2022年中考物理专题复习--电流与电压电阻关系实验专题
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1、 在 “探究电流与电压关系”的实验中,图甲是某实验小组设计的电路,电源电压 3V 保持不变。
( 1 )请用笔画线代替导线,在图甲中完成电路连接,要求滑片 P 向 B 端滑动时,电流表的示数变小;
( 2 )连接电路时,开关应该 ______ 。闭合开关前,滑动变阻器的滑片 P 应置于 ______ (选填 “ A ”或“ B ”)端;
( 3 )检查无误后,闭合开关发现电流表几乎无示数,电压表示数接近 3V 。移动滑片 P ,两电表示数均无变化,则电路故障可能是 ______ ;
( 4 )排除故障后,移动滑片 P 到某一位置时电流表示数如图乙所示,此时通过定值电阻 R 的电流为 ______ A ;
( 5 )实验中测得五组数据,并绘制出定值电阻 R 的 I ﹣ U 图像如图丙所示。由图像可得:
①实验中所用定值电阻 R 的阻值为 ______ Ω ;
②实验结论: ______ ;
( 6 )结合所测数据分析,本实验所用滑动变阻器的最大阻值应不小于 ______ Ω 。
2、 用如图甲所示的电路探究电流与电压关系。
( 1 )请你用笔画线代替导线,将图甲中的电路连接完整 。(要求滑片向左滑动时,变阻器连入电路的电阻变大,且导线不能交叉)
( 2 )实验时,闭合开关,将滑片移动到某位置,记下电压表和电流表的示数。接下来的操作是 ______ 。(填字母)
A .换用另一个定值电阻,将滑片移动到某位置,记下电压表和电流表的示数
B .将滑片移动到另外几个位置,分别记下电压表和电流表的示数
( 3 )小明根据实验数据画出 图象,如图乙所示。分析可知,通过定值电阻的电流与其两端的电压成 ______ 。
( 4 )小明同学还想测量小灯泡的电功率,于是他将上面实验中的定值电阻换成额定电压为 2.5V 的小灯泡。正确连接电路后,闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表无示数,电压表示数接近电源电压,出现这种故障的原因是 ______ 。
( 5 )排除故障后,小明调节滑片,使小灯泡正常发光时,电流表的示数如图丙所示,电流大小为 ______ A ,小灯泡正常发光时的电功率为 ______ W 。
( 6 )小明通过改变滑动变阻器滑片的位置,多次进行了小灯泡电功率的测量,这样做的目的是 ______ 。(填字母)
A .求出灯泡在不同电压下的功率的平均值,这样可以减小误差
B .找出灯泡的亮度与灯泡实际功率之间的关系
3、 某同学在 “探究电流与电压的关系”的实验中。
( 1 )请用笔画线表示导线,将甲图中的实物图连接完整,要求滑片 P 向 B 端滑动时,滑动变阻器连入电路的电阻变大;
( 2 )闭合开关前,发现电流表指针在零刻线左端,接下来应进行的操作是 ___________ ;
( 3 )正确连接电路后,闭合开关,移动滑片 P 到某一位置时电流表示数如图乙所示,此时通过电阻的电流为 ___________ A ; 若要增大电阻两端的电压,应将滑片 P 向 ___________ (选填 “ A ”或“ B ”)端移动。
电压 /V
0.5
1
1.5
2
2.5
电流 /A
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
( 4 )实验中测得多组数据如表。分析表中数据可得:电流与电压的关系是 ___________ 。
4、 在探究通过导体的电流与导体两端电压的关系时,小明设计了如图 -1 所示电路。电源电压为 3V 且保持不变, R 为定值电阻。
( 1 )连接电路时,开关应处于 ______ 状态;闭合开开关前滑动变阻器的滑片 P 应处于 ______ 处;
( 2 )闭合开关 S ,发现电压表示数接近 3V ,电流表指针几乎不偏转,移动滑片 P 的过程中,两表示数均无变化。已知导线、仪表均完好,且接触良好,则故障原因是 ______ ;
( 3 )排除故障后,闭合开关 S ,小明改变电阻 R 两端的电压,进行了多次实验,实验数据记录如下表。
试验次数
1
2
3
4
电压表示数 U /V
1.0
1.5
2.0
2.5
电流表示数 I /A
0.10
0.15
0.20
0.25
①请根据表中数据,在图 -2 中用描点法画出导体中的电流 I 与导体两端电压 U 的关系图象;
②分析数据可得:当导体电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成 ______ ;
( 4 )在此实验中改变电阻 R 两端的电压是通过改变 ______ 来实现的;
( 5 )此实验中多次测量寻找普遍规律的目的与下面的 ______ (选填 “ A ”或“ B ”)实验中多次测量的目的相同。
A .探究电流与电阻的关系
B .测量未知电阻的阻值
5、 如图是小华同学探究“电流与电压关系”的电路图.
(1)请按电路图将实物图连接完整(滑片 P 向左滑时接入电阻变大).
(2)小华连接电路时,开关应__________,滑动变阻器的滑片 P 应放在最__________(选填“左”或“右”)端,电路中滑动变阻器起到了保护电路元件安全和__________的作用.
(3)闭合开关后小华发现,无论怎样移动滑动变阻器的滑片 P,电流表指针几乎不动,电 压表指针有示数且不变,原因可能是________________________________________.
(4)接着小华取来三只阻值分别为 5Ω、10Ω、15Ω 的电阻,探究“电流与电阻关系”,他 将电阻 5Ω 换成 10Ω 后,闭合开关,电压表示数将____________________(选填“变大”、“变小”或“不变”), 此时应移动滑动变阻器滑片 P,其目的是______________________________.
