内容正文:
期末冲刺 (实验题30道)
1.小明按如图所示电路进行“探究串联电路电压的特点”实验。
UAB/V
UBC/V
UAC/V
1.3
1.2
2.5
(1)在连接电路过程中,开关S应该处于 状态;
(2)实验中应选择规格 (选填“相同”或“不同”)的灯泡;
(3)测完灯泡L1两端的电压后,保持电压表的B连接点不动,将A连接点改接到C连接点上,测量灯泡L2两端的电压。他不能测出灯泡L2两端的电压,原因是 ;
(4)小明分别测出AB、BC、AC间的电压并记录在如表格中,分析实验数据直接得出结论:串联电路两端的电压等于串联电路中各部分电路两端的电压之和。小组同学讨论后作出评价:这样得出的结论是 (选填“合理”或“不合理”)的,理由是 。
2.如图甲是小明测量小灯泡电阻的电路,电源电压恒为6V,小灯泡上标有“2.5V”的字样。
(1)请用名画线代替导线,将甲图中的电路补充完整,要求导线不交叉 ;
(2)电路连接完成后闭合开关,发现电流表有示数、电压表无示数、小灯泡不亮,出现此现象的原因可能是 ,(写出一种原因即可)
(3)排除故障后,实验测量数据如下表,第4次实验时电流表示数如图乙为 A;由表中数据可判断小明实验时选用的滑动变阻器是 (选填序号:①“20Ω;1A”②“50Ω;1A”);
(4)小明测量第4组数据后,要测量小灯泡正常发光时的电阻,滑动变阻器的滑片应向 (选填“左”或“右”)滑动;
序号
1
2
3
4
电压U/V
0.5
1
1.5
2
电流I/A
0.16
0.2
0.24
(5)此时他发现电流表损坏,于是设计了如图丙的电路也测出了小灯泡正常发光时的电阻,已知定值电阻R0阳值为5.4Ω。实验步骤如下:
①闭合开关S0,单刀双掷开关S接1,移动滑动变阻器滑片P,使电压表示数为 V;
②保持有片P位置不变,将开关S接2,电压表示数如图丁,则小灯泡正常发光时的电阻RL= Ω。
3.物质的吸热性能
实验器材
两个相同的烧杯、水、食用油、两个规格相同的电加热器、两支相同的温度计、秒表、天平等
实验装置
实验步骤
(1)在两个相同的烧杯中分别加入 相同的水和食用油;
(2)用温度计测量加热前水和食用油的初始温度;
(3)用 规格的电加热器加热;
(4)让水和食用油升高相同的温度,记录并比较加热时间
分析与论证
分析:对质量相同的水和食用油加热,使水和食用油升高相同的温度,对 加热的时间更长。
实验结论:质量相同的不同物质,升高相同的温度,吸收的热量一般 ;质量相同的不同物质,吸收相同的热量,升高的温度一般
4.小明用如图甲所示的实验器材探究“电流与电阻的关系”。电源电压恒为3V,滑动变阻器上标有“20Ω;2A”字样,阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω、50Ω的定值电阻各一个。
(1)小明连接的电路如图甲,检查电路发现有一处连接错误,将连接错误的导线画“×” ;
(2)排除错误后,小明将5Ω定值电阻接入电路,闭合开关后,发现电流表有示数,而电压表无示数,则电路中的故障可能是 (写出一种);排除故障后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,使电流表的示数如图乙所示,此时电路中的电流为 A;
(3)将5Ω定值电阻换成10Ω定值电阻,闭合开关,为了保持电压表的示数不变,应该将滑动变阻器的滑片 (填“左”或“右”)端移动,记录此时电流表的示数;
(4)将10Ω定值电阻换成20Ω定值电阻,重复步骤(3);
(5)实验记录的多组数据如下表所示,分析数据可得出结论:当电压一定时,通过导体的电流与电阻成 比;
实验次数
定值电阻(Ω)
电流表示数(A)
1
5
2
10
0.18
3
20
0.09
(6)实验结束,小明问老师在此实验中能否换用50Ω的定值电阻进行实验?老师指导小明分析了不能更换的原因。你认为其原因 ;
(7)小明用阻值未知的小灯泡替换图甲中的定值电阻,想利用图甲电路测量小灯泡的电阻,为了减小误差,小明认为应该多次测量求平均值,小明的做法是否正确? (填“是”或“否”),理由是 。
5.在“探究电荷的种类和相互作用规律”的实验中:
(1)小明发现用干燥丝绸摩擦过的玻璃棒和用干燥毛皮摩擦过的橡胶棒都能吸引纸屑,这说明它们都带了电,这种使物体带电的方式叫作 ;
(2)如图所示,将上述带电棒相互靠近,相互排斥的是图 ,相互吸引的是图 ;
(3)小明思考,除了正电荷和负电荷之外,到底有没有第三种电荷呢?他分析:如果能找到既能和上述带电玻璃棒相互吸引,又能和上述带电橡胶棒相互吸引的物体,则说明有第三种电荷存在。你认为小明的想法是否正确并说明理由: 。
6.小亮同学做测量“小灯泡的电阻”实验时,所用器材有:电源、符合实验要求的电表(均使用小量程)、开关和导线。如图(甲)是小亮同学没有连接完整的电路。
(1)本实验的实验原理是 ;
(2)请你用笔画线代替导线,将图(甲)所示的电路连接完整 ;
(3)小亮同学连好电路后,闭合开关,移动滑动变阻器滑片P,发现小灯泡始终不亮,电压表无示数,电流表有示数且随着滑片移动有明显变化,则故障可能是 ;
(4)小亮移动滑片P在某处时的电流与电压读数如图(乙)(丙)所示,则此时灯泡的电阻为 Ω;
(5)小亮继续移动滑动变阻器,通过测量的数据发现灯泡的电阻在变化,原因是 。
7.小宇用如图甲所示的电路图测量“小灯泡正常发光时的电阻”,选用的电源电压为3.0V,小灯泡的额定电压为2.5V,图乙是未连接完整的实验电路。
(1)按照电路图将图乙中的实物电路元件连接完整,要求当滑动变阻器的滑片向右滑动时,电流表的示数减小,在连接电路时,导线不能交叉 ;
(2)在连接电路过程中,开关要 ,并将滑动变阻器的滑片调到 处(选填“A”或“B”),其目的是 ;
(3)闭合开关后,缓慢移动滑动变阻器的滑片P,当电压表的示数如图丙所示时,其示数为 V;若要测得小灯泡正常发光时的电阻,滑片P应向 (选填“A”或“B”)端移动;
(4)通过移动滑动变阻器,多次测量小灯泡两端的电压和通过小灯泡的电流,画出了通过小灯泡的电流随其两端电压变化的图像,如图丁所示,在该图像中发现电流与电压不成正比,这是因为 ;
(5)小宇把最后一根导线连接完毕后,看到电压表和电流表立即有较大示数。小亮认为在实验操作中有两处操作不当,一是 ,二是 。
8.小明同学在“探究影响导体电阻大小的因素”时,他猜想可能与以下因素有关:
猜想一:导体的长度;
猜想二:导体的横截面积;
猜想三:导体的材料。
(1)为了进行验证,小明设计了如图电路:在M、N之间分别接上不同的导体,应通过观察 (选填“电流表示数”或“灯的亮度”)可以更加准确地比较导体电阻的大小;
(2)还提供了A、B、C、D四根导体,对应的材料、长度、横截面积如图所示。在验证猜想二,将导体C接入电路时比将A接入电路时,灯泡更亮,说明在材料和长度相同时,导体的横截面积越大,电阻越 ;如果选用序号为A、D的两根电阻丝进行实验,是为了验证猜想 (填序号)。
9.小明用如图甲所示电路探究“电流与电阻的关系”,其电路图如图乙所示,实验器材有:学生电源、电流表、电压表、滑动变阻器(标有“”字样)、定值电阻4个(、、、)、开关一个、导线若干。
(1)连接电路时,开关应处于 (选填“断开”或“闭合”)状态。
(2)连接好电路,将电源电压调至保持不变,滑动变阻器阻值调到最大,闭合开关,移动滑片,发现电流表无示数,电压表示数始终接近电源电压,导致这一现象的原因可能是( )(填序号)。
A.滑动变阻器断路
B.定值电阻断路
C.定值电阻短路
(3)排除故障后利用四个定值电阻进行实验,图丙曲线是根据实验数据得到的图像:其中阴影部分面积表示的物理量是 ,其值为 ;
(4)把每次实验时记录的电流值和对应变阻器的阻值,在图丙坐标系中描成点,将这些点绘成曲线,发现曲线与曲线无交点,其原因是 。
10.某实验小组用如图甲所示电路探究电流与电阻的关系。
【设计实验】实验时,应保持 两端电压一定,探究电流与电阻的关系。根据图甲实物电路在图乙虚线框中画出对应的电路图 ;
【进行实验】
(1)将5Ω的定值电阻接入电路中,闭合开关,移动滑片至适当位置,电压表的示数为2V,读出此时电流表的示数;
(2)将5Ω的电阻换成10Ω的电阻后,电压表的示数 (选填“改变”或“不变”),此时应调节滑动变阻器的滑片直至电压表的示数为 V,并读出此时电流表的示数;
(3)更换定值电阻,重复以上操作,将实验中得到的数据记录在下表中:
实验次序
1
2
3
4
电阻R/Ω
5
10
20
25
电流I/A
0.4
0.2
0.1
0.08
【分析与论证】图丙是小组根据测得的实验数据绘制的电流I随电阻R变化的图像,分析图像可知I与R的乘积 ,可得出结论: 。
