专题08 电学实验专题(考题猜想)(42题7大类型)-2024-2025学年九年级物理上学期期末考点大串讲(苏科版)
2024-12-28
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2份
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76页
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | - |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | 电磁学 |
| 使用场景 | 同步教学-期末 |
| 学年 | 2024-2025 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 13.47 MB |
| 发布时间 | 2024-12-28 |
| 更新时间 | 2024-12-28 |
| 作者 | 理化课代表精品中心 |
| 品牌系列 | 上好课·考点大串讲 |
| 审核时间 | 2024-12-05 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/49121066.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
专题08 电学实验专题
【题型1 探究串联电路和并联电路中电流的特点】 1
【题型2 探究串联电路和并联电路中电压的特点】 4
【题型3 探究影响导体电阻大小实验】 7
【题型4 探究电流与电压的关系】 11
【题型5 探究电流与电阻的关系】 15
【题型6 伏安法测小灯泡的电功率】 19
【题型7 探究影响电流通过导体时产生热量的因素】 23
【题型1 探究串联电路和并联电路中电流的特点】
1.(23-24九年级上·辽宁沈阳·期末)小明用图甲所示的电路探究并联电路的电流规律。
实验次数
1
2
3
电流/A
0.12
0.18
0.24
电流/A
0.18
0.22
0.24
电流/A
0.30
0.40
2.4
(1)在连接电路时发现,刚接好最后一根导线,小灯泡就发光了,由此可知在连接电路时,小明忘了 ;
(2)闭合开关S后,观察到灯发光,灯不发光。若故障只发生在灯泡上,则电路可能存在的故障是 ;
(3)排除故障后,小明将电流表接到C处测量电流,闭合开关,发现电流表指针的偏转如图乙所示,原因是 ;
(4)小明换不同规格的灯泡进行多次实验,并把实验数据记录在表中:
①小明发现第3次的实验中有一个数据明显错误,造成错误的原因可能是 ,这个数据正确的记录应该是 A;
②分析表中数据,可得出并联电路电流规律的表达式为 (用、、表示);
③该实验多次测量的目的是 。
2.(23-24九年级上·湖南益阳·期末)小华用如图甲所示电路“探究并联电路的电流规律”,实验情况如下;
(1)连接电路时,开关应处于 (选填“断开”或“闭合”)状态;
(2)某次测量时,闭合开关前发现电流表的指针如图乙所示,原因可能是 ;
(3)小明将电流表接入电路中的位置如图丙所示,则此时电流表测量的是 (选填“A”或“B”)处的电流。
3.(23-24九年级上·贵州贵阳·期末)如图甲所示是探究并联电路中电流特点的实验电路图。
(1)按图接线,电流表接入电路图中的A点,这是为了测量小灯泡 所在支路的电流。闭合开关后,发现灯不亮,亮,且电流表的指针不偏转,产生这种现象的原因可能是灯 (选填“短路”或者“开路”);
实验序号
1
0.2
0.3
2.5
2
0.4
0.3
0.7
3
0.1
0.3
0.4
(2)排除上述故障后进行实验,三组实验的数据记录如上表,其中某次电流表示数如图乙所示,分析表中数据可发现其中一处记录的 A(填表中数据)有误,造成错误的原因是 。改正错误后,上述实验可得结论: (用公式表示)
(3)改变实验条件进行多次实验可验证规律的普遍性,其中第2、3组实验是采用了 (选填“改变电池数量”、“更换不同规格的灯”或“互换两奵的位具”)方式改变实验条件的,理由是 。
4.(23-24九年级上·河南南阳·期末)同学们在实验室利用图甲所示的电路探究“并联电路中电流的特点”。
(1)连接电路时,开关应 ;第1组的同学按图甲连接好电路后,闭合开关发现两盏灯都亮,由于导线较凌乱,不能判断两盏灯是串联还是并联,以下操作及现象能判断出电路连接方式的是 ;
A.拧下一个灯泡,另一个灯泡仍能亮 B.拆掉一根导线,两个都不亮
C.断开开关,两个都不亮 D.观察两个灯的亮度不同
(2)某同学在测量电流时,发现电流表指针如图乙所示,原因是 ;
(3)图丙是他们对照图甲连接的实物电路图,此时电流表测的是 (选填“A”、“B”或“C”)处的电流;
(4)实验结束后,第2组的同学又利用实验器材连接了如图丁所示的电路,当开关S由断开到闭合时,电流表A1的示数 ,电流表A2的示数 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
5.(23-24九年级上·河南商丘·期末)在“探究并联电路中电流规律”的实验中,实验电路如图所示。
实验序号
IA/A
IB/A
IC/A
1
0.46
0.18
0.28
2
0.36
0.20
0.16
3
0.7
0.32
0.38
(1)在连接电路时发现,刚接好最后一根导线,电流表的指针就发生了偏转,由此可知连接电路时,错误的操作是 ;
(2)排除故障后,测得A、B、C三处的电流分别为IA、IB、IC,更换多组 (填“相同”或“不同”)规格的灯泡重复实验,部分实验数据如表所示;
(3)分析实验数据可得:在并联电路中,干路电流与各支路电流的关系是 (写出关系式);
(4)本实验要进行多次实验的目的是 ;
(5)如在图甲中A、C两点同时接入两块电流表,闭合开关,发现两表示数相等,小明同学认为出现上述现象的原因是L2被短路。该说法是否正确? ;若正确,写出理由;若不正确,分析出现该实验现象的原因并写出分析过程: 。
6.(23-24九年级上·陕西延安·期末)在“探究并联电路的电流规律”实验中,小丽在老师的指导下,设计了如图甲所示的电路图。
(1)连接电路时,由于电流大小未知,应先用电流表 (选填“大”或“小”)量程进行试触;电流表应 (选填“串联”或“并联”)在被测电路中;
(2)小丽把电流表接入A点,当闭合开关S时,发现电流表指针偏转情况如图乙所示 ;
(3)排除故障后,小丽测出了L1支路上的电流IA=0.8A,然后把电流表依次接入电路分别测量出L2支路电流IB、干路电流IC,两次电流表的指针偏转均如图丙所示,则IB= A,IC= A;
(4)小丽由此数据得出并联电路中干路电流和各支路电流的关系。其他同学指出她只测出一组数据就得出结论不合理,理由是 。小丽接下来的操作应该是 。
【题型2 探究串联电路和并联电路中电压的特点】
7.(23-24九年级上·辽宁盘锦·期末)小明利用如图甲所示电路“探究申联电路电压的规律”。
(1)实验中应选择规格 (选填“相同”或“不同”)的小灯泡;
(2)正确连接电路后,小明测出L1两端电压后,保持电压表B连接点不动,断开A连接点,并改到C连接点上,测量L2两端电压,电压表可能会出现下列哪种现象_________。(选填图乙中的A、B或C)
A. B. C.
(3)小明多次正确实验测出AB、BC、AC间的电压并记录在如下表格中,分析实验数据得出结论:串联电路总电压等于 。
次数
1
2.4
1.4
3.8
2
1.9
1.9
3.8
3
1.5
2.3
3.8
8.(23-24九年级上·湖北武汉·期末)小明同学在“探究串联电路的电压规律”实验中,设计了如图甲所示的电路。
(1)连接电路前,小明发现电压表指针如图乙所示,接下来他要对电压表进行的操作是 ;
(2)实验中应选择 规格的小灯泡L1、L2连接电路,将电压表的两端分别连到A与B、B与C、A与C,测量电压UAB、UBC、UAC,合理更换器材重做上述实验,并将测得的数据记录在表格中:
实验次数
UAB/V
UBC/V
UAC/V
1
2.0
2.4
4.5
2
2.4
2.1
4.5
3
1.5
3.0
4.5
该同学进行3次实验的主要目的是为了 (选填“寻找普遍规律”或“减小实验误差”);
(3)小明为了节省时间,利用原来的电路图,在测L2两端的电压时,电压表所接的B接点不动,只断开A接点,这个方法 (选填“能”或“不能”)测出L2两端的电压,理由是 。
9.(23-24九年级上·陕西西安·期末)在“探究串联电路的电压规律”实验中,小明同学设计了如图1所示的电路。
(1)在连接电路时发现,刚接好最后一根导线,电压表的指针就发生了偏转,由此可知在连接电路时,小明忘了 。若电压表的指针偏转情况如图2所示,则造成这种情况的原因是 ;
(2)测完AB两点间的电压后,小明将接在A点的导线改接到C点,来测BC两点间的电压,他能不能测出BC两点间的电压? (选填“能”或“不能”),原因是 ;
(3)小明正确实验,分别测出AB、BC、AC间的电压并记录在表格中,分析实验数据得出结论:串联电路总电压等于各部分电路两端电压之和;
1.0
1.4
2.4
你认为小明得出的结论是 (选填“可靠”或“不可靠”)的,为了得出普遍规律,小明应该 ;
(4)实验结束后,小明在烧杯中加入盐水,然后将连在电压表上的铜片和锌片插入盐水中,如图3所示,这样就制成了一个盐水电池。观察电压表的指针偏转情况可知:自由电子的运动方向是从 (选填“电压表到铜片”或“铜片到电压表”)。
10.(23-24九年级上·广东湛江·期末)学校物理小组的同学分组进行“探究串联电路电压规律”的实验活动:
次数
1
1.0
2.0
3.0
2
1.5
3.0
4.5
3
2.0
4.0
6.0
(1)如图,连接电路时,开关应该处于 状态;
(2)闭合开关后,电路中小灯泡、都不亮,电压表有示数,对此,下列判断中正确的是 ;
A.灯断路 B.灯断路 C.开关S断路 D.灯短路
(3)排除故障后,小华同学认为为节省实验时间,测完电压后,只将电压表在A点接线改接C点,使电压表与并联即可测出两端电压,这种做是否正确 ,原因是: ;
(4)第一组的小田分别测出AB、BC、AC间的电压并记录在上面表格中,发现:串联电路总电压等于 。由表中实验数据可知:小田同学主要通过 方式来多次实验;
A.更换不同规格的小灯泡
B.更换不同的电源
C.同时更换了电源和小灯泡
11.(23-24九年级上·福建莆田·期末)“探究串联电路的电压规律”的实验电路图如图甲所示。
(1)为了使结论具有普遍性,L₁、L₂应该选择 规格的小灯泡。小明根据图甲连接好电路,闭合开关,电压表示数如图乙所示,为了使测量结果更精确,接下来他应该 ;
(2)在测量L₂两端电压时,小明保持电压表所接的B接点不动,断开A接点,改接到C接点上,用这种方法 (选填“能”或“不能”)测出L₂两端的电压,原因是 ;
(3)更换灯泡经过多次实验得到的数据记录在表中,分析数据可得到串联电路的电压规律是 (用U₁、U₂、U表示)。
实验次数
U₁/V
U₂/V
U/V
1
1.0
2.0
3.0
2
1.7
1.3
3.0
3
2.2
0.8
3.0
12.(23-24九年级上·陕西咸阳·期末)某小组用如图甲所示电路“探究串联电路的电压规律”,实验情况如下:
(1)小明按照图甲所示的电路图连接实物电路,把电压表接在之间测量两端的电压时,电压表示数如图乙所示。则电压表示数为 V;为了使实验结果更精确,接下来的正确操作是: ;
(2)更换不同规格灯泡,完成三次实验,目的是 (选填“寻找普遍规律”或“减小实验误差”);
(3)小亮设计了如图丙所示的电路来“探究串联电路中的电压规律”,他设想当单刀双掷开关接a时,电压表测两端的电压;单刀双掷开关接b时,电压表测两端的电压,后来他实际操作发现,该电路不能完成这个探究实验,原因是 。
【题型3 探究影响导体电阻大小实验】
13.(23-24九年级上·江苏扬州·期末)在探究“电阻的大小与哪些因素有关”的实验中,采用如图所示的实 验装置,a、b、c是镍铬合金制成的三根导线,a、b长度相同但粗细不同,a、c粗细相同而长短不同,导线d由锰铜合金制成,长短、粗细与导线b相同;
导线代号
a
b
c
d
电流表示数
1.1A
1.3A
2.2A
2.7A
(1)实验中电流表的示数越大,对应的导线电阻越 ,此处运用到的物理研究方法是 ;
(2)依次将导线b、c、d替换导线a接入电路,电流表对应的示数如表所示:
①选导线 a、b比较是为了探究导线电阻的大小与 的关系;
②由实验数据可知:导线电阻的大小与材料有关,用相同材料制成的导线长度越长,横截面积越 ,电阻越大。
14.(23-24九年级上·陕西西安·期末)小明发现在探究导体导电性时通常使用的都是固体金属丝,小明提出如果用液体进行实验,得出的结论是否相同呢?于是小明和同桌小红将金属丝替换为食盐水,并用电流表、开关和电源(6V)组成如图甲所示实验装置。
(1)食盐水导电能力的强弱无法直接观察出来,小明和小红是根据 判断食盐水的导电能力的;
(2)在设计装置时小明和小红关于使用电流表还是小灯泡产生了不同的想法,小明提出 。所以使用电流表会更合适些,小红听后也同意了小明的想法;
(3)小明和小红得出的实验数据如下表所示:
实验序号
金属板间的距离/cm
食盐质量/g
食盐水温度/℃
电流表示数/A
1
2
0
16
0.02
2
2
5
16
0.22
3
2
10
16
0.30
4
4
25
16
5
4
25
25
0.56
6
4
25
35
0.58
7
5
25
45
0.60
8
6
25
45
0.32
9
7
25
45
0.20
①第4次实验时电流表的示数如图乙所示,则相较于第1次实验时,电流表的示数变化了 A;
②分析第1,2、3组数据,可以验证食盐水导电性和 有关;
③分析第 组数据,可以得出结论:食盐水温度越高,其导电性越强;
(4)小明还想要探究液体导电性与接入电路中液体的横截面积大小的关系,他应该怎么操作 ;
(5)绝缘油是石油的一种分馏产物,呈黄色透明液体、其主要的作用是在变压器中散热和冷却,保持对绕组的绝缘状态,根据该实验结论,你认为应该如何增强绝缘油的绝缘性? 。
15.(23-24九年级上·山西吕梁·期末)复合材料是人们运用先进的材料制备技术,将不同性质的材料优化组合而成的新材料。生活中的合金作为一种重要的复合材料,通常由起搭建作用的基体材料和分散于其中的增强材料两部分组成。两种材料的共同作用,使合金具有不同特性。下表提供了黄铜和青铜两种合金的部分信息。
合金
基体材料
增强材料
特性
应用
黄铜
铜
锌
易加工
仪表
青铜
铜
锡
耐磨
齿轮
现有两卷粗细相同的黄铜线和青铜线,请你添加合适的器材,设计一个实验方案,比较黄铜和青铜的导电性哪个强。(温馨提示:注意实验方案的可操作性)
(1)实验器材: ;
(2)实验步骤: ;
(3)实验结论: 。
16.(23-24九年级上·广西北海·期末)学习了电学知识后,小明对发光二极管和小灯泡的特性产生了浓厚的兴趣,如图甲,他把两种不同的金属片A、B插入柠檬,制成的“水果电池”与电压表连接在一起,电压表示数为0.3V。
(1)若把图甲中的电压表换为图乙中的二极管,由于发光二极管具有 性,要使二极管发光,应把二极管负极与金属片 (选填“A”或“B”)连接;
(2)二极管与水果电池连接后发出微弱的光,此时水果电池主要把 能转化为 能;
