九年级下册物理 欧姆定律达标检测卷(Word版 含解析)
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九年级下册物理欧姆定律达标检测卷(Word版含解析)
一、初三物理欧姆定律易错压轴题(难)
1.现有下列器材:学生电源,电流表(0~0.6A 0~3A)、电压表(0~3V 0~15V)、定值电阻8(2.5Ω、5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω各一个)、开关、滑动变阻器(15Ω 1A)和导线若干,利用这些器材探究“电压一定时,电流与电阻的关系”,实验中电阻R两端的电压始终保持3V不变。
(1)请用笔画线代替导线,将图中实物电路连接完整,要求滑动变阻器的滑片P向B端移动时电压表示数变小;______
(2)实验中,不能被选用的电阻为___Ω;判断的依据是______;
(3)保证所选电阻均能正常进行实验,电源电压应该控制在3V至______V之间;
(4)实验中依次接入其中三个定值电阻,调节滑动变阻器的滑片,保持电压表示数不变,测得相应的电流值,如下表所示。
分析表中的数据可以得出结论______;
实验次数…234…
R/Ω…101520…
I/A…0.30.20.15…
(5)做完探究“电压一定时,电流与电阻的关系”,把定制电阻换成小灯泡,测定小灯泡电功率的实验中,选用的电源电压为4.5V,小灯泡的额定电压为2.5V、电阻约为10Ω。
①闭合开关、移动滑片P至电压表的示数如图乙所示,如要获得小灯泡额定功率的数据,滑片P应向______(选填“A”或“B”)移动,使电压表的示数为______V。
②改变滑片P的位置,获得多组对应的电压、电流值。
根据记录的数据,绘制得如图丙所示的I﹣U图像。
由图像可知,小灯泡的额定功率是______W;同时发现小灯泡的电流与电压不成正比,原因可能是______。
【答案】 2.5 此时电流超过了电流表的量程 4.8
电压一定时,电流与电阻成反比 A 2.5 0.5 小灯泡电阻受到温度的影响
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]由题意可知,当滑动变阻器滑片P 向B 端移动时,接入电路中的电阻变大,故滑片左侧的电阻丝应当连入电路中,电路连接图如图所示。
(2)[2][3]若选用2.5Ω的电阻,实验中电阻R 两端的电压始终保持3V 不变,由欧姆定律可得,此时电路中的电流为
3V = 1.2A>0.6A 2.5Ω
U I R == 超过了电流表的量程,故实验中不能被选用的电阻为2.5Ω。
(3)[4]保证可用电阻均能正常进行实验,设最大电源电压为'U ,根据串联电路电压的规律和分压原理
U R U R =滑滑定定
当所用定值电阻的阻值为25Ω,变阻器接入阻值最大为15Ω时
'3V 15Ω3V 25Ω
U -= 解得
' 4.8V U =
实验中需要控制电阻R 两端的电压始终保持3V 不变,所以电源电压最小为3V ,故电源电压只能在3V 到4.8V 之间。
(4)[5]由表格数据可知,对应的电流和电阻的乘积都等于3V ,由此得出结论:电压一定时,导体中的电流与电阻成反比。
(5)[6][7]由图乙所示电压表可知,其量程为0~3V ,分度值为0.1V ,所示为2.2V ,灯泡两端电压小于额定电压,要测灯泡额定功率,应增大灯泡的电压,减小变阻器分得的电压,由分压原理可知,应减小滑动变阻器接入电路的阻值,即滑片向A 端移动,直到电压表示数为额定电压2.5V 。
[8]由图丙所示图像可知,灯泡的电压为1.5V 时,电流为0.15A ,由U I R
=
可得,此时灯泡的电阻值 1.5V =10Ω0.15A
U R I == 由图丙可知,灯泡额定电压对应的电流为0.2A ,灯泡额定功率
2.5 V 0.24A=0.5W P UI ==⨯