11.有一种用半导体材料制成的热敏电阻,其电阻随温度变化的图像如图甲所示;
(1)热敏电阻的电阻值随温度升高而 (选填“变大”“不变”或“变小”);
(2)实验室现有两只外形完全相同的电阻,其中一只为热敏电阻,另一只为定值电阻(电阻值不随温度的变化而变化)。为了辨别它们,小明设计了如图乙的电路图。
操作:①按图连接电路;②闭合开关,点燃酒精灯加热R1;
分析:若电流表示数无变化,则电阻R1 (选填“是”或“不是”)热敏电阻;若 。
12.某同学设计实验来探究酒精和碎纸片的热值大小,如图所示,两个实验装置完全相同。
(1)在组装实验器材时,应 (填“自上而下”或“自下而上”)依次安装。
(2)为保证实验结论的可靠,以及方便比较,在保证燃料的质量相等的前提下,还应保持被加热液体的种类 、质量 (以上两空均填“相同”或“不同”),两个烧杯相同。
(3)实验过程中,应使燃料 (填“燃烧相同时间”或“全部燃烧”)后,通过比较 (填“加热时间”或“温度计升高的温度”)来比较燃料燃烧放出的热量,从而比较两种燃料热值的大小。
(4)根据实验中测得的数据,及被加热液体的比热容,算出了燃料的热值,发现结果小于燃料的实际热值,原因是 (写出一条)。
13.小明在课堂上用如下图所示的电路“探究影响导体电阻大小的因素”的实验,分别将1、2、3三段合金线(周围没有包裹绝缘材料)接入电路:
导体代号
材料
长度/m
横截面积/mm2
1
镍铬合金
1.0
0.5
2
锰铜合金
1.0
0.5
3
镍铬合金
1.0
1.0
(1)本实验通过观察 来比较导体电阻的大小;
(2)为了研究导体的电阻大小与导体横截面积是否有关,应将电阻丝 (填代号)先后接入图中电路M、N两点间进行实验;
(3)根据所给器材,小明 (选填“能”或“不能”)探究电阻大小跟导体长度的关系。
14.实验小组用伏安法测量小灯泡的电阻,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)图甲中有一根导线连接错误,请在该导线上打“×”,并用笔重新画一根正确连接的导线 ;
(2)改正错误后,闭合开关,发现电流表有示数,电压表无示数,出现该现象的原因可能是( )(填字母代号)
A.小灯泡短路 B.电流表短路 C.滑动变阻器断路
(3)移动滑片至某位置时,电压表的示数为2V,为测量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;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(保留1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,测出了的阻值。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读出滑动变阻器的最大阻值为R,则 (用、和R表示)
15.小明用如图甲所示的电路探究“影响电阻大小的因素”,图乙是备用的几种导体(A、B、C、D代表导体,S代表导体的横截面积)。请你回答以下问题:
(1)在图甲中M、N之间接入不同导体时,可通过 来判断导体的电阻大小,这种研究方法叫 法;
(2)为了探究导体的电阻与导体长度的关系,M、N之间应接入图乙中的 (选填导体的代表字母)。之所以这样做,是为了控制 相同,这种研究方法叫 法,实验可得到的结论是: ;
(3)若在M、N之间接入导体A、B可探究导体的电阻与 的关;
(4)若要探究导体的电阻与横截面积的关系,M、N之间应接入导体 (选填导体的代表字母),得到的结论是: ;
(5)实验中,如果接入M、N之间的导体电阻阻值比较接近而无法通过灯泡的亮暗判断电阻大小,你的解决办法是: ;
(6)完成上述实验后,小明进一步进行了如图丙所示的实验,他把M、N与废日光灯管中的钨丝连接,闭合开关S后,用酒精灯给钨丝加热,可以观察到电流表示数变小,这表明:温度升高,钨丝的电阻 。
16.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。
17.小明同学设计如图所示的电路探究“串联电路电压的规律”,电源由两节新干电池组成。
1.1
1.9
3.0
(1)连接好电路,闭合开关后小明发现电压表指针如图所示,原因是 。
(2)排除故障后,在测完AB间的电压后,小明为了方便操作,直接将电压表接A点的导线改接到C点,这样的操作是 (选填“可行”或“不可行”)的。
(3)在正确测完BC间的电压后,小明连接好电路准备测量AC间的电压,闭合开关后,发现只有灯泡发光,若电压表正常,则此时电压表的示数为 V。
(4)经过一系列的操作后,小明最终正确测量并将得到的数据记录在表格中,根据表格中的数据,小明发现了串联电路两端电压等于各部分电路两端电压之和的特点,于是直接得出结论,而同组的同学告诉他实验还没有结束,接下来他们要做的是 。
18.小王同学利用电路图甲对串联电路中电压的规律进行了探究。
(1)根据如图甲所示的电路图,用笔画线代替导线将如图乙所示的电路连接完整 ;
(2)设计实验方案时,实验中应选择规格 (选填“相同”或“不同”)的小灯泡;
(3)连接电路时,开关应处于 状态。正确连接电路后,闭合开关,测量灯泡两端的电压时,两灯突然熄灭,电压表示数变为0,若故障可能是由某只灯泡“短路”或“断路”引起的,则发生故障的灯泡及故障类型是 ;
(4)排除故障后,用电压表分别测出电压、和。其中第3次实验测时,电压表的示数如图丙所示,为 V。多次实验并记录数据如表。
实验次序
电压
电压
电压
1
2
3
①分析表中数据,得到初步结论: (用字母表示);
②为使结论更具有普遍性,小明将灯泡换成其他类型的用电器并多次实验。此外,还可以 ;
(5)由如图甲所示的状态改测灯泡两端的电压时,小明为节省时间,采用以下方法:电压表所接的B接点不动,只断开A接点,并改接到C接点上。小明的方法 (选填“能”或“不能”)测出灯泡两端的电压,原因是 。
19.为研究温度对导体电阻的影响,小明设计了如图所示的实验,用酒精灯对电路中的一段金属导体进行加热。该实验存在缺陷是: ,改进方法是: 。
20.小明上网了解到:手机、笔记本电脑都用到了锂离子电池,其原理是:利用电解质传导锂离子,实现充放电循环。小明思考:盐水溶液也是电解质,盐水溶液的导电性能是否与盐水浓度有关呢?帮小明设计一个具有可操作性的实验方案进行判断。
21.某同学利用如图所示的电路测量一待测电阻的阻值,图中电源电压恒为6V,滑动变阻器的最大阻值为。
(1)正确连接电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移至 端(选填“A”或“B”);
(2)实验过程中向左移动滑片P,电压表的示数 (选填“变大”“变小”或“不变”);
(3)实验中测量多组电压和电流值的目的是 ;
(4)若为,在保证电路安全的情况下,滑动变阻器连入电路的阻值范围是 。
22.在“探究串联电路电压的特点”活动中:
2.6
1.8
4.4
(1)如图甲所示,连接电路时,开关应该 ;实验中应选择规格 (选填“相同”或“不同”)的小灯泡。
(2)如图甲所示,在测两端电压时,闭合开关,发现电压表示数为零,原因可能是 (写出一种即可)。
(3)某同学观察图甲的实验设计后认为:用一个电压表分别测量两端的电压和两端的电压时,需要对电路进行拆接。为了不反复拆接电压表,他加了一个电压表并设计了图乙所示的电路。他的思路是:闭合开关S和,电压表V测两端的电压;闭合开关S和,电压表V测两端的电压;电压表测量电源两端的电压。这种设计思路是 的,原因是 。
(4)小明分别测出AB、BC、AC间的电压并记录在上面表格中,分析实验数据得出结论:串联电路总电压等于各部分电路两端电压之和。请对小明的做法进行评价:根据一次实验得出的结论不具有 。改进方法是 。
23.用伏安法测量一热敏电阻的阻值随温度的变化关系。将热敏电阻置于温度控制室中,记录不同温度下电压表和电流表的示数,计算出相应的热敏电阻阻值。
(1)某一温度下,两电表的示数如图甲所示,则电压表的读数为 V,电流表的读数为 mA,该温度下热敏电阻阻值为 kΩ。
(2)实验得到该热敏电阻阻值R随温度t变化的曲线如图乙所示,据图可知,在温控室内温度由10℃升高到60℃的过程中,热敏电阻的阻值 (填“增大”、“减小”或“不变”);将热敏电阻从温控室中取出后握在手心,达到热平衡后测得热敏电阻为1.4kΩ,由图乙可知此时手心温度为 ℃。
(3)利用该热敏电阻制作火灾报警器,其电路的一部分如图丙所示。E为10V的电源;当R2两端的输出电压达到或超过6V时,便触发报警器(未画出)报警。若要求开始报警时环境温度为50℃,则 (填“R1”或“R2”)是热敏电阻,另一定值电阻的阻值为 kΩ。
