上海市各區(qū)縣2020屆中考物理總復(fù)習(xí) 伏安法測(cè)電阻(無答案)
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1、伏安法測(cè)電阻 中考要求 內(nèi)容 基本要求 目標(biāo)層次 伏安法測(cè)電阻 1.根據(jù)電路圖連接實(shí)物電路 B 2.電壓表、電流表的使用方法及注意事項(xiàng) C 3.設(shè)計(jì)電路測(cè)量電阻大小 C 知識(shí)要點(diǎn)-實(shí)驗(yàn)測(cè)電阻 一、伏安法測(cè)電阻 1.原理:用電壓表測(cè)出小燈泡兩端的電壓,用電流表測(cè)出小燈泡的電流,即可計(jì)算出小燈泡的電阻,這種方法叫做伏安法. 2.實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示,記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的表格如下: 實(shí)驗(yàn)次數(shù) 1 2 3 3.實(shí)驗(yàn)需要的器材有:電壓表、電流表、電源、開關(guān)和導(dǎo)線、滑動(dòng)變阻器. 4.注意事項(xiàng):測(cè)小燈泡
2、的電阻是初中物理中的重要實(shí)驗(yàn),內(nèi)容非常豐富。既有間接測(cè)量,又有實(shí)驗(yàn)基本技能,如電路的連接,電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器的使用等,還有對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析處理,不管是從學(xué)習(xí)物理知識(shí)和方法的角度,還是從全面的考查學(xué)生的角度,這個(gè)實(shí)驗(yàn)都是非常重要的,掌握好本實(shí)驗(yàn),注意以下幾個(gè)方面: (1)在選取器材時(shí),電流表的量程要大于電路中的最大電流;滑動(dòng)變阻器的最大電阻應(yīng)略大于或接近小燈泡的電阻,以使調(diào)節(jié)效果明顯。 (2)連電路時(shí)要斷開開關(guān),并按照電壓表、電流表、滑動(dòng)變阻器的使用規(guī)則,將他們正確地接入電路,電壓表、電流表要注意量程的選擇、連接、讀數(shù)等,使用滑動(dòng)變阻器也要注意規(guī)格的選擇、連接、如何調(diào)節(jié)滑片改變電路中
3、的電流和電壓等. (3)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí),在閉合開關(guān)前,要把變阻器調(diào)到最大阻值,使電路中的電流最小,目的是保證電路中的燈泡、滑動(dòng)變阻器、電壓表、電流表等儀器的安全. (4)注意把每次測(cè)量的結(jié)果和小燈泡的發(fā)光情況記錄下來,以便最后分析總結(jié). (5)分析處理數(shù)據(jù),對(duì)于測(cè)得的各組電流和電壓值,計(jì)算出相應(yīng)的電阻,然后比較幾次實(shí)驗(yàn)測(cè)得的電阻,找出其中的規(guī)律. 二、用一只電表測(cè)電阻 1.用一只電壓表測(cè)電阻. (1)設(shè)計(jì)思路:該實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵是如何找到待測(cè)電阻的電流.因此不妨采用間接測(cè)量的方式:只要求得已知電阻的電流即可.而這一結(jié)果可通過測(cè)已知電阻兩端電壓,將測(cè)得值除以已知阻值得到.電路圖如圖所示.
4、 (2)實(shí)驗(yàn)原理: 由歐姆定律可以得到:,,再由串聯(lián)電路電流處處相等的規(guī)律有 , 因而只需測(cè)出已知電阻和未知電阻兩端的電壓即可. 總結(jié):上面方法是運(yùn)用一只電壓表測(cè)量?jī)纱?,再根?jù)已知電阻計(jì)算出被測(cè)電阻的阻值.當(dāng)然可以用兩只電壓表一次分別測(cè)出已知電阻和待測(cè)電阻兩端的電壓,再根據(jù)串聯(lián)電路分壓原理計(jì)算出被測(cè)電阻的阻值. 2.用一只電流表測(cè)電阻. (1)設(shè)計(jì)思路: 這一思想與上述原理如出一轍,該問題的關(guān)鍵是如何找到未知電阻兩端的電壓.只要求出已知電阻兩端電壓即可.顯然,已知電阻兩端電壓可通過電流與自身阻值相乘來獲得,前者由電流表直接測(cè)出,后者則是已知條件.電路圖如圖. (2)實(shí)驗(yàn)原理:由
5、歐姆定律得:,,再由并聯(lián)電路各支路電壓相等的規(guī)律得,因此只需測(cè)定通過未知電阻和已知電阻的電流即可. 總結(jié):上述方法測(cè)電阻都是利用一只電流表測(cè)兩次,再根據(jù)已知電阻計(jì)算出被測(cè)電阻的阻值,當(dāng)然可以運(yùn)用兩只電流表測(cè)得干路和一個(gè)支路或者測(cè)得兩個(gè)支路的電流,再根據(jù)并聯(lián)電路分流原理計(jì)算出被測(cè)電阻的阻值. 例題精講 基礎(chǔ)題 【例1】 測(cè)額定電壓為的小燈泡燈絲的電阻 (1)請(qǐng)用鉛筆畫線代替導(dǎo)線,連接圖中的實(shí)驗(yàn)電路.要求:滑片向左移動(dòng)時(shí),接入電路中的電阻值變?。? (2)電路連接好后,閉合開關(guān)前,應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片置于_____端.(選填“”或“”) (3)圖中,電壓表的示數(shù)是,電流表的
6、示數(shù)是,這種情況下燈絲的電阻是. 【例2】 在“用電壓表和電流表測(cè)電阻”的實(shí)驗(yàn)中:小明同學(xué)連接完實(shí)驗(yàn)電路,閉合開關(guān),此時(shí)的電壓表指針位置如圖所示,則電壓表的示數(shù)是 V.當(dāng)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片時(shí),發(fā)現(xiàn)電壓表和電流表的示數(shù)變化相反,已知實(shí)驗(yàn)中使用的電源是穩(wěn)壓電源,電源兩端電壓保持不變,則出現(xiàn)這一現(xiàn)象的原因是電壓表接到了 的兩端. 提升題 【例3】 測(cè)額定電壓為的小燈泡燈絲的電阻 (1)請(qǐng)用鉛筆畫線代替導(dǎo)線,連接圖中的實(shí)驗(yàn)電路. (2)在方框內(nèi)畫出此實(shí)驗(yàn)的電路圖. (3)電路連接好后,閉合開關(guān),此時(shí)電壓表的示數(shù)如圖所示,若使燈泡正常發(fā)光,應(yīng)將滑
7、動(dòng)變阻器的滑片P向______移動(dòng)(填“A”或“B”). (4)圖中,電壓表的示數(shù)是 V,電流表的示數(shù)是 A,這種情況下燈絲的電阻是_____. 【例4】 下圖是“伏安法測(cè)電阻”的實(shí)驗(yàn)電路圖. (1)在圖中的圓圈內(nèi)填入電流表、電壓表的符號(hào); (2)某同學(xué)規(guī)范操作,正確測(cè)量,測(cè)得3組數(shù)據(jù)分別是:,;,;,. 請(qǐng)你在虛線框內(nèi)為他設(shè)計(jì)一個(gè)表格,并把這些數(shù)據(jù)正確填寫在你設(shè)計(jì)的表格內(nèi). (3)根據(jù)表格中數(shù)據(jù),請(qǐng)你算出待測(cè)電阻 . (4)分析表格中的數(shù)據(jù),你能得出一個(gè)結(jié)論是: . 【例5】 小
