内容正文:
实验题(3)欧姆定律——2025年中考物理一轮复习题型
一、实验题
1.小雨想探究一下电流与电阻关系,所用实验器材如图所示,电源电压为5V不变,定值电阻分别为10Ω、15Ω、20Ω、30Ω,滑动变阻器规格为“20Ω 1A”。
(1)实验前,小雨发现电流表的指针位置如图甲所示,原因是电流表 ;
(2)小雨连接的电路如图乙所示,导线a应与滑动变阻器的 接线柱相连;
(3)电路连接完成后,小雨用10Ω的电阻做完实验后,保持滑动变阻器滑片的位置不变,接着把R换为15Ω的电阻接入电路,闭合开关,向 (选填“A”或“B”)端移动滑片,使电压表示数为 V时,读出电流表的示数。实验记录的数据如下表所示,当使用30Ω的电阻做实验时,电流表的示数为 A,此时滑动变阻器接入电路中的阻值是 Ω;
实验次数
1
2
3
4
R/Ω
10
15
20
30
I/A
0.3
0.2
0.15
(4)经过探究,小雨获得了正确规律:在电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成 ;
(5)小雨利用此实验装置还可以测量小灯泡的电阻,只将图乙中的定值电阻换成小灯泡,即可进行实验,实验依据的原理是 。某次实验中小灯泡两端的电压为4.8V,电流表的示数如图丙所示,此时小灯泡的电阻为 Ω。
【答案】 指针没调零 C A 3 0.1 20 反比 15
【详解】(1)[1]实验前,发现电流表的指针在零刻度线右侧,即指针没有对准零刻度线,原因是电流表指针没调零。
(2)[2]滑动变阻器应采用“一上一下”串联在电路中,如图乙所示,导线应与滑动变阻器的C或D接线柱相连。
(3)[3][4]由实验记录的数据表和欧姆定律知,电阻两端的电压始终保持
0.3A×10Ω=3V
0.2A×15Ω=3V
0.15A×20Ω=3V
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;根据串联电路特点和电压的规律可知,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,来增大滑动变阻器分得的电压,所以滑片应向A端移动,使电压表示数为3V。
[5]当使用30Ω的电阻做实验时,根据欧姆定律可知,通过电阻的电流为
即电流表示数为0.1A。
[6]根据串联电路电压的规律,滑动变阻器两端电压为
由欧姆定律得,滑动变阻器接入电路的电阻为
(4)[7]由实验记录的数据表知,电阻两端的电压始终保持3V不变,即电流与电阻积为一定值,故得出的结论是:在电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比。
(5)[8]伏安法测小灯泡电阻是通过测量灯泡的电压和电流,再利用
计算处灯泡的电阻,即实验原理为
[9]由图丙可知,电流表量程为0~0.6A,分度值0.02A,电流表示数为0.32A,灯泡电阻为
2.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 。
【答案】 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。
3.小新同学设计了如图甲所示的电路来测量未知电阻Rx的阻值。已知定值电阻的阻值为R0、电源两端电压保持不变。请完成下列问题:
(1)根据甲的电路图,用黑色签字笔画线代替导线,将乙的实物图补充完整 ;
(2)电路正确连接后,当开关S、S1闭合,S2断开时,电流表示数为I1;当开关S、S2闭合,S1断开时,电流表示数为I2;则待测电阻Rx= ;(用给出物理量的字母写出表达式)
(3)老师告诉小新同学,学好电阻测量的基本原理后,他还可以尝试制作一个直接测量电阻的仪器—欧姆表,其原理如图丙所示,如果电源两端电压恒定不变,制作步骤如下:
①在A与B之间连接导线,调节滑动变阻器R1,使电流表示数为0.6A(即满量程),把电流表的“0.6A”刻度线标为“0Ω”;
②保持滑动变阻器R1不变,当在AB之间接一阻值为40Ω电阻时,电流表示数为0.3A。此时滑动变阻器R1的有效阻值为 Ω,把“40Ω”数值标在电流表刻度“0.3A”处;
