内容正文:
专题05 电学实验专题
【题型1 探究串联电路中各处电流的关系】 1
【题型2 探究并联电路中干路电流与各支路电流的关系】 4
【题型3 探究串联电路中的电压规律】 7
【题型4 探究并联电路中的电压规律】 9
【题型5 探究影响电阻大小的因素】 12
【题型6 探究电流与电压的关系】 14
【题型7 探究电流与电阻的关系】 18
【题型8 伏安法测小灯泡的电阻阻值】 21
【题型9 伏安法测定值电阻阻值】 23
【题型10 伏安法测量小灯泡的电功率】 26
【题型11 探究影响电流通过导体时产生热量的因素】 30
【题型1 】
1.(23-24九年级上·四川成都·期末)如图是简阳市科创兴趣小组探究“串联和并联电路电流规律”的实验电路图。
(1)在连接或拆开电路时,开关S必须 。使用电流表时,若不能预先估计被测电流的大小,则应先用电流表 (选填“较大”或“较小”)的量程进行试触;
(2)下表是小明按如图甲所示的电路进行实验时测得的三组数据。分析表中的数据,可得出的结论是:串联电路中电流处处 。本实验测得多组数据的主要目的是 (选填“寻找普遍规律”或“减小误差”);
实验序号
电流表的位置
a
b
c
1
电流
0.3
0.3
0.3
2
电流
0.4
0.4
0.4
3
电流
0.2
0.2
0.2
(3)接着小明用如图乙所示的电路继续探究并联电路电流规律,得出了下表数据,则他下一步最合理的操作是 ;
A点电流
B点电流
C点电流
0.16A
0.16A
0.32A
A.分析数据,得出结论
B.换用不同规格的小灯泡,再测出几组电流值
C.换用电流表的另一量程,再测出一组电流值
2.(23-24九年级上·陕西渭南·期末)小明在探究“串、并联电路中电流的规律”实验中:
(1)连接电路时,开关必须 ;
(2)连好图甲所示电路,闭合开关后,小明观察到灯泡比灯泡要亮一些,从而得出:“串联电路中,越靠近电源正极灯泡越亮”的结论,为验证小明观点是否正确,请你设计一个实验,在虚线框中画出该实验所用的电路图(只利用图甲中的实验器材设计电路) ;
(3)小明用图乙所示电路探究并联电路电流规律:
①为了防止损坏电流表,在事先不能估计电流大小的情况下,应先进行 ;
②小明在图乙中的A点串联接入一个电流表,闭合开关后发现电流表指针偏转情况如图丙所示,其主要原因是 ;
③改正错误后,小明分别测出A、B、C三处的电流,并通过调节电源电压进行了三次实验,将数据记录在下表中:
实验次数
1
2
3
A点电流
0.16
0.20
0.24
B点电流
0.16
0.20
1.20
C点电流
0.32
0.40
0.48
表格中,有明显错误的数据是 ,造成错误的原因可能是 (选填“电流表选错量程”或“电流表读错量程”)。修正数据后,小明得出结论:在并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,且各支路的电流相等。他的结论不可靠,应采取的改进方法是 (填字母)。
A.重新连接电路进行测量
B.换用不同规格的灯泡多次测量
3.(24-25九年级上·四川自贡·阶段练习)在探究“串联、并联电路中电流的规律”实验时,小明同学实验组进行了如下操作:
实验时用2节全新干电池串联作为电源,采用了如下的实验电路图:
实验时收集了下表格数据:
实验序号
灯泡情况
串联电路
并联电路
电流I/A
电流I/A
1
型号相同
0.5
0.5
0.5
0.8
0.4
0.4
2
型号不同
0.4
0.4
0.4
0.9
0.6
0.3
(1)根据表中分析得出(用字母来表达)
串联电路中的电流特点是: ;
并联电路中的电流特点是: ;
(2)在并联实验电路中,某同学又一次更换了不同型号的灯泡进行实验,测得A点的电流是0.5A,B点电流0.3A,则通过灯L2的电流为 A;
(3)实验中用型号相同和型号不同的灯泡分别来实验,其目的是 ;(选填“多次测量取平均值减小误差”、“得到普遍规律”)
(4)在某一次操作时,小明同学发现电流表的指针向没有刻度的一方偏转,其原因是 。
4.(23-24九年级下·河南驻马店·阶段练习)在“探究串联电路的电流特点”的实验中,小明设计了如图甲所示的电路,选用了两个不同的小灯泡,然后用一个电流表分别接在a、b、c三处去测量电流。
(1)连接电路时,电流表应该 (选填“串联”或“并联”)在电路中;
(2)闭合开关S,电流表的指针如图乙所示反向偏转,出现这种现象的原因是 ;
(3)小明又改变灯泡的规格进行了多次实验,测量了a、b、c三处的电流,其中一次实验的测量数据如表所示,在分析数据时,他发现三处的测量值有差异,原因是 ;
0.16
0.15
0.14
A.测量有误差 B.没有对电流表调零
C.串联电路中各处的电流本来就不相等 D.电流从电源正极流向负极的过程中,电流越来越小
(4)如图甲所示,串联电路中,电流的关系: (写关系式即可)。
【题型2 】
5.(23-24八年级下·山东济南·期末)小华在实验室研究并联电路电流规律。
(1)若要测量干路电流,则电流表应 联在甲图中的 (选填“A”、“B”或“C”)处;
(2)若要测量B处的电流,连接电路前,发现电流表指针位置如图乙所示,他应进行的操作是 ;调整正确后连接电路,闭合开关,发现指针又偏向图乙位置,其原因是 ;
位置
A
B
C
电流
0.48
0.24
0.24
(3)纠正(2)中错误后,测出A、B、C三处的电流值如上表所示。由此得出结论:并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,且各支路的电流相等。这个实验在设计方案上存在的不足之处是: (写出一条即可)。
6.(23-24九年级上·陕西西安·期末)为了探究并联电路的电流特点,同学们设计了如图所示的电路进行实验。
(1)连接电路过程中,开关应处于 状态;
(2)图甲中电流表的连接是为了测量 (选填“A”“B”或“C”)处的电流;闭合开关后,电流表的指针指向“0”刻度线的左侧,原因可能是 ;
(3)改正电路正确无误后开始实验,得到的数据如下表所示,分析表格中的数据,得出的结论是并联电路中 。(用文字描述)
实验次数
A处的电流IA/A
B处的电流IB/A
C处的电流IC/A
1
0.10
0.12
0.22
2
0.22
0.24
0.46
3
0.26
0.30
0.56
7.(23-24九年级上·贵州黔东南·期末)为了研究并联电路中干路电流与各支路电流之间的关系,小强设计了如图甲所示的电路。
(1)小强按电路图连接好电路,闭合开关后,发现电流表指针偏向了零刻度线的左边,造成这一现象的原因是 。
(2)小强将电流表分别接在A,B处,测出了两支路中的电流,在准备拆除电路,以便重新连接测干路中的电流时,他发现只需改动原电路中的一根导线就能测出干路中的电流。请在图中用笔画线代替导线画出改动后的导线 。(先在需改动的导线上打“×”,再用笔画线连接)。
(3)小强在实验中通过移动滑动变阻器改变电路中的电流,测得的几组数据如表所示:
实验次数
A处的电流IA/A
B处的电流IB/A
C处的电流IC/A
1
0.3
0.3
0.6
2
0.36
0.36
0.72
3
0.4
0.4
0.8
分析数据,他得出了结论:并联电路中各支路电流都相等;请判断小强的结论是否可靠? ,理由是 。
8.(23-24九年级上·陕西咸阳·期末)为了探究并联电路的电流特点,同学们设计了如图所示的电路进行实验。
(1)图中电流表测量的是通过灯 (选填“L1”或“L2”)的电流;
(2)小明同学连接电路时,当最后一根导线刚接入电路,就发现灯泡立即发光,电流表指针偏转,导致这种现象出现的原因是连接电路时 ;
(3)如果要用电流表测通过L1和L2的总电流,且只允许移动一根导线,应将导线 (选填“a”“b”或“c”)的右端接在电流表的 (选填“3”“0.6”或“-”)接线柱上;
(4)小明换不同规格灯泡,重复实验,记录数据如下表。由此得出并联电路的电流特点是 ;
实验次数
通过L1的电流I1/A
通过L2的电流I2/A
干路电流I/A
1
0.12
0.18
0.30
2
0.18
0.22
0.40
3
0.24
0.26
0.50
(5)另一组的同学闭合开关后,发现两灯都亮,由于连线较乱,一时无法确定电路是串联还是并联,以下判断方法中正确的是 。(填序号)
A.若拆掉L1,L2还亮,则两灯串联
B.若拆掉L1,L2还亮,则两灯并联
C.若L1被短路,L2还亮,则两灯并联
9.(23-24九年级上·福建泉州·期末)为了探究并联电路的电流规律,小星同学设计了图甲所示的电路。
(1)连接电路时,开关应处于 状态;
(2)图乙中,电流表测量图甲中 处电流(选填“A”“B”或“C”);
(3)小星在进行实验时,电流表的指针出现了如图丙所示的情况。若该现象出现在开关闭合前,则下一步应 ;若该现象出现在测量电流的过程中,则原因是 ;
(4)在排除故障后,更换不同的小灯泡,多次实验,记录数据如下表所示。
① 表格中空白处的数据如图丁所示,电流表的示数为 A;
② 分析表中数据,可得到结论: (用IA、IB、IC表示)。
实验次数
A处电流IA/A
B处电流IB/A
C处电流IC/A
1
0.40
0.18
0.22
2
0.50
0.20
0.30
3
0.60
0.36
【题型3 】
10.(24-25九年级上·内蒙古巴彦淖尔·期末)小英同学在进行探究“串联电路的电压规律”的实验中,采用的电路如图甲所示。
(1)根据电路图甲,小英进行电路连接,当她连接好最后一根导线时两灯立即发光,小英连接电路时开关处于 状态,她还观察到电压表示数如图乙所示,为了使实验结果更准确,接下来她应该断开开关, ;
(2)为了使探究得出的结论具有普遍意义,L1、L2应该选择规格 的小灯泡;
(3)小英在测灯泡L1两端的电压时,为了节省时间,在图甲中实验基础上将电压表B点不动,只断开A点,并改接到C点上。她用这种方法不能测出L2两端的电压,理由是: ;
实验次数
L1两端的电压U1/V
L2两端的电压U2/V
L1和L2两端总电压U/V
1
1.3
1.5
2.8
2
1.2
1.6
2.8
3
1.1
1.7
2.8
(4)通过分析表中的三次实验数据,可得出的结论为: 。(用表中字母写出表达式)
11.(23-24九年级下·内蒙古巴彦淖尔·期末)如图甲是小明探究“串联电路的电压规律”的实验电路图:
(1)实验时,灯L1和灯L2的规格应 (选填“相同”或“不相同”);
(2)按甲图画出乙图缺少的一条导线,电压表测量L1两端的电压,画出这跟带线(导线不要交叉) ;
(3)正确连接电路后,他分别把电压表接在图甲中AB两点、BC两点及AC两点,电压表接在AB之间时,电压表示数如图丙所示,电压表所使用量程对应的分度值是 V;
(4)为了使实验结论更准确,接下来小明应该:断开开关, ;
(5)实验结束后,先断开开关,再拆除 (选填“电源”或“用电器”)两端导线;
(6)该实验得到的结论是 。
12.(23-24九年级上·山东聊城·期末)如图甲所示是“探究串联电路电压关系”的实验电路。
(1)实验时,L1、L2应该选择 (填“相同”或“不同”)规格的小灯泡;
(2)小明用表盘如图乙所示的电压表测量L1两端的电压时,直接选用0~3V的量程,小丽说这样不行,规范的操作方法是先用 (填“大量程”或“小量程”)进行试触;
(3)小明正确测出了L1两端的电压U1=2.4V,在测L2两端的电压时,小明将电压表所接的B点不动,只断开A点,并改接到C点上,此操作会导致 ;
(4)实验中,小明测了多组数据,目的是 。
13.(23-24九年级上·江西赣州·期末)在“探究串联电路电压的规律”实验中:
【设计实验】
(1)按如图甲所示的电路图连接电路,实验中应选择规格 (选填“相同”或“不相同”)的灯泡;
(2)小明刚连接好最后一根导线,两灯立即发光,这说明他在连接电路时没有 ;
(3)改正后,闭合开关,若电压表示数为零,则电路故障可能是灯 ;若电压表有示数,两灯都不亮,则电路故障是 (假设故障只发生在灯L1或L2处);
(4)由图所示状态改测灯L2两端的电压时,小明为节省时间,采用以下方法:电压表所接的B接点不动,只断开A接点,并改接到C接点上。小明的方法 (选填“能”或“不能”)测出灯L2两端的电压,原因是: ;
(5)改正电路后,闭合开关。电压表的示数如图乙所示,已知电源电压为3V,则灯L2两端的电压是
V。
14.(23-24九年级上·湖南长沙·期末)在“探究串联电路电压的规律”的实验时,小玲和实验小组成员设计了如图所示的电路。
(1)如图,开关闭合后,电压表测灯两端的电压;为了测量两点间的电压,小玲将点不动,只将接点的线端改接到点,小明说这种做法是不正确的,他的理由是 ;
(2)小组采用正确方法测量后把实验数据记录在表中;
次数
间电压/V
间电压/V
间电压/V
1
1.0
1.8
2.8
2
1.2
1.6
2.8
3
1.1
1.7
2.8
实验需要多次测量的目的是: (填字母即可)。
A.减小实验误差 B.寻找普遍规律
【题型4 】
15.(23-24九年级上·广西钦州·期末)如图,用电流表和电压表分别探究并联电路中电流、电压的特点。
(1)用图甲探究并联电路中电流的特点,为了测量L1的电流,应在A处接入 表。换用规格不同的小灯泡进行多次实验,得出A、B、C三处的电流关系为 (用、、表示)。
(2)用图乙探究并联电路中电压的特点,电源选用两节干电池,电压表V应选择的量程为 ,电压表V的“-”接线柱应接在电源的 极,通过实验得出的结论是 (用U、、表示)。
16.(24-25九年级上·重庆渝北·期中)同学们利用如图所示的电路,进行“串联并联电路中电流和电压规律”的实验探究,以下是部分实验步骤:
(1)在连完最后一根导线后,小莹发现两盏灯泡忽亮忽灭,她在连接电路时的错误是 ,L1与L2忽亮忽灭的原因是由于电路某处发生了 (选填“短路”或“接触不良”)现象;
(2)小莹排除故障后,按照甲图连接好电路,发现电压表指针如图乙所示,接下来她要对电压表进行的操作是 ;闭合开关后,发现小灯泡L1比L2亮,小莹认为是通过L1的电流大于通过L2的电流。你认为她的想法是 (填“正确”或“错误”)的;
(3)如图甲,她在测L2两端的电压时,为了节省时间,采用以下方法:电压表所接的B接点不动,只断开A接点,并改接到C接点上,她所用的方法 (选填“能”或“不能”)测出L2两端的电压;
(4)小莹探究完串联电路电流电压关系后,小明继续探究并联电路电流关系,如图丙,做了一组实验,测量出A、B、C三处的电流,其中通过L2的电流如图丁所示,读数为 A,其它数据如下表,此实验设计存在的问题是 ;
实验小组
L1的电流IA/A
L2的电流IB/A
并联总电流IC/A
1
0.2
0.5
(5)实验结束断开开关后,他应先拆除 两端的导线再拆除其它导线,整理器材。
17.(24-25九年级上·云南文山·期中)小明和小华同学在“探究串、并联电路电压的规律”实验中,都设计了如图甲所示的电路。
(1)设计好实验电路后,在连接实物电路时,开关应处于 状态;
(2)连接电路前,小明发现电压表指针如图乙所示,则他接下来应该进行的操作是 ;
(3)小明按照如图甲所示的电路将实物电路连接完整,闭合开关,发现两灯不亮,电压表有示数,则出现这种情况的原因可能是 ;
(4)排除故障后,小明继续用电压表测出灯两端电压,两端电压及总电压U,经过多次实验,将得到的数据记录在下表中,表中未填写的数据如图丙所示,应该为 V;分析数据可得到串联电路电压特点是 (用公式写出);
实验次数
1
2
3
4
1
1.5
2
2.5
2
1
0.5
3
3
3
3
(5)小华按照丁图连接电路,闭合开关后的示数为2.5V,的示数应为 V,小华的实验结论是 ;
(6)为使实验结论更具有普遍性,接下来小华应该采取的操作是________(填序号),再进行实验。
A.改变开关位置 B.更换规格不同的灯泡 C.将灯泡、的位置互换
18.(24-25九年级上·安徽六安·阶段练习)小强和小华同学都利用如图所示的电路,“探究串、并联电路电压的规律”。
(1)连接电路前,小强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)小强根据图甲连接好电路,闭合开关后,发现电压表指针没有偏转,两灯都不亮,这是因为______;
A.灯断路 B.灯短路
C.灯断路 D.电压表断路
(3)排除故障后,小强继续用电压表测出灯两端电压,两端电压及总电压U,经过多次实验,得到的数据记录在如下表中。分析表中数据可得串联电路电压特点是: (用公式写出);
实验次数
/V
/V
U/V
1
1.2
1.8
3.0
2
1.5
1.5
3.0
3
1.7
1.3
3.0
(4)小华按照图丙连接电路,闭合开关后的示数为2.6V,的示数为2.6V,V的示数也为2.6V,小华能够得到的实验结论是 。
【题型5 】
19.(23-24九年级上·宁夏银川·期末)在探究影响导体电阻大小的因素时,实验室提供了4根电阻丝,其规格、材料如下表所示。
编号
材料
长度
横截面积
A
镍铬合金
B
镍铬合金
C
镍铬合金
D
锰铜合金
(1)按照图中所示“探究影响导体电阻大小因素”的实验电路,在A、B之间分别接上不同的导体,在 一定时,通过观察 来比较导体电阻的大小。
(2)为了研究电阻大小跟导体的横截面积有关,应该选用编号 两根电阻丝分别接入电路进行实验。
(3)分别将A和D两电阻丝接入电路A、B两点间,电流表示数不相同,由此,初步得到的结论是:当长度和横截面积相同时,导体电阻大小跟 有关。
20.(23-24九年级上·湖南湘西·期末)探究“导体的电阻跟哪些因素有关”的实验中,a、b、c三条金属电阻丝长度相同;a为锰铜丝,b、c为镍铬合金丝;·b的横截面积是c的横截面积的2倍;a、b横截面积相同。
(1)连接电路时,开关应处于 状态;
(2)为了探究电阻跟导体横截面积的关系,应该选用编号 两根电阻丝分别接入电路进行实验;
(3)若选用a、b两根电阻丝分别接入电路M、N两点间,是探究导体电阻的大小与 的关系;
(4)该实验中通过 的大小来反映导体电阻的大小,这种方法叫做 法。
