电路培优冲刺——实验探究1—2020-2021学年华师大版八年级科学暑假专题（含答案）

电路培优冲刺——实验探究1
1.在探究测定小灯泡电阻的实验中，所用小灯泡正常发光电压为2.5V，电阻约为10Ω。
（1）实验过程如下：
①如图甲所示是某同学连接的实验电路，其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，将甲图的实验电路连接完整________。
②实验中当变阻器滑片移到某一位置时，电流表指针如图乙，这时通过小灯泡的电流是________A。
③该同学又根据实验数据绘制成了U﹣I图像如图丙，根据图像提供的信息，可计算出小灯泡正常发光的电阻是________Ω。
（2）若另一位同学想利用如图丁所示的电路测量未知电阻Rx的大小（R0阻值已知）。下面是他的实验过程，请你帮他完成实验。
①闭合开关S和S2 ， 断开S1 ， 读出此时电压表的示数为U1。
②闭合开关S和S1 ， 断开S2 ， 读出此时电压表的示数为U2。
③未知电阻阻值的表达式为：Rx=________。
2.某同学利用如图甲所示的电路探究电流跟电阻的关系。实验用到的电阻阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω。
（1）实验中多次改变R的阻值，并调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数保持不变，记下电流表的示数，得到如图丙所示的电流I随电阻R变化的图像。
①由图像可以得出结论________。
②先用5Ω的电阻接入电路，调节滑动变阻器滑片，使电压处于某一值，读出电流表的示数；然后保持滑动变阻器滑片的位置不变，接着把R换为10Ω的电阻接入电路，闭合开关，应向________(填“左”或“右”)端移动滑动变阻器滑片，直至电压表示数为________V，读出电流表的示数。
（2）某同学又试图把R换为30Ω的电阻接入电路，闭合开关，无论怎样移动滑片，电压表都不能达到所控制的电压值，若保持电压表、电流表测量对象不变，下列选项可能有助于完成该步骤的是：_______。
A.换一个阻值更大的滑动变阻器
B.适当减小电源电压
C.滑动变阻器左侧再串联一个定值电阻
D.改变电压表、电流表所用量程
3.在探究“电流与电阻的关系”的实验过程中，甲、乙、丙、丁四位同学按如图甲所示的电路图连接实物进行如下实验：保持每次定值电阻两端电压不变，换用不同的定值电阻，分别读出并记录对应于不同阻值的电流表的示数。
（1）请你用笔画代替导线，帮助他们将实物图（图乙）连接完整（限连两根线）。
（2）甲同学先选用一个“5Ω”的电阻，测得电流表示数为0.2A，当换成“10Ω”来做时，发现电流表的示数不是0.1A（不考虑温度对电阻的影响），你认为造成这一现象的原因可能是：________。
（3）乙同学实验时发现当他把“5Ω”的电阻换成“10Ω”，无论如何移动滑动变阻器的滑片，发现电压表读数都达不到自己想要的数值，请你提出一个建议来帮助该同学：________。
（4）丙同学闭合开关S后，突然发现电流表没有示数，而电压表示数接近于电源电压，则造成此现象的原因是（只有一处故障）：________。
（5）丁同学实验时选用的恒定电源电压为6V，电流表量程为0—0.6A，电压表量程为0—3V，滑动变阻器R2规格为“20Ω 1A”，当他选用定值电阻R1规格为“10Ω 0.5A”时，闭合开关，你认为他必须使滑动变阻器在________范围内滑动，才能保证电路安全。
4.一个小灯泡的额定电压U额=2.5V，表示只有在小灯泡两端电压为2.5V时，小灯泡才能正常工作。现要测量这个小灯泡正常工作时的电阻，提供的器材除上述小灯泡外，还有：电源（电压恒为3V）、电压表和电流表各一只、滑动变阻器（20Ω? 1A）、开关、导线若干。为了完成任务，小乐设计了如图甲所示电路。

（1）用笔画线代替导线，将图甲中的实物图连接完整，要求滑动变阻器滑片向右移动时小灯泡变亮。得到了如图乙所示的通过小灯泡的电流随其两端电压变化的图像
（2）通过实验，小乐正确测出了小灯泡正常工作时的电阻，还通过多次改变滑动变阻器的阻值，。分析图像可知，随着小灯泡两端电压的增大，其电阻的阻值________（选填“不变”“变大”或“变小”）。
