电学微专题4 电学重点实验(练习)-2025年中考物理一轮复习试题(全国通用)(含答案)
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TOC \ "1-3" \h \u \l "_Tc25023" PAGEREF _Tc25023 \h 2
\l "_Tc9107" 命题点一 探究串并联电路电流、电压规律 PAGEREF _Tc9107 \h 2
\l "_Tc10515" 命题点二 探究影响导体电阻大小的因素 PAGEREF _Tc10515 \h 7
\l "_Tc9484" 命题点三 探究电流与电压和电阻的关系 PAGEREF _Tc9484 \h 11
\l "_Tc868" 命题点四 电阻的测量 PAGEREF _Tc868 \h 19
\l "_Tc19078" 命题点五 测量小灯泡的电功率 PAGEREF _Tc19078 \h 26
\l "_Tc974" PAGEREF _Tc974 \h 32
\l "_Tc19549" PAGEREF _Tc19549 \h 56
命题点一 探究串并联电路电流、电压规律
1.(2024·陕西渭南·一模)小明在探究并联电路电流规律的实验中,设计了如图甲所示电路。
(1)小明连接好最后一根导线时,灯泡立即发光,这是由于连接电路时 ;
(2)实验中,在A、B、C 三处各接入一个电流表,并选择合适的量程。闭合开关,测得A、B、C三处的电流分别为IA,IB,IC。更换多组 (选填“相同”或“不同”)规格的灯泡重复实验。部分实验数据如下表所示;
分析实验数据可得:在并联电路中,干路电流与各支路电流的关系是 (写出关系式);
(3)小明在某次实验时,发现A、C两处电流表指针的偏转情况均如图乙所示,则C处的电流大小为 A。
【答案】(1)没有断开开关
(2) 不同 见解析
(3)1.2
【详解】(1)为保护电路,连接电路时,开关要断开,小明连接好最后一根导线时,灯泡立即发光,由于连接电路时没有断开开关。
(2)[1][2]为得出普遍性的结论,更换多组不同规格的灯泡重复实验。分析实验数据有
0.28A+0.18A=0.46A
0.16A+0.20A=0.36A
0.12A+0.38A=0.50A
可得:在并联电路中,干路电流与各支路电流的关系是IC=IA+IB。
(3)C处的电流为干路电流,根据干路电流大于支路电流,故此时电流表选用大量程,分度值为0.1A,则C处的电流大小为1.2A。
2.(2024·黑龙江绥化·二模)在探究“并联电路的电流特点”的实验中,小铭设计了如图甲所示的电路进行实验。
(1)请用笔画线代替导线,按照图甲所示的电路图把图乙中的实物电路图连接完整。(导线不能交叉)
(2)小铭将电流表接在所在的支路上,闭合开关S,观察到灯泡发光,但灯泡不发光,电流表的指针没有偏转,电路可能存在的故障是 (填“灯泡断路”或“灯泡短路”)。
(3)排除故障之后,他测出了支路上的电流,然后他把电流表依次接入电路中的其他位置,分别测量出支路上的电流和干路电流I,两次测得的结果都如图丙所示,则 A, A。小铭由此数据得出,并联电路中干路电流和各支路电流的关系是 (写关系式)。
(4)本次实验的不足之处是 。
【答案】(1)见解析
(2)灯泡断路
(3) 0.3 1.5
(4)只做一次实验,结论具有偶然性
【详解】(1)在探究“并联电路的电流特点”的实验中,两个灯泡并联,电流表与串联在支路上,按照图甲所示的电路图把图乙中的实物电路图连接完整如下所示:
(2)将电流表接在所在的支路上,闭合开关S,观察到灯泡发光,但灯泡不发光,电流表的指针没有偏转,说明灯泡所在支路是通的,而灯泡所在支路是断开,电路可能存在的故障是灯泡断路。
(3)[1][2]分别测量出支路上的电流和干路电流I,两次测得的结果都如图丙所示,由于干路电流大于去路电流,说明干路电流表用的量程是0~3A,示数为1.5A,即1.5A,干路电流等于所有支路电流值之和,可知支路电流为
[3]干路电流等于所有支路电流值之和,应为并联电路各之路电压处处相等,电压除以电阻就是各支路电流,而并联是个等压分流电路,所以总电流等于各分电流之和,即
(4)本实验只做了一次实验,而没有进行多次测量,只凭一组实验数据得出结论带有偶然性,不能得出正确规律;正确做法是:进行多次测量,测出多组数据,找出普遍规律。
3.(2024·湖北十堰·模拟预测)在“探究串联电路电压的特点”活动中:
