考点冲刺29【实验:探究电流与电压、电阻的关系】—2025年中考物理考前素描40天终极冲刺宝典
一、实验探究题
1.(2025·成都模拟)小涵用如图甲所示的电路来探究并联电路的电流规律。
(1)连接完电路,闭合开关后,小涵发现L1不发光,L2发光。她轻轻触碰了一下L,两灯泡就都发光了。说明之前电路的故障是 .
(2)小涵在第一次实验中测量Ic时电流表的指针如图乙所示,则数据应记录为 A。
IA/A IB/A Ic/A
0.52 0.20
(3)为了得到普遍性的结论,小涵接下来应该 ,多次实验。
【答案】(1)L1接触不良
(2)0.32
(3)更换不同规格灯泡
【知识点】探究串并联电路中的电流特点实验
【解析】【解答】(1) 轻轻触碰了一下L,两灯泡就都发光了 ,所以L1接触不良,
(2)电流表量程为0-0.6A,示数为0.32A;
(3) 为了得到普遍性的结论, 接下来应该更换不同规格灯泡;
【分析】1、试验的正确操作步骤:提出问题、作出假设、设计实验,进行试验、得出结论,为了得出准确结论,要进行多次实验确保实验结论的正确性和普遍性;
2、电流表、电压表的连接:电流表与待测原件串联;电压表的与待测原件并联,连接过程需要电流正极流入负极流出,同时选择合适的量程。
2.(2025·深圳模拟)在探究 “电流与电阻关系” 的实验中,实验器材:两节新干电池,3个定值电阻(R1=5Ω、R2=10Ω、R3=20Ω),规格为 “15Ω 1A” 的滑动变阻器、电压表、电流表、开关各一个,导线若干。实验步骤如下:
(1)连接电路时,开关应处于 (选填 “闭合” 或 “断开”)状态。
(2)连接好电路时,闭合开关,电压表指针反向偏转,原因是: 。
(3)检查后连好电路后如图甲所示,按下列步骤进行实验。
①将R1接入电路,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为 1.5V,记下电流表的示数I1 。
②用R2替换R1接入电路闭合开关后,接下来的操作是移动滑动变阻器的滑片P,使电压表示数为1.5V,记下电流表的示数I2。
③用R3替换R2接入电路,发现无论怎样移动滑片,电压表的示数始终大于1.5V,请写出一种使电压表示数能达到1.5V的办法: 。
④问题解决后,小明绘制如图乙所示的I 图象,得出结论:电压一定时,通过导体电流跟导体的电阻成 比。
(4)探究完电流与电阻的关系后,小明更换电源利用如图丙所示的电路图测小灯泡的额定功率,选取的小灯泡上标有 “0.3A” 字样,估计它的额定功率为1.5W,电流表的 “0 - 0.6A” 和 “~3A” 量程完好,电压表的 “0 - 3V” 量程完好,“0 - 15V” 量程已损坏,滑动变阻器的铭牌标有 “50Ω 1A” 字样。连接电路时,小明实验操作正确,闭合开关时,电流表和电压表的示数分别为 0.2A和2V;接着他边思考边实验,改进电路后,当将滑动变阻器的滑片 P 移至中点(连入电路中的电阻为25Ω)时,灯正常发光。 小明根据测量的数据算出了灯泡的额定功率。
根据以上的叙述回答下列问题。
①小明改进后的电路图如图丁所示。
②该同学判断小灯泡正常发光的依据是 。
③小灯泡的额定功率是 W。
【答案】(1)断开
(2)电压表正负接线柱接反了
(3)换用最大电阻更大的滑动变阻器;反
(4)电流表的示数为0.3A;1.35
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】(1)为了保护电路, 连接电路时,开关应处于 断开状态;
综上 第1空、 断开;
(2) 闭合开关,电压表指针反向偏转 的原因为正负极接线柱反接;
综上 第1空、 电压表正负接线柱接反了;
(3)电压表 的示数始终大于1.5V ,根据串联分压可知,R3较大,所以需要减小R3阻值,或者增加变阻器阻值;使得电压表示数为1.5V;据图可知 I 为一直线,所以 电压一定时,通过导体电流跟导体的电阻成 反比;
综上 第1空、 换用最大电阻更大的滑动变阻器; 第2空、反;
(4)灯泡的额定电流为0.3A,所以正常发光时电流为0.3A,即电流表示数为0.3A; 连接电路时,小明实验操作正确,闭合开关时,电流表和电压表的示数分别为 0.2A和2V; 此时电源电压U=0.2A×50Ω+2V=12V; 当将滑动变阻器的滑片 P 移至中点(连入电路中的电阻为25Ω)时,灯正常发光 ,此时电源电压U=0.3A×25Ω+UL,解得UL=4.5V,根据P=UI计算可知P=4.5V×0.3A=1.35W.
综上 第1空、电流表的示数为0.3A; 第2空、 1.35W.
【分析】1、电路连接的基本操作:连接电路时,为保护电路开关应断开,变阻器调节至最大阻值处,对电表进行试触,根据电表偏转角度选择合适的电表量程;同时电表的正负极接线柱要符合电流的正进负出;
2、电流表、电压表的连接:电流表与待测原件串联;电压表的与待测原件并联,连接过程需要电流正极流入负极流出,同时选择合适的量程。
3、串联分压:用电器串联时,其两端的电压和电阻成正比,待测电阻的电压无法降低,表明电源电压过大或者变阻器电阻较小分压过少导致。
4、电功率的计算:公式为P=UI。
3.(2025九下·深圳开学考)小丽在探究“电流与电阻的关系”时,可供使用的实验器材有:电源(电压恒为6V)、电流表、电压表、滑动变阻器、开关各一个,阻值不同的定值电阻四个(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω),导线若干。
(1)连接好电路后,闭合开关,发现两表均无示数,则故障可能是____ (填字母)。
A.定值电阻短路 B.滑动变阻器短路
C.定值电阻断路 D.滑动变阻器断路
(2)排除故障后,完成实验。小丽根据实验数据画出:图像如图乙所示,根据图像可知,小丽实验中的定值电阻两端的电压U0为 V,小丽所用的滑动变阻器最大阻值不能小于 Ω
(3)小丽在换用20Ω的电阻做实验时,发现电阻已经损坏,她灵机一动,利用现有的几个电阻解决了这个问题。请你写出小丽的做法: 。
(4)完成上述实验后,小丽继续探究电流与电压的关系,她 (选填“可以”或“不可以”)继续使用图甲的电路图。
【答案】(1)D
(2)2.4;45
(3)试验仪器中有5Ω和15Ω,所以可以将两电阻串联进行试验
(4)可以
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】(1) 两表均无示数 ,所以电路发生断路,AB错误,定值电阻断路时电压表有示数,所以只能为变阻器断,D正确,ABC错误;
综上选D。
(2)根据图中数据,当电阻为10Ω,电流为0.24A,根据U=IR计算可知,电压为2.4V,电流最小为0.12A,电压为6V,根据欧姆定律计算最大电阻Rmax=50Ω,定值电阻最小为5Ω,所以变阻器最大电阻不小于45Ω;
综上 第1空、2.4; 第2空、45 ;
(3)定值电阻的阻值为20Ω,试验仪器中有5Ω和15Ω,所以可以将两电阻串联进行试验;
综上 第1空、试验仪器中有5Ω和15Ω,所以可以将两电阻串联进行试验;
(4) 探究电流与电压的关系 ,保持电阻不变,可以使用图甲的电路图;
综上 第1空、 可以。
【分析】1、电路的故障分析: 题目中电流表、电压表指针几乎没有偏转,所以电路发生短路,且断路位置在并联在电压表两侧;
2、串联电路的电路规律:串联电路,电流处处相等,电源的电压为用电器电压之和,总电阻为用电器电阻之和;
3、电压表与待测用电器并联测量电压,电流表串联测量用电器电流,根据欧姆定律U=IR计算用电器的电流和电阻以及电压。
4.(2025九下·南山开学考)用电压表和电流表等器材探究电流与电阻的关系,电源电压为4.5V,所用定值电阻的阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω、30Ω。
(1)先将30Ω的电阻接入图甲所示电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到最 (选填“左”或“右")端:
(2)图甲所示电路有一条导线连接错误,请在该导线上打“*",并用笔画一条线代替导线,将电路连接正确 ;
(3)改正错误后闭合开关,电流表无示数,电压表有示数,可能是定值电阻 路;
(4)排除故障后闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,当电压表的示数为3.0v时,电流表的示数为0.1A。断开开关,将30Ω的电阻换成25Ω的后再闭合开关,应将滑动变阻器的滑片向 (选填“左”或“右")移动,直至电压表示数为3.0V,此时,电流表的示数如图乙所示,为 A
(5)实验数据如下表所示:
实验次数 1 2 3 4 5 6
电阻R/Ω 30 25 20 15 10 5
电流IA 0.1 0.15 0.2 0.3 0.6 0.6
为顺利完成该实验,所用滑动变阻器的最大阻值应大于 Ω
【答案】(1)左
(2)
(3)断路
(4)右;0.12
(5)15
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】(1) 闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到最大阻值处,即最左端。
综上 第1空、 左。
(2)电压表应该并联在定值电阻两端,据此作图:
(3) 电流表无示数,电压表有示数 ,说明定值电阻断路,导致电压表串联在电路中;
综上 第1空、 断;
(4)探究 电流与电阻的关系 的试验,应该保证定值电阻电压不变,所以定值电阻变小,根据串联分压可知,变阻器电阻变小,即向右移动,电流表量程为0-0.6A,示数为0.12A;
综上 第1空、 右; 第2空、0.12.
(5)题目中最小电流为0.1A,电源电压为4.5V,此时根据欧姆定律可知,最大电阻为45Ω,根据电阻的串联可知,变阻器电阻为45Ω-30Ω=15Ω;
综上 第1空、 15;
【分析】1、电路连接的基本操作:连接电路时,为保护电路开关应断开,变阻器调节至最大阻值处,对电表进行试触,根据电表偏转角度选择合适的电表量程;同时电表的正负极接线柱要符合电流的正进负出;
2、串联电路的电路规律:串联电路,电流处处相等,电源的电压为用电器电压之和,总电阻为用电器电阻之和;
3、电压表与待测用电器并联测量电压,电流表串联测量用电器电流,根据欧姆定律U=IR计算用电器的电流和电阻以及电压;
4、串联分压:用电器串联时,其两端的电压和电阻成正比,待测电阻的电压无法降低,表明电源电压过大或者变阻器电阻较小分压过少导致。
5.(2025·贵州模拟)在“探究电流与电压的关系”实验中,保持定值电阻R不变,小明设计了如图甲所示的电路图并进行实验。
数据序号 1 2 3 4 5
电压U/V 1.2 1.6 1.8 2.0 2.4
电流I/A 0.12 0.16 0.18 0.20 0.24
(1)连接电路前,电流表有示数,应该对电流表进行 。
(2)连接完电路,实验前应将滑动变阻器的滑片P移至 端。
(3)某次实验中,电流表指针偏转如图乙所示,示数为 A。
(4)实验测出五组数据记录在表格中,为了找到电阻一定时,电流与电压的关系,应该怎样处理数据? (列举一种方法即可)。
【答案】(1)调零
(2)B
(3)0.1
(4)在平面直角坐标系中描出各点,并用一条光滑曲线连接
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【相接】(1) 连接电路前,电流表有示数,应该对电流表进行调零。
综上 第1空、 调零。
(2)在闭合开关前,为保证电路安全,应将滑动变阻器滑片P移动到B端,即阻值最大处。
综上 第1空、 B;
(3)电流表的量程为0-0.6A,示数为0.1A。
综上 第1空、 0.1;
(4)为了获取电阻一定时,电流与电压的关系,应当以电流和电压为横纵坐标轴,根据实验数据描出各点,连接成光滑曲线,之后开展下一步的探究。
综上 第1空、 在平面直角坐标系中描出各点,并用一条光滑曲线连接;
【分析】1、电路连接的基本操作:连接电路时,为保护电路开关应断开,变阻器调节至最大阻值处,对电表进行试触,根据电表偏转角度选择合适的电表量程;同时电表的正负极接线柱要符合电流的正进负出;
2、电流表、电压表的连接:电流表与待测原件串联;电压表的与待测原件并联,连接过程需要电流正极流入负极流出,同时选择合适的量程。
(1)电流表在使用前应进行调零,这样才能使测量结果正确。
(2)为保证电路安全,在闭合开关前,应将滑动变阻器滑片P移动到接入电路中阻值最大处,则根据图甲可知,应将滑片P移动至B端。
(3)如图乙所示,电流表的量程为0-0.6A,分度值为0.02A,则根据指针位置可知其示数为0.1A。
(4)由题意可知,为了找到电阻一定时,电流与电压的关系,应当将测得的实验数据转化为图像进行探究,所以应当以电流和电压为横纵坐标轴,在坐标系中根据实验数据描出各点,并用一条光滑曲线连接,得到对应的图像,之后再进行下一步的探究。
6.(2024九下·成都期中)小张在“探究并联电路中电流规律”的实验中,设计的电路如图所示,把电流表分别接入到电路中的a、b、c处,测出a、b、c处的电流数据记录如表。
实验次数 a点/A b点/A c点/A
1 0.22 0.22 0.44
2 0.24 0.24 0.48
3 0.28 0.28 0.56
(1)在连接电路的过程中,开关应该处于 状态;
(2)在进行实验时,灯泡突然熄灭,仍发光,则电路故障可能是 (选填“短路”或“开路”);
(3)小张根据如表实验数据断定“并联电路中各支路的电流一定相等”,你认为这一结论是错误的,造成这一现象的原因是两个小灯泡的规格 (选填“相同”或“不同”)。
【答案】(1)断开
(2)L1开路
(3)相同
【知识点】探究串并联电路中的电流特点实验
【解析】【解答】(1)为保护电路安全,在连接电路的过程中,开关应该处于断开状态。
综上 第1空、 断开;
(2)两灯并联,若灯泡L1突然熄灭,L2仍发光,所以电路故障可能是L1断路。
综上 第1空、 L1开路
(3)实验中两个小灯泡的规格相同,所以电阻相同,根据欧姆定律计算可知两灯所在支路的电流相等,所以小张根据如表实验数据断定“并联电路中各支路的电流一定相等”这一结论是错误的。
综上 第1空、 相同;
【分析】1、电路连接的基本操作:连接电路时,为保护电路开关应断开,变阻器调节至最大阻值处,对电表进行试触,根据电表偏转角度选择合适的电表量程;同时电表的正负极接线柱要符合电流的正进负出;
2、故障分析:并联电路用电器互不干扰,所以当用电器发生断路后,该支路无电流,其余支路正常工作,当某一支路发生短路,导致所有支路均短路。
(1)在连接电路的过程中,为保护电路安全,开关应该处于断开状态。
(2)在进行实验时,两灯并联,若灯泡L1突然熄灭,L2仍发光,则电路故障可能是L1开路,并联电路各用电器工作互不影响;若L1短路,则L2不会发光。
(3)由于实验中两个小灯泡的规格相同,根据可知,两灯所在支路的电流相等,实验结果不具有普遍性,所以小张根据如表实验数据断定“并联电路中各支路的电流一定相等”这一结论是错误的。
7.(2024·乐山)物理学习小组在“探究电流与电压的关系”时,设计了如图甲所示的电路。其中电源电压为3V,定值电阻R1约为4Ω,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V。该小组同学完成了以下实验步骤:
U/V 0.3 0.6 0.9 1.2 1.5
I/A 0.08 0.15 0.23 0.38
(1)正确连接好电路,闭合开关S前,需将滑片P移动至 (选填“a”或“b”)端;
(2)闭合开关S后,发现无论怎样移动滑片P,电流表、电压表均无示数。在检查电源和导线均正常的前提下,你认为引起上述现象的原因可能是 ;(写出一种即可)
(3)排除故障后,小组同学正常进行操作,在表格中记录多组电流表、电压表的示数。当电压表示数为1.2V时,电流表示数如图乙所示为 A;
(4)根据表格数据,在图丙中画出关系图象;
(5)分析所绘制的图象得出结论:在电阻一定的情况下,通过导体的电流与导体两端的电压成 ;
(6)该小组同学认为还需更换不同阻值的定值电阻重复上述操作,你认为他们这么做的目的是 。
【答案】(1)b
(2)滑动变阻器断路
(3)0.30
(4)
(5)正比
(6)多次实验,找普遍规律
