实验题(3)欧姆定律——2025年中考物理一轮复习题型
2025-01-21
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实验题(3)欧姆定律——2025年中考物理一轮复习题型
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、实验题
1.小惠的实验小组在探究“通电导体中电流与电阻的关系”,电源电压保持6V不变。
(1)请你用笔画线代替导线将图甲中实物电路连接完整 ;(要求:滑动变阻器的滑片P向右移动时电路中电流变大,导线不能交叉)
(2)小惠在连接电路时按规范操作,连接电路时,让开关处于 状态,闭合开关前把滑动变阻器移到 处;
(3)小组设计了一个记录与处理数据的表格,请将如表中①、②处的内容填写完整;
电压U=×V
实验次数
①
②
1
2
3
(4)小组同学根据测得的实验数据绘制的电流I随电阻R变化的图像如图乙所示,由图像可得出结论: ;
(5)分析实验图像可知,实验中选用的滑动变阻器的规格是 (选填序号)。
A.10Ω 2A B.20Ω 0.5A C.50Ω 1A
2.在探究“电流与电阻的关系”实验中,如图所示:
(1)在闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P处于 (选填“A”或“B”)端;
(2)小红将实物连接成图甲所示电路,其中有一处连线错误,请你在连接错误的导线上画“×”并改正;( )
(3)某同学正确连接电路后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,发现电流表始终无示数,电压表示数接近电源电压,其原因可能是 ;
(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,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.某学习小组用三节新的干电池进行测定正常工作电压为2.5V小灯泡电阻的实验,连接的电路如图甲所示。
(1)在检查电路连接中,发现其中有一根导线连接错误,请你在错误的导线上画“×”,并用笔画线代替导线画出正确的一根导线;
(2)小红正确连接电路后,闭合开关,发现灯不亮,电压表示数和电流表示数如图乙所示,则接下来她应 ;
A.更换新的灯泡
B.检查电路是否出现开路
C.移动滑动变阻器的滑片,观察灯泡是否发光
D.增加一节电池
(3)小红闭合开关,移动滑片P到某一点时,电压表示数如图丙所示,若她想测量小灯泡的正常工作下的电阻,应向 移动滑动变阻器的滑片,直到电压表的示数为2.5V时,灯泡I-U图像如图丁所示,则小灯泡正常工作的电阻是 Ω;(保留一位小数)
(4)若将小灯泡换成10Ω定值电阻,利用本实验器材还能完成下列哪个实验 。
A.探究电流与电压的关系
B.探究电流与电阻的关系
4.某物理实验小组正在使用“伏安法”测量未知电阻阻值,实验电路如图甲所示(电源电压3V)。
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲中电路连接完整,导线不得交叉 ;闭合开关S前,应将滑动变阻器滑片移到最 端(选填“左”或“右”);
(2)闭合开关后,发现电流表有示数,电压表指针没有偏转,则电路故障原因可能是 ;
(3)排除故障后,当滑片移到某一位置时,电压表示数为1.6V,电流表示数如图乙所示,其读数为 A,则未知电阻 Ω。接下来测量多组实验数据算出平均值,这是为了减小测量带来的 ;
(4)实验中电流表突然损坏,小组同学经过讨论设计了一种实验方案,也可测出阻值,电路如图丙所示,若电源电压未知且恒定不变,a、b为滑动变阻器左右两个端点,滑动变阻器最大阻值为,请你把以下测量步骤补充完整:
①闭合开关S,滑片P移到a端时,读出电压表示数为;
②闭合开关S, ,读出电压表示数为;
③待测电阻 (用已知和测量出的物理量符号表示)。
5.某实验小组用图甲所示电路进行“探究电流与电压的关系”实验。
(1)请用笔画线代替导线将图甲电路连接完整,要求滑动变阻器的滑片P向左移动时接入电路中的电阻变大,导线不能交叉;( )
(2)连接电路时,开关应该 。闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应位于 (选填“A”或“B”)端;
(3)正确连接电路后,闭合开关,移动滑片P到某一位置时,电流表的示数如图乙所示,此时通过定值电阻的电流为 A,根据实验数据绘制出定值电阻R的图象如图丙所示。由图象可得:当导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成 。
