题目内容

16．要测量一个阻值约为500Ω的电阻Rx．实验室提供的器材有：电源（两节干电池）、学生用电流表（量程为0～0.6A、0～3A）、学生用电压表（量程为0～3V、0～15V）、滑动变阻器R1（100Ω  2A）和电阻箱R2（0～9999Ω  5A）各一个，开关、导线若干．

（1）小明想用伏安法测量该电阻，甲图是小明连接的电路．
①连接电路时，开关应断开；接通电路前，小明还应将滑动变阻器的滑片滑至最右（左/右）端．
②闭合开关，逐渐减小滑动变阻器的接入电阻至最小，电压表有示数，但电流表的指针几乎不偏转，产生这种现象的原因是Rx的阻值太大，电流太小．所以不能用伏安法测出该电阻的值．
（2）小明经过认真思考，在实验室所提供的器材中选择合适的器材，设计了如图乙所示的实验电路，测出了该电阻的值．请你帮他完善实验步骤：
①只闭合开关S1，调节变阻器的滑片，使电压表的指针指在合适的位置；
②只闭合另一只开关，调节电阻箱的旋钮，使电压表的示数与步骤①中相同（选填“相同”、“不同”），读出此时变阻箱的阻值，即为待测电阻的大小．

分析 （1）①连接电路时，为保护电路，开关应断开，变阻器置于阻值最大的位置；
②因Rx的阻值太大，根据欧姆定律求出电路中的电流太小作答；
（2）因电源电压 3V，根据分压原理，当Rx与变阻器串联时，电路中的最小电流为I=$\frac{U}{{R}_{x}{+R}_{滑}}=\frac{3V}{500Ω+100Ω}$=
5×10-3A，Rx两端的电压不小于U定=IRx的=5×10-3A×500Ω=2.5V，因选择合适的器材，所以使用的是电压表小量程0-3V，测量较为准确；
当电阻箱与Rx串联时，通过调节电阻箱的旋钮，改变电阻箱连入电路中的电阻大小，当电压表示示数与第1次相同时，根据等效替代法，此时电阻箱连入电路 中的阻值大小等于待测电阻的大小．

解答 解：（1）①为保护电路元件的安全，连接电路时，开关应断开；接通电路前，小明还应将滑动变阻器的滑片滑至阻值最大的位置，即最右端；
②因为电阻Rx的阻值约为500Ω，当变阻器连入电路中的电阻值为0时，此时，电压全部加Rx的两端，根据欧姆定律，电路中的电流I′=$\frac{U}{{R}_{X}}=\frac{3V}{500Ω}$=6×10-3A，因电流太小，电流表的指针几乎不偏转；
（2）根据上面的分析，实验步骤如下：
①只闭合开关S1，调节变阻器的滑片，使电压表的指针指在合适的位置；
②只闭合另一只开关，调节电阻箱的旋钮，使电压表的示数与步骤①中相同，读出此时变阻箱的阻值，即为待测电阻的大小．
故答案为：（1）①断开；②右；
②Rx的阻值太大，电流太小；
（2）①S1；变阻器的滑片；
②调节电阻箱的旋钮；相同．

点评 本题用伏安法测量电阻大小，体现了等效替代法的运用，主要考查为提高测量的准确程度，实验器材的选择及实验方案的设计，有一定难度．

练习册系列答案
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2．关于如图所示的四种现象，说法正确的是（　　）
A．甲图中看见筷子好像在水面处“折断”，由于筷子在水中受到浮力向上弯折了
B．乙图中所看见的“关灯”二字是实像
C．丙图中的倒影是由于在水中发生了光的折射所形成的
D．丁图中的影子的形成说明光是沿直线传播的
3．日常生活中存在这样的现象：飞机、轮船、汽车等交通工具运行时，受到空气阻力；人在水中游泳、船在水中行驶时，受到水的阻力；百米赛跑时，奔跑得越快，我们感到风的阻力越大．当物体从高空中静止下落，速度会越来越大，所受阻力也越来越大，下落一段距离后，将以某一速度做匀速直线运动，这个速度通常被称为收尾速度．
（1）液体和气体统称为流体．结合生活经验想一想，物体在流体中所受的阻力大小除了本题中涉及的因素外，还可能与迎风面积（或物体的形状等）有关．
（2）某研究小组做了“空气对球形物体阻力大小与球的半径和速度的关系”的实验，测量数据见下表．（g取10N/kg）
小球编号123
小球质量（g）2545
小球半径（×10-3）5515
小球的收尾速度（m/s）164040
①l 号小球受到空气阻力最大时的速度为16m/s，此时空气阻力为0.02N．
②小明比较2号、3号小球发现，两球的质量与半径均不相同，但收尾速度相同．由此他得出结论：空气对球形物体阻力大小与球的半径和速度无关．请你对此进行简要的评价：小明的结论不正确，因为实验时没有控制变量．
4．为完成“测定小灯泡正常发光时电阻”的实验，小文同学选取了相应器材，小灯泡上标有“2.5V”字样．
（1）该实验的原理是R=$\frac{U}{I}$．
（2）如图甲电路无法正常完成实验，有一处导线连接错误，错误导线是②（选填“①”或“②”）．

