三種儀器一臺(tái)戲

牛旌麗

電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器是電學(xué)中的基本實(shí)驗(yàn)儀器。針對(duì)這三種電學(xué)儀器,要求掌握的知識(shí)如下:電流表和電壓表的作用、電路符號(hào)、量程、最小刻度值、使用規(guī)則、滑動(dòng)變阻器的使用方法及其在電路中的作用等。中考題中考查三種儀器的試題大致有以下幾種。

一、電流表和電壓表量程的選擇、讀數(shù);滑動(dòng)變阻器的接法

例1 (2008?紹興)如圖1甲所示的電路圖中,電源電壓保持6伏不變。閉合開(kāi)關(guān)S后,當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片P向B移動(dòng)時(shí),電流表示數(shù)將____________(選填“變大”、“不變”或“變小”)。當(dāng)滑片P在滑動(dòng)變阻器的某位置時(shí),電壓表和電流表示數(shù)分別如圖8乙所示,則電阻R1的阻值是______________歐。

解析 先正確讀出小燈泡的讀數(shù),再應(yīng)用公式R=計(jì)算出小燈泡的電阻。

答案:變小;11。

例2 (2008?南寧)圖2所示是學(xué)生實(shí)驗(yàn)中常用的滑動(dòng)變阻器。要改變其接入電路中的電阻大小,若一根導(dǎo)線接在C接線柱時(shí),另一根導(dǎo)線應(yīng)接在______________接線柱上。按你的接法,實(shí)驗(yàn)前滑片P應(yīng)移到______________端(均用圖中的字母表示)。

解析 滑動(dòng)變阻器共有四個(gè)接線柱,連入電路的兩個(gè)接線柱必須“一上一下”。

答案:A或B;B或A。

二、三種電學(xué)儀器的實(shí)驗(yàn)題考查類(lèi)型

幾乎所有的電學(xué)實(shí)驗(yàn)都使用了這三種電學(xué)儀器,所以幾乎所有的中考實(shí)驗(yàn)題中都考到這三種電學(xué)儀器。除了要掌握這三種電學(xué)儀器的正確使用方法外,同學(xué)們還應(yīng)掌握在具體實(shí)驗(yàn)中的常規(guī)處理方法。

1. 用滑動(dòng)變阻器改變電流

例 (2008?桂林)圖3所示是小明在“嘗試改變電路中電流大小”的活動(dòng)中連接的一個(gè)實(shí)驗(yàn)電路。

(1)請(qǐng)給小明提出兩種能夠改變電路中電流大小的方法:①_________________________________________;②___________________________________________。

(2)當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)后,如果電流表有示數(shù),但小電燈不發(fā)光。出現(xiàn)此現(xiàn)象的原因可能是:①_________________

______________;②_______________________________。

(3)小明想通過(guò)改進(jìn)此電路來(lái)進(jìn)行“測(cè)量小電燈的電阻”的活動(dòng)。請(qǐng)幫他設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案。要求:

①說(shuō)明需要補(bǔ)充的器材;

②畫(huà)出你設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路圖;

③小明利用活動(dòng)中記錄的電壓和電流的數(shù)據(jù),畫(huà)出了如圖4所示的I-U圖象。根據(jù)圖象,寫(xiě)出能得出的一個(gè)結(jié)論是:___________________________________________。

答案:(1)換不同的燈泡;換不同的電阻絲;換不同的電源。

(2)電源電壓過(guò)低;燈泡短路;電阻絲電阻過(guò)大。

(3)①滑動(dòng)變阻器,電壓表;②如圖5所示;③燈泡兩端電壓增大,燈泡中的電流也增大。

2. 探究串聯(lián)電路總電阻與各分電阻之間關(guān)系

例 (2008?襄樊)在學(xué)習(xí)“串聯(lián)電阻的總電阻與各串聯(lián)電阻之間關(guān)系”的時(shí)候,小強(qiáng)和小剛利用滑動(dòng)變阻器(銘牌上標(biāo)有50 Ω 1 A)、兩個(gè)定值電阻(5 Ω和10 Ω)、電壓表、電源等器材對(duì)此進(jìn)行了探究。他們?cè)O(shè)計(jì)了如圖6甲所示的電路圖。

(1)根據(jù)電路圖,請(qǐng)你在圖6乙中用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線將沒(méi)有連接完的實(shí)物電路連接好(導(dǎo)線不允許交叉且電流表的量程選取要適當(dāng))。