(3)图丙是一种玻璃彩灯,某同学将一只彩灯的玻璃外壳弄碎,留下玻璃芯H和灯丝S,小明利用实验室的实验器材连接成如图丁所示的电路。然后用火焰给彩灯灯丝S加热,发现电流表A示数变小,由此可知:灯丝温度升高,电阻变 ;
(4)过一段时间,彩灯灯丝S烧断,电流表A无示数,小明用酒精喷灯给玻璃芯H加热至红炽状态,电流表A又有示数,且示数变大,灯泡L发光,根据这一现象,请提出一个可以探究的问题: 。
17.(23-24九年级上·安徽蚌埠·期末)如图甲所示,在“探究影响导体电阻大小因素”的实验中:导线 a、b、c粗细相同,b、d 粗细不同,a、b、d长度相同,根据实验回答下列问题:
(1)实验中,通过观察 来比较电阻的大小;
(2)取 (选填“a”、“b”、“c”或“d”)两根导体分别接入电路中,可探究电阻大小跟导体横截面积的关系;
(3)分别将a和b两导体接入电路进行实验,发现电流表的示数不同,说明电阻的横截面积和长度一定时,导体的电阻还与材料 (选填“有关”或“无关”);
(4)把一段钨丝与 M、N相连,如图乙,闭合开关,用酒精灯给钨丝加热,发现电流表示数变小,这表明:温度升高,钨丝的电阻变 。
18.(23-24九年级上·江西抚州·期末)“探究影响导体电阻大小的因素”的实验装置如图所示,在实验中使用四根电阻丝,其中A是锰铜合金丝,B、C和D是镍铬合金丝。
【设计实验】
(1)实验中通过观察 比较电阻丝电阻的大小,这里采用的研究方法是 ;
(2)将编号为A、B的电阻丝分别接入电路进行实验,发现接B导线时,灯泡明显变暗;
【分析】
(3)分析可得出初步结论:导体的电阻大小与导体的 有关;
(4)进一步分析可得,锰铜合金和镍铬合金, 更适合制作电阻器的主要材料;
(5)将编号为 的电阻丝分别接入电路进行实验,可探究导体的电阻大小与横截面积的关系;
【交流】
(6)实验过程中某小组同学更换电阻丝后发现小灯泡亮度变化不明显,你认为可以添加 能更好的完成该实验;
【应用】
(7)分别将编号为C、D的电阻丝接入电路进行实验,其得到的实验结论被实际应用到了 (填字母)的工作原理中。
A.电池保护开关 B.感应灯开关
C.酒精检测仪元件 D.音量旋钮开关
【题型4 探究电流与电压的关系】
19.(23-24九年级上·安徽亳州·期末)为了“探究电流与电压关系”,某小组利用5Ω的定值电阻接入电路中进行实验,所接电源电压为4V,滑动变阻器规格为“1A,20Ω”。
实验次数
1
2
3
4
5
电压U/V
0.5
1
1.5
2
2.5
电流I/A
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
(1)为了完成实验,请用笔划线代替导线将电路连接完整,要求开关闭合时滑片在最左边;
(2)实验时,老师要求该小组同学测量五组数据,但该小组只测了四组,记录的数据如表格所示,老师看到数据后立即指出第 次数据并不是直接测量所得。
20.(23-24九年级上·福建泉州·期末)小华用如甲所示装置探究电流与电压的关系,电源电压3V恒定不变,滑动变阻器规格为“30Ω 2A”。
(1)请用笔画线代替导线。在图甲中完成电路连接,要求滑片P向右滑动时,电流表的示数变小;
(2)连接好电路闭合开关后,移动滑片发现,电流表无示数,电压表有示数,则出现该故障的原因可能是 ;
(3)排除故障后,改变滑片位置,记录实验数据如下表,空白处的电流如图乙所示,为 A,根据表中数据可归纳得出结论: ;
电压U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
电流I/A
0.10
0.20
0.40
0.50
0.60
(4)为了进一步探究电流与电阻的关系,又找来10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻继续实验。
①将滑动变阻器滑片置于阻值最大处,闭合开关,缓慢移动滑片,接下来用10Ω的电阻替换原电阻,应将滑片向 (选填“左”或“右)滑动,使电压表示数仍为1V,记录电流表示数。再将15Ω、20Ω的定值电阻分别接入电路;
②当将20Ω的电阻接入电路进行实验时,发现无论如何调节滑片都无法满足预设电压为1V的条件。为使该电阻也能完成实验,小华认为可以改变电压表的预设电压 V。同组的小明认为不改变电压表预设值也可解决上述问题,小明利用现有器材解决了上述问题,他采取的操作可能是 (列举一种方法即可)。
21.(23-24九年级上·陕西西安·期末)小西和同学们在“探究电流与电压的关系”的实验中,实验电路如图甲所示,电源电压恒为3V,定值电阻R的阻值为5Ω。
实验序号
1
2
3
4
5
U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
I/A
0.1
0.3
0.4
0.5
(1)连接电路时,开关应 ,闭合开关前应将滑动变阻器滑片P调至 (选填“A”或“B”)端;
(2)连接好电路后,闭合开关,发现电压表有示数,电流表无示数,此时电路的故障可能是定值电阻 路;
(3)排除故障后,第2次实验中电流表的示数如图乙所示,为 A;
(4)将多次实验测得的数据记录在表格中,分析数据可得:在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成 ;
(5)以下实验中,与此实验中进行多次测量的目的相同的是 ;
A.用刻度尺测量长度
B.探究杠杆的平衡条件
(6)完成此实验后,同学们还想探究“电流与电阻的关系”,又添加了10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的电阻,实验中保持定值电阻两端电压为1.5V不变。将5Ω电阻换成10Ω电阻后,为保持电压表的示数仍为1.5V,应将滑动变阻器滑片P向 (选填“A”或“B”)端移动。为了完成本实验,滑动变阻器的最大阻值不得小于 Ω。
22.(23-24九年级上·安徽安庆·期末)小明在“探究电流与电压的关系”时,设计了如图甲所示电路,电源电压为6V且保持不变,R是阻值为5Ω为定值电阻。
(1)实验前,应断开开关S,将滑动变阻器的滑片移动到最 (填“左”或“右”)端;
(2)正确连接电路后,闭合开关S,小明发现电压表有示数但电流表无示数,出现此故障的可能是 (填正确选项前的字母);
A.滑动变阻器短路 B.电流表断路 C.电阻R短路 D.电阻R断路
(3)排除故障后,小明继续进行多次实验,记录数据,得出结论;
(4)完成该实验后小明又选取了阻值分别为10Ω、20Ω的两个定值电阻,利用这两个定值电阻和原有实验器材继续“探究电压不变时,电流与电阻的关系”绘制了如图乙所示的图像,为完成整个实验,应该选取滑动变阻器规格是 (填正确选项前的字母)
A.20Ω;1.0A B.30Ω;1.0A
C.40Ω;0.3A D.50Ω;1.0A
23.(23-24九年级上·福建厦门·期末)用图甲电路探究电流与电压、电阻的关系。
(1)请用笔画线代替导线将图乙中的实物图连接完整,并使滑动变阻器滑片P向右移动时,电流表示数变大 ;
(2)探究电流和电压的关系:移动滑片P,记录第1、2组实验数据如下表。实验中选取的定值电阻为 Ω。进行第3组实验时,发现移动滑片,电压表的最大示数只能调到2.4V,无法达到3.0V。下一步操作可行的是 ;
A.将第3组实验的“3.0V”改为“2.4V”,并记录对应电流值
B.换一个最大阻值更大的滑动变阻器,即可调到“3.0V”
C.换一个阻值更大的定值电阻
D.换一个阻值更小的定值电阻
序号
电压U/V
电流I/A
1
1.0
0.10
2
2.0
0.20
3
3.0
(3)探究电流和电阻的关系:
步骤一:将定值电阻5Ω接入电路,移动滑片P,电流表示数如图丙,为 A;
步骤二:将定值电阻更换为10Ω,记录电流表示数为0.16A;
步骤三:将定值电阻更换为15Ω,记录电流表示数为0.12A;
分析数据发现,实验测得的电流与电阻不成反比;
请指出实验步骤中存在的一处错误,并改正:
错误: ;
改正: 。
24.(23-24九年级上·四川广元·期末)某学习小组探究“通过导体的电流与电压关系”的实验如图所示;
(1)用笔画线代替导线将图中实物图连接完整(要求:滑片往右移动时,电流表示数变小);( )
(2)在探究过程中,滑动变阻器除了有保护电路的作用,还有 的作用;
(3)实验数据记录如下表,小明发现有一组读数错误,错误数据是实验次数中的第 次;
(4)实验数据改正后,根据表格数据可得出实验结论: 。
实验次数
1
2
3
4
5
电流/A
0.1
0.2
0.3
0.4
2.5
电压/V
0.5
1
1.5
2
2.5
【题型5 探究电流与电阻的关系】
25.(23-24九年级上·辽宁大连·期末)小明同学在探究“电压一定时,通过导体的电流与电阻的关系”的实验中,实验装置如图所示,实验器材有:两节干电池,电流表、电压表、“20Ω 2A”的滑动变阻器及开关各一个,定值电阻和导线若干。
(1)在图甲中,请用笔画线代替导线,将电路连接完整 ;
(2)连接电路后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,发现电流表无示数,电压表有示数。则电路故障可能是定值电阻 (选填“短路”或“断路”);
(3)排除故障后,闭合开关,进行实验,保持定值电阻两端的电压为2.4V,记录的实验数据如下表:
实验次数
1
2
3
4
5
6
电阻R/Ω
4
8
12
16
20
24
电流I/A
0.60
0.30
0.20
0.16
0.12
0.10
①在图乙方格纸上画出电流I与电阻R的关系图像 ;
②分析实验数据和图像,可得出的探究结论是: ;
(4)为了使得到结论更趋近于实际关系,小明还想在本次实验的基础上继续更换更大的定值电阻进行多次实验,学习完欧姆定律之后,你认为所更换的定值电阻不能超过 Ω。
26.(23-24九年级上·宁夏固原·期末)探究“电流与电阻的关系”时,实验器材有:三节新的干电池(每节电池的电压为1.5V)、电流表、电压表、滑动变阻器(标有“20Ω 2A”字样)、定值电阻4个(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω),开关一个,导线若干。小吴等同学设计了如图甲所示的电路图。
(1)请用笔画线代替导线将图乙中的实物图连接完整,要求:滑片P向右移动时电流表示数变小;( )
(2)滑片P位于滑动变阻器阻值最大处,闭合开关,电流表有示数,电压表无示数,则电路故障原因是电阻R ;
(3)排除故障后,正确进行实验。图丙是根据实验数据绘制的定值电阻的I-R图象,在实验过程中,将定值电阻由5Ω更换为10Ω时,应向 (选填“左”或“右”)适当调节滑动变阻器的滑片P,使电压表示数保持 V不变;
(4)小吴同学继续探究,再次换接50Ω的定值电阻后,发现无论怎样移动滑片P,都不能使电压表示数回到原来的电压值,为了继续完成这次实验,你认为可以 ;(填选项字母)
A.调高电源电压 B.再串联一个10Ω的电阻 C.将电压表改接到滑动变阻器两端
(5)下列图象中能大致反映本实验各物理量之间关系的是 。
A.电流表示数I与R阻值的关系
B.电压表示数U与R阻值的关系
C.变阻器接入电路阻值RP与R阻值的关系
D.电阻R的功率PR与R阻值的关系
27.(23-24九年级上·湖南怀化·期末)在探究“通过导体的电流跟电阻的关系”实验中,已经备有的实验器材有:3节新干电池串联的电源、已凋零的电流表和电压表、滑动变阻器、开关、不同阻值的定值电阻5个和导线若干。小明利用上述部分器材连接成了如图甲所示的电路。闭合开关前,同组的小红指出电路连接有错误。
(1)小红只改接了电路中的一根导线,电路便连接正确了,请你在图中画出她的改法(在错接的导线上画×,然后画出正确的接线) ;
(2)错误改正后开始实验,小明和小红根据实验数据绘制出通过导体的电流随导体电阻变化规律的图像,如图乙所示。请你归纳出实验得到的结论 ;
(3)请根据图像算出,当导体电阻为20Ω时,通过该导体的电流为 A;此时,滑动变阻器接入电路的阻值是 Ω。
28.(23-24九年级上·贵州毕节·期末)小吉同学做“探究导体中电流跟电阻关系”的实验,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(5、10、20各一个)开关、两个滑动变阻器(甲标有“50;2A”,乙标有“10;2A”)和导线若干,请作答。
(1)请根据图所示的电路图用笔画线代替导线,将图所示的实物图连接完整 :
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器滑片P移到 端;(选填“A”或“B”)
(3)实验中依次接人三个定值电阻,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所示的电流随电阻R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。)
(4)上述实验中,小吉用R=5电阻做完实验后,保持滑动变阻器滑片的位置不变,把R换为10的电阻接入电路,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数为 V时,读出电流表的示数;
(5)为顺利完成整个实验,应该选择的滑动变阻器是 (选填“甲”或“乙”)。
29.(23-24九年级上·湖北武汉·期末)在探究“电流与电阻关系”的实验中,使用的电源为两节新干电池。可供选择的定值电阻分别为1Ω、2Ω、5Ω、10Ω、15Ω、20Ω,50Ω
(1)如图所示,甲图为实验电路,图中有一根导线接错了,并补画出正确的那根导线 (导线不允许交叉);
(2)电路改正后,选择了其中的三个电阻进行了三次实验,在第二次实验中电流表示数如图乙所示
实验序号
电阻R/Ω
电流I/A
1
5
0.40
2
10
3
20
0.10
(3)通过上表中的数据,可以得出结论:导体两端的电压一定时, ;
(4)根据上表数据及相关已知条件计算,三次实验中,滑动变阻器连入电路的最大阻值为 Ω。
30.(23-24九年级上·河南南阳·期末)小红在“探究导体中电流跟电阻的关系”的实验中,实验器材有:电压恒为3V的电源、电流表(0~0.6A,0~3A)、电压表(0~3V,0~15V)、定值电阻(5、10、20各一个)、开关、滑动变阻器(甲“50 1A”,乙“10 2A”)和导线若干
(1)小红把5的定值电阻接入电路,闭合开关前,将滑动变阻器的滑片调至最 (选填“左”或“右”)端;
(2)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
(3)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I随电阻R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”);
(4)上述实验中,小红用R=5的电阻做完实验后,保持滑动变阻器滑片的位置不变,接着把R换为10的电阻接入电路,闭合开关,他应向 (选填“左”或“右”)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;
(5)为完成整个实验,应该选取哪种规格的滑动变阻器 (选填“甲”或“乙”)。
【题型6 伏安法测小灯泡的电功率】