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】1)为保护电路,连接好电路前要断开开关,变阻器电阻移动到最大阻值处,即b端
综上 第1空、b
2) 无论怎样移动滑片P,电流表、电压表均无示数 ,则可能电流表断路,变阻器电路
综上 第1空、滑动变阻器断路
3)电流表示数为0.3A
综上第1空、0.30
4)按照表格的数据,描点作图
5)据图可知, 在电阻一定的情况下,通过导体的电流与导体两端的电压成
综上 第1空、正比
6)更换阻值不同的电阻重复操作,目的为 多次实验,找普遍规律
综上 第1空、多次实验,找普遍规律
【分析】1、电路连接的基本操作:连接电路时,为保护电路开关应断开,变阻器调节至最大阻值处,对电表进行试触,根据电表偏转角度选择合适的电表量程;同时电表的正负极接线柱要符合电流的正进负出;
2、电路的故障分析: 题目中电流表指针几乎没有偏转,电压表指针指针几乎没有偏转 ,表明电压表电路发生断路,且如果只有一处断路,则不可能与电压表并联的用电器断路,这样会使得电压表示数接近电源电压
3、欧姆定律:公式为U=IR,所以 在电阻一定的情况下,通过导体的电流与导体两端的电压成 正比 【解答】
【分析】
8.(2024·辽宁) 某小组猜想电流与电压和电阻有关,现要探究电流与电压的关系。
(1)为探究电流与电压的关系,实验中应控制 不变;
(2)该小组连接的部分电路如图所示,请用笔画线代替导线将电路补充完整 (导线不能交叉);
(3)正确连接电路后,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应调到最 端;
(4)试触时发现电压表和电流表的指针均不偏转。为查找故障,闭合开关,保持导线ab的a端不动,将b端依次接到A、B和C接线柱,电压表的指针均偏转,电流表指针均不偏转。若电路中只有一处故障,则发生的故障是 ;
(5)排除故障后,闭合开关,通过移动 的位置改变电阻两端的电压,测量电阻两端的电压U和对应的电流I,记录的实验数据如下表所示;
数据序号 1 2 3 4 5
电压U/V 1.60 1.90 2.20 2.50 2.80
电流I/A 0.16 0.19 0.22 0.25 0.28
分析表格中的数据,发现电压与其对应电流的比值 ,从而得出结论: 。
【答案】(1)电阻
(2)
(3)右
(4)滑动变阻器断路
(5)滑动变阻器滑片;不变;电阻一定时,电流与电压成正比
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】1) 为探究电流与电压的关系,实验中应控制 电阻不变
综上 第1空、电阻
2)定值电阻和变阻器串联,据此作图
3) 闭合开关前,滑动变阻器的滑片应调到最 大阻值处,即右端
综上 第1空、右
4) 试触时发现电压表和电流表的指针均不偏转,说明电路发生断路,保持导线ab的a端不动,将b端依次接到A、B和C接线柱,电压表的指针均偏转,电流表指针均不偏转 ,说明电压表串联进电路中,说明与电压表并联的电路发生断路,即 滑动变阻器断路
综上 第1空、滑动变阻器断路
5) 通过移动 滑动变阻器改变定值电阻 两端的电压, 发现 电压与其对应电流的比值 为定值所以, 电阻一定时,电流与电压成正比
综上第1空、滑动变阻器滑片;第2空、不变;第3空、电阻一定时,电流与电压成正比
【分析】根据电路连接的基本操作、
电路连接的基本操作:连接电路时,为保护电路开关应断开,变阻器调节至最大阻值处,对电表进行试触,根据电表偏转角度选择合适的电表量程;同时电表的正负极接线柱要符合电流的正进负出;
欧姆定律:公式为U=IR,据题可知当电阻一定时,电压和电流成正比
电路故障分析,电流表的指针均不偏转,电压表指针不偏转,说明电路发生断路,电压表有示数则串联进电路中,说明与电压表并联的电路发生断路
9.(2025·宝安模拟)图甲是“探究电流与电压、电阻关系”的实验电路,三个小组的同学分别用5Ω、10Ω、15Ω的定值电阻和学生电源(电压恒为3V)进行探究。
(1)某小组正确连接电路,闭合开关,移动滑片P,发现电流表、电压表均有示数,但不稳定,指针左右摆动,其故障的原因可能是 接触不良;排除故障,缓慢移动滑片P到某位置时。电压表的示数如图乙所示,为 V。
(2)将不同小组的数据汇总后,得到如表所示的数据,根据实验数据绘制三个电阻的IU图像如图丙所示,其中 (选填“a”“b”或“。”)是R的 IU 图像。
R1=5Ω R2=10Ω R3=15Ω
实验次数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
U/V 0.8 1.0 1.5 1.8 1.2 1.8 2.2 2.6 1.5 1.8 2.1 2.4
I/A 0.16 0.20 0.30 0.36 0.12 0.18 0.22 0.26 0.10 0.12 0.14 0.16
(3)分析数据或图像可得:在电阻一定的情况下, ,根据表格中 (选填实验次数)三组数据还可以分析出电流与电阻的关系。
(4)在上述实验过程中,有两次记录数据时滑动变阻器的滑片恰好是在某一侧的端点,则经计算可知,变阻器的最大电阻是 Ω。
【答案】(1)滑动变阻器;2.4
(2)a
(3)电流与电压成正比;4、6和10
(4)15
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】探究电流与电压、电阻关系时,
(1)实验时,闭合开关,移动滑片P,电流表、电压表均有示数,但不稳定,指针左右摆动,电路时通时断路,可能是滑动变阻器接触不良;排除故障,电压表如图乙,电压表选用小量程,分度值为0.1V,根据指针位置,则电压为2.4V。
(2)根据表格数据,绘制三个电阻的I-U图像,图丙中,R1最小,故在电流相等时,R1的电压最小,则a是1的I-U图像。
(3)因电流随电压的变化规律为一过原点的直线,可得:在电阻一定的情况下,电流与电压成正比;探究电流与电阻的关系,要控制电压不变,表格中,4、6、10三组数据的电压相同,电阻增加几倍,通过导体的电流就减小几倍,可知,电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
(4)三次实验中,电流最小时,电路中电阻最大。根据串联电阻的规律,变阻器连入电路的电阻为:
;,同理,,有两次数据是滑动变阻器的滑片在某一侧端点,则变阻器的最大电阻是15Ω。
【分析】(1)电流表、电压表均有示数,但不稳定,指针左右摆动,电路时通时断路,判断为接触不良;根据电压表选用小量程,确定分度值读数;
(2)R1最小,在电流相等时,R1的电压最小;
(3)根据电流随电压的变化规律为一过原点的直线,得出结论。研究电流与电阻的关系,要控制电压不变;
(4)三次实验中,电流最小时,电路中电阻最大。根据欧姆定律和串联电阻的规律,则第1次实验变阻器连入电路的电阻,同理,计算第2、3次实验变阻器连入电路的电阻,判断最大电阻值。
10.(2025·湘西模拟)小明和同学们选用了一些实验器材来探究“串、并联电路中电流及电压的规律”实验:
(1)为了探究并联电路中电流的规律,小明设计了如图甲所示的电路图,小明测得b、c两处电流如表1,测得a点的电流如图丙所示,
表1并联电路的电流特点
Ia/A Ib/A Ic/A
1 0.4 0.6
①a点的电流大小Ia为 A;
②利用表1中的这一组数据,小明直接得出了并联电路的电流规律,同组的小华认为小明得出的结论不可靠,请你帮他们改进一下,写出你的改进措施: 。
(2)为了探究串联电路中电压的规律,小明设计了如图乙所示的电路图,并进行实验,
①测量完L1两端的电压后,在测量L2两端的电压时,为节省时间,小明将电压表所接的b接点不动,只断开a接点,并改接到c接点上,你认为小明的操作存在的错误是: .
②改进实验操作后,小明测得 ab、bc、ac间电压如表2,分析表2 数据,小明得出:串联电路中,总电压等于各用电器两端的电压 ;第2次实验中Uab 与Ubc大小相等的可能原因是 。
表2串联电路的电压特点
实验次数 Uab/V Ubc/V Uac/V
1 1.3 1.7 3.0
2 1.5 1.5 3.0
3 1.8 1.2 3.0
【答案】(1)0.2;换用不同规格的灯泡进行多次实验
(2)电压表正负接线柱接反了;之和;L1和L2的规格相同
【知识点】探究串并联电路中的电流特点实验;探究串、并联电路中的电压规律实验
【解析】【解答】(1) ① 电流表所接的量程为小量程,分度值时0.02A,读数为0.2A;
② 表格中只有一次实验数据,试验次数太少,需要换用不同规格的灯泡进行多次实验,寻找普遍规律;
(2) ① 将电压表所接的b接点不动,只断开a接点,并改接到c接点上,会造成电压表正负接线柱接反,造成电压表指针反偏;
②根据表格中数据可知,在串联电路中,总电压等于各用电器两端的电压之和;
在第2次实验中,电压表示数相等,串联电路是分压电路,说明两个灯泡的规格相同。
故答案为:(1) ①;0.2; ②换用不同规格的灯泡进行多次实验 ;(1) ①电压表正负接线柱接反了; ② 之和;L1和L2的规格相同。
【分析】(1)根据电流表的指针进行读数,多次实验可以避免偶然性,寻找普遍规律;
(2)电压表的正负接线柱如果接反,会造成指针反偏,在串联电路中,总电压等于各用电器两端的电压之和。
11.(2025·长沙模拟)在探究“电阻一定时,电流与电压关系”的实验中,小明得到的实验数据如表所示。
数据序号
电压
电流
(1)小凯把定值电阻、电流表、电压表、滑动变阻器、开关和电源连接成了图所示的电路,正准备闭合开关时,旁边的小兰急忙拦住他,说接线错了。请你检查一下电路,看看错在哪里。小当发现只要改接一根导线就可以,请把接错的那一根导线找出来,打上“”,再画一根线把它改到正确的位置上 。
(2)为分析电流与电压的定量关系,请你在图中的方格中建立有关坐标轴并制定其标度,把表中的数据在坐标系中描点并画出图象 。
(3)小英说,从图中可以看出,这些数据中第 组填序号是明显错误的,跟其他数据的规律完全不同,可能是读取这组数据时粗心所引起的,分析时需要把它剔除掉。
(4)通过描点作图可以得到的实验结论是: 。
【答案】(1)
(2)
(3)4
(4)在电阻一定时,电流与电压成正比
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】(1)原电路中,电流表与定值电阻并联,电压表串联在电路中是错误的,电流表应与定值电阻串联,电压表与定值电阻并联,如下所示:
(2)横坐标表示电压,1个小格表示0.1V,纵坐标表示电流,1个小格表示0.04A,把表中的数据在坐标系中描点并画出I-U图象,如下所示:
(3)小英说,从图中可以看出,这些数据中第4组是明显错误的,跟其他数据的规律完全不同,可能是读取这组数据时粗心所引起的,分析时需要把它剔除掉;
(4)因电流随电压的变化关系为一过原点的直线,可以得到的实验结论是:在电阻一定时,电流与电压成正比。
故答案为:(1);
(2);
(3)4;
(4)在电阻一定时,电流与电压成正比。
【分析】(1)原电路中,电流表与并联,电压表串联在电路中是错误的,电流表应与电阻串联,电压表与电阻并联,据此改正;
(2)横坐标表示电压,1个小格表示0.1V,纵坐标表示电流,1个小格表示0.04A,根据描点法作图;
(3)根据作图分析;
(4)根据电流随电压的变化关系为一过原点的直线回答。
12.(2025·南山模拟)如图所示,在探究“通过导体的电流与导体两端电压关系”实验时,电源电压为不变,滑动变阻器规格为“”:
实验次数
电压
电流
⑴根据图甲连接电路时,开关闭合前,滑动变阻器滑片要移至 端选填“最左”或“最右”;
⑵闭合开关,调节滑动变阻器,测得多组电流、电压的数据,记录在表格中;
⑶根据表格数据,可以得到结论: ;
⑷增加、、的定值电阻,利用上述的实验器材和电路还可以探究“电流与电阻的关系”:
①先将的定值电阻接入电路中,调节滑动变阻器,当电压表示数为时,记录电流表的示数;
②不改变滑动变阻器滑片的位置,将的电阻换成的电阻,闭合开关,向 选填“左”或“右”移动滑动变阻器滑片,直至电压表的示数为 ;
③对“探究电流与电阻关系”的实验数据进一步处理、分析,绘制了“电流与定值电阻、电流与滑动变阻器,电流与总电阻”的三条图线,如上图乙所示,其中反映电流与总电阻关系的是 选填“”、“”或“”,图中阴影部分面积表示的物理含义是 ;
④该小组用的电阻替换的电阻进行了第次实验,发现实验无法进行下去,为完成第次实验,同学们提出下列解决方案,其中可行的是 。
A.换成电压为的电源
B.更换最大阻值大于或等于的滑动变阻器
C.将电压表的量程换为
【答案】最右;电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比;右;1;c;滑动变阻器两端电压;
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】探究通过导体的电流与导体两端电压关系时,
(1)连接电路时,开关应处于断开状态;闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到最大阻值处,图甲中,滑片左侧电阻丝接入电路,应移到阻值最大的最右端,可保护电路。
(3)根据表格数据,可得定值电阻的电压与电流的比值为定值,即电阻一定,可得结论:当导体电阻一定时,通过导体的电流和导体两端的电压成正比;
(4)图乙中,②定值电阻的电压控制为1V不变,实验中,将5Ω的电阻换成10Ω的电阻,电压表处的电阻变大,分压变大,为使电压表示数一定,闭合开关,应向右移动滑动变阻器滑片,增大变阻器接入电路中的电阻,分压变大,直至电压表的示数为1V。
③图乙中,a图像的I-R的乘积最小,b图像的I-R的乘积较大,c图像的I-R的乘积最大,I-R的乘积等于电压,电源电压最大,所以c图像表示总电阻的I-R图像,定值电阻两端电压为1V,滑动变阻器两端电压为3V-1V=2V,则b图像表示滑动变阻器的I-R图像,a图像表示定值电阻的-R图像。
图中,横坐标表示滑动变阻器的电阻,纵坐标为电流,则阴影部分面积等于电路总电压与定值电阻的电压差,表示的是滑动变阻器两端的电压。
④A、实验时,换成20Ω的电阻,所需滑动变阻器的阻值更大,当滑动变阻器连入电路阻值最大为30Ω时,根据串联电路的特点有:,解得:电源电压U=2.5V,故A不符合题意
B、根据串联电路的规律,若更换滑动变阻器,则;解得:R滑=40Ω时,故应换用阻值至少为40Ω的变阻器,故B符合题意:
C、用20Ω的电阻替换15Ω的电阻,当R=20Ω时,保持U=1V不变,改变电压表量程,不能解决问题,故C不符合题意;故B符合题意。
故选:B。
【分析】(1)为了保护电路,连接电路时,开关应断开,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处;
(3)根据表格数据,得出电流与电压的关系;
(4)①探究“电流与电阻的关系”应控制电阻两端电压不变;
②根据串联分压原理,滑动变阻器的滑片的运动方向;
③根据电流与电阻倒数的图象,分析可得结论;
④根据串联电路电压规律和欧姆定律,结合串联电路电流、电压特点,根据定值电阻和分压,分别计算滑动变阻器或电源电压的取值。
13.(2024·南山模拟)为完成“探究电流与电阻的关系”实验,好学的小明同学从实验室取得以下器材:电压恒为3V 的电源,电流表,电压表,开关,规格为“40Ω;1A”的滑动变阻器,5Ω、10Ω、25Ω的定值电阻各一个,导线若干。
(1)将图甲中的实物电路连接完整,要求滑片P向B端移动时电流变大 ;(导线不得交叉)
(2)小明先将 5Ω的定值电阻接入电路,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片 P 时发现:电流表始终无示数,电压表有示数,且接近电源电压。其原因可能是定值电阻R (选填“短路”或“断路”);
(3)排除故障后,小明将 10Ω的电阻接入电路,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片 P,直到电压表的示数如图乙所示,记为 V,并记录电流表的示数;接着断开开关,用 25Ω的电阻替换10Ω的电阻,为保证电压表的示数不变,应向 (选填“A”或“B”)端移动滑片 P;