[9]小灯泡的电流与电压不成正比,原因可能是小灯泡电阻受到温度的影响,小灯泡电阻丝
会随着温度的变化而变化。
2.小明同学在探究电流与电阻的关系实验时,选择的实验器材有:电源(电压恒为
6V),电流表(0~0.6A)、电压表各一个,开关一个,四个定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω、
20Ω),滑动变阻器“30Ω 1A”,导线若干。
(1)请根据图甲所示的电路图,用笔画出导线完成图乙的电路连接;
(__________)
(2)同学们先将5Ω的电阻接入电路R所在位置,闭合开关移动滑片,使电压表的示数为2.5V,记录此时电压表、电流表的示数;接下来断开开关,用10Ω的电阻替换5Ω电阻,
_____,将对应的电压表、电流表的示数记入表格。
实验中,定值电阻两端的控制电压值的合理范围是______;
(3)小聪同学认为小明的实验操作太麻烦,决定将滑动变阻器和电压表去掉,用两节新的干电池做电源。
电路简化为如图丙所示,进行实验,实验中在A、B之间接入阻值不同的定值电阻,在实验器材完好,操作过程无误的情況下,获得的实验数据如表格所示。
小聪分析数据发现无法得出相应的实验结论。
请你通过分析数据及实验器材,说明小聪无法得出实验结论的原因_____。
实验次数1 2 3
电阻R/Ω 5 10 20
电流I/A 0.5 0.260.14
【答案】 调节滑动变阻器的滑片P 使其处于最大阻值处,再闭合开关,移动滑片P 使其电压表的示数还是2.5V
R 2.4V 3V U ≤≤ 见解析
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]从图甲可以看到,变阻器与电阻R 串联接在电路中,电压表测的是电阻R 两端的电压,在图乙中,电源的正极与滑动变阻器的左下端相连,滑动变阻器的电阻最大是30Ω,而四个定值电阻中最大的电阻是20Ω,所以定值电阻中的电压不会超过3V ,电压表的量程选择0~3V 即可,电压表的3V 接线柱与定值电阻的右端相连;根据上述连接实物图,如下图所示。
(2)[2]探究电流与电阻的关系,就要保持电阻两端的电压不变,所以接下来断开开关,用10Ω的电阻替换5Ω电阻,调节滑动变阻器的滑片P 使其处于最大阻值处,再闭合开关,
移动滑片P 使其电压表的示数还是2.5V ,再将对应的电压表、电流表的示数记入表格。
[3]
由题意可知,设电阻R 两端的电压是R U ,电路中的电流是I ,根据欧姆定律可得R U I R
=,滑动变阻器两端的电压是 R 6V -U U =滑
滑动变阻器接入电路的阻值大小是
()R R R R 6V -6V -U R U U R U I U R
⋅=
==滑滑 因为30ΩR ≤滑,即 ()R R
6V -30ΩU R U ⋅≤
化简可得 R 6V 30ΩR U R ⨯≥
+ 当电阻5ΩR =,可得到R 6V 7
U ≥;当电阻10ΩR =,可得到R 1.5V U ≥;当电阻15ΩR =,可得到R 2V U ≥;当电阻20ΩR =,可得到R 2.4V U ≥;由于电压表的量程是0~3V ,所以R 3V U ≤;综上所述,实验中,定值电阻两端的控制电压值的合理范围是
R 2.4V 3V U ≤≤
(3)[4]从表中数据可以看到,三次实验,电流与电阻的乘积是不相同的,即电阻两端的电压是不相同的,这是因为电流表也有内阻,当电阻R 阻值变大时,根据串联电路的分压原理可知,电流表的内阻不变,电阻R 两端的电压也在变大,而探究电流与电阻的关系实验,要求电压不变,所以无法得出相应的实验结论。
3.在探究“电压一定时,电流跟电阻的关系”的实验中,设计电路如图甲所示.
(1)连接电路前,开关必须______.
(2)请根据图甲电路图用笔画线代替导线将图乙所示实物连接成完整电路__(导线不允许交叉).
