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120,浙江省八年级上学期科学期末试题汇编-4.6 电流与电压、电阻的关系实验探究题(浙教版)
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这是一份120,浙江省八年级上学期科学期末试题汇编-4.6 电流与电压、电阻的关系实验探究题(浙教版),共123页。试卷主要包含了、开关、导线若干,进行实验并将数据记录在下表中,及导线若干等内容,欢迎下载使用。
1.(2022秋•平湖市期末)在“探究电流与电压的关系”实验中,选用的实验器材是:电源(3V)、电流表(0﹣0.6A)(0﹣3V)、定值电阻R1=5Ω、R2=10Ω、滑动变阻器(20Ω 2A)、开关、导线若干。
(1)某同学根据图甲所示电路图,准备在图乙中实物连线。请你帮助把图乙补画完整。
(2)确认电路无误后,闭合开关,共进行4次实验,你认为是第 组(填写实验序号)有可能是伪造的,理由是 。
(3)将定值电阻由5Ω换成10Ω,若要保持定值电阻两端电压2V不变,需要将滑动变阻器滑片向 (填左端或右端)移动。
2.(2022秋•仙居县期末)小科用如图所示电路探究电流与电压的关系。
(1)请将电路连接完整,要求滑动变阻器滑片P向右移动时电流变大。
(2)闭合开关后,小科发现无论怎样调节滑动变阻器的滑片,电流表始终没有示数,原因可能是 。
(3)排除故障后,继续实验,记录数据。处理并分析表中数据可得出的结论是 。
3.(2020秋•平阳县期末)为研究通过导体的电流与导体两端的电压的关系,小明设计了如图甲所示的电路。电路电压恒为6V,R1是定值电阻,R2是滑动变阻器。
(1)闭合开关后,移动滑片P,发现两电表示数始终如图乙所示 (填字母)两个接线柱接入了电路。
(2)改正错误后,小明继续实验,调节变阻器从最大值到最小值,他所选择的滑动变阻器的规格是 (填字母)。
A.10Ω 2A
B.25Ω 2A
C.50Ω 0.5A
D.100Ω 1A
(3)实验中,若将电压表连接在滑动变阻器的两端,能否通过两表示数变化关系分析出“通过导体的电流与导体两端电压的关系”呢?你的观点是 。
4.(2020秋•莲都区期末)在研究通过导体的电流与导体两端电压关系的活动中,同学们进行了如下实验:
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中电路连接完整,使滑动变阻器的滑片P向左移动时;
(2)某同学连接电路时,误将电压表与电流表位置接反了,如果闭合开关 现象;
(3)纠正错误后,闭合开关,改变滑动变阻器滑片P位置,绘制成如图乙所示的图像。
【实验结论】根据图乙,得到的结论是 。
【实验反思】某小组的同学在处理数据时发现,电压与电流的比值恰好等于R的阻值,这是一种巧合吗?于是同学们想利用其他小组的实验数据来进一步论证
方案一:收集电阻值均为10Ω的几个小组的数据;
方案二:收集电阻值不同的几个小组的数据。你认为方案 更合理。
5.(2020秋•江干区期末)为了探究同一导体的电流与电压关系,小李同学连接好电路(如图所示)进行实验并将数据记录在下表中。完成实验后
(1)根据表中数据,可得初步结论是: 。
(2)小王看了小李的实验数据后,再对照课本上的结论,如图所示,请简要说明理由 。
6.(2020秋•新昌县期末)在研究“电流与电压的关系”时,小郑设计了如图甲所示的电路,电源电压U为3伏。
(1)小郑根据设计好的电路图连接实物图(如图乙),但有一处连接错误,请在连接错误的那根导线上画上“×”
(2)连接正确后,小郑分别将阻值为5欧、10欧和20欧的定值电阻R0接入电路,测得电阻R0的电压U0和电流I0,如表所示。由此可得出结论: 。根据数据分析,滑动变阻器的最大阻值至少为 。
(3)小郑想进一步研究“电阻R0的电压变化量大小ΔU0电流变化量大小ΔI0的关系”,根据数据计算出电压变化量大小ΔU0和相应的电流变化量大小ΔI0,发现两者的比值始终等于 。
(4)小明认为可将定值电阻替换成小灯泡,也能得到电流与电压的关系。你认为合理吗?请说明理由 。
二.探究电流与电阻的关系(共42小题)
7.(2022秋•拱墅区期末)在探究“电压一定时,电流跟电阻关系”的实验中,小乐设计的电路如图所示。其中电源电压恒为5V
①将阻值为5Ω的电阻R1接入电路,将滑动变阻器置于阻值最大处,闭合开关,电压表没有示数。检查电路后排除故障,调节滑动变阻器,读出电流表示数并记录。
②断开开关,拆下电阻R1,接上阻值为10Ω的电阻,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片至合适位置
③断开开关,拆下R2,接上阻值为20Ω的电阻R3,移动滑动变阻器的滑片至合适位置,读出电流表示数并记录。
通过实验,小乐得到如下表数据。
(1)请在答题卡中将小乐的电路连接补充完整。
(2)出现步骤①中故障的原因可能是 。
A.电流表坏了
B.滑动变阻器短路
C.定值电阻接触不良
D.定值电阻短路
(3)由表中数据可得出的结论是: 。
(4)小乐在②和③两次操作中都没有将变阻器的滑片重新调到阻值最大处再闭合开关,结果两个电表都没有超过量程。通过计算可知两次闭合开关后,电压表的示数均为 。(答案保留一位小数)
8.(2022秋•椒江区期末)探究电流与电阻关系的实验中,实验器材有:电源(电压恒为4.5伏)、电流表、电压表、滑动变阻器(20欧2安),5个定值电阻(5欧、10欧、15欧、20欧、25欧)及导线若干。
(1)【连接电路】
用笔画线代替导线将图甲实验电路连接完整。(要求滑动变阻器滑片P向c端滑动时,接入电路中的阻值变小)
(2)【进行实验】
小科利用上述连接的电路进行实验,请完善实验步骤。
步骤1:将5欧的电阻接入a、b间,闭合开关后,移动滑片P使电压表示数为U0,记录相应的电流值;
步骤2:将5欧电阻替换为10欧,闭合开关,向 (选填“c”或“d”)端移动滑片,使电压表示数为U0,记下相应的电流值;
步骤3:依次替换15欧、20欧、2欧的电阻重复步骤2。
(3)【分析数据】
图乙是根据实验数据画出的I﹣R图象,其中阴影面积的物理意义是 。
(4)【反思】
小丽完成上述操作后又选了一个2欧的电阻进行实验,结果发现实验不能正常进行,为完成此实验 。
A.增大电源电压
B.增大电流表量程
C.换用阻值更大的滑动变阻器
9.(2022秋•嘉兴期末)为探究“电流与电阻的关系”,小明开展相关实验。器材有:电源(恒为6V)、滑动变阻器(1A,50Ω)(0~0.6A)、电阻(5Ω、10Ω、20Ω、25Ω各一个)、开关、导线若干。
(1)根据电路图甲连接实物图乙(要求滑片在最左端时滑动变阻器接入阻值最大);
(2)接入5Ω电阻,闭合开关,再调节滑片使电压表示数达到设定值,得到数据如下表,其中电流读数有错误的组别是 。
(3)实验结束后,为了得到更加可靠的普遍规律,小明又找来一个40Ω的电阻接入电路,以下方法中可以实现上述要求的是 。
A.换用60Ω的滑动变阻器
B.换用30Ω的滑动变阻器
C.换用5V的电源
D.换用9V的电源
10.(2022秋•嵊州市期末)为了探究电流与电阻的关系,小明利用如图甲的电路开展实验,电源电压恒为3伏、三个定值电阻R的阻值分别为5欧、10欧、20欧,各元件完好无损。
(1)连接电路并闭合开关后,小明发现无论怎么调节滑动变阻器滑片P的位置,电压表指针始终如图乙所示不变。
①图乙电压表的读数为 伏,此次实验中选用了阻值为 欧的定值电阻。
②实际电路中滑动变阻器连接错误之处是 。
(2)正确连接滑动变阻器后,小明再用5欧、10欧、20欧的3个电阻分别在不同电压下进行了多次实验,并绘制了a、b、c三条曲线(如图丙),请指出是哪条曲线并说明理由: 。
11.(2022秋•金东区期末)如图甲所示是探究“电流与电阻关系“的实验电路。用5Ω、10Ω、20Ω的三个定值电阻探究电流与电阻的关系,实验所用电源电压为6V。
(1)根据图甲滑片位置判断,此时 (选填“可以”或“不可以”)直接闭合开关进行实验;
(2)将10Ω的定值电阻接入电路,闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,则本实验中控制的定值电阻两端的电压为 V;
(3)根据实验数据描绘出电流与电阻倒数的图像如图丙所示,由图像可得结论:电压一定时,电流与电阻成 比;
(4)分析实验数据可知,本实验所用滑动变阻器的最大阻值应不小于 Ω。
12.(2022秋•杭州期末)图甲是小金探究“电流与电阻关系”的电路图,电压表、电流表均完好,阻值为5欧、10欧、15欧、20欧、25欧的定值电阻各1个。
(1)根据图甲,用笔画线代替导线补全图乙中实物图的连接。
(2)小金按要求连接好电路,闭合开关后,发现电压表有读数,则电路中存在的故障可能是 。
A.R短路
B.R断路
C.R′断路
(3)小金排除故障后先接入5欧的电阻,闭合开关,调节滑动变阻器使电压表读数为2.5伏时,完成实验后将5欧的电阻换成10欧的电阻,闭合开关 。
(4)小金依此将15欧、20欧、25欧的电阻换入电路重复实验,其目的是 。
13.(2022秋•青田县期末)在“探究电流与电阻的关系”的实验中,提供的器材如下:电源电压恒为4.5伏,阻值为5欧、10欧、15欧、20欧和25欧的定值电阻(0~3伏)、电流表(0~0.6安)、开关各1只
(1)小明设计了如图甲所示的实验电路,根据图甲,用笔画线代替导线连接完成图乙的实物图。(要求:滑动变阻器的滑片向右移动时,电流表示数变小,导线不能交叉)
(2)电路连接完毕,小明闭合开关S,发现电流表无示数 。
(3)排除电路故障后,若保持滑片P位置不变,断开开关,闭合开关后应向 (选填“A”或“B”)端移动滑片P才能达到实验要求。
(4)为完成整个实验,实验中选择的滑动变阻器最大阻值应该不小于 欧。
(5)根据实验所得的五组数据绘制出I﹣R图像,如图丙所示,由图像可以得出的结论是 。
14.(2022秋•永康市期末)小宁用如图甲所示的电路图,探究通过导体的电流与导体电阻的关系,电源电压恒为6V。改变电阻R的阻值,保持R两端的电压不变,记下相应的2次实验的电流和电阻值
(1)请用笔画线代替导线,在图丙中将电压表正确连入电路。
(2)实验中,她所选择的变阻器规格是 (填序号)。
A.10Ω 0.5A
B.20Ω 1A
C.50Ω 2A
(3)图乙中阴影部分面积表示的科学量是 。
(4)实验过程中,如果出现了电流表示数为0,电压表示数接近6V 。
15.(2021秋•越城区期末)某实验小组的同学们在“探究电流与电阻的关系”的实验中,所用的电路图如图甲所示。电源电压恒为6伏,可供选择的定值电阻R有5欧、10欧、20欧和40欧各一个。
(1)实验小组的同学们根据电路图连接的实物电路如图乙所示,其中存在连线错误,而且只要改接一根导线就能纠正该错误,再用笔画线把它改到正确的位置上(导线不允许交叉)。
(2)改正电路后,闭合开关前应将滑动变阻器的滑片调至最 (填“左”或“右”)端。
(3)实验过程中,需要更换定值电阻,观察电流的变化,当每次更换电阻后,都要移动滑动变阻器的滑片 (填字母)。
A.变阻器的滑片
B.电压表
C.电流表
D.电源
(4)实验小组的同学们根据测得的数据,绘制出电流I与电阻的倒数的关系图像如图丙所示,电压一定时,电流与电阻成 。
(5)为完成整个实验,应该选择 (多选,填字母)规格的滑动变阻器。
A.“50Ω 1.0A”
B.“100Ω 1.2A”
C.“200Ω 0.6A”
16.(2021秋•德清县期末)小清利用如图甲所示的电路探究“通过导体的电流跟电阻的关系”。实验器材:电源(电压恒为4.5伏),电流表、电压表各一只,开关(5欧、10欧、15欧),两只滑动变阻器(R1“10欧2安”、R2“20欧1安”),导线若干。
(1)按图甲连接实验电路。
(2)正确连接电路后,应将滑动变阻器的滑片移到 (选填“左”或“右”)端,检查无误后再闭合开关。
(3)当选用5欧的电阻时,移动滑片使电流表示数如图乙所示,其数值为 。当小清改用15欧的电阻继续实验时,发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片,都无法使电压表的示数达到实验要求的值 (选填“R1”或“R2”)。
17.(2021秋•柯城区期末)小柯利用电池组、电流表、若干定值电阻设计了如图甲所示的电路来验证“电流与电阻的反比例关系”,定值电阻R的阻值分别为5欧、10欧、15欧、20欧。小柯连接好电路,实验过程中只更换定值电阻
(1)当接入10欧的定值电阻时,电流表的示数如图乙所示,此时电流的大小为 安。
(2)分析表中数据,小柯意识到通过该实验不能验证“电流与电阻的反比例关系”,这是因为随着电阻的增大 (填“变大”“不变”或“变小”)。
(3)小柯向老师请教后得知:电池组的内部存在电阻,称为电池内阻。实际使用的电池组可以看作是一个理想电源和一个电阻串联。如图丙所示电路中有电流时,电池内阻也会分去部分电压,仅增加一个电压表,就证实了电池内阻会分去部分电压。请画出电压表的正确连接方式
18.(2022春•镇海区期末)小科利用如图甲所示的电路探究电流与电阻的关系。已知电源电压为4.5V且保持不变,实验用到的定值电阻阻值分别为25Ω、20Ω、15Ω、10Ω、5Ω,滑动变阻器的规格为0~50Ω。
(1)如图乙所示的实物电路中存在连线错误,只要改接一根导线就可以纠正。请你把接错的那根导线打上“×”,并画出改接的导线。
(2)为了用上所有的定值电阻正确完成五次实验,应利用滑动变阻器控制定值电阻两端的电压至少保持 V不变。
(3)实验中将10Ω的定值电阻更换为20Ω的定值电阻后,闭合开关,应将滑动变阻器滑片向 (填“左”或“右”)适当滑动,使电压表示数恢复到原来的值。
(4)小科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所示,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 Ω的定值电阻连入电路时未移动滑片。
19.(2022春•北仑区期末)某小组在探究导体中电流和电阻的关系,用到的实验器材有:电源(6V)、电流表、电压表、定值电阻(10Ω、20Ω、40Ω)(40Ω 1A)、开关和导线若干。
(1)请用笔画线代替导线,将图中实物电路连接完整。
(2)小科连接电路后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,电流表始终无示数,造成这一现象的原因可能是 。
(3)他排除故障后,正确操作,将所得的实验数据记录在表中。根据表中数据 。
(4)定值电阻两端电压的最小预设值是 V。
20.(2021秋•松阳县期末)小松同学用图甲所示电路探究“电流与电阻的关系”,图乙是他连接的部分电路,电源电压15伏不变,阻值为10欧、20欧、30欧、40欧的电阻各一个,所测实验数据如表。
(1)请用笔画线代替导线将图乙中电路补充完整;
(2)根据表格中的数据可得出的结论是 ;
(3)经过计算分析第 组实验数据不真实。
21.(2021秋•丽水期末)为了探究“通过导体的电流与电阻的关系”,小明利用恒定电压为6V的电源、“15Ω 2A”的滑动变阻器、开关、电压表、电流表等仪器进行实验。实验步骤:
①将阻值为5欧的定值电阻R1按电路图连接电路;
②闭合开关S,移动滑动变阻器滑片P,当电压表示数为3伏时,此时滑动变阻器接入电路的有效阻值记为Ra;
③用阻值为10欧的定值电阻R2替换R1,重复步骤②,此时滑动变阻器接入电路有效阻值记Rb;
④用阻值为15欧的定值电阻R3替换R2,重复步骤②,此时滑动变阻器接入电路有效阻值记Rc。
(1)在步骤②中,电流表的示数为 安;
(2)本实验中,滑动变阻器除了保护电路外,还有 作用;
(3)实验中滑动变阻器3次接入电路的有效阻值最大的是 (填“Ra”、“Rb”或“Rc”)
(4)小明想在上述实验的基础上,在ab间分别接入20Ω、30Ω两个定值电阻来进一步探究“通过导体的电流和电阻的关系”,为顺利完成这两次实验 Ω的滑动变阻器;
(5)下列实验中,可以利用该电路图完成的是
A.测量某未知电阻的阻值
B.探究并联电路的电流特点
C.探究影响导体电阻大小的因素
D.探究通过导体的电流和两端电压的关系
22.(2021秋•台州期末)在探究“电流与电阻的关系“的实验中,所用的器材有:学生电源(选择4V挡),阻值为5Ω、8Ω、10Ω、20Ω、25Ω的定值电阻,电流表,电压表,按下列步骤进行实验:
步骤一:将R=5Ω的定值电阻接入电路,调节滑动变阻器,当滑片位于A点(如图甲)时,观察电流表示数(如图乙)。
步骤二:将定值电阻换成8Ω接入电路,移动滑动变阻器滑片,当电压表的示数为2V时
步骤三:小明再将定值电阻换成其他阻值接入电路后,重复上述实验,将结果记录在表格丙中。
请结合上述过程回答下列问题:
(1)连接图甲电路时,应将开关断开,滑动变阻器的滑片P应处在 端(选填“左”或“右”),以保护电路。
(2)步骤一中电流表指针偏转过小,为了提高测量的准确性,应进行的操作是 。
(3)步骤一、二中,滑片位置B应该在A点的 (选填“左边”或“右边”)。
(4)由表格丙可得,该实验的结论是 。
23.(2021秋•衢江区期末)为了探究“电流与电阻的关系”,小科用阻值不同的定值电阻、电压为6伏的电源、滑动变阻器(25Ω,2.5A)等器材按图甲方式连接电路
①将4欧的R1接入电路,当电压表示数为4伏时,记录电流表的示数;
②用R2替换R1,发现无论如何左右移动滑片P,电压表指针在4伏的刻度左右摆动,但无法准确指在4伏的刻度线上。老师告知小科,因此无法连续改变接入电路的有效阻值,当定值电阻与滑动变阻器最大阻值相比过小时
③用一根阻值为0.5欧的电阻丝制作一个可连续改变阻值的旋钮式变阻器,并按图丙方式接入电路,继续实验。通过调节滑片P和旋钮触片Q使电压表示数为4伏
(1)图丁中电流表的示数为 安;
(2)步骤③中滑片P和旋钮触片Q处在如图丙示意的位置时,电压表示数略小于4伏,则小科应如何操作?
