有一个阻值未知的定值电阻 (阻值 和一个标有" "字样的小灯泡(阻值约为 ,要求测出 的阻值和小灯泡的额定功率。
(1)图甲是小明用伏安法测量 阻值的实物电路,电源电压恒为 ,滑动变阻器规格是" "。
①甲图中有一根导线连接错误,请在该导线上画" ",并在图上改正(所画的导线不能交叉)。
②改正电路后,正确操作,当电压表示数为 时,电流表的示数如图乙所示,则 阻值为 。
(2)小华利用图丙所示实物电路测出了小灯泡的额定功率。电阻箱 的规格是" ",电源电压约为 。请在空白处填上适当内容。
①断开 ,闭合 ,调节电阻箱和滑动变阻器,直到 ,记下此时电阻箱的阻值。
②断开 ,在 、 间接入一个元件后,正确操作可以完成测量任务。以下四个元件:
一根导线;
电阻;
电阻;
电阻箱。
其中符合要求的有 (填字母),操作过程中, (选填"需要"或"不需要" 调节滑动变阻器。
如图甲是小丽“测定小灯泡电阻”实验的实物图。
(1)连接好电路,闭合开关前滑动变阻器滑片应该移到 ;
(2)闭合开关,向 移动滑动变阻器滑片,当电压表示数为2.80V时,电流表示数如图所示,示数为 安,此时小灯泡的电阻为 欧;
(3)在实验过程中,发现在开关闭合的情况下,小灯泡突然不亮,电压表和电流表均无示数,小丽认为可能是电路某处断路,于是用一根导线检测,实验步骤和现象如下表。
实验步骤 |
导线两端接触位置 |
电灯 |
电流表 |
电压表 |
① |
ad |
亮 |
有示数 |
有示数 |
② |
ae |
亮 |
无示数 |
有示数 |
③ |
ac |
不亮 |
无示数 |
无示数 |
④ |
ab |
不亮 |
无示数 |
无示数 |
小丽分析表中现象,判断出 之间某处断路,同组同学指出实验步骤 是没有必要做的。
小明在实验室探究电学实验,有如下器材:电压表、电流表、滑动变阻器、开关、电源(电压恒为4.5V)、定值电阻R(分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω)、小灯泡(额定电压为2.5V)、导线若干。
(1)在探究“电流与电阻的关系”实验中:
①小明设计了如图甲所示电路,请你帮他将图乙所示的实物图连接完整。
②闭合开关前,要将滑动变阻器滑片移至 (选填“A”或“B“)端;电路中滑动变阻器起到保护电路和 的作用。
③闭合开关,发现无论如何移动滑动变阻器的滑片,电流表有示数,电压表示数为零,此时电路出现的故障可能是 。
④小明排除故障后继续实验,先将5Ω的电阻接入电路,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,直到电压表示数为2.5V,记下电流表示数;断开开关,把5欧电阻换为10欧的电阻,再闭合开关,应向 (选填“A”或“B“)端移动滑动变阻器的滑片,才能使电压表示数仍为2.5V,同时再记下电流表的示数。
⑤为确保所给的5个定值电阻接入电路后都能正常进行实验,那么,应该选取最大阻值不小于 Ω的滑动变阻器。
(2)完成以上实验后,小明将定值电阻换成小灯泡,想要测量它的额定电功率。在不损坏小灯泡的情况下,移动滑动变阻器的滑片,记录多组小灯泡两端的电压值及对应的电流值,根据这些数据绘制出了小灯泡的“I﹣﹣U”关系图象(如图丙所示)。分析图象可知,小灯泡正常工作时灯丝电阻为 Ω,小灯泡的额定功率是 W.从图象还可以看出,小灯泡灯丝的电阻是 (选填“变化或“不变”)的,造成这一现象的原因是灯丝电阻随 升高而增大。
李明和小亮利用如图(甲)所示的电路探究“电流与电阻的关系”.已知电源电压为6V且保持不变,实验用到的电阻R的阻值分别为10Ω、15Ω、20Ω、25Ω.
(1)李明根据图(甲)所示电路图,将图(乙)中的实验器材连接成实验电路,小亮在检查时认为,从实验目的来看,实验电路上有一根导线连接错了,建议李明改线.
①请在接错的那根线上打“×”;
②另画一根导线,使电路连接正确;
③如果不改接这根导线,对实验的影响是: (具体说明是什么影响).
(2)李明将电路改接正确后,闭合开关,调节变阻器的滑片到某位置,保持电压表的示数为2.5V,电流表的指示如图(丙)所示,则电流表的读数是 A,连接电路的电阻R的阻值是 Ω.
