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专题1 欧姆定律实验+特殊法测电阻(题型优练)-2025-2026学年九年级物理精品课(解析版)(66题)
学有所成,学以致用
1.(2025·江苏无锡·模拟预测)小明利用如图甲所示的电路探究“电流与电阻的关系”,实验器材有“学生电源、电流表、电压表、定值电阻6个(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω、50Ω)、开关一个、滑动变阻器R1(20Ω 1A)、导线若干:
(1)图甲中的电路连接有误,请你在错误的导线上打“×”,并补画出正确的导线;
(2)改正错误后闭合开关后,发现电流表示数为0,电压表满偏,电路故障可能是定值电阻 ;
(3)电路连接正确后,小明首先将5Ω的定值电阻接入电路,闭合开关,直接读出电压表的示数为0.9V。接下来移动滑片,直到电压表示数为 V时,记录电流表示数。再依次换用10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的电阻进行实验,根据得到的数据绘制成如图乙所示的图象,分析图像可知得到实验结论: 。同时由上述数据可知电源电压为 V;
(4)最后小明将50Ω的定值电阻接入电路,他发现无论怎样移动滑片,都不能使电压表示数达到原来的数值,为了完成这次实验,同组的同学提出以下方案,不能完成这次实验的是_______;
A.调低电源电压的值 B.在电路中串联一个5Ω的电阻
C.在电路中串联一个10Ω的电阻 D.将电压表改接到滑动变阻器两端
【答案】(1)
(2)断路
(3) 3 电压不变时,电流与电阻成反比 4.5
(4)D
【详解】(1)原图中电压表与电流表串联,会导致电流表失效,结合题干要求可知,电压表应与定值电阻并联,电流表与定值电阻串联,故做出如答案图中的修改。
(2)由电流表无示数可以确定电路中有断路出现,由电压表满偏分析,电压表测定值电阻电压,定值电阻可分得电压必定小于电压表量程,若电压表满偏说明电压表此时测的是电源电压,由此可判断定值电阻断路。
(3)[1]由题干可知,本实验的目的是探究电流与电阻的关系,需要控制定值电阻两端的电压一定,移动滑片,接入不同阻值的定值电阻后绘制成乙图像,分析乙图中的每一点,其横纵坐标的乘积代表定值电阻的电压值,都等于,故控制的电压值为。
[2]由乙图可知,在电压一定时,电流与电阻成反比,故可得出结论。
[3]题干可知,当定值电阻接入时,直接读出了电压表的示数为,此时未调节滑片位置,此时滑动变阻器全部接入,与定值电阻串联,依据欧姆定律可以求出电路电流为
滑动变阻器的电压
电源电压为二者电压之和
(4)BC.无论如何移动滑动变阻器滑片都无法使电压表示数为,说明此时定值电阻阻值过大,分走的电压过多,滑动变阻器无法分走多余电压使定值电阻两端的电压值降到,解决上述问题的思路是增大滑动变阻器的阻值,增强滑动变阻器分压能力,其中BC选项是通过串联电阻的方式践行思路,若要使电阻的电压为,电路中剩余部分分的电压为,此时电路中电流为,剩余部分电阻至少为,若此时滑动变阻器全部接入,则至少需要串联的定值电阻,依据以上分析,BC选项可完成本次实验,故BC不符合题意;
A.调低电源电压的值也可以使定值电阻两端的电压降低到,A可以完成本次实验,故A不符合题意;
D.电压表改接到滑动变阻器两端无法解决问题,D无法完成本次实验,故D符合题意。
故选D。
2.(2025·江苏扬州·三模)如图所示电路测电阻Rx的阻值。实验步骤如下:
①将电压表接在B、C两点间,闭合开关,将滑动变阻器滑片移到b端、电阻箱R调为某一阻值R1,使电压表和电流表示数为合适的值;
②断开开关,将电压表右端由C点改接到D点;
③闭合开关,反复调节R和滑动变阻器,使两表的示数与步骤①中相同,此时电阻箱的阻值为R2;
④待测电阻的阻值Rx= ;
⑤若操作无误,反复调节始终无法实现两表的示数与步骤①中相同,原因可能有: 、 。
【答案】 R1-R2 Rx>R1 Rx>Rp
【详解】[1]步骤③中,闭合开关,电阻箱、电阻Rx与滑动变阻器串联,电压表测电阻箱、待测电阻两端的总电压,电流表测电路中的电流:要使两表的示数与①中相同,即电流表和电压表示数均与①中相同,而电源电压不变,由欧姆定律可知此时总电阻与①中相同,根据题意可知一定要调节电阻箱的阻值,且仍然是串联电路,所以还需要调节滑动变阻器才能使总电阻不变,才能使电流表示数不变,记录此时电阻箱的阻值R2;步骤③中电流表和电压表示数与①中相同,根据欧姆定律可知
则可知
即电阻箱减少的电阻等于待测电阻Rx的阻值。
[2][3]根据上面分析可知,当R1=R2+Rx
电流表和电压表示数才与①中相同,若实验时R1<Rx(或R1的阻值太小)
则R1<R+Rx
所以此时会造成反复调节始终无法实现两表的示数与步骤①中相同;
若实验器材中Rp<Rx(或滑动变阻器的最大阻值太小)
则会造成调节变阻器分得的电压较小,而电阻箱、待测电阻分得的总电压较大,使得电压表的示数也不能与步骤①中相同。
3.(24-25九年级下·江苏盐城·期中)两只铭牌模糊的小灯泡、,仅能看清分别标有“”和“”字样,要求测量它们正常发光时的电阻和。
(1)图甲是小明用“伏安法”测量的实物电路,电源电压恒定;
①请将图甲电路补充完整 ,闭合开关前,应将滑动变阻器滑片移到 (A/B)端;
②闭合开关,发现小灯泡不亮,移动滑动变阻器滑片,电流表指针为零,电压有示数但示数不发生变化,小明分析可能的故障是导线②断路,小明的说法 ;
③排除故障后,闭合开关,电压表和电流表示数分别为和,移动滑片直到电压表示数为,灯泡正常发光,此时电流表示数如图乙所示,通过小灯泡的电流为 A,则= (精确到0.1);
(2)利用图丙所示电路,可以测出的大小。请将电阻箱(符号)、导线和灯泡分别填在图中虚线框内,完成电路连接 ,连好电路后,根据你的分析,测量小灯泡正常发光时的电阻,用到的物理方法是 。
【答案】(1) B 错误 0.3 8.3
(2) 等效替代法
【详解】(1)[1]实验中,滑动变阻器、灯泡和电流表应串联,电压表与灯泡并联,作图如下:
[2]为保护电路,闭合开关前,应将滑动变阻器滑片移到阻值最大处,即B端。
[3]若导线②断路,电压表的两端无法与电源相通,电压表无示数,除了电压表外,整个电路为通路,电流表有示数,所以不可能是导线②断路,小明的说法错误。
[4][5]如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,示数为0.3A,则通过小灯泡的电流为0.3A,则小灯泡正常发光时的电阻为
(2)[1][2]由于已知灯泡的额定电流(0.2A),因而闭合,将灯泡与电阻箱、电流表串联接入电路,调节电阻箱使得电流表示数为0.2A,使得灯泡正常工作,读出电阻箱示数;然后闭合把灯泡短路,调节电阻箱,使得电流表示数仍为0.2A,读出电阻箱示数;则根据等效替代法,电阻箱增大的电阻等于灯泡的电阻。设计电路如下图所示:
4.(24-25九年级下·江苏淮安·期中)如图甲所示是小明用“伏安法”测定值电阻阻值的实物图,电源电压为3V。
(1)在图甲中完成实物电路连接,要求滑动变阻器的滑片向B端滑动时连入电路的电阻变大 ;
(2)闭合开关,电压表无示数,电流表有示数,则产生故障的原因可能是 ;
(3)排除故障后,正确连接电路,移动滑动变阻器滑片到某一位置,电压表和电流表示数如图乙、丙所示,则测得的Rx阻值为 Ω;
(4)同组的小华用小明的方法测量另一定值电阻Rx'的阻值,得到多组数据如表所示:
实验次数
1
2
3
电压U/V
1.5
1.8
2.1
电流I/A
0.3
0.24
0.17
电阻Rx'/Ω
5
7.5
12.4
①若小华测得的电压和电流值是准确的,分析表格数据,小明实验电路连接存在的问题可能是 ;
②根据实验数据可知,小华所测的电阻Rx'= Ω;
(5)实验后小明发现滑动变阻器的最大阻值模糊不清,于是他利用电流表和一个阻值已知的定值电阻R0设计了如图丁所示的电路来测量滑动变阻器的最大阻值,实验步骤如下:
①闭合开关,将滑片移至最左端,读出此时电流表的示数为I1;
② ,读出此时电流表的示数为I2;
③则滑动变阻器的最大阻值R1= (用I1、I2和R0表示)。
【答案】(1)
(2)Rx短路
(3)8
(4) 将电压表并联在滑动变阻器的两端 5.1
(5) 将滑片移至最右端
【详解】(1)在伏安法测电阻实验中,电压表与待测电阻并联,测量其两端电压,由图乙可知,电压表的量程选择0~3V,电流表串联在电路中测量电路电流,由图丙可知,电流表的量程选择0~0.6A,滑动变阻器采用“一上一下”的方法串联在电路中,滑动变阻器的滑片向B端滑动时连入电路的电阻变大,需要连接A接线柱。电路连接如图所示:
(2)闭合开关,发现电流表有示数,说明电路通路,电压表无示数,则产生故障的原因可能是Rx短路或电压表短路。
(3)由图乙知,电压表的量程是0~3V,分度值是0.1V,其示数为2.4V;由图丙知,电流表的量程是0~0.6A,分度值是0.02A,其示数为0.3A;根据欧姆定律可得,测得的Rx阻值为
(4)①[1]根据表格数据知,当电压表示数增大时,电流表示数减小,说明电压表测量的是滑动变阻器两端的电压,即小明将电压表并联在滑动变阻器的两端。
②[2]根据串联电路的电压规律和欧姆定律可得第1次电阻
第2次电阻
第3次电阻
所测的电阻
(5)②[1]将滑片移至最右端,R0与滑动变阻器最大阻值串联,电流表测电路的电流为I2。
③[2]在步骤①中,闭合开关,将滑片移至最左端,电路为只有R0的简单电路,电流表测电路的电流为I1,则电源电压为U=I1R0
在步骤②中,R0与滑动变阻器最大阻值串联,则电源电压为U=I2(R0+R1)
因电源电压不变,则I1R0=I2(R0+R1)
解得滑动变阻器的最大阻值
5.(2025·江苏盐城·二模)某实验小组测量一个定值电阻的阻值,选用的实验器材有:待测电阻R、 电源电压恒定的 电源、电流表、电压表、滑动变阻器、开关及导线若干。
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整。要求:滑动变阻器的滑片向左移动时,电路中电流表示数变大;
(2)小明正确连接电路后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,发现电压表有示数,电流表始终无示数,造成这一现象的故障可能是 ;
(3)排除故障后,闭合开关,移动滑动变阻器滑 片,进行多次实验,测得的电流、电压的部分数据如下表,在第2次测量时,电流表示 数如图乙所示为 A, 根据这三次测得的数据,R的阻值为 Ω(该空结果保留一位小数);
实验次数
电压U/V
电流I/A
1
1.6
0.20
2
2.0
3
2.4
0.30
(4)实验完成后,同学们只将图甲中的定值电阻换成了额定电压为2.5V 的小灯泡,并根据测 量的数据绘出了小灯泡的I-U图像如图丙中的A,另一小组的同学由于接线错误,绘出的小灯泡I-U图像如图丙中的B,则这组同学连接的错误之处可能是 ;
(5)【拓展】小组想用电路图测图中铭牌模糊不清的滑动变阻器R的最大阻值。已知电流表的量程是0-0.6A, 电源电压恒定且满足2.4V≤U≤3V,但具体数值未知,定值电阻阻值已知且为R0,为保证顺利测量,则R0至少为 Ω。
【答案】(1)
(2)电阻Rx断路
(3) 0.24 8.1
(4)电压表测量的是滑动变阻器两端的电压
(5)5
【详解】(1)滑动变阻器应该“一上一下”接入电路中,且滑动变阻器的滑片向左移动时,电路中电流表示数变大,电阻变小,则应该接左下端的接线处,如图所示:
(2)小明正确连接电路后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,发现电压表有示数,说明电压表能连通电源两极;电流表始终无示数,说明电路可能断路了,造成这一现象的故障可能是:与电压表并联的电阻Rx断路。
(3)[1]在第2次测量时,电流表示 数如图乙所示,选择了小量程,分度值为0.02A,示数为0.24A。
[2]根据这三次测得的数据(表格数据),R的阻值为
(4)当灯泡电流增大时,灯泡电压增大,根据串联电路的特点可知,滑动变阻器的电压减小,故另一组同学连接的错误之处可能是:电压表测量的是滑动变阻器两端的电压。
(5)已知电流表的量程是0-0.6A, 电源电压恒定且满足2.4V≤U≤3V,当滑动变阻器接入电路的阻值为0时,电路为R0与电流表串联的简单电路,为了保护电路,电路中的最大电流不能超过0.6A,当电源电压为2.4V时,
当电源电压为3V时,
若R0为4Ω,当电源电压为3V时,
电路不安全,所以R0至少为5Ω。
6.(2025·江苏苏州·二模)如图甲是某小组探究电流与电阻关系的实验电路图,所用器材有:电源电压恒定6V、滑动变阻器、电流表、电压表、开关、导线、阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的电阻各一个。
(1)用笔画线代替导线将甲图所示的实物电路图连接完整(要求当滑片P向右移动时电流表示数变大)
(2)图甲实验中多次改变R阻值的大小,调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数保持 V不变,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;
(3)完成上述实验后,实验小组的同学借助阻值已知的定值电阻R0和另一个电压表,设计了如图丙所示的电路来测量未知电阻的阻值。
①电路图中虚线框内的元件组合相当于一个 表;
②闭合开关,调节滑片,读出电压表V和V0的示数分别为U和U0;
③未知电阻Rx= (用测量量和已知量符号表示)。
(4)小明又利用原有的器材和一只电阻箱,设计如图丁所示的实验电路测未知电阻Rx。
①闭合开关S,开关S1接到触点 (选填写“1”或“2”),调节滑动变阻器的滑片P,使电压表示数为2V;
②将S1的位置更换,保持滑动变阻器滑片的位置不变,调节电阻箱,使电压表示数为 V,得出未知电阻Rx的值;
③小华也利用图丁进行了测量,发现自己的测量结果比小明测量结果大了2Ω,检查分析后发现第①步测量结束后,不小心碰到了滑动变阻器滑片,导致滑动变阻器接入电路的阻值变化了 Ω。
【答案】(1)
(2)2.5
(3) 电流
(4) 1 2 1
【详解】(1)滑片P向右移动时电流表示数变大,则滑动变阻器接入电路的阻值变小,故滑动变阻器下方接线柱接B,电压表应并联在定值电阻两端,故实物图连接如图所示:
(2)由乙图可知,当电阻变化时,定值电阻两端的电压,故定值电阻两端的电压保持2.5V。
(3)[1]虚线框内电压表可以测量出已知电阻的两端电压,则可以计算出电路中的电流,故虚线框内相当于电流表。
[2]此时电阻串联,电路中的电流,则未知电阻
(4)[1] 开关S1接到触点1,此时电压表测量未知电阻两端的电压,调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数为2V,要先确定未知电阻两端的目标电压,为后续等效替代做准备,故应接到1。
[2]根据等效替代法,当的位置更换到2时,保持滑动变阻器的位置不变,调节电阻箱,使电压表示数为2V,此时电阻箱的阻值就等于未知电阻的阻值。
[3]第一次测量时,滑动变阻器两端电压;第二次测量时,电阻箱两端电压,滑动变阻器两端电压;因为电源电压不变,两次电路中的电流不变,故,而测量结果,又因为,所以,第一次总电阻,第二次电路总电阻为,由于,即,滑动变阻器接入电路电阻变化量,故滑动变阻器接入电路的阻值变化了。
7.(2025·江苏盐城·二模)如图是用电流表和电压表测量定值电阻R阻值的实物电路图:
(1)连接电路时,小鹿将实物连接成如图甲所示电路,其中有一处连线错误,请你在连接错误的导线上面“×”并改正;
(2)正确连接后,闭合开关,发现电流表指针反偏,其原因是 ;
(3)排除故障后,闭合开关,移动变阻器的滑片至某一位置,此时电压表示数为,电流表示数如图乙,则定值电阻R的阻值为 Ω;
(4)小鸣将电阻替换为额定电压为的小灯泡,将所测数据绘制成如图丙所示的U--I图象。由图可知:小灯泡的电阻是变化的,主要是因为小灯泡灯丝的 。实验后,更换不同规格的小灯泡重复上述实验,下列多次实验的目的与其相同的是
A.“研究并联电路电流规律”时换用不同规格的小灯泡多测几组电流值
B.“伏安法测量定值电阻”时测量定值电阻的多组电压和电流值
【答案】(1)
(2)电流表的正负接线柱接反了
(3)10
(4) 温度随电流变化而改变 A
【详解】(1)原电路中电压表测量的是定值电阻和滑动变阻器的总电压,应改为只测量定值电阻两端的电压。具体改正方法:在连接滑动变阻器和电压表的导线上画"×",重新用导线将电压表负接线柱连接到定值电阻左端。如图所示:
(2)电流表指针反偏说明这是电流表正负接线柱接反导致的。
(3)根据欧姆定律,当电压表示数为2V,电流表示数为0.2A时,定值电阻阻值为
(4)[1]小灯泡电阻变化主要是因为灯丝温度随电流变化而改变,温度越高电阻越大。这是金属导体的普遍特性。
[2]更换不同规格小灯泡进行多次实验的目的是寻找普遍规律,与研究并联电路电流规律时换用不同灯泡的目的相同;“伏安法测量定值电阻”时多次测量是为了求平均值减小误差,目的不同。
故选A。
8.(2025·江苏南京·三模)某小组做“探究电流和电阻的关系”实验,使用器材有可调电压的电源,四个定值电阻(阻值分别为、、、),电压表,电流表,标有“”的滑动变阻器,开关和导线;
(1)甲图中有一根导线连接错误,请在该导线上画“”,并在图上改正 ;
(2)排除故障,选用5Ω定值电阻,调节滑片到某位置,记录电流表示数如图乙,该示数为 A;依次更换定值电阻进行实验,当接入电阻时,调节滑片使电压表示数保持 V不变,此时滑动变阻器恰好调到最大阻值,由此可知,当前电源电压为 V;
(3)将定值电阻从更换成后,为了继续完成实验,下列操作可行的是__________;
A.降低电源电压至3.5V
B.将定值电阻两端的电压预设值改为
C.换用阻值范围为滑动变阻器
D.将的定值电阻串联在电压表测量范围之外
(4)小明在完成上述实验后,想测量一个未知电阻的阻值,连接了如图丙所示电路;
①先将开关S拨至“2”,调节滑片P到某一位置,此时电压表示数为,电源电压为,读出电阻箱的示数为;
②再将开关S拨至“1”,保持 不变,调节电源电压,使电压表示数仍为,此时电源电压为;则电阻 (用和表示)。
【答案】(1)
(2) 0.4 2 4
(3)BD
(4) 滑动变阻器滑片P的位置
【详解】(1)如图所示,电流从电池的正极出发,经过开关、滑动变阻器、定值电阻、电流表后回到电源负极,电压表需要并联在定值电阻两端,故需要将定值电阻与电流表的连线叉掉,用一根导线将定值电阻的右端接线柱与正0.6A接线柱相连,故如图所示:
(2)[1]电流表示数如图乙,选择小量程,分度值为0.02A,示数为0.4A。
[2]探究电流与电阻的关系,需要控制定值电阻两端的电压不变,改变定值电阻的大小,此时定值电阻两端的电压为
当接入电阻时,调节滑片使电压表示数保持2V不变。
[3]当接入电阻时,电压表的示数为2V,此时电路中的电流为
滑动变阻器恰好调到最大阻值,滑动变阻器两端的电压为
则电源电压为
(3)A.若降低电源电压至3.5V,则滑动变阻器两端的电压为
定值电阻与滑动变阻器接入的阻值之比为
当定值电阻为30Ω时,滑动变阻器接入的阻值为
此时大于滑动变阻器的最大阻值,故A不符合题意;
B.若将定值电阻两端的电压预设值改为,则滑动变阻器两端的电压为
定值电阻与滑动变阻器接入的阻值之比为
当定值电阻为30Ω时,滑动变阻器接入的阻值为
故B符合题意;
C.若仅仅更换滑动变阻器的最大阻值,定值电阻两端的电压为2V,滑动变阻器需要分担的电压为2V,则滑动变阻器接入的阻值等于定值电阻,故当定值电阻接入的阻值为30Ω,滑动变阻器需要接入30Ω,大于滑动变阻器的最大阻值,故C不符合题意;
D.若将的定值电阻串联在电压表测量范围之外,则定值电阻与10欧姆电阻、滑动变阻器串联,要完成实验,定值电阻两端的电压为2V,10Ω电阻和滑动变阻器共同分担2V,故定值电阻的阻值等于10Ω电阻和滑动变阻器接入阻值之和,则此时滑动变阻器接入的阻值为20Ω,故D符合题意。
故选BD。
(4)[1]当S接2时,电阻箱与滑动变阻器串联,电压表测量滑动变阻器的电压,滑动变阻器与电阻箱接入的阻值之比为①
当开关S接1时,滑动变阻器与待测电阻串联,滑动变阻器是两个电路的桥梁,只有保持了滑动变阻器接入的阻值不变,就可以计算出待测电阻的阻值,若滑动变阻器接入的阻值也发生了变化,而变化量太多,无法计算出待测电阻的阻值。
[2]当开关S接1时,滑动变阻器与待测电阻串联,待测电阻与滑动变阻器接入的阻值之比为②
联立①②可知,待测电阻的阻值为
9.(2025·江苏泰州·三模)如图甲为探究“电阻一定时,电流与电压关系”的实验中连接的部分实物图。
(1)用笔画线代替导线将图甲连接完整,要求滑片向右滑动时电流表示数变大。
(2)正确连接电路后闭合开关,发现电压表和电流表均无示数,则电路故障可能是 (选填“定值电阻”或“滑动变阻器”)断路。
(3)排除故障后,将实验测得的数据记录在下表中,第5次实验中电流表的示数如图乙所示,为 A.请在图丙的坐标纸中描点画出I﹣U图象 。
实验次数
1
2
3
4
5
6
电压U/V
0.4
0.8
1.2
1.6
2.0
2.4
电流I/A
0.08
0.16
0.24
0.32
0.48
(4)分析表格数据可得出的结论是: 。
(5)实验结束后,同学们利用原有器材,增加了一个开关,设计了如图丁所示的电路,测出了Rx的阻值,请将下列实验步骤补充完整:
①将滑动变阻器R的滑片滑到最右端,断开开关S2,闭合开关S1,调节R,使电压表和电流表的指针偏转到合适位置,记录两表的示数分别为U和I1;
②保持滑动变阻器R的滑片位置不变,闭合开关S2,电压表的示数 (选填“变大”“变小”或“不变”),调节R使电压表的示数仍为U,此时电流表的示数为I2;
③则电阻Rx= (用I1、I2和U表示)。
【答案】(1)
(2)滑动变阻器
(3)
(4)电阻一定时,电流与电压成正比
(5) 变小
【详解】(1)要求滑片向右滑动时电流表示数变大,说明滑片向右滑动时滑动变阻器的阻值变小,故将滑动变阻器的左下接线柱接入电路中。如下图所示:
(2)正确连接电路后闭合开关,发现电压表和电流表均无示数,说明电路有断路,电压表无示数说明电压表未接入电路,即与电压表并联以外的电路断路,由题可知,可能是滑动变阻器断路。
(3)[1]乙图可知,电流表量程为,分度值为,电流为。
[2]根据数据描点作图,连成一条过原点的倾斜直线,故如下图所示:
(4)由数据可以看出,电压与电流的比值是一个定值,则可以得到的结论是:电阻一定时,电流与电压成正比。
(5)[1]将滑动变阻器R的滑片滑到最右端,断开开关S2,闭合开关S1,定值电阻与滑动变阻器串联,电压表测定值电阻两端的电压,电流表测串联电路的电流,调节,使电压表和电流表的指针偏转到合适位置,记录两表的示数分别为和;保持滑动变阻器的滑片位置不变,闭合开关S2,定值电阻与待测电阻并联,再与滑动变阻器串联,电压表测定值电阻与待测电阻并联部分的电压,电流表测干路电流,由于并联电阻变小,根据串联电路分压特点可知,电阻越小分得的电压越小,电压表示数变小。
[2]调节R使电压表的示数仍为U,定值电阻与待测电阻并联,定值电阻与待测电阻两端的电压都为,此时电流表的示数为I2,定值电阻的阻值不变,两端的电压为也不变,流过定值电阻的电流仍为,根据并联分流可知,待测电阻的电流为
待测电阻的阻值为
10.(2025·山西吕梁·三模)实践小组的同学们进行测量小灯泡的电阻的实验,电源电压为3V,小灯泡上标有“2.5V”字样。
(1)请用笔画线代替导线,完成图甲中实物电路的连接。(要求:滑片P向右移动时,电流表示数变小) 。
(2)连接完电路后,闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表有示数,电压表无示数。产生这一现象的原因可能是小灯泡 。
(3)实验时,电压表的示数如图乙所示,则应将滑片向 (选填“A”或“B”)端移到某一位置,才能使小灯泡正常工作。若正常工作时电流表示数为0.5A,则小灯泡此时的电阻为 Ω。
(4)实验结束后,小组同学又设计了图丙所示电路图来测量未知电阻的阻值,其中滑动变阻器的最大阻值为R,电源电压恒定不变:
①闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片位于最左端,读出此时电压表的示数,记为;
②再将滑动变阻器的滑片位于最右端,读出此时电压表的示数,记为;
③则未知电阻 (用已知量和测量量的符号表示)。
【答案】(1)
(2)短路
(3) A 5
(4)
【详解】(1)测量小灯泡的电阻的实验中,小灯泡要串联进电路,电压表要测量小灯泡的电压;滑片P向右移动时,电流表示数变小,根据欧姆定律,在电源电压不变的情况下,电流变小意味着电路中的总电阻变大,故应将变阻器的左下接线柱接入电路,如下图所示:
(2)连接完电路后,闭合开关,电流表有示数,说明电路是通路;电压表无示数,且小灯泡不亮,产生这一现象的原因可能是小灯泡短路。因为如果小灯泡短路,电压表相当于测量一段导线两端的电压,所以电压表无示数,而电路中有电流通过,电流表有示数。
(3)[1]由图可知,电压表使用0~3V量程,分度值为0.1V,示数为1.9V,小灯泡的额定电压为2.5V,要使小灯泡正常工作,需要增大灯泡两端的电压,根据串联电路分压原理,要增大灯泡两端电压,需减小滑动变阻器两端电压,即减小滑动变阻器接入电路的电阻,所以滑片应向A端移动。
[2]已知小灯泡正常工作时电压,电流,小灯泡此时的电阻
(4)③当滑动变阻器的滑片位于最左端时,滑动变阻器接入电路的电阻为0,此时电压表测量的是电源电压;当滑动变阻器的滑片位于最右端时,滑动变阻器接入电路的电阻为R,此时电压表测量的是两端的电压,则滑动变阻器两端的电压
此时电路中的电流
未知电阻
11.(2025·安徽阜阳·三模)如图甲所示,这是小华测量未知电阻(阻值约为5Ω)的部分实验电路,滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”,电源电压恒为3V。
实验次数
1
2
3
电压U/V
1.6
2.0
电流I/A
0.20
0.24
0.30
(1)请在图甲中用笔画线代替导线,将实验电路连接完整。
(2)闭合开关,将滑动变阻器滑片移至适当位置,记下电流表和电压表示数,接下来再次移动滑动变阻器滑片,测出3组电压、电流数值。在第3次测量时,电压表示数如图乙所示,则此时电阻两端的电压为 V。
(3)根据这三次测得的数据,则定值电阻的阻值为 Ω。(保留一位小数)
(4)若将实验中的定值电阻换成小灯泡,在多次测量电阻的过程中,发现当电压表示数增大时,电压表示数与电流表示数的比值也增大,造成这一现象的原因是 。
【答案】(1)
(2)2.4
(3)8.1
(4)小灯泡发光时温度升高,电阻增大
【详解】(1)电压表并联在未知电阻两端,电源电压恒为3V,则电压表量程选择0~3V,如图所示:
(2)由图甲可知,此时电压表选择0~3V量程,由图乙可知,电压表分度值为0.1V,示数为2.4V。
(3)第三次电阻阻值
同理可得出第1、2次测量的电阻值分别为8Ω、8.3Ω,为减小误差,取平均值作为测量结果
(4)电压表与电流表示数的比值增大,即灯丝的电阻增大,由于灯泡两端的电压增大,导致了灯丝的功率增大,灯丝的温度升高,从而造成了灯丝的电阻增大。
12.(2025·贵州·中考真题)在“测量小灯泡正常发光时的电阻”的实验中,实验小组连接了如图甲所示的电路,小灯泡标有“2.5V”字样;
(1)连接电路时,开关应处于 状态;
(2)如图甲所示,还有一根导线未连接滑动变阻器,为使滑动变阻器能起到调节作用,这根导线应连接在滑动变阻器的 (选填“B”或“C”)接线柱上;
(3)移动滑动变阻器滑片,当电压表示数为 V时,小灯泡正常发光,此时电流表示数如图乙所示,为 A,由此便可计算出小灯泡此时的电阻。
【答案】(1)断开
(2)C
(3) 2.5 0.3
【详解】(1)连接电路时,为了保护电路,开关应处于断开状态。
(2)为使滑动变阻器能起到调节作用,滑动变阻器需要串联在电路中,滑动变阻器需要一上一下接入电路中,这根导线应连接在滑动变阻器的C接线柱。
(3)[1]小灯泡标有“2.5V”字样,电压表测量小灯泡两端的电压,当电压表的示数为2.5V时,小灯泡正常发光。
[2]电流表示数如图乙所示,分度值为0.02A,故读数为0.3A。
13.(2025·江苏连云港·二模)如图所示,在“测量小灯泡的电阻”实验中,选用的器材有:两节新干电池,额定电压为2.5V的待测小灯泡、滑动变阻器、电流表、电压表、开关和若干导线。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整;
(2)闭合开关,发现小灯泡不发光,电压表有示数,电流表无示数,造成这一现象的原因可能是 ;
(3)排除故障后,移动滑片P,某次实验时电压表的示数为2.5V,电流表的示数如图乙所示,则小灯泡正常发光时的电阻约为 (结果保留一位小数);
(4)假如实验过程中发现电流表坏了,小丽向老师要了一个已知阻值为的定值电阻和一个单刀双掷开关,借助部分现有的实验器材,设计了如图丙所示的实验电路图,测出了小灯泡的正常发光时的电阻,请你帮她完成下列实验步骤:
①连接好实验电路, ;
②保持滑片位置不动,再将开关拨到另一触点,读出电压表的示数为;
