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2025年中考物理高频易错典型专题练:欧姆定律实验题
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、实验题
1.在探究“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 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),滑动变阻器一个,导线若干。
(1)连接电路时,开关应 ,并将滑动变阻器的滑片滑到 端(填“左”或“右”);
(2)小军按图连接电路后,闭合开关,移动滑动变阻器滑片,发现电压表无示数,电流表有示数,经检查发现线路接触良好,各电表完好,其原因可能是 ;
(3)排除故障后,小军将5Ω的电阻接入电路,调节滑动变阻器,使电压表示数为3V,读出电流表示数;将5Ω的定值电阻更换为10Ω的定值电阻,闭合开关,把滑动变阻器的滑片在原来的位置向 端滑动(填“左”或“右”),使电压表示数为 V。读出电流表的示数再换接15Ω和20Ω的电阻,重复实验,得到表一中的数据,由此可得出结论 ;
表一
电阻R/Ω
5
10
15
20
电流I/A
0.6
0.3
0.2
0.15
(4)小华和小芳同学利用老师提供的上述实验器材各自做了探究“电流与电压的关系”的实验,小华在实验中得到了表二中的数据,通过分析实验数据得出“电阻一定时,导体中的电流随电压的增大而减少”的结论.小华与小芳交流时发现自己的结论和小芳的不符,便检查了自己连接的电路,并与小芳的比较,发现自己得出这个结论的原因是 。
表二
电压U/V
3.5
2.5
1.5
0.5
电流I/A
0.1
0.2
0.3
0.4
2.小宇用图的电路图测量“小灯泡正常发光时的电阻”,选用的电源电压为3.0V,小灯泡的额定电压为2.5 V,图②是未连接完整的实验电路.
(1)按照电路图将实物图中的电路元件连接补充完整,要求滑动变阻器的滑片P向左移动时电流表的示数变大,在连接电路中,导线不能交叉 .
(2)在连接电路过程中,开关要 ,并将滑动变阻器的滑片调到阻值最大处,其目的是 .
(3)他在检查仪器时,发现电流表指针如图所示,此时应将电流表的指针调到 位置.
(4)纠正错误后闭合开关后,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④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“A”或“B”)端移动.
(5)实验时闭合开关,两表均有示数,若将小灯泡从灯座中取走,电流表 示数(选填“有”或“无”).
(6)通过移动滑动变阻器,多次测量小灯泡两端的电压和通过小灯泡的电流,画出了通过小灯泡的电流随其两端电压变化的图象,如图⑤所示,在该图象中发现电流不与电压成正比,这是因为 .
(7)小宇最后测出了小灯泡正常发光时的电阻是 Ω
3.小华利用下列器材探究电流与电阻的关系.实验器材:电源(4.5V)、电流表、电压表、三个定值电阻(R1=5Ω、R3=15Ω,R4=25Ω).滑动变阻器标有“30Ω 1A”字样.
(1)连接电路时,开关应处于 状态,闭合开关,小华发现电流表无示数,电压表有示数.原因可能是电阻R (断路/短路).
(2)实验中,小华控制R1两端的电压不变,示数如乙图所示,读数为 V.
(3)小华读出R1接入电路时的电流后,断开开关,将R1换成R3后.接下来她应该进行的操作是
(4)实验中,小华如果想控制R两端的电压为1.5V不变,则他能否完成三次实验获得三组数据得出电流与电阻的关系呢? .理由是 .