(3)连接好电路,闭合开关,发现电流表没有示数,移动滑动变阻器的滑片,电压表示数始终接近电源电压.造成这一现象的原因可能是______
A.电流表坏了 B.滑动变阻器短路 C.电阻处接触不良 D.电阻短路
(4)排除故障进行实验,多次改变R的阻值,调节滑动变阻器,使电压示数保持不变,实验数据记录如下表.其中第5次实验电流表示数如图丙所示,其读数为______A.
(5)实验结果是:______.
【答案】断开 C 0.12 电压不变,导体中的电流与导
体的电阻成反比
【解析】
(1)连接电路前,为保护电路,开关必须断开;(2)电压表与电阻并联接入电路,滑动变阻器与电阻串联,采取“一上一下”的连接方式,如下图所示;
(3)图丙中电流表用的是0.6A量程,分度值为0.02A,故其示数为0.12A;(4)分析表格数据可知,电压一定时,通过电阻电流的变化倍数和电阻阻值变化倍数的倒数相等,故可得结论:电压不变,导体中的电流与其电阻成反比.
点睛:根据电流表选用的量程和其分度值,读出电流表示数;分析表中电流的变化倍数和电阻的变化倍数之间的关系,利用控制变量法得出结论.
4.方方做了“研究通过定值电阻的电流与它两端电压的关系”的实验后,欲探究通过小灯泡的电流与小灯泡两端电压的关系。
现有电压为9V的电源、规格为“6V 3.6W”的小灯泡、规格为“2A 10Ω”的滑动变阻器、导线、开关、电流表和电压表等器材。
方方根据图甲所示电路实验时发现无论怎么调节滑动变阻器,电压表示数始终较大,无法探究电压更小时小灯泡的电流与电压的关系。
方方在老师的指导下,设计了如图乙所示的电路图,继续实验。
(1)当使用图甲电路进行实验,滑动变阻器阻值调到最大时,电压表示数为4伏,此时电流表示数为______;
(2)方方根据电路图乙,连接实物电路如图丙所示。
老师说少连了一根导线,请你帮她在图中添上这根导线______;
(3)方方按图乙正确连接后进行实验,采集数据,绘制了小灯泡电流与电压关系的曲线图,如图丁所示。
①AB 段是直线,可得出的探究结论是:在电压较小时,______;
②BC 段明显发生弯曲,是因为______。
【答案】0.5A 通过小灯泡的电流与它两端的电压成正比 灯丝的电阻变大
【解析】
【分析】 (1)根据串联电路的电压关系求出滑动变阻器两端的电压,由U I R
=
,求出电路中的电流。
(2)根据图乙确定图丙的连接。
(3)根据灯丝的电阻与温度的关系分析。
【详解】
(1)[1]由图甲知,灯泡与滑动变阻器串联,电压表测量灯泡两端的电压,由题意知,灯泡两端的电压为4V ,所以滑动变阻器两端的电压为
U 滑=U -U 灯=9V-4V=5V 所以电路中的电流为 5V 0.5A 10Ω
U I R ===滑滑 (2)[2]由图乙知,滑动变阻器的左半部分与灯泡并联,所以连接如图所示:
(3)①[3]由图象知,AB段是一段直的线段,可知,在电压较小时,通过灯泡的电流与它两端的电压成正比。
②[4]BC段出现弯曲,是由于灯丝的电阻随温度的升高而增大,电压较高时,灯丝的温度也随之升高,因此灯丝的电阻也会增大,从而造成电流与电压不成正比的现象。
【点睛】
本题主要是测量小灯泡的电阻实验,考查了灯丝电阻与温度的关系,同时考查了实验中所遇问题及解决方法,很具有实用性。
5.小刚同学在做“用伏安法测量某定值电阻R阻值”的实验中将电路图连接成如图甲所示电路.
