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专题11 物理探究实验(6)——电学中的4个探究实验(练习)-中考物理核心素养提升
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【猜想与假设】
1. 在图1中,两个小灯泡L1、L2是串联在电路中的。流过A、B、C各点的电流可能存在什么关系?请做出猜想。
猜想1:流过A、B、C各点的电流可能相等.
猜想2:流过A、B、C各点的电流可能不相等,C处的电流最大,A处的电流最小.
猜想3:……
图1探究串联电路的电流规律 图2探究并联电路的电流规律
2. 在图2中,两个小灯泡L1、L2是并联在电路中的。流过A、B、C各点的电流可能存在什么关系?请做出猜想。
猜想1:流过A、B、C各点的电流可能相等.
猜想2:流过A、B、C各点的电流可能不相等,A处的电流等于B、C处的电流之和.
猜想3:……
【设计与进行实验】
1. 使用电流表时的注意事项:
①使用电流表前应先校零;
②电流应从电流表的正接线柱流入,负接线柱流出;
③电流表应与被测对象串联;
④闭合开关,若电流表指针左偏,说明电流表正负接线柱接反了;
⑤闭合开关,若电流表指针偏转幅度较小,说明电流表所选量程较大.
2. 连接电路时,开关应处于断开状态,目的是保护电路.
3. 实验步骤:
①设计实验电路(串联电路).
②根据电路图连接电路,并进行测量。
③把测量数据记录在表格中,并把操作中出现的问题简明扼要地写下来。
④换上另外两个规格不同的小灯泡,再次测量各点的电流,看看是否还有同样的关系。
⑤设计实验电路(并联电路)。
⑥根据电路图连接电路,并进行测量。
⑦把测量数据记录在表格中,并把操作中出现的问题简明扼要地写下来。
⑧换上另外两个规格不同的小灯泡,再次测量各点的电流,看看是否还有同样的关系。
4. 本实验要换用不同规格的小灯泡或改变电源电压,多测几组数据,寻找普遍规律,只测一组数据,得出的结论具有偶然性.
【交流与反思】
1. 探究串联电路的电流规律时,为了简化操作,可以在A、B、C三点各接一个电流表.
2. 探究并联电路的电流规律时,为了简化操作,还可以在A、B两点各接一个开关,把电流表接在C点,如图所示.并联电路中各支路独立工作,互不影响,故只闭合S、S1时,电流表测通过L1的电流;只闭合S、S2时,电流表测通过L2的电流;三个开关都闭合时,电流表测干路电流.
【分析与论证】
实验结论:①串联电路中的电流处处相等. ②并联电路干路中的电流等于各支路中的电流之和.
真题汇编
1.(2023·内蒙古包头·中考真题)同学们利用如图所示电路研究“并联电路中干路电流与各支路电流的关系”。
(1)连接电路,闭合开关,发现小灯泡亮、不亮,故障原因可能是 。
(2)排除故障后,用电流表分别测出A、B、C三点的电流、、,更换规格 (选填“相同”或“不同”)的小灯泡多次实验,数据记录在表格中。
(3)分析数据得出结论: 。
【答案】 断路(或所在支路断路等) 不同 并联电路中,干路电流等于各支路电流之和(或)
【详解】(1)[1]连接电路,闭合开关,发现小灯泡L1亮,则L1所在支路无故障,L2不亮又不影响L1,则说明L2不是短路而是断路,所以故障原因可能是L2断路。
(2)[2]探究“并联电路中干路电流与各支路电流的关系”的实验中,为了得到普遍规律,应更换不同规格的小灯泡多次实验。
(3)[3]由表中数据可得
即并联电路中,干路电流等于各支路电流之和。
2.(2023·四川甘孜·中考真题)如图所示,小覃同学所在的兴趣小组正在探究并联电路中电流的规律。
(1)图甲是他们设计的电路图,实验时需要测量A、B、C三处的电流。图乙是他们某次测量时连接的实验电路,此时电流表测量的是 (选“A”“B”或“C”)处的电流;
(2)小覃同学要测量通过L2的电流,只需将图乙中导线 (选填“a”或“b”)的一端移动到电流表的负接线柱上;重新连接好电路后,闭合开关,电流表的示数如图丙所示,则电流表的示数为 A;
(3)该小组另一位同学测出一组A、B、C三处的电流,数据如下表所示,由此他得出结论:
①干路电流等于各支路电流之和。
②各支路电流相等。
(4)小组内交流讨论后,一致认为该同学的结论不具普遍性,要得到并联电路中电流的规律,还应该选用规格 (选填“相同”或“不相同”)的灯泡进行实验。
【答案】 C a 0.3 不相同
【详解】(1)[1]由图乙可知,电流表接在干路靠接电源负极处,此时电流表测量的是C处的电流。
(2)[2]要测量通过L2的电流,电流表与L2串联即可,只需将图乙中导线a的与灯泡L2相接的右端移动到电流表的负接线柱上即可。
[3]如图丙,电流表接量程,分度值为0.02A,读数为0.3A。
(4)[4]由于实验次数太少,步骤3得到的实验结论不具有普遍性,应选用不同规格的灯泡,多次测量,寻找普遍规律。
探究实验二、探究串、并联电路中电压规律
【设计与实验】
1. 实验器材:多个规格不同的小灯泡、电压表、电源、开关、导线等.
2. 实验电路如图所示.
探究串联电路的电压规律 探究并联电路的电压规律
3. 实验步骤:
(1)使用电压表时的注意事项:
①使用电压表前应先校零;
②电流应从电压表的正接线柱流入,负接线柱流出;
③电压表应与被测对象并联;
④选取电压表量程时,应先用0~15 V量程试触,若示数小于3 V,则改接0~3 V量程;
⑤闭合开关,若电压表指针左偏,说明电压表正负接线柱接反了;
(2)连接电路时,开关应处于断开状态,目的是保护电路.
(3)实验步骤:
①选用不同规格的小灯泡,依据电路图连接电路,根据电源电压选择电压表量程;
②用电压表分别测量L1、L2和电源两端的电压;
③换上另外两个规格不同的小灯泡,重复上述实验.
(4)换用不同规格的小灯泡或改变电源电压,多测几组数据,是为了寻找普遍规律,只测一组数据,得出的结论具有偶然性.
【交流与反思】
探究串联电路的电压规律时,为了简化操作,使每次换接电压表只动一个接线柱,可以先测A、B两点间的电压,再测A、C两点间的电压,最后测量B、C两点间的电压.
【分析和论证】
实验结论:
(1)串联电路中电源两端电压等于各用电器两端电压之和.
(2)并联电路中电源两端电压与各支路用电器两端的电压相等.
