第七章电路(实验题培优提升15题)(含解析)上海市2023-2024九年级物理上学期单元练习(沪教版)

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名称 第七章电路(实验题培优提升15题)(含解析)上海市2023-2024九年级物理上学期单元练习(沪教版)
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版本资源 沪教版(试用本)
科目 物理
更新时间 2024-01-17 07:52:23

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第七章 电路(实验题培优提升15题)-上海市2023-2024九年级物理上学期单元练习(沪教版)
一、实验题
1.小松做“用电流表、电压表测电阻”实验,现有电源(电压为2伏的整数倍且保持不变)、待测电阻Rx、电流表、电压表、标有“20欧2安”字样的滑动变阻器、开关以及导线若干。他正确连接电路,实验步骤正确,刚闭合开关时,电流表示数为0.22安,电压表示数如图(a)所示。移动滑动变阻器的滑片后,电流表指针偏转了4小格,电压表示数如图(b)所示。移动滑动变阻器的滑片至另一端后,电流表示数如图(c)所示。
(1)求实验中所用电源的电压U。 (需写出主要计算过程)。
(2)请根据相关信息将下表填写完整。(计算电阻时,精确到0.1欧) 。
电压Ux(伏) 电流Ix(安) 电阻Rx(欧) 待测电阻Rx阻值(欧)
1 0.22
2
3
2.某小组同学为了“探究并联电路电流和电阻的规律”,他们进行了如下实验。
(1)探究并联电路中电流的规律时,设计了如图(a)所示电路图,闭合开关后,测出实验数据记录在表中。
序号 A1示数(安) A2示数(安) A示数(安)
1 0.20 0.30 0.50
该小组同学分析实验数据,得出的初步结论是:在并联电路中,干路中的电流等于 。为了使实验结论更具有科学性,你认为他们下一步骤应该做的是: 。
A.改变电源电压,再测量几组数据
B.改变电流表的量程,再测量一组数据
C.用不同阻值的定值电阻替换原定值电阻,再测量几组数据
(2)探究并联电路中电阻的规律时,他选用定值电阻R1为10欧,R2为15欧接入如图(a)所示电路图中,闭合开关S,记录相应电流表的示数。然后他们把阻值不相同的若干定值电阻R0先后接入如图(b)所示电路 图中(选填“A”、“B”或“C”),当电源 保持不变时,观察到电流表 的示数保持不变(选填“A1”、“A2”或“A”),说明这个起替代作用的定值电阻R0就是这个并联电路的总电阻。
(3)接下来该小组同学“用电流表、电压表测电阻”的方法测定值电阻R0的阻值,现有电源(电压为1.5伏的整数倍且保持不变)、电流表、电压表、滑动变阻器R、电键及导线若干,所有元件均完好。连接电路进行实验,闭合开关后,将变阻器滑片从一端移动到另一端的过程中,发现电流表示数的变化范围为0.24安~1.2安,电压表示数相应的变化范围为6.0伏~0伏。当变阻器滑片移动到中点附近位置时,电流表示数0.42安,电压表的示数如图(c)所示。
I、该实验的原理是 。
II、实验中使用的滑动变阻器的最大电阻为 欧,电源电压为 伏。
III、请将表格填写完整。(计算电阻时,精确到0.1欧)。
( )
物理量 实验序号 电压(伏) 电流(安) 电阻(欧) 平均值
1 0.24
2 0.42
3 1.2
3.小华做“用电流表、电压表测电阻”实验,可选用器材有:电源(有两种规格,有6伏和4.5伏)、待测电阻Rx、电流表、电压表、滑动变阻器(有两种规格,分别标有“10欧 2安”和“20欧 1安”字样)、开关以及导线若干。他选用实验器材,按照图1所示示电路连接。
①连接的电路如图1所示,图中尚有一根导线未连接,请用笔线代替导线在图中连接。连接后要求:滑片P向右移动,电压表示数变大 (用2B铅笔在答题纸的相应位置连线)。
②当滑片P在滑动变阻器一端时,闭合开关S,电压表和电流表示数如图2所示,滑片P移动到某一位置时,电压表和电流表指针都自原来位置转动了一小格,继续移动滑片P到另一端时,电流表示数为0.3A。
(a)请根据图1、2及相关信息,将表一填写完整(电阻值精确到0.1欧) 。
(b)小华选用的滑动变阻器规格是: 。
表一
序号/物理量 电压Ux(伏) 电流Ix(安) 电阻Rx(欧) 电阻Rx平均值(欧)
1
2
3
4.某小组同学在得出“串联电路中电流处处相等”结论后继续实验,他们先按图用导线连接电源(电压保持不变)、电阻R(阻值为20欧)、开关等,然后将不同阻值的导体Rx接入电路AB间,并记录电压和电流,数据如下表所示。
实验序号 Rx阻值(欧) 电压表示数(伏) 电流表示数(安)
