内容正文:
实验1探究电流与电压、电阻的关系
1.(2024扬州)在“探究通过导体的电流与电阻的
系,其中电源电压可调。
关系”实验中,电路图如图甲所示
0.6
0.5
0
0.20.4
0
0
0.
0.6
2
模块
甲
0.60
0.50
电学、电磁
0.40t
黑绿
棕黑
0.30
十位数个位数
的
0.20
丙
0.10
09
51015202510
丙
铁黑
棕绿
绿棕
第1题图
(1)小明在实验前发现还缺少一个实验器材,
丁
请将所缺器材的电路元件符号正确连入图甲
第2题图
所示的电路中,实验时,先将电阻箱的阻值调
(1)连接好如图甲所示电路,试触开关,发现
为52,然后将滑片P调至
(选填“A”或
电流表无示数、电压表指针偏转到最大值,原
“B”)端,闭合开关,再调节滑片P至某一位置,
因可能是导体A发生
电流表示数如图乙所示,读数为
A.断开
(2)多次改变导体A两端的电压,并记录对应
开关,将电阻箱的阻值调为10Ω,再闭合开
的
换用导体B重复上述实验,根
关
(选填“能”或“不能”)立即记录
据实验数据绘制图像如图乙所示.分析图像发
电流表的示数,
现,同一导体两端的电压与通过电流的比值是
(2)小华在实验过程中保持滑片P位置不变,
的,因此将这个比值定义为导体的电阻.
多次改变电阻箱的阻值R,读出电流表的示数
(3)根据电阻定义可知导体B的阻值为
2.
1,将多组数据描点,画出1-R图像,如图丙所
在工程技术中用不同颜色的环对电阻进行标
示.根据小华的实验数据
(选填
记,阻值是两位数以内的电阻可以根据前两环的
颜色来判断阻值,色环含义及导体A、B的色环如
“能”或“不能”)得出导体中的电流与电阻成
图丙所示,若还需用到一个152的电阻,应选用
反比的结论
图丁中电阻
(3)小明发现利用小华所画1-R图像可以测
(选填“d”“e”或“∫”)
(4)小欣同学用上述器材研究导体中电流与
量未知电阻阻值,在小华的实验电路中,保持
电阻的关系,保持电源电压不变,为了精确控
滑片P位置不变,将未知电阻元件替换电阻
制导体两端的电压,于是串联接入滑动变阻器
箱接入电路,闭合开关,电流表示数为
进行实验
0.32A,该元件的电阻为2.若不慎将滑
①电路中接入15Ω的电阻,使电阻两端电压
片P向右移动了少许,则电阻测量值
达到某一固定值,测出电流:
(选填“大于”“小于”或“等于”)真实值
②将152的电阻替换为B,要使B两端电压达
2.(2024重庆A卷节选)小吴同学利用如图甲所示
到固定值,变阻器接入的阻值应比前次实验
的器材探究导体A、B中电流与两端电压的关
28
分层作业本·广西物理
实验2测量电阻的阻值
(广西2024.26,2023.27涉及:北部湾6年4考)
考向①)测量定值电阻的阻值(北部湾2020L26)
①小明查看说明书得知取暖器内部电路如图
1.
如图甲所示是小明用“伏安法”测定值电阻阻
丙所示,规格为“220V2000W”
值的实物图,电源电压为3V.
②小明设计了如图丁所示的测量电路,将夹子
A、B分别夹在取暖器插头a、b两端,然后闭合
开关S,发现电流表无示数、电压表示数很
大,检查后发现电路各部分接触良好,各元件
绿
与取暖器都正常.则导致A、B间断路的原因
是
学
③改正错误后测得取暖器的电阻为202,算
得此取暖器的额定功率并非2000W,小明仔
磁
细检查了测量过程并未发现错误,则该数据与
规格存在偏差的原因可能是因为
⊙拓展设问
第1题图
(1)小明在测一个阻值较大的电阻R时,
(1)在图甲中完成实物电路连接,要求滑动变
通过查阅资料获知,电压表相当于一个能显
阻器的滑片向B端滑动时连入电路的电阻
示自身两端电压的定值电阻,且阻值较大」
变大
于是他找了一个2k2的定值电阻R。,设计
(2)闭合开关,电压表无示数,电流表有示数,
了如图1所示电路,电源电压恒为3V.闭合
则产生故障的原因可能是
开关S,并进行了如下操作:①S接1时,记
(3)排除故障后,正确连接电路,移动滑动变阻
器滑片到某一位置,电流表示数为0.3A,电压表
录电压表示数为2.5V:②S,接2时,记录
如图乙所示,则测得的R阻值为
2.
