寒假作业精选:欧姆定律实验探究专题 ----2025-2026学年北师大版物理九年级全一册
2026-02-03
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内容正文:
2026年北师大版物理九年级上册寒假作业精选:
欧姆定律实验探究专题
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、实验探究题:本大题共23小题,共138分。
1.“测量未知电阻的阻值”实验中,小南设计了如图甲所示的实验电路。
本实验的原理是______,请你用笔画线代替导线将图甲实物电路连接完整,要求滑片向右移动时电流表示数变大。
连好电路闭合开关后,小南发现电流表有示数,电压表无示数,原因可能是定值电阻 ______。
排除故障后,移动滑片当电压表示数为时,电流表示数如图乙所示,则定值电阻的阻值为______。
另一小组的同学利用已知电阻,设计并连接了如图丙所示的电路来测量未知定值电阻的阻值,主要实验步骤如下:
闭合开关和,电压表的示数为;
只断开开关,电压表的示数为;
由此可得电阻 ______用字母、、表示。
2.测量未知电阻的阻值。
第一小组开利用如图甲所示电路的阻值。
关闭合前,发现电流表的指针在零刻度线左侧如图乙,这是因为______。
正确调整后,闭合开关,移动滑动变阻器滑片,电流表示数为,电压表示数如图丙所示,则待测电阻的阻值为______。
第二小组利用如图丁的电路测量定值电阻的阻值,电阻箱与的阻值可以读取,闭合开关;
小明将调至,适当调整,读得电流表和的示数分别为、,则______用、与表示;
小华将调至______,调整,直至______,则;
小红将电阻箱和进行了两次调整,电流表和的读数为和,但均忘记记录的阻值,只知道其中一次的阻值是另一次的倍,请根据表格中的数据计算出的阻值为______。
序号
第三小组利用如图戊,巧测阻值的实验电路图。图中为电阻箱,为定值电阻阻值未知;
将开关接,调节电阻箱和滑动变阻器滑片至适当位置,使电流表示数为,记下______;
将开关接,______,使电流表示数不变,记下电阻箱的示数为;
若在第步骤中滑片不小心向右移动了少许,所测的阻值______“偏大”或“偏小”或“不受影响”。
3.物理实验小组测量未知电阻的阻值,实验电路如图甲所示,电源电压为且保持不变。
请你用笔画线代替导线,根据图甲电路图将图乙实物电路连接完整,导线不得交叉;
闭合开关后,发现电流表示数为零,电压表示数接近电源电压,初步检查确认,电路连接完好,两电表正常,则故障原因可能是 ;
排除故障后,移动滑动变阻器的滑片,当电流表的示数为时,电压表的示数如图丙所示,读数为 ,则电阻的阻值为 ;
小明将图甲中的电阻换成一个标有“,”字样的小灯泡,用上述方法测量这个小灯泡的电阻:
连接好电路,闭合开关后,电压表的示数如图丙所示,若要使小灯泡正常发光,滑动变阻器的滑片应适当向 选填“左”或“右”端移动;
通过移动滑动变阻器的滑片,多次测量小灯泡两端的电压和通过小灯泡的电流,获得下表所示实验数据。依据表格中的数据,小明求出小灯泡电阻的平均值,你同意这种做法吗? 选填“同意”或“不同意”,说出你的理由: 。
电压
电流
4.现要测量两个小灯泡、正常发光时的电阻。
图甲是用“伏安法”测量正常发光时电阻的实物电路。
连接电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应放至最______端选填“左”或“右”。
闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表指针几乎不动,电压表指针明显偏转,故障原因可能是小灯泡______选填“断路”或“短路”;
排除故障后,闭合开关,移动滑片,当电压表示数为时,电流表示数如图乙所示,则小灯泡正常发光时的电阻为______保留一位小数。
为了测量额定电流为的小灯泡正常发光时的电阻,小罗和小胡设计了图丙所示的电路,定值电阻的阻值为,电源电压恒为、、已知,且满足测量要求。
将滑动变阻器的滑片移至阻值最大端,闭合、,断开,调节滑片,使电压表读数为______时用、、表示,小灯泡正常发光。
5.小宋同学在“测量小灯泡电阻”的实验中,用到以下器材:额定电压为的待测小灯泡、滑动变阻器、电流表、电压表、三节新干电池、开关、导线若干。
请用笔画线代替导线将图甲的实物电路补充完整要求:滑片向右移动时小灯泡变亮。
小宋同学连接好最后一根导线,小灯泡直接发光,电流表、电压表均有示数,原因是 。
移动滑动变阻器的滑片,改变小灯泡两端的电压,观察到电流表的示数如图乙所示,为 。小宋同学根据实验中获得的数据绘制出小灯泡图像如图丙所示,当小灯泡正常发光时,小灯泡的电阻为 。
完成上述实验后,小宋同学又设计了一种测量小灯泡正常发光时电阻的方案,如图丁所示,是限值已知的定值电阻,请完成下列操作:
连接好电路,闭合开关,将开关拨到触点 选填“”或“”,移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为小灯泡的额定电压;
断开开关, ,然后闭合开关,读出电压表的示数;
用、、表示小灯泡正常发光时的电阻,则 。
小宋同学发现,用测量小灯泡电阻的电路还可以测量小灯泡的 。
完成上述实验后,小宋同学又找来、、、的电阻各一个,不改变滑动变阻器的规格和电源电压,来完成探究“电流与电阻的关系”的实验,电流表,电压表;要完成这四次实验,应控制电压表示数的范围为 。
6.电梯为居民上下楼带来便利,但出于安全考虑,需要设置超载自动报警系统,学校科技小组开展为某电梯设计由压敏电阻控制的“超载自动报警系统”的项目化学习。
【项目名称】
设计超载自动报警系统。
【项目分解】
一、器材选择及测试
二、器材组装及调试
【项目实施】
一、器材选择及测试
小组同学在网上选购了一款压敏电阻。
为了测试压敏电阻的阻值随温度变化的关系。经过大家讨论,设计了如图甲所示的电路,将压敏电阻和滑动变阻器串联连入电路,当压敏电阻感知具体数值的压力时,同时测量出压敏电阻两端的电压和电路中的电流,进而计算出对应的电阻值;使压敏电阻感知不同的压力,重复实验,得出压敏电阻的阻值随其所受压力的变化情况如表所示,其中压力等于电梯所载物体的重力。取
压力
电阻
当电梯空载时,压敏电阻的阻值为______;
压敏电阻的阻值随着压力的增大而______选填“增大”或“减小”;
二、器材组装及调试
小组内同学利用压敏电阻设计了如图乙所示的电路图。电源电压为,电阻箱最大阻值为,滑动变阻器的最大阻值为。报警器通过的电流达到时立即报警,电梯停止运行。
报警装置恰好报警时,电路中的总电阻为______;
要求电梯载重达到时立即报警,可按照下列步骤调试此报警系统:
开关闭合前,将滑动变阻器的滑片移至端,将电阻箱调到阻值为;
将开关闭合、断开,调节滑动变阻器的滑片,直至______;
