5. 在“测量小灯泡的电阻”实验中,某同学连接好电路后,闭合开关,发现小灯泡不亮,但电流表有示数,则他接下来应进行的操作是(
A.更换小灯泡
B.更换电源
C.检查电路是否断路
D.移动滑动变阻器的滑动头,观察小灯泡是否发光
D
)。A.更换小灯泡
B.更换电源
C.检查电路是否断路
D.移动滑动变阻器的滑动头,观察小灯泡是否发光
答案
5. D
解析
【分析】
首先根据实验现象“电流表有示数”判断电路状态:电流表有示数说明电路是通路,不存在断路故障,可直接排除涉及断路检查的选项;小灯泡不亮但电路通路,说明故障是电路中电流过小,导致小灯泡实际功率不足,结合滑动变阻器在电路中的作用,应尝试移动滑动变阻器滑片改变电阻,观察小灯泡是否发光,以此确定后续操作。
【解析】
逐一分析各选项:
选项A:若小灯泡损坏,电路断路,电流表无示数,与题目中“电流表有示数”矛盾,故A错误。
选项B:电源故障会导致电流表无示数或示数异常,不符合题意,故B错误。
选项C:电流表有示数说明电路为通路,不存在断路,无需检查断路,故C错误。
选项D:电路通路但电流过小,是因为滑动变阻器接入阻值过大,移动滑动变阻器滑片可减小接入电阻,增大电路电流,观察小灯泡是否发光,符合操作逻辑,故D正确。
【答案】
D
【知识点】
电路故障分析、滑动变阻器的使用
【点评】
本题结合“测量小灯泡的电阻”实验考查电路故障分析,需掌握电流表有示数代表通路、小灯泡不亮的常见原因,重点考查对滑动变阻器作用的理解,属于初中物理基础题型。
【难度系数】
0.7
首先根据实验现象“电流表有示数”判断电路状态:电流表有示数说明电路是通路,不存在断路故障,可直接排除涉及断路检查的选项;小灯泡不亮但电路通路,说明故障是电路中电流过小,导致小灯泡实际功率不足,结合滑动变阻器在电路中的作用,应尝试移动滑动变阻器滑片改变电阻,观察小灯泡是否发光,以此确定后续操作。
【解析】
逐一分析各选项:
选项A:若小灯泡损坏,电路断路,电流表无示数,与题目中“电流表有示数”矛盾,故A错误。
选项B:电源故障会导致电流表无示数或示数异常,不符合题意,故B错误。
选项C:电流表有示数说明电路为通路,不存在断路,无需检查断路,故C错误。
选项D:电路通路但电流过小,是因为滑动变阻器接入阻值过大,移动滑动变阻器滑片可减小接入电阻,增大电路电流,观察小灯泡是否发光,符合操作逻辑,故D正确。
【答案】
D
【知识点】
电路故障分析、滑动变阻器的使用
【点评】
本题结合“测量小灯泡的电阻”实验考查电路故障分析,需掌握电流表有示数代表通路、小灯泡不亮的常见原因,重点考查对滑动变阻器作用的理解,属于初中物理基础题型。
【难度系数】
0.7
6. 在“测量小灯泡的电阻”实验中,已知电源电压为 4.5 V,小灯泡上标有“3.8 V”的字样。
(1)小丽连接的实验电路如图 12-5-12 所示,其中有一条导线连接错误,请你在错误的导线上画“×”,并用笔画线代替导线画出正确的导线。

(2)电路修改正确后,小丽进行实验,记录的实验数据如下表所示。在获得第1次实验数据后,为完成上述实验,滑动变阻器接入电路的阻值应逐渐

(3)计算可知小灯泡正常发光时的电阻为
(4)请结合你已有的知识对小丽的实验数据进行分析,可知第
(1)小丽连接的实验电路如图 12-5-12 所示,其中有一条导线连接错误,请你在错误的导线上画“×”,并用笔画线代替导线画出正确的导线。
(2)电路修改正确后,小丽进行实验,记录的实验数据如下表所示。在获得第1次实验数据后,为完成上述实验,滑动变阻器接入电路的阻值应逐渐
增大
(选填“增大”或“减小”)。(3)计算可知小灯泡正常发光时的电阻为
10
Ω。(4)请结合你已有的知识对小丽的实验数据进行分析,可知第
4
次实验数据是错误的,判断依据是小灯泡的电阻随温度的降低而减小
。答案
(1) 图略 (2) 增大 (3) 10 (4) 4 小灯泡的电阻随温度的降低而减小
解析
【分析】