(1)连接电路时,开关必须是_____,滑动变阻器滑片置于___端(选填“C”或“D”).(2)实验中,移动滑片,电流表无示数,电压表有较大示数且无明显变化,经检查是导线连接问题,请你用笔面线代替导线将图甲电路连接完整_________.
(3)电路连接正确后,当电压表的示数如图乙所示,电流表的示数如图丙所示,则通过定值电阻的电流大小为_____A,它的阻值是_________Ω.通常情况下要进行多次测量,其目的是为了_______.
(4)另一位同学选择了一个标准的电阻箱(元件符号),若干开关、干电池及导线和一个电流表(电流表量程足够大)来测量定值电阻R的阻值,请你帮他在方框内设计完整的电路图______(画出一种即可).
【答案】断开 C 定值电阻R右端连线到电压表3V接线柱 0.39 9 减小误差见解析【解析】
【分析】
【详解】
(1)为了保护电路,连接电路时,开关必须是断开的,滑动变阻器滑片置于阻值最大处端的C处;
(2)由原电路图知道,电阻没有接入电路中,电压表、电流表、变阻器串联在电路中,所以实验中,移动滑片,电流表无示数,电压表有较大示数且无明显变化;实验中,电阻应与变阻器串联在电路中,电压表与电阻并联,定值电阻R右端连线到电压表3V接线柱,故电路正确连接如下:
(3)电路连接正确后,当电压表的示数如图乙所示,即电压表选用小量程,分度值是
0.1V,所以电压是2.7V,电流表的示数如图丙所示,则电流表选用小量程,分度值是
0.02A,则通过定值电阻的电流大小是0.3A,由欧姆定律知道,它的阻值是:
R=U
I
=
2.7V
0.3A
=9Ω;
通常情况下要进行多次测量,其目的是为了取平均值减小误差;
(4)将两电阻并联,每个支路一个开关,电流表接在干路上,首先只接通定值电阻,记下电流表示数;将电阻箱阻值调到最大,再只接通电阻箱,将电阻箱阻值逐渐调小,使电流表示数与第一次相同,此时电阻箱示数即为定值电阻的阻值.故电路连接如图所示:
6.某学习小组在“探究通电导体中电流与电阻的关系”的实验中,小明连接了如图甲所示的电路(电源电压保持4.5V不变)。
(1)用笔画线代替导线将图甲实物电路连接完整(要求:滑动变阻器的滑片P向左移动,电路中电流变大,导线不得交叉)。
(________)
(2)连接好电路,闭合开关,发现电压表示数接近于电源电压,电流表几乎无示数,则故障为定值电阻R__(填“短路”或“断路”)
(3)图乙是小组根据测得的实验数据绘制的电流I随电阻R变化的图象,由图象可知R两端的电压为_____V;当R的电阻由5Ω更换为10Ω时,闭合开关后,为使R两端的电压
_____(填“改变”或“不变”),滑动变阻器的滑片应向_____(填““左”或“右”)端滑动;若实验中R的阻值分别是5Ω、10Ω、15Ω,则滑动变阻器的阻值至少是_____Ω。
【答案】断路 3 不变右 7.5
【解析】
【详解】
第一空.滑动变阻器的滑片P向左移动,电路中电流变大,即电阻变小,故变阻器左下接线柱连入电路中与电阻串联,如下所示:
第二空.若定值电阻短路,电压表示数为0,电流表有示数,不符合题意;若定值电阻断路,电流表示数为0,电压表串联在电路中测电源电压,有示数,符合题意,所以故障为
定值电阻R断路;
第三空.图乙是小组根据测得的实验数据绘制的电流I随电阻R变化的图象,由图象可知
R两端的电压为:
U=IR=0.6A×5Ω=……=0.2A×15Ω=3V;
第四空.探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,即保持电阻两端的电压不变;
第五空.根据串联电路电压的规律可知,应增大滑动变阻器分得的电压,由分压原理,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应右端移动,使电压表的示数仍为3V。
第六空.电压表控制的电压为3V,根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压:
U滑=4.5V﹣3V=1.5V,
变阻器分得的电压为电压表示数的0.5倍,根据分压原理,当接入15Ω电阻时,变阻器连入电路中的电阻为:
R滑=0.5×15Ω=7.5Ω,
故为了完成整个实验,应该选取最大阻值至少7.5Ω的滑动变阻器。
7.小明在“探究电流与电阻关系”的实验中,准备了如下实验器材:干电池,标有“15Ω 1A”字样的滑动变阻器,阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻.
