题目内容

5．在做“伏安法测量定值电阻”的实验中，小明同学设计了如图甲所示的电路，请你完成下列问题．

（1）该实验的原理是R=$\frac{U}{I}$．
（2）连接电路时，应将开关断开；闭合开关前，滑动变阻器的滑片应滑到最右 端（填“左”或“右”）．
（3）连接完电路后，闭合开关，无论怎样移动滑片，电流表指针均无偏转，电压表的指针有明显的偏转，这可能是由于定值电阻R断路造成的．
（4）调节滑动变阻器，测量的几组数据描成如图乙所示的图象，则该电阻的阻值R=3Ω．
（5）完成上述实验后，小明还想测量一段电炉丝的电阻Rx，可是在连接电路时，发现电流表和滑动变阻器都已损坏．于是小明就利用刚才已测得的定值电阻R，重新设计并连接了如图丙所示的电路．电源电压未知且恒定不变．请把下列实验步骤补充完整：
①只闭合开关S1，读出电压表的示数为U1．
②再闭合开关S2，读出电压表的示数为U2．
③电阻表达式：Rx=$\frac{{U}_{1}R}{{U}_{2}-{U}_{1}}$．．

分析 （1）伏安法测电阻，就是利用电压表测出电阻两端的电压，电流表测出通过的电流，利用R=$\frac{U}{I}$求出电阻的阻值．
（2）连接电路时，开关应处于断开状态，滑动变阻器的滑片处于最大阻值处．
（3）电压表有示数说明两接线柱与电压相连的部分是通路，电流表无示数说明断路，即电压表并联的部分断路．
（4）由图象找出一组对应的电压与电流值，根据欧姆定律求出电阻阻值．
（5）没有电流表，找出RX的电流是关键．
根据串联电路电流相等，得到R的电流即RX的电流．
闭合S1测RX电压，再闭合S2测电源电压，根据串联电路电压特点，得出R电压，根据欧姆定律，计算R的电流．

解答 解：
（1）“伏安法测量定值电阻”的实验原理：R=$\frac{U}{I}$．
（2）连接电路时，开关应处于断开状态；
滑动变阻器接左半段，滑片处于右端时，滑动变阻器连入电路的电阻最大，电路电流最小，对电路起保护作用．
（3）电流表无示数，说明电路断路，电压表有明显偏转，则电压表串联在电路中，这可能是由于定值电阻R断路造成的．
（4）由图象可知，当U=1.8V时，I=0.6A，则该电阻的阻值：
R=$\frac{U}{I}$=$\frac{1.8V}{0.6A}$=3Ω．
（5）图丙中，只闭合S1，R与RX串联，电压表测RX的电压U1；
再闭合开关S2，电路为RX的简单电路，读出电压表的示数为U2，即电源电压．
当R与RX串联时，电流相等，所以IX=IR，即：$\frac{{U}_{1}}{{R}_{x}}$=$\frac{{U}_{2}-{U}_{1}}{R}$，
所以，RX=$\frac{{U}_{1}R}{{U}_{2}-{U}_{1}}$．
故答案为：
（1）R=$\frac{U}{I}$；（2）断开；右；（3）定值电阻R；（4）3；（5）读出电压表的示数为U1；再闭合开关S2，读出电压表的示数为U2；$\frac{{U}_{1}R}{{U}_{2}-{U}_{1}}$．

点评 本题考查了伏安法测电阻的实验，涉及到了实验的原理、连接电路的注意事项、实验数据的处理，是一道基础题；应用图象处理实验数据，是物理实验处理数据的常用方法，应注意掌握．

练习册系列答案
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15．如图所示，是光在空气和玻璃两种介质中传播的情形，下列说法中正确的是（　　）
A．入射角等于30°B．折射角等于50°
C．MM′是界面D．该图反映出的是光从玻璃射入空气
16．在用“伏安法测额定电压为3.8V小灯泡的电功率”实验中．