1 5 1.8 0.36
2 10 3.0 0.30
3 16 4.0 0.25
4 25 5.0 0.20
5 30 5.4 0.18
6 40 6.0 0.15
(1)分析比较实验序号1-6数据中的电流表示数的变化情况及相关条件,可以得到的初步结论是:电源电压不变的情况下,当一个串联电阻相同时, ;
(2)分析比较实验序号1-6数据中的电压表示数的变化情况及相关条件,可以得到的初步结论是: ;
(3)分析比较实验序号1-6数据中的电压表、电流表示数的比值及导体Rx电阻的大小等条件,可以得到的结论是: ;
(4)在分析了实验中Rx两端的电压和电流的比值后,他们进一步发现,当Rx的阻值越接近另一个导体的阻值时,Rx两端的电压和通过的电流的乘积越大。请根据这一发现及相关数据,可以进行的猜想是:串联电路中,当某个导体的 ,其两端的电压和通过的电流的乘积最大;
(5)为了验证这个猜想,他们拟用滑动变阻器接入电路AB间继续实验,可供选用的滑动变阻器有“10Ω 2A”、“20Ω 2A”、“50Ω 1A”三种规格。你认为选用 规格的变阻器能够满足实验要求。
5.小明做“用电流表、电压表测电阻”实验,可选用的器材有:电源(有两种规格,6伏和4.5伏)、待测电阻Rx、电流表、电压表(只有 0~3伏档完好)、滑动变阻器(有两种规格,分别标有“5欧 2安”和“50欧 1安”字样)、开关以及导线若干。他选择一个滑动变阻器按图所示电路图连接器材,并按正确步骤操作。闭合开关S,观察到电压表和电流表示数如图(a)(b)所示。他思考后换用另一个滑动变阻器重新按图连接电路,并进行实验。当滑片P从一端向另一端移动时,观察到电压表指针每偏转两小格时,对应电流表指针偏转一小格。
①通过计算判断小明选用的电源,以及第一次使用的滑动变阻器规格;( )
②根据实验中获得的信息计算待测电阻的阻值Rx;( )
③电压表指针满偏时,滑动变阻器接入电路的阻值R滑′= 欧。
6.小华做“用电流表、电压表测电阻”实验,他用导线将电源(电压为1.5伏的整数倍且保持不变)、待测电阻、滑动变阻器、电流表、开关串联,然后将电压表并联在电路中。闭合开关,移动变阻器滑片,将测得的两组数据记录在下表的实验序号1和2中。小华思考后仅改变了电压表的接入位置再次实验,移动滑片到某一位置,将此时观察到的电压表和电流表的示数(如图所示)记录在实验序号3中。
实验序号 电压表示数(伏) 电流表示数(安)
1 2.4 0.22
2 2.0 0.26
3
①“用电流表、电压表测电阻”的实验原理是 ;
②小华可选用的变阻器有A 、B两个,分别标有“10Ω 2A”、“20Ω 1A”字样。本次实验中他用的变阻器是 (选填“A”或“B”);
③求实验所用电源的电压。(需写出解题过程) ;
④根据相关信息,计算实验序号1中待测电阻的阻值为 欧。(精确到0.1欧)
7.小张做“用电流表、电压表测电阻”实验,电源电压保持不变,实验器材齐全且完好。他先正确串联电路,然后把电压表并联在某位置,接着闭合开关,移动滑片,将测得实验数据记录在表格中。
老师观察数据后,指出他连接的电路存在问题。于是小张重新正确连接电路,闭合开关,移动滑片,此时两电表示数如图所示。
实验序号 电压表示数(伏) 电流表示数(安)
1 3.5 0.24
2 2.5 0.34
3 2.2 0.38
①请指出小张连接电路时存在的问题并说明理由 。
②通过计算确定所用电源电压的范围 。
③实验中小张所用电源为学生电源,该电源只能提供2伏整数倍的电压值,则实验序号3中待测电阻Rx的阻值为 欧。
8.在如图所示的电路中,闭合开关S,发现灯L不发光。已知电路中仅有一处故障,且只发生在电阻R、灯L上。现通过接入一个电压表来判断故障。
①将电压表接入到 两点之间,且开关S断开,观察电压表示数是否为零,可判断故障灯L是否 (选填“短路”或“断路”)。
②若已排除上述故障,为判断具体故障,将电压表接入两点之间。请写出开关闭合前后,电压表的示数变化情况及其对应的故障:
9.通常情况下,金属导体的阻值会随温度的变化而变化,利用电阻的这种特点可以制成测量范围大的电阻温度计,其工作原理如图所示。若电流表的量程为 毫安,电源电压为3伏且不变,R2为滑动变阻器,金属探头的阻值为R1当t≥0℃时,R1的阻值随温度的变化关系如下表所示:
温度t(℃) 0 10 20 30 40 60 80 …
R1阻值(欧) 100 104 108 112 116 124 132 …
(1)分析表中金属导体的阻值R1与温度t的数据可得出的初步结论是:当t≥0℃时, ;
(2)进一步分析该金属导体阻值变化量与温度变化量之间的关系,可得出的结论是: ;
(3)若把金属探头R1放入0℃环境中,闭合开关S,调节滑动变阻器R2的滑片,使电流表指针恰好满偏,求此时滑动变阻器R2接入电路的阻值 。
