内容正文:
2026年中考物理一轮复习专题:《欧姆定律实验探究题》
1.某物理兴趣小组利用“伏安法”测量未知电阻的阻值,电路如图甲所示。
(1)请根据图甲,用笔画线代替导线将图乙实物电路图连接完整。(要求:向右移动滑动变阻器的滑片P时,电流表示数变小);
(2)闭合开关后,发现无论怎样移动变阻器的滑片,电流表始终没有示数,电压表示数接近电源电压,产生这种现象的原因可能是定值电阻 (选填“短路”或“断路”);
(3)排除故障后,闭合开关S,调节滑片P至某位置时,电压表的示数如图所示,此时的电压值为 V。接着移动滑动变阻器的滑片,利用电压表和电流表测出了多组实验数据,并作出了电压表与电流表示数的关系图像,如图丁所示,则阻值为 Ω;
(4)另一小组在测定待测电阻的阻值时,用实验室所提供的器材设计了如图戊所示电路图。闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应调到 (选填“a”或“b”)端。实验中调节滑动变阻器的滑片到某一位置,记录下此时电流表A1、A2的示数分别是I1和I2,则的表达式为= 。(结果用I1、I2和R0已知量表示)
2.图甲是某同学探究电流与电阻的关系的实验电路.已知电源电压恒为4.5V,滑动变阻器规格为“20Ω1A”,可供选择的定值电阻的阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω和30Ω.
(1)该同学根据图甲连接的实物电路如图乙所示,其中一根导线连接是错误的,请在图乙中将这根线打上“×”,并补画出正确的连线
( )
(2)电路连接正确后,先用5Ω的定值电阻进行实验,闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,此时电流表的示数如图丙所示,则电路中的电流为 A;再将5Ω的定值电阻换成10Ω定值电阻进行实验,移动滑片直至电压表示数为 V,并记录电流表的示数.
(3)该同学还想多测几组数据,但他不能选用的定值电阻是 .
3.小明利用6V的电源、额定电压为2.5V的小灯泡、电压表、规格为“20Ω 1A”的滑动变阻器、开关、导线等设计了如图所示的电路,测出了小灯泡的额定功率。请帮他将实验步骤补充完整:
(1)闭合开关S、和,调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数为 V,此时小灯泡正常发光。
(2)闭合开关S、,断开,保持滑片位置不变,读出电压表示数为2.5V。
(3)闭合开关S、,断开,读出电压表的示数为4V。
(4)小灯泡的额定功率 W。
4.某同学在“用电流表、电压表测电阻”的实验中,电源电压为6伏且保持不变,滑动变阻器标有“50Ω 2A”字样。他先把滑动变阻器的滑片移到最左端,跟待测电阻Rx、电流表、开关和电源连成串联电路,再把电压表并联在电路中。闭合开关,向右移动滑片到某两个位置时,电流表、电压表的示数如图所示;继续向右移动滑片,发现压表的示数变大,电流表示数的最小值为0.22安。
(1)请在答题卡中相应的方框内画出该同学实验的电路图: 。
(2)闭合开关前,滑动变阻器连入电路的电阻值 (选填“最大”或“最小”);实验中电压表的量程为0~ 伏。
(3)电阻Rx的阻值为 欧。(计算电阻时,精确到0.1欧)
5.小明和小华同学做“探究并联电路的规律”实验,他们首先探究了并联电路各电阻两端的电压,得到它们都等于电源电压且为6伏.接着他们按如图所示的电路图正确连接电路,在实验中保持电阻R1=10欧不变,多次改变电阻Rx的阻值,观察并记录各电流表的示数,如表所示.
