内容正文:
北师大版(2024)九年级全册 第十二章 欧姆定律第五节 测量导体的电阻 寒假巩固
【题型1】伏安法测电阻
【典型例题】下列图像中,能正确描述“伏安法”测小灯泡电阻的实验中U﹣I关系的是( )
A.
B.
C.
D.
【举一反三1】在图所示的四个电路中,电源两端电压保持不变,若定值电阻R的阻值已知,则在不拆卸元件的情况下不能够测出待测电阻Rx阻值的电路是( )
A.
B.
C.
D.
【举一反三2】如图所示为电学中常见的实验电路图,这个电路图不能完成下列哪个实验( )
A.接入阻值未知的电阻,测量电阻的阻值
B.接入阻值不同的定值电阻,探究电流与电阻的关系
C.接入定值电阻,探究电流与电压的关系
D.接入小灯泡,移动滑片,探究电流与电压的关系
【举一反三3】如图所示,是电学中常见的电路图,在A、B两点间分别接入下列选项中加点字的元件,并进行对应实验,对滑动变阻器在此实验中的作用描述正确的是( )
A.探究电流与电压的关系——保持定值电阻两端电压不变
B.探究电流与电阻的关系——调节电阻两端电压成倍数变化
C.测量定值电阻的阻值——多次测量求平均值,减小误差
D.测量小灯泡的电阻——改变小灯泡两端电压,求平均值,减小误差
【举一反三4】在图所示的四个电路中,电源两端电压保持不变,若定值电阻R的阻值已知,则在不拆卸元件的情况下不能够测出待测电阻Rx阻值的电路是( )
A.
B.
C.
D.
【举一反三5】如图所示是“用电压表和电流表测量电阻”的电路图,电流表应该接在 (选填“1”或“2”)处。某次测量时,电压表示数为3V,电流表指针位置如图乙所示,则本次测得的阻值为 Ω。
【举一反三6】测量标有电压为2.5V的某小灯泡电阻(约为10Ω)的实验中,某同学用两节新干电池连接的如图所示的实物电路图,请你仔细观察,电路中有两处错误或不妥之处分别是
和 。
【举一反三7】小明利用如图所示电路测量未知电阻,连接好最后一根导线电流表指针立即偏转,没超量程,则小明在连接电路前 ;实验时,他移动滑动变阻器,多次测量求Rx的目的是为了 。
【题型2】缺少电流表测电阻
【典型例题】如图所示为测量未知电阻Rx的实验电路图,电源两端的电压保持不变,其中R0为阻值已知的定值电阻。当开关S1闭合、S2断开时,电压表示数为U1;当开关S1、S2均闭合时,电压表示数为U2,则下列判断中正确的是( )
A.电源两端的电压为U1
B.开关S1、S2均闭合时,电阻Rx与R0是串联关系
C.开关S1、S2均闭合时,通过电阻Rx的电流为
D.未知电阻的阻值
【举一反三1】要测量一个阻值约为500Ω的电阻Rx。提供的器材有:干电池两节,学生用电压表(量程为0~3V、0~15V)、学生用电流表(量程为0~0.6A、0~3A)、滑动变阻器R1(10Ω、1A)、电阻箱R2(0∼9999Ω)以及单刀双掷开关各一只,开关、导线若干。以下四种电路中,可以较准确地测出Rx阻值的是( )
A.①②③
B.②④
C.③④
D.只有②
【举一反三2】如图所示为测量未知电阻Rx的实验电路图,电源两端的电压保持不变,其中R0为阻值已知的定值电阻。当开关S1闭合、S2断开时,电压表示数为U1;当开关S1、S2均闭合时,电压表示数为U2,则下列判断中正确的是( )
A.电源两端的电压为U1
B.开关S1、S2均闭合时,电阻Rx与R0是串联关系
C.开关S1、S2均闭合时,通过电阻Rx的电流为
D.未知电阻的阻值
【举一反三3】要测量一个阻值约为500Ω的电阻Rx。提供的器材有:干电池两节,学生用电压表(量程为0~3V、0~15V)、学生用电流表(量程为0~0.6A、0~3A)、滑动变阻器R1(10Ω、1A)、电阻箱R2(0∼9999Ω)以及单刀双掷开关各一只,开关、导线若干。以下四种电路中,可以较准确地测出Rx阻值的是( )
A.①②③
B.②④
C.③④
D.只有②
【举一反三4】用如图所示的电路来测量未知电阻Rx的阻值,R0阻值已知.
