题目
某同学用电压表和电流表测定待测电阻Rx的阻值,正确连接实验电路,电源电压不变,滑动变阻器上标有“20 Ω 2 A”字样.该同学实验步骤正确,闭合开关S,观察到电压表和电流表示数分别为1.7 V和0.14 A。继续实验又测得两组数据,记录在如下表格中。 (1) 请你用笔画线代替导线将实物图1连接完整。(要求滑片向右移,电压表示数变大) (2)在连接电路的过程中,开关应______,为保护电路要先把滑动变阻器的滑片置于____端(选填“a”或“b”)。 (3) 该同学所用电源电压为________V。 (4)请在图2中标出第3次测量时电流表指针所在位置。 (5)实验中测出电阻Rx的阻值为______Ω,利用该实验电路还可完成的实验有________________________________________(填写一种实验名称)。 (6)若在实验中发现电压表有示数,而电流表无示数,造成这种现象的原因可能是______________________________。 (7)该同学设想进行第4次实验:调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为1.5 V,事实上实验没有做成功,其主要原因是_________________________________。 |
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表 图1 图2 |
题型:实验题难度:中档来源:模拟题
所属题型:实验题
试题难度系数:中档
答案
(1)“略”(2)断开 a (3)4.5 (4)“略” (5) 12.3 “略” (6)定值电阻断路 (7)变阻器阻值无法再调大。 |
考点梳理
初中三年级物理试题“某同学用电压表和电流表测定待测电阻Rx的阻值,正确连接实验电路”旨在考查同学们对
伏安法测电阻、
电路图及元件符号、
电路的三种状态:通路、短路和断路、
滑动变阻器、
电流的测量,电流表的使用及读数方法、
……等知识点的掌握情况,关于物理的核心考点解析如下:
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- 伏安法测电阻
- 电路图及元件符号
- 电路的三种状态:通路、短路和断路
- 滑动变阻器
- 电流的测量,电流表的使用及读数方法
考点名称:伏安法测电阻
伏安法测电阻实验原理:
根据欧姆定律I=U/R,我们知道:只要用电压表测量出小灯泡两端的电压,用电流表测量出通过小灯泡的电流,就可以求出小灯泡的电阻,这就是测量电阻的伏安法。伏安法测量小灯泡的电阻在原理上非常简单,但由于电压表和电流表本身都有电阻,电路连入了电流表和电压表之后,不可避免地改变了电路本身,这就给测量结果带来了误差。通常我们采用把电压表和电流表连入电路的方法,这时由于电压表的分流,电流表测出的电流比通过小灯泡的电流要大些,这样计算出的电阻值就要比真实值小些。
伏安法测电阻电路图
伏安法测导体电阻实验步骤:
(1)实验器材:电源、开关、电压表、电流表、滑动变阻器、待测电阻、若干导线;
(2)实验电路图如图所示
(3)实验步骤:
①按电路图正确连接实物图;
②闭合开关,移动滑动变阻器的滑片位置,记下导体两端的电压和通过导体的电流,连续测三组对应的电压值U1、U2、U3和电流值I1、I2、I3;
③根据记录的数据正确计算导体的电阻值R1、R2、R3和平均值R。
(4)滑动变阻器在本实验中的作用:
①保护电路; ②改变导体两端的电压,使其成倍数地增加;③多次测量求平均值。
“伏安法”测电阻实验中常见故障的排除法:
故障一:闭合开关,灯泡不亮,A示数是零,电压表示数很大。
分析原因:电压表直接接在了电源两极上,小灯泡开路。
排除方法:更换好的小灯泡或检查灯泡与底座是否接触良好。
故障二:闭合开关后发现小灯泡不亮,A、U都没有示数。
分析原因:电路中除小灯泡外的某处接触不良或同时小灯泡的灯丝断了。
排除方法:将连接各个电路元件的接线处重新连接,若同时小灯泡的灯丝断了则更换好的小灯泡。
故障三:闭合开关S,发现小灯泡不亮,同时电流表和电压表有示数,但非常小。
分析原因:电流表和电压表有示数说明电路是通路,小灯泡不亮,是因为加在小灯泡两端的电压太小,导致通过小灯泡的电流太小而不亮,可能是电源电压太低或滑动变阻器接入电路中的阻值过大。
排除方法:可以适当提高电源电压或将滑动变阻器接入电路中的阻值调小。
故障四:闭合开关s后,小灯泡亮,发现电流表和电压表的指针向左偏转。
分析原因:指针向左偏转说明电流表和电压表的正负接线柱接反了。
排除方法:将电流表和电压表的正负接线柱对调即可
故障五:连接好实验电路后,闭合开关并移动滑动变阻器的滑片,发现小灯泡变亮,电流表示数变大时,电压表示数反而变小;小灯泡变暗,电流表示数变小时,电压表示数反而变大。
分析原因:电路是通路,但是小灯泡变亮,电流表示数变大时,电压表示数反而变小,是由于电压表并联在滑动变阻器两端。
排除方法:只要将电压表改接到小灯泡的两端即可。
故障六:将实验电路连接好后,闭合开关s,发现小灯泡特别亮,并且无论怎样移动变阻器滑片,灯泡亮度不变。
