跟踪训练2(2024·青海中考)为测量小灯泡正常发光时的电阻,“飞天”兴趣小组利用如图甲所示的实验器材进行了如下实验(小灯泡正常发光时的电压为2.5 V)。

(1)用笔画线表示导线将图甲中的实验电路连接完整。
(2)闭合开关前,滑动变阻器滑片应滑到
(3)排除故障后,闭合开关,移动滑片,测得如表所示的数据。

当电压表示数为2.5 V时,电流表示数如图乙所示,示数是
(4)兴趣小组根据实验数据绘制出如图丙所示小灯泡的I-U图像,结合数据和图像分析小灯泡的电阻值发生变化的原因:
(1)用笔画线表示导线将图甲中的实验电路连接完整。
(2)闭合开关前,滑动变阻器滑片应滑到
B
(选填“A”或“B”)端;闭合开关后发现小灯泡不亮,电流表无示数,电压表有示数,电路中出现的故障可能是小灯泡断路
(选填“短路”或“断路”)。(3)排除故障后,闭合开关,移动滑片,测得如表所示的数据。
当电压表示数为2.5 V时,电流表示数如图乙所示,示数是
0.28
A,此时小灯泡的电阻值为8.93
Ω(结果保留两位小数)。(4)兴趣小组根据实验数据绘制出如图丙所示小灯泡的I-U图像,结合数据和图像分析小灯泡的电阻值发生变化的原因:
灯丝的电阻随温度的升高而增大
。答案
1. 如
2. B 断路
3. 0.28 8.93
4. 灯丝的电阻随温度的升高而增大
解析:(1)由题图乙可知,电流表选用0~0.6 A的测量范围,将电流表与灯泡串联在电路中,即将电流表的“0.6 A”接线柱与小灯泡左端接线柱相连。
(2)为了保护电路,闭合开关前,滑动变阻器滑片应滑到阻值最大处,根据“远下电阻大”的调阻规律可知,滑片应置于B端。闭合开关后,小灯泡不亮,电流表无示数,可初步判断电路存在断路,电压表有示数,说明电压表到电源两极间是通路,则推断与电压表并联的小灯泡断路。
(3)当电压表示数为2.5 V时,电流表示数为0.28 A,此时小灯泡的电阻值$R=\frac{U}{I}=\frac{2.5\ \mathrm{V}}{0.28\ \mathrm{A}}\approx8.93\ \Omega$。
(4)由题图丙所示的小灯泡的I-U图像可以看出,灯丝的电阻随温度的升高而增大。
解析
【分析】
本题是测量小灯泡正常发光时电阻的实验题,需结合实验原理、操作规范逐步分析:
1. 电路连接:电流表需串联在电路中,根据小灯泡额定电压2.5V,估算电流不超过0.6A,故选0~0.6A量程,将电流表“0.6”接线柱与小灯泡左端接线柱连接即可。
2. 滑动变阻器与故障分析:闭合开关前,滑动变阻器滑片要滑到阻值最大处保护电路;电流表无示数说明电路断路,电压表有示数说明电压表两端到电源通路,据此判断故障。
3. 电流与电阻计算:明确电流表量程和分度值读出示数,再根据欧姆定律计算电阻。
4. 电阻变化原因:灯丝电阻受温度影响,温度升高电阻增大,据此分析I-U图像的特点。
【解析】
(1) 电流表需串联在电路中,小灯泡额定电流小于0.6A,因此将电流表的“0.6”接线柱与小灯泡左端接线柱相连,完成电路连接。
(2) 闭合开关前,滑动变阻器滑片应滑到阻值最大处,根据“远下电阻大”的规律,接A端时滑片在B端阻值最大;闭合开关后,电流表无示数说明电路断路,电压表有示数说明电压表与电源连通,故故障为小灯泡断路。
(3) 电流表选用0~0.6A量程,分度值为0.02A,示数为0.28A;根据欧姆定律,小灯泡电阻$R=\frac{U}{I}=\frac{2.5\ \mathrm{V}}{0.28\ \mathrm{A}}\approx8.93\ \Omega$。
(4) 小灯泡的灯丝电阻随温度升高而增大,因此其I-U图像不是直线,电阻值随电压(温度)变化。
【答案】
1.
2. B;断路
3. 0.28;8.93
4. 灯丝的电阻随温度的升高而增大
【知识点】
伏安法测电阻、电路故障分析、影响电阻的因素
【点评】
本题为中考常规实验题,考查伏安法测电阻的基本操作、滑动变阻器使用、电路故障判断及电阻影响因素,侧重实验基础,难度适中。
【难度系数】
0.7
本题是测量小灯泡正常发光时电阻的实验题,需结合实验原理、操作规范逐步分析:
1. 电路连接:电流表需串联在电路中,根据小灯泡额定电压2.5V,估算电流不超过0.6A,故选0~0.6A量程,将电流表“0.6”接线柱与小灯泡左端接线柱连接即可。
2. 滑动变阻器与故障分析:闭合开关前,滑动变阻器滑片要滑到阻值最大处保护电路;电流表无示数说明电路断路,电压表有示数说明电压表两端到电源通路,据此判断故障。
3. 电流与电阻计算:明确电流表量程和分度值读出示数,再根据欧姆定律计算电阻。
4. 电阻变化原因:灯丝电阻受温度影响,温度升高电阻增大,据此分析I-U图像的特点。
【解析】
(1) 电流表需串联在电路中,小灯泡额定电流小于0.6A,因此将电流表的“0.6”接线柱与小灯泡左端接线柱相连,完成电路连接。
(2) 闭合开关前,滑动变阻器滑片应滑到阻值最大处,根据“远下电阻大”的规律,接A端时滑片在B端阻值最大;闭合开关后,电流表无示数说明电路断路,电压表有示数说明电压表与电源连通,故故障为小灯泡断路。
(3) 电流表选用0~0.6A量程,分度值为0.02A,示数为0.28A;根据欧姆定律,小灯泡电阻$R=\frac{U}{I}=\frac{2.5\ \mathrm{V}}{0.28\ \mathrm{A}}\approx8.93\ \Omega$。
(4) 小灯泡的灯丝电阻随温度升高而增大,因此其I-U图像不是直线,电阻值随电压(温度)变化。
【答案】
1.
2. B;断路
3. 0.28;8.93
4. 灯丝的电阻随温度的升高而增大
【知识点】
伏安法测电阻、电路故障分析、影响电阻的因素
【点评】
本题为中考常规实验题,考查伏安法测电阻的基本操作、滑动变阻器使用、电路故障判断及电阻影响因素,侧重实验基础,难度适中。
【难度系数】
0.7
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