①闭合开关S,移动滑动变阻器滑片P至a端,读出电压表示数U1;
②闭合开关S,,读出电压表示数U2 , 则待测电阻的表达式Rx=。(用R0、U1、U2表示)
小明在电路的、两点之间接入一个电阻箱,调节旋钮使它接入电路的阻值分别为、、 , 闭合开关,发现电压表指针分别指向、、的刻度线,于是他在表盘相应位置标出了电阻的数值,如图戊所示。以此类推再标出其他刻度线,电压表就可以用来间接测量阻值了。由以上数据可知:电源电压为 , 定值电阻的阻值为 。
小华的设计方案,所用器材的规格、电表接入的量程都与小明的完全相同,分析她的设计方案可知:在保证器材安全的前提下,她改装后的电压表所能测的最小电阻值为 。
①只闭合开关S1时,电流表读数为I1;
② 当开关S1、S2都闭合时,电流表读数为I2;
③待测电阻Rx=(用已知和测出的物理量R0、I1、I2表示)。
表1
实验次数 | 电压U/V | 电流I/A | 电阻R/Ω | 电阻平均值/Ω |
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小红的方案如图甲所示。
表2
实验次数 | 电压U/V | 电流I/A | 电阻R/Ω | 电阻平均值/Ω |
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小明的方案如图丙所示;
①请在图丁中的虚线框内填入对应的电路元件符号;
②闭合开关S和S1 , 断开S2 , 移动变阻器的滑片,使电流表示数为;
③闭合开关S和S2 , 断开S1 , 保持变阻器滑片的位置不动,读出电流表的示数I;
④小灯泡的额定功率P额=。(均用物理量符号表示)
电压U/V | 1 | 1.5 | 2 | 2.5 | 2.8 |
电流I/A | 0.14 | 0.21 | 0.27 | 0.3 | 0.31 |
请问:正常发光时,小灯泡的电阻是:Ω;
①根据图甲,用笔画线表示导线,将图乙中的实物电路连接完整;
②连接电路的过程中,应将开关,将电阻箱的阻值调至最大,起到的作用;
③将热敏电阻置于0℃的环境中,闭合S1、断开S2 , 记录电流表示数I0 , 然后(描述开关状态),调节电阻箱R0直至电流表示数为,此时Rt=R0;
④将热敏电阻Rt置于不同温度的环境中,重复步骤③,测得的数据如下表:
温度t/℃ | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 |
阻值Rt/Ω | 2800 | 1800 | 1200 | 800 | 600 |
分析数据可得:热敏电阻的阻值随温度的升高而;
实验器材:电源(恒为12V)、热敏电阻Rt、电阻箱R0(0~9999Ω)、数字电压表(U≥7.2V时报警)、数字电流表(I≥6mA时报警)、开关一个、导线若干。
设计要求:小屋温度t≥30℃或t≤10℃时都有一个电表报警。
①虚线框中的电路图是学习小组设计的报警电路,但它不能完全满足要求,请你根据设计要求将电路图补画完整;
②设计的电路中,电阻箱R0应调为Ω。当温度降低到10℃时电路报警,此时电流表的示数为mA。
①将滑片移到a端,闭合开关S,读出电流表的示数,记为I1;
②将滑片移到b端,闭合开关S,读出电流表的示数,记为I2;
③读出滑动变阻器的最大阻值为R,则=(用I1、I2和R表示)
导线连接点 | a和b | a和c |
电压表指针是否偏转 | 否 | 是 |
电流表指针是否偏转 | 否 | 是 |
连接好电路后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,电压表和电流表的指针都不偏转。图中a为电源的正极,b、c分别为滑动变阻器上电阻丝右侧的接线柱和金属杆右端的接线柱,用一条导线的两端分别连接a和b、a和c进行检测,结果如表一所示。发生故障的元件是;
表二
数据序号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
电压U/V | 1.0 | 1.2 | 1.4 | 1.8 | 2.0 | 2.4 |
电流I/A | 0.10 | 0.12 | 0.14 | 0.28 | 0.20 | 0.24 |
根据以上数据,小明得出结论:电阻两端的电压与通过电阻的电流之比为定值;
表三
数据序号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
电压U1/V | 1.0 | 2.0 | 3.0 | 4.0 | 5.0 |
