阻接入電路后,無法將電壓表示數(shù)調(diào)節(jié)到1V.于是,他改變定值電阻兩端電壓,重新依次進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。調(diào)節(jié)后的電壓值應(yīng)該不低于 V;
(5)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,小華覺得可以通過調(diào)整順序來避免實(shí)驗(yàn)中存在的問題。合理的順序是 。
6.(2020?內(nèi)江)一個物理課外實(shí)驗(yàn)小組用如圖甲所示的電路來測量某待測電阻Rx的阻值,其中定值電阻R0=20Ω.請你幫實(shí)驗(yàn)小組完成:
(1)按照甲圖的實(shí)驗(yàn)電路圖,用筆畫線代替導(dǎo)線將乙圖連接完整(部分導(dǎo)線已連好);
(2)在連接電路時,開關(guān)應(yīng) ,閉合開關(guān)前,滑動變阻器的滑片應(yīng)置于 (選填“左”或“右”)端;
(3)閉合開關(guān)S1,將開關(guān)S2擲于“1”時,調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片到適當(dāng)位置,記下此時電壓表的示數(shù)為U1;保持滑片位置不變,將開關(guān)S2擲于“2”時,記下此時電壓表的示數(shù)為U2.則待測電阻Rx阻值的表達(dá)式Rx= (用R0、U1、U2表示)。
(4)重復(fù)步驟(3),共得到5組U1、U2的數(shù)據(jù),并計(jì)算出的值,如下表所示,則5組數(shù)據(jù)的平均值為 ;利用的平均值,求出待測電阻Rx為 Ω。
(5)實(shí)驗(yàn)中,采用了多次測出U1和U2的值,并由的平均值,求待測電阻Rx阻值的目的是為了 。7.(2020?南通)小明探究鉛筆芯的電阻大小與長度的關(guān)系時,找來一支鉛筆芯,測量其長度,并用兩枚金屬回形針夾住其兩端進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
(1)圖甲是測鉛筆芯電阻的電路,請用筆畫線代替導(dǎo)線將其連接完整。
①閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)兩電表均無示數(shù),為排查故障他將電壓表改接在變阻器兩端,發(fā)現(xiàn)電壓表有示數(shù),則電路故障可能是 。
②排除故障,移動滑片P,電流表示數(shù)為0.14A時,電壓表示數(shù)如圖乙,為 V,測出的電阻為 Ω。
(2)移動回形針,改變并測量鉛筆芯接入電路的長度,實(shí)驗(yàn)時發(fā)現(xiàn)電流表損壞,他又設(shè)計(jì)了圖丙電路測量電阻。
①正確連好電路,閉合開關(guān)S,將開關(guān)S1先撥至b。移動滑動變阻器滑片P,使電壓表示數(shù)為U。
②再將S1撥至a,調(diào)節(jié)電阻箱旋鈕至圖丁位置,觀察到電壓表示數(shù)略大于U,他把“×1”檔的旋鈕又旋了一格,發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)略小于U,此時他 (選填“應(yīng)”或“不應(yīng)”)再調(diào)節(jié)滑動變阻器,以使電壓表的示數(shù)恰好為U。
③推斷鉛筆芯接入電路的阻值 (填寫范圍)。
(3)小明由上述兩次實(shí)驗(yàn),得出鉛筆芯電阻與長度的關(guān)系。請?jiān)u價他在探究過程中的不足之處: 。
8.(2020?湘潭)如圖甲,是研究小燈泡電阻的實(shí)驗(yàn)裝置,燈泡的額定電壓為2.5V,滑動變阻器最大阻值是50Ω,電源電壓保持6V不變。
(1)用筆畫線代替導(dǎo)線,將圖中的器材連接成完整的電路。
(2)連接完電路后,閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)小燈泡發(fā)光較暗,且無論怎樣移動滑動變阻器滑片P,小燈泡的亮度都不變,則原因可能是 。
A.開關(guān)開路 B.電壓表短路 C.滑動變阻器接的是下端兩接線柱
(3)正確連接后,閉合開關(guān),移動滑片P,記下多組對應(yīng)的電壓表和電流表的示數(shù)。當(dāng)滑片P移到某處,電壓表示數(shù)為1.5V時,要使小燈泡正常發(fā)光,應(yīng) (選填“增大”或“減小”)滑動變阻器接入電路中的阻值。
