成都市青羊实验联合中学物理欧姆定律易错题(Word版 含答案)

成都市青羊实验联合中学物理欧姆定律易错题(Word版含答案)

一、初三物理欧姆定律易错压轴题(难)

1.要测量一个阻值约为几百欧的电阻R x。实验室提供的器材有:电源(电压为3V)、学生用电流表(量程为0~0.6A、0~3A)、学生用电压表(量程为0~3V、0~15V)、滑动变阻器R1和电阻箱R2(0~9999Ω5A)各一个,开关、导线若干。

(1)小明用伏安法测量该电阻,如图是小明连接的电路。接通电路后,观察到电流表指针不偏转,示数为零,电压表示数为2V。请你判断:

电路中哪一个元件发生了什么故障?答:______;

(2)在排除故障换用新元件后,经检查电路完好。闭合开关,逐渐减小滑动变阻器的接入电阻至最小,电压表有示数,但电流表的指针几乎不偏转,电流太小的原因是______。所以按小明所选的器材不能用伏安法测出该电阻的值;

(3)请你帮助小明在实验室所提供的器材中选择合适的器材,设计实验方案测出该电阻的值;

(a)画出实验电路图______;

(b)实验步骤:按图连接好电路;闭合S1调节滑动变阻器,使电压表显示合适的值;断开S1闭合S2,______;读出电阻箱的阻值R;

(c)写出待测电阻R x的表达式:______。

【答案】电流表短路待测电阻阻值太大保持滑片位置不

变,调节电阻箱阻值,使电压表示数与闭合S1时相同R x=R

【解析】

【分析】

(1)常见电路故障有断路与短路,根据电路故障现象分析电路故障原因。

(2)根据欧姆定律,在电压不变的情况下,若电路的电阻增大,则电路中的电流减小,若电阻值很大,则电路中的电流会很小。若电流值小于电流表的分度值时,将无法准确地测出电流值。

(3)根据实验电路图可知,实验时有电压表,没有电流表,可根据并联电路各支路两端的电压特点进行实验,即:连接好电路图后,用电压表测出待测电阻两端电压,再将开关与电阻箱连接并调节电阻箱的阻值使电压表的示数不变,根据并联电路的电压相等和欧姆定律可知待测电阻的阻值与电阻箱的阻值相等;据此设计实验步骤。

【详解】

(1)[1]接通电路,电流表指针不偏转,示数为零,而电压表示数为2V,说明电流表被短路。

(2)[2]由于电源电压为3V,而电阻R x的阻值大约为几百欧,根据欧姆定律电路中的电流太小。

(3)[3]可以应用等效法测待测电阻阻值,待测电阻与电阻箱并联,实验电路图如图所示:

[4]实验步骤:按图连接好电路;闭合S1调节滑动变阻器,使电压表显示合适的值;断开S1闭合S2,保持滑片位置不变,调节电阻箱阻值,使电压表示数与闭合S1时相同;读出电阻箱的阻值R。

[5]写出待测电阻R x的表达式

R x=R

【点评】

本题的难点较多,一是电流表量程的选取,二是故障原因的判断,三是没有电压表测电阻的方法:根据并联电路各支路两端的电压相等这一特点设计实验,着重体现了等效替代法

在实验中的具体应用。

2.现有下列器材:学生电源(6V)、电流表(0~0.6A,0~3A)、电压表(0~3V,0~

15V)、定值电阻(5Ω、10Ω、20Ω 各一个)、滑动变阻器(100Ω 0.5A),开关和导线若干,利用这些器材探究“电流与电压、电阻的关系”,如图所示:

(1)请根据图甲所示的电路图用笔画线代替导线将图乙所示的实物连接成完整电路(要求滑片向右滑时,电流表示数变大);

(______)

(2)小敏同学探究电流跟电压的关系,他连好电路后闭合开关,移动滑动变阻器滑片 P,电流表有示数,电压表无示数,则故障可能是__;