8、紅同學(xué)用如圖所示電路測(cè)小燈泡的電阻,記錄數(shù)據(jù)如下表: 實(shí)驗(yàn)次數(shù) 1 2 3 電壓 電流 電阻 燈泡發(fā)光情況 較暗 正常 較亮 (1)實(shí)驗(yàn)依據(jù)的原理就是歐姆定律的一個(gè)變形公式 ,這種用電壓表和電流表測(cè)量電阻的方法稱為 法. (2)開關(guān)閉合前,滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)移到 端(填“左”或“右”),這樣做能對(duì)電路起 作用,在實(shí)驗(yàn)過程中,滑動(dòng)變阻器的另一個(gè)作用是改變燈泡兩端的電壓值. (3)由表中數(shù)據(jù)可知,三次測(cè)得的小燈泡的阻值不相等,你認(rèn)為主要的原因是:
9、 . 【例6】 如圖(甲)所示,是用伏安法測(cè)定未知電阻的實(shí)驗(yàn)電路實(shí)物圖. (1)小文同學(xué)連接好實(shí)驗(yàn)電路,檢查連接無誤后閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)電流表無示數(shù),而電壓表的示數(shù)接近電源電壓.請(qǐng)你判斷電路中出現(xiàn)的故障可能是以下情況中的: . A.滑動(dòng)變阻器短路 B.待測(cè)電阻斷路 C.待測(cè)電阻短路 D.電流表接線柱斷路 (2)排除故障后,閉合S1,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器觀察到電表的讀數(shù)如圖(乙)所示, 則I= A,Rx= Ω. 圖(甲) 圖(乙) (3)若在圖(甲)的實(shí)驗(yàn)
10、器材中缺少電壓表和滑動(dòng)變阻器,但有一只已知阻值為R0的電阻和開關(guān)S2.請(qǐng)?jiān)谟疫叿娇蛑性O(shè)計(jì)另一種測(cè)定未知電阻的實(shí)驗(yàn)電路圖,并寫出待測(cè)電阻的表達(dá)式= .(用I0表示通過R0的電流;Ix表示通過的電流;I表示總電流) 【例7】 小林同學(xué)利用電壓表和電流表測(cè)量電阻的阻值,實(shí)驗(yàn)電路如圖甲所示. (1)按照?qǐng)D甲所示的電路圖,將圖乙中的電流表(用量程)正確連入電路(用筆畫線表示導(dǎo)線). (2)實(shí)驗(yàn)中,當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P移到某一位置時(shí),電流表和電壓表V2的示數(shù)如圖丙所示.由此可知,電阻=_____. (3)小林發(fā)現(xiàn)另一個(gè)同學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí),電路連接正確,電壓表的示數(shù)為3V,
11、但是反復(fù)移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P,電壓表的示數(shù)總是與的示數(shù)相等.由此可見,發(fā)生故障的原因可能是滑動(dòng)變阻器________或者是________. 【例8】 某同學(xué)欲測(cè)量一只額定電壓為的小燈泡正常工作時(shí)的電阻,請(qǐng)你與他一起邊實(shí)驗(yàn)邊思考,并回答下列問題: (1)圖甲是即將完成的該實(shí)驗(yàn)的電路圖.請(qǐng)?jiān)趫D中三個(gè)圓圈內(nèi)正確填入“燈泡”“電流表”和“電壓表”的電路符號(hào),完成該電路圖. (2)按電路圖連接完電路,閉合開關(guān)快速試觸的瞬間,電流表和電壓表出現(xiàn)了如圖乙所示的情況,經(jīng)檢查,所有儀器、元件均完好.請(qǐng)分析出現(xiàn)以下現(xiàn)象的可能原因(兩表各寫一條). ①電流表:
12、 ; ②電壓表: . (3)問題解決后,再次接通電路,為使小燈泡能正常發(fā)光,應(yīng)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使電壓表示數(shù)為 .小燈泡正常發(fā)光時(shí),電流表的示數(shù)如右圖所示,則流過小燈泡的電流為 ,該燈泡正常工作時(shí)的電阻是 . 【例9】 用“伏安法測(cè)電阻”的實(shí)驗(yàn)中,老師提供了以下器材:幾節(jié)干電池做電源、已知阻值的電阻R01個(gè)、最大阻值為50Ω的滑動(dòng)變阻器1個(gè)、被測(cè)電阻,開關(guān)2個(gè),電壓表和電流表各1只、導(dǎo)線若干.實(shí)驗(yàn)前老師啟發(fā)同學(xué)們,為了使測(cè)定的電阻值更精確,采用多次測(cè)量取平
13、均值的方法.甲、乙、丙、丁四個(gè)小組分別設(shè)計(jì)了以下可測(cè)電阻的四個(gè)方案,依據(jù)實(shí)驗(yàn)方案回答: (1)實(shí)驗(yàn)中測(cè)得下表所示數(shù)據(jù),此數(shù)據(jù)是 小組測(cè)量的. (2)乙小組在實(shí)驗(yàn)中閉合開關(guān)S后,發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)幾乎為零,而電壓表的示數(shù)等于電源電壓.則該電路的故障可能為 . (3)在丁小組實(shí)驗(yàn)過程中,閉合開關(guān)S和S1,電流表和電壓表的示數(shù)如圖所示,則電阻兩端電壓是 V,通過電阻的電流是 A,電阻的阻值是 Ω. 次數(shù) 1 2 3 4 5 電壓U/V 3 6 電流I/A
14、 (4)甲小組的同學(xué)發(fā)現(xiàn)電壓表不能正常使用,于是撤去電壓表設(shè)計(jì)了以下4種方案.其中不能測(cè)出Rx的方案是 (只填字母).如果S、S1都閉合時(shí),電流表示數(shù)為I1,閉合S、斷開S1時(shí),電流表示數(shù)為I2,則電阻的表達(dá)式為方案 (只填字母)的測(cè)量結(jié)果. 【例10】 如圖所示是王燕同學(xué)連接的測(cè)電阻的電路. (1)電路中有一根導(dǎo)線連接錯(cuò)了,請(qǐng)你在接錯(cuò)的導(dǎo)線上打一個(gè)叉,并畫出正確的連線. (2)在方框中根據(jù)改正后的電路畫出電路圖. (3)實(shí)驗(yàn)中測(cè)出了如下表所示的數(shù)據(jù),其中第3次測(cè)量時(shí)電流表的表盤如圖所示,請(qǐng)你讀出電流
15、值填在表格中,電阻測(cè)量值_____. 次數(shù) 第1次 第2次 第3次 電壓 電流 【例11】 小麗和小華在做“用電流表和電壓表測(cè)電阻”的實(shí)驗(yàn). (1)請(qǐng)你幫助他們?cè)趯?shí)物連接圖中,用筆畫線代替 導(dǎo)線將實(shí)物圖連線補(bǔ)充完整。 (2)當(dāng)小麗完成電路連接后準(zhǔn)備閉合開關(guān)時(shí),同伴小華提醒她電路還有一處不妥當(dāng),你認(rèn)為是: 。 (3)在某次測(cè)量中電流表示數(shù)如圖所示,則= A。 (4)在實(shí)驗(yàn)過程中,小麗突然發(fā)現(xiàn)電流表沒有示數(shù),而電壓表有示數(shù),且接近于電源電壓,則故障可能是:
16、 。 (5)小麗還準(zhǔn)備探究“電阻并聯(lián)時(shí)總電阻與各支路電阻的關(guān)系”.她選擇使用符合實(shí)驗(yàn)要求的電源一個(gè)、10Ω定值電阻一個(gè)、電阻箱一個(gè)、電流表和電壓表各一只、電鍵一個(gè)、導(dǎo)線若干.請(qǐng)你利用以上器材,在下面的方框中為她設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)電路圖。 (6)小華將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)填入表中,分析表中數(shù)據(jù),得出:.小華還發(fā)現(xiàn):并聯(lián)總電阻比各支路電阻都要小;你通過分析還能發(fā)現(xiàn) 。 實(shí)驗(yàn)次數(shù) 1 2 3 4 5 R1/Ω 10 10 10 10 10 R2/Ω 1 10 100 1000 10000 R并/Ω
17、
【例12】 小明想利用實(shí)驗(yàn)室所提供的器材測(cè)量未知電阻的阻值(約為500Ω).