③小灯泡正常发光时电阻的表达式为 (用已知量和测量量表示)。
【答案】(1)
(2)灯泡断路
(3)8.9
(4) 见解析
【详解】(1)电压表和灯泡并联,电流表和灯泡串联,如图所示:
(2)闭合开关,发现小灯泡不发光,电流表无示数,可能电路中出现断路,电压表有示数,电压表与电源两极之间是通路,可能与电压表并联的灯泡断路。
(3)乙图中电流表的量程是0~0.6A,分度值是0.02A,读数为0.28A。小灯泡正常发光时的电阻约为
(4)①[1]首先使灯正常发光,使灯两端电压为额定电压,那么电压表测灯两端的电压,故闭合开关S1,S2拨到触点2,移动滑片,使电压表的示数为2.5V。
③[2]保持滑片位置不动,再将开关拨到另一触点1,灯与R0串联,则灯正常发光的电流等于通过R0的电流,读出电压表的示数为,电压表测量灯泡和R0的总电压,R0两端电压为U0=U-2.5V
灯正常发光的电流
小灯泡正常发光时电阻
14.(2025·江苏宿迁·三模)小明利用如图1所示的电路“探究电流大小与电阻的关系”。已知电源电压为4.5V且保持不变,实验用到的定值电阻阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω。
(1)请用笔画线代替导线,在图1所示的实物电路中补上一根导线,使电路连接完整。(要求:不得改动已有的接线,滑片P向右端滑动时,电压表示数变小)
(2)连接电路时,开关应处于 状态。闭合开关,发现电压表无示数,电流表有示数,其原因可能是定值电阻 。
(3)排除故障后,当接入电阻为5Ω时,调节滑动变阻器,电流表的示数如图2所示为 A,然后他将5Ω的电阻换成10Ω的电阻后,为使电压表示数保持不变,应将滑动变阻器的滑片P向 (选填“A”或“B”)端移动。
(4)当小明改用20Ω的电阻继续实验时,发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片,都无法使电压表的示数达到实验要求的值,聪明的小明发现原因是滑动变阻器的最大阻值太小。经计算为了完成整个实验,应该选取最大阻值不小于 Ω的滑动变阻器。
(5)完成上述实验后,小明想用电压表和一个阻值为的定值电阻。在电源电压未知的情况下,测量额定电流为的小灯泡的正常发光的电阻,设计了如图3所示电路,请完成实验步骤:
①闭合S、,断开,为使小灯泡中的电流为额定电流,应调节滑动变阻器的滑片使电压表示数为 (用表示);
②保持滑动变阻器的滑片位置不变,闭合S、,断开,读出电压表示数为U;
③小灯泡的正常发光的电阻 (用表示)。
【答案】(1)
(2) 断开 短路
(3) 0.4 B
(4)25
(5)
【详解】(1)由图2可知,电流表选用小量程;电压表并联在定值电阻两端,滑片P向右移动时电压表示数变小,说明其分担的电压变小,滑动变阻器分担的电压变大,所以滑动变阻器接入电路中的电阻变大,应连接左下方接线柱,如下图所示:
(2)[1]连接电路时,为防止电路连接过程中出现短路等故障损坏元件,开关应处于断开状态。
[2]闭合开关,电流表有示数,说明电路是通路;电压表无示数,其原因可能是定值电阻短路,此时电压表测量的是导线两端的电压,所以示数为0。
(3)[1]由图2可知,电流表量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.4A。
[2]将5Ω的电阻换成10Ω的电阻后,根据串联分压原理,定值电阻两端电压会变大。要使电压表示数保持不变,应增大滑动变阻器两端的电压,即增大滑动变阻器接入电路的电阻,所以应将滑动变阻器的滑片P向B端移动。
(4)设电阻两端的控制电压为U定,当R=20Ω时,滑动变阻器接入电路的电阻最大。根据串联电路电压特点
电流相等
可得
由图2可知,当R=5Ω时,I=0.4A,则
当R=20Ω时,
所以为了完成整个实验,应该选取最大阻值不小于25Ω的滑动变阻器。
(5)[1]闭合S、S1,断开S2,R0与灯泡、滑动变阻器串联,为使小灯泡中的电流为额定电流I额,根据,应调节滑动变阻器的滑片使电压表示数为。
[2]保持滑动变阻器的滑片位置不变,闭合S、S2,断开S1,此时电压表测量灯泡与R0两端的总电压,读出电压表示数为U,此时R0两端的电压为,则灯泡两端的额定电压,小灯泡的正常发光的电阻。
15.(2025·江苏淮安·三模)小明和小华用电流表、电压表、滑动变阻器等,测量“2.5V”小灯泡在不同电压的电阻,设计并连接了如图甲所示电路,并进行如下操作:
(1)当小明准备闭合开关时,小华制止了他,因电路中存在一处问题 ;
(2)修正后,闭合开关,发现灯泡不亮,电流表和电压表均有较小的示数,接下来的操作应该是 ;
(3)当电压表示数为1V时,电流表示指针情况如图乙所示,示数为 A,继续调节滑动变阻器,将电压表和电流表示数填入表格中。记录表格存在的问题是 ;
次数
1
2
3
4
5
电压
1
1.5
2
2.5
3
电流
0.26
0.28
0.30
0.34
电阻
发光情况
很暗
较暗
稍暗
正常
特别亮
(4)根据表中的数据可以计算出灯泡正常发光时的电阻为 Ω(保留一位小数);
(5)接着将表格中的数据输入电脑excel中,生成了如图丙所示灯丝的电流与电压关系图象,发现灯丝的电流与电压不成正比,请你帮他们分析可能的原因是 。
(6)由于测完最后一组数据后,忘记断开开关,在绘制电流与电压关系图象时,发现灯泡熄灭了,灯泡内充满了白烟,此时电压表 示数(填“有”或“无”)。
(7)通过计算判断本实验选取的滑动变阻器的规格应为 。
A.10Ω 0.5A B.5Ω 0.5A C.10Ω 0.3A D.5Ω 0.3A
【答案】(1)滑动变阻器的滑片没有移到阻值最大处
(2)移动滑动变阻器的滑片
(3) 0.24 物理量没有单位
(4)8.3
(5)灯丝的电阻随温度的升高而增大
(6)有
(7)A
【详解】(1)在闭合开关前,为了保护电路,滑动变阻器的滑片应移到阻值最大处。由图甲可知,滑动变阻器的滑片没有移到阻值最大处,或滑动变阻器接入电路的阻值不是最大 ,这是电路存在的问题。
(2)闭合开关后,灯泡不亮,电流表和电压表均有较小的示数,说明电路是通路,但电流较小,灯泡的实际功率较小。接下来的操作应该是移动滑动变阻器的滑片,观察灯泡的发光情况,改变电路中的电流和电压,进行实验测量。
(3)[1] 由图乙可知,电流表选用的是0~0.6A量程,分度值为0.02A,其示数为0.24A。
[2]记录表格中,物理量没有单位,这是存在的问题。
(4)灯泡正常发光时的电压U=2.5V,由表格可知此时电流I=0.30A。根据欧姆定律,可得
(5)灯丝的电流与电压不成正比,是因为灯丝的电阻随温度的升高而增大。当灯丝两端电压变化时,通过的电流变化,灯丝的实际功率变化,温度变化,电阻也随之变化,所以电流与电压不成正比 。
(6)灯泡熄灭,灯泡内充满白烟,说明灯泡灯丝烧断,此时电压表串联在电路中。因为电压表的内阻很大,所以电路中几乎没有电流,但电压表相当于测量电源电压,所以电压表有示数。
(7)电源由两节干电池组成,电源电压U=3V。当灯泡两端电压最小(UL=1V)时,滑动变阻器两端的电压U滑=U-UL=3V-1V=2V
此时电路中的电流I=0.24A。根据欧姆定律,滑动变阻器接入电路的阻值为
滑动变阻器的最大阻值应大于8.3Ω,且允许通过的电流应大于电路中的最大电流为0.34A,故BCD不符合题意,A符合题意。
故选A。
16.(2025·江苏扬州·三模)某小组想测量标有“2.5V 0.3A”字样的小灯泡在不同工作状态下的电阻,设计了如图甲所示实验电路,电源电压不变:
(1)请用笔画线表示导线将图甲中实物电路连接完整;
(2)连接电路时开关应 (闭合/断开),并将滑动变阻器的滑片调至最 (左/右)端,使电路中的电流在开始测量时最小。向另一端移动滑片,观察到小灯泡在电压达到0.42V时开始发光,此时电流表示数如图乙,读数为 A;
(3)根据实验数据绘制的小灯泡U-I图像如图丙,小灯泡未发光时电阻最可能为________。
A.0 B.2.8Ω C.3.5Ω D.8.3Ω
【答案】(1)
(2) 断开 左 0.12
(3)B
【详解】(1)滑动变阻器需要串联在电路中,且一上一下接入电路中,故用一根导线将开关的右端的接线柱和滑动变阻器上端接线柱相连,如图所示:
(2)[1][2]为了保护电路,连接电路时开关应断开;闭合开关前,滑动变阻器的滑片P需要位于阻值最大处,故滑动变阻器的滑片P需要位于最左端。
[3]如图乙所示,电流表选择小量程,分度值为0.02A,读数为0.12A。
(3)从图像丙可知,小灯泡两端有记录的最小的电压为0.3V,此时通过小灯泡的电流为0.1A,则此时小灯泡的电阻为
对于小灯泡而言,小灯泡两端的电压越高,通过小灯泡的电流越大,灯泡越亮,温度越高,电阻越大。灯泡没有发光时,灯丝的温度比此时低,电阻小于此时灯泡的电阻,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
17.(2025·江苏盐城·三模)科技社团同学利用图甲所示电路探究电流与电阻的关系,电源电压恒定,有5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻各一个,滑动变阻器标有“10Ω 1A”。
(1)请用笔画线代替导线将图甲的电路连接完整。
(2)连接电路前发现电压表指针如图乙所示,则需要对电压表 。电路连接时开关应该始终处于 状态,闭合开关前应将滑动变阻器滑片P移至 端。
(3)电路连接完成后,闭合开关,发现电压表有示数,电流表无示数,可能是电阻 。
(4)排除故障后,当接入5Ω的定值电阻,调节滑片P使电压表示数达到所要控制的电压U1时,电流表指针如图丙所示,其示数为 A。更换为10Ω的电阻继续实验,发现滑动变阻器调到最大阻值时才能使电压表示数达到U1,则电源电压为 。
(5)在不增加和不更换器材的情况下,为了顺利完成实验,你的方法是: 。
【答案】(1)
(2) 调零 断开 B
(3)断路
(4) 0.4 4
(5)见解析
【详解】(1)在探究电流与电阻关系的实验中,电压表需并联在定值电阻的两端。由图乙可知,实验中电压表接小量程,如图所示:
(2)[1][2][3]连接电路前,由图乙可知,电压表的指针未指在零刻度线处,因此需进行调零;为保护电路安全,连接电路时开关要断开,滑动变阻器的滑片要调至最大阻值处即调至B端。
(3)闭合开关,电路为串联电路,电流表无示数说明电路有断路故障。电压表有示数,说明电压表与电源的正负极相通,则故障可能为电阻R断路。
(4)[1][2]由图丙可知,电流表接0-0.6A的量程,分度值为0.02A,则示数为0.4A, 电压表示数为U1=I1R1=0.4A×5Ω=2V
当接入10Ω电阻时,调节滑动变阻器的滑片,滑动变阻器调到最大阻值为10Ω时,才能使电压表示数达到2V。根据串联电路分压规律,则滑动变阻器两端的电压同样为2V,可得电源电压为U=U1+U滑=2V+2V=4V
(5)当接入20Ω电阻时,电路中电流为
滑动变阻器需接入电路中的电阻为
滑动变阻器的最大阻值为10Ω,需要接入的阻值大于滑动变阻器的最大阻值。在不增加和不更换器材的情况下,为了顺利完成实验,根据串联电阻的大小关系可知,可将原10Ω的电阻串联入电路中。
18.(2025·江苏常州·二模)在测量标有2.5V字样的小灯泡电阻的实验中,图甲是小明连接好的实物电路。
(1)要用电压表测量小灯泡两端的电压,图甲电路中有一处导线连接错误,请在错误的导线上打“×”,并用笔画线代替导线将电路连接正确;
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于最 选填(“左”或“右”)端;
(3)闭合开关后,发现小灯泡不亮,接下来应该进行的操作是________(填序号);
A.检查导线连接是否良好 B.移动滑动变阻器的滑片观察小灯泡是否发光
C.断开开关 D.断开开关后,更换相同规格的灯泡
(4)多次改变滑动变阻器滑片的位置,小明记录了多组电压U、电流I的对应数据,然后画出小灯泡的U-I曲线如图乙所示,符合实际的是 ;
(5)(补全特殊方法测量电路)在实验进行一段时间后,小明发现电流表损坏了,他利用一阻值已知的定值电阻R0也能测量出已知额定电压为U额的小灯泡正常发光时的电阻,请在图丙所示的电路图中的虚线框内填入合适的电路元件符号 ;
①闭合开关S1、S2,断开S,移动滑动变阻器的滑片,使电表的示数为 ;
② ,保持滑片的位置不动,读出电表的示数为U1;
③小灯泡正常发光时的电阻为RL= 。(用已知量和测量量表示)
【答案】(1)
(2)左
(3)B
(4)A
(5) U额 闭合S1、断开S2
【详解】(1)电压表测小灯泡两端的电压,应与小灯泡并联,并且正进负出,如图所示:
(2)滑动变阻器的作用是保护电路,因此闭合开关前,滑片应置于最大阻值处左端。
(3)小灯泡不亮的原因有:a.电路中的电流太小了;b.电路故障,因此闭合开关,小灯泡不亮,接下来就得移动滑片来改变电路中的电流,若观察到小灯泡发光,就说明电路没有问题,若不能,就该考虑电路故障问题了,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
(4)由于小灯泡的电阻随温度的升高而变大,因此其曲线在图像中靠近U轴,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
(5)[1][2]分析电路:闭合开关S1、S2,断开S,与小灯泡并联的元件肯定是电压表,与小灯泡串联的元件是定值电阻R0。滑动变阻器和小灯泡、定值电阻串联,移动滑片使电压表的示数为U额,此时小灯泡正常发光,作图如下所示:
[3][4]要想测出小灯泡正常发光时的电阻,那么电路的连接关系不能改变,可以闭合开关S1、S2,断开S,保持滑片的位置不动,此时电压表测小灯泡和定值电阻的总电压U1,因为电路一直都是串联电路,电流处处相等,所以
求得小灯泡正常发光时的电阻为
19.(2025·江苏苏州·二模)利用如图甲的电路探究电流跟电阻的关系,电源电压为6V且保持不变,实验用到的定值电阻阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω,滑动变阻器的规格为“30Ω,1A”。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲所示的实物电路连接完整;
(2)电路连接正确后,闭合开关,电压表和电流表均无示数,则此时故障可能是______;
A.滑动变阻器短路 B.滑动变阻器断路
C.电压表短路 D.电阻R断路
(3)如图乙所示的电流I随电阻R变化的图像,从图像可以得出结论: ;
(4)小红指出图乙中描绘出的五个点有一个数据是捏造的,为此更换“50Ω,0.6A”的滑动变阻器,要完成5个定值电阻的所有实验,使定值电阻两端预设电压的范围为 ;
(5)小明设计了如图丙所示的电路,测出了额定电压为的小灯泡正常发光时的电阻。已知电源电压为U不变,为定值电阻,请完成下列实验步骤:
①连接电路,只闭合开关、,调节滑动变阻器滑片使电压表示数为 ;
②保持滑动变阻器的滑片位置不变,只闭合开关、,记下此时电压表示数为;
③小灯泡正常发光时的电阻表达式: (用U、、和表示)。
【答案】(1)
(2)B
(3)电压一定时,导体中的电流与电阻成反比
(4)2V~3V
(5)
【详解】(1)电压表应并联在定值电阻两端,其正接线接在定值电阻的正接线柱上,负接线接在定值电阻的负接线柱上。如图所示:
(2)闭合开关,发现电压表和电流表均无示数,则电路可能存在断路,若电阻R断路,则此时电压表直接串联进电路中,相当于测量电源电压,故电压表有示数,若滑动变阻器断路,则电路断开,电流表无示数,电路无电流,则电压表测电阻R电压,无示数,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
(3)由图可知
定值电阻的阻值与对应的电流值的乘积不变,故从图像可以得出结论是电压一定时,导体中的电流与电阻成反比。
(4)根据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,当变阻器最大电阻连入电路中时,对应的定值电阻也最大,这时电压表控制的电压最小,即
控制的最小电压为
滑动变阻器允许的最大电流为0.6A,故最大控制的电压
故要完成5个定值电阻的所有实验,需要使得定值电阻两端的电压不变,预设的这个不变的电压的范围是2V~3V。
(5)①连接好电路,闭合开关、,断开开关,调节滑动变阻器滑片使电压表示数为,此时小灯泡正常发光。
②保持滑动变阻器的滑片位置不变,闭合开关、,断开开关,记下此时电压表示数为,此时电压表测滑动变阻器两端的电压。
③在①中,电压表测滑动变阻器与电阻两端的电压之和,因各电阻的大小和电压大小不变,根据串联电路的规律和欧姆定律,通过灯泡的电流为
小灯泡正常发光时的电阻为
20.(2025·江苏·二模)小明利用图示电路测量额定电压为3.5V小灯泡正常发光时的电阻,电源为四节新干电池串联而成,滑动变阻器标有“20Ω 1A”字样。
(1)如图是某同学连接的电路,闭合开关,小灯泡 (选填“会”或“不会”)发光,电压表示数为 V(选填“0”或“6”);
(2)造成上述现象的原因是图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连接;
(3)将电路改正后,按照正确操作,发现闭合开关后灯L仍不亮,电压表却无示数,电流表有示数,卸下灯泡检查,灯泡完好,则故障原因可能是 ;
(4)排除故障后,某次测量时,小灯泡恰好正常发光,电流表示数为0.36A,则灯泡正常发光时的电阻为 Ω(结果保留一位小数);
(5)为能准确地测出小灯泡正常发光时的电阻,小华认为电压表V应并联在滑动变阻器的两端并改用0~3V的量程,其它连接不变。请问小华的操作是否有必要并说明理由: 。
【答案】(1) 不会 6
(2)
(3)灯座短路
(4)9.7
(5)见解析
【详解】(1)[1][2]如图是某同学连接的电路,电源为四节新干电池串联而成,则电源电压为6V。闭合开关,电流表与灯泡并联,小灯泡被短路,不会发光,电压表与灯泡串联,测电源电压,示数为6V。
(2)实验中,电流表应与灯泡串联,电压表与灯泡并联,故改错如下:
(3)将电路改正后,按照正确操作,发现闭合开关后灯L仍不亮,电流表有示数,说明电路为通路,电压表却无示数,则故障是灯泡处发生短路,卸下灯泡检查,灯泡完好,则故障原因可能是灯座短路。
(4)灯泡正常发光时的电阻为
(5)小华的操作没有必要,因为小明的实验中,电压表选用大量程,分度值为0.5V,可以使电压表准确调到3.5V,使得灯泡正常发光。
21.(2025·江苏无锡·二模)如图甲所示是探究电流与电压关系的装置,R是定值电阻,电源电压为3V恒定不变。
(1)请用笔画线代替导线将实物电路连接完整,使滑片向右滑动时电流表的示数变大 。
(2)闭合开关,电流表无示数,电压表有示数,则可能出现的故障是 。排除故障后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,当电压表的示数为0.5V时,电流表示数如图乙所示,则电流表示数为 A。如图丙是多次实验后描点作出的图像:可以得出结论:当电阻一定时, 。
(3)小明利用滑动变阻器“”,阻值为、、的三个定值电阻R,以及原器材继续探究电流与电阻的关系,绘出电流I与定值电阻倒数变化的图像如图丁所示,则可推得小明调节滑片P至电压表为 V时才记录电流示数。进一步分析论证,小明绘制了实验过程中“电流与定值电阻、电流与滑动变阻器,电流与总电阻”之间的图像戊,图戊中阴影部分面积表示的物理含义是 。
(4)小华设计了测量小灯泡L正常工作时电阻的电路,如图戌所示。电源电压保持3V不变,小灯泡额定电压为2.5V,是阻值为的定值电阻,连接好电路后进行了如下操作:
①断开开关,闭合开关S、,移动滑动变阻器滑片P,使电压表的示数为2.5V;
②滑片P的位置不变,断开开关,闭合开关S、,读出电压表示数2.6V;
则小灯泡L正常工作时的电阻为 。(结果保留一位小数)
【答案】(1)
(2) 定值电阻R断路 0.1 电流与电压成正比
(3) 2 滑动变阻器两端的电压(只写“电压”也可得分)
(4)7.7
【详解】(1)探究电流与电压关系时,滑动变阻器与定值电阻串联,滑片向右滑动时电流表的示数变大,说明滑动变阻器阻值变小,故如下图所示:
(2)[1]电流表无示数,说明可能是定值电阻或滑动变阻器断路,电压表有示数,则可能出现的故障是定值电阻断路。
[2]由甲图可知,电流表选择量程,分度值为,则电流表示数为。
[3]如图丙可以看出图像为过原点的倾斜直线,可以得出结论:当电阻一定时,电流与电压成正比。
(3)[1]丁图像可知,时
由可知
则可推得小明调节滑片P至电压表为。
[2]由可知图像某点横、纵坐标与横轴、纵轴围成的面积表示电压。电源电压为不变,定值电阻电压保持不变,由串联分压可知,滑动变阻器两端电压保持不变,戊图中最外侧曲线表示电流与总电阻关系,中间曲线表示电流与定值电阻关系,最内侧曲线表示电流与滑动变阻器关系。图戊中阴影部分面积表示电源电压与定值电阻两端电压之差,即物理含义是滑动变阻器两端电压。
(4)断开开关,闭合开关、,定值电阻与滑动变阻器串联,电压表测定值电阻两端电压,由可知,此时定值电阻的电流为
根据串联电流相等可知,此时滑动变阻器的电流为
根据串联分压可知,滑动变阻器两端电压为
此时滑动变阻器的阻值为
断开开关,闭合开关、,灯泡与滑动变阻器串联,电压表测灯泡两端电压,移动滑动变阻器滑片P,使电压表的示数为2.5V,灯泡达到额定电压,灯泡正常工作;由于滑片P的位置不变,滑动变阻器阻值不变,由串联分压可知,滑动变阻器此时分得的电压
此时滑动变阻器的电流为
根据串联电流相等可知,灯泡正常工作时的电流为
根据可知,小灯泡正常工作时的电阻为
22.(2025·江苏扬州·二模)如图甲是“测量小灯泡电阻”的实验电路,电源电压恒为3V,小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)连接电路时,闭合开关,发现小灯泡不亮,但电流表、电压表均有示数,出现这一现象的原因可能是 ;
(2)移动滑片P到某一位置,电压表的示数如图乙所示,此时灯泡两端的电压为 V。要测量小灯泡正常发光时的电阻,应将图甲中滑动变阻器的滑片P向 (选填“左”或“右”)端移动,使电压表的示数为2.5V;
(3)移动滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成图丙所示的图像,由图像可计算出小灯泡正常发光时的电阻是 ;
(4)在多次测量中还发现:当电压表的示数增大时,电压表与电流表的示数之比在增大,造成这一现象的原因是 ;
(5)小明经过思考,将甲图中滑动变阻器替换为电阻箱,同时去掉电流表,也可以测量灯泡的电阻。若电源电压为保持不变,当电阻箱阻值调为R时,电压表示数为U,则此时小灯泡的电阻为 (用字母表示)。
【答案】(1)滑动变阻器阻值太大
(2) 1.5 右
(3)12.5
(4)见解析
(5)
【详解】(1)闭合开关,发现小灯泡不亮,但电流表、电压表均有示数,可知电路为通路,电路中的电流过小,可能是变阻器连入电路的电阻较大。
(2)[1]由图乙可知,电压表的量程是0~3V,分度值是0.1V,电压表的示数是1.5V。
[2]小灯泡的额定电压为2.5V,要测量小灯泡正常发光时的电阻,应增大灯的电压,将图甲中滑动变阻器的滑片P向右端移动,减小变阻器的电压,使电压表的示数为2.5V。
(3)由图丙可知,小灯泡的额定电压为2.5V,对应的电流是0.2A,小灯泡正常发光时的电阻
(4)当电压表的示数增大时,电压表与电流表的示数之比在增大,由可知灯泡的电阻增大,因为灯的电阻随温度的升高而变大。
(5)将甲图中滑动变阻器替换为电阻箱,同时去掉电流表,也可以测量灯泡的电阻。若电源电压为U0保持不变,当电阻箱阻值调为R时,电压表示数为U,根据串联电路电压的规律得到电阻两端的电压U箱=U0-U
根据分压原理有
此时小灯泡的电阻为
23.(2025·江苏苏州·二模)测电阻:测量小灯泡正常发光时的电阻(小灯泡额定电压为2.5V):
(1)用笔画线代替导线将图甲的实验电路连接完整:
(2)闭合开关前,滑动变阻器滑片应滑到 端(选填“左”或“右”);闭合开关后发现小灯泡不亮,电流表无示数,电压表有示数,电路中出现的故障可能是小灯泡 (选填“短路”或“断路”);
(3)当电压表示数为2.5V时,电流示数如图乙所示,此时小灯泡的电阻值为
(4)根据实验数据绘制了如图丙所示小灯泡的I-U图像,结合数据和图像分析小灯泡的电阻值发生变化的原因是:小灯泡的电阻随 的升高而变大。
(5)测量定值电阻Rx的阻值
用如图所示的电路测电阻Rx的阻值,已知电源电压为U,且保持不变,实验步骤如下,请用测得的量和已知量推导出待测电阻Rx的阻值。
①在虚线框内接入Rx,闭合开关移到滑片到合适位置读出电压表的示数为U1,
②取下Rx,接入一个已知阻值为R0的定值电阻,保持滑片P不动,读出电压表的示数为U2,则电阻Rx=
【答案】(1)
(2) 右 断路
(3)6.25Ω
(4)温度
(5)
【详解】(1)根据测量小灯泡正常发光时的电阻的实验原理,小灯泡和电流表要串联,电压表要并联在小灯泡两端,滑动变阻器要一上一下串联在电路中,由题画图如下:
(2)[1]为了保护电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移到阻值最大处,滑动变阻器的下接线柱在左端,所以滑动变阻器滑片应滑到最右端。
[2]闭合开关,灯泡不亮,电流表无示数,说明电路存在断路,电压表接近电源电压,说明电压表与电源接通,即电压表串联接入电路,故障是与电压表并联部分电路断路,故障原因可能是灯泡断路。
(3)小灯泡两端电压为2.5V时,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,通过灯泡的电流为0.4A,小灯泡的电阻为
(4)灯泡两端的电压不同时,通过的电流不同,灯丝的电阻不同;小灯泡的电阻受温度影响,结合数据和图像分析小灯泡的电阻值发生变化的原因是:小灯泡的电阻随温度的升高而变大。
(5)在虚线框内接入Rx,闭合开关移到滑片到合适位置读出电压表的示数为U1,此时Rx与滑动变阻器串联,根据串联电路电流和电压的规律可得,此时滑动变阻器两端的电压为,串联电路的电流;取下Rx,接入一个已知阻值为R0的定值电阻,保持滑片P不动,读出电压表的示数为U2,此时R0与滑动变阻器串联,根据串联电路电流和电压的规律可得,此时滑动变阻器两端的电压为,串联电路的电流;两次电路滑动变阻器阻值不变,对于定值电阻,电压是形成电流的原因,电压比等于电流比,因此,即,解得,
24.(2025·江苏扬州·中考真题)用电压表和电流表测量定值电阻R的阻值。
(1)如图,请用笔画线代替导线将电路连接完整;
(2)正确连接好电路,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,发现电压表示数始终为零、电流表示数有变化,则故障是 ;(写出一种可能的情况)
(3)排除故障,闭合开关前,小明观察到电流表示数为0.04A,由于没有螺丝刀,无法调零。继续实验,电流表示数为0.28A时,电压表示数如图,读数为 V,电阻R的阻值为 Ω。多次测量后,为了画出通过电阻R的电流随它两端电压变化的图像,应注意什么? ;
(4)小明画出了如图的图像。发现图线与纵轴交点的纵坐标为0.04A,此数值恰与电流表未调零时的示数相同,他认为这是一种巧合。他的观点是否正确? ,请说明理由: 。
【答案】(1)
(2)R短路
(3) 2.4 10 应注意在坐标纸上正确标注横、纵坐标的物理量及单位、合理设置单位值,使图像能准确反映数据变化规律
(4) 不正确 见解析
【详解】(1)电压表并联在R两端,电源电压为3V,电压表选用小量程,如图所示:
(2)正确连接好电路,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,电流表示数有变化,说明电路可能某处短路,电压表示数始终为零,则故障可能是R短路。
(3)[1][2]当电流表示数为0.28A时,实际电流为0.28A-0.04A=0.24A
电压表用的小量程,分度值为0.1V,读数为2.4V,电阻R的阻值为
[3]多次测量后,为了画出通过电阻R的电流随它两端电压变化的图像,应注意在坐标纸上正确标注横、纵坐标的物理量及单位、合理设置单位值,使图像能准确反映数据变化规律。
(4)[1][2]他的观点不正确。因为电流表未调零,其示数比实际通过R的电流大0.04A,在U-I图像中,当U=0时,对应的电流表示数为0.04A,即图线与纵轴交点的纵坐标为0.04A,这是电流表未调零导致的,不是巧合。
25.(2025·江苏南通·二模)如图所示是某实验小组“测量小灯泡正常发光时电阻”的实验装置.电路中电源电压恒为3V,小灯泡的额定电压为2.5V,滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”。
(1)如图甲的实物图,闭合开关后只有 表有示数,请在错误导线上打“×”,并用笔画线代替导线,将电路连接正确。
(2)改正错误后,移动滑动变阻器的滑片到某一位置,电压表的示数如图乙所示,要测量小灯泡正常发光时的电阻,他应将滑片适当向 滑动。
(3)图丙是小组通过实验测出六组数据,并通过描点作图绘制的小灯泡电流随电压变化图像,细心的小华发现,数据中U= V存在造假现象,结合正确数据可知小灯泡正常发光时的电阻为 Ω.
