2022年中考物理二轮专题复习——电学实验
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这是一份2022年中考物理二轮专题复习——电学实验,共32页。试卷主要包含了伏安法测电阻,测量小灯泡的电功率,探究电流与电压等内容,欢迎下载使用。
2022年中考物理二轮专题复习——电学实验
考点一、伏安法测电阻
1.为测量一定值电阻的阻值,某实验小组选用的实验器材有:待测电阻R、两节干电池、电流表、电压表、滑动变阻器、开关及导线若干。
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整______。
(2)小组设计了一个记录与处理数据的表格,请将下表中①②处的内容填写完整。
实验次数
①______
②______
电阻R/Ω
1
2
3
(3)某次测量时,电压表示数为2.5V,电流表指针位置如图乙所示,则电流表示数为______A,本次测得Rx的阻值为______Ω。
(4)本实验进行了多次测量,其目的与下列实验中多次测量的目的相同的是______(填字母代号)
A.用刻度尺测量铅笔的长度 B.测量小灯泡的电阻 C.测量小灯泡的电功率
(5)他们又对实验进行了拓展,利用电源(电压未知且恒定不变)、阻值已知为R0的定值电阻、电压表、开关等器材,设计了如图所示的电路,也测出了Rx的阻值,请你完成下列实验步骤:
①闭合开关S,断开S2,读出电压表的示数U1;
②______,读出电压表的示数U2;
③待测电阻的阻值Rx=______。(用已知量和测得量的字母表示)
2.某同学用下列器材测量定值电阻的阻值:
干电池2节,电流表A,电压表V,滑动变阻器(规格“30Ω 2A”),开关及导线。
(1)他连接了如图所示的电路,接错了一根导线,请你在这根导线上打“×”,并补画出正确的那根导线。______
(2)正确连接电路后,闭合开关前,应将滑动变阻器______。
(3)他按正确步骤进行了3次实验,记录数据如下表所示,此定值电阻的阻值为______Ω(结果保留一位小数)。
数据序号
1
2
3
电压U/V
1.2
1.8
2.5
电流I/A
0.10
0.15
0.20
(4)为了使并联在定值电阻两端的电压表的示数为0.5V,在不增加器材的情况下,可以采取的措施是______。
(5)他将上述实验中的定值电阻换成额定电压为2.5V的小灯泡,用同样的方法测定小灯泡的电阻。当电压表的示数为0.2V时,电流表的示数为0.10A;当电压表的示数为2.4V时,电流表的示数为0.30A;则电压表的示数为2.0V时,电流表的示数可能为______(填“0.20A”“0.25A”“0.28A”或“0.30A”)。
3.某实验小组在“测量小灯泡电阻”实验中,供选择的器材有“×V 0.25A”的灯泡、电流表、电压表、开关、电源、滑动变阻器和导线若干。
(1)请根据要求用笔画线代替导线将图甲中的实物电路连接完整(要求:向左移动滑动变阻器滑片P时,电路中的电流变大,且导线不能交叉);______
(2)正确连接电路后,将滑动变阻器接入最大阻值,闭合开关S,灯泡发光微弱,缓慢移动滑片P,读取两电表对应的示数并记录在实验表格中。当电流表示数为0.25A时,电压表指针所指位置(局部放大)如图乙所示,则读数是______V;
(3)该小组利用记录下的实验数据,绘制出了小灯泡灯丝的I-U图像,如图丙所示,分析图像可得出结论(只写1条即可): ______;
(4)该小组在拓展实验中发现:相同型号的新灯泡和经常使用的旧灯泡在并联使用时,旧灯泡的亮度明显不如新灯泡。这个现象引起了他们的研究兴趣,通过小组合作讨论,他们得出:灯泡长期使用,灯丝由于表面升华而变细,灯丝电阻______(选填“变大”或“变小”),导致小灯泡在额定电压下工作时的实际功率小于额定功率。
4.用两节干电池、两个开关、一个电压表、一只阻值为20 Ω的定值电阻R0,导线若干,测量未知电阻Rx的阻值,电路实物图如图甲所示。
(1)用笔画线代替导线将图甲中的电压表接在R0两端______;
(2)正确连接电路,闭合开关S1和S。电压表示数如图乙,为______V;
(3)断开S1,闭合S,电压表示数为1.4 V,则Rx=______Ω;
(4)若没有电压表,只有一个电流表,其余元件不变,设计并在方框内丽出测量Rx阻值的电路图______(要求电路连接后不能再拆接)。
5.小张同学进行“伏安法测电阻”的实验,实物图如图甲所示。
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲中的电路连接完整;(导线不得交叉)______
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应滑到最______(选填“左”或“右”)端;
(3)某次实验中,移动滑片使电压表示数为2.0V,此时电流表的指针位置如图乙所示,则电流表的示数为______A,本次测得的阻值为______Ω;
(4)实验后,小张同学设计了另外一种测电阻的方法,电路图如图丙所示。为待测电阻,电源电压恒定,定值电阻。实验步骤如下:
①保持开关断开,闭合开关S、,读出并记录电流表示数;
②断开开关,闭合开关S、,读出并记录电流表示数。
处理实验数据,可求得______Ω。
6.用如图甲所示的电路测量定值电阻Rx的阻值。
(1)请用笔画线代替导线将图甲中的实物连接完整(要求滑片P向左移动的过程中电流表示数变小);
(2)正确连接电路后,闭合开关之前,应将滑动变阻器的滑片P置于 (选填“A”或“B”)端;
(3)实验时,闭合开关,发现电流表和电压表示数都为0。用一根导线在图甲中先后连接接线柱G与F、F与E时,电压表和电流表示数仍为0,连接接线柱E与D时。电压表和电流表指针明显偏转,则电路的故障是 ;
(4)排除故障后继续实验,当电压表示数为2V时,电流表示数如图乙所示,则定值电阻
Rx= Ω。
(5)如果没有电压表,电源电压未知,可以用最大阻值为R0的滑动变阻器和如图丙所示电路,来测量电阻Rx的阻值。闭合开关后,滑动变阻器滑片在最左端时,电流表示数为I1,滑动变阻器滑片在最右端时,电流表示数为I2,则电阻Rx= 。(用题中所给物理量的符号表示)
7.在测量标有2.5V小灯泡电阻的实验中,如图是甲同学连接好的电路。
(1)乙同学发现电路连接错误,只需更改一根导线即可。请你把接错的那一根导线找出来,并画上“×”,再用笔画线把它改接到正确的位置上。
(2)闭合开关前,应将滑片P移到滑动变阻器的最 (选填“左”或“右”)端。
(3)闭合开关,发现小灯泡不发光,电流表无示数,电压表示数较大,则电路故障可能是 。(写出一种可能即可)
(4)排除故障后,甲同学先闭合开关,调节滑动变阻器,使小灯泡正常发光,再调节滑动变阻器使小灯泡两端的电压逐次降低,实验中观察到的现象和测量的数据记录如下表:
序号
1
2
3
4
5
发光情况
明亮
较亮
较暗
暗
不发光
电压U/V
2.5
2.0
1.5
1.0
0.5
电流I/A
0.22
0.20
0.14
0.12
电阻R/Ω
11.4
10.0
7.0
4.7
当电压表的示数为1.5V时,电流表的示数如图所示为 A,则此时小灯泡的电阻约为 Ω。