6、 小明同学在做“探究电流与电压的关系”实验时,准备了以下器材:干电池、电流表、电压表、滑动变阻器(20Ω 2A)、定值电阻(5Ω)、开关、导线等.请根据图甲所示的电路图进行实验。
(1)用笔画线代替导线,按照图甲所示的电路,将图乙中的实物图连接完整。
(2)连接好电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应处于_____(选填“A”或“B”)端;闭合开关后,小明发现电流表无示数,电压表有明显的偏转,原因可能是_____。
(3)排除故障后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片至某一位置时,电压表的示数为1.2V,小明想要使电压表的示数变为1.7V,则他应该将滑动变阻器的滑片P向_____移动。
(4)小明在实验中通过调节滑动变阻器的滑片P,测出了通过定值电阻R的不同电流和其对应的电压,并做出了如上所示的表格。老师看后说其中一次是错误的,则小明出错的是第_____次,原因是_____。
7、 小明同学在做探究电流与电压的关系实验时,准备了以下器材:新干电池两节,电流表、电压表、滑动变阻器(20Ω 2A)、定值电阻(5Ω)、开关各一只,导线若干,根据图甲所示的电路图进行实验。
(1)连接电路,闭合开关前,滑动变阻器滑片P应处于______(选填A或B)端;
(2)闭合开关,发现电流表无示数,电压表指针有明显偏转,原因可能是______;
(3)排除故障后,实验过程中,要使电压表示数逐渐变大,滑动变阻器滑片P应向______(填左或右)移动;
(4)实验过程中,电流表的示数如图乙所示,此时电路中的电流为______A。
8、 小薇和小亮两位同学在“探究电流与电压的关系”的实验中,电源使用两节新干电池,滑动变阻器R'的规格是“20Ω 2A”.
(1)如图甲所示是小薇画出的电路图,小亮进行实物连线如图乙所示,请你在虚线框内把电路图补画完整(要求所补画的元件与实物电路对应).
(2)开关闭合前,小亮发现电流表的指针在零刻度线左端,如图丙所示,其原因是______(选填“A”或“B”).
A.电流表没调零 B.电流表正负接线柱接反了
(3)确认电路无误后,闭合开关进行实验,第4次实验时电流表示数为0.5A,电压表示数如图丁所示,记为________V;他们记录的数据如下表所示,老师指出其中一组数据有拼凑的嫌疑,你认为是第________(填写实验序号)组,理由是____________________
(4)排除有拼凑嫌疑的数据后,分析数据可以得到的结论是:在________不变时,通过导体的电流与导体两端的电压成________比
(5)小薇利用实验数据计算出定值R的阻值为________Ω(结果保留一位小数).
(6)以下实验与“探究电流与电压的关系”进行多次测量的目的不相同的是________
A探究影响滑动摩擦力大小的因素
B.探究杠杆的平衡条件
C.刻度尺测物体的长度
9、 小红按图甲所示的电路探究电流跟电压的关系.
(1)根据图甲,将图乙中的实物电路连接完整.(要求变阻器滑片向右移动时,电流表的示数变小)
(2)正确连接电路后,闭合开关.
①若发现电流表和电压表的示数都很大,这说明小华在实验操作上存在的问题是_________;
②若电压表示数约为3V,但无论怎样移动变阻器滑片,电流表示数始终为0,则电路中出现的故障可能是___________________;
(3)排除故障后,调节变阻器的滑片,测出通过电阻R的电流值和对应的电压值如下表,分析表中的数据可得出的结论是:________________________________;
(4)为了使上述实验结论更具有普遍性,你认为还应进行下列的哪一项操作?答:_____________________.
A.换用电压不同的电源再做实验
B.换用阻值不同的电阻再做实验
10、 在探究“电阻不变时,导体的电流跟电压的关系”实验中:已知定值电阻R=5 Ω。
(1)小明连接好如图1所示的实验电路,在闭合开关前,他又仔细检查了电路,发现还有两个仪器需要调节:
①__________________;
②___________________;
(2)请根据图1的实物电路,将图2的实验电路图补充完整;
(3)下表是实验小组的测量记录,分析可知第________次实验记录的电流数据是错误的;
实验次数
电压U/V
电流I/A
1
0.5
0.1
2
1.0
0.2
3
1.5
1.5
4
2.0
0.4
5
2.5
0.5
(4)剔除错误数据后,请在图3中画出电阻不变时,电流随电压变化的图像
11、 在 “探究通电导体中电流与电阻的关系”实验中,电源电压为 4.5V 且保持不变,滑动变阻器的规格为 20Ω 2A ,选用 30Ω 、 25Ω 、 20Ω 、 15Ω 、 10Ω 、 5Ω 的定值电阻 R 随机正确接入电路。
( 1 )用笔画线代替导线将图甲实物电路连接完整,要求滑动变阻器的滑片 P 向 A 端移动时,电路中电流变大,导线不得交叉:
( 2 )连接电路时,开关应 ___________ ;
( 3 )图乙是小致根据测得实验数据绘制的电流 I 随电阻 R 变化图象,由图象可知,记录数据时 R 两端电压为 ___________ V ;
( 4 )某次实验,更换电阻后,没有移动滑动变阻器的滑片 P ,直接闭合开关,此时电压表示数为 1.5V ,则刚拆下电阻 R 的阻值为 ___________ Ω 。
12、 如图所示,在研究 “导体电流与电阻关系”的实验中,同学们分组利用了阻值分别为 5Ω 、 10Ω 、 15Ω 、 20Ω 的定值电阻和滑动变阻器进行了探究,滑动变阻器规格是 “ 1A ”,电源电压 4.5V 并保持不变。
