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2025年中考物理一轮复习专题:《欧姆定律实验探究题》
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、实验题
1.在“探究电流与电压关系”的实验中,图甲是某实验小组设计的电路,电源电压3V保持不变。
(1)请用笔画线代替导线,在图甲中完成电路连接,要求滑片Р向B端滑动时,电流表的示数变小;
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应置于 (选填“A”或“B”)端;
(3)检查无误后,闭合开关发现电流表几乎无示数,电压表示数接近3V。移动滑片P,两电表示数均无变化,则电路故障可能是 ;
(4)排除故障后,移动滑片Р到某一位置时电流表示数如图乙所示,此时通过定值电阻R的电流为 A;
(5)实验中测得五组数据,并绘制出定值电阻R的I﹣U图像如图丙所示。由图像可得:
①实验中所用定值电阻R的阻值为 ;
②实验结论: ;
(6)结合所测数据分析,本实验所用滑动变阻器的最大阻值应不小于 Ω。
2.在“探究导体的电流跟电阻的关系”实验中,老师提供的器材有:电源(电压恒为4.5 V),电流表、电压表和开关各一个,四个定值电阻(10 Ω、15 Ω、20 Ω、30 Ω),两个滑动变阻器(规格分别是5 Ω 2 A、20 Ω 1 A),导线若干。
(1)请用笔画线表示导线,在图甲中将实验电路图连接完整 ;
(2)在连接电路时,要求先将开关、滑动变阻器滑片分别处于 的位置;(填字母)
A.断开、a处 B.断开、b处 C.断开、c处 D.断开、d处
(3)实验时,先在ab间接接入10 Ω电阻,移动滑P使电压表示数为3 V,并记录相应的电流值;再改接15 Ω的电阻,此时滑片P应向 (选填“c”或“d”)端移动,这样移动滑片的目的是: ;
(4)本实验需在ab间先后接入上述四个定值电阻,为完成整个实验,应该选取规格为 的滑动变阻器;
(5)通过实验获得数据,得到如图乙所示导体的电流I随电阻R变化的图象,由图象可得出结论: 。
3.在“探究电流与电阻的关系”实验中:电源为两节新干电池串联,电源电压为3V。
(1)闭合开关后,电压表、电流表示数分别为0.4V、0.08A,移动滑动变阻器的滑片两表示数均不变,则电路存在的问题可能是 ;
(2)问题解决后,实验过程中,将5Ω的电阻接入电路中,闭合开关调节滑动变阻器滑片P至适当位置,此时电流表示数如图乙所示,则电流表示数为 A.将5Ω的电阻更换为10Ω的电阻,闭合开关,应将滑动变阻器的滑片P向 (选填“左”或“右”)端移动,使电压表示数为 V;
(3)若滑动变阻器的规格为“50 Ω 1A”,则为了完成实验连入电路中的定值电阻的最大阻值为 Ω。
4.小华用如图甲所示的电路图,研究通过导体的电流与导体电阻的关系,电源电压恒为6V.改变电阻R的阻值,调节滑动变阻器滑片,保持R两端的电压不变,记下相应的4次实验的电流和电阻值,描绘在乙图中.
(1)在丙图中,用笔线代替导线,将电路连接完整(要求滑片向左移动时变阻器电阻变小);
(2)实验中,他所选择的变阻器是 (选填序号);
A.10Ω 0.5A B.20Ω 1A C.50Ω 1.5A
(3)实验过程中,该同学将图甲中的电阻R由10Ω更换为20Ω,闭合开关后,若此时变阻器滑片还在上一次位置,下一步的操作应当向移动滑片(填“左”或“右”),使电压表的示数为V;
(4)实验过程中,如果出现了电流表示数为0,电压表示数接近6V,电路发生的故障可能是.
(5)乙图中阴影部分面积表示的物理量是.