电压表示数为2V:③计算待测电阻R'
(4)小明仍用如图甲所示器材,用伏安法测另
未知定值电阻R',得到多组数据如表所示:
实验次数
2
电压U/V
1.5
1.8
2.1
电流I/A
0.30.240.18
电阻R'/2
5
7.511.7
图1
图2
①若小明测得的电压和电流值是准确的,分析表
(2)小明查阅资料了解到,所有的肉类都有
格数据,小明实验电路连接存在的问题可能是
定的电阻,并且其电阻与含水量有一定的关
系.为探究生肉条的电阻与其含水量的关系。
②实验记录表格设计缺少的一项是:
小明设计了如图2所示电路,并将一条未注水
的生肉条接入电路,测量生肉条两端电压及通
(5)[联系生话]实验完成后,小明想利用现有
过的电流,记录数据,再向该生肉条注入一定
器材测量家中小型对流式取暖器的电阻,
量的水后重复实验,实验数据如下表所示,
分层作业本·广西物理
29
图所示,其值1为
实验
注水
电压表
电流表
电阻/D
(3)断开开关,取下铅笔芯,将电阻箱接入a山
序号
情况
示数/V
示数/mA
间,此时应保持
不变.闭
未注水
3.0
0.75
4000
合开关,调节电阻箱的阻值,想使电流表的示
注水
2
3.0
0.80
数仍为[,但却发现无论怎样调节电阻箱的阻
0.1ml
值,都不能使电流表的示数达到所需值
注水
3
3.0
0.90
3333
(4)由于电阻箱的阻值是不连续的,但可以绘
攙
0.2mL
制电流和电阻箱阻值的数据图像,用图像法去
①第2次实验中,注水0.1mL的生肉条的
解决这个问题.小组同学继续实验,又测出多组
睾
电阻为
2.由表中数据,小明初步
数据如表所示.请在丁图中画出电流的倒数随电
总结出生肉条的电阻和含水量之间的关系:
电
阻箱阻值变化关系图像.根据图像
生肉条的含水量越大,电阻越
(选填
学
(选填“能”或“不能”)得到铅笔芯精确的电
“大”或“小”):
阻值,判断的理由是
②小明在实验过程中发现,同一种生肉条,
冷冻后再接入同样的电路,电流表的示数会
发生变化,请你据此提出一个可探究的科学
问题:
次数
R/2
/A
8
4.0
2.(2024盐城)实验小组选择电源(电压恒为
2
10
4.4
4.5V)、开关、电流表、电阻箱(R)、滑动变阻
3
20
6.7
器等器材,测量铅笔芯的电阻
30
8.9
Q拓展设问
(2024陕西节选)小明和小华找到一卷规格为
102/m的镍铬合金丝(无绝缘表层),截取了
长度为0.4m、0.7m、1.2m、1.8m的四段
对应阻值为42、72、122、182.分别将它
们绕成螺旋状后,两端缠绕在接线柱上固定,
制成了四个简易定值电阻,如图所示.在老师
的帮助下,他们对制作的电阻进行了测量检
验,发现测量值均偏小,且有的偏小值较大,
20
40R/
原因可能是
丙
第2题图
(1)图甲是他们设计的实验电路图,请对照电路
4Ω
7
图用笔画线代替导线将实物电路连接完整,
122
182
(2)在ab处接入待测铅笔芯,闭合开关,将变
阻器的滑片调到适当位置,电流表示数如丙
拓展设问题图
30
分层作业本·广西物理
考向2)测量小灯泡的阻值(北部湾2019.27
②为了测量内阻,的大小,小明又设计了如图
2018.27)
戊所示电路.已知R,=1.52,R2=22,当闭合
3.(2024南宁十四中6月模拟)小明用如图甲所示
开关S、S,断开开关S,时,电压表的示数为
电路测量小灯泡正常发光时的电阻.电源电
4.5V:当闭合开关S、S2,断开开关S,时,电压
压恒定不变,小灯泡的额定电压为2.5V.
