3. 在测定电阻$R_x$阻值的实验中:

(1)聪聪根据图甲所示的电路图,将图乙中的实验器材连接成实验电路.同小组的明明在检查时认为,从实验目的来看,实验电路上有一根导线连接错了,建议改接.
①请你在接错的那根导线上打“×”,并另画一根导线,使电路连接正确;
②如果不改接这根导线,对实验的影响是
(2)将电路改接正确后,闭合开关,调节变阻器的滑片到某位置时,电压表和电流表的示数分别为1.8 V和0.24 A,则被测电阻$R_x$的阻值是
(3)明明为他俩在全班首先获得测量结果而高兴,准备整理实验器材结束实验.你认为他们的实验真的结束了吗?你会给他们提出什么建议呢?
①写出你的建议:
②你提出这个建议的目的是
(4)另一组的小刚用相同的器材连接电路并进行实验,并根据自己所记录的实验数据绘制了如图丙所示的
U-I图像.明明发现小刚绘制的U-I图像和自己绘制的U-I图像不同,你认为小刚在实验操作中出现的问题是
(1)聪聪根据图甲所示的电路图,将图乙中的实验器材连接成实验电路.同小组的明明在检查时认为,从实验目的来看,实验电路上有一根导线连接错了,建议改接.
①请你在接错的那根导线上打“×”,并另画一根导线,使电路连接正确;
②如果不改接这根导线,对实验的影响是
电压表不能测待测电阻两端电压
.(2)将电路改接正确后,闭合开关,调节变阻器的滑片到某位置时,电压表和电流表的示数分别为1.8 V和0.24 A,则被测电阻$R_x$的阻值是
7.5
Ω.(3)明明为他俩在全班首先获得测量结果而高兴,准备整理实验器材结束实验.你认为他们的实验真的结束了吗?你会给他们提出什么建议呢?
①写出你的建议:
应改变滑动变阻器的阻值,多测几组电压与电流的实验数据,求电阻的平均值
;②你提出这个建议的目的是
减小误差
.(4)另一组的小刚用相同的器材连接电路并进行实验,并根据自己所记录的实验数据绘制了如图丙所示的
电压表并联在滑动变阻器的两端
.答案
(1)①电路改接如
②电压表不能测待测电阻两端电压
(2)7.5
(3)①应改变滑动变阻器的阻值,多测几组电压与电流的实验数据,求电阻的平均值
②减小误差
(4)电压表并联在滑动变阻器的两端
解析
【分析】
本题为伏安法测电阻的实验题,需结合实验原理、电路连接规则、欧姆定律及实验操作要求逐步分析:
1. 电路纠错:伏安法测电阻时,电压表应并联在待测电阻两端,需先找出错接导线,再改接使电压表测Rx电压;
2. 电阻计算:利用欧姆定律R=U/I,代入电压、电流值即可算出Rx;
3. 实验完整性:测电阻时为减小误差,需多次测量求平均值,不能仅测一组数据;
4. U-I图像故障分析:若电压随电流增大而减小,说明电压表测的是滑动变阻器电压,因滑动变阻器电阻随电流增大而减小,其电压也减小。
【解析】
(1)① 原电路中电压表错接在滑动变阻器两端,需改接:在连接电压表负接线柱与滑动变阻器D端的导线上打“×”,将该导线改接到Rx的右端(电流表侧),使电压表并联在Rx两端,改接图如
;
② 若不改接,电压表无法测量Rx两端的电压,无法获取计算Rx所需的电压值,导致实验无法完成;
(2) 根据欧姆定律R=U/I,代入U=1.8V、I=0.24A,得Rx=1.8V/0.24A=7.5Ω;
(3) ① 建议:改变滑动变阻器的阻值,多测几组Rx两端的电压与对应电流,计算电阻后求平均值;
② 目的:减小实验误差,提高测量准确度;
