2024中考物理真题汇编:欧姆定律实验问题
1.(2024 甘肃)在“探究电流与电阻的关系”的实验中,小明使用阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻各一个,电压为6V的电源等器材进行探究。
(1)请用笔画线代替导线将甲图电路连接完整(要求:滑片P向右移动时电路中电流变大);
(2)正确连接并规范操作后,闭合开关,两电表均无示数。为了检查电路故障,小华将电压表接在滑动变阻器两端时无示数,接在开关两端时有示数,则电路的故障是 (选填“A”、“B”或“C”);
A.开关断路
B.滑动变阻器断路
C.定值电阻断路
(3)图乙是改正故障后根据测得的实验数据绘制的电流I随电阻R变化的图像,由图像可知R两端的电压为 V;当R的电阻由5Ω更换为10Ω时,闭合开关后,应该将滑动变阻器的滑片P向 端(选填“左”或“右”)滑动;要完成该实验滑动变阻器的最大阻值至少是 Ω;由图像得到实验结论为:当 一定时,导体中的电流与导体的电阻成 ;
(4)同组的珊珊同学用未知电阻替换电阻R,移动变阻器的滑片P至某一位置,此时电压表示数为1.5V,如图丙所示电流表示数为 A,该电阻的阻值为 Ω。
2.(2024 广安)小华和同学们进行了“探究电流与电阻的关系”实验。实验器材有:三节干电池(每节恒为1.5V)、电流表一只、电压表一只、滑动变阻器两个(分别标有“20Ω,2A”“40Ω,1A”字样)、定值电阻4个(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω)、开关一个、导线若干。他们利用这些器材设计了如图甲所示的电路。
(1)小华先将5Ω的电阻接入电路,闭合开关,发现电流表有示数、电压表无示数,出现该故障的原因可能是 。(写出一种即可)
(2)排除故障后,闭合开关,移动滑片至某一位置,观察并记录两电表示数。接着将5Ω的电阻换成10Ω,闭合开关,为控制定值电阻两端电压不变,应将滑动变阻器的滑片向 (选填“A”或“B”)端移动。
(3)多次更换定值电阻进行实验,并根据实验数据画出电流随电阻变化的I﹣R图象,如图乙所示。通过观察发现:在误差范围内,图象上的任意点和坐标轴围成的矩形面积大小都相等,因此可以得出的实验结论是 。
(4)为了完成整个实验,他们选取的滑动变阻器规格是 。
3.(2024 泰安)某同学利用有关器材测量定值电阻R 的阻值。可选用的器材有电源(电压恒为6V)、滑动变阻器(规格分别为a:“5Ω 2A”、b:“30Ω 2A”和c:“50Ω 1A”)、电流表(有0~0.6A,0~3A两个量程)、电压表(有0~3V,0~15V两个量程)、开关、导线等。该同学根据甲电路图,进行了正确的实验操作,当滑动变阻器滑片P处于中间位置附近时,电表示数如乙图所示。请你根据以上信息回答问题:
(1)实验中选择的滑动变阻器是 (选填“a”“b”或“c”)。
(2)乙图中电压表的示数为 V,电流表的示数为 A,本次测量的Rx阻值为 Ω(精确到0.1Ω)。
(3)请根据甲电路图,正确选择电表量程,用笔画线代替导线,完成图丙所示实物图的连接。
(4)该同学进行了实验创新,利用阻值为R0的定值电阻和电压表等器材,测量R 的阻值。设计了如丁图所示的电路,经检查无误后进行实验。请将实验过程补充完整:
①闭合开关S1、S3,断开开关S2,读出电压表的示数,记为U1;
②保持S1处于闭合状态,断开开关S3,闭合开关S2,使电压表测 (选填“R0”或“Rx”)两端电压,记为U2;
③用已知物理量和测量量的符号表示出Rx的电阻,Rx= 。
4.(2024 日照)小明在电学学习中,对电学的神奇和电能对人类生产生活产生的巨大影响深感敬畏,他通过下列实验对电学知识进行了进一步的探究。
实验一:如图甲所示,在“探究电流与电阻关系”的实验时选用了如下器材:电压恒为6V的电源,阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻,电流表、电压表、开关、滑动变阻器各1个,导线若干。
(1)在检查电路时,他发现有一根导线连接错误,请你在甲图中将连接错误的那条导线上画“×”,并用笔画线代替导线将电路连接正确。
(2)要完成该实验,滑动变阻器应该选用以下哪种规格: (填下列选项前的字母)。
A.20Ω,0.5A;
B.40Ω,0.2A;
C.50Ω,1A。
(3)改正电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片滑至最 (选填“左”或“右”)端。闭合开关,发现电流表无示数,电压表示数较大;移动滑动变阻器的滑片,两表的示数无变化,可能是定值电阻发生 (填“断路”或“短路”)。
(4)更换正常电阻后,A、B两同学根据各自的实验数据作出了如图乙所示的I﹣R图像,分析图像,你认为 (选填“A”或“B”)同学的实验操作是错误的,他操作中的问题是: 。