10.现有电压可调节的电源甲(2伏、4伏、6伏、8伏、10伏和12伏六档)和电压恒为4.5伏的电源乙各一个,电流表、电压表和开关各2个,标有“10Ω 2A”字样的滑动变阻器、约为10欧的待测电阻A和约为50欧的待测电阻B各一个,导线若干。在进行测电阻的实验中,小华选用了电阻A,而小明选用了电阻B,由于只有一个滑动变阻器,两人讨论后开始设计实验方案,并分配了实验器材。
① 在设计实验方案的过程中,
(a)小华和小明先选用电源乙,并按照正确连接电路的要求设计电路。如图甲所示,是小华粗略估算的电流表指针偏转的大致范围。根据小华的标识方法,请在图乙中画出小明实验过程中电流表指针偏转的大致范围 ;
(b)根据上述电流表指针偏转的范围,小明应选择图 进行实验,理由是 ;
② 经过思考,他们重新合理分配了实验器材。在实验中,小华正确连接电路,实验步骤规范,闭合开关后,发现电流表的指针恰好指在0.22安刻度处,此时小华测得电阻A的阻值为 欧。小明在实验中发现电流表的最大示数为0.22安,则小明测得电阻B的阻值为 欧。(计算结果均保留1位小数)
11.小华做“用电流表、电压表测电阻”实验,现有电源(电压保持不变)、待测电阻Rx、电流表、电压表(只有0~3V完好)、滑动变阻器A标有“10欧 2安”字样、滑动变阻器B标有“20欧 2安”字样、开关以及导线若干。他选择一个滑动变阻器正确连接电路,实验步骤正确,刚闭合开关时,电流表示数为0.44安,电压表示数如图(a)所示。于是他经过思考后换用另一个滑动变阻器,重新正确连接电路,实验步骤正确,闭合开关,发现两电表示数如图(b)(c)所示。
①第一次实验小华同学选用的滑动变阻器为 (选填“A”或“B”);根据第二次实验数据,计算待测电阻阻值为 欧(计算电阻时,精确到0.1欧);
②实验中电源电压为 伏;
③计算第一次实验待测电阻的阻值 (本小题需写出计算过程,计算电阻时,精确到0.1欧)。
12.小朱同学做“用电流表、电压表测电阻”的实验。现有电源、待测电阻RX、滑动变阻器RP、阻值为25欧的定值电阻R0、电流表、电压表、开关和导线若干。他按照图(a)电路正确连接且实验步骤正确。闭合开关,将滑动变阻器移至中点处,电压表、电流表示数分别如图(b)、(c)所示。
①本实验的原理是: 。
②闭合开关S前,滑动变阻器滑片P应置于最 端。(选填“左”或“右”)
③在实验过程中电流表发生故障,不能正常使用。经过思考,他认为使用现有的器材也能多次测量完成实验。于是他调整电路并来回移动滑片,发现电压表示数始终在1.0V~4.5V范围内变化。最后,他用R0替换RP,测得电压表示数为0.8V。根据上述信息,请将正确的数据填写在下表中。(计算精确到0.1欧)
物理量 序号 电流IX(安) 电压UX(伏) 电阻RX(欧) 电阻RX平均值(欧)
1
2
3
13.某同学做“用电流表、电压表测电阻”的实验,可供选择的器材有:电源2个(电压分别为6伏、4.5伏),滑动变阻器2个(分别标有“10Ω 3A”和“20Ω 1A”的字样),待测电阻Rx(估计阻值约为19欧左右),电压表、电流表、电键各l个和导线若干。他选用器材,按图连接电路,且步骤正确。
(1)此实验的原理是 ,闭合电键前变阻器的滑片P应在图中变阻器的 (选填“左端”、“中间”或“右端”)。
(2)闭合电键,发现电流表的示数为0.2安。则该同学在实验中所选用的电源电压为 伏,所选用的滑动变阻器的最大电阻为 欧。
(3)当该同学移动滑动变阻器的滑片到中点时(即连入电路中的电阻为变阻器最大值的一半),电流表的示数为0.25安,他继续移动滑动变阻器的滑片,发现电路中的最大电流为0.3安,此时电压表V的示数为 伏,由以上信息可测得Rx的阻值为 (精确到0.1欧)欧。
14.小华做“用电流表、电压表测电阻”实验,现有电源(电压保持不变)、待测也阻Rx、电流表、电压表(只有0~3伏档完好)、滑动变阻器、开关以及导线若干。他正确连接电路,实验步骤正确,刚闭合开关时电压表、电流表示数如图(a)、(b)所示。他移动沿片P,发现电表的示数变化范围太小,可能会影响测量的精确程度。于是他经过思考后重新连接电路进行实验,重新实验的数据记录如表所示,并在移动变阻器滑片过程中,发现电压表示数的最大变化量为1.8伏。
实验序号 电压表示数(伏) 电流示数(安)
1 1.5 0.20
2 0.5 0.26
(1)实验所用电源的电压。 (需写出简要的计算过程或理由)
(2)根据相关信息,实验序号1时所测得电阻Rx的阻值为 欧。
15.小华做“用电流表、电压表测电阻”实验,现有两节新干电池、待测电阻Rx、电流表、电压表、滑动变阻器有两种规格(分别标有“10Ω 2A”和“20Ω 1 A”字样)开关以及导线若干。