(3)小敏同学排除故障后闭合开关,他调节滑动变阻器,测出通过电阻R的电流和对应的电压值,如下表所示,分析数据后发现表格中电流与电压不成正比,检查两电表均无故障,你认为可能的原因是___。通过数据可知电阻R的阻值是___Ω;

U/V0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

I/A0.140.240.340.440.54

(4)小敏同学接着探究电流跟电阻的关系,他依次接入5Ω、10Ω、20Ω 三个定值电阻,调节滑动变阻器的滑片,保持电压表示数不变,记下电流表的示数。实验中他接入5Ω、10Ω 定值电阻时,两次电路的电流之比为___。在不改变电路连接的情况下,为完成整个实验,电压表示数设置的范围为___V 至___V;

(5)某小组同学用图乙电路图探究欧姆定律,研究电流与电阻的关系。现有器材如下:四个定值电阻R1(5Ω)、R2(10Ω)、R3(15Ω)、R4(20Ω),标有“60Ω 1A”的滑动变阻器,电压表(可用量程 0~3V、0~15V),电流表(可用量程 0~0.6A),导线,开关,电源电压未知。把20Ω的电阻接入电路中,刚闭合开关时,电流为 0.05A。为了用以上四个定值电阻完成实验且确保电路安全,如果控制电压表两端的电压在 1V~ 2V范围内,滑动变阻器的取值范围为___。

【答案】定值电阻短路使用前电流表指针

未调零 5 2∶1 1 2.5 5Ω~60Ω

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]要求滑片向右滑时,电流表示数变大,即电路总电阻变小因此应将电源负极与滑动变阻器右下接线柱连接,电压表负接线柱与定值电阻的右接线柱相连;如下图:

(2)[2]电流表有示数,说明电路为通路;电压表没示数,说明电压表被短路,因此故障为R 短路。

(3)[3][4]检查两电表均无故障,说明测量过程正确,分析表格中数据可知:电流值都去掉0.04A 时,电流值与电压值成正比,所以可能的原因是使用前电流表指针未调零。因此电阻 R 的阻值是

0.5V 1V 1.5V 2V 2.5V =====50.1A 0.2A 0.3A 0.4A 0.5A

U R I ==Ω (4)[5] 探究电流跟电阻的关系时滑动变阻器与定值电阻串联,定值电阻两端电压始终保持不变,因此接入5Ω、10Ω 定值电阻时,两次电路的电流之比为

R

112R

212

102===51U I R R U I R R Ω=Ω [6][7]电路中最大电流为0.5A ,因此最小总电阻为

min max 6V =120.5A

U R I ==Ω 当定值电阻最小为5Ω时,滑动变阻器阻值为

12Ω-5Ω=7Ω 结合串联电路电压规律及串联电路电压比等于电阻比可得

R 5=7

U R U R =滑滑 R =6V U U +滑

可解得R =2.5V U ,因为在实验过程中要保证定值电阻两端电压不变,因此分压相同,当接如最大电阻20Ω时,滑动变阻器阻值为28Ω<100Ω,符合题意。

当接入电路电阻最大时,此时定值电阻阻值为20Ω,变阻器阻值为100Ω,则结合串联电路电压规律及串联电路电压比等于电阻比可得

''R ''1=5

U R U R =滑滑 '

'

R =6V U U +滑

可解得'R =1V

U ,综上所述电压表的取值范围为1V~2.5V 之间。

(5)[8]把20Ω的电阻接入电路中,刚闭合开关时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,则电源的电压

440.05A 20Ω+60Ω=4V U I R R =+=?滑()

() 设电压表的示数为U R ,则滑动变阻器两端的电压

U 滑=U -U R

由串联电路的电流特点可得,电路中的电流

R R U U U I R R -=

='滑

则 R R U U R R U -=

滑 当U R =1V 时

4V -1V 31V

R R R ==滑 四个定值电阻对于滑动变阻器接入电路中的电阻为15Ω、30Ω、45Ω、60Ω,即滑动变阻器接入电路中电阻的范围为15Ω~60Ω,当U R =2V 时

4V -2V 2V

R R R ==滑 四个定值电阻对于滑动变阻器接入电路中的电阻为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω,即滑动变阻器接入电路中电阻的范围为5Ω~20Ω,综上可知,滑动变阻器的阻值变化范围为5Ω~60Ω。

3.如图(a )是学校实验室型号相同的电子温度计,有几个已经损坏.小明想探究是否是“测温 头”(“测温头”就是一个热敏电阻)损坏.

