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文檔簡(jiǎn)介
專題26電學(xué)實(shí)驗(yàn)(二)
目錄
............................................................................................................................................2
................................................................................................................................................2
一.探究電流與電阻的關(guān)系.......................................................................................................4
二.探究“電流與電壓、電阻的關(guān)系”....................................................................................6
...............................................................................................................................................9
一、探究電流與電阻的關(guān)系........................................................................................................9
二、探究電流與電壓的關(guān)系......................................................................................................33
三、探究電流與電壓、電阻的關(guān)系..........................................................................................42
1.(2024·重慶·中考真題)【創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)】小吳同學(xué)利用圖甲中的器材探究導(dǎo)體A、B中電流與兩端電壓的關(guān)
系,其中電源電壓可調(diào)。
(1)連接好如圖甲所示電路,試觸開(kāi)關(guān),發(fā)現(xiàn)電流表無(wú)示數(shù)、電壓表指針偏轉(zhuǎn)到最大值,原因可能是導(dǎo)體
A發(fā)生;排除故障后,閉合開(kāi)關(guān)進(jìn)行實(shí)驗(yàn),某次實(shí)驗(yàn)時(shí)電流表如圖乙所示,示數(shù)為A;
(2)多次改變導(dǎo)體A兩端的電壓,并記錄對(duì)應(yīng)的。換用導(dǎo)體B重復(fù)上述實(shí)驗(yàn),根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制
圖像如圖丙所示。分析圖像發(fā)現(xiàn),同一導(dǎo)體兩端的電壓與通過(guò)電流的比值是的,因此將這個(gè)比值
定義為導(dǎo)體的電阻;
(3)根據(jù)電阻定義可知導(dǎo)體B的阻值為Ω。在工程技術(shù)中用不同顏色的環(huán)對(duì)電阻進(jìn)行標(biāo)記,阻值
是兩位數(shù)以內(nèi)的電阻可以根據(jù)前兩環(huán)的顏色來(lái)判斷阻值,色環(huán)含義及導(dǎo)體A、B的色環(huán)如圖丁所示,若還需
用到一個(gè)15Ω的電阻,應(yīng)選用圖戊中電阻(選填“d”“e”或“f”)。
實(shí)驗(yàn)次數(shù)①②③
R/Ω15BA
I/A0.20.30.4
(4)小欣同學(xué)用上述器材研究導(dǎo)體中電流與電阻的關(guān)系,保持電源電壓不變,為了精確控制導(dǎo)體兩端的電
壓,于是串聯(lián)接入滑動(dòng)變阻器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。①電路中接入15Ω的電阻,使電阻兩端電壓達(dá)到某一固定值,測(cè)
出電流;②將15Ω的電阻替換為B,要使B兩端電壓達(dá)到固定值,變阻器接入的阻值應(yīng)比前次實(shí)
驗(yàn);③將電阻B替換為A再次進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。三次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表所示,交流時(shí)小欣發(fā)現(xiàn)第③
次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)有誤,這是由于接入A后忘記調(diào)節(jié)變阻器,滑片仍在第②次實(shí)驗(yàn)的位置,此時(shí)變阻器接入的阻
值是Ω。
【答案】斷路0.2電流表示數(shù)一定10e更小10
【解析】(1)[1]試觸開(kāi)關(guān),發(fā)現(xiàn)電流表無(wú)示數(shù),則電路發(fā)生斷路,電壓表指針偏轉(zhuǎn)到最大值,說(shuō)明電壓表
外側(cè)電路正常,則原因可能是導(dǎo)體A發(fā)生斷路。
[2]如圖乙所示,電流表的量程為0~0.6A,分度值為0.02A,示數(shù)為0.2A。
(2)[3]探究電流與兩端電壓的關(guān)系時(shí),采用控制變量法,需要保持電阻的阻值不變,多次改變導(dǎo)體A兩端
的電壓,并記錄對(duì)應(yīng)的電流表示數(shù)。
[4]由圖丙可知,導(dǎo)體A兩端的不同電壓與對(duì)應(yīng)電流的比值為
U3V
15Ω
I10.6A
導(dǎo)體B兩端的不同電壓與對(duì)應(yīng)電流的比值為
U3V
410Ω
I40.3A
由上述可知,同一導(dǎo)體兩端的電壓與通過(guò)電流的比值是一定(相同)的。
(3)[5]根據(jù)電阻定義可知導(dǎo)體B的阻值為
U1V
410
I40.1A
[6]導(dǎo)體A的阻值為
U1V
15
I10.2A
色環(huán)含義及導(dǎo)體A、B的色環(huán)如圖丁所示,由導(dǎo)體A和導(dǎo)體B的阻值和對(duì)應(yīng)色環(huán)可知,黑色代表數(shù)字0,
綠色代表數(shù)字5,棕色代表數(shù)字1,因此15Ω的電阻對(duì)應(yīng)的色環(huán)十位數(shù)應(yīng)為棕色,個(gè)位數(shù)應(yīng)為綠色,故應(yīng)選
用圖戊中電阻e。
(4)②[7]根據(jù)串聯(lián)分壓知識(shí)可知,阻值越大,分壓越多,將15Ω的電阻替換為B,電阻的阻值減小,分壓
變小,要使B兩端電壓達(dá)到固定值,則應(yīng)減小變阻器的阻值,使變阻器的分壓變小,從而使電阻兩端電壓
增大為固定值,故變阻器接入的阻值應(yīng)比前次實(shí)驗(yàn)更小。
