上海民办华育中学物理欧姆定律单元达标训练题(Word版 含答案)
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
上海民办华育中学物理欧姆定律单元达标训练题(Word版含答案)
一、初三物理欧姆定律易错压轴题(难)
1.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:
(1)按图甲连接好电路,闭合开关之前,滑动变阻器滑片P应移到____________ (选填“A”或“B”)端.
(2)闭合开关后,移动滑动变阻器滑片P,发现电流表示数不变且读数较大,造成这种现象的原因可能是____________________________________(写一条即可).
(3)小颖同学利用提供的实验器材探究“电流与电压的关系”:闭合开关,调节滑动变阻器,读出电流表和电压表示数,并记录在表中.分析表中数据发现,电流与电压不成正比,你认为造成这种现象的原因可能是:________________________.通过表中数据,可计算出她选用的定值电阻R的阻值是____________Ω.
U/V 5.55 4.54
I/A0.100.200.300.40
(4)正确连接好电路后,同组的超超同学继续探究“电流和电阻的关系”:每次接入定值电阻后,通过调节滑动变阻器滑片,保持电压表示数不变,记下电流表的示数.
①实验中,当他用10Ω替代5Ω定值电阻时,如图甲滑动变阻器滑片应该向____________(选填“A”或“B”)端移动;
②实验中,当他接入5Ω和15Ω定值电阻时,两次滑动变阻器的电功率之比为_______
③完成五次实验后,记录所得电流和电阻的关系图像如图乙,超超同学检查数据时发现有一组数据是未移动滑片控制定值电阻两端电压测出的数据,根据乙图中的数据,阻值为______Ω的定值电阻连入电路时未移动滑片:这次实验前的那次实验,超超同学选择的是______Ω的定值电阻.
【答案】B滑动变阻器短路电流表正负接线柱接反了,并且在使用前没有调零 5 A 2:1 25 15
【解析】
【详解】
(1)[1]按图甲连接好电路,闭合开关之前,滑动变阻器接入电路的电阻应该最大,所以滑片P 应该移到B 端;
(2)[2]造成这种现象的原因可能是滑动变阻器短路,那么无论滑动变阻器如何调节,电流大小都不变,只有电阻R 接入电路,电流较大;
(3)[3]分析表中数据发现,电压数值在减小,电流数值在增大,这情况有可能是电流表正负接线柱接反了,并且在使用前没有调零;
[4]设这个电流表在使用前,指针的示数为I ,由题意可知
5.5V 5V 4.5V 4V
-0.1A -0.2A -0.3A -0.4A
R I I I I =
===
求得 1.2A I =,定值电阻5ΩR =
(4)[5]当他用10Ω替代5Ω定值电阻时,定值电阻R 阻值在减小,为了保持电压表示数不变,那么滑动变阻器的阻值大小应变小,滑片应该向A 端移动;
[6]实验中,当他接入5Ω和15Ω定值电阻时,两端的电压都是R U ,那么滑动变阻器两端的电压是
'R R 6V U U =-
设当他接入5Ω的定值电阻时,流过它的电流为1I ,滑动变阻器的电功率为
()1R 16V P U I =-⋅
当他接入15Ω定值电阻时,流过它的电流为2I ,滑动变阻器的电功率为
()2R 26V P U I =-⋅
那么可知
R 125Ω10ΩU I I =⋅=⋅ 12:10:52:1I I == 1212::2:1P P I I ==
[7]从图乙可知,左边四个点对应的电压大小都是3V ,而第五个点对应的电压为3.75V ,这组数据是未移动滑片控制定值电阻两端电压测出的数据,所以阻值为25Ω的定值电阻连入电路时未移动滑片;
[8]阻值为25Ω的定值电阻连入电路时未移动滑片,那么此时电路中的电流大小为0.15A ,那么电路中的总电阻大小为
6V
40Ω0.15A
U R I =
==总 对应的滑动变阻器阻值大小为
'-40Ω-25Ω15ΩR R R ===总
这次实验前的那次实验滑动变阻器阻值大小也为'15ΩR =,由题意可知,此时定值电阻两端的电压是3V ,滑动变阻器两端的电压是
6V 3V 3V -=
电路中的电流大小为
'
'
R
'
R
3V
0.2A
15Ω
U
I
R
===
此时定值电阻大小为
R
R
3V
15Ω
0.2A
U
R
I
===
所以这次实验前的那次实验,超超同学选择的是15Ω的定值电阻。
2.在“伏安法测电阻”的实验中,小梦同学连接了如图甲所示的电路(电路元件完好,电源电压恒定,滑动变阻器最大阻值为R,接线柱接线牢固).
