内容正文:
2024-2025学年度人教版电学欧姆定律实验专项复习
考点一:探究电流与电压的关系
考点二:探究电流与电阻的关系
考点三:伏安法测电阻
一:探究电流与电压的关系
1.(24-25九年级上·辽宁沈阳·期中)在“探究电流与电压的关系”实验中:
(1)请用笔画线代替导线,将甲图中电路连接完整,要求滑片P向A端滑动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大 (连线时导线不允许交叉)。
(2)正确连接好电路后,闭合开关发现电压表有示数且接近3V,电流表无示数,滑动滑片P两表示数均无变化,则故障可能的原因是 。
(3)排除故障后,若要增大电阻两端的电压,应将滑片P向 (选填“A”或“B”)端移动。
(4)实验中测得多组数据,绘制出电阻R的I-U图象如图乙所示:由图象可得电流与电压的关系是 ;本实验所用电阻的阻值为 。
(5)若将本实验中所用的电阻换成小灯泡,则不能完成本实验,理由是 。
2.(24-25九年级上·山东滨州·阶段练习)小明“探究导体的电流与导体两端电压的关系”时,使用的器材如图甲所示,电源电压不变,R为定值电阻。
(1)请用笔画线代替导线,将图中的电路连接完整;(导线不能交叉)
(2)由于导线中的电流可能与两端的电压和导体的电阻都有关系,所以在本次实验中应该保持 不变;滑动变阻器除了保护电路外,还起到 的作用;
(3)连接电路时,开关应该 ,合上开关前,变阻器滑片P应该处于图中 (填“C”或“D”)端;
(4)某次实验电压表示数如图乙所示,电压为 V;
(5)通过实验,他得到如图丙所示的I-U图象,根据此图象,他初步得到实验结论:导体的电阻一定时,导体中的电流与该导体两端的电压成 ;
(6)实验过程中,如果电流表示数为0,电压表示数接近3 V,电路发生的故障可能是 ;
(7)小明想将定值电阻换成小灯泡来探究电流与电压的关系,你认为他的实验方案可行吗?请说出理由;
答: (填“可行”或“不可行”);理由: 。
3.(23-24九年级上·云南曲靖·阶段练习)小华利用如图甲所示的电路“探究电流与电压的关系”,阻值分别为10Ω、20Ω、50Ω的定值电阻各一个,滑动变阻器上标有“20Ω 1A”字样。
(1)请用笔画线代替导线,在图乙中完成电路连接 (要求滑动变阻器的滑片向右滑动时,它的阻值减小)。
(2)连接好电路,闭合开关,只有电流表有示数,则电路故障可能是R 路。
(3)排除故障后进行实验,得到的实验数据如表,由数据可知:当电阻一定时,通过导体的电流与它两端的电压成 比。
次数
1
2
3
4
5
I/A
0.1
0.13
0.15
0.2
0.25
U/V
1
1.3
1.5
2
2.5
(4)在探究电流与电阻的关系时,将10Ω的电阻接入电路,闭合开关,读出电压表的示数为2V,断开开关,将10Ω的电阻换成20Ω,闭合开关后,电压表的示数 (选填“大于”、“小于”或“等于”)2V,此时应移动滑片,使电压表的示数为2V。当改用50Ω的电阻继续实验时,都无法使电压表示数达到2V,原因可能是 。
(5)在(4)的操作中,滑动变阻器的作用是保护电路和 。
(6)利用甲电路图还可以进行的实验有 (写出一个实验名称即可)。
4.(24-25九年级上·福建泉州·阶段练习)小明用如图甲所示电路探究通过导体电流与电压关系,实验器材有两节新干电池、电流表、电压表、定值电阻、滑动变阻器(规格有:甲“20Ω,1A”、乙“40Ω,0.6A”)
(1)请按电路图将实物图连接完整(要求滑片P向左滑时电流表示数变小);
(2)正确连接后进行实验,得到如下表的数据。当电流为0.45A时,电压表示数如图丙所示,其值为 V;
数据号
1
2
3
4
5
6
电压U/V
0.3
0.6
0.9
1.2
1.5
电流I/A
0.08
0.15
0.23
0.40
0.38
0.45
(3)将表格中的数据描点,如图丁所示。可以看出,第 组数据是明显错误的;
(4)剔除错误数据后,请在图丁上描绘出I-U图线。
5.(24-25九年级上·吉林长春·期中)小阳利用如图甲的电路探究“电流与电阻的关系”。已知电源电压为4.5V且保持不变,实验用到的定值电阻阻值分别为、、、、,滑动变阻器的规格为“”,电压表,电流表以及充足的导线。
(1)在实验过程中,滑动变阻器除了有保护电路的作用,还可以 ;
(2)如图乙的实物电路中存在连线错误,只需要改接一根导线就可,以更正实物连接,请你把接错的那根导线打上“×”,再画线把它改到正确位置上(导线不允许交叉)。 ;