5.小明用电源(电压恒为3V)、电阻(、、各一个)、小灯泡、滑动变阻器、电压表、电流表、开关和导线来探究电流与电压、电阻的关系。
(1)探究电流与电压的关系:
①实验前,小明设计的实验电路图如图中甲、乙、丙所示,经小组讨论,最终确定用图丙电路进行实验,原因是该电路不仅能保持 不变,还能很容易改变 ;
②如图是小明实验时连接的部分电路,请你用笔画线代替导线,将电路连接完整(导线不得交叉);
③连接好电路,闭合开关前,滑动变阻器滑片应在 (选填“”或“”)端,闭合开关;
④正确连接后,小明将的定值电阻接入电路,闭合开关,调节滑动变阻器滑片,得到如下表五组数据;
实验次数
1
2
3
4
5
电压
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
电流
0.2
0.3
0.4
0.48
0.6
⑤小明分析表格中数据得出结论为 ;
⑥为了使上述结论更有普遍性,你认为小明接下来的实验操作是 。
(2)探究电流与电阻的关系:
小明继续用图丙的电路来探究电流与电阻的关系。他先将的定值电阻接入电路,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为2.0V。然后用的电阻替换掉的电阻接入电路,此时,他应移动滑片,使 (选填“电压表”或“电流表”)的示数为 为止,并读出另一只电表的示数。此实验中滑动变阻器的主要作用是 。
6.小明和小华分别设计实验测量阻值约为10Ω的定值电阻的阻值。
(1)如图甲是小明刚连接完成的实验电路图,其中电源电压恒为3V,滑动变阻器最大阻值为20Ω。
①小明连接电路时存在的错误或不妥有 ;
②故障排除后,正确操作实验器材,移动滑片,当电压表示数为2.2V时,电流表示数如图乙所示,则待测电阻 Ω;
(2)如图丙是小华设计的测阻值的实验电路图。图中为电阻箱,为滑动变阻器。要求仅利用电阻箱读数表达的阻值,请在空白处填上适当内容。
①将开关S接a,调节电阻箱和滑动变阻器滑片P,使电流表示数为I,记下电阻箱阻值为;
②将开关S接b,保持 不变,调节 ,使电流表示数为I,记下电阻箱阻值为;
③则 。
④小华在实验中发现,当开关S接b后,无论怎样调电阻箱的阻值,电流表示数都明显小于I,致使无法测量的阻值。小明仍用该电路,对上述操作稍作调整,正确测出了阻值,小明的方法是: 。
7.小明和同学们探究“电流与电阻的关系”的实验:
小明选择了如下器材:电源(电压恒为3V)、滑动变阻器“20Ω 2A”、电流表、电压表、开关、定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的各一个)、导线若干。
(1)小明在检查实验仪器时,发现电流表的指针偏向“0”刻度线的左侧,小明应 ;
(2)请用笔画线代替导线帮助小明完成图电路的连接;
( )
(3)开关闭合前,小明应将滑动变阻器的滑片置于 (选填“ 左”或“ 右” )端;闭合开关后,发现电流表示数为零,电压表有示数。经检查,电流表、电压表正常且连接完好,则电路存在的故障可能是 ;
(4)排除故障后,小明先将5Ω电阻接入电路,调节滑动变阻器滑片使电阻两端的电压为1V,再将5Ω电阻换成10Ω电阻后,小明接下来的操作是 ;当把10Ω的电阻换成20Ω的电阻后,无论怎样调节滑动变阻器滑片都无法使电压表示数达到控制值,说明 ;
(5)更换器材后重新实验,小明得出的结论是:当电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成 比。
8.小阳为测量小灯泡的电阻,连接了如图所示电路
(1)开关闭合前,滑动变阻器的滑片应放在 端;(左或右)
(2)滑片在某位置时,电流表电压表示数如图,则此时电压为 V,电流为 A。灯泡电阻 Ω;
(3)设计一个实验记录表格记录本次实验 。
9.小组用如图甲所示的电路探究电流与电压关系,电源电压3V,滑动变阻器规格为“30 Ω 2A” 。
(1)请用笔画线代替导线,在图甲中完成电路连接,要求滑片P向右滑动时,电流表的示数变小;
(2)连接好电路闭合开关后,移动滑片发现电流表无示数,电压表示数发生改变,若电路中只有一处故障,该故障可能是 ;
(3)排除故障后,改变滑片位置,记录实验数据如下表,空白处的电流表示数如图乙所示,该示数为 根据表中数据可得结论: ;
电压U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
电流 I/A
0.10
0.20
0.40
0.50
0.60
(4)为了进一步探究电流与电阻的关系,又找来10 Ω、15 Ω、20 Ω 的定值电阻继续实验:
①将滑动变阻器滑片置于阻值最大处,闭合开关,缓慢移动滑片,直至电压表示数为1V。接 下来用10 Ω的电阻替换原电阻,应将滑片向 (左/右)滑动,使电压表示数仍为1V,记录电流表示数。再将15 Ω、20 Ω 的定值电阻分别接入电路,重复以上步骤;