实验序号
A1示数(安)
A2示数(安)
A示数(安)
电阻Rx(欧)
1
0.6
0.2
0.8
2
0.6
0.3
0.9
3
0.6
0.4
1.0
4
0.6
0.6
1.2
(1)小明同学在分析实验序号1(或2或3或4)中的各电流表示数及相关条件时,得出的初步结论是:
(2)小华同学分析表格中的第3、4列数据、相关条件及欧姆定律,得出电阻Rx的阻值分别为 欧,且对应的电路的总电阻分别为 欧;并根据计算出的数据分析了总电阻和各电阻的关系,得出的初步结论是:
(3)小明和小华共同分析实验序号1和2和3和4中的A2表的示数及电阻Rx的值,得出的初步结论是:
6.如图1是伏安法测电阻的电路图,还有一个没有连接完的实物图2。
(1)请根据电路图1把实物图2连接完整;
(2)实验时,闭合开关,无论怎样移动滑动变阻器的滑片,电流表的示数随之改变,而电压表的示数始终为零,电路故障除了电压表坏了以外,还有可能是 ;
(3)经检查确定是电压表坏了,于是同学们设计了如图3所示的电路图,也完成了电阻的测量:
A.按电路图连接电路;
B.闭合开关S和S1,记下电流表的示数为I;
C. ,记下电流表的示数为I0;
D.被测电阻的表达式:R= 。
(4)有同学认为此实验进行多次测量会更加准确,于是他在图中的干路增加一个滑动变阻器,改变滑动变阻器的阻值,重复上述操作,可实现多次测量。该同学的做法是 (选填“正确”或“错误”)的,理由是 。若采用这一做法,按照上述ABC的步骤测量,当滑动变阻器在某一阻值时,测量的电阻 (选填“变大”“变小“或“不变”)。
7.某科技小组设计了一个雨刮器自动控制系统,其刮水的速度能够随着雨量的大小相应地发生变化,雨停后,雨刮器自动停止工作。该雨刮器自动控制系统的原理如图所示,一组手指状平行金属线组成的雨水检测网,通过a、b接线柱接入自动控制系统的模拟电路。
(1)①雨水检测网在电路中起到的作用更类似于 (选填“开关”或“滑动变阻器”)。
②小华按照设计的电路图连接电路,检测网未放入雨水中时,电流表无示数,将检测网放入雨水中,电流表有示数。小华通过观察电路中 的变化来判断电动机转速的变化,从而判断雨刮器刮水速度的变化。
(2)将检测网竖立并缓慢浸入雨水中进行实验,发现检测网浸入雨水中的深度越大,电流表示数越大。这是因为检测网浸入雨水中的深度越大,相当于电阻的 越大,电阻越 。
8.小明用如图甲所示电路探究电流与电阻的关系,电源电压3V,电阻R有4个阻值(5Ω、10Ω、15Ω、25Ω)供选用,滑动变阻器Rp规格为“10Ω 2A”。
实验序号
R/Ω
I/A
①
5
②
10
0.20
③
15
0.13
(1)开关闭合前,应将滑动变阻器滑片P移到最 (选填“左”或“右”)端;闭合开关后,小明发现电流表、电压表示数均为0,他将一根导线的一端接电源正极,另一端依次试触a、b、c、d各接线柱,当接触到d时,电压表开始有示数且为3V,电流表示数仍为0,经进一步检查,电流表、开关、导线及各接线处均完好,则电路中可能的故障是 ;
(2)当接入的电阻R的阻值为5Ω,闭合开关,调节滑片P,使电压表示数到达某一数值,此时电流表示数如图乙所示,该示数为 A。将R阻值先后分别换成10Ω、15Ω和25Ω后,重复上述操作。由实验结果可得出的结论是:在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成 比;
(3)图丙图像中,能大致反映本实验中各物理量之间关系的是 。
9.小明同学在学习电学时,完成了以下两个实验:
(一)在探究电流与电阻关系的实验中,所用实验器材均完好,如图所示,电源电压为6V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,发现电流表的指针位置如图甲所示,原因是电流表 ;
(2)用笔画线代替导线将乙图中实物电路连接完整,要求滑动变阻器的滑片P向A端移动时,电路中电流变大,导线不得交叉 ;
(3)电路连接完成后,分别用10Ω、15Ω、20Ω的电阻进行实验,正确操作,记录的数据如下表所示,则实验中控制电压表的示数为 V不变。当使用30Ω的电阻做实验时,无论怎样调节滑动变阻器的滑片都无法使电压表的示数与前三次相同,为了继续完成第四次实验,如果只能更换电源,则电源电压应不高于 V;
实验次数
1
2
3
4
R/Ω
10
15
20
30
I/A
0.3
0.2
0.15
(4)分析实验数据得出结论: ;
(二)小明设计了如图丙所示的电路测量未知电阻,Rx的阻值。电源电压未知,R0为阻值已知的定值电阻,R为滑动变阻器;
(5)开关S闭合前,应将滑动变阻器的滑片P置于 端(选填“a”或“b”),目的是 ;
(6)闭合开关S,调节滑动变阻器,得到电压表V1的示数为U1,电压表V2的示数为U2,则被测的阻值Rx= ;
(7)小明测量一次后,就计算出了该电阻的阻值,他认为这种计算阻值的方法不妥当,理由是 。
10.如图所示小明利用如图所示(滑动变阻器最大阻值为R0,电源电压未知且不变)的电路测电阻Rx的阻值,请将下列相关实验步骤补充完整:
①闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到a端,记录电流表示数为I1;
②闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到 端,记录电流表示数I2;
③写出待测电阻的表达式Rx= (用已知量R0和测量量符号表示)。
11.在“探究电流跟电阻关系”的实验中,已知电源电压为4.5V且保持不变,滑动变阻器(40Ω 1A)以及符合实验要求的电表、开关和导线,实验电路如图甲所示。
(1)小明同学连好电路后闭合开关,移动滑动变阻器滑片P,电流表有示数,电压表无示数,则故障可能是定值电阻 ;
(2)小明同学排除故障后闭合开关,移动滑动变阻器滑片P,同时眼睛应注视______;
A.电压表示数 B.电流表示数 C.滑动变阻器滑片
(3)该实验中滑动变阻器除了保护电路外,还有 的作用;
(4)实验中小明多次改变R的阻值,记下电流表的示数,得到如图乙所示的电流I随电阻R变化的图像,由图像可以得出结论: ;
(5)为了能够完成实验,更换的电阻R阻值不能大于 Ω。
12.在探究电流与电压的关系的实验中,电源电压为3V,滑动变阻器标有“20Ω 1A”字样。
(1)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片调到最 (选填“左”或“右”)端。
(2)图甲所示电路,有一根导线连接错误,请用笔画一条线代替导线,将电路连接正确(导线不能交叉)。
(3)纠正错误后闭合开关,两电表均无示数,故障可能原因是___________(选填序号)。
A.电阻开路 B.电阻短路 C.开关接触不良 D.滑动变阻器开路
(4)排除故障后进行实验,记录的数据如下表所示,其中第2次实验时,电流表的示数如图乙所示,为 A。
实验序号
1
2
3
4
5
电压
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
电流
0.1
0.3
0.4
0.5
(5)分析表中数据,请找出一组拼凑的实验数据并说明理由。 。
(6)实验所用定值电阻的阻值为 Ω。
(7)分析有效实验数据可得出结论:电阻一定时,通过它的电流与它两端的电压成正比。小明认为这个结论并不可靠,原因 。
13.甲乙两小组探究“电流与电压和电阻的关系”,实验室提供的实验器材有: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).一只滑动变阻器,小灯泡一只(额定电压为2.5V),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划线代替导线将图乙中的实物电路连接完整 .
②他们将5Ω的电阻接入电路,检查无误后闭合开关,发现电压表无示数,电流表有示数,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,由此可得到的实验结论是 .
(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”)端移动直到电压表的示数为1.5V,读出电流表的示数.
②他们用小灯泡替换定值电阻,移动滑片,使小灯泡正常发光,电流表示数如图丙所示,则小灯泡的额定功率是 W.
14.在探究“电流与电阻的关系”的实验中,小赵同学选择了5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω定值电阻各一个进行实验,电源电压恒为6V。
(1)请用笔画线代替导线将图中未完成的电路完成;(要求:当滑片向右移动时电流表示数变大,导线不能交叉)( )
(2)实验中闭合开关移动滑动变阻器的滑片,小赵发现当电流表示数增大时,电压表示数反而减小。造成这一现象的原因可能是 ;
(3)确认电路连接无误后,小赵将5Ω定值电阻接入电路后,闭合开关进行实验,调节滑动变阻器的滑片,使电流表的示数为0.5A;更换阻值为10Ω的电阻后为正确进行实验得出实验结论,下一步应将滑动变阻器的滑片向 滑动(选填“左”或“右”)。将5Ω定值电阻更换为10Ω定值电阻后,在不改变电路连接的情况下如果保持滑片位置不动电压表的指针会 ;
(4)小赵依次接入5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω五个定值电阻,调节滑动变阻器的滑片,保持电压表示数不变,记下电流表的示数。实验中他接入10Ω和25Ω定值电阻时,电路中两次的电流之比为 ;
(5)实验室有以下规格的滑动变阻器,要完成上述实验,小赵所选用的滑动变阻器应是 ;(填写选项字母即可)
A.20Ω 0.3A B.20Ω 0.5A
C.50Ω 0.3A D.50Ω 0.5A
(6)小赵完成实验后继续探究电流跟电压的关系,他调节滑动变阻器,测出通过定值电阻R的电流和对应的电压如下表所示。分析数据发现电流与电压不成正比,检查两表均无故障,你认为可能的原因是 。通过分析数据此时选用的定值电阻的阻值是 Ω。
电压U/V
1
1.5
2
2.5
3
电流I/A
0.14
0.19
0.24
0.29
0.34
15.刘星和李明为了探究串联电路的总电阻与各串联电阻的阻值之间的关系,他们利用两个定值电阻(R1=5Ω,R2=10Ω)及电源等器材设计了如图甲所示的电路图.
