12. 小明和小组同学利用电压表和电流表测量电阻$R_1$的阻值(约9 Ω),电源为两节干电池。

(1) 按图(a)所示的电路,将图(b)中的电流表正确连入电路。
(2) 测量电阻的实验原理是________。
(3) 在闭合开关S前,先将滑动变阻器的滑片P置于最________(左/右)端。
(4) 小明发现,虽然电路连接正确,但是闭合开关后,无论怎样移动滑片P,电压表的示数总保持3 V不变,你认为发生此故障的原因可能是________或________。
(5) 排除故障后,小明将滑片P向左移动时,电压表示数将________(增大/减小/不变),当滑片P移动到某一位置时,两电表示数如图(c)所示,由此可知$R_1=\_\_\_\_\_\_$Ω。你认为这个结果可靠吗?答:______,理由是________。
(6) 小勇也用以上器材测量另一个电阻R,连接好电路后通过实验得到多组数据,并作出如图(d)所示的U-I图像,则小勇同学把电压表并联在了________(电阻R/滑动变阻器)的两端。根据U-I图像,可求得待测电阻R=______Ω。
(7) 接下来,小东用同样的器材测量额定电压为2.5 V的灯泡电阻,并将部分实验数据记录在下表中,请帮他将表中未填的数据填写完整。

小虎告诉他所设计的表格有误,该错误是________。
根据以上数据可看出,该灯泡正常发光时电阻为________Ω。对数据进行处理后,小东发现随着电压、电流增大,灯泡电阻在变化,从而得出灯泡的电阻与电压、电流有关,他的结论是________(正确/不正确)的,理由是________。
(1) 按图(a)所示的电路,将图(b)中的电流表正确连入电路。
(2) 测量电阻的实验原理是________。
(3) 在闭合开关S前,先将滑动变阻器的滑片P置于最________(左/右)端。
(4) 小明发现,虽然电路连接正确,但是闭合开关后,无论怎样移动滑片P,电压表的示数总保持3 V不变,你认为发生此故障的原因可能是________或________。
(5) 排除故障后,小明将滑片P向左移动时,电压表示数将________(增大/减小/不变),当滑片P移动到某一位置时,两电表示数如图(c)所示,由此可知$R_1=\_\_\_\_\_\_$Ω。你认为这个结果可靠吗?答:______,理由是________。
(6) 小勇也用以上器材测量另一个电阻R,连接好电路后通过实验得到多组数据,并作出如图(d)所示的U-I图像,则小勇同学把电压表并联在了________(电阻R/滑动变阻器)的两端。根据U-I图像,可求得待测电阻R=______Ω。
(7) 接下来,小东用同样的器材测量额定电压为2.5 V的灯泡电阻,并将部分实验数据记录在下表中,请帮他将表中未填的数据填写完整。
小虎告诉他所设计的表格有误,该错误是________。
根据以上数据可看出,该灯泡正常发光时电阻为________Ω。对数据进行处理后,小东发现随着电压、电流增大,灯泡电阻在变化,从而得出灯泡的电阻与电压、电流有关,他的结论是________(正确/不正确)的,理由是________。
答案:
12.(1)
(2) 欧姆定律$(R=\dfrac{U}{I})$
(3) 右
(4) $R_1$断路 $R_2$短路
(5) 增大 10 不可靠 没有多次测量,结论不具有普遍性
(6) 滑动变阻器 6
(7) 7.5 不能有电阻平均值这一栏 10 不正确 灯泡的电阻与电压、电流无关,电阻变化是因为受到温度的影响
12.(1)
(2) 欧姆定律$(R=\dfrac{U}{I})$
(3) 右
(4) $R_1$断路 $R_2$短路
(5) 增大 10 不可靠 没有多次测量,结论不具有普遍性
(6) 滑动变阻器 6
(7) 7.5 不能有电阻平均值这一栏 10 不正确 灯泡的电阻与电压、电流无关,电阻变化是因为受到温度的影响
解析:
【分析】
本题为电学综合题,围绕伏安法测电阻展开,需按以下思路解题:
1. 实验原理:测量电阻的核心是利用欧姆定律,通过测量电阻两端电压和通过的电流,计算电阻值。
2. 滑动变阻器操作:闭合开关前,滑片需置于最大阻值处,保护电路,需根据滑动变阻器接线判断最大阻值端。
3. 电路故障分析:电压表示数等于电源电压且不变,说明电压表两端始终与电源连通,故障为被测电阻断路或滑动变阻器短路。
4. 电表示数变化:滑片移动改变滑动变阻器接入电阻,进而改变电路电流,根据欧姆定律判断定值电阻的电压变化;计算电阻时需正确读取电表量程和示数,且实验需多次测量减小误差。
5. U-I图像分析:根据串联电路电压规律,电流变化时电压的变化趋势判断电压表所测对象,结合电源电压计算待测电阻。
6. 灯泡电阻实验:灯泡电阻随温度变化,不能求平均值,电阻变化由温度导致,与电压、电流本身无关。
【解析】
(2) 测量电阻的实验原理是欧姆定律,公式为$R=\dfrac{U}{I}$。
(3) 闭合开关前,滑动变阻器滑片应置于最大阻值处,由图可知滑动变阻器接左下端,滑片在右端时接入电阻最大,故填“右”。
