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第十七章 欧姆定律 专项练习:实验探究题
一、实验探究题
1.在“测量定值电阻Rx的阻值”实验中,实验器材:待测电阻Rx,两节新干电池,电压表、电流表、滑动变阻器、开关各一只,若干导线。设计的实验电路如图甲所示。
(1)请根据图甲所示的电路图,用笔画线代替导线,将图乙中的实物电路连接完整。(导线不可交叉)
(2)连接好电路后,闭合开关,移动滑片P,当电压表的示数为1.3V时,电流表的示数如图丙所示,为 A,根据欧姆定律可知定值电阻Rx的阻值为 Ω。
(3)本实验中,移动滑片P进行多次测量的目的是 。
2.“探究导体中电流跟电阻的关系”的实验中,实验器材有:学生电源(6V),电流表(0~0.6A,0~3A)、电压表(0~3V,0~15V)、定值电阻(、、各一个)、开关、滑动变阻器和导线若干。
(1)请根据图甲所示的电路图用笔画线代替导线,将图乙所示的实物连接成完整电路图(要求连线不得交叉);
(2)连接电路时,开关应处于 (选填“断开”或“闭合”)状态,滑动变阻器的滑片P应放在 (选填“A”或“B”)端;
(3)连接电路后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,电压表有示数,电流表始终无示数,造成这一现象的原因可能是 (填序号);
A.定值电阻R短路 B.定值电阻R开路
C滑动变阻器开路 D.电流表开路
(4)实验中依次接入三个定值电阻,调节滑动变阻器的滑片,保持电压表示数不变,记下电流表的示数,利用描点法得到如图丙所示的电流随电阻变化的图像。由图像可以得出结论:电压一定时,导体中的电流跟导体的电阻成 (选填“正比”或“反比”);
(5)上述实验中,小强用电阻做完实验后,保持滑动变阻器滑片的位置不变,接着把换为的电阻接入电路,闭合开关,他应向 (选填“A”或“B”)端移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数为 V时,读出电流表的示数;
(6)在本实验中,如果用小灯泡来代替定值电阻来探究“电流与电压的关系”是否可行 (选填“可行”或“不可行”),理由是 。
3.小徐同学对如图(a)所示的电子体温计工作原理很好奇。通过查找资料了解到,电子体温计主要是利用了热敏电阻的电阻值随温度变化显著、反应快这些特性,实现温度的测量。她准备用电源、热敏电阻 RT、定值电阻 R0、电流表、电压表、开关和导线等自制电子体温计,其中电源电压为6V保持不变。下表为选用的热敏电阻 RT阻值随温度 t 变化的数据。
温度 t(℃)
35
36
37
38
39
40
41
42
电阻 RT(Ω)
680
640
600
560
520
480
440
400
(1)分析比较上表中的数据 RT、t 的变化情况,可得的初步结论是: ;
(2)小徐猜想电子体温计内部电路图如图(b)所示,当热敏电阻所处区域的温度升高,电路中的电流将 (选填“变大”或“变小”),若将图(c)所示电流表的表盘上电流刻度线上标注相对应的温度,则温度的刻度值从左至右 (选填“升高”或“降低”);
(3)小徐按照猜想连接电路进行验证,发现热敏电阻所处区域的温度从 37℃ 升高到 42℃ 过程中,电路中的电流变化范围为 A,即使电流表接 0~0.6 A量程,电流表的指针也几乎不偏转,所以该方案不可行;
(4)他改进了上述方案,重新设计电路如图(d)所示。若热敏电阻所处区域的温度为 37℃时,电压表示数如图(e)所示,求定值电阻 R0的阻值。
4.在探究在电流与电阻的关系实验中,小明小组所选的器材有:电源电压恒为3V、标有“20Ω 0.5A”字样的滑动变阻器、定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω)、电流表(选用量程0~0.6A)、电压表(选用量程0~3V)、开关和若干导线,利用如图甲所示电路进行探究。
(1)本实验中滑动变阻器的作用是 、 ;
(2)正确连接电路后,根据现有器材,为了保证电路中各元件的安全,且四个电阻单独接入电路都可完成实验,则定值电阻两端的电压不能高于 V;
(3)分别将5Ω、10Ω、15Ω和20Ω的定值电阻接入电路,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数均为1.2V,记下每次对应的电流表示数;