(1)如图所示,实验中应选择规格 (选填“相同”或“不同”)的小灯泡;
(2)在测L1两端电压时,闭合开关,发现电压表示数为0,原因可能是 (填出一种即可);
(3)小芳保持电压表的B连接点不动,只断开A连接点,并改接到C连接点上,测量L2两端电压。她能否测出L2两端电压? ,理由是 ;
(4)小明分别测出AB、BC、AC间的电压并记录在表格中,分析实验数据得出结论:串联电路总电压等于各部分电路两端电压之和。请对小明的做法进行改进: 。
【答案】(1)不同
(2)L2断路/L1短路
(3) 不能 电压表正、负接线柱接反
(4)应换用不同规格的灯泡多次进行实验,使结论具有普遍性
【详解】(1)为了避免实验的偶然性,使探究得出的结论具有普遍意义,应该选取规格不同的小灯泡进行实验。
(2)若L1断路,则电压表测量的电源电压,有示数;若L2断路,则电压表无示数;若L1短路,电压表也被短路,示数为零;若L2短路,电压表有示数,因此原因可能是L2断路或L1短路。
(3)[1][2]测出L1两端的电压,A与电压表的负接线柱相连,小芳将与A点相连的导线改接到C点,则会造成电流从电压表负接线柱流入了,因此小芳的办法是错误的。
(4)本实验只做了一次实验,而没有进行多次测量,只凭一组实验数据得出结论带有偶然性,不能得出正确规律,故应更换规格不同的灯泡进行多次实验。
4.(2024·贵州贵阳·二模)小红用如图所示的电路探究“串联电路中电压的特点”。
(1)连完最后一根导线灯泡就发光,存在的问题是 。
(2)正确操作后,闭合开关S,发现两灯都不亮,电压表的示数接近电源电压,如果是一个灯泡发生故障,则故障的原因是 。
(3)排除故障,小红完成L1两端电压的测量后,为了节省时间,小红采用以下方法:电压表所接的C接点不动,只断开B接点,并改接到A接点上,这样操作我们将观察到什么现象?
(4)小红采用正确的方法后,将所测出的AB、BC、AC间的电压记录在表格中。
于是得出结论:串联电路中,总电压等于各部分电路两端电压之和。你认为结论合理吗? (选填“合理”或“不合理”),理由:
【答案】(1)连接电路时没有断开开关
(2)L1断路
(3)电压表指针反偏
(4) 不合理 只做一次实验得出的实验结论具有偶然性
【详解】(1)连完最后一根导线灯泡就发光,说明在连接电路时,开关没有断开,这是不允许的,因为这样容易造成短路,可能会损坏电源或电表。
(2)正确操作后,闭合开关S,发现两灯都不亮,电压表的示数接近电源电压。由于电压表并联在L2两端,且示数接近电源电压,说明L2两端电压很大,而灯泡不亮,因此可以判断L2发生了断路。
(3)将电压表所接的C接点不动,只断开B接点,并改接到A接点上。由于此时电压表的正负接线柱接反了,因此电压表的指针会反向偏转。
(4)[1][2]通过实验获得结论,一般都要多做几次实验,多做几次实验,就可以多获几组数据,从而可以对数据进行归纳分析,以此获得结论。因此,小红只做一次实验就得出结论是不合理的。为了得出更具普遍性的结论,她应该换用不同规格的灯泡进行多次实验,以避免偶然性。
命题点二 探究影响导体电阻大小的因素
5.(2024·广东清远·一模)小明做“探究影响导体的电阻大小的因素”时用到如题图的器材与电路。作了如下的猜想:
猜想①:导体的电阻可能跟导体的横截面积有关;
猜想②:导体的电阻可能跟导体的材料有关。
(1)小钢认为小明做实验时灯光的亮度变化不够明显,请你帮他改进电路 ;
(2)依次把A、B跟a、b的两端连接,闭合开关,根据实验现象,分析比较a、b两根金属电阻丝的电阻大小,可探究电阻跟 的关系,其结论是猜想 正确;
(3)以上方法在研究物理问题时经常被用到,被称为 法;
(4)小明连接某根电阻较大的电阻丝时长时间没有断开开关,发现电灯暗了(电灯没有老化,电源电压不变),请你用学过的物理知识解释其现象 ;
(5)小明了解到某些半导体的电阻随着外界的条件改变而急剧变化,这种性质可做成专用开关,请你举一例 。
【答案】(1)在电路中串联一个电流表
(2) 横截面积 ①
(3)控制变量
(4)灯丝电阻随温度升高而增大
(5)光敏电阻
【详解】(1)小明做实验时灯光的亮度变化不够明显,可以在电路中串联一个电流表,根据电流表示数比较导体电阻大小,电流表示数越大,说明导体电阻越小。
(2)[1][2]依次把A、B跟a、b的两端连接,闭合开关,a、b导体的长度和材料相同,横截面积不同,则可探究电阻跟横截面积的关系,观察到电流表示数不同,说明猜想①正确。
