期末专题复习:第十七章欧姆定律实验题2024-2025学年人教版九年级物理全一册
2024-12-14
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内容正文:
期末专题复习:第十七章欧姆定律实验题
一、实验题
1.小明在物理实验室用题图甲所示的电路测量小灯泡的电阻。已知电源电压为3V,小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)根据图甲中的电路图,用笔画线代替导线把图乙中的实物图连接完整 。
(2)正确连接电路后,闭合开关S前,为了保护电路,应把滑动变阻器的滑片P移到 (选填“A”或“B”)端。
(3)闭合开关S后,移动滑动变阻器的滑片P到不同位置,并记下不同位置时电压表和电流表的示数,某次电流表的指针位置如图丙所示,读数为 A。
(4)通过实验数据作出小灯泡的图象如图丁所示,则小灯泡正常发光时的电阻为 Ω;通过图象发现,在不同电压下,小灯泡的电阻阻值不同,且灯丝的电阻随温度的升高而 (选填“变大”或“变小”)。
2.在探究“电流与电阻关系”的实验中,所用的器材有:电压恒定为6V的电源、开关、电流表、电压表、三个定值电阻(5Ω,10Ω,20Ω)、几个规格不同的滑动变阻器、导线若干。
(1)请在图中以笔画线代替导线完成电路连接,要求:滑动变阻器此时接入电路的电阻最大;( )
(2)电路连接正确后,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于 (选填“A端”或“B端”),其目的是 ,滑动变阻器在本实验中的另一个作用是控制接入电路的不同电阻两端的电压 ;
(3)分别把5Ω和10Ω、20Ω的定值电阻接入电路中,移动滑动变阻器的滑片使电压表的示数为2V,记录下电流表的示数,将数据记录在下面的表格中,分析实验数据可得出结论: ;
电压U/V
2
电阻R/Ω
5
10
20
电流I/A
0.4
0.2
0.1
(4)实验时,当把20Ω的电阻接入电路中,滑动变阻器连入电路的阻值是 Ω。因此,本实验中所使用的滑动变阻器的最大阻值不能小于 Ω。
3.用伏安法测R的电阻实验中:
(1)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)实验前,滑动变阻器的滑片P应置于最 (选填“左”或“右”)端。
(3)闭合开关后,发现电流表示数为零,电压表示数接近电源电压,则故障原因可能是电阻R (选填“断路”或“短路”)。
(4)排除故障后,当电流表的示数为1A时,电压表的示数如图乙所示,测电阻R的阻值为 欧。
(5)电流表的电阻虽然很小,但也会影响本实验中待测电阻R的测量结果,小明设计了如图所示的电路,可以消除这个影响,R0为定值电阻。实验步骤如下:
①闭合开关S1,S2,移动滑动变阻器滑片,读出电压表的示数U1和电流表的示数I1;
②断开S2,移动滑动变阻器滑片,读出电压表的示数U2,和电流表的示数I2;
③可测得待测电阻R= (用U1、I1、U2、I2表示)。
4.下面是小明探究“电流与电阻的关系的实验过程”。已知电源电压为6V且保持不变,实验用到的电阻阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω。
(1)小明根据实验目的连接了如图所示的实物电路,其中只有一根导线连接错误,请在这根导线上打“×”,并用笔重新画一根正确连接的导线 ;
(2)改正如图电路后,闭合开关前,小明应检查 ;
(3)闭合开关,发现电流表、电压表均无示数,为了查找出电路故障,小明断开开关,将一根导线并联在滑动变阻器两端,再次闭合开关,电流表和电压表都有示数,你认为电路的故障可能是 ;
(4)排除故障后的实验步骤如下:
①先把电阻接入电路,闭合开关,调节滑动变阻器,使电压表的示数为,记录电流表示数;