24.某兴趣小组用如图所示的液体电阻演示装置来探究影响电阻大小的因素。装置中的储存容器内装有同种导电液体,通过调节可移动电极板可以改变注射器内导电液体的长度。电源电压恒定不变,R为阻值未知的定值电阻。
L/cm
1
2
3
4
5
I/mA
4.2
3.1
3.0
2.6
2.3
(1)在连接电路时,应 开关,该装置中电阻R的作用是 。
(2)该小组通过实验得到左边注射器中的电流与导电液体长度的关系如上表所示。分析可知,液体的电阻和液体长度的关系为:在材料和横截面积相同时,液体的长度越长,液体的电阻越 ,实验中采用的研究方法是转换法和 法。
(3)实验过程中当两个注射器中的液柱长度相同时,发现电流表的示数 (选填“大于”“小于”或“等于”)电流表的示数,由此得到的结论是:在材料和长度相同时,液体的横截面积越大,电阻越 。
(4)若还想探究液体的电阻和材料的关系,只需在其中一个储存容器中更换 即可。
25.小明在探究串联电路中各处电流的关系时,设计实验电路图如图甲所示。
(1)在连接电路时,开关应该 ;
(2)小明在闭合开关前发现电流表指针如图乙所示,接下来他应该 ;
(3)解决问题后,小明按图甲电路换用不同规格灯泡做了三次实验,每次实验都用同一电流表分别测出A、B、C三个位置的电流并记录在下表中;
实验次数
A处的电流
B处的电流
C处的电流
1
0.2
0.2
0.2
2
0.3
0.3
0.3
3
0.4
0.4
①上述表格设计中存在的问题是 ,第3次实验B处电流表的示数如图丙所示为 A;
②由实验数据可得出结论:在串联电路中, 。
(4)本实验需要反复更换用电器重复实验,比较麻烦,请你针对此问题,提出改进意见: 。
26.小明家的苹果喜获丰收,他用一块铁片、一块铜片和一个苹果制作了一个苹果电池。他猜想铜片是苹果电池的正极,为了验证猜想,于是他选择一只电压表、一个开关、若干导线,设计实验进行验证,其实验操作如下:
(1)将铜片、铁片插入苹果,用导线将电压表的正接线柱与开关相连后再与铜片相连,负接线柱与铁片相连,接下来的操作是: 。
(2)若 ,则说明铜片是苹果电池的正极。
27.小易用如图所示的电路探究并联电路中的电流规律。
(1)图甲是小易设计的电路图,图乙是他根据图甲连接的测量A处电流的实物电路,请用笔画线代替导线帮他将电路补充完整。
(2)实验过程中,若突然熄灭,亮度不变,则电路中可能出现的故障是 。
(3)小易将图乙电路中右侧的a导线与电流表“0.6”接线柱相连的那一端改接到“-”接线柱上,其他都不动。他这样连接的目的是想测通过 (选填“干路”“”或“”)的电流,请评价其可行性并说明理由: 。
(4)纠正错误后,小易测出A、B、C三处的电流值,由此得出结论:在并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,且各支路的电流相等。这个实验在设计方案上存在的不足之处是 。
28.探究电功率大小与什么因素有关
(1)探究电功率与电压的关系
①实验设计:根据控制变量法,为保证通过用电器的电流相同,应将电路设计为串联电路。
②实验器材:灯泡(2.5V 0.3A)、灯泡(3.8V 0.3A)、电池3节、1只电压表、1个开关、1只滑动变阻器、若干导线。
③实验电路图如图所示。
④实验记录表格:
灯泡
(2.5V 0.3A)
灯泡
(3.8V 0.3A)
亮度(亮、暗)
电压(U/V)
⑤实验步骤:按照实验电路图连接电路,闭合开关,观察两灯的亮度和两电压表的示数并记录在设计的表格中。
⑥实验现象:比亮。
⑦实验结论:通过用电器的 相同时,用电器两端的 越大, 越大。
(2)探究电功率与电流的关系
①实验设计:根据控制变量法,为保证用电器两端的电压相同,应将电路设计为并联电路。
②实验器材:灯泡(2.5V 0.3A)、灯泡(3.8V 0.3A)、3节干电池、1只电流表、1个开关、1只滑动变阻器、若干导线。
③实验电路图如图所示。
④实验记录表格:
灯泡
(2.5V 0.3A)
灯泡
(3.8V 0.3A)
亮度(亮、暗)
电流(I/A)
⑤实验步骤:按照实验电路图连接电路,闭合开关,观察两灯的亮度和两电流表的示数并记录在设计的表格中。
⑥实验现象:比亮。
⑦实验结论:用电器两端的 相同时,通过用电器的 越大, 越大。
(3)电功率与电压、电流的关系
电功率等于 和 的乘积。公式: 。
29.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.
30.为了用电流表、电压表测定值电阻的阻值,实验小组设计了如图甲所示的电路.请你回答下列问题:
(1)接电路时,电键应处于 状态,滑动变阻器的滑片应位于 (选填“a”或“b”)端;
(2)实验中当滑动变阻器的滑片置于某位置时,电流表和电压表的示数如图乙所示,则此时电阻的测量值 。
(3)滑动变阻器在电路中的作用是 。
A.保护电路B.分压作用
C.便于寻找普遍规律D.便于多次测量
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期末冲刺 (实验题30道)
1.小明按如图所示电路进行“探究串联电路电压的特点”实验。
UAB/V
UBC/V
UAC/V
1.3
1.2
2.5
(1)在连接电路过程中,开关S应该处于 状态;
(2)实验中应选择规格 (选填“相同”或“不同”)的灯泡;
(3)测完灯泡L1两端的电压后,保持电压表的B连接点不动,将A连接点改接到C连接点上,测量灯泡L2两端的电压。他不能测出灯泡L2两端的电压,原因是 ;
(4)小明分别测出AB、BC、AC间的电压并记录在如表格中,分析实验数据直接得出结论:串联电路两端的电压等于串联电路中各部分电路两端的电压之和。小组同学讨论后作出评价:这样得出的结论是 (选填“合理”或“不合理”)的,理由是 。
【答案】 断开 不同 电压表的正负接线柱接反 不合理 一次实验得出的结论具有偶然性
【详解】(1)[1]为了保护电路,在连接电路时,开关应该处于断开状态。
(2)[2]探究串联电路的电压特点,为了寻找规律,必须换用不同规格的小灯泡进行多次实验,这样得出的规律才有普遍性。
(3)[3]图中电压表测L1两端电压,电流从电压表左侧流入,右侧流出,若保持电压表的B接点不动,只断开A接点,并改接到C接点上,这样流入方向与前面相反,即正负接线柱反接了,所以这样不能测L2两端电压。
(4)[4][5]该实验中,只做了一次实验就得出了结论,实验次数太少,结论具有偶然性,这样得出的结论是不合理的。
2.如图甲是小明测量小灯泡电阻的电路,电源电压恒为6V,小灯泡上标有“2.5V”的字样。
(1)请用名画线代替导线,将甲图中的电路补充完整,要求导线不交叉 ;
(2)电路连接完成后闭合开关,发现电流表有示数、电压表无示数、小灯泡不亮,出现此现象的原因可能是 ,(写出一种原因即可)
(3)排除故障后,实验测量数据如下表,第4次实验时电流表示数如图乙为 A;由表中数据可判断小明实验时选用的滑动变阻器是 (选填序号:①“20Ω;1A”②“50Ω;1A”);
(4)小明测量第4组数据后,要测量小灯泡正常发光时的电阻,滑动变阻器的滑片应向 (选填“左”或“右”)滑动;
序号
1
2
3
4
电压U/V
0.5
1
1.5
2
电流I/A
0.16
0.2
0.24
(5)此时他发现电流表损坏,于是设计了如图丙的电路也测出了小灯泡正常发光时的电阻,已知定值电阻R0阳值为5.4Ω。实验步骤如下:
①闭合开关S0,单刀双掷开关S接1,移动滑动变阻器滑片P,使电压表示数为 V;
②保持有片P位置不变,将开关S接2,电压表示数如图丁,则小灯泡正常发光时的电阻RL= Ω。
【答案】 灯泡短路(或电压表短路) 0.26 ② 右 2.5 9
【详解】(1)[1]根据实验目的可知,电压表要并联在灯泡的两端,所以电压表的负接线柱接到灯泡的右边接线柱,如图所示:
(2)[2]电流表有示数,说明电路故障类型为短路,电压表无示数,小灯泡不亮,说明故障可能是灯泡短路(或电压表短路)。
(3)[3]如图乙所示,电流表的量程是0到0.6A,分度值是0.02A,读数为0.26A。
[4]由表中第1组数据可知,当灯泡两端电压为0.5V,通过灯泡的电流为0.16A时,则滑动变阻器接入电路的阻值为
所以他选用的滑动变阻器规格是0~50Ω,即②。
(4)[5]由第4组数据可知,电压表示数小于灯泡额定电压2.5V,要测量小灯泡正常发光时的电阻,应增大灯泡两端电压,根据串联电路电压规律,应减小滑动变阻器两端电压,根据分压原理,应减小滑动变阻器接入电路的阻值,故滑动变阻器滑片应向右滑动。
(5)①[6]闭合开关S0,单刀双掷开关S接1,移动滑动变用器滑片P,使电压表示数为灯泡的额定电压,为2.5V。