(3)小阳按照修改后的实物图连接电路,他首先将的定值电阻接入电路中,正确操作后,闭合开关发现,电压表示数很小,电流表有示数,则小阳接下来的操作是_______;
A.更换新的电阻 B.更换新的滑动变阻器 C.调节滑动变阻器滑片
(4)实验中将的定值电阻更换为的定值电阻后,闭合开关,应将滑动变阻器滑片向 (选填“左”或“右”)适当滑动,使电压表示数恢复到原来的值;
(5)小阳同学每次随机选取一个定值电阻,进行了五次实验,根据所得数据画出电流与电阻关系的图象如图立,且实验中各电路元件完好,读数、记录均正确。但老师发现五次实验中有一次未移动滑动变阻器滑片控制电压表示数一定,根据图丙中的数据分析,阻值为 的定值电阻连入电路时未移动滑片,这次实验之前的那一次实验,小阳选取的是阻值为 的定值电阻;
(6)小阳控制定值电阻两端电压为1V重新做实验,当他将电阻接入电路时,通过电阻的电流大小为 ,以现有器材他 (能或不能)保证所有的定值电阻均可正确完成五次实验。
二、探究“电流与电阻的关系
6.(24-25九年级上·吉林·阶段练习)小华同学用图甲的电路图探究“电流与电阻的关系”,实验中所用的定值电阻分别是5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、30Ω,电源电压为7.5V不变,滑动变阻器“30Ω,1A”。
(1)连接正确后,开始实验5Ω电阻接入电路,调节滑动变阻器使电压表示数为3V,记下电流表示数。把5Ω的定值电阻换成10Ω的定值电阻,为了使电压表的示数保持不变,应将滑动变阻器的滑片向 端移动,此时他眼睛应注意观察 表;
(2)同组的两个同学先后进行实验,并作出I-R图象如图所示, 图象(选填“甲”或“乙”)实验操作中符合要求;
(3)按照上述正确的一组数据继续探究,当接入的定值电阻为10Ω时,滑动变阻器接入阻值为R1,若接入20Ω电阻时滑动变阻器接入阻值为R2,则 ;
(4)小华换用30Ω的定值电阻继续进行实验,发现无论怎样移动滑片电压表示数都 3V。为了能够利用已有数据继续完成实验,他至少应该拆掉 节干电池。
7.(21-22九年级上·云南·期中)小红利用图甲所示的电路探究电流与电阻的关系。已知电源电压为6V且保持不变,实验用到的电阻阻值分别为5、10、15、20、25。
(1)请根据图甲所示的电路图将图乙中的实物电路连接完整 (导线不允许交叉)。
(2)连接电路时,开关应该处于 状态。
(3)闭合开关,电压表电流表都有示数,并且电压表的示数远小于6V,移动滑动变阻器的滑片,发现电压表电流表示数都不变,则电路出现的故障可能是 。排除故障后,闭合开关前,滑片应该位于 端(选填“A”或“B”)。
(4)在上述实验中,某同学在读取完电流表示数后,保持滑动变阻器滑片的位置不变,直接拆下阻值为5的电阻,改换成阻值为10的电阻,在读取电流表示数之前,他应进行的操作是:向 移动滑片(选填“A”或“B”),使电压表示数为 V。与5电阻接入电路时相比,此时定值电阻和滑动变阻器的阻值之比 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(5)实验中多次改变R的阻值,调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数保持不变,记下电流表的示数,得到如图丙所示的电流I随电阻R变化的图像,由图像可得出结论: 。
(6)为了保证利用给出的五个电阻完成实验,滑动变阻器的阻值至少为 。
8.(24-25九年级上·吉林长春·期中)小涵利用如图所示的电路“探究电流跟电阻的关系”实验,实验中电源为两节新干电池串联,定值电阻的阻值分别为10Ω、15Ω、20Ω;
(1)小涵按如图甲所示的电路图连接好电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应移到 (选填“A”或“B”)端,这个操作的目的是 ;
(2)将10Ω电阻连入电路,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数达到控制电压,电流表示数如图乙所示,电流表读数为 A,此时滑动变阻器连入阻值为R1;
(3)接下来用15Ω的电阻替换10Ω的电阻接入电路进行实验,闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,直到电压表示数为 V为止,然后读出对应的电流值,此时滑动变阻器连入阻值为R2,分析可知R1∶R2= ;
(4)最后,用20Ω的电阻替换15Ω的电阻接入电路进行实验,发现无论怎样移动滑动变阻器,电阻两端的电压始终达不到控制电压。经检查,电路连接无误,各元件均完好,分析可知,他所用滑动变阻器的规格是___________;
