2025年中考物理:欧姆定律实验专练(一)
2025-01-14
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内容正文:
2025年中考物理:欧姆定律实验专练(一)
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
1.小亮利用如图甲所示的电路测量未知电阻的阻值。
若要求滑动变阻器的滑片在端时,其接入电路的阻值最大,请在图甲中以笔画线代替导线完成实验电路的连接_______;
如图乙所示,闭合开关,发现电压表和电流表示数均为。小亮利用另一只完好的电压表进行检测,当把电压表接在两点之间时,电压表有示数、且示数接近电源两端的电压。如果导线完好且连接无误,且只有一个元件有故障,该元件是_____选填“电阻”或“滑动变阻器”;
排除电路故障后,闭合开关,调节滑动变阻器接入电路中的电阻值,当电压表示数为时,电流表的示数如图丙所示,此时电路中电流的测量值为____,则未知电阻的电阻测量值为____;
小亮又设计了一种方案,也测出了的电阻值,电路图如图丁所示。为阻值已知的定值电阻,电源两端的电压恒定但大小未知。测量步骤如下:
当开关都闭合时,电流表示数为;当开关断开、闭合时,电流表示数为;
待测电阻____。用已知量和测出的物理量的符号表示
2.在探究“通过导体的电流与导体两端的电压关系”时,老师为同学们准备了如下器材:学生电源、电流表、电压表、不同阻值的定值电阻、开关、滑动变阻器和导线若干。甲、乙小组选用不同阻值的电阻利用如图所示的电路进行实验、各自测量了六组数据。
滑动变阻器在此实验中除了有保护电路的作用之外,还有____的作用;
设计实验数据记录表格;
甲、乙小组同学设计完成实验,接下来他们进行小组合作学习。他们将实验数据整合后,在同一坐标系中绘制出了两个电阻的图象,如图所示。甲、乙图象均为过原点的倾斜直线,但倾斜程度不同。根据该图象可分析判断:
当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成____选填“正比”或“反比”关系;
____选填“”、“”或“”。
3. 小京在复习时,用两端电压不变的电源及其他器材再次做了如图所示的实验。她将电阻丝、先后分别接入电路中的、两端,闭合开关后,观察到接入时,小灯泡的亮度更亮,电流表的示数更大。已知灯泡亮度变亮时,灯丝电阻变大。请分析并判断与阻值的大小关系。可画电路图辅助说明
4.为了探究通过导体的电流与导体电阻之间的关系,小阳利用干电池、已调零的电流表和电压表、多个阻值不同且已知的定值电阻、开关及导线,设计了如图所示的电路图,并按照该电路图正确连接电路进行如下实验。
将阻值为的定值电阻接入电路中进行实验,观察到电流表的示数为,电压表的示数为,记录电流值和电阻值。
用阻值为的定值电阻替换的定值电阻进行实验,观察到电流表的示数为,电压表的示数为,记录电流值和电阻值。
用阻值为的定值电阻替换的定值电阻进行实验,观察到电流表的示数为,电压表的示数为,记录电流值和电阻值。
小阳探究过程中存在的问题是_____。
请你针对小阳探究过程中存在的问题,画出能够实现探究目的的电路图可以添改适当的实验器材,并写出操作方法_____。
5.小阳在探究电流与电压的关系时,选择了下列实验器材:电压表、电流表、滑动变阻器、开关、电池、定值电阻、导线若干,实验电路图如图甲所示。请按要求完成实验:
请按如图甲所示的电路图,将图乙的电路连接完整,要求滑动变阻器的滑片向左滑时,电流表示数变大;
滑动变阻器在本实验中除保护电路外,另一个主要作用是:_____;
电路连接无误后,小阳通过调节滑动变阻器的滑片,测出电阻两端的电压和对应的电流值,实验数据如表,分析表中数据可以得出的结论是:_____;
如果想利用该实验电路完成探究电流与电阻的关系,还需要添加的器材有_____。
6.小京用图甲所示的电路测量小灯泡的电阻。
连接电路后,闭合开关,发现灯泡不亮,电压表示数为零,电流表有示数,产生这种现象的原因可能是______选填选项前的字母。
A.电流表的正负接线柱接反了B.电压表的量程选小了C.灯泡断路D.灯泡短路