（3）若实验时发现电压表坏了，小乐设计了如图丙所示的电路，其中R0=10Ω。也测出了小灯泡正常工作时的电阻，其操作步骤为：
①先闭合开关S、S1 ， 断开S2 ， 移动滑动变阻器滑片P，使电流表的示数I1＝________A，此时小灯泡正常工作；
②保持滑动变阻器滑片P的位置不变，闭合开关S、S2 ， 断开S1 ， 读出电流表的示数为I2。
则小灯泡的正常工作时的电阻R＝________。（用U额、I1、I2表示）
5.小聪同学用伏安法测电阻，实验电路图如图甲所示。
（1）闭合开关S前，滑动变阻器滑片P应置于________端（选填“A”或“B”）。
（2）小聪同学重新按图甲所示的实验电路图正确连接电路，进行实验，某次实验中电压表示数如图乙所示，电流表示数如图丙所示，被测电阻Rx＝________Ω。
（3）若滑动变阻器的最大阻值为R，被测电阻的阻值为Rx，实验过程中电流表突然烧坏，不能正常使用了，他想出一个方法，应用现有的器材，也能测出电阻Rx的阻值。
实验步骤如下：
①将滑动变阻器滑到A端，闭合开关S，读出电压表的读数，记为U；
②________；
③读出滑动变阻器的最大值R；
④则被测电阻Rx的阻值为：Rx＝________（写出表达式）。
6.小黄同学用伏安法测电阻，图甲是他未连完的电路。
（1）请你用笔画线代替导线，完成电路连接，使滑动变阻器滑片向左移动时，电流表示数增大。
（2）连接好实物图后，小黄通过调节滑动变阻器的滑片，测出通过电阻R的不同电流和对应的电压值，如表中所示。
U(V)
1.5
1.9
2.6
I(A)
0.34
0.44
0.54
小川同学指着小黄实验完成后刚拆下的电流表(如图乙)，指出了他操作中的错误是________。修正这项错误，最后小黄测出的R的阻值应为________Ω(保留2位小数)。
（3）小川在做这个实验时，闭合开关，刚开始移动滑片时，电流表和电压表均无示数。但移动一段距离后，电流表和电压表出现了正常的偏转，则电路发生故障的可能是____。
A.短路
B.断路
C.小灯泡断路
D.滑动变阻器某段发生断路
7.利用如图电路研究“电流与电阻的关系”，其中电流表量程为“0～0.6 A”，电压表量程为“0～3 V”，滑动变阻器的规格为“50 Ω 1 A”。依次将阻值为5 Ω、10 Ω、20 Ω的定值电阻接入AB之间完成实验，获得数据如下表。
实验组别
1
2
3
电阻R(Ω)
5
10
20
电流I(A)
0.4
0.2
0.1
请回答：
（1）完成第一组实验，断开开关，拆下5 Ω的电阻，改接10 Ω的电阻。继续操作有以下四步：①闭合开关；②将滑动变阻器的滑片移到最右端；③记录电流表示数；④将滑动变阻器的滑片移到适当位置。从安全和规范角度考虑，正确的顺序是________。
（2）上述操作④中判断滑片已处于适当位置的依据是________。
（3）依据表中数据作出了下列图像，其中正确的是____。
A.
B.
C.
D.
（4）要完成本次实验，电源最多只能将________节干电池串联。
8.小科按照实验要求，设计测量未知定值电阻Rx阻值(范围为400～600 Ω)的实验。
器材：干电池两节(总电压为2～3 V)，电压表(量程0～3 V、0～15 V)、电流表(量程0～0.6 A、0～3 A)、滑动变阻器(500 Ω 0.5 A)各一个，开关、导线若干。
（1）要求一：测算出Rx ， 且实验过程中不能拆接电路。
小科设计实验电路如图甲。请分析：
①小科在设计实验前通过估算发现，用所提供的电流表无法测量出电路中的电流，其原因是________；
②实验时，先将变阻器滑片P移到某一位置a处，读出电压表示数为U1 ， U1即为电源电压。再将变阻器滑片P移到另一位置b处，读出电压表示数为U2 ， 则U1－U2就是此时滑动变阻器两端的电压。根据相关数据计算Rx的阻值。实验中滑片P所在的a、b处分别对应的位置是________。
（2）要求二：增加一个电学器材实现Rx阻值的直接读取，且电路只能连接一次。
小科增加了一个阻值可连续调节且可读数的变阻器Y，重新设计了图乙电路。实验步骤如下：①先闭合开关S、S1 ， 调节滑动变阻器使电压表示数为2 V；②再断开开关S1 ， 闭合开关S2 ， ________，读取此时Y的数值。Y的示数即为Rx的阻值。
9.科学兴趣小组的同学利用学过的知识，测量定值电阻Rx的阻值。