(一)他将损坏电子温度计的“测温头”拆下,用如图(b )所示的电路进行测量. (1) 请根据图(b )的电路图,将图(c )的实物电路连接完整.

(______)

(2) 小明将一个“测温头”接入电路,闭合开关,发现电流表和电压表的示数如图(d )所示,此测温头内部可能___________(断路/短路).

(3)将其余“测温头”接入电路时,电流表、电压表的示数均如图(e)所示.小明猜想:

①这些“测温头”内部__________(断路/短路);

②这些“测温头”的阻值都很__________(大/小).小明将一个好的电子温度的“测温头”拆下,接入图(b)的电路中进行测量.结果电流表、电压表的示数仍如图(e)所示.由此验证了猜想②也是正确的.

(二)小明调整了实验方案,利用微安表重新实验.

(1)如图(f)所示是小明重新设计的实验装置,他记录了各“测温头”的多组“温度—电流”数据.在加热过程中,电压表的示数始终为1.5V不变,某温度时微安表的示数如图(g)所示,此时电流大小为__________μA,热敏电阻的阻值为__________Ω.

(2)图(h)是小明根据实验数据绘制的三个“测温头”的“温度—电流”图像.由图像可知,灵敏度最高“测温头”是__________,其阻值随温度的升高而__________(增大减小).

【答案】短路断路大 150 10000

A 减小

【解析】

【详解】

(一)(1)根据电路图连接实物图,电流从电源正极出发,依次流经开关、滑动变阻器、电流表、测温头回到电源负极,同时注意滑动变阻器应接在B处以满足滑片P向右滑时接入电路阻值变小,同时电流表选择0~0.6A、电压表选择0~3V的量程(并联在测温头两端),注意正极流入负极流出,具体连接情况如下:

(2)从图(d )中可以看出,电流表有示数,即代表电路中有电流经过,电路是通路,并且电压表示数为0,说明测温头没有断路而是处于短路状态;

(3)将其余“测温头”接入电路时,电流表、电压表的示数均如图(e )所示,电流表示数为0,说明电路中无电流通过,且电压表示数为3V ,有两种可能:①可能这些“测温头”内部处于断路,所以电路中无电流通过,且此时电压表测量电源电压;②可能这些“测温头”的阻值很大,电路中电流非常微弱,所以电流表示数几乎为0,“测温头”由于阻值过大,分压增多,其两端几乎等于电源电压3V 。

(二)(1)观察微安表(g )可知,其量程为400uA ,分度值为10uA ,表中示数为150uA ,根据欧姆定律可知热敏电阻的阻值为:

-41.5V 1.5V ===10000150uA 1.510A

U R I =Ω?热热热; (2)观察图像(h )可知,A 、B 、C 三个“测温头”,大的趋势均是随温度升高电流增大,且A“测温头”随温度升高电流增大最为明显(C 次之,B 几乎无变化),所以灵敏度最高的“测温头”是A 。

4.为了节能,正明中学为教室安装了光控照明系统,有效避免了“长明灯”的现象.光控系统用光敏电阻控制,光敏电阻是阻值随着光的照度改变而发生变化的元件(光越强,照度越大,照度的单位为1x ).某光敏电阻R P 在不同照度下的阻值如下表:

(1)根据表中数据,请在如图坐标纸中描绘出光敏电阻随照度变化的图线_____.其阻值随照度变化的规律是______;

(2)如图所示,当1、2间电压上升至4V时,控制电路自动启动照明电路.请利用所给器材在如图虚线框内设计一个电路______,给1、2两端提供电压,并要求当天色渐暗照度降至1.0(lx)时,照明电路启动.(控制电路对你所设计电路无影响)

器材:电源(电压为6V),开关S及导线若干,其他器材如下表.

