电学实验探究题专题1 滑动变阻器选择-2024-2025学年浙教版九年级上册科学

科学九年级上学期 电学实验探究题专题1—滑动变阻器选择 1．（2024秋•慈溪市期末）小明用如图1所示的电路测量额定电压为2.5V小灯泡的电功率。 （1）电源电压为6V，小灯泡的电阻约为10Ω，有两个不同规格的滑动变阻器：甲标有“10Ω 1A”乙标有“50Ω 2A”，实验时应该选择滑动变阻器 （选填“甲”或“乙”）。 （2）小明将实验数据和现象填写在下表中。 次数 灯泡两端电压U/V 通过灯丝电流I/A 灯泡电功率P/W 灯泡亮度 1 2.20 0.28 比正常发光暗 2 2.50 0.30 正常发光 3 2.80 0.32 比正常发光亮 ①可得出的实验结论： （写出一条即可）； ②小灯泡的额定功率为 W。 （3）小明用上面的实验器材测量电阻Rx阻值时，发现电压表已损坏，重新设计电路，选了一个阻值已知的R1，连接电路如图2所示。他先将导线C端接到电流表“-”接线柱上，电流表读数为I1，后将导线C端接到电流表“3”接线柱上，电流表读数为I2，则Rx的阻值为 . （用已知字母表示）。 2．（2024秋•浙江期末）为了探究通过导体的电流与导体两端的电压的关系，小金设计了图甲所示的电路。电源电压恒为6V，R1是定值电阻，R2是滑动变阻器。 （1）在闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于最  （填“左”或“右”）。图甲中，如将滑动变阻器的滑片向左移动，电压表的示数将  。 （2）正确连接后，小金继续实验，将有关实验数据标记在图乙上。分析图乙可知： ①由图像可以得出结论： 。 ②他所选择的滑动变阻器的规格可能是  （填字母）。 A.10Ω 2A B.25Ω 2A C.50Ω 0.5A 3．（2024秋•浙江月考）在“测量小灯泡的电功率”实验中，已知小灯泡额定电压为2.5V，正常工作时电阻约为12Ω。现有器材：电源（电压为6V保持不变），电流表，电压表，开关、导线若干，另有两种规格的滑动变阻器可供选择：R1（50Ω 2A）、R2（10Ω 1A）。 （1）本次实验中应选择的滑动变阻器是  （填“R1”或“R2”）。 （2）小朱同学连接了如图所示电路，该电路中存在一处连接错误，只要改接一根导线就可以使电路连接正确，请你把接错的那一根导线找出来打上“×”，再用笔画线代替导线画出正确的连接。 （3）实验小组多次改变滑动变阻器滑片的位置，并根据实验数据画出了小灯泡的I-U关系图像如图所示，由图像可知，小灯泡的额定功率P额=  W，同时发现小灯泡的I-U图像不是一条直线，原因是  。 4．（2024•临平区校级模拟）为了测定电阻R的阻值，小明根据甲图所示电路进行实验，电源电压为4V。 （1）闭合开关后，移动滑动变阻器滑片，发现电压表示数不变，电流表示数始终较小，则电路中的故障可能是  。 （2）实验步骤如下：①排除电路故障后，断开开关，连接好电路；②将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处；③闭合开关，读出被测电压表和电流表的示数，并记录在表格中；④改变滑动变阻器的阻值，重复步骤③两次；⑤将三组数据分别代入R=U/I……。此处的滑动变阻器的作用是  。 （3）实验过程中，小明将测得的数据绘制成如图乙所示的图像。分析图乙可知，他所选择的滑动变阻器是  。 A.10Ω 2A B.15Ω 2A C.20Ω 0.5A 5．（2023秋•鄞州区期末）在“测小灯泡额定功率”的实验中，提供的器材有：电压恒为4.5V的电源，额定电压为2.5V的待测小灯泡（电阻约为8Ω），电流表，电压表，开关和导线若干，标有“30Ω 2A”的滑动变阻器R1和标有“5Ω 1A”的滑动变阻器R2。 （1）实验电路如图甲所示，请选择合适的量程，并用笔画线代替导线在图甲中将电路连接完整。 （2）本实验选择的滑动变阻器是  （填“R1”或“R2”）。 （3）实验结束后，小宁认为没有电流表也能测出小灯泡的额定功率。于是他找来了另一个电源（电压恒为8V）、一个额定电压为6V的小灯泡L1和一个阻值为20Ω的定值电阻R0等器材，设计了如图乙所示的电路，并完成了实验。实验过程如下： ①断开开关S1，闭合开关S、S2，移动滑片P，使小灯泡L1正常发光。 ②断开开关S2，闭合开关S、S1，保持滑片P位置不变，读出电压表的示数为1.6V。 ③小灯泡L1的额定功率为  W。 6．（2024•湖州二模）小明和小丽所在的A、B两个实验组在实验课上利用如图甲所示的电路分组探究“电流跟电阻的关系”。实验器材有：电源电压为6V的电源；阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻；滑动变阻器；电流表；电压表；开关；导线若干。 （1）小明按要求正确连接好电路，在闭合开关前发现电流表的指针如图所示，则应该进行的操作  。 （2）改正后闭合开关，发现电压表示数接近电源电压，而电流表示数为零，该电路的故障为R  。（选填“断路”或“短路”） （3）在探究电流与电阻的关系的实验中，A、B两组同学根据各自的实验数据作出了如图乙所示的I-R图像，经讨论，一致认为A组同学的I-R图像是错误的，请说明该组操作中存在的问题是  。 （4）分析图乙B组同学的数据可知，他们选择的滑动变阻器的规格是： （填字母）。 A.20Ω，1A B.40Ω，0.2A C.50Ω，1A 7．（2024•宁波模拟）为了探究通过导体的电流与导体两端的电压的关系，小科设计了图甲所示的电路。电源电压恒为6V，R1是定值电阻，R2是滑动变阻器。 （1）如图乙是小科同学连接的电路，请你在只改变一根导线连接的情况下，使电路能正确完成测量任务（用“×”标出改动之处，画出改接导线）。 （2）正确连接后，小科继续实验，将有关实验数据标记在图丙上。分析图丙可知： ①由图像可以得出结论： 。 ②他所选择的滑动变阻器的规格可能是  （填字母）。 A．10Ω 2Α B．25Ω 2Α C．50Ω0.5A （3）保持现有元件不变，若要完成“探究电流与导体电阻的关系”的实验，需要增加的实验器材是  。 8．（2024•杭州模拟）某兴趣小组的同学利用甲图所示的电路进行了多个电学实验。实验器材有：学生电源（输出电压6V）、滑动变阻器（“10Ω，2A”、“30Ω，1.5A”、“50Ω，1A”）、电流表、电压表各一只，若干导线。 ​ （1）第一小组的同学要测量电阻Rx的阻值，他们在A、B间接入待测电阻Rx，请你用笔画线代替导线，将图乙中的实物图连接完整。 （2）第二小组的同学要研究“电流与电阻的关系”。他们将阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻分别接在A、B间，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，记下电流表示数，得到如图丙所示的电流I随电阻R变化的图像。实验中选择的滑动变阻器规格是“ ”。 （3）第三小组的同学要测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率。在A、B间接入2.5V的小灯泡，正确连接电路，实验步骤及操作都正确。闭合开关后，调节滑动变阻器滑片直到电压表示数为2.5V，此时电流表的示数如图丁所示，则小灯泡的额定功率为  W。 （4）若将图甲去掉电压表，把电流表改装为直接能读出A、B两间电阻的电阻表，电源电压保持6伏特不变，电流表量程选择：0-0.6A，先将A、B直接用导线连接，并移动滑动变阻器的滑片使电流表满偏，电流表0.6安的刻度上标定的电阻值为0欧，此时滑动变阻器的阻值为 欧。保持滑动变阻器接入电路的阻值不变，就可以在电流表盘上标注其他刻度的阻值。 （5）改装后可直接测电阻的表，其表盘刻度  （选填“均匀”或“不均匀”）。 9．