本题围绕“测量小灯泡的电阻”实验展开,需结合伏安法测电阻的原理、串联电路规律、欧姆定律及电阻的影响因素解题:
1. 第(1)问:伏安法测电阻要求电流表串联、电压表并联在小灯泡两端,且电压表量程需匹配小灯泡额定电压(3.8V),据此找出错误导线并修正;
2. 第(2)问:根据串联电路分压规律,结合实验中调节滑动变阻器改变小灯泡电压的需求,判断阻值变化;
3. 第(3)问:小灯泡正常发光时电压为额定电压,利用欧姆定律R=U/I计算正常发光时的电阻;
4. 第(4)问:小灯泡电阻随温度变化,温度越低电阻越小,据此分析实验数据找出错误项。
【解析】
(1) 伏安法测小灯泡电阻时,电压表应并联在小灯泡两端,且选0~15V量程(匹配3.8V额定电压),原电路中电压表连接错误,将错误导线改接至小灯泡两端即可(图略);
(2) 电路正确后,实验中需调节滑动变阻器改变小灯泡两端电压,第1次实验后,根据串联分压原理,滑动变阻器接入电路的阻值应逐渐增大;
(3) 小灯泡正常发光时,两端电压U=3.8V,由欧姆定律R=U/I,计算得电阻为10Ω;
(4) 小灯泡的电阻随温度降低而减小,实验数据中第4次的电阻不符合该规律,故为错误数据。
【答案】
(1)图略 (2)增大 (3)10 (4)4 小灯泡的电阻随温度的降低而减小
【知识点】
伏安法测电阻、欧姆定律、电阻与温度的关系
【点评】
本题考查电学核心实验“测量小灯泡的电阻”,涵盖电路连接、滑动变阻器调节、电阻计算及电阻影响因素,是初中电学实验的重点内容,需掌握实验原理和规律。
【难度系数】
0.5
本题围绕“测量小灯泡的电阻”实验展开,需结合伏安法测电阻的原理、串联电路规律、欧姆定律及电阻的影响因素解题:
1. 第(1)问:伏安法测电阻要求电流表串联、电压表并联在小灯泡两端,且电压表量程需匹配小灯泡额定电压(3.8V),据此找出错误导线并修正;
2. 第(2)问:根据串联电路分压规律,结合实验中调节滑动变阻器改变小灯泡电压的需求,判断阻值变化;
3. 第(3)问:小灯泡正常发光时电压为额定电压,利用欧姆定律R=U/I计算正常发光时的电阻;
4. 第(4)问:小灯泡电阻随温度变化,温度越低电阻越小,据此分析实验数据找出错误项。
【解析】
(1) 伏安法测小灯泡电阻时,电压表应并联在小灯泡两端,且选0~15V量程(匹配3.8V额定电压),原电路中电压表连接错误,将错误导线改接至小灯泡两端即可(图略);
(2) 电路正确后,实验中需调节滑动变阻器改变小灯泡两端电压,第1次实验后,根据串联分压原理,滑动变阻器接入电路的阻值应逐渐增大;
(3) 小灯泡正常发光时,两端电压U=3.8V,由欧姆定律R=U/I,计算得电阻为10Ω;
(4) 小灯泡的电阻随温度降低而减小,实验数据中第4次的电阻不符合该规律,故为错误数据。
【答案】
(1)图略 (2)增大 (3)10 (4)4 小灯泡的电阻随温度的降低而减小
【知识点】
伏安法测电阻、欧姆定律、电阻与温度的关系
【点评】
本题考查电学核心实验“测量小灯泡的电阻”,涵盖电路连接、滑动变阻器调节、电阻计算及电阻影响因素,是初中电学实验的重点内容,需掌握实验原理和规律。
【难度系数】
0.5
7. 小明和实验小组的同学用如图12-5-13甲所示的电路测量电阻$ R_x $的阻值,电源电压为3 V,滑动变阻器的最大阻值为20 Ω。

图12-5-13
(1)请根据图12-5-13甲中的实物电路,在图12-5-13乙中的虚线框内画出对应的电路图。
(2)小明正确地连好电路,闭合开关后,电流表、电压表的示数如下表所示,请你帮小明判断故障原因,并填在表格中。(故障发生在$ R_x $处)

(3)排除故障后,某次实验中,电流表的示数为0.50 A,电压表的示数如图12-5-14所示,则电阻$ R_x $的阻值为

图12-5-14
(4)在完成以上实验后,小组同学还想测量一个正常工作电压为3.8 V的小灯泡正常发光时的电阻,于是他们找来一个6 V的电源,但发现电压表0~15 V的量程已损坏,只有0~3 V的量程可用,其他器材不变。请你将电压表接到图12-5-15中的适当位置,以便完成实验。