②当将20 Ω 的电阻接入电路进行实验时,发现无论如何调节滑片都无法满足条件。为使该电 阻也能完成实验,小明认为可以改变电压表的预设电压,该预设值应不低于 V;他重新实验,根据记录的数据绘制图丙所示的图像,由此可得结论: ;同组的小华认为不改变电压表预设值也可解决上述问题,只需将上述准备的15 Ω电阻 (填连接方式)在电路中就可以顺利完成实验。
10.用如图甲所示的电路探究电流与电压的关系。
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲中的电路连接完整; (要求滑片向左滑动时,变阻器连入电路的电阻变大,且导线不能交叉)
(2)实验时,闭合开关,将滑片移动到某位置,记下电压表和电流表的示数。接下来的操作是 ;
(3)小明根据实验数据画出I-U图像,如图乙所示。分析可知,通过定值电阻的电流与其两端的电压成 ;
(4)小明同学还想测量小灯泡的电阻,于是他将上面实验中的定值电阻换成小灯泡。正确连接电路后,闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表无示数,电压表示数接近电源电压,出现这种故障的原因可能是 ;
(5)排除故障后,小明调节滑片,当小灯泡正常发光时,电流表的示数如图丙所示,电流大小为 A,若此时电压表示数为2.8V,则小灯泡此时的电阻为 Ω;
(6)小明通过改变滑动变阻器滑片的位置,进行多次测量,发现小灯泡的电阻不是一个定值,原因是 。
11.某同学在探究通过电阻的电流跟电阻两端电压的关系时,将仪器连接成如图所示的电路(其中滑动变阻器的连线没有画出)。
(1)请用笔画线代替导线把滑动变阻器正确接入电路中。
(2)合上开关进行实验时发现,无论怎样移动滑片P,发现电压表有示数且一直不变,电流表的示数一直为零,则该同学可以初步判断电路可能存在 问题。
a.导线a断路 b.滑动变阻器断路 c.电阻断路 d.电流表断路
(3)解决问题后,实验测得的数据如表所示。根据这些数据在坐标图中描点并作出 U﹣I 图线。
U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
I/A
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
12.新冠肺炎疫情影响期间,为了响应教育部提出的“停课不停学”部署,小明在家探究欧姆定律,所用器材如下:电源(电压恒为4.5V),电流表,开关一个,四个定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω)(1)所示。
(1)连接电路时,应将滑动变阻器滑片调到阻值 处;
(2)小明先把5Ω的电阻接入a、b之间,滑片P滑到某一位置,电流表的示数为0.3A,再换接10Ω的电阻接入a、b之间,滑片要向 (选填“左”或“右”)调节,在观察到电压表示数为 V时读取对应电流表的示数。要完成整个实验,应该选取 (填字母)规格的滑动变阻器;
A.10Ω;1.0A B.20Ω;1.0A C.50Ω;1.0A
(3)另一个同学在家探究同一实验,记录实验数据如表:分析实验数据,可以很出的实验结论是: ;
实验次数
1
2
3
4
电阻R/Ω
5
10
15
20
电流I/A
0.6
0.3
0.2
0.15
(4)为使得结论更具有普遍性,接下来的操作是换用不同的 进行多次测量;
(5)小红在测量未知电阻的阻值实验过程中电压表已损坏,老师从实验室拿来一只最大阻值为R0的滑动变阻器,并设计了如图(2)所示的实验电路
①闭合开关S,调节滑片位于最右端时读出电流表的示数为I1;
②闭合开关S, 读电流的示数为I2;
③未知电阻的阻值:Rx= 。(用I1、I2、R0表示)
13.在探究通过导体的电流与电压、电阻关系的实验中,提供的器材有:两节干电池、滑动变阻器、电流表、电压表、开关各一个,阻值为5Ω、10Ω、20Ω的电阻各一个,导线若干。
(1)用笔画线代替导线将甲图的电路连接完整,要求滑片P向右调节时其接入阻值变小;
(2)小虎连完最后一根导线时,两电表均偏转,他的操作中存在的问题是 .同组同学提醒后,他们按规范继续实验,记录多组电压表和对应的电流表的示数,画出如图乙的图像,可得到的结论是 ;
(3)接着探究电流与电阻关系,首先将5Ω的定值电阻接入电路,调节变阻器,电流表示数如图丙,此时的电流为 A;完成这一次实验后,接下来他计划更换10Ω的定值电阻继续实验,请在下面流程图的①、②处写出他应该完成的操作。① ②
14.小明和同学利用如图甲所示的实验电路探究“电流与电阻的关系”,电源是两节新的干电池,滑动变阻器上标有“ 0.5A”字样,阻值分别为、、的定值电阻各一个。