31.(23-24九年级下·安徽安庆·期末)小丽在“测量小灯泡的电功率”实验中,实验器材有:电压恒为3V的电源一个、小灯泡(额定电压为2.5V)、电压表、电流表、滑动变阻器、开关各一个,导线若干。
(1)如图甲所示是小丽连接的实物电路,图中有一根导线连接错误,请你在连接错误的导线上打“×”并补画出正确的连线 ;
(2)小丽同学正确连接电路后,闭合开关,发现小灯泡不发光,电流表无示数,但电压表示数较大。接下来正确的操作是______;
A.检查电路是否短路
B.更换电流表
C.检查小灯泡是否接触良好或损坏
D.移动滑动变阻器滑片,观察小灯泡是否发光
(3)小丽根据测量的多组电压、电流值画出的小灯泡的图像如图乙所示,用该实验装置能否探究电流与电压的关系并说明理由 。
32.(23-24九年级上·四川眉山·期末)在测定“小灯泡电功率”的实验中,电源电压为6V,小灯泡额定电流为0.2A,电阻小于。
(1)连接电路时开关应处于 状态;
(2)请你用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整 ;
(3)闭合开关前,图甲中滑动变阻器的滑片P应位于 选填“A”或“B”)端;
(4)实验电路连接完毕后,闭合开关,发现电流表无示数、电压表有示数,产生此现象的可能原因是 ;
(5)小向同学移动滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成如图乙所示的图像,根据图像信息,可计算出小灯泡的额定功率是 W;
(6)用上述电路测量了的额定功率后,再测定一个额定电流为“0.4A”的灯泡的额定功率,的电阻略小于,需更改 表的量程,且更换成后应该将滑动变阻器的滑片从原来的位置往 (选填“A”或“B”)移动使正常发光。
(7)在同学们已做过的物理实验中,有不少涉及到物理量的测量。其中有一类物理量可以直接用仪器进行测量,而另一类物理量只能间接浏测量,“小灯泡电功率”的测量是属于 (选填“直接”或“间接”)测量。
33.(23-24九年级上·河北邢台·期末)在“测小灯泡电功率实验”中,电源电压为3V,小灯泡额定电压为2.5V。
(1)请用笔画线代替导线将图甲所示的实物电路连接完整 (要求:滑动变阻器的滑片向右移动时小灯泡变亮)。
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应调至最 (填“左”或“右”)端。
(3)闭合开关后,发现灯泡不亮,电流表无示数,电压表有示数,则电路故障原因是 。
(4)故障排除后,闭合开关,移动滑片,当电压表示数为1.5V时,电流表示数如图乙所示,则此时小灯泡的功率为 W。若使小灯泡正常发光,应将滑片向 。(填“左”或“右”)端移动。
34.(23-24九年级上·四川德阳·期末)某实验小组在“测量小灯泡的电功率”的实验中,设计了如图甲所示的电路图,并进行实验。(小灯泡的额定电压为2.5V)
(1)该小组的同学所依据的实验原理是 。
(2)连接电路时开关应该 。
(3)图乙是该小组的一位同学连接的电路,其他同学指出电路中有一根导线连接错误,请你在连接错误的导线上打“×”,并用笔画线代替导线将电路改接正确。
(4)排除故障后,调节滑动变阻器的滑片,改变小灯泡两端的电压进行了4次测量,并将有关数据及现象记录在下表中
实验序号
电压U/V
电流I/A
电功率P/W
小灯泡的亮度
1
0.5
0.16
0.08
不亮
2
1.7
0.24
0.41
较暗
3
2.5
0.28
正常
4
3.0
0.30
0.90
很亮
(5)小灯泡的额定功率为 W,小灯泡的亮度取决于其 (选填“实际”或“额定”)功率
35.(23-24九年级上·云南德宏·期末)在“测定小灯泡的额定功率”实验中,小明同学用一个电压表、一个电流表、一个开关、电压为恒为6V的电源、额定电压为3.8V的小灯泡和一个标有“20Ω;1.5A”的滑动变阻器,小灯泡的额定功率小于2W。
(1)开关闭合前,滑动变阻器的滑片应处于 (选填“A”或“B”)端;
(2)小明在按照图甲所示的电路图连接实物过程中,出现如乙图所示情形,请你根据甲图帮他连接完好 ;
(3)闭合开关后,无论怎样调节滑动变阻器,发现小灯泡都不发光,电压表有示数,则电路中发生的故障可能是 ;
(4)在实验中,若电压表示数为2V,为了使灯两端电压达到3.8V,应将滑片向 (选填“A”或“B”)调节;当小灯泡正常发光时,电流表示数如图丙,则小灯泡的额定功率为 W;
(5)完成上述实验后,小明把小灯泡更换成定值电阻(如图丁),利用原电路继续探究“电流与电阻”的关系:实验时,小明先将5Ω电阻接入电路,调节滑动变阻器使电压表示数为2V,记下对应的电流,再将5Ω电阻更换为10Ω电阻,将滑动变阻器适当向 (选填“A”或“B”)端移动,使电压表示数仍为2V;当小明再换接15Ω电阻时,发现怎样调节滑动变阻器都不能使电压表示数为2V,分析其可能的原因 (答出一种情况即可)。正确试验后,得出该实验的结论是: 。
36.(23-24九年级上·湖北省直辖县级单位·期末)课后服务社团活动中,“创新”兴趣小组在“测定小灯泡的电功率”的实验中先用如图甲所示的器材进行实验,其中电源电压为6V,小灯泡额定电压为2.5V(正常发光时电阻约为12Ω)。
(1)为能顺利完成该实验,下列不同规格的滑动变阻器应选用 (选填字母);
A.“10Ω,0.5A”的滑动变阻器
B.“20Ω,2A”的滑动变阻器
C.“5Ω,1A”的滑动变阻器
(2)连接电路后,闭合开关,移动滑片,电压表的示数如图乙所示,此时电压表的读数为 ;为了测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器的滑片向 端移动(选填“左”或“右”);
(3)通过小灯泡的电流随它两端电压变化的关系如图丙所示,则小灯泡的额定功率为 W;
(4)实验结束后,某同学设计了如图丁所示的电路来测量额定电压为6V的小灯泡的额定功率。已知电源电压为18V,定值电阻R的阻值为20Ω。实验步骤如下:
①开关S、S1闭合,S2断开,调节滑动变阻器R′的滑片,使小灯泡正常发光;
②保持滑片位置不动,开关S、S2闭合,S1断开,此时电压表的示数为8V;
③再将滑动变阻器的滑片移至最右端,此时电压表的示数为14V;
④小灯泡的额定功率P额= W。
【题型7 探究影响电流通过导体时产生热量的因素】
37.(23-24九年级上·辽宁盘锦·期末)同学们在做“探究电流通过导体产生热量多少与电流大小关系的实验”时组装了如图甲、乙两个装置。
(1)实验时选择的实验装置是 (选填“甲”或“乙”);
(2)在组装实验器材时,装置中电阻丝、的阻值应 (选填“相等”或“不相等”);
(3)另一组实验装置可以用来探究电流通过导体产生热量多少与 大小的关系。
38.(23-24九年级上·山东菏泽·期末)利用图中的装置探究水和煤油的吸热情况。在两个相同的烧瓶中分别接入电阻丝,装入质量和初温都相同的水和煤油,分别插入温度计。
(1)装置中电阻丝的阻值应 (填“相等”或“不相等”),实验中用来反映液体吸收热量的多少。按照如表中的数据,请计算出煤油的比热容是 J/(kg·℃)。
液体
质量/g
初温/℃
加热时间/min
末温/℃
煤油
150
20
10
50
水
150
20
10
35
(2)在烧瓶中重新填装质量和初温都相同的煤油,接入阻值不同的电阻丝,此装置就可以探究电流通过导体产生的热量与 的关系。
39.(23-24九年级上·青海西宁·期末)如图甲所示,物理实验小组探究“电流通过导体产生热的多少与什么因素有关”的实验装置。两个透明容器中封闭着等量的空气,且都有一段电阻丝。将透明容器与U形管相连,接入电路。
(1)图甲是探究在通电时间相同和 相同的情况下,导体产生的热量与 的大小是否有关的装置;
(2)实验中通过观察 的变化反映密闭空气温度的变化,在研究许多物理问题时都会用到这种方法,此方法是 ,下列研究实例采用的研究方法与此相同的是 ;
A.探究电流与电压、电阻的关系
B.扩散现象表明分子在不停地做无规则运动
(3)由图乙所示,电流表的示数为 A,在这种情况下,右侧容器中定值电阻在10s内产生的热量是 J;
(4)生活中有很多用电器是根据电流的热效应制成的,请举一例: 。
40.(23-24九年级上·湖北省直辖县级单位·期末)如图是探究“比较不同物质吸热能力”的实验装置;
(1)设计实验时,需要对变量进行控制,在两个相同的烧瓶中分别接入相同的电阻丝,装入 (选填“质量”或“体积”)和初温都相同的水和煤油,分别插入温度计;实验中水和煤油在相同的时间吸收的热量 (选填“相同”或“不同”);
(2)实验中通过 来比较水和煤油吸收热量的多少,这种研究方法是 ;
(3)如图乙是根据实验数据描绘的图象,分析图象可知,水对应的图线是 (选填“A”或“B”), (选填“水”或“煤油”)的吸热能力更强。
41.(23-24九年级上·陕西西安·期末)如图甲所示为某实验小组探究“电流通过导体产生热量与哪些因素有关”的实验装置。在两个相同的烧瓶中装满质量和初温均相同的煤油,插入两个相同的温度计、电阻丝R甲和R乙的阻值分别为10Ω和5Ω。
(1)甲图中两个电阻丝的连接方式为 联;
(2)闭合开关一段时间,观察到左瓶中煤油的温度高于右瓶,这表明:在 相同时, 越大,电流产生的热量越多;
(3)下面的探究实例中,与本实验过程中主要的研究方法控制变量法,以下选项中选用的实验方法与之相同的是 ;
A.在“探究影响导体电阻大小因素”实验时,通过电流大小反映导体电阻大小
B.探究电流与电压、电阻的关系
C.学习电压,我们可以通过对比水压来认识它
(4)同学们又设计了如图乙所示的实验装置进行了该实验,小明通过图乙中的实验装置 (选填“A”或“B”)来探究电流通过导体产生的热量与电流的关系,该装置中电阻丝通过对瓶中 加热,使U形管两侧液面产生高度差,从而反映电阻产生热量的多少。U形管 (选填“是”或“不是””)连通器。
42.(23-24九年级上·安徽马鞍山·期末)在探究“影响电流热效应的因素”实验中:
(1)为了探究通电导体产生的热量与电流的关系,设计了甲图所示的电路,烧瓶内为加热用的电阻丝,在其上端插入一根温度计,通过被加热液体的温度变化来判断电阻丝的放热多少,为了缩短实验时间,使实验的现象更加明显,被加热液体应用 (选用“煤油”或“水”);
(2)先测量烧瓶内液体的温度后,闭合开关,通电再测量烧瓶内液体的温度,得到温度的升高量填入表中;然后移动滑动变阻器的滑片改变电流大小,重复上述操作,获得第二组数据,如下所示:
实验次数
电流/A
通电时间/s
电阻/Ω
升高的温度/℃
1
0.3
60
10
3
2
0.6
60
10
12.0
由此得出:同一导体,在通电时间相等时,电流越大,其产生的热量 ;
(3)若要探究电热器产生的热量与电阻的关系,应保持电流和通电时间相等,同时选择图乙中 (选填“A”或“B”)烧瓶与图甲中的烧瓶 (选填“串联”或“并联”)。
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专题08 电学实验专题
【题型1 探究串联电路和并联电路中电流的特点】 1
【题型2 探究串联电路和并联电路中电压的特点】 6
【题型3 探究影响导体电阻大小实验】 12
【题型4 探究电流与电压的关系】 18
【题型5 探究电流与电阻的关系】 26
【题型6 伏安法测小灯泡的电功率】 35
【题型7 探究影响电流通过导体时产生热量的因素】 44
【题型1 探究串联电路和并联电路中电流的特点】
1.(23-24九年级上·辽宁沈阳·期末)小明用图甲所示的电路探究并联电路的电流规律。
实验次数
1
2
3
电流/A
0.12
0.18
0.24
电流/A
0.18
0.22
0.24
电流/A
0.30
0.40
2.4
(1)在连接电路时发现,刚接好最后一根导线,小灯泡就发光了,由此可知在连接电路时,小明忘了 ;
(2)闭合开关S后,观察到灯发光,灯不发光。若故障只发生在灯泡上,则电路可能存在的故障是 ;
(3)排除故障后,小明将电流表接到C处测量电流,闭合开关,发现电流表指针的偏转如图乙所示,原因是 ;
(4)小明换不同规格的灯泡进行多次实验,并把实验数据记录在表中:
①小明发现第3次的实验中有一个数据明显错误,造成错误的原因可能是 ,这个数据正确的记录应该是 A;
②分析表中数据,可得出并联电路电流规律的表达式为 (用、、表示);
③该实验多次测量的目的是 。
【答案】 在连接电路时,断开开关 断路 正负接线柱接反了 读错量程 0.48 使结论更具有普遍性、可靠性
【详解】(1)[1]在连接电路时发现,刚接好最后一根导线,小灯泡就发光了,由此可知在连接电路时,他忘了断开开关。
(2)[2]由图知,两灯并联,闭合开关后,观察到灯L2发光,则L2支路和干路为通路,但灯L1不发光,说明L1断路。
(3)[3]他在测量C处的电流时,发现电流表的指针偏转如图乙所示,即反向偏转,原因是:电流表的正负接线柱接反了。
(4)①[4][5]根据电流表指针在同一位置时大小量程的示数之比为5∶1可知,造成错误的原因可能是:实验时用了较小的量程,而读数时却误用了较大的量程读数,这个数据正确的记录应该是0.48A。
②[6]分析表中数据可知
0.30A=0.12A+0.18A
0.40A=0.18A+0.22A
0.48A=0.24A+0.24A
可得出并联电路电流规律的表达式为
③[7]实验中多次测量的目的是:使结论更具有普遍性、可靠性。
2.(23-24九年级上·湖南益阳·期末)小华用如图甲所示电路“探究并联电路的电流规律”,实验情况如下;
(1)连接电路时,开关应处于 (选填“断开”或“闭合”)状态;
(2)某次测量时,闭合开关前发现电流表的指针如图乙所示,原因可能是 ;
(3)小明将电流表接入电路中的位置如图丙所示,则此时电流表测量的是 (选填“A”或“B”)处的电流。
【答案】 断开 没有调零 B
【详解】(1)[1]连接电路时,为保证电路中各元件安全,开关应处于断开状态。
(2)[2]闭合开关前,电路中没有电流,电流表的指针指向零刻度的左侧,说明电流表使用前没有调零。
(3)[3]分析图丙可知,电流表和L2串联,测量L2的电流,所以对应甲图的B点,故此时电流表测量的是B处的电流。
3.(23-24九年级上·贵州贵阳·期末)如图甲所示是探究并联电路中电流特点的实验电路图。
(1)按图接线,电流表接入电路图中的A点,这是为了测量小灯泡 所在支路的电流。闭合开关后,发现灯不亮,亮,且电流表的指针不偏转,产生这种现象的原因可能是灯 (选填“短路”或者“开路”);
实验序号
1
0.2
0.3
2.5
2
0.4
0.3
0.7
3
0.1
0.3
0.4
(2)排除上述故障后进行实验,三组实验的数据记录如上表,其中某次电流表示数如图乙所示,分析表中数据可发现其中一处记录的 A(填表中数据)有误,造成错误的原因是 。改正错误后,上述实验可得结论: (用公式表示)
(3)改变实验条件进行多次实验可验证规律的普遍性,其中第2、3组实验是采用了 (选填“改变电池数量”、“更换不同规格的灯”或“互换两奵的位具”)方式改变实验条件的,理由是 。
【答案】 开路 2.5 电流表选用小量程却按大量程读数了 更换不同规格的灯 同一条支路的电流不变
【详解】(1)[1]由图甲可知,电流表接入电路图中的A点,与灯泡串联,这是为了测量小灯泡所在支路的电流。
