浙教版科学八上期末复习:第四章探究题专项练习
一、实验探究题
1.(2021·越城模拟)人们常用过滤效率来评判口罩的优劣,过滤效率是指口罩跟阻截病毒等微小颗粒的百分率,数值越大阻截效果越好。小明同学利用测试仪对不同类型口罩(各取50只)的过滤效率进行检测,实验结果如下表所示。
口罩种类 N95口罩 一次性医用口罩 普通防尘口罩 棉布口罩
过滤效率(%) 98 90 50 20
(1)本实验的变量是 ;
(2)表中的过滤效率是每种口罩所得数据的平均值,这样做的目的是 ;
(3)小明拆开一只全新的一次性医用口罩,将其中间层靠近轻小的纸屑,发现纸屑被吸引。这说明这种口罩利用了 的科学原理,提高了过滤效率。
【答案】(1)口罩种类
(2)减少实验误差
(3)带电物体能吸引轻小物体
【知识点】科学探究的基本环节;物体带电情况的判断
【解析】【分析】(1)根据表格确定哪个因素在变化即可;
(2)在科学研究中,完成多次实验,收集多组实验数据,然后计算出平均值,可以在一定程度上减小实验误差;
(3)根据带电体的性质解答。
【解答】(1)在表格中,“N95、一次性医用、普通防尘和棉布”,这些是指口罩的种类不同,因此本实验的变量是口罩种类。
(2)表中的过滤效率是每种口罩所得数据的平均值,这样做的目的是减少实验误差;
(3)小明拆开一只全新的一次性医用口罩,将其中间层靠近轻小的纸屑,发现纸屑被吸引。这说明这种口罩利用了带电物体能吸引轻小物体的科学原理,提高了过滤效率。
2.(2020八上·吴兴期末)一到冬天,皮肤干燥的问题就一直困扰着我们。到底多大的大气湿度,人体感觉最舒服呢?小科同学利用身边的实验器材,对湿度问题进行了探究:
(1)如图甲所示是世界上第一个简易的毛发湿度计,通过观察结构,小科发现这种湿度计的工作原理是:
(2)小科同学发现生活中测量空气湿度最常用的仪器是干湿球湿度计,如图乙所示。通常情况下,湿球温度计与干球温度计的示数哪个高?原因是什么?
(3)湿度对植物的生长也同样有很大影响,如果要测量土壤内部的湿度,显然上述湿度计是无法方便地进行测量的。小科同学尝试利用电学的有关知识解决问题:通过查阅有关资料发现了一种湿敏电阻(阻值随着湿度的增加而减小)。请你帮助小科同学利用这个湿敏电阻设计“土壤湿度计”的电路图(除湿敏电阻外,所用电学元件均为初中科学常用器材,且要求湿度越大,相应表的示数也越大)。
【答案】(1)头发的长度在不同湿度下会发生变化。
(2)干球温度计,湿球温度计上由于水蒸发吸热,温度低,示数低于干球温度计。
(3)
【知识点】观察结果的记录与分析;蒸发及其现象;串、并联电路的设计
【解析】【分析】(1)根据图片可知,当空气湿度发生改变时,毛发的长度发生改变,于是指针的位置就会上下摆动,通过刻度盘上的刻度就能确定空气湿度;
(2)物质蒸发会吸收热量,因此蒸发可以致冷,据此判断;
(3)这个电表可以为电流表,也可以为电压表,根据“电流与电阻的反比关系”和“电压与电阻的正比关系”设计电路即可。
【解答】(1)小科发现这种湿度计的工作原理是:头发的长度在不同湿度下会发生变化。
(2)湿球温度计与干球温度计相比,干球温度计的示数更高,原因是:湿球温度计上由于水蒸发吸热,温度低,示数低于干球温度计。
(3)①将湿敏电阻与一个定值电阻串联,再与电流表串联。当湿度增大时,湿敏电阻的阻值减小,那么总电阻减小,而总电流增大,如下图所示:
②将湿敏电阻与一个定值电阻串联,电压表与定值电阻并联。当湿度增大时,湿敏电阻的阻值减小,那么电流增大,根据U=IR可知,定值电阻的电压变大,如下图所示:
3.(2020八上·余杭月考)如图所示的实物图,请用笔画线代替导线将元件按要求连接起来,线不能交叉。
⑴L1和L2并联;
⑵滑动变阻器控制灯L1的亮暗,滑片向右移动时灯变亮;
⑶电流表测通过L2的电流;
⑷开关控制整个电路。
⑸画出相应的电路图。
【答案】
【知识点】根据实物图画电路图;实物的电路连接;串、并联电路的设计
【解析】【分析】如果用电器相互影响,那么它们串联;如果不相互影响,那么它们并联;电流表与谁串联,它就测谁的电流;在并联电路中,干路开关控制所有用电器,支路开关只能控制它所在支路上的用电器,据此分析各个电器元件的串并联关系和开关的位置,进而连接电路,并画出电路图。
【解答】①滑动变阻器控制灯L1的亮暗,那么变阻器与灯泡L1串联在同一支路上;滑片向右移动时灯变亮,电流变大,那么变阻器的阻值变小,变阻器右下方的接线柱必选,上面的接线柱任选;
②电流表测通过L2的电流,那么它与灯泡L2串联在同一支路上;
③开关控制整个电路,那么开关应该在干路上。
实物图和电路图:①将相邻电池的负极和正极相连,组成一个大电源。电流从正极出发,依次经过灯泡L1、变阻器(上面接线柱任选,下面必接右下角的接线柱),开关流回负极;
②分流点在灯泡L1与正极之间,汇流点在变阻器和开关之间;
③从分流点开始,依次经过灯泡L2和电流表,然后回到汇流点即可,如下图所示:
4.(2020八上·椒江月考)为了验证并联电路的电流特点,小薇设计了如图所示的电路进行实验。
(1)小薇先将电流表接在L1所在的支路上,画了电路图甲,请你在图乙中用笔画线代替导线,分别将导线a,B符合题意的连接到相应的接线柱上。
(2)实验中,两个小灯泡的规格应选择 (填“相同”或“不相同”)的更加合理。
(3)当她刚正确连接完所有的导线,两个灯泡立即发光,电流表指针偏向零刻度线左方,其原因分别是 和 。
(4)过了一会后,观察到灯L2继续发光,但灯L1不发光,电流表的示数为零,电路可能存在的故障是 。
(5)排除故障后,她测出了L1支路的电流后想再测L2支路以及干路上的电流,于是她连接了如图丙所示的电路,当开关闭合后,两灯都发光,两个电流表的指针所指位置均为图丁所示,则通过灯L1的电流为 A,通过灯L2的电流为 A。
【答案】(1)
(2)不相同
(3)开关未断开;电流表接线柱接反
(4)L1断路
(5)1.92;0.48
【知识点】实物的电路连接;电流的测量及电流表的使用;串、并联电路的电流特点;电流表、电压表在判断电路故障中的应用
【解析】【分析】(1)根据甲图确定电路的串并联关系、电表所测的物理量和各个元件的先后顺序,然后将导线连接在相应位置即可;
(2)如果两个灯泡完全相同,那么通过两个灯泡的电流也相同,那么很容易得到“并联电路各支路电流相等”的结论,这个结论肯定是错误的,所以必须选择规格不同的灯泡;
(3)在连接电路时,为了防止电路时通时断,烧毁灯泡,因此开关必须闭合;电流必须从“+”接线柱流入,从“-”接线柱流出,据此寻找故障原因;
(4)L2正常发光,说明它的电路部分连接正常。L1不发光,且电流表无示数,那么可能L1发生短路,也可能发生断路。如果L1短路,那么L2也被短路,它不会发光,则只能是L1断路。
(5)根据并联电路的电流规律比较两个电路表的示数大小,然后根据丁图读出两个示数,最后与电流表对应起来,最后再计算通过两个灯泡的电流即可。
【解答】(1)根据甲图可知,灯泡L1与L2并联,电流表与L1串联。根据乙图可知,只需将L1右端的a线与电流表的“-”接线柱相连,再将L2右端的b线与电流表的“3”接线柱相连即可,如下图所示:
(2)实验中,两个小灯泡的规格应选择不相同的更加合理。
(3)连接完导线灯泡立即发光,说明:开关没有断开。正常情况下,电流表的指针应该向右偏转,而现在向左偏转,说明:电流表接线柱接反。
(4)过了一会后,观察到灯L2继续发光,但灯L1不发光,电流表的示数为零,电路可能存在的故障是L1断路。
(5)根据丙图可知,两个灯泡并联,电流表A1在干路上测总电流,A2测L2的电流。
在并联电路中,总电流等于各支路电流之和,那么A1的示数大于A2.
根据丁图可知,当电流表量程为0~3A时,分度值为0.1A,示数为2.4A;
当电流表量程为0~0.6A时,分度值为0.02A,示数为0.48A;
则通过灯泡L2的电流为0.48A,总电流为2.4A;
那么通过灯泡L1的电流为:I1=I总-I2=2.4A-0.48A=1.92A。
5.(2020八上·柯桥月考)某兴趣小组的同学欲采用以下的实验器材探究串联电路电压的特点。
(1)请在答题卷的框中画出对应的电路图。
(2)连接好电路,闭合开关发现两灯都不亮,电压表指针有明显偏转,则故障是: 。
(3)某同学在测量了L1两端的电压后,断开开关,然后将AE导线的A端松开,接到D接线柱上,测量小灯泡L2两端的电压,这一做法存在的问题是 。
【答案】(1)
(2)L1开路
(3)电压表的正负接线柱接反了
【知识点】根据实物图画电路图;电压的测量及电压表的使用;电流表、电压表在判断电路故障中的应用
【解析】【分析】(1)根据实物图确定串并联关系和连接的顺序,然后依次用电路符号替代,从而画出对应的电路图即可。
(2)当灯泡L1开路时,电压表与L2串联,由于它的内阻很大,因此通过灯泡的电流很小,则L2不发光。在串联电路中,电压与电阻成正比,则电压表几乎分得全部电压,即电压表的指针偏转明显。
(3)注意电表的正负接线柱连接是否正确。
【解答】(1)根据实物图可知,灯泡L1与L2串联,电压表测L1的电压。
①电流从正极出发,依次经过开关、L2、L1,然后回到电源灯负极;
②将电压表并联在L1的左右两端即可,如下图所示:
(2)连接好电路,闭合开关发现两灯都不亮,电压表指针有明显偏转,则故障是:L1开路。
(3)原来AE与电源的负极相连,则E肯定为“-”接线柱。如果将A改接到D上,那么E与电源正极相连,违反了电压表的使用规范,则存在的问题是:电压表的正负接线柱接反了。
6.(浙教版科学八年级上学期4.5电压的测量(第2课时))在探究“串联电路中用电器两端的电压与电源两端电压的关系”时,小明同学想用图甲中的器材组成电路,其中一个电压表测量电源两端的电压、一个电压表测量某一个灯泡两端的电压,请你帮助他完成下述工作(电源电压不超过3V)。
(1)在方框内画出电路图;
(2)用笔画线表示导线,将实物图连成实验电路;
(3)正确操作后,测量电源两端电压和灯泡两端电压的两电压表示数分别如图丙a、b所示,则电源两端的电压为 V,被直接测量的灯泡两端的电压为 V。
(4)由串联电路中用电器两端电压与电源两端电压的关系得:另一个灯泡两端的电压为 V。
【答案】(1)
(2)
(3)2.8;1.6
(4)1.2
【知识点】基本电路与电路图;实物的电路连接;串、并联电路的电压特点
【解析】【分析】(1)在画电路图时,可以使用“补充法”,即先画出一个只有电源和两个灯泡的简单电路,作为框架,然后根据开关、电压表或电流表等的控制作用,确定好位置后补充进去即可;
(2)根据电路图连接实物图时,首先根据电路图连接好一条通路,然后确定分流点和汇流点,最后将剩余的部分补充进入即可;
(3)根据丙图确定电压表的量程和分度值,然后根据指针的位置读数即可;
(4)根据串联电路总电压等于各处电压之和计算即可。
【解答】(1)①两个灯泡串联,即从电源正极开始,依次连接两个灯泡,最后连接到负极上;
②开关控制两个灯泡,即与灯泡串联,将其接在正极和右边灯泡之间即可;
③一个电压表测总电压,那么将电压表并联在电源和开关两端即可;
④一个电压表测一个灯泡电压,那么将这个电压表并联在右边灯泡两侧即可,如下图所示:
(2)①根据电路图可知,电流从正极出发,依次经过开关S、两个灯泡流会负极;
②分流点在开关S和右边灯泡之间,汇流点在负极和左边灯泡之间,在实物图中找到这两个接线柱,将一个电压表接在这两点之间;
③分流点在右边灯泡与开关之间,汇流点在两个灯泡之间,将另一个电压表连接在这两点之间即可。
如下图所示:
(3)根据丙中的a图可知,电压表选择0~3V量程,分度值为0.1V,那么电源电压为:2V+0.1V×8=2.8V;
根据b图可知,电压表选择量程0~3V量程,分度值为0.1V,那么灯泡的电压为:1.5V+0.1V=1.6V;
(4)另一个灯泡的电压为:U2=U总-U1=2.8V-1.6V=1.2V。
7.(2021·乐清模拟)小明利用仅有的一个规格为“20Ω1.0A”的滑动变阻器和其他器材来“检验欧姆定律”。实验电路如图甲所示,电源电压恒为6伏。滑动变阻器的ab段线圈之间的绝缘漆破损,导致电流直径流过(如图乙),致使ab段电阻损失,此时ab段电阻阻值可忽略不计。实验步骤如下:
①用8欧的定值电阻进行实验,连接好电路。
②闭合开关S,调节滑动变阻器,使定值电阻两端电压为4伏,读出电流表的示数(如图丙)。断开开关,把滑片P移到阻值最大端。
③依次用阻值为12欧、16欧和20欧的定值电阻替换原来的电阻,重复步骤②。
(1)图丙中电流表示数为 安。
(2)小明设计上述实验步骤,要探究的问题是: 。
(3)小明在完成16欧电阻的实验后,再做20欧电阻的实验时,但电压表示数一直大于4伏。分析可得,ab段电阻丝绝缘层破损前的阻值Rab的范围是 。
【答案】(1)0.5
(2)导体的电流与电阻的关系
(3)10Ω<Rab≤12Ω
【知识点】电流的测量及电流表的使用;欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)根据丙图确定电流表的量程和分度值,然后根据指针的位置读出电流表的示数;
(2)根据控制变量法的要求分析即可;
(3)在串联电路中,电压与电阻成正比。当接入16Ω的电阻时,可以让电压表的示数为4V;当加入20Ω的电阻时,不能使电压表的示数减小到4V。根据串联电路的分压规律,分别计算出两种情况下变阻器要接入电路的阻值,再用变阻器的总阻值减去它们得到Rab的阻值范围。
【解答】(1)根据丙图可知,电流表选择量程0~0.6A,分度值为0.02A,那么电流表的示数为0.5A。
(2)根据题意可知,实验中改变定值电阻的阻值,而保持电阻两端的电压不变,因此探究的是通过导体的电流与电阻的关系。
(3)实验中,每次电压表的示数都是4V,而变阻器两端的电压都是:6V-4V=2V;
根据串联电路的分压规律得到:;
当接入16Ω的电阻时为:;
解得:R变=8Ω;
当接入20Ω的电阻时为:;
解得:R变'=10Ω;
那么Rab的阻值应该为:20Ω-10Ω
即10Ω8.(2020·杭州模拟)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,进行如下实验。
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。老师告知小明:滑动变阻器的线圈结构如图乙所示,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,会导致步骤②现象发生。
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,此时电流表示数如图丁所示。
(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,使电压表示数为4伏? 。
(3)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 。
A.15欧 B.25欧 C.35欧 D.45欧
【答案】(1)2
(2)将P右移,使电压表略小于4伏,再将Q逆时针慢慢转动,直到电压表的示数为4伏
(3)D
【知识点】电流的测量及电流表的使用;欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)根据丁图,确定电流表的量程和分度值,根据指针的位置读数;
(2)现在电压表的示数超过4V,说明两个变阻器分担的电压较小,根据串联电路电压和电阻成正比的规律可知,即需要增大二者的总阻值。由于自制的变阻器可以连续微量调节,所以可以先将变阻器的阻值调大一些,使电压表的示数小于4V,再通过自制变阻器的阻值减小,将电压表的示数精确调至4V。
(3)当电压表的示数保持不变时,定值电阻的阻值越大,对应的变阻器接入的阻值也要增大。把变阻器的阻值调到最大,让电压表的示数为4V,计算出此时定值电阻的阻值,这就是可以替换R1的最大阻值。
【解答】(1)根据丁图可知,电流表选择的量程为0~3A,分度值为0.1A,那么读数为2A;
(2) 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, 此时小明应该进行的操作为: 将P右移,使电压表略小于4伏,再将Q逆时针慢慢转动,直到电压表的示数为4伏 ;
(3)变阻器的最大阻值为20Ω,
那么变阻器两端的电压为:U变=U总-U1=6V-4V=2V;
根据串联电路的分压规律得到:;
;
解得:R1=40Ω;
那么可以替换R1的定值电阻小于40Ω。
故选D。
9.(浙教版科学2018-2019学年八年级上学期 4.2 串、并联电路的电流规律(第2课时) 同步练习)为了验证并联电路的电流特点,小薇设计了如图甲所示的电路进行实验。
(1)在连接电路时,电流表必须与用电器 。
(2)小薇先将电流表A1接在L1所在的支路,闭合开关后,观察到灯L2发光,但灯L1不发光,电流表A1的示数为零,电流表A2有示数。电路可能存在的故障是 。
(3)闭合开关,发现电流表的指针偏转如图乙所示,原因是 ;排除故障后,电流表的示数如图丙所示,则电流表的示数为 安。
(4)如果电流表A2的示数是1.4安,则通过灯L2的电流是 安。
【答案】(1)串联
(2)灯L1断路
(3)电流表的正负接线柱接反了;0.24
(4)1.16
【知识点】电流的测量及电流表的使用;串、并联电路的电流特点
【解析】【分析】(1)电流表的连接方式是串联;(2)根据并联电路各支路互不影响可判断电流表所在的支路开路;(3)使用电流表测电流时,应让电流从电流表正接线柱流入,负接线柱流出,否则电流表指针将反向偏转;根据所选的量程进行读数;(4)根据并联电路的电流特点解答.
【解答】(1)电流表应串联在电路中;
(2)小薇先将电流表接在L1所在的支路上,闭合开关后,看到灯L2发光,但灯L1不发光,电流表的示数为零,说明电流表所在的支路开路,电路可能存在的故障是:L1断路或电流表开路。
(3)由图乙可知,电流表指针向左偏转,由此可见,电流表正负接线柱接反了;图丙中的电流表选择的是0~0.6A量程,对应的分度值为0.02A,此时电流表的示数为0.24A;
(4)因为两灯并联,I=I1+I2
所以通过L1的电流为:I1=I-I2=1.4A-0.24A=1.16A
答案是:(1)串联; (2)灯L1断路;(3)电流表的正负接线柱接反了;0.24;(4)1.16.