(1)将实验过程补充完整:
a.设计并画好电路图;
b. 开关,按电路图连接好实物;
c.将滑动变阻器的滑片移到 ,闭合开关,进行实验.
(2)用测量所得的物理量和已知量符号表示出待测电阻Rx= 。
(3)写出本实验中滑动变阻器的作用: 、 。
【举一反三5】小明想使用物理实验室的器材测量未知定值电阻R 的阻值,以下为他的思考和设计过程:
(1)小明根据前面学过的欧姆定律知识,可以通过对电流和电压的测量来间接的测出导体的电阻,即依据公式R=
(2)为了减小误差,实际测量中要改变待测电阻两端的电压,多次测量电压及电流的值,最后求出电阻的平均值,小明为了实验方便快捷,在电路中使用了 (填写电学元件)来达到多次测量的目的。
(3)根据以上思考过程小明设计出了“伏安法”测量导体电阻的电路图,请将电路图画在框1中;(注意电路中相交且相连的位置电路图作图要求)
(4)小明继续思考如果缺少电流表,根据欧姆定律可以用电压表和已知电阻R0进行连接来替代电流表,直接计算出所需的电流值。于是小明设计出用两块电压表、已知阻值的定值电阻R0、 一个开关、 一个电压值未知的电源、若干导线测量出待测电阻R的阻值,请将小明设计的电路图画在框2中 ;(无需多次测量)
【题型3】电阻的伏安特性曲线
【典型例题】如图甲所示,电源电压恒为4.5V。图乙是通过小灯泡L的电流I与其两端电压U的关系图像。闭合开关S后,电流表示数为0.2A,下列说法正确的是( )
A.通过小灯泡的电流与它两端的电压成正比
B.定值电阻R的阻值为15Ω
C.此时小灯泡L的电功率为0.9W
D.通电10s整个电路消耗的电能为90J
【举一反三1】图是灯泡L的I-U图像,结合图像分析,下列选项正确的是( )
A.通过灯泡L的电流与其两端的电压成正比
B.当通过灯泡L的电流为0.3A时,其实际功率为0.72W
C.将两个完全相同的灯泡L串联在2.4V的电源两端,电路的总功率为0.24W
D.将灯泡L和6Ω的定值电阻并联在6V的电源两端,电路的总电阻为4Ω
【举一反三2】在“探究电流与电阻的关系”实验中,根据实验数据绘制的I﹣R图像如图所示,由图像可知:图中阴影部分的面积表示的物理量是 (选填“电流”“电压”或“电阻”),其值为 。通过多次实验得出结论是 。
【举一反三3】如图所示为分别测量小灯泡L和定值电阻R后得到的I-U关系图线.由图可知,随着电压的升高,L的阻值逐渐变 ,R的阻值为 Ω.把灯L和电阻R串联接到5V的电源上,则电灯L两端的电压为 V.
