内容正文:
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.小红在探究电流与电阻关系的实验中,所用实验器材为:电压恒为6V的电源一个,电流表、电压表各一只,开关一个,阻值分别为、、、的定值电阻,滑动变阻器R1(20Ω 1A),滑动变阻器R2(50Ω 1A),导线若干。
(1)用笔画线代替导线把图乙所示的实物图连接完整,要求滑动变阻器滑片向左移动时电流表示数变大;
(2)闭合开关后小明发现,无论怎样移动滑动变阻器的滑片P电流表指针几乎不动,电压表示数始终接近电源电压,原因可能是 (选填字母);
A.定值电阻断路
B.电流表坏了
C.滑动变阻器短路
D.定值电阻短路
(3)排除故障后,分别用10Ω、15Ω、20Ω、30Ω的电阻进行实验,正确操作记录的数据如表所示,则实验中控制电压表的示数为 V不变;
实验次数
1
2
3
4
10
15
20
30
(4)实验中应选择的滑动变阻器是 (选填“”或“”);
(5)完成上面实验后,小红又想测量额定电压为的小灯泡的额定功率,利用一个电压未知的电源和阻值为的定值电阻,设计了如图丙所示的电路。请完成下列实验步骤:
①闭合开关,开关接a接线柱,移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为;
②闭合开关,开关接b接线柱,滑动变阻器的滑片 (选填“向左移动”、“向右移动”或“保持不动”),读出电压表示数为;再将开关S,接c接线柱,读出电压表的示数为;
③小灯泡额定功率的表达式 。
2.某学习小组的同学分别测出导体A、B、C、D在不同电压下对应的电流,作出以电压U为纵坐标、电流I为横坐标的图象,如图甲所示。
(1)根据公式,由图甲可知,当两端电压变化时,导体A的电阻 (选填“改变”或“不变”);
(2)由图甲的图象是否能得出“所有导体的电流都与电压成正比”? (选填“能”、或“不能”);
(3)学习小组的同学按图乙所示的电路图连接实物,电源用两节干电池。他们发现,当把5Ω的电阻接入电路时,闭合开关,电流表的示数为0.36A;当把10Ω的电阻接入电路时,闭合开关,电流表的示数为0.22A;当把15Ω的电阻接入电路时,闭合开关,电流表的示数为0.16A;以上数据是否符合“电压一定时,电流与电阻成反比”的规律? (选填“是”或“否”)。
3.小亮同学做测量“小灯泡的电阻”实验时,所用器材有:电源、符合实验要求的电表(均使用小量程)、开关和导线。如图(甲)是小亮同学没有连接完整的电路。
(1)本实验的实验原理是 ;
(2)请你用笔画线代替导线,将图(甲)所示的电路连接完整 ;
(3)小亮同学连好电路后,闭合开关,移动滑动变阻器滑片P,发现小灯泡始终不亮,电压表无示数,电流表有示数且随着滑片移动有明显变化,则故障可能是 ;
(4)小亮移动滑片P在某处时的电流与电压读数如图(乙)(丙)所示,则此时灯泡的电阻为 Ω;
(5)小亮继续移动滑动变阻器,通过测量的数据发现灯泡的电阻在变化,原因是 。
4.如图甲是小明测量定值电阻的阻值所连接的部分电路。
(1)请用笔画线代替导线,将电路补充完整 ;
(2)完成电路连接后,闭合开关前,发现电流表指针在零刻度线左侧,其原因可能是 ;
A.电流表指针没有调零
B.电流表正负接线柱接反了
C.定值电阻R被断路
D.电路中电流超过了电表量程
(3)问题解决后,闭合开关,左右移动滑片,发现电流表无示数,电压表示数始终接近3V,其原因可能是 ;
(4)问题解决后,闭合开关,滑片P移动到某一位置时,电压表的示数为2.5V,电流表的示数如图乙所示,则电阻R的阻值是 Ω;
(5)若实验中只有一个电压表和一个已知电阻,小明设计了如图丙所示的电路,同样可以测量未知电阻,闭合S、断开,电压表示数为;闭合S、,电压表示数为U,则 。(用U、及表示)
5.用如图所示的电路来测量未知电阻Rx的阻值,R0阻值已知.
