2024贵阳中考物理二轮重点专题研究 微专题 伏安法测电阻、电功率实验对比复习(课件)
展开实验1 测量电阻的阻值
实验2 测量小灯泡的电功率
小灯泡的电阻随温度的变化而变化
测量小灯泡在不同电压下的实际功率
例1 某实验小组做测量定值电阻阻值的实验,电源为两节新干电池,滑动变阻器的最大阻值为20 Ω.(1)按图甲电路图连接完毕后, 实验小组的小丽建议要对电路进行检查后再闭合开关, 请你提出其中一项需要检查的内容:_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.
实验1 测量电阻的阻值
电流表、电压表的正、负接线柱是否接正确(电流表、电压表选用的量程是否恰当;所有元件的接线柱是否有松动;滑动变阻器是否“一上一下”接入电路;滑动变阻器的滑片是否位于最大阻值处等,合理即可)
(2)闭合开关,发现电流表和电压表的指针均不动.断开开关S,检查电路无误后,把电压表接在滑动变阻器两端,再次闭合开关,发现电流表指针仍不动,但电压表指针有明显偏转.若电路中只有一处故障,则故障是________________________________.
变式1 (2021盐城)实验时,将滑动变阻器滑片从阻值最大处移到最小处的过程中,发现电流表示数逐渐变大但不超过量程,电压表始终无示数.经检查是电压表出现了故障,故障应是电压表发生了___________.变式2 (2022绍兴改编)实验时,若不小心将电压表和电流表位置接反,可能出现的现象是电压表________示数,电流表________示数(均选填“有”或“无”).
(3)排除故障后继续实验,多次移动滑片,并将所得数据记录在表中:①当电压表的示数为2.5 V时,电流表的示数如图乙所示为________A.②老师看完数据后指出有一组数据是拼凑的,它是第________组,你的判断依据是__________________________________________________________________________________.③排除错误数据后,计算可知定值电阻的阻值为________Ω.
当U=0.2 V、I=0.04 A时,滑动变阻器接入电路的电阻
变式3 (2023贵港改编)小华用电压恒为3 V的电源也做了此实验,根据自己记录的实验数据绘制了如图所示的图像,他发现自己的图像与其他同学绘制的图像不同,原因是:____________________________,他所用待测电阻的阻值为________Ω.
电压表并联在滑动变阻器两端
(4)(2021荆州改编)另一实验小组用图丙所示电路测电阻Rx的阻值,滑动变阻器最大阻值为R0,电源电压未知,闭合开关,滑动变阻器滑片在最左端时,电流表示数为I1;滑动变阻器滑片在最右端时,电流表示数为I2,则电阻Rx=________(用题中所给物理量的符号表示).
变式4 (2020大庆改编)实验中发现电流表已损坏,电压表完好,添加了一个阻值为R0的定值电阻和两个开关,设计了如图所示的电路,测出了未知电阻的阻值,请将实验步骤补充完整:①只闭合开关S、S1,电压表示数为U1;②__________________,电压表示数为U2;③未知电阻Rx=____________(用已知量和测量量表示).
例2 小明和同学们用“伏安法”测小灯泡的电阻,所用小灯泡的额定电压为2.5 V.
(1)[HK九年级P106第4(1)题]如图甲是实验电路图,图上的圆圈表示电表,请在圆圈内填入相应的字母.
(2)实验时连好最后一根导线后,发现小灯泡立即发出耀眼的白光,然后迅速熄灭,小明操作中存在的问题是:①___________________________________________________________;②___________________________________________________________.(3)正确操作后闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表无示数、电压表示数接近3 V,取下小灯泡,两表的示数均不变,若电路中仅有一处故障,则故障可能是_______________________.
滑动变阻器滑片未移至阻值最大处
变式1 (2021恩施州改编)其他小组同学实验时使用了旧灯泡(灯丝已烧断且不知晓,电源电压4.5 V,电压表量程接0~3 V量程),闭合开关继续实验,很容易造成________损坏,为避免此事故发生,可以采用的办法是____________.