(1)连接电路过程中开关应该_____,开关闭合前滑片滑到_____处.
(2)检查电路,发现有一处连接错误,请指出连接错误的导线是_____(填
“a”“b”“e”或“d”).
(3)纠正错误后,闭合开关,测得几组数据如表.
实验序号123
电压U/V 1.5 2.1 2.8
电流I/A 1.100.14
电阻R/Ω15.015.0
第3次实验时电流表示数如图乙所示,电流表的示数为_____A.第3次实验后,算出的电阻值是_____,待测电阻值为_____Ω.
(4)实验结束后老师组织大家做延伸实验,他把A组的电流表给了B组,把B组的电压表给了A组,让A、B组利用现有器材完成测量电阻的实验设计.如果你在其中一个组,请把设计的电路图画在图丙的虚线框内.
【答案】断开电阻最大 d 0.18 15.6Ω 15.2 答案见解析
【解析】
【分析】
【详解】
(1)连接电路时,为了防止电路元件损坏,开关应处于断开状态,为了保护电路,滑动变阻器滑到最大阻值处;
(2)由实物图知,电压表测量的是电源电压,应该测量定值电阻两端电压,所以错误的是导线d,下端应该连接定值电阻左端的接线柱.
(3)如图乙,电流表接在0~0.6A量程上,所以示数为0.18A,此时电压为2.8V,根据欧姆
定律可算出此时的电阻为
2.8
15.6
0.18
R=≈Ω,将三次测量数据取平均值可知待测电阻阻值
约为15.2Ω;
(4) 根据题意可知,A组有两个电压表,B组有两个电流表;要测量电阻R x,要根据串并联电路特点设计电路A组上图B组下图,则其设计如图:
【点睛】
伏安法测电阻中,多次测量的目的是为了取平均值;探究电流与电压关系的实验中,多次测量的目的是为了实验更具普遍性.已知滑动变阻器最大阻值为R,在最后一问的设计中,可以以R为纽带,找到电源电压的表达式.
3.小华做测量电阻的实验,电源电压为6V,滑动变阻器标有“20Ω 1A”字样。
(1)在图甲中用笔画线代替导线将实验电路连接完整。
_______
(2)闭合开关前应将滑动变用器的滑片移动到_______端。
(3)闭合开关后,电压表示数如图乙所示,为准确测量这一电压,接下来小华应进行的操作是________。
(4)实验中,滑片置于某位置时,电压表示数突然变为0,而电流表示数不变。
产生这一现象的原因是_________。
(5)下表五组数据中有一组数据不是本实验中测得的,它是第_______(填写表格中表示序号的数字)组,你判断的依据是_________。
序号12345
U/V 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0
I/A0.100.190.300.400.51
【答案】 最左 换接电压表的小量程
电压表断路 1 定值电阻两端的电压最小为2V 【解析】 【分析】 【详解】
(1)[1]将电压表并联在定值电阻两端,将滑动变阻连入电路,如图所示
(2)[2]闭合开关前,滑动变阻器右边电阻丝连入电路,应将滑动变阻的滑片移动最左端。
(3)[3]由图乙知,电压表大量程分度值为0.5V ,示数为2V <3V ,为提高测量的准确程度,选用电压表的小量程。
(4)[4]实验中,滑片置于某位置时,电流表示数不变,说明电路是通路,电路中的总电阻不变,电压表示数突然变为0,说明电压表所在的支路断路。
(5)[5][6]由表中数据,根据欧姆定律,定值电阻
3.0V 10Ω0.30A
U R I ≈
== 根据分压原理,当滑动变阻器的最大电阻连入电路中时,电压表示数最小,定值电阻两端的最小电压
10Ω
6V 2V 1V 10Ω20Ω
R U U R R =
⨯=⨯=>++最小滑
所以第1组数据不是本实验中测得的。
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.小华做“用电流表、电压表测电阻”实验,现有电源(电压为1.5伏的整数倍保持不变)、待测电阻、电流表、电压表、滑动变阻器、开关各一个,以及导线若干。
他正确串联电路后,将电压表并联在电路中。
闭合开关,移动滑动变阻器滑片,将测得的两组数据记录在表一中。
小华观察数据思考后重新连接了电压表,将新测得的两组数据记录在表二中。
小华通过数据处理求出了待测电阻的阻值,完成实验。
表一 实验序号
电压表示数(伏)
电流表示数(安)
1 2.6 0.18
2 2.