③[8]將電阻B替換為A再次進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí),電源電壓不變,變阻器的阻值不變,由串聯(lián)電路電壓規(guī)律和表格
數(shù)據(jù)可知,第②次的電源電壓可表示為
UUBU滑I2RBI2R滑0.3A10+0.3AR滑①
第③次的電源電壓可表示為
UUAU滑I3RAI3R滑0.4A5Ω+0.4AR滑②
聯(lián)立①②式可得,電源電壓U=6V,變阻器的阻值R滑10。
一.探究電流與電阻的關(guān)系
1.(2024·重慶·中考真題)小超同學(xué)利用圖甲所示電路探究電流與電阻的關(guān)系,電源電壓恒定,有5Ω、10Ω、
20Ω的定值電阻各一個(gè),滑動(dòng)變阻器標(biāo)有“10Ω1A”;
(1)請(qǐng)用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線將圖甲的電路連接完整;
(2)連接電路前發(fā)現(xiàn)電壓表指針如圖乙所示,則需要對(duì)電壓表;連接電路時(shí)開(kāi)關(guān)應(yīng),將滑動(dòng)
變阻器滑片P移至端;
(3)電路連接完成后,閉合開(kāi)關(guān),發(fā)現(xiàn)電壓表有示數(shù),電流表無(wú)示數(shù),可能是定值電阻發(fā)生了;
(4)排除故障后,當(dāng)接入5Ω的定值電阻,調(diào)節(jié)滑片P使電壓表示數(shù)達(dá)到所要控制的電壓U1時(shí),電流表指
針如圖丙所示,其示數(shù)為A;更換為10Ω的電阻繼續(xù)實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)滑動(dòng)變阻器調(diào)到最大阻值時(shí),才能使
電壓表示數(shù)達(dá)到U1,則電源電壓為V;
(5)當(dāng)更換為20Ω的電阻時(shí),為了順利完成實(shí)驗(yàn),需要換用最大阻值至少為Ω的滑動(dòng)變阻器。
【答案】調(diào)零斷開(kāi)B斷路0.4420
【解析】(1)[1]在探究電流與電阻的關(guān)系實(shí)驗(yàn)中,電壓表測(cè)量定值電阻兩端電壓,所以電壓表與定值電阻
并聯(lián),電流從電壓表正接線柱流入,從負(fù)接線柱流出,如下圖所示:
(2)[2]由乙圖可知,電壓表的指針沒(méi)有指在零刻度處,所以連接電路前發(fā)現(xiàn)電壓表指針沒(méi)有指在零刻度處,
則需要對(duì)電壓表的指針調(diào)零。
[3]為了電路中各元件安全,連接電路時(shí),開(kāi)關(guān)應(yīng)處于斷開(kāi)狀態(tài)。
[4]為了保護(hù)電路中各元件安全,連接電路時(shí),滑動(dòng)變阻器的滑片P應(yīng)移至阻值最大處,由甲圖可知,應(yīng)將
滑片移至B端。
(3)[5]閉合開(kāi)關(guān),電流表無(wú)示數(shù),則電路中可能出現(xiàn)斷路,電壓表有示數(shù),則可能是定值電阻發(fā)生了斷路。
(4)[6]由于滑動(dòng)變阻器標(biāo)有“10Ω1A”,則電路中電流不能大于1A,所以電流表選擇0~0.6A量程,分度值
為0.02A,電流表示數(shù)為0.4A。
[7]接入5Ω的定值電阻時(shí),電阻R兩端電壓
U1=IR=0.4A×5Ω=2V更換為10Ω的電阻繼續(xù)實(shí)驗(yàn),滑動(dòng)變阻器調(diào)到最大阻值時(shí),電壓表示數(shù)達(dá)到U1,則電
路中電流
U12V
I10.2A
R110Ω
則電源電壓
UI1R滑R10.2A10Ω10Ω4V
(5)[8]更換為20Ω的電阻時(shí),電壓表示數(shù)達(dá)到U1,則電路中電流
U12V
I20.1A
R220Ω
需要換用的滑動(dòng)變阻器最大阻值
U滑4V2V
R大20Ω
I20.1A
二.探究“電流與電壓、電阻的關(guān)系”
2.(2022·重慶·中考真題)小亮和同學(xué)們分組探究“電流與電壓、電阻的關(guān)系”,提供的實(shí)驗(yàn)器材有:穩(wěn)壓電
源(電壓恒為4.5V)、開(kāi)關(guān)、電流表2只、電壓表2只、規(guī)格為“20Ω2A”的滑動(dòng)變阻器、電阻箱(阻值可
調(diào)節(jié))、導(dǎo)線若干
(1)小亮他們用圖甲的器材先探究“電流與電壓的關(guān)系”,請(qǐng)你用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線幫助小亮將答圖甲中的電
路連接完整(要求:滑片P向左端移動(dòng)時(shí),電路中的電流變大,且導(dǎo)線不能交叉);()
(2)在連接電路的過(guò)程中,開(kāi)關(guān)應(yīng)處于狀態(tài)。連接好電路后,小亮他們進(jìn)行了五次實(shí)驗(yàn)測(cè)得
了下表中的數(shù)據(jù)。其中第4次實(shí)驗(yàn)時(shí),電流表指針如圖乙所示,其示數(shù)為A,由表可知實(shí)驗(yàn)中
電阻箱接入電路的阻值為Ω;
實(shí)驗(yàn)次數(shù)12345
電壓U/V1.61.82.02.42.8
電流I/A0.160.180.200.28
完成第4次實(shí)驗(yàn)后,需要移動(dòng)滑片P,使滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻值適當(dāng)(選填“增大”或“減
小”)才能得到第5次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析,可初步得出結(jié)論:當(dāng)電阻一定的情況下,通過(guò)導(dǎo)體的
電流與這段導(dǎo)體兩端的電壓成比。
(3)小亮他們繼續(xù)用該電路探究“電流與電阻的關(guān)系”。他們多次改變電阻箱接入電路的電阻值,移動(dòng)變阻
器的滑片P,保持電壓表示數(shù)為2.5V,記錄下每次電流表的示數(shù)。為完成該實(shí)驗(yàn),電阻箱接入電路的阻值
不能超過(guò)Ω;
(4)另一組的同學(xué)也按圖甲連好完整的電路后,閉合開(kāi)關(guān),發(fā)現(xiàn)電流表、電壓表均無(wú)示數(shù)。請(qǐng)你寫(xiě)出一種
用所給器材檢測(cè)故障位置的方法:。
【答案】斷開(kāi)0.2410減小正
25見(jiàn)解析
【解析】(1)[1]除電壓表外,其余元件都串聯(lián)在電路中,電壓表并在電阻R兩端?;瑒?dòng)變阻器一上一下接
入電路,由于“要求滑片P向左端移動(dòng)時(shí),電路中的電流變大”,說(shuō)明滑片P向左移動(dòng)時(shí),電路中的電阻變
小,靠近下面的接線柱,故滑動(dòng)變阻器連接左下接線柱,作圖如下
(2)[2]為了保護(hù)電流,在連接電路時(shí),開(kāi)關(guān)應(yīng)該處于斷開(kāi)狀態(tài)。
[3][4]乙圖中,電流表接的是小量程,分度值為0.02A,所以乙圖電流表讀數(shù)為0.24A,第4次電阻兩端的電
壓為2.4V,所以電阻箱接入電路的阻值為
U2.4V
R10
I0.24A
[5]要完成第5次實(shí)驗(yàn),根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知,電阻兩端的電壓增大,根據(jù)串聯(lián)正比分壓可知,滑動(dòng)變阻器分
