1. 在“用伏安法测量小灯泡的电功率”实验中,某同学连接好电路,闭合开关,当滑动变阻器连入电路中的电阻变大时,电压表的示数也随之变大;反之,随之变小。这是因为(
A.电压表与滑动变阻器并联了
B.小灯泡被短路了
C.滑动变阻器的接线柱接错了
D.电压表的正、负接线柱接错了
A
)。A.电压表与滑动变阻器并联了
B.小灯泡被短路了
C.滑动变阻器的接线柱接错了
D.电压表的正、负接线柱接错了
答案
A
解析
【解析】
在“用伏安法测量小灯泡的电功率”实验中,正常操作时电压表应并联在小灯泡两端。当滑动变阻器连入电路的电阻变大时,电路总电阻变大,电流变小,根据$U=IR$,小灯泡两端电压会变小,电压表示数应变小。
选项A:若电压表与滑动变阻器并联,滑动变阻器电阻变大时,其两端电压$U_{滑}=U_{总}-U_{灯}$,$U_{灯}$变小,所以$U_{滑}$变大,电压表示数变大,符合题意;
选项B:若小灯泡被短路,电压表也会被短路,示数始终为0,不符合题意;
选项C:滑动变阻器接线柱接错(如接成下面两个或上面两个),接下面两个时电阻最大且不变,电压表示数不变;接上面两个时电阻为0,电压表示数为电源电压且不变,均不符合题意;
选项D:电压表正负接线柱接错,只会导致指针反向偏转,不会影响示数随滑动变阻器电阻变化的趋势,不符合题意。
综上,答案选A。
【答案】
A
【知识点】
伏安法测电功率、电路动态分析
【点评】
本题考查伏安法测小灯泡电功率实验中的电路故障分析,需结合串并联电路的电压、电流规律,理解各元件连接方式对电表示数的影响,明确电压表的正确使用方法是解题关键。
【难度系数】
0.6
在“用伏安法测量小灯泡的电功率”实验中,正常操作时电压表应并联在小灯泡两端。当滑动变阻器连入电路的电阻变大时,电路总电阻变大,电流变小,根据$U=IR$,小灯泡两端电压会变小,电压表示数应变小。
选项A:若电压表与滑动变阻器并联,滑动变阻器电阻变大时,其两端电压$U_{滑}=U_{总}-U_{灯}$,$U_{灯}$变小,所以$U_{滑}$变大,电压表示数变大,符合题意;
选项B:若小灯泡被短路,电压表也会被短路,示数始终为0,不符合题意;
选项C:滑动变阻器接线柱接错(如接成下面两个或上面两个),接下面两个时电阻最大且不变,电压表示数不变;接上面两个时电阻为0,电压表示数为电源电压且不变,均不符合题意;
选项D:电压表正负接线柱接错,只会导致指针反向偏转,不会影响示数随滑动变阻器电阻变化的趋势,不符合题意。
综上,答案选A。
【答案】
A
【知识点】
伏安法测电功率、电路动态分析
【点评】
本题考查伏安法测小灯泡电功率实验中的电路故障分析,需结合串并联电路的电压、电流规律,理解各元件连接方式对电表示数的影响,明确电压表的正确使用方法是解题关键。
【难度系数】
0.6
2. 小明利用如图13-2-14所示的电路测量小灯泡的电功率,其中小灯泡灯丝阻值会随着温度的变化而变化。小灯泡上标有“2.5 V 0.5 W”的字样,电源电压恒为3V,根据获得的实验数据绘制出电路总功率$P_{总}$、小灯泡电功率$P_{L}$、电压表$V_{1}的示数U_{1}和电压表V_{2}的示数U_{2}$随电路电流变化的关系图像,如图13-2-15所示,其中正确的是(


C
)。答案
C
解析
【解析】
由电路图可知,小灯泡与滑动变阻器串联,电压表V₁测小灯泡两端电压,V₂测滑动变阻器两端电压,电源电压恒为3V。
1. 电路总功率$P_{总}=U_{总}I$,因$U_{总}=3V$恒定,故$P_{总}$与电流$I$成正比,对应过原点的倾斜直线;
2. 小灯泡的电功率$P_{L}=U_{L}I$,灯丝阻值随温度升高而增大,电流增大时,灯泡温度升高、阻值变大,由$U_{L}=IR_{L}$可知,$U_{L}$随$I$的增大而加快增大,因此$P_{L}$与$I$的关系为斜率逐渐增大的曲线;
3. 电压表V₁的示数$U_{1}$即小灯泡两端电压,因灯丝阻值随电流增大(温度升高)而增大,故$U_{1}-I$图像为斜率逐渐增大的曲线;
4. 电压表V₂的示数$U_{2}=U_{总}-U_{1}=3V-U_{1}$,由于$U_{1}$随$I$增大而加快增大,故$U_{2}$随$I$增大而加快减小,对应斜率绝对值逐渐增大的曲线。
综合上述分析,正确的是选项C。
【答案】