表一:
连接位置 电压表示数
滑动变阻器两端 0
开关两端 3.0V
电流表两端 0
(1)连接的电路如图所示,图中尚有一根导线未连接,请笔画线代替导线在图中连接,连接后要求:滑片P向左移动,电压表示数变大。 (用2B铅笔在答题纸的相应位置连线)
(2)完成电路连接后,闭合开关发现电压表、电流表示数均为0,为排除故障,小华打算用电压表进行检测。将电压表接在不同元件两端,闭合开关后电压表示数如表一所示,由此可以判断故障为 ;
(3)排除故障后,小华按照正确操作步骤重新实验,闭合开关,发现电压表、电流表指针偏离零刻度线角度相同,移动滑片到某一位置,电压表、电流表示数如图所示,滑片从一端移动到另一端,电流表示数变化范围为0.20~0.58安。
(a)请根据图及相关信息,将表二填写完整。(电阻值精确到0.1欧) ;
表二:
序号 电压Ux(伏) 电流Ix(安) 电阻Rx(欧) 电阻Rx平均值(欧)
1 ______ ______ ______ ______
2 ______ ______ ______
3 ______ ______ ______
(b)小华选用的滑动变阻器规格是: 。(通过计算说明)
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
参考答案:
1. 见解析 见解析
【详解】(1)[1]刚闭合开关时,若电压表量程为0~3V,则Ux=1.6V,电源的电压
符合题意;
若电压表量程为0~15V,则Ux=8V,电源的电压
不是2伏的整数倍,不符合题意。
(2)[2]根据第一次实验电流值为0.22A可知,电流表所接量程为0~0.6A,每小格为0.02A,第2次实验中电流表指针在原来基础上又偏转了4小格,故此时电流为
根据(1)可知,电压表量程为0~3V,所以对应电压表示数如(b)为2.2V。对应电阻为
移动滑动变阻器的滑片至另一端后,此时滑动变阻器短路,电路中只有待测电阻Rx接入,电路中电流最大,电流表如图(c)所示,应该按大量程读数,其示数为0.8A,电压表示数为电源电压6.0V,对应电阻为
为了减小测量误差,求三次电阻的平均值,故待测电阻Rx阻值
将数据填入下表:
物理量 实验序号 电压Ux (伏) 电流Ix (安) 电阻Rx (欧) 待测电阻Rx阻值(欧)
1 1.6 0.22 7.3 7.4
2 2.2 0.30 7.3
3 6.0 0.8 7.5
2. 各支路电流之和 C C 电压 A 25 75
实验次数/物理量 电压(伏) 电流(安) 电阻(欧) 电阻平均值(欧)
1 1.5 0.24 6.3 6.2
2 2.5 0.42 6.0
3 7.5 1.2 6.3
【详解】(1)[1]由表中实验数据知
0.20A+0.30A=0.50A
故得出的初步结论是:在并联电路中,干路中的电流等于各支路电流之和。
[2]为使实验结论更具有科学性,用不同阻值的定值电阻替换原定值电阻,再测量几组数据,故选C。
(2)[3]总电阻为几个电阻的等效电阻,即一个电阻连入电阻时和几个电阻并联入电路时电路中总电流表示数相同,即可认为两种情况等效,所以阻值不相同的若干定值电阻R0先后接入图C中。
[4]两种情况下需要电源电压恒定不变。
[5]当电源电压保持不变时,观察到电流表A的示数保持不变,说明这个起替代作用的定值电阻R0就是这个并联电路的总电阻
(3)[6]该实验的实验原理为;
[7]将变阻器滑片从一端移动到另一端的过程中,发现电流表示数的变化范围为0.24A~1.2A,电压表示数相应的变化范围为6.0V~0V,因电压表示数可为0,故电压表只能并联在变阻器的两端(变阻器连入电路的电阻为0时,电压表示数为0)。
当变阻器连入电路的电阻最大时,电压表示数最大
U1=6V
这时电路的电流最小为
I1=0.24A;
由欧姆定律,变阻器的最大电阻
[8]当变阻器滑片移动到中点附近位置时,电流表示数I2=0.42A,电压表的示数如图c所示,电流表选用大量程,分度值为0.5V,电压表示数为U2=5V。
当变阻器连入电路的电阻为0时,电路的电流最大,由已知条件,这时电流为I3=1.2A;
由欧姆定律,待测电阻
由串联电路的规律及欧姆定律,待测电阻
因待测电阻不变
故电源电压:
U=7.5V。
[9]在第1次实验中,由串联电路的的规律及欧姆定律,电阻的电压为
待测电阻:
在第2次实验中,由串联电路的的规律及欧姆定律,电阻的电压为:
U2X=7.5V-5V=2.5V
由欧姆定律
第3次实验的电阻大小
为减小误差,取平均值作为测量结果:
如下表所示:
实验序号/物理量 电压(伏) 电流(安) 电阻(欧) 电阻平均值(欧)
1 1.5 0.24 6.3 6.2
2 2.5 0.42 6.0
3 7.5 1.2 6.3
3.
