南昌市初三九年级物理中考电学实验汇编答案
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南昌市初三九年级物理中考电学实验汇编答案
一、电压电阻中考物理电学实验
1.小宇同学在“探究串联电路电压规律”的实验时,得到“电源两端电压总大于各用电器两端电压之和”的结论,这与之前“电源两端电压等于各用电器两端电压之和”的猜想不符。
小宇用图甲所示的电路继续进行探究:
(1)测量电源及灯泡两端电压,电压表接在AB两点,是为了测量灯___两端的电压,闭合开关,电压表的示数(如图乙所示)是____V;
(2)接着小宇直接将电压表接A点的接线改接到D点,闭合开关后,发现电压表_______;
(3)纠正错误后,小宇测出导线BC间的电压大约为0.05V。
由此得知导线分压可能是造成结论与猜想不符的原因。
为了能更明显地观察到导线分压的现象,应选择较__(选填“粗”或“细”)的导线,原因是在长度和材料相同时,__________电阻越大。
解析:L1 1.7 指针反偏(或指针偏向0刻度线的左边)细橫截面积越小
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]电压表要和被测用电器并联,当电压表接在AB两点时,和灯L1并联,所以测的是L1两端的电压。
[2]根据乙图,电压表选择的是0—3V的量程,分度值为0.1V,所以电压表的示数为1.7V。
(2)[3]将电压表接A点的接线改接到D点,闭合开关后,电流从电压表的负接线柱流入正接线柱流出,此时电压表接反了,所以指针会反向偏转。
(3)[4][5]为了让分压更加明显就是要增大导线的电阻,所以要选择更细的导线,因为在材料和长度一定是,导体的横截面积越小电阻越大。
2.在“探究导体的电阻跟哪些因素有关”的实验中.
(1)小明为上述探究活动准备了四条电阻丝,电源电压恒定,并按图电路图进行连接,A、B间接入电阻丝.取得数据填入下表:
编号材料长度横截面积电流(A)
1镍铬合金2L S0.22
2锰铜合金2L S0.62
3镍铬合金L S0.44
4镍铬合金2L2S0.44
(2)该实验通过比较________大小来判断接入A、B间的电阻丝的阻值大小;
(3)这个实验的操作一定要小心谨慎,每次要用开关进行________,防止损坏电流表.(4)为了探究“电阻与长度的关系”,应该选用两条电阻丝________(填写所需要材料编号)分别接入A、B进行对比;如果将电阻丝1、2分别接入A、B间,可以探究电阻与________的关系;
(5)在实验中发现在接入锰铜合金时,一开始电流到达了0.64A,过一会儿才变为
0.62A,这说明导体的电阻与________有关.这个实验中,如果用小灯泡代替电流表,是否可行?答:________ (选填“可行”或“不可行”)
解析:电流试触 1和3 材料温度可行
【解析】
【分析】
【详解】
(2) 电源电压恒定,由
U
R
I
可知,该实验通过比较电流大小来判断接入A、B间的电
阻丝的阻值大小;
(3)这个实验的操作一定要小心谨慎,每次要用开关进行试触,防止损坏电流表.
(4)为了探究“电阻与长度的关系”,应该选用材料相同、横截面积相同的两条电阻丝,分别接入A、B进行对比,1和3就可以满足要求;
电阻丝1和2材料不同,长度和横截面积相同,如果将电阻丝1、2分别接入A、B间,可以探究电阻与材料的关系;
(5)在实验中发现在接入锰铜合金时,一开始电流到达了0.64A,过一会儿才变为
0.62A,这说明导体的电阻与温度有关,温度升高电阻变大,电流变小.这个实验中,如果用小灯泡代替电流表,可行,可以通过观察小灯泡的亮暗比较电流大小,进而比较电阻的大小.
3.光敏电阻的阻值随着入射光的强弱而改变。
通过实验测得,光敏电阻的阻值R与光强E 间的一组实验数据如下表所示,其中“光强”是表示光强弱程度的物理量,符号用E表示,国际单位为坎德拉(cd).