實(shí)驗(yàn)室所提供的器材有:電源(兩端輸出電壓約為14V,且保持不變)、滑動(dòng)變阻器R(標(biāo)有“100Ω 2A”的字樣)、電流表(量程為0~)、電壓表(量程為0~15V)各一塊,開關(guān)S1、S2兩只,導(dǎo)線若干.圖中是小明進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)電路連接的一部分情況,主要實(shí)驗(yàn)步驟如下:
①將滑動(dòng)變阻器的滑片P置于某一位置,使其接入電路的電阻值較大;
②閉合開關(guān)S1、S2,觀察并記錄電壓表和電流表的示數(shù)分別為U1和I1;
③保持滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻值不變,斷開S2,觀察并記錄電壓表此時(shí)的示數(shù)U2(U2 18、示數(shù)幾乎為零(因而無法準(zhǔn)確讀出此時(shí)電路中的電流值)。
(1)請(qǐng)你在圖中將小明所做實(shí)驗(yàn)的電路連接完整。
(2)寫出測(cè)量結(jié)果的表達(dá)式:= 。(要求用測(cè)得的物理量表示)
【例13】 實(shí)驗(yàn)桌上有如下實(shí)驗(yàn)器材:同種材料制成的長(zhǎng)度相同、不同橫截面積(粗細(xì)均勻)的導(dǎo)體若干,符合實(shí)驗(yàn)要求的電源一個(gè)、滑動(dòng)變阻器一個(gè)、電流表和電壓表各一只、開關(guān)一個(gè)、導(dǎo)線若干.科技小組的同學(xué)們猜想:“在電壓一定時(shí),通過這些導(dǎo)體的電流可能與它們的橫截面積成正比.”為了驗(yàn)證以上猜想,請(qǐng)你從實(shí)驗(yàn)桌上選擇適當(dāng)器材,畫出實(shí)驗(yàn)電路圖,并寫出實(shí)驗(yàn)步驟.
實(shí)戰(zhàn)演練
【例14】 對(duì)于“探究電流跟 19、電阻的關(guān)系”和“伏安法測(cè)量電阻”的這兩個(gè)實(shí)驗(yàn),下列說法不正確的是( )
A.它們都是采用控制變量的研究方法
B.它們的實(shí)驗(yàn)電路在教科書中是相同的
C.前者多次測(cè)量的目的是分析多組數(shù)據(jù),得出電流跟電阻的關(guān)系
D.后者多次測(cè)量的目的是取電阻的平均值,減小誤差
【例15】 請(qǐng)利用下列器材,用筆畫線連接“伏安法測(cè)量電阻”的實(shí)驗(yàn)電路.
【例16】 用圖甲電路測(cè)量額定電壓為燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻,電壓表應(yīng)該接入 (填“1”或“2”).當(dāng)閉合開關(guān)S,移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P使電壓表示數(shù)為時(shí),電流表的示數(shù)如圖乙,則燈泡的額定電流是 A,燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻是 .
20、
【例17】 現(xiàn)有電流表(量程 3A),電壓表(量程3V 15V),滑動(dòng)變阻器(阻值范圍0~20Ω),兩節(jié)干電池(電壓3V),開關(guān),導(dǎo)線若干.請(qǐng)你利用這些器材測(cè)未知電阻R(阻值約為10Ω).要求:
(1)在虛線框內(nèi)畫出實(shí)驗(yàn)電路圖
(2)在圖中,根據(jù)電路圖用筆畫線代替導(dǎo)線連接實(shí)物圖
【例18】 如甲所示是小紅同學(xué)測(cè)定小燈泡電阻的實(shí)物連接圖.
(1)電源電壓6V,請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線,幫她完成電路的連接.
(2)電路連接無誤后,閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)燈泡不發(fā)光,電流表指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn),電壓表指針有偏轉(zhuǎn),請(qǐng)幫她找出故障的原因(填下列故障原因的代號(hào))
A 21、.小燈泡短路 B.電源接觸不良
C.小燈泡斷路 D.電流表內(nèi)部短路
(3)排除故障后閉合開關(guān),電流表和電壓表的示數(shù)如圖乙所示,則小燈泡的電阻為 Ω.
【例19】 小名在做“伏安法測(cè)電阻”的實(shí)驗(yàn)時(shí)
(1)按所示電路圖,用筆畫線代替導(dǎo)線將實(shí)物連接起來,電壓表選用0~3V量程
(2)閉合開關(guān)后,發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)為零,電壓表有明顯偏轉(zhuǎn),則電路中發(fā)生斷路的器件是 .
(3)改正電路正確無誤后開始實(shí)驗(yàn).前兩次的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)已填在下面的表格內(nèi),第三次實(shí)驗(yàn)時(shí)電流表的示數(shù)如右圖所示,請(qǐng)將下面表格中的空白處填寫完整.(計(jì)算結(jié) 22、果保留一位小數(shù))
實(shí)驗(yàn)次數(shù)
電流/A
電壓/V
電阻/Ω
測(cè)量結(jié)果
R= Ω
1
2
3
(4)小名想測(cè)額定電壓為“”的小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻值(約10Ω).他的實(shí)驗(yàn)步驟是:斷開開關(guān),拆下定值電阻,將標(biāo)有“”的小燈泡接入原電路定值電阻的位置,并將變阻器阻值調(diào)至最大;調(diào)整 ;閉合開關(guān),再移動(dòng)滑片至小燈泡正常發(fā)光時(shí),讀出電流表的示數(shù),算出小燈泡電阻.
【例20】 在用“伏安法測(cè)導(dǎo)體電阻”的實(shí)驗(yàn)中
(1)小強(qiáng)連接的實(shí)物圖如圖,還有兩根未連上,請(qǐng)幫助其完成實(shí)物圖連接.
(2)請(qǐng)按小強(qiáng)連接 23、的實(shí)物圖畫出實(shí)驗(yàn)電路圖.
(3)小強(qiáng)在完成電路圖連接后,開始進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn):
第一步:調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片P至 端(填A(yù)或B),使連入電路中電阻最大.
第二步:閉合開關(guān)S,調(diào)節(jié)滑片P的位置,讀出電流表和電壓表的示數(shù)并記錄數(shù)據(jù).
第三步:斷開開關(guān)S,根據(jù)電壓值和電流值,求出R.
(4)若電壓表和電流表的示數(shù)如圖所示,則R= .
(5)從實(shí)驗(yàn)步驟看,存在的主要缺陷是 .
【例21】 用如圖所示的電路來測(cè)量未知電阻的阻值,R0阻值已知.
(1)將實(shí)驗(yàn)過程補(bǔ)充完整:
①對(duì)照電路圖連接好電路,并將滑動(dòng)變阻器的滑片滑至阻值最大處;
②閉合 24、開關(guān),______________________________.
③斷開開關(guān),整理器材.
(2)用測(cè)量所得的物理量和已知量符號(hào)表示出待測(cè)電阻________.
(3)寫出本實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器的作用:____________________________________.
【例22】 某工廠裝配車間有一個(gè)純電阻元件,其上標(biāo)有“ 6W”字樣,其中額定電壓值不清.若要正確使用這個(gè)元件,需知道它的額定電壓值.現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)室中有以下實(shí)驗(yàn)器材:一個(gè)輸出電壓恒定的穩(wěn)壓電源,一只電流表,兩個(gè)開關(guān),導(dǎo)線若干和一個(gè)只知阻值的定值電阻.工人利用這些器材設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)電路.
(1)根據(jù)公式 25、 ,只要測(cè)量出純電阻元件的電阻,即可計(jì)算出它的額定電壓值;
(2)請(qǐng)你幫助工人完成以下實(shí)驗(yàn)步驟,并寫出純電阻元件的表達(dá)式.