真题汇编
1.(2023·海南·中考真题)小海和小南探究串联电路电压的特点,选用一个“2.5V 0.3A”的小灯泡和一个10Ω的定值电阻串联,按照图甲电路图进行实验。
(1)用笔画线代替导线,将图乙中实物电路连接完整。( )
(2)用电压表测量定值电阻ab两端电压时,闭合开关,小灯泡忽明忽暗,电压表指针摇摆不定。小海认为电路故障是线路接触不良,小南认为是小灯泡断路。判断正确的是 (选填“小海”或“小南”)。
(3)排除故障后,通过测量得到一组数据如下表:
根据数据得出结论:串联电路的总电压等于各用电器两端的电压之和。
这样得出结论 (选填“合理”或“不合理”),理由是: 。
【答案】 小海 不合理 只做了一次实验,实验结论具有偶然性
【详解】(1)[1]由电路图可知,灯泡与电阻串联,电压表测量定值电阻两端的电压,故应将灯泡左接线柱与电阻右接线柱相连,如图所示
(2)[2]若小灯泡断路,整个电路均处于断路状态,电表不会有示数,灯泡也不会忽明忽暗,故小南的说法不正确。若线路接触不良,电路时断时通,灯泡忽明忽暗,故小海的说法正确。
(3)[3][4]只做了一次实验,得到了一组数据就得出结论,存在偶然性,应多次实验,寻找普遍规律。
3.(2023·四川成都·中考真题)某小组同学利用如图所示电路探究串联电路中的电压关系。
(1)下列操作不正确的是
A.连接电路时,开关S处于断开状态
B.连接电压表时,试触后再选择合适量程
C. 将电压表A接点连线转接至C接点,测量两端电压
(2)测量灯泡两端电压时,两灯突然熄灭,电压表示数变为0,若故障可能是由某只灯泡“短路”或“开路”引起的,则发生故障的灯泡及故障类型是 ;
(3)该小组同学用电阻箱代替故障灯泡,继续进行实验,记录数据如下表所示。
分析表中实验数据,在误差允许范围内,可得出的结论是 。
A.串联电路中各处电流相等 B.灯泡阻值随灯泡两端电压增大而增大
C. 串联电路中电阻值越大的部分两端电压越大 D.串联电路两端的电压等于各部分电路两端的电压之和
【答案】 C 开路(断路) D
【详解】(1)[1] A.为了安全,连接电路时,开关S应处于断开状态,故A正确,不符合题意;
B.根据电压表的使用规则可知,连接电压表时,试触后再选择合适量程,故B正确,不符合题意;
C.将电压表A接点连线转接至C接点,电压表的正负极接反了,无法测量两端电压,故C错误,符合题意;
故选C。
(2)[2]由于两灯都熄灭,可知电路中没有电流,又电压表的示数为零,可知灯泡L2断路或者L2开路。
(3)[3]根据表格中的数据可知,电压关系有
在误差范围内,串联电路两端的电压等于各部分电路两端的电压之和。
故选D。
3.(2023·湖北十堰·中考真题)在“探究串联电路电压规律”实验中,小明连接了图甲的电路,A、B、C、D为接线柱编号,1、2、3、4为导线编号。
(1)为使结论具有普遍性,、应选择规格 (选填“相同”或“不同”)的灯泡;
(2)闭合开关,电压表指针如图乙,造成这种现象的原因是 ;
(3)修改电路并完成图甲实验后,小明断开开关,未拆下电压表,只改接某根导线的一端,也能测出总电压。他的改接方法是 。
【答案】 不同 电压表量程选大了 将3号导线从D接线柱改接到B接线柱或A接线柱
【详解】(1)[1]为了使探究得出的结论具有普遍性,L1、L2应选择规格不相同的灯泡。
(2)[2]闭合开关,电压表示数如图乙所示,指针偏转角度太小,说明电压表选用的量程过大了,测量误差较大。
(3)[3]串联电路中,电源电压等于各部分电路两端电压之和,若能测出总电压,需要将电压表并接在两个灯泡两端,他的改接方法可以是:将3号导线从D接线柱改接到B接线柱或A接线柱。
4.(2023·四川雅安·中考真题)小雅和同学进行“探究串联电路电压规律”的实验。所用器材有:电压恒为3V的电源,一个开关,两只灯泡(L1和L2),两只相同电压表和(量程均为0~3V和0~15V),导线若干。
(1)他们按图甲所示的电路图连接电路,用一只电压表分别测AB、BC、AC间的电压。每次拆接电压表时,开关应处于 状态;
(2)为测量两端电压,请在图乙中用笔画线代替导线将实物图连接完整;
(3)具有创新精神的小雅决定改进实验。她按照图丙所示电路图连接好电路,闭合开关,发现电压表和的指针偏转角度相同,则可能的原因是电压表 (选填“”或“”)的量程选大了,此时电压表和的示数分别为 V和 V;
(4)解决问题后,小雅同学测出了AB间和AC间的电压,为了测量BC间的电压,断开开关,接下来可以 ;
A.保持B接线不动,将电压表连线由A改接到C
B.保持C接线不动,将电压表连线由A改接到B
(5)为了得到更普遍的规律,下列操作最合理的是 ;
A.将灯泡和互换位置进行多次测量
B.换用不同规格的灯泡进行多次测量
(6)分析AB、BC、AC间的电压关系,得出结论:在串联电路中,各部分电路电压之和等于总电压。
【答案】 断开 3 B B
【详解】(1)[1]为了保护电路,每次拆接电压表时,开关应处于断开状态。
(2)[2]为了测量L1两端电压,电压表应并联在L1两端,电流从电压表正接线柱流入,从负接线柱流出,如图所示:
(3)[3]由图丙可知,电压表V1测的是L1两端电压,电压表V2测的是L1与L2两者的总电压,发现两电压表的偏转角度相同,则可能是V2的量程选大了。
[4][5]由图丙可知,V2测量的是L1和L2的总电压,即电源电压,因此V2的示数为3V,大量程的示数为小量程的5倍,因此V1的示数为0.6V。
(4)[6]测量BC之间的电压,电流应从正接线柱流入,负接线柱流出,因此应保持C接线柱不动,将V2连线由A接到B,若保持B接线不动,将电压表连线由A改接到C,则电压表的正负接线柱接反。故A不符合题意,B符合题意。
故选B。
(5)[7]为了的得到普遍规律,避免实验偶然性,应换不同规格的小灯泡多次测量,若将灯泡和互换位置进行多次测量,得到的数据本质上还是同一次实验的数据。故A不符合题意,B符合题意。
故选B。
5.(2023·贵州·中考真题)小明和小红用如图甲所示电路探究“串联电路电压的规律”,用新干电池作为电源。