(1)根据电路图,用笔画代替导线将图乙中的电路连接完整.
(2)闭合开关后发现电流有示数,而电压表无示数,则出现该现象的原因可能是:① ;② .
(3)对串联电路的总电阻与各串联电阻的阻值之间的关系你的猜想是: .
(4)对以上实验设计你还想提什么建议: .
16.小华做测量定值电阻Rx阻值的实验,现有器材:待测电阻Rx、两节干电池、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线若干。
(1)请按图甲所示的电路图,以笔画线代替导线,将图乙中的电路连接完整;
(2)连接电路时,开关断开,并将滑动变阻器滑片置于阻值 处;
(3)正确连接电路,闭合开关,发现无论怎样移动滑片P,电流表都没有示数,而电压表示数接近3V,则故障可能是 (选填标号);
A.滑动变阻器断路 B.Rx断路 C.Rx短路
(4)排除故障后,当电压表示数为1.3V时,电流表示数如图丙所示,则通过Rx的电流大小为 A,它的阻值是 Ω;
(5)本实验要多次测量取平均值,目的是 。
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
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参考答案
1.(1)
(2)断路
(3) 2.4 6
(4) b
【详解】(1)向右移动滑动变阻器的滑片P使电流表示数变小,由欧姆定律可知,电路中的电阻变大,变阻器连入电路的电阻变大,故应接A接线柱,如图所示:
(2)闭合开关后,发现无论怎样移动变阻器的滑片,电流表始终没有示数,可能发生断路故障,电压表示数接近电源电压,说明此时电压表、电流表、滑动变阻器、开关与电源连通,故障为定值电阻断路。
(3)[1]由图丙可知,电压表的量程是0~3V,分度值是0.1V,电压表的示数是2.4V。
[2]由图可知,当电压表示数为3.0V时,电流表示数为0.5A,则阻值为
(4)[1]为了保护电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应处于阻值最大处,即滑动变阻器的滑片P应调到b端。
[2]由图可知,电阻R0和R′x并联,电流表A2测量通过电阻R0的电流,电流表A1测量干路中的电流,由并联电路电压的规律和欧姆定律可知R′x两端的电压U′x=U0=I2R0
由并联电路电流的规律和欧姆定律可知R′x的阻值
2. 0.4 2 20Ω、25Ω和30Ω
【详解】(1)连接电路时,电压表要与定值电阻并联,定值电阻与滑动变阻器串联,电路图改正如图所示;
(2)丙图中的电流表使用的是小量程,指针对应的示数为0.4A,此时若将5Ω 的定值电阻换成10Ω定值电阻进行实验,则应该保持电压表的示数不变,因为原来电阻为5Ω时,电流为0.4A,所以电压示数应该为2V,所以移动滑片直至电压表示数为2V,并记录电流表的示数.
(3)该同学还想多测几组数据,但电压表示数保持2V,所以当滑动变阻器为最大阻值20Ω时,其两端电压应该为4.5V-2V=2.5V,此时电路中的电流为2.5V/20Ω=0.125A,此时定值电阻为2V/0.125A=16Ω,也就是说要完成实验定值电阻不得大于16Ω,所以他不能选用的定值电阻是20Ω、25Ω和30Ω.
