内容正文:
2025年中考物理微专题练习:欧姆定律实验
一、实验题
1.小梅做“测定小灯泡电阻”的实验,所用小灯泡的额定电压为2.5V。实验过程如下:
(1)在她连接的图甲电路中有一根导线连接错误,请在错误的导线上画“×”并改正 ;
(2)电路连接正确后,闭合开关,发现小灯泡不亮,电压表有示数,电流表无示数,产生这种现象的原因可能是: ;
(3)第2次实验时电压表的示数如图乙所示,若要测灯泡正常工作时的电阻,此时她应将滑片P向 端(填“左”或“右”)移动,当灯泡正常发光时,电流表的示数如图丙所示,则小灯泡正常发光时的电阻是 Ω(保留一位小数);
(4)小梅想用图丁的电路测量“2.5V”的小灯泡正常发光时的电阻RL,R为电阻箱(电阻值可调节可直接读出),请帮她完成下列实验过程:
①闭合S和S2,断开S1,读出此时电压表的示数为U;
②闭合S和S1,断开S2,调节电阻箱直至电压表的示数为 ,读出此时电阻箱的阻值为R0;
③计算RL的表达式为:RL= 。
2.小亮用如图甲所示的电路测量定值电阻Rx的阻值。
(1)闭合开关,移动滑片,使电压表示数为2.4V,电流表示数如图乙所示,则待测电阻的阻值为 Ω;
(2)滑动变阻器的滑片向左移动后,电压表示数将 (选填“增大”、“减小”或“不变”);电压表与电流表的比值 (选填“变大”或“变小”或“不变”);
(3)实验中,多次改变滑动变阻器滑片的位置,与下列实验作用相同的是 ;
A.探究电流与电压的关系
B.探究电流与电阻的关系
(4)完成实验后,小亮按照老师的要求,设计在缺少电压表时测量待测电阻Rx阻值的方案。他选用了一个阻值为R0的定值电阻和一块电流表等器材,用如图丙所示电路进行测量,电源电压恒定但未知。步骤如下:
①闭合开关,记录电流表的示数为I1;
②断开开关,将电流表接入 (填电学元件)的右侧。闭合开关,记录电流表的示数为I2;
③用I1、I2和R0写出Rx的表达式:Rx= 。
3.小张在用“伏安法”测小灯泡的电阻实验中,连接了如图甲所示的电路
(1)连接实际电路时,开关要处于 状态;
(2)测量过程中,某一次的电流值如图乙所示,则所测电流为 A。这时灯丝突然烧断,则电压表示数 (填“变大”“变小”或“不变”)。换相同规格的灯泡,重测的数据如表所示,并绘出图像;
电压/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
电流/A
0.10
0.16
0.20
0.23
0.25
0.27
电阻/
5.0
6.3
7.5
8.7
10.0
11.1
平均电阻/
8.1
(3)依据表格中的数据,小张求出小灯泡电阻的平均值,你同意这种做法吗?说出你的理由: ;(作出判断并说出理由)
(4)另外一组同学用相同的器材和电路图也做这个实验时,由于接线错误,根据测量的数据绘出的图像如图丙的图线B所示,说明 :
(5)电压表本身是一个较大的电阻(具有分流作用),如果考虑电压表分流对测量结果的影响,则测量值 (填“大于”“小于”或“等于”)电阻的实际值
4.探究“电流与电阻的关系”时,实验器材有:三节新干电池(电压为4.5V)、电流表、电压表、滑动变阻器(标有“20Ω 2A”字样)、定值电阻5个(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、50Ω),开关一个,导线若干。小静等同学设计了如图甲所示的电路图,图丙是根据实验数据画出的定值电阻的图像:
(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P向右移动时,电压表示数变大 ;
(2)闭合开关S,若电流表无示数,电压表示数接近电源电压,则故障为 ;
(3)排除故障后,将定值电阻由5Ω更换为10Ω时,应向 (选填“左”或“右”)适当调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数保持 V不变;
(4)图丙中阴影部分面积表示的物理量是 。实验中10Ω定值电阻消耗的电功率为 W;
(5)实验中,在接入50Ω的定值电阻后,小静同学无论怎样移动滑片,都不能使电压表示数达到原来的数值,为了能完成这次实验,小静采取的措施可行的是 ;
A.调高电源电压
B.更换一个最大阻值为30Ω的滑动变阻器
C.再串联一个10Ω的电阻
D.将电压表改接到滑动变阻器两端
(6)本实验结束后,小静总结了做电学实验时一些常见的注意事项。请举例说明其中一条: 。