6.在测量额定电压为2.5V小灯泡的电阻的实验中,小军同学已经连接了部分实验电路,如图甲所示:
(1)请用笔画线代替导线,将图甲所示的实验电路连接完整,并使得在闭合开关前滑动变阻器接入电路中的电阻值尽量大一些;( )
(2)小军同学根据测出的数据,在图乙中画出了通过小灯泡的电流随其两端电压变化的关系图像。小灯泡正常发光时其电阻的测量值约为 Ω(保留1位小数);
(3)根据图乙可知,随着小灯泡两端电压的不断升高,小灯泡的电阻值将 ;
(4)完成上述测量后,小军同学将小灯泡换成阻值为5Ω的定值电阻,利用这个实验电路还能完成的实验是 (填选项前的序号);
A.探究电流与电阻的关系
B.探究电流与电压的关系
(5)其他同学设计了如图丙的电路测量额定电压为2.5V的小灯泡L正常发光时的电阻,其中R0是阻值已知的定值电阻,R是滑动变阻器。请根据实验电路图补充完成下面的主要测量步骤:
①只闭合开关S和S1,调节滑动变阻器滑片P的位置,使电压表的示数U1= V;
② ,保持滑动变阻器接入电路的阻值不变,记录电压表的示数为U2;
③小灯泡L正常发光时的电阻RL= (用U1、U2、R0表示)。
7.同学们在做“探究电流与电阻的关系”实验时,准备了以下器材:两节新的干电池、电流表、电压表、滑动变阻器、定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω)、开关、导线若干。
(1)如图甲所示,电路连接正确后,闭合开关,发现电压表示数接近电源电压,电流表无示数,此时出现的故障可能是定值电阻 ;
(2)如图乙所示是同学们根据测得的实验数据绘制的电流I随电阻R变化的图像,由图像可知,R两端的电压为 V。当用R=5Ω的电阻做完实验后,保持滑片位置不动,将电阻R由5Ω更换为10Ω时,闭合开关后,为使R两端的电压保持不变,滑动变阻器的滑片应向 (填“左”或“右”)端滑动。为了保证用所给四个定值电阻完成实验,则滑动变阻器的最大阻值至少是 Ω;
(3)在乙图中,定值电阻的阻值为5Ω和20Ω时,滑动变阻器的电功率分别为P1和P2,则P1:P2= ;
(4)完成上述实验后,同学们利用电源(电压未知且恒定不变)、已知阻值为R0的定值电阻、电压表、开关等器材,设计了如图丙所示的电路,测量Rx的阻值,请你完成下列实验步骤:
①闭合开关S1、断开S2,读出电压表的示数为U;
② (填开关状态),读出电压表的示数为U1;
③待测电阻的阻值Rx= 。(用U、U1、R0表示)
8.小明在实验室做“测量额定电压为2.6V的小灯泡正常发光时的电阻”实验,所使用的电源电压恒为6V,滑动变阻器R上标有“20Ω 1A”字样。
(1)如图所示是小明连接的实验电路。
①闭合开关,电压表 示数,电流表 示数。(均选填“有”或“无”)
②该电路中存在导线连接错误,请在接错的导线上画“×”,并用笔画线代替导线画出正确的实物电路连接图 ;
(2)正确连接电路后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,当电压表的示数为2.6V时,电流表的示数如图乙所示。此次测量的待测小灯泡电阻的阻值为 Ω;
(3)实验结束后,小吴没有用电流表,又多用了一个滑动变阻器R2(最大阻值用R0表示),他设计如图丙所示电路,测出了额定电压为2.5V的小灯泡正常发光时的电阻,请补全下列步骤:
①闭合开关S,先调节滑动变阻器 (选填“R1”或“R2”)的滑片到最 端(选填“左”或“右”),再调节另一滑动变阻器的滑片,直到电压表示数为2.5V时为止,小灯泡正常发光;
②接着 ,读出这时电压表的示数为U;
③小灯泡正常发光时的电阻表达式R= 。
9.小明用图甲所示电路探究电流与电压、电阻的关系。其中电源电压恒为3V,滑动变阻器的最大阻值为,定值电阻有、、、各一个。
(1)他先用的定值电阻探究电流与电压的关系;
①按图甲连接电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移至最 (选填“左”或“右”)端;
②闭合开关S后,移动滑片时发现电压表无示数,电流表有示数且不断变化,则电路故障可能是定值电阻R发生了 (选填“断路”或“短路”);
③排除故障后,闭合开关,调节滑动变阻器,记录了4组数据。测第5组数据时,电压表的示数为,电流表的示数如图乙所示。此时电路中的电流是 A;
实验次数
1
2
3
4
5
电压
电流
④分析表格数据可得出结论:在电阻一定时, 。