(1)小明连接了下面的电路,其中有一条导线连接有误,请将连接错误的导线打“×”并画出正确连线.
(___)
(2)排除故障后,小明将5Ω定值电阻连入电路,将滑动变阻器的滑片移动到_____(选填a”或“b”)端,再闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为某一定值,此时电流表的示数如图乙,示数为_____A.
(3)接下来断开开关,取下5Ω的定值电阻,分别把它换成10Ω、20Ω的定值电阻,闭合开关,调节滑动变阻器,控制_____(选填“电流表”或“电压表”)示数不变,分别读取相应的电流表示数,记录在表中:
实验次数123
电阻R/Ω51020
电流I/A0.20.1
(4)由数据可知:当导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成_____.(5)小明想用一块电流表和一个定值电阻R0测未知电阻R x的阻值,于是他和同组同学设计了如图丙所示的电路图,并进行如下实验操作:
①闭合S、S1,此时电流表的示数为I;
②闭合S、断开S1,此时电流表的示数为I1;
③求未知电阻R x的表达式为:R x=_____.(用R0、I、I1表示)
【答案】(1)(2)b;0.4;(3)电压表;(4)反比;(5)③
()
11
1
I I R
I
-
【解析】
【分析】
(1)电压表与定值电阻并联且正进负出;
(2)为保护电路,变阻器连入电路中电阻最大;根据电流表小量程计读数;
(3)研究电流与电阻的关系时,要控制电压表示数不变,由欧姆定律的变形公式,求出电压表示数;
连接电路过程中,应该断开开关,并且将滑动变阻器阻值调到最大;
(4)由表中数据得出结论;
(5)在没有电压表时,使定值电阻与待测电阻并联,根据电流表和定值电阻的示数计算出电压,然后根据公式
U
R
I
=计算出其电阻.
【详解】
(1)如图的电路中,电压表与滑动变阻器并联了,是错误的,将电压表与定值电阻并联,即电压表的中间接线柱应连接到定值电阻的左端,如图:
(2)排除故障后,小明将5Ω定值电阻连入电路,根据保户电路的原则,应将滑动变阻器的滑片移动到b端,即阻值最大端,再闭合开关;
调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为某一定值,此时电流表的示数如图乙,由电路图知电流表使用小量程,分度值为0.02A,指针在第二大格处,所以示数为0.4A.
(3)接下来断开开关,取下5Ω的定值电阻,分别把它换成10Ω、20Ω的定值电阻,闭合开关;
因为研究电流与电阻的关系时,应控制电阻两端的电压不变,所以调节滑动变阻器,控制电压表的示数不变.
(4)由数据可知,每一次的电流与电阻的乘积都相等,即
0.4A 5Ω0.2A 10Ω0.1A 20Ω⨯=⨯=⨯;
所以可得结论:当导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比.
(5)①闭合S 、S 1,此时电流表的示数为I ,由图知,此电流为干路电流,即干路电流为I ; ②闭合S 、断开S 1,此时电流表的示数为I 1,即未知电阻的电流为I 1;
根据并联电路的干路电流等于各支路电流之和知,R 0的电流为:1I I -;
则电源电压为:()0010U I R I I R ==-;
③根据U R I
=得未知电阻的表达式为: ()101
X X I I R U R I I -== 【点睛】
研究欧姆定律的实验中注意控制变量法的应用,即分别控制电阻不变和电压不变,据此分析滑动变阻器滑片的调整方向;在没有电压表测量未知电阻时,关键得出未知电阻两端的电压,所以要根据并联电路电压相等的特点设计并联电路.