排除故障后进行实验,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,当电压表示数为时,电流表示数如图乙所示,此时通过灯泡的电流为_____,灯泡的电阻值为_____。
7.程新同学设计了如图所示的电路来测量未知电阻的阻值。已知定值电阻的阻值为、电源两端电压保持不变。请完成下列问题:
当开关、闭合,断开时,电流表示数为。当开关、闭合,断开时,电流表示数为;则待测电阻_____。
不改变如图所示的电路,若开关始终处于断开状态,仅对开关、进行操作_____选填“仍能”或“不能”测量未知电阻的阻值。
8.小娟利用图甲中的器材探究通过导体的电流与导体两端电压的关系,其中电源电压可调。
小娟连接好如图甲所示电路后,闭合开关进行实验,某次实验中电流表示数如图乙所示,示数是_____;
小娟先把导体接入电路,多次改变导体两端的电压,并将_____记入表格;接着换用导体重复上述实验,根据实验数据绘制图像,如图丙所示。分析图像发现,同一导体两端的电压与通过该导体的电流的比值是_____的选填“变大”、“变小”或“不变”,这个比值就是导体的电阻;
分析丙图可知导体的阻值为_____。在工程技术中,用不同颜色的环对电阻进行标记,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、的色环如图丁所示。若还需要用一个的电阻,应该选用图戊中的电阻_____选填“”、“”或“”。
9.在探究通过导体的电流跟导体电阻的关系的实验中,实验器材有:学生电源、已调零的电流表和电压表、滑动变阻器、定值电阻若干、开关和导线若干。
小京利用上述部分器材连接成了如图甲所示的电路。
请添加一条导线,将图甲所示的实验电路补充完整;
请根据图甲所示的电路,在虚线框中画出对应的电路图;
小京在闭合开关前,应使滑动变阻器的滑片置于_____端选填“”或“”;
以下是小京的部分实验步骤,请你帮他补充完整:
闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为,读取电流表示数,将电阻和电流的数据记录在表格中;
断开开关,_____,闭合开关,_____,使_____,将电阻和电流的数据记录在表格中;
仿照步骤操作多次,将相应的电阻和电流的值记录在表格中。
请设计实验数据记录表格,画在虚线框中;
小京根据实验数据绘制出通过导体的电流跟导体电阻变化的图像,如图乙所示。请你根据图像判断,当导体电阻为时,通过该导体的电流为_____。
10.探究电流与电压的关系时,小阳同学设计了如图所示的电路并进行了实验。
实验中应该保持_____________不变。
开关闭合前,滑动变阻器滑片应滑至__________,实验中利用滑动变阻器除了可以起到保护电路的作用外,它的另外一个作用是_____________。
小阳得到的实验数据如下表所示。其中一个数据有明显的错误,分析时需要把它剔除,这个数据所在组的序号是____。
序号
小阳剔除数据后,依据表格数据初步可得出:当导体电阻一定时,导体两端的电压越大,通过导体的电流越____选填“大”或“小”。
11.小明和同学们分别探究“并联电路中电流的关系”。
小明设计了如图甲所示的电路,准备测量点的电流。请你在图乙中用笔画线代替导线,完成实物电路的连接。已知的电流为
闭合开关后,小明看到灯发光,但灯不发光,电流表示数为零,电路可能存在的故障是:______。
小红利用三个电流表设计了图丙所示电路,请你找出这个电路中连接错误的那一根导线,并在这根导线上打“”,表示这根导线不能这样接,然后画出正确的连接位置。
小明实验小组按照电路图正确进行实验,将三个电流表的示数填入了表,小红实验小组也按照上述同样的器材和同样的电路进行了实验,得到了表中的数据,则通过观察可知______选填“小明”或“小红”组是靠改变电池个数而得到实验数据的。
表
实验次数
表
实验次数
12.小刚同学在探究“电流跟电阻的关系”实验中,利用如图所示实验器材进行实验,其中电源电压恒为。
请根据如图所示的电路,在虚线框内画出小刚设计的实验电路图。电阻箱的符号用表示
闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于______选填“”或“”端。