保持滑动变阻器的滑片位置不变,将开关断开闭合,报警系统调试完毕,即可正常使用;
通过进一步调试报警系统电路,可使电梯最大载重达到______。
随着科技的高速发展,智能设备给我们的生活带来了很多便利,同学们要多观察多思考,用你所学的物理知识去解决实际生活中的问题,请举出你身边的智能设备带来便利的实例:一条即可 ______。
7.小洋想自己动手制作一个亮度可调的台灯。
从节能角度可选择______作为光源。选填“小灯泡”或“发光二极管”
制作简易调光台灯可以通过改变灯泡两端的______来实现。为了达到连续改变的目的可选择______与光源串联接入电路。
制作如图甲所示的台灯。小洋选择如图乙所示的电位器,为了保证顺时针转动时灯变亮,应该选择______接线柱接入电路。
为实现自动控制,小洋在利用电阻随光照强度变化的光敏电阻设计了一个可自动控制灯泡亮度的电路,如图丙所示,若、两端电压等于时,的大小为;等于时,的大小为,则:______。忽略温度对灯丝电阻的影响
8.小赵同学设计了“探究电流与电阻的关系”的实验,器材如下:电源电压恒为,五个定值电阻分别为:,,,及,标有“”的滑动变阻器、电压表可用量程:、、电流表,开关各只,导线若干。
请根据图甲所示电路图将图乙所示的实物电路连接完整要求:导线不允许交叉。
闭合开关前,应将滑动变阻器滑片移到最 端。
小赵把的电阻接入电路后,闭合开关,发现电流表无示数,电压表有示数。若电路故障只出现在和上,则电路故障是 ,排除电路故障后,适当调整滑动变阻器,当电压表示数为时,读出了对应的电流值。
断开开关,保持滑片位置不变,用的电阻替换,闭合开关,发现电压表示数 选填“大于”或“小于”,应向 选填“左”或“右”移动滑片才能达到实验要求。
小赵再分别将定值电阻、、连入,根据实验所得的五组数据绘制出图像,如图丙所示,由图像可得出的结论是: 。
完成该实验探究,滑动变阻器允许连入电路的最小阻值为 。
9.小明利用如图甲的电路探究电流与电压、电阻的关系,已知电源电压为且保持不变,实验用到的定值电阻阻值分别为、、、、,滑动变阻器的规格为“”。
连接电路时开关应该______。
用笔画线代替导线按图甲所示电路图将图乙中实物电路连接完整要求:滑动变阻器的滑片向左移动,电路中电流变大。
闭合开关,发现电压表和电流表均无示数,如果电路连接完好,只有一个元件有故障,该故障是______。
电压
电流
问题解决后,他接入阻值为的电阻进行实验,当电压表示数为时,电流表示数如图丙所示,为______。完成实验后得到了表格中的数据,对数据进行分析后得出初步结论:______。
接下来小明对“电流与电阻的关系”进行探究,每次随机选取一个定值电阻,进行了五次实验,根据所得数据画出电流与电阻关系的图像如图丁所示,且实验中各电路元件完好,但老师发现五次实验中有一次电流表读数错误,根据图丁中的数据分析,这次实验对应的电阻阻值为______,根据实验结论分析,本次实验的正确电流值为______。
10.小陈同学利用下列器材:电压不变的蓄电池、电流表、电压表、定值电阻、、各一个、滑动变阻器、开关和导线若干,电路图如甲所示。
请根据如图甲所示的电路图用笔画线代替导线将图乙所示的实物连成完整电路;
开关闭合前,滑动变阻器的滑片调到______选填“”或“”端。小乐闭合开关移动滑片,测出通过电阻的电流和对应的电压值,如表所示,检查两电表均无故障,你认为可能的原因是______;
问题解决后,小陈接着探究电流跟电阻的关系,他依次再接入、两个定值电阻,观察______表使其示数不变。实验过程中他绘制了“电流与定值电阻、电流与变阻器的接入电阻、电流与电路总电阻”之间的图象,如图丙所示,其中反映电流和电路总电阻关系的是______选填“”、“”或“”。利用给定的器材完成整个实验,小陈应控制定值电阻两端电压的范围是______。
11.小明用如图甲所示的电路探究“电流与电压和电阻的关系”,电源电压恒为。
小明在检查电路时,发现有一根导线连接错误,请你在图甲中将连接错误的导线画上“”,并用笔画线代替导线正确连接电路,要求:滑片向右移动时电流表的示数变小;
闭合开关后,某同学发现电流表无示数,电压表有示数且示数接近电源电压。请你分析电路故障原因可能是:______。
将的定值电阻接入电路中,闭合开关,第次实验的电流表示数如图乙所示,为______,调节滑片,重复实验,记录数据填入图表丙中。分析数据得出结论:在电阻一定的情况下,通过导体的电流与导体两端的电压成______。
图表丙
实验次数
电压
电流
图表丁
实验次数
电阻
电流
小明继续探究“电流与电阻的关系”,将、和的定值电阻分别接入电路进行实验,实验数据如图表丁所示,实验中控制定值电阻两端电压为______,分析数据得出结论:______。
要完成中的实验,滑动变阻器的最大阻值最小为______。
12.兴趣小组用如图甲所示装置“探究电流与电压的关系”,其中电源为的学生电源电压恒定,滑动变阻器规格为“”。
电压
电流
乙
请用笔画线代替导线,在图甲中完成电路连接要求滑片向右滑动时,电流表的示数变大 ;
正确连接后,闭合开关,发现电压表和电流表均无示数。拆下电压表,用它查找故障,保持开关闭合,将电压表的正接线柱接在电源正极,负接线柱分别接在电路中的各接线柱,得到以下信息,则故障可能是 ;
导线接触接线柱
电压表示数
排除故障后,闭合开关,多次改变滑片位置,记录实验数据如乙所示,根据表中数据可归纳得出结论: ;
为了进一步探究电流与电阻的关系,兴趣小组又找来、、、的定值电阻继续实验。
将、、、、的定值电阻分别接入电路,按规范的实验步骤进行操作,根据记录的数据绘制图丙所示的图像,图中阴影部分“面积”表示的物理量是 ;
实验中,学生电源损坏,用新干电池串联的电池组替代,若要完成上述实验,只电阻都要用到,则干电池组最多不能超过 节。
13.在“探究电流与电阻的关系”时,小华同学用如图甲所示的电路进行实验。器材有:电源电压恒为、电流表、电压表、定值电阻、、、各一个、滑动变阻器“ ”、开关、导线若干。
用笔画线代替导线,将图甲所示电路连接完整,要求滑动变阻器的滑片向右滑动时电流表示数变小;
连接好电路,闭合开关,发现电流表无示数,电压表指针明显偏转,仔细检查,电路连接无误,则电路存在的故障可能是 ;
故障排除后,多次更换不同的定值电阻,闭合开关后移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数保持不变,如图乙所示的是电流表示数与定值电阻的关系图像。当把电阻更换成时,闭合开关后,变阻器的滑片本应向 选填“”或“”端滑动,但是小华却发现移动变阻器的滑片不能保持电压表示数不变,为了继续完成该实验,他可以更换电压不高于 的电源;
小红利用图丙所示电路测出了的阻值,已知灯泡的额定电压为、额定功率为,为电阻箱,请在空白处填上适当内容:
将接入图丙虚线框位置中,虚线框中接入导线,调至适当阻值后,闭合开关;
将开关接“”接线柱,仅调节滑动变阻器的滑片,直至电流表的示数 用已知量或测量量的符号表示,读出电阻箱的示数为;
