1.(2024·东区)小华用如图甲所示的电路测量定值电阻$R_x$的阻值.
(1)连接电路时,开关应
(2)闭合开关后,发现电流表的指针指向“0”刻度的左侧,造成这一现象的原因可能是
(3)排除故障后进行实验,当电压表示数为2.6 V时,电流表示数如图乙所示,则通过$R_x$的电流为
(4)本实验需要改变滑动变阻器的阻值,多次测量取平均值,目的是为了
(5)小华对实验进一步拓展,利用电源(电压未知但恒定不变)、阻值为$R_0$的定值电阻、电流表、开关等器材,设计了如图丙所示的电路,也能测出$R_x$的阻值,请完成下列实验步骤:
①按电路图正确连接电路,闭合开关S,断开开关$S_1$,读出电流表示数$I_1$;
②
③根据实验数据,计算出待测电阻$R_x=$


(1)连接电路时,开关应
断开
,并将滑动变阻器滑片置于阻值最大
处;(2)闭合开关后,发现电流表的指针指向“0”刻度的左侧,造成这一现象的原因可能是
电流表正负接线柱接反了
;(3)排除故障后进行实验,当电压表示数为2.6 V时,电流表示数如图乙所示,则通过$R_x$的电流为
0.26
A,$R_x$的阻值为10
Ω;(4)本实验需要改变滑动变阻器的阻值,多次测量取平均值,目的是为了
减小误差
.(5)小华对实验进一步拓展,利用电源(电压未知但恒定不变)、阻值为$R_0$的定值电阻、电流表、开关等器材,设计了如图丙所示的电路,也能测出$R_x$的阻值,请完成下列实验步骤:
①按电路图正确连接电路,闭合开关S,断开开关$S_1$,读出电流表示数$I_1$;
②
闭合开关$S_1$
,读出电流表示数$I_2$;③根据实验数据,计算出待测电阻$R_x=$
$\dfrac{I_1R_0}{I_2-I_1}$
(用$R_0$、$I_1$、$I_2$表示).答案
1.(1)断开 最大 (2)电流表正负接线柱接反了 (3)0.26 10 (4)减小误差 (5)② 闭合开关$S_1$ ③ $\dfrac{I_1R_0}{I_2-I_1}$
解析
【分析】
本题是伏安法测电阻的综合实验题,需结合电学实验基本操作、电流表使用规则、欧姆定律及并联电路规律解答各小问:
1. 连接电路时,为避免电流过大损坏元件,需断开开关,滑动变阻器调至最大阻值处;
2. 电流表指针反偏是因为电流方向与要求相反,即正负接线柱接反;
3. 读取电流表示数需先确定量程和分度值,再用欧姆定律计算待测电阻;
4. 定值电阻阻值不变,多次测量取平均值是为减小实验误差;
5. 特殊方法测电阻时,利用并联电路电压相等,先测R₀的电流得电源电压,再测总电流得Rx的电流,进而计算Rx。
【解析】
(1)连接电路时,为保护电路,开关应断开,滑动变阻器滑片置于阻值最大处,防止电路接通时电流过大;
(2)电流表使用时电流需“正进负出”,指针指向“0”刻度左侧,说明电流表正负接线柱接反了;
(3)电流表选用0~0.6A量程,分度值为0.02A,示数为0.26A;根据欧姆定律$R_x=\frac{U}{I}=\frac{2.6V}{0.26A}=10Ω$;
(4)定值电阻的阻值是定值,多次测量取平均值的目的是减小实验误差;
(5)实验步骤:①闭合S、断开S₁时,电路为R₀的简单电路,电流I₁,电源电压$U=I_1R_0$;②闭合开关S₁,此时R₀与Rx并联,电流表测干路电流I₂;③通过Rx的电流为$I_x=I_2-I_1$,并联电路各支路电压相等,故$R_x=\frac{U}{I_x}=\frac{I_1R_0}{I_2-I_1}$。
【答案】
1.(1)断开 最大 (2)电流表正负接线柱接反了 (3)0.26 10 (4)减小误差 (5)② 闭合开关$S_1$ ③ $\dfrac{I_1R_0}{I_2-I_1}$
【知识点】
伏安法测电阻、电流表的使用、并联电路的特点
【点评】
本题综合考查电学实验的基础操作、故障分析、数据处理及特殊方法测电阻,覆盖欧姆定律应用,是电学实验典型题型,兼顾基础与拓展,能考查学生的综合应用能力。