(5)改正错误后,他们都正确完成了实验,并记录相关数据,描绘出合理的图像,据此得出结论:在电压一定时, 。
实验二:为了探究电流通过导体产生的热量跟哪些因素有关,设计了如图所示的实验装置(电源、开关未画出)。
(6)图丙是控制通过导体的电流和通电时间相同,探究 对产生热量多少的影响;图丁是控制导体电阻和通电时间相同,探究 对产生热量多少的影响。这两套装置进行实验的过程中都采用的研究方法是 。
5.(2024 淮安)小明用阻值为5Ω、10Ω、20Ω的三个定值电阻探究电流与电阻关系,电源电压为3V且保持不变。
(1)用笔画线代替导线,将图甲所示电路连接完整(要求滑动变阻器的滑片向右滑动时电流表示数变大)。
(2)连接电路时,开关应处于 状态。
(3)将5Ω的定值电阻接入电路,闭合开关,电流表无示数,电压表有示数,电路出现的故障是 。
(4)根据实验数据描绘电流与电阻的倒数关系图象,如图乙所示。由图象可知,电阻R两端的电压为 V。得出的结论是:电压一定时,电流与电阻成 比。
(5)本实验中滑动变阻器的作用是 。分析实验数据可知,本实验所选用的滑动变阻器的最大阻值应不小于 Ω。
6.(2024 海南)小南用“伏安法”测量一个定值电阻的阻值,她连接的实验电路如图甲所示。
(1)实验前,小海帮助她检查电路,发现有一处连接错误,则错误之处是 。
(2)改正电路后,小南进行实验并记录数据。请根据表中数据在图乙中绘出I﹣U关系图象。
实验次数 电压U/V 电流I/A 电阻R/Ω
1 1.0 0.10
2 1.5 0.15
3 2.0 0.20
(3)若电压表示数如图丙所示,则定值电阻两端的电压为 V,定值电阻消耗的电功率为 W。
7.(2024 巴中)图甲是小明探究电流与电压、电阻的关系的实验电路图,选用的实验器材有电源(3V)、电流表(0~0.6A)、电压表(0~3V)、滑动变阻器(20Ω,2A)、阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω三个定值电阻、开关导线若干。
(1)探究电流与电压的关系。
①根据图甲将图乙实物电路连接完整(要求滑片向左移动时电流表示数变大);
②探究电流与电压的关系时要保持 不变;
③实验中滑动变阻器的作用是 和 。
(2)探究电流与电阻的关系。
①在实验中,首先确定一个保持不变的电压值U,当AB间的电阻R由5Ω换成10Ω时,保持滑片位置不变,闭合开关后将滑动变阻器的滑片向 (选填“左”或“右”)端移动,使电压表示数为U。
②当AB间换接20Ω电阻时,发现无论怎样移动滑动变阻器滑片,电压表示数都无法达到U。为了完成实验,U的取值不能小于 V。
③表中为实验得到的数据。请分析,第3组实验数据不符合“导体两端电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比”的实验规律,是由 (选填“测量错误”或“测量误差”)造成的。
实验序号 R/Ω I/A
1 5 0.40
2 10 0.20
3 20 0.11
8.(2024 呼和浩特)为了测量一个标有“3V”字样的小灯泡的电阻,小伟同学用两节干电池、标有“20Ω,2A”字样的滑动变阻器,以及开关、电压表和电流表设计了如图1所示的电路。
(1)小伟连接好电路后,检查发现电路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画出正确的导线;
(2)再次连接电路时,小伟又发现电压表无法正常使用。无奈、思考、创新,小伟用剩余实验仪器,重新设计了如图2所示的电路。并按照如下步骤操作:
①将滑动变阻器调到最右端,闭合开关,读出此时电流表示数为0.12A;
②再将滑动变阻器调到最左端,闭合开关,读出此时电流表示数为0.30A;
(3)如果认为灯丝电阻不变,根据以上数据,小伟顺利地计算出了灯泡的电阻值为 ;
(4)小伟操作后反思,认为灯丝的电阻受到温度的影响,电阻值会发生变化,因此测出的灯泡的电阻值并不准确,与真实值相比,应该比真实值 (选填“偏大”、“偏小”或“相等”)。
9.(2024 河南)小华用图1所示的电路探究电流与电压、电阻的关系。电源电压恒为4.5V,滑动变阻器最大阻值为20Ω。
(1)她先用阻值为10Ω的定值电阻探究电流与电压的关系。
①图1是根据设计的电路图连接的实物电路,请在虚线框中画出该电路图。
②闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到最右端,否则,闭合开关时 (填“电流表”或“电压表”)指针的偏转可能超出所用量程。
③闭合开关,移动滑片,记录了如表数据。第5次的电压表和电流表的示数如图2、3所示,请将示数填入表中。
实验次数 1 2 3 4 5
电压U/V 1.6 2.0 2.2 2.4 a.