5.小雪用如图所示的实验器材探究“电阻的大小与哪些因素有关”,其中电源电压恒定,灯丝电阻的变化忽略不计。她提出以下猜想:①导体的电阻与导体的长度有关;②导体的电阻与导体的横截面积有关;③导体的电阻与导体的材料有关。
导体
A
B
C
D
电流
0.3A
0.26A
0.16A
0.4A
(1)实验时在连接电路时,开关应该 ;
(2)实验中小雪通过观察 来比较金属丝电阻的大小更准确;为了实验安全,电路甲中的小灯泡 (选填“能”或“不能”)用导线代替;
(3)小雪分别将图乙中的四根金属丝的两端接到电路甲中M、N处,并将测得的电流值记在了表格中;
(4)为了验证猜想2,需比较表格中B和 两个电流值;
(5)通过实验发现锰铜合金和镍铬合金导电性能较好的材料是 。
6.旧物利用既节能又环保。小明爸爸将一节新电池和一节旧电池混合使用,认为这样会更节能。善于观察的小明看到电池使用说明中提示“请一次性更换所有电池,以免新旧电池混用”。于是小明在家中找出同一品牌的电池设计实验,探究新旧电池混用是否更节能。
(1)小明分别将两节新电池串联和相同型号“一新一旧”的两节电池串联,再分别给同一辆玩具电动车供电,让玩具车在 (选填“相同”或“不同”)的路面上行驶。他发现在相同时间内装有“一新一旧”电池的玩具车通过的路程较短,说明这个过程中该组电池提供的电能较少;
(2)小明换用定值电阻进一步探究,通过测量定值电阻两端的电压,比较电池给定值电阻提供电压的大小。他设计了如图所示的电路进行实验,分别将相同型号的电池以不同的组合方式接入AB间,将开关S闭合前后的电压表读数记录在表中;
实验
电池组合
AB之间的电压
S断开时
S闭合时
1
两节新电池串联
3.2
3.1
2
一新一旧电池串联
1.9
1.3
3
一节新电池
1.6
1.5
分析实验数据可知:①“一新一旧”电池串联对外提供的电压最 ;
②电池供电时两端的电压 (选填“大于”“小于”或“等于”)电池不供电时两端的电压。
(3)小明找来几个其他型号的新旧电池重复以上实验,是为了 ;
(4)结合实验结论小明查阅资料得知,电池本身有电阻,称为电池内阻,电池和电阻R串联,旧电池内阻较 ,消耗自身的能量较多,电路中的电流较 ,所以新旧电池不能混用;
(5)结合实验数据,请你提出一个具有研究价值的问题: (合理即可)。
7.图甲是“伏安法测小灯泡电阻”的实物电路图,其中小灯泡的额定电压为,电源由三节干电池串联而成。
(1)图甲中有一根导线接错了,请在这根导线上打“×”,并用笔重新画一根正确连接的导线。
(2)正确连接电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到 端。
(3)闭合开关,改变滑动变阻器的阻值,多次测量,画出小灯泡的电流随其两端电压变化的关系图像,如图乙所示,则小灯泡正常发光时的电阻为 。
(4)利用测小灯泡电阻的器材不能探究电流与电压的关系,理由是 。
8.小明用图甲所示的“伏安法”测未知电阻的阻值,电源电压保持不变。
(1)该实验原理为 ;
(2)如图甲,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应该调到最 (左/右)端。
(3)闭合开关,将滑动变阻器的滑片移到某处时,电压表的示数为3V,电流表的示数如图乙所示,被测电阻的阻值为 ;
(4)另一组的小刚用相同的器材连接电路并进行实验,并根据自己所记录的实验数据绘制了如图丙所示的图像。小明发现小刚绘制的图像和自己绘制的图像不同,你认为小刚在实验操作中出现的问题是 ;在本实验中多次测量求平均值的目的是 。
(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的滑动变阻器,并设计了如图丁所示的实验电路,分别按如下步骤进行实验:
①闭合开关,调节滑片位于最左端时,读出电流表的示数为;
②闭合开关, ,读出电流表的示数为;
③未知电阻的阻值: 。(用字母表示)
9.小万同学利用图甲中的器材探究通过电阻的电流与两端电压的关系。
(1)请用笔画线将图甲电路连接完整,要求滑片向左移电流表示数变大 ;
(2)根据连接好的电路分析,闭合开关前,滑动变阻器的划片应该移到最 (选填“左端”或“右端”),此时滑动变阻器接入电路的是最 (选填“大”或“小”)阻值;
(3)小万闭合开关后发现电压表有示数,电流表无示数,故障原因是 ;
(4)排除故障后,小万通过移动滑片测得多组电流与电压的值,通过归纳总结得出:当电阻一定时,通过电阻的电流与电阻两端的电压成 ;
(5)小何同学又准备了5Ω、10Ω、20Ω的电阻来研究导体中电流与电阻的关系,保持电源电压不变,此时电路中的滑动变阻器作用除了保护电路外,还可以 。
