2025年中考物理复习 欧姆定律实验题
2024-10-29
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内容正文:
电流与电压、电流与电阻关系专题练习
一.选择题(共6小题)
1.一位同学用电压表和电流表研究电流与电压、电阻之间的关系时,作出了如图所示的I﹣U图像,由图像可判断这两个电阻( )
A.R甲<R乙 B.R甲>R乙 C.R甲=R乙 D.无法判定
2.根据欧姆定律,下列说法正确的是( )
A.导体的电阻与电压成正比,与电流成反比
B.导体两端电压越大,这段导体的电阻就越大
C.导体两端电压越大,通过这段导体的电流越大
D.通过导体的电流越大,这段导体的电阻就越小
3.下列说法中不正确的是( )
A.同一导体,它两端电压越大,通过它的电流也越大
B.相同的电压加在电阻不同的导体两端,电流一定不同
C.用不同的导体研究电流和电压的关系,得到的结论都一样
D.当加在导体两端的电压改变时,电压与电流的比值也随着改变
4.对于欧姆定律的理解,下列说法正确的是( )
A.所有的电路的电流都可以用欧姆定律进行计算
B.导体电阻与导体两端电压成正比,与通过导体的电流成反比
C.导体的电阻与导体两端电压和通过导体的电流无关
D.导体两端电压为零,导体电阻也为零
5.几位同学学习了欧姆定律后,根据I=,导出了R=,于是他们提出了以下几种看法,你认为正确的是( )
A.导体电阻的大小跟通过导体中的电流成反比
B.导体电阻的大小跟加在导体两端的电压成正比
C.导体电阻的大小跟通过导体中的电流和加在导体两端的电压无关
D.导体两端不加电压时,导体的电阻为零
6.两定值电阻RA和RB中的电流与其两端电压的关系如图所示,
由图可知,( )
A.RA>RB B.RA<RB C.RA=RB D.RB=5Ω
二.填空题(共7小题)
7.当某导体两端的电压为6V时,通过导体的电流为1.2A,导体电阻为 ;如果导体两端电变为0时,电阻为 。
8.当某导体两端电压是2V时,通过它的电流是0.2A,则该导体的电阻是 Ω,当它不接入电路时,该导体的电阻为 Ω。
9.某个导体通过0.5A的电流时,电阻为10Ω.若通过1A的电流时,该导体的电阻为 Ω;若该导体不通电时,其电阻为 Ω。
10.如图所示,电阻R1的阻值为20Ω,当S断开时电流表的示数为0.3A,当S闭合时,电流表的示数为0.7A,则电阻R2的电阻是 Ω。
第10题图 第11题图
11.如图所示,R1=2Ω,R2=3Ω,则电流表A1与A2的示数之比为 。
12.电阻R1、R2的阻值分别为12Ω和4Ω,将它们串联后接入电路,则通过它们的电流之比I1:I2= ;两端的电压之比U1:U2= 。
13.在探究并联电路中电压的规律的实验过程中,在闭合开关后,灯L1比灯L2要亮。则两个小灯泡电压的大小关系是U1 U2;两个小灯泡的电阻大小R1 R2(选填“>”“<”“=”)。
三.电流与电阻、电压关系实验探究题
14.小红利用如图甲所示的电路探究“电流与电阻的关系”,滑动变阻器的规格为“50Ω,1A”改变电阻箱R的阻值依次为5Ω、10Ω、20Ω,多次实验得数据如表。
实验组别
1
2
3
电阻R(Ω)
5
10
20
电流I(A)
0.4
0.2
(1)开关闭合后电流表有示数而电压表无示数,电路故障可能是 。
A.电流表坏了 B.滑动变阻器短路 C.电阻处接触不良 D.电阻短路
(2)修正电路并完成第一组实验,断开开关,将电阻箱的阻值由5Ω调到10Ω。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左端;
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 。
(3)上述操作④中判断滑片已处于适当位置的依据是 。本操作中滑动变阻器在实验中的作用是 。
(4)在做第三次实验时,电流指针如图乙所示,此时通过R的电流为 A。
(5)依据表中数据作出了如图图象,能最直观体现电流与电阻间关系的是 。
15.小斌用如图所示甲电路探究“电流跟电阻的关系”,电源电压恒为3V,滑动变阻器规格为“50Ω 2A”。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中电压表接入电路,测R两端的电压;
(2)滑片P移至阻值最大处,将5Ω电阻接入电路,闭合开关,移动滑片P发现,电压表始终无示数,电流表始终有示数,其原因可能是 (只填序号)
A.R短路 B.R断路 C.滑动变阻器短路
(3)故障排除后,移动滑片P使电压表的示数如图乙所示,记下电压表的示数 ;
(4)将5Ω电阻换成10Ω电阻,为保持电压表示数不变,滑片P应向 (选填“A”或“B”)端移动,直到电压表的示数为 V,此时电流表的示数为 A;
(5)若每次实验均选用单个定值电阻连入电路,小浓现在有“15Ω、20Ω、25Ω、30Ω、35Ω”5个电阻,你认为能供继续实验的电阻最多还有 个;
(6)小斌利用可选电阻继续实验,并得到结论;电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成 比。
(7)在电学实验中,其中三个实验都用到图丙的电路图,下列说法正确的是 。
A.研究“电流与电压的关系”可以用灯泡代替定值电阻进行实验
B.研究“电流与电阻的关系”每次更换电阻后,都要移动滑动变阻器使电流表示数不变
C.“伏安法”测定值电阻,多次实验的目的是求平均值,减小误差
D.在A、B、C选项的三个实验中,滑动变阻器的作用是完全一样的
16.在“探究电流与电阻关系”的实验中:连接电路时,开关必须 ,闭合开关后,发现电压表有示数且接近电源电压,电流表无示数,其原因是 。实验过程中,将5Ω的电阻更换为10Ω的电阻时,应将滑动变阻器的滑片P向 (选填“左”或“右”)端移动,使电压表示数 。
17.在研究“电流与电阻的关系”的实验中:
(1)闭合开关前,滑动变阻器应处于 (左/右)端,目的是 。
(2)正确连接电路后,用开关S进行试触,如果电流表指针方向左偏转,说明电流表的 ;如果电流表指针向右偏转超过刻度盘,应换用 的量程;正确连接电路后,测出R1=5Ω,两端电压为3V时的电流,然后将电阻R2由5Ω换成10Ω,为了使电阻R1两端的电压 ,他应将滑动变阻器的滑动触头P向 (左/右)端滑动,在触头P滑动的过程中,电路中的电流将 (变大/变小/不变)。
18.在“探究通电导体中电流与电阻的关系”实验中,电源电压为4.5V且保持不变,滑动变阻器的规格为“20Ω2A”,选用25Ω、20Ω、15Ω、10Ω、5Ω的定值电阻R由大到小依次正确接入电路。
(1)用笔画线代替导线将图甲实物电路连接完整,要求滑动变阻器的滑片P向A端移动时,电路中电流变大,导线不得交叉。
(2)连接好电路,闭合开关,发现电压表示数接近于电源电压,电流表示数几乎无示数,则故障为 。
(3)图乙是小组根据测得的实验数据绘制的电流I随电阻R变化的图像,由图像可知R两端电压为 V,实验得到的结论是 。
(4)某次实验,更换电阻后,没有移动滑动变阻器的滑片P,直接闭合开关S,此时电压表示数如图丙所示,为 V
则刚拆下电阻R的阻值为 Ω,为保持定值电阻两端电压一定,滑动变阻器的滑片P应向 (选填“A或“B”)端滑动。
19.用如图甲所示的电路探究电流与电压关系。
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲中的电路连接完整。(要求滑片向左滑动时,变阻器连入电路的电阻变大,且导线不能交叉)
(2)实验时,闭合开关,将滑片移动到某位置,记下电压表和电流表的示数。接下来的操作是 。(填字母)
A.换用另一个定值电阻,将滑片移动到某位置,记下电压表和电流表的示数
B.将滑片移动到另外几个位置,分别记下电压表和电流表的示数
(3)小明根据实验数据画出I—U图象,如图乙所示。分析可知,通过定值电阻的电流与其两端的电压成 。
(4)小明同学还想测量小灯泡的电功率,于是他将上面实验中的定值电阻换成额定电压为2.5V的小灯泡。正确连接电路后,闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表无示数,电压表示数接近电源电压,出现这种故障的原因是 。
(5)排除故障后,小明调节滑片,使小灯泡正常发光时,电流表的示数如图丙所示,电流大小为 A,小灯泡正常发光时的电功率为 W。
(6)小明通过改变滑动变阻器滑片的位置,多次进行了小灯泡电功率的测量,这样做的目的是 。(填字母)
A.求出灯泡在不同电压下的功率的平均值,这样可以减小误差
B.找出灯泡的亮度与灯泡实际功率之间的关系