序号/物理量 电压Ux(伏) 电流Ix(安) 电阻Rx(欧) 电阻Rx平均值(欧)
1 4 0.2 20 20.2
2 4.5 0.22 20.5
3 6 0.3 20
“10欧 2安”
【详解】[1]由图1可知,电压表测量待测电阻两端的电压,由欧姆定律可得,电压表的示数为,为了让电压表的示数会变大,需增大通过电路的电流。串联电路电流处处相等, 根据可知,电路电流
为了增大电路电流,需要调节滑动变阻器的滑片P使其接入电路的阻值减小。由题意可知,当滑动变阻器的滑片P向右移动时,电压表示数会变大,故用一根导线将待测电阻的右端接线柱和滑动变阻器的右下接线柱连接,此时滑片P向右滑动,滑动变阻器接入电路的阻值会减小,电路电流增大,电压表示数也会增大,连接实物图如下:

[2]当滑片P在滑动变阻器一端时,闭合开关S,电压表和电流表示数如图2所示,根据图1可知,电流表选用的是“0~0.6A”的量程,分度值为0.02A,读出图2电流表示数为0.2A;根据图1可知,电压表选用的是“0~15V”的量程,分度值为0.5V,读出图2电压表示数为4V。根据可知,待测电阻的阻值
当把滑动变阻器的滑片移到另一端时,电流表示数为0.3A,电流增大了,由可知,滑动变阻器接入电路的阻值在减小,滑片P由一端移动到另一端,故在第一次读数时,滑动变阻器的最大阻值接入了电路,在第三次读数时,滑动变阻器接入电路的阻值为0。在第二次读数时,滑片P移动到某一位置,电压表和电流表指针都自原来位置转动了一小格,根据以上分析可知,滑动变阻器接入电路的阻值在调小,则根据可知,电流表的示数会增大,电压表的示数也会增大,故此时电流表的示数
电压表的示数
计算待测电阻的阻值
题干中描述有两种可用电源,一种是4.5V,一种是6V,在第二次读数时,待测电阻两端的电压已经达到了4.5V,由串联电路中,电源电压等于各部分电压之和可知,电源电压大于4.5V,故实验选用的是6V的电源。由于第三次读数时,滑动变阻器接入电路的阻值为0,电流表示数为0.3A,故计算待测电阻阻值
故待测电阻的平均阻值
最后将数据依次填入表格。
[3]在第一次读数时,滑动变阻器的最大阻值接入电路,根据可知,滑动变阻器的最大阻值
故该实验选择的是“10欧 2安”的滑动变阻器。
4. 另一个电阻越大,电路中的电流越小 在串联电路中,当一个串联电阻不变,另一个电阻越大,其两端的电压越大 在串联电路中,一个电阻的阻值越大,其两端的电压与通过的电流的比值越大,且大小等于该电阻 电阻与另一个电阻相等时 50Ω 1A
【详解】(1)[1]由表中数据可看出,电源电压不变,当R阻值不变,Rx越大,电路的总电阻越大,由得电路中的电流越小,故可得出:在串联电路中,当一个串联电阻相同时,另一个电阻越大,电路中的电流越小。
(2)[2]分析表中电压表和电阻Rx的变化会发现,Rx越大,分配在它两端的电压就越大,故可得出结论:在串联电路中,当一个串联电阻不变,另一个电阻越大,其两端分配的电压越大。
(3)[3]综合分析电压表、电流表示数的比值及导体Rx电阻的大小等条件,可得出:在串联电路中,当一个电阻不变,另一个电阻变大时,其两端分配的电压变大,电路中的电流变小,电压与电流的比值始终等于该电阻阻值。
(4)[4]计算表中6次实验中导体两端的电压与通过的电流的乘积
1.8V×0.36A=0.648W
3.0V×0.30A=0.9W
4.0V×0.25A=1.0W
5.0V×0.20A=1.0W
5.4V×0.18A=0.972W
6.0V×0.15A=0.9W
通过以上计算可知,第三组和第四组电压表和电流表示数乘积最大,这两组的电阻最接近于电路中另一个串联电阻大小,因此得出结论:串联电路中,当某个导体的电阻等于另一个电阻时,其两端的电压和通过的电流的乘积最大。
(5)[5]该电路中的定值电阻R=20Ω,由(4)知Rx的电阻等于另一个电阻时,其两端的电压和通过的电流的乘积最大,即
Rx=R=20Ω
时,Rx的功率最大,此时Rx的功率为
故当2Rx=R滑时,Rx的功率最大,则
R滑=2 Rx=2×20Ω=40Ω
故应选“50Ω 1A”规格的滑动变阻器。
5. 6伏;“5欧 2安” 10欧 10