(1). 将实验过程补充完整:
a.对照电路图连接电路,并将滑动变阻器的滑片滑至阻值最大处;
b.闭合开关,调节 ,分别读出 .
c.断开开关,整理器材.
(2). 用测量所得的物理量和已知量符号表示出待测电阻Rx= .
(3). 写出本实验中滑动变阻器的作用:① ;② .
6.同学们利用以下器材探究“电流与电压、电阻的关系”。学生电源(调至6V进行实验)、电流表(0~0.6A)、 电压表(0~3V)、 定值电阻(5Ω、10Ω、20Ω各一个) 、 开关、滑动变阻器和导线若干。
(1)请根据图甲所示的电路图,用笔画线代替导线将图乙所示的实物连接成完整电路(要求连线不得交叉);( )
(2)开关闭合后,发现电压表无示数,电流表有示数,故障可能是定值电阻R ;
(3)排除故障后,闭合开关,改变滑片的位置,记录的实验数据如表格所示。请将表格去填写的数据补充完整;
电压U/V
1.0
1.5
2.0
电流 I/A
0.2
0.4
(4)之后再将另外两个定值电阻分别接入电路中,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,利用描点法得到如图丙所示的电流Ⅰ随电阻R变化的图像。实验中若定值电阻从20Ω换成10Ω时,不进行其它操作就闭合开关,此时滑动变阻器的滑片应向 (选填“A”或“B”)移动,直到电压表的示数为 V;
(5)为完成整个实验,滑动变阻器最大阻值至少为 Ω;
(6)将图甲电路中的定值电阻换成小灯泡,测量了额定电压为“2.5V”小灯泡的电阻,并描绘了其电流随电压变化的图像,图像中a、b两点电阻的大小关系是Ra Rb(选填 “<” “>” 或“=” ) ;
(7) 接下来同学们继续用如图所示电路,测未知电阻Rx的阻值,但实验过程中电流表突然烧坏,不能正常使用,同学取下电流表并使用新的电源和最大阻值为R的滑动变阻器设计如图戊所示电路,实验步骤如下:
①将滑动变阻器滑到最左端,闭合开关S,读出电压表的读数,记为U1;
② , 闭合开关S,读出电压表的读数,记为U2;
③则被测电阻Rₓ的阻值为:Rx= 。 (写出表达式)
7.小明和小红各自进行“测定小灯泡正常发光时的功率和电阻”的实验.实验中使用的小灯泡均标有“2.5V”字样,所用电源和滑动变阻器相同.
(1)小明按图(a)正确连接电路,并将变阻器的滑片移至最右端.闭合开关后,三个电表的示数如图(b)、(c)、(d)所示,则他们所用的电源电压为V.滑动变阻器的最大阻值是Ω.
(2)接着小明移动变阻器的滑片,当小灯泡正常发光时,观察到滑片恰好在变阻器的中点上,则小灯泡额定功率为多少? ,正常发光时的电阻约为多少?(写出计算过程,保留一位小数)
(3)小红连接电路时只用了图(a)中的V1,没有使用V2,连接的实物图如右图所示.闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,发现小灯泡;经检查,是由于一根导线连接错误.请你在实物图中将连接错误的导线上打“×”并补画出正确的连线.
