内容正文:
第十四章 欧姆定律(实验题30道)
1.在“探究电阻一定时电流与电压的关系”的实验中,小明连接了图甲所示的电路,其中定值电阻。
(1)请用笔画线代替导线将图甲所示的电路连接完整,要求滑动变阻器滑片向左移动时电流表示数变大 。
(2)小明测量并记录了几组电压和电流值,如下表。最后一次实验中电流表的示数如图乙所示,此时电流为 A。
电压U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
电流I/A
0.10
0.20
0.30
0.40
(3)请在图丙中画出上表各组数据对应的点,并作出图像 。
(4)小明认为还需更换不同阻值的定值电阻重复上述操作,你认为这么做的目的是: 。
【答案】(1)
(2)0.5
(3)
(4)多次实验,寻找普遍规律,避免偶然性
【详解】(1)要求滑动变阻器滑片向左移动时电流表示数变大,说明此时滑动变阻器接入电路的电阻减小,由此判断左下部分电阻接入电路,据此完成电路连接如下图所示:
(2)如图乙所示,电流表量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.5A。
(3)由表中数据,利用描点法画出电流和电压的关系图像,如图所示:
(4)“探究电阻一定时电流与电压的关系”的实验,更换不同阻值的定值电阻重复上述操作,是为了总结普遍规律,避免偶然性。
2.物理社团活动时,小石同学利用下面的器材探究探究“电流与电阻的关系”。电源电压恒为3V。
(1)闭合开关前,将滑动变阻器的滑片P移动到最 (选填“左”或“右”)端,起保护电路的作用。
(2)闭合开关,发现电压表有示数,电流表无示数,则故障是 。
(3)排除故障后,小石同学先用一个定值电阻R进行实验,调节滑动变阻器,使电压表示数为2V,记录此时R和电流I的值;当R的电阻由5Ω更换为10Ω时,闭合开关后,滑动变阻器的滑片应向 (选填“左”或“右”)端滑动;若实验中R的阻值分别是5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω,为了保证完成实验,则滑动变阻器的阻值至少是 Ω;
(4)小石同学研究并绘制了实验过程中“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,如图乙,其中反映电流与总电阻关系的是 (选填“a”、“b”或“c”),
【答案】(1)左
(2)定值电阻断路
(3) 左 12.5Ω
(4)c
【详解】(1)为了保护电路,在闭合开关前,应该将变阻器的阻值调节到最大,即最左端。
(2)电流表无示数,表明电路发生断路,电压表有示数,表明电压表串联进电路中,即和电压表并联的定值电阻断路。
(3)[1]探究“电流与电阻的关系”,要控制定值电阻两端电压不变,所以当增加定值电阻的阻值时,为了保证其两端电压不变,根据串联分压原理可知,需要增加变阻器的阻值,即向左端滑动。
[2]当定值电阻最大为25Ω时,需要的变阻器阻值最大,电源电压为3V,定值电阻的电压为2V,此时电路的电流
变阻器两端电压为U=3V-2V=1V
根据欧姆定律计算变阻器阻值
(4)总电阻和电流的乘积为电源电压,即阴影部分的面积最大,所以c符合题意,ab不符合题意。
故选c。
3.小明练习使用滑动变阻器“改变电路中的电流”和“控制电阻两端的电压”,提供的器材有:电源、电流表、电压表、滑动变阻器R、灯泡L、开关及导线若干.
(1)小明连接的图甲电路中存在连线错误,只需改动一根导线,即可使连线正确.请在接错的导线上打“×”,并用笔画线代替导线画出正确的接法 ;
(2)连接电路时,开关S应处在 状态,滑动变阻器的滑片P应置于 端;
(3)正确连接电路后闭合开关,在移动滑动变阻器滑片时,两电表的示数突然都变为零,则电路故障可能为 ;
A.滑动变阻器R短路 B.滑片P接触不良 C.灯泡L短路 D.灯泡L断路
(4)若想电流表的示数增大,则滑片P应向 移动(“右”或“左”).
【答案】 断开 右 B 左
【详解】图中的电压表串联在电路,电流表并联在电路,电压表应该并联在电路中,电流表应该串联在电路中,改正电路如图:
连接电路时,开关S应处在断开状态,为保护电路,闭合开关时电路中的电流最小,滑动变阻器的滑片P应置于最大阻值处,即图中的右端;正确连接电路后闭合开关,在移动滑动变阻器滑片时,两电表的示数突然都变为零,即电路中包含电流表和电压表以外的电路部分开路,故电路故障可能为B;若想电流表的示数增大,则电路中的电阻阻值减小,故滑片P应向左移动.
4.伏安法测量电阻
(1)实验原理: ;
(2)实验器材:学生电源、 、 、 、开关、导线、待测电阻;
(3)实验电路图如图所示。
【答案】(1)
(2) 电压表 电流表 滑动变阻器
(3)
【详解】(1)测量电阻时需要利用电压表测量待测电阻两端电压,电流表测量待测电阻的电流,结合计算得出待测电阻的阻值,因此测量电阻的实验原理是。
(2)[1][2][3]由于实验中需要测量电流和电压,因此需要用到电流表和电压表,且实验需要进行多次,需要改变待测电阻两端电压,能够起到改变电压和电流作用的是滑动变阻器,实验中还需要滑动变阻器,因此该实验中还需要的电学元件有电流表、电压表、滑动变阻器。
(3)(2)问中的实验器材中,电压表需要并联,剩余其他元件串联,且电压表测待测电阻两端电压,设计的实验电路如下图所示:
5.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。
6.在探究“电阻一定时,导体中的电流与电压关系”的实验中,某同学连接了如图甲所示的电路。
(1)闭合开关前,检查电路时,该同学发现有接线错误,请在图甲中接错的导线上打“×”并画线把它改到正确的位置上 (只需改接一根导线);
(2)之后,该同学测得的实验数据如表。第5次数据电流表如图乙所示,请将电流表示数填入表格 ;
数据序号
1
2
3
4
5
6
电压
0.4
0.8
1.2
1.6
2.0
2.4
电流
0.07
0.15
0.22
0.24
0.44
(3)把表中数据在图丙的坐标系中描点并画出电流与电压的关系图线 。分析数据可以初步得出结论: 。
【答案】(1)
(2)0.36
(3) 见解析
【详解】(1)图甲中,电阻和电压表被短路,实验中,电压表应并联在定值电阻两端,电流表应与定值电阻串联,如图所示:
(2)由图乙可知,电流表的量程0~0.6A,分度值是0.02A,电流表的示数是0.36A。
(3)[1]根据表中实验数据,描点连线画出电流与电压关系的图线,如图所示:
[2]由图线知,电流与电压关系图线是正比例图线,即电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
7.在“探究电流跟电压的关系”的实验中:
(1)用笔画线代替导线将图甲中的电路连接完整,要求实验过程中滑动变阻器的滑片P从右向左移动时,电压表示数变大 。(导线不能交叉)
(2)在实验操作过程中保持 不变,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片P做了三次实验,数据如下表所示。请根据表中的数据在图乙中画出图像 。多次实验的目的是 。
实验次序
1
2
3
电压U/V
1.0
2.0
2.5
电流I/A
0.11
0.20
0.26
(3)对实验数据进行分析,归纳出的结论是: 。
【答案】(1)
(2) 电阻 总结普遍规律,避免偶然性
(3)电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比
【详解】(1)“探究电流跟电压的关系”实验中,定值电阻与滑动变阻器串联,电流表测电路中电流,电压表与定值电阻并联;要求实验过程中滑动变阻器的滑片P从右向左移动时,电压表示数变大,则证明滑动变阻器分压变小,即阻值变小,所以选择A接线柱,如图所示:
(2)[1]“探究电流跟电压的关系”的实验中,需要控制定值电阻一定,闭合开关,通过调节滑动变阻器的滑片,改变电压表和电流表示数。
[2]由数据可知,选取数据进行描点、连线,即为图乙中画出图像
[3]“探究电流跟电压的关系”的实验,多次实验的目的是:总结普遍规律,避免偶然性。