(4)另一爱动脑的小江同学使用的是规格为“50Ω;1A”的滑动变阻器,为了使5Ω、10Ω、25Ω电阻器都能顺利完成实验,应控制 R 两端电压不低于 V;
(5)学习非常积极的刘妤晨同学想测量一个未知电阻 Rx 的阻值,但发现电流表已经损坏。同样积极的小红同学帮她找来一个定值电阻 R0 并设计了一个实验方案,如图丁所示:
①先闭合开关 S、S1,记下电压表示数 U1;
②再断开 S1,记下电压表示数 U2,则 Rx (表达式用 U1、U2、R0 表示)。
【答案】(1)
(2)断路
(3)2.5;A
(4)1
(5)
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】(1)实验中电压表并联在定值电阻两端,电源电压3V,电压表量程应选择0~3V,滑动变阻器串联在电路中,一上一下连接,要求滑片向B端移动电流变大,说明接入电路中的阻值变小,故滑动变阻器应连接B端下接线柱,如图所示:
(2)闭合开关,发现电流表没有示数,表明发生断路,电压表示数接近电源电压,说明电压表两端与电源相通,则故障可能是电阻R断路。
(3)由乙图所示,电压表选择量程为0~3V,电压表示数为2.5V。在探究电流与电阻关系时,应控制定值电阻两端电压保持不变,定值电阻变大时,此时电阻R两端电压变大,为了使定值电阻两端电压保持不变,应增大滑动变阻器两端的电压,根据串联分压原理,应增大变阻器的阻值,即向A端移动滑片P。
(4)探究电流与电阻关系时,要控制电压表示数不变,滑动变阻器与定值电阻串联,设电压表示数为,则滑动变阻器分得电压为
根据分压原理有
即
因为电压表示数为定值,则等式左边为定值,右边也为定值,因此定值电阻最大时,滑动变阻器连入电路的电阻最大,可得
解得
因此为了完成实验,电压应不低于1V。
(5)闭合开关S、S1,此时电阻Rx短路,电压表测量电源电压,电源电压为U1,在断开S1,此时两电阻串联,电压表测量R0两端电压,R0两端电压为U2,则电阻Rx两端的电压为
此时电路中的电流为
则的阻值为
【分析】(1)滑片P向B端移动时电流变大,说明滑动变阻器阻值变小,据此确定滑动变阻器选用的下端接线柱;
(2)小明先将5Ω的定值电阻接入电路,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P时发现:电流表始终无示数,说明电路可能断路,电压表有示数,且接近电源电压,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;
(3)根据电压表选用量程确定分度值读数;根据控制变量法,研究电流与电阻的关系时,需控制定值电阻两端的电压不变,当换上大电阻时,根据分压原理确定电压表示数的变化,由串联电路电压的规律结合分压原理确定滑动变阻器滑片移动的方向;
(4)当将定值电阻换上较大的电阻时,如果控制的电压表示数较小,根据串联电路电压的规律,滑动变阻器就要分去更多的电压,由分压原理,滑动变阻器连入电路中的阻值将要求更大,而题中滑动变阻器的最大电阻为50Ω,根据串联电路电压的规律得出滑动变阻器分得的电压,根据分压原理表达式讨论,当用最大电阻25Ω电阻进行实验时,滑动变阻器连入电路中的电阻应最大,由此得出控制电压表的最小电压;
(5)根据图4丁所示电路图分析完成实验,然后应用串联电路电压规律和分压原理求出电阻阻值。
14.(2025九下·雷州开学考)某同学利用图甲所示的电路探究电流与电压的关系。实验中电源电压保持 3V 不变,定值电阻的阻值为 4Ω,滑动变阻器的规格为“20Ω 0.5A”。
(1)该同学接错了一根导线,请你在这根导线上打“×”,并补画出正确的那根导线; 。
(2)正确改接电路后,该同学立即进行实验,闭合开关后,电流表的示数如图乙所示,此时通过定值电阻的电流是 A。这位同学实验操作的不足之处是 ;
(3)该同学完成了预先设计好的表格中的 4 次实验,将得到的实验数据填入表格。
电压U/V 0.3 0.6 0.9 1.2 1.5 1.8 2.1 2.4
电流I/A 0 0.15 0.23 0.30 0.38
分析表中已测出的数据,可以初步得到实验结论:在电阻一定的情况下,通过导体的电流与导体两端的电压 。为了进一步验证这个结论,该同学利用现有器材在不改变电路连接的情况下,表格里余下的 4 次实验中,他还能完成 次。
【答案】(1)
(2)0.22;闭合开关前,没有将滑片移到滑动变阻器最左端
(3)成正比;1
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】探究电流与电压的关系时,
(1)实验中,电流表和定值电阻串联,电压表和定值电阻并联,将电阻的左侧接线柱连接在电压表的左侧,如图 ;
(2)图乙中,电流表使用的量程是0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.22A;在正确改接电路后,立即进行实验,此时,滑动变阻器的滑片没位于电阻最大处,没有将滑片移到滑动变阻器最左端,电流变大,实验操作存在不足;
(3)根据表一数据,可以得出:在电阻一定时,通过导体的电流和导体两端的电压成正比;
根据滑动变阻器的规格,滑动变阻器的最大阻值为20Ω,允许通过的最大电流为0.5A,当定值电阻两端电压为U1=0.3V时,滑动变阻器两端的电压应为U滑=U-U1=3V-0.3V=2.7V,串联电路中电流处处相等,滑即,解得:R滑=36Ω>20Ω,此实验不能完成;由滑动变阻器的规格可知,电路中允许通过的最大电流为0.54,定值电阻两端的最大电压为U'=IR=0.5A×4Ω=2V,电压为2.1V、2.4V的两次实验不能完成,只有电压为1.8V的这一次实验可完成。
【分析】(1)探究电流和电阻关系时,电压表和定值电阻并联,电流表串联;
(2)根据电流表量程和指针位置,测量电流;闭合开关前,滑片调到电阻最大处;
(3)电阻一定时,通过导体的电流和导体的电阻成正比;根据定值电阻分压和电阻,结合串联电路总电阻,计算滑动变阻器的电阻;根据U=IR,判断电压表取值范围。
15.(2025九下·宝安开学考)在“探究电流与电压关系”的实验中,图甲是某实验小组设计的电路,电源电压3V保持不变。
(1)请用笔画线代替导线,在图甲中完成电路连接,要求滑片P向右端滑动时,电流表的示数变大 ;
(2)检查无误后,闭合开关发现电流表几乎无示数,电压表示数接近3V。移动滑片P,两电表示数均无变化,则电路故障可能是 ;
(3)排除故障后,实验中测得五组数据,并绘制出定值电阻R的I U图像如图乙所示。由图像可得:实验中所用定值电阻R的阻值为 Ω。
【答案】(1)
(2)定值电阻断路
(3)5
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】探究电流与电压关系时,
(1)滑片向右滑动时,电流表示数变大,滑动变阻器连入电路的电阻变小,连接右下接线柱,如图:
(2)电流表无示数,则电路可能断路;电压表示数接近电源电压,是电压表与电源连通,与电压表并联的定值电阻断路了:
(3)图像中,当定值电阻两端的电压为2.5V时,通过定值电阻的电流为0.5A,计算定值电阻的阻值:。
【分析】(1)滑片向右滑动时,电流表示数变大,说明滑动变阻器连入电路的电阻变小,从而确定滑动变阻器接入的接线柱;
(2)串联电路中,电流表无示数,电压表有示数,判断电压表测量的位置断路;
(3)根据,计算电阻大小。
16.(2025·雷州模拟)在“探究串联电路电压的特点”实验中。小明设计了图甲所示的电路。其中R0为定值电阻,R为滑动变阻器,L为小灯泡。
(1)根据图甲所示的电路图用笔画线代替导线,将图乙所示的实物图补充完整 ;
(2)连接好电路后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片至某一位置,记录电流表的示数;选择合适的量程,用电压表分别测出ab、bc、cd、ac、bd、ad间的电压。将这些数据记入下表。改变滑动变阻器滑片的位置,在保证电路安全的情况下再做几次实验。读取数据①时电压表的示数如图所示,示数为 V;
数据序号 电流/A Uab/V Ubc/V Ucd/V Uac/V Ubd/V Uad/V
1 0.20 1.0 2.5 1.0 3.5 3.5 4.5
2 0.24 ① 1.5 1.2 ② 2.7 4.5
3 0.30 2.5 0.5 ③ 3.0 2.0 4.5
…
(3)根据数据可知R0的阻值为 Ω;
(4)根据第1组的实验数据可初步得出结论:串联电路中,总电压等于这部分电路中的各用电器两端电压之和。再做几次实验的目的是 ;
(5)读取数据 (选填“②”或“③”)时,电压表指针没有对准刻度线;
(6)根据表中的实验数据,写出一条你还能发现的规律: ;
【拓展】灯泡L1和L2的额定功率相等,额定电流分别为0.2A和0.3A,小明利用图甲中的灯泡L,对L1和L2的发光情况进行研究。将L、L1、L2与某一可调压电源连接成如图所示的电路,只闭合S1,调节电源电压至某一值时,通过电压表判断出L1正常发光;断开S1,闭合S2,发现不用改变电源电压,L2也恰好正常发光。则L1正常发光时的电阻为 Ω。
【答案】;1.8;5;寻找普遍规律;②;电阻一定时,通过导体的电流与导体两端电压成正比;22.5
【知识点】串联电路的电压规律;探究串、并联电路中的电压规律实验;欧姆定律及其应用
【解析】【解答】(1)由电路图可得,滑动变阻器与电阻和灯泡串联,且滑动变阻器滑片向左滑动时,接入电路的总电阻变小,实物接线如图所示:
(2)电压表的量程为0~3V,分度值为0.1V,则电压表的示数为1.8V。
(3)由题意可得,R0两端的电压为Ucd,由表中数据可得,当电流为0.2A时,R0两端的电压为1V,由欧姆定律可得
;
(4)一次实验的结论具有偶然性,多做几次实验的目的是为了寻找普遍规律。
(5)由表格数据可知,数据②的大小为;
此时电压表使用大量程,分度值为0.5V,则读取3.3V电压值时电压表的指针没有对准刻度线。由表格数据可知,数据③的大小为
;
此时电压表使用小量程,分度值为0.1V,则读取1.5V电压值时电压表的指针对准了刻度线。故选填②。
(6)由上述分析可得,①中数据为1.8V,则第一组实验中,灯泡的电阻为;
第二组实验中,灯泡的电阻为;
第三组实验数据中,灯泡的电阻为;
所以还可以得出结论,灯泡两端的电阻是变化的,且温度越高,电阻越大。
由题意可得,只闭合S1时,L与L1串联,此时电源电压;
只闭合S2时,L与L2串联,此时电源电压;
由于灯泡L1和L2的额定功率相等,额定电流分别为0.2A和0.3A,有;
可得两灯泡的额定电阻之比为①
综上则有。
由表格数据可得,当通过灯L的电流为0.2A时,灯泡L两端的电压为1V,即;
当通过灯L的电流为0.3A时,灯泡L两端的电压为2.5V,即;
则有,,②
联立①②解得。
故答案为: (1);(2)1.8;(3)5;(4)寻找普遍规律;(5)②;
(6)电阻一定时,通过导体的电流与导体两端电压成正比;22.5。
【分析】 (1)按电路图连接实物;
(2)电压表读数时,看清量程,认清分度值;
(3)利用即可求解;
(4)探究串联电路电压的特点实验,多次实验目的寻找普遍规律;
(5)由表格中数据分析;
(6)利用功率相等列等式求出电压,再利用即可求解。
17.(2024·潮阳模拟)小红用如图甲所示电路“探究通过导体的电流与电压和电阻的关系”,电源电压为6V,滑动变阻器的规格为“ ”。
(1)请根据图甲的电路图,用笔画线代替导线将图乙中的实物电路连接完整,要求滑动变阻器滑到最右端时阻值最大。
(2)电路连接正确后闭合开关,发现电压表示数为0,电流表有示数,则原因可能是 。
(3)实验时小红设计并记录了表格如下,其中第 次实验数据一定不是这次做实验得到的;修正后,通过分析表格中有效的数据,可得结论: 。
实验次数 1 2 3 4 5
1 1.5 2 2.5 3
0.10 0.15 0.20 0.25 0.3
(4)接下来探究电流与电阻的关系,先用的定值电阻进行实验,闭合开关S,调节滑片P到合适位置,电流表示数如图丙所示,则此时电流大小为 A,并记录电压表示数。再将的定值电阻依次更换为、、继续探究,移动滑片P,直到电压表示数每次均为 V,并记录数据。
【拓展】小红还想使用的电阻继续完成第5次实验,发现无论怎样调节滑动变阻器,都无法使电压表的示数与之前相同,为了让前4次数据有效利用,下列解决方案可行的有 (填字母)。
A.将定值电阻两端电压改为3V
B.电源改为3节干电池的串联
C.在电流表附近串联一个的定值电阻
【答案】;电阻短路;1;当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比;0.4;2;B
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】探究导体的电流与电压和电阻的关系时,(1)根据要求,滑动变阻器一上一下,滑片移到最右端时阻值最大,要连接左下端的接线柱,与定值电阻左接线柱连接,如图所示:
(2)闭合开关,电流表有示数,电路是通路,电压表示数为0,电压表并联的位置短路,即电阻R短路。
(3)表格中第1组数据,定值电阻两端电压为1.0V时,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5.0V,计算滑动变阻器的阻值为:,第一组数据不是实验得到的;
根据第2组数据,计算定值电阻的阻值为:,
计算第3组数据的阻值为:
综合可得:当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
(4)根据图丙,电流表量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.4A;
定值电阻为5Ω时,两端电压为:,实验时,需要保持定值电阻两端电压为2V。
A.若使前4次实验数据有效,电压表示数不变改变,则电压表2V改为3V,不符合要求,故A不符合题意;
B.将电源更换为3节干电池,即4.5V,定值电阻两端的电压是2V,根据串联电路电压的规律,滑动变阻器分压为:,电路中电流为:,
滑动变阻器接入阻值为:,
滑动变阻器取值没有超过最大阻值,可以完成实验,故B符合题意;
C.能完成这次实验,滑动变阻器和串联的电阻分配的电压为4V,可知电路中电流,故滑动变阻器和串联电阻的总阻值为:;需要串联的定值电阻的阻值至少应为:,故C不符合题意。
故选B。
【分析】(1)连接滑动变阻器时,接线柱一上一下,滑片远离下面的接线柱,电阻变大;
(2)电阻串联,电流表右示数,电压表无示数,电压表测量的位置短路;
(3)根据电源电压和定值电阻的分压,计算滑动变阻器分压,根据,计算滑动变阻器电阻;根据实验数据,电阻一定时,通过导体的电流和电压成正比;
(4)根据电流表量程和指针位置,测量电流;根据U=IR,计算电压;滑动变阻器电阻过小时,可以减小电源电压,实现实验继续进行。
18.(2024·镇江)小明用图电路探究“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,记录电流表示数,多次更换定值电阻重复实验,得到电流与定值电阻的倒数关系如图中图线甲所示,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所示。
小明遗漏的实验操作是 。
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 。
小明按正确操作重新进行实验,你认为他得到的电流与定值电阻的倒数关系应为图中的图线 选填“甲”、“乙”或“丙”。
【答案】(1)
(2)右
(3)定值电阻;断路
(4)电源;调零;实验时定值电阻两端电压保持为定值;乙
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】 (1)在探究电流与电阻关系的实验中,除了电压表并联在定值电阻两端,其它的都是串联。根据图片可知,此时电压表的“3V”接线柱与定值电阻右端相连即可,如图所示:
;
(2)根据图片可知,当变阻器的滑片在最右端时阻值最大,则为保护电路,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。
【分析】 (1)根据实验目的确定电器元件的串并联关系,注意电表的量程和接线柱的选择,还要注意变阻器接线“一上一下”;
(2)为保护电路,滑动变阻器滑片要移至阻值最大处;