( 1 )用笔画线代替导线,将图甲中电路连接完整;
( 2 )其中一组同学连接电路后,闭合开关,发现电压表的示数等于电源电压,电流表的示数为 0 。你认为出现上述实验现象的原因是 ___________ ;
( 3 )排除故障后,先接入 5Ω 的电阻,滑片 Р 移到阻值最大处,闭合开关,移动滑片的同时,眼睛应注视 ___________ (选填 “电流表”或“电压表”)使其示数为某一预设值;若用 10Ω 电阻代替 5Ω 电阻接入电路,应将滑片向 ___________ 端(选填 “左”或“右”)移动,这样操作的目的是 ___________ ;
( 4 )在继续探究中发现若用 25Ω 的定值电阻代替原来的电阻实验,无论怎样移动滑片都不能满足电压表示数为 2.5V ,要完成这组数据,更换的滑动变阻器最大阻值至少为 ___________ Ω 。
13、 小明同学为了 “ 探究电流与电阻的关系 ” ,设计了如图甲所示的实验电路,她在学校实验室找来了如下一些实验器材:电压恒为 3V 的电源,电流表、电压表、开关各一个,阻值分别为 10Ω 、 20Ω 、 50Ω 的定值电阻各一个,滑动变阻器上标有 “20Ω 1A” 字样,导线若干。
(1) 请你用笔画线代替导线,将图乙中的实物连接完整 ;
(2) 在连接实验电路时,小明应将开关处于 ______ 状态。闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到最 ______ (选填 “ 左 ” 或 “ 右 ” )端;
(3) 小明先把 10Ω 的电阻接入电路,移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为 2V ,读出电流表示数后,断开开关,她直接拆下 10Ω 的电阻,改换成阻值为 20Ω 的电阻继续做实验,闭合开关,电压表的示数如图乙所示,其示数是 ______V ,要完成这次实验,接下来她应将变阻器滑片向 ______ (选填 “ 左 ” 或 “ 右 ” )端移动,使电压表的示数为 ______V ;
(4) 小明解决了上述问题后,完成实验。利用收集到的多组数据,作出了如图丙所示的电流随电阻 R 变化的关系图像。分析图像得出电流与电阻的关系是 ______ 。
14、 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 。
15、 小明同学用如图甲所示的电路,探究“电流与电压和电阻的关系”,电源电压15V保持不变,滑动变阻器的规格是“ 1A”,满足测量需求的电流表、电压表各一个,阻值为、 、 、 的定值电阻各1个。
(1)连接电路时开关应处于_____(填“断开”或“闭合”)状态。
(2)根据图甲所示的电路图,将图乙所示的实物图连接完整,要求闭合S后,滑片P向左移动时电流表示数变大。
(3)小明先探究“电阻一定时,电流与电压的关系”,他将阻值为的定值电阻作为接入电路,闭合开关,调节滑动变阻器滑片,测出电阻两端电压及对应电流,记录在下表中。
实验次序
1
2
3
4
3.0
4.0
5.0
6.0
0.30
0.41
0.59
①第3次实验时,电流表的读数如图丙所示,则此时流经电阻的电流为_____A。
②分析数据,可以得出结论:在电阻一定的情况下,通过导体的电流和导体两端的电压成_____。
(4)小明再探究“电压U0一定,电流与电阻的关系”。
①他将10Ω的电阻接入电路,闭合开关,调节滑片P到适当位置,读出电流表示数记入下表中。
②断开开关,小明用20Ω的电阻代替10Ω的电阻,闭合开关,移动滑片P使滑动变阻器接人电路的阻值_____(填“增大”或“减小”),他这样做的目的是:_____。
实验次序
1
2
3
4
R/Ω
10
20
30
40
I/A
0.60
0.30
0.20
0.15
③老师指出上表的数据中有一组数据不符合实际,你认为这是实验次序_____的数据。
④若不更换实验器材和电路,在实验过程中小明为了能够利用上述4个定值电阻,顺利得到4组I、R数据、完成实验,所保持不变的电压U0的取值范围应满足_____。
16、 在“探究电流与电阻的关系”实验中:
(1)如图甲所示,请你用笔画线代替导线,将图中电路连接完整(请勿更改原有导线,导线不得交叉),
要求:当滑动变阻器的滑片P向左移动时,电路中的电流变大.连接电路时,开关必须________.
(2)闭合开关后,发现电压表有示数且接近电源电压,电流表无示数,其原因能____________.
(3)实验过程中,将5Ω的电阻接入电路中,闭合开关调节滑动变阻器滑片P至适当位置,此时电流表示数如图乙所示,则电流表示数为________A.将5Ω的电阻更换为10Ω的电阻,闭合开关,应将滑动变阻器的滑片P向________(选填“左”或“右”)端移动,使电压表示数为________V.
17、 在“探究一定电压下,电流与电阻的关系”的实验中,老师提供的实验器材有:电源(电压恒为6V),电流表、电压表各一个,开关一个,四个定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω),两只滑动变阻器(规格分别为“20Ω 2A”、“50Ω 1A”) ,导线若干.
(1)请根据如图甲的电路图用笔画线将图乙实物图连接完整(要求滑动变阻器向右移动时,电路中的电流变小).导线不能交叉
(2)连线时,开关必须____,滑动变阻器必须移到最____端.(此空选填:“左或者右”).
(3)连接好电路,闭合开关,发现电流表没有示数,移动滑动变阻器的滑片,电压表示数始终接近电源电压.造成这一现象的原因可能是_________________填字母.