3. 3.5 0.7
【解析】【小题1】闭合开关S、,滑动变阻器滑片左侧部分与小灯泡串联,此时电压表测量滑动变阻器滑片左侧部分两端的电压,根据串联电路电压的特点可知,当电压表示数时,小灯泡正常发光。
【小题2】闭合开关S、,断开,滑动变阻器的全部阻值接入电路,电压表测滑动变阻器滑片左侧部分两端的电压,此时保持滑片位置不变,电压表示数为2.5V.闭合开关、,断开,滑动变阻器的全部阻值接入电路,电压表测滑动变阻器两端的电压,示数为4V。上述过程中电路的连接方式相同,则滑动变阻器滑片左侧部分的电阻与滑动变阻器滑片右侧部分的电阻之比,解得。由欧姆定律可知,在小题11中,通过滑动变阻器的电流
,小灯泡的额定电流,小灯泡的额定功率。
4. 最小 3 13.5
【详解】(1)[1]根据题意知道,滑动变阻器跟待测电阻Rx串联,电压表与滑动变阻器并联,故电路连接如下
(2)[2]由于滑动变阻器在电路中起保护和调节作用,所以,在闭合开关前,滑动变阻器连入电路的电阻值应是最大值。
[3]由于电源电压为6伏且保持不变,结合电路的连接方式,根据向右移动滑片到某两个位置时,电流表、电压表的示数推断,实验中电压表的量程为0~3V即可。
(3)[4]根据题意知道,电流表示数的最小值为0.22安,所以,电流表使用的是0-0.6A量程,由图知道,当电流表示数是0.26A时,电压表的示数是2.5V,由欧姆定律知道,此时电路的总电阻
滑动变阻器接入电路的电阻
由串联电路电阻的特点知道,电阻Rx的阻值
5. 并联电路的总电流等于各支路的电流之和 30;20;15;10 7.5;6.7;6;5 并联电路的总电阻小于任何一条支路的电阻值 在电压一定时,导体中电流与导体的电阻成反比
【分析】(1)分析实验序号1(或2或3或4)中的各电流表示数及相关条件得到并联电路电流的规律;
(2)分析电路图,两个电阻并联,电流表A1测通过R1支路的电流,A2测通过Rx的电流,A测干路电流;根据欧姆定律和并联电路的电压特点分别求出每组数据对应Rx和总电阻的阻值;根据计算出的数据分析了总电阻和各电阻的关系,得出的初步结论;
(3)分析实验序号1和2和3和4中的A2表的示数以及电源电压、电阻Rx的值,可以得出初步结论.
【详解】(1)第2和3列的数据之和与4列的数据相等,故可得结论:串联电路的总电压等于各电阻两端电压之和;
(2)两个电阻并联,电流表A1测通过R1支路的电流,A2测通过Rx的电流,A测干路电流;Ux=U=6V,根据得到每组数据对应Rx的阻值依次为:30Ω、20Ω、15Ω、10Ω,根据得到每组数据对应的R总阻值依次为:7.5Ω、6.7Ω、6Ω、5Ω;观察实验数据可得到的初步结论是:并联电路的总电阻小于任何一条支路的电阻值;
(3)根据数据,分析实验序号1和2和3和4中的A2表的示数及电阻Rx的值,即可得出的初步结论是:在电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比.
故答案为(1)并联电路的总电流等于各支路的电流之和;
(2)30、20、15、10;7.5、6.7、6、5;并联电路的总电阻小于任何一条支路的电阻值;
(3)在电压一定时,导体中电流与导体的电阻成反比.
【点睛】本题考查并联电流电流和电阻的规律,需要知道并联电路中,干路中的电流等于各支路电流之和.
6. R短路 再断开S1 错误 R0、Rx两端的电压不再相等 变大
【详解】(1)[1]由电路图知,电阻R与滑动变阻器串联在电路,滑片向左移动时,变阻器接入电路的阻值变小。电压表测电阻R电压,电流表测电路中的电流。那么图2中,变阻器按一下一上接入电路中,电源电压为3V,故电压表选用小量程与电阻并联,电流表可选用小量程与电阻串联,注意电流从电表正接线柱流入,如下所示:
(2)[2]电压表与电阻R并联,实验时,闭合开关,无论怎样移动滑动变阻器的滑片,电流表的示数随之改变,则电路为通路,而电压表的示数始终为零,电路故障除了电压表坏了以外,还有可能是R短路。
(3)[3][4] 实验步骤:
A.按电路图连接电路;
B.闭合S和S1,记录电流表示数为I;
C.再断开S1,记录电流表示数为I0。
在B中,两电阻并联,电流表测干路的总电流;在C中,电流表测R0的电流,由欧姆定律,电源电压
U=U0=I0R0
根据并联电路各支路互不影响,故在B中R0的电流仍I0,根据并联电路电流的规律,通过待测电阻的电流为
