典型例題

例1

.現(xiàn)有幾根錳銅合金絲和鎳鉻合金絲，其規(guī)格如右表所示.請(qǐng)你設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，在不剪斷合金絲的前提下，比較錳銅合金絲和鎳鉻合金絲這兩種材料的導(dǎo)電性能。

(1)應(yīng)選用編號(hào)為　_________　的錳銅合金絲和編號(hào)為　_________　的鎳鉻合金絲進(jìn)行實(shí)驗(yàn).

(2)選擇實(shí)驗(yàn)器材并根據(jù)所選器材，畫(huà)出一個(gè)能反映實(shí)驗(yàn)方案的電路圖.

解析：

(1)對(duì)于多變量的探究題目，要采用控制變量的思想來(lái)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn);探究的是不同材料的合金絲的導(dǎo)電性能，就需要保持合金絲的材料不同，而控制其他因素保持一致.回歸此題，錳銅合金絲和鎳鉻合金絲的材料不同，要想探究它們的導(dǎo)電性能就必須控制長(zhǎng)度和橫截面積保持一致，據(jù)此來(lái)選擇實(shí)驗(yàn)材料。

(2)合金絲導(dǎo)電性能的好壞無(wú)法直接看出，所以需要運(yùn)用“轉(zhuǎn)換法”將其轉(zhuǎn)化為易觀察的現(xiàn)象;方法有多種，可在電路中接入一個(gè)小燈泡，通過(guò)小燈泡的明暗程度來(lái)判斷它們的導(dǎo)電性，但這樣的實(shí)驗(yàn)效果不是太明顯;也可以在電路中接入一個(gè)電流表，通過(guò)電流表的示數(shù)來(lái)間接判斷它們的導(dǎo)電性能。

答案：

解：(1)由控制變量法知，應(yīng)控制兩種材料的長(zhǎng)度和橫截面積相等來(lái)進(jìn)行研究，表格中，D、H兩根導(dǎo)線(xiàn)符合要求.

故答案為：D、H

(2)由分析可知，在電路中串聯(lián)一電流表，通過(guò)電流表的示數(shù)來(lái)判斷它們的導(dǎo)電性能;

器材：電源、電流表、開(kāi)關(guān)一個(gè)、導(dǎo)線(xiàn)若干、D導(dǎo)線(xiàn)和H導(dǎo)線(xiàn)各一根;

方法：在A、B之間分別接入D、H兩根導(dǎo)線(xiàn)，觀察電流表的示數(shù)的不同.若電流大，則表示導(dǎo)電性能好.作圖如下：

例2

實(shí)驗(yàn)課上，同學(xué)們把兩個(gè)相同規(guī)格的小燈泡連接在如圖甲所示的電路中，閉合開(kāi)關(guān)后，兩燈發(fā)光.此時(shí)，一同學(xué)不小心把L1的玻璃外殼打破了，結(jié)果L1熄滅，L2卻更亮了.這是為什么呢?他們提出猜想：

猜想一：可能L1處發(fā)生斷路;

猜想二：可能L1處發(fā)生短路.

(1)根據(jù)串聯(lián)電路的特點(diǎn)，可知“猜想一”是　_________　(選填：“正確”或“不正確”)的.

(2)針對(duì)“猜想二”，同學(xué)們找來(lái)一只電壓表，先后并聯(lián)在L1、L2兩端，如圖乙所示.假如“猜想二”是正確的，則電壓表并聯(lián)在L1兩端時(shí)　_________　示數(shù)(選填“有”或“無(wú)”)，并聯(lián)在L2兩端時(shí)　_________　示數(shù)(選填“有”或“無(wú)”).

(3)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)兩次電壓表均有明顯讀數(shù)，且L1兩端電壓比L2兩端電壓小，說(shuō)明“猜想二”也不正確.你認(rèn)為L(zhǎng)1熄滅、L2更亮的原因可能是(　_________　)

A、L1電阻變大. B、L1電阻變小.

C、L2電阻變小. D、L1功率變大

解析：

本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和電壓表使用，對(duì)一個(gè)物理問(wèn)題可以大膽猜想，然后通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證猜想，如果符合則猜想正確，如果不符合，則猜想錯(cuò)誤.

