第3课时 重点实验通关
实验一 探究:电流与电压、电阻的关系
1.(2024·德州二模)小倩同学在探究“电流与电压关系”的实验中,选用器材有:学生电源(电压恒为4.5 V)、电流表、电压表、定值电阻R、开关S、导线若干和标有“50 Ω 0.5 A”字样滑动变阻器R'。
(1)用笔画线代替导线,将图甲中的电路连接完整。(要求:滑片P向D端移动时,电路中的电流变大,且导线不能交叉。)
(2)连接电路时,开关必须 (选填“断开”或“闭合”)。在电路连接完整后,闭合开关S前应将滑动变阻器的滑片P移到 (选填“A”或“B”)端。
(3)闭合开关S后,移动滑片P时发现电压表无示数,电流表有示数且不断变化,则电路故障可能是定值电阻R发生了 (选填“断路”或“短路”)。
(4)排除故障后闭合开关S,移动滑片P,当电流表的示数为0.28 A时,电压表指针位置如图乙所示,则定值电阻R的阻值为 Ω。多次改变滑动变阻器滑片P的位置,记录的实验数据如表:
实验次数 1 2 3 4
电压U/V 1.0 1.4 2.0 2.4
电流I/A 0.10 0.14 0.20 0.24
根据实验数据分析,可初步得出结论:在电阻一定的情况下,通过导体的电流与这段导体两端的电压成 比。
(5)在实验过程中,滑动变阻器R'接入电路的阻值不得小于 Ω。
2.(2023·威海中考)在探究“电流与电阻的关系”实验中,电源电压恒为9 V,滑动变阻器规格为“50 Ω 2 A”。
(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。
实验次数 1 2 3 4 5 6 …
电阻R/Ω 5 7.5 12 15 20 25 …
电流I/A 1.2 0.8 0.48 0.4 0.32 …
(4)在如图丁所示坐标系中已经描出所有实验数据对应的点,请绘出图像,分析并得出结论: 。
(5)实验完成后,在评估“将5 Ω电阻更换成7.5 Ω 电阻继续实验”这一环节中,甲小组认为,更换成7.5 Ω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7.5 Ω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: 。
3.(2024·菏泽一模)探究“电流与电压的关系”实验中,小明连接的电路如图甲所示。已知电源电压恒为6 V。
(1)小明连接如图甲所示的实物电路,在检查电路时小明发现多连了一条导线。请你找出多余的导线并用“×”在图中标记;
(2)改正后,小明通过调节滑动变阻器的滑片,测出通过定值电阻R的电流和对应的电压值,绘制出I-U图像(如图乙a),由图像可得:电阻一定时,导体中的电流跟导体两端电压成 ;
实验完成后,将电阻换成小灯泡,重复上述实验过程,绘制出I-U图像(如图乙b),图像中A、B、C三点电阻RA、RB、RC大小关系由大到小排列为 ;
(3)实验完成后,小明又用该装置探究“电流与电阻的关系”。
①他控制电压表的示数为2.5 V并保持不变,分别将5 Ω、10 Ω、15 Ω、20 Ω的定值电阻接入电路,将滑动变阻器的滑片移动到最 (选填“左”或“右”)端处,再闭合开关,适当调节滑动变阻器的滑片,读出电流表的示数,记录数据,得到如图丙所示的电流I随电阻R变化的图像。
②小明将5 Ω电阻接入电路后,正确操作并记录数据,此时滑动变阻器接入电路中的电阻是 Ω;
③根据图像丙,可得出结论:电压一定时,通过导体的电流和导体电阻成 。
实验二 测量电阻和电功率
4.(2024·济南二模)九年级五班的同学利用如图甲所示的电路分组测量定值电阻的阻值,电源电压4.5 V保持不变。
(1)按照甲图所示的电路图,请你用笔画线代替导线,把图乙中的器材连接成完整的电路(导线不允许交叉)。
(2)连接电路前,小明在检查实验仪器时观察发现,电流表的指针偏向“0”刻度线的左侧,如图丙所示,产生这个现象的原因是 。
(3)小明调整好电流表后,接好电路,闭合开关,适当调节滑片的位置,电流表的示数如图丁所示,其示数为 A。