[2]闭合开关后,发现灯不亮,亮,且电流表的指针不偏转,则说明电路是断开的,即与电流表串联的开路。
(2)[3]根据表中数据可知:第2、3组数据满足
而第1组数据
故小明记录的实验数据中2.5A这个数据存在问题。
[4]根据电流表大小量程之比为5∶1,造成该数据错误的原因应该是电流表选用小量程却按大量程读数了,实际电流为
[5]改正错误后,由得出的实验数据可得出:在并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,即
(3)[6][7]通过对上面的数据分析可知,第2、3两次实验是更换其中一条支路中的小灯泡,即更换不同规格的灯来进行的;判断的依据是同一条支路的电流不变。
4.(23-24九年级上·河南南阳·期末)同学们在实验室利用图甲所示的电路探究“并联电路中电流的特点”。
(1)连接电路时,开关应 ;第1组的同学按图甲连接好电路后,闭合开关发现两盏灯都亮,由于导线较凌乱,不能判断两盏灯是串联还是并联,以下操作及现象能判断出电路连接方式的是 ;
A.拧下一个灯泡,另一个灯泡仍能亮 B.拆掉一根导线,两个都不亮
C.断开开关,两个都不亮 D.观察两个灯的亮度不同
(2)某同学在测量电流时,发现电流表指针如图乙所示,原因是 ;
(3)图丙是他们对照图甲连接的实物电路图,此时电流表测的是 (选填“A”、“B”或“C”)处的电流;
(4)实验结束后,第2组的同学又利用实验器材连接了如图丁所示的电路,当开关S由断开到闭合时,电流表A1的示数 ,电流表A2的示数 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】 断开 A 电流表正负接线柱接反 C 不变 变大
【详解】(1)[1]为了电路安全,在连接电路时要将开关断开。
[2]并联电路各支路互不影响,所以判断电路串并联时,可以将其中一盏灯泡拆掉,观察另一盏灯的发光情况,若另一盏灯不能发光,则为串联电路;若另一盏灯仍能发光,则为并联电路。拆掉一根导线或断开开关,若位置在干路或电路串联,则两灯都不亮;灯的亮度不能说明电路的连接方式。
故选A。
(2)[3]图中电流表指针反偏,原因是电流表正负接线柱接反,电流从电流表负接线柱流进。
(3)[4]实物图中电流表接在干路上,所以测量的是干路的总电流,即图甲的C处的电流。
(4)[5][6]电流表A1测量L1所在支路的电流,并联电路各支路互不影响,所以开关S由断开到闭合,电流表A1的示数不变。电流表A2测量干路电流,开关S由断开到闭合,多了一个支路电流,所以电流表A2的示数变大。
5.(23-24九年级上·河南商丘·期末)在“探究并联电路中电流规律”的实验中,实验电路如图所示。
实验序号
IA/A
IB/A
IC/A
1
0.46
0.18
0.28
2
0.36
0.20
0.16
3
0.7
0.32
0.38
(1)在连接电路时发现,刚接好最后一根导线,电流表的指针就发生了偏转,由此可知连接电路时,错误的操作是 ;
(2)排除故障后,测得A、B、C三处的电流分别为IA、IB、IC,更换多组 (填“相同”或“不同”)规格的灯泡重复实验,部分实验数据如表所示;
(3)分析实验数据可得:在并联电路中,干路电流与各支路电流的关系是 (写出关系式);
(4)本实验要进行多次实验的目的是 ;
(5)如在图甲中A、C两点同时接入两块电流表,闭合开关,发现两表示数相等,小明同学认为出现上述现象的原因是L2被短路。该说法是否正确? ;若正确,写出理由;若不正确,分析出现该实验现象的原因并写出分析过程: 。
【答案】 未断开开关 不同 IA=IB+IC 寻找普遍规律 不正确 因为并联电路中,一条支路短路都短路,所以应是L2断路
【详解】(1)[1]刚接好最后一根导线,电流表指针就发生偏转,说明此时最后一根导线刚接好,电路就连通了,即在连接电路过程中,开关是闭合的。
(2)[2]为让数据具有普遍性,应该改变各条支路中的电流进行多次测量。在电源电压不变的情况下,改接不同规格(电阻不同)的小灯泡,可以改变支路中的电流,达到寻找普遍规律的目的。
(3)[3]分析三次数据,均发现
即通过两条支路电流的和等于干路电流。所以得到的结论是:并联电路中,支路电流之和等于干路电流
(4)[4]为让数据具有普遍性,由其得出的结论具有普遍性,应该改变各条支路中的电流进行多次测量。
(5)[5][6]该说法是错误的,因为并联电路各条支路是并联的,如果一条支路被短路了,其他支路也是处于短路状态,此时电路中电流极大,电流表指针偏转到最大数值的刻度线右侧或者被烧毁,不会出现那两块电流表的示数相等的现象。一条支路电流与干路电流相等,说明另外一条支路电流为0,即另外一条支路断开了。
6.(23-24九年级上·陕西延安·期末)在“探究并联电路的电流规律”实验中,小丽在老师的指导下,设计了如图甲所示的电路图。
(1)连接电路时,由于电流大小未知,应先用电流表 (选填“大”或“小”)量程进行试触;电流表应 (选填“串联”或“并联”)在被测电路中;
(2)小丽把电流表接入A点,当闭合开关S时,发现电流表指针偏转情况如图乙所示 ;
(3)排除故障后,小丽测出了L1支路上的电流IA=0.8A,然后把电流表依次接入电路分别测量出L2支路电流IB、干路电流IC,两次电流表的指针偏转均如图丙所示,则IB= A,IC= A;
(4)小丽由此数据得出并联电路中干路电流和各支路电流的关系。其他同学指出她只测出一组数据就得出结论不合理,理由是 。小丽接下来的操作应该是 。
【答案】 大 串联 电流表正负接线柱接反了 0.2 1 只做一次实验,结论具有偶然性 换用不同规格的小灯泡多次实验
【详解】(1)[1][2]电流大小未知时,应该选用大量程进行试触;测量电流时,电流表应与被测电路串联在电路中。
(2)[3]测量电流时,电流要从电流表正接线柱流入,从负接线柱流出,如图乙电流表指针会反向偏转,说明电流表正负接线柱接反了。
(3)[4][5]L1支路上的电流IA=0.8A,测量出L2支路电流I2、干路电流I,两次电流表指针所指位置相同,因为干路电流大于支路电流,所以测干路电流时,电流表用大量程,分度值为0.1A,电流表的读数为1A,;测L2支路电流时,电流表选用的是小量程,示数为。
(4)[6][7]只做一次实验,结论具有偶然性,不合理。小丽接下来的操作应该换用不同规格的灯泡多次测量,寻找普遍规律。
【题型2 探究串联电路和并联电路中电压的特点】
7.(23-24九年级上·辽宁盘锦·期末)小明利用如图甲所示电路“探究申联电路电压的规律”。
(1)实验中应选择规格 (选填“相同”或“不同”)的小灯泡;
(2)正确连接电路后,小明测出L1两端电压后,保持电压表B连接点不动,断开A连接点,并改到C连接点上,测量L2两端电压,电压表可能会出现下列哪种现象_________。(选填图乙中的A、B或C)
A. B. C.
(3)小明多次正确实验测出AB、BC、AC间的电压并记录在如下表格中,分析实验数据得出结论:串联电路总电压等于 。
次数
1
2.4
1.4
3.8
2
1.9
1.9
3.8
3
1.5
2.3
3.8
【答案】(1)不同
(2)A
(3)各用电器两端电压之和
【详解】(1)为了避免实验的偶然性,使探究得出的结论具有普遍意义,应该选取不同的小灯泡进行实验。
(2)测出L1两端的电压,A与电压表的正接线柱相连,小明将与A点相连的导线改接到C点,则会造成电流从负接线柱流入了,会使电压表指针反向偏转,故A符合题意,BC不符合题意。
故A。
(3)根据表格数据可知,AC两端电压等于AB和BC两端电压之和,因此可得结论为:串联电路总电压等于各用电器两端电压之和。
8.(23-24九年级上·湖北武汉·期末)小明同学在“探究串联电路的电压规律”实验中,设计了如图甲所示的电路。
(1)连接电路前,小明发现电压表指针如图乙所示,接下来他要对电压表进行的操作是 ;
(2)实验中应选择 规格的小灯泡L1、L2连接电路,将电压表的两端分别连到A与B、B与C、A与C,测量电压UAB、UBC、UAC,合理更换器材重做上述实验,并将测得的数据记录在表格中:
实验次数
UAB/V
UBC/V
UAC/V
1
2.0
2.4
4.5
2
2.4
2.1
4.5
3
1.5
3.0
4.5
该同学进行3次实验的主要目的是为了 (选填“寻找普遍规律”或“减小实验误差”);
(3)小明为了节省时间,利用原来的电路图,在测L2两端的电压时,电压表所接的B接点不动,只断开A接点,这个方法 (选填“能”或“不能”)测出L2两端的电压,理由是 。
【答案】 调零 不同 寻找普遍规律 不能 电压表正负接线接反了
【详解】(1)[1]连接电路前,小明发现电压表指针如图乙所示,指针没有指在零刻度线处,接下来他要对电压表进行的操作是调零。
(2)[2]为得出普遍性的结论,实验中应选择不同规格的小灯泡。
[3] 在“探究串联电路的电压规律”实验中,多次实验的目的是寻找普遍规律,避免偶然性。
(3)[4][5]已测出L1两端的电压,与B相连的为电压表正接线柱,小明为了节省时间,在测L2两端的电压时,电压表所接的B接点不动,并把接线改接到C接点上,不能测出L2两端的电压,理由是电压表正负接线接反了。
9.(23-24九年级上·陕西西安·期末)在“探究串联电路的电压规律”实验中,小明同学设计了如图1所示的电路。
(1)在连接电路时发现,刚接好最后一根导线,电压表的指针就发生了偏转,由此可知在连接电路时,小明忘了 。若电压表的指针偏转情况如图2所示,则造成这种情况的原因是 ;
(2)测完AB两点间的电压后,小明将接在A点的导线改接到C点,来测BC两点间的电压,他能不能测出BC两点间的电压? (选填“能”或“不能”),原因是 ;
(3)小明正确实验,分别测出AB、BC、AC间的电压并记录在表格中,分析实验数据得出结论:串联电路总电压等于各部分电路两端电压之和;
1.0
1.4
2.4
你认为小明得出的结论是 (选填“可靠”或“不可靠”)的,为了得出普遍规律,小明应该 ;
(4)实验结束后,小明在烧杯中加入盐水,然后将连在电压表上的铜片和锌片插入盐水中,如图3所示,这样就制成了一个盐水电池。观察电压表的指针偏转情况可知:自由电子的运动方向是从 (选填“电压表到铜片”或“铜片到电压表”)。
【答案】 断开开关 电压表量程选择过大 不能 电压表正负接线柱接反了 不可靠 更换规格不同的灯泡进行多次实验(合理即可) 电压表到铜片
【详解】(1)[1][2]在连接电路时发现,刚接好量后一根导线,电压表的指针就发生了偏线,由此可知在连接电路时,小明忘了断开开关,若电压表的指针偏转情况如图2所示,指针偏转角度过小,则造成这种情况的原因是电压表选用的量程过大。
(2)[3][4]已测出L1两端的电压,与A相连的为电压表正接线柱,与B相连的为电压表的负接线柱,测完AB两点间的电压后,小 明将接在A点的导线改接到C点,来测BC两点间的电压,他不能测出BC两点间的电压,理由是电压表正负接线接反了。
(3)[5][6]根据一组数据得出的结论有偶然性,小明得出的结论是不可靠的,为了得出普遍规律,小明应该更换规格不同的灯泡进行多次实验。
(4)[7]观察电压表的指针偏线情况如上图所示,可知电流从电压表正接线柱流入,即电流从铜片到“3”接线柱,根据电流的 方向与自由电子的方向相反,故自由电子的运动方向是从电压表到铜片。
10.(23-24九年级上·广东湛江·期末)学校物理小组的同学分组进行“探究串联电路电压规律”的实验活动:
次数
1
1.0
2.0
3.0
2
1.5
3.0
4.5
3
2.0
4.0
6.0
(1)如图,连接电路时,开关应该处于 状态;
(2)闭合开关后,电路中小灯泡、都不亮,电压表有示数,对此,下列判断中正确的是 ;
A.灯断路 B.灯断路 C.开关S断路 D.灯短路
(3)排除故障后,小华同学认为为节省实验时间,测完电压后,只将电压表在A点接线改接C点,使电压表与并联即可测出两端电压,这种做是否正确 ,原因是: ;
(4)第一组的小田分别测出AB、BC、AC间的电压并记录在上面表格中,发现:串联电路总电压等于 。由表中实验数据可知:小田同学主要通过 方式来多次实验;
A.更换不同规格的小灯泡
B.更换不同的电源
C.同时更换了电源和小灯泡
【答案】 断开 A 不正确 电压表正负接线柱接反了 各部分用电器两端电压之和 B
【详解】(1)[1]为保护电路,连接电路时,开关应该断开。
(2)[2]闭合开关后,两灯串联,电路中小灯泡L1、L2都不亮,电压表有示数,说明有电流通过电压表,则L2通路,两灯都不亮,应该是灯L1断路,故A正确,BCD错误。
故选A。
(3)[3][4]在使用电压表时,电流一定要从电压的正接线柱流入,从负接线柱流出。小华同学为节省实验时间,测完L1电压后,只将电压表在A点接线改接C点,会导致电压表正、负接线柱接反,这种做法不正确。
(4)[5][6]实验中给了三组数据,得出
UAC=UAB+UBC
即串联电路总电压等于各部分电路两端电压之和。三组数据的总电压大小不一样,说明更换了电源,故AC不符合题意,B符合题意。
故选B。
11.(23-24九年级上·福建莆田·期末)“探究串联电路的电压规律”的实验电路图如图甲所示。
(1)为了使结论具有普遍性,L₁、L₂应该选择 规格的小灯泡。小明根据图甲连接好电路,闭合开关,电压表示数如图乙所示,为了使测量结果更精确,接下来他应该 ;
(2)在测量L₂两端电压时,小明保持电压表所接的B接点不动,断开A接点,改接到C接点上,用这种方法 (选填“能”或“不能”)测出L₂两端的电压,原因是 ;
(3)更换灯泡经过多次实验得到的数据记录在表中,分析数据可得到串联电路的电压规律是 (用U₁、U₂、U表示)。
实验次数
U₁/V
U₂/V
U/V
1
1.0
2.0
3.0
2
1.7
1.3
3.0
3
2.2
0.8
3.0
【答案】 不相同 断开开关,电压表换用小量程进行实验 不能 电压表正负接线柱接反 U=U₁+U₂
【详解】(1)[1]探究串联电路的电压特点的实验中,为了避免偶然性,寻找普遍规律,我们要选择不同规格的小灯泡进行多次实验。
[2]根据图乙电压表的示数可知,电压表偏转的角度偏小,原因是电压表选择的量程大了,这样会导致误差较大,为了使测量结果更精确,接下来他应该断开开关,电压表换用小量程进行实验。
(2)[3][4]测出L1两端的电压后,小明断开开关,将与A点相连的导线改接到C点,这样会导致电压表的正负接线柱接反,电压表的指针会反偏,故用这种方式不能测出L2两端的电压。
(3)[5]由表中数据可知
3.0V =1.0V + 2.0V
3.0V = 1.7V+ 1.3V
3.0V = 2.2V + 0.8V
故可以得出结论:在串联电路中,电路两端总电压等于各用电器两端的电之和,即
U=U1+U2
12.(23-24九年级上·陕西咸阳·期末)某小组用如图甲所示电路“探究串联电路的电压规律”,实验情况如下:
(1)小明按照图甲所示的电路图连接实物电路,把电压表接在之间测量两端的电压时,电压表示数如图乙所示。则电压表示数为 V;为了使实验结果更精确,接下来的正确操作是: ;
(2)更换不同规格灯泡,完成三次实验,目的是 (选填“寻找普遍规律”或“减小实验误差”);
(3)小亮设计了如图丙所示的电路来“探究串联电路中的电压规律”,他设想当单刀双掷开关接a时,电压表测两端的电压;单刀双掷开关接b时,电压表测两端的电压,后来他实际操作发现,该电路不能完成这个探究实验,原因是 。