(1)分析表格,推断光敏电阻R与光强E间成____比例的关系,它们的关系图象符合图线____
(2)光敏电阻R与光强E间的比例系数k=_____Ω·cd;
(3)推断光敏电阻R与光强E间的关系式:R=_______;
(4)请你将表格补充完整
实验次数123456光强E/cd 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0光敏电阻R/Ω18.09.0 6.0 4.5___ 3.0
解析:反b1818Ω·cd
E
3.6
【解析】
【分析】
(1)由表格数据可知:光强与电阻的乘积不变.据此可知电阻R与光强E的关系;(2)分析数据,算出k的值,得出光敏电阻R与光强E的关系式;
(3)根据关系式求出光强E=5cd时光敏电阻的阻值R。
【详解】
(1)每一组的光强与电阻的乘积是一定的,都为18,所以电阻R与光强E成反比,图象b为反比合例图像,符合此关系;
(2)(3)光敏电阻R与光强E的乘积相等,
即K=ER=18Ω•cd,则
18Ω·cd
R
E =;
(4)当E=5.0cd时,电阻为:
18Ω·cd
3.6Ω
5.0cd
R==。
4.如图所示是小明“探究串联电路中电压的关系”的实验电路图.
(1)实验步骤:
A.按如图所示接好电路,闭合开关前,滑片P应调至最_____端.(填“左”或“右”) B.滑片P移至适当位置,用电压表测出定值电阻R0两端的电压U1.
C.保持_________
D.保持滑片P不动,用电压表测出a、b两点之间的电压U.
E.移动滑片P的位置,重复步骤B、C、D两次.
(2)讨论交流:
小明通过对实验数据分析,得到结论:串联电路中各个电阻两端的电压相等,总电压等于
各个电阻两端电压之和.另一小组的小芳通过实验得到结论:串联电路中各个电阻两端的电压不相等,总电压等于各个电阻两端电压之和.你认为______的结论更合理,理由是
_______
(3)小明测电阻R0两端的电压时,电压表示数如图乙所示,则此时R0两端的电压为
_______V.
(4)小明按图甲接好电路,闭合开关S,无论怎样移动滑片P,灯泡都不亮,但电压表有读数.经检查,除灯L和定值电阻R0外,其余都没有问题,则电路中存在的故障可能是
______为进一步确定故障,应_______
解析:右滑片P位置不动。
用电压表测出灯泡L两端的电压U2小芳小明所用的定值电阻的阻值与灯泡的阻值相同名具有偶然性 1.2灯泡将电压表接到变阻器两端,若电压表有示数,是灯泡短路,若没示数,是_R0断路
【解析】
【详解】
(1)A.实验中,开关闭合之前,要移动滑动变阻器的滑片,将滑动变阻器调到最大阻值处,即将滑片P置于右端;
C.用电压表测出了定值电阻R0两端的电压U1之后,应该保持滑片P不动,用电压表测出灯泡L两端的电压U2。
(2)小明的结论中“串联电路中各个电阻两端的电压相等”是不合理的,只有串联两个电阻的阻值相等时,才会得出这个结论,因此只是个特殊情况,不是普遍规律;应该像小芳那样,采用不同阻值的电阻进行实验,这样得出的结论才具有普遍性。
(3)电压表选用的是0~3V量程,分度值为0.1V,指针指在1V后面第2个小格上,因此读数为1.2V。
(4)由图可见,电压表与定值电阻R0并联,灯泡不亮,电压表有读数,说明灯泡L短路或R0断路;
为进一步确定故障,应将电压表接在滑动变阻器R两端并观察电压表有无示数,如电压表有示数说明是灯泡L短路,如电压表无示数说明是电阻R0断路。
5.在“测定小灯泡的功率”的实验
(1)请在如图中的圆圈内正确填入电表符号,使实验电路图完整__________.
(2)如图中的实物连接有一处错误,请在错误连线上打“×”,并用笔画线替代导线画上正确的连线______.
(3)在纠正电路连接错误后,闭合开关前应把滑动变阻器滑片的位置调到最________端(选填“左”或“右”).