(3)由(2)中数据可知,电压越大电流越大为正比,对实验数据进行分析,归纳出的结论是:当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
8.某小组同学利用如图所示的实验电路测量待测电阻的阻值。电源电压未知且恒定不变,的阻值已知,实验步骤如下。
(1)断开开关 ,闭合开关 ,测出通过定值电阻的电流。
(2)断开开关 ,闭合开关 ,测出通过待测电阻的电流。
(3)则待测电阻= (用已知量符号表示)。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)[1][2]断开开关S2,闭合开关S1,电路为定值电阻的简单电路,电流表测量电路电流,测出通过定值电阻的电流。根据欧姆定律可知电源电压
(2)[1][2]断开开关S1,闭合开关S2,电路为待测电阻的简单电路,电流表测量电路电流,测出通过待测电阻的电流。
(3)根据欧姆定律可知待测电阻
9.课余时间同学们开展对“液体的电阻大小与哪些因素有关”的讨论。
猜想一:液体的电阻大小可能与液体的温度有关。
猜想二:液体的电阻大小可能与液体的浓度有关。
猜想三:液体的电阻大小可能与液体的体积有关。
于是他们利用两端接有金属接线柱的玻璃管。
干电池、一个开关、酒精灯、火柴、导线等器材进行实验探究:
(1)如图是同学们连接的实验电路,图中虚线框内还需要添加的仪器是 。为探究猜想一,则接下来该进行的操作是 。若观察到 ,则说明液体的电阻与温度有关;
(2)在探究猜想二时,为了改变盐水的浓度,应向塑料管中添加 (选填“盐”或“清水”)更好一些。
【答案】(1) 电流表 用酒精灯加热液体并观察电流表示数是否变化 电流表示数改变
(2)盐
【详解】(1)[1]在实验中是通过比较通过电路的电流大小来比较液体电阻大小,这种实验方法叫做转换法,因此还需要添加的仪器是电流表
[2][3]探究液体的电阻大小与温度的关系,需加热改变液体的温度,则接下来该进行的操作是用酒精灯加热液体并观察电流表示数是否变化,如果出现电流表示数改变的现象,由公式可知,液体的电阻发生变化,说明液体的电阻与温度有关。
(2)探究液体的电阻大小与液体的浓度的关系,应控制其它的因素不变,只改变液体的浓度,如果用向塑料管中添加清水的方法来改变盐水的浓度,同时盐水的体积也会发生较大变化,因此向塑料管中添加盐更好一些。
10.实验小组用伏安法测量小灯泡正常发光时的电阻,连接了如图甲所示的电路,小灯泡的额定电压为2.5V,电源电压恒定。
(1)连接电路时开关应处于 状态;
(2)连接好电路后,闭合开关,发现电流表无示数,电压表接近电源电压,故障可能是 ;
(3)小灯泡正常发光时,电流表的示数如图乙所示,此时小灯泡的电阻是 Ω(结果保留一位小数);
(4)小组同学计划用该装置测量某定值电阻阻值时,发现电压表损坏,于是设计了如图丙所示的电路,测出了Rx的阻值。电源电压不变,滑动变阻器的最大阻值为R0,a、b为滑动变阻器两端点,实验步骤如下:
①将滑片移到a端,闭合开关S,读出电流表的示数,记为;
②将滑片移到b端,闭合开关S,读出电流表的示数,记为;
③计算待测电阻Rx。
你认为该方案可行吗?若可行,请用、和R0表示出Rx;若不可行,请提出改进方案 、 。
【答案】(1)断开
(2)小灯泡断路
(3)9.6
(4) 该方案可行 新增答案空
【详解】(1)连接电路时,为保护电路,开关应处于断开状态。
(2)闭合开关后,电流表无示数,说明电路可能断路;电压表接近电源电压,说明电压表与电源两端连通,即电压表所测部分断路,即小灯泡断路。因此,故障可能是小灯泡断路。
(3)小灯泡正常发光时电压为2.5V。由图乙可知,电流表选用0~0.6A量程,分度值0.02A,示数为0.26A。此时电阻为
(4)[1][2]该方案可行:
当滑片移到a端,此电路为的简单电路,闭合开关S,读出电流表的示数,记为,由可得电源电压为
将滑片移到b端,此时与串联,读出电流表的示数,记为,则
联立可得,待测电阻的阻值为
11.“探究影响导体电阻大小的因素”的实验装置如图所示,在实验中使用四根电阻丝,其材料、规格及实验证据如下表所示。
编号
材料
长度/m
横截面积/mm2
灯泡亮度
A
锰铜合金
0.5
0.8
亮
B
镍铬合金
0.5
0.8
较亮
C
镍铬合金
0.5
0.4
较暗
D
镍铬合金
1.0
0.4
更暗
(1)实验中通过观察 比较电阻丝电阻的大小,这种研究方法叫 法。
(2)分别将编号为 的电阻丝接入电路进行实验,可得出结论:导体的电阻大小与导体的材料有关。
(3)分别将编号为B、C的电阻丝接入电路进行实验,根据实验现象可得出结论是:在导体的材料相同、长度也相同时, 。
(4)分别将编号为C、D的电阻丝接入电路进行实验,其得到的实验结论被实际应用到了 的工作原理中。(选填“电流表”、“电压表”、“滑动变阻器”或“电磁铁”)
(5)实验过程中小组同学更换电阻丝后发现小灯泡亮度变化不明显,请你对实验电路的设计提出改进意见: 。
【答案】(1) 灯泡亮度 转换
(2)A、B
(3)导体横截面积越小,电阻越大
(4)滑动变阻器
(5)在电路中串联一个电流表完成实验
【详解】(1)[1][2]将不同的电阻丝接入电路,电流大小不同,灯泡亮度不同,因此实验中是通过观察灯泡亮度来比较电阻大小的,这种研究问题的方法叫做转换法。
(2)要探究导体的电阻与导体材料的关系,应控制电阻丝长度和横截面积相同,而材料不同,因此应将编号为A、B的电阻丝接入电路进行实验。
(3)如果选用编号为B、C两根电阻丝进行实验,此时电阻丝的长度和材料相同,但横截面积不同,由表中信息可知,横截面积小,灯泡的亮度较暗,所以可得出结论:在导体的材料相同、长度也相同时,导体横截面积越小,电阻越大。
(4)如果选用编号为C、D两根电阻丝接入电路进行实验,此时电阻丝的材料和横截面积相同,但长度不同,从而得出结论:在导体的材料和横截面积相同时,导体长度越长,电阻越大,该结论被实际应用到了滑动变阻器的工作原理中。
(5)更换电阻丝后发现小灯泡的亮度变化不明显,则电路的电流变化较小;由于电流表能精确测量电流的大小,所以可在电路中串联一个电流表完成实验。
12.用“伏安法”测量定值电阻Rx阻值的实验中,某同学设计的部分电路如图甲所示。
(1)请把图甲中电路补充完整(要求滑动变阻器滑片向左移动时电压表示数变小);
(2)该同学连接好电路,闭合开关后发现电流表无明显示数,电压表有较大示数,近似为电源电压,故障原因可能是 ;
(3)没有电压表,只有电流表也能测出定值电阻。Rx的阻值。图乙是该同学设计的另一种实验电路图,R0是已知阻值的电阻,S是单刀双掷开关,电源电压为U。实验的步骤如下:
①把S和触点“1”接触,移动滑动变阻器的滑片到某一位置(不在最左端),读出电流表的示数为I1;
②把S和触点“2”接触, ,读出电流表的示数为I2;
③则测出的定值电阻阻值Rx= (用已知量和测量量的字母表示)。
【答案】(1)
(2)Rx断路
(3) 保持滑动变阻器的滑片不动
【详解】(1)电压表测量Rx两端电压,所以其“-”接线柱与Rx左接线柱相连。滑动变阻器滑片向左移动时电压表示数变小,由串联分压原理知,滑动变阻器的阻值变大,所以滑动变阻器其中一个上接线柱与Rx右接线柱相连,右下接线柱与电流表“-”接线柱相连。如图所示:
(2)电流表无明显示数,说明电路出现了断路;电压表有较大示数,且接近电源电压,说明电压表与电源相通,其测量对象断路,即Rx断路。
(3)[1][2]把S和触点“1”接触,滑动变阻器与Rx串联,移动滑动变阻器的滑片到某一位置(不在最左端),读出电流表的示数为I1;此时Rx两端电压为Ux=I1Rx
电源电压
把S和触点“2”接触,保持滑动变阻器的滑片不动,读出电流表的示数为I2;此时R0两端电压为U0=I2R0
电源电压
则滑动变阻器接入电路中的阻值为
定值电阻阻值为
13.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,故障可能是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=I-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