(2)接着他用所给的四个定值电阻探究电压一定时电流与电阻的关系;
①利用现有器材,为使实验顺利进行,你认为小明应控制定值电阻两端电压为 (选填“0.5V”“1V”或“2V”)不变;
②正确实验后根据实验数据绘制出图像如图丙所示。由此可得结论:在导体两端电压一定时, 。
10.小敏用如图所示的实物电路图,研究“通过导体的电流与导体电阻的关系”,电源电压恒为3V,5个定值电阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、30Ω,滑动变阻器最大阻值为10Ω。
(1)请在甲图中将滑动变阻器正确连入电路 (滑片向右移电流表示数变小);
(2)开关S闭合后,移动滑动变阻器滑片时,眼睛应主要注视 (选填“滑动变阻器滑片”“电压表示数”或“电流表示数”);
(3)本实验中,滑动变阻器除了控制定值电阻两端的电压不变,还有 的作用;
(4)根据前4次实验所测的电流和电阻值,在乙图中描出了4个点,则阴影部分面积表示的物理量是 ,它的值为 ;
(5)第5次实验中,直接将定值电阻由20Ω换为30Ω时,应将滑动变阻器的滑片向 (选填“左”或“右”)端移动;
(6)小敏发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片P,始终无法达到实验要求,此时小敏可采取的措施是 (选填序号);
A.更换一块新的电压表
B.增加一节干电池
C.用最大阻值为20Ω的滑动变阻器替换原来的滑动变阻器
并写出所选项的简单推导过程 。
11.小明和他的实验小组用图甲所示的电路测未知电阻的阻值,电源电压保持不变。
(1)该实验原理为 ;
(2)小明连接好电路的最后一根导线时,电流表指针立即发生偏转,造成这一现象的原因可能是 。如图甲,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应该调到最 (选填“左”或“右”)端;
(3)闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到某处时,电压表的示数为3V,电流表的示数如图乙所示,读数为 A,被测电阻R的阻值为 Ω;
(4)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 ;
(5)小明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S,调节滑片位于最左端,读出电流表的示数为;
②闭合开关S, ,读出电流表的示数为;
③未知电阻的阻值: (用字母表示);
(6)通过小明的实验,大家热烈讨论,纷纷设计了单表法测电阻的电路图(电流表和电压表均能正常使用,为已知阻值的定值电阻),下列方案中不能测出阻值电路是 。
12.如图所示,在“探究通过导体的电流与电压、电阻的关系”实验中,电源电压恒定未知,滑动变阻器规格为“20Ω,2A”,定值电阻若干,电压表量程“0~3V”,电流表量程“0~0.6A”。
表一
实验次数
U/V
I/A
1
1.0
0.24
2
1.5
0.38
3
2.0
0.48
表二
实验次数
R/Ω
I/A
1
5
0.4
2
10
0.3
3
20
0.2
(1)第一小组探究“通过导体的电流与导体两端电压的关系”,根据表一数据可得结论 ;
(2)根据表一数据可知定值电阻为 Ω(保留整数),同学们发现和定值电阻上标注的阻值不同,他们说:
A.“阻值不同,不能用表一数据分析论证”
B.“电流表有阻值,造成阻值不同”
C.“数据符合电压越大,电流越大的特点,也能得到(1)中的结论”
D.“做出电流随电压变化的图像,是一条过原点的直线,也能得出(1)中结论”
以上说法正确的有 ;
(3)第二组探究“通过导体的电流与导体电阻的关系”,将5Ω电阻换成10Ω、20Ω电阻后,闭合开关,均直接读出并记录了电流表示数,得到表二数据,分析数据无法得出结论,原因是 。根据表二数据,可知:
①三次实验中,滑动变阻器相当于 Ω的定值电阻;
②正确实验时,可控制定值电阻两端的电压为 V。
13.如图,电源电压为6V,图甲为伏安法测电阻的电路图;图乙为连接不完整的实物图。
(1)对照电路图甲,用笔画线代替导线将图乙中未连接部分连接起来 ;
(2)如果实验操作中出现:电流表有示数,电压表示数为零的现象,其故障可能是 ;
A.电流表的正、负接线柱接反
B.电压表的量程选小了
C.电阻Rx发生了短路
D.把滑动变阻器下端两接线柱连入电路
(3)电路连接正确后,闭合开关,将滑片P向左移动时,电压表示数 (选填“变大”、“变小”或“不变”);