②[7]在步骤①中,灯泡、定值电阻和滑动变阻器串联,电压表测灯泡两端电压,移动滑动变阻器滑片P,使电压表示数为2.5V,此时灯泡正常发光;在步骤②中,灯泡、定值电阻和滑动变阻器仍串联,电压表测灯泡和定值电阻两端电压,保持滑片P的位置不变,因此时各电阻的大小和电压不变,灯仍正常工作,其两端电压为2.5V,故电压表应选大量程,分度值0.5V,其示数为4V;根据串联电路电压的规律,此时定值电阻两端的电压
由串联电路电流特点和欧姆定律可知,电路中的电流为
则小灯泡L正常发光时电阻
3.物质的吸热性能
实验器材
两个相同的烧杯、水、食用油、两个规格相同的电加热器、两支相同的温度计、秒表、天平等
实验装置
实验步骤
(1)在两个相同的烧杯中分别加入 相同的水和食用油;
(2)用温度计测量加热前水和食用油的初始温度;
(3)用 规格的电加热器加热;
(4)让水和食用油升高相同的温度,记录并比较加热时间
分析与论证
分析:对质量相同的水和食用油加热,使水和食用油升高相同的温度,对 加热的时间更长。
实验结论:质量相同的不同物质,升高相同的温度,吸收的热量一般 ;质量相同的不同物质,吸收相同的热量,升高的温度一般
【答案】 质量 相同 水 不同 不同
【详解】[1]在探究不同物质的吸热性能时,为了保证实验结果的科学性,需要控制两种物质的质量相同。因为质量不同会影响吸收热量的多少,若质量不同,就无法准确比较水和食用油的吸热性能。
[2]用相同规格的电加热器加热,这是因为相同规格的电加热器在相同时间内放出的热量相同,从而能保证水和食用油在相同时间内吸收的热量相同。只有这样,我们才能通过比较加热时间来判断它们的吸热性能。
[3]水的比热容较大,质量相同的水和食用油升高相同的温度,根据 Q=cmΔt,水的比热容 c 大,所以水吸收的热量多,对水加热的时间更长。
[4]质量相同的不同物质,升高相同的温度,由于不同物质的比热容不同,根据 Q=cmΔt,吸收的热量一般不同。
[5]质量相同的不同物质,吸收相同的热量,因为比热容不同,根据 ,升高的温度一般不同。
4.小明用如图甲所示的实验器材探究“电流与电阻的关系”。电源电压恒为3V,滑动变阻器上标有“20Ω;2A”字样,阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω、50Ω的定值电阻各一个。
(1)小明连接的电路如图甲,检查电路发现有一处连接错误,将连接错误的导线画“×” ;
(2)排除错误后,小明将5Ω定值电阻接入电路,闭合开关后,发现电流表有示数,而电压表无示数,则电路中的故障可能是 (写出一种);排除故障后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,使电流表的示数如图乙所示,此时电路中的电流为 A;
(3)将5Ω定值电阻换成10Ω定值电阻,闭合开关,为了保持电压表的示数不变,应该将滑动变阻器的滑片 (填“左”或“右”)端移动,记录此时电流表的示数;
(4)将10Ω定值电阻换成20Ω定值电阻,重复步骤(3);
(5)实验记录的多组数据如下表所示,分析数据可得出结论:当电压一定时,通过导体的电流与电阻成 比;
实验次数
定值电阻(Ω)
电流表示数(A)
1
5
2
10
0.18
3
20
0.09
(6)实验结束,小明问老师在此实验中能否换用50Ω的定值电阻进行实验?老师指导小明分析了不能更换的原因。你认为其原因 ;
(7)小明用阻值未知的小灯泡替换图甲中的定值电阻,想利用图甲电路测量小灯泡的电阻,为了减小误差,小明认为应该多次测量求平均值,小明的做法是否正确? (填“是”或“否”),理由是 。
【答案】 定值电阻短路(或电压表短路或电压表断路) 0.36 左 反 滑动变阻器的最大阻值太小 否 灯丝电阻随温度的变化而变化
【详解】(1)[1]原电路图中,电压表并联在滑动变阻器和定值电阻两端是错误的,在该实验中,定值电阻、滑动变阻器和电流表串联,电压表并联在定值电阻两端,如图所示:
(2)[2]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,说明电压表并联的电路短路或电压表短路或电压表断路。
[3]闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,电流表选用小量程,分度值是0.02A,其示数为0.36A。
(3)[4]根据控制变量法,研究电流与电阻的关系时,需控制定值电阻两端的电压不变,实验中,当把5Ω的电阻换成10Ω的电阻后,由分压原理可知,电阻两端的电压变大,需要把滑动变阻器两端的电压变大,所以,应把滑动变阻器滑片向左滑动。
(5)[5]由表中数据可知,定值电阻两端电压为
UV=IR=0.36A×5Ω=0.18A×10Ω=0.09×20Ω=1.8V
为一定值,所以,结论是当电压一定时,通过导体的电流与电阻成反比。
(6)[6]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=1.8V
根据串联电路电压的规律可知,滑动变阻器两端的电压是
U滑=U﹣UV=3V﹣1.8V=1.2V
滑动变阻器分得的电压为电压表示数的倍,当接入50Ω电阻时,滑动变阻器连入电路中的阻值是
而滑动变阻器的最大值为20Ω,所以不能换用50Ω的定值电阻进行实验。
(7)[7][8]不正确,因为灯丝电阻随温度的变化而变化,不是定值,求灯丝电阻的平均值没有意义。
5.在“探究电荷的种类和相互作用规律”的实验中:
(1)小明发现用干燥丝绸摩擦过的玻璃棒和用干燥毛皮摩擦过的橡胶棒都能吸引纸屑,这说明它们都带了电,这种使物体带电的方式叫作 ;
(2)如图所示,将上述带电棒相互靠近,相互排斥的是图 ,相互吸引的是图 ;
(3)小明思考,除了正电荷和负电荷之外,到底有没有第三种电荷呢?他分析:如果能找到既能和上述带电玻璃棒相互吸引,又能和上述带电橡胶棒相互吸引的物体,则说明有第三种电荷存在。你认为小明的想法是否正确并说明理由: 。
【答案】 摩擦起电 甲、乙 丙 见解析
【详解】(1)[1]用摩擦的方式使物体带电叫做摩擦起电。
(2)[2]用干燥丝绸摩擦过的有机玻璃棒,带同种电荷;用干燥毛皮摩擦的橡胶棒也带同种电荷,因为同种电荷相互排斥,所以甲、乙两图都会相互排斥。
[3]用干燥丝绸摩擦过的有机玻璃棒和用干燥毛皮摩擦的橡胶棒,带异种电荷,因为异种电荷相互吸引,所以丙图会相互吸引。
(3)[4]因为不带电的轻小物体可以被带电体吸引,所以他的分析不正确。
6.小亮同学做测量“小灯泡的电阻”实验时,所用器材有:电源、符合实验要求的电表(均使用小量程)、开关和导线。如图(甲)是小亮同学没有连接完整的电路。
(1)本实验的实验原理是 ;
(2)请你用笔画线代替导线,将图(甲)所示的电路连接完整 ;
(3)小亮同学连好电路后,闭合开关,移动滑动变阻器滑片P,发现小灯泡始终不亮,电压表无示数,电流表有示数且随着滑片移动有明显变化,则故障可能是 ;
(4)小亮移动滑片P在某处时的电流与电压读数如图(乙)(丙)所示,则此时灯泡的电阻为 Ω;
(5)小亮继续移动滑动变阻器,通过测量的数据发现灯泡的电阻在变化,原因是 。
【答案】 灯泡短路 10 灯泡的电阻随温度的升高而增大
【详解】(1)[1]实验目的是测量小灯泡的电阻,是通过测量电压和电阻,利用电阻的计算公式计算电阻,所以该实验的实验原理是
(2)[2]根据题意可知,将电流表0.6A的接线柱与灯泡左接线柱相连,如图所示:
(3)[3]闭合开关,移动滑动变阻器滑片P,发现电流表有示数且随着滑片移动有明显变化,说明电路通路,小灯泡始终不亮,电压表无示数,说明灯泡短路。
(4)[4]电流表量程是0到0.6A,分度值是0.02A,示数是0.2A;电压表量程是0到3V,分度值是0.1V,示数是2V,灯泡的电阻
(5)[5]由于灯泡的亮度改变时,温度发生改变,所以使得灯丝的电阻改变。
7.小宇用如图甲所示的电路图测量“小灯泡正常发光时的电阻”,选用的电源电压为3.0V,小灯泡的额定电压为2.5V,图乙是未连接完整的实验电路。
(1)按照电路图将图乙中的实物电路元件连接完整,要求当滑动变阻器的滑片向右滑动时,电流表的示数减小,在连接电路时,导线不能交叉 ;
(2)在连接电路过程中,开关要 ,并将滑动变阻器的滑片调到 处(选填“A”或“B”),其目的是 ;
(3)闭合开关后,缓慢移动滑动变阻器的滑片P,当电压表的示数如图丙所示时,其示数为 V;若要测得小灯泡正常发光时的电阻,滑片P应向 (选填“A”或“B”)端移动;
(4)通过移动滑动变阻器,多次测量小灯泡两端的电压和通过小灯泡的电流,画出了通过小灯泡的电流随其两端电压变化的图像,如图丁所示,在该图像中发现电流与电压不成正比,这是因为 ;