4.某小组同学做“用电流表、电压表测电阻”实验。
①该实验的目的是: 。
②为进行多次实验,三位同学各自设计了三个不同的实验方案,简述如下表所示。
方案序号
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
实 验
电 路
设 计
要 点
通过改变串联电池的节数改变电源两端的电压
电源电压保持不变,待测电阻与已知阻值的定值电阻串联,并换用阻值不同的定值电阻。
电源电压保持不变,待测电阻与滑动变阻器串联,移动变阻器的滑片。
(a)上述三个方案中,能实现“多次实验,减小误差”的方案有 (填序号);方案Ⅲ与另两个方案相比,优点有: (写出两点即可)。
(b)小明同学根据方案Ⅲ,准备测量阻值约为20欧的电阻,实验所提供的器材齐全完好,其中:电源电压为6伏且保持不变,电流表、电压表规格如图所示,滑动变阻器有两种规格(分别标有“5欧 3安”和“50欧 1.5安”字样)。
小明对所提供两种规格的滑动变阻器,提出了问题:实验中,两种变阻器是可以随意用一个变阻器,还是其中一个更适合实验?请你根据实验的相关条件,帮助小明解决问题并简要说明理由。
5.物理兴趣小组的同学们在探究“电流与电阻的关系”的实验中,设计了如图所示的电路。已知电源电压为4.5V保持不变,所给的定值电阻的阻值分别为10Ω、20Ω、30Ω、40Ω,不同的定值电阻两端的控制电压恒为2.5V。
(1)在连接电路的过程中,开关应处于 状态。
(2)他们在电路连接好后,闭合开关,发现电压表无示数,电流表有明显示数,且电路中只有一处故障,则故障原因可能是 。
(3)实验中,他们将10Ω的定值电阻换成20Ω的定值电阻后,同时应将滑动变阻器R2的滑片P向 端移动到适当位置。(选填“A”或“B”)
(4)为了使所给的四个定值电阻都能进行实验,滑动变阻器R2的最大阻值至少应为 Ω。
6.在四天物理小达人活动中,小楷利用三个定值电阻、、制作了一个电阻箱,其外观如图甲所示,有A、、、四个接线柱,将其中任意两个接线柱接入电路,可以得到若干个阻值不同的电阻。小睿对这个电阻箱的内部结构产生了极大的兴趣,于是组装了如图乙所示的探测电路,其中电源电压恒为3V,电流表量程为。
(1)小睿的基本思路是将探测电路、两点分别与A、、、四个接线柱中的任意两个相连接,从而根据电流表的示数得到这两个接线柱之间的 ;
(2)当小睿将、分别与A、相连,正要闭合开关,小楷阻止了他,这是因为 ;
(3)小睿改进了图乙中的探测电路,在其中串联一个的定值电阻,并继续进行实验,得到如表所示的数据,通过计算及推导,请你帮他在图丙虚线框中画出电阻箱内部三个电阻连接电路图 ;
测试次数
与、连接的接线柱
电流表示数/A
第1次
A、
0.6
第2次
、
0.5
第3次
、
0.3
(4)对整个探究过程与结果,下列说法中正确的两项是 。
A.若直接将A、、、中任意两个接线柱连入电路,可以分别得到、、、、、六个不同的电阻值
B.若先用一根导线将A、、、中任意两个接线柱连接起来后,再任意两个接线柱连入电路,在可以得到的阻值中,最小和最大的阻值分别为、
C.若将(3)中改进后的探测电路、分别与、连接,电流表的示数为
D.若在(3)中不加的电阻,而将电流表换接“”量程,也可完成实验
E.若将(3)中的定值电阻换成“ ”的滑动变阻器,也可完成实验
7.小云采用如图所示的电路测量正常发光时电压为3.8V的小灯泡的电阻,记录了电压表、电流表的数据如下表所示。
实验序号
1
2
3
4
电压U/V
1.0
2.5
3.8
4.2
电流I/A
0.20
0.36
0.38
0.40
(1)小灯泡正常发光时的电阻为 Ω;
(2)通过分析表格中的这几组电压值和电流值后,小云发现同一个小灯泡的几组电流与电压值并不符合欧姆定律中所叙述的“成正比”的关系。和同学们交流讨论后,通过进一步计算可知,原因是灯丝的 变化, 发生了变化。
8.小谢利用图甲所示的电路做“探究通过导体的电流与导体两端的电压、导体电阻的关系”的实验.
(1)图乙是未连接好的电路,请在图上用笔画线代替导线连接好电路 .
(2)探究电流与电压的关系,应控制不变的量是 .由图丙可得结论: .
(3)探究电流与电阻的关系的实验过程中,当A、B两点间的电阻R由5Ω更换为10Ω后,为了探究上述问题,他应该采取的正确操作是
A.保持滑动变阻器的滑片不动 B.将滑动变阻器的滑片适当向左移动
C.将滑动变阻器的滑片适当向右移动 D.适当增加电池的节数
(4)探究电流与电阻关系,将电阻R换成不同阻值的定值电阻时,调节滑动变阻器的目的是: ,探究得到的结论是: .
9.在”测量额定电压为2.5V的小灯泡的电阻“的实验中:
(1)如图所示的电路未完成连接,请你用笔画线代替导线将电路连接完整.
( )
(2)电路连接正确后,闭合开关,发现小灯泡不亮,但电流表、电压表均有正常偏转,但偏转角度较小,则接下来应进行的操作是
A.更换小灯泡B.检查电路是否断路C.移动滑动变阻器滑片,观察灯泡是否发光
(3)为了测量小灯泡正常发光时的电阻,该同学应进行的下一步操作是 .