A.20Ω 0.6A B.25Ω 1A C.30Ω 1A D.50Ω 0.6A
(5)分析以上实验过程可知,调节滑动变阻器连入电路中阻值的目的是为了控制 不变。
9.(24-25九年级上·吉林长春·期中)“探究电流与电阻的关系”的实验中,准备的器材如下:电源(3V)、电流表、电压表、标有“20Ω1A”字样的滑动变阻器R、定值电阻(5Ω、10Ω、20Ω),开关、导线若干。
实验序号
1
2
3
电阻/Ω
5
10
20
电流/A
0.4
(1)开关闭合前,滑动变阻器的滑片P应置于最 端(选填“左”或“右)。
(2)实验时,将5Ω的定值电阻接入A、B两点间,闭合开关后,发现电流表指针几乎不偏转,电压表指针偏转较大,移动滑片P,两表示数均没有变化,则故障原因可能是 。排除故障后继续实验,调节滑动变阻器的滑片P,并把实验结果记录在实验表格中。
(3)接下来用10Ω的电阻进行实验,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片P,使电压表示数为 V时,读出电流表示数,用20Ω的电阻重复实验。实验结束后经分析得出结论:导体两端电压一定时 。
(4)乐于探究的小刚同学又拿来30Ω和50Ω的两个电阻,想要再测出一组数据,阻值为 (选填“30Ω”或“50Ω”)的电阻不能进行此次实验。
10.(24-25九年级上·辽宁本溪·期中)在探究“通过电阻的电流跟其两端电压的关系”时,小明连接了如图甲所示的实验电路。
(1)实验电路中有一个仪器连接错误,请在实物图中只改变一根导线,使该仪器正常工作 。(用“×”标出需要改动的导线,并画出改接的导线,要求滑片在最右端时连入电路中的电阻最大)
(2)实验过程中,电流表指针偏转角度很小,如图乙所示,这时小明应该选择 量程。
(3)小明通过实验得到定值电阻R1、R2对应的I﹣U关系图像,如图丙所示,由图像得出:定值电阻R1 (选填“>”“<”或“=”)R2。
(4)小明还想利用这个电路进一步探究“通过导体的电流与导体电阻的关系”,在实验过程中,小明先后用5Ω、10Ω、15Ω的电阻替换原来的定值电阻R,调节滑动变阻器的滑片,使 示数保持不变,然后记录另一电表的示数,可以总结出结论:当电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成 关系。
三、伏安法测电阻
11.(22-23九年级上·广东清远·阶段练习)在伏安法测小灯泡电阻的实验中,电池组电压为3V,小灯泡的阻值约为10Ω。
(1)如果电压表选用0~3V的量程,那么电流表应选用 的量程;
(2)请在图甲中的圈圈内填上适合的电表,并按电路图甲连接乙的实物图 ;
(3)连接时,开关要 ,滑动变阻器的滑片移到 (选填“最左”、“最右”)端;小明连接的电路和电表的接线柱选择均正确后,闭合开关后,电压表和电流表的读数都很小,接下来的做法是 。
12.(23-24九年级上·广西崇左·阶段练习)实验小组用伏安法测量小灯泡的电阻,连接了如图甲所示的电路,小灯泡的额定电压为2.5V,电源电压恒定。
(1)实验的原理是 ;
(2)图甲中有一根导线连接错误,请在该导线上打“×”,并用笔重新画一根正确连接的导线(导线不得交叉) ;
(3)改正错误后,闭合开关,移动滑片至某位置时,电压表的示数为2V,为测量小灯泡正常发光时的电阻,应将滑片P向 (选填“A”或“B”)端移动;
(4)小灯泡正常发光时,电流表的示数如图乙所示,此时小灯泡的电阻是 Ω(保留1位小数);
(5)小灯泡的I﹣U关系如图丙,当小灯泡的两端电压增大时,它的电阻 (选填“增大”、“减小”或“不变”),其原因是灯丝电阻受 的影响;
(6)小组同学计划用该装置测量某定值电阻阻值时,发现电压表损坏,于是设计了如图丁所示的电路,测出了Rx的阻值。实验步骤如下:
①将滑片移到a端,闭合开关S,读出电流表的示数,记为I1;
②将滑片移到b端,闭合开关S,读出电流表的示数,记为I2;
③读出滑动变阻器的最大阻值为R,则:Rx= (用I1、I2和R表示)。
13.(23-24九年级上·重庆·阶段练习)小华做测量定值电阻Rx阻值的实验,现有器材:待测电阻 Rx、两节新干电池、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线若干。下图甲就是所用电路图,图乙是其对应的实物图。请完成下面问题:
(1)如图乙所示,连线时开关应该 ,并将滑动变阻器的滑片置于 端(选填“左”或“右”);