③第三步:据此原理,通过计算可把电流表刻度改为相应的电阻值,则在电流表刻度为“0.1A”处应标的电阻值是 Ω。
【答案】 40 200
【详解】(1)[1]根据甲图,将S2的右接线柱与电流表负接线柱连接起来,如下所示
(2)[2]电路正确连接后,当开关S、S1闭合,S2断开时,两电阻并联,电流表测定值电阻的电流,电流表示数为I1,由欧姆定律可得电源电压为
当开关S、S2闭合,S1断开时,两电阻并联,电流表测干路电流,由并联电路各支路互不影响,通过待测电阻的电流为
由欧姆定律可得待测电阻
(3)[3]设电源电压是U,在A与B之间连接导线,只有R1工作,调节滑动变阻器R1,使电流表示数为0.6A,由欧姆定律得
即
①
保持滑动变阻器R1不变,当在AB之间接一个阻值为40Ω电阻时,R1与R串联,电流表示数为0.3A,则
②
由①②解得
[4]根据题意可知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.1A,当电流
时
解得
4.用两个定值电阻和电压表可以测量电源的电压(约3V)和内阻。提供的主要器材有:电阻R1(2.0Ω)、R2(9.0Ω)电源、电压表、开关S1、单力双抛开关S2导线若干,实验电路如图甲所示。
(1)根据电路图。将未连接完整的实物图连接完整。
(2)闭合开关S1,开关S2分别接到R1、R2两电阻,电压表的读数分别为2.0V、2.7V,则所测得的电源电压为 V,内阻为 Ω。
【答案】 3.0 1.0
【详解】(1)[1]根据图甲所示电路图连接实物电路图,实物电路图如图所示;
(2)[2][3]设电源的内阻为r,将开关分别与R1、R2连接,相当于将r分别与R1、R2串联,电压表分别测量R1和R2两端的电压,当开关与R1连接时,电路中的电流
则
①
当开关与R2连接时,R2与r串联,此时电流
则
②
联立①②解得
5.小南同学利用图甲所示的电路探究电流与电阻的关系,器材有新干电池两节,5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻各一只,“20Ω,1A”的滑动变阻器、电压表、电流表、开关各一个、导线若干。
(1)根据实验要求,用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整(要求:向右移动滑动变阻器滑片时电路中的电流变小,且导线不能交叉) ;
(2)连接电路时,开关应处于 状态;
(3)连接好电路后,闭合开关,发现电压表有示数、电流表没有示数,移动滑片两电表示数无变化,则可能的原因是 ;
(4)排除故障后,小南分别将五个定值电阻依次接入电路,完成实验后根据测得的五组实验数据绘制出电流I随定值电阻R的变化关系如图乙所示,则实验中R两端控制不变的电压为 V,某次实验过程中,小南用15Ω进行实验时,电流表示数如图丙所示,接下来应将滑片向 (选填“A”或“B”)端移动以完成实验;
(5)分析图像可得到的结论是:电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成 ;
(6)完成以上实验后,小南将定值电阻两端电压设定为1.5V 再次探究电流与电阻的关系,小开认为用25Ω电阻实验时,电压不能调到1.5V。小南却发现用25Ω电阻实验时,移动滑片,能够将电压调为1.5V。小南和小开咨询老师后知道,原来实验用的开关、导线和电源都是有电阻的,可以把开关、导线和电源的电阻等效为一个电阻R,若用25Ω电阻实验时,小南将电压表的示数调为1.5V 时滑动变阻器接入电路的电阻是19Ω,那么 R= Ω。
【答案】 断开 定值电阻断路 2.5 B 反比 6
【详解】(1)[1]向右移动滑动变阻器滑片时,电路中的电流变小,说明滑动变阻器接入电路的电阻变大,故滑动变阻器左下接线柱连入电路中,如下图:
(2)[2]为保护电路,连接电路时,开关应断开。
(3)[3]连接电路后,闭合开关,电流表无示数,说明电路断路,电压表有示数,说明有微小电流过电压表,无论怎样移动滑动变阻器的滑片,两电表示数均无变化,则可能的原因是定值电阻断路。
(4)[4]由乙图图像知道,定值电阻两端的电压
