某物理兴趣小组利用图甲所示实验电路图同时测量电源电压U0的大-优题课

某物理兴趣小组利用图甲所示实验电路图同时测量电源电压 $U_{0}$ 的大小和电阻 $R_{x}$ 的阻值，电源电压 $U_{0}$ 约为 $2 V ~ 3 V$ ， $R_{x}$ 的阻值约为 $6 Ω ~ 7 Ω$ ．实验室提供如下器材：导线若干、开关、电流表（量程 $0 ~ 0.6 A$ ， $0 ~ 3 A)$ 、电压表（量程 $0 ~ 3 V$ ， $0 ~ 15 V)$ 、滑动变阻器 $R$ （最大阻值为 $30 Ω)$ 。请你思考完成下列问题：

（1）按照图甲用笔画线代替导线，连接好图乙中的实物图。

（2）用物理量 $U_{0}$ 、 $R_{x}$ 、电流表的示数 $I$ 写出表示电压表示数 $U$ 大小的关系式： $U =$ 　　。

（3）正确连接电路后，移动滑动变阻器的滑片，读出4组电流表和电压表示数，分别以电流表的示数 $I$ 和电压表的示数 $U$ 为横坐标和纵坐标，在坐标纸上描点，把这4个点连接起来大致为一条直线（并虚线延长到纵轴），如图丙所示。从图丙中信息可求得：电源电压 $U_{0} =$ 　　 $V$ ，电阻 $R_{x} =$ 　　 $Ω$ 。

科目物理题型实验题难度中等

知识点：串联电路的电流规律串联电路的电压规律欧姆定律的应用实物的电路连接

归纳与演绎是科学学习中非常重要的科学方法，下表是兴趣小组归纳“根据 $ρ = \frac{m}{V}$ ，运用浮力知识间接测量固体密度”的方法，请回答：

方法

实验器材

操作过程

思维过程

数据处理

适用范围

一

弹簧测力计

烧杯

水

$∵ m = \frac{G}{g} V_{物} = V_{浮} = \frac{F_{浮}}{ρ_{水} g}$

$∴ ρ_{物} = \frac{m_{物}}{V_{物}} = \frac{G}{F_{浮}} ρ_{水} = \frac{F_{1}}{F_{1} - F_{2}} ρ_{水}$

（1） $ρ_{物} =$ 　 $3 \times 10^{3}$ 　

千克 $/$ 米 $^{3}$

$ρ_{物} > ρ_{液}$

二

量筒

细铁丝

水

$\dots \dots$

（2） $ρ_{物} =$ 　　

（用 $V_{1}$ 、 $V_{2}$ 、 $V_{3}$ 、 $ρ_{水}$ 表示）

$\dots \dots$

$ρ_{物} < ρ_{液}$

如图是一款用锂电池供电的平衡台灯，悬挂在中间的木质小球是它的“开关”使用时只需要将上下两个小球靠近，小球就相互吸引，灯管发光。以下为平衡台灯参数：

额定电压：5伏

额定功率：5瓦

光源类型： $LED$

锂电池输出电压：5伏

锂电池容量：4800毫安时

（注：以4800毫安的电流放电能工作1小时）

（1）若 $A$ 球内置的磁体下端为 $N$ 极，则 $B$ 球内置磁体上端为　　极；

（2）求平衡台灯正常发光时电路中的电流；

（3）给该台灯充电时，充电器的输出电压为5伏、电流2安，充电效率为 $80 %$ ，则为用完电的台灯充满电至少需要多长时间？

利用如图电路研究“电流与电阻的关系”，其中电流表量程为“ $0 ~ 0.6 A$ ”，电压表量程为“ $0 ~ 3 V$ ”，滑动变阻器的规格为“ $50 Ω$ ， $1 A$ ”，依次将阻值为5欧、10欧、20欧的定值电阻接入 $AB$ 之间完成实验，获得数据如下表。

实验组别	1	2	3
电阻 $R$ （欧 $)$	5	10	20
电流 $I$ （安 $)$	0.4	0.2	0.1

请回答：

（1）完成第一组实验，断开开关，拆下5欧的电阻，改接10欧的电阻。继续操作有以下四步：①闭合开关；②将滑动变阻器的滑片移到最右端；③记录电流表示数；④将滑动变阻器的滑片移到适当位置。从安全和规范角度考虑，正确的顺序是　　；

（2）上述操作④中判断滑片已处于适当位置的依据是　　；

（3）依据表中数据作出了下列图象，其中正确的是　　；

（4）要完成本次实验，电源最多只能将　　节干电池串联。

小金制作了一个利用电压表测物体重力的小作品，它能在电压表盘上读出所放物体重力的大小，如图所示。

（1）当秤盘不放任何重物时，滑片 $P$ 恰好处于 $a$ 点。闭合开关，当秤盘上所放钩码个数增多时，电压表示数将　　（填“增大”、“减小”或“不变” $)$ ；

（2）一段时间后，在秤盘放2牛重的钩码时，表盘读数比2牛大，换不同重的钩码反复试验，每次读数都不同且大于钩码的重力。产生这一现象是由于　　引起的（填字母）。

$A$ ． $R_{1}$ 短路 $B$ ． $R_{1}$ 断路 $C$ ． $R_{2}$ 短路 $D$ ． $R_{2}$ 断路

归纳与演绎是科学学习中非常重要的科学方法，下表是兴趣小组归纳“根据 $ρ = \frac{m}{V}$ ，运用浮力知识间接测量固体密度”的方法，请回答：

方法

实验器材

操作过程

思维过程

数据处理

适用范围

一

弹簧测力计

烧杯

水

$∵ m = \frac{G}{g} V_{物} = V_{浮} = \frac{F_{浮}}{ρ_{水} g}$

$∴ ρ_{物} = \frac{m_{物}}{V_{物}} = \frac{G}{F_{浮}} ρ_{水} = \frac{F_{1}}{F_{1} - F_{2}} ρ_{水}$

（1） $ρ_{物} =$ 　 $3 \times 10^{3}$ 　

千克 $/$ 米 $^{3}$

$ρ_{物} > ρ_{液}$

二

量筒

细铁丝

水

$\dots \dots$

（2） $ρ_{物} =$ 　　

（用 $V_{1}$ 、 $V_{2}$ 、 $V_{3}$ 、 $ρ_{水}$ 表示）

$\dots \dots$

$ρ_{物} < ρ_{液}$