(4)小明和同组的同学认真实验,记录的实验数据如表所示。
序号 1 2 3 4 5
电压U/V 1 2 3 4 4.4
电流I/A 0.1 0.2 0.3 0.4 0.44
①根据实验数据可知,定值电阻R= Ω。
②进一步分析实验数据,可以得出“在电阻一定时,通过导体的电流跟导体两端的电压成正比”,请你简要写出分析方法: 。
(5)实验桌上老师提供了两个滑动变阻器,观察发现分别标有“20 Ω 0.6 A”和
“50 Ω 1 A”的字样,小明组完成实验使用的滑动变阻器是 。
5.(2023·淄博中考)用如甲图所示电路测量小灯泡的电阻,其中电源电压为3 V恒定不变,小灯泡的额定电压为2.5 V,滑动变阻器规格为“20 Ω,1 A”,导线若干(导线电阻忽略不计)。
(1)请用笔画线代替导线,将电路连接完整(导线不能交叉),要求滑片P向左滑动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大。
(2)小明连好电路,一闭合开关,小灯泡就发出耀眼的光。他在操作中的问题是 。
(3)问题解决后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,观察小灯泡的亮度,多次测量并记录数据(如表所示)。当电压表的示数为2.5 V时,小灯泡正常发光,此时电流表示数如图乙所示为 A,计算此时小灯泡的阻值为 Ω(精确到0.1 Ω)。
实验次数 1 2 3 4 5
发光情况 不亮 微光 暗 明亮 耀眼
电压U/V 0.5 0.9 1.5 2.5 2.8
电流I/A 0.16 0.20 0.22 0.30
电阻R/Ω
(4)对比小灯泡在不同亮度下的电阻,你的发现是 。实际生活中,在闭合开关的瞬间白炽灯灯丝容易烧坏,是因为此时灯丝的电阻 ,实际电功率较大,灯丝容易熔断。
(5)小明想用本实验器材探究电流和电压的关系,你认为是否可行并说明理由: 。
6.(2023·聊城中考)如图所示,在“测量小灯泡的电功率”实验中,小灯泡的额定电压为2.5 V,电阻大约为10 Ω,电源电压为6 V。
(1)图甲电路中还有一根导线没有连接,请用笔画线代替导线,将电路连接完整(要求:导线不交叉);
(2)连接好电路,检查无误后,将滑动变阻器接入电路的电阻调节到最大,接着闭合开关试触,观察到电压表的示数超过2.5 V,其原因可能是该滑动变阻器的最大阻值 (选填“太小”或“太大”);
(3)解决问题后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,使电压表示数为2.5 V,小灯泡正常发光,此时电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 W。若要使小灯泡变得更亮一些,滑动变阻器的滑片应向 (选填“左”或“右”)移动。
实验 次数 小灯泡 两端的电压 U/V 通过小 灯泡的电流 I/A 小灯 泡的亮度 小灯泡 的电功 率P/W
1 2.2 0.28 比正常发光暗 0.62
2 2.5 正常发光
3 2.8 0.32 比正常发光亮 0.90
(4)将表中数据填完整后进行分析,发现小灯泡亮度是变化的,小灯泡的亮度是由其 (选填“实际功率”或“额定功率”)决定的;
(5)观察表中的数据发现,虽然是同一小灯泡,但通过小灯泡的电流与其两端的电压并不成正比,其原因是 。 第3课时 重点实验通关
实验一 探究:电流与电压、电阻的关系
1.(2024·德州二模)小倩同学在探究“电流与电压关系”的实验中,选用器材有:学生电源(电压恒为4.5 V)、电流表、电压表、定值电阻R、开关S、导线若干和标有“50 Ω 0.5 A”字样滑动变阻器R'。
(1)用笔画线代替导线,将图甲中的电路连接完整。(要求:滑片P向D端移动时,电路中的电流变大,且导线不能交叉。)
答:
(2)连接电路时,开关必须 断开 (选填“断开”或“闭合”)。在电路连接完整后,闭合开关S前应将滑动变阻器的滑片P移到 A (选填“A”或“B”)端。