20.如图是小美同学探究电流与电阻的关系的实验电路。已知电源电压为5V,滑动变阻器规格为“30Ω 1A”,小美选择了阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω和30Ω的定值电阻来完成实验。
(1)连接电路时,开关应 。闭合开关后,发现两个电表中只有一个电表有示数,初步检查确认,接线完好且两个电表无故障,则发生故障的元件是 (填“电源”、“定值电阻”或“滑动变阻器”)。
(2)先用5Ω的定值电阻进行实验,闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为2V;再将5Ω的定值电阻换成10Ω定值电阻进行实验,此时电压表的示数会 2V(选填“大于”或“小于”),此时应将滑动变阻器的滑片向 (选填“A”或“B”)端移动。
(3)小美由小到大依次更换定值电阻继续探究,结果发现:当她接入阻值为 的定值电阻时,无论怎么移动滑片都无法使电压表示数为2V了。你认为“电压表的示数无法达到实验要求值”的原因可能是 。(选填字母)
A.电源电压太小
B.电压表量程选小了
C.滑动变阻器的阻值太小
D.滑动变阻器烧坏了
21.小明探究“电流与电压的关系”。实验器材为:6V蓄电池、开关S、电压表、电流表、滑动变阻器(20Ω 2 A)、未知阻值的定值电阻R0。
实验序号
①
②
③
U/V
2
4
I/A
0.2
0.3
0.4
(1) 请在图甲中以笔画线代替导线完成电路连接,
要求:滑动变阻器此时接入电路的电阻最大。
(2) 闭合开关S,发现电流表有示数、电压表无示数,则电路故障不可能是 。
A.R0处发生短路 B.R0处发生断路C.导线EG断路
(3)排除电路故障,移动滑动变阻器的滑片P,得到多组数据。实验②时,电压表的示数如图乙所示,其示数为 V。
(4)分析实验数据可得探究结论: 。
22.小卓同学为了“探究电流与电压、电阻的关系”。在学校实验室找来了如下一些实验器材;电压恒为3V的电源,电流表电压表各一只,一个开关阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω、50Ω的定值电阻各一个,一个标有“20Ω1A“字样滑动变阻器,导线若干。
(1)请你用笔画线代替导线,将下图中的实物图连接完整。
(2)闭合开关,小卓同学发现电流表无示数,电压表指针有明显偏转。原因可能是 。
(3)故障排除后,小卓同学把5Ω的电阻接入电路中,来“探究电流与电压的关系”。他通过调节滑动变阻器的滑片P,测出通过定值电阻R的不同电流和对应的电压值,并记录在下表中。老师看了表中的实验数据后却说其中有一次是错误的数据。请你帮他分析下,出错的是第 次。
实验次数
1
2
3
4
5
6
电压U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
电流I/A
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
(4)实验结束后,小卓同学向老师提出可以用小灯泡来代替定值电阻,进行“电流与电压关系”的实验探究,老师指出这个实验操作是不可行的,原因是 。
23.小华同学在做“探究电流与电阻的关系”的实验时,实验器材有:电压为4.5V的电源,阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻,滑动变阻器A(10Ω 1A)和滑动变阻器B(20Ω 1A),电流表(量程0~0.6A),电压表(量程0~3V),开关,导线若干。
(1)用笔画线代替导线,将图甲所示的实物电路图连接完整。
(2)在连接电路的过程中,开关应处于 状态,滑动变阻器的滑片应调至最 (选填“左”或“右”)端。
(3)小华将5Ω的定值电阻接入电路中时,移动滑动变阻器的滑片,直至电压表的示数如图乙所示,读数为 V,此时电流表的示数为0.5A。断开开关,将5Ω的定值电阻取下,改换成10Ω的定值电阻继续实验,闭合开关后,小华应将滑动变阻器的滑片向 (选填“左”或“右”)端滑动。
(4)实验测得的实验数据如下表所示,分析表中的实验数据,可以得到的结论是 。请判断小华应选择的滑动变阻器是 (选填“A”或“B”)。
实验序号
1
2
3
4
电阻R/Ω
5
10
15
20
电流Ⅰ/A
0.5
0.25
0.17
0.125
四.用电流表、电压表测量电阻的实验探究题
24.在“用电压表和电流表测电阻的实验”中:
(1)根据如图甲所示的电路图,用笔画线代替导线将如图乙的实物图连接起来;
(2)该实验原理为 ;
(3)开关S闭合前,滑动变阻器的滑片P应调至最 端(选填“左”或“右”);
(4)闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到某处时,电压表的示数为3V,电流表的示数如图丙所示,读数为 A,被测电阻R的阻值为
25.在“测量定值电阻Rx”的实验中,小明用如图甲所示器材进行实验,电源电压保持不变,待测电阻阻值约为5Ω。
(1)如图甲,在图中用笔画线代替导线,将实验电路连接完整,要求滑动变阻器的滑片向右滑动时连入电路的电阻变小
(2)小明按正确的电路图把最后一根导线连接完毕后,看到电压表和电流表立即都有较大示数,他在实验操作中的两处错误是① ②
表二:定值电阻
实验次数
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
电阻平均值
(3)排除故障后,小明改变Rx两端电压和电流,测得电压、电流值记入表一中。第三次测量时电流表示数如图乙,则电流表示数为 A
(4)本次实验测得值应为Rx= Ω(结果保留1位小数)
(5)表二是为测量小灯泡灯丝电阻而设计的表格,其中有一个设计错误是
26.伏安法测电阻实验如下图所示
(1)电路如图甲所示,闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应置于b端,这样做的目的是 。
(2)小明同学用完好的器材按图甲正确连接好电路,“试触”时,发现电流表的指针迅速摆动到最大刻度,其原因可能是 。
(3)电路调试后,某次实验中电压表和电流表示数如图乙和丙,该电阻阻值为 Ω。
(4)测完定值电阻阻值后,小明利用这一装置又测量小灯泡的电阻,重复上述实验,绘制出灯泡和定值电阻的I﹣U关系图象如图丁中所示。则图象中 表示灯泡图象。
27.小华和同学一起做测量电阻的实验,如图所示,电源电压为6V,滑动变阻器标有“20Ω 1A”字样。
表一:定值电阻
实验次数
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
电阻平均值
1
1
0.2
5.0
2
1.5
0.3
5.0
3
2
(1)在图甲中用笔画线代替导线将实验电路连接完整(注意导线不要交叉)。
(2)连接实物电路时开关应该 。
(3)闭合开关后,电压表示数如图乙所示。为准确测量这一电压,接下来小华应进行的操作是 。
(4)实验中,滑片置于某位置时,电压表示数突然变为0,而电流表示数不变,产生这一现象的原因是 。
(5)小华将测量结果记录在下表中,它把第5次实验测得的阻值作为最后的结果。你认为是否合理: ,理由是 。
序号
1
2
3
4
5
U/V
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
I/A
0.10
0.19
0.30
0.40
0.51
(6)上表五组数据中有一组数据不是本实验中测得的,它是第 (填写表格中表示序号的数字)组,你判断的依据是 。
(7)另一组实验的小明同学所用电源电压仍为6V,换用了标有“50Ω 1A”的滑动变阻器进行实验。根据自己所记录的数据绘制了如图丙所示图像。根据图像可知判断出,小明将电压表并联在 两端(选填“滑动变阻器”或“待测电阻”),由此可以计算出定值电阻的阻值为 Ω。
28.小丽同学手里有一个标有“3.8V”字样的小灯泡,她想知道小灯泡正常工作时的电阻,于是在实验室找来一些器材连接了如图甲所示的实验电路,电源电压6V恒定不变。
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲中实物电路连接完整(要求滑片向左移时灯泡变亮)。
(2)闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,发现灯泡发光,电流表有示数,电压表无示数,其故障原因可能是 。排除故障后,移动滑动变阻器的滑片到某位置,电压表的示数如图乙所示,读数为 V。为了测量小灯泡正常发光时的电阻,应将滑片向 (选填“A”和“B”)端移动。