(4) 正常Rx的U-I图像电压随电流增大而增大,小刚的图像电压随电流增大而减小,说明电压表并联在滑动变阻器两端(滑动变阻器电压随电流增大而减小)。
【答案】
(1)① 改接如
;② 电压表不能测待测电阻两端电压
(2)7.5
(3)① 应改变滑动变阻器的阻值,多测几组电压与电流的实验数据,求电阻的平均值;② 减小误差
(4)电压表并联在滑动变阻器的两端
【知识点】
欧姆定律、伏安法测电阻、滑动变阻器的使用
【点评】
本题围绕伏安法测电阻实验展开,涵盖电路纠错、电阻计算、实验操作规范及故障分析,全面考查学生对电学实验核心知识的掌握,是初中电学实验的典型题型,需学生熟练掌握实验各环节要求。
【难度系数】
0.5
本题为伏安法测电阻的实验题,需结合实验原理、电路连接规则、欧姆定律及实验操作要求逐步分析:
1. 电路纠错:伏安法测电阻时,电压表应并联在待测电阻两端,需先找出错接导线,再改接使电压表测Rx电压;
2. 电阻计算:利用欧姆定律R=U/I,代入电压、电流值即可算出Rx;
3. 实验完整性:测电阻时为减小误差,需多次测量求平均值,不能仅测一组数据;
4. U-I图像故障分析:若电压随电流增大而减小,说明电压表测的是滑动变阻器电压,因滑动变阻器电阻随电流增大而减小,其电压也减小。
【解析】
(1)① 原电路中电压表错接在滑动变阻器两端,需改接:在连接电压表负接线柱与滑动变阻器D端的导线上打“×”,将该导线改接到Rx的右端(电流表侧),使电压表并联在Rx两端,改接图如
② 若不改接,电压表无法测量Rx两端的电压,无法获取计算Rx所需的电压值,导致实验无法完成;
(2) 根据欧姆定律R=U/I,代入U=1.8V、I=0.24A,得Rx=1.8V/0.24A=7.5Ω;
(3) ① 建议:改变滑动变阻器的阻值,多测几组Rx两端的电压与对应电流,计算电阻后求平均值;
② 目的:减小实验误差,提高测量准确度;
(4) 正常Rx的U-I图像电压随电流增大而增大,小刚的图像电压随电流增大而减小,说明电压表并联在滑动变阻器两端(滑动变阻器电压随电流增大而减小)。
【答案】
(1)① 改接如
(2)7.5
(3)① 应改变滑动变阻器的阻值,多测几组电压与电流的实验数据,求电阻的平均值;② 减小误差
(4)电压表并联在滑动变阻器的两端
【知识点】
欧姆定律、伏安法测电阻、滑动变阻器的使用
【点评】
本题围绕伏安法测电阻实验展开,涵盖电路纠错、电阻计算、实验操作规范及故障分析,全面考查学生对电学实验核心知识的掌握,是初中电学实验的典型题型,需学生熟练掌握实验各环节要求。
【难度系数】
0.5
4. 小明在实验室测正常工作时电压为2.5 V的小灯泡的电阻.

(1)连接如图甲所示的电路,电路连接存在一处错误,请在图甲中只改动一根导线,使电路连接正确(在应改动的导线上打“×”,用笔画线代替导线画出正确的接法).
(2)为保护电路,将滑动变阻器的滑片移至
(3)利用实验数据绘制的I-U图像如图乙,则小灯泡未发光时的电阻可能为
A. 0 B. 3.4 Ω C. 3.7 Ω D. 8.3 Ω
【变式】用标有“2.5 V 0.3 A”的小灯泡来完成该实验.闭合开关移动滑片,当电压表示数为2 V时,电流表示数可能是下列数据中的
A. 0.18 A B. 0.22 A C. 0.26 A
(1)连接如图甲所示的电路,电路连接存在一处错误,请在图甲中只改动一根导线,使电路连接正确(在应改动的导线上打“×”,用笔画线代替导线画出正确的接法).