电流I/A 0.16 0.20 0.22 0.24 b.
④请在图4中描出表中各组数据对应的点,并根据描出的点画出I﹣U图象。
⑤分析表中数据或图象的特点,可得出:电阻一定时,电流与电压成正比。得出此结论的理由是 。
(2)接下来,她用原电路探究电压一定时,电流与电阻的关系。先调节滑片,使电压表示数为2V,记录电流表示数;然后断开开关,将10Ω电阻依次换成5Ω、15Ω电阻,闭合开关,移动滑片,使电压表示数仍为2V,记录电流表示数。当换成20Ω电阻后,发现电压表示数始终不能为2V,为了完成实验,下列方案可行的是 (填字母代号)。
A.换用电压为6V的电源
B.把电压表改接为0~15V量程
C.在开关与滑动变阻器之间串联一个10Ω的电阻
10.(2024 镇江)小明用图1电路探究“电压一定时,电流与电阻的关系”。
(1)用笔画线代替导线将图1中的电压表正确接入电路。
(2)开关闭合前,滑动变阻器的滑片应置于最 (选填“左”或“右”)端。
(3)闭合开关,小明发现无论怎样调节滑动变阻器,电流表指针不偏转,电压表指针有明显偏转且保持不变,已知导线及各接线柱连接完好,则电路中 出现了 故障,故障排除后,移动滑片,使电压表示数为2V,记录电流表示数,多次更换定值电阻重复实验,得到电流I与定值电阻R的倒数关系如图2中图线甲所示,从而得出结论。
(4)实验结束后,小明应先断开开关,再拆除 两端的导线,在整理器材时,他突然发现电压表指针位置如图3所示。
①小明遗漏的实验操作是 。
②小华通过正确实验操作也进行了上述实验,小明发现他与小华的实验结论一致。
遗漏的实验操作并未影响结论,你认为其原因是 。
③小明按正确操作重新进行实验,你认为他得到的电流I与定值电阻R的倒数关系应为图2中的图线 (选填“甲”、“乙”或“丙”)。
11.(2024 菏泽)某班级在“探究电流与电压的关系”分组实验中,所用电源电压为3V,定值电阻R阻值为5Ω,滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”,各仪器均完好。请完成下列问题:
实验次数 第1次 第2次 第3次 第4次
电压/V 0.5 1 1.2 2
电流/A 0.1 0.2 0.24 0.4
(1)用笔画线代替导线,将图甲电路连接完整,要求:滑动变阻器滑片P向右移动时电阻变大,导线不交叉;
(2)检查电路时,发现电流表指针如图乙所示,接下来正确的操作是 ;
(3)闭合开关进行实验,移动滑片P到某一位置,电压表的示数如图丙所示,示数为 V;
(4)一小组展示实验数据如表格所示,其他小组发现有一次实验数据是拼凑的,请你指出是第 次实验数据,依据是: ;
(5)分析表格中有效实验数据,初步得出:导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成 。
12.(2024 南充)小红想测量标有“1.5V”字样小灯泡正常发光时的电阻,从实验室找来了电源、电压表、电流表、滑动变阻器、开关和导线若干,进行了如下实验。
(1)用笔画线代替导线,将图甲电路连接完整;
(2)检查无误后,闭合开关,发现电流表无示数,小灯泡不亮,电压表示数接近电源电压。造成这一故障的原因可能是小灯泡 (选填“断路”“短路”);
(3)排除电路故障后,闭合开关,移动滑片,当小灯泡正常发光时,电流表示数如图乙所示,则小灯泡正常发光时的电阻为 Ω;接下来她又测量了几组对应的电压值和电流值,并绘制了小灯泡的I﹣U图象,如图丙所示;
(4)小红认为不能利用图甲的装置探究电流与电压的关系。理由是 ;
(5)小红还想测出另一个额定电压为U额的小灯泡正常发光时的电阻,在保证电路安全的前提下,设计了如图丁所示的电路(电源电压恒定大于U额且未知,滑动变阻器R最大阻值未知,定值电阻阻值为R0)。请将实验步骤补充完整:
①闭合S、S2,断开S1,移动滑片P,使电流表示数为 时,小灯泡正常发光;
②闭合S、S1,断开S2,保持滑片P位置不变,读出电流表的示数为I;
③小灯泡正常发光时的电阻RL= (用U额、I、R0表示)。
13.(2024 德阳)在测量未知电阻Rx阻值的实验中,用到的实验器材有:4.5V的电源、电压表(0~3V)、电流表(0~0.6A)、开关、未知电阻Rx、滑动变阻器、导线若干。
(1)实验小组的同学连接的电路如图甲所示,闭合开关后,电流表 (选填“有”或“没有”)明显示数;
(2)图甲的电路有一条导线连接错误,请你在错误的导线上打“×”,并用笔画线代替导线画出正确的接线;