(3)根据实验数据绘制了小灯泡的电流随其两端电压变化关系的图象如图丙所示,则该小灯泡正常工作时的电阻为 Ω(计算结果保留两位小数)。
(4)若实验时电路中仅电压表上标有“15V”的接线柱损坏,且暂无条件修复,在不更换器材的情况下为了能测量小灯泡正常发光时的电阻,你的方法是 。
(5)经过思考,小丽用了一个已知阻值为R0的电阻和一个单刀双掷开关,借助部分现有的实验器材,设计了如图丁所示的电路,也测出了小灯泡正常发光时的电阻,请完成下列实验步骤:
①闭合开关S1,将S2拨到触点“1”,移动滑片,使电流表的示数为 ;
②再将开关S2拨到触点“2”,保持滑片的位置不动,读出电流表的示数 ;
③小灯泡正常发光时的电阻为R1= 。(用已知量和测量量表示)
29.小明用如图甲所示的电路来测量标有“2.5V”字样的小灯泡的电阻,电源电压为6V,小灯泡正常发光时的电阻大约为10Ω。现有规格分别为“10Ω,1A”和“20Ω,0.5A”的滑动变阻器各一个。
(1)为完成实验,应该选取规格为“ ”的滑动变阻器。
(2)请用笔画线代替导线,完成图甲中电路的连接。
(3)电路检查无误后,闭合开关后,发现小灯泡不亮,接下来应该先进行的操作是 (选填字母)。
A.检查导线连接是否良好
B.移动滑动变阻器的滑片观察小灯泡是否发光
C.断开开关
D.观察电流表和电压表是否有示数
(4)排除故障后,移动滑动变阻器滑片改变小灯泡两端的电压,记录多组对应的电流,并在坐标上作出I﹣U关系图像,如图丙所示,图乙是电压表示数为2.5V时电流表的示数,小灯泡正常发光时的电阻是 Ω(结果保留一位小数),小明发现1﹣U关系图像是一条曲线,原因是 。
(5)小明又用一个已知阻值的定值电阻R0等器材,设计了如图丁所示的实验电路,测量该小灯泡正常发光时的电阻,请你帮他完成下列实验步骤。
①连接好实验电路后,闭合开关S、S2,移动滑动变阻器滑片,使电流表的示数为 ;
②保持滑动变阻器滑片的位置不动,闭合开关 ,断开S2,读出电流表的示数为I;
③小灯泡正常发光时的电阻RL= (用已知量和测量量表示)。
参考答案与试题解析
一.选择题(共6小题)
1.一位同学用电压表和电流表研究电流与电压、电阻之间的关系时,作出了如图所示的I﹣U图像,由图像可判断这两个电阻( )
A.R甲<R乙 B.R甲>R乙 C.R甲=R乙 D.无法判定
【解答】解:根据欧姆定律可知:
在导体两端的电压相同时,通过导体的电流越大,导体的电阻就越小;由图可知:在电压相同时,通过乙导体的电流比甲大,所以甲的电阻比较大;即R甲>R乙。
故选:B。
2.根据欧姆定律,下列说法正确的是( )
A.导体的电阻与电压成正比,与电流成反比
B.导体两端电压越大,这段导体的电阻就越大
C.导体两端电压越大,通过这段导体的电流越大
D.通过导体的电流越大,这段导体的电阻就越小
【解答】解:ABC、电阻是导体本身的一种性质,与材料、长度、横截面积、温度有关,与导体两端的电压和通过的电流无关,故ABD错误;
C、在电阻一定的情况下,根据欧姆定律可知,同一导体两端的电压越大,这段导体中的电流就越大,故C正确。
故选:C。
3.下列说法中不正确的是( )
A.同一导体,它两端电压越大,通过它的电流也越大
B.相同的电压加在电阻不同的导体两端,电流一定不同
C.用不同的导体研究电流和电压的关系,得到的结论都一样
D.当加在导体两端的电压改变时,电压与电流的比值也随着改变
【解答】解:
A、同一导体,电阻不变,它两端电压越大,则通过它的电流也越大,故A正确;
B、相同的电压加在电阻不同的导体两端,根据I=可知,电流一定不同,故B正确;
C、用不同的导体研究电流和电压的关系,得到的结论是相同的:导体的电阻一定,电流与电压成正比,故C正确;
D、当加在导体两端的电压改变时,电压与电流的比值是电阻值,保持不变,故D错误。
故选:D。
4.对于欧姆定律的理解,下列说法正确的是( )
A.所有的电路的电流都可以用欧姆定律进行计算
B.导体电阻与导体两端电压成正比,与通过导体的电流成反比
C.导体的电阻与导体两端电压和通过导体的电流无关
D.导体两端电压为零,导体电阻也为零
【解答】解:(1)欧姆定律不适用于非纯电阻用电器的电路,故A错误;
(2)电阻是导体本身的一种,与两端电压和通过的电流无关,且导体两端的电压为零时电阻不为零,故BD错误,C正确。
故选:C。
5.几位同学学习了欧姆定律后,根据I=,导出了R=,于是他们提出了以下几种看法,你认为正确的是( )
A.导体电阻的大小跟通过导体中的电流成反比
B.导体电阻的大小跟加在导体两端的电压成正比
C.导体电阻的大小跟通过导体中的电流和加在导体两端的电压无关
D.导体两端不加电压时,导体的电阻为零
【解答】解:
电阻是导体本身的一种性质,只与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,与导体两端的电压和通过电流无关,R=这个导出公式只说明导体的电阻等于导体两端的电压与通过它的电流的比值;所以,不能说“电阻的大小与加在导体两端的电压成正比,跟通过导体中的电流成反比”;导体两端不加电压时,导体的电阻并不为零,故ABD错误、C正确。
故选:C。
6.两定值电阻RA和RB中的电流与其两端电压的关系如图所示,由图可知,( )
A.RA>RB B.RA<RB C.RA=RB D.RB=5Ω
【解答】解:根据图像可知,在电压相同时,RB的电流要小于RA的电流,根据I=可知,RA<RB。
故选:B。
二.填空题(共7小题)
7.当某导体两端的电压为6V时,通过导体的电流为1.2A,导体电阻为 5Ω ;如果导体两端电变为0时,电阻为 5Ω 。
【解答】解:由I=可得,导体的电阻:R===5Ω;
因电阻是导体本身的一种性质,与导体两端的电压和通过的电流无关,所以,当导体两端电变为0V时,导体的电阻仍为5Ω不变。
故答案为:5Ω;5Ω。
8.当某导体两端电压是2V时,通过它的电流是0.2A,则该导体的电阻是 10 Ω,当它不接入电路时,该导体的电阻为 10 Ω。
【解答】解:根据欧姆定律可知,导体的阻值为:R===10Ω;因导体电阻与导体两端的电压和通过导体的电流无关,当它不接入电路时,其电阻值仍为10Ω。
故答案为:10;10。
9.某个导体通过0.5A的电流时,电阻为10Ω.若通过1A的电流时,该导体的电阻为 10 Ω;若该导体不通电时,其电阻为 10 Ω。
【解答】解:∵电阻是导体本身的一种性质,与两端的电压和通过的电流无关,
∴通过1A的电流或导体不通电时,导体的电阻仍为10Ω不变。
故答案为:10;10。
10.如图所示,R1=2Ω,R2=3Ω,则电流表A1与A2的示数之比为 5:2 。
【解答】解:由电路图可知,闭合开关,R1、R2并联,电流表A1测量干路电流,电流表A2测量支路R2的电流;
因并联电路两端电压与各支路两端电压相等,且并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,所以电流表A1与A2的示数之比:====。
故答案为:5:2。
11.电阻R1、R2的阻值分别为12Ω和4Ω,将它们串联后接入电路,则通过它们的电流之比I1:I2= 1:1 ;两端的电压之比U1:U2= 3:1 。
【解答】解:因串联电路中各处电流都相等,所以通过电阻R1、R2的电流之比1:1;
由I=可知,电阻R1、R2两端电压之比:U1:U2=IR1:IR2=R1:R2=12Ω:4Ω=3:1。
故答案为:1:1;3:1。
12.在探究并联电路中电压的规律的实验过程中,在闭合开关后,灯L1比灯L2要亮。则两个小灯泡电压的大小关系是U1 = U2;两个小灯泡的电阻大小R1 < R2(选填“>”“<”“=”)。
【解答】解:并联电路中各支路两端的电压相等,故两个小灯泡电压的大小关系是U1=U2;因为灯L1比灯L2要亮,所以P1>P2,利用公式P=,U相同,则R1<R2。
故答案为:=;<。
13.如图所示,电阻R1的阻值为20Ω,当S断开时电流表的示数为0.3A,当S闭合时,电流表的示数为0.7A,则电阻R2的电阻是 15 Ω。
【解答】解:
(1)由图知,开关S断开时,只有R1连入电路,
由欧姆定律可得,电源电压:
U=I1R1=0.3A×20Ω=6V;
(2)开关S闭合时,两电阻并联,电流表测干路电流,
由并联电路电压特点知,U1=U2=U=6V,
并联电路间支路间互不影响,所以通过R1的电流不变仍为0.3A,
由并联电路的电流特点可得,通过R2的电流:
I2=I﹣I1=0.7A﹣0.3A=0.4A,
则由I=得:
R2===15Ω。
故答案为:15。
三.实验探究题(共17小题)