U=IR=0.1A×25Ω=2.5V
所以,实验中R两端控制不变的电压是2.5V。
[5]由图丙知道,电流表使用的是0-0.6A量程,分度值是0.02A,示数是0.2A,由欧姆定律知道,此时电阻两端的电压
此时为了控制R两端的电压为2.5V,由串联分压的原理知道,增大滑动变阻器接入电路的电阻,使R两端的电压减小到2.5V,所以,接下来应将滑片向右端移动,即B端。
(5)[6]由图像乙知道,导体的电阻增大,通过导体的电流减小,通过导体的电流与导体的电阻的乘积保持不变,故可得出结论:电压一定时,通过导体的电流与其电阻成反比。
(6)[7]当小南将电压表的示数调为1.5V时,由欧姆定律知道,电路的电流
滑动变阻器与等效电阻两端的电压是
由串联分压原理知道,滑动变阻器和等效电阻的总电阻与定值电阻大小相等,为25Ω,故等效电阻为
6.同学们利用如图甲所示电路测量定值电阻R的阻值,电源电压为3V不变,滑动变阻器标有“20Ω;1A”。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中实物电路补充完整,导线不要交叉。( )闭合开关前,需将滑动变阻器的滑片移到 端;
(2)闭合开关移动滑片,发现电流表示数始终为0,电压表示数接近电源电压。出现上述现象可能是图甲中①、②两根导线中的导线 发生断路;
(3)排除故障后,闭合开关移动滑片,改变定值电阻两端电压,记录相应的电压表和电流表示数填在表格中,第3次实验电流表示数如图乙所示为 A;
实验次数
电压
电流
1
1.0
0.12
2
1.6
0.20
3
2.4
(4)电阻的平均值为 Ω(保留一位小数),求平均值的目的是 。
【答案】 左 ② 0.30 8.1 减小误差
【详解】(1)[1]在测电阻实验中,定值电阻R与滑动变阻器应串联连接,滑片应一“上”一“下”接线,如图所示:
[2]为保护电路,滑动变阻器的滑片在开关闭合前就移到阻值最大处,即最左端。
(2)[3]电流表示数始终为0,说明电路发生了断路;电压表示数接近电源电压,说明电压表两接线柱与电源正负极之间是接通的,如果故障出现在导线①、②,则只能是导线②断路。
(3)[4]图中电流表选择的是0~0.6A的量程,分度值是0.02A,所以电流表的示数为0.30A。
(4)[5]三次测量中所测得电阻分别是
则电阻的平均值为
[6]多次测量求平均值的目的是为了减小实验误差。
7.利用如图甲所示电路测量小灯泡正常发光时的电阻。已知电源电压为6V,R0的阻值为10Ω,小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的电路正确连接 ;(要求:导线不交叉;向右移动滑片,小灯泡变亮)
(2)闭合开关,移动滑片,发现小灯泡不发光,电压表V1示数接近电源电压,电压表V2无示数,故障原因可能是 ;
(3)排除故障后,闭合开关,移动滑片至某位置时,电压表V2示数如图乙所示为 V,此时通过小灯泡的电流为 A;
(4)继续移动滑片,当电压表V1示数为5V时,小灯泡正常发光,此时小灯泡的电阻为 Ω。
【答案】 小灯泡开路/连接与L的电路断路 1.5 0.15 10
【详解】(1)[1]电路为串联电路,向右移动滑片,小灯泡变亮,说明滑动变阻器连入电路的阻值减小,应用导线将开关右接线柱与滑动变阻器右下角接线柱相连,如图所示
(2)[2]电压表V1测量灯泡与定值两端的总电压,电压表V2测量定值电阻两端电压。闭合开关,移动滑片,发现小灯泡不发光,电压表V1示数接近电源电压,说明灯泡与定值电阻中存在断路,电压表V2无示数,故障原因可能是灯泡断路或连接与L的导线断路。
(3)[3]图中电压表连接的是小量程,分度值为0.1V,示数为1.5V。
[4]电路为串联电路,流过灯泡的电流等于流过R0的电流,即
(4)[5]当电压表V1示数为5V时,小灯泡正常发光,则灯泡两端的电压为2.5V,由串联电路电压规律可知,此时定值电阻两端的电压也为2.5V,串联电路电流相等,所以此时小灯泡的电阻等于定值电阻,即等于10Ω。
8.在测量小灯泡正常发光时的电阻的实验中,选用的电源电压为4.5V,小灯泡的额定电压为2.5V,图甲是未连接完整的实验电路.