(3)小科利用图甲电路继续他的探究实验,仍保持定值电阻两端的电压为4伏,则下列定值电阻可用来替换R1进行实验的有 。
A.15欧 B.25欧 C.35欧 D.45欧
24.(2021秋•龙泉市期末)小科用如图所示电路探究“电流与电阻的关系”。其中电压表测量定值电阻电压,三个定值电阻分别为10欧、15欧、20欧。实验获取数据如表。
(1)连接电路:请你以笔画线代替导线,将图甲的电路连接完整;
(2)实验操作:①将10欧电阻连入电路,滑片应置于 端(填“A”或“B”)。闭合开关,首先观察到电流表的示数如图乙所示 。接下来的的操作是 ,再观察并记录电流表的示数;
②分别用15欧、20欧定值电阻替代10欧定值电阻,重复步骤①:
(3)实验总结:将表中电流、电阻转化为I﹣R图像,正确的有 。
25.(2021秋•普陀区期末)小红用如图甲所示的电路图,研究通过导体的电流与导体电阻的关系,电源电压为6V。改变电阻R的阻值,保持R两端的电压不变,记下相应的4次实验的电流和电阻值
(1)实验开始时,小红根据甲电路图连接好电路,闭合开关,电流表没有示数,则此次电路的故障可能是 ,小红排除故障后继续实验。
(2)实验过程中,移动滑动变阻器滑片时,眼睛应注视 (选填符号)。
A.滑动变阻器
B.电压表示数
C.电流表示数
(3)在丙图中,用笔画线代替导线,将电压表正确连入电路。
(4)实验时,它选择的变阻器是 (选填序号)。
A.10欧0.5A
B.20欧1A
C.50欧2A
(5)乙图中阴影部分的面积表示的科学量是 。
26.(2021秋•越城区期末)在“探究电流与电阻的关系”实验中,老师提供了2节新干电池、电流表、电压表、开关、滑动变阻器、阻值为10Ω、20Ω和40Ω的定值电阻各一个以及导线若干;
(1)请根据图甲,用笔画线将实物图(图乙)连接完整(要求:导线不交叉,当滑片向右移动时,滑动变阻器的阻值变大)。
(2)吴凯同学先把10Ω的定值电阻正确接入电路,闭合开关,并移动滑动变阻器的滑片,则读数为 A。更换不同定值电阻进行实验,依次将20Ω、40Ω的定值电阻替换10Ω的电阻。为保持电压表示数不变,闭合开关后滑动变阻器的滑片应向 (填“左”或“右”)移,并将实验数据填入右下表格。分析表中数据,整个实验过程中电压表示数保持 V不变。
(3)由表中数据得出结论:导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成 (填“正比”或“反比”)。
(4)根据表格中的数据判断,所选用的滑动变阻器最恰当的是 (填“A”“B”或“C”)。
A.50Ω、1A
B.25Ω、0.5A
C.10Ω、0.3A
27.(2021秋•嵊州市期末)利用如图电路研究“电流与电阻的关系”,其中电流表和电压表左侧接线柱均为负接线柱,中间接线柱均为小量程接线柱,滑动变阻器的规格为“50Ω,1A”,正确操作后获得的数据如表所示。
(1)请用笔画线代替导线将实物图连接完整。
(2)电路连接完成,闭合开关后发现电流表有示数,电压表无示数,则该故障可能是 。
(3)排除故障后,继续操作以下四步:①闭合开关;②将滑动变阻器的滑片移到最右端;④将滑动变阻器的滑片移到适当位置。请从安全和规范角度考虑,上述四步的正确操作顺序是 。
(4)要完成本次实验,电源电压的取值范围是 。
28.(2021秋•临海市期末)某同学为了探究“通过导体的电流与电阻的关系”,利用电压恒为3伏的电源、标有“20欧,1.5安”的滑动变阻器、开关、电压表、电流表等仪器进行实验。
(1)根据图甲的电路图,请用笔画线代替导线完成图乙的实物图连接。
(2)第一次用5欧姆的定值电阻进行实验,闭合开关后,记下电流表的示数为I1;第二次实验,仅将电阻换成10欧姆的定值电阻,闭合开关后2,可以发现:I2 I1(填“<”、“=”或“>”)。因此,该同学认为,当导体两端的电压一定时 。
29.(2021秋•钱塘区期末)在“探究电流与电阻的关系”的实验中,小应设计了如图甲所示的电路图,请回答下列问题:(已知:电源电压为4.5V,滑动变阻器的规格为“20欧 2A”)
(1)请根据图甲,用笔画线代替导线,将图乙中的电路连接完整。
(2)闭合开关后发现,电流表示数为零,电压表有明显偏转 (选填“电阻R”或“滑动变阻器”)处断路。
(3)小应排除电路故障后继续实验,数据如下表所示:
老师认为第4次实验的数据是拼凑的,理由是 。从前3次数据中可以得到的结论是: 。
30.(2021秋•淳安县期末)科学兴趣小组同学在探究“通过导体的电流跟导体电阻的关系”时,设计了如图甲所示的电路,正确操作实验后
(1)小组同学设计记录表中的“▲”处应填 。
(2)用笔画线代替导线,将实物图连接完成。
(3)小组同学正确连接电路后进行实验,每次更换电阻后都要调节滑动变阻器,这样操作的目的是 。
(4)分析表中数据,得出结论: 。
31.(2022春•江北区期末)某实验小组为了探究“电流与电阻的关系”,设计了如图甲所示的实验电路。他们在学校实验室找了如下实验器材:电压恒为3V的电源,电流表、电压表各一只,阻值分别为10Ω、20Ω、50Ω的定值电阻各一个,标有“20Ω 1A”字样的滑动变阻器
(1)请用笔画线代替导线,将图乙中的实物电路连接完整。
(2)连接好电路,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片时,电压表示数为零,则发生这种故障的原因可能是 。
(3)故障排除后,他们将不同阻值的电阻接入电路,移动滑动变阻器的滑片,并读出对应的电流值。当改用50Ω的电阻继续实验时,发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片 。(填字母)
A.滑动变阻器的阻值太小
B.50Ω的阻值太小
C.控制的电压2V太高
D.电源电压太高
(4)该实验小组解决了上述问题后,完成实验,利用收集到的多组数据作出了电流I随电阻R变化的关系图
32.(2021秋•新昌县期末)某小组同学准备探究“通过导体的电流与电阻的关系”实验,器材有:干电池2节,滑动变阻器(20Ω,1A),不同阻值的定值电阻及导线若干,图甲是他们连接的实验电路。
(1)在图甲中,用笔画线代替导线,将电路连接完整
(2)他把5欧的电阻连入电路后,闭合开关,发现电流表有示数,电路中的故障可能是 。排除故障后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,此时电流表的示数如乙图所示,为 安。
(3)将5欧的电阻换成10欧的电阻后,闭合开关,应将滑动变阻器的滑片向 (选填“A”或“B”)端移动,直到电压表的示数为 伏时,记录电流表的示数。
33.(2021秋•萧山区期末)利用如图电路研究“电流与电阻的关系”,其中电流表量程为“0~0.6A”,电压表量程为“0~3V”,1A”,依次将阻值为5欧、10欧、20欧的定值电阻接入AB之间完成实验
请回答:
(1)完成第一组实验,断开开关,拆下5欧的电阻;②将滑动变阻器的滑片移到最右端;③记录电流表示数,正确的顺序是 ;
(2)上述操作④中判断滑片已处于适当位置的依据是 ;
(3)依据表中数据作出了下列图象,其中正确的是 ;
(4)要完成本次实验,电源最多只能将 节干电池串联。
34.(2020秋•温州期末)小明利用图一电路研究“电流与电阻的关系”,实验过程如下:①将电压表、电流表调零;②选用阻值为20欧的定值电阻接入MN间;③闭合开关,移动滑动变阻器滑片P至适当位置;④再依次将15欧、10欧、5欧的定值电阻接入MN间,分别获取实验数据
(1)小明在实验过程③中,闭合开关,移动滑片P至滑动变阻器阻值最小处,小明及时进行改正,他的操作是: 。
(2)改正错误后,小明将滑动变阻器滑片P向左移动,则电压表示数的变化是 。
(3)小红也利用相同的电路进行实验,却得到了图三中的曲线b。造成小红实验结果错误的原因是 。
35.(2020秋•义乌市期末)如图甲是某同学在“探究电流与电阻的关系”实验时设计的电路。已知电源电压为6伏。有不同阻值的定值电阻若干及两个规格分别为“10Ω 1A”、“50Ω 2A”的滑动变阻器可供选择使用。
(1)先将5Ω的定值电阻接入电路中,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,记下此时的电流值为0.4A。按规范操作将定值电阻换成10Ω、20Ω并重复上述步骤,记下的电流值分别为0.2A和0.1A。在这两次重复的步骤中移动滑动变阻器滑片时眼睛应观察 ;
A.灯泡的发光情况 B.变阻器滑片的位置 C.电压表的示数 D.电流表的示数
(2)依据以上相关数据,可判断该同学在实验过程中选择的滑动变阻器的规格是 。
(3)该同学还利用上述电路和器材来探究“电流与电压的关系”,他把10Ω的电阻接入电路中,调节滑动变阻器的滑片P测出通过定值电阻R的不同电流和对应的电压值,却说有一组的数据是错误的。请你帮他找出错误的数据(用序号表示),并分析原因。
36.(2020秋•柯桥区期末)如图甲所示是小敏“探究电流与电阻的关系”的实验电路图,乙图是连接的实物电路。已知电源电压恒定为3V,滑动变阻器的规格为“10Ω,电流表量程为“0~0.6A”,电压表量程为“0~3V”
(1)小敏根据图甲所示电路图连接成图乙的实物电路。
①连接电路时,开关断开,滑动变阻器的滑片应置于 (选填“A”或“B”)端。
②检查连接无误后,闭合开关,发现电流表、电压表均无示数。他们将导线EF的E端取下,观察到两种情况下电流表均无示数、电压表示数均为电源电压。则电路故障可能为 。
A.滑动变阻器短路 B.电阻R断路 C.A、E间导线断路
(2)排除故障后开始实验。小敏依次将阻值为5欧、10欧、20欧的定值电阻接入电路完成实验,获得数据如表。
①实验过程中,小敏将10Ω的定值电阻更换成20Ω的定值电阻,应调节滑动变阻器的滑片 V。
②为使结论更具普遍性,小敏从剩下的定值电阻(即2Ω、4Ω、25Ω)中选择了一个合适的电阻重复实验,并说明理由。 。
37.(2020秋•上城区期末)小徐在研究“电流与电阻关系”时,采用的电源电压为6V,滑动变阻器的规格为“40Ω、0.6A”
(1)请用笔画线代替导线,把实物图连接完整,要求滑片往右移电流减小;
(2)电阻有二种组合,第一组1Ω 5Ω 10Ω,第二组5Ω 10Ω 15Ω 组可以完成实验;
(3)小徐根据所测得的三组数据大致画出了如图所示的图像,请根据图像描述电流与电阻的关系 ;
(4)科学上要得到“电流与电阻关系”的普遍成立的结论,你认为还需要进行的操作 。
38.(2020秋•仙居县期末)某同学利用如图甲所示的电路探究电流跟电阻的关系。已知电源电压为4.5V且保持不变,实验用到的电阻阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω。
(1)请根据图甲将图乙所示的实物电路连接完整(导线不允许交叉)。
(2)多次改变R的阻值,调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数保持2.5V不变,得到如图丙所示的电流I随电阻R变化的图像。由图像可以得出结论: 。
(3)正确连接好电路后,闭合开关,发现电流表无示数,移动滑动变阻器滑片,电压表示数不变 。
A.R短路
B.R断路
C.滑动变阻器短路
D.滑动变阻器断路
(4)为完成整个实验,应该选取最大阻值不小于 Ω的滑动变阻器。
39.(2020秋•吴兴区期末)在探究“电流与电阻的关系”时,小明从平时作业中经常提到的“电源电压保持不变”得到启示,将书本上的实验电路(如图甲所示),小明发现每次更换电阻R以后,电压表的读数都会发生改变。这是什么原因呢?
(1)小明经过思考,用一种更粗的铜导线把电路中原来的导线替换掉,重新进行实验。小明这样操作基于的猜想是 。
(2)通过查阅相关资料,小明还了解到电源其实本身内部就有电阻(电源内阻)。为了便于理解0“拿”到外部电路中,如图丙所示。
结合第(1)问中的实验猜想,以及第(2),小明清楚了每次更换电阻R后,电压表的读数都会发生改变的原因是 。
(3)小明从本实验的探究过程中得到启示,如图丁所示的串联电路的电压特点应该这样表述: 。选填 (“A”、“B”或者“AB均可”)
A:灯L1L2两端电压之和等于它们的总电压
B:灯L1L2两端电压之和等于电源电压
40.(2020秋•南浔区期末)为了探究“电流与电阻的关系”,小科在实验室中找到了下列器材:学生电源(电压恒为6V)、电流表、电压表、定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω各一个)
(1)请根据电路图甲,用笔画线代替导线完成实物图乙的连接。
(2)当小科同学闭合开关后,发现电流表和电压表均无示数,则电路中出现的故障可能是滑动变阻器发生了 (选填“短路”或“断路”)。
(3)排除故障后,小科先用15Ω的电阻做完实验,然后换用10Ω的电阻继续实验,应向 (选填“左”或“右”)端移动滑动变阻器的滑片。
41.(2020秋•青田县期末)小鹏在探究“通过导体的电流与导体电阻的关系”时,电路如图甲所示,实验中电阻的阻值分别为5欧、10欧、20欧,滑动变阻器“20Ω,1.0A”。
(1)请用笔画线代替导线,将图中的电路按甲图连接完整(要求导线不交叉)。
(2)连接电路时,开关应该处于断开,实验前滑动变阻器的滑片应位于 (选填“A”或“B”)端。滑动变阻器的作用除了保护电路外,还起到了 的作用。
(3)电路连接正确后,闭合开关,发现电压表有示数但电流表无示数 (选填字母)。
A.滑动变阻器短路B.电流表断路C.电阻R短路D.电阻R断路
(4)排除故障后,分别接入三个定值电阻,调节滑动变阻器的滑片,得到了如图丙所示的图象。由图象可以得出结论: 。
(5)上述实验中:
①小鹏用5Ω的电阻做完实验后,保持滑动变阻器滑片的位置不变。接着把R换为10Ω的电阻接入电路,闭合开关 (选填“A”或“B”)端移动滑片,直至电压表示数为 V,读出电流表的示数。
②小鹏又把R换为20Ω的电阻接入电路,闭合开关,无论怎样移动滑片,为完成整个实验,以下做法可行的是 。
A.改变电压表量程
B.把电源电压调为9V
C.用“30Ω 1.0A”的滑动变阻器进行试验
D.电压表的示数为3V重复做三次实验
42.(2020秋•台州期末)小明利用如图甲所示的电路探究电流跟电阻的关系。需要的器材有:电压为6V的学生电源(电源电压恒定)、滑动变阻器的规格为“50Ω,2A”
(1)实验步骤如下:
a.请根据图甲将图乙所示的实物电路连接完整(导线不允许交叉)。
b.实验中多次改变R的阻值,并调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数保持不变,得到电流I随电阻R变化的图象,如图丙。
(2)上述实验中,小明用5Ω的电阻做完实验后,接下来的操作是 ,然后再将10Ω的电阻接入电路,闭合开关,移动滑片 V时,再次读出电流表的示数。
(3)实验中,学生电源损坏,用新的干电池串联的电池组替代,并且控制R两端的电压与(2)中相同,则干电池组最多不能超过 节。
43.(2020秋•滨江区期末)利用如图电路研究“电流与电阻的关系”,其中电流表量程为“0~0.6A”,电压表量程为“0~3V”,1A”,依次将阻值为5欧、10欧、20欧的定值电阻接入AB之间完成实验
(1)请你将连接好的实物图画成电路图,画在方框内。
(2)电路连接完成,闭合开关后发现电流表有示数,电压表无示数,则该故障可能是 。
(3)排除故障后闭合开关,继续操作有以下四步:①闭合开关;②将滑动变阻器的滑片移到最右端;④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,正确的顺序是 ;
(4)要完成本次实验,电源最多只能将 节干电池串联。
44.(2020秋•金东区期末)用如图所示的电路“探究电流与电阻的关系”,电源电压恒为6V,定值电阻R备有(5Ω、10Ω、20Ω、40Ω)(实验过程中控制定值电阻两端电压为2V不变)
(1)闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应滑到最 (选填“左”或“右”)端。
(2)将5Ω的定值电阻接入电路闭合开关,移动滑片P发现电流表示数始终为零,电压表示数不为零 (填选项)。
A.定值电阻R短路
B.定值电阻R断路
C.滑动变阻器短路
(3)不改变滑动变阻器滑片的位置,将5Ω的电阻换成10Ω的电阻,闭合开关后,滑片P应向 (选填“左”或“右”)端滑动。
(4)为完成整个实验,应该选择滑动变阻器的规格是 。
A.50Ω 1.0A
B.100Ω 1.2A
C.200Ω 0.6A
(5)多次实验后,分析实验数据,得到实验结论。
45.(2020秋•东阳市期末)为了探究“电流与电阻的关系”,小明用阻值不同的定值电阻、电压为6伏的电源、滑动变阻器(20Ω 2.5A)等器材按图甲方式连接电路
【实验步骤】:
步骤1:将电阻R1接入电路,当电压表示数为4伏时,电流表如图丁所示;
步骤2:用10欧的电阻R2替换R1,移动滑动变阻器使电压表的示数重新达到4伏;
【发现问题】:步骤2中,无论怎样左右移动滑片P,电压表指针在4伏的刻度左右摆动,相邻线圈间电阻阻值过大,无法连续改变接入电路的有效阻值
【继续实验】:步骤3:用一根阻值为0.5欧的电阻丝制作一个可连续改变阻值的旋钮式变阻器,并按图丙方式接入电路,继续实验。通过调节滑片P和旋钮触片Q使电压表示数为4伏;
步骤4:更换电阻,进行多次实验,得出结论。
根据上述实验,完成以下问题:
(1)步骤1中接入的电阻R1= 欧;
(2)步骤2中,为达到实验目的,滑动变阻器滑片P应向 (填“左端”或“右端”)移动;
(3)步骤3中滑片P和旋钮触片Q处在如图丙所示的位置时,电压表示数略超过4伏,则小明应如何调节滑片P和旋钮触片Q ;
(4)小明利用图甲电路继续他的探究实验,仍保持定值电阻两端的电压为4伏,则下列定值电阻不可用来替换R1进行实验的是 (填字母)。
A.15欧
B.25欧
C.35欧
D.45欧
46.(2020秋•嵊州市期末)小明和小科一起探究电流与电阻的关系。器材有新干电池两节,5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻各一只,“20Ω 1A”的滑动变阻器、电压表、电流表、开关各一只
(1)用笔画线代替导线将甲图中电路补充完整,使滑动变阻器滑片向左移动时电阻减小。
(2)根据第(1)小题的要求,正确连接电路后,小明发现电压表示数等于3伏,产生这一现象的原因可能是 。(写出一点即可)
(3)排除故障后,小明逐一将5Ω、10Ω的电阻接入电路,移动滑动变阻器滑片,记录对应的电流表示数。但当20Ω的电阻接入电路后,无法将电压表示数调节到1V。于是,重新依次进行实验。调节后,定值电阻两端的电压值应不低于 V。
(4)小科在实验结束后告诉小明,可以通过调整顺序来避免第(3)步实验操作中产生的问题。小科的方法是 。
47.(2020秋•青田县期末)小张同学探究“电流与电阻的关系”,电路图如图甲所示,图乙是他连接的部分电路。电源电压15V保持不变,2A”,阻值为10Ω、20Ω、30Ω、40Ω的电阻各一个,电压表量程0~15V。
(1)如图乙是小张同学连接的部分电路,请你帮他将滑动变阻器正确的连入电路。
(2)本实验中,滑动变阻器除了保护电路外,还有一个重要作用是 。
(3)如表是小张同学测得的实验数据,林老师认真观察了他的数据。认为小张最后一次实验数据是造假的。老师这样认为,其理由是 。
48.(2020秋•西湖区期末)小金研究电流与电阻的关系时,他使用的电路如图甲所示。实验前,小金将电压表直接连接在由两节干电池组成的电池组两端
(1)分析实验数据可知,该实验存在的不足之处是 。
(2)小科改用图乙所示电路对实验进行改进,已知电流表的使用0﹣0.6A量程,电压表使用0﹣3V量程,2A”和“20Ω,1A”和“50Ω,图丁为小科实验后绘制的I﹣R图像。
①请根据电路图用笔画代替导线将实物图丙连接完整。
②图丁b点到c点过程中滑动变阻器接入电路的阻值变 。
③要完成实验,应选择的滑动变阻器为 。
三.探究电流与电压、电阻的关系(共5小题)
49.(2022秋•玉环市期末)某班同学探究电流与电压和电阻的关系。
(1)在实验电路的设计环节,同学们设计出如图甲所示两种电路。经讨论,大家一致认为图1比图2电路更好 。