(2)为保护电路,将滑动变阻器的滑片移至
左
(选填“左”或“右”)端后闭合开关,使电路中的电流在开始测量时最小
(选填“大”或“小”).向另一端移动滑片,发现灯泡在电压达到0.37 V时开始发光,此时电流表示数为0.1 A.(3)利用实验数据绘制的I-U图像如图乙,则小灯泡未发光时的电阻可能为
B
(选填字母代号).A. 0 B. 3.4 Ω C. 3.7 Ω D. 8.3 Ω
【变式】用标有“2.5 V 0.3 A”的小灯泡来完成该实验.闭合开关移动滑片,当电压表示数为2 V时,电流表示数可能是下列数据中的
C
(选填字母代号).A. 0.18 A B. 0.22 A C. 0.26 A
答案
(1)电路改接如
(2)左 小
(3)B
【变式】C
解析
【分析】
本题围绕测小灯泡电阻的实验展开,需依次解决电路纠错、滑动变阻器操作、欧姆定律应用及灯泡电阻特性相关问题:
(1) 电路连接错误在于电压表未并联在小灯泡两端,需调整导线使电压表正确测量灯泡电压;
(2) 闭合开关前滑动变阻器需调至最大阻值处,目的是减小电路电流保护元件,结合滑动变阻器接线判断滑片位置;
(3) 灯泡电阻随温度升高而增大,未发光时温度低电阻小,结合刚发光时的电压电流计算电阻后对比选项;变式题需利用灯泡电阻随温度变化的规律,结合额定参数分析2V时的电流。
【解析】
(1) 原电路中电压表并联在滑动变阻器与灯泡两端,应将电压表改接至小灯泡两端:在连接电压表负接线柱与滑动变阻器左端的导线上打“×”,将该导线改接至小灯泡的右端(靠近电流表的接线柱),改接后的电路如图所示:
;
(2) 为保护电路,闭合开关前滑动变阻器滑片需移至最大阻值处,由图甲可知,滑动变阻器接右下接线柱,滑片移至左端时接入电阻最大,此时电路电流最小,故依次填“左”、“小”;
(3) 灯泡刚发光时,电压U=0.37V,电流I=0.1A,此时电阻R=U/I=0.37V/0.1A=3.7Ω;未发光时灯泡温度更低,电阻小于3.7Ω,选项中仅B(3.4Ω)符合,故选B;
【变式】标有“2.5V 0.3A”的小灯泡,额定电阻R额=2.5V/0.3A≈8.3Ω;灯泡电阻随温度升高而增大,2V时电压低于额定电压,温度更低,电阻小于8.3Ω,电流I=U/R,当U=2V时,若R≈7.7Ω,I≈2V/7.7Ω≈0.26A,故选C。
【答案】
(1)
(2) 左;小
(3) B
【变式】C
【知识点】
伏安法测电阻、滑动变阻器使用、欧姆定律
【点评】
本题综合考查测小灯泡电阻实验的核心考点,需掌握电路纠错方法、滑动变阻器操作规则,关键是理解灯泡电阻随温度变化的特性,是电学实验的典型题型。
【难度系数】
0.5
本题围绕测小灯泡电阻的实验展开,需依次解决电路纠错、滑动变阻器操作、欧姆定律应用及灯泡电阻特性相关问题:
(1) 电路连接错误在于电压表未并联在小灯泡两端,需调整导线使电压表正确测量灯泡电压;
(2) 闭合开关前滑动变阻器需调至最大阻值处,目的是减小电路电流保护元件,结合滑动变阻器接线判断滑片位置;
(3) 灯泡电阻随温度升高而增大,未发光时温度低电阻小,结合刚发光时的电压电流计算电阻后对比选项;变式题需利用灯泡电阻随温度变化的规律,结合额定参数分析2V时的电流。
【解析】
(1) 原电路中电压表并联在滑动变阻器与灯泡两端,应将电压表改接至小灯泡两端:在连接电压表负接线柱与滑动变阻器左端的导线上打“×”,将该导线改接至小灯泡的右端(靠近电流表的接线柱),改接后的电路如图所示:
(2) 为保护电路,闭合开关前滑动变阻器滑片需移至最大阻值处,由图甲可知,滑动变阻器接右下接线柱,滑片移至左端时接入电阻最大,此时电路电流最小,故依次填“左”、“小”;
(3) 灯泡刚发光时,电压U=0.37V,电流I=0.1A,此时电阻R=U/I=0.37V/0.1A=3.7Ω;未发光时灯泡温度更低,电阻小于3.7Ω,选项中仅B(3.4Ω)符合,故选B;
【变式】标有“2.5V 0.3A”的小灯泡,额定电阻R额=2.5V/0.3A≈8.3Ω;灯泡电阻随温度升高而增大,2V时电压低于额定电压,温度更低,电阻小于8.3Ω,电流I=U/R,当U=2V时,若R≈7.7Ω,I≈2V/7.7Ω≈0.26A,故选C。
【答案】
(1)
(2) 左;小
(3) B
【变式】C
【知识点】
伏安法测电阻、滑动变阻器使用、欧姆定律
【点评】
本题综合考查测小灯泡电阻实验的核心考点,需掌握电路纠错方法、滑动变阻器操作规则,关键是理解灯泡电阻随温度变化的特性,是电学实验的典型题型。
【难度系数】
0.5
5.【科学思维】用电流表和电压表测电阻时,电压表和电流表有如图所示的两种接法.关于这两种接法,下列说法中正确的是 (

A.甲图电阻的测量值与真实值相比偏小
B.乙图电阻的测量值与真实值相比偏大
C.甲图适合测量阻值较大的电阻,误差会减小
D.乙图适合测量阻值较大的电阻,误差会减小
C
)A.甲图电阻的测量值与真实值相比偏小
B.乙图电阻的测量值与真实值相比偏大
C.甲图适合测量阻值较大的电阻,误差会减小
D.乙图适合测量阻值较大的电阻,误差会减小
答案
C
解析
【分析】
首先明确甲图是电流表内接法(电流表与待测电阻串联,电压表测电流表和待测电阻的总电压),乙图是电流表外接法(电压表并联在待测电阻两端,电流表测待测电阻和电压表的总电流)。接下来分析两种接法的测量值与真实值的关系及适用场景:
1. 甲图(内接法):测量值$R_{测}=\frac{U}{I}$,其中$U$是待测电阻$R$和电流表内阻$R_A$的总电压,$I$是通过$R$的真实电流,因此$R_{测}=R+R_A$,测量值比真实值偏大;当待测电阻$R$远大于电流表内阻$R_A$时,$R_A$的影响可忽略,误差小,故内接法适合测大电阻。
2. 乙图(外接法):测量值$R_{测}=\frac{U}{I}$,其中$U$是待测电阻$R$的真实电压,$I$是通过$R$和电压表内阻$R_V$的总电流,因此$R_{测}=\frac{R· R_V}{R+R_V}$,测量值比真实值偏小;当待测电阻$R$远小于电压表内阻$R_V$时,$I_V$的影响可忽略,误差小,故外接法适合测小电阻。
再逐一判断选项:A选项甲测量值偏小错误,B选项乙测量值偏大错误,C选项甲适合测大电阻正确,D选项乙适合测大电阻错误。
【解析】
本题考查伏安法测电阻的两种接法的误差分析与适用场景:
甲图为电流表内接法:电压表测待测电阻和电流表的总电压,电流表测待测电阻的真实电流,因此测量值$R_{测}=\frac{U}{I}=R+R_A$,测量值大于真实值;当待测电阻阻值较大时,$R\gg R_A$,电流表内阻的分压可忽略,误差小,故内接法适合测量阻值较大的电阻。