(4)李翔利用如图所示的电路还完成了“小灯泡的额定功率”(可供选择的灯泡是2.5V和3.8V中的一个)的测量,若他连接的电路完全正确,当灯泡正常发光时电流表的示数如图所示,则他选用的灯泡的额定功率为 W.
10.伏安法测电阻的实验时同学们设计了如图所示的电路图.
(1)开关闭合前,滑动变阻器的滑片P应置于 端(选填“A”或“B”)
(2)滑动变阻器在此实验中所起的作用是: ; ;
(3)若某次实验电流表和电压表的示数如图所示,则电流表的示数是 A,电压表的示数是 V,电阻Rx的阻值是 Ω.
11.某实验小组在探究“电流与电阻关系”的实验时,
(1)设计了如图甲所示电路,电源为三节新干电池,此实验中滑动变阻器的作用是保护电路和 ;
(2)请用笔画线代替导线,将图甲所示电路连接完整(要求滑片向左滑动时,电流表示数变大,连线不得交叉);
(3)经检查电路连接正确后,闭合开关,发现电压表有示数且接近电源电压,电流表无示数,若电路中只有一处故障可能是 ;排除故障后,闭合开关前应将滑动变阻器滑片移至 (选填“A”或“B”)端,
(4)图丙是小组根据测得的实验数据绘制的电流I随电阻R的变化图像,由图像可知电阻R两端的电压为 V,当电阻由5Ω更换为10Ω时,闭合开关后,应将滑动变阻器的滑片向 (选填“左”或“右”)端滑动,若实验中R的阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω,则滑动变阻器的最大阻值至少是 Ω。
12.在“探究电流与电压、电阻关系”的实验中,小方选用5Ω、10Ω、15Ω、20Ω四个电阻、电压恒为6V的电源、“30Ω 1A”的滑动变阻器等器材设计的实验电路如图甲所示。
(1)请你根据甲图,将乙图中的部分电路连接完整(要求调节滑片使电流表变化与电路图一致);( )
(2)为了保护电路,开关闭合前应将滑动变阻器的滑片调到最 (选填“左”或“右”)端;
(3)闭合开关后,发现电流表有示数,电压表无示数,则电路存在的故障可能是定值电阻 (填“短路”或“断路”);
(4)首先,接入阻值为10Ω的电阻探究“电流与电压关系的实验”:
①在这个实验过程中,通过多次改变滑片的位置来改变 ,进行多次实验,记录表格如下,当电压表示数为2.8V时,电流表如图丙所示,为 A;
电压/V
1.0
1.4
2.0
2.4
2.8
电流/A
0.1
0.14
0.20
0.24
②分析表格中的实验数据得出结论:当电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成 比;
(5)接着,小方将5Ω、10Ω、15Ω、20Ω这四个电阻分别单独接入电路,探究电流与电阻关系的实验;
①实验中控制电阻两端的电压为2V不变,她用5Ω的电阻进行完实验后,保持滑动变阻器的位置不动,当换上另一个电阻时,电流表的示数变成了0.3A,由此可知换上的电阻为 Ω,为了使电阻两端的电压恢复到2V,此时应将滑片向 (选填“左”或“右”)适当调节;
②实验中她发现当接入 Ω的电阻进行实验时,无论怎样调节滑动变阻器,电压表的示数都大于2V,若想完成实验,应更换一个最大阻值不小于 Ω的滑动变阻器;
③通过实验得出结论,当电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成 比。
13.用“伏安法”测量已坏收音机里一个电阻的阻值,请完成下列实验探究。
(1)连接电路时开关应处于 状态;闭合开关前,滑动变阻器应滑到 (选填“A”或“B”)端;
(2)用滑动变阻器调节接入电路中的电阻,记录每次对应电流值和电压值,多次测量的目的是 (选填“①”或“②”);
①寻找普遍规律 ②求平均值减小误差
(3)某一次测量时,电流表的指针如图乙所示,其示数为 A,电压表的指针如图丙所示,其示数为 ,根据上述数据计算出Rx的阻值为 ;
(4)要测量额定电压为U0的小灯泡正常工作时的电阻,设计了以下四种方案,电源电压不变,R为已知电阻,在不改变电路连接的情况下可行的是 (仅一项正确)。
A. B. C. D.
14.小宁用如图所示电路研究电阻的并联。
(1)按电路图连接电路,闭合开关S,电流表A1、A2、A3的示数分别为0A、0.40A和1.20A。如果电路元件完好,接线时发生了错误,该错误是 ;
(2)使用电流表时,当被测电流值大于电流表量程的一半时,能减小实验误差。本实验所用电源电压为8V,电流表有两个量程(0~0.6A、0~3A)。为减小实验误差,小宁重新选择定值电阻,实验室里可供选择的定值电阻的阻值有:5Ω、10Ω、20Ω、50Ω,应该选用的2个电阻阻值分别为 。
15.为用电流表、电压表测定值电阻Rx的阻值,实验小组设计了如图(甲)的电路.