【详解】①[1]由题意可知,第一次使用滑动变阻器时,定值电阻的两端电压即电压表示数大于3V,超出了电压表的量程,根据串联分压原理可知,此时滑动变阻器选用“5欧 2安”,如果选用“50欧 1安”,电压表示数不会超出量程;此时如果电流表选用大量程,那么示数为2.0A,即为电路中的电流,根据题意可知,正确操作后闭合开关后,滑动变阻器接入电路的电阻是最大的,根据欧姆定律可得,此时滑动变阻器的两端电压为10V,大于6V,故电流表选用小量程,示数为0.40A,根据欧姆定律可得,此时滑动变阻器的两端电压为
又定值电阻的两端电压大于3V,因此电源电压为6V。
②[2]因为电压表选择的量程为0~3V,对应的分度值为0.1V;电流表选择的量程为0~0.6A,对应的分度值为0.02A,则待测电阻的阻值为
③[3]电压表指针满偏时,待测电阻的两端电压为3V,此时电路的电流为
则滑动变阻器接入电路的阻值为
6. B 4.5V 9.5
【详解】①[1]“用电流表、电压表测电阻”的实验称为伏安法,是通过测量电压与电流,利用欧姆定律计算电阻的,原理是。
②[2]由序号1、2可知,电压表示数变小,电流表示数变大,电压表并联在滑动变阻器两端。则在序号1中滑动变阻器接入的阻值为
小华本次实验中他用的变阻器是B。
③[3]电压表原来并联在滑动变阻器两端,后仅改变了电压表的接入位置再次实验,则此时测量的电压为定值电阻的电压,如图所示,序号3的电压表接入量程为0~3V,分度值为0.1V,示数为2.4V,待测电阻两端电压为Ux3=2.4V,不是1.5V的整数倍。序号3的电流表接入量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为I3=0.24A,比较三次实验数据, I1R滑2
U滑2 即2.0VUx3+2.0V
2.4V+2.0V解得4.4V④[4]序号1中待测电阻两端电压为
阻值为
7. 电压表并联在滑动变阻器两端 10
【详解】①[1]根据实验序号1、2、3可以看出,当电压表的示数减小的时候电流表的示数变大了,说明电压表并联在滑动变阻器两端。
②[2]由题可知,纠正后电压表并联在了电阻两端,电压表读数为2.9V,电流表读数为0.24A;由表中数据可知,实验序号1、2中电流与纠正电流的关系
根据,可知电源电压的范围为

③[3]实验中小张所用电源为学生电源,该电源只能提供2伏整数倍的电压值,所以电源电压为,所以电阻两端的电压为
待测电阻Rx的阻值为
8. A、C 断路 见解析
【详解】①[1][2]将电压表用导体(导线、用电器等)直接连接在电源正负极上,若连接部分有断开的地方,则电压表未与电源相连,电压表示数为0 ;若连接部分是通路,则电压表示数约等于电源电压。若用电压表判断小灯部分是断路,可以利用这种情况:将电压表接在A、C两点上,开关断开,若电压表无示数,则表示小灯是断路的;若电压表示数约等于电源电压,则小灯部分是连通的,但无法判断是正常情况还是短接了。
②[3]若小灯无故障,则故障出在定值电阻处。将电压表与电阻并联。开关闭合前,电压表的负接线柱没有与电源负极相连,此时电压表是示数为0。将开关闭合后,若定值电阻短接了,则电压表测量部分电阻为0,根据可以知道,电压表示数为0。若电阻断路了,此时相当于用导体将电压表接在电源两极上,电压表示数约等于电源电压。
9. 该金属导体的阻值随温度的升高而增大 当t≥0℃时,该金属导体阻值变化量与温度变化量的比值是个定值 20欧
【详解】(1)[1]由表分析知,当温度逐渐上升的过程中,电阻值也在不断的增大,因此当t≥0℃时,该金属导体的阻值随温度的升高而增大。
(2)[2]由表分析知,温度每升高10℃,电阻值增大4Ω,温度变化量与电阻变化量的比值不变,因此当t≥0℃时,该金属导体阻值变化量与温度变化量的比值是个定值。
(3)[3]有题意知,电流表的量程为 毫安,电源电压为3伏且不变,当金属探头R1放入0℃环境中,阻值为100Ω。闭合开关S,调节滑动变阻器R2的滑片,使电流表指针恰好满偏,则I=0.025A,R1与R2串联,电路中总电阻为
滑动变阻器R2接入电路的阻值为