在你所设计的电路中,电阻箱的阻值应调至______kΩ;

(3)某同学在对所设计的电路进行调试时,发现照明电路过早启动.请你提出一个可行的解决办法:______.

【答案】光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小

10 增大电阻箱R的阻值

【解析】(1)根据表格中的数据在图1中先描点,再用平滑的曲线连线,如图1所示:

从图1可知,光敏电阻的阻值随照度变化的规律是:光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小。

(2)电路如图2所示。

控制开关自动启动照明系统,给1、2两端提供电压,要求当天色渐暗照度降低至 1.0(1x)时启动照明系统,即此时光敏电阻阻值为20kΩ,其两端电压为4V,而电源电压为6V,所以应串联一个电阻分担一部分电压,则电阻箱两端的电压为6V?4V 2V,根据串联分压可

知:

2042

21

U R V

U R R V

====

光光

箱箱箱

,所以电阻箱的阻值为10kΩ。(3)照明电路过早启动,必

须想办法让光敏电阻的阻值降低,则光敏电阻分担的电压减小,而电源电压不变,所以电阻箱分担的电压增大,则电阻箱的阻值应该增大。

点睛:照明电路过早启动,必须想办法让光敏电阻的阻值降低,而电源电压不变,根据串联分压的关系判断出电阻箱阻值的变化即可。

5.如图甲所示是一种常见的发光二极管,其电路符号如图乙所示.

二极管的导电能性很特殊,它只允许电流从它的正极流向负极,不允许从负极流向正极,这很像自行车气流从打气筒流向车胎.小丽和小明认真查阅资料后,决定一起验证二极管的这一特殊导电性.

(1)闭合开关前,滑片应位于________(选填“a”或“b”)端。

①当电源反接时(如图丙),无论怎么移动滑片,电流表都________(选填有或无)示数

②当电源正接时(如图丁),闭合开关,观察发现电流表无示数,二极管也不发光,于是他们找来一电压表,接在c、d两端,发现电压表有示数,为1.4 V,电路无断路情况,移动滑片,发现电压表示数变大,电流表也有示数,对此,他们猜想当电源正接时二极管导电性能与它两端的电压大小有关.他们认真完成实验,并将记录的部分数据填入下表中。电压/V 1.4 1.5 1.7 1.9 2.0 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5

电流/mA00 2.0 4.012.022.032.042.052.060.0

(2)分析以上实验可知发光二极管具有________(选填“单”或“双”)向导电的特性。(3)根据表中实验数据用描点法在所给的坐标纸上作出这个二极管的U-I图像

________。

(4)当二极管两端的正向电压达到1.9 V后,二极管正常工作,从表格中收集到的数据以

及U-I图像可以看出该二极管正常工作前后的导电情况的区别是_____________。

(5)若电源电压为5 V,当电流表示数为12.0 mA时,滑动变阻器接入电路的阻值为

________Ω。

(6)使用发出两种色光的二极管,分别指示电动机正反两个转动方向,可以帮助操作人员及时发现电动机转动方向是否符合需要.为此小丽和小明设计了符合需要的模拟电路。

实验步骤:

①接通开关,二极管a导通,发红光,电动机正转。

②调换电池组正、负极,接通开关,二极管b导通,发绿光,电动机反转。

请你根据小丽和小明的设计思路,在图己虚线框内画出二极管a的连接方式________。【答案】b无单正常工作前电阻大,正常工作后电阻小250

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]滑动变阻器在电路中起保护电路的作用,所以在实验开始之前滑片要处于阻值最大处,故实验开始前,滑片要位于b端。