14.图甲是“探究电流与电压关系”的实验电路。
(1)检查发现连接的电路中有一根导线连接错误,请在图中连接错误的那根导线上打“×”,并用笔画线代替导线将电路连接正确。
(2)电路接通前,滑动变阻器的滑片应该移至最 (选填“左”或“右”)端。
(3)闭合开关后,发现电流表示数几乎为零,电压表示数接近电源电压,则故障可能是定值电阻发生 (选填“短路”或“断路”)。
(4)排除故障后,闭合开关,改变滑动变阻器滑片的位置,记录实验数据如下表。表中空白处电压值如图乙所示,为 V,根据表中数据可得结论:电阻一定时,通过导体的电流跟导体两端的电压成 (选填“正比”或“反比”)。
实验次数
1
2
3
4
5
电压U/V
0.6
1.2
1.8
3.0
电流I/A
0.12
0.24
0.36
0.48
0.60
【答案】(1)
(2)左
(3)断路
(4) 2.4 正比
【详解】(1)原电路中,只有两节干电池,电源电压约为3V,故电压表选择量程过大,这是错误的。应接电压表“3V”接线柱,如图所示:
(2)电路接通前,滑动变阻器的滑片应移至最左端,此时滑动变阻器接入电路的电阻最大,能保护电路。
(3)闭合开关后,电流表示数几乎为零,电压表示数接近电源电压,故障可能是定值电阻发生断路。因为定值电阻断路时,电压表串联在电路中,测电源电压,所以电压表示数接近电源电压,而电路中几乎无电流,电流表示数几乎为零。
(4)[1]由图乙可知,电压表选用 0~3V 量程,分度值为 0.1V ,示数为 2.4V。
[2]分析表中数据,电压增大到原来的几倍,电流也增大到原来的几倍,电压与电流的比值不变,所以电阻一定时,通过导体的电流跟导体两端的电压成正比。
15.在“测量额定电压为2.5V的小灯泡正常发光时的电阻”实验中,实验器材有两节新干电池、电流表、电压表、滑动变阻器、开关和若干导线。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的电路连接完整 (要求:当滑片P向右移动时,小灯泡变暗);
(2)连接好电路并正确检查电路后,闭合开关S,发现小灯泡不亮,电流表和电压表均有较小示数,造成这一现象的原因可能是 (填选项);
A.小灯泡短路 B.小灯泡断路
C.滑动变阻器短路 D.小灯泡的实际功率太小
(3)正确进行实验,移动滑片P,使电压表示数为 V,小灯泡正常发光,观察到此时电流表示数如图乙所示,为 A,则小灯泡正常发光时的电阻为 Ω(结果保留一位小数);
(4)通过移动滑片P,进行多次测量并记录数据,绘制出小灯泡的图像如图丙所示。小灯泡的图像不是一条直线的原因是小灯泡的电阻受 的影响;
(5)因实验中电流表出现故障,同学们交流后选用一个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,设计了如图所示的实验电路,测出了已知额定电压为的小灯泡正常发光时的电阻,请将实验步骤补充完整:
①闭合开关,将开关拨到触点2,移动滑片P直至电压表示数为;
②保持滑片P不动,再将开关拨到另一触点1,读出电压表示数为;
③小灯泡正常发光时的电阻的表示式: (用、、表示)。
【答案】(1)
(2)D
(3) 2.5 0.24 10.4
(4)温度
(5)
【详解】(1)额定电压为2.5V的小灯泡,电压表接小量程,当滑片P向右移动时,小灯泡变暗,电阻变大,滑动变阻器接左下接线柱,图甲中的电路连接如图所示:
(2)A.连接好电路并正确检查电路后,闭合开关S,发现小灯泡不亮,电流表和电压表均有较小示数,若造成这一现象的原因是小灯泡短路,则电压表无示数,故A不符合题意;
B.若小灯泡断路,电流表无示数,电压表有较大的示数,故B不符合题意;
C.若滑动变阻器短路,小灯泡发光,故C不符合题意;
D.若小灯泡的实际功率太小,小灯泡不亮,电流表和电压表均有较小示数,故D符合题意。
故选D。
(3)[1]电压表测小灯泡两端的电压,小灯泡的额定电压为2.5V,所以正确进行实验,移动滑片P,使电压表示数为2.5V时,小灯泡正常发光。
[2]如图乙所示,电流表接小量程,分度值为0.02A,示数为0.24A。
[3]小灯泡正常发光时的电阻
(4)通过移动滑片P,进行多次测量并记录数据,绘制出小灯泡的I-U图像如图丙所示。小灯泡的I-U图像不是一条直线的原因是小灯泡的电阻受温度的影响。
(5)由图丁可知,闭合开关S1,灯泡、定值电阻、滑动变阻器串联,将开关S2拨到触点2,电压表测灯泡两端的电压,移动滑片P直至电压表示数为U额;保持滑片P不动,再将开关S2拨到另一触点1,电压表测灯泡与定值电阻串联的总电压,读出电压表示数为U0;灯泡正常工作的电流
小灯泡正常发光时的电阻的表示式
16.科学探究小组连接了图甲所示的电路,测量定值电阻的阻值。电源电压恒为6V,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V,的阻值约为8Ω,滑动变阻器有(a:“25Ω 2A”和b:“20Ω 0.2A”)两种规格。
(1)连接电路时,应选择的滑动变阻器是 (选填“a”或“b”)。
(2)甲图连接的电路有一处错误,请把接错的那一根导线找出来打“×”,用笔画线代替导线画出正确的连接(只改接一根导线)。
(3)正确连接导线后,滑片P移至某处,此时电压表示数为2.6V,电流表示数如图乙所示为 A,本次测得的阻值为 Ω(精确到0.1Ω)。通过移动滑片P测得多组实验数据,计算出的平均值,这样做是为了 (选填字母符号)。
A.寻找普遍规律 B.减小误差
(4)该探究小组还设计了如图丙所示的电路,利用阻值为的定值电阻和电流表等器材,测量的阻值,经检查无误后进行实验。电源电压未知且保持不变,请将实验过程补充完整:
①只闭合开关 ,电流表的示数记为;
②闭合开关,电流表的示数记为;
③用已知量和测量量写出的阻值表达式: 。
【答案】(1)a
(2)
(3) 0.32 8.1 B
(4)
【详解】(1)由于电源压表量程为0-3V,的阻值约为8Ω,当电压表示数为3V时,电流
滑动变阻器b允许通过的最大电流为0.2A,小于0.375A太多,故连接电路时,应选择的滑动变阻器是a。
(2)电压表与被测元件并联,电压表需要测定值电阻两端电压,故错误之处和改正,如图所示:
(3)[1][2]由图可知,电流表选量程,分度值为,电流表示数如图乙所示为,本次测得的阻值为
[3]利用伏安法测量定值电阻阻值,通过移动滑片P测得多组实验数据,计算出的平均值,这样做是为了减小误差,故B符合题意,A不符合题意。
故选B。
(4)[1][2][3]由于没有电压表,需要根据电源电压和串联的定值电阻两端的电压计算出待测电阻两端的电压,则需先测出电源电压,再根据欧姆定律求出与待测电阻串联的定值电阻两端电压,根据分压原理计算出待测电阻两端电压,
步骤②闭合开关,待测电阻被短路,电路中只有定值电阻连入电路,电流表的示数记为,可计算出电源电压
步骤①只闭合开关,定值电阻与待测电阻串联,电流表测串联电路的电流为,定值电阻两端电压为
根据串联分压可知,待测电阻两端电压为
待测电阻的阻值为
17.在“伏安法测量电阻”的实验中,某小组的实验过程如下,请回答:
实验次数
U/V
I/A
1
5
0.2
2
10
0.4
3
12
0.5
(1)上面所连的实物图有一条导线连错,请在错误的导线上画“×”,同时补画出正确的连线。
(2)电路改正后,闭合开关,通过调节滑动变阻器的滑片收集到如上表的实验数据,请写出处理数据得出结论的过程。
(3)现有一个额定电压为3.8V的小灯泡,在无电压表的情况下,小明补充一个已知电阻和两个开关,设计了测量此小灯泡正常发光时电阻的实验方案,请帮助他完成实验。所设计的电路图:
简要实验步骤:(用相应字母表示所测出的量)
①闭合开关S和,调节滑动变阻器的滑片,使电流表的示数为 。
② ,直接读出电流表示数为I。
③小灯泡电阻的表达式: 。
【答案】(1)
(2)见解析
(3) 断开,闭合,滑片不动
【详解】(1)“伏安法测量电阻”的实验中,滑动变阻器应与待测电阻串联,电压表并联在待测电阻两端,修改后的电路图,如图所示:
(2)为了减小测量误差,因此进行多次实验求平均值。由表中数据可得,第一次测量的电阻值为
第二次测量的电阻值为
第三次测量的电阻值为
所以所测电阻的阻值
(3)[1][2][3]由电路图可知,闭合开关S和,此时定值电阻R0与灯泡并联,再与滑动变阻器串联,电流表测通过定值电阻的电流,根据并联电路的特点可知,定值电阻与灯泡两端电压相同,因此调节滑动变阻器的滑片,使电流表的示数为,此时灯泡正常发光;接下来应想法测量通过灯泡的电流,因此断开,闭合,滑片不动,此时定值电阻R0与灯泡并联,再与滑动变阻器串联,电流表测通过定值电阻与灯泡的总电流,因此通过灯泡的电流
则灯泡的电阻为
18.如图是某小组同学“探究影响导体电阻大小的因素”的实验装置,所选6根电阻丝的规格及数据如表所示。
编号
材料
长度
横截面积
电流/A
铜丝
镍铬合金
镍铬合金
镍铬合金
镍铬合金
0.5S
镍铬合金
2S
(1)连接电路时,开关S应当 ,在M、N之间分别接上不同的导体,则通过观察 来比较导体电阻的大小;
(2)分别将编号为 的电阻丝接入电路进行实验,可得出结论:导体的电阻大小与导体的材料有关;
(3)分别将编号为D、E、F的电阻丝接入电路进行实验,可得出结论:导体的电阻大小与导体的 有关;
(4)小灯泡在电路中的主要作用是: 。
【答案】(1) 断开 电流表的示数
(2)AD
(3)横截面积
(4)保护电路
【详解】(1)[1]连接电路时,为了保护电路,开关S应当断开。
[2]由图可得,灯泡、M、N之间的导体、电流表串联,则实验中可以通过观察电流表的示数来比较导体电阻的大小,电流表示数越大,导体的电阻越小。
(2)A电阻丝与D电阻丝长度、横截面积相同,材料不同,分别将编号为AD的电阻丝接入电路进行实验,电流表的示数不同,则可得出结论:导体的电阻大小与导体的材料有关。
(3)D、E、F的电阻丝与材料、长度相同,横截面积不同,分别将编号为D、E、F的电阻丝接入电路进行实验,电流表的示数不同,则可得出结论:导体的电阻大小与导体的横截面积有关。
(4)用电器串联,起到分压的作用,所以小灯泡在电路中的主要作用是保护电路。
19.如图所示,小铬用“伏安法”测量定值电阻的阻值。
(1)请用笔画线代替导线将图甲中的实物连接完整。
(2)连接电路时,开关应 ,滑动变阻器的滑片应移至 (选填“A”或“B”)端。
(3)闭合开关,电压表示数接近电源电压,电流表示数接近于零,无论怎样调节滑动变阻器滑片,两表示数几乎不变,故障可能是 。
(4)某次测量时,电压表示数如图乙所示,为 V,电流表示数为0.22A,则所测电阻Rx为 Ω。
(5)实验中,通过移动滑片进行多次测量的目的是 。
【答案】(1)
(2) 断开 B
(3)定值电阻断路
(4) 2.2 10
(5)取平均值减小误差
【详解】(1)用“伏安法”测量定值电阻的阻值实验中,电压表测量待测电阻两端电压,则电压表与待测电阻并联,如下所示:
(2)[1][2]连接电路时,为保护电路,开关应断开,滑动变阻器的滑片应移至阻值最大处的端。
(3)闭合开关,电流表示数接近于零,电路可能断路,电压表示数接近电源电压,电压表与电源连通,无论怎样调节滑动变阻器滑片,两表示数几乎不变,故障可能是定值电阻断路。
(4)[1][2]某次测量时,电压表示数如图乙所示,电压表选用小量程,分度值为,示数为,电流表示数为,则所测电阻
(5)根据一次实验得出阻值误差较大,实验中,通过移动滑片进行多次测量的目的是取平均值减小误差。
20.在“探究电流与电压的关系”的实验中,图甲为小明设计的电路:
(1)请用笔画线代替导线,在图甲中完成电路连接,要求滑片P向右端滑动时,电流表的示数变大;
(2)小明在连接电路前发现电流表指针位置如图乙所示,则应该 。连接好电路后闭合开关,发现电流表指针又处于图乙位置,原因是 ;
(3)故障排除后,小明通过调节滑动变阻器的滑片P,测出电阻R两端的电压和对应的电流值,实验数据如下表,分析表中数据可以得出的结论是: ;
U/V
0.6
1.0
1.6
1.8
2.4
2.8
I/A
0.06
0.1
0.16
0.18
0.24
0.28
(4)如果小明想用此电路继续探究“电流与电阻的关系”,每次更换电阻后,接下来的操作是 。
【答案】(1)
(2) 调零 电流表正负接线柱接反
(3)在电阻一定时,通过导体的电流跟导体两端的电压成正比
(4)调节滑动变阻器的滑片,使电阻两端的电压不变
【详解】(1)滑片P向右端滑动时,电流表的示数变大,说明滑动变阻器阻值变小,故滑动变阻器选用右下接线柱与开关串联在电路中,如图所示:
(2)[1]小明在连接电路前发现电流表指针位置如图乙所示,电流表指针没有与零刻度线对齐,故应该调零。
[2]连接好电路后闭合开关,发现电流表指针又处于图乙位置,电流表指针反偏,说明电流表正负接线柱接反了。
(3)由表中数据知,各组的电压与电流之比都为10Ω,可归纳得出的结论是:在电阻一定时,通过导体的电流跟导体两端的电压成正比。
(4)探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,根据串联电路电压的规律可知,应调节滑动变阻器的滑片,使电阻两端的电压不变。
21.在“探究电流与电压的关系”实验中,电源电压恒定,滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整,要求滑片P向B端移动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大。
(2)连接电路时,开关应处于 状态;如果此时电流表有示数,应该对电流表进行 。
(3)正确连接电路,闭合开关后,发现电流表有示数,电压表无示数,则电阻R可能出现的故障是 。
(4)排除故障后,调节变阻器的滑片,进行多次实验,记录数据如下表,请在图乙中画出电阻R的I-U图像 。
实验次数
1
2
3
4
电压U/V
0.5
1.0
1.6
2.0
2.5
电流I/A
0.10
0.20
0.30
0.40
0.50
分析图像后得出结论:电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成 。
(5)另一同学想将定值电阻换成小灯泡完成以上实验,这种方案是 (选填“可行”或“不可行”)的。
(6)在正确进行实验的过程中,当滑动变阻器的滑片移至某一位置时,电流表示数如图丙所示,则此时加在定值电阻R两端的电压为 V。
【答案】(1)
(2) 断开 调零
(3)短路
(4) 正比
(5)不可行
(6)2.6
【详解】(1)滑动变阻器选一上一下,滑片P向B端移动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大,下方接线柱应选C,连接电路如图所示:
(2)[1]为保护电路,连接电路时,开关应断开。
[2]电表在使用前要进行调零。闭合开关前,如果电流表有示数,说明电流表未调零,所以应该对电流表进行调零。
(3)正确连接电路,闭合开关后,发现电流表有示数,说明电路是通路,电压表没有示数,可能与电压表并联的电路短路,所以原因可能是定值电阻R短路。
(4)[1]由表中数据,利用描点法画出电阻R的I-U图像,如图所示:
[2]由图像可知,电压增加到原来的几倍,电流也增加到原来几倍,即电压与电流的比是一个定值,所以可得结论:当电阻一定时,通过导体的电流与电压成正比。
(5)探究电流和电压的关系,保持电阻一定,小灯泡的阻值随温度的变化而变化,其电阻不是定值,所以这种方案其实是不可行的。
(6)由表中数据得到电阻的阻值为
当滑动变阻器滑片移至某一位置时,电流表示数如图丙所示,电流表选用小量程,分度值0.02A,其示数为0.52A,则定值电阻R两端的电压为U=IR=0.52A×5Ω=2.6V
22.在“探究电流与电压、电阻的关系”的实验中,小明使用阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻各一个,三个开关和一些导线,规格为“20Ω 2A”的滑动变阻器,电压为4.5V的电源等器材进行探究。
【证据】