10. a 若选择4.5伏的电源乙和滑动变阻器,电流表指针偏转范围过小,很难读出滑片在不同位置情况下三组明显差异的电流值(或只有选择电源甲,才能读出三组较明显差异的电流值) 10.5 54.5
【详解】①(a)[1]小华粗略估算的电流表指针偏转的大致范围为,电源电压为4.5V,因此电路中的电阻范围约为
故小华选择了10Ω的待测电阻A和“10Ω 2A”字样的滑动变阻器;小明只能选择 的待测电阻B和滑动变阻器,小明实验过程中电流表指针偏转的大致范围
在图上画出两个电流值,如图
(b)[2][3]根据上述电流表指针偏转的范围,小明应选择图a进行实验,理由是:若选择4.5V的电源乙和滑动变阻器,电流表指针偏转范围过小,很难读出滑片在不同位置情况下三组明显差异的电流值;只有选择电源甲,改变电源的电压,才能读出三组较明显差异的电流值。
②[4]在实验中,小华正确连接电路,实验步骤规范,闭合开关后,发现电流表的指针恰好指在0.22安刻度处,此时电路中的电流最小,电阻最大,电路的总电阻为
[5]小明采用图a,在实验中发现电流表的最大示数为0.22安,此时电路中电压最大为12V,则小明测得电阻B的阻值为
11. A 6.8 7.5 7.0
【详解】①[1]他选择一个滑动变阻器正确连接电路,实验步骤正确,刚闭合开关时,滑动变阻器处于最大阻值处,电压表仍超过量程,表明滑动变阻器最大阻值过小,未起到保护作用,故选择滑动变阻器是A。
[2]根据题意,第二次实验中,电压表和电流表测定值电阻两端电压和电流,电压表只有0~3V完好,分度值是0.1V,故读数为1.9V,电流表选择0~0.6A,分度值为0.02A,读数为0.28A,由欧姆定律可得定值电阻的阻值为
②[3]根据题意,第二次实验中,滑动变阻器选择了B,闭合开关时处于最大阻值处,为,其两电压为
由串联电路电压的规律可得电源总电压为
③[4]第一次实验中选择滑动变阻器A,闭合开关时,处于最大阻值处,为,电流表示数为0.44安,则滑动变阻器A两端电压为
由串联电路电压的规律可得第一次实验定值电阻两端电压为
由欧姆定律可得此次实验中定值电阻的阻值为
12. 右 5.0 5.4 5.7 5.4
【详解】①[1]由电路图可知,用电压表测量待测电阻两端的电压,用电流表测量通过待测电阻的电流,由欧姆定律可以计算出待测电阻的阻值,故本实验的原理是。
②[2]为保护电路,闭合开关前滑动变阻器的滑片P应置于阻值最大处,故由电路图可知,滑片P应置于最右端。
③[3][4][5][6]由图中可知,电压表选择小量程,故电压表示数为U1=1.5V,电流表选择小量程,故电流表示数为I1=0.3A,故由欧姆定律可得,此时电阻RX的测量值为
由电路图可知,待测电阻与滑动变阻器串联,由串联电路电阻分压规律可知,滑动变阻器接入电路中的阻值越小,待测电阻两端电压越大,即电压表示数越大,由题意可知电压表最大示数为4.5V,此时滑动变阻器阻值为0,故可知电源电压为U源=4.5V,因滑动变阻器滑片移至中点时,待测电阻两端电压为U1=1.5V,故可知此时滑动变阻器两端分压为
UP=U源-U1=4.5V-1.5V=3V
此时电路中电流为I1=0.3A,故由欧姆定律可得,此时滑动变阻器接入电路中的阻值为
因此时滑动变阻器的滑片位于中点,故可知滑动变阻器的最大阻值为
RP最大=2Rp=10Ω×2=20Ω
由题意可知,电压表的最小示数为1.0V,即此时待测电阻两端电压为U2=1.0V,则此时滑动变阻器两端电压为
U′P=U源-U2=4.5V-1.0V=3.5V
此时滑动变阻器接入电路中的阻值达到最大,即20Ω,故由欧姆定律可得,此时电路中的电流为
故由欧姆定律可得,此时待测电阻的阻值为
用定值电阻替换滑动变阻器后,由题意可知,此时待测电阻两端电压为U3=0.8V,故可知此时定值电阻两端电压为
U0=U源-U3=4.5V-0.8V=3.7V
由欧姆定律可得此时电路中电流为
再由欧姆定律可得,此时待测电阻的阻值为
故由三次实验数据可知,待测电阻的平均阻值为
13. 右端 6 10 6
【详解】(1)[1][2]用电流表和电压表测量电阻的原理是;为了保护电路,滑动变阻器的滑片需要位于阻值最大处,故滑片需要位于最右端。