21.(23-24九年级上·湖南湘潭·期末)在“探究影响电阻大小的因素”实验中,某实验小组同学利用如图所示的电路分别对“导体电阻跟它的材料、长度、横截面积有关”的猜想进行实验验证。实验中使用4根电阻丝,其规格、材料如表所示。
编号
材料
长度/m
横截面积/mm2
电流大小/A
a
锰铜合金
0.5
0.8
0.40
b
镍铬合金
0.5
0.8
0.32
c
镍铬合金
0.5
0.4
0.16
d
镍铬合金
1.0
0.4
0.08
(1)实验中通过观察电流表的示数来比较电阻的大小,此过程用到的研究方法是 ;
(2)分别将 两根合金丝接入电路,可初步探究出的结论是:其他条件一定时,导体的电阻大小与横截面积有关;
(3)分别将c、d两根合金丝接入电路,可初步探究出的结论是:其他条件一定时,导体的电阻大小与 有关。
22.(23-24九年级上·新疆昌吉·期末)在做“决定电阻大小的因素”实验时,需要在电压相同的条件下,比较通过不同导线的电流,发现决定电阻大小的因素。下列是几种实验用导线的参数。
导体代号
A
B
C
D
E
F
G
长度(m)
1.0
0.5
1.5
1.0
1.2
1.5
0.5
横截面积(mm2)
3.2
0.8
1.2
0.8
1.2
1.2
1.2
材料
锰铜
钨
镍铬
锰铜
钨
锰铜
镍铬
(1)该实验采用的实验方法为 法;
(2)为了研究电阻与导体材料有关,应选用导线 进行比较;(填代号)
(3)为了研究导体的电阻与导体的 有关,应选用导线CG进行比较;
(4)为了研究导体的电阻与导体的横截面积有关,应选用导线 进行比较。(填代号)
23.(23-24九年级上·福建龙岩·期末)小岩要探究电阻的大小与哪些因素有关,设计了如图所示电路,电源电压不变,分别将导体a、b、c、d接入电路进行实验,测得电流大小如下表所示。
导体编号
长度/m
横截面积/mm
材料
电流大小/A
a
0.5
0.4
锰铜合金
0.20
b
0.5
0.4
镍合金
0.16
C
0.5
0.2
镍合金
0.08
d
1.0
0.2
镍合金
0.04
(1)实验中是通过观察 间接比较导体电阻大小的;
(2)若分别将导体a、b接入电路,这是为了探究电阻大小与导体的 有关;
(3)为了验证“导体电阻大小与导体的横截面积有关”,可将导体 (填导体编号)分别接入电路中进行实验;
(4)小岩又将一根白炽灯的灯丝接入电路,并用酒精灯加热,发现电流表的示数逐渐变小,说明导体的电阻与 有关。
【题型6 】
24.(23-24九年级上·辽宁盘锦·期末)小华同学在探究“电流与电压的关系”实验中,选用器材如下:电压为4.5V的电源、电流表、电压表、开关、定值电阻R、导线若干。有两种规格的滑动变阻器:(50Ω;1A)和(20Ω;1A)可以选择。
(1)以笔画线代替导线,将实物图补充完整 ;
(2)开关闭合前,应将滑动变阻器滑片滑到最 (选填“左”或“右”)端;
(3)通过多次改变滑动变阻器滑片的位置,从而改变 ,测得多组实验数据如下表:
实验次数
1
2
3
4
5
电压U/V
1.0
1.4
2.0
2.4
3.0
电流I/A
0.10
0.14
0.20
0.24
0.30
分析数据可知:电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成 ;
(4)获得第3组实验数据后,要想得到第4组数据,应将滑片P向 (选填“左”或“右”)端移动;
(5)实验中所选的滑动变阻器是 (选填“”或“”)。
25.(23-24九年级上·贵州遵义·期末)小刚和小华用如图甲所示的实验电路探究“电流与电压的关系”。
(1)连接电路时,开关应处于 (选填“断开”或“闭合”)状态;
(2)实验过程中发现电流表有示数,电压表无示数,移动滑片,但电流表示数有明显变化,两电表均完好。则电路故障可能是 ;
(3)排除故障后,改变滑片位置,将电压表和电流表的示数记录在表格中。在第2次实验时,电流表示数如图乙所示,则表格中空白处的电流值是 A。分析数据时,发现表格中第 次数据存在错误;
(4)在处理数据时,小刚和小华根据记录的数据分别绘制成丙、丁所示的I﹣U图像(未标出横纵坐标值)。由此可得出结论:当导体电阻一定时,通过导体的电流与这段导体两端电压成正比。你认为哪个图像更合理并说明理由: 。
实验次数
电压/V
电流/A
1
1.0
0.20
2
1.6
3
2.0
0.40
4
2.2
0.44
5
2.8
0.50
26.(23-24九年级上·青海西宁·期末)某中学物理实验小组,用图甲所示电路进行“探究电流与电压的关系”实验。
(1)连接电路时,开关应该 ,闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应该位于 (选填“A”或“B”)端;
(2)闭合开关,同学们发现电流表没有示数,电压表示数接近电源电压,原因可能是 ;
(3)排除故障后,移动滑片P到某一位置时电压表示数如图乙所示,此时定值电阻R两端的电压为
V,根据实验数据绘制出定值电阻R的I-U图像如图丙所示。由图像可得:当导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成 ;
27.(23-24九年级上·陕西西安·期末)小阳同学和他的物理实验小组用图﹣1所示电路“探究电流与电压的关系”,已知定值电阻R=10Ω,滑动变阻器的最大阻值为20Ω,电源电压保持4.5V不变。
(1)连接电路前,滑动变阻器的滑片P应该调到最 (选填“左”或“右”)端;
(2)连接好电路后,闭合开关前,小阳检查电路发现电流表如图﹣2所示,原因可能是 ,闭合开关后,发现电压表有示数,电流表的示数很小,移动滑动变阻器的滑片,不能起到改变电阻的作用,原因可能是 ;
(3)调整好电路后,小阳在实验中,得到以下数据。请在图﹣3中画出对应的I﹣U图像 ,由实验数据可知,在电阻一定时,通过导体的电流跟导体两端的电压成 (选填“正比”或“反比”);
实验次序
1
2
3
4
5
电压U/V
1
1.5
2
2.5
3
电流I/A
0.1
0.14
0.2
0.26
0.3
(4)小阳同学为了使结论具有普遍性,又拿来几个定值电阻做实验,并画出这几个电阻的I﹣U图像,得到如图﹣4所示图像,分析图像可知,A电阻随电压的增加,阻值 (选填“变大”“变小”或“不变”),这是因为电阻受 的影响。
28.(23-24九年级上·陕西西安·期末)在“探究电流与电压的关系”实验中,小潘设计并连接了如图甲所示的电路。
(1)请用笔画线代替导线将图甲所示电路连接完整 (滑动变阻器的滑片向右移动时电流表的示数变大);
(2)闭合开关,发现电流表有示数,电压表无示数,已知导线、仪表均完好且接触良好,则故障原因可能是定值电阻 ;(选填“断路”或“短路”)
(3)排除故障后闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,进行多次测量,记录实验数据如下表。
实验次数
1
2
3
4
电压U/V
1.0
1.6
2.2
2.8
电流I/A
0.10
0.16
0.22
0.28
分析表中数据可知:在电阻一定的情况下,通过导体的电流与导体两端的电压成 ;
(4)同桌的小明分别用两个阻值未知的电阻和进行实验,得到两个电阻的I-U图象,如图乙所示。由图象可知 (选填“>”“<”或“=”);
(5)若将定值电阻换成小灯泡,能否达到本实验的探究目的, ,原因是 ;
(6)若再增加两个定值电阻(5Ω和20Ω)探究电流与电阻的关系,根据实验数据描绘出电流与电阻倒数的图象如图丙所示,则本实验中控制的定值电阻两端的电压为 V;
(7)已知电源电压6V恒定不变,分析实验数据可知,“探究电流与电阻的关系”实验中所用滑动变阻器的最大阻值应不小于 Ω。
【题型7 】
29.(23-24九年级下·重庆大足·期末)探究“电流与电阻的关系”时,准备有如下器材:三节新的干电池、电流表、电压表、滑动变阻器(标有“50Ω,2A”字样)、定值电阻4个(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω),导线若干。小秦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:滑片向左移动时滑动变阻器连入电路的电阻变小);
(2)连接电路时,开关必须 。在电路连接完整后,闭合开关S前应将滑动变阻器的滑片P移到 (选填“A”或“B”)端;
(3)闭合开关,小秦发现电压表读数接近电源电压,电流表指针有明显偏转,无论怎么移动滑动变阻器的滑片P,两表的示数均不变。发生故障的原因可能是______________;
A.定值电阻R短路 B.定值电阻R断路 C.滑动变阻器短路 D.滑动变阻器断路
(4)排除故障后,把阻值为10Ω的电阻R接入电路中。调节滑动变阻器的滑片P,此时电流表指针位置如图丙所示, A。实验中,将电阻分别依次换成5Ω、10Ω、15Ω、20Ω时应向 (选填“A”或“B”)端适当调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数保持不变。多次改变滑动变阻器滑片P的位置,记录的实验数据如下:
R/Ω
5
10
15
20
I/A
0.56
?
0.19
0.14
根据实验数据分析,可初步得出结论:在电压一定时, 。
30.(23-24九年级上·内蒙古呼伦贝尔·期末)用如图甲所示的电路“探究电流与电阻的关系”,电源电压恒为6V,定值电阻R备有、、、各一个。
(1)闭合开关后,电压表示数如图丙所示,为准确测量这一电压,接下来小华应进行的操作是断开开关, ,闭合开关,继续实验;
(2)将的定值电阻接入电路闭合开关,移动滑片P发现电流表示数始终为零,电压表示数不为零,其原因可能是___________(填选项);
A.定值电阻R短路 B.定值电阻R断路 C.滑动变阻器短路
(3)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___________(填选项);
A.定值电阻R短路 B.定值电阻R断路 C.电压表断路
(4)不改变滑动变阻器滑片的位置,将的电阻换成的电阻,闭合开关后,为保证电压表示数与更换前相同,滑片P应向 (选填“左”或“右”)端滑动;
(5)实验中依次接入定值电阻,调节滑片使定值电阻两端电压相同,记下电流表读数,绘出电流I与电阻倒数变化的图像乙,由图乙可知:电压一定时,电流与电阻成 比。
31.(2024·陕西西安·模拟预测)在“探究电流与电阻的关系”实验中,提供的器材:电压恒为4.5V的电源,5个定值电阻R1(5Ω)、R2(10Ω)、R3(15Ω)、R4(20Ω)、R5(25Ω),标有“50Ω 1A”的滑动变阻器R电压表(可用量程有0~3V和0~15V)、电流表(0~0.6A)、开关各1只,导线若干。
(1)小赵同学设计了如图甲所示的实验电路,电路连接完毕,闭合开关S,发现电流表有示数,电压表无示数。若电路故障只出现在R1和R上,则电路故障是 ;
(2)排除电路故障后,将滑动变阻器的滑片P移到最 端,闭合开关,电流表示数如图乙所示,为 A;移动滑片,电压表示数如图丙,则需移动滑片,使定值电阻两端电压表示数为 V;
(3)分别用定值电阻R2、R3、R4、R5依次替换R1,重复(2)中的实验步骤。根据实验所得的五组数据绘制出I-R图像,如图丙所示,由图像可得出的结论是:当 ;
(4)完成步骤(2)后,若保持滑片P位置不变,断开开关,用R2替换R1,闭合开关,应向 (选填“左”或“右”)移动滑片P才能达到实验要求;
(5)为完成该实验探究,滑动变阻器允许连入电路的最小阻值为 Ω。
32.(23-24九年级上·内蒙古赤峰·期末)晓丹在探究“电路中电流与电阻的关系”时,可供使用的实验器材有:电源(电压恒为)、电流表、电压表、滑动变阻器、开关各一个、阻值不同的定值电阻四个,导线若干。
(1)请用笔画线代替导线将甲图的实物图补充完整,要求滑动变阻器滑片P向c端滑动时接入电路中的阻值变小 ;
(2)当闭合开关试触时,发现电流表指针摆动出现了图乙所示情况,存在的问题是: ;
(3)将的电阻按入间,闭合开关后,移动滑片P使电压表示数为,记录相应的电流值;然后将的电阻换成的电阻接入间,闭合开关后,滑片P应向 端移动,直至电压表示数也为,记下相应的电流值;
(4)晓丹在换用电阻做实验时,发现电阻已经损坏,她灵机一动,利用现有的几个电阻解决了这个问题,请你写出晓丹的做法: ;
(5)晓丹根据实险数据得出变化的图像,如图丙所示:则晓丹实验时 V,实验的晓丹所用的滑动变阻器其最大阻值不能小于 。
33.(23-24九年级上·湖南衡阳·期末)实验小组在“探究通电导体中电流与电阻的关系”实验中,电源电压保持6V不变,电流表、电压表各一个,开关一个,5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻各一个,滑动变阻器、导线若干。
(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:滑动变阻器的滑片P向右移动时电路中电流变大,导线不能交叉)
(2)小聪小组用5Ω的电阻做完实验后,保持滑动变阻器位置不变,接着把10Ω的电阻接入电路,闭合开关后,为保证电压表示数与更换电阻前相同,应将滑动变阻器向 移;
(3)为了完成全部实验,应选取 规格的滑动变阻器。
A.30Ω 1.0A B.20Ω 1.0A
【题型8 阻值】
34.(23-24九年级上·安徽安庆·期末)在用伏安法测量“2.5V”小灯泡电阻的实验中,其电路图如图所示。
(1)某次实验时,电压表的示数为2.2V,为了测量小灯泡正常发光时的电阻,应进行的操作是 ;
(2)小明在实验过程中发现用力捏滑片与电阻丝接触处,灯泡发光明显变亮。产生这一现象的原因可能是按压滑片使接触点位置的 增大,电阻变小;
(3)小华在连接好电路闭合开关时,发现小灯泡闪亮一下后立即熄灭,经检查是小灯泡的灯丝烧断了,这是因为闭合开关瞬间, 。
35.(23-24九年级上·河北衡水·期末)小明和同学一起做“测量小灯泡电阻”实验,有如下器材:电源(电压恒为6V)、小灯泡(正常发光时的电压为,灯丝电阻约为)、电流表、电压表、开关各一个、规格分别为“”和“”的滑动变阻器各一个、导线若干。
(1)他们设计了图甲所示的电路,应选用的滑动变阻器为 (选填“”或“”);
(2)请用笔画线代替导线,将图乙中电流表和滑动变阻器正确接入电路,要求滑动触头向左移动时接入电路的电阻逐渐减小 ;
(3)移动滑动变阻器滑片在不同位置,作出了如图丙所示小灯泡的图象,由图可知小灯泡的电流与其两端的电压 (选填“成”或“不成”)正比,造成这个现象的原因是 ;
(4)由实验数据可知,灯泡正常发光时的电阻是 ;
(5)另一组的小红在实验开始时由于操作失误损坏了电压表,在只有电流表的情况下,通过老师的指导,小红增加了一只已知阻值的定值电阻R并利用原有器材,也测出了小灯泡正常发光时的电阻:
①按照如图丁的电路图正确连接实物电路;
②闭合开关,调节滑动变阻器滑片, ;
③断开开关,保持滑片的位置不变,将电流表改接在灯泡所在支路中,再闭合开关读出电流表示数I;
④小灯泡正常发光时电阻的表达式为 。
36.(23-24九年级上·陕西西安·期末)小静用如图甲电路做“伏安法测量小灯泡电阻”的实验,滑动变阻器标有“ 2A”,小灯泡标有“2.5V”。
(1)该实验的原理公式是 ;
(2)请用笔画线代替导线将图甲所示的电路连接完整(要求滑片向左滑动时灯泡变亮);
(3)连接完电路,闭合开关发现小灯泡未亮,电压表指针迅速偏转到最大刻度的右边,出现这种情况的原因可能是小灯泡 (选填“短路”或“断路”);
(4)排除故障后,小静闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,要使小灯泡正常工作,调整电压表示数为 V,电流表示数如图乙所示,则小灯泡正常工作时的电阻为 .调整电路记录多组数据,分析数据知小灯泡的电阻是变化的,原因是受 影响。
37.(23-24九年级上·山东德州·期末)小洋用以下实验器材测家用手电筒的灯泡正常工作时的电阻:电源(电压4.5V)、开关、电压表、电流表各一个,导线若干,额定电压为2.5V的待测手电筒灯泡,滑动变阻器规格为“20;0.5V”。
(1)请用笔线代替导线,将图用所示实验电路补充完整 (要求:滑动变阻器的滑片向右移动时、小灯泡的亮度变暗,导线不交叉);
(2)连接好电路,试触时发现电流表的指针,如图乙所示,其原因是 ;
(3)排除故障正确连接电路后,闭合开关,小洋发现小灯泡不亮,电流表、电压表都有示数。接下来的操作是 ;
(4)移动滑片至某一位盟,电压表的示数如图丙所示,此时小灯泡两端电压为 V;
为了测量小灯泡正常工作时的电阻,应将滑动变阻器的滑片向 移动;
(5)图丁是根据实验数据通出的小灯泡的关系图象,图像是弯曲的,主要原因是灯丝的电阻随温度的升高增大。而小灯泡正常工作时的电阻是 。
【题型9 阻值】
38.(23-24九年级下·河北石家庄·期末)小明在“测量定值电阻R的阻值”的实验中,电源使用两节新干电池,滑动变阻器的规格是“10Ω 0.6A”。
(1)用笔画线代替导线,根据图甲所示电路,完成图乙电路的连接 ;
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应滑到最 端(选填“左”或“右”);
(3)小明连接好电路,闭合开关,发现电流表无示数,电压表有示数,原因可能是定值电阻发生了 (选填“短路”或“断路”);
(4)排除故障后,将滑动变阻器的滑片P移至某一位置,电流表的示数为0.24A,电压表的指针如图丙所示,由此得出,被测定值电阻的阻值 Ω;
(5)小明同学完成一次实验后,为确保测量结果的准确性,接下来的操作是 ;
A.换用阻值不同的定值电阻再进行多次测量
B.调节滑动变阻器的滑片P到不同位置进行多次测量
(6)小明在实验中发现只用一块电表,借助定值电阻或滑动变阻器也可以测定值电阻阻值,于是他设计了如图所示的四个电路,其中电源电压不变且未知,定值电阻和滑动变阻器的最大阻值均已知,操作过程中电路都是安全的,其中可以测出未知电阻的电路是 (可多选)。