(1)连接实验电路的过程中开关应
(2)请你用笔画线代替导线,将图甲所示的实验电路连接完整(要求滑动变阻器的滑片p向左移动时电流表的示数变小).
(3)闭合开关后,缓慢移动滑动变阻器的滑片P,同时观察 (选填“电压表”或“电流表”)示数的变化,当电压表的示数如图乙所示时,其读数为 V:若要测得小灯泡正常发光时的电阻,滑片P应向 (选填“左”或“右”)端移动.
(4)闭合开关,两表均有示数,若将小灯泡从灯座中取走,电压表 示数,电流表 示数(两空均选填“有”或“无”).
(5)电路正常后,改变滑片p的位置,获得多组对应的电压、电流值,绘制了如图丙所示的,I﹣U图象(不计小灯泡电阻随温度的变化).由图象可知,小灯泡正常发光时的电阻是 Ω.
(6)空闲之余,小张换用另一未知电压的新电源又做了几次实验,保持滑动变阻器滑片在某一位置不变时,有了新的发现:可以将电压表改成直接读出电阻值的欧姆表,请你帮他刻出5.0V处标为 Ω.
【答案】 断开 电压表 1.8 右 有 无 10 50
【分析】(1)为防止电路中电流过大,在连接电路时,开关应该断开;
(2)掌握滑动变阻器的连接方式:一上一下;
(3)要测量小灯泡正常发光时的电阻,需使小灯泡两端的电压等于额定电压;确定电压表的量程后读出电压表的数值,根据串分压的知识或欧姆定律判断滑动变阻器阻值的变化,得出滑片移动的方向;
(4)掌握断路的概念及特点,若串联电路发生断路,则电路中不会有电流,用电器不工作,断路处的电压为电源电压;
(5)根据图象确定额定电压下的电流,根据公式R=,计算出电阻的阻值.
(6)根据滑动变阻器的阻值不变结合欧姆定律及串联电路的电流、电压特点得出5.0V时的电阻值.
【详解】(1)连接实物图时,开关要处于断开状态,防止连接完最后一根导线,电路接通,烧坏元件,
(2)为保护电路,连接电路时,开关应断开;滑动变阻器按一上一下的原则串联在电路中.
(3)闭合开关后,缓慢移动滑动变阻器的滑片P,同时观察电压表示数的变化;由图知电压表的分度值为0.1V,电压表示数为1.8V,灯泡两端的电压为1.8V,要使灯泡两端电压由1.8增大到2.5V,电路电流要增大,总电阻减小,滑动变阻器连入电路的部分减小,滑片向右端移动.
(4)实验时闭合开关,两表均有示数,若将小灯泡从灯座中取走,此时电路相当于电压表与滑动变阻器串联,由于电压表的电阻太大,电路中的电流几乎为零,因此电流表无示数,而电压表有示数(几乎为电源电压).