(1)请你用笔画线代替导线,把图甲所示的实验电路补充完整且滑动变阻器的滑片向右移动时接入电路中的阻值变大 ;
(2)小明同学将定值电阻接入电路后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片P,记录电流表的示数如图乙所示,此时控制电阻两端电压为 V。小明断开开关,将定值电阻换成定值电阻后,直接闭合开关,为了保持电压表的示数不变,应将滑动变阻器的滑片P向 (选填“A”或“B”)端适当移动,记录电流表的示数;
(3)分别将、、的定值电阻接入电路进行实验,分析实验记录的多组数据可得出结论: ;
(4)上述三次实验结束后,有同学提出增加的定值电阻进行实验从而多采集一组数据以增强说服力,小明认为不可行,理由是: ;
(5)小丽同学也想用小明的实验器材探究“电流与电阻的关系”,小明提醒小丽,上述实验器材控制电阻两端的电压只能在 V范围内;
(6)若使用阻值未知的定值电阻R,还可利用本实验中的器材测量R的阻值。电流表的电阻虽然很小,但也会影响本实验中R的测量结果,用图丙的电路进行测量可消除这个影响。为定值电阻,实验步骤如下:
①按照图丙的电路图连接电路,将滑动变阻器的滑片置于最大阻值处;
②闭合开关、,移动滑动变阻器滑片,读出电压表示数和电流表示数;
③ ,移动滑动变阻器滑片,读出电压表的示数和电流表的示数;
④可得未知电阻 (用、、和表示)。
15.(1)在某次实验时,电压表因出现故障而不能使用,小亮用原有的电流表、滑动变阻器,增添一个定值电阻R0和一个单刀双掷开关,设计了如图所示的电路。测量时,闭合S1,将S2拔到1,电流表的示数为I1;将S2拔到2,电流表的示数为I2,小亮说待测电阻,小明认真分析电路后发现小亮的设计不合理,原因是: ;
(2)在只有一只电表的情况下,小明设计了如图所示的四种电路,电阻R0已知,通过闭合或断开电路中的不同开关,你认为不能测算出未知电阻Rx阻值的电路是 。
试卷第1页,共3页
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《2025年中考物理一轮复习专题:《欧姆定律实验探究题》》参考答案
1. B 电阻R断路 0.3 5 电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比 25
【详解】(1)[1]在“探究电流与电压关系”的实验中,滑动变阻器应与电阻R、开关串联,由于滑动变阻器应“一上一下”接入电路,且要求“滑片Р向B端滑动时,电流表的示数变小”,则滑动变阻器接入电流的阻值变大,所以滑动变阻器应接左下接线柱,作图如下:
(2)[2]为了保障电路安全,在闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应移到阻值最大端,即远离下面的接线柱,故滑片应置于B端。
(3)[3]检查无误后,闭合开关发现电流表几乎无示数,移动滑片P,两电表示数均无变化,说明电路可能存在断路,电压表示数接近3V,即电源电压为3V,说明电路故障可能是电阻R断路。
(4)[4]由乙图可知,电压表接小量程,分度值为0.1V,所以电压表示数为1.5V,由丙图可知,当电压表示数为1.5V,通过定值电阻R的电流为0.3A。
(5)①[5]由地(4)问可知,电压表示数为1.5V,电流为0.3A,电阻R为
②[6]由丙图可知,定值电阻R的I﹣U图像是一条过原点的直线,所以得出的实验结论是:在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
(6)[7]由丙图可知,当电阻R两端的电压为0.5V时,滑动变阻器两端的电压为
U滑=U-UR=3V -0.5V =2.5V
根据串联电路正比分压可得
代入数据得
解得R滑=25Ω,所以本实验所用滑动变阻器的最大阻值应不小于25Ω。
2. C c 使定值电阻两端的电压保持3V不变 20Ω 1A 电压一定时,电流与电阻成反比
【详解】(1)[1]根据图乙,电流表选用小量程与电阻串联,变阻器按一下一上连入电路中与电阻串联,电流从正接线柱流入,负接线柱流出将电流表接入电路中,如图所示:
(2)[2]连接电路时,为保护电路,开关要断开,滑动变阻器连入电路的电阻应最大,即滑到c处,故C符合题意,故选C。
(3)[3][4]当将电阻由10Ω更换为15Ω后,定值电阻阻值变大,定值电阻分压变大,滑动变阻器分压变小,为保证电阻两端电压不变,应向c端移动滑动变阻器滑片,使滑动变阻器接入电路的阻值变大,使定值电阻两端电压保持3V不变。
(4)[5]电源电压为4.5V,定值电阻两端电压为3V,变阻器分得的电压
U滑=U-UV=4.5V-3V=1.5V
变阻器分得的电压为电压表示数的0.5倍,根据分压原理,当接入30Ω电阻时,变阻器连入电路中的电阻为