(4)实验结束后,某同学设计了如图丁的电路来测定额定电压为3V的小灯泡正常发光时的电阻。已知电源电压为4.5V,定值电阻R1的阻值为5Ω。实验步骤如下:
①闭合S、S1,断开S2,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为 V时,灯泡正常发光;
②保持滑片位置不动,闭合S、S2,断开S1,此时电压表示数为2V;
③小灯泡正常发光时电阻为RL= Ω。
【答案】(1)电压
(2)右
(3) 0.5 10
(4) 1.5 8
【详解】(1)[1]根据实物图的连接,发现电压表被串联在电路中,相当于断路,电压表测量电源电压,因此电流表无示数,电压表有示数。
[2]测量小灯泡正常发光时电阻的实验电路中电压表测量小灯泡两端的电压,且电压表要“正进负出”,具体作图如下:
(2)如图乙可知电压表的示数为2.8V,大于小灯泡正常工作时的电压,因此需要滑动变阻器多分压,则就需要将滑片向阻值大的一端移动,故滑片向右移动。
(3)[1]当小灯泡两端的电压,则滑动变阻器两端的电压
此时电路中的电流,故此时滑动变阻器的阻值
此时滑动变阻器的阻值已大于滑动变阻器的最大阻值,故的数据有误。
[2]小灯泡正常发光时的电压为2.5V,由图丙可知此时电路中的电流为0.25A,故小灯泡正常发光时的电阻
(4)[1]由电路图可知,电压表测量的是滑动变阻器两端的电压,闭合S、S1,断开S2,小灯泡正常发光,则小灯泡两端的电压为3V,因此此时滑动变阻器两端的电压为1.5V。
[2]闭合S、S2,断开S1,还是闭合S、S2,断开S1,滑动变阻器的阻值R2始终不变,则闭合S、S2,断开S1时,电压表的示数为2V,即滑动变阻器两端的电压,则定值电阻R1两端的电压,由分压原理可得滑动变阻器的阻值
闭合S、S1,断开S2,由分压原理可得小灯泡正常发光时的电阻
26.(2025·江苏苏州·二模)小州同学做测量小灯泡电阻的实验,小灯泡L1标有“2.5V”字样。他连接的电路图如图甲:
(1)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连接方式;
(2)电路改正后,闭合开关前,滑动变阻器的滑片处于左端;
(3)闭合开关,发现小灯泡不发光,电压表的指针恰好满偏,电路存在一处故障是 ;
(4)排除故障,移动滑片,分别记录多组电压表与电流表示数并绘出图乙所示图像.根据图像的信息,计算小灯泡正常发光时的功率为 W;
(5)实验完毕,他还想验证一下另一只标有“0.25A”但使用时间比较长的小灯泡L2正常发光时的阻值是否如图丙提供的信息一样(丙图为与L2同型号新的小灯泡的I-U图像)。他对甲图所示的电路图做了调整,一是电源电压调整到6V以上;二是 ;你估计一下这只小灯泡两端电压为6V时的阻值可能是 。(选填“20Ω”“24Ω”“26Ω”)
(6)小州又设计了如图丁所示的电路,只用电压表来测量额定电压为2.5V的小灯泡正常发光时的电阻.已知滑动变阻器R的最大阻值为15Ω,电源电压恒定,其测量过程如下:
①闭合开关S、S2,断开S1,将滑动变阻器的滑片移到最上端,电压表示数为4.5V;
② (填三个开关闭合与断开情况),移动变阻器的滑片,使电压表示数为 V,这时小灯泡正常发光;
③闭合开关S、S2,断开S1,保持滑动变阻器滑片的位置不变,电压表示数为3V;
④小灯泡正常发光时的电阻为 Ω。
【答案】 灯泡断路 0.75 电压表改接0~15V量程 26Ω 闭合开关S、S1,断开S2 2 12.5
【详解】[1]伏安法测小灯泡的电阻,电压表应该与灯泡并联,测小灯泡两端的电压,电路如图所示:
[2]闭合开关,发现小灯泡不发光,电压表的指针恰好满偏,说明电压表正负接线柱到电源之间是连通的,问题在灯泡,电压表有示数,灯泡肯定不是短路,题干中说电路存在一处故障,就是灯泡断路。
[3]根据图像的信息,灯泡两端电压2.5V时,通过灯泡的电流为0.3A,小灯泡正常发光时的功率为
[4]由图丙可知,通过灯泡的电流为0.25A时,灯泡两端电压为6V,所以电压表需要改接0~15V量程。
[5]标有“0.25A”但使用时间比较长的小灯泡,它的灯丝会变细,电阻会变大,而新的同规格的灯泡正常发光时的电阻为
这个用的比较久的灯泡正常发光时电阻一定大于24Ω,题中给出三个阻值,可能是26Ω。
[6]①闭合开关S、S2,断开S1,将滑动变阻器的滑片移到最上端,电压表示数为4.5V,说明电源电压为4.5V。
[7]②闭合开关S、S1,断开S2,移动变阻器的滑片,使电压表示数为,这时小灯泡两端电压为,灯泡正常发光;
[8]③闭合开关S、S2,断开S1,保持滑动变阻器滑片的位置不变,电压表示数为3V,滑动变阻器全部电阻丝连入电路,此时电路中电流
电压表跨接的部分阻值为
所以灯泡正常发光时变阻器接入的阻值为
灯泡正常发光时电流
④小灯泡正常发光时的电阻为
27.(2025·江苏南京·二模)小明同学在“探究通过导体的电流与电阻的关系”时,他用如图甲所示的电路进行实验,电源电压恒为6V,可供选择的定值电阻R分别为10Ω、15Ω、20Ω、25Ω,每次只能选择一个接入电路.实验中电阻R两端的电压始终保持3V不变,滑动变阻器的规格为“20Ω 0.5A”.
(1)请用笔画线代替导线,将图中实物电路连接完整,要求滑动变阻器的滑片P向B端移动时接入电路的电阻变大;
(2)闭合开关后,小明发现电流表示数为0,电压表示数接近电源电压,故障原因可能是 ;
(3)排除故障后,小明记录实验数据如表所示
实验次数
1
2
3
4
电阻R/Ω
10
15
20
25
电流I/A
0.3
0.2
0.15
0.12
其中有一组数据是不可能的,它是第 组(填写实验序号),理由是
(4)为了保证所有电阻均能正常进行实验,则电源电压最多不超过 V;
(5)通过添加一些器材,小明设计了如图乙所示电路,用来测量额定电流为0.3A小灯泡正常发光的电阻,所用电源电压恒定,R1、R2均为电阻箱(0~999.9Ω)。
①实验步骤如下:
第一步:仅闭合S1,R2调至5Ω,电流表的示数为0.3A;
第二步:仅闭合S2,R1、R别调至6Ω和9Ω,电流表的示数为0.3A;
则小灯泡正常发光时的电阻为 Ω;
②小明对图乙电路及操作进行了下列调整,其中不能完成测量的是 ;
A.将R1换成导线
B.将R2换成导线;
C.将R2换成适当规格的滑动变阻器;
D.在实验操作时,先闭合的开关是S2。
【答案】(1)
(2)R断路
(3) 4 见解析
(4)5.4
(5) ①10 ②B
【详解】(1)因要求滑片P向B端移动时接入电路的电阻变大,故滑片以左电阻丝连入电路中,如下图所示:
(2)闭合开关后,发现电流表示数为0,可能电路中出现断路,电压表示数接近电源电压,说明电压表和电源的两极是通路,可能与电压表并联的电阻断路。
(3)[[1][2]由表中数据可知,电压表的示数为UV=I1R1=0.3A×10Ω=3V
变阻器的最大阻值是20Ω,第4次实验中,变阻器连入电路的阻值
所以该组数据不可能。
(4)根据串联电路分压规律可知,当定值电阻为25Ω,滑动变阻器移到最大阻值端时,由串联分压得到U定∶U滑=R定∶R滑
即3V∶U滑=25Ω∶20Ω
解得U滑=2.4V,所以电源电压U=U定+U滑=3V+2.4V=5.4V
(5)[1]在第1步实验中,仅闭合S1,R2调至5Ω时,R2与L串联,电路中的电流为0.3A,即通过小灯泡的电流IL1=I额=0.3A
小灯泡正常发光,电路中的总电阻为R总=R2+RL
在第2步实验中,仅闭合S2、R1与R2串联,当电路中的电流仍为0.3A时,电路中的总电阻为R总′=R2′+R1
由欧姆定律可知,在电源电压恒定时,两次电路中的电流相等,则两次电路的总电阻相等,即R总=R总′
由此可得5Ω+RL=9Ω+6Ω
则小灯泡正常发光的电阻为RL=10Ω。
[2]A.将R1换成导线。当只闭合S1时,L与R2串联,调节R2,使电流表的示数为0.3A,则小灯泡正常发光,读出电阻箱的阻值为R2;当只闭合S2时,L被短路,调节R2,使电流表的示数仍为0.3A,读出电阻箱R2的阻值为R2′,则小灯泡正常发光的电阻为RL=R2′-R2
故A不符合题意;
B.将R2换成导线。当只闭合S1时,只有L连入电路,电路中的电流大小不一定刚好为0.3A,故不能确保小灯泡是否正常发光;若同时闭合S1、S2,L与R1并联,两者互不影响,也不能确保L是否正常发光,故B调整不能小灯泡正常发光的电阻,故B符合题意;
C.将R2换成适当规格的滑动变阻器。当只闭合S1时,L与滑动变阻器串联,调节滑动变阻器,使电流表的示数为0.3A,则小灯泡正常发光;当只闭合S2时,保持滑动变阻器的滑片位置不变,调节R1,使电流表的示数仍为0.3A,读出电阻箱的阻值为R1,则小灯泡正常发光的电阻为RL=R1,故C不符合题意;
D.在实验操作时,先闭合的开关是S2。如图丙所示,当仅闭合S2时,R1与R2串联,分别调节两个电阻箱,使电流表的示数为0.3A,读出两电箱的示数分别为R1和R2;当仅闭合S1时,L与R2串联,调节R2,使电流表的示数为0.3A,则小灯泡正常发光,读出电阻箱R2的阻值为R2′,则小灯泡正常发光的电阻为RL=R1+R2-R2′,故D不符合题意。
故选B。
28.(2025·江苏淮安·二模)小明用电压表、电流表测量定值电阻Rx的阻值。
(1)请你用笔画线代替导线,把图甲中的实物电路连接完整。
(2)连接完电路后,闭合开关,无论怎样移动滑片,电流表指针均无偏转,电压表的指针有明显的偏转,这可能是由于定值电阻发生了 故障。
(3)解决问题后,调节滑动变阻器,电压表示数为1.5V时,电流表示数如图乙所示,Rx的阻值为 Ω。
(4)小明又设计了如图丙所示的电路,也想测出同一定值电阻Rx的阻值。已知小灯泡的额定电压U额和额定电流I额。请你完善以下实验步骤:
①闭合开关S,将S1拨至触点 (选填“a”或“b”)处,调节滑动变阻器的滑片P,使电压表示数为 ;
②再将S1拨至另一个触点,保持 不动,读出此时电压表示数为U;
③则定值电阻Rx的表达式是 (用题中所给的物理量符号表示)。
【答案】(1)
(2)断路
(3)5
(4) b U额 滑动变阻器滑片
【详解】(1)在测电阻的实验中,电源、电流表、滑动变阻器、定值电阻、开关串联,电压表与定值电阻并联,因此连接实物图,如图所示:
(2)闭合开关,无论怎样移动滑片,电流表指针均无偏转,说明电路发生了断路,电压表的指针有明显的偏转,说明与电压表并联的定值电阻断路。
(3)如图乙所示,电流表选用0~0.6A量程,分度值为0.02A,示数为0.3A,所以Rx的阻值为
(4)[1][2]由图丙可知,闭合开关S,将S1拨至触点b处,灯泡、定值电阻和滑动变阻器串联,电压表测量灯泡两端的电压,调节滑动变阻器的滑片P,使灯泡正常发光,则电压表示数为U额,电路电流为I额。
[3][4]再将S1拨至另一个触点a,电压表测量灯泡和定值电阻两端的电压,保持滑片位置不动,此时电路中的电流大小不变,读出此时电压表示数为U;则定值电阻两端的电压为U定=U-U额
定值电阻的表达式是
29.(2025·江苏南京·二模)某小组用同一套实验器材探究“电流与电压、电阻关系”,实验电路如图甲所示,为电阻箱,R为滑动变阻器,电源电压恒为4.5V。
(1)请用笔画线代替导线将图甲电路连接完整,要求开关闭合前滑动变阻器的滑片不需要移动;
(2)正确连接电路,闭合开关后发现电流表有示数,电压表示数几乎为零,其原因可能是 ;
(3)排除故障后,测得的9组数据如下表,综合分析 三次数据,可初步得出电流与电压的关系。
一
二
三
实验序号
①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
⑧
⑨
电阻R/Ω
5
10
20
10
18
20
5
10
15
电流I/A
0.40
0.20
0.10
0.18
0.10
0.09
0.54
0.27
0.18
(4)老师根据他们所用的滑动变阻器规格分析指出有一次实验数据无法通过实验获得,为序号 ;分析可知他们所用的滑动变阻器的最大阻值R的取值范围为 ;
(5)完成上述实验后同学们利用图乙所示电路,测出标有“0.3A”字样的小灯泡正常发光的电阻。电源电压恒定未知,请将电压表、电阻箱(符号中)、开关和灯泡分别填在图中虚线框内,完成电路连接 。完成实验的过程中读取的两次电压表示数分别为1.5V和4.5V,则小灯泡正常发光的电阻为 Ω。
【答案】(1)
(2)电阻箱短路
(3)②④⑧
(4) ⑥
(5) 10
【详解】(1)要探究“电流与电压、电阻关系”,滑动变阻器要与电阻箱R0串联。因为开关闭合前滑动变阻器的滑片不需要移动,说明滑动变阻器已经处于阻值最大处(最右端),我们将滑动变阻器左下接线柱与电阻箱右接线柱相连即可,如图所示:
(2)电流表有示数,说明电路故障可能是短路,电压表示数几乎为零,可能是电阻箱R0短路。因为当R0短路时,电压表相当于测量一段导线两端的电压,所以电压表示数几乎为零。
(3)要探究电流与电压的关系,需要控制电阻不变,观察表格数据,②④⑧中电阻R0不变,综合分析这三次数据,可初步得出电流与电压的关系。
(4)[1][2]在探究电流与电阻关系时,要控制电阻两端电压不变。由表格数据可知,第一组实验数据中控制的电阻两端电压
电源电压恒为4.5V,则滑动变阻器两端电压
当时,此时滑动变阻器接入电路的电阻
当时,此时滑动变阻器接入电路的电阻
当时,此时滑动变阻器接入电路的电阻
第二组实验数据中控制的电阻两端电压
电源电压恒为4.5V,则滑动变阻器两端电压
当时,此时滑动变阻器接入电路的电阻
当时,此时滑动变阻器接入电路的电阻
当时,此时滑动变阻器接入电路的电阻
第三组实验数据中控制的电阻两端电压
电源电压恒为4.5V,则滑动变阻器两端电压
当时,此时滑动变阻器接入电路的电阻
当时,此时滑动变阻器接入电路的电阻
当时,此时滑动变阻器接入电路的电阻
根据题目条件,只有一组数据是无法通过实验获得,本实验定值电阻增大,滑动变阻器阻值也要增大,分析9次滑动变阻器的阻值,若要保证只有一组实验是无法通过实验获得,只有可能是需要最大即那次实验数据,即序号⑥那次实验数据,故滑动变阻器的范围也要保证只有一次无法完成,阻值比要小,但是比滑动变阻器阻值为那次要大,保证滑动变阻器阻值为那次实验顺利完成,所以滑动变阻器的最大阻值的范围在之间。
(5)[1]根据题目信息,要测量小灯泡正常发光的电阻,只需要测量当流过小灯泡的电流为0.3A时的电压即可计算出灯泡的阻值大小,题目没有给电流表,需要用电阻箱和电压表并联达到测电流的作用,且没有告知电源电压,需要能够将小灯泡短路,电路中只接入电阻箱,电压表测量电源电压,即开关与小灯泡并联,电路图如图所示:
[2]测量步骤如下,先闭合开关S,小灯泡与电阻箱构成串联,调节电阻箱阻值,读出电压表示数U1,当时,判断小灯泡正常发光,之后闭合两个开关,小灯泡短路,读出电压表示数U2,即为电源电压,则小灯泡的阻值
30.(2025·江苏扬州·二模)小明同学用以下实验器材测量小灯泡正常工作时的电阻。干电池,开关、电压表、电流表各一个,导线若干,额定电压为2.5V的小灯泡,标有“20Ω,1A”的滑动变阻器一个;
(1)如图甲,连接电路时开关应 ,请用笔画线代替导线将电路连接完整 (要求不能与其他导线交叉);
(2)连接电路后闭合开关,小灯泡不亮,电流表无示数,电压表有示数,可能的故障是 ;
(3)排除故障后闭合开关,移动滑片至某一位置,电压表的示数如图乙所示,读数为 V,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 (A/B)端移动;
(4)图丙是根据实验数据画出的小灯泡的电流与电压的关系图像,则小灯泡正常工作时的电阻是 Ω;
(5)小华利用现有器材做“探究并联电路干路电流与各支路电流关系”的实验,电路图如图丁所示,把一只电流表分别接入电路中A、B、C处测量电流,由于实验前电流表未调零,测得IA=0.54A,IB=0.24A,IC=0.32A。分析数据可知,实验前电流表的示数为 A。
【答案】(1) 断开
(2)小灯泡断路
(3) 2.2 B
(4)10
(5)0.02
【详解】(1)[1][2]为保护电路,连接电路时开关应断开。实验中,滑动变阻器应“一下一上”选择接线柱与灯泡串联,灯泡额定电压为2.5V,所以电压表应选择小量程与灯泡并联,作图如下:
(2)连接电路后闭合开关,小灯泡不亮,电流表无示数,说明发生断路,电压表有示数,则电压表的两端与电源相通,所以可能的故障是小灯泡断路。
(3)[1][2]排除故障后闭合开关,移动滑片至某一位置,电压表的示数如图乙所示,电压表应选择小量程,分度值为0.1V,示数为2.2V,小于灯泡的额定电压,所以为了测量小灯泡正常工作时的电阻,应增大灯泡电压,根据串联电压规律,应减小变阻器的电压,根据串联分压原理,应将滑动变阻器的滑片向B端移动,减小变阻器的阻值。
(4)由图丙可知,灯泡电压为2.5V时,电流为0.25A,则小灯泡正常工作时的电阻
(5)实验前电流表未调零,则测得的电流值会均偏大某个固定值,则实验前电流表的示数为
31.(2025·江苏扬州·二模)一个小灯泡上标着“2.5V0.3A”,表明这个小灯泡正常工作时的电阻为8.3Ω。
(1)图甲是小明为检验小灯泡的标称电阻是否准确而连接的实验线路。他的连接有误,请你在图甲中改正;
(2)这个实验中滑动变阻器除了保护电路外,还起到了 的作用;
(3)改成正确的连接后,闭合开关前,小明发现电流表指针如图乙所示,接下来的操作是 ;
(4)正确操作后,闭合开关,调节滑动变阻器,记录了7组数据。其中,电压表的示数为2.5V时,电流表的示数如图丙所示。请读出图丙中电流表的示数,并在图丁的坐标系中描绘出第1组数据对应的点,并根据描出的7个数据点画出小灯泡的I-U图像;
数据序号
1
2
3
4
5
6
7
电压U/V
2.5
2.2
2.0
1.8
1.6
1.2
1.0
电流I/A
0.26
0.25
0.24
0.22
0.20
0.18
(5)分析实验数据,可以判定小灯泡的标称电阻是 (准确/不准确)的,依据是 ;
(6)分析图像可以判定,小灯泡的电阻值是 (不变/变化)的,原因是 。
【答案】(1)
(2)改变灯泡两端电压
(3)电流表调零
(4)
(5) 不准确 正常发光实际电阻与标称电阻不等
(6) 变化 图像不为直线
【详解】(1)变阻器在使用时,应“一上一下”的将接线柱接入电路,甲图中同时使用了上接线柱;根据灯泡的规格可知,电流表应选择小量程接入电路,改正电路如下图所示:
(2)实验中需要改变灯泡两端的电压,进行测量,因此变阻器在该实验中还起到了改变灯泡两端电压的作用。
(3)闭合开关前,电流表指针发生偏转,说明电流表未调零,接下来的操作是电流表调零。
(4)电流表的量程是小量程,分度值是0.02A,丙图中,电流表的读数为0.28A,根据描点画线,可得小灯泡的I-U图像如下图所示:
(5)[1][2]根据表格数据可得,灯泡正常发光时的电阻为
由于灯泡正常发光实际电阻与标称电阻不等,因此小灯泡的标称电阻是不准确的。
(6)[1][2]分析图像可知,灯泡的电阻是变化的,其变化的原因是灯泡电阻受温度的影响会发生改变。
32.(2025·江苏扬州·一模)许多用电器的电阻值往往会随着条件的变化而变化,例如小灯泡的电阻与其工作电压有关,热敏电阻对温度非常敏感。科创学习小组采用不同方法分别研究了一只正常工作时电压为2.5V的小灯泡电阻和一只热敏电阻的变化情况,请结合他们的研究回答问题。
实验一:测定小灯泡在不同电压时的电阻,选用如图甲所示的器材,其中电源电压为6V,小灯泡正常工作时电压为2.5V(灯丝电阻约为12Ω):
(1)为了能测量小灯泡正常工作时的电阻,下列两种规格的滑动变阻器应选用( )
A.10Ω 1A B.50Ω 0.5A C.100Ω 0.1A
(2)开关闭合前滑片移至 (A或B)端;
(3)检查电路连接无误后,闭合开关S,灯泡不亮,电压表有示数,电流表无示数,产生这一现象的原因可能是 ;
(4)移动滑片,发现电压表的示数如图乙所示,其读数是 V;
(5)通过小灯泡的电流随它两端电压变化的关系如图丙所示,分析图像可知该小灯泡正常发光时的电阻为 Ω;
实验二:测量热敏电阻在某一温度下的阻值。用如图丁所示的器材,将温控室的温度设置好,电阻箱R0调为某一阻值R01,闭合开关S,调节滑动变阻器R1,使电压表和电流表的指针偏转到某一位置,记录此时电压表和电流表的示数和电阻箱的阻值R01,断开开关S。
(6)将电压表和热敏电阻C端间的导线改接到D端,闭合开关S,反复调节 (选填“R0”、“R1”或“R0和R1”),使电压表和电流表的示数与上述记录的示数相同,记录此时电阻箱的阻值R02,断开开关;
(7)实验中记录的阻值R01 (选填“大于”、“等于”或“小于”)R02,热敏电阻的阻值RT= (用字母表示)。
【答案】(1)B
(2)A
(3)小灯泡断路
(4)2.2
(5)12.5
(6)R0和R1
(7) 大于 R01-R02
【详解】(1)由题意知,小灯泡正常工作时通过的电流约为
测量小灯泡的电阻时,变阻器与小灯泡串联连接,电压表测小灯泡两端的电压,电流表测电路中的电流。小灯泡正常发光时,变阻器两端的电压U变=U总-UL=6V-2.5V=3.5V
据串联电路的分压特点有2.5V:3.5V=12Ω:R变
解得,小灯泡正常发光时,变阻器接入电路的阻值,故AC不符合题意,B符合题意。
故选B。
(2)为了保护电路,开关闭合前,滑片应移到变阻器阻值最大的A端。
(3)电路连接无误,闭合开关,灯泡不亮,电压表有示数,电流表无示数,说明电路可能出现断路,而电压表与电源接通,所以可能是小灯泡断路了。
(4)由图乙知,电压表选用小量程,分度值为0.1V,示数为2.2V。
(5)由图丙知,小灯泡两端的电压为2.5V时,通过的电流为0.2A,正常发光时的阻值
(6)由图丁知,热敏电阻与电阻箱R0、滑动变阻器R1串联接入电路,电压表测R0两端的电压,电流表测电路中的电流,将电压表和热敏电阻C端间的导线改接到D端,电路的连接不改变,此时电压表测电阻箱和热敏电阻两端的电压之和;要使电压表和电流表的示数与上述记录的示数相同,而电源电压不变,由知,此时总电阻与第一步中相同,根据题意可知一定要调节电阻箱R0的阻值,且仍然是3个电阻元件串联,所以还需要调节滑动变阻器R1才能使总电阻不变,才能使电流表示数不变。
(7)[1]因两表的示数与第一步中相同,则根据欧姆定律可知IR01=I(RT+R02)
即R01=RT+R02
所以R01>R02
[2]由以上分析知,热敏电阻的阻值RT=R01-R02。
33.(2025·江苏扬州·二模)小明利用图甲所示的电路探究电流与电阻的关系。器材有4节新干电池组成的电源,阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω定值电阻各一个,滑动变阻器有两个,分别为R1 “20Ω1A”和R2“50Ω2A”,电压表和电流表各一个,导线若干;
(1)请将图甲所示的实物电路连接完整,要求滑片向右移动,电流表示数变大 。
(2)闭合开关后,发现电流表无示数,电压表指针超过量程,则故障可能是 。
(3)实验中多次改变R的阻值,调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数保持不变,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,为了完成整个实验,应该选择的滑动变阻器是 。
(4)小红想将定值电阻换成小灯泡来探究电流与电压的关系,她的实验方案 (填“可行”或“不可行”)。
(5)小组同学还想测量未知电阻Rx的阻值,设计的电路图如图丙所示(滑动变阻器的最大阻值为20Ω,电源电压未知且不变)。请将下列实验步骤补充完整:
①闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到b端,记录电流表的示数为0.3A;
②闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到a端,电流表的示数如图丁所示为 A;
③求出待测电阻Rx的值:Rx= Ω。
【答案】(1)
(2)R断路
(3)R2
(4)不可行
(5) 0.5 30
【详解】(1)要使滑片向右移动,电流表示数变大,即滑动变阻器接入电路的电阻变小。滑动变阻器应采用“一上一下”的接法,且右下接线柱应接入电路,将滑动变阻器右下接线柱与定值电阻右接线柱相连即可,如图所示:
(2)闭合开关后,电流表无示数,说明电路可能断路;电压表指针超过量程,说明电压表与电源两极直接相连,所以故障可能是定值电阻R断路。
(3)由图乙可知,当R=25Ω时,I=0.1A,此时电阻两端电压
4节干电池,则电源电压
根据串联电路电压特点,滑动变阻器两端电压
由可得,此时滑动变阻器接入电路的电阻
超过了20Ω,所以应选择“50Ω 2A”的滑动变阻器R2。
(4)探究电流与电压的关系时,要控制电阻不变,而小灯泡的电阻随温度的变化而变化,不是定值,所以小红的实验方案不可行。
(5)②[1]由图丁可知,电流表量程为0~0.6A,分度值为0.02A,则读数为0.5A。
③[2]当滑片P移到b端时,只有滑动变阻器接入电路,且,,根据可得,电源电压
当滑片P移到a端时,滑动变阻器与Rx并联,此时通过滑动变阻器的电流
通过Rx的电流
由可得,
34.(2025·江苏泰州·二模)本题有两小题:
(1)在“探究电流与电压关系”实验中,小明所用电路如图甲所示,定值电阻R=4Ω,滑动变阻器的规格为“20Ω,1A”,电源电压恒定为6V:
①请用笔画线代替导线,将实物电路连接完整。要求:开关闭合前无需移动滑片 ;
②闭合开关,电流表、电压表均无示数,检查发现仅有一根导线有断路故障,则故障不可能发生在 上;
A.导线④ B.导线③
C.导线② D.导线①
③排除故障后,闭合开关,移动滑片,当电压表示数为1.2V时,读出电流表示数并记录在下表中;继续移动滑片,分别读出电阻两端电压为1.6V和2V时电流表的示数,并依次记录在表格中;
实验序号
U/V
I/A
①
1.2
0.3
②
1.6
0.4
③
2
0.5
④分析表中数据,得出结论:当电阻一定时, ;
⑤在小明的探究过程中,为保证元件安全且能完成实验,则定值电阻两端的调节电压不低于 V,不高于 V;
(2)小华利用电源(电压恒定且未知)、电流表、电阻箱(电阻箱的符号:;调节范围:0~999.9Ω)、铭牌不清楚的滑动变阻器、开关、单刀双掷开关各一个及导线若干,设计了如图乙所示电路,测出了额定电流为I0的小灯泡正常发光的电阻RL和滑动变阻器的最大阻值Rm,请你帮助小华补全实验方案:
①闭合开关S1,将开关S2拨至1,调节电阻箱,使 ,读出此时电阻箱接入电路中的阻值为R0;
②仍闭合开关S1,将开关S2拨至2,将滑动变阻器的滑片移至最右端,调节电阻箱,使电流表示数为I0,读出此时电阻箱接入电路中的阻值为R1;
③在步骤②的基础上,将电阻箱的阻值调为0,滑动变阻器的滑片 (填滑片位置变化情况),读出电流表示数为I1;
④则RL= ,Rm= (用物理量的符号表示)。
【答案】(1) BC 通过导体的电流与导体两端电压成正比 1 2.4
(2) 电流表示数为I0 保持不变
【详解】(1)[1]为了保护电路,开关闭合前,应将滑动变阻器滑片移到阻值最大处;由图甲可知,滑动变阻器应选左下接线柱与开关串联在电路中,如下图所示:
[2]闭合开关,电流表、电压表均无示数,说明电路可能断路,且电压表与电源没有连通;检查发现仅有一根导线有断路故障,由图甲可知,发生断路故障的导线可能是①、④,因此故障不可能发生在②、③上。
故选BC。
[3]由表中数据可知,电压与电流的比为一定值,故可得出结论:当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端电压成正比。
[4][5]当滑动变阻器接入电路的阻值最大时,电阻R两端电压最小,设最小电压为U小,根据串联电路电压规律,滑动变阻器两端电压为U滑=U-U小
由分压原理可知,即
代入数据
解得U小=1V;由图甲可知,电流表最大量程为0.6A,即电路中最大电流为0.6A,则电阻R两端最大电压为U大=I大R=0.6A×4Ω=2.4V
故定值电阻两端的调节电压不低于1V,不高于2.4V。
(2)[1]闭合开关S1将开关S2拨至1,灯泡和电阻箱串联,电流表测电路中的电流;调节电阻箱,使电流表示数为I0,此时灯泡正常发光,读出电阻箱接入电路中的阻值为R0,则电源电压U=I0RL+I0R0……①
[2][3][4]仍闭合开关S1,将开关S2拨至2,滑动变阻器和电阻箱串联,电流表测电路中的电流;将滑动变阻器的滑片移至最右端,此时滑动变阻器接入电路的阻值最大为Rm;调节电阻箱,使电流表示数为I0,读出此时电阻箱接入电路中的阻值为R1,则电源电压U=I0Rm+I0R1……②
在步骤②的基础上,将电阻箱的阻值调为0,滑动变阻器的滑片保持不变;此时电路为只有滑动变阻器的简单电路,读出电流表示数为I1,则电源电压U=I1Rm……③
由①②③解得,
35.(2025·江苏无锡·二模)小吴同学利用如图甲所示的器材探究导体A、B中电流与两端电压的关系,其中电源电压可调。
(1)连接好如图甲所示电路,试触开关,发现电流表无示数、电压表指针偏转到最大值,原因可能是导体A发生 (短路/断路)的故障。排除故障后,闭合开关进行实验;
(2)多次改变导体A两端的电压,并记录对应的电流。换用导体B重复上述实验,根据实验数据绘制图像如图乙所示。分析图像可知,导体的电阻一定时, ;
(3)在工程技术中用不同颜色的环对电阻进行标记,阻值是两位数以内的电阻可以根据前两环的颜色来判断阻值,色环含义及导体A、B的色环如丙所示,若还需用到一个15Ω的电阻,应选用图丁中电阻 ;
(4)小欣同学用上述器材研究导体中电流与电阻的关系,保持电源电压不变,为了精确控制导体两端的电压,于是串联接入滑动变阻器进行实验。
①电路中接入15Ω的电阻,使电阻两端电压达到某一固定值,测出电流;
②将15Ω的电阻替换为导体B,要使导体B两端电压达到固定值,变阻器接入的阻值应比前一次实验 ;
③将导体B替换为导体A再次进行实验。
三次实验数据如表,由表格可知,= V。交流时小欣发现第③次实验数据有误,这是由于接入A后忘记调节变阻器,此时变阻器接入的阻值是 Ω。
