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第十四章　电学综合
第5节　伏安法测电阻和小灯泡的电功率(对比法复习)
常考命题点
伏安法测电阻
实验名称
测定值电阻阻值
测小灯泡电阻
实验原理
①________________
实验名称
测定值电阻阻值
测小灯泡电阻
实验装置图


实验名称
测定值电阻阻值
测小灯泡电阻
滑动变阻
器的作用
(1)保护电路；
(2)改变电路中的电流和用电器两端的电压
电表异常
偏转的原因
(1)电表反向偏转，说明正负接线柱②______了；
(2)正向偏转幅度过小，说明量程选择过③____；
(3)正向偏转幅度过大，到达右边没有刻度线处，说明量程选择过④____
多次测量
的目的
多次测量求平均值，减小误差
获得多组数据，探究灯丝的电阻与温度之间的变化关系
接反
大
小
林林和小斌同学用如图甲所示的装置测量定值电阻R的阻值。
(1)在连接电路时，开关S应处于______状态，滑动变阻器的滑片P应移到____(选填“A”或“B”)端。
断开
B
(2)林林同学连接了如图甲所示的电路，闭合开关，电流表____示数，电压表____示数。(均选填“有”或“无”)
(3)他仔细检查电路，发现有一根导线连接错误，请你在图甲中错误的导线上画“×”，并用笔画线代替导线画出正确的一根连接导线。
如答图所示。
无
有
(4)在某次实验时，林林连接电路后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片的过程中发现，电流表示数变大时，电压表示数反而减小；电流表示数变小时，电压表示数反而增大。经检查所用器材均完好，林林猜想电路连接有误。你认为出现上述实验现象的原因是____________________________。
电压表与滑动变阻器并联了
(5)正确连接电路后，闭合开关，调节滑动变阻器滑片P，当电压表的示数为2 V时，观察到电流表示数如图乙所示，林林同学记下数据并算出电阻R的阻值为____Ω。同组小斌同学继续向____(选填“A”或“B”)端移动滑片P，适当增大电阻R两端的电压，并进行了多次测量，目的是__________
______________。
10
A
求平均值
减小测量误差
(6)(特殊方法测定值电阻)小斌正准备继续进行实验，发现电压表已损坏，老师又给他一个已知阻值的电阻R0，他略微思考后，又设计了如图丙所示的电路图，并完成了下列步骤。
①按图丙连接电路，闭合开关S、S1，记下电流表示数I1；
②断开开关S1，记下电流表示数I2；

③定值电阻阻值表达式R＝___________
(用已知量和测量量的符号表示)。
(7)(特殊方法测定值电阻)若电流表已损坏，电压表完好，小斌设计了如图丁所示的电路进行实验。请你帮他将实验步骤补充完整。(滑动变阻器最大阻值用RP表示)
①闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片，使滑片位于最左端，
读出此时电压表的示数，记为U1；
②______________________________，读出此时电压表的示数，记为U2；

③定值电阻R＝__________。(用已知量和测量量的符号表示)
将滑动变阻器的滑片移到最右端
用“伏安法”测量一只小灯泡的电阻实验中，电源电压恒为3 V，小灯泡L标有“2.5 V”字样，滑动变阻器标有“10 Ω　0.5 A”字样。
(1)请用笔画线代替导线，将图甲中实物电路正确连接完整。要求：滑动变阻器的滑片P向左移，小灯泡的亮度变亮。
如答图1所示。
(2)连接电路时，开关S应处于______(选填“断开”或“闭合”)状态。
(3)(电路故障分析)连接好电路，闭合开关，观察到小灯泡不发光，电压表示数为零，移动滑片P仍如此，将电压表分别正确并联在AB、BC、CD两端，发现UAB＝UCD＝0，UBC＞0。由此可知，发生故障的是______(选填“AB”“BC”或“CD”)两端开路。
断开
BC
闭合开关后，小灯泡发光十分微弱，移动滑动变阻器的滑片也不能改变小灯泡的亮度，则原因可能是__________________________________
____________。
滑动变阻器下面的两个接线柱连入电
路了
小华刚连好最后一根导线，小灯泡就发出了明亮的光，他在连接电路中出现的错误是：
①________________________；
②____________________________________。
连接电路时开关没有断开
没有将滑动变阻器滑片移到阻值最大处
正确连接电路，调节滑动变阻器滑片到阻值最大处，闭合开关后，发现无论怎样移动滑片，小灯泡都不亮，电流表无示数，电压表示数明显，仔细检查，连接无误，那么出现该状况的原因可能是____。
A．电流表内部开路了
B．灯泡的灯丝断了
C．灯座内部出现了短路
D．滑动变阻器的电阻丝断了
B
(4)排除故障后，闭合开关，移动滑片P，当电压表的示数为2.4 V时，应该向____(选填“左”或“右”)移动滑片P才能测得小灯泡正常发光时的电阻，小灯泡正常发光时电流表示数如图乙所示，为______A，则小灯泡正常发光时的电阻为_____Ω(保留一位小数)。
左
0.28
8.9
(5)实验小组测了三组数据(如表)，分析表格中的实验数据发现小灯泡的电阻在变化，这是因为______在影响灯丝电阻。细心的小华发现小灯泡内壁变黑，是高温的钨蒸气遇冷______(填物态变化名称)形成的。
实验
次序
电压表
示数U/V
电流表
示数I/A
电阻R/Ω
1
1.00
0.14
?