【答案】 2.0 将电压表改接小量程 寻找普遍规律 电压表正负接线柱接反了
【详解】(1)[1]图中电压表连接的是大量程,分度值为0.5V,示数为2.0V。
[2]电压表示数小于电压表小量程的最大测量值,所以为了使实验结果更精确,接下来的正确操作是将电压表改接为小量程。
(2)[3]为了避免偶然性,寻找普遍规律,实验时要更换不同规格灯泡,完成三次实验。
(3)[4]开关接a时,电压表测两端的电压;单刀双掷开关接b时,电压表测两端的电压,会导致电压表正负接线柱接反,电流从电压表负接线柱流进,电压表指针会反偏,可能会导致电压表损坏,所以该电路不能完成这个探究实验。
【题型3 探究影响导体电阻大小实验】
13.(23-24九年级上·江苏扬州·期末)在探究“电阻的大小与哪些因素有关”的实验中,采用如图所示的实 验装置,a、b、c是镍铬合金制成的三根导线,a、b长度相同但粗细不同,a、c粗细相同而长短不同,导线d由锰铜合金制成,长短、粗细与导线b相同;
导线代号
a
b
c
d
电流表示数
1.1A
1.3A
2.2A
2.7A
(1)实验中电流表的示数越大,对应的导线电阻越 ,此处运用到的物理研究方法是 ;
(2)依次将导线b、c、d替换导线a接入电路,电流表对应的示数如表所示:
①选导线 a、b比较是为了探究导线电阻的大小与 的关系;
②由实验数据可知:导线电阻的大小与材料有关,用相同材料制成的导线长度越长,横截面积越 ,电阻越大。
【答案】 小 转换法 横截面积 小
【详解】(1)[1][2] 实验中通过电流表的示数大小反映电阻大小,电流表示数越大,说明对应的导线电阻越小,这种研究方法叫做转换法。
(2)[3] 导线 a、b 的材料,长度都相同但粗细(横截面积)不同,b的横截面积较大,是为了探究导线电阻的大小与横截面积的关系;
[4]由表格数据可知,通过a的电流小于c的电流,通过a的电流小于b的电流,所以可以得出在材料相同时,导线长度越长,横截面积越小,电阻越大的结论。
14.(23-24九年级上·陕西西安·期末)小明发现在探究导体导电性时通常使用的都是固体金属丝,小明提出如果用液体进行实验,得出的结论是否相同呢?于是小明和同桌小红将金属丝替换为食盐水,并用电流表、开关和电源(6V)组成如图甲所示实验装置。
(1)食盐水导电能力的强弱无法直接观察出来,小明和小红是根据 判断食盐水的导电能力的;
(2)在设计装置时小明和小红关于使用电流表还是小灯泡产生了不同的想法,小明提出 。所以使用电流表会更合适些,小红听后也同意了小明的想法;
(3)小明和小红得出的实验数据如下表所示:
实验序号
金属板间的距离/cm
食盐质量/g
食盐水温度/℃
电流表示数/A
1
2
0
16
0.02
2
2
5
16
0.22
3
2
10
16
0.30
4
4
25
16
5
4
25
25
0.56
6
4
25
35
0.58
7
5
25
45
0.60
8
6
25
45
0.32
9
7
25
45
0.20
①第4次实验时电流表的示数如图乙所示,则相较于第1次实验时,电流表的示数变化了 A;
②分析第1,2、3组数据,可以验证食盐水导电性和 有关;
③分析第 组数据,可以得出结论:食盐水温度越高,其导电性越强;
(4)小明还想要探究液体导电性与接入电路中液体的横截面积大小的关系,他应该怎么操作 ;
(5)绝缘油是石油的一种分馏产物,呈黄色透明液体、其主要的作用是在变压器中散热和冷却,保持对绕组的绝缘状态,根据该实验结论,你认为应该如何增强绝缘油的绝缘性? 。
【答案】 电流表示数 电流表可以精确测量电流,而灯泡在电阻变化不大时无法显示电阻大小 0.5 盐水的浓度 4、5、6 使用同一个杯装盐水,改变极板插入盐水的深度,观察电流表的示数 降低绝缘油的温度、增大绝缘油的长度、减少杂质
【详解】(1)[1]食盐水导电能力的强弱无法直接观察出来,可以根据电流表的示数判断食盐水的导电能力的,示数越大,导电能力越强。
(2)[2]实验时,电流表可以精确测量出电流,而灯泡在电阻变化不大时无法通过亮度显示电阻大小,所以使用电流表会更合适些。
(3)①[3]第4次实验时电流表的示数如图乙所示,量程为0~0.6A,示数为0.52A,相较于第1次实验电流表的示数变化了
ΔI=0.52A﹣0.02A=0.5A
②[4]分析第1、2、3组数据,盐水浓度改变,电流也发生变化,可以验证食盐水导电性和盐水的浓度有关。
③[5]要探究食盐水温度与导电性能的关系,需控制金属板间的距离、食盐水浓度不变,改变食盐水温度,所以应分析第4、5、6数据。
(4)[6]要探究液体导电性与接入电路中液体的横截面积大小的关系,应该控制极板间距离,改变横截面积,所以可以改变极板插入盐水的深度。
(5)[7]根据7、8、9数据可知,温度和浓度相同时,金属板间的距离越大,电流越小,说明导电能力越差。所以要增强绝缘油的绝缘性,保持对绕组的绝缘状态,根据该实验结论,可以增大绝缘油的长度。
15.(23-24九年级上·山西吕梁·期末)复合材料是人们运用先进的材料制备技术,将不同性质的材料优化组合而成的新材料。生活中的合金作为一种重要的复合材料,通常由起搭建作用的基体材料和分散于其中的增强材料两部分组成。两种材料的共同作用,使合金具有不同特性。下表提供了黄铜和青铜两种合金的部分信息。
合金
基体材料
增强材料
特性
应用
黄铜
铜
锌
易加工
仪表
青铜
铜
锡
耐磨
齿轮
现有两卷粗细相同的黄铜线和青铜线,请你添加合适的器材,设计一个实验方案,比较黄铜和青铜的导电性哪个强。(温馨提示:注意实验方案的可操作性)
(1)实验器材: ;
(2)实验步骤: ;
(3)实验结论: 。
【答案】 两节干电池、开关、定值电阻、电流表、导线 见解析 见解析
【详解】(1)[1]比较黄铜和青铜的导电性强弱,需要将导线接入电路中,故需要电池、开关、导线,还需要电流表显示不同材料的导电性能,还需要一个定值电阻保护电路,故实验器材有两节干电池、开关、定值电阻、电流表、导线。
(2)[2]由于实验的变量是黄铜线与青铜线,材料不同,需要控制长度相同,故选取长度相同的黄铜线与青铜线(长度要较长);再将黄铜线与青铜线分别接入电路,利用导线将两节干电池、开关、定值电阻、电流表、黄铜线串联起来,闭合开关,记录电流表的示数;③断开开关,用青铜线取代黄铜线接入电路中,闭合开关,记录电流表的示数;比较电流表的示数,判断导电性能的强弱。
(3)[3]电流表的示数越大,说明导电性能越强,故结论为若,则说明黄铜线的导电能力强;若,则说明青铜线的导电能力强。
16.(23-24九年级上·广西北海·期末)学习了电学知识后,小明对发光二极管和小灯泡的特性产生了浓厚的兴趣,如图甲,他把两种不同的金属片A、B插入柠檬,制成的“水果电池”与电压表连接在一起,电压表示数为0.3V。
(1)若把图甲中的电压表换为图乙中的二极管,由于发光二极管具有 性,要使二极管发光,应把二极管负极与金属片 (选填“A”或“B”)连接;
(2)二极管与水果电池连接后发出微弱的光,此时水果电池主要把 能转化为 能;
(3)图丙是一种玻璃彩灯,某同学将一只彩灯的玻璃外壳弄碎,留下玻璃芯H和灯丝S,小明利用实验室的实验器材连接成如图丁所示的电路。然后用火焰给彩灯灯丝S加热,发现电流表A示数变小,由此可知:灯丝温度升高,电阻变 ;
(4)过一段时间,彩灯灯丝S烧断,电流表A无示数,小明用酒精喷灯给玻璃芯H加热至红炽状态,电流表A又有示数,且示数变大,灯泡L发光,根据这一现象,请提出一个可以探究的问题: 。
【答案】 单向导电 B 化学 电 大 绝缘体在什么条件下可转化为导体
【详解】(1)[1][2]二极管具有单向导电性,电流要从电压表正接线柱流入,从负接线柱流出,A为水果电池的正极,B为水果电池的负极,因当电流从“+”极流入时二极管能通电且发光,故金属片B要接二极管负极。
(2)[3][4]水果电池具有化学能,它连接好二极管后,二极管发出微弱的光,产生了电能,此时水果电池主要实现了把化学能转化为电能。
(3)[5]用火焰给彩灯灯丝S加热,电源电压不变,电流表的读数变小,由可知,电阻变大,由此可知:灯丝温度升高,电阻变大。
(4)[6]用火焰给玻璃芯H加热至红炽状态,电流表A示数变大了,由可知,灯丝温度升高,电阻变小,原因是玻璃加热到一定程度后,其由绝缘体变成了导体。根据这一现象,请提出一个可以探究的问题:绝缘体在什么条件下可转化为导体。
17.(23-24九年级上·安徽蚌埠·期末)如图甲所示,在“探究影响导体电阻大小因素”的实验中:导线 a、b、c粗细相同,b、d 粗细不同,a、b、d长度相同,根据实验回答下列问题:
(1)实验中,通过观察 来比较电阻的大小;
(2)取 (选填“a”、“b”、“c”或“d”)两根导体分别接入电路中,可探究电阻大小跟导体横截面积的关系;
(3)分别将a和b两导体接入电路进行实验,发现电流表的示数不同,说明电阻的横截面积和长度一定时,导体的电阻还与材料 (选填“有关”或“无关”);
(4)把一段钨丝与 M、N相连,如图乙,闭合开关,用酒精灯给钨丝加热,发现电流表示数变小,这表明:温度升高,钨丝的电阻变 。
【答案】 电流表示数 bd 有关 大
【详解】(1)[1]当电路接入不同的导体时,可通过观察电流表示数来比较导体电阻的大小,采用的是转换法。
(2)[2]为了探究电阻大小跟导体的横截面积之间的关系,故需要选择横截面积不同,长度和材料相同,故选择b、d接入电路。
(3)[3]a和b两导体长度粗细相同,材料不同,故电流表示数不同,说明电阻与材料种类有关。
(4)[4]闭合开关后,用酒精灯给钨丝加热,观察到电流表示数变小,说明电路中电阻增大,这表明:温度升高,钨丝的电阻增大。
18.(23-24九年级上·江西抚州·期末)“探究影响导体电阻大小的因素”的实验装置如图所示,在实验中使用四根电阻丝,其中A是锰铜合金丝,B、C和D是镍铬合金丝。
【设计实验】
(1)实验中通过观察 比较电阻丝电阻的大小,这里采用的研究方法是 ;
(2)将编号为A、B的电阻丝分别接入电路进行实验,发现接B导线时,灯泡明显变暗;
【分析】
(3)分析可得出初步结论:导体的电阻大小与导体的 有关;
(4)进一步分析可得,锰铜合金和镍铬合金, 更适合制作电阻器的主要材料;
(5)将编号为 的电阻丝分别接入电路进行实验,可探究导体的电阻大小与横截面积的关系;
【交流】
(6)实验过程中某小组同学更换电阻丝后发现小灯泡亮度变化不明显,你认为可以添加 能更好的完成该实验;
【应用】
(7)分别将编号为C、D的电阻丝接入电路进行实验,其得到的实验结论被实际应用到了 (填字母)的工作原理中。
A.电池保护开关 B.感应灯开关
C.酒精检测仪元件 D.音量旋钮开关
【答案】 灯泡的亮暗 转换法 材料 镍铬合金 BC 电流表 D
【详解】(1)[1][2]将不同的电阻丝接入电路,电流大小不同,灯泡亮度不同,因此实验中是通过观察灯泡亮度来比较电阻大小的,这种研究问题的方法叫做转换法。
(3)[3]A、B的电阻丝的长度相同、横截面积相同,材料不同,若把A、B分别接入电路进行实验,发现接B导线时,灯泡明显变暗,说明导体的电阻大小与导体的材料有关。
(4)[4]A是锰铜合金丝,B是镍铬合金丝,接B导线时,灯泡明显变暗,说明镍铬合金丝的电阻较大,镍铬合金丝更适合制作电阻器。
(5)[5]要探究导体的电阻大小与横截面积的关系,需要控制材料和长度相同,改变横截面积,BC电阻丝符合题意。
(6)[6]发现小灯泡的亮度变化不明显,则电路的电流变化较小;由于电流表能精确测量电流的大小,所以可在电路中串联一个电流表代替小灯泡完成实验。
(7)[7]如果选用编号为C、D两根电阻丝进行实验,即此时的材料和横截面积相同,但长度不同,从而得出结论:在材料和横截面积相同,导体长度越长,电阻越大。
ABC.电池保护开关、感应灯开关和酒精检测开关,主要是由半导体材料制成的,故ABC不符合题意;
D.音量旋钮开关,靠改变电阻的长度来改变电阻,故D符合题意。
故选D。
【题型4 探究电流与电压的关系】
19.(23-24九年级上·安徽亳州·期末)为了“探究电流与电压关系”,某小组利用5Ω的定值电阻接入电路中进行实验,所接电源电压为4V,滑动变阻器规格为“1A,20Ω”。
实验次数
1
2
3
4
5
电压U/V
0.5
1
1.5
2
2.5
电流I/A
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
(1)为了完成实验,请用笔划线代替导线将电路连接完整,要求开关闭合时滑片在最左边;
(2)实验时,老师要求该小组同学测量五组数据,但该小组只测了四组,记录的数据如表格所示,老师看到数据后立即指出第 次数据并不是直接测量所得。
【答案】 1
【详解】(1)[1]如电路图所示,在探究电流与电压关系的实验中,定值电阻与滑动变阻器串联,为了电路安全,滑动变阻器的滑片应该在接入电路电阻阻值最大处,题目要求开关闭合时滑片在最左边,所以应该把滑动变阻器右下接线柱与定值电阻左端接线柱连接起来,如下图所示:
(2)[2]由表中数据可知,当定值电阻两端电压为0.5V时通过电路的电流为0.1A,根据串联电路电压规律,滑动变阻器两端的电压为
则滑动变阻器应该接入电路电阻的阻值为
因为滑动变阻器的最大阻值为20Ω,所以可以判定出第1次的数据并不是直接测量所得。
20.(23-24九年级上·福建泉州·期末)小华用如甲所示装置探究电流与电压的关系,电源电压3V恒定不变,滑动变阻器规格为“30Ω 2A”。
(1)请用笔画线代替导线。在图甲中完成电路连接,要求滑片P向右滑动时,电流表的示数变小;
(2)连接好电路闭合开关后,移动滑片发现,电流表无示数,电压表有示数,则出现该故障的原因可能是 ;
(3)排除故障后,改变滑片位置,记录实验数据如下表,空白处的电流如图乙所示,为 A,根据表中数据可归纳得出结论: ;
电压U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
电流I/A
0.10
0.20
0.40
0.50
0.60
(4)为了进一步探究电流与电阻的关系,又找来10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻继续实验。
①将滑动变阻器滑片置于阻值最大处,闭合开关,缓慢移动滑片,接下来用10Ω的电阻替换原电阻,应将滑片向 (选填“左”或“右)滑动,使电压表示数仍为1V,记录电流表示数。再将15Ω、20Ω的定值电阻分别接入电路;
②当将20Ω的电阻接入电路进行实验时,发现无论如何调节滑片都无法满足预设电压为1V的条件。为使该电阻也能完成实验,小华认为可以改变电压表的预设电压 V。同组的小明认为不改变电压表预设值也可解决上述问题,小明利用现有器材解决了上述问题,他采取的操作可能是 (列举一种方法即可)。
【答案】 定值电阻断路 0.3 电阻一定时,电流跟电压成正比 右 1.2 见解析
【详解】(1)[1]要求滑片P向右滑动时,电流表的示数变小,说明接入电路中的阻值变大,故变阻器要用电阻丝左端的接线柱连入电路,电路图如下:
(2)[2]电流表无示数,说明电路可能断路了。电压表有示数,说明电压表与电源正负极间是接通的,与电压表并联的电路部分发生了断路,故可能是定值电阻断路了。
(3)[3]电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.30A。
[4]根据表中数据可知