①电路中接入5Ω的电阻,使电阻两端电压达到某一固定值,此时电流表示数如图乙所示;
②将5Ω的电阻替换为10Ω的电阻,要使10Ω电阻两端电压达到固定值,变阻器接入的阻值应比前次实验 ;
③将10Ω的电阻替换为20Ω再次进行实验,电流表的示数为0.15A。
交流时小何发现第③次实验数据有误,是由于接入20Ω电阻后忘记调节变阻器,滑片仍在第②次实验时的位置,此时变阻器接入的阻值是 Ω。
10.小强利用如图甲所示的电路探究“导体中电流跟电阻的关系”。已知电源电压保持不变,实验用到的电阻阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω,电流表、电压表、开关、滑动变阻器和导线若干。
(1)请结合电路图,用笔画线代替导线将如图乙所示的电路连接完整;( )
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应调节至最 (填“左”“右”)端;
(3)电路连接完整闭合开关后,小强发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片,电流表始终无示数,电压表有示数且不变,造成这一现象的原因可能是 。
(4)排除故障后闭合开关,小强用R=5Ω的电阻做完实验,接着把R换为10Ω的电阻接入电路后闭合开关,电压表示数如图丙所示,电压表示数为 V;为了完成实验,他接下来的操作是 。
(5)实验过程中,依次接入四个定值电阻,正确操作,记下电流表的示数。利用描点法得到如图丁所示的电流I随电阻R变化的图象。由图象可以得出结论:电阻两端电压一定时,导体中的电流跟电阻成 比。
(6)本实验中测量了多组数据,你认为以往的实验中多次测量的目的与本实验相同的是 (请举一例)。
11.某小组用如图甲所示的实验器材“探究电流与电阻的关系”,电源电压恒为3V,滑动变阻器上标有“10Ω,1A”的字样,阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻各一个。
(1)下列实验操作步骤最合理的排序是 (将正确选项的字母填在横线上);
① 闭合开关 ② 将滑动变阻器的滑片调到最大阻值处
③ 断开开关 ④ 连接电路
A.④ ③ ② ① B.③ ④ ① ② C.③ ④ ② ①
(2)检查时发现有一根连线不对,请你把接错的那根导线找出来,打上“×”,并画线把它改到正确的位置上 (只能改接一根导线,导线不允许交叉);
(3)正确连线后,用10Ω的电阻做完实验,换另一电阻继续探究,需要向右移动滑片才能使电压表示数保持2V不变,则换用的是 Ω的电阻;
(4)用5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的电阻完成实验,绘制了如图乙所示图象,他们根据图象得到结论: ;
(5)若换用25Ω的电阻接入电路,无论怎样调节滑片,电压表示数始终 (选填“大于”“小于”或“等于”)2V,这时候需要把电源电压换为 V,或者换用电阻值至少可调为 Ω的滑动变阻器。
12.小明用如图甲所示的电路来测量标有“2.5V”字样的小灯泡的电阻,电源电压为 6V, 小灯泡正常发光时的电阻大约为 10Ω。现有规格分别为 A:“10Ω,1A”和 B:“20Ω,0.5A”的滑动变阻器各一个。
(1)为完成实验,应该选取规格为“ ”(选填“A”或“B”)的滑动变阻器;
(2)电路检查无误后,闭合开关后,发现小灯泡不亮,接下来应该先进行的操作是 (选填字母);
A.检查导线连接是否良好
B.移动滑动变阻器的滑片观察小灯泡是否发光
C.断开开关
D.观察电流表和电压表是否有示数
(3)排除故障后,移动滑动变阻器滑片改变小灯泡两端的电压,记录多组对应的电流,并在坐标上作出 I﹣U 关系图像,如图丙所示,图乙是电压表示数为2.5V 时电流表的示数,小灯泡正常发光时的电阻是 Ω(结果保留一位小数,下同),小明发现I﹣U 关系图像是一条曲线,原因是小灯泡电阻随 的变化而变化;
(4)小明又用一个已知阻值的定值电阻R0=5Ω等器材,设计了如图丁所示的实验电路,测量该小灯泡正常发光时的电阻,请你帮他完成下列实验步骤。
①连接好实验电路后,闭合开关 S、S2,移动滑动变阻器滑片,使电流表的示数为 A(此空只填数字,不带单位);
②保持滑动变阻器滑片的位置不动,闭合开关S和 (S1用“1”代替,S2用“2”代替),断开另一个开关,读出电流表的示数为I;
③若 I=0.8A,小灯泡正常发光时的电阻 RL= Ω(保留一位小数,且只填数字,不带单位)。