(2)用乙图所示的电路探究“电压一定时,电流与电阻的关系”,滑动变阻器的规格是“50欧1安”,阻值为10欧、20欧、30欧、40欧的电阻各一个,电压表各一个。
①为了能够利用上述4个定值电阻,顺利得到4组I、R数据,完成实验0的取值可选 (可多选)。
A.1伏
B.2伏
C.3伏
D.4伏
②如图乙连接好电路,闭合开关后发现电流表无示数,电压表示数接近电源电压 。
A.R断路
B.R短路
C.R1 断路
D.R1 短路
③排除故障后,重新开始实验。实验过程中,测出通过10欧电阻的电流并记录后,将电阻更换为20欧,再闭合开关S 。
50.(2021秋•婺城区期末)科学兴趣小组同学探究“通过导体的电流与电压、电阻的关系”。实验器材有:干电池2节,滑动变阻器(20Ω,1A)、电流表、电压表、开关各一个
(1)图甲是他们未连接好的实验电路,请你用笔画线代替导线将它连接完整。
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移到 (填“A”或“B”)端。
(3)小科小组把5Ω的电阻连入电路后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片达到实验要求,则电路中的电流为 A;小科将5Ω的电阻换成10Ω的电阻后,闭合开关 (写出具体操作),记录电流表的示数。
(4)图丙b、c、d三条曲线是其他三组同学根据所测得数据描绘的I﹣U图像,单独分析每条曲线,可以得到的结论是 。
51.(2020秋•长兴县期末)小王在做“探究电流与电压、电阻关系”实验时,准备以下器材:电源(电压为3V且保持不变、电流表(0﹣0.6A)、电压表(0﹣3V)(20Ω、1A)、四个定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω)、开关导线若干。根据如图甲所示电路图进行实验。
(1)电路正确连接,闭合开关,电流表无示数,可能原因是 ;
A.定值电阻R短路
B.定值电阻R断路
C.滑动变阻器短路
D.滑动变阻器断路
(2)探究电流与电压的关系时,小王通过调节滑动变阻器滑片P,记录了通过定值电阻R的不同电流和对应的电压如表所示。老师看后说其中一组数据本次实验无法得出。他分析发现是第 次数据不合理,原因是 ,去掉不合理的实验数据,分析可得到的结论是:
(3)接着小王又探究电流与电阻的关系,其实验步骤如下:
①在电路中接入阻值为5Ω的定值电阻,移动滑动变阻器的滑片,使得电压表示数为1V;
②用10Ω的定值电阻替换5Ω的定值电阻,闭合开关,他应将滑动变阻器的阻值 (选填“调大”或“调小”)直到 ,再记录电流表示数;
③用15Ω的定值电阻替换10Ω的定值电阻再进行实验发现实验不能完成。为完成四次探究,小王预备了如下四个调整方案,你认为不可行的是 (多选)。
A.如果只调整电压表的示数,控制电压表示数为2V
B.如果只更换定值电阻,更换1Ω、2Ω、5Ω、10Ω的定值电阻
C.如果只更换滑动变阻器,则更换的滑动变阻器最大阻值不小于40Ω,允许通过的最大电流不小于0.2A
D.如果只更换电源,更换电源电压为4V
52.(2020秋•瑞安市期末)小明的电学实验盒中有几节干电池、定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω)、滑动变阻器(20Ω,2安)、导线、开关等器材。为验证电流与电压的关系,调节滑片,使电压表示数分别为1V、2V、4V
(1)为调节电压表示数,闭合开关后要将滑片向右移。则图丙中滑动变阻器接入电路中的接线柱是 (填字母)。
(2)定值电阻的阻值是 。
(3)小明利用四个定值电阻继续验证电流与电阻的关系。他想要保持定值电阻两端电压为2伏,但发现无法完成,请说明理由: 。
53.(2020秋•杭州期末)小金同学用如图1所示的电路研究导体中的电流与电阻的关系,R0为定值电阻。他先后将5Ω、15Ω和25Ω的定值电阻接入电路a、b两点间,闭合开关S,读出电流表示数(如下表)
(1)图中R0所起的作用是 ;
(2)请指出该实验设计不妥之处: ;
(3)在R替换变化过程中,R0两端电压变化是 (变大、变小、不变);
(4)重新调整、选择仪器后,请在图2虚线框中,画出你设计的电路图。
四.欧姆定律(共5小题)
54.(2022秋•临海市期末)某项目学习小组设计了一个电子秤,如图甲所示,其表盘由电流表改装而成,OAB是一根轻质杠杆,O为支点,OB=10cm,电源电压U恒为9V0为10Ω,忽略压杆、托盘和杠杆的质量,压敏电阻R的阻值与所受压力F的关系如图丙所示。
项目一:标注刻度
(1)标“0”刻度:闭合开关S,托盘空载时,电流表读数为 安,此时指针指向电子秤的“0”刻度。
(2)标最大质量值m最大:闭合开关,往托盘中不断放入被测物体,当电流达到0.6A时报警最大,请计算m最大。
项目二:评价与改进
(3)小科发现所制的电子秤量程太小,若要使电子秤的最大质量值m最大增大,在电流表量程不变的前提下,只需对图乙中的结构做相应的调整
①调整杠杆上A的位置
②调整杠杆上B的位置
请选择你认为可行的一种设想,并说出调整方法 。
55.(2022秋•滨江区期末)小滨设计了一个电子量角器(如图甲所示),把同种材料制成的粗细均匀的电阻丝AB弯成半圆形,O为圆心(OP的阻值忽略不计),P与AB接触良好。如图乙所示,电流表(量程为0~0.6A),保护电阻R0=15Ω,电源电压U=6V不变。用导线连接M、N,将A、O分别与E、F相接,电流表示数为0.15A。
现有两个备用滑动变阻器R1(8Ω,1A)、R2(15Ω,0.6A),小滨希望选择合适的滑动变阻器连入M、N两接线柱,把电子量角器A、O两个接线柱分别与E、F相接(接入量程0~3V),将电压表表盘重标数据后可以从电压表上直接读出OP的旋转角度θ。即∠AOP。
(1)AB电阻丝RAB= Ω。
(2)小滨希望将180°刻度线标在电压表“3V”刻度处,那么应该选择的滑动变阻器是 (填“R1”“R2”或“R1或R2均可”)。按此要求接好电路并将滑动变阻器滑片调到要求位置,闭合开关。当被测量角度为36°时,电压表的示数应该为 V。
56.(2021秋•吴兴区期末)某科技小组设计了一个自动雨刮器控制系统,其刮水的速度能够随着雨量的大小而相应地发生变化,雨停后,图b是自动控制系统的模拟电路。
(1)将检测网竖立并浸入雨水中不同深度处进行实验,记录数据如下:
①雨水检测金属网在电路中起到的作用更类似于 (选填“开关”或“滑动变阻器”)。
②根据表中的现象和数据,解释刮水器刮水的速度能够随着雨量的大小而相应地发生变化的原因是 ;
(2)活动小组发现无雨水时,电动机不能工作,无法实现无雨时车窗的清洗,将“”和“增加的元件”连入电路ab间,绘制在图c中。
57.(2021秋•松阳县期末)如图所示为升降机电路的部分原理图,电源电压恒为12伏,R0为定值电阻,压敏电阻R1的阻值与所受压力大小F的关系如下表。若压敏电阻不受压力时,电压表示数为2伏,请回答:
(1)压敏电阻不受压力时,压敏电阻两端电压是 伏;
(2)当压敏电阻上的压力增大时,电压表示数 (填“变大”、“变小”或“不变”);
(3)求定值电阻R0的阻值。
58.(2020秋•仙居县期末)如图是水果自动筛选装置,原理如下:传送带上的水果经过检测点时,使压敏电阻R的阻值发生变化0两端电压小于6V时,机械装置启动,将质量较小的水果推出传送带,R0=40欧姆,压敏电阻R的阻值随压力变化关系如表所示,
(1)由表可知,压敏电阻R的阻值随压力的增大而 。
(2)当R0两端电压为6V时,通过R0的电流为 A。该装置能够剔除质量小于多少千克的水果?(g取10N/kg)
(3)不同种类的水果筛选的质量标准是不同的。在水果筛选要求(当R0两端电压小于6V时,机械装置启动)不变时,请你提出对电路进行改进的一种方法 。
浙江省八年级上学期科学期末试题汇编-4.6 电流与电压、电阻的关系实验探究题(浙教版)
参考答案与试题解析
一.探究电流与电压的关系(共6小题)
1.(2022秋•平湖市期末)在“探究电流与电压的关系”实验中,选用的实验器材是:电源(3V)、电流表(0﹣0.6A)(0﹣3V)、定值电阻R1=5Ω、R2=10Ω、滑动变阻器(20Ω 2A)、开关、导线若干。
(1)某同学根据图甲所示电路图,准备在图乙中实物连线。请你帮助把图乙补画完整。
(2)确认电路无误后,闭合开关,共进行4次实验,你认为是第 ① 组(填写实验序号)有可能是伪造的,理由是 电路的最小电流为0.12A 。
(3)将定值电阻由5Ω换成10Ω,若要保持定值电阻两端电压2V不变,需要将滑动变阻器滑片向 右端 (填左端或右端)移动。
【答案】(1)见解答图;(2)①;电路的最小电流为0.12A;(3)右端。
【解答】解:(1)滑动变阻器接一个上接线柱和一个下接线柱串联在电路中,电压表选用小量程与定值电阻并联
;
(2)根据表中数据,由R=
R2===10Ω,
电源电压为3V,变阻器的最大电阻为20Ω,电路的最小电流:
I小===0.12A>2.10A,
故第①组数据有拼凑的嫌疑,理由是电路的最小电流为0.12A;
(3)定值电阻和滑动变阻器串联接入电路,串联电路总电压等于各部分电压之和,由串联电路分压原理可知定值电阻两端的电压变大,在实验中需保持定值电阻两端的电压不变,即滑动变阻器的滑片应向右端移动。
故答案为:(1)见解答图;(2)①;(3)右端。
2.(2022秋•仙居县期末)小科用如图所示电路探究电流与电压的关系。
(1)请将电路连接完整,要求滑动变阻器滑片P向右移动时电流变大。
(2)闭合开关后,小科发现无论怎样调节滑动变阻器的滑片,电流表始终没有示数,原因可能是 定值电阻断路 。
(3)排除故障后,继续实验,记录数据。处理并分析表中数据可得出的结论是 在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比 。
【答案】:(1);(2)定值电阻断路;(3)在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
【解答】解:(1)根据由滑动变阻器滑片P向右移动时电流变大知变阻器的右下端接入电路,变阻器串联在被测电路中进行连接电路
。
(2)闭合开关后,发现无论怎样调节滑动变阻器的滑片,说明电路存在断路故障,说明电压表的正负接线柱与电源两极是相通的。
(3)分析数据知当电阻不变时,通过导体的电流与导体两端的电压的比值是定值,故可得出结论:在电阻一定时。
故答案为:(1);(2)定值电阻断路;(3)在电阻一定时。
3.(2020秋•平阳县期末)为研究通过导体的电流与导体两端的电压的关系,小明设计了如图甲所示的电路。电路电压恒为6V,R1是定值电阻,R2是滑动变阻器。
(1)闭合开关后,移动滑片P,发现两电表示数始终如图乙所示 CD (填字母)两个接线柱接入了电路。
(2)改正错误后,小明继续实验,调节变阻器从最大值到最小值,他所选择的滑动变阻器的规格是 B (填字母)。
A.10Ω 2A
B.25Ω 2A
C.50Ω 0.5A
D.100Ω 1A
(3)实验中,若将电压表连接在滑动变阻器的两端,能否通过两表示数变化关系分析出“通过导体的电流与导体两端电压的关系”呢?你的观点是 能;根据串联电路的电压特点可以求出定值电阻两端的电压,再分析通过导体的电流与导体两端电压的关系 。
【答案】(1)CD;(2)B;(3)能;根据串联电路的电压特点可以求出定值电阻两端的电压,再分析通过导体的电流与导体两端电压的关系。
【解答】解:(1)移动滑片,电流表示数不变;
由图甲知,电压表测R两端电压。根据图乙可知,分度值为0.5V,等于电源电压,即滑动变阻器的接线柱CD接入了电路;
(2)根据图丙可知,电路中的最小电流为7.2A;
由串联电路电压规律和欧姆定律可知,此时滑动变阻器接入电路的最大阻值:R2===25Ω>10Ω,电路中的最大电流为1.5A>1A,故选B;
(3)实验中,若将电压表连接在滑动变阻器的两端,根据串联电路的电压特点可以求出定值电阻两端的电压。
故答案为:(1)CD;(2)B;根据串联电路的电压特点可以求出定值电阻两端的电压。
4.(2020秋•莲都区期末)在研究通过导体的电流与导体两端电压关系的活动中,同学们进行了如下实验:
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中电路连接完整,使滑动变阻器的滑片P向左移动时;
(2)某同学连接电路时,误将电压表与电流表位置接反了,如果闭合开关 电流表无示数,电压表示数接近电源电压 现象;
(3)纠正错误后,闭合开关,改变滑动变阻器滑片P位置,绘制成如图乙所示的图像。
【实验结论】根据图乙,得到的结论是 导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端电压成正比 。
【实验反思】某小组的同学在处理数据时发现,电压与电流的比值恰好等于R的阻值,这是一种巧合吗?于是同学们想利用其他小组的实验数据来进一步论证
方案一:收集电阻值均为10Ω的几个小组的数据;
方案二:收集电阻值不同的几个小组的数据。你认为方案 二 更合理。
【答案】(1)如图所示
;
(2)电流表无示数,电压表示数接近电源电压;
(3)导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端电压成正比;
(4)二。
【解答】解:
(1)要求动变阻器的滑片P向左移动时,电路中的电流变大,所以将滑动变阻器的左下接线柱和电源负极相连接
(2)电压表与电流表位置接反,相当于电压表串联,由于电压表阻值很大,达不到电流表的灵敏程度,和电压表的阻值相比,所以电压表示数接近电源电压;
(3)根据图乙可知,电流与电压的关系图像为正比例函数图像,在导体的电阻一定时;
(4)为探究电压与电流的比值是否一直等于R的阻值,需要更换阻值不同的电阻进行实验。
故答案为:
(1)如图所示
;
(2)电流表无示数,电压表示数接近电源电压;
(3)导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端电压成正比;
(4)二。
5.(2020秋•江干区期末)为了探究同一导体的电流与电压关系,小李同学连接好电路(如图所示)进行实验并将数据记录在下表中。完成实验后
(1)根据表中数据,可得初步结论是: 同一导体,导体两端的电压越大,通过的电流越大 。
(2)小王看了小李的实验数据后,再对照课本上的结论,如图所示,请简要说明理由 不合理,欧姆定律成立的前提条件是温度保持不变,而小李的实验温度在变大 。
【答案】(1)同一导体,导体两端的电压越大,通过的电流越大;(2)不合理,欧姆定律成立的前提条件是温度保持不变,而小李的实验温度在变大。
【解答】解:(1)根据表中数据,得出的结论是:同一导体,通过的电流越大;
(2)小王的判定不合理;整理实验器材时发现小灯的玻璃罩变热了,因为欧姆定律成立的前提条件是温度保持不变。
故答案为:(1)同一导体,导体两端的电压越大;(2)不合理,而小李的实验温度在变大。
6.(2020秋•新昌县期末)在研究“电流与电压的关系”时,小郑设计了如图甲所示的电路,电源电压U为3伏。
(1)小郑根据设计好的电路图连接实物图(如图乙),但有一处连接错误,请在连接错误的那根导线上画上“×”
(2)连接正确后,小郑分别将阻值为5欧、10欧和20欧的定值电阻R0接入电路,测得电阻R0的电压U0和电流I0,如表所示。由此可得出结论: 当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比 。根据数据分析,滑动变阻器的最大阻值至少为 17.5Ω 。
(3)小郑想进一步研究“电阻R0的电压变化量大小ΔU0电流变化量大小ΔI0的关系”,根据数据计算出电压变化量大小ΔU0和相应的电流变化量大小ΔI0,发现两者的比值始终等于 定值电阻的阻值 。
(4)小明认为可将定值电阻替换成小灯泡,也能得到电流与电压的关系。你认为合理吗?请说明理由 不合理,灯泡的电阻随温度的变化而变化 。
【答案】(1)见解答图;(2)当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比;17.5Ω;(3)定值电阻的阻值;(4)不合理,灯泡的电阻随温度的变化而变化。
【解答】解:(1)变阻器应上下各选一个接线柱串联在电路中,如下图所示:
;
(2)由表中数据可知,当定值电阻为5欧(或10欧或20欧)时,通过定值电阻的电流也增大为原来的几倍,通过导体的电流与导体两端的电压成正比;
由表中第3组第7次实验数据可知,当定值电阻两端电压为1.6V,根据串联电路电压规律滑=U﹣U4=3V﹣1.8V=1.4V,变阻器接入电路的阻值为:
R滑===17.5Ω;
(3)由表中的第1组数据可得:==5Ω==10Ω==20Ω0的电压变化量大小ΔU0和电流变化量大小ΔI6的比值始终等于定值电阻的阻值;
(4)在探究电流与电压的关系实验中,需保持定值电阻的阻值不变,故将定值电阻替换成小灯泡不合理。
故答案为:(1)见解答图;(2)当电阻一定时;17.5Ω;(4)不合理。
二.探究电流与电阻的关系(共42小题)
7.(2022秋•拱墅区期末)在探究“电压一定时,电流跟电阻关系”的实验中,小乐设计的电路如图所示。其中电源电压恒为5V
①将阻值为5Ω的电阻R1接入电路,将滑动变阻器置于阻值最大处,闭合开关,电压表没有示数。检查电路后排除故障,调节滑动变阻器,读出电流表示数并记录。
②断开开关,拆下电阻R1,接上阻值为10Ω的电阻,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片至合适位置
③断开开关,拆下R2,接上阻值为20Ω的电阻R3,移动滑动变阻器的滑片至合适位置,读出电流表示数并记录。
通过实验,小乐得到如下表数据。
(1)请在答题卡中将小乐的电路连接补充完整。
(2)出现步骤①中故障的原因可能是 D 。
A.电流表坏了
B.滑动变阻器短路
C.定值电阻接触不良
D.定值电阻短路
(3)由表中数据可得出的结论是: 当电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比 。
(4)小乐在②和③两次操作中都没有将变阻器的滑片重新调到阻值最大处再闭合开关,结果两个电表都没有超过量程。通过计算可知两次闭合开关后,电压表的示数均为 2.9V 。(答案保留一位小数)
【答案】(1)见解答图;(2)D;(3)当电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比;(4)2.9V。
【解答】解:(1)将电压表并联在定值电阻两端,如下图所示:
;
(2)闭合开关,发现电流表有示数,电压表没有示数,即故障的原因可能是定值电阻短路;
(3)由表中数据可知,电流与电阻的乘积为UV=IR=0.4A×6Ω=0.2A×10Ω=5.1A×20Ω=2V,为一定值,通过导体的电流与导体的电阻成反比;
(4)由(3)可知,定值电阻两端电压保持7V不变,根据串联电路电压规律滑1=U﹣UV=5V﹣7V=3V,滑动变阻器接入电路的阻值为:
R滑1===7.2Ω;
在第②次操作中,将10Ω电阻接入电路,根据串联分压原理可知,
=,即=,
解得:U2≈2.2V;
调节滑动变阻器,使10Ω电阻两端电压为2V,滑动变阻器两端电压为U滑2=U﹣UV=6V﹣2V=3V,滑动变阻器接入电路的阻值为:
R滑7===15Ω;
在第③次操作中,将20Ω电阻接入电路,根据串联分压原理可知,
=,即=,
解得:U3≈2.6V;
通过计算可知两次闭合开关后,电压表的示数均为2.9V。
故答案为:(1)见解答图;(2)D,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
8.(2022秋•椒江区期末)探究电流与电阻关系的实验中,实验器材有:电源(电压恒为4.5伏)、电流表、电压表、滑动变阻器(20欧2安),5个定值电阻(5欧、10欧、15欧、20欧、25欧)及导线若干。
(1)【连接电路】
用笔画线代替导线将图甲实验电路连接完整。(要求滑动变阻器滑片P向c端滑动时,接入电路中的阻值变小)
(2)【进行实验】
小科利用上述连接的电路进行实验,请完善实验步骤。