A.电阻断路 电流表坏了 滑动变阻器短路 电阻短路
(4)排除电路故障后进行实验.实验中,当把的电阻换成的电阻后,应把变阻器滑片向___填“左”或“右”滑动,同时眼睛盯住_______.这样做的的目的是:________ .
(5)为完成了五个定值电阻进行实验,并根据实验数据如图丙所示的电流I随电阻R变化的图象.他应选择的滑动变阻器规格是_______由此得到的结论__________
18、 “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)将滑动变阻器阻值调到最大处,闭合开关后,发现电压表有示数且接近电源电压,电流表无示数,其原因可能是______________________________________________.
(3)排除故障后,更换不同定值电阻进行实验,测得数据填入下面表格.第一次电流表的示数如图丙所示,读数为__________A.实验过程中应保持电压表示数为__________V不变.
(4)由表中数据可能:导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成_______(选填“正比”或“反比”).
(5)根据表格中的数据判断所选用的滑动变阻器可能是_______(选填“A”或“B”).
A.“50Ω 0.5A” B.“10Ω 1A”
19、 小周同学在做探究“电流与电阻的关系”实验时,他设计连接了如图所示的实物连接图。
(1)请你依题中的实物连接图画出相应的电路图。
(2)实验中,小周同学先将5Ω的电阻R接入电路,电路连接完全正确,将滑动变阻器阻值调至最大处,闭合开关S就直接读出了电流表的示数,并把数据记录在表格中。然后再分别用10Ω和20Ω的电阻替换5Ω电阻,重复上述操作。他在实验操作过程中的错误是没有保持电阻R的_______不变。
(3)小周同学发现错误后重新进行实验,得到的数据如下表所示。根据表中的实验数据得出的结论是:_______。
(4)小周同学发现有一个小灯泡,于是用这个小灯泡替换20Ω的电阻后,继续进行实验。电表测得示数如图所示,可知小灯泡的阻值是_______ Ω。
20、 在“探究电流与电阻的关系”的实验中,小强选用了4Ω、8Ω、10Ω、20Ω四个定值电阻,电源电压恒为3V
(1)请按图甲所示的电路图将实物图乙连接完整
(2)在连接电路时,当小强连完最后一根导线后就发现两个表的指针发生偏转,造成上述现象的原因是
(3)闭合开关试触时发现电流表无示数移动滑动变阻器的滑片,电压表示数始终接近电源电压,造成这一现象的原因可能是
(4)排除电路故障后闭合开关,移动滑片,当选用4Ω的电阻时,电流表示数如图丙所示,记为 A;以后每更换一个阻值更大的电阻后,闭合开关,应将滑动变阻器的滑片向 (选填“A“或“B”)端移动,使电压表的示数 ,同时记下对应的电流值。
============参考答案============
一、实验,探究题
1、 断开 B 定值电阻 R 开路 0.30 5 保持电阻不变,导体中的电流与导体两端电压成正比 25
【详解】
( 1 )滑片 P 向 B 端滑动时,电流表的示数变小,滑动变阻器接入电路电阻变大,下端接线柱应接 C 点,如下图所示:
( 2 )连接电路时,开关应该处于断开状态,闭合开关前,滑动变阻器的滑片 P 应置于阻值最大处,即 B 端。
( 3 )闭合开关发现电流表几乎无示数,说明电路是开路;电压表示数接近 3V ,测电源电压,移动滑片 P ,两电表示数均无变化,则电路故障可能是定值电阻 R 开路。
( 4 )图乙中,电流表量程为 0~0.6A ,分度值为 0.02A ,示数为 0.30A 。
( 5 )定值电阻 R 的阻值为
由图丙图像可得出:保持电阻不变,导体中的电流与导体两端电压成正比。
( 6 )当电路中电流最小时总电阻最大,为
此时滑动变阻器接入电路中的电阻为
故本实验所用滑动变阻器的最大阻值应不小于 25Ω 。
2、 B 正比 小灯泡断路 0.28 0.7 B
【详解】
( 1 )滑片向左滑动时,变阻器连入电路的电阻变大,变阻器右下接线柱连入电路中与电流表串联,如下图所示:
( 2 )探究电流与电压关系的实验,要控制电阻不变,记下电流随电压的变化关系,为得出普遍性的结论,要多次测量,故实验时,闭合开关,将滑片移动到某位置,记下电压表和电流表的示数。接下来的操作是将滑片移动到另外几个位置,分别记下电压表和电流表的示数,故选 B 。
( 3 )由图像可知,是一条过原点的直线,可以得到通过定值电阻的电流与其两端的电压成正比。
( 4 )正确连接电路后,闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表无示数,可能电路中出现断路,电压表示数接近电源电压,可能灯泡断路。
( 5 )丙图中电流表选用小量程,分度值为 0.02A ,示数为 0.28A ;小灯泡的额定功率
P=UI =2.5V×0.28A=0.7W
( 6 )灯泡在不同电压下的功率不同,求功率的平均值无意义;在实验中进行了多次测量,其测量目的是找出灯泡的亮度与灯泡实际功率之间的关系,故选 B 。
3、 电流表指针调零 0.12 A 在电阻一定的情况下,通过导体的电流与导体两端的电压成正比
【详解】
( 1 )滑片 P 向 B 端滑动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大,故变阻器的 A 接线柱连入电路中,如下图所示:
( 2 )闭合开关前,发现电流表指针在零刻线左端,需要对电流表进行调零,把指针调到 0 刻度线上。
( 3 )图乙中电流表的量程为 0~0.6A ,分度值为 0.02A ,示数为 0.12A 。
要增大电阻两端的电压,由串联电路电压的规律可知需要减小变阻器两端的电压,根据串联电路的分压作用,应减小滑动变阻器连入电路的电阻,从而减小滑动变阻器分得的电压,滑片 P 向 A 端移动。
( 4 )由表中数据可知,电压增大为原来的几倍,相应的电流增大为原来的几倍,可以得到在电阻一定的情况下,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
4、 断开 最大阻值 电阻 R 断路 正比 滑动变阻器接入电路的阻值 A
【详解】
( 1 ) [1] 连接电路时,开关应处于断开状态,才能保护电路。
[2] 闭合开关前,滑动变阻器的滑片 P 应处于阻值最大处。
( 2 ) [3] 实验所用电路是串联连接,电压表测定值电阻 R 两端的电压,电流表测电路中的电流,闭合开关,电流表无示数,则电路中出现了断路,而电压表的示数接近 3V ,说明电压表与电源是接通的,那么出现的故障应是电阻 R 断路了。
( 3 ) [4] 由表格数据在坐标中描出各,并用线将各点连接,作出是导体中电流 I 与导体两端电压 U 的关系图象如下:
[5] 由表格数据知,各组电压与电流的比值为定值 10 ,所以两者成正比关系,即:当是导体电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成正比。
( 4) [6] 据串联电路的分压特点,变阻器的滑片移动时,接入电路的阻值发生变化,则分去的电压也变化,那么电阻 R 两端的电压也随之变化,所以实验中通过改变变阻器接入电路的阻值来改变电阻 R 两端的电压。
( 5 ) [7] 探究电流与电阻的关系,进行多次测量是寻找普遍规律,避免偶然性,而测量未知电阻的阻值进行多次实验是为了减小实验误差,故 A 选项正确。
5、 断开 左 改变电阻两端电压 电阻 R 断路 变大 保持定值电阻两端电压不变
【解析】
(1)电源电压为3V,电压表选择小量程,根据欧姆定律,电路中的最大电流I==0.6A,电流表选用小量程,滑片 P 向左滑时接入电阻变大说明滑动变阻器右半部分连入电路,实物图连接如下所示:
(2) 为保护电路,连接电路时,开关应断开,滑动变阻器滑片P应处于阻值最大处,即左端。电路中滑动变阻器起到了保护电路元件安全和改变电阻两端电压的作用.
(3)经分析,闭合开关后小明发现,无论怎样移动滑动变阻器的滑片P,电流表指针几乎不动,电压表指针有示数几乎等于电源电压且不变,原因可能是电阻R断路。
(4)实验中要控制电阻不变,通过调节滑动变阻器改变电阻两端的电压,多次实验,避免实验的偶然性。
(5)实验过程中,电流表的示数如图丙所示,图中电流表选用小量程,分度值为为0.02A,此时电路中的电流为0.3A.
(6)接着小明取来三只阻值分别5Ω、10Ω、15Ω的电阻,探究“电流与电阻关系”,他将电阻5Ω换成10Ω,根据分压原理,电压表表示数变大,要控制电压表示数不变,故通过移动滑动变阻器滑片P目的是保持定值电阻两端的电压不变。
6、 B 定值电阻断路 左 1 电压最小应是0.6V,电流为0.12A
【详解】
(1)根据电路图可知,定值电阻和滑动变阻器串联,电压表测定值电阻两端电压,电流表测电路中电流,如图所示:
(2)为保护电路,连接电路时,要断开开关,闭合开关前,滑片要移到阻值最大处,这样可以起到保护电路的作用,所以滑片P应该远离下端接线柱,应处于B端。
闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片,电流表无示数,说明电路中存在断路,电压表指针有明显偏转,说明电压表与电源两极相连,电压表并联电路之外不存在断路,则与电压表并联的电路断路,故可以推断知定值电阻断路。
(3)已知定值电阻与滑动变阻器串联,根据串联分压特点可知,实验过程中,要使电压表示数逐渐变大,应减小滑动变阻器两端的电压,则滑动变阻器的滑片P应向左移动。
(4)电流表读数时要看清选择的量程和对应的分度值,根据指针的位置读数;已知滑动变阻器(20Ω 2A)、定值电阻(5Ω)、干电池(1.5V)两节,即电源电压为3V,由图可知,滑动变阻器与定值电阻串联,在一次实验中,滑动变阻器调到阻值最大处,即20Ω,因为定值电阻为5Ω,其电阻之比为4∶1,根据串联分压特点可知,定值电阻两端电压为
即出错的是第一次,原因是定值电阻两端电压最小为0.6V,电流为0.12A。
7、 B R断路 左 0.3
【详解】
(1)闭合开关前,滑动变阻器应调到最大阻值,故滑片P应处于B端。
(2)闭合开关,发现电流表无示数,电压表指针有明显偏转,可能是R断路,电压表串联在电路中,电压表的阻值过大,导致电流过小,电压表示数接近电源电压。
(3)实验过程中,要使电压表示数逐渐变大,根据串联分压规律,滑动变阻器阻值应该减小,故滑动变阻器滑片P应向左移动。
(4)由图可知,电流表选择的小量程,此时电流为0.3A。
8、 A 2. 5 ① 滑动变阻器阻值偏小,无法使电流小到0.10 A 电阻 正 5.1 C
【解析】
(1)对照如图电路,实物图中滑动变阻器接右下的接线柱,滑片向右移动,接入电路电阻变小,据此在电路图中画出滑动变阻器,如图:
(2)如图丙所示,指针偏向零刻度左侧,闭合开关前是因为电流表没调零;如果是测量中,是因为电流表正负接线柱接反了.