（1）同学们利用电路甲测量Rx的阻值，测量数据和结果如表一：
表一
实验次数
电压U(V)
电流I(mA)
电阻R(Ω)
1
2.0
2.30
870
2
2.5
2.90
862
3
4.0
4.70
851
根据表格中的数据可求得该电阻的阻值是________。
（2）同学们发现该电阻的标定阻值为1000 Ω，为什么测量值与标定值之间有较大偏差？他们查资料寻找原因，发现平时认为电阻为零的电流表和电阻无穷大的电压表实际上都有一定的内阻。只是电压表的内阻比较大，电流表的内阻比较小，但都会对测量结果产生影响。然后，同学们找来他们使用的电流表和电压表的说明书，说明书显示：
电压表：量程0～6 V，内阻6000 Ω
电流表：量程0～10 mA，内阻40 Ω
根据这些信息，可判断甲电路中由于________(选填“电流表”或“电压表”)内阻的影响，使测量结果产生较大偏差。
（3）小组同学经过思考，改成电路乙进行实验，测量数据和结果如表二：
表二
实验次数
电压U(V)
电流I(mA)
电阻R(Ω)
1
2.0
1.92
1042
2
2.5
2.45
1020
3
4.0
3.75
1067
比较两次测量结果，同学们做出了以下分析，你认为正确的是____。
A.测量该定值电阻选择电路乙更合适
B.用电压表和电流表测量得到的电阻阻值都会偏大或偏小
C.选择合适的电路，测得的电阻值偏差会减小，更接近真实值
（4）拓展应用：根据以上的探究，如果需要测量阻值约20 Ω的小阻值电阻时，选用了合适量程的电压表和电流表后，为了使测量结果更精确，应选择甲和乙中的哪一电路？并说明理由。
10.小明同学在“伏安法测电阻”的实验中：
（1）在连接电路时，开关S应处于________的状态，滑动变阻器的滑片P应放在电阻最________的位置。
（2）小明同学连接了如图甲的电路，闭合开关，电流表________示数，电压表________示数。(两空均选填“有”或“无”)
（3）他仔细检查电路，发现有一根导线连接错误，请你在图甲中错误的导线上画“×”，并用笔画线代替导线画出正确的一根连接导线。
（4）正确连接电路后，闭合开关，调节滑动变阻器滑片P，当电压表的示数为2 V时，观察到电流表示数如图乙所示，他记下数据并算出电阻R的阻值为________Ω。
（5）同组小斌同学继续向________(选填“A”或“B”)端移动滑片P，适当增大电阻R两端的电压，并进行了多次测量计算电阻的平均值从而减小实验误差。
参考答案
1.【答案】 （1）；0.16；12.5
（2）U1?U2U2×R0
【考点】伏安法测电阻的探究实验
2.【答案】 （1）电压一定时，电流跟电阻成反比；左；2.5
（2）A,B,C
【考点】探究电流与电压、电阻的关系实验
3.【答案】 （1）
（2）未移动滑动变阻器使电压表示数保持不变
（3）增大滑动变阻器电阻或者减小电源电压
（4）电阻R1断路
（5）20Ω到10Ω
【考点】欧姆定律及其应用，探究电流与电压、电阻的关系实验
4.【答案】 （1）
（2）变大
（3）0.25；U额/I2?I1
【考点】伏安法测电阻的探究实验
5.【答案】 （1）B
（2）8
（3）将滑片移到B端，闭合开关S，读出电压表的示数U1；Rx=U1R/（U-U1）
【考点】伏安法测电阻的探究实验
6.【答案】 （1）解：如图所示：
（2）电流表未调零；4.98
（3）D
【考点】伏安法测电阻的探究实验
7.【答案】 （1）②①④③
（2）电压表示数为2 V
（3）A,B
（4）4
【考点】探究电流与电压、电阻的关系实验
8.【答案】 （1）被测电阻阻值范围为400～600Ω，2节干电池的总电压最大为3V，根据欧姆定律可估算出电路中最大电流值为0.0075A，比电流表最小刻度值0.02A小得多，因此电流表无法测量电路中电流；a点在最右端，b点在最左端
（2）调节Y的阻值，使电压表示数为2V
【考点】伏安法测电阻的探究实验
9.【答案】 （1）861 Ω
（2）电压表
（3）A,B,C
（4）(4)甲。因为20 Ω 是小电阻，电压表内阻大，直接并联后电压表分流作用小，电流表测量偏差小，电阻测量值偏差小。
【考点】欧姆定律及其应用，伏安法测电阻的探究实验
10.【答案】 （1）断开；大
（2）无；有
（3）解：如图所示：
（4）10
（5）A
【考点】伏安法测电阻的探究实验