(5)小宇把最后一根导线连接完毕后,看到电压表和电流表立即有较大示数。小亮认为在实验操作中有两处操作不当,一是 ,二是 。
【答案】 断开 B 保护电路 1.8 A 小灯泡的电阻随温度的变化而变化 一是连接电路时,开关未断开 二是滑动变阻器没有调到电阻最大处
【详解】(1)[1]测小灯泡正常发光时的电阻,滑动变阻器需串联在电路中,要使滑片向右移动时,电流表示数减小,即电阻增大,应接滑动变阻器A接线柱,如图所示
(2)[2][3][4]为保护电路,连接电路时开关要处于断开状态,滑动变阻器要调到阻值最大处即A接线柱。
(3)[5]电压表接0~3V量程,示数为1.8V。
[6]小灯泡额定电压为2.5V,应调小滑动变阻器接入电路阻值,滑片应向A端移动。
(4)[7]如图丁所示,在该图像中发现电流与电压不成正比,即小灯泡电阻是变化的,这是因为小灯泡的电阻随温度的变化而变化。
(5)[8][9]由题意,小宇接完最后一根导线,电路就接通,说明接线时,开关未断开;电压表和电流表示数较大,说明滑动变阻器接入电路阻值较小,即没有调到电阻最大处。
8.小明同学在“探究影响导体电阻大小的因素”时,他猜想可能与以下因素有关:
猜想一:导体的长度;
猜想二:导体的横截面积;
猜想三:导体的材料。
(1)为了进行验证,小明设计了如图电路:在M、N之间分别接上不同的导体,应通过观察 (选填“电流表示数”或“灯的亮度”)可以更加准确地比较导体电阻的大小;
(2)还提供了A、B、C、D四根导体,对应的材料、长度、横截面积如图所示。在验证猜想二,将导体C接入电路时比将A接入电路时,灯泡更亮,说明在材料和长度相同时,导体的横截面积越大,电阻越 ;如果选用序号为A、D的两根电阻丝进行实验,是为了验证猜想 (填序号)。
【答案】(1)电流表示数
(2) 小 三
【详解】(1)灯泡的亮度变化有时不明显,实验中,在两个金属夹子之间接上不同的导体,闭合开关,通过观察电流表示数来比较导体电阻的大小,这里采用了转换法。
(2)[1]验证猜想二(导体的横截面积)时,需控制材料、长度相同,改变横截面积。导体C和A的材料、长度相同,横截面积不同。将C接入电路时灯泡更亮,说明电流更大,电阻更小。因此,在材料和长度相同时,导体的横截面积越大,电阻越小。
[2]如果选用序号为A、D的两根电阻丝进行实验,此时导体的长度和横截面积均相同,导体的材料不同,所以是为了探究电阻与材料关系,即验证猜想三。
9.小明用如图甲所示电路探究“电流与电阻的关系”,其电路图如图乙所示,实验器材有:学生电源、电流表、电压表、滑动变阻器(标有“”字样)、定值电阻4个(、、、)、开关一个、导线若干。
(1)连接电路时,开关应处于 (选填“断开”或“闭合”)状态。
(2)连接好电路,将电源电压调至保持不变,滑动变阻器阻值调到最大,闭合开关,移动滑片,发现电流表无示数,电压表示数始终接近电源电压,导致这一现象的原因可能是( )(填序号)。
A.滑动变阻器断路
B.定值电阻断路
C.定值电阻短路
(3)排除故障后利用四个定值电阻进行实验,图丙曲线是根据实验数据得到的图像:其中阴影部分面积表示的物理量是 ,其值为 ;
(4)把每次实验时记录的电流值和对应变阻器的阻值,在图丙坐标系中描成点,将这些点绘成曲线,发现曲线与曲线无交点,其原因是 。
【答案】(1)断开
(2)B
(3) 电压 3V
(4)见解析
【详解】(1)为保护电路,连接电路时,应断开开关。
(2)闭合开关,移动滑片,发现电流表无示数,说明电路可能断路,电压表示数始终接近电源电压,说明电压表与电源连通,电压表被串联在电路中,则与电压表并联的电路以外的电路是完好的,与电压表并联的电路断路了,即导致这一现象的原因可能是定值电阻断路,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
(3)[1][2] 根据图乙可知,图中阴影面积为长方形,其面积等于电流与电阻的乘积,由欧姆定律得,,所以阴影面积表示的物理量是电阻两端的电压,其数值为:
(4)在探究“电流与电阻的关系”实验中,要控制定值电阻两端的电压不变。由前面分析可知,定值电阻两端电压始终保持UR=3V不变,根据串联电路电压的规律,滑动变阻器两端的电压UP=U−UR=4.5V−3V=1.5V。因为电源电压不变,而定值电阻的电压保持不变,滑动变阻器的电压也不变,根据串联分压规律知,,因而各次实验中,定值电阻和滑动变阻器的阻值倍数关系保持不变,因而对每一个电流值,变阻器的阻值始终是定值电阻的阻值倍数不变,则把每次实验时记录的电流值和对应变阻器的阻值,在图丙坐标系中描成点,将这些点绘成曲线,如果有交点则它们两端电压相等,而定值电阻两端电压控制为,变阻器两端电压为是不等的,因而两者无交点。
10.某实验小组用如图甲所示电路探究电流与电阻的关系。
【设计实验】实验时,应保持 两端电压一定,探究电流与电阻的关系。根据图甲实物电路在图乙虚线框中画出对应的电路图 ;
【进行实验】
(1)将5Ω的定值电阻接入电路中,闭合开关,移动滑片至适当位置,电压表的示数为2V,读出此时电流表的示数;
(2)将5Ω的电阻换成10Ω的电阻后,电压表的示数 (选填“改变”或“不变”),此时应调节滑动变阻器的滑片直至电压表的示数为 V,并读出此时电流表的示数;
(3)更换定值电阻,重复以上操作,将实验中得到的数据记录在下表中:
实验次序
1
2
3
4
电阻R/Ω
5
10
20
25
电流I/A
0.4
0.2
0.1
0.08
【分析与论证】图丙是小组根据测得的实验数据绘制的电流I随电阻R变化的图像,分析图像可知I与R的乘积 ,可得出结论: 。
【答案】 定值电阻 改变 2 不变 电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比
【详解】[1]探究电流与电阻的关系时,电流、电压、电阻均对应定值电阻,根据控制变量法可知,应保持定值电阻两端的电压一定。
[2]实验中,电源、开关、电流表、定值电阻和滑动变阻器依次串联,电压表并联在定值电阻两端,如图所示:
[3][4]根据(1)中可知,实验中保持定值电阻两端的电压为2V不变。将5Ω的电阻换成10Ω的电阻后,根据串联分压特点可知定值电阻两端的电压变大,故电压表的示数改变,为保持定值电阻两端的电压不变,此时应调节滑动变阻器的滑片直至电压表的示数为2V,并读出此时电流表的示数。
[5][6]图丙是小组根据测得的实验数据绘制的电流I随电阻R变化的图像,分析图像可知
即I与R的乘积不变,可得出结论:在电压一定时,电流与电阻成反比。
11.有一种用半导体材料制成的热敏电阻,其电阻随温度变化的图像如图甲所示;
(1)热敏电阻的电阻值随温度升高而 (选填“变大”“不变”或“变小”);
(2)实验室现有两只外形完全相同的电阻,其中一只为热敏电阻,另一只为定值电阻(电阻值不随温度的变化而变化)。为了辨别它们,小明设计了如图乙的电路图。
操作:①按图连接电路;②闭合开关,点燃酒精灯加热R1;
分析:若电流表示数无变化,则电阻R1 (选填“是”或“不是”)热敏电阻;若 。
【答案】(1)变小
(2) 不是 电流表示数有变化,则电阻R1是热敏电阻
【详解】(1)由图可知,横坐标为温度,纵坐标为电阻阻值,随着温度的增加,热敏电阻的电阻值在逐渐变小。
(2)[1][2]由题意可知,用酒精灯加热电阻,若电流表示数无变化,说明加热的是定值电阻,即R1不是热敏电阻;若电流表示数有变化,说明加热的是热敏电阻,电阻变化,引起了电路中的电流变化,即电阻R1是热敏电阻。
12.某同学设计实验来探究酒精和碎纸片的热值大小,如图所示,两个实验装置完全相同。
(1)在组装实验器材时,应 (填“自上而下”或“自下而上”)依次安装。
(2)为保证实验结论的可靠,以及方便比较,在保证燃料的质量相等的前提下,还应保持被加热液体的种类 、质量 (以上两空均填“相同”或“不同”),两个烧杯相同。
(3)实验过程中,应使燃料 (填“燃烧相同时间”或“全部燃烧”)后,通过比较 (填“加热时间”或“温度计升高的温度”)来比较燃料燃烧放出的热量,从而比较两种燃料热值的大小。
(4)根据实验中测得的数据,及被加热液体的比热容,算出了燃料的热值,发现结果小于燃料的实际热值,原因是 (写出一条)。
【答案】(1)自下而上
(2) 相同 相同
(3) 全部燃烧 温度计升高的温度
(4)燃料燃烧放出的热量不可能全部被液体吸收
【详解】(1)因为要用酒精灯外焰加热,所以先放好酒精灯,再固定铁圈高度等,应按自下而上依次安装。
(2)[1][2]为保证实验结论可靠,利用控制变量法,在保证燃料质量相等前提下,被加热液体的种类和质量都应相同,这样才能通过温度计示数变化准确比较燃料燃烧放出热量多少。
