内容正文:
2025年中考物理实验题训练:欧姆定律
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.小明在“探究电流与电压的关系”时,设计了如图所示电路。
(1)实验前,应断开开关S,将滑动变阻器的滑片移动到最 (填“左”或“右”)端。
(2)正确连接电路后,闭合开关S,小明发现电压表无示数,但电流表有示数,出现此故障的可能是______(填正确选项前的字母)。
A.滑动变阻器短路 B.电阻R短路 C.电阻R断路 D.电压表断路
(3)排除故障后,小明继续进行多次实验,记录数据,得出结论 。
3.现有下列实验器材:2节新干电池、定值电阻一个、滑动变阻器“50Ω 1A”、电流表、电压表、开关和导线若干。小明利用部分实验器材探究电流跟电压的关系。
(1)如图甲所示,这是他连接的实验电路,其中有一根导线连接错误。请你在错误的导线上画“×” ;
(2)正确连接电路后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,电压表无示数。则电路的故障可能是 ;
(3)排除故障后,在探究过程中多次移动滑动变阻器滑片,读出电压表和电流表示数并记录在表中,请将读数填入表中,由实验数据可分析出结论: ;
实验次数
1
2
3
4
5
6
U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
I/A
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
(4)本实验进行多次测量的目的是 ;
(5)小明还想探究电流跟电阻的关系,需要补充的实验器材有 。
4.某同学利用图示的器材探究电流与电阻的关系。实验中电源电压为6V,选用的定值电阻的阻值分别为、、、和,滑动变阻器的规格为“;0.5A”。
(1)该同学根据电路图连接了实物图,如图甲,他接错了一根导线,请你在这根导线上打“×”,并补画出正确的那根导线 ;
(2)该同学先用的定值电阻进行实验,闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,此时电流表的示数如图乙所示,记下电阻的阻值和对应的电流值。此时滑动变阻器接入电路的阻值记为R1;接着他断开开关。将的定值电阻换成了的定值电阻,闭合开关,此时电流表的示数 0.3A(填“大于”、“小于”或“等于”,移动滑片直至电压表示数为 V,记下电阻的阻值和对应的电流值,此时滑动变阻器接入电路的阻值记为R2;则R1∶R2等于 ;
(3)在不改变电表接线的基础上,为使所有的电阻都能单独完成实验,实验中定值电阻两端的电压应控制在 V之间。
5.某小组同学做“用电流表、电压表测电阻”的实验,实验器材齐全且完好,电源电压保持不变.
①他们正确串联实验器材,将电压表并联在电路中,并将滑片移至变阻器的一端.闭合电键时,观察到电压表、电流表的示数如图所示.移动滑片,观察到电压表示数不变,电流表示数逐渐变大,产生这种现象的原因是 .
②小组同学经过认真思考,重新正确连接电路,操作步骤正确.闭合电键时,观察到两电表的指针所指刻度仍与图所示一致.则电源电压是 伏,滑动变阻器的最大阻值是 欧.
③移动变阻器的滑片,又测得一组数据为“1.6伏,0.30安”,则此时变阻器接入电路的阻值 (选填“大于”、“等于”或“小于”)变阻器最大阻值的二分之一.继续移动变阻器的滑片,观察到两电表的指针同时都达到了小量程的满刻度.
④根据该组同学实验过程中观察和记录的三组数据,计算待测电阻的平均值是 欧.(精确到0.1欧)
6.小白和小沙通过实验复习“探究电流与电压、电阻的关系”。
(1)小白采用了如图电路进行实验,其中电源电压4.5V、定值电阻阻值5Ω、滑动变阻器的规格R1“10Ω;1.5A”R2的规格为“30Ω;1A”。
①当他准备闭合开关时,小华拦住了他,说接线有一处错误。请在图中将连接错误的导线打“×”,并用笔画一根正确连接的导线 ;
②正确连接电路后进行“探究电流与电压的关系”的实验,实验中滑动变阻器的主要作用:一是保护电路;二是改变定值电阻两端的 ;
③实验数据记录如表一,实验时发现无论如何调节滑动变阻器,电压表都不能达到1.0V,说明他选用的滑动变阻器的规格是 (选填R1或R2。换用另一只滑动变阻器后完成了实验,表一中没有记录的数据是 ;