(3)根据实验现象,结合电表的示数变化确定故障的种类和位置;
(4)防止拆电路时发生短路,故拆电路时先拆电源上的导线;电压表在使用时要指针调零;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;正确操作重新进行实验,电压表示数比之前增大,由此分析。
19.(2024·吉林) 小明同学在“探究电流与电阻的关系”实验中,连接了如图甲所示的电路,其中电源电压恒定不变,滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”,选用的三个定值电阻阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω。
⑴在连接电路的过程中,开关应处于 状态;
⑵分别将5Ω、10Ω的定值电阻接入电路,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,两次实验均使电压表示数为1.2V,记下每次对应的电流表示数;
⑶断开开关,将滑片移到滑动变阻器的阻值最大处,接入20Ω的定值电阻进行第三次实验,闭合开关,电压表示数如图乙所示,小明分析之后发现无法将电压表示数调至1.2V,但可以求出电源电压为 V;
⑷为了使电压表示数仍为1.2V,顺利完成第三次实验,如果只更换滑动变阻器,应选取最大阻值不小于 Ω的滑动变阻器;
⑸更换合适的滑动变阻器后继续实验,根据实验数据绘制图像如图丙所示,分析图像可得:导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成 比。
【答案】断开;3;30;反
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】 (1)为了保护电路,在连接电路的过程中,开关应处于断开状态。
(3)由图甲可知定值电阻与滑动变阻器串联,电压表测定值电阻两端的电压,电流表测电路中的电流,图乙中电压表选用小量程,分度值为0.1V,示数为1.5V,
由欧姆定律可知,此时电路中的电流:,
由串联电路的电阻特点和欧姆定律可知,电源电压:U=IR=0.075A×(20Ω+20Ω)=3V。
(4)定值电阻两端的电压始终保持UV=1.2V,
根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压:U滑=U-UV=3V-1.2V=1.8V,
变阻器分得的电压为电压表示数的=1.5倍,
根据分压原理,当接入20Ω电阻时,变阻器连入电路中的电阻为:R滑=1.5×20Ω=30Ω,
即所选择的变阻器的最大阻值不能小于30Ω。
(5)由图象可知,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:导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
【分析】 (1)为了保护电路,连接电路时开关应断开。
(3)根据电压表选用小量程确定分度值读出示数,根据欧姆定律求出电路中的电流,根据串联电路的电阻特点和欧姆定律求出电源电压。
(4)探究电流与电阻的关系,应保持电阻两端的电压不变;根据串联电路电压的规律求出变阻器分得的电压,根据分压原理,求出当接入20Ω电阻时变阻器连入电路中的电阻,进而确定滑动变阻器的规格。
(5)根据图象中电流与电阻之积为一定值分析得出结论。
20.(2024·达州) 小明在老师的指导下对“电流与电阻的关系”进行探究,现提供如下器材:电压恒定为4.5V的电源;阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的五个定值电阻;标有“15Ω 2A”的滑动变阻器和“30Ω 1A”的滑动变阻器;电压表(0~3V)、电流表(0~0.6A)、开关各1只,导线若干。
(1)小明同学设计了如图甲所示的实验电路图,请根据电路图帮助他将图乙中的实物图连接完整。
(2)若电路连接正确,小明在闭合开关前,发现电流表指针如图丙所示,那么他接下来的操作应该是 。
(3)排除电路故障后,将滑动变阻器的滑片P移动到最右端,闭合开关,调节滑片P,使电压表的示数为2.5V时,电流表的指针如图丁所示,此时电路中电流为 A,他此时接入电路的定值电阻R的阻值为 Ω。
(4)完成步骤(3)后,若保持滑片P位置不变,断开开关,将定值电阻替换成10Ω,闭合开关,向 (选填“左”或“右”)移动滑片P直到电压表示数再次变为2.5V为止,并读出此时电流表的示数。
(5)多次改变接入电路的定值电阻R,并重复步骤(4)。最终得出电流与电阻的关系。
为确保后续所有定值电阻接入电路后都能完成该探究内容,应选择滑动变阻器 (选填“”或“”)接入电路。
(6)在完成上述探究内容后,小明将电路中的定值电阻替换成未知电阻,并利用伏安法成功测量出了的阻值。在他兴奋地向老师汇报成果后,老师告诉他还有其他的方法也能够测出未知电阻的阻值,下列电路不能成功测出未知电阻阻值的是 (阻值已知,电源电压不变)
【答案】(1)
(2)将电流表指针调零
(3)0.5;5
(4)右
(5)R2
(6)B
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】(1)根据电路图甲可知,滑动变阻器与R串联,电压表测R两端电压,所以要并联在R的两端,实物图连接如下图:
(2)在闭合开关前,发现电流表如丙图所示左偏,说明电流表指针没有指零,所以他接下来的操作应是将电流表指针调至零位;
(3)由题意可知电流表量程是“0~0.6A”,分度值为0.02A,如丁图所示,电流表读数为0.5A,此时电路中的电流为0.5A,由欧姆定律可得,此时接入电路的定值电阻R的阻值为:;
(4)由题意得,若保持滑片P位置不变,断开开关,将定值电阻替换成10Ω,根据串联电路分压可知定值电阻两端电压增大,要想电压表保持原来的2.5V,就要使滑动变阻器两端的电压增大,即增大滑动变阻器的阻值,所以要向右移动滑片直到电压表示数再次变为2.5V为止;
(5)为确保后续所有定值电阻接入电路都能完成该探究,由题意得,定值电阻两端电压始终保持2.5V,
当定值电阻取最大值时,滑动变阻器要移到最大阻值,当R=25Ω,
电路中的电流为:,
由电源电压为U电源=4.5V可知,
滑动变阻器两端的电压为:U滑=U电源-U=4.5V-2.5V=2V,
所以此时滑动变阻器的阻值为:,
所以选择滑动变阻器R2;
(6)A.先闭合S1,Rx与R0串联,读出电压表示数Ux为Rx两端电压,
再闭合S2,R0被短路,读出电压表示数U,即是电源电压,
则R0两端的电压为U0=U-Ux,
可以得到Rx与R0串联时电路的电流为:,
所以Rx的阻值为:,故A图可以测出Rx的阻值;
B.闭合S1,断开S2,电压表示数为电源电压示数,再闭合S1和S2,R0被短路,电压表示数仍然为电源电压,故无法得到电路中的电流与Rx两端的电压,故B图不能测出Rx的阻值;
C.闭合S1,将S2先与R0相连,读出电流表示数为I0,此时电路的总电压为U总=I0R0,再将S2与Rx相连,读出电流表的示数为Ix,所以Rx的阻值为:
,故C图可以测出Rx的阻值;
D.先闭合S1,Rx与R0串联,读出电流表示为I1,所以电源电压为U=I1(Rx+R0)①,在闭合S2,R0被短路,读出此时电流表示数为I2,此时电路的电源电压为U=I2Rx②,由①②可得:
I1(Rx+R0)=I2Rx,所以,故D图可以测出Rx的阻值。
故选B。
【分析】 (1)由串联电路连接方式及电压表电流表的连接方法即可画出导线;
(2)未闭合开关前,电流表指针要调零;
(3)电流表的使用和读数,再由欧姆定律计算出电阻;
(4)根据串联电路电流一定,电压与电阻成正比,可以得到滑动变阻器的滑片移动方向;
(5)保证所有电阻都能完成该探究,根据串联电路电压规律,实验过程中,滑动变阻器接入电路的电阻大小等于每次定值电阻阻值的大小,当定值电阻取最大值时,滑动变阻器也是最大值,根据欧姆定律计算变阻器接入电路的最大电流即可;
(6)测量待测电阻的阻值,关键是想办法测出电阻的电压和通过它的电流,由图所给的电路图分析是否能根据所给物理量测出Rx的阻值。
21.(2024·和平模拟)如图甲是探究“导体的电流跟电阻的关系”的电路。实验器材:电源(电压恒为4.5V),电流表、电压表各一只,开关一个,定值电阻5个(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、30Ω),滑动变阻器(“20Ω;2A”),导线若干。
(1)用笔画线代替导线完成图甲电路的连接 ;
(2)先用5Ω的电阻做实验,两电表的指针所指位置如图乙,根据图中信息可以判断电路故障可能是 ;排除故障并选择合适的量程,调节滑动变阻器直到电压表示数如图丙所示为 V;
(3)当用电阻10Ω替代5Ω继续实验时,应将滑片向 端移动才能使电压表的示数保持不变;改用30Ω的电阻继续实验时,发现无论怎样移动滑片,都无法使电压表的示数保持不变,在现有的器材的基础上,请你提出一种改进方法: 。
(4)根据实验数据绘制图像如图丁,可初步得到结论:电压一定时, 。
(5)设计了如图戊的电路,也能测量额定电流为的小灯泡正常发光时的电阻。电源电压未知、定值电阻的阻值为,请你将实验步骤补充完整。
①闭合开关,调节滑片,直到电压表的示数为 ,此时小灯泡正常发光,读取电压表的示数为;
②小灯泡正常发光时电阻的表达式是 。(均用给定的物理量表示)
【答案】;定值电阻R断路;2.5;A;换用阻值更大的滑动变阻器;电流与电阻成反比;;
【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】【解答】(1)探究“导体的电流跟电阻的关系“,需要使用变阻器控制导体两端的电压不变,所以定值电阻和滑动变阻器串联,电压表测量定值电阻两端的电压。如图所示:
(2)乙图中,左表为电压表有示数;右边电流表示数为0,由此可知,与电压表并联的定值电阻断路了。如图丙电压表示数2.5V。
(3)根据串联分压可知,定值电阻减小时,其两端电压减小,所以需要减小变阻器电阻,减小变阻器分压需要向A端移动, 改用30Ω的电阻继续实验时,滑动变阻器分得的电压还是较小,应更换最大阻值更大的滑动变阻器。
(4)由图丁所示图像可知:在电压不变时,电流与电阻成反比。
(5)灯泡正常发光,此时电压表的示数为。则根据欧姆定律,小灯泡正常发光时电阻的表达式。
综上第2空、定值电阻R断路;第3空、2.5;第4空、A;第5空、换用阻值更大的滑动变阻器;第6空、电流与电阻成反比;第7空、;第8空、
【分析】根据电路连接的基本操作、电路的故障分析、串联分压、欧姆定律填空
电路连接的基本操作:连接电路时,为保护电路开关应断开,变阻器调节至最大阻值处,对电表进行试触,根据电表偏转角度选择合适的电表量程;同时电表的正负极接线柱要符合电流的正进负出;
电路的故障分析: 题目中电流表指针几乎没有偏转,电压表指针迅速偏转到满偏刻度外 ,表明电压表接入电路,所以和电压表并联的用电器断路
串联分压:用电器串联时,其两端的电压和电阻成正比,待测电阻的电压无法增加,表明电源电压过小或者变阻器电阻较小分压过小导致。
欧姆定律:U=IR,所以在电压不变时,电流与电阻成反比。
22.(2024·珠海模拟)题图甲所示的电路探究通过导体的电流与电压、电阻的关系。器材有:干电池3节(每节电压略小于1.5V),滑动变阻器3个(铭牌上分别标 有“5Ω3A”、“20Ω2A”、“50Ω1.5A”字样),电流表、电压表、开关各一个,阻值为 5Ω、10Ω、20Ω的电阻各一个,导线若干。
(1)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移至 (选填“A”或“B”)端;
(2)闭合开关后,电流表示数为零,电压表偏转明显,则故障可能是
(3)排除故障后,重新开始实验:
①探究“电流与电压的关系”时,正确操作后闭合开关,电压表示数为0.7V,电流表示数为0.07A。移动滑片P,记录多组数据,利用描点法画出I-U 图像,如图乙所示。由图像可得该实验结论: 实验中选用的滑动变阻器的最大电阻为 (选填“5Ω”、“20Ω”或“50Ω”);
②探究“电流与电阻的关系”时,小文除了利用上一次实验中的某组数据外,将R换成5Ω后,闭合开关,移动滑片P,电流表示数如图丙所示为 A。再换接未使用的另一个电阻,正确操作后,电流表示数为 A;
(4)实验结束后,小文又利用电源(电压未知但恒定不变)、阻值为R0的定值电阻、电压表等器材,设计了如图丁所示的电路测出了实验室中一未知电阻 R的阻值,请完成下列实验步骤:
①闭合开关 S1,断开S2,读出电压表的示数U1;
②闭合开关 S1 和 S2,读出电压表的示数U2;
则待测电阻的阻值 R= 。 (用U1 、U2 和 R0表示)
【答案】B;电阻R断路;电阻一定时,通过导体的电流与其两端的电压成正比;50Ω;0.4;0.1;
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验;欧姆定律及其应用;伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移至阻值最大处,即B端,可以保护电路安全。
(2)闭合开关后,电流表示数为零,电路中可能发生了断路,再由电压表偏转明显,说明电压表电源两极之间可构成通路,故障只能是定值电阻发生了断路。
(3)①第3空,由图像是一条斜直线故,可得结论:电阻一定时,通过导体的电流与其两端的电压成正比;
第4空, 由题意可知,电源为三节干电池串联,由于每节电压略小于1.5V,则电源电压范围应该大于3V,小于4.5V; 由图乙可知,刚闭合开关时,滑动变阻器阻值最大,此时电压表示数为0.7V,电流为0.07A,根据串联电路电压规律和欧姆定律可知,电源电压为
U=0.7V+0.07A×R滑大 ------- ①
若选用“5Ω,3A”的滑动变阻器代入①式,可得U=1.05V,不符合题意; 若选用“20Ω,2A”的滑动变阻器代入①式,可得U=2.1V,不符合题意; 若选用“50Ω1.5A”的滑动变阻器代入①式,可得U=4.2V,符合题意; 故实验中选用的是滑动变阻器最大阻值为50Ω。
②第5空,由丙图可知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,由指针位置可知示数为0.4A。
第6空, 此时电阻阻值为5Ω,电阻两端电压为
UR=IR=0.4A×5Ω=2V;
第6空,由第一次实验所用数据可知,定值电阻两端电压为0.7V,电流为0.07A,故第一次所用电阻为:
,故最后换接的应是20Ω的电阻。由于本实验要控制定值电阻两端电压保持不变。断开开关,换接20Ω的电阻,电流为
(4)①闭合开关 S1,断开S2,读出电压表的示数U1,此时电压表与定值电阻R1串联在电路中,电压表示数等于电源电压,即U1=U电源;
②闭合开关 S1 和 S2,此时R0与R串联,电压表测的是R0的电压,即R0的电压为U2;
第7空,由欧姆定律可得待测电阻R的阻值为
。
【分析】(1)为了保护电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移至阻值最大处;
(2)闭合开关后,电流表示数为0,说明电路可能断路,电压表示数为0,说明电压表与电源没有连通;试触B点,电压表指针偏转,说明电压表与电源连通,据此分析;
(3)根据图乙分析得出结论;根据图甲确定电源电压大约值;闭合开关,电压表示数为0.7V,电流表示数为0.07A,此时滑动变阻器接入电路的阻值最大,根据串联电路电压规律结合欧姆定律讨论滑动变阻器最大阻值和电源电压;
根据电流表选用量程确定分度值读数,利用U=IR求出定值电阻两端电压;根据图乙结合欧姆定律求出定值电阻的阻值,然后确定未使用过的电阻,最后根据控制变量法结合欧姆定律求出电流表示数;
(4)利用电压表与定值电阻串联时,电压表示数为电源电压,再利用R0与R串联可得待测电阻两端电压,再利用欧姆定律计算待测电阻阻值。
1 / 1考点冲刺29【实验:探究电流与电压、电阻的关系】—2025年中考物理考前素描40天终极冲刺宝典
一、实验探究题
1.(2025·成都模拟)小涵用如图甲所示的电路来探究并联电路的电流规律。
(1)连接完电路,闭合开关后,小涵发现L1不发光,L2发光。她轻轻触碰了一下L,两灯泡就都发光了。说明之前电路的故障是 .