将开关接“”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;
则 ;用已知量或测量量的符号表示
若实际测量过程中,步骤中电流表的示数相等但均小于,则所测的电阻阻值 选填“大于”、“小于”或“等于”真实值。
14.小丽在实验室中找到学生电源,定值电阻,“ ”的滑动变阻器、电流表、电压表、开关及导线若干,完成了下列电学实验。
一探究“电流与电压的关系”,电源电压为。
根据图甲的电路图连接电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到 端选填“”或“”
次数
电压
电流
检查图乙,发现有一根导线接错,请在这根导线上打“”,并画出正确接法,且导线不交叉。
正确连接电路后,闭合开关,移动滑片,记录数据如上表,分析实验数据可得结论: 。
老师指出有一组数据不符合实际,这组数据对应的实验序号是第 次,若要完成这组数据,滑动变阻器的最大阻值至少为 。
某同学用小灯泡代替电阻重复上述实验,发现无法得出中的结论,原因是 。
二小丽又设计了一个如图丙所示的电路来测量该小灯泡正常发光电阻,电源电压恒定未知,已知小灯泡的额定电压为,为已知阻值的定值电阻。
请把她的实验步骤补充完整:
断开,闭合、,移动滑动变阻器的滑片, ;
保持滑动变阻器的滑片位置不变,断开,闭合、,记录下电压表示数为;
小灯泡正常发光电阻 请用已知量和测量量表示。
15.在“探究电流与电压、电阻的关系”的实验中,电源两端电压且保持不变。
实验电路如图甲所示,请用笔画线代替导线,将实物图连接完整。
闭合开关后,进行实验。实验数据如表所示,其中第次实验时,电流表示数如图乙,则电流为______,请你根据表中的数据在图丙中做出图像。根据图像得出电流与电压的定量关系:在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成______。
实验次数
电压
电流
利用这个电路继续探究电流与电阻的关系时,更换定值电阻,并移动滑动变阻器的滑片,观察电压表和电流表的示数。实验中调节滑动变阻器的目的是______。
16.如图所示,在探究“通过导体的电流与导体两端电压关系”实验时,电源电压为不变,滑动变阻器规格为“”。
实验次数
电压
电流
根据图甲连接电路时,滑动变阻器滑片要移至______端。
闭合开关,调节滑动变阻器,测得多组电流、电压的数据如表,记录在表格中。
根据表格数据,可以得到结论:______;
增加、、的定值电阻,利用上述的实验器材和电路还可以进一步探究“电流与电阻的关系”。
先将的定值电阻接入电路中,调节滑动变阻器,当电压表示数为时,记录电流表的示数;
不改变滑动变阻器滑片的位置,将的电阻换成的电阻,闭合开关,向______选填“左”或“右”移动滑动变阻器滑片,直至电压表的示数为______;
对“探究电流与电阻关系”的实验过程进一步分析、论证,绘制了实验过程中“电流与定值电阻、电流与滑动变阻器接入电路阻值,电流与总电阻”之间的图象,如图乙所示,其中表示电流与总电阻关系的是图线______选填“”“”或“”,图中阴影部分面积表示的物理含义是______。
该小组用的电阻替换的电阻进行了第次实验,发现实验无法进行下去,为完成第次实验,同学们提出了下列解决方案,其中可行的是______。
A.换成电压为的电源
B.更换最大阻值大于或等于的滑动变阻器
C.将电压表的量程换为
D.可将定值电阻两端的电压调为
17.小组一利用图甲电路图探究“电流与电压的关系”,提供的器材有:学生电源电压调为且不变、电流表、电压表、定值电阻、、、规格为“、”的滑动变阻器、开关、导线若干。
先将的电阻接入电路,正确操作后,发现电压表无示数,电流表有示数,造成这一现象的原因可能是 ;
调整电路后闭合开关,移动滑片,使两端电压由逐渐增大到、、,读出对应的电流值,做出图线如乙图所示,由此得到的结论是 。
小组二按照图甲探究“电流与电阻的关系”。电源电压保持不变,滑动变阻器的规格是“;”,阻值为、、、的定值电阻各一个,满足测量需求的电流表、电压表各一个、开关、导线若干。
在电路中接入阻值为的定值电阻,移动滑动变阻器的滑片,使得电压表示数,并记录电流表示数;
用的定值电阻替换的定值电阻再闭合开关,他应该将滑动变阻器的阻值 选填“调大”或“调小”,目的是使电压表示数保持不变;
用的定值电阻替换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 ;
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 。
18.小明利用如图甲的电路探究“电流与电压、电阻的关系”,已知电源电压为保持不变,实验用到的定值电阻阻值分别为、、、、,滑动变阻器的规格为“”。
闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于最______选填“左”或“右”端。
小明在探究“电流与电压关系”时,先将阻值为的电阻接入电路进行实验,当电压表示数为时,电流表示数如图乙所示为______;完成实验后得到了下表中的数据。对数据进行分析后得出实验初步结论是:电阻一定时,通过导体的电流与导体两端电压成______比。
电压
电流
接下来小明又对“电流与电阻关系”进行探究,完成第一组实验后,断开开关改接另一个定值电阻后,继续操作了以下四步:
闭合开关
将滑动变阻器的滑片移到最右端
记录电流表示数
将滑动变阻器的滑片移到适当位置。
从安全和规范角度考虑,下列操作顺序正确的是______。
A.
B.
C.
D.
小明同学每次随机选取一个定值电阻,进行了五次实验,根据所得数据画出电流与电阻关系的图像如图丙,且实验中各电路元件完好,读数、记录均正确。但老师发现五次实验中有一次未移动滑动变阻器滑片控制电压表示数一定,根据图丙中的数据分析,阻值为______的定值电阻连入电路时未移滑片。
19.小明用如图甲所示的电路测量一根铅笔芯的电阻。
请在图甲中用笔画线代替导线将电路连接完整 ,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移至 选填“”或“”端。
闭合开关,移动滑片,两表始终无示数,电路连接和电表均完好,则可能是滑动变阻器发生 故障。
排除故障进行实验,第次测量时,电压表示数如图乙所示,为 ,计算出电阻为 ;移动滑片,将多次测量的数据记录在下表中,计算出对应的电阻。
实验次数
电压
电流
电阻
_________
_________
小明分析实验数据,得出铅笔芯电阻随电压和电流的变化而变化的结论;这个结论是否科学?请你发表观点并说明理由 。
20.年,格雷因区分了导体与绝缘体,让人们了解了不同材料的导电性能。项目小组决定追溯科学家研究的历程,在家开展项目式学习:
【项目提出】影响溶液导电性大小的因素有哪些?