(1)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应该移至最 (选填“左”或“右”)端;
(2)检查如图所示的电路,发现有一根导线连接错误,请你在这根导线上打“×”,并用笔画线代替导线画出正确的连线;( )
(3)改正错误后,闭合开关,探究电流与电压的关系,移动滑动变阻器的滑片,得到如下数据,本实验中使用的电阻阻值为 Ω;
实验次数
1
2
3
4
电压U/V
1.0
1.5
2.0
2.5
电流I/A
0.2
0.3
0.4
0.5
(4)接着探究电流与电阻的关系,先后单独闭合开关,,,移动滑动变阻器的滑片,得到如下数据,根据数据可知,实验中通过调节滑片保持电压表示数 V;
实验次数
1
2
3
电阻/Ω
5
10
15
电流I/A
0.40
0.20
0.13
【解释】分析实验中得到的数据,可得到结论:导体电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成 比;电压一定时,通过导体的电流与其电阻成 比;
【交流】为了使实验结论更具有普遍性,在完成探究电流与电阻的关系实验后,小明将20Ω的电阻接入电路进行实验,发现实验无法完成,原因是: 。
【答案】(1)左
(2)
(3)5
(4) 2 正 反 滑动变阻器最大阻值太小,不能使电压表示数为2V
【详解】(1)闭合开关前,为了保护电路,变阻器应移至阻值最大处,即最左端。
(2)根据实验,电路是串联的,电压表测定值电阻两端电压,改接的电路如下图所示:
(3)根据表格数据可得定值电阻的阻值为,,,
则本实验中使用的电阻阻值为
(4)[1]根据表格数据可得,定值电阻两端电压为
[2]根据表格数据分析可知,当电阻一定时,电压变为原来的多少倍,电流也变为原来的多少倍,因此可得结论为: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。
[3]根据表格数据分析可知,电流与电阻的乘积不变,且当电阻变大时,电流变小,因此可得结论为:电压一定时,通过导体的电流与其电阻成反比。
[4]将20Ω的电阻接入电路进行实验,根据串联分压原理可得
解得,因此是滑动变阻器最大阻值太小,不能使电压表示数为2V。
23.某小组想进一步探究“导体的电阻与导体长度的关系”。他们按图甲连接了部分电路。将固定在木板上长为15cm的铅笔芯作为研究对象,并标记为等长的五段,a、f为铅笔芯的两个端点,中间四点分别标记为b、c、d、e。
(1)为使滑动变阻器的滑片P向D端滑动时电流表的示数增大。需用一根导线将电源的正极接线柱与滑动变阻器的 接线柱连接;
(2)将电路连接完整后,把线夹夹在f点,闭合开关,发现无论如何调节滑动变阻器,电压表和电流表始终无示数。用一根导线检测电路故障,将导线的两端接在开关两端的接线柱上时,电压表和电流表仍无示数;再将导线的两端接到滑动变阻器接入电路的两接线柱上时,电压表和电流表均有示数。若电路中只有一处元件故障,则故障是 ;
(3)该小组排除故障后继续实验,闭合开关后快速记录电流表和电压表的示数,然后立即断开开关。电流表的示数如图乙所示,该读数为 A。调节滑动变阻器,多次测量并计算出电阻的平均值;
(4)将线夹分别夹在e、d、c、b点,重复步骤(3),得到铅笔芯接入长度l和对应的铅笔芯接入电阻的阻值R的数据,如表所示:
线夹位置
b
c
d
e
f
铅笔芯接入长度l/cm
3
6
9
12
15
铅笔芯接入电阻的平均值R/Ω
2.0
4.0
5.9
8.0
10.0
①请在坐标纸上描点,并画出铅笔芯接入电阻的平均值R和铅笔芯接入长度l的关系图像 ;
②由图像可得实验结论:在材料和横截面积一定时, ;
(5)该小组又将15cm长的铅笔芯全部接入电路,闭合开关,然后用大功率吹风机对其吹热风,发现电流表示数逐渐变大,说明铅笔芯电阻与 有关。
【答案】(1)B
(2)滑动变阻器断路
(3)0.26
(4) 铅笔芯的电阻与长度成正比
(5)温度
【详解】(1)若使滑动变阻器的滑片P向D端滑动时电流表的示数增大,滑动变阻器阻值变小,则B接线柱必须接入电路,故需用一根导线将电源的正极接线柱与滑动变阻器的B接线柱连接,如下图。
(2)将导线的两端分别接到开关两端的接线柱上时,电压表和电流表仍无示数,电路是断路,将导线的两端分别接到滑动变阻器接入电路的两接线柱上时,电压表和电流表均有示数,电路是通路,故与导线并联的部分断路,若电路中只有一处元件故障,则故障是滑动变阻器断路。
(3)电流表的示数如图乙所示,使用的是小量程,分度值为0.02A,该读数为0.26A。
(4)[1]根据数据描点画图,如下图:
[2]通过分析图象是过原点的倾斜直线,可得实验结论:在材料和横截面积一定的条件下,导体的电阻与长度成正比。
(5)闭合开关,然后用大功率吹风机对铅笔芯吹热风,发现电流表示数逐渐变大,说明温度升高,铅笔芯电阻变小了。
24.某同学利用滑动变阻器、电阻箱、电压表、电压恒定的电源、开关等器材设计了测量电阻的实验电路,如图所示。
(1)请补充主要实验步骤:
①按电路图连接电路,将滑动变阻器的阻值调到最大端。
②闭合, ,记录电压表的示数。
③闭合, ,使电压表的示数仍为。
④记录电阻箱的阻值。
(2)待测电阻的阻值 。(用测量量表示)
【答案】(1) 开关S2与触点2闭合 开关S2与触点1闭合,调节电阻箱
(2)
【详解】(1)[1][2]由电路图可知,将滑动变阻器的阻值调到最大端,闭合S1,开关S2与触点2闭合,此时滑动变阻器与待测电阻串联,电压表测滑动变阻器两端电压,记录电压表的示数U;闭合S1,开关S2与触点1闭合,此时滑动变阻器与电阻箱串联,电压表测滑动变阻器两端电压,此时根据串联分压,调节电阻箱,使电压表的示数仍为U,则待测电阻的值与电阻箱的阻值相同。
(2)由实验步骤可知,当待测电阻与滑动变阻器串联时,电压表测滑动变阻器两端电压,当电阻箱与滑动变阻器串联时,电压表仍测滑动变阻器两端电压,且示数不变,根据串联分压可知,待测电阻的阻值等于电阻箱的阻值,即。
25.探究电流与电压、电阻的关系,器材有:电源(恒为4V)、电压表、电流表、电阻R(5Ω、10Ω、20Ω)、滑动变阻器(20Ω,2A)、开关、导线若干。
序号
电压U/V
电流I/A
1
1.0
0.20
2
1.5
0.30
3
0.40
(1)闭合开关前,将滑动变阻器滑片P移到最 端,起到 的作用;
(2)闭合开关后,电流表有示数,电压表无示数,经检查电表完好,则电路故障可能是 。排除故障,继续实验;
(3)探究电流与电压的关系,实验数据如表,其中第3次实验的电压表示数如图乙所示,为 V。分析数据可得:电阻不变时,电流跟电压成 ;
(4)探究电流与电阻的关系,将5Ω电阻接入电路,记录电流表示数为0.3A;将电阻更换为10Ω,移动滑片直至电压表示数为 V,记录电流表示数;再将电阻更换为20Ω,发现无法完成实验。从本实验可行性与安全性考虑,应控制电阻两端的电压范围为 。
【答案】(1) 左 保护电路
(2)电阻R短路
(3) 2.0 正比
(4) 1.5
【详解】(1)[1][2]在闭合开关前,为保护电路,应将滑动变阻器滑片P移到阻值最大处。观察可知,当滑片P移到最左端时,接入电路的电阻丝最长,电阻最大,起到保护电路的作用。
(2)闭合开关后,电流表有示数,这表明电路是通路;而电压表无示数,且电表完好。因为电流表有示数说明电路不存在断路,电压表无示数说明与电压表并联的部分短路,所以电路故障可能是电阻R短路。
(3)[1]如图乙所示,电压表用的小量程,分度值为,则电压表示数为。
[2]分析表格中的数据,当电阻保持不变时,随着电压的变化,电流也相应变化,且的值始终不变,即
这符合正比例函数的特征,所以可以得出:电阻不变时,电流跟电压成正比。
(4)[1]探究电流与电阻的关系,要控制电阻两端电压一定;当定值电阻接入时,电流表示数为,则此实验不变的电压值为
[2]根据串联电路分压规律可知,即若方程左边为一定值,故右边也为一定值,当变阻器连入电路的电阻最大时,此时对应的定值电阻应最大,此时有
解得电阻两端电压,此为定值电阻的最小分压。
因为电流表量程为0∼0.6A,当电流最大时,即时,电路中电阻最小,定值电阻两端电压最大
又因为电压表的量程是0∼3V,所以根据电压表量程确定的定值电阻两端的电压最大值也是3V。