14.小红利用如图甲所示的电路探究“电流与电阻的关系”,滑动变阻器的规格为“50Ω,1A”改变电阻箱R的阻值依次为5Ω、10Ω、20Ω,多次实验得数据如表。
实验组别
1
2
3
电阻R(Ω)
5
10
20
电流I(A)
0.4
0.2
(1)开关闭合后电流表有示数而电压表无示数,电路故障可能是 D 。
A.电流表坏了
B.滑动变阻器短路
C.电阻处接触不良
D.电阻短路
(2)修正电路并完成第一组实验,断开开关,将电阻箱的阻值由5Ω调到10Ω。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左端;
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 ②①④③ 。
(3)上述操作④中判断滑片已处于适当位置的依据是 电压表示数为2V 。本操作中滑动变阻器在实验中的作用是 保持电阻两端的电压不变 。
(4)在做第三次实验时,电流指针如图乙所示,此时通过R的电流为 0.1 A。
(5)依据表中数据作出了如图图象,能最直观体现电流与电阻间关系的是 AB 。
(6)要完成本次实验,电源最多只能将 4 节干电池串联。
【解答】解:(1)闭合开关,电流表有示数,说明电路为通路,而电压表无示数,电路故障可能是电阻短路,故D正确;
(2)改接10欧的电阻。继续操作的步骤:将滑动变阻器的滑片移到最左端;闭合开关;将滑动变阻器的滑片移到适当位置,记录电流表示数;从安全和规范角度考虑,正确的顺序是 ②①④③;
(3)研究“电流与电阻的关系“,要控制电阻的电压不变,由表中数据知,这个电压为:
U=IR=0.4A×5Ω=2V,上述操作④中判断滑片已处于适当位置的依据是:电压表示数为2V;
本操作中滑动变阻器的作用是保持电阻两端的电压不变;
(4)电流表的示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,此时电路中的电流为0.1A;
(5)由表中数据知,电阻为原来的几倍,通过的电流为原来的几分之一倍,即电压不变时,电流与电阻成反比,A正确,D错误;
电流与电阻成反比,即电流与电阻的倒数成正比,B正确,C错误。故选AB;
(6)要控制电阻的电压为2V不变,当电阻箱阻值为20Ω时,对应的变阻器的最大电阻不超过50Ω,由串联分压原理可知,变阻器的电压不超过×2V=5V,根据串联电路电压的规律,要完成本次实验,电源最多为:2V+5V=7V,因1节干电池为1.5V,故电源最多只能将4节干电池串联。
故答案为:(1)D;(2)②①④③;(3)电压表示数为2V;保持电阻两端的电压不变;(4)0.1;(5)AB;(6)4。
15.小斌用如图所示甲电路探究“电流跟电阻的关系”,电源电压恒为3V,滑动变阻器规格为“50Ω 2A”。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中电压表接入电路,测R两端的电压;
(2)滑片P移至阻值最大处,将5Ω电阻接入电路,闭合开关,移动滑片P发现,电压表始终无示数,电流表始终有示数,其原因可能是 A (只填序号)
A.R短路
B.R断路
C.滑动变阻器短路
(3)故障排除后,移动滑片P使电压表的示数如图乙所示,记下电压表的示数 1V ;
(4)将5Ω电阻换成10Ω电阻,为保持电压表示数不变,滑片P应向 A (选填“A”或“B”)端移动,直到电压表的示数为 1 V,此时电流表的示数为 0.1 A;
(5)若每次实验均选用单个定值电阻连入电路,小浓现在有“15Ω、20Ω、25Ω、30Ω、35Ω”5个电阻,你认为能供继续实验的电阻最多还有 2 个;
(6)小斌利用可选电阻继续实验,并得到结论;电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成 反 比。
(7)在电学实验中,其中三个实验都用到图丙的电路图,下列说法正确的是 C 。
A.研究“电流与电压的关系”可以用灯泡代替定值电阻进行实验
B.研究“电流与电阻的关系”每次更换电阻后,都要移动滑动变阻器使电流表示数不变
C.“伏安法”测定值电阻,多次实验的目的是求平均值,减小误差
D.在A、B、C选项的三个实验中,滑动变阻器的作用是完全一样的
【解答】解:(1)电源电压为3V,故电压表选用小量程与电阻并联,如下图所示:
(2)A.若R短路,电路为通路,电流表有示数,电压表没有示数,符合题意;
B.若R断路,电流表没有示数,不符合题意;
C.滑动变阻器短路,电压表测电源电压,电压表有示数,电流表有示数,不符合题意;
故选A;
(3)故障排除后,移动滑片P使电压表的示数如图乙所示,电压表选用小量程,分度值为0.1V,电压为1V;
(4)根据串联分压原理可知,将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻,电阻增大,其分得的电压增大;
探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,即应保持电阻两端的电压不变,根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压,由分压原理,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向A端移动,使电压表的示数为1V,由欧姆定律,此时电流表的示数为:I===0.1A;
(5)电阻两端的电压始终保持UV=1V,根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压:U滑=U﹣UV=3V﹣1V=2V,电阻分得的电压为变阻器分得的电压0.5倍,根据分压原理,当变阻器的最大电阻50Ω连入电路中时,对应的定值电阻最大值为:
R定大=0.5×50Ω=25Ω,小斌现在有“15Ω、20Ω、30Ω、35Ω、50Ω”5个电阻,你认为能供继续实验的电阻最多还有2个;
(6)小斌利用可选电阻继续实验,并得到结论:电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比;
(7)A、在研究电流与电压关系时,应当控制电阻是定值,因此本实验选用的是定值电阻,而小灯泡的电阻会受温度的变化而变化,所以本实验不能用小灯泡;
B、研究“电流与电阻的关系”,应当保证定值电阻两端的电压不变,因此每次更换电阻后,都要移动滑动变阻器使电压表示数不变,所以滑动变阻器的目的是控制定值电阻两端电压不变;
C、研究“电流与电压的关系“,控制电阻是定值,多次改变定值电阻两端的电压,所以滑动变阻器的目的是改变定值电阻两端的电压;因此C正确。
故答案为:(1)如上所示;(2)A;(3)1V;(4)A;1;0.1; (5)2;(6)反;(7)C。
16.在“探究电流与电阻关系”的实验中:连接电路时,开关必须 断开 ,闭合开关后,发现电压表有示数且接近电源电压,电流表无示数,其原因是 定值电阻断路 。实验过程中,将5Ω的电阻更换为10Ω的电阻时,应将滑动变阻器的滑片P向 右 (选填“左”或“右”)端移动,使电压表示数 保持不变 。
【解答】解:为了保护电路,连接电路时,开关必须断开;
闭合开关后,电流表无示数,说明电路为断路,电压表有示数且接近电源电压,说明电压表与电源的两端相连,所以故障为电阻R断路;
根据串联分压原理可知,将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻,电阻增大,其分得的电压增大;探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,应保持电阻两端的电压不变,根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压,由分压原理,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向右端移动,使电压表示数保持不变。
故答案为:断开;定值电阻断路;右;保持不变。
17.在研究“电流与电阻的关系”的实验中:
(1)闭合开关前,滑动变阻器应处于 右 (左/右)端,目的是 保护电路 。
(2)正确连接电路后,用开关S进行试触,如果电流表指针方向左偏转,说明电流表的 正负接线柱接反了 ;如果电流表指针向右偏转超过刻度盘,应换用 大 的量程;正确连接电路后,测出R1=5Ω,两端电压为3V时的电流,然后将电阻R2由5Ω换成10Ω,为了使电阻R1两端的电压 不变 ,他应将滑动变阻器的滑动触头P向 右 (左/右)端滑动,在触头P滑动的过程中,电路中的电流将 变小 (变大/变小/不变)。
【解答】解:(1)闭合开关前,为保护电路,滑动变阻器应处于阻值最大处,即最右端;