A. B.
C. D.
39.(23-24九年级下·安徽安庆·期末)科技小组用如图甲所示电路测量定值电阻的阻值。
(1)请用笔画线代替导线,将图中的器材连接成完整电路。要求 :
①滑片P向B端移动时,电流表示数变小;
②连线不能交叉。
(2)闭合开关,滑片P移动到某一位置时,电压表的示数为2.5V,电流表的示数如图乙所示,则电阻R的阻值是 Ω;
(3)另一小组的同学利用已知电阻,设计并连接了如图丙所示的电路来测量未知定值电阻的阻值,主要实验步骤如下:
①闭合开关和,电压表的示数为;
②只断开开关,电压表的示数为;
③由此可得电阻 (以上两空均用字母、、表示)。
40.(23-24九年级上·江西鹰潭·期末)在“伏安法测电阻”的实验中:
(1)如图甲所示,请你用笔画线代替导线,将图中电路连接完整,要求:当滑动变阻器的滑片P向右移动时,电路中的电流变大 。实验前,为保护电路,滑动变阻器的滑片应置于 (选填“A”或“B”)端;
(2)闭合开关后,调节滑动变阻器滑片,发现电压表、电流表均无示数。用一段导线检测故障,当把导线并联在滑动变阻器两端时,电流表仍无示数,电压表有示数,且较大;当把导线并联在R两端时,电流表和电压表均无示数。那么电路的故障可能是___________(填字母);
A.只有滑动变阻器开路 B.只有R开路
C.滑动变阻器开路和R短路 D.R和滑动变阻器均开路
(3)排除故障后,若电压表、电流表的示数如图乙、丙所示,则定值电阻两端的电压大小为 V,它的阻值为 Ω;
(4)其中, 可以改变被测电阻两端的电压,多次测量求电阻的平均值,其目的是 。
41.(23-24九年级上·辽宁盘锦·期末)用图甲所示的电路图测量定值电阻的阻值大小。
(1)实验原理是 ;
(2)电路闭合一段时间后,电流表示数突然显示为0,此后,无论怎样移动滑动变阻器滑片,电流表示数都为0,但电压表的示数有变化,这可能是由于 ;
(3)排除故降后,某次测量时,将滑片滑到某一位置时,电压表的读数为1.8V,电流表的示数如图乙所示,此时定值电阻的阻值为 Ω;
(4)在物理实验中,经常要进行多次测量,其目的有两个:①为了减小误差;②是为了寻找规律,本实验中,多次测量的目的是 (选填“①”或“②”);
(5)实验中两个小组同学发现实验器材中缺少滑动变阻器,多了两个定值阻值电阻和();
①其中一组同学利用现有的器材测出了的阻值。(如图所示),记录了3次实验数据如下表所示。则第三次数是图 (选填“A”或“B”或“C”)中进行的实验;
实验次数
U/V
I/A
1
0.85
0.14
6.07
2
1.21
0.20
6.05
3
2.11
0.35
6.03
②另一小组同学发现他们小组的电流表也不能使用,你认为这组同学利用现有器材 (选填“能”或“不能”)完成3次电阻测量的实验;
(6)实验前,老师提醒同学们,加在电阻上的电压不宜过大而且时间不宜过长,这样要求的目的是 。
【题型10 】
42.(23-24九年级上·四川绵阳·期末)在测量标有额定电压为2.5V的某小灯泡的电功率实验中,选用的电源电压为4.5V,灯丝的电阻约为10Ω。
(1)请你用笔画线代替导线,完成实物图连接;
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P置于 (选填“A”或“B”)端;
(3)闭合开关后,缓慢移动滑动变阻器的滑片P,当电流表的示数如图丙所示时,其示数为 A;
(4)改变滑片P的位置,获得多组对应的电压、电流值,如下表所示,由表可知,随着电压的增大,小灯泡消耗的功率 (选填“增大”“不变”或“减小”)。当小灯泡正常工作时,其功率为 W,其电阻为 Ω(结果保留一位小数);
(5)根据表中数据,诗在图中画出U—I关系图象;
数据序号
1
2
3
4
5
6
7
发光情况
熄灭
熄灭
微光
较暗
不很亮
较亮
明亮
电压U/V
0.1
0.5
0.9
1.3
1.7
2.1
2.5
电流I/A
0.10
0.32
0.38
0.42
0.48
0.52
0.56
(6)根据表中的数据,画出的图象是 (选填“直线”或“曲线”),原因是在不同的电压下,灯丝的电阻随温度的升高而 (选填“增大”“不变”或“减小”)。
43.(23-24九年级上·江西鹰潭·期末)在“测量小灯泡电功率”的实验中,电源电压恒为6V,小灯泡的额定电压为,电阻大约为,电压表,可供选用的滑动变阻器和的最大阻值分别为和。
(1)本实验应选择 的滑动变阻器;
(2)正确连接好电路后闭合开关,发现小灯泡较暗,但电流表有示数,为使灯泡变亮接下来的操作是 ;(写出具体的操作)
(3)图甲是根据实验数据绘成的U-I图像,根据图像提供的信息,可计算出小灯泡的额定功率是 W;
(4)若实验中电流表坏了,为了测量小灯泡的额定功率,小刚选用一个定值电阻,接在原电路电流表的位置,设计了图乙所示的电路,实验方案如下:调节滑动变阻器滑片P使电压表的示数为小灯泡额定电压U额,保持滑片P的位置不变,只将电压表的a点接线改接到c点,测量两端的电压U0。
① 小刚的设计方案操作中存在的问题是 ;
② 纠正操作错误之后,测出两端的电压U0,则小灯泡的额定功率可表示为 ;(用和所测物理量的符号表示)
③ 所选用定值电阻的阻值不得超过 Ω。
44.(23-24九年级下·内蒙古巴彦淖尔·期末)小飞同学在探究“电流与电阻关系”的实验中电源电压9V不变,两个滑动变阻器,规格分别为“50Ω,1A”、“30Ω,2A”,电流表、电压表各一个,10Ω、20Ω、30Ω、40Ω的定值电阻各一个。
(1)请用笔画线代替导线将图甲的实验电路补充完整 (要求:滑动变阻器连入电路的阻值最大);
(2)开关闭合后,当移动变阻器的滑片时,发现电流表示数会变化,电压表示数始终为零、原因可能是 (选填“定值电阻断路”、“定值电阻短路”、“滑动变阻器断路”或“滑动变阻器短路”);
(3)排除故障后,将10Ω的定值电阻接入电路,再闭合开关,调节滑动变阻器的滑片到适当位置,电压表的示数如图乙所示,此时电压表的示数为 V;
(4)接着小飞用20Ω的定值电阻替换10Ω的定值电阻后,再闭合开关,移动滑片使滑动变阻器接入电路的阻值 (填“变大”或“变小”),他这样操作的目的是 ;
(5)在完成上述实验的过程中,选用规格为“ ”的滑动变阻器最合适(选填“50Ω,1A”或“30Ω,2A”);
(6)同组的小彬同学设计了图丙的电路。在电源电压恒为U的电路中,只用了一个电压表、一个阻值为R0的定值电阻及滑动变阻器,测量额定电压为的小灯泡的额定功率。具体操作如下:
①闭合开关S,将开关S1接 ;
②保持 位置不变,再将开关S1接b,读出电压表的示数为;
③小灯泡的额定功率 ;(用、、表示)
(7)小明要用小灯泡代替定值电阻探究“电流与电压的关系”,聪明的你,稍加思考就判断出他是错误的,理由是 。
45.(23-24九年级上·辽宁大连·期末)在测量小灯泡正常发光时电阻的实验中,用标有“20Ω,2A”的滑动变阻器、电压表、电流表、开关、导线、3节干电池和标有“2.5V”电压的小灯泡进行实验。实验电路如图甲所示。
(1)该实验的原理是 ;
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移到最 (填“左”或“右”)端:
(3)当小灯泡两端电压是2.5V时,电流表的示数如图乙所示,则此时通过小灯泡的电流为 A。小灯泡的电阻是 Ω(结果保留一位小数);
(4)完成上述的实验后,小明还想测另一只额定电压为U₁的小灯泡的额定电功率。但发现电流表损坏。小明利用阻值为R0的定值电阻,设计了如图丙所示的电路,操作如下:
①依据电路图连接好电路,只闭合开关S、S1,调节滑动变阻器,使电压表的示数为U1;
②保持滑动变阻器滑片位置不变,只闭合开关 ,读出电压表示数为U2;
③小灯泡的额定功率P额= 。(用U1、U2和R0表示)
46.(23-24九年级上·湖南张家界·期末)在“测量小灯泡的电功率”的实验中,小灯泡的额定电压为2.5V,正常发光时的电阻约为8Ω。
(1)在图甲中,有一根导线未连接,请用笔画线代替导线将电路连接完整;( )
(2)闭合开关后,小灯泡不亮,电流表有示数,电压表没有示数。经检查,导线连接完好,则电路故障可能是小灯泡发生了 (选填“短路”或“断路”);
(3)移动滑片P到某一位置时,电压表示数如图乙所示,为 V;此时要测量小灯泡的额定功率,应持滑片P向 (选填“左”或“右”)端移动,移动滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成图丙所示的I-U图像;
(4)由图像可计算出小灯泡的额定功率是 W;
(5)完成上述测量后,不用电压表,用如下图所示的电路也可测量已知额定电流的小灯泡的额定功率,已知小灯泡的额定电流为I额,定值电阻的阻值为R0,实验步骤如下,请补充完整:
①闭合开关S、S2,断开开关S1, ,使电流表示数为I额;
②闭合开关S、S1,断开开关S2,记下此时电流表的示数为I;
③小灯泡的额定功率的表达式为P额= 。
47.(23-24九年级上·河南郑州·期末)小芳和同学们在“测量小灯泡的电功率”实验中,使用的小灯泡的额定电压为2.5V,正常工作时的电阻约为10Ω,实验电路图如图甲所示。
(1)请根据图甲中的电路图用笔画线代替导线将图乙的实物电路连接完整 ;
(2)连接好电路后闭合开关,小芳发现小灯泡不亮,电流表和电压表都有示数,接下来她应该进行的操作是 ;
(3)小芳和小组同学进行了4次测量,将电压表、电流表的示数和灯泡的亮度变化记录在下表:
实验次序
电压U/V
电流I/A
电功率P/W
灯泡亮度
灯泡电功率的
平均值P'/W
1
1.0
0.2
0.2
不亮
2
1.5
0.24
0.36
较暗
3
2.5
正常
4
3.0
0.34
1.02
很亮
①当小灯泡正常发光时,电流表示数如图丙所示,则小灯泡的额定功率为 W;
②分析实验数据和现象,发现:小灯泡的 越大,小灯泡越亮;
(4)该实验表格设计有一处不合理,不合理的是 ;根据实验数据发现通过小灯泡的电流与灯泡两端电压不成正比,原因是 ;
(5)完成上述实验后,实验小组不使用电压表,使用电流表、三个开关、一个滑动变阻器和一个阻值为12.5Ω的定值电阻设计了如图丁所示的电路,也测出了小灯泡的额定功率。
①按照电路图连接好电路,闭合开关S、S2,断开开关S1,调节滑动变阻器滑片使电流表示数为 A,此时灯泡正常发光;
②闭合开关S、S1,断开开关S2,保持滑片位置不变,读出此时电流表的示数为I;
③小灯泡额定功率的表达式为P1= (用已知量和测量量表示)。
【题型11 】
48.(23-24九年级下·内蒙古巴彦淖尔·期末)如图是探究电流通过导体时产生热量的实验,甲、乙两套装置中各有两个相同的透明容器,回答下列问题:
(1)四个透明容器中 着 的气体;
(2)实验中通过观察 的变化来比较导体所产生热量的多少,下列研究实例采用的研究方法与此相同的是 ;
A.探究电流与电阻的关系
B.用铁屑显示磁体周围磁场分布
C. 类比水流学习电流
D.研究光现象时,引入光线
(3)用甲装置进行实验时,通过控制通电时间和电路中的 不变,来研究导体产生热量与 的关系;
(4)在乙装置中,C、D透明容器中相同时间内产生热量较多的是 容器,R3的作用是 。
49.(23-24九年级上·宁夏银川·期末)如图所示是某同学在研究“电热多少与什么因素有关”的实验装置。
(1)此装置是研究电热与 大小关系的实验,所控制的变量是 和 ;
(2)如图实验中,通过观察左右两个U形管液面的高度差,得出 边的电阻放出的热量多;(选填“左”或“右”)
(3)此图实验得到的结论是: 相同 越大,产生的热量越多;
(4)请在方框内画出三个5Ω的电阻连接方式的电路图。
50.(23-24九年级上·江苏宿迁·期末)如图所示是探究电流通过导体产生热量的多少跟什么因素有关的实验装置,左右两个透明的容器中密闭着空气,两个密闭容器中都有一段电阻丝,U形管中装的是红色液体;
(1)a、b、c、d容器中所装空气的质量 (选填“相等”或“不相等”);
(2)图甲装置可探究电流产生的热量与 的关系;
(3)在通电时间相同的情况下,发现乙装置U形管A中液面高度变化大,由此可得到的结论是:在电阻和通电时间相同的情况下, ,产生的热量越多;
(4)若图甲中U形管A液面高度差有变化明显,U形管B液面无变化,故障可能是 。
(5)寒冷的冬天有的家庭会使用电热毯取暖,利用的是电流的 效应,使用时电热毯热了而与之相连接的电源线却不热,原理是 。
51.(23-24九年级上·辽宁大连·期末)小明同学在“探究电流通过导体产生热量的多少与什么因素有关”时采用了如图所示的实验装置,三个相同的烧瓶内装有质量、初温相同的煤油。温度计和电阻丝通过胶塞固定在烧瓶中(已知:RA=RB=RC)。
(1)实验中通过比较 (选填“温度计示数的变化”或“加热时间”)来判断相同时间内电流产生热量的多少。下列实验中也采用这种研究方法的是 ;
A.探究电流与电压、电阻的关系
B.测量定值电阻阻值
C.探究动能大小与哪些因素有关
(2)实验中,分别在B和C电阻之间分别并联一个阻值不等的电阻丝E、F,其目的是 ;该装置可以探究电流通过导体产生热量与 是否有关;
(3)实验中,对于烧瓶内的液体,小明选择了煤油而不是水,主要是因为 ;
(4)实验过程中发现通电一段时间后,温度计示数均有明显变化,但A、B瓶温度计示数相同,排除了装置漏气的可能,其原因是: 。
52.(23-24九年级上·福建莆田·期末)小红在探究“电流通过导体产生的热量跟哪些因素有关”的实验中,利用如图所示的甲、乙两套装置进行实验。
(1)电流产生的热量无法直接测量和观察,利用如图甲、乙所示的装置,我们可以通过观察U形管两侧液面的高度差来比较电流通过导体产生热量的多少,这应用了 (填实验方法);
(2)为了探究电流产生的热量与电流大小的关系,应该选用装置 (选填“甲”或“乙”),目的是要控制 和 相同;
(3)观察图乙的实验现象可以得出结论:电流通过导体产生的热量跟电流大小有关,在电阻和通电时间相同时,电流越大,电流越大,电流产生的热量越多,所以图乙 (选填“左边”或“右边”)容器中导体产生的热量多。
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专题05 电学实验专题
【题型1 探究串联电路中各处电流的关系】 1
【题型2 探究并联电路中干路电流与各支路电流的关系】 5
【题型3 探究串联电路中的电压规律】 11
【题型4 探究并联电路中的电压规律】 15
【题型5 探究影响电阻大小的因素】 20
【题型6 探究电流与电压的关系】 23
【题型7 探究电流与电阻的关系】 30
【题型8 伏安法测小灯泡的电阻阻值】 37
【题型9 伏安法测定值电阻阻值】 42
【题型10 伏安法测量小灯泡的电功率】 48
【题型11 探究影响电流通过导体时产生热量的因素】 59
【题型1 】
1.(23-24九年级上·四川成都·期末)如图是简阳市科创兴趣小组探究“串联和并联电路电流规律”的实验电路图。
(1)在连接或拆开电路时,开关S必须 。使用电流表时,若不能预先估计被测电流的大小,则应先用电流表 (选填“较大”或“较小”)的量程进行试触;
(2)下表是小明按如图甲所示的电路进行实验时测得的三组数据。分析表中的数据,可得出的结论是:串联电路中电流处处 。本实验测得多组数据的主要目的是 (选填“寻找普遍规律”或“减小误差”);
实验序号
电流表的位置
a
b
c
1
电流
0.3
0.3
0.3
2
电流
0.4
0.4
0.4
3
电流
0.2
0.2
0.2
(3)接着小明用如图乙所示的电路继续探究并联电路电流规律,得出了下表数据,则他下一步最合理的操作是 ;
A点电流
B点电流
C点电流
0.16A
0.16A
0.32A
A.分析数据,得出结论
B.换用不同规格的小灯泡,再测出几组电流值
C.换用电流表的另一量程,再测出一组电流值
【答案】 断开 较大 相等 寻找普遍规律 B
【详解】(1)[1][2]在连接或拆开电路时,开关S必须断开,为了保护电路;使用电流表时,若不能预先估计被测电流的大小,则应先用电流表大量程试触,避免烧坏电流表。
(2)[3][4]分析表格中的数据可知,串联电路中电流处处相等;本实验测得多组数据的主要目的是寻找普遍规律,避免偶然性。
(3)[5]分析表格中的数据可知,只有一组实验数据,偶然性较大,实验中,需要更换不同规格的灯泡重复多次,以便寻找普遍规律,故B符合题意;AC不符合题意。
故选B。
2.(23-24九年级上·陕西渭南·期末)小明在探究“串、并联电路中电流的规律”实验中:
(1)连接电路时,开关必须 ;
(2)连好图甲所示电路,闭合开关后,小明观察到灯泡比灯泡要亮一些,从而得出:“串联电路中,越靠近电源正极灯泡越亮”的结论,为验证小明观点是否正确,请你设计一个实验,在虚线框中画出该实验所用的电路图(只利用图甲中的实验器材设计电路) ;
(3)小明用图乙所示电路探究并联电路电流规律:
①为了防止损坏电流表,在事先不能估计电流大小的情况下,应先进行 ;
②小明在图乙中的A点串联接入一个电流表,闭合开关后发现电流表指针偏转情况如图丙所示,其主要原因是 ;
③改正错误后,小明分别测出A、B、C三处的电流,并通过调节电源电压进行了三次实验,将数据记录在下表中:
实验次数
1
2
3
A点电流
0.16
0.20
0.24
B点电流
0.16
0.20
1.20
C点电流
0.32
0.40
0.48
表格中,有明显错误的数据是 ,造成错误的原因可能是 (选填“电流表选错量程”或“电流表读错量程”)。修正数据后,小明得出结论:在并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,且各支路的电流相等。他的结论不可靠,应采取的改进方法是 (填字母)。
A.重新连接电路进行测量
B.换用不同规格的灯泡多次测量
【答案】 断开 试触 电流表正负接线柱接反 1.20 电流表读错量程 B
【详解】(1)[1]为了电路安全,在连接电路时,开关必须处于断开状态。
(2)[2]要验证“串联电路中,越靠近电源正极灯泡越亮”的结论是否正确,可以将两盏灯的位置互换一下,让电流先经过L1,观察两盏灯的亮暗情况,如图所示
(3)[3]为了防止损坏电流表,在事先不能估计电流大小的情况下,应先用电流表的大量程进行试触,若指针偏转角度很小,则实验时选择小量程。
[4]图丙中电流表指针向左偏,说明电流表正负接线柱接反了,电流从电流表负接线柱流进。
[5][6]由表中数据可知,电流表选择的是小量程,最大测量值为0.6A,但第3次实验中B点的电流记录的是1.20A,大于小量程的最大测量值,所以在这个数据是错误的,原因是读错了电流表的量程。
[7]得出在并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,且各支路的电流相等的结论的原因是实验时选用的灯泡规格相同,结论具有偶然性,应选用规格不同的灯泡进行重复实验。
故选B。
3.(24-25九年级上·四川自贡·阶段练习)在探究“串联、并联电路中电流的规律”实验时,小明同学实验组进行了如下操作:
实验时用2节全新干电池串联作为电源,采用了如下的实验电路图:
实验时收集了下表格数据:
实验序号
灯泡情况
串联电路
并联电路
电流I/A
电流I/A
1
型号相同
0.5
0.5
0.5
0.8
0.4
0.4
2
型号不同
0.4
0.4
0.4
0.9
0.6
0.3
(1)根据表中分析得出(用字母来表达)
串联电路中的电流特点是: ;
并联电路中的电流特点是: ;
(2)在并联实验电路中,某同学又一次更换了不同型号的灯泡进行实验,测得A点的电流是0.5A,B点电流0.3A,则通过灯L2的电流为 A;
(3)实验中用型号相同和型号不同的灯泡分别来实验,其目的是 ;(选填“多次测量取平均值减小误差”、“得到普遍规律”)
(4)在某一次操作时,小明同学发现电流表的指针向没有刻度的一方偏转,其原因是 。
【答案】(1)
(2)0.2
(3)得到普遍规律
(4)电流表的正负接线柱接反了
【详解】(1)[1]分析表格数据可得串联电路中的电流特点是:,即电流处处相等。
[2]分析表格数据可得并联电路中的电流特点是:,即干路电流等于支路电流之和。
(2)根据并联电流规律,通过灯L2(C点)的电流为
(3)本实验是探究类实验,实验中用型号相同和型号不同的灯泡分别来实验,其目的是得到普遍规律。
(4)在某一次操作时,小明同学发现电流表的指针向没有刻度的一方偏转,说明电流表的正负接线柱接反了。
4.(23-24九年级下·河南驻马店·阶段练习)在“探究串联电路的电流特点”的实验中,小明设计了如图甲所示的电路,选用了两个不同的小灯泡,然后用一个电流表分别接在a、b、c三处去测量电流。
(1)连接电路时,电流表应该 (选填“串联”或“并联”)在电路中;
(2)闭合开关S,电流表的指针如图乙所示反向偏转,出现这种现象的原因是 ;
(3)小明又改变灯泡的规格进行了多次实验,测量了a、b、c三处的电流,其中一次实验的测量数据如表所示,在分析数据时,他发现三处的测量值有差异,原因是 ;
0.16
0.15
0.14
A.测量有误差 B.没有对电流表调零
C.串联电路中各处的电流本来就不相等 D.电流从电源正极流向负极的过程中,电流越来越小
(4)如图甲所示,串联电路中,电流的关系: (写关系式即可)。
