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1[2025四川广元中考,中]“格物”学习小组在“伏安法测电阻”实验中,连接了如图所示的实物电路,其中电源两端电压恒为3.0 V,电阻丝的质地和粗细都均匀且长为40 cm。
(1)开始实验时,他们将鳄鱼夹夹在电阻丝的N端,闭合开关,发现电流表和电压表均无示数。老师检查后告知故障在电源正极经开关到电阻丝之间。以下是同学们检查电路具体故障的操作,你认为最不必要的一项是
A.取下电压表,闭合开关,观察电流表示数
B.取下电压表,将其并联在开关两端,闭合开关,观察两表示数
C.将鳄鱼夹夹在开关的B接线柱上,闭合开关,观察两表示数
(2)他们排除故障后继续实验,改变鳄鱼夹在电阻丝上的位置,测得实验数据如表,则未知电阻$R_x$的阻值是
(3)实验中,多次测量的目的是
(4)根据表中数据,第2次测量中电阻丝接入电路的长度是
(1)开始实验时,他们将鳄鱼夹夹在电阻丝的N端,闭合开关,发现电流表和电压表均无示数。老师检查后告知故障在电源正极经开关到电阻丝之间。以下是同学们检查电路具体故障的操作,你认为最不必要的一项是
A
。A.取下电压表,闭合开关,观察电流表示数
B.取下电压表,将其并联在开关两端,闭合开关,观察两表示数
C.将鳄鱼夹夹在开关的B接线柱上,闭合开关,观察两表示数
(2)他们排除故障后继续实验,改变鳄鱼夹在电阻丝上的位置,测得实验数据如表,则未知电阻$R_x$的阻值是
5.1
Ω。(结果保留一位小数)(3)实验中,多次测量的目的是
取平均值减小误差
。(4)根据表中数据,第2次测量中电阻丝接入电路的长度是
10
cm。答案
1.(1)A
(2)5.1
(3)取平均值减小误差
(4)10
【解析】(1)取下电压表,闭合开关,电流表仍无示数,不能确定故障所在位置;取下电压表,将其并联在开关两端,闭合开关,若电压表有示数,则开关开路,若电压表无示数,则开关之外的电路开路;将鳄鱼夹夹在开关的B接线柱上,闭合开关,两表都有示数,则B接线柱到电阻丝之间的电路开路,若无示数,则电源正极到B接线柱之间的电路开路。故选A。(2)他们排除故障后继续实验,改变鳄鱼夹在电阻丝上的位置,测得实验数据如表,第1次测得电阻大小为$R_1=\frac{U_1}{I_1}=\frac{1\ \mathrm{V}}{0.20\ \mathrm{A}}=5\ \Omega$,同理,第2、3次测得电阻大小分别为5 Ω和5.2 Ω,则未知电阻$R_x$的阻值是$R_x=\frac{5\ \Omega+5\ \Omega+5.2\ \Omega}{3}\approx5.1\ \Omega$。(3)实验中,多次测量的目的是取平均值减小误差。(4)根据表中数据,由串联电路电压的规律及欧姆定律可知,第1次电阻丝连入电路的电阻为$R_1'=\frac{U_{\mathrm{源}}-U_1}{I_1}=\frac{3.0\ \mathrm{V}-1\ \mathrm{V}}{0.20\ \mathrm{A}}=10\ \Omega$,第2次电阻丝连入电路的电阻为$R_2'=\frac{U_{\mathrm{源}}-U_2}{I_2}=\frac{3.0\ \mathrm{V}-2\ \mathrm{V}}{0.40\ \mathrm{A}}=2.5\ \Omega$,第2次测量中电阻丝接入电路的电阻是第1次的四分之一,由于电阻丝的质地和粗细都均匀,则电阻丝接入电路的电阻与接入电路的长度成正比,故第2次测量中电阻丝接入电路的长度是$\frac{40\ \mathrm{cm}}{4}=10\ \mathrm{cm}$。
(2)5.1
(3)取平均值减小误差
(4)10
【解析】(1)取下电压表,闭合开关,电流表仍无示数,不能确定故障所在位置;取下电压表,将其并联在开关两端,闭合开关,若电压表有示数,则开关开路,若电压表无示数,则开关之外的电路开路;将鳄鱼夹夹在开关的B接线柱上,闭合开关,两表都有示数,则B接线柱到电阻丝之间的电路开路,若无示数,则电源正极到B接线柱之间的电路开路。故选A。(2)他们排除故障后继续实验,改变鳄鱼夹在电阻丝上的位置,测得实验数据如表,第1次测得电阻大小为$R_1=\frac{U_1}{I_1}=\frac{1\ \mathrm{V}}{0.20\ \mathrm{A}}=5\ \Omega$,同理,第2、3次测得电阻大小分别为5 Ω和5.2 Ω,则未知电阻$R_x$的阻值是$R_x=\frac{5\ \Omega+5\ \Omega+5.2\ \Omega}{3}\approx5.1\ \Omega$。