实验次序
①
②
③
R/Ω
15
B
A
I/A
0.2
0.3
0.4
【答案】(1)断路
(2)见解析
(3)e
(4) 小 3 10
【详解】(1)由图甲知,导体A与电流表串联接入电路,电压表测A两端的电压。试触开关,电流表无示数,则电路可能出现了断路,电压表指针偏转到最大,电压表与电源接通,可能是导体A发生断路了。
(2)由图乙知,A和B的U-I图线都是过原点的直线,说明导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体的电阻成正比。
(3)由图乙知,A和B的电阻分别为,
由图丙知,黑表示0,绿表示5欧,棕表示1欧。15欧的电阻对应的颜色为棕和绿,选择图丁中的电阻e。
(4)[1]探究电流与电阻的关系,所用的实验电路为串联连接,电压表测定值电阻两端的电压。导体B的电阻比15欧的小,用B替换15欧的电阻,若滑片的位置不变,据串联电路的分压特点知,定值电阻两端的电压变小,为了让其两端电压保持不变,应让变阻器接入电路的阻值变小。
[2]由表格数据知得,
所以U0=3V。
[3]接入A后,忘记调节变阻器,此时A两端的电压
则有U=2V+0.4A×R2
接入B时,有U=3V+0.3A×R2
解以上两式得,变阻器接入的阻值。
36.(2025·江苏无锡·二模)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)甲图中有一根导线连接错误,请在该导线上画“×”,并在图上改正 (所画的导线不能交叉);
(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。
(4)利用图甲实验器材还能完成下列探究实验( )(选填“A”或“B”)
A.探究电流与电压的关系
B.探究电流与电阻的关系
(5)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,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)
【答案】(1)
(2)定值电阻Rx断路
(3) 0.16 10
(4)A
(5) 滑片P移到b端时
【详解】(1)电流表应和待测电阻串联,电压表应和待测电阻并联,待测电阻和变阻器串联,电路图如下图
(2)电流表无示数,说明电路中出现断路,电压表有示数,且示数接近于电源电压,说明与电压表并联的地方出现断路,则电路故障原因可能是Rx断路。
(3)[1]电流表选0~0.6A的量程,分度值为0.02A,示数为0.16A。
[2]由知道,未知电阻的阻值为
(4)未知电阻是一个定值电阻,利用滑动变阻器可以改变电路中的电流,记录多组电压、电流值,所以还可以探究电阻一定时,电流与电压的关系,探究电流与电阻的关系时,需要多个阻值不同的定值电阻,故A符合题意, B不符合题意。
故选A。
(5)①闭合开关S,滑片P移到a端时,读出电压表示数为U1;
②闭合开关S,滑片P移到b端时,读出电压表示数为U2;
③在①中,电压表测电源电压U1;在②中,变阻器的最大电阻与定值电阻串联,由串联电路电压的规律,变阻器的电压为
由欧姆定律,电路中的电流为
根据串联电路的规律和欧姆定律知道,待测电阻的阻值为
37.(2025·江苏南京·二模)小明设计了如图甲的电路,测量定值电阻的阻值:
(1)图甲电路中有一根导线连接错误,请在该导线上打“”,并在图上改正;
(2)改正电路后进行实验,记录电压表和电流表的读数,根据实验数据画出如图乙所示的图像,由图像可知, ;
(3)小明和小华想把电压表改装为间接测量电阻大小的仪表,分别设计了如图丙、丁所示的方案(电源电压不变),并进行了以下操作和分析:
①小明在电路的M、N两点间接入一个电阻箱,调节旋钮使它接入电路的阻值分别为、、,闭合开关,发现电压表指针分别指向、、,于是他在表盘相应位置标出了电阻大小,如图戊。由以上数据可知:电源电压为 ,定值电阻的阻值为 ;
②小华的方案中,所用器材的规格、电表接入的量程都与小明完全相同,在保证电路安全的前提下,她改装后的电压表所能测的最小电阻值为 Ω。
【答案】(1)
(2)5
(3) 4.5 10 5
【详解】(1)根据实验的要求,电压表应与待测电阻并联,电流表测电路中电流,故应将开关与Rx右端连接的导线改接到Rx的左端,如图所示
(2)由图像可知,当电压为2.5V时,电流为0.5A,待测电阻的阻值为
(3)[1][2]根据小明的方案,电压表测电阻箱两端的电压,当电阻箱接入电阻为5Ω时,两端电压为1.5V,此时电路中电流为
此时电源电压为①
同理,当电阻箱接入电阻为8Ω时,两端电压为2V,此时电路中电流为
此时电源电压为②
综合①②可得U=4.5V,R0=10Ω。
[3]小华的方案中,电压表测R0两端电压,最大值为3V,电流中最大电流为
改装后的电压表所能测的最小电阻值为
38.(2025·江苏南京·三模)有一只阻值未知的定值电阻Rx和一只标有“2.5V”的小灯泡L。
(1)图甲是用伏安法测定值电阻Rx阻值的实物电路.电源电压恒为3V,滑动变阻器R1的最大阻值为10Ω。
①请用笔画线代替导线将图甲的实验电路补充完整 ;
②电路正确连接闭合开关后,发现仅有一只电表指针明显偏转,造成该现象的原因可能是 ;
A.R1断路 B.Rx断路 C.开关短路 D.Rx短路
③故障排除后,移动滑动变阻器滑片P,当电压表示数为1.2V时,电流表示数如图乙所示,则待测电阻Rx= Ω;
④现有以下三组数据,分析可知,不可能通过以上实验获得的数据有 (填序号);
实验序号
电压U/V
电流I/A
1
0.8
0.2
2
1.6
0.4
3
2.4
0.6
(2)小华利用图丙电源电压为U的电路测量灯L(已知I额)正常发光时的电阻,虚线框内可选器材;已知阻值的定值电阻R0、未知最大阻值的滑动变阻器R1、电压表,完成丙图。
【答案】(1) BD 4 1
(2)
【详解】(1)①[1]在伏安法测电阻的实验中,定值电阻应与变阻器、电流表串联在电路中,电压表并联在定值电阻的两端,测定值电阻的两端电压。由图乙可知,电流表选择小量程接入电路中,实物图连接如下图所示:
②[2]A.若R1断路,整个电路处于断开的状态,两电表无示数,故A不符合题意;
B.若Rx断路,电流表无示数,此时电压表相当于接在电源的两端,电压表有示数,故B符合题意;
C.若开关短路,整个电路处于连通的状态,两电表有示数,故C不符合题意;
D.若Rx短路,此时电路处于连通状态,电流表有示数,但电压表被短路,电压表无示数,故D符合题意。
故选BD。
③[3]电流表示数如图乙所示,电流表选择小量程接入电路中,分度值为0.02A,示数为0.30A,根据欧姆定律,则待测电阻
④[4]在第1次实验中,定值电阻的两端电压为0.8V,根据串联电路的电压规律可得,此时变阻器的两端电压为U滑=3V-0.8V=2.2V
根据欧姆定律,此时变阻器连入电路的电阻为
大于变阻器的最大阻值,所以不可能通过以上实验获得数据;同理根据计算可知,第2、3次实验均可以通过以上实验获得数据。
(2)根据题意,要利用图丙电源电压为U的电路测量灯L(已知I额)正常发光时的电阻,则需电压表与定值电阻并联,调节滑动变阻器,使小灯泡正常发光。则电路图可如下图所示:
当S、S2闭合,S1断开时,此时两电阻与小灯泡串联,电压表测定值电阻的两端电压,移动变阻器的滑片,使得电压表示数等于I额R0,此时小灯泡正常发光。保持滑片的位置不变,闭合S、S1,断开S2,此时两电阻与小灯泡串联,电压表测定值电阻和变阻器的两端总电压,此时电压表的示数为U1。当S、S2闭合,S1断开时,设此时变阻器连入电路的电阻为R1,根据串联电路特点和欧姆定律可得,电源电压为①
当闭合S、S1,断开S2时,根据串联电路特点和欧姆定律可有②
联立①②可得
故以上电路图符合题意。
39.(2025·江苏盐城·一模)在“探究电流与电阻的关系”实验中,准备的实验器材有阻值为10Ω、20Ω、30Ω、40Ω、50Ω的五个定值电阻,电源(电压为3V且保持不变),滑动变阻器“20Ω,1A”、电流表、电压表、开关各一个,导线若干。
(1)小鸣连接电路时,开关应处于 状态;连接的电路如图甲所示,经仔细检查后发现电路中有一根导线连接错误,请在图中错误的那根导线上画“×”,并画出正确的连线 。
(2)改正错误后,开关闭合前,将滑动变阻器滑片P移动到最 端。小鸣先接的是10Ω的定值电阻,移动滑动变阻器滑片,读出电流表示数为0.2A后,断开开关,他拆下10Ω的电阻,改换成阻值为20Ω的电阻继续做实验,闭合开关,电压表示数如图乙,其示数是 V,要完成这次实验,接下来他应调节滑动变阻器,使定值电阻两端电压为 V。
(3)当小鸣改用50Ω的电阻继续实验时,发现无论怎样移动滑动变阻器滑片,都无法使电压表示数达到实验要求的值,为能够完成最后一个电阻50Ω的实验,在不增加原有实验器材、也不改变定值电阻两端预设电压和电源电压的前提下,他的做法是 。
(4)小鸣根据正确的实验数据作出如图丙的图像。同组的小鹿对实验进行了反思,若再添两个定值电阻实验,再增加两组数据,使数据点分布更合理,有利于绘出的图像能更好的反映电流与电阻的关系。你建议选用下面哪两个定值电阻? (“15Ω和25Ω”/“35Ω和45Ω”)。
【答案】(1) 断开
(2) 左 2.4 2
(3)串联一个5Ω的定值电阻
(4)15Ω和25Ω
【详解】(1)[1]为了保护电路,连接电路时,应断开开关。
[2]原电路图中,电压表串联在电路中,电流表与定值电阻并联是错误的,在探究电流与电阻的关系实验中,电源、开关、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,如图所示:
(2)[1]为了保护电路,开关S闭合前,将滑动变阻器滑片P移动到阻值最大处,即最左端。
[2][3]由题意知,接入10Ω的定值电阻,移动滑动变阻器滑片,电流表示数为0.2A,则定值电阻两端电压为UV=IR=0.2A×10Ω=2V
由图乙可知,电压表的量程为0~3V,分度值为0.1V,此时电压表的示数为2.4V;探究电流与电阻的关系时,应控制定值电阻两端的电压不变,应调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数为2V。
(3)实验中使用的定值电阻阻值最大为50Ω,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-UV=3V-2V=1V
滑动变阻器分得的电压为电压表示数的0.5倍,根据分压原理,当接入50Ω电阻时,滑动变阻器连入电路中的电阻为R滑=0.5×50Ω=25Ω
即所选择的滑动变阻器的最大阻值不能小于25Ω,滑动变阻器的最大阻值为20Ω,因此应串联一个5Ω的定值电阻。
(4)由图丙可知,已有的电阻阻值为10Ω、20Ω、30Ω、40Ω、50Ω为了使数据点分布合理,有利于绘出的图像能更好的反映电流与电阻的关系,应选择与已有电阻阻值间隔更均匀的电阻,这样能更好的反映电流与电阻的关系,所以建议选用15Ω和25Ω的定值电阻。
40.(2025·江苏扬州·三模)在“测量小灯泡正常发光时的电阻”实验中,已知小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)如图甲是小明测定灯泡电阻的实物电路图,请用笔画线代替导线将实物电路图修改正确;
(2)排除故障后,闭合开关,移动滑片P到某一位置,电压表示数如图乙所示,其读数为 V,为了测出小灯泡正常发光时的电阻,应将滑片P向 (选填“A”或“B”)端移动使电压表示数为 V,此时电流表示数如图丙所示,则该灯泡正常发光时的电阻是 Ω;
(3)小华打算增加一个阻值为10Ω的定值电阻R0,只利用一只电表,通过简单操作(开关S2接“a”、“b”各一次)来测量小灯泡正常发光时的电阻。图丁、戊是她设计的两种不同方案的电路图.则以下判断正确的是 (填字母)。
A.两种方案都能 B.两种方案都不能
C.丁方案能,戊方案不能 D.丁方案不能,戊方案能
【答案】(1)
(2) 1.4 A 2.5 8.3
(3)B
【详解】(1)原电路中,电流表与灯并联,电压表串联在电路中是错误的,电流表应与灯串联,电压表与灯并联。修改后的实物图如图所示:
(2)[1][2][3][4]排除故障后,闭合开关,移动滑片P到某一位置,电压表示数如图乙所示,电压表分度值为0.1V,其读数为1.4V,小于灯的额定电压,为了测出小灯泡正常发光时的电阻,应增大灯的两端电压,减小变阻器的两端电压,根据串联分压原理,应减小变阻器接入电路的电阻,因此将滑片P向A端移动使电压表示数为2.5V,此时电流表示数如图丙所示,电流表的分度值为0.02A,示数为0.3A,根据欧姆定律可得,该灯泡正常发光时的电阻是
(3)丁方案:R、小灯泡和滑动变阻器三者串联,单刀双掷开关S2接a时,测灯和定值电阻两端的总电压;接b时,测灯泡两端电压。无法确定小灯泡是否正常发光,因此无法计算灯泡电阻。
戊方案:开关S2接a时,测通过的电流;接b时,测通过灯泡的电流。但无法保证灯泡在额定电压下工作,无法计算正常发光电阻。因此,两种方案都不能实现测量,故B正确,ACD错误。
选B。
41.(2025·江苏扬州·三模)实验小组在探究“通过导体的电流与导体电阻关系”的实验中,选用的器材:电源(电压恒为6V)、电流表、电压表、滑动变阻器和开关各一个,不同阻值的定值电阻四个(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω),若干导线。
(1)请用笔画线代替导线将图甲所示的实物图补充完整。要求:滑动变阻器滑中P向c端滑动时接入电路中的阻值变小。
(2)连接好电路进行试触时,同学们发现电流表无示数,电压表的指针偏转超过了量程,则电路中的故障可能是定值电阻 (短路/断路)。
(3)排除故障后,先将5Ω的定值电阻接入a、b间,移动滑片P至适当位置,使电压表示数为U0,记录相应的电流值;然后将5Ω的定值电阻换成10Ω的定值电阻接入a、b间,为了使电压表示数仍为U0,需要移动滑片P,记录相应的电流值,10Ω的定值电阻对应滑动变阻器阻值比5Ω的定值电阻对应滑动变阻器阻值 (大/小);再分别更换为15Ω、20Ω的定值电阻重复实验。
(4)实验中,同学们发现选用的20Ω的定值电阻已经损坏,交流后他们利用现有的几个定值电阻解决了这个问题。请你参与实验,写出解决这个问题的方法: 。
(5)完成实验,同学们根据实验数据绘制出了I-R图像,如图乙所示。分析图像可知:实验中U0= V;实验所用的滑动变阻器的最大阻值不能小于 Ω。
【答案】(1)
(2)断路
(3)大
(4)将5Ω和15Ω串联成20Ω的电阻接入电路
(5)
【详解】(1)探究“通过导体的电流与导体电阻关系”的实验中,定值电阻与滑动变阻器串联,滑动变阻器滑中P向c端滑动时接入电路中的阻值变小,故如下图所示:
(2)连接好电路进行试触时,同学们发现电流表无示数,串联电路中可能有断路的情况,电压表的指针偏转超过了量程,则电路中的故障可能是定值电阻断路。
(3)将5Ω的定值电阻换成10Ω的定值电阻接入a、b间,定值电阻阻值增大,若不移动滑动变阻器滑片,根据串联分压规律可知,定值电阻的电压将会增大,为了使电压表示数仍为U0,需要增大滑动变阻器的阻值,使其分得更多的电压,即10Ω的定值电阻对应滑动变阻器阻值比5Ω的定值电阻对应滑动变阻器阻值大。
(4)将5Ω和15Ω串联成20Ω的电阻接入电路,可替代20Ω电阻使用。
(5)[1]选取一组数据当时,,根据欧姆定律可知
[2]由串联分压及串联电流相等可得
代入有
解得滑动变阻器的最大阻值不能小于
42.(2025·江苏盐城·三模)物理小组在“探究电流与电阻的关系”实验时,实验器材有:电源(电压恒为6V不变)、电流表、电压表、滑动变阻器(30Ω,2A)、定值电阻4个(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω)、开关一个、导线若干。
(1)请用笔画线代替导线,将实物电路连接完整。要求:开关闭合前无需移动滑片;
(2)闭合开关后,发现电流表有示数,电压表无示数,检查发现仅有一根导线有断路故障,则故障可能是导线 发生了断路;
(3)先接入5Ω定值电阻,闭合开关,移动变阻器的滑片P移至合适位置,电压表的示数如图乙所示,示数为 V,记下电流表的示数。断开开关,将5Ω电阻换成10Ω后,闭合开关,移动变阻器的滑片P使 表的示数与前一次相同,记录相关数据,此时滑动变阻器接入电路的阻值比上一次阻值 ;
(4)其他小组中的A和B两位同学也利用这些器材探究了电流与电阻的关系,作出如图丙所示的I-R图像,由图中数据可知, (A/B)同学实验操作错误,理由是 。
【答案】(1)
(2)③
(3) 2.4 电压 大
(4) A 见解析
【详解】(1)为了保护电路,开关闭合前,应将滑动变阻器滑片移到阻值最大处;由图甲可知,滑动变阻器应选左下接线柱与开关串联在电路中,如下图所示:
(2)闭合开关,电流表有示数,说明电路是通路,电压表均无示数,说明电压表与电源没有连通;检查发现仅有一根导线有断路故障,由图甲可知,发生故障可能③断路。
(3)[1]由图乙可知,电压表用的小量程,分度值为0.1V,示数为2.4V,记下电流表的示数。
[2][3]断开开关,将5Ω电阻换成10Ω后,闭合开关,电阻增大,根据串联分压的规律可知,其分得的电压增大,此时电压表的示数会大于2.4V;将5Ω的定值电阻换成10Ω的定值电阻,在探究电流与电阻的关系实验中,应控制定值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,由串联分压可知,此时滑动变阻器接入电路的阻值比上一次阻值变大。
(4)[1][2]由图乙分析A同学的实验数据可知,当电阻为5Ω时,定值的电阻的电压为U1=I1R1=0.6A×5Ω=3V
当电阻为10Ω时,定值的电阻的电压为U2=I2R2=0.4A×10Ω=4V
当电阻为15Ω时,定值的电阻的电压为U3=I3R3=0.3A×15Ω=4.5V
当电阻为20Ω时,定值的电阻的电压为U4=I4R4=0.4A×15Ω=4.5V
即每组实验中定值电阻的电压不同;B同学的实验数据可知,定值的电阻的电压为UV=I1R1=0.6A×5Ω=3V
保持不变,即实验中控制定值电阻的电压相同,则说明A同学实验操作错误,原因是未控制定值电阻两端电压不变。
(2025·江苏盐城·三模)物理兴趣小组利用以下器材探究“电流与电阻的关系”:学生电源、电流表、电压表、滑动变阻器“20Ω,2A”、定值电阻6个(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω、50Ω)、开关一个、导线若干。
43.请用笔画线代替导线将图甲中的实物图连接完整,要求:滑片P向左移动时电流表示数变大,导线不交叉。
44.连接电路时,开关应处于 状态,连接好电路后,闭合开关,发现电压表有示数,电流表无示数,此时电路的故障可能是电阻R (选填:“断路”或“短路”)。
45.实验时将电源电压调至 6V,进行了5次实验。
①将测得的数据在图乙中描点连线,发现有一组数据错误,小明认为可能是更换了20Ω的定值电阻后,没有移动滑片造成的,你认为他的说法是 (选填:“正确”或“错误”)的。
②其中阴影部分面积表示的物理量数值是 。
③由实验图像可得出结论:在电压一定时, 。
46.小组继续实验,更换为50Ω的定值电阻后,无论怎样移动滑动变阻器的滑片都不能使电压表示数达到原来的数值,为了能完成这次实验,并能利用己测量的数据,下列措施中可行的是( )
A.将电源电压调成 5V
B.将定值电阻 R两端电压调成 5V
C.换用“30Ω,1A”的滑动变阻器
D.在电路中串联一个 10Ω的电阻
【答案】43. 44. 断开 断路 45. 错误 4 通过导体的电流与导体的电阻成反比 46.ACD
【解析】43.根据题目要求,滑片P向左移动时电流表示数变大,意味着滑动变阻器接入电路的电阻变小。因为滑动变阻器采用 “一上一下” 的接法,要使滑片左移电阻变小,应将滑动变阻器的左下接线柱与电阻的右接线柱相连,如图所示
44.[1]连接电路时,为了保护电路,开关应处于断开状态。
[2]连接好电路后,闭合开关,发现电压表有示数,电流表无示数。如果电阻R短路,那么电压表也会被短路,无示数,不符合题意;如果电阻R断路,此时电压表串联在电路中,由于电压表内阻很大,根据,电路中的电流几乎为0,即电流表无示数,而电压表测量电源电压,有示数。所以此时电路的故障可能是电阻R断路。
45.[1]从图甲可以看出电流表选择的量程为0~0.6A,而图乙的错误数据的电流为1A,超过电流表所选量程,所以可能是电流表读错量程导致的数据错误,正确的电流读数应为0.2A,故小明的说法是错误的。
[2]阴影部分是一个矩形,其面积S=IR,根据U=IR,所以阴影部分面积表示的物理量是电阻两端的电压。
从图中取一组数据,如,,则其数值为
[3]由实验图像可知,正确的实验数据电流与电阻的乘积都相等,可得出结论:在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
46.探究电流与电阻的关系时,要控制电阻两端的电压不变。根据串联分压原理,更换为50Ω的定值电阻后,有,即
解得,即滑动变阻器阻值的最大值至少为才能完成实验,该阻值超过了所用滑动变阻器的最大阻值(“20Ω,2A”),导致无论怎样移动滑动变阻器的滑片都不能使电压表示数达到原来的数值。
A.将电源电压调成5V,根据串联分压原理有,即
解得,未超过所用滑动变阻器的最大阻值,故该措施可行,故A符合题意;
B.将定值电阻R两端电压调成5V,与原来保持的电压值不同,不能利用已测量的数据,故B不符合题意;
C.换用 “30Ω,1A” 的滑动变阻器,其最大阻值超过,故该措施可行,故C符合题意;
D.在电路中串联一个10Ω的电阻,根据串联分压原理,需要滑动变阻器接入的阻值为
即需要滑动变阻器接入的阻值未超过所用滑动变阻器的最大阻值,故该措施可行,故D符合题意。
故选ACD。
47.(2025·江苏泰州·三模)有一个标有“2.5V”字样的小灯泡L1和一个阻值未知的定值电阻Rx,要求测出小灯泡L1正常发光时的电阻和Rx的阻值,电源电压恒定;
(1)如图甲是小明测量小灯泡L1正常发光时电阻的实物图;
①小明正准备接入最后一根导线(图中的虚线),请指出小明在连接电路时存在的不妥之处是 ;
②电路改正正确后,闭合开关前,应将滑片P移至 (选填“A”或“B”)端。正确操作,当电压表示数是2.5V,电流表示数如图乙所示,则小灯泡正常发光时的电阻是 Ω;
(2)小红利用图丙所示电路测出了Rx的阻值,已知灯泡L2的额定电压为UL、额定功率为PL,R0为电阻箱,请在空白处填上适当内容:
①将Rx接入图丙虚线框a位置中,b虚线框中接入导线,R0调至适当阻值后,闭合开关S1;
②将开关S2接“1”接线柱,仅调节滑动变阻器R的滑片P,直至电流表的示数I= (用已知量或测量量的符号表示),读出电阻箱的示数为R1;
③将开关S2按“2”接线柱,仅调节电阻箱,可使电流表的示数仍与上一次相同,读出此时电阻箱的示数为R2;
④则Rx= ;(用已知量或测量量的符号表示)
⑤若实际测量过程中,步骤②③中电流表的示数相等但均小于I,则所测的电阻Rx阻值 (选填“大于”、“小于”或“等于”)真实值。
【答案】(1) 连接电路时开关没有断开 A 12.5
(2) 小于
【详解】(1)[1]为了保护电流,连接电路时,开关需要保持断开状态,而该实验存在的问题是连接电路时开关没有断开。
[2]为了保护电路,滑动变阻器的滑片P需要位于阻值最大处,故闭合开关前,应将滑片P移至A端。
[3]当电压表示数是2.5V,电流表示数如图乙所示为0.2A,则小灯泡正常发光时的电阻是
(2)[1]由于灯泡的电阻、电压、电流都是变化的,故利用灯泡测量定值电阻,必须用已知的灯泡的额定电压,额定功率,故让小灯泡正常发光,小灯泡正常发光的电流为
用等效替代的思维可以测量出待测电阻,根据①②,此时电阻箱与滑动变阻器串联,使电流表的示数为;再根据③,小灯泡、待测电阻、电阻箱、滑动变阻器串联,电流表的示数不变,电源电压不变,则总电阻不变,滑动变阻器的滑片P位置不变,滑动变阻器接入的阻值不变,故
[2]小灯泡的电阻为,待测电阻的阻值为
[3]步骤②③中电流表的示数相等但均小于I,则说明通过灯泡的电流小于I,温度降低,灯泡的电阻小于,则所测的电阻Rx阻值小于真实值。
48.(2025·陕西咸阳·一模)小明用图甲所示电路探究“电流与压的关系”。(定值电阻R阻值为5Ω)
(1)滑动变阻器是通过改变接入电路中电阻丝的 来改变电阻的。
(2)将图甲电路连接完整,要求滑动变阻器滑片右移时,两电表示数均变大。
(3)电路正确连接后,闭合开关S前,滑片P应移至最 (选填“左”或“右”)端。若闭合开关S后,电流表有示数,电压表没有示数,经检查两电表完好,则电路故障可能是 。
(4)排除故障,继续实验,实验记录的数据如下表所示,其中第3次实验电流表示示数如图乙,读数为 A。分析表格中的数据可知,导体电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成 。
实验次数
1
2
3
4
5
电压U/V
0.5
1
1.4
2
2.5
电流I/A
0.1
0.2
0.4
0.5
(5)完成上述实验后,小明增加了阻值分别为10Ω、15Ω、20Ω的三个定值电阻,利用连接正确的图甲电路(电压表改接大量程)继续探究“电流与电阻的关系”,并根据实验记录的数据绘制出如图丙所示的I-R图像,同桌小华认为他的实验操作存在错误。若小明实验中电表读数正确,则错误之处可能是 。
【答案】(1)长度
(2)
(3) 左 电阻短路
(4) 0.28 正比
(5)没有控制电阻两端的电压相等
【详解】(1)改变滑片的位置,滑动变阻器接入的电阻丝的长度发生变化,阻值大小也就发生变化,所以动变阻器是通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变电阻的。
(2)在体积“电流与压的关系”的实验中,滑动变阻器串联在电路中,由于“要求滑动变阻器滑片右移时,两电表示数均变大”,说明滑动变阻器滑片右移时,滑动变阻器接入电阻变小,故滑动变阻器接右下接线柱,作图如下:
(3)[1]为了保护电路,闭合开关S前,滑片P应移至阻值最大处,需远离下面的接线柱,即滑片移到最左端。
[2]若闭合开关S后,电流表有示数,说明电路是通路;电压表没有示数,且两电表完好,说明电压表不能连接到电源两端,故障可能是与电压表并联的电阻短路。
(4)[1]由乙图可知,电流表接的是小量程,分度值为0.02A,故第3次实验电流表读数为0.28A。
[2]由表格中的数据可知,随着电压的增大,电流也增大,且电压与电流的比是一定值,说明导体电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
(5)在探究“电流与电阻的关系”的实验中,应控制电阻两端的电压相等,由图像可知,5Ω、10Ω、15Ω的电阻接入电路,电阻两端的电压分别为U1=0.6A×5Ω=3V,U2=0.4A×10Ω=4V,U3=0.3A×15Ω=4.5V
则电阻两端的电压不相等,所以小华认为他的实验操作存在错误。
49.(2025·江苏无锡·二模)小龙同学利用如图甲所示的电路探究“电流与电压、电阻的关系”,所选择的器材有:新干电池两节,5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻各一个,“30Ω 1A”的滑动变阻器、电压表、电流表、开关各一个,导线若干。
(1)如图甲连接的实物图中有一根导线连接错了,请你在接错的导线上画“×”,并用笔画线代替导线将电路连接正确(要求导线不能交叉)。
(2)实验时,闭合开关,移动滑片,发现电流表无示数,电压表有示数。可能的故障是定值电阻R (选填“断路”或“短路”);
(3)排除故障后,小龙首先探究电流与电压的关系。将数据结果绘制成图乙的I-U图像,可得结论:当电阻一定时,流经导体的电流与导体两端的电压成 。
(4)小龙继续探究电流与电阻的关系。
①先把5Ω电阻接入电路,移动滑片置于阻值最大处,闭合开关,缓慢移动滑片,直到使电压表指针如图丙所示,则电压表示数为 V;接下来将5Ω的电阻更换为10Ω的电阻,闭合开关后,应将滑片从上一位置向 (选填“左”或“右”)滑动,使电压表示数保持不变。
②最后当20Ω的电阻接入电路时,发现无法将电压表示数调节到和之前三次一样。为了用以上四个电阻都能完成实验,定值电阻两端所控制的电压应该不低于 V。
【答案】(1)
(2)断路
(3)正比
(4) 1 左 1.2
【详解】(1)原电路中,电流表与电阻并联,电压表串联在电路中是错误的,电流表应与电阻串联,电压表与电阻并联,电流经开关回到电源负极,如图所示:
(2)闭合开关,发现电流表无示数,说明电路断路,电压表有示数,说明电压表串联接入电路,即与电压表并联的定值电阻断路。
(3)分析图乙知道,发现电流与电压的关系图线是一条经过原点的倾斜的直线,说明二者是成正比例关系,从而可得出结论:电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
(4)[1]电源为两节新干电池,电源电压为3V,则电压表应接0~3V量程,其分度值为0.1V,电压表的示数为1V。
[2]将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻,根据串联分压原理知道,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,所以滑片应向左端移动,使电压表的示数不变。
[3]由串联电路电压的规律及分压规律知道
实验时控制Uv一定,电源电压U不变,则方程左边为一定值,故右边也为一定值,当变阻器连入电路的电阻最大时,对应的定值电阻应最大,此时,电阻两端的电压最小,即
解得Uv=1.2V,所以定值电阻两端所控制的电压应不低于1.2V。
50.(2025·江苏·三模)如图甲所示是探究电流与电压关系的装置,R是定值电阻,两个滑动变阻器规格分别为“20Ω2A”和“50Ω1A”可供选用,电源电压为3V恒定不变。