(3)探究影响导体的电阻大小的因素时,因为存在多个因素,要用到控制变量法。
(4)灯丝电阻随温度升高而增大,时间越长,灯丝温度越高,电阻越大,则电路中电流越小,所以电灯暗了。
(5)某些半导体的电阻随着外界的条件改变而急剧变化,这种性质可做成专用开关,如光敏电阻、压敏电阻等。
6.(2024·辽宁抚顺·二模)小明要探究“影响导体电阻大小的因素”,所用的实验器材有:实验导体、电流表、小灯泡,电池、开关、导线。
(1)小明同学实验时发现,实验所用的导线是由铜制成的,而不是常见的铝、铁材料;根据这个事实小明猜想,可能是不同材料其导电性能不同,可以作为导体的电阻大小与 有关的猜想依据;
(2)小明选取了4根电阻丝,其规格、材料如表所示,并进行了如下探究:
实验中为什么小明选择通过比较电流表示数大小,来比较电阻丝电阻的大小关系,而不是用灯泡的亮度来比较? ;
①小明应把 两根导线分别接入MN间来探究导体电阻与长度的关系,通过实验小明正确的得出了该关系为:材料和横截面积一定时,导体的长度越长导体的电阻 ;
②在用A与C探究时,小明通过比较电流表的示数得出:在 一定时,导体的横截面积越大导体的电阻越小;
③小明想探究导体的电阻是否与材料有关,当把B和D两根导体分别接入电路中后,发现两次实验电流表示数相同;
但是小明根据表中的信息和数据,并结合(2)中①的结论,他得出:导体的电阻大小与导体的材料有关;请简述他分析实验信息、进行科学论证的过程: 。
【答案】(1)材料
(2) 电流变化较小时,能看出电流表的变化,而灯泡亮度变化不明显 A、B 越大 材料、长度 见详解
【详解】(1)实验所用的导线是由铜制成的,而不是常见的铝、铁材料,可以作为导体的电阻大小与材料有关的猜想依据;
(2)[1]电流表可测量电路的电流大小,在MN之间分别接不同的导体,通过观察电流表示数,而不是灯泡亮度来比较导体电阻的大小,是因为电流表较为准确。
①[2][3]分析比较A、B两根导线分别接入MN间数据可知,两根导线的材料、横截面积相同,而长度不同,所以可得材料和横截面积一定时,导体的长度越长导体的电阻越大。
②[4]分析比较A、C的数据,可知它们的材料、长度相同,而横截面积不同,可以得出在材料、长度一定时,导体的横截面积越大导体的电阻越小。
③[5]由(2)中①的结论可知,B导体电阻大于A导体电阻,由③的现象可知,B导体与D导体电阻相等,可得D导体电阻大于A导体电阻,而A导体与D导体长度、横截面积相同,只有材料不同,所以导体电阻大小与材料有关。
7.(2024·陕西西安·模拟预测)物理小组想探究导电液体的导电性与接入电路中液体横截面积大小的失系。他们用长方体水槽、浓度一定的氢氧化钠溶液、电源、滑动变阻卷、电压表及电流表等器材进行了探究。实验电路连接如图所示,将电极M、N 分别圆定在水槽左右两侧底部的中央。
(1)闭合开关前,为保护电路,应将滑动变阻器的滑片P 移到最 (选填“左”或“右”)端。
(2)实验中,通过调节滑动变阻器的滑片来保持电极M、N间的电压 ,控制 其他条件不变通过向水槽中添加氢氧化钠溶液,从而达到改变氢氧化钠溶液的 的目的,用电流表测出相应的电流值。氢氧化钠溶液导电性的强弱可以由 来判断。实验数据如表格所示:
(3)分析装格中的数据,可得到初步结论:其他条件不变,横截面积增大时,氢氧化钠溶液的导电性 。这个结论 (选填“具有”或“不具有”)普遍性。
(4)在实验过程中,小明发现氢氧化钠溶液中有气泡产生,并且经过一段时间后电流表的示数有变化,经过分析小明猜想;氢氧化钠溶液的导电性还可能与 有关。
【答案】 右 不变 横截面积 电流表示数 先变强后不变 不具有 浓度
【详解】(1)[1]为了保护电路滑动变阻器滑片放在阻值最大处,即最右端。
(2)[2][3]实验中,通过调节滑动变阻器的滑片来保持电极M、N间的电压不变,要想究导电液体的导电性与接入电路中液体横截面积大小的关系,需要控制长度和材料相同,改变横截面积,实验中控制其他条件不变通过向水槽中添加氢氧化钠溶液,从而达到改变氢氧化钠溶液的横截面积。
[4]氢氧化钠溶液导电性的强弱可以由电流表来判断,氢氧化钠溶液导电性强,电阻大,电流小,这用到了转换法。
(3)[5]根据表格数据知:其他条件不变,横截面积增大时,电流先增大后不变,说明氢氧化钠溶液的导电性先变强后不变。
[6]未改变液体的密度进行多次测量,所以这个结论不具有普遍性。