到的電壓減小,接入電阻減小,故滑片應(yīng)向左移動(dòng),適當(dāng)減小滑動(dòng)變阻器的接入阻值。
[6]分析表中數(shù)據(jù),隨著電壓的增大,電流也增大,且電壓與電流的比值總是等于10Ω,即電流與電壓成正
比。故得出的結(jié)論是:當(dāng)電阻一定的情況下,通過(guò)導(dǎo)體的電流與這段導(dǎo)體兩端的電壓成正比。
(3)[7]用該電路探究“電流與電阻的關(guān)系”,當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入阻值最大時(shí),電路中的電流最小,由于控制
電壓表示數(shù)為2.5V不變,所以滑動(dòng)變阻器兩端的電壓為
U滑=U-UR=4.5V-2V
電壓表與滑動(dòng)變阻器兩端的電壓比是個(gè)定值,當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入阻值最大時(shí),電阻箱接入阻值也達(dá)到最大,
所以電阻箱接入電路的最大阻值為
UR滑大2.5V20
RR25
U滑2V
所以電阻箱接入電路的阻值不能超過(guò)25Ω。
(4)[8]電流表無(wú)示數(shù),說(shuō)明電路存在斷路,電壓表無(wú)示數(shù)說(shuō)明與電壓表并聯(lián)之外的部分?jǐn)嗦?。所以可以?/p>
導(dǎo)線(或另一只電流表)分別替換其他導(dǎo)線、元件(電源和電阻箱除外),來(lái)排除電路故障,用導(dǎo)線(或另
一只電流表)替換其他導(dǎo)線、元件,電路正常,則說(shuō)明被替換部分?jǐn)嗦贰?/p>
一、探究電流與電阻的關(guān)系
1.(2025·重慶·一模)用如下器材:6V的恒壓電源、R1(10Ω、3A)和R2(50Ω、2A)兩種規(guī)格的滑動(dòng)變
阻器、電阻箱R(0~9999Ω)、電流表、電壓表、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線,探究電流與電阻的關(guān)系。
(1)圖甲中有一根導(dǎo)線連接錯(cuò)誤,請(qǐng)?jiān)谶@根線上打“×”,并用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線在圖中改正;
(2)改正電路后,正確操作并閉合開(kāi)關(guān),電壓表示數(shù)為1V,電流表示數(shù)為0.1A,再將滑片調(diào)至合適位置記錄
數(shù)據(jù)。則選用滑動(dòng)變阻器的規(guī)格為(選填“R1”或“R2”)。
(3)改變R接入電路的阻值,重復(fù)實(shí)驗(yàn),又測(cè)得三組數(shù)據(jù),描繪出如圖乙所示的圖像,由圖像可得出的結(jié)論
是:在電壓一定時(shí),電流與電阻成比。記錄(選填“a”、“b”、“c”或“d”)點(diǎn)的數(shù)據(jù)時(shí),滑
片的位置最靠近A端,此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值是Ω。
【答案】(1)見(jiàn)解析(2)R2(3)反a10
【解析】(1)實(shí)驗(yàn)中,電阻箱R與滑動(dòng)變阻器串聯(lián),電壓表測(cè)量電阻箱R的電壓,并聯(lián)在電阻箱兩端,電
流表測(cè)量電路電流,電路更改如圖所示:
(2)依題意得,電壓表示數(shù)為1V,電流表示數(shù)為0.1A,由串聯(lián)電路電壓特點(diǎn)得,此時(shí)變阻器的電壓為
===
UPU-UR6V-1V5V
U5V
串聯(lián)電路電流處處相等,由歐姆定律得,此時(shí)變阻器接入電路中電阻為RP50
PI0.1A
故變阻器接入電路中電阻至少為50Ω,則選用滑動(dòng)變阻器的規(guī)格為R2。
(3)[1]由圖乙得,當(dāng)電壓一定時(shí),電流與電阻的乘積為定值,由此可得結(jié)論:在電壓一定時(shí),電流與電阻
成反比。
[2][3]實(shí)驗(yàn)中要控制電阻箱R的電壓一定,由圖乙與歐姆定律得,電阻箱R的電壓控制為
URIR0.4A50.2A100.1A202V
實(shí)驗(yàn)過(guò)程中變阻器的電壓為===
UPU-UR6V-2V4V
串聯(lián)電路電流處處相等,由歐姆定律得RP:RUP:UR4V:2V=2:1
則電阻箱R接入電路中電阻越小,變阻器接入電路中電阻越??;滑片的位置越靠近A端,滑動(dòng)變阻器接入
電路中電阻越??;由圖乙得,a點(diǎn)電阻箱R接入電路中電阻最小,則a點(diǎn)變阻器接入電路中電阻最小,故a
點(diǎn)的數(shù)據(jù)滑片的位置最靠近A端,此時(shí)滑動(dòng)變阻器為RP=2R25=10
2.(2025·重慶渝北·模擬預(yù)測(cè))小渝在探究“電流與電阻關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中準(zhǔn)備了下列器材:恒定電源(6V)、
定值電阻(5Ω、10Ω、20Ω和25Ω各一個(gè))、電流表、電壓表、開(kāi)關(guān)、滑動(dòng)變阻器。
(1)請(qǐng)用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線將如圖所示的電路連接完整(要求:滑片向右移動(dòng)時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值變
大,導(dǎo)線不能交叉);
(2)小渝連接完電路后,閉合開(kāi)關(guān)前,發(fā)現(xiàn)電流表指針偏向“0”刻度線左側(cè),原因是;糾正問(wèn)題
后,小渝再次閉合開(kāi)關(guān),調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片,發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)有明顯變化,但電壓表示數(shù)始終為0V,
則此時(shí)電路中的故障可能是;
(3)排除故障后,他先將5Ω的定值電阻接入電路,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片,使電壓表指針如圖乙所示,R兩
端電壓為U0=V,再記下電流表示數(shù)。斷開(kāi)開(kāi)關(guān),用10Ω的電阻替換5Ω的電阻,為了使電壓表
示數(shù)保持U0,他應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片向(選填“左”或“右”)移;
實(shí)驗(yàn)序號(hào)1234
電阻R/Ω5102025
電流I/A0.20.10.08
(4)小渝再將20Ω和25Ω兩個(gè)電阻分別接入電路中,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片,讀出電流表示數(shù)如表,由此得出
結(jié)論:;
為了完成這4個(gè)電阻的4次實(shí)驗(yàn),滑動(dòng)變阻器最大阻值至少為Ω;
(5)完成探究后,小渝利用這個(gè)電路探究電阻功率與電壓的關(guān)系,保持電阻不變,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器阻值從大
到小,電阻R兩端的電壓依次為U1、U2、U3時(shí),定值電阻對(duì)應(yīng)的功率分別為P1、P2、P3,若U2-U1=U3-U2,