变式2 (创新—猜想与假设)当闭合开关后,发现小灯泡不亮,请你根据电路结构猜想一种原因,并在下表中写出对应的电压表和电流表的示数情况.
(4)排除故障后,当滑动变阻器滑片移到某一位置时,电压表示数如图乙所示,此时小灯泡两端电压为________V,要测量小灯泡正常发光时的电阻,应进行的操作是______________,同时眼睛观察________的示数.
(5)移动滑动变阻器的滑片,多次实验所得的数据如表所示:①由表格数据可知,小灯泡正常发光的电阻为______Ω;②对比不同电压下小灯泡的电阻值,你有什么发现?把你的发现写成一句具有概括性的结论:__________________________________________.
小灯泡的电阻随两端电压的增大而增大(合理即可)
变式3 (2020宁夏改编)小明根据实验数据描绘的小灯泡的I-U大致图像如图所示,小灯泡的I-U图像是曲线的原因是____________________________________.
小灯泡灯丝电阻随温度的升高而增大
变式4 (2023岳阳改编)其他小组记录的数据如下表,发现有一组测量数据存在错误.请指出错误数据的序号并说明理由___________________________________________________________________________________________________________________________________________________.
2,灯丝电阻随温度升高而增大(第 3、4组数据的电压比第 2组高,但算出的电阻比第 2组小,所以第 2组数据错误.其他合理解答均可)
(6)(2020聊城)小明计划将5次实验小灯泡的电阻求平均值作为小灯泡的电阻值,他认为这样可以减小误差,你认为小明的做法是________的,原因是_________________________________________________________.
灯丝电阻随温度发生变化,不能求平均值
(7)小王在测量额定电压为2.5 V的小灯泡正常发光时的电阻时,发现电压表已损坏,于是去掉电压表,额外找来一只电流表和一个已知阻值为R0的定值电阻,设计了如图丙所示的电路.请你帮助小王将下列测量过程补充完整.①闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片,_________________________,此时小灯泡正常发光;②读出此时另一只电流表的示数为I;③小灯泡正常发光时的阻值RL=_____________(用已知量和测量量表示).
使电流表 的示数为
例3 (2022贵阳29题6分)为了用电流表、电压表测定值电阻Rx的阻值,实验小组设计了如图甲所示的电路.请你回答下列问题:(1)连接电路时,开关应处于________状态,滑动变阻器的滑片应位于__________端.
(2)实验中当滑动变阻器的滑片置于某位置时,电流表和电压表的示数如图乙所示,则此时电阻的测量值Rx=________Ω.(3)滑动变阻器在实验中的作用是:①__________________________________________________________;②__________________________________________________________.
多次改变Rx两端的电压和通过Rx的电流
例1 在“测量小灯泡额定电功率”的实验中,提供的器材有:电源为两节新干电池,额定电压为2.5 V的小灯泡,电阻约为10 Ω,电流表、电压表、滑动变阻器,开关和导线若干.
实验2 测量小灯泡的电功率
(1)如图甲是小明连接的部分电路,请你帮他将电路连接完整(要求滑片向右移动时,小灯泡变亮).(2)连接电路时,开关应________;滑动变阻器滑片应移至________(选填“A”或“B”)端.
(3)(2020攀枝花改编)实验电路接好后,闭合开关,发现电路故障,主要有下表所列的两种情况,请根据现象和检测结果指出故障的可能原因.
变式1 (2021威海)连接好电路之后,闭合开关,移动滑片,发现小灯泡始终不发光,小明猜想可能的原因:①小灯泡的灯丝断了;②小灯泡短路;③滑动变阻器断路.他再观察,发现电流表示数为零,由此可判断猜想________是错误的;又进一步观察到电压表有示数,最终确定猜想________是正确的. (两空均选填“①”“②”或“③”)
变式2 (2021雅安)闭合开关后,调节滑动变阻器的滑片,发现两电表的指针始终处于如图所示的位置,则电路中可能发生的故障为____.(选填字母序号)A. 小灯泡断路 B. 小灯泡短路C. 滑动变阻器断路 D. 滑动变阻器短路
(4)排除故障后,移动滑动变阻器的滑片,当滑动变阻器的滑片移到某一位置时,观察到电压表示数如图乙所示,为测量小灯泡的额定电功率,应将滑动变阻器滑片向________(选填“左”或“右”)移动.