(5)[7]氢氧化钠长期漏置在空气中,吸收了空气中的二氧化碳生成了碳酸钠,当与盐酸反应时,盐酸与生成的碳酸钠作用生成了二氧化碳,所以有气泡产生,此时氢氧化钠溶液的浓度发生改变,氢氧化钠溶液的导电性还可能与浓度有关。
命题点三 探究电流与电压和电阻的关系
8.(2024·云南昆明·一模)如图甲所示是探究“通过导体电流与导体两端电压的关系”的实验装置。电源电压恒为3V。
(1)请你用笔画线代替导线,将如图甲所示的电路连接完整(要求滑片P向左移动时,电压表示数变大);
(2)连接好电路后,闭合开关前,发现电压表指针位置如图乙所示,则接下来应进行的操作是 ,调整好后闭合开关,发现电压表无示数,电流表有示数,出现这种情况的原因可能是 ;
(3)排除故障后,同学们进行了正确的实验操作,并将实验数据记录在下表中,其中第4次实验时电流表示数如图丙所示,则此次实验中电压表示数应为 V,根据实验数据可知,当电阻一定时,通过导体电流与导体两端电压成 比;
(4)同学们又找来几个不同的定值电阻,继续用该装置探究电流与电阻的关系,当他先用原电路中的电阻进行实验,使电压表示数为2V,记录下此时电流表示数,然后用的定值电阻替代之前电路中的定值电阻时,要使电压表示数达到2V,则应将滑动变阻器滑片向 (选填“左”或“右”)端移动;同学们选用的最大阻值的定值电阻为,要用这个电阻完成实验,则选用的滑动变阻器的最大阻值至少为 。
【答案】(1)见解析
(2) 对电压表进行调零 定值电阻短路
(3) 2 正
(4) 右 15
【详解】(1)实验时,电源电压恒为3V,电阻两端的电压不超过3V,电压表选接量程,要求滑片P向左移动时,电压表示数变大,由可知,电路中的电流变大,则电路的总电阻减小,滑动变阻器接入电路的电阻减小,因此滑动变阻器应接入左下接线柱,实物图如图
(2)[1]连接好电路后,闭合开关前,发现电压表指针偏到表盘的最左侧,说明电压表没有调零,则接下来应进行的操作是对电压表进行调零。
[2]调整好后闭合开关,电流表有示数,说明电路为通路,电压表无示数,出现这种情况的原因可能是电压表断路,也可能是与电压表并联的定值电阻短路。
(3)[1][2]如图丙,电流表接入小量程,分度值为0.02A,读数为0.4A,此时通过定值电阻的电流为0.4A;由表中的数据可得
由上式可知,通过定值电阻的电流与其两端的电压成正比,由此可得,电流为0.4A时电压表示数应为
根据实验数据可知,当电阻一定时,通过导体电流与导体两端电压成正比。
(4)[1]探究电路与电阻的关系时,应保持定值电阻两端的电压不变,由(3)可知定值电阻的阻值为5Ω,用的定值电阻替代之前电路中的定值电阻时,要使电压表示数达到2V,电路中的电流变小;滑动变阻器两端的电压不变,电流变小,由可知,滑动变阻器的电阻变大,应将滑动变阻器滑片向右滑。
[2]选用的最大阻值的定值电阻为, 定值电阻两端的电压保持2V不变,此时电路中的电流
滑动变阻器接入电路的电阻
要用这个电阻完成实验,则选用的滑动变阻器的最大阻值至少为15Ω。
9.(2024·吉林长春·模拟预测)在“探究电流与电阻的关系”的实验中,实验装置如图所示,实验器材如下:学生电源(电压调为3V),五个定值电阻R分别为:、、、及,滑动变阻器“ 0.5A”、电压表、电流表、开关各1个,导线若干。
(1)图甲有一根导线接错了,请在错的那根导线上画“×”,并画出正确的电路连接(连线不得交叉) ;
(2)闭合开关前发现电流表出现如图乙所示情况,造成该现象的原因是 ;
(3)把的电阻接入电路后,闭合开关,移动滑片,当电压表示数为2V时,记录电流表示数。断开开关,保持滑片位置不变,用的电阻替换,再次闭合开关,发现电压表的示数为 V,此时应将滑动变阻器的滑片向 移动,直至电压表示数为2V;
(4)实验后,发现定值电阻温度较实验前有所升高,这是由于电流 使电阻的内能增加。
【答案】(1)见解析
(2)电流表未调零
(3) 2.4 右
(4)热效应
【详解】(1)原电路图中,变阻器与定值电阻并联,电压表串联在电路中是错误的,在探究电流与电阻的关系实验中,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,如图所示:
(2)闭合开关前发现电流表出现如图乙所示,指针偏向零刻度线左侧,说明没有调零。
(3)[1]把5Ω的电阻接入电路后,闭合开关,移动滑片,当电压表示数为2V时,根据串联分压原理则有
解得变阻器连入电路的电阻。用的电阻替换,再次闭合开关,则电流为