(3)实验中,若保证电压表的示数为2.5V不变,将定值电阻R的阻值由25Ω更换为15Ω,为了保持电压表的示数不变,应将滑动变阻器的滑片向 (选填“左”或“右”)移动;当定值电阻为10Ω,移动滑动变阻器滑应接入电路的阻值为 Ω.
如图甲所示,在“测量一个小灯泡电功率”的实验中,小灯泡的额定电压为3V。
(1)根据图甲所示的电路图,请用笔画线代替导线,将图乙中的器材连接成完整的电路(要求滑动变阻器滑片P向右移动时阻值变大);
(2)连接好电路,闭合开关后,发现小灯泡不亮,电压表无示数,电流表有示数,那么出现该状况的可能原因是小灯泡发生 (选填“断路”或“短路”);
(3)排除故障后,闭合开关,继续进行探究,根据测量数据绘制出通过小灯泡的电流I随它两端电压U变化的图像,如图丙所示,分析可知:小灯泡的额定功率为 W;若电流表的示数如图丁所示,其示数为 A,此时小灯泡的电阻为 Ω;
(4)若实验室电压表损坏,某同学用一个已知阻值为R0的定值电阻代替电压表,并设计了如图戊所示电路,在电源电压保持不变情况下,也正确地测出了一个额定电流为I额的小灯泡的额定功率,其实验步骤如下:
①闭合S1,断开S2,移动滑动变阻器R的滑片至最左端,记下电流表的示数为I1;
②闭合S2,断开S1,调节滑动变阻器R的滑片使小灯泡正常发光,电流表示数为I额;
③保持滑动变阻器R的滑片不动,闭合S1,断开S2,记下电流表的示数为I2;
④则小灯泡额定功率的表达式为P额= (用I额、I1、I2和R0等符号表示)
用如图1的电路测量定值电阻R的阻值.
(1)测量电阻的实验原理是 .
(2)按图1电路,将图2中的滑动变阻器正确连入电路.
(3)连接电路时,开关必须 ,正确连接电路后,闭合开关前,滑动变阻器的连入电路的阻值应处于 值.
(4)闭合开关.将图2中的滑动变阻器的滑片P向左滑到某一位置时,电流表的示数为0.5A,电压表的示数如图3.由此可知被测电阻的阻值R= Ω.
(5)该同学完成一次试验后,为确保测量结果的准确性,接下来的操作是 ,以测得多组数据.
(6)小明同学利用电流表、单刀双掷开关S、电阻箱R、滑动变阻器R0和电源,也测量出了未知电阻Rx的阻值,实验电路如图4所示.实验操作如下:
①按照电路图,连接好实物电路.
②将开关S拨至 (填a或b)处,移动滑片P,使电流表指针指向一准确值,读出电流表的示数I.
③保持滑片P位置不变,再将S拨至 (填a或b)处,调节电阻箱使电流表的示数仍为I,此时电阻箱的示数R.若R阻值如图5中所示,则Rx阻值为 Ω.
小玉在探究“电流与电阻的关系”的实验中,利用电压恒为6V的电源设计如图甲所示的电路。
(1)小玉将滑动变阻器的滑片移到最右端后,闭合开关S,电压表的指针 (选填“几乎不动”或“偏转很大”)。电流表的示数如图乙所示为 A,则滑动变阻器最大电阻为 Ω.请你在连接错误的一条导线上画“×”,并用笔画线代替导线将电路连接正确。
(2)小玉分别把5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的四个定值电阻接入电路进行实验,为了完成这四次实验,应控制定值电阻两端电压至少为 V。
(3)小玉用额定电压为2.5V的小灯泡替换定值电阻R,利用原有电路,测量小灯泡的电阻。实验时,她调节滑动变阻器的滑片到某一位置时,电压表的示数为2V,为使小灯泡正常发光,她应该向 (选填“左”或“右”)调节滑动变阻器的滑片。依据测量的数据,小玉绘制出如图丙所示的图象,她发现电流与电压不成正比,说明小灯泡灯丝的电阻随 的变化而改变。根据丙图还可以求出小灯泡的额定功率 W。
(4)完成上面实验后,小玉又想测量额定电压为U额的小灯泡的额定功率,利用一个电压未知的电源和阻值为R0的定值电阻,设计了如图丁所示的电路。请完成下列实验步骤。
①闭合开关S1,开关S2接a接线柱,移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为 ;
②闭合开关S1,开关S2接b接线柱,滑动变阻器的滑片 (选填“向左移动”、“向右移动或“保持不动”),读出电压表示数为U1;再将开关S2接c接线柱,读出电压表的示数为U2;
③小灯泡额定功率的表达式P额= 。