R滑=0.5×30Ω=15Ω
故为了完成整个实验,应该选取最大阻值至少15Ω的滑动变阻器,即使用规格为“20Ω 1A”的滑动变阻器。
(5)[6]从表中数据和图象可知,电阻两端的电压始终保持
0.1A×30Ω=3V
0.2A×15Ω=3V
0.3A×10Ω=3V
故可得出结论是:当导体两端的电压一定时,通过导体的电流跟导体的电阻成反比。
3. 滑动变阻器下面两个接线柱连入电路中 0.3 右 1.5 50
【详解】(1)[1]闭合开关后,电压表测R的电压,电流表测电路的电流,因电压表、电流表示数分别为0.4V、0.08A,即示数都较小,说明电路的电阻较大,移动滑动变阻器的滑片两表示数均不变,变阻器没有了变阻的作用,则电路存在的问题可能是将滑动变阻器下面两个接线柱连入电路中。
(2)[2][3][4]实验过程中,将5Ω的电阻接入电路中,闭合开关调节滑动变阻器滑片P至适当位置,此时电流表示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,则电流表示数为0.3A;由欧姆定律,电阻的电压为
根据串联分压原理可知,将定值电阻由5Ω改接成10Ω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,所以滑片应向右端移动,使电压表的示数为1.5V。
(3)[5]若滑动变阻器的规格为“50Ω 1A”,电阻两端的电压始终保持1.5V,根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压为3V-1.5V=1.5V,定值电阻的电压与变阻器分得的电压相等,根据分压原理,当变阻器的最大电阻50Ω连入电路中时,对应的最大定值电阻的阻值也为50Ω,则为了完成实验连入电路中的定值电阻的最大阻值为50Ω。
4. 见解析 C 右 2V 电阻R断路 电压
【详解】试题分析:(1)由电路图可知,电压表应与定值电阻并联,如下图所示
(2)由图乙可知,实验中的最小电流I=0.1A,电压表的示数UR =2V,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以滑动变阻器两端的电压:U滑=U-UR =6V-2V=4V,由I=U/R可得,滑动变阻器接入电路中的电阻:R滑=U滑/I=4V/0.1A=40Ω,因此滑动变阻器的规格为C
(3)因为串联电路起分压作用,因此实验中将A、B两点间10Ω的电阻更换为20Ω的电阻时,定值电阻两端电压降变大,为了保持定值电阻两端电压不变,需增大滑动变阻器两端电压,因此增大滑动变阻器接入电路的阻值,故将滑片向右移动;根据图乙可知,当定值电阻为10Ω时,通过的电流为0.2A;由I=U/R
可知定值电阻两端电压:U=IR=0.2A×10Ω=2V;
(4)如果电路中出现电流表的示数为零,说明在电路中出现了断路,电压表有示数说明是电阻R处出现了断路;
(5)图中阴影部分的面积是电流与电阻的乘积,由U=IR可知,阴影部分表示的科学量是电压
考点:探究电流与电压、电阻的关系实验
5. 电阻阻值 定值电阻两端的电压 见解析 B 在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比 换用不同阻值的定值电阻进行多次实验 电压表 2.0V 保持定值电阻两端电压不变
【详解】(1)[1][2]①探究电流与电压的关系时,应控制电阻阻值不变,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。甲图中灯泡的电阻随温度的变化而变化;乙图无法改变电阻两端的电压,不能多次测量;丙图不仅能保持电阻阻值不变,还可以通过移动滑动变阻器的滑片改变定值电阻两端的电压,从而多次测量。
[3]②滑动变阻器与定值电阻串联,电压表与定值电阻并联,因为电源电压为3V,所以选用小量程,如图所示:
[4]为了保护电路,连接电路时,开关应断开,闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应置于最大值处,即B端。
[5]分析表中数据可知,电压增大为原来的几倍,通过的电流也增大为原来的几倍,分析数据可得出:在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
[6]为了使结论更具普遍性,仍需要继续进行实验,,则接下来应进行的实验操作是:换用不同阻值的定值电阻进行多次实验。
(2)[7][8][9]①实验中,当把5Ω的电阻换成10Ω的电阻后,根据分压原理,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,就要增大滑动变阻器两端的电压,即增大滑动变阻器电阻阻值,故应把滑动变阻器滑片向右滑动,使电压表的示数为2.0V为止,并读出另一只电表的示数,故此实验中滑动变阻器的主要作用是保持定值电阻两端电压不变。