則P2-P1P3-P2(選填“>”“=”或“<”)。
【答案】(1)(2)電流表沒(méi)有調(diào)零定值電阻R短路(3)2
右(4)電壓一定時(shí),通過(guò)導(dǎo)體的電流與其電阻成反比50(5)<
【解析】(1)實(shí)驗(yàn)中,定值電阻與滑動(dòng)變阻器串聯(lián),電壓表測(cè)量定值電阻的電壓,電流表測(cè)量電路電流。
滑片向右移動(dòng)時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值變大,說(shuō)明滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻絲變長(zhǎng),故滑動(dòng)變阻器A
接線柱連入電路中,如圖所示:
(2)[1]閉合開(kāi)關(guān)前,發(fā)現(xiàn)電流表指針偏向“0”刻度線左側(cè),說(shuō)明電流表沒(méi)有調(diào)零,則應(yīng)對(duì)電流表調(diào)零。
[2]電流表有示數(shù),說(shuō)明電路不是斷路,電壓表無(wú)示數(shù),可能是與電壓表并聯(lián)的電路短路,因此故障可能是
與電壓表并聯(lián)的定值電阻R短路。
(3)[1]圖乙中電壓表選用小量程,分度值為0.1V,示數(shù)為2V,電壓表測(cè)量定值電阻R的電壓,則定值電
阻R的電壓為2V。
[2]定值電阻兩端的電壓始終保持UR2V
根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律,變阻器分得的電壓UPUUR6V-2V=4V
串聯(lián)電路電流處處相等,由歐姆定律得RP:RUP:UR6V-2V:2V=2:1
定值電阻由5改接成10,定值電阻的阻值變大,則為了控制定值電阻的電壓不變,滑片應(yīng)向右端移動(dòng),
增大變阻器接入電路中的電阻,使電壓表的示數(shù)保持2V不變。
(4)[1]由表中數(shù)據(jù)可知,導(dǎo)體的電阻增大,通過(guò)導(dǎo)體的電流減小,且通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻的乘積
保持不變,故可得出結(jié)論:電壓一定時(shí),通過(guò)導(dǎo)體的電流與其電阻成反比。
[2]由(3)中的解析得RP:RUP:UR2:1
當(dāng)實(shí)驗(yàn)中使用的定值電阻阻值最大為25,變阻器接入電路中的電阻最大,為R滑2R22550
即為了完成這4個(gè)電阻的4次實(shí)驗(yàn),滑動(dòng)變阻器最大阻值至少為50。
U2
(5)由PUI
R
U2U21U2U21
可知PP21UUUU,PP32UUUU
21RR2121R32RR3232R
由串聯(lián)電路電阻越小分到的電壓越小得,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器阻值從大到小時(shí)R兩端的電壓變??;由串聯(lián)電路
電壓特點(diǎn)得,定值電阻的電壓變大,即U1U2U3
而U2U1U3U2
11
R是定值電阻,阻值不變,故UUUUUUUU
2121R3232R
即P2P1P3P2
3.(2025·重慶·模擬預(yù)測(cè))在“探究通過(guò)導(dǎo)體的電流與電阻關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中,小美利用可調(diào)電源、5個(gè)定值電
阻(阻值分別為5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、30Ω)、滑動(dòng)變阻器(50Ω0.5A)、電壓表、電流表、開(kāi)關(guān)以及若干
導(dǎo)線做了如下實(shí)驗(yàn):
(1)他根據(jù)圖甲所示電路圖連接成了圖乙所示的實(shí)物電路,其中只有一根導(dǎo)線連接錯(cuò)誤,請(qǐng)?jiān)谶@根導(dǎo)線上打
“×”,并用筆重新畫(huà)一根正確連接的導(dǎo)線。(連線不要交叉)
(2)連接電路時(shí)滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)置于最端(選填“左”或“右”)。
(3)正確連接電路后,閉合開(kāi)關(guān),小美發(fā)現(xiàn)電流表無(wú)示數(shù)。電壓表示數(shù)接近于電源電壓,則電路中的故障可
能是定值電阻(選填“斷路”或“短路”)。
(4)排除故障后,連好電路,小美將電源電壓調(diào)為6V。
①小美接入5Ω的定值電阻后,移動(dòng)滑片,電流表示數(shù)如圖丙所示,記錄此時(shí)電流表示數(shù)為A。
②小美保持滑動(dòng)變阻器滑片位置不變,將5Ω的定值電阻換為10Ω的定值電阻后,閉合開(kāi)關(guān),電壓表的示數(shù)
會(huì)設(shè)定電壓(選填“大于”、“小于”或“等于”),此時(shí)可將滑動(dòng)變阻器的滑片向(選填“左”或“右”)
移動(dòng),直到電壓表示數(shù)回到原來(lái)值。
③實(shí)驗(yàn)中,小美發(fā)現(xiàn)當(dāng)5個(gè)定值電阻中的某個(gè)電阻接入電路時(shí),實(shí)驗(yàn)無(wú)法完成,為了順利完成5次實(shí)驗(yàn),
小美將設(shè)定電壓的范圍控制為V
(5)最后小美得出:當(dāng)導(dǎo)體兩端電壓一定時(shí),流過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成比。
【答案】(1)(2)左(3)斷路(4)0.4大于左
2.25~2.5(5)反
【解析】(1)定值電阻與滑動(dòng)變阻器串聯(lián),電壓表測(cè)定值電阻兩端電壓,故實(shí)物圖如圖所示:
(2)連接電路時(shí)滑動(dòng)變阻器要滑到阻值最大的位置,故應(yīng)滑到最左端。
(3)電流表無(wú)示數(shù),則電路中無(wú)電流,說(shuō)明電路發(fā)生斷路,電壓表有示數(shù),因此是與電壓表并聯(lián)的定值電
阻斷路。
(4)[1]滑動(dòng)變阻器的規(guī)格是(50Ω0.5A),故電流表的量程選擇0~0.6A,分度值為0.02A,故電流表的讀
數(shù)是0.4A。
[2]滑動(dòng)變阻器滑片位置不變,將5的定值電阻換為10的定值電阻后,電路的總電阻會(huì)變大,電路中的電
流減小,滑動(dòng)變阻器兩端的電壓減小,故定值電阻兩端的電壓會(huì)變大。
U定R定
[3]根據(jù)串聯(lián)分壓原理,要保持定值電阻兩端電壓不變,電源電壓不變,故滑動(dòng)變阻器兩端電壓不
U滑R滑
U
變,定的比值不變,定值電阻變大,滑動(dòng)變阻器應(yīng)變大,故滑片應(yīng)向左移動(dòng)。
U滑
[4]當(dāng)接入30電阻時(shí),滑動(dòng)變阻器的最大阻值是50Ω,電源電壓是6V,根據(jù)串聯(lián)分壓原理
R定30Ω
U定U6V2.25V
R定R滑30Ω50Ω
U定2.25V
當(dāng)接入5電阻時(shí),要保持電壓表示數(shù)為2.25V不變,此時(shí)電路中的電流I0.45A
R定5Ω
小于0.5A。當(dāng)接入5電阻時(shí),電路中電流最大為0.5A,此時(shí)設(shè)定電壓U定00.5A5Ω2.5V