(5)由图象可知,当小灯泡L正常发光时的电压为2.5V,由图象可知对应的电流为0.25A;因此小灯泡正常发光时的电阻是R==10Ω;
(6)保持滑动变阻器滑片位置不变,当在R处换接上不同阻值的定值电阻时,电阻两端的电压会发生变化,所以不能得出电流与电阻成反比的关系;根据电源电压和滑动变阻器的阻值不变,由表格中1、2数据知:即①
即②
联立①②得U=6V,R滑=10Ω
当电压表示数U5=5.0V时,
此时滑动变阻器两端的电压U滑=U-U5=6.0V-5.0V=1.0V,
电路中的电流I==0.1A,由I=得,第5次定值电阻的阻值:
R5==50Ω.
9.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,发现电流表无示数,电压表有示数且示数接近3V,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 ;
【答案】 右 断路 0.16 10 误差
【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。
[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,说明电压表与电源两端相连,所以故障可能为定值电阻断路。
(3)[4]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。
[5]由欧姆定律得未知电阻
则未知电阻阻值为10Ω。
[6]根据一组数据得出的电阻误差较大,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误差。
10.在探究“电流与电压的关系”实验中,某同学将实物连接成如图甲所示。
(1)实验电路中有一根导线连接错误,请在接错的导线上画“×”,然后另画一根导线使电路连接正确;
(2)连接正确后,闭合开关,发现电流表的示数几乎为零,电压表示数约为电源电压,其故障可能是 ;
(3)实验过程中,当电压表示数为1.0V时,电流表示数如图乙所示为 ;
(4)根据表格中的实验数据,你能得出的结论是: ;
实验次数
1
2
3
4
5
电压U/V
电流I/A
(5)此实验中,不能用小灯泡代替定值电阻进行探究,理由是 。
【答案】 定值电阻断路 0.2A 电阻一定时,电流和电压成正比 灯丝电阻随温度的变化而变化,不是定值
【详解】(1)[1]探究“电流与电压的关系”实验中,电压表测量电阻的电压。由图知,电压表与滑动变阻器和电阻并联了,故应将滑动变阻器左端接线柱与电压表的左端接线柱相连的这根导线去掉,将电压表的左端接线柱与定值电阻左端接线柱相连,如图所示:
(2)[2]电流表示数接近零,说明电路断路,而电压表示数接近电源电压,说明电压表与电源的两端相连,故障为与电压表并联的定值电阻发生了断路。
(3)[3]由图知,电流表的量程为,分度值为,示数为,所以电流表的示数为。
(4)[4]根据表格中的实验数据,你能得出的结论是:电阻一定时,电流和电压成正比。
(5)[5]要探究电流与电压的关系,应保持导体的电阻不变,而灯泡电阻随温度的变化而变化,不是定值,所以不能用小灯泡代替定值电阻R来探究“通过导体的电流与导体两端电压的关系”。
11.用图甲所示电路探究电流与电压关系。
(1)按照图甲所示的原理图连接的实物图如乙图所示,电路各元件完好。闭合开关,会出现 现象,断开开关,只需将导线 的左端改接到电阻箱的右端即可更正错误;
(2)将变阻箱阻值调节为10Ω,闭合开关,调节滑动变阻器使电压表示数为1V,记下电流表示数。接着,调节 (选填“电阻箱”或“滑动变阻器”),重复操作,完成多次测量,得到的实验数据如下表:
数据序号
1
2
3
4
5
电压U/V