6.(1) 连接电路时开关没有断开,电压表量程选择太大 11
(2) 滑动变阻器滑片P的位置 电阻箱 将开关S先接b,再接a,其它操作不变
【详解】(1)①[1]由图得,电源电压由2节干电池组成,电源电压为3V,则电压表的量程应选用0~3V,图中电压表量程选择太大;连接电路时,为了保护电路,开关应该断开,由图得,连接电路时开关没有断开。
②[2]由图乙得,电流表的分度值为0.02A,示数为0.2A,由欧姆定律得,待测电阻
(2)①将开关S接a,电阻箱和滑动变阻器串联,电流表测量电路电流,调节电阻箱和滑动变阻器滑片P,使电流表示数为I,记下电阻箱阻值为;
②[1][2]将开关S接b,Rx、电阻箱和滑动变阻器串联,电流表测量电路电流,保持变阻器接入电路中电阻不变,调节电阻箱,使电流表示数为I,记下电阻箱阻值为;
③[3]由等效电路得
则
④[4]小华在实验中发现,当开关S接b后,无论怎样调电阻箱的阻值,电流表示数都明显小于I,说明电阻箱接入电路的阻值太小,致使无法测量Rx的阻值,小明的方法是:将开关S先接b,再接a,其它操作不变。
7. 将电流表指针调零 左(根据连结实物图而定) 定值电阻断路 向左移动变阻器的滑片,使电压表示数为1V 变阻器最大电阻太小 反
【详解】(1)[1]检查实验仪器时,发现电流表的指针偏向零刻度线的左侧,说明电流表没有调零,应将电流表指针调零。
(2)[2]电源电压是3V,电压表的量程选择0~3V,电压表和电阻并联,由欧姆定律,电流最大值为
I==0.2A
故电流表选用小量程与电阻串联,变阻器一上一下串联接入电路中,如下图所示:
(3)[3][4]为了保护电路,开关闭合前,应将滑动变阻器的滑片置于阻值最大处的左端;闭合开关后,发现电流表无示数,则电路为断路,电压表有示数,可能是电阻断路。
(4)[5]根据串联分压原理可知,将定值电阻由5Ω改接成10Ω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,所以滑片应向左端移动,使电压表的示数为1V。
[6]由图可知,电阻两端的电压始终保持UV=1V,根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压
U滑=U-UV=3V-1V=2V
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
故为了完成整个实验,应该选取最大阻值至少40Ω的滑动变阻器,而现有变阻器的最大电阻为20Ω,即变阻器最大电阻太小。
(5)[7]更换器材后重新实验,由实验数据可以得到当电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
8. 右 2 0.5 4 见解析
【详解】(1)[1]闭合开关前,滑动变阻器的滑片移至最大阻值处,即最右端。
(2)[2][3][4]电压表的量程为0~3V,分度值为0.1V,示数为2V,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.5A,灯泡的电阻为
(3)[5]根据
知,要测小灯泡的电阻,需测出灯泡两端的电压及通过它的电流值;故设计表格见下表
电压(V)
电流(A)
电阻(Ω)
1
2
3
9. 电流表短路 0.30 电阻一定时,电流与电压成正比 右 1.2 电压一定时,电流与电阻成反比 串联
【详解】(1)[1]要求滑片P向右滑动时,电流表的示数变小,即滑动变阻器接入电路的阻值变大,所以,应把滑动变阻器的左下接线柱接入电路。
(2)[2]连接好电路闭合开关后,移动滑片发现电流表无示数,电压表示数发生改变,说明电路中的电流发生了改变,若电路中只有一处故障,该故障可能是电流表短路。
(3)[3]电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,该示数为0.30A。
[4]根据表中数据可知,电压与电流的比值不变
可得结论:电阻一定时,电流与电压成正比。
(4)①原来接入的电阻为5Ω,电压表示数为1V即UR=1V,由串联分压可知
U滑=U总-UR=3V-1V=2V
由于串联电路的电流处处相等,则
滑动变阻器接入电路的阻值为
当用10 Ω的电阻替换原电阻时,同理可得,此时滑动变阻器接入电路的阻值为
所以,为了使电压表示数仍为1V,应将滑片向右滑动。
②[6]当将20 Ω 的电阻接入电路进行实验时,把滑动变阻器的最大阻值30Ω接入电路时,定值电阻两端的电压即为电压表的预设最小电压。把滑动变阻器的最大阻值30Ω接入电路时,电路中的电流最小为
电压表的预设最小电压为
[7]根据图像可知,电流与电阻的乘积不变