(5)最后甲同学用表格中的电阻取平均值作小灯泡的电阻,乙同学认为这样处理不正确。请你说明理由: 。
考点二、测量小灯泡的电功率
1.在“测量小灯泡的电功率”实验中,已知小灯泡的额定电压为,正常工作时的电阻约为。现有器材:电源(电压为,保持不变),电流表,电压表,开关、导线若干,另有两种规格的滑动变阻器可供选择: R1(50、2A)、R2(10、1A)。请完成下列问题:
(1)本次实验中应选择的滑动变阻器是______(选填“”或“”);
(2)某同学连接成了如图甲所示的电路,该电路中存在一处连接错误,只要改接一根导线就可以使电路连接正确,请你把接错的那一根导线找出来打上“×”,再用笔画线代替导线画出正确的连接______;
(3)电路正确连接后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片到某一位置,电压表示数如图乙所示为______;要测量小灯泡的额定功率,此时应将滑片向______(选填“”或“”)端移动;
(4)实验小组多次改变滑动变阻器滑片的位置,并根据实验数据画出了小灯泡的关系图象如图丙所示。由图象可知:小灯泡的额定功率______;小灯泡的实际功率随实际电压的降低而______(选填“增大”、“减小”或“不变”)。
(5)完成以上实验后,同学们又设计了一个如图丁所示的电路来测量该小灯泡的额定功率,为已知阻值的定值电阻。请把他们的实验步骤补充完整:
①断开开关,闭合开关、,移动滑动变阻器的滑片,______;
②保持滑动变阻器的滑片位置不变,开关仍闭合,______,记录下电压表示数为;
③小灯泡的额定功率______(请用已知量和测量量表示)。
2.在“测量小灯泡的电功率”实验中,小灯泡的额定电压为2.5V,电源电压为4.5V。
(1)用笔画线代替导线,将电路连接完整______;
(2)连接好电路闭合开关后,发现灯泡不亮,检查电路发现电压表、电流表均有示数,则接下来的操作应是______;
(3)问题解决后,移动滑动变阻器滑片,当电压表示数为2.3V时,为了让灯泡正常发光,此时应将滑片向______(左/右)侧移动;
(4)当灯泡正常发光时,电流表示数如图乙所示,则小灯泡额定功率为______W;
(5)下表是实验中测量的几组数据,其中一个电流数据有误,此数据为______;
U/V
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
I/A
0.2
0.25
0.28
0.37
(6)要完成上述表中数据测量,实验中滑动变阻器的总阻值至少为______Ω;
(7)小明打算只利用两电表中的电流表来测量小灯泡的额定功率,他增加了一个阻值为10Ω的定值电阻R0和两个开关,设计了如图丙所示电路,请将电阻R0、电流表和灯泡的符号填入虚线框中便其能完成实验______。
3.小明利用如图甲所示电路测量小灯泡的功率,被测小灯泡的额定电压为2.5V,电阻约为10Ω左右,实验室有如下器材:电源(U=6V),电流表(0~0.6A,0~3A),电压表(0~3V,0~15V),滑动变阻器、电阻箱各一只,单刀单掷、单刀双掷开关各一个,导线若干。
(1)图甲是小明刚连好的实物图,实验前小华帮他检查了一遍,发现有两处不合实验规范。请你指出来:①______;②______。
(2)完善电路后,闭合开关,小明改变滑动变阻器的阻值测量出了5组数据,并描点画出了小灯泡中电流随其两端电压变化的关系图像,如图乙所示,则小灯泡的额定功率为______W。
(3)实验中所使用的滑动变阻器的规格可能为______。
A.10Ω 3A B.30Ω 1A C.60Ω 1A
(4)在实验过程中,电压表发生故障,小明和小华增加一只电阻箱和一个单刀双掷开关设计出了丙、丁两种电路图,则能测出小灯泡额定电功率的是______。
4.研究性学习小组利用图甲电路研究电阻的电功率变化规律,图中电源电压恒为4V,R0为定值电阻,R为滑动变阻器、实验过程中,调节滑动变阻器,逐次读取数据并记录,计算定值电阻电功率。数据如下表:
实验次数
1
2
3
4
5
电流(A)
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30
电压(V)
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
R0的电功率(W)
0.10
0.225
0.40
0.625
0.90
(1)完成第3次实验后,接下来要获得第4次实验的数据,则滑动变阻器R的滑片P应向______(选填“左”或“右”)移动到适当位置;
(2)小组同学根据表中数据,得出了定值电阻R0的电功率与其电流的定量关系,他们的结论正确的是______;
A.定值电阻的电功率与电流成正比
B.定值电阻的电功率与电流的平方成正比
(3)小科提出:要得知滑动变阻器的电功率,还需要用电压表测出滑动变阻器两端的电压;小金却认为:无需测滑动变阻器两端的电压,通过推算即可得出滑动变阻器的电功率。比如,当定值电阻两端的电压为1.0伏时,滑动变阻器的电功率为______瓦;
(4)小组同学对小金的方法进行了归纳,结合表中数据,画出了电路总功率和定值电阻功率与电流的P-I关系图像(如图乙所示),请分析判断,图中线段AA′表示的含义是______。
5.(实验名称)测量小灯泡电功率
(实验器材)额定电压为2.5V的小灯泡(电阻约10Ω),电压为6V的电源,电流表,电压表,滑动变阻器(50Ω 0.5A),开关,导线若干。
(实验步骤)
(1)用笔画线代替导线将图甲中的电路连接完整(要求滑动变阻器连入电路时阻值最大)___________
(2)电路连接时开关应___________。小明同学检查电路无误后,闭合开关,发现灯泡不亮,但电流表和电压表均有较小的示数,接下来他应该___________。
(3)小明同学进行实验得到部分实验数据如下表,则小灯泡的额定功率为0.75W。当小灯泡两端电压为1.5V时,小灯泡的亮度___________(选填“正常”,“较暗”或“较亮”)
实验次数
电压
电流
小灯泡亮度
电功率
1
2.5
0.30
2
1.5
0.22
3
3.0
0.32
(拓展)好学的小明同学又向老师要了一个R=20Ω的定值电阻,用来替换电路中的电流表。替换后电路如图乙所示,并设计下列方案测量小灯泡的额定功率。
(1)闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数等于小灯泡的额定电压;
(2)保持滑片位置不变。电压表所接的b接点不动,只断开a接点,改接到c接点上,测定值电阻R两端的电压U0;
(3)计算小灯泡的额定功率:仔细分析发现此方案无法测出小灯泡的额定功率,其原因是①___________;②___________。
6.在测量额定电压为小灯泡额定功率的实验中,电源电压恒定不变。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中电路连接完整,要求实验时向右移动滑片P小灯泡亮度变暗;_______
(2)实验过程中,某小组的同学将所测得相关数据和现象记录如下表:
物理量
次数
电压
电流
灯泡亮度
灯泡实际
电功率
灯泡电功率的
平均值
1
0.5
0.18
不亮
2
1
0.2
发暗光
3
2
0.3
发较亮光
4