(3)正确连接电路后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片P到某一位置时,电流表示数如图乙所示为 A,继续调节滑动变阻器,测得多组Rx的电压值和电流值,在图丙的U﹣I图像中绘制出图像Ⅰ,由此可知电阻Rx的阻值为 Ω;
(4)实验小组用该电路测量额定电压为2.5V的小灯泡的电功率,将小灯泡替换电阻Rx后接入正确电路,闭合开关,电压表示数为2V,要测量小灯泡的额定功率,应将滑片P向 端滑动(选填“A”或“B”);移动滑片P分别记下了多组对应的电压表和电流表的读数,并在图丙的U﹣I图像中绘制出图像Ⅱ,根据图像提供的信息,可计算出小灯泡的额定功率是 W。
14.(2024 兰州)小林用如图甲所示的电路“探究电流与电阻之间的关系”。实验器材如下:电压恒为4.5V的电源一个,电流表、电压表各一个,阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、25Ω、30Ω的定值电阻各一个,滑动变阻器两个:R1(10Ω,2A)、R2(20Ω,1A),开关一个,导线若干。
(1)若小林选择器材、连接电路均正确,闭合开关后发现,无论怎样移动滑动变阻器的滑片P,两电表均无示数,取下电压表,使其分别接触电路中的a、b两点,c、d两点和d、e两点时,电压表均无示数,由此可判断电路中发生的故障可能是 。
(2)排除故障后,小林在c、d两点间依次接入5Ω、10Ω、15Ω、25Ω和30Ω的定值电阻,得到表中的五组数据,完成实验并得出实验结论,则他选用的滑动变阻器是 (选填“R1”或“R2”)。
实验次数 1 2 3 4 5
R/Ω 5 10 15 25 30
I/A 0.60 0.30 0.20 0.12 0.10
(3)实验中,小林将25Ω的定值电阻换成30Ω接入c,d两点间后,直接闭合开关,电压表的示数会 (选填“变大”或“变小”),接下来他应该将滑动变阻器的滑片P向 (选填“左”或“右”)移动,直至电压表的示数为 V。
(4)小林又设计了如图乙所示的电路测量未知电阻Rx的阻值,已知电流表的量程为0~0.6A。电源电压恒为4.5V,他先将A、B两点直接用导线连接,调节滑片P,当电流表的示数为0.6A时,保持滑片P的位置不动,再将未知电阻Rx接入A、B之间,此时发现电流表的指针恰好指在刻到度盘的正中央位置,则Rx的阻值为 Ω。
15.(2024 无锡)小红测量长度为1m的镍铬丝、铜丝的电阻,器材有:电源、开关、滑动变阻器、电流表、电压表、电阻箱(0~9999.9Ω),长度为40cm的导线若干。
(1)①用如图甲所示的电路测量镍铬丝的电阻,请用笔画线代替导线,将电路连接完整。
②闭合开关前,将滑动变阻器的滑片P置于 (选填“A”或“B”)端。
③正确连接电路后,闭合开关,移动滑片P,读出电压表的示数U和电流表的示数I,记录在表格中。当电压表示数为2V时,电流表示数如图乙所示为 A,则镍铬丝的电阻为 Ω,分析数据可得:当导体的电阻一定时, 。
实验序号 U/V I/A
① 1 0.2
② 1.5 0.3
③ 2
④ 2.5 0.5
(2)小红用连接完整的图甲电路测量铜丝电阻时,发现电压表示数始终很小。于是按照图丙的电路图重新连接电路,R为铜丝,R1为电阻箱,电源电压不变。闭合开关,调节电阻箱接入电路的阻值,当阻值为0.9Ω时,电压表示数为1V;当阻值为0.2Ω时,电压表示数为2V。则铜丝电阻为 Ω,电源电压为 V。
2024中考物理真题汇编:欧姆定律实验问题
参考答案与试题解析
1.【解答】解:(1)在“探究电流与电阻关系”的实验中,定值电阻与滑动变阻器串联,电流表测量电路中的电流,电压表测量定值电阻两端的电压。当滑片P向右移动时电路中电流变大,即电路中的电阻变小,所以滑动变阻器应选择右下方接线柱接入电路,如下图所示:
;
(2)闭合开关,电流表无示数,说明电路中某处断路,电压表无示数,说明电压表不能与电源两极连通,即电压表所测电路之外的电路有断路,当电压表与开关并联时,电压表有示数,说明此时电压表能与电源两极连通,则除开关外,其它电路没有断路,电路的故障是开关断路,故选A;
(3)由图乙可知,当R1=5Ω时,电流为I1=0.4A,当R2=10Ω时,电流为I2=0.2A,当R3=20Ω时,电流为I3=0.1A,由U=IR可知,R两端的电压为2V;