IX=I-I0
由欧姆定律和并联电路电压的规律知
(4)[5][6]在图3的基础上,在干路增加了一个滑动变阻器,当两开关都闭合时,两电阻并联后与变阻器串联,再断开S1,R0与变阻器串联,由并联电阻小于其中任一电阻,结合分压原理,R0与变阻器串联时,R0的电压变大,小明同学的做法是错误的,理由是R0、RX两端的电压不再相等。
[7]由①知,若采用这一方法,按照A、B、C的步骤测量,当滑动变阻器在某一阻值时,由分压原理,在C操作中,R0的电压即I0′R0变大,由欧姆定律通过R0的电流也变大了,故通过电阻R的电流
Ix′=I-I0′
变小了,综上可知
变大了。
7.(1) 滑动变阻器 电流表示数
(2) 横截面积 小
【详解】(1)[1]根据题意可知,雨刮器刮水的速度能够随着雨量的大小相应地发生变化,雨停后,雨刮器自动停止工作。雨水检测网可以改变电路中的电流,其作用类似于滑动变阻器。
[2]从图中可以看出,电动机与雨水检测网串联,电流表测量电路电流,没有雨水时,检测网开路,小华按照设计的电路图连接电路,检测网未放入水中,电流表无示数,再将检测网放入雨水中,电流表有示数,说明雨水能将电路接通,表明雨水是导体。小华通过观察电路中电流表示数的变化来判断电动机转速的变化,从而反映出刮水器刮水速度的变化。电流表的示数越大,电动机的转数越大,雨刮器刮水的速度越大。
(2)[1][2]导体的电阻大小与导体的材料、长度、横截面积有关。从图中可以看出,雨水检测网浸入雨水中的深度越深,雨水检测网的材料不变、长度不变、接入电路中的横截面积变大,横截面积越大,电阻越小。
8. 右 滑动变阻器断路和电阻R断路 0.4 反 C
【详解】(1)[1]开关闭合前,为了保护电路,应将滑动变阻器滑片P移到阻值最大处的右端。
[2]由题意,闭合开关后,电流表、电压表示数均为0,则可能是串联电路中出现了断路。他将一根导线的一端接电源正极,另一端依次试触a、b、c各接线柱,电流表、电压表示数均为0,说明电源正极和c之外的电路有断路,当接触到d时,电压表开始有示数且为3V,说明电压表与电源连通,因电流表及各接线处均完好,所以滑动变阻器断路了,但电流表示数仍为0,原因是R也断路,导致电压表串联在电路中,所以电路中故障可能是:滑动变阻器断路和电阻R断路。
(2)[3]由图乙知,电流表选用小量程,分度值为0.02A,该示数为0.4A。
[4]根据表中数据,考虑到误差因素,电流与电阻之积约为2V,为一定值,由此可得:在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
(3)[5]A.因电压表示数不变,即I与R之积为一定值,故I随R的变化关系为反比例函数,A不符合题意;
B.换用不同的电阻时,电压表示数不变,B不符合题意;
C.电源电压3V,定值电阻的电压为2V,变阻器的电压为1V,由分压原理,变阻器与R的阻值的比值为1:2,故变阻器连入电路的电阻与R的关系是正比函数,是一条过原点的直线,C符合题意;
D.根据得出,定值电阻的功率
即电阻的电功率与R之积为一定值,电阻的电功率随R变化关系为反比例函数,D不符合题意。
故选C。
9. 指针没调零 3 5 见解析 b 保护电路 没有多次测量求平均值,测量误差较大
【详解】(1)[1]实验前,发现电流表的指针位置如图甲所示,即指针没有对准零刻度线,原因是电流表指针没调零。
(2)[2]滑动变阻器的滑片P向A端移动时,电路中电流变大,说明滑动变阻器接入电路的电阻变小,故滑动变阻器应选用左下接线柱A与电流表串联在电路中,如下图所示:
;
(3)[3]由表中数据可知,定值电阻两端电压为
UV=IR=0.3A×10Ω=……=0.15A×20Ω=3V
即实验中控制电压表的示数为3V不变。
[4]当定值电阻最大为30Ω且滑动变阻器接入阻值最大时,电源电压最大,由分压原理可得
所以电源电压的最大值为
(4)[5]由(3)可知,定值电阻两端的电压为一定值,故可得出结论:当电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
(5)[6][7]为了保护电路,开关S闭合前,应将滑动变阻器的滑片P置于阻值最大处,即b端。
(6)[8]由图丙可知,闭合开关S,Rx、R0和滑动变阻器串联,电压表V1测R0两端的电压,示数为U1,电压表V2测Rx两端的电压,其示数为U2,根据串联分压原理可得