[2]电源反接时,电流从正极出发,经过滑动变阻器,再经过二极管负极,因为二极管不允许从负极流向正极,故此时电路处于短路状态,故无论怎么移动滑片,电流表都无示数。

(2)[3]二极管接正向电流时,电路通路,而接反向电流时,电路短路,故二极管具有单向导电的特性。

(3)[4]将表格中数据所对应的坐标描在坐标系中,再用线将点连起来如图所示:

(4)[5]由图可知,正常工作后,二极管的电阻减小,即正常工作后导电性良好,正常工作前导电性能差,故正常工作前电阻大,正常工作后电阻小。

(5)[6]当电流表的示数为12.0mA时,由表格可知:发光二极管两端电压为2V

故滑动变阻器两端电压

U-=

=5V2V3V

故滑动变阻器接入电路的阻值

3V =2500.012A

U R I ==Ω滑滑 (6)[7]当a 二极管导通时,b 二极管应该是断开的连接电路如图所示:

6.在探究“电流与电压、电阻的关系“实验中,实验室老师给小莉和小明同学分别准备了以下器材:电源(电压恒为4.5 V )、电压表、电流表。滑动变阳器、开关。“5Ω、10Ω、15Ω”的定值电阻各一个,导线若干。

(1)根据如图所示的实物图在虚线框内画出对应的电路图(______);

(2)闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,发现电流表有示数,电压表的示数始终为0,经检查后发现是电路中一根导线断路,则发生断路的导线是a 、b 、c 、d 中的______(填字母);

(3)小莉同学在“探究电流与电压的关系”时,记录的电流表与电压表的示数如表一所示,请在坐标中描点画出U - I 图像(______),由此得出的实验结论是______;

表一 实验次数

电压U /V 电流I /A 1

1.0 0.2 2

1.5 0.3 3

2.0 0.4 4 2.5 0.5

表二

实验次数电阻R/Ω电流I/A

150.6

2100.3

3150.24

(4)小明同学在“探究电流与电阻的关系”时,测得的三组数据如表二所示。由于操作不当,导致表二中第______次实验的数据存在情误,出错的原因是______。小明及时纠正了错误,得出了正确的测量结果和实验结论。接着小明又计算出本次实验中滑动变阻器连入电路的阻值范围是______。

【答案】 b 电阻一

定时,电流与电压成正比 3 没有保持定值电阻两端电压一定,定值电阻两端电压为3.6V,大于3V 2.5Ω~7.5Ω

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]根据电流从电源正极出发,经过依次经过各个电学元件后回到电源负极按照实物图连接,如图所示

(2)[2]闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,发现电流表有示数,说明电路通路,电压表的示数始终为0,即电压表没有连接在电路中,则发生断路的导线是b。

(3)[3]根据表一中的数据利用描点法将这些数据在坐标图上描出来,然后用一条光滑的直线将这些点依次连接起来,如图所示

[4]从画出的U - I 图像可知随着电阻两端电压增大,通过电阻的电流也在增大,由此得出的实验结论是:电阻一定时,电流与电压成正比。

(5)[5][6]探究电流与电阻的关系时,要控制电阻两端的电压不变,由表二数据可知,电阻两端电压

V 0.6A 5Ω0.3A 10Ω3V 0.24A 15Ω 3.6V U IR ==?=?=≠?=

故第3次实验的数据存在错误,产生错误的原因是:定值电阻两端电压为3.6V ,大于3V 。

[7]定值电阻两端电压为3V ,则电阻为15Ω时,第三次实验通过的电流应为

3333V 0.2A 15Ω

U I R === 根据串联分压可知滑动变阻器两端电压为

V 4.5V 3V 1.5V U U U =-=-=滑

当电路电流为0.2A 时,滑动变阻器接入的阻值

3 1.5V 7.5Ω0.2A

U R I ===滑滑 当电路电流为0.6A 时,滑动变阻器接入的阻值 1 1.5V 2.5Ω0.6A U R I '=

==滑滑 所以本次实验中滑动变阻器连入电路的阻值范围是2.5Ω~7.5Ω。

7.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=_____.