13.小明同学在做“探究电流与电压、电阻的关系”实验,使用的器材有:铅蓄电池(电压恒为6V)、电流表、电压表、定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω)、滑动变阻器、开关和导线,并采用了如图甲所示的电路图。
(1)在连接电路的过程中,开关应 ;
(2)在做“探究电流与电压的关系”实验中,测量并记录的数据如下表:
电压U/V
2
3
4
5
电流I/A
0.2
0.3
0.4
0.5
①分析表中数据,可以得出实验结论: ;
②分析实验数据可知,实验中所用的定值电阻的阻值为 Ω;
(3)在做“探究电流与电阻的关系”实验中,多次更换阻值不同的定值电阻R,记下对应的电流表示数,得到如图丙所示的电流I随电阻R变化的图象:
①上述实验中,小明用5Ω的电阻做完实验后,将10Ω的电阻接入电路,闭合开关,向 (选填“左”或“右”)移动滑动变阻器的滑片,使 表的示数保持不变,读出电流表的示数;
②为完成整个实验,应该选取最大阻值不小于 Ω的滑动变阻器;
(4)为了使图像更加直观,可以将坐标轴如何改变 。
14.如图甲所示,是某实验小组“探究电流与电阻的关系”的实物图。选用的实验器材是:电源(电压恒为3V)、电流表、电压表,电阻R有4个阻值(5Ω、10Ω、20Ω、30Ω)供选用,滑动变阻器(20Ω 1A)、开关、导线若干。
(1)请用笔画线代替导线将图甲中的实物图连接完整;( )
(2)连接电路时,开关保持 ;开关闭合前,滑动变阻器的滑片P应滑到 (选填“A”或“B”)端;
(3)检查电路连接无误后闭合开关后,无论怎样移动滑动变阻器的滑片P,电流表几乎无示数,电压表有示数且不变,原因可能是 ;
A.R短路
B.R断路
C.滑动变阻器断路
(4)排除故障后继续实验,实验过程中,当把10Ω电阻换成20Ω电阻后,为保持 (选填“电流表”或“电压表”)示数不变,滑片P应向 (选填“A”或“B”)端移动。
(5)根据实验数据绘制了如图乙所示的图像,得出电流与电阻的关系是: 。
15.某实验小组利用图甲所示电路测量自来水电阻Rx阻值,其中内径均匀的圆柱形玻璃管侧壁连接一细管,细管上阀门K可以控制管内自来水的水量,玻璃管两端接有导电活塞(活塞电阻可忽略)。电源电压约为3V,滑动变阻器铭牌标有“30Ω 2A”字样;
(1)实验原理是 ;两个电表使用前,应该 ;
(2)连接实物电路如图甲所示,闭合开关,发现电流表 示数,电压表 示数。这是由于有一根导线连接错误,请在错误的导线上画“×”,并用笔画线代替导线将电路连接正确 ;
(3)为能正确测出玻璃管内自来水的电阻,某同学利用定值电阻R1(阻值4kΩ)、定值电阻R2(阻值3kΩ)、电阻箱R(最大阻值9999Ω)、单刀双掷开关S、两个相同的电压表(量程为0~3V)等器材,连接了如图乙所示电路,进行了如下实验操作;
①把S拨到1,记录电压表V₁示数为U1;
②把S拨到2,调整电阻箱阻值,使电压表V2示数 ,此时电阻箱的阻值R=4.8kΩ;
③则自来水电阻值= 。
试卷第1页,共3页
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《2025年中考物理微专题练习:欧姆定律实验》参考答案
1. 小灯泡断路 右 5.0
【详解】(1)[1]原电路图中,电流表与电压表串联,然后与灯泡并联是错误的,电流表应与灯泡串联,电压表应并联在灯泡两端,如下图所示:
(2)[2]电路连接正确后,闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表无示数,说明电路可能断路;电压表有示数,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,则与电压表并联的支路断路了,故产生这种现象的原因可能是小灯泡断路。
(3)[3][4]由图甲可知,电压表选用小量程;第2次实验时电压表的示数如图乙所示,电压表分度值0.1V,其示数为1.5V,小于灯泡额定电压2.5V;若要测灯泡正常工作时的电阻,应增大灯泡两端的电压,根据串联电路电压规律,应减小变阻器两端的电压,根据分压原理,应减小变阻器接入电路的阻值,故此时她应将滑片P向右端移动;由图甲可知,电流表选用小量程,当灯泡正常发光时,电流表的示数如图丙所示,电流表分度值为0.02A,其示数为0.5A,小灯泡正常发光时的电阻为
(2)[5][6]实验过程:
①闭合S和S2,断开S1,读出此时电压表的示数为U;