（2024春•宁海县期中）小科做“探究导体中电流跟电阻的关系”实验，器材有：学生电源（电压恒为6V），电流表，电压表，定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω各1个），滑动变阻器R1（20Ω 3A）、R2（50Ω 2A）开关，导线若干等，实验电路如甲所示，根据实验数据作出了如图乙所示的I-R图像。 （1）关于本实验中滑动变阻器的作用，一方面是保护电路，另一方面是移动滑动变阻器，使  保持不变。 （2）为确保每个电阻都能用于实验中，应选择的滑动变阻器是  （填“R1”或“R2”）。 （3）分析图乙可得出本实验的结论是  。 （4）根据实验目的，实验中要控制电阻两端的电压不变，本实验中定值电阻两端的电压可以控制到  。 A.1.0V B.1.5V C.1.8V D.2.2V E.2.8V 10．（2023秋•鹿城区校级月考）在探究“通电导体电流与电阻的关系”的实验中，老师提供的实验器材有：电源（电压恒为6V），电流表、电压表各一个，开关一个，五个定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω），三只滑动变阻器（规格分别为①“20Ω 1A”、②“40Ω 1A”、③“50Ω 0.1A”），导线若干。 （1）请根据图甲的电路图用笔画线将图乙的电压表正确连入电路。 （2）图丙是小实完成了五个定值电阻实验后绘制的电流与电阻变化的图像。实验中，当他把5Ω的电阻换成10Ω的电阻后，他调节滑动变阻器，使电压表的示数为  ，再记录相应的电流值。 （3）按小实的实验操作完成本实验，他选择的滑动变阻器规格是  。（“选填①、②、③”） 答案： 1. 解:(1)灯的额定电压为2.5V,小灯泡的电阻约为10Ω,由欧姆定律,灯的额定电流为: ，根据串联电路电压的规律，此时变阻器连入电路的电阻: ,故选用50Ω 2A滑动变阻器，即选用乙 (2)①根据P=UI,由表中数据,3次实验的功率分别为:0.616W、0.75W、0.896W,故可得出的实验结论:灯的实际功率越大,灯越亮; ②灯在额定电压下的电流为0.3A,小灯泡的额定功率为: ; (3)将导线C端接到电流表“-"接线柱上,R1与Rx并联,此时电流表测干路总电流I1,将导线C端接到电流表“3”接线柱上,R1与Rx并联,此时电流表测通过,R1的电流I2,则定值电阻R1两端电压U1=I2R1,因并联电路,故为电源电压U= U1=I2R1, 根据并联电路电流的特点得，通过Rx的电流为Ix=I1-I2;故电阻Rr的表达式为: ” 故答案为:(1)乙; (2)①灯的实际功率越大,灯越亮;②0.75; (3) 2. 解:(1)连接电路时,为了保护电路,闭合开关前滑动变阻器的滑片应位于阻值最大处最右端。向左移动滑片,滑动变阻器接入电路的阻值减小，根据串联分压原理滑动变阻器分得的电压减小,定值电阻的电压增大; (2)根据I-U图像可知电阻一定时,经过导体的电流与其两端的电压成正比;利用图像中得任意一组数据算出R1的电 图像中的最小电流是0.2A,电路中的最大总电阻 故答案为:(1)右;增大;(2)电阻一定时,经过导体的电流与其两端的电压成正比;B。 3. 解:(1)当灯泡正常发光时的电流大约为: ，由串联电路的电流特点可知，通过滑动变阻器的电 流: ,由串联电路的电压特点可知,滑动变阻器两端的电压: ,由欧姆定律 可知，此时滑动变阻器接入电路的电阻: ,因此应选择R1; (2)由题图甲可知,电路中存在一处连接错误是电流表与小灯泡并联,即滑动变阻器与小灯泡之间的连线错误,应改为小灯泡的右端接线柱与电压表负接线柱相连,如图所示: (3)根据小灯泡的I-U关系图像知，小灯泡在额定电压2.5V时的电流为0.2A,则小灯泡的额定功率是:P额=U额I额= 2.5VX0.2A=0.5W。 由于小灯泡的电阻随温度变化而变化,因此小灯泡的I-U图像不是一条直线。 故答案为:(1) R;(2)见解答图;(3) 0.5;小灯泡的电阻随温度变化而变化。 