Ⅰ.閉合開關(guān)S1,斷開S2,讀出電流表
的示數(shù)為I1;
Ⅱ.____________,讀出電流表的示數(shù)為I2;請(qǐng)用I1、I2和R0表示:= .
【例23】 物理小組活動(dòng)時(shí),老師要求大家試著用一塊電壓表和阻值為R0的定值電阻等器材,通過實(shí)驗(yàn)測(cè)算出待測(cè)電阻的電阻值.圖所示為小利所連接的部分電路.
(1)電路中還缺少一根導(dǎo)線,請(qǐng)你幫助小利完成電路的連接,并畫出實(shí)驗(yàn)電路圖.
(2)正確連接電路后,只閉合開關(guān)S1時(shí),電壓表的示數(shù) 26、為U1;開關(guān)S1、S2都閉合時(shí),電壓表的示數(shù)為U2.如果電源兩端電壓恒定不變,則=________.
【例24】 小麗同學(xué)要測(cè)量一個(gè)未知電阻的阻值.實(shí)驗(yàn)桌上已準(zhǔn)備的器材有:電流表、符合要求的電源、電阻箱、滑動(dòng)變阻器各一個(gè),兩個(gè)開關(guān)和導(dǎo)線若干.小麗想利用已有器材,通過“替代法”測(cè)量的阻值,請(qǐng)你幫她設(shè)計(jì)電路圖、補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)步驟.
(1)請(qǐng)畫出你幫小麗設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路圖。
(2)請(qǐng)將實(shí)驗(yàn)步驟補(bǔ)充完整:
① 將電流表調(diào)零、開關(guān)斷開,按照電路圖連接電路元件,并使滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值最大.
② 27、 ;
.
③ 記錄此時(shí)電阻箱的示數(shù)R0,待測(cè)電阻的阻值.
④ 測(cè)量結(jié)束,斷開電路,整理器材.
【例25】 小剛想利用一塊電壓表和電阻箱測(cè)量未知電阻的阻值.小剛選擇了滿足實(shí)驗(yàn)要求的器材,并連接了如下圖所示的實(shí)驗(yàn)電路,請(qǐng)把小剛的實(shí)驗(yàn)步驟填寫完整:
(1)當(dāng)只閉合開關(guān)S和S1, ,用電壓表測(cè)量電阻兩端的電壓用U1表示;
(2)只閉合開關(guān)S和S2時(shí),電壓表測(cè)量的是電源兩端的電壓用U2表示.
(3)請(qǐng)你用U1、U2和電阻箱的阻值表示出,= .
【例26】 如圖所示 28、,是小明的實(shí)驗(yàn)小組在“測(cè)量小燈泡的電阻”實(shí)驗(yàn)中連接的一個(gè)實(shí)驗(yàn)電路,所用小燈泡標(biāo)有“”字樣.
(1)請(qǐng)指出電路連接中的兩個(gè)不當(dāng)之處:① ;② .
(2)他們改正電路連接中的不當(dāng)之處后,閉合開關(guān),移動(dòng)變阻器滑片時(shí),發(fā)現(xiàn)兩電表的示數(shù)和燈泡的亮度都同時(shí)變化,但兩電表的示數(shù)總是比較小,燈泡的亮度也較弱.出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是: .
(3)電路正常后,他們分別測(cè)出了小燈泡的幾組電壓和電流值.記錄如下:
電壓(V)
電流(A)
①小燈泡正常工作時(shí)的電阻大小約為 29、 ;
②通過分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知,小燈泡的電阻是 (填寫“不變”或“變化”)的,其原因是: .
(4)實(shí)驗(yàn)結(jié)束,小明提出了一個(gè)探究設(shè)想:可以利用圖中的實(shí)驗(yàn)器材來探究“并聯(lián)電路中干路電流與各支路電流有什么關(guān)系”.
①請(qǐng)幫他們?cè)O(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案,將電路圖畫在虛線框中
②在實(shí)驗(yàn)探究過程中,滑動(dòng)變阻器不但可以改變電路中的電流,它還是電路中的一個(gè) ,但在移動(dòng)滑片時(shí)一定要注意 .
【例27】 在“測(cè)定小燈泡的電阻”實(shí)驗(yàn)中,有如下器材:電壓表、電流表、開關(guān) 30、、電壓為6V的電源、“ ”的小燈泡、標(biāo)有“ ”的滑動(dòng)變阻器,導(dǎo)線若干.
甲 乙
(1)請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線,按照?qǐng)D甲所示的電路圖,將圖乙的實(shí)物電路連接完整(要求連線不得交叉,電流表的量程選擇要恰當(dāng));
(2)甲組同學(xué)連接好最后一根導(dǎo)線,燈泡立即發(fā)出明亮耀眼的光并很快熄滅.檢查后,發(fā)現(xiàn)連線正確,請(qǐng)你找出實(shí)驗(yàn)中兩個(gè)操作不當(dāng)之處:
①___________________________________
②___________________________________.
(3)乙組同學(xué)閉合開關(guān)后,發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮,但電流表有示數(shù).接下來應(yīng)進(jìn)行的操作是
A.更 31、換小燈泡 B.檢查電路是否斷路
C.移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片,觀察小燈泡是否發(fā)光
(4)下表是按正確的操作測(cè)得的數(shù)據(jù),從表中計(jì)算出三次小燈泡的阻值不相等,其原因是 .
實(shí)驗(yàn)次數(shù)
1
2
3
電壓U/V
電流I/A
電阻R/
【例28】 在測(cè)定一個(gè)未知電阻的阻值時(shí),小明和小亮設(shè)計(jì)了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)電路,其中R1是電阻箱,S1為單刀雙擲開關(guān).
(1)閉合開關(guān)S后,把開關(guān)S1接到觸點(diǎn)1,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R,使電壓表有個(gè)合適的示數(shù)U;把開關(guān)S1接到觸點(diǎn)2后,小明和小亮采取了不同的實(shí)驗(yàn)操 32、作.
小明的操作:保持滑片P的位置不變,只調(diào)節(jié)電阻箱R1,直到電壓表示數(shù)為
U;
小亮的操作:同時(shí)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R和電阻箱R1,直到電壓表表示數(shù)為U.
你認(rèn)為兩人的操作中,_________的操作是正確的.
(2)選擇正確的實(shí)驗(yàn)操作后,電阻箱R1上各旋鈕的位置如圖乙所示,其讀數(shù)為______Ω,則待測(cè)電阻的阻值應(yīng)為______Ω.
(3)下列實(shí)驗(yàn)中,所用方法與上述相同的是( )
A.探究二力的合成時(shí),用臺(tái)力來代替兩個(gè)力的作用效果
B.探究摩擦力與接觸面粗糙程度的關(guān)系時(shí),保持壓力一定
C.探究力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系時(shí),推理出小車在不受力時(shí)的運(yùn)動(dòng)情況
D.探究液體內(nèi)部的壓強(qiáng)時(shí),用U 33、型管兩側(cè)液面的高度差來體現(xiàn)液體壓強(qiáng)的
大小
【例29】 用“伏安法”測(cè)量阻值約為7Ω的電阻的阻值,現(xiàn)備有的實(shí)驗(yàn)器材有:
A.待測(cè)電阻;
B.三節(jié)串聯(lián)的干電池;
C.電壓表一個(gè)(量程0~3V,0~15V);
D.電流表一個(gè)(量程0~,0~3A);
E.滑動(dòng)變阻器R0(阻值為0~12Ω)
F.開關(guān)S一個(gè),導(dǎo)線若干.則:
(1)根據(jù)題意,在虛線方框內(nèi)畫出實(shí)驗(yàn)電路圖,并在圖上標(biāo)出電表的正、負(fù)接線柱(其中,部分已畫好).