②闭合S和S1,断开S2,调节电阻箱直至电压表的示数为,读出此时电阻箱的阻值为R0;
③在①中,电压表测电源电压U;
在②中,两电阻串联,电压表测电阻箱的电压,由串联电路电压的规律,当电压表示数:时,灯的电压为2.5V,灯正常发光,由分压原理
RL的表达式为
2. 10 增大 不变 A R0
【详解】(1)[1]电流表的示数如图乙,电流表选用小量程,分度值是0.02A,电流为0.24A,则待测电阻的阻值为
(2)[2]当滑动变阻器的滑片向左移动时,滑动变阻器接入电路的电阻变小,电源电压不变,所以电流变大;根据Ux=IRx,Rx阻值不变,电流变大,Ux变大,所以电压表示数变大。
[3]由图知,电压表与电流表的比值为定值电阻Rx的阻值,所以电压表与电流表的比值为电压表与电流表的比值不变。
(3)[4]实验中,多次改变滑动变阻器滑片的位置,作用是改变定值电阻两端的电压和通过定值电阻的电流;
A.在探究电流与电压的关系时,作用是改变定值电阻两端的电压和通过定值电阻的电流,故A符合题意;
B.在探究电流与电阻的关系时,作用是保持定值电阻两端的电压不变,故B不符合题意。
故选A。
(4)[5][6]①闭合开关,记录电流表的示数为I1,可计算出Rx两端电压
U=I1Rx
根据并联电路电压特点,R0两端的电压等于Rx两端电压;②断开开关,将电流表改接到图中R0的右侧,记录电流表的示数为I2,则电源电压为I2R0;③因电源电压不变,联立两个式子可得,Rx的表达式为
3. 断开 0.26 变大 不同意,小灯泡的电阻不是定值,求平均值没有意义 电压表与滑动变阻器并联 小于
【详解】(1)[1]连接电路时,为了用电安全,开关要处于断开状态。
(2)[2]由图乙知, 电流表使用0 ~ 0.6A量程,分度值为0.02A,此时电流值为0.26A。
[3]由图知,灯泡与变阻器串联,电压表测灯泡两端电压,所以电压表示数小于电源电压,当灯泡丝烧断后,电压表串联在电路中,相当于电压表测量电源电压,所以电压表的示数变大。
(3)[4]因为灯丝的电阻与温度有关,而灯泡两端的电压越大,灯丝的温度越高,因此小灯泡在不同电压下工作时,小灯泡的灯丝温度不同,电阻也不相同,所以不能求灯丝电阻的平均值。
(4)[5]当电流变大时,根据,灯的电压应变大,由串联电路电压的规律,变阻器的电压变小,随着电流的增大,根据丙图中的B图象,电压减小,则电压表接在了滑动变阻器两端。
(5)[6]图甲中,电压表与灯并联,电流表测通过灯与电压表的总电流,由并联电路电流的规律,电流表示数大于灯的实际电流,由欧姆定律可得,测量值小于电阻的实际值。
4. 定值电阻R开路 左 3 R两端电压 0.9 BC 见解析
【详解】(1)[1]滑动变阻器接一个上接线柱和一个下接线柱串联在电路中,电压表并联在R两端,要求滑片向右移动时,电压表示数变大,即滑动变阻器两端电压变小,滑动变阻器接入电路中的电阻变小,如图所示:
(2)[2]若电流表没有示数,说明电路可能断路;电压表示数接近电源电压,说明故障为与电压表并联的定值电阻断路。
(3)[3]根据串联分压原理可知,将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻,电阻分得的电压增大;探究电流与电阻的实验中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,使电压表示数保持不变。
[4]根据画出I-R图像知,图中阴影面积为长方形,其面积等于IR,由欧姆定律得,U=IR,阴影面积表示的物理量是电阻两端的电压,其数值
U=IR=0.6A×5Ω=3V
(4)[5]由[4]中分析可知,阴影部分面积表示的物理量是电阻两端的电压。
[6]由图可知,10Ω定值电阻接入电路中时,电路中的电流是0.3A,则定值电阻消耗的电功率
P=I'2R'=(0.3A)2×10Ω=0.9W
(5)[7]A.电源电压为4.5V,定值电阻两端的电压为3V,当接入50Ω的定值电阻时,则
即
解得电源电压U'=4.2V,所以降低电源电压可以完成这次实验,故A不符合题意;
BC.当接入50Ω的定值电阻时,滑动变阻器最大电阻满足关系式
即
解得滑动变阻器的最大电阻R滑大=25Ω,所以可以采取的措施是换一个最大阻值为30Ω的滑动变阻器或再串联一个10Ω的电阻,故BC符合题意;
D.将电压表改接到滑动变阻器两端,电压表原来测定值电阻的电压,现在测变阻器的电压,对改变定值电阻的电压大小没有影响,无论怎样移动滑片,都不能使电压表示数达到原来的数值,所以不能完成这次实验,故D不符合题意。
故选BC。