0.4A×5Ω=2V,0.2A×10Ω=2V,0.1A×20Ω=2V
由此可得结论:电压一定时,电流与电阻成反比。
[8]当用20 Ω的电阻接入电路进行实验时,为了使电压表示数仍为1V,此时需要滑动变阻器接入电路的阻值为
但是滑动变阻器的最大阻值为30Ω,为了解决这个问题,可以将上述准备的15 Ω电阻串联在电路中,使滑动变阻器与定值电阻共45Ω,大于40Ω就可以顺利完成实验。
10. 移动滑片到另外几个位置,分别记下电压表和电流表的示数 正比 小灯泡断路 0.28 10 灯泡灯丝的电阻随温度的变化而变化
【详解】(1)[1] 滑片向左滑动时,变阻器连入电路的电阻变大,因此变阻器应选择右下接线柱串联入电路中,如图所示:
(2)[2] 探究电流与电压关系的实验,要控制电阻不变,记下电流随电压的变化关系,为得出普遍性的结论,要多次测量,故实验时,闭合开关,将滑片移动到某位置,记下电压表和电流表的示数,因此接下来的操作是将滑片移动到另外几个位置,分别记下电压表和电流表的示数。
(3)[3] 由图乙知,绘制出电阻的图像为过原点的直线,由此可得出实验结论:电阻一定时,通过定值电阻的电流与其两端的电压成正比。
(4)[4] 小灯泡不亮,电流表无示数,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,则与电压表并联的电路以外的电路是完好的,与电压表并联的小灯泡断路了。
(5)[5] 如图丙所示,电流表选用小量程,分度值为,示数为。
[6] 若此时电压表示数为2.8V,则小灯泡此时的电阻为
(6)[7] 小明通过改变滑动变阻器滑片的位置,进行多次测量,发现小灯泡的电阻不是一个定值,造成这一现象的原因是灯泡灯丝的电阻会随温度的变化而变化。
11.(1)
(2)c
(3)
【详解】(1)变阻器按一下一上连入电路中与电阻串联,如下所示:
(2)a.如果导线a断路,整个电路断路,两表都没有示数,故a不符合题意;
b.如果滑动变阻器断路,整个电路断路,两表都没有示数,故b不符合题意;
c.如果电阻断路,电流表没有示数,电压表与电源连通,电压表测电源电压,电压表有示数,保持不变,故c符合题意;
d.如果电流表断路,整个电路断路,两表都没有示数,故d不符合题意。
故选c;
(3)根据表格中数据,在坐标图中描出(0.1A,0.5V)、(0.2A,1.0V)、(0.3A,1.5V)(0.4A,2.0V)、(0.5A,2.5V)各点,然后连接各点画出图象,如下图所示:
12. 最大 右 1.5 C 当电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比 电阻 调节滑片位于最左端时 •R0
【详解】(1)[1]为了保护电路,连接电路时,应将滑动变阻器滑片调到阻值最大处。
(2)[2][3]由题意可知,5Ω定值电阻两端电压为
U=I1R1=0.3A×5Ω=1.5V
在探究电流与电阻的关系时,应控制电阻两端的电压不变, 当定值电阻由5Ω换为10Ω后,根据串联分压规律可知,10Ω定值电阻分担的电压变大,要使其两端电压减小到1.5V不变,根据串联分压的规律可知应增大变阻器两端的电压,增大变阻器接入电路的阻值,应将滑动变阻器的滑片向右调节。
[4]为了完成实验, 当最大为20Ω的定值电阻接入电路时,要保证电压表示数不变,要求滑动变阻器的电阻值也最大;根据串联分压得
即
解得,能提供40Ω电阻的滑动变阻器只有规格为“50Ω, 1.0A”,故C符合题意,AB不符合题意。
故选C。
(3)[5]根据数据可知,每次电流值与电阻值的乘积
为定值,所以得出结论:电压一定时,通过导体的电流与电阻成反比。
(4)[6]为使得结论更具有普遍性,在本实验中应换用不同的电阻进行多次测量;
(5)[7]根据题意可知,要计算出未知电阻的阻值,可根据滑片在最右端时与滑片在最左端时电源电压不变,列式即可解得,所以②补充的步骤是:应调节滑片位于最左端时。
[8]滑片在最右端时由欧姆定律和电阻的串联可得电源电压
滑片在最左端时由欧姆定律可得电源电压
上面两式联立解得
13.(1)
(2) 开关没有断开 见解析
(3) 0.4 见解析 见解析
【详解】(1)滑片P向右调节时其接入阻值变小,则滑片的右下方接线柱接入电路中。电源由两节干电池串联,则电压表选小量程接入电路。如下图所示:
(2)[1]小虎连完最后一根导线时,两电表均偏转,则他的操作中存在的问题是连接电路时,开关没有断开,导致连好最后一根导线时,电路是通路。
[2]由图乙的I −U图像可知,图像是一条过原点的直线,所以可得出结论:在电阻一定时,通过导体的电流与其两端的电压成正比。
(3)[1]由图丙可知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.4A。
