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1、专项训练(五)伏安法测电阻、电功率(限时:25分钟)1.小亮用“伏安法”测小灯泡的电阻,小灯泡额定电压是2.5 V,电源电压4.5 V。(1)请用笔画线代替导线,将图ZX5-1甲所示的实物电路连接完整。图ZX5-1(2)在连接电路时,开关应,滑动变阻器滑片P应位于(选填“A”或“B”)端。(3)闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,当电压表的示数为2.5 V时,电流表示数如图乙所示,此时小灯泡的电阻约为(保留一位小数);他把多次测量的电流值和电压值绘制成I-U图像,发现I-U图线是一条曲线,原因是。(4)如果还想测量额定电压为3.8 V的小灯泡正常发光时的电阻,但是电压表的15 V量程已经损坏,在
2、不改变原器材的情况下,你的办法是。2.如图ZX5-2甲所示是林红同学连接的测电阻R阻值的电路。图ZX5-2(1)图甲电路中有一根导线连接错了,请你在接错的导线上打“”,并画出正确的连线。(2)在图乙所示的虚线框内画出对应的电路图。(3)伏安法测电阻的原理是。(4)当滑片P在某点时,电压表的示数是3.4 V,电流表示数如图丙所示,则被测电阻R的阻值是。(5)若闭合开关后发现电流表指针偏转,电压表指针没有偏转,该故障的原因是。A.电阻R接线短路B.电阻R接线断路C.电源接触不良D.电流表接线短路(6)林红同学又做了“测量小灯泡电阻”的实验,分别记下了多组对应的电压表和电流表示数,并绘制了U-I图像
3、,如图丁所示。根据图像信息得知,当加在灯泡两端的电压为1.5 V时,小灯泡的电阻是。根据图像中的数据计算发现:小灯泡两端的电压不同时,灯丝的电阻不同,你认为原因可能是。3.林红同学用如图ZX5-3甲所示的电路来测量一未知电阻Rx的阻值。图ZX5-3(1)请用笔画线代替导线,将图甲中实物图连接完整。(使滑片向左移动时,电流表示数变大)(2)闭合开关后,当滑动电阻器的滑片向左移动到某一位置时,电压表的示数为1.2 V,电流表的示数如图乙所示,则I=A,Rx=。(3)林红同学又设计了如图丙所示的测量电路,同样可以测量未知电阻Rx阻值,其中R0是定值电阻。请在下列空格内把实验步骤补充完整。,用电压表测
4、出电源电压U;,用电压表测出待测电阻Rx两端的电压U1;用测量值U和U1、已知量R0表示,Rx=。4.2016江西某市中考实验操作考试时,实验员为了让同学们做“探究小灯泡的额定电功率”这一实验,准备了以下器材:额定电压为2.5 V的小灯泡(正常发光时电阻约为10 ),规格为“10 1 A”的滑动变阻器,新干电池4节,开关、电流表、电压表各一个,导线若干。(1)请你用笔画线代替导线,将图ZX5-4甲所示的电路连接完整。图ZX5-4(2)在闭合开关前,应将滑片P移到最(选填“左”或“右”)端。(3)在图乙的虚线框内画出对应的电路图。(4)经检查,电路连接无误,各元件完好。闭合开关后,无论怎样移动滑
5、片P,电压表的示数都调不到2.5 V,存在这种问题的原因是,让小灯泡正常发光最简便的方法是。(5)解决上述问题后,移动滑片P使电压表的示数为2.5 V时,小灯泡正常发光,此时电流表示数如图丙所示,则小灯泡的额定功率是W。5.小华同学在“测量小灯泡的电功率”的实验中,所用电源电压恒为3 V,小灯泡上标有“2.5 V”字样。(1)请用笔画线代替导线,将图ZX5-5中的实物电路图连接完整。图ZX5-5(2)在连接电路时,开关始终是(选填“断开”或“闭合”)的,在闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移动到最(选填“右”或“左”)端。(3)闭合开关后小华进行了4次实验,并将有关数据和现象记录在下表中。实验次