(1)接线时,开关应处于 (选填“断开”或“闭合”)状态;小明检查电路时发现 (选填“电池”“关”或“灯座”)安装错误;
(2)正确安装后,闭合开关,两灯均不发光,小明用电压表试接A、B接线柱,发现指针偏转情况如图乙所示,则可判断 发生了断(开)路;
(3)排除故障后,小明选用两只小灯泡,只通过增加电池进行多次实验;小红仅更换小灯泡进行多次实验。他们将电表接在不同位置进行测量,实验记录如下表。小明认为:误差允许范围内,串联电路中各用电器两端电压相等且电之和等于电源电压;小红认为:串联电路中各用电器两端电压之和等于电源电压。请判断谁的观点更具普遍性并说理由: 。
小明实验记录:
小红实验记录:
(4)对比两表,从小明的第 次实验记录发现,两人使用的电池数量相同,测得的电源电压却不相等。请你分析:两人所测电源电压的差值对应电路中哪些部分的电压? (用图中字母表示)。
【答案】 断开 电池 灯L1 见解析 2 见解析
【详解】(1)[1]在连接电路过程中,为保护电路,开关应处于断开状态。
[2]电池不能正极对正极,电池安装错误。
(2)[3]实验中若发现电压表指针偏转情况如图乙,电压表指针已经满偏为3V,与电源电压相等,说明电压表与电源两极连通,电压表所测部分灯L1断路。
(3)[4]小红的结论更具有普遍性,小红选用规格不同的灯泡进行了多次实验。
(4)[5]每节新干电池电压为1.5V,结合表格可知,小红实验中电源电压与2节新干电池电压接近,小明的第2次实验中电压2.9V与2节新干电池电压接近。
[6]串联电路中各用电器两端电压之和等于电源电压,实际情况下导线电阻较小但不为0,导线两端也有一部分电压,两人所测电源电压差值对应电路中导线DF、EA两端的电压。
探究实验三、探究影响导体电阻大小的因素
【猜想与假设】
导体的电阻可能与导体的材料、长度、横截面积等因素有关。
【设计与进行实验】
1. 实验器材:开关、电源、带鳄鱼夹的导线、规格不同的镍铬合金丝、铜丝、灯泡、电流表等。
2. 实验步骤:
①实验一:导体电阻大小与长度的关系(如图1所示)
结论1:在材料、横截面积相同时,电阻大小与导体长度有关,长度越长,电阻越大。
图1 图2
实验二:导体电阻大小与横截面积的关系(如图2所示)
结论2:在材料、长度相同时,导体电阻大小与横截面积有关,横截越大,则电阻越小。
实验三:导体电阻大小与材料的关系(如图3)
结论3:导体电阻大小与导体材料有关。
图3 图4
【拓展实验】
如图4所示,将废旧的白炽灯的钨丝小心地取出,接入电路中,闭合开关记下电流表示数,再通过酒精灯给钨丝加热,观察电流表示数。
实验现象:加热过程中,电流表示数明显减小,加热到钨丝发红时,灯泡变暗,甚至不发光。
实验结论:导体的电阻大小与导体温度有关。
【实验结论】
导体电阻大小取决于导体的材料、长度和横截面积,还与导体的温度有关;①在导体的材料和横截面积相同时,导体的长度越长,电阻越大;②在导体的材料和长度相同时,导体的横截面积越大,电阻越小;③导体的长度和横截面积相同时,导体的电阻与导体的材料有关。
【实验方法】
(1)转换法:在电源电压不变的情况下,通过电流表示数或灯泡亮度来判断导体电阻的大小。
(2)控制变量法:
①探究导体电阻与导体材料的关系:选取长度、横截面积均相同的不同材料制成的导体;
②探究导体电阻与导体长度的关系:选取横截面积、材料均相同,长度不同的导体;
③探究导体电阻与导体横截面积的关系:选取长度、材料均相同,横截面积不同的导体.
【交流与讨论】
(1)电路连接时开关应断开。
(2)电流表的使用及读数。
(3)画电路图或连接实物电路图。
(4)实验中应多次测量,让实验结论更具有普遍性。
(5)实验中使用电流表或小灯泡的评价:
当电阻变化较大时,选用电流表或小灯泡都能够直观反映出来;但若电阻变化不大时,优先选用电流表,使用电流表能够直观判断电阻的变化情况,通过小灯泡亮度无法直观比较出电阻变化情况。
【实验评估】
为了使电路更安全地工作,可在电路中串联一个滑动变阻器,且在开关闭合前滑动变阻器滑片移动到阻值最大处。
真题汇编
1.(2023·西藏·中考真题)某学习小组在“探究影响导体电阻大小的因素”实验时,设计了如图所示的实验装置,实验中分别将A、B、C、D四根导体接入电路,四根导体的材料规格如下表所示。
(1)请你在图中用一根导线将电流表正确连入电路 ;
(2)为比较A、B、C、D四根导体电阻的大小,可通过观察 来判断;
(3)要探究导体电阻大小与长度的关系,应选用 两根导体进行实验;
(4)将A、C两根导体分别接入电路中进行实验,可得出:当导体的长度和材料相同时,横截面积越大,电阻越 ;
(5)老师想改装一个滑动变阻器使其最大阻值变小,请你根据该实验结论,帮老师想出一种方法: (写出一种合理方法即可)。
【答案】 电流表示数大小 A、B 小 见解析
【详解】(1)[1]电流表应串联在电路中使用,且电流应从正接线柱流入,负接线柱流出,故用导线将电流表的负接线柱和电源负极连接,作图如下:
(2)[2]电阻的大小是无法直接观察出来的,可以通过电流表示数的大小来判断,电流表示数越大,导体的电阻小,电流表示数越小,导体的电阻大。
(3)[3]要探究导体电阻大小与长度的关系,应控制导体的材料、横截面积相同,改变电阻的长度,由表格数据可知,故应选用A、B两根导体进行实验。
(4)[4]由A、C两根导线长度、材料相同,横截面积不同,所以将A、C两根导体分别接入电路是探究的是导体电阻大小与横截面积的关系。由表中数据可知,导体C比A的横截面积大,接C导体时比接A导体时电流大,说明导体C比A电阻小,所以可得出的结论是:当导体的长度和材料相同时,横截面积越大,电阻越小。
(5)[5]由(4)可知,当导体的长度和材料相同时,横截面积越大,电阻越小。所以要改装一个滑动变阻器使其最大阻值变小,可以增大绕制滑动变阻器电阻丝的横截面积。
探究实验四、探究电流与电压和电阻的关系
【猜想与假设】
通过导体的电流与电压、电阻有什么关系? 有哪些事实支持你的猜想?