【举一反三4】“测量小灯泡的电阻”实验时,电源电压恒为3V,待测小灯泡的额定电压为2.5V,连接的部分电路如图甲所示。
(1)请用笔画线代替导线将电路连接完整,要求滑动变阻器滑片P向右滑动时灯泡变亮 ;
(2)正确连接电路闭合开关后,为了测小灯泡正常发光时的电阻,多次移动滑动变阻器的滑片P,并绘制了这个过程中小灯泡的I-U图像,如图乙所示:
①滑动变阻器阻值增大时,电压表与电流表示数之比将 ;
②由图可知小灯泡正常工作时的电阻为 ;
(3)本实验需要测得多组实验数据,其目的是 ;
(4)仅用本实验提供的器材, (选填“能”或“不能”)探究电流与电压的关系。
北师大版(2024)九年级全册 第十二章 欧姆定律第五节 测量导体的电阻 寒假巩固(参考答案)
【题型1】伏安法测电阻
【典型例题】下列图像中,能正确描述“伏安法”测小灯泡电阻的实验中U﹣I关系的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】在“伏安法”测小灯泡电阻的实验中,灯泡两端的电压增大时,通过灯泡的电流也增大,且小灯泡的电阻随温度的升高而增大;图像中灯泡两端的电压不变时,通过灯泡的电流增大,不符合实际,可知A错误;图像中灯泡的电流与电压成正比,说明灯泡的电阻不变,不符合实际,可知B错误;图像中灯泡两端的电压减小时,通过灯泡的电流在增大,不符合实际,可知C错误;图像中灯泡两端的电压增大时,灯泡的电流也增大,同时灯丝的温度升高,且电压的增大量大于电流的增大量,根据可知,灯泡的电阻增大,可知D正确。
【举一反三1】在图所示的四个电路中,电源两端电压保持不变,若定值电阻R的阻值已知,则在不拆卸元件的情况下不能够测出待测电阻Rx阻值的电路是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【解析】两个电阻串联在电路中,两个电压表分别测量出定值电阻和待测电阻两端的电压UR和Ux;根据欧姆定律和串联电路的电流处处相等,可以得到
即
可以测出待测电阻的阻值,可知A不符合题意;
分别用电压表和电流表测量出待测电阻两端的电压Ux和电流I,则待测电阻的电阻为
可知B不符合题意;电压表可以测量出待测电阻两端的电压,电流表测量的是定值电阻支路的电流,不能测量出待测电阻支路的电流,所以无法计算出待测电阻的阻值,可知C符合题意;用两个电流表分别测量出两个支路的电流IR和Ix,根据欧姆定律和并联电路的电压相等,可以得到U=IRR=IxR 即
可以测出待测电阻的阻值,可知D不符合题意。
【举一反三2】如图所示为电学中常见的实验电路图,这个电路图不能完成下列哪个实验( )
A.接入阻值未知的电阻,测量电阻的阻值
B.接入阻值不同的定值电阻,探究电流与电阻的关系
C.接入定值电阻,探究电流与电压的关系
D.接入小灯泡,移动滑片,探究电流与电压的关系
【答案】D
【解析】接入阻值未知的电阻,定值电阻与变阻器串联,电压表测量电阻两端的电压,电流表测量通过电阻的电流,通过欧姆定律可以算出定值电阻的阻值,因此该电路可以测量电阻的阻值,可知A不符合题意;接入阻值不同的定值电阻,不同阻值的定值电阻与变阻器串联,电压表测量不同的定值电阻的电压,电流表测量定值电阻电流,通过调整滑片可以控制定值电阻的电压不变,换用不同阻值的定值电阻可以实现多次实验,因此可以探究电流与电阻的关系,可知B不符合题意;探究电流与电压的关系,要控制电阻阻值不变,接入定值电阻与变阻器串联,电压表测量电阻的电压,电流表测量电阻电流,实验中通过移动滑片可以改变定值电阻两端的电压和通过的电流,实现多组实验,因此可以完成实验,可知C不符合题意; 接入小灯泡,小灯泡与变阻器串联,移动滑片,灯泡的电压改变,电流改变,灯丝的温度改变,电阻大小发生变化。而探究电流与电压的关系时,要控制电阻阻值不变,因此不能完成实验探究,可知D符合题意。
【举一反三3】如图所示,是电学中常见的电路图,在A、B两点间分别接入下列选项中加点字的元件,并进行对应实验,对滑动变阻器在此实验中的作用描述正确的是( )
A.探究电流与电压的关系——保持定值电阻两端电压不变
B.探究电流与电阻的关系——调节电阻两端电压成倍数变化