(3)[1][2]要比较燃料热值大小,需让燃料全部燃烧,释放出全部热量;通过比较被加热液体温度计升高的温度来比较燃料燃烧放出的热量,温度升高越多说明燃料放出热量越多,进而比较两种燃料热值大小。
(4)根据实验中测得的数据及被加热液体的比热容算出的燃料热值小于燃料的实际热值,原因是燃料燃烧放出的热量不能全部被液体吸收,有热量散失到周围环境中,比如火焰向四周散失热量、容器吸收部分热量等。
13.小明在课堂上用如下图所示的电路“探究影响导体电阻大小的因素”的实验,分别将1、2、3三段合金线(周围没有包裹绝缘材料)接入电路:
导体代号
材料
长度/m
横截面积/mm2
1
镍铬合金
1.0
0.5
2
锰铜合金
1.0
0.5
3
镍铬合金
1.0
1.0
(1)本实验通过观察 来比较导体电阻的大小;
(2)为了研究导体的电阻大小与导体横截面积是否有关,应将电阻丝 (填代号)先后接入图中电路M、N两点间进行实验;
(3)根据所给器材,小明 (选填“能”或“不能”)探究电阻大小跟导体长度的关系。
【答案】(1)电流表的示数大小
(2)1、3
(3)能
【详解】(1)根据转换法可知,在该实验中,本实验通过观察电流表的示数大小来比较导体电阻的大小,电流越小说明电阻越大。
(2)为了研究导体的电阻大小与导体横截面积是否有关,应选用横截面积不同,而材料、长度均相同的导体,应将电阻丝1、3先后接入图中电路M、N两点间进行实验。
(3)要探究电阻与长度关系,控制材料和横截面积不变,改变接入长度,选择一个电阻丝,改变接入的长度即可探究,图中器材能够完成探究电阻大小跟导体长度的关系。
14.实验小组用伏安法测量小灯泡的电阻,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)图甲中有一根导线连接错误,请在该导线上打“×”,并用笔重新画一根正确连接的导线 ;
(2)改正错误后,闭合开关,发现电流表有示数,电压表无示数,出现该现象的原因可能是( )(填字母代号)
A.小灯泡短路 B.电流表短路 C.滑动变阻器断路
(3)移动滑片至某位置时,电压表的示数为2V,为测量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;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(保留1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,测出了的阻值。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读出滑动变阻器的最大阻值为R,则 (用、和R表示)
【答案】(1)
(2)A
(3) B 9.6
(4)
【详解】(1)伏安法测量小灯泡的电阻,电压表应测小灯泡两端电压,所以原电路中电压表测电源电压错误;将电压表“”接线柱与滑动变阻器左上接线柱连接的导线打“×”,再将电压表“”接线柱与小灯泡左侧接线柱用导线连接。如图所示:
(2)A.由题意,电流表有示数,说明电路是通路,电压表无示数,说明可能是电压表被短路或电压表测量的对象被短路或电压表断路等。电路改正后,电压表测量小灯泡两端的电压,所以小灯泡短路,电压表被短路无示数。故A符合题意;
B.若电流表短路,电流表无示数,电压表有示数,故B不符合题意;
C.若滑动变阻器断路,电路中无电流,电流表无示数,电压表无示数,故C不符合题意。
故选A。
(3)[1]闭合开关,移动滑片至某位置电压表示数为2V,小于小灯泡额定电压2.5V,为测量小灯泡正常发光时电阻,应增大小灯泡两端的电压,根据串联电路电压规律,应减小滑动变阻器两端的电压,根据分压原理,应减小滑动变阻器接入电路的阻值,由电路图知,滑动变阻器接入右下接线柱,故应将滑片向B端移动。
[2]当小灯泡正常发光时,电流表的示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值0.02A,其示数为0.26A,则此时小灯泡的电阻
(4)电源电压恒定,当滑片在端,此时为只有定值电阻的简单电路,电流表测电路电流为,则电源电压
当滑片在端,定值电阻和滑动变阻器的最大阻值串联,电流表测此时电路电流为,则电源电压
则
则定值电阻
15.小明用如图甲所示的电路探究“影响电阻大小的因素”,图乙是备用的几种导体(A、B、C、D代表导体,S代表导体的横截面积)。请你回答以下问题:
(1)在图甲中M、N之间接入不同导体时,可通过 来判断导体的电阻大小,这种研究方法叫 法;
(2)为了探究导体的电阻与导体长度的关系,M、N之间应接入图乙中的 (选填导体的代表字母)。之所以这样做,是为了控制 相同,这种研究方法叫 法,实验可得到的结论是: ;
(3)若在M、N之间接入导体A、B可探究导体的电阻与 的关;
(4)若要探究导体的电阻与横截面积的关系,M、N之间应接入导体 (选填导体的代表字母),得到的结论是: ;
(5)实验中,如果接入M、N之间的导体电阻阻值比较接近而无法通过灯泡的亮暗判断电阻大小,你的解决办法是: ;
(6)完成上述实验后,小明进一步进行了如图丙所示的实验,他把M、N与废日光灯管中的钨丝连接,闭合开关S后,用酒精灯给钨丝加热,可以观察到电流表示数变小,这表明:温度升高,钨丝的电阻 。
【答案】 灯泡亮暗 转换 B、D 材料和横截面积 控制变量 当导体的材料和横截面积一定时,导体越长,电阻越大 材料 B、C 当导体的材料和长度一定时,导体的横截面积越大,导体的电阻越小 增加一个电流表串联到甲电路中 增大
【详解】(1)[1][2]M、N之间的电阻越大,电路中的电流越小,灯泡亮度越小(暗),故可以通过灯泡的亮暗来判断M、N之间接入的导体的电阻大小,这是转换法的应用。
(2)[3][4][5]探究导体的电阻与导体长度的关系,应该控制材料、横截面积相同,长度不同,故应该选择B、D来探究导体长度对电阻的影响,这种探究方法是控制变量法。
[6] 结论应为:当导体的材料和横截面积一定时,导体越长,电阻越大。
(3)[7]A、B的长度、横截面积相同,材料不同,故可以探究导体的材料对电阻的影响。
(4)[8]探究导体的电阻与横截面积的关系,应该控制长度、材料相同,横截面积不同,故可以探究导体的横截面积对电阻的影响。
[9]结论应为:当导体的材料和长度一定时,导体的横截面积越大,导体的电阻越小。
(5)[10]当M、N之间接入的导体电阻比较接近,人眼无法分辨灯泡的亮暗,可以增加一个电流表串联接入到电路中,通过电流表读数大小来判断。
(6)[11]电流变小说明钨丝的电阻随温度的升高而增大。
16.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
17.小明同学设计如图所示的电路探究“串联电路电压的规律”,电源由两节新干电池组成。
1.1
1.9
3.0
(1)连接好电路,闭合开关后小明发现电压表指针如图所示,原因是 。
(2)排除故障后,在测完AB间的电压后,小明为了方便操作,直接将电压表接A点的导线改接到C点,这样的操作是 (选填“可行”或“不可行”)的。
(3)在正确测完BC间的电压后,小明连接好电路准备测量AC间的电压,闭合开关后,发现只有灯泡发光,若电压表正常,则此时电压表的示数为 V。
(4)经过一系列的操作后,小明最终正确测量并将得到的数据记录在表格中,根据表格中的数据,小明发现了串联电路两端电压等于各部分电路两端电压之和的特点,于是直接得出结论,而同组的同学告诉他实验还没有结束,接下来他们要做的是 。
【答案】(1)电压表正负接线柱接反了
(2)不可行
(3)3
(4)见解析
【详解】(1)闭合开关后,由图可知,电压表指针反向偏转,说明电压表正负接线柱接反了。
(2)在测完AB间的电压后,他保持电压表的B连接点不动,只断开A连接点,并改接到C连接点上,这种改接方法是不可以的,因为根据电路图分析可以看出,直接改接一端连线,会造成电压表正负接线柱接反。
(3)电源为两节新干电池,则电源电压为3V。小明连接好电路准备测量AC间的电压,即电源电源,闭合开关后,灯泡发光,说明电路为通路,若电压表正常,则此时电压表的示数应与电源电压相等,即为3V。
(4)通过表格数据可知,小明只测了一组实验数据,这样得出的实验结论具有偶然性,接下来应该更换不同规格的灯泡进行多次实验,使实验结论具有普遍性。
18.小王同学利用电路图甲对串联电路中电压的规律进行了探究。
(1)根据如图甲所示的电路图,用笔画线代替导线将如图乙所示的电路连接完整 ;
(2)设计实验方案时,实验中应选择规格 (选填“相同”或“不同”)的小灯泡;