(2)為了使測(cè)量結(jié)果盡可能準(zhǔn)確,要求電表的指針能達(dá)到電表刻度線的中線以上,那么,電流表的量程應(yīng)選_________;電壓表的量程應(yīng)選_________.
34、(3)根據(jù)題意,用鉛筆畫線代替導(dǎo)線將實(shí)物圖連接起來(其中,部分導(dǎo)線已連好).
(4)電路連接好后,閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,當(dāng)滑片移到某一位置時(shí),兩表的讀數(shù)如圖所示,則電壓表的示數(shù)為_____V,電流表的示數(shù)為_____A.為了防止損壞電表,開關(guān)閉合后,滑動(dòng)變阻器R0接入電路中的電阻值應(yīng)不小于_____Ω,該電路中電流可變化的范圍為__________.
【例30】 閱讀短文,回答文后問題
樹木在低溫時(shí)細(xì)胞受傷,會(huì)造成枝條電阻發(fā)生變化.用電阻測(cè)量法可以鑒別樹木的耐寒能力.實(shí)驗(yàn)時(shí),取某待測(cè)樹種當(dāng)年生長(zhǎng)的粗細(xì)、長(zhǎng)短相同的一些枝條分別放入不同的冷凍箱內(nèi),在不同的溫度下冷凍,24h后取出 35、,等恢復(fù)到室溫時(shí),測(cè)量這些枝條上相同距離的兩點(diǎn)間電阻,該樹種的部分測(cè)量數(shù)據(jù)如下表所示.
冷凍溫度/℃
0
枝條電阻/℃
(1)如圖a所示為測(cè)量枝條電阻的電路,請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線將電路連接完整.
圖a 圖b
(2)在測(cè)量冷凍溫度為的枝條電阻時(shí),電壓表讀數(shù)為,電流表示數(shù)如圖b所示,請(qǐng)算出電阻填入表格中.
(3)在圖c中畫出枝條電阻和冷凍溫度關(guān)系的圖像.
(4)由圖像可知,該樹種枝條電阻大小與冷凍溫度的關(guān)系為 .
【例31】 如 36、圖是小明研究小燈泡電阻的實(shí)驗(yàn)電路圖,下圖是根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出的圖.小燈泡標(biāo)有“2V”字樣,滑動(dòng)變阻器R標(biāo)有“20Ω 1A”字樣.
(1)閉合開關(guān)前,小明應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片移到__________端.該實(shí)驗(yàn)中,滑動(dòng)變阻器的作用是保護(hù)電路和______ __________.
(2)小明閉合開關(guān)后發(fā)現(xiàn)燈不亮,電流表有示數(shù),電壓表無示數(shù),故障原因可能
是 _______________________.
(3)小燈泡正常發(fā)光時(shí),燈絲的電阻為______Ω:
(4)同桌小華想用小明的實(shí)驗(yàn)器材測(cè)未知電阻的阻值,但他發(fā)現(xiàn)電壓表已經(jīng)損壞而無法 37、使用,經(jīng)過思考后,他從物理老師那里借采了一只定值電阻R0、兩只開關(guān)和若干導(dǎo)線.
①請(qǐng)你利用小華手邊現(xiàn)有的器材,在右框中為小華設(shè)計(jì)一個(gè)測(cè)量未知電阻阻值的實(shí)驗(yàn)電路圖(部分電路已畫出);
②寫出的表達(dá)式:=_______.
【例32】 小明利用如圖甲所示的電路探究電流跟電阻的關(guān)系.已知電源電壓為6V且保持不變,實(shí)驗(yàn)用到的電阻阻值分別為5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω.
(1)請(qǐng)根據(jù)圖甲將圖乙所示的實(shí)物電路連接完整(導(dǎo)線不允許交叉).
(2)實(shí)驗(yàn)中多次改變R的阻值,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片,使電壓表示數(shù)保持不變,記下電流表的示數(shù),得到如圖丙所示的電流I隨電阻R變化的圖像.
①由 38、圖像可以得出結(jié)論:電壓一定時(shí), .
②上述實(shí)驗(yàn)中,小明用5Ω的電阻做完實(shí)驗(yàn)后,接下來的操作是
,然后將10Ω的電阻接入電路,閉合開關(guān),移動(dòng)滑片,使電壓表示數(shù)為 V時(shí),讀出電流表的示數(shù).
(3)為完成整個(gè)實(shí)驗(yàn),應(yīng)該選取最大阻值不小于 Ω的滑動(dòng)變阻器.
【例33】 探究電流與電壓、電阻的關(guān)系.
【提出問題】通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端電壓及導(dǎo)體電阻的大小有什么關(guān)系?
【猜 想】①導(dǎo)體的電阻一定時(shí),通過導(dǎo)體的電流與其兩端電壓成正比.
②導(dǎo)體的電阻一定時(shí),通過導(dǎo)體的電流與其兩端電壓的平方成正比.
39、
③導(dǎo)體兩端的電壓一定時(shí),通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比.
【實(shí)驗(yàn)器材】電源(電壓恒為),電流表、電壓表各一只,開關(guān)一個(gè),三個(gè)定值電阻(5Ω、10Ω、15Ω),兩只滑動(dòng)變阻器(20Ω 2A、50Ω 1A),導(dǎo)線若干.
【實(shí)驗(yàn)過程】(1)根據(jù)如圖所示實(shí)物圖在虛線框內(nèi)畫出電路圖.
(2)小明按圖正確連接電路后,閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)電流表有示數(shù),電壓表指針超過量程.小明操作中的錯(cuò)誤是 .
(3)小明改正錯(cuò)誤后繼續(xù)實(shí)驗(yàn),通過改變定值電阻R兩端的電壓,測(cè)得電流、電壓的值如表一.分析數(shù)據(jù)可得出猜想 是正確的.
表一 40、 表二
電壓U/V
電阻R/Ω
5
10
15
電流I/A
電流 I/A
(4)小紅在探究猜想③時(shí),先將5Ω的電阻連入電路中,閉合開關(guān),移動(dòng)滑片,使與電阻并聯(lián)的電壓表的示數(shù)為,并記下電流值;再分別改接10Ω、15Ω的電阻,重復(fù)上述實(shí)驗(yàn),得到了表二中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù).分析數(shù)據(jù)得出,猜想③是正確的.實(shí)驗(yàn)中,小紅多次移動(dòng)變阻器滑片的目的是 .
(5)小華在探究猜想③時(shí),重新設(shè)計(jì)了電路,保持電壓表的示數(shù)為3V,得到了與表二相同的數(shù)據(jù),也完成了實(shí)驗(yàn)探究. 41、小華與小紅的實(shí)驗(yàn)相比不同之處是: .
【知識(shí)拓展】(1)小明實(shí)驗(yàn)時(shí)選擇的是 Ω電阻.
(2)小紅實(shí)驗(yàn)時(shí)選擇的變阻器規(guī)格是 .
【例34】 在探究了電阻上的電流跟兩端電壓的關(guān)系后,同學(xué)們又提出了電流與電阻有什么關(guān)系這一問題.請(qǐng)你和他們一起解決下列問題:
(1)用筆畫線代替導(dǎo)線,將實(shí)驗(yàn)電路連接完整.
(2)在導(dǎo)線連接完成后,閉合開關(guān)前還應(yīng) .
(3)閉合開關(guān)后,移動(dòng)滑片時(shí)發(fā)現(xiàn)電流表沒有示數(shù),電壓表有明顯的示數(shù) 42、.則發(fā)生故障的原因可能是 .
電壓U=2V
次 數(shù)
1
2
3
電阻R/Ω
5
10
20
電流I/A
(4)排除故障后,同學(xué)們繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn).一位同學(xué)在讀取完電流表示數(shù)后,直接拆下阻值為5Ω的電阻改換成阻值為10Ω的電阻.他認(rèn)為這樣操作簡(jiǎn)捷高效.那么,
①電壓表示數(shù)會(huì)怎樣變化: .