10.(浙教版科学2018-2019学年八年级上学期 4.2 电流和电流表(第1课时) 同步练习)在“用电流表测电流”的实验中,某同学连接的电路如图所示。
(1)闭合开关,观察到灯泡L1和L2的发光情况是 。
(2)针对上述现象,该电路存在的问题是 。
(3)请在原图上只改动一根导线,使两只电流表分别测干路和支路的电流。(要求:在需改动的导线上画“×”,用笔将改动后的导线画出,导线不许交叉)
【答案】(1)L1不发光,L2发光
(2)灯L1和电流表A2被短路
(3)解:如图所示:
【知识点】电流的测量及电流表的使用
【解析】【分析】解决本题的关键是熟知电流表的使用方法.
【解答】1.如图所示,灯泡L1被短路,L1不发光,所以L2发光;
2.如图所示,灯泡L1与A2串联再与A1并联,所以灯L1和电流表A2被短路;
3.;根据一个电流表在干路,一个在支路,将A2的“3”接线柱改到开关的右侧接线柱即可;
故答案为:1、L1不发光,L2发光;
2、灯L1和电流表A2被短路;
3、如图所示:
11.(2021八上·金华期中)如图1所示是用电流表测量灯泡电流的实物连接图,请按要求回答:
(1)闭合开关前,小明看到电流表的指针如 图2所示,则他应进行的操作是 。
(2)如果用电流表测量通过L1和L2的总电 流,且只允许移动一根导线,应将导线 (填a、b或c)的右端接在电流表的 (填“+”或“﹣”)接线柱上。
(3)若将L1和L2换成不同规格的小灯泡串联在同一电路中,则通过它们的电流 。
A.一定相等 B.可能不相等 C.一定不相等 D.可能相等
【答案】(1)指针调零
(2)b;-
(3)A
【知识点】电流的测量及电流表的使用
【解析】【分析】(1)根据电流表的使用规范解答;
(2)电流表要测量哪个用电器的电流,它就要与哪个用电器串联,根据图1分析导线的修改方法。
(3)根据串联电路的电流特点判断。
【解答】(1)根据图2可知,此时电流表的指针没有归零,则实验前它应该进行操作:指针调零。
(2)根据图1可知,灯泡L1、L2串联,开关在干路上控制两个灯泡,电流表与灯泡L2串联,测L2的电流。如果用电流表测量总电流,那么它必须改接在干路上。根据图1可知,应该将导线b的右端接在电流表的“-”接线柱上即可。
(3)若将L1和L2换成不同规格的小灯泡串联在同一电路中,根据“串联电路各处电流都相等”的特点可知,通过它们的电流一定相等,故选A。
12.(2021八上·金华期中)下表是某实验小组在探究导体电阻大小与导体的长度、横截面积、材料的关系时,对所用导体相关物理量进行的一部分记录:
(1)选甲、乙两根金属丝导体进行实验,目的是 。
(2)为了完成实验,表格中丙和丁导体的材料选择需要满足一定的要求,其中 导体的材料必须是镍铬合金丝;
导体编号 甲 乙 丙 丁
长度(m) 1 1 1 0.5
横截面积(mm2) 1.2 2.4 1.2 1.2
材料 镍铬合金丝 镍铬合金丝
(3)该实验中涉及到的主要研究方法,和下列哪个实验的研究方法是一样的 。
A.研究压力作用效果与压力、受力面积的关系
B.用一条带箭头的直线表示光的传播路线和方向
C.用水流的形成来类比电流的形成
D.用刻度尺测出100张相同纸的厚度,除以100得到一张纸的厚度
【答案】(1)探究导体电阻大小与横截面积是否有关
(2)丁
(3)A
【知识点】实验探究的其他思想方法;影响电阻大小的因素
【解析】【分析】(1)根据表格分析甲、乙两根金属丝哪个因素不同即可;
(2)将丁与前面三根金属丝比较可知,它的长度与其它三个都不同,因此可借助甲、丁探究电阻与长度的关系,此时需要控制横截面积和材料相同,因此丁的材料肯定是镍铬合金丝,据此分析解答;
(3)在探究影响某个因素对电阻的影响,需要控制其它因素相同,这就是控制变量法,据此对各个选项进行分析判断即可。
【解答】(1)根据表格可在,甲和乙的横截面积不同,则:选甲、乙两根金属丝导体进行实验,目的是:探究导体电阻大小与横截面积是否有关 。
(2)为了完成实验,表格中丙和丁导体的材料选择需要满足一定的要求,其中丁导体的材料必须是镍铬合金丝;
(3)A.研究压力作用效果与压力、受力面积的关系时,探究压力时控制受力面积相同,探究受力面积时控制压力相同,使用了控制变量法,故A符合题意;
B.用一条带箭头的直线表示光的传播路线和方向,使用了模型法,故B不合题意;
C.用水流的形成来类比电流的形成,使用了类比法,故C不合题意;
D.用刻度尺测出100张相同纸的厚度,除以100得到一张纸的厚度,使用了“累积法”,故D不合题意。
故选A。
13.(2021八上·平阳月考)某科学兴趣小组学习了导体电阻的知识后,对食盐水溶液的导电性能与什么因素有关提出了以下猜想:
①食盐水溶液的导电性能与溶液的浓度有关。
②食盐水溶液的导电性能与溶液的质量有关。
③食盐水溶液的导电性能与溶液中两点间的距离有关。
为了验证猜想,他们设计了如图所示的装置,将电路中的a、b两金属片分别插入甲、乙、丙、丁四种溶液中(金属片a、b每次插入溶液中的深度都相同),进行实验探究:
(1)食盐水溶液的导电性能可以通过 来判断。
(2)将金属片a、b分别插入甲、乙所示溶液中可探究猜想 (填序号);为了探究猜想②,应将金属片a、b分别插入 所示溶液。
(3)将金属片a、b分别插入乙、丁所示溶液,若I乙≠I丁,由此可得到的结论是 。
(4)这个实验用到了初中科学中最常用的探究方法是 (写出一种)。
【答案】(1)电流表示数
(2)甲;丙
(3)食盐水溶液的导电性能与溶液中两金属片间的距离有关。
(4)控制变量法(或转换法)
【知识点】控制变量法;影响电阻大小的因素
【解析】【分析】(1)金属片a、b插入盐水中,电源电压一定,盐水导电性越强,电阻越小,电流越大,电流表示数越大,用电流表示数大小来反映盐水电阻的大小。
(2)食盐水溶液的导电性能与溶液中两金属片间的距离有关。
【解答】(1)若食盐水溶液的导电性能比较强,其电阻就比较小,电流表示数较大;反之,电流表示数较小,可见,食盐水溶液的导电性能可以由电流表示数的大小来判断。
(2)a、b分别插入甲、乙所示位置,盐水的质量和金属片的距离不变,可探究食盐水溶液的导电性能与溶液的浓度有关,可探究猜想①。为了探究食盐水溶液的导电性能与溶液的质量的关系,需要保持溶液的浓度和溶液中两点间的距离不变,改变溶液的质量,应将金属片a、b分别插入甲、丙两图所示位置。
(3)将金属片a、b分别插入乙、丁所示位置时,溶液的浓度相同,质量也相等,溶液中两点间的距离不相等,若I乙≠I丁,所以,食盐水溶液的导电性能与溶液中两点间的距离有关。
(4)实验中探究一个量与其他多个量之间的关系采用控制变量法,还把盐水的导电性转化为电流表示数的大小。
故答案为:(1)电流表示数(2)①;甲、丙(3)食盐水溶液的导电性能与溶液中两点间的距离有关(4)控制变量法(或转换法)
14.(2021·温州)据史料记载,欧姆曾用如图电路来研究电流的影响因素。该电路的温差电源中,铜与铋的两个接触面分别放在冰水混合物和沸水中,AB两端存在电压,其电压大小由温度差决定。
欧姆将粗细均匀的铁丝两端插入水银中,接通电路。当电路中有电流通过时,小磁针会发生偏转,转动金属丝上端手柄,扭转金属丝,使小磁针回到原位置,记录手柄转过角度。他用粗细相同、长度不同的铁丝多次重复上述实验,部分数据如表。已知手柄转过角度与电流大小成正比,粗细相同的铁丝电阻阻值与其长度成正比。
实验组别 1 2 3 4
铁丝长度(英寸) 2 4 6 10
手柄转过角度(度) 305 281.5 259 224
(1)在实验中始终保持“温差电源”的温度差不变的目的是 。
(2)小明查阅资料发现:除铁丝外,欧姆还考虑了电路中水银、铜丝等导体的电阻R',才得出正确的电流与电阻关系。结合表中数据,判断R'的阻值大约相当于本实验中多少长度铁丝的阻值?________
A.5英寸 B.10英寸 C.15英寸 D.20英寸
(3)欧姆用粗细相同的金丝、铅丝代替铁丝重复上述实验,发现当手柄转过角度相同时,金丝的长度比铅丝长。据此推测,若金丝和铅丝的长度与粗细都相同,哪一金属丝阻更大?简要说明理由。 。
【答案】(1)控制电源电压相同
(2)D
(3)铅丝阻值更大。实验中长金丝与短铅丝阻值相同,又因为横截面积相同的同种导体长度越长阻值越大,当金丝与铅丝长度相同时,铅丝阻值更大。
【知识点】影响电阻大小的因素;欧姆定律及其应用;探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【分析】(1)温差电源的电压与温度差有关,即温度差越大,电源电压越大;
(2)在实验中,铁丝和电阻R’串联,根据U总=I总R总列出方程,代入表格数据计算即可;
(3)导体的电阻与横截面积成反比,与长度成正比,据此分析判断。
【解答】(1)在实验中始终保持“温差电源”的温度差不变的目的是控制电源电压相同。
(2)在实验中,铁丝和电阻R’串联,设1英寸铁丝的电阻为R铁,手柄转过1°电流为I,
根据表格中第1、2组数据,利用U总=I总R总得到:
U总=(2R铁+R')×305I ①;
U总=(4R铁+R')×281.5I ②;
①②联立解得:R'≈20R铁;
故选D。
(3)据此推测,若金丝和铅丝的长度与粗细都相同,则铅丝阻值更大,理由是:实验中长金丝与短铅丝阻值相同,又因为横截面积相同的同种导体长度越长阻值越大,当金丝与铅丝长度相同时,铅丝阻值更大。
15.(2021·瑞安模拟)热敏电阻的阻值会随温度的改变而改变。小明同学用如图甲所示的电路来探究热敏电阻Rt的阻值与温度的关系。已知M为控温器,电源电压恒定不变,R是能读出阻值的电阻箱。小明进行了如下操作:
①根据图甲连接电路,闭合开关前,将电阻箱的阻值调到足够大。
②调节控温器中液体温度为10℃,闭合开关,调节电阻箱的阻值,使电流表的示数达到某数值,记录此时电阻箱的阻值为26Ω。
③依次改变控温器中的液体温度,同时调节电阻箱的阻值, ,得到相关数据记录如
下表所示。
温度t/℃ 10 20 30 40 50 60 70 80 …
电阻箱的阻值R/Ω 26 47 64 76 85 92 98 100 …
分析并回答下列问题:
(1)本实验中,热敏电阻阻值的变化是通过 反映的。
(2)分析实验过程,将步骤③补充完整: .
(3)在科技创新活动中,小张用该热敏电阻和电压表制成了一支指针式温度计(电路图如图乙所示,电压表未接入),它可以直接在电压表刻度盘上读出相应温度。若想要电压表的读数随温度的升高而增大,则应在图乙中 (填字母a、b、c)两处接入电压表。
【答案】(1)电阻箱阻值的变化
(2)使电流表示数与步骤2中电流表示数相等
(3)bc
【知识点】影响电阻大小的因素
【解析】【分析】(1)根据甲图可知,热敏电阻和变阻器串联。电源电压不变,通过电路的电流大小不变,根据可知,实验过程中总电阻保持不变。当温度发生变化时,调节变阻器的阻值保持电流表的示数不变,根据R总=Rt+R可知,只要确定变阻器的示数就能得到对应温度下热敏电阻的阻值。
(2)根据(1)中的分析解答;
(3)在串联电路中,电压的分配与电阻成正比,据此结合热敏电阻的阻值随温度的变化规律分析解答。
【解答】(1)本实验中,热敏电阻阻值的变化是通过电阻箱阻值的变化反映的。
(2)在步骤③中,温度改变,热敏电阻阻值改变,为了保证总电阻相同,必须调节变阻器的阻值,使使电流表示数与步骤2中电流表示数相等。
(3)根据表格可知,热敏电阻的阻值随温度的升高而减小,根据串联电路的分压规律可知,此时ab之间的电压减小。根据串联电路U总=Ut+U可知,此时bc两点之间的电压增大,因此电压表应该接在图乙中的bc之间。
16.( 华师大版初中科学八年级下学期4.4电阻(第1课时)导体的电阻)学习了电学知识后,小明对影响电阻大小的部分因素进行了探究,器材有:开关、电流表、干电池(电压恒为1.5 V)各一个,三根完全相同的合金丝,导线若干。先连接如图甲所示的电路,然后小明将合金丝以不同方式分别接入电路A、B之间,闭合开关S后,记录的数据如表所示。根据实验数据,回答下列问题:
(1)图乙是将一根合金丝接入电路时电流表的读数,请将其填入表格中。
连接方式 一根 两根串联 三根串联 两根并联 三根并联
电流表 读数(A) 0.15 0.1 0.6 0.9
(2)导体电阻的大小跟材料、长度和横截面积的关系。
①电阻的大小与长度的关系是 。
②电阻的大小与横截面积的关系是 。
(3)实验中一根合金丝的电阻为5 Ω,若该合金丝的横截面积为1 mm2,则这根合金丝的长度为 m。(已知长为1 m,横截面积为1 mm2的该合金丝阻值为1 Ω)
【答案】(1)0.3
(2)材料和横截面积相同时,导体的电阻跟长度成正比;材料和长度相同时,导体的电阻跟横截面积成反比
(3)5
【知识点】影响电阻大小的因素
【解析】【分析】(1)根据乙图确定电流表的量程和分度值,然后根据指针的位置读出示数;
(2)①将前三组实验数据进行比较即可;
②将第一组、第四或第五组实验数据进行比较即可。
(3)根据导体电阻与长度的定量关系计算即可。
【解答】(1)根据乙图可知,电流表选择量程0~0.6A,分度值为0.02A,那么读数为0.3A。
(2)①比较前三组数据可知,前三组实验中电阻的比为:,而它们的长度之比也是1:2:3,因此得到结论:材料和横截面积相同时,导体的电阻跟长度成正比。
②第一组、第四组实验数据比较,它们的电阻之比:,而它们的横截面积之比为1:2,因此得到结论:材料和长度相同时,导体的电阻跟横截面积成反比。
(3)根据材料和横截面积相同时,导体的电阻跟长度成正比得到:,即,解得:L=5m。
17.(2021·鄞州模拟)小科同学在实验室做“测量小灯泡(额定电压为2.5V)的额定功率”实验。
(1)请你用笔替代导线,将图甲补充完整,要求滑动变阻器接入电路的阻值最大。
(2)小科正确连线后实验,根据测得的实验数据画出了小灯泡电压在1.5V-2.5V之间的I—U图像,如图乙所示。则该小灯泡的额定功率是 W。若小灯泡电压为1.5V、2.0V、2.V时小灯泡的功率分别为P1、P2、P3,则2P2 (填“>”、“<”或“=”)(P1+P3)。
【答案】(1)
(2)0.625;<
【知识点】滑动变阻器的原理及其使用;电功率计算公式的应用
【解析】【分析】(1)根据题目的要求和变阻器接线的要求推测变阻器的接线方法即可;
(2)从图乙中找到灯泡的额定电流,然后根据公式P=UI计算灯泡的额定功率
(3)根据图乙分析通过灯泡电流的变化规律,然后根据公式P=UI推算各个功率的表达式,最后进行比较即可。
【解答】(1)根据甲图可知,闭合开关前,变阻器的滑片在最左端,只有选择右下角的接线柱,此时变阻器接入的阻值最大,如下图所示:
(2)根据图乙可知,当灯泡电压为2.5V时,灯泡的额定电流为0.25A,那么灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.25A=0.625W。
根据乙图可知,图像为一条斜线,那么通过灯泡的电流与电压成一次函数关系。
设电压为1.5V时,通过灯泡的电流为I,则功率P1=U1I1=1.5V×I;
功率P3=U3I3=2.5V×0.25A;
当灯泡电压为2V时,通过灯泡的电流为:,则功率P2=U2I2=;
因此:①;
P1+P3=1.5V×I+2.5V×0.25A ②;
②-①得到:P1+P3-2P2=0.5V×0.25A-0.5V×I;
因为I<0.25A;
所以P1+P3-2P2>0;
即2P218.(2020八上·滨江月考)某兴趣小组用二节新干电池,规格为“10Ω 1.5A”的滑动变阻器等器材来测导体电阻。请回答:
实验序号 电压/V 电流/A
1 2.0 0.20
2 2.4
3 2.8 0.28
(1)滑动变阻器的滑片C现处于阻值最大处,请用笔画线代替导线将图甲电路连接完整。
(2)连接好电路,闭合开关,当滑动变阻器滑片向右移动到中点处电压表和电流表才有示数,分别为2V、0.20A。继续向右调节滑动变阻器进行测量,第二次测量时电流表示数如图乙所示,据图把表中所缺数据填写完整 。
(3)该小组同学用这套器材(所有器材不变)和阻值为5Ω、15Ω、25Ω的三个定值电阻继续探究“电流与电阻的关系”。实验中要控制电阻两端电压不变,那么电阻两端电压最小能控制到 V。
【答案】(1)
(2)0.24
(3)2.5
【知识点】滑动变阻器的原理及其使用;欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)滑动变阻器接线注意“一上一下”,而它使用哪部分由下面的接线柱决定,根据题目的要求推测下面接线柱的选择情况即可。
(2)电压表测量的都是定值电阻的电压,因此通过它的电流与电压成正比,据此计算即可;
(3)当接入定值电阻25Ω时,变阻器的阻值全部使用,根据“串联电路电压与电阻成正比”的规律计算出电阻两端的最小电压。
【解答】(1)根据图片可知,当滑片C在B端时,如果此时变阻器的阻值最大,那么下面连接的应该是右边的A接线柱,如下图所示:
(2)根据“电流与电压成正比”得到:,即;
解得:I2=0.24A。
(3)变阻器的一半能够使用,那么它的阻值应该为5Ω;当定值电阻的阻值为25Ω时,根据串联电路电压与电阻成正比得到:;
即;
解得:U=2.5V。
因此电阻两端的最小电压为2.5V。
19.(2021九上·拱墅月考)小金设计了一个可以粗测电流大小的“电流表”,结构如图所示。将一个弹簧测力计固定在不计电阻的电磁铁上方,挂勾上悬吊一个小铁块,M、N是“电流表”的两个接线柱。电路中R是阻值为r的定值电阻,电源电压恒定,电压表量程足够。
请回答:
(1)为了在弹簧秤上标定电流的刻度值,在连接电路前,在弹簧秤的指针静止后所在位置应标注 刻度,该刻度不与弹簧秤0刻度线重合的原因是 ;
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应处于 (选填“A端”或“B端”);
