题目内容
小明做“用电压表、电流表测电阻实验”实验器材如图1所示,请完成下列要求:

①小明连接的电路如图1所示,图中尚有一根导线未连接,请用笔线代替导线在图中正确连接.(用2B铅笔在答题纸的相应位置连线)
②小明正确连接电路,实验步骤正确,闭合电键,移动滑片过程中,发现电流表始终无示数,电压表示数始终为6伏,产生这种现象的原因是______.
③小明调整了出现故障的器材后,按正确的步骤操作.当滑片在某一端时,发现电压表电流表示数如图2所示.将滑片移到中点时,电流表示数为0.26安.在移动滑片过程中发现电流表示数最大值为0.46安.
(1)在下面的实验数据表中填入相关栏目名称.
(2)请将有关数据填入表格内,并求出Rx的阻值.(计算电阻时,精确到0.1欧)
| 实验序号\物理量 | ||||
解:(1)电路图如图所示,将滑动变阻器上端接线柱与电流表“3”A接线柱相连.

(2)闭合开关,电流表无示数,说明电路为断路;又因为电压表有示数,说明电阻断路;
(3)当滑片在某一端时,发现电压表示数为U1=2.4V,电流表示数为I1=0.18A;此时电流表示数最小,说明滑动变阻器电阻全部连入电路.可得R滑×0.18A+2.4V=6V,解得R滑=20Ω;当滑动变阻器电阻滑到中点时,则滑动变阻器连入的阻值为10Ω,此时电流表示数I2=0.26A,则滑动变阻器两端电压U滑=10Ω×0.26A=2.6V;测定值电阻两端电压U2=6V-2.6V=3.4V;当滑片滑到另一端时,电流表的示数为I3=0.46A,此时电流最大,说明滑动变阻器连入电路的阻值为0,则定值电阻两端电压为U3=6V.
则第一行数据为:电压U1=2.4V,电流I1=0.18A,电阻R1=
=
=13.3Ω;
第二行数据为:电压为U2=3.4V,电流I2=0.26A,电阻R2=
=
=13.1Ω;
第三行数据为:电压为U3=6V,电流I3=0.46A,电阻R3=
=
=13.0Ω;
则电阻的平均值R=
=
=13.1Ω.
故答案为:①如图;②定值电阻断路;③如表.
分析:(1)把滑动变阻器、电流表串联接入电路,滑动变阻器接上面的接线柱.
(2)开关闭合时,发现电流表始终无示数,说明电路开路;电压表有示数,说明电压表的正负接线柱到电源正负极的电路是连通的,故与电压表并联的电阻发生断路;
(3)由滑片在某一端时,发现电压表电流表示数,分析知此时滑动变阻器电阻全部连入电路,电路中的电流最小,由此可求出滑动变阻的最大阻值.当将滑片移到中点时,由电流表示数进而可求出定值电阻两端电压.当电流表示数最大时,说明滑动变阻器连入电路中电阻为0,电源电压全部由定值电阻分担.
点评:此题考查了电路的设计作图、滑动变阻器的使用、电路故障的分析以及表格数据处理,是一道综合题.要明白滑片在不同的位置时,对电路中电流的影响,是解答此题的关键.
(2)闭合开关,电流表无示数,说明电路为断路;又因为电压表有示数,说明电阻断路;
(3)当滑片在某一端时,发现电压表示数为U1=2.4V,电流表示数为I1=0.18A;此时电流表示数最小,说明滑动变阻器电阻全部连入电路.可得R滑×0.18A+2.4V=6V,解得R滑=20Ω;当滑动变阻器电阻滑到中点时,则滑动变阻器连入的阻值为10Ω,此时电流表示数I2=0.26A,则滑动变阻器两端电压U滑=10Ω×0.26A=2.6V;测定值电阻两端电压U2=6V-2.6V=3.4V;当滑片滑到另一端时,电流表的示数为I3=0.46A,此时电流最大,说明滑动变阻器连入电路的阻值为0,则定值电阻两端电压为U3=6V.
