内容正文:
第五讲
伏
实验1探究电流与电压、电阻的关系
(2025.18,2023.34,2022.34)
1.(2025山东)某小组在“探究电压一定时,电流
与电阻的关系”实验中,设计的电路图如图甲
所示。
第1题图
(1)根据电路图甲,用笔画线代替导线将图乙
中的电路补充完整。
(2)正确连接电路,闭合开关后,发现电流表、电
压表均无示数,将另一电压表的两端依次连接图
乙中的M与N、N与O、0与P,分别显示0V、
0V3.0V,由此判断电路故障为
(3)排除以上故障后,接入42的定值电阻,闭
合开关,调节滑动变阻器,使电压表的示数为
2.0V,此时电流表的示数如图丙所示,
为
A。
7A
第1题图丁
(4)断开开关,用52的定值电阻替换42的定
值电阻后,闭合开关,接下来的操作是:
,并记录电流表的示数。
(5)更换不同定值电阻进行实验,得到如表
数据:
分析数据,小华发现保持电压不变时,通过导
安法实验
体的电流随着电阻的增大而减小,猜想电流与
电阻成反比。为了验证他的猜想,请描点并作
出1-
图像。
R/2
4
5
8
10
20
21
R
0.25
0.2
0.125
0.1
0.05
I/A
0.40
0.38
0.21
0.11
(6)根据图像得出结论:实验误差允许范围内,
在电压一定的情况下,通过导体的电流与
成正比,即电流与
成
反比。
小明设计了如图甲所示的电路图“探究电流与
电压的关系”。电源电压为6V且保持不变,
灯泡L标有“2.5V0.3A”,R,的阻值为
52,R。为滑动变阻器。
R
第2题图
(1)根据图甲所示的电路图用笔画线代替导
线,将图乙所示的实物电路图补充完整。
(2)连接好电路,将滑片调到阻值最大处。闭
合开关,电压表V,和电流表的指针都不偏转,
电压表V,的指针偏转超过了最大刻度。若电
路中只存在一处故障,其可能是
(选
填序号)。
A.灯泡L处短路
B.灯泡L处断路
C.R1处断路
15
(3)排除故障后,继续实验。闭合开关,调节
滑片,记录的实验数据如下表所示。第5次
实验时,电压表V,的示数如图丙所示,示数
为
V。
序号
1
2
3
4
5
A的示数/A
0.1
0.2
0.24
0.28
0.3
V1的示数/V
0.5
1.2
1.4
V2的示数/V
0.3
1.5
2.1
2.5
IIA
03
0.2
2
U/V
丙
丁
第2题图
(4)小明利用表中的数据画出了A、B两条图
线,如图丁所示,其中
是由电流表的
示数和电压表V,的示数画出的。
(5)根据图线A可初步得出结论:当电阻一定
时,电流与电压成正比。而根据图线B则不能
得到这样的结论,这是因为
(6)小明在实验中选用的滑动变阻器R。的规
格应为
A.5021.5A
B.10021A
C.50020.2A
【拓展】小明选用实验中的部分器材以及两个
开关S,、S2,连成如图所示的电路,用来测量R
的阻值。闭合S、S,调节滑片至电压表的示数
为1V;断开S1,闭合S2,保持滑片的位置不
动,此时电压表的示数为3.5V,则R的阻值
为
2
R
S
R
第2题拓展题图
16
3.小华用如图甲所示的电路探究电流与电压、电
阻的关系。电源电压恒为4.5V,滑动变阻器
最大阻值为202。
0
0
0.20.4
3
0
0.6
0
0
-0.63
01.02.03.0U/W
公
丁
第3题图
(1)她先用阻值为102的定值电阻探究电流
与电压的关系。
①闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到最
右端,否则,闭合开关时
(选填“电流
表”或“电压表”)指针的偏转可能超出所用测
量范围;
②闭合开关,移动滑片,记录了如表数据。第5
次的电压表和电流表的示数如图乙、丙所示,
请将示数填入表中;
实验次数
1
2
3
4
5
电压U/V
1.62.0
2.2
2.4
电流1/A0.160.200.220.24b.
③实验测出五组数据记录在表格中,为了找到
电阻一定时,电流与电压的关系,应该怎样处
理数据?