(2)正确连接电路后,闭合开关,移动滑片,发现电流表有示数,电压表无示数,可能的故障是待测电阻 Rx (选填“断路”或“短路”);
(3)排除故障后,当电压表示数为1.3V时,电流表示数如图丙所示,则通过Rx的电流大小为 它的阻值是 ;
(4)小华做完上面实验后就得出了 Rx的电阻值,你认为小华这样做有什么问题:
答: ;
(5)该小组在进行“伏安法”测定值电阻阻值的实验中,发现电流表已损坏,只需添加两个开关,并用一个已知阻值为R0的定值电阻替换滑动变阻器,设计了如图丁所示的实验电路。电源电压未知但不变,请完成实验步骤:
①闭合开关S、S1,电压表示数为U1;
② , 电压表示数为U2;
③未知电阻的阻值表达式为Rx= (用已知量和所测物理量表示)。
14.(24-25九年级上·吉林·阶段练习)小亮用“伏安法”测标有“2.5V”的小灯泡的电阻,电源电压4.5V。
(1)如图甲所示是小明连接的实物电路,其中有一根导线连接错误,请你用“×”标出这根错接的导线,并只改接一根导线使其成为正确电路(导线不交叉);
(2)连接完电路后,闭合开关S,发现电流表、电压表有示数均很小,但无论怎样移动滑片P都不能改变两只电表的示数,出现这个问题的原因是( )。
A.滑动变阻器与小灯泡并联 B.滑动变阻器同时接入了下方两个接线柱
(3)闭合开关。移动滑动变阻器的滑片 P,当电压表的示数为2.5V时,电流表示数如图乙所示,此时小灯泡的电阻为 Ω;他把多次测量的电流值和电压绘制成I-U图象,发现灯泡的I-U图象是图丙中的 线,多次测量小灯泡电阻的目的是 ;
(4)图中AB两点电阻大小关系是RA RB。
15.(2024·广东江门·二模)综合实践课上,某同学用“伏安法”探究小灯泡电阻变化的规律,如图甲所示。选用的小灯泡L标有“2.5V”字样、电源电压恒为4.5V、滑动变阻器甲规格为“30Ω1A”、滑动变阻器乙规格为“10Ω 1A”。
(1)闭合开关后,移动滑动变阻器滑片,电流表有示数,电压表示数始终为0,造成这种现象的原因可能是___________(填字母);
A.小灯泡短路 B.小灯泡断路 C.滑动变阻器短路
(2)排除故障后继续实验,她将得到的数据记录在表格中,当灯泡正常发光时,电流表的示数如图乙所示,为 A,则小灯泡正常发光时的电阻为 Ω(保留一位小数);
实验次数
1
2
3
4
5
U/V
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
I/A
0.18
0.22
0.24
0.30
(3)分析实验数据可知,该同学所选滑动变阻器为 (选填“甲”或“乙”)。由实验数据可以得出,随着小灯泡两端电压的升高,灯丝电阻会 (选填“变大”“变小”或“不变”);
(4)某同学认为不用电压表也可以测量小灯泡L正常工作时的电阻,于是找来额定电压为U额的小灯泡,利用已知阻值的定值电阻R0,设计了如图丙所示电路图。请你帮她完成下列实验步骤:
①按电路图连接好实物图。调节滑动变阻器,使电流表A2的示数为 ;
②保持滑动变阻器滑片位置不变,记下电流表A1的示数为I;
③小灯泡正常工作时的电阻为RL= (用已知量和测量量的字母表示)
参考答案:
1.(1)
(2)R断路
(3)B
(4) 在电阻一定时,通过电阻的电流与电阻的电压成正比 5
(5)灯的电阻不是定值
【详解】(1)请用笔画线代替导线,将甲图中电路连接完整,要求滑片P向A端滑动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大,故变阻器右下接线柱连入电路中,如下所示:
(2)正确连接好电路后,闭合开关发现电流表无示数,电路可能断路,电压表有示数且接近3V,电压表与电源连通,滑动滑片P两表示数均无变化,则故障可能的原因是R断路。
(3)排除故障后,若要增大电阻两端的电压,由串联电路电压的规律,要减小变阻器的电压,由分压原理,应减小变阻器连入电路的电阻,应将滑片P向B端移动。
(4)[1][2]根据绘制出电阻R的I-U图象为一过原点的直线,由图象可得电流与电压的关系是:在电阻一定时,通过电阻的电流与电阻的电压成正比;本实验所用电阻的阻值为
(5)探究电流与电压的关系时,要控制电阻大小不变,而小灯泡的电阻随温度的变化而变化,故若将本实验中所用的电阻换成小灯泡,则不能完成本实验,理由是灯的电阻不是定值。
2.(1)
(2) 导体的电阻 改变导体两端电压
(3) 断开 D
(4)2.6
(5)正比
(6)定值电阻断路
(7) 不可行 灯丝电阻受温度影响