在学习欧姆定律之后,老师请同学们设计一个测未知电阻Rx的电路,其中小明同学设计的电路如图甲所示。R0为已知阻值的电阻,当s1闭合s2断开时,电流表读数为I;当s1、s2都闭合时,电流表读数为I1。
⑴请你写出小明同学测Rx的表达式。Rx= 。
⑵小红设计了不同于小明同学设计的测量电路,如图乙所示。请你将图丙中的器材按图乙电路连接起来(用笔连线表示导线),要求滑动变阻器的滑片P处于最右端时,连入电路的阻值最大。
⑶比较两个电路图,请你说一说小红设计的电路的优点 。
某物理兴趣小组的同学们设计了如甲图所示的电路,其中电源电压不变,灯泡 标有“ ”,滑动变阻器 的规格为“ ”。如图乙是定值电阻 和灯泡 的电压与电流的关系图象。当断开开关 、闭合开关 和 ,并将滑动变阻器的滑片 位于 最右端时,灯泡 的实际功率为 。
求:(1) 的阻值;
(2)灯泡正常发光 ,电流通过灯泡所做的功;
(3)电源电压;
(4)电路消耗的最大电功率。
小明同学想探究“一段电路中的电流与电阻的关系”,设计了图甲所示的电路图。
(1)根据小明设计的甲图,请用笔画线将乙图实物图连接完整。
(2)小明将第一次实验得到的数据填入了下面的表格中,然后将 、 两点的电阻由 更换为 ,之后他调节变阻器滑片向 (填“ ”或“ ” 移动,直到电压表示数为 为止。此时电流表示数如图丙所示,示数为 。
实验序号 |
电压 |
电阻 |
电流 |
1 |
4 |
10 |
0.4 |
2 |
20 |
(3)若实验中电压表损坏,但是已有一个已知阻值为 的定值电阻,小明利用以上器材想测出未知电阻 的阻值,实验电路如图丁所示(电源电压未知且恒定),请根据以下实验步骤完成实验:
①闭合开关 ,断开开关 ,记录电流表示数 ;
②同时闭合开关 、 ,记录电流表示数 ;
③则待测电阻的表达式为 (用已知量和测量量符号表示)
科技小组用如图1所示电路测量定值电阻的阻值。
(1)请用笔画线代替导线,将图中的器材连接成完整电路。要求:
①滑片 向 端移动时,电流表示数变小;
②连线不能交叉;
(2)在连接电路时,开关应处于 (选填"断开"或"闭合" 状态,滑动变阻器滑片 应位于 (选填" "或" " 端;
(3)闭合开关前,发现电流表指针在零刻度线右端,其原因可能是 (选填" "或" " ;
A. |
电流表没调零 |
B. |
电流表正负接线柱接反了 |
(4)问题解决后,闭合开关,滑片 移动到某一位置时,电压表的示数为 ,电流表的示数如图2所示,为 ,则 的阻值是 ;
(5)改变电阻两端电压,多次测量求平均值,分析数据,还可得出:导体电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成 (选填"正"或"反" 比;
(6)另一小组的同学利用已知电阻 ,设计并连接了如图3所示的电路来测量未知定值电阻 的阻值。主要步骤如下:
①闭合开关 和 ,电压表的示数为 ;
②只断开开关 ,电压表的示数为 ,此时通过 的电流为 ;
由此可得 的阻值为 (以上两空均用字母 、 、 表示)。
小君在做“测量定值电阻Rx的阻值”的实验时,老师为他提供的器材有:电源、未知阻值的定值电阻Rx、符合实验要求的滑动变阻器、电压表、电流表、开关和导线,图乙是没有连接完整的实物电路图。
(1)请根据图甲用笔画线代替导线将实物电路图(图乙)连接完整(要求:向右移动滑动变阻器的滑片P使电流表示数变小;导线不交叉)。
(2)在连接电路时,开关必须 ;实验前,为了保护电路,滑动变阻器的滑片P应置于 端(选填“A”或“B”)。
(3)闭合开关后,无论怎样移动滑片P,发现电流表始终无示数,电压表有示数,其原因可能是 。
A.滑动变阻器断路
B.定值电阻断路
C.定值电阻短路
(4)排除故障后,当电压表示数为2.4V时,电流表示数如图丙所示,则定值电阻的阻值为 Ω,定值电阻的电功率为 W。
(5)完成上述实验后,小君同学又想测量额定电压为U额的小灯泡的额定功率,但发现电流表已经损坏,于是他又找来了两个开关和一个阻值为R0的定值电阻,设计了如图丁所示的电路。已知电源电压恒为U(U>U额),请你完成下面的实验步骤。
①闭合开关S、S1,断开开关S2,调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数为 ;
②闭合开关 ,断开开关 (填写S、S1、S2),保持滑动变阻器的滑片不动,读出电压表示数为U1;