(6)[8]电学实验时,为了避免开关闭合的瞬间电路中电流过大,烧坏用电器,所以闭合开关前,应该将滑动变阻器阻值滑到最大处。
5. 断开 电流表示数 不能 D 锰铜合金
【详解】[1]为了电路安全,连接电路时要将开关断开。
[2]金属丝的阻值大小不易观察,实验时为了更准确的比较金属丝电阻的大小,可以通过比较电流表示数来反映金属丝的阻值大小。
[3]不能用导线代替小灯泡,因为导线的阻值太小,电路中电流过大,可能会导致电流表损坏,甚至会造成电源短路。
[4]要探究电阻大小与横截面积的关系,应控制电阻丝的长度和材料相同而横截面积不同。由图中数据可知,应选择B和D两组实验数据进行探究。
[5]由A和B的电流值可知,长度和横截面积相同时,将锰铜合金接入电路时,电路中电流较大,由可知,锰铜合金的阻值更小,导电性能较好。
6. 相同 小(低) 小于 得到普遍规律(避免实验偶然性) 大 小 旧电池的内阻和什么有关?(或:同组电池两端的电压为什么闭合开关后会变低?)
【详解】(1)[1]根据题意可知,将同型号的两节新电池串联或“一新一旧”的两节电池串联,分别给同一辆玩具电动车供电,根据控制变量法可知,让玩具车在相同的路面上行驶。
(2)①[2]分析表中的数据发现,“一新一旧”电池串联对外提供的电压最小(低)。
②[3]分析表中的数据发现,电池供电时两端的电压小于电池不供电时两端的电压
(3)[4]小明找来几个其他型号的新旧电池重复以上实验,进行多次实验是为了得到普遍规律(避免实验偶然性)。
(4)[5][6]分析实验电路可知,电池和电阻R是串联,旧电池内阻越大,消耗自身的能量就越大,电池能提供给电阻R两端的电压就越少,所以新旧电池不能混用。
(5)[7]分析表格中实验2、3的数据,提出一个具有研究价值的问题是:旧电池的内阻和什么有关?(或:同组电池两端的电压为什么闭合开关后会变低?)。
7.(1)
(2)B
(3)10
(4)灯泡电阻随温度变化而变化
【详解】(1)原电路图中,电压表选用大量程,而小灯泡的额定电压为2.5V,故电压表应选小量程并联在灯泡两端,如下图所示:
(2)为了保护电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处,即B端。
(3)由图乙可知,当灯泡两端电压为2.5V时,通过灯泡的额定电流为0.25A,则小灯泡正常发光时的电阻
(4)在探究电流与电压的关系实验中,需控制电阻阻值不变,而灯丝的电阻随温度的升高而增大,不是一定值,故利用测小灯泡电阻的器材不能探究电流与电压的关系。
8. 右 10 将电压表接在滑动变阻器两端 减小实验误差 调节滑片至最右端时
【详解】(1)[1]用电压表测出电阻两端的电压U,用电流表测出通过电阻的电流I,根据欧姆定律,由可以求出电阻阻值。
(2)[2]为了保护电路,闭合开关前,滑片应置于滑动变阻器阻值最大处,即滑片调到最右端。
(3)[3]由图可知,电流表量程为0~0.6A,分度值为0.02A,故电流表示数为0.3A,则电阻为
(4)[4][5]图中待测电阻与变阻器串联,当变阻器连入电路的电阻变小时,由欧姆定律可知电路的电流变大,根据U=IR知,待测电阻两端的电压变大,由串联电路电压的规律可知变阻器的电压变小,而丙图所示的U-I图像中电流增大时电压减小,这说明小刚在实验操作中出现的问题是将电压表并联在滑动变阻器两端。本实验中为了减小所得电阻阻值的误差,实验时需要多次测量求平均值。
(5)[6][7]如图丁,当滑片在最左端时,此时电路中只有工作,则电源电压
-----①
闭合开关,当滑片在最右端时,滑动变阻器的阻值最大为,此时与串联工作,则电源电压为
-----②
由①②式可得
9.(1)
(2) 右端 大
(3)定值电阻R断路
(4)正比
(5) 控制电阻两端的电压一定 大 20
【详解】(1)滑动变阻器应该一上一下接入电路中,要使滑片向左移电流表示数变大,说明滑动变阻器接入的电阻变小,所以应该接左下端接线柱,如下图所示:
(2)[1][2]为了保护电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应该移到阻值最大处,即最右端。
(3)小万闭合开关后发现电压表有示数,电流表无示数,说明电路发生了断路故障,且电压表能连接电源两端,故障原因是与电压表并联的定值电阻断路。
(4)排除故障后,小万通过移动滑片测得多组电流与电压的值,通过归纳总结得出:当电阻一定时,通过电阻的电流与电阻两端的电压成反比。
(5)[1]研究导体中电流与电阻的关系,要控制电阻两端的电压一定,所以本实验中,滑动变阻器作用除了保护电路外,还可以控制电阻两端的电压一定。
