初中物理滑动变阻器的使用实验题

在探究“电流与电阻关系”的实验中，实验器材：两节新干电池，3个定值电阻 $(R_1=5\Omega$、 $R_2=10\Omega$、 $R_3=20\Omega )$，规格为“ $15\Omega 1A$”的滑动变阻器、电压表、电流表、开关各一个，导线若干。实验步骤如下：

（1）连接电路时，开关应处于　      　（填“闭合”或“断开”）状态。

（2）小明连接了图甲所示的部分电路，请用笔画线代替导线，将实物电路连接完整，要求滑片向左移动时电流变小。

（3）连好电路后，按下列步骤进行实验。

①将 $R_1$接入电路，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为 $1.5V$，记下电流表的示数 $I_1$。

②用 $R_2$替换 $R_1$接入电路闭合开关后，接下来的操作是　    　，记下电流表的示数 $I_2$。

③用 $R_3$替换 $R_2$接入电路，发现无论怎样移动滑片，电压表的示数始终大于 $1.5V$，请写出一种使电压表示数能达到 $1.5V$的办法：　      　。

④问题解决后，小明绘制如图乙所示的 $I-R$图象，得出结论：电压一定时，通过导体的电流跟导体的电阻成　      　比。

（4）探究完电流与电阻的关系后，小明利用如图丙所示的电路图测小灯泡的额定功率，选取的小灯泡上标有“ $0.3A$”字样，估计它的额定功率为 $1.5W$，电流表的“ $0~0.6A$”和“ $0~3A$”量程完好，电压表的“ $0~3V$”量程完好，“ $0~15V$”量程已损坏，滑动变阻器的铭牌标有“ $50\Omega 1A$”字样。连接电路时，小明实验操作正确，闭合开关时，电流表和电压表的示数分别为 $0.2A$和 $2V$；接着他边思考边实验，改进电路后，当将滑动变阻器的滑片 $P$移至中点（连入电路中的电阻为 $25\Omega$）时，灯泡正常发光。小明根据测量的数据算出了灯泡的额定功率。

根据以上的叙述回答下列问题。

①该同学判断小灯泡正常发光的依据是　      　。

②请在虚线框内画出小明改进后的电路图。

③小灯泡的额定功率是　      　 $W$。

小聪在“探究电流和电阻关系”的实验中，连接电路，如图甲所示。可用的定值电阻有5Ω、10Ω、15Ω。

（1）请你用笔画线代替导线，把图甲所示的电路补充完整，并且使滑动变阻器的滑片向右移动时连入电路中的阻值变大。

（2）他把5Ω的电阻连入电路后，闭合开关，发现电流表有示数，电压表无示数，电路中的故障可能是　                       　（写出一种即可）。故障排除后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，达到实验要求，电流表的示数如图乙所示，则电路中的电流为　      　A。

（3）将5Ω的电阻换成10Ω的电阻后，闭合开关，应将滑动变阻器的滑片向　    　（选填“左”或“右”）端移动，直到电压表的示数为　     　V止，记录电流表的示数。

（4）完成上述实验之后，小聪想测量一个小灯泡的额定功率，已知小灯泡的额定电压为U_额．他又找来一个阻值为R₀的定值电阻，设计了电路图丙。请补全实验步骤并写出表达式

①只闭合开关S和　     　（选填“S₁”或“S₂”），移动滑动变阻器的滑片，使电流表的示数为        　，此时小灯泡正常发光。

②只闭合开关S和　     　（选填“S₁”或“S₂”），保持滑动变阻器滑片的位置不动，记下电流表的示数I。

③小灯泡额定功率的表达式是P_额＝　             　。（用已知量和所测物理量符号表示）

为了探究“电流与电阻的关系”，小华同学设计了如图甲所示的电路（电源电压恒为6V）

（1）小华闭合开关后，向左调节滑动变阻器滑片时，发现电压表示数　 　（填“变大”、“变小”或“不变”），她意识到电路连接有错误。请你在连接错误的导线上打“×”，并补画出一条正确的连线。