2.5
0.32
正常发光
5
2.8
0.34
发光强烈
①小灯泡的额定功率为_______;
②表格中有一处设计不合理,请指出不合理的设计是_______;
③分析表中数据还发现灯丝电阻跟_______有关。
(3)测量额定电压为的小灯泡额定功率,物理科代表设计了图乙所示的电路(为已知的定值电阻,R为滑动变阻器)。
①断开开关,闭合开关,移动滑动变阻器滑片P,当电流表示数为_______时,小灯泡恰好正常发光;
②保持滑动变阻器滑片P位置不变,闭合开关,断开开关,记下电流表示数为;
③推导出小灯泡L的额定功率表达式_______(用物理量、和表示)。
7.某物理实验小组在“测量小灯泡电功率”的实验中,选用器材连接了如图甲所示的电路,其中电源电压恒为3V,小灯泡的额定电压为2.5V(灯丝电阻约为10),电流表有“0~0.6A”、“0~3A”两个量程,电压表有“0~3V”、“0~15V”两个量程。
(1)请用笔画线代替导线,完成图甲实物电路的连接,注意导线不能交叉。(______)
(2)实验小组闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,发现小灯泡不亮,电流表和电压表均无示数,若电路中仅有一处故障,则故障原因不可能是___________。
A.电流表断路 B.小灯泡断路 C.滑动变阻器断路
(3)排除故障后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,观察两电表示数,记录数据。实验小组根据实验数据绘制的图像如图乙所示,根据图像可计算出小灯泡的额定功率是________W。
(4)实验小组发现小灯泡的图像不是一条直线,原因是小灯泡的电阻随________变化而变化。
8.小华利用如图甲所示的电路测量额定电压为3.8V的小灯泡的额定功率。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲的实物图连接完整(要求滑动变阻器滑片向右移动时灯泡变亮)______。
(2)小华在连接电路最后一根导线时灯泡立即发光,则她连接电路时存在的错误是 ______。
(3)当小灯泡正常发光时,电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率是 ______W。实际测量时,电压表有示数时内部有微弱的电流通过,若考虑这个微弱电流的影响,则所测小灯泡的额定功率偏 ______。
(4)小明想利用小华的实验器材测量一未知电阻Rx的阻值,发现电流表损坏,善于动脑的小明认真思考后,利用小华实验中小灯泡的额定电压U额和测得的额定电流I额,设计如图丙所示电路,测出Rx的阻值,请你帮助小明补全实验步骤。
①先闭合开关S、S1,调节滑动变阻器滑片使电压表示数为 ______;
②再断开开关S1,闭合开关S2,保持滑动变阻器滑片位置不变,读出此时电压表示数为U;
③待测电阻Rx=______(用所测物理量和已知物理量符号表示)
9.如图所示,在“测量小灯泡额定功率”的实验中,备选器材有:电源(恒为6V)、小灯泡(额定电压2.5V、阻值约8Ω)、三个滑动变阻器(A.“10Ω 1A”B.“20Ω 0.5A”、C.“50Ω 0.2A”)、电流表、电压表、开关、导线若干。
(1)本实验应选择的滑动变阻器是 (填代号);
(2)请用笔画线代替导线将图甲的实验电路补充完整(要求:滑动变阻器的滑片向右移动时小灯泡变亮);
(3)连接电路时,开关应该处于 状态;
(4)闭合开关,移动滑动变阻器滑片,发现小灯泡始终不亮,电压表无示数,电流表有示数,若电路只有一处故障,则故障原因可能是 ;
(5)排除故障后再次闭合开关,移动滑片直到电压表的示数为2.5V,此时电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 。
(6)某同学想测阻值约50Ω的电阻R,在其它连线均不变的情况下,仅将电阻R替换小灯泡,能否测出其阻值?请说出你的理由 。
考点三、探究电流与电压、电阻的关系
1.在“探究电流与电压、电阻的关系”的实验中,电源电压3V且恒定,定值电阻R的阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω,滑动变阻器规格为“25Ω 2A”。
实验次数
1
2
3
电压U/V
1.0
1.4
2.0
电流I/A
0.1
0.14
0.2
(1)请根据图甲的电路图将图乙所示的实物连接完整______;(导线不允许交叉)
(2)连接好电路,把滑动变阻器的滑片P移动到阻值最大处。闭合开关后,无论怎样移动滑片P都发现:电压表有示数并保持不变,电流表始终无示数。其原因可能是电阻R______;
(3)在探究电流与电压关系时,得到如表所示的电流I随电压U变化的数据,据此得出结论:电阻一定时,______;
(4)在探究电流与电阻关系时,为了保证所给电阻均能完成实验,应控制定值电阻两端电压至少为______V。现将10Ω电阻换成15Ω电阻,为保持定值电阻两端电压不变,需要将滑动变阻器滑片P向______(选填“左”或“右”)侧移动。
2.某学习小组在“探究通电导体中电流与电阻的关系”的实验中,小丽连接了如图甲所示的电路(电源电压保持4.5V不变)。
(1)请你用笔画线代替导线将甲图实物电路连接完整(要求:滑动变阻器的滑片P右移动时电路中电流变大;导线不能交叉)______ ;
(2)连接好电路,闭合开关,发现电压表示数接近于电源电压,电流表几乎无示数,则故障为定值电阻R______;(选填“断路”或“短路”)
(3)图乙是小组根据测得的实验数据绘制的电流I随电阻R变化的图像,由图像可知R两端的电压为______V;当R的电阻由5Ω更换为10Ω时,闭合开关后,应该将滑动变阻器的滑片P向______(选填“左”或“右”)端滑动从而达到控制R两端的______不变的目的;若实验中R的阻值分别是5Ω、10Ω、15Ω,则滑动变阻器的阻值至少是______Ω。
3.小聪用如图甲所示的电路“探究电流与电阻的关系”,电源电压为6V,滑动变阻器规格为“,2A”,有、、、、的定值电阻各一个。
(1)连接电路时,开关应______;
(2)将的电阻接入电路,闭合开关,移动滑片P发现电压表有示数,电流表始终无示数,其原因可能是定值电阻______(选填“断路”或“短路”);
(3)排除故障后,使电压表示数为,电流表示数如图乙,此时电流为______A,记下电压表、电流表的示数;
(4)将的电阻分别换成、、、的电阻,继续实验。小聪发现当定值电阻为时,无法完成实验。为了让的电阻也能完成实验,他设计了如下三个调整方案。其中方案有错误的是______。(选填“A”、“B”或“C”)
A.在电路中多串联一个的电阻,其余操作不变
B.不变,改变电源电压,电源电压的取值范围是2V~4.4V
C.电源电压不变,改变的大小(视需要选取电压表、电流表量程),的取值范围是2.25V~6V
(5)实验完毕,得到结论:电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成______比。
4.某实验小组在探究“电流与电阻关系”的实验时,
(1)设计了如图甲所示电路,电源为三节新干电池,此实验中滑动变阻器的作用是保护电路和_______;