当R的电阻由5Ω更换为10Ω时,由串联电路的分压原理可知,R两端的电压会变大,要控制R两端的电压不变,就应将变阻器两端的电压调大,即将变阻器接入电路的阻值调大,所以应该将滑动变阻器的滑片P向左端滑动;
已知电源电压为U=6V、R两端所控制的电压为U定=2V,
所以变阻器两端的电压为U滑=U﹣U定=6V﹣2V=4V,
由串联电路的分压大原理可得:R滑大:R定大=U滑大:U定大=4V:2V=2:1,
即:R滑大=2R定大=2×25Ω=50Ω;
由图像数据可知,I与R的乘积为一定值,可得结论为:当导体两端的电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比;
(4)由图丙可知,电流表所选量程分度值为0.02A,示数为0.3A,
未知电阻的阻值:Rx5Ω。
故答案为:(1)图见解答;(2)A;(3)2;左;50;导体两端的电压;反比;(4)0.3;5。
2.【解答】解:(1)连好电路后,闭合开关,发现电流表有示数,说明电路是通路,电压表无示数,可能电压表被短路,则定值电阻短路了;
(2)根据串联分压原理可知,将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻,电阻增大,其分得的电压增大;
探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,即应保持电阻两端的电压不变,根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压,由分压原理,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向B端移动,使电压表的示数不变,再次读取电流表的示数;
(3)在误差范围内,图象上的任意点和坐标轴围成的矩形面积大小都相等,即U=IR不变,说明电压一定时,电流与电阻成反比。
(4)当5Ω接入电路时,电流为0.4A,由欧姆定律可知,电压表示数为:UV=IR=0.4A×5Ω=2V;电源电压三节干电池电压为4.5V,则滑动变阻器的电压为2.5V,则滑动变阻器的电压是定值电阻电压的1.25倍,根据串联电压之比等于电阻之比,滑动变阻器的电阻始终是定值电阻的1.25倍,当定值电阻是20Ω时,滑动变阻器的电阻为1.25×20Ω=25Ω>20Ω,必须选择“40Ω,1A”。
故答案为:(1)定值电阻短路;(2)B;(3)电压一定时,电流与电阻成反比;(4)“40Ω,1A”。
3.【解答】解:
(1)乙图中给出了示数但未给出量程,但由于电源电压为6V,故电压表的量程只能为0~3V,否则电压表示数为9.5V大于电源电压。因此电压表量程为0~3V,电压表示数为1.9V,根据串联电路分压法则可知滑动变阻器分压为U滑=6V﹣1.9V=4.1V。
电流表量程若为0~3A,则此时示数为0.8A,得出滑动变阻器此时接入电阻为R4.1V÷0.8A≈5.1Ω。此时变阻器接入阻值为其最大值的一半,故最大值应为10Ω左右,没有此选项。故电流表量程为0~0.6A,此时电流表示数为0.1A,滑动变阻器此时接入电阻为R4.1V÷0.16A≈26Ω,此时变阻器接入阻值为其最大值的一半,故最大值应为50Ω左右,即使用的是c滑动变阻器。
(2)根据(1)的分析,得到电压表示数为1.9V,电流表示数为0.16A,根据欧姆定律变形公式计算R1.9V×0.16A≈11.9Ω。
(3)将未知电阻串联进入电路、电压表并联在电阻两端即可,注意两个电表的量程选择。
(4)根据电路图分析,①步骤测量电源电压,②步骤测量R0的电压,则未知电阻Rx的电压为U1﹣U2,根据串联电路中各元件电流相等,可以列出等式关系:,解得:Rx。
故答案为:(1)c;(2)1.9;0.16;11.9;(3)如图所示;(4)。
4.【解答】解:(1)原电路图中,电压表和滑动变阻器串联后与定值电阻并联是错误的,在“探究电流与电阻关系”的实验中,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:
;
(4)探究电流与电阻关系时要控制电阻的电压不变,由图乙A的I﹣R图像可知,定值电阻两端的电压:UV=IR=0.3A×10Ω≠…≠0.5A×5Ω,
由图乙B的I﹣R图像可知,定值电阻两端的电压:UV=IR=0.1A×20Ω=…=0.2A×10Ω=2V,即A同学没有控制定值电阻两端的电压不变,B同学控制定值电阻两端的电压不变,因此A同学的实验操作是错误的;