[2]电流表示数如图乙所示,选择的是小量程,分度值为0.02A,示数为0.4A。
由于控制的电压为
将5Ω的电阻替换为10Ω的电阻,要使10Ω电阻两端电压达到固定值,根据串联电阻的分压原理可知,变阻器接入的阻值应比前次实验大更大。
[3]将10Ω的电阻替换为20Ω再次进行实验,电流表的示数为0.15A,此时定值电阻两端的电压为
根据串联电阻的分压特点可知,定值电阻10Ω、20Ω时电阻的关系式
解①②得,。
10. 左 定值电阻断路 2.2 将滑动变阻器的滑片向左调节,使电压表的示数和上一次实验相同 反 探究重力的大小与质量的关系
【详解】(1)[1]由电路图可知,电流表和滑动变阻器均应和定值电阻串联,滑动变阻器“一上一下”接入电路,如图所示:
(2)[2]闭合开关前,应使滑动变阻器接入电路的阻值最大,故应将滑片调至最左端。
(3)[3]电流表始终无示数说明电路可能断路,电压表有示数且不变的原因可能是定值电阻断路导致电压表串联在了电路中,测量的是电源电压。。
(4)[4]图丙中电压表的量程是0~3V,分度值是0.1V,电压表的示数为2.2V。
[5]在探究“导体中电流跟电阻的关系”时应保持电压不变,将5Ω的电阻换为10Ω的电阻,由串联分压规律可知电阻两端的电压会变大,故应将滑动变阻器的滑片向左调节,通过增大滑动变阻器接入电路的阻值来分担多余的电压,使电压表的示数和上一次实验相同。
(5)[6]由丁图可知,电压一定时,每组数据中电流与电阻的乘积一定,所以可得出结论:电阻两端电压一定时,导体中的电流跟电阻成反比。
(6)[7]本实验测量多组数据的目的是为了找到普遍规律,在以往的实验中,探究重力的大小与质量的关系多次测量的目的与本实验相同。
11. C 5 在电压一定时,导体中的电流跟导体的电阻成反比 大于 2.8 12.5
【详解】(1)[1]本实验中,为保护电路,连接电路时开关要断开,将滑动变阻器的滑片调到最大阻值处,然后再闭合开关,即连接电路时下列实验操作步骤最合理的排序是③④②①,故AB不符合题意,C符合题意。
故选C。
(2)[2]原电路中电流表与变阻器并联,电压表串联在电路中了,是错误的,电压表与电阻并联,电流表串联在电路中,改正后如下所示
(3)[3]探究电流与电阻的关系时要控制电阻的电压不变。由图可知,定值电阻与滑动变阻器串联,电压表测定值电阻两端电压,正确连线后,用10Ω的电阻做完实验,换另一电阻继续探究,需要向右移动滑片才能使电压表示数保持2V不变,此时使变阻器连入电路的电阻变小,目的是减小变阻器的电压,从而增大定值电阻的电压,故可知电阻被替换后电压小于2V,由分压原理可知替换电阻的阻值小于10Ω,故换用的是5Ω的电阻。
(4)[4]由图乙可知,电阻的电流与电阻之积为
电流与电阻之积为一定值,得出的结论是:在电压一定时,导体中的电流跟导体的电阻成反比。
(5)[5][6][7]由题意知,电源电压恒为3V,定值电阻电压保持2V不变,所以与其串联的滑动变阻器电压为
滑动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25Ω电阻时,滑动变阻器连入电路中的电阻为
但题中滑动变阻器的最大电阻为10Ω,所以滑动变阻器分得的电压小于1V电压,故电压表示数始终大于2V。此时可以换用电阻值至少可以调为12.5Ω滑动变阻器,或者当接入25Ω电阻时,要求其两端的电压为2V,流过它的电流为0.08A,滑动变阻器连入电路中的最大电阻为10Ω,则总电压为
12. B D 11.4 温度 0.5 1 8.3
【详解】(1)[1]小灯泡的额定电压为2.5V,电阻约为10Ω,则灯的额定电流
根据串联电路电压的规律,灯正常打光时,滑动变阻器分得的电压为
由欧姆定律可知,此时滑动变阻器连入电路的阻值为
因此应该选择规格B的滑动变阻器。
(2)[2] 电路检查无误后,闭合开关后,发现小灯泡不亮,应该先观察电流表和电压表是否有示数,判断出电路故障的大致情况,再进行下一步分析。
故选D。
(3)[3]电路中,灯泡与滑动变阻器串联,电压表测灯泡两端电压,电流表测电路中电流,当电压表示数为2.5V时,由图乙可知,电流表使用的是小量程,分度值为0.02A,电流表示数为0.22A,故灯泡的电阻为
[4] I﹣U 关系图像是一条曲线,说明灯泡电阻是变化的,其随着温度的升高而变大。
(4)①[5]由图丁可知,闭合开关 S、S2,灯泡与R0并联,电流表测R0两端电压,灯泡正常发光时的电压为2.5V,灯泡与R0并联,因此移动滑动变阻器滑片,使电流表示数为