电压U2/V | 1.5 | 3.0 | 4.5 | 6.0 | 7.5 |
电流I/A | 0.10 | 0.20 | 0.30 | 0.40 | 0.50 |
小红在与小明的交流中,发现用图像法处理数据可以更直观地看出两个量之间的变化关系,于是她也利用表三中的数据在坐标系中画出了三条直线①②③,如图戊所示,其中是由表三中的I和U2的数据画出的。小明认为小红的实验相当于探究了三个定值电阻的电流与电压的关系,证据更充分。交流评估后得出结论:在电阻一定的情况下,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
【拓展】某小灯泡L的额定电流是I0 , 但额定电压的标识模糊不清,为测定L正常发光时的电阻,小明设计了如图所示的电路,其中定值电阻R0和滑动变阻器的最大阻值R已知,但电源电压未知。为保证电路安全,滑动变阻器均不能调到最小阻值。实验时各电路中的小灯泡L都能调至正常发光。以下电路中,能够达到目的的有。
实验次数 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
电压U/V |
2.0 |
2.5 |
3.0 |
3.8 |
4.0 |
电流I/A |
0.33 |
0.34 |
0.35 |
0.41 |
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电阻R/Ω |
6.1 |
7.4 |
8.6 |
9.8 |
序号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
电压U/V | 0.5 | 0.9 | 1.3 | 1.7 | 2.1 | 2.5 |
电流I/A | 0.16 | 0.19 | 0.21 | 0.24 | 0.26 |
①闭合开关 , 单刀双掷开关S接1,移动滑动变阻器滑片P,使电压表示数V:
②保持滑片P的位置不变,将单刀双掷开关S接2,电压表示数如图丙所示,则小灯泡L正常发光时电阻(结果保留一位小数)。
①;
②未知电阻阻值的表达式(用已知量和所测物理量的符号表示);
数据序号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
发光情况 | 明亮 | 不很亮 | 暗 | 较暗 | 微光 | 熄灭 | 熄灭 |
电压U/V | 2.5 | 2.1 | 1.7 | 1.3 | 0.9 | 0.5 | 0.1 |
电流I/A | 0.28 | 0.26 | 0.24 | 0.21 | 0.19 | 0.05 |
根据表格中的实验数据,图乙中能正确描述通过该小灯泡的电流I和其两端电压U之间关系的是;(填“①”或“②”)
实验次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
电压U1/V | 0.6 | 0.7 | 0.8 | 0.9 | 1.0 |
电压U2/V | 1.8 | 2.1 | 2.5 | 2.7 | 2.9 |
| 3 | 3 | 3.1 | 3 | 2.9 |
①请在图戊中用笔画线代替导线帮他完成电路连接;
②电路连接好后,闭合开关S、 , 发现电压表无示数,检查发现是由于滑动变阻器出现(断路/短路);
③排除故障后,先闭合开关S和 , 移动滑动变阻器滑片至适当位置,读出电压表示数;再断开 , 闭合 , 读出此时电压表示数 , 则待测电阻阻值为(合金丝a的电阻用Ra表示);
④若在步骤③中,小明在测量时,将闭合前,忘记断开 , 仍用原方法算出的待测电阻阻值(大于/等于/小于)真实值。
A.短路 B.开路 C.实际功率太小
实验次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
电压U/V | 0.6 | 1.0 | 1.5 | 2.5 | |
电流I/A | 0.16 | 0.2 | 0.24 | 0.26 | 0.3 |
电阻R/Ω |
实验次数 | 1 | 2 | 3 | 4 |
电压U/V | 1.0 | 1.5 | 2.0 | 2.5 |
电流I/A | 0.18 | 0.22 | 0.24 | 0.26 |
电阻R/Ω | 5.6 | 6.8 | 8.3 |
次数 | 1 | 2 | 3 | 4 |
1 | 2 | 2.5 | 2.8 | |
0.18 | 0.28 | 0.30 | 0.31 |