(2)小涵在第一次实验中测量Ic时电流表的指针如图乙所示,则数据应记录为 A。
IA/A IB/A Ic/A
0.52 0.20
(3)为了得到普遍性的结论,小涵接下来应该 ,多次实验。
2.(2025·深圳模拟)在探究 “电流与电阻关系” 的实验中,实验器材:两节新干电池,3个定值电阻(R1=5Ω、R2=10Ω、R3=20Ω),规格为 “15Ω 1A” 的滑动变阻器、电压表、电流表、开关各一个,导线若干。实验步骤如下:
(1)连接电路时,开关应处于 (选填 “闭合” 或 “断开”)状态。
(2)连接好电路时,闭合开关,电压表指针反向偏转,原因是: 。
(3)检查后连好电路后如图甲所示,按下列步骤进行实验。
①将R1接入电路,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为 1.5V,记下电流表的示数I1 。
②用R2替换R1接入电路闭合开关后,接下来的操作是移动滑动变阻器的滑片P,使电压表示数为1.5V,记下电流表的示数I2。
③用R3替换R2接入电路,发现无论怎样移动滑片,电压表的示数始终大于1.5V,请写出一种使电压表示数能达到1.5V的办法: 。
④问题解决后,小明绘制如图乙所示的I 图象,得出结论:电压一定时,通过导体电流跟导体的电阻成 比。
(4)探究完电流与电阻的关系后,小明更换电源利用如图丙所示的电路图测小灯泡的额定功率,选取的小灯泡上标有 “0.3A” 字样,估计它的额定功率为1.5W,电流表的 “0 - 0.6A” 和 “~3A” 量程完好,电压表的 “0 - 3V” 量程完好,“0 - 15V” 量程已损坏,滑动变阻器的铭牌标有 “50Ω 1A” 字样。连接电路时,小明实验操作正确,闭合开关时,电流表和电压表的示数分别为 0.2A和2V;接着他边思考边实验,改进电路后,当将滑动变阻器的滑片 P 移至中点(连入电路中的电阻为25Ω)时,灯正常发光。 小明根据测量的数据算出了灯泡的额定功率。
根据以上的叙述回答下列问题。
①小明改进后的电路图如图丁所示。
②该同学判断小灯泡正常发光的依据是 。
③小灯泡的额定功率是 W。
3.(2025九下·深圳开学考)小丽在探究“电流与电阻的关系”时,可供使用的实验器材有:电源(电压恒为6V)、电流表、电压表、滑动变阻器、开关各一个,阻值不同的定值电阻四个(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω),导线若干。
(1)连接好电路后,闭合开关,发现两表均无示数,则故障可能是____ (填字母)。
A.定值电阻短路 B.滑动变阻器短路
C.定值电阻断路 D.滑动变阻器断路
(2)排除故障后,完成实验。小丽根据实验数据画出:图像如图乙所示,根据图像可知,小丽实验中的定值电阻两端的电压U0为 V,小丽所用的滑动变阻器最大阻值不能小于 Ω
(3)小丽在换用20Ω的电阻做实验时,发现电阻已经损坏,她灵机一动,利用现有的几个电阻解决了这个问题。请你写出小丽的做法: 。
(4)完成上述实验后,小丽继续探究电流与电压的关系,她 (选填“可以”或“不可以”)继续使用图甲的电路图。
4.(2025九下·南山开学考)用电压表和电流表等器材探究电流与电阻的关系,电源电压为4.5V,所用定值电阻的阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω、30Ω。
(1)先将30Ω的电阻接入图甲所示电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到最 (选填“左”或“右")端:
(2)图甲所示电路有一条导线连接错误,请在该导线上打“*",并用笔画一条线代替导线,将电路连接正确 ;
(3)改正错误后闭合开关,电流表无示数,电压表有示数,可能是定值电阻 路;
(4)排除故障后闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,当电压表的示数为3.0v时,电流表的示数为0.1A。断开开关,将30Ω的电阻换成25Ω的后再闭合开关,应将滑动变阻器的滑片向 (选填“左”或“右")移动,直至电压表示数为3.0V,此时,电流表的示数如图乙所示,为 A
(5)实验数据如下表所示:
实验次数 1 2 3 4 5 6
电阻R/Ω 30 25 20 15 10 5
电流IA 0.1 0.15 0.2 0.3 0.6 0.6
为顺利完成该实验,所用滑动变阻器的最大阻值应大于 Ω
5.(2025·贵州模拟)在“探究电流与电压的关系”实验中,保持定值电阻R不变,小明设计了如图甲所示的电路图并进行实验。
数据序号 1 2 3 4 5
电压U/V 1.2 1.6 1.8 2.0 2.4
电流I/A 0.12 0.16 0.18 0.20 0.24
(1)连接电路前,电流表有示数,应该对电流表进行 。
(2)连接完电路,实验前应将滑动变阻器的滑片P移至 端。
(3)某次实验中,电流表指针偏转如图乙所示,示数为 A。
(4)实验测出五组数据记录在表格中,为了找到电阻一定时,电流与电压的关系,应该怎样处理数据? (列举一种方法即可)。
6.(2024九下·成都期中)小张在“探究并联电路中电流规律”的实验中,设计的电路如图所示,把电流表分别接入到电路中的a、b、c处,测出a、b、c处的电流数据记录如表。
实验次数 a点/A b点/A c点/A
1 0.22 0.22 0.44
2 0.24 0.24 0.48
3 0.28 0.28 0.56
(1)在连接电路的过程中,开关应该处于 状态;
(2)在进行实验时,灯泡突然熄灭,仍发光,则电路故障可能是 (选填“短路”或“开路”);
(3)小张根据如表实验数据断定“并联电路中各支路的电流一定相等”,你认为这一结论是错误的,造成这一现象的原因是两个小灯泡的规格 (选填“相同”或“不同”)。
7.(2024·乐山)物理学习小组在“探究电流与电压的关系”时,设计了如图甲所示的电路。其中电源电压为3V,定值电阻R1约为4Ω,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V。该小组同学完成了以下实验步骤:
U/V 0.3 0.6 0.9 1.2 1.5
I/A 0.08 0.15 0.23 0.38
(1)正确连接好电路,闭合开关S前,需将滑片P移动至 (选填“a”或“b”)端;
(2)闭合开关S后,发现无论怎样移动滑片P,电流表、电压表均无示数。在检查电源和导线均正常的前提下,你认为引起上述现象的原因可能是 ;(写出一种即可)
(3)排除故障后,小组同学正常进行操作,在表格中记录多组电流表、电压表的示数。当电压表示数为1.2V时,电流表示数如图乙所示为 A;
(4)根据表格数据,在图丙中画出关系图象;
(5)分析所绘制的图象得出结论:在电阻一定的情况下,通过导体的电流与导体两端的电压成 ;
(6)该小组同学认为还需更换不同阻值的定值电阻重复上述操作,你认为他们这么做的目的是 。
8.(2024·辽宁) 某小组猜想电流与电压和电阻有关,现要探究电流与电压的关系。
(1)为探究电流与电压的关系,实验中应控制 不变;
(2)该小组连接的部分电路如图所示,请用笔画线代替导线将电路补充完整 (导线不能交叉);
(3)正确连接电路后,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应调到最 端;
(4)试触时发现电压表和电流表的指针均不偏转。为查找故障,闭合开关,保持导线ab的a端不动,将b端依次接到A、B和C接线柱,电压表的指针均偏转,电流表指针均不偏转。若电路中只有一处故障,则发生的故障是 ;
(5)排除故障后,闭合开关,通过移动 的位置改变电阻两端的电压,测量电阻两端的电压U和对应的电流I,记录的实验数据如下表所示;
数据序号 1 2 3 4 5
电压U/V 1.60 1.90 2.20 2.50 2.80
电流I/A 0.16 0.19 0.22 0.25 0.28
分析表格中的数据,发现电压与其对应电流的比值 ,从而得出结论: 。
9.(2025·宝安模拟)图甲是“探究电流与电压、电阻关系”的实验电路,三个小组的同学分别用5Ω、10Ω、15Ω的定值电阻和学生电源(电压恒为3V)进行探究。
(1)某小组正确连接电路,闭合开关,移动滑片P,发现电流表、电压表均有示数,但不稳定,指针左右摆动,其故障的原因可能是 接触不良;排除故障,缓慢移动滑片P到某位置时。电压表的示数如图乙所示,为 V。
(2)将不同小组的数据汇总后,得到如表所示的数据,根据实验数据绘制三个电阻的IU图像如图丙所示,其中 (选填“a”“b”或“。”)是R的 IU 图像。
R1=5Ω R2=10Ω R3=15Ω
实验次数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
U/V 0.8 1.0 1.5 1.8 1.2 1.8 2.2 2.6 1.5 1.8 2.1 2.4
I/A 0.16 0.20 0.30 0.36 0.12 0.18 0.22 0.26 0.10 0.12 0.14 0.16
(3)分析数据或图像可得:在电阻一定的情况下, ,根据表格中 (选填实验次数)三组数据还可以分析出电流与电阻的关系。
(4)在上述实验过程中,有两次记录数据时滑动变阻器的滑片恰好是在某一侧的端点,则经计算可知,变阻器的最大电阻是 Ω。
10.(2025·湘西模拟)小明和同学们选用了一些实验器材来探究“串、并联电路中电流及电压的规律”实验:
(1)为了探究并联电路中电流的规律,小明设计了如图甲所示的电路图,小明测得b、c两处电流如表1,测得a点的电流如图丙所示,
表1并联电路的电流特点
Ia/A Ib/A Ic/A
1 0.4 0.6
①a点的电流大小Ia为 A;
②利用表1中的这一组数据,小明直接得出了并联电路的电流规律,同组的小华认为小明得出的结论不可靠,请你帮他们改进一下,写出你的改进措施: 。
(2)为了探究串联电路中电压的规律,小明设计了如图乙所示的电路图,并进行实验,
①测量完L1两端的电压后,在测量L2两端的电压时,为节省时间,小明将电压表所接的b接点不动,只断开a接点,并改接到c接点上,你认为小明的操作存在的错误是: .
②改进实验操作后,小明测得 ab、bc、ac间电压如表2,分析表2 数据,小明得出:串联电路中,总电压等于各用电器两端的电压 ;第2次实验中Uab 与Ubc大小相等的可能原因是 。
表2串联电路的电压特点
实验次数 Uab/V Ubc/V Uac/V
1 1.3 1.7 3.0
2 1.5 1.5 3.0
3 1.8 1.2 3.0
11.(2025·长沙模拟)在探究“电阻一定时,电流与电压关系”的实验中,小明得到的实验数据如表所示。
数据序号
电压
电流
(1)小凯把定值电阻、电流表、电压表、滑动变阻器、开关和电源连接成了图所示的电路,正准备闭合开关时,旁边的小兰急忙拦住他,说接线错了。请你检查一下电路,看看错在哪里。小当发现只要改接一根导线就可以,请把接错的那一根导线找出来,打上“”,再画一根线把它改到正确的位置上 。
(2)为分析电流与电压的定量关系,请你在图中的方格中建立有关坐标轴并制定其标度,把表中的数据在坐标系中描点并画出图象 。
(3)小英说,从图中可以看出,这些数据中第 组填序号是明显错误的,跟其他数据的规律完全不同,可能是读取这组数据时粗心所引起的,分析时需要把它剔除掉。
(4)通过描点作图可以得到的实验结论是: 。
12.(2025·南山模拟)如图所示,在探究“通过导体的电流与导体两端电压关系”实验时,电源电压为不变,滑动变阻器规格为“”:
实验次数
电压
电流
⑴根据图甲连接电路时,开关闭合前,滑动变阻器滑片要移至 端选填“最左”或“最右”;
⑵闭合开关,调节滑动变阻器,测得多组电流、电压的数据,记录在表格中;
⑶根据表格数据,可以得到结论: ;
⑷增加、、的定值电阻,利用上述的实验器材和电路还可以探究“电流与电阻的关系”:
①先将的定值电阻接入电路中,调节滑动变阻器,当电压表示数为时,记录电流表的示数;
②不改变滑动变阻器滑片的位置,将的电阻换成的电阻,闭合开关,向 选填“左”或“右”移动滑动变阻器滑片,直至电压表的示数为 ;
③对“探究电流与电阻关系”的实验数据进一步处理、分析,绘制了“电流与定值电阻、电流与滑动变阻器,电流与总电阻”的三条图线,如上图乙所示,其中反映电流与总电阻关系的是 选填“”、“”或“”,图中阴影部分面积表示的物理含义是 ;
④该小组用的电阻替换的电阻进行了第次实验,发现实验无法进行下去,为完成第次实验,同学们提出下列解决方案,其中可行的是 。
A.换成电压为的电源
B.更换最大阻值大于或等于的滑动变阻器
C.将电压表的量程换为
13.(2024·南山模拟)为完成“探究电流与电阻的关系”实验,好学的小明同学从实验室取得以下器材:电压恒为3V 的电源,电流表,电压表,开关,规格为“40Ω;1A”的滑动变阻器,5Ω、10Ω、25Ω的定值电阻各一个,导线若干。
(1)将图甲中的实物电路连接完整,要求滑片P向B端移动时电流变大 ;(导线不得交叉)
(2)小明先将 5Ω的定值电阻接入电路,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片 P 时发现:电流表始终无示数,电压表有示数,且接近电源电压。其原因可能是定值电阻R (选填“短路”或“断路”);
(3)排除故障后,小明将 10Ω的电阻接入电路,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片 P,直到电压表的示数如图乙所示,记为 V,并记录电流表的示数;接着断开开关,用 25Ω的电阻替换10Ω的电阻,为保证电压表的示数不变,应向 (选填“A”或“B”)端移动滑片 P;
(4)另一爱动脑的小江同学使用的是规格为“50Ω;1A”的滑动变阻器,为了使5Ω、10Ω、25Ω电阻器都能顺利完成实验,应控制 R 两端电压不低于 V;
(5)学习非常积极的刘妤晨同学想测量一个未知电阻 Rx 的阻值,但发现电流表已经损坏。同样积极的小红同学帮她找来一个定值电阻 R0 并设计了一个实验方案,如图丁所示:
①先闭合开关 S、S1,记下电压表示数 U1;
②再断开 S1,记下电压表示数 U2,则 Rx (表达式用 U1、U2、R0 表示)。
14.(2025九下·雷州开学考)某同学利用图甲所示的电路探究电流与电压的关系。实验中电源电压保持 3V 不变,定值电阻的阻值为 4Ω,滑动变阻器的规格为“20Ω 0.5A”。
(1)该同学接错了一根导线,请你在这根导线上打“×”,并补画出正确的那根导线; 。
(2)正确改接电路后,该同学立即进行实验,闭合开关后,电流表的示数如图乙所示,此时通过定值电阻的电流是 A。这位同学实验操作的不足之处是 ;
(3)该同学完成了预先设计好的表格中的 4 次实验,将得到的实验数据填入表格。
电压U/V 0.3 0.6 0.9 1.2 1.5 1.8 2.1 2.4
电流I/A 0 0.15 0.23 0.30 0.38