请你回答下列问题:
⑴连接电路时,开关应处于 状态,滑动变阻器的滑片应位于 端.
⑵实验中当滑动变阻器的滑片置于某位置时,电流表和电压表的示数如图(乙)所示,则此时电阻的测量值Rx= Ω.
⑶滑动变阻器在实验中的作用是:
① .
② .
试卷第1页,共3页
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《2025年中考物理高频易错典型专题练:欧姆定律实验题》参考答案
1. 断开 左 定值电阻短路 左 3 电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比 电压表错接在滑动变阻器两端
【详解】(1)[1][2]为保护电路,连接电路过程中,开关应断开,将滑动变阻器的滑片滑到最大阻值处,即左端。
(2)[3]将正常的电流表、电压表接入电路,当闭合开关后,发现电流表有读数,说明电路为通路;当移动滑动变阻器滑片时电流表读数有变化,电压表读数始终为零,说明电压表测量的用电器发生短路,即定值电阻短路。
(3)[4][5]实验探究电流与电阻的关系,要控制定值电阻两端电压不变。将5Ω的定值电阻更换为10Ω的定值电阻后,定值电阻变大,分压变大,所以,要把滑动变阻器的滑片在原来的位置向左调节,分掉过多电压,使电压表示数为3V。
[6]由表中数据可看出,电流与对应电阻的乘积是一个定值,所以可得出结论:电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比。
(4)[7]在正确的操作情况下,得出的结论应该是:当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比;分析可知,当导体两端电压增大时,滑动变阻器两端电压减小,所以,得出错误结论原因是:电压表错接在滑动变阻器两端。
【点睛】本题考查了电压表和滑动变阻器的连接,侧重考查了学生分析图象得出结论的能力和实验的操作规范,要求解题时要仔细阅读,认真审题。
2. 断开 保护电路 零刻度线 电压表 1.8V A 无 灯丝的电阻随温度的升高而增大 12.5Ω
【详解】解答:因要求滑动变阻器的滑片P向左移动时电流表的示数变大,即电阻变小,故应将变阻器滑片以左电阻丝连入电路中,如下图所示:
(2)为保护电路,在连接电路中,开关要断开,滑动变阻器的阻值调到最大处;闭合开关前滑片处于最大阻值处,保护电路.
(3)他在检查仪器时,发现电流表指针如图所示,即电流表指针没有对准零刻度,此时应将电流表的指针调到零刻线的位置;
(4)灯在额定电压下正常发光,因要注意观察电压表示数的变化;图④中,电压表选用小量程,分度值为0.1V,示数为1.8V,小于灯的额定电压2.5V,应增大灯的电压,由串联电路电压的规律,应减小变阻器分得的电压,根据分压原理,变阻器连入电路中的电阻要减小,即滑片向A移动,直到电压表的示数为1.8V;
(5)若将小灯泡从灯座中取走,则灯泡处断路,相当于将电压表串联在电路中,因电压表内阻很大,由欧姆定律,此时电路中几乎没有电流,电流表无示数;
(6)电压表与电流表的示数之比为灯的电阻,因灯丝的电阻随温度的升高而变大,由欧姆定律R=不是一个定值,所以电流不与电压成正比.
点睛:(1)根据要求滑动变阻器的滑片P向左移动时电流表的示数变大,确定变阻器接线柱的连接;(2)闭合开关前,开关要断开,变阻器连入电路中的阻值最大;(3)使用电流表前要调零;(4)灯在额定电压下正常发光,根据图中电压表小量程读数,比较与额定电压的大小,由串联电路电压规律及分压原理确定滑片移动的方向;(5)将小灯泡取走,相当于将电压表串联在电路中,分析电流表、电压表的示数变化;(6)灯丝的电阻随温度的变化而变化.
3. 断开 断路 2.5 将滑片移至最右端,闭合开关,调节滑片使电压表的示数为2.5V 不能 变阻器的最大阻值太小
【详解】解答:(1)为保护电路,连接电路时,开关应处于断开状态;电流表无示数,电路发生断路,电压表有示数,则与电压表并联的电阻R断路;(2)由题可知,电源电压为4.5V,由图乙知,电压表应选择0∼3V的量程,示数为2.5V;(3)由电路图可知,将R1换成R2后,应先将滑片移至最右端,使其阻值最大,然后闭合开关,并调节滑片使电压表的示数为2.5V不变.