针筒材质:塑料 当地室温
针筒
溶液
盐水
盐水
小苏打
盐水
温度
室温
液柱高度
针筒直径
________
【项目设计】
实验器材有:规格不同的针筒,不同种溶液,两个电流表等。若要探究溶液的导电性大小与液体种类的关系,请你选择两个合适针筒,并用笔画线代替导线在图中将电路图连接完整;
小明设计了如上实验表格,则表格中“ ”处应填 。
【项目交流】
某次实验中测得号针筒的电流,号针筒的电流如图丙所示。可得出初步结论: 。
结合以上实验器材,还可探究溶液的导电性能与 有关系。
21.课堂上老师先后演示了如下两个实验。
如图甲所示,闭合开关后小灯泡不亮,用酒精灯灼烧玻璃,随着玻璃温度升高,小灯泡逐渐亮起来,由此可以初步得出的结论是:玻璃的导电性随温度的 选填“升高”或“降低”而增强;
如图乙所示,将灯丝接入电路,闭合开关小灯泡发光。给灯丝加热,小灯泡立刻变暗,这表明灯丝的电阻随温度的升高而 选填“增大”、“减小”或“不变”;
在图丙所示的电路中,电源电压不变,如果想让电流表的示数增大表示温度升高,电流表的示数减小表示温度降低,应该选用电阻随温度升高而 的材料。选填“增大”或“减小”
22.小明、小红和小亮在做“探究影响导体电阻大小的因素”实验时,提出了如下猜想。
猜想一:导体的电阻可能与导体的长度有关。
猜想二:导体的电阻可能与导体的横截面积有关。
猜想三:导体的电阻可能与导体的材料有关。
实验室提供了根电阻丝,其规格、材料如表所示;
编号
材料
长度
横截面积
镍铬合金
镍铬合金
镍铬合金
锰铜合金
小亮设计了如图所示电路。实验时,他在、之间分别接上不同的导体,闭合开关后,通过观察______或______来比较导体电阻大小。小明认为:电流表是多余的,小红却认为:灯泡是多余的。你认为小红设计的电路不合理的理由是:______;
为了验证猜想二,可依次把、分别跟______选填导体的编号的两端相连,闭合开关,记下电流表的示数,分析并比较这两根电阻丝电阻的大小。
小丽在探究同样的问题时,手边只有一根电阻丝。她利用这根电阻丝和上述电路,不能够完成猜想______选填“一”、“二”或“三”的实验验证。
要使电阻丝接入电路的阻值变大,可采用的方法是______。
A.增大电阻丝两端的电压
B.减小通过电阻丝的电流
C.将电阻丝拉长后接入电路
D.将电阻丝对折后接入电路
23.在“探究影响电阻大小的因素”实验中,同学们提出了如下猜想:
导体的电阻与导体的材料有关;
导体的电阻与导体的横截面积有关。
导体的电阻与导体的长度有关;
导体的电阻与导体的温度有关。
实验室提供了根不同的电阻丝,其规格、材料如下表所示:
编号
材料
长度
横截面积
镍铬合金
镍铬合金
镍铬合金
锰铜合金
为了验证上述猜想,小新设计了如图甲所示的实验电路,部分实验步骤如下。
实验时,两端接入的电阻丝阻值越大,电流表的示数越______;
为了验证猜想,小新应选编号为______的电阻丝分别接入之间;
小新把编号为、的电阻丝分别接入之间是为了验证猜想______;填序号
小新依次把编号为、的电阻丝接入之间,发现电流表的示数变大,说明电阻丝的电阻______选填“大于”“小于”或“等于”电阻丝的电阻,由此得到结论:______;
有同学猜想导体的电阻可能还与温度有关,为了验证此猜想,同学们设计了如图乙所示的电路。闭合开关,对合金丝缓慢加热,发现电流表的示数变小,由此可得出结论:导体的电阻与温度有关,合金丝的电阻随温度的升高而______选填“增大”或“减小”。
答案和解析
1.【答案】 短路
【解析】解:本实验用电压表测量电阻两端电压,用电流表测量通过电阻的电流,然后由得到电阻阻值,本实验的原理为,连接电路时,电压表与电阻并联,由于电源电压为,所以电压表选择小测量范围,滑动变阻器与电阻串联,连接时要“一上一下”,滑片向右移动时电流表示数变大,说明电路电阻减小,即滑动变阻器的端要接入电路,据此连接电路,完整电路如下图所示:
。
连好电路闭合开关后,发现电流表有示数,说明电路是通路,电压表无示数,说明电压表并联部分电阻几乎为零,原因可能是定值电阻短路;
电流表选择的测量范围为,分度值为,指针在后第小格,即电流表示数为,定值电阻。
闭合开关和,电路为的简单电路,电压表测量电源电压,电压表的示数为,即电源电压为;
只断开开关,与串联,电压表测量两端电压,电压表的示数为,即两端电压为;两端电压,电路电流,
由此可得电阻。
故答案为:;短路;;。
本实验的原理为,连接电路时,电压表与电阻并联,由电源电压数值可知要选择小测量范围,滑动变阻器与电阻串联,连接时要“一上一下”,滑片向右移动时电流表示数变大,说明电路电阻减小,即滑动变阻器的端要接入电路,据此连接电路。
连好电路闭合开关后,发现电流表有示数,说明电路是通路,电压表无示数,说明电压表并联部分电阻几乎为零,据此判断故障原因;
电流表读数时先确定选择的测量范围和分度值,根据指针位置读取数据,由欧姆定律得到定值电阻的值。
闭合开关和,电路为的简单电路,电压表测量电源电压,可知电源电压为;
只断开开关,与串联,电压表测量两端电压,可知两端电压为;
由串联电路电压规律和欧姆定律可得到电路电流,进而得到电阻的表达式。
本题考查伏安法测量电阻,要知道实验原理、电路的连接和调节、电路故障判断、伏安法测量电阻的特殊测量方式等,难度中等。
2.【答案】电流表使用前没有调零 电阻箱的阻值只调节电阻箱偏大
【解析】解:开关闭合前,小亮发现电流表的指针在零刻度线左侧如图乙,即电流表指针没有与零刻度线对齐,这是因为电流表使用前没有调零;
为了保护电路,开关闭合前,滑动变阻器滑片应滑至阻值最大处;
由图甲可知,电压表选用小量程;闭合开关,电流表示数为,电压表示数如图丙所示,电压表分度值,其示数为,则待测电阻的阻值为:
;
小明将调至,由图丁可知,与并联,电流表分别测通过和的电流,根据并联电路电压相等原理可知,
,解得:;
小华将调至,此时与并联,电流表分别测和的电流,调整,使,根据并联电路电压相等规律可知,;
在第一次测量中,的示数为的倍,根据并联电压相等原理有:,所以,
故有: ,
在第二次测量中,的示数为的倍,根据并联电压相等原理有:
,所以
,
故有,
已知其中一次的阻值是另一次的倍,可知,
由可得出,
代入可得出的阻值为。
将开关接,调节电阻箱和滑动变阻器滑片至适当位置,使电流表的示数为,记下电阻箱的阻值。
将开关接,调节电阻箱,保持电流表示数不变,记下电阻箱的阻值。
根据等效替代法,则,
故;
若在第步骤中滑片不小心向右移动了少许,则滑动变阻器接入电路的阻值变大,电阻箱的阻值偏小,则所测的阻值偏大。
故答案为:电流表未调零;;
;;;;
电阻箱的阻值;只调节电阻箱;偏大。
电表使用前要调零;为了保护电路,开关闭合前,滑动变阻器滑片应滑至阻值最大处;根据图甲确定电压表量程,由图乙确定分度值读数,利用求出待测电阻的阻值。
根据串联分压原理求出的阻值;
根据等效替代法测出的阻值;
在第一次测量中,的示数为的倍,在第二次测量中,的示数为的倍,根据并联电压相等原理得到关系式,已知其中一次的阻值是另一次的倍,联立三式求解即可。
开关接,电阻、电阻箱、滑动变阻器串联;
开关接,电阻箱、滑动变阻器串联;由于电源电压不变,电路中的电流不变,所以,根据欧姆定律可知两次电路中的总电阻不变;而且滑片位置不变,根据等效替代法可知电阻的表达式;滑动变阻器滑片不小心向右移动了少许,即滑动变阻器的阻值变大了,由于总电阻相等,串联电路的特点可知待测电阻值的变化情况。
此题考查了电阻的测量,难度较大,综合性强。
3.【答案】
电阻断路
左
不同意
灯丝的电阻随温度的变化而变化,求平均值没有意义
【解析】【详解】根据图甲可知,电压表测定值电阻两端电压,电源电压为,电压表量程为,连接实物图如下图所示:
根据实验,电路是串联的,闭合开关后,发现电流表示数为零,说明电路为断路,电压表示数接近电源电压,说明电压表与电源、滑动变阻器、电流表、开关之间连接是完好的,因此故障原因可能是电阻断路。
根据电压表的量程,分度值,读数为,则电阻的阻值为
标有“,”字样的小灯泡,说明小灯泡额定电压,图丙所示电压表的示数为小于小灯泡的额定电压,若要使小灯泡正常发光,应该减小滑动变阻器两端电压,由串联分压原理可知,减小滑动变阻器的阻值,因此滑动变阻器的滑片应适当向左移。
灯丝的电阻随温度的变化而变化,求平均值没有意义,因此不同意小明的做法。
4.【答案】左断路
【解析】解:为了保护电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应放至阻值最大处,即最左端;
闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表指针几乎不动,说明电路可能断路,电压表指针明显偏转,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,则与电压表并联的电路断路了,即故障原因可能是小灯泡断路;
排除故障后,闭合开关,移动滑片,当电压表示数为时,电流表示数如图乙所示,电流表选用小测量范围,分度值,其示数为,则小灯泡正常发光时的电阻为:
;
闭合、,断开,小灯泡、滑动变阻器和定值电阻串联,电压表测灯泡和滑动变阻器两端电压;小灯泡正常发光时,电路中的电流为,此时定值电阻两端电压为,根据串联电路电压规律可知,电压表示数为。
故答案为:左;断路;;。
为了保护电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应放至阻值最大处;闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表指针几乎不动,说明电路可能断路,电压表指针明显偏转,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,则与电压表并联的电路断路了;
根据电流表选用的测量范围确定分度值读数,利用求出小灯泡正常发光时的电阻;
根据串联电路电压规律和欧姆定律求出电压表示数。
本题测小灯泡正常发光时的电阻实验,考查了注意事项、电路故障、电阻的计算及设计实验方案的能力。
5.【答案】
连接电路时没有断开开关
将开关拨至触点
电功率
【解析】【详解】滑动变阻器滑片向右移动时,灯泡变亮,电路中电流变小,滑动变阻器接入的电阻变小,可知滑动变阻器右下接线柱接入电路,连接方式如下:
连好最后一根导线,灯泡立刻发光,电流表、电压表均有示数,说明连接电路时没有断开开关。
由图得,电流表的量程为,电流表的分度值为,示数为。
由图丙可知,小灯泡电压在正常发光时,流过小灯泡的电流为,此时小灯泡的电阻为
测量小灯泡正常发光时的电阻,首先要使小灯泡两端电压等于额定电压,故闭合开关,将拨到触点,移动滑片使灯泡正常发光,即灯泡两端的电压为额定电压。
断开开关,将开关拨至,闭合开关,测量出此时小灯泡和已知电阻的总电压。
由串联分压原理可得
则
根据 可知,用测量小灯泡电阻的电路还可以测量小灯泡的电功率。
由图甲可知,电源电压为节电池,当定值电阻最大为,滑动变阻器接入阻值最大时,定值电阻两端电压即电压表示数最小,根据串联分压原理可得
解得
当电流最大为滑动变阻器允许通过的最大电流为,且定值电阻最小为时,定值电阻两端电压即电压表示数最大为
所以应控制电压表示数的范围为。
6.【答案】;减小; ; 报警器报警;; 燃气泄漏报警器
【解析】从表中数据分析可知:
当电梯空载时,压敏电阻的阻值为。 压敏电阻的阻值随着压力的增大而减小。
由题知,电源电压为,报警器通过的电流达到时立即报警,电路中的总电阻。
电梯载重达到时,其压力;
由表中数据知,压敏电阻受到的压力为时,其阻值为,故将电阻箱的电阻也调到;
将开关闭合、断开,调节滑动变阻器的滑片,直至报警器报警;
保持滑动变阻器的滑片位置不变,将断开,闭合,警系统调试完毕,即可正常使用。
报警时电路中的最小电流是,由欧姆定律可得,此时报警电路的总电阻为:
,
滑动变阻器的最大阻值为,由串联电路的特点可知压敏电阻最小可为:
,
由表中数据可知,电梯最大载重达到,则最大质量为:
。
随着科技的快速进步,生活中常见的智能设备比如厨房的燃气泄漏报警器,可实时监测厨房的天然气、煤气或石油液化气的泄漏超标问题,给生活安全增添一份保障。
故答案为:;减小;;报警器报警;;燃气泄漏报警器。
从表中可知,当电梯空载时,压敏电阻的阻值以及压敏电阻的阻值随着压力的增大的变化情况;
由题知,电源电压为,报警器通过的电流达到时立即报警,根据欧姆定律可知电路中的总电阻;
根据报警时电路中的最小电流,由欧姆定律可得得出此时报警电路的最大总电阻,根据滑动变阻器的最大阻值,由串联电阻的规律可得出压敏电阻的最小值,由表中数据知,可知电梯最大载重,再根据求出承载的最大质量。
根据生活中常见的智能设备举例即可。
本题考查串并联电路的规律及欧姆定律的运用,需要从题中获取重点有效信息,调试此报警系统的方法是本题的难点。
7.【答案】发光二极管 电压滑动变阻器 、 :
【解析】解:小灯泡和发光二极管工作时,都会产生一部分热量,发光二极管产生的热量非常少,电能转化为光能的效率较高,所以从节能角度选择,发光二极管适合作为光源。
制作简易调光台灯可以通过改变灯泡两端的电压来实现亮度可调;为了达到连续改变灯泡两端电压的目的,可将滑动变阻器与光源串联,通过移动滑片来实现。
顺时针转动时台灯变亮,说明电位器连入电路的电阻丝变短,所以,应选择、接线柱接入电路。
当、两端电压等于时,两端的电压为,
串联电路中,电流处处相等,所以,化简得,
当、两端电压等于时,的大小为,两端的电压为
由串联电路的电流特点可知,,化简得,
联立可得,::。
故答案为:发光二极管;电压;滑动变阻器;、;:。
从耗能差异方面选择合适的电源。
台灯的亮度由实际功率决定,根据分析解答;为了达到连续改变的目的,可将滑动变阻器与光源串联接入电路。
顺时针转动时台灯变亮,说明电位器接入电路的电阻丝变短,由此分析连接的接线柱。
等于时,的大小为,可计算出与的关系;等于时,的大小为,可计算出与的关系,由此得到与的比值。
本题主要考查了滑动变阻器的使用、欧姆定律的计算等内容,难度适中。
8.【答案】
左
定值电阻断路
大于
左
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
【解析】【详解】滑动变阻器按“一上一下”与定值电阻串联接入电路,电压表并联在定值电阻两端,如图所示:
连接电路时,为了保护电路,滑动变阻器滑片应移至最大阻值处,即最左端。
闭合开关,发现电流表无示数,电路可能发生了断路,而电压表有示数,说明电压表与电源串联接入电路,所以电路故障是定值电阻断路。
根据串联分压原理可知,将定值电阻由改接成的电阻,电阻变大,分得的电压变大,所以电压表示数大于。
探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,即应保持电阻两端的电压不变,根据串联电路电压的规律可知,应增大滑动变阻器分得的电压,由分压原理,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向左端移动,使电压表的示数不变。
由图知,通过电阻的电流与电阻的乘积是一个定值,即定值电阻两端的电压不变,故得出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。
由图丙,当接入电阻时,电路中的电流为,根据欧姆定律可知,定值电阻两端的电压为
