实验次数 1 2 3 AB间电阻/Ω 10 20 30 CD间电阻/Ω 5 10 15
(1)连接电路时,应将开关处于______状态(选填:“断开”或“闭合”); (2)如图甲所示,小明将阻值为10Ω和5Ω的电阻分别接入电路中AB和CD两位置,闭合开关,电压表的示数如图乙所示,则AB间电压为______V。比较两电阻阻值和所分电压值可得初步结论:串联电路中,电阻值越大,其所分电压______;
(3)为了进一步探究电压的分配规律,小明更换电阻完成了上表中2、3两次实验,观察到每次实验电压表示数几乎不变。分析实验数据发现AB间和CD间的电压之比与其对应电阻阻值之比相等,于是得出:“串联电路中各部分电路按其阻值之比分配电源电压”的结论。根据这一实验过程得出的结论是否可信?______(选填:“可信”或“不可信”),你的理由是:______。
【答案】断开 2 越大 不可信 要得到普遍性规律,实验中每次实验的电阻比值应不同 【解析】 【分析】 【详解】
(1)[1]连接电路时,开关处于断开状态。
(2)[2]电压表使用0~3V量程,每一个大格代表1V,每一个小格代表0.1V,10Ω两端的电压是2V。
[3] 通过阻值为10Ω电阻的电流为
I=
U12V==0.2A R110?串联电路中电流处处相等,所以5Ω电阻两端的电压为
U2=IR2=0.2A×5Ω=1V
所以串联电路中,电阻值越大,其所分电压越大。
(3)[4][5]实验过程中,三次实验的电阻比都是2:1,具有偶然性,实验中每次实验的电阻比值不同,才能得到普遍性结论,所以这一实验过程得到的结论不可信。
7.小明同学做测量小灯泡电阻的实验,所用小灯泡的额定电压为2.5V实验电路连接如图甲所示。
(1)正确连接电路后,闭合开关,发现小灯不亮,电流表、电压表均有示数。接下来他应该进行的操作是_____(只填字母)。
A.检查电路是否通路 B.更换小灯泡 C.移动滑动变阻器的滑片
(2)某次测量时,滑动变阻器的滑片移动到某一位置,电压表的示数为2.2V,想得到小灯泡在额定电压下的电阻值,应将滑片向_____(填“左”或“右” )移动。
(3)小灯泡在额定电压下的电流,如图乙所示,此时小灯泡的灯丝电阻为_____Ω(结果保留一位小数)。
(4)他第一次测量时,电压等于2.5V,小灯泡正常发光,以后调节滑动变阻器,让电压逐次下调,使灯丝温度不断降低,灯泡变暗直至完全不发光,测量数据及计算出每次的电阻如表。 数据序号 1 电压U/N 2.5 电流I/A / 2 2.1 0.26 8.1 3 3.7 0.24 7.1 4 2.3 0.21 6.2 5 0.9 0.15 4.7 6 0.5 0.16 3.1 7 0.1 0.05 2.0 电阻R/Ω /
由表格中的数据得出概括性的结论是:不同电压下,小灯泡的电阻值不同,灯丝的电阻随_____。
(5)整理器材时,小明发现滑动变阻器的滑片左侧部分比滑片右侧部分热,其原因是_____。
(6)小明做完实验后,又设计了一个利用已知最大阻值为R0的滑动变阻器,来测额定电流为I额的小灯泡(灯丝电阻随温度变化)额定功率的方案,电路图如图丙所示。 ①只闭合开关_____,调节R1滑片,使小灯泡正常发光,电流表示数为I额。 ②只闭合开关S、S2,保持R1滑片不动,调节R0的滑片到最右端,电流表的示数为I。 ③只闭合开关S、S2,将_____的滑片滑到最右端,将_____的滑片滑到最左端,电流表的示数为I′。
④小灯泡额定功率的表达式为P额=_____(用R0、I额、I、I′表示)。
【答案】C 左 8.3 温度的降低而变小 滑片左侧部分连入电路中,有电流通过,电流的
﹣I额?(热效应使这部分电阻丝的温度升高 S、S1 R0 R1 I额I?R0【解析】 【详解】
2I?R0?R0) I(1)[1]正确连接电路后,闭合开关,电流表、电压表均有示数,则电路为通路,发现小灯不亮,说明电路的电流过小,故接下来他应该进行的操作是移动滑动变阻器的滑片,C符合题意;
(2)[2]某次测量时,滑动变阻器的滑片移动到某一位置,电压表的示数为2.2V,想得到小灯泡在额定电压下的电阻值,即电压为2.5V,应增大灯的电压减小变阻器的电压,由分压原理,应将滑片向左移动;
(3)[3]小灯泡在额定电压下的电流,如图乙所示,电流表分度值为0.02A,电流为0.3A,由欧姆定律,此时小灯泡的灯丝电阻为:
R?U2.5V??8.3Ω I0.3A(4)[4]由表格中的数据得出概括性的结论是:不同电压下,小灯泡的电阻值不同;由
P=UI知,灯的电压越低,通过的电流越小,灯的功率越小(由表中数据知灯的电阻越小),灯的温度越低,即灯丝的电阻随温度的降低而变小;
(5)[5]整理器材时,小明发现滑动变阻器的滑片左侧部分比滑片右侧部分热,其原因是:滑片左侧部分连入电路中,有电流通过,电流的热效应使这部分电阻丝的温度升高; (6)①[6]只闭合开关S、S1,调节R1滑片,使小灯泡正常发光,电流表示数为I额。 ③[7][8]只闭合开关S,S2,将R0的滑片滑到最右端,将R1的滑片滑到最左端,电流表的示数为I′。
④[9]在①中,灯与变阻器串联,灯正常发光;在②中,R0的最大电阻与变阻器R1串联,在③中,为R0的简单电路,由欧姆定律,电源电压为:U=I?R0;在②中,由电阻的串联和欧姆定律,变阻器R1串连入电路的电阻:
R滑1?I?R0?R0 II?R0?R0) II?R0?R0) I在①中,由欧姆定律和串联电路的规律,灯的额定电压为:
U额=I?R0﹣I额?(小灯泡额定功率的表达式为:
P额=U额I额=I额I?R0﹣I额2?(
8.在探究电流与电阻关系的实验中,所用器材如下:蓄电池(6V)、电流表、电压表、定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω各一只)、开关、滑动变阻器(1.5A 20Ω)、导线若干.