（3）改正电路后，小文调节滑动变阻器滑片使小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图乙，则小灯泡正常发光时的电阻是5Ω．
（4）实验时，小文发现自己的器材中还有一个不一样的小灯泡，于是合理调整器材再次实验．在实验中使小灯泡逐渐变亮，在此过程小文收集实验数据并绘制图象如图丙．观察发现图象不是直线，其原因是小灯泡的灯丝电阻随温度的升高而增大．你还有什么发现小灯泡的实际功率（电压）越大，灯泡越亮．
11．在做测量定值电阻Rx阻值的实验中：

（1）小红同学根据如图甲所示的电路图，将实验器材连接成实验电路（如图乙所示）．同小组的小花同学在检查电路时认为：从实验目的来看，小红在实验电路的连接上有一根导线连接错了．请你在接错的那根导线上打“×”，并画出正确的连接．
（2）将电路改接正确之后，小红同学闭合开关，调节滑片，当电流表的示数为0.2A时，电压表的示数如图丙所示，则电压表的示数是1.8V，被测电阻Rx的阻值是9Ω．
（3）小红和小花两位同学都为自己在全班首先获得测量结果而高兴，准备整理实验器材，结束实验．针对这种情况，你对她们提出的建议是调节滑片，改变电压表和电流表示数，多测几组数据；你提出这个建议的目的是多次测量求平均值，减小误差．
（4）为了测量“3.8V”的小灯泡的额定功率，小红同学断开开关后，首先把定值电阻换接成“3.8V”的小灯泡，然后将电压表的量程改接为0～15V．
（5）小红同学闭合开关之后，就发现灯L很亮，电流表的示数大，则出现这种现象的原因是闭合开关前，滑片没有移到阻值最大的位置．
（6）接着小红同学调节滑动变阻器的滑片，使小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图丁所示，则小灯泡的额定功率为0.912W．
1．测定小灯泡电阻的实验器材如图甲所示

（1）请你用笔画线代替导线，把图甲中的器材连入组成实验电路；（要求：滑片P向右滑时，电流表示数变大）
（2）正确连接电路闭合开关后，发现灯不亮，电压表无读数，则故障原因可能是灯泡短路（选填“短路”或“断路”）．
（3）排除故障后进行实验，电流表和电压表示数如图乙所示，实验时小灯泡的电压为2.5V，电流为0.5A，该小灯泡电阻为5Ω．
8．用实验室提供的常用器材测电阻时，小明与另外三位同学各自设计了下列甲、乙丙、丁四个电路图．   
 （1）小明连接好电路后，闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片P，测得数据如下：
电压表示数U/V0.60.81.01.21.4
电流表示数I/A0.180.240.300.360.42
通过分析表格中的实验数据，推断小明在实验中所用的电路是图1中的乙图．
（2）根据上表中的数据，在图2中画出I一U图线．分析图线能得出的结论是：在电阻一定时，电流与电压成正比（或电阻的阻值是一个定值，其大小为R=$\frac{U}{I}$=$\frac{0.6V}{0.18A}$≈3.33Ω）．
（3）另外三位同学连接好电路后，闭合开关S，移动变阻器的滑片P时，分别出现了下列三种异常现象：
A．电流表示数有变化，电压表示数几乎为零
B．电流表示数几乎为零，电压表示数基本不变
C．电流表烧坏
请你判断：按丙图连接的电路出现现象A；按丁图连接的电路出现现象B；按甲图连接的电路出现现象C．
5．如图为“伏安法测电阻”的实验．

（1）请用笔画代替导线，将图甲中的电路补充完整，使滑动变阻器的滑片P移动到C端时，变阻器接入电路的阻值最大．
（2）连接电路时，开关应断开；电路连好后，在开关闭合前，发现电流表的指针在零刻度的左侧，如图乙所示，原因是未进行机械调零．
（3）全部检查电路无误后，闭合开关，移动变阻器滑片，使电流表的示数为0.2A时，电压表示数如图丙所示．则被测电阻本次测量值为11Ω．
（4）完成一次实验后，为确保测量结果的准确性，接下来的操作是B（填选项字母）．
      A．换用不同阻值的电阻再进行几次测量
      B．调节变阻器的滑片到不同位置再进行几次测量
      C．将背刺电阻接在不同电路中再进行几次测量
（5）本实验电路还可以完成B实验（填选项字母）．
    A．探究电流和电阻的关系              B．探究电流和电压的关系
    C．探究电流产生热量与电阻的关系      D．探究电流磁场强弱与电流大小关系．
6．电路是由电源、用电器、开关和导线组成的，其中电源为电路提供电能，用电器消耗电能，开关控制电路的通断，只有电路闭合时，电路中才有电流．

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