解得
(7)[9]小明测量一次后,就计算出了该电阻的阻值,这种计算阻值的方法不妥当,理由是没有多次测量求平均值,测量误差较大。
10. b
【详解】[1][2]闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到a端,此时滑动变阻器R全部电阻与未知电阻Rx并联,此时电流表测通过R和Rx的总电流,为I1;为了测通过Rx的电流,需测出通过R的电流,根据题意可知,应将滑片移到b端,此时Rx被短路,电流表测通过滑动变阻器R的电流,且通过滑动变阻器R的电流不变,为I2,根据得,电源电压为
根据并联电路的电流特点可得,通过待测电阻的电流为
并联电路电压相等,则待测电阻两端的电压为
根据得,待测电阻为
11.(1)短路
(2)A
(3)控制定值电阻两端的电压不变
(4)电压一定时,电流与电阻成反比
(5)50
【详解】(1)小明同学连好电路后闭合开关,移动滑动变阻器滑片P,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,则故障可能是定值电阻短路。
(2)在“探究电流跟电阻的关系”实验中,要控制定值电阻两端的电压不变,故移动滑动变阻器滑片P时,眼睛应注视电压表,保证电压表示数不变,故A符合题意,BC不符合题意。
故选A。
(3)在“探究电流跟电阻的关系”实验中,要控制定值电阻两端的电压不变,故该实验中滑动变阻器除了保护电路外,还有控制定值电阻两端的电压不变的作用。
(4)根据如图乙所示的电流I随电阻R变化的图像知,电压不变时,随着电阻的增大,电路中的电流变小,故由图像可以得出结论:电压不变时,电流与电阻成反比。
(5)定值电阻两端的电压为
根据串联电路电压的规律,滑动变阻器两端的电压为
当滑动变阻器连入电路的电阻最大时,电路中的电流为
则更换的电阻的最大阻值为故为了能够完成实验,更换的电阻阻值不能大于50Ω。
12.(1)右
(2)
(3)CD
(4)0.2
(5)实验序号为1的是拼凑的,当电流为0.1A时,定值电阻两端的电压大于0.5V
(6)5
(7)不可靠,只有一个电阻的数据,结论具有偶然性
【详解】(1)为了保护电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片要处于阻值最大处,即远离底端已接线的接线柱,如图甲所示,滑动变阻器底端导线接在左端,故滑片应滑至右端。
(2)此实验中,滑动变阻器与定值电阻串联,电压表测量定值电阻两端电压。改正后的电路图如图所示:
(3)闭合开关后,电流表无示数,说明电路中发生了断路,电压表无示数,说明没有电流流过电压表,即电源与电压表连接的部分断路,故故障原因可能是滑动变阻器断路、开关断路或者部分导线与接线柱接触不良等故障,故选CD。
(4)定值电阻通过的电流与其两端的电压成正比,其两端电压越大,通过的电流越大,因为第2次实验中电压小于第3次实验的电压,所以第2次实验中的电流小于第3次实验的电流,故电流表选择的是0~0.6A的量程,分度值为0.02A,指针指在0.2A处,故电流大小为0.2A。
(5)由题意得滑动变阻器的最大电阻
电流为0.1A时,滑动变阻器两端的电压
此时定值电阻两端的电压
故此次数据是捏造的。
(6)由表格得出,第2次测量的阻值
同理可得第3、4、5次测量的阻值
求平均值得到定值电阻阻值
(7)实验中只用了一个电阻测得的几组数据,没有更换更多的电阻,实验结果具有偶然性。
13. 定值电阻短路(或电压表短路、电压表断路) 电阻一定时,通过导体的电流与导体两端电压成正比 右 0.85
【详解】(1)①应按以下要求连接:定值电阻与滑动变阻器、电流表串联接入电路;电压表与电阻并联,电流从“+”接线柱流入,从“−”接线柱流出;如图所示:
②电流表有示数,表明电路接通;电压表无示数表明定值电阻(或电压表)短路或电压表断路;
③分析数据可得出结论:电阻一定时,导体中的电流跟导体两端的电压成正比; (2)①定值电阻由5Ω更换为10Ω后,定值电阻分压变大,大于原来的电压,为保持定值电阻两端电压不变,由电路图可知,应向右移动滑动变阻器滑片,增大滑动变阻器接入电路的阻值,增大滑动变阻器的分压,使定值电阻两端电压减小到原来的1.5V,保持定值电阻两端电压一定;
②图丙中电流表的分度值为0.02A,示数为0.34A,
小灯泡的额定功率PUI2.5V0.34A0.85W.