小刚的主要实验步骤如下,请你将其补充完整;
调节电阻箱的阻值为,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片使电压表的示数为,读取电流表的示数,并将、 记录在表格中。
断开开关,调节电阻箱的阻值为,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片向______选填“”或“”端滑动,使电压表的示数仍为______,读取电流表的示数,并将、记录在表格中。
改变______,仿照步骤再进行四次实验,并将相应的、 记录在表格中。
请你帮小刚设计实验数据记录表。
13.小东按照如图所示的电路,利用一块已经调好的电压表和阻值已知的电阻等符合实验
要求的器材,测量未知电阻的电阻值。他设计的实验步骤如下:
闭合开关,记录电压表示数;
断开开关,将电压表接在点处的导线取下并改接到点处,闭合开关,记录电压表示数。
小东设计的实验步骤有错,其错误是______。
步骤应改为:______,______,闭合开关,记录电压表示数。
请你依据正确的实验过程,写出未知电阻的表达式:______。
14.小欣利用实验探究“电流跟电阻的关系”。已知电源电压为且保持不变,实验用到的电阻阻值分别为、、、、。
请根据图甲所示的电路图将图乙所示的实物电路连接完整导线不允许交叉;
小欣把定值电阻接入电路后,闭合开关,发现电流表无示数而电压表有示数,则电路中的故障可能是____;
A.电阻处短路 电阻处断路 滑动变阻器处断路
排除故障后进行实验。实验中多次改变的阻值,调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数保持不变,记下电流表的示数,得到如图丙所示的电流随电阻变化的图象。由图象可以得出结论:_______________________________________________________;
将定值电阻换成定值电阻后,闭合开关,为了保持电压表的示数为____不变,应将滑动变阻器的滑片向____选填“”或“”移动,记录此时各表的示数。
15.小丽要测量未知电阻的阻值,她利用符合实验要求的电源一个、已调零的电压表一块、滑动变阻器、电阻箱各一个、开关两个、导线若干,小丽设计了如图所示的实验电路图,并写出了如下的实验步骤。请你将小丽的实验步骤补充完整。
开关和均断开,按电路图连接电路,将滑动变阻器滑片移到阻值最大端。
只闭合开关______,调节滑动变阻器的滑片到适当位置,记录电压表的示数;
断开开关______,闭合______,保持______不变,调节______,使电压表的示数仍为;
记录此时电阻箱的示数,则待测电阻的阻值。
16.小亮所在实验小组在探究“通过导体的电流与导体两端电压是否存在正比的关系”时,连接了如图甲所示的电路。
小亮的实验步骤如下:
闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移到阻值最大处;
闭合开关,将滑动变阻器调至合适阻值,用电压表测出定值电阻两端电压,用电流表测出通过定值电阻的电流,将、记录在表格中;
______________,用电压表测出定值电阻两端电压;用电流表测出通过定值电阻的电流,将、记录在表格里;
仿照步骤再做次实验,并将实验数据记录在表格中。
若用小灯泡代替定值电阻进行上述实验,能否达到实验目的,并说明理由:______________;
如图乙所示是小亮和另一位同学根据各自所测的数据绘制出的图像,对比发现两图线倾斜程度不同,请根据所学知识分析原因:__________________。
17.现有下列实验器材:一只已知阻值的定值电阻、两只电流表、电池、开关、足量的导线。请你利用这些器材设计实验,测出一只未知电阻的阻值。要求:
在下框内画出实验电路图。
简述实验过程并用已知量和测量量表示.______。
18.如图所示是测量未知电阻的实验电路,电源两端的电压保持不变,定值电阻。请补充完成主要实验步骤,并进行数据处理。
实验步骤:
只闭合开关和,读出并记录电流表的示数。
__________,读出并记录电流表的示数。
计算的阻值。
,,则__________。