（2）小华选取的滑动变阻器R₁上标有“20Ω 1A”的字样，她选择的六个定值电阻阻值分别为10Ω、20Ω、30Ω、40Ω、50Ω、60Ω．她首先将10Ω电阻接入电路，移动滑动变阻器的滑片，使电压表示为4V，读出并记录电流表的示数，完成本次实验后，又换用其他电阻继续实验，按照她的实验思路，每次都只连入一个定值电阻，她最多可以完成　 　次实验。完成实验后，根据实验数据得到的结论是电压一定时，　                                                     　。

（3）小华完成实验后将定值电阻拆下，换成一个额定电压为3.8V的小灯泡，测其额定功率。她直接闭合开关后，发现灯泡两端电压为3V，为使小灯泡正常发光，应将变阻器滑片向　    　（填“A”或“B”）端滑动，当小灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，则灯泡的额定电流为　    　A，额定功率为　    　W．小华又测了几组小灯泡的电压值和电流值，发现通过灯泡的电流跟它两端的电压不成正比，原因是　                                                      　。

（4）小华换用一个额定电压为U_额（U_额＜6V）的灯泡，仍保留原电源和滑动变阻器R₁，又取了一个滑动变阻器R₂，设计了如图丙所示的电路，测量灯泡的额定功率，请帮她将实验步骤补充完整：

①把电压表接在a、b两点间，将滑动变阻器　     　（填“R₁”或“R₂”）的滑片调到最右端，调节另一个滑动变阻器滑片，使电压表示数为U_额；

②把电压表改接在b、c两点间，保持两滑动变阻器R₁、R₂滑片的位置不变，读出电压表的示数为U；

③灯泡额定功率表达式为P_额＝　       　。

在"比较两个灯泡的亮暗"的活动中，如图（a）所示（电源由四节干电池串联，每节电压恒为 $1.5V$ ， $L_1$ 灯额定电压为 $3.8V$ ， $L_2$ 灯额定电压为 $2.5V)$ 。

（1）请用笔画线代替导线，将图 $a$ 中的实物电路连接完整，使滑片在最右端时滑动变阻器连入电路的阻值最大。

（2） $L_1$ 、 $L_2$ 两灯应选择电阻 　 　（相同 $/$ 不同）的白炽灯泡，连接电路后闭合开关，调节滑动变阻器，应比较两灯泡亮暗和 　　。总结发现：两灯串联时，通过灯泡的电流相等，电压越高，相同时间内 　　越多，灯泡就越亮。

（3）小明为测出 $L_1$ 灯的额定电功率，在原电路中串联一只电流表如图（b），正确连接电路后闭合开关，读出甲表示数为 $2.8V$ ，乙表示数为 $1.8V$ ，电流表示数为 $0.14A$ ，当滑片移动阻值最小处时，甲表示数如图（c）所示为 　　 $V$ ，小明对电路进行改进，取走 $L_2$ 灯和乙表，正确连接电路后，发现还是无法测量 $L_1$ 灯的额定功率，小明思考后，在不增加电路元件的情况下又对实验进行改进，顺利完成了实验，他的做法是 　　。

用定值电阻做实验，探究通过导体的电流与导体两端电压的关系．

（1）如图甲所示，用笔画线代替导线，将实验电路连接完整，使滑动变阻器接入电路的阻值最大．
（2）合上开关进行实验时发现，无论怎样移动滑片P，电压表和电流表的示数都不为零，但始终没有变化．则原因可能是__________________ 。

实验次数	1	2	3	4	5
电压U/V	1.0	1.5	2.0	－	3.0
电流I/A	0.2	0.3	0.4	0.5	0.6

 
（3）正确连接后，调节滑动变阻器，把测量的数据填入上表，其中电流表示数为0.5 A时电压表示数如图乙所示，其值为__________V。
（4）在丙图中作出通过导体的电流与导体两端电压的关系图线．

小王、小李同学分别做“测定小灯泡的电功率”实验，他们使用的器材中，电源电压相同且不变（为2伏的整数倍），滑动变阻器两个（分别标有“10Ω  2A”和“20Ω  2A”字样），两待测小灯额定电压分别为2.2伏和3.8伏。两同学各自选取一个变阻器、小灯、电压表（0～3V）、电流表（0～0.6A）、电键和若干导线，连接电路，并进行实验。小王同学选用额定电压为2.2伏的小灯，正确连接电路，操作规范，闭合电键小灯就正常发光。小李同学闭合电键后，当滑片移动到中点时（即滑动变阻器接入一半的电阻），小灯正常发光。经过测量和计算，他们发现两灯泡的额定功率恰好相同。
（1）小李同学观察到电压表示数为   伏，小灯正常发光。所选滑动变阻器的规格是      。
（2）请根据相关条件得出电源电压为   伏，小灯的额定功率为 瓦。