(3)为获得“电流表”的最大测量值,将接线柱M、N分别和电路C、D相连,闭合开关调节滑片P,当观察到弹簧秤示数达到 时,读取电压表示数为U,则该“电流表”最大测量值是 ;
(4)标注完两个刻度后,将“电流表”接线柱M、N接入待测电路,即可粗测电流值。小金认为无论接线柱的正、负如何连接,“电流表”都能正常使用,理由是 。
【答案】(1)零;铁块有自重
(2)B
(3)5N;U/r
(4)电流方向改变只会改变电磁铁的极性,但磁性大小不变,都会吸引上方的小铁块
【知识点】滑动变阻器的原理及其使用;欧姆定律及其应用;影响电磁铁磁性强弱的因素
【解析】【分析】(1)在连接电路前,电磁铁中没有电流,即此时电流为零,那么此时测力计的指针位置可标注为电流表的0刻度。由于铁块有自重,那么此时测力计的弹簧肯定被拉长,则此时指针肯定不指向测力计的0刻线。
(2)在闭合开关前,为了保护电路,则变阻器的滑片要移动到阻值最大的位置;
(3)通过电磁铁的电流越大,铁块受到的引力越大,弹簧的长度越大,因此当测力计的弹簧达到最长时,此时电流表达到最大量程。根据欧姆定律计算出电流表的最大电流。
(4)分析电流方向的改变是否会改变铁块受到磁力的大小即可。
【解答】(1)为了在弹簧秤上标定电流的刻度值,在连接电路前,在弹簧秤的指针静止后所在位置应标注零刻度,该刻度不与弹簧秤0刻度线重合的原因是铁块有自重;
(2)根据图片可知,滑片在B端时阻值最大,则:闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应处于B端。
(3)为获得“电流表”的最大测量值,将接线柱M、N分别和电路C、D相连,闭合开关调节滑片P,当观察到弹簧秤示数达到5N时,读取电压表示数为U,则该“电流表”最大测量值是U/r;
(4)小金认为无论接线柱的正、负如何连接,“电流表”都能正常使用,理由是:电流方向改变只会改变电磁铁的极性,但磁性大小不变,都会吸引上方的小铁块。
20.(第4节变阻器)探究报告:用变阻器改变灯泡的亮度。
(1)观察:实验室中有一滑动变阻器,铭牌上标有“20Ω 2A"字样 ,其含义是 。
(2)设计实验:①要使变阻器能够控制灯泡的亮度,变阻器应该与灯泡串联还是并联? ;②要能控制电路中电流的大小,应该使用图示变阻器的哪两个接线柱? ;③连接实物时,滑片P应移到 ,其目的是 。④请将你设计的实验电路图画在下面的方框内,用笔画线代替导线连接图中的实物。
(3)进行实验。
如果你还想知道电路中电流值的改变情况,需在电路中再 联一个电流表。
【答案】(1)表示滑动变阻器的最大阻值是20欧,允许通过的最大电流是2安
(2)串;AC或BC阻值最大处;防止电路中电流过大,保护电路;
(3)串
【知识点】实物的电路连接;滑动变阻器的原理及其使用
【解析】【分析】(1)变阻器上的电阻为它的最大阻值,电流值为允许通过的最大电流;
(2)①如果用电器相互影响,那么二者串联;如果用电器不相互影响,那么二者并联;
②根据变阻器接线“一上一下”原则解答;
③在闭合开关前,变阻器的阻值要调到最大,防止电流过大损坏用电器或电表;
④弄清电器元件的串并联关系和先后顺序,然后连接即可。
(3)根据电流表的使用方法解答。
【解答】(1)滑动变阻器铭牌上标有“20Ω 2A"字样 ,其含义是:表示滑动变阻器的最大阻值是20Ω,允许通过的最大电流是2A 。
(2)设计实验:
①要使变阻器能够控制灯泡的亮度,那么变阻器肯定影响灯泡,那么变阻器应该与灯泡串联;
②要能控制电路中电流的大小,根据“一上一下”原则,应该使用图示变阻器AC或BC两个接线柱;
③连接实物时,滑片P应移到阻值最大处,其目的是防止电路中电流过大,保护电路。
④根据题目要求可知,电流从正极出发,依次经过灯泡、变阻器、开关,然后回到电源的负极,如下图所示:
(3)如果我还想知道电路中电流值的改变情况,需在电路中再串联一个电流表。
21.(华师大版初中科学八年级下学期4.5 欧姆定律(第2课时)串联电路 )拓展性学习小组的同学合作进行探究“串联电路的电压特点”,设计了图Ⅰ电路,并连接了图Ⅱ电路。
(1)图Ⅱ的实验电路连接中有一处错误,无法完成实验,连接错误的导线是 (选填“a”“b”或“c”)。
(2)正确连接后,继续实验,根据测得的实验数据,绘制了如图Ⅲ所示的曲线图。
①图Ⅲ中甲、乙两条曲线是根据图Ⅰ电路测得的实验数据所绘制的曲线,其中与图Ⅰ电路中电压表 对应的曲线是 (选填“甲”或“乙”)。
②已知电源电压恒为6 V,根据探究目的分析图Ⅲ中的曲线,得出的实验结论是 。
(3)拓展探究:同学们根据串联电路的电压特点,重新设计如图Ⅳ电路(电源电压未知),利用电压表和定值电阻R0(已知阻值)测量未知定值电阻Rx的阻值。闭合开关S后,接下来的操作是 (只需写出操作过程和测量的科学量,不需写出表达式)。
【答案】(1)b
(2)甲;串联电路中总电压等于各分电压之和
(3)闭合开关S1,断开S2,测得电压表的示数U1;闭合开关S2、断开开关S1(或同时闭合S1、S2),测得电压表的示数U2
【知识点】串、并联电路的电压特点
【解析】【分析】(1)根据图I检查图II中存在的问题;
(2)①根据图I,分析电流增大时两个电压表的示数变化趋势,然后结合图III确定图线与电压表的对应关系;
②将图III中对应的两个电压表的示数相加,然后与电源电压比较,从而得到结论;
(3)在图IV中,定值电阻R0与待测电阻Rx串联,通过它们的电流相等。开关S1闭合时,电压表测Rx的电压Ux;当开关S2闭合时,电压表测它们的总电压U总,二者之差就是R0的电压U0。根据计算出通过Rx电流,最后根据欧姆定律计算Rx的阻值即可。
【解答】(1)根据图I可知,电压表V2只测量变阻器R2的电压,而图II中电压表V2与导线相连,因此需要将b导线拆下来,改接在变阻器上左下角的接线柱上即可;
(2)①定值电阻R1与变阻器R2串联,电压表V1测R1的电压,V2测R2的电压。当通过电路的电流增大时,根据U=IR可知,电压表V1变大;根据U总=U1+U2可知,电压表V2变小,则与图Ⅰ电路中电压表 对应的曲线是甲;
②根据图III可知,当电流为0.15A时,两个电压表的示数为:3V和3V;当电流为0.2A时,两个电压表的示数分别为4V和2V,因此两个电压表的示数之和都等于电源电压,那么得到结论:串联电路中总电压等于各分电压之和。
(3)闭合开关S后,接下来的操作是:闭合开关S1,断开S2,测得电压表的示数U1;闭合开关S2、断开开关S1(或同时闭合S1、S2),测得电压表的示数U2。
22.(2020八上·滨江期末)在“探究影响导体电阻大小因素”的实验中,取两根材料不同、横截面积相同的金属丝a、b,连接成如图甲的实验电路,O、M分别是金属丝a、b的端点,P是金属丝上可移动的接触点。在实验过程中,电流表示数始终为I=1.25A.电压表示数U随OP间距离x的变化如表:
x/mm 600 700 800 900 1000 1200 1400 1600 1800 2000
U/A 4.50 5.00 5.50 6.00 6.75 7.00 7.25 7.50 7.75
(1)当OP=1000mm时,电压表的示数如图乙,请在表格处填上此时的U值 。
(2)实验可得到的结论是:①导体的电阻大小与导体材料有关;② 。
【答案】(1)6.50
(2)导体电阻大小与导体长度有关
【知识点】电压的测量及电压表的使用;影响电阻大小的因素
【解析】【分析】(1)根据图片乙确定电压表的量程和分度值,然后根据指针的位置读数;
(2)根据表格中前5列数据分析电阻大小的影响因素。
【解答】(1)根据图乙可知,电压表的量程为0~15V,分度值为0.5V,那么电压表的示数为6.50V;
(2)根据表格中前5列数据可知,当导体的材料相同时,导体的长度越大,电阻越大,那么得到结论:导体电阻的大小与长度有关。
23.(2020八上·余杭月考)小徐和小静探究“并联电路电压的关系”时,小徐先按图甲所示电路图连接图乙所示的实物图(电压表尚未连接)。
(1)小静一眼就看出了小徐连接的错误,并指出如果直接闭合开关将出现 (选填“断路”或“短路”)现象,小灯泡L1、L2都不会亮,还可能造成滑动变阻器被损坏。
(2)小静只更改跟L1、L2的四个接线柱A、B、C、D相连的某根导线的一端,就使电路连接正确了。她的做法可能是 (写出一种即可)。
(3)在电路中串联滑动变阻器的作用是 ,闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应置于 端(选填“左”或“右”),该实验的结论是 。
【答案】(1)短路
(2)可将①的一端从接线柱C改接到D或将导线②的一端从接线柱A改接到B
(3)移动滑动变阻器滑片,改变灯泡两端电压;左;并联电路各支路电压相同且等于电源电压
【知识点】串、并联电路的电压特点
【解析】【分析】(1)电流从正极到负极的过程中,没有经过用电器,就会发生短路。发生短路时,电流很大,非常容易烧坏电源;
(2)调整导线后,只要保证每条通路上都有灯泡,那么电路就能正常工作,据此分析;
(3)探究“并联电路电压的关系”时,需要改变灯泡两端的电压反复完成多组实验,从而收集多组数据,找到客观准确的规律,据此分析变阻器的作用。
在闭合开关前,为了防止电流过大烧坏用电器,变阻器的滑片要调到阻值最大的一端。
根据并联电路的电压规律解答即可。
【解答】(1)如下图所示,如果直接闭合开关,那么电流不经过两个灯泡,而是直接由正极流回负极,从而发生短路现象;
(2)观察发现,只要将将①的一端从接线柱C改接到D或将导线②的一端从接线柱A改接到B,就能保证每条通路上都有一个灯泡,从而使电路正常工作,如下图所示:
或
(3)在电路中串联滑动变阻器的作用是移动滑动变阻器滑片,改变灯泡两端电压,闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应置于左端,该实验的结论是:并联电路各支路电压相同且等于电源电压。
24.(浙教版科学八年级上学期4.5电压的测量(第2课时))拓展性学习小组的同学合作进行“探究串联电路的电压特点”设计了如图①所示电路,并连接了如图②所示电路。(在导体的电阻不变时,通过导体的电流和导体两端的电压成正比)
(1)图乙的实验电路连接中有一处错误,无法完成实验,连接错误的导线是 (填“a”“b”或“c”)。
(2)正确连接后,继续实验,根据测得的实验数据,绘制了如图③所示的曲线图。
(a)图③中甲、乙两条曲线是根据图①电路测得的实验数据所绘制的曲线,其中与图①电路中电压表V1对应的曲线是 (填“甲”或“乙”)。
(b)已知电源电压恒为6 V,根据探究目的分析图③中的曲线,得出的实验结论是 。
(3)拓展探究:同学们根据串联电路的特点,重新设计了如图④所示电路(电源电压未知),利用电压表和定值电阻R0(已知阻值)测量未知定值电阻Rx的阻值,闭合开关S后,接下来的操作是 (只需写出操作过程和测量的科学量,不需要写出表达式)。
【答案】(1)b
(2)甲;串联电路中总电压等于各用电器分电压之和
(3)闭合开关S1,断开S2时,测得电压表的示数为U1;闭合开关S2、断开开关S1(或同时闭合S1、S2)时,测得电压表的示数U2
【知识点】串、并联电路的电压特点
【解析】【分析】(1)根据①图确定各个电器元件的串并联关系,然后分析图②,找到那条错误的导线即可;
(2)(a)根据U=IR分析V1的示数变化规律即可;
(b)将每组对应的两个电压表的示数相加,分析得到的和的数量关系,进而得出实验结论;
(3)在串联电路中,各处电流都相等,即通过定值电阻R0的电流与Rx的电流相等。只要知道通过R0的电流,就能知道通过Rx的电流。分析图④可知,先闭合开关S1,断开S2,此时电压表的示数为Ux;断开开关S1,闭合开关S2,此时电压表的示数为U总,那么R0两端的电压U0=U总-Ux。根据欧姆定律可知,通过Rx的电流Ix=I0=,最后根据计算未知电阻的阻值即可。
【解答】(1)根据图①可知,电压表V2应该与变阻器并联,因此图②中b导线应该接在变阻器的左边接线柱上,那么连接错误的导线是b。
(2)(a)根据①图可知,电压表V1测定值电阻R1的电压,当电流增大时,根据公式U=IR可知,电压表V1的示数不断增大,因此图①电路中电压表V1对应的曲线是甲;
(b)根据图③可知,当V1示数为2V、3V、5V时,V2的示数分别为4V、3V和1V,将两个电压表的示数相加得到的和都是6V,因此得到结论:串联电路中总电压等于各用电器分电压之和;
(3)拓展探究:同学们根据串联电路的特点,重新设计了如图④所示电路(电源电压未知),利用电压表和定值电阻R0(已知阻值)测量未知定值电阻Rx的阻值,闭合开关S后,接下来的操作是:闭合开关S1,断开S2时,测得电压表的示数为U1;闭合开关S2、断开开关S1(或同时闭合S1、S2)时,测得电压表的示数U2。
25.(2021九上·平阳期中)小楼想测量某个仅标有“0.25 A”字样的灯泡的额定功率。电源电压为6 V且恒定。
(1)检查器材时,小楼发现电压表存在图甲所示的两个问题:一是指针位置不对;二是部分刻度模糊。出现指针位置不对的原因是 。
(2)小楼认为不更换电压表也能测出灯泡的额定功率。他进行了如下操作:解决了指针问题后,按规范步骤连接好电路(如图乙),检查无误后,闭合开关,移动变阻器滑片,当灯泡正常发光时,滑片正好在变阻器的中点。在滑片移动过程中,电流表示数从0.2 A增大到0.25 A,而电压表示数从2.0伏开始增大。小楼的同桌依据实验数据计算如下:
小楼发现步骤b的结果有错,请你指出错误原因 。灯泡的额定功率是 W。
【答案】(1)电压表使用前没调零
(2)小灯泡的电阻受温度影响,不是定值;0.875W
【知识点】欧姆定律及其应用;电功率计算公式的应用;测定小灯泡的功率
【解析】【分析】(1)在使用电压表之前,要检查电压表的指针是否对准零刻度。如果没有对齐零刻度,那么就要先进行调整,然后再连接使用。
(2)灯泡的灯丝电阻不是固定不变的,会随其温度的升高而增大,即电流为0.2A时的电阻肯定小于0.25A时的电阻,因此计算出的电功率肯定偏小。
根据欧姆定律和串联电路的电压规律列出两个方程,从而计算出变阻器的阻值和灯泡正常发光的电压,最后根据P=UI计算出灯泡的额定功率。
【解答】(1)出现指针位置不对的原因是:电压表使用前没调零。
(2)小楼发现步骤b的结果有错,错误原因:小灯泡的电阻受温度影响,不是定值。
当灯泡正常发光时,滑片在变阻器的中点,此时电流表的示数为0.25A,
根据U总=UL+U变得到:6V=UL+0.25A×①;
当变阻器全部使用时,电流表示数为0.2A,此时电压表的示数为2V,
根据U总=UL+U变得到:6V=2V+0.2A×②;
①②联立得到:UL=3.5V,R滑=20Ω;
则灯泡的额定功率为:PL=ULIL=3.5V×0.25A=0.875W。
26.(2021八下·镇海期末)在探究测定小灯泡电阻的实验中,所用小灯泡正常发光电压为2.5V,电阻约为10Ω。
(1)实验过程如下:
①如图甲所示是某同学连接的实验电路,其中有一根导线连接错误,请你在错误的导线上画×,并用笔画线代替导线,将甲图的实验电路连接完整 。
②实验中当变阻器滑片移到某一位置时,电流表指针如图乙,这时通过小灯泡的电流是 A。
③该同学又根据实验数据绘制成了U﹣I图像如图丙,根据图像提供的信息,可计算出小灯泡正常发光的电阻是 Ω。
(2)若另一位同学想利用如图丁所示的电路测量未知电阻Rx的大小(R0阻值已知)。下面是他的实验过程,请你帮他完成实验。
①闭合开关S和S2,断开S1,读出此时电压表的示数为U1。
②闭合开关S和S1,断开S2,读出此时电压表的示数为U2。
③未知电阻阻值的表达式为:Rx= 。
【答案】(1);0.16;12.5
(2)
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【分析】(1)①在测量小灯泡电阻的实验中,除了电压表与灯泡并联外,其它的都是串联,要注意电表的量程和接线柱的选择,变阻器接线“一上一下”。
②根据乙图确定电流表的量程和分度值,根据指针的位置读出示数;
③根据丙图确定正常发光时的电流,然后根据公式计算出灯泡的电阻。
(2)在串联电路中,电压的分配与电阻成正比,将一个已知阻值的电阻和Rx串联,通过开关的切换分别测量出定值电阻和Rx两端的电压,最后根据计算即可。
【解答】(1)①变阻器应该与灯泡串联,电压表应该与灯泡并联。根据甲图可知,只需将灯泡右端与电流表相接的导线拆下,然后将其改接在灯泡右端与电压表的“-”接线柱之间即可,如下图所示:
②根据乙图可知,电流表选择量程0~0.6A,分度值为0.02A,则通过灯泡的电流为0.16A;
③根据丙图可知,当灯泡两端的电压为2.5V时,通过灯泡的额定电流为0.2A,则灯泡正常发光时的电阻为:。
(2)①闭合开关S和S2,断开S1,此时两个电阻串联,电压表测总电压,读出此时电压表的示数为U1。
②闭合开关S和S1,断开S2,此时两个电阻串联,电压表测R0,读出此时电压表的示数为U2。
③则Rx两端的电压为:Ux=U1-U2;
根据“串联电路中,电压的分配与电阻成正比”得到:;
;
解得: 。
27.(2021八上·平阳期中)小新在探究“通过导体的电流与电压的关系”时,设计了图甲的电路。电源电压不变,R1为定值电阻,滑动变阻器R2上标有“50Ω1A”的字样。
(1)实验时,小新发现电压表V2指针如图乙所示,为完成实验,则小新接下来进行的操作是 。
(2)纠正错误后,实验中小新记录了多组电流表A和电压表V1、V2的示数,作出A、B两条图线,如图丙,其中表示通过R1的电流和R1两端电压关系的图线是 。
(3)小元认为用标有“20Ω 1A”的滑动变阻器R3也能得到丙图的AB两条线,你赞同他的观点吗?说明你的理由 。