此时灯正常发光。
②[6] 保持滑动变阻器滑片的位置不动,闭合开关S和S1,此时电路的连接关系没有改变,各用电器的电压不变,灯仍然正常发光,电流表测灯泡和R0的电流,示数为I。
③[7]由②可知
灯泡的额定电流为
灯正常发光时的电阻
13.(1)断开
(2) 电阻一定时,导体中的电流与导体两端电压成正比 10
(3) 右 电压 35
(4)见详解
【详解】(1)为保护电路,在连接电路过程中,开关应处于断开状态。
(2)[1]分析表格数据知道,当电阻两端电压增大为原来的几倍,通过电阻的电流也增大为原来的几倍,故可得出结论:电阻一定时,导体中的电流与导体两端电压成正比。
[2]定值电阻的阻值
(3)[1][2]由图丙,电流与电阻之积为
0.5A×5Ω=2.5V
根据串联分压原理可知,将定值电阻R1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,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,所以滑片应向右移动,使电压表的示数为2.5V。
[3]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=2.5V,根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压
U滑=U-UV=6V-2.5V=3.5V
变阻器分得的电压为电压表示数的
倍,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=25Ω×1.4=35Ω
即所选择的变阻器的最大阻值不能小于35Ω。
(4)小明做出了如图丙所示的I-R图象,由于此图线为曲线,不便直观判断I与R的定量关系, 根据
可知,电压不变时,电流I与电阻的倒数成正比,故将横坐标R变为,从而直观判断出了I与R的关系。
14. 断开 A B 电压表 A 当电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比
【详解】(1)[1]电源电压恒为3V,故电压表应选小量程并联在电阻R两端,如图所示
(2)[2][3]为了保护电路,连接电路时,开关应保持断开;开关闭合前,滑动变阻器的滑片P应滑到阻值最大处,即A端。
(3)[4]检查电路连接无误后闭合开关后,无论怎样移动滑动变阻器的滑片P,电流表几乎无示数,说明电路可能断路;电压表有示数并不变,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,则与电压表并联的支路断路了,即原因可能是R断路。
故选B。
(4)[5][6]根据串联分压原理可知,将10Ω电阻换成20Ω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,即应保持电压表示数不变,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A端移动。
(5)[7]由图乙可知,电流与电阻的乘积为
UV=IR=0.4A×5Ω=……=0.1A×20Ω=2V
为一定值,可以得出电流与电阻的关系是:当电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
15.(1) 进行调零
(2) 有 无
(3) U1 2.5
【详解】(1)[1]根据欧姆定律可知,测量电阻的实验公式
[2]两个电表使用前,应该调零,将指针指向零刻度尺线。
(2)[1]如图所示,电流从电池的正极出发,经过开关、滑动变阻器、电流表回到负极,电流表接入电路,有示数。
[2]电压表没有接入电路,没有示数。
[3]如图所示,电流从电池的正极出发,经过开关、滑动变阻器、电流表、自来水电阻回到负极,电压表并联在自来水电阻两端,故将自来水右端与电池负极相连的导线去掉,用一根导线将自来水左端与电池的负极相连,故如图所示:
(3)[1]把S拨到1,R1与Rx串联,记录电压表V1示数为U1,电压表测量R1两端的电压,则此时电压之比与电阻之比为
①
把S拨到2,调整电阻箱阻值,使电压表V2示数仍为U1,此时R2与电阻箱串联,电压表测量电阻箱的电压,此时电阻箱的示数为4.8kΩ,则此时电压之比与电阻之比为
②
[2]联立①②可得
则的电阻的阻值为
答案第1页,共2页
答案第1页,共2页
学科网(北京)股份有限公司
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