(4)实验中,移动滑动变阻器滑片,使电压表示数为2.5V,此时电流表示数如图所示.请将读数填入表格并把表格补充完整__________.
(5)从上表实验记录中,可以发现灯泡亮暗不同时其实际功率大小________;还可以计算的另一个物理量是________.
(6)闭合开关后,灯泡不亮,电流表没有示数,电压表示数几乎为电源电压,则电路故障是________.
解析:右0.30.75
不同电阻灯断路
【解析】
(1)由电路图可知,上边电表与灯泡并联,应该是电压表,如果是电流表,
则灯泡被短路;右边的电表与灯泡串联,是电流表,如果是电压表,则电路断路,
电路图如图甲所示:
(2)滑动变阻器按一上一下的原则串联在电路中,且滑片向左移动接入电路的电阻变小,故A接线柱应与开关连接,正确的连线如下图:
(3)闭合开关前,保护电路的滑动变阻器的滑片位于最大阻值处的右端;
(4)电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.3A,灯泡的电功率P=UI=2.5V×0.3 A=0.75W,表格如下:
(5)从表格实验记录中,可以发现灯泡亮暗不同时其实际功率大小不同;测得电压和电流,根据欧姆定律可计算电阻
(6)闭合开关后,灯不亮,电流表没有示数,电压表示数几乎为电源电压,则电路故障是灯断路.
6.光敏电阻对光照强度十分敏感,它在强光照射下的电阻称为亮电阻,在黑暗环境下的电阻称为暗电阻,两种阻值差异可达1000倍以上,某兴趣小组为了研究光照强度对光敏电阻阻值的影响,他们把一光敏电阻R1与定值电阻R2(R2=1千欧)串联后接在6伏的电源上,电路如图(a)所示,闭合电键,当该光敏电阻处于不同环境下,电压表指针分别位于如图(b)、(c)所示的位置.请根据上述内容,回答下列问题.
(1)根据图(a)、(b)、(c)所示信息及相关条件,可得出初步结论:光照强度越强,光敏电阻的阻值越________(选填“大”或“小”),依据是________.
(2)关于对光敏电阻的讨论,下列说法中正确的是_____.
A.亮电阻与暗电阻的差异越大,光敏电阻的性能越好
B.如果暗电阻接近于零,说明该光敏电阻已损坏
C.将光敏电阻与灯串联后接入照明电路可实现白天熄灭、夜间发光
D.将光敏电阻与灯并联后接入照明电路可实现白天熄灭、夜间发光.
解析:小串联电路中,一个电阻不变,另一个电阻越小,电阻两端电压越小 A,B
【解析】
(1)根据如图(a)、(b)、(c)所示信息及相关条件,根据串联电路的电压特点,可
得出初步结论:光照强度越强,光敏电阻的阻值越小,依据是串联电路中,一个电阻不
变,另一个电阻越小,电阻两端电压越小.(2)关于对光敏电阻的讨论,下列说法中:A. 亮电阻与暗电阻的差异越大,光敏电阻的性能越好,该说法正确;B. 光照越暗,光敏电阻的阻值越大,如果暗电阻接近于零,说明该光敏电阻已损坏,该说法正确;C. 将光敏电阻与灯串联后接入照明电路,白天光照强度大,光敏电阻阻值小,则灯白天发光、夜间熄
灭,故C说法错误;D. 将光敏电阻与灯并联接入照明电路后,灯白天、夜间都发光,故D
错误.
7.孙慧同学对串联电路电压规律进行了探究
(猜想与假设)串联电路总电压等于各用电器两端的电压之和.
(设计与进行实验)
①按下图所示的电路图连接电路.
②闭合开关,用电压表测出L1两端的电压.
③闭合开关,用电压表测出L2两端的电压.
④测出AC间的电压,得出结论.
(交流与评估)
(1)闭合开关,发现电压表示数为零,则小灯泡的故障可能是________或________.(2)测出AB、BC、AC间的电压记录在下面表格中,孙慧分析实验数据得出结论:串联电路总电压等于各用电器两端电压之和.此实验在设计方案上存在的不足之处是
________.改进方法________.
解析: L1短路 L2断路只测量了一次改用不同规格的灯泡多测几组数据进行分析.