②請(qǐng)你指出他在操作中的錯(cuò)誤:
.
(5)分析表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),請(qǐng)你總結(jié)出電流與電阻的關(guān)系: .
【例35】 在探究“電阻上的電流與兩端電壓的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中,所用的器材有:一個(gè)定值電阻R、 43、一個(gè)電壓恒定的電源,電流表、電壓表各一個(gè),滑動(dòng)變阻器一個(gè),開關(guān)一個(gè),導(dǎo)線若干.有三位同學(xué)分別設(shè)計(jì)了如圖所示的甲、乙、丙三個(gè)電路圖.
(1)三個(gè)電路圖中,只有丙圖是符合要求的,甲圖中的錯(cuò)誤是_________________,乙圖中的錯(cuò)誤是____________________.
(2)在這三個(gè)電路圖中,都有滑動(dòng)變阻器,如將滑片P都向左移動(dòng)時(shí),甲圖中電壓表的示數(shù)將________,乙圖中電流表的示數(shù)將________,丙圖中電阻R的阻值將________.(三空都選填“變大”、“變小”或“不變”)
【例36】 小周同學(xué)在做探究“電流與電阻的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)時(shí),他設(shè)計(jì)連接了如圖所示的實(shí)物 44、連接圖.
(1)請(qǐng)你依題中的實(shí)物連接圖畫出相應(yīng)的電路圖.
(2)實(shí)驗(yàn)中,小周同學(xué)先將5Ω的電阻R接入電路,電路連接完全正確,將滑動(dòng)變阻器阻值調(diào)至最大處,閉合開關(guān)S就直接讀出了電流表的示數(shù),并把數(shù)據(jù)記錄在表格中.然后再分別用10Ω和20Ω的電阻替換5Ω電阻,重復(fù)上述操作.他在實(shí)驗(yàn)操作過程中的錯(cuò)誤是沒有保持電阻R的 不變.
(3)小周同學(xué)發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤后重新進(jìn)行實(shí)驗(yàn),得到的數(shù)據(jù)如下表所示.根據(jù)表中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出的結(jié)論是: .
物理量
電阻R(Ω)
電流I(A)
1
5
2
10
45、
3
20
(4)小周同學(xué)發(fā)現(xiàn)有一個(gè)小燈泡,于是用這個(gè)小燈泡替換20Ω的電阻后,繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn).電表測(cè)得示數(shù)如圖所示,可知小燈泡的阻值是 Ω.
【例37】 如圖所示,在探究電流與電阻關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中,先把5歐姆的電阻接入M、N之間,滑片P滑到某一位置,此時(shí)電流表的示數(shù)為,再分別把10歐姆和15歐姆的電阻換接在M、N之間,接下來請(qǐng)你完成實(shí)驗(yàn).
分別換接10歐和15歐的電阻后,滑片P的調(diào)節(jié)方向
要讀取對(duì)應(yīng)的電流表示數(shù),必須滿足的條件
實(shí)驗(yàn)結(jié)論
【例38】 某同學(xué)用如圖(甲)所示的電路探究“通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體電阻間的關(guān)系”,電源電壓保 46、持不變.
(1)若電阻箱R1接入電路的電阻變大,為了保持電壓表示數(shù)不變,滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻應(yīng) (變大/變小/不變).
(2)下表是該同學(xué)在試驗(yàn)中測(cè)出的四組數(shù)據(jù),其中第二次實(shí)驗(yàn)中的電流表示數(shù)如圖
(乙)所示,
實(shí)驗(yàn)序號(hào)
R1/Ω
1/R1
I/A
1
2
3
4
①第二次實(shí)驗(yàn)中電流表的示數(shù)應(yīng)該為 A.
②通過做圖像能更直觀的的得出電壓一定時(shí)電流與電阻的關(guān)系.請(qǐng)根據(jù)數(shù)據(jù),在圖丙中作出該圖像(R1的對(duì)應(yīng)倒數(shù)的值已在表中給出);
③由所作圖像特點(diǎn)可知:電壓一定時(shí),通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo) 47、體電阻的倒數(shù)成
比,從而得出電流與電阻成反比.
【例39】 某學(xué)習(xí)小組利用滑動(dòng)變阻器、兩個(gè)定值電阻R1、R2(5Ω、10Ω)、電壓表、電流表、電源(6V)、開關(guān)、導(dǎo)線若干等器材,做探究實(shí)驗(yàn).
(1)小明所在的實(shí)驗(yàn)小組做探究“電阻上的電流跟兩端電壓的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn).
①請(qǐng)你幫該小組設(shè)計(jì)一個(gè)記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的表格.
②此實(shí)驗(yàn)需多測(cè)幾組數(shù)據(jù)的目的是:______________________________.
(2)下面是探究“串聯(lián)電阻R1兩端電壓和R2兩端電壓與兩電阻總電壓關(guān)系”時(shí)的
電路圖.
①根據(jù)電路圖,將沒有連接完的實(shí)物圖連接好.導(dǎo)線不能交叉且適當(dāng)選取電
表量程.
②若電 48、路圖連接正確且電表完好,但不論怎樣調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,電流表無示數(shù),電壓表有示數(shù),電路故障可能是(回答一種情況即可):__________________________________.
【例40】 鉛筆芯是石墨和黏土混合制成的.不同類型的鉛筆的筆芯軟硬程不同,其中6H的鉛筆芯最硬,6B的鉛筆芯最軟,HB的鉛筆芯軟硬居中.鉛筆芯是導(dǎo)體,那么鉛筆芯的電阻大小與其軟硬度是否有關(guān)呢?小明用如圖所示的裝置探究這個(gè)問題.他先后將6B、HB和6H的鉛筆芯分別接入電路A、B兩點(diǎn)間,通過觀察 ,比較出三者電阻的大?。么朔椒ū容^電阻大小的依據(jù)是: 49、 .他選取的這三支鉛筆芯應(yīng)滿足的條件是: .
【例41】 實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)用圖所示的電路,探究串聯(lián)電路中電阻兩端的電壓的變化量()隨通過電阻電流的變化量()的變化規(guī)律,他們分別通過調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,測(cè)出了滑片在不同位置時(shí)電流表A、電壓表、電壓表的示數(shù),并將數(shù)據(jù)記錄在表中.請(qǐng)你根據(jù)表中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),總結(jié)出串聯(lián)電路中電阻兩端的電壓變化量的絕對(duì)值()隨通過電阻電流變化量的絕對(duì)值()的變化規(guī)律的表達(dá)式為 .
1
2
3
4
5
50、
4
3
2
【例42】 實(shí)驗(yàn)桌上有如下器材:電源一臺(tái);調(diào)好的電流表、電壓表各一塊、開關(guān)一個(gè)、電阻箱一個(gè)、阻值為10Ω的定值電阻R2和導(dǎo)線若干.請(qǐng)你利用上述器材設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)探究R1與R2串聯(lián)的總電阻(即等效電阻)R與電阻R1的關(guān)系.
(1)在虛框中畫出實(shí)驗(yàn)電路圖;
(2)寫出主要實(shí)驗(yàn)操作步驟.
(3)畫出實(shí)驗(yàn)表格.