则此时电压表的示数为
[2]在探究电流与电阻的关系的实验中,要控制定值电阻的电压为2V不变。用的电阻替换后,电压表示数大于2V,根据串联分压规律,应增大变阻器的电压,根据串联分压原理,应增大变阻器的阻值,所以应将滑动变阻器的滑片向右移动,直至电压表示数为2V。
(4)实验后,发现定值电阻温度较实验前有所升高,这是由于电流热效应使电阻的内能增加。
10.(2024·云南昆明·一模)某实验小组的小丽同学在“探究电路中电流与电阻的关系”时,实验室可供使用的器材有: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)请用笔画线代替导线将图甲的实物图补充完整,要求滑动变阻器的滑片P向d端滑动时接入电路中的阻值变小 ;
(2)将5Ω的电阻接入a、b间,并连接完整电路后闭合开关S,发现电流表有示数,电压表无示数,则电路故障可能是 ;
(3)排除故障后,闭合开关,移动滑片P使电压表示数为U0,此时电流表示数如图乙所示,为 A,然后将5Ω的电阻换成10Ω、15Ω、20Ω的电阻依次接入a、b间,闭合开关,滑片P应向 (选填“c”或“d”)端移动,直至电压表示数也为U0,记下相应的电流值;
(4)小丽根据实验数据画出I-R图像,如图丙所示,则小丽实验时U0= V;接入5Ω的电阻时,电路的总功率为 W;
(5)通过实验数据,可得出结论:在电压一定时,通过导体的电流与 成反比;
(6)小丽找来25Ω的电阻继续实验,但她发现无论怎样移动滑片,电压表示数均大于U0,原因可能是实验时用的滑动变阻器的最大阻值小于 Ω。
【答案】(1)见解析
(2)定值电阻短路
(3) 0.48 c
(4) 2.4 2.88
(5)电阻
(6)37.5
【详解】(1)由图丙可知,定值电阻两端的电压为
UV=IR=0.48A×5Ω=0.24A×10Ω=0.12A×20Ω=2.4V
因此电压表选用0~3V的量程,滑动变阻器滑片P向d端滑动时接入电路中的阻值变小,说明滑动变阻器d端接线柱连入电路中,如图所示:
(2)电流表有示数,说明电路不是断路,电压表无示数,可能是与电压表并联的支路短路了,因此故障可能是与电压表并联的定值电阻短路。
(3)[1]由图乙可知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.48A。
[2]根据串联电路的分压原理可知,将5Ω的电阻换成10Ω、15Ω、20Ω的电阻依次接入a、b间时,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,根据串联电路电压的规律可知,为了保持定值电阻两端电压不变,应增大滑动变阻器分得的电压,由串联电路的分压原理可知,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向c端移动,使电压表的示数为U0不变。
(4)[1]由图丙可知,定值电阻两端的电压为
UV=IR=0.48A×5Ω=0.24A×10Ω=0.12A×20Ω=2.4V
[2]由图可知,接入5Ω的电阻时,通过电路的电流为0.48A,因此电路的总功率为
P=UI=6V×0.48A=2.88W
(5)如图丙所示的图像可知,在电压一定时电流与电阻的倒数成正比,因此可得结论:在电压一定时,通过导体的电流与其电阻成反比。
(6)用25Ω的定值电阻进行实验时,根据串联分压可得
即
解得R滑=37.5Ω。所以用25Ω的定值电阻进行实验时,电压表示数均大于U0,说明滑动变阻器分得的电压太小了,所以可能是实验时用的滑动变阻器的最大阻值小于37.5Ω。
11.(2024·山东淄博·二模)在探究“电流与电阻关系”实验时,老师给小明提供了如下器材:电源(电压恒定为4.5V),电流表,电压表,开关各一个,滑动变阻器甲“10Ω,2A”和滑动变阻器乙“20Ω,1A”各一个,定值电阻5Ω、10Ω、15Ω各一个,导线若干。
(1)用笔画线代替导线,将图甲的实验电路连接完整(要求:滑动变阻器滑片P向左滑动时电流表示数变大,导线不允许交叉);
(2)注意在连接电路时,开关必须处于 状态,这样可防止在连线时,因 路(选填“通”、“短”或“断”),造成电路损坏;
(3)正确连接电路后闭合开关,发现电流表有示数,无论怎样移动滑片P,电压表都无示数,则故障可能是 (答出一种情况即可);