(4)实验过程中,电流表和电压表的示数如图丙、丁所示,此时测得的Rx= 。
14.小芳和小明利用如图20甲的电路,探究“电流与电压、电阻的关系”。实验器材:电源(电压恒为4.5V)、电流表、电压表各一个,一个开关,若干定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω、25Ω),一个滑动变阻器,导线若干。
表一
序号
1
2
3
4
5
电压U/V
0.5
1
1.5
2
2.5
电流I/A
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
(1)如图甲,小芳在探究“电流与电压的关系”,连接电路时,滑片应置于最 端(选填“左”或“右”);通过实验得到多组数据如表1,由这些数据画出如图乙的图象,由图象可得结论:当电阻一定时, ;
(2)小芳接着探究“电流与电阻的关系”,实验中多次改变R的阻值,接着调节滑动变阻器的滑片,目的是 ,记下电流表的示数,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,小芳用5Ω的电阻做完实验后,断开开关将滑动变阻器调至最大阻值,取下5Ω电阻接着将10Ω的电阻接入电路,闭合开关,移动滑片,使电压表示数为 V时,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。
15.在探究“通过导体的电流与导体电阻的关系”实验中,实物电路如图甲所示,电源电压恒为3V,5个定值电阻的阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、30Ω,滑动变阻器的最大阻值为10Ω。
(1)开关S闭合前,滑动变阻器的滑片应滑到最 端;
(2)根据前4次实验所测的电流和所用的电阻阻值,在图乙中描出了4个点,则阴影部分面积表示的物理量是 ,它的值为 ;
(3)第5次实验中,将定值电阻由20Ω换为30Ω时,小楠发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片P,始终无法达到实验要求,此时小楠可采取的措施是 (填字母)。
A.更换一个新的电压表 B.增加一节干电池 C.用最大阻值为20Ω的滑动变阻器替换原来的滑动变阻器
试卷第1页,共3页
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《实验题(3)欧姆定律——2025年中考物理一轮复习题型》参考答案
1. 断开 阻值最大处(最左端) 电阻R/Ω 电流I/A 当电压一定时,通过导体的电流与导体电阻成反比 C
【详解】(1)[1]滑动变阻器的滑片P向右移动,电路中电流变大,即电阻变小,故变阻器右下接线柱连入电路中与电阻串联,如下图所示:
(2)[2][3]为了保护电路,连接电路时开关需要断开;闭合开关前,应将滑动变阻器滑片移至阻值最大处,即最左端。
(3)[4][5]在探究通电导体中电流与电阻的关系时,控制电阻两端的电压不变,改变电阻,从而改变电路的电流,所以表格中①②处的内容应该为电阻R/Ω和电流I/A。
(4)[6]图乙是小组根据测得的实验数据绘制的电流I随电阻R变化的图像,由图像可知R两端的电压为
U=IR=0.6A×5Ω=0.3A×10Ω=0.2A×15Ω=3V
根据图像可得出结论:在电压不变时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
(5)根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压
U滑=6V-3V=3V
变阻器分得的电压与定值电阻两端的电压相同,根据串联分压规律,当接入25Ω电阻时,变阻器连入电路中的电阻也应为25Ω。从图乙中看出整个实验中电路中的最大电流为0.6A。故为了完成整个实验,应该选取最大阻值至少为25Ω、允许通过的最大电流至少为0.6A的滑动变阻器,故AB不符合题意,C符合题意。
故选C。
2. A 电阻R断路 0.4 左 2
【详解】(1)[1]为保护用电器,闭合开关前滑动变阻器的滑片要移到最大阻值处,因此要移到A端。
(2)[2]由电路图可知,电压表测量的是定值电阻和滑动变阻器串联后的总电压(等于电源电压)接线错误,改正后电压表只测定值电阻两端的电压,电路图如图所示:
(3)[3]闭合开关,移动滑动变阻器滑片,发现电流表无示数,说明电路存在断路,电压表有示数,说明电压表并联电路之外电路不存在断路,与电压表并联的电路部分断路即电阻R断路。
