题目内容

8．沈明同学做“测定小灯泡电阻”的实验，已知小灯泡的额定电压为2.2V，不发光时的电阻约为10Ω，电源选用两节新干电池．请你完成下列内容：

（1）如图1所示，请你用笔画线代替导线，正确连接好实验电路；
（2）闭合开关后，他发现小灯泡不亮，电流表指针偏转，电压表示数几乎为0，产生故障的原因可能是B；（填写字母序号）
A．开关接触不良                        B．小灯泡灯丝短路
C．小灯泡与灯座接触不良                D．电流表断路
（3）电路正常后，闭合开关，测得的几组数据如表；
次数U/VI/A
12.00.2
2
32.50.22
①第二次实验时的电压表、电流表示数如图2、3所示，此时小灯泡两端的电压为2.2V，小灯泡正常发光时的电阻为11Ω．
②他通过计算发现灯丝的电阻是不同的，同时还了解到其他同学也得到类似的结果，出现这种结果的主要原因是：灯丝的电阻不同是因为灯丝的电阻随温度的变化而变化．

分析 （1）根据灯泡的额定电压、电阻、计算额定电流，确定电表量程，同时注意电表“正进负出”，滑动变阻器“一上一下”；
（2）灯泡不亮可能是灯泡断路或短路，灯泡断路时，电路断路，电路中没有电流，电流表无示数，电压表串联联在电路中，电压表测量电源电压；灯泡短路时，电路总电阻减小，电路电流增大，电流表示数增大，电压表测量导线电压，示数为0；
（3）①确定电压表和电流表的量程和分度值，读出示数，根据公式R=$\frac{U}{I}$计算出电阻值；
②根据灯丝的电阻随温度的升高而增大的特点进行分析．

解答 解：（1）灯泡的额定电压2.2V，故电压表选择0～3V量程，并联在灯泡两端；正常发光时的电阻约为10Ω，灯泡正常发光时的电流I=$\frac{U}{R}$=$\frac{2.2V}{10Ω}$0.22A，故电流表选择0～0.6A量程，滑动变阻器采用“一上一下”的接法，连线如图所示；

（2）灯泡不亮，电流表指针偏转，电路通路；电压表示数为0，电压表测导线电压，示数为0，所以灯泡短路；故选B；
（3）①由图知，电压表的量程为0～3V，分度值为0.1V，示数为2.2V；电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.2A；
由欧姆定律I=$\frac{U}{R}$得，小灯泡的电阻R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.2V}{0.2A}$=11Ω；
②灯丝的电阻不同是因为灯丝的电阻随温度的变化而变化．
故答案为：（1）见上图；（2）B；（3）①2.2；11；②灯丝的电阻不同是因为灯丝的电阻随温度的变化而变化．

