(2014·泰安)在电学实验中,往往认为电压表对测量的电路没有影响,事实上电压表有大的电阻值(简称内阻RV),在电路中有很小的电流通过电压表,电压表的示数就是这很小的电流与其内阻RV的乘积。现在要测量一个未知电阻Rx(大约2kΩ~3kΩ)的阻值,物理实验室中已有实验器材:2节干电池(电压未知)、未知电阻Rx、开关多个、导线若干。
另外,提供可选择的实验器材有3个:
A.电流表A1(0~0.6A,分度值0.02 A)
B.电流表A2(0~5mA,分度值0.1 mA)
C.电压表V(0~3V,RV=3kΩ)
请你利用已有实验器材,参考题目中给出的信息,再从提供可选择的的3个实验器材中选择2个或者1个器材设计两个实验方案,准确测量未知电阻Rx的阻值。
Ⅰ.方案一:
(1)选择的2个实验器材: (填器材的序号)。
(2)在方框中画出实验电路图(实验中不拆接仪器)。
(3)按照电路图连接电路,写出实验步骤并用字母表示出测量的物理量
(4)用测量的物理量和已知物理量表示Rx= 。
II.方案二:
(1)选择的1个实验器材: (填器材的序号)。
(2)在方框中画出实验电路图(实验中不拆接仪器)
(3)按照电路图连接电路,写出实验步骤并用字母表示出测量的物理量。
(4)用测量的物理量和已知物理量表示Rx= 。
小明利用电压表和阻值为R0的定值电阻,测量额定电压为2.5V的小灯泡L正常发光时的电阻RL。他选择了满足实验要求的实验器材,并连接了部分实验电路,如图所示。
(1)为了测量出RL的阻值,请只添加两条导线完成图15所示的实验电路的连接;
(2)请把小明的实验步骤补充完整:
①断开开关S2、闭合开关S1、S3,移动滑动变阻器的滑片P,使 ;保持滑动变阻器的滑片位置不变,断开开关S3、闭合开关S2,记录电压表的示数为U;
②请用R0及实验数据表示出RL。RL= 。
磁感应强度 用来描述磁场的强弱,国际单位是特斯拉,符号是" "。为了探究电磁铁外轴线上磁感应强度的大小与哪些因素有关,小鹭设计了如图1所示的电路,图甲电源电压 , 为磁感应电阻,其阻值随磁感应强度变化的关系图线如图2。
(1)当图乙 断开,图甲 闭合时,电流表的示数为 .闭合 和 ,图乙中滑动变阻器的滑片 向右移动,图甲中电流表的示数逐渐减小,说明磁感电阻 处的磁感应强度 逐渐 。
(2)闭合 和 ,滑片 不动,沿电磁铁轴线向左移动磁感电阻 ,测出 离电磁铁左端的距离 与对应的电流表示数 ,算出 处磁感应强度 的数值如表。请计算 时, .
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
10 |
12 |
15 |
20 |
30 |
46 |
|
0.68 |
0.65 |
0.60 |
0.51 |
|
0.20 |
(3)综合以上实验数据可以得出"电磁铁外轴线上磁感应强度随电磁铁电流的增大而 ,离电磁铁越远,磁感应强度越 。
小陆做“电流表、电压表测电阻”实验,现有电源(电压为6伏且保持不变)、待测电阻RX、电流表、电压表、滑动变阻器、电键及导线若干,所有元件均完好。他连接电路进行实验,闭合电键后,在移动变阻器滑片的过程中,发现电流表示数的变化范围为0.20~0.58安,电压表示数相应的变化范围为4.0~0伏,当移动变阻器滑片到某个位置时,电压表、电流表的十数分别如图13(a)、(b)所示。
请将下表填写完整。(计算电阻时,精确到0.1欧) (9)
物理量 实验序号 |
电压Ux (伏) |
电流Ix (安) |
电阻Rx (欧) |
电阻Rx平均值 (欧) |
1 |
|
0.20 |
|
|
2 |
|
|
|
|
3 |
6.0 |
0.58 |
|
|
(2014·株洲)利用如图所示的电路可测量未知电阻Rx的阻值,其中R为已知电阻.
