题目内容

4．如图1是“伏安法测电阻”的实验装置（待测电阻阻值不小于10Ω）

（1）请用笔画线代替导线补充完成图1中的实物电路连接（要求导线不能交叉，滑动变阻器滑片右移时电阻变大）．
（2）某次测量时电流表示数为0.2A，电压表示数如图2所示，则待测电阻阻值为11Ω．
（3）将上述实验中的电阻换成小灯泡，用同样的方法测小灯泡的电阻，数据记录如表，分析表中数据可知，小灯泡两端电压越低，小灯泡的电阻越小，原因是灯丝的电阻随温度的降低而减小．
（4）若实验中只有一个电压表和一个已知电阻R0，小明设计了如图3所示的电路，同样可以测量未知电阻Rx，请在空格内将实验步骤补充完整．
测量次数12345
电压U/V2.52.01.51.00.5
电流I/A0.280.250.220.180.16
①闭合S、断开S1，用电压表测出待测电阻Rx两端的电压为U1；
②闭合S和S1，用电压表测出电源的电压U2；
③请写出用测量值U1、U2及R0来表示Rx的表达式：Rx=$\frac{{U}_{1}}{{U}_{2}{-U}_{1}}$×R0．

分析 （1）根据电源电压确定电压表的量程，求出电路中的最大电流确定电流表量程；滑动变阻器按要求串联接入电路中；
（2）在图2中，由电压表小量程读数，根据欧姆定律求电阻的大小；
（3）根据欧姆定律求出实验中灯丝的电阻大小，比较大小得出结论；灯丝的电阻随温度的降低而减小；
（4）在图3中，先用电压表测出待测电阻的电压U1，然后通过开关的转换，用电压表测出电源电压U2，根据串联电路电压的规律，求出定值电阻的电压U定，根据欧姆定律求得电路中的电流大小，从而写出待测电阻的表达式．

解答 解：（1）电源电压为3V，电压表选用小量程，与定值电阻并联；电路中的电流不大于I=$\frac{U}{R}=\frac{3V}{10Ω}$=0.3A，所以电流表选用小量程；要求滑动变阻器滑片右移时电阻变大，所以滑片以左电阻丝连入电路中，如下图所示；

（2）图2中，电压表的小量程分度值为0.1V，示数为2.2V，电阻的大小R′=$\frac{U′}{I′}=\frac{2.2V}{0.2A}$=11Ω；
（3）根据欧姆定律R=$\frac{U}{I}$，分别求出几次实验中灯丝的电阻大小为8.93Ω、8Ω、6.82Ω、5.56Ω、3.13Ω，故小灯泡两端电压越低，小灯泡对应的电阻越小；由表中数据知，电压越低，通过的电流越小，根据P=UI，灯的功率越小，灯丝的温度越低，因灯丝的电阻随温度的降低而减小，所以小灯泡的电阻越小；
（4）②闭合S和S1，用电压表测出电源的电压U2；
③根据串联电路电压的规律，定值电阻R0的电压U0=U2-U1，则通过定值电阻的电流，即通过待测电阻的电流大小Ix=$\frac{{U}_{0}}{{R}_{0}}=\frac{{U}_{2}{-U}_{1}}{{R}_{0}}$，
则待测电阻Rx=$\frac{{U}_{1}}{{I}_{x}}=\frac{{U}_{1}}{\frac{{U}_{2}{-U}_{1}}{{R}_{0}}}=\frac{{U}_{1}}{{U}_{2}{-U}_{1}}$×R0．
故答案为：（1）如上图所示；
（2）11?；
（3）小；灯丝的电阻随温度的降低而减小
（4）②闭合S和S1
③$\frac{{U}_{1}}{{U}_{2}{-U}_{1}}$×R0．