【答案】(1)断开开关,更换电压表正负接线柱导线
(2)A
(3)不赞同,因为用“20Ω 1A”滑动变阻器R3 后,图丙不能作出显示1-2V电压值是的电流值,也无法作出4-5V电压值时的电流值
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【分析】(1)根据电压表的实验规范分析;
(2)根据欧姆定律分析两个电压表的示数变化规律,然后与丙图对照即可;
(3)根据欧姆定律计算出定值电阻的电压的变化范围,然后与图丙进行比较即可。
【解答】(1)根据乙图可知,电压表的指针反偏了,说明电压表的正负接线柱接反了,则接下来的操作为:断开开关,更换电压表正负接线柱导线。
(2)根据甲图可知,电压表V1测R1的电压。而R1为定值电阻,根据U=IR可知,电压表V1的示数随电流表示数的增大而增大,则表示通过R1的电流和R1两端电压关系的图线是A。
(3)根据图像可知,电压表V1的最大示数为6V,即电源电压为6V;
而电阻;
当使用“20Ω 1A”的变阻器时,它的最大阻值为20Ω;
则此时最小电流为:;
电压表V1的最小示数为:U1'=I'R1=0.2A×10Ω=2V;
则电压表V1的示数变化范围为2V~6V。
因此图丙中1-2V的部分是得不到的。
则我不同意小元的看法,理由是:因为用“20Ω 1A”滑动变阻器R3 后,图丙不能作出显示1-2V电压值是的电流值。
28.(2021九上·余姚月考)某兴趣小组的同学利用甲图所示的电路进行了多个电学实验。实验中电源电压为6V且恒定不变,滑动变阻器的规格为“30Ω,1A”。
(1)第一个实验是测量电阻Rx的阻值,他们在A、B间接入待测电阻Rx,请你用笔画线代替导线,在答题卷相应位置将乙图中的实物图连接完整。
(2)第二个实验是测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率。他们在A、B间接入额定电压为2.5V的小灯泡,正确连接电路,闭合开关后, (请将实验步骤的相应操作补充完整)至电压表的示数为2.5V时,记录下电流表示数,算出灯泡的额定功率。
(3)若图甲在A、B间接入10Ω定值电阻,其他元件不变,下列实验可完成的是__ ___。
A.探究通电导体产生的热量与电阻的关系
B.探究电流与电压的关系
C.探究电流与电阻的关系
【答案】(1)
(2)(向右)调节滑动变阻器的滑片
(3)B
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验;伏安法测电阻的探究实验
【解析】【分析】(1)在伏安法测电阻的实验中,除了电压表与待测电阻并联,其它的都是串联,要注意电表量程和接线柱的选择,还要注意变阻器接线一上一下原则。
(2)在测定灯泡额定功率的实验中,闭合开关后,此时电压表的示数肯定小于灯泡的额定电压,需要调节变阻器的滑片,从而使电压表的示数增大,直到等于额定电压时,记下电流表的示数即可。
(3)根据各个实验的探究要求分析判断。
【解答】(1)电压表应该并联在AB两端,变阻器应该与定值电阻串联。根据图乙可知,可将变阻器左上角的接线柱与B端的接线柱相连。再将电压表“-”接线柱与B端相连,如下图所示:
(2)正确连接电路,闭合开关后,(向右)调节滑动变阻器的滑片至电压表的示数为2.5V时,记录下电流表示数,算出灯泡的额定功率。
(3)A.探究通电导体产生的热量与电阻的关系时,需要想办法判断产生热量的多少,而本题器材不能满足,故A错误;
B.探究电流与电压的关系时,需要不断改变电压,并记下电流表的示数,用滑动变阻器可以达到目的,故B正确;
C.探究电流与电阻的关系时,需要控制电压相同而不断改变电阻,本题只有一个电阻,无法完成,故C错误。
故选B。
29.(2021·宁波)小宁用如图所示电路研究电阻的并联。
(1)按电路图连接电路,闭合开关S,电流表A1、A2、A3的示数分别为0A、0.40A和1.20A。如果电路元件完好,接线时发生了错误,该错误是 。
(2)使用电流表时,当被测电流值大于电流表量程的一半时,能减小实验误差。本实验所用电源电压为8V,电流表有两个量程(0~0.6A、0~3A)。为减小实验误差,小宁重新选择定值电阻,实验室里可供选择的定值电阻的阻值有:5Ω、10Ω、20Ω、50Ω,应该选用的2个电阻阻值分别为 。
【答案】(1)接线时使电流表A1短路
(2)5Ω、20Ω
【知识点】电流表、电压表在判断电路故障中的应用;欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)根据电路图可知,R1与R2并联,电流表A1测R1的电流,A2测R2的电流,A3测总电流。如果A1断路,那么A2和A3的示数应该相等,实际上二者不相等,说明R1的工作正常,那么只能是电流表A1短路。
(2)根据分别计算出通过各个电阻的电流,选择对应量程,并确定是否大于量程的一半即可。
【解答】(1)按电路图连接电路,闭合开关S,电流表A1、A2、A3的示数分别为0A、0.40A和1.20A。如果电路元件完好,接线时发生了错误,该错误是:接线时使电流表A1短路 。
(2)根据公式得到:
,选择量程0~3A,大于量程的一半;
,选择量程0~3A,小于量程的一半;
,选择量程0~0.6A,大于量程的一半;
,选择量程0~0.6A,小于量程的一半。
那么应该选用的两个电阻为5Ω和20Ω。
30.(2021八下·北仑期中)小科制作了一个利用电压表测物体重力的小仪器,它能在电压表盘上读出所放物体重力的大小,如图所示。
(1)当秤盘不放任何重物时,滑片P恰好处于a点。闭合开关,当秤盘上所放钩码个数增多时,电压表示数将 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)一段时间后,在秤盘放2N重的钩码时,表盘读数比2N大,换不同重的钩码反复试验,每次读数都不同且大于钩码的重力。产生这一现象是由于______引起的(填字母)。
A.R1短路 B.R1断路 C.R2短路 D.R2断路
【答案】(1)增大
(2)A
【知识点】电路的动态分析
【解析】【分析】(1)在串联电路中,电压与电阻成正比,据此分析电压表的示数变化;
(2)分析各个选项中电压表的示数变化情况即可。
【解答】(1)根据图片可知,定值电阻R1与变阻器R2串联,电压表测滑片上方电阻对应的电压。当秤盘上放上钩码后,弹簧伸长,滑片上方的电阻增大,根据串联电路的分压规律可知,它分担的电压增大,即电压表的示数增大。
(2)A.R1短路时,总电阻变小,总电流变大,根据U=IR可知,电压表的示数变大,故A符合题意;
B.R1断路时,整个电路都没有电流,电压表的示数为零,故B不合题意;
C.R2短路时,电压表同时被短路,它的示数为零,故C不合题意;
D.R2断路时,整个电路没有电流,电压表的示数为零,故D不合题意。
故选A。
31.(2021·温州模拟)在“测量小灯泡的额定电功率”实验中,小明用电源电压为6V,量程为“0-0.6A″的电流表,量程为“0-3V”的电压表,滑动变阻器的规格为“50Ω,1A"同学们设计了如图甲所示的电路进行,小灯泡额定电压为4.5V,正常发光时电阻为10Ω。
(1)闭合开关后,发现小灯泡不亮,电压表有示数和电流表无示数电路故障可能为 .
(2)排除故障后实验过程中,电压示数如乙图所示,接下来如何操作完成实验 ?
(3)实验时,电源忽然坏掉,要换用新电源重新实验,则新电源的电压取值范围为 .
【答案】(1)滑动变阻器断路
(2)调节滑片P左移,使电压表示数为1.5V
(3)45V≤U≤27V
【知识点】电流表、电压表在判断电路故障中的应用;欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)当滑动变阻器发生断路时,整个电路被切断,即没有电流经过,此时灯泡不发光,电流表和电压表都没有示数;
(2)首先根据乙图读出电压表的示数,然后与灯泡正常发光时电压表的示数进行比较。如果电压表的示数要增大,那么就增大阻值;反之,就减小阻值,据此分析解答;
(3)当变阻器接入的阻值为零时,此时电源电压最小;当变阻器接入的阻值为50Ω时,电源电压最大,据此根据U总=I总R总计算即可。
【解答】(1)闭合开关后,发现小灯泡不亮,电压表有示数和电流表无示数电路故障可能为滑动变阻器断路。
(2)根据乙图可知,电压表选择量程0~3V,分度值为0.1V,此时示数诶0.5V。当灯泡正常发光时,电压表的示数应该为U变=U总-UL=6V-4.5V=1.5V。因为0.5V<1.5V,所以要使电压表的示数增大,根据“串联电路电压与电阻成正比”可知,此时变阻器的阻值要变大,调节滑片左移,直到电压表的示数为1.5V。
(3)当灯泡正常发光时,通过电路的电流为:;
当变阻器接入的阻值为零时,此时电源电压最小为:U总=I总R总=0.45A×10Ω=4.5V;
当变阻器接入的阻值为50Ω时,电源电压最大,即U总'=I总R总'=(50Ω+10Ω)×0.45A=27V.
则新电源的电压取值范围为4.5V≤U≤27V。
32.(2020·金东模拟)小明用如图1所示电路来测量小灯泡的电功率(部分实验器材的规格已标明)。
(1)请用笔画线代替导线将图1中滑动变阻器连入电路,使之接入电路的阻值最大;
(2)实验中,小明发现无论怎样调节滑动变阻器,两电表指针始终处于图2所示位置,则故障是 ;
(3)故障排除后,小明从滑动变阻器接入电路阻值最大时开始记录数据,得到小灯泡U—I图像如图3所示,所用滑动变阻器的规格是下列四个选项中的 ;
A.“5Ω 2A” B.“15Ω 2A”
C.“25Ω 2A” D.“30Ω 2A”
(4)某次调节中,滑动变阻器接入电路的阻值减小了△R1,小灯泡的阻值变化了△R2,则△R1 △R2(填“>”“<”或“=”)。
【答案】(1)
(2)小灯泡断路
(3)C
(4)>
【知识点】电流表、电压表在判断电路故障中的应用;测定小灯泡的功率
【解析】【分析】该题通过测小灯泡的功率来考查学生电路的连接、故障的分析及欧姆定律的应用,是一道比较综合的电学题目。
【解答】(1)要求接入的电阻最大,即滑片离下端接线柱最远,所以开关的导线接在左侧下端接线柱即可;
(2)电流表无示数,说明电路某个部位短路或者断开,而电压表的示数等于电源电压,所以是小灯泡断路;
(3)当U=2.5V时,电流达到最大值,所以这时滑动变阻器接入电路的电阻最小,U滑=3V-2.5V=0.5V;;
当U=0.5V时,电流达到最小值,所以这时滑动变阻器接入电路的电阻最大,U滑=3V-0.5V=2.5V;;所以符合题意的是C;
(4)滑动变阻器的阻值减小,此时灯泡的电阻增大,但电路的电流增大,可知电路的总电阻减小,所以 变阻器减小的电阻要大于灯泡的变化阻值;
故答案为:(1);(2)小灯泡断路;(3)C;(4)>.
33.(浙教版科学八年级上学期4. 7 电路分析与应用(第2课时))在如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S,电路正常工作。一段时间后,发现电路中至少有一个电表的示数变大,故障发生在电阻R1、R2上,其他元件仍保持完好。
(1)用一个完好的小灯泡替换R2后,小灯泡 (填“一定发光”或“可能发光”)。
(2)在原故障电路中,将电流表与R1位置互换后,电压表的示数不发生变化,电路中可能存在的故障是 。
【答案】(1)一定发光
(2)R2断路(或R1短路或R2断路且R1短路)
【知识点】电流表、电压表在判断电路故障中的应用
【解析】【分析】①电路故障有两种情况:短路或断路。电流表示数变大,说明电路电阻减小,对两个电阻的故障情况进行逐一分析,最终判断灯泡是否发光;
②根据电压表所测电路的变化及电压表的示数大小关系得出结论。
【解答】①若是电流表的示数变大,则电路有短路处,若是R2短路造成,用完好的灯泡替换R2,便排除了短路问题,灯泡便会发光;
若只有电压表示数变大,则R2断路,用小灯泡代替R2后,小灯泡能够发光;
若电流表和电压表示数同时变大,则R1短路,用灯泡代替后,小灯泡能够发光。
由上分析知,用一个完好的小灯替换R2后,小灯一定发光;
②分析电路图知,两电阻串联,电压表测量R2两端的电压,
(1)若是电流表的示数变大,则电路有短路处,
a.若是R2短路造成,电流表示数变大,电压表示数减小,若将电流表A与R1位置互换后,电压表测量电路中的总电压,电压表示数增大,不合题意;
b.若是R1短路造成,电流表示数变大,电压表示数测量电压,若将电流表A与R1位置互换后,电压表测量电路中的总电压,电压表示数不变,符合题意;
c.若R1和R2都短路,电流表示数变大,电压表示数为零,若将电流表A与R1位置互换后,电压表被短路,示数为零,电流表示数不变,但由于电流过大,将电流表烧坏,不符合题意;
(2)若只有电压表示数变大,则电路有断路处,
a.若R2断路,电流表示数为零,电压表测量电源电压,若将电流表A与R1位置互换后,电压表测量电源电压,示数不变,符合题意;
b.若R1断路,电压表和电流表示数都为零,若将电流表A与R1位置互换后,电压表测量电源电压,示数增大,不符合题意;
c:若同时断路,电压表和电流表示数都为零,不符合题意;
d:若电流表和电压表示数同时变大,则R1短路,但若将电流表A与R1位置互换后,电压表示数增大,符合题意。
e:若R2断路且R1短路,电压表示数示数变大,电流表示数减小,若将电流表A与R1位置互换后,电压表和电流表示数都不变,符合题意。
那么电路可能存在的故障为:R2断路或R1短路或R2断路且R1短路。
34.(2020八上·柯桥期末)在某次STEM活动中,老师展示一个如图甲所示的黑盒子,绝缘外壳上有A、B、C三个接线柱。老师告诉同学们,盒内由两个相同定值电阻R连接而成。STEM 小组设计电路图如图乙,并连接电路测量各个接线柱之间的电阻,将数据记录在表格。请回答下列问题:
(1)STEM小组的同学在某次实验中连接好最后一根导线后, 发现电流表和电压表的指针立即有明显的偏转,请指出该同学操作.上可能存在的错误: 。
(2)纠正后,STEM小组的同学继续实验。在测B、C接线柱之间的电阻时,电压表的示数如图丙所示,请读出并填入表格中。
实验次数 M、N连接点 U/伏 I/安
① A、B 1 0.2
② B、C 0.54
③ A、C 2 0.2
(3)根据上表数据,画出黑盒子内两个等值电阻的连接方式,并标注电阻的阻值。
(4)STEM小组的同学分析表中数据,认为还能得到电流与电压或电阻的关系,比较①②两次实验数据,可以得出的结论是 。
【答案】(1)开关没有断开
(2)2.7
(3)
(4)导体电阻相同时,电流与电压成正比
【知识点】电路的动态分析
【解析】【分析】1、连接电路图时开关要断开,滑动变阻器滑片P要移到阻值最大处;
2、根据电压表所接的量程由刻度盘上的指针的位置可得出电压大小;
3、根据表格中的电压U与电流I可以计算出电阻R,根据A、B,B、C,A、C之间的电阻可以得出黑盒内两个等值电阻的连接方式;
4、由欧姆定律可得到电流与电压电阻的关系。
【解答】(1)由题意可知,存在的错误是连接电路时开关没有断开;
(2)由表盘中指针的位置可知B、C的电压为2.7V;
(3)由表格数据可知,A、B之间的电阻为5Ω,B、C之间的电阻为Ω,A、C之间的电阻为10Ω。由此可知这两个等值电阻的阻值为5Ω。连接方式如下图所示:
(4)比较①②两次实验数据,可以得出的结论是,导体电阻相同时,电流与电压成正比。
故答案为:(1)开关没有断开 (2)2.7 (3)(4)导体电阻相同时,电流与电压成正比
35.(浙教版科学2018-2019学年八年级上学期 4.5 串、并联电路的电压特点(第2课时) 同步练习)现有三节新干电池,双量程电压表(0~3伏,0~15伏)一只,滑动变阻器(0~15欧)一只,小灯泡两个(额定电压分别为2.5伏和3.8伏),开关一只,导线若干根。
⑴为研究串联电路电压规律,某同学先连接成如图所示电路,闭合开关前应将滑动变阻器滑片向 (填“A”或“B”)端滑动。
⑵闭合开关,调节滑动变阻器到合适的位置,记下电压表示数U。
⑶断开开关,为测量L2两端电压,只变更一根导线一端的连接点,请在这根导线上画“×”号;再用笔画线代替导线将电路接好 。
⑷该同学检查电路连接无误后,闭合开关,发现电压表指针猛向右偏转超出最大量程,请写出一条问题出现的可能原因是 。
⑸排除故障后,他调节滑动变阻器,记下此时L2两端的电压值U2。
⑹用同样的方法测出L1两端的电压U1,该同学发现无法得到U=U1+U2的结论,请分析出现此问题的原因是 。
【答案】A;;量程选择太小;测出总电压后,在测量L1和L2两端电压时,不能调节滑动变阻器
【知识点】电压的测量及电压表的使用;串、并联电路的电压特点;滑动变阻器的原理及其使用;电流表、电压表在判断电路故障中的应用
【解析】【分析】本题从滑动变阻器的使用和常见电路故障进行分析,以及电压表的使用和常见的故障解答即可.
【解答】(1)由图可知,滑动变阻器下面的接线柱接的左端,滑片离左端越远,接入电路的电阻越大,电流越小,对电路起到保护作用,所以闭合开关前应将滑动变阻器滑片向A端滑动;
(3)由图可知,电压表测L2两端的电压,将电压表并联在L2两端,只需要把电压表的负接线柱与灯泡L1的左接线柱相连的导线,连在灯泡L2的左接线柱上即可,如图所示:
(4)由图可知,用电压表测串联电路的总电压时,选择的是0 3V量程,闭合开关后发现电压表指针向右边没有刻度的地方偏转,说明选用的量程小了.
(6)在测量串联电路电压规律的实验中,在测量总电压和各串联部分的电压时,要控制总电压不变,在测量L2两端的电压时,该同学调节滑动变阻器,使得总电压值发生了变化.
故答案为:(1)A;(3)见上图;(4)量程选择太小;(6)测出总电压后,在测量L1和L2两端电压时,不能调节滑动变阻器.