3 0.20
表二
①获得表一实验数据的过程中,小华将电压表并联在______的两端; ②实验中小华所用的电源电压为______伏;
③根据表一中实验序号1的数据,计算此次待测电阻的阻值为______欧;(精确到0.1欧)
④根据实验数据, 计算并判断所用滑动变阻器的规格能否为“10欧 2安”。
______(需写出计算过程)
【答案】滑动变阻器 4.5 10.6 不能;由实验序号1中数据可得,
2.6V 14.4 Ω10 Ω 0.18 A
U R I ===>滑滑滑
因此,所用滑动变阻器的规格不能为“10欧 2安"。
【解析】 【分析】 【详解】
[1]待测电阻与滑动变阻器串联,电流表测电路电流,当电流变大时,根据U IR =可知,待测电阻的电压变大,由串联电路分压定律可知,滑动变阻器电阻变小,根据表一中数据可知电压表并联在滑动变阻器两端了。
[2]由实验序号3可算出待测电阻为
333 2.2V =11Ω0.2A U R I =
=测 由实验序号2可算出此时滑动变阻器接入电阻为
222 2.3V =11.5Ω0.2A
U R I =
=滑 此时电路总电阻为
3211Ω11.5Ω22.5ΩR R R =+=+=测滑总
根据欧姆定律U IR =可得电源电压约为
20.2A 22.5Ω 4.5V U I R ==⨯=总
[3]电源电压为4.5V ,滑动变阻器电压为2.6V ,因此待测电阻电压为
=4.5V 2.6V=1.9V U U U =--测滑总
待测电阻为
1.9V
10.6Ω0.18 A
U R I =
=≈测测测 [4]由实验序号1中数据可得
2.6V
14.4 Ω>10 Ω0.18 A
U R I =
==滑滑滑 因此,所用滑动变阻器的规格不能为“10欧 2安"。
6.在探究“电流与电压、电阻的关系“实验中,实验室老师给小莉和小明同学分别准备了以下器材:电源(电压恒为4.5 V )、电压表、电流表。
滑动变阳器、开关。
“5Ω、10Ω、15Ω”的定值电阻各一个,导线若干。
(1)根据如图所示的实物图在虚线框内画出对应的电路图(______);
(2)闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,发现电流表有示数,电压表的示数始终为0,经检查后发现是电路中一根导线断路,则发生断路的导线是a 、b 、c 、d 中的______(填字母);
(3)小莉同学在“探究电流与电压的关系”时,记录的电流表与电压表的示数如表一所示,请在坐标中描点画出U - I 图像(______),由此得出的实验结论是______; 表一 实验次数 电压U /V 电流I /A 1 1.0 0.2 2 1.5 0.3 3 2.0 0.4 4
2.5
0.5
表二
实验次数电阻R/Ω电流I/A
150.6
2100.3
3150.24
(4)小明同学在“探究电流与电阻的关系”时,测得的三组数据如表二所示。
由于操作不当,导致表二中第______次实验的数据存在情误,出错的原因是______。
小明及时纠正了错误,得出了正确的测量结果和实验结论。
接着小明又计算出本次实验中滑动变阻器连入电路的阻值范围是______。
【答案】 b 电阻一
定时,电流与电压成正比 3 没有保持定值电阻两端电压一定,定值电阻两端电压为3.6V,大于3V 2.5Ω~7.5Ω
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]根据电流从电源正极出发,经过依次经过各个电学元件后回到电源负极按照实物图连接,如图所示
(2)[2]闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,发现电流表有示数,说明电路通路,电压表的示数始终为0,即电压表没有连接在电路中,则发生断路的导线是b。
(3)[3]根据表一中的数据利用描点法将这些数据在坐标图上描出来,然后用一条光滑的直线将这些点依次连接起来,如图所示
[4]从画出的
U - I 图像可知随着电阻两端电压增大,通过电阻的电流也在增大,由此得出的实验结论是:电阻一定时,电流与电压成正比。
(5)[5][6]探究电流与电阻的关系时,要控制电阻两端的电压不变,由表二数据可知,电阻两端电压
V 0.6A 5Ω0.3A 10Ω3V 0.24A 15Ω 3.6V U IR ==⨯=⨯=≠⨯=
故第3次实验的数据存在错误,产生错误的原因是:定值电阻两端电压为3.6V ,大于3V 。
[7]定值电阻两端电压为3V ,则电阻为15Ω时,第三次实验通过的电流应为
3333V 0.2A 15Ω