②将电阻换成电阻,闭合开关后,发现电压表示数大于,应将滑动变阻器的滑片向 (选填“左”或“右”)移动,当观察到电压表示数为 V时,记录电流表示数;
③将电阻换成电阻,闭合开关后发现:当滑动变阻器的滑片移动到最左端时,电流表和电压表的示数如图甲所示,出现上述情况的原因可能是滑动变阻器 造成的,为了使题中5个定值电阻均能完成上述实验,他应该选择 规格的滑动变阻器(选填“”、“”或“”);
(5)更换部分实验器材,继续完成实验,用测得的数据绘制了如图乙的图象,根据该图象可以得出的结论是: ;
(6)本实验中移动滑片多次测量的目的是 。
5.某学习小组在“探究通电导体中电流与电阻的关系”的实验中,小丽连接了如图甲所示的电路(电源电压保持4.5V不变)。
(1)连接好电路,闭合开关,发现电压表示数接近于电源电压,电流表几乎无示数,则故障为定值电阻 (选填“断路”或“短路”);
(2)图乙是小组根据测得的实验数据绘制的电流I随电阻变化的图像,由图像可知两端的电压为 V;当的电阻由5Ω更换为10Ω时,闭合开关后,应该将滑动变阻器的滑片P向 (选填“A”或“B”)端滑动从而达到控制两端的 不变的目的;
(3)若实验中的阻值分别是5Ω、10Ω、15Ω,25Ω,则滑动变阻器的阻值至少是 Ω。
6.小军为探究“电流与电阻的关系”的实验,使用的器材有,电源电压4.5V,三个定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω),滑动变阻器R。
(1)电路正确连接完整后,小明闭合开关,发现电流表无示数,电压表示数几乎接近电源电压,则电路中的故障应是 ;
(2)排除故障后,小明先将5Ω的电阻连入电路中,闭合开关,移动滑片,使电压表的示数为1.5V,并记下电流值;再分别改接10Ω、15Ω的电阻,重复上述实验,得到了如表中的实验数据,根据实验数据可得结论: ;
电阻/Ω
5
10
15
电流/A
0.3
0.15
0.1
(3)将5Ω电阻换成10Ω电阻后,闭合开关,应将滑动变阻器的滑片向 (选填“左”或“右”)移动,当观察到电压表示数为 时,才能记录电流表示数;
(4)实验中小明应选择的滑动变阻器的最大阻值至少为 Ω,多次移动滑动变阻器滑片的目的是 。
7.A、张淼同学在实验室里做研究“电流与电压的关系”电路图如图甲所示,实验中电源电压保持不变,R为定值电阻。
(1)连接电路时开关要 ,且开关S闭合前,滑动变阻器的滑片P应滑到 端;
(2)闭合开关S试触时,发现电流表和电压表出现了图乙所示情况,这是因为:电流表 ,电压表 ;
(3)闭合开关后,无论怎样移动滑动变阻器的滑片P,电流表有示数,电压表无示数,则电路出现的故障可能是 ;
(4)在故障排除后,实验记录数据如下表:
实验序号
1
2
3
4
电压(V)
1.0
2.0
3.0
4.0
电流(A)
0.20
0.40
0.60
0.80
通过数据分析得出的结论是 ;
(5)利用它还可完成的实验是 。
B、如果她用以上实验器材还想探究“电流与电阻的关系”:
(1)还应该增加的仪器有 ;
(2)如果将R=10Ω的电阻接入电路中时,电压表的示数为2V,那么将5Ω的电阻分别接入电路中后,应该把 移动;
(3)实验记录数据如下表:
实验序号
1
2
3
电阻(Ω)
5
10
20
电流(A)
0.40
0.20
0.10
通过数据分析得出的结论是 。
8.某实验小组用如图所示的电路探究电流与电阻的关系,其中电源为3节全新的干电池。
电阻/Ω
5
10
15
20
25
30
电流/A
0.6
0.3
0.2
0.15
0.12
0.1
(1)准确连接电路后,闭合开关之前滑片P应位于 端(选填“A”或B);
(2)小庆将5Ω的定值电阻接入电路,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片至恰当位置,并将数据记录在上表中。换用10Ω电阻后,移动滑片,使定值电阻两端的电压保持U0= V,再读电流表的示数;