(4) 电压表示数总为电源电压3V,故障原因:$R_1$断路(此时电压表串联在电路中测电源电压);$R_2$短路(此时电路只有$R_1$,其电压等于电源电压)。
(5) 滑片向左移动,滑动变阻器接入电阻变小,电路电流变大,$R_1$的电压$U=IR_1$,故电压表示数增大;电表读数:电流表量程0~0.6A,示数0.3A,电压表量程0~3V,示数3V,$R_1=\dfrac{U}{I}=\dfrac{3V}{0.3A}=10Ω$;该结果不可靠,因为只测量了一次,没有多次测量,结论不具有普遍性。
(6) 串联电路中,电流增大时,滑动变阻器电阻变小,其两端电压变小,而定值电阻两端电压变大,故电压表并联在滑动变阻器两端;电源电压3V,当电流为0.5A时,滑动变阻器电压为0,待测电阻R的电压为3V,$R=\dfrac{3V}{0.5A}=6Ω$。
(7) 灯泡电阻计算:当电流为0.2A,电压1.5V时,电阻为$\dfrac{1.5V}{0.2A}=7.5Ω$;表格错误是设置了“电阻平均值”栏,因为灯泡电阻随温度变化,不能求平均值;额定电压2.5V时,电流0.25A,电阻为$\dfrac{2.5V}{0.25A}=10Ω$;结论不正确,因为灯泡电阻变化是温度影响,与电压、电流无关。
【答案】
(1)
(2) $R=\dfrac{U}{I}$
(3) 右
(4) $R_1$断路;$R_2$短路
(5) 增大;10;不可靠;没有多次测量,结论不具有普遍性
(6) 滑动变阻器;6
(7) 7.5;不能有电阻平均值这一栏;10;不正确;灯泡的电阻与电压、电流无关,电阻变化是因为受到温度的影响
【知识点】
伏安法测电阻;欧姆定律;电路故障分析
【点评】
本题是初中电学综合题,涵盖伏安法测电阻的实验原理、操作、故障分析、数据处理,以及U-I图像分析、灯泡电阻特性等核心知识点,考查学生对电学实验的综合应用能力,是电学部分的重点题型。
【难度系数】
0.5
本题为电学综合题,围绕伏安法测电阻展开,需按以下思路解题:
1. 实验原理:测量电阻的核心是利用欧姆定律,通过测量电阻两端电压和通过的电流,计算电阻值。
2. 滑动变阻器操作:闭合开关前,滑片需置于最大阻值处,保护电路,需根据滑动变阻器接线判断最大阻值端。
3. 电路故障分析:电压表示数等于电源电压且不变,说明电压表两端始终与电源连通,故障为被测电阻断路或滑动变阻器短路。
4. 电表示数变化:滑片移动改变滑动变阻器接入电阻,进而改变电路电流,根据欧姆定律判断定值电阻的电压变化;计算电阻时需正确读取电表量程和示数,且实验需多次测量减小误差。
5. U-I图像分析:根据串联电路电压规律,电流变化时电压的变化趋势判断电压表所测对象,结合电源电压计算待测电阻。
6. 灯泡电阻实验:灯泡电阻随温度变化,不能求平均值,电阻变化由温度导致,与电压、电流本身无关。
【解析】
(2) 测量电阻的实验原理是欧姆定律,公式为$R=\dfrac{U}{I}$。
(3) 闭合开关前,滑动变阻器滑片应置于最大阻值处,由图可知滑动变阻器接左下端,滑片在右端时接入电阻最大,故填“右”。
(4) 电压表示数总为电源电压3V,故障原因:$R_1$断路(此时电压表串联在电路中测电源电压);$R_2$短路(此时电路只有$R_1$,其电压等于电源电压)。
(5) 滑片向左移动,滑动变阻器接入电阻变小,电路电流变大,$R_1$的电压$U=IR_1$,故电压表示数增大;电表读数:电流表量程0~0.6A,示数0.3A,电压表量程0~3V,示数3V,$R_1=\dfrac{U}{I}=\dfrac{3V}{0.3A}=10Ω$;该结果不可靠,因为只测量了一次,没有多次测量,结论不具有普遍性。
(6) 串联电路中,电流增大时,滑动变阻器电阻变小,其两端电压变小,而定值电阻两端电压变大,故电压表并联在滑动变阻器两端;电源电压3V,当电流为0.5A时,滑动变阻器电压为0,待测电阻R的电压为3V,$R=\dfrac{3V}{0.5A}=6Ω$。
(7) 灯泡电阻计算:当电流为0.2A,电压1.5V时,电阻为$\dfrac{1.5V}{0.2A}=7.5Ω$;表格错误是设置了“电阻平均值”栏,因为灯泡电阻随温度变化,不能求平均值;额定电压2.5V时,电流0.25A,电阻为$\dfrac{2.5V}{0.25A}=10Ω$;结论不正确,因为灯泡电阻变化是温度影响,与电压、电流无关。
【答案】
(1)
(2) $R=\dfrac{U}{I}$
(3) 右
(4) $R_1$断路;$R_2$短路
(5) 增大;10;不可靠;没有多次测量,结论不具有普遍性
(6) 滑动变阻器;6
(7) 7.5;不能有电阻平均值这一栏;10;不正确;灯泡的电阻与电压、电流无关,电阻变化是因为受到温度的影响
【知识点】
伏安法测电阻;欧姆定律;电路故障分析
【点评】
本题是初中电学综合题,涵盖伏安法测电阻的实验原理、操作、故障分析、数据处理,以及U-I图像分析、灯泡电阻特性等核心知识点,考查学生对电学实验的综合应用能力,是电学部分的重点题型。
【难度系数】
0.5