在“探究通过导体的电流与电压和电阻的关系”实验中，有如下器材：电压表、电流表、滑动变阻器、开关、两节干电池、定值电阻R（分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω）、导线若干。小明在实验时连接的电路如图甲所示。
（1）在探究“电流与电压的关系”实验中：
①闭合开关前，要将滑动变阻器滑片移至        （填“A”或“B”）端；电路中滑动变阻器起到保护电路元件安全和                        的作用；
②闭合开关S，无论如何移动滑动变阻器的滑片P，发现电流表示数几乎为零，电压表示数约为3V，此时，电路出现的故障可能是                    ；小明排除故障后继续实验。
（2）在探究“电流与电阻的关系”实验中：
①电路中滑动变阻器起到保护电路元件安全和                   的作用；
②小明先将R=10Ω的电阻接入，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；接着在滑动变阻器的滑片位置不变，把R换为15Ω的电阻时，应向_____（填“A”或“B”）方向移动滑动变阻器的滑片P，才能使电压表示数为2.5V，同时记下电流表的示数；
③若要使所给的5个定值电阻分别接入电路中都能正常进行实验，应该选取至少标有         Ω的滑动变阻器；
④根据多次测量数据描绘出电流随电阻变化的曲线如图乙所示，小明由图像得出的结论是：                                                。
（3）若继续使用该实验电路，还可以进行的实验有                  （只要求填写一个实验名称）。

小明利用如图甲所示的电路探究电流跟电阻的关系。已知电源电压为6V且保持不变，实验用到的电阻阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω。
⑴请根据图甲将图乙所示的实物电路连接完整(导线不允许交叉)。
⑵实验中多次改变R的阻值，调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数保持不变，记下电流表的示数，得到如图丙所示的电流I随电阻R变化的图像。
①由图像可以得出结论：电压一定时，_____________________________________。

②上述实验中，小明用5Ω的电阻做完实验后，接下来的操作是____________________________________________，然后将10Ω的电阻接入电路，闭合开关，移动滑片，使电压表示数为________V时，读出电流表的示数。
⑶为完成整个实验，应该选取最大阻值不小于________Ω的滑动变阻器。

小雷想知道小灯的亮暗程度与什么因素有关．于是找来额定电流均小于0.6A，额定电压是2.5V的灯L₁和额定电压是3.8V的灯L₂，先后接在电源电压恒为6V的电路中，按照如图所示的电路开始探究．

（1）请你用笔画线代替导线，根据上图所示的电路图，将下图所示实物图连接完整．

（2）若小雷连接好电路后闭合开关，灯L₁几乎不发光，移动滑片P也不能改变灯的亮度．原因是他把滑动变阻器的　    　（选填“A、B”或“C、D”）接线柱接入了电路．
（3）小雷排除故障后，按上图所示的电路继续进行实验：
①闭合开关，滑片P向　   　（选填“A“或“B“）端移动，使灯L₁发光，测出灯L₁的相关物理量，记录和计算结果如下表：

次数	电压/V		实际功率/W	电阻Ω
1	1.6	O．20	O．32	8.00
2	2.5	O．24	O．60	1O.42
3	2.8	O．26	O．73	1O．77

②请将记录数据时遗漏的物理量和单位填入表格的空格处．
（4）小雷注意到灯L₁的亮度变化是：第二次比第一次亮，第三次比第二次更亮．结合表中数 据得出的结论是小灯泡越亮，它的实际功率越　  　．
（5）用L₂替换L₁重复上面的实验时，需要改变　  　表的量程，发现灯L₂的亮度变化规律与灯L₁相似．
（6）小雷在实验结束后与同学们讨论：
①有同学认为“用上表中灯L₁的3次电阻的平均值代表它的电阻更准确．“这种说法错误的原因是小雷忽略了　  　对小灯电阻的影响．
②有同学认为“把灯L₁换成定值电阻，该实验可以用来研究导体中的电流与电压的关   系．“你认为这种说法　   　（选填“正确”或“错误”）．