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
电流I/A
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
①表格中的数据,有一组不合理,这组数据的序号是 ;
②排除不合理数据,请在图丙中描点作出I﹣U图像;
③由图像可以得到的结论是 ;
(3)用现有的器材 (选填“能”或“不能”)继续探究电流与电阻的关系。
【答案】 电压表的指针会反向偏转 ② 滑动变阻器 5 在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比 能
【详解】(1)[1][2]由图乙可知,电压表的正负接线柱接反了,且电压表并联滑动变阻器两端,因此闭合开关电压表的指针会反向偏转,探究电流与电压关系,电压表应测定值电阻两端的电压,本实验中用电阻箱代替定值电阻,故断开开关,只需将导线②的左端改接到电阻箱的右端即可。
(2)[3]探究电流与电压关系时,需要改变定值电阻两端的电压多次实验寻找普遍规律,由于本实验中电阻箱代替定值电阻,因此调节变阻器接入电路的阻值,重复操作,完成多次测量。
①[4]由图乙可知,实验所用的电源为3节干电池,电源电压为4.5V,由表中数据可知,第5组数据的电压为5V超过了电源电压,因此这组数据不合理。
②[5]排除不合理数据,根据表中数据确定比例标度,描点画出图像,如图所示:
;
③[6]由所画图像可知,作出I﹣U图像为过原点的一条直线,为正比例函数,因此可得结论:在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
(3)[7]探究电流与电阻的关系,应保持电阻两端的电压不变,改变定值电阻的阻值,利用现有器材可以通过电阻箱替代定值电阻,通过移动滑动变阻器的滑片可以控制电阻箱两端的电压不变,故用现有器材可以探究电流与电阻的关系。
12.现准备用“伏安法”测量额定电压为2.5V的小灯泡的电阻,实验室能提供的实验器材有:
A.待测小灯泡L(其正常工作时的电阻值约为10Ω);
B.二节新的干电池串联(每节干电池的电压为1.5V);
C.电压表一个(量程为0~3V,0~15V,电阻为5KΩ);
D.电流表一个(量程为0~0.6A,0~3A,电阻为5Ω);
E.滑动变阻器R0(阻值为0~50Ω,额定电流为1A);
F.开关S一个,导线若干.则:
(1)如果使用上述器材来测量小灯泡的电阻,那么,当小灯泡正常工作时,该电路中的电流约为 A,因此,电流表的量程应选0~ A.
(2)由于电流表和电压表都有一定的电阻,严格来说将它们接入电路后,对电路都要产生一定的影响.那么,为了减少误差,在甲、乙所示的电路图(未画完)中,最好选 (选填“甲”或“乙”).
(3)根据以上选择的电路图,在丙图中用铅笔画线代替导线进行连线,使之成为能比较精确地测量出小灯泡电阻的电路(其中,部分导线已连接).
(4)在实验中,某同学设计的实验报告及实验记录数据如下表所示.
实验名称
用“伏安法”测量小灯泡的电阻
实验目的
练习使用电流表和电压表测量小灯泡的电阻
实验步骤
a、按照电路图连接电路,调节滑动变阻器的滑片P,使电路中的 最小.
b、闭合开关,调节滑片P,使小灯泡两端的电压达到 V,然后,测量从额定电压开始逐次 (选填“降低”或“升高”),获得几组数据.
c、根据测出的电压值和电流值,求出小灯泡的电阻.
实验记录
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
2.5
0.26
9.6
2.0
0.24
8.3
1.5
0.2
7.5
1.0
0.15
6.7
①将实验步骤中的空格填写完整.
②从实验记录中可以看出,存在明显错误的记录数字是 .
③分析表中的数据发现灯丝的电阻是变化的,这是因为 .