【例43】 小芳設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)電路,其中是電阻箱,R2是阻值為10Ω定值電阻,與R2串聯(lián)的總電阻(即等效電阻)用R表示.小芳想通過實(shí)驗(yàn)研究R與的關(guān)系.請(qǐng)你幫她利用給出的實(shí)驗(yàn)電路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證:R=+10Ω.請(qǐng)寫出實(shí)驗(yàn)步驟并畫出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表. 51、
【例44】 實(shí)驗(yàn)室有如下器材:滿足實(shí)驗(yàn)要求的電源一個(gè)、電壓表一塊、電阻箱(電路圖符號(hào))一個(gè)、阻值為5W的定值電阻多個(gè)、開關(guān)一個(gè)和導(dǎo)線若干.利用這些器材,設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)證明:“當(dāng)通過導(dǎo)體的電流一定時(shí),導(dǎo)體兩端的電壓跟導(dǎo)體的電阻成正比”.請(qǐng)你根據(jù)上述要求:
(1)畫出實(shí)驗(yàn)電路圖;
(2)寫出實(shí)驗(yàn)步驟;
(3)設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表.
【例45】 小明同學(xué)想探究“一段電路中的電流跟電阻的關(guān)系”,設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路圖(電源電壓恒為6V).
(1)根據(jù)小明設(shè)計(jì)的甲圖,用鉛筆連線將乙圖的實(shí)物圖連接完整.
(2)小明將第一次實(shí)驗(yàn)得到 52、的數(shù)據(jù)填入了下邊表格中,然后將E、F兩點(diǎn)間的電阻由10Ω更換為20Ω,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片P向______移動(dòng)(“A”或“B”),直到____________為止.此時(shí)電流表的指針位置如圖丙所示,請(qǐng)把測(cè)得的電流數(shù)值填入上表.
實(shí)驗(yàn)序號(hào)
電壓/V
電阻/Ω
電流/A
1
4
10
2
20
(3)小明根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得到如下結(jié)論:電流與電阻成反比.請(qǐng)你對(duì)以上的探究過程做出評(píng)價(jià),并寫出兩點(diǎn)評(píng)價(jià)意見: ;
.
【例46】 圖(甲)是“探究通過導(dǎo)體的電流與電壓、電阻的關(guān)系”的電路圖,其中R 53、1是定值電阻.
(1)用筆畫線代替導(dǎo)線,補(bǔ)充圖(乙)中實(shí)驗(yàn)器材的連接.要求:滑動(dòng)變阻器滑片向左移動(dòng)時(shí)電阻變小.
實(shí)驗(yàn)序號(hào)
1
2
3
電壓/V
電流/A
(2)當(dāng)探究電流與電壓的關(guān)系時(shí),通過調(diào)節(jié)變阻器滑片P的位置來改變__________兩端的電壓.三次改變滑片位置,測(cè)得三組電壓和電流值(見右表),發(fā)現(xiàn)每次電壓與電流的比值是_______的(選填“相同”或“不同”),固此可得出電流與電壓關(guān)系的初步結(jié)論:當(dāng)電阻一定時(shí),_____________________________.
(3)要探究電流與電阻的關(guān)系,僅憑圖(乙)所示器材是不夠的. 54、你認(rèn)為(除導(dǎo)線外)還應(yīng)增加的器材是____________________.
【例47】 用定值電阻做實(shí)驗(yàn),探究通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端電壓的關(guān)系.
(1)如圖甲所示,用筆畫線代替導(dǎo)線,將實(shí)驗(yàn)電路連接完整,使滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值最大.
(2)閉合開關(guān),向左移動(dòng)變阻器滑片,電流表示數(shù)應(yīng) (選填“變大”、“不變”或“變小”).
(3)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,把測(cè)量的數(shù)據(jù)填入下表,其中電流表示數(shù)為時(shí)電壓表示數(shù)如圖乙所示,其值為 V.
實(shí)驗(yàn)次數(shù)
1
2
3
4
5
電壓U/V
-
電流I/A
(4)在丙圖中作 55、出通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端電壓的關(guān)系圖線
【例48】 有一種測(cè)量人體重的電子秤,其原理圖如圖中的虛線所示,它主要由三部分構(gòu)成:踏板和壓力杠桿ABO、壓力傳感器R(一個(gè)阻值可隨壓力大小而變化的電阻器),顯示體重的儀表G(其實(shí)質(zhì)是電流表),其中.已知壓力傳感器的電阻與其所受壓力的關(guān)系如下表所示:
壓力F/N
0
50
100
150
200
250
300
……
電阻R/錯(cuò)誤!未找到引用源。
300
270
240
210
180
150
120
……
設(shè)踏板的杠桿組件的質(zhì)量不計(jì),接通電源后,壓力傳感器兩端的電壓為4.68V.則:
(1)利用表中數(shù)據(jù)歸 56、納出電阻R隨壓力F變化的函數(shù)關(guān)系式:_________________;
(2)該秤零刻度線(即踏板空載時(shí)的刻度線)應(yīng)標(biāo)在電流表刻度盤_______毫安處;
(3)如果某人站在踏板上,電流表刻度盤示數(shù)為20mA,這個(gè)人的體重是_______.
【例49】 學(xué)習(xí)了電學(xué)知識(shí)后,小明、小亮和小艷所在的興趣小組發(fā)現(xiàn):電學(xué)量的變化往往能夠用來反映力學(xué)、熱學(xué)、光學(xué)等物理量的變化.在馮老師的點(diǎn)撥下,他們?cè)谔骄窟^程中不斷完善和優(yōu)化方案,共同設(shè)計(jì)了一種用電學(xué)量的變化來反映力學(xué)量——距離變化的裝置.
(1)如圖所示是他們最初設(shè)計(jì)的裝置原理圖.圖中R0是定值電阻,ab是總電阻為9歐、 57、長(zhǎng)60cm、粗細(xì)均勻、電阻隨長(zhǎng)度均勻變化,且沿豎直方向固定放置的金屬桿,M是上下均有掛環(huán)、可沿豎直導(dǎo)軌上下移動(dòng)的小物塊,M上連有一根左端有滑片P、電阻不計(jì)的水平金屬細(xì)桿,細(xì)桿與導(dǎo)線以及P與ab均接觸良好,P在ab的中點(diǎn)時(shí),對(duì)應(yīng)于M既不上移也不下移的位置.
除金屬桿ab、小物塊M、金屬細(xì)桿和導(dǎo)軌外,他們還準(zhǔn)備了以下器材:
A.電源(提供4V的穩(wěn)定電壓)
B.電流表A(量程0~)
C.電壓表V1(量程0~3V)
D.電壓表V2(量程0~15V)
E.定值電阻R0(1歐、3歐、5歐和6歐的電阻各一個(gè))
F.開關(guān)S一個(gè),導(dǎo)線(足夠長(zhǎng))若干
①認(rèn)真研究該原理圖后,小艷認(rèn)為圖中只需一個(gè)電表 58、即可,于是她將電流表去掉,則電流表所在處應(yīng)該 (填“讓其斷路”或“用一根導(dǎo)線替代”).
②小明和小亮認(rèn)為:該裝置應(yīng)該盡量大地反映M移動(dòng)的距離范圍,同時(shí)還希望電壓表上的每根刻度線都能夠表示出M移動(dòng)的距離值.要達(dá)到此目的,電壓表應(yīng)該選 (填器材序號(hào)字母);定值電阻風(fēng)應(yīng)該選阻值為 歐的.
③在他們改進(jìn)并初步完善的設(shè)計(jì)方案中,P在ab的中點(diǎn),M既不上移也不下移時(shí),電壓表的示數(shù)是 .
(2)馮老師在充分肯定他們的設(shè)計(jì)方案后,提出—個(gè)建議:能否在上述改進(jìn)并初步完善的方案基礎(chǔ)上再想想辦法,使測(cè)量的距離范圍更大?他們經(jīng)過熱烈討論后,決定增加一 59、組滑輪組試試.圖中的A、B、C是小明、小亮和小艷分別畫出的滑輪組與M連接的示意圖.他們希望通過電表的示數(shù)間接反映繩上N點(diǎn)的移動(dòng)距離,且要求N點(diǎn)移動(dòng)距離范圍超過M.
①小明的連接方式能夠達(dá)到目的嗎?請(qǐng)說明理由.