步骤1:将5欧的电阻接入a、b间,闭合开关后,移动滑片P使电压表示数为U0,记录相应的电流值;
步骤2:将5欧电阻替换为10欧,闭合开关,向 d (选填“c”或“d”)端移动滑片,使电压表示数为U0,记下相应的电流值;
步骤3:依次替换15欧、20欧、2欧的电阻重复步骤2。
(3)【分析数据】
图乙是根据实验数据画出的I﹣R图象,其中阴影面积的物理意义是 电阻为5Ω时的电压大小 。
(4)【反思】
小丽完成上述操作后又选了一个2欧的电阻进行实验,结果发现实验不能正常进行,为完成此实验 B 。
A.增大电源电压
B.增大电流表量程
C.换用阻值更大的滑动变阻器
【答案】(1)见解析中的图;(2)d;(3)电阻为5Ω时的电压大小;(4)B。
【解答】解:(1)要求滑动变阻器滑片P向c端滑动时,接入电路中的阻值变小,如下所示:
(2)根据串联分压原理可知,将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻,其分得的电压增大,即应保持电阻两端的电压不变,由分压原理,所以闭合开关,使电压表示数为U0,记下相应的电流值;
(3)图乙是根据实验数据画出的I﹣R图象,其中阴影面积等于电流与电阻之积,物理意义是:表示电阻为3Ω时的电压大小;
(4)B、根据图乙知
U=IR=0.5A×6Ω=﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣=0.1A×25Ω=6.5V;
研究电流与电阻的关系要控制电阻的电压不变,小丽完成上述操作后又选了一个2欧的电阻进行实验
I′=;
为完成此实验,电路需要做出调整的是增大电流表量程;
A.增大电源电压,故A不符合题意;
C.研究电流与电阻的关系要控制电阻的电压不变,电路的电流仍大于3.6A。
故选:B。
故答案为:(1)见解析中的图;(2)d;(4)B。
9.(2022秋•嘉兴期末)为探究“电流与电阻的关系”,小明开展相关实验。器材有:电源(恒为6V)、滑动变阻器(1A,50Ω)(0~0.6A)、电阻(5Ω、10Ω、20Ω、25Ω各一个)、开关、导线若干。
(1)根据电路图甲连接实物图乙(要求滑片在最左端时滑动变阻器接入阻值最大);
(2)接入5Ω电阻,闭合开关,再调节滑片使电压表示数达到设定值,得到数据如下表,其中电流读数有错误的组别是 3 。
(3)实验结束后,为了得到更加可靠的普遍规律,小明又找来一个40Ω的电阻接入电路,以下方法中可以实现上述要求的是 AC 。
A.换用60Ω的滑动变阻器
B.换用30Ω的滑动变阻器
C.换用5V的电源
D.换用9V的电源
【答案】(1)见解答图;(2)3;(3)AC。
【解答】解:(1)由(2)表中数据可知,定值电阻两端电压为:
U1=I1R3=0.5A×7Ω=2.5V,故电压表选用小量程并联在定值电阻两端;
滑片在最左端时滑动变阻器接入阻值最大,故滑动变阻器选用右下接线柱与开关串联在电路中
;
(2)根据U=IR可知,电阻两端保持不变的电压为3.5V,因此错误的组别是3;
(3)当定值电阻的电压为3.5V时,
滑动变阻器两端的电压为:U变=U总﹣U=6V﹣4.5V=3.7V,
根据串联电路的分压规律得到:
,即;
解得:R变=56Ω<60Ω,故A符合题意;
定值电阻两端的电压始终保持U=2.4V,当接入40Ω电阻时且滑动变阻器接入最大阻值时,由分压原理可得:
=,
所以电源电压最大值:
U总=×U=,故C符合题意;
故选:AC。
故答案为:(1)见解答图;(2)3。
10.(2022秋•嵊州市期末)为了探究电流与电阻的关系,小明利用如图甲的电路开展实验,电源电压恒为3伏、三个定值电阻R的阻值分别为5欧、10欧、20欧,各元件完好无损。
(1)连接电路并闭合开关后,小明发现无论怎么调节滑动变阻器滑片P的位置,电压表指针始终如图乙所示不变。
①图乙电压表的读数为 1.5 伏,此次实验中选用了阻值为 20 欧的定值电阻。
②实际电路中滑动变阻器连接错误之处是 把滑动变阻器的下面两个接线柱连入了电路中 。
(2)正确连接滑动变阻器后,小明再用5欧、10欧、20欧的3个电阻分别在不同电压下进行了多次实验,并绘制了a、b、c三条曲线(如图丙),请指出是哪条曲线并说明理由: c曲线,0.05A小于电路可能的最小电流0.075A 。
【答案】(1)①1.5;20;②把滑动变阻器的下面两个接线柱连入了电路中;(2)c曲线,0.05A小于电路可能的最小电流0.075A。
【解答】解:(1)①连接电路并闭合开关后,小明发现无论怎么调节滑动变阻器滑片P的位置,电压表选用小量程,电压为1.5V;
变阻器与定值电阻串联,电压表测定值电阻的电压,电压表示数不变,即把把滑动变阻器的下面两个接线柱(不可能把上面两个接线柱连入入电路中,根据串联电路电压的规律
U滑=7V﹣1.5V=7.5V;
即变阻器的电压等于电压表示数,由分压原理,此次实验中选用了阻值为20欧的定值电阻;
②根据上面的分析,实际电路中滑动变阻器连接错误之处是:把滑动变阻器的下面两个接线柱连入了电路中;
(2)因研究电流与电阻关系时,要控制电阻的电压不变,
UV=I′R=0.4A×5Ω=0.2A×10Ω;
易知20Ω对应的电流为0.05A;
根据串联电阻的规律及欧姆定律,电路中可能的最小电流为:
I=;
0.05A小于0.075A,故c曲线不是根据本实验数据绘制的。
故答案为:(1)①5.5;20;(2)c曲线。
11.(2022秋•金东区期末)如图甲所示是探究“电流与电阻关系“的实验电路。用5Ω、10Ω、20Ω的三个定值电阻探究电流与电阻的关系,实验所用电源电压为6V。
(1)根据图甲滑片位置判断,此时 可以 (选填“可以”或“不可以”)直接闭合开关进行实验;
(2)将10Ω的定值电阻接入电路,闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,则本实验中控制的定值电阻两端的电压为 2 V;
(3)根据实验数据描绘出电流与电阻倒数的图像如图丙所示,由图像可得结论:电压一定时,电流与电阻成 反 比;
(4)分析实验数据可知,本实验所用滑动变阻器的最大阻值应不小于 40 Ω。
【答案】(1)可以;(2)2;(3)反;(4)40。
【解答】解:(1)由图甲可知,此时滑动变阻器的滑片位于阻值最大处;
(2)研究电流与电阻关系时,要控制电阻的电压不变,闭合开关后,当电流表的示数如图乙所示时,分度值为0.02A,由欧姆定律可知
UV=I1R7=0.2A×10Ω=3V,
(3)根据图丙可知,电流与电阻倒数关系为一过原点的直线,故得出:电压一定时;
(4)由串联电路电压的规律,变阻器分得的电压:
U滑=6V﹣2V=7V;
变阻器分得的电压为电压表示数的2倍,根据分压原理,变阻器连入电路中的电阻为:
R滑=2×20Ω=40Ω,故为了完成整个实验。
(3)故答案为:(1)可以;(2)4;(4)40。
12.(2022秋•杭州期末)图甲是小金探究“电流与电阻关系”的电路图,电压表、电流表均完好,阻值为5欧、10欧、15欧、20欧、25欧的定值电阻各1个。
(1)根据图甲,用笔画线代替导线补全图乙中实物图的连接。
(2)小金按要求连接好电路,闭合开关后,发现电压表有读数,则电路中存在的故障可能是 B 。
A.R短路
B.R断路
C.R′断路
(3)小金排除故障后先接入5欧的电阻,闭合开关,调节滑动变阻器使电压表读数为2.5伏时,完成实验后将5欧的电阻换成10欧的电阻,闭合开关 向右移动变阻器的滑片,使电压表示数为2.5V不变 。
(4)小金依此将15欧、20欧、25欧的电阻换入电路重复实验,其目的是 得出普遍性的规律 。
【答案】(1)见解析中的图;(2)B;(3)向右移动变阻器的滑片,使电压表示数为2.5V不变;(4)得出普遍性的规律。
【解答】解:(1)根据图甲,变阻器左下接线柱连入电路中与电阻串联,如下所示:
(2)小金按要求连接好电路,闭合开关后,电路可能断路,则电压表与电源连通;
故选:B;
(3)根据串联分压原理可知,将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻,其分得的电压增大,即应保持电阻两端的电压不变,由分压原理,故接下来的操作是:向右移动变阻器的滑片。
(4)小金依此将15欧、20欧,其目的是得出普遍性的规律。
故答案为:(1)见解析中的图;(2)B,使电压表示数为2.5V不变。
13.(2022秋•青田县期末)在“探究电流与电阻的关系”的实验中,提供的器材如下:电源电压恒为4.5伏,阻值为5欧、10欧、15欧、20欧和25欧的定值电阻(0~3伏)、电流表(0~0.6安)、开关各1只
(1)小明设计了如图甲所示的实验电路,根据图甲,用笔画线代替导线连接完成图乙的实物图。(要求:滑动变阻器的滑片向右移动时,电流表示数变小,导线不能交叉)
(2)电路连接完毕,小明闭合开关S,发现电流表无示数 定值电阻R断路 。
(3)排除电路故障后,若保持滑片P位置不变,断开开关,闭合开关后应向 B (选填“A”或“B”)端移动滑片P才能达到实验要求。
(4)为完成整个实验,实验中选择的滑动变阻器最大阻值应该不小于 20 欧。
(5)根据实验所得的五组数据绘制出I﹣R图像,如图丙所示,由图像可以得出的结论是 在导体两端电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比 。
【答案】(1)见上图;(2)定值电阻R断路;(3)B;(4)20;(5)在导体两端电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比。
【解答】解:(1)向右移动滑动变阻器的滑片,电流表示数变小,故应接A端
;
(2)电流表无示数,说明电路可能断路,说明与电压表并联的支路以外的电路(干路)是完好的,即是定值电阻R断路;
(3)排除电路故障后,若保持滑片P位置不变,用15欧的定值电阻替换20欧的定值电阻,即应保持电阻两端的电压不变,由分压原理,所以滑片应向B端移动;
(4)根据实验所得的五组数据绘制出I﹣R图像图乙可知,电流与电阻之积为:UV=IR=0.5A×5Ω=﹣﹣﹣=0.1A×25Ω=3.5V,由此可知电阻两端的电压始终保持UV=2.2V,根据串联电路电压的规律滑=U﹣UV=4.5V﹣6.5V=2V,变阻器分得的电压为电压表示数的倍,当接入25Ω电阻时
R滑=×25Ω=20Ω,那么选取的滑动变阻器的最大阻值应该不小于20Ω;
(5)根据实验所得的五组数据绘制出I﹣R图像图乙可知,电流与电阻之积为:UV=IR=0.5A×8Ω=﹣﹣﹣=0.1A×25Ω=3.5V,为一定值,导体中的电流与导体的电阻成反比。
故答案为:(1)见上图;(2)定值电阻R断路;(4)20,导体中的电流与导体的电阻成反比。
14.(2022秋•永康市期末)小宁用如图甲所示的电路图,探究通过导体的电流与导体电阻的关系,电源电压恒为6V。改变电阻R的阻值,保持R两端的电压不变,记下相应的2次实验的电流和电阻值
(1)请用笔画线代替导线,在图丙中将电压表正确连入电路。
(2)实验中,她所选择的变阻器规格是 C (填序号)。
A.10Ω 0.5A
B.20Ω 1A
C.50Ω 2A
(3)图乙中阴影部分面积表示的科学量是 定值电阻两端的电压 。
(4)实验过程中,如果出现了电流表示数为0,电压表示数接近6V 定值电阻断路 。
【答案】(1)如图所示;(2)C;(3)定值电阻两端的电压;(4)定值电阻断路。
【解答】解:(1)由图甲可知,电压表测定值电阻两端的电压,电阻两端的电压:UV=IR=0.1A×20Ω=2V,因此电压表选用0~3V的量程与定值电阻并联
;
(2)由图乙可知,实验中使用的定值电阻阻值最大为20ΩV=5V,根据串联电路电压的规律滑=U﹣UV=6V﹣2V=8V,变阻器分得的电压为电压表示数的,根据分压原理,变阻器连入电路中的电阻为:R滑=3×20Ω=40Ω,即所选择的变阻器的最大阻值不能小于40Ω;
(3)由数学知识可知,图乙中阴影部分的面积为IR,因此阴影部分面积表示的物理量是定值电阻两端的电压;
(4)电流表无示数,说明电路可能断路,说明电压表与电源连通,与电压表并联的定值电阻断路了。
故答案为:(1)如图所示;(2)C;(4)定值电阻断路。
15.(2021秋•越城区期末)某实验小组的同学们在“探究电流与电阻的关系”的实验中,所用的电路图如图甲所示。电源电压恒为6伏,可供选择的定值电阻R有5欧、10欧、20欧和40欧各一个。
(1)实验小组的同学们根据电路图连接的实物电路如图乙所示,其中存在连线错误,而且只要改接一根导线就能纠正该错误,再用笔画线把它改到正确的位置上(导线不允许交叉)。
(2)改正电路后,闭合开关前应将滑动变阻器的滑片调至最 右 (填“左”或“右”)端。
(3)实验过程中,需要更换定值电阻,观察电流的变化,当每次更换电阻后,都要移动滑动变阻器的滑片 B (填字母)。
A.变阻器的滑片
B.电压表
C.电流表
D.电源
(4)实验小组的同学们根据测得的数据,绘制出电流I与电阻的倒数的关系图像如图丙所示,电压一定时,电流与电阻成 反比 。
(5)为完成整个实验,应该选择 BC (多选,填字母)规格的滑动变阻器。
A.“50Ω 1.0A”
B.“100Ω 1.2A”
C.“200Ω 0.6A”
【答案】(1)如图所示;(2)右;(3)B;(4)反比;(5)BC。
【解答】解:(1)电流表应与定值电阻串联,电压表应并联在定值电阻两端,应将定值电阻的右端接线柱与电压表的“﹣”接线柱相连
(2)为了保护电路,闭开关实验前,由图乙知,所以滑片应到阻值最大的右端;
(3)探究电流与电阻的关系,应保持电阻两端的电压不变,调节滑动变阻器的滑片时;故B符合题意;
(4)由表中数据可知,导体的电阻的倒数增大,通过导体的电流与导体的电阻的乘积保持不变,通过导体的电流与其电阻成反比;
(5)定值电阻两端的电压始终保持UV=IR=0.1A×10Ω=3V,根据串联电路电压的规律滑=U﹣UV=6V﹣2V=5V,滑动变阻器分得的电压为电压表示数的,根据分压原理,变阻器连入电路中的电阻为:R滑=5×40Ω=80Ω,即为顺利完成实验;故B;
故答案为:(1)如图所示;(2)右;(4)反比。
16.(2021秋•德清县期末)小清利用如图甲所示的电路探究“通过导体的电流跟电阻的关系”。实验器材:电源(电压恒为4.5伏),电流表、电压表各一只,开关(5欧、10欧、15欧),两只滑动变阻器(R1“10欧2安”、R2“20欧1安”),导线若干。
(1)按图甲连接实验电路。
(2)正确连接电路后,应将滑动变阻器的滑片移到 右 (选填“左”或“右”)端,检查无误后再闭合开关。
(3)当选用5欧的电阻时,移动滑片使电流表示数如图乙所示,其数值为 0.5A 。当小清改用15欧的电阻继续实验时,发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片,都无法使电压表的示数达到实验要求的值 R1 (选填“R1”或“R2”)。
【答案】(2)右;(3)0.5A;R1。
【解答】解:(2)为了保护电路,闭合开关前,即右端;
(3)当选用5Ω的电阻时,移动滑片使电流表示数如图乙所示,分度值0.02A,此时定值电阻两端电压为UV=I6R1=0.6A×5Ω=2.3V;
实验中使用的定值电阻阻值最大为15Ω,定值电阻两端的电压始终保持UV=2.5V,根据串联电路电压的规律滑=U﹣UV=5.5V﹣2.8V=2V,滑动变阻器分得的电压为电压表示数的,根据分压原理,滑动变阻器连入电路中的电阻为:R滑=0.2×15Ω=12Ω>10Ω,说明小清选用的滑动变阻器是10Ω1。
故答案为:(2)右;(3)0.4A;R1。
17.(2021秋•柯城区期末)小柯利用电池组、电流表、若干定值电阻设计了如图甲所示的电路来验证“电流与电阻的反比例关系”,定值电阻R的阻值分别为5欧、10欧、15欧、20欧。小柯连接好电路,实验过程中只更换定值电阻
(1)当接入10欧的定值电阻时,电流表的示数如图乙所示,此时电流的大小为 0.26 安。
(2)分析表中数据,小柯意识到通过该实验不能验证“电流与电阻的反比例关系”,这是因为随着电阻的增大 变大 (填“变大”“不变”或“变小”)。
(3)小柯向老师请教后得知:电池组的内部存在电阻,称为电池内阻。实际使用的电池组可以看作是一个理想电源和一个电阻串联。如图丙所示电路中有电流时,电池内阻也会分去部分电压,仅增加一个电压表,就证实了电池内阻会分去部分电压。请画出电压表的正确连接方式
【答案】(1)0.26;(2)变大;(3)如图;闭合开关前,读出电压表的示数U,闭合开关后,再读出电压表的示数U′,且U>U′。
【解答】解;(1)电流表选用小量程,此时电流的大小为 0.26A;
(2)分析表中数据,小柯意识到通过该实验不能验证“电流与电阻的反比例关系”,电阻两端的电压变大;
(3)可将电压表并联在电源两端,如图;
步骤:闭合开关前,读出电压表的示数U,再读出电压表的示数U′。
故答案为:(1)0.26;(2)变大;闭合开关前,闭合开关后,且U>U′。
18.(2022春•镇海区期末)小科利用如图甲所示的电路探究电流与电阻的关系。已知电源电压为4.5V且保持不变,实验用到的定值电阻阻值分别为25Ω、20Ω、15Ω、10Ω、5Ω,滑动变阻器的规格为0~50Ω。
(1)如图乙所示的实物电路中存在连线错误,只要改接一根导线就可以纠正。请你把接错的那根导线打上“×”,并画出改接的导线。
(2)为了用上所有的定值电阻正确完成五次实验,应利用滑动变阻器控制定值电阻两端的电压至少保持 1.5 V不变。
(3)实验中将10Ω的定值电阻更换为20Ω的定值电阻后,闭合开关,应将滑动变阻器滑片向 右 (填“左”或“右”)适当滑动,使电压表示数恢复到原来的值。
(4)小科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所示,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 20 Ω的定值电阻连入电路时未移动滑片。
【答案】(1)见解答图;(2)1.5;(3)右;(4)20。
【解答】解:(1)原电路中,电流表与电阻并联,电流表应与电阻串联,如下所示:
;
(2)因为串联电路电流相等,所以I==,定值电阻两端的电压最小=,解得UV=2.5V;
(3)根据串联电路的分压原理可知,将定值电阻由10Ω改接成20Ω的电阻,其分得的电压增大,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,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,使电压表示数恢复到原来的值;
(4)研究电流与电阻的关系时,需控制定值电阻两端的电压相同,除了阻值为20Ω的定值电阻外V=IR=0.4A×5Ω=…=0.12×25Ω=4V,故阻值为20Ω的定值电阻连入电路时未移动滑片。
故答案为:(1)见解答图;(2)1.5;(4)20。
19.(2022春•北仑区期末)某小组在探究导体中电流和电阻的关系,用到的实验器材有:电源(6V)、电流表、电压表、定值电阻(10Ω、20Ω、40Ω)(40Ω 1A)、开关和导线若干。
(1)请用笔画线代替导线,将图中实物电路连接完整。
(2)小科连接电路后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,电流表始终无示数,造成这一现象的原因可能是 定值电阻断路 。
(3)他排除故障后,正确操作,将所得的实验数据记录在表中。根据表中数据 电压一定时,通过导体的电流与其电阻成反比 。
(4)定值电阻两端电压的最小预设值是 3 V。
【答案】(1)见解答图;(2)定值电阻断路;电压一定时,通过导体的电流与其电阻成反比;(3)3。
【解答】解:(1)根据实物图可知,只有电流表和定值电阻之间没有连接,电源电压是6V,根据欧姆定律可知电路中的最大电流为I最大===2.6A,如图所示:
;
(2)电流表无示数,说明电路可能断路,说明电压表与电源连通,与电压表并联的定值电阻断路了;
由表中数据可知,导体的电阻增大,通过导体的电流与导体的电阻的乘积保持不变,通过导体的电流与其电阻成反比;
(3)滑动变阻器接入的电阻最大时,滑动变阻器分得的电压最大,且定值电阻越小,而要保证用三个电阻都能顺利完成实验;