(1)请用笔画线代替导线将实物电路连接完整,使滑片向右滑动时电流表的示数变大。
(2)闭合开关,电流表无示数,电压表有示数,则可能出现的故障是 。排除故障后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,当电压表的示数为0.5V时,电流表示数如图乙所示,则电流表示数为 A。选用的滑动变阻器规格为 。
(3)如图丙是多次实验后描点作出的图象:可以得出结论:当电阻一定时, 。
(4)小明选用滑动变阻器“20Ω1A”,阻值为5Ω、10Ω、20Ω的三个定值电阻R,以及原器材继续探究电流与电阻的关系,绘出电流I与定值电阻倒数变化的图像如图丁所示,则可推得小明调节滑片P至电压表为 V时才记录电流表的示数。进一步分析论证,小明绘制了实验过程中“电流与定值电阻、电流与滑动变阻器,电流与总电阻”之间的图像戊,图戊中阴影部分面积表示的是 两端的电压。
(5)小华设计了测量小灯泡L正常工作时电阻的电路,如图己所示。电源电压保持3V不变,小灯泡额定电压为2.5V,R0是阻值为10Ω的定值电阻,连接好电路后进行了如下操作:
①断开开关S2,闭合开关S、S1,移动滑动变阻器滑片P,使电压表的示数为2.5V;
②滑片P的位置不变,断开开关S1,闭合开关S、S2,读出电压表示数2.6V;
则小灯泡L正常工作时的电阻为 Ω。(结果保留一位小数)
【答案】(1)
(2) 电阻断路 0.1 “50Ω1A”
(3)电流与电压成正比
(4) 2 滑动变阻器
(5)7.7
【详解】(1)根据滑片向右滑动时电流表的示数变大,说明此时滑动变阻器接入的电阻变小,由此判断滑动变阻器右下接线柱接入电路,连接电路如下:
(2)[1]闭合开关,发现电流表无示数,说明电路可能断路,电压表有示数,说明电压表到电源两端通路,由此可知电路可能的故障是定值电阻断路;
[2]图乙中,电流表所选量程0.6A,分度值0.02A,电流表的示数0.1A。
[3]当电压表的示数为0.5V时,滑动变阻器两端电压为
此时滑动变阻器接入电路的阻值为
因此选用的滑动变阻器规格为“50Ω1A”。
(3)根据图丙中描点作出的I-U图象是一条经过原点的直线,可知电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比;
(4)[1][2]探究电流与电阻的实验中,控制导体两端的电压不变,由图丁可知,电压一定时通过导体的电流与导体电阻的倒数成正比,即通过导体的电流与导体的电阻成反比,当电流为0.1A时,,定值电阻两端的电压
故电压表示数为 2V。当定值电阻两端的电压U0=2V,滑动变阻器两端的电压UP=U-U0=3V-2V=1V
实验中定值电阻两端的电压为2V,滑动变阻器两端的电压为1V,由串联电路电压规律知,滑动变阻器接入电路的阻值小于定值电阻。根据欧姆定律可知,电流与电阻的乘积为电压,三线中IR乘积最大的c线为电流与总电阻的图像,三线中IR乘积最小的a线为电流与滑动变阻器的图像,三线中IR乘积中间的b线为电流与定值电阻的图像;由图戊可知,阴影部分的面积等于c线IR的乘积与b线IR的乘积之差,根据串联电路电压规律可知,阴影部分的面积表示滑动变阻器两端的电压
(5)在上面的第2次操作中,保持持滑动变阻器滑片P位置不变,断开开关S1,闭合开关S、S2,读出电压表示数为2.6V;此时定值电阻与变阻器串联,根据串联电路的电压规律,滑动变阻器两端的电压U滑=3V-2.6V=0.4V
根据分压原理,即,解得
故在第1次操作中,由串联电路的规律和欧姆定律,通过变阻器的电流即灯的额定电流
灯泡正常发光时的电阻为
51.(2025·江苏徐州·三模)用如图甲所示的电路探究“电流与电阻的关系”,电源电压3V保持不变,滑动变阻器的规格是“30Ω;1A”,阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻各一个,满足测量需求的电流表、电压表各一个。
(1)按图甲所示的电路图,连接实物电路,闭合开关S前,滑动变阻器的滑片P应移到 点。
(2)在电路中接入阻值为5Ω的定值电阻,移动滑动变阻器的滑片,使得电压表示数如图丙所示, V,并记录电流表示数;
(3)当他用20Ω的定值电阻替换15Ω的定值电阻,再闭合开关,他调节滑动变阻器的阻值,发现电压表示数始终不能调为,为完成四次探究,实验中需要滑动变阻器的最大阻值至少为 Ω;
(4)为了完成四次探究,如果只调整电压表的示数,则应控制电压表示数的范围为 。
【答案】(1)B
(2)1
(3)40
(4)1.2~3V
【详解】(1)闭合开关前,滑动变阻器应接入最大阻值以保护电路。由图甲可知,滑片P移至B端时,滑动变阻器接入电路的阻值最大,故应将滑片P置于B点。
(2)电压表示数如图丙所示,选择0~3V量程,分度值为0.1V,示数为1V,故U0应为1V。
(3)实验中需控制定值电阻两端电压U0不变。当定值电阻为20Ω时,根据串联分压原理,滑动变阻器需分担电压U滑=3V- U0=2V
由欧姆定律可得电路电流
则滑动变阻器需接入的阻值
因提供的滑动变阻器最大阻值为30Ω,无法满足要求,故实验中至少需要40Ω的滑动变阻器。
(4)为完成四次探究,需保证所有定值电阻均能调节至U0,当R=20Ω时,滑动变阻器最大阻值为30Ω,由串联分压得
解得U0=1.2V
若U0过大,接入小电阻(如5Ω)时电流将超过滑动变阻器允许的最大电流1A,故最大电流I最大=1A时,U0=I最大×5Ω= 1A×5Ω=5V
但电源电压仅3V,因此实际的U0最大不超过3V,综合可得U0的范围为1.2~3V。
52.(2025·江苏无锡·三模)在“探究通过导体的电流与电阻的关系”实验中,小红利用可调电压电源、5个定值电阻(阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω)、滑动变阻器(30Ω,1A)、电压表和电流表、导线若干,设计了如图甲所示的电路图:
(1)闭合开关,电流表无示数,电压表有示数,并接近电源电压,则故障原因是:定值电阻 (选填“短路”或“断路”);
(2)排除故障后,将定值电阻由5Ω更换为10Ω时,应将滑动变阻器的滑片P从上一位置向 (选填“左”或“右”)滑动,使电压表示数保持不变;
(3)小红收集的数据如表所示,实验中控制定值电阻两端电压为 V,分析表中数据,发现第 次实验的数据存在错误,反思产生的原因,回忆是某次将定值电阻的阻值由 Ω变换为错误数据点对应阻值时(实验过程并未按表中序号顺序进行,而是随机选取电阻测出数据填入表格),未调节滑片P就读取电流而造成的。根据出现的数据,求出电源的电压是 V;
实验序号
1
2
3
4
5
电阻R/Ω
5
10
15
20
25
电流I/A
0.40
0.20
0.10
0.10
0.08
(4)排除表中错误数据后,可得出结论: ;
(5)在实验中,若定值电阻两端设定的不变电压值为1.6V,要顺利完成5次实验,下列方案可行的是( )。
①电源电压可重设在1.6~3.52V的范围内
②将滑动变阻器更换为“40Ω,1A”
③可在电路中再串联一个阻值为10Ω的电阻
A.① B.② C.①② D.①②③
【答案】(1)断路
(2)右
(3) 2 3 25 4
(4)当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
(5)D
【详解】(1)闭合开关,电流表无示数,电路中有断路故障,电压表有示数,并接近电源电压,说明电压表正负接线柱到电源间是连通的,故障应出现在电压表正负接线柱之间的元件,为定值电阻断路。
(2)探究通过导体的电流与电阻的关系,应控制定值电阻两端电压一定,根据表中数据,实验中控制定值电阻两端电压为2V,将定值电阻由5Ω更换为10Ω时,定值电阻两端电压会大于2V,应将滑动变阻器的滑片P从上一位置向右滑动,增大滑动变阻器接入电路的阻值,使电压表的示数变为2V。
(3)[1]实验中控制定值电阻两端电压为
[2]第三组数据存在错误,第三组实验电压表示数
不等于2V。
[3]由第三组实验数据,用的是,电压表示数为1.5V,小于2V,说明换上R3,定值电阻阻值变小了,之前用的应该是或,再观察第三组实验电流表的示数与第四组实验电流表示数相同,说明之前的实验用的绝不是R4,因为由R4换成R3,电流应该变大,所以用R3实验之前用的电阻不是R4,而是R5。因此第三次实验错误原因是:将定值电阻的阻值由25Ω变换为错误数据点对应阻值时,未调节滑片P就读取电流而造成的。
[4]通过前面的分析,由25Ω的电阻换成15Ω的电阻,没有移动滑片,于是列出方程
解得,电源电压为
(4)排除表中错误数据后发现,电压一定,电阻越大,电流越小,电阻和电流的乘积不变,可得出结论:当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。
(5)①电源电压可重设在1.6~3.52V的范围内。把滑动变阻器阻值调为0,每次只接入一个定值电阻,电源电压设为1.6V,即可完成实验,所以电源电压最小值为1.6V;当用25欧电阻做实验,变阻器阻值最大时,电源电压最大,此时电流
此时变阻器两端电压
电源电压最大值
所以,若定值电阻两端设定的不变电压值为1.6V,电源电压可重设在1.6~3.52V的范围内,可顺利完成5次实验。
②将滑动变阻器更换为“40Ω,1A”,也可以完成5次实验。电源电压4V不变,定值电阻两端电压为1.6V,滑动变阻器两端电压
接入最大阻值的定值电阻,根据串联分压原理,
解得此时变阻器连入的阻值,所以,将滑动变阻器更换为“40Ω,1A”,也可以完成5次实验。
③可在电路中再串联一个阻值为10Ω的电阻,也可以完成5次实验,电源电压4V不变,定值电阻两端电压为1.6V,滑动变阻器和新接入的定值电阻两端电压为2.4V,接入最大阻值的定值电阻,根据串联分压原理
解得此时变阻器连入的阻值。故方案①②③都可行。故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
53.(2025·江苏南通·二模)小红想测量标有“1.5V”字样小灯泡正常发光时的电阻,从实验室找来了电源、电压表、电流表、滑动变阻器、开关和导线若干,进行了如下实验:
(1)用笔画线代替导线,将图甲电路连接完整 ;
(2)检查无误后,闭合开关,发现电流表无示数,小灯泡不亮,电压表示数接近电源电压,造成这一故障的原因可能是小灯泡 ;
(3)排除电路故障后,闭合开关,移动滑片,当小灯泡正常发光时,电流表示数如图乙所示,则小灯泡正常发光时的电阻为 ;接下来她又测量了几组对应的电压值和电流值,并绘制了小灯泡的I-U图象,如图丙所示;
(4)小红认为不能利用图甲的装置探究电流与电压的关系,理由是 ;
(5)小红还想测出另一个额定电流为I额的小灯泡正常发光时的电阻,于是她找来了两个滑动变阻器R1和R2,设计了如图丁所示的电路(电源电压恒定且未知,滑动变阻器R1的最大阻值为R0)。请将实验步骤补充完整:
①只闭合开关S1,移动R1的滑片,使电流表的示数为I额,灯泡正常发光;
②只闭合开关S2,只移动 (选填“R1”或“R2”)的滑片,使电流表的示数为I额;
③保持R2的滑片位置不动,将R1的滑片移到最左端,电流表的示数为I1,再将R1的滑片移到最右端,电流表的示数为I2;
④小灯泡正常发光时电阻的表达式为RL= (用I额、I1、I2、R0表示)。
【答案】(1)
(2)断路
(3)5
(4)灯泡电阻会随温度升高而增大
(5) R2
【详解】(1)伏安法测量电阻是,电压表并联在用电器两端测量其电压,因电源电压为3V,故电压表量程选择小量程即可,如图所示:
(2)闭合开关,发现电流表无示数,小灯泡不亮,说明电路发生了断路,又由电压表示数接近电源电压,可知故障可能是小灯泡发生了断路。
(3)如图乙,电流表接的是小量程,分度值为0.02A,则读数为0.3A,故正常发光是的电阻。
(4)探究电流与电压的关系时,电阻应该保持不变,但因为灯泡电阻是随温度的变化而变化的,故不能用其探究电流与电压的关系。
(5)[1][2]在②中,只闭合开关,只移动的滑片,使电流表的示数为,此时小灯泡正常发光时电阻的大小等于接入电路中的电阻大小,再结合③,由电源电压恒定可得,
解得,即。
54.(2025·江苏盐城·二模)测量额定电压为小灯泡的阻值,电源电压恒为3V。
(1)将实物图连接完整,要求滑片向左滑动时,接入电路电阻变小。
(2)闭合开关,灯泡不亮,电流表有示数,接下来应该观察 ,再进行下一步操作。
(3)移动滑片到某一位置,电压表的示数如图乙所示,此时灯泡两端的电压为 V。要使灯泡正常发光,应将图甲中滑动变阻器的滑片向 端移动。
(4)继续移动滑片,记下多组数据并绘制成图丙图像。则灯泡正常发光时电阻为 Ω。
(5)用一个已知阻值为的定值电阻替换下电流表,设计图丁电路还可测出原灯泡的额定功率,步骤如下:
①只闭合、,移动滑片,使电压表示数为 V。
②保持滑动变阻器阻值不变,只闭合、,电压表示数为。
③代入表达式 求出灯泡额定功率(用、、表示)。
(6)评估:第5问中,要能顺利测出额定功率,参照第4问中数据,选用的定值电阻不能大于 。
【答案】(1)
(2)电压表有无示数
(3) 1.8 A
(4)10
(5) 2.5
(6)2
【详解】(1)滑片向左滑动时接入电路电阻变小,则滑动变阻器接入电路电阻丝长度变短,所以滑动变阻器左下接线柱需接入电路,将其与电源正极连接。如图所示:
(2)闭合开关后灯泡不亮但电流表有示数,这表明电路是通路,没有发生断路。可能是灯泡短路或者电路中电流过小,导致灯泡实际功率过低,人眼看不见灯泡发光。此时应观察电压表有无示数。若电压表无示数,可能是灯泡短路;若电压表有示数且较小,则可能是滑动变阻器接入电阻过大。
(3)[1]电压表量程为,分度值是0.1V,指针所指位置为。
[2]因为灯泡额定电压是2.5V,而当前电压1.8V小于额定电压,要使灯泡正常发光,需增大其两端电压。根据串联电路分压原理,应减小滑动变阻器接入电路的电阻,所以滑片向(或“左”)端移动。
(4)由图丙可知,当灯泡两端电压为2.5V时,通过的电流为0.25A。根据欧姆定律,则灯泡正常发光时电阻
(5)[1]测灯泡的额定功率,要让灯泡正常发光,其两端电压需达到额定电压2.5V,所以移动滑片使电压表示数为2.5V。
[2]首先让小灯泡在额定电压下工作。只闭合、,此时电路灯泡L、、串联,电压表测小灯泡两端电压。移动滑片使电压表示数为,确保小灯泡正常发光(只有在额定电压下,功率才是额定功率)。保持滑动变阻器滑片位置不变(保证电路中总电阻、电流不变),只闭合、,此时电压表测小灯泡与定值电阻的总电压。因为电路为串联(滑动变阻器、小灯泡、串联,只是开关切换改变电压表测量对象),根据串联电压规律,两端电压
串联电路电流处处相等,所以小灯泡正常发光时的电流,与中电流相等,即
根据功率公式,则灯泡额定功率
(6)电源电压为3V,灯泡正常发光时两端电压为2.5V,那么定值电阻两端最大电压为
由小问4知灯泡正常发光时电流为0.25A,根据欧姆定律可得定值电阻最大阻值
55.(2025·江苏盐城·一模)为了探究电流与电压、电阻的关系,小明找来了以下实验器材:电源(电压为 4.5V),滑动变阻器(20Ω 1A),阻值为 5Ω 、10Ω、20Ω的定值电阻各—个,量程为 0~0.6A 的电流表, 量程为 0~3V 的电压表,开关—只,导线若干 。实验时不改变电表的量程。
(1)连接电路时,开关应 。若此时电压表的指针位置如图乙所示,其原因是 。
(2)实验时设计了如图甲所示的电路图,按电路图连接成图丙所示的实物图,他将滑动变阻器的阻值调到最大,若闭合开关,则丙图中 无示数,这是因为丙图中有—根导线连接错误,请在该导线上打“×” , 并画出正确的连线 。
(3)在探究“电流与电压关系”时,为了改变电阻 R 两端的电压, (需要/不需要)调节滑动变阻器的阻值。
(4)在探究“电流与电阻的关系”,为了使三个电阻单独接入电路都能完成实验,应控制电压表 的示数不低于 V,实验时若接入 10Ω阻值,滑动变阻器和该电阻的功率之比为k1, 若接入20Ω阻值时该比值为k2,则 k1 k2。
【答案】(1) 断开 电压表没有调零
(2) 电压表
(3)需要
(4) 2.25 =
【详解】(1)[1][2]连接电路时,为了保护电路,开关应断开;若此时电压表的指针位置在零刻线左侧,其原因是电压表没有调零,应把指针调到零刻线处。
(2)[1][2]图丙所示的实物图,电阻R没有接入电路中,电压表并联在电阻两端,将滑动变阻器的阻值调到最大,若闭合开关,丙图中电压表无示数;探究电流与电压、电阻关系的实验中,电阻、滑动变阻器、电流表串联,电压表接在电阻两端,丙图中有—根导线连接错误,正确的连线如图
(3)在探究电流与电压关系时,为了改变电阻 R 两端的电压,需要调节滑动变阻器的阻值,来改变电路中的电流,从而改变R两端的电压。
(4)[1]在探究电流与电阻的关系时,为了使5Ω 、10Ω、20Ω三个电阻单独接入电路都能完成实验,定值电阻、滑动变阻器接入电路的电阻最大时,电压表分得的电压最小,由并联电路的分压规律可的
电源电压为4.5V,因此电压表的最小值为
应控制电压表的示数不低于2.25V。
[2]实验时若接入 10Ω阻值,滑动变阻器和该电阻的功率之比为k1,则有
若接入20Ω阻值时该比值为k2,滑动变阻器和该电阻的功率之比为则 。
56.(2025·江苏无锡·一模)小明利用如图甲所示的电路测量小灯泡的电阻,小灯泡的额定电压为 2V。
(1)正确连接后,应将滑片 P 由最大电阻处缓慢向 端移动(选填 “A” 或 “B”),使灯逐渐变亮,并在表中记录数据, 当电压表示数为 1V 时,电流表示数如图乙所示, 此时通过小灯泡的电流为 A。
实验次数
1
2
3
4
U/V
1
1.5
2.0
2.5
I/A
0.22
0.26
0.28
R/Ω
6.8
7.7
8.9
(2)小明根据表格中数据算出了不同电压下的小灯泡的电阻值,认为需求出小灯泡电阻的平均值。 你 (选填 “同意” 或 “不同意” )这种做法,理由是灯丝电阻随 (选填“电流”、“电压”或“温度”)的升高而 (选填“变大”、“变小”或“不变" )。
(3)实验结束后,某同学设计了如图丙所示的电路来测量额定电压为 Ul 的小灯泡正常发光时的电阻, 已知滑动变阻器最大阻值为 R0 ,定值电阻阻值R 未知,实验步骤如下:
①断开S2,闭合S、S1,移动滑片P,使电压表的示数为 ;
②保持滑片P位置不变,断开S1,闭合S、S2,读出电压表示数为U2;
③移动滑片P至最左端,读出电压表示数为U3 ;
④移动滑片P至最右端,读出电压表示数为U4;
⑤小灯泡正常发光时的电阻 RL= (用测量量和已知量的符号表示)。
【答案】(1) A 0.16
(2) 不同意 温度 变大
(3) U1
【详解】(1)[1]由甲图可知,当滑片位于B端时,滑动变阻器接入阻值最大,为使灯逐渐变亮,滑动变阻器接入电阻应变小,故滑片 P缓慢向A端移动。
[2]由甲图可知,电流表接的是小量程,分度值为0.02A,所以乙图中电流表示数为0.16A,即此时通过小灯泡的电流为0.16A。
(2)[1][2][3]不同电压下的小灯泡电阻值不同,不需要求平均值,故不同意求小灯泡电阻的平均值的做法。理由是:在不同电压下,电流通过灯丝产生热量不同,引起温度的变化,小灯泡的电阻会随着温度的升高而变大,求平均值没有有意义。
(3)[1][2]①断开S2,闭合S、S1,移动滑动变阻器滑片,使电压表示数为U1,此时小灯泡正常发光;
②保持滑片P位置不变,断开S1,闭合S、S2,此时定值电阻与变阻器串联,电压表测定值电阻两端的电压,读出电压表示数为U2,根据串联正比分压可得,……①
③移动滑片P至最左端,此时滑动变阻器接入阻值为0,电压表示数等于电源电压,读出电压表示数为U3,即U=U3……②
④移动滑片P至最右端,此时滑动变阻器全部接入电路,电压表测R两端的电压,读出电压表示数为U4,则有……③
由①②③三式可得,滑动变阻器为
在步骤①②中,滑动变阻器接入阻值不变,所以步骤①中,小灯泡正常发光的电流为
小灯泡正常发光时的电阻
57.(2025·四川宜宾·中考真题)某学习小组在探究压敏电阻阻值随压力变化的关系时,设计了如图甲所示的电路图,电源电压恒为12V,R是滑动变阻器。回答下列问题:
(1)小组成员选择合适的测量范围,按电路图连接好电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于 (填“a”或“b”)端。
(2)滑动变阻器的滑片置于正确的位置后,闭合开关S发现电压表示数接近电源电压,电流表无示数,则故障可能是压敏电阻处发生 (选填“短路”或“断路”)。
(3)排除故障后,闭合开关S,该压敏电阻在无压力情况下,调节滑动变阻器,电流表与电压表的指针稳定后如图乙所示,电流表的读数为 A,电压表的读数为 V,此时压敏电阻的阻值为 Ω。
(4)闭合开关S,改变压力F的大小,调节滑动变阻器,直到电流表的示数与图乙中电流表示数相同,记录下此时电压表测得的电压U,描绘出不同压力下的U-F图,如图丙,结合图像可知,该压敏电阻的阻值随压力的增大而 (填“增大”或“减小”),其中压力F较小时的敏感程度更 (填“高”或“低”)。
(5)实验后,学习小组将该压敏电阻与电阻丝熔断器、电源构成串联电路,如图丁,电源电压恒为12V,电阻丝熔断器的熔断电流为0.8A。若要该压敏电阻受到的压力增加到10N时熔断器的电阻丝熔断,则熔断器的阻值应设计为 Ω。
【答案】(1)b
(2)断路
(3) 0.3 10.5 35
(4) 减小 高
(5)5
【详解】(1)为保护电路,开关闭合前滑动变阻器的滑片应滑阻值最大处,则应处于最右端,b端。
(2)若压敏电阻短路,则电压表也被短路,没有示数,电路是通路,电流表有示数,这与题目中电流表无示数不符;若压敏电阻断路,此时电路断开,电流无法通过,电流表无示数,而电压表与滑动变阻器串联在电路中,电压表测量电源电压,电压表示数接近电源电压。所以故障可能是压敏电阻处发生断路。
(3)[1]观察中电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,其示数为0.3A。
[2]电压表的量程为0~15V,分度值为0.5V,其示数为10.5V。
[3]压敏电阻的阻值
(4)[1]由丙图可知,当压力增大时,电压表的示数减小,即压敏电阻两端电压减小,因为电源电压不变,根据串联电路的电压特点,滑动变阻器两端电压增大;滑动变阻器阻值不变,则电路中电流增大,由欧姆定律可知,压敏电阻的阻值减小。
[2]从图线的倾斜程度可以看出,压力F较小时,图线的倾斜程度较大,即压敏电阻两端电压变化更明显,根据串联分压规律可知,压敏电阻阻值随压力变化更明显,即灵敏度更高。
(5)由图丙可知,当压力为10N时,电压表示数为3V,即压敏电阻两端电压为3V,则熔断器两端电压为U熔=U0-U压=12V-3V=9V
熔断器的阻值应设计为
58.(2025·青海·中考真题)在“探究电流与电压关系”的实验中,“问天”兴趣小组连接了如图甲所示的电路,其中定值电阻R=20Ω。
(1)用笔画线代替导线将图甲电路连接完整。
(2)闭合开关后,发现电流表有示数,电压表无示数,电路中出现的故障可能是电阻 (选填“短路”或“断路”);排除故障后,测量并记录了如下几组电压表和电流表的示数,第二次实验中电流表的示数如图乙所示,此时电流为 A;
(3)请根据表3数据,在图丙中作出I-U图象;
表3
第一次
第二次
第三次
第四次
第五次
电压U/V
2.0
4.0
6.0
8.0
10.0
电流I/A
0.10
0.32
0.44
0.54
(4)分析得出实验结论: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 比。
(5)“问天”兴趣小组在实验室发现一个未知电阻,想要测量其阻值。发现电压表坏了,但有两个电流表。经小组讨论,设计了如图的电路图,两个电流表的示数分别为0.3A和0.9A,根据以上信息,可知通过的电流为 A,的电阻为 Ω。
【答案】(1)
(2) 短路 0.22
(3)
(4)正
(5) 0.6 10
【详解】(1)电压表和电阻并联,将电压表的负接线和电阻左端连接,如图所示:
(2)[1]闭合开关后,发现电流表有示数,说明电路是通路,电压表无示数,说明电压表和电源两极是连接的,可能与电压表并联的电阻短路。
[2]由图乙可知,电流表的量程是0~0.6A,分度值是0.02A,电流表的示数是0.22A。
(3)根据表中数据,利用描点法画出电流和电压的关系图像,如图所示:
(4)由图像可知,电压增大几倍,对应的电流也增大几倍,可以得到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。
(5)[1]由图可知,两个电阻并联,电流表A2测量干路中的电流,电流表A1测量通过R的电流,由并联电路电流的规律可知电流表A2的示数是0.9A,电流表A1的示数是0.3A,通过的电流为Ix=I2-I1=0.9A-0.3A=0.6A
[2]由并联电路电压的规律和欧姆定律可知Rx两端的电压Ux=U=I1R=0.3A×20Ω=6V
Rx的阻值
59.(2025·安徽·中考真题)为了测量一额定电压为的小灯泡正常发光时的电阻,小华同学根据现有的一只待测小灯泡、两节新干电池(总电压为)、一个电压表、一个滑动变阻器、三只开关、若干阻值不同的定值电阻(阻值已知)和导线,设计出如图甲所示的实验电路图。
(1)请按照图甲,将图乙中的实物图电路连接完整 ;
(2)正确连接电路后,将滑动变阻器的滑片移至电阻值最大处,闭合开关S和,断开开关,调节滑片,使电压表的示数为;
(3)保持滑片的位置不变,断开开关,闭合开关,电压表的示数如图丙所示,该示数为 ;
(4)已知定值电阻,则小灯泡正常发光时的电阻为 ;
(5)若在以上(2)中,无论怎样调节滑片,电压表的示数始终小于,为了顺利进行实验,请你根据现有的器材提出一条解决措施: 。
【答案】 2.8 10 更换一个阻值较小的定值电阻
【详解】(1)[1]由图甲可知,灯泡和开关串联后与电压表并联,电源电压为3V,所以电压表选用小量程,作图如下:
(3)[2]由乙图可知,电压表选用小量程,分度值为0.1V,如图丙所示,电压表的示数为2.8V。
(4)[3]将滑动变阻器的滑片移至电阻值最大处,闭合开关S和,断开开关,此时灯泡、与变阻器串联,电压表测灯泡电压,调节滑片,使电压表的示数为,则灯泡正常发光;保持滑片的位置不变,断开开关,闭合开关,此时连接方式不变,电压表改测灯泡、总电压,电压表的示数如图丙所示,为2.8V,根据串联电压规律,电压为
已知定值电阻,根据串联分压原理则有
解得小灯泡正常发光时的电阻。
(5)[4]若在以上(2)中,无论怎样调节滑片,电压表的示数始终小于,则电路中电流小于灯泡的额定电流,根据,可以通过减小定值电阻阻值来增大电路中的电流,所以解决措施是更换一个阻值较小的定值电阻。
60.(2025·甘肃·中考真题)小勤从废旧收音机上拆下一个完好的定值电阻R,他想知道该电阻的阻值,采用“伏安法”进行测量,图甲实验所用电源电压为3V。
(1)请用笔画线表示导线,补全图甲实物电路的连接;
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应位于 端(选填“A”或“B”);
(3)闭合开关后,发现电压表有示数,电流表无示数,由此可判断产生的故障是 ;
(4)排除故障后,正确连接电路。移动滑动变阻器滑片到某一位置时,发现电流表示数为0.24A,电压表示数如图乙所示,为 V,则定值电阻R的阻值为 Ω;
(5)为了减小实验误差,小勤应采取的措施是: ;
(6)小勤不小心将电压表损坏,爸爸告诉小勤,仅利用电流表和已知阻值的定值电阻也可以测电阻。小勤设计了图丙所示的电路(电源电压未知)来测量另一个待测电阻Rx的阻值,电流表选0~0.6A的量程,定值电阻R0的阻值为10Ω。
①具体操作如下:
a.闭合开关S1,断开开关S2,读出电流表示数为0.40A;
b. ,读出电流表示数为0.50A(请将实验操作补充完整);
②由以上数据可得,待测电阻Rx的阻值为 Ω;
③小勤研究发现,在电源电压和电流表量程不变的情况下,利用该电路能测出的最小阻值为 Ω,原因是 。
【答案】(1)
(2)A
(3)电阻R处断路
(4) 2.4 10
(5)多次测量求平均值
(6) 闭合开关S1、S2 40 20 当待测电阻阻值为20Ω时,电流表中的电流已达到0.6A最大量程
【详解】(1)如图,伏安法测电阻的实验中,电压表接在电阻R两端,电源电压为3V,电压表选用小量程,电路如图:
(2)闭合开关前,为了电路安全,滑动变阻器的电阻应接入最大值,滑片应位于A端。
(3)闭合开关后,电流表无示数,电路可能断路,电压表有示数,说明电压表与电源接通,由此可判断产生的故障可能是与电压表并联的电阻断路。
(4)[1][2]如图乙,电压表接入小量程,分度值为0.1V,读数为2.4V,电阻的值
(5)为了减小实验误差,小勤应采取的措施是:改变电路中的电流,多次测量电阻两端的电压和通过电阻的电流,求出电阻的平均值。
(6)a.闭合开关S1,断开开关S2,电路为R0的简单电路,电流表测电路中的电流,读出电流表示数为0.40A,电源电压
b.[1]闭合开关S1、S2,两个电阻并联,电流表测干路电流,读出电流表示数为0.50A;电阻R0两端的电压不变,通过电阻R0的电流不变,通过Rx的电流
②[2]待测电阻Rx的阻值为
③[3][4]在电源电压和电流表量程不变的情况下,电路中电流为0.6A最大时,电路中的电阻最小,通过电阻R0的最大电流
利用该电路能测出的最小阻值
61.(2025·四川遂宁·中考真题)某实验小组利用以下器材探究电流与电阻的关系。
器材:学生电源、阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻;标有“30Ω;2A”的滑动变阻器;电压表、电流表;开关及导线。
方法:控制变量法,控制定值电阻R两端电压为2V。
步骤:(1)请根据图甲所示电路图,用笔画线代替导线将图乙中的实物电路图补充完整 。
(2)将学生电源电压调至6V,闭合开关后,发现电流表、电压表均无示数。若故障只出现在或R,则故障是 ;