图12-5-15
图12-5-13
(1)请根据图12-5-13甲中的实物电路,在图12-5-13乙中的虚线框内画出对应的电路图。
(2)小明正确地连好电路,闭合开关后,电流表、电压表的示数如下表所示,请你帮小明判断故障原因,并填在表格中。(故障发生在$ R_x $处)
(3)排除故障后,某次实验中,电流表的示数为0.50 A,电压表的示数如图12-5-14所示,则电阻$ R_x $的阻值为
5
Ω。为使测量结果更精确,接下来的操作是移动滑动变阻器的滑动头,多测几组电流值与电压值,计算$R_x$的阻值并取平均值
。图12-5-14
(4)在完成以上实验后,小组同学还想测量一个正常工作电压为3.8 V的小灯泡正常发光时的电阻,于是他们找来一个6 V的电源,但发现电压表0~15 V的量程已损坏,只有0~3 V的量程可用,其他器材不变。请你将电压表接到图12-5-15中的适当位置,以便完成实验。
图12-5-15
答案
解:
(1) 从电源正极出发,依次串联开关S、滑动变阻器、定值电阻$R_x$、电流表,回到电源负极,电压表并联在$R_x$两端,绘制出对应电路图即可。
(2) 第一行故障:$R_x$短路;第二行故障:$R_x$断路
(3) 由电压表可知其量程为0~3V,分度值为0.1V,示数为2.5V,根据欧姆定律$R_x=\frac{U}{I}=\frac{2.5\ \mathrm{V}}{0.50\ \mathrm{A}}=5\ \Omega$;接下来的操作是:移动滑动变阻器的滑片,多测几组对应的电流值和电压值,分别计算出$R_x$的阻值后取平均值,减小测量误差。
(4) 将0~3V量程的电压表并联在滑动变阻器两端,当电压表示数为$6\ \mathrm{V}-3.8\ \mathrm{V}=2.2\ \mathrm{V}$时,小灯泡两端电压恰好为额定电压3.8V,即可测出小灯泡正常发光时的电阻。
答案:
(1) 电路图按上述描述绘制即可
(2) 第一空:$R_x$短路;第二空:$R_x$断路
(3) $\boldsymbol{5}$;移动滑动变阻器的滑片,多测几组电流和电压值,计算出$R_x$的阻值并取平均值,减小误差
(4) 将电压表并联在滑动变阻器两端(接电压表的两个接线柱到滑动变阻器的两端)即可
(1) 从电源正极出发,依次串联开关S、滑动变阻器、定值电阻$R_x$、电流表,回到电源负极,电压表并联在$R_x$两端,绘制出对应电路图即可。
(2) 第一行故障:$R_x$短路;第二行故障:$R_x$断路
(3) 由电压表可知其量程为0~3V,分度值为0.1V,示数为2.5V,根据欧姆定律$R_x=\frac{U}{I}=\frac{2.5\ \mathrm{V}}{0.50\ \mathrm{A}}=5\ \Omega$;接下来的操作是:移动滑动变阻器的滑片,多测几组对应的电流值和电压值,分别计算出$R_x$的阻值后取平均值,减小测量误差。
(4) 将0~3V量程的电压表并联在滑动变阻器两端,当电压表示数为$6\ \mathrm{V}-3.8\ \mathrm{V}=2.2\ \mathrm{V}$时,小灯泡两端电压恰好为额定电压3.8V,即可测出小灯泡正常发光时的电阻。
答案:
(1) 电路图按上述描述绘制即可
(2) 第一空:$R_x$短路;第二空:$R_x$断路
(3) $\boldsymbol{5}$;移动滑动变阻器的滑片,多测几组电流和电压值,计算出$R_x$的阻值并取平均值,减小误差
(4) 将电压表并联在滑动变阻器两端(接电压表的两个接线柱到滑动变阻器的两端)即可
解析
【分析】
本题围绕伏安法测电阻展开,分四个小问逐步考查:(1)画电路图需对应实物的串联连接顺序,明确电压表并联位置;(2)故障判断根据电流表、电压表示数变化,结合Rx短路/断路的电路特点分析;(3)利用欧姆定律计算Rx阻值,减小误差需多次测量取平均值;(4)电压表0~15V量程损坏时,利用串联分压规律,将电压表接滑动变阻器间接测小灯泡额定电压。