U I R === 根据串联分压可知滑动变阻器两端电压为
V 4.5V 3V 1.5V U U U =-=-=滑
当电路电流为0.2A 时,滑动变阻器接入的阻值
3 1.5V 7.5Ω0.2A
U R I ===滑滑 当电路电流为0.6A 时,滑动变阻器接入的阻值 1 1.5V 2.5Ω0.6A U R I '=
==滑滑 所以本次实验中滑动变阻器连入电路的阻值范围是2.5Ω~7.5Ω。
7.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。
8.在探究“电流与电阻关系”的实验中,实验器材:两节新干电池,3个定值电阻(R1=5Ω、R2=10Ω、R3=20Ω),规格为“15Ω 1A”的滑动变阻器、电压表、电流表、开关各一个,导线若干。
实验步骤如下:
(1)连接电路时,开关应处于_____(填“闭合”或“断开”)状态。
(2)小明连接了图甲所示的部分电路,请用笔画线代替导线,将实物电路连接完整,要求滑片向左移动时电流变小。
(______)
(3)连好电路后,按下列步骤进行实验。
①将R1接入电路,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为1.5V,记下电流表的示数I1。
②用R2替换R1接入电路闭合开关后,接下来的操作是_____,记下电流表的示数I2。
③用R3替换R2接入电路,发现无论怎样移动滑片,电压表的示数始终大于1.5V,请写出一种使电压表示数能达到1.5V的办法:_____。
④问题解决后,小明绘制如图乙所示的I﹣R图象,得出结论:电压一定时,通过导体的电流跟导体的电阻成_____比。
(4)探究完电流与电阻的关系后,小明利用如图丙所示的电路图测小灯泡的额定功率,选取的小灯泡上标有“0.3A”字样,估计它的额定功率为1.5W,电流表的“0~0.6A”和“0~3A”量程完好,电压表的“0~3V”量程完好,“0~15V”量程已损坏,滑动变阻器的铭牌标有“50Ω 1A”字样。
连接电路时,小明实验操作正确,闭合开关时,电流表和电压表的示数分别为0.2A和2V;接着他边思考边实验,改进电路后,当将滑动变阻器的滑片P移至中点(连入电路中的电阻为25Ω)时,灯泡正常发光。
小明根据测量的数据算出了灯泡的额定功率。
根据以上的叙述回答下列问题。
①该同学判断小灯泡正常发光的依据是_____。
②请在虚线框内画出小明改进后的电路图。
(______)
③小灯泡的额定功率是_____W。
【答案】断开移动滑动变阻器的滑片P,使电压表示数为
1.5V 详见解析反电流表的示数为0.3A 1.35
【解析】
【详解】
(1)[1]为了保护电路,连接电路时,开关应断开;
(2)[2]滑片向左移动时电流变小,说明变阻器连入电路的电阻增大,滑动变阻器接右下接线柱,与定值电阻串联;因为电源电压为2节新电池,电源电压为3V,电路的最小电阻为5Ω,电路的最大电流为:
I=
3V
5Ω
U
R
==0.6A,
所以电流表选用0﹣0.6A的量程,且电流表串联在电路中,如下图所示:
(3)①当电路中接入的电阻为R1时,移动滑动变阻器的滑片P,使电压表的示数为1.5V,读出电流表的示数I1;
②[3]用R2替换R1接入电路,移动滑动变阻器的滑片P,使电压表示数为1.5V,读出电流表的示数I2;
③[4]用R3替换R2接入电路时,无论怎样移动滑动变阻器的滑片,都无法使电压表的示数达到1.5V,可能是滑动变阻器最大阻值太小,滑动变阻器分压太小,使电阻R两端的电压过大造成的;或是由于控制的定值电阻两端的电压太小造成的;或是电源电压太大。
解决的办法:换用最大阻值更大的滑动变阻器(或换用电压较低的电源);
④[5]由图乙可知:电压一定时,通过导体的电流跟导体的电阻成反比;
(4)①[6]当电流表示数等于灯泡额定电流0.3A时,灯泡正常发光;
②[7]灯泡额定电压约为
U L=
1.5W
0.3A
P
I
==5V>3V,
而电压表0~15V量程已经损坏,因此不能用电压表测灯泡电压,可以把电源、开关、滑
动变阻器、灯泡、电流表组成串联电路,实验电路图如图所示:
③[8]闭合开关时滑动变阻器接入电路的阻值为其最大阻值50Ω,电源电压
U=U V+IR滑最大=2V+0.2A×50Ω=12V;
灯泡正常发光时,滑动变阻器接入电路的阻值是25Ω,灯泡两端电压
U L′=U﹣I′R=12V﹣0.3A×25Ω=4.5V,
灯泡额定功率
P L=U L′I′=4.5V×0.3A=1.35W。
9.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.