C.测量定值电阻的阻值——多次测量求平均值,减小误差
D.测量小灯泡的电阻——改变小灯泡两端电压,求平均值,减小误差
【答案】C
【解析】探究电流与电压的关系时,滑动变阻器的作用一般有保护电路和改变电路电流或改变被测电阻两端电压,可知A错误;探究电流与电阻的关系时,滑动变阻器的作用是保护电路和保持定值电阻两端电压不变,找出普遍规律,可知B错误;测量定值电阻的电阻时,通过改变滑动变阻器接入电路的阻值,从而改变了待测电阻两端的电压和通过它的电流,可以多测几组数据,通过求平均值来减小误差,可知C正确;在“伏安法”测量小灯泡的电阻的实验中,滑动变阻器的作用是:通过改变小灯泡两端的实际电压与通过小灯泡的电流,根据欧姆定律求出小灯泡的电阻,得出温度对电阻的影响,不是为了求平均值,可知D错误。
【举一反三4】在图所示的四个电路中,电源两端电压保持不变,若定值电阻R的阻值已知,则在不拆卸元件的情况下不能够测出待测电阻Rx阻值的电路是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【解析】两个电阻串联在电路中,两个电压表分别测量出定值电阻和待测电阻两端的电压UR和Ux;根据欧姆定律和串联电路的电流处处相等,可以得到
即
可以测出待测电阻的阻值,可知A不符合题意;
分别用电压表和电流表测量出待测电阻两端的电压Ux和电流I,则待测电阻的电阻为
可知B不符合题意;电压表可以测量出待测电阻两端的电压,电流表测量的是定值电阻支路的电流,不能测量出待测电阻支路的电流,所以无法计算出待测电阻的阻值,可知C符合题意;用两个电流表分别测量出两个支路的电流IR和Ix,根据欧姆定律和并联电路的电压相等,可以得到U=IRR=IxR 即
可以测出待测电阻的阻值,可知D不符合题意。
【举一反三5】如图所示是“用电压表和电流表测量电阻”的电路图,电流表应该接在 (选填“1”或“2”)处。某次测量时,电压表示数为3V,电流表指针位置如图乙所示,则本次测得的阻值为 Ω。
【答案】2 6
【解析】伏安法测电阻时,电流表应与被测电阻串联,所以电流表应该接在2处。
由图乙可知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.5A,本次测得Rx的阻值
【举一反三6】测量标有电压为2.5V的某小灯泡电阻(约为10Ω)的实验中,某同学用两节新干电池连接的如图所示的实物电路图,请你仔细观察,电路中有两处错误或不妥之处分别是
和 。
【答案】电流表选择了大量程 滑动变阻器同时接了下面两个接线柱
【解析】测标有电压为2.5V的某小灯泡电阻,小灯泡电阻约为10Ω,则小灯泡正常工作的电流约为
而图中电流表选择了大量程,这样会导致指针偏转角度较小,易导致读数误差偏大,应该换用小量程。
滑动变阻器正确接入电路中应该是“一上一下”两个接线柱,图中同时接了下面两个接线柱。
【举一反三7】小明利用如图所示电路测量未知电阻,连接好最后一根导线电流表指针立即偏转,没超量程,则小明在连接电路前 ;实验时,他移动滑动变阻器,多次测量求Rx的目的是为了 。
【答案】开关没有断开 减小误差
【解析】连接好最后一根导线电流表指针立即偏转,即电路被接通,说明小明在连接电路前开关没有断开。
在测量未知电阻的阻值实验中,多次测量求Rx的目的是为了减小误差。
【题型2】缺少电流表测电阻
【典型例题】如图所示为测量未知电阻Rx的实验电路图,电源两端的电压保持不变,其中R0为阻值已知的定值电阻。当开关S1闭合、S2断开时,电压表示数为U1;当开关S1、S2均闭合时,电压表示数为U2,则下列判断中正确的是( )
A.电源两端的电压为U1
B.开关S1、S2均闭合时,电阻Rx与R0是串联关系
C.开关S1、S2均闭合时,通过电阻Rx的电流为
D.未知电阻的阻值
【答案】D
【解析】AB.由电路图可知,当S1、S2闭合时,定值电阻R0短路,电压表测量电阻Rx的电压,也是测量电源电压,因此电源两端的电压为U2,可知AB错误;
C.当开关S1、S2闭合时,只有电阻Rx接入电路,通过电阻Rx的电流为
可知C错误;