(2)小沙利用小白的实验电路继续实验,在“探究电流与电阻的关系”时,分别将5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻接入电路,记录数据如表二;
表一
表二
U/V
3.0
2.0
1.0
R/Ω
5
10
20
I/A
0.60
0.40
I/A
0.40
0.20
0.10
①分析表二中数据,得出该实验的结论是: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 比;
②当他用5Ω的电阻进行实验后,再换10Ω的电阻接入电路,应移动滑动变阻器的滑片,直到电压表示数达到 V;若他还想继续进行该实验,则应选择定值电阻的最大值为 Ω。
7.实验小组测量标有“2.5V”字样的小灯泡电阻,其中电源由三节新干电池串联组成。
(1)小明连接了如图甲所示的电路,同组的小洋发现电路连接有错误。如果立即闭合开关,可能会损坏的是 (选填“电压表”或“电流表”);
(2)小明主张拆了以后重新连接,可是时间来不及了,小洋眼珠一转,在图示电路中只改变了某根导线一端的接线位置,电路就能测量小灯泡的电阻。在图甲中找出那条导线打“×”,并用笔画线表示该导线,将该导线改接后使得电路连接正确;
(3)排除故障后正确操作实验,测量数据如表所示:
序号
1
2
3
4
5
6
电压
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
电流
0.10
0.16
0.22
0.28
0.34
分析实验数据可知:
①第5次实验时,电流表的示数如图乙所示,此时电流表示数为 A,则此时小灯泡的电阻为 Ω;(结果保留一位小数)
②以上表格的缺陷是缺少 ;
③小灯泡在断电很长一段时间后的电阻可能是 (选填“0Ω”、“2Ω”、“5Ω”或“8.33Ω”);
(4)老师布置一个挑战任务:原器材中去掉电压表,增加一个阻值为5Ω定值电阻R,测小灯泡正常发光时的电阻。小洋设计的电路图如图丙所示。先断开S2,闭合开关S和S1,调节滑动变阻器,当电流表的示数为 A时,小灯泡正常发光;接着保持滑动变阻器滑片位置不动,正确控制开关闭合后,读出电流表的示数为0.7A,求小灯泡正常发光时的电阻RL。( )(写出必要的文字说明,表达式及最后结果)。
8.如图甲所示是“测量小灯泡电阻”的实验电路,已知小灯泡正常发光时电压为2.5V。
(1)连接好电路后,闭合开关,发现电压表指针反偏,此现象产生的原因是
(2)闭合开关,移动滑动变阻测量出第一组数据,其中第3次测出的电流表示数如图乙所示,由表格数据可知小灯泡正常发光时的电阻为 Ω,此时滑动变阻器的阻值为 Ω。
实验次数
电压 U/V
电流I/A
灯泡亮度
1
1.0
0.12
灯丝暗红
2
1.5
0.15
微弱发光
3
2.5
正常发光
4
4.5
0
不发光
(3)灯泡不发光时,灯丝的电阻可能是
A.7Ω B.8.3Ω C.10Ω D.12.5Ω
9.在“探究电流与电阻的关系”实验中:电源电压恒为4.5V,备有5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω、30Ω的定值电阻。
R/Ω
5
10
15
20
25
30
I/A
0.6
0.3
0.2
0.15
0.12
0.1
(1)在图中的“○”填入电压表和电流表的符号,使实验电路图完整;
(2)当闭合开关后,发现电流表无示数,移动滑动变阻器的滑片P,电压表示数始终接近电源电压,造成这一现象的原因可能是 。排除故障后,更换不同的定值电阻进行实验时,应保持 表的示数不变;
(3)实验小组同学将测量的6组数据在坐标图中进行描点,如图,请根据描点作出电流和电阻的关系图象;
(4)要完成本实验,选取的滑动变阻器的最大阻值至少为 Ω。
10.有一个电压约为12V的电源(电压保持不变),一个量程为0~0.6A的电流表,一个量程为0~3V的电压表,两个阻值已知的电阻R1(30Ω)、R2(10kΩ),开关和导线若干。请合理选择器材设计实验,测出约为10Ω的未知电阻Rx的阻值。要求:
(1)画出实验电路图;( )
(2)写出主要的实验步骤和需要测量的物理量;( )
(3)写出待测电阻Rx的数学表达式(用已知量和测量量表示)。( )
试卷第1页,共3页
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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.(1)右
(2)B
(3)见解析