(1)请你帮助小军按图甲所示的电路图连接图乙的实物电路,要求滑动变阻器的滑片移动到右端时接入电路中的阻值最大. (___)
(2)补接后小军先将5Ω电阻接入电路,移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数为2V,电流表示数如图丙.请读出示数:_____A.
(3)当小军将10Ω电阻换接成15Ω电阻后,发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片,都不能使电压表示数仍为2V,分析其原因可能是_____(答出一种情况即可).
(4)小军完成此实验后,想利用原有器材进行”伏安法测电阻“的实验.电路连接正确后闭合开关,发现电流表无示数,电压表示数为6V,你认为发生故障的原因是_____. (5)排除故障后,将滑片P移到某一位置时,两表读数如图丁所示,小军计算得出所测电阻的阻值R=_____Ω.你认为这个结果可靠吗?_____,理由是_____.
【答案】 0.4 定值电阻两端的电压保持太低 定值电阻断路
5 不可靠 没有多次测量求出平均值以减小误差 【解析】 【分析】
(1)滑动变阻器与电阻串联接入电路中,根据滑动变阻器的接法连接滑动变阻器; (2)根据电流表的量程和分度值读数;
(3)换接15Ω电阻时,根据串分压的知识,电压表的示数变大,为使电压表的示数不变,所需滑动变阻器的阻值更大,电压表的示数无法达到2V,可能是滑动变阻器的阻值太小或是定值电阻两端的电压保持太低或是电源电压太高造成;
(4)定值电阻和滑动变阻器串联,电压表测定值电阻两端电压,当定值电阻断路时,电压表与电路串联,分担电源电压.
(5)在测量电阻的实验中,应通过滑动变阻器改变电路中的电流,多次测量求平均值,以减小实验的误差. 【详解】
(1)滑动变阻器与电阻串联接入电路中,滑动变阻器的滑片移动到右端时接入电路中的阻值最大,则应连接左下接线柱;如图:
;
(2)电流表的量程为0﹣0.6A,分度值为0.02A,则读数为0.4A;
(3)换接15Ω电阻时,根据串分压的知识,电压表的示数变大,为使电压表的示数不变,所需滑动变阻器的阻值更大,电压表的示数无法达到2V,可能是滑动变阻器的阻值太小或是定值电阻两端的电压保持太低或是电源电压太高造成;
(4)被测电阻断路时,电压表与电路串联,分担电源电压,示数为电源电压,电流表无示数;
(5)由图丙知:电压表量程为0~3V,分度值为0.1V,示数为U=1V,电流表量程为0~
U1V??5Ω; I0.2A这个结果不可靠,应多次测量求平均值,以减小实验的误差.
0.6A,分度值为0.02A,示数为I=0.2A,所以R?9.小军利用如图电路探究电流与电阻的关系,所用器材规格已在图中标明。
请用笔画线代替导线将电路连接完整,使滑片P向左移动时,滑动图变阻器接入电路的阻值增大____;
完成连接后进行实验。闭合开关前,滑片P应置于最______选填“左”或“右”端; 实验中,若无论如何调节滑动变阻器,电流表的示数为零,电压表示数始终为查发现是某根导线出现了断路,该导线是______选填导线编号;
测量结束后,应先______,拆除______两端导线后,再拆除其他导线并整理好器材; 将电流表示数记为I,电阻箱和滑动变阻器接入电路的阻值分别记为验数据绘制的I与之间关系的图线如图所示。
根据如图可得出“在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成______的实验结论;
和
小军根据实
经检