(2)请用笔画线代替导线,将图甲所示电路连接完整(要求滑片向左滑动时,电流表示数变大,连线不得交叉);_______
(3)经检查电路连接正确后,闭合开关,发现电压表有示数且接近电源电压,电流表无示数,若电路中只有一处故障可能是______;排除故障后,闭合开关前应将滑动变阻器滑片移至_______(选填“A”或“B”)端,如图乙所示,闭合开关后移动滑片到某一位置时,电流表的示数为_______A;
(4)图丙是小组根据测得的实验数据绘制的电流I随电阻R的变化图像,由图像可知电阻R两端的电压为______V,当电阻由5Ω更换为10Ω时,闭合开关后,应将滑动变阻器的滑片向_______(选填“左”或“右”)端滑动,若实验中R的阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω,则滑动变阻器的最大阻值至少是______Ω。
5.某实验小组探究电流与电压的关系。实验中电源电压恒为3V,定值电阻R为5,实验电路图如图甲所示。
实验序号
1
2
3
U/V
0.5
1.0
2.0
I/A
0.1
0.2
0.4
(1)请根据电路图,用笔画线表示导线,连接图乙所示的实物电路_______(要求导线不能交叉);
(2)连接好电路后,闭合开关,发现无论怎样移动滑片,电压表的示数约为3V保持不变,电流表的示数几乎为零,则电路的故障可能是__________(选填“定值电阻R短路”“定值电阻R断路”或“滑动变阻器断路”);
(3)排除故障后,将多次实验测得的数据记录在表格中,请根据表格中的数据,在图丙的坐标图中画出定值电阻R的I-U图像______;
(4)分析图像可知,电阻一定时,电流与电压成__________比。
6.小明同学想探究“一段电路中的电流与电阻的关系”,设计了图甲所示的电路图。
(1)根据小明设计的甲图,请用笔画线将乙图实物图连接完整______;
(2)小明将第一次实验得到的数据填入了下面的表格中,然后将、两点的电阻由更换为,之后他调节变阻器滑片向______(填“”或“”)移动,直到电压表示数为______为止。此时电流表示数如图丙所示,示数为______;
实验序号
电压/
电阻/
电流/
1
4
10
0.4
2
20
(3)若实验中电压表损坏,但是已有一个已知阻值为的定值电阻,小明利用以上器材想测出未知电阻的阻值。实验电路如图丁所示(电源电压未知且恒定),请根据以下实验步骤完成实验:
①闭合开关,断开开关,记录电流表示数;
②同时闭合开关,,记录电流表示数;
③则待测电阻的表达式为 ______(用已知量和测量量符号表示)。
7.在“探究电流与电阻的关系”实验中,实验器材有:电源(电压恒为4.5V)、电流表、电压表、滑动变阻器(标有“20Ω 2A”字样)和开关各一个,定值电阻五个(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω),导线若干。
(1)将如图甲实验电路连接完整。
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移到最 端。
(3)图乙是根据实验数据画出的定值电阻的I﹣R图象,其中阴影面积的物理意义是 ,其数值为 。
8.在“探究电流与电压、电阻的关系”的实验中,电源电压3V且恒定,定值电阻R的阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω,滑动变阻器规格为“25Ω 2A”。
实验次数
1
2
3
电压U/V
1.0
1.4
2.0
电流I/A
0.1
0.14
0.2
(1)请根据图甲的电路图将图乙所示的实物连接完整。(导线不允许交叉)
(2)连接好电路,把滑动变阻器的滑片P移动到阻值最大处。闭合开关后,无论怎样移动滑片P都发现:电压表有示数并保持不变,电流表始终无示数。其原因可能是电阻R 。
(3)在探究电流与电压关系时,得到如上表所示的电流I随电压U变化的数据,据此得出结论:电阻一定时, 。
(4)在探究电流与电阻关系时,为了保证所给电阻均能完成实验,应控制定值电阻两端电压至少为
V。现将10Ω电阻换成15Ω电阻,为保持定值电阻两端电压不变,需要将滑动变阻器滑片P向 (选填“左”或“右”)侧移动。
考点四:探究电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关
1.如图所示为“探究电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”实验的部分装置,两个相同的透明容器中封闭着等量的空气。
(1)实验中通过观察_____________的变化来反映电阻产生热量的多少,下列实验中,也运用了这种实验方法的是_____________(填序号)。
①探究物体的动能跟哪些因素有关
②探究杠杆的平衡条件
(2)连接好电路后闭合开关,通电一段时间,观察到右侧液面高于左侧液面,如图甲所示,表明在电流和通电时间相同的情况下,_____________越大,产生的热量越多。
(3)图中U形管_____________(选填“是”或“不是”)连通器,乙图中R3与R2并联,目的是使通过R1与R2的_____________不同。
(4)某小组在利用乙图装置实验时,发现左右两侧U形管液面上升高度相同,与其他小组的实验现象都不同,经检查气密性良好请你分析实验现象不同的原因:_____________。
2.如下图所示,在研究电热与哪些因素有关的实验中,同学们猜想电热可能与电流大小、电阻大小以及通电时间长短有关。
(1)左侧密闭容器内电阻丝阻值为,右侧密闭容器外部,将一个阻值为的电阻与这个容器内的电阻丝并联,目的是使通过左右两密闭容器内电阻丝的______不同,右侧容器内电阻丝的阻值应为______,才能符合实验研究的要求;
(2)在第(1)问实验中测得,左侧容器内电阻丝的电流大小为,则通过右侧密闭容器中的电阻丝电流大小为______;形管中液面高度差反映密闭空气温度的变化,左侧形管中液面高度差大于右侧形管中液面高度差,说明:___________;
(3)本实验是研究电流的_______效应,从能量转化的角度分析,是______能转化为______能。
2022年中考物理二轮专题复习——电学实验参考答案
考点一、伏安法测电阻
1.为测量一定值电阻的阻值,某实验小组选用的实验器材有:待测电阻R、两节干电池、电流表、电压表、滑动变阻器、开关及导线若干。
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整______。
(2)小组设计了一个记录与处理数据的表格,请将下表中①②处的内容填写完整。
实验次数
①______
②______
电阻R/Ω
1
2
3
(3)某次测量时,电压表示数为2.5V,电流表指针位置如图乙所示,则电流表示数为______A,本次测得Rx的阻值为______Ω。
(4)本实验进行了多次测量,其目的与下列实验中多次测量的目的相同的是______(填字母代号)
A.用刻度尺测量铅笔的长度 B.测量小灯泡的电阻 C.测量小灯泡的电功率
(5)他们又对实验进行了拓展,利用电源(电压未知且恒定不变)、阻值已知为R0的定值电阻、电压表、开关等器材,设计了如图所示的电路,也测出了Rx的阻值,请你完成下列实验步骤:
①闭合开关S,断开S2,读出电压表的示数U1;
②______,读出电压表的示数U2;
③待测电阻的阻值Rx=______。(用已知量和测得量的字母表示)
【答案】 电压 电流 0.5 5 A 闭合开关S和 S2
2.某同学用下列器材测量定值电阻的阻值:
干电池2节,电流表A,电压表V,滑动变阻器(规格“30Ω 2A”),开关及导线。
(1)他连接了如图所示的电路,接错了一根导线,请你在这根导线上打“×”,并补画出正确的那根导线。______
(2)正确连接电路后,闭合开关前,应将滑动变阻器______。
(3)他按正确步骤进行了3次实验,记录数据如下表所示,此定值电阻的阻值为______Ω(结果保留一位小数)。
数据序号
1
2
3
电压U/V
1.2
1.8
2.5
电流I/A
0.10
0.15
0.20
(4)为了使并联在定值电阻两端的电压表的示数为0.5V,在不增加器材的情况下,可以采取的措施是______。
(5)他将上述实验中的定值电阻换成额定电压为2.5V的小灯泡,用同样的方法测定小灯泡的电阻。当电压表的示数为0.2V时,电流表的示数为0.10A;当电压表的示数为2.4V时,电流表的示数为0.30A;则电压表的示数为2.0V时,电流表的示数可能为______(填“0.20A”“0.25A”“0.28A”或“0.30A”)。
【答案】 滑片P移动到连入电路的电阻最大处 12.2 只取下一节干电池 0.28A
3.某实验小组在“测量小灯泡电阻”实验中,供选择的器材有“×V 0.25A”的灯泡、电流表、电压表、开关、电源、滑动变阻器和导线若干。
(1)请根据要求用笔画线代替导线将图甲中的实物电路连接完整(要求:向左移动滑动变阻器滑片P时,电路中的电流变大,且导线不能交叉);______
(2)正确连接电路后,将滑动变阻器接入最大阻值,闭合开关S,灯泡发光微弱,缓慢移动滑片P,读取两电表对应的示数并记录在实验表格中。当电流表示数为0.25A时,电压表指针所指位置(局部放大)如图乙所示,则读数是______V;
(3)该小组利用记录下的实验数据,绘制出了小灯泡灯丝的I-U图像,如图丙所示,分析图像可得出结论(只写1条即可): ______;
(4)该小组在拓展实验中发现:相同型号的新灯泡和经常使用的旧灯泡在并联使用时,旧灯泡的亮度明显不如新灯泡。这个现象引起了他们的研究兴趣,通过小组合作讨论,他们得出:灯泡长期使用,灯丝由于表面升华而变细,灯丝电阻______(选填“变大”或“变小”),导致小灯泡在额定电压下工作时的实际功率小于额定功率。
【答案】 2.5 小灯泡灯丝的I-U图像不是一条直线,原因是灯丝的电阻随灯丝温度的升高而变大 大
4.用两节干电池、两个开关、一个电压表、一只阻值为20 Ω的定值电阻R0,导线若干,测量未知电阻Rx的阻值,电路实物图如图甲所示。
(1)用笔画线代替导线将图甲中的电压表接在R0两端______;
(2)正确连接电路,闭合开关S1和S。电压表示数如图乙,为______V;
(3)断开S1,闭合S,电压表示数为1.4 V,则Rx=______Ω;
(4)若没有电压表,只有一个电流表,其余元件不变,设计并在方框内丽出测量Rx阻值的电路图______(要求电路连接后不能再拆接)。
【答案】 2.8 20
5.小张同学进行“伏安法测电阻”的实验,实物图如图甲所示。
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲中的电路连接完整;(导线不得交叉)______
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应滑到最______(选填“左”或“右”)端;
(3)某次实验中,移动滑片使电压表示数为2.0V,此时电流表的指针位置如图乙所示,则电流表的示数为______A,本次测得的阻值为______Ω;
(4)实验后,小张同学设计了另外一种测电阻的方法,电路图如图丙所示。为待测电阻,电源电压恒定,定值电阻。实验步骤如下:
①保持开关断开,闭合开关S、,读出并记录电流表示数;
②断开开关,闭合开关S、,读出并记录电流表示数。
处理实验数据,可求得______Ω。
【答案】 右 0.16 12.5 30
6.用如图甲所示的电路测量定值电阻Rx的阻值。
(1)请用笔画线代替导线将图甲中的实物连接完整(要求滑片P向左移动的过程中电流表示数变小);
(2)正确连接电路后,闭合开关之前,应将滑动变阻器的滑片P置于 (选填“A”或“B”)端;
(3)实验时,闭合开关,发现电流表和电压表示数都为0。用一根导线在图甲中先后连接接线柱G与F、F与E时,电压表和电流表示数仍为0,连接接线柱E与D时。电压表和电流表指针明显偏转,则电路的故障是 ;
(4)排除故障后继续实验,当电压表示数为2V时,电流表示数如图乙所示,则定值电阻
Rx= Ω。
(5)如果没有电压表,电源电压未知,可以用最大阻值为R0的滑动变阻器和如图丙所示电路,来测量电阻Rx的阻值。闭合开关后,滑动变阻器滑片在最左端时,电流表示数为I1,滑动变阻器滑片在最右端时,电流表示数为I2,则电阻Rx= 。(用题中所给物理量的符号表示)
【答案】(1)如图;(2)A;(3)滑动变阻器断路或EB导线断路;(4)10;(5)I1I2−I1×R0。
7.在测量标有2.5V小灯泡电阻的实验中,如图是甲同学连接好的电路。
(1)乙同学发现电路连接错误,只需更改一根导线即可。请你把接错的那一根导线找出来,并画上“×”,再用笔画线把它改接到正确的位置上。
(2)闭合开关前,应将滑片P移到滑动变阻器的最 (选填“左”或“右”)端。
(3)闭合开关,发现小灯泡不发光,电流表无示数,电压表示数较大,则电路故障可能是 。(写出一种可能即可)
(4)排除故障后,甲同学先闭合开关,调节滑动变阻器,使小灯泡正常发光,再调节滑动变阻器使小灯泡两端的电压逐次降低,实验中观察到的现象和测量的数据记录如下表:
序号
1
2
3
4
5
发光情况
明亮
较亮
较暗
暗
不发光
电压U/V
2.5
2.0
1.5
1.0
0.5
电流I/A
0.22
0.20
0.14
0.12
电阻R/Ω
11.4
10.0
7.0
4.7
当电压表的示数为1.5V时,电流表的示数如图所示为 A,则此时小灯泡的电阻约为 Ω。
(5)最后甲同学用表格中的电阻取平均值作小灯泡的电阻,乙同学认为这样处理不正确。请你说明理由: 。
【答案】(1)如图;(2)左;(3)小灯泡断路;
(4)0.18;8.3;(5)因为灯丝的电阻随温度变化而变化,取平均值没有物理意义。
考点二、测量小灯泡的电功率
1.在“测量小灯泡的电功率”实验中,已知小灯泡的额定电压为,正常工作时的电阻约为。现有器材:电源(电压为,保持不变),电流表,电压表,开关、导线若干,另有两种规格的滑动变阻器可供选择: R1(50、2A)、R2(10、1A)。请完成下列问题:
(1)本次实验中应选择的滑动变阻器是______(选填“”或“”);
(2)某同学连接成了如图甲所示的电路,该电路中存在一处连接错误,只要改接一根导线就可以使电路连接正确,请你把接错的那一根导线找出来打上“×”,再用笔画线代替导线画出正确的连接______;