19.如图甲所示是小明“探究电流与电压、电阻的关系”的实验电路图。选用的实验器材是:电源、电流表、电压表,定值电阻、、,滑动变阻器、开关、导线若干。
探究电流与电压关系:
探究电流与电压的关系时,要保持______不变,采用的科学方法是______。
小明在实验中进行多组数据测量的目的是什么?______
小明选用和的两只电阻分别进行实验后,由实验数据画出的图象如图乙所示,其中图象对应的是哪只电阻?______由图象得到的实验结论是什么?______
探究电流与电阻的关系:
小明在实验中,首先确定一个保持不变的电压值,当间的电阻由换成时,闭合开关,应将滑动变阻器的滑片向______选填“”或“”移动,才能使电压表示数变为。
当间换接的电阻时,小明无论怎样移动滑动变阻器的滑片,电压表的示数都无法达到请你告诉他,为完成实验,的取值范围是______。
20.实验桌上有如下器材:两端电压为并保持不变的电源,规格为“”的滑动变阻器,已调零的电压表和电流表,阻值分别为、、、、、的定值电阻各一个,开关和导线。为了探究“导体两端电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻是否成反比”,小海选用上述器材连接了如图所示的电路,其中定值电阻的阻值为。
闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为某一合适值,此时电流表的示数为,记录数据,断开开关。
小海再将电路中的定值电阻先后更换为、,每次实验中,调节滑动变阻器的滑片,直至电压表的示数为_____时,记录数据。
当小海将电路中的定值电阻更换为后,实验中发现,无论怎样调节滑动变阻器的滑片,电压表的示数始终_____选填“大于”或“小于”前三次实验中所记录的电压表的示数。
在已完成的三次实验的基础上,为了将定值电阻分别更换为、、后,能继续完成相应的三次实验,小海提出了更换规格不同的滑动变阻器的建议。为了使实验顺利进行,则更换后的滑动变阻器的最大阻值至少为_____。
21.小军利用一块电压表和阻值已知的定值电阻以及其他满足实验要求的器材,连接了如图所示的电路用以测量未知电阻的阻值。
请将实验步骤补充完整:
闭合开关,读出电压表的示数。
断开开关,将电压表接在________选填“”或“”处的导线取下,改接到处,再闭合开关,读出电压表的示数。
电阻______用已知量和所测物理量的字母表示。
答案和解析
1.【答案】
滑动变阻器
【解析】要求滑动变阻器的滑片在端时接入电路的电阻最大,故应将变阻器的接线柱连入电路中,如下图所示:
闭合开关,电压表和电流表均无示数,可能电路断路;当把电压表接在 两点之间时,电压表有示数、且示数接近电源两端的电压,可能变阻器断路,如果电阻断路,电压表接在 两点之间,电压表没有示数。
由图丙可知,电流表使用量程,分度值,电流表的示数是,由欧姆定律可得未知电阻的电阻为
当开关、都闭合时,两电阻并联,电流表测量干路的电流,示数为;当开关断开,闭合时,电路为只有工作的简单电路,电流表示数为;在并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,所以这条支路的电流为
电源电压为
待测电阻为
2.【答案】见解析
见解析
正比
【解析】探究电流与电压关系的实验中,要控制电阻大小不变,记录电流随电压的变化规律,为得出普遍性的规律要多次测量,故这个实验中的滑动变阻器除了保护电路作用之外,还有改变电阻两端的电压和通过电流的作用。
探究电流与电压关系的实验中,要控制电阻大小不变,记录电流随电压的变化规律,测量了六组数据,如下表所示
电压
电流
由图可知,图像是过原点的倾斜直线,说明电阻一定,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
由图可知,当电压相同时,通过甲的电流大于乙的电流,由 可知甲乙。
3.【答案】、分别接入电路中,等效电路如图甲、乙所示:
电源电压不变,电流,灯丝电阻。依据欧姆定律,,可知。依据串联电路的电压关系,、两端电压分别 ,可知 。依据公式 ,可知 。
【解析】、分别接入电路中,等效电路如图甲、乙所示:
电源电压不变,电流,灯丝电阻。依据欧姆定律,,可知。依据串联电路的电压关系,、两端电压分别 ,可知 。依据公式 ,可知 。