8.探究“电流与电压和电阻的关系”:
实
验
电
路 (1)请根据图(甲)中电路图,用笔画线代替导线将实物图(乙)连接完整,使滑动变阻器的滑片P 向右移动时,接入电路的电阻变大.
(_______)
实
验
步
骤 (2)探究“电流与电压的关系”时,某小组在ab 间接入电阻R 1,移动滑片P ,将测量数据记录在表一中,当电压表示数为2.0V 时,对应的电流值如图(丙)所示,为_____A .另一小组使用其它阻值的电阻R 2,测量数据如表二所示,根据两组数据描绘出相应的I ﹣U 图象. 表一(R 1)
U /V 1.0 2.0 3.0
I/V 0.200.60
实
验
结
论
(3)根据描绘出的I-U图象可以得出结论:在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成_____;其中图线_____表示的是R1的I﹣U图象.
问
题
讨
论
(4)探究“电流与电压的关系”时,进行了多组数据的测量,其目的是为了_____(填字母序号).
A.寻找普遍规律 B.取平均值减小误差
(5)某同学继续探究“电流与电阻的关系”时,先测出了5Ω电阻在2.0V电压下的电流,然后断开开关,将5Ω电阻换成10Ω电阻,闭合开关,直接读出电流值,这种做法_____(选填“正确”或“错误”),理由是_____.
表二(R2)
U/V0.8 1.6 2.6
I/V0.080.160.26
【答案】 0.4 正比 a A 错误没有控制
电阻的电压不变
【解析】
【详解】
(1)使滑动变阻器的滑片P向右移动时,接入电路的电阻变大,故变阻器左下接线柱连入
电路中,如下图所示:
(2)当电压表示数为2.0V时,对应的电流值如图(丙)所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流为 0.4 A;
(3)根据描绘出的I- U图象为过原点的直线,故可以得出结论:在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比;
由欧姆定律,R11
1
1.0V
0.20A
U
I
===5Ω;
R22
2
0.8V
0.08A
U
I
===10Ω>5Ω;
故电压相等时,通过R1的电流大,
其中图线a表示的是R1的I-U图象;
(4)探究“电流与电压的关系”时,进行了多组数据的测量,其目的是为了寻找普遍规律,选A;
(5)探究“电流与电阻的关系”时,要控制电阻的电压不变,先测出了5Ω电阻在2.0V电压下的电流,然后断开开关,将5Ω电阻换成10Ω电阻,闭合开关,直接读出电流值,由分压原理,电阻的电压大于2V,故这种做法错误,理由是没有控制电阻的电压不变.
9.如图所示,电源电压为6V,图甲为伏安法测电阻的电路图;图乙为连接不完整的实物图.
(1)对照电路图甲,用笔画线代替导线将图乙中未连接部分连接起来.____.
(2)如果实验操作中出现:电流表有示数,电压表示数为0的现象,其故障可能是
(_________)
A.电流表的正、负接线柱接反
B.电压表的量程选小了
C.电阻R发生了短路
D.把滑动变阻器下端两接线柱连入电路
(3)电路连接正确后,闭合开关,若将滑片P向左移动时,电压表示数____(选填“变大”、“变小”或“不变”).
(4)实验过程中,电流表和电压表的示数如图所示,此时测得的R x=____Ω.
(5)此实验要多次测量电阻值,最后求电阻值的平均值,其目的是____.
【答案】 C 变大 5 减小实验误差
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]伏安法测电阻的实物连接图的连接方法,先将电压表外出来,把其它元件串联连接起来,最后将电压表并在待测电阻两端即可,注意滑动变阻器连接要一上一下两接线柱才有变阻作用,注意电流表和电压表的量程及接线柱的正负.