(1)请将电压表连入电路,使电路完整。
(2)当开关S1、S2闭合时,电压表示数U1=6V;当开关S1闭合、S2断开时,电压表示数U2=4V.己知R=10Ω,则电源电压U= V,Rx= Ω。
(3)实验中若由于某个元件出现故障(短路或断路),导致电压表的示数U1=U2=6V,则该元件及故障可能是 。
某科学兴趣小组在测量额定电压为 的小灯泡灯丝电阻时发现,小灯泡两端的电压越大,测得电阻的阻值也越大。针对上述现象,同学们进行如下研究:
【建立假设】①灯丝两端的电压增大导致电阻增大;
②灯丝的温度升高导致电阻增大。
【实验器材】干电池2节,额定电压为 的小灯泡1只,电流表1个,电压表1个,滑动变阻器1个,开关1个,装满水的塑料瓶,导线若干。
【实验方案】
次数 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
电压 |
|
|
|
|
|
电流 |
|
|
|
|
|
电阻 |
|
|
|
|
|
①按图连接好电路,将灯丝插入瓶口浸入水中,使灯丝的温度保持不变;
②闭合开关 ,读出电压表和电流表示数,记录在表格中;
③多次改变滑动变阻器的阻值,重复步骤②。
连接电路时,电压表量程选择 而不是 的目的是 。
【得出结论】若假设①被否定,则实验中得到的结果是 。
【交流反思】进一步探究发现,灯丝电阻改变的本质原因是灯丝温度的变化。自然界在呈现真相的同时,也常会带有一定假象,同学们要善于透过现象看本质。例如,用吸管吸饮料表面上看是依靠嘴的吸力,而本质是依靠 。
在中考物理实验操作考试中,小红完成了伏安法测电阻实验,用到的器材有:电源(电压低于 且不变),电流表和电压表各1只、滑动变阻器1只、待测电阻1只(约 、导线若干、开关1个。请完成以下问题:
(1)图甲是老师预接的部分实验电路,请将电路连接完整(要求滑动变阻器滑片右移时电流表示数变小)。
(2)连接电路时,开关应处于断开状态,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移到 (选填" "或" " 端的位置;
(3)闭合开关,发现电流表指针如图乙所示,造成这一现象的原因可能是 。
A. |
.滑动变阻器阻值过小 |
B. |
.电阻 短路 |
C. |
.电池电压过低 |
D. |
.电流表正负接线柱接反 |
(4)排除故障,闭合开关,调节滑动变阻器滑片到适当位置时,两表示数如图丙所示,则该次测得阻值为 。为了测量结果更准确,应改变电流电压多次测量求平均值。
(5)如果实验中电压表损坏,小红观察了滑动变阻器铭牌后,认为用余下的器材也能完成测量,设计电路如图丁,主要操作步骤如下:
①连接电路,将滑片移到 端,闭合开关,电流表示数为 ;
②再将滑片移到 端,电流表示数为 ;
③若滑动变阻器最大阻值为 ,则待测电阻 (用字母表示)。
如图甲所示是"探究电压一定时,电流跟电阻关系"的实验电路图,已知电源电压恒为4V,滑动变阻器(30Ω 1A)以及符合实验要求的电表,开关和导线。
(1)实验中小明同学多次改变R的阻值,记下对应电流表的示数,得到如图乙所示的电流I随电阻R变化的图象,由图象可以得出结论:当导体两端电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成 比。
(2)由图乙可知,小明探究时,控制电阻两端电压 V不变。
(3)如果小明同学连好电路后闭合开关,移动滑动变阻器滑片P,发现电流表有示数,电压表无示数,则该故障可能是由R (选填"短路"或"断路")造成的。
(4)小明为了能够完成上述实验,更换的电阻R的阻值不能超过 Ω。
(5)上述实验结束后,小明又设计了如图丙所示的电路,只用电压表来测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率,已知滑动变阻器的最大阻值为10Ω,其测量过程如下:
①闭合开关S、S 2,断开S 1,将滑动变阻器的滑片移到最上端,电压表示数为4V;
②闭合S、S 1,断开S 2,移动滑动变阻器使电压表读数为 V时,小灯泡正常发光;
③闭合S、S 2,断开S 1,保持滑动变阻器的滑片与②步的位置相同,此时电压表示数为2V;
④根据上述测量,可知小灯泡的额定功率P= W。
请读出所列各仪表的读数:图1中电阻箱接线柱间的电阻值是 Ω;用细线拴一金属块放入盛有20mL水的量筒中,液面位置如图2所示,则金属块的体积为 cm3;图3中被测物体的长度是 cm;用天平测量一金属块的质量,天平平衡时所用砝码及游码如图4所示,则金属块的质量为 g。
小峻和小薇两位同学在”探究欧姆定律”的实验中,所用器材有:学生电源、电流表、电压表、标有” ”的滑动变阻器 、开关,导线和定值电阻 若干。
(1)请根据图甲,用笔画线代替导线,将图乙中的实物电路连接完整。(要求:向右移动滑动变阻器滑片时,电路中的电流变小,且导线不能交叉)
(2)连接电路时,开关必须 ;连接完电路后,小薇发现电流表和电压表的位置互换了,如果闭合开关,则 表(选填“电压“或“电流” 的指针可能有明显偏转。