8.小慧在“探究通过导体中电流与电阻的关系”的实验中,连接了如图甲所示的电路(电源电压保持4.5V不变)。
(1)连接好电路后,如果将电流表和电压表在电路中位置交换,则闭合开关后,会发现两表中只有 (选填“电流”或“电压”)表有明显的示数;
(2)图乙是小慧根据测得的实验数据绘制的电流I随电阻R变化的图像,其中阴影面积代表的物理量名称是 ,其数值为 ;当R的电阻由10更换为5时,为使R两端的电压保持不变,滑动变阻器的滑片应向 (选填“左”或“右”)端滑动。
9.在“探究电流与电阻的关系”实验中,现有器材如下:电源(电压恒定但未知),四个定值电阻R1(5Ω)、R2(10Ω)、R3(15Ω)、R4(20Ω),标有“×Ω 1A”的滑动变阻器(阻值模糊不清),电压表(可用量程:0~3V、0~15V),电流表(可用量程:0~0.6A),导线、开关.
(1)正确连接如图甲所示的电路,把电阻R1接入图甲中的A、B两点之间,将滑动变阻器的滑片移到最 (选填“左”或“右”)端,闭合开关,移到滑片,使电压表的示数为2V时,记下电流表的示数 .
(2)用R2替换R1,直接闭合开关,电压表示数 (选填“>”、“=”或“<”)2V,需要向 (选填“左”或“右”)移到滑片,才能使电压表示数回到2V.
(3)重复(1)的实验步骤,分别再用电阻R3、R4依次替换R2,根据实验所得的数据绘制出I-R图像,如图乙所示.由图像可得出的结论是:在导体两端电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成 .
(4)用电阻R4进行实验时,刚一闭合开关,发现电压表示数恰好为2V,为了用以上四个定值电阻完成实验且确保电路安全,应控制A、B两点之间的电压在 范围内.
(5)在使用电阻R1和R4进行实验过程中,读取数据时,电路消耗的总功率之比为 .
10.在利用“伏安法”测量定值电阻R的阻值的实验中:
(1)闭合开关S前,应把图甲中滑动变阻器的滑片P置于最 (选填“左”或“右”)端;
(2)闭合开关S,电压表有示数,电流表无示数,则发生故障的器材是 (选填“电流表”、“开关S”或“定值电阻R”);
(3)检查电路连接正确后,闭合开关S,滑动变阻器的滑片P滑动到某一位置时,电压表的示数如图乙所示,电流表的示数如图丙所示,则电压表的示数为 V,电流表的示数为 A,电阻R的阻值为 Ω。
11.在测定定值电阻的实验中,小明和小红分别作了如下的实验,实验中所用电源电压一定:
(1)小明用如图甲所示器材对定值电阻R0(约6Ω)进行测量:
①连接电路时开关应 ;
②请你用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整;
( )
③闭合开关前,滑动变阻器R的滑片P应移至 (填“A”或“B”)端,闭合开关S,移动滑片P,发现电压表有示数、电流表无示数。若只有电阻R0或滑动变阻器R发生故障,则故障是 (填字母);
A.R0断路 B.R0短路 C.R断路 D.R短路
④排除故障后闭合开关,移动滑片P到某一点时,电压表示数如图乙所示,此时电压为 V;移动滑片P,记录电压表示数U和电流表示数I并绘制U-I图像如图所示,其中正确的是 (填字母);