(3)分析实验数据的可得到的实验结论是:在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成 比。
(4)将5Ω的定值电阻换为10Ω后,小庆和小丽对接下来的操作有不同看法:小庆认为应先闭合开关,再将滑片向左移动,使电压表示数为U0;小丽认为应先将滑片移到最左端,再闭合开关,然后将滑片向右移动,使电压表示数为U0。你赞成谁的观点,并简要说明理由: 。
9.为探究导体电阻与导体长度和横截面积之间的定量关系,某同学设计了如图甲所示的电路。实验时他们将所选的两种金属丝接入电路1和2的位置,通过比较电压表的示数来比较电阻丝的大小。现有几根康铜合金丝和镍铬合金丝,其规格如下表所示:
编号
材料
长度(m)
横截面积(mm2)
A
镍铬合金
0.3
0.5
B
镍铬合金
0.6
0.5
C
镍铬合金
0.3
1.0
D
康铜丝
0.3
0.5
E
康铜丝
0.3
1.0
F
康铜丝
0.8
0.8
(1)在探究导体电阻与导体长度之间的定量关系时,他们将编号为 两根金属丝对应接入电路1和2的位置,当发现电压表示数U1∶U2 接近 时,可以初步判定:在导体的材料和横截面积相同的条件下,导体的电阻与其长度成 比;
(2)在探究过程中,如果将编号为A和C两根金属丝接入电路1和2的位置,则他们想探究的是导体电阻与 之间的定量关系;
(3)在“交流与合作”时,有位同学提出:用如图乙所示的电路,将所选的金属丝分别接入电路M、N 之间,读出电流,然后利用电流跟电阻之间的反比关系,也能探究导体电阻与导体长度和横截面积之间的定量关系。你认为他的实验方法合理吗?答: (选填“合理”或“不合理”),其原因是 。
10.在“探究电流与电阻的关系”实验中:
(1)小明连接了如图甲所示的实物电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片P滑到 端。闭合开关后,调节滑动变阻器滑片P,电压表示数为2V,此时电流表示数如图乙所示,则电流表示数为 A;
(2)小明将5Ω的电阻换成10Ω的电阻后,闭合开关, ,然后再读出电流表示数;
(3)为了发现实验规律,小红提出了 ,增加实验次数的实验方案;
(4)小芳同学连接电流表时选择0~3A量程,测量到的电表数据与小明同学相比,存在较大偏差,原因是: 。
11.在“探究电流与电阻的关系”的实验中,小强选用了4、8、10、20四个定值电阻,电源电压恒为3V。
(1)请按图所示的电路图,将实物图连接完整;( )
(2)实验过程中得到的部分数据如下表所示。第1次测量时,电流表的示数如图所示,请将该数据填入表格中:
实验序号
1
2
3
4
电阻R/
4
8
10
20
电流I/A
0.26
0.2
0.1
(3)在图中的坐标轴上标出适当的标度,把上表中的数据在坐标系中描点并连线( )
(4)分析表中的数据或图象可以得出的实验结论是: 。
12.小明做“探究电流和电阻的关系”的实验,所用电源电压为3V,三个定值电阻的阻值分别为5Ω、10Ω和20Ω,滑动变阻器的规格为“20Ω 2A”。
(1)图甲是小明连接的部分电路,请用笔画线代替导线,将电路连接完整 ;
(2)先用5Ω的定值电阻进行实验,将滑动变阻器的滑片P移至阻值最大处,闭合开关,调节滑片P到合适位置,记录电压表和电流表的示数,其中电流表示数如图乙所示,电流大小 A;
(3)接下来小明换成10Ω的定值电阻继续实验,闭合开关后,小明发现电流表几乎无示数,而电压表示数达到3V,则故障可能是 ;
(4)分析实验数据得出结论,图丙中能正确反映电流和电阻关系的图像是 。
13.小明利用“伏安法”测量未知电阻Rx的阻值,电源电压约为3V,Rx的阻值约为10Ω。