(3)实验中,多次测量的目的是取平均值减小误差。(4)根据表中数据,由串联电路电压的规律及欧姆定律可知,第1次电阻丝连入电路的电阻为$R_1'=\frac{U_{\mathrm{源}}-U_1}{I_1}=\frac{3.0\ \mathrm{V}-1\ \mathrm{V}}{0.20\ \mathrm{A}}=10\ \Omega$,第2次电阻丝连入电路的电阻为$R_2'=\frac{U_{\mathrm{源}}-U_2}{I_2}=\frac{3.0\ \mathrm{V}-2\ \mathrm{V}}{0.40\ \mathrm{A}}=2.5\ \Omega$,第2次测量中电阻丝接入电路的电阻是第1次的四分之一,由于电阻丝的质地和粗细都均匀,则电阻丝接入电路的电阻与接入电路的长度成正比,故第2次测量中电阻丝接入电路的长度是$\frac{40\ \mathrm{cm}}{4}=10\ \mathrm{cm}$。
2[2025河南中考,中]某小组用图甲中的器材测量小灯泡的电阻,所用电源电压为3 V,小灯泡正常发光时的电压为2.5 V。
(1)请用笔画线表示导线,将图甲中的电路连接完整。
(2)正确连接好电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P置于(填“A”或“B”)端。闭合开关后,发现小灯泡不发光,电压表有示数,电流表无示数。已知导线、电表均完好且接触良好,造成这一现象的原因可能是。
(3)排除故障后进行实验,当滑动变阻器的滑片移至某一位置时,电压表的示数为2.1 V,电流表的示数如图乙所示,为A,此时小灯泡的电阻为Ω(计算结果保留一位小数)。
(4)经过多次实验,测量并记录多组数据,得到小灯泡的I-U图像如图丙所示,该图像不是一条直线,其原因是。接下来,小组成员又对实验过程中通过滑动变阻器的电流与其两端的电压的关系进行了思考,根据图丙大致画出了滑动变阻器的I-U图像。图丁为三位同学画出的图像,其中正确的是(填“A”“B”或“C”),你判断的理由是。
丁
(1)请用笔画线表示导线,将图甲中的电路连接完整。
(2)正确连接好电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P置于(填“A”或“B”)端。闭合开关后,发现小灯泡不发光,电压表有示数,电流表无示数。已知导线、电表均完好且接触良好,造成这一现象的原因可能是。
(3)排除故障后进行实验,当滑动变阻器的滑片移至某一位置时,电压表的示数为2.1 V,电流表的示数如图乙所示,为A,此时小灯泡的电阻为Ω(计算结果保留一位小数)。
(4)经过多次实验,测量并记录多组数据,得到小灯泡的I-U图像如图丙所示,该图像不是一条直线,其原因是。接下来,小组成员又对实验过程中通过滑动变阻器的电流与其两端的电压的关系进行了思考,根据图丙大致画出了滑动变阻器的I-U图像。图丁为三位同学画出的图像,其中正确的是(填“A”“B”或“C”),你判断的理由是。
丁
答案
2.(1)
(2)B 灯泡开路
(3)0.26 8.1
(4)灯泡的电阻随温度的变化而变化 C 灯泡两端的电压与变阻器两端的电压之和等于电源电压,保持不变,且通过灯泡与变阻器的电流始终相等(合理即可)
【解析】(1)电源电压为3 V,故电压表选用小量程与灯泡并联,滑动变阻器按“一上一下”的方式接入电路,如答案图所示。(2)正确连接好电路,闭合开关前,为保护电路,应将滑动变阻器的滑片P置于阻值最大处,即B端。闭合开关后,发现小灯泡不发光,电流表无示数,电路可能出现了开路,电压表有示数,说明电压表与电源连通,已知导线、电表均完好且接触良好,故造成这一现象的原因可能是灯泡开路。(3)排除故障后进行实验,当滑动变阻器的滑片移至某一位置时,电压表的示数为2.1 V,电流表的示数如图乙所示,图乙中电流表选用小量程,分度值为0.02 A,示数为0.26 A,此时小灯泡的电阻为$R=\frac{U}{I}=\frac{2.1\ \mathrm{V}}{0.26\ \mathrm{A}}\approx8.1\ \Omega$。(4)经过多次实验,测量并记录多组数据,得到小灯泡的I-U图像如图丙所示,该图像不是一条直线,是因为灯泡的电阻随温度的变化而变化。因灯泡两端的电压与变阻器两端的电压之和等于电源电压,保持不变,且通过灯泡与变阻器的电流始终相等,故C正确,A、B错误。故选C。