则第一行数据为:电压U1=2.4V,电流I1=0.18A,电阻R1=
第二行数据为:电压为U2=3.4V,电流I2=0.26A,电阻R2=
第三行数据为:电压为U3=6V,电流I3=0.46A,电阻R3=
则电阻的平均值R=
故答案为:①如图;②定值电阻断路;③如表.
| 实验序号\物理量 | 电压(V) | 电流(A) | 电阻(Ω) | 电阻平均值(Ω) |
| 1 | 2.4 | 0.18 | 13.3 | 13.1 |
| 2 | 3.4 | 0.26 | 13.1 | |
| 3 | 6 | 0.46 | 13.0 |
分析:(1)把滑动变阻器、电流表串联接入电路,滑动变阻器接上面的接线柱.
(2)开关闭合时,发现电流表始终无示数,说明电路开路;电压表有示数,说明电压表的正负接线柱到电源正负极的电路是连通的,故与电压表并联的电阻发生断路;
(3)由滑片在某一端时,发现电压表电流表示数,分析知此时滑动变阻器电阻全部连入电路,电路中的电流最小,由此可求出滑动变阻的最大阻值.当将滑片移到中点时,由电流表示数进而可求出定值电阻两端电压.当电流表示数最大时,说明滑动变阻器连入电路中电阻为0,电源电压全部由定值电阻分担.
点评:此题考查了电路的设计作图、滑动变阻器的使用、电路故障的分析以及表格数据处理,是一道综合题.要明白滑片在不同的位置时,对电路中电流的影响,是解答此题的关键.
练习册系列答案
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(8分)小明在做“测定小灯泡额定功率”的实验时,电源电压为6.0V,小灯泡的额定电压
为3.8V,阻值约为12Ω。如图11-甲所示是小勇同学连接的实物电路。
| 次数 | 电压 | 电流 | 亮度 |
| 1 | 3V | 0.25A | 较暗 |
| 2 | 3.8V |
| 正常 |
| 3 | 4.5 | 0.32A | 很亮 |
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(1)根据题目要求,把图甲中的电路补充完整。(1分)
(2)在正确连接电路时,开关必须_______,滑动变阻器的滑片应移至________端(选C或D)。实验时,要使小灯泡正常发光,应调节滑动变阻器使电压表的示数为_______V,若此时电流表的示数如图11-乙所示,电流为_______A,那么小灯泡的额定功率是_______W。
(3)小明同学在检查电路连接正确后,闭合开关,发现小灯泡不亮,电压表有示数且为6.0V,电流表示数为0,则产生这个故障的原因可能是______________________。
(4)小明还注意到,这个实验装置也可以用来测小灯泡的电阻,于是他动手实验并记录如上表的数据。通过计算灯泡灯丝的电阻,并发现灯丝的电阻值随电压升高而增大,他想:导体的电阻不是与电压、电流无关吗?怎么会有这样的结论呢?请你给他作出合理的解释: 。
下面是小聪和小明做“测量定值电阻Rx”的实验
(1)图甲是小聪设计的测电阻而连接的电路,尚未完整,请用笔画线代替导线,把电路连接好,使滑动变阻器的滑片向右滑动时,电流表的读数变大;
(2)小聪在正确连接后,闭合开关,发现电压表的指针有明显偏转,电流表的指针几乎没有偏转,该故障的原因是 (选择下列故障原因的字母代号)
| A.电阻Rx短路 | B.电阻Rx断路 |
| C.电源接线接触不良 | D.电流表断路 |
(4)小明在实验时,发现电压表已损坏,他设计了如图乙所示的电路进行试验,先把滑动电阻器的滑片调到电阻值最大处,闭合开关S1、S2,电流表的读数如图丙所示,为 A;保持滑动变阻器的滑片不动,闭合开关S1,断开开关S2时,电流表的示数为0.3A,已知滑动变阻器R1规格为“20Ω 1A”根据小明测得的数据计算出定值电阻Rx的阻值是 Ω.(设电源电压恒定)
(5)比较小聪和小明的实验,你认为 的实验结果更准确,理由是 .
(6)小明想借用学校实验室的器材测量家里电热毯的电阻(电热毯的额定电压为220V,额定功率约100W),老师告诉他,实验室有以下器材可供选用;
①电流表A1,量程“0~30mA”
②电流表A2,量程“0~0.6A”
③电流表A3,量程“0~3A”
④电压表V,有“0~3V”和“0~15V”两个量程;
⑤滑动变阻器R1“20Ω 1A”
⑥滑动变阻器R2“50Ω 0.5A”
⑦滑动变阻器R3“1kΩ 0.1A”
小明打算用12V的学生电源作为电源,为了较准确地测出电热毯的电阻值,则电流表选 ;滑动变阻器选 .