【解析】(1)因为闭合开关,发现电压表示数为零,可能是电压表的正负接线柱没有与电源正负极相连,或电压表短路,若故障出现在灯泡处,则可能是L1短路或L2发生断路;
(2)由表格知,只测量了一次就得出了结论,所以此实验在设计方案上存在的不足之处是只测量了一次,应当改用不同规格的灯泡再测几次,然后再得出结论,使结论更具普遍性,更有说服力。
点睛:重点是研究并联电路电流的实验,注意多次实验时,应选择不同的实验器材,避免实验的偶然性,使结果更有说服力、更具普遍性。
8.图甲是安装在木板正面的部分电路,其中a、b、c、d是穿越木板的接线柱,两个灯座的两端分别接在两个接线柱上,安装两个相同的小灯泡L1、L2木板背面的部分接线柱之间有导线相连着,从而使木板正背两面的电路组成一个完整的电路。
闭合开关通电后,两灯都能正常发光。
(1)小明说出了判断两灯是串联还是并联的正确方法:用手将其中一个小灯泡取掉,若另一灯泡仍发光,则说明两灯的连接方式是______________,否则是____________;
(2)小丽在电源和开关之间串联接入电流表,闭合开关,两灯亮,电流表示数如图乙所示,可初步判断通过灯L1的电流可能是_________,也可能是_____________。
解析:并联串联 0.3A 0.15A(顺序可调换)
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1][2]用手将其中一个小灯泡取掉,若另一灯泡仍发光,说明两灯泡互不影响,能独立工作,两灯泡是并联关系,否则是串联。
(2)[3][4]电流表示数如图乙所示,电流表的量程是0.6A,每一个小格的示数是0.02A,电流表的读数为0.3A;如果两灯串联,则可判断出通过灯L1的电流是0.3A;如果两灯并联,则通过每一只灯泡的电流为总电流的一半,所以通过灯泡L1的电流也可能是0.15A。
9.阅读下列一段文字,回答问题:
我们已经知道导体的电阻是导体本身的一种性质,它的大小与导体的长度、横截面积和材料有关,进一步研究表明,在温度不变时,导体的电阻跟导体的长度成正比,跟导体的横
截面积成反比,这个规律叫做电阻定律,用公式表示为
L
R
S
ρ
=,其中R、L、S分别表示
导体的电阻、导体的长度和横截面积。
而ρ是反映材料导电性能的物理量,我们把它叫做材料的电阻率。
材料电阻率的大小与什么有关?小红提出如下猜想:
猜想1:电阻率与材料的长度有关;
猜想2:电阻率与材料的横截面积有关;
猜想3:电阻率与材料的种类有关。
于是小红找来不同规格的导线进行测量,实验数据见下表:
(1)写出电阻率ρ在国际单位制中的单位是_________________。
(2)分析比较实验序号1、2的数据,可以初步确定猜想1是________(正确/错误)的,这种探究问题的方法叫_________________。
(3)分析比较实验序号_________的数据,可以初步确定猜想2是错误的。
(4)分析比较实验序号1、4、5的数据,可得到的初步结论是
__________________________。
(5)根据表中的数据,如果要制作一个滑动变阻器,应选用 _________材料作为电阻线圈,这是因为相同规格的这种材料电阻较________(大/小)。
解析:Ω·m错误控制变量法 1、3 电阻率与导体的材料有关镍铬合金大
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]已知R的单位是Ω、L的单位是m、S的单位是2
m,由电阻定律公式
L
R
S
ρ
=。
根
据等式两边的单位相等可以知道电阻率ρ在国际单位制中的单位是Ω·m ;
(2)[2][3]分析比较实验序号1、2的数据长度不同时电阻率相同,故猜想1是错误的;只允许一个量发生改变,控制其他量不变的实验方法叫控制变量法;
(3)[4]分析比较实验序号1、3的数据横截面积不同时,电阻率相同可以确定猜想2是错误的;