A. B. C. D.
(2)小红用图丙所示的电路做实验,正确操作后绘制两电表示数U、I的关系图像如图所示,图中a、b为已知值,则电源电压为 ,定值电阻的阻值为 (两空均用字母a、b表示)。
12.为了研究导体的某种性质,某小组同学用如图所示的电路,分别将导体甲、乙两端接入电路的M、N两端进行研究。采用调节电源电压的办法改变导体两端电压,进行了两组实验,记录数据如表一、表二所示。
表一 导体甲
实验序号
电压(伏)
电流(安)
1
2
0.2
2
4
0.4
3
6
0.6
表二 导体乙
实验序号
电压(伏)
电流(安)
4
2
0.4
5
4
0.8
6
6
1.2
(1)分析比较实验序号1、2与3(或4、5与6)的数据及相关条件,可得出的初步结论是:加在同一导体两端的电压越大,通过该导体的电流 。
(2)分析比较实验序号 的数据及相关条件,可得出的初步结论是:当电压相同时,通过不同导体的电流不相同。
(3)进一步综合分析比较表一、表二的数据及相关条件,可得出初步结论是:
(a)分析比较表一或表二中的数据及相关条件,可初步得出: 。
(b)分析比较表一和表二中的数据及相关条件,可初步得出: 。
(4)为了进一步研究,他们又通过热传导方式使甲、乙的温度从室温升高至100℃,再用电压表和电流表分别测出加在它们两端的电压和通过的电流,记录数据如表三、表四所示。进一步综合分析比较表一和表三(或表二和表四)的数据及实验现象,可初步得出: 。
表三 导体甲
实验序号
电压(伏)
电流(安)
7
2
0.18
8
4
0.36
9
6
0.54
表四 导体乙
实验序号
电压(伏)
电流(安)
10
2
0.38
11
4
0.76
12
6
1.14
13.下表是小华同学在探究“通过某段导体的电流跟导体两端电压之间的关系”时记录的实验数据。请你对表格中数据进行分析,归纳出:通过导体的电流跟导体两端电压的关系式为 。
U/V
2
4
6
8
10
12
I/A
0.4
0.8
1.2
1.6
2.0
2.4
14.“曹冲称象”的故事流传至今,他把船上的大象换成石头,而其他条件保持不变,使两次的效果(船体浸入水中的深度)相同,于是得出大象的重就等于石头的重.人们把这种方法叫"等效替代法”.请你利用“等效替代法”测量待测电阻的阻值.
器材:待测电阻、一个标准的电阻箱(详见小资料)、若干开关、干电池、导线和一个刻度不准确但灵敏度良好的电流表(电流表量程足够大).
要求:(1)请画出你设计的实验电路图(电路不可重组、拆卸) ;
(2)写出实验步骤,并用字母表示需要测出的物理量 --;
(3)写出的表达式 --.
15.甲、乙两小组探究“电流与电压和电阻的关系”,老师提供的实验器材有:电源(电压恒为4.5V),电流表、电压表各一个,开关一个,四个定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω),两只滑动变阻器(规格分别为“20Ω2A”、“50Ω1A”),小灯泡一只(额定电压3.6V),导线若干。
(1)甲小组探究“电流与电压的关系”
①请你根据图甲的电路图用笔画线代替导线将图乙中的实物电路连接完整 。
电压
U/V
1.0
1.5
3.0
电流
I/A
0.2
0.3
0.6
②他们将5Ω的电阻接入电路,检查无误后闭合开关,发现电压表有示数,电流表无示数,造成这一现象的原因可能是 (写出一条即可)。
③排除故障后进行实验得到的数据如表,可得的实验结论是 。
(2)乙小组探究“电流与电阻的关系”
①将5Ω的电阻接入电路,检查无误后闭合开关,移动滑片,使电压表的示数为1.5V,并记下相应的电流值。再用10Ω的电阻替代5Ω的电阻,此时滑片应向 (选填“左”或“右”)端移动,移动滑动变阻器滑片的目的是 。
②为了完成用四个定值电阻进行实验,应选择滑动变阻器的规格是 。
③他们用小灯泡替换定值电阻。移动滑片,使小灯泡在额定电压下正常发光,电流表示数如丙图所示,则滑动变阻器接入电阻是 欧。
试卷第1页,共3页
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. 保持不动