即电压与电流的比值为定值,故二者成正比。所以,可得结论:电阻一定时,电流与电压成正比。
(4)①[5]在探究电流与电阻有关系时,应控制电阻两端电压不变。定值电阻阻值为5Ω时,其两端电压为1V。当将5Ω电阻换成10Ω电阻时,根据串联电路分压特点可以知道,定值电阻两端电压升高了,会大于1V。此时,应该通过变阻器调小电路的电流,以减小定值电阻两端电压。要使电路中电流减小,则应将变阻器滑片向右移动。
②[6]当将20Ω 的电阻接入电路进行实验时,即将变阻器阻值调到最大30Ω,此时定值电阻两端电压为
即将20Ω电阻连入电路中时,其两端电压最小为1.2V。故为完成实验,可以将预设电压调为1.2V。
[7]定值电阻两端的电压为1V,阻值为20Ω;电源电压为3V,则滑动变阻器两端的电压为2V,则有
解得滑动变阻器的阻值为40Ω,而滑动变阻器规格为“30Ω 2A”。根据串联电路电阻特点可知,可以把10Ω或15Ω的电阻串联接入电路,以分担电压,使定值电阻两端的电压为1V。
21.(23-24九年级上·陕西西安·期末)小西和同学们在“探究电流与电压的关系”的实验中,实验电路如图甲所示,电源电压恒为3V,定值电阻R的阻值为5Ω。
实验序号
1
2
3
4
5
U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
I/A
0.1
0.3
0.4
0.5
(1)连接电路时,开关应 ,闭合开关前应将滑动变阻器滑片P调至 (选填“A”或“B”)端;
(2)连接好电路后,闭合开关,发现电压表有示数,电流表无示数,此时电路的故障可能是定值电阻 路;
(3)排除故障后,第2次实验中电流表的示数如图乙所示,为 A;
(4)将多次实验测得的数据记录在表格中,分析数据可得:在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成 ;
(5)以下实验中,与此实验中进行多次测量的目的相同的是 ;
A.用刻度尺测量长度
B.探究杠杆的平衡条件
(6)完成此实验后,同学们还想探究“电流与电阻的关系”,又添加了10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的电阻,实验中保持定值电阻两端电压为1.5V不变。将5Ω电阻换成10Ω电阻后,为保持电压表的示数仍为1.5V,应将滑动变阻器滑片P向 (选填“A”或“B”)端移动。为了完成本实验,滑动变阻器的最大阻值不得小于 Ω。
【答案】 断开 A 断 0.2 正比 B A 25
【详解】(1)[1]为了保护电路,连接电路时,开关必须断开。
[2]正确连好电路后,为保护电路,闭合开关前,要将滑动变阻器的滑片P调至阻值最大处,即A端。
(2)[3]电流表无示数,说明电路可能断路,电压表有示数,说明电压表、电流表、滑动变阻器、开关与电源是通路,故电路故障可能是定值电阻断路。
(3)[4]由图乙可知,电流表选用小量程0-0.6A,分度值为0.02A,示数为0.2A。
(4)[5]分析表中的数据可知,电压与电流的比值是一个定值,故可得出结论:在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
(5)[6]本实验中进行多次测量的目的是得出普遍性的规律,用刻度尺测量长度多次测量是为了取平均值从而使结果更准确,探究杠杆的平衡条件时,多次测量也是为了得出普遍性的规律,故选B。
(6)[7]根据串联分压原理可知,将定值电阻由5Ω换成10Ω,电阻增大,其分得的电压也增大,为保持电压表的示数不变,应增大滑动变阻器分得的电压,故需增大滑动变阻器连入电路中的电阻,滑片应向A端移动。
[8]电阻两端的电压始终保持UV=1.5V,根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压为
U滑=U-UV=3V-1.5V=1.5V
变阻器分得的电压与电压表示数相同,根据分压原理,当调到定值电阻的电压为1.5V时,滑动变阻器接入电路中的电阻与定值电阻阻值相同,由题意可知实验用定值电阻的最大阻值为25Ω,所以为了完成本实验,滑动变阻器的最大阻值不得小于25Ω。
22.(23-24九年级上·安徽安庆·期末)小明在“探究电流与电压的关系”时,设计了如图甲所示电路,电源电压为6V且保持不变,R是阻值为5Ω为定值电阻。
(1)实验前,应断开开关S,将滑动变阻器的滑片移动到最 (填“左”或“右”)端;
(2)正确连接电路后,闭合开关S,小明发现电压表有示数但电流表无示数,出现此故障的可能是 (填正确选项前的字母);
A.滑动变阻器短路 B.电流表断路 C.电阻R短路 D.电阻R断路
(3)排除故障后,小明继续进行多次实验,记录数据,得出结论;
(4)完成该实验后小明又选取了阻值分别为10Ω、20Ω的两个定值电阻,利用这两个定值电阻和原有实验器材继续“探究电压不变时,电流与电阻的关系”绘制了如图乙所示的图像,为完成整个实验,应该选取滑动变阻器规格是 (填正确选项前的字母)
A.20Ω;1.0A B.30Ω;1.0A
C.40Ω;0.3A D.50Ω;1.0A
【答案】 右 D D
【详解】(1)[1]为了避免闭合开关时电路中的电流过大,闭合开关前应将滑动变阻器的滑片移动到阻值最大处,即滑片移动到最右端。
(2)[2]电流表无示数说明电路中有断路,电压表有示数说明电压表能正常测电源电压,故应是和电压表并联的用电器断路,即定值电阻断路,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
(4)[3]由图乙可知,当定值电阻为5Ω时,电路中的电流为0.4A,故滑动变阻器允许通过的最大电流最小为0.4A,由图乙可知,实验中控制定值电阻两端电压为
则滑动变阻器两端电压为
根据串联分压,当定值电阻的阻值最大时,滑动变阻器接入的阻值最大,为
故滑动变阻器的最大阻值最小为40Ω,故ABC不符合题意;D符合题意。
故选D。
23.(23-24九年级上·福建厦门·期末)用图甲电路探究电流与电压、电阻的关系。
(1)请用笔画线代替导线将图乙中的实物图连接完整,并使滑动变阻器滑片P向右移动时,电流表示数变大 ;
(2)探究电流和电压的关系:移动滑片P,记录第1、2组实验数据如下表。实验中选取的定值电阻为 Ω。进行第3组实验时,发现移动滑片,电压表的最大示数只能调到2.4V,无法达到3.0V。下一步操作可行的是 ;
A.将第3组实验的“3.0V”改为“2.4V”,并记录对应电流值
B.换一个最大阻值更大的滑动变阻器,即可调到“3.0V”
C.换一个阻值更大的定值电阻
D.换一个阻值更小的定值电阻
序号
电压U/V
电流I/A
1
1.0
0.10
2
2.0
0.20
3
3.0
(3)探究电流和电阻的关系:
步骤一:将定值电阻5Ω接入电路,移动滑片P,电流表示数如图丙,为 A;
步骤二:将定值电阻更换为10Ω,记录电流表示数为0.16A;
步骤三:将定值电阻更换为15Ω,记录电流表示数为0.12A;
分析数据发现,实验测得的电流与电阻不成反比;
请指出实验步骤中存在的一处错误,并改正:
错误: ;
改正: 。
【答案】 10 A 0.24 没有控制定值电阻两端电压相等 更换定值电阻后,调节滑动变阻器阻值,使电压表示数为1.2V
【详解】(1)[1]如图乙,两节干电池电压为3V,故电压表选择0~3V的量程,应将“3”接线柱与定值电阻右接线柱相连;使滑动变阻器滑片P向右移动时,电流表示数变大,说明接入电路中的阻值变小,则滑动变阻器右下接线柱与电源正极相连,如图所示:
(2)[2]由第1、2组实验数据,根据欧姆定律可知,实验中选取的定值电阻为
[3]ACD.探究电流与电压的关系时,应控制电阻不变,调节 滑动变阻器的滑片,记录几组电压值和对应的电流值,故A符合题意,CD不符合题意;
B.电压表示数最大时,滑动变阻器的阻值为零,换一个最大阻值更大的滑动变阻器,不能使电压表的最大示数增大,故B不符合题意。
故选A。
(3)[4]由乙、丙两图可知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,根据指针位置可知,电流表的示数为0.24A。
[5][6]各组电流与对应电阻的乘积为
0.24A×5Ω=1.2V≠0.16A×10Ω≠0.12A×15Ω
造成此结果的原因是没有控制定值电阻两端的电压不变,应在更换定值电阻后,调节滑动变阻器阻值,使电压表示数为1.2V。
24.(23-24九年级上·四川广元·期末)某学习小组探究“通过导体的电流与电压关系”的实验如图所示;
(1)用笔画线代替导线将图中实物图连接完整(要求:滑片往右移动时,电流表示数变小);( )
(2)在探究过程中,滑动变阻器除了有保护电路的作用,还有 的作用;
(3)实验数据记录如下表,小明发现有一组读数错误,错误数据是实验次数中的第 次;
(4)实验数据改正后,根据表格数据可得出实验结论: 。
实验次数
1
2
3
4
5
电流/A
0.1
0.2
0.3
0.4
2.5
电压/V
0.5
1
1.5
2
2.5
【答案】 改变电阻两端电压 5 导体电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比
【详解】(1)[1]滑动变阻器应与定值电阻串联,电压表测量定值电阻的电压,滑片往右移动时,电流表示数变小,即滑片右移时,连入阻值变大,如下图所示:
(2)[2]实验中,通过调节滑动变阻器改变定值电阻两端电压大小,得到多组电压与电流的数据,所以滑动变阻器还起调节电压的作用。
(3)[3]第5次电压与电流的比值与前4次数据中电压与电流的比值不同,故第5次数据错误。
(4)[4]由数据可知,电压成倍增加,电流也成倍的增加,电压与电流的比值始终不变,故结论为:导体电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
【题型5 探究电流与电阻的关系】
25.(23-24九年级上·辽宁大连·期末)小明同学在探究“电压一定时,通过导体的电流与电阻的关系”的实验中,实验装置如图所示,实验器材有:两节干电池,电流表、电压表、“20Ω 2A”的滑动变阻器及开关各一个,定值电阻和导线若干。
(1)在图甲中,请用笔画线代替导线,将电路连接完整 ;
(2)连接电路后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,发现电流表无示数,电压表有示数。则电路故障可能是定值电阻 (选填“短路”或“断路”);
(3)排除故障后,闭合开关,进行实验,保持定值电阻两端的电压为2.4V,记录的实验数据如下表:
实验次数
1
2
3
4
5
6
电阻R/Ω
4
8
12
16
20
24
电流I/A
0.60
0.30
0.20
0.16
0.12
0.10
①在图乙方格纸上画出电流I与电阻R的关系图像 ;
②分析实验数据和图像,可得出的探究结论是: ;
(4)为了使得到结论更趋近于实际关系,小明还想在本次实验的基础上继续更换更大的定值电阻进行多次实验,学习完欧姆定律之后,你认为所更换的定值电阻不能超过 Ω。
【答案】 断路 电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比 80
【详解】(1)[1]滑动变阻器采用“一上一下”的接法,串联在电路中,如图所示:
(2)[2]连接电路后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,发现电流无示数,说明电路中发生了断路;电压表有示数,说明和电压表串联的部分是通路,因此可能是与电压表并联的定值电阻断路。
(3)[3]将表格中的数据描点,并连接起来,如图所示:
[4]计算表格中的数据
0.60A×4Ω=2.4V
0.30A×8Ω=2.4V
0.20A×12Ω=2.4V
016A×16Ω=2.4V
0.12A×20Ω=2.4V
0.10A×24Ω=2.4V
由以上数据可得:电压一定时,通过导体的电流与电阻成反比。
(4)[5]由题意知,实验电源为两节干电池,因此电源电压为3V,定值电阻两端的电压保持2.4V不变,则滑动变阻器两端电压为
U滑=U-UR=3V-2.4V=0.6V
根据串联分压可知,当滑动变阻器阻值最大时,定值电阻的阻值最大,即
解得R=80Ω,因此更换的定值电阻不能超过80Ω。
26.(23-24九年级上·宁夏固原·期末)探究“电流与电阻的关系”时,实验器材有:三节新的干电池(每节电池的电压为1.5V)、电流表、电压表、滑动变阻器(标有“20Ω 2A”字样)、定值电阻4个(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω),开关一个,导线若干。小吴等同学设计了如图甲所示的电路图。
(1)请用笔画线代替导线将图乙中的实物图连接完整,要求:滑片P向右移动时电流表示数变小;( )
(2)滑片P位于滑动变阻器阻值最大处,闭合开关,电流表有示数,电压表无示数,则电路故障原因是电阻R ;
(3)排除故障后,正确进行实验。图丙是根据实验数据绘制的定值电阻的I-R图象,在实验过程中,将定值电阻由5Ω更换为10Ω时,应向 (选填“左”或“右”)适当调节滑动变阻器的滑片P,使电压表示数保持 V不变;
(4)小吴同学继续探究,再次换接50Ω的定值电阻后,发现无论怎样移动滑片P,都不能使电压表示数回到原来的电压值,为了继续完成这次实验,你认为可以 ;(填选项字母)
A.调高电源电压 B.再串联一个10Ω的电阻 C.将电压表改接到滑动变阻器两端
(5)下列图象中能大致反映本实验各物理量之间关系的是 。
A.电流表示数I与R阻值的关系
B.电压表示数U与R阻值的关系
C.变阻器接入电路阻值RP与R阻值的关系
D.电阻R的功率PR与R阻值的关系
【答案】 短路 右 3 B B
【详解】(1)[1]滑片P向右移动时电流表示数变小,说明滑动变阻器的阻值变大,所以应该将滑动变阻器A端与定值电阻右端相连,如下图所示:
(2)[2]电流表有示数,说明电路中未发生断路,而电压表无示数,说明电阻R发生了短路。
(3)[4][5]由丙图可知,定值电阻两端的电压应该控制为3V,当把5Ω的电阻换为10Ω后,由串联电路的分压原理可知,定值电阻两端的电压将增大并超过3V,为了使定值电阻两端的电压减小为3V,应该使滑动变阻器两端的电压增大,故应增大滑动变阻器接入电路中的阻值,所以应该向右移动滑片P。
(4)[6]AB.由串联电路的分压原理可得
当定值电阻的阻值为50Ω时,滑动变阻器的阻值应为25Ω,由题可知,滑动变阻器的阻值太小,若提高电压表的示数,的比值将变小,滑动变阻器的阻值需要更大,若串联一个定值电阻,可以分走一部分电压,可以使定值电阻两端的电压减小为3V,故A不符合题意,B符合题意;
C.将电压表并联到滑动变阻器两端,并不能减小定值电阻两端的电压,故C不符合题意。
故选B。
(5)[7]A.电压一定时,电流和电阻成反比,故A不符合题意;
B.本实验控制电压不变,改变电阻,故B符合题意;
C.由(4)可知,RP和R的关系为
RP=0.5R
该图像是一条过原点的直线,故C不符合题意;
D.由电功率公式可知,电阻R的功率PR与R阻值成反比,故D不符合题意。
故选B。
27.(23-24九年级上·湖南怀化·期末)在探究“通过导体的电流跟电阻的关系”实验中,已经备有的实验器材有:3节新干电池串联的电源、已凋零的电流表和电压表、滑动变阻器、开关、不同阻值的定值电阻5个和导线若干。小明利用上述部分器材连接成了如图甲所示的电路。闭合开关前,同组的小红指出电路连接有错误。