点评 本题测电阻的大小，考查电路的连接、电阻的计算、影响电阻大小的因素及设计实验方案的能力，属于中等难度的题目．

练习册系列答案
相关题目
4．如图所示是小明测量杠杆机械效率的实验情景（杠杆的重力忽略不计） 
（1）请在如表中把相关的数据填写完整
物体重
G/N		物体上升的
高度h/cm		弹簧测力计
的示数F/N		弹簧测力计移动
的竖直距离S/cm		有用功
W有/J		总功
W总/J		机械效率
η/%
4152.4300.60.7283.3
（2）为提高本实验中杠杆的机械效率，请提-条合理的建议：选择支点灵活的杠杆或在支点所在轴处加润滑油．
5．下列关于能量转化的实例，你认为说法正确的是（　　）
A．水轮机带动发电机发电：电能转化为机械能
B．电动机工作：机械能转化为电能
C．汽油机的压缩冲程：内能转化为机械能
D．燃料燃烧：化学能转化为内能
2．一辆载重卡车连同货物总质量m=4.5×103kg，在F=4.0×103N的牵引力作用下在平直公路上做匀速直线运动，1min内行驶了900m．求：
（1）卡车受到阻力的大小．
（2）牵引力做功的功率．
（3）如果卡车行驶到另一粗糙的路面时，受到的阻力变为其重力的0.15倍，卡车应该减档减速行驶，请你通过计算说明其原因？
9．用水桶把生活用水从一楼提到五楼，对水的做功是有用功，对桶做的功是额外功，对水和桶做的功的总和叫做总功．
9．小岩利用“伏安法”测量定值电阻R的阻值．
（1）请你添加一条导线，将图甲所示的实物图补充完整；
（2）闭合开关S前，应把图甲中滑片P置于最左（选填“左”或“右”）端；
（3）检查电路连接正确后，闭合S，滑片P滑动到某一位置时，电压表的示数如图乙所示，电流表的示数如图丙所示，则电压表的示数为2.6V，电流表的示数为0.26A，电阻R的阻值为10Ω，此时R的电功率为0.676W．
16．小张为了研究“当电阻R两端的电压不变时，通过R的电流与其电阻的关系”，设计了如图甲所示的电路，并选用了若干只不同阻值的定值电阻．

（1）连接实验电路的过程中开关应断开；
（2）请按图甲所示的电路图，用笔画线代替导线，把图乙中的实物连接图补充完整（要求滑动变阻器的滑片P向左移动时电流表的示数变大）；
（3）闭合开关后，发现电流表指针有明显偏转，但无论怎样移动变阻器的滑片，两表示数均不变．原因是：滑动变阻器同时接上面两个接线柱；
（4）排除故障后，重新做实验．每次更换不同的定值电阻R后，都应移动变阻器的滑片，使电压表的示数不变（选填“电压表”或“电流表”）．他记下了4次实验的电阻值和对应的电流值，描绘成图丙；
（5）由图丙可知，定值电阻R两端的电压是2V；
（6）由图丙得到的结论是：当定值电阻R两端的电压不变时，通过导体的电流与其电阻成反比．
13．探究电流与电压的关系
【实验器材】
电压表、电流表、三种不同规格的滑动变阻器（A：“10Ω1.5A”、B：“20Ω1A”、C：“50Ω1A”）、开关、新干电池三节、定值电阻R=10Ω、导线若干．
【制定计划与设计实验】
（1）请依照如图甲所示的电路图，用笔画线代替导线，将图乙中电路连接完整，要求滑动变阻器的滑片P向左滑时，电流表示数变大．导线不能交叉；

（2）闭合开关前，要将滑动变阻器滑片移至右（填“左”或“右”）端，选样做可以起到保护电路的作用；此实验中滑动变阻器的另一个作用是“改变定值电阻两端的电压”，请你写出一种不用变阻器，也可以“改变定值电阻两端电压”的方法：改变电源中电池的节数．
【进行实验与收集证据】
（1）小莲按要求正确连接电路，且电路元件完好．实验过程中，发现电压表指针偏转到满刻度外的位置，其原因可能是滑动变阻器阻值过小．（任意写出一个）
（2）小莲在实验中通过调节滑动变阻器滑片．测出通过电阻R的不同电流和对应的电压值，如表所示：
U/V1.02.03.0
I/A0.10.20.3
要测出表格中的实验数据，实验时所用的滑动变阻器规格为C（选填规格的编号即可）．
【实验结论】
通过上表中的数据，我们可以得出：电阻不变，导体的电流与它两端的电压成正比．
14．质量为2×106kg的列车在平直的轨道上运行，5min通过了5km．如果列车匀速行驶时所受的阻力是车重的0.003倍，那么此车受到的阻力为多大？列车的功率为多大？（g取10N/kg）

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