【详解】(1)[1]由图可知,电源为两节干电池,所以电源电压为3V。由此可知,电压表选用量程就可以了,题中要求滑片P向左滑时接入电阻变大,则应将滑动变阻器的右下接线柱接入电路中,如图所示:
(2)[2]闭合开关后,无论怎样移动滑动变阻器的滑片P,电流表指针几乎不动,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,与电压表并联的支路以外的电路是完好的,则与电压表并联电阻R处断路,故BCD不符合题意,A符合题意。
故选A。
(3)[3]由表中数据,根据欧姆定律,电压表示数为
(4)[4]由表格数据可知定值电阻两端电压
当定值电阻为时,最小电流为,此时滑动变阻器接入电路的阻值
因此滑动变阻器应选。
(5)②[5]为了等效替代,间接测定电压值,所以,闭合开关,开关接b接线柱,滑动变阻器的滑片保持不动,读出电压表示数为。
③[6]在开关的转换过程中,电路的连接没有改变,滑动变阻器滑片位置不变,各用电器的电阻、电压不变,灯仍正常发光,在第2次操作中,用电压表测出灯与滑动变阻器的电压为,用电压表测出灯与滑动变阻器的电压、定值电阻两端的电压为,根据串联电路电压的规律,的电压
由欧姆定律,通过定值电阻的电流
由串联电路电流的规律即为灯正常发光时的电流大小,灯泡额定功率
2. 不变 不能 否
【详解】(1)[1]由图甲可知,导体A的图象为过原点的一条直线,即通过导体A的电流与其两端的电压成正比,因此,导体A的电阻不变。
(2)[2]由图甲可知,导体A、B、C的图象为过原点的直线,通过它们的电流与各自两端的电压成正比,而导体D的图象为一条曲线,通过它的电流与其两端的电压不成正比。
(3)[3]因为
所以,以上数据不符合“电压一定时,电流与电阻成反比”的规律。
3. 灯泡短路 10 灯泡的电阻随温度的升高而增大
【详解】(1)[1]实验目的是测量小灯泡的电阻,是通过测量电压和电阻,利用电阻的计算公式计算电阻,所以该实验的实验原理是
(2)[2]根据题意可知,将电流表0.6A的接线柱与灯泡左接线柱相连,如图所示:
(3)[3]闭合开关,移动滑动变阻器滑片P,发现电流表有示数且随着滑片移动有明显变化,说明电路通路,小灯泡始终不亮,电压表无示数,说明灯泡短路。
(4)[4]电流表量程是0到0.6A,分度值是0.02A,示数是0.2A;电压表量程是0到3V,分度值是0.1V,示数是2V,灯泡的电阻
(5)[5]由于灯泡的亮度改变时,温度发生改变,所以使得灯丝的电阻改变。
4. A 定值电阻R断路 5
【详解】(1)[1]测量定值电阻的阻值时,滑动变阻器与定值电阻串联,滑动变阻器应该“一上一下”连入电路中,如图所示:
(2)[2]闭合开关前,发现电流表指针在零刻度线左侧,说明电流表使用前没有调零,若闭合开关后,电流表指针在零刻度线的左侧,说明电流表的正负接线柱接反,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
(3)[3]左右移动滑片,发现电流表无示数,说明电路中没有电流,电路中的故障类型是断路,电压表示数始终接近3V,测量的是电源电压,即故障可能是定值电阻断路。
(4)[4]问题解决后,闭合开关,滑片P移动到某一位置时,电压表的示数为2.5V,电流表的示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值0.02A,其示数为0.5A,则电阻R的阻值
(5)[5]闭合开关S、S1,用电压表测出电源的电压U;闭合开关S、断开S1,用电压表测出待测电阻Rx两端的电压为U1;所以,R0两端的电压
U0=U-U1
由串联电路的电流特点和欧姆定律有
即
解得。
5. 滑动变阻器 保护电路 可以进行多次测量
【详解】(1)连接好电路,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,测出定值电阻和被测电阻两端的电压U0,Ux,(2)串联电路电流相等,所以:,即=,(3)闭合开关前,滑片处于最大阻值处,电路电阻最大,电流最小,对电路起保护作用.定值电阻的阻值不变,不同电压下,阻值不变,为了减小误差,需要移动滑片,多次测量求平均值.