(1)小红只改接了电路中的一根导线,电路便连接正确了,请你在图中画出她的改法(在错接的导线上画×,然后画出正确的接线) ;
(2)错误改正后开始实验,小明和小红根据实验数据绘制出通过导体的电流随导体电阻变化规律的图像,如图乙所示。请你归纳出实验得到的结论 ;
(3)请根据图像算出,当导体电阻为20Ω时,通过该导体的电流为 A;此时,滑动变阻器接入电路的阻值是 Ω。
【答案】 电压一定,电流和电阻成反比 0.125 16
【详解】
(1)[1]原电路图中,定值电阻与电流表并联是错误的,在探究“通过导体的电流跟电阻的关系”实验中,定值电阻、变阻器和电流表串联,电压表并联在定值电阻两端,如下图
(2)[2]根据实验数据绘制出通过导体的电流随导体电阻变化规律的图像知道,电流和电阻之积为
0.5A×5Ω=2.5V
即控制不变的电压为2.5V,可以得到电压一定,电流和电阻成反比。
(3)[3][4]7节新干电池串联的电源,电源电压是4.5V,控制不变的电压为2.5V,当导体电阻为20Ω时,通过该导体的电流为
由串联电路电压的规律和欧姆定律得到变阻器连入电路的电阻
28.(23-24九年级上·贵州毕节·期末)小吉同学做“探究导体中电流跟电阻关系”的实验,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(5、10、20各一个)开关、两个滑动变阻器(甲标有“50;2A”,乙标有“10;2A”)和导线若干,请作答。
(1)请根据图所示的电路图用笔画线代替导线,将图所示的实物图连接完整 :
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器滑片P移到 端;(选填“A”或“B”)
(3)实验中依次接人三个定值电阻,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所示的电流随电阻R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。)
(4)上述实验中,小吉用R=5电阻做完实验后,保持滑动变阻器滑片的位置不变,把R换为10的电阻接入电路,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数为 V时,读出电流表的示数;
(5)为顺利完成整个实验,应该选择的滑动变阻器是 (选填“甲”或“乙”)。
【答案】 B 反比 2 甲
【详解】(1)[1]根据题意可知,滑动变阻器和定值电阻串联,电压表测量定值电阻两端的电压,滑动变阻器向左边滑动时,电阻变小,完整电路图连接如图所示:
(2)[2]闭合开关前,滑动变阻器滑片应该放到阻值最大处,结合电路图可知,应放到B端。
(3)[3]由图像可得,当电压一定时,导体中的电流随电阻增大而减小,所以导体中的电流跟导体的电阻成反比。
(4)[4]更换大电阻后,根据串联分压可知,此时的电压比之前的电压大,要想控制电压变成原来的电压,需要升高滑动变阻器两端的电压,因此,滑动变阻器向电阻大的方向移动,即B端移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数为
(5)[5]根据图象可知,当R3=20Ω时,电流为I3=0.1A,此时电路中总电阻为
为顺利完成三次实验,小明所选择的滑动变阻器最大阻值至少为
故甲符合题意。
29.(23-24九年级上·湖北武汉·期末)在探究“电流与电阻关系”的实验中,使用的电源为两节新干电池。可供选择的定值电阻分别为1Ω、2Ω、5Ω、10Ω、15Ω、20Ω,50Ω
(1)如图所示,甲图为实验电路,图中有一根导线接错了,并补画出正确的那根导线 (导线不允许交叉);
(2)电路改正后,选择了其中的三个电阻进行了三次实验,在第二次实验中电流表示数如图乙所示
实验序号
电阻R/Ω
电流I/A
1
5
0.40
2
10
3
20
0.10
(3)通过上表中的数据,可以得出结论:导体两端的电压一定时, ;
(4)根据上表数据及相关已知条件计算,三次实验中,滑动变阻器连入电路的最大阻值为 Ω。
【答案】 0.20 通过导体的电流与导体的电阻成反比 10
【详解】(1)[1]由图甲可知,电压表测量电源电压,电压表应该测量定值电阻两端电压,应该连接到定值电阻右端
(2)有甲图可知,电流表选择小量程,由[2]在第二次实验中电流表示数如乙图所示为0.20A。
(3)[3]通过上表中的数据可以发现,电流与电阻的乘积是个定值,电阻的阻值变大,通过电流变小,可得到结论:电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
(4)[4]定值电阻两端的电压保持2V不变,电源为两节新干电池,当定值电阻最大20Ω时,有
解的:R滑=10Ω,即滑动变阻器连入电路的最大阻值为10Ω。
30.(23-24九年级上·河南南阳·期末)小红在“探究导体中电流跟电阻的关系”的实验中,实验器材有:电压恒为3V的电源、电流表(0~0.6A,0~3A)、电压表(0~3V,0~15V)、定值电阻(5、10、20各一个)、开关、滑动变阻器(甲“50 1A”,乙“10 2A”)和导线若干
(1)小红把5的定值电阻接入电路,闭合开关前,将滑动变阻器的滑片调至最 (选填“左”或“右”)端;
(2)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
(3)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I随电阻R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”);
(4)上述实验中,小红用R=5的电阻做完实验后,保持滑动变阻器滑片的位置不变,接着把R换为10的电阻接入电路,闭合开关,他应向 (选填“左”或“右”)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;
(5)为完成整个实验,应该选取哪种规格的滑动变阻器 (选填“甲”或“乙”)。
【答案】 右 B 反比 右 2 乙
【详解】(1)[1]从安全角度考虑,连接电路时,开关应断开,闭合开关前,滑动变阻器应接入最大阻值,即滑片远离下端接线柱,故P应放在右端。
(2)[2]移动滑片,电流表始终无示数,说明电路某处断路,而电压表示数不为零,说明电压表正负接线柱与电源正负极能接通,故为电压表所测定值电阻R开路。
故选B。
(3)[3]由图可知,电压一定时,电流与电阻的关系图像符合反比例函数图像,故成反比。
(4)[4] 把R换为10Ω的电阻接入电路,滑动变阻器不变的情况下,定值电阻所分电压会增大,而该实验要保证定值电阻两端电压不变,故应该将滑动变阻器往阻值大的方向调,即向右端调。
[5]由图像知,当电流为0.2A时,定值电阻阻值为10Ω,故两端电压控制在
(5)[6]当接入定值电阻为20Ω时,其两端电压依然为2V,由串联分压特点可知,此时滑动变阻器两端电压为
此时电路中的电流为0.1A,滑动变阻器应接入的阻值
滑动变阻器规格为甲“50Ω1A”,乙“10Ω2A”,故选乙。
【题型6 伏安法测小灯泡的电功率】
31.(23-24九年级下·安徽安庆·期末)小丽在“测量小灯泡的电功率”实验中,实验器材有:电压恒为3V的电源一个、小灯泡(额定电压为2.5V)、电压表、电流表、滑动变阻器、开关各一个,导线若干。
(1)如图甲所示是小丽连接的实物电路,图中有一根导线连接错误,请你在连接错误的导线上打“×”并补画出正确的连线 ;
(2)小丽同学正确连接电路后,闭合开关,发现小灯泡不发光,电流表无示数,但电压表示数较大。接下来正确的操作是______;
A.检查电路是否短路
B.更换电流表
C.检查小灯泡是否接触良好或损坏
D.移动滑动变阻器滑片,观察小灯泡是否发光
(3)小丽根据测量的多组电压、电流值画出的小灯泡的图像如图乙所示,用该实验装置能否探究电流与电压的关系并说明理由 。
【答案】(1)
(2)C
(3)见解析
【详解】(1)原电路图中,电流表与灯泡并联,电压表串联在电路中是错误的,在“测量小灯泡的电功率”实验中,灯泡、滑动变阻器和电流表串联,电压表并联在灯泡两端,如下图所示:
<>
(2)正确连接电路后,闭合开关,发现小灯泡不发光,电流表无示数,说明电路是断路,但电压表示数较大,电压表与电源相通,说明与电压表并联的小灯泡断路,接下来应检查小灯泡是否接触良好或损坏,故选C。
(3)由图乙可知,小灯泡灯丝的电阻是变化的,用该实验装置不能探究电流与电压的关系。
32.(23-24九年级上·四川眉山·期末)在测定“小灯泡电功率”的实验中,电源电压为6V,小灯泡额定电流为0.2A,电阻小于。
(1)连接电路时开关应处于 状态;
(2)请你用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整 ;
(3)闭合开关前,图甲中滑动变阻器的滑片P应位于 选填“A”或“B”)端;
(4)实验电路连接完毕后,闭合开关,发现电流表无示数、电压表有示数,产生此现象的可能原因是 ;
(5)小向同学移动滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成如图乙所示的图像,根据图像信息,可计算出小灯泡的额定功率是 W;
(6)用上述电路测量了的额定功率后,再测定一个额定电流为“0.4A”的灯泡的额定功率,的电阻略小于,需更改 表的量程,且更换成后应该将滑动变阻器的滑片从原来的位置往 (选填“A”或“B”)移动使正常发光。
(7)在同学们已做过的物理实验中,有不少涉及到物理量的测量。其中有一类物理量可以直接用仪器进行测量,而另一类物理量只能间接浏测量,“小灯泡电功率”的测量是属于 (选填“直接”或“间接”)测量。
【答案】(1)断开
(2)
(3)A
(4)小灯泡断路
(5)0.3
(6) 电压 B
(7)间接
【详解】(1)连接电路时,为保护电路,开关应断开。
(2)灯泡额定电压约为
电压表应选0~3V量程,把电压表并联在灯泡两端,如图:
(3)闭合开关前,滑动变阻器接入电路的阻值应为滑动变阻器的最大阻值,由图1可知,滑动变阻器的滑片P应位A端。
(4)闭合开关,发现电流表无示数,说明电路断路,电压表有示数,说明电压表与电源连通,产生此现象的可能原因是与电压表并联的小灯泡断路。
(5)由图2可知,灯泡额定电流0.2A对应的电压是1.5V,则灯泡额定功率
(6)[1]更换灯泡后,灯泡额定电压约为
0.4A×10Ω=4V>3V
应更换电压表量程,灯泡额定电压变大。
[2]由电路图1可知,应向B端移动滑动变阻器滑片,使滑动变阻器接入电路的阻值减小,将滑片向B端滑动,使灯泡两端电压增大,当灯泡电压增大到额定电压时,灯泡正常发光。
(7)测量电功率时,要用电压表测出测出用电器两端的电压,用电流表测出流过用电器的电流,然后求出电功率,属于间接测量。
33.(23-24九年级上·河北邢台·期末)在“测小灯泡电功率实验”中,电源电压为3V,小灯泡额定电压为2.5V。
(1)请用笔画线代替导线将图甲所示的实物电路连接完整 (要求:滑动变阻器的滑片向右移动时小灯泡变亮)。
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应调至最 (填“左”或“右”)端。
(3)闭合开关后,发现灯泡不亮,电流表无示数,电压表有示数,则电路故障原因是 。
(4)故障排除后,闭合开关,移动滑片,当电压表示数为1.5V时,电流表示数如图乙所示,则此时小灯泡的功率为 W。若使小灯泡正常发光,应将滑片向 。(填“左”或“右”)端移动。
【答案】 左 小灯泡断路(或灯丝断了或小灯泡接触不良) 0.48 右
【详解】(1)[1]灯泡的额定电压为2.5V,电压表选择0~3V的量程,电压表并联在灯泡两端。滑动变阻器已经选定了上面接线柱,要求滑动变阻器的滑片向右移动时小灯变亮,应把滑动变阻器的右下接线柱与灯泡左接线柱相连。电路如下图:
(2)[2]为保护电路,闭合开关前,滑片应移到阻值最大处,即滑片应调到最左端。
(3)[3]灯泡不亮且电流表无示数说明电路中应有断路的可能;而电压表有示数,说明电压表能和电源相连,即电流表及滑动变阻器及开关都应正常,故应是灯泡发生了断路。
(4)[4]当电压表示数为1.5V时,电流表示数如图乙所示为0.32A,则此时灯泡的功率为
[5]若使小灯泡正常发光,应该使灯泡两端的电压增大到2.5V,则电路中的电流也要相应地增大,此时滑动变阻器接入的电阻应减小,因此滑片应向右端移动。
34.(23-24九年级上·四川德阳·期末)某实验小组在“测量小灯泡的电功率”的实验中,设计了如图甲所示的电路图,并进行实验。(小灯泡的额定电压为2.5V)
(1)该小组的同学所依据的实验原理是 。
(2)连接电路时开关应该 。
(3)图乙是该小组的一位同学连接的电路,其他同学指出电路中有一根导线连接错误,请你在连接错误的导线上打“×”,并用笔画线代替导线将电路改接正确。
(4)排除故障后,调节滑动变阻器的滑片,改变小灯泡两端的电压进行了4次测量,并将有关数据及现象记录在下表中
实验序号
电压U/V
电流I/A
电功率P/W
小灯泡的亮度
1
0.5
0.16
0.08
不亮
2
1.7
0.24
0.41
较暗
3
2.5
0.28
正常
4
3.0
0.30
0.90
很亮
(5)小灯泡的额定功率为 W,小灯泡的亮度取决于其 (选填“实际”或“额定”)功率
【答案】 断开 0.7 实际
【详解】(1)[1]根据电功率公式,测得灯泡两端电压和通过灯泡的电流即可计算得出灯泡电功率。
(2)[2]为保护电路,确保安全,连接电路时开关应该断开。
(3)[3]从电源正极出发,标出电路中的电流路径,发现灯泡与电流表之间的导线是错误的,灯泡与滑动变阻器串联,电压表与灯泡并联,因此需将灯泡右侧接线柱与滑动变阻器、电压表之间的导线连接,正确连线如下图
(5)[4]灯泡的额定功率是指灯泡两端电压为额定电压时的功率,由表可知,灯泡的额定功率为
[5]由表格分析可知,灯泡的实际功率越大,灯泡的亮度越大,故小灯泡的亮度取决于其实际功率。
35.(23-24九年级上·云南德宏·期末)在“测定小灯泡的额定功率”实验中,小明同学用一个电压表、一个电流表、一个开关、电压为恒为6V的电源、额定电压为3.8V的小灯泡和一个标有“20Ω;1.5A”的滑动变阻器,小灯泡的额定功率小于2W。
(1)开关闭合前,滑动变阻器的滑片应处于 (选填“A”或“B”)端;
(2)小明在按照图甲所示的电路图连接实物过程中,出现如乙图所示情形,请你根据甲图帮他连接完好 ;
(3)闭合开关后,无论怎样调节滑动变阻器,发现小灯泡都不发光,电压表有示数,则电路中发生的故障可能是 ;
(4)在实验中,若电压表示数为2V,为了使灯两端电压达到3.8V,应将滑片向 (选填“A”或“B”)调节;当小灯泡正常发光时,电流表示数如图丙,则小灯泡的额定功率为 W;
(5)完成上述实验后,小明把小灯泡更换成定值电阻(如图丁),利用原电路继续探究“电流与电阻”的关系:实验时,小明先将5Ω电阻接入电路,调节滑动变阻器使电压表示数为2V,记下对应的电流,再将5Ω电阻更换为10Ω电阻,将滑动变阻器适当向 (选填“A”或“B”)端移动,使电压表示数仍为2V;当小明再换接15Ω电阻时,发现怎样调节滑动变阻器都不能使电压表示数为2V,分析其可能的原因 (答出一种情况即可)。正确试验后,得出该实验的结论是: 。