(2)定值电阻两端的电压始终保持UV=2V,根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压:U滑=U﹣UV=6V﹣2V=4V,变阻器分得的电压为电压表示数的2倍,
根据分压原理,当接入25Ω电阻时,滑动变阻器连入电路中的电阻为:R滑=2×25Ω=50Ω>40Ω,故选:C;
(5)由图乙B的I﹣R图像可知,导体的电阻增大,通过导体的电流减小,通过导体的电流与导体的电阻的乘积保持不变,故可得出结论:在电压一定时,通过导体的电流与其电阻成反比;
(3)为了保护电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片滑至阻值最大处,即最左端;
闭合开关,发现电流表无示数,说明电路可能断路,电压表示数较大;说明电压表与电源连通,电压表被串联在电路中,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,即可能是定值电阻发生断路;
(6)图丙是控制通过导体的电流和通电时间相同,探究电流产生的热量与电阻大小的关系;图丁是控制导体电阻和通电时间相同,研究电流产生的热量与电流的关系;因此这两套装置进行实验的过程中都采用控制变量法。
故答案为:(1)见解答图;(2)C;(3)左;断路;(4)A;没有控制定值电阻两端的电压不变;(5)通过导体的电流与其电阻成反比;(6)电阻大小;电流;控制变量法。
5.【解答】解:(1)滑动变阻器的滑片向右滑动时电流表示数变大,根据欧姆定律可知总电阻变小,故滑动变阻器接入电路的阻值变小,可将滑动变阻器的右下接线柱和电源的负极接线柱相连;
(2)连接电路时,为保护电路,开关应处于断开状态;
(3)将5Ω的定值电阻接入电路,闭合开关,电流表无示数,则电路断路,电压表有示数,则电压表和电源接通,故电路出现的故障是定值电阻断路;
(4)由图象可知,当电路中电流为0.4A时,0.2Ω﹣1,电阻R=5Ω;
根据欧姆定律可知两端的电压为U=IR=0.4A×5Ω=2V。
得出的结论是:电压一定时,电流与电阻成反比。
(5)本实验中滑动变阻器的作用是保护电路,保持定值电阻两端的电压不变。
分析实验数据可知,电路中电流最小值为0.1A,根据欧姆定律及串联电路的电压特点可知滑动变阻器的阻值R滑10Ω,本实验所选用的滑动变阻器的最大阻值应不小于10Ω。
故答案为:(1)如图;(2)断开;(3)定值电阻断路;(4)2;反;(5)保护电路,保持定值电阻两端的电压不变;10。
6.【解答】解:(1)滑动变阻器在接入电路中时应采用一上一下的接法,图中错误之处是变阻器接了上面的两个接线柱;
(2)根据表中数据,在坐标系中找出对应的点连线,如下所示:
(3)根据实验数据当定值电阻两端的电压为U=1.0V时,通过定值电阻的电流I=0.10A,
由欧姆定律可得,定值电阻的阻值:R10Ω,
图丙中电压表的量程0~3A,分度值是0.1V,电压表的示数为U示=2.5V,
根据P=UI可得,定值电阻消耗的电功率:P0.625W。
故答案为:(1)变阻器接了上面的两个接线柱;(2)如上图所示;(3)2.5;0.625。
7.【解答】(1)①滑片向左移动时电流表示数变大,则滑动变阻器应该连接左下端,如图所示;
②探究电流与电压的关系时需要控制定值电阻不变,从而比较定值电阻两端电流与电压的关系;
③连接电路时滑动变阻器需要处于阻值最大处,起到保护电路的作用;探究电流与电压的关系时,通过多次调节滑动变阻器,从而改变定值电阻两端电压,获得多组实验数据;故滑动变阻器的作用是保护电路和改变定值电阻两端电压;
(2)①根据串联电路分压规律,每次更换大的电阻后,电压表示数会变大,需要增大滑动变阻器的阻值才能保持电阻两端电压不变,故需要向右移动滑动变阻器;
②根据串联电路分压规律,使用20Ω电阻时,滑动变阻器移动到20Ω可以求得最小电压值,此时电路中电流为I0.075A,则电压表最小值为Umin=IR定=0.075A×20Ω=1.5V;
③第三组数据理论值为0.10A,但表中测出来的数据为0.11A,偏差值较小,是由于读数造成的测量误差;
故答案为:(1)见上图;②电阻;③保护电路;改变定值电阻两端电压;(2)①右;②1.5;③测量误差。
8.【解答】解:(1)
(3)滑动变阻器滑到最右端时,电流为I1滑动变阻器的最大值R大,I1(R大+R灯)为电源电压,当滑动变阻器调到最左端时电流为I2,I2R灯也是电源电压,所以