(列举一种方法即可);
④请在图丁中描出表中各组数据对应的点,并
根据描出的点画出I-U图像;
⑤分析表中数据或图像的特点,可得出:电阻
一定时,电流与电压成正比。得出此结论的理
由是
(2)接下来,她用原电路探究电压一定时,电流
与电阻的关系。先调节滑片,使电压表示数为
2V,记录电流表示数;然后断开开关,将102
电阻依次换成52、152电阻,闭合开关,移动
滑片,使电压表示数仍为2V,记录电流表示
数。当换成20Ω电阻后,发现电压表示数始
终不能为2V,为了完成实验,下列方案可行的
是
(填字母代号)。
A.换用电压为6V的电源
B.把电压表改接为0~15V测量范围
C.在开关与滑动变阻器之间串联一个10Ω的
电阻
(3)在利用图甲实物电路探究电流与电阻的关
系的实验中,若实验电阻为52、102、152、
202、252,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
实验2用电流表和电压表测量定值电阻
的阻值
4.(2025烟台改编)在“用电流表和电压表测量
电阻”的实验中:
↑UV
3.0
2.0
0雕
00.10.20.31/A
乙
↑U/W
3.0k
2.0
1.00010.20.30.40.57A
丙
第4题图
(1)第一小组连接了如图甲所示的电路,闭合
开关前发现有一根导线连接错误。请在错误
的导线上划“×”,并画出这根导线的正确连接
位置。
(2)正确连接电路后,闭合开关,发现电流表有
示数,电压表无示数。出现这个现象的原因可
能是
(选填序号)。
A.待测电阻断路
B.待测电阻短路
C.电压表接线柱接触不良
D.滑动变阻器短路
(3)排除电路故障后,小组同学继续实验,并将
记录的数据填写在下表。
实验次数
1
2
3
4
6
电压U/V1.01.21.51.82.02.5
电流1/A0.100.120.160.140.200.24
①请根据描点法在图乙中描绘出表格中的六
组数据,并作出该电阻的U-1图像;
②由图像可得该电阻的阻值为
2。
(4)第二小组利用上述器材测量另一电阻时,
根据所测数据作出的U-I图像如图丙所示,小
组交流发现图像与第一小组不同,原因是
,但利用这个图像也能求
出待测电阻的阻值,其阻值为
no
5.在“测量定值电阻阻值”的实验中,提供的实验
器材有:两节新干电池、电压表(测量范围0~
3V,0~15V)、电流表(测量范围0~0.6A,0~
3A)、滑动变阻器R(2021A)、待测电阻R
(阻值约为几欧)、开关一个,导线若干。
为
1
2
10
0023
0
0.6
A
0
-0.63
15
乙
丙
第5题图
(1)请用笔画线代替导线,把图甲中的实物图
连接成完整电路(有两条导线未连接),要求开
关闭合时电流表示数最小,测量时电表示数尽
可能精确。
(2)连接电路前,发现电流表指针位置如图乙
所示,此时需要进行的操作是
。连
17
接电路时,开关应该
(选填“断开”
或“闭合”);滑动变阻器在电路中的作用是
(3)测得的部分数据已记录在表格中,表格中
第一行的最后空格栏内应填写的内容是
在第3次测量时,电压表
的示数如图丙所示,根据这三次测得的数据,
R,阻值的平均值为
2。
实验
电压
电流
电阻
次数
U/V
I/A
R/2
1
1.6
0.20
8.0
2
2.0
0.24
8.3
3
0.30
【拓展】小红同学利用已知电阻R。,设计并连
接了如图所示的电路测量未知定值电阻R,的
阻值。
主要步骤如下:
①闭合开关S,和S2,电压表的示数为U:
②只断开开关S2,电压表的示数为U2;
③R,的阻值为
(用字母U1、U2、
R。表示)。
R
第5题拓展题图
实验3用电流表和电压表测量小灯泡的
电阻
6.科技兴趣小组测量额定电压为2.5V的小灯
泡L正常发光时的电阻,实验装置如图甲
所示。
甲
18
S
10
2
00.20.43
0
0.6
00
-0.63
丙
第6题图
(1)请用笔画线代替导线,将图甲所示的实物
图连接完整。
(2)正确连接电路后进行实验,当电压表的示
数如图乙时,为了测量小灯泡正常发光时的电
阻,应将滑动变阻器的滑片P向
(选填
“A”或“B”)端移动,同时眼晴注意观察
(选填“电压表”“电流表”或“灯泡”),直至小
灯泡正常发光。
(3)滑动变阻器的滑片从一端移到另一端的过
程中(实验过程中曾改变电压表的测量范围),
测得了如表所示的实验数据,根据第
次
数据可知,电路出现故障,故障原因是
,由此也可知电源电压是
V。
电压表
电流表
实验次数
灯泡亮度
示数/V
示数/A
1
1
0.2
较暗
y
2.5
正常发光
3
2.8
0.32
强烈发光
4
6
0
不发光
(4)实验中滑动变阻器的作用:
小灯泡正常发光时,电
流表的示数如图丙所示,则小灯泡L正常发光时
的电阻约为
2(结果保留一位小数)。
(5)兴趣小组的其中一位同学对小灯泡的电阻
提出了不同看法,他认为应将所测电阻取平均
值以减小实验误差,你同意该同学的看法吗?