1 / 1浙教版科学八上期末复习:第四章探究题专项练习
一、实验探究题
1.(2021·越城模拟)人们常用过滤效率来评判口罩的优劣,过滤效率是指口罩跟阻截病毒等微小颗粒的百分率,数值越大阻截效果越好。小明同学利用测试仪对不同类型口罩(各取50只)的过滤效率进行检测,实验结果如下表所示。
口罩种类 N95口罩 一次性医用口罩 普通防尘口罩 棉布口罩
过滤效率(%) 98 90 50 20
(1)本实验的变量是 ;
(2)表中的过滤效率是每种口罩所得数据的平均值,这样做的目的是 ;
(3)小明拆开一只全新的一次性医用口罩,将其中间层靠近轻小的纸屑,发现纸屑被吸引。这说明这种口罩利用了 的科学原理,提高了过滤效率。
2.(2020八上·吴兴期末)一到冬天,皮肤干燥的问题就一直困扰着我们。到底多大的大气湿度,人体感觉最舒服呢?小科同学利用身边的实验器材,对湿度问题进行了探究:
(1)如图甲所示是世界上第一个简易的毛发湿度计,通过观察结构,小科发现这种湿度计的工作原理是:
(2)小科同学发现生活中测量空气湿度最常用的仪器是干湿球湿度计,如图乙所示。通常情况下,湿球温度计与干球温度计的示数哪个高?原因是什么?
(3)湿度对植物的生长也同样有很大影响,如果要测量土壤内部的湿度,显然上述湿度计是无法方便地进行测量的。小科同学尝试利用电学的有关知识解决问题:通过查阅有关资料发现了一种湿敏电阻(阻值随着湿度的增加而减小)。请你帮助小科同学利用这个湿敏电阻设计“土壤湿度计”的电路图(除湿敏电阻外,所用电学元件均为初中科学常用器材,且要求湿度越大,相应表的示数也越大)。
3.(2020八上·余杭月考)如图所示的实物图,请用笔画线代替导线将元件按要求连接起来,线不能交叉。
⑴L1和L2并联;
⑵滑动变阻器控制灯L1的亮暗,滑片向右移动时灯变亮;
⑶电流表测通过L2的电流;
⑷开关控制整个电路。
⑸画出相应的电路图。
4.(2020八上·椒江月考)为了验证并联电路的电流特点,小薇设计了如图所示的电路进行实验。
(1)小薇先将电流表接在L1所在的支路上,画了电路图甲,请你在图乙中用笔画线代替导线,分别将导线a,B符合题意的连接到相应的接线柱上。
(2)实验中,两个小灯泡的规格应选择 (填“相同”或“不相同”)的更加合理。
(3)当她刚正确连接完所有的导线,两个灯泡立即发光,电流表指针偏向零刻度线左方,其原因分别是 和 。
(4)过了一会后,观察到灯L2继续发光,但灯L1不发光,电流表的示数为零,电路可能存在的故障是 。
(5)排除故障后,她测出了L1支路的电流后想再测L2支路以及干路上的电流,于是她连接了如图丙所示的电路,当开关闭合后,两灯都发光,两个电流表的指针所指位置均为图丁所示,则通过灯L1的电流为 A,通过灯L2的电流为 A。
5.(2020八上·柯桥月考)某兴趣小组的同学欲采用以下的实验器材探究串联电路电压的特点。
(1)请在答题卷的框中画出对应的电路图。
(2)连接好电路,闭合开关发现两灯都不亮,电压表指针有明显偏转,则故障是: 。
(3)某同学在测量了L1两端的电压后,断开开关,然后将AE导线的A端松开,接到D接线柱上,测量小灯泡L2两端的电压,这一做法存在的问题是 。
6.(浙教版科学八年级上学期4.5电压的测量(第2课时))在探究“串联电路中用电器两端的电压与电源两端电压的关系”时,小明同学想用图甲中的器材组成电路,其中一个电压表测量电源两端的电压、一个电压表测量某一个灯泡两端的电压,请你帮助他完成下述工作(电源电压不超过3V)。
(1)在方框内画出电路图;
(2)用笔画线表示导线,将实物图连成实验电路;
(3)正确操作后,测量电源两端电压和灯泡两端电压的两电压表示数分别如图丙a、b所示,则电源两端的电压为 V,被直接测量的灯泡两端的电压为 V。
(4)由串联电路中用电器两端电压与电源两端电压的关系得:另一个灯泡两端的电压为 V。
7.(2021·乐清模拟)小明利用仅有的一个规格为“20Ω1.0A”的滑动变阻器和其他器材来“检验欧姆定律”。实验电路如图甲所示,电源电压恒为6伏。滑动变阻器的ab段线圈之间的绝缘漆破损,导致电流直径流过(如图乙),致使ab段电阻损失,此时ab段电阻阻值可忽略不计。实验步骤如下:
①用8欧的定值电阻进行实验,连接好电路。
②闭合开关S,调节滑动变阻器,使定值电阻两端电压为4伏,读出电流表的示数(如图丙)。断开开关,把滑片P移到阻值最大端。
③依次用阻值为12欧、16欧和20欧的定值电阻替换原来的电阻,重复步骤②。
(1)图丙中电流表示数为 安。
(2)小明设计上述实验步骤,要探究的问题是: 。
(3)小明在完成16欧电阻的实验后,再做20欧电阻的实验时,但电压表示数一直大于4伏。分析可得,ab段电阻丝绝缘层破损前的阻值Rab的范围是 。
8.(2020·杭州模拟)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,进行如下实验。
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。老师告知小明:滑动变阻器的线圈结构如图乙所示,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,会导致步骤②现象发生。
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,此时电流表示数如图丁所示。
(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,使电压表示数为4伏? 。
(3)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 。
A.15欧 B.25欧 C.35欧 D.45欧
9.(浙教版科学2018-2019学年八年级上学期 4.2 串、并联电路的电流规律(第2课时) 同步练习)为了验证并联电路的电流特点,小薇设计了如图甲所示的电路进行实验。
(1)在连接电路时,电流表必须与用电器 。
(2)小薇先将电流表A1接在L1所在的支路,闭合开关后,观察到灯L2发光,但灯L1不发光,电流表A1的示数为零,电流表A2有示数。电路可能存在的故障是 。
(3)闭合开关,发现电流表的指针偏转如图乙所示,原因是 ;排除故障后,电流表的示数如图丙所示,则电流表的示数为 安。
(4)如果电流表A2的示数是1.4安,则通过灯L2的电流是 安。
10.(浙教版科学2018-2019学年八年级上学期 4.2 电流和电流表(第1课时) 同步练习)在“用电流表测电流”的实验中,某同学连接的电路如图所示。
(1)闭合开关,观察到灯泡L1和L2的发光情况是 。
(2)针对上述现象,该电路存在的问题是 。
(3)请在原图上只改动一根导线,使两只电流表分别测干路和支路的电流。(要求:在需改动的导线上画“×”,用笔将改动后的导线画出,导线不许交叉)
11.(2021八上·金华期中)如图1所示是用电流表测量灯泡电流的实物连接图,请按要求回答:
(1)闭合开关前,小明看到电流表的指针如 图2所示,则他应进行的操作是 。
(2)如果用电流表测量通过L1和L2的总电 流,且只允许移动一根导线,应将导线 (填a、b或c)的右端接在电流表的 (填“+”或“﹣”)接线柱上。
(3)若将L1和L2换成不同规格的小灯泡串联在同一电路中,则通过它们的电流 。
A.一定相等 B.可能不相等 C.一定不相等 D.可能相等
12.(2021八上·金华期中)下表是某实验小组在探究导体电阻大小与导体的长度、横截面积、材料的关系时,对所用导体相关物理量进行的一部分记录:
(1)选甲、乙两根金属丝导体进行实验,目的是 。
(2)为了完成实验,表格中丙和丁导体的材料选择需要满足一定的要求,其中 导体的材料必须是镍铬合金丝;
导体编号 甲 乙 丙 丁
长度(m) 1 1 1 0.5
横截面积(mm2) 1.2 2.4 1.2 1.2
材料 镍铬合金丝 镍铬合金丝
(3)该实验中涉及到的主要研究方法,和下列哪个实验的研究方法是一样的 。
A.研究压力作用效果与压力、受力面积的关系
B.用一条带箭头的直线表示光的传播路线和方向
C.用水流的形成来类比电流的形成
D.用刻度尺测出100张相同纸的厚度,除以100得到一张纸的厚度
13.(2021八上·平阳月考)某科学兴趣小组学习了导体电阻的知识后,对食盐水溶液的导电性能与什么因素有关提出了以下猜想:
①食盐水溶液的导电性能与溶液的浓度有关。
②食盐水溶液的导电性能与溶液的质量有关。
③食盐水溶液的导电性能与溶液中两点间的距离有关。
为了验证猜想,他们设计了如图所示的装置,将电路中的a、b两金属片分别插入甲、乙、丙、丁四种溶液中(金属片a、b每次插入溶液中的深度都相同),进行实验探究:
(1)食盐水溶液的导电性能可以通过 来判断。
(2)将金属片a、b分别插入甲、乙所示溶液中可探究猜想 (填序号);为了探究猜想②,应将金属片a、b分别插入 所示溶液。
(3)将金属片a、b分别插入乙、丁所示溶液,若I乙≠I丁,由此可得到的结论是 。
(4)这个实验用到了初中科学中最常用的探究方法是 (写出一种)。
14.(2021·温州)据史料记载,欧姆曾用如图电路来研究电流的影响因素。该电路的温差电源中,铜与铋的两个接触面分别放在冰水混合物和沸水中,AB两端存在电压,其电压大小由温度差决定。
欧姆将粗细均匀的铁丝两端插入水银中,接通电路。当电路中有电流通过时,小磁针会发生偏转,转动金属丝上端手柄,扭转金属丝,使小磁针回到原位置,记录手柄转过角度。他用粗细相同、长度不同的铁丝多次重复上述实验,部分数据如表。已知手柄转过角度与电流大小成正比,粗细相同的铁丝电阻阻值与其长度成正比。
实验组别 1 2 3 4
铁丝长度(英寸) 2 4 6 10
手柄转过角度(度) 305 281.5 259 224
(1)在实验中始终保持“温差电源”的温度差不变的目的是 。
(2)小明查阅资料发现:除铁丝外,欧姆还考虑了电路中水银、铜丝等导体的电阻R',才得出正确的电流与电阻关系。结合表中数据,判断R'的阻值大约相当于本实验中多少长度铁丝的阻值?________
A.5英寸 B.10英寸 C.15英寸 D.20英寸
(3)欧姆用粗细相同的金丝、铅丝代替铁丝重复上述实验,发现当手柄转过角度相同时,金丝的长度比铅丝长。据此推测,若金丝和铅丝的长度与粗细都相同,哪一金属丝阻更大?简要说明理由。 。
15.(2021·瑞安模拟)热敏电阻的阻值会随温度的改变而改变。小明同学用如图甲所示的电路来探究热敏电阻Rt的阻值与温度的关系。已知M为控温器,电源电压恒定不变,R是能读出阻值的电阻箱。小明进行了如下操作:
①根据图甲连接电路,闭合开关前,将电阻箱的阻值调到足够大。
②调节控温器中液体温度为10℃,闭合开关,调节电阻箱的阻值,使电流表的示数达到某数值,记录此时电阻箱的阻值为26Ω。
③依次改变控温器中的液体温度,同时调节电阻箱的阻值, ,得到相关数据记录如
下表所示。
温度t/℃ 10 20 30 40 50 60 70 80 …
电阻箱的阻值R/Ω 26 47 64 76 85 92 98 100 …
分析并回答下列问题:
(1)本实验中,热敏电阻阻值的变化是通过 反映的。
(2)分析实验过程,将步骤③补充完整: .
(3)在科技创新活动中,小张用该热敏电阻和电压表制成了一支指针式温度计(电路图如图乙所示,电压表未接入),它可以直接在电压表刻度盘上读出相应温度。若想要电压表的读数随温度的升高而增大,则应在图乙中 (填字母a、b、c)两处接入电压表。
16.( 华师大版初中科学八年级下学期4.4电阻(第1课时)导体的电阻)学习了电学知识后,小明对影响电阻大小的部分因素进行了探究,器材有:开关、电流表、干电池(电压恒为1.5 V)各一个,三根完全相同的合金丝,导线若干。先连接如图甲所示的电路,然后小明将合金丝以不同方式分别接入电路A、B之间,闭合开关S后,记录的数据如表所示。根据实验数据,回答下列问题:
(1)图乙是将一根合金丝接入电路时电流表的读数,请将其填入表格中。
连接方式 一根 两根串联 三根串联 两根并联 三根并联
电流表 读数(A) 0.15 0.1 0.6 0.9
(2)导体电阻的大小跟材料、长度和横截面积的关系。
①电阻的大小与长度的关系是 。
②电阻的大小与横截面积的关系是 。
(3)实验中一根合金丝的电阻为5 Ω,若该合金丝的横截面积为1 mm2,则这根合金丝的长度为 m。(已知长为1 m,横截面积为1 mm2的该合金丝阻值为1 Ω)
17.(2021·鄞州模拟)小科同学在实验室做“测量小灯泡(额定电压为2.5V)的额定功率”实验。
(1)请你用笔替代导线,将图甲补充完整,要求滑动变阻器接入电路的阻值最大。
(2)小科正确连线后实验,根据测得的实验数据画出了小灯泡电压在1.5V-2.5V之间的I—U图像,如图乙所示。则该小灯泡的额定功率是 W。若小灯泡电压为1.5V、2.0V、2.V时小灯泡的功率分别为P1、P2、P3,则2P2 (填“>”、“<”或“=”)(P1+P3)。
18.(2020八上·滨江月考)某兴趣小组用二节新干电池,规格为“10Ω 1.5A”的滑动变阻器等器材来测导体电阻。请回答:
实验序号 电压/V 电流/A
1 2.0 0.20
2 2.4
3 2.8 0.28
(1)滑动变阻器的滑片C现处于阻值最大处,请用笔画线代替导线将图甲电路连接完整。
(2)连接好电路,闭合开关,当滑动变阻器滑片向右移动到中点处电压表和电流表才有示数,分别为2V、0.20A。继续向右调节滑动变阻器进行测量,第二次测量时电流表示数如图乙所示,据图把表中所缺数据填写完整 。
(3)该小组同学用这套器材(所有器材不变)和阻值为5Ω、15Ω、25Ω的三个定值电阻继续探究“电流与电阻的关系”。实验中要控制电阻两端电压不变,那么电阻两端电压最小能控制到 V。
19.(2021九上·拱墅月考)小金设计了一个可以粗测电流大小的“电流表”,结构如图所示。将一个弹簧测力计固定在不计电阻的电磁铁上方,挂勾上悬吊一个小铁块,M、N是“电流表”的两个接线柱。电路中R是阻值为r的定值电阻,电源电压恒定,电压表量程足够。
请回答:
(1)为了在弹簧秤上标定电流的刻度值,在连接电路前,在弹簧秤的指针静止后所在位置应标注 刻度,该刻度不与弹簧秤0刻度线重合的原因是 ;
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应处于 (选填“A端”或“B端”);
(3)为获得“电流表”的最大测量值,将接线柱M、N分别和电路C、D相连,闭合开关调节滑片P,当观察到弹簧秤示数达到 时,读取电压表示数为U,则该“电流表”最大测量值是 ;
(4)标注完两个刻度后,将“电流表”接线柱M、N接入待测电路,即可粗测电流值。小金认为无论接线柱的正、负如何连接,“电流表”都能正常使用,理由是 。
20.(第4节变阻器)探究报告:用变阻器改变灯泡的亮度。
(1)观察:实验室中有一滑动变阻器,铭牌上标有“20Ω 2A"字样 ,其含义是 。
(2)设计实验:①要使变阻器能够控制灯泡的亮度,变阻器应该与灯泡串联还是并联? ;②要能控制电路中电流的大小,应该使用图示变阻器的哪两个接线柱? ;③连接实物时,滑片P应移到 ,其目的是 。④请将你设计的实验电路图画在下面的方框内,用笔画线代替导线连接图中的实物。
(3)进行实验。
如果你还想知道电路中电流值的改变情况,需在电路中再 联一个电流表。
21.(华师大版初中科学八年级下学期4.5 欧姆定律(第2课时)串联电路 )拓展性学习小组的同学合作进行探究“串联电路的电压特点”,设计了图Ⅰ电路,并连接了图Ⅱ电路。
(1)图Ⅱ的实验电路连接中有一处错误,无法完成实验,连接错误的导线是 (选填“a”“b”或“c”)。
(2)正确连接后,继续实验,根据测得的实验数据,绘制了如图Ⅲ所示的曲线图。
①图Ⅲ中甲、乙两条曲线是根据图Ⅰ电路测得的实验数据所绘制的曲线,其中与图Ⅰ电路中电压表 对应的曲线是 (选填“甲”或“乙”)。
②已知电源电压恒为6 V,根据探究目的分析图Ⅲ中的曲线,得出的实验结论是 。
(3)拓展探究:同学们根据串联电路的电压特点,重新设计如图Ⅳ电路(电源电压未知),利用电压表和定值电阻R0(已知阻值)测量未知定值电阻Rx的阻值。闭合开关S后,接下来的操作是 (只需写出操作过程和测量的科学量,不需写出表达式)。
22.(2020八上·滨江期末)在“探究影响导体电阻大小因素”的实验中,取两根材料不同、横截面积相同的金属丝a、b,连接成如图甲的实验电路,O、M分别是金属丝a、b的端点,P是金属丝上可移动的接触点。在实验过程中,电流表示数始终为I=1.25A.电压表示数U随OP间距离x的变化如表:
x/mm 600 700 800 900 1000 1200 1400 1600 1800 2000
U/A 4.50 5.00 5.50 6.00 6.75 7.00 7.25 7.50 7.75
(1)当OP=1000mm时,电压表的示数如图乙,请在表格处填上此时的U值 。
(2)实验可得到的结论是:①导体的电阻大小与导体材料有关;② 。
23.(2020八上·余杭月考)小徐和小静探究“并联电路电压的关系”时,小徐先按图甲所示电路图连接图乙所示的实物图(电压表尚未连接)。
(1)小静一眼就看出了小徐连接的错误,并指出如果直接闭合开关将出现 (选填“断路”或“短路”)现象,小灯泡L1、L2都不会亮,还可能造成滑动变阻器被损坏。
(2)小静只更改跟L1、L2的四个接线柱A、B、C、D相连的某根导线的一端,就使电路连接正确了。她的做法可能是 (写出一种即可)。
(3)在电路中串联滑动变阻器的作用是 ,闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应置于 端(选填“左”或“右”),该实验的结论是 。
24.(浙教版科学八年级上学期4.5电压的测量(第2课时))拓展性学习小组的同学合作进行“探究串联电路的电压特点”设计了如图①所示电路,并连接了如图②所示电路。(在导体的电阻不变时,通过导体的电流和导体两端的电压成正比)
(1)图乙的实验电路连接中有一处错误,无法完成实验,连接错误的导线是 (填“a”“b”或“c”)。
(2)正确连接后,继续实验,根据测得的实验数据,绘制了如图③所示的曲线图。
(a)图③中甲、乙两条曲线是根据图①电路测得的实验数据所绘制的曲线,其中与图①电路中电压表V1对应的曲线是 (填“甲”或“乙”)。
(b)已知电源电压恒为6 V,根据探究目的分析图③中的曲线,得出的实验结论是 。
(3)拓展探究:同学们根据串联电路的特点,重新设计了如图④所示电路(电源电压未知),利用电压表和定值电阻R0(已知阻值)测量未知定值电阻Rx的阻值,闭合开关S后,接下来的操作是 (只需写出操作过程和测量的科学量,不需要写出表达式)。
25.(2021九上·平阳期中)小楼想测量某个仅标有“0.25 A”字样的灯泡的额定功率。电源电压为6 V且恒定。
(1)检查器材时,小楼发现电压表存在图甲所示的两个问题:一是指针位置不对;二是部分刻度模糊。出现指针位置不对的原因是 。
(2)小楼认为不更换电压表也能测出灯泡的额定功率。他进行了如下操作:解决了指针问题后,按规范步骤连接好电路(如图乙),检查无误后,闭合开关,移动变阻器滑片,当灯泡正常发光时,滑片正好在变阻器的中点。在滑片移动过程中,电流表示数从0.2 A增大到0.25 A,而电压表示数从2.0伏开始增大。小楼的同桌依据实验数据计算如下:
小楼发现步骤b的结果有错,请你指出错误原因 。灯泡的额定功率是 W。
26.(2021八下·镇海期末)在探究测定小灯泡电阻的实验中,所用小灯泡正常发光电压为2.5V,电阻约为10Ω。
(1)实验过程如下:
①如图甲所示是某同学连接的实验电路,其中有一根导线连接错误,请你在错误的导线上画×,并用笔画线代替导线,将甲图的实验电路连接完整 。
②实验中当变阻器滑片移到某一位置时,电流表指针如图乙,这时通过小灯泡的电流是 A。
③该同学又根据实验数据绘制成了U﹣I图像如图丙,根据图像提供的信息,可计算出小灯泡正常发光的电阻是 Ω。
(2)若另一位同学想利用如图丁所示的电路测量未知电阻Rx的大小(R0阻值已知)。下面是他的实验过程,请你帮他完成实验。
①闭合开关S和S2,断开S1,读出此时电压表的示数为U1。
②闭合开关S和S1,断开S2,读出此时电压表的示数为U2。
③未知电阻阻值的表达式为:Rx= 。
27.(2021八上·平阳期中)小新在探究“通过导体的电流与电压的关系”时,设计了图甲的电路。电源电压不变,R1为定值电阻,滑动变阻器R2上标有“50Ω1A”的字样。
(1)实验时,小新发现电压表V2指针如图乙所示,为完成实验,则小新接下来进行的操作是 。
(2)纠正错误后,实验中小新记录了多组电流表A和电压表V1、V2的示数,作出A、B两条图线,如图丙,其中表示通过R1的电流和R1两端电压关系的图线是 。
(3)小元认为用标有“20Ω 1A”的滑动变阻器R3也能得到丙图的AB两条线,你赞同他的观点吗?说明你的理由 。
28.(2021九上·余姚月考)某兴趣小组的同学利用甲图所示的电路进行了多个电学实验。实验中电源电压为6V且恒定不变,滑动变阻器的规格为“30Ω,1A”。
(1)第一个实验是测量电阻Rx的阻值,他们在A、B间接入待测电阻Rx,请你用笔画线代替导线,在答题卷相应位置将乙图中的实物图连接完整。
(2)第二个实验是测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率。他们在A、B间接入额定电压为2.5V的小灯泡,正确连接电路,闭合开关后, (请将实验步骤的相应操作补充完整)至电压表的示数为2.5V时,记录下电流表示数,算出灯泡的额定功率。
(3)若图甲在A、B间接入10Ω定值电阻,其他元件不变,下列实验可完成的是__ ___。
A.探究通电导体产生的热量与电阻的关系
B.探究电流与电压的关系
C.探究电流与电阻的关系
29.(2021·宁波)小宁用如图所示电路研究电阻的并联。
(1)按电路图连接电路,闭合开关S,电流表A1、A2、A3的示数分别为0A、0.40A和1.20A。如果电路元件完好,接线时发生了错误,该错误是 。
(2)使用电流表时,当被测电流值大于电流表量程的一半时,能减小实验误差。本实验所用电源电压为8V,电流表有两个量程(0~0.6A、0~3A)。为减小实验误差,小宁重新选择定值电阻,实验室里可供选择的定值电阻的阻值有:5Ω、10Ω、20Ω、50Ω,应该选用的2个电阻阻值分别为 。
30.(2021八下·北仑期中)小科制作了一个利用电压表测物体重力的小仪器,它能在电压表盘上读出所放物体重力的大小,如图所示。
(1)当秤盘不放任何重物时,滑片P恰好处于a点。闭合开关,当秤盘上所放钩码个数增多时,电压表示数将 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)一段时间后,在秤盘放2N重的钩码时,表盘读数比2N大,换不同重的钩码反复试验,每次读数都不同且大于钩码的重力。产生这一现象是由于______引起的(填字母)。
A.R1短路 B.R1断路 C.R2短路 D.R2断路
31.(2021·温州模拟)在“测量小灯泡的额定电功率”实验中,小明用电源电压为6V,量程为“0-0.6A″的电流表,量程为“0-3V”的电压表,滑动变阻器的规格为“50Ω,1A"同学们设计了如图甲所示的电路进行,小灯泡额定电压为4.5V,正常发光时电阻为10Ω。
(1)闭合开关后,发现小灯泡不亮,电压表有示数和电流表无示数电路故障可能为 .