分析表中已测出的数据,可以初步得到实验结论:在电阻一定的情况下,通过导体的电流与导体两端的电压 。为了进一步验证这个结论,该同学利用现有器材在不改变电路连接的情况下,表格里余下的 4 次实验中,他还能完成 次。
15.(2025九下·宝安开学考)在“探究电流与电压关系”的实验中,图甲是某实验小组设计的电路,电源电压3V保持不变。
(1)请用笔画线代替导线,在图甲中完成电路连接,要求滑片P向右端滑动时,电流表的示数变大 ;
(2)检查无误后,闭合开关发现电流表几乎无示数,电压表示数接近3V。移动滑片P,两电表示数均无变化,则电路故障可能是 ;
(3)排除故障后,实验中测得五组数据,并绘制出定值电阻R的I U图像如图乙所示。由图像可得:实验中所用定值电阻R的阻值为 Ω。
16.(2025·雷州模拟)在“探究串联电路电压的特点”实验中。小明设计了图甲所示的电路。其中R0为定值电阻,R为滑动变阻器,L为小灯泡。
(1)根据图甲所示的电路图用笔画线代替导线,将图乙所示的实物图补充完整 ;
(2)连接好电路后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片至某一位置,记录电流表的示数;选择合适的量程,用电压表分别测出ab、bc、cd、ac、bd、ad间的电压。将这些数据记入下表。改变滑动变阻器滑片的位置,在保证电路安全的情况下再做几次实验。读取数据①时电压表的示数如图所示,示数为 V;
数据序号 电流/A Uab/V Ubc/V Ucd/V Uac/V Ubd/V Uad/V
1 0.20 1.0 2.5 1.0 3.5 3.5 4.5
2 0.24 ① 1.5 1.2 ② 2.7 4.5
3 0.30 2.5 0.5 ③ 3.0 2.0 4.5
…
(3)根据数据可知R0的阻值为 Ω;
(4)根据第1组的实验数据可初步得出结论:串联电路中,总电压等于这部分电路中的各用电器两端电压之和。再做几次实验的目的是 ;
(5)读取数据 (选填“②”或“③”)时,电压表指针没有对准刻度线;
(6)根据表中的实验数据,写出一条你还能发现的规律: ;
【拓展】灯泡L1和L2的额定功率相等,额定电流分别为0.2A和0.3A,小明利用图甲中的灯泡L,对L1和L2的发光情况进行研究。将L、L1、L2与某一可调压电源连接成如图所示的电路,只闭合S1,调节电源电压至某一值时,通过电压表判断出L1正常发光;断开S1,闭合S2,发现不用改变电源电压,L2也恰好正常发光。则L1正常发光时的电阻为 Ω。
17.(2024·潮阳模拟)小红用如图甲所示电路“探究通过导体的电流与电压和电阻的关系”,电源电压为6V,滑动变阻器的规格为“ ”。
(1)请根据图甲的电路图,用笔画线代替导线将图乙中的实物电路连接完整,要求滑动变阻器滑到最右端时阻值最大。
(2)电路连接正确后闭合开关,发现电压表示数为0,电流表有示数,则原因可能是 。
(3)实验时小红设计并记录了表格如下,其中第 次实验数据一定不是这次做实验得到的;修正后,通过分析表格中有效的数据,可得结论: 。
实验次数 1 2 3 4 5
1 1.5 2 2.5 3
0.10 0.15 0.20 0.25 0.3
(4)接下来探究电流与电阻的关系,先用的定值电阻进行实验,闭合开关S,调节滑片P到合适位置,电流表示数如图丙所示,则此时电流大小为 A,并记录电压表示数。再将的定值电阻依次更换为、、继续探究,移动滑片P,直到电压表示数每次均为 V,并记录数据。
【拓展】小红还想使用的电阻继续完成第5次实验,发现无论怎样调节滑动变阻器,都无法使电压表的示数与之前相同,为了让前4次数据有效利用,下列解决方案可行的有 (填字母)。
A.将定值电阻两端电压改为3V
B.电源改为3节干电池的串联
C.在电流表附近串联一个的定值电阻
18.(2024·镇江)小明用图电路探究“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,记录电流表示数,多次更换定值电阻重复实验,得到电流与定值电阻的倒数关系如图中图线甲所示,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所示。
小明遗漏的实验操作是 。
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 。
小明按正确操作重新进行实验,你认为他得到的电流与定值电阻的倒数关系应为图中的图线 选填“甲”、“乙”或“丙”。
19.(2024·吉林) 小明同学在“探究电流与电阻的关系”实验中,连接了如图甲所示的电路,其中电源电压恒定不变,滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”,选用的三个定值电阻阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω。
⑴在连接电路的过程中,开关应处于 状态;
⑵分别将5Ω、10Ω的定值电阻接入电路,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,两次实验均使电压表示数为1.2V,记下每次对应的电流表示数;
⑶断开开关,将滑片移到滑动变阻器的阻值最大处,接入20Ω的定值电阻进行第三次实验,闭合开关,电压表示数如图乙所示,小明分析之后发现无法将电压表示数调至1.2V,但可以求出电源电压为 V;
⑷为了使电压表示数仍为1.2V,顺利完成第三次实验,如果只更换滑动变阻器,应选取最大阻值不小于 Ω的滑动变阻器;
⑸更换合适的滑动变阻器后继续实验,根据实验数据绘制图像如图丙所示,分析图像可得:导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成 比。
20.(2024·达州) 小明在老师的指导下对“电流与电阻的关系”进行探究,现提供如下器材:电压恒定为4.5V的电源;阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的五个定值电阻;标有“15Ω 2A”的滑动变阻器和“30Ω 1A”的滑动变阻器;电压表(0~3V)、电流表(0~0.6A)、开关各1只,导线若干。
(1)小明同学设计了如图甲所示的实验电路图,请根据电路图帮助他将图乙中的实物图连接完整。
(2)若电路连接正确,小明在闭合开关前,发现电流表指针如图丙所示,那么他接下来的操作应该是 。
(3)排除电路故障后,将滑动变阻器的滑片P移动到最右端,闭合开关,调节滑片P,使电压表的示数为2.5V时,电流表的指针如图丁所示,此时电路中电流为 A,他此时接入电路的定值电阻R的阻值为 Ω。
(4)完成步骤(3)后,若保持滑片P位置不变,断开开关,将定值电阻替换成10Ω,闭合开关,向 (选填“左”或“右”)移动滑片P直到电压表示数再次变为2.5V为止,并读出此时电流表的示数。
(5)多次改变接入电路的定值电阻R,并重复步骤(4)。最终得出电流与电阻的关系。
为确保后续所有定值电阻接入电路后都能完成该探究内容,应选择滑动变阻器 (选填“”或“”)接入电路。
(6)在完成上述探究内容后,小明将电路中的定值电阻替换成未知电阻,并利用伏安法成功测量出了的阻值。在他兴奋地向老师汇报成果后,老师告诉他还有其他的方法也能够测出未知电阻的阻值,下列电路不能成功测出未知电阻阻值的是 (阻值已知,电源电压不变)
21.(2024·和平模拟)如图甲是探究“导体的电流跟电阻的关系”的电路。实验器材:电源(电压恒为4.5V),电流表、电压表各一只,开关一个,定值电阻5个(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、30Ω),滑动变阻器(“20Ω;2A”),导线若干。
(1)用笔画线代替导线完成图甲电路的连接 ;
(2)先用5Ω的电阻做实验,两电表的指针所指位置如图乙,根据图中信息可以判断电路故障可能是 ;排除故障并选择合适的量程,调节滑动变阻器直到电压表示数如图丙所示为 V;
(3)当用电阻10Ω替代5Ω继续实验时,应将滑片向 端移动才能使电压表的示数保持不变;改用30Ω的电阻继续实验时,发现无论怎样移动滑片,都无法使电压表的示数保持不变,在现有的器材的基础上,请你提出一种改进方法: 。
(4)根据实验数据绘制图像如图丁,可初步得到结论:电压一定时, 。
(5)设计了如图戊的电路,也能测量额定电流为的小灯泡正常发光时的电阻。电源电压未知、定值电阻的阻值为,请你将实验步骤补充完整。
①闭合开关,调节滑片,直到电压表的示数为 ,此时小灯泡正常发光,读取电压表的示数为;
②小灯泡正常发光时电阻的表达式是 。(均用给定的物理量表示)
22.(2024·珠海模拟)题图甲所示的电路探究通过导体的电流与电压、电阻的关系。器材有:干电池3节(每节电压略小于1.5V),滑动变阻器3个(铭牌上分别标 有“5Ω3A”、“20Ω2A”、“50Ω1.5A”字样),电流表、电压表、开关各一个,阻值为 5Ω、10Ω、20Ω的电阻各一个,导线若干。
(1)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移至 (选填“A”或“B”)端;
(2)闭合开关后,电流表示数为零,电压表偏转明显,则故障可能是
(3)排除故障后,重新开始实验:
①探究“电流与电压的关系”时,正确操作后闭合开关,电压表示数为0.7V,电流表示数为0.07A。移动滑片P,记录多组数据,利用描点法画出I-U 图像,如图乙所示。由图像可得该实验结论: 实验中选用的滑动变阻器的最大电阻为 (选填“5Ω”、“20Ω”或“50Ω”);
②探究“电流与电阻的关系”时,小文除了利用上一次实验中的某组数据外,将R换成5Ω后,闭合开关,移动滑片P,电流表示数如图丙所示为 A。再换接未使用的另一个电阻,正确操作后,电流表示数为 A;
(4)实验结束后,小文又利用电源(电压未知但恒定不变)、阻值为R0的定值电阻、电压表等器材,设计了如图丁所示的电路测出了实验室中一未知电阻 R的阻值,请完成下列实验步骤:
①闭合开关 S1,断开S2,读出电压表的示数U1;
②闭合开关 S1 和 S2,读出电压表的示数U2;
则待测电阻的阻值 R= 。 (用U1 、U2 和 R0表示)
答案解析部分
1.【答案】(1)L1接触不良
(2)0.32
(3)更换不同规格灯泡
【知识点】探究串并联电路中的电流特点实验
【解析】【解答】(1) 轻轻触碰了一下L,两灯泡就都发光了 ,所以L1接触不良,
(2)电流表量程为0-0.6A,示数为0.32A;
(3) 为了得到普遍性的结论, 接下来应该更换不同规格灯泡;
【分析】1、试验的正确操作步骤:提出问题、作出假设、设计实验,进行试验、得出结论,为了得出准确结论,要进行多次实验确保实验结论的正确性和普遍性;
2、电流表、电压表的连接:电流表与待测原件串联;电压表的与待测原件并联,连接过程需要电流正极流入负极流出,同时选择合适的量程。
2.【答案】(1)断开
(2)电压表正负接线柱接反了
(3)换用最大电阻更大的滑动变阻器;反
(4)电流表的示数为0.3A;1.35
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】(1)为了保护电路, 连接电路时,开关应处于 断开状态;
综上 第1空、 断开;
(2) 闭合开关,电压表指针反向偏转 的原因为正负极接线柱反接;
综上 第1空、 电压表正负接线柱接反了;
(3)电压表 的示数始终大于1.5V ,根据串联分压可知,R3较大,所以需要减小R3阻值,或者增加变阻器阻值;使得电压表示数为1.5V;据图可知 I 为一直线,所以 电压一定时,通过导体电流跟导体的电阻成 反比;
综上 第1空、 换用最大电阻更大的滑动变阻器; 第2空、反;
(4)灯泡的额定电流为0.3A,所以正常发光时电流为0.3A,即电流表示数为0.3A; 连接电路时,小明实验操作正确,闭合开关时,电流表和电压表的示数分别为 0.2A和2V; 此时电源电压U=0.2A×50Ω+2V=12V; 当将滑动变阻器的滑片 P 移至中点(连入电路中的电阻为25Ω)时,灯正常发光 ,此时电源电压U=0.3A×25Ω+UL,解得UL=4.5V,根据P=UI计算可知P=4.5V×0.3A=1.35W.
综上 第1空、电流表的示数为0.3A; 第2空、 1.35W.
【分析】1、电路连接的基本操作:连接电路时,为保护电路开关应断开,变阻器调节至最大阻值处,对电表进行试触,根据电表偏转角度选择合适的电表量程;同时电表的正负极接线柱要符合电流的正进负出;
2、电流表、电压表的连接:电流表与待测原件串联;电压表的与待测原件并联,连接过程需要电流正极流入负极流出,同时选择合适的量程。
3、串联分压:用电器串联时,其两端的电压和电阻成正比,待测电阻的电压无法降低,表明电源电压过大或者变阻器电阻较小分压过少导致。
4、电功率的计算:公式为P=UI。
3.【答案】(1)D
(2)2.4;45
(3)试验仪器中有5Ω和15Ω,所以可以将两电阻串联进行试验
(4)可以
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】(1) 两表均无示数 ,所以电路发生断路,AB错误,定值电阻断路时电压表有示数,所以只能为变阻器断,D正确,ABC错误;
综上选D。
(2)根据图中数据,当电阻为10Ω,电流为0.24A,根据U=IR计算可知,电压为2.4V,电流最小为0.12A,电压为6V,根据欧姆定律计算最大电阻Rmax=50Ω,定值电阻最小为5Ω,所以变阻器最大电阻不小于45Ω;
综上 第1空、2.4; 第2空、45 ;
(3)定值电阻的阻值为20Ω,试验仪器中有5Ω和15Ω,所以可以将两电阻串联进行试验;
综上 第1空、试验仪器中有5Ω和15Ω,所以可以将两电阻串联进行试验;
(4) 探究电流与电压的关系 ,保持电阻不变,可以使用图甲的电路图;
综上 第1空、 可以。
【分析】1、电路的故障分析: 题目中电流表、电压表指针几乎没有偏转,所以电路发生短路,且断路位置在并联在电压表两侧;
2、串联电路的电路规律:串联电路,电流处处相等,电源的电压为用电器电压之和,总电阻为用电器电阻之和;
3、电压表与待测用电器并联测量电压,电流表串联测量用电器电流,根据欧姆定律U=IR计算用电器的电流和电阻以及电压。
4.【答案】(1)左
(2)
(3)断路
(4)右;0.12
(5)15
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】(1) 闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到最大阻值处,即最左端。
综上 第1空、 左。
(2)电压表应该并联在定值电阻两端,据此作图:
(3) 电流表无示数,电压表有示数 ,说明定值电阻断路,导致电压表串联在电路中;
综上 第1空、 断;
(4)探究 电流与电阻的关系 的试验,应该保证定值电阻电压不变,所以定值电阻变小,根据串联分压可知,变阻器电阻变小,即向右移动,电流表量程为0-0.6A,示数为0.12A;
综上 第1空、 右; 第2空、0.12.