(1)请用笔画线代替导线,完成图甲实物电路的连接。要求:滑动变阻器的滑片P向左滑动时,电流表示数变大;( )
(2)闭合开关,两电表均无示数。将电压表接在变阻器两端时也无示数,但接在开关两端时有示数,则电路故障是 ;
(3)排除故障后,闭合开关移动变阻器的滑片P至某一位置,此时电压表示数为2.7V,电流表示数如图乙,则未知电阻Rx= Ω;
(4)小华认为:不用电流表,只用电压表和阻值为400Ω的定值电阻R0,由图丙同样可以测得未知电阻Rx的阻值。小华设计方案如下:
a、闭合S1、断开S2,读出电压表示数为U1;
b、闭合S1、S2,读出电压表示数为U2;
c、电阻Rx的表达式为Rx= (用测量值U1、U2及R0来表示)。
14.某同学利用如图所示的电路探究电流与电阻的关系。已知电源电压为6V且保持不变,实验用到的电阻阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω和30Ω,滑动变阻器规格为“50Ω 1A”。
(1)小明连接好的电路如图所示,闭合开关,发现电流表、电压表均有示数,调节滑动变阻器滑片,电流表、电压表示数都不变化,小明连接的电路有不妥之处,经研究发现一根导线接错了,请你在这根导线上打“×”,并补画出正确的那根导线,保证闭合开关前,滑片在最右端时是正确的连接 ;
(2)正确连接后,小明首先用5Ω电阻实验,闭合开关后发现,无论怎么移动滑片,电流表指针无偏转,电压表指针迅速满偏,则电路中的故障可能是 ;
(3)排除故障后,小明用5Ω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10Ω的电阻接入电路,闭合开关,向 (选填“左”或“右”)端移动滑片,使电压表示数为 V时,读出电流表的示数,记录实验数据;
(4)由图像可以得出结论:当电压一定时,电流与电阻成 ;当将20Ω电阻换成30Ω电阻时,无论怎样移动滑片,都无法保证电压不变,原因是滑动变阻器的最大阻值 (选填“过大”或“过小”)。
15.在“探究电流与电压关系”的实验中,实验器材有输出电压为6V的电源、电流表A、电压表V、开关、定值电阻R、规格为“20Ω 1A”的滑动变阻器R1和规格为“10Ω 1A”的滑动变阻器R2及导线若干。
(1)请用笔画线代替导线,完成如图所示实物图的连接;
(2)正确连接电路后闭合开关进行实验,发现无论如何移动滑动变阻器滑片电压表均无示数,电流表示数随滑片移动而变化。电路中的故障是 ;
(3)排除故障后闭合开关,移动滑动变阻器滑片并记录下电流表与电压表的示数如表所示,请将表格中缺失数据填充完整 ,在电阻一定时,电流与电压 ,连入的滑动变阻器为 ;
U/V
2.0
2.4
2.6
2.8
3.4
I/A
0.2
0.24
0.28
0.34
(4)在实验中若想换用另一个滑动变阻器完成实验,在不改变电源电压的前提下需要控制定值电阻两端电压不低于 V。
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.(1)
(2)B
(3)0.3
(4) 5 变大
【详解】(1)灯泡的额定电压为2.5V,电压表选小量程并联在小灯泡两端,如图所示:
(2)连接电路后,闭合开关前,为了保护电路,应把滑动变阻器的滑片P移到阻值最大端,即B端。
(3)由图丙可得,电流表量程为0~0.6A,分度值为0.02A,则读数为0.3A。
(4)[1]由I-U的关系图像可知,当灯泡两端电压为2.5V时,通过灯泡的额定电流为0.5A,小灯泡正常发光时的电阻
[2]由I-U的关系图像可知,当灯泡两端的电压增大,通过灯泡的电流也增大,根据P=UI可知,灯泡的功率变大,灯丝的温度升高,灯丝的电阻随温度的升高而变大。
2. B端 保护电路 不变 电压一定时,电流与电阻成反比 40 40