【答案】 0.25 0.6 甲 阻值 2.5 降低 0.2 灯丝的电阻随着温度的变化而变化
【详解】试题分析:(1)灯泡额定电压为2.5V,正常工作时的电阻值约为10Ω,
则当小灯泡正常工作时电流约为,所以电流表应选0~0.6A量程;
(2)根据电压表内阻与电流表内阻对测量结果的影响大小进行判断.一般情况下为了减少误差应尽量选择内阻大的电压表,内阻小的电流表,当电流表的电阻与测量电阻相差不大时就选择外接法(如甲图),如果电压表的内阻较小,而电流表的内阻相对测量电阻非常小时就选择内接法(如乙图).灯泡电阻约为10Ω,电流表内阻约为5Ω,电流表与灯泡串联时,电流表两端电压约为灯泡电压的一半,电流表的分压不能忽略,用电路图乙做实验,由于电流表分压造成的误差太大;灯泡电阻约为10Ω,电压表电阻为5KΩ,电压表电阻远大于灯泡电阻,由并联电路的电流特点可知,电压表与灯泡并联时,电压表的分流较小,可以忽略,因此用甲电路图进行实验,误差较小;为了减小误差,实验时要选择甲电路图;
(3)由题意知,电源是两节干电池串联,电压为1.5V×2=3.0V,电压表选0~3V量程,由(1)知,电流表选0~0.6A量程,电源、滑动变阻器、灯泡、电流表串联接入电路,电压表并联在灯泡两端,滑动变阻器要“一上一下”接入电路,电路图如图所示;
(4)①a为保护电路,闭合开关前,应调节滑动变阻器滑片,使滑动变阻器接入电路的阻值为滑动变阻器的最大阻值,使电路中的阻值最大;
b、连接完电路,闭合开关,调节滑动变阻器滑片使电压表示数为灯泡额定电压2.5V,使小灯泡先正常发光,然后逐渐降低灯泡两端电压,进行测量;
②分析表中数据可知:电流表示数要保留两位小数,只有第三组的电流值0.2保留一位小数,则该数据记录错误;
③影响电阻大小的因素有:导体的材料,长度,横截面积和温度.灯泡中灯丝的材料,长度,横截面积都不会发生改变,根据表中数据,可看出灯丝的电阻随着灯泡两端电压的降低而减小,这是因为当灯泡两端电压减小时,灯泡的亮度会减小,灯丝的温度会降低,温度影响了灯丝的电阻.
考点:伏安法测电阻
13.在学习“串联电路的总电阻与各串联电阻之间关系”的时候,小强和小刚利用滑动变阻器(铭牌上标有)、两个定值电阻、学生用电流表和电压表、两节串联的干电池等器材对此进行了探究,他们设计了如图甲所示的电路图,表格中是小强和小刚在该实验中所记录的数据.
根据电路图,请你在图乙中用笔画线代替导线,将没有连接完的实物电路连接好 .(导线不允许交叉且电流表的量程选取适当)
小强和小刚在实验前进行试触时,观察到电压表的指针向没有刻度的一侧偏转,则出现此问题的原因是 .
若闭合开关后,发现电流表有示数,而电压表无示数.则其原因可能是
.滑动变阻器某处断路 .只有被短路
.只有倍短路 .电压表的某一个接线柱接触不良
在该实验中,滑动变阻器的作用是:.保护电路 . .
他俩根据三次测量的数据进行分析,得出:串联电路的总电阻等于各串联电阻之和,为了使实验结论可靠,你认为该实验应改进之处是 .