;说说自己的理由:
0
根据表格中的数据和小灯泡的亮度
变化,还可以发现
(6)实验装置中有“2021.5A”“502
2.0A”两种规格的滑动变阻器,此实验中选用
的滑动变阻器规格为
、0U
15V
则R的阻值=7-R0.4A6D=31.5D,
若电流增大0.1A,则此时通过电路的电流
"=I+△1=0.5A+0.1A=0.6A,电流表安全
则R,的阻值为RR=。6460=192
即R。可能的电阻值为31.5Ω或192
36.解:(1)由电路图知,闭合开关,当滑片置于最右端时,两
电阻串联,R,连人阻值为其最大值,电压表V,测R,两
端电压,V,测R,两端电压,电流表测电路中电流
由串联电路特点知,11=12=1=0.3A,
U3V
由1ER可得R70.3A10
R2两端电压U2=1,R2=0.3A×502=15V,
所以电源电压U=U,+U,=3V+15V=18V:
(2)保证电路安全,电压表示数最大15V,
U*_15V」
通过R,的最大电流1大R=1001.5A,
R2允许通过的最大电流为2A,电流表量程0~3A,由串
联电路的电流规律知,在保证电路安全时,电路中最大
电流为1.5A.
所以R,消耗的最大功率P1大=1大2R,=(1.5A)2×10D
=22.5W;
(3)用电阻R替换R,其他各处连接不变,保证电路安全。
①因电压表V,量程0~15V,所以Uo大=15V,
电压表V,示数的最大值与最小值之差为9V,所以
U=Uo-AU=15 V-9 V=6 V.
由串联电路分压原理知,当滑动变阻器连入电路的阻值
R2=50n时,V2示数最大,所以U2*=U-Uo小=18V-
6V=12V,
02最大12V
此时电路中电流最小,所以1*=R,5000.24A,
此时R。阻值R。=
o最小。6V
k0.24A=250:
②因电压表V2量程0~15V,所以U2*=15V,此时V,
示数最小,
故U0最小'=U-U2大'=18V-15V=3V,
电压表V,示数的最大值与最小值之差为9V,所以
Uo大=U。最小+△U=3V+9V=12V,
由串联电路电流规律,结合滑动变阻器和电流表量程
知,电路中最大电流I*'=2A,电压表V,示数的最大,
即Uo大=12V,
所以R阻值R,
Uo限大_12V
I大2A
=62
第五讲伏安法实验
1.(1)如答图1所示(2)电流表断路(3)0.52
(4)向左移动变阻器的滑片,使电压表的示数为2.0V
(5)如答图2所示(6)电阻的倒数电阻
↑IIA
0.6
0.5
0.4
0.3
M60.2
0.1
0
R/O-
0.10.20.3
答图1
答图2
第1题答图
2.(1)如答图所示(2)B(3)1.5(4)B(5)灯泡的电
阻随温度的变化而变化(6)B
【拓展】35
①-。
第2题答图
3.(1)①电压表②a.2.8b.0.28③分析电压与电流之
比或者画一U图像观察图像的特点④如答图所示
⑤电压与电流的比为一定值(2)C(3)2.5~3V
↑IA
0.3
0.2
0.1
01.02.03.0U/V
第3题答图
4.(1)如答图1所示(2)BC(3)①如答图2所示
②10(4)电压表接在了滑动变阻器两端4
0
U/W
3.0
2.0
0.
0.10.20.3i1A
图1
图2
第4题答图
5.(1)如答图所示(2)调零断开保护电路和改变定值
电阻两端的电压和通过的电流(3)R,阻值的平均值/Ω
U.
8.1【拓展】
R
第5题答图
6.(1)如答图所示(2)B电压表
(3)4小灯泡断路6
(4)保护电路改变灯泡两端的电压8.3
(5)不同意灯丝的电阻随温度的变化而变化灯泡消
耗的功率越大,灯泡越亮(6)“5022.0A”
第6题答图
25