(4)图丙是根据实验数据绘出的图象,分析图象可得:导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成 ;
(5)实验中,分别将5Ω和10Ω的定值电阻先后接入电路,使电压表示数均为1.2V时,滑动变阻器先后接入电路的电阻分别为R1、R2,则二者的大小关系为R1 R2。
5.光敏电阻对光照强度十分敏感,它在强光照射下的电阻称为亮电阻,在黑暗环境下的电阻称为暗电阻,两种阻值差异可达1000倍以上,某兴趣小组为了研究光照强度对光敏电阻阻值的影响,他们把一光敏电阻 与定值电阻 ( 千欧)串联后接在6伏的电源上,电路如图(a)所示,闭合电键,当该光敏电阻处于不同环境下,电压表指针分别位于如图(b)、(c)所示的位置。请根据上述内容,回答下列问题。
(1)根据如图(a)、(b)、(c)所示信息及相关条件,可得出初步结论:光照强度越强,光敏电阻的阻值越 (选填“大”或“小”),依据是 。
(2)关于对光敏电阻的讨论,下列说法中正确的是_________。
A.亮电阻与暗电阻的差异越大,光敏电阻的性能越好
B.如果暗电阻接近于零,说明该光敏电阻已损坏
C.将光敏电阻与灯串联后接入照明电路可实现白天熄灭、夜间发光
D.将光敏电阻与灯并联后接入照明电路可实现白天熄灭、夜间发光
6.如图甲所示是测量小灯泡在不同电压下电阻的实验电路图(小灯泡正常发光时的电压为2.5V)。
(1)按电路图连接实物电路,闭合开关S,发现电压表有示数且接近电源电压,电流表无示数,则故障原因是 。
(2)排除故障后进行实验,某次实验时电压表的指针如图乙所示。若要测出小灯泡正常发光时的电阻,需要将滑片向 (选填“左”或“右”)滑动。
(3)根据实验数据,作出小灯泡工作时的关系图像如图丙所示,则小灯泡正常发光时的电阻为 Ω;小灯泡的电阻随其两端电压的增大而 。
(4)实验中,多次测量的目的是 。
7.小丽用图中所示的电路探究“当电阻阻值不变时,通过电阻的电流跟电阻两端电压的关系”,图21是小丽未完成连接的实验电路。
(1)现要求滑动变阻器滑片向左移动时,电流表示数增大。请你按照对滑动变阻器连接的要求,用笔画线代替导线,完成图中实验电路的连接。
(2)小丽在实验中通过调节滑动变阻器滑片,测出通过电阻R的不同电流和对应的电压的关系如下表所示,请你通过表格中的实验数据,归纳出导体中的电流I和导体两端的电压U的关系式:I=
8.现准备用“伏安法”测量额定电压为2.5V的小灯泡的电阻,实验室能提供的实验器材有:
A.待测小灯泡L(其正常工作时的电阻值约为10Ω);
B.二节新的干电池串联(每节干电池的电压为1.5V);
C.电压表一个(量程为0~3V,0~15V,电阻为5KΩ);
D.电流表一个(量程为0~0.6A,0~3A,电阻为5Ω);
E.滑动变阻器R0(阻值为0~50Ω,额定电流为1A);
F.开关S一个,导线若干则:
(1)如果使用上述器材来测量小灯泡的电阻,那么,当小灯泡正常工作时,该电路中的电流约为 A,因此,电流表的量程应选0~ A.
(2)由于电流表和电压表都有一定的电阻,严格来说将它们接入电路后,对电路都要产生一定的影响.那么,为了减少误差,在甲、乙所示的电路图(未画完)中,最好选 (选填“甲”或“乙”).
(3)根据以上选择的电路图,在丙图中用铅笔画线代替导线进行连线,使之成为能比较精确地测量出小灯泡电阻的电路(其中,部分导线已连接) .
(4)在实验中,某同学设计的实验报告及实验记录数据如下表所示.
实验名称
用“伏安法”测量小灯泡的电阻
实验目的
练习使用电流表和电压表测量小灯泡的电阻
实验步骤
a、按照电路图连接电路,调节滑动变阻器的滑片P,使电路中的 最大.
b、闭合开关,调节滑片P,使小灯泡两端的电压达到 V,然后,测量从额定电压开始逐次 (选填“降低”或“升高”),获得几组数据.
c、根据测出的电压值和电流值,求出小灯泡的电阻.
实验记录
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
2.5
0.26
9.6
2.0
0.24
8.3
1.5
0.2
7.5
1.0
0.15
6.7
①将实验步骤中的空格填写完整.
②从实验记录中可以看出,存在明显错误的记录数字是 .
③根据实验记录数据,采用“描点法”在如图丁所示的坐标系中,作出小灯泡的U﹣I图像 .
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