【答案】 串联 电流表的正负接线柱接反了 A
【详解】(1)[1]连接电路时,电流表相当于导线,必须串联在电路中。
(2)[2]闭合开关S,电流表的指针如图乙所示,反向偏转,说明电流从负接线柱连入,从正接线柱流出,出现这种现象的原因是电流表的正负接线柱接反了。
(3)[3]A.可能原因是测量有误差,故A符合题意;
B.没有对电流表调零,那么测量的数据应该也相同,故B不符合题意;
C.串联电路中各处的电流处处相等,故CD不符合题意。
故选A。
(4)[4]根据串联电路中,电流处处相等,故等式为
【题型2 】
5.(23-24八年级下·山东济南·期末)小华在实验室研究并联电路电流规律。
(1)若要测量干路电流,则电流表应 联在甲图中的 (选填“A”、“B”或“C”)处;
(2)若要测量B处的电流,连接电路前,发现电流表指针位置如图乙所示,他应进行的操作是 ;调整正确后连接电路,闭合开关,发现指针又偏向图乙位置,其原因是 ;
位置
A
B
C
电流
0.48
0.24
0.24
(3)纠正(2)中错误后,测出A、B、C三处的电流值如上表所示。由此得出结论:并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,且各支路的电流相等。这个实验在设计方案上存在的不足之处是: (写出一条即可)。
【答案】 串 A 将电流表“调零” 电流表的正负接线柱接反了 只做一次实验,结论具有偶然性
【详解】(1)[1][2]电流表与待测电路串联,若要测量干路电流,则电流表应串联在图甲中的A处。
(2)[3]若要测量B处的电流,闭合开关前,发现电流表指针位置如图乙所示,指针偏向零刻度线左侧,说明电流表没有调零,需要将电流表“调零”。
[4]调整正确后闭合开关,发现指针又偏向图乙位置,即反向偏转,其原因是因为电流表正负接线柱接反了。
(3)[5]原实验中得出各支路的电流相等是因为选用灯的规格相同,且只做了一次实验,得出的结论有偶然性,为得出普遍性的结论,要换用不同规格的灯泡多次测量。
6.(23-24九年级上·陕西西安·期末)为了探究并联电路的电流特点,同学们设计了如图所示的电路进行实验。
(1)连接电路过程中,开关应处于 状态;
(2)图甲中电流表的连接是为了测量 (选填“A”“B”或“C”)处的电流;闭合开关后,电流表的指针指向“0”刻度线的左侧,原因可能是 ;
(3)改正电路正确无误后开始实验,得到的数据如下表所示,分析表格中的数据,得出的结论是并联电路中 。(用文字描述)
实验次数
A处的电流IA/A
B处的电流IB/A
C处的电流IC/A
1
0.10
0.12
0.22
2
0.22
0.24
0.46
3
0.26
0.30
0.56
【答案】 断开 C 电流表的正负接线柱接反 干路电流等于各支路电流之和
【详解】(1)[1]为保证电路安全,在连接电路时开关处于断开状态。
(2)[2]分析图,两灯泡并联,电流表在干路中,所以电流表是为了测量C处的电流;闭合开关后,指针偏向零刻度线处左侧是因为电流表的正负接线柱接反。
(3)根据图中的第1次实验数据可得
第2次实验数据可得
第3次实验数据可得
所以得出的结论是并联电路中,干路电流等于各支路电流之和。
7.(23-24九年级上·贵州黔东南·期末)为了研究并联电路中干路电流与各支路电流之间的关系,小强设计了如图甲所示的电路。
(1)小强按电路图连接好电路,闭合开关后,发现电流表指针偏向了零刻度线的左边,造成这一现象的原因是 。
(2)小强将电流表分别接在A,B处,测出了两支路中的电流,在准备拆除电路,以便重新连接测干路中的电流时,他发现只需改动原电路中的一根导线就能测出干路中的电流。请在图中用笔画线代替导线画出改动后的导线 。(先在需改动的导线上打“×”,再用笔画线连接)。
(3)小强在实验中通过移动滑动变阻器改变电路中的电流,测得的几组数据如表所示:
实验次数
A处的电流IA/A
B处的电流IB/A
C处的电流IC/A
1
0.3
0.3
0.6
2
0.36
0.36
0.72
3
0.4
0.4
0.8
分析数据,他得出了结论:并联电路中各支路电流都相等;请判断小强的结论是否可靠? ,理由是 。
【答案】 电流表正负接线柱接反了 不可靠 见解析
【详解】(1)[1]闭合开关后,有电流流过电流表,电流表指针偏向了零刻度线的左边,造成这一现象的原因是电流表的正负接线柱接反了,电流从负接柱流入导致电流表指针反向偏转。
(2)[2]要使电流表测干路电流,则应使两支路电流汇合后再经过电流表,故改动如下:
(3)[3][4]小强的结论不可靠,他的结论是用两个相同的小灯泡进行实验得出的,具有偶然性,应该用两个规格不同的小灯泡进行多次实验,得出具有普遍性的结论。
8.(23-24九年级上·陕西咸阳·期末)为了探究并联电路的电流特点,同学们设计了如图所示的电路进行实验。
(1)图中电流表测量的是通过灯 (选填“L1”或“L2”)的电流;
(2)小明同学连接电路时,当最后一根导线刚接入电路,就发现灯泡立即发光,电流表指针偏转,导致这种现象出现的原因是连接电路时 ;
(3)如果要用电流表测通过L1和L2的总电流,且只允许移动一根导线,应将导线 (选填“a”“b”或“c”)的右端接在电流表的 (选填“3”“0.6”或“-”)接线柱上;
(4)小明换不同规格灯泡,重复实验,记录数据如下表。由此得出并联电路的电流特点是 ;
实验次数
通过L1的电流I1/A
通过L2的电流I2/A
干路电流I/A
1
0.12
0.18
0.30
2
0.18
0.22
0.40
3
0.24
0.26
0.50
(5)另一组的同学闭合开关后,发现两灯都亮,由于连线较乱,一时无法确定电路是串联还是并联,以下判断方法中正确的是 。(填序号)
A.若拆掉L1,L2还亮,则两灯串联
B.若拆掉L1,L2还亮,则两灯并联
C.若L1被短路,L2还亮,则两灯并联
【答案】 L2 开关没有断开 b - 干路电流等于各支路电流之和 B
【详解】(1)[1]如图所示,灯L1、L2并联,L2与电流表串联,因此电流表测灯泡L2的电流。
(2)[2]当最后一根导线刚接入电路后,发现灯泡立即发光,电流表指针偏转,导致这种现象出现的原因是连接电路时,开关没有断开。
(3)[3][4]用电流表测通过L1、L2的总电流,把电流表接在干路上,b线的右端改接电流表负“-”接线柱上即可。
(4)[5]分析表格中数据发现
0.12A+0.18A=0.30A
0.18A+0.22A=0.40A
0.24A+0.26A=0.50A
即I1+I2=I,所以得出的结论为:并联电路中,干路的电流等于各支路电流之和。
(5)[6]AB.因为并联电路中各用电器互不影响,串联电路中各用电器相互影响,所以若拆掉L1,L2还亮,则两灯并联,故A错误,B正确;
C.并联电路发生短路时,所有的用电器都不能工作;串联电路发生短路时,被短路的用电器将不工作;若L1被短路,L2还亮,则两灯串联,故C错误。
故选B。
9.(23-24九年级上·福建泉州·期末)为了探究并联电路的电流规律,小星同学设计了图甲所示的电路。
(1)连接电路时,开关应处于 状态;
(2)图乙中,电流表测量图甲中 处电流(选填“A”“B”或“C”);
(3)小星在进行实验时,电流表的指针出现了如图丙所示的情况。若该现象出现在开关闭合前,则下一步应 ;若该现象出现在测量电流的过程中,则原因是 ;
(4)在排除故障后,更换不同的小灯泡,多次实验,记录数据如下表所示。
① 表格中空白处的数据如图丁所示,电流表的示数为 A;
② 分析表中数据,可得到结论: (用IA、IB、IC表示)。
实验次数
A处电流IA/A
B处电流IB/A
C处电流IC/A
1
0.40
0.18
0.22
2
0.50
0.20
0.30
3
0.60
0.36
【答案】 断开 A 对电流表进行校零 电流表正负接线柱接反了 0.24 IA=IB+IC
【详解】(1)[1]连接线路时,开关应该处于断开状态,以避免电路中瞬间电流过大,从而使得电器损坏。
(2)[2]图乙中的电流表位于干路上,测干路电流,即测量图甲中的A处的电流。
(3)[3][4]图丙中情况若出现在实验开关闭合前,则说明电流表没有进行机械调零,需要手动将电流表的指针调到零刻度线上;若出现在实验过程中,则意味着电流表指针反向偏转,说明电流表的正负接线柱接反了。
(4)[5][6]A点在干路上,B,C两点在支路上,从表中数据可以看出,A处的电流等于B处和C处电流之和,即
IA=IB+IC
所以空白处的电流示数为
IB3=0.6A-0.36A=0.24A
【题型3 】
10.(24-25九年级上·内蒙古巴彦淖尔·期末)小英同学在进行探究“串联电路的电压规律”的实验中,采用的电路如图甲所示。
(1)根据电路图甲,小英进行电路连接,当她连接好最后一根导线时两灯立即发光,小英连接电路时开关处于 状态,她还观察到电压表示数如图乙所示,为了使实验结果更准确,接下来她应该断开开关, ;
(2)为了使探究得出的结论具有普遍意义,L1、L2应该选择规格 的小灯泡;
(3)小英在测灯泡L1两端的电压时,为了节省时间,在图甲中实验基础上将电压表B点不动,只断开A点,并改接到C点上。她用这种方法不能测出L2两端的电压,理由是: ;
实验次数
L1两端的电压U1/V
L2两端的电压U2/V
L1和L2两端总电压U/V
1
1.3
1.5
2.8
2
1.2
1.6
2.8
3
1.1
1.7
2.8
(4)通过分析表中的三次实验数据,可得出的结论为: 。(用表中字母写出表达式)
【答案】(1) 闭合 电压表换用小量程
(2)不同
(3)会导致电压表正负接线柱接反
(4)
【详解】(1)[1]连接好最后一根导线时两灯立即发光,说明小英连接电路时开关处于闭合状态。
[2]如图乙所示,指针偏转角度过小,为了使实验结果更准确,接下来他应该断开开关,换接电压表小量程。
(2)为了使探究得出的结论具有普遍意义,避免实验结论的偶然性,应该选择两个规格不同的灯泡。
(3)已测出L1两端的电压,与B相连的为电压表正接线柱,与A相连的为电压表的负接线柱;若将与A点相连的导线改接到C点,电流从电压表的负接线柱流入,电压表正负接线接反了,不能测出L2两端的电压。
(4)分析表中数据可知,串联电路的总电压等于各部分电路两端的电压之和,数字表达式为。
11.(23-24九年级下·内蒙古巴彦淖尔·期末)如图甲是小明探究“串联电路的电压规律”的实验电路图:
(1)实验时,灯L1和灯L2的规格应 (选填“相同”或“不相同”);
(2)按甲图画出乙图缺少的一条导线,电压表测量L1两端的电压,画出这跟带线(导线不要交叉) ;
(3)正确连接电路后,他分别把电压表接在图甲中AB两点、BC两点及AC两点,电压表接在AB之间时,电压表示数如图丙所示,电压表所使用量程对应的分度值是 V;
(4)为了使实验结论更准确,接下来小明应该:断开开关, ;
(5)实验结束后,先断开开关,再拆除 (选填“电源”或“用电器”)两端导线;
(6)该实验得到的结论是 。
【答案】(1)不相同
(2)
(3)0.5
(4)断开开关,换接电压表0~3V量程
(5)电源
(6)串联电路中,电源电压等于各用电器两端电压之和
【详解】(1)为了避免实验结论具有偶然性,使实验结论更具有普遍性,实验时,灯L1和灯L2的规格应不相同。
(2)由图甲可知,两个小灯泡串联在电路中,电压表测量L1两端的电压,图乙中应连接两个小灯泡的左接线柱使两个小灯泡串联在电路中,如图
(3)由图可知,电压表选择的量程为0~15V的量程,0~5V分成10个小格,每一小格表示的电压为0.5V,即分度值为0.5V。
(4)由图丙可知,电压表的读数为2V,读数小于3V,为使测量结果更准确,应选择小量程进行测量,所以为了使实验结论更准确,接下来小明应该断开开关,换接电压表0~3V量程。
(5)为防止电源短路,实验结束后,先断开开关,再拆除电源两端导线。
(6)实验中,由实验数据可得:,可得结论:串联电路中,电源电压等于各用电器两端电压之和。
12.(23-24九年级上·山东聊城·期末)如图甲所示是“探究串联电路电压关系”的实验电路。
(1)实验时,L1、L2应该选择 (填“相同”或“不同”)规格的小灯泡;
(2)小明用表盘如图乙所示的电压表测量L1两端的电压时,直接选用0~3V的量程,小丽说这样不行,规范的操作方法是先用 (填“大量程”或“小量程”)进行试触;
(3)小明正确测出了L1两端的电压U1=2.4V,在测L2两端的电压时,小明将电压表所接的B点不动,只断开A点,并改接到C点上,此操作会导致 ;
(4)实验中,小明测了多组数据,目的是 。
【答案】(1)不同
(2)大量程
(3)电压表指针反偏
(4)寻找普遍规律
【详解】(1)为得到普遍性的规律,应选用不同规格的小灯泡多测几组数据进行分析,故L1、L2应该选择不同规格的小灯泡。
(2)电压表在使用时,如不能估计测量值的大小,应采用试触法选择合适量程,即先选用0~15V的大量程试测,如果示数小于3V,再改用0~3V量程测量。
(3)当电压表B点不动,只断开A点,并改接到C点上时,虽然电压表此时与L2并联,但电压表的正负接线柱却是反的,闭合开关后,指针会反向偏转,所以不能测出L2两端的电压。
(4)实验中为了使结论具有普遍性,需要测量多组数据。
13.(23-24九年级上·江西赣州·期末)在“探究串联电路电压的规律”实验中:
【设计实验】
(1)按如图甲所示的电路图连接电路,实验中应选择规格 (选填“相同”或“不相同”)的灯泡;
(2)小明刚连接好最后一根导线,两灯立即发光,这说明他在连接电路时没有 ;
(3)改正后,闭合开关,若电压表示数为零,则电路故障可能是灯 ;若电压表有示数,两灯都不亮,则电路故障是 (假设故障只发生在灯L1或L2处);
(4)由图所示状态改测灯L2两端的电压时,小明为节省时间,采用以下方法:电压表所接的B接点不动,只断开A接点,并改接到C接点上。小明的方法 (选填“能”或“不能”)测出灯L2两端的电压,原因是: ;
(5)改正电路后,闭合开关。电压表的示数如图乙所示,已知电源电压为3V,则灯L2两端的电压是 V。
【答案】 不相同 断开开关 L2开路(或L1短路) L1开路 不能 电压表正负接线柱接反 1.8
【详解】(1)[1]为了寻找普遍规律,实验中应选择规格不相同的灯泡。
(2)[2]连接电路时没有断开开关,所以小明刚连接好最后一根导线,两灯立即发光。
(3)[3]若电压表示数为零,说明电压表测量了导线没有电压,即电路故障可能是L1短路;也有可能是电压表测量不到电源电压,即L2开路。
[4]若电压表有示数,则电压表测量到电源电压,即电压表到电源两极是通路,两灯都不亮,说明电路为断路,则电路故障是L1开路。
(4)[5][6]小明的方法不能测出灯L2两端的电压,因为电压表所接的B接点不动,只断开A接点,并改接到C接点上的接法会导致电压表正负接线柱接反。
(5)[7]电压表示数如图乙所示,量程是小量程,分度值是0.1V,读数为1.2V,已知电源电压为3V,根据串联电路的电压规律可知,灯L2两端的电压是
3V-1.2V=1.8V
14.(23-24九年级上·湖南长沙·期末)在“探究串联电路电压的规律”的实验时,小玲和实验小组成员设计了如图所示的电路。
(1)如图,开关闭合后,电压表测灯两端的电压;为了测量两点间的电压,小玲将点不动,只将接点的线端改接到点,小明说这种做法是不正确的,他的理由是 ;
(2)小组采用正确方法测量后把实验数据记录在表中;
次数
间电压/V
间电压/V
间电压/V
1
1.0
1.8
2.8
2
1.2
1.6
2.8
3
1.1
1.7
2.8
实验需要多次测量的目的是: (填字母即可)。
A.减小实验误差 B.寻找普遍规律
【答案】 电压表正负接线柱会接反 B
【详解】(1)[1]电压表并联在A、B两点测L1两端的电压,此时A点所接的是电压表的负接线柱;为了测量BC两点间的电压,小玲将B点不动,只将接A点的线端改接到C点,这样电压表的负接线柱与电源的正极相连,会造成电压表的正负接线柱接反,使得电压表指针反偏,所以这种做法不正确。
(2)[2]在探究串联电路电压的规律的实验中,多次实验的目的是寻找普遍规律,避免因次数太少造成结论的偶然性或片面性,故B符合题意,A不符合题意。
故选B。
【题型4 】
15.(23-24九年级上·广西钦州·期末)如图,用电流表和电压表分别探究并联电路中电流、电压的特点。
(1)用图甲探究并联电路中电流的特点,为了测量L1的电流,应在A处接入 表。换用规格不同的小灯泡进行多次实验,得出A、B、C三处的电流关系为 (用、、表示)。
(2)用图乙探究并联电路中电压的特点,电源选用两节干电池,电压表V应选择的量程为 ,电压表V的“-”接线柱应接在电源的 极,通过实验得出的结论是 (用U、、表示)。
【答案】 电流 0~3V 负
【详解】(1)[1]用图甲探究并联电路中电流的特点时,为了测量L1的电流,应用电流表与L1串联,即应在A处接入电流表。
[2]并联电路的电流特点是:在并联电路中干路电流等于各支路电流之和。即
(2)[3]一节干电池的电压是1.5V,两节干电池串联的电压是3V,则电压表V应选择的量程为0~3V。
[4]使用电压表时,电压表的正接线柱应靠近电源的正极,负接线柱靠近电源的负极。
[5]通过实验得出并联电路中电压特点是:并联电路的总电压与各支路的电压相等。即
16.(24-25九年级上·重庆渝北·期中)同学们利用如图所示的电路,进行“串联并联电路中电流和电压规律”的实验探究,以下是部分实验步骤:
(1)在连完最后一根导线后,小莹发现两盏灯泡忽亮忽灭,她在连接电路时的错误是 ,L1与L2忽亮忽灭的原因是由于电路某处发生了 (选填“短路”或“接触不良”)现象;
(2)小莹排除故障后,按照甲图连接好电路,发现电压表指针如图乙所示,接下来她要对电压表进行的操作是 ;闭合开关后,发现小灯泡L1比L2亮,小莹认为是通过L1的电流大于通过L2的电流。你认为她的想法是 (填“正确”或“错误”)的;
(3)如图甲,她在测L2两端的电压时,为了节省时间,采用以下方法:电压表所接的B接点不动,只断开A接点,并改接到C接点上,她所用的方法 (选填“能”或“不能”)测出L2两端的电压;
(4)小莹探究完串联电路电流电压关系后,小明继续探究并联电路电流关系,如图丙,做了一组实验,测量出A、B、C三处的电流,其中通过L2的电流如图丁所示,读数为 A,其它数据如下表,此实验设计存在的问题是 ;
实验小组
L1的电流IA/A
L2的电流IB/A
并联总电流IC/A
1
0.2
0.5
(5)实验结束断开开关后,他应先拆除 两端的导线再拆除其它导线,整理器材。
【答案】(1) 未断开开关 接触不良
(2) 对电压表进行校零 错误
(3)不能
(4) 0.3 实验次数少,不能找到普遍规律
(5)电源
【详解】(1)[1]为防止连接电路时出现错误而损坏电路元件,开关应断开,在连完最后一根导线后,小莹发现两盏灯泡忽亮忽灭,表明连接电路时开关没有断开。
[2]两盏灯泡忽亮忽灭表明有时为通路有时为断路,故电路某处发生了接触不良的情况。
(2)[1]电压表使用前应检查指针是否调零,电压表指针如图乙所示,指针偏左,表明电压表没有调零,接下来她要对电压表进行的操作是对电压表进行校零。
[2]图中两灯串联,根据串联电路电流的规律,在串联电路中电流处处相等,故两灯的电流相等,认为是通过L1的电流大于通过L2的电流的想法是错误的。
(3)A端为电压表的负接线柱,如果直接改接到C端,会导致电压表正负接线柱接反,指针反偏,不能测量L2两端的电压。
(4)[1][2]如图所示,电流表接入的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,读数为0.3A,表格中只进行了一次实验,这样得出的结论具有偶然性,为增加实验结论的普遍性,应更换不同规格的灯泡重复上面的实验。
(5)整理实验器材时,为了防止电路出现误触引起元件损坏,应先拆除电源两端的导线再拆除其它导线,整理器材。
17.(24-25九年级上·云南文山·期中)小明和小华同学在“探究串、并联电路电压的规律”实验中,都设计了如图甲所示的电路。
(1)设计好实验电路后,在连接实物电路时,开关应处于 状态;
(2)连接电路前,小明发现电压表指针如图乙所示,则他接下来应该进行的操作是 ;
(3)小明按照如图甲所示的电路将实物电路连接完整,闭合开关,发现两灯不亮,电压表有示数,则出现这种情况的原因可能是 ;
(4)排除故障后,小明继续用电压表测出灯两端电压,两端电压及总电压U,经过多次实验,将得到的数据记录在下表中,表中未填写的数据如图丙所示,应该为 V;分析数据可得到串联电路电压特点是 (用公式写出);
实验次数
1
2
3
4
1
1.5
2
2.5
2
1
0.5
3
3
3
3
(5)小华按照丁图连接电路,闭合开关后的示数为2.5V,的示数应为 V,小华的实验结论是 ;
(6)为使实验结论更具有普遍性,接下来小华应该采取的操作是________(填序号),再进行实验。
A.改变开关位置
B.更换规格不同的灯泡
C.将灯泡、的位置互换
【答案】(1)断开
(2)将电压表调零
(3)灯泡断路
(4) 1.5 U=U1+U2
(5) 2.5 并联电路中,各支路两端电压相等
(6)B
【详解】(1)为了电路安全,在连接电路时要将开关断开。
(2)电压表指针没有指示在零刻度线的位置,则应将电压表调零再进行实验。