(4)[4]图中电流表选择的是小量程,分度值是0.02A,读数为0.4A。
[5][6]由题知,电阻为5Ω,电流为0.4A。此时定值电阻两端的电压为
U=IR=0.4A×5Ω=2V
本实验探究的是电流与电阻的关系,因此要保持定值电阻两端的电压不变,定值电阻由5Ω换成10Ω后,其两端的电压仍为2V。根据串联电路电压与电阻的比例关系和串联电路的电压特点,更换10Ω电阻后,阻值变大,其两端的电压会变大,此时应该让滑动变阻器的阻值变大,两端的电压变大,故滑片应向左端滑动,直到定值电阻两端的电压减小为2V为止。
3. C 右 8.3 A
【详解】(1)[1]在测小灯泡电阻的实验中,应将灯泡、滑动变阻器和电流表串联,电压表并联在灯泡两端,题图中将电压表串联在了电路中,灯泡和滑动变阻器并联,故改动如下图所示:
[2]闭合开关前要将滑动变阻器调到最大阻值,闭合开关以后灯泡不亮且电流表和电压表的示数很小,可能的原因是电路中总电阻过大,所以首先要调节滑动变阻器的阻值,使其阻值减小,再观察灯泡的发光情况,如果小灯泡发光,说明接入的滑动变阻器的阻值很大,如果小灯泡仍然不发光则有可能是电路故障,所以无论是什么情况,接下来都要先调节滑动变阻器。
故选C。
[3]根据题意灯泡正常工作的电压是2.5V,此时电压表的示数为2.2V,所以应该使电压表的示数增加,依据串联电路的分压规律应当要减小滑动变阻器的阻值来减小滑动变阻器两端电压,因此应该把滑片向右移动。
[4]由图丁中的数据可知灯泡正常发光时的电压为2.5V,电流为0.3A,可求出电阻为
[5]若把灯泡换成定值电阻,由于只有一个定值电阻所以无法完成“探究电流与电阻的关系”的实验,但是定值电阻的阻值不变,因此可以完成“探究电流与电压的关系”的实验。
故选A。
4. 右 R短路 0.16 10 误差 滑片P移到b端时
【详解】(1)[1]由图知,电源电压为3V,所以电压表选用0~3V的量程,与定值电阻并联,如图
[2]为保护电路,实验前应将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处,即最右端。
(2)[3]电流表无示数可能是电路断路,电压表示数接近3V,等于电源电压,说明电压表、电流表、滑动变阻器、开关与电源两端相连,与电压表串联的电路部分发生了断路,所以故障为定值电阻R断路。
(3)[4][5]由图乙可知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,电流为0.16A;由欧姆定律得,未知电阻
[6]实验中测量多组实验数据,算出平均值,多次测量求平均值可以减小误差。
(4)①闭合开关S,滑片P移到a端时,读出电压表示数为U1,电源电压为U1;
②[7]闭合开关S,滑片P移到b端时,读出电压表示数为U2,U2为定值电阻两端的电压;
③[8]电路中的电流
待测电阻
5. 断开 A 0.3 正比
【详解】(1)[1]要求滑动变阻器的滑片P向左移动时接入电路中的电阻变大,故变阻器右下接线柱与开关右侧相连,如下所示:
(2)[2][3]连接电路时,为保护电路,开关应该断开;闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应位于阻值最大处,即A端。
(3)[4][5]正确连接电路后,闭合开关,移动滑片P到某一位置时,电流表的示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,此时通过定值电阻的电流为0.3A,根据定值电阻R的图象为一过原点的直线,可得:当导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
6. 8.3 增大 B 2.5 只闭合开关S和S2
【详解】(1)[1]闭合开关前,滑动变阻器接入电路中的电阻值尽量大一些,由于滑片位于左端,故滑动变阻器选用右下接线柱与开关串联在电路中,如下图所示
(2)[2]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0.3A,则小灯泡正常发光时其电阻的测量值约为
(3)[3]由图乙可知,当灯泡两端电压增大,通过灯泡的电流也增大,根据P=UI可知,灯泡功率变大,温度升高,灯丝的电阻随温度的升高而增大,故随着小灯泡两端电压的不断升高,小灯泡的电阻值将增大。
(4)[4]电流与电压和电阻有关,探究电流与电压关系时,应控制电阻不变,改变电阻两端电压;探究电流与电阻关系时,应控制电阻两端电压不变,改变导体电阻;由于只有一个定值电阻,所以可以完成实验B。故B符合题意,A不符合题意。