(3)闭合开关S后,移动滑片P时发现电压表无示数,电流表有示数且不断变化,则电路故障可能是定值电阻R发生了 短路 (选填“断路”或“短路”)。
(4)排除故障后闭合开关S,移动滑片P,当电流表的示数为0.28 A时,电压表指针位置如图乙所示,则定值电阻R的阻值为 10 Ω。多次改变滑动变阻器滑片P的位置,记录的实验数据如表:
实验次数 1 2 3 4
电压U/V 1.0 1.4 2.0 2.4
电流I/A 0.10 0.14 0.20 0.24
根据实验数据分析,可初步得出结论:在电阻一定的情况下,通过导体的电流与这段导体两端的电压成 正 比。
(5)在实验过程中,滑动变阻器R'接入电路的阻值不得小于 5 Ω。
2.(2023·威海中考)在探究“电流与电阻的关系”实验中,电源电压恒为9 V,滑动变阻器规格为“50 Ω 2 A”。
(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)。
答:
(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 C 。
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 保持定值电阻两端电压不变 ,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 0.24 A。
实验次数 1 2 3 4 5 6 …
电阻R/Ω 5 7.5 12 15 20 25 …
电流I/A 1.2 0.8 0.48 0.4 0.32 …
(4)在如图丁所示坐标系中已经描出所有实验数据对应的点,请绘出图像,分析并得出结论: 电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比 。
答:
(5)实验完成后,在评估“将5 Ω电阻更换成7.5 Ω 电阻继续实验”这一环节中,甲小组认为,更换成7.5 Ω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7.5 Ω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: 甲小组观点正确。可以保护电路,防止电路因连接错误导致电路元件损坏 。
3.(2024·菏泽一模)探究“电流与电压的关系”实验中,小明连接的电路如图甲所示。已知电源电压恒为6 V。
(1)小明连接如图甲所示的实物电路,在检查电路时小明发现多连了一条导线。请你找出多余的导线并用“×”在图中标记;
答:
(2)改正后,小明通过调节滑动变阻器的滑片,测出通过定值电阻R的电流和对应的电压值,绘制出I-U图像(如图乙a),由图像可得:电阻一定时,导体中的电流跟导体两端电压成 正比 ;
实验完成后,将电阻换成小灯泡,重复上述实验过程,绘制出I-U图像(如图乙b),图像中A、B、C三点电阻RA、RB、RC大小关系由大到小排列为 RB>RC>RA ;
(3)实验完成后,小明又用该装置探究“电流与电阻的关系”。
①他控制电压表的示数为2.5 V并保持不变,分别将5 Ω、10 Ω、15 Ω、20 Ω的定值电阻接入电路,将滑动变阻器的滑片移动到最 右 (选填“左”或“右”)端处,再闭合开关,适当调节滑动变阻器的滑片,读出电流表的示数,记录数据,得到如图丙所示的电流I随电阻R变化的图像。
②小明将5 Ω电阻接入电路后,正确操作并记录数据,此时滑动变阻器接入电路中的电阻是 7 Ω;
③根据图像丙,可得出结论:电压一定时,通过导体的电流和导体电阻成 反比 。
实验二 测量电阻和电功率
4.(2024·济南二模)九年级五班的同学利用如图甲所示的电路分组测量定值电阻的阻值,电源电压4.5 V保持不变。
(1)按照甲图所示的电路图,请你用笔画线代替导线,把图乙中的器材连接成完整的电路(导线不允许交叉)。
答:
(2)连接电路前,小明在检查实验仪器时观察发现,电流表的指针偏向“0”刻度线的左侧,如图丙所示,产生这个现象的原因是 电流表没有调零 。
(3)小明调整好电流表后,接好电路,闭合开关,适当调节滑片的位置,电流表的示数如图丁所示,其示数为 0.4 A。
(4)小明和同组的同学认真实验,记录的实验数据如表所示。
序号 1 2 3 4 5
电压U/V 1 2 3 4 4.4
电流I/A 0.1 0.2 0.3 0.4 0.44
①根据实验数据可知,定值电阻R= 10 Ω。
②进一步分析实验数据,可以得出“在电阻一定时,通过导体的电流跟导体两端的电压成正比”,请你简要写出分析方法: 每组数据的电压和电流的比值都是10 。
(5)实验桌上老师提供了两个滑动变阻器,观察发现分别标有“20 Ω 0.6 A”和
“50 Ω 1 A”的字样,小明组完成实验使用的滑动变阻器是 50 Ω 1 A 。
5.(2023·淄博中考)用如甲图所示电路测量小灯泡的电阻,其中电源电压为3 V恒定不变,小灯泡的额定电压为2.5 V,滑动变阻器规格为“20 Ω,1 A”,导线若干(导线电阻忽略不计)。
(1)请用笔画线代替导线,将电路连接完整(导线不能交叉),要求滑片P向左滑动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大。
答:
(2)小明连好电路,一闭合开关,小灯泡就发出耀眼的光。他在操作中的问题是 闭合开关前滑动变阻器的滑片没有调到最大阻值处 。
(3)问题解决后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,观察小灯泡的亮度,多次测量并记录数据(如表所示)。当电压表的示数为2.5 V时,小灯泡正常发光,此时电流表示数如图乙所示为 0.28 A,计算此时小灯泡的阻值为 8.9 Ω(精确到0.1 Ω)。
实验次数 1 2 3 4 5
发光情况 不亮 微光 暗 明亮 耀眼
电压U/V 0.5 0.9 1.5 2.5 2.8
电流I/A 0.16 0.20 0.22 0.30
电阻R/Ω
(4)对比小灯泡在不同亮度下的电阻,你的发现是 小灯泡的电阻随温度的升高而增大 。实际生活中,在闭合开关的瞬间白炽灯灯丝容易烧坏,是因为此时灯丝的电阻 较小 ,实际电功率较大,灯丝容易熔断。
(5)小明想用本实验器材探究电流和电压的关系,你认为是否可行并说明理由: 不可行,因为小灯泡的电阻随着温度的变化而变化 。
6.(2023·聊城中考)如图所示,在“测量小灯泡的电功率”实验中,小灯泡的额定电压为2.5 V,电阻大约为10 Ω,电源电压为6 V。
(1)图甲电路中还有一根导线没有连接,请用笔画线代替导线,将电路连接完整(要求:导线不交叉);
答:
(2)连接好电路,检查无误后,将滑动变阻器接入电路的电阻调节到最大,接着闭合开关试触,观察到电压表的示数超过2.5 V,其原因可能是该滑动变阻器的最大阻值 太小 (选填“太小”或“太大”);
(3)解决问题后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,使电压表示数为2.5 V,小灯泡正常发光,此时电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 0.75 W。若要使小灯泡变得更亮一些,滑动变阻器的滑片应向 右 (选填“左”或“右”)移动。
实验 次数 小灯泡 两端的电压 U/V 通过小 灯泡的电流 I/A 小灯 泡的亮度 小灯泡 的电功 率P/W
1 2.2 0.28 比正常发光暗 0.62
2 2.5 正常发光
3 2.8 0.32 比正常发光亮 0.90
(4)将表中数据填完整后进行分析,发现小灯泡亮度是变化的,小灯泡的亮度是由其 实际功率 (选填“实际功率”或“额定功率”)决定的;
(5)观察表中的数据发现,虽然是同一小灯泡,但通过小灯泡的电流与其两端的电压并不成正比,其原因是 灯泡电阻随温度变化而变化 。