(3)排除故障后,移动滑动变阻器滑片直到电压表示数为2V,读出此时电流表的示数0.4A;
(4)断开开关,只将定值电阻由5Ω更换为10Ω。闭合开关,他们应该向 (选填“左”、“右”)端调节滑片,直至电压表示数仍为2V;
(5)当换用20Ω电阻后,发现无论怎样移动滑片,电压表示数始终无法达到2V。请你帮他们解决问题,从下面两种方法中任选一种作答。
方法一:更换一个最大阻值至少为 Ω的滑动变阻器。
方法二:调节电源电压,使其最大不超 V。
(6)根据实验数据得出结论:电压一定时,导体中的电流跟导体的电阻成反比。
(7)他们完成探究实验后,想利用电流表和阻值为的电阻,测量未知电阻的阻值。
他们设计的电路如图丙所示,并完成了下列实验步骤:
①闭合开关,,读出电流表示数为;
②断开开关,读出电流表示数为;
③未知电阻 (用和表示)。
【答案】 滑动变阻器断路 右 40 5
【详解】[1]根据图甲电路图,电压表应与定值电阻并联,实验中控制定值电阻R两端电压为2V,故电压表选择0~3V量程,如图所示
[2]闭合开关后,电流表、电压表均无示数,电路可能出现断路。若故障只出现在或R,则可能是滑动变阻器断路,因为如果R断路,电压表会有示数(测电源电压),而现在两表均无示数,所以是滑动变阻器断路导致整个电路不通。
[3]将定值电阻由5Ω更换为10Ω,根据串联分压原理,定值电阻增大,其两端电压会增大。要使定值电阻两端电压仍为2V,应增大滑动变阻器接入电路的电阻,即向右端调节滑片(因为滑动变阻器左下接线柱接入电路,向右滑电阻变大)。
[4]根据串联分压原理,当,滑动变阻器接入阻值最大,
解得,所以需要更换一个最大阻值至少为40Ω的滑动变阻器。
[5]根据串联分压原理,当,滑动变阻器接入阻值最大,滑动变阻器最大阻值为30Ω,故
解得,所以调节电源电压,使其最大不超5V。
[6]①闭合开关,,此时被短路,只有接入电路,读出电流表示数为,则电源电压
②断开开关与串联,读出电流表示数为,则电源电压
即
解得。
62.(2025·山东烟台·中考真题)在“用电流表和电压表测量电阻”的实验中:
(1)第一小组连接了如图甲所示的电路,闭合开关前发现有一根导线连接错误。请在错误的导线上划“×”,并画出这根导线的正确连接位置;
(2)正确连接电路后,闭合开关,发现电流表有示数,电压表无示数。出现这个现象的原因可能是______(选填序号);
A.待测电阻断路 B.待测电阻短路
C.电压表接线柱接触不良 D.滑动变阻器短路
(3)排除电路故障后,小组同学继续实验,并将记录的数据填写在下表;
实验次数
1
2
3
4
5
6
电压U/V
1.0
1.2
1.5
1.8
2.0
2.5
电流I/A
0.10
0.12
0.16
0.14
0.20
0.24
①请根据描点法在图乙中描绘出表格中的六组数据,并作出该电阻的图像;
②由图像可得该电阻的阻值为 Ω。
(4)第二小组利用上述器材测量另一电阻时,根据所测数据作出的图像如图丙所示,小组交流发现图像与第一小组不同的原因是电压表连接的位置不同,但利用这个图像也能求出待测电阻的阻值,其阻值为 Ω。
【答案】(1)
(2)B
(3) 10
(4)4
【详解】(1)在该实验中,滑动变阻器与定值电阻串联,滑动变阻器按照一上一下的原则接入电路,电压表并联在定值电阻两端,正确的电路图如图所示:
(2)正确连接电路后,闭合开关,发现电流表有示数,则电路不存在断路,电压表无示数,说明与电压表并联的定值电阻短路了。故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
(3)[1]根据表格数据在图乙中描点并连线,如图所示:
[2]由图像可知,该电阻的阻值为
(4)当滑动变阻器接入电路的阻值增大时,根据串联分压原理可知,其两端的电压增大,此时电路中的总电阻增大,电流减小,由图丙可知,电压表并联在了滑动变阻器两端。当电路中电流为0.5A时,滑动变阻器两端的电压为1V,定值电阻两端的电压为
定值电阻的阻值为
63.(24-25九年级下·重庆·期中)如图所示,小融在探究“电流与电阻的关系”中,电源电压保持9V不变,滑动变阻器的规格为“”,选用的定值电阻R分别为、、、。
(1)请你根据图甲电路图用笔画线代替导线,将图乙中未完成的电路连接好 ;
(2)开关闭合前,滑动变阻器滑片应调到最 端(选填“左”或“右”);闭合开关,发现只有电流表有示数,电压表无示数,此时出现的故障可能是 ;
(3)排除故障后,先将5Ω的定值电阻接入电路,调节滑动变阻器的滑片至电流表示数如图丙所示,读数为 A。小融未移动滑片,用定值电阻R替换的电阻接入电路,闭合开关后发现电压表的示数等于6V,则定值电阻R的阻值为 Ω,应 (选填“增大”或“减小”)滑动变阻器阻值,才能把电压表调为原来的示数。
(4)接着同组的小渝设计了如图丁所示的电路测量小灯泡正常发光时的电阻,电源电压未知,已知小灯泡的额定电压为2.5V,定值电阻R0阻值为,滑动变阻器R最大阻值为,其测量过程如下:
①闭合开关S1、S2、S3,电压表示数为4.5V;
②闭合开关S1、S3,断开S2,移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数为 V,这时小灯泡正常发光;
③保持滑片的位置不变,闭合开关S1、S2,断开S3,此时电压表示数;
④小灯泡正常发光时的电阻 Ω。
【答案】(1)
(2) 右 定值电阻短路
(3) 0.9 10 增大
(4) 2 12.5
【详解】(1)由图甲可知,两电阻串联,电压表测的是定值电阻的两端电压,电流表测的是电路电流,且滑片向右移动时,变阻器接入电路的电阻越大,因此在图乙中,用导线把变阻器的A接线柱与开关的右接线柱相连,如图所示:
(2)[1]为保护电路,开关闭合前,滑动变阻器滑片应调到阻值最大处,即最右端。
[2]闭合开关,发现只有电流表有示数,说明电路是连通的,电压表无示数,说明电压表可能被短路,此时出现的故障可能是定值电阻短路。
(3)[1]如图丙所示,电流表选用大量程接入电路中,分度值为0.1A,示数为0.9A。
[2][3]当5Ω的电阻接入电路中时,此时电压表示数为
此时变阻器的两端电压为9V-4.5V=4.5V
根据串联分压原理可得,此时变阻器接入电路的电阻等于定值电阻的阻值,为R滑=5Ω。小融未移动滑片,变阻器连入电路的电阻不变,用定值电阻R替换的电阻接入电路,闭合开关后发现电压表的示数等于6V,根据串联电路特点和欧姆定律,此时电路电流为
则定值电阻R的阻值为
此时电压表的示数增大,由于在探究“电流与电阻的关系”中,需控制定值电阻的两端不变(即控制为4.5V不变),因此需增大变阻器的两端电压,根据串联分压,需增大变阻器连入电路的电阻,所以,应增大滑动变阻器阻值,才能把电压表调为原来的示数。
(4)①闭合开关S1、S2、S3,此时R0和R串联在电路中,电压表测的是电源电压,电压表示数为4.5V,则U电=4.5V。
②[1]闭合开关S1、S3,断开S2,此时小灯泡和两电阻串联在电路中,电压表测的是变阻器滑片左侧部分与定值电阻的两端总电压。由于小灯泡的额定电压为2.5V,移动滑动变阻器的滑片,此时小灯泡正常发光,变阻器滑片左侧部分与定值电阻的两端总电压为
即使电压表示数为2V,这时小灯泡正常发光。
③[2]保持滑片的位置不变,闭合开关S1、S2,断开S3,此时两电阻串联,滑动变阻器相当 于定值电阻,即变阻器连入电路的阻值最大,电压表测的是变阻器滑片左侧部分与定值电阻的两端总电压。此时电压表示数。根据欧姆定律,此时电路电流为
则此时变阻器滑片左侧部分与定值电阻的总电阻为
小灯泡正常发光时,电路电流为
小灯泡正常发光时的电阻为
64.(2025·山东淄博·二模)测量阻值约为10Ω定值电阻Rx的阻值,电源电压4V和6V两挡可选,滑动变阻器有(a:“20Ω 2A”和b:“50Ω 1A”)两种规格。
(1)断开开关,按图甲连接好电路,将滑动变阻器滑片P移至 端(选填“A”或“B”)。闭合开关,电压表示数为1V,电流表示数如图乙所示。根据题目信息可知选择的电源电压是 (选填“4V”或“6V”),滑动变阻器选择的规格是 (选填“a”或“b”);
(2)将测得的多组数据记录在表格中,由表中数据可得Rx= Ω(结果保留一位小数);
序号
1
2
3
电流I/A
0.10
0.24
0.28
电压U/V
1.0
2.5
2.8
(3)一位同学设计了如图所示的三个电路,定值电阻R0阻值已知,其中能测量出未知电阻Rx阻值的电路是_____(填选项)。
A. B. C.
【答案】(1) B 6V b
(2)10.1
(3)C
【详解】(1)[1]为了保护电路,闭合开关前,应将滑动变阻器滑片P移至阻值最大端,由甲图可知,应将滑动变阻器滑片P移至B端。
[2][3]由题意可知,电源电压有4V和6V两挡可选,定值电阻Rx的阻值约为10Ω,闭合开关,此时变阻器接入电路的电阻应为最大,电压表示数为1V,电流表示数如图乙所示,此时电流表选择小量程接入电路中,分度值为0.02A,示数为0.10A,即电路电流为0.10A。若电源电压为4V,则变阻器的两端电压为
根据串联电路特点和欧姆定律可得
解得变阻器连入电路的最大阻值为
故不符合题意;若电源电压为6V,则此时变阻器的两端电压为
根据串联电路特点和欧姆定律可得
解得此时变阻器连入电路的最大阻值为
符合题意。因此他选择的电源电压是6V,滑动变阻器选择的是b规格。
(2)根据欧姆定律可得,第一次实验中,定值电阻的阻值为
第二次实验中,定值电阻的阻值为
第三次实验中,定值电阻的阻值为
则定值电阻的测量值为
(3)A.分析电路图可知,闭合开关S1,S2接右侧,电压表并联在R0两端;闭合开关S1,S2接左侧,Rx被短路;所以不能测量Rx两端电压,故不能测量出未知电阻Rx阻值,故A不符合题意;
B.分析电路图可知,电压表与R0串联,电路连接错误,故不能测量出未知电阻Rx阻值,故B不符合题意;
C.分析电路图可知,闭合开关S1、S2,R0被短路,电压表测量电源电压;闭合开关S1,断开S2,R0与Rx串联,电压表测量Rx两端电压,则可求出此时R0两端电压,由欧姆定律可得通过R0的电流,由于串联电路中处处电流相等,所以可得通过Rx的电流,则由欧姆定律可得Rx的电阻,故能测量出未知电阻Rx阻值,故C符合题意。
故选C。
65.(2025·陕西榆林·一模)小明用如图甲所示的电路测量额定电压为2.5V的小灯泡正常发光时的电阻。
(1)小明按照实验操作要求,在检查器材时发现电流表指针偏向零刻度线的左侧,接下来的操作应是 。
(2)解决问题后,小明设计并连接了如图甲所示的部分电路,请用笔画线代替导线将图甲的电路连接完整 。
(3)实验过程中,将滑动变阻器的滑片移至某位置时,电压表示数如图乙所示,为 V。要使小灯泡正常发光,应将滑动变阻器的滑片向 (选填“左”或“右”)移动。
(4)移动滑动变阻器的滑片,测出多组电压和电流值,并作出如图丙所示的图像。由图像可知,小灯泡正常发光时,灯丝电阻是 Ω;温度越高,灯丝电阻越 。
(5)小明还设计了一个测量未知电阻Rx阻值的实验电路,如图丁所示,已知滑动变阻器的最大阻值为R0,电源电压未知且恒定不变。请完成下列实验步骤:
①闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移至a端,读出电压表的示数为U1;
②再将滑动变阻器的滑片P移至b端,读出电压表的示数为U2;
③未知电阻Rx阻值的表达式;Rx= (用U1、U2、R0表示)。
【答案】(1)将电流表指针调至零刻度线处
(2)
(3) 左
(4) 大
(5)
【详解】(1)在检查器材时发现电流表指针偏向零刻度线的左侧,说明电流表指针没有调零,接下来的操作应是将电流表指针调至零刻度线处。
(2)测量额定电压为2.5V的小灯泡正常发光时的电阻时,灯泡与滑动变阻器串联,电压表测灯泡两端的电压,图甲的电路连接完整,故如下图所示:
(3)[1]电压表量程为,分度值为,故电压表示数。
[2]要使小灯泡正常发光即达到额定电压,根据串联电路分压规律可知,需要滑动变阻器分得的电压减小,滑动变阻器的阻值减小,根据图中滑动变阻器的连接可知,滑动变阻器的滑片应向左移动。
(4)[1]由图像可知,灯泡正常发光时即电压时,电流为,小灯泡正常发光时的电阻为
[2] 图像上任意一点电压与电流的比值即电阻,由此结合图像可知,电压越大,温度越高,灯丝电阻越大。
(5)由图丁可知,与滑动变阻器最大阻值串联在电路中,由于滑片上接电压表,移动滑片时电路中的电阻不变,电流大小不变。移动滑片P至a端,电压表测两端电压为,移动滑片P至b端,电压表测电源电压为,根据串联电路电流相等可得
解得待测电阻为
66.(2025·辽宁沈阳·二模)实验小组在“探究电流与电压的关系”的实验中,实验器材有两节新干电池、定值电阻、电流表、电压表、滑动变阻器、开关和若干导线。
(1)图甲是连接的部分实验电路,请用笔画线代替导线,将电路连接完整,导线不能交叉 。
(2)连接电路的过程中,开关应处于 状态。
(3)连接并检查电路后,试触时发现电流表无示数,电压表示数接近3V,则电路故障可能是定值电阻R (选填“短路”或“断路”)。
(4)排除故障后,小组同学正确进行操作,在表格中记录多组电流表、电压表示数。某次实验时,电流表如图乙所示,为 A。
(5)同学们根据实验测得的数据绘制出定值电阻R的I—U图像,如图丙所示。分析图像可知:①电阻一定时,电流与电压成 比;②实验中所用定值电阻R的阻值为 。
(6)在拓展实验中,小组同学设计了如图丁所示的电路来测量额定电压为3V的小灯泡正常发光时的电阻。已知电源电压恒为9V,定值电阻的阻值为10,实验步骤如下:
①闭合开关S、S1,断开开关S2,调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数为6V;
②保持滑片位置不动,闭合开关S、S2,断开开关S1,读出电压表示数为4V;
③小灯泡正常发光时的电阻 。
【答案】(1)
(2)断开
(3)断路
(4)0.3
(5) 正 5
(6)4
【详解】(1)探究电流与电压关系实验中,电压表测定值电阻两端电压,由于电源为两节新干电池,电源电压为,因此电压表选择量程,故如下图所示:
(2)为保护电路,连接电路的过程中,开关应处于断开状态。
(3)连接并检查电路后,试触时发现电流表无示数,则电路故障类型可能是断路,电压表示数接近电源电压3V,说明电压表与电源接通,则电路故障可能是定值电阻R断路。
(4)由图可知,电流表量程为,电流表示数为。
(5)[1]如图所示,图像为过原点的倾斜直线,则电阻一定时,电流与电压成正比。
[2]由图像可知,当电压时,,则定值电阻的阻值为
(6)闭合开关S、S2,断开开关S1,此时定值电阻与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器电压,读出电压表示数为4V即,此时的电流
滑动变阻器的阻值为
由于滑动变阻器滑片位置没有改变,因此滑动变阻器的阻值不变。闭合开关S、S1,断开开关S2,灯泡与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器电压,使电压表示数为6V,即,则灯泡的电压为
灯泡正常发光,电流为
小灯泡正常发光的电阻为
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专题1 欧姆定律实验+特殊法测电阻(题型优练)-2025-2026学年九年级物理精品课(原卷版)(66题)
学有所成,学以致用
1.(2025·江苏无锡·模拟预测)小明利用如图甲所示的电路探究“电流与电阻的关系”,实验器材有“学生电源、电流表、电压表、定值电阻6个(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω、50Ω)、开关一个、滑动变阻器R1(20Ω 1A)、导线若干:
(1)图甲中的电路连接有误,请你在错误的导线上打“×”,并补画出正确的导线;
(2)改正错误后闭合开关后,发现电流表示数为0,电压表满偏,电路故障可能是定值电阻 ;
(3)电路连接正确后,小明首先将5Ω的定值电阻接入电路,闭合开关,直接读出电压表的示数为0.9V。接下来移动滑片,直到电压表示数为 V时,记录电流表示数。再依次换用10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的电阻进行实验,根据得到的数据绘制成如图乙所示的图象,分析图像可知得到实验结论: 。同时由上述数据可知电源电压为 V;
(4)最后小明将50Ω的定值电阻接入电路,他发现无论怎样移动滑片,都不能使电压表示数达到原来的数值,为了完成这次实验,同组的同学提出以下方案,不能完成这次实验的是_______;
A.调低电源电压的值 B.在电路中串联一个5Ω的电阻
C.在电路中串联一个10Ω的电阻 D.将电压表改接到滑动变阻器两端
2.(2025·江苏扬州·三模)如图所示电路测电阻Rx的阻值。实验步骤如下:
①将电压表接在B、C两点间,闭合开关,将滑动变阻器滑片移到b端、电阻箱R调为某一阻值R1,使电压表和电流表示数为合适的值;
②断开开关,将电压表右端由C点改接到D点;
③闭合开关,反复调节R和滑动变阻器,使两表的示数与步骤①中相同,此时电阻箱的阻值为R2;
④待测电阻的阻值Rx= ;
⑤若操作无误,反复调节始终无法实现两表的示数与步骤①中相同,原因可能有: 、 。
3.(24-25九年级下·江苏盐城·期中)两只铭牌模糊的小灯泡、,仅能看清分别标有“”和“”字样,要求测量它们正常发光时的电阻和。
(1)图甲是小明用“伏安法”测量的实物电路,电源电压恒定;
①请将图甲电路补充完整 ,闭合开关前,应将滑动变阻器滑片移到 (A/B)端;
②闭合开关,发现小灯泡不亮,移动滑动变阻器滑片,电流表指针为零,电压有示数但示数不发生变化,小明分析可能的故障是导线②断路,小明的说法 ;
③排除故障后,闭合开关,电压表和电流表示数分别为和,移动滑片直到电压表示数为,灯泡正常发光,此时电流表示数如图乙所示,通过小灯泡的电流为 A,则= (精确到0.1);
(2)利用图丙所示电路,可以测出的大小。请将电阻箱(符号)、导线和灯泡分别填在图中虚线框内,完成电路连接 ,连好电路后,根据你的分析,测量小灯泡正常发光时的电阻,用到的物理方法是 。
4.(24-25九年级下·江苏淮安·期中)如图甲所示是小明用“伏安法”测定值电阻阻值的实物图,电源电压为3V。
(1)在图甲中完成实物电路连接,要求滑动变阻器的滑片向B端滑动时连入电路的电阻变大 ;
(2)闭合开关,电压表无示数,电流表有示数,则产生故障的原因可能是 ;
(3)排除故障后,正确连接电路,移动滑动变阻器滑片到某一位置,电压表和电流表示数如图乙、丙所示,则测得的Rx阻值为 Ω;
(4)同组的小华用小明的方法测量另一定值电阻Rx'的阻值,得到多组数据如表所示:
实验次数
1
2
3
电压U/V
1.5
1.8
2.1
电流I/A
0.3
0.24
0.17
电阻Rx'/Ω
5
7.5
12.4
①若小华测得的电压和电流值是准确的,分析表格数据,小明实验电路连接存在的问题可能是 ;
②根据实验数据可知,小华所测的电阻Rx'= Ω;
(5)实验后小明发现滑动变阻器的最大阻值模糊不清,于是他利用电流表和一个阻值已知的定值电阻R0设计了如图丁所示的电路来测量滑动变阻器的最大阻值,实验步骤如下:
①闭合开关,将滑片移至最左端,读出此时电流表的示数为I1;
② ,读出此时电流表的示数为I2;
③则滑动变阻器的最大阻值R1= (用I1、I2和R0表示)。
5.(2025·江苏盐城·二模)某实验小组测量一个定值电阻的阻值,选用的实验器材有:待测电阻R、 电源电压恒定的 电源、电流表、电压表、滑动变阻器、开关及导线若干。
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整。要求:滑动变阻器的滑片向左移动时,电路中电流表示数变大;
(2)小明正确连接电路后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,发现电压表有示数,电流表始终无示数,造成这一现象的故障可能是 ;
(3)排除故障后,闭合开关,移动滑动变阻器滑 片,进行多次实验,测得的电流、电压的部分数据如下表,在第2次测量时,电流表示 数如图乙所示为 A, 根据这三次测得的数据,R的阻值为 Ω(该空结果保留一位小数);
实验次数
电压U/V
电流I/A
1
1.6
0.20
2
2.0
3
2.4
0.30
(4)实验完成后,同学们只将图甲中的定值电阻换成了额定电压为2.5V 的小灯泡,并根据测 量的数据绘出了小灯泡的I-U图像如图丙中的A,另一小组的同学由于接线错误,绘出的小灯泡I-U图像如图丙中的B,则这组同学连接的错误之处可能是 ;
(5)【拓展】小组想用电路图测图中铭牌模糊不清的滑动变阻器R的最大阻值。已知电流表的量程是0-0.6A, 电源电压恒定且满足2.4V≤U≤3V,但具体数值未知,定值电阻阻值已知且为R0,为保证顺利测量,则R0至少为 Ω。
6.(2025·江苏苏州·二模)如图甲是某小组探究电流与电阻关系的实验电路图,所用器材有:电源电压恒定6V、滑动变阻器、电流表、电压表、开关、导线、阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的电阻各一个。
(1)用笔画线代替导线将甲图所示的实物电路图连接完整(要求当滑片P向右移动时电流表示数变大)
(2)图甲实验中多次改变R阻值的大小,调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数保持 V不变,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;
(3)完成上述实验后,实验小组的同学借助阻值已知的定值电阻R0和另一个电压表,设计了如图丙所示的电路来测量未知电阻的阻值。
①电路图中虚线框内的元件组合相当于一个 表;
②闭合开关,调节滑片,读出电压表V和V0的示数分别为U和U0;
③未知电阻Rx= (用测量量和已知量符号表示)。
(4)小明又利用原有的器材和一只电阻箱,设计如图丁所示的实验电路测未知电阻Rx。
①闭合开关S,开关S1接到触点 (选填写“1”或“2”),调节滑动变阻器的滑片P,使电压表示数为2V;
②将S1的位置更换,保持滑动变阻器滑片的位置不变,调节电阻箱,使电压表示数为 V,得出未知电阻Rx的值;
③小华也利用图丁进行了测量,发现自己的测量结果比小明测量结果大了2Ω,检查分析后发现第①步测量结束后,不小心碰到了滑动变阻器滑片,导致滑动变阻器接入电路的阻值变化了 Ω。
7.(2025·江苏盐城·二模)如图是用电流表和电压表测量定值电阻R阻值的实物电路图:
(1)连接电路时,小鹿将实物连接成如图甲所示电路,其中有一处连线错误,请你在连接错误的导线上面“×”并改正;
(2)正确连接后,闭合开关,发现电流表指针反偏,其原因是 ;
(3)排除故障后,闭合开关,移动变阻器的滑片至某一位置,此时电压表示数为,电流表示数如图乙,则定值电阻R的阻值为 Ω;
(4)小鸣将电阻替换为额定电压为的小灯泡,将所测数据绘制成如图丙所示的U--I图象。由图可知:小灯泡的电阻是变化的,主要是因为小灯泡灯丝的 。实验后,更换不同规格的小灯泡重复上述实验,下列多次实验的目的与其相同的是
A.“研究并联电路电流规律”时换用不同规格的小灯泡多测几组电流值
B.“伏安法测量定值电阻”时测量定值电阻的多组电压和电流值
8.(2025·江苏南京·三模)某小组做“探究电流和电阻的关系”实验,使用器材有可调电压的电源,四个定值电阻(阻值分别为、、、),电压表,电流表,标有“”的滑动变阻器,开关和导线;
(1)甲图中有一根导线连接错误,请在该导线上画“”,并在图上改正 ;
(2)排除故障,选用5Ω定值电阻,调节滑片到某位置,记录电流表示数如图乙,该示数为 A;依次更换定值电阻进行实验,当接入电阻时,调节滑片使电压表示数保持 V不变,此时滑动变阻器恰好调到最大阻值,由此可知,当前电源电压为 V;
(3)将定值电阻从更换成后,为了继续完成实验,下列操作可行的是__________;
A.降低电源电压至3.5V
B.将定值电阻两端的电压预设值改为
C.换用阻值范围为滑动变阻器
D.将的定值电阻串联在电压表测量范围之外
(4)小明在完成上述实验后,想测量一个未知电阻的阻值,连接了如图丙所示电路;
①先将开关S拨至“2”,调节滑片P到某一位置,此时电压表示数为,电源电压为,读出电阻箱的示数为;
②再将开关S拨至“1”,保持 不变,调节电源电压,使电压表示数仍为,此时电源电压为;则电阻 (用和表示)。
9.(2025·江苏泰州·三模)如图甲为探究“电阻一定时,电流与电压关系”的实验中连接的部分实物图。
(1)用笔画线代替导线将图甲连接完整,要求滑片向右滑动时电流表示数变大。
(2)正确连接电路后闭合开关,发现电压表和电流表均无示数,则电路故障可能是 (选填“定值电阻”或“滑动变阻器”)断路。
(3)排除故障后,将实验测得的数据记录在下表中,第5次实验中电流表的示数如图乙所示,为 A.请在图丙的坐标纸中描点画出I﹣U图象 。
实验次数
1
2
3
4
5
6
电压U/V
0.4
0.8
1.2
1.6
2.0
2.4
电流I/A
0.08
0.16
0.24
0.32
0.48
(4)分析表格数据可得出的结论是: 。
(5)实验结束后,同学们利用原有器材,增加了一个开关,设计了如图丁所示的电路,测出了Rx的阻值,请将下列实验步骤补充完整:
①将滑动变阻器R的滑片滑到最右端,断开开关S2,闭合开关S1,调节R,使电压表和电流表的指针偏转到合适位置,记录两表的示数分别为U和I1;
②保持滑动变阻器R的滑片位置不变,闭合开关S2,电压表的示数 (选填“变大”“变小”或“不变”),调节R使电压表的示数仍为U,此时电流表的示数为I2;
③则电阻Rx= (用I1、I2和U表示)。
10.(2025·山西吕梁·三模)实践小组的同学们进行测量小灯泡的电阻的实验,电源电压为3V,小灯泡上标有“2.5V”字样。
(1)请用笔画线代替导线,完成图甲中实物电路的连接。(要求:滑片P向右移动时,电流表示数变小) 。
(2)连接完电路后,闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表有示数,电压表无示数。产生这一现象的原因可能是小灯泡 。
(3)实验时,电压表的示数如图乙所示,则应将滑片向 (选填“A”或“B”)端移到某一位置,才能使小灯泡正常工作。若正常工作时电流表示数为0.5A,则小灯泡此时的电阻为 Ω。
(4)实验结束后,小组同学又设计了图丙所示电路图来测量未知电阻的阻值,其中滑动变阻器的最大阻值为R,电源电压恒定不变:
①闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片位于最左端,读出此时电压表的示数,记为;
②再将滑动变阻器的滑片位于最右端,读出此时电压表的示数,记为;
③则未知电阻 (用已知量和测量量的符号表示)。
11.(2025·安徽阜阳·三模)如图甲所示,这是小华测量未知电阻(阻值约为5Ω)的部分实验电路,滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”,电源电压恒为3V。
实验次数
1
2
3
电压U/V
1.6
2.0
电流I/A
0.20
0.24
0.30
(1)请在图甲中用笔画线代替导线,将实验电路连接完整。
(2)闭合开关,将滑动变阻器滑片移至适当位置,记下电流表和电压表示数,接下来再次移动滑动变阻器滑片,测出3组电压、电流数值。在第3次测量时,电压表示数如图乙所示,则此时电阻两端的电压为 V。
(3)根据这三次测得的数据,则定值电阻的阻值为 Ω。(保留一位小数)
(4)若将实验中的定值电阻换成小灯泡,在多次测量电阻的过程中,发现当电压表示数增大时,电压表示数与电流表示数的比值也增大,造成这一现象的原因是 。
12.(2025·贵州·中考真题)在“测量小灯泡正常发光时的电阻”的实验中,实验小组连接了如图甲所示的电路,小灯泡标有“2.5V”字样;
(1)连接电路时,开关应处于 状态;
(2)如图甲所示,还有一根导线未连接滑动变阻器,为使滑动变阻器能起到调节作用,这根导线应连接在滑动变阻器的 (选填“B”或“C”)接线柱上;
(3)移动滑动变阻器滑片,当电压表示数为 V时,小灯泡正常发光,此时电流表示数如图乙所示,为 A,由此便可计算出小灯泡此时的电阻。
13.(2025·江苏连云港·二模)如图所示,在“测量小灯泡的电阻”实验中,选用的器材有:两节新干电池,额定电压为2.5V的待测小灯泡、滑动变阻器、电流表、电压表、开关和若干导线。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整;
(2)闭合开关,发现小灯泡不发光,电压表有示数,电流表无示数,造成这一现象的原因可能是 ;
(3)排除故障后,移动滑片P,某次实验时电压表的示数为2.5V,电流表的示数如图乙所示,则小灯泡正常发光时的电阻约为 (结果保留一位小数);
(4)假如实验过程中发现电流表坏了,小丽向老师要了一个已知阻值为的定值电阻和一个单刀双掷开关,借助部分现有的实验器材,设计了如图丙所示的实验电路图,测出了小灯泡的正常发光时的电阻,请你帮她完成下列实验步骤:
①连接好实验电路, ;
②保持滑片位置不动,再将开关拨到另一触点,读出电压表的示数为;
③小灯泡正常发光时电阻的表达式为 (用已知量和测量量表示)。
14.(2025·江苏宿迁·三模)小明利用如图1所示的电路“探究电流大小与电阻的关系”。已知电源电压为4.5V且保持不变,实验用到的定值电阻阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω。
(1)请用笔画线代替导线,在图1所示的实物电路中补上一根导线,使电路连接完整。(要求:不得改动已有的接线,滑片P向右端滑动时,电压表示数变小)
(2)连接电路时,开关应处于 状态。闭合开关,发现电压表无示数,电流表有示数,其原因可能是定值电阻 。