4.【答案】没有控制定值电阻两端的电压不变
见解析
【解析】探究通过导体的电流与导体电阻之间的关系时,应控制导体两端的电压不变,小阳探究过程中存在的问题是没有控制定值电阻两端的电压不变。
探究通过导体的电流与导体电阻之间的关系,需控制定值电阻两端的电压不变,在电路中串联一个滑动变阻器,此时电压表仍然测量定值电阻两端的电压,改变定值电阻阻值时,可以通过调节滑动变阻器的阻值,使定值电阻两端的电压不变。如图所示:
操作方法为:将阻值为的定值电阻接入电路中进行实验,记录电流值和定值电阻的阻值;
用阻值为的定值电阻替换的定值电阻进行实验,调节滑动变阻器的滑片,使定值电阻两端电压不变,记录电流值和定值电阻的阻值;
用阻值为的定值电阻替换的定值电阻进行实验,调节滑动变阻器的滑片,使定值电阻两端电压不变,记录电流值和定值电阻的阻值。
5.【答案】
改变定值电阻两端的电压,进行多次实验,得到普遍规律
在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比
若干个阻值不同的定值电阻
【解析】实验时,滑动变阻器与定值电阻串联,滑动变阻器的滑片向左滑时,电流表示数变大,即滑片向左滑动时,滑动变阻器接入电路的电阻变小,电路总电阻变小,电路电流才能变大,故需将滑动变阻器的左下接线柱与定值电阻的右接线柱相连,如图所示:
探究电流与电压的关系时,需要改变定值电阻两端的电压,移动滑动变阻器的滑片时,滑动变阻器接入电路的电阻发生变化,电路总电阻发生变化,电路电流发生变化,从而使定值电阻两端电压发生变化,故滑动变阻器在本实验中除保护电路外,另一个主要作用是:改变定值电阻两端的电压,进行多次实验,得到普遍规律。
由表格数据可知,实验中,电压增大几倍,相应的电流值也增大几倍,电压与电流的比值始终是一个定值,故可得到结论:在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
要探究电流与电阻的关系,需要控制电阻两端电压不变,改变定值电阻的阻值,故还需要添加的器材有若干个阻值不同的定值电阻。
6.【答案】
【解析】连接电路后,闭合开关,电流表有示数,说明电路是通路,而灯泡不亮,电压表示数为零,则电路中可能的原因为灯泡短路。
故选D。
图乙中电流表选用小量程,分度值为,示数为。
根据欧姆定律可得灯泡的电阻值为
7.【答案】
仍能
【解析】电路正确连接后,当开关和 闭合, 断开时,两电阻并联,电流表测 所在支路电流,故电源电压为
当开关、 闭合, 断开时,两电阻并联,电流表测干路电流,由于并联电路各支路互不影响,电源电压不变,故 所在支路电流依然为 ,根据并联电路电流规律可得通过待测电阻的电流为
由欧姆定律可得待测电阻为
不改变如图所示的电路,若开关 始终处于断开状态,只闭合,电路为 的简单电路,电流表测流过 的电流,由欧姆定律可得电源电压;闭合、 ,两电阻并联,电流表测干路电流,由于并联电路各支路互不影响,电源电压不变,流过 的电流不变,根据并联电路电流规律可求出流过 的电流,此时 两端电压等于电源电压,由欧姆定律可求出未知电阻 的阻值,故仅对开关、 进行操作仍能测量未知电阻 的阻值。
8.【答案】
电流 不变
【解析】由图乙可知,电流表所选量程为,分度值为,则读数为。
探究电流与两端电压的关系时,采用控制变量法,需要保持电阻的阻值不变,多次改变导体两端的电压,并记录对应的电流表示数。
由图丙可知,导体两端的不同电压与对应电流的比值不变,导体两端的不同电压与对应电流的比值也不变,由上述可知,同一导体两端的电压与通过电流的比值是一定相同的。
由丙图可知,当两端的电压为时,对应的电流为,根据电阻定义可知导体的阻值为
由丙图可知,当两端的电压为时,对应的电流为,根据电阻定义可知导体的阻值为
色环含义及导体、的色环如图丁所示,由导体和导体的阻值和对应色环可知,黑色代表数字,绿色代表数字,棕色代表数字,因此的电阻对应的色环十位数应为棕色,个位数应为绿色,故应选用图戊中电阻。
9.【答案】
更换不同阻值的定值电阻 移动滑动变阻器的滑片 电压表的示数为
见解析
【解析】由图可知,电路只有滑动变阻器没有连接完整,而滑动变阻器要连接“一上一下”两个接线柱,故完整电路如图所示:
由实物图可知,滑动变阻器与定值电阻串联,电流表测电路中电流,电压表并联在定值电阻两端,电路图如图所示:
在闭合开关前,应使滑动变阻器的滑片置于阻值最大的位置,即端。
要探究电流和电阻的关系,需要控制定值电阻两端的电压不变,改变电阻阻值大小,记录对应的电流值,多次实验得出结论。闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为,读取电流表示数,将和的数据记录在表格中。断开开关,更换不同阻值的电阻,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为,用电流表测得对应电流,将和的数据记录在表格中。多次仿照步骤操作,将相应的电阻和的数据记录在表格中。
实验中需要记录每次测量的与值,表格如下图所示:
实验次数
根据绘制出通过导体的电流随导体电阻变化规律的图像知,电阻两端的电压
即定值电阻两端的电压控制为不变,则当导体电阻为时,由欧姆定律可得,通过该导体的电流
10.【答案】定值电阻的阻值;阻值最大处;改变两端的电压;;大。
【解析】本题考查的是“探究电流与电压的关系”实验。
探究电流与电压的关系时,应控制电阻的阻值不变;为滑动变阻器;
为了保护电路,开关闭合前,滑动变阻器滑片应滑至阻值最大处;
实验中滑动变阻器除了保护电路外,还可以改变电阻两端电压进行多次测量;
根据欧姆定律,分别求出次实验电阻阻值分别为:、、、、、,因本实验中保持定值电阻阻值不变,考虑到误差因素,第次实验数据错误;
依据表格数据可知,当导体电阻一定时,随着导体两端电压增大,流过导体的电流也增大。
11.【答案】
或电流表断路;
;
小红。
【解析】由于电流表测量点的电流,则电流表与串联,已知的电流为,则电流表量程选,所以电流从量程的正接线柱流入负接线柱流出;然后与并联组成电路,如图所示:
灯发光,说明灯支路和干路为通路,灯不发光,电流表的示数为零,电路存在断路,可能是或电流表断路造成的;
根据题意,电流表应串联在干路中,应与串联,应与串联,由图知,、均与串联,且电流从左下电流表负接线柱流入,所以错误,应将与灯泡串联,如图所示:
根据表中数据,不同实验通过同一用电器的电流之比不相同;
根据表中数据,不同实验通过同一用电器的电流之比相同,故小红组是靠改变电池个数而得到实验数据的。
电流表与待测电路串联中,根据电流大小选用电流表小量程;
常见的电路故障有断路或短路两种,根据电路故障现象分析电路故障原因;
电流表应与被测电路串联,且电流从正接线柱流入,负接线柱流出,据此判断;
若改变电源电压,由欧姆定律,则不同实验通过同一用电器的电流之比相同。
本题考查并联电路电流的规律及实验的基本注意事项、故障分析、电路连接及实验数据分析。
12.【答案】;;;;电阻箱的阻值;
电阻
电流
【解析】【分析】
根据实物图画出对应的电路图,注意与实物图的连接一一对应;
闭合开关前,为保护电路,滑动变阻器的滑片应置于阻值最大处;
实验步骤:根据控制变量法,研究电流与电阻的关系时,需控制定值电阻的电压相同,当换上大电阻时,根据分压原理确定电压表示数的变化,由串联电路电压的规律结合分压原理确定滑片移动的方向;为得出普遍性的规律,要多次测量;改变电阻箱的阻值,仿照步骤再进行四次实验,并将相应的、记录在表格中。
本实验要记录不同电阻对应的电流大小,根据实验步骤,设计记录实验数据的表格。
本题探究“电流跟电阻的关系”实验,考查根据实物图画出电路、注意事项、操作过程、控制变量法及设计记录实验数据表格的能力。
【解答】
根据实物图画出对应的电路图,如下所示;
闭合开关前,为保护电路,滑动变阻器的滑片应置于阻值最大处的端;
实验步骤:调节电阻箱的阻值为,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片使电压表的示数为,读取电流表的示数,并将、记录在表格中;
断开开关,调节电阻箱的阻值为,闭合开关,根据串联分压原理可知,将定值电阻由改接成的电阻,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压不变,即应保持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,由分压原理,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向端移动,使电压表的示数为,读取电流表的示数,并将、记录在表格中;
