题目内容
20.在“在伏安法测电阻的实验”中,(1)实验的原理是:R=$\frac{U}{I}$.
(2)连接电路时开关应断开,滑动变阻器的滑片应滑到阻值最大处,这样做的作用是为了保护电路;它还有一个作用是:通过改变连入电阻大小改变加在待测电阻两端的电压.
(3)要测量一个小灯泡的阻值,请你将正确的电路图画在虚线框内.
(4)图甲是某次用电压表和电流表测量小灯泡电阻(大约为10Ω)的实物图,请用笔画线代替导线,按照实验的要求完成电路的连接.(要求:滑动变阻器的滑片向右移时电流表示数变大)
(5)某次实验时,电压表和电流表的示数如图乙所示,则此时小灯泡的电阻为8Ω
(6)该同学作出了小灯泡两端电压和电流图象如图丙所示,根据图象可知小灯泡的电阻是变化的(选填“变化”或“恒定不变”),其原因是:灯丝的电阻随温度的变化而变化.
分析 (1)伏安法测电阻,是利用伏特表(电压表)和安培表(电流表)分别测量导体两端电压和通过导体的电流,然后利用R=$\frac{U}{I}$计算电阻;
(2)连接电路时开关须断开,这是为了防止电路中有短路的地方而导致用电器损坏;闭合开关前将滑动变阻器的滑片达到最大阻值处,是为了让电路中有较大的电阻,防止电路中电流过大而烧坏用电器,都是为了保护电路;本实验是测量性实验,要采取获得多组数据求平均值的方法减小误差,滑动变阻器在实验中通过移动滑片,可获得多组数据.
(3)伏安法测电阻,电源、开关、滑动变阻器、电流表、待测电阻组成串联电路,电压表并联在待测电阻两端,据此作出电路图;
(4)根据电路中的最大电流选择电流表的合适量程,当电流表示数变大时,表明滑动变阻器接入电路的电阻变小,据此选择变阻器下面的接线柱;
(5)根据电压表、电流表的量程,明确最小分度,读出具体数值,再利用R=$\frac{U}{I}$计算电阻;
(6)小灯泡两端电压和电流图象为一曲线,说明R为变化的;灯丝的电阻随温度的变化而变化.
解答 解:(1)实验中需要测量的物理量是导体两端的电压和通过导体的电流,再依据R=$\frac{U}{I}$计算电阻;故实验原理为R=$\frac{U}{I}$;
(2)为保护电路,在连接过程中开关须断开,在开关闭合之前,滑片应处于最大阻值处;通过移动滑片,可获得多组数据,通过求平均值,减小误差;
(3)电路图如图1:![]()
(4)电源由两节干电池组成,电压为3V,因此电压表选用0~3V;电路中的最大电流I大=$\frac{U}{{U}_{L}}$=$\frac{3V}{10Ω}$=0.3A<0.6A;因此电流表选用0~0.6A;滑动变阻器的滑片向右移时电流表示数变大,表明滑片向右移动接入电路中的电阻变小,因此采用右下接线柱,据此连图如图2:![]()
(5)由图乙可读出电压表示数UL为2.4V,电流表示数IL为0.3A,灯泡电阻:RL=$\frac{{U}_{L}}{{I}_{L}}$=$\frac{2.4V}{0.3A}$=8Ω;
(6)小灯泡两端电压和电流图象为一曲线,因为U=RI,说明R大小不是一个定值,而是变化的;原因是灯丝的电阻随温度的变化而变化.
故答案为:(1)R=$\frac{U}{I}$;(2)最大;保护电路;通过改变连入电阻大小改变加在待测电阻两端的电压;(3)如图1;(4)如图2;(5)8;(6)变化;灯丝的电阻随温度的变化而变化.
点评 本题测灯泡电阻值,考查实验原理、实验注意事项、电路的连接、电阻大小的计算、影响电阻大小的因素等知识,综合性较强.
(1)光屏在实验中的作用:(写出其中一条)①显示光路.
(2)如果让光线逆着OF的方向射向镜面,会发现反射光线沿着OE方向射出,这表明光路是可逆的.
(3)实验中老师让一束光贴着纸板沿某一个角度射到O点,经平面镜的反射,沿另一个方向射出,改变光束的入射方向,再观测几组入射角和反射角,该步骤的目的是为了比较反射角与入射角的大小关系.
| 实验次序 | 入射角 | 反射角 |
| 1 | 15° | 75° |
| 2 | 30° | 60° |
| 3 | 45° | 45° |
| A. | 焦耳 | B. | 瓦特 | C. | 牛顿 | D. | 帕斯卡 |
(1)求:容器内水的体积V水.
(2)求:水面下0.2米深度处水的压强p.
(3)在分析本题“水对容器底部的压强p水”的过程中,小明和小华两位同学有各自不同想法,如表所示:
| 同学 | 分析过程 |
| 小明 | 水的深度h可以通过第一小题求得的水的体积V水与已知条件中容器的底面积求得,即h=V/S;然后用公式p=ρgh,就可以求出“水对容器底部的压强p水”. |
| 小华 | 公式p=F/S只能用于固体压强的计算,求液体压强要用公式p=ρgh,而整个容器的水深h不知道,所以无法求出“水对容器底部的压强p水”. |
(b)若能求水对容器底部的压强p水,请计算并得出结果;若不能求水对容器底部的压强 p水,请简要说明理由.