答案：

解：(1)根據(jù)串聯(lián)電路的特點(diǎn)，如果某處有斷路，則整個(gè)電路就會(huì)不通，而結(jié)果是結(jié)果L1熄滅，L2卻更亮了，所以猜想1不正確;

(2)L1處如果發(fā)生短路，則電阻為0，所以電壓表兩端應(yīng)該沒(méi)示數(shù)，L2正常，所以并聯(lián)在L2兩端時(shí)有示數(shù);

(3)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)兩次電壓表均有明顯讀數(shù)，且L1兩端電壓比L2兩端電壓小，說(shuō)明既不是段路也不是短路，而是L1電阻變小;

故答案為：(1)不正確;(2)無(wú)、有;(3)B

例3

小明同學(xué)在科技活動(dòng)中，了解到有一種熱敏電阻，其電阻R隨溫度t變化的圖象如圖甲所示.請(qǐng)回答：

(1)熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而　_________　(選填“增大”或“減小”).

(2)小明想利用熱敏電阻制成溫度報(bào)警器.實(shí)驗(yàn)室中現(xiàn)有兩只外形完全相同的電阻R1和R2，其中一只為熱敏電阻，另一只為定值電阻(阻值不隨溫度的變化而變化).為了辨別它們，小明設(shè)計(jì)了如圖乙所示的電路.

①接下來(lái)小明應(yīng)進(jìn)行的操作步驟是.

②如何判斷哪只是熱敏電阻?.

解析：

(1)從圖象中可以看出，電阻隨溫度的升高而減小;

(2)①根據(jù)熱敏電阻的阻值隨溫度的變化而變化，因此使電路形成通路，并改變其中一個(gè)電阻的溫度;

②根據(jù)電流表的示數(shù)和溫度變化的電阻判斷出熱敏電阻。

答案：

解：(1)根據(jù)圖甲坐標(biāo)系中曲線(xiàn)的趨勢(shì)可以得出，電阻隨溫度的升高而減小，因此熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而減小;

(2)小明將兩個(gè)完全相同的電阻串聯(lián)起來(lái)，為了探究電阻與溫度的關(guān)系，首先需要操作的是：

閉合開(kāi)關(guān)，對(duì)其中一只電阻加熱。

然后通過(guò)觀察電流的示數(shù)變化，如果電流示數(shù)變化說(shuō)明熱敏電阻隨溫度的變化而改變;若電流表示數(shù)增大.則該電阻為熱敏電阻(或若電流表示數(shù)不變，則該電阻為定值電阻，另一只為熱敏電阻)。

故答案為 (1)減小;

(2)①閉合開(kāi)關(guān)，對(duì)其中一只電阻加熱.

②若電流表示數(shù)增大.則該電阻為熱敏電阻(或若電流表示數(shù)不變，則該電阻為定值電阻，另一只為熱敏電阻)。

例4

小王同學(xué)在探究“決定電阻大小的因素”時(shí)，做出了如下猜想：

①在溫度不變時(shí)，導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體的材料有關(guān);

②在溫度不變時(shí)，導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體的橫截面積有關(guān)。

供他選擇的導(dǎo)體如表所示。

要想驗(yàn)證猜想①，應(yīng)選表中兩個(gè)導(dǎo)體的序號(hào)時(shí)：　_________　;

要想驗(yàn)證猜想②，應(yīng)選表中兩個(gè)導(dǎo)體的序號(hào)時(shí)：　_________　.

解析：

要探究電阻與材料的關(guān)系，根據(jù)控制變量法，應(yīng)選取長(zhǎng)度、橫截面積都相同，而材料不同的兩根電阻絲;

要探究電阻與橫截面積的關(guān)系，根據(jù)控制變量法，應(yīng)選取材料、長(zhǎng)度都相同，而橫截面積不同的兩根電阻絲.

答案：

解：要探究電阻與材料的關(guān)系，根據(jù)控制變量法必須控制除了材料以外的所有因素相同.由表格中可知，序號(hào)A和C的長(zhǎng)度、橫截面積都相同，所以要想驗(yàn)證猜想①，應(yīng)選表中的序號(hào)A和C;

要探究電阻與橫截面積的關(guān)系，根據(jù)控制變量法必須控制除了橫截面積以外的所有因素相同.由表格中可知，序號(hào)B和C的材料、長(zhǎng)度都相同，所以要想驗(yàn)證猜想②，應(yīng)選表中的序號(hào)B和C.