故設(shè)定電壓的范圍是2.25~2.5V。
(5)當(dāng)導(dǎo)體兩端電壓一定時(shí),電阻增大,電流減小,故當(dāng)導(dǎo)體兩端電壓一定時(shí),流過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的
電阻成反比。
4.(2025·重慶·三模)小冉同學(xué)在“探究通過(guò)導(dǎo)體的電流與電阻的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中,使用三節(jié)新干電池作為電
源,用圖甲所示的電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn),控制電阻R兩端的電壓始終保持2.4V不變。
(1)請(qǐng)用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線,將圖甲中實(shí)物電路連接完整(導(dǎo)線不得交叉)。閉合開(kāi)關(guān)前,滑動(dòng)變阻器
的滑片P應(yīng)置于端(選填“A”或“B”);
(2)在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,當(dāng)把電阻R由5Ω更換為10Ω時(shí),滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻應(yīng)(選填“變大”、
“變小”或“不變”);
(3)某次實(shí)驗(yàn)時(shí)電流表的示數(shù)如圖乙所示,此時(shí)R的阻值為Ω;
(4)小冉同學(xué)還想做“測(cè)量小燈泡電阻”的實(shí)驗(yàn),增加標(biāo)有“2.5V”字樣的燈泡若干,更換滑動(dòng)變阻器的規(guī)格為
Rp“30Ω,1A”。
①正確連接電路后,閉合開(kāi)關(guān)S,小冉發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮,則小冉接下來(lái)的操作是;
A.更換燈泡進(jìn)行實(shí)驗(yàn)
B.移動(dòng)滑片,觀察燈泡發(fā)光情況
C.觀察電表是否有示數(shù)
②實(shí)驗(yàn)中移動(dòng)滑片P,將兩電表對(duì)應(yīng)的示數(shù)記錄到下表中:
實(shí)驗(yàn)序號(hào)12345
電壓表示數(shù)/V0.71.01.52.02.5
電流表示數(shù)/AI10.140.180.200.24
③燈泡的額定功率為W。分析表中數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)燈泡的電阻也在變化,主要原因是燈絲的電阻隨溫度
的升高而;
④進(jìn)一步分析,表格中的I1不可能得到數(shù)據(jù),原因是。
【答案】(1)A(2)變大(3)12(4)B0.6
增大見(jiàn)解析
【解析】(1)[1]電阻R兩端的電壓始終保持2.4V不變,故電壓表選用小量程并聯(lián)在定值電阻兩端,如下圖
所示:
[2]為了保護(hù)電路,開(kāi)關(guān)閉合前,滑動(dòng)變阻器的滑片P應(yīng)置于阻值最大處,即A端
(2)實(shí)驗(yàn)中,當(dāng)把5Ω的電阻換成10Ω的電阻后,根據(jù)分壓原理,電阻兩端的電壓變大,研究電流與電阻
關(guān)系時(shí)要控制電壓不變,根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律,要增大滑動(dòng)變阻器兩端的電壓,由分壓原理,應(yīng)增大
滑動(dòng)變阻器電阻阻值,故滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻應(yīng)變大。
(3)由題意可知,電流表選用小量程;某次實(shí)驗(yàn)時(shí)電流表的示數(shù)如圖乙所示,電流表分度值0.02A,其示
U2.4V
數(shù)為0.2A,由于電阻R兩端的電壓始終保持2.4V不變,故R的阻值為R=12Ω
I0.2A
(4)[1]小冉同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮,首先檢查電路連接是否正確,然后移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片,觀
察燈泡是否發(fā)光,如果燈泡仍然不亮,再檢查電表是否有示數(shù)以判斷電路是否通路。
故選B。
[2][3]燈泡的額定電壓為2.5V,根據(jù)表格數(shù)據(jù)可知對(duì)應(yīng)的電流為0.24A,因此額定功率
P額U額I額2.5V0.24A=0.6W
由表中數(shù)據(jù)可知,當(dāng)燈泡兩端電壓增大,通過(guò)燈泡的電流也增大,根據(jù)P=UI可知,燈泡實(shí)際功率變大,溫
度升高,燈絲的電阻隨溫度的升高而增大。
[4]在實(shí)驗(yàn)初始階段,滑動(dòng)變阻器的阻值調(diào)至最大,電路中的電流應(yīng)最小,如果I1的值大于后續(xù)實(shí)驗(yàn)中的電
流(如0.14A),則不符合滑動(dòng)變阻器調(diào)節(jié)的規(guī)律,因此I1不可能存在。
5.(2025·重慶·三模)某實(shí)驗(yàn)小組利用規(guī)格為“35Ω1A”的滑動(dòng)變阻器進(jìn)行了“探究電流與電阻的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)。
(1)請(qǐng)用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線,將如圖甲所示的實(shí)物電路連接完整。要求:滑片向A移動(dòng)時(shí),電流表示數(shù)減
小。
(2)連接好電路后將滑片移至(選填“A”或“B”)端,試觸開(kāi)關(guān)S,發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)為0,電壓表有示
數(shù),則電路中的故障可能是。
(3)排除故障后繼續(xù)實(shí)驗(yàn),先接入4Ω定值電阻,閉合開(kāi)關(guān),電流表示數(shù)為0.1A,移動(dòng)變阻器的滑片P移至
合適位置,電壓表的示數(shù)如圖乙所示為V,記下電流表的示數(shù)。斷開(kāi)開(kāi)關(guān),將4Ω電阻換成8Ω后,
閉合開(kāi)關(guān),移動(dòng)變阻器的滑片P使表的示數(shù)與前一次相同,并記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
(4)依次改變電阻R的阻值,根據(jù)測(cè)得五組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),在圖丙的坐標(biāo)系中描繪出IR圖像為曲線A,分析可
知:當(dāng)電壓一定時(shí),通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成比。
(5)根據(jù)上面所測(cè)的五組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),把每次實(shí)驗(yàn)時(shí)記錄的電流值和對(duì)應(yīng)變阻器接入電路的阻值Rp,在圖丙坐