(3)连接电路时,开关应处于 状态。正确连接电路后,闭合开关,测量灯泡两端的电压时,两灯突然熄灭,电压表示数变为0,若故障可能是由某只灯泡“短路”或“断路”引起的,则发生故障的灯泡及故障类型是 ;
(4)排除故障后,用电压表分别测出电压、和。其中第3次实验测时,电压表的示数如图丙所示,为 V。多次实验并记录数据如表。
实验次序
电压
电压
电压
1
2
3
①分析表中数据,得到初步结论: (用字母表示);
②为使结论更具有普遍性,小明将灯泡换成其他类型的用电器并多次实验。此外,还可以 ;
(5)由如图甲所示的状态改测灯泡两端的电压时,小明为节省时间,采用以下方法:电压表所接的B接点不动,只断开A接点,并改接到C接点上。小明的方法 (选填“能”或“不能”)测出灯泡两端的电压,原因是 。
【答案】(1)
(2)不同
(3) 断开 断路
(4) 更换电压不同的电源多次实验,避免偶然性
(5) 不能 电压表正负接线柱接反了
【详解】(1)根据图甲所示的电路图可知,两灯串联,电压表测量两端的电压,故电路连接如图所示:
(2)为得出普遍性的规律,实验中应该选择规格不同的小灯泡。
(3)[1]为了保护电路,连接电路时,开关应处于断开状态。
[2]闭合开关,测量灯泡两端的电压时,两灯突然熄灭,说明电路中没有的电流,即出现了断路,而电压表示数变为0,则说明断路。
(4)[1]由图丙可知,电压表选用小量程,分度值为,故电压表的示数为。
[2]分析表中数据可知,第一次实验时有
第二次实验时有
第三次实验时有
故可得到初步结论:串联电路两端的总电压等于各部分电路两端电压之和,即
[3]为使结论更具普遍性,小明还可以更换电压不同的电源多次实验,避免偶然性。
(5)[1][2]若电压表所接的B接点不动,只断开A接点,并改接到C接点上,则会导致电压表正负接线柱接反,故小明的方法不能测出灯两端的电压。
19.为研究温度对导体电阻的影响,小明设计了如图所示的实验,用酒精灯对电路中的一段金属导体进行加热。该实验存在缺陷是: ,改进方法是: 。
【答案】 无法判断金属导体的电阻变化 在电路中串联一个电流表
【详解】[1]电源提供电能,开关控制电路,酒精灯加热电阻丝,电阻丝的电阻是否变化,根本无法判断,故本实验的缺点是无法根据所给的实验器材判断电阻的变化。
[2]当电阻发生了变化时,对电流的阻碍作用也发生了变化,电源电压不变,故电流的大小必然发生了变化,故可以添加一个电流表,或者加一个灯泡来反应电流的变化,从而间接反应灯丝的电阻变化有关。
20.小明上网了解到:手机、笔记本电脑都用到了锂离子电池,其原理是:利用电解质传导锂离子,实现充放电循环。小明思考:盐水溶液也是电解质,盐水溶液的导电性能是否与盐水浓度有关呢?帮小明设计一个具有可操作性的实验方案进行判断。
【答案】见解析
【详解】(1)实验器材:电源、开关、电流表、电阻、导线、两个金属片、烧杯、不同浓度的食盐水.
(2)实验步骤:根据电路图安装电路,将金属片a、b插入烧杯的溶液中,闭合开关,读出电流表的示数为,只改变不同浓度的食盐水重复上述步骤,读出电流表的示数为。
(3)实验结论:若,说明食盐水溶液的导电性能与溶液浓度无关,若,说明食盐水溶液的导电性能与溶液浓度有关。
21.某同学利用如图所示的电路测量一待测电阻的阻值,图中电源电压恒为6V,滑动变阻器的最大阻值为。
(1)正确连接电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移至 端(选填“A”或“B”);
(2)实验过程中向左移动滑片P,电压表的示数 (选填“变大”“变小”或“不变”);
(3)实验中测量多组电压和电流值的目的是 ;
(4)若为,在保证电路安全的情况下,滑动变阻器连入电路的阻值范围是 。
【答案】 A 变大 多次测量取平均值减小误差 10Ω~50Ω
【详解】(1)[1]为了保护电路,闭合开关前,应将变阻器的滑片移至阻值最大处,即A端。
(2)[2]实验过程中向左移动滑片P,变阻器接入电路的电阻变小,所以变阻器分压变小,由串联电路电压的规律可知定值电阻两端的电压变大,电压表示数变大。
(3)[3]该实验进行多次测量,求出多组电压与电流值,由欧姆定律求出电阻值,然后求平均值,可以减小误差。
(4)[4]电压表的量程是0~3V,当电压表的示数为3V时,通过电路的电流最大,变阻器连入电路的电阻最小,电路中的电流
由串联电路电压的规律和欧姆定律得到变阻器的最小阻值
滑动变阻器的最大阻值为,滑动变阻器连入电路的最大阻值是50Ω,在保证电路安全的情况下,滑动变阻器连入电路的阻值范围是10~50Ω。
22.在“探究串联电路电压的特点”活动中:
2.6
1.8
4.4
(1)如图甲所示,连接电路时,开关应该 ;实验中应选择规格 (选填“相同”或“不同”)的小灯泡。
(2)如图甲所示,在测两端电压时,闭合开关,发现电压表示数为零,原因可能是 (写出一种即可)。
(3)某同学观察图甲的实验设计后认为:用一个电压表分别测量两端的电压和两端的电压时,需要对电路进行拆接。为了不反复拆接电压表,他加了一个电压表并设计了图乙所示的电路。他的思路是:闭合开关S和,电压表V测两端的电压;闭合开关S和,电压表V测两端的电压;电压表测量电源两端的电压。这种设计思路是 的,原因是 。
(4)小明分别测出AB、BC、AC间的电压并记录在上面表格中,分析实验数据得出结论:串联电路总电压等于各部分电路两端电压之和。请对小明的做法进行评价:根据一次实验得出的结论不具有 。改进方法是 。
【答案】(1) 断开 不同
(2)断路(或短路)
(3) 错误 其中一次测量会使电压表的正、负接线柱接反
(4) 普遍性 更换规格不同的灯泡进行多次实验
【详解】(1)[1]连接电路时,为保护电路,开关必须断开。
[2]实验中选择不同规格的小灯泡,是为避免实验偶然性,使结论更具普遍性。
(2)电压表示数为零,可能是被测部分断路(电压表无电流通过),或与电压表并联的部分短路(被测部分电压为零)。
(3)[1][2]该设计错误,因为两次测量中,电压表正负接线柱会有一次接反(电流从负接线柱流入),导致测量时指针反偏。
(4)[1][2]实验次数太少,一次实验结论不具普遍性。改进方法为更换不同规格灯泡多次实验,排除偶然性。
23.用伏安法测量一热敏电阻的阻值随温度的变化关系。将热敏电阻置于温度控制室中,记录不同温度下电压表和电流表的示数,计算出相应的热敏电阻阻值。
(1)某一温度下,两电表的示数如图甲所示,则电压表的读数为 V,电流表的读数为 mA,该温度下热敏电阻阻值为 kΩ。
(2)实验得到该热敏电阻阻值R随温度t变化的曲线如图乙所示,据图可知,在温控室内温度由10℃升高到60℃的过程中,热敏电阻的阻值 (填“增大”、“减小”或“不变”);将热敏电阻从温控室中取出后握在手心,达到热平衡后测得热敏电阻为1.4kΩ,由图乙可知此时手心温度为 ℃。
(3)利用该热敏电阻制作火灾报警器,其电路的一部分如图丙所示。E为10V的电源;当R2两端的输出电压达到或超过6V时,便触发报警器(未画出)报警。若要求开始报警时环境温度为50℃,则 (填“R1”或“R2”)是热敏电阻,另一定值电阻的阻值为 kΩ。
【答案】 9 3.6 2.5 减小 36 R1 1.2
【详解】(1)[1][2]电压表的量程为0~15V,分度值为0.5V,示数为9V;电流表使用量程0~6mA,分度值0.02mA,所以通过热敏电阻的电流为3.6mA。
[3]热敏电阻的阻值
R=
(2)[4][5]由图乙可知热敏电阻的阻值从温度为10℃升高到60℃的过程中一直在减小;从图乙中可以读出热敏电阻为1.4kΩ时对应的温度为36℃。
(3)[6][7]温度升高时,该热敏电阻阻值减小,分得电压减少,而温度高时要求输出电压升高,以触发报警,所以R1为热敏电阻,R2为固定电阻。由题意可知,当温度为50℃时,R1=0.8kΩ,而此时U2=6V,电路中的电流
I=
R2=1200Ω=1.2kΩ
24.某兴趣小组用如图所示的液体电阻演示装置来探究影响电阻大小的因素。装置中的储存容器内装有同种导电液体,通过调节可移动电极板可以改变注射器内导电液体的长度。电源电压恒定不变,R为阻值未知的定值电阻。
L/cm
1
2
3
4
5
I/mA
4.2
3.1
3.0
2.6
2.3
(1)在连接电路时,应 开关,该装置中电阻R的作用是 。
(2)该小组通过实验得到左边注射器中的电流与导电液体长度的关系如上表所示。分析可知,液体的电阻和液体长度的关系为:在材料和横截面积相同时,液体的长度越长,液体的电阻越 ,实验中采用的研究方法是转换法和 法。
(3)实验过程中当两个注射器中的液柱长度相同时,发现电流表的示数 (选填“大于”“小于”或“等于”)电流表的示数,由此得到的结论是:在材料和长度相同时,液体的横截面积越大,电阻越 。