(4)实验中,小华如果想控制R两端的电压为1.5V不变,根据串联电路电压的规律,变阻器要分去的电压为4.5V−1.5V=3V,当定值电阻为25Ω时,由分压原理,变阻器的电阻应为2×25Ω=50Ω>30Ω,即当电阻为25Ω时,无法完成实验.
【点睛】(1)连接电路过程中,开关应该断开;若电流表无示数,电压表有示数,则与电压表并联的电阻断路;(2)根据电源电压确定电压表的量程,读出电压表的示数;(3)要探究电流与电阻的关系,需保持电阻两端的电压不变;(4)根据串联电路电压的规律结合分压原理确定当接入电阻最大时,变阻器连入电路中的阻值与题中变阻器的规格比较.
4. 学会用电流表、电压表测电阻 Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ 多次实验时,电路不需要重新连接,操作简便;待测电阻两端的电压及通过的电流,可以在一段范围内连续变化,记录数据简便 应选择标有“50欧1.5安”的滑动变阻器;可使待测电阻两端的电压及通过的电流的变化范围更大,方便读数;电压表的读取0﹣3伏,读数更准确
【详解】①[1]伏安法测电阻的原理是R= ;该实验的目的是要学会用电流表、电压表测电阻;
②[2](a)多次测量求平均值可以减小误差;Ⅰ是通过改变电压来达到多次测量的目的,Ⅱ、Ⅲ是通过改变电阻来达到多次测量的实验目的。
[3]Ⅲ的优点有:滑动变阻器可以连续改变电阻,从而改变电流和电压,多次实验时,电路不需要重新连接,操作简便;待测电阻两端的电压及通过的电流,可以在一段范围内连续变化,记录数据简便;变阻器连入电路处于电阻的最大值,可保护电路元件;
(b)[4]选用阻值较大的电阻,可使待测电阻两端的电压及通过的电流的变化范围更大,方便读数;电压表的读取取0﹣3伏,读数更准确。
5. 断开 R1短路 B 32
【详解】(1)[1]连接电路时,为了安全起见,开关必须断开;
(2)[2]电流表有示数,说明电路为通路;电压表无示数,说明电压表被短路,因此与电压表并联的R1发生了短路;
(3)[3]将10Ω的定值电阻换成20Ω的定值电阻后,两端的电压将变大,所以电压表的示数大于2.5V;要减小电阻两端的电压,应增大滑动变阻器的阻值,使滑动变阻器两端电压变大,故将滑片向B端滑动;
(4)[4]探究电流和电阻的关系,需保持导体两端的电压不变,根据串分压的知识,当导体电阻为40Ω时,所需滑动变阻器的阻值最大;
由欧姆定律可知,电路中的电流
滑动变阻器接入电路的最大阻值
6. 电阻 电路中的电流可能过大,烧坏电流表 AD
【详解】(1)[1]将探测电路、两点分别与A、、、四个接线柱中的任意两个相连接,读出电流表的示数,又知道电源的电压为3V,根据的变形式可知这两个接线柱之间的电阻。
(2)[2]假设A、间的电阻为R1(或、或时,由可得,电路中的电流为3A(或1.5A、或0.75A,大于电流表的量程0.6A,会烧坏电流表,所以,当小睿将、分别与A、相连,正要闭合开关,小楷阻止了他。
(3)[3]当电路中的电流为时,电路的总电阻,由串联电路中总电阻等于各分电阻之和可得,之间的电阻
由表格数据知,当、与A、相连时,电路中的电流为0.6A,则间的电阻
即AB间接的是电阻R1;
当、与、相连时,电路中的电流为0.5A,则间的电阻
即BC间接的是电阻R2;
当、与、相连时,电路中的电流为0.3A,则间的电阻
而
R2+R3=2Ω+4Ω=6Ω
所以CD间是R2、R3串联连接。则电阻箱内部三个电阻连接电路图如图丙所示:
(4)[4]A.由图丙可知:A、间的电阻为,A、间的电阻为,A、间的电阻为,、间的电阻为,、间的电阻为,、间的电阻为,故正确;
B.用一根导线将A、相连时,、的电阻为最小,、间的电阻为最大;
用一根导线将A、相连时,连接A(或C)、间,R1、R2并联在电路中,电路中总电阻最小为
连接A(或C)、间,R1、R2并联后,再与R3串联,电路中的总电阻最大为
用一根导线将A、相连时,连接A(或D)、间,R1和R3并联在电路中,总电阻最小为
连接A(或D)、间,R1、R3并联后再与R2串联,电路中的总电阻最大,最大为
用一根导线将、相连时,连接A、(或C)间,电路中只有R1工作,电阻最小为