(4)[5]分析比较实验序号1、4、5的数据,它们的长度、横截面积相同,而材料不同时电阻率不同,可得到的初步结论是电阻率大小与材料的种类有关;
(5)[6][7]根据表格可知镍铬合金的电阻率比较大,所以如果要制作一个滑动变阻器,应选用镍铬合金材料作为电阻线圈,这是因为相同规格的这种材料电阻较大。
10.张峰有一个标准的电压表,它有0~3 V和0~15 V两个量程。
用它测量由两节干电池串联组成的电池组的电压时,接线正确,但他读出的读数是10 V,这显然是错误的。
请你说
出他出现错误的原因:_________________。
实际电压应是_____V。
他接着按照课本要求探究并联电路中电流的关系,他们设计的电路如图所示。
把电流表分别接入到电路中的
A、B、C处,测出它们的电流,填入下表:
实验次数A处的电流I A B处的电流I B C处的电流I C
10.100.120.22
20.200.240.44
30.400.480.88
(1)表格设计存在一个不足之处,是________,通过对上面数据的分析,可以得出是
______。
(2)测量三次的目的是_____,在这次实验中他是通过采用_____(填“改变电源电压”或“更换不同规格的小灯泡”)的方法改变电流的大小从而进行三次实验。
(3)结合你用一个电流表做实验时的体会,提出一条对本实验的改进意见: _____。
解析:看错了电压表量程2电流没有单位并联电路干路中的电流等于各支路电流之和避免偶然性,使结论更具有普遍性改变电源电压使用三个电流表同时接入到电路中的A、B、C处,测出它们的电流
【解析】
【详解】
出错的原因是接的小量程却按大量程读数,电源由两节干电池组成,电源电压最高是3 V,电压表示数不可能超过3 V,电压表大量程分度值是0.5 V,小量程分度值是0.1 V,大量程是小量程的5倍,电压表读数10 V是弄错了量程造成的,把小量程当做大量程了,因此正确读数是2 V;
(1)分析表格中的数据可知,此表格设计中电流没有单位;
由表中实验数据可知,支路电流之和等于干路电流,可以得出的实验结论是:并联电路干路中的电流等于各支路电流之和;
(2)多次测量的目的是获得多组实验数据,避免偶然性,使实验结论具有普遍性与可靠性;
据表格中的数据可知,小灯泡的电流是成倍数的增加,所以是通过改变电源电压的方式进行的实验;
(3)一个电流表在不同位置测量时,读数误差较大,且要多次拆、接电路,稍显麻烦,为了减小误差、方便测量,可以使用三个电流表同时接入到电路中的A、B、C处,测出它们的电流。
二、欧姆定律中考物理电学实验
11.小华做“用电流表、电压表测电阻”实验,现有电源(电压小于24伏且保持不变)、待测电阻R x、电压表、电流表(只有0.6安量程可用)、滑动变阻器(标有“1安”字样)、阻值为10欧的定值电阻R1、阻值为30欧的定值电阻R2、开关及导线若干。
实验器材均完好
...。
(1)小华经过思考,先进行一次实验测电源电压,实验电路图及闭合开关S后对应的电压表的示数如图所示。
小华实验所用电源电压为_________伏;
(2)小华根据第一次实验结果进行思考后开始第二次实验,他正确串联电源、待测电阻、电流表、滑动变阻器和开关,然后把电压表并联接入电路。
闭合开关后,将变阻器滑片从一端滑到另一端的过程中,发现电流表示数由0.20安增大到0.58安,此过程中电压表示数减小了4.0伏。
当移动变阻器滑片到某个位置时,电压表、电流表的示数分别如图(a)、(b)所示,电压表示数为_______V,电流表示数为_________A。
根据图(a)、(b)所示电压表、电流表示数,计算待测电阻R x=__________Ω。
(3)小明分析了小华的实验数据与计算结果,他认为是小华电压表所选量程不对。
小明在小华电路基础上,将电压表换为另一量程并联在R x两端。
为了使实验过程中电表指针能不
低于刻度盘的1
4
,他应串联电阻___________(选填R1或R2),滑动变阻器阻值接入范围
为____________。
解析:4.0 0.2 10 R10~20Ω