2
1.70
0.22
?
3
2.50
?
?
温度
凝华
(6)小华认为进行多次实验并分析表中数据可实现的目的是取平均值减小误差，小华的观点是________(选填“正确”或“错误”)的；分析表中数据可知，不可能通过以上实验获得的数据是_______(填序号)，原因是__________________________________________________________。
错误
1
滑动变阻器连入电路的电阻大于现有滑动变阻器的最大电阻
(7)小华同学只用电阻箱替换小灯泡，其他不变，继续探究“电流与电阻的关系”，每次调节滑片P使电压表示数均为2.5 V。在保证电路安全的前提下，为了能完成实验，电阻箱接入电路的阻值范围为_______Ω。
5～50
(8)实验结束后，小组同学设计了不用电流表，也不增加其他器材测量未知电阻的实验方案。请你在图丙的虚线框内画出可以测量未知电阻的电路图(各元件规格已知)。
如答图2所示。
常考命题点
实验原理：__________。
2. 实物电路和实验电路图
测量小灯泡的电功率
P＝UI
3．滑动变阻器的作用
(1)保护电路。
(2)改变电路中的电流。
(3)改变小灯泡两端的电压。
4. 电表量程及滑动变阻器规格的选择
(1)电压表的量程根据题中已知的电源电压和小灯泡的额定电压或实物电路中干电池的节数(一节新干电池两端的电压为1.5 V)来判断。
5．连接电路时的注意事项
(1)开关处于断开状态。
(2)滑动变阻器的连接方式为“一上一下”，且滑片移至阻值最大处。
(3)电流表串联在电路中，电压表并联在小灯泡两端。
(4)检查无误后，为防止电路连接不当或错误，造成仪器损坏，必须进行“试触”。
6. 使小灯泡正常发光的操作：移动滑动变阻器滑片的同时，观察电压表的示数，直到电压表的示数等于小灯泡的__________。
额定电压
7．小灯泡电功率的计算(P＝UI)及小灯泡正常发光时电阻的计算R＝ 。
8．分析数据，总结小灯泡亮度与实际功率的关系：小灯泡的实际功率越大，小灯泡越____。
9．移动滑动变阻器的滑片，电压表示数始终达不到U额的原因分析：滑动变阻器最大阻值______或电源电压太大。
10．分析电流表、电压表的内阻对测量结果的影响：电压表测小灯泡两端电压，电压表测量值准确，电流表测量值偏大，故小灯泡电功率测量值偏大。
亮
太小
11．实验中电压表示数太大无法测小灯泡电功率，应采取的措施：减小电源电压或换用阻值更大的滑动变阻器。
12．相同额定电压下LED灯比小灯泡亮的原因：LED灯的电能转化为光能的效率比小灯泡的高得多。
某班同学到实验室做“测定小灯泡电功率”的实验。被测小灯泡的额定电压为2.5 V，电阻约为10 Ω。实验室有如下器材：电源(电压为6 V)、电流表(0～0.6 A　0～3 A)、电压表(0～3 V　0～15 V)、开关各一个，导线若干，滑动变阻器三只：R1(5 Ω　0.5 A)、R2(50 Ω　0.5 A)、R3(100 Ω　1 A)。同学们设计的电路如图甲所示：
(1)请你用笔画线代替导线，将图乙中的实物电路连接完整。
如答图所示。
(2)(量程选取)最合适的滑动变阻器应选用_____(选填“R1”“R2”或“R3”)。
R2
为了比较精确地测量小灯泡的电功率，电压表的量程应选0~___V。
(3)(电路故障分析)实验前在检查仪器时，发现电流表指针如图丙所示，则接下来的操作是__________________________。
闭合开关后，发现小灯泡不亮，电压表无示数，电流表有示数。若电路中仅有一处故障，这个故障可能是____________。
连接好电路后闭合开关，小青发现小灯泡没有发光，但电流表有示数，接下来应进行的操作是____(选填标号)。
A．更换小灯泡 B．检查开关是否闭合
C．移动滑动变阻器滑片 D．检查电压表是否开路
3
将指针调至零刻度线(调零)
小灯泡短路
C
闭合开关进行实验，小华发现无论怎样调节滑动变阻器的滑片，电压表示数始终为3 V，而电流表示数始终为零。已知仅导线发生故障，则图丁中导线____(选填“①”“②”或“③”)发生了______(填写故障名称)。
①
开路
(4)排除故障后继续实验，闭合开关，当电压表的示数如图戊所示时，要测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器滑片向____(选填“左”或“右”)端移动，直至电压表的示数为_____V。
右
2.5
(5)小华进行了4次实验，并将有关数据及现象记录在表格中。在第1次实验中小灯泡不亮的原因是______________________。分析表中信息，可知小灯泡的额定功率为______W。
实验次序
电压U/V
电流I/A
实际功率P/W
小灯泡的亮度
1
0.5
0.12
0.06
不亮
2
1.5
0.20
0.30
偏亮
3
2.5
0.30
?