故选B。
(5)实验步骤:
①[5]只闭合开关S和S1,电压表测的是灯泡的两端电压,由于灯泡的额定电压为2.5V,故调节滑动变阻器滑片P的位置,使电压表的示数U1=2.5V。
②[6]根据①可知,只闭合开关S和S2,保持滑动变阻器接入电路的阻值不变,记录电压表的示数为U2。
③[7]在步骤①中,灯泡、滑动变阻器和定值电阻串联,电压表测灯泡两端的电压,调节滑动变阻器滑片P的位置,使电压表的示数为2.5V,此时灯泡正常发光;在步骤②中,灯泡、滑动变阻器和定值电阻仍串联,电压表测灯泡和定值电阻两端的电压;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,灯仍正常发光;由串联电路电压的规律可知,定值电阻两端电压为
U0=U2-U1
灯的额定电流为
小灯泡L正常发光时的电阻为
7.(1)断路
(2) 2 左 10
(3)4∶1
(4) 同时闭合开关S1、S2
【详解】(1)电压表示数接近电源电压,说明电压表与电源两极连通,电流表无示数,则出现的故障可能是定值电阻断路。
(2)[1]由图像乙可知,R两端的电压为
[2]将电阻R由5Ω更换为10Ω,根据串联分压规律,定值电阻两端电压变大,为使R两端的电压保持不变,应增大滑动变阻器两端电压,由图甲可知让滑动变阻器的滑片向左端移动,增加接入电路的阻值。
[3]由题可知电源电压为3V,定值电阻两端电压为2V且保持不变,则滑动变阻器两端电压为1V,电压之比为2∶1,根据串联分压规律可知电阻之比也为2∶1,当定值电阻为20Ω时,滑动变阻器接入电阻的阻值需为10Ω,则滑动变阻器的最大阻值至少是10Ω。
(3)定值电阻的阻值为5Ω和20Ω时,由(2)可知滑动变阻器接入电路阻值分别为2.5Ω和10Ω,则
(4)[1]同时闭合开关S1、S2,两个电阻串联,电压表测R0两端电压,读出电压表的示数为U1。
[2]待测电阻的阻值为
8. 有 无 10 R2 左 保持变阻器R1的滑片不动,调节变阻器R2的滑片到最右端
【详解】(1)①[1][2]在图甲所示的电路中,电压表与电流表串联后并联在灯泡两端,因电压表内阻很大,故电流表示数为0,电压表显示灯泡两端的电压。
②[3]电流表应与灯串联,电压表与灯并联,如图
(2)[4]如图乙所示,电流表选用量程,分度值为0.02A,电流为0.26A;由欧姆定律可得小灯泡此时电阻为
(3)实验步骤:
①[5][6]闭合开关,先调节滑动变阻器R2的滑片到最左端,此时电压表只测灯泡的电压,再调节另一滑动变阻器的滑片,直到电压表示数为2.5V时为止,此时灯泡正常发光;
②[7]保持变阻器R1的滑片不动,接着调节变阻器R2的滑片到最右端,在此过程中电路的结构与电路的电阻不变,此时电压表测灯泡与变阻器R0串联的总电压,读出这时压表的示数为U;
③灯泡正常发光后,由于保持变阻器R1的滑片不动,则电路中电流不变、灯泡两端的电压保持不变,因串联电路中总电压等于各分电压之和,当变阻器R2的滑片到最右端时,R2两端的电压
串联电路中各处的电流相等,由欧姆定律可得此时电路中的电流
小灯泡的电阻
9. 右 短路 通过导体的电流与导体两端的电压成正比 2 V 通过导体的电流与导体的电阻成反比
【详解】(1)①[1]为了保护电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移至阻值最大处,即最右端。
②[2]闭合开关S后,移动滑片时发现电流表有示数且不断变化,说明电路是通路;电压表无示数,说明电压表并联的电路短路或电压表短路或电压表断路,即电路故障可能是定值电阻R发生了短路。
③[3]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。
④[4]由表中数据可知,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:在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
(2)①[5]研究电流与电阻的关系,要控制电压表示数不变,滑动变阻器与定值电阻串联,设电压表示数为,根据串联电路电压的规律,滑动变阻器分得的电压
根据分压原理有
①
因电压表示数为定值,由①式知,方程左边为一定值,故右边也为一定值,故当定值电阻取最大时,滑动变阻器连入电路中的电阻最大,由①式得
解得电压表的示数:,即为完成实验,电压表的最小电压为,故小明应控制定值电阻两端电压为2V不变。