② (填“小明”、“小亮”或“小艷”)的連接方式,測(cè)量的N點(diǎn)移動(dòng)距離范圍最大.該連接方式中,電壓表量程的刻度線處表示的N點(diǎn)移動(dòng)距離為 (填“向上”或“向下”移動(dòng)的距離值).
競(jìng)賽選題
【例50】 實(shí)驗(yàn)桌上有如下器材:符合實(shí)驗(yàn)要求的電源一個(gè)、符合實(shí)驗(yàn)要求的電流表和電壓表各一支、開關(guān)一個(gè)、各種 60、阻值已知的定值電阻和導(dǎo)線若干,請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)證明:“加在導(dǎo)體兩端的電壓與導(dǎo)體的阻值成正比”。畫出實(shí)驗(yàn)電路圖,寫出主要實(shí)驗(yàn)步驟。
【例51】 小盟想利用一塊電流表和阻值已知的電阻測(cè)量電阻的阻值.小盟選擇了滿足實(shí)驗(yàn)要求的電源、電流表,并連接了實(shí)驗(yàn)電路,如圖所示.小盟的實(shí)驗(yàn)步驟沒有寫完整,請(qǐng)你幫助小盟完成實(shí)驗(yàn)步驟,并寫出電阻的表達(dá)式.
(1)閉合開關(guān),斷開,讀出電流表的示數(shù)為;
(2)______________,讀出電流表的示數(shù)為;請(qǐng)用、和表示..
【例52】 實(shí)驗(yàn)桌上有如下器材:電源一臺(tái);調(diào)好的電流表一塊、開關(guān)一個(gè)、電阻箱一個(gè);阻值已 61、知但大小不同的定值電阻六個(gè)和導(dǎo)線若干.請(qǐng)你從中選擇器材,設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)證明:“當(dāng)電阻兩端的電壓保持不變時(shí),通過電阻的電流跟電阻成反比”.
(1)畫出實(shí)驗(yàn)電路圖;(2)寫出主要實(shí)驗(yàn)操作步驟.
【例53】 實(shí)驗(yàn)桌上有如下器材:滿足實(shí)驗(yàn)要求的電源一個(gè)、電阻箱兩個(gè)、電壓表一只、電流表一只、開關(guān)一個(gè)、導(dǎo)線若干.小明想利用實(shí)驗(yàn)桌上的器材,設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)證明:“當(dāng)通過電阻的電流保持不變時(shí),電阻兩端的電壓與該電阻的阻值成正比”.請(qǐng)根據(jù)上述要求幫助小明畫出實(shí)驗(yàn)電路圖,并寫出實(shí)驗(yàn)步驟.(1)實(shí)驗(yàn)電路圖(2)實(shí)驗(yàn)步驟.
【例5 62、4】 如圖甲所示,曉敏想用該電路研究通過電路中的電流與AB兩點(diǎn)間電阻阻值的關(guān)系.
(1)請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線,將實(shí)物電路連接好;
(2)閉合開關(guān),電流表示數(shù)如圖乙所示,則電流表示數(shù)是 A,此時(shí)電壓表指針恰好指在的位置,由此可以計(jì)算出AB兩點(diǎn)間電阻的阻值是 Ω.在實(shí)驗(yàn)過程中,若將AB兩點(diǎn)間的電阻更換為15Ω時(shí),應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片向 移動(dòng).(填“左”或“右”)
【例55】 在“探究導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體兩端的電壓關(guān)系”的過程中,小文設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)電路.他分別對(duì)三個(gè)阻值不同的電阻測(cè)出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并記錄在表格中.
(1)通過分析比較實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),可知:_ 63、___________________________________________.
(2)圖是小文根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出的三個(gè)電阻的圖象.其中是_____電阻(甲、乙或丙)的圖象.
(3)小文又連接了如圖所示的電路,電源電壓保持不變.閉合開關(guān)S,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,電壓表的示數(shù)隨電路中電流變化的圖象如圖中甲、乙所示.根據(jù)圖象可知:電源電壓為,電阻的阻值為.
【例56】 小陽(yáng)用圖甲所示的電路,研究通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體電阻的關(guān)系.電源兩端電壓為6V且保持不變,實(shí)驗(yàn)過程中,他做了六次實(shí)驗(yàn),每次改變電阻箱R'的阻值后,通過調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器始終保持R'兩端的電壓不變, 64、記下相應(yīng)的電流值.根據(jù)記錄的六組數(shù)據(jù),他在方格紙上描出了電流I與電阻箱阻值R'的關(guān)系圖線,如圖乙.
(1)小陽(yáng)在實(shí)驗(yàn)過程中,控制電阻箱R'兩端的電壓是 V;
(2)小陽(yáng)根據(jù)圖像分析當(dāng)通過R'的電流為,滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻是
Ω.
【例57】 在做利用“滑動(dòng)變阻器改變電路中電流”的實(shí)驗(yàn)時(shí):
(1)連接電路時(shí),開關(guān)應(yīng) ,電路接好后,閉合開關(guān)前,應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片放在阻值 的位置.
(2)要求電壓表測(cè)燈泡兩端電壓,電流表測(cè)通過燈泡的電流,且當(dāng)滑片向左移時(shí),電流表示數(shù)變大,畫出電路圖,并用筆畫線代替導(dǎo)線將如圖所實(shí)物連接好.
( 65、3)實(shí)驗(yàn)時(shí),若發(fā)現(xiàn)無論怎樣移動(dòng)滑片,燈泡的亮度都不變且較暗,則原因可能是 .
(4)實(shí)驗(yàn)時(shí),若觀察到電流表示數(shù)變大,則電壓表的示數(shù) (填“變大”、“變小”或“不變”).
【例58】 在一次實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)量小燈泡兩端的電壓和流過它的電流,聰明而粗心的小剛連接了如圖所示的電路,同組的小林發(fā)現(xiàn)有錯(cuò),主張拆了以后重新連接,可時(shí)間來不及了,小剛眼球一轉(zhuǎn),在如圖所示的電路中只增加了一根導(dǎo)線,電路就正常工作了,問:
(1)在電路更正以前,如果閉合圖示電路中的開關(guān),電壓表的讀數(shù)約為多少?電流表的讀數(shù)約為多少 66、?小燈炮發(fā)光情況如何?
(2)在圖中畫出小剛連接的那根導(dǎo)線.
【例59】 實(shí)際使用中,電流表的阻值雖然很小但并不零,因此串聯(lián)在電路中有分壓作用;電壓表的阻值雖然很大但不是無窮大,因此并聯(lián)在電路中有分流作用.當(dāng)我們用伏安法測(cè)電阻的阻值時(shí)可以有兩種連接方法,如圖所示.請(qǐng)分析說明為了提高測(cè)量的精確度,待測(cè)電阻值在什么情況下用甲圖所示的電路?什么情況下用乙圖所示電路?為什么?
【例60】 在物理實(shí)驗(yàn)中常用到等效替代法.例如將一個(gè)的電阻替換某支路中和串聯(lián)的電阻,在其他條件不變的情況下,該支路中電流不變,說明一個(gè)的電阻與阻值為和串聯(lián)的電阻對(duì)電流的阻礙作用是等效的,所以可用的電阻替代和串聯(lián)的電阻.在用如圖所示電路測(cè)量未知電阻的實(shí)驗(yàn)中,用的就是等效替代法.其中是待測(cè)電阻(阻值大約幾百歐),是滑動(dòng)變阻器,是電阻箱(電阻箱的最大電阻值大于).
(1)請(qǐng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)電路圖把下列主要實(shí)驗(yàn)步驟中的空白填齊.
① 按電路圖連好電路,并將電阻箱的阻值調(diào)至最大.
② 閉合開關(guān)S1前,滑片置于 端.(選填“a”,或“b”)
③ 閉合開關(guān)S1.
④ 閉合開關(guān)
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