(4)將所測數(shù)據(jù)繪制成如圖乙所示的U﹣I圖象。由圖可知:小燈泡的電阻是變化的,主要是因?yàn)樾襞轃艚z的 (選填“溫度”、“長度”或“橫截面積”)發(fā)生了變化;此小燈泡的額定功率是 W。
(5)利用此裝置還可以探究電流與電阻的關(guān)系,只需將圖甲中的小燈泡換成不同阻值的定值電阻,并使定值電阻兩端的電壓保持不變,即可進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
①接入某定值電阻后,閉合開關(guān),移動變阻器的滑片P,當(dāng)電壓表的示數(shù)為2V時,電流表的示數(shù)如圖丙所示,為 A,則接入的定值電阻的阻值為 Ω。
②實(shí)驗(yàn)時,為了確保不同定值電阻兩端的電壓能達(dá)到并保持2V不變,換用的定值電阻阻值不能大
于 Ω。
9.(2021四川成都二模)小明同學(xué)利用電流表和電阻箱測量小燈泡的功率,設(shè)計(jì)并接了如圖甲所示的實(shí)物電路。
(1)為了保護(hù)電路,閉合開關(guān)S1前,應(yīng)將滑片P移到動變阻器的 (“A”或“B”)端。
(2)閉合開關(guān)S1,將單刀雙擲開關(guān)S2扳向“1”,調(diào)節(jié)滑動變阻器調(diào)節(jié)電阻箱的阻值使電流表的示數(shù)為I1,如圖乙所示,I1= A;
(3)將開關(guān)S2扳向“2”,保待滑動變阻器的阻值不變,調(diào)節(jié)滑動變阻箱的阻值R,使電流表的示數(shù)仍為I1,此時R=5Ω;則步驟(2)中小燈泡的電阻R1= Ω,測量小燈泡電阻的方法是 (選填“控制變量法”或“等效替代法”);
(4)步驟(2)小燈泡的實(shí)際功率P1= W;
(5)若小燈泡的額定電流為I0=2I1,以下關(guān)于燈泡額定功率P0與實(shí)際功率P1的數(shù)值關(guān)系,你認(rèn)為最有可能的是 。
A.P0=2P1B.P0=3P1 C.P0=4P1D.P0=5P1
10.(2021廣西桂林二模)在“測小燈泡電功率實(shí)驗(yàn)”中,電源電壓為3V,小燈泡額定電壓為2.5V。
甲 乙 丙
(1)請用筆畫線代替導(dǎo)線將圖甲所示的實(shí)物電路連接完整(要求:滑動變阻器的滑片
向右移動時小燈變亮)。
(2)閉合開關(guān)前,滑動變阻器的滑片應(yīng)調(diào)至最_________(填“左”或“右”)端。
(3)閉合開關(guān)后,發(fā)現(xiàn)燈泡不亮,電流表沒有示數(shù),電壓表有示數(shù),則電路故障原因是_______。
(4)故障排除后,閉合開關(guān),移動滑片,當(dāng)電壓表示數(shù)為1.5V時,電流表示數(shù)如圖乙
所示,則此時小燈泡的功率為_______W。若使小燈泡正常發(fā)光,應(yīng)將滑片向_____(填“左”或“右”)端移動。
完成上述實(shí)驗(yàn)后,小聰向老師要了一個已知阻值為R0的電阻和一個單刀雙擲開關(guān),借助部分現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)器材,設(shè)計(jì)了如圖丙所示的電路,也測出了燈泡的功率.請完成下列實(shí)驗(yàn)步驟:
= 1 \* GB3①閉合開關(guān)S1,將S2撥到觸點(diǎn)2,移動滑片,使電壓表的示數(shù)為U1;
= 2 \* GB3②再將開關(guān)S2撥到觸點(diǎn)1,保持滑片的位置不動,讀出電壓表的示數(shù)U;
= 3 \* GB3③燈泡實(shí)際功率表達(dá)式為_________(用測得量表示)。
次數(shù)
電壓U/V
電流I/A
電功率P/W
發(fā)光情況
1
2
3
R1

R2
10Ω
R3
15Ω
U/V
0.8
1.0
1.5
2.0
U/V
1.2
1.8
2.2
2.6
U/V
1.5
1.8
2.1
2.4
I/A
0.16
0.20
0.30
0.40
I/A
0.12
0.18
0.22
0.26
I/A
0.10
0.12
0.14
0.16
實(shí)驗(yàn)次數(shù)
1
2
3
4
5
6
電阻R/Ω
10
電壓U/V
0.4
0.8
1.2
1.6
2.0
2.4
電流I/A
0.04
0.08
0.12
0.16
0.20
0.24
1
2
3
4
5
U1/V
0.25
0.30
0.36
0.40
0.44
U2/V
0.86
1.03
1.22
1.36
1.49
3.44
3.43
3.39
3.40
3.39

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