根据串联电路中电压的规律可知,滑动变阻器两端电压为
根据分压原理可知,定值电阻与滑动变阻器的阻值之比为
当定值电阻为最小值,即时,滑动变阻器的阻值最小,所以滑动变阻器的最小值为
9.【答案】断开 滑动变阻器或电流表或开关断路 电阻一定时,电流与电压成正比
【解析】解:为保护电路,连接电路时,应断开开关;
如图甲可知,滑动变阻器滑片向左移动,电路中电流变大,滑动变阻器接入的电阻变小滑,滑动变阻器左下接线柱接入电路,连接电路图如下:
电流表无示数,电路中有断路,电压表无示数,说明电压表并联以外电路有断路,如果电路连接完好,只有一个元件有故障,该故障是滑动变阻器或电流表或开关断路;
由图丙可知,电流表的量程是,分度值是,所以电流表的示数为;由表中数据可知,电压增大几倍,对应的电流也增大几倍,可以得到电阻一定时,通过电阻的电流与它两端的电压成正比;
由图丙画出的电流与电阻关系图像可知,除定值电阻为外,电流与电阻之积为均为不变,当定值电阻阻值为的定值电阻时,不在图像上,说明所以阻值为的定值电阻连入电路时未移动滑片,就进行读电流表的示数;
此时通过定值电阻的电流为。
故答案为:断开;
;
滑动变阻器或电流表或开关断路;
;电阻一定时,电流与电压成正比;
;。
为保护电路,连接电路时,应断开开关;
滑动变阻器滑片向左移动,电路中电流变大,滑动变阻器接入的电阻变小,据此连接电路;
电流表无示数,说明电路有断路,把电压表接在电路中时,若电压表有示数,说明与电压表并联的部分有断路;若无示数,则电压表之外有断路,据此分析;
由题意可知,电流表的量程是,分度值是,据此得出电流表的示数;
由题意可知,定值电阻的阻值为,分析表格数据可知,利用欧姆定律得出电压和电流的比值,分析得出结论;
探究电流与电压的关系时,应控制定值电阻两端的电压相同,据此分析。
本题为探究“电流与电压、电阻的关系”的实验,考查电路连接、故障分析、数据分析、器材选择等知识,综合性强。
10.【答案】 电流表使用前没有调零 电压
【解析】解:在探究“电流与电压、电阻的关系”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;根据电路图知滑动变阻器接右下接线柱,如下图所示:
为了保护电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应调节到阻值最大处,即端;分析表格中数据可知:电流值都去掉时,电流值与电压值成正比,所以可能的原因是电流表使用前没有调零;
探究电流跟电阻的关系时滑动变阻器与定值电阻串联,定值电阻两端电压始终保持不变,因此依次接入、、三个定值电阻,观察电压表的示数使其不变。根据串联电路中的总电阻关系可知,总电阻比任一分电阻阻值都大,丙图中,当电流一定时图像的的电阻最大,则反映电流和电路总电阻关系。
根据欧姆定律可知,电流与电阻的乘积为电压;电路中最大电流为,因此最小总电阻为
,
当定值电阻最小为时,滑动变阻器阻值为,
结合串联电路电压规律及串联电路电压比等于电阻比
,
已知,
可解得,因为在实验过程中要保证定值电阻两端电压不变,因此分压相同,当接最大电阻时,滑动变阻器满足
,
解得,符合题意。
当接入电路电阻最大时,此时定值电阻阻值为,变阻器阻值为,则结合串联电路电压规律及串联电路电压比等于电阻之比得
,
已知,
可解得,综上所述电压表的取 值范围为之间。
故答案为:;
;电流表使用前没有调零;
电压;;。
电压表应并联在定值电阻两端;滑动变阻器接右下接线柱,根据电路图连接实物图;
为了保护电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应调节到阻值最大处;分析数据后发现,表格中电流值都减掉时,电流值与电压值成正比,据此分析得出出现这种现象的原因;
探究电流跟电阻的关系,保持电压表示数不变;根据欧姆定律可知,电流与电阻的乘积为电压,可知、、各代表电流与滑动变阻器、电流与定值电阻、电流与总电阻”之间的图像;电路中最大电流为,根据欧姆定律得出电路中最小总电阻,得出滑动变阻器的接入的最下值,根据串联电路电压规律及串联分压规律得出电压表示数的最大值;当接入电路电阻最大时,此时定值电阻阻值为,变阻器阻值为,根据串联电路电压规律及串联分压规律得出电压表示数的最小值。
本题探究“电流与电压、电阻的关系”实验,考查了电路连接、注意事项、电路故障、数据分析、影响电阻大小因素、控制变量法和欧姆定律的应用。
11.【答案】
;
定值电阻断路;
;正比;
;在电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比;
。
【解析】原电路中,滑动变阻器被短路了,滑片向右移动时电流表的示数变小,滑动变阻器接左下接线柱,改正后如下图所示:
。
闭合开关后,某同学发现电流表无示数,则可能是电路断路,电压表有示数且示数接近电源电压,电压表可以通到电源的两节,故障可能是定值电阻断路。
电流表连接小量程,分度值为,电流表的示数为;
由表格一的数据知,每组数据的电压及电流的比值是一个定值,所以在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比;
由表格数据可知,定值电阻两端电压,将、和的定值电阻分别接入电路进行实验,应控制定值电阻两端电压不变,移动滑片,使电压表始终为;由表二数据知,每组对应的电流与电阻的乘积是一定值,所以当电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比;
定值电阻两端电压保持不变,根据串联电路电压规律,变阻器两端电压为,根据串联分压原理,,当电阻接入电路时,,滑动变阻器的最大阻值最小为。
12.【答案】
电流表断路
当电阻一定时,电流与电压成正比
定值电阻两端的电压
【解析】【详解】要求滑片向右滑动时,电流表的示数变大,即滑动变阻器接入电路的阻值变小,所以,应把滑动变阻器的接线柱接入电路,电路连接如图所示:
保持开关闭合,将电压表的正接线柱接在电源正极,负接线柱分别接在电路中的C、、、各接线柱,均无示数,说明电压表未与电源接通,负接线柱分别接在电路中的G、、各接线柱,电压表的示数等于电源电压,说明电压表与电源接通,且测量电源电压。则故障可能是电流表断路。
根据表中数据可知
可归纳得出结论:当电阻一定时,电流与电压成正比。
图丙中阴影部分为长方形,其面积等于,根据 可知,阴影部分面积表示的物理量是定值电阻两端的电压。
实验中要保证定值电阻两端电压不变,根据表格数据可知定值电阻两端的电压为
根据串联分压原理可知,当定值电阻阻值越大时,分得的电压越大,则滑动变阻器接入电路中的阻值要越大,才能控制定值电阻两端电压不变。当定值电阻阻值为时,根据图丙可知电路中电流为,滑动变阻器的最大阻值为,此时滑动变阻器两端的电压为
此时电源电压为
一节干电池电压为,因此干电池组最多不能超过节。
13.【答案】
断路
小于
【解析】【详解】要求滑动变阻器的滑片向右滑动时电流表示数变小,说明滑片右移时变阻器电阻变大,所以应该把滑动变阻器的左下接线柱接入电路,如图所示:
电流表无示数,说明电路可能断路;电压表指针明显偏转,说明电压表与电源连通,所以故障可能是定值电阻断路,因为断路时,电压表串联在电路中,测电源电压,所以有明显偏转,而电流几乎为零。
由图乙可知,定值电阻两端的电压
所以控制的电压是。当把的电阻换成时,根据串联分压,电阻变大,其两端电压会变大,为了保持电压表示数为不变,需要增大滑动变阻器的电阻,所以滑片应向端滑动。现在发现移动滑片不能保持电压不变,说明滑动变阻器的最大电阻不够。滑动变阻器的最大电阻为,定值电阻为,根据串联电路电压特点可得
代入数据得
解得滑动变阻器的最大电压 ,故最大电源电压