猜想1:若电阻一定,可能电压越大,电流越大;因为电压是形成电流的原因。
猜想2:若电压一定,可能电阻越大,电流越小;因为电阻对电流有阻碍作用。
【设计与进行实验】
1.实验器材:电源、不同阻值的定值电阻、滑动变阻器、电流表、电压表、开关、导线;
2. 实验电路图与实物连接图
3. 实验步骤:
①闭合开关,保持电阻R=10Ω不变,调节滑动变阻器使电阻两端的电压成倍数增加,观察电流表示数,将数据填入表格。
②闭合开关,分别将阻值不同的电阻接入电路,并且通过调节滑动变阻器的滑片,使阻值不同的定值电阻R两端的电压保持3V不变,观察电流表示数,将实验数据记录表中。
根据上述表中的数据绘制U-I图像和I-R图像,如图所示。
【分析与论证】
观察到U-I图像可知,在电阻R一定时,I与U成正比。观察到I-R图像可知,在电压U一定时,I与R成反比。
实验结论:①在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比;②在电压一定时,通过导体的电流与电阻成反比。
【实验方法】
控制变量法:①探究电流与电压的关系时:控制定值电阻的阻值不变,移动滑片,改变定值电阻两端的电压,观察电流表的示数;②探究电流与电阻的关系时:更换电阻,调节滑片位置,控制电压表示数不变,观察电流表的示数.
【交流与讨论】
(1)滑动变阻器的作用:
①探究电流与电压的关系:保护电路、改变定值电阻两端的电压;
②探究电流与电阻的关系:保护电路、保持定值电阻两端的电压不变.
(2)连接电路前,开关应断开,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应滑动到阻值最大处。
(3)掌握电流表、电压表的使用,会正确读数。
(4)实物电路图连接、纠错及画电路图。
(5)多次测量的目的:使实验结论具有普遍性。
(6)在探究电流与电阻关系实验中,更换阻值不同的电阻后,变阻器滑片移动方向的判断方法:换大调大。
(7)会分析电路出现的故障。
(8)表格错误数据的分析:
①探究电流与电压的关系:分析比较各组数据电压与电流的比值是否相同,不同的一组数据为错误数据。
② 探究电流与电阻的关系:比较各组数据电阻与电流的乘积是否相同,不同的一组为错误数据。
(8)欧姆定律的相关计算。
(9)将定值电阻换为小灯泡的评估:小灯泡的电阻会随温度变化而变化,从而会影响实验结论,因此不能将定值电阻换作小灯泡进行实验。
真题汇编
1.(2023·内蒙古赤峰·中考真题)在探究“电流与电压的关系”实验中,图1是某组同学的探究原理图。
①在实验中,电压表的示数为2.5V时,电流表示数如图2所示,则电流为 A;
②图3是该组同学根据测量数据绘制的小灯泡I-U图像。通过图像分析,他们发现该探究不能用小灯泡,原因是: 。
【答案】 0.28 小灯泡的电阻随温度升高而变大,不符合实验要求
【详解】①[1]图2所示,量程为0~0.6A,1大格为0.2A,1大格里有10小格,1小格为0.02A,指针指在1大格多4小格,读数为0.28A。
②[2]在探究“电流与电压的关系”实验中,要求电阻阻值是不能变化的,从图3可以看出随着电压均匀的增大,开始时电流增大较快,后来就不怎么增大了,说明随着通电时间的增加,小灯泡的温度升高,灯丝电阻不断变大,不符合此实验的要求。
2.(2023·湖北荆州·中考真题)在物理实验课上,同学们探究“电流与电压的关系”,如图所示。
(1)请用笔画线将图甲中所缺的一根导线补充完整;( )
(2)在实验进行中,得到电流表示数如图乙所示,其示数为 A;
(3)正确进行实验,得到实验数据如下表,实验中定值电阻两端电压的改变是通过 实现的;
(4)根据实验数据分析可得:电阻一定时,导体中的电流跟导体两端的电压成 。
【答案】 0.36 调节滑动变阻器 正比
【详解】(1)[1]探究“电流与电压的关系”,电流表与定值电阻串联,电压表与定值电阻并联,电源是两节干电池,电压为3V,所以电压表用0~3V的量程,如图所示:
(2)[2]由图乙可知,电流表所用量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.36A。
(3)[3]探究电流与电压的关系,应控制电阻不变,改变定值电阻两端的电压,实验中定值电阻两端电压的改变是通过调节滑动变阻器实现的。
(4)[4]分析数据可知,每次实验电压与电流的比值都为定值,说明电阻一定时,导体中的电流跟导体两端的电压成正比。
3.(2023·四川绵阳·中考真题)用如图甲所示的电路探究电流与电压、电阻的关系。实验器材有:1节干电池、1只电流表、多只电压表、多个阻值不同的定值电阻、1只滑动变阻器、1个开关、导线若干。
(1)电压表量程应选 (填序号)。
A.0~0.6V B.0~1.5V C.0~6V D.0~15V
(2)探究电流与电压的关系:
①先将5Ω的定值电阻接入电路,闭合开关,调节滑动变阻器滑片至不同位置,并将相应的电压表和电流表示数记录在下表中。建立I-U坐标系并描点,根据描点情况,小绵同学说,表中数据有一组是明显错误的,可能是读取不当造成的。这组数据序号是 ;
②删除这组数据后,根据实验数据绘制的I-U图象如图乙所示,分析图象初步得到:电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成 ;
(3)探究电流与电阻的关系
断开开关,将5Ω的定值电阻换为另一只定值电阻,为使定值电阻两端的电压保持1.2V不变。小绵同学提出两种操作:
甲:先闭合开关,再将滑片向左移动,使电压表示数为1.2V。
乙:先将滑片移到最左端,再闭合开关,将滑片向右移动,使电压表示数为1.2V。你认为哪种操作合理: 。
【答案】 B 5 正比 乙
【详解】(1)[1]因为电源为1节干电池,即电源电压为1.5V,所以电压表量程应选0~1.5V,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
(2)①[2]由题表中数据可知,当定值电阻两端的电压增大时,通过定值电阻的电流逐渐增大,而第6组实验数据中的电流比第5组实验数据中的电流小,所以第5组实验数据是错误的。
②[3]分析题图乙可知,电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
(3)[4]若将5Ω的定值电阻换为比5Ω大的定值电阻,此时由串联分压原理可知,定值电阻两端的电压变大,电压表示数变大,若先闭合开关,有可能烧坏电压表,甲操作错误;正确的做法是:先将滑动变阻器滑片移到最左端,即滑动变阻器连入电路阻值最大处,再闭合开关,此时电压表的示数较小,然后将滑动变阻器滑片向右移动,使电压表示数为1.2V,故乙操作合理。
4.(2023·宁夏·中考真题)在“探究电流与电压的关系”实验中,实验小组用电压表测得电源电压为2.8V,并连接了如图甲所示的部分电路:
(1)观察图甲,请指出电路连接过程中的不妥之处: 。
(2)改正后,请用笔画线代替导线,在图甲上完成剩余电路的连接(要求:向右移动滑动变阻器的滑片P,其阻值增大)
(3)闭合开关后,观察电压表示数接近电源,电流表无示数出现该故障的原因是 。
(4)排除故障后开始测量,并将实验数据记录表中,当电压表示数为2.0V时,电流表示数如图所示:
(5)根据表中的实验数据,得出的实验结论是 ;
(6)若要继续完成探究电流与电阻的关系实验,除了现有的实验器材之外,还需要增加 。
【答案】 连接电路时开关没有断开 定值电阻断路 在电阻一定时, 通过导体的电流与导体两端的电压成正比 两个阻值不同的定值电阻
【详解】(1)[1]为了保护电路,连接电路时开关应该断开;由图甲可知,电路连接过程中的不妥之处:连接电路时开关没有断开。
(2)[2]向右移动滑动变阻器的滑片P,其阻值增大,故滑动变阻器选用左下接线柱与开关串联在电路中,如下图所示:
(3)[3]闭合开关后,观察到电流表无示数,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,则与电压表并联的电路以外的电路是完好的,则与电压表并联的电路断路了,即出现该故障的原因是定值电阻断路。
(5)[4]如图乙可知,电流表选用0~0.6A量程,分度值0.02A,其示数为0.20A;由表中数据可知,当定值电阻两端电压与通过定值电阻的电流的比值为定值,故可得出的实验结论是:在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
(6)[5]在探究电流与电阻的关系的实验中,应控制定值电阻两端电压不变,更换不同阻值的定值电阻,故除了现有的实验器材之外,还需增加两个阻值不同的定值电阻。
5.(2023·青海西宁·中考真题)小西和同学们在“探究电流与电压的关系”的实验中,实验电路如图甲所示,电源电压恒为3V,定值电阻R的阻值为5Ω。
(1)连接电路时,开关应 ,闭合开关前应将滑动变阻器滑片P调至 (选填“A”或“B”)端;
(2)连接好电路后,闭合开关,发现电压表有示数,电流表无示数,此时电路的故障可能是定值电阻 路;
(3)排除故障后,第2次实验中电流表的示数如图乙所示,为 A;
(4)将多次实验测得的数据记录在表格中,分析数据可得:在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成 ;
(5)以下实验中,与此实验中进行多次测量的目的相同的是 ;
A.用刻度尺测量长度
B.探究杠杆的平衡条件
(6)完成此实验后,同学们还想探究“电流与电阻的关系”,又添加了10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的电阻,实验中保持定值电阻两端电压为1.5V不变。将5Ω电阻换成10Ω电阻后,为保持电压表的示数仍为1.5V,应将滑动变阻器滑片P向 (选填“A”或“B”)端移动。为了完成本实验,滑动变阻器的最大阻值不得小于 Ω。
【答案】 断开 A 断 0.2 正比 B A 25
【详解】(1)[1]为了保护电路,连接电路时,开关必须断开。
[2]正确连好电路后,为保护电路,闭合开关前,要将滑动变阻器的滑片P调至阻值最大处,即A端。
(2)[3]电流表无示数,说明电路可能断路,电压表有示数,说明电压表、电流表、滑动变阻器、开关与电源是通路,故电路故障可能是定值电阻断路。
(3)[4]由图乙可知,电流表选用小量程0-0.6A,分度值为0.02A,示数为0.2A。
(4)[5]分析表中的数据可知,电压与电流的比值是一个定值,故可得出结论:在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
(5)[6]本实验中进行多次测量的目的是得出普遍性的规律,用刻度尺测量长度多次测量是为了取平均值从而使结果更准确,探究杠杆的平衡条件时,多次测量也是为了得出普遍性的规律,故选B。
(6)[7]根据串联分压原理可知,将定值电阻由5Ω换成10Ω,电阻增大,其分得的电压也增大,为保持电压表的示数不变,应增大滑动变阻器分得的电压,故需增大滑动变阻器连入电路中的电阻,滑片应向A端移动。
[8]电阻两端的电压始终保持UV=1.5V,根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压为
U滑=U-UV=3V-1.5V=1.5V
变阻器分得的电压与电压表示数相同,根据分压原理,当调到定值电阻的电压为1.5V时,滑动变阻器接入电路中的电阻与定值电阻阻值相同,由题意可知实验用定值电阻的最大阻值为25Ω,所以为了完成本实验,滑动变阻器的最大阻值不得小于25Ω。
6.(2023·山东威海·中考真题)在探究“电流与电阻的关系”实验中,电源电压恒为,滑动变阻器规格为“”。
(1)根据图甲所示的电路图,请用笔画线代替导线,将图乙所示的实物图连接完整 (导线不允许交叉);
(2)连接好电路,将滑动变阻器阻值调到最大,闭合开关,移动滑片,发现电流表无示数,电压表示数始终接近电源电压。导致这一现象的原因可能是 ;
A.电流表损坏
B.滑动变阻器短路
C.定值电阻R接触不良
D.定值电阻R短路
(3)排除故障继续实验,更换不同的定值电阻后,都需要调节滑动变阻器,其目的是 ,实验数据如表所示,其中第6次实验中电流表示数如图丙所示,其读数为 A;
表
(4)在如图所示坐标系中已经描出所有实验数据对应的点,请绘出图象 ,分析并得出结论: ;
(5)实验完成后,在评估“将电阻更换成电阻继续实验”这一环节中,甲小组认为,更换成电阻后需要将滑动变阻器阻值调到最大,才能闭合开关进行实验;而乙小组认为,更换成电阻后不需要将滑动变阻器阻值调到最大,可直接闭合开关进行实验。你认为哪个小组的观点正确并写出理由: 。
【答案】 C 保持电阻R两端电压不变 0.24 电压一定,电流与电阻成反比 甲小组观点正确。为了保护电路,防止电路因连接错误(如短路)导致电路元件损坏,每次闭合电路前都要将滑动变阻器的滑片移至阻值最大处。
【详解】(1)[1]电压表要并联在定值电阻两端,且正接线柱靠近电源正极,负接线柱靠近电源负极,所以作图如下
(2)[2]电流表无示数,说明发生断路,电压表有示数,则说明是定值电阻断路,此时电压表串联到电路中,测电源电压。故选C。
(3)[3][4] 探究电流与电阻的关系实验中,更换不同的定值电阻后,都需要调节滑动变阻器,其目的是控制定值电阻两端电压不变。其中第6次实验中电流表示数如图丙所示,选用的是量程,其读数为0.24A。
(4)[5][6]用平滑的曲线连接点,得到图像如下
结合此图像和表格数据可知,电压一定时,电流与电阻成反比。