【点睛】(1)实验过程缺少电流表测量电流,而是利用定值电阻和电压表,测量定值电阻的电压求电流,来获得被测电阻的电流,又能测出被测电阻的电压,根据R=求电阻.(2)电路中滑动变阻器的作用:闭合开关前滑片处于最大阻值处,保护电路;移动滑片,改变连入电路电阻,改变被测电阻的电压和电流,完成多次测量.
6.
短路 0.3 B 2 40 < 将滑动变阻器滑到最右端
【详解】(1)[1]由电路图可知,电压表测量定值电阻两端的电压,故用导线将电压表负接线柱与定值电阻右侧接线柱相连,如图所示
(2)[2]开关闭合后,发现电压表无示数,电流表有示数,说明电路为通路,故障可能是定值电阻R短路,电压表相当于测量一根导线两端的电压,所以无示数。
(3)[3]由表中数据可知,定值电阻的阻值为
所以
(4)[4]探究电流与电阻的关系时,要控制定值电阻两端的电压保持不变,实验中若定值电阻从20Ω换成10Ω时,不进行其它操作就闭合开关,此时电压表的示数变小,为了控制电压表示数不变,应将滑动变阻器的滑片向B端移动,减小滑动变阻器连入电路的阻值,减小滑动变阻器的分压。
[5]由图丙可知,定值电阻两端的电压为
所以移动滑片直至电压表示数为2V。
(5)[6]串联电路电压比等于电阻比,故
解得
(6)[7]a点的电阻
b点的电阻
所以
(7)[8]将滑动变阻器滑到最左端,闭合开关S,此时滑动变阻器连入电路的阻值为其阻值最大值,读出电压表的读数,记为U1,即Rx两端的电压为U1。将滑动变阻器滑到最右端,闭合开关S,此时滑动变阻器连入电路的阻值为零,读出电压表的读数,记为U2,即电源电压为U2。
[9]由[8]可知,滑动变阻器阻值最大时,其两端电压为
电路中的电流为
Rx的阻值为
7. 6 20 0.875W 7.1Ω 不亮
【详解】试题分析::(1)①由图a、b、c可知,电压表V1量程是0~3V,最小分度值是0.1V,读数UV1=2V,电压表V2量程是0~15V,最小分度值是0.5V,电压表读数UV2=6V,电源电压U=UV2=6V;
由图d可知,电流表的量程是0~0.6A,最小分度值是0.02A,电流表读数I=0.2A;
②闭合开关时,滑动变阻器两端的电压U滑=UV2-UV1=6V-2V=4V,
滑动变阻器的最大阻值
③由题意知,灯泡正常发光时滑动变阻器接入电路的阻值
滑动变阻器两端的电压U滑′=U-UL=6V-2.5V=3.5V,
此时电路电流
小灯泡的额定功率PL=ULIL=2.5V×0.35A=0.875W
灯泡正常发光时的电阻约为
(3)由图可知,电压表与灯泡串联接入电路,电路断路,闭合开关后,灯泡不发光;
把灯泡右端接线柱与电压表负极相连,电路图如图所示.
考点:测定小灯泡正常发光时的功率和电阻
点评:分析清楚电路结构,明确各电路元件的连接方式确定两个电压表的量程、读出它们的示数是本题的难点,也是正确解题的前提与关键.
8.(1)电压
(2) 定值电阻两端电压 2.5V 右
【详解】(1)将电流表和电压表在电路中位置交换,电压表串联在电路中,因电压表的阻值很大,由可知,电路中电流很小,所以电流表没有示数,由串联分压的特点可知,此时电压表的示数约为电源电压,所以只有电压表有示数。
(2)[1]阴影面积等于长乘以宽,即等于电阻乘以电流,由可知,阴影面积的物理意义是电压,由电路图可知,其物理意义为:定值电阻两端电压。
[2]定值电阻两端的电压为
[3]当R的电阻由10更换为5时,由串联分压的特点可知,定值电阻两端的电压变小,为使R两端的电压保持不变,滑动变阻器的滑片应向右移动,减小滑动变阻器连入电路的阻值,增大定值电阻两端的电压,直至电压表示数恢复到2.5V。
9. 右 0.4 大于 右 反比 2V−3V 4:1
【分析】根据题中探究电流与电阻的关系可知,本题考查电流与电阻的关系,运用控制变量法,电压一定时,电流与电阻成反比,进行分析推断.