所以可以更换电压不高于的电源。
已知灯泡 的额定电压为 、额定功率为 ,灯泡的额定电流 ,将开关接“”接线柱,与变阻器串联,仅调节滑动变阻器的滑片,直至电流表的示数为灯泡的额定电流 ,读出电阻箱的示数为。
将开关 按“”接线柱,、灯泡、与变阻器串联,仅调节电阻箱,使电流表的示数仍然为灯泡的额定电流 ,读出电阻箱的示数为,此时灯泡正常发光,由 可知,灯泡的电阻为 ,由于电流前后不变,变阻器阻值不变,根据等效替代法结合电阻的串联可知,电阻箱原来的示数等于、灯泡的阻值和此时电阻箱的示数之和,即
解得
灯泡的电阻受温度的影响,温度越高灯泡电阻越大;若实际测量过程中,步骤中电流表的示数相等但均小于,灯泡的功率变小,温度降低,小灯泡实际电阻比计算的小,由表达式 可知,所测电阻将比真实值偏小。
14.【答案】
当电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成正比
小灯泡的电阻会随温度变化而改变
使电压表示数为
【解析】【详解】闭合开关前,滑动变阻器滑片移到端阻值最大处。
图乙电压表应测定值电阻两端电压,需将定值电阻右侧导线改接电压表负接线柱。如图所示:
分析数据:电阻一定时,电流与电压的比值为定值,故结论:当电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成正比。
计算定值电阻
第次实验时,滑动变阻器两端电压
电路电流
则滑动变阻器需接入的电阻
大于现有滑动变阻器的最大阻值,因此第次数据不符合实际。
小灯泡的电阻会随温度变化而改变,无法控制电阻一定,因此不能保持电阻不变,无法得出“电流与电压成正比”的结论。
断开 ,闭合 、 ,移动滑动变阻器的滑片 ,使电压表示数为让小灯泡正常发光。
小灯泡正常发光时,步骤中灯泡正常发光,步骤中电压表测的是灯泡与 的总电压 ,则 两端电压为 ,电路电流
因此灯泡正常发光电阻
15.【答案】 ;;正比 控制电阻两端的电压不变
【解析】解:连接电路时,电压表与定值电阻并联,电源两端电压为,故电压表量程为,如图所示:
由图乙知电流表的量程为,分度值为,示数为;
根据表中数据描点画出电阻的图像,如图所示:
由表格数据可知,电压增大几倍,对应电流增大几倍,故可得结论:在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比;
研究电流与电阻的关系,要控制电阻两端的电压不变,实验中调节滑动变阻器的目的就是控制电阻两端的电压不变。
故答案为:
;;正比;
控制电阻两端的电压不变。
根据电源大小,确定电压表量程,电压表与电阻并联,据此连接电路;
观察电流表的量程、分度值,再读数;
根据表格数据描点连线;根据图像数据得出电流与电压的关系;
研究电流与电阻的关系,要控制电阻两端的电压不变,据此分析滑动变阻器的作用。
本题探究电流与电压和电阻的关系,考查电路连接、表格数据分析等问题,综合性较强。
16.【答案】右;
电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比;
右;;;滑动变阻器两端的电压;
【解析】为了保护电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到最大阻值处,由图知,滑片左侧电阻丝接入电路,所以滑片应移到阻值最大的最右端。
根据表格数据,可以得到定值电阻的电压与电流的比值为定值,可得结论:当导体电阻一定时,通过导体的电流和导体两端的电压成正比。
由图乙得,定值电阻的电压为不变,实验中要控制电阻的电压不变,由串联电路特点与欧姆定律得,变阻器接入电路中的电阻与定值电阻的阻值的比值为定值,则不改变滑动变阻器滑片的位置,将的电阻换成的电阻,闭合开关,应向右移动滑动变阻器滑片,增大变阻器接入电路中的电阻,直至电压表的示数为。
由图乙可知,在电流一定时,图像中与的乘积最小,图像中与的乘积较大,图像中与的乘积最大,由欧姆定律可知与的乘积等于电压,因电源电压最大,所以图像表示电流与总电阻的关系图像,定值电阻两端电压为,滑动变阻器两端电压为,所以图像表示电流与滑动变阻器的关系图像,图像表示电流与定值电阻的关系图像;图中横坐标表示总电阻与定值电阻的电阻差,即滑动变阻器的电阻,纵坐标为电流,所以阴影部分面积等于电路总电压与定值电阻的电压差,表示的物理意义是滑动变阻器两端的电压;
换成的电阻,所需滑动变阻器的阻值更大,当滑动变阻器连入电路阻值最大为时,根据串联电路的特点有
,
即,
滑动变阻器两端电压,
电源电压,故A不符合要求;
B.滑动变阻器两端分得的电压,
根据串联电路的特点有,
即 ,
则滑动变阻器需要接入电路的阻值等于,此时滑动变阻器的阻值不能满足要求,故应换用阻值至少为的变阻器,故B符合题意;
C.用的电阻替换的电阻,当时,要保持电阻两点电压为不变,改变量程不能解决问题,故C不符合题意;
D.当滑动变阻器全连入电路中时,,根据串联电路的特点有,
即,
解得,则定值电阻两端的电压调为,即电压表示数最小为,
当滑动变阻器阻值为时,电压表示数最大,故D符合题意。
故选BD。
故答案为:右;
电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比;
右;;;滑动变阻器两端的电压;。
为了保护电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处。
根据表格数据,得出电流与电压的关系;
探究“电流与电阻的关系”应控制电阻两端电压不变,
根据串联分压原理可知滑动变阻器的滑片的运动方向;
根据电流与电阻倒数变化的图象分析可得结论;
根据串联电路电压规律和欧姆定律分析可得。
本题探究电流与电阻关系,考查注意事项、故障分析、电流表读数、控制变量法、器材的选择和分析数据归纳结论的能力。
17.【答案】定值电阻短路
在电阻一定时,电流与电压成正比
调大
【解析】【详解】将的电阻接入电路,正确操作后,发现电压表无示数,电流表有示数,造成这一现象的原因可能是定值电阻短路,则与定值电阻并联的电压表同时被短路,电压表没有示数。也可能是电压表坏了或电压表与定值电阻接线处断路。
分析图像可得
可得结论:在电阻一定时,电流与电压成正比。
探究电流与电阻的关系实验中,要保持定值电阻两端电压一定,当用的电阻替换的电阻后,根据串联分压原理,定值电阻两端的电压变大,为保持电压表示数不变,应增大滑动变阻器两端的电压,根据串联分压原理,可知他应该将滑动变阻器的阻值调大。
根据串联电路电压的规律,滑动变阻器分得的电压
滑动变阻器分得的电压为电压表示数的倍,根据分压原理,当接入电阻时,滑动变阻器连入电路中的电阻为
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。
根据串联电路电压的规律和分压原理
由此可知,电源电压、定值电阻两端的电压一定时,变阻器连入电路中的电阻随定值电阻的增大而增大;当定值电阻达到最大为时,所需滑动变阻器的阻值最大为,此时定值电阻的电压最小,即
控制的最小电压为。控制的电压越大,为完成四次实验,滑动变阻器分得的电压越小,滑动变阻器需要连入的电阻值越小,当控制的电压达到时,四次实验中电路中的最大电流为
电路是安全的。所以控制的电压最大可为。故只调整电压表的示数,则应控制电压表示数的范围为。
18.【答案】右 正
【解析】解:闭合开关前,滑动变阻器需调到最大阻值处来保护电路。结合常见实验电路及同规格器材实验的常规设置,此处滑片应置于最右端。
探究“电流与电压关系”时,定值电阻为,电压为时,根据欧姆定律可得电流为,因此电流表示数为。
分析表格数据,电阻始终为,电压从依次增加到,电流也从对应增加到,电压与电流的比值始终不变,故结论为电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