故应控制电阻两端的电压范围为。
26.已知滑动变阻器的最大阻值为,小灯泡正常发光时的电压为,利用如图所示的电路,也可测出小灯泡正常发光时的电阻。请完成下列实验步骤。
(1)闭合开关S、,调节的滑片,使电压表的示数为。
(2)接着保持的滑片位置不动,再断开开关,闭合,移动的滑片直到电压表示数也是。
(3)将的滑片调至最左端,记下电压表示数;将的滑片调至最右端,记下电压表示数为,小灯泡正常发光时的电阻表达式= (用、、和表示)。
【答案】
【详解】在(1)中,灯泡与变阻器R1串联,电压表测灯泡L两端的电压,调节R1的滑片使灯泡正常发光,
在(2)中,变阻器 R1与变阻器R2串联,电压表测变阻器R2两端的电压,移动变阻器R1,使电压表不变,根据等效替代的方法,此时 R2=R灯,
在(3)中,将R1的滑片P调至最左端,R1连入电路中的电阻为0,电压表的示数为U1,即为电源电压;再将 R1的滑片P调至最右端,其阻值为R0,此时两变阻器串联,电压表的示数为U2,即为R2的电压,根据串联电路电压的规律
解得
根据等效替代的方法,此时 R2=R灯,小灯泡正常发光时的电阻
27.在“学习使用滑动变阻器”的实验中:
(1)连接实物时,开关应当处于 状态,滑片P应移至 位置(填A或B);
(2)开始实验后,甲同学发现无论怎样移动滑片P,灯的亮度都不变化,而且一直很暗,原因可能是 。
【答案】 断开 B 滑动变阻器连入两个下端接线柱了
【详解】(1)[1][2]连接实物时,为了保护电路,开关应当处于断开状态;滑片P位于阻值最大处,故滑片P应移B端。
(2)[3]开始实验后,甲同学发现无论怎样移动滑片P,灯的亮度都不变化,说明滑动变阻器的接入并没有遵循一上一下的原则,而一直很暗,说明电路中的电流比较小,电路中的总电阻比较大,则可能是滑动变阻器连入两个下端接线柱了。
28.伏安法测电阻
(1)实验原理: 。
(2)电路图
(3)实验过程
①根据实验电路图连接实物电路,检查电路无误后,在闭合开关前,将滑动变阻器的滑片移至 。
②闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,改变待测电阻两端的电压,并记下相应的电压表示数和电流表示数(至少三组)。
③分别计算出每组数据对应的电阻值,再计算出它们的 。
(4)滑动变阻器的作用: 。
【答案】 阻值最大处 平均值 改变待测电阻两端的电压和通过的电流;保护电路
【详解】[1]用电压表测定值电阻两端的电压为,用电流表测定值电阻的电流为,则未知电阻的阻值为
[2]为保护电路安全,在开关闭合前,将滑动变阻器的滑片移至阻值最大处。
[3]为减小实验误差,采用多次实验取平均值的方法减小误差。
[4]为了得到多次实验数据,移动滑动变阻器的滑片改变待测电阻两端的电压和通过的电流,同时利用滑动变阻器分压限流的作用,保护电路安全。
29.图甲是小罗设计的测量待测电阻阻值的电路图(电源电压保持不变)。
(1)闭合开关S和,调节 (选填“R”或“”),使电压表的示数为2V,断开全部开关。
(2)闭合开关S和,调节 (选填“R”或“”),使电压表的示数仍为2V,此时电阻箱接入电路中的阻值如图乙所示,则待测电阻= Ω。
【答案】(1)R
(2) 50
【详解】(1)闭合开关S和,待测电阻和滑动变阻器串联,电压表测量待测电阻两端的电压,调节R,使电压表的示数为2V,断开全部开关。
(2)[1][2]闭合开关S和,电阻箱和滑动变阻器串联,电压表测量电阻箱两端的电压,调节R0,使电压表的示数仍为2V,此时电阻箱接入电路中的阻值如图乙所示,为50Ω,根据等效替代法可知,则待测电阻=50Ω。
30.“探究影响导体电阻大小的因素”的实验装置如图所示,在实验中使用四根电阻丝,其中A是锰铜合金丝,B、C和D是镍铬合金丝,A、B电阻丝横截面积一样且比C粗,C、D电阻丝横截面积一样。
(1)实验中通过观察 比较电阻丝电阻的大小。
(2)将编号为A、B的电阻丝分别接入电路进行实验,发现接B电阻丝时,灯泡明显变暗,可得出结论:导体的电阻大小与导体的 有关。
(3)将编号为 的电阻丝分别接入电路进行实验,可探究导体的电阻大小与横截面积的关系。
(4)分别将编号为C、D的电阻丝接入电路进行实验,其得到的实验结论被应用到了 的工作原理中(填电学元件名称)。
(5)实验过程中某小组同学更换电阻丝后发现小灯泡亮度变化不明显,可通过串联接入 完成实验。
【答案】(1)小灯泡的亮度
(2)材料
(3)B、C
(4)滑动变阻器
(5)电流表
【详解】(1)将不同的电阻丝接入电路,电流大小不同,灯泡亮度不同,因此实验中是通过观察灯泡亮度来比较电阻大小的,这种研究问题的方法叫做转换法。
(2)A、B电阻丝的长度相同、横截面积相同,材料不同,若把A、B分别接入电路进行实验,发现接B电阻丝时,灯泡明显变暗,说明通过灯泡的电流较小,B电阻丝的电阻较大,说明导体的电阻大小与导体的材料有关。
(3)要探究导体的电阻大小与横截面积的关系,需要控制导体的材料和长度相同,改变导体的横截面积,因此应将编号为B、C的电阻丝接入电路进行实验。
(4)如果选用编号为C、D两根电阻丝进行实验,即此时电阻丝的材料和横截面积相同,但长度不同,从而得出结论:在导体的材料和横截面积相同时,导体长度越长,电阻越大,该结论被实际应用到了滑动变阻器的工作原理中,滑动变阻器是通过移动滑片改变接入电路中电阻丝的长度来改变电阻大小的。
(5)发现小灯泡的亮度变化不明显,则电路的电流变化较小,由于电流表能精确测量电流的大小,所以可在电路中串联一个电流表代替小灯泡完成实验。
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第十四章 欧姆定律(实验题30道)
1.在“探究电阻一定时电流与电压的关系”的实验中,小明连接了图甲所示的电路,其中定值电阻。
(1)请用笔画线代替导线将图甲所示的电路连接完整,要求滑动变阻器滑片向左移动时电流表示数变大 。
(2)小明测量并记录了几组电压和电流值,如下表。最后一次实验中电流表的示数如图乙所示,此时电流为 A。
电压U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
电流I/A
0.10
0.20
0.30
0.40
(3)请在图丙中画出上表各组数据对应的点,并作出图像 。
(4)小明认为还需更换不同阻值的定值电阻重复上述操作,你认为这么做的目的是: 。
2.物理社团活动时,小石同学利用下面的器材探究探究“电流与电阻的关系”。电源电压恒为3V。
(1)闭合开关前,将滑动变阻器的滑片P移动到最 (选填“左”或“右”)端,起保护电路的作用。
(2)闭合开关,发现电压表有示数,电流表无示数,则故障是 。
(3)排除故障后,小石同学先用一个定值电阻R进行实验,调节滑动变阻器,使电压表示数为2V,记录此时R和电流I的值;当R的电阻由5Ω更换为10Ω时,闭合开关后,滑动变阻器的滑片应向 (选填“左”或“右”)端滑动;若实验中R的阻值分别是5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω,为了保证完成实验,则滑动变阻器的阻值至少是 Ω;
(4)小石同学研究并绘制了实验过程中“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,如图乙,其中反映电流与总电阻关系的是 (选填“a”、“b”或“c”),
3.小明练习使用滑动变阻器“改变电路中的电流”和“控制电阻两端的电压”,提供的器材有:电源、电流表、电压表、滑动变阻器R、灯泡L、开关及导线若干.
(1)小明连接的图甲电路中存在连线错误,只需改动一根导线,即可使连线正确.请在接错的导线上打“×”,并用笔画线代替导线画出正确的接法 ;
(2)连接电路时,开关S应处在 状态,滑动变阻器的滑片P应置于 端;
(3)正确连接电路后闭合开关,在移动滑动变阻器滑片时,两电表的示数突然都变为零,则电路故障可能为 ;
A.滑动变阻器R短路 B.滑片P接触不良 C.灯泡L短路 D.灯泡L断路
(4)若想电流表的示数增大,则滑片P应向 移动(“右”或“左”).