【详解】(1)[1]滑动变阻器的接法是“一上一下”,要求滑动变阻器此时接入电路的电阻最大,故应将变阻器的左下接线柱连入电路中,如下图所示:
(2)[2][3]电路连接正确后,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于B端,此时变阻器的最大电阻连入电路中,其目的是保护电路。
[4]探究“电流与电阻关系”的实验时,由控制变量法,要控制电阻的电压不变,故滑动变阻器在本实验中的另一个作用是控制接入电路的不同电阻两端的电压相同。
(3)[5]分析实验数据知,电阻增大为原来的几倍,通过的电流减小为原来的几分之一,可得出结论:电压一定时,电流与电阻成反比。
(4)[6][7]电阻两端的电压始终保持UV=2V,由根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压为
U滑=6V﹣2V=4V
变阻器分得的电压为电压表示数的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
即当把20Ω的电阻接入电路中,滑动变阻器连入电路的阻值是40Ω,因此,本实验中所使用的滑动变阻器的最大阻值不能小于40Ω。
3. 左 断路 5 -
【详解】(1)[1]滑动变阻器一上一下串联在电路中,如图所示:
(2)[2]闭合开关前,为保护电路,滑动变阻器的滑片应调到阻值最大处,即最左端。
(3)[3]电路连接完成后,闭合开关发现电流表无示数,则电路可能断路,电压表示数接近电源电压,电压表与电源连通,则电路故障可能是待测电阻发生了断路。
(4)[4]由图乙可知,电压表的量程是0-15V,分度值是0.5V,电压表的示数是5V,测电阻R的阻值
=5Ω
(5)[5]在②中,此时待测电阻短路,电流表测定值电阻的电流,电压表测电流表和定值电阻的总电压;移动滑动变阻器滑片,由欧姆定律,定值电阻和电流表的总电阻
R0=①
在③中,电流表测待测电阻和定值电阻串联后的电流,电压表测待测电阻和定值电阻及电流表的总电压,由欧姆定律,测待测电阻和定值电阻及电流表的串联的总电阻
Rx0=②
定值电阻的电流表内阻不变,②-①得:故待测电阻
Rx=-
4. 滑动变阻器的滑片是否位于阻值最大处 滑动变阻器断路 左 1.5 最大阻值太小 0-100Ω 见解析 见解析
【详解】(1)[1]原电路图中,电压表和定值电阻没有接入电路是错误的,在探究电流与电阻的关系的实验中,定值电阻、滑动变阻器和电流表串联,电压表并联在定值电阻两端,如下图所示:
(2)[2]为了保护电路,闭合开关前,应将滑动变阻器滑片移动阻值最大处,故闭合开关前,小明应检查滑动变阻器的滑片是否位于阻值最大处。
(3)[3]闭合开关,发现电流表、电压表均无示数,说明电路可能断路;将一根导线并联在滑动变阻器两端,再次闭合开关,电流表和电压表都有示数,此时电路是通路,说明滑动变阻器断路。
(4)②[4][5]实验中,当把10Ω的电阻换成15Ω的电阻后,根据串联分压原理,电阻两端的电压变大,研究电流与电阻关系时要控制电压不变,根据串联电路电压的规律,要增大滑动变阻器两端的电压,由分压原理,要增大滑动变阻器电阻阻值,故应把滑动变阻器滑片向左移动,当观察到电压表示数为1.5V时,记录电流表示数。
③[6]电源电压为6V,由图甲可知,电流表选用0~0.6A的量程,分度值0.02A,其示数为0.12A,电压表选用0~3V的量程,分度值0.1V,其示数为1.8V;将10Ω电阻换成15Ω电阻,滑片移动到最左端时电压表的示数大于1.5V,说明定值电阻分得的电压仍然太大,即滑动变阻器的最大阻值太小。
[7]实验中使用的定值电阻阻值最大为25Ω,定值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,滑动变阻器分得的电压
U滑=U-UV=6V-1.5V=4.5V