点评 此题研究电流与电压、电阻的关系，考查了控制变量法的应用及欧姆定律的掌握，同时考查了滑动变阻器的使用、电流表的读数及电阻的计算，其中还涉及到了串分压的知识．

练习册系列答案
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14．以下是同学们交流时的一些估测数据，你认为数据明显不合实际的是（　　）
A．教室里黑板的长度为4m
B．中学生100m的最好成绩约12s
C．中学生的脉搏跳动一般每分钟75次左右
D．学校操场的宽度约是125cm
15．同种材料制成的实心圆柱体A和B放在水平地面上，如图，它们的高度之比为2：1，底面积之比为1：2，则它们的质量mA：mB和对地面的压强pA：pB分别为（　　）
A．mA：mB=2：1   pA：pB=2：1B．mA：mB=1：1    pA：pB=2：1
C．mA：mB=1：1   pA：pB=1：1D．mA：mB=2：1    pA：pB=1：1
12．下列说法不正确的是（　　）
A．叉车用力托起货物，叉车对货物做了功
B．人匀速推小车水平运动一段距离，推力对小车做了功
C．人用了很大力气搬石头却没有搬动，人对石头没有做功
D．足球离开脚之后在球场上继续滚动，在这一过程中脚对足球做了功
3．姥姥的收音机坏了，小东决定把它修好．经过检查发现一只标注模糊的电阻引线断了，需要更换．
（1）小东要测量出它的电阻阻值，设计的实验电路图如图，请指出它有什么不完备的地方？应该怎样改进？
（2）请设计记录改进后实验的数据的表格．
（3）若被测电阻R0的阻值约为30Ω，小东选择的器材有：电流表一个，0～0.6A，0～3A两个量程，电压表一个，0～3V、0～15V两个量程；电源三种，电压分别为3V、6V、15V；开关一个；滑动变阻器一个；导线若干．为了减小电表读数时的误差，要求在几次测量中，电表指针的示数要大于量程的$\frac{2}{3}$，则应选用哪种电源？电压表和电流表应选用哪个量程？要求都要说明理由．
13．小红做“伏安法测电阻”的实验时，所用器材有：电源、未知电阻Rx、电流表、电压表、开关、滑动变阻器各一个，导线若干．
实验次数U/VI/AR/Ω
130.2611.5
22.40.212
32
（1）伏安法测电阻的实验原理是R=$\frac{U}{I}$，在连接电路的过程中，开关必须处于断开状态，滑动变阻器的滑片就应该位于阻值最大的一端．
（2）电路连接好后，小红进行实验，记录的数据如表，其中第3次实验电流表的示数如图所示，第3次实验所测的电阻值为12.5Ω．
（3）由实验数据可知，Rx的阻值为12Ω．
20．小明要测量一只定值电阻Rx的阻值．实验桌上器材如下：满足实验要求的电源一个、开关两个、已调零的电压表一块、阻值已知的定值电阻R0、待测电阻Rx和导线若干．请你帮助小明设计一个用现有这些器材测出电阻Rx阻值的电路（已知电源两端的电压不超过电压表的量程，要求测量过程中不得重新拆装电路），要求：
（1）画出电路图；
（2）写出实验步骤及所测物理量；
（3）推导出电阻Rx阻值表达式．
17．某实验小组设计了如图1所示电路图测量电阻器的电阻值．
（1）按照电路原理图连好电路后，闭合开关，发现电压表无示数，电流表示数较大，电路连接出现的故障可能是B
A．电阻R断路 B、电阻R短路 C、滑动变阻器断路 D、滑动变阻器短路
（2）排除故障，前五次测量数据记录如表格所示，其中有一组数据记录有错，应该是第4组．
次数123456
U/V0.40.81.21.62.0
I/A0.080.150.240.380.40
（3）第六次的测量数据如甲、乙两图所示，这次测量的电阻值应为5Ω；
（4）除了利用多次测量求平均值外，该实验小组还采用了图象法处理数据，他们排除了错误数据后，建立了电流（I）--电压（U）坐标系（如图3），请替该小组完成该图象．
18．小明利用如下器材测量绿豆的密度：托盘天平（无砝码）、量筒、两只完全相同的烧杯、一堆绿豆、足量的水，实验步骤如下：

①把托盘天平放在水平桌面上并将游码移至标尺左端的零刻线处，发现指针指在分度盘如图甲的位置，他应该将平衡螺母向右移动．
②将两只相同的烧杯分别放在天平的两个托盘上，将适量的绿豆放入左边烧杯中，往右边烧杯中加水直至天平再次平衡，如图乙．
③将烧杯中的水倒入量筒中，读得水的体积为42ml，量筒中水的质量为42g，即为绿豆的质量．
④再把绿豆全部倒入量筒中，读得绿豆和水总体积为62ml，绿豆体积为20 ml．（1）计算绿豆的密度是2.1×103kg/m3．
（2）这种方法测量绿豆的密度比真实密度相比偏小，理由是烧杯中有水残留，使绿豆质量偏小．
（3）小明突然想到另外一种方法，他把适量的绿豆放在已经调好的天平的左盘，只通过向右移动游码的方式使天平平衡，游码的示数如图丙，则绿豆的质量为4g，然后在量筒中装适量水记下体积V1，再将绿豆倒入水中记下总体积V2，即可计算绿豆的密度，请指出这种测量方式存在的主要问题绿豆体积太小量筒读数误差太大．

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