三种仪器一台戏

牛旌丽

电流表、电压表、滑动变阻器是电学中的基本实验仪器。针对这三种电学仪器,要求掌握的知识如下:电流表和电压表的作用、电路符号、量程、最小刻度值、使用规则、滑动变阻器的使用方法及其在电路中的作用等。中考题中考查三种仪器的试题大致有以下几种。

一、电流表和电压表量程的选择、读数;滑动变阻器的接法

例1 (2008•绍兴)如图1甲所示的电路图中,电源电压保持6伏不变。闭合开关S后,当滑动变阻器滑片P向B移动时,电流表示数将____________(选填“变大”、“不变”或“变小”)。当滑片P在滑动变阻器的某位置时,电压表和电流表示数分别如图8乙所示,则电阻R1的阻值是______________欧。

解析 先正确读出小灯泡的读数,再应用公式R=计算出小灯泡的电阻。

答案:变小;11。

例2 (2008•南宁)图2所示是学生实验中常用的滑动变阻器。要改变其接入电路中的电阻大小,若一根导线接在C接线柱时,另一根导线应接在______________接线柱上。按你的接法,实验前滑片P应移到______________端(均用图中的字母表示)。

解析 滑动变阻器共有四个接线柱,连入电路的两个接线柱必须“一上一下”。

答案:A或B;B或A。

二、三种电学仪器的实验题考查类型

几乎所有的电学实验都使用了这三种电学仪器,所以几乎所有的中考实验题中都考到这三种电学仪器。除了要掌握这三种电学仪器的正确使用方法外,同学们还应掌握在具体实验中的常规处理方法。

1. 用滑动变阻器改变电流

例 (2008•桂林)图3所示是小明在“尝试改变电路中电流大小”的活动中连接的一个实验电路。

(1)请给小明提出两种能够改变电路中电流大小的方法:①_________________________________________;②___________________________________________。

(2)当闭合开关后,如果电流表有示数,但小电灯不发光。出现此现象的原因可能是:①_________________

______________;②_______________________________。

(3)小明想通过改进此电路来进行“测量小电灯的电阻”的活动。请帮他设计一个实验方案。要求:

①说明需要补充的器材;

②画出你设计的实验电路图;

③小明利用活动中记录的电压和电流的数据,画出了如图4所示的I-U图象。根据图象,写出能得出的一个结论是:___________________________________________。

答案:(1)换不同的灯泡;换不同的电阻丝;换不同的电源。

(2)电源电压过低;灯泡短路;电阻丝电阻过大。

(3)①滑动变阻器,电压表;②如图5所示;③灯泡两端电压增大,灯泡中的电流也增大。

2. 探究串联电路总电阻与各分电阻之间关系

例 (2008•襄樊)在学习“串联电阻的总电阻与各串联电阻之间关系”的时候,小强和小刚利用滑动变阻器(铭牌上标有50 Ω 1 A)、两个定值电阻(5 Ω和10 Ω)、电压表、电源等器材对此进行了探究。他们设计了如图6甲所示的电路图。

(1)根据电路图,请你在图6乙中用笔画线代替导线将没有连接完的实物电路连接好(导线不允许交叉且电流表的量程选取要适当)。

(2)请你根据电路图分析:在闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移到_____________(填“A”或“B”)端。

(3)下表是小强和小刚在这次实验中所记录的数据。请你根据他们三次测量的数据进行分析,可以得出的结论是:_________________________________________。

(4)若闭合开关后发现电流表有示数,而电压表无示数,则出现该现象的原因可能是下面哪一种情况?___________________(只填字母序号即可)。

A. 滑动变阻器某处断路

B. 只有R1被短路

C.只有R2被短路

D. 电压表的某一个接线柱接触不良

(5)在这次实验中,滑动变阻器的作用是__________

________________________________________________。

答案:(1)图略。

(2)A。

(3)串联电阻的总电阻等于各串联电阻之和。

(4)D。

(5)改变电压。

3. 探究欧姆定律

例 (2008•鹤岗)我们已进行过“探究欧姆定律”的实验,请回答下列问题。

(1)请在图7甲中把余下部分的电路用笔画线代替导线连接好。

(2)在某次测量中,电流表的示数如图7乙所示,值为______A。

(3)图7丙、丁两图是某实验小组在探究过程中,根据实验数据绘制的图象,其中表示电阻不变,电流随电压变化的图象是__________(选填“丙”或“丁”)。

(4)在探究电阻一定时,电阻上的电流跟两端电压的关系的过程中,使用滑动变阻器的目的是_____________

___________________________________和____________

________________________________________________。

(5)有同学想利用图7甲的实验原理测“220 V 40 W”的白炽灯的额定功率,如果要使实验可行,请对原理图中实验器材的规格提出一条合理的要求。

答:_________________________________________。

(6)如果在家里做测白炽灯功率的实验,因家里一般没有电压表和电流表,所以可以利用家庭中都有的_______和________测量更方便。

答案:(1)图略。

(2)0.3。

(3)丁。

(4)保护电路;改变电路中的电流(改变定值电阻两端的电压)。

(5)示例:电源电压至少220 V(电流表的量程、滑动变阻器、导线应选匹配的)。

(6)电能表,秒表(停表)。

三、三种电学仪器的计算题考查类型

解答电学计算题的关键首先是对电路图的识别;其次要判断电流表、电压表所在的位置,如果有滑动变阻器,还要看清是哪段电阻连入电路;最后用公式进行求解。

例 (2008•聊城)一传感器(可以看作一纯电阻)上标有“3 V 0.9 W”字样。为了检测它的电学性能,设计了如图8所示的电路,将它与滑动变阻器串联,滑动变阻器上标有“10 Ω 1 A”字样。

(1)为确保电路安全,请计算在a、b间所加电压的最大值。

(2)如果a、b间加4.5 V的电压,要使传感器正常工作,滑动变阻器接入电路的电阻多大?整个电路消耗的功率多大?

解析 传感器与滑动变阻器组成串联电路,电压表测量传感器两端的电压。滑动变阻器上标有“10 Ω 1 A”字样,所以电路中的最大电流不能超过1 A。

答案:(1)6 V。

(2)5 Ω;1.35 W。