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]假设电压表的量程是0~15V,这时电压表的示数是7.5V,从电路图可以看到,这是一个串联电路,电压表并联在电阻R1两端,电路中的电流
1 17.5V
0.75A 10Ω
U
I
R
===电阻R2两端的电压
22=0.75A30Ω22.5V
U IR
=⨯=电源电压
127.5V 22.5V 30V 24V U U U =+=+=>
这与题意不符合,所以电压表的量程不是0~15V ;那么电压表的量程是0~3V ,它的读数是
1.5V ,电路中的电流
11 1.5V 0.15A 10Ω
U I R =
== 电阻R 2两端的电压 22=0.15A 30Ω 4.5V U IR =⨯=
电源电压
12 1.5V 4.5V 6V 24V U U U =+=+=<
这与题意相符合,所以小华实验所用电源电压为6V 。
(2)[2]由题意可知,将变阻器滑片从一端滑到另一端的过程中,电压表示数减小了4.0V ,那么电压表的量程不可能是0~3V ,电压表的量程是0~15V ,从图(a )可以看到,电压表示数是4V 。
[3]电流表的量程只能是0~0.6A ,从图(b )可以看到,电流表的示数是0.2A 。
[4]由题意可知,将变阻器滑片从一端滑到另一端的过程中,电流表示数变大,根据U
R I
=可知,电路的总电阻变小,待测电阻R x 阻值不变,那么滑动变阻器接入电路的阻值在变小,待测电阻R x 的电压在变大,变阻器的电压在变小,由于此过程中电压表示数减小了4.0V ,那么电压表是并联在变阻器两端的,电源电压是6V ,那么待测电阻R x 的电压是
x 6V -4V 2V U ==
电路中的电流大小是0.2A ,那么待测电阻R x 的大小
x x x 2V 10Ω0.2A
U R I =
== 待测电阻R x 的大小是10Ω。
(3)[5][6]由题意可知,这时电压表的量程是0~3V ,假设串联电阻R 2,那么电路中的电流大小
6V 6V 0.15A 10Ω30Ω40Ω
I R =≤=++滑 但是要求实验过程中电表指针能不低于刻度盘的
14,电流表的量程是0~0.6A ,指针不能低于0.15A ,所以不能串联电阻R 2;串联电阻R 1,那么电路中的电流大小要求
6V 6V 0.15A 0.3A 10Ω10Ω20Ω
I R ≤=
≤=++滑 待测电阻R x 的电压 x x 0.75V 3V U IR ≤=≤
解得
020ΩR ≤≤滑
即他应串联电阻R1,滑动变阻器阻值接入范围为0~20Ω。
12.现有下列器材:学生电源(6V)、电流表(0~0.6A,0~3A)、电压表(0~3V,0~
15V)、定值电阻(5Ω、10Ω、20Ω 各一个)、滑动变阻器(100Ω 0.5A),开关和导线若干,利用这些器材探究“电流与电压、电阻的关系”,如图所示:
(1)请根据图甲所示的电路图用笔画线代替导线将图乙所示的实物连接成完整电路(要求滑片向右滑时,电流表示数变大);
(______)
(2)小敏同学探究电流跟电压的关系,他连好电路后闭合开关,移动滑动变阻器滑片 P,电流表有示数,电压表无示数,则故障可能是__;
(3)小敏同学排除故障后闭合开关,他调节滑动变阻器,测出通过电阻R的电流和对应的电压值,如下表所示,分析数据后发现表格中电流与电压不成正比,检查两电表均无故障,你认为可能的原因是___。
通过数据可知电阻R的阻值是___Ω;
U/V0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
I/A0.140.240.340.440.54
(4)小敏同学接着探究电流跟电阻的关系,他依次接入5Ω、10Ω、20Ω 三个定值电阻,调节滑动变阻器的滑片,保持电压表示数不变,记下电流表的示数。
实验中他接入5Ω、10Ω 定值电阻时,两次电路的电流之比为___。
在不改变电路连接的情况下,为完成整个实验,电压表示数设置的范围为___V 至___V;
