如图所示是利用伏安法测电阻的部分电路,若考虑电表内阻对电路的影响,则关于测量误差和产生原因,下列说法正确的是( )
A.测量值偏小,是由于电流表所测通过Rx电流偏小
B.测量值偏小,是由于电压表所测Rx两端电压偏小
C.测量值偏大,是由于电流表所测通过Rx电流偏大
D.测量值偏大,是由于电压表所测Rx两端电压偏大
D
解析图中是电流表内接法,由于电流表的分压作用,电压测量值偏大,电流测量值准确,根据欧姆定律I=可知,电阻测量值偏大,等于电阻R与电流表内阻之和。
在“伏安法”测电阻的实验中,实验电路图如图,若待测电阻Rx的阻值为8 Ω,要求实验中的电表不超过其量程,且电表的指针至少能达到刻度盘的中线,所用的实验器材在下列器材中选取:电流表一只(0~0.6 A)、电压表一只(0~3 V)、滑动变阻器一只(0~50 Ω)、电源一个(电源电压保持6 V不变)、开关一个、导线若干。实验中,为了保证电路安全且满足实验要求,滑动变阻器的取值范围为 。
2~8 Ω
解析当电路中电流最大为0.6 A时,总电阻最小,变阻器连入阻值最小,由串联电路的特点和欧姆定律可得:R+Rmin=,即:8 Ω+Rmin=,解得:Rmin=2 Ω;电流表使用0~0.6 A量程,指针至少达到刻度盘中线,即电流表示数要达到0.3 A,电压表使用0~6 V量程,指针至少达到刻度盘中线,即电压表示数要达到3 V,此时电路中电流:I==0.375 A,为使两表指针都至少达到刻度盘中线,则电路中电流最小为0.375 A,此时变阻器连入阻值最大,由串联电路的特点和欧姆定律可得:8 Ω+Rmax=,解得变阻器连入的最大阻值为Rmax=8 Ω,所以滑动变阻器的取值范围为2~8 Ω。
如图为“用伏安法测小灯泡电阻”的实验器材,待测小灯泡额定电压为2.5 V。
(1)请你用笔画线代替导线,将实物电路连接完整;
(2)实验中,小明连接好电路后闭合开关,发现小灯泡不亮,且电压表无示数,电流表有示数,则故障的原因可能是 ;
(3)排除故障后,小明移动滑动变阻器的滑片,记录多组小灯泡两端不同的电压及对应的通过小灯泡的电流值,根据这些数据在坐标纸上绘制出了通过小灯泡的电流随其两端电压变化关系的图象如图所示。分析图象可知小灯泡正常工作时的灯丝电阻为 Ω;
(4)小明不能用此电路图研究电流与电压的关系,理由是 。
(1)如图所示 (2)灯泡短路 (3)10 (4)因为灯泡的电阻随温度的升高而增大,不能保持电阻一定
解析(1)①灯泡的额定电压为2.5 V,所以电压表的量程为0~3 V,且与灯泡并联;②滑动变阻器按一上一下的原则串联在电路中;(2)电流表有示数,说明电路通路;电压表无示数,说明电压表测导线两端电压,即灯泡短路;(3)由图象知,灯泡在2.5 V时的电流为0.25 A,R==10 Ω;(4)这个实验不能用来研究电流与电压的关系,因为灯丝的电阻随温度的升高而增大,而电流与电压关系的实验中,要控制电阻值大小不变。
小清设计了测量待测电阻R阻值的电路如图甲所示,他的测量步骤如下:
第1步:将Rx接在电路中A、B两点间,闭合开关S,调节滑动变阻器滑片P至适当位置,此时电压表的示数如图乙所示,示数为 V,断开开关S,移走Rx;
第2步:再将电阻箱R接在A、B两点间,闭合开关S,保持滑动变阻器的滑片P位置不变,调节电阻箱使电压表的示数仍如图乙所示,此时电阻箱接入电路中阻值R=48 Ω,则小清测得Rx的阻值为 Ω。
讨论:在第2步中,若小清无意中将滑动变阻器的滑片P向右移了少许,则他测得Rx的阻值将 (选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
1.8 48 偏大
解析第1步:电压表选用小量程,分度值为0.1 V,电压为1.8 V;第2步:调节电阻箱使电压表的示数仍如图乙所示,此时电阻箱接入电路中阻值R=48 Ω,根据等效替代法,则小清测得Rx的阻值为48 Ω;如果向右移动滑片,则此时变阻器接入电路的电阻变大,根据串联电路可知,不变时,R滑变大,则R箱也相应变大,即他测得Rx的阻值将偏大。
(2019·四川攀枝花中考)某学习小组的同学为测量小灯泡在不同电压下的电阻,设计了实验电路并进行了部分连接,如图甲所示。
(1)请将图甲中的实物电路补充完整;
(2)为了保护电路,闭合开关S前,应将滑片P移到滑动变阻器的 (选填“左”或“右”)端;
(3)闭合开关S,该小灯泡正常发光,调节滑动变阻器,让电压逐次降低,测量的数据如下表:
数据序号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
发光情况 | 明亮 | 不很亮 | 不亮 | 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 | 0.24 | 0.21 | 0.19 | 0.16 | 0.05 | |
计算的电 阻R/Ω | 8.9 | 7.1 | 6.2 | 4.7 | 3.1 | 2.0 |
当电压表的示数为2.1 V时,电流表的示数如图乙所示为 A,此时小灯泡的电阻为 Ω;
(4)分析表中数据,可以发现小灯泡的电阻随电压的减小而 。
(1)如图所示
(2)右 (3)0.26 8.1 (4)变小
解析(2)为了保护电路,闭合开关S前,应将滑片P移到滑动变阻器的阻值最大处,即右端;(3)当电压表的示数为2.1 V时,电流表的示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02 A,电流为0.26 A,由欧姆定律,此时小灯泡的电阻为R=≈8.1 Ω;(4)分析表中数据,可以发现小灯泡的电阻随电压的减小而变小。
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