【详解】(1)探究导体的电流与导体两端电压的关系实验中,定值电阻与滑动变阻器串联,电压表测定值电阻两端电压,电流表测电流,由图丙可知,所测电流不超过0.6A,则电流表接小量程。如图所示:
(2)[1][2]探究导体的电流与导体两端电压的关系,根据控制变量法,应使导体的电阻不变,改变导体两端电压,因此滑动变阻器还有改变导体两端电压的作用。
(3)[1]为保护电路,连接电路时,开关应该断开。
[2]为保护电路,闭合开关时,滑动变阻器接入阻值应处于最大,即滑片应位于D端。
(4)如图乙所示,电压表接小量程,分度值为0.1V,示数为2.6V。
(5)如图丙所示的I-U图像,为一条倾斜的直线,因此可得实验结论:导体的电阻一定时,导体中的电流与该导体两端的电压成正比。
(6)实验过程中,如果电流表示数为0,电压表示数接近3V,即电压表串联在电路中测电源电压,电路发生的故障可能是定值电阻断路。
(7)[1][2]小明想将定值电阻换成小灯泡来探究电流与电压的关系,此实验中需保持导体阻值为定值,灯丝阻值受温度影响而发生变化,因此他的实验方案不可行。
3.(1)
(2)短
(3)正
(4) 大于 滑动变阻器的最大阻值太小
(5)控制定值电阻两端电压不变
(6)伏安法测电阻
【详解】(1)要求滑动变阻器的滑片向右滑动时,它的阻值减小,由图可知,导线应该接在滑动变阻器下端右侧接线柱,电压表与定值电阻串联,如图所示:
(2)闭合开关,只有电流表有示数,说明电路通路,电压表无示数,说明与电压表并联的定值电阻短路。
(3)由表中数据可知,电压增大几倍,电流也增大几倍,故可得结论:电阻一定时,通过导体的电流与它两端的电压成正比。
(4)[1]在探究电流与电阻的关系时,应控制电阻两端电压保持不变,保持滑片的位置不变,即滑动变阻器的阻值不变,将10Ω的电阻换成20Ω,由串联分压可知,此时定值电阻两端电压大于2V。
[2]若想定值电阻两端电压保持2V不变,应增大滑动变阻器的阻值;由串联分压可知,滑动变阻器两端电压为
U滑=U-UR=3V-2V=1V
串联电路电流不变,故R=2R滑,当R=50Ω时,R滑=25Ω,即滑动变阻器的最小阻值为25Ω,所以滑动变阻器的最大阻值太小了,无论怎样移动滑动变阻器的滑片,都无法使电压表示数达到2V。
(5)探究电流与电阻的关系时,滑动变阻器的作用,保护电路,控制定值电阻两端电压不变。
(6)利用图甲的电路图还可以进行伏安法测电阻。
4.(1)
(2)1.8
(3)4
(4)
【详解】(1)根据题意,电路为串联电路,电压表测定值电阻两端电压,与定值电阻并联,电源是由两节干电池组成,电源电压为3V,则电压表选择的量程为小量程;要求滑片P向左滑时电流表示数变小,滑动变阻器的阻值变大,则连接的是滑动变阻器B下接线柱,如下图所示:
(2)丙图中电压表选择的量程是小量程,分度值为0.1V,读数为1.8V。
(3)根据实验探究可得结论为,电阻一定时,电流与电压成正比,则第4次的实验数据是错误的。
(4)剔除错误数据后,描点画线,作图如下图所示:
5.(1)改变电阻两端电压
(2)
(3)C
(4)右
(5) 20 10
(6) 0.2A 不能
【详解】(1)探究电流与电压的关系时,需要改变定值电阻两端的电压,因此在实验过程中,滑动变阻器除了有保护电路的作用,还可以改变电阻两端电压。
(2)原电路中,电流表与电阻并联,电压表串联在电路中是错误的,电流表应与电阻串联,电压表与电阻并联,如下图
(3)电流表有示数说明电路为通路,电压表示数很小说明滑动变阻器的电阻很大,所以需要调节滑动变阻器滑片,故C符合题意,AB不符合题意。
故选C。
(4)根据串联分压原理知道,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知道,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,使电压表示数恢复到原来的值。
(5)[1][2]根据图丙画出的电流与电阻关系的图像知道,除定值电阻为20Ω外,电流与电阻之积为
故阻值为20Ω的定值电阻连入电路时未移动滑片,由串联电路的规律及欧姆定律,这时,变阻器的电阻为
因定值电阻的电压为变阻器的倍,由分压原理知道 ,定值电阻为
2×5Ω=10Ω
这次实验之前的那一次实验,小阳选取的是阻值为10Ω的定值电阻。
(6)[1][2]控制定值电阻两端电压为1V重新做实验,当他将电阻接入电路时,通过电阻的电流大小为
控制定值电阻两端电压为1V,当他将25Ω电阻接入电路时,通过电阻的电流大小为
此时需要滑动变阻器的阻值是
由于现有滑动变阻器的规格为“”故不能保证所有的定值电阻均可正确完成五次实验。
6.(1) 右 电压