(3)电路正确连接后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片到某一位置,电压表示数如图乙所示为______;要测量小灯泡的额定功率,此时应将滑片向______(选填“”或“”)端移动;
(4)实验小组多次改变滑动变阻器滑片的位置,并根据实验数据画出了小灯泡的关系图象如图丙所示。由图象可知:小灯泡的额定功率______;小灯泡的实际功率随实际电压的降低而______(选填“增大”、“减小”或“不变”)。
(5)完成以上实验后,同学们又设计了一个如图丁所示的电路来测量该小灯泡的额定功率,为已知阻值的定值电阻。请把他们的实验步骤补充完整:
①断开开关,闭合开关、,移动滑动变阻器的滑片,______;
②保持滑动变阻器的滑片位置不变,开关仍闭合,______,记录下电压表示数为;
③小灯泡的额定功率______(请用已知量和测量量表示)。
【答案】R1 1.2 A 0.5 减小 使电压表的示数为 断开开关,闭合开关
2.在“测量小灯泡的电功率”实验中,小灯泡的额定电压为2.5V,电源电压为4.5V。
(1)用笔画线代替导线,将电路连接完整______;
(2)连接好电路闭合开关后,发现灯泡不亮,检查电路发现电压表、电流表均有示数,则接下来的操作应是______;
(3)问题解决后,移动滑动变阻器滑片,当电压表示数为2.3V时,为了让灯泡正常发光,此时应将滑片向______(左/右)侧移动;
(4)当灯泡正常发光时,电流表示数如图乙所示,则小灯泡额定功率为______W;
(5)下表是实验中测量的几组数据,其中一个电流数据有误,此数据为______;
U/V
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
I/A
0.2
0.25
0.28
0.37
(6)要完成上述表中数据测量,实验中滑动变阻器的总阻值至少为______Ω;
(7)小明打算只利用两电表中的电流表来测量小灯泡的额定功率,他增加了一个阻值为10Ω的定值电阻R0和两个开关,设计了如图丙所示电路,请将电阻R0、电流表和灯泡的符号填入虚线框中便其能完成实验______。
【答案】 移动滑片,观察灯泡是否发光 右 0.75 0.37 17.5
3.小明利用如图甲所示电路测量小灯泡的功率,被测小灯泡的额定电压为2.5V,电阻约为10Ω左右,实验室有如下器材:电源(U=6V),电流表(0~0.6A,0~3A),电压表(0~3V,0~15V),滑动变阻器、电阻箱各一只,单刀单掷、单刀双掷开关各一个,导线若干。
(1)图甲是小明刚连好的实物图,实验前小华帮他检查了一遍,发现有两处不合实验规范。请你指出来:①______;②______。
(2)完善电路后,闭合开关,小明改变滑动变阻器的阻值测量出了5组数据,并描点画出了小灯泡中电流随其两端电压变化的关系图像,如图乙所示,则小灯泡的额定功率为______W。
(3)实验中所使用的滑动变阻器的规格可能为______。
A.10Ω 3A B.30Ω 1A C.60Ω 1A
(4)在实验过程中,电压表发生故障,小明和小华增加一只电阻箱和一个单刀双掷开关设计出了丙、丁两种电路图,则能测出小灯泡额定电功率的是______。
【答案】闭合开关前滑片P没有处于阻值最大处 电流表所选量程太大 0.625 B 丙
4.研究性学习小组利用图甲电路研究电阻的电功率变化规律,图中电源电压恒为4V,R0为定值电阻,R为滑动变阻器、实验过程中,调节滑动变阻器,逐次读取数据并记录,计算定值电阻电功率。数据如下表:
实验次数
1
2
3
4
5
电流(A)
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30
电压(V)
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
R0的电功率(W)
0.10
0.225
0.40
0.625
0.90
(1)完成第3次实验后,接下来要获得第4次实验的数据,则滑动变阻器R的滑片P应向______(选填“左”或“右”)移动到适当位置;
(2)小组同学根据表中数据,得出了定值电阻R0的电功率与其电流的定量关系,他们的结论正确的是______;
A.定值电阻的电功率与电流成正比
B.定值电阻的电功率与电流的平方成正比
(3)小科提出:要得知滑动变阻器的电功率,还需要用电压表测出滑动变阻器两端的电压;小金却认为:无需测滑动变阻器两端的电压,通过推算即可得出滑动变阻器的电功率。比如,当定值电阻两端的电压为1.0伏时,滑动变阻器的电功率为______瓦;
(4)小组同学对小金的方法进行了归纳,结合表中数据,画出了电路总功率和定值电阻功率与电流的P-I关系图像(如图乙所示),请分析判断,图中线段AA′表示的含义是______。
【答案】左 B 0.3 滑动变阻器的电功率
5.(实验名称)测量小灯泡电功率
(实验器材)额定电压为2.5V的小灯泡(电阻约10Ω),电压为6V的电源,电流表,电压表,滑动变阻器(50Ω 0.5A),开关,导线若干。
(实验步骤)
(1)用笔画线代替导线将图甲中的电路连接完整(要求滑动变阻器连入电路时阻值最大)___________
(2)电路连接时开关应___________。小明同学检查电路无误后,闭合开关,发现灯泡不亮,但电流表和电压表均有较小的示数,接下来他应该___________。
(3)小明同学进行实验得到部分实验数据如下表,则小灯泡的额定功率为0.75W。当小灯泡两端电压为1.5V时,小灯泡的亮度___________(选填“正常”,“较暗”或“较亮”)
实验次数
电压
电流
小灯泡亮度
电功率
1
2.5
0.30
2
1.5
0.22
3
3.0
0.32
(拓展)好学的小明同学又向老师要了一个R=20Ω的定值电阻,用来替换电路中的电流表。替换后电路如图乙所示,并设计下列方案测量小灯泡的额定功率。
(1)闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数等于小灯泡的额定电压;
(2)保持滑片位置不变。电压表所接的b接点不动,只断开a接点,改接到c接点上,测定值电阻R两端的电压U0;
(3)计算小灯泡的额定功率:仔细分析发现此方案无法测出小灯泡的额定功率,其原因是①___________;②___________。
【答案】 断开 移动滑动变阻器的滑片 较暗 电压表的正、负接线柱接反 灯泡两端电压不能达到额定电压
6.在测量额定电压为小灯泡额定功率的实验中,电源电压恒定不变。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中电路连接完整,要求实验时向右移动滑片P小灯泡亮度变暗;_______
(2)实验过程中,某小组的同学将所测得相关数据和现象记录如下表:
物理量
次数
电压
电流
灯泡亮度
灯泡实际
电功率
灯泡电功率的
平均值
1
0.5
0.18
不亮
2
1
0.2
发暗光
3
2
0.3
发较亮光
4
2.5
0.32
正常发光
5
2.8
0.34
发光强烈
①小灯泡的额定功率为_______;
②表格中有一处设计不合理,请指出不合理的设计是_______;
③分析表中数据还发现灯丝电阻跟_______有关。