標(biāo)系中描成點(diǎn),將這些點(diǎn)繪成曲線B,發(fā)現(xiàn)曲線B與曲線A(選填“有交點(diǎn)”或“無(wú)交點(diǎn)”),其原因
是。
【答案】(1)(2)A定值電阻斷路(3)2.4電壓
(4)反(5)無(wú)交點(diǎn)見(jiàn)解析
【解析】(1)探究電流與電阻關(guān)系的實(shí)驗(yàn),定值電阻、滑動(dòng)變阻器、電流表串聯(lián)在電路中,電壓表與定值
電阻并聯(lián),另外要求:滑片向A移動(dòng)時(shí),電流表示數(shù)減小,應(yīng)選擇變阻器右下接線柱,電路如圖:
(2)[1][2]連接好電路后將滑片移到阻值最大處,移至A端,試觸開(kāi)關(guān)S,發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)為0,電壓表有
示數(shù),這說(shuō)明電路中有斷路故障,而電壓表兩個(gè)接線柱到電源之間是連通的,所以電路中的故障可能是定
值電阻斷路。
(3)[1][2]先接入4Ω定值電阻,閉合開(kāi)關(guān),電流表示數(shù)為0.1A,移動(dòng)變阻器的滑片P移至合適位置,電壓
表的示數(shù)如圖乙所示,連接0~3V的量程,分度值為0.1V,此時(shí)電壓表讀數(shù)為2.4V,記下電流表的示數(shù)。
斷開(kāi)開(kāi)關(guān),將4Ω電阻換成8Ω后,閉合開(kāi)關(guān),移動(dòng)變阻器的滑片,按照控制變量的要求,應(yīng)控制定值電阻
兩端電壓不變,使電壓表的示數(shù)與前一次相同,并記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
(4)右圖像可知,定值電阻阻值越大,通過(guò)它的電流越小,于是得出結(jié)論:當(dāng)電壓一定時(shí),通過(guò)導(dǎo)體的電
流與導(dǎo)體的電阻成反比。
(5)[1]第一次實(shí)驗(yàn),先接入4Ω定值電阻,閉合開(kāi)關(guān),電流表示數(shù)為0.1A,此時(shí)滑動(dòng)變阻器滑片在阻值最
大處,由此可知電源電壓為U0.1A(4Ω35Ω)3.9V
實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,每一次定值電阻兩端電壓都是UR2.4V
每一次滑動(dòng)變阻器兩端的電壓都是U滑UUR3.9V2.4V1.5V
U
由圖像可以看出,五次實(shí)驗(yàn)的電流值分別為0.6A、0.4A、0.3A、0.24A、0.2A,根據(jù)歐姆定律R可求出
I
五次實(shí)驗(yàn)變阻器連入的阻值分別為2.5Ω、3.75Ω、5Ω、6.25Ω、7.5Ω,描點(diǎn)畫(huà)出曲線B,如圖所示:
發(fā)現(xiàn)曲線B與曲線A無(wú)交點(diǎn)。
[2]每次實(shí)驗(yàn)通過(guò)定值電阻的電流與通過(guò)變阻器的電流都相等,但每一次變阻器連入的阻值都小于定值電阻
的阻值。
6.(2025·重慶·二模)小僑在“探究導(dǎo)體中的電流與電阻的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中,所用電源電壓恒為9V,已有的4
個(gè)定值電阻的阻值分別為15Ω、20Ω、30Ω、40Ω,滑動(dòng)變阻器標(biāo)有“30Ω1A”字樣。
(1)請(qǐng)用筆畫(huà)線代替缺少的導(dǎo)線,將圖甲的電路連接完整(要求:導(dǎo)線不能交叉,滑片P向B端移動(dòng)時(shí),電
路中的電流變大)。
(2)連接電路時(shí),應(yīng)開(kāi)關(guān)。閉合開(kāi)關(guān)后,發(fā)現(xiàn)電壓表指針有明顯偏轉(zhuǎn),電流表指針無(wú)偏轉(zhuǎn),可能
的電路故障是。
(3)排除電路故障后,先接入15Ω的電阻,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片P至某一位置時(shí),觀察到電流表指針位置如
圖乙所示,電流表示數(shù)為A,然后記錄數(shù)據(jù)。接下來(lái)用20Ω的電阻代替15Ω的電阻做實(shí)驗(yàn),記
錄數(shù)據(jù)時(shí)滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值比上次實(shí)驗(yàn)時(shí)更。
1
(4)更換其余電阻繼續(xù)實(shí)驗(yàn),根據(jù)4組數(shù)據(jù)作出I圖像,如圖丙所示。分析圖像可得出:在電壓一定時(shí),
R
導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體的電阻成比。
(5)小江認(rèn)為小僑的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)偏少,建議小僑選擇另外的定值電阻繼續(xù)完成上述實(shí)驗(yàn)。為順利完成實(shí)驗(yàn),所
選定值電阻阻值不能超過(guò)Ω。
(6)小江也進(jìn)行了上述實(shí)驗(yàn)。他斷開(kāi)開(kāi)關(guān),在整理器材時(shí),發(fā)現(xiàn)整個(gè)實(shí)驗(yàn)中始終未對(duì)電壓表調(diào)零,但其余實(shí)
1
驗(yàn)操作均正確。小江根據(jù)他的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出的I圖像也是直線嗎?請(qǐng)判斷并說(shuō)出理由:。
R
【答案】(1)(2)斷開(kāi)R0斷路(3)0.4大
(4)反(5)60(6)是,因?yàn)镽0兩端的電壓仍保持為定值不變
【解析】(1)因?yàn)楫?dāng)滑片P向B端移動(dòng)時(shí),要使電路中的電流變大,則滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻應(yīng)減小,
所以應(yīng)連接滑動(dòng)變阻器下端的B接線柱。如圖所示:
(2)[1]為保護(hù)電路連接電路時(shí),應(yīng)斷開(kāi)開(kāi)關(guān)。
[2]閉合開(kāi)關(guān)后,電流表無(wú)示數(shù)可能是電流表短路或與電壓表并聯(lián)的部分?jǐn)嗦罚妷罕碛忻黠@偏轉(zhuǎn)說(shuō)明電
壓表與電源連通,所以電路故障是R0斷路。
(3)[1]根據(jù)圖乙電流表量程為0~0.6A,分度值為0.02A,所以電流表示數(shù)為0.4A。
[2]根據(jù)串聯(lián)分壓原理,當(dāng)更換為更大的定值電阻時(shí),其分得的電壓增大,為保持定值電阻兩端電壓不變,
滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻應(yīng)增大。
1
(4)分析圖像可知U一定時(shí),I和成正比,即I與R成反比,所以在電壓一定時(shí),導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體
R
的電阻成反比。
(5)根據(jù)題中信息可知定值電阻兩端電壓U0=6V,電源電壓U=9V,由串聯(lián)電路分壓特點(diǎn)可知滑動(dòng)變阻器
兩端電壓U滑=9V-6V=3V