(2)[3][4]闭合电键,此时滑动的位置没有移动,故滑动变阻器是最大值,发现电流表的示数为0.2安,若该同学在实验中所选用的电源电压为4.5V,则电路中的总电阻为
而待测电阻约为19Ω,那么滑动变阻器的电压为
而滑动变阻器的最大阻值不是3.5Ω,故舍弃,故当电源电压为6V时,电路中的电阻为
而待测电阻约为19Ω,那么滑动变阻器的电压为
滑动变阻器的阻值与10Ω最接近,故电源电压为6V符合题意,所选的滑动变阻器的最大阻值为10Ω。
(3)[5][6]他继续移动滑动变阻器的滑片,发现电路中的最大电流为0.3安,此时滑动变阻器的阻值为零,总电阻最小,电流最大,而此时只有待测电阻接入电路,故电压表也测量电源电压,故此时电压表V的示数为6V;当滑动变阻器接入的阻值为一半时,滑动变阻器的阻值为5Ω,电流表的示数为0.25A,则滑动变阻器的电压为
则待测电阻的电压为
待测电阻的阻值为
而根据最大电流为0.3A,此时电压表的示数为6V,计算出待测电阻的阻值为
当电源电压为6V,滑动变阻器的最大值为10Ω,此时的电流为0.2A,则滑动变阻器的分担的电压为2V,而待测电阻分担的电压为为4V,则待测电阻的阻值为
则待测电阻的阻值为
14. 4.5V 15
【详解】(1)[1]他正确连接电路,实验步骤正确,说明电压表与电阻并联,如图(a)电压表,选择0~3V,分度值为0.1V,读数为2.7V;重新连接电路,而电压表(只有0~3伏档完好),故将电压表并联在滑动变阻器两端,根据串联分压,滑动变阻器接入的阻值越大,电压表的示数最大,当滑动变阻器的阻值为零,电压表的示数为0,故当滑动变阻器全接入时,此时电压表的示数最大,根据电压表示数的最大变化量为1.8伏,故滑动变阻器的最大值为1.8V,而第一次连接电路时,滑动变阻器也是全部接入,那么此时滑动变阻器的电压也为1.8V,故电源电压为
(2)[2]实验序号1时所测得电阻Rx的阻值为
15. 开关位置发生断路
序号 电压Ux(伏) 电流Ix(安) 电阻Rx(欧) 电阻Rx平均值(欧)
1 1 0.20 5 5.2
2 2.1 0.40 5.3
3 3 0.58 5.2
“10Ω 2A”
【详解】(1)[1]由图可知,电压表测量的是待测电阻Rx两端的电压,要求当滑片P向左移动,电压表示数变大,说明滑动变阻器的电压变小,根据串联分压的原理,滑动变阻器应接入左下方满足要求,电路连接如图所示
(2)[2]完成电路连接后,闭合开关发现电压表、电流表示数均为0,将电压表接在不同元件两端,由表一知,接在滑动变阻器和电流表两端示数都为零,而接在开关两端电压示数为3V,且等于电源电压,由此判断电流表和滑动变阻器连接正常,而电压表此时串联在电路中,所以故障为开关位置发生断路。
(3)[3]序号1的数据分析:排除故障后,小华按照正确操作步骤重新实验,闭合开关,发现电压表、电流表指针偏离零刻度线角度相同。因保护电路,连接电路时滑动变阻器的阻值最大,电路中电阻最大,电流最小,电流表示数变化范围为0.20~0.58A,因此,电流表的示数为0.2A,而电压表、电流表指针偏离零刻度线角度相同,电压表量程0~3V,电流表量程0~0.6A,电压值是电流值的5倍,由此得出电压为1V,根据欧姆定律得出此时电阻阻值为5Ω。序号2的数据分析:由图可知,电压表示数为2.1V,电流表示数为0.4A,根据欧姆定律得出电阻阻值为5.3Ω;序号3的数据分析:当滑动变阻器连入电路的阻值为零时,电路是一个只有待定电阻的简单电路,此时电压为电源电压,电流最大,因此电压表的示数是电源电压3V,电流表示数为0.58A,根据欧姆定律得出电阻阻值为5.2Ω。为了减小误差,通过多次测量取平均值,电阻 Rx的平均值为
[4]实验中滑动变阻器滑片从一端移动到另一端,电流表示数变化范围为0.20~0.58安,表示电路中,,待测电阻阻值 ,当电流最小时与滑动变阻器最大阻值串联,根据欧姆定律可知,电路中总电阻为
滑动变阻器的最大阻值为
由此可知,选择的滑动变阻器规格为“10Ω 2A”。
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