【详解】(1)闭合开关前,需将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处,故将滑片移到最右端;电流表的示数:I==0.4A;
(2)根据串联分压原理可知,用R2直接替换R1,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,所以滑片应向右端移动,使电压表的示数为2V.
(3)根据图乙中4个点的坐标,由欧姆定律I=的变形公式:U=IR可知,在导体两端电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比;
(4)因为R4的阻值最大,因此当R4接入电路时,电压表示数刚好为2V,说明R4两端的最小电压为2V,因此为了用以上四个定值电阻完成实验且确保电路安全,应控制A. B两点之间的电压在大于2V范围内;由于电流表的量程为0.6A,因此定值电阻两端允许的最大电压:U最大=I最大R1=0.6A×5Ω=3V;故A. B两点之间的电压范围为2V∼3V;
(5)根据图乙可知,当R1接入电路时,电路电流为0.4A;当R4接入电路时,电路电流为0.1A;因为定值电阻两端电压相等,电源电压不变,因此滑动变阻器两端电压也相等;由P=UI可得,滑动变阻器消耗的电功率之比:P1:P4=I1:I4=0.4A:0.1A=4:1.
10. 左 定值电阻R 2 0.5 4
【详解】(1)[1]闭合开关前应将滑动变阻器的滑片移动到阻值最大处,即移动到最左端。
(2)[2]当定值电阻R断路时,电压表和电流表及滑动变阻器串联,因为电压表的电阻很大,所以电路中的电流很小,几乎可以忽略不计,故电流表没有示数,电流表和滑动变阻器当导线处理,电压表测的是电源电压,电压表有示数,符合题意。
(3)[3]由图可知,电压表选择的是0到3V的量程,分度值是0.1V,故电压表的读数为2V。
[4]由图可知,电流表选择的量程是0到0.6A的量程,分度值是0.02A,故电流表的读数为0.5A。
[5]电阻R的阻值为
11. 断开 B A 2.2 A a
【详解】(1)[1][2]连接电路时开关应断开,定值电阻R0约为6Ω,接入其两端的电压表最大量程为3V,故实验中通过的电流最大值为0.5A,为保证实验结果精确度,电流表最大量程应为0.6A,实物电路连接如图所示:
[3][4]闭合开关前,滑动变阻器接入电阻应最大,滑片P应移至B端;电压表有示数、电流表无示数,若只有电阻R0或滑动变阻器R发生故障,R断路时电压表无示数,R短路时电流表有示数,R0短路时电压表无示数,R0断路时电压表串联在电路中,则电压表有示数、电流表无示数。
[5][6]如图乙所示的电压表示数,量程为3V,每小格表示0.1V,则其电压为2.2V;串联电路中,电压表测量定值电阻R0电压,电流表测量电路电流,二者关系为
故电压表示数U和电流表示数I成线性比例关系,且电流为0时电压也为0,图A正确。
(2)[7][8]图丙串联电路中,电压表测量滑动变阻器R接入的电阻两端电压,电流表测量电路电流,二者关系为
电流表示数出现零的情况,此时电压最大,此时滑动变阻器R被断路,电压表示数为电源电压,即
当R接入电阻为零时,电路电流最大为b,即
则
12. 越大 1与4;(或2与5;或3与6) 对于同一导体,加在导体两端的电压与通过该导体电流的比值是相同的 对于不同导体,加在导体两端的电压与通过该导体电流的比值是不同的 详见解析
【详解】(1)[1]分析比较实验序号1、2、3(或4、5、6或7、8、9)的电流与电压变化的倍数关系,所以可得出的初步结论是:同一导体,通过导体的电流与导体两端的电压成正比;该题只能写越大;
(2)[2]研究不同导体的电流与电压关系,故分析比较实验序号1与4;(或2与5;或3与6)的数据及相关条件,可得出的初步结论是:当电压相同时,通过不同导体的电流不相同;
(3)(a)[3]分析比较表一或表二中的数据及相关条件,可初步得出:同一导体的电压与电流之比为一定值;
(b)[4]分析比较表一和表二中的数据及相关条件,可初步得出:不同导体的电压与电流之比不同;
(4)[5]进一步综合分析比较表一和表三(或表二和表四)的数据及实验现象知,同一导体在相同电压下的电流随温度的升高而变小,根据欧姆定律得到导体的电阻随温度的升高而变大。
13.