(5)[7]甲小组观点正确。为了保护电路,防止电路因连接错误(如短路)导致电路元件损坏,每次闭合电路前都要将滑动变阻器的滑片移至阻值最大处。
7.(2023·辽宁鞍山·中考真题)小明使用阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻各一个,电压为3V的电源以及规格为“10Ω,0.5A”的滑动变阻器等器材,来“探究电流与电阻的关系”。
(1)他首先将5Ω的电阻接入了图甲的电路中,检查时发现电路中有一根导线连接错误,请在错误的导线上画“×”,并用笔画线代替导线将电路连接正确 ;
(2)电路正确连接后,闭合开关时发现,此时电压表和电流表均无示数,他判断产生此现象的原因是 (选填“定值电阻”或“滑动变阻器”)断路。排除故障后移动滑动变阻器的滑片,电流表示数如图乙所示,则此时电压表示数为 V;
(3)当定值电阻由5Ω换为10Ω时,为达到实验要求,需向 (选填“左”或“右”)调节滑动变阻器的滑片。分别将5Ω和10Ω的电阻接入电路,在电压表示数不变的情况下,滑动变阻器消耗的电功率之比为 ;
(4)如果只利用现有器材,让四个电阻单独接入电路都可完成实验,定值电阻两端的电压应控制在2V~ V之间;
(5)小明按上述方法,更换不同阻值的电阻进行了多次实验后,得出结论:当电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成 ;
(6)完成上面实验后,小明又设计了图丙所示的电路来测量额定电压为2.5V的小灯泡正常发光时的电阻,已知电源电压为7V,R0的阻值为10Ω,请完成以下实验步骤:
①开关S和S1闭合、S2断开,移动滑动变阻器的滑片,使小灯泡正常发光;
②保持滑动变阻器滑片位置不变,将开关S和S2闭合、S1断开,此时电压表示数为3V;再将滑动变阻器的滑片移到最 (选填“左”或“右”)端,此时电压表示数为5V,电路中的电流为 A;
③小灯泡正常发光时的电阻RL= Ω。(结果保留一位小数)
【答案】 见解析 滑动变阻器 2 右 2∶1 2.5 反比 左 0.2 8.3
【详解】(1)[1]原电路图中,电流表与定值电阻并联,电压表串联在电路中是错误的,在探究电流与电阻的关系实验中,定值电阻、滑动变阻器和电流表串联,电压表并联在定值电阻两端,如下图所示:
(2)[2]若电流表无示数,说明电路可能断路;电压表无示数,说明电压表与电源之间存在断路,即产生此现象的原因是滑动变阻器断路。
[3]电流表示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值0.02A,其示数为0.4A,则定值电阻两端电压为
UV=I1R1=0.4A×5Ω=2V
即电压表示数为2V。
(3)[4]实验中,当把5Ω的电阻换成10Ω的电阻后,根据分压原理,电阻两端的电压变大,研究电流与电阻关系时要控制电压不变,根据串联电路电压的规律,要增大滑动变阻器两端的电压,由分压原理,要增大滑动变阻器阻值,故应把滑动变阻器滑片向右滑动。
[5]小明将5Ω和10Ω电阻分别接入电路,因定值电阻两端的电压保持不变,根据欧姆定律可知,在电压不变时,电流与电阻成反比,故电路中电流之比为
I1∶I2=10Ω∶5Ω=2∶1
因电源电压和定值电阻两端的电压不变,根据串联电路电压规律,滑动变阻器两端电压不变,由P=UI可知,在电压不变时,电功率与电流成正比,故两次实验滑动变阻器消耗的电功率之比为2∶1。
(4)[6]由图甲可知,电流表选用小量程,滑动变阻器允许通过的最大电流为0.5A,即电路中最大电流为0.5A,当电路中电流最大,定值电阻为5Ω时,定值电阻两端的电压为
UV大=I大R1=0.5A×5Ω=2.5V
当电路中电流最大,定值电阻为15Ω时,定值电阻两端两端的电压为
为确保四个电阻单独接入电路都可完成实验,定值电阻两端的电压应不高于2.5V。
(5)[7]因电流与电阻的乘积为一定值,故可得出结论:当电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比。
(6)①[8][9]开关S、S1闭合、S2断开,此时灯泡和滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,当灯泡正常发光时,灯泡两端的电压为2.5V;由串联电路的电压规律可知,电压表的示数为
7V﹣2.5V=4.5V
②保持滑动变阻器位置不动,开关S、S2闭合、S1断开,此时滑动变阻器的最大电阻和R0串联,电压表测滑片右侧电阻丝的电压,已知此时电压表示数为3V;再将滑动变阻器滑片调到最左端,滑动变阻器的最大电阻仍然和R0串联,电压表测整个滑动变阻器两端的电压,此时电压表示数为5V,根据串联电路电压的规律,定值电阻两端的电压为
7V﹣5V=2V
由欧姆定律,电路中的电流为
③[10]在②中,因电压表接在滑片上,故电流经滑动变阻器的全部电阻丝后经定值电阻回到电源负极,故在移动滑片过程中,电路中的电流不变,电压表测滑片右侧部分电阻丝的电压;故当电压表示数为3V时,由欧姆定律,滑动变阻器连入电路的电阻
由串联电路电流特点和欧姆定律,在①中,灯正常发光时灯的电流为
小灯泡正常发光时的电阻为
8.(2023·四川德阳·中考真题)在“探究通过导体的电流与电压、电阻的关系”实验中,小明利用稳压电源(恒为4.8V)、电阻箱(阻值可调节)、滑动变阻器(“60Ω 0.6A”)、电压表、电流表、导线若干做了如下实验:
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲的实物图连接完整,要求滑动变阻器的滑片P向右滑动时,接入电路的电阻变大 ;
(2)按照(1)问中你的连接方式,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于 端;(选填“左”或“右”)
(3)小明控制电阻箱接入电路的阻值R=5Ω一定,调节滑动变阻器的阻值,进行了5次实验,测得了下表中的数据,其中第4次实验时,电压表指针如图乙所示,其示数为 V,通过实验数据的分析可得出:通过导体的电流与 的关系;
(4)小明实验时控制电压表的示数U=3V一定,通过移动变阻器滑片P和改变电阻箱R接入电路的阻值,进行了5次实验,测得了下表中的数据,通过实验数据的分析可得出:通过导体的电流与 的关系,本实验研究物理问题所用到的方法是 。
(5)小明按照(4)问的实验操作进行更多的数据探究,电阻箱接入电路的阻值不能超过 Ω。
【答案】 右 2.5 电压 电阻 控制变量法 100
【详解】(1)[1]滑动变阻器一上一下串联接入电路,滑动变阻器的滑片P向右滑动时,接入电路的电阻变大,下面连接A接线柱,电压表和电阻箱并联,电流表串联在电路中,如图所示:
(2)[2]为了保护电路,闭合开关前应将滑动变阻器滑片移动到阻值最大处,即最右端。