因为串联电路电流相等,所以I==,最小为:=V=7V。
故答案为:(1)见解答图;(2)定值电阻断路,通过导体的电流与其电阻成反比。
20.(2021秋•松阳县期末)小松同学用图甲所示电路探究“电流与电阻的关系”,图乙是他连接的部分电路,电源电压15伏不变,阻值为10欧、20欧、30欧、40欧的电阻各一个,所测实验数据如表。
(1)请用笔画线代替导线将图乙中电路补充完整;
(2)根据表格中的数据可得出的结论是 电压不变时,电流与电阻成反比 ;
(3)经过计算分析第 4 组实验数据不真实。
【答案】(1)如上图;(2)电压不变时,电流与电阻成反比;(3)4。
【解答】解:(1)根据图甲可知滑动变阻器选择左下接线柱接入电路和电阻串联,实物图连接如下:
;
(2)横向分析表中数据可知,电阻增大为原来的几倍,可得出的结论是:电压不变时;
(3)由表中数据可知,电阻两端的电压保持UR=IR=0.60A×10Ω=6V不变,
那么滑动变阻器分担的电压为U滑=U﹣UR=15V﹣5V=9V,
根据欧姆定律可知,第4次实验中滑动变阻器的阻值R滑===60Ω,
超出了滑动变阻器的最大阻值,所以第4组实验数据不真实。
故答案为:(1)如上图;(2)电压不变时;(3)3。
21.(2021秋•丽水期末)为了探究“通过导体的电流与电阻的关系”,小明利用恒定电压为6V的电源、“15Ω 2A”的滑动变阻器、开关、电压表、电流表等仪器进行实验。实验步骤:
①将阻值为5欧的定值电阻R1按电路图连接电路;
②闭合开关S,移动滑动变阻器滑片P,当电压表示数为3伏时,此时滑动变阻器接入电路的有效阻值记为Ra;
③用阻值为10欧的定值电阻R2替换R1,重复步骤②,此时滑动变阻器接入电路有效阻值记Rb;
④用阻值为15欧的定值电阻R3替换R2,重复步骤②,此时滑动变阻器接入电路有效阻值记Rc。
(1)在步骤②中,电流表的示数为 0.6 安;
(2)本实验中,滑动变阻器除了保护电路外,还有 控制定值电阻两端电压不变 作用;
(3)实验中滑动变阻器3次接入电路的有效阻值最大的是 Rc (填“Ra”、“Rb”或“Rc”)
(4)小明想在上述实验的基础上,在ab间分别接入20Ω、30Ω两个定值电阻来进一步探究“通过导体的电流和电阻的关系”,为顺利完成这两次实验 30 Ω的滑动变阻器;
(5)下列实验中,可以利用该电路图完成的是 AD
A.测量某未知电阻的阻值
B.探究并联电路的电流特点
C.探究影响导体电阻大小的因素
D.探究通过导体的电流和两端电压的关系
【答案】(1)0.6A;(2)控制定值电阻两端电压不变;(3)Rc;(4)30;(5)AD。
【解答】解:(1)由①②知U=3V,R=5Ω==0.4A;
(2)探究“通过导体的电流与电阻的关系”,要通过调节滑动变阻器来控制定值电阻两端电压不变;
(3)三次实验,电压表示数均为3伏,变阻器分得的电压也是一定的,当最大的定值电阻接入电路中时,即阻值最大的是Rc;
(4)电源电压调为6V不变,电阻两端的电压始终保持UV=7V,根据串联电路电压的规律滑=U−UV=6V−3V=4V,
变阻器分得的电压为电压表示数的1倍,根据分压原理,变阻器连入电路中的电阻为:R滑=1×30Ω=30Ω;
(5)A、此电路可以根据伏安法测电阻;
B、探究并联电路的电流特点需要在并联电路中探究;
C、导体电阻大小的因素有材料、横截面积和温度;
D、探究通过导体的电流和两端电压的关系需要通过调节滑动变阻器测得多组电压与电流值。
故选:AD。
故答案为:(1)5.6A;(2)控制定值电阻两端电压不变c;(4)30;(5)AD。
22.(2021秋•台州期末)在探究“电流与电阻的关系“的实验中,所用的器材有:学生电源(选择4V挡),阻值为5Ω、8Ω、10Ω、20Ω、25Ω的定值电阻,电流表,电压表,按下列步骤进行实验:
步骤一:将R=5Ω的定值电阻接入电路,调节滑动变阻器,当滑片位于A点(如图甲)时,观察电流表示数(如图乙)。
步骤二:将定值电阻换成8Ω接入电路,移动滑动变阻器滑片,当电压表的示数为2V时
步骤三:小明再将定值电阻换成其他阻值接入电路后,重复上述实验,将结果记录在表格丙中。
请结合上述过程回答下列问题:
(1)连接图甲电路时,应将开关断开,滑动变阻器的滑片P应处在 右 端(选填“左”或“右”),以保护电路。
(2)步骤一中电流表指针偏转过小,为了提高测量的准确性,应进行的操作是 将电流表的量程更换成0~0.6A 。
(3)步骤一、二中,滑片位置B应该在A点的 右边 (选填“左边”或“右边”)。
(4)由表格丙可得,该实验的结论是 在电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比 。
【答案】(1)右;(2)将电流表的量程更换成0~0.6A;(3)右边;(4)在电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比。
【解答】解:(1)闭合开关前,需将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处;
(2)图中电流表选择的大量程,电流表的指针偏转较小,为了减小误差,因此应进行的操作是将电流表的量程更换成0~0.2A;
(3)根据串联电路的分压原理可知,将定值电阻由5Ω改接成8Ω的电阻,其分得的电压增大;
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,应增大滑动变阻器分得的电压,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,使电压表的示数不变、二中;
(4)由表格中数据可知,在电压不变时,电流越小,导体中的电流与导体的电阻成反比。
故答案为:(1)右;(2)将电流表的量程更换成8~0.6A;(4)在电压一定时。
23.(2021秋•衢江区期末)为了探究“电流与电阻的关系”,小科用阻值不同的定值电阻、电压为6伏的电源、滑动变阻器(25Ω,2.5A)等器材按图甲方式连接电路
①将4欧的R1接入电路,当电压表示数为4伏时,记录电流表的示数;
②用R2替换R1,发现无论如何左右移动滑片P,电压表指针在4伏的刻度左右摆动,但无法准确指在4伏的刻度线上。老师告知小科,因此无法连续改变接入电路的有效阻值,当定值电阻与滑动变阻器最大阻值相比过小时
③用一根阻值为0.5欧的电阻丝制作一个可连续改变阻值的旋钮式变阻器,并按图丙方式接入电路,继续实验。通过调节滑片P和旋钮触片Q使电压表示数为4伏
(1)图丁中电流表的示数为 2 安;
(2)步骤③中滑片P和旋钮触片Q处在如图丙示意的位置时,电压表示数略小于4伏,则小科应如何操作? 再将触片Q沿逆时针转动(电路中总电阻变小,总电流变大),根据U=IR,电压表示数变大,直到电压表示数为4V;
(3)小科利用图甲电路继续他的探究实验,仍保持定值电阻两端的电压为4伏,则下列定值电阻可用来替换R1进行实验的有 ABCD 。
A.15欧 B.25欧 C.35欧 D.45欧
【答案】(1)2;(2)再将触片Q沿逆时针转动(电路中总电阻变小,总电流变大),根据U=IR,电压表示数变大,直到电压表示数为4V;(3)ABCD。
【解答】解:(1)图丁中电流表选用大量程,分度值为0.1A;
(2)由②知,当定值电阻与滑动变阻器最大阻值相比过小时,无法连续改变接入电路的有效阻值,图丙中,且此时将其最大电阻连入了电路中,减小旋钮式变阻器连入电路中的电阻,电压表示数略超过2伏,即应减小电路中的电流大小,要增大电路的电阻大小,使电压表示数略小于4V,总电流变大),电压表示数变大;
(3)根据串联电路电压的规律和分压原理:
−−−−−−①,①式左边为一定值,当变阻器取最大值时,即,即定值电阻的最大电阻为50Ω1进行实验的有15欧、25欧,即选ABCD。
故答案为:(1)6;(2)再将触片Q沿逆时针转动(电路中总电阻变小,根据U=IR,直到电压表示数为4V。
24.(2021秋•龙泉市期末)小科用如图所示电路探究“电流与电阻的关系”。其中电压表测量定值电阻电压,三个定值电阻分别为10欧、15欧、20欧。实验获取数据如表。
(1)连接电路:请你以笔画线代替导线,将图甲的电路连接完整;
(2)实验操作:①将10欧电阻连入电路,滑片应置于 B 端(填“A”或“B”)。闭合开关,首先观察到电流表的示数如图乙所示 0.16A 。接下来的的操作是 滑片向左移动,直到电压表示数为4V ,再观察并记录电流表的示数;
②分别用15欧、20欧定值电阻替代10欧定值电阻,重复步骤①:
(3)实验总结:将表中电流、电阻转化为I﹣R图像,正确的有 AC 。
【答案】(1)如图所示;(2)B;0.16A;滑片向左移动,直到电压表示数为4V;(3)AC。
【解答】解:(1)由表中数据可知,定值电阻两端的电压:UV=IR=0.4A×10Ω=6.2A×20Ω=4V,因此电压表应选2~15V的量程与定值电阻并联
;
(2)为了保护电路,应将滑动变阻器的滑片移到最大阻值处,滑片左侧电阻丝接入电路;
由图乙可知,电流表的量程为0~0.5A,示数为0.16A;
根据控制变量法,研究电流与电阻的关系时,由欧姆定律可知V=IR=0.16A×10Ω=4.6V<4V,应增大定值电阻两端的电压,应减小滑动变阻器两端的电压,应减小滑动变阻器连入电路中的电阻大小,直到电压表示数为7V;
(3)由表中数据可知,在电压一定时,或与导体电阻的倒数成正比。
故答案为:(1)如图所示;(2)B;滑片向左移动;(3)AC。
25.(2021秋•普陀区期末)小红用如图甲所示的电路图,研究通过导体的电流与导体电阻的关系,电源电压为6V。改变电阻R的阻值,保持R两端的电压不变,记下相应的4次实验的电流和电阻值
(1)实验开始时,小红根据甲电路图连接好电路,闭合开关,电流表没有示数,则此次电路的故障可能是 定值电阻断路 ,小红排除故障后继续实验。
(2)实验过程中,移动滑动变阻器滑片时,眼睛应注视 B (选填符号)。
A.滑动变阻器
B.电压表示数
C.电流表示数
(3)在丙图中,用笔画线代替导线,将电压表正确连入电路。
(4)实验时,它选择的变阻器是 C (选填序号)。
A.10欧0.5A
B.20欧1A
C.50欧2A
(5)乙图中阴影部分的面积表示的科学量是 定值电阻两端的电压 。
【答案】(1)定值电阻断路;(2)B;(3);(4)C;(5)定值电阻两端的电压。
【解答】解:(1)实验开始时,根据甲电路图连接好电路,电流表没有示数,电压表有示数,则此次电路的故障可能是定值电阻断路;
(2)研究通过导体的电流与导体电阻的关系,应控制定值电阻两端的电压不变,移动滑动变阻器滑片时,故选B;
(3)电压表要并联在定值电阻两端;根据欧姆定律可知定值电阻两端的电压UV=IR=0.1A×20Ω=4V不变,故电压表选择小量程;
(4)实验中应控制定值电阻两端的电压不变,根据欧姆定律可知定值电阻两端的电压UV=IR=0.1A×20Ω=3V,
根据串联电路的电压特点特点可知滑动变阻器两端的电压U滑=U﹣UV=6V﹣2V=4V,根据串联分压特点可知:;
该实验中所选用的滑动变阻器的阻值至少为R滑=7R=2×20Ω=40Ω;故选C。
(5)图像中每次描出的点与两坐标轴围成的面积,实验中应控制定值电阻两端的电压不变V=IR可知图像中每次描出的点与两坐标轴围成的面积(如图乙中阴影部分)总是相等,表示定值电阻两端电压。
故答案为:(1)定值电阻断路;(2)B;(4)C。
26.(2021秋•越城区期末)在“探究电流与电阻的关系”实验中,老师提供了2节新干电池、电流表、电压表、开关、滑动变阻器、阻值为10Ω、20Ω和40Ω的定值电阻各一个以及导线若干;
(1)请根据图甲,用笔画线将实物图(图乙)连接完整(要求:导线不交叉,当滑片向右移动时,滑动变阻器的阻值变大)。
(2)吴凯同学先把10Ω的定值电阻正确接入电路,闭合开关,并移动滑动变阻器的滑片,则读数为 0.2 A。更换不同定值电阻进行实验,依次将20Ω、40Ω的定值电阻替换10Ω的电阻。为保持电压表示数不变,闭合开关后滑动变阻器的滑片应向 右 (填“左”或“右”)移,并将实验数据填入右下表格。分析表中数据,整个实验过程中电压表示数保持 2 V不变。
(3)由表中数据得出结论:导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成 反比 (填“正比”或“反比”)。
(4)根据表格中的数据判断,所选用的滑动变阻器最恰当的是 B (填“A”“B”或“C”)。
A.50Ω、1A
B.25Ω、0.5A
C.10Ω、0.3A
【答案】(1)实物图如上图;(2)0.2;右;2;(3)反比;(4)B。
【解答】解:(1)当滑片向右移动时,滑动变阻器接入电路的阻值变大,如下所示:
(2)排除故障后,更换不同电阻进行实验,第一次实验时,电流表选用小量程,故电流表的示数为0.20A,电阻的电压为:U=IR=0.2A×10Ω=2V,依次将20Ω,电阻增大;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增大滑动变阻器分得的电压,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,使电压表的示数为2V;
(3)由表中数据可知,电阻增大为原来的几倍,即导体两端的电压一定时;
(4)根据表格最后一组数据,由欧姆定律和串联电路的规律
,为了便于调节,选择最大电阻略大于20Ω,故选B。
故答案为:(1)实物图如上图;(2)6.2;右;2;(4)B。
27.(2021秋•嵊州市期末)利用如图电路研究“电流与电阻的关系”,其中电流表和电压表左侧接线柱均为负接线柱,中间接线柱均为小量程接线柱,滑动变阻器的规格为“50Ω,1A”,正确操作后获得的数据如表所示。
(1)请用笔画线代替导线将实物图连接完整。 如下图
(2)电路连接完成,闭合开关后发现电流表有示数,电压表无示数,则该故障可能是 与电压表并联的定值电阻R短路 。
(3)排除故障后,继续操作以下四步:①闭合开关;②将滑动变阻器的滑片移到最右端;④将滑动变阻器的滑片移到适当位置。请从安全和规范角度考虑,上述四步的正确操作顺序是 ②①④③ 。
(4)要完成本次实验,电源电压的取值范围是 2~7V 。
【答案】(1)如上图;(2)与电压表并联的定值电阻R短路;(3)②①④③;(4)2~7V。
【解答】解:(1)压表的电流正接线柱流入,负接线柱流出;
(2)电流表有示数,说明电路不是断路,可能是与电压表并联的支路短路;
(3)改接10欧的电阻后,继续操作的步骤:将滑动变阻器的滑片移到最右端;将滑动变阻器的滑片移到适当位置;故从安全和规范角度考虑 ②①④③;
(4)探究电流与电阻的关系,应保持电阻两端的电压不变,由串联电路的特点可知,此时电源电压为最小:U最小=UV=2V,
当电阻最大为20Ω且变阻器接入最大阻值时,电源电压为最大
,所以电源电压最大值:=。
故答案为:(1)如上图;(2)与电压表并联的定值电阻R短路;(4)2~7V。
28.(2021秋•临海市期末)某同学为了探究“通过导体的电流与电阻的关系”,利用电压恒为3伏的电源、标有“20欧,1.5安”的滑动变阻器、开关、电压表、电流表等仪器进行实验。
(1)根据图甲的电路图,请用笔画线代替导线完成图乙的实物图连接。
(2)第一次用5欧姆的定值电阻进行实验,闭合开关后,记下电流表的示数为I1;第二次实验,仅将电阻换成10欧姆的定值电阻,闭合开关后2,可以发现:I2 > I1(填“<”、“=”或“>”)。因此,该同学认为,当导体两端的电压一定时 没有控制电阻的电压不变 。
【答案】(1)如图所示;(2)>;没有控制电阻的电压不变。
【解答】解:(1)电流表与定值电阻串联,电压表与定值电阻并联,所以电压表选用0~3V的量程
;
(2)第一次实验用的定值电阻R的阻值为4Ω,闭合开关后1;
由电阻的串联和欧姆定律,
I1==……①;
第二次实验仅将电阻R换成10Ω的定值电阻,闭合开关后2,同理:
I2==……②,
①式两边同除以2有:I1=……③,
因>,由②③得:
I2>I1,
研究电流与电阻的关系,在更换定值电阻后,即调节滑动变阻器的滑片,而该同学没有进行这一步操作,即没有控制电阻的电压不变;
故答案为:(1)如图所示;(2)>。
29.(2021秋•钱塘区期末)在“探究电流与电阻的关系”的实验中,小应设计了如图甲所示的电路图,请回答下列问题:(已知:电源电压为4.5V,滑动变阻器的规格为“20欧 2A”)
(1)请根据图甲,用笔画线代替导线,将图乙中的电路连接完整。
(2)闭合开关后发现,电流表示数为零,电压表有明显偏转 电阻R (选填“电阻R”或“滑动变阻器”)处断路。
(3)小应排除电路故障后继续实验,数据如下表所示:
老师认为第4次实验的数据是拼凑的,理由是 电路的最小电流为0.1125A 。从前3次数据中可以得到的结论是: 在电阻两端的电压不变时,通过导体的电流与导体的电阻成反比 。
【答案】(1)见解答图;(2)电阻R;(3)电路的最小电流为0.1125A;在电阻两端的电压不变时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
【解答】解:(1)根据电路图知滑动变阻器与电阻串联,由电路图知滑动变阻器接左下接线柱,所以电压表选用0~3V的量程与电阻并联
;
(2)闭合开关,电流表没有示数,电压表有示数,即电阻R断路;
(3)电源电压为2.5V,变阻器的最大电阻为20Ω,电路的最小电流:
I小===0.1125A>3.1A,
故第4次数据有拼凑的嫌疑,理由是电路的最小电流为3.1125A;
由前3次数据知定值电阻两端的电压保持2V不变,当电阻变为原来几倍时,故可以得到的结论是:在电阻两端的电压不变时。
故答案为:(1)见解答图;(2)电阻R;在电阻两端的电压不变时。
30.(2021秋•淳安县期末)科学兴趣小组同学在探究“通过导体的电流跟导体电阻的关系”时,设计了如图甲所示的电路,正确操作实验后
(1)小组同学设计记录表中的“▲”处应填 电压U/V 。
(2)用笔画线代替导线,将实物图连接完成。
(3)小组同学正确连接电路后进行实验,每次更换电阻后都要调节滑动变阻器,这样操作的目的是 保持电压表的示数不变 。
(4)分析表中数据,得出结论: 当电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比 。
【答案】(1)电压U/V;(2)如图所示;(3)保持电压表的示数不变;(4)当电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比。
【解答】解:(1)探究电流与电阻的关系,保持电压不变,故表格中“▲”处应为:“电压U/V”;
(2)由表中数据可知,定值电阻两端的电压为6V,由图甲可知,如图所示:
;
(3)每次更换电阻后,定值电阻两端的电压发生变化,下一步的操作是调节滑动变阻器的滑片;
(4)分析实验数据知,电阻为原来的几倍,可得出:当电压一定时。
故答案为:(1)电压U/V;(2)如图所示;(4)当电压一定时。
31.(2022春•江北区期末)某实验小组为了探究“电流与电阻的关系”,设计了如图甲所示的实验电路。他们在学校实验室找了如下实验器材:电压恒为3V的电源,电流表、电压表各一只,阻值分别为10Ω、20Ω、50Ω的定值电阻各一个,标有“20Ω 1A”字样的滑动变阻器
(1)请用笔画线代替导线,将图乙中的实物电路连接完整。
(2)连接好电路,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片时,电压表示数为零,则发生这种故障的原因可能是 定值电阻短路(或电压表短路或电压表断路) 。
(3)故障排除后,他们将不同阻值的电阻接入电路,移动滑动变阻器的滑片,并读出对应的电流值。当改用50Ω的电阻继续实验时,发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片 AD 。(填字母)
A.滑动变阻器的阻值太小
B.50Ω的阻值太小
C.控制的电压2V太高
D.电源电压太高
(4)该实验小组解决了上述问题后,完成实验,利用收集到的多组数据作出了电流I随电阻R变化的关系图
【答案】(1)见解答图;(2)定值电阻短路(或电压表短路或电压表断路);(3)AD。