(2)排除故障后实验过程中,电压示数如乙图所示,接下来如何操作完成实验 ?
(3)实验时,电源忽然坏掉,要换用新电源重新实验,则新电源的电压取值范围为 .
32.(2020·金东模拟)小明用如图1所示电路来测量小灯泡的电功率(部分实验器材的规格已标明)。
(1)请用笔画线代替导线将图1中滑动变阻器连入电路,使之接入电路的阻值最大;
(2)实验中,小明发现无论怎样调节滑动变阻器,两电表指针始终处于图2所示位置,则故障是 ;
(3)故障排除后,小明从滑动变阻器接入电路阻值最大时开始记录数据,得到小灯泡U—I图像如图3所示,所用滑动变阻器的规格是下列四个选项中的 ;
A.“5Ω 2A” B.“15Ω 2A”
C.“25Ω 2A” D.“30Ω 2A”
(4)某次调节中,滑动变阻器接入电路的阻值减小了△R1,小灯泡的阻值变化了△R2,则△R1 △R2(填“>”“<”或“=”)。
33.(浙教版科学八年级上学期4. 7 电路分析与应用(第2课时))在如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S,电路正常工作。一段时间后,发现电路中至少有一个电表的示数变大,故障发生在电阻R1、R2上,其他元件仍保持完好。
(1)用一个完好的小灯泡替换R2后,小灯泡 (填“一定发光”或“可能发光”)。
(2)在原故障电路中,将电流表与R1位置互换后,电压表的示数不发生变化,电路中可能存在的故障是 。
34.(2020八上·柯桥期末)在某次STEM活动中,老师展示一个如图甲所示的黑盒子,绝缘外壳上有A、B、C三个接线柱。老师告诉同学们,盒内由两个相同定值电阻R连接而成。STEM 小组设计电路图如图乙,并连接电路测量各个接线柱之间的电阻,将数据记录在表格。请回答下列问题:
(1)STEM小组的同学在某次实验中连接好最后一根导线后, 发现电流表和电压表的指针立即有明显的偏转,请指出该同学操作.上可能存在的错误: 。
(2)纠正后,STEM小组的同学继续实验。在测B、C接线柱之间的电阻时,电压表的示数如图丙所示,请读出并填入表格中。
实验次数 M、N连接点 U/伏 I/安
① A、B 1 0.2
② B、C 0.54
③ A、C 2 0.2
(3)根据上表数据,画出黑盒子内两个等值电阻的连接方式,并标注电阻的阻值。
(4)STEM小组的同学分析表中数据,认为还能得到电流与电压或电阻的关系,比较①②两次实验数据,可以得出的结论是 。
35.(浙教版科学2018-2019学年八年级上学期 4.5 串、并联电路的电压特点(第2课时) 同步练习)现有三节新干电池,双量程电压表(0~3伏,0~15伏)一只,滑动变阻器(0~15欧)一只,小灯泡两个(额定电压分别为2.5伏和3.8伏),开关一只,导线若干根。
⑴为研究串联电路电压规律,某同学先连接成如图所示电路,闭合开关前应将滑动变阻器滑片向 (填“A”或“B”)端滑动。
⑵闭合开关,调节滑动变阻器到合适的位置,记下电压表示数U。
⑶断开开关,为测量L2两端电压,只变更一根导线一端的连接点,请在这根导线上画“×”号;再用笔画线代替导线将电路接好 。
⑷该同学检查电路连接无误后,闭合开关,发现电压表指针猛向右偏转超出最大量程,请写出一条问题出现的可能原因是 。
⑸排除故障后,他调节滑动变阻器,记下此时L2两端的电压值U2。
⑹用同样的方法测出L1两端的电压U1,该同学发现无法得到U=U1+U2的结论,请分析出现此问题的原因是 。
答案解析部分
1.【答案】(1)口罩种类
(2)减少实验误差
(3)带电物体能吸引轻小物体
【知识点】科学探究的基本环节;物体带电情况的判断
【解析】【分析】(1)根据表格确定哪个因素在变化即可;
(2)在科学研究中,完成多次实验,收集多组实验数据,然后计算出平均值,可以在一定程度上减小实验误差;
(3)根据带电体的性质解答。
【解答】(1)在表格中,“N95、一次性医用、普通防尘和棉布”,这些是指口罩的种类不同,因此本实验的变量是口罩种类。
(2)表中的过滤效率是每种口罩所得数据的平均值,这样做的目的是减少实验误差;
(3)小明拆开一只全新的一次性医用口罩,将其中间层靠近轻小的纸屑,发现纸屑被吸引。这说明这种口罩利用了带电物体能吸引轻小物体的科学原理,提高了过滤效率。
2.【答案】(1)头发的长度在不同湿度下会发生变化。
(2)干球温度计,湿球温度计上由于水蒸发吸热,温度低,示数低于干球温度计。
(3)
【知识点】观察结果的记录与分析;蒸发及其现象;串、并联电路的设计
【解析】【分析】(1)根据图片可知,当空气湿度发生改变时,毛发的长度发生改变,于是指针的位置就会上下摆动,通过刻度盘上的刻度就能确定空气湿度;
(2)物质蒸发会吸收热量,因此蒸发可以致冷,据此判断;
(3)这个电表可以为电流表,也可以为电压表,根据“电流与电阻的反比关系”和“电压与电阻的正比关系”设计电路即可。
【解答】(1)小科发现这种湿度计的工作原理是:头发的长度在不同湿度下会发生变化。
(2)湿球温度计与干球温度计相比,干球温度计的示数更高,原因是:湿球温度计上由于水蒸发吸热,温度低,示数低于干球温度计。
(3)①将湿敏电阻与一个定值电阻串联,再与电流表串联。当湿度增大时,湿敏电阻的阻值减小,那么总电阻减小,而总电流增大,如下图所示:
②将湿敏电阻与一个定值电阻串联,电压表与定值电阻并联。当湿度增大时,湿敏电阻的阻值减小,那么电流增大,根据U=IR可知,定值电阻的电压变大,如下图所示:
3.【答案】
【知识点】根据实物图画电路图;实物的电路连接;串、并联电路的设计
【解析】【分析】如果用电器相互影响,那么它们串联;如果不相互影响,那么它们并联;电流表与谁串联,它就测谁的电流;在并联电路中,干路开关控制所有用电器,支路开关只能控制它所在支路上的用电器,据此分析各个电器元件的串并联关系和开关的位置,进而连接电路,并画出电路图。
【解答】①滑动变阻器控制灯L1的亮暗,那么变阻器与灯泡L1串联在同一支路上;滑片向右移动时灯变亮,电流变大,那么变阻器的阻值变小,变阻器右下方的接线柱必选,上面的接线柱任选;
②电流表测通过L2的电流,那么它与灯泡L2串联在同一支路上;
③开关控制整个电路,那么开关应该在干路上。
实物图和电路图:①将相邻电池的负极和正极相连,组成一个大电源。电流从正极出发,依次经过灯泡L1、变阻器(上面接线柱任选,下面必接右下角的接线柱),开关流回负极;
②分流点在灯泡L1与正极之间,汇流点在变阻器和开关之间;
③从分流点开始,依次经过灯泡L2和电流表,然后回到汇流点即可,如下图所示:
4.【答案】(1)
(2)不相同
(3)开关未断开;电流表接线柱接反
(4)L1断路
(5)1.92;0.48
【知识点】实物的电路连接;电流的测量及电流表的使用;串、并联电路的电流特点;电流表、电压表在判断电路故障中的应用
【解析】【分析】(1)根据甲图确定电路的串并联关系、电表所测的物理量和各个元件的先后顺序,然后将导线连接在相应位置即可;
(2)如果两个灯泡完全相同,那么通过两个灯泡的电流也相同,那么很容易得到“并联电路各支路电流相等”的结论,这个结论肯定是错误的,所以必须选择规格不同的灯泡;
(3)在连接电路时,为了防止电路时通时断,烧毁灯泡,因此开关必须闭合;电流必须从“+”接线柱流入,从“-”接线柱流出,据此寻找故障原因;
(4)L2正常发光,说明它的电路部分连接正常。L1不发光,且电流表无示数,那么可能L1发生短路,也可能发生断路。如果L1短路,那么L2也被短路,它不会发光,则只能是L1断路。
(5)根据并联电路的电流规律比较两个电路表的示数大小,然后根据丁图读出两个示数,最后与电流表对应起来,最后再计算通过两个灯泡的电流即可。
【解答】(1)根据甲图可知,灯泡L1与L2并联,电流表与L1串联。根据乙图可知,只需将L1右端的a线与电流表的“-”接线柱相连,再将L2右端的b线与电流表的“3”接线柱相连即可,如下图所示:
(2)实验中,两个小灯泡的规格应选择不相同的更加合理。
(3)连接完导线灯泡立即发光,说明:开关没有断开。正常情况下,电流表的指针应该向右偏转,而现在向左偏转,说明:电流表接线柱接反。
(4)过了一会后,观察到灯L2继续发光,但灯L1不发光,电流表的示数为零,电路可能存在的故障是L1断路。
(5)根据丙图可知,两个灯泡并联,电流表A1在干路上测总电流,A2测L2的电流。
在并联电路中,总电流等于各支路电流之和,那么A1的示数大于A2.
根据丁图可知,当电流表量程为0~3A时,分度值为0.1A,示数为2.4A;
当电流表量程为0~0.6A时,分度值为0.02A,示数为0.48A;
则通过灯泡L2的电流为0.48A,总电流为2.4A;
那么通过灯泡L1的电流为:I1=I总-I2=2.4A-0.48A=1.92A。
5.【答案】(1)
(2)L1开路
(3)电压表的正负接线柱接反了
【知识点】根据实物图画电路图;电压的测量及电压表的使用;电流表、电压表在判断电路故障中的应用
【解析】【分析】(1)根据实物图确定串并联关系和连接的顺序,然后依次用电路符号替代,从而画出对应的电路图即可。
(2)当灯泡L1开路时,电压表与L2串联,由于它的内阻很大,因此通过灯泡的电流很小,则L2不发光。在串联电路中,电压与电阻成正比,则电压表几乎分得全部电压,即电压表的指针偏转明显。
(3)注意电表的正负接线柱连接是否正确。
【解答】(1)根据实物图可知,灯泡L1与L2串联,电压表测L1的电压。
①电流从正极出发,依次经过开关、L2、L1,然后回到电源灯负极;
②将电压表并联在L1的左右两端即可,如下图所示:
(2)连接好电路,闭合开关发现两灯都不亮,电压表指针有明显偏转,则故障是:L1开路。
(3)原来AE与电源的负极相连,则E肯定为“-”接线柱。如果将A改接到D上,那么E与电源正极相连,违反了电压表的使用规范,则存在的问题是:电压表的正负接线柱接反了。
6.【答案】(1)
(2)
(3)2.8;1.6
(4)1.2
【知识点】基本电路与电路图;实物的电路连接;串、并联电路的电压特点
【解析】【分析】(1)在画电路图时,可以使用“补充法”,即先画出一个只有电源和两个灯泡的简单电路,作为框架,然后根据开关、电压表或电流表等的控制作用,确定好位置后补充进去即可;
(2)根据电路图连接实物图时,首先根据电路图连接好一条通路,然后确定分流点和汇流点,最后将剩余的部分补充进入即可;
(3)根据丙图确定电压表的量程和分度值,然后根据指针的位置读数即可;
(4)根据串联电路总电压等于各处电压之和计算即可。
【解答】(1)①两个灯泡串联,即从电源正极开始,依次连接两个灯泡,最后连接到负极上;
②开关控制两个灯泡,即与灯泡串联,将其接在正极和右边灯泡之间即可;
③一个电压表测总电压,那么将电压表并联在电源和开关两端即可;
④一个电压表测一个灯泡电压,那么将这个电压表并联在右边灯泡两侧即可,如下图所示:
(2)①根据电路图可知,电流从正极出发,依次经过开关S、两个灯泡流会负极;
②分流点在开关S和右边灯泡之间,汇流点在负极和左边灯泡之间,在实物图中找到这两个接线柱,将一个电压表接在这两点之间;
③分流点在右边灯泡与开关之间,汇流点在两个灯泡之间,将另一个电压表连接在这两点之间即可。
如下图所示:
(3)根据丙中的a图可知,电压表选择0~3V量程,分度值为0.1V,那么电源电压为:2V+0.1V×8=2.8V;
根据b图可知,电压表选择量程0~3V量程,分度值为0.1V,那么灯泡的电压为:1.5V+0.1V=1.6V;
(4)另一个灯泡的电压为:U2=U总-U1=2.8V-1.6V=1.2V。
7.【答案】(1)0.5
(2)导体的电流与电阻的关系
(3)10Ω<Rab≤12Ω
【知识点】电流的测量及电流表的使用;欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)根据丙图确定电流表的量程和分度值,然后根据指针的位置读出电流表的示数;
(2)根据控制变量法的要求分析即可;
(3)在串联电路中,电压与电阻成正比。当接入16Ω的电阻时,可以让电压表的示数为4V;当加入20Ω的电阻时,不能使电压表的示数减小到4V。根据串联电路的分压规律,分别计算出两种情况下变阻器要接入电路的阻值,再用变阻器的总阻值减去它们得到Rab的阻值范围。
【解答】(1)根据丙图可知,电流表选择量程0~0.6A,分度值为0.02A,那么电流表的示数为0.5A。
(2)根据题意可知,实验中改变定值电阻的阻值,而保持电阻两端的电压不变,因此探究的是通过导体的电流与电阻的关系。
(3)实验中,每次电压表的示数都是4V,而变阻器两端的电压都是:6V-4V=2V;
根据串联电路的分压规律得到:;
当接入16Ω的电阻时为:;
解得:R变=8Ω;
当接入20Ω的电阻时为:;
解得:R变'=10Ω;
那么Rab的阻值应该为:20Ω-10Ω即10Ω8.【答案】(1)2
(2)将P右移,使电压表略小于4伏,再将Q逆时针慢慢转动,直到电压表的示数为4伏
(3)D
【知识点】电流的测量及电流表的使用;欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)根据丁图,确定电流表的量程和分度值,根据指针的位置读数;
(2)现在电压表的示数超过4V,说明两个变阻器分担的电压较小,根据串联电路电压和电阻成正比的规律可知,即需要增大二者的总阻值。由于自制的变阻器可以连续微量调节,所以可以先将变阻器的阻值调大一些,使电压表的示数小于4V,再通过自制变阻器的阻值减小,将电压表的示数精确调至4V。
(3)当电压表的示数保持不变时,定值电阻的阻值越大,对应的变阻器接入的阻值也要增大。把变阻器的阻值调到最大,让电压表的示数为4V,计算出此时定值电阻的阻值,这就是可以替换R1的最大阻值。
【解答】(1)根据丁图可知,电流表选择的量程为0~3A,分度值为0.1A,那么读数为2A;
(2) 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, 此时小明应该进行的操作为: 将P右移,使电压表略小于4伏,再将Q逆时针慢慢转动,直到电压表的示数为4伏 ;
(3)变阻器的最大阻值为20Ω,
那么变阻器两端的电压为:U变=U总-U1=6V-4V=2V;
根据串联电路的分压规律得到:;
;
解得:R1=40Ω;
那么可以替换R1的定值电阻小于40Ω。
故选D。
9.【答案】(1)串联
(2)灯L1断路
(3)电流表的正负接线柱接反了;0.24
(4)1.16
【知识点】电流的测量及电流表的使用;串、并联电路的电流特点
【解析】【分析】(1)电流表的连接方式是串联;(2)根据并联电路各支路互不影响可判断电流表所在的支路开路;(3)使用电流表测电流时,应让电流从电流表正接线柱流入,负接线柱流出,否则电流表指针将反向偏转;根据所选的量程进行读数;(4)根据并联电路的电流特点解答.