更换定值电阻后,为保护电路,第一步需将滑动变阻器滑片移到最大阻值处即最右端,对应步骤;接着闭合开关步骤;由于探究电流与电阻关系需控制定值电阻两端电压不变,所以要移动滑片到合适位置调节电压步骤;最后记录电流表示数步骤。故正确顺序为,选 C。
探究电流与电阻关系时,正常实验需满足为定值定值电阻两端电压不变。假设某次未移动滑片,根据串联分压原理,定值电阻与滑动变阻器的电压比等于电阻比,此时值会偏离其他组的定值。结合电源电压和给定电阻,通过分析可知阻值为时,其对应的值与其他组不同,即此次未移动滑片。
故答案为:右;;正;;。
闭合开关前,滑动变阻器需调到最大阻值处来保护电路。
根据欧姆定律可得电流为,即为电流表的示数。
电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
更换定值电阻后,为保护电路,第一步需将滑动变阻器滑片移到最大阻值处即最右端,对应步骤;接着闭合开关步骤;由于探究电流与电阻关系需控制定值电阻两端电压不变,所以要移动滑片到合适位置调节电压步骤;最后记录电流表示数步骤。
探究电流与电阻关系时,正常实验需满足为定值定值电阻两端电压不变。
根据串联分压进行分析解析。
本题为探究“电流与电压、电阻的关系”的实验,考查故障分析、操作过程、数据分析、实验结论等知识。
19.【答案】
断路
导体的电阻是导体本身的一种性质,与导体的材料、长度、横截面积和温度有关;铅笔芯的电阻变化,是因为通过电流时发热,温度升高导致电阻变化,并非电压和电流直接引起电阻变化。
【解析】【详解】电流表与铅笔芯 和滑动变阻器串联,所以要将电流表的负接线柱与铅笔芯右接线柱连接,滑动变阻器采用“一上一下”接法,所以滑动变阻器的上接线柱与铅笔芯的左接线柱连接。如图所示:
闭合开关前,滑动变阻器接入电路的阻值要最大,用来保护电路,故滑动变阻器滑片应移至端。
两表始终无示数,电路连接和电表均完好,说明电路发生断路,且故障在滑动变阻器 处,即 发生断路故障。
图乙中电压表选用小量程 ,分度值为 ,示数为 。
, ,根据欧姆定律 得:
这个结论不科学。理由:导体的电阻是导体本身的一种性质,与导体的材料、长度、横截面积和温度有关;铅笔芯的电阻变化,是因为通过电流时发热,温度升高导致电阻变化,并非电压和电流直接引起电阻变化。
20.【答案】
电流表示数
电流表示数
在其他条件相同时,溶液横截面积越大,导电性越强
温度同种液体横截面积不变时液体的长度
【解析】【详解】探究溶液的导电性的大小与液体种类的关系,要控制除了液体不同种类外的其他条件都相同,故选择、,电路连接如图
实验中用电压相同时通过溶液的电流大小来表示溶液的导电性,表格中则表格中第一列最后一行处应填电流表的示数。
号针管是盐水,电流 ,号针管是盐水,如图,电流表选用小量程,分度值为,电流表示数为;两个针管同为盐水,盐水柱的长度相同,针管的横截面积是针管的两倍,而通过针管的电流是针管的两倍,由此可知,在其他条件相同时,溶液横截面积越大,导电性越强。
从上面的实验器材、可知,还可以保持液体的种类和针筒的横截面积相同,改变液体的长度,测量电流的大小,故探究液体的导电性的大小与同种液体横截面积不变时液体长度的关系;上面的实验是在室温时进行的,可以改变室内与液体的温度,探究液体的导电性能与温度的关系。
21.【答案】升高
增大
减小
【解析】如图甲,闭合开关后,玻璃是绝缘体,小灯泡不亮,用酒精灯灼烧玻璃,随着玻璃温度升高,小灯泡逐渐亮起来,说明玻璃温度升高时,由绝缘体变成了导体,由此可以初步得出的结论是:玻璃的导电性随温度的升高而增加。
如图乙,将灯丝接入电路,灯丝是导体,闭合开关小灯泡发光,给灯丝加热,灯丝的电阻增大,电路中电流减小,小灯泡立刻变暗,这表明灯丝的电阻随温度的升高而增大。
如图丙,电源电压不变,如果想让电流表的示数增大表示温度升高,则温度升高时,电阻的阻值减小;电流表的示数减小表示温度降低,则温度降低时,电阻阻值增大,因此应该选用电阻随温度升高而减小。
22.【答案】灯泡的亮度电流表的示数有可能电路中电流过大烧坏电流表 、 三
【解析】解:当导体电阻增大时,电路中的电流变小,小灯泡变暗,所以可以通过观察小灯泡的亮度知道导体电阻的大小。
实验时,在、之间分别接上不同的导体,闭合开关后,电路连通,形成小灯泡与导体的串联电路,电源电压一定,导体电阻越大,电流表示数越小,所以通过观察电流表示数可以知道导体电阻的大小。
灯泡和电流表同时使用更好,通过观察电流表示数来比较导体电阻的大小,灯泡可以保护电路,从而防止电路中电流过大烧坏电流表。
要验证猜想二,应控制导体材料与长度相同而横截面积不同,由表中数据可知,应选编号为、的两根电阻丝进行实验。
要探究电阻大小与导体材料的关系时,需保证电阻丝的长度、横截面积相同,材料不同,小丽在探究同样的课题时,手边只有一根电阻丝,那么,她利用这根电阻丝和上述电路不能完成对猜想三的实验验证。
导体的电阻是导体阻碍电流的性质,与导体两端的电压和通过的电流无关,故AB均不符合题意;
C.将这根导线拉长,长度变长、横截面积变小,电阻变大,可以使连入电路的导线电阻变大,故C符合题意;
D.将导线对折后接入电路,长度变小、横截面积变大,导体的电阻变小,故D不符合题意。
故选:。
故答案为:灯泡的亮度;电流表的示数;有可能电路中电流过大烧坏电流表;、;三;。
电流表和小灯泡串联在电路中,串联电路中接入的电阻不同,会导致电路中电流也不同,所以灯泡的亮度也不同,因此我们可以简单的通过灯泡的亮暗比较两个电阻的阻值大小,这种方法叫做转换法,如果要精确比较,还是要用电流表。
影响导体电阻大小的因素:导体的材料、长度、横截面积和温度,在研究电阻与其中某个因素的关系时,要采用控制变量法的思想,要研究导体的电阻大小与一个量之间的关系,需要保持其它量不变。
探究影响电阻大小的因素采用了控制变量法的思想,电阻大小的变化是通过电流表的示数变化体现的,这里采用了转换法的思想。
23.【答案】小 、 大于在材料和长度相同时,导体的横截面积越大,电阻越小 增大
【解析】解:根据欧姆定律为电压,为电阻,为电流,在电压一定时,电阻越大,电流越小,所以两端接入的电阻丝阻值越大,电流表的示数越小,这用到了转换法。
验证猜想导体的电阻与导体的材料有关,应控制长度、横截面积相同,材料不同,所以选编号为 、 的电阻丝。
编号为 、 的电阻丝,材料、横截面积相同,长度不同,是为了验证猜想导体的电阻与导体的长度有关。
把 、 电阻丝接入之间,、 电阻丝材料、长度相同,横截面积不同, 横截面积小,电流表示数小,根据,电压一定时,电流小则电阻大,所以电阻丝的电阻大于电阻丝的电阻,得出结论:在材料和长度相同时,导体的横截面积越大,电阻越小。
对合金丝加热,电流表示数变小,根据,电压一定时,电流变小则电阻增大,所以合金丝的电阻随温度的升高而增大。
故答案为:小;、;;大于;在材料和长度相同时,导体的横截面积越大,电阻越小;增大。
探究影响导体电阻大小的因素时,采用了转换法,即通过电流表的示数来反映电阻的大小,导体的电阻越大,对电流的阻碍作用越大。
导体电阻大小与导体的材料、横截面积、长度、温度有关。探究与其中某一因素的关系,需采用控制变量法,据此分析。
小新依次把编号为、的电阻丝接入之间,发现电流表的示数变大,说明电阻丝的电阻大于电阻丝的电阻,结合表格数据,根据控制变量法得出结论。
电路中的电流变化较小时,灯泡的亮度变化小,不易观察。
本题考查探究影响导体电阻大小的因素实验。要求掌握转换法和控制变量法在实验中的应用。
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