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专题四电学实验探究

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伏安法测电阻

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伏安法测电功率

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电路设计

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[例题1][伏安法测电阻]小金利用如图甲所示的电路，探究通过“导体的电流跟电阻的关系”。实验器材：电源（电压恒为4.5V），电流表、电压表各一只，开关，三个定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω），两只滑动变阻器（甲“10Ω2A”、乙“20Ω1A”），导线若干。

（1）用笔画线代替导线完成图甲电路的连接。

（2）实验中小金发现，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，两电表的指针始终处于图乙所示的状态，则电路故障可能是。

（3）排除故障后，多次改变R的阻值，根据实验数据画出如图丙所示的I﹣R图象，得到的结论是。

（4）在上述实验中，小金用10Ω的电阻替换5Ω的电阻，为了完成实验，他应该将滑动变阻器的滑片向端移动（选填“A”或“B”），使电压表示数为V。

[练习1]在学习了并联电路特点和欧姆定律后，科学兴趣小组为研究并联电路总电阻和各分电阻之间的关系，开展了以下探究。

[实验步骤]

①设计电路，根据电路图连接实物；

②闭合开关，分别读出电压表和电流表的示数并记录；

③计算总电阻并填入表格；

④换用不同规格的电阻重复上述实验。

实验次数

电阻

R1/Ω

电阻

R2/Ω

电压

U/V

电流

I/A

总电阻

R/Ω

1

10

30

3

0.4

7.5

2

30

30

3

0.2

15

3

30

15

3

0.3

10

请你在答题卷中用笔画线代替导线，将实物图连接完整。

[得出结论]并联电路总电阻小于任何一个分电阻。

[思考讨论]

①请根据影响导体电阻大小的因素解释上述结论。。

②分析表中数据，若增大其中一个分电阻的阻值，则总电阻将。

[例题2][伏安法测电功率]现有电压表一个、电流表一个（均已调零）、电压为6V的蓄电池、滑动变阻器R1（5Ω，1A）、R2（20Ω，0.5A）、开关一个、导线若干。请你设计一个实验测量一只标有“0.3A”、正常发光时电阻约为8.2Ω的小灯泡正常发光时的功率。

实验次数

1

2

3

电流I（A）

0.14

0.2

0.3

电压U（V）

1.0

1.5

2.5

（1）在答卷的虚线框内画出实验电路图，并标明所选用的滑动变阻器的符号；

（2）将下面的实验步骤补充完整：

①按图连接电路，连接电路时保持开关断开；

②，闭合开关；

③；

④应用P＝UI计算小灯泡的额定功率。

（3）小金在实验过程中测得了如上表所示的数据，由数据可知，小灯泡的额定功率为，小灯泡正常发光时的电阻为。（结果保留两位小数）

[练习2]大头要测定小灯泡的功率。现有如下器材：额定电压为2.5V的小灯泡一只（正常发光时的电阻约为8Ω）；电流表一只、电压表一只、滑动变阻器两只（“5Ω，1A”、“20Ω，2A”），其余开关、导线、干电池两节，实验电路如图1所示，获得数据如表所示。

电压U/V

1.5

2.0

2.5

3.0

电流I/A

0.24

0.28

0.32

0.34

功率P/W

0.36

0.56

灯泡发光情况

灯丝暗红

微弱发光

正常发光

发光很亮

（1）根据题目要求，变阻器应选用，理由。

（2）小灯泡的额定功率为W。

（3）大头在评价交流时发现几个问题：

①有同学将电压表连接成如图2所示的电路，则这种连接测量出的额定功率与实际额定功率相比（“偏大”、“偏小”“不变”）。

②有同学的电流表坏了，设计了如图3所示的电路，只用一个电压表也可以测量小灯泡的额定功率。只是为了使实验更准确，在定值电阻R0阻值大小的选择上有什么要求？。

[例题3][电路设计]某兴趣小组探究滑动变阻器消耗的电功率大小与滑动变阻器阻值大小之间的关系。老师提供的器材有：定值电阻R1＝20Ω、R2＝30Ω、R3＝40Ω，标有“50Ω3A”滑动变阻器R，电压表（量程0～3V、0～15V），电流表（量程0～0.6A、0～3A），电压为12V的电源，开关、导线若干。

（1）根据实验要求，连接实物图。

（2）请补充完整实验步骤①之后的其它步骤，并说明对测量数据的处理方法。

①连接实物；……

②。

[练习3]在“测量小灯泡的额定功率”实验中，已连接的部分电路如图a所示。图中电源电压恒定，小灯泡上只能看到“3.8V”字样。

（1）请你用笔画线代替导线，将图中的实物电路连接完整。

（2）正确连接实验电路后，开关试触时，发现灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数。其故障原因可能是：。

（3）故障排除后开始实验，当变阻器滑片滑到图示位置时，电压表的示数为3.0V．接着应将滑片向（填“左”或“右’）滑动，直至灯泡两端电压为额定电