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专题8 伏安法实验
苏科版九年级物理上册专题强化训练
类型一 探究电流与电压、电阻的关系
1. 如图甲所示,小亮同学在“探究通过导体的电流与电压的关系”实验中,选用的器材有:电压恒为4.5 V的电源、滑动变阻器A(10 Ω 1 A)、滑动变阻器B(30 Ω 1 A)、电流表、电压表、定值电阻各一个,开关、导线若干.
序号 1 2 3 4
电压U/V 2.0 2.4 3.0
电流I/A 0.14 0.20 0.24 0.30
(1)经检查后发现图甲的实物图中有一根导线连接错误,请你在错误的导线上打“×”,并用笔画线代替导线将电路连接正确.
×
(2)将电路连接正确后,闭合开关前应将滑动变阻器的滑片P移至____(选填“C”或“D”)端.
(3)闭合开关后,移动滑片P至某一位置时,电压表指针位置如图乙所示,此时电压表示数为____V.多次改变滑动变阻器滑片P的位置,并将实验数据记录在上表中,记录的实验数据如上表.分析数据可知:电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成_____.
D
1.4
正比
(4)小亮所选择的滑动变阻器是___(选填“A”或“B”).
(5)实验结束后,小亮想起实验过程中无论怎样调节滑动变阻器的滑片,电压表的示数始终无法低于1.0 V,请你为小亮提出一个解决方案______
_____________________________(写出一种即可).
B
换用最大阻值至少为35 Ω的滑动变阻器
2. 某实验小组为完成“探究通过导体的电流与电阻的关系”实验,设计了如图甲所示电路.电源电压恒为12 V.
(1)请根据图甲所示的电路图,用笔画线代替导线将图乙中的实物电路连接完整(要求导线不可交叉).
(2)连接电路后闭合开关,若滑动变阻器断路,则电压表、电流表的示数情况是_______________________.
电压表、电流表均无示数
(3)排除故障后,在更换阻值更大的定值电阻时需要进行哪些操作步骤:______________________________________________________________________________________,小组成员小明在实验过程中读出了电流表示数并将实验数据记录在下表中,其中定值电阻为5 Ω时电流表的示数如图丙所示,其示数为____A.请你根据实验数据在图丁中绘制出I-R图像.
实验序号 1 2 3 4 5
电阻R/Ω 5 10 15 20 25
电流I/A 0.6 0.4 0.3 0.24
断开开关,接入阻值更大的定值电阻后闭合开关,调节滑动变阻器的滑片使电压表示数保持不变
1.2
由实验数据和I-R图像可得出的结论是:_________________________
___________________.
电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比
类型二 测量定值电阻的阻值
3. 小明同学在“测量定值电阻的阻值”的实验中,设计了如图甲所示的实验电路完成对未知电阻Rx的测量.
(1)图甲的电路中有一条导线连接错误,请在错误的导线上打“×”并用笔画线代替导线将电路连接完整(要求导线不可交叉).
×
(2)在测量定值电阻的阻值时需要测量多组数据,本实验是通过________
_____________________获得多组数据的,滑动变阻器有两种规格,分别标有“10 Ω 2 A”和“20 Ω 2 A”字样,该实验中选择的滑动变阻器规格为____________.
多次调节滑动变阻器滑片的位置
“20 Ω 2 A”
(3)下表是实验过程中记录的实验数据,其中第3次实验时电流表的示数如图乙所示,分析数据可知电阻Rx的阻值为___Ω.
实验次数 电压/V 电流/A 电阻/Ω
1 1 0.1
2 2 0.2
3 3
10
(4)[挑战题]若实验中电压表损坏,利用其他的原有器材也能测出未知电阻Rx的阻值,实验电路如图丙所示(滑动变阻器最大阻值为R0,电源电压未知且不变),请将下列相关实验步骤补充完整:
①闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到a端,记录电流表示数为I1;
②闭合开关S,___________________________,记录电流表示数为I2;
③写出未知电阻的表达式:Rx=________
(用已知量和测量量表示).
将滑动变阻器的滑片P移到b端
类型三 测量小灯泡的电阻
4. 如图甲是小玲同学测量小灯泡正常发光时的电阻所用的部分实验电路,小灯泡铭牌模糊,仅能看清标有“2.5 V”字样.