D.当开关S1闭合、S2断开时,R0与Rx串联,电压表测Rx两端的电压,即Ux=U1,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,R0两端的电压
U0=U-Ux=U2-U1
因串联电路中各处的电流相等,所以
解得
可知D正确。
【举一反三1】要测量一个阻值约为500Ω的电阻Rx。提供的器材有:干电池两节,学生用电压表(量程为0~3V、0~15V)、学生用电流表(量程为0~0.6A、0~3A)、滑动变阻器R1(10Ω、1A)、电阻箱R2(0∼9999Ω)以及单刀双掷开关各一只,开关、导线若干。以下四种电路中,可以较准确地测出Rx阻值的是( )
A.①②③
B.②④
C.③④
D.只有②
【答案】D
【解析】①③电路中,两节干电池串联电压只有3V,Rx大约500Ω,根据欧姆定律可得,电路中的电流大约为
由于电流表的小量程为0~0.6A,分度值为0.02A,无法测出电路中的电流,可知①③两个电路不能较准确地测出Rx阻值;
②由电路图可知,闭合干路开关,单刀双掷开关可以使电压表分别测量Rx两端电压和电源电压,根据串联电路特点可知电阻箱两端电压,已知电阻箱的阻值和两端电压,根据欧姆定律即可求出电路中的电流,最后利用R=即可求出被测电阻,由于电阻箱的阻值变化范围比较大,可以改变电阻箱的位置起到多次测量减小求平均值,减小误差,可知②电路能较准确地测出Rx阻值;
④由电路图可知,电阻箱与被测电阻串联,闭合开关S,当单刀双掷开关接2时,电压表测量Rx两端电压;当单刀双掷开关接1时,电压表正负接线柱会反接,不能测量电阻箱R2两端的电压。可知④不能测出Rx阻值。
综上,可以较准确地测出Rx阻值的是②。
【举一反三2】如图所示为测量未知电阻Rx的实验电路图,电源两端的电压保持不变,其中R0为阻值已知的定值电阻。当开关S1闭合、S2断开时,电压表示数为U1;当开关S1、S2均闭合时,电压表示数为U2,则下列判断中正确的是( )
A.电源两端的电压为U1
B.开关S1、S2均闭合时,电阻Rx与R0是串联关系
C.开关S1、S2均闭合时,通过电阻Rx的电流为
D.未知电阻的阻值
【答案】D
【解析】AB.由电路图可知,当S1、S2闭合时,定值电阻R0短路,电压表测量电阻Rx的电压,也是测量电源电压,因此电源两端的电压为U2,可知AB错误;
C.当开关S1、S2闭合时,只有电阻Rx接入电路,通过电阻Rx的电流为
可知C错误;
D.当开关S1闭合、S2断开时,R0与Rx串联,电压表测Rx两端的电压,即Ux=U1,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,R0两端的电压
U0=U-Ux=U2-U1
因串联电路中各处的电流相等,所以
解得
可知D正确。
【举一反三3】要测量一个阻值约为500Ω的电阻Rx。提供的器材有:干电池两节,学生用电压表(量程为0~3V、0~15V)、学生用电流表(量程为0~0.6A、0~3A)、滑动变阻器R1(10Ω、1A)、电阻箱R2(0∼9999Ω)以及单刀双掷开关各一只,开关、导线若干。以下四种电路中,可以较准确地测出Rx阻值的是( )
A.①②③
B.②④
C.③④
D.只有②
【答案】D
【解析】①③电路中,两节干电池串联电压只有3V,Rx大约500Ω,根据欧姆定律可得,电路中的电流大约为
由于电流表的小量程为0~0.6A,分度值为0.02A,无法测出电路中的电流,可知①③两个电路不能较准确地测出Rx阻值;
②由电路图可知,闭合干路开关,单刀双掷开关可以使电压表分别测量Rx两端电压和电源电压,根据串联电路特点可知电阻箱两端电压,已知电阻箱的阻值和两端电压,根据欧姆定律即可求出电路中的电流,最后利用R=即可求出被测电阻,由于电阻箱的阻值变化范围比较大,可以改变电阻箱的位置起到多次测量减小求平均值,减小误差,可知②电路能较准确地测出Rx阻值;
④由电路图可知,电阻箱与被测电阻串联,闭合开关S,当单刀双掷开关接2时,电压表测量Rx两端电压;当单刀双掷开关接1时,电压表正负接线柱会反接,不能测量电阻箱R2两端的电压。可知④不能测出Rx阻值。
综上,可以较准确地测出Rx阻值的是②。
【举一反三4】用如图所示的电路来测量未知电阻Rx的阻值,R0阻值已知.