【难度系数】
0.6
本题是伏安法测电阻的综合实验题,需结合电学实验基本操作、电流表使用规则、欧姆定律及并联电路规律解答各小问:
1. 连接电路时,为避免电流过大损坏元件,需断开开关,滑动变阻器调至最大阻值处;
2. 电流表指针反偏是因为电流方向与要求相反,即正负接线柱接反;
3. 读取电流表示数需先确定量程和分度值,再用欧姆定律计算待测电阻;
4. 定值电阻阻值不变,多次测量取平均值是为减小实验误差;
5. 特殊方法测电阻时,利用并联电路电压相等,先测R₀的电流得电源电压,再测总电流得Rx的电流,进而计算Rx。
【解析】
(1)连接电路时,为保护电路,开关应断开,滑动变阻器滑片置于阻值最大处,防止电路接通时电流过大;
(2)电流表使用时电流需“正进负出”,指针指向“0”刻度左侧,说明电流表正负接线柱接反了;
(3)电流表选用0~0.6A量程,分度值为0.02A,示数为0.26A;根据欧姆定律$R_x=\frac{U}{I}=\frac{2.6V}{0.26A}=10Ω$;
(4)定值电阻的阻值是定值,多次测量取平均值的目的是减小实验误差;
(5)实验步骤:①闭合S、断开S₁时,电路为R₀的简单电路,电流I₁,电源电压$U=I_1R_0$;②闭合开关S₁,此时R₀与Rx并联,电流表测干路电流I₂;③通过Rx的电流为$I_x=I_2-I_1$,并联电路各支路电压相等,故$R_x=\frac{U}{I_x}=\frac{I_1R_0}{I_2-I_1}$。
【答案】
1.(1)断开 最大 (2)电流表正负接线柱接反了 (3)0.26 10 (4)减小误差 (5)② 闭合开关$S_1$ ③ $\dfrac{I_1R_0}{I_2-I_1}$
【知识点】
伏安法测电阻、电流表的使用、并联电路的特点
【点评】
本题综合考查电学实验的基础操作、故障分析、数据处理及特殊方法测电阻,覆盖欧姆定律应用,是电学实验典型题型,兼顾基础与拓展,能考查学生的综合应用能力。
【难度系数】
0.6
2. 某同学用下列器材测量定值电阻的阻值:
干电池2节,电流表A,电压表V,滑动变阻器(规格“30 Ω 2 A”),开关及导线.
(1)他连接了如图所示的电路,接错了一根导线,请你在这根导线上打“×”,并补画出正确的那根导线.
(2)正确连接电路后,闭合开关前,应将滑动变阻器.
(3)他按正确步骤进行了3次实验,记录数据如上表所示,此定值电阻的阻值为Ω(结果保留一位小数).
(4)为了使并联在定值电阻两端的电压表的示数为0.5 V,在不增加器材的情况下,可以采取的措施是.
(5)他将上述实验中的定值电阻换成额定电压为2.5 V的小灯泡,用同样的方法测定小灯泡的电阻.当电压表的示数为0.2 V时,电流表的示数为0.10 A;当电压表的示数为2.4 V时,电流表的示数为0.30 A;则电压表的示数为2.0 V时,电流表的示数可能为(0.20 A/0.25 A/0.28 A/0.30 A).
干电池2节,电流表A,电压表V,滑动变阻器(规格“30 Ω 2 A”),开关及导线.
(1)他连接了如图所示的电路,接错了一根导线,请你在这根导线上打“×”,并补画出正确的那根导线.
(2)正确连接电路后,闭合开关前,应将滑动变阻器.
(3)他按正确步骤进行了3次实验,记录数据如上表所示,此定值电阻的阻值为Ω(结果保留一位小数).
(4)为了使并联在定值电阻两端的电压表的示数为0.5 V,在不增加器材的情况下,可以采取的措施是.
(5)他将上述实验中的定值电阻换成额定电压为2.5 V的小灯泡,用同样的方法测定小灯泡的电阻.当电压表的示数为0.2 V时,电流表的示数为0.10 A;当电压表的示数为2.4 V时,电流表的示数为0.30 A;则电压表的示数为2.0 V时,电流表的示数可能为(0.20 A/0.25 A/0.28 A/0.30 A).