【答案】(1

)几乎不动; 0.2; 30; ;

(2)2.4; (3)左; 温度; 1.25; (4)①U 额; ②保持不动; ③U 额

×210

U U R - 【解析】

【分析】

(1)根据电流表的量程和分度值读出示数;根据欧姆定律算出电阻;实物连接图中找错误之处,主要从电压表、电流表、滑动变阻器的正确使用上考虑:从电流表、电压表的量程、连接方式、正负接线柱的接入方法上考虑.从滑动变阻器接线柱的选择考虑;

(2)根据串联电路电压的规律和分压原理求解;

(3)灯在额定电压下正常发光,比较电压表示数与额定电压的大小,根据串联电路电压的规律及分压原理确滑片移动的方向;由图象找出灯泡电流随电压变化的关系,然后由欧姆定律判断灯泡电阻随电压增大如何变化,从温度对电阻的影响分析原因.根据图丙电流表小量程读数,根据P=UI 求灯的额定功率;

(4)要测量小灯泡的额定功率,首先移动变阻器的滑片,使灯泡两端的电压等于U 额,灯正常发光,保持滑片的位置不动;通过开关的转换,用电压表测出灯与滑动变阻器的电压为U 1,用电压表测出灯与滑动变阻器的电压、定值电阻两端的电压为U 2,因在开关的转换过程中,电路的连接没有改变,滑动变阻器滑片位置不变,各用电器的电阻、电压不变,灯仍正常发光,根据串联电路电压的规律,求出定值电阻的电压,由欧姆定律,求出通过定值电阻的电流,即灯泡正常发光时的电流,根据P=UI 写出灯泡的额定电功率的表达式.

【详解】

(1)由图甲知道,定值电阻只接了一边,电压表没有被接入电路,所以,闭合开关S ,电压表的指针几乎不动,示数为零;由图乙知道,电流表的量程为0-0.6A ,分度值为0.02A ,所以,电流表示数是0.2A ;此时滑动变阻器的滑片移到最右端,接入的电阻最大,由欧姆定律知道,滑动变阻器的最大电阻是:6300.2U V R I A

===Ω滑;根据题意将电阻串联在电路中,电压表并联在电阻的两端,电路改正如下:

(2)根据题意知道,变阻器与定值电阻串联,电压表测量定值电阻的电压,设电压表示数为U V

,由串联分压规律知道,V V R U U U R -=滑定值

,因为要探究电流与电阻的关系,所以U V 要保持不变,即R R 滑定值

的比值保持不变;所以,当定值电阻取最大时,变阻器连入电路中的电阻也最大,此时满足630Ω20Ω

V V V U U -=,解得U V =2.4V ,即应控制定值电阻两端电压至少为2.4V ;

(3)用小灯泡替换定值电阻后,由于电压表的示数为2V ,小于灯的额定电压2.5V ,所以应增大灯的电压,由串联电路电压的规律知道,应减小变阻器的电压,即应减小变阻器连入电路中的电阻大小,所以,滑片向左移动,直到电压表示数为额定电压;

由图乙知道,随灯泡电压增大,通过灯泡的电流增大,由欧姆定律U R I

=知道灯泡的电阻变大;由P=UI 知道灯泡实际功率增大,灯泡温度升高,由此说明灯泡电阻随灯泡温度升高而增大;

由图丙知道,灯泡正常发光时的电压是2.5V ,此时电流是0.5A ,所以灯泡的额定功率是:P L =U L I L =2.5V×0.5A=1.25W ;

(4)根据题意结合电路图,设计实验步骤如下:

①闭合开关S 1 ,开关S 2 接a 接线柱,移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为U 额 ; ②闭合开关S 1 ,开关S 2 接b 接线柱,滑动变阻器的滑片保持不动,读出电压表示数为U 1 ;再将开关S 2 接c 接线柱,读出电压表的示数为U 2;