表的示数为4.8V,则r=
2:
③常见电源除了干电池,还有锂电池,锂电池
虽然也有内阻,但不影响其成为当今能源储存
模
领域的翘楚,目前锂电池已经渗透到我们生活
的各个角落,如手机、电动汽车等,相比干电
池,锂电池的优点是
电学
(写出一点即可).
⊙拓展设问
学
(1)现有一个小灯泡、一个滑动变阻器、一只
开关、电池和导线若干,设计一个能调节灯
泡亮度的电路,将电路图画在下面的虚线框
第3题图
中
(1)图甲中有一根导线连接错误,请在这根导
线上打“×”,并用笔画线代替导线重新画一
根正确连接的导线(连线不要交叉),
(2)改正图甲电路后,闭合开关前,滑动变阻
器的滑片应位于
(选填“A”或“B”)端.
(3)闭合开关后,移动滑动变阻器滑片,发现
2)实验结束后,小明试着用灯泡设计了
电流表有示数,电压表示数始终为0,造成这
个风力测定仪,如图所示,0
种现象的原因可能是小灯泡
是转动轴,OC是金属杆,下
(4)排除故障后,闭合开关,移动滑动变阻器的
面连着一块受风板,无风时,
滑片,当小灯泡正常发光时,电流表示数如图乙
OC是竖直的.风越大,OC杆
所示,则此时小灯泡的阻值为
0.
偏转角度越大,AB是段弧形拓展设问题图
(5)小明还想测量小灯泡和滑动变阻器的总
电阻,P点是金属杆与弧形
电压,他将电压表连接在电池两极上,如图丙
电阻相接触的点
所示,实验中他惊奇地发现开关闭合前后电
①金属杆OC与弧形电阻AB组合相当于
压表的示数不同.通过查阅资料了解到电源
个
内部也有电阻,这个电阻称为电源内阻,现实
2测风力时,是通过观察
来判断
中的电源可以看成一个理想电源(电压用U
风力的大小:当无风时,灯泡亮度最
表示)和内阻r串联而成,如图丁所示.请完成
选填“亮”或“暗”);
以下相关问题.
③若要提高该装置反映风力大小的性能,请
①开关闭合前的电压表示数
(选填
你提出一种改进措施:
“大于”“小于”或“等于”)开关闭合后的电压
表示数;
分层作业本·广西物型
31参考答案与重难题解析·广西物理
5
Ω,
弹簧的伸长量:ΔL=L-
RPb
Rab
×L= 10
cm-
5
Ω
25
Ω
×10
cm = 8
cm,
由图乙可知,电流表示数最大时显示的拉力 F= 400
N;
(3)从电路的安全性考虑,当滑片位于 b 端时,变阻器接入电
路中的电阻为 0,此时电路中的电流应不大于 0. 6
A,由(2)的
解答可知,当电路中的电流为 0. 6
A 时,电路的总电阻 R总 ′ =
10
Ω,所以,其他条件不变,R0 的阻值应不小于 10
Ω.
2.