(2)甲
(3)1∶2
(4) 大于 1
【详解】(1)[1][2]在探究电流与电阻关系实验中,应保持定值电阻两端的电压不变,将5Ω电阻换成10Ω电阻后,闭合开关,根据串联分压原理可知定值电阻两端的电压变大,为保持定值电阻两端的电压不变,应增大滑动变阻器两端的电压,根据分压原理,应增大变阻器接入电路的阻值,故滑片应向右端移动,同时要观察电压表才可能达到实验目的。
(2)图甲中电压值为
UV=IR=5Ω×0.6A=3V
图乙中电压值
5Ω×0.6A≠10Ω×0.4A
没有固定定值电阻两端的电压不变,所以操作乙图不符合要求。
(3)定值电阻两端的电压应该固定为3V不变,又因为电源电压为7.5V,变阻器两端的电压
U滑=7.5V-3V=4.5V
变阻器两端电压是定值电阻两端的电压1.5倍,由串联分压可知,当接入的定值电阻为10Ω时,滑动变阻器接入阻值为
R1=1.5×10Ω=15Ω
若接入20Ω电阻时,滑动变阻器接入阻值为
R2=1.5×20Ω=30Ω
则
R1∶R2=15Ω∶30Ω=1∶2
(4)[1][2]当定值电阻接30Ω时,要使电压为3V不变,滑动变阻器的阻值也应该为
1.5×30Ω=45Ω
而滑动变阻器的最大阻值是30Ω,所以,电压表的示数要大于3V,要想完成实验可以减小电源电压,由串联分压可知
U′=6V
电源电压减小
7.5V-6V=1.5V
他至少应该拆掉1节电池。
7.(1)见详解
(2)断开
(3) 将变阻器的下面两个接线柱连入了电路中 A
(4) A 2.5 不变
(5)当导体两端电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比
(6)35
【详解】(1)探究电流与电阻的关系时,电压表应测电阻R两端的电压,则电压表应与电阻并联,将电压表的负接线柱接在电阻的右端即可,如下所示:
(2)连接电路时,为了保护电路,开关应该处于断开状态。
(3)[1]闭合开关,电压表电流表都有示数,说明电路为通路,移动滑动变阻器的滑片,发现电压表电流表示数都不变,说明变阻器没有起到变阻的作用;根据电压表的示数远小于电源电压6V,则电路出现的故障可能是:将变阻器的下面两个接线柱连入了电路中(若同时接上面两个接线柱,则电压表示数为6V)。
[2]闭合开关前,为了保护电路,滑片应该位于阻值最大处,即A端。
(4)[1][2][3]探究电流与电阻的实验中,应保持电阻两端的电压不变;由图丙可知
U=IR=0.1A×25Ω=−−−−=0.5A×5Ω=2.5V
为一定值,这说明实验中电阻两端的电压应保持2.5V不变;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;为使电阻两端的电压减小为原来的电压值,由串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压,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,使电压表的示数为2.5V;因电阻的电压保持不变,根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压也不变,由分压原理可知,电阻分得的电压之比等于对应的电阻之比,所以定值电阻变化时,定值电阻和滑动变阻器的阻值之比不变。
(5)由图丙可知
U=IR=0.1A×25Ω=−−−−=0.5A×5Ω=2.5V
为一定值,可得出结论:当导体两端电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
(6)电阻两端的电压始终保持2.5V不变,根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压
U滑=U总−U=6V−2.5V=3.5V
变阻器分得的电压为电阻两端的电压的
倍,根据分压原理,当接入最大的25Ω电阻时,变阻器连入电路中的电阻为
R滑=1.4×25Ω=35Ω
故为了完成整个实验,应该选取最大阻值至少35Ω的滑动变阻器。
8.(1) A 保护电路
(2)0.1
(3) 1 2∶3
(4)C
(5)定值电阻的电压
【详解】(1)[1][2]小涵按如图所示的电路图连接好电路,闭合开关前,变阻器的滑片应该移到阻值最大处,即滑动变阻器的滑片P应移到A处,这个操作的目的减小电路中的电流,起到保护电路的作用。
(2)将10Ω电阻连入电路,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数达到控制电压,如图乙所示,电流表接入电路的量程为0~0.6A,电流表分度值为0.02A,故此时电流表示数为0.1A。