乙图为电流表外接法:电流表测待测电阻和电压表的总电流,电压表测待测电阻的真实电压,因此测量值$R_{测}=\frac{U}{I}=\frac{R· R_V}{R+R_V}$,测量值小于真实值;当待测电阻阻值较小时,$R\ll R_V$,电压表内阻的分流可忽略,误差小,故外接法适合测量阻值较小的电阻。
对选项逐一分析:
A. 甲图测量值偏大,而非偏小,错误;
B. 乙图测量值偏小,而非偏大,错误;
C. 甲图(内接法)适合测量阻值较大的电阻,误差小,正确;
D. 乙图(外接法)适合测量阻值较小的电阻,而非大电阻,错误。
【答案】
C
【知识点】
伏安法测电阻、内接法与外接法、误差分析
【点评】
本题是电学实验中伏安法测电阻的经典题型,核心在于理解两种接法的误差来源和适用条件,需掌握测量值与真实值的关系,属于基础且重要的考点,需熟练掌握误差分析方法。
【难度系数】
0.5
首先明确甲图是电流表内接法(电流表与待测电阻串联,电压表测电流表和待测电阻的总电压),乙图是电流表外接法(电压表并联在待测电阻两端,电流表测待测电阻和电压表的总电流)。接下来分析两种接法的测量值与真实值的关系及适用场景:
1. 甲图(内接法):测量值$R_{测}=\frac{U}{I}$,其中$U$是待测电阻$R$和电流表内阻$R_A$的总电压,$I$是通过$R$的真实电流,因此$R_{测}=R+R_A$,测量值比真实值偏大;当待测电阻$R$远大于电流表内阻$R_A$时,$R_A$的影响可忽略,误差小,故内接法适合测大电阻。
2. 乙图(外接法):测量值$R_{测}=\frac{U}{I}$,其中$U$是待测电阻$R$的真实电压,$I$是通过$R$和电压表内阻$R_V$的总电流,因此$R_{测}=\frac{R· R_V}{R+R_V}$,测量值比真实值偏小;当待测电阻$R$远小于电压表内阻$R_V$时,$I_V$的影响可忽略,误差小,故外接法适合测小电阻。
再逐一判断选项:A选项甲测量值偏小错误,B选项乙测量值偏大错误,C选项甲适合测大电阻正确,D选项乙适合测大电阻错误。
【解析】
本题考查伏安法测电阻的两种接法的误差分析与适用场景:
甲图为电流表内接法:电压表测待测电阻和电流表的总电压,电流表测待测电阻的真实电流,因此测量值$R_{测}=\frac{U}{I}=R+R_A$,测量值大于真实值;当待测电阻阻值较大时,$R\gg R_A$,电流表内阻的分压可忽略,误差小,故内接法适合测量阻值较大的电阻。
乙图为电流表外接法:电流表测待测电阻和电压表的总电流,电压表测待测电阻的真实电压,因此测量值$R_{测}=\frac{U}{I}=\frac{R· R_V}{R+R_V}$,测量值小于真实值;当待测电阻阻值较小时,$R\ll R_V$,电压表内阻的分流可忽略,误差小,故外接法适合测量阻值较小的电阻。
对选项逐一分析:
A. 甲图测量值偏大,而非偏小,错误;
B. 乙图测量值偏小,而非偏大,错误;
C. 甲图(内接法)适合测量阻值较大的电阻,误差小,正确;
D. 乙图(外接法)适合测量阻值较小的电阻,而非大电阻,错误。
【答案】
C
【知识点】
伏安法测电阻、内接法与外接法、误差分析
【点评】
本题是电学实验中伏安法测电阻的经典题型,核心在于理解两种接法的误差来源和适用条件,需掌握测量值与真实值的关系,属于基础且重要的考点,需熟练掌握误差分析方法。
【难度系数】
0.5
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