【详解】(1)为保护电路,应该将滑动变阻器的滑片移动到最大阻值处,所以应该将滑动变阻器滑片移动到最右端。
(2)电流表有示数说明电路不可能是断路,应该是短路,电压表无示数说明电压表测量的电阻R发生了短路,故ACD不符合题意,B符合题意,故选B。
(3)在“探究电流与电压的关系”实验中,进行多次实验,得出的结论为:电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
3. 见解析 电阻一定时,通过导体的电流与导体电压成正比 0.3 得到普遍规律 阻值不同的定值电阻
【详解】(1)[1]探究电流跟电压的关系时,定值电阻与滑动变阻器串联,电流表测电路中电流,一节新干电池的电压是1.5V,此电路中用2节新干电池,所以电源电压是3V,电压表接小量程即可,如图所示:
(2)[2]闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,电压表无示数,若电流表有示数,则电路中有电流通过,此时故障应是短路,可能是定值电阻短路,若电流表无示数,则电路中没有电流通过,电路中的故障可能是电流表断路或开关断路或滑动变阻器断路。
(3)[3][4]电流表示数如图乙,可知电流为0.3A,电压值与对应的电流值比值
是定值,所以可得结论电阻一定时,通过导体的电流与导体电压成正比。
(4)[5]多次实验的目的有两种,得出普遍规律和减小误差,探究电流跟电压的关系,多次实验目的是得到普遍规律。
(5)[6]探究电流跟电阻的关系,要控制定值电阻两端电压不变,改变电阻,故需要补充的实验器材有阻值不同的定值电阻。
4. 小于 1.5 1∶2 1.5到2.5
【详解】(1)[1]如图甲,滑动变阻器连接需要“一上一下”串联接入电路,所以将接在电压表正接线柱的导线改接到滑动变阻器的下端接线柱,如图所示:
(2)[2][3][4]如图乙所示,电流表选择小量程,分度值0.02A,示数是0.3A,则定值电阻两端电压是
此时滑动变阻器接入电路的阻值记为
根据题意可知,断开开关,将的定值电阻换成了的定值电阻,闭合开关,此时电路中的电阻变大,电流变小,则电流表的示数小于0.3A,此时,需要移动滑片,直至电压表示数与之前相同,即1.5V;此时电路中的电流是
滑动变阻器接入电路的阻值
则R1∶R2等于1∶2。
(3)[5]因为串联电路电流相等,所以
当定值电阻最大为25Ω时且滑动变阻器的电阻最大时,定值电阻两端的电压最小,为
解得
由于滑动变阻器的规格为“100Ω 0.5A”,所以电路的最大电流为0.5A,由欧姆定律,因此定值电阻两端允许的最大电压
故定值电阻两端的电压范围为1.5V~2.5V。
5. 电压表并联在电源两端 6 20 大于 5.1
【分析】(1)闭合开关,电压表与电流表都有示数,且示数正常,说明电路即不存在断路也不存在短路;移动滑动变阻器滑片,电流表示数变化,说明滑动变阻器连接正确,而电压表示数不变,说明电压表测电源电压,电压表并联在电源两端;
(2)由前次实验与重新正确连接电路,操作步骤正确,闭合开关两表示数相同;滑片在中点时的电流,根据串联电路特点和欧姆定律计算滑动变阻器的最大值;
(3)由串联电路特点和欧姆定律计算前两次实验被测电阻两端电压,由图读出第三次实验中电表示数,将实验数据填入表格,由R=分别计算三次Rx的阻值,最后计算其平均值.
【详解】(1)闭合电建,电压表与电流表都有示数,移动滑动变阻器滑片电流表示数发生变化,电路电流变化,如果如果电压表连接正确,并联在待测电阻两端,则电压表示数应该变化,而现在电路电流变化,电压表示数不变,说明电压表测的不是待测电阻两端的电压,而是测电源电压,电压表并联在电源两端;
(2)已知电源电压是6V,两次实验电表示数一致,所以当滑动变阻器连入电路的电阻最大是,电路的电流最小是0.24A,则电路的总电阻为R总=25,当滑动变阻器连入电路中的电阻为零时电路的电流最大为:1.2A,则电路电阻为R===5.所以滑动变阻器的最大电阻为255=20.
(3)移动变阻器的滑片,又测得一组数据为“1.6 伏,0.30 安”,则滑动变阻器两端的电压为U滑=6V1.6V=4.4V,则R滑=,滑动变阻器的最大阻值是20,即二分之一是10.则此时变阻器接入电路的阻值大于变阻器最大阻值的二分之一.
(4)当滑动变阻器连入电路的电阻最大是,定值电阻R1=5.当连入电路的电阻最小时,定值电阻R2.当定值电阻两端的电压为1.6V.通过的电流为0.3A.则R35.3,则待测电阻的平均值是5.1.
