3 [2026 宿城模拟]小明用如图甲所示的装置做“伏安法测量小灯泡电阻”实验,小灯泡上标有“2.5 V”的字样。

(1)图甲中有一根导线连接错误,请在该导线上画“╳”,并用笔画线代替导线补画出正确的连线(所画导线不能交叉)。
(2)电路连接正确后,闭合开关S,发现小灯泡不亮,接下来的操作是
A. 检查导线连接是否良好
B. 移动滑动变阻器滑片,观察小灯泡是否发光
C. 更换小灯泡
(3)闭合开关,移动滑片,使电压表示数为2.5 V,此时电流表的示数如图乙所示,则小灯泡正常发光时的电阻为
(4)图丙中的曲线A是小静同学根据测量的数据绘出的图像,曲线B是小明同学用相同的器材和电路图做这个实验时根据测量的数据绘出的图像,根据曲线B的特点分析小明连接电路时出现的错误是
(5)根据图丙可以判断出小明使用的电源电压为
(6)小明用定值电阻R替换小灯泡测试时,由于电阻R阻值较大,电流表偏转很小,测量不准确。老师告诉他:电压表相当于能显示自身两端电压的定值电阻,且阻值较大。于是他设计了图丁所示电路测量电阻R的阻值,电源电压恒为3 V,定值电阻$R_0=600 Ω$,闭合开关S。并进行了如下操作:
① $S_1$接1时,电压表示数为2.4 V。
② $S_2$接2时,电压表示数为2.0 V。
③ 待测电阻R为
(1)图甲中有一根导线连接错误,请在该导线上画“╳”,并用笔画线代替导线补画出正确的连线(所画导线不能交叉)。
(2)电路连接正确后,闭合开关S,发现小灯泡不亮,接下来的操作是
B
(填字母)。A. 检查导线连接是否良好
B. 移动滑动变阻器滑片,观察小灯泡是否发光
C. 更换小灯泡
(3)闭合开关,移动滑片,使电压表示数为2.5 V,此时电流表的示数如图乙所示,则小灯泡正常发光时的电阻为
5
Ω。(4)图丙中的曲线A是小静同学根据测量的数据绘出的图像,曲线B是小明同学用相同的器材和电路图做这个实验时根据测量的数据绘出的图像,根据曲线B的特点分析小明连接电路时出现的错误是
将电压表并联在滑动变阻器两端,测的是滑动变阻器两端的电压
。(5)根据图丙可以判断出小明使用的电源电压为
3
V。(6)小明用定值电阻R替换小灯泡测试时,由于电阻R阻值较大,电流表偏转很小,测量不准确。老师告诉他:电压表相当于能显示自身两端电压的定值电阻,且阻值较大。于是他设计了图丁所示电路测量电阻R的阻值,电源电压恒为3 V,定值电阻$R_0=600 Ω$,闭合开关S。并进行了如下操作:
① $S_1$接1时,电压表示数为2.4 V。
② $S_2$接2时,电压表示数为2.0 V。
③ 待测电阻R为
1 200
Ω。答案
(1) 如图所示
(2) B
(3) 5
(4) 将电压表并联在滑动变阻器两端,测的是滑动变阻器两端的电压
(5) 3
(6) ③ 1 200
解析
【分析】
本题围绕“伏安法测量小灯泡电阻”实验展开,需逐一分析各问题:
1. 第(1)问:电压表应并联在小灯泡两端,图甲中导线连接错误,需调整电压表的接线位置,使其测灯泡电压。
2. 第(2)问:闭合开关小灯泡不亮,首先应移动滑动变阻器滑片,排查是否因电阻过大导致电流过小、灯泡不发光,再考虑其他故障。
3. 第(3)问:读取电流表量程和示数,结合灯泡额定电压,利用欧姆定律计算正常发光时的电阻。
4. 第(4)问:根据I-U图像的变化规律,判断电压表测量对象,分析电路连接错误。
5. 第(5)问:电源电压为灯泡正常发光电压与滑动变阻器电压之和,结合丙图数据计算。
6. 第(6)问:利用电压表内阻的特点,结合串联电路电压规律和欧姆定律,分步计算待测电阻阻值。
【解析】
(1) 错误导线:图甲中连接滑动变阻器D接线柱与电压表负接线柱的导线画“×”,将电压表负接线柱改接至小灯泡右接线柱(连线不交叉)。
(2) 闭合开关小灯泡不亮,先移动滑动变阻器滑片,观察是否因电阻过大导致灯泡不发光,故选B。
(3) 电流表量程为0~0.6A,分度值0.02A,示数I=0.5A;小灯泡正常发光电压U=2.5V,根据欧姆定律,电阻R=U/I=2.5V/0.5A=5Ω。