(2)正确连接电路后,用开关S进行试触,如果电流表指针向左偏转,说明电流表的正负接线柱接反了;
如果电流表指针向右偏转超过刻度盘,说明选用的量程过小,应换用较大量程;
正确连接电路后,然后将电阻R1由5Ω换成10Ω,由分压原理,电压表示数变大,为了使电阻R1两端的电压仍然为3V,应增大变阻器的电压,故他应将滑动触头P向右端滑动;
在触头P滑动的过程中,根据电阻的串联,电路中的电阻变大,由欧姆定律I=,电流将变小。
故答案为:(1)右;保护电路;(2)正负接线柱接反了;大;不变;右;变小。
18.在“探究通电导体中电流与电阻的关系”实验中,电源电压为4.5V且保持不变,滑动变阻器的规格为“20Ω2A”,选用25Ω、20Ω、15Ω、10Ω、5Ω的定值电阻R由大到小依次正确接入电路。
(1)用笔画线代替导线将图甲实物电路连接完整,要求滑动变阻器的滑片P向A端移动时,电路中电流变大,导线不得交叉。
(2)连接好电路,闭合开关,发现电压表示数接近于电源电压,电流表示数几乎无示数,则故障为 定值电阻R断路 。
(3)图乙是小组根据测得的实验数据绘制的电流I随电阻R变化的图像,由图像可知R两端电压为 3 V,实验得到的结论是 电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比 。
(4)某次实验,更换电阻后,没有移动滑动变阻器的滑片P,直接闭合开关S,此时电压表示数如图丙所示,为 2.7 V
则刚拆下电阻R的阻值为 20 Ω,为保持定值电阻两端电压一定,滑动变阻器的滑片P应向 A (选填“A或“B”)端滑动。
【解答】解:(1)滑动变阻器的滑片P向A端移动,电路中电流变大,说明电阻变阻器接入电路的电阻变小,故变阻器左下接线柱串联入电路中,如下图所示:
(2)串联电路只有一条电流的路径,电流表几乎没有示数,说明电路中某处断路,电压表有示数,说明电压表与电池正负极之间的电路是接通的,则故障为定值电阻R断路;
(3)图乙是小组根据测得的实验数据绘制的电流I随电阻R变化的图像,由图像可知R两端的电压为:
UR=IR=0.6A×5Ω=﹣﹣﹣=0.2A×15Ω=3V;
由图像可知:电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比;
(4)由图丙可知电压表量程为0~3V,分度值0.1V,电压表的示数为2.7V;
设此时电阻为R′,
此时滑动变阻器两端的电压为:U滑′=U﹣UR′=4.5V﹣2.7V=1.8V,
根据串联电路的分压特点可知此时===,所以R′=R滑,
更换电阻前,R两端的电压UR=3V不变,动变阻器两端的电压U滑=U﹣UR=4.5V﹣3V=1.5V,
设拆下的电阻为R,则根据串联电路的分压特点可知===,所以R=2R滑,
由题意,选用25Ω、20Ω、15Ω、10Ω、5Ω的定值电阻R由大到小依次正确接入电路,
可知R′=R﹣5Ω,
即R滑=2R滑﹣5Ω,
解得:R滑=10Ω,
所以R=2R滑=2×10Ω=20Ω,即刚拆下电阻R的阻值为20Ω;
移动滑动变阻器滑片P到某处时,电压表的示数为2.7V,小于3V,所以要提高定值电阻R两端的电压,根据串联电路的分压特点,需要减小滑动变阻器接入电路的电阻,即应将滑片P向A端移动。
故答案为:(1)见解析;(2)定值电阻R断路;(3)3;电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比;(4)2.7;20;A。
19.用如图甲所示的电路探究电流与电压关系。
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲中的电路连接完整。(要求滑片向左滑动时,变阻器连入电路的电阻变大,且导线不能交叉)
(2)实验时,闭合开关,将滑片移动到某位置,记下电压表和电流表的示数。接下来的操作是 。(填字母)
A.换用另一个定值电阻,将滑片移动到某位置,记下电压表和电流表的示数
B.将滑片移动到另外几个位置,分别记下电压表和电流表的示数
(3)小明根据实验数据画出I—U图象,如图乙所示。分析可知,通过定值电阻的电流与其两端的电压成 正比 。
(4)小明同学还想测量小灯泡的电功率,于是他将上面实验中的定值电阻换成额定电压为2.5V的小灯泡。正确连接电路后,闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表无示数,电压表示数接近电源电压,出现这种故障的原因是 小灯泡断路 。
(5)排除故障后,小明调节滑片,使小灯泡正常发光时,电流表的示数如图丙所示,电流大小为 0.28 A,小灯泡正常发光时的电功率为 0.7 W。
(6)小明通过改变滑动变阻器滑片的位置,多次进行了小灯泡电功率的测量,这样做的目的是 。(填字母)
A.求出灯泡在不同电压下的功率的平均值,这样可以减小误差
B.找出灯泡的亮度与灯泡实际功率之间的关系
【解答】解:(1)要求滑片向左滑动时,变阻器连入电路的电阻变大,所以变阻器应选择右下接线柱串联入电路中,如图所示:
;
(2)探究电流与电压关系的实验,要控制电阻不变,记下电流随电压的变化关系,为得出普遍性的结论,要多次测量,故实验时,闭合开关,将滑片移动到某位置,记下电压表和电流表的示数。接下来的操作是将滑片移动到另外几个位置,分别记下电压表和电流表的示数,故选B;
(3)由图乙知,电阻一定时,通过导体的电流与其两端电压的图象是正比例图象,可知,电阻一定时,通过定值电阻的电流与其两端的电压成正比;
(4)正确连接电路后,闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表无示数,说明电路有断路,电压表示数接近电源电压,说明电压表两端接线柱到电源间是通路,所以故障原因是小灯泡断路;
(5)由图丙知电流表的量程为0﹣0.6A,分度值为0.02A,示数为0.28A
小灯泡正常发光时的电功率为:P=UI=2.5V×0.28A=0.7W;
(6)灯泡在不同电压下的功率不同,求功率的平均值无意义;
小红在实验中进行了多次测量,其测量目的是找出灯泡的亮度与灯泡实际功率之间的关系。故选B。
故答案为:(1)见上图;(2)B;(3)正比;(4)小灯泡断路;(5)0.28;0.7;(6)B。
20.如图是小美同学探究电流与电阻的关系的实验电路。已知电源电压为5V,滑动变阻器规格为“30Ω 1A”,小美选择了阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω和30Ω的定值电阻来完成实验。
(1)连接电路时,开关应 断开 。闭合开关后,发现两个电表中只有一个电表有示数,初步检查确认,接线完好且两个电表无故障,则发生故障的元件是 定值电阻 (填“电源”、“定值电阻”或“滑动变阻器”)。
(2)先用5Ω的定值电阻进行实验,闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为2V;再将5Ω的定值电阻换成10Ω定值电阻进行实验,此时电压表的示数会 大于 2V(选填“大于”或“小于”),此时应将滑动变阻器的滑片向 A (选填“A”或“B”)端移动。
(3)小美由小到大依次更换定值电阻继续探究,结果发现:当她接入阻值为 25Ω、30Ω 的定值电阻时,无论怎么移动滑片都无法使电压表示数为2V了。你认为“电压表的示数无法达到实验要求值”的原因可能是 C 。(选填字母)
A.电源电压太小
B.电压表量程选小了
C.滑动变阻器的阻值太小
D.滑动变阻器烧坏了
【解答】解:(1)为了保护电路,连接电路时,开关应断开;
由实物图可知,如果电源有故障,电路断路,电表都没有示数,而接线完好,只能是定值电阻或变阻器断路,但变阻器断路则整个电路断路,电表都没有示数,若定值电阻断路,则电压表串联入电路中有示数,电流表示数几乎为0,符合题意;
(2)根据串联分压原理可知,将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻,电阻增大,其分得的电压增大,此时电压表的示数会大于2V;
在探究电流与电阻的实验中应控制电阻两端的电压不变,根据串联电路电压的规律可知,应增大滑动变阻器分得的电压,由分压原理,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向A端移动,使电压表的示数为2V,并记录电流表示数;