4.伏安法测量电阻
(1)实验原理: ;
(2)实验器材:学生电源、 、 、 、开关、导线、待测电阻;
(3)实验电路图如图所示。
5.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 。
6.在探究“电阻一定时,导体中的电流与电压关系”的实验中,某同学连接了如图甲所示的电路。
(1)闭合开关前,检查电路时,该同学发现有接线错误,请在图甲中接错的导线上打“×”并画线把它改到正确的位置上 (只需改接一根导线);
(2)之后,该同学测得的实验数据如表。第5次数据电流表如图乙所示,请将电流表示数填入表格 ;
数据序号
1
2
3
4
5
6
电压
0.4
0.8
1.2
1.6
2.0
2.4
电流
0.07
0.15
0.22
0.24
0.44
(3)把表中数据在图丙的坐标系中描点并画出电流与电压的关系图线 。分析数据可以初步得出结论: 。
7.在“探究电流跟电压的关系”的实验中:
(1)用笔画线代替导线将图甲中的电路连接完整,要求实验过程中滑动变阻器的滑片P从右向左移动时,电压表示数变大 。(导线不能交叉)
(2)在实验操作过程中保持 不变,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片P做了三次实验,数据如下表所示。请根据表中的数据在图乙中画出图像 。多次实验的目的是 。
实验次序
1
2
3
电压U/V
1.0
2.0
2.5
电流I/A
0.11
0.20
0.26
(3)对实验数据进行分析,归纳出的结论是: 。
8.某小组同学利用如图所示的实验电路测量待测电阻的阻值。电源电压未知且恒定不变,的阻值已知,实验步骤如下。
(1)断开开关 ,闭合开关 ,测出通过定值电阻的电流。
(2)断开开关 ,闭合开关 ,测出通过待测电阻的电流。
(3)则待测电阻= (用已知量符号表示)。
9.课余时间同学们开展对“液体的电阻大小与哪些因素有关”的讨论。
猜想一:液体的电阻大小可能与液体的温度有关。
猜想二:液体的电阻大小可能与液体的浓度有关。
猜想三:液体的电阻大小可能与液体的体积有关。
于是他们利用两端接有金属接线柱的玻璃管。
干电池、一个开关、酒精灯、火柴、导线等器材进行实验探究:
(1)如图是同学们连接的实验电路,图中虚线框内还需要添加的仪器是 。为探究猜想一,则接下来该进行的操作是 。若观察到 ,则说明液体的电阻与温度有关;
(2)在探究猜想二时,为了改变盐水的浓度,应向塑料管中添加 (选填“盐”或“清水”)更好一些。
10.实验小组用伏安法测量小灯泡正常发光时的电阻,连接了如图甲所示的电路,小灯泡的额定电压为2.5V,电源电压恒定。
(1)连接电路时开关应处于 状态;
(2)连接好电路后,闭合开关,发现电流表无示数,电压表接近电源电压,故障可能是 ;
(3)小灯泡正常发光时,电流表的示数如图乙所示,此时小灯泡的电阻是 Ω(结果保留一位小数);
(4)小组同学计划用该装置测量某定值电阻阻值时,发现电压表损坏,于是设计了如图丙所示的电路,测出了Rx的阻值。电源电压不变,滑动变阻器的最大阻值为R0,a、b为滑动变阻器两端点,实验步骤如下:
①将滑片移到a端,闭合开关S,读出电流表的示数,记为;
②将滑片移到b端,闭合开关S,读出电流表的示数,记为;
③计算待测电阻Rx。
你认为该方案可行吗?若可行,请用、和R0表示出Rx;若不可行,请提出改进方案 、 。
11.“探究影响导体电阻大小的因素”的实验装置如图所示,在实验中使用四根电阻丝,其材料、规格及实验证据如下表所示。
编号
材料
长度/m
横截面积/mm2
灯泡亮度
A
锰铜合金
0.5
0.8
亮
B
镍铬合金
0.5
0.8
较亮
C
镍铬合金
0.5
0.4
较暗
D
镍铬合金
1.0
0.4
更暗
(1)实验中通过观察 比较电阻丝电阻的大小,这种研究方法叫 法。
(2)分别将编号为 的电阻丝接入电路进行实验,可得出结论:导体的电阻大小与导体的材料有关。
(3)分别将编号为B、C的电阻丝接入电路进行实验,根据实验现象可得出结论是:在导体的材料相同、长度也相同时, 。
(4)分别将编号为C、D的电阻丝接入电路进行实验,其得到的实验结论被实际应用到了 的工作原理中。(选填“电流表”、“电压表”、“滑动变阻器”或“电磁铁”)
(5)实验过程中小组同学更换电阻丝后发现小灯泡亮度变化不明显,请你对实验电路的设计提出改进意见: 。
12.用“伏安法”测量定值电阻Rx阻值的实验中,某同学设计的部分电路如图甲所示。
(1)请把图甲中电路补充完整(要求滑动变阻器滑片向左移动时电压表示数变小);
(2)该同学连接好电路,闭合开关后发现电流表无明显示数,电压表有较大示数,近似为电源电压,故障原因可能是 ;
(3)没有电压表,只有电流表也能测出定值电阻。Rx的阻值。图乙是该同学设计的另一种实验电路图,R0是已知阻值的电阻,S是单刀双掷开关,电源电压为U。实验的步骤如下:
①把S和触点“1”接触,移动滑动变阻器的滑片到某一位置(不在最左端),读出电流表的示数为I1;
②把S和触点“2”接触, ,读出电流表的示数为I2;
③则测出的定值电阻阻值Rx= (用已知量和测量量的字母表示)。
13.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。
14.图甲是“探究电流与电压关系”的实验电路。
(1)检查发现连接的电路中有一根导线连接错误,请在图中连接错误的那根导线上打“×”,并用笔画线代替导线将电路连接正确。
(2)电路接通前,滑动变阻器的滑片应该移至最 (选填“左”或“右”)端。
(3)闭合开关后,发现电流表示数几乎为零,电压表示数接近电源电压,则故障可能是定值电阻发生 (选填“短路”或“断路”)。
(4)排除故障后,闭合开关,改变滑动变阻器滑片的位置,记录实验数据如下表。表中空白处电压值如图乙所示,为 V,根据表中数据可得结论:电阻一定时,通过导体的电流跟导体两端的电压成 (选填“正比”或“反比”)。
实验次数
1
2
3
4
5
电压U/V
0.6
1.2
1.8
3.0
电流I/A
0.12
0.24
0.36
0.48
0.60
15.在“测量额定电压为2.5V的小灯泡正常发光时的电阻”实验中,实验器材有两节新干电池、电流表、电压表、滑动变阻器、开关和若干导线。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的电路连接完整 (要求:当滑片P向右移动时,小灯泡变暗);
(2)连接好电路并正确检查电路后,闭合开关S,发现小灯泡不亮,电流表和电压表均有较小示数,造成这一现象的原因可能是 (填选项);
A.小灯泡短路 B.小灯泡断路
C.滑动变阻器短路 D.小灯泡的实际功率太小
(3)正确进行实验,移动滑片P,使电压表示数为 V,小灯泡正常发光,观察到此时电流表示数如图乙所示,为 A,则小灯泡正常发光时的电阻为 Ω(结果保留一位小数);
(4)通过移动滑片P,进行多次测量并记录数据,绘制出小灯泡的图像如图丙所示。小灯泡的图像不是一条直线的原因是小灯泡的电阻受 的影响;
(5)因实验中电流表出现故障,同学们交流后选用一个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,设计了如图所示的实验电路,测出了已知额定电压为的小灯泡正常发光时的电阻,请将实验步骤补充完整:
①闭合开关,将开关拨到触点2,移动滑片P直至电压表示数为;
②保持滑片P不动,再将开关拨到另一触点1,读出电压表示数为;
③小灯泡正常发光时的电阻的表示式: (用、、表示)。
16.科学探究小组连接了图甲所示的电路,测量定值电阻的阻值。电源电压恒为6V,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V,的阻值约为8Ω,滑动变阻器有(a:“25Ω 2A”和b:“20Ω 0.2A”)两种规格。
(1)连接电路时,应选择的滑动变阻器是 (选填“a”或“b”)。
(2)甲图连接的电路有一处错误,请把接错的那一根导线找出来打“×”,用笔画线代替导线画出正确的连接(只改接一根导线)。
(3)正确连接导线后,滑片P移至某处,此时电压表示数为2.6V,电流表示数如图乙所示为 A,本次测得的阻值为 Ω(精确到0.1Ω)。通过移动滑片P测得多组实验数据,计算出的平均值,这样做是为了 (选填字母符号)。
A.寻找普遍规律 B.减小误差
(4)该探究小组还设计了如图丙所示的电路,利用阻值为的定值电阻和电流表等器材,测量的阻值,经检查无误后进行实验。电源电压未知且保持不变,请将实验过程补充完整:
①只闭合开关 ,电流表的示数记为;
②闭合开关,电流表的示数记为;
③用已知量和测量量写出的阻值表达式: 。
17.在“伏安法测量电阻”的实验中,某小组的实验过程如下,请回答:
实验次数
U/V
I/A
1
5
0.2
2
10
0.4
3
12
0.5
(1)上面所连的实物图有一条导线连错,请在错误的导线上画“×”,同时补画出正确的连线。
(2)电路改正后,闭合开关,通过调节滑动变阻器的滑片收集到如上表的实验数据,请写出处理数据得出结论的过程。
(3)现有一个额定电压为3.8V的小灯泡,在无电压表的情况下,小明补充一个已知电阻和两个开关,设计了测量此小灯泡正常发光时电阻的实验方案,请帮助他完成实验。所设计的电路图:
简要实验步骤:(用相应字母表示所测出的量)
①闭合开关S和,调节滑动变阻器的滑片,使电流表的示数为 。
② ,直接读出电流表示数为I。
③小灯泡电阻的表达式: 。
18.如图是某小组同学“探究影响导体电阻大小的因素”的实验装置,所选6根电阻丝的规格及数据如表所示。
编号
材料
长度
横截面积
电流/A
铜丝
镍铬合金
镍铬合金
镍铬合金
镍铬合金
0.5S
镍铬合金
2S