(5)某小组同学用图乙电路图探究欧姆定律,研究电流与电阻的关系。
现有器材如下:四个定值电阻R1(5Ω)、R2(10Ω)、R3(15Ω)、R4(20Ω),标有“60Ω 1A”的滑动变阻器,电压表(可用量程 0~3V、0~15V),电流表(可用量程 0~0.6A),导线,开关,电源电压未知。
把20Ω的电阻接入电路中,刚闭合开关时,电流为 0.05A。
为了用以上四个定值电阻完成实验且确保电路安全,如果控制电压表两端的电压在 1V~ 2V范围内,滑动变阻器的取值范围为___。
解析: 定值电阻短路 使用前电流表指针未调零 5 2∶1 1 2.5 5Ω~60Ω
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]要求滑片向右滑时,电流表示数变大,即电路总电阻变小因此应将电源负极与滑动变阻器右下接线柱连接,电压表负接线柱与定值电阻的右接线柱相连;如下图:
(2)[2]电流表有示数,说明电路为通路;电压表没示数,说明电压表被短路,因此故障为R 短路。
(3)[3][4]检查两电表均无故障,说明测量过程正确,分析表格中数据可知:电流值都去掉0.04A 时,电流值与电压值成正比,所以可能的原因是使用前电流表指针未调零。
因此电阻 R 的阻值是
0.5V 1V 1.5V 2V 2.5V =====50.1A 0.2A 0.3A 0.4A 0.5A
U R I ==Ω (4)[5] 探究电流跟电阻的关系时滑动变阻器与定值电阻串联,定值电阻两端电压始终保持不变,因此接入5Ω、10Ω 定值电阻时,两次电路的电流之比为
R
112R 212
102===51
U I R R U I R R Ω=Ω [6][7]电路中最大电流为0.5A ,因此最小总电阻为
min max 6V =120.5A
U R I ==Ω 当定值电阻最小为5Ω时,滑动变阻器阻值为
12Ω-5Ω=7Ω
结合串联电路电压规律及串联电路电压比等于电阻比可得
R 5=7
U R U R =滑滑 R =6V U U +滑
可解得R =2.5V U ,因为在实验过程中要保证定值电阻两端电压不变,因此分压相同,当接如最大电阻20Ω时,滑动变阻器阻值为28Ω<100Ω,符合题意。
当接入电路电阻最大时,此时定值电阻阻值为20Ω,变阻器阻值为100Ω,则结合串联电路电压规律及串联电路电压比等于电阻比可得
''R ''1=5
U R U R =滑滑 '
'
R =6V U U +滑
可解得'R =1V U ,综上所述电压表的取值范围为1V~2.5V 之间。
(5)[8]把20Ω的电阻接入电路中,刚闭合开关时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,则电源的电压
440.05A 20Ω+60Ω=4V U I R R =+=⨯滑()
() 设电压表的示数为U R ,则滑动变阻器两端的电压
U 滑=U -U R
由串联电路的电流特点可得,电路中的电流
R R U U U I R R -=
='滑
则 R R U U R R U -=
滑 当U R =1V 时
4V -1V 31V
R R R ==滑 四个定值电阻对于滑动变阻器接入电路中的电阻为15Ω、30Ω、45Ω、60Ω,即滑动变阻器接入电路中电阻的范围为15Ω~60Ω,当U R =2V 时
4V -2V 2V
R R R ==滑 四个定值电阻对于滑动变阻器接入电路中的电阻为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω,即滑动变阻器接入电路中电阻的范围为5Ω~20Ω,综上可知,滑动变阻器的阻值变化范围为5Ω~60Ω。
13.现有如下器材:学生电源(6V ),电流表(0~0.6A,0~3A )、电压表(0~3V,0~15V )、定值电阻5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω各一个、开关、滑动变阻器'R (200Ω 1A )和导线若干,进行实验:。