(3)电阻两端的电压始终保持UV=2V,根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压:U滑=U﹣UV=5V﹣2V=3V,根据分压原理,===,当滑动变阻器接入的阻值最大时,此时定值电阻的阻值最大,即,=,可得出此时定值电阻的阻值为20Ω,故换用阻值为25Ω、30Ω的定值电阻继续实验时,无论怎么移动滑片都无法使电压表示数为2V,则原因可能是滑动变阻器的最大阻值太小,无法分得相应电压值。
故答案为:(1)断开;定值电阻;(2)大于;A;(3)25Ω、30Ω;C。
21.小明探究“电流与电压的关系”。实验器材为:6V蓄电池、开关S、电压表、电流表、滑动变阻器(20Ω 2 A)、未知阻值的定值电阻R0。
(1)请在图甲中以笔画线代替导线完成电路连接,要求:滑动变阻器此时接入电路的电阻最大。
(2)闭合开关S,发现电流表有示数、电压表无示数,则电路故障不可能是 。
A.R0处发生短路
B.R0处发生断路
C.导线EG断路
(3)排除电路故障,移动滑动变阻器的滑片P,得到多组数据。实验②时,电压表的示数如图乙所示,其示数为 3 V。
实验序号
①
②
③
U/V
2
4
I/A
0.2
0.3
0.4
(4)分析实验数据可得探究结论: 电阻一定时,电流与电压成正比 。
【解答】解:(1)要求滑动变阻器此时接入电路的电阻最大,故应将变阻器左下接线柱连入电路中,C或D再连入电路中与电阻串联,如下所示:
(2)A.若R0处发生短路,电压表没有示数,电路为通路,电流表有示数,A可能;
B.若R0处发生断路,电流表没有示数,电压表串联在电路中测电源电压,电压表有示数,B不可能;
C.导线EG断路,电路为通路,电流表有示数,电压表没有连入电路中,电压表没有示数,C可能;
故选B;
(3)电压表选用大量程,分度值为0.5V,电压为3V;
(4)由实验数据可知,电压与电流之比为:
R=====10Ω,为一定值,故探究结论为:电阻一定时,电流与电压成正比。
故答案为:(1)如上图;(2)B;(3)3;(4)电阻一定时,电流与电压成正比。
22.小卓同学为了“探究电流与电压、电阻的关系”。在学校实验室找来了如下一些实验器材;电压恒为3V的电源,电流表电压表各一只,一个开关阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω、50Ω的定值电阻各一个,一个标有“20Ω1A“字样滑动变阻器,导线若干。
(1)请你用笔画线代替导线,将下图中的实物图连接完整。
(2)闭合开关,小卓同学发现电流表无示数,电压表指针有明显偏转。原因可能是 定值电阻断路 。
(3)故障排除后,小卓同学把5Ω的电阻接入电路中,来“探究电流与电压的关系”。他通过调节滑动变阻器的滑片P,测出通过定值电阻R的不同电流和对应的电压值,并记录在下表中。老师看了表中的实验数据后却说其中有一次是错误的数据。请你帮他分析下,出错的是第 1 次。
实验次数
1
2
3
4
5
6
电压U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
电流I/A
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
(4)实验结束后,小卓同学向老师提出可以用小灯泡来代替定值电阻,进行“电流与电压关系”的实验探究,老师指出这个实验操作是不可行的,原因是 小灯泡的电阻会受到温度的影响 。
【解答】解:(1)滑动变阻器应“一上一下”接入电路,电压表测量定值电路两端电压,应并在定值电阻两端,如图:;
(2)闭合开关,发现电流表无示数,电路可能断路,电压表指针有明显偏转,说明应是与电压表并联段电路断路,电压表与电源连通,故原因可能是电阻R断路;
(3)用欧姆定律判断电路中能出现的最小电流,当滑动变阻器电阻最大时,此时电路中总电阻最大,电路中电流最小,此时电流I==>0.1A,进行实验时电路中电流不可能减小到0.1A,所以第一次实验数据错误;
(4)进行“电流与电压关系”的实验探究,应保持实验过程中电阻不变,但是小灯泡的电阻会随着温度的变化而变化,不能用小灯泡来代替定值电阻。
故答案为:(1)如上如;(2)定值电阻断路;(3)1;(4)小灯泡的电阻会受到温度的影响。
23.小华同学在做“探究电流与电阻的关系”的实验时,实验器材有:电压为4.5V的电源,阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻,滑动变阻器A(10Ω 1A)和滑动变阻器B(20Ω 1A),电流表(量程0~0.6A),电压表(量程0~3V),开关,导线若干。
(1)用笔画线代替导线,将图甲所示的实物电路图连接完整。
(2)在连接电路的过程中,开关应处于 断开 状态,滑动变阻器的滑片应调至最 左 (选填“左”或“右”)端。
(3)小华将5Ω的定值电阻接入电路中时,移动滑动变阻器的滑片,直至电压表的示数如图乙所示,读数为 2.5 V,此时电流表的示数为0.5A。断开开关,将5Ω的定值电阻取下,改换成10Ω的定值电阻继续实验,闭合开关后,小华应将滑动变阻器的滑片向 左 (选填“左”或“右”)端滑动。
(4)实验测得的实验数据如下表所示,分析表中的实验数据,可以得到的结论是 当电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比 。请判断小华应选择的滑动变阻器是 (选填“A”或“B”)。
实验序号
1
2
3
4
电阻R/Ω
5
10
15
20
电流Ⅰ/A
0.5
0.25
0.17
0.125
【解答】解:(1)将电流表、定值电阻和滑动变阻器串联在电路中,按题意电流表选0~0.6A的量程,电流要从电压表的正接线柱流入、负接线柱流出,滑动变阻器已经连接了右下面的接线柱,上面连接哪一个都可以,如下图所示:
(2)为了保护电路,连接电路时,开关应断开;滑动变阻器连入电路中的电阻最大,由图可知,滑动变阻器的滑片应调至最左端;
(3)由图乙可知,电压表选用的0~3V的量程,分度值为0.1V,故电压表的示数为2.5V;根据串联分压原理可知,将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻,电阻增大,其分得的电压增大;探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,即应保持电阻两端的电压不变,根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压,由分压原理,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向左端移动;
(4)分析实验数据知,电阻为原来的几倍,通过的电流为原来的几分之一,可得出:当电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比;
由表中数据可知,当电路中的电流为0.125A时,定值电阻两端的电压:UR=IR=0.125A×20Ω=2.5V,滑动变阻器两端的电压:U滑=4.5V﹣2.5V=2V,
由欧姆定律可得,实验中滑动变阻器连入电路中的电阻:
R滑===16Ω>10Ω,故选择的滑动变阻器B。
故答案为:(1)如图所示;(2)断开;左;(3)2.5;左;(4)当电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比;B。
24.在“用电压表和电流表测电阻的实验”中:
(1)根据如图甲所示的电路图,用笔画线代替导线将如图乙的实物图连接起来;
(2)该实验原理为 ; ;
(3)开关S闭合前,滑动变阻器的滑片P应调至最 右 端(选填“左”或“右”);
(4)闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到某处时,电压表的示数为3V,电流表的示数如图丙所示,读数为 0.3 A,被测电阻R的阻值为 10Ω;
(5)在测量未知电阻的阻值实验过程中电压表已损坏,老师从实验室拿来一只标有“R”字样的滑动变阻器,并设计了如图所示丁、戊两个实验电路,分别按如下步骤进行实验
①闭合开关S,调节滑片位于最左端时,读出电流表的示数为I1;
②闭合开关S,调节滑片位于最右端时,读出电流表的示数为I2;
③未知电阻的阻值:丁图中Rx=
戊图中Rx=
【解答】解:(1)根据电路图,按照电流流过元件的顺序,将滑动变阻器按照“一上一下”连接原则串联在电路中,如下图所示:
;
(2)用伏安法测电阻的实验原理为欧姆定律的推导式:;
(3)为保护电路安全,开关闭合前,滑动变阻器接入电路中的阻值要最大,滑动变阻器接入电路中的是左下接线柱,因此滑到最右端阻值最大;
(4)电压表的示数为3V,电流表选用小量程,分度值为0.02A,读数为0.3A,则待测电阻的阻值为:R===10Ω;