(3)[1]此时10Ω电阻R两端电压
探究电流跟电阻的关系时,应控制定值电阻两端电压不变。所以用15Ω的电阻替换10Ω的电阻接入电路进行实验,闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,直到电压表示数为1V为止。
[2]电源为两节新干电池串联,电源电压为3V,则滑动变阻器两端电压为
根据串联分压规律知
解得R1=20Ω;用15Ω的电阻替换10Ω的电阻接入电路进行实验,必须保持电压不变,为1 V,此时根据串联分压规律知,此时滑动变阻器连入阻值为R2,则有
解得:R2=30Ω;则
(4)最后,用20Ω的电阻替换15Ω的电阻接入电路进行实验,根据串联分压规律知,此时滑动变阻器连入阻值为R3,
解得:R3=40Ω;
因为发现无论怎样移动滑动变阻器,电阻两端的电压始终达不到控制电压,各元件均完好,说明滑动变阻器的电阻小于40Ω;而第2次的电阻为30Ω,故可能是30Ω,1A,综上分析知,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
(5)分析以上实验过程可知,探究电流与电阻关系,必须保持电压不变,调节滑动变阻器连入电路中阻值的目的是为了控制定值电阻的电压不变。
9.(1)右
(2)定值电阻断路
(3) 2 通过导体的电流与导体的电阻成反比
(4)50Ω
【详解】(1)开关闭合前,为保护电路,滑动变阻器的滑片P应置于阻值最大处,即最右端。
(2)实验时,将5Ω的定值电阻接入A、B两点间,闭合开关后,发现电流表指针几乎不偏转,电路可能断路,电压表指针偏转较大,电压表与电源连通,移动滑片P,两表示数均没有变化,则故障原因可能是定值电阻断路。
(3)[1][2]根据表中第1组数据可知,定值电阻的电压为
UV=IR=0.4A×5Ω=2V
研究电流与电阻关系时,要控制电阻两端的电压不变,接下来用10Ω的电阻进行实验,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片P,使电压表示数为2V时,读出电流表示数,用20Ω的电阻重复实验。实验结束后经分析得出结论:导体两端电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
(4)根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压
U滑=U-UV=4V-2V=1V
变阻器分得的电压为电压表示数的0.5倍,根据分压原理,当接入50Ω电阻时,变阻器连入电路中的电阻应为
R滑=0.5×50Ω=25Ω
因这个值大于20Ω,故阻值为50Ω的电阻不能进行此次实验。
10.(1)
(2)0~0.6A
(3)<
(4) 电压表 反比
【详解】(1)实验中,定值电阻与变阻器串联,电压表测量定值电阻的电压,电流表测量电路电流,滑片在最右端时连入电路中的电阻最大,则变阻器的左下接线柱接入电路中,如图所示:
(2)由图乙得,这时小明选择0~3A的量程,而电流表的指针偏转角度小,则应该选择0~0.6A。
(3)由图丙的I﹣U得,电流相同时,R2的电压较大,由欧姆定律得,定值电阻
(4)[1]探究“通过导体的电流与导体电阻的关系”,要控制定值电阻的电压不变。
[2]当电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻的乘积不变,说明当电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比的关系。
11.(1)0~0.6A
(2)
(3) 断开 最左 向右移动变阻器的滑片
【详解】(1)在该实验中,电压表测的是小灯泡的两端电压,如果电压表选用0~3V的量程,可知灯泡的两端电压最大为3V,根据欧姆定律可知,此时通过灯泡的电流约为
所以,那么电流表应选用0~0.6A的量程。
(2)在伏安法测小灯泡电阻的实验中,电流表应选择小量程串联在电路中,电压表选择0~3V的量程并联在小灯泡的两端,测小灯泡的两端电压,所以左圈应画电流表符号“A”,右圈应画电压表符号“V”,实物图连接如图所示:
(3)[1][2]为了保护电路,连接时,开关要断开,且变阻器接入电路的电阻应最大,即变阻器的滑片移到最左端。
[3]小明连接的电路和电表的接线柱选择均正确后,闭合开关后,电压表和电流表的读数都很小,说明电路中的电流很小,电路的电阻很大,变阻器接入电路的电阻很大,所以,接下来的做法是向右移动变阻器的滑片,减小滑动变阻器连入电路的阻值。