(4)排除故障后,小明把5Ω的电阻接入电路中,移动滑片P到适当位置,读出电流表示数如图乙所示,正确记录后,小明又改用10Ω电阻继续实验,闭合开关后,小明应将滑片P向 (选填“左”或“右”),移动至电压表示数为 V;
(5)小明在实验中所选用的滑动变阻器应该是 (选填“甲”或“乙”);
(6)实验中滑动变阻器的作用是________(选填序号)
A.改变电路中电流大小B.保持定值电阻两端电压不变
【答案】(1)见解析
(2) 断开 短
(3)定值电阻短路
(4) 右 2.5
(5)乙
(6)B
【详解】(1)滑动变阻器的滑片P向左滑动时电流表示数变大,说明滑片P向左滑动时滑动变阻器接入电路的阻值变小,故滑动变阻器选用左下接线柱与电阻R右接线柱相连,如下图所示:
(2)[1][2]为保护电路,在连接电路时,开关必须处于断开状态,防止因短路造成电流过大而损坏电路。
(3)正确连接电路后闭合开关,发现电流表有示数,说明电路是通路,电路可能出现短路,无论怎样移动滑片P,电压表都无示数,则故障可能是与电压表并联的电阻R短路。
(4)[1][2排除故障后,小明把5Ω的电阻接入电路中,移动滑片P到适当位置,读出电流表示数如题图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02 A,其示数为0.5A,则定值电阻两端电压
实验中,当把5Ω的电阻换成10Ω的电阻后,根据分压原理可知,定值电阻两端的电压变大,研究电流与电阻关系时要控制定值电阻两端电压不变,则需要增大滑动变阻器两端的电压,即要增大滑动变阻器接入电路的电阻,故应把滑动变阻器的滑片向右移动,直至电压表示数为2.5V。
(5)实验中使用的定值电阻最大为15Ω,定值电阻两端的电压为2.5V,根据串联电路电压规律可知,滑动变阻器分得的电压
当定值电阻为15Ω时,根据分压原理可得
即
解得
即所选择的滑动变阻器的最大阻值不能小于12Ω,故选滑动变阻器乙。
(6)在探究“电流与电阻关系”实验时,要控制定值电阻两端电压不变,因此滑动变阻器的作用是保持定值电阻两端电压不变,故B符合题意,A不符合题意。
故选B。
命题点四 电阻的测量
12.(2024·辽宁锦州·模拟预测)小静用如图甲做“伏安法测量小灯泡电阻”的实验,小灯泡标有“2.5V”
(1)图甲中有一根导线连接错误,请在该导线上打“×”,并用笔画线代替导线补画出正确的连线(所画导线不能交叉);
(2)电路连接正确后,闭合开关前应先将滑动变阻器的滑片调到阻值最大处,目的是防止电路中 过大而损坏电路;
(3)闭合开关S后,发现小灯泡不亮,接下来首先应该的操作是 (填序号);
A.检查导线连接是否良好
B.移动滑动变阻器的滑片观察小灯泡是否发光
C.更换小灯泡
(4)闭合开关,移动滑片,直至电压表的示数为 V,小灯泡正常发光,电流表的示数如图乙所示,此时小灯泡的电阻为 Ω;
(5)接着,小静同学又测量了2V和1V电压下该小灯泡的电阻,并将以上三次电阻取平均值作为小灯泡的电阻。他的这种做法是 的(选填“正确”或“错误”),理由是 。
(6)图丙中的图线A是小静同学根据测量的数据绘出的图像,图线B是小明同学用相同的器材和电路图做这个实验时根据测量的数据绘出的图像,根据图线B的特点分析小明连接电路时出现的错误 。
【答案】(1)见解析
(2)电流
(3)B
(4) 2.5 5
(5) 错误 见解析
(6)见解析
【详解】(1)根据题意可知,电压表串联了,所以,连接灯泡右侧的导线错误,应改接到电压表的最左边接线柱,如图所示:
(2)为了防止电路中电流过大而损坏电路,闭合开关前,应先将滑动变阻器的滑片调到阻值最大处。
(3)闭合开关S后,发现小灯泡不亮,可能是电路中电阻太大,导致电路中电流过小,接下来首先应该的操作是移动滑动变阻器的滑片观察小灯泡是否发光,如果小灯泡还不发光,再检查导线连接是否良好,如果还在不发光,可能是小灯泡坏了,再更换小灯泡。
故选B。
(4)[1]根据题意可知,小灯泡正常发光,电压表的示数为2.5V。
[2]如图乙所示,电流表选择0~0.6A的量程,分度值0.02A,读数是0.5A,根据可知,此时小灯泡的电阻为
(5)[1][2]小灯泡灯丝的电阻随温度的升高而增大,不需要求平值均,这种做法是错误的。
(6)图线B电压增大时电流变小,当滑动变阻器接入电路的阻值变大时,滑动变阻器的分压变大,而电路的电流变小,由此可知电压表与滑动变阻器并联。
13.(2024·四川南充·模拟预测)【实验名称】测量小灯泡正常发光时的电阻。