②[6]由实验数据绘制出图像如图丙所知,电阻越大,电流越小,故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。
10. 电压表示数 保护电路 电压 2V 右 C 见解析
【详解】(1)[1]滑动变阻器一上一下接入电路中,滑片向右移动,电流表的示数变小,即电路中的电阻变大,故滑动变阻器的左下接线柱接入电路,如图所示:
(2)[2]探究电流与电阻的关系时,要控制电压一定,在改变定值电阻的同时,必须不断的移动滑动变阻器,使得电压表的示数是一个定值,故在移动滑片的同时,眼睛观察电压表的示数。
(3)[3]探究导体中的电流与导体的电阻的关系时,滑动变阻器的作用一是保护电流,二是保持电阻两端的电压不变。
(4)[4][5]阴影部分为横、纵坐标的乘积,即阴影部分的面积
S=IR=U
即测量的是电压;电压的值
U=IR=0.2A×10Ω=2V
(5)[6]将定值电阻由20Ω换为30Ω时,闭合开关,电路中的总电阻变大,根据串联分压原理可知,定值电阻两端电压变大,探究电流与电阻的关系时,要控制定值电阻两端电压不变,所以此时应该增大滑动变阻器两端电压,使定值电阻两端电压不变,即将滑动变阻器的滑片向右移动。
(6)[7][8]C.由题意可知,定值电阻两端的电压控制为2V,电源电压为3V,则滑动变阻器两端的电压为1V;由串联分压的规律可得
将定值电阻由20Ω换为30Ω时,则有
解得R滑=15Ω,而滑动变阻器最大阻值为10Ω,所以无论怎样调节滑动变阻器,始终无法达到实验要求,原因是滑动变阻器的最大阻值太小,需要用最大阻值更大的滑动变阻器来替换原来的滑动变阻器,故C符合题意;
A.更换一块新的电压表,无法增加滑动变阻器两端电压,故A不符合题意;
B.增加一节干电池,无法增加滑动变阻器两端电压,故B不符合题意;
故选C。
11. 连接电路时开关未断开 右 0.3 10 将电压表并联在滑动变阻器两端 调节滑片至最右端时 D
【详解】(1)[1]测量电阻的实验原理为。
(2)[2]接好电路的最后一根导线时,电流表指针立即发生偏转,说明连接电路时开关未断开。
[3]为了保护电路,实验前,需将滑动变阻器调至阻值最大处,即滑片应该调到最右端。
(3)[4][5]乙图中所选电流表的量程的分度值为0.02A,则读数为0.3A,被测电阻的阻值为
(4)[6]丙图中随电流的变大,电压变的示数在变小,则此时电压表测量的是滑动变阻器两端电压。
(5)[7][8]丁图中第一次将滑动变阻器移至最左端,此时电路为定值电阻单独串联,可表示电源电压为
-------①
接下来需要将滑动变阻器移至最右端,电路为定值电阻与滑动变阻器串联,电源电压可表示为
--------②
联立①②两式,未知电阻的阻值
(6)[9]A. 图中电路闭合可得电源电压,断开开关后,定值电阻与被测电阻串联,能测出未知电阻的电压,利用定值电阻可得电流,则可求出未知电阻,故A不符合题意;
B.图中断开开关后,电路为R0单独串联,可得电源电压,闭合开关后,电路为R0和Rx并联,电流表测干路电流,则可得Rx的电流和电压,可得未知电阻的阻值,故B不符合题意;
C.图中闭合开关后电路为Rx单独串联,利用电流表可表示电源电压,断开开关后电路为R0和Rx串联,可表示电源电压,联立两式可求出未知电阻的阻值,故C不符合题意;
D.图中闭合开关后,电路为R0单独串联,可得电源电压,断开开关后电路为R0和Rx串联,此时电压表仍然测电源电压,缺电流,则无法测未知电阻的阻值,故D符合题意。
故选D。
12. 电阻不变时,电流与电压成正比 4 D 未控制电阻两端电压不变 10 3
【详解】(1)[1]由表一的三次实验数据可知,在导体电阻一定时,导体两端的电压越大,则通过导体的电流越大,即电阻不变时,电流与电压成正比。
(2)[2]由表一的第一次实验数据可知,U1=1.0V,I1=0.24A,根据欧姆定律可得,导体的电阻为
由表一的第二次实验数据可知,U2=1.5V,I1=0.38A,根据欧姆定律可得,导体的电阻为
由表一的第三次实验数据可知,U3=2.0V,I1=0.48A,根据欧姆定律可得,导体的电阻为
取平均值,则导体的电阻为
[3] A.实际数值和定值电阻上标注的阻值不同不影响实验的结果,故A错误;
B.在实验中电流表的阻值对实验的影响可忽略不计,故B错误;
C.仅根据电压越大,电流越大不能推出两个量一定成正比关系,故C错误;
D.做出电流随电压变化的图像,是一条过原点的直线,符合正比关系的特点,故D正确。
故选D。
(3)[4]由表二的第1次实验数据可知,R′1=5Ω,I′1=0.4A,根据欧姆定律可得,导体两端的电压为