滑动变阻器分得的电压为电压表示数的
根据分压原理,当接入25Ω电阻时,变阻器连入电路中的电阻为
R滑=3×25Ω=75Ω
即所选择的变阻器的最大阻值不能小于75Ω,故变阻器应选“0-100Ω”。
(5)[8]由图2乙可知,电流与电阻的乘积
UV=IR=0.3A×5Ω=1.5V
为一定值,由此可得:当电压一定时,通过导体的电流和导体的电阻成反比。
(6)[9]探究电流与电阻的关系的实验中多次测量的目的是得出普遍性的规律。
5. 断路 3 B 电压 12.5
【详解】(1)[1]电流表几乎无示数,故障可能是断路,电压表示数接近于电源电压,说明电压表与电源连通,电压表并联的电路出现断路,即定值电阻断路。
(2)[2][3][4]由图乙的图像可知,Rx两端的电压
实验中,当把5Ω的电阻换成10Ω的电阻后,根据分压原理可知,定值电阻两端的电压变大,研究电流与电阻关系时要控制定值电阻两端电压不变,则需要增大滑动变阻器两端的电压,即要增大滑动变阻器接入电路的电阻,故应把滑动变阻器的滑片向B端移动至电压表示数为3V。
(3)[5]实验中使用的定值电阻最大为25Ω,定值电阻两端的电压为3V,根据串联电路电压规律可知,滑动变阻器分得的电压
当定值电阻为25Ω时,根据分压原理可得
即
解得R滑=12.5Ω,即所选择的滑动变阻器的最大阻值不能小于12.5Ω。
6. 定值电路断路 见解析
左 1.5V 30 控制定值电阻两端的电压不变
【详解】(1)[1]电路中滑动变阻器与待测电阻串联,电流表无示数,说明电路断路,电压表有示数,说明电压表与电流表、滑动变阻器、开关、电源组成通路,由此可知故障为定值电阻开路。
(2)[2]从表格数据可知,通过导体的电流与导体的电阻的乘积是一个定值,可得出实验结论:当导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
(3)[3][4]由题意可知定值电阻两端的电压为1.5V且保持不变,当用10Ω的电阻替换5Ω的电阻时,根据串联电路分压规律可知,定值电阻两端的电压将变大,要减小定值电阻两端的电压,增大滑动变阻器两端的电压,增大滑动变阻器接入电路的电阻,故滑动变阻器的滑片应向左移动,直至电压表的示数为1.5V时,读出电流表示数。
(4)[5]由于电源电压为4.5V,定值电阻两端的电压为1.5V,滑动变阻器两端的电压
U滑=U-U定=4.5V-1.5V=3V
当定值电阻的阻值为15Ω时,电路中的电流
通过滑动变阻器的电流I滑=0.1A,滑动变阻器的阻值
故滑动变阻器的最大阻值至少为30Ω。
[6]探究电流与电阻的实验中,多次移动滑片是为了控制定值电阻两端的电压不变。
7. 断开 b 正负接线柱接反了 选取0-3V的量程太小 电阻R短路 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 用伏安法测量电阻的阻值 5Ω和10Ω的电阻 滑片P向a端移动 当导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比
【详解】A、(1)[1][2]在连接电路时,开关要断开,且开关闭合前,滑动变阻器的滑片P应置于阻值最大的位置,即图乙中变阻器的b端,这样才能起到保护电路的作用。
(2)[3][4]由图甲知,电流表的指针反向偏转,而电压表的指针偏转过大,这是因为电流表的正负接线柱接反了,而电压表所接的量程太小,选取了0~3V的量程。
(3)[5]图乙所示电路是串联电路,电压表测电阻R两端的电压,闭合开关,滑片移动,电流表有示数,则电路中无断路故障,而电压表无示数,则是电阻R短路了。
(4)[6]由表格数据知,对应每一组电压与电流的比值是定值,所以可得出:当电阻一定时,通过是导体的电流与导体两端的电压成正比。
(5)[7]此实验中测量出了电压及电流值,那么还可进行的是:伏安法测电阻的阻值。