连接A、间,R1、R3串联在电路中,总电阻最大为
用一根导线将、相连时,连接、(或D)间,R2、R3并联在电路中,总电阻最小为
连接A、(或D)间,R2、R3并联后再与R1串联,电路中的总电阻最大为
故B错误;
C.若将(3)中改进后的探测电路、分别与、连接,电电路中的电流
由于量程电流表的分度值为,电流表示数读不出,故C错误;
D.若在(3)中不加的电阻,表格第一次和第二次、第三次对应的电流为3A、1.5A、0.5A,将电流表换接“”量程,也可完成实验,故D正确;
E.若将(3)中的定值电阻换成“ ”的滑动变阻器,此时三次实验,电路中的总电阻分别为
R总1=1Ω+10Ω=11Ω,R总2=2Ω+10Ω=12Ω,R总3=6Ω+10Ω=16Ω
而电源电压保持为3V,据欧姆定律知,表格第一次和第二次、第三次对应的电流为、、,由于量程电流表的分度值为,电流表无法读出对应的电流,不能完成实验,故E错误。
故选AD。
7. 10 温度 电阻
【详解】(1)[1]由表格中数据得,当灯泡电压为额定电压3.8V,电流为0.38A,由欧姆定律得,小灯泡正常发光时的电阻为
(2)[2][3]由表格中数据得,电压与电流的比值不同,说明灯泡的电阻随电压的改变而改变,是因为电压改变,电流改变,灯泡的电功率改变,灯泡的温度改变,导致灯丝电阻改变。
8. 电阻 电阻不变时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比 C 保持电阻两端的电压不变 电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比
【详解】(1)将图中的电压表与定值电阻并联,根据电源由两节干电池组成电压为3V,故电压表连接0~3V量程,将电阻的右端接线柱与滑动变阻器的左上接线柱相连,如图所示:
(2)根据控制变量法,在探究电流与电压关系时,应控制电阻不变;
由图丙可知,电流随电压的增大而增大,且关系为直线,所以可得结论:电阻不变时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比.
(3)探究电流与电阻的关系的实验过程中,当A、B两点间的电阻R由5Ω更换为10Ω后,即电阻变大了,因为串联电路中电压与电阻成正比,故电阻两端的电压会变大,为了使电压不变,应将滑动变阻器接入电路的电阻调大,所以他应该采取的正确操作是:将滑动变阻器的滑片适当向右移动,C正确.
(4)根据控制变量的思路,探究电流与电阻关系,应保证电阻两端的电压不变,所以将电阻R换成不同阻值的定值电阻时,调节滑动变阻器的目的是:保持电阻两端的电压不变,探究得到的结论是:电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比.
9. C 调节滑动变阻器,使电压表示数为2.5V,记下电流表的示数I,根据R=2.5V/I算出小灯泡正常发光时的电阻 0.75
【详解】(1)灯泡、开关、滑动变阻器串联接入电路,电压表与灯泡并联,滑动变阻器已接了下面一个接线柱,只需将上面任意一个接线柱与电源的正极相连接,如图所示:
(2)闭合开关后,电流表有示数,说明电路是通路,灯泡没坏,也不是断路,可能是连入电阻太大,电路中电流太小所致,接下来的操作是:移动滑动变阻器滑片,观察小灯泡是否发光,故选C.(3)要测量额定电压为2.5V的小灯泡正常发光时的电阻,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P,应使用电压表示数为2.5V,接下来应该观察电流表的示数;所以下一步操作是:调节滑动变阻器,使电压表示数为2.5V,记下电流表的示数I,根据R=算出小灯泡正常发光时的电阻.(4)由于所用电源是两节干电池串联而成的,所以电源电压为3V,要测量小灯泡的额定功率,应使小灯泡两端的电压为额定电压,所以只能选择2.5V的小灯泡,即U额=2.5V,由连接的电路可知,电流表选用的量程是0∼0.6A,分度值为0.02A,则电流表的示数I额=0.3A,则他选用的灯泡的额定功率P额=U额I额=2.5V×0.3A=0.75W.