4. 解:(1)闭合开关后,移动滑动变阻器滑片,发现电压表示数不变,电流表示数始终较小,说明电路中电阻较大,且不变,故可能是滑动变阻器接入电路的是下方的两个接线柱; (2)为了多次测量,需要调节滑片,此处的滑动变阻器的作用改变电阻两端的电压和电流,实现多次测量; 故答案为:(1)滑动变阻器接入电路的是下方的两个接线柱;(2)改变电阻两端的电压和电流,实现多次测量;(3)B。 5. 解:(1)小灯泡的额定电压为2.5V，小灯泡的电阻约为8Ω，由欧姆定律,灯的额定电流约为: 故电流表选用小量程与灯泡串联在电路中,如下图所示: (2)当灯正常发光时,根据串联电路的规律及欧姆定律可知，滑动变阻器连入电路中的电阻为: ，故为了能够顺利完成实验探究,应选用“30Ω2A”的滑动变阻器,即选 R1 (3)①断开开关S1,闭合开关S、S2,滑动变阻器与小灯泡L1串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,根据串联电路电压规律，移动滑动变阻器R的滑片P,使电压表的示数为: ,小灯泡L1正常发光; ②断开开关S2,闭合开关S、S1,滑动变阻器与Ro串联,电压表测滑动变阻器两端的电压;保持滑动变阻器R的滑片P位置不变，读出电压表的示数为1.6V;根据串联分压原理得， 故答案为:(1)见解答图;(2)R1;(3)2.4。 6. 解:(1)在连接电路闭合开关前,发现电流表指针位置如图所示,指针没有正对零刻度线,其原因是:电流表没有调零，所以应该进行的操作是将电流表调零; (2)闭合开关,电流表示数为零,说明电路断路,电压表示数接近电源电压,说明电压表两接线柱间的电路是通路,电压表被串联在电路中，则故障原因可能是电阻R断路; (3)探究电流与电阻关系时要控制定值电阻两端的电压不变,由图乙A的I-R图像可知,四次实验中,定值电阻两端的电压:Uv=IR=0.2AX20Ω≠...≠0.4Ax5Ω, 由图乙B的I-R图像可知,四次实验中，定值电阻两端的电压:Uv=IR=0.1AX20Ω=…=0.4AX5Ω=2V,即A同学没有控制定值电阻两端的电压不变,B同学控制定值电阻两端的电压不变,因此A同学的实验操作是错误的; (4)定值电阻两端的电压始终保持Uv=2V,根据串联电路电压的规律，滑动变阻器分得的电压:U滑=U-U V =6V-2 V=4V,滑动变阻器分得的电压为电压表示数的4V/2V=2倍,根据分压原理,当接入20Ω电阻时,滑动变阻器连入电路中的电阻为:R滑=2X20Ω=40Ω>20Ω, 由欧姆定律可知,当定值电阻的阻值最小时,电路中的电流最大,为: 。故选:C。 故答案为:(1)将电流表调零;(2)断路;(3)A组同学的I-R图像是错误的,因为没有控制定值电阻两端的电压不变;(4)C. 7. 解:(1)原电路图中,电流表和滑动变阻器串联后与定值电阻并联,电压表串联在电路中是错误的，在探究通过导体的电流与导体两端的电压的关系实验中,定值电阻、滑动变阻器和电流表串联,电压表并联在定值电阻两端,如下图所示: 由图可知，图线为一条过原点的斜线，故可得出结论:电阻一定时,通过导体的电流与电压成正比; ②由图丙可知,当定值电阻两端电压为1V时,通过定值电阻的电流为0.2A,根据串联电路电压规律，滑动变阻器两端电压为U滑=U-U1=6V-1V=5V, 根据串联电路电流特点结合欧姆定律可知,滑动变阻器接入电路的阻值为: 由图丙可知，电路中最大电流为1A，因此他所选择的滑动变阻器的规格可能是“25Ω 2A”,故选:B; (3)在“探究电流与导体电阻的关系”的实验中，需更换不同阻值的定值电阻,故保持现有元件不变,若要完成“探究电流与导体电阻的关系”的实验，需要增加的实验器材是:几个阻值不同的定值电阻。 故答案为:(1)见解答图;(2)①电阻一定时,通过导体的电流与电压成正比;②B;(3)几个阻值不同的定值电阻。 8. 