B、(1)[1]要探究电流与电阻的关系,需要保持定值电阻两端的电压不变,且用不同阻值的电阻进行多次实验,所以还需增加5Ω和10Ω的电阻。
(2)[2]实验中将10Ω变成5Ω的定值电阻,若这个过程中变阻器的滑片保持不动,则定值电阻两端的电压会变小,那么为了让定值电阻两端的电压保持为2V,应减小变阻器接入电路的阻值,即向a端移动滑片。
(3)由表格数据知,每一组对应的电流与电阻的乘积为定值,即电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
8. A 3 反 见解析
【详解】(1)[1]在闭合开关前,应使滑动变阻器的滑片处于最大阻值处,即变阻器的A端。
(2)[2]把实验序号1中的电阻和电流数据代入欧姆定律可以得到定值电阻两端的电压
(3)[3]表格中每组数据的电流与电阻之积为一定值,故得出结论:在导体两端电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
(4)[4]若先闭合开关,由于定值电阻阻值变大,根据串联电路分压规律,则定值电阻两端电压变大,会超过3V,即超过电压表的量程,会损坏电压表,而小丽先将滑片移到最左端,再闭合开关,保护了电路的安全;所以小庆的方法不妥当,小丽的方法妥当。
9. A和B 1∶2 正 横截面积 不合理 见解析
【详解】(1)[1]探究导体电阻与导体长度之间的定量关系时,需要控制导体的材料和横截面积相同,所以选择A和B。
[2][3]因为A和B导体的长度之比为1∶2,并且电压表测量A、B导体两端的电压,所以当两电压表示数之比接近电阻长度之比时,即1∶2,可以判断,当导体的材料和横截面积相同的条件下,导体的电阻与其长度成正比。
(2)[4]A和C两根金属丝接入电路1和2的位置,材料和长度相同,但是横截面积不同,所以探究的是导体电阻与横截面积之间的关系。
(3)[5][6]要使通过导体的电流与电阻成反比,则要控制导体两端电压不变,将不同的金属丝接入电路M、N之间,M、N之间的电压没有保持不变,所以实验方法不合理。
10. A 0.4 移动滑片,使电压表示数仍为2V 更换不同阻值的电阻 量程太大,导致误差较大
【详解】(1)[1][2]为了保护电路,连接电路时,滑动变阻器的滑片要移到阻值最大处,由图可知,滑片要移到A端;电流表连接小量程,分度值为0.02A,其读数为0.4A。
(2)[3]该实验探究电流与电阻的关系,要保持电压不变,故需要移动滑片,使电压表示数仍为2V。
(3)[4]为了发现实验的规律,需要更换不同阻值的电阻,进行多次实验,进而得出电流与电阻的关系。
(4)[5]连接电流表时选择0~3A量程,量程选择太大,导致误差较大,故测量到的电表数据与小明同学相比,存在较大偏差。
11. 0.5 当电压一定时,电流与电阻成反比
【详解】(1)[1]由于电源电压为3V,故滑动变阻器的电压不超过3V,直接连接小量程即可,电压表并联在电阻两端,故用一根导线将电阻的右端接线柱和电压表的正3相连,根据滑动变阻器的接法是一上一下,且与实物图对应,滑片往右滑动时,电阻变大,故用一根导线一端与定值电阻的左端相连,另外一端与滑动变阻器的左端下面接线柱相连,故如下图所示:
(2)[2]如电流表所示,选择的是小量程,分度值是0.02A,故读数为0.5A。
(3)[3]描点连线,如下图所示:
(4)[4]由表中数据或图像可知,当电压一定时,电流与电阻成反比。
12. 0.40 10Ω的定值电阻断路 B
【详解】(1)[1]由题意可知,电源电压为3V,因此电压表选用0~3V的量程与电阻并联,电路图如图所示
(2)[2]图乙中电流表选择的是0~0.6A量程,分度值是0.02A,读出电流表示数为0.40A。
(3)[3]电流表几乎没有示数,说明电路中可能出现断路现象,而电压表示数达到电源电压,因此电路中的故障可能是10Ω的定值电阻断路。