【点睛】(1)根据滑动变阻器要接一上一下;电压表与灯泡并联,注意电压表的正负接线柱;开关串联在电路中起控制作用;(2)闭合开关后,发现小灯泡不亮,但电流表有示数,说明电路是通路,不用更换灯泡,也不用检查电路是否断路,可能是连入电阻太大,电路中电流太小所致,分析电阻过大的原因,然后进行下一步操作;(3)灯泡电阻随温度的变化而变化,电压不同,通过灯丝的电流不同,灯丝电阻也会发生变化,所以要测量额定电压为2.5V的灯泡电阻,必须使灯泡两端电压为2.5V;在额定电压下需要测量通过灯泡的电流,利用公式R=计算电阻;(4)根据电源电压可判断选择的灯泡,利用P=UI求出他选用的灯泡的额定功率.
10. B 保护电路 改变电路电流 0.5 2.4 4.8
【详解】(1)由电路图可知,闭合开关前应将滑片P移向B端,此时滑动变阻器接入电路的阻值最大;(2)滑动变阻器在电路中的作用有:一方面可以保护电路,另一方面可以改变电路总电阻,从而改变电路电流;(3)由图2所示电流表可知,量程为0∼0.6A,分度值为0.02A,示数为0.5A;电压表量程为0∼3V,分度值是0.1V,其示数为2.4V;因为I=,所以待测电阻阻值为R==4.8Ω.
【点睛】(1)闭合开关前,滑动变阻器接入电路的阻值应为滑动变阻器的最大阻值,根据电路图确定滑片的位置;(2)滑动变阻器一方面可以保护电路,另一方面可以改变电路总电阻,从而改变电路电流;(3)由图2所示电表确定其量程与分度值,读出电表示数,然后由欧姆定律求出待测电阻阻值.
11. 控制定值电阻两端的电压不变 定值电阻R断路 B 3 右 10
【详解】(1)[1]在探究“电流与电阻的关系”实验中,应控制电阻两端的电压不变,这就需要调节滑动变阻器的滑片。所以滑动变阻器的作用是保护电路和控制定值电阻两端的电压不变。
(2)[2]要求滑片向左滑动时,电流表示数变大,说明电路中的电阻变小,滑动变阻器接入电阻变小,所以滑动变阻器的左下接线柱接入电路中,如下图所示:
(3)[3]电流表无示数,说明电路存在断路;电压表有示数说明与电压表并联的这部分电路存在断路,故可能原因是定值电阻R断路。
[4]为了保护电路,在闭合开关前把滑动变阻器的滑片调到阻值最大处,滑片远离下面的接线柱,故滑片移到B端。
(4)[5]由丙图可知,电阻两端的电压为
U=0.6A×5Ω=……=0.2×15Ω=3V
所以电阻R两端控制的电压为3V。
[6]当电阻由5Ω更换为10Ω时,根据串联电路的分压特点可知,电阻R两端的电压将增大,所以我们应增大滑动变阻器连入电路的阻值来减小电阻R两端的电压,即应向右移动滑片。
[7]当将阻值为20Ω的电阻接入电路时,若调节滑动变阻器的滑片使其两端电压为3.0V,则滑动变阻器两端的电压为
U滑=U-UR=4.5V-3.0V=1.5V
当电阻R接入的阻值最大为20Ω时,滑动变阻器接入的电阻最大,根据串联电路的分压特点可得,滑动变阻器接入的最大阻值为
滑动变阻器的最大阻值至少为10Ω。
12. 左 短路 电阻的电压 0.28 正 10 左 20 40 反
【详解】(1)[1]观察图甲可知,滑动变阻器与电流表串联,再观察图乙,滑动变阻器的上端接入了电路,根据滑动变阻器“一上一下”的接法原则,滑动变阻器的下端与电流表连接,题目中要求,调节滑片使电流表变化与电路图一致,电路图中,滑片往左,变阻器接入电路的电阻变大,则实物图中,滑片往左,变阻器接入电路的电阻也是变大,那么应该是变阻器的右下端接入电路;电压表需要并联在电阻两端,所以电压表的负接线柱接电阻的左端;据此连接实物图,如下图所示。
(2)[2]为了保护电路,开关闭合前应将滑动变阻器的滑片到阻值最大处,让电路的电流最小,即滑片到最左端。
(3)[3]闭合开关后,发现电流表有示数,电路为通路,不存在断路,电压表无示数,则电路存在的故障可能是定值电阻短路。
(4)[4]接入阻值为10Ω的电阻探究“电流与电压关系的实验”,为得出普遍性的规律,要通过多次改变滑片的位置来改变电阻的电压和电流,进行多次实验。
[5]从图丙可以看到,电流表选择小量程,分度值为0.02A,读数为0.28A。
[6]观察表格中的实验数据可知,5组数据,电压与电流的比值都为10Ω,为一定值,故得出结论:当电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成正比。