(3)如图丁所示,电压表使用小量程,分度值为0.1V,读数为2.5V;
如表的数据所示,第一次实验时,电压表示数0.5V,电流0.1A,则滑动变阻器的电压为:
,
滑动变阻器的阻值应为:
,
而实验器材中的滑动变阻器的最大阻值为:20Ω,所以第一次实验数据是拼凑出来的,原因概括为:滑动变阻器阻值偏小,无法使电流小到0.10A.
(4)分析数据每一次的电流都与电压成比例,故可以得到的结论是:在电阻不变时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比.
(5)利用多次的实验,根据计算出第二次的电阻为:
,
同理第三次、第四次的电阻分别为:5.3Ω、5Ω,
求电阻的平均值:
。
(6)本实验,“探究电流与电压的关系”以及“探究影响滑动摩擦力大小的因素”、“探究杠杆的平衡条件”中多次实验都是为了寻找规律,得出普遍性的结论,而“刻度尺测物体的长度”是为了减小误差,故选C。
9、 滑动变阻器的阻值没有在最大值处 电阻断路 电阻一定时,电流与电压成正比 B
【分析】
滑动变阻器与定值电阻串联,滑片向右移,电路中的电阻变大,电流减小,故滑动变阻器应将左半段接入电路中;电流表示数为零说明电路断路,电压表有示数说明电压表和电源连接的部分电路正常;物理实验中,使结论更具普遍性的方法是多做几次实验.
【详解】
(1)①滑动变阻器与定值电阻串联,当变阻器滑片向右移动时,电流表的示数变小,即滑片向右移动时电阻变大,又上面已接D,故下面接A;
②电源使用两节干电池,故电压表选用0∼3V量程,与定值电阻并联;
如图所示:
(2)①为保护电路,在连接电路时,开关应当处于断开状态;闭合开关前滑动变阻器应处于最大阻值状态,而本题中电流表和电压表的示数都很大,说明滑动变阻器的阻值没有在最大值处;
②电流表的示数为零说明电路中有断路,再根据电压表的示数判断出电路故障.电压表示数为3V等于电源电压,说明电压表的两个接线柱和电源连接的部分没有断路,所以故障是电阻断路了;
(3)在表中:导体的电阻一定,导体两端的电压从1V到2V再到3V,相对应的,导体中的电流从0.1A到0.2A再到0.3A.电压增加几倍,电流也增加几倍,故得结论:在电阻一定时,电流与电压成正比;
(4)换用阻值不同的电阻,多进行几次实验可避免实验的偶然性,使结论更具普遍性,故选B.
故答案为(1)如上图;(2)①滑动变阻器的阻值没有在最大值处;②电阻断路;(3)电阻一定时,电流与电压成正比;(4)B.
【点睛】
电压表与定值电阻并联;为保护电路,闭合开关前,滑动变阻器滑片应位于最大阻值处;探究电流与电压、电阻的关系时,要用到控制变量法.
10、 开关应断开 滑片应移至最右端 3
【详解】
(1)在连接电路时,开关应处于断开状态;滑动变阻器的下面接了左边的接线柱,所以在闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移至最右端,使其阻值最大。
(2)从实物图可以看到,电流从电源正极流出,流过开关、滑动变阻器、电阻、电流表,最后回负极,电压表并联在电阻两端;根据上述补充电路图,如下图所示。
(3)5次实验得到的电阻大小分别是
比较电阻大小可知,第3次实验电阻大小不正确,所以第3次实验记录的电流数据是错误的。
(4)第3次实验电流大小应该是
根据表格中的数据,在坐标轴中找出对应的点,然后连线可得。
11、 断开 3 20
【详解】
( 1 ) [1] 根据题意,滑动变阻器的滑片 P 向 A 端移动时,电路中电流变大,电阻变小,所以将滑动变阻器 A 端与定值电阻串联,如图
( 2 ) [2] 连接电路时,为了安全起见,开关应断开。
( 3 ) [3] 根据乙图可知,当电阻为 10Ω 时,电流为 0.3A ,则电压为
U = IR =0.3A×10Ω=3V
故 R 两端电压为 3V 。
( 4 ) [4] 设此时的电阻为 ,此时滑动变阻器两端的电压为
根据串联分压可知
所以
更换电阻前, R 两端的电压为 3V 不变,则滑动变阻器两端的电压为
U 滑 = U - U R =4.5V-3V=1.5V
设拆下的电阻为 R ,根据串联分压
所以
R =2 R 滑
由题意,更换电阻后,没有移动滑动变阻器的滑片 P ,即滑动变阻器的电阻没有变,则
R =4 R ′
由题意,选用 30Ω 、 25Ω 、 20Ω 、 15Ω 、 10Ω 、 5Ω 的定值电阻 R 随机正确接入电路,所以满足条件的电阻只能是
R ′ =5Ω , R =20Ω
即刚拆下电阻 R 的阻值为 20Ω 。
12、
R 断路 电压表 右 保持 R 两端电压不变 20
【详解】
( 1 ) [1] 根据题意,要组成串联电路,电流从电源正极出发,依次经过开关、电流、 R 、滑动变阻器回到负极。如图
( 2 ) [2] 如果电压表示数等于电源电压,可能是 R 断路即电压表与用电器串联,或是滑动变阻器短路,又电流表示数为 0 ,说明电路存在断路,故此时故障就为 R 断路。
( 3 ) [3] [4] [5] 这个实验探究电流与电阻的关系,要求改变电阻,保持电压一定,所以移动滑片时,眼睛应注视电压表的变化。当 R 的阻值由 5Ω 换成 10Ω 后,由串联电路分压的特点, R 两端电压变大,为保持 R 两端电压一定,滑动变阻器应跟着调大,即向右移动。
( 4 ) [6] 根据题意, , 时,由欧姆定律 可得
又 ,所以
则滑动变阻器要求接入的阻值为
故更换的滑动变阻器至少要 。