12.(1)
(2)
(3)B
(4)9.6
(5) 增大 温度
(6)
【详解】(1)伏安法测量小灯泡的电阻实验,需要测量小灯泡两端的电压和通过小灯泡的电流,再利用公式算出电阻,则安法测量小灯泡的电阻的实验原理是。
(2)如图,测量小灯泡电阻的实验中,电压表应接在灯泡两端,图中电压表接在灯泡与滑动变阻器两端,改正后的电路如图:
(3)闭合开关,移动滑片至某位置时,电压表的示数为2V,小灯泡的额定电压为2.5V,为测量小灯泡正常发光时的电阻,应增大灯泡两端的电压,即减小电路中的电阻,应将滑片P向B端移动,直到电压表的示数为2.5V。
(4)如图乙可知,电流表接0∼0.6A量程,分度值为0.02A,读数为0.26A,此时小灯泡的电阻是
(5)[1][2]小灯泡的I-U关系如图丙,当小灯泡的两端电压增大时,电压的变化速度大于电流的变化速度,由可知,它的电阻增大;原因是灯丝电阻受温度的影响,温度越高,灯丝的电阻越大。
(6)当滑片移到a端时,闭合开关S,电路为Rx的简单电路,电源电压为
U=I1Rx
当滑片移到b端,闭合开关S,电阻Rx与滑动变阻器串联,变阻器的最大阻值为R,电源电压为
U=I2Rx+I2R
联立以上两式并解得
13.(1) 断开 右
(2)短路
(3) 0.26A 5Ω
(4)见详解
(5) 断开开关S1,闭合开关S、S2
【详解】(1)[1][2]为保护电路,连接电路时,开关断开,并将滑动变阻器滑片置于阻值最大处,即图中的右端。
(2)电流表有示数,说明电路是通路的,电压表并联在待测电阻两端,无示数,则故障可能是电压表断路或者待测电阻短路。
(3)[1]由图知,电流表量程为,分度值为0.02A,读数为0.26A。
[2]则待测电阻的阻值为
(4)小华做完上面实验后就得出了 Rx的电阻值,误差较大,为了使结果更加准确,应多测几组电流、电压值,计算出多组Rx的值,然后求平均值,这样可以减小误差。
(5)[1][2]①中闭合开关S、S1,两电阻串联,电压表测量的待测电阻两端电压,电压表示数为U1;定值电阻R0的阻值已知,根据串联电路电压规律,可以将电压表并联在电路两端得到定值电阻R0的电压,所以②中应该断开开关S1,闭合开关S、S2,得到电路两端电压, 电压表示数为U2。则定值电阻R0的电压为
则电路电流
则待测电阻阻值
14.(1)
(2)B
(3) 6.25 a 见解析
(4)>
【详解】(1)图甲中电压表串联在电路中,电流表和灯泡并联,应该将电流表串联在电路中,电压表和灯泡并联,如图所示:
(2)闭合开关,电流表、电压表示数均很小,说明电路为通路,且灯泡两端的电压和通过的电流很小,电路中的电阻较大,无论怎样移动滑片P都不能改变两只电表的示数,说明滑动变阻器没有变阻的作用,可能将滑动变阻器的下面两个接线柱连入了电路,故选B。
(3)[1]当电压表示数为2.5V时,电流表示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值0.02A,其示数为0.4A,此时小灯泡的电阻
[2][3]小灯泡的电阻受温度的影响,随着温度的升高而增大,不是一个定值,如图丙所示,表示小灯泡的I-U图象是图象a。多次测小灯泡电阻是找到灯泡电阻随灯泡两端电压变化的规律。
(4)如图所示:
图像b中电流和电压成正比,电阻不变,C点的电阻和B点的电阻相等,A、C两点相比,电压相同时,通过A的电流小,由可知
RA>RC
所以
RA>RB
15.(1)A
(2) 0.26 9.6
(3) 甲 变大
(4)
【详解】(1)闭合开关后,移动滑动变阻器滑片,电流表有示数,说明电路是通路,电压表示数始终为0,可能小灯泡被短路,故选A。
(2)[1][2]如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流为0.26A,则小灯泡正常发光时的电阻为
(3)[1]由表中数据可知,当滑动变阻器两端的电压为U1=1.0V时,电路中的电流I1=0.18A,滑动变阻器接入电路的阻值
故滑动变阻器的规格为甲。
[2]由表中数据可知,灯泡的电阻分别为
可以得到随着小灯泡两端电压的升高,灯丝电阻会变大。
(4)[1]由图可知,电流表A2测量通过R0的电流,调节滑动变阻器,使电流表A2的示数为。
[2]保持滑动变阻器滑片位置不变,此时R0和灯泡L并联,两个支路的电压相等,小灯泡L正常工作,电流表A1的示数为I,小灯泡正常工作时的电阻为
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