(3)排除故障后,当接入电阻为5Ω时,调节滑动变阻器,电流表的示数如图2所示为 A,然后他将5Ω的电阻换成10Ω的电阻后,为使电压表示数保持不变,应将滑动变阻器的滑片P向 (选填“A”或“B”)端移动。
(4)当小明改用20Ω的电阻继续实验时,发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片,都无法使电压表的示数达到实验要求的值,聪明的小明发现原因是滑动变阻器的最大阻值太小。经计算为了完成整个实验,应该选取最大阻值不小于 Ω的滑动变阻器。
(5)完成上述实验后,小明想用电压表和一个阻值为的定值电阻。在电源电压未知的情况下,测量额定电流为的小灯泡的正常发光的电阻,设计了如图3所示电路,请完成实验步骤:
①闭合S、,断开,为使小灯泡中的电流为额定电流,应调节滑动变阻器的滑片使电压表示数为 (用表示);
②保持滑动变阻器的滑片位置不变,闭合S、,断开,读出电压表示数为U;
③小灯泡的正常发光的电阻 (用表示)。
15.(2025·江苏淮安·三模)小明和小华用电流表、电压表、滑动变阻器等,测量“2.5V”小灯泡在不同电压的电阻,设计并连接了如图甲所示电路,并进行如下操作:
(1)当小明准备闭合开关时,小华制止了他,因电路中存在一处问题 ;
(2)修正后,闭合开关,发现灯泡不亮,电流表和电压表均有较小的示数,接下来的操作应该是 ;
(3)当电压表示数为1V时,电流表示指针情况如图乙所示,示数为 A,继续调节滑动变阻器,将电压表和电流表示数填入表格中。记录表格存在的问题是 ;
次数
1
2
3
4
5
电压
1
1.5
2
2.5
3
电流
0.26
0.28
0.30
0.34
电阻
发光情况
很暗
较暗
稍暗
正常
特别亮
(4)根据表中的数据可以计算出灯泡正常发光时的电阻为 Ω(保留一位小数);
(5)接着将表格中的数据输入电脑excel中,生成了如图丙所示灯丝的电流与电压关系图象,发现灯丝的电流与电压不成正比,请你帮他们分析可能的原因是 。
(6)由于测完最后一组数据后,忘记断开开关,在绘制电流与电压关系图象时,发现灯泡熄灭了,灯泡内充满了白烟,此时电压表 示数(填“有”或“无”)。
(7)通过计算判断本实验选取的滑动变阻器的规格应为 。
A.10Ω 0.5A B.5Ω 0.5A C.10Ω 0.3A D.5Ω 0.3A
16.(2025·江苏扬州·三模)某小组想测量标有“2.5V 0.3A”字样的小灯泡在不同工作状态下的电阻,设计了如图甲所示实验电路,电源电压不变:
(1)请用笔画线表示导线将图甲中实物电路连接完整;
(2)连接电路时开关应 (闭合/断开),并将滑动变阻器的滑片调至最 (左/右)端,使电路中的电流在开始测量时最小。向另一端移动滑片,观察到小灯泡在电压达到0.42V时开始发光,此时电流表示数如图乙,读数为 A;
(3)根据实验数据绘制的小灯泡U-I图像如图丙,小灯泡未发光时电阻最可能为________。
A.0 B.2.8Ω C.3.5Ω D.8.3Ω
17.(2025·江苏盐城·三模)科技社团同学利用图甲所示电路探究电流与电阻的关系,电源电压恒定,有5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻各一个,滑动变阻器标有“10Ω 1A”。
(1)请用笔画线代替导线将图甲的电路连接完整。
(2)连接电路前发现电压表指针如图乙所示,则需要对电压表 。电路连接时开关应该始终处于 状态,闭合开关前应将滑动变阻器滑片P移至 端。
(3)电路连接完成后,闭合开关,发现电压表有示数,电流表无示数,可能是电阻 。
(4)排除故障后,当接入5Ω的定值电阻,调节滑片P使电压表示数达到所要控制的电压U1时,电流表指针如图丙所示,其示数为 A。更换为10Ω的电阻继续实验,发现滑动变阻器调到最大阻值时才能使电压表示数达到U1,则电源电压为 。
(5)在不增加和不更换器材的情况下,为了顺利完成实验,你的方法是: 。
18.(2025·江苏常州·二模)在测量标有2.5V字样的小灯泡电阻的实验中,图甲是小明连接好的实物电路。
(1)要用电压表测量小灯泡两端的电压,图甲电路中有一处导线连接错误,请在错误的导线上打“×”,并用笔画线代替导线将电路连接正确;
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于最 选填(“左”或“右”)端;
(3)闭合开关后,发现小灯泡不亮,接下来应该进行的操作是________(填序号);
A.检查导线连接是否良好 B.移动滑动变阻器的滑片观察小灯泡是否发光
C.断开开关 D.断开开关后,更换相同规格的灯泡
(4)多次改变滑动变阻器滑片的位置,小明记录了多组电压U、电流I的对应数据,然后画出小灯泡的U-I曲线如图乙所示,符合实际的是 ;
(5)(补全特殊方法测量电路)在实验进行一段时间后,小明发现电流表损坏了,他利用一阻值已知的定值电阻R0也能测量出已知额定电压为U额的小灯泡正常发光时的电阻,请在图丙所示的电路图中的虚线框内填入合适的电路元件符号 ;
①闭合开关S1、S2,断开S,移动滑动变阻器的滑片,使电表的示数为 ;
② ,保持滑片的位置不动,读出电表的示数为U1;
③小灯泡正常发光时的电阻为RL= 。(用已知量和测量量表示)
19.(2025·江苏苏州·二模)利用如图甲的电路探究电流跟电阻的关系,电源电压为6V且保持不变,实验用到的定值电阻阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω,滑动变阻器的规格为“30Ω,1A”。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲所示的实物电路连接完整;
(2)电路连接正确后,闭合开关,电压表和电流表均无示数,则此时故障可能是______;
A.滑动变阻器短路 B.滑动变阻器断路
C.电压表短路 D.电阻R断路
(3)如图乙所示的电流I随电阻R变化的图像,从图像可以得出结论: ;
(4)小红指出图乙中描绘出的五个点有一个数据是捏造的,为此更换“50Ω,0.6A”的滑动变阻器,要完成5个定值电阻的所有实验,使定值电阻两端预设电压的范围为 ;
(5)小明设计了如图丙所示的电路,测出了额定电压为的小灯泡正常发光时的电阻。已知电源电压为U不变,为定值电阻,请完成下列实验步骤:
①连接电路,只闭合开关、,调节滑动变阻器滑片使电压表示数为 ;
②保持滑动变阻器的滑片位置不变,只闭合开关、,记下此时电压表示数为;
③小灯泡正常发光时的电阻表达式: (用U、、和表示)。
20.(2025·江苏·二模)小明利用图示电路测量额定电压为3.5V小灯泡正常发光时的电阻,电源为四节新干电池串联而成,滑动变阻器标有“20Ω 1A”字样。
(1)如图是某同学连接的电路,闭合开关,小灯泡 (选填“会”或“不会”)发光,电压表示数为 V(选填“0”或“6”);
(2)造成上述现象的原因是图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连接;
(3)将电路改正后,按照正确操作,发现闭合开关后灯L仍不亮,电压表却无示数,电流表有示数,卸下灯泡检查,灯泡完好,则故障原因可能是 ;
(4)排除故障后,某次测量时,小灯泡恰好正常发光,电流表示数为0.36A,则灯泡正常发光时的电阻为 Ω(结果保留一位小数);
(5)为能准确地测出小灯泡正常发光时的电阻,小华认为电压表V应并联在滑动变阻器的两端并改用0~3V的量程,其它连接不变。请问小华的操作是否有必要并说明理由: 。
21.(2025·江苏无锡·二模)如图甲所示是探究电流与电压关系的装置,R是定值电阻,电源电压为3V恒定不变。
(1)请用笔画线代替导线将实物电路连接完整,使滑片向右滑动时电流表的示数变大 。
(2)闭合开关,电流表无示数,电压表有示数,则可能出现的故障是 。排除故障后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,当电压表的示数为0.5V时,电流表示数如图乙所示,则电流表示数为 A。如图丙是多次实验后描点作出的图像:可以得出结论:当电阻一定时, 。
(3)小明利用滑动变阻器“”,阻值为、、的三个定值电阻R,以及原器材继续探究电流与电阻的关系,绘出电流I与定值电阻倒数变化的图像如图丁所示,则可推得小明调节滑片P至电压表为 V时才记录电流示数。进一步分析论证,小明绘制了实验过程中“电流与定值电阻、电流与滑动变阻器,电流与总电阻”之间的图像戊,图戊中阴影部分面积表示的物理含义是 。
(4)小华设计了测量小灯泡L正常工作时电阻的电路,如图戌所示。电源电压保持3V不变,小灯泡额定电压为2.5V,是阻值为的定值电阻,连接好电路后进行了如下操作:
①断开开关,闭合开关S、,移动滑动变阻器滑片P,使电压表的示数为2.5V;
②滑片P的位置不变,断开开关,闭合开关S、,读出电压表示数2.6V;
则小灯泡L正常工作时的电阻为 。(结果保留一位小数)
22.(2025·江苏扬州·二模)如图甲是“测量小灯泡电阻”的实验电路,电源电压恒为3V,小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)连接电路时,闭合开关,发现小灯泡不亮,但电流表、电压表均有示数,出现这一现象的原因可能是 ;
(2)移动滑片P到某一位置,电压表的示数如图乙所示,此时灯泡两端的电压为 V。要测量小灯泡正常发光时的电阻,应将图甲中滑动变阻器的滑片P向 (选填“左”或“右”)端移动,使电压表的示数为2.5V;
(3)移动滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成图丙所示的图像,由图像可计算出小灯泡正常发光时的电阻是 ;
(4)在多次测量中还发现:当电压表的示数增大时,电压表与电流表的示数之比在增大,造成这一现象的原因是 ;
(5)小明经过思考,将甲图中滑动变阻器替换为电阻箱,同时去掉电流表,也可以测量灯泡的电阻。若电源电压为保持不变,当电阻箱阻值调为R时,电压表示数为U,则此时小灯泡的电阻为 (用字母表示)。
23.(2025·江苏苏州·二模)测电阻:测量小灯泡正常发光时的电阻(小灯泡额定电压为2.5V):
(1)用笔画线代替导线将图甲的实验电路连接完整:
(2)闭合开关前,滑动变阻器滑片应滑到 端(选填“左”或“右”);闭合开关后发现小灯泡不亮,电流表无示数,电压表有示数,电路中出现的故障可能是小灯泡 (选填“短路”或“断路”);
(3)当电压表示数为2.5V时,电流示数如图乙所示,此时小灯泡的电阻值为
(4)根据实验数据绘制了如图丙所示小灯泡的I-U图像,结合数据和图像分析小灯泡的电阻值发生变化的原因是:小灯泡的电阻随 的升高而变大。
(5)测量定值电阻Rx的阻值
用如图所示的电路测电阻Rx的阻值,已知电源电压为U,且保持不变,实验步骤如下,请用测得的量和已知量推导出待测电阻Rx的阻值。
①在虚线框内接入Rx,闭合开关移到滑片到合适位置读出电压表的示数为U1,
②取下Rx,接入一个已知阻值为R0的定值电阻,保持滑片P不动,读出电压表的示数为U2,则电阻Rx=
24.(2025·江苏扬州·中考真题)用电压表和电流表测量定值电阻R的阻值。
(1)如图,请用笔画线代替导线将电路连接完整;
(2)正确连接好电路,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,发现电压表示数始终为零、电流表示数有变化,则故障是 ;(写出一种可能的情况)
(3)排除故障,闭合开关前,小明观察到电流表示数为0.04A,由于没有螺丝刀,无法调零。继续实验,电流表示数为0.28A时,电压表示数如图,读数为 V,电阻R的阻值为 Ω。多次测量后,为了画出通过电阻R的电流随它两端电压变化的图像,应注意什么? ;
(4)小明画出了如图的图像。发现图线与纵轴交点的纵坐标为0.04A,此数值恰与电流表未调零时的示数相同,他认为这是一种巧合。他的观点是否正确? ,请说明理由: 。
25.(2025·江苏南通·二模)如图所示是某实验小组“测量小灯泡正常发光时电阻”的实验装置.电路中电源电压恒为3V,小灯泡的额定电压为2.5V,滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”。
(1)如图甲的实物图,闭合开关后只有 表有示数,请在错误导线上打“×”,并用笔画线代替导线,将电路连接正确。
(2)改正错误后,移动滑动变阻器的滑片到某一位置,电压表的示数如图乙所示,要测量小灯泡正常发光时的电阻,他应将滑片适当向 滑动。
(3)图丙是小组通过实验测出六组数据,并通过描点作图绘制的小灯泡电流随电压变化图像,细心的小华发现,数据中U= V存在造假现象,结合正确数据可知小灯泡正常发光时的电阻为 Ω.
(4)实验结束后,某同学设计了如图丁的电路来测定额定电压为3V的小灯泡正常发光时的电阻。已知电源电压为4.5V,定值电阻R1的阻值为5Ω。实验步骤如下:
①闭合S、S1,断开S2,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为 V时,灯泡正常发光;
②保持滑片位置不动,闭合S、S2,断开S1,此时电压表示数为2V;
③小灯泡正常发光时电阻为RL= Ω。
26.(2025·江苏苏州·二模)小州同学做测量小灯泡电阻的实验,小灯泡L1标有“2.5V”字样。他连接的电路图如图甲:
(1)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连接方式;
(2)电路改正后,闭合开关前,滑动变阻器的滑片处于左端;
(3)闭合开关,发现小灯泡不发光,电压表的指针恰好满偏,电路存在一处故障是 ;
(4)排除故障,移动滑片,分别记录多组电压表与电流表示数并绘出图乙所示图像.根据图像的信息,计算小灯泡正常发光时的功率为 W;
(5)实验完毕,他还想验证一下另一只标有“0.25A”但使用时间比较长的小灯泡L2正常发光时的阻值是否如图丙提供的信息一样(丙图为与L2同型号新的小灯泡的I-U图像)。他对甲图所示的电路图做了调整,一是电源电压调整到6V以上;二是 ;你估计一下这只小灯泡两端电压为6V时的阻值可能是 。(选填“20Ω”“24Ω”“26Ω”)
(6)小州又设计了如图丁所示的电路,只用电压表来测量额定电压为2.5V的小灯泡正常发光时的电阻.已知滑动变阻器R的最大阻值为15Ω,电源电压恒定,其测量过程如下:
①闭合开关S、S2,断开S1,将滑动变阻器的滑片移到最上端,电压表示数为4.5V;
② (填三个开关闭合与断开情况),移动变阻器的滑片,使电压表示数为 V,这时小灯泡正常发光;
③闭合开关S、S2,断开S1,保持滑动变阻器滑片的位置不变,电压表示数为3V;
④小灯泡正常发光时的电阻为 Ω。
27.(2025·江苏南京·二模)小明同学在“探究通过导体的电流与电阻的关系”时,他用如图甲所示的电路进行实验,电源电压恒为6V,可供选择的定值电阻R分别为10Ω、15Ω、20Ω、25Ω,每次只能选择一个接入电路.实验中电阻R两端的电压始终保持3V不变,滑动变阻器的规格为“20Ω 0.5A”.
(1)请用笔画线代替导线,将图中实物电路连接完整,要求滑动变阻器的滑片P向B端移动时接入电路的电阻变大;
(2)闭合开关后,小明发现电流表示数为0,电压表示数接近电源电压,故障原因可能是 ;
(3)排除故障后,小明记录实验数据如表所示
实验次数
1
2
3
4
电阻R/Ω
10
15
20
25
电流I/A
0.3
0.2
0.15
0.12
其中有一组数据是不可能的,它是第 组(填写实验序号),理由是
(4)为了保证所有电阻均能正常进行实验,则电源电压最多不超过 V;
(5)通过添加一些器材,小明设计了如图乙所示电路,用来测量额定电流为0.3A小灯泡正常发光的电阻,所用电源电压恒定,R1、R2均为电阻箱(0~999.9Ω)。
①实验步骤如下:
第一步:仅闭合S1,R2调至5Ω,电流表的示数为0.3A;
第二步:仅闭合S2,R1、R别调至6Ω和9Ω,电流表的示数为0.3A;
则小灯泡正常发光时的电阻为 Ω;
②小明对图乙电路及操作进行了下列调整,其中不能完成测量的是 ;
A.将R1换成导线
B.将R2换成导线;
C.将R2换成适当规格的滑动变阻器;
D.在实验操作时,先闭合的开关是S2。
28.(2025·江苏淮安·二模)小明用电压表、电流表测量定值电阻Rx的阻值。
(1)请你用笔画线代替导线,把图甲中的实物电路连接完整。
(2)连接完电路后,闭合开关,无论怎样移动滑片,电流表指针均无偏转,电压表的指针有明显的偏转,这可能是由于定值电阻发生了 故障。
(3)解决问题后,调节滑动变阻器,电压表示数为1.5V时,电流表示数如图乙所示,Rx的阻值为 Ω。
(4)小明又设计了如图丙所示的电路,也想测出同一定值电阻Rx的阻值。已知小灯泡的额定电压U额和额定电流I额。请你完善以下实验步骤:
①闭合开关S,将S1拨至触点 (选填“a”或“b”)处,调节滑动变阻器的滑片P,使电压表示数为 ;
②再将S1拨至另一个触点,保持 不动,读出此时电压表示数为U;
③则定值电阻Rx的表达式是 (用题中所给的物理量符号表示)。
29.(2025·江苏南京·二模)某小组用同一套实验器材探究“电流与电压、电阻关系”,实验电路如图甲所示,为电阻箱,R为滑动变阻器,电源电压恒为4.5V。
(1)请用笔画线代替导线将图甲电路连接完整,要求开关闭合前滑动变阻器的滑片不需要移动;
(2)正确连接电路,闭合开关后发现电流表有示数,电压表示数几乎为零,其原因可能是 ;
(3)排除故障后,测得的9组数据如下表,综合分析 三次数据,可初步得出电流与电压的关系。
一
二
三
实验序号
①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
⑧
⑨
电阻R/Ω
5
10
20
10
18
20
5
10
15
电流I/A
0.40
0.20
0.10
0.18
0.10
0.09
0.54
0.27
0.18
(4)老师根据他们所用的滑动变阻器规格分析指出有一次实验数据无法通过实验获得,为序号 ;分析可知他们所用的滑动变阻器的最大阻值R的取值范围为 ;
(5)完成上述实验后同学们利用图乙所示电路,测出标有“0.3A”字样的小灯泡正常发光的电阻。电源电压恒定未知,请将电压表、电阻箱(符号中)、开关和灯泡分别填在图中虚线框内,完成电路连接 。完成实验的过程中读取的两次电压表示数分别为1.5V和4.5V,则小灯泡正常发光的电阻为 Ω。
30.(2025·江苏扬州·二模)小明同学用以下实验器材测量小灯泡正常工作时的电阻。干电池,开关、电压表、电流表各一个,导线若干,额定电压为2.5V的小灯泡,标有“20Ω,1A”的滑动变阻器一个;
(1)如图甲,连接电路时开关应 ,请用笔画线代替导线将电路连接完整 (要求不能与其他导线交叉);
(2)连接电路后闭合开关,小灯泡不亮,电流表无示数,电压表有示数,可能的故障是 ;
(3)排除故障后闭合开关,移动滑片至某一位置,电压表的示数如图乙所示,读数为 V,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 (A/B)端移动;
(4)图丙是根据实验数据画出的小灯泡的电流与电压的关系图像,则小灯泡正常工作时的电阻是 Ω;
(5)小华利用现有器材做“探究并联电路干路电流与各支路电流关系”的实验,电路图如图丁所示,把一只电流表分别接入电路中A、B、C处测量电流,由于实验前电流表未调零,测得IA=0.54A,IB=0.24A,IC=0.32A。分析数据可知,实验前电流表的示数为 A。
31.(2025·江苏扬州·二模)一个小灯泡上标着“2.5V0.3A”,表明这个小灯泡正常工作时的电阻为8.3Ω。
(1)图甲是小明为检验小灯泡的标称电阻是否准确而连接的实验线路。他的连接有误,请你在图甲中改正;
(2)这个实验中滑动变阻器除了保护电路外,还起到了 的作用;
(3)改成正确的连接后,闭合开关前,小明发现电流表指针如图乙所示,接下来的操作是 ;
(4)正确操作后,闭合开关,调节滑动变阻器,记录了7组数据。其中,电压表的示数为2.5V时,电流表的示数如图丙所示。请读出图丙中电流表的示数,并在图丁的坐标系中描绘出第1组数据对应的点,并根据描出的7个数据点画出小灯泡的I-U图像;
数据序号
1
2
3
4
5
6
7
电压U/V
2.5
2.2
2.0
1.8
1.6
1.2
1.0
电流I/A
0.26
0.25
0.24
0.22
0.20
0.18
(5)分析实验数据,可以判定小灯泡的标称电阻是 (准确/不准确)的,依据是 ;
(6)分析图像可以判定,小灯泡的电阻值是 (不变/变化)的,原因是 。
32.(2025·江苏扬州·一模)许多用电器的电阻值往往会随着条件的变化而变化,例如小灯泡的电阻与其工作电压有关,热敏电阻对温度非常敏感。科创学习小组采用不同方法分别研究了一只正常工作时电压为2.5V的小灯泡电阻和一只热敏电阻的变化情况,请结合他们的研究回答问题。
实验一:测定小灯泡在不同电压时的电阻,选用如图甲所示的器材,其中电源电压为6V,小灯泡正常工作时电压为2.5V(灯丝电阻约为12Ω):
(1)为了能测量小灯泡正常工作时的电阻,下列两种规格的滑动变阻器应选用( )
A.10Ω 1A B.50Ω 0.5A C.100Ω 0.1A
(2)开关闭合前滑片移至 (A或B)端;
(3)检查电路连接无误后,闭合开关S,灯泡不亮,电压表有示数,电流表无示数,产生这一现象的原因可能是 ;
(4)移动滑片,发现电压表的示数如图乙所示,其读数是 V;
(5)通过小灯泡的电流随它两端电压变化的关系如图丙所示,分析图像可知该小灯泡正常发光时的电阻为 Ω;
实验二:测量热敏电阻在某一温度下的阻值。用如图丁所示的器材,将温控室的温度设置好,电阻箱R0调为某一阻值R01,闭合开关S,调节滑动变阻器R1,使电压表和电流表的指针偏转到某一位置,记录此时电压表和电流表的示数和电阻箱的阻值R01,断开开关S。
(6)将电压表和热敏电阻C端间的导线改接到D端,闭合开关S,反复调节 (选填“R0”、“R1”或“R0和R1”),使电压表和电流表的示数与上述记录的示数相同,记录此时电阻箱的阻值R02,断开开关;
(7)实验中记录的阻值R01 (选填“大于”、“等于”或“小于”)R02,热敏电阻的阻值RT= (用字母表示)。
33.(2025·江苏扬州·二模)小明利用图甲所示的电路探究电流与电阻的关系。器材有4节新干电池组成的电源,阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω定值电阻各一个,滑动变阻器有两个,分别为R1 “20Ω1A”和R2“50Ω2A”,电压表和电流表各一个,导线若干;
(1)请将图甲所示的实物电路连接完整,要求滑片向右移动,电流表示数变大 。
(2)闭合开关后,发现电流表无示数,电压表指针超过量程,则故障可能是 。
(3)实验中多次改变R的阻值,调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数保持不变,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,为了完成整个实验,应该选择的滑动变阻器是 。
(4)小红想将定值电阻换成小灯泡来探究电流与电压的关系,她的实验方案 (填“可行”或“不可行”)。
(5)小组同学还想测量未知电阻Rx的阻值,设计的电路图如图丙所示(滑动变阻器的最大阻值为20Ω,电源电压未知且不变)。请将下列实验步骤补充完整:
①闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到b端,记录电流表的示数为0.3A;
②闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到a端,电流表的示数如图丁所示为 A;
③求出待测电阻Rx的值:Rx= Ω。
34.(2025·江苏泰州·二模)本题有两小题:
(1)在“探究电流与电压关系”实验中,小明所用电路如图甲所示,定值电阻R=4Ω,滑动变阻器的规格为“20Ω,1A”,电源电压恒定为6V:
①请用笔画线代替导线,将实物电路连接完整。要求:开关闭合前无需移动滑片 ;
②闭合开关,电流表、电压表均无示数,检查发现仅有一根导线有断路故障,则故障不可能发生在 上;
A.导线④ B.导线③
C.导线② D.导线①
③排除故障后,闭合开关,移动滑片,当电压表示数为1.2V时,读出电流表示数并记录在下表中;继续移动滑片,分别读出电阻两端电压为1.6V和2V时电流表的示数,并依次记录在表格中;
实验序号
U/V
I/A
①
1.2
0.3
②
1.6
0.4
③
2
0.5
④分析表中数据,得出结论:当电阻一定时, ;
⑤在小明的探究过程中,为保证元件安全且能完成实验,则定值电阻两端的调节电压不低于 V,不高于 V;
(2)小华利用电源(电压恒定且未知)、电流表、电阻箱(电阻箱的符号:;调节范围:0~999.9Ω)、铭牌不清楚的滑动变阻器、开关、单刀双掷开关各一个及导线若干,设计了如图乙所示电路,测出了额定电流为I0的小灯泡正常发光的电阻RL和滑动变阻器的最大阻值Rm,请你帮助小华补全实验方案:
①闭合开关S1,将开关S2拨至1,调节电阻箱,使 ,读出此时电阻箱接入电路中的阻值为R0;
②仍闭合开关S1,将开关S2拨至2,将滑动变阻器的滑片移至最右端,调节电阻箱,使电流表示数为I0,读出此时电阻箱接入电路中的阻值为R1;
③在步骤②的基础上,将电阻箱的阻值调为0,滑动变阻器的滑片 (填滑片位置变化情况),读出电流表示数为I1;
④则RL= ,Rm= (用物理量的符号表示)。
35.(2025·江苏无锡·二模)小吴同学利用如图甲所示的器材探究导体A、B中电流与两端电压的关系,其中电源电压可调。
(1)连接好如图甲所示电路,试触开关,发现电流表无示数、电压表指针偏转到最大值,原因可能是导体A发生 (短路/断路)的故障。排除故障后,闭合开关进行实验;
(2)多次改变导体A两端的电压,并记录对应的电流。换用导体B重复上述实验,根据实验数据绘制图像如图乙所示。分析图像可知,导体的电阻一定时, ;
(3)在工程技术中用不同颜色的环对电阻进行标记,阻值是两位数以内的电阻可以根据前两环的颜色来判断阻值,色环含义及导体A、B的色环如丙所示,若还需用到一个15Ω的电阻,应选用图丁中电阻 ;
(4)小欣同学用上述器材研究导体中电流与电阻的关系,保持电源电压不变,为了精确控制导体两端的电压,于是串联接入滑动变阻器进行实验。
①电路中接入15Ω的电阻,使电阻两端电压达到某一固定值,测出电流;
②将15Ω的电阻替换为导体B,要使导体B两端电压达到固定值,变阻器接入的阻值应比前一次实验 ;
③将导体B替换为导体A再次进行实验。
三次实验数据如表,由表格可知,= V。交流时小欣发现第③次实验数据有误,这是由于接入A后忘记调节变阻器,此时变阻器接入的阻值是 Ω。
实验次序
①
②
③
R/Ω
15
B
A
I/A
0.2
0.3
0.4
36.(2025·江苏无锡·二模)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)甲图中有一根导线连接错误,请在该导线上画“×”,并在图上改正 (所画的导线不能交叉);
(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。
(4)利用图甲实验器材还能完成下列探究实验( )(选填“A”或“B”)
A.探究电流与电压的关系
B.探究电流与电阻的关系
(5)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,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)
37.(2025·江苏南京·二模)小明设计了如图甲的电路,测量定值电阻的阻值:
(1)图甲电路中有一根导线连接错误,请在该导线上打“”,并在图上改正;
(2)改正电路后进行实验,记录电压表和电流表的读数,根据实验数据画出如图乙所示的图像,由图像可知, ;
(3)小明和小华想把电压表改装为间接测量电阻大小的仪表,分别设计了如图丙、丁所示的方案(电源电压不变),并进行了以下操作和分析:
①小明在电路的M、N两点间接入一个电阻箱,调节旋钮使它接入电路的阻值分别为、、,闭合开关,发现电压表指针分别指向、、,于是他在表盘相应位置标出了电阻大小,如图戊。由以上数据可知:电源电压为 ,定值电阻的阻值为 ;
②小华的方案中,所用器材的规格、电表接入的量程都与小明完全相同,在保证电路安全的前提下,她改装后的电压表所能测的最小电阻值为 Ω。
38.(2025·江苏南京·三模)有一只阻值未知的定值电阻Rx和一只标有“2.5V”的小灯泡L。
(1)图甲是用伏安法测定值电阻Rx阻值的实物电路.电源电压恒为3V,滑动变阻器R1的最大阻值为10Ω。
①请用笔画线代替导线将图甲的实验电路补充完整 ;
②电路正确连接闭合开关后,发现仅有一只电表指针明显偏转,造成该现象的原因可能是 ;
A.R1断路 B.Rx断路 C.开关短路 D.Rx短路
③故障排除后,移动滑动变阻器滑片P,当电压表示数为1.2V时,电流表示数如图乙所示,则待测电阻Rx= Ω;
④现有以下三组数据,分析可知,不可能通过以上实验获得的数据有 (填序号);
实验序号
电压U/V
电流I/A
1
0.8
0.2
2
1.6
0.4
3
2.4
0.6
(2)小华利用图丙电源电压为U的电路测量灯L(已知I额)正常发光时的电阻,虚线框内可选器材;已知阻值的定值电阻R0、未知最大阻值的滑动变阻器R1、电压表,完成丙图。
39.(2025·江苏盐城·一模)在“探究电流与电阻的关系”实验中,准备的实验器材有阻值为10Ω、20Ω、30Ω、40Ω、50Ω的五个定值电阻,电源(电压为3V且保持不变),滑动变阻器“20Ω,1A”、电流表、电压表、开关各一个,导线若干。
(1)小鸣连接电路时,开关应处于 状态;连接的电路如图甲所示,经仔细检查后发现电路中有一根导线连接错误,请在图中错误的那根导线上画“×”,并画出正确的连线 。