【解析】
(1) 实物电路连接为:电源正极→开关→滑动变阻器→定值电阻$R_x$→电流表→电源负极,电压表并联在$R_x$两端,据此绘制对应电路图即可。
(2) 若$R_x$短路,电压表测短路处电压,示数为0,电路通路,电流表有示数;若$R_x$断路,电压表串联在电路中,测电源电压,电路电流极小,电流表几乎无示数,故故障依次为$R_x$短路、$R_x$断路。
(3) 电压表量程为0~3V,分度值0.1V,示数为2.5V,根据欧姆定律$R_x=\frac{U}{I}=\frac{2.5\ \mathrm{V}}{0.50\ \mathrm{A}}=5\ \Omega$;为减小测量误差,需移动滑动变阻器的滑片,多测几组电流和电压值,计算$R_x$的阻值后取平均值。
(4) 小灯泡额定电压3.8V,电源电压6V,滑动变阻器需分压$6\ \mathrm{V}-3.8\ \mathrm{V}=2.2\ \mathrm{V}$,电压表0~3V量程可测该电压,故将电压表并联在滑动变阻器两端,当电压表示数为2.2V时,小灯泡正常发光。
【答案】
(1) 电路图按上述描述绘制即可;(2) 第一空:$R_x$短路;第二空:$R_x$断路;(3) $\boldsymbol{5}$;移动滑动变阻器的滑片,多测几组电流和电压值,计算出$R_x$的阻值并取平均值,减小误差;(4) 将电压表并联在滑动变阻器两端即可。
【知识点】
欧姆定律、电路故障分析、伏安法测电阻
【点评】
本题是伏安法测电阻的综合应用,涵盖电路图绘制、故障判断、电阻计算及特殊方法测电阻,考查学生对基础知识点的掌握和灵活应用能力,是初中电学的典型题型。
【难度系数】
0.6
本题围绕伏安法测电阻展开,分四个小问逐步考查:(1)画电路图需对应实物的串联连接顺序,明确电压表并联位置;(2)故障判断根据电流表、电压表示数变化,结合Rx短路/断路的电路特点分析;(3)利用欧姆定律计算Rx阻值,减小误差需多次测量取平均值;(4)电压表0~15V量程损坏时,利用串联分压规律,将电压表接滑动变阻器间接测小灯泡额定电压。
【解析】
(1) 实物电路连接为:电源正极→开关→滑动变阻器→定值电阻$R_x$→电流表→电源负极,电压表并联在$R_x$两端,据此绘制对应电路图即可。
(2) 若$R_x$短路,电压表测短路处电压,示数为0,电路通路,电流表有示数;若$R_x$断路,电压表串联在电路中,测电源电压,电路电流极小,电流表几乎无示数,故故障依次为$R_x$短路、$R_x$断路。
(3) 电压表量程为0~3V,分度值0.1V,示数为2.5V,根据欧姆定律$R_x=\frac{U}{I}=\frac{2.5\ \mathrm{V}}{0.50\ \mathrm{A}}=5\ \Omega$;为减小测量误差,需移动滑动变阻器的滑片,多测几组电流和电压值,计算$R_x$的阻值后取平均值。
(4) 小灯泡额定电压3.8V,电源电压6V,滑动变阻器需分压$6\ \mathrm{V}-3.8\ \mathrm{V}=2.2\ \mathrm{V}$,电压表0~3V量程可测该电压,故将电压表并联在滑动变阻器两端,当电压表示数为2.2V时,小灯泡正常发光。
【答案】
(1) 电路图按上述描述绘制即可;(2) 第一空:$R_x$短路;第二空:$R_x$断路;(3) $\boldsymbol{5}$;移动滑动变阻器的滑片,多测几组电流和电压值,计算出$R_x$的阻值并取平均值,减小误差;(4) 将电压表并联在滑动变阻器两端即可。
【知识点】
欧姆定律、电路故障分析、伏安法测电阻
【点评】
本题是伏安法测电阻的综合应用,涵盖电路图绘制、故障判断、电阻计算及特殊方法测电阻,考查学生对基础知识点的掌握和灵活应用能力,是初中电学的典型题型。
【难度系数】
0.6
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