解: (1)第三小组的同学在A、B间接入2.5V的小灯泡,故电压表选用小量程并联在待测电阻R两端; 由图甲可知，当滑动变阻器滑片向右移动阻值变小,故图乙中滑动变阻器选用右下接线柱与待测电阻R,串联在电路中,如下图所示: (2)由图丙可知，定值电阻两端电压为Uv=IR=0.5AX5Ω=..…=0.1AX25Ω=2.5V; 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,滑动变阻 器分得的电压:U滑=U-Uv=6V-2.5V=3.5V,滑动变阻器分得的电压为电压表示数的3.5V/2.5V=1.4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:R滑=1.425Ω=35Ω>30Ω,故实验中选择的滑动变阻器规格是“50Ω,1A”; (3)闭合开关后,调节滑动变阻器滑片直到电压表示数为2.5V,此时电流表的示数如图丁所示,电流表选用小量程,分度值0.02A,其示数为0.24A,则小灯泡额定功率为: PL=ULIL=2.5VX0.24A=0.6W; (4)电源电压保持6伏特不变,电流表量程选择:0-0.6A,先将A、B直接用导线连接,并移动滑动变阻器的滑片使电流表满偏，根据欧姆定律可知，此时滑动变阻器的阻值为: (5)设M、N间接入待测电阻的阻值为R测， 由串联电路的电阻规律和欧姆定律可得电路中的电流(电流表的示数)为: 则电流表的示数I与待测电阻的阻值R不是一次函数关系,所以,改装后可直接测电阻的表,其表盘刻度不均匀。 故答案为:(1)见解答图;(2)50Ω,1A;(3) 0.6;(4)10;(5)不均匀。 9. 解:(1)研究电流与电阻的实验中应控制电压不变,故本实验中，滑动变阻器除了保护电路外,还有保持定值电阻两端电压不变的作用; (2)实验中使用的定值电阻阻值最大为25Ω，由右图可知,定值电阻两端的电压始终保持UV=IR=0.1AX25Ω=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3.5V/2.5V=1.4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=1.4x25Ω=35Ω>20Ω,因此为了使5个定值电阻都为实验所用,滑动变阻器的最大限值至少为35Ω>20Ω，故实验中选择的滑动变阻器应是R2(50Ω 2A); (3)由图像可知,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; (4)由串联电路的规律及分压原理有: 方程左边为一定值,故右边也为一定值,则当接入的定值电阻最大时,变阻器连入电路的电阻也最大，此时变阻器两端的电压最大,由串联电路的电压特点可知此时定值电阻控制的电压最小， 即: ,所以电阻两端电压最小能控制到2V; 由电流表的量程、变阻器R,的规格可知串联电路中电流最大为0.6A， 当接入的定值电阻最小为5Ω且电路中电流最大为0.6A时,电阻两端控制的电压最大,则UV大=I大R小=0.6AX5Ω=3V,所以控制电阻两端电压的范围为2V~3V,故D、E符合题意。 故答案为:(1)定值电阻两端电压;(2)R2;(3)电压一定时,通过导体的电流与其电阻成反比;(4) D、E。 10. 解:(1)由图丙知R两端的电压为:,所以电压表选用0~3v的量程与定值电阻并联,见下图: (2)要探究电流和电阻之间关系,必须保持电阻两端的电压不变,所以当他把52的电阻换成102的电阻后,他调节滑动变阻器,使电压表的示数为 2.5V,再记录相应的电流值; (3)根据串联分压的知识,当电阻R=25Ω时,滑动变阻器的阻值最大,由图象知,此时电路中的电流为0.1A; 此时滑动变阻器接入电路的电阻为: R滑=R总-R=60Ω-25Ω=35Ω>20Ω,且电路中的最大电流为0.5A,故应选择“40Ω 1A”的②变阻器 故答案为:(1)见解答图;(2)2.5V;(3)②。 学科网（北京）股份有限公司 $$