例1 在伏安法测电阻实验中,老师准备了电阻$ R $未知的定值电阻、电压表、电流表、两节新干电池、开关、导线若干、滑动变阻器(铭牌上标有“20 Ω 1 A”)等器材。所有器材均完好。
(1)小夏按照实验操作要求检查实验器材时,发现电流表指针的位置如图甲所示,出现这一现象的原因是:

(2)解决问题后,小夏设计并连接了如图乙所示的部分电路,请用笔画线代替导线将图乙的电路连接完整(要求:导线不可交叉)。
(3)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片调至最
(4)检查电路连接无误,闭合开关。在实验的过程中,电压表示数突然接近最大值,电流表示数几乎为0。若电路中只有一处故障,则发生的故障可能是定值电阻
(5)排除故障后,小夏继续进行实验,当电压表的示数为1.2 V时,读出如图丙所示的电流表的示数,并计算定值电阻的电阻$ R = $

(1)小夏按照实验操作要求检查实验器材时,发现电流表指针的位置如图甲所示,出现这一现象的原因是:
电流表未调零
。(2)解决问题后,小夏设计并连接了如图乙所示的部分电路,请用笔画线代替导线将图乙的电路连接完整(要求:导线不可交叉)。
(3)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片调至最
右
(选填“左”或“右”)端。此时,滑动变阻器的作用是:保护电路
。(4)检查电路连接无误,闭合开关。在实验的过程中,电压表示数突然接近最大值,电流表示数几乎为0。若电路中只有一处故障,则发生的故障可能是定值电阻
断路
。(5)排除故障后,小夏继续进行实验,当电压表的示数为1.2 V时,读出如图丙所示的电流表的示数,并计算定值电阻的电阻$ R = $
10
Ω。小夏认为实验已经完成,小民则认为这样就得出定值电阻的电阻不够可靠,原因是:未多次测量求平均值,测量结果可能存在较大误差
。答案
(1)电流表未调零
(2)
(3)右 保护电路
(4)断路
(5)10 未多次测量求平均值,测量结果可能存在较大误差
解析
【分析】
本题为伏安法测电阻的实验题,需结合电学实验器材的使用规则、电路故障判断、欧姆定律应用等知识点解题。(1)电流表使用前需调零,指针未在零位说明未调零;(2)伏安法测电阻需电压表并联在待测电阻两端,根据电源电压选量程完成电路连接;(3)闭合开关前滑动变阻器调至最大阻值处,作用是保护电路;(4)电流几乎为0说明电路断路,电压接近电源电压说明电压表串联,据此判断故障;(5)利用欧姆定律计算电阻,实验需多次测量减小误差,仅一次测量不可靠。
【解析】
(1)电流表使用前应先调零,若指针未指在零刻度线,原因是电流表未调零。
(2)伏安法测电阻时,电压表需并联在定值电阻R两端,电源为两节新干电池,总电压为3V,因此电压表选择0~3V量程,将电压表的正接线柱接至靠近电源正极的一侧,负接线柱接定值电阻的另一端,导线不交叉,完成电路连接(连接图如参考答案所示)。
(3)闭合开关前,滑动变阻器应调至最大阻值处,由图可知滑动变阻器接左下和右上接线柱,滑片在右端时接入电阻最大,故调至最右端;滑动变阻器的作用是保护电路,防止闭合开关时电流过大损坏器材。
(4)闭合开关后,电流表示数几乎为0,说明电路断路;电压表示数接近最大值(电源电压),说明电压表串联在电路中,因此故障为定值电阻断路。
(5)电流表选用0~0.6A量程,分度值为0.02A,示数为0.12A,根据欧姆定律R=U/I=1.2V/0.12A=10Ω;仅进行一次测量,未多次测量求平均值,测量结果误差较大,不够可靠。
【答案】
(1)电流表未调零
(2)
(3)右 保护电路
(4)断路
(5)10 未多次测量求平均值,测量结果可能存在较大误差
【知识点】
伏安法测电阻、电路故障分析、滑动变阻器使用
【点评】
本题是初中电学实验的典型基础题,全面考查伏安法测电阻实验的操作、故障判断、数据处理等核心要点,有助于巩固学生的电学实验基础。
【难度系数】
0.5
本题为伏安法测电阻的实验题,需结合电学实验器材的使用规则、电路故障判断、欧姆定律应用等知识点解题。(1)电流表使用前需调零,指针未在零位说明未调零;(2)伏安法测电阻需电压表并联在待测电阻两端,根据电源电压选量程完成电路连接;(3)闭合开关前滑动变阻器调至最大阻值处,作用是保护电路;(4)电流几乎为0说明电路断路,电压接近电源电压说明电压表串联,据此判断故障;(5)利用欧姆定律计算电阻,实验需多次测量减小误差,仅一次测量不可靠。
【解析】
(1)电流表使用前应先调零,若指针未指在零刻度线,原因是电流表未调零。
(2)伏安法测电阻时,电压表需并联在定值电阻R两端,电源为两节新干电池,总电压为3V,因此电压表选择0~3V量程,将电压表的正接线柱接至靠近电源正极的一侧,负接线柱接定值电阻的另一端,导线不交叉,完成电路连接(连接图如参考答案所示)。
(3)闭合开关前,滑动变阻器应调至最大阻值处,由图可知滑动变阻器接左下和右上接线柱,滑片在右端时接入电阻最大,故调至最右端;滑动变阻器的作用是保护电路,防止闭合开关时电流过大损坏器材。
(4)闭合开关后,电流表示数几乎为0,说明电路断路;电压表示数接近最大值(电源电压),说明电压表串联在电路中,因此故障为定值电阻断路。
