题目内容

4.小刚同学想用电流表、电压表测量一段电阻丝R的电阻,他已连接了电路,如图所示,
请你接着完成下列步骤:
(1)连接电路时,开关应当断开.
(2)当电压表示数为3 V时,电流表的示数如图(b)所示,这时电路中的电流是0.3A,电阻丝的电阻为10Ω.小刚通过改变被测电阻两端的电压,共测得三组对应的电压值和电流值,最后算出电阻的平均值,这样做的目的是减小误差.
(3)不改变上面连好的电路,用它还可以完成的实验是:测量电功率.
(4)若将上面实验中的定值电阻R换成小灯泡,在多次测电阻的过程中,发现当电压表的示数增大时,电压表与电流表示数的比值将变大.(填 变大/不变/变小)

分析 (1)伏安法测电阻的实验中,连接电路过程中,开关始终为断开.
(2)电流表在读数时,要先确定量程,再看清分度值,根据指针读出电流的大小;根据欧姆定律求出此时电阻丝的阻值;因为定值电阻的阻值不变,多次测量求平均值可以减小误差;
(3)此电路测出电压和电流,根据P=UI可算出功率;
(4)把定值电阻换成灯泡,灯泡两端电压增大时,灯丝电阻增大,$\frac{U}{I}$增大

解答 解:(1)伏安法测电阻的实验中,为了安全,连接电路的过程中,开关为断开状态;
(2)电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,所以电流表的示数为0.3A;
电阻丝的阻值:
R=$\frac{U}{I}$=$\frac{3V}{0.3A}$=10Ω;
因为定值电阻的阻值不变,
所以多次测量求平均值的目的是减小误差;
(3)此电路测出了电压和电流,根据P=UI可算出电功率;
(4)灯泡两端电压增大,灯丝温度升高,灯丝的电阻增大,所以 $\frac{U}{I}$的比值将增大.
故答案为:(1)断开;(2)0.3;10;减小误差;(3)测量电功率;(4)变大.

点评 本电路在初中物理电学实验中应用广泛.可用于测定值电阻的电阻、功率,还能探究在电流跟电压、电阻的关系.
电路是相同的,元件在实验中的作用有相同之处,也有不同之处,注意区分,对比记忆,印象深刻.

练习册系列答案
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8.小强学完电学后惊奇地发现,如图1所示的电路图更换不同的器材就可以进行不同的探究实验.
(1)在器材处若接上未知电阻可以测定未知定值电阻的阻值,若接上灯泡可测定小灯泡的额定电功率,则
①前者的实验原理是R=$\frac{U}{I}$;后者的实验原理是P=UI.
②小强同学在器材处接上灯泡并连接好电路,闭合开关,电流表指针几乎不动,电压表指针有明显偏转.然后移动滑动变阻器的滑片,最终,他发现无论怎样移动滑片,两表指针均几乎不动.原因是小灯泡断路.
③在这两个实验中,都要调整滑动变阻器的滑片.请你说出这一操作的主要目的有什么不同.前者是多次改变电阻电压和电流,得到电流与电压的关系,并可通过多次测量求平均值减小误差,后者是通过移动滑片,使灯泡在额定电压下工作.
(2)将器材处接上电阻可探究“电流大小与哪些因素有关”
①闭合开关前,滑动变阻器R′的滑片P应位于B(选填“A”或“B”)端,可以起到保护电路作用.
②小强通过实验得到数据如表所示,其中第1次实验的电流表示数如图2所示,为0.1A,所用电阻R的阻值是10,根据表的数据,可得出的结论是电阻一定时,电流与电压成正比.
③小强继续探究电流与电阻的关系,将电阻R先后更换为5Ω和15Ω的电阻进行实验,利用得到数据分析,却得不到“电流与电阻成反比”这一结论:请帮他分析原因没有移动滑动变阻器的滑片,使电阻两端的电压不变.
 实验序号
 电阻R/Ω R
 电压U/V 1.01.5  2.0
 电流I/A  0.15 0.20

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