(1)将实验过程补充完整:
a.设计并画好电路图;
b. 开关,按电路图连接好实物;
c.将滑动变阻器的滑片移到 ,闭合开关,进行实验.
(2)用测量所得的物理量和已知量符号表示出待测电阻Rx= 。
(3)写出本实验中滑动变阻器的作用: 、 。
【答案】(1b)断开 c 最右端(2) (3)保护电路 改变电阻两端电压
【解析】(1)b、为保护电路,断开开关,按电路图连接实物电路图; c、为保护电路,闭合开关前应将滑动变阻器的滑片移到最右端;
(2)如图电路为串联,因此待测电阻阻值:
(3)滑动变阻器在电路中的作用:保护电路和改变电阻两端电压.
【举一反三5】小明想使用物理实验室的器材测量未知定值电阻R 的阻值,以下为他的思考和设计过程:
(1)小明根据前面学过的欧姆定律知识,可以通过对电流和电压的测量来间接的测出导体的电阻,即依据公式R=
(2)为了减小误差,实际测量中要改变待测电阻两端的电压,多次测量电压及电流的值,最后求出电阻的平均值,小明为了实验方便快捷,在电路中使用了 (填写电学元件)来达到多次测量的目的。
(3)根据以上思考过程小明设计出了“伏安法”测量导体电阻的电路图,请将电路图画在框1中;(注意电路中相交且相连的位置电路图作图要求)
(4)小明继续思考如果缺少电流表,根据欧姆定律可以用电压表和已知电阻R0进行连接来替代电流表,直接计算出所需的电流值。于是小明设计出用两块电压表、已知阻值的定值电阻R0、 一个开关、 一个电压值未知的电源、若干导线测量出待测电阻R的阻值,请将小明设计的电路图画在框2中 ;(无需多次测量)
【答案】(1)(2)滑动变阻器 (3) 见解析图 (4) 见解析图
【解析】(1)计算电阻大小,可用欧姆定律,即
(2)为了实验操作方便,可在电路中接入滑动变阻器,通过移动滑片改变电阻丝连入电路的长度改变电阻,从而改变电路中电流及待测电阻两端的电压。
(3)“伏安法”测电阻的电路中,定值电阻与滑动变阻器及电流表串联,电压表测量定值电阻两端的电压,如图所示:
(4)将已知阻值的定值电阻与待测电阻串联,分别用电压表测量两个电阻两端的电压,再根据计算出流过已知阻值的定值电阻的电流。因为串联电路电流处处相等,所以待测电阻的电流与流过已知阻值的定值电阻的电流相等。再根据即可求得待测电阻的阻值。电路图如下所示
【题型3】电阻的伏安特性曲线
【典型例题】如图甲所示,电源电压恒为4.5V。图乙是通过小灯泡L的电流I与其两端电压U的关系图像。闭合开关S后,电流表示数为0.2A,下列说法正确的是( )
A.通过小灯泡的电流与它两端的电压成正比
B.定值电阻R的阻值为15Ω
C.此时小灯泡L的电功率为0.9W
D.通电10s整个电路消耗的电能为90J
【答案】B
【解析】由电路图可知,L与R串联,电流表测电路中的电流。
A.由图像可知,灯泡的电流与其两端电压的关系图线是一条曲线,所以通过小灯泡的电流与其两端的电压不成正比,可知A错误;
B.由图像可知,电流表的示数为0.2A时,灯泡两端的电压
由串联电路的电压特点可知,电阻R两端的电压
由欧姆定律得,电阻R的阻值
可知B正确;
C.此时小灯泡L的电功率
可知C错误;
D.通电10s整个电路消耗的电能
可知D错误。
【举一反三1】图是灯泡L的I-U图像,结合图像分析,下列选项正确的是( )
A.通过灯泡L的电流与其两端的电压成正比
B.当通过灯泡L的电流为0.3A时,其实际功率为0.72W
C.将两个完全相同的灯泡L串联在2.4V的电源两端,电路的总功率为0.24W
D.将灯泡L和6Ω的定值电阻并联在6V的电源两端,电路的总电阻为4Ω
【答案】D