13、 断开 右 2.4 右 2 电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比
【详解】
(1)[1] 由图甲所示电路图可知,定值电阻 R 与滑动变阻器串联,电压表与定值电阻并联,电流表串联在电路中,连接实物电路图如下图所示:
(2)[2][3] 在连接实验电路时,为了保护电路,小明应将开关处于断开状态;闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处,即最右端。
(3)[4][5][6] 闭合开关,电压表的示数如图乙所示,电压表选用小量程,分度值为 0.1V ,其示数是 2.4V ,大于 2V 。探究电流与电阻的实验中,应保持电阻两端的电压不变。根据串联电路电压的规律可知,应增大滑动变阻器分得的电压。由分压原理,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向右端移动,使电压表的示数为 2V 。
(4)[7] 根据图丙知,电阻两端的电压
U = IR =0.2A×10Ω=0.1A×20Ω=2V
为一定值,故得出的结论:电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
14、 断路 3 左 电压 7.5
【详解】
( 1 ) [1] 在探究电流和电阻的关系的实验中,滑动变阻器控制定值电阻两端电压不变,滑动变阻器和定值电阻串联,滑动变阻器的滑片 P 右移动时电路中电流变大,所以滑动变阻器下面要接右侧的接线柱,如图所示:
( 2 ) [2] 如果 R 短路,电压表也被短路,此时电压表无示数,电流表有示数,不符合题意;当 R 断路时,电压表和电流表及滑动变阻器串联,因为电压表的电阻非常大,所以电流中的电流很小,所以电流表几乎没有示数,电压表测电源电压有示数,符合题意,故故障是 R 断路。
( 3 ) [3] 由图可知,当所用电阻阻值是 5Ω 是,电流是 0.6A ,所以定值电阻的电压为
[4][5] 当 R 的电阻由 5Ω 更换为 10Ω 时,用滑动变阻器控制定值电阻两端电压不变,根据公式 得此时电路中的电路变小,所以滑动变阻器的电阻变大,即滑片向左滑动。
[6] 因为定值电阻和滑动变阻器两端的电压一定,电流相等,所以定值电阻阻值最大时滑动变阻器的电阻也最大,当定值电阻是 15Ω 时,由乙图可知电流为 0.2A ,此时滑动变阻器接入电路的电阻为
15、 断开; ; 0.5; 正比; 增大; 控制定值电阻两端的电压一定; 4; 6.67V~10V;
【详解】
(1)连接电路时开关应处于断开状态;
(2)滑片P向左移动时电流表示数变大,即电阻变小,故变阻器左下接线柱连入电路中,由表中数据,电压表示数为:
,
故电压表选用大量程与电阻并联,连接如图所示:
(3)第3次实验时电流表的读数如图丙所示,电流表选用大量程,分度值为0.1A,则此时流经电阻的电流为0.5A;
分析数据,考虑到误差因素,电压与电流之比:
,
故可以得出结论:在电阻一定的情况下,通过导体的电流和导体两端的电压成正比;
(4)根据串联分压原理可知,将定值电阻由改接成的电阻,电阻变大,其分得的电压增大;探究电流与电阻的实验中应控制电阻两端的电压不变,根据串联电路电压的规律,移动滑片使滑动变阻器接入电路阻值变大,所以他这样操作的目的是控制定值电阻两端的电压一定;
因电源电压15V保持不变,滑动变阻器的规格是“ ”,即变阻器的最大电阻为,在第4次实验中,根据电阻的串联和欧姆定律,电路的最小电流为:
,
大于故实验次序4的数据不符合实际;
滑动变阻器的规格是“”,表示变阻器允许的最大电流为1A,因电流表选用大量程0−3A,根据串联电路电流的规律,电路中允许通过的最大电流为1A,由欧姆定律的变形公式,此时电路中的总电阻最小,所对应的定值电阻为最小电阻:,此时变阻器连入电路中电阻最小,分得的电压最小,故电压表的最大示数为:
;
当变阻器的最大电阻连入电路中时,变阻器分得的电压最大,根据串联电路电压的规律,电压表示数最小为,根据串联电路电压的规律和分压原理:
当变阻器的最大电阻为接入电路中时,对应的定值电阻最大为 即
解得控制的最小电压;
所以U0的取值范围应满足。
16、 断开 电阻R处断路 0.3 右 1.5
【详解】
(1)当滑动变阻器的滑片P向左移动时,电路中的电流变大,即电阻变小,故变阻器左下接线柱连入电路中,如下所示:
连接电路时,开关必须断开;
(2)闭合开关后,发现电压表有示数且接近电源电压,电流表无示数,其原因是电阻R断路.
(3)实验过程中,将5Ω的电阻接入电路中,闭合开关,调节滑动变阻器滑片P至适当位置,此时电流表示数如图乙所示,则电流表示数为0.3A;由定律定律,电压表示数:U=IR=0.3A×5Ω=1.5V;根据串联分压原理可知,将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻,电阻增大,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,根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压,由分压原理,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向右端移动,使电压表的示数为1.5V.