③在开关的转换过程中,电路的连接没有改变,滑动变阻器滑片位置不变,各用电器的电阻、电压不变,灯仍正常发光,在第2次操作中,用电压表测出灯与滑动变阻器的电压为U 1,用电压表测出灯与滑动变阻器的电压、定值电阻两端的电压为U 2,由串联电路电压的规律知道,R 0 的电压是:U R0 =U 2 -U 1,由欧姆定律知道,通过定值电阻的电流是:2100

R U U I R -=,由串联电路电流的规律即为灯正常发光时的电流大小,所以灯泡额定功率是2100R U U P U I U R -==?

额额.

8.小明想测量标有“2.5V”小灯泡的电阻,请解答下列问题:

(1)请用笔画线代替导线,将图中的实物电路连接完整__________.(导线不能交叉) (2)连好电路后,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应处于最_____端.(选填“左”或

“右”)

(3)团合开关后,发现电流表、电压表均有示数.但灯泡不亮,原因可能是_____.A.小灯泡断路 B.小灯泡短路

C.滑动变阻器断路 D.滑动变阻器接入电路的阻值过大

(4)调节滑动变阻器,测得实验数据如表所示:

在分析实验数据时,发现一个数据有明显的错误,这个数据是_____;若此错误是看错电表量程导致的,则该数据的正确值应是_____.

(5)根据实验数据可知,小灯泡正常发光时的电阻是_____Ω.

(6)实验完成后,分析数据发现,小灯泡电阻呈逐渐增大趋势,其原因可能是_____.

【答案】左 D 1.00 0.20 8.3 温度越高,小灯泡电阻越大

【解析】

(1)如图电路,将电压表并联在灯泡两端即可,根据灯泡的额定电压为2.5V,所以连接电压表的“3V”接线柱到灯泡的右端,再连接电压表的负接线柱到灯泡的左端,如图:

(2)根据保护电路的原则,连好电路后,闭合开关前,应滑动变阻器的滑片应置于阻值最大端,所以滑片应位于左端.

(3)团合开关后,发现电流表、电压表均有示数.但灯泡不亮,其原因:

A.小灯泡断路时,电流表不会有示数,不正确;

B.小灯泡短路时,电压表不会有示数,不正确;

C.滑动变阻器断路时,电压表、电流表都不会有示数,不正确;

D.滑动变阻器接入电路的阻值过大时,电流过小,灯泡的实际功率小,所以灯泡不发光,故D正确,选D.

(4)调节滑动变阻器,测得实验数据如表1所示:在分析实验数据时,电压从1V增大到2.5V 的过程中,电流从0.14A增大到0.30A,而第二次的电流为1.00A,所以这一个数据有明显的错误,即1.00A是错误的,明显不符合实际;

若此错误是看错电表量程导致的,因为电流表的两个量程为5倍的关系,即该数据的正确

值应是: 1.00A =0.20A 5

I =; (5)灯泡的额定电压为2.5V ,根据实验数据可知,此时电流为0.30A ,所以小灯泡正常发光时的电阻是:

2.5V =8.3Ω0.30A

U R I ==; (6)实验完成后,分析数据发现,小灯泡电阻呈逐渐增大趋势,原因是当电压增大时,灯泡的实际功率变大,灯丝温度升高,而通常的金属电阻随温度的升高电阻变大,即原因是:灯丝电阻随温度升高而增大.

点睛:重点是测量灯泡电阻的实验,注意牢记电流表两个量程的倍数关系,即大量程是小量程的5倍;另外也要清楚灯丝电阻随温度的升高而增大的特点.

9.小瑛用如图甲所示的电路测量正常工作时电压为2.5 V 的小灯泡的电阻.图乙是未完成连接的实验电路.