(1)请用笔画线代替导线,将图甲的电路连接完整(要求:滑片向右滑动时灯泡变暗).
(2)小玲同学连好电路后闭合开关,移动变阻器滑片P,发现小灯泡始终不亮,电流表有示数,电压表无示数,则电路发生的故障可能是______
_______.
(3)排除故障后闭合开关,移动滑片P到某处,电压表的示数为2 V,要测量小灯泡正常发光时的电阻,应将滑片P向___(选填“左”或“右”)端移动.
泡短路
左
小灯
(4)进行实验时小玲记录的数据如下表,由表中数据可知小灯泡正常发光时的电阻约为_____Ω.
I/A 0.075 0.125 0.2 0.275 0.3
U/V 0.25 0.5 1.0 2.0 2.5
8.33
(5)请你根据表中数据在图乙中画出小灯泡的U-I图像.可看出图像为曲线,原因是__________________________.
小灯泡灯丝电阻受温度影响
类型四 测量小灯泡的电功率
5. 小明用如图甲所示器材测量额定电压为2.5 V的小灯泡的额定功率.
(1)请用笔画线代替导线,将图甲的电路连接完整(要求滑动变阻器的滑片向左移动时,灯泡变亮).
(2)连接好实验电路,检查连接无误后,闭合开关S,却发现小灯泡不发光,电流表和电压表指针均有示数且示数很小,接下来应该进行的操作是______________________________________________.
向左移动滑动变阻器的滑片并观察小灯泡是否发光
(3)经检查电路无问题后闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,当滑片移到某一位置时,小明看错量程,以“0~15 V”的量程读出此时电压表的示数为12 V,要测得小灯泡的额定功率,应将滑片P向___(选填“A”或“B”)端滑动;根据实验数据绘出的小灯泡的I-U图像如图乙所示,计算出小灯泡的额定功率是_____W.
A
0.625
(4)同桌小宇同学思考能不能只用一只电表测出小灯泡的额定功率,于是他设计了下图所示的四个电路图.图中的电源电压U保持不变,小灯泡的额定电压为U0,且U>U0,其中定值电阻的阻值为R.在不改变电路连接的情况下,能测出小灯泡额定功率的是___(填选项).
C
6. 如图甲所示,在“测量小灯泡的电功率”实验中,实验小组用的电源电压恒为6 V,小灯泡(阻值约为8 Ω),额定电压为2.5 V,请与他们一起完成实验.
(1)闭合开关后,小明移动滑动变阻器的滑片,记录了不同电压下电路中的电流和小灯泡的发光情况,如表所示.当电压表示数为2.5 V时,电流表示数如图乙所示为___A,小灯泡的额定功率为_____W.
实验序号 电压表的示数U/V 电流表的示数I/A 电功率 灯泡
亮度
1 0.5 0.1 0.05 不发光
2 1.0 0.2 0.20 较暗
3 1.5 0.26 0.39 较亮
4 2.5 亮
0.3
0.75
(3)通过大量的实验探究,我们必须养成一定的科学态度.小明认为本次实验通过移动变阻器的滑片,获得多次实验数据是便于求出平均电功率达到减小测量误差的目的.你对小明的观点的评价是_________________
________________________________________________________________________.
(2)由表格中的数据可得出的实验结论是____________________________
___________________________________.
小灯泡发光的亮度和小灯泡的实际功率有关,实际功率越大,灯泡越亮
小明的观点是错误的;小灯泡在不同电压下的电功率是不同的,求小灯泡电功率的平均值无意义
(4)[挑战题]完成上述实验后,小明设计了如图丙所示的电路,测出了额定电流为I额的小灯泡的额定功率.其中电源电压不变,滑动变阻器R1的最大阻值为R0,实验步骤如下:
①闭合开关______,移动R1的滑片,使电流表的示数为I额;
②闭合开关_______,_____________________,移动R2的滑片,使电流表的示数为I额;
S、S2
S、S1
保持R1的滑片位置不动
③保持滑动变阻器R2的滑片位置不动,将滑动变阻器R1的滑片移到最左端,记录电流表的示数为I1,再将滑动变阻器R1的滑片移到最右端,记录电流表的示数为I2;
④小灯泡的额定功率P额=________(用已知量和测量量表示).