(4)[4]分析实验数据得出结论,在电压一定时,电流与电阻成反比,或电流与电阻的倒数成正比,故丙图的B图正确,A图错误。
13. 开关断路 9
【详解】(1)[1]滑动变阻器的滑片P向左滑动时,电流表示数变大,即电阻变小,故变阻器左下接线柱连入电路中,如下所示:
(2)[2]闭合开关,两电表均无示数,电路可能断路,将电压表接在变阻器两端时也无示数,说明变阻器之外的电路存在断路,但接在开关两端时有示数,则说明开关的之外的电路为通路,故电路故障是开关断路。
(3)[3]由图可知电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,所以电流表的示数为0.3A,由欧姆定律可得未知电阻
(4)[4]a、闭合S1、断开S2,R0与Rx串联,电压表测量Rx的电压,读出电压表示数为U1;
b、闭合S1、S2,电路为只有Rx的电路,此时电压表测量电源电压,读出电压表示数为U2。
根据串联电路总电压等于各部分电压之和,则R0两端的电压为U2−U1,通过R0的电流
因为串联电路电流处处相等,根据欧姆定律可得电阻Rx的表达式为
14. 定值电阻断路 右 2 反比 过小
【详解】(1)[1] 图中将滑动变阻器两个上端接线柱连入电路,此时的滑动变阻器相当于一根导线,所以移动滑片电表示数不变,错误的导线是连接电流表负接线柱与电压表正接线柱的导线,题中要求保证闭合开关前,滑片在最右端时是正确的连接,即滑片在最右端时为滑动变阻器阻值最大处,故应将电流表负接线柱与滑动变阻器左下角接线柱相连,如图所示:
(2)[2] 闭合开关后发现,无论怎么移动滑片,电流表指针无偏转,说明电路存在断路,电压表指针迅速满偏,则电路中的故障可能是定值电阻断路,电压表串联在电路中,因电压表的电阻很大,所以电路中电流很小,电压表分压很大,指针迅速满偏。
(3)[3][4] 探究电流与电阻的关系时,要控制定值电阻两端的电压保持不变,根据串联分压原理,用5Ω的电阻做完实验后,把10Ω的电阻接入电路,则定值电阻两端的电压会增大,则应增大变阻器的电压,即增大变阻器的阻值,所以闭合开关,应将滑片向右移,直至电压表回到电压设定值。由图可知,当电阻为时,电流为0.4A,则定值电阻两端的电压为
所以闭合开关后要移动滑片直至电压表示数为2V。
(4)[5] 分析图像可知,对应电流与电阻的乘积为定值,可得:当电压一定时,电流与电阻成反比。
[6] 当将20Ω电阻换成30Ω电阻时,由串联电路电压比等于电阻比可知,则有
解得动变阻器需要连入电路的阻值,而变阻器规格为“50Ω 1A”,所以无论怎样移动滑片,都无法保证电压不变,原因是滑动变阻器的最大阻值过小。
15.(1)
(2)R短路
(3) 0.26 成正比 R1
(4)3
【详解】(1)电压表与电阻并联,根据表格数据,选择大量程,如图所示:
(2)闭合开关进行实验,发现无论如何移动滑动变阻器滑片,电流表示数随滑片移动而变化,说明电路不是断路,电压表均无示数,说明电压表被短路,电路中的故障是定值电阻R短路。
(3)[1]根据表格中的数据可知,电流是电压的十分之一,故2.6V时的电流为0.26A。
[2]由表格数据可知,定值电阻两端电压增大为原来的几倍,通过定值电阻的电流也增大为原来的几倍,可得:在电阻一定时,电流与电压成正比。
[3]当电流最小为I=0.2A时, 滑动变阻器接入电路的电阻最大, 滑动变阻器的电压为
接入电路的最大电阻为
可知连入的滑动变阻器为R1。
(4)当用规格为“10Ω 1A”的滑动变阻器R2时,根据表格数据知,定值电阻为
与滑动变阻器的最大值相等,故电压相等,而二者电压之和等于电源电压,故需要控制定值电阻两端电压为电源电压的一半,即3V。
答案第1页,共2页
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