根據(jù)上述分析當(dāng)更換為更大的定值電阻時(shí),滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻應(yīng)增大,當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入最大阻
U0R0
值30Ω時(shí),根據(jù)串聯(lián)分壓特點(diǎn)
U滑R滑
代入數(shù)據(jù),可得定值電阻的最大值為R0=60Ω。
(6)電壓表雖未調(diào)零,但在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,電壓表的示數(shù)始終是在同一基礎(chǔ)上的測(cè)量值,每次測(cè)量的R0兩
U1
端的電壓不變,根據(jù)歐姆定律I,電流和電壓的關(guān)系不變,所以作出的I圖像是直線,因?yàn)镽0兩
RR
端的電壓仍保持為定值不變。
7.(2025·重慶巴南·二模)探究“電流與電阻的關(guān)系”時(shí),實(shí)驗(yàn)器材有:三節(jié)新的干電池(每節(jié)電池的電壓為
1.5V)、電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器(標(biāo)有“20Ω2A”字樣)、定值電阻4個(gè)(5Ω,10Ω,15Ω,20Ω),開(kāi)關(guān)
一個(gè),導(dǎo)線若干。小吳等同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖甲所示的實(shí)物圖。
(1)請(qǐng)用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線將圖甲中的實(shí)物圖連接完整,要求:滑片P向右移動(dòng)時(shí)電流表示數(shù)變?。婚]合
開(kāi)關(guān)前應(yīng)將滑片滑至(選填“A”或“B”)端;
(2)小吳準(zhǔn)備將5Ω的電阻更換為10Ω的電阻接入電路,當(dāng)拆下5Ω電阻后,發(fā)現(xiàn)電壓表、電流表指針偏轉(zhuǎn)如
圖乙所示,小吳不規(guī)范的操作是;
(3)排除故障后,正確進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。圖丙是根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制的定值電阻的I-R圖像,在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,將定值
電阻由5Ω更換為10Ω時(shí),應(yīng)向(選填“左”或“右”)適當(dāng)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片P,使電壓表示
數(shù)保持V不變;
(4)同組小明同學(xué)找來(lái)50Ω的定值電阻想繼續(xù)探究,發(fā)現(xiàn)無(wú)論怎樣移動(dòng)滑片P,都不能使電壓表示數(shù)回到原
來(lái)的電壓值,為了繼續(xù)完成這次實(shí)驗(yàn),你認(rèn)為可以__________;(填選項(xiàng)字母)
A.調(diào)高電源電壓B.再串聯(lián)一個(gè)10Ω的電阻C.將電壓表改接到滑動(dòng)變阻器兩端
(5)通過(guò)實(shí)驗(yàn)可知,導(dǎo)體兩端電壓一定時(shí),通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成;
(6)利用現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)器材,還可以進(jìn)行的探究實(shí)驗(yàn)有(一種即可)。
【答案】(1)B(2)拆接電路時(shí),開(kāi)關(guān)未斷開(kāi)(3)右
3(4)B(5)反比(6)見(jiàn)解析
【解析】(1)[1]根據(jù)實(shí)驗(yàn),電路是串聯(lián)的,電壓表測(cè)定值電阻兩端電壓,電流表測(cè)電路中的電流,要求滑
片P向右移動(dòng)時(shí)電流表示數(shù)變小,變阻器接入電路中的阻值變大,說(shuō)明變阻器的左下接線柱接入電路,如
下圖所示:
[2]閉合開(kāi)關(guān)前,為了保護(hù)電路,應(yīng)將滑片移至阻值最大處,即B端。
(2)當(dāng)拆下5Ω電阻后,電流表的示數(shù)為0,電壓表偏轉(zhuǎn)到最大處,說(shuō)明此時(shí)電壓表與電源接通,拆接電路
時(shí),開(kāi)關(guān)未斷開(kāi)。
(3)[1][2]根據(jù)丙圖可知,當(dāng)定值電阻阻值為5Ω時(shí),電路中的電流為0.6A,定值電阻兩端電壓為
URIR0.6A5Ω3V
將定值電阻由5Ω更換為10Ω時(shí),根據(jù)串聯(lián)分壓原理可知,定值電阻兩端電壓會(huì)變大,而探究電流與電阻關(guān)
系的實(shí)驗(yàn)中,需要保持定值電阻兩端電壓不變,變阻器兩端電壓要變大,即滑動(dòng)變阻器的阻值變大,應(yīng)將
滑片向右移動(dòng)至電壓表的示數(shù)為3V。
3V50Ω
(4)當(dāng)定值電阻的阻值為50Ω時(shí),根據(jù)串聯(lián)分壓原理可得
4.5V3VRP
解得RP25Ω,而實(shí)驗(yàn)中變阻器的最大阻值為20Ω,說(shuō)明變阻器的分壓能力不足,因此可以在電路中串聯(lián)
一個(gè)至少阻值為5Ω的定值電阻幫變阻器分擔(dān)電壓;若調(diào)高電源電壓,需要變阻器分壓能力增加,變阻器的
阻值更大,不能完成實(shí)驗(yàn);將電壓表改接到滑動(dòng)變阻器兩端不能改變電阻的大小,因此不能完成實(shí)驗(yàn),故B
符合題意,AC不符合題意。
故選B。
(5)根據(jù)丙圖可知,當(dāng)電壓一定時(shí),定值電阻阻值越大時(shí),電路中的電流越小,定值電阻阻值與電流的乘
積為一定值,因此可得結(jié)論為:當(dāng)電壓一定時(shí),電流與電阻成反比。
(6)利用現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)器材,定值電阻的阻值不變,通過(guò)改變定值電阻兩端電壓,還可以探究電流與電壓的
關(guān)系。
8.(2025·重慶·二模)小超同學(xué)探究“電流與電阻的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)。他使用如下器材:學(xué)生電源,5Ω、10Ω、
15Ω、20Ω、25Ω的定值電阻,滑動(dòng)變阻器,電壓表,電流表,開(kāi)關(guān),導(dǎo)線。
(1)連接的電路如圖甲所示,檢查發(fā)現(xiàn)連接的電路中有一根導(dǎo)線連接錯(cuò)誤,請(qǐng)?jiān)趫D中連接錯(cuò)誤的那根導(dǎo)線上
打“×”,并用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線將電路連接正確。
(2)連接完電路后,閉合開(kāi)關(guān),小超移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P,發(fā)現(xiàn)電流表無(wú)示數(shù),但電壓表有示數(shù),此故
障的原因可能是。