(3)排除故障后,他们先探究电流与电压的关系,闭合开关,移动滑片依次测得5组数据,其中第5次实验中电压表的指针如图丙所示,其示数为 .他们记录的数据如表1所示,分析数据可以得到的结论是:在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成 比。
表1电流与电压关系
实验序号 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
电压 |
1.0 |
1.2 |
1.8 |
2 |
|
电流 |
0.20 |
0.24 |
0.36 |
0.40 |
0.44 |
表2电流与电阻关系
实验序号 |
1 |
2 |
3 |
4 |
电阻 |
10 |
15 |
20 |
25 |
电流 |
0.30 |
0.20 |
0.15 |
0.12 |
(4)他们继续探究电流与电阻的关系,先将电源电压调为 ,分别换上多个定值电阻进行探究,数据记录如表2所示,老师指出其中一组数据是拼凑的,你认为是第 组(选填实验序号),理由是实验所用的滑动变阻器的最大阻值太 了(选填“大”或小” 。
(5)排除拼凑的数据后,分析数据可以得到的结论是:在 一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
(6)在不更换滑动变阻器的情况下,可以采取 的措施(选填字母符号),完成这组拼凑数据所对应的实验测量。
.降低定值电阻两端电压 .降低电源电压 .选用更大阻值的定值电阻
在“探究串联电路电压的特点”活动中。
(1)如图所示,连接电路时,至少需要 根导线;实验中应选择规格 (相同 不同)的小灯泡。
(2)在测 两端电压时,闭合开关,发现电压表示数为零,原因可能是 (填出一种即可)。
(3)小芳保持电压表的 连接点不动,只断开 连接点,并改接到 连接点上,测量 两端电压。她能否测出 两端电压? ,理由是 。
(4)小明分别测出 、 、 间的电压并记录在如下表格中,分析实验数据得出结论:串联电路总电压等于各部分电路两端电压之和。请对小明的做法进行评价: ,改进方法是 。
|
|
|
2.4 |
1.4 |
3.8 |
小丽同学用电压表、电流表、滑动变阻器、导线、开关及干电池等实验器材,测量额定电压为 的额定功率,请解答下列问题。
(1)如图是小丽同学已连接的实验电路,其中有一根导线连接错误,请在错误的导线上画“ ”,并用笔画线代替导线在电路中画出正确的连线。
(2)电路连接正确后,闭合开关发现小灯泡不亮,电压表有示数,电流表无示数,产生这种现象的原因可能是 。
(3)故障排除后,再闭合开关,移动滑动变阻器滑片,同时注意观察 (选填“电流表”或“电压表” 示数的变化,当电压达到 时,电流表的示数如图所示, ,小灯泡的额定功率 。
下表是小金探究小灯泡 的电流与电压关系时所记录的实验数据。
实验序号 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
电压 |
0 |
1.0 |
1.5 |
2.0 |
2.5 |
3.0 |
电流(A) |
0 |
0.19 |
0.23 |
0.27 |
0.30 |
0.32 |
(1)在如图的坐标系中画出通过小灯泡电流随它两端电压变化的图象。
(2)已知该小灯泡的额定功率为0.75瓦,现有电压为6伏的电源,若要使小灯泡正常工作,请设计电路图,并说明使小灯泡 正常工作时的操作方法:
(现有器材:“ , ”的滑动变阻器、电压表、开关各一只,导线若干)。
某同学利用如图所示的电路探究“电流与电压、电阻的关系”。
(1)连接电路时,开关应_____________;接通电路时,滑动变阻器应移到阻值最大处,其作用是______________。
(2)请根据图甲电路图用笔画线代替导线将图乙所示实物连接成完整电路(导线不允许交叉)
(3)在探究通过导体的电流与导体电阻的关系时,应多次改变R的阻值,每次改变R的阻值都要调节滑动变阻器,使 保持不变;实验数据记录如下表:
实验次数 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
电阻R/Ω |
5 |
10 |
15 |
20 |
25 |
电流V/A |
0.6 |
0.3 |
0.2 |
0.15 |
0.12 |
由表格数据可得出的结论是:_______________________________________。
小亮为测量电阻Rx的阻值,选择了以下器材:待测电阻Rx、阻值已知的定值电阻R0、电压不变(电压值未知)的电源一个、电流表一只、开关两个、导线若干。如图所示,小亮连接了实验电路,但实验步骤没有写完整,请你帮助完成实验步骤,并写出电阻Rx的表达式。
(1)闭合开关S1、S2,读出此时电流表的示数I1。
(2) ,读出此时电流表的示数I2。
(3)根据所测数据计算得出Rx= 。
试题篮
()