(1)连接电路时,开关S应当 ,在M、N之间分别接上不同的导体,则通过观察 来比较导体电阻的大小;
(2)分别将编号为 的电阻丝接入电路进行实验,可得出结论:导体的电阻大小与导体的材料有关;
(3)分别将编号为D、E、F的电阻丝接入电路进行实验,可得出结论:导体的电阻大小与导体的 有关;
(4)小灯泡在电路中的主要作用是: 。
19.如图所示,小铬用“伏安法”测量定值电阻的阻值。
(1)请用笔画线代替导线将图甲中的实物连接完整。
(2)连接电路时,开关应 ,滑动变阻器的滑片应移至 (选填“A”或“B”)端。
(3)闭合开关,电压表示数接近电源电压,电流表示数接近于零,无论怎样调节滑动变阻器滑片,两表示数几乎不变,故障可能是 。
(4)某次测量时,电压表示数如图乙所示,为 V,电流表示数为0.22A,则所测电阻Rx为 Ω。
(5)实验中,通过移动滑片进行多次测量的目的是 。
20.在“探究电流与电压的关系”的实验中,图甲为小明设计的电路:
(1)请用笔画线代替导线,在图甲中完成电路连接,要求滑片P向右端滑动时,电流表的示数变大;
(2)小明在连接电路前发现电流表指针位置如图乙所示,则应该 。连接好电路后闭合开关,发现电流表指针又处于图乙位置,原因是 ;
(3)故障排除后,小明通过调节滑动变阻器的滑片P,测出电阻R两端的电压和对应的电流值,实验数据如下表,分析表中数据可以得出的结论是: ;
U/V
0.6
1.0
1.6
1.8
2.4
2.8
I/A
0.06
0.1
0.16
0.18
0.24
0.28
(4)如果小明想用此电路继续探究“电流与电阻的关系”,每次更换电阻后,接下来的操作是 。
21.在“探究电流与电压的关系”实验中,电源电压恒定,滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整,要求滑片P向B端移动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大。
(2)连接电路时,开关应处于 状态;如果此时电流表有示数,应该对电流表进行 。
(3)正确连接电路,闭合开关后,发现电流表有示数,电压表无示数,则电阻R可能出现的故障是 。
(4)排除故障后,调节变阻器的滑片,进行多次实验,记录数据如下表,请在图乙中画出电阻R的I-U图像 。
实验次数
1
2
3
4
电压U/V
0.5
1.0
1.6
2.0
2.5
电流I/A
0.10
0.20
0.30
0.40
0.50
分析图像后得出结论:电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成 。
(5)另一同学想将定值电阻换成小灯泡完成以上实验,这种方案是 (选填“可行”或“不可行”)的。
(6)在正确进行实验的过程中,当滑动变阻器的滑片移至某一位置时,电流表示数如图丙所示,则此时加在定值电阻R两端的电压为 V。
22.在“探究电流与电压、电阻的关系”的实验中,小明使用阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻各一个,三个开关和一些导线,规格为“20Ω 2A”的滑动变阻器,电压为4.5V的电源等器材进行探究。
【证据】
(1)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应该移至最 (选填“左”或“右”)端;
(2)检查如图所示的电路,发现有一根导线连接错误,请你在这根导线上打“×”,并用笔画线代替导线画出正确的连线;( )
(3)改正错误后,闭合开关,探究电流与电压的关系,移动滑动变阻器的滑片,得到如下数据,本实验中使用的电阻阻值为 Ω;
实验次数
1
2
3
4
电压U/V
1.0
1.5
2.0
2.5
电流I/A
0.2
0.3
0.4
0.5
(4)接着探究电流与电阻的关系,先后单独闭合开关,,,移动滑动变阻器的滑片,得到如下数据,根据数据可知,实验中通过调节滑片保持电压表示数 V;
实验次数
1
2
3
电阻/Ω
5
10
15
电流I/A
0.40
0.20
0.13
【解释】分析实验中得到的数据,可得到结论:导体电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成 比;电压一定时,通过导体的电流与其电阻成 比;
【交流】为了使实验结论更具有普遍性,在完成探究电流与电阻的关系实验后,小明将20Ω的电阻接入电路进行实验,发现实验无法完成,原因是: 。
23.某小组想进一步探究“导体的电阻与导体长度的关系”。他们按图甲连接了部分电路。将固定在木板上长为15cm的铅笔芯作为研究对象,并标记为等长的五段,a、f为铅笔芯的两个端点,中间四点分别标记为b、c、d、e。
(1)为使滑动变阻器的滑片P向D端滑动时电流表的示数增大。需用一根导线将电源的正极接线柱与滑动变阻器的 接线柱连接;
(2)将电路连接完整后,把线夹夹在f点,闭合开关,发现无论如何调节滑动变阻器,电压表和电流表始终无示数。用一根导线检测电路故障,将导线的两端接在开关两端的接线柱上时,电压表和电流表仍无示数;再将导线的两端接到滑动变阻器接入电路的两接线柱上时,电压表和电流表均有示数。若电路中只有一处元件故障,则故障是 ;
(3)该小组排除故障后继续实验,闭合开关后快速记录电流表和电压表的示数,然后立即断开开关。电流表的示数如图乙所示,该读数为 A。调节滑动变阻器,多次测量并计算出电阻的平均值;
(4)将线夹分别夹在e、d、c、b点,重复步骤(3),得到铅笔芯接入长度l和对应的铅笔芯接入电阻的阻值R的数据,如表所示:
线夹位置
b
c
d
e
f
铅笔芯接入长度l/cm
3
6
9
12
15
铅笔芯接入电阻的平均值R/Ω
2.0
4.0
5.9
8.0
10.0
①请在坐标纸上描点,并画出铅笔芯接入电阻的平均值R和铅笔芯接入长度l的关系图像 ;
②由图像可得实验结论:在材料和横截面积一定时, ;
(5)该小组又将15cm长的铅笔芯全部接入电路,闭合开关,然后用大功率吹风机对其吹热风,发现电流表示数逐渐变大,说明铅笔芯电阻与 有关。
24.某同学利用滑动变阻器、电阻箱、电压表、电压恒定的电源、开关等器材设计了测量电阻的实验电路,如图所示。
(1)请补充主要实验步骤:
①按电路图连接电路,将滑动变阻器的阻值调到最大端。
②闭合, ,记录电压表的示数。
③闭合, ,使电压表的示数仍为。
④记录电阻箱的阻值。
(2)待测电阻的阻值 。(用测量量表示)
25.探究电流与电压、电阻的关系,器材有:电源(恒为4V)、电压表、电流表、电阻R(5Ω、10Ω、20Ω)、滑动变阻器(20Ω,2A)、开关、导线若干。
序号
电压U/V
电流I/A
1
1.0
0.20
2
1.5
0.30
3
0.40
(1)闭合开关前,将滑动变阻器滑片P移到最 端,起到 的作用;
(2)闭合开关后,电流表有示数,电压表无示数,经检查电表完好,则电路故障可能是 。排除故障,继续实验;
(3)探究电流与电压的关系,实验数据如表,其中第3次实验的电压表示数如图乙所示,为 V。分析数据可得:电阻不变时,电流跟电压成 ;
(4)探究电流与电阻的关系,将5Ω电阻接入电路,记录电流表示数为0.3A;将电阻更换为10Ω,移动滑片直至电压表示数为 V,记录电流表示数;再将电阻更换为20Ω,发现无法完成实验。从本实验可行性与安全性考虑,应控制电阻两端的电压范围为 。
26.已知滑动变阻器的最大阻值为,小灯泡正常发光时的电压为,利用如图所示的电路,也可测出小灯泡正常发光时的电阻。请完成下列实验步骤。
(1)闭合开关S、,调节的滑片,使电压表的示数为。
(2)接着保持的滑片位置不动,再断开开关,闭合,移动的滑片直到电压表示数也是。
(3)将的滑片调至最左端,记下电压表示数;将的滑片调至最右端,记下电压表示数为,小灯泡正常发光时的电阻表达式= (用、、和表示)。
27.在“学习使用滑动变阻器”的实验中:
(1)连接实物时,开关应当处于 状态,滑片P应移至 位置(填A或B);
(2)开始实验后,甲同学发现无论怎样移动滑片P,灯的亮度都不变化,而且一直很暗,原因可能是 。
28.伏安法测电阻
(1)实验原理: 。
(2)电路图
(3)实验过程
①根据实验电路图连接实物电路,检查电路无误后,在闭合开关前,将滑动变阻器的滑片移至 。
②闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,改变待测电阻两端的电压,并记下相应的电压表示数和电流表示数(至少三组)。
③分别计算出每组数据对应的电阻值,再计算出它们的 。
(4)滑动变阻器的作用: 。
29.图甲是小罗设计的测量待测电阻阻值的电路图(电源电压保持不变)。
(1)闭合开关S和,调节 (选填“R”或“”),使电压表的示数为2V,断开全部开关。
(2)闭合开关S和,调节 (选填“R”或“”),使电压表的示数仍为2V,此时电阻箱接入电路中的阻值如图乙所示,则待测电阻= Ω。
30.“探究影响导体电阻大小的因素”的实验装置如图所示,在实验中使用四根电阻丝,其中A是锰铜合金丝,B、C和D是镍铬合金丝,A、B电阻丝横截面积一样且比C粗,C、D电阻丝横截面积一样。
(1)实验中通过观察 比较电阻丝电阻的大小。
(2)将编号为A、B的电阻丝分别接入电路进行实验,发现接B电阻丝时,灯泡明显变暗,可得出结论:导体的电阻大小与导体的 有关。
(3)将编号为 的电阻丝分别接入电路进行实验,可探究导体的电阻大小与横截面积的关系。
(4)分别将编号为C、D的电阻丝接入电路进行实验,其得到的实验结论被应用到了 的工作原理中(填电学元件名称)。
(5)实验过程中某小组同学更换电阻丝后发现小灯泡亮度变化不明显,可通过串联接入 完成实验。
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