(5)[7]实验中控制电阻两端的电压为2V不变,她用5Ω的电阻进行实验,根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压
变阻器分得的电压为电压表示数的2倍,根据分压原理,变阻器连入电路中的电阻为
变阻器连入电路中的电阻为10Ω;保持滑动变阻器的位置不动,当换上另一个电阻时,电流表的示数变成了0.3A,由欧姆定律和串联电阻的规律,由此可知换上的电阻
可知换上的电阻为10Ω。
[8]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,为了使电阻两端的电压恢复到2V,此时应将滑片向左适当调节。
[9][10]实验中控制电阻两端的电压为2V不变,变阻器分得的电压为4V,电阻的电压为变阻器电压的0.5倍,变阻器的最大电阻分得的电压为电压表示数的2倍,根据分压原理,当接入变阻器连入电路中的电阻最大为30Ω时,对应的定值电阻最大为
故实验中她发现当接入20Ω的电阻进行实验时,无论怎样调节滑动变阻器,电压表的示数都大于2V;若想完成实验,由分压原理,滑动变阻器最大阻值至少应该为
最大阻值至少应该为40Ω。
[11]通过实验可知,电阻变大时,电流是变小的,并且导体中的电流与导体的电阻乘积是一个定值,即当电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比。
13. 断开 A ② 0.26 2.6 10 D
【详解】(1)[1]为了防止连接电路时错误导致电路损坏,连接电路时开关应处于断开状态。
[2]闭合开关前,为了防止电流过大而损坏电路,滑动变阻器应处于最大阻值处,即滑到A端。
(2)[3]本实验的目的是为了测量定值电阻的阻值,多次测量的目的是为了求平均值减小误差,故选填②。
(3)[4][5][6]电流表的指针如图乙所示,电流表连接的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,其示数为0.26A,电压表的指针如图丙所示,电压表连接的量程为0~3V,分度值为0.1V,其示数为2.6V,根据欧姆定律可得Rx的阻值为
(4)[7]AB.两种方案中都存在电流表与灯泡或定值电阻并联,会导致其短路,故AB不符合题意;
C.此方案电压表存在正负接线柱接反的情况,无法正常测量电压,故C不符合题意;
D.此方案可先将开关置于2,移动滑动变阻器,使小灯泡正常发光,再将开关置于1,测出此时灯泡与R的总电压U,则R两端电压为
此时灯泡正常发光时的电流为
故灯泡正常发光时的电阻为
故D符合题意。
故选D。
14. 电流表A1被短路 5Ω、20Ω
【详解】(1)[1]由电路图可知,R1与R2并联,电流表A1测R1支路的电流,A2测R2支路的电流,A3测干路电流。闭合开关S,电流表A1、A2、A3的示数分别为0A、0.40A和1.20A,干路电流大于R2支路电流,说明R1支路有电流通过,但A1示数为0A,说明电流表A1被短路了。
(2)[2]本实验是研究电阻的并联,电源电压为8V,则通过各个定值电阻的电流分别为
I1=1.6A
I2=0.8A
I3=0.4A
I4=0.16A
被测电流值大于电流表量程的一半时,能减小实验误差,电流表有两个量程(0~0.6A、0~3A),则当使用小量程时,所测电流应大于0.3A、小于0.6A;当使用大量程时,所测电流应大于1.5A、小于3A。故应选用5Ω和20Ω的连个定值电阻进行实验,此时干路电流为2A,符合要求。
15. 断开 b(或:右、电阻最大) 9 保护电路 改变Rx两端电压和通过Rx的电流,进行多次测量而减小测量误差
【分析】此题考查的是用电流表、电压表测定值电阻Rx的阻值.
【详解】在用电流表、电压表测定值电阻Rx的阻值时,用电压表测量出电阻的电压,用电流表测量出电阻的电流,根据公式R=U/I计算电阻值.连接电路时,开关应处于断开状态,滑动变阻器的滑片应位于最大阻值处.实验中当滑动变阻器的滑片置于某位置时,电流表和电压表的示数如图(乙)所示,则此时电阻的测量值Rx=U/I=2.7v/0.3A=9Ω.滑动变阻器在实验中的作用是:改变Rx两端电压和通过Rx的电流,进行多次测量而减小测量误差.
【点睛】注意在此实验中药多次测量减小误差.
答案第1页,共2页
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