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识错误连线 接正确电路

2023-11-24李彩红

初中生学习指导·中考版 2023年10期
关键词:变阻器电压表电流表

李彩红

初中物理电学部分有几个典型实验:探究串、并联电路电流、电压的规律,探究电流与电压和电阻的关系,电阻的测量,测量小灯泡的电功率等。这几个实验在中考中经常会涉及电路中有一根导线连接错误,需要考生找出来并且改动一根导线使电路连接正确的问题。现举例介绍此类题的解题思路。

例1 (2022·贵州·黔西南)在“探究电流与电压的关系”实验中,用2节新干电池作电源,其他器材如图1甲所示。

(1)电路中滑动变阻器的主要作用是______。

(2)小明将实物连接成如图1甲所示电路。经查,其中有一条连线错误,在错误的连线上画“×”并用笔画线代替导线画出正确的连线。

(3)正确连接电路后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,发现电流表无示数,电压表有示数,其原因可能是_______(填一种即可)。

解析:(1)在“探究电流与电压的关系”时,为得出普遍性的规律,要多次测量,故滑动变阻器除了保护电路外,还有改变定值电阻R两端的电压和通过电流的作用;

(2)原电路中,电压表串联在电路中是错误的,应与定值电阻R并联,改正后如图2所示:

(3)若电流表示数为0,说明电路可能断路,电压表有示数,说明电压表与滑动变阻器、电流表、开关与电源连通,则与电压表并联的支路以外的电路是完好的,所以与电压表并联的定值电阻R断路了。

答案:(1)保护电路以及改变定值电阻R两端的电压和通过的电流 (2)如图2 (3)定值电阻R断路

例2 (2022·湖北·荆州)某学习小组计划探究电流与电阻的关系。可供使用的实验器材有:电源(电压恒为6 V)、电流表、电压表、滑动变阻器、开关各一个,阻值分别为5 Ω、15 Ω、25 Ω的定值电阻各一个、导线若干。

(1)连接电路时开关应该_______(选填“断开”或“闭合”);

(2)如图3甲所示的实物电路中存在错误,小兰发现只需要改接一根导线就可以了,请在那一根错误的导线上画“×”,再画线把它改到正确的位置上(导线不允许交叉);

(3)图3乙是小组根据测得的实验数据绘制的电流I随电阻R的变化图象,由图象可知电阻R两端的电压为_______V,为保证分别使用三个定值电阻均能顺利完成实验,滑动变阻器的最大阻值至少是_______Ω。

解析:(1)连接电路时,为保护电路,防止电路中的电流过大,开关应该断开;

(2)原来的电路中,定值电阻与电流表并联,电压表串联在电路中是错误的,电流表应与定值电阻串联,电压表与定值电阻并联,如图4所示。

(3)由图3乙可知,电阻两端的电压始终不变,为U = IR = 0.1 A × 25 Ω = 2.5 V,根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压为U滑 = 6 V - 2.5 V = 3.5 V,

变阻器分得的电压为电压表示数的[3.5 V/2.5 V=7/5],根据串联电路分压原理,当接入25 Ω电阻时,变阻器接入电路中的电阻为[R滑=7/5×25 Ω=35 Ω],所以为了完成整个实验,应该选取最大阻值至少35 Ω的滑动变阻器。

答案:(1)断开 (2)如图4 (3)2.5 35

总结:对于这类改线问题,解题思路一般可以归纳为以下几步:步骤一,检查电压表是否与用电器并联,电流表是否串联在电路中;步骤二,若电压表并联或电流表串联,则检查量程和正负接线柱;步骤三,根据具体电路要求改接导线。另外,为了正確连接电路,在连接时,还必须遵循以下规律:首先找出电源的正负极,按照一定顺序连接(从正极到负极或从负极到正极),导线不得交叉,导线必须接到接线柱上,接滑动变阻器时,必须“一上一下”连接,连接完成后,要检查所连接电路是否和电路图或要求一致,有无遗漏、短路、断路和错误等。

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