【解析】由图像可知,灯泡L的I-U图像不是一条直线,说明灯泡L的电流与其两端的电压不成正比,可知A错误;当通过灯泡L的电流为0.3A时,灯泡两端的电压小于2.4V,由可知,灯泡其实际功率小于0.72W,可知B错误;将两个完全相同的灯泡L串联在2.4V的电源两端,则每个灯泡两端的电压为1.2V,由图像可知,通过灯泡的电流为0.2A,由可知,电路的总功率为
可知C错误;D.将灯泡L和6Ω的定值电阻并联在6V的电源两端,由并联电路电压规律可知,灯泡和定值电阻两端的电压都为6V,由图像可知,通过灯泡的电流为0.5A,由欧姆定律可知,通过定值电阻的电流为 电路总电流为 由欧姆定律可知,电路的总电阻为
可知D正确。
【举一反三2】在“探究电流与电阻的关系”实验中,根据实验数据绘制的I﹣R图像如图所示,由图像可知:图中阴影部分的面积表示的物理量是 (选填“电流”“电压”或“电阻”),其值为 。通过多次实验得出结论是 。
【答案】电压 3V 电压一定时,电流与电阻成反比
【解析】根据控制变量法知道,探究电流与电阻的关系时要保持定值电阻两端的电压不变,结合U=IR知道,在电流-电阻图象中阴影部分面积表示的物理量为定值电阻两端的电压,其值
【举一反三3】如图所示为分别测量小灯泡L和定值电阻R后得到的I-U关系图线.由图可知,随着电压的升高,L的阻值逐渐变 ,R的阻值为 Ω.把灯L和电阻R串联接到5V的电源上,则电灯L两端的电压为 V.
【答案】大 10 1
【解析】(1)由I−U图象可知,随电压U的增大,通过灯泡的电流I增大,在电压为1V时,计算电阻值为2.25Ω,2V时的电阻值为3.3Ω,4V时的电阻值为5Ω,
可得随着电压的升高,L的阻值逐渐变大;
(2)由图象可知R为定值电阻,当U=4V时,I=0.4A,则
R=U/I=4V/0.4A=10Ω;
(3)∵串联电路中的电流处处相等,
∴将小灯泡L和定值电阻R串联在电源电压为5V的电路中时,由图象可知对应的电流为2A,此时电灯L两端的电压为1V
【举一反三4】“测量小灯泡的电阻”实验时,电源电压恒为3V,待测小灯泡的额定电压为2.5V,连接的部分电路如图甲所示。
(1)请用笔画线代替导线将电路连接完整,要求滑动变阻器滑片P向右滑动时灯泡变亮 ;
(2)正确连接电路闭合开关后,为了测小灯泡正常发光时的电阻,多次移动滑动变阻器的滑片P,并绘制了这个过程中小灯泡的I-U图像,如图乙所示:
①滑动变阻器阻值增大时,电压表与电流表示数之比将 ;
②由图可知小灯泡正常工作时的电阻为 ;
(3)本实验需要测得多组实验数据,其目的是 ;
(4)仅用本实验提供的器材, (选填“能”或“不能”)探究电流与电压的关系。
【答案】 (1)见解析图 (2) ① 变小 ② 12.5 (3) 寻找普遍规律 (4) 不能
【解析】(1)滑动变阻器滑片P向右移动,小灯泡变亮,即电流变大电阻变小,可知变阻器右下接线柱连入电路中与灯串联,如下图所示
(2)当滑动变阻器阻值增大时,由于电路为串联电路,所以电路总电阻增大,电路总电流减小,由图乙可知,当电流减小时,曲线上每一点与原点连线的斜率在增大,而图像中每点与原点连线的斜率代表电流表示数与电压表示数的比值,所以电压表与电流表示数比值变小。
小灯泡额定电压2.5V,由图可知电流为0.2A,所以小灯泡正常发光电阻为
(3)[4]由于灯泡的电阻是不断变化的,所以本实验主要探究灯泡电阻变化规律,所以多次实验的目的是寻找灯泡电阻变化的普遍规律。
(4)[5]探究电流与电压的关系需要保持电阻不变,而该实验中所用灯泡电阻在变化,不符合实验条件,所以不能。
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