（1）请你将电压表正确连入在图甲的电路中，完成电路的连接．
（2）在闭合开关之前，图甲中滑动变阻器的滑片应放在左端．（填“左”或“右”）
（3）电路连接正确后，闭合开关，发现小灯泡不亮，但电流表有示数．接下来应进行的操作是B（选填字母）．
A．更换小灯泡 B．移动滑动变阻器的滑片，观察小灯泡是否发光 C．检查电路是否断路
（4）若某次测量时，电压表和电流表的示数如图乙所示，则可求出小灯泡的功率P=0.44W．
（5）这个电路除了可以测小灯泡的功率外，还可以用来测量小灯泡的电阻．但是在计算的过程中发现电阻灯泡的电阻变化很大原因是灯泡电阻受温度影响．
13．（1）（请将下列实验报告中的空缺部分填写完整）：探究影响音调高低的因素：
过程把钢尺紧按在桌面上，一端伸出桌边．拨动钢尺，听它振动发出的声音，同时观察钢尺振动的快慢；
增大钢尺伸出桌边的长度，重复实验．
结论物体振动得越慢，音调越低．
（2）通过分别开闭六个音孔，笛子就能发出音调不同的笛音；当用不同力度吹笛时，改变笛音的响度．（填“音调”、“响度”或“音色”）
20．常温下，两条长度相等．横截面积不同的同种材料制成的电阻丝，粗电阻丝的阻值小于 细电阻丝阻值；把它们串联在电路中，通过粗电阻丝的电流等于通过细电阻丝的电流．把它们并联在电路中，通过粗电阻丝的电流大于通过细电阻丝的电流．（选填“大于”、“等于”或“小于”）
10．三辆汽车做匀速直线运动，甲车速度是12m/s，乙车速度是600m/min，丙车速度是54km/h，则三辆车中速度最大的是丙车，速度最小的是乙车．
17．下面是文奇和包博等同学进行的电学实验：
（1）文奇为了探究通过导体的电流跟电阻的关系，设计了如图甲所示的电路．
①请用笔画线代替导线完成图甲电路的连接；
②文奇看到邻组同学在闭合开关后，电流表的指针偏向“0”刻度线的左侧，原因是电流表正负接线柱接反了；
③如果文奇连接电路时接入的电阻为5Ω，控制电阻两端的电压为2V，那么将5Ω的电阻换成10Ω的电阻时，应将滑动变阻器的滑片向左端调节，使电压表示数为2V；把10Ω的电阻换成20Ω的电阻，无论怎样调节滑片都无法使电压表示数调到控制值，说明她选择的滑动变阻器最大阻值太小；
电压U/V2
电阻R/Ω51020
电流I/A0.40.20.1
④更换器材后，重新实验，将数据记录在表格中，分析实验数据可得出：当电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比．
（2）包博将电阻换成标有“2.5V”字样的小灯泡，测量其不同电压下的电功率．
①正确连接电路，闭合开关，发现小灯泡不亮，电压表无示数，电流表指针不动，产生这种现象的原因可能是灯泡断路；
②排除故障，继续实验，如图乙所示是某次实验电流表的示数为0.1A．最后根据实验数据画出I-U图象（如图丙），根据图象求出小灯泡正常发光时的功率为0.625W；
③通过分析I-U图象，发现小灯泡的电阻随电压升高逐渐变大，其原因是灯丝电阻受温度影响．

（3）完成上面实验后，包博同学又想测量额定电压为U额的小灯泡的额定功率，但发现电流表已经损坏，于是他们又找来了两个开关，设计了如图丁所示的电路，已知电源电压为U，定值电阻的阻值为R0，请你完成下面实验步骤．
①闭合开关S、S1（填写S、S1、S2的通断情况），调节滑动变阻器的滑片使电压表示数为U-U额；
②闭合开关S、S2（填写S、S1、S2的通断情况），保持滑动变阻器的滑片不动，读出电压表示数为U1；
③灯泡的额定功率的表达式为P额=$\frac{{U}_{1}}{{R}_{0}}{U}_{额}$．
14．如图所示，放在斜面上的杯子中装了水，一个小铁球浸没在水中并沉在杯底，请大致画出杯中的水面，并画出小铁球受到的重力G和水对它的浮力F浮的示意图．
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（3）这台电烘箱以中档位工作时，通过电烘箱的电流．

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