(2)改正错误后,开关闭合前,将滑动变阻器滑片P移动到最 端。小鸣先接的是10Ω的定值电阻,移动滑动变阻器滑片,读出电流表示数为0.2A后,断开开关,他拆下10Ω的电阻,改换成阻值为20Ω的电阻继续做实验,闭合开关,电压表示数如图乙,其示数是 V,要完成这次实验,接下来他应调节滑动变阻器,使定值电阻两端电压为 V。
(3)当小鸣改用50Ω的电阻继续实验时,发现无论怎样移动滑动变阻器滑片,都无法使电压表示数达到实验要求的值,为能够完成最后一个电阻50Ω的实验,在不增加原有实验器材、也不改变定值电阻两端预设电压和电源电压的前提下,他的做法是 。
(4)小鸣根据正确的实验数据作出如图丙的图像。同组的小鹿对实验进行了反思,若再添两个定值电阻实验,再增加两组数据,使数据点分布更合理,有利于绘出的图像能更好的反映电流与电阻的关系。你建议选用下面哪两个定值电阻? (“15Ω和25Ω”/“35Ω和45Ω”)。
40.(2025·江苏扬州·三模)在“测量小灯泡正常发光时的电阻”实验中,已知小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)如图甲是小明测定灯泡电阻的实物电路图,请用笔画线代替导线将实物电路图修改正确;
(2)排除故障后,闭合开关,移动滑片P到某一位置,电压表示数如图乙所示,其读数为 V,为了测出小灯泡正常发光时的电阻,应将滑片P向 (选填“A”或“B”)端移动使电压表示数为 V,此时电流表示数如图丙所示,则该灯泡正常发光时的电阻是 Ω;
(3)小华打算增加一个阻值为10Ω的定值电阻R0,只利用一只电表,通过简单操作(开关S2接“a”、“b”各一次)来测量小灯泡正常发光时的电阻。图丁、戊是她设计的两种不同方案的电路图.则以下判断正确的是 (填字母)。
A.两种方案都能 B.两种方案都不能
C.丁方案能,戊方案不能 D.丁方案不能,戊方案能
41.(2025·江苏扬州·三模)实验小组在探究“通过导体的电流与导体电阻关系”的实验中,选用的器材:电源(电压恒为6V)、电流表、电压表、滑动变阻器和开关各一个,不同阻值的定值电阻四个(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω),若干导线。
(1)请用笔画线代替导线将图甲所示的实物图补充完整。要求:滑动变阻器滑中P向c端滑动时接入电路中的阻值变小。
(2)连接好电路进行试触时,同学们发现电流表无示数,电压表的指针偏转超过了量程,则电路中的故障可能是定值电阻 (短路/断路)。
(3)排除故障后,先将5Ω的定值电阻接入a、b间,移动滑片P至适当位置,使电压表示数为U0,记录相应的电流值;然后将5Ω的定值电阻换成10Ω的定值电阻接入a、b间,为了使电压表示数仍为U0,需要移动滑片P,记录相应的电流值,10Ω的定值电阻对应滑动变阻器阻值比5Ω的定值电阻对应滑动变阻器阻值 (大/小);再分别更换为15Ω、20Ω的定值电阻重复实验。
(4)实验中,同学们发现选用的20Ω的定值电阻已经损坏,交流后他们利用现有的几个定值电阻解决了这个问题。请你参与实验,写出解决这个问题的方法: 。
(5)完成实验,同学们根据实验数据绘制出了I-R图像,如图乙所示。分析图像可知:实验中U0= V;实验所用的滑动变阻器的最大阻值不能小于 Ω。
42.(2025·江苏盐城·三模)物理小组在“探究电流与电阻的关系”实验时,实验器材有:电源(电压恒为6V不变)、电流表、电压表、滑动变阻器(30Ω,2A)、定值电阻4个(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω)、开关一个、导线若干。
(1)请用笔画线代替导线,将实物电路连接完整。要求:开关闭合前无需移动滑片;
(2)闭合开关后,发现电流表有示数,电压表无示数,检查发现仅有一根导线有断路故障,则故障可能是导线 发生了断路;
(3)先接入5Ω定值电阻,闭合开关,移动变阻器的滑片P移至合适位置,电压表的示数如图乙所示,示数为 V,记下电流表的示数。断开开关,将5Ω电阻换成10Ω后,闭合开关,移动变阻器的滑片P使 表的示数与前一次相同,记录相关数据,此时滑动变阻器接入电路的阻值比上一次阻值 ;
(4)其他小组中的A和B两位同学也利用这些器材探究了电流与电阻的关系,作出如图丙所示的I-R图像,由图中数据可知, (A/B)同学实验操作错误,理由是 。
(2025·江苏盐城·三模)物理兴趣小组利用以下器材探究“电流与电阻的关系”:学生电源、电流表、电压表、滑动变阻器“20Ω,2A”、定值电阻6个(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω、50Ω)、开关一个、导线若干。
43.请用笔画线代替导线将图甲中的实物图连接完整,要求:滑片P向左移动时电流表示数变大,导线不交叉。
44.连接电路时,开关应处于 状态,连接好电路后,闭合开关,发现电压表有示数,电流表无示数,此时电路的故障可能是电阻R (选填:“断路”或“短路”)。
45.实验时将电源电压调至 6V,进行了5次实验。
①将测得的数据在图乙中描点连线,发现有一组数据错误,小明认为可能是更换了20Ω的定值电阻后,没有移动滑片造成的,你认为他的说法是 (选填:“正确”或“错误”)的。
②其中阴影部分面积表示的物理量数值是 。
③由实验图像可得出结论:在电压一定时, 。
46.小组继续实验,更换为50Ω的定值电阻后,无论怎样移动滑动变阻器的滑片都不能使电压表示数达到原来的数值,为了能完成这次实验,并能利用己测量的数据,下列措施中可行的是( )
A.将电源电压调成 5V
B.将定值电阻 R两端电压调成 5V
C.换用“30Ω,1A”的滑动变阻器
D.在电路中串联一个 10Ω的电阻
47.(2025·江苏泰州·三模)有一个标有“2.5V”字样的小灯泡L1和一个阻值未知的定值电阻Rx,要求测出小灯泡L1正常发光时的电阻和Rx的阻值,电源电压恒定;
(1)如图甲是小明测量小灯泡L1正常发光时电阻的实物图;
①小明正准备接入最后一根导线(图中的虚线),请指出小明在连接电路时存在的不妥之处是 ;
②电路改正正确后,闭合开关前,应将滑片P移至 (选填“A”或“B”)端。正确操作,当电压表示数是2.5V,电流表示数如图乙所示,则小灯泡正常发光时的电阻是 Ω;
(2)小红利用图丙所示电路测出了Rx的阻值,已知灯泡L2的额定电压为UL、额定功率为PL,R0为电阻箱,请在空白处填上适当内容:
①将Rx接入图丙虚线框a位置中,b虚线框中接入导线,R0调至适当阻值后,闭合开关S1;
②将开关S2接“1”接线柱,仅调节滑动变阻器R的滑片P,直至电流表的示数I= (用已知量或测量量的符号表示),读出电阻箱的示数为R1;
③将开关S2按“2”接线柱,仅调节电阻箱,可使电流表的示数仍与上一次相同,读出此时电阻箱的示数为R2;
④则Rx= ;(用已知量或测量量的符号表示)
⑤若实际测量过程中,步骤②③中电流表的示数相等但均小于I,则所测的电阻Rx阻值 (选填“大于”、“小于”或“等于”)真实值。
48.(2025·陕西咸阳·一模)小明用图甲所示电路探究“电流与压的关系”。(定值电阻R阻值为5Ω)
(1)滑动变阻器是通过改变接入电路中电阻丝的 来改变电阻的。
(2)将图甲电路连接完整,要求滑动变阻器滑片右移时,两电表示数均变大。
(3)电路正确连接后,闭合开关S前,滑片P应移至最 (选填“左”或“右”)端。若闭合开关S后,电流表有示数,电压表没有示数,经检查两电表完好,则电路故障可能是 。
(4)排除故障,继续实验,实验记录的数据如下表所示,其中第3次实验电流表示示数如图乙,读数为 A。分析表格中的数据可知,导体电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成 。
实验次数
1
2
3
4
5
电压U/V
0.5
1
1.4
2
2.5
电流I/A
0.1
0.2
0.4
0.5
(5)完成上述实验后,小明增加了阻值分别为10Ω、15Ω、20Ω的三个定值电阻,利用连接正确的图甲电路(电压表改接大量程)继续探究“电流与电阻的关系”,并根据实验记录的数据绘制出如图丙所示的I-R图像,同桌小华认为他的实验操作存在错误。若小明实验中电表读数正确,则错误之处可能是 。
49.(2025·江苏无锡·二模)小龙同学利用如图甲所示的电路探究“电流与电压、电阻的关系”,所选择的器材有:新干电池两节,5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻各一个,“30Ω 1A”的滑动变阻器、电压表、电流表、开关各一个,导线若干。
(1)如图甲连接的实物图中有一根导线连接错了,请你在接错的导线上画“×”,并用笔画线代替导线将电路连接正确(要求导线不能交叉)。
(2)实验时,闭合开关,移动滑片,发现电流表无示数,电压表有示数。可能的故障是定值电阻R (选填“断路”或“短路”);
(3)排除故障后,小龙首先探究电流与电压的关系。将数据结果绘制成图乙的I-U图像,可得结论:当电阻一定时,流经导体的电流与导体两端的电压成 。
(4)小龙继续探究电流与电阻的关系。
①先把5Ω电阻接入电路,移动滑片置于阻值最大处,闭合开关,缓慢移动滑片,直到使电压表指针如图丙所示,则电压表示数为 V;接下来将5Ω的电阻更换为10Ω的电阻,闭合开关后,应将滑片从上一位置向 (选填“左”或“右”)滑动,使电压表示数保持不变。
②最后当20Ω的电阻接入电路时,发现无法将电压表示数调节到和之前三次一样。为了用以上四个电阻都能完成实验,定值电阻两端所控制的电压应该不低于 V。
50.(2025·江苏·三模)如图甲所示是探究电流与电压关系的装置,R是定值电阻,两个滑动变阻器规格分别为“20Ω2A”和“50Ω1A”可供选用,电源电压为3V恒定不变。
(1)请用笔画线代替导线将实物电路连接完整,使滑片向右滑动时电流表的示数变大。
(2)闭合开关,电流表无示数,电压表有示数,则可能出现的故障是 。排除故障后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,当电压表的示数为0.5V时,电流表示数如图乙所示,则电流表示数为 A。选用的滑动变阻器规格为 。
(3)如图丙是多次实验后描点作出的图象:可以得出结论:当电阻一定时, 。
(4)小明选用滑动变阻器“20Ω1A”,阻值为5Ω、10Ω、20Ω的三个定值电阻R,以及原器材继续探究电流与电阻的关系,绘出电流I与定值电阻倒数变化的图像如图丁所示,则可推得小明调节滑片P至电压表为 V时才记录电流表的示数。进一步分析论证,小明绘制了实验过程中“电流与定值电阻、电流与滑动变阻器,电流与总电阻”之间的图像戊,图戊中阴影部分面积表示的是 两端的电压。
(5)小华设计了测量小灯泡L正常工作时电阻的电路,如图己所示。电源电压保持3V不变,小灯泡额定电压为2.5V,R0是阻值为10Ω的定值电阻,连接好电路后进行了如下操作:
①断开开关S2,闭合开关S、S1,移动滑动变阻器滑片P,使电压表的示数为2.5V;
②滑片P的位置不变,断开开关S1,闭合开关S、S2,读出电压表示数2.6V;
则小灯泡L正常工作时的电阻为 Ω。(结果保留一位小数)
51.(2025·江苏徐州·三模)用如图甲所示的电路探究“电流与电阻的关系”,电源电压3V保持不变,滑动变阻器的规格是“30Ω;1A”,阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻各一个,满足测量需求的电流表、电压表各一个。
(1)按图甲所示的电路图,连接实物电路,闭合开关S前,滑动变阻器的滑片P应移到 点。
(2)在电路中接入阻值为5Ω的定值电阻,移动滑动变阻器的滑片,使得电压表示数如图丙所示, V,并记录电流表示数;
(3)当他用20Ω的定值电阻替换15Ω的定值电阻,再闭合开关,他调节滑动变阻器的阻值,发现电压表示数始终不能调为,为完成四次探究,实验中需要滑动变阻器的最大阻值至少为 Ω;
(4)为了完成四次探究,如果只调整电压表的示数,则应控制电压表示数的范围为 。
52.(2025·江苏无锡·三模)在“探究通过导体的电流与电阻的关系”实验中,小红利用可调电压电源、5个定值电阻(阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω)、滑动变阻器(30Ω,1A)、电压表和电流表、导线若干,设计了如图甲所示的电路图:
(1)闭合开关,电流表无示数,电压表有示数,并接近电源电压,则故障原因是:定值电阻 (选填“短路”或“断路”);
(2)排除故障后,将定值电阻由5Ω更换为10Ω时,应将滑动变阻器的滑片P从上一位置向 (选填“左”或“右”)滑动,使电压表示数保持不变;
(3)小红收集的数据如表所示,实验中控制定值电阻两端电压为 V,分析表中数据,发现第 次实验的数据存在错误,反思产生的原因,回忆是某次将定值电阻的阻值由 Ω变换为错误数据点对应阻值时(实验过程并未按表中序号顺序进行,而是随机选取电阻测出数据填入表格),未调节滑片P就读取电流而造成的。根据出现的数据,求出电源的电压是 V;
实验序号
1
2
3
4
5
电阻R/Ω
5
10
15
20
25
电流I/A
0.40
0.20
0.10
0.10
0.08
(4)排除表中错误数据后,可得出结论: ;
(5)在实验中,若定值电阻两端设定的不变电压值为1.6V,要顺利完成5次实验,下列方案可行的是( )。
①电源电压可重设在1.6~3.52V的范围内
②将滑动变阻器更换为“40Ω,1A”
③可在电路中再串联一个阻值为10Ω的电阻
A.① B.② C.①② D.①②③
53.(2025·江苏南通·二模)小红想测量标有“1.5V”字样小灯泡正常发光时的电阻,从实验室找来了电源、电压表、电流表、滑动变阻器、开关和导线若干,进行了如下实验:
(1)用笔画线代替导线,将图甲电路连接完整 ;
(2)检查无误后,闭合开关,发现电流表无示数,小灯泡不亮,电压表示数接近电源电压,造成这一故障的原因可能是小灯泡 ;
(3)排除电路故障后,闭合开关,移动滑片,当小灯泡正常发光时,电流表示数如图乙所示,则小灯泡正常发光时的电阻为 ;接下来她又测量了几组对应的电压值和电流值,并绘制了小灯泡的I-U图象,如图丙所示;
(4)小红认为不能利用图甲的装置探究电流与电压的关系,理由是 ;
(5)小红还想测出另一个额定电流为I额的小灯泡正常发光时的电阻,于是她找来了两个滑动变阻器R1和R2,设计了如图丁所示的电路(电源电压恒定且未知,滑动变阻器R1的最大阻值为R0)。请将实验步骤补充完整:
①只闭合开关S1,移动R1的滑片,使电流表的示数为I额,灯泡正常发光;
②只闭合开关S2,只移动 (选填“R1”或“R2”)的滑片,使电流表的示数为I额;
③保持R2的滑片位置不动,将R1的滑片移到最左端,电流表的示数为I1,再将R1的滑片移到最右端,电流表的示数为I2;
④小灯泡正常发光时电阻的表达式为RL= (用I额、I1、I2、R0表示)。
54.(2025·江苏盐城·二模)测量额定电压为小灯泡的阻值,电源电压恒为3V。
(1)将实物图连接完整,要求滑片向左滑动时,接入电路电阻变小。
(2)闭合开关,灯泡不亮,电流表有示数,接下来应该观察 ,再进行下一步操作。
(3)移动滑片到某一位置,电压表的示数如图乙所示,此时灯泡两端的电压为 V。要使灯泡正常发光,应将图甲中滑动变阻器的滑片向 端移动。
(4)继续移动滑片,记下多组数据并绘制成图丙图像。则灯泡正常发光时电阻为 Ω。
(5)用一个已知阻值为的定值电阻替换下电流表,设计图丁电路还可测出原灯泡的额定功率,步骤如下:
①只闭合、,移动滑片,使电压表示数为 V。
②保持滑动变阻器阻值不变,只闭合、,电压表示数为。
③代入表达式 求出灯泡额定功率(用、、表示)。
(6)评估:第5问中,要能顺利测出额定功率,参照第4问中数据,选用的定值电阻不能大于 。
55.(2025·江苏盐城·一模)为了探究电流与电压、电阻的关系,小明找来了以下实验器材:电源(电压为 4.5V),滑动变阻器(20Ω 1A),阻值为 5Ω 、10Ω、20Ω的定值电阻各—个,量程为 0~0.6A 的电流表, 量程为 0~3V 的电压表,开关—只,导线若干 。实验时不改变电表的量程。
(1)连接电路时,开关应 。若此时电压表的指针位置如图乙所示,其原因是 。
(2)实验时设计了如图甲所示的电路图,按电路图连接成图丙所示的实物图,他将滑动变阻器的阻值调到最大,若闭合开关,则丙图中 无示数,这是因为丙图中有—根导线连接错误,请在该导线上打“×” , 并画出正确的连线 。
(3)在探究“电流与电压关系”时,为了改变电阻 R 两端的电压, (需要/不需要)调节滑动变阻器的阻值。
(4)在探究“电流与电阻的关系”,为了使三个电阻单独接入电路都能完成实验,应控制电压表 的示数不低于 V,实验时若接入 10Ω阻值,滑动变阻器和该电阻的功率之比为k1, 若接入20Ω阻值时该比值为k2,则 k1 k2。
56.(2025·江苏无锡·一模)小明利用如图甲所示的电路测量小灯泡的电阻,小灯泡的额定电压为 2V。
(1)正确连接后,应将滑片 P 由最大电阻处缓慢向 端移动(选填 “A” 或 “B”),使灯逐渐变亮,并在表中记录数据, 当电压表示数为 1V 时,电流表示数如图乙所示, 此时通过小灯泡的电流为 A。
实验次数
1
2
3
4
U/V
1
1.5
2.0
2.5
I/A
0.22
0.26
0.28
R/Ω
6.8
7.7
8.9
(2)小明根据表格中数据算出了不同电压下的小灯泡的电阻值,认为需求出小灯泡电阻的平均值。 你 (选填 “同意” 或 “不同意” )这种做法,理由是灯丝电阻随 (选填“电流”、“电压”或“温度”)的升高而 (选填“变大”、“变小”或“不变" )。
(3)实验结束后,某同学设计了如图丙所示的电路来测量额定电压为 Ul 的小灯泡正常发光时的电阻, 已知滑动变阻器最大阻值为 R0 ,定值电阻阻值R 未知,实验步骤如下:
①断开S2,闭合S、S1,移动滑片P,使电压表的示数为 ;
②保持滑片P位置不变,断开S1,闭合S、S2,读出电压表示数为U2;
③移动滑片P至最左端,读出电压表示数为U3 ;
④移动滑片P至最右端,读出电压表示数为U4;
⑤小灯泡正常发光时的电阻 RL= (用测量量和已知量的符号表示)。
57.(2025·四川宜宾·中考真题)某学习小组在探究压敏电阻阻值随压力变化的关系时,设计了如图甲所示的电路图,电源电压恒为12V,R是滑动变阻器。回答下列问题:
(1)小组成员选择合适的测量范围,按电路图连接好电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于 (填“a”或“b”)端。
(2)滑动变阻器的滑片置于正确的位置后,闭合开关S发现电压表示数接近电源电压,电流表无示数,则故障可能是压敏电阻处发生 (选填“短路”或“断路”)。
(3)排除故障后,闭合开关S,该压敏电阻在无压力情况下,调节滑动变阻器,电流表与电压表的指针稳定后如图乙所示,电流表的读数为 A,电压表的读数为 V,此时压敏电阻的阻值为 Ω。
(4)闭合开关S,改变压力F的大小,调节滑动变阻器,直到电流表的示数与图乙中电流表示数相同,记录下此时电压表测得的电压U,描绘出不同压力下的U-F图,如图丙,结合图像可知,该压敏电阻的阻值随压力的增大而 (填“增大”或“减小”),其中压力F较小时的敏感程度更 (填“高”或“低”)。
(5)实验后,学习小组将该压敏电阻与电阻丝熔断器、电源构成串联电路,如图丁,电源电压恒为12V,电阻丝熔断器的熔断电流为0.8A。若要该压敏电阻受到的压力增加到10N时熔断器的电阻丝熔断,则熔断器的阻值应设计为 Ω。
58.(2025·青海·中考真题)在“探究电流与电压关系”的实验中,“问天”兴趣小组连接了如图甲所示的电路,其中定值电阻R=20Ω。
(1)用笔画线代替导线将图甲电路连接完整。
(2)闭合开关后,发现电流表有示数,电压表无示数,电路中出现的故障可能是电阻 (选填“短路”或“断路”);排除故障后,测量并记录了如下几组电压表和电流表的示数,第二次实验中电流表的示数如图乙所示,此时电流为 A;
(3)请根据表3数据,在图丙中作出I-U图象;
表3
第一次
第二次
第三次
第四次
第五次
电压U/V
2.0
4.0
6.0
8.0
10.0
电流I/A
0.10
0.32
0.44
0.54
(4)分析得出实验结论: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 比。
(5)“问天”兴趣小组在实验室发现一个未知电阻,想要测量其阻值。发现电压表坏了,但有两个电流表。经小组讨论,设计了如图的电路图,两个电流表的示数分别为0.3A和0.9A,根据以上信息,可知通过的电流为 A,的电阻为 Ω。
59.(2025·安徽·中考真题)为了测量一额定电压为的小灯泡正常发光时的电阻,小华同学根据现有的一只待测小灯泡、两节新干电池(总电压为)、一个电压表、一个滑动变阻器、三只开关、若干阻值不同的定值电阻(阻值已知)和导线,设计出如图甲所示的实验电路图。
(1)请按照图甲,将图乙中的实物图电路连接完整 ;
(2)正确连接电路后,将滑动变阻器的滑片移至电阻值最大处,闭合开关S和,断开开关,调节滑片,使电压表的示数为;
(3)保持滑片的位置不变,断开开关,闭合开关,电压表的示数如图丙所示,该示数为 ;
(4)已知定值电阻,则小灯泡正常发光时的电阻为 ;
(5)若在以上(2)中,无论怎样调节滑片,电压表的示数始终小于,为了顺利进行实验,请你根据现有的器材提出一条解决措施: 。
60.(2025·甘肃·中考真题)小勤从废旧收音机上拆下一个完好的定值电阻R,他想知道该电阻的阻值,采用“伏安法”进行测量,图甲实验所用电源电压为3V。
(1)请用笔画线表示导线,补全图甲实物电路的连接;
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应位于 端(选填“A”或“B”);
(3)闭合开关后,发现电压表有示数,电流表无示数,由此可判断产生的故障是 ;
(4)排除故障后,正确连接电路。移动滑动变阻器滑片到某一位置时,发现电流表示数为0.24A,电压表示数如图乙所示,为 V,则定值电阻R的阻值为 Ω;
(5)为了减小实验误差,小勤应采取的措施是: ;
(6)小勤不小心将电压表损坏,爸爸告诉小勤,仅利用电流表和已知阻值的定值电阻也可以测电阻。小勤设计了图丙所示的电路(电源电压未知)来测量另一个待测电阻Rx的阻值,电流表选0~0.6A的量程,定值电阻R0的阻值为10Ω。
①具体操作如下:
a.闭合开关S1,断开开关S2,读出电流表示数为0.40A;
b. ,读出电流表示数为0.50A(请将实验操作补充完整);
②由以上数据可得,待测电阻Rx的阻值为 Ω;
③小勤研究发现,在电源电压和电流表量程不变的情况下,利用该电路能测出的最小阻值为 Ω,原因是 。
61.(2025·四川遂宁·中考真题)某实验小组利用以下器材探究电流与电阻的关系。
器材:学生电源、阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻;标有“30Ω;2A”的滑动变阻器;电压表、电流表;开关及导线。
方法:控制变量法,控制定值电阻R两端电压为2V。
步骤:(1)请根据图甲所示电路图,用笔画线代替导线将图乙中的实物电路图补充完整 。
(2)将学生电源电压调至6V,闭合开关后,发现电流表、电压表均无示数。若故障只出现在或R,则故障是 ;
(3)排除故障后,移动滑动变阻器滑片直到电压表示数为2V,读出此时电流表的示数0.4A;
(4)断开开关,只将定值电阻由5Ω更换为10Ω。闭合开关,他们应该向 (选填“左”、“右”)端调节滑片,直至电压表示数仍为2V;
(5)当换用20Ω电阻后,发现无论怎样移动滑片,电压表示数始终无法达到2V。请你帮他们解决问题,从下面两种方法中任选一种作答。
方法一:更换一个最大阻值至少为 Ω的滑动变阻器。
方法二:调节电源电压,使其最大不超 V。
(6)根据实验数据得出结论:电压一定时,导体中的电流跟导体的电阻成反比。
(7)他们完成探究实验后,想利用电流表和阻值为的电阻,测量未知电阻的阻值。
他们设计的电路如图丙所示,并完成了下列实验步骤:
①闭合开关,,读出电流表示数为;
②断开开关,读出电流表示数为;
③未知电阻 (用和表示)。
62.(2025·山东烟台·中考真题)在“用电流表和电压表测量电阻”的实验中:
(1)第一小组连接了如图甲所示的电路,闭合开关前发现有一根导线连接错误。请在错误的导线上划“×”,并画出这根导线的正确连接位置;
(2)正确连接电路后,闭合开关,发现电流表有示数,电压表无示数。出现这个现象的原因可能是______(选填序号);
A.待测电阻断路 B.待测电阻短路
C.电压表接线柱接触不良 D.滑动变阻器短路
(3)排除电路故障后,小组同学继续实验,并将记录的数据填写在下表;
实验次数
1
2
3
4
5
6
电压U/V
1.0
1.2
1.5
1.8
2.0
2.5
电流I/A
0.10
0.12
0.16
0.14
0.20
0.24
①请根据描点法在图乙中描绘出表格中的六组数据,并作出该电阻的图像;
②由图像可得该电阻的阻值为 Ω。
(4)第二小组利用上述器材测量另一电阻时,根据所测数据作出的图像如图丙所示,小组交流发现图像与第一小组不同的原因是电压表连接的位置不同,但利用这个图像也能求出待测电阻的阻值,其阻值为 Ω。
63.(24-25九年级下·重庆·期中)如图所示,小融在探究“电流与电阻的关系”中,电源电压保持9V不变,滑动变阻器的规格为“”,选用的定值电阻R分别为、、、。
(1)请你根据图甲电路图用笔画线代替导线,将图乙中未完成的电路连接好 ;
(2)开关闭合前,滑动变阻器滑片应调到最 端(选填“左”或“右”);闭合开关,发现只有电流表有示数,电压表无示数,此时出现的故障可能是 ;
(3)排除故障后,先将5Ω的定值电阻接入电路,调节滑动变阻器的滑片至电流表示数如图丙所示,读数为 A。小融未移动滑片,用定值电阻R替换的电阻接入电路,闭合开关后发现电压表的示数等于6V,则定值电阻R的阻值为 Ω,应 (选填“增大”或“减小”)滑动变阻器阻值,才能把电压表调为原来的示数。
(4)接着同组的小渝设计了如图丁所示的电路测量小灯泡正常发光时的电阻,电源电压未知,已知小灯泡的额定电压为2.5V,定值电阻R0阻值为,滑动变阻器R最大阻值为,其测量过程如下:
①闭合开关S1、S2、S3,电压表示数为4.5V;
②闭合开关S1、S3,断开S2,移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数为 V,这时小灯泡正常发光;
③保持滑片的位置不变,闭合开关S1、S2,断开S3,此时电压表示数;
④小灯泡正常发光时的电阻 Ω。
64.(2025·山东淄博·二模)测量阻值约为10Ω定值电阻Rx的阻值,电源电压4V和6V两挡可选,滑动变阻器有(a:“20Ω 2A”和b:“50Ω 1A”)两种规格。
(1)断开开关,按图甲连接好电路,将滑动变阻器滑片P移至 端(选填“A”或“B”)。闭合开关,电压表示数为1V,电流表示数如图乙所示。根据题目信息可知选择的电源电压是 (选填“4V”或“6V”),滑动变阻器选择的规格是 (选填“a”或“b”);
(2)将测得的多组数据记录在表格中,由表中数据可得Rx= Ω(结果保留一位小数);
序号
1
2
3
电流I/A
0.10
0.24
0.28
电压U/V
1.0
2.5
2.8
(3)一位同学设计了如图所示的三个电路,定值电阻R0阻值已知,其中能测量出未知电阻Rx阻值的电路是_____(填选项)。
A. B. C.
65.(2025·陕西榆林·一模)小明用如图甲所示的电路测量额定电压为2.5V的小灯泡正常发光时的电阻。
(1)小明按照实验操作要求,在检查器材时发现电流表指针偏向零刻度线的左侧,接下来的操作应是 。
(2)解决问题后,小明设计并连接了如图甲所示的部分电路,请用笔画线代替导线将图甲的电路连接完整 。
(3)实验过程中,将滑动变阻器的滑片移至某位置时,电压表示数如图乙所示,为 V。要使小灯泡正常发光,应将滑动变阻器的滑片向 (选填“左”或“右”)移动。
(4)移动滑动变阻器的滑片,测出多组电压和电流值,并作出如图丙所示的图像。由图像可知,小灯泡正常发光时,灯丝电阻是 Ω;温度越高,灯丝电阻越 。
(5)小明还设计了一个测量未知电阻Rx阻值的实验电路,如图丁所示,已知滑动变阻器的最大阻值为R0,电源电压未知且恒定不变。请完成下列实验步骤:
①闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移至a端,读出电压表的示数为U1;
②再将滑动变阻器的滑片P移至b端,读出电压表的示数为U2;
③未知电阻Rx阻值的表达式;Rx= (用U1、U2、R0表示)。
66.(2025·辽宁沈阳·二模)实验小组在“探究电流与电压的关系”的实验中,实验器材有两节新干电池、定值电阻、电流表、电压表、滑动变阻器、开关和若干导线。
(1)图甲是连接的部分实验电路,请用笔画线代替导线,将电路连接完整,导线不能交叉 。
(2)连接电路的过程中,开关应处于 状态。
(3)连接并检查电路后,试触时发现电流表无示数,电压表示数接近3V,则电路故障可能是定值电阻R (选填“短路”或“断路”)。
(4)排除故障后,小组同学正确进行操作,在表格中记录多组电流表、电压表示数。某次实验时,电流表如图乙所示,为 A。
(5)同学们根据实验测得的数据绘制出定值电阻R的I—U图像,如图丙所示。分析图像可知:①电阻一定时,电流与电压成 比;②实验中所用定值电阻R的阻值为 。
(6)在拓展实验中,小组同学设计了如图丁所示的电路来测量额定电压为3V的小灯泡正常发光时的电阻。已知电源电压恒为9V,定值电阻的阻值为10,实验步骤如下:
①闭合开关S、S1,断开开关S2,调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数为6V;
②保持滑片位置不动,闭合开关S、S2,断开开关S1,读出电压表示数为4V;
③小灯泡正常发光时的电阻 。
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