C
【知识点】
串联电路电压规律、电功率计算、灯丝电阻与温度的关系
【点评】
本题结合串联电路特点,考查电功率和电压随电流的变化规律,需考虑灯丝电阻随温度变化的特性,对图像分析和逻辑推理能力有一定要求。
【难度系数】
0.5
由电路图可知,小灯泡与滑动变阻器串联,电压表V₁测小灯泡两端电压,V₂测滑动变阻器两端电压,电源电压恒为3V。
1. 电路总功率$P_{总}=U_{总}I$,因$U_{总}=3V$恒定,故$P_{总}$与电流$I$成正比,对应过原点的倾斜直线;
2. 小灯泡的电功率$P_{L}=U_{L}I$,灯丝阻值随温度升高而增大,电流增大时,灯泡温度升高、阻值变大,由$U_{L}=IR_{L}$可知,$U_{L}$随$I$的增大而加快增大,因此$P_{L}$与$I$的关系为斜率逐渐增大的曲线;
3. 电压表V₁的示数$U_{1}$即小灯泡两端电压,因灯丝阻值随电流增大(温度升高)而增大,故$U_{1}-I$图像为斜率逐渐增大的曲线;
4. 电压表V₂的示数$U_{2}=U_{总}-U_{1}=3V-U_{1}$,由于$U_{1}$随$I$增大而加快增大,故$U_{2}$随$I$增大而加快减小,对应斜率绝对值逐渐增大的曲线。
综合上述分析,正确的是选项C。
【答案】
C
【知识点】
串联电路电压规律、电功率计算、灯丝电阻与温度的关系
【点评】
本题结合串联电路特点,考查电功率和电压随电流的变化规律,需考虑灯丝电阻随温度变化的特性,对图像分析和逻辑推理能力有一定要求。
【难度系数】
0.5
3. 图13-2-16是电学中常见的电路图,在A、B两点间分别接入下列选项中的元件并进行对应实验,其中描述正确的是(

A.A、B两点间接入定值电阻,探究电流与电压的关系,要不断更换阻值不同的定值电阻
B.A、B两点间接入定值电阻,探究电流与电阻的关系,要保持定值电阻两端的电压不变
C.A、B两点间接入定值电阻,测量定值电阻的阻值,实验开始时电流表、电压表不需要试触
D.A、B两点间接入小灯泡,测量小灯泡的电功率,要多次测量求电功率的平均值
B
)。A.A、B两点间接入定值电阻,探究电流与电压的关系,要不断更换阻值不同的定值电阻
B.A、B两点间接入定值电阻,探究电流与电阻的关系,要保持定值电阻两端的电压不变
C.A、B两点间接入定值电阻,测量定值电阻的阻值,实验开始时电流表、电压表不需要试触
D.A、B两点间接入小灯泡,测量小灯泡的电功率,要多次测量求电功率的平均值
答案
B
解析
【解析】
逐一分析各选项:
A. 探究电流与电压的关系时,需控制电阻阻值不变,通过移动滑动变阻器改变定值电阻两端电压,不需要更换不同阻值的定值电阻,A错误;
B. 探究电流与电阻的关系时,要控制定值电阻两端的电压不变,更换不同阻值的定值电阻进行实验,B正确;
C. 测量定值电阻的阻值时,实验开始时电流表、电压表需要试触,以选择合适的量程,C错误;
D. 小灯泡的电功率随温度变化而变化,不同电压下小灯泡的实际电功率不同,测量小灯泡的电功率时,多次测量是为了探究不同电压下的电功率,不能求平均值,D错误。
【答案】
B
【知识点】
电流与电阻的关系;伏安法测电阻;伏安法测电功率
【点评】
本题考查电学实验的核心原理与操作要点,需明确不同实验的控制变量要求、操作规范及多次测量的目的,区分不同实验的本质差异。
【难度系数】
0.7
逐一分析各选项:
A. 探究电流与电压的关系时,需控制电阻阻值不变,通过移动滑动变阻器改变定值电阻两端电压,不需要更换不同阻值的定值电阻,A错误;
B. 探究电流与电阻的关系时,要控制定值电阻两端的电压不变,更换不同阻值的定值电阻进行实验,B正确;
C. 测量定值电阻的阻值时,实验开始时电流表、电压表需要试触,以选择合适的量程,C错误;
D. 小灯泡的电功率随温度变化而变化,不同电压下小灯泡的实际电功率不同,测量小灯泡的电功率时,多次测量是为了探究不同电压下的电功率,不能求平均值,D错误。
【答案】
B
【知识点】
电流与电阻的关系;伏安法测电阻;伏安法测电功率
【点评】
本题考查电学实验的核心原理与操作要点,需明确不同实验的控制变量要求、操作规范及多次测量的目的,区分不同实验的本质差异。
【难度系数】
0.7
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