(5)如图丁,当滑片在最左端时,此时电路中只有Rx工作,则有电源电压U=I1Rx┅┅①
当滑片在最右端时,滑动变阻器的阻值最大为R,此时R与Rx串联工作,则电源电压U=I2(R+Rx)┅┅②
由①②式可得:RX=
如图戊,当滑片在最左端时滑动变阻器R与待测电阻Rx并联,此时并联电路的总电阻R并=,电源电压U=I1┅┅③
当滑片在最右端时,Rx被短接,电路中只有滑动变阻器以最大阻值工作,则电源电压U=I2R┅┅④
由③④式可得:RX=
故答案为:(1)连接电路见上图;(2);(3)右;(4)10Ω;(5);。
25.在“测量定值电阻Rx”的实验中,小明用如图甲所示器材进行实验,电源电压保持不变,待测电阻阻值约为5Ω。
(1)如图甲,在图中用笔画线代替导线,将实验电路连接完整,要求滑动变阻器的滑片向右滑动时连入电路的电阻变小
(2)小明按正确的电路图把最后一根导线连接完毕后,看到电压表和电流表立即都有较大示数,他在实验操作中的两处错误是① 连接电路时开关处于闭合状态 ② 滑动变阻器未滑到阻值最大处
(3)排除故障后,小明改变Rx两端电压和电流,测得电压、电流值记入表一中。第三次测量时电流表示数如图乙,则电流表示数为 0.42 A
(4)本次实验测得值应为Rx= 4.9 Ω(结果保留1位小数)
(5)表二是为测量小灯泡灯丝电阻而设计的表格,其中有一个设计错误是 电阻平均值
表一:定值电阻
实验次数
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
电阻平均值/Ω
1
1
0.2
5.0
2
1.5
0.3
5.0
3
2
表二:定值电阻
实验次数
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
电阻平均值/Ω
【解答】解:(1)将滑动变阻器与待测电阻串联,滑动变阻器应“一上一下”接入电路,为使滑动变阻器的滑片向右滑动时连入电路的电阻变小,滑动变阻器下端应接B接线柱,电压表应与定值电阻并联接入电路,由于电源电压只有3V,所以电压表选择小量程,电路连接如下图所示:
;
(2)最后一根导线连接完毕后,电压表和电流表都有较大示数,说明连接电路时开关处于闭合状态;电流较大,说明电路中阻值较小,滑动变阻器滑片未滑到最大阻值处;
(3)实物图中电流接0~0.6A量程,分度值为0.02A,则电流表的示数为0.42A;
(4)电流表示数为0.42A,电阻RX===4.8Ω,
电阻平均值RX=≈4.9Ω;
(5)灯泡在不同电压下的电阻不同,求不同电压下灯泡电阻的平均值没有意义,表中设计求电阻平均值一栏,这是错误的。
故答案为:(1)如上图;(2)连接电路时开关处于闭合状态;滑动变阻器滑片未滑到最大阻值处;(3)0.42;(4)4.9;(5)电阻平均值。
26.伏安法测电阻
(1)电路如图甲所示,闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应置于b端,这样做的目的是 保护电路 。
(2)小明同学用完好的器材按图甲正确连接好电路,“试触”时,发现电流表的指针迅速摆动到最大刻度,其原因可能是 电流表所选量程过小 。
(3)电路调试完成后,某次实验中电压表和电流表示数如图乙和丙,该电阻的阻值为 7.5 Ω。
(4)测完定值电阻阻值后,小明利用这一装置又测量小灯泡的电阻,重复上述实验,绘制出灯泡和定值电阻的I﹣U关系图象如图丁中所示。通过分析可知,图象中 A 表示灯泡的图象。
【解答】解:(1)闭合开关前,滑动变阻器的滑片要移动到最大阻值,防止电路中电流过大,烧坏电路元件,起保护电路的作用;
(2)电路试触时,电流表的指针迅速摆动到最大刻度,由此可知电路中电流较大,电流表所选量程过小;
(3)根据图乙可知电压表所选量程是0﹣3V,分度值是0.1V,由此可知电压表的示数是2.1V,由图丙可知电流表所选量程是0﹣0.6A,分度值是0.02A,由此可知电流表的示数是0.28A,未知电阻的阻值R===7.5Ω;
(4)因为灯泡的电阻随温度的升高而增大,而图象B的阻值保持不变,由此可知图象中A是灯泡的I﹣U图象。
故答案是:(1)保护电路;
(2)电流表所选量程过小;
(3)7.5;
(4)A。
27.小华和同学一起做测量电阻的实验,如图所示,电源电压为6V,滑动变阻器标有“20Ω 1A”字样。
(1)在图甲中用笔画线代替导线将实验电路连接完整(注意导线不要交叉)。
(2)连接实物电路时开关应该 断开 。
(3)闭合开关后,电压表示数如图乙所示。为准确测量这一电压,接下来小华应进行的操作是 电压表应改接0﹣3V的量程 。
(4)实验中,滑片置于某位置时,电压表示数突然变为0,而电流表示数不变,产生这一现象的原因是 连接电压表的导线接头处松了 。
(5)小华将测量结果记录在下表中,它把第5次实验测得的阻值作为最后的结果。你认为是否合理: 不合理 ,理由是 实验结果误差大 。
序号
1
2
3
4
5
U/V
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
I/A
0.10
0.19
0.30
0.40
0.51
(6)上表五组数据中有一组数据不是本实验中测得的,它是第 1 (填写表格中表示序号的数字)组,你判断的依据是 当滑动变阻器移到最大阻值端时,电路中的电流最小,R滑===50Ω>20Ω,所以是第一组数据不是本实验测量的 。
(7)另一组实验的小明同学所用电源电压仍为6V,换用了标有“50Ω 1A”的滑动变阻器进行实验。根据自己所记录的数据绘制了如图丙所示图像。根据图像可知判断出,小明将电压表并联在 滑动变阻器 两端(选填“滑动变阻器”或“待测电阻”),由此可以计算出定值电阻的阻值为 10 Ω。
【解答】解:(1)伏安法测量电阻,电流表与未知电阻串联,电压表与未知电阻并联,滑动变阻器与未知电阻串联,要注意电流表和电压表量程的选择,滑动变阻器的接线柱要接一个上面的接线柱一个下面的接线柱,由此电路如图所示;
(2)电路连接时,开关要断开,防止发生短路和触电;
(3)闭合开关,电压表指针偏转幅度过小,由此可知电压表量程选择过大;
(4)电路中电流不变,而电压表示数为0,说明电流表与未知电阻、滑动变阻器、开关、电源组成通路,电压表两端没有电压,故电路故障是电压表开路了;
(5)只用一组实验数据得出结论,误差大;
(6)当刚闭合开关时,滑动变阻器接入电路的电阻最大,电路中的电流最小,电路中的最小电流时滑动变阻器接入电路的电阻R滑===50Ω>20Ω,所以是第一组数据不是本实验测量的;
(7)由图丙可知,电压增大时,电流反而减小,由于待测电阻的阻值一定,通过待测电阻的电流与待测电阻两端的电压成正比,由此电压表不是测量待测电阻两端的电压,滑动变阻器两端的电压U滑=U﹣U未知=U﹣IRx,由于电源电压、Rx一定,由公式可知,电路中的电流I越大,滑动变阻器两端的电压越小,故电压表测量的是滑动变阻器两端的电压;当电压表示数为1V时,电流表示数为0.5V,所以定值电阻两端的电压U定=U﹣U滑=6V﹣1V=5V,定值电阻的阻值R定===10Ω。
故答案是:(1)如图所示;
(2)断开;
(3)电压表应改接0﹣3V的量程;
(4)连接电压表的导线接头处松了;
(5)不合理;实验结论误差大;
(6)1;当滑动变阻器移到最大阻值端时,电路中的电流最小,R滑===50Ω>20Ω,所以是第一组数据不是本实验测量的;
(7)滑动变阻器;10。
28.小丽同学手里有一个标有“3.8V”字样的小灯泡,她想知道小灯泡正常工作时的电阻,于是在实验室找来一些器材连接了如图甲所示的实验电路,电源电压6V恒定不变。
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整(要求滑片向左移时灯泡变亮)。
(2)闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,发现灯泡发光,电流表有示数,电压表无示数,其故障原因可能是 电压表断路 。排除故障后,移动滑动变阻器的滑片到某位置,电压表的示数如图乙所示,读数为 2.5 V。为了测量小灯泡正常发光时的电阻,应将滑片向 A (选填“A”和“B”)端移动。
(3)根据实验数据绘制了小灯泡的电流随其两端电压变化关系的图象如图丙所示,则该小灯泡正常工作时的电阻为 12.67 Ω(计算结果保留两位小数)。
(4)若实验时电路中仅电压表上标有“15V”的接线柱损坏,且暂无条件修复,在不更换器材的情况下为了能测量小灯泡正常发光时的电阻,你的方法是 电压表选用0~3V量程并联到滑动变阻器两端并,移动滑动变阻器滑片,使电压表示数为2.2 V 。