(3)发现两灯不亮,说明电路中存在断路,电压表有示数,则故障是灯泡断路,电压表串联进电路,相当于测量电源电压。
(4)[1][2]由表中数据可知,每组实验中两端的电压和灯两端电压之和等于总电压U,即,所以第2次实验中灯两端电压为
(5)[1][2]图丁为并联电路,支路电压相等且等于电源电压,所以的示数应与的示数相等,为2.5V。
(6)为得出普遍结论,应更换不同规格灯泡、或改变电源电压进行多次实验,测出多组实验数据。
故选B。
18.(24-25九年级上·安徽六安·阶段练习)小强和小华同学都利用如图所示的电路,“探究串、并联电路电压的规律”。
(1)连接电路前,小强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)小强根据图甲连接好电路,闭合开关后,发现电压表指针没有偏转,两灯都不亮,这是因为______;
A.灯断路 B.灯短路
C.灯断路 D.电压表断路
(3)排除故障后,小强继续用电压表测出灯两端电压,两端电压及总电压U,经过多次实验,得到的数据记录在如下表中。分析表中数据可得串联电路电压特点是: (用公式写出);
实验次数
/V
/V
U/V
1
1.2
1.8
3.0
2
1.5
1.5
3.0
3
1.7
1.3
3.0
(4)小华按照图丙连接电路,闭合开关后的示数为2.6V,的示数为2.6V,V的示数也为2.6V,小华能够得到的实验结论是 。
【答案】(1)调零
(2)C
(3)
(4)并联电路中各支路两端的电压相等
【详解】(1)连接电路前,应检查电压表指针是否指向零刻度线,电压表指针如图乙所示,表明指针未调零,接下来应对电压表进行的操作是调零。
(2)A.如果仅灯断路,则电压表相当于与L2串联,测电源电压,电压表有示数,故A不符合题意;
B.如果仅灯短路,则L1可以发光,电压表有示数,故B不符合题意;
C.如果仅灯断路,电压表与电源断开,无示数,两灯均不亮,故C符合题意;
D.如果仅电压表断路,两灯均能亮,故D不符合题意。
故选C。
(3)根据表格中数据可知,总电压等于L1与L2两端电压之和,故在串联电路中,总电压等于各部分电压之和,即。
(4)丙图中两灯并联,V1、V2、V分别测L1、L2及电源电压,均为2.6V,可得实验的结论为并联电路中各支路两端的电压相等。
【题型5 】
19.(23-24九年级上·宁夏银川·期末)在探究影响导体电阻大小的因素时,实验室提供了4根电阻丝,其规格、材料如下表所示。
编号
材料
长度
横截面积
A
镍铬合金
B
镍铬合金
C
镍铬合金
D
锰铜合金
(1)按照图中所示“探究影响导体电阻大小因素”的实验电路,在A、B之间分别接上不同的导体,在 一定时,通过观察 来比较导体电阻的大小。
(2)为了研究电阻大小跟导体的横截面积有关,应该选用编号 两根电阻丝分别接入电路进行实验。
(3)分别将A和D两电阻丝接入电路A、B两点间,电流表示数不相同,由此,初步得到的结论是:当长度和横截面积相同时,导体电阻大小跟 有关。
【答案】(1) 电压 电流表示数的大小
(2)A、C
(3)导体的材料
【详解】(1)[1][2]在A、B之间分别接上不同的导体,在电压一定时,通过观察电流表的示数来比较导体电阻的大小,这种方法叫转换法。
(2)为了研究电阻大小跟导体的横截面积有关,应控制导体材料与长度相同,横截面积不同,由表中数据可知,应选编号为A、C的两根电阻丝进行实验。
(3)分别将A和D两电阻丝接入图电路中A、B两点间,电流表示数不相同,对比可知A、D两电阻丝的长度、横截面积相同,材料不同,因此可得出的结论为:导体的电阻与导体的材料有关。
20.(23-24九年级上·湖南湘西·期末)探究“导体的电阻跟哪些因素有关”的实验中,a、b、c三条金属电阻丝长度相同;a为锰铜丝,b、c为镍铬合金丝;·b的横截面积是c的横截面积的2倍;a、b横截面积相同。
(1)连接电路时,开关应处于 状态;
(2)为了探究电阻跟导体横截面积的关系,应该选用编号 两根电阻丝分别接入电路进行实验;
(3)若选用a、b两根电阻丝分别接入电路M、N两点间,是探究导体电阻的大小与 的关系;
(4)该实验中通过 的大小来反映导体电阻的大小,这种方法叫做 法。
【答案】 断开 b、c 导体的材料 电流表读数 转换
【详解】(1)[1]为了保护电路,在连接电路时,开关应处于断开状态。
(2)[2]根据控制变量法,为了探究电阻和横截面积的关系,应控制材料、长度相同,所以应选用b、c两根电阻丝。
(3)[3] a、b两根电阻丝长度、横截面积相同,材料不同,所以若将这两根电阻丝接入电路,探究的是导体的电阻与材料的关系。
(4)[4][5]电流表可用来测量电路电流大小,能精确地反映电路中电流的变化情况,所以该实验中通过电流表读数的大小来反映导体电阻的大小,这是转换法。
21.(23-24九年级上·湖南湘潭·期末)在“探究影响电阻大小的因素”实验中,某实验小组同学利用如图所示的电路分别对“导体电阻跟它的材料、长度、横截面积有关”的猜想进行实验验证。实验中使用4根电阻丝,其规格、材料如表所示。
编号
材料
长度/m
横截面积/mm2
电流大小/A
a
锰铜合金
0.5
0.8
0.40
b
镍铬合金
0.5
0.8
0.32
c
镍铬合金
0.5
0.4
0.16
d
镍铬合金
1.0
0.4
0.08
(1)实验中通过观察电流表的示数来比较电阻的大小,此过程用到的研究方法是 ;
(2)分别将 两根合金丝接入电路,可初步探究出的结论是:其他条件一定时,导体的电阻大小与横截面积有关;
(3)分别将c、d两根合金丝接入电路,可初步探究出的结论是:其他条件一定时,导体的电阻大小与 有关。
【答案】 转换法 b、c 长度
【详解】(1)[1]在该实验中,电阻的大小是通过电流的大小来体现的,电流越小说明电阻越大,这种方法是转换法。
(2)[2]由表中数据可知,将b、c两根合金丝接入电路,b、c合金线的材料、长度相同,而横截面积不同,并且c合金丝的横截面积小于b的横截面积,发现接入c合金丝时,电流表的示数比接入b合金丝时更小,说明c合金丝的电阻比b合金丝的电阻大,由此初步得出结论:导体的材料、长度相同时,横截面积越小,电阻越大。
(3)[3]由表中数据可知,将c、d两根合金丝接入电路,c、d合金线的材料、横截面积相同,而长度不同,并且d合金丝的长度大于c的长度,发现接入d合金丝时,电流表的示数比接入c合金丝时更小,说明d合金丝的电阻比c合金丝的电阻大,由此初步得出结论:导体的材料、横截面积相同时,长度越长,电阻越大,即其他条件一定时,导体的电阻大小与长度有关。
22.(23-24九年级上·新疆昌吉·期末)在做“决定电阻大小的因素”实验时,需要在电压相同的条件下,比较通过不同导线的电流,发现决定电阻大小的因素。下列是几种实验用导线的参数。
导体代号
A
B
C
D
E
F
G
长度(m)
1.0
0.5
1.5
1.0
1.2
1.5
0.5
横截面积(mm2)
3.2
0.8
1.2
0.8
1.2
1.2
1.2
材料
锰铜
钨
镍铬
锰铜
钨
锰铜
镍铬
(1)该实验采用的实验方法为 法;
(2)为了研究电阻与导体材料有关,应选用导线 进行比较;(填代号)
(3)为了研究导体的电阻与导体的 有关,应选用导线CG进行比较;
(4)为了研究导体的电阻与导体的横截面积有关,应选用导线 进行比较。(填代号)
【答案】 控制变量 CF 长度 AD
【详解】(1)[1] 电阻与材料、长度、横截面积等因素有关,研究与其中某个因素的关系时,需要控制其余因素不变,在物理学上叫做控制变量法。
(2)[2] 要研究电阻与导体材料的关系,根据控制变量法,应选用长度、横截面积都相同,材料不同的导线,故C、F符合要求。
(3)[3] 导线CG只有长度不同,根据控制变量法可知是为了研究导体的电阻与导体的长度的关系。
(4)[4] 要研究电阻与导体的横截面积的关系,根据控制变量法,应选用材料、长度都相同,横截面积不同的导线,故A、D符合要求。
23.(23-24九年级上·福建龙岩·期末)小岩要探究电阻的大小与哪些因素有关,设计了如图所示电路,电源电压不变,分别将导体a、b、c、d接入电路进行实验,测得电流大小如下表所示。
导体编号
长度/m
横截面积/mm
材料
电流大小/A
a
0.5
0.4
锰铜合金
0.20
b
0.5
0.4
镍合金
0.16
C
0.5
0.2
镍合金
0.08
d
1.0
0.2
镍合金
0.04
(1)实验中是通过观察 间接比较导体电阻大小的;
(2)若分别将导体a、b接入电路,这是为了探究电阻大小与导体的 有关;
(3)为了验证“导体电阻大小与导体的横截面积有关”,可将导体 (填导体编号)分别接入电路中进行实验;
(4)小岩又将一根白炽灯的灯丝接入电路,并用酒精灯加热,发现电流表的示数逐渐变小,说明导体的电阻与 有关。
【答案】 电流表的示数 材料 b、c 温度
【详解】(1)[1]实验中运用转换法通过观察电流表的示数来得到导体电阻大小的。
(2)[2]a、b两导体长度、横截面积相同、而材料不同,所以为了探究电阻大小与导体的材料的关系。
(3)[3]要探究“导体电阻大小与导体的横截面积有关”需要控制导体的材料、长度相同,只改变导体的横截面积,故b、c两导体符合题意。
(4)[4]用酒精灯加热,灯丝温度升高,此时电流表的示数逐渐变小,说明导体的电阻与温度有关。
【题型6 】
24.(23-24九年级上·辽宁盘锦·期末)小华同学在探究“电流与电压的关系”实验中,选用器材如下:电压为4.5V的电源、电流表、电压表、开关、定值电阻R、导线若干。有两种规格的滑动变阻器:(50Ω;1A)和(20Ω;1A)可以选择。
(1)以笔画线代替导线,将实物图补充完整 ;
(2)开关闭合前,应将滑动变阻器滑片滑到最 (选填“左”或“右”)端;
(3)通过多次改变滑动变阻器滑片的位置,从而改变 ,测得多组实验数据如下表:
实验次数
1
2
3
4
5
电压U/V
1.0
1.4
2.0
2.4
3.0
电流I/A
0.10
0.14
0.20
0.24
0.30
分析数据可知:电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成 ;
(4)获得第3组实验数据后,要想得到第4组数据,应将滑片P向 (选填“左”或“右”)端移动;
(5)实验中所选的滑动变阻器是 (选填“”或“”)。
【答案】(1)
(2)左
(3) 定值电阻两端的电压 正比
(4)右
(5)RA
【详解】(1)将电压表“-”接线柱与定值电阻R左端相连,并在R两端,如图所示:
(2)连接电路时,应将开关断开,为了防止因电路出现短路造成电流过大而损坏电路元件;在闭合开关前,为了保护电路,应将滑动变阻器的滑片置于阻值最大处,即最左端。
(3)[1]闭合开关后,通过多次改变滑动变阻器滑片的位置,即改变了接入电路的电阻,从而改变了定值电阻两端的电压,进行多次实验。
[2]分析表格中的实验数据得出结论:当电阻一定时,导体中的电流与导体两端电压成正比。
(4)由于电源电压不变,从第2组到第3组实验时,定值电阻两端的电压增大,所以根据分压原理知,与之串联的滑动变阻器的电压应减小,故应将滑动变阻器的滑片相右边移动,以减小滑动变阻器接入电路的电阻,从而增大电流和定值电阻两端的电压。
(5)由表格数据可知,当定值电阻两端的电压为UR=1.0V时,通过电路的电流为I=0.10A,电源电压为U=4.5V,根据串联分压原理以及欧姆定律可知,滑动变阻器接入电路中的阻值为
故滑动变阻器应选择RA。
25.(23-24九年级上·贵州遵义·期末)小刚和小华用如图甲所示的实验电路探究“电流与电压的关系”。
(1)连接电路时,开关应处于 (选填“断开”或“闭合”)状态;
(2)实验过程中发现电流表有示数,电压表无示数,移动滑片,但电流表示数有明显变化,两电表均完好。则电路故障可能是 ;
(3)排除故障后,改变滑片位置,将电压表和电流表的示数记录在表格中。在第2次实验时,电流表示数如图乙所示,则表格中空白处的电流值是 A。分析数据时,发现表格中第 次数据存在错误;
(4)在处理数据时,小刚和小华根据记录的数据分别绘制成丙、丁所示的I﹣U图像(未标出横纵坐标值)。由此可得出结论:当导体电阻一定时,通过导体的电流与这段导体两端电压成正比。你认为哪个图像更合理并说明理由: 。
实验次数
电压/V
电流/A
1
1.0
0.20
2
1.6
3
2.0
0.40
4
2.2
0.44
5
2.8
0.50
【答案】 断开 R短路 0.32 5 图丁更合理,因图丁中图线延长过坐标原点且是一条倾斜直线
【详解】
(1)[1] 为保护电路,连接电路时,开关应处于断开状态。
(2)[2] 实验过程中发现电流表有示数,电压表无示数,移动滑片,但电流表示数有明显变化,两电表均完好,电路故障可能是R短路。因为R短路,电压表被短路,没有示数,电流表和滑动变阻器串联接入电路中,改变滑动变阻器的接入电路的阻值,电流表示数会发生变化。
(3)[3] 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0.32A。
[4]由欧姆定律可知,定值电阻两端电压和电流比值不变,分析数据可知,前四组数据,都等于5Ω,第5次数据电压与电流比值等于5.6Ω;表格中第5次数据存在错误。
(4)[5] 正比例函数是过原点的直线,而图丁中图线延长过坐标原点且是一条倾斜直线。图丁更合理,因图丁中图线延长过坐标原点且是一条倾斜直线
26.(23-24九年级上·青海西宁·期末)某中学物理实验小组,用图甲所示电路进行“探究电流与电压的关系”实验。
(1)连接电路时,开关应该 ,闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应该位于 (选填“A”或“B”)端;
(2)闭合开关,同学们发现电流表没有示数,电压表示数接近电源电压,原因可能是 ;
(3)排除故障后,移动滑片P到某一位置时电压表示数如图乙所示,此时定值电阻R两端的电压为 V,根据实验数据绘制出定值电阻R的I-U图像如图丙所示。由图像可得:当导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成 ;
【答案】 断开 B 定值电阻断路 0.5 正比
【详解】(1)[1][2]连接电路时,为防止连接错误导致电路损坏,开关应该断开,闭合开关前,为防止电流过大而损坏电路元件,滑动变阻器应接入最大阻值,故滑片P应该位于B端。
(2)[3]闭合开关,同学们发现电流表没有示数,表明电路中可能存在断路,电压表示数接近电源电压,表明电压表两接线柱与电池两极为通路,故断路可能发生在与电压表测试范围内,即定值电阻断路。
(3)[4]电压表示数如图乙所示,电压表接入量程为0~3V,分度值为0.1V,此时定值电阻R两端的电压为0.5V。
[5]根据实验数据绘制出定值电阻R的I-U图像如图丙所示,图像为过原点的直线,即电阻一定时,电压与电流的比为一个定值。故由图像可得:当导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
27.(23-24九年级上·陕西西安·期末)小阳同学和他的物理实验小组用图﹣1所示电路“探究电流与电压的关系”,已知定值电阻R=10Ω,滑动变阻器的最大阻值为20Ω,电源电压保持4.5V不变。
(1)连接电路前,滑动变阻器的滑片P应该调到最 (选填“左”或“右”)端;
(2)连接好电路后,闭合开关前,小阳检查电路发现电流表如图﹣2所示,原因可能是 ,闭合开关后,发现电压表有示数,电流表的示数很小,移动滑动变阻器的滑片,不能起到改变电阻的作用,原因可能是 ;
(3)调整好电路后,小阳在实验中,得到以下数据。请在图﹣3中画出对应的I﹣U图像 ,由实验数据可知,在电阻一定时,通过导体的电流跟导体两端的电压成 (选填“正比”或“反比”);
实验次序
1
2
3
4
5
电压U/V
1
1.5
2
2.5
3
电流I/A
0.1
0.14
0.2
0.26
0.3
(4)小阳同学为了使结论具有普遍性,又拿来几个定值电阻做实验,并画出这几个电阻的I﹣U图像,得到如图﹣4所示图像,分析图像可知,A电阻随电压的增加,阻值 (选填“变大”“变小”或“不变”),这是因为电阻受 的影响。
【答案】 右 电流表未调零 滑动变阻器都接了下方接线柱 正比 变大 温度
【详解】(1)[1]为了保护电路,连接电路前,需要将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处,故滑片P需要位于最右端。
(2)[2][3]闭合开关前,如图﹣2所示,指针反偏,原因是电流表未调零;闭合开关后,发现电压表有示数,电流表的示数很小,说明电路中的电阻比较大,移动滑动变阻器的滑片,不能起到改变电阻的作用,说明滑动变阻器接成了定值电阻,且阻值比较大,原因可能是滑动变阻器都接了下方接线柱。
(3)[4][5]根据表格中的数据,描点连线,可以得出I-U图像,如图所示:
分析图像可知,电流与电压的图像是一条倾斜的直线,则电压与电流之比是一个定值,说明在电阻一定时,通过导体的电流跟导体两端的电压成正比。
(4)[6][7]如图-4A曲线,发现随着电压的增大,电流的变化量变小,则电阻变大;说明此时的电阻是变化的,电阻受外界温度的影响。
28.(23-24九年级上·陕西西安·期末)在“探究电流与电压的关系”实验中,小潘设计并连接了如图甲所示的电路。
(1)请用笔画线代替导线将图甲所示电路连接完整 (滑动变阻器的滑片向右移动时电流表的示数变大);
(2)闭合开关,发现电流表有示数,电压表无示数,已知导线、仪表均完好且接触良好,则故障原因可能是定值电阻 ;(选填“断路”或“短路”)
(3)排除故障后闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,进行多次测量,记录实验数据如下表。
实验次数
1
2
3
4
电压U/V
1.0
1.6
2.2
2.8
电流I/A
0.10
0.16
0.22
0.28
分析表中数据可知:在电阻一定的情况下,通过导体的电流与导体两端的电压成 ;
(4)同桌的小明分别用两个阻值未知的电阻和进行实验,得到两个电阻的I-U图象,如图乙所示。由图象可知 (选填“>”“<”或“=”);
(5)若将定值电阻换成小灯泡,能否达到本实验的探究目的, ,原因是 ;
(6)若再增加两个定值电阻(5Ω和20Ω)探究电流与电阻的关系,根据实验数据描绘出电流与电阻倒数的图象如图丙所示,则本实验中控制的定值电阻两端的电压为 V;
(7)已知电源电压6V恒定不变,分析实验数据可知,“探究电流与电阻的关系”实验中所用滑动变阻器的最大阻值应不小于 Ω。
【答案】 短路 正比 < 不能 见解析 2 40
【详解】(1)[1]滑动变阻器的滑片向右移动时电流表的示数变大,变阻器连入电路的电阻变小,连接变阻器右下角接线柱,如图所示:
(2)[2]电流表有示数,说明电路不是断路,电压表无示数,可能是与电压表并联的电路短路,因此故障可能是与电压表并联的定值电阻短路。
(3)[3]由表中数据可知,电阻一定,电压增大几倍,对应的电流也增大几倍,电流和电压成正比,可以得到在电阻一定的情况下,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
(4)[4]由图象可知,在电流相同时,R2两端的电压大于R1两端的电压,根据可知
R1<R2
(5)[5][6]若将定值电阻换成小灯泡,不能达到本实验的探究目的,因为实验中应控制电阻的阻值不变,而灯泡的电阻会随温度的变化而变化。
(6)[7]由图丙知,电流与电阻的乘积,即定值电阻两端的电压
(7)[8]变阻器分得的电压
U滑=U-UV=6V-2V=4V
变阻器分得的电压为定值电阻两端的电压的2倍,根据分压原理,当接入20Ω电阻时,变阻器连入电路中的电阻为
R滑=2×20Ω=40Ω
故为了完成整个实验,所用的滑动变阻器的最大阻值应不小于40Ω。
【题型7 】
29.(23-24九年级下·重庆大足·期末)探究“电流与电阻的关系”时,准备有如下器材:三节新的干电池、电流表、电压表、滑动变阻器(标有“50Ω,2A”字样)、定值电阻4个(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω),导线若干。小秦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:滑片向左移动时滑动变阻器连入电路的电阻变小);
(2)连接电路时,开关必须 。在电路连接完整后,闭合开关S前应将滑动变阻器的滑片P移到 (选填“A”或“B”)端;
(3)闭合开关,小秦发现电压表读数接近电源电压,电流表指针有明显偏转,无论怎么移动滑动变阻器的滑片P,两表的示数均不变。发生故障的原因可能是______________;
A.定值电阻R短路
B.定值电阻R断路
C.滑动变阻器短路
D.滑动变阻器断路
(4)排除故障后,把阻值为10Ω的电阻R接入电路中。调节滑动变阻器的滑片P,此时电流表指针位置如图丙所示, A。实验中,将电阻分别依次换成5Ω、10Ω、15Ω、20Ω时应向 (选填“A”或“B”)端适当调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数保持不变。多次改变滑动变阻器滑片P的位置,记录的实验数据如下:
R/Ω
5
10
15
20
I/A
0.56
?