(2)請(qǐng)你根據(jù)電路圖分析:在閉合開(kāi)關(guān)前,滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)移到_____________(填“A”或“B”)端。

(3)下表是小強(qiáng)和小剛在這次實(shí)驗(yàn)中所記錄的數(shù)據(jù)。請(qǐng)你根據(jù)他們?nèi)螠y(cè)量的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,可以得出的結(jié)論是:_________________________________________。

(4)若閉合開(kāi)關(guān)后發(fā)現(xiàn)電流表有示數(shù),而電壓表無(wú)示數(shù),則出現(xiàn)該現(xiàn)象的原因可能是下面哪一種情況?___________________(只填字母序號(hào)即可)。

A. 滑動(dòng)變阻器某處斷路

B. 只有R1被短路

C.只有R2被短路

D. 電壓表的某一個(gè)接線柱接觸不良

(5)在這次實(shí)驗(yàn)中,滑動(dòng)變阻器的作用是__________

________________________________________________。

答案:(1)圖略。

(2)A。

(3)串聯(lián)電阻的總電阻等于各串聯(lián)電阻之和。

(4)D。

(5)改變電壓。

3. 探究歐姆定律

例 (2008?鶴崗)我們已進(jìn)行過(guò)“探究歐姆定律”的實(shí)驗(yàn),請(qǐng)回答下列問(wèn)題。

(1)請(qǐng)?jiān)趫D7甲中把余下部分的電路用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線連接好。

(2)在某次測(cè)量中,電流表的示數(shù)如圖7乙所示,值為_(kāi)_____A。

(3)圖7丙、丁兩圖是某實(shí)驗(yàn)小組在探究過(guò)程中,根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制的圖象,其中表示電阻不變,電流隨電壓變化的圖象是__________(選填“丙”或“丁”)。

(4)在探究電阻一定時(shí),電阻上的電流跟兩端電壓的關(guān)系的過(guò)程中,使用滑動(dòng)變阻器的目的是_____________

___________________________________和____________

________________________________________________。

(5)有同學(xué)想利用圖7甲的實(shí)驗(yàn)原理測(cè)“220 V 40 W”的白熾燈的額定功率,如果要使實(shí)驗(yàn)可行,請(qǐng)對(duì)原理圖中實(shí)驗(yàn)器材的規(guī)格提出一條合理的要求。

答:_________________________________________。

(6)如果在家里做測(cè)白熾燈功率的實(shí)驗(yàn),因家里一般沒(méi)有電壓表和電流表,所以可以利用家庭中都有的_______和________測(cè)量更方便。

答案:(1)圖略。

(2)0.3。

(3)丁。

(4)保護(hù)電路;改變電路中的電流(改變定值電阻兩端的電壓)。

(5)示例:電源電壓至少220 V(電流表的量程、滑動(dòng)變阻器、導(dǎo)線應(yīng)選匹配的)。

(6)電能表,秒表(停表)。

三、三種電學(xué)儀器的計(jì)算題考查類(lèi)型

解答電學(xué)計(jì)算題的關(guān)鍵首先是對(duì)電路圖的識(shí)別;其次要判斷電流表、電壓表所在的位置,如果有滑動(dòng)變阻器,還要看清是哪段電阻連入電路;最后用公式進(jìn)行求解。

例 (2008?聊城)一傳感器(可以看作一純電阻)上標(biāo)有“3 V 0.9 W”字樣。為了檢測(cè)它的電學(xué)性能,設(shè)計(jì)了如圖8所示的電路,將它與滑動(dòng)變阻器串聯(lián),滑動(dòng)變阻器上標(biāo)有“10 Ω 1 A”字樣。

(1)為確保電路安全,請(qǐng)計(jì)算在a、b間所加電壓的最大值。

(2)如果a、b間加4.5 V的電壓,要使傳感器正常工作,滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻多大?整個(gè)電路消耗的功率多大?

解析 傳感器與滑動(dòng)變阻器組成串聯(lián)電路,電壓表測(cè)量傳感器兩端的電壓?；瑒?dòng)變阻器上標(biāo)有“10 Ω 1 A”字樣,所以電路中的最大電流不能超過(guò)1 A。

答案:(1)6 V。

(2)5 Ω;1.35 W。