为得出普遍性的规律,要多次测量,故要改变电阻箱的阻值,仿照步骤再进行四次实验,并将相应的、记录在表格中;
本实验要记录不同电阻对应的电流大小,根据实验步骤,设计的记录数据的表格如下所示:
电阻
电流
13.【答案】电压表的正负接线柱会接反 断开开关 将电压表接在点处的导线取下并改接到点处
【解析】解:图中开关闭合,和串联,电压表测两端的电压示数为,
断开开关,将电压表接在处的导线取下,改接到处,再闭合开关,这样会使电压表的正负接线柱接反;
步骤应改为:断开开关,将电压表接在处的导线取下并改接到处,再闭合开关,电压表测总电压示数为;
图中两端的电压为,则通过的电流为,
两电阻串联,通过的电流,
电阻。
故答案为:电压表的正负接线柱会接反;断开开关;将电压表接在点处的导线取下并改接到点处;。
改接导线不能使电压表的正负接线柱反接;
图中两电阻串联,电压表测出两端的电压为,然后断开开关,改接一根导线,使电压表测出总电压,根据串联电路电压、电流的特点结合欧姆定律,求出电阻的阻值。
本题考查了测电阻的实验,要求学生能够根据串联电路电压、电流的特点结合欧姆定律,在缺表的情况下测出未知电阻的阻值。
14.【答案】;
;
电压一定时,导体的电流与导体的电阻成反比;
;。
【解析】【分析】
本题探究“电流跟电阻的关系”,考查电路连接、故障和数据分析、控制变量法及操作过程。
若电流表示数为,灯不亮,说明电路可能断路;电压表示数接近电源电压,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的支路以外的电路是完好的,则与电压表并联的电路断路了;
根据控制变量法,研究电流与电阻的关系时,需控制定值电阻的电压相同,当换上大电阻时,根据分压原理确定电压表示数的变化,由串联电路电压的规律结合分压原理确定滑片移动的方向;
【解答】
变阻器按一上一下接入电路中,电压表与电阻并联,如下所示:
小欣把定值电阻接入电路后,闭合开关,发现电流表无示数而电压表有示数,则电路中的故障可能是电阻处断路,选B;
由图知,电阻两端的电压始终保持:---------,电流与电阻之积为一定值,由图象可以得出结论:电压一定时,电流与电阻成反比;探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,由知应保持电阻两端的电压为不变。
将定值电阻由改接成的电阻,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,所以滑片应向端移动,记录此时各表的示数。
故答案为:如上所示;;电压一定时,导体的电流与导体的电阻成反比;;;。
15.【答案】;;;滑动变阻器的滑片;电阻箱。
【解析】解:实验步骤为:
开关和均断开,按电路图连接电路,将滑动变阻器滑片移到阻值最大端。
只闭合开关,调节滑动变阻器的滑片到适当位置,记录电压表的示数;
断开开关,闭合,保持滑动变阻器的滑片不变,调节电阻箱,使电压表的示数仍为;
记录此时电阻箱的示数,则待测电阻的阻值。
根据并联电路各支路两端的电压特点,用电压表测出待测电阻两端电压,再将开关与电阻箱连接并调节电阻箱的阻值使电压表的示数不变,根据并联电路的电压相等和欧姆定律可知待测电阻的阻值与电阻箱的阻值相等。
本题利用等效替代法测待测电阻的阻值,考查等效替代法的运用。
16.【答案】 调节滑动变阻器的滑片至另一合适位置
实验中应控制电阻不变,因为灯丝电阻不是定值电阻,它会随灯丝温度的变化发生改变,故不能达到实验目的
直线的倾斜程度反映电阻的大小,因为两次实验所选的定值电阻阻值不同
【解析】在探究通过导体的电流与导体两端电压关系时,控制电阻不变,通过移动滑动变阻器滑片来改变连入电路电阻值,从而改变定值电阻两端的电压和通过的电流,所以操作步骤为,调节滑动变阻器的滑片至另一合适位置。
实验中应控制电阻不变,因为灯丝电阻不是定值电阻,它会随灯丝温度的变化发生改变,故不能达到实验目的。
直线的倾斜程度反映电阻的大小,因为两次实验所选的定值电阻阻值不同,所以两条直线的倾斜程度不同。