0.19
0.14
根据实验数据分析,可初步得出结论:在电压一定时, 。
【答案】(1)
(2) 断开 B
(3)C
(4) 0.28 B 电流与电阻成反比
【详解】(1)滑动变阻器一上和一下接线柱串联在电路中,要求滑片向左移动时滑动变阻器连入电路的电阻变小,则滑动变阻器的左下接线柱接入电路,如下图所示:
(2)[1]为了保护电路,连接电路时开关必须处于断开状态。
[2]为了保护电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片P移到阻值最大的位置,即B端。
(3)电压表读数接近电源电压,说明滑动变阻器分压几乎为零,电流表指针有明显偏转,说明电路是通路,无论怎么移动滑动变阻器的滑片P,两表的示数均不变,说明滑动变阻器相当于导线,即滑动变阻器发生短路,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
(4)[1]由图丙可知电流表接小量程,电流表示数为0.28A。
[2]实验中,将电阻分别依次换成5Ω、10Ω、15Ω、20Ω时,定值电阻增大,根据串联分压原理可知定值电阻两端电压变大,要控制定值电阻两端电压不变,则需要减小定值电阻两端电压,根据串联电路电压规律可知滑动变阻器两端电压变大,所以需要增大滑动变阻器接入电路的阻值,即向B端移动滑片。
[3]分析表格数据,可得出的结论为:在电压一定时,电流与电压成反比。
30.(23-24九年级上·内蒙古呼伦贝尔·期末)用如图甲所示的电路“探究电流与电阻的关系”,电源电压恒为6V,定值电阻R备有、、、各一个。
(1)闭合开关后,电压表示数如图丙所示,为准确测量这一电压,接下来小华应进行的操作是断开开关, ,闭合开关,继续实验;
(2)将的定值电阻接入电路闭合开关,移动滑片P发现电流表示数始终为零,电压表示数不为零,其原因可能是___________(填选项);
A.定值电阻R短路
B.定值电阻R断路
C.滑动变阻器短路
(3)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___________(填选项);
A.定值电阻R短路
B.定值电阻R断路
C.电压表断路
(4)不改变滑动变阻器滑片的位置,将的电阻换成的电阻,闭合开关后,为保证电压表示数与更换前相同,滑片P应向 (选填“左”或“右”)端滑动;
(5)实验中依次接入定值电阻,调节滑片使定值电阻两端电压相同,记下电流表读数,绘出电流I与电阻倒数变化的图像乙,由图乙可知:电压一定时,电流与电阻成 比。
【答案】(1)电压表应改接0V~3V的量程
(2)B
(3)C
(4)左
(5)反
【详解】(1)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,故为准确测量这一电压,接下来小华应进行的操作是断开开关,电压表应改接0~3V的量程,闭合开关,继续实验。
(2)闭合开关,电流表无示数,故障可能是断路,电压表示数不为零,说明电压表与电源连通,则故障位置是电压表并联的部分,即定值电阻断路。
故选B。
(3)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断路了。
故选C。
(4)不改变滑动变阻器滑片的位置,将5Ω的电阻换成10Ω的电阻,闭合开关后,根据分压原理,电压表示数变大,为保证电压表示数与更换前相同,应减小电压表示数,根据分压原理可知应增大滑动变阻器的接入阻值来增大滑动变阻器两端电压,故应该将滑片P向左端滑动。
(5)由图乙可知,绘出的电流I与电阻倒数的图像是一条过原点的直线,由此可得到结论:电压一定时,通过导体的电流与电阻的倒数成正比,即电压一定时,通过导体的电流与电阻成反比。
31.(2024·陕西西安·模拟预测)在“探究电流与电阻的关系”实验中,提供的器材:电压恒为4.5V的电源,5个定值电阻R1(5Ω)、R2(10Ω)、R3(15Ω)、R4(20Ω)、R5(25Ω),标有“50Ω 1A”的滑动变阻器R电压表(可用量程有0~3V和0~15V)、电流表(0~0.6A)、开关各1只,导线若干。
(1)小赵同学设计了如图甲所示的实验电路,电路连接完毕,闭合开关S,发现电流表有示数,电压表无示数。若电路故障只出现在R1和R上,则电路故障是 ;
(2)排除电路故障后,将滑动变阻器的滑片P移到最 端,闭合开关,电流表示数如图乙所示,为 A;移动滑片,电压表示数如图丙,则需移动滑片,使定值电阻两端电压表示数为 V;
(3)分别用定值电阻R2、R3、R4、R5依次替换R1,重复(2)中的实验步骤。根据实验所得的五组数据绘制出I-R图像,如图丙所示,由图像可得出的结论是:当 ;
(4)完成步骤(2)后,若保持滑片P位置不变,断开开关,用R2替换R1,闭合开关,应向 (选填“左”或“右”)移动滑片P才能达到实验要求;
(5)为完成该实验探究,滑动变阻器允许连入电路的最小阻值为 Ω。
【答案】 定值电阻短路 右 0.06 2 电压不变时,电流与电阻成反比 右 6.25
【详解】(1)[1]闭合开关S,发现电流表有示数,可能电路中出现短路,电压表无示数,可能是与电压表并联的定值电阻短路。
(2)[2]排除电路故障后,为保护电路,将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处,即最右端。
[3]由图乙可知,电流表选用0~0.6A量程,分度值为0.02A,则示数为0.06A。
[4]由图丙可知,当电阻的阻值为10Ω时,电流为0.2A,则两端电压为
U=IR=0.2A×10Ω=2V
探究电流与电阻的关系时,应控制定值电阻两端电压一定,因此应需移动滑片,使定值电阻两端电压表示数为2V。
(3)[5]根据实验所得的五组数据绘制出I-R图象知,电流与电阻之积为一定值,故由图象可得出的结论是:电压不变时,电流与电阻成反比。
(4)[6]完成步骤(2)后,若保持滑片P位置不变,断开开关,用R2替换R1,根据串联分压原理可知,电阻增大,其分得的电压增大,要使电压表示数保持不变,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,所以应将滑动变阻器的滑片P向右端移动。
(5)[7]由串联电路的规律及分压原理有
等式左边为一定值,故右边也为一定值,当最小的定值电阻接入电路时,对应的最大变阻器的最小电阻连入电路时,则
求得R滑小=6.25Ω。
32.(23-24九年级上·内蒙古赤峰·期末)晓丹在探究“电路中电流与电阻的关系”时,可供使用的实验器材有:电源(电压恒为)、电流表、电压表、滑动变阻器、开关各一个、阻值不同的定值电阻四个,导线若干。
(1)请用笔画线代替导线将甲图的实物图补充完整,要求滑动变阻器滑片P向c端滑动时接入电路中的阻值变小 ;
(2)当闭合开关试触时,发现电流表指针摆动出现了图乙所示情况,存在的问题是: ;
(3)将的电阻按入间,闭合开关后,移动滑片P使电压表示数为,记录相应的电流值;然后将的电阻换成的电阻接入间,闭合开关后,滑片P应向 端移动,直至电压表示数也为,记下相应的电流值;
(4)晓丹在换用电阻做实验时,发现电阻已经损坏,她灵机一动,利用现有的几个电阻解决了这个问题,请你写出晓丹的做法: ;
(5)晓丹根据实险数据得出变化的图像,如图丙所示:则晓丹实验时 V,实验的晓丹所用的滑动变阻器其最大阻值不能小于 。
【答案】 电流表的正负接线柱接反 d 将5Ω的电阻与15Ω的电阻串联 2.4 30
【详解】(1)[1]定值电阻与变阻器串联,电压表测量定值电阻电压,电流表测量电路电流,变阻器滑片P向c端滑动时接入电路中的阻值变小,说明此时变阻器的c接线柱接入电路中,如图所示:
(2)[2]当闭合开关试触时,发现电流表指针摆动出现了图乙所示情况,即指针反向偏转,说明电流表的正负接线柱接反。
(3)[3]将的电阻按入间,闭合开关后,移动滑片P使电压表示数为,记录相应的电流值;然后将的电阻换成的电阻接入间,由串联电路电压特点得,电阻变大,电压变大,为了保持定值电阻的电压不变,闭合开关后,滑片P应向d端移动,增大变阻器接入电路中的电阻,增大变阻器的电压,直至电压表示数也为,记下相应的电流值。
(4)[4]串联电路中,总电阻等于各用电器的电阻之和,电阻损坏时,可以用5Ω与15Ω串联,此时两电阻的总电阻为20Ω。
(5)[5]由图像中数据与欧姆定律得
[6]变阻器的电阻为
串联电路中电流处处相等,由欧姆定律得
当定值电阻接入20Ω时,变阻器接入电路中电阻最大,为
则实验的晓丹所用的滑动变阻器其最大阻值不能小于30。
33.(23-24九年级上·湖南衡阳·期末)实验小组在“探究通电导体中电流与电阻的关系”实验中,电源电压保持6V不变,电流表、电压表各一个,开关一个,5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻各一个,滑动变阻器、导线若干。
(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:滑动变阻器的滑片P向右移动时电路中电流变大,导线不能交叉)
(2)小聪小组用5Ω的电阻做完实验后,保持滑动变阻器位置不变,接着把10Ω的电阻接入电路,闭合开关后,为保证电压表示数与更换电阻前相同,应将滑动变阻器向 移;
(3)为了完成全部实验,应选取 规格的滑动变阻器。
A.30Ω 1.0A B.20Ω 1.0A
【答案】 左 A
【详解】(1)[1]滑动变阻器的滑片P向右移动时,电路中的电流变大,则当滑动变阻器的滑片向右移动时,接入电路中的电阻变小,滑动变阻器要“一上一下”接入电路中。则实物图的连接如下所示
(2)[2]探究电流与电阻的关系,要控制定值电阻两端的电压一定,根据串联电路的电压规律可知,当换10Ω的电阻时,定值电阻两端的电压变大,此时应增大滑动变阻器两端的电压,以保证定值电阻两端的电压相同,根据串联分压原理可知,滑片应向左移动,增大滑动变阻器的电阻。
(3)[3]由图乙可知,要保证定值电阻两端的电压为
当接入电路中的定值电阻为25Ω时,根据欧姆定律可得,电路中的电流为
电源电压保持6V不变,则滑动变阻器两端的电压为
根据欧姆定律可得,滑动变阻器接入电路中的电阻为
所以应选择30Ω 1.0A的电阻,故A符合题意,B不符合题意。
故选A。
【题型8 阻值】
34.(23-24九年级上·安徽安庆·期末)在用伏安法测量“2.5V”小灯泡电阻的实验中,其电路图如图所示。
(1)某次实验时,电压表的示数为2.2V,为了测量小灯泡正常发光时的电阻,应进行的操作是 ;
(2)小明在实验过程中发现用力捏滑片与电阻丝接触处,灯泡发光明显变亮。产生这一现象的原因可能是按压滑片使接触点位置的 增大,电阻变小;
(3)小华在连接好电路闭合开关时,发现小灯泡闪亮一下后立即熄灭,经检查是小灯泡的灯丝烧断了,这是因为闭合开关瞬间, 。
【答案】(1)见解析
(2)接触面积
(3)见解析
【详解】(1)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,需要增大小灯泡的电压,则应减小滑动变阻器的电压。根据串联电路的分压规律,应减小滑动变阻器的阻值,故应进行的操作是:将滑动变阻器的滑片向左端滑动,使电压表示数为2.5V,并读出电流表的示数,根据公式即可求出小灯泡正常发光时的电阻。
(2)用力捏滑片与电阻丝接触处时,增大了滑片与电阻丝接触的面积,使接触处的面积增大,电阻变小,电路中电流变大,通过灯泡的电流增加,因此灯泡发光明显变亮。
(3)闭合开关小灯泡闪亮一下就熄灭,经检查是小灯泡的灯丝烧断了,说明闭合开关瞬间,电路中电流很大。原因可能是闭合开关时,滑动变阻器的滑片没有滑到阻值最大处。
35.(23-24九年级上·河北衡水·期末)小明和同学一起做“测量小灯泡电阻”实验,有如下器材:电源(电压恒为6V)、小灯泡(正常发光时的电压为,灯丝电阻约为)、电流表、电压表、开关各一个、规格分别为“”和“”的滑动变阻器各一个、导线若干。
(1)他们设计了图甲所示的电路,应选用的滑动变阻器为 (选填“”或“”);
(2)请用笔画线代替导线,将图乙中电流表和滑动变阻器正确接入电路,要求滑动触头向左移动时接入电路的电阻逐渐减小 ;
(3)移动滑动变阻器滑片在不同位置,作出了如图丙所示小灯泡的图象,由图可知小灯泡的电流与其两端的电压 (选填“成”或“不成”)正比,造成这个现象的原因是 ;
(4)由实验数据可知,灯泡正常发光时的电阻是 ;
(5)另一组的小红在实验开始时由于操作失误损坏了电压表,在只有电流表的情况下,通过老师的指导,小红增加了一只已知阻值的定值电阻R并利用原有器材,也测出了小灯泡正常发光时的电阻:
①按照如图丁的电路图正确连接实物电路;
②闭合开关,调节滑动变阻器滑片, ;
③断开开关,保持滑片的位置不变,将电流表改接在灯泡所在支路中,再闭合开关读出电流表示数I;
④小灯泡正常发光时电阻的表达式为 。
【答案】 不成 灯泡的电阻受温度的影响 10 直至电流表示数是
【详解】(1)[1]由图甲可知,滑动变阻器与灯泡串联,电压表测灯泡两端电压,电流表测通过电路中的电流,根据串联电路的分压规律可得
解得R=14Ω,故应选用R2。
(2)[2]电流表与灯泡串联且选用0~0.6A的量程,滑动变阻器“一上一下”串联在电路中,且滑动变阻器的滑片向左移动时,接入电路的电阻逐渐减小,故滑片左下电阻丝连入电路中,具体如答下图所示:
(3)[3][4]由图丙可知,小灯泡的U-I图像不是一条直线,即小灯泡的电流与其两端的电压不成正比,原因是灯泡的电阻受温度的影响。
(4)[5]由图丙中数据可知,小灯泡正常发光时的电压是2.5V,电流是0.25A,根据欧姆定律可得
(5)②[6]由图丁可知,电阻R与小灯泡并联,调节滑动变阻器使R两端电压为2.5V,小灯泡两端电压也就是2.5V,由于没有电压表,故当电流表和电阻R串联在一起时的示数为,即闭合开关,调节滑动变阻器滑片,直至电流表示数是。
④[7]此时小灯泡两端电压即为2.5V,正常发光,再将电流表改接到小灯泡所在支路,并记录电流值为I,根据欧姆定律可知,小灯泡正常发光时的电阻
36.(23-24九年级上·陕西西安·期末)小静用如图甲电路做“伏安法测量小灯泡电阻”的实验,滑动变阻器标有“ 2A”,小灯泡标有“2.5V”。
(1)该实验的原理公式是 ;
(2)请用笔画线代替导线将图甲所示的电路连接完整(要求滑片向左滑动时灯泡变亮);
(3)连接完电路,闭合开关发现小灯泡未亮,电压表指针迅速偏转到最大刻度的右边,出现这种情况的原因可能是小灯泡 (选填“短路”或“断路”);
(4)排除故障后,小静闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,要使小灯泡正常工作,调整电压表示数为 V,电流表示数如图乙所示,则小灯泡正常工作时的电阻为 .调整电路记录多组数据,分析数据知小灯泡的电阻是变化的,原因是受 影响。
【答案】 断路 2.5 6.25 温度
【详解】(1)[1]本实验需要测灯泡两端的电压和流过灯泡的电流,由可得,所以该实验的原理公式是。
(2)[2]电压表与灯泡并联接入电路,滑动变阻器一上一下的串联在电路中,且滑片向左移动,灯泡变亮,说明电路的电流增大,电阻减小,接左下接线柱,如图所示
(3)[3]小灯泡不亮,说明电路中可能存在断路,电压表指针迅速偏转到最大刻度的右边,说明电压表与电源相连,所以故障是与电压表并联的小灯泡断路。
(4)[4][5]小灯泡正常工作时灯泡两端的电压为2.5V;由图乙可知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.4A,由欧姆定律可得灯泡的电阻为
[6]分析数据知小灯泡的电阻是变化的,原因是导电体的电阻会受到温度的影响,一般的电阻随温度的升高而增大。
37.(23-24九年级上·山东德州·期末)小洋用以下实验器材测家用手电筒的灯泡正常工作时的电阻:电源(电压4.5V)、开关、电压表、电流表各一个,导线若干,额定电压为2.5V的待测手电筒灯泡,滑动变阻器规格为“20;0.5V”。
(1)请用笔线代替导线,将图用所示实验电路补充完整 (要求:滑动变阻器的滑片向右移动时、小灯泡的亮度变暗,导线不交叉);
(2)连接好电路,试触时发现电流表的指针,如图乙所示,其原因是 ;
(3)排除故障正确连接电路后,闭合开关,小洋发现小灯泡不亮,电流表、电压表都有示数。接下来的操作是 ;
(4)移动滑片至某一位盟,电压表的示数如图丙所示,此时小灯泡两端电压为 V;
为了测量小灯泡正常工作时的电阻,应将滑动变阻器的滑片向 移动;
(5)图丁是根据实验数据通出的小灯泡的关系图象,图像是弯曲的,主要原因是灯丝的电阻随温度的升高增大。而小灯泡正常工作时的电阻是 。
【答案】 电流表正负接线柱接反 移动滑动变阻器滑片 2.8 右 10
【详解】(1)[1]滑动变阻器的滑片向右移动时,小灯泡的亮度变暗,表示电阻变大,滑动变阻器应选左下接线柱,如图所示:
(2)[2]连接好电路,试触时发现电流表的指针反向偏转,原因是电流表正负接线柱接反。
(3)[3]闭合开关,小洋发现小灯泡不亮,电流表、电压表都有示数,可能是因为滑动变阻器连入电路的阻值太大,使电路中电流和灯泡两端电压太小,灯太暗,所以接下来的操作是移动滑动变阻器滑片,观察灯泡是否发光。
(4)[4]由图可知,电压表选择小量程,分度值为0.1V,此时小灯泡两端电压为2.8V。
[5]为了测量小灯泡正常工作时的电阻,应使小灯泡两端电压变小,应使滑动变阻器的电阻变大,即滑片向右移动。
(5)[6]图丁是根据实验数据通出的小灯泡的U−I关系图像,图像是弯曲的,表示电流与电压不成正比,即灯丝电阻是变化的,主要原因是灯丝的电阻随温度的升高而增大。小灯泡正常工作时的电阻是
【题型9 阻值】
38.(23-24九年级下·河北石家庄·期末)小明在“测量定值电阻R的阻值”的实验中,电源使用两节新干电池,滑动变阻器的规格是“10Ω 0.6A”。
(1)用笔画线代替导线,根据图甲所示电路,完成图乙电路的连接 ;
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应滑到最 端(选填“左”或“右”);
(3)小明连接好电路,闭合开关,发现电流表无示数,电压表有示数,原因可能是定值电阻发生了 (选填“短路”或“断路”);
(4)排除故障后,将滑动变阻器的滑片P移至某一位置,电流表的示数为0.24A,电压表的指针如图丙所示,由此得出,被测定值电阻的阻值 Ω;
(5)小明同学完成一次实验后,为确保测量结果的准确性,接下来的操作是 ;
A.换用阻值不同的定值电阻再进行多次测量
B.调节滑动变阻器的滑片P到不同位置进行多次测量
(6)小明在实验中发现只用一块电表,借助定值电阻或滑动变阻器也可以测定值电阻阻值,于是他设计了如图所示的四个电路,其中电源电压不变且未知,定值电阻和滑动变阻器的最大阻值均已知,操作过程中电路都是安全的,其中可以测出未知电阻的电路是 (可多选)。