(3)[3]由图乙可知,电压表的量程是0~3V,分度值是0.1V,电压表的示数是2.5V。
[4]由表中数据可知,电压增大几倍,对应的电流也增大几倍,电阻一定,电流与电压成正比。
(4)[5][6]由表中数据可知,保持电压
UV=I1R1=0.6A×5Ω=3V
不变,可以得到电压一定,电流和电阻成反比,用到控制变量法。
(5)[7]多次改变电阻箱接入电路的电阻值,移动变阻器的滑片P,保持电压表示数为3V,根据串联电路电压的规律,滑动变阻器分得的电压
U滑=U-UV=4.8V-3V=1.8V
电压表示数为滑动变阻器分得的电压的
根据分压原理,当滑动变阻器接入电路的电阻最大为60Ω时,电阻箱连入电路中的电阻为
即为完成该实验,电阻箱接入电路的阻值不能超过100Ω。
9.(2023·四川遂宁·中考真题)小刚同学在探究电流与电阻的关系时,设计了如图甲所示的电路,部分实物连接情况如图乙所示。其中电源电压恒为4.5V,滑动变阻器R0最大阻值为80Ω,定值电阻R备有阻值分别为5Ω、10Ω、25Ω、50Ω各一个。
(1)请根据甲图电路图,在乙图中用笔画线代替导线将实物电路连接完整 (要求滑片P右移时接入阻值变大);
(2)正确连好电路,移动滑片P到最大阻值处,闭合开关后发现电流表示数为零,电压表示数接近电源电压。故障原因是定值电阻R ;
(3)故障排除后,小刚先用5Ω电阻实验,闭合开关,调节滑片P,使电压表示数为2V,并记录此时电流表的示数,断开开关;
(4)将5Ω电阻换成10Ω,闭合开关,将滑片P向 (选填“A”或“B”)端适当移动,使电压表示数为2V,记录此时电流表的示数;
(5)更换其余电阻继续实验,根据4组数据作出图像如图丙所示;
(6)分析图像可得出:在电压一定时,电流与电阻成 ;
(7)小刚学习了伏安法测电阻后,用刻度尺、电流表和已知最大阻值为R1的滑动变阻器来测量未知电阻Rx的阻值。他设计了如图丁所示电路,请你帮他完成下列步骤:
①用刻度尺找出滑动变阻器电阻丝中点,并标记;
②连接电路并将滑片P移到最大阻值处,检查无误后,闭合开关,读出电流表示数I1;
③再将滑片P移到标记处,读出电流表示数I2;
④则未知电阻Rx= (用R1、I1、I2表示)。
【答案】 断路 B 反比
【详解】(1)[1]如电路图所示,电压表测定值电阻两端电压,所以电压表和定值电阻并联,按照“正”进“负”出原则,将定值电阻左接线柱和电压表中间接线柱相连;题目要求滑片P右移时接入阻值变大,故把变阻器左下接线柱和电源负极相连。实物电路连接如下图所示:
(2)[2] 闭合开关后发现电流表示数为零,说明电路有断路的可能,电压表示数接近电源电压,说明电压表和电源之间形成了通路。则故障原因可能是与电压表并联的定值电阻R断路。
(4)[3]由题可知,探究电流与电阻的关系时,要控制定值电阻两端电压不变,根据串联电路中分压特点,电阻越大电压越大。将5Ω电阻换成10Ω,定值电阻两端的电压变大,闭合开关,为了使定值电阻两端电压保持2V不变,应该将滑片P向B端适当移动,通过增大电阻而增大变阻器两端电压,从而实现定值电阻两端电压不变。
(6)[4]如图丙所示,的图像是过原点的直线,说明通过的电流和电阻倒数成正比,即在电压一定时,通过的电流和电阻成反比。
(7)[5]如图丁所示,未知电阻与变阻器并联,变阻器阻值改变时不影响未知电阻支路的电流;当变阻器阻值从最大变为最小时,干路电流差就等于变阻器支路电流差,即
则电源电压为
根据并联电路电路特点可知,当变阻器电阻最大时,通过未知电阻的电流为
则未知电阻的阻值为
10.(2023·四川广元·中考真题)同学们“探究电流与电阻的关系”时,实验室提供的器材有:电压恒为6V的电源一个,定值电阻5个(阻值分别为、、、、),规格为“ 1A”的滑动变阻器一个,电流表、电压表、开关各一个,导线若干。
(1)同学们设计并连接了如图甲所示的实验电路,想用电压表的3V量程测量定值电阻R两端的电压,请你用笔画线代替导线,帮助他们把电压表正确连接在电路中(导线不能交叉);( )
(2)他们先将的电阻接在图甲中a、b间,移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数为;保持滑片不动,用的电阻替换a、b间的电阻后,需将滑动变阻器的滑片P向 (选填“左”或“右”)端移动,才能保持a、b间的电压不变;再依次更换a、b间电阻为、继续实验。他们根据测量数据作出了电流表示数I与a、b间电阻R阻值的关系图像,如图乙所示。由乙图可知:a、b间电压的值为 V;a、b间电压一定时。通过a、b间导体的电流与导体的电阻成 比;
(3)当他们用的电阻替换的电阻后,发现电压表示数始终不能调为。为继续完成此次探究,同学们一起设计了如下方案,下列方案不正确的一项是 ;
A.将滑动变阻器更换为“ 1A”的滑动变阻器,其余不变
B.将电压为6V的电源更换为电压为5.2V的电源,其余不变
C.只调节滑动变阻器,使为2.3V
【答案】 右 2 反 C
【详解】(1)[1]电压表与定值电阻并联接入电路,注意接线柱正进负出,电压表选用3V的量程,如下图所示:
(2)[2][3][4]实验中,用10Ω的电阻替换5Ω,根据分压原理,电阻两端的电压变大,即电压表示数变大;研究电流与电阻关系时要控制电压不变,根据串联电路电压的规律,要增大变阻器两端的电压,由分压原理,要增大变阻器电阻阻值,故应向右移动滑片才能达到实验要求;根据图乙所示的图象可知,a、b两端的电压为
U=IR=0.4A×5Ω==2V
为一定值,故可得出:当电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
(3)[5]A.由图可知,电源电压为6V,定值电阻两端电压为2V,滑动变阻器两端电压为
U变=6V-2V=4V
根据串联分压原理得
R定∶R变=UV∶U变=2V∶4V=1∶2
滑动变阻器的阻值是定值电阻的2倍,当他们用25Ω的电阻替换20Ω的电阻后,则解得R变=50Ω,如果只更换滑动变阻器,则更换的滑动变阻器最大阻值至少为50Ω,因此该方法可行,故A正确,不符合题意;
B.如果重新开始实验,只更换电源,将电压为6V的电源更换为电压为5.2V的电源,定值电阻两端电压保持不变为2V,滑动变阻器两端电压为
U变=6V-5.2V=3.2V
根据串联分压原理得
R定∶R变=UV∶U变=2V∶3.2V=1∶1.6
滑动变阻器的阻值是定值电阻的1.6倍,当他们用25Ω的电阻替换20Ω的电阻后,则解得R变=40Ω,因此该方法可行,故B正确,不符合题意;
C.如果重新开始实验,只改变控制电压U0,使U0为2.3V,电源电压为6V,定值电阻两端电压为2.3V,滑动变阻器两端电压为
U变=6V-2.3V=3.7V
根据串联分压原理得
R定∶R变=UV∶U变=2.3V∶3.7V=23∶37