【答案】 电压表正负接线柱接反了 为了改变电路中的电流和电压 换用不同规格的灯泡多测几次使结论更具普遍性
【详解】(1)按题目要求连接电路,要注意量程的选择,为0∼0.6A:
(2)电压表使用时必须让电流从正接线柱流入、从负接线柱流出.(正接线柱与正极相连,负接线柱与负极相连),如果接反了,指针会反向偏转,导致读不出数值或者打坏指针。
(3)A、若变阻器断路,则电流表电压表都无示数,故A错误;
B C. 若两个电阻有一个被短路,电流表和电压表都有示数,故B. C错误;
D. 若电压表的某一个接线柱接触不良,电流表正常,电压表无示数。
故D正确。
(4)滑动变阻器接在电路中一是保护电路,二是为了改变电路中的电流和电压。
(5)三次测量的数据实质是一组实验的数据,则不足之处是:他只做了一次实验,而没有进行多次测量,只凭一组实验数据得出结论带有偶然性,不能得出正确规律。
14.小强进行“测量小灯泡工作时的电阻”的实验,所用小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)如图甲是小强连接的电路,请在错误导线上画“×”,并用笔画线代替导线将电路连接正确、完整;
(2)正确连接电路后,某次实验时电压表示数如图乙所示,为了测量小灯泡正常工作时的电阻,应将滑动变阻器的滑片向 (选填“左”或“右”)调节;
(3)小强根据实验数据绘制出小灯泡的图像如图丙所示,小灯泡正常工作时的电阻为 ;
(4)由图像还可以看出,实验过程中小灯泡的电阻是逐渐变大的,滑动变阻器接入电路的电阻是逐渐变小的。当电压表示数从0.5V增大到2.5V的过程中,小灯泡电阻的变化量 (选填“大于”、“小于”或“等于”)滑动变阻器接入电路阻值的变化量。
【答案】 右 10 小于
【详解】(1)[1]如图甲所示,测量额定电压为2.5V的小灯泡的电阻,电路由电源、开关、小灯泡、滑动变阻器和电流表串联,再把电压表和小灯泡并联,如下图所示:
(2)[2]小灯泡正常发光时电压是2.5V,由图乙可知,此时电压表示数为1.5V,说明小灯泡两端电压低于额定电压,为了测量小灯泡正常发光时的电阻,根据串联电路分压规律,变阻器接入电路的电阻应该适当减小,所以变阻器滑片应该向右移动。
(3)[3]如图丙,当小灯泡两端电压是2.5V,通过的电流为0.25A,则小灯泡正常发光时的电阻为
(4)[4]如图甲,电源为两节干电池,所以电源电压为3V。由图像丙可知,当灯泡两端的电压为2.5V时,滑动变阻器接入电路的电阻为
当灯泡两端的电压为0.5V时,通过灯泡的电流为0.10A,滑动变阻器接入电路的电阻为
则滑动变阻器电阻的变化量为
当灯泡两端的电压为0.5V时,通过灯泡的电流为0.10A,灯泡的电阻为
小灯泡正常发光时的电阻为10Ω,则灯泡电阻的变化量为
所以小灯泡电阻的变化量小于滑动变阻器电阻的变化量。
15.学校科技创新小组用伏安法测量小灯泡正常发光时的电阻,电源电压为3V,待测小灯泡的正常发光电压为2.5V。
(1)连接电路如图甲,闭合开关,当滑动变阻器的滑片P移到某一位置时,电压表示数如图乙所示,要使灯泡正常发光,应将滑动变阻器的滑片向 移动(选填“左”或“右”)。
(2)通过移动滑动变阻器的滑片P记录了多组数据,并作出了如图丙所示的I-U图像,由图可知小灯泡正常发光时的电阻为 Ω。
(3)小李同学实验后想再探究“电流与电压的关系”,利用以上器材是否能完成该实验探究 ;原因是 。
【答案】(1)右
(2)10
(3) 不能 灯丝电阻随温度升高而增大
【详解】(1)由图乙知道,电压表选择0-3V,每一个大格代表1V,每一个小格代表0.1V,所以电压表读数是2V,小灯泡的额定电压为2.5V,要使小灯泡正常发光,电压表的示数要变大,滑动变阻器两端的电压要减小,滑动变阻器的电阻要减小,所以滑动变阻器的滑片向右滑动。
(2)由图象知道,小灯泡正常工作的电压是2.5V,电流是0.25A,所以,小灯泡正常发光时的电阻为
(3)[1][2]因为灯丝的电阻随温度升高而增大,所以在探究电流与电压关系时,若将定值电阻用灯泡替代,没用控制电阻不变,不能得出电流与电压没有成正比。
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
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