(5)题目中最小电流为0.1A,电源电压为4.5V,此时根据欧姆定律可知,最大电阻为45Ω,根据电阻的串联可知,变阻器电阻为45Ω-30Ω=15Ω;
综上 第1空、 15;
【分析】1、电路连接的基本操作:连接电路时,为保护电路开关应断开,变阻器调节至最大阻值处,对电表进行试触,根据电表偏转角度选择合适的电表量程;同时电表的正负极接线柱要符合电流的正进负出;
2、串联电路的电路规律:串联电路,电流处处相等,电源的电压为用电器电压之和,总电阻为用电器电阻之和;
3、电压表与待测用电器并联测量电压,电流表串联测量用电器电流,根据欧姆定律U=IR计算用电器的电流和电阻以及电压;
4、串联分压:用电器串联时,其两端的电压和电阻成正比,待测电阻的电压无法降低,表明电源电压过大或者变阻器电阻较小分压过少导致。
5.【答案】(1)调零
(2)B
(3)0.1
(4)在平面直角坐标系中描出各点,并用一条光滑曲线连接
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【相接】(1) 连接电路前,电流表有示数,应该对电流表进行调零。
综上 第1空、 调零。
(2)在闭合开关前,为保证电路安全,应将滑动变阻器滑片P移动到B端,即阻值最大处。
综上 第1空、 B;
(3)电流表的量程为0-0.6A,示数为0.1A。
综上 第1空、 0.1;
(4)为了获取电阻一定时,电流与电压的关系,应当以电流和电压为横纵坐标轴,根据实验数据描出各点,连接成光滑曲线,之后开展下一步的探究。
综上 第1空、 在平面直角坐标系中描出各点,并用一条光滑曲线连接;
【分析】1、电路连接的基本操作:连接电路时,为保护电路开关应断开,变阻器调节至最大阻值处,对电表进行试触,根据电表偏转角度选择合适的电表量程;同时电表的正负极接线柱要符合电流的正进负出;
2、电流表、电压表的连接:电流表与待测原件串联;电压表的与待测原件并联,连接过程需要电流正极流入负极流出,同时选择合适的量程。
(1)电流表在使用前应进行调零,这样才能使测量结果正确。
(2)为保证电路安全,在闭合开关前,应将滑动变阻器滑片P移动到接入电路中阻值最大处,则根据图甲可知,应将滑片P移动至B端。
(3)如图乙所示,电流表的量程为0-0.6A,分度值为0.02A,则根据指针位置可知其示数为0.1A。
(4)由题意可知,为了找到电阻一定时,电流与电压的关系,应当将测得的实验数据转化为图像进行探究,所以应当以电流和电压为横纵坐标轴,在坐标系中根据实验数据描出各点,并用一条光滑曲线连接,得到对应的图像,之后再进行下一步的探究。
6.【答案】(1)断开
(2)L1开路
(3)相同
【知识点】探究串并联电路中的电流特点实验
【解析】【解答】(1)为保护电路安全,在连接电路的过程中,开关应该处于断开状态。
综上 第1空、 断开;
(2)两灯并联,若灯泡L1突然熄灭,L2仍发光,所以电路故障可能是L1断路。
综上 第1空、 L1开路
(3)实验中两个小灯泡的规格相同,所以电阻相同,根据欧姆定律计算可知两灯所在支路的电流相等,所以小张根据如表实验数据断定“并联电路中各支路的电流一定相等”这一结论是错误的。
综上 第1空、 相同;
【分析】1、电路连接的基本操作:连接电路时,为保护电路开关应断开,变阻器调节至最大阻值处,对电表进行试触,根据电表偏转角度选择合适的电表量程;同时电表的正负极接线柱要符合电流的正进负出;
2、故障分析:并联电路用电器互不干扰,所以当用电器发生断路后,该支路无电流,其余支路正常工作,当某一支路发生短路,导致所有支路均短路。
(1)在连接电路的过程中,为保护电路安全,开关应该处于断开状态。
(2)在进行实验时,两灯并联,若灯泡L1突然熄灭,L2仍发光,则电路故障可能是L1开路,并联电路各用电器工作互不影响;若L1短路,则L2不会发光。
(3)由于实验中两个小灯泡的规格相同,根据可知,两灯所在支路的电流相等,实验结果不具有普遍性,所以小张根据如表实验数据断定“并联电路中各支路的电流一定相等”这一结论是错误的。
7.【答案】(1)b
(2)滑动变阻器断路
(3)0.30
(4)
(5)正比
(6)多次实验,找普遍规律
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】1)为保护电路,连接好电路前要断开开关,变阻器电阻移动到最大阻值处,即b端
综上 第1空、b
2) 无论怎样移动滑片P,电流表、电压表均无示数 ,则可能电流表断路,变阻器电路
综上 第1空、滑动变阻器断路
3)电流表示数为0.3A
综上第1空、0.30
4)按照表格的数据,描点作图
5)据图可知, 在电阻一定的情况下,通过导体的电流与导体两端的电压成
综上 第1空、正比
6)更换阻值不同的电阻重复操作,目的为 多次实验,找普遍规律
综上 第1空、多次实验,找普遍规律
【分析】1、电路连接的基本操作:连接电路时,为保护电路开关应断开,变阻器调节至最大阻值处,对电表进行试触,根据电表偏转角度选择合适的电表量程;同时电表的正负极接线柱要符合电流的正进负出;
2、电路的故障分析: 题目中电流表指针几乎没有偏转,电压表指针指针几乎没有偏转 ,表明电压表电路发生断路,且如果只有一处断路,则不可能与电压表并联的用电器断路,这样会使得电压表示数接近电源电压
3、欧姆定律:公式为U=IR,所以 在电阻一定的情况下,通过导体的电流与导体两端的电压成 正比 【解答】
【分析】
8.【答案】(1)电阻
(2)
(3)右
(4)滑动变阻器断路
(5)滑动变阻器滑片;不变;电阻一定时,电流与电压成正比
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】1) 为探究电流与电压的关系,实验中应控制 电阻不变
综上 第1空、电阻
2)定值电阻和变阻器串联,据此作图
3) 闭合开关前,滑动变阻器的滑片应调到最 大阻值处,即右端
综上 第1空、右
4) 试触时发现电压表和电流表的指针均不偏转,说明电路发生断路,保持导线ab的a端不动,将b端依次接到A、B和C接线柱,电压表的指针均偏转,电流表指针均不偏转 ,说明电压表串联进电路中,说明与电压表并联的电路发生断路,即 滑动变阻器断路
综上 第1空、滑动变阻器断路
5) 通过移动 滑动变阻器改变定值电阻 两端的电压, 发现 电压与其对应电流的比值 为定值所以, 电阻一定时,电流与电压成正比
综上第1空、滑动变阻器滑片;第2空、不变;第3空、电阻一定时,电流与电压成正比
【分析】根据电路连接的基本操作、
电路连接的基本操作:连接电路时,为保护电路开关应断开,变阻器调节至最大阻值处,对电表进行试触,根据电表偏转角度选择合适的电表量程;同时电表的正负极接线柱要符合电流的正进负出;
欧姆定律:公式为U=IR,据题可知当电阻一定时,电压和电流成正比
电路故障分析,电流表的指针均不偏转,电压表指针不偏转,说明电路发生断路,电压表有示数则串联进电路中,说明与电压表并联的电路发生断路
9.【答案】(1)滑动变阻器;2.4
(2)a
(3)电流与电压成正比;4、6和10
(4)15
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】探究电流与电压、电阻关系时,
(1)实验时,闭合开关,移动滑片P,电流表、电压表均有示数,但不稳定,指针左右摆动,电路时通时断路,可能是滑动变阻器接触不良;排除故障,电压表如图乙,电压表选用小量程,分度值为0.1V,根据指针位置,则电压为2.4V。
(2)根据表格数据,绘制三个电阻的I-U图像,图丙中,R1最小,故在电流相等时,R1的电压最小,则a是1的I-U图像。
(3)因电流随电压的变化规律为一过原点的直线,可得:在电阻一定的情况下,电流与电压成正比;探究电流与电阻的关系,要控制电压不变,表格中,4、6、10三组数据的电压相同,电阻增加几倍,通过导体的电流就减小几倍,可知,电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
(4)三次实验中,电流最小时,电路中电阻最大。根据串联电阻的规律,变阻器连入电路的电阻为:
;,同理,,有两次数据是滑动变阻器的滑片在某一侧端点,则变阻器的最大电阻是15Ω。
【分析】(1)电流表、电压表均有示数,但不稳定,指针左右摆动,电路时通时断路,判断为接触不良;根据电压表选用小量程,确定分度值读数;
(2)R1最小,在电流相等时,R1的电压最小;
(3)根据电流随电压的变化规律为一过原点的直线,得出结论。研究电流与电阻的关系,要控制电压不变;
(4)三次实验中,电流最小时,电路中电阻最大。根据欧姆定律和串联电阻的规律,则第1次实验变阻器连入电路的电阻,同理,计算第2、3次实验变阻器连入电路的电阻,判断最大电阻值。
10.【答案】(1)0.2;换用不同规格的灯泡进行多次实验
(2)电压表正负接线柱接反了;之和;L1和L2的规格相同
【知识点】探究串并联电路中的电流特点实验;探究串、并联电路中的电压规律实验
【解析】【解答】(1) ① 电流表所接的量程为小量程,分度值时0.02A,读数为0.2A;
② 表格中只有一次实验数据,试验次数太少,需要换用不同规格的灯泡进行多次实验,寻找普遍规律;
(2) ① 将电压表所接的b接点不动,只断开a接点,并改接到c接点上,会造成电压表正负接线柱接反,造成电压表指针反偏;
②根据表格中数据可知,在串联电路中,总电压等于各用电器两端的电压之和;
在第2次实验中,电压表示数相等,串联电路是分压电路,说明两个灯泡的规格相同。
故答案为:(1) ①;0.2; ②换用不同规格的灯泡进行多次实验 ;(1) ①电压表正负接线柱接反了; ② 之和;L1和L2的规格相同。
【分析】(1)根据电流表的指针进行读数,多次实验可以避免偶然性,寻找普遍规律;
(2)电压表的正负接线柱如果接反,会造成指针反偏,在串联电路中,总电压等于各用电器两端的电压之和。
11.【答案】(1)
(2)
(3)4
(4)在电阻一定时,电流与电压成正比
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】(1)原电路中,电流表与定值电阻并联,电压表串联在电路中是错误的,电流表应与定值电阻串联,电压表与定值电阻并联,如下所示:
(2)横坐标表示电压,1个小格表示0.1V,纵坐标表示电流,1个小格表示0.04A,把表中的数据在坐标系中描点并画出I-U图象,如下所示:
(3)小英说,从图中可以看出,这些数据中第4组是明显错误的,跟其他数据的规律完全不同,可能是读取这组数据时粗心所引起的,分析时需要把它剔除掉;
(4)因电流随电压的变化关系为一过原点的直线,可以得到的实验结论是:在电阻一定时,电流与电压成正比。
故答案为:(1);
(2);
(3)4;
(4)在电阻一定时,电流与电压成正比。
【分析】(1)原电路中,电流表与并联,电压表串联在电路中是错误的,电流表应与电阻串联,电压表与电阻并联,据此改正;
(2)横坐标表示电压,1个小格表示0.1V,纵坐标表示电流,1个小格表示0.04A,根据描点法作图;
(3)根据作图分析;
(4)根据电流随电压的变化关系为一过原点的直线回答。
12.【答案】最右;电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比;右;1;c;滑动变阻器两端电压;
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】探究通过导体的电流与导体两端电压关系时,
(1)连接电路时,开关应处于断开状态;闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到最大阻值处,图甲中,滑片左侧电阻丝接入电路,应移到阻值最大的最右端,可保护电路。
(3)根据表格数据,可得定值电阻的电压与电流的比值为定值,即电阻一定,可得结论:当导体电阻一定时,通过导体的电流和导体两端的电压成正比;
(4)图乙中,②定值电阻的电压控制为1V不变,实验中,将5Ω的电阻换成10Ω的电阻,电压表处的电阻变大,分压变大,为使电压表示数一定,闭合开关,应向右移动滑动变阻器滑片,增大变阻器接入电路中的电阻,分压变大,直至电压表的示数为1V。
③图乙中,a图像的I-R的乘积最小,b图像的I-R的乘积较大,c图像的I-R的乘积最大,I-R的乘积等于电压,电源电压最大,所以c图像表示总电阻的I-R图像,定值电阻两端电压为1V,滑动变阻器两端电压为3V-1V=2V,则b图像表示滑动变阻器的I-R图像,a图像表示定值电阻的-R图像。
图中,横坐标表示滑动变阻器的电阻,纵坐标为电流,则阴影部分面积等于电路总电压与定值电阻的电压差,表示的是滑动变阻器两端的电压。
④A、实验时,换成20Ω的电阻,所需滑动变阻器的阻值更大,当滑动变阻器连入电路阻值最大为30Ω时,根据串联电路的特点有:,解得:电源电压U=2.5V,故A不符合题意
B、根据串联电路的规律,若更换滑动变阻器,则;解得:R滑=40Ω时,故应换用阻值至少为40Ω的变阻器,故B符合题意:
C、用20Ω的电阻替换15Ω的电阻,当R=20Ω时,保持U=1V不变,改变电压表量程,不能解决问题,故C不符合题意;故B符合题意。
故选:B。
【分析】(1)为了保护电路,连接电路时,开关应断开,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处;
(3)根据表格数据,得出电流与电压的关系;
(4)①探究“电流与电阻的关系”应控制电阻两端电压不变;
②根据串联分压原理,滑动变阻器的滑片的运动方向;
③根据电流与电阻倒数的图象,分析可得结论;
④根据串联电路电压规律和欧姆定律,结合串联电路电流、电压特点,根据定值电阻和分压,分别计算滑动变阻器或电源电压的取值。
13.【答案】(1)
(2)断路
(3)2.5;A
(4)1
(5)
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】(1)实验中电压表并联在定值电阻两端,电源电压3V,电压表量程应选择0~3V,滑动变阻器串联在电路中,一上一下连接,要求滑片向B端移动电流变大,说明接入电路中的阻值变小,故滑动变阻器应连接B端下接线柱,如图所示:
(2)闭合开关,发现电流表没有示数,表明发生断路,电压表示数接近电源电压,说明电压表两端与电源相通,则故障可能是电阻R断路。
(3)由乙图所示,电压表选择量程为0~3V,电压表示数为2.5V。在探究电流与电阻关系时,应控制定值电阻两端电压保持不变,定值电阻变大时,此时电阻R两端电压变大,为了使定值电阻两端电压保持不变,应增大滑动变阻器两端的电压,根据串联分压原理,应增大变阻器的阻值,即向A端移动滑片P。
(4)探究电流与电阻关系时,要控制电压表示数不变,滑动变阻器与定值电阻串联,设电压表示数为,则滑动变阻器分得电压为
根据分压原理有
即
因为电压表示数为定值,则等式左边为定值,右边也为定值,因此定值电阻最大时,滑动变阻器连入电路的电阻最大,可得
解得
因此为了完成实验,电压应不低于1V。
(5)闭合开关S、S1,此时电阻Rx短路,电压表测量电源电压,电源电压为U1,在断开S1,此时两电阻串联,电压表测量R0两端电压,R0两端电压为U2,则电阻Rx两端的电压为
此时电路中的电流为
则的阻值为
【分析】(1)滑片P向B端移动时电流变大,说明滑动变阻器阻值变小,据此确定滑动变阻器选用的下端接线柱;
(2)小明先将5Ω的定值电阻接入电路,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P时发现:电流表始终无示数,说明电路可能断路,电压表有示数,且接近电源电压,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;
(3)根据电压表选用量程确定分度值读数;根据控制变量法,研究电流与电阻的关系时,需控制定值电阻两端的电压不变,当换上大电阻时,根据分压原理确定电压表示数的变化,由串联电路电压的规律结合分压原理确定滑动变阻器滑片移动的方向;
(4)当将定值电阻换上较大的电阻时,如果控制的电压表示数较小,根据串联电路电压的规律,滑动变阻器就要分去更多的电压,由分压原理,滑动变阻器连入电路中的阻值将要求更大,而题中滑动变阻器的最大电阻为50Ω,根据串联电路电压的规律得出滑动变阻器分得的电压,根据分压原理表达式讨论,当用最大电阻25Ω电阻进行实验时,滑动变阻器连入电路中的电阻应最大,由此得出控制电压表的最小电压;
(5)根据图4丁所示电路图分析完成实验,然后应用串联电路电压规律和分压原理求出电阻阻值。
14.【答案】(1)
(2)0.22;闭合开关前,没有将滑片移到滑动变阻器最左端
(3)成正比;1
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】探究电流与电压的关系时,
(1)实验中,电流表和定值电阻串联,电压表和定值电阻并联,将电阻的左侧接线柱连接在电压表的左侧,如图 ;
(2)图乙中,电流表使用的量程是0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.22A;在正确改接电路后,立即进行实验,此时,滑动变阻器的滑片没位于电阻最大处,没有将滑片移到滑动变阻器最左端,电流变大,实验操作存在不足;
(3)根据表一数据,可以得出:在电阻一定时,通过导体的电流和导体两端的电压成正比;