故答案為 A和C;B和C.

例5

現(xiàn)有兩個(gè)電壓表、一個(gè)電源、一個(gè)已知阻值為R0的電阻、一個(gè)開(kāi)關(guān)和一些導(dǎo)線(xiàn)，要用以上器材測(cè)出未知阻值的電阻Rx要求：

(1)在下面虛線(xiàn)框內(nèi)分別畫(huà)出兩種不同方法的電路圖;

(2)如果實(shí)驗(yàn)中電壓表V1、V2的讀數(shù)分別為U1、U2，請(qǐng)?jiān)跈M線(xiàn)寫(xiě)上對(duì)應(yīng)的電阻Rx的表達(dá)式.(本題中x、1、2均為下標(biāo))

方法一的Rx=　_________

方法二的Rx=　_________

解析：

本題中由于只給了兩只電壓表，無(wú)法直接用歐姆定律求解，故可以利用串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求得Rx上的電壓;由已知R0的電壓可求得電流，則即可由歐姆定律求出電阻Rx。

答案：

解：方法一：將兩電阻串聯(lián)，電壓表V1測(cè)總電壓，V2測(cè)R0上的電壓，則可由串聯(lián)電路的電壓規(guī)律求得RX上的電壓，即UX=U1﹣U2;

由歐姆定律求得R0的電流，I=U2/R0;

則RX=[(U1-U2)/U2]×R0;

方法二，將兩電阻串聯(lián)，電壓表V1與RX并聯(lián)，V2與R0并聯(lián)，則可求得RX兩端的電壓為U1，電流為U2/R0，則測(cè)得電阻為：RX=(U1/U2)×R0

故答案為：(1)電路圖如圖：

(2)方法一的R=[(U1-U2)/U2]×R0

方法二的RX=(U1/U2)×R0

例6

如圖，已知電源電壓為9V，V1表示數(shù)為6V，L2電流為2.5A，則

(1)燈L1和L2兩端的電壓各是多少?

(2)L1和L2的電流誰(shuí)大?電流表示數(shù)為多少?

解析：

(1)通過(guò)對(duì)電路的分析，由串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律求解;

(2)由串聯(lián)電路的電流規(guī)律可直接得出結(jié)果。

答案：

解：(1)由電路可知，V1測(cè)量L1的電流，故V1兩端的電壓為6V;

兩燈串聯(lián)，由串聯(lián)電路的電壓規(guī)律得：U2=U﹣U1=9V﹣6V=3V;

(2)因兩燈串聯(lián)在電路中，故電流一樣大都等于L2中的電流2.5A

答：(1)L1兩端的電壓為6V，L2兩端的電壓為3V，

(2)兩燈中的電流一樣大，電流為2.5A

例7

如圖所示，用相同的電壓表測(cè)量不同電阻的電壓，已知第一個(gè)電壓表的示數(shù)是9V，第一個(gè)電流表示數(shù)是15mA，第二個(gè)電流表示數(shù)是12mA.求各電壓表之和是多少伏?

分析：

首先根據(jù)電路圖分析電路的連接方式，分析電壓表的實(shí)質(zhì)，電壓表其實(shí)就是一個(gè)大電阻接一個(gè)電流表，然后根據(jù)歐姆定律和并聯(lián)電路電流特點(diǎn)計(jì)算各電壓表之和是多少伏。

答案：

解：電壓表其實(shí)就是一個(gè)大電阻接一個(gè)電流表，所以所測(cè)的仍是電流，所以電路圖可視為并聯(lián)電路.

在該電路中，由第一個(gè)電流表示數(shù)和第二個(gè)電流表示數(shù)可知，通過(guò)電壓表的電流為3mA，對(duì)應(yīng)示數(shù)為9V.又每個(gè)回路都恰只有一個(gè)電壓表，所以接入電壓表的回路一定會(huì)把干路的15mA電流分完.

15mA÷3mA=5

5×9V=45V

答：各電壓表示數(shù)之和為45V.

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