题目内容
10.如图所示是测量定值电阻Rx阻值的实验电路.(1)请用笔画线代替到导线将图甲实验电路连接完整.
(2)小亮同学连接好电路后闭合开关,发现电流表无示数,电压表有示数,电路中的故障可能是Rx断路,排除故障后,移动滑动变阻器的划片,当电压表的示数为2.4V时,电流表的示数如图乙所示,则通过电阻R${\;}_{{x}_{\;}}$的电流为0.24,Rx阻值为10Ω.
(3)实验结束后,王老师向同学们提出:“如果不使用电压表,再提供一只已知阻值的定值电阻R0,能否设计一个也能测量Rx阻值的实验?”如图丙是小亮同学根据王老师提出的问题设计的实验电路图,他的做法是:滑动变阻器划片在中间某一位置不动,将S接到a时,读出电流表的示数I1;再将S接到b,读出电流表的示数I2;由I2Rx=I1R0由可得Rx.王老师说,在Rx不等于R0时,小亮的计算方法是错误的,你认为小亮错误的原因是S接a、b时,Rx与R0两端的电压不相等,造成了灯泡实际功率的不同,从而使灯丝温度的不同.
分析 (1)滑动变阻器按一上一下的原则串联在电路中;
(2)电压表有示数说明电压表两接线柱与电源之间是通路,电流表无实数说明电压表并联部分断路;
根据电流表的量程和分度值读出示数,利用欧姆定律求出待测电阻的阻值.
(3)小明想用等效替代法测待测电阻的电压,但根据小明的设计,当开关S由a拨到b时,电阻R0和RX两端的电压不相等,小明的设计是不合理的.
解答 解:(1)滑动变阻器按一上一下的原则串联在电路中,如下图所示:![]()
(2)电压表有示数说明电压表两接线柱与电源之间是通路,电流表无实数说明电压表并联部分Rx断路;
由图乙可知,电流表测量程0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.24A,
由I=$\frac{U}{R}$可得,待测电阻的阻值Rx=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.4V}{0.24A}$=10Ω;
(3)小明的设计不合理,因为:在串联电路中,用电器两端电压与其阻值成正比,若R0≠Rx,当开关S由a拨到b时,电阻R0和RX两端的电压不相等.
故答案为:(1)如上图所示;(2)Rx;0.24;10;(3)在串联电路中,用电器两端电压与其阻值成正比,若R0≠Rx,当开关S由a拨到b时,电阻R0和RX两端的电压不相等.
点评 本本题考查了连接电路、电路故障分析、电流表的读数和电阻的计算以及不同方法测量待测电阻阻值,其中利用串联电路特点应用等效法测量电阻阻值时,应该保持电阻和电阻电阻两端电压相同.
练习册系列答案
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20.如图甲所示是“探究电流与电压、电阻关系”的实验电路,其中R是定值电阻.
(1)电路中有一根导线的连接不适宜,需要改接.请在这根导线上打“×”,并画出改接的导线.闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移到最右端(左/右).
(2)闭合开关,三次调节变阻器,得到表一中的数据.由这些数据:
①可看出这是探究电流与电压的关系;
②分析实验数据,可概括出结论:电阻一定时,通过电阻的电流与电阻两端的电压成正比.
表一
表二
(3)在探究电流与另一个物理量的关系时,需要多次更换电阻.并且每次更换后都要调节变阻器,使电压表的示数不变(“增大”、“减小”或“不变”).
(4)小明根据自己的想法设计了另一种实验电路(如图乙所示).其中,MN是一根金属电阻丝,Q是一个金属夹.主要实验步骤是:先将Q移到最左端,再调节滑动变阻器,确保电流不超过电流表所选用的量程;然后从左向右且有间隔地改变金属夹的位置,得到表二中的数据;最后分析数据得出结论.但是,由小明的实验,虽然可看出“电阻越大电流越小”,但无法得到“电流与电阻成反比”的关系.请分析小明的实验,具体指出存在的问题:改变连入电路中电阻丝MQ的阻值时,没有移动滑片控制MQ两端电压不变,同时无法知道导体电阻的大小.
(1)电路中有一根导线的连接不适宜,需要改接.请在这根导线上打“×”,并画出改接的导线.闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移到最右端(左/右).
(2)闭合开关,三次调节变阻器,得到表一中的数据.由这些数据:
①可看出这是探究电流与电压的关系;
②分析实验数据,可概括出结论:电阻一定时,通过电阻的电流与电阻两端的电压成正比.
表一
| 实验序号 | 1 | 2 | 3 |
| 电压/V | 2.0 | 2.4 | 2.8 |
| 电流/A | 0.40 | 0.48 | 0.56 |
| 实验序号 | 1 | 2 | 3 |
| 电压/V | 0.5 | 1.2 | 1.5 |
| 电流/A | 0.50 | 0.40 | 0.30 |
(4)小明根据自己的想法设计了另一种实验电路(如图乙所示).其中,MN是一根金属电阻丝,Q是一个金属夹.主要实验步骤是:先将Q移到最左端,再调节滑动变阻器,确保电流不超过电流表所选用的量程;然后从左向右且有间隔地改变金属夹的位置,得到表二中的数据;最后分析数据得出结论.但是,由小明的实验,虽然可看出“电阻越大电流越小”,但无法得到“电流与电阻成反比”的关系.请分析小明的实验,具体指出存在的问题:改变连入电路中电阻丝MQ的阻值时,没有移动滑片控制MQ两端电压不变,同时无法知道导体电阻的大小.
2.放电影时,电影胶片上的图案经凸透镜在银幕上成的是( )
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