正常
4
2.8
0.32
0.90
更亮
小灯泡的实际功率太小
0.75
(6)将表格中的数据描点连线，如图己。由图己可知，通过小灯泡的电流与其两端的电压______(选填“成”或“不成”)正比，这是因为___________
__________________________________________。
不成
灯丝电阻随
温度的升高而增大(或灯丝电阻受温度的影响)
(7)若把小灯泡换成一个定值电阻，还可探究____(填字母)的关系。
A．电流与电阻　　　　B．电流与电压
(8)实验结束后，该小组对测量结果进行误差分析，考虑到电压表中也有电流通过，该电路所测小灯泡的额定电功率与真实值相比______(选填“偏大”或“偏小”)。
B
偏大
(9)测量小灯泡的电功率________(选填“需要”或“不需要”)多次测量求平均值，原因是_________________________________________________。
(10)若小灯泡的额定电流I0＝2I1，以下关于额定功率P0与实际功率P1的数值关系，你认为最有可能的是____。
A．P0＝2P1　　　　 　 B．P0＝3P1
C．P0＝4P1 D．P0＝5P1
不需要
不同电压下小灯泡的实际功率不同，求平均值没有意义
D
1．(2021?遵义33题6分)如图甲为某同学做“伏安法测电阻”的实验电路：
(1)请根据图甲的电路连接情况，在图乙虚线框内画出对应的电路图。
伏安法测电阻
如答图所示。
(2)闭合开关，电压表示数接近电源电压、电流表示数接近于零，无论怎样调节滑动变阻器的滑片，两表示数几乎不变，则故障可能是____________
________。
(3)某次测量时，电压表示数为2.4 V，电流表的示数如图丙所示，所测电阻Rx＝____Ω。
定值电阻Rx
开路
12
2. (2022?遵义33题6分)某同学用如图甲所示的实物图测量额定电压为2.5 V的小灯泡的电功率，其中电源为两节新干电池。
(1)请用笔画线代替导线帮该同学完成电路连接。
测量小灯泡的电功率
如答图所示。
(2)正确连接电路后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，当小灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示。此时小灯泡的电功率为_____W。
(3)该同学还想利用此电路探究“电流与电阻的关系”，他分别用5 Ω、10 Ω、15 Ω和20 Ω的定值电阻替换小灯泡，并控制定值电阻两端电压始终为1.5 V, 则要完成实验，所用滑动变阻器的最大阻值不小于____Ω。
0.8
20
3．(2019?毕节37题10分)在“测量小灯泡的电功率”的实验中，实验室提供的器材有：小灯泡(额定电压为2.5 V，正常发光时灯丝电阻约为9 Ω)、电源(电压恒为6 V)、电流表、电压表、滑动变阻器、开关各一个，导线若干。
(1)小杨同学检查器材完好后，按图甲所示的电路图连接电路，闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于____(选填“A”或“B”)端。
B
(2)当开关闭合时，发现电流表指针偏转情况如图乙所示，造成这种现象的原因是____________________________。
电流表正负接线柱接反了
(3)小杨同学纠正了错误，正确连接好电路，闭合开关，发现小灯泡不亮，但电流表、电压表均有示数，请分析出现这种现象的原因是____________
________________________。
小灯泡实际功
率太小，不足以发光
(4)为测量小灯泡的额定功率，接下来的操作应该是调节滑动变阻器，____________________________，读出并记录电流表的示数。
使电压表的示数为2.5 V
(5)当电压表的示数如图丙所示，电路中的电流为0.3 A 时，则小灯泡的实际功率为______W。
0.72

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