A. B.
C. D.
【答案】(1)
(2)右
(3)断路
(4)10
(5)B
(6)ABC
【详解】(1)由甲图可知,变阻器选择左下接线柱串联到电路中,作图如下:
(2)为保护电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应滑到阻值最大处,即最右端。
(3)闭合开关,发现电流表无示数,说明发生断路,电压表有示数,则电压表的两端与电源相通,则原因可能是定值电阻发生了断路。
(4)如图丙所示,电压表选用小量程,分度值为0.1V,示数为2.4V,则被测定值电阻的阻值为
(5)本实验是测量类实验,完成一次实验后,为确保测量结果的准确性,应调节滑动变阻器的滑片P到不同位置进行多次测量,求平均值,以减小误差。故选B。
(6)A.滑片移到最左端,电压表测电源电压,示数记为,移到最右端,和滑动变阻器最大阻值串联,电压表测电压,示数记为,此时根据串联分压原理列式即可得出未知电阻的阻值,故A符合题意;
B.滑片移到最左端,单独工作,电流表测电路电流,示数记为,则电源电压为
①
移到最右端,和滑动变阻器最大阻值串联,电流表示数记为,则电源电压为
②
联立①②,即可得出未知电阻的阻值,故B符合题意;
C.开关S闭合,定值电阻单独工作,电流表测电路电流,示数记为,可求得电源电压;开关S断开,定值电阻和未知电阻串联,,电流表测电路电流,示数记为,根据可求出此时总电阻,进而可得出未知电阻的阻值,故C符合题意;
D.开关S无论断开或闭合,电压表均测电源电压,无法得出未知电阻的阻值,故D不符合题意。
故选ABC。
39.(23-24九年级下·安徽安庆·期末)科技小组用如图甲所示电路测量定值电阻的阻值。
(1)请用笔画线代替导线,将图中的器材连接成完整电路。要求 :
①滑片P向B端移动时,电流表示数变小;
②连线不能交叉。
(2)闭合开关,滑片P移动到某一位置时,电压表的示数为2.5V,电流表的示数如图乙所示,则电阻R的阻值是 Ω;
(3)另一小组的同学利用已知电阻,设计并连接了如图丙所示的电路来测量未知定值电阻的阻值,主要实验步骤如下:
①闭合开关和,电压表的示数为;
②只断开开关,电压表的示数为;
③由此可得电阻 (以上两空均用字母、、表示)。
【答案】(1)
(2)5
(3)
【详解】(1)要求滑片P向B端移动时,电流表示数变小,根据串联电路电阻规律结合欧姆定律可知电路的总电阻变大,变阻器连入电路的电阻变大,滑片P向B端移动,滑动变阻器接入电路的电阻变大,所以选择左下接线柱串联接入电路,如图:
(2)由图乙可知,电流表选用小量程,分度值是0.02A,示数为0.5A,根据欧姆定律可得R的阻值为
(3)闭合开关S1和S2,只有Rx的简单电路,电压表的示数为U1,电压表测量电源电压;只断开开关S2,两个电阻串联,电压表的示数为U2,根据串联电路总电压等于各部分电压之和,由串联电路的电压特点可知,R0两端的电压
U0=U1-U2
通过R0的电流
串联电路各处电流相等,由串联电路电流特点可知,通过Rx的电流为
Rx的阻值为
40.(23-24九年级上·江西鹰潭·期末)在“伏安法测电阻”的实验中:
(1)如图甲所示,请你用笔画线代替导线,将图中电路连接完整,要求:当滑动变阻器的滑片P向右移动时,电路中的电流变大 。实验前,为保护电路,滑动变阻器的滑片应置于 (选填“A”或“B”)端;
(2)闭合开关后,调节滑动变阻器滑片,发现电压表、电流表均无示数。用一段导线检测故障,当把导线并联在滑动变阻器两端时,电流表仍无示数,电压表有示数,且较大;当把导线并联在R两端时,电流表和电压表均无示数。那么电路的故障可能是___________(填字母);
A.只有滑动变阻器开路
B.只有R开路
C.滑动变阻器开路和R短路
D.R和滑动变阻器均开路
(3)排除故障后,若电压表、电流表的示数如图乙、丙所示,则定值电阻两端的电压大小为 V,它的阻值为 Ω;
(4)其中, 可以改变被测电阻两端的电压,多次测量求电阻的平均值,其目的是 。
【答案】(1) A
(2)D
(3) 2 10
(4) 调节滑动变阻器的滑片位置 减小误差
【详解】(1)[1]在“伏安法测电阻”的实验中滑动变阻器串联在电路中,电压表并联在待测电阻两端,且结合图乙电压表选用的量程判断电压表选用的是0~3V的小量程,由题中当滑动变阻器的滑片P向右移动时,电路中的电流变大,说明此时滑动变阻器接入电路的电阻变小,由此可判断滑动变阻器右下部分电阻接入电路,据此完成电路连接如下图所示:
[2]连接电路时,为了保护电路,应将滑动变阻器的滑片置于阻值最大端,即图中的A端。
(2)闭合开关,移动滑动变阻器滑片,发现电压表、电流表均无示数,说明电路有地方发生断路;用一段导线检测故障时,当把导线并联在滑动变阻器两端时,电流表仍无示数,电压表有示数,且较大,说明电阻R断路;当把导线并联在R两端时,电流表和电压表均无示数,说明滑动变阻器发生断路,故D符合题意。
故选D。
(3)电流表量程为0~0.6A,分度值为0.02A,故电流为0.2A;电压表量程为0~3V,分度值为0.1V,则电压表的示数为2V,则定值电阻的阻值
(4)[1][2]本实验中可以通过调节滑动变阻器的滑片位置,从而改变接入电路的电阻,最终可以改变被测电阻两端的电压,多次测量计算电阻的平均值是为了减小误差。
41.(23-24九年级上·辽宁盘锦·期末)用图甲所示的电路图测量定值电阻的阻值大小。
(1)实验原理是 ;
(2)电路闭合一段时间后,电流表示数突然显示为0,此后,无论怎样移动滑动变阻器滑片,电流表示数都为0,但电压表的示数有变化,这可能是由于 ;
(3)排除故降后,某次测量时,将滑片滑到某一位置时,电压表的读数为1.8V,电流表的示数如图乙所示,此时定值电阻的阻值为 Ω;
(4)在物理实验中,经常要进行多次测量,其目的有两个:①为了减小误差;②是为了寻找规律,本实验中,多次测量的目的是 (选填“①”或“②”);
(5)实验中两个小组同学发现实验器材中缺少滑动变阻器,多了两个定值阻值电阻和();
①其中一组同学利用现有的器材测出了的阻值。(如图所示),记录了3次实验数据如下表所示。则第三次数是图 (选填“A”或“B”或“C”)中进行的实验;
实验次数
U/V
I/A
1
0.85
0.14
6.07
2
1.21
0.20
6.05
3
2.11
0.35
6.03
②另一小组同学发现他们小组的电流表也不能使用,你认为这组同学利用现有器材 (选填“能”或“不能”)完成3次电阻测量的实验;
(6)实验前,老师提醒同学们,加在电阻上的电压不宜过大而且时间不宜过长,这样要求的目的是 。
【答案】(1)
(2)电阻Rx断路
(3)6
(4)①
(5) B 能
(6)减小温度对电阻大小的影响
【详解】(1)由欧姆定律可知,测量未知电阻的实验原理是。
(2)电流表示数突然显示为0,可能电路断路,无论怎样移动滑动变阻器滑片,电流表示数都为0,电压表的示数有变化,电压表接电源两极通路,则电阻Rx断路。
(3)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,其读数为0.3A;则定值电阻Rx的阻值为
(4)在“测量未知电阻”的实验中,进行多次测量为了减小误差,故选①。
(5)[1]①由题知,R1>R2,由图知,接入电路的电阻从A图到B图减小,根据串联分压原理知,接入电路的电阻两端的电压增大,电源电压一定时,则Rx两端的电压增大,则第三次数是图B中进行的实验。
[2]②电流表不能使用,能测出Rx两端的电压,知道电源电压,根据分压原理可计算出接入电路的电阻两端的电压,又知接入电路的电阻的阻值,根据欧姆定律可计算出电路电流,再根据欧姆定律可计算出电阻Rx的阻值,所以,利用现有器材能完成3次电阻测量的实验。
(6)实验前,老师提醒同学们,加在电阻上的电压不宜过大而且时间不宜过长,这样做的目的是:减小温度对电阻大小的影响。
【题型10 】
42.(23-24九年级上·四川绵阳·期末)在测量标有额定电压为2.5V的某小灯泡的电功率实验中,选用的电源电压为4.5V,灯丝的电阻约为10Ω。
(1)请你用笔画线代替导线,完成实物图连接;
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P置于 (选填“A”或“B”)端;
(3)闭合开关后,缓慢移动滑动变阻器的滑片P,当电流表的示数如图丙所示时,其示数为 A;
(4)改变滑片P的位置,获得多组对应的电压、电流值,如下表所示,由表可知,随着电压的增大,小灯泡消耗的功率 (选填“增大”“不变”或“减小”)。当小灯泡正常工作时,其功率为 W,其电阻为 Ω(结果保留一位小数);
(5)根据表中数据,诗在图中画出U—I关系图象;
数据序号
1
2
3
4
5
6
7
发光情况
熄灭
熄灭
微光
较暗
不很亮
较亮
明亮
电压U/V
0.1
0.5
0.9
1.3
1.7
2.1
2.5
电流I/A
0.10
0.32
0.38
0.42
0.48
0.52
0.56
(6)根据表中的数据,画出的图象是 (选填“直线”或“曲线”),原因是在不同的电压下,灯丝的电阻随温度的升高而 (选填“增大”“不变”或“减小”)。
【答案】(1)
(2)A
(3)0.12
(4) 增大 1.4 4.5
(5)
(6) 曲线 增大
【详解】(1)要测量小灯泡的电功率,电流表串联在电路中测通过小灯泡的电流,小灯泡正常发光时,通过的电流约为
电流表选用小量程,作图如下:
(2)为了保护电路,开关闭合前,滑动变阻器的滑片应置于阻值最大的A端。
(3)电流表选用小量程,分度值为0.02A,示数为0.12A.