(4) 曲线B中电流随电压增大而减小,说明电压表测量的是滑动变阻器两端的电压(灯泡电压随电流增大而增大,滑动变阻器电压随电流增大而减小),故小明连接电路时将电压表并联在滑动变阻器两端。
(5) 由丙图,灯泡正常发光时电压2.5V,对应滑动变阻器电压0.5V,电源电压U=2.5V+0.5V=3V。
(6) ① S₁接1时,电压表测R₀两端电压2.4V,电源电压3V,故R₀两端电压U₀=3V-2.4V=0.6V,电路电流I=U₀/R₀=0.6V/600Ω=0.001A,电压表内阻Rᵥ=Uᵥ/I=2.4V/0.001A=2400Ω;② S₁接2时,电压表测R两端电压2.0V,R两端电压U_R=3V-2.0V=1.0V,串联电流I'=Uᵥ'/Rᵥ=2.0V/2400Ω,故R=U_R/I'=1.0V/(2.0V/2400Ω)=1200Ω。
【答案】
(1) 如图所示
(2) B
(3) 5
(4) 将电压表并联在滑动变阻器两端,测的是滑动变阻器两端的电压
(5) 3
(6) 1200
【知识点】
伏安法测电阻、欧姆定律、串联电路电压规律
【点评】
本题综合考查伏安法实验的操作、故障分析、电阻计算,以及利用电压表内阻测量未知电阻的方法,需结合图像和电路特点分析,考查学生的综合应用能力。
【难度系数】
0.4
本题围绕“伏安法测量小灯泡电阻”实验展开,需逐一分析各问题:
1. 第(1)问:电压表应并联在小灯泡两端,图甲中导线连接错误,需调整电压表的接线位置,使其测灯泡电压。
2. 第(2)问:闭合开关小灯泡不亮,首先应移动滑动变阻器滑片,排查是否因电阻过大导致电流过小、灯泡不发光,再考虑其他故障。
3. 第(3)问:读取电流表量程和示数,结合灯泡额定电压,利用欧姆定律计算正常发光时的电阻。
4. 第(4)问:根据I-U图像的变化规律,判断电压表测量对象,分析电路连接错误。
5. 第(5)问:电源电压为灯泡正常发光电压与滑动变阻器电压之和,结合丙图数据计算。
6. 第(6)问:利用电压表内阻的特点,结合串联电路电压规律和欧姆定律,分步计算待测电阻阻值。
【解析】
(1) 错误导线:图甲中连接滑动变阻器D接线柱与电压表负接线柱的导线画“×”,将电压表负接线柱改接至小灯泡右接线柱(连线不交叉)。
(2) 闭合开关小灯泡不亮,先移动滑动变阻器滑片,观察是否因电阻过大导致灯泡不发光,故选B。
(3) 电流表量程为0~0.6A,分度值0.02A,示数I=0.5A;小灯泡正常发光电压U=2.5V,根据欧姆定律,电阻R=U/I=2.5V/0.5A=5Ω。
(4) 曲线B中电流随电压增大而减小,说明电压表测量的是滑动变阻器两端的电压(灯泡电压随电流增大而增大,滑动变阻器电压随电流增大而减小),故小明连接电路时将电压表并联在滑动变阻器两端。
(5) 由丙图,灯泡正常发光时电压2.5V,对应滑动变阻器电压0.5V,电源电压U=2.5V+0.5V=3V。
(6) ① S₁接1时,电压表测R₀两端电压2.4V,电源电压3V,故R₀两端电压U₀=3V-2.4V=0.6V,电路电流I=U₀/R₀=0.6V/600Ω=0.001A,电压表内阻Rᵥ=Uᵥ/I=2.4V/0.001A=2400Ω;② S₁接2时,电压表测R两端电压2.0V,R两端电压U_R=3V-2.0V=1.0V,串联电流I'=Uᵥ'/Rᵥ=2.0V/2400Ω,故R=U_R/I'=1.0V/(2.0V/2400Ω)=1200Ω。
【答案】
(1) 如图所示
(2) B
(3) 5
(4) 将电压表并联在滑动变阻器两端,测的是滑动变阻器两端的电压
(5) 3
(6) 1200
【知识点】
伏安法测电阻、欧姆定律、串联电路电压规律
【点评】
本题综合考查伏安法实验的操作、故障分析、电阻计算,以及利用电压表内阻测量未知电阻的方法,需结合图像和电路特点分析,考查学生的综合应用能力。
【难度系数】
0.4
登录