【答案】 A 灯泡断路 B 1.52 A 变阻器需要接入电路中电阻大于变阻器的最大电阻 当电压不变时,电流与电阻成反比
【详解】(1)[1]图甲得,变阻器的滑片向右移动,变阻器接入电路中电阻变小,结合图乙连线可知,开关闭合前,滑动变阻器的滑片应处于阻值最大的A端。
(2)[2]由得,灯泡的额定电流为
灯泡与变阻器串联,电压表测量灯泡电压,电流表测量电路电流,则电流表的量程选用0~0.6A;图甲得,变阻器的滑片向右移动,变阻器接入电路中电阻变小,则变阻器的B端接入电路中,如图所示:
(3)[3]闭合开关后,无论怎样调节滑动变阻器,发现小灯泡都不发光,电压表有示数,则电路中发生的故障可能是与电压表并联的灯泡断路。
(4)[4]在实验中,若电压表示数为2V,为了使灯两端电压达到3.8V,应将滑片向B调节,减小变阻器接入电路中电阻,增大电路中电流。
[5]由图丙的,电流表的分度值为0.02A,示数为0.4A,则小灯泡的额定功率为
(5)[6]实验时,定值电阻与变阻器串联,小明先将5Ω电阻接入电路,调节滑动变阻器使电压表示数为2V,记下对应的电流,再将5Ω电阻更换为10Ω电阻,串联电路中电阻越大,分到的电压越大,此时应将滑动变阻器适当向A端移动,增大变阻器接入电路中电阻,增大变阻器分到的电压,直到电压表示数仍为2V。
[7]由串联电路电压特点得,变阻器的电压为
串联电路中电流处处相等,由欧姆定律得
当小明再换接15Ω电阻时,变阻器接入电路中的电阻为
大于变阻器的最大电阻。因此发现怎样调节滑动变阻器都不能使电压表示数为2V。
[8]由实验得,电流与电阻的乘积是一个定值,结论是当电压不变时,电流与电阻成反比。
36.(23-24九年级上·湖北省直辖县级单位·期末)课后服务社团活动中,“创新”兴趣小组在“测定小灯泡的电功率”的实验中先用如图甲所示的器材进行实验,其中电源电压为6V,小灯泡额定电压为2.5V(正常发光时电阻约为12Ω)。
(1)为能顺利完成该实验,下列不同规格的滑动变阻器应选用 (选填字母);
A.“10Ω,0.5A”的滑动变阻器
B.“20Ω,2A”的滑动变阻器
C.“5Ω,1A”的滑动变阻器
(2)连接电路后,闭合开关,移动滑片,电压表的示数如图乙所示,此时电压表的读数为 ;为了测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器的滑片向 端移动(选填“左”或“右”);
(3)通过小灯泡的电流随它两端电压变化的关系如图丙所示,则小灯泡的额定功率为 W;
(4)实验结束后,某同学设计了如图丁所示的电路来测量额定电压为6V的小灯泡的额定功率。已知电源电压为18V,定值电阻R的阻值为20Ω。实验步骤如下:
①开关S、S1闭合,S2断开,调节滑动变阻器R′的滑片,使小灯泡正常发光;
②保持滑片位置不动,开关S、S2闭合,S1断开,此时电压表的示数为8V;
③再将滑动变阻器的滑片移至最右端,此时电压表的示数为14V;
④小灯泡的额定功率P额= W。
【答案】 B 2.2V 左 0.5 1.8
【详解】(1)[1]已知小灯泡额定电压为2.5V,正常发光时电阻约为12Ω,则小灯泡正常发光时的电流约为
根据串联电路电压规律并结合欧姆定律可得,此时滑动变阻器接入电路的阻值约为
则滑动变阻器应选用“20Ω,2A”的规格,故选B。
(2)[2][3]闭合开关,移动滑片,电压表的示数如图乙所示,电压表选用小量程,分度值0.1V,其示数为2.2V,小于灯泡额定电压2.5V,为了测量小灯泡的额定功率,应增大灯泡两端电压,根据串联电路的电压规律,应减小滑动变阻器两端电压,根据分压规律,应减小滑动变阻器接入电路的阻值,故应将滑动变阻器的滑片向阻值变小的左端移动。
(3)[4]由图丙可知,当灯泡两端电压为2.5V时,通过灯泡的额定电流为0.2A,则小灯泡额定功率为
PL=ULIL=2.5V×0.2A=0.5W
(4)[5]实验步骤: ①开关S、S1闭合,S2断开,滑动变阻器滑片左边的电阻与灯泡串联,电压表测滑动变阻器的电压,要使小灯泡正常发光,则灯泡两端的电压为6V, 根据串联电路电压的规律可得滑动变阻器两端的电压
U滑=U-U额=18V-6V=12V
所以,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为12V,则灯泡正常发光。
②保持滑片位置不动,开关S、S2闭合,S1断开,滑动变阻器的全部电阻R′与定值电阻R串联,电压表测量滑动变阻器滑片左边电阻两端的电压,此时电压表示数为U左=8V。
③由于滑动变阻器的全部电阻连入电路,为了间接测出定值电阻R两端的电压,所以需要测出滑动变阻器两端的电压,故再将滑动变阻器的滑片移至最右端,此时电压表示数为滑动变阻器两端的电压,即U′=14V。
④ 滑动变阻器的全部电阻R′与定值电阻R串联,根据串联电路电压的规律可得,R的电压为
UR=U-U′=18V-14V=4V
由分压原理可得
则滑动变阻器滑片左边电阻的阻值
故在步骤①中,灯的额定电流为
则小灯泡的额定功率
P额=U额I额=6V×0.3A=1.8W
【题型7 探究影响电流通过导体时产生热量的因素】
37.(23-24九年级上·辽宁盘锦·期末)同学们在做“探究电流通过导体产生热量多少与电流大小关系的实验”时组装了如图甲、乙两个装置。
(1)实验时选择的实验装置是 (选填“甲”或“乙”);
(2)在组装实验器材时,装置中电阻丝、的阻值应 (选填“相等”或“不相等”);
(3)另一组实验装置可以用来探究电流通过导体产生热量多少与 大小的关系。
【答案】(1)甲
(2)相等
(3)电阻
【详解】(1)(1)探究“电流通过导体产生的热量与电流大小的关系”时,根据控制变量法可知,应控制通电时间和电阻不变,而只有电流不同,所以应选择的实验装置是甲图。
(2)(2)因为图甲中R1在两个电阻R2并联后的干路上,所以通过R1的电流与R2的电流不同,所以甲装置中R1、R2的阻值应相等。
(3)(3)另一组即乙图实验装置中,两个电阻串联,电流相同而电阻不同,该装置可探究电流通过导体产生热量多少与电阻大小的关系。
38.(23-24九年级上·山东菏泽·期末)利用图中的装置探究水和煤油的吸热情况。在两个相同的烧瓶中分别接入电阻丝,装入质量和初温都相同的水和煤油,分别插入温度计。
(1)装置中电阻丝的阻值应 (填“相等”或“不相等”),实验中用来反映液体吸收热量的多少。按照如表中的数据,请计算出煤油的比热容是 J/(kg·℃)。
液体
质量/g
初温/℃
加热时间/min
末温/℃
煤油
150
20
10
50
水
150
20
10
35
(2)在烧瓶中重新填装质量和初温都相同的煤油,接入阻值不同的电阻丝,此装置就可以探究电流通过导体产生的热量与 的关系。
【答案】 相等 电阻
【详解】(1)[1]由题意可知本实验是要探究水和煤油的比热容大小,故需要让它们吸收相同的热量来比较上升温度的高低,所以需要用阻值相等的电阻丝使其在通电时间相同时产生相同的热量。
[2]由表格数据可知相同质量的煤油和水在吸收相同温度时升高的温度煤油是水的一半,根据可知煤油比热容也是水的一半,故
(2)[3]接入阻值不同的电阻丝,则此时电流相同,通电时间相同,由温度计示数的变化情况可以探究电流通过导体产生的热量与电阻大小的关系。
39.(23-24九年级上·青海西宁·期末)如图甲所示,物理实验小组探究“电流通过导体产生热的多少与什么因素有关”的实验装置。两个透明容器中封闭着等量的空气,且都有一段电阻丝。将透明容器与U形管相连,接入电路。
(1)图甲是探究在通电时间相同和 相同的情况下,导体产生的热量与 的大小是否有关的装置;
(2)实验中通过观察 的变化反映密闭空气温度的变化,在研究许多物理问题时都会用到这种方法,此方法是 ,下列研究实例采用的研究方法与此相同的是 ;
A.探究电流与电压、电阻的关系
B.扩散现象表明分子在不停地做无规则运动
(3)由图乙所示,电流表的示数为 A,在这种情况下,右侧容器中定值电阻在10s内产生的热量是 J;
(4)生活中有很多用电器是根据电流的热效应制成的,请举一例: 。
【答案】 电流 电阻 U形管液面高度 转换法 B 0.4 8 见详解
【详解】(1)[1][2]图甲中两电阻串联,电流相同,电阻不同,根据控制变量法,是探究在通电时间相同和电流相同的情况下,导体产生的热量与电阻的大小是否有关的装置。
(2)[3][4]热量的多少不易直接测量,而物体吸收热量后内能增加,温度升高,体积变大,实验中通过观察U形管液面高度的变化反映密闭空气温度的变化,在研究许多物理问题时都会用到这种方法,此方法是转换法。
[5]A.探究电流与电压、电阻的关系时,由于电流的大小与电压、电阻两个因素有关,应采用控制变量法,每次探究一个因素,另一个不变,故A不符合题意;
B.扩散现象属于分子运动,肉眼无法直接观察,可以通过观察物体发生扩散后,宏观的变化间接了解分子在不停地做无规则运动的规律,采用了转换法,故B符合题意。
故选B。
(3)[6][7]由图乙所示,电流表接入量程为0~0.6A,分度值为0.02A,电流表的示数为0.4A,在这种情况下,右侧容器中定值电阻在10s内产生的热量是
(4)[8]电流的热效应制成的用电器工作特点是将电能主要转化为内能,例如电饭煲、电熨斗、电取暖器等。
40.(23-24九年级上·湖北省直辖县级单位·期末)如图是探究“比较不同物质吸热能力”的实验装置;
(1)设计实验时,需要对变量进行控制,在两个相同的烧瓶中分别接入相同的电阻丝,装入 (选填“质量”或“体积”)和初温都相同的水和煤油,分别插入温度计;实验中水和煤油在相同的时间吸收的热量 (选填“相同”或“不同”);
(2)实验中通过 来比较水和煤油吸收热量的多少,这种研究方法是 ;
(3)如图乙是根据实验数据描绘的图象,分析图象可知,水对应的图线是 (选填“A”或“B”), (选填“水”或“煤油”)的吸热能力更强。
【答案】 质量 相同 加热时间 转换法 A 水
【详解】(1)[1]实验中要研究水和煤油的吸热能力,应该水和煤油进行控制变量,由Q=cmΔt得,应该控制水和煤油吸收的热量、质量相同,通过水和煤油温度的变化来判断水和煤油的吸热能力,所以要在两个完全相同的烧杯中分别装入质量、初温都相同的水和煤油。
[2]两个烧瓶中电阻丝的阻值相同,且两电阻丝串联,通过的电流相等,由Q=I2Rt可知,在相同的时间,电阻丝放出的热量相同,故水和煤油在相同的时间吸收的热量相同。
(2)[3][4]实验中水和煤油在相同的时间吸收的热量相同,加热时间越长,水和煤油吸收的热量越多,所以实验中通过比较加热时间来比较水和煤油吸收热量的多少,这种研究方法是转换法。
(3)[5][6]水的比热容大于煤油的比热容,相同质量的水和煤油,吸收相同热量时,水的温度升高的少,煤油的的温度升高的多,由图乙可知,加热相同时间,B温度升高的多,A温度升高的少,因此水对应的图线是A,水的比热容大于煤油的比热容,表示水的吸热能力更强。
41.(23-24九年级上·陕西西安·期末)如图甲所示为某实验小组探究“电流通过导体产生热量与哪些因素有关”的实验装置。在两个相同的烧瓶中装满质量和初温均相同的煤油,插入两个相同的温度计、电阻丝R甲和R乙的阻值分别为10Ω和5Ω。
(1)甲图中两个电阻丝的连接方式为 联;
(2)闭合开关一段时间,观察到左瓶中煤油的温度高于右瓶,这表明:在 相同时, 越大,电流产生的热量越多;
(3)下面的探究实例中,与本实验过程中主要的研究方法控制变量法,以下选项中选用的实验方法与之相同的是 ;
A.在“探究影响导体电阻大小因素”实验时,通过电流大小反映导体电阻大小
B.探究电流与电压、电阻的关系
C.学习电压,我们可以通过对比水压来认识它
(4)同学们又设计了如图乙所示的实验装置进行了该实验,小明通过图乙中的实验装置 (选填“A”或“B”)来探究电流通过导体产生的热量与电流的关系,该装置中电阻丝通过对瓶中 加热,使U形管两侧液面产生高度差,从而反映电阻产生热量的多少。U形管 (选填“是”或“不是””)连通器。
【答案】 串 电流和通电时间 电阻 B B 气体 不是
【详解】(1)[1]甲图中电路依次经过两个电阻丝,则两个电阻丝的连接方式为串联。
(2)[2][3]两个电阻丝串联,电路与通电时间相等,甲电阻丝的电阻较大,左瓶中煤油的温度高于右瓶,则说明甲电阻丝产生热量较多,这表明:在电流和通电时间相同时,电阻越大,电流产生的热量越多。
(3)[4]A.在“探究影响导体电阻大小因素”实验时,通过电流大小反映导体电阻大小,采用转换法,故A不符合题意;
B.探究电流与电压、电阻的关系,分别控制电阻、电压相同,采用控制变量法,故B符合题意;
C.学习电压,我们可以通过对比水压来认识它,采用类比法,故C不符合题意。
故选B。
(4)[5]探究电流通过导体产生的热量与电流的关系,要控制电阻相同,改变电流大小。如图乙所示的B实验,左侧装置,两电阻丝串联,电流相同;右侧两电阻并联后再与左侧电阻串联,根据并联和串联电路电流的规律,左右侧电阻的电流不同,而通电时间相同,则小明通过图乙中的实验装置B来探究电流通过导体产生的热量与电流的关系。
[6]该装置中电阻丝通过对瓶中气体加热,气体受热膨胀,对U形管橡皮膜产生压强,使U形管两边液面出现高度差,从而反映电阻产生热量的多少。
[7]图中的U形管一端封闭,不是连通器。
42.(23-24九年级上·安徽马鞍山·期末)在探究“影响电流热效应的因素”实验中:
(1)为了探究通电导体产生的热量与电流的关系,设计了甲图所示的电路,烧瓶内为加热用的电阻丝,在其上端插入一根温度计,通过被加热液体的温度变化来判断电阻丝的放热多少,为了缩短实验时间,使实验的现象更加明显,被加热液体应用 (选用“煤油”或“水”);
(2)先测量烧瓶内液体的温度后,闭合开关,通电再测量烧瓶内液体的温度,得到温度的升高量填入表中;然后移动滑动变阻器的滑片改变电流大小,重复上述操作,获得第二组数据,如下所示:
实验次数
电流/A
通电时间/s
电阻/Ω
升高的温度/℃
1
0.3
60
10
3
2
0.6
60
10
12.0
由此得出:同一导体,在通电时间相等时,电流越大,其产生的热量 ;
(3)若要探究电热器产生的热量与电阻的关系,应保持电流和通电时间相等,同时选择图乙中 (选填“A”或“B”)烧瓶与图甲中的烧瓶 (选填“串联”或“并联”)。
【答案】 煤油 多 B 串联
【详解】(1)[1]电流产生的热量不能用眼睛直接观察,通过温度计示数变化来反映,这是转换法。本实验中是通过温度计示数变化来判断电流产生的热量多少。因为煤油的比热容比水的比热容小,相同质量的煤油和水比较,吸收相同的热量,煤油升高的温度多,在短时间内用煤油做实验效果更明显,便于观察。
(2)[2]本实验应用了控制变量法,从实验表格数据可以看出:通电时间和电阻相同时,通过电阻的电流越大,液体升高的温度量越大,由转换法可知,电流产生的热量越多。
(3)[3][4]电流产生的热量跟电流大小、电阻大小、通电时间有关。探究电流产生热量多少跟电阻的关系,需控制电流和通电时间不变,改变电阻的大小。由于串联电路中电流处处相等,通电时间相同,所以选择乙图中的B烧瓶与甲图中的烧瓶电阻串联。
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