【解答】解:(1)电源电压恒为3V,故电压表选用小量程并联在定值电阻两端;变阻器上下各选一个接线柱与电流表串联在电路中
;
(2)连接好电路,闭合开关,发现电流表有示数;电压表示数为零,故发生这种故障的原因可能是定值电阻短路(或电压表短路或电压表断路);
(3)A、电阻两端的电压始终保持UV=2V,根据串联电路电压的规律
U滑=U﹣UV=6V﹣2V=1V,变阻器分得的电压为电压表示数的8.5倍,当接入50Ω电阻时
R滑=0.8×50Ω=25Ω,故为了完成整个实验,而现有变阻器的最大电阻太小,故A正确;
C、因变阻器最大电阻太小,当变阻器的最大电阻连入电路中时,控制电阻的电压过小了;
D、电阻两端的电压始终保持UV=2V<3V,当接入50Ω电阻时且变阻器接入最大阻值时,由分压原理可得:=
UE=×UV=×8V=2.8V<4V,故D正确;
故选:AD。
故答案为:(1)见解答图;(2)定值电阻短路(或电压表短路或电压表断路)。
32.(2021秋•新昌县期末)某小组同学准备探究“通过导体的电流与电阻的关系”实验,器材有:干电池2节,滑动变阻器(20Ω,1A),不同阻值的定值电阻及导线若干,图甲是他们连接的实验电路。
(1)在图甲中,用笔画线代替导线,将电路连接完整
(2)他把5欧的电阻连入电路后,闭合开关,发现电流表有示数,电路中的故障可能是 电阻(或电压表)短路 。排除故障后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,此时电流表的示数如乙图所示,为 0.24 安。
(3)将5欧的电阻换成10欧的电阻后,闭合开关,应将滑动变阻器的滑片向 B (选填“A”或“B”)端移动,直到电压表的示数为 1 伏时,记录电流表的示数。
【答案】(1)见上图;(2)电阻(或电压表)短路;0.24;(3)B;1。
【解答】解:(1)滑动变阻器要采取“一上一下”的连接方式,滑片向右移动时接入的电阻变大,电流表与电阻串联,如图所示:
;
(2)他把5Ω的电阻连入电路后,闭合开关,说明电路为通路,电路中的故障可能是电阻(或电压表)短路;
电流表的示数如图乙所示,电流表选用0~8.6A的量程,电流为0.24A;
(3)由欧姆定律的变形公式得,电压表示数:UV=IR=8.24A×5Ω=1.8V;
根据串联分压原理可知,将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻,其分得的电压增大,即应保持电阻两端的电压不变,由分压原理,所以滑片应向右端,使电压表的示数为1V。
故答案为:(1)见上图;(2)电阻(或电压表)短路;(3)B;6。
33.(2021秋•萧山区期末)利用如图电路研究“电流与电阻的关系”,其中电流表量程为“0~0.6A”,电压表量程为“0~3V”,1A”,依次将阻值为5欧、10欧、20欧的定值电阻接入AB之间完成实验
请回答:
(1)完成第一组实验,断开开关,拆下5欧的电阻;②将滑动变阻器的滑片移到最右端;③记录电流表示数,正确的顺序是 ②①④③ ;
(2)上述操作④中判断滑片已处于适当位置的依据是 电压表示数为2V ;
(3)依据表中数据作出了下列图象,其中正确的是 AB ;
(4)要完成本次实验,电源最多只能将 4 节干电池串联。
【答案】(1)②①④③;(2)电压表示数为2V;(3)AB;(4)4。
【解答】解:(1)改接10欧的电阻。继续操作的步骤:将滑动变阻器的滑片移到最右端;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;
(2)研究“电流与电阻的关系“,要控制电阻的电压不变,这个电压为:
U=IR=0.4A×6Ω=2V,上述操作④中判断滑片已处于适当位置的依据是:电压表示数为2V;
(3)由表中数据知,电阻为原来的几倍,即电压不变时,A正确;
电流与电阻成反比,即电流与电阻的倒数成正比,C错误;
(4)要控制电阻的电压为7V不变,当定值电阻最大为20Ω时,由串联分压原理可知×2V=5V,要完成本次实验,因6节只干电池为1.5V。
故答案为:(1)②①④③;(2)电压表示数为6V;(4)4。
34.(2020秋•温州期末)小明利用图一电路研究“电流与电阻的关系”,实验过程如下:①将电压表、电流表调零;②选用阻值为20欧的定值电阻接入MN间;③闭合开关,移动滑动变阻器滑片P至适当位置;④再依次将15欧、10欧、5欧的定值电阻接入MN间,分别获取实验数据
(1)小明在实验过程③中,闭合开关,移动滑片P至滑动变阻器阻值最小处,小明及时进行改正,他的操作是: 断开开关,将电流表正负接线柱上的导线交换位置并将滑动变阻器的滑片移到阻值最大位置 。
(2)改正错误后,小明将滑动变阻器滑片P向左移动,则电压表示数的变化是 变大 。
(3)小红也利用相同的电路进行实验,却得到了图三中的曲线b。造成小红实验结果错误的原因是 没有控制定值电阻R两端的电压保持不变 。
【答案】(1)断开开关,将电流表正负接线柱上的导线交换位置并将滑动变阻器的滑片移到阻值最大位置;(2)变大;(3)没有控制定值电阻R两端的电压保持不变。
【解答】解:(1)由图二可知,电流表的指针向零刻度线的左侧偏转,接下来他的操作是:断开开关;
(2)将滑动变阻器滑片P向左移动,变阻器连入电路的电阻变小,由I=,由U=IR可知电阻两端的电压变大;
(3)图三中的曲线b,当电阻分别为5Ω、15Ω时
U1=I3R1=0.6A×5Ω=3V
U7=I2R2=2.4A×10Ω=4V
U7=I3R3=5.3A×15Ω=4.7V
因此造成小红实验结果错误的原因是没有控制定值电阻R两端的电压保持不变。
故答案为:(1)断开开关,将电流表正负接线柱上的导线交换位置并将滑动变阻器的滑片移到阻值最大位置;(3)没有控制定值电阻R两端的电压保持不变。
35.(2020秋•义乌市期末)如图甲是某同学在“探究电流与电阻的关系”实验时设计的电路。已知电源电压为6伏。有不同阻值的定值电阻若干及两个规格分别为“10Ω 1A”、“50Ω 2A”的滑动变阻器可供选择使用。
(1)先将5Ω的定值电阻接入电路中,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,记下此时的电流值为0.4A。按规范操作将定值电阻换成10Ω、20Ω并重复上述步骤,记下的电流值分别为0.2A和0.1A。在这两次重复的步骤中移动滑动变阻器滑片时眼睛应观察 C ;
A.灯泡的发光情况 B.变阻器滑片的位置 C.电压表的示数 D.电流表的示数
(2)依据以上相关数据,可判断该同学在实验过程中选择的滑动变阻器的规格是 “50Ω 2A” 。
(3)该同学还利用上述电路和器材来探究“电流与电压的关系”,他把10Ω的电阻接入电路中,调节滑动变阻器的滑片P测出通过定值电阻R的不同电流和对应的电压值,却说有一组的数据是错误的。请你帮他找出错误的数据(用序号表示),并分析原因。
【答案】(1)C;(2)“50Ω 2A”;
(3)第1组数据错误,因为其电压示数为0.5V,而定值电阻的两端最小电压应为1V。
【解答】解:(1)探究电流与电阻的关系,应保持电阻两端的电压不变,故选C;
(2)由图乙可知,实验中使用的定值电阻阻值最大为20ΩV=IR=0.4A×6Ω=2V,根据串联电路电压的规律滑=U﹣UV=6V﹣4V=4V,变阻器分得的电压为电压表示数的,根据分压原理,变阻器连入电路中的电阻为:R滑=2×20Ω=40Ω>10Ω,故该同学在实验过程中选择的滑动变阻器的规格是“50Ω 2A”;
(3)根据已知条件,滑动变阻器的最大阻值为50Ω====
则R两端的最小电压:UR=×6V=1V,
但表格中R两端最小电压为7.5V,小于1V;
故答案为:(1)C;(2)“50Ω 7A”;
(3)第1组数据错误,因为其电压示数为0.7V。
36.(2020秋•柯桥区期末)如图甲所示是小敏“探究电流与电阻的关系”的实验电路图,乙图是连接的实物电路。已知电源电压恒定为3V,滑动变阻器的规格为“10Ω,电流表量程为“0~0.6A”,电压表量程为“0~3V”
(1)小敏根据图甲所示电路图连接成图乙的实物电路。
①连接电路时,开关断开,滑动变阻器的滑片应置于 B (选填“A”或“B”)端。
②检查连接无误后,闭合开关,发现电流表、电压表均无示数。他们将导线EF的E端取下,观察到两种情况下电流表均无示数、电压表示数均为电源电压。则电路故障可能为 C 。
A.滑动变阻器短路 B.电阻R断路 C.A、E间导线断路
(2)排除故障后开始实验。小敏依次将阻值为5欧、10欧、20欧的定值电阻接入电路完成实验,获得数据如表。
①实验过程中,小敏将10Ω的定值电阻更换成20Ω的定值电阻,应调节滑动变阻器的滑片 2 V。
②为使结论更具普遍性,小敏从剩下的定值电阻(即2Ω、4Ω、25Ω)中选择了一个合适的电阻重复实验,并说明理由。 能满足实验要求的定值电阻的阻值范围是3.33﹣20Ω,故为使结论更具普遍性,小敏从剩下的定值电阻(即2Ω、4Ω、25Ω)中选择4Ω电阻 。
【答案】(1)①B;②C;(2)①2;②能满足实验要求的定值电阻的阻值范围是3.33﹣20Ω,故为使结论更具普遍性,小敏从剩下的定值电阻(即2Ω、4Ω、25Ω)中选择4Ω电阻。
【解答】解:(1)①为了保护电路,闭合开关前,即B端;
②A、若滑动变阻器短路,电流表有示数,不符合题意;
B、若电阻R断路,测电源电压有示数
C、AE间导线断路,两表都没有示数;
将导线EF的E端取下,依次接在滑动变阻器的C,电压表串联在电路中,电流表没有示数,有示数,故选C;
(2)①由表中数据可知,定值电阻两端电压为UV=IR=0.4A×6Ω=……=0.1A×20Ω=6V;在探究电流与电阻的关系的实验中,故小敏将10Ω的定值电阻更换成20Ω的定值电阻,使电压表的示数为2V;
②因电流表的量程为0~6.6A,滑动变阻器允许通过的最大电流为1A,
所以,为了保证电路的安全,此时定值电阻和滑动变阻器接入电路中的电阻都最小,
根据欧姆定律可得,此时电路中的定值电阻最小为:
R小==≈7.33Ω;
电阻两端的电压始终保持UV=2V,根据串联电路电压的规律
U滑=U﹣UV=3V﹣5V=1V,
定值电阻的电压为变阻器分得的电压的=2倍,当滑动变阻器的最大电阻为10Ω接入电路中时,故在前述实验的基础上,则能够选择的定值电阻的阻值范围是3.33﹣20Ω。
故答案为:(1)①B;②C;②能满足实验要求的定值电阻的阻值范围是6.33﹣20Ω,小敏从剩下的定值电阻(即2Ω、25Ω)中选择4Ω电阻。
37.(2020秋•上城区期末)小徐在研究“电流与电阻关系”时,采用的电源电压为6V,滑动变阻器的规格为“40Ω、0.6A”
(1)请用笔画线代替导线,把实物图连接完整,要求滑片往右移电流减小;
(2)电阻有二种组合,第一组1Ω 5Ω 10Ω,第二组5Ω 10Ω 15Ω 二 组可以完成实验;
(3)小徐根据所测得的三组数据大致画出了如图所示的图像,请根据图像描述电流与电阻的关系 电压一定时,通过导体的电流与其电阻成反比 ;
(4)科学上要得到“电流与电阻关系”的普遍成立的结论,你认为还需要进行的操作 换用不同规格的电阻再做几次实验 。
【答案】(1)如图所示;(2)二;(3)电压一定时,通过导体的电流与其电阻成反比;(4)换用不同规格的电阻再做几次实验。
【解答】解:(1)滑片往右移电流减小,根据欧姆定律可知,故滑动变阻器金属杆任选一端,如图所示:
;
(2)定值电阻两端的电压始终保持UV=2V,根据串联电路电压的规律滑=U﹣UV=6V﹣2V=4V,电压表示数为变阻器分得的电压的,根据分压原理,定值电阻的电阻为:R滑=0.5×40Ω=20Ω,即所选择的定值电阻的最大阻值不能小于20Ω,电路中允许通过的最大电流为8.6A,电路中的电流为:I==,当选用第二种组合中阻值为5Ω的定值电阻时==0.4A<2.6A;
(3)由图像可知,导体的电阻增大,通过导体的电流与导体的电阻的关系大致为反比例函数图线,通过导体的电流与其电阻成反比;
(4)要得到“电流与电阻关系”的普遍成立的结论,应该换用不同规格的电阻再做几次实验。
故答案为:(1)如图所示;(2)二,通过导体的电流与其电阻成反比。
38.(2020秋•仙居县期末)某同学利用如图甲所示的电路探究电流跟电阻的关系。已知电源电压为4.5V且保持不变,实验用到的电阻阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω。
(1)请根据图甲将图乙所示的实物电路连接完整(导线不允许交叉)。
(2)多次改变R的阻值,调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数保持2.5V不变,得到如图丙所示的电流I随电阻R变化的图像。由图像可以得出结论: 电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比 。
(3)正确连接好电路后,闭合开关,发现电流表无示数,移动滑动变阻器滑片,电压表示数不变 B 。
A.R短路
B.R断路
C.滑动变阻器短路
D.滑动变阻器断路
(4)为完成整个实验,应该选取最大阻值不小于 20 Ω的滑动变阻器。
【答案】(1)见解答图;(2)电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比;(3)B;(4)20。
【解答】解:(1)滑动变阻器上下各选一个接线柱与定值电阻串联在电路中,如下图所示:
(2)由图丙可知,导体的电阻增大,通过导体的电流与导体的电阻的乘积保持不变,通过导体的电流与导体的电阻成反比;
(3)正确连接好电路后,闭合开关,说明电路可能断路,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的电路断路了,故选B;
(4)实验中使用的定值电阻阻值最大为25Ω,定值电阻两端的电压始终保持UV=2.5V,根据串联电路电压的规律
U滑=U﹣UV=8.5V﹣2.4V=2V,变阻器分得的电压为电压表示数的,根据分压原理,变阻器连入电路中的电阻为:
R滑=0.6×25Ω=20Ω,即所选择的变阻器的最大阻值不能小于20Ω。
故答案为:(1)见解答图;(2)电压一定时;(3)B。
39.(2020秋•吴兴区期末)在探究“电流与电阻的关系”时,小明从平时作业中经常提到的“电源电压保持不变”得到启示,将书本上的实验电路(如图甲所示),小明发现每次更换电阻R以后,电压表的读数都会发生改变。这是什么原因呢?
(1)小明经过思考,用一种更粗的铜导线把电路中原来的导线替换掉,重新进行实验。小明这样操作基于的猜想是 导线有电阻,要分担部分电压 。
(2)通过查阅相关资料,小明还了解到电源其实本身内部就有电阻(电源内阻)。为了便于理解0“拿”到外部电路中,如图丙所示。
结合第(1)问中的实验猜想,以及第(2),小明清楚了每次更换电阻R后,电压表的读数都会发生改变的原因是 导线和电源都有内阻,更换电阻时都会分担部分电压 。
(3)小明从本实验的探究过程中得到启示,如图丁所示的串联电路的电压特点应该这样表述: A 。选填 (“A”、“B”或者“AB均可”)
A:灯L1L2两端电压之和等于它们的总电压
B:灯L1L2两端电压之和等于电源电压
【答案】(1)导线有电阻,要分担部分电压;(2)导线和电源都有内阻,更换电阻时都会分担部分电压;(3)A。
【解答】解:(1)小明经过思考,用一种更粗的铜导线把电路中原来的导线替换掉。小明这样操作基于的猜想是:导线有电阻。
(2)小明清楚了每次更换电阻R后,电压表的读数都会发生改变的原因是:导线和电源都有内阻。
(3)根据上面的分析可知,电源电压等于导线和电源内阻分去的电压与两个灯泡两端的总电压之和,而不等于电源电压。
故答案为:(1)导线有电阻,要分担部分电压,更换电阻时都会分担部分电压。
40.(2020秋•南浔区期末)为了探究“电流与电阻的关系”,小科在实验室中找到了下列器材:学生电源(电压恒为6V)、电流表、电压表、定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω各一个)
(1)请根据电路图甲,用笔画线代替导线完成实物图乙的连接。
(2)当小科同学闭合开关后,发现电流表和电压表均无示数,则电路中出现的故障可能是滑动变阻器发生了 断路 (选填“短路”或“断路”)。
(3)排除故障后,小科先用15Ω的电阻做完实验,然后换用10Ω的电阻继续实验,应向 左 (选填“左”或“右”)端移动滑动变阻器的滑片。
【答案】(1)如图所示;(2)断路;(3)左。
【解答】解:(1)变阻器按一上一下接入电路中与电流表串联,因为电源电压为6V,如图所示:
;
(2)若变阻器断路,则整个电路断路,符合题意,电路为通路,电压表测电源电压,不符合题意;
(3)根据串联分压原理可知,将定值电阻由15Ω改接成10Ω的电阻,其分得的电压变小,应保持电阻两端的电压不变,由分压原理,所以滑片应向左端移动。
故答案为:(1)如图所示;(2)断路。
41.(2020秋•青田县期末)小鹏在探究“通过导体的电流与导体电阻的关系”时,电路如图甲所示,实验中电阻的阻值分别为5欧、10欧、20欧,滑动变阻器“20Ω,1.0A”。
(1)请用笔画线代替导线,将图中的电路按甲图连接完整(要求导线不交叉)。
(2)连接电路时,开关应该处于断开,实验前滑动变阻器的滑片应位于 B (选填“A”或“B”)端。滑动变阻器的作用除了保护电路外,还起到了 控制定值电阻电压不变 的作用。
(3)电路连接正确后,闭合开关,发现电压表有示数但电流表无示数 D (选填字母)。
A.滑动变阻器短路B.电流表断路C.电阻R短路D.电阻R断路
(4)排除故障后,分别接入三个定值电阻,调节滑动变阻器的滑片,得到了如图丙所示的图象。由图象可以得出结论: 电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比; 。
(5)上述实验中:
①小鹏用5Ω的电阻做完实验后,保持滑动变阻器滑片的位置不变。接着把R换为10Ω的电阻接入电路,闭合开关 B (选填“A”或“B”)端移动滑片,直至电压表示数为 2 V,读出电流表的示数。
②小鹏又把R换为20Ω的电阻接入电路,闭合开关,无论怎样移动滑片,为完成整个实验,以下做法可行的是 D 。
A.改变电压表量程
B.把电源电压调为9V
C.用“30Ω 1.0A”的滑动变阻器进行试验
D.电压表的示数为3V重复做三次实验
【答案】(1)如上图;(2)B;控制定值电阻电压不变;(3)D;(4)电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比;(5)①B;2;②D。
【解答】解:(1)变阻器按一上一下接入电路中,如下所示:
(2)连接电路时,开关应该处于断开状态; 研究通过导体的电流与导体电阻的关系,滑动变阻器的作用除了保护电路外;
(3)电压表有示数,说明电压表与滑动变阻器、电源是通路;
电流表没有示数,说明电流表、滑动变阻器中有一处是断路的、滑动变阻器位置是导通的;故选D;
(4)由图丙知,电流和电阻的积为:U=IR=0.4A×6Ω=0.2A×10Ω=4.1A×20Ω=2V
电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比;
(5)①根据串联分压原理可知,将定值电阻由8Ω改接成10Ω的电阻,其分得的电压增大;
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,由分压原理,所以滑片应向B端移动;
②电阻两端的电压始终保持2V不变,根据串联电路电压的规律
U滑=6V﹣4V=4V,变阻器分得的电压为电压表示数的2倍,当接入20Ω电阻时
R滑=4×20Ω=40Ω,故为了完成整个实验,故现有变阻器的最大电阻太小了,C错误;
A、与电压表量程无关;
若换用电源电压更大的电源,用现有变阻器,B错误;
若控制电压表的示数为3V,根据串联电路电压的规律和分压原理,可行;
选D。
故答案为:(1)如上图;(2)B;(3)D,通过导体的电流与导体的电阻成反比;2;②D。
42.(2020秋•台州期末)小明利用如图甲所示的电路探究电流跟电阻的关系。需要的器材有:电压为6V的学生电源(电源电压恒定)、滑动变阻器的规格为“50Ω,2A”
(1)实验步骤如下:
a.请根据图甲将图乙所示的实物电路连接完整(导线不允许交叉)。
b.实验中多次改变R的阻值,并调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数保持不变,得到电流I随电阻R变化的图象,如图丙。
(2)上述实验中,小明用5Ω的电阻做完实验后,接下来的操作是 断开开关,将滑动变阻器滑片移到最左端,取下5Ω电阻 ,然后再将10Ω的电阻接入电路,闭合开关,移动滑片 2.5 V时,再次读出电流表的示数。
(3)实验中,学生电源损坏,用新的干电池串联的电池组替代,并且控制R两端的电压与(2)中相同,则干电池组最多不能超过 5 节。
【答案】(1)a.如上图所示;(2)断开开关,将滑动变阻器滑片移到最左端,取下5Ω电阻;2.5;(3)5。
【解答】解(1)a探究电流跟电阻的关系实验中,电压表测定值电阻两端电压,滑动变阻器与电阻串联,如下图所示:
;
(2)上述实验中,小明用5Ω的电阻做完实验后,接下来的操作是断开开关,由图乙可知应将滑动变阻器滑片移到最左端,由如图丙所示的电流I随电阻R变化的图像可知V=IR=0.4A×5Ω=﹣﹣﹣﹣﹣﹣=0.3A×25Ω=2.5V,因此将10Ω的电阻接入电路后,移动滑片,读出电流表的示数;
(3)为了保证定值电阻两端电压为8.5V不变,则需要通过移动滑动变阻器来完成,当定值电阻阻值越大时,则滑动变阻器接入电路中的阻值要越大。当定值电阻阻值为25Ω时,滑动变阻器的最大阻值为50Ω
U滑=IR滑大=0.2A×50Ω=5V,此时电源电压为:U=2.6V+5V=7.3V,因此干电池组最多不能超过5节。
故答案为:(1)a.如上图所示,将滑动变阻器滑片移到最左端;2.7。
43.(2020秋•滨江区期末)利用如图电路研究“电流与电阻的关系”,其中电流表量程为“0~0.6A”,电压表量程为“0~3V”,1A”,依次将阻值为5欧、10欧、20欧的定值电阻接入AB之间完成实验
(1)请你将连接好的实物图画成电路图,画在方框内。
(2)电路连接完成,闭合开关后发现电流表有示数,电压表无示数,则该故障可能是 定值电阻R短路 。
(3)排除故障后闭合开关,继续操作有以下四步:①闭合开关;②将滑动变阻器的滑片移到最右端;④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,正确的顺序是 ②①④③ ;
(4)要完成本次实验,电源最多只能将 4 节干电池串联。
【答案】(1)如图所示;(2)定值电阻R短路;(3)②①④③;
【解答】解:(1)由电路图可知,滑动变阻器与定值电阻R串联,电流表测电路中的电流,电路图如图所示:
;
(2)电流表有示数,说明电路不是断路,可能是与电压表并联的电路短路;
(3)从安全和规范角度考虑,正确的顺序是:将滑动变阻器的滑片移到最右端、将滑动变阻器的滑片移到适当位置,因此正确的顺序是②①④③;
(4)由表中数据可知,定值电阻两端所控制的电压:UV=IR=0.4A×5Ω=2V;由欧姆定律和串联电路的电阻特点可知,变阻器接入电路的电阻最大为50Ω时;
由串联分压原理可知,变阻器的电压:U滑=×2V=2V,要完成本次实验V+U滑=2V+5V=7V,因为1节只干电池为1.8V≈4节干电池串联。
故答案为:(1)如图所示;(2)定值电阻R短路;
44.(2020秋•金东区期末)用如图所示的电路“探究电流与电阻的关系”,电源电压恒为6V,定值电阻R备有(5Ω、10Ω、20Ω、40Ω)(实验过程中控制定值电阻两端电压为2V不变)
(1)闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应滑到最 左 (选填“左”或“右”)端。
(2)将5Ω的定值电阻接入电路闭合开关,移动滑片P发现电流表示数始终为零,电压表示数不为零 B (填选项)。
A.定值电阻R短路
B.定值电阻R断路
C.滑动变阻器短路
(3)不改变滑动变阻器滑片的位置,将5Ω的电阻换成10Ω的电阻,闭合开关后,滑片P应向 左 (选填“左”或“右”)端滑动。
(4)为完成整个实验,应该选择滑动变阻器的规格是 B或C 。
A.50Ω 1.0A
B.100Ω 1.2A
C.200Ω 0.6A
(5)多次实验后,分析实验数据,得到实验结论。
【答案】(1)左(2)B(3)左(4)B或C。
【解答】解:(1)为了保护电路,开关闭合前,即最左端;
(2)闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片P时,说明电路可能断路,说明与电压表并联部分断路,故选B;
(3)将5Ω的电阻换成10Ω的电阻接入电路,根据串联分压原理可知,其分得的电压增大;
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,由分压原理,所以滑片应向左端移动;
(4)根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压:U滑=U总﹣U=6V﹣2V=4V,变阻器分得的电压为电阻两端的电压的 ,
根据分压原理,当接入最大的40Ω电阻时滑=2×40Ω=80Ω,故为了完成整个实验;
电路中的最大电流为I===0.4A。
故答案为:(1)左(2)B(3)左(4)B或C。
45.(2020秋•东阳市期末)为了探究“电流与电阻的关系”,小明用阻值不同的定值电阻、电压为6伏的电源、滑动变阻器(20Ω 2.5A)等器材按图甲方式连接电路
【实验步骤】:
步骤1:将电阻R1接入电路,当电压表示数为4伏时,电流表如图丁所示;
步骤2:用10欧的电阻R2替换R1,移动滑动变阻器使电压表的示数重新达到4伏;
【发现问题】:步骤2中,无论怎样左右移动滑片P,电压表指针在4伏的刻度左右摆动,相邻线圈间电阻阻值过大,无法连续改变接入电路的有效阻值
【继续实验】:步骤3:用一根阻值为0.5欧的电阻丝制作一个可连续改变阻值的旋钮式变阻器,并按图丙方式接入电路,继续实验。通过调节滑片P和旋钮触片Q使电压表示数为4伏;
步骤4:更换电阻,进行多次实验,得出结论。
根据上述实验,完成以下问题:
(1)步骤1中接入的电阻R1= 4 欧;
(2)步骤2中,为达到实验目的,滑动变阻器滑片P应向 右端 (填“左端”或“右端”)移动;
(3)步骤3中滑片P和旋钮触片Q处在如图丙所示的位置时,电压表示数略超过4伏,则小明应如何调节滑片P和旋钮触片Q 滑片P向右,使电压表示数略小于4V,旋钮触片Q逆时针调使电压表示数等于4V ;
(4)小明利用图甲电路继续他的探究实验,仍保持定值电阻两端的电压为4伏,则下列定值电阻不可用来替换R1进行实验的是 D (填字母)。
A.15欧
B.25欧
C.35欧
D.45欧
【答案】(1)4;(2)右端;(3)滑片P向右,使电压表示数略小于4V,旋钮触片Q逆时针调使电压表示数等于4V;(4)D。
【解答】解:(1)将电阻R1接入电路,当电压表示数为4伏时,电压表选用大量程,其示数为7A,R1的阻值为:
R1===4Ω;
(2)实验中,当把4Ω的电阻换成10Ω的电阻后,电阻两端的电压变大,根据串联电路电压的规律,由分压原理,故应把变阻器滑片向右端滑动;
(3)由步骤2知,当定值电阻与滑动变阻器最大阻值相比过小时,无法连续改变接入电路的有效阻值;
图丙中,用一根阻值为0.5欧的电阻丝制作一个可连续改变阻值的旋钮式变阻器与滑动变阻器串联,故只能将触片Q沿逆时针转动;
因步骤3中滑片P和旋钮触片Q处在如图丙所示的位置时,电压表示数略超过4伏,即应减小电路中的电流大小,要增大电路的电阻大小,使电压表示数略小于4V,总电流变大),电压表示数变大;
(3)根据串联电路电压的规律和分压原理:
=﹣﹣﹣﹣﹣﹣①,故右边也为一定值,对应的定值电阻最大,
即=,
解得:R定=40Ω,即定值电阻的最大电阻为40Ω7进行实验的是45欧,故选D。
故答案为:(1)4;(2)右端,使电压表示数略小于4V;(4)D。
46.(2020秋•嵊州市期末)小明和小科一起探究电流与电阻的关系。器材有新干电池两节,5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻各一只,“20Ω 1A”的滑动变阻器、电压表、电流表、开关各一只
(1)用笔画线代替导线将甲图中电路补充完整,使滑动变阻器滑片向左移动时电阻减小。
(2)根据第(1)小题的要求,正确连接电路后,小明发现电压表示数等于3伏,产生这一现象的原因可能是 定值电阻R断路 。(写出一点即可)
(3)排除故障后,小明逐一将5Ω、10Ω的电阻接入电路,移动滑动变阻器滑片,记录对应的电流表示数。但当20Ω的电阻接入电路后,无法将电压表示数调节到1V。于是,重新依次进行实验。调节后,定值电阻两端的电压值应不低于 1.5 V。
(4)小科在实验结束后告诉小明,可以通过调整顺序来避免第(3)步实验操作中产生的问题。小科的方法是 先后将20Ω和10Ω和5Ω的定值电阻接入电路,变阻器的滑片从阻值最大处向阻值较小处滑动,控制定值电阻两端的电压不变,进行实验,可以避免实验中存在的问题 。
【答案】(1)如上所示;(2)定值电阻R断路;(3)1.5;(4)先后将20Ω和10Ω和5Ω的定值电阻接入电路,变阻器的滑片从阻值最大处向阻值较小处滑动,控制定值电阻两端的电压不变,进行实验,可以避免实验中存在的问题。
【解答】解:
(1)滑动变阻器滑片向左移动时电阻减小,故变阻器左下接线柱连入电路中与电阻串联,故电压表选用小量程与电阻并联
;
(2)闭合开关,电压表示数接近电源电压,则与电压表并联的电阻之外的电路是连通的;
(3)若电压表示数为1V,根据串联电路电压的特点滑1=3V﹣1V=2V
变阻器分得的电压是电阻电压的6倍,将20Ω的电阻接入电路后,根据分压原理,
而题中变阻器的最大阻值为20Ω,所以,也不能使电压表示数为1V;
由串联电路电压的规律及分压原理有:=,
方程左边为一定值,故右边也为一定值,对应的定值电阻应最大,电阻的电压最小=,解得:UV=3.5V,所以调节后的电压值应该不低于1.3V;
(4)研究电流与电阻的关系时,要控制电阻的电压不变,当定值电阻连入电路的电阻越大时,因此为避免因定值电阻的电压过小,因变阻器的最大电阻过小而无法完成实验,变阻器的滑片从阻值最大处向阻值较小处滑动,进行实验。
故答案为:(1)如上所示;(2)定值电阻R断路;(4)先后将20Ω和10Ω和5Ω的定值电阻接入电路,控制定值电阻两端的电压不变,可以避免实验中存在的问题。
47.(2020秋•青田县期末)小张同学探究“电流与电阻的关系”,电路图如图甲所示,图乙是他连接的部分电路。电源电压15V保持不变,2A”,阻值为10Ω、20Ω、30Ω、40Ω的电阻各一个,电压表量程0~15V。
(1)如图乙是小张同学连接的部分电路,请你帮他将滑动变阻器正确的连入电路。
(2)本实验中,滑动变阻器除了保护电路外,还有一个重要作用是 控制电压表示数不变 。
(3)如表是小张同学测得的实验数据,林老师认真观察了他的数据。认为小张最后一次实验数据是造假的。老师这样认为,其理由是 要控制电阻两端的电压6V不变,所需分压电阻超出了滑动变阻器的最大阻值 。
【答案】(1)如上图;(2)控制电压表示数不变;(3)要控制电阻两端的电压6V不变,所需分压电阻超出了滑动变阻器的最大阻值。
【解答】解:(1)根据电路图知滑动变阻器接左下接线柱,且滑动变阻器接一个上接线柱和一个下接线柱串联在电路中
;
(2)探究“电流与电阻的关系”的实验中,要控制电压表示数不变,根据分压原理,故滑动变阻器除了保护电路的作用外;
(3)由表中数据可知,电阻两端的电压保持UV=IR=0.30A×20Ω=6V不变,
根据串联电路电压的规律,那么第3次实验中滑=U﹣UV=15V﹣6V=9V,
根据欧姆定律可知,滑动变阻器的阻值:
R滑===60Ω>50Ω。
故答案为:(1)如上图;(2)控制电压表示数不变,所需分压电阻超出了滑动变阻器的最大阻值。
48.(2020秋•西湖区期末)小金研究电流与电阻的关系时,他使用的电路如图甲所示。实验前,小金将电压表直接连接在由两节干电池组成的电池组两端
(1)分析实验数据可知,该实验存在的不足之处是 没有控制电阻两端电压保持不变 。
(2)小科改用图乙所示电路对实验进行改进,已知电流表的使用0﹣0.6A量程,电压表使用0﹣3V量程,2A”和“20Ω,1A”和“50Ω,图丁为小科实验后绘制的I﹣R图像。
①请根据电路图用笔画代替导线将实物图丙连接完整。
②图丁b点到c点过程中滑动变阻器接入电路的阻值变 大 。
③要完成实验,应选择的滑动变阻器为 “20Ω,1A” 。
【答案】(1)没有控制电阻两端电压保持不变;(2)①如图;②大;③“20Ω,1A”。
【解答】解:( 1 )根据表中数据可以看出,要研究|电流与电阻的关系,因此该实验存在的不足之处是没有控制定值电阻两端电压一定;
( 2 )①电压表应并联在定值电阻两端
②电压表测量电阻R两端电压,电流从3 ,故可知滑动变阻器阻值增大;
③丁图中由b点到c点过程可以看出定值电阻R两端电压UV=IbRb=0.4A×3Ω=2V,故定值电阻两端的电压保持2V不变,根据串联电路的电压特点可知滑变两端电压为:8V﹣2V=1V,==,即定值电阻的阻值是滑动变阻器的2倍,故滑动变阻器的阻值不小于:,且电路最大电流为8.5A,1A”规格的滑动变阻器。
故答案为:(1)没有控制电阻两端电压保持不变;(2)①如图;③“20Ω。
三.探究电流与电压、电阻的关系(共5小题)
49.(2022秋•玉环市期末)某班同学探究电流与电压和电阻的关系。
(1)在实验电路的设计环节,同学们设计出如图甲所示两种电路。经讨论,大家一致认为图1比图2电路更好 滑动变阻器可改变电阻的电压和通过的电流,便于多次测量,寻找电流与电压关系的普遍规律 。
(2)用乙图所示的电路探究“电压一定时,电流与电阻的关系”,滑动变阻器的规格是“50欧1安”,阻值为10欧、20欧、30欧、40欧的电阻各一个,电压表各一个。
①为了能够利用上述4个定值电阻,顺利得到4组I、R数据,完成实验0的取值可选 CD (可多选)。
A.1伏
B.2伏
C.3伏
D.4伏
②如图乙连接好电路,闭合开关后发现电流表无示数,电压表示数接近电源电压 A 。
A.R断路
B.R短路
C.R1 断路
D.R1 短路
③排除故障后,重新开始实验。实验过程中,测出通过10欧电阻的电流并记录后,将电阻更换为20欧,再闭合开关S 向右移动滑动变阻器的滑片P,直至电压表示数与之前实验相同 。
【答案】(1)滑动变阻器可改变电阻的电压和通过的电流,便于多次测量,寻找电流与电压关系的普遍规律;(2)①CD;②A;③向右移动滑动变阻器的滑片P,直至电压表示数与之前实验相同。
【解答】解:(1)由图可知,图1有滑动变阻器,便于多次测量,因此图1比图4电路更好;
(2)①由图乙可知,电流表选用大量程,即电路中最大电流为1A,定值电阻阻值最小时,定值电阻两端最大电压为:
UV大=I大R定小=1A×10Ω=10V,而电源电压为8V;
研究电流与电阻的关系,要控制电压表示数不变,设电压表示数为UV',根据串联电路电压的规律
U滑=U总﹣UV'=6V﹣UV',
根据分压原理有:=,
即=﹣﹣﹣﹣﹣﹣①,
因电压表示数UV'为定值,由①式知,故右边也为一定值,滑动变阻器连入电路中的电阻最大
=,
解得电压表的示数:UV'≈2.7V,即为完成实验;
故为顺利完成3次实验,定值电阻两端的电压需要控制在2.7~2V范围内;
②如图乙连接好电路,闭合开关后发现电流表无示数;电压表示数接近电源电压,则与电压表并联的电路以外的电路是完好的,即电路的故障可能是R断路;
③实验中,当把10Ω的电阻换成20Ω的电阻后,电阻两端的电压变大,根据串联电路电压的规律,由分压原理,故向右移动滑动变阻器的滑片P。
故答案为:(1)滑动变阻器可改变电阻的电压和通过的电流,便于多次测量;(2)①CD;③向右移动滑动变阻器的滑片P。
50.(2021秋•婺城区期末)科学兴趣小组同学探究“通过导体的电流与电压、电阻的关系”。实验器材有:干电池2节,滑动变阻器(20Ω,1A)、电流表、电压表、开关各一个
(1)图甲是他们未连接好的实验电路,请你用笔画线代替导线将它连接完整。
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移到 B (填“A”或“B”)端。
(3)小科小组把5Ω的电阻连入电路后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片达到实验要求,则电路中的电流为 0.4 A;小科将5Ω的电阻换成10Ω的电阻后,闭合开关 应将滑动变阻器滑片应向右端移动,使电压表的示数为2V (写出具体操作),记录电流表的示数。
(4)图丙b、c、d三条曲线是其他三组同学根据所测得数据描绘的I﹣U图像,单独分析每条曲线,可以得到的结论是 电阻一定时,电流与电压成正比 。
【答案】(1)如图上图;(2)B;(3)0.4;他应将滑动变阻器滑片应向右端移动,使电压表的示数为2V;(4)电阻一定时,电流与电压成正比。
【解答】解:(1)电流流入电流表和电压表都是从正接线柱流入,负接线柱流出
(2)闭合开关前,为保护电路;
(3)他把5Ω的电阻连入电路后,闭合开关,电流表选用小量程,电流为0.3A,将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻,其分得的电压增大;
探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,应保持电阻两端的电压不变,所以他应将滑动变阻器滑片应向右端移动;
(4)单独分析图丙中每条I−U图象,都是一条过原点的直线,电流与电压成正比。
故答案为:(1)如图上图;(2)B;他应将滑动变阻器滑片应向右端移动;(4)电阻一定时。
51.(2020秋•长兴县期末)小王在做“探究电流与电压、电阻关系”实验时,准备以下器材:电源(电压为3V且保持不变、电流表(0﹣0.6A)、电压表(0﹣3V)(20Ω、1A)、四个定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω)、开关导线若干。根据如图甲所示电路图进行实验。
(1)电路正确连接,闭合开关,电流表无示数,可能原因是 B ;
A.定值电阻R短路
B.定值电阻R断路
C.滑动变阻器短路
D.滑动变阻器断路
(2)探究电流与电压的关系时,小王通过调节滑动变阻器滑片P,记录了通过定值电阻R的不同电流和对应的电压如表所示。老师看后说其中一组数据本次实验无法得出。他分析发现是第 1 次数据不合理,原因是 电路中的最小电流大于0.1A ,去掉不合理的实验数据,分析可得到的结论是: 电阻不变时,电流与电压成正比
(3)接着小王又探究电流与电阻的关系,其实验步骤如下:
①在电路中接入阻值为5Ω的定值电阻,移动滑动变阻器的滑片,使得电压表示数为1V;
②用10Ω的定值电阻替换5Ω的定值电阻,闭合开关,他应将滑动变阻器的阻值 调大 (选填“调大”或“调小”)直到 电压表的示数为1V ,再记录电流表示数;
③用15Ω的定值电阻替换10Ω的定值电阻再进行实验发现实验不能完成。为完成四次探究,小王预备了如下四个调整方案,你认为不可行的是 BD (多选)。
A.如果只调整电压表的示数,控制电压表示数为2V
B.如果只更换定值电阻,更换1Ω、2Ω、5Ω、10Ω的定值电阻
C.如果只更换滑动变阻器,则更换的滑动变阻器最大阻值不小于40Ω,允许通过的最大电流不小于0.2A
D.如果只更换电源,更换电源电压为4V
【答案】(1)B;(2)1;电路中的最小电流大于0.1A;当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比;(3)②调大;电压表的示数为1V;③BD。
【解答】解:(1)A.若电阻R短路,电流表有示数,不符合题意;
B.若电阻R断路,电压表与电源连通测电源电压,符合题意;
C.若滑动变阻器短路,两表都有示数;
D.若滑动变阻器断路,不符合题意;
故选B;
(2)探究电流与电压的关系时,要控制电阻不变,根据欧姆定律
R′===5Ω,根据电阻的串联和欧姆定律
I小===0.12A>0.5A,原因是电路中的最小电流大于0.1A;
去掉出错的实验数据,因电压与电流之比为:
==一﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣=,故分析可得到的结论是:当电阻一定时;
(3)探究电流与电阻的关系,要控制电阻的电压不变:
②根据串联分压原理可知,将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻,其分得的电压增大;
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,由分压原理,即将滑动变阻器的阻值调大直到电压表示数为5V;
③A、由分压原理,==﹣1=,
由此可知,当电源电压U定一定时,变阻器的电阻随定值电阻的增大而增大定4=20Ω时,所需滑动变阻器的阻值最大为R滑大=20Ω,
根据串联电阻的规律,总电阻为:R=R定3+R滑大=20Ω+20Ω=40Ω,
此时电流中的电流:I===0.075A,则此时电压表的示数为:
U表=IR定7=0.075A×20Ω=1.6V,即应控制定值电阻两端的最小电压为1.5V;故A可行;
B、电源电压为5V,滑动变阻器分压为2V,
定值电阻两端电压为变阻器电压的0.8倍,根据分压原理,因滑动变阻器最大阻值为20Ω;
由电流表量程和变阻器规格可知,电路中电流最大0.6A,由欧姆定律定小==≈4.67Ω,
即更换的定值电阻R的阻值范围是1.67~10Ω,B不可行;
C、滑动变阻器两端电压是2V,由分压原理可知,当定值电阻阻值最大为20Ω时。
即更换的滑动变阻器最大阻值不小于40Ω;当电阻为7Ω时,变阻器分得的电压是定值电阻的2倍,
根据分压原理,变阻器连入电路中的电阻为2×3Ω=10Ω,
由串联电路电阻的规律,此时电路的总电阻为15Ω最小,
由欧姆定律最大电流为I′===0.6A;C可行;
D、当变阻器全部电阻20Ω连入电路时,电源电压最大,
根据分压原理,变阻器的电压U变=×1V=1V,
所以最大电源电压为7V+1V=2V,最小为4V,故D不可行。
故答案为:(1)B;(2)1;当电阻一定时;(3)②调大;③BD。
52.(2020秋•瑞安市期末)小明的电学实验盒中有几节干电池、定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω)、滑动变阻器(20Ω,2安)、导线、开关等器材。为验证电流与电压的关系,调节滑片,使电压表示数分别为1V、2V、4V
(1)为调节电压表示数,闭合开关后要将滑片向右移。则图丙中滑动变阻器接入电路中的接线柱是 AD或BD (填字母)。
(2)定值电阻的阻值是 5Ω 。
(3)小明利用四个定值电阻继续验证电流与电阻的关系。他想要保持定值电阻两端电压为2伏,但发现无法完成,请说明理由: 滑动变阻器的最大阻值太小(或者定值电阻两端所控制的电压太小或者电源电压太高) 。
【答案】(1)AD或BD;(2)5Ω;(3)滑动变阻器的最大阻值太小(或者定值电阻两端所控制的电压太小或者电源电压太高)。
【解答】解:
(1)为了保护电路,闭合开关前;滑动变阻器的接线柱采用“一上一下”的原则接入电路,闭合开关后要将滑片向右移,故滑动变阻器右下接线柱连入电路中,故金属杆两端的接线柱可任取一端;
(2)由欧姆定律可知,第一次实验测得的电阻阻值为:R2===4Ω、5.06Ω,是实验误差导致的;
结合题中实验器材可知,该定值电阻的阻值为5Ω;
(3)由题意可知,电源电压:U=8×1.5V=3.5VV=2V,根据串联电路电压的规律滑=U﹣UV=3.5V﹣2V=6.5V,变阻器分得的电压为电压表示数的,
根据分压原理,当接入20Ω电阻时滑=1.25×20Ω=25Ω>20Ω,因此无法完成实验的原因是滑动变阻器的最大阻值太小或者定值电阻两端所控制的电压太小或者电源电压太高。
故答案为:(1)AD或BD;(2)6Ω。
53.(2020秋•杭州期末)小金同学用如图1所示的电路研究导体中的电流与电阻的关系,R0为定值电阻。他先后将5Ω、15Ω和25Ω的定值电阻接入电路a、b两点间,闭合开关S,读出电流表示数(如下表)
(1)图中R0所起的作用是 保护电路 ;
(2)请指出该实验设计不妥之处: 实验中没有保持a、b两点间的电压不变 ;
(3)在R替换变化过程中,R0两端电压变化是 变小 (变大、变小、不变);
(4)重新调整、选择仪器后,请在图2虚线框中,画出你设计的电路图。
【答案】(1)保护电路;(2)实验中没有保持a、b两点间的电压不变;(3)变小;(4)见解答图。
【解答】解:(1)当R连入的阻值很小时,电路中的电流会很大,所以图中R0的作用是保护电路;
(2)根据表中的数据,由U=IR可知,电流I与电阻R并不成反比、b两点间的电压不变;
(3)由表中数据可知,在R替换变化过程中,R两端的电压U1=I3R1=0.2A×5Ω=3V,同理U3=4.5V,U4=5V,即R两端电压逐渐变大,R0两端电压变小;
(4)在探究电流与电阻的关系应控制电阻两端电压保持不变,需滑动变阻器与电阻串联接入电路中,电压表并联在电阻的两端
。
故答案为:(1)保护电路;(2)实验中没有保持a;(3)变小。
四.欧姆定律(共5小题)
54.(2022秋•临海市期末)某项目学习小组设计了一个电子秤,如图甲所示,其表盘由电流表改装而成,OAB是一根轻质杠杆,O为支点,OB=10cm,电源电压U恒为9V0为10Ω,忽略压杆、托盘和杠杆的质量,压敏电阻R的阻值与所受压力F的关系如图丙所示。
项目一:标注刻度
(1)标“0”刻度:闭合开关S,托盘空载时,电流表读数为 0.2 安,此时指针指向电子秤的“0”刻度。
(2)标最大质量值m最大:闭合开关,往托盘中不断放入被测物体,当电流达到0.6A时报警最大,请计算m最大。
项目二:评价与改进
(3)小科发现所制的电子秤量程太小,若要使电子秤的最大质量值m最大增大,在电流表量程不变的前提下,只需对图乙中的结构做相应的调整
①调整杠杆上A的位置
②调整杠杆上B的位置
请选择你认为可行的一种设想,并说出调整方法 若选择①,A需向左移动;若选择②,B点需向右移动。 。
【答案】(1)0.2;(2)m最大为1400g;(3)若选择①,A需向左移动;若选择②,B点需向右移动。
【解答】解:
根据图甲电路可知,报警器,电流表测量电路电流;
(1)忽略压杆、托盘和杠杆的质量及压杆的大小,托盘空载时,根据图丙可知,
因串联电路中的总电阻等于各分电阻之和,所以此时电路的总电阻:R总=R0+R=10Ω+35Ω=45Ω,
此时电路电流(电流表的示数):
I===6.2A;
(2)由I=可得报警器两端电压:
U0=I3R0=0.4A×10Ω=6V,
因串联电路两端总电压等于各部分电压之和,所以压敏电阻两端电压:UR=U﹣U0=7V﹣6V=3V,
此时压敏电阻的阻值:
R′===6Ω,
由图丙可知,此时压敏电阻受到的压力为70N
由杠杆平衡条件可得:G1×OB=F×OA
则G1===14N,
由G=mg可得,物体的质量(电子天平设定的最大值):
m最大===1.7kg=1400g;
(3)小科发现所制的电子秤量程太小,若要使电子秤的最大质量值m最大增大,在电流表量程不变的前提下,
由杠杆平衡条件可得:G1×OB=F×OA,
要保证F的大小不变,要使G1变大,可以增大OA或减小OB,或B点向右移动。
故答案为:(1)5.2;(2)m最大为1400g;(3)若选择①;若选择②。
55.(2022秋•滨江区期末)小滨设计了一个电子量角器(如图甲所示),把同种材料制成的粗细均匀的电阻丝AB弯成半圆形,O为圆心(OP的阻值忽略不计),P与AB接触良好。如图乙所示,电流表(量程为0~0.6A),保护电阻R0=15Ω,电源电压U=6V不变。用导线连接M、N,将A、O分别与E、F相接,电流表示数为0.15A。
现有两个备用滑动变阻器R1(8Ω,1A)、R2(15Ω,0.6A),小滨希望选择合适的滑动变阻器连入M、N两接线柱,把电子量角器A、O两个接线柱分别与E、F相接(接入量程0~3V),将电压表表盘重标数据后可以从电压表上直接读出OP的旋转角度θ。即∠AOP。
(1)AB电阻丝RAB= 25 Ω。
(2)小滨希望将180°刻度线标在电压表“3V”刻度处,那么应该选择的滑动变阻器是 R2 (填“R1”“R2”或“R1或R2均可”)。按此要求接好电路并将滑动变阻器滑片调到要求位置,闭合开关。当被测量角度为36°时,电压表的示数应该为 1 V。
【答案】(1)25;(2)R2;(3)1。
【解答】解:(1)当P滑到B处时,电子量角器的最大电阻与保护电阻R0串联,电流表示数为0.15A,
根据欧姆定律可得此时电路的总电阻:R===40Ω,
串联电路总电阻等于各部分电阻之和,则电子量角器的最大电阻为:RAB=R﹣R0=40Ω﹣15Ω=25Ω;
(2)若将180°刻度线标在电压表“5V”刻度处,则此时电子量角器的电阻最大、滑动变阻器与定值电阻R0串联,
则电路中的电流:I最小===8.12A,
由欧姆定律可知电路总电阻为:R最大===50Ω;
根据串联电路的电阻规律可知滑动变阻器接入电路的电阻为:R滑=R最大﹣RAB﹣R3=50Ω﹣25Ω﹣15Ω=10Ω>8Ω,所以选用R2;
按此要求接好电路并将滑动变阻器滑片调到要求位置,由(1)知电子量角器的最大电阻为25ΩAB=25Ω,
当被测量角度为36°时,电子量角器的电阻为:RAP=×25Ω=4Ω,
此时电路的电流为:I′===0.2A;
则电压表的示数为:UAP=I′RAP=8.2A×5Ω=8V。
故答案为:(1)25;(2)R2;(3)1。
56.(2021秋•吴兴区期末)某科技小组设计了一个自动雨刮器控制系统,其刮水的速度能够随着雨量的大小而相应地发生变化,雨停后,图b是自动控制系统的模拟电路。
(1)将检测网竖立并浸入雨水中不同深度处进行实验,记录数据如下:
①雨水检测金属网在电路中起到的作用更类似于 滑动变阻器 (选填“开关”或“滑动变阻器”)。
②根据表中的现象和数据,解释刮水器刮水的速度能够随着雨量的大小而相应地发生变化的原因是 雨量变大,检测金属网浸入雨水部分变大,电流变大,电动机转速变快 ;
(2)活动小组发现无雨水时,电动机不能工作,无法实现无雨时车窗的清洗,将“”和“增加的元件”连入电路ab间,绘制在图c中。
【答案】(1)滑动变阻器;(2)雨量变大,检测金属网浸入雨水部分变大,电流变大,电动机转速变快;(2)金属网与增加的元件(开光)并联;见解答图。
【解答】解:(1)①根据表格可知,金属网可以改变电路中的电流;
②根据表中的现象和数据,解释刮水器刮水的速度能够随着雨量的大小而相应地发生变化的原因是:雨量变大,电流变大;
(2)没有雨水时,电动机不能工作、b两点之间为断路,可以在ab之间增加一个开关雨金属网并联
。
故答案为:(1)滑动变阻器;(2)雨量变大,电流变大;(2)金属网与增加的元件(开光)并联。
57.(2021秋•松阳县期末)如图所示为升降机电路的部分原理图,电源电压恒为12伏,R0为定值电阻,压敏电阻R1的阻值与所受压力大小F的关系如下表。若压敏电阻不受压力时,电压表示数为2伏,请回答:
(1)压敏电阻不受压力时,压敏电阻两端电压是 10 伏;
(2)当压敏电阻上的压力增大时,电压表示数 变大 (填“变大”、“变小”或“不变”);
(3)求定值电阻R0的阻值。
【答案】(1)10;
(2)变大;
(3)定值电阻R0的阻值为40Ω。
【解答】解:(1)由图可知:R0与R1串联,电压表测量R6两端的电压,
当压敏电阻不受压力时,电压表示数为2V0电压U8=2V,
U1=U﹣U6=12V﹣2V=10V;
(2)由表格可知,压力增大时,根据串联电路的分压原理可知,由串联电路的电压规律可知,R0两端电压,即电压表示数会变大;
(3)由表可知,当压敏电阻不受压力时3=200Ω,
根据串联电路中电流处处相等可得,通过R0的电流为:
I0=I4===2.05A,
定值电阻R0的阻值:
R0===40Ω。
答:(1)10;
(2)变大;
(3)定值电阻R0的阻值为40Ω。
58.(2020秋•仙居县期末)如图是水果自动筛选装置,原理如下:传送带上的水果经过检测点时,使压敏电阻R的阻值发生变化0两端电压小于6V时,机械装置启动,将质量较小的水果推出传送带,R0=40欧姆,压敏电阻R的阻值随压力变化关系如表所示,
(1)由表可知,压敏电阻R的阻值随压力的增大而 减小 。
(2)当R0两端电压为6V时,通过R0的电流为 0.15 A。该装置能够剔除质量小于多少千克的水果?(g取10N/kg)
(3)不同种类的水果筛选的质量标准是不同的。在水果筛选要求(当R0两端电压小于6V时,机械装置启动)不变时,请你提出对电路进行改进的一种方法 在电路中串联一个滑动变阻器 。
【答案】(1)减小;
(2)0.15;该装置能够剔除质量小于0.1kg的水果;
(3)在电路中串联一个滑动变阻器。
【解答】解:
(1)由表格数据可知:压力增大时,压敏电阻的阻值减小,压敏电阻的阻值随压力的增大而减小;
(2)当R0两端电压为6V时,则电路中的电流:
I=I7===0.15A,
根据串联电路中总电压等于各分电压之和知压敏电阻两端的电压:实验序号
①
②
③
④
电压/V
0.5
1.2
1.8
2.5
电流/A
0.10
0.24
0.36
0.5
实验次数
定值电阻/欧
电压/伏
电流/安
电压/电流
1
5
1
0.2
2
5
1.5
0.3
3
5
2
0.4
4
5
2.5
0.5
实验序号
电压(伏)
电流(安)
1
1.1
0.20
2
1.6
0.22
3
2.1
0.26
组别
第1组
第2组
第3组
R0(欧)
5
10
20
U0(伏)
1.0
2.0
2.5
1.2
1.8
2.4
1.6
2.4
2.8
I0(安)
0.20
0.40
0.50
0.12
0.18
0.24
0.08
0.12
0.14
实验次数
1
2
3
电阻R/Ω
5
10
20
电流I/A
0.4
0.2
0.1
组别
1
2
3
4
电阻/Ω
5
10
20
25
电流/A
0.5
0.25
0.20
0.1
实验次序
1
2
3
4
电阻R/欧
5
10
15
20
电流I/安
0.5
____
0.18
0.14
电流X电阻
2.5
2.7
2.8
实验次数
定值电阻/Ω
I/A
1
10
0.4
2
20
0.2
3
40
0.1
实验组别
I
2
3
4
电阻R(欧)
10
20
30
40
电流1(安)
0.60
0.30
0.20
0.15
实验次数
1
2
3
4
5
电流I/A
0.4
0.25
0.2
0.1
0.08
电阻R/Ω
5
8
10
20
25
电压U/V
4
电阻R/Ω
10
15
20
电流I/A
0.4
0.28
0.2
实验序号
1
2
3
电阻(Ω)
10
20
40
电流(A)
0.10
0.05
实验组别
1
2
3
电阻R(Ω)
5
10
20
电流I(安)
0.4
0.2
0.1
实验序号
1
2
3
4
电阻R/Ω
5
10
15
20
电流I/A
0.4
0.20
0.14
0.10
物理量组别
1
2
3
4
5
6
▲
6
电阻R/Ω
5
10
15
20
25
30
电流I/A
1.2
0.6
0.4
0.3
0.24
0.2
实验组别
1
2
3
电阻R(欧)
5
10
20
电流I(安)
0.4
0.2
0.1
序号
1
2
3
4
5
6
电压U/V
0.5
1.0
1.2
1.5
2.0
2.5
电流I/A
0.05
0.1
0.12
0.15
0.2
0.25
实验组别
1
2
3
电阻R(欧)
5
10
20
电流I(安)
0.4
0.2
0.1
实验组别
1
2
3
电阻R
(欧)
5
10
20
电流I
(安)
0.4
0.2
0.1
实验次序
R/Ω
I/A
1
10
0.59
2
20
0.30
3
30
0.20
4
40
0.15
实验次数
第一次
第二次
第三次
定值电阻/Ω
5
10
15
电流表示数/A
0.50
0.26
0.18
实验次数
1
2
3
4
5
电压U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
电流I/A
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
电阻R/Ω
5
15
25
电流I/A
0.6
0.3
0.2
检测浸入雨水中部分
未浸入
浸入
浸入
全部浸入
电流表的示数/A
0
0.16
0.20
0.32
压力大小F/N
0
1000
2000
3000
4000
……
压敏电阻R1/Ω
200
160
120
80
40
……
压力(牛)
0
1
2
3
4
5
R的大小(欧)
200
120
86
60
44
40
实验序号
①
②
③
④
电压/V
0.5
1.2
1.8
2.5
电流/A
0.10
0.24
0.36
0.5
实验次数
定值电阻/欧
电压/伏
电流/安
电压/电流
1
5
1
0.2
2
5
1.5
0.3
3
5
2
0.4
4
5
2.5
0.5
实验序号
电压(伏)
电流(安)
1
1.1
0.20
2
1.6
0.22
3
2.1
0.26
组别
第1组
第2组
第3组
R0(欧)
5
10
20
U0(伏)
1.0
2.0
2.5
1.2
1.8
2.4
1.6
2.4
2.8
I0(安)
0.20
0.40
0.50
0.12
0.18
0.24
0.08
0.12
0.14
实验次数
1
2
3
电阻R/Ω
5
10
20
电流I/A
0.4
0.2
0.1
组别
1
2
3
4
电阻/Ω
5
10
20
25
电流/A
0.5
0.25
0.20
0.1
实验次序
1
2
3
4
电阻R/欧
5
10
15
20
电流I/安
0.5
____
0.18
0.14
电流X电阻
2.5
2.7
2.8
实验次数
定值电阻/Ω
I/A
1
10
0.4
2
20
0.2
3
40
0.1
实验组别
I
2
3
4
电阻R(欧)
10
20
30
40
电流1(安)
0.60
0.30
0.20
0.15
实验次数
1
2
3
4
5
电流I/A
0.4
0.25
0.2
0.1
0.08
电阻R/Ω
5
8
10
20
25
电压U/V
4
电阻R/Ω
10
15
20
电流I/A
0.4
0.28
0.2
实验序号
1
2
3
电阻(Ω)
10
20
40
电流(A)
0.2
0.10
0.05
实验组别
1
2
3
电阻R(Ω)
5
10
20
电流I(安)
0.4
0.2
0.1
实验序号
1
2
3
4
电阻R/Ω
5
10
15
20
电流I/A
0.4
0.20
0.14
0.10
物理量组别
1
2
3
4
5
6
▲
6
电阻R/Ω
5
10
15
20
25
30
电流I/A
1.2
0.6
0.4
0.3
0.24
0.2
实验组别
1
2
3
电阻R(欧)
5
10
20
电流I(安)
0.4
0.2
0.1
序号
1
2
3
4
5
6
电压U/V
0.5
1.0
1.2
1.5
2.0
2.5
电流I/A
0.05
0.1
0.12
0.15
0.2
0.25
实验组别
1
2
3
电阻R(欧)
5
10
20
电流I(安)
0.4
0.2
0.1
实验组别
1
2
3
电阻R
(欧)
5
10
20
电流I
(安)
0.4
0.2
0.1
实验次序
R/Ω
I/A
1
10
0.59
2
20
0.30
3
30
0.20
4
40
0.15
实验次数
第一次
第二次
第三次
定值电阻/Ω
5
10
15
电流表示数/A
0.50
0.26
0.18
实验次数
1
2
3
4
5
电压U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
电流I/A
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
电阻R/Ω
5
15
25
电流I/A
0.6
0.3
0.2
检测浸入雨水中部分
未浸入
浸入
浸入
全部浸入
电流表的示数/A
0
0.16
0.20
0.32
压力大小F/N
0
1000
2000
3000
4000
……
压敏电阻R1/Ω
200
160
120
80
40
……
压力(牛)
0
1
2
3
4
5
R的大小(欧)
200
120
86
60
44
40
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