17、 断开 右 A 右 伏特表 保证电压表的示数不变 “50Ω 1A” 电压一定时,电流跟电阻成反比
【解析】
(1)因为当5Ω的电阻接入电路时,电压表的量程是0-3V,所以电路电流最大为
=0.6A,故电流表量程选0.6A,则根据电路图,连接实物电路,如图所示:
(2)连线时,开关必须断开,滑动变阻器必须移到最右端,以保护电路;
(3))连接好电路,闭合开关,发现电流表没有示数,说明电路中没有电流,移动滑动变阻器的滑片,电压表示数始终接近电源电压.说明电路中有断路现象,造成这一现象的原因可能是电阻断路了;
(4)除电路故障后进行实验.实验中,当把5Ω的电阻换成10Ω的电阻后,接入电路的电阻变大,电流变小,滑动变阻器两端的电压变小,固定电阻两端电压变大,为了保持固定电阻两端的电压不变,应把变阻器滑片向右滑动,增大滑动变阻器两端电压,同时眼睛盯住电压表,以保持电压表示数不变;
(5)应选择的滑动变阻器规格是“50Ω 1A”,电压一定时,电流跟电阻成反比.
【点睛】
(1)根据电路图连接实物,注意导线不要交叉和电表量程选择适当;
(2)电路连接时都要断开开关;
(3)连好电路闭合开关,发现电压表有示数,电流表无示数则故障可能是电阻发生断路;
(4)根据串分压的知识,先判断出改接后电压表的示数变化,然后判断滑片的移动方向;
18、 定值电阻断路 0.2 2 反比 A
【解析】
分析:(1)根据“当滑片向右移动时,滑动变阻器的阻值变大”这一要求把滑动变阻器连入电路;
(2)若电流表没有示数,说明电路可能断路;电压表示数接近电源电压,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的支路以外的电路是完好的,由此判断出故障;
(3)先看电流表量程,再读数,根据欧姆定律算出电压;
(4)根据欧姆定律,分析表中数据得出结论;
(5)根据表格中数据,用公式计算出导体两端的电压;根据串联电路电压的规律结合分压原理,求出当最大的定值电阻接入电路中时,滑动变阻器连入电路中最大阻值确定变阻器的规格.
解答:(1)根据滑片向右移动时滑动变阻器的阻值变大可知,应将滑动变阻器的左下角接线柱连入电路,上面两个接线柱任选一个,答案如下图所示:
(2)将滑动变阻器阻值调到最大,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,说明电路为断路;电压表示数接近电源电压,说明电压表可以与电源的两极接通.则故障可能是定值电阻断路.
(3)电流表使用的是0.6A量程,此时示数为0.2A,在研究电流与导体的电阻的关系时,电压是相同的,所以电压为;
(4)由表中数据,根据欧姆定律,即电流与电阻之积为一定值,故可得结论:在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比.
(5)由(4)知,电压表;根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压为,变阻器的电压为电压表示数的倍,根据分压原理,当最大定值电阻连入电路中时,变阻器连入电路中的电阻为,即变阻器的最大阻值至少为20欧,因此选择滑动变阻器A.
故答案为(1). (2). 定值电阻断路 (3). 0.2 (4). 2 (5). 反比 (6). A
【点睛】解决本题的关键:一是知道滑动变阻器在本实验中的作用和使用,二是会根据控制变量法设计实验和分析实验数据得出结论.
19、 (1)如图所示(2)电压(3)电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比
(4)8
【解析】(1)根据实物图,滑动变阻器、电流表、定值电阻R、开关和电源串联组成闭合回路,
电压表与定值电阻R并联,画出其电路原理图如上图所示。
(2)流过导体的电流与导体两端的电压和导体的电阻两个因素有关,要利用控制变量法探究电流与电阻的关系,就必须保持电阻两端的电压不变。
(3)在保持电压一定时,得到题中记录的表格,根据表格数据发现,每次实验的电流值与电阻值的乘积一定,即IR=2.4V(不变),可得出结论,电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
(4)根据电表读数可得,灯泡两端电压U=2.4V,流过灯泡的电流I=0.3A,所以小灯泡的阻值R=U/I=2.4V/0.3A=8Ω。
20、 (1)变阻器按一下一上接入电路中,根据电源电压为3V确定电压表选用小量程与电阻并联;
(2)在连接电路时,为保护电路,开关应断开;
(3)若电流表示数为0,说明电路可能断路;电压表示数接近电源电压,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的支路以外的电路是完好的,则与电压表并联的电路断路了;
(4)根据电流表选用小量程确定分度值读数,由欧姆定律求出电压表的示数;
根据控制变量法,研究电流与电阻的关系时,需控制定值电阻的电压相同,当换上大电阻时,根据分压原理确定电压表示数的变化,由串联电路电压的规律结合分压原理确定滑片移动的方向。
【解答】解:(1)变阻器按一下一上接入电路中与电阻串联,电源电压为3V,故电压表选用小量程与电阻并联,如下所示:
(2)在连接电路时,当小强连完最后一根导线后就发现两个表的指针发生偏转,造成上述现象的原因是:连接电路时开关没有断开;
(3)经分析,闭合开关试触时发现电流表无示数,移动滑动变阻器的滑片,电压表示数始终接近电源电压,造成这一现象的原因可能是电阻R0断路;
(4)当选用4Ω的电阻时,电流表示数如图丙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,记为0.5A;
由欧姆定律,电压表的示数:
UV=IR=0.5A×4Ω=2V;
以后每更换一个阻值更大的电阻后,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,应保持电阻两端的电压不变,根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压,由分压原理,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向B端移动,使电压表的示数为2V,同时记下对应的电流值。
故答案为:(1)如上;(2)连接电路时开关没有断开;(3)电阻R0断路;(4)0.5;B;2V。
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