解:(1)受控电路 30
min 内消耗的电能:
W=Pt = 1
200
W×20×
60
s = 1. 44×106
J;
(2)衔铁被吸下时,受控电路工作,此时控制电路中 R0 与 Rt
并联,由并联电路中电压的规律知,R0 两端的电压:U0 = U =
3
V,
通过电阻 R0 的电流:I0 =
U0
R0
= 3
V
100
Ω
= 0. 03
A;
(3)当控制电路中的电流为 0. 15
A 时,衔铁即将被吸下,冷却
系统工作,由图可知此时控制电路为热敏电阻 Rt 的简单电路,
根据题意可知此时室温升至 28
℃ ,且此时热敏电阻 Rt 的阻值
最小,热敏电阻两端电压为 Ut =U = 3
V,则热敏电阻的最小阻
值为:Rtmin =
Ut
It
= 3
V
0. 15
A
= 20
Ω;
由题意和图示可知,冷却系统工作后,控制电路中热敏电阻 Rt
和定值电阻 R0 并联,在降温过程中热敏电阻 Rt 的阻值会增
大,则通过热敏电阻 Rt 的电流会减小,但此过程中衔铁一直被
吸下,说明此过程中控制电路的总电流为 0. 15
A,当室温降至
23
℃ 时,热敏电阻 Rt 的阻值最大,控制电路的总电流仍为
0. 15
A,则此时通过热敏电阻的电流为 It ′ = I- I0 = 0. 15
A -
0. 03
A = 0. 12
A,热敏电阻两端电压为 Ut =U= 3
V,
所以热敏电阻的最大阻值:Rtmax =
Ut
It ′
= 3
V
0. 12
A
= 25
Ω,故热敏电
阻 Rt 的变化范围为 20
~ 25
Ω.
大单元 3 “伏安法”实验
能力点 1 电路的连接
1.
如答图所示
第 1 题答图
2.
如答图所示
第 2 题答图
3.
如答图所示
第 3 题答图
4.
如答图所示
第 4 题答图
5.
如答图所示
第 5 题答图
6.
如答图所示
第 6 题答图
7.
如答图所示
第 7 题答图
8.
如答图所示
第 8 题答图
能力点 2 电路故障分析
1.
(1)D (2)
A (3)C 2.
D 3.
B 4.
D
5.
MN R2 断路(或 NQ R1 断路) 6.
L1 断路 1
实验 1 探究电流与电压、电阻的关系
1.
(1)如答图所示 B 0. 48 不能 (2)不能 (3)9 大于
第 1(1)题答图
2.
(1)断路 (2)电流值 相同 (3)10 e (4)②小
实验 2 测量电阻的阻值
1.
(1)如答图所示 (2)Rx 短路 (3)8 (4)①电压表并联在滑
动变阻器的两端 ②电阻 Rx ′的平均值 (5) ②开关 S1 没有
闭合 ③电热丝的电阻随温度的升高而增大 【拓展设问】
(1)5
000 (2)①3
750 小 ②生肉条的电阻是否与生肉条
的温度有关
第 1(1)题答图
2.
(1)如答图所示 (2)0. 2 (3)变阻器滑片位置 (4)如答图
所示 不能 由表格数据和图像可知,电流的倒数与电阻箱
阻值不完全成正比,所以不能得到铅笔芯精确的电阻值
4
参考答案与重难题解析·广西物理
第 2(1)题答图 第 2(4)题答图
【拓展设问】由于合金丝两端有一部分缠绕在接线柱上,导致
有效长度变短(或由于螺旋状线圈中合金丝相互接触部分形
成短路)
3.
(1)如答图所示 (2)A (3)短路 (4)12. 5 (5) ①大于
②0. 5 ③寿命长、电压较高、可随时充电
第 3(1)题答图
【解析】(5)①开关闭合前,电路中相当于只有电源内阻,因此
电压表示数就是电源电压,开关闭合后,电压表测小灯泡和滑
动变阻器的总电压,根据串联分压可知,电源内阻会分走部分
电压,因此电压表示数会小于电源电压,所以开关闭合前的电
压表示数大于开关闭合后的电压表示数;②由图戊可知,当闭
合开关 S、S1 ,断开开关 S2 时,r 与 R1 串联,电压表测量 R1 两端
电压,电压表的示数为 4. 5
V,则电路的电流 I1 =
U1
R1
= 4. 5
V
1. 5
Ω
=
3
A,则电源电压 U= 3
A×r+4. 5
V,当闭合开关 S、S2 ,断开开关
S1 时,r 与 R2 串联,电压表测量 R2 两端电压,电压表的示数为
4. 8
V,则电路的电流 I2 =
U2
R2
= 4. 8
V
2
Ω
= 2. 4
A,则电源电压 U =
2. 4
A×r+4. 8
V,电源电压一定,可知 3
A×r+4. 5
V = 2. 4
A×r+
4. 8
V,解得 r= 0. 5
Ω.