③小灯泡额定功率的表达式为P额= 。
小明和小华在实验室做如下两个电学实验:
实验次数 |
电阻 |
电流 |
1 |
5 |
0.32 |
2 |
10 |
0.16 |
3 |
20 |
0.08 |
(1)在探究"通过导体的电流与电阻的关系"实验中,小明所用的器材有:新干电池两节, 、 、 的定值电阻各一个,电流表、电压表、" "的滑动变阻器、开关各一个及导线若干。
①实验中小明将 的电阻接入电路中,连接的电路如图甲所示,经检查发现有一根导线连接错误,请你在这根导线上打" ",并用笔画线代替导线画出正确的接法;
②改正错误后,将滑片调至 (选填" "或" " 端,闭合开关,调节滑动变阻器滑片至某一位置,使电压表示数为 ,读出电流表的示数并记录在表格中,将此时滑片的位置标记为 ;
③接着将 的电阻换为 ,调节滑动变阻器,使电压表示数仍为 ,读出对应电流表的示数并记录,此时滑片的位置在 的 (选填"左侧"或"右侧" ;
④最后小明换用 的电阻继续进行实验并记录电流表的示数;分析表中数据,可得到的结论是: 。
(2)小华利用电源(电压恒定且未知)、电流表、电阻箱 、铭牌不清楚的滑动变阻器、开关、单刀双掷开关各一个及导线若干,设计了如图乙所示电路,测出了额定电流为 的小灯泡的额定功率请你帮助小华补全实验方案:
①闭合开关 ,将开关 拨至1,调节电阻箱 ,使 ,读出此时电阻箱接入电路中的阻值为 ;
②仍闭合开关 ,将开关 拨至2,只调节 ,使电流表示数为 ;
③在步骤②的基础上,将 阻值调为0, 的滑片 (填滑动变阻器滑片的位置变化情况),并读出电流表示数为 ;
④则小灯泡额定功率的表达式为: (用已知量和所测物理量的符号表示);
⑤实验后小华发现,电路中只需将 和 互换位置,可以更简单地测出小灯泡的额定功率。
小凯同学利用如图所示的实验装置探究电流与电阻的关系。实验器材有:定值电阻 、 、 、 、规格为“ ”的滑动变阻器、电源(电压恒为 )、电压表、电流表、导线和开关。
(1)图甲是小凯连接的实物电路,其中一根导线连接错误,请你在该导线上打“ ”并用笔画线代替导线正确连线。
(2)改正电路连接后,闭合开关,移动滑片,电压表指针随之偏转,而电流表的指针不动,则电路故障的原因是电流表 (填“短路”或“断路”)。
(3)排除故障后,小凯进行实验时,调节滑片使电压表的示数为 保持不变。根据提供的器材和连接的实物电路,最多可选择哪几个定值电阻进行实验? 。
(4)为了确保所给的定值电阻单独接入电路后都能正常实验,小凯从其他小组借来了“ ”的滑动变阻器,这时需要控制电压表的示数 不变。通过多次实验,可得结论:电压一定时,通过导体的电流与电阻成 。
(5)实验结束后,在只有电流表的情况下,小凯同学设计了如图乙所示的电路,测出了小灯泡 的额定功率。已知小灯泡 正常工作的电流为 ,电源电压为 ,定值电阻 的阻值为 ,请你将实验步骤补充完整。
①开关 接 ,调节 的滑片,使电流表的示数为 ,此时小灯泡正常发光。
②开关 接 ,使 的滑片 (填“向左移”、“向右移”或“保持不动”),此时电流表的示数为 ,则 接入电路的阻值为 ,然后将 的滑片滑到最 (填“左”或“右”)端,此时电流表的示数为 ,则 的最大阻值为 。
③小灯泡的额定功率 。
小华同学做"用电流表、电压表测电阻"实验,现有电源(电压为2伏的整数倍且保持不变)、待测电阻R、电流表、电压表(只有0~3伏档完好)、滑动变阻器(标有"20Ω2A"字样)、电键以及导线若干。实验中,小华正确连接电路,且使变阻器接入电路中的电阻最大,闭合电键时电表示数如图(a)、(b)所示。
小华的实验记录
实验序号 |
电压表示数(伏) |
电流表示数(安) |
1 |
1.4 |
0.30 |
2 |
… |
… |
3 |
… |
… |
①通过计算说明实验所用电源的电压。
②小华移动变阻器的滑片,观察到电表示数变化范围较小。然后他调整了电表的接入位置重新实验:
(a)根据图中电表的示数等信息判断,在闭合电键时能否使变阻器接入电路中的电阻最大,并简述理由。
(b)根据小华重新实验中所记录的一组数据(见表),计算待测电阻R x的阻值(精确到0.1欧)。
试题篮
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