一、初三物理 欧姆定律 易错压轴题(难)
1.用“伏安法”测量一只小灯泡的电阻实验中,电源电压恒为3V,小灯泡L标有“2.5V”字样,滑动变阻器标有“10?0.5A”字样。
(1)请用笔面线代替导线,将图甲中实物电路正确连接完整。要求:滑动变阻器的滑片P向左移。小灯泡的亮度变亮。 (___________)
(2)连接好电路,闭合开关,观察到小灯泡L不发光,电压表示数为零,移动滑片仍如此。将电压表分别正确并联在AB、BC、CD两端,发现UAB?UCD?0,UBC?0.由此可知,发生故障的是_________断路(选填:“AB”、“BC”或“CD”)。
(3)排除故障后,闭合开关,移动滑片P,当电压表的示数为2.4V时,应该向______(选填“左”或“右”)移动滑片P。才能测得小灯泡正常工作时的电阻,小灯泡正常工作时电流表示数如图所示。为______A,则灯泡正常工作时的电阻为__________Ω,(除不尽则保留一位小数)。 实验次数 1 2 3 电压表示数U/A 1.00 1.70 2.50 电流表示数I/A 0.14 0.22 电阻R/Ω
(4)分析表格中的实验故据发现灯泡的电阻在变化,这是因为________在影响灯丝电阻。细心的小君发现灯泡内壁变黑,是因为高温的钨蒸气遇冷_______(填物态变化)形成的。 (5)小君同学只用电阻箱替换灯泡,其它不变,继续探究“电流与电阻的关系”,每次调节滑片P使电压表示数均为2.5V.在保证电路安全的前提下,为了能完成实验,电阻箱接入电路的阻值范围为________Ω。
【答案】
BC 左 0.28 10.7 温度 凝华 5~50
【解析】 【详解】
(1)滑动变阻器的滑片P向左移,小灯泡的亮度变亮,即滑动变阻器阻值要减小,同时小灯泡的额定电压为3V,所以接入电压表量程为0~3V,连接如下:
(2)连接好电路,闭合开关,观察到小灯泡L不发光,电压表示数为零,说明电路中存在断路现象或滑动变阻器接入阻值过大,移动滑片将电压表分别正确并联在AB、BC、CD两端,发现UAB?UCD?0,UBC?0,由此可知电路中BC间断路
(3)排除故障后,闭合开关,移动滑片P,当电压表的示数为2.4V时,为了继续增加其两端电压,应减小滑动变阻器两端电压,所以应该向左移动滑片P,才能测得小灯泡正常工作时的电阻,小灯泡正常工作时电流表示数如图所示,其量程为0~0.6A,最小分度值为0.02A,所以电流表读数为0.28A,灯泡正常工作时的电阻为R?U3V=?10.7?. I0.28A(4)分析表格中的实验故据发现灯泡的电阻在变化,这是因为灯泡工作时散发热量,使其灯丝温度升高,所以是温度在影响灯丝电阻。细心的小君发现灯泡内壁变黑,是因为高温的钨蒸气遇冷凝华形成的(先升华成钨蒸气再遇冷凝华)。
(5)滑动变阻器的最大允许通过电流为0.5A,此时对应电阻箱允许接入的最小电阻,根据欧姆定律可知,允许接入的最小电阻为:Rmin?U2.5V==5?;滑动变阻器最大阻值Imax0.5A为10Ω,根据串联分压原理可知,此时电阻箱接入的最大电阻,根据串联分压原理可知:U1:U2=(3-2.5)V:2.5V=R滑max:Rmax=1:5,当R滑max=10Ω时,Rmax=50Ω,即电阻箱的接入阻值范围是5~50Ω.
2.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:
R热?U热1.5V1.5V===10000?; I热150uA1.5?10-4A(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。
3.在“测定小灯泡的电阻”实验中,(1)甲组同学连接好最后一根导线,灯泡立即发出明亮耀眼的光并很快熄灭.检查后,发现连线正确,请你找出实验中两个操作不当之处:①________________________________;②_________________________________.
(2)乙组同学闭合开关后,发现小灯泡不亮,但电流表有示数.接下来应进行的操作是( ) A.更换小灯泡 B.检查电路是否断路
C.移动滑动变阻器滑片,观察小灯泡是否发光
(3)右表中是按正确的操作测得的数据,某同学通过计算发现三次小灯泡的阻值不相等,其原因是____________________________.
【答案】(1)连接电路时没断开开关;滑动变阻器没调到最大阻值(或灯泡规格太小、或滑动变阻器最大值太小、或电源电压过高等);(2)C(3)小灯泡的电阻受温度的影响. 【解析】
试题分析:(1)为保护电路,连接实物图时应:①断开开关,②滑动变阻器的滑片要调到使连入电路的电阻为最大的位置; 该组同学连接好最后一根导线后,灯泡立即发出明亮耀眼的光并很快熄灭,说明连完最后一根线,电路立即接通且电路电流较大,电路阻值太小,
因此原因是:①连接电路时没断开开关;②滑动变阻器没调到最大阻值;
(2)乙组同学闭合开关后,电流表有示数,说明电路是通路,灯泡没坏,也不是断路,可能是连入电阻太大,电路中电流太小所致,下一步操作:移动滑动变阻器滑片,观察小灯泡是否发光,即应进行C项操作.
(3)灯泡在不同电压下,灯泡的明暗程度不同,灯丝的温度也就不同,说明灯丝的电阻与温度有关,即灯丝的电阻随温度升高而增大. 考点:伏安法测电阻的探究实验
4.小明在探究“电流与电阻的关系”实验时,选取了如下器材:电源(电压恒为6V )、定值电阻(5Ω、10Ω、 15Ω、20Ω的各一个 )、滑动变阻器标有“30Ω 2A\、 电流表、电压表、开关、导线若干。
(1)要探究“电流与电阻的关系”,必须改变接入电路的定值电阻阻值大小,通过调节滑动变阻器接入电路的阻值来控制定值电阻两端的_____不变,测量并记录不同电阻所对应的电流。
(2)按电路图正确连接电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到____( 选填“阻值最