[2][3]探究电流与电阻的关系时,应控制定值电阻两端的电压不变,接下来他计划更换10Ω的定值电阻继续实验:①断开开关,将滑动变阻器的滑片移至最大阻值处; ②闭合开关后,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数仍为
U=IR=0.4A×5Ω=2V
然后读出电流表的示数。
14. 2 B 当电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比 滑动变阻器的最大电阻太小 1.5~2.5 断开
【详解】(1)[1]由于电源为两节电池,电源电压为,所以电压表选用的量程与定值电阻并联;因为滑片向右移动时,接入电路中的阻值要变大,所以变阻器左下接线柱接入电路,如下图所示:
(2)[2]小明将定值电阻接入电路后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片P,记录电流表的示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值,其示数为,此时控制电阻两端电压
[3]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B端移动,使电压表的示数为,记录电流表的示数。
(3)[4]分析实验记录的多组数据发现,电阻两端电压不变,电流大小与电阻大小的乘积是定值,所以可得出结论:当电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
(4)[5]电阻两端的电压始终保持不变;根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压
变阻器分得的电压为电压表示数的0.5倍,根据分压原理,当接入电阻时,变阻器连入电路中的电阻
故为了完成整个实验,应该选取最大阻值至少的滑动变阻器,所以增加的定值电阻进行实验从而多采集一组数据以增强说服力不可行,理由是滑动变阻器的最大电阻太小。
(5)[6]由串联电路的规律及分压原理有
方程左边为一定值,右边也为一定值,当变阻器的最大电阻连入电路时,对应的定值电阻最大,此时电压表控制的电压最小
解得
“”表示变阻器允许通过的最大电流为,此时对应的电阻最小为,由欧姆定律得,控制的最大电压
故想用实验器材探究“电流与电阻的关系”,上述实验器材控制电阻两端的电压只能在1.5~2.5V范围内。
(6)③[7]为了使带测电阻R、定值电阻R0和电流表串联,应该断开,再移动滑动变阻器滑片,读出电压表的示数和电流表的示数;
④[8]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
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
②
定值电阻和电流表内阻不变,②-①得出待测电阻阻值
15. 两次测量时R0与Rx电压不相等 C
【详解】(1)[1]在该实验设计中:由于滑动变阻器串联在电路中,当S2由1拨到2时,电阻两端的电压发生变化,而实验中认为R0与Rx电压是相等的,导致实验计算结果错误,该实验存在缺陷,设计不合理。
(2)[2]A.当开关S1和S2都闭合时,Rx被短路,只有R0中有电流,电流表测得此时的电流I,根据求出电源电压;当只闭合开关S2时,定值电阻R0和Rx串联,电流表测得的即是通过R0的电流也是通过Rx中的电流Ix,根据求出R0两端的电压,则,根据求出电阻,故A不符合题意;
B.开关S1和S2都闭合时,R0被短路,电压表测量电源电压U;只闭合S2时,R0和Rx串联,电压表直接测量Rx两端的电压Ux。根据串联电路总电压等于各串联导体电压之和,求出定值电阻两端的电压,根据,求出通过定值电阻的电流;根据串联电路电流处处相等,通过Rx电流等于通过定值电阻电流。根据求出电阻,故B不符合题意;
C.当开关S1和S2都闭合时,R0和Rx并联,电压表测量电源电压、R0电压、Rx电压Ux;只闭合开关S2时,电压表测量电源电压、R0电压U(或Ux),不能直接或间接测量出通过Rx电流,所以不能求出Rx电阻。故C符合题意;
D.当开关S1和S2都闭合时,定值电阻R0和Rx并联,电流表测量干路中电流I;只闭合开关S2时,Rx被断路,电流表测量通过R0的电流I0。根据并联电路电流特点,求出开关S1和S2都闭合时,通过Rx的电流,则R0两端电压,根据并联电路电压特点知,根据求出电阻。故D不符合题意。
故选C。
答案第1页,共2页
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学科网(北京)股份有限公司
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