(3)排除故障后,小超先將5Ω電阻接入電路,閉合開(kāi)關(guān),移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片記錄電壓表和電流表示數(shù),
接著斷開(kāi)開(kāi)關(guān),用10Ω的電阻替代5Ω的電阻接入電路,閉合開(kāi)關(guān),移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片,使電壓表的示
數(shù)保持不變,記錄電流表示數(shù);再分別改接15Ω、20Ω、25Ω的電阻,重復(fù)上述實(shí)驗(yàn),得到了表中的實(shí)驗(yàn)數(shù)
據(jù):
電阻R/Ω252015105
電流I/A0.080.10.140.20.4
小超根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得出結(jié)論:。
(4)小超利用以上器材測(cè)量小燈泡L(標(biāo)有2.5V字樣)的電阻大小,設(shè)計(jì)電路圖如圖乙所示。
①閉合開(kāi)關(guān),移動(dòng)變阻器的滑片P至某一位置,電壓表的示數(shù)為2.5V,電流表示數(shù)如圖丙所示,電流表示
數(shù)為A,她根據(jù)電流表和電壓表示數(shù)計(jì)算出小燈泡正常發(fā)光的電阻RLΩ。
②移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片,在保證電路安全的前提下,繼續(xù)進(jìn)行多次測(cè)量,測(cè)得多組數(shù)據(jù)并求平均值,其做
法是(選填“正確”或者“錯(cuò)誤”)的,理由是。
(5)小超設(shè)計(jì)了如圖所示的電路圖測(cè)量未知電阻Rx的阻值大小。
①只閉合開(kāi)關(guān)S、S1,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片P。使電壓表示數(shù)為U1;
②保持滑動(dòng)變阻器滑片位置不變,只閉合開(kāi)關(guān)S、S2,讀出電壓表示數(shù)為U2;
③再調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片P,使電壓表的示數(shù)為U3:
④保持滑動(dòng)變阻器滑片位置不變,斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S2,閉合開(kāi)關(guān)S1,讀出電壓表示數(shù)為U4;
⑤未知電阻表達(dá)式為Rx(用已知物理量字母U1,U2,U3,U4和R0表示)。
【答案】(1)(2)定值電阻斷路(3)電壓不變時(shí),導(dǎo)體中的電流與
導(dǎo)體的電阻成反比(4)0.212.5錯(cuò)誤燈泡電阻隨溫度升高而增大,不是定值,求平均值沒(méi)
R0U3U2
有意義(5)
U1U4
【解析】(1)在探究電流與電阻的關(guān)系實(shí)驗(yàn)中,電源、定值電阻、電流表、滑動(dòng)變阻器、開(kāi)關(guān)串聯(lián),電壓
表應(yīng)并聯(lián)在定值電阻兩端,如圖所示:
(2)電流表無(wú)示數(shù)說(shuō)明電路存在斷路,電壓表有示數(shù)說(shuō)明與電壓表并聯(lián)的定值電阻處發(fā)生斷路,因此可能
原因是定值電阻斷路。
(3)分析數(shù)據(jù)可知,當(dāng)電壓一定時(shí),電流與電阻成反比。電阻增大時(shí)電流減小,且乘積基本相等(2V),
說(shuō)明在電壓不變時(shí),導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體的電阻成反比。
(4)[1]圖丙中電流表使用0~0.6A量程,分度值0.02A,示數(shù)為0.2A。
U2.5V
[2]根據(jù)歐姆定律,燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻R12.5Ω
I0.2A
[3][4]燈泡電阻隨溫度升高而增大,不是定值,求平均值沒(méi)有意義,是錯(cuò)誤的。
(5)根據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟分析:步驟①中,只閉合開(kāi)關(guān)S、S1時(shí),定值電阻、滑動(dòng)變阻器、待測(cè)電阻串聯(lián),電壓
U1
表測(cè)定值電阻兩端電壓,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片P,使電壓表示數(shù)為U1,此時(shí)電路電流I1,設(shè)電源電
R0
UU2U1UU2
壓為U,從步驟①到從步驟②的過(guò)程中,滑片未動(dòng),電流不變,此時(shí)電流I1,綜上......①
RXR0RX
UU3U4
步驟③中,滑片移動(dòng)位置后,調(diào)節(jié)后電路電流I2,步驟④中,電流和步驟③中相同,I2,綜上
RXR0
UUU3
4......②
R0RX
R0U3U2
聯(lián)立①②得RX
U1U4
9.(2025·重慶九龍坡·模擬預(yù)測(cè))在“探究電流與電阻的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中,小晨使用阻值為5Ω、10Ω、15Ω、
20Ω、25Ω的定值電阻各一個(gè),電壓為6V的電源等器材進(jìn)行探究。
(1)請(qǐng)用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線將圖甲電路連接完整(要求:滑片P向右移動(dòng)時(shí)電路中電流變大);
(2)正確連接并規(guī)范操作后,閉合開(kāi)關(guān),兩電表均無(wú)示數(shù)。為了檢查電路故障,小晨將電壓表接在滑動(dòng)變阻
器兩端時(shí)無(wú)示數(shù),接在開(kāi)關(guān)兩端時(shí)有示數(shù),則電路的故障是_____(選填“A”、“B”或“C”);
A.開(kāi)關(guān)斷路B.滑動(dòng)變阻器斷路C.定值電阻斷路
(3)圖乙是改正故障后根據(jù)測(cè)得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制的電流I隨電阻R變化的圖像,由圖像可知R兩端的電壓為
V;要完成該實(shí)驗(yàn)滑動(dòng)變阻器的最大阻值至少是Ω;由圖像得到實(shí)驗(yàn)結(jié)論為:當(dāng)一定時(shí),
導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體的電阻成;
(4)同組的軒軒同學(xué)在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中用未知電阻替換5Ω電阻,保持變阻器的滑片P位置不變,此時(shí)電流表示數(shù)
如圖丙所示,電流表示數(shù)為A,此時(shí)未知電阻的阻值為Ω。
【答案】(1)(2)A(3)250電壓反比(4)0.3
10
【解析】(1)在“探究電流與電阻關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中,定值電阻與滑動(dòng)變阻器串聯(lián),電流表測(cè)量電路中的電流,
電
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