(5)(2021烟台改编)小明设计数据记录表格并记录数据如下:①小灯泡正常发光时,电流表示数如图丙所示,则小灯泡的额定功率为________W.
②根据上表的实验数据以及小灯泡的发光情况,你有什么发现?__________________________________________________________________________.③请你根据表中数据在图丁所示的坐标纸上作出小灯泡的I-U图像.
实际功率越大,小灯泡的亮度越亮(或灯丝电阻随电压的增大而增大)(合理即可)
变式3 (2021甘肃省卷改编)同学小王受此实验启发,想测定电动自行车上用作照明的LED灯(发光二极管)的额定功率.在老师的帮助下通过实验得到该LED灯的I-U图像如图所示,由图像可知LED灯的电阻随电压的增大而________(选填“增大”“不变”或“减小”).图中阴影部分面积表示的是___________________________.
电压为2.5 V时LED灯的功率
(6)(2020张家界改编)实验中移动滑动变阻器的滑片,多次测量的目的是___________________________________________.
测小灯泡在不同电压下的电功率
(7)同学小亮设计了如图戊所示的电路,测出了额定电压为2.5 V的小灯泡的额定功率,R0为已知阻值的定值电阻.①闭合开关S1,使开关S2接1,调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数为________;②使开关S2接2,保持____________________________,读出电压表示数为U1.③小灯泡的额定功率表达式为P额=__________________(用已知量和测量量表示).
滑动变阻器滑片位置不变
变式4 某实验小组设计了如图所示的电路图做“测量小灯泡的额定功率”实验,图中小灯泡标有“2.5 V”字样,电源电压不变, 为电阻箱,可以调节并显示其接入电路中的阻值.请你将以下实验步骤补充完整.
①电路连接后,闭合开关S、S1,移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数为________;②保持滑片位置不动,断开S1,闭合开关S、S2,调节电阻箱接入电路的阻值,____________________,记下电阻箱的阻值R;③小灯泡的额定功率P=________(用已知量和测量量表示).
使电压表示数为2.5 V
(8)(2021连云港)在该实验结束后,将小灯泡换成一个定值电阻,还可探究________的关系(选填“A”或“B”).A. 电流与电阻 B. 电流与电压
例2 (2023贵阳25题9分)在“测量小灯泡电功率”的实验中,小宏设计了如图甲所示的电路.电源电压恒为3 V,小灯泡额定电压为2.5 V. (1)连接电路时,开关应处于________状态
(2)通电后,无论怎样移动滑动变阻器的滑片,小灯泡亮度始终不变且电压表指针保持在3 V的位置.小宏检查电路发现连线时错将导线接在了如图乙所示的滑动变阻器________两个接线柱上.(填写字母)(3)改正错误后,小宏移动滑片使电压表示数为2.5 V 时, 电流表的示数如图丙所示,则小灯泡的额定功率为________W.
(4)在进行误差分析时,老师说:虽然电压表内部电阻很大,但电路接通后仍有微小电流流过电压表.请你根据这一事实并结合电路图分析判断,实验中测得小灯泡的额定功率比真实值偏________(选填“大”或“小”),原因是:_____________________________________________________________________________________________________________________.
电压表中有电流流过,电流表测得的电流大于小灯泡的实际电流,由P=UI可知,测得的小灯泡电功率偏大
例3 (2023贵阳25题9分)在“测量小灯泡的电功率”实验中,已知小灯泡的额定电压为2.5 V,电源电压恒定不变. (1)在连接器材时,为保证实验电路的安全,小明应该________开关.(2)小明所连接的实物电路如图甲所示,图中小灯泡与滑动变阻器的连接方式是________联.
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