【实验器材】额定电压为2.5V的小灯泡(正常发光时电阻约10Ω)、两节新干电池、电流表、电压表、滑动变阻器(20Ω 1A)、开关、导线若干
【实验原理】 ;
【实验步骤】
(1)如图1所示,是某同学连接的电路。他检查电路连接完好后,正准备闭合开关,这样操作存在不足,其不足之处是 ;
(2)正确操作后,闭合开关,发现灯泡不亮;断开开关,将电压表接在C接线柱上的导线改接到B接线柱上,电压表指针有明显偏转而电流表仍无示数,则故障是 ;
(3)排除故障后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,电流表示数如图2所示,则小灯泡正常发光时的电阻为 Ω(计算结果保留一位小数);
【拓展】该同学实验兴致正浓,他又分别测出了2V和3V电压下小灯泡的电阻,然后用这三次电阻的平均值作为小灯泡正常发光时的电阻值。他的这种做法是 ,理由是 。
【答案】 闭合开关前没有将滑动变阻器的滑片移至阻值最大处 滑动变阻器处断路 9.6 错误 灯丝电阻随温度变化而变化
【详解】[1]测量小灯泡的电阻,需要测量小灯泡两端的电压和通过小灯泡的电流,根据得到小灯泡的电阻,所以,实验原理是。
(1)[2]如图1所示,电路连接完好后,为了保护电路,需要将变阻器的滑片移动到阻值最大处,图中滑动变阻器未移动到阻值最大处,是错误的。
(2)[3]闭合开关,灯泡不亮,可能电路中存在断路,将电压表接在C接线柱上的导线改接到B接线柱上,闭合开关,电压表指针有明显偏转而电流表仍无示数,可能变阻器断路,电压表串联在电路中,电压表的内阻很大,通过电路的电流很小。
(3)[4]由图1可知,电流表的量程是0~0.6A,电流表的分度值是0.02A,由图2可知,电流表的示数是0.26A。则小灯泡正常发光时的电阻为
[5][6]把三次电阻的平均值作为小灯泡的电阻值,这种做法是错误的,不同电压下小灯泡的电阻值不同,灯丝阻值随温度变化而变化,求平均值无意义。
14.(2024·山东济宁·二模)某实验小组的同学在进行“测量小灯泡的额定功率”的实验中,现有器材:电源(电压恒为)、开关、电压表、电流表各一个,导线若干,额定电压为的待测小灯泡(电阻约为),滑动变阻器两个(A:“ ”;B:“ ”)。
(1)如图甲所示是小田同学连接的实物电路图,图中只有一根导线连接错误,请你在图中用“×”标出这根错接的导线,只改接一根导线使电路成为正确的电路 (不能与其他导线交叉);
(2)实验中,应选用的滑动变阻器是 (选填“A”或“B”);
(3)小田确认电路连接无误后闭合开关,无论怎样移动滑动变阻器的滑片,小灯泡始终不发光且电压表的示数都接近电源电压,则电路的故障是 ;
(4)排除故障后,移动滑动变阻器的滑片,并绘制出了小灯泡的电流随电压变化的图像如图乙所示,则该小灯泡的额定功率为 W;
(5)该组的另一同学接着实验时,发现电压表量程已经损坏,量程还可以正常使用,在不添加器材的情况下,为了测出该小灯泡的额定功率,你的方法是 ;
(6)完成实验后,小明还想测量定值电阻的阻值,用替换了小灯泡,同时发现电流表损坏,于是用如图丙所示的电路完成了实验,已知滑动变阻器的最大阻值为,他的实验步骤:
①闭合开关,将滑片移至最左端,读出电压表示数为;
②将滑片移至最右端,读出电压表示数为,则电阻的阻值表达式: (用、、表示)。
【答案】(1)见解析
(2)B
(3)小灯泡断路
(4)1.14
(5)将电压表与滑动变阻器并联
(6)
【详解】(1)实验中电流表要与灯泡串联,电压表与灯泡并联,作图如下:
(2)小灯泡正常发光时,根据串联分压原理则有
解得,所以应选用的滑动变阻器是B。
(3)小灯泡始终不发光,说明电路中有断路或者灯泡被短路。而电压表有示数,说明电压表与电源两极是相连的,因此,是在与电压表并联的部分出现了断路,故是与电压表并联的小灯泡断路了。
(4)如图乙所示,小灯泡电压为3.8V时,电流为0.3A,则该小灯泡的额定功率为
(5)小灯泡正常发光时,变阻器的电压为
电压表量程已经损坏,量程还可以正常使用,在不添加器材的情况下,为了测出该小灯泡的额定功率,可以将电压表与滑动变阻器并联,当电压表示数为2.2V时,小灯泡正常发光。
(6)①闭合开关,将滑片移至最左端,变阻器阻值为0,电压表测电源电压,读出电压表示数为,则电源电压为;
②将滑片移至最右端,和滑动变阻器的最大阻值为串联,电压表测电压,读出电压表示数为,则根据串联分压原理则有
解得电阻的阻值为