(3)测量额定电压为的小灯泡额定功率,物理科代表设计了图乙所示的电路(为已知的定值电阻,R为滑动变阻器)。
①断开开关,闭合开关,移动滑动变阻器滑片P,当电流表示数为_______时,小灯泡恰好正常发光;
②保持滑动变阻器滑片P位置不变,闭合开关,断开开关,记下电流表示数为;
③推导出小灯泡L的额定功率表达式_______(用物理量、和表示)。
【答案】 0.8 灯泡电功率的平均值的一栏 温度
7.某物理实验小组在“测量小灯泡电功率”的实验中,选用器材连接了如图甲所示的电路,其中电源电压恒为3V,小灯泡的额定电压为2.5V(灯丝电阻约为10),电流表有“0~0.6A”、“0~3A”两个量程,电压表有“0~3V”、“0~15V”两个量程。
(1)请用笔画线代替导线,完成图甲实物电路的连接,注意导线不能交叉。(______)
(2)实验小组闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,发现小灯泡不亮,电流表和电压表均无示数,若电路中仅有一处故障,则故障原因不可能是___________。
A.电流表断路 B.小灯泡断路 C.滑动变阻器断路
(3)排除故障后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,观察两电表示数,记录数据。实验小组根据实验数据绘制的图像如图乙所示,根据图像可计算出小灯泡的额定功率是________W。
(4)实验小组发现小灯泡的图像不是一条直线,原因是小灯泡的电阻随________变化而变化。
【答案】 B 0.625 温度
8.小华利用如图甲所示的电路测量额定电压为3.8V的小灯泡的额定功率。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲的实物图连接完整(要求滑动变阻器滑片向右移动时灯泡变亮)______。
(2)小华在连接电路最后一根导线时灯泡立即发光,则她连接电路时存在的错误是 ______。
(3)当小灯泡正常发光时,电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率是 ______W。实际测量时,电压表有示数时内部有微弱的电流通过,若考虑这个微弱电流的影响,则所测小灯泡的额定功率偏 ______。
(4)小明想利用小华的实验器材测量一未知电阻Rx的阻值,发现电流表损坏,善于动脑的小明认真思考后,利用小华实验中小灯泡的额定电压U额和测得的额定电流I额,设计如图丙所示电路,测出Rx的阻值,请你帮助小明补全实验步骤。
①先闭合开关S、S1,调节滑动变阻器滑片使电压表示数为 ______;
②再断开开关S1,闭合开关S2,保持滑动变阻器滑片位置不变,读出此时电压表示数为U;
③待测电阻Rx=______(用所测物理量和已知物理量符号表示)
【答案】 在连接电路时,开关没有断开 1.14 大 U额
9.如图所示,在“测量小灯泡额定功率”的实验中,备选器材有:电源(恒为6V)、小灯泡(额定电压2.5V、阻值约8Ω)、三个滑动变阻器(A.“10Ω 1A”B.“20Ω 0.5A”、C.“50Ω 0.2A”)、电流表、电压表、开关、导线若干。
(1)本实验应选择的滑动变阻器是 (填代号);
(2)请用笔画线代替导线将图甲的实验电路补充完整(要求:滑动变阻器的滑片向右移动时小灯泡变亮);
(3)连接电路时,开关应该处于 状态;
(4)闭合开关,移动滑动变阻器滑片,发现小灯泡始终不亮,电压表无示数,电流表有示数,若电路只有一处故障,则故障原因可能是 ;
(5)排除故障后再次闭合开关,移动滑片直到电压表的示数为2.5V,此时电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 。
(6)某同学想测阻值约50Ω的电阻R,在其它连线均不变的情况下,仅将电阻R替换小灯泡,能否测出其阻值?请说出你的理由 。
【答案】(1)B;(2)如图所示;(3)断开;(4)小灯泡短路;(5)0.75W;(6)不能;电阻两端的电压超过电压表量程。
考点三、探究电流与电压、电阻的关系
1.在“探究电流与电压、电阻的关系”的实验中,电源电压3V且恒定,定值电阻R的阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω,滑动变阻器规格为“25Ω 2A”。
实验次数
1
2
3
电压U/V
1.0
1.4
2.0
电流I/A
0.1
0.14
0.2
(1)请根据图甲的电路图将图乙所示的实物连接完整______;(导线不允许交叉)
(2)连接好电路,把滑动变阻器的滑片P移动到阻值最大处。闭合开关后,无论怎样移动滑片P都发现:电压表有示数并保持不变,电流表始终无示数。其原因可能是电阻R______;
(3)在探究电流与电压关系时,得到如表所示的电流I随电压U变化的数据,据此得出结论:电阻一定时,______;
(4)在探究电流与电阻关系时,为了保证所给电阻均能完成实验,应控制定值电阻两端电压至少为______V。现将10Ω电阻换成15Ω电阻,为保持定值电阻两端电压不变,需要将滑动变阻器滑片P向______(选填“左”或“右”)侧移动。
【答案】 断路 电流与电压成正比(通过导体的电流与导体两端电压成正比或导体中的电流与导体两端电压成正比均给分) 1.5 左
2.某学习小组在“探究通电导体中电流与电阻的关系”的实验中,小丽连接了如图甲所示的电路(电源电压保持4.5V不变)。
(1)请你用笔画线代替导线将甲图实物电路连接完整(要求:滑动变阻器的滑片P右移动时电路中电流变大;导线不能交叉)______ ;
(2)连接好电路,闭合开关,发现电压表示数接近于电源电压,电流表几乎无示数,则故障为定值电阻R______;(选填“断路”或“短路”)
(3)图乙是小组根据测得的实验数据绘制的电流I随电阻R变化的图像,由图像可知R两端的电压为______V;当R的电阻由5Ω更换为10Ω时,闭合开关后,应该将滑动变阻器的滑片P向______(选填“左”或“右”)端滑动从而达到控制R两端的______不变的目的;若实验中R的阻值分别是5Ω、10Ω、15Ω,则滑动变阻器的阻值至少是______Ω。
【答案】 断路 3 左 电压 7.5
3.小聪用如图甲所示的电路“探究电流与电阻的关系”,电源电压为6V,滑动变阻器规格为“,2A”,有、、、、的定值电阻各一个。
(1)连接电路时,开关应______;
(2)将的电阻接入电路,闭合开关,移动滑片P发现电压表有示数,电流表始终无示数,其原因可能是定值电阻______(选填“断路”或“短路”);
(3)排除故障后,使电压表示数为,电流表示数如图乙,此时电流为______A,记下电压表、电流表的示数;
(4)将的电阻分别换成、、、的电阻,继续实验。小聪发现当定值电阻为时,无法完成实验。为了让的电阻也能完成实验,他设计了如下三个调整方案。其中方案有错误的是______。(选填“A”、“B”或“C”)
A.在电路中多串联一个的电阻,其余操作不变
B.不变,改变电源电压,电源电压的取值范围是2V~4.4V
C.电源电压不变,改变的大小(视需要选取电压表、电流表量程),的取值范围是2.25V~6V
(5)实验完毕,得到结论:电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成______比。