(1)请你按要求用笔画线代替导线完成图乙中实验电路的连接.要求:滑动变阻器滑片向左移动时,电流表的示数增大.___________

(2)小瑛按要求正确连接电路后,闭合开关,发现电压表指针偏转到满刻度的位置,其原因可能是______________________(写出一个).

(3)电路正常后,小瑛闭合开关,调节变阻器的滑片,使小灯泡刚好正常发光,此时电流表的示数如图丙所示,电流表的读数是________A ,小灯泡的阻值是________(保留一位小数)Ω.

(4)小瑛又想测量某未知电阻R x 的阻值,设计了如图丁所示的电路(R 为已知阻值的定值电阻),并设计了如下实验步骤,请帮助她把缺少的步骤补全,并写出R x 的表达式. 实验步骤:

A .按照设计的电路图连接电路;

B .开关S 断开时,读出电流表的示数,记为I 1;

C .______________________________________.

表达式:R x =______________(用已知物理量和测量出的物理量符号表示).

【答案】 灯泡断路 0.3 8.3 开关S 闭合时,读出电流表的示数,记为I 2

【解析】

试题分析: (1)如图电源由两节干电池串联而成,电源电压为3V,所以电压表选择0-3V的量程,要求滑动变阻器滑片向左移动时,电流表示数增大,滑动变阻器电阻减小,说明滑动变阻器将划片左边电阻丝接入电路,应将滑动变阻器左边的下接线柱接入电路。

(2)闭合开关,如图丙,电压表的示数为3V,为电源电压,说明可能小灯泡断路了,或滑动变阻器短路了

(3)实验步骤:A.按照设计的电路图连接电路;

B.S断开时,读出电流表示数记录为I1,R与R X串联,电源电压U=I1(R+R X);

C. S闭合时,读出电流表示数记录为I2,R被短路,电源电压U=I2R X;

由于电源电压不变,则 I2R X = I1(R+R x),(I2- I1)R x= I1R,R x=

考点:电阻的测量

10.在测量额定电压为2.5V的某小灯泡电阻的实验中,实验电路图如图a所示.闭合开关,调节滑动变阻器,改变小灯泡两端的电压,相应地读取通过小灯泡灯丝的电流.下表中记录的是每次的测量值.

(1)以电压为横坐标、电流为纵坐标,将测量数据转换为坐标点,标记在坐标系中,如图b所示,请用平滑曲线将这些点连接起来_________

(2)通过计算或根据所画的实验图线都可以发现,小灯泡灯丝的电阻值是_______(选填“变化”或“不变”)的,且随着电压的升高,其阻值_______.(选填“变大”或“变小”)(3)按照电路图a,在图c中将实物图连接起来_________

【答案】(1)如下图b所示(2)变化变大(3)如下图c所示

【解析】

试题分析:(1)依据题意“用平滑曲线将这些点连接起来”即可.如下图b所示.(2)由数据记录表可见,当电压为0.5V时,电流为0.17A,此时灯泡电阻为

1

1

1

0.5

2.9

0.17

U V

R

I A

==≈Ω;当电压为1.5V时,电流为0.39A,此时灯泡电阻为

2

2

2

1.5

3.8

0.39

U V

R

I A

==≈Ω;当电压为2.5V时,电流为0.49A,此时灯泡电阻为

3

3

3

2.5

5.1

0.49

U V

R

I A

==≈Ω.可见小灯泡灯丝的电阻值是“变化”的,且随着电压的升高,灯丝温度升高,其阻值变大.(3)依据电路图按以下顺序连接电路:电源正极—开关左接线柱,开关右接线柱—滑动变阻器金属杆一端接线柱,滑动变阻器电阻丝右端接线柱—电流表中间接线柱,电流表“-”接线柱—灯泡右接线柱,灯泡左接线柱—电源负极,电压表中间接线柱—灯泡右端,电压表“-”接线柱—灯泡左接线柱.如下图C所示.

考点:描绘图像,分析数据或分析图像得出结论,依据电路图连接实物示意图.

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