分析原因:滑动变阻器接线有误。
排除方法:将滑动变阻器一个接线柱接法纠正即可。
考点名称:电路图及元件符号
电路图:电路图主要由元件符号、连线、结点、注释四大部分组成,用规定的符号表示电路连接情况的图叫做电路图;
元件符号:表示实际电路中的元件,它的形状与实际的元件不一定相似,甚至完全不一样。但是它一般都表示出了元件的特点,而且引脚的数目都和实际元件保持一致。
几种常见的元件符号如下:
常见元器件作用:
电路图的功能及作用:
①电路图主要用来讲述电路的工作原理。
②它能够完整地表达某一级电路的结构和工作原理,有时还全部标出电路中各元器件的参数,如标称阻值、标称容量和三极管型号等。
③它对深入理解电路的工作原理和记忆电路的结构、组成很有帮助。
考点名称:电路的三种状态:通路、短路和断路
由电子原件组成的,用来完成某种特定功能的线路,叫电路。通常情况下,电路有三种状态,即:
1、通路:特指某一种电流信号,流经的路径,处处接通的电路。
2、断路:又叫开路,是某处断开的电路,电流信号本应该沿着设计好的固有的通路来传播,但是由于故障,(中间某个电子元件坏了,或者电线断了)造成的电流信号的阻断。
3、短路:电源的正负极直接相碰了,将导线直接连接到电源两端的电路
电路三种状态(通路、断路、短路)对比
常见电路故障的识别方法:
1. 常见的几种电路故障:
2.一般说来,电源短路是必须避免的错误(特殊情况例外,如演示奥斯特实验)。局部短路可分为有意和无意两种。有意短路是一种知识在实际应用中的迁移 (如一些电热器的保温电路等),而无意短路则是在操作中出现的错误或疏忽(如家用电器中的两线相碰等)。短路未必会有严重性后果,有时也可以巧妙利用,但应视具体情况而定。
考点名称:滑动变阻器
滑动变阻器:滑动变阻器是电路中的一个重要元件,它可以通过移动滑片的位置来改变自身的电阻,从而起到控制电路的作用。在电路分析中,滑动变阻器既可以作为一个定值电阻,也可以作为一个变值电阻。
(1)构造:滑动变阻器的构成一般包括接线柱、滑片、电阻丝、金属杆和瓷筒等五部分。
(2)符号:常用Rx表示,元件符号位
(3)工作原理:通过改变接入电路中电阻丝的长度,可以逐渐改变电阻。
(4)优缺点:
优点:能连续地改变接人电路的电阻值;缺点:不能直接读出电阻值的大小。
滑动变阻器的作用
连接在电路中的滑动变阻器,能够起很多作用.
(1)若利用图甲研究欧姆定律,则在该实验中:“探究导体中的电流与导体两端的电压的关系”时,滑动变阻器的作用是改变导体两端电压;
“探究导体中的电流与导体的电阻的关系”时,滑动变阻器的作用是保持导体两端电压不变。
(2)若图乙是伏安法“测小灯泡电阻”的实验,则在该实验中,滑动变阻器的作用是为了进行多次测量,从而可以发现电压的大小对小灯泡灯丝电阻有影响;图乙也是伏安法测小灯泡额定电功率的实验,在该实验中,滑动变阻器的作用是为了使小灯泡两端的电压达到额定电压,从而使小灯泡正常发光.
(3)不论甲、乙两个电路研究目的是什么,滑动变阻器对两个电路起的共同作用是保护电路。
滑动变阻器的接法
1、限流式连接方式的特点
滑动变阻器用作限流时,其连接如图1所示。它是把滑动变阻器串联在电路中,用以控制或调节电路中的电流。使用时,连接滑动变阻器的导线应分别接金属杆一端和电阻线圈一端的接线柱。此电路中,待测电阻Rx两端电压的调节范围约为E·Rx/(R+Rx)和E之间。
2、分压式连接方式的特点
滑动变阻器用作分压时,其连接如图2所示。它是从滑动变阻器上分出一部电压在待测电阻上。其优点是当它的滑动触头从a端向b端滑动时,待测电阻Rx上可分得从零开始连续变化的所需电压(限流式不能),电压的调节范围是0和E之间,比用作限流时调节范围要大。
用滑动变阻器改变电流的方法
1.根据实际需要对滑动变阻器进行选择。每个滑动变阻器都有规定的最大电阻值和允许通过的最大电流值,通过它的电流不能超过最大电流值。
例如:滑动变阻器铭牌上的“20 Ω2A”是指滑动变阻器连入电路的最大阻值为20Ω,通过滑动变阻器的电流不能超过2A。
2.滑动变阻器一般与被控制部分串联。
3.为了保护电路,在闭合开关前要使滑片处于滑动变阻器阻值最大的位置。
4.滑动变阻器在接入电路时必须采用两个接线柱 “一上一下”的连接方法。
5.要使灯泡的亮度变亮,即需要使电路中的电流变大,则应该让滑动变阻器连入电路中的阻值变小。
考点名称:电流的测量,电流表的使用及读数方法
电流表的测量方法和技巧
首先要明确你需要测量的是什么电流(交流还是直流)?是什么设备产生的电流(变压器、电动机或者其他设备)?
一般情况下测量电流的设备:
1、电流表 电流表有两种:
1)、直入式:直接串在一次电路中。这种适用于直流电路和小电流交流电路中。
2)、和电流互感器配合使用:这种是把电流互感器串接在一次回路,通过一定的变比感应出一次电流。这种适用于大电流交流回路及高压回路。
2、万用表 万用表测试电流,比较麻烦,不仅要把电路断开把表针串在回路中,而且万用表的量程有限。适用于直流回路和小电流交流回路。
3、钳型表 这种表比较实用,不需要断开电路,直接可以卡在线路上测量电流。但这种不适合高压线路。
电流表及其使用方法、读数方法如下表