滑动变阻器的阻值是定值电阻的倍,当他们用25Ω的电阻替换20Ω的电阻后,则解得
变阻器的最大阻值是40Ω,因此该方法不可行,故C错误,符合题意。
故选C。
11.(2023·江苏无锡·中考真题)用图甲所示的电路探究通过导体的电流与电压、电阻的关系.器材有:干电池3节(每节电压略小于1.5V),滑动变阻器3个(铭牌上分别标有“5Ω;3A”“20Ω;2A”“50Ω;1.5A”字样),电流表、电压表、开关各一个,阻值为5Ω、10Ω、20Ω的电阻各一个,导线若干。
(1)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移至 (选填“A”或“B”)端;
(2)闭合开关后,电流表和电压表示数为0,移动滑片P,两表指针不偏转;将与电压表“-”接线柱相连的导线从D端拆下,试触C点,电压表指针不偏转,试触B点,电压表指针偏转,若电路中只有一处故障,则可能是 ;
(3)排除故障后,重新开始实验,探究电流与电压的关系。闭合开关,电压表示数为,电流表示数为。移动滑片P,逐步增大R两端电压,记录电压表的示数U和对应的电流表的示数I;以电流I为纵坐标、电压U为横坐标,采用描点的方式,画出图像,如图乙所示,依据图像,得到的结论是 ,实验中选用的滑动变阻器的铭牌上标有 字样,电源电压为 V;
(4)在探究电流与电阻的关系时,为了能使用上一次的某一组实验数据,断开开关,将R换成,闭合开关,移动滑片P,电流表示数如图丙所示为 A;断开开关,换接未使用过的一个电阻,正确操作后,电流表示数应为 A。
【答案】 B BC断路 导体电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。 “50Ω;1.5A” 4.2 0.4 0.1
【详解】(1)[1]闭合开关前,为了保护电路,应将滑动变阻器的阻值滑到最大处,即滑片P移至B端。
(2)[2]闭合开关后,电流表示数为0,说明电路可能断路,电压表示数为0,说明电压表与电源没有连通;将与电压表“-”接线柱相连的导线从D端拆下,试触C点,电压表指针不偏转,试触B点,电压表指针偏转,说明此时电压表与电源连通,电压表并联的电路断路,若电路中只有一处故障,则可能是导线BC断路;
(3)[3]用描点的方式,画出图像,如图乙所示,图像是一条过原点的斜线,是正比例函数图线,得到的结论是:导体电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
[4]电路中最小电流为0.07A,此时导体两端的电压为0.7V,如果电源电压为4.5V,滑动变阻器分得的电压为
此时滑动变阻器的值
由题意可知,每节电池的电压略小于1.5V,滑动变阻器分得的电压小于3.8V,滑动变阻器的值应小于54.3Ω,故滑动变阻器应选50Ω;1.5A的。
[5]电源电压
(4)[6]如图丙,电流表接量程,分度值为0.02A,读数为0.4A。
[7]断开开关,将R换成,闭合开关,移动滑片P,电流表示数为0.4A,定值电阻两端的电压保持2V不变;所以使用上一次的实验数据为(2V,0.2A)此时定值电阻的值为10Ω;再次断开开关,换接未使用过的一个电阻应该是20Ω,正确操作后,电流表示数应为
A点电流IA/A
B点电流IB/A
C点电流IC/A
灯泡L1、L2串联
0.22
0.22
0.22
灯泡L3、L4串联
0.30
0.30
0.30
A点电流IA/A
B点电流IB/A
C点电流IC/A
灯泡L1、L2并联
0.52
0.22
0.30
灯泡L3、L4并联
0.46
0.24
0.22
实验次数
A点电流
B点电流
C点电流
1
0.24
0.32
0.56
2
0.26
0.24
0.50
3
0.20
0.28
0.48
0.2
0.2
0.4
实验序号
1
2.4V
2.0V
4.4V
实验次数
第1次
0.8
2.0
2.8
第2次
1.0
1.8
2.8
第3次
1.4
1.4
2.7
实验次数
UAB/V
UCD/V
UAD/V
1
0.7
0.7
1.4
2
1.4
1.4
2.9
3
2.1
2.1
4.3
实验次数
UAB/V
UCD/V
UAD/V
4
1.8
0.9
2.7
5
1.4
1.4
2.8
6
1.1
1.7
2.8
材料
横截面积
接入长度
电流I/A
电阻(填“大”或“小”)
镍铬合金
S
50cm
0.09
大
镍铬合金
S
30cm
0.16
小
材料
横截面积
接入长度
电流I/A
电阻(填“大”或“小”)
镍铬合金
S
50cm
0.09
大
镍铬合金
2S
50cm
0.20
小
材料
横截面积
接入长度
电流I/A
电阻(填“大”或“小”)
镍铬合金
S
50cm
0.09
大
铜丝
S
50cm
0.96
小
导体代号
长度/m
横截面积/mm2
材料
电流表示数/A
A
1.0
0.4
锰铜
1.4
B
0.5
0.4
锰铜
2.7
C
1.0
0.6
锰铜
2.0
D
1.0
0.4
镍铬合金
0.6
电阻R
10Ω
电压U/V
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
6.0
电流I/A
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
实验序号
电压U/V
电阻R/Ω
电流I/A
①
3
5
0.60
②
3
10
0.30
③
3
15
0.20
④
3
20
0.15
实验次数
1
2
3
4
5
电压U/V
1.2
1.5
1.8
2.0
2.4
电流I/A
0.24
0.30
0.36
0.40
0.48
数据序号
1
2
3
4
5
6
7
电压U/V
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
电流I/A
0.04
0.08
0.11
0.16
0.26
0.24
0.29
电压U/V
1.0
1.5
2.0
2.5
电流I/A
0.10
0.15
0.25
实验序号
1
2
3
4
5
U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
I/A
0.1
0.3
0.4
0.5
实验次数
1
2
3
4
5
6
……
电阻
5
7.5
12
15
20
25
……
电流
1.2
0.8
0.48
0.4
0.32
……
实验次数
1
2
3
4
5
U/V
0.5
1
1.5
3
I/A
0.1
0.2
0.3
0.5
0.6
实验次数
1
2
3
4
5
R/Ω
5
10
15
20
30
I/A
0.6
0.3
0.2
0.15
0.1
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