【详解】由表格中数据可知,电压变为原来的几倍,电流就变为原来的几倍,所以导体两端电压与通过某段导体的电流成正比,设比例系数为k,则
I=k×U
任意代入一组数据得
0.4A=k×2V
则
因此归纳出通过导体的电流与导体两端电压的关系式为
14. 第一步:开关断开,并按设计的电路图连接电路;第二步:先只闭合开关S2,记下此时的电流表示数I,此时只有待测电阻接入电路;第三步:把S2断开,闭合S1,此时只有电阻箱接入电路,调节电阻箱电阻,使电流表示数也为I,记下此时电阻箱的阻值R Rx=R
【详解】(1)要等效,让电流表的示数相同.即要先让待测电阻接入电路,看下电流表示数;然后再让电阻箱接入电路,调到电流表示数相同.此时的电阻箱和电阻等效了,说明它们的阻值是相等的.基于这个考虑,可以把电阻箱和待测电阻并联,并分别用开关控制,具体如下图所示.
(2)实验步骤:第一步:开关断开,并按设计的电路图连接电路;第二步:先只闭合开关S2,记下此时的电流表示数I,此时只有待测电阻接入电路;第三步:把S2断开,闭合S1,此时只有电阻箱接入电路,调节电阻箱电阻,使电流表示数也为I,记下此时电阻箱的阻值R.(3)此时“等效”了,故待测电阻阻值与电阻箱阻值相等,即Rx=R.
【点睛】因为题目中已经说明要求利用等效替代法来解决问题,也就是用这个标准的电阻箱(看得出电阻阻值)来代替待测电阻.那么,怎么判定是等效的?这就是利用电流表,电流表的示数相同,说明电阻箱和待测电阻起到的效果是一样的.
15. 电阻R断路 电阻一定时,导体中的电流跟导体两端的电压成正比 左 保持定值电阻两端电压一定(或保持电压表示数不变) “50Ω 1A” 3
【详解】解:(1)[1]变阻器按一下一上接入电路中,电压表与电阻并联,如下所示
;
[2]电流表无示数,说明电路可能是断路,电压表有示数,说明与电压表并联部分以外的电路是通路,造成这一现象的原因可能是电阻R断路。
[3]由表中数据,电压为原来的几倍,通过的电流也为原来的几倍,即电阻一定时,导体中的电流跟导体两端的电压成正比。
(2)[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,要保持定值电阻两端电压一定(或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,所以滑片应向左端移动,使电压表的示数为1.5V。
[6]由电阻两端的电压1.5V,根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压为
U滑=U﹣UR=4.5V﹣1.5V=3V
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,即选用“50Ω 1A”的变阻器。
[7]由图丙可知,电流表选择0~0.6A量程,分度值为0.02A,示数为0.3A,即通过滑动变阻器的电流为0.3A,由于小灯泡在额定电压下正常发光,所以小灯泡两端的电压为
UL=3.6V
则滑动变阻器两端的电压为
U滑′=U﹣UL=4.5V﹣3.6V=0.9V
滑动变阻器接入电路得电阻是
答案第1页,共2页
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