【拓展设问】(1)如答图所示 (2) ①滑动变阻器 ②灯泡亮
度 暗 ③在电路中串联一个电流表,通过电流表的示数来
测定风力的大小
拓展设问(1)答图
实验 3 测量小灯泡的电功率
1.
(1)B (2)a (3)①灯泡实际功率很小 ②0. 3 0. 75
③灯泡的阻值随温度的变化而变化 (4)电流做功的过程就
是电能转化为其他形式能的过程,灯泡实际功率越大,表示单
位时间电流做的功越多,即转化成的光能越多,故灯越亮
2.
(1)b 断路 (2)1. 2 6. 25 1 (3)增大 (4)选电压表.
理由是:待测物体温度越高,电压表示数越大(或选电流表. 理
由是:待测物体温度越高,电流表示数越小)
【拓展设问】(1)减小 0. 072 (2)小 当有人站在电梯上时
电梯运行较快,说明电动机功率变大,通过电动机的电流变
大,此时动触点 2 与静触点 3 接触,说明电磁铁的磁性变强,将
衔铁吸下,控制电路的电流变大,R0 的阻值变小,即压敏电阻
的阻值随压力的变大而变小
3.
(1)不可以 (2)小灯泡断路 (3)右 电压表示数为 2. 5
V
0. 65 (4)大于 B 灯更亮
【解析】(5)由图丙知,A 灯丝
粗而短,B 灯丝细而长,所以,A 的电阻小于 B 的电阻,即 RA <
RB,因两灯额定电压均为 220
V,根据 P =
U2
R
可知,A 灯泡的额
定功率大于 B 灯泡的额定功率;两灯串联时,通过的电流相
等,根据 P = I2R 可知,A 灯的实际功率小于 B 灯的实际功率,
实际功率越大,灯泡越亮,所以 B 灯更亮一些.
专项提思维 4 特殊方法测电阻、电功率
一、特殊方法测定值电阻的阻值
例 1 ③
I2R0
I1 -I2
【思路引导】(1) I1Rx (2) I2(R0 +Rx)
(3) I1Rx = I2(R0 +Rx)
I2R0
I1 -I2
变式 1 ②A 处 ③
I1R0
I2 -I1
变式 2 ②断开开关 S1 ,闭合开关 S、S2 ③
I1R0
I2 -I1
变式 3 ③闭合开关 S、S1 2I0 ④R0
例 2 ②将滑动变阻器滑片移到 A 端 ③
U1
U2 -U1
R
【思路引导】(1)U1 U2 -U1 (2)
U2 -U1
R
(3)
U1
U2 -U1
R
变式 4 ②闭合开关 S1 、S2 ③
U1
U2 -U1
R0
变式 5 (1)②滑动变阻器滑片位置 ③
(U1 -U2 )R0
U2
(2) ②电
压表的示数为 U1 ′ ③R2 -R1
二、特殊方法测小灯泡电阻、电功率
例 1 ①
U额
R0
②保持滑片位置不动 ③
U额R0
IR0 -U额
变式 1 ①0. 3 ③0. 225
例 2 ①I额R0 ③
U-U0
I额
变式 2 ②再将开关 S2 拨到触点 1 ③U额
U-U额
R0
实验 4 创新拓展实验
1.
(1)0. 22 变小 (2)大于 (3)温度 隔热保温 (4) ①减
少散热,提高灯丝温度 ②增加灯丝的长度,增大灯丝电阻
2.
(1)如答图所示 (2)2. 6 ②串联电路中,电流处处相等
③错误 (3)只根据一组数据得出结论有偶然性 (4)错误
实际功率
第 2(1)题答图
3.
(1)①极板的材料 正确 ②铜—锌 ③正 串 (2)水果电
池电压可能与两极板插入水果的深度有关 (3)如答图所示
(正确即可)
第 3(3)题答图
大单元 4 生活用电
1.
B 2.
A 3.
C 4.
D 5.
A 6.
AB 7.
C
8.
D 【补充设问】导体 B 9. CD 10.
总电流 火线
11.
小 220 12.
三 漏电保护器 13.
火线 地线
14.
甲 不发光 短路
15.
如答图所示
第 15 题答图
16.
如答图所示
5