由表二的第2次实验数据可知,R′2=10Ω,I′2=0.3A,根据欧姆定律可得,导体两端的电压为
由表二的第2次实验数据可知,R′3=20Ω,I′3=0.2A,根据欧姆定律可得,导体两端的电压为
通过分析可知,三次实验中,电阻两端的电压并不相同,即没有控制电压相同,所以法得出结论。
①[5]由于电源电压不变,根据欧姆定律,由表二的第1次实验数据可知,电源电压为
由于电源电压不变,据欧姆定律,由表二的第1次实验数据可知,电源电压为
即
解得电源电压U=6V,滑动变阻器此时接入电路的阻值为RP=10Ω。
②[6]正确实验时,要保持定值电阻两端电压不变,由电压表量程“0~3V”,知定值电阻两端电压不可超过3V;当电压表示数最小时,变阻器两端电压最大,此时当定值电阻最大时,变阻器接入电路的电阻最大才能满足实验的正常进行,由于定值电阻的最大值为20Ω与滑动变阻器的最大值相同,由串联分压规律知两者平分电源电压,故电压表最小示数为3V,即此实验电压表示数只能取3V。
13. C 变大 5Ω
【详解】(1)[1]由图示知,滑动变阻器与待测电阻串联在电路中,电压表测待测电阻两端的电压,电流表测电路中的电流。那么实物图乙中,变阻器应一上一下接法,而上面的接线柱接在左或右端都可以,电压表并联在待测电阻两端,作图如下:
(2)[2]A.电流表的正负接线柱接反的话,电流表的指针出现反向偏转,不影响电压表的示数,故A不符合题意;
B.电压表所选量程过小,则电压表的指针偏转会大于最大测量值,而不是无示数 ,故B不符合题意;
C.由题意知,电流表有示数,说明电路是通路,电压表无示数,则是电阻Rx发生短路了,故C符合题意;
D.把滑动变阻器下端两个接线柱接入电路,则电路中的电阻很大,通过的电流很小,则电压表及电流表都有示数,故D不符合题意。
故选C。
(3)[3]滑片向左移动时,变阻器接入电路的阻值变小,据串联电路的分压特点知,变阻器两端的电压变小,那么待测电阻两端的电压变大,则电压表的示数变大。
(4)[4]由图丙知,电流表选用小量程,对应分度值为0.02A,示数为0.5A;电压表选用大量程,对应分度值为0.5V,示数为2.5V。则待测电阻的阻值
14. 右 通过导体的电流与导体两端的电压成正比 保持电阻两端的电压不变 2.5 20
【详解】(1)[1]连接电路时,为保护电路,滑动变阻器滑片应置于最大值处,即最右端。
[2]由图象乙可以看出,当电阻一定时,U-I图像是过原点的倾斜的直线,即通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
(2)[3]在探究“电流与电阻的关系”时,需要保持电阻两端的电压不变,改变电阻的阻值来观察电流的变化。因此,实验中多次改变R的阻值后,需要调节滑动变阻器的滑片,以保持电阻两端的电压不变。
①[4]为了保持电阻两端的电压不变,需要移动滑片使滑动变阻器接入电路的阻值增大,从而减小电路中的电流,使电压表示数仍为原来的值。由图丙可知,电阻两端的电压应保持在2.5V不变。
②[5]为了完成整个实验,我们需要考虑当电阻最大时(即25Ω),滑动变阻器需要接入的阻值。根据串联电路的电压分配原则,滑动变阻器两端的电压应等于电源电压减去电阻两端的电压,即
由于电路中的电流
所以滑动变阻器需要接入的阻值
因此,为了完成整个实验,应该选取最大阻值不小于20Ω的滑动变阻器。
15. 左 电压 2V C
【详解】(1)[1]电路连接完成后,闭合开关前,滑动变阻器应处于阻值最大处,所以应该移到最左端。
(2)[2]阴影部分为横纵坐标的乘积,即
阴影部分面积表示的物理量是定值电阻两端的电压。
[3]根据图象横坐标为10Ω,纵坐标为0.2A,带入公式得电压值为
(3)[4] 将定值电阻由20Ω换为30Ω时,小楠发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片P,说明即使,滑动变阻器接入电路的阻值最大,分得的电压也太小,不能使定值电阻两端的电压保持固定不变,因此需换用最大阻值较大的滑动变阻器使其分得的电压增大。
A.电压表为测量工具,无法改变滑动变阻器两端的电压,故A不符合题意;
B.增加一节干电池,定值电阻分得的电压更大,无法增加滑动变阻器两端电压,故B不符合题意;
C.根据串联电路特点,根据电阻阻值分电压,增大滑动变阻器最大阻值,可以改变滑动变阻器两端电压值,故用最大阻值为20Ω的滑动变阻器替换原来的滑动变阻器,可以增加滑动变阻器两端电压,故C不符合题意。
故选C。
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