(4)若还想探究液体的电阻和材料的关系,只需在其中一个储存容器中更换 即可。
【答案】(1) 断开 保护电路
(2) 大 控制变量
(3) 小于 小
(4)不同的导电液体
【详解】(1)[1][2]连接电路时,为防止电路连接过程中出现短路等问题损坏电路元件,应断开开关;电路中串联电阻R,可避免电路中电流过大,起到保护电路的作用。
(2)[1][2]由表格数据,导电液体长度越长,电流越小,电压恒定,可知电阻越大;实验中控制材料、横截面积相同,改变长度,用了控制变量法,通过电流表示数反映电阻大小,用了转换法。
(3)[1][2]两个注射器中液柱长度相同时,50毫升注射器横截面积小,100毫升注射器横截面积大,A1测50毫升注射器内液体电阻支路电流,A2测100毫升的,横截面积小的电阻大,电压一定时,电阻大的支路电流小,所以A1示数小于A2;说明材料和长度相同时,横截面积越大,电阻越小。
(4)探究液体电阻和材料的关系,需控制长度、横截面积相同,改变材料,所以在其中一个储存容器中更换不同种导电液体。
25.小明在探究串联电路中各处电流的关系时,设计实验电路图如图甲所示。
(1)在连接电路时,开关应该 ;
(2)小明在闭合开关前发现电流表指针如图乙所示,接下来他应该 ;
(3)解决问题后,小明按图甲电路换用不同规格灯泡做了三次实验,每次实验都用同一电流表分别测出A、B、C三个位置的电流并记录在下表中;
实验次数
A处的电流
B处的电流
C处的电流
1
0.2
0.2
0.2
2
0.3
0.3
0.3
3
0.4
0.4
①上述表格设计中存在的问题是 ,第3次实验B处电流表的示数如图丙所示为 A;
②由实验数据可得出结论:在串联电路中, 。
(4)本实验需要反复更换用电器重复实验,比较麻烦,请你针对此问题,提出改进意见: 。
【答案】(1)断开
(2)对电流表进行调零
(3) 没有电流的单位 0.4 各处的电流相等
(4)在A、B、C三处位置都接上电流表,可方便进行多次实验
【详解】(1)为保护电路,在连接电路时,开关应处于断开状态。
(2)闭合开关前,发现电流表指针如图乙所示,没有指在零刻度线上,出现这种现象的原因是没调零,接下来应该对电流表进行调零。
(3)[1]表格中没有电流的单位,是错误的。
[2]由图丙可知,电流表的量程是0-0.6A,分度值是0.02A,电流表的示数是0.4A。
[3]由表中数据可知,实验中测得电路中不同位置电流大小均相同,故在串联电路中,各处的电流相等。
(4)为了得出普遍结论,应该进行多次实验,但用一个电流表测三个位置的电流,这操作就比较麻烦,为减少操作的麻烦,可以分别在A、B、C三处位置都接上电流表,并配合开关使用。
26.小明家的苹果喜获丰收,他用一块铁片、一块铜片和一个苹果制作了一个苹果电池。他猜想铜片是苹果电池的正极,为了验证猜想,于是他选择一只电压表、一个开关、若干导线,设计实验进行验证,其实验操作如下:
(1)将铜片、铁片插入苹果,用导线将电压表的正接线柱与开关相连后再与铜片相连,负接线柱与铁片相连,接下来的操作是: 。
(2)若 ,则说明铜片是苹果电池的正极。
【答案】(1)快速闭合,断开开关,观察电压表的指针偏转情况
(2)电压表的指针正向偏转
【详解】(1)将电路连接好后,需要快速闭合和断开开关,通过观察电压表指针的偏转方向来判断电池的正负极。
(2)如果电压表指针正向偏转,说明电压表的正接线柱连接的是电池的正极,即铜片是苹果电池的正极。
27.小易用如图所示的电路探究并联电路中的电流规律。
(1)图甲是小易设计的电路图,图乙是他根据图甲连接的测量A处电流的实物电路,请用笔画线代替导线帮他将电路补充完整。
(2)实验过程中,若突然熄灭,亮度不变,则电路中可能出现的故障是 。
(3)小易将图乙电路中右侧的a导线与电流表“0.6”接线柱相连的那一端改接到“-”接线柱上,其他都不动。他这样连接的目的是想测通过 (选填“干路”“”或“”)的电流,请评价其可行性并说明理由: 。
(4)纠正错误后,小易测出A、B、C三处的电流值,由此得出结论:在并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,且各支路的电流相等。这个实验在设计方案上存在的不足之处是 。
【答案】(1)
(2)断路
(3) 不可行,改接后会使电流表的正、负接线柱接反
(4)见解析
【详解】(1)根据并联电路结构,需将的右接线柱与电流表的负接线柱用导线连接,使和并联。如图所示:
(2)并联电路中各支路独立工作、互不影响。熄灭但亮度不变,说明支路正常;若短路,会导致电源短路,也会熄灭,因此故障为断路。
(3)[1]改接后,电流表与串联,目的是测通过的电流。
[2]不可行,改接后电流表的正、负接线柱接反,导致电流表指针反向偏转,无法正确测量电流。
(4)只做了一次实验,结论具有偶然性,应多次实验寻找普遍规律。相同规格的灯泡会使各支路电流相等,不能验证干路电流等于各支路电流之和的普遍性,应换用不同规格的灯泡实验。这个实验在设计方案上存在的不足之处是①只做了一次实验,得到的实验结论具有偶然性;②选择相同规格的灯泡做实验。
28.探究电功率大小与什么因素有关
(1)探究电功率与电压的关系
①实验设计:根据控制变量法,为保证通过用电器的电流相同,应将电路设计为串联电路。
②实验器材:灯泡(2.5V 0.3A)、灯泡(3.8V 0.3A)、电池3节、1只电压表、1个开关、1只滑动变阻器、若干导线。
③实验电路图如图所示。
④实验记录表格:
灯泡
(2.5V 0.3A)
灯泡
(3.8V 0.3A)
亮度(亮、暗)
电压(U/V)
⑤实验步骤:按照实验电路图连接电路,闭合开关,观察两灯的亮度和两电压表的示数并记录在设计的表格中。
⑥实验现象:比亮。
⑦实验结论:通过用电器的 相同时,用电器两端的 越大, 越大。
(2)探究电功率与电流的关系
①实验设计:根据控制变量法,为保证用电器两端的电压相同,应将电路设计为并联电路。
②实验器材:灯泡(2.5V 0.3A)、灯泡(3.8V 0.3A)、3节干电池、1只电流表、1个开关、1只滑动变阻器、若干导线。
③实验电路图如图所示。
④实验记录表格:
灯泡
(2.5V 0.3A)
灯泡
(3.8V 0.3A)
亮度(亮、暗)
电流(I/A)
⑤实验步骤:按照实验电路图连接电路,闭合开关,观察两灯的亮度和两电流表的示数并记录在设计的表格中。
⑥实验现象:比亮。
⑦实验结论:用电器两端的 相同时,通过用电器的 越大, 越大。
(3)电功率与电压、电流的关系
电功率等于 和 的乘积。公式: 。
【答案】(1) 电流 电压 电功率
(2) 电压 电流 电功率
(3) 电压 电流
【详解】(1)[1][2][3]在串联电路中,电流处处相等。实验中L2比L1亮,且L2的额定电压(3.8V)大于L1的额定电压(2.5V),结合串联电路电流相同的特点,可得出:通过用电器的电流相同时,用电器两端的电压越大,电功率越大(因为灯泡亮度由实际电功率决定,越亮说明实际电功率越大)。
(2)[1][2][3]在并联电路中,各支路两端的电压相等。实验中L1比L2亮,结合并联电路电压相同的特点,可得出:用电器两端的电压相同时,通过用电器的电流越大,电功率越大(因为灯泡亮度由实际电功率决定,越亮说明实际电功率越大)。
(3)[1][2][3]电功率是表示电流做功快慢的物理量。电功率P的定义是单位时间内电流所做的功,即,将代入该式,可得,电功率等于电压和电流的乘积,公式为。
29.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。
30.为了用电流表、电压表测定值电阻的阻值,实验小组设计了如图甲所示的电路.请你回答下列问题:
(1)接电路时,电键应处于 状态,滑动变阻器的滑片应位于 (选填“a”或“b”)端;
(2)实验中当滑动变阻器的滑片置于某位置时,电流表和电压表的示数如图乙所示,则此时电阻的测量值 。
(3)滑动变阻器在电路中的作用是 。
A.保护电路B.分压作用
C.便于寻找普遍规律D.便于多次测量
【答案】 断开 b 9 ACD
【详解】(1)[1]在电路连接时,开关要处于断开状态。
[2]在闭合开关前,滑动变阻器要调节到最大阻值处,由电路图可知,滑片要置于b端。
(2)[3]根据图中电表的量程和分度值可知,电压表的示数为2.7V,电流表的示数为0.3A,根据欧姆定律定值电阻的测量值为
(3)[4]滑动变阻器在闭合电路时要调到最大值的作用是保护电路,在实验过程中通过改变滑动变阻器的阻值,便于多次测量获得多组实验数据,从而使实验结论具有普遍性规律。
故选ACD。
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