答案
2.(1)
解析
【分析】
本题为电学实验综合题,需按各小问的考点逐步思考:
1. 电路连接:电压表应并联在待测定值电阻两端,原图中电压表连接错误,需修正导线使电压表测电阻电压;
2. 滑动变阻器操作:闭合开关前,滑动变阻器需调至最大阻值,目的是保护电路,这是实验基本操作要求;
3. 电阻计算:利用欧姆定律R=U/I,多次测量求平均值减小误差,计算定值电阻阻值;
4. 电压调节:要减小定值电阻两端电压,根据串联分压原理,可通过减小电源电压实现;
5. 小灯泡电阻特性:小灯泡电阻随温度升高而增大,需结合已知电压电流的电阻范围,判断对应电流值。
【解析】
(1)电路错误:原图中电压表并联在滑动变阻器两端,应改接为并联在定值电阻两端。将连接电压表负接线柱与滑动变阻器的导线打“×”,补画导线连接电压表负接线柱与定值电阻的右端接线柱(改线见参考答案图);
(2)闭合开关前,为保护电路,应将滑动变阻器的滑片移动到最大阻值处;
(3)根据欧姆定律R=U/I,分别计算三次实验的电阻值后求平均值,结果保留一位小数,得定值电阻阻值为12.2Ω;
(4)根据串联分压规律,定值电阻两端电压U_R = (R/(R+R滑))U总,要使U_R=0.5V,可减小电源电压,因此只取下一节干电池,电源电压变为1.5V,满足要求;
(5)小灯泡电阻随温度升高而增大:当U1=0.2V时,R1=U1/I1=0.2V/0.10A=2Ω;当U2=2.4V时,R2=U2/I2=2.4V/0.30A=8Ω;当U=2.0V时,电压介于0.2V和2.4V之间,电阻介于2Ω和8Ω之间,电流I=U/R=2V/R,R在2Ω~8Ω,故I在0.25A~1A之间,结合选项,0.28A符合。
【答案】
(1)
(2)滑片P移动到最大阻值处 (3)12.2 (4)只取下一节干电池 (5)0.28 A
【知识点】
伏安法测电阻、欧姆定律、滑动变阻器的使用
【点评】
本题综合考查电学实验核心知识点,涵盖电路连接、实验操作、欧姆定律应用、串联分压及小灯泡电阻特性,注重学生对实验原理和规律的理解应用,是电学实验的典型题型。
【难度系数】
0.5
本题为电学实验综合题,需按各小问的考点逐步思考:
1. 电路连接:电压表应并联在待测定值电阻两端,原图中电压表连接错误,需修正导线使电压表测电阻电压;
2. 滑动变阻器操作:闭合开关前,滑动变阻器需调至最大阻值,目的是保护电路,这是实验基本操作要求;
3. 电阻计算:利用欧姆定律R=U/I,多次测量求平均值减小误差,计算定值电阻阻值;
4. 电压调节:要减小定值电阻两端电压,根据串联分压原理,可通过减小电源电压实现;
5. 小灯泡电阻特性:小灯泡电阻随温度升高而增大,需结合已知电压电流的电阻范围,判断对应电流值。
【解析】
(1)电路错误:原图中电压表并联在滑动变阻器两端,应改接为并联在定值电阻两端。将连接电压表负接线柱与滑动变阻器的导线打“×”,补画导线连接电压表负接线柱与定值电阻的右端接线柱(改线见参考答案图);
(2)闭合开关前,为保护电路,应将滑动变阻器的滑片移动到最大阻值处;
(3)根据欧姆定律R=U/I,分别计算三次实验的电阻值后求平均值,结果保留一位小数,得定值电阻阻值为12.2Ω;
(4)根据串联分压规律,定值电阻两端电压U_R = (R/(R+R滑))U总,要使U_R=0.5V,可减小电源电压,因此只取下一节干电池,电源电压变为1.5V,满足要求;
(5)小灯泡电阻随温度升高而增大:当U1=0.2V时,R1=U1/I1=0.2V/0.10A=2Ω;当U2=2.4V时,R2=U2/I2=2.4V/0.30A=8Ω;当U=2.0V时,电压介于0.2V和2.4V之间,电阻介于2Ω和8Ω之间,电流I=U/R=2V/R,R在2Ω~8Ω,故I在0.25A~1A之间,结合选项,0.28A符合。
【答案】
(1)
【知识点】
伏安法测电阻、欧姆定律、滑动变阻器的使用
【点评】
本题综合考查电学实验核心知识点,涵盖电路连接、实验操作、欧姆定律应用、串联分压及小灯泡电阻特性,注重学生对实验原理和规律的理解应用,是电学实验的典型题型。
【难度系数】
0.5
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