(4)[1]由表格数据知,随着电压增大,电流也在增大,则电压与电流的乘积增大,据P=UI知,小灯泡消耗的功率增大。
[2]当电压为2.5V时,通过小灯泡的电流为0.56A,则正常工作时的功率
[3]正常工作时的电阻
(5)将表格中的数据对应的点描出,再用线将各点相连。作图如下:
(6)[1]由画出的U-I图像知,画出的图像是曲线。
[2]小灯泡的U-I图像是曲线,是因为在不同的电压下,灯丝的温度不同,则电阻的阻值不同,电压越高,灯丝的温度越高,且随着电压升高,曲线的倾斜度变大,说明灯丝的电阻随温度的升高而增大。
43.(23-24九年级上·江西鹰潭·期末)在“测量小灯泡电功率”的实验中,电源电压恒为6V,小灯泡的额定电压为,电阻大约为,电压表,可供选用的滑动变阻器和的最大阻值分别为和。
(1)本实验应选择 的滑动变阻器;
(2)正确连接好电路后闭合开关,发现小灯泡较暗,但电流表有示数,为使灯泡变亮接下来的操作是 ;(写出具体的操作)
(3)图甲是根据实验数据绘成的U-I图像,根据图像提供的信息,可计算出小灯泡的额定功率是 W;
(4)若实验中电流表坏了,为了测量小灯泡的额定功率,小刚选用一个定值电阻,接在原电路电流表的位置,设计了图乙所示的电路,实验方案如下:调节滑动变阻器滑片P使电压表的示数为小灯泡额定电压U额,保持滑片P的位置不变,只将电压表的a点接线改接到c点,测量两端的电压U0。
① 小刚的设计方案操作中存在的问题是 ;
② 纠正操作错误之后,测出两端的电压U0,则小灯泡的额定功率可表示为 ;(用和所测物理量的符号表示)
③ 所选用定值电阻的阻值不得超过 Ω。
【答案】(1)
(2)向右移动滑动变阻器滑片
(3)0.5
(4) 测两端电压时,电压表正负接线柱接反了 15
【详解】(1)灯泡正常工作时,灯泡的额定电流约为
滑动变阻器两端电压为
滑动变阻器电阻为
故应选择滑动变阻器R2。
(2)闭合开关,发现小灯泡较暗,但电流表有示数,说明电路是通路,为使灯泡变亮,应增大灯泡两端电压,根据串联电路电压规律,应减小滑动变阻器两端电压,根据分压原理,应减小滑动变阻器接入电路的阻值,故接下来的操作是向右移动滑动变阻器滑片。
(3)由图甲可知,当灯泡两端电压为2.5V时,通过灯泡的额定电流为,则小灯泡额定功率为
(4)[1]电压表测灯的电压,则电压表a接线柱为负接柱,只将电压表的a点接线改接到c点时,则电流从电压表负接线柱流入了。
[2]灯正常发光时,在滑片位置不动的情况下,测出R0两端的电压为U0,由欧姆定律,此时通过R0的电流,即为灯正常发光时的电流为
故灯的额定功率
[4]在实验操作中,因电压表选用0~3V的量程,既要测灯的额定电压,又要测R0的电压,故定值电阻R0的最大电压不能超过3V,因灯正常工作时的电流0.2A,由欧姆定律,故R0的最大阻值不能超过
44.(23-24九年级下·内蒙古巴彦淖尔·期末)小飞同学在探究“电流与电阻关系”的实验中电源电压9V不变,两个滑动变阻器,规格分别为“50Ω,1A”、“30Ω,2A”,电流表、电压表各一个,10Ω、20Ω、30Ω、40Ω的定值电阻各一个。
(1)请用笔画线代替导线将图甲的实验电路补充完整 (要求:滑动变阻器连入电路的阻值最大);
(2)开关闭合后,当移动变阻器的滑片时,发现电流表示数会变化,电压表示数始终为零、原因可能是 (选填“定值电阻断路”、“定值电阻短路”、“滑动变阻器断路”或“滑动变阻器短路”);
(3)排除故障后,将10Ω的定值电阻接入电路,再闭合开关,调节滑动变阻器的滑片到适当位置,电压表的示数如图乙所示,此时电压表的示数为 V;
(4)接着小飞用20Ω的定值电阻替换10Ω的定值电阻后,再闭合开关,移动滑片使滑动变阻器接入电路的阻值 (填“变大”或“变小”),他这样操作的目的是 ;
(5)在完成上述实验的过程中,选用规格为“ ”的滑动变阻器最合适(选填“50Ω,1A”或“30Ω,2A”);
(6)同组的小彬同学设计了图丙的电路。在电源电压恒为U的电路中,只用了一个电压表、一个阻值为R0的定值电阻及滑动变阻器,测量额定电压为的小灯泡的额定功率。具体操作如下:
①闭合开关S,将开关S1接 ;
②保持 位置不变,再将开关S1接b,读出电压表的示数为;
③小灯泡的额定功率 ;(用、、表示)
(7)小明要用小灯泡代替定值电阻探究“电流与电压的关系”,聪明的你,稍加思考就判断出他是错误的,理由是 。
【答案】(1)
(2)定值电阻短路
(3)6
(4) 变大 保持定值电阻两端的电压不变
(5)30Ω,2A
(6) a,移动滑动变阻器使电压表的示数为 滑动变阻器滑片
(7)灯泡的电阻随温度而变化
【详解】(1)滑动变阻器连入电路的阻值最大,故将变阻器的右下接线柱连入电路中,如图
(2)连接好电路,当移动变阻器的滑片时,发现电流表示数会变化,说明电路中有电流,不是断路,发现电流表示数会变化,说明滑动变阻器连接正确;电压表示数始终为零,说明与电压表相连的定值电阻短路了,故原因可能是定值电阻短路。
(3)图乙中电压表选用的量程,分度值为0.5V,示数为6V。
(4)[1][2]根据串联分压原理可知,将定值电阻10Ω改接成20Ω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,即使滑动变阻器接入电路阻值增大,他这样操作的目的是:控制电阻两端电压保持不变。
(5)当定值电阻最大时,滑动变阻器的阻值最大,根据串联电路电压的规律知,滑动变阻器两端的电压
滑动变阻器的最大值
解得,电路中的最大电流
30Ω的滑动变阻器更容易滑到合适的电阻值,所以“30Ω 2A”更合适。
(6)①[1]闭合开关S,将开关S1接a,移动滑动变阻器使电压表的示数为,此时两个电阻与小灯泡串联,电压表测量滑动变阻器和定值电阻两端的电压,灯泡正常发光;
②保持滑动变阻器滑片位置不变,再将开关S1接b,读出电压表的示数为U0,此时电压表测量定值电阻两端的电压,电路中的电流
③小灯泡的额定功率
(7)探究电流与电压的关系,需保持定值电阻的值不变,灯泡的电阻随温度而变化,因此用小灯泡代替定值电阻。
45.(23-24九年级上·辽宁大连·期末)在测量小灯泡正常发光时电阻的实验中,用标有“20Ω,2A”的滑动变阻器、电压表、电流表、开关、导线、3节干电池和标有“2.5V”电压的小灯泡进行实验。实验电路如图甲所示。
(1)该实验的原理是 ;
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移到最 (填“左”或“右”)端:
(3)当小灯泡两端电压是2.5V时,电流表的示数如图乙所示,则此时通过小灯泡的电流为 A。小灯泡的电阻是 Ω(结果保留一位小数);
(4)完成上述的实验后,小明还想测另一只额定电压为U₁的小灯泡的额定电功率。但发现电流表损坏。小明利用阻值为R0的定值电阻,设计了如图丙所示的电路,操作如下:
①依据电路图连接好电路,只闭合开关S、S1,调节滑动变阻器,使电压表的示数为U1;
②保持滑动变阻器滑片位置不变,只闭合开关 ,读出电压表示数为U2;
③小灯泡的额定功率P额= 。(用U1、U2和R0表示)
【答案】 右 0.3 8.3 S、S2
【详解】(1)[1]在测量小灯泡正常发光时电阻的实验中,用电压表测灯泡两端电压,用电流表测通过灯泡的电流,根据可以求出小灯泡正常发光时的电阻,故该实验的原理是。
(2)[2]为了保护电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移到阻值最大处,滑片应远离羡慕的接线柱,即最右端。
(3)[3][4]由乙图可知,电流表选用小量程,分度值0.02A,其示数为0.3A,此时小灯泡两端电压是2.5V,则小灯泡的电阻为
(4)[5][6]由电路图可知,只闭合开关S、S1,灯泡、R0和滑动变阻器R串联,调节滑动变阻器,使电压表的示数为U1,此时小灯泡正常发光;保持滑动变阻器滑片位置不变,只闭合开关S、S2,此时灯泡、R0和滑动变阻器R仍串联,电压表测灯泡和R两端的总电压,读出电压表示数为U2,因此时电路连接方式不变,各电阻的大小和两端电压不变,灯仍正常工作,根据串联电路电压的规律,此时定值电阻的电压为
U0=U2-U1
根据串联电路电流特点和欧姆定律可知,灯的额定电流为
灯的额定功率为
46.(23-24九年级上·湖南张家界·期末)在“测量小灯泡的电功率”的实验中,小灯泡的额定电压为2.5V,正常发光时的电阻约为8Ω。
(1)在图甲中,有一根导线未连接,请用笔画线代替导线将电路连接完整;( )
(2)闭合开关后,小灯泡不亮,电流表有示数,电压表没有示数。经检查,导线连接完好,则电路故障可能是小灯泡发生了 (选填“短路”或“断路”);
(3)移动滑片P到某一位置时,电压表示数如图乙所示,为 V;此时要测量小灯泡的额定功率,应持滑片P向 (选填“左”或“右”)端移动,移动滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成图丙所示的I-U图像;
(4)由图像可计算出小灯泡的额定功率是 W;
(5)完成上述测量后,不用电压表,用如下图所示的电路也可测量已知额定电流的小灯泡的额定功率,已知小灯泡的额定电流为I额,定值电阻的阻值为R0,实验步骤如下,请补充完整:
①闭合开关S、S2,断开开关S1, ,使电流表示数为I额;
②闭合开关S、S1,断开开关S2,记下此时电流表的示数为I;
③小灯泡的额定功率的表达式为P额= 。
【答案】 短路 2.2 右 0.75 调节滑动变阻器的阻值 R0(I-I额)I额
【详解】(1)[1]小灯泡的额定电压为2.5V,正常发光时的电阻约为8Ω,灯泡正常发光时的电流大约为
电流表应选小量程与灯泡串联接入电路,如下图所示:
(2)[2]闭合开关后,小灯泡不亮,电流表有示数,说明电路是通路,电压表没有示数,可能灯泡短路。
(3)[3][4]电压表示数如图乙所示,电压表选用小量程,分度值0.1V,其示数为2.2V,灯泡额定电压2.5V,故应增大灯泡两端的电压,根据串联电路电压规律,应减小变阻器两端电压,根据分压原理,应减小变阻器接入电路的阻值,故要测量小灯泡的额定功率,应将滑片P向右端移动。
(4)[5]由图丙所示的图象可知,当灯泡两端电压为2.5V时,通过灯泡的电流为0.3A,小灯泡的额定功率为
PL=ULIL=2.5V×0.3A=0.75W
(5)①[6]闭合开关S、S2,断开S1,调节滑动变阻器,电流表测灯泡的电流,使电流表示数为I额。
③[7]定值电阻R0的电流为
I0=I-I额
定值电阻R0的电压为
U0=I0R0=(I-I额)R0
因为灯泡两端的电压等于定值电阻的电压,所以灯泡的额定功率为
P额=U0I额=R0(I-I额)I额
47.(23-24九年级上·河南郑州·期末)小芳和同学们在“测量小灯泡的电功率”实验中,使用的小灯泡的额定电压为2.5V,正常工作时的电阻约为10Ω,实验电路图如图甲所示。
(1)请根据图甲中的电路图用笔画线代替导线将图乙的实物电路连接完整 ;
(2)连接好电路后闭合开关,小芳发现小灯泡不亮,电流表和电压表都有示数,接下来她应该进行的操作是 ;
(3)小芳和小组同学进行了4次测量,将电压表、电流表的示数和灯泡的亮度变化记录在下表:
实验次序
电压U/V
电流I/A
电功率P/W
灯泡亮度
灯泡电功率的
平均值P'/W
1
1.0
0.2
0.2
不亮
2
1.5
0.24
0.36
较暗
3
2.5
正常
4
3.0
0.34
1.02
很亮
①当小灯泡正常发光时,电流表示数如图丙所示,则小灯泡的额定功率为 W;
②分析实验数据和现象,发现:小灯泡的 越大,小灯泡越亮;
(4)该实验表格设计有一处不合理,不合理的是 ;根据实验数据发现通过小灯泡的电流与灯泡两端电压不成正比,原因是 ;
(5)完成上述实验后,实验小组不使用电压表,使用电流表、三个开关、一个滑动变阻器和一个阻值为12.5Ω的定值电阻设计了如图丁所示的电路,也测出了小灯泡的额定功率。
①按照电路图连接好电路,闭合开关S、S2,断开开关S1,调节滑动变阻器滑片使电流表示数为 A,此时灯泡正常发光;
②闭合开关S、S1,断开开关S2,保持滑片位置不变,读出此时电流表的示数为I;
③小灯泡额定功率的表达式为P1= (用已知量和测量量表示)。
【答案】 调节滑动变阻器滑片,观察小灯泡是否发光 0.75 实际功率 求灯泡电功率的平均值 小灯泡的电阻随温度的变化而变化 0.2 2.5V×(I-0.2A)
【详解】(1)[1]测小灯泡电功率实验中,滑动变阻器应“一上一下”串联接入电路中,由电路图知,向右移动滑片P时电阻变大,应将其左下接线柱接入电路,如下图所示:
(2)[2]闭合开关后,发现小灯泡不亮,但电流表和电压表都有示数,电流表有示数,说明电路通路,小灯泡不亮,可能是灯泡的实际功率太小,接下来应该进行的操作是移动滑动变阻器的滑片P,观察小灯泡是否发光。
(3)[3]①电流表选用小量程,分度值为0.02A,示数为0.3A,则小灯泡的额定功率
P额=U额I额=2.5V×0.3A=0.75W
[4]②根据实验目的分析实验数据及现象,可得出的结论是小灯泡的实际功率越大,灯越亮。
(4)[5]本实验中求小灯泡不同电压下功率的平均值煤油任何意义,因此实验表格设计不合理的是:求灯泡电功率的平均值。
[6]因为灯丝的电阻与灯丝温度有关,灯丝温度变化,灯丝的电阻随着发生变化,所以通过小灯泡的电流与小灯泡两端的电压不成正比。
(5)[7]①只闭合开关S和S2,定值电阻与灯泡并联,它们两端的电压应为小灯泡的额定电压2.5V,通过定值电阻的电流
由于没有电压表,要调节滑动变阻器的滑片,使电流表示数为0.2A。
[8]②③闭合开关S和S1,断开开关S2,保持滑动变阻器滑片的位置不动,读出电流表示数为I;电流表测R和灯并联的总电流,由并联电路电流的规律,灯的额定电流
IL=I-I'=I-0.2A
小灯泡额定功率表达式
P额=U额×IL=2.5V×(I-0.2A)
【题型11 】
48.(23-24九年级下·内蒙古巴彦淖尔·期末)如图是探究电流通过导体时产生热量的实验,甲、乙两套装置中各有两个相同的透明容器,回答下列问题:
(1)四个透明容器中 着 的气体;
(2)实验中通过观察 的变化来比较导体所产生热量的多少,下列研究实例采用的研究方法与此相同的是 ;
A.探究电流与电阻的关系
B.用铁屑显示磁体周围磁场分布
C. 类比水流学习电流
D.研究光现象时,引入光线
(3)用甲装置进行实验时,通过控制通电时间和电路中的 不变,来研究导体产生热量与 的关系;
(4)在乙装置中,C、D透明容器中相同时间内产生热量较多的是 容器,R3的作用是 。
【答案】(1) 封闭 等质量
(2) 玻璃管内液面的高度差 B
(3) 电流 电阻
(4) 分流 C
【详解】(1)[1][2]探究电流通过导体时产生热量的实验中,在四个容器中封闭相同质量的空气,给空气加热,根据玻璃管中液面的高度差判断产生热量的多少。
(2)[1]电流通过导体产生热量的多少不能直接观察,根据转换法,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,液面高度差越大,表示电阻产生的热量越多。
[2]A.探究电流与电压、电阻的关系,采用的是控制变量法,故A不符合题意;
B.用铁屑显示磁体周围磁场分布,采用的是转换法,故B符合题意;
C.类比水流学习电流,采用的是类比法,故C不符合题意;
D.研究光现象时,引入光线,采用的是模型法;
故选B。
(3)[1][2]由图知,阻值不同的电热丝串联在两个密闭容器中,由串联电路电流的规律可知,通过的两个电阻的电流和通电时间都相同,所以探究的是电流产生热量与电阻的关系。
(4)图乙装置中,右侧两个5Ω的电阻并联后再与左侧一个5Ω的电阻串联,根据串联电路的电流特点可知,右端两个电阻的总电流和左端的电阻电流相等,即,两个5Ω的电阻并联,根据并联电路的电流特点知,所以,,容器内的电阻值都是5Ω,通电一段时间,由知,C容器中电流产生的热量多。
[2]右侧R3与容器内的电阻并联,使流过R 3的电流减小,R 3的作用是分流。
49.(23-24九年级上·宁夏银川·期末)如图所示是某同学在研究“电热多少与什么因素有关”的实验装置。
(1)此装置是研究电热与 大小关系的实验,所控制的变量是 和 ;
(2)如图实验中,通过观察左右两个U形管液面的高度差,得出 边的电阻放出的热量多;(选填“左”或“右”)
(3)此图实验得到的结论是: 相同 越大,产生的热量越多;
(4)请在方框内画出三个5Ω的电阻连接方式的电路图。
【答案】(1) 电流 通电时间 电阻
(2)左
(3) 电阻和通电时间 通过电流
(4)
【详解】(1)[1][2][3]在实验中,其中一个容器的外部,将一个完全相同的电阻和这个容器内的电阻并联,再接入原电路,使通过左边容器中电阻的电流与通过右边容器中电阻的电流不同,控制电阻和通电时间相同,可以探究电流产生的热量与通过导体的电流大小的关系。
(2)电流通过导体产生热量的多少通过液面高度差的变化来反映,高度差越大,说明产生热量越多,由图可知,左侧液面高度差大,说明左侧电阻放出的热量多。
(3)[1][2]通过实验可知,当导体的电阻与通电时间一定时,通过导体的电流越大,电流通过导体产生的电热越多。
(4)装置中一个5Ω的电阻与两个的电阻5Ω并联后再串联,可得出电路图如图所示:
50.(23-24九年级上·江苏宿迁·期末)如图所示是探究电流通过导体产生热量的多少跟什么因素有关的实验装置,左右两个透明的容器中密闭着空气,两个密闭容器中都有一段电阻丝,U形管中装的是红色液体;
(1)a、b、c、d容器中所装空气的质量 (选填“相等”或“不相等”);
(2)图甲装置可探究电流产生的热量与 的关系;
(3)在通电时间相同的情况下,发现乙装置U形管A中液面高度变化大,由此可得到的结论是:在电阻和通电时间相同的情况下, ,产生的热量越多;
(4)若图甲中U形管A液面高度差有变化明显,U形管B液面无变化,故障可能是 。
(5)寒冷的冬天有的家庭会使用电热毯取暖,利用的是电流的 效应,使用时电热毯热了而与之相连接的电源线却不热,原理是 。
【答案】(1)相等
(2)电阻
(3)电流越大
(4)装置漏气
(5) 热 焦耳定律
【详解】(1)电流通过导体产生热量的多少不易直接观察,甲、乙两个透明容器中密封着等量的空气,电阻丝产生热量越多,气体膨胀程度越大,故可通过U形管液面的高度差来反映电阻丝产生的热量多少,采用了转换法,故a、b、c、d容器中所装空气的质量相等。
(2)甲装置中,两电阻串联,通过的电流和通电时间相同,而电阻不同,根据控制变量法知,该装置用来探究电流热效应与电阻的关系。
(3)乙装置中,右侧两电阻并联后再与左侧电阻串联,容器内两电阻大小相等,根据并联和串联电路电流的规律,通过左侧容器中电阻的电流大于通过右侧容器中电阻的电流,在通电时间相同的情况下,发现乙装置U形管A中液面高度变化大,根据转换法,右侧容器内的电阻产生的热量多,由此可得到的结论是:在电阻和通电时间相同的情况下,电流越大,产生的热量越多。
(4)甲装置中,两电阻串联,通过的电流和通电时间相同,而电阻不同,若U形管A液面高度差有变化明显,说明电流产生热量使a、b容器中所装空气受热膨胀,U形管B液面无变化,故障可能是装置漏气。
(5)[1]寒冷的冬天有的家庭会使用电热毯取暖,利用做功产生热量,即电流的热效应。
[2]使用时电热毯热了而与之相连接的电源线却不热,由串联电路电流的规律,通过电热毯和导线的电流相等,而电热毯的电阻远大于导线的电阻,根据原理焦耳定律Q=I2Rt可知,电热毯产生的热量远大于导线产生的热量。
51.(23-24九年级上·辽宁大连·期末)小明同学在“探究电流通过导体产生热量的多少与什么因素有关”时采用了如图所示的实验装置,三个相同的烧瓶内装有质量、初温相同的煤油。温度计和电阻丝通过胶塞固定在烧瓶中(已知:RA=RB=RC)。
(1)实验中通过比较 (选填“温度计示数的变化”或“加热时间”)来判断相同时间内电流产生热量的多少。下列实验中也采用这种研究方法的是 ;
A.探究电流与电压、电阻的关系
B.测量定值电阻阻值
C.探究动能大小与哪些因素有关
(2)实验中,分别在B和C电阻之间分别并联一个阻值不等的电阻丝E、F,其目的是 ;该装置可以探究电流通过导体产生热量与 是否有关;
(3)实验中,对于烧瓶内的液体,小明选择了煤油而不是水,主要是因为 ;
(4)实验过程中发现通电一段时间后,温度计示数均有明显变化,但A、B瓶温度计示数相同,排除了装置漏气的可能,其原因是: 。
【答案】 温度计示数的变化 C 控制通过电阻的电流不相同 电流 煤油的比热容比水小,吸收相同热量时,温度变化更明显 电阻E断路
【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。
[2]A.探究电流与电压、电阻的关系,探究电流跟电压关系时,控制电阻不变,探究电流跟电阻关系时,控制电压不变,这是控制变量法,故A不符合题意;
B.测量定值电阻阻值,没有用到转换法,故B不符合题意;
C.在探究影响动能大小因素的实验中,小车动能的大小看不见,但可以通过木块移动的距离来比较,是转换法,故C符合题意。
故选C。
(2)[3][4]分别在B和C电阻之间并联一个阻值不等的电阻丝E、F,根据并联电路电流的特点可知,使得通过B、C的电流不同,可以探究电流产生的热量与电流的关系。
(3)[5]对于烧瓶内的液体,小明选择了煤油而不是水,主要是因为煤油比水的比热容小,吸收相同的热量,煤油的温度变化比较大,实验效果更明显。
(4)[6]A、B瓶温度计示数相同,排除了装置漏气的可能,说明A、B瓶中电阻产生的热量相同,则通过A、B的电流相同,因此说明电阻E断路了。
52.(23-24九年级上·福建莆田·期末)小红在探究“电流通过导体产生的热量跟哪些因素有关”的实验中,利用如图所示的甲、乙两套装置进行实验。
(1)电流产生的热量无法直接测量和观察,利用如图甲、乙所示的装置,我们可以通过观察U形管两侧液面的高度差来比较电流通过导体产生热量的多少,这应用了 (填实验方法);
(2)为了探究电流产生的热量与电流大小的关系,应该选用装置 (选填“甲”或“乙”),目的是要控制 和 相同;
(3)观察图乙的实验现象可以得出结论:电流通过导体产生的热量跟电流大小有关,在电阻和通电时间相同时,电流越大,电流越大,电流产生的热量越多,所以图乙 (选填“左边”或“右边”)容器中导体产生的热量多。
【答案】 转换法 乙 通电时间 电阻阻值 左边
【详解】(1)[1]电热丝产生的热量不易观察,但容器内空气温度升高时,空气体积膨胀,推动U形管中的液体上升,从而用U形管中左右液面的高度差来显示容器内电热丝产生热量的多少,这是转换法。
(2)[2][3][4]探究电流产生的热量与电流大小的关系,应控制通电时间和电阻大小相同,乙装置中,在容器内电阻丝的电阻和通电时间相同时,通过容器内电阻的电流大小不同,故图乙装置可探究电流产生的热量与电流大小的关系。
(3)[5]装置乙中一个5Ω的电阻与两个5Ω的电阻并联后再串联,根据串联电路的电流特点可知,右端两个电阻的电流之和与左端的电阻电流相等,即,两个5Ω的电阻并联,根据并联电路的电流特点知
两电阻阻值相等,则支路中电流相等
所以右边容器中的通过电阻的电流是左侧通过电流的一半,由可知,左边容器中的电阻产生的热量多。
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