10.小梅测量额定电压为2.5V的小灯泡在不同电压下工作时的电阻,所用电源电压恒为4.5V,她设计的电路如图甲所示.
(1)小梅记录了小灯泡在不同电压下工作时的电流,当小灯泡两端电压为_____V时,小灯泡正常发光,此时电流表示数如图乙所示,读出电流为_____A,此时小灯泡电阻为
_____Ω(结果保留一位小数).
(2)实验中小梅发现,不管怎么样移动滑动变阻器的滑片,都无法使小灯泡两端电压足够小.于是她向老师请教,老师告诉她在原来的电路图上增加一条导线即可,如图丙中a所示.请你用笔在图丁中将增加的导线a补画上去.
(________)
(3)小梅发现用图丙的电路可以使小灯泡两端电压的变化范围为_____V到4.5V,为保证电路安全,闭合开关前要将滑动变阻器的滑片置于_____端(选填“左”或“右”).(4)小梅用丙的电路测出了不同电压下小灯泡的工作电流,并作出小灯泡的U﹣I图线如图戊所示,由图可知小灯泡的电阻是_____(选填“变化”或“不变化”).小刚注意到电压在0.5V﹣2.5V变化时,U﹣I图线几乎是一条直线,他认为在这个电压范围内小灯泡的
电阻是不变的.你赞同谁的观点?(请回答并说明理由)_____.
【答案】2.5 0.3 8.3 0
右变化的同意小灯泡的电阻是变化的观点,因为通过小灯泡的电流随电压的增大而增大,根据P=UI,灯的功率变大,灯的温度升高,因灯的电阻随温度的升高而变大,故灯
的电阻随电压的增大而变大
【解析】
【分析】
小灯泡正常发光时,利用欧姆定律
U
R
I
=可以计算小灯泡的电阻;滑动变阻器的分压式接法,可以使电流表和电压表的读数从0开始,但要注意接法的正确性,接线柱两下一上;小灯泡的电阻是变化的,电阻随温度的升高而变大.
【详解】
(1)小灯泡的额定电压为2.5V,所以当小灯泡两端电压为2.5V时,小灯泡正常发光,由图可知,此时电流表示数为0.3A,此时小灯泡的电阻为
2.5V
8.3Ω
0.3A
U
R
I
≈
==;
(2)实验中小梅发现,不管怎么样移动滑动变阻器的滑片,都无法使小灯泡两端电压足够小,图中滑动变阻器采用的是限流式接法,可以改成分压式接法,使电流表和电压表的读数从0开始,如图所示:
(3)图丙的电路采用的是滑动变阻器的分压式接法,可以使小灯泡两端电压的变化范围为0V到4.5V,为保证电路安全,闭合开关前要将滑动变阻器的滑片置于右端,使电流表和电压表的读数从0开始,保护电流表和电压表的安全使用.
(4)小灯泡的U﹣I图线是曲线,可知小灯泡的电阻是变化的,电流是0.2A时,电阻是:
1
1
1
1V
=5Ω
0.2A
U
R
I
==;电流是0.25A时,电阻是:2
2
2
2V
=8Ω
0.25A
U
R
I
==,而且电阻随温度的升高而变大.因此同意小灯泡的电阻是变化的观点,因为通过小灯泡的电流随电压的增大而增大,根据P=UI,灯的功率变大,灯的温度升高,因灯的电阻随温度的升高而变大,故灯的电阻随电压的增大而变大.。