(5)电流表选用0~0.6A量程,分度值为0.02A,示数为0.12A,根据欧姆定律R=U/I=1.2V/0.12A=10Ω;仅进行一次测量,未多次测量求平均值,测量结果误差较大,不够可靠。
【答案】
(1)电流表未调零
(2)
(3)右 保护电路
(4)断路
(5)10 未多次测量求平均值,测量结果可能存在较大误差
【知识点】
伏安法测电阻、电路故障分析、滑动变阻器使用
【点评】
本题是初中电学实验的典型基础题,全面考查伏安法测电阻实验的操作、故障判断、数据处理等核心要点,有助于巩固学生的电学实验基础。
【难度系数】
0.5
例2 在测量小灯泡电阻的实验中,某同学选用标有“2.5 V”字样的小灯泡进行实验。
(1)如图甲所示连接好电路,将滑片P移至最右端,接通电路后,发现小灯泡不发光,电流表有示数,电压表示数为0,其原因可能是小灯泡
(2)排除故障后,闭合开关S,调节滑片P,电流表的示数如图乙所示,为
(3)分析表格中记录的实验数据,可知小灯泡正常发光时的电阻约为
(1)如图甲所示连接好电路,将滑片P移至最右端,接通电路后,发现小灯泡不发光,电流表有示数,电压表示数为0,其原因可能是小灯泡
短路
。(2)排除故障后,闭合开关S,调节滑片P,电流表的示数如图乙所示,为
0.24
A。为测量小灯泡正常发光时的电阻,应将滑片P向A
(选填“A”或“B”)端移动。(3)分析表格中记录的实验数据,可知小灯泡正常发光时的电阻约为
8.3
Ω(结果保留1位小数)。实验中发现灯泡越亮,灯丝温度越高,结合数据可知:灯丝温度越高,电阻越大
。答案
(1)短路
(2)0.24 A
(3)8.3 大
(2)0.24 A
(3)8.3 大
解析
【分析】
本题围绕测量小灯泡电阻的实验展开,分三小问逐步分析:
1. 第(1)问为电路故障判断:电流表有示数说明电路是通路,电压表示数为0且小灯泡不发光,结合故障特点,若小灯泡断路则电流表无示数,不符合题意,故故障为小灯泡短路。
2. 第(2)问:先读取电流表示数,根据电流表量程和分度值确定读数;要使小灯泡正常发光(额定电压2.5V),需增大灯泡两端电压,结合串联电路分压规律,确定滑动变阻器滑片的移动方向。
3. 第(3)问:利用欧姆定律计算小灯泡正常发光时的电阻,再结合实验数据,分析灯泡亮度(温度)与电阻的关系,得出结论。
【解析】
(1) 电流表有示数,说明电路为通路;电压表示数为0且小灯泡不发光,若小灯泡断路,电流表无示数,不符合条件,因此故障是小灯泡短路。
(2) 电流表选用0~0.6A量程,分度值为0.02A,示数为0.24A;小灯泡额定电压为2.5V,要使灯泡正常发光,需增大灯泡两端电压,根据串联电路分压原理,应减小滑动变阻器接入电路的电阻,故滑片向A端移动。
(3) 小灯泡正常发光时电压U=2.5V,对应电流I,根据欧姆定律R=U/I=2.5V/0.3A≈8.3Ω;实验中灯泡越亮,灯丝温度越高,由数据可知,灯泡电压越高(电流越大),电阻越大,因此灯丝温度越高,电阻越大。
【答案】
(1)短路;(2)0.24;A;(3)8.3;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】
本题是初中物理电学的经典实验题,综合考查电路故障判断、电流表读数、电阻计算及电阻与温度的关系,注重实验操作和数据分析能力,是学生需掌握的基础实验内容。
【难度系数】
0.6
本题围绕测量小灯泡电阻的实验展开,分三小问逐步分析:
1. 第(1)问为电路故障判断:电流表有示数说明电路是通路,电压表示数为0且小灯泡不发光,结合故障特点,若小灯泡断路则电流表无示数,不符合题意,故故障为小灯泡短路。
2. 第(2)问:先读取电流表示数,根据电流表量程和分度值确定读数;要使小灯泡正常发光(额定电压2.5V),需增大灯泡两端电压,结合串联电路分压规律,确定滑动变阻器滑片的移动方向。
3. 第(3)问:利用欧姆定律计算小灯泡正常发光时的电阻,再结合实验数据,分析灯泡亮度(温度)与电阻的关系,得出结论。
【解析】
(1) 电流表有示数,说明电路为通路;电压表示数为0且小灯泡不发光,若小灯泡断路,电流表无示数,不符合条件,因此故障是小灯泡短路。
(2) 电流表选用0~0.6A量程,分度值为0.02A,示数为0.24A;小灯泡额定电压为2.5V,要使灯泡正常发光,需增大灯泡两端电压,根据串联电路分压原理,应减小滑动变阻器接入电路的电阻,故滑片向A端移动。
(3) 小灯泡正常发光时电压U=2.5V,对应电流I,根据欧姆定律R=U/I=2.5V/0.3A≈8.3Ω;实验中灯泡越亮,灯丝温度越高,由数据可知,灯泡电压越高(电流越大),电阻越大,因此灯丝温度越高,电阻越大。
【答案】
(1)短路;(2)0.24;A;(3)8.3;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】
本题是初中物理电学的经典实验题,综合考查电路故障判断、电流表读数、电阻计算及电阻与温度的关系,注重实验操作和数据分析能力,是学生需掌握的基础实验内容。
【难度系数】
0.6
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