17.【答案】
按照图所示的电路图连接电路,闭合开关,读出电流表示数、,
根据电源电压不变,求出。
【解析】答图如下:
按照图所示的电路图连接电路,闭合开关,读出电流表示数、,
根据电源电压不变,求出。
题中给出了一个定值电阻和两只电流表,要测量未知电阻的阻值,可以采用两个电阻并联的方式,测出通过定值电阻
和未知电阻的电流。
因为并联电压是相等的,我们可以求出两端电压,也就知道了两端电压,除以通过电流,就是的阻值。
此题考查的是测量电阻的特殊方法,我们要能够根据学过的物理知识设计出实验方案。
18.【答案】断开开关,闭合开关和
【解析】根据实验目的和实验原理可知,实验操作是:断开开关,闭合开关和,读出并记录电流表的示数。
在步骤中,和并联,电流表测定值电阻的电流,由欧姆定律,定值电阻两端的电压为
根据并联电路电压的规律,两端的电压等于定值电阻两端的电压,即
在步骤中,电流表测与并联的总电流,因电路的连接关系没有改变,各电阻的大小和通过的电流不变,根据并联电路电流的规律,通过的电流为
则的阻值为
若,,则
19.【答案】电阻;控制变量法;得出普遍性的结论;;电阻一定时,电流与电压成正比;
;
【解析】解:探究电流与电压关系:
探究电流与电压的关系时,要保持电阻不变,采用的科学方法是控制变量法;
小明在实验中进行多组数据测量的目的是得出普遍性的结论;
小明选用和的两只电阻分别进行实验后,由图乙作图如下所示:
由图可知,当电压相等时,对应的电流大,由欧姆定律,,图象对应的电阻小,故图象对应的是;
由图线为过原点的直线,故由图象得到的实验结论是:电阻一定时,电流与电压成正比;
探究电流与电阻的关系:
根据串联分压原理可知,将定值电阻由改接成的电阻,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压不变,即应保持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,由分压原理,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向端移动,才能使电压表示数变为;
由串联电路电压的规律和分压原理有:
,
方程左边为一定值,故右边也为一定值,当变阻器连入的电阻最大时对应的定值电阻也最大,
此时电压表的示数最小,
即,
,即控制的最小电压为,最大电压为,的取值范围是。
探究电流与电压关系:
电流与电压和电阻有关,由控制变量法,研究电流与其中一个因素的关系时,要控制另外一个因素不变;
为得出普遍性的结论要多次测量;
由作图法,由欧姆定律分析;
由图线为过原点的直线得出结论;
根据控制变量法,研究电流与电阻的关系时,需控制定值电阻的电压相同,当换上大电阻时,根据分压原理确定电压表示数的变化,由串联电路电压的规律结合分压原理确定滑片移动的方向;
由串联电路电压的规律和分压原理得出控制的电阻的最小电压,从而得出的取值范围。
本题探究电流与电阻关系的实验,考查电路连接、操作过程、欧姆定律、控制变量法和对器材的要求。
20.【答案】 大于
【解析】由可知,当接入定值电阻时,电流为,则定值电阻两端电压为
根据控制变量法可知,在探究导体的电流与导体的关系时,应控制电压不变,故将电路中的定值电阻先后更换为、,每次实验中,定值电阻两端电压应保持为。
由题意可知,滑动变阻器最大阻值为,定值电阻更换为后,电路中最小的电流为
此时定阻电阻电压为最小值,而电压表测定值电阻两端电压,即
故电压表的示数始终大于前三次实验中所记录的电压表的示数。
根据串联分压,定值电阻越大,为了使定值电阻两端电压保持不变,需要滑动变阻器阻值更大,因此,当定值电阻为时,对应的滑动变阻器阻值最大,需满足
解得
即更换后的滑动变阻器的最大阻值至少为。
21.【答案】;
【解析】闭合开关,读出电压表的示数,电压表测量定值电阻两端的电压,断开开关,若将接到点,电压表正负接线柱接反了,无法读数,故需要将改接到,电压表测量电源电压,再闭合开关,读出电压表的示数,则待测电阻的电压为
电路中的电流为
则待测电阻的阻值为
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