(5)经过思考,小丽用了一个已知阻值为R0的电阻和一个单刀双掷开关,借助部分现有的实验器材,设计了如图丁所示的电路,也测出了小灯泡正常发光时的电阻,请完成下列实验步骤:
①闭合开关S1,将S2拨到触点“1”,移动滑片,使电流表的示数为 ;
②再将开关S2拨到触点“2”,保持滑片的位置不动,读出电流表的示数 I ;
③小灯泡正常发光时的电阻为R1= 。(用已知量和测量量表示)
【解答】解:(1)因要求滑动变阻器滑片向左移动时小灯泡变亮,即电流变大电阻变小,故变阻器左下接线柱连入电路中与灯串联,如下所示:
(2)闭合开关,移动滑动变阻器滑片,发现小灯泡发光,电流表有示数,电路为通路,电压表无示数,其故障原因可能是电压表断路;
灯在额定电压下正常发光,图乙中电压选用大量程,分度值为0.5V,示数为2.5V,小于灯的额定电压3.8V,应增大灯的电压,根据串联电路电压的规律,应减小变阻器的电压,由分压原理,应减小变阻器连入电路中的电阻大小,故滑片向A端移动,直到电压表示数为额定电压;
(3)根据如图丙所示小灯泡的电流随其两端电压变化关系的图像知,灯在额定电压下的电流为0.3A,由欧姆定律I=,小灯泡正常发光时的电阻为:
R==≈12.67Ω;
(4)由串联电路电压的规律,当变阻器的电压为:6V﹣3.8V=2.2V时,灯的实际电压为3.8V,灯正常发光,故若实验时电路中仅电压表上标有“15V“的接线柱损坏,且暂无条件修复,在不更换器材的情况下,测量小灯泡正常发光时的电阻的方法是:电压表选用0~3V量程并联到滑动变阻器两端并,移动滑动变阻器滑片,使电压表示数为2.2 V;
(5)①闭合开关S1,将S2拨到触点“1”,此时电流表测定值电阻电流,要使灯泡正常发光,灯泡两端电压应为额定电压3.8V,此时定值电阻两端电压也是3.8V,所以要移动滑片,使电流表的示数为:I1=;
②再保持滑片的位置不动,将开关S2拨到触点“2”,读出电流表的示数I;
③在②中,因电路的连接关系没有改变,各电阻的电压不变,灯仍正常发光,通过定值电阻的电流保持不变,根据并联电路电流的规律,通过灯的电流:I额=I﹣I1。
小灯泡正常发光时的电阻为:R1====。
故答案为:(1)如上图所示;(2)电压表断路;2.5;A;(3)12.67;(4)电压表选用0~3V量程并联到滑动变阻器两端并,移动滑动变阻器滑片,使电压表示数为2.2 V;(5)①;②I;③。
29.小明用如图甲所示的电路来测量标有“2.5V”字样的小灯泡的电阻,电源电压为6V,小灯泡正常发光时的电阻大约为10Ω。现有规格分别为“10Ω,1A”和“20Ω,0.5A”的滑动变阻器各一个。
(1)为完成实验,应该选取规格为“ 20Ω,0.5A ”的滑动变阻器。
(2)请用笔画线代替导线,完成图甲中电路的连接。
(3)电路检查无误后,闭合开关后,发现小灯泡不亮,接下来应该先进行的操作是 D (选填字母)。
A.检查导线连接是否良好
B.移动滑动变阻器的滑片观察小灯泡是否发光
C.断开开关
D.观察电流表和电压表是否有示数
(4)排除故障后,移动滑动变阻器滑片改变小灯泡两端的电压,记录多组对应的电流,并在坐标上作出I﹣U关系图像,如图丙所示,图乙是电压表示数为2.5V时电流表的示数,小灯泡正常发光时的电阻是 11.4 Ω(结果保留一位小数),小明发现1﹣U关系图像是一条曲线,原因是 小灯泡的电阻随温度的升高而增大 。
(5)小明又用一个已知阻值的定值电阻R0等器材,设计了如图丁所示的实验电路,测量该小灯泡正常发光时的电阻,请你帮他完成下列实验步骤。
①连接好实验电路后,闭合开关S、S2,移动滑动变阻器滑片,使电流表的示数为 ;
②保持滑动变阻器滑片的位置不动,闭合开关 S、S1 ,断开S2,读出电流表的示数为I;
③小灯泡正常发光时的电阻RL= (用已知量和测量量表示)。
【解答】解:(1)小灯泡的额定电压为2.5V,电阻大约为10Ω,由欧姆定律,灯的额定电流:I===0.25A>0.1A,故“500Ω 0.1A”的不符合题意,
根据串联电路电压的规律,灯正常发光时,变阻器分得的电压为:U'=6V﹣2.5V=3.5V,
由欧姆定律可得此时变阻器连入的阻值:
R===14Ω>10Ω,故“10Ω 1A”的不符合题意,故选用“20Ω 0.5A”的滑动变阻器;
(2)因为小灯泡的额定电压为2.5V,所以电压表的量程为0﹣3V,电压表与小灯泡并联,由(1)知电流表的量程为0﹣0.6A,且与小灯泡串联,开关与小灯泡串联,如下图所示:
(3)闭合开关后,发现小灯泡不亮,先观察电流表和电压表是否有示数判断出电路大致情况,故D符合题意;
故选:D;
(4)由图乙知电流表的量程为0﹣0.6A,分度值为0.02A,示数为0.22A,
小灯泡的电阻为:RL==≈11.4Ω
根据画出的小灯泡的电流、电压关系图象,从图中可知;电压的变化量大于对应的电流变化量,根据R=知小灯泡的电阻随温度的升高而增大;
(5)①在没有电压表情况下,定值电阻和电流表应起到电压表的测量电压的作用,因灯泡的额定电压为2.5V,先闭合开关S、S2,断开开关S1,移动滑片,使电流表示数为 ,此时灯正常发光;
②保持滑片位置不动,再闭合开关S、S1,断开开关S2,因电路的连接关系没有改变,各用电器的电压不变,所以灯仍正常发光,电流表测量小灯泡和定值电阻R0的电流,示数为I;
③根据并联电路电压的规律,此时通过灯的额定电流为IL=I﹣,
灯正常发光的电阻大小
RL===。
故答案为:(1)20Ω,0.5A;(2)见上图;(3)D;(4)11.4;小灯泡的电阻随温度的升高而增大;(5)①;②S、S1;③。
30.某校兴趣小组的同学们做了如下两个电学实验:
甲组在测量额定电压为2.5V小灯泡正常发光时的电阻实验。
(1)用笔画线代替导线,将图甲的电路连接完整。要求:滑动变阻器向左移动时,电流表示数变大。
(2)闭合开关,移动滑片P,使电压表示数为2.5V,此时电流表示数如图乙所示,通过小灯泡的电流为 0.3 A,则小灯泡正常发光时电阻为 8.3 Ω(结果保留一位小数)。
(3)在探究过程中,由于操作有误,在未断开开关的情况下,直接将小灯泡从灯座上拔出,那么拔出小灯泡后电压表的示数 变大 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
乙组同学在没有电压表的情况下,利用电流表和定值电阻,设计了图丙的实验电路测量小灯泡的额定功率。已知小灯泡的额定电压为U额,定值电阻的阻值为R0,实验步骤如下:
(4)闭合开关S、S1,断开S2,调节滑动变阻器,使电流表示数为 ,此时小灯泡正常发光;
(5) 闭合开关S、S2,断开开关S1 ,保持滑动变阻器滑片位置不变,读出此时电流表的示数为I;
(6)测得小灯泡的额定电功率P额= U额×(I﹣) (用U额、I和R0表示)
【解答】解:(1)滑动变阻器的滑片P向左移动时,电流表示数变大,根据欧姆定律可知电路中的总电阻变小,故滑动变阻器接入电路的阻值变小,滑动变阻器应选用左下接线柱与定值电阻串联,据此连接实物图如下:
(2)如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,通过小灯泡的电流为0.3A,由欧姆定律I=,
则小灯泡正常发光时电阻为:
R==≈8.3Ω;
(3)在探究过程中,由于操作有误,在未断开开关的情况下,直接将小灯泡从灯座上拔出,则电压表串联在电路中测电源电压(原来测灯的电压),由串联电路电压的规律,那么拔出小灯泡后电压表的示数变大;
(4)①闭合开关S、S1,断开S2,调节滑动变阻器,使电流表示数为,此时小灯泡正常发光;
②保持滑片P位置不动,闭合开关S、S2,断开开关S1,保持滑动变阻器滑片位置不变,读出此时电流表的示数为I;
③在①中,电流表测定值电阻的电流,由欧姆定律,定值电阻的电压为:
U0=I1R0=×R0=U额,
根据并联电路电压的规律,灯的电压为额定电压,灯正常发光;
在②中,电流表测灯与R0并联的总电流,因电路的连接关系没有改变,各电阻的大小和通过的电流不变,灯仍正常发光,根据并联电路电流的规律,灯的额定电流:
I额=I﹣,
则小灯泡的额定功率表达式:
P额=U额×I额=U额×(I﹣)。
故答案为:(1)①如上图所示;②0.3;8.3;③变大;(2)①;②闭合开关S、S2,断开开关S1;③U额×(I﹣)。
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日期:2021/10/22 20:18:06;用户:陆喜机;邮箱:13878745553;学号:32427316
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