根据滑动变阻器的规格,滑动变阻器的最大阻值为20Ω,允许通过的最大电流为0.5A,当定值电阻两端电压为U1=0.3V时,滑动变阻器两端的电压应为U滑=U-U1=3V-0.3V=2.7V,串联电路中电流处处相等,滑即,解得:R滑=36Ω>20Ω,此实验不能完成;由滑动变阻器的规格可知,电路中允许通过的最大电流为0.54,定值电阻两端的最大电压为U'=IR=0.5A×4Ω=2V,电压为2.1V、2.4V的两次实验不能完成,只有电压为1.8V的这一次实验可完成。
【分析】(1)探究电流和电阻关系时,电压表和定值电阻并联,电流表串联;
(2)根据电流表量程和指针位置,测量电流;闭合开关前,滑片调到电阻最大处;
(3)电阻一定时,通过导体的电流和导体的电阻成正比;根据定值电阻分压和电阻,结合串联电路总电阻,计算滑动变阻器的电阻;根据U=IR,判断电压表取值范围。
15.【答案】(1)
(2)定值电阻断路
(3)5
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】探究电流与电压关系时,
(1)滑片向右滑动时,电流表示数变大,滑动变阻器连入电路的电阻变小,连接右下接线柱,如图:
(2)电流表无示数,则电路可能断路;电压表示数接近电源电压,是电压表与电源连通,与电压表并联的定值电阻断路了:
(3)图像中,当定值电阻两端的电压为2.5V时,通过定值电阻的电流为0.5A,计算定值电阻的阻值:。
【分析】(1)滑片向右滑动时,电流表示数变大,说明滑动变阻器连入电路的电阻变小,从而确定滑动变阻器接入的接线柱;
(2)串联电路中,电流表无示数,电压表有示数,判断电压表测量的位置断路;
(3)根据,计算电阻大小。
16.【答案】;1.8;5;寻找普遍规律;②;电阻一定时,通过导体的电流与导体两端电压成正比;22.5
【知识点】串联电路的电压规律;探究串、并联电路中的电压规律实验;欧姆定律及其应用
【解析】【解答】(1)由电路图可得,滑动变阻器与电阻和灯泡串联,且滑动变阻器滑片向左滑动时,接入电路的总电阻变小,实物接线如图所示:
(2)电压表的量程为0~3V,分度值为0.1V,则电压表的示数为1.8V。
(3)由题意可得,R0两端的电压为Ucd,由表中数据可得,当电流为0.2A时,R0两端的电压为1V,由欧姆定律可得
;
(4)一次实验的结论具有偶然性,多做几次实验的目的是为了寻找普遍规律。
(5)由表格数据可知,数据②的大小为;
此时电压表使用大量程,分度值为0.5V,则读取3.3V电压值时电压表的指针没有对准刻度线。由表格数据可知,数据③的大小为
;
此时电压表使用小量程,分度值为0.1V,则读取1.5V电压值时电压表的指针对准了刻度线。故选填②。
(6)由上述分析可得,①中数据为1.8V,则第一组实验中,灯泡的电阻为;
第二组实验中,灯泡的电阻为;
第三组实验数据中,灯泡的电阻为;
所以还可以得出结论,灯泡两端的电阻是变化的,且温度越高,电阻越大。
由题意可得,只闭合S1时,L与L1串联,此时电源电压;
只闭合S2时,L与L2串联,此时电源电压;
由于灯泡L1和L2的额定功率相等,额定电流分别为0.2A和0.3A,有;
可得两灯泡的额定电阻之比为①
综上则有。
由表格数据可得,当通过灯L的电流为0.2A时,灯泡L两端的电压为1V,即;
当通过灯L的电流为0.3A时,灯泡L两端的电压为2.5V,即;
则有,,②
联立①②解得。
故答案为: (1);(2)1.8;(3)5;(4)寻找普遍规律;(5)②;
(6)电阻一定时,通过导体的电流与导体两端电压成正比;22.5。
【分析】 (1)按电路图连接实物;
(2)电压表读数时,看清量程,认清分度值;
(3)利用即可求解;
(4)探究串联电路电压的特点实验,多次实验目的寻找普遍规律;
(5)由表格中数据分析;
(6)利用功率相等列等式求出电压,再利用即可求解。
17.【答案】;电阻短路;1;当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比;0.4;2;B
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】探究导体的电流与电压和电阻的关系时,(1)根据要求,滑动变阻器一上一下,滑片移到最右端时阻值最大,要连接左下端的接线柱,与定值电阻左接线柱连接,如图所示:
(2)闭合开关,电流表有示数,电路是通路,电压表示数为0,电压表并联的位置短路,即电阻R短路。
(3)表格中第1组数据,定值电阻两端电压为1.0V时,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5.0V,计算滑动变阻器的阻值为:,第一组数据不是实验得到的;
根据第2组数据,计算定值电阻的阻值为:,
计算第3组数据的阻值为:
综合可得:当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
(4)根据图丙,电流表量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.4A;
定值电阻为5Ω时,两端电压为:,实验时,需要保持定值电阻两端电压为2V。
A.若使前4次实验数据有效,电压表示数不变改变,则电压表2V改为3V,不符合要求,故A不符合题意;
B.将电源更换为3节干电池,即4.5V,定值电阻两端的电压是2V,根据串联电路电压的规律,滑动变阻器分压为:,电路中电流为:,
滑动变阻器接入阻值为:,
滑动变阻器取值没有超过最大阻值,可以完成实验,故B符合题意;
C.能完成这次实验,滑动变阻器和串联的电阻分配的电压为4V,可知电路中电流,故滑动变阻器和串联电阻的总阻值为:;需要串联的定值电阻的阻值至少应为:,故C不符合题意。
故选B。
【分析】(1)连接滑动变阻器时,接线柱一上一下,滑片远离下面的接线柱,电阻变大;
(2)电阻串联,电流表右示数,电压表无示数,电压表测量的位置短路;
(3)根据电源电压和定值电阻的分压,计算滑动变阻器分压,根据,计算滑动变阻器电阻;根据实验数据,电阻一定时,通过导体的电流和电压成正比;
(4)根据电流表量程和指针位置,测量电流;根据U=IR,计算电压;滑动变阻器电阻过小时,可以减小电源电压,实现实验继续进行。
18.【答案】(1)
(2)右
(3)定值电阻;断路
(4)电源;调零;实验时定值电阻两端电压保持为定值;乙
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】 (1)在探究电流与电阻关系的实验中,除了电压表并联在定值电阻两端,其它的都是串联。根据图片可知,此时电压表的“3V”接线柱与定值电阻右端相连即可,如图所示:
;
(2)根据图片可知,当变阻器的滑片在最右端时阻值最大,则为保护电路,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。
【分析】 (1)根据实验目的确定电器元件的串并联关系,注意电表的量程和接线柱的选择,还要注意变阻器接线“一上一下”;
(2)为保护电路,滑动变阻器滑片要移至阻值最大处;
(3)根据实验现象,结合电表的示数变化确定故障的种类和位置;
(4)防止拆电路时发生短路,故拆电路时先拆电源上的导线;电压表在使用时要指针调零;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;正确操作重新进行实验,电压表示数比之前增大,由此分析。
19.【答案】断开;3;30;反
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】 (1)为了保护电路,在连接电路的过程中,开关应处于断开状态。
(3)由图甲可知定值电阻与滑动变阻器串联,电压表测定值电阻两端的电压,电流表测电路中的电流,图乙中电压表选用小量程,分度值为0.1V,示数为1.5V,
由欧姆定律可知,此时电路中的电流:,
由串联电路的电阻特点和欧姆定律可知,电源电压:U=IR=0.075A×(20Ω+20Ω)=3V。
(4)定值电阻两端的电压始终保持UV=1.2V,
根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压:U滑=U-UV=3V-1.2V=1.8V,
变阻器分得的电压为电压表示数的=1.5倍,
根据分压原理,当接入20Ω电阻时,变阻器连入电路中的电阻为:R滑=1.5×20Ω=30Ω,
即所选择的变阻器的最大阻值不能小于30Ω。
(5)由图象可知,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:导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
【分析】 (1)为了保护电路,连接电路时开关应断开。
(3)根据电压表选用小量程确定分度值读出示数,根据欧姆定律求出电路中的电流,根据串联电路的电阻特点和欧姆定律求出电源电压。
(4)探究电流与电阻的关系,应保持电阻两端的电压不变;根据串联电路电压的规律求出变阻器分得的电压,根据分压原理,求出当接入20Ω电阻时变阻器连入电路中的电阻,进而确定滑动变阻器的规格。
(5)根据图象中电流与电阻之积为一定值分析得出结论。
20.【答案】(1)
(2)将电流表指针调零
(3)0.5;5
(4)右
(5)R2
(6)B
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】(1)根据电路图甲可知,滑动变阻器与R串联,电压表测R两端电压,所以要并联在R的两端,实物图连接如下图:
(2)在闭合开关前,发现电流表如丙图所示左偏,说明电流表指针没有指零,所以他接下来的操作应是将电流表指针调至零位;
(3)由题意可知电流表量程是“0~0.6A”,分度值为0.02A,如丁图所示,电流表读数为0.5A,此时电路中的电流为0.5A,由欧姆定律可得,此时接入电路的定值电阻R的阻值为:;
(4)由题意得,若保持滑片P位置不变,断开开关,将定值电阻替换成10Ω,根据串联电路分压可知定值电阻两端电压增大,要想电压表保持原来的2.5V,就要使滑动变阻器两端的电压增大,即增大滑动变阻器的阻值,所以要向右移动滑片直到电压表示数再次变为2.5V为止;
(5)为确保后续所有定值电阻接入电路都能完成该探究,由题意得,定值电阻两端电压始终保持2.5V,
当定值电阻取最大值时,滑动变阻器要移到最大阻值,当R=25Ω,
电路中的电流为:,
由电源电压为U电源=4.5V可知,
滑动变阻器两端的电压为:U滑=U电源-U=4.5V-2.5V=2V,
所以此时滑动变阻器的阻值为:,
所以选择滑动变阻器R2;
(6)A.先闭合S1,Rx与R0串联,读出电压表示数Ux为Rx两端电压,
再闭合S2,R0被短路,读出电压表示数U,即是电源电压,
则R0两端的电压为U0=U-Ux,
可以得到Rx与R0串联时电路的电流为:,
所以Rx的阻值为:,故A图可以测出Rx的阻值;
B.闭合S1,断开S2,电压表示数为电源电压示数,再闭合S1和S2,R0被短路,电压表示数仍然为电源电压,故无法得到电路中的电流与Rx两端的电压,故B图不能测出Rx的阻值;
C.闭合S1,将S2先与R0相连,读出电流表示数为I0,此时电路的总电压为U总=I0R0,再将S2与Rx相连,读出电流表的示数为Ix,所以Rx的阻值为:
,故C图可以测出Rx的阻值;
D.先闭合S1,Rx与R0串联,读出电流表示为I1,所以电源电压为U=I1(Rx+R0)①,在闭合S2,R0被短路,读出此时电流表示数为I2,此时电路的电源电压为U=I2Rx②,由①②可得:
I1(Rx+R0)=I2Rx,所以,故D图可以测出Rx的阻值。
故选B。
【分析】 (1)由串联电路连接方式及电压表电流表的连接方法即可画出导线;
(2)未闭合开关前,电流表指针要调零;
(3)电流表的使用和读数,再由欧姆定律计算出电阻;
(4)根据串联电路电流一定,电压与电阻成正比,可以得到滑动变阻器的滑片移动方向;
(5)保证所有电阻都能完成该探究,根据串联电路电压规律,实验过程中,滑动变阻器接入电路的电阻大小等于每次定值电阻阻值的大小,当定值电阻取最大值时,滑动变阻器也是最大值,根据欧姆定律计算变阻器接入电路的最大电流即可;
(6)测量待测电阻的阻值,关键是想办法测出电阻的电压和通过它的电流,由图所给的电路图分析是否能根据所给物理量测出Rx的阻值。
21.【答案】;定值电阻R断路;2.5;A;换用阻值更大的滑动变阻器;电流与电阻成反比;;
【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】【解答】(1)探究“导体的电流跟电阻的关系“,需要使用变阻器控制导体两端的电压不变,所以定值电阻和滑动变阻器串联,电压表测量定值电阻两端的电压。如图所示:
(2)乙图中,左表为电压表有示数;右边电流表示数为0,由此可知,与电压表并联的定值电阻断路了。如图丙电压表示数2.5V。
(3)根据串联分压可知,定值电阻减小时,其两端电压减小,所以需要减小变阻器电阻,减小变阻器分压需要向A端移动, 改用30Ω的电阻继续实验时,滑动变阻器分得的电压还是较小,应更换最大阻值更大的滑动变阻器。
(4)由图丁所示图像可知:在电压不变时,电流与电阻成反比。
(5)灯泡正常发光,此时电压表的示数为。则根据欧姆定律,小灯泡正常发光时电阻的表达式。
综上第2空、定值电阻R断路;第3空、2.5;第4空、A;第5空、换用阻值更大的滑动变阻器;第6空、电流与电阻成反比;第7空、;第8空、
【分析】根据电路连接的基本操作、电路的故障分析、串联分压、欧姆定律填空
电路连接的基本操作:连接电路时,为保护电路开关应断开,变阻器调节至最大阻值处,对电表进行试触,根据电表偏转角度选择合适的电表量程;同时电表的正负极接线柱要符合电流的正进负出;
电路的故障分析: 题目中电流表指针几乎没有偏转,电压表指针迅速偏转到满偏刻度外 ,表明电压表接入电路,所以和电压表并联的用电器断路
串联分压:用电器串联时,其两端的电压和电阻成正比,待测电阻的电压无法增加,表明电源电压过小或者变阻器电阻较小分压过小导致。
欧姆定律:U=IR,所以在电压不变时,电流与电阻成反比。
22.【答案】B;电阻R断路;电阻一定时,通过导体的电流与其两端的电压成正比;50Ω;0.4;0.1;
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验;欧姆定律及其应用;伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移至阻值最大处,即B端,可以保护电路安全。
(2)闭合开关后,电流表示数为零,电路中可能发生了断路,再由电压表偏转明显,说明电压表电源两极之间可构成通路,故障只能是定值电阻发生了断路。
(3)①第3空,由图像是一条斜直线故,可得结论:电阻一定时,通过导体的电流与其两端的电压成正比;
第4空, 由题意可知,电源为三节干电池串联,由于每节电压略小于1.5V,则电源电压范围应该大于3V,小于4.5V; 由图乙可知,刚闭合开关时,滑动变阻器阻值最大,此时电压表示数为0.7V,电流为0.07A,根据串联电路电压规律和欧姆定律可知,电源电压为
U=0.7V+0.07A×R滑大 ------- ①
若选用“5Ω,3A”的滑动变阻器代入①式,可得U=1.05V,不符合题意; 若选用“20Ω,2A”的滑动变阻器代入①式,可得U=2.1V,不符合题意; 若选用“50Ω1.5A”的滑动变阻器代入①式,可得U=4.2V,符合题意; 故实验中选用的是滑动变阻器最大阻值为50Ω。
②第5空,由丙图可知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,由指针位置可知示数为0.4A。
第6空, 此时电阻阻值为5Ω,电阻两端电压为
UR=IR=0.4A×5Ω=2V;
第6空,由第一次实验所用数据可知,定值电阻两端电压为0.7V,电流为0.07A,故第一次所用电阻为:
,故最后换接的应是20Ω的电阻。由于本实验要控制定值电阻两端电压保持不变。断开开关,换接20Ω的电阻,电流为
(4)①闭合开关 S1,断开S2,读出电压表的示数U1,此时电压表与定值电阻R1串联在电路中,电压表示数等于电源电压,即U1=U电源;
②闭合开关 S1 和 S2,此时R0与R串联,电压表测的是R0的电压,即R0的电压为U2;
第7空,由欧姆定律可得待测电阻R的阻值为
。
【分析】(1)为了保护电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移至阻值最大处;
(2)闭合开关后,电流表示数为0,说明电路可能断路,电压表示数为0,说明电压表与电源没有连通;试触B点,电压表指针偏转,说明电压表与电源连通,据此分析;
(3)根据图乙分析得出结论;根据图甲确定电源电压大约值;闭合开关,电压表示数为0.7V,电流表示数为0.07A,此时滑动变阻器接入电路的阻值最大,根据串联电路电压规律结合欧姆定律讨论滑动变阻器最大阻值和电源电压;
根据电流表选用量程确定分度值读数,利用U=IR求出定值电阻两端电压;根据图乙结合欧姆定律求出定值电阻的阻值,然后确定未使用过的电阻,最后根据控制变量法结合欧姆定律求出电流表示数;
(4)利用电压表与定值电阻串联时,电压表示数为电源电压,再利用R0与R串联可得待测电阻两端电压,再利用欧姆定律计算待测电阻阻值。
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