15.(2024·广东江门·一模)实验小组测量额定电压为2.5V的小灯泡正常发光时的电阻的实验电路如图甲所示,电源电压恒为4.5V。
(1)该实验的原理是 (用公式表示);
(2)实验中某时刻电压表示数为2.2V,为使小灯泡正常发光,应将滑动变阻器的滑片P向 (选填“左”或“右”)端移动,直到电压表示数为 V;
(3)实验中还测量了小灯泡在不同电压下的电流,并根据所测得的数据绘制了小灯泡的电流与电压的关系图像,如图乙所示,小灯泡正常发光时的电阻为 ;
(4)分析如乙所示的图像,在不增加任何器材的情况下,仅利用本实验的器材 (选填“能”或“不能”)探究电流跟电压的关系;
(5)实验小组还设计了一个测量未知电阻阻值的实验电路,如图丙所示,已知滑动变阻器的最大阻值为,电源电压未知且恒定不变。请完成下列实验步骤:
①闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移至a端,读出电压表的示数为;
②再将滑动变阻器的滑片P移至端,读出电压表的示数为;
③未知电阻阻值的表达式: (用、、表示)。
【答案】(1)
(2) 左 2.5
(3)10
(4)不能
(5)
【详解】(1)在测量小灯泡电阻的实验中,用电压表测灯泡两端电压,用电流表测通过灯泡的电流,根据求出灯泡的电阻,故测量小灯泡电阻的原理是。
(2)[1][2]实验中某时刻电压表示数为2.2V,小于灯泡额定电压2.5V,为使小灯泡正常发光,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,故应将滑动变阻器的滑片P向左端移动,直到电压表示数为2.5V。
(3)由图乙可知,当灯泡两端电压为2.5V时,通过灯泡的额定电流为0.25A,则小灯泡正常发光的电阻为
(4)在探究电流跟电压的关系实验中,需控制电阻阻值不变,而灯丝电阻随温度的变化而变化,故仅利用本实验的器材不能探究电流跟电压的关系。
(5)由图丙可知,Rx与滑动变阻器串联;实验时,闭合开关S,移动滑片P至a端,滑动变阻器以最大阻值R0接入电路,Rx两端电压为U1;移动滑片P至b端,电压表测电源电压为U2;根据串联电路电压规律,R0两端电压为
U0=U2-U1
则通过R0的电流为
根据串联电路电流特点,则待测电阻为
命题点五 测量小灯泡的电功率
16.(2024·广东揭阳·一模)小明用如图甲所示器材做“测量小灯泡电功率”的实验,电源电压约为且恒定不变,小灯泡上标有“”的字样,电压表只有量程可用。
(1)连接电路时开关需要 。
(2)图甲的电路还差最后一根导线,请你用笔画线代替导线,将实物电路连接完整,连好就通电实验。
(3)连接好电路后,闭合开关,电流表有示数,电压表没有示数,则故障原因是___________。
A.滑动变阻器短路B.滑动变阻器断路C.灯泡短路D.灯泡断路
(4)排除故障后,小明为准确测出小灯泡的额定功率,实验步骤如下:
①调节滑动变阻器滑片,使电压表的示数为,然后断开开关,将电压表并联在滑动变阻器两端。
②保持滑片位置不动,再次闭合开关后,观察电压表并继续移动滑片,直至电压表示数 ,读出此时电流表示数如图乙所示,此时电流为 。
③小灯泡额定功率为
【答案】(1)断开
(2)见解析
(3)C
(4) 减小0.7V 0.3 1.14
【详解】(1)为了保护电路,连接电路时开关需要断开。
(2)滑动变阻器上下各选一个接线柱与开关串联在电路中,如下图
或
(3)连接好电路后,闭合开关,电流表有示数,说明电路是通路,电压表没有示数,说明电压表并联的电路短路或电压表短路或电压表断路,即故障原因是灯泡短路,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
(4)[1][2]由①知道,灯泡和滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端电压;当灯泡正常发光时,根据串联电路电压规律知道,滑动变阻器两端电压为
即电压表示数为0.7V,此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。
[3]则小灯泡额定功率为
17.(2024·四川攀枝花·二模)小华用如图甲所示装置探究电流与电压的关系,电源电压3V恒定不变,滑动变阻器的规格为“20Ω 2A”。
(1)连接好电路闭合开关后,移动滑片发现,电流表无示数,电压表有示数,则出现该故障的原因可能