6.(1) 电压 R1 0.2
(2) 反 2 24
【详解】(1)[1]根据实验电路图要求,电流表应串联中电路中,电压表并联在定值电阻两端,如图所示
[2]探究电流与电压的关系时,应保持电阻不变,改变定值电阻两端电压,故滑动变阻器作用除了保持电路外,还有改变定值电阻两端电压的作用。
[3][4]根据表一可以知,当定值电阻两端电压为1V时,电路中电流为
滑动变阻器接入阻值为
滑动变阻器接入至少为17.5Ω,故选R2。
(2)[1]根据表二可知,电流与对应的电阻的乘积为一个定值,即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。
[2]探究电流与电阻的关系时,根据控制变量法,应保持定值电阻两端电压一定,改变接入的电阻的大小,当接入5Ω电阻时,电流为0.4A,故当换10Ω的电阻接入电路,定值电阻两端电压不变,示数仍为
[3]当滑动变阻器接入最大阻值30Ω时,则定值电阻为
定值电阻可以选用的最大阻值为。
7. 电压表 0.3 8.3 单位 2Ω 0.5 12.5Ω
【详解】(1)[1]由图得,立即闭合开关,灯泡短路,电流表、电压表、滑动变阻器串联,电压表电阻很大,此时电压表示数接近于电源电压,电路中电流很小,几乎为0,电源由三节干电池串联组成,电源电压为4.5V,电压表的量程为0~3V,所以电压表可能会被烧坏。
(2)[2]电路测量小灯泡电阻,灯泡与滑动变阻器串联,电压表应测量灯泡的电压,电流表测量灯泡的电流,故电路改错如下:
(3)①[3][4]由甲图可知,电流表的量程为,分度值为0.02A,则图乙中电流表示数为0.3A,则此时小灯泡的电阻为
②[5]电路要测量灯泡的电阻,表格中应记录不同电压 、电流值,表格中的数据缺少单位,也缺少对应的电阻值。
③[6]灯泡的电阻与温度有关,温度越高,电阻越大,灯泡电压为0.5V时,电流为0.10A,由欧姆定律得,此时电阻为
则小灯泡在断电很长一段时间后,温度为常温,电阻会变小,但不可能为0Ω,故电阻可能是2Ω。
(4)[7][8]当断开,闭合开关S和时,电阻与灯并联,电流表测定值电阻电流,灯正常发光时电压为
则电流表示数为
当断开,闭合开关S和时,电阻与灯并联,电流表测干路电流,示数为0.7A,则灯泡的额定电流为
则小灯泡正常发光时的电阻为
8. 电压表正负接线柱接反 12.5 10 A
【详解】[1]电压表的正确使用是电流从电压表的正极流入,负极流出,连接好电路后,闭合开关,发现电压表指针反偏,此现象产生的原因是电压表正负接线柱接反。
[2]根据题意,小灯泡正常发光时电流表的示数为0.2A,根据公式
[3]根据表格分析得知,在4次实验室,电流为0,电压变测得电源电压为4.5V,此时滑动变阻器的电压为
滑动变阻器的阻值为
[4]第3次实验灯丝正常发光电阻为,第2次实验灯丝微弱发光的电阻为
第1次实验灯丝暗红的电阻为
由此可见,灯丝的电阻可能与灯丝的温度有关,温度越高电阻越大,在灯丝不发光时,电阻可能比灯丝暗红的电阻还小,应该小于,根据选项,只能选,故A选项符合题意。
9. R断路 电压 15
【详解】(1)[1]电流表要串联在电路中,电压表要并联在定值电阻两端,如下图所示
(2)[2]电流表无示数,电压表示数始终接近电源电压,说明电压表两端与电源正负极是连通的,电流表无示数,说明电路中无电流,即电路断路,原因可能是定值电阻断路。
[3] 在“探究电流与电阻的关系”实验中,要控制定值电阻两端的电压不变,因此,排除故障后,更换不同的定值电阻进行实验时,应保持电压表示数不变。
(3)[4]在找出对应的电阻和电流值,描点,电流和电阻的关系图象如下图所示
(4)[5]由表格中数据可知,在实验中,定值电阻两端电压始终保持3V不变,所以根据串联电路电压的特点,滑动变阻器两端电压也保持不变,为
UP=U-UR=4.5V-3V=1.5V
所以,当定值电阻变大时,滑动变阻器阻值也会变大,当定值电阻为30Ω时,滑动变阻器阻值最大,根据串联电路的分压原理可得
代入数据得
解得
RP=15Ω
所以,要完成本实验,选取的滑动变阻器的最大阻值至少为15Ω。
10. 见解析
【详解】(1)[1]在实验中,可以选用已知阻值电阻R1与未知电阻串联,R2阻值过大,不适合接在电路中。另外用电流表测电路的电流,一个开关控制电路的通断,另一个开关并联在未知电阻,电路如图所示:
(2)[2]实验步骤:
①按电路图连接电路;
②闭合开关S1、S2,读出电流表的示数为I1;此时未知电阻被短路,电路中只有电阻R1工作,则电源电压
U=I1R1
③闭合S1、断开S2,读出电流表的示数为I2。此时未知电阻及R1串联在电路中。
(3)[3]由实验步骤知,S1闭合、S2断开时,电路中的总电阻
那么未知电阻的阻值
答案第1页,共2页
答案第1页,共2页
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