点睛:本题中探究电流与电压的关系时,应控制电阻大小不变,探究电流与电阻的关系时,应控制电压大小不变,此即控制变量法,而控制电压大小不变是本题的难点.
14. 电压表并联在滑动变阻器两端 左 向右偏转 5:2 D 电流表使用前没有调零 10
【详解】(1)[1]当滑片向右移动时电流表示数变大,由欧姆定律可知,滑动变阻器连入电路的电阻变小,说明滑动变阻器接入电路的电阻丝变短,故滑片以右电阻丝连入电路中与电阻串联,电压表与电阻并联,如图所示
(2)[2]电源电压恒定,电流表串联在电路中,电流表示数增大,定值电阻电流增大,根据欧姆定律可知定值电阻两端的电压增大,由串联电路的电压特点可知,滑动变阻器电压减小,因此造成这一现象的原因可能是:电压表并联在滑动变阻器两端。
(3)[3][4]由欧姆定律可知,定值电阻两端的电压为
UV=IR=0.5A×5Ω=2.5V
根据串联电路的分压原理可知,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,由图可知,电压表的指针会向右偏转。探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,根据串联电路电压的规律可知,为了保持定值电阻两端电压不变,应增大滑动变阻器分得的电压,由串联分压的分压原理可知,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2.5V不变。
(4)[5]由欧姆定律求出接入10Ω和25Ω定值电阻时,电路中两次的电流之比为
(5)[6]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,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=1.4×25Ω=35Ω
即小赵所选择的变阻器的最大阻值不能小于35Ω;电流的最大电流为
故滑动变阻器的规格为:“50Ω 0.5A”,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
(6)[7]分析表格中数据可知:电流值都减去0.04A时,电流值与电压值成正比,所以可能的原因是电流表使用前没有调零。
[8]通过数据可知,当电压值为1V时,电流值为
I=0.14A﹣0.04A=0.1A
由可知,选用的定值电阻的阻值是
15. 电压表短路 电压表断路 总电阻等于各分电阻之和 更换R1、R2的阻值后,再进行实验
【详解】 (1)滑动变阻器下面的接线柱已经选择,上面选择哪一个都行,将电流表和开关串联接入即可,如下图;
(2)电流表有示数,说明电流表是完好的,并且与电流表串联的电路中各元件没有断路,电压表无示数并且电压表完好,说明电压表被短路或者连接出现了断路;(3)串联电路中,总电阻等于各分电阻之和;(4)为了使实验结论具有代表性,更换R1、R2的阻值后,再进行实验.
点睛:(1)滑动变阻器连接时“一上一下”选择接线柱,电流表与电路串联,注意正负接线柱;(2)电流表串联在电路中,电流表有示数说明电路中串联的部分没有断路,电压表并联在电阻两端,电压表无示数,说明电压表本身出现了问题;(3)根据串联电路电阻的特点进行猜想;(4)为了使实验结论具有代表性,更换R1、R2的阻值.
16. 最大 B 0.26 5 减小误差
【详解】(1)[1]滑动变阻器正确接入电路应该将“一上一下”两个接线柱接入电路,题干中未有其他要求,所以可将滑动变阻器下面两个接线柱任一接线柱接入电路。如图所示
(2)[2]连接电路时,为保护电路,开关应该断开,为了避免连接好电路闭合开关时,电路电流过大,还需要将滑动变阻器滑片置于阻值最大处。
(3)[3]正确连接电路,闭合开关,发现无论怎样移动滑片P,电流表都没有示数,说明电路某处断开了;电压表示数接近3V,说明电压表与电源是连通的,则电压表并联部分断路,即Rx断路了。故AC不符合题意,B符合题意。
故选B。
(4)[4]由图丙可知,电流表选择分度值为0.02A的小量程,指针指在第13个小格处,故电流表示数为0.26A,电路为串联电路,电流表示数即通过Rx的电流,大小为0.26A。
[5]电压表测Rx两端电压,示数为1.3V,由可得Rx的阻值为
(5)[6]定值电阻Rx的阻值是一个定值,为了减小误差,需要改变其两端电压和通过的电流进行多次测量取平均值。
答案第1页,共2页
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