题目内容

9．在“伏安法测定值电阻”的实验中，小明同学所用的电源电压恒定不变，但电源电压未知，滑动变阻器标有“20Ω　　1.5A”的字样，电压表和电流表的量程合适，他已连接了部分电路，如图所示．请你接着完成下列问题：

（1）用笔画线代替导线，将图甲中的电路连接完整．并在右侧方框内画出对应的电路图．
（2）在连接电路时开关应该处于断开（“闭合”或“断开”）状态．
（3）开关在闭合前，滑动变阻器的滑片应位于变阻器的阻值最大处处．
（4）小明连接电路后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片的过程中发现，电流表的示数变大时，电压表示数反而减小，电流表示数变小时，电压而增大．经检查所用器材均完好．你认为出现上述实验现象的原因是电压表与滑动变阻器并联了．
（5）当电压表示数为2.4V时，电流表的示数如图乙所示，则其示数为0.24A，电阻丝的电阻为10Ω．
（6）进行了上步计算后，小明认为实验就完成了，小亮则认为，仅这样就得出电阻的阻值不够可靠，原因是没有进行多次测量求平均值．

分析 （1）将电压表与电阻并联，根据实物图画电路图，注意连接方式和顺序对应；
（2）连接电路时应断开开关；
（3）为保护电路，闭合开关前，应将滑片移至最大阻值处；
（4）电路中有两个电阻，根据分压规律，可考虑电压表测量的很可能是滑动变阻器两端的电压；
（5）根据图乙读出电流表的示数，根据R=$\frac{U}{I}$计算出电阻值；
（6）为减小误差，应多测几组数据求平均值．

解答 解：（1）将电压表与电阻并联，滑动变阻器串联在电路中，已接了下面一个接线柱，可再接上面任意一个接线柱，如图所示：

电路图如图所示：

（2）在连接电路时开关应该处于断开状态；
（3）开关在闭合前，滑动变阻器的滑片应位于变阻器的最大阻值处；
（4）根据串联电路的分压特点，当电流增大时，电压反而减小，说明电压表所测是另一电阻的电压，即滑动变阻器两端的电压．
（5）由图乙知，电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.24A；
R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.4V}{0.24A}$=10Ω；
（6）实验中只测了一组数据就得出结论，这样误差较大，所以得出电阻的阻值不够可靠．
故答案为：（1）见上图；（2）断开；（3）阻值最大处；（4）电压表与滑动变阻器并联了；（5）0.24；10；（6）没有进行多次测量求平均值．

点评 本题是伏安法测电阻的实验，考查了电路的连接及电路图的画法，实验中应该注意的问题及其串分压的知识应用，考查全面，难度适中．

练习册系列答案
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A．甲灯的额定功率变大B．甲灯比乙灯亮
C．乙灯的电阻变小D．甲灯两端的电压比乙小
17．在测定标有“2.5V”字样的小灯泡电阻的实验中：
（1）请你图1将实物电路补充完整．导线不能交叉．

（2）通过实验得到了三组U和I的数据（如表）．当灯泡两端电压为3.0V时，电流表示数如图2，请将读数填入表格中．
实验次数123
电压U/V1.52.53.0
电流I/A0.20.250.28
（3）本实验的实验原理是R=$\frac{U}{I}$；
（4）在连接电路时，电键应处在断开状态，在闭合电键前，实物图中滑动变阻器滑片P应处在B端（选填“A”或“B”）；
（5）小灯泡正常发光时的电阻为10Ω．
（6）由表中数据可知，在三次测量中灯泡的电阻相差较大，造成这一现象的原因是灯丝的电阻与温度有关．
4．要测量一个阻值约为几百欧的电阻Rx．实验室提供的器材有：电源（约3V）、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（200Ω，1A）和电阻箱R0（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，图1是他连接的电路．连接电路时，小明注意到了开关应断开；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．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，电流太小的原因是待测电阻阻值太大，电路中电流太小．所以按小明所选的器材不能用伏安法测出该电阻的值．
（2）小华想利用图2所示的电路测量Rx阻值的大小．下面是他的实验过程，请你帮他完成实验．
①将电阻箱的阻值调至数百欧姆，记下示数R0．
②闭合开关S和S2，断开S1，读出此时电压表的示数为U1．
③闭合开关S、S1，断开S2，读出此时电压表的示数为U2．
④未知电阻值的表达式为：Rx=$\frac{{U}_{1}-{U}_{2}}{{U}_{2}}{•R}_{0}$．
（3）小雨设计的电路如图3，他实验过程如下：
A．按图连接好电路；
B．闭合S1断开S2，调节滑动变阻器至适当位置，读出电压表的电压值；
C．断开S1闭合S2，保持变阻器的阻值不变，调节电阻箱的接入电阻，使电压表
仍显示原来的电压值；读出电阻箱的阻值R．
①小雨的实验方法叫等效替代法．（选填“控制变量法”“转换法”“等效替代法”）
②将步骤C中的空格填完整．
③步骤B中“适当”的含义是电压表的示数大约在满刻度的$\frac{2}{3}$左右，即2V左右．
14．小明同学在做“测定小灯泡正常发光时的电阻”的实验时，所用电源电压保持不变，实验用小灯泡上标有“0.2A”（正常发光时的电流）字样．
（1）如图是小明连接的不完整的实验电路，请你帮他将图中未连接部分接好，要求：滑动变阻器的滑片向右移动时灯泡变亮．

（2）小明将电路连好后，闭合开关时，发现小灯泡不亮，电流表指针几乎不动，电压表的示数为4.5W，则此故障可能为小灯泡断路（选填“小灯泡短路”、“小灯泡断路”或“滑动变阻器断路”）．
（3）小明排除故障后按照正确的操作进行实验，当他闭合开关时，发现电压表、电流表的示数分别为1.5V和0.15A，然后移动滑动变阻器的滑片，当小灯泡正常发光时，滑片恰好在变阻器的中点上，小灯泡正常发光时的电阻12.5Ω，所用滑动变阻器的最大阻值为20Ω，灯泡正常发光时的电阻比1.5V时的电阻大，电阻变化的原因是灯泡在不同电压下的实际功率不同，灯丝的温度不同．
1．在用电阻箱、电压表测定一个未知值电阻Rx的阻值时，小明设计了如图甲所示的实验电路，其中R′是电阻箱，R0是定值电阻．

（1）图甲中，为测出Rx的阻值，闭合并关S后，小明应该先把开关S1接到触点1（选填“1”或“2”），记录电压表的示数U；然后把开关S1接到另一触点，并调节电阻箱R′，直到电压表示数也为U，读出此时电阻箱R′的示数（各旋钮的位置如图乙所示），则待测电阻Rx的阻值为8Ω．
（2）小兰认为将图甲中的电阻R0去掉，也能测出Rx的阻值．你认为可行吗？说出理由．
答：不可行，理由是：若没有R0，电压表的示数将不变
（3）小亮设计了图丙的电路测Rx的阻值．与图甲的方法比较，你觉得图丙最显著的优点是：能多次测量求平均值以减小误差；
（4）若图甲也想具备这个优点，只需更换图甲的一个元件就可以了，如何替换？
答：将电阻R0换成滑动变阻器．
18．给下面的数据填上适当的单位或数值：
（1）物理课本的宽度约184.6mm；    
（2）光在真空中的传播速度是3×105km/s．
19．某同学用同一把刻度尺三次测得文具盒的宽度分别为9.20cm、9.21cm、9.20cm，则下列说法中，错误的是（　　）
A．测量结果最后应记做9.20cm
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C．9.21cm这个记录结果是错误的
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