【解答】(1)电流表应串联在电路中;
(2)小薇先将电流表接在L1所在的支路上,闭合开关后,看到灯L2发光,但灯L1不发光,电流表的示数为零,说明电流表所在的支路开路,电路可能存在的故障是:L1断路或电流表开路。
(3)由图乙可知,电流表指针向左偏转,由此可见,电流表正负接线柱接反了;图丙中的电流表选择的是0~0.6A量程,对应的分度值为0.02A,此时电流表的示数为0.24A;
(4)因为两灯并联,I=I1+I2
所以通过L1的电流为:I1=I-I2=1.4A-0.24A=1.16A
答案是:(1)串联; (2)灯L1断路;(3)电流表的正负接线柱接反了;0.24;(4)1.16.
10.【答案】(1)L1不发光,L2发光
(2)灯L1和电流表A2被短路
(3)解:如图所示:
【知识点】电流的测量及电流表的使用
【解析】【分析】解决本题的关键是熟知电流表的使用方法.
【解答】1.如图所示,灯泡L1被短路,L1不发光,所以L2发光;
2.如图所示,灯泡L1与A2串联再与A1并联,所以灯L1和电流表A2被短路;
3.;根据一个电流表在干路,一个在支路,将A2的“3”接线柱改到开关的右侧接线柱即可;
故答案为:1、L1不发光,L2发光;
2、灯L1和电流表A2被短路;
3、如图所示:
11.【答案】(1)指针调零
(2)b;-
(3)A
【知识点】电流的测量及电流表的使用
【解析】【分析】(1)根据电流表的使用规范解答;
(2)电流表要测量哪个用电器的电流,它就要与哪个用电器串联,根据图1分析导线的修改方法。
(3)根据串联电路的电流特点判断。
【解答】(1)根据图2可知,此时电流表的指针没有归零,则实验前它应该进行操作:指针调零。
(2)根据图1可知,灯泡L1、L2串联,开关在干路上控制两个灯泡,电流表与灯泡L2串联,测L2的电流。如果用电流表测量总电流,那么它必须改接在干路上。根据图1可知,应该将导线b的右端接在电流表的“-”接线柱上即可。
(3)若将L1和L2换成不同规格的小灯泡串联在同一电路中,根据“串联电路各处电流都相等”的特点可知,通过它们的电流一定相等,故选A。
12.【答案】(1)探究导体电阻大小与横截面积是否有关
(2)丁
(3)A
【知识点】实验探究的其他思想方法;影响电阻大小的因素
【解析】【分析】(1)根据表格分析甲、乙两根金属丝哪个因素不同即可;
(2)将丁与前面三根金属丝比较可知,它的长度与其它三个都不同,因此可借助甲、丁探究电阻与长度的关系,此时需要控制横截面积和材料相同,因此丁的材料肯定是镍铬合金丝,据此分析解答;
(3)在探究影响某个因素对电阻的影响,需要控制其它因素相同,这就是控制变量法,据此对各个选项进行分析判断即可。
【解答】(1)根据表格可在,甲和乙的横截面积不同,则:选甲、乙两根金属丝导体进行实验,目的是:探究导体电阻大小与横截面积是否有关 。
(2)为了完成实验,表格中丙和丁导体的材料选择需要满足一定的要求,其中丁导体的材料必须是镍铬合金丝;
(3)A.研究压力作用效果与压力、受力面积的关系时,探究压力时控制受力面积相同,探究受力面积时控制压力相同,使用了控制变量法,故A符合题意;
B.用一条带箭头的直线表示光的传播路线和方向,使用了模型法,故B不合题意;
C.用水流的形成来类比电流的形成,使用了类比法,故C不合题意;
D.用刻度尺测出100张相同纸的厚度,除以100得到一张纸的厚度,使用了“累积法”,故D不合题意。
故选A。
13.【答案】(1)电流表示数
(2)甲;丙
(3)食盐水溶液的导电性能与溶液中两金属片间的距离有关。
(4)控制变量法(或转换法)
【知识点】控制变量法;影响电阻大小的因素
【解析】【分析】(1)金属片a、b插入盐水中,电源电压一定,盐水导电性越强,电阻越小,电流越大,电流表示数越大,用电流表示数大小来反映盐水电阻的大小。
(2)食盐水溶液的导电性能与溶液中两金属片间的距离有关。
【解答】(1)若食盐水溶液的导电性能比较强,其电阻就比较小,电流表示数较大;反之,电流表示数较小,可见,食盐水溶液的导电性能可以由电流表示数的大小来判断。
(2)a、b分别插入甲、乙所示位置,盐水的质量和金属片的距离不变,可探究食盐水溶液的导电性能与溶液的浓度有关,可探究猜想①。为了探究食盐水溶液的导电性能与溶液的质量的关系,需要保持溶液的浓度和溶液中两点间的距离不变,改变溶液的质量,应将金属片a、b分别插入甲、丙两图所示位置。
(3)将金属片a、b分别插入乙、丁所示位置时,溶液的浓度相同,质量也相等,溶液中两点间的距离不相等,若I乙≠I丁,所以,食盐水溶液的导电性能与溶液中两点间的距离有关。
(4)实验中探究一个量与其他多个量之间的关系采用控制变量法,还把盐水的导电性转化为电流表示数的大小。
故答案为:(1)电流表示数(2)①;甲、丙(3)食盐水溶液的导电性能与溶液中两点间的距离有关(4)控制变量法(或转换法)
14.【答案】(1)控制电源电压相同
(2)D
(3)铅丝阻值更大。实验中长金丝与短铅丝阻值相同,又因为横截面积相同的同种导体长度越长阻值越大,当金丝与铅丝长度相同时,铅丝阻值更大。
【知识点】影响电阻大小的因素;欧姆定律及其应用;探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【分析】(1)温差电源的电压与温度差有关,即温度差越大,电源电压越大;
(2)在实验中,铁丝和电阻R’串联,根据U总=I总R总列出方程,代入表格数据计算即可;
(3)导体的电阻与横截面积成反比,与长度成正比,据此分析判断。
【解答】(1)在实验中始终保持“温差电源”的温度差不变的目的是控制电源电压相同。
(2)在实验中,铁丝和电阻R’串联,设1英寸铁丝的电阻为R铁,手柄转过1°电流为I,
根据表格中第1、2组数据,利用U总=I总R总得到:
U总=(2R铁+R')×305I ①;
U总=(4R铁+R')×281.5I ②;
①②联立解得:R'≈20R铁;
故选D。
(3)据此推测,若金丝和铅丝的长度与粗细都相同,则铅丝阻值更大,理由是:实验中长金丝与短铅丝阻值相同,又因为横截面积相同的同种导体长度越长阻值越大,当金丝与铅丝长度相同时,铅丝阻值更大。
15.【答案】(1)电阻箱阻值的变化
(2)使电流表示数与步骤2中电流表示数相等
(3)bc
【知识点】影响电阻大小的因素
【解析】【分析】(1)根据甲图可知,热敏电阻和变阻器串联。电源电压不变,通过电路的电流大小不变,根据可知,实验过程中总电阻保持不变。当温度发生变化时,调节变阻器的阻值保持电流表的示数不变,根据R总=Rt+R可知,只要确定变阻器的示数就能得到对应温度下热敏电阻的阻值。
(2)根据(1)中的分析解答;
(3)在串联电路中,电压的分配与电阻成正比,据此结合热敏电阻的阻值随温度的变化规律分析解答。
【解答】(1)本实验中,热敏电阻阻值的变化是通过电阻箱阻值的变化反映的。
(2)在步骤③中,温度改变,热敏电阻阻值改变,为了保证总电阻相同,必须调节变阻器的阻值,使使电流表示数与步骤2中电流表示数相等。
(3)根据表格可知,热敏电阻的阻值随温度的升高而减小,根据串联电路的分压规律可知,此时ab之间的电压减小。根据串联电路U总=Ut+U可知,此时bc两点之间的电压增大,因此电压表应该接在图乙中的bc之间。
16.【答案】(1)0.3
(2)材料和横截面积相同时,导体的电阻跟长度成正比;材料和长度相同时,导体的电阻跟横截面积成反比
(3)5
【知识点】影响电阻大小的因素
【解析】【分析】(1)根据乙图确定电流表的量程和分度值,然后根据指针的位置读出示数;
(2)①将前三组实验数据进行比较即可;
②将第一组、第四或第五组实验数据进行比较即可。
(3)根据导体电阻与长度的定量关系计算即可。
【解答】(1)根据乙图可知,电流表选择量程0~0.6A,分度值为0.02A,那么读数为0.3A。
(2)①比较前三组数据可知,前三组实验中电阻的比为:,而它们的长度之比也是1:2:3,因此得到结论:材料和横截面积相同时,导体的电阻跟长度成正比。
②第一组、第四组实验数据比较,它们的电阻之比:,而它们的横截面积之比为1:2,因此得到结论:材料和长度相同时,导体的电阻跟横截面积成反比。
(3)根据材料和横截面积相同时,导体的电阻跟长度成正比得到:,即,解得:L=5m。
17.【答案】(1)
(2)0.625;<
【知识点】滑动变阻器的原理及其使用;电功率计算公式的应用
【解析】【分析】(1)根据题目的要求和变阻器接线的要求推测变阻器的接线方法即可;
(2)从图乙中找到灯泡的额定电流,然后根据公式P=UI计算灯泡的额定功率
(3)根据图乙分析通过灯泡电流的变化规律,然后根据公式P=UI推算各个功率的表达式,最后进行比较即可。
【解答】(1)根据甲图可知,闭合开关前,变阻器的滑片在最左端,只有选择右下角的接线柱,此时变阻器接入的阻值最大,如下图所示:
(2)根据图乙可知,当灯泡电压为2.5V时,灯泡的额定电流为0.25A,那么灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.25A=0.625W。
根据乙图可知,图像为一条斜线,那么通过灯泡的电流与电压成一次函数关系。
设电压为1.5V时,通过灯泡的电流为I,则功率P1=U1I1=1.5V×I;
功率P3=U3I3=2.5V×0.25A;
当灯泡电压为2V时,通过灯泡的电流为:,则功率P2=U2I2=;
因此:①;
P1+P3=1.5V×I+2.5V×0.25A ②;
②-①得到:P1+P3-2P2=0.5V×0.25A-0.5V×I;
因为I<0.25A;
所以P1+P3-2P2>0;
即2P218.【答案】(1)
(2)0.24
(3)2.5
【知识点】滑动变阻器的原理及其使用;欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)滑动变阻器接线注意“一上一下”,而它使用哪部分由下面的接线柱决定,根据题目的要求推测下面接线柱的选择情况即可。
(2)电压表测量的都是定值电阻的电压,因此通过它的电流与电压成正比,据此计算即可;
(3)当接入定值电阻25Ω时,变阻器的阻值全部使用,根据“串联电路电压与电阻成正比”的规律计算出电阻两端的最小电压。
【解答】(1)根据图片可知,当滑片C在B端时,如果此时变阻器的阻值最大,那么下面连接的应该是右边的A接线柱,如下图所示:
(2)根据“电流与电压成正比”得到:,即;
解得:I2=0.24A。
(3)变阻器的一半能够使用,那么它的阻值应该为5Ω;当定值电阻的阻值为25Ω时,根据串联电路电压与电阻成正比得到:;
即;
解得:U=2.5V。
因此电阻两端的最小电压为2.5V。
19.【答案】(1)零;铁块有自重
(2)B
(3)5N;U/r
(4)电流方向改变只会改变电磁铁的极性,但磁性大小不变,都会吸引上方的小铁块
【知识点】滑动变阻器的原理及其使用;欧姆定律及其应用;影响电磁铁磁性强弱的因素
【解析】【分析】(1)在连接电路前,电磁铁中没有电流,即此时电流为零,那么此时测力计的指针位置可标注为电流表的0刻度。由于铁块有自重,那么此时测力计的弹簧肯定被拉长,则此时指针肯定不指向测力计的0刻线。
(2)在闭合开关前,为了保护电路,则变阻器的滑片要移动到阻值最大的位置;
(3)通过电磁铁的电流越大,铁块受到的引力越大,弹簧的长度越大,因此当测力计的弹簧达到最长时,此时电流表达到最大量程。根据欧姆定律计算出电流表的最大电流。
(4)分析电流方向的改变是否会改变铁块受到磁力的大小即可。
【解答】(1)为了在弹簧秤上标定电流的刻度值,在连接电路前,在弹簧秤的指针静止后所在位置应标注零刻度,该刻度不与弹簧秤0刻度线重合的原因是铁块有自重;
(2)根据图片可知,滑片在B端时阻值最大,则:闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应处于B端。
(3)为获得“电流表”的最大测量值,将接线柱M、N分别和电路C、D相连,闭合开关调节滑片P,当观察到弹簧秤示数达到5N时,读取电压表示数为U,则该“电流表”最大测量值是U/r;
(4)小金认为无论接线柱的正、负如何连接,“电流表”都能正常使用,理由是:电流方向改变只会改变电磁铁的极性,但磁性大小不变,都会吸引上方的小铁块。
20.【答案】(1)表示滑动变阻器的最大阻值是20欧,允许通过的最大电流是2安
(2)串;AC或BC阻值最大处;防止电路中电流过大,保护电路;
(3)串
【知识点】实物的电路连接;滑动变阻器的原理及其使用
【解析】【分析】(1)变阻器上的电阻为它的最大阻值,电流值为允许通过的最大电流;
(2)①如果用电器相互影响,那么二者串联;如果用电器不相互影响,那么二者并联;
②根据变阻器接线“一上一下”原则解答;
③在闭合开关前,变阻器的阻值要调到最大,防止电流过大损坏用电器或电表;
④弄清电器元件的串并联关系和先后顺序,然后连接即可。
(3)根据电流表的使用方法解答。
【解答】(1)滑动变阻器铭牌上标有“20Ω 2A"字样 ,其含义是:表示滑动变阻器的最大阻值是20Ω,允许通过的最大电流是2A 。
(2)设计实验:
①要使变阻器能够控制灯泡的亮度,那么变阻器肯定影响灯泡,那么变阻器应该与灯泡串联;
②要能控制电路中电流的大小,根据“一上一下”原则,应该使用图示变阻器AC或BC两个接线柱;
③连接实物时,滑片P应移到阻值最大处,其目的是防止电路中电流过大,保护电路。
④根据题目要求可知,电流从正极出发,依次经过灯泡、变阻器、开关,然后回到电源的负极,如下图所示:
(3)如果我还想知道电路中电流值的改变情况,需在电路中再串联一个电流表。
21.【答案】(1)b
(2)甲;串联电路中总电压等于各分电压之和
(3)闭合开关S1,断开S2,测得电压表的示数U1;闭合开关S2、断开开关S1(或同时闭合S1、S2),测得电压表的示数U2
【知识点】串、并联电路的电压特点
【解析】【分析】(1)根据图I检查图II中存在的问题;
(2)①根据图I,分析电流增大时两个电压表的示数变化趋势,然后结合图III确定图线与电压表的对应关系;
②将图III中对应的两个电压表的示数相加,然后与电源电压比较,从而得到结论;
(3)在图IV中,定值电阻R0与待测电阻Rx串联,通过它们的电流相等。开关S1闭合时,电压表测Rx的电压Ux;当开关S2闭合时,电压表测它们的总电压U总,二者之差就是R0的电压U0。根据计算出通过Rx电流,最后根据欧姆定律计算Rx的阻值即可。
【解答】(1)根据图I可知,电压表V2只测量变阻器R2的电压,而图II中电压表V2与导线相连,因此需要将b导线拆下来,改接在变阻器上左下角的接线柱上即可;
(2)①定值电阻R1与变阻器R2串联,电压表V1测R1的电压,V2测R2的电压。当通过电路的电流增大时,根据U=IR可知,电压表V1变大;根据U总=U1+U2可知,电压表V2变小,则与图Ⅰ电路中电压表 对应的曲线是甲;
②根据图III可知,当电流为0.15A时,两个电压表的示数为:3V和3V;当电流为0.2A时,两个电压表的示数分别为4V和2V,因此两个电压表的示数之和都等于电源电压,那么得到结论:串联电路中总电压等于各分电压之和。
(3)闭合开关S后,接下来的操作是:闭合开关S1,断开S2,测得电压表的示数U1;闭合开关S2、断开开关S1(或同时闭合S1、S2),测得电压表的示数U2。
22.【答案】(1)6.50
(2)导体电阻大小与导体长度有关
【知识点】电压的测量及电压表的使用;影响电阻大小的因素
【解析】【分析】(1)根据图片乙确定电压表的量程和分度值,然后根据指针的位置读数;
(2)根据表格中前5列数据分析电阻大小的影响因素。
【解答】(1)根据图乙可知,电压表的量程为0~15V,分度值为0.5V,那么电压表的示数为6.50V;
(2)根据表格中前5列数据可知,当导体的材料相同时,导体的长度越大,电阻越大,那么得到结论:导体电阻的大小与长度有关。
23.【答案】(1)短路
(2)可将①的一端从接线柱C改接到D或将导线②的一端从接线柱A改接到B
(3)移动滑动变阻器滑片,改变灯泡两端电压;左;并联电路各支路电压相同且等于电源电压
【知识点】串、并联电路的电压特点
【解析】【分析】(1)电流从正极到负极的过程中,没有经过用电器,就会发生短路。发生短路时,电流很大,非常容易烧坏电源;
(2)调整导线后,只要保证每条通路上都有灯泡,那么电路就能正常工作,据此分析;
(3)探究“并联电路电压的关系”时,需要改变灯泡两端的电压反复完成多组实验,从而收集多组数据,找到客观准确的规律,据此分析变阻器的作用。
在闭合开关前,为了防止电流过大烧坏用电器,变阻器的滑片要调到阻值最大的一端。
根据并联电路的电压规律解答即可。
【解答】(1)如下图所示,如果直接闭合开关,那么电流不经过两个灯泡,而是直接由正极流回负极,从而发生短路现象;
(2)观察发现,只要将将①的一端从接线柱C改接到D或将导线②的一端从接线柱A改接到B,就能保证每条通路上都有一个灯泡,从而使电路正常工作,如下图所示:
或
(3)在电路中串联滑动变阻器的作用是移动滑动变阻器滑片,改变灯泡两端电压,闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应置于左端,该实验的结论是:并联电路各支路电压相同且等于电源电压。
24.【答案】(1)b
(2)甲;串联电路中总电压等于各用电器分电压之和
(3)闭合开关S1,断开S2时,测得电压表的示数为U1;闭合开关S2、断开开关S1(或同时闭合S1、S2)时,测得电压表的示数U2
【知识点】串、并联电路的电压特点
【解析】【分析】(1)根据①图确定各个电器元件的串并联关系,然后分析图②,找到那条错误的导线即可;
(2)(a)根据U=IR分析V1的示数变化规律即可;
(b)将每组对应的两个电压表的示数相加,分析得到的和的数量关系,进而得出实验结论;
(3)在串联电路中,各处电流都相等,即通过定值电阻R0的电流与Rx的电流相等。只要知道通过R0的电流,就能知道通过Rx的电流。分析图④可知,先闭合开关S1,断开S2,此时电压表的示数为Ux;断开开关S1,闭合开关S2,此时电压表的示数为U总,那么R0两端的电压U0=U总-Ux。根据欧姆定律可知,通过Rx的电流Ix=I0=,最后根据计算未知电阻的阻值即可。
【解答】(1)根据图①可知,电压表V2应该与变阻器并联,因此图②中b导线应该接在变阻器的左边接线柱上,那么连接错误的导线是b。
(2)(a)根据①图可知,电压表V1测定值电阻R1的电压,当电流增大时,根据公式U=IR可知,电压表V1的示数不断增大,因此图①电路中电压表V1对应的曲线是甲;
(b)根据图③可知,当V1示数为2V、3V、5V时,V2的示数分别为4V、3V和1V,将两个电压表的示数相加得到的和都是6V,因此得到结论:串联电路中总电压等于各用电器分电压之和;
(3)拓展探究:同学们根据串联电路的特点,重新设计了如图④所示电路(电源电压未知),利用电压表和定值电阻R0(已知阻值)测量未知定值电阻Rx的阻值,闭合开关S后,接下来的操作是:闭合开关S1,断开S2时,测得电压表的示数为U1;闭合开关S2、断开开关S1(或同时闭合S1、S2)时,测得电压表的示数U2。
25.【答案】(1)电压表使用前没调零
(2)小灯泡的电阻受温度影响,不是定值;0.875W
【知识点】欧姆定律及其应用;电功率计算公式的应用;测定小灯泡的功率
【解析】【分析】(1)在使用电压表之前,要检查电压表的指针是否对准零刻度。如果没有对齐零刻度,那么就要先进行调整,然后再连接使用。
(2)灯泡的灯丝电阻不是固定不变的,会随其温度的升高而增大,即电流为0.2A时的电阻肯定小于0.25A时的电阻,因此计算出的电功率肯定偏小。
根据欧姆定律和串联电路的电压规律列出两个方程,从而计算出变阻器的阻值和灯泡正常发光的电压,最后根据P=UI计算出灯泡的额定功率。
【解答】(1)出现指针位置不对的原因是:电压表使用前没调零。
(2)小楼发现步骤b的结果有错,错误原因:小灯泡的电阻受温度影响,不是定值。
当灯泡正常发光时,滑片在变阻器的中点,此时电流表的示数为0.25A,
根据U总=UL+U变得到:6V=UL+0.25A×①;
当变阻器全部使用时,电流表示数为0.2A,此时电压表的示数为2V,
根据U总=UL+U变得到:6V=2V+0.2A×②;
①②联立得到:UL=3.5V,R滑=20Ω;
则灯泡的额定功率为:PL=ULIL=3.5V×0.25A=0.875W。
26.【答案】(1);0.16;12.5
(2)
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【分析】(1)①在测量小灯泡电阻的实验中,除了电压表与灯泡并联外,其它的都是串联,要注意电表的量程和接线柱的选择,变阻器接线“一上一下”。
②根据乙图确定电流表的量程和分度值,根据指针的位置读出示数;
③根据丙图确定正常发光时的电流,然后根据公式计算出灯泡的电阻。
(2)在串联电路中,电压的分配与电阻成正比,将一个已知阻值的电阻和Rx串联,通过开关的切换分别测量出定值电阻和Rx两端的电压,最后根据计算即可。
【解答】(1)①变阻器应该与灯泡串联,电压表应该与灯泡并联。根据甲图可知,只需将灯泡右端与电流表相接的导线拆下,然后将其改接在灯泡右端与电压表的“-”接线柱之间即可,如下图所示:
②根据乙图可知,电流表选择量程0~0.6A,分度值为0.02A,则通过灯泡的电流为0.16A;
③根据丙图可知,当灯泡两端的电压为2.5V时,通过灯泡的额定电流为0.2A,则灯泡正常发光时的电阻为:。
(2)①闭合开关S和S2,断开S1,此时两个电阻串联,电压表测总电压,读出此时电压表的示数为U1。
②闭合开关S和S1,断开S2,此时两个电阻串联,电压表测R0,读出此时电压表的示数为U2。
③则Rx两端的电压为:Ux=U1-U2;
根据“串联电路中,电压的分配与电阻成正比”得到:;
;
解得: 。
27.【答案】(1)断开开关,更换电压表正负接线柱导线
(2)A
(3)不赞同,因为用“20Ω 1A”滑动变阻器R3 后,图丙不能作出显示1-2V电压值是的电流值,也无法作出4-5V电压值时的电流值
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【分析】(1)根据电压表的实验规范分析;
(2)根据欧姆定律分析两个电压表的示数变化规律,然后与丙图对照即可;
(3)根据欧姆定律计算出定值电阻的电压的变化范围,然后与图丙进行比较即可。
【解答】(1)根据乙图可知,电压表的指针反偏了,说明电压表的正负接线柱接反了,则接下来的操作为:断开开关,更换电压表正负接线柱导线。
(2)根据甲图可知,电压表V1测R1的电压。而R1为定值电阻,根据U=IR可知,电压表V1的示数随电流表示数的增大而增大,则表示通过R1的电流和R1两端电压关系的图线是A。
(3)根据图像可知,电压表V1的最大示数为6V,即电源电压为6V;
而电阻;
当使用“20Ω 1A”的变阻器时,它的最大阻值为20Ω;
则此时最小电流为:;
电压表V1的最小示数为:U1'=I'R1=0.2A×10Ω=2V;
则电压表V1的示数变化范围为2V~6V。
因此图丙中1-2V的部分是得不到的。
则我不同意小元的看法,理由是:因为用“20Ω 1A”滑动变阻器R3 后,图丙不能作出显示1-2V电压值是的电流值。
28.【答案】(1)
(2)(向右)调节滑动变阻器的滑片
(3)B
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验;伏安法测电阻的探究实验
【解析】【分析】(1)在伏安法测电阻的实验中,除了电压表与待测电阻并联,其它的都是串联,要注意电表量程和接线柱的选择,还要注意变阻器接线一上一下原则。
(2)在测定灯泡额定功率的实验中,闭合开关后,此时电压表的示数肯定小于灯泡的额定电压,需要调节变阻器的滑片,从而使电压表的示数增大,直到等于额定电压时,记下电流表的示数即可。
(3)根据各个实验的探究要求分析判断。
【解答】(1)电压表应该并联在AB两端,变阻器应该与定值电阻串联。根据图乙可知,可将变阻器左上角的接线柱与B端的接线柱相连。再将电压表“-”接线柱与B端相连,如下图所示:
(2)正确连接电路,闭合开关后,(向右)调节滑动变阻器的滑片至电压表的示数为2.5V时,记录下电流表示数,算出灯泡的额定功率。
(3)A.探究通电导体产生的热量与电阻的关系时,需要想办法判断产生热量的多少,而本题器材不能满足,故A错误;
B.探究电流与电压的关系时,需要不断改变电压,并记下电流表的示数,用滑动变阻器可以达到目的,故B正确;
C.探究电流与电阻的关系时,需要控制电压相同而不断改变电阻,本题只有一个电阻,无法完成,故C错误。
故选B。
29.【答案】(1)接线时使电流表A1短路
(2)5Ω、20Ω
【知识点】电流表、电压表在判断电路故障中的应用;欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)根据电路图可知,R1与R2并联,电流表A1测R1的电流,A2测R2的电流,A3测总电流。如果A1断路,那么A2和A3的示数应该相等,实际上二者不相等,说明R1的工作正常,那么只能是电流表A1短路。
(2)根据分别计算出通过各个电阻的电流,选择对应量程,并确定是否大于量程的一半即可。
【解答】(1)按电路图连接电路,闭合开关S,电流表A1、A2、A3的示数分别为0A、0.40A和1.20A。如果电路元件完好,接线时发生了错误,该错误是:接线时使电流表A1短路 。
(2)根据公式得到:
,选择量程0~3A,大于量程的一半;
,选择量程0~3A,小于量程的一半;
,选择量程0~0.6A,大于量程的一半;
,选择量程0~0.6A,小于量程的一半。
那么应该选用的两个电阻为5Ω和20Ω。
30.【答案】(1)增大
(2)A
【知识点】电路的动态分析
【解析】【分析】(1)在串联电路中,电压与电阻成正比,据此分析电压表的示数变化;
(2)分析各个选项中电压表的示数变化情况即可。
【解答】(1)根据图片可知,定值电阻R1与变阻器R2串联,电压表测滑片上方电阻对应的电压。当秤盘上放上钩码后,弹簧伸长,滑片上方的电阻增大,根据串联电路的分压规律可知,它分担的电压增大,即电压表的示数增大。
(2)A.R1短路时,总电阻变小,总电流变大,根据U=IR可知,电压表的示数变大,故A符合题意;
B.R1断路时,整个电路都没有电流,电压表的示数为零,故B不合题意;
C.R2短路时,电压表同时被短路,它的示数为零,故C不合题意;
D.R2断路时,整个电路没有电流,电压表的示数为零,故D不合题意。
故选A。
31.【答案】(1)滑动变阻器断路
(2)调节滑片P左移,使电压表示数为1.5V
(3)45V≤U≤27V
【知识点】电流表、电压表在判断电路故障中的应用;欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)当滑动变阻器发生断路时,整个电路被切断,即没有电流经过,此时灯泡不发光,电流表和电压表都没有示数;
(2)首先根据乙图读出电压表的示数,然后与灯泡正常发光时电压表的示数进行比较。如果电压表的示数要增大,那么就增大阻值;反之,就减小阻值,据此分析解答;
(3)当变阻器接入的阻值为零时,此时电源电压最小;当变阻器接入的阻值为50Ω时,电源电压最大,据此根据U总=I总R总计算即可。
【解答】(1)闭合开关后,发现小灯泡不亮,电压表有示数和电流表无示数电路故障可能为滑动变阻器断路。
(2)根据乙图可知,电压表选择量程0~3V,分度值为0.1V,此时示数诶0.5V。当灯泡正常发光时,电压表的示数应该为U变=U总-UL=6V-4.5V=1.5V。因为0.5V<1.5V,所以要使电压表的示数增大,根据“串联电路电压与电阻成正比”可知,此时变阻器的阻值要变大,调节滑片左移,直到电压表的示数为1.5V。
(3)当灯泡正常发光时,通过电路的电流为:;
当变阻器接入的阻值为零时,此时电源电压最小为:U总=I总R总=0.45A×10Ω=4.5V;
当变阻器接入的阻值为50Ω时,电源电压最大,即U总'=I总R总'=(50Ω+10Ω)×0.45A=27V.
则新电源的电压取值范围为4.5V≤U≤27V。
32.【答案】(1)
(2)小灯泡断路
(3)C
(4)>
【知识点】电流表、电压表在判断电路故障中的应用;测定小灯泡的功率
【解析】【分析】该题通过测小灯泡的功率来考查学生电路的连接、故障的分析及欧姆定律的应用,是一道比较综合的电学题目。
【解答】(1)要求接入的电阻最大,即滑片离下端接线柱最远,所以开关的导线接在左侧下端接线柱即可;
(2)电流表无示数,说明电路某个部位短路或者断开,而电压表的示数等于电源电压,所以是小灯泡断路;
(3)当U=2.5V时,电流达到最大值,所以这时滑动变阻器接入电路的电阻最小,U滑=3V-2.5V=0.5V;;
当U=0.5V时,电流达到最小值,所以这时滑动变阻器接入电路的电阻最大,U滑=3V-0.5V=2.5V;;所以符合题意的是C;
(4)滑动变阻器的阻值减小,此时灯泡的电阻增大,但电路的电流增大,可知电路的总电阻减小,所以 变阻器减小的电阻要大于灯泡的变化阻值;
故答案为:(1);(2)小灯泡断路;(3)C;(4)>.
33.【答案】(1)一定发光
(2)R2断路(或R1短路或R2断路且R1短路)
【知识点】电流表、电压表在判断电路故障中的应用
【解析】【分析】①电路故障有两种情况:短路或断路。电流表示数变大,说明电路电阻减小,对两个电阻的故障情况进行逐一分析,最终判断灯泡是否发光;
②根据电压表所测电路的变化及电压表的示数大小关系得出结论。
【解答】①若是电流表的示数变大,则电路有短路处,若是R2短路造成,用完好的灯泡替换R2,便排除了短路问题,灯泡便会发光;
若只有电压表示数变大,则R2断路,用小灯泡代替R2后,小灯泡能够发光;
若电流表和电压表示数同时变大,则R1短路,用灯泡代替后,小灯泡能够发光。
由上分析知,用一个完好的小灯替换R2后,小灯一定发光;
②分析电路图知,两电阻串联,电压表测量R2两端的电压,
(1)若是电流表的示数变大,则电路有短路处,
a.若是R2短路造成,电流表示数变大,电压表示数减小,若将电流表A与R1位置互换后,电压表测量电路中的总电压,电压表示数增大,不合题意;
b.若是R1短路造成,电流表示数变大,电压表示数测量电压,若将电流表A与R1位置互换后,电压表测量电路中的总电压,电压表示数不变,符合题意;
c.若R1和R2都短路,电流表示数变大,电压表示数为零,若将电流表A与R1位置互换后,电压表被短路,示数为零,电流表示数不变,但由于电流过大,将电流表烧坏,不符合题意;
(2)若只有电压表示数变大,则电路有断路处,
a.若R2断路,电流表示数为零,电压表测量电源电压,若将电流表A与R1位置互换后,电压表测量电源电压,示数不变,符合题意;
b.若R1断路,电压表和电流表示数都为零,若将电流表A与R1位置互换后,电压表测量电源电压,示数增大,不符合题意;
c:若同时断路,电压表和电流表示数都为零,不符合题意;
d:若电流表和电压表示数同时变大,则R1短路,但若将电流表A与R1位置互换后,电压表示数增大,符合题意。
e:若R2断路且R1短路,电压表示数示数变大,电流表示数减小,若将电流表A与R1位置互换后,电压表和电流表示数都不变,符合题意。
那么电路可能存在的故障为:R2断路或R1短路或R2断路且R1短路。
34.【答案】(1)开关没有断开
(2)2.7
(3)
(4)导体电阻相同时,电流与电压成正比
【知识点】电路的动态分析
【解析】【分析】1、连接电路图时开关要断开,滑动变阻器滑片P要移到阻值最大处;
2、根据电压表所接的量程由刻度盘上的指针的位置可得出电压大小;
3、根据表格中的电压U与电流I可以计算出电阻R,根据A、B,B、C,A、C之间的电阻可以得出黑盒内两个等值电阻的连接方式;
4、由欧姆定律可得到电流与电压电阻的关系。
【解答】(1)由题意可知,存在的错误是连接电路时开关没有断开;
(2)由表盘中指针的位置可知B、C的电压为2.7V;
(3)由表格数据可知,A、B之间的电阻为5Ω,B、C之间的电阻为Ω,A、C之间的电阻为10Ω。由此可知这两个等值电阻的阻值为5Ω。连接方式如下图所示:
(4)比较①②两次实验数据,可以得出的结论是,导体电阻相同时,电流与电压成正比。
故答案为:(1)开关没有断开 (2)2.7 (3)(4)导体电阻相同时,电流与电压成正比
35.【答案】A;;量程选择太小;测出总电压后,在测量L1和L2两端电压时,不能调节滑动变阻器
【知识点】电压的测量及电压表的使用;串、并联电路的电压特点;滑动变阻器的原理及其使用;电流表、电压表在判断电路故障中的应用
【解析】【分析】本题从滑动变阻器的使用和常见电路故障进行分析,以及电压表的使用和常见的故障解答即可.
【解答】(1)由图可知,滑动变阻器下面的接线柱接的左端,滑片离左端越远,接入电路的电阻越大,电流越小,对电路起到保护作用,所以闭合开关前应将滑动变阻器滑片向A端滑动;
(3)由图可知,电压表测L2两端的电压,将电压表并联在L2两端,只需要把电压表的负接线柱与灯泡L1的左接线柱相连的导线,连在灯泡L2的左接线柱上即可,如图所示:
(4)由图可知,用电压表测串联电路的总电压时,选择的是0 3V量程,闭合开关后发现电压表指针向右边没有刻度的地方偏转,说明选用的量程小了.
(6)在测量串联电路电压规律的实验中,在测量总电压和各串联部分的电压时,要控制总电压不变,在测量L2两端的电压时,该同学调节滑动变阻器,使得总电压值发生了变化.
故答案为:(1)A;(3)见上图;(4)量程选择太小;(6)测出总电压后,在测量L1和L2两端电压时,不能调节滑动变阻器.
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