(2)[2]实验操作中,电流表有示数,说明电路是通路,电压表示数为0说明待测电阻短路,所以其故障可能是电阻R发生了短路,故选C.
(3)[3]电路连接正确后,闭合开关,若将滑片P向左移动时,滑动变阻器接入电路电阻变小,根据串联电路分压特点,滑动变阻器分得电压降低,待测电阻分得电压升高,所以电压表示数变大.
(4)[4]电流表和电压表的示数如图所示分别是0.5A和2.5V,根据欧姆定律得,此时测得
的电阻
2.5V
=5
0.5A
x
U
R
I
==Ω.
(5)[5]此实验要多次测量电阻值,最后求电阻值的平均值,这是为了测量一个物理量的值,其目的是减小实验误差.
10.如图甲是阳阳同学设计的根据欧姆定律测电阻的实验电路.
(1)检查无误后,闭合开关.他将滑片P向左滑动时,电压表示数将_____(选填“增大”、“减小”或“不变”);当P滑到某一位置时,两表读数如图乙所示,由此可知电阻R=_____Ω.你认为这个结果可靠吗?_____,理由是_____.
(2)做完测电阻实验后,阳阳发现桌上还有一个标有额定电流I额的小灯泡和两个开关,一个已知阻值为R0的定值电阻,他想:能否在不用电流表的情况下测定小灯泡的额定功率呢?通过与同学讨论,他设计出了如图丙所示的电路图,并完成了小灯泡额定功率的测量.具体操作是:
①闭合开关_____,断开开关_____,移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为_____;
②保持滑动变阻器的滑片位置不动,断开开关_____,闭合开关_____,读出此时电压表示数为U;
③小灯泡的额定功率P额=_____(用已知量和所测物理量符号表示结果).
【答案】增大10不可靠只测了一组数据数据,误差较大 S、S1 S2 I额R0 S1 S、S2(U﹣I额R0)I额
【解析】
【分析】
(1)判断将滑片P向左滑动时,变阻器接入电路中的电阻变化,由分压原理,确定变阻器的电压变化,由串联电路电压的规律,判断电压表示数的变化;根据电表小量程读数,由
欧姆定律
U
I
R
,求电阻大小:为提高测量的准确度,要多次测量取平均值.
(2)当通过灯的电流为I额时,灯正常发光,根据串联电路电流的规律和欧姆定律,定值电阻的电压为I额R0,故应闭合开关S、S1,断开S2,使电压表测定值电阻的电压,移动变阻器的滑片,当电压表示数为I额R0,灯正常发光;保持滑片的位置不变,通过开关的转换,使电压表测定值电阻与灯串联的总电压U,因电路的连接关系没有变化,各电阻的大小和电压保持不变,灯仍正常发光,根据串联电路电压的规律,可求出灯的额定电压,根据P额=U L I额求灯的额定功率.
【详解】
(1)将滑片P向左滑动时,变阻器接入电路中的电阻变小,根据串联电路分压原理,变阻器的电压变小,由串联电路电压的规律,电压表示数将增大;
当P滑到某一位置时,两表读数如图乙所示,图中电压表选用小量程,分度值为0.1V,示
数为2V;电流表选用小量程,分度值为0.02A,示数为0.2A,由欧姆定律
U
I
R
=,得电阻
大小:
2.0V
10Ω
0.2A
U
R
I
==
'
=,因只测了一组数据,误差较大,这个结果不可靠;
(2)当通过灯的电流为I额时,灯正常发光,在图丙中,闭合S、S1,断开S2时,根据串联电路电流的规律,由欧姆定律,移动变阻器的滑片,当电压表示数为I额R0,灯正常发光;
保持滑片的位置不变,断开开关S1,闭合开关S2,此时电路的连接关系没有变化,各电阻的大小和电压保持不变,灯仍正常发光,根据串联电路电压的规律,此时灯的电压为U L=U ﹣I额R0,则小灯泡的额定功率:P额定=U L I额=(U﹣I额R0)I额.。