I1(R大+R灯)=I2R灯,
R灯13.3Ω;
(4)若考虑灯电阻的变化,根据电源为两节干电池可知电源电压约为3V,
将滑动变阻器调到最左端时,电路为灯泡的简单电路,此时灯泡两端的电压最大,灯丝温度最高,灯丝的电阻最大,且此时电流为0.30A,则灯泡的最大电阻为R灯′10Ω<13.3Ω,
由此可知,(3)中的测量值与真实值相比,应该比真实值偏大。
故答案为:(1)见解答;(3)13.3Ω;(4)偏大。
9.【解答】解:(1)①由图1可知,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,据此画出电路图,如下图所示:
;
②电源电压恒为4.5V,由图1可知,电压表选用小量程,若闭合开关前,没有将滑动变阻器的滑片移到最右端,即阻值最大处,闭合开关时电压表指针的偏转可能超出所用量程;
③第5次的电压表和电流表的示数如图2、3所示,电压表选用小量程,分度值0.1V,其示数为2.8V;电流表选用小量程,分度值0.02A,其示数为0.28A;
④根据表中数据利用描点法画图,如下图所示:
;
⑤由表中数据可知,电压与电流的比为10Ω,为一定值,故可得出:电阻一定时,电流与电压成正比;
(2)A、换用电压为6V的电源,定值电阻两端电压保持2V不变,滑动变阻器两端电压为4V,根据串联分压原理得R定:R变=UV:U变=2V:4V=1:2,即滑动变阻器的阻值是定值电阻的2倍,当换成20Ω电阻后,则解得R变=40Ω>20Ω,因此该方法不可行,故A不符合题意;
B、把电压表改接为0~15V量程,并不能改变定值电阻两端电压和滑动变阻器接入电路的阻值,因此该方法不可行,故B不符合题意;
C、在开关与滑动变阻器之间串联一个10Ω的电阻,当换成20Ω电阻后,由A可知,滑动变阻器接入电路的阻值为15Ω<20Ω,电压表示数为2V,故C正确;
故选:C。
故答案为:(1)①见解答图;②电压表;③a、2.8;b、0.28;④见解答图;⑤电压与电流的比为一定值;(2)C。
10.【解答】解:(1)探究电流与电阻关系时,电压表并联在定值电阻两端,如图所示:
;
(2)为保护电路,滑动变阻器滑片要移至阻值最大处,即最右端;
(3)闭合开关,电流表指针不偏转,故障可能是断路;电压表指针有明显偏转,说明与电源连通,故故障在与电压表并联的部分,即可能是定值电阻断路;
(4)防止拆电路时发生短路,故拆电路时先拆电源上的导线;
①在整理器材时,他突然发现电压表指针位置如图3所示,需要调零;
②探究电流与电阻关系,需控制定值电阻两端电压一定,改变定值电阻阻值;故遗漏的实验操作并未影响结论,原因是实验时定值电阻两端电压保持为定值;
③正确操作重新进行实验,电压表示数比之前增大,则电流与电阻倒数,即IR增大,故应选乙。
11.【解答】解:(1)滑动变阻器滑片P向右移动时电阻变大,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:
;
(2)检查电路时,发现电流表指针如图乙所示,即电流表指针没有与零刻度线对齐,故接下来正确的操作是调零;
(3)闭合开关进行实验,移动滑片P到某一位置,电压表的示数如图丙所示,电压表选用小量程,分度值0.1V,其示数为1.6V;
(4)由表中第1组数据可知,当电阻R两端电压为0.5V时,电路中的电流为0.1A,根据串联电路电压规律,滑动变阻器两端电压为U滑=U﹣U1=3V﹣0.5V=2.5V,滑动变阻器接入电路的阻值为:
R滑25Ω>20Ω,故第1次实验数据是拼凑的;
(5)由表中数据可知,当电压增大为原来的几倍,通过电阻的电流也增大为原来的几倍,故可得出结论:导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
故答案为:(1)见解答图;(2)调零;(3)1.6;(4)1;滑动变阻器最大阻值太小;(5)正比。
12.【解答】解:(1)滑动变阻器上下各选一个接线柱与灯泡串联在电路中,如下图所示:
;
(2)闭合开关,发现电流表无示数,小灯泡不亮,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,即造成这一故障的原因可能是小灯泡断路;
(3)闭合开关,移动滑片,当小灯泡正常发光时,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0.3A,则小灯泡正常发光时的电阻为:
R5Ω;
(4)探究电流与电压的关系实验中,需控制电阻阻值不变,而灯泡的电阻随温度的升高而增大,不能保持一定;
(5)实验步骤:
①闭合S、S2,断开S1,移动滑片P,使电流表示数为 时,小灯泡正常发光;
②闭合S、S1,断开S2,保持滑片P位置不变,读出电流表的示数为I;
③在步骤①中,灯泡和R0并联,电流表测定值电阻的电流,由欧姆定律,定值电阻的电压为:
U0=I0R0R0=U额,根据并联电路电压的规律,灯两端的电压为额定电压,此时灯正常发光;
在步骤②中,电流表测灯与R0并联的总电流,因电路的连接关系没有改变,各电阻的大小和通过的电流不变,灯仍正常发光,根据并联电路电流的规律,灯的额定电流:
I额=I﹣I0=I,
则小灯泡的正常工作时的电阻为:
RL。
故答案为:(1)见解答图;(2)断路;(3)5;(4)灯泡的电阻随温度的升高而增大,不能保持一定;(5)①;③。
13.【解答】解:(1)由图甲可知,电压表串联在电路中,因电压表内阻很大,在电路中相当于断路;闭合开关后,电路几乎没有电流通过,因此电流表没有明显示数;
(2)在测电阻阻值的实验中,未知电阻Rx、滑动变阻器和电流表串联,电压表并联在Rx两端,如下图所示:
;
(3)闭合开关,调节滑动变阻器的滑片P到某一位置时,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0.28A;
由图丙U﹣I图像中图像Ⅰ可知,当电阻Rx两端电压为3V时,通过电阻Rx的电流为0.3A,则电阻Rx的阻值为:
Rx10Ω;
(4)闭合开关,电压表示数为2V,小于灯泡额定电压2.5V,要测小灯泡额定功率,应增大灯泡两端电压,根据串联电路电压规律,应减小滑动变阻器两端电压,根据分压原理,应减小滑动变阻器接入电路的阻值,故应将滑片P向B端滑动;
由图丙中图像Ⅱ可知,当灯泡两端电压为2.5V时,通过灯泡的额定电流为0.2A,则小灯泡额定功率为:
P=ULIL=2.5V×0.2A=0.5W。
故答案为:(1)没有;(2)见解答图;(3)0.28;10;(4)B;0.5。
14.【解答】解:(1)闭合开关后发现,无论怎样移动滑动变阻器的滑片P,两电表均无示数,电流表无示数,说明电路是断路,而电压表分别接触电路中的a、b两点,c、d两点和d、e两点时,电压表均无示数,说明这个接触点之外部分断路,因而可以看出,电流表断路。
(2)根据表格数据知,定值电阻的电压U=IR=10Ω×0.3A=3V不变,则滑动变阻器的电压为U'=U电源﹣U=4.5V﹣3V=1.5V,根据串联分压时,电压之比等于电阻之比,滑动变阻器的电压是定值电阻的一半,滑动变阻器的电阻是定值电阻的一半,当定值电阻是30Ω,滑动变阻器的电阻是15Ω,因而必须选择R2;
(3)小林将25Ω的定值电阻换成30Ω接入c,d两点间后,直接闭合开关,由于电阻变大,分得的电压变大,故电压表的示数会变大,接下来他应该减小其电压,故应增大滑动变阻器的电压,即增大其电阻,则将滑动变阻器的滑片P向左移动,直至电压表的示数为3V。
(4)第一次U=IR,则4.5V=0.6A×R;
第二次电流表的指针恰好指在刻到度盘的正中央位置,I'=0.3A,
根据串联电路的特点和欧姆定律知,4.5V=0.3A×(R+Rx);
解得Rx=7.5Ω。
故答案为:(1)电流表断路;(2)R2;(3)变大;左;3;(4)7.5。
15.【解答】解:(1)①电压表应并联在电阻丝两端,如图。
②闭合开关前,将滑动变阻器的滑片P置于阻值最大处,即B端。
③电流表选用小量程,分度值为0.02A,示数如图乙所示为0.4A,根据欧姆定律可知镍铬丝的电阻R5Ω。
根据欧姆定律可知R...=5Ω,分析数据可得:当导体的电阻一定时,电流和电压成正比。
(2)闭合开关,铜丝和变阻箱串联,电压表测量定值电阻两端的电压;
调节电阻箱接入电路的阻值,当阻值为0.9Ω时,电压表示数为1V,根据串联电路的特点和欧姆定律可知电源电压U=1V0.9Ω.....①;
当阻值为0.2Ω时,电压表示数为2V,根据串联电路的特点和欧姆定律可知电源电压U=2V0.2Ω....②;
联立①②得:铜丝电阻为0.5Ω,电源电压为2.8V。
故答案为:(1)①如图;②B;③0.4;5;电流和电压成正比;(2)0.5;2.8。
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