6、数电压U/V电流I/A实际电功率P/W发光情况10.50.100.05不亮21.50.200.30偏暗32.50.30明亮42.80.320.896很亮表中第1次实验时小灯泡不亮的原因是灯泡实际功率(选填“太大”或“太小”)。(4)分析上表中数据可知该小灯泡的额定功率为W,实验得出的结论是:小灯泡的实际功率,灯泡越亮。6.如图ZX5-6甲所示是林红同学测量标有“3.8 V”字样的小灯泡额定功率的电路图。图ZX5-6(1)林红连接电路时,开关应处于状态,滑动变阻器的滑片应移到最端。(2)闭合开关发现灯泡不亮,电流表无示数,但电压表有示数,则发生的电路故障为。(3)当电压表示数为3.8 V时,电流
7、表的示数如图乙所示,是A,由此可得,小灯泡的额定功率为W。(4)在实验中,林红同学把电流表与电压表的位置互换,闭合开关后造成。A.电流表被烧坏B.电压表被烧坏C.小灯泡被烧坏D.小灯泡不亮(5)实验中林红的电流表损坏了,实验室没有电流表可换,林红用一个已知阻值为R0的定值电阻和若干个开关,重新设计了如图丙所示的电路,在不改变该电路连接的情况下,也能正确测出小灯泡的额定功率。林红正确连接电路后,接下来的实验步骤是:;保持滑片位置不动,断开开关S1,闭合开关S、S2,记下电压表的示数为U2;小灯泡的额定功率的表达式为P=。参考答案1.(1)如图所示(2)断开A(3)10.4灯丝的电阻与温度有关(4
8、)把电压表并联在滑动变阻器的两端2.(1)如图所示(2)如图所示(3)R=UI(4)2(5)A(6)10灯丝的电阻随温度的升高而增大3.(1)如图所示(2)0.34(3)闭合开关S、S1闭合开关S、断开S1U1R0U-U1解析 (3)闭合开关S、S1,用电压表测出电源的电压U;闭合开关S、断开S1,用电压表测出待测电阻Rx两端的电压为U1;因串联电路中总电压等于各分电压之和,则R0两端的电压U0=U-U1,因串联电路中各处的电流相等,所以,I=U0R0=UxRx,即U-U1R0=U1Rx,解得Rx=U1R0U-U1。4.(1)如图所示(2)右(3)如图所示(4)电源电压过大减少1节干电池(5)
9、0.5解析 (1)测小灯泡的额定电功率的实验中,电压表应与灯泡并联测其两端电压,电流表与灯泡串联测其电流,小灯泡的额定电压为2.5 V,所以电压表使用03 V量程;灯泡正常发光时的电流约为I=UR=2.5V10=0.25 A,所以电流表使用00.6 A量程。(2)为了保护电路,在闭合开关前,应将滑片P移到最大阻值处,由题甲图可知滑片应滑到最右端。(4)4节新干电池串联组成电源,电源电压为6 V,滑动变阻器的最大阻值为10 ,小灯泡正常发光时电阻约为10 ,根据串联电路的分压原理可知,当滑动变阻器连入电路的阻值最大时,灯泡两端电压最小为3 V,所以无论怎样移动滑片P,电压表的示数都调不到2.5
10、V。让小灯泡正常发光最简便的方法是减少1节干电池(减小电源电压)。(5)由题图丙知,电流表量程00.6 A,分度值0.02 A,灯泡正常发光时的电流为0.2 A,所以灯泡的额定功率P=UI=2.5 V0.2 A=0.5 W。5.(1)如图所示(2)断开左(3)太小(4)0.75越大解析 (3)由表中数据知,第1次实验中,灯泡两端电压为0.5 V,通过灯泡的电流为0.10 A,电表都有示数,说明电路没有断路发生;小灯泡不亮的原因是:滑动变阻器接入电路的阻值太大,通过小灯泡的电流太小,小灯泡的实际功率太小。(4)小灯泡电压等于额定电压时正常发光,由表格第3次实验知,小灯泡两端电压为2.5 V时,通过小灯泡的电流为0.30 A,小灯泡的额定功率P=UI=2.5 V0.30 A=0.75 W;根据实验数据中实际功率与亮度对应关系可知:小灯泡的实际功率越大,灯泡越亮。6.(1)断开左(2)灯泡断路(3)0.31.14(4)D(5)闭合开关S和S1,断开S2,移动滑片至某一位置,使电压表示数为3.8 V3.8 VU2-3.8VR0