【答案】断开 断路 0.4 B 反
4.某实验小组在探究“电流与电阻关系”的实验时,
(1)设计了如图甲所示电路,电源为三节新干电池,此实验中滑动变阻器的作用是保护电路和_______;
(2)请用笔画线代替导线,将图甲所示电路连接完整(要求滑片向左滑动时,电流表示数变大,连线不得交叉);_______
(3)经检查电路连接正确后,闭合开关,发现电压表有示数且接近电源电压,电流表无示数,若电路中只有一处故障可能是______;排除故障后,闭合开关前应将滑动变阻器滑片移至_______(选填“A”或“B”)端,如图乙所示,闭合开关后移动滑片到某一位置时,电流表的示数为_______A;
(4)图丙是小组根据测得的实验数据绘制的电流I随电阻R的变化图像,由图像可知电阻R两端的电压为______V,当电阻由5Ω更换为10Ω时,闭合开关后,应将滑动变阻器的滑片向_______(选填“左”或“右”)端滑动,若实验中R的阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω,则滑动变阻器的最大阻值至少是______Ω。
【答案】控制定值电阻两端的电压相同 定值电阻断路 B 0.2 3 右 10
5.某实验小组探究电流与电压的关系。实验中电源电压恒为3V,定值电阻R为5,实验电路图如图甲所示。
实验序号
1
2
3
U/V
0.5
1.0
2.0
I/A
0.1
0.2
0.4
(1)请根据电路图,用笔画线表示导线,连接图乙所示的实物电路_______(要求导线不能交叉);
(2)连接好电路后,闭合开关,发现无论怎样移动滑片,电压表的示数约为3V保持不变,电流表的示数几乎为零,则电路的故障可能是__________(选填“定值电阻R短路”“定值电阻R断路”或“滑动变阻器断路”);
(3)排除故障后,将多次实验测得的数据记录在表格中,请根据表格中的数据,在图丙的坐标图中画出定值电阻R的I-U图像______;
(4)分析图像可知,电阻一定时,电流与电压成__________比。
【答案】 定值电阻R断路 正
6.小明同学想探究“一段电路中的电流与电阻的关系”,设计了图甲所示的电路图。
(1)根据小明设计的甲图,请用笔画线将乙图实物图连接完整______;
(2)小明将第一次实验得到的数据填入了下面的表格中,然后将、两点的电阻由更换为,之后他调节变阻器滑片向______(填“”或“”)移动,直到电压表示数为______为止。此时电流表示数如图丙所示,示数为______;
实验序号
电压/
电阻/
电流/
1
4
10
0.4
2
20
(3)若实验中电压表损坏,但是已有一个已知阻值为的定值电阻,小明利用以上器材想测出未知电阻的阻值。实验电路如图丁所示(电源电压未知且恒定),请根据以下实验步骤完成实验:
①闭合开关,断开开关,记录电流表示数;
②同时闭合开关,,记录电流表示数;
③则待测电阻的表达式为 ______(用已知量和测量量符号表示)。
【答案】 B
7.在“探究电流与电阻的关系”实验中,实验器材有:电源(电压恒为4.5V)、电流表、电压表、滑动变阻器(标有“20Ω 2A”字样)和开关各一个,定值电阻五个(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω),导线若干。
(1)将如图甲实验电路连接完整。
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移到最 端。
(3)图乙是根据实验数据画出的定值电阻的I﹣R图象,其中阴影面积的物理意义是 ,其数值为 。
【答案】(1)如图所示;(2)左;(3)电阻两端的电压;2.5V。
8.在“探究电流与电压、电阻的关系”的实验中,电源电压3V且恒定,定值电阻R的阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω,滑动变阻器规格为“25Ω 2A”。
实验次数
1
2
3
电压U/V
1.0
1.4
2.0
电流I/A
0.1
0.14
0.2
(1)请根据图甲的电路图将图乙所示的实物连接完整。(导线不允许交叉)
(2)连接好电路,把滑动变阻器的滑片P移动到阻值最大处。闭合开关后,无论怎样移动滑片P都发现:电压表有示数并保持不变,电流表始终无示数。其原因可能是电阻R 。
(3)在探究电流与电压关系时,得到如上表所示的电流I随电压U变化的数据,据此得出结论:电阻一定时, 。
(4)在探究电流与电阻关系时,为了保证所给电阻均能完成实验,应控制定值电阻两端电压至少为
V。现将10Ω电阻换成15Ω电阻,为保持定值电阻两端电压不变,需要将滑动变阻器滑片P向 (选填“左”或“右”)侧移动。
【答案】(1)实物图连接如下:;
(2)断路;(3)导体中的电流与导体两端的电压成正比(或通过导体的电流与导体两端电压成正比或电流与电压成正比);(4)1.5;左。
考点四:探究电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关
1.如图所示为“探究电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”实验的部分装置,两个相同的透明容器中封闭着等量的空气。
(1)实验中通过观察_____________的变化来反映电阻产生热量的多少,下列实验中,也运用了这种实验方法的是_____________(填序号)。
①探究物体的动能跟哪些因素有关
②探究杠杆的平衡条件
(2)连接好电路后闭合开关,通电一段时间,观察到右侧液面高于左侧液面,如图甲所示,表明在电流和通电时间相同的情况下,_____________越大,产生的热量越多。
(3)图中U形管_____________(选填“是”或“不是”)连通器,乙图中R3与R2并联,目的是使通过R1与R2的_____________不同。
(4)某小组在利用乙图装置实验时,发现左右两侧U形管液面上升高度相同,与其他小组的实验现象都不同,经检查气密性良好请你分析实验现象不同的原因:_____________。
【答案】液面的高度差(或液面的高度、或两侧液面的高度差、或两侧液面的高度答案前面有“U形管”字样不扣分) ① 电阻 不是 电流 电阻R3断路
2.如下图所示,在研究电热与哪些因素有关的实验中,同学们猜想电热可能与电流大小、电阻大小以及通电时间长短有关。
(1)左侧密闭容器内电阻丝阻值为,右侧密闭容器外部,将一个阻值为的电阻与这个容器内的电阻丝并联,目的是使通过左右两密闭容器内电阻丝的______不同,右侧容器内电阻丝的阻值应为______,才能符合实验研究的要求;
(2)在第(1)问实验中测得,左侧容器内电阻丝的电流大小为,则通过右侧密闭容器中的电阻丝电流大小为______;形管中液面高度差反映密闭空气温度的变化,左侧形管中液面高度差大于右侧形管中液面高度差,说明:___________;
(3)本实验是研究电流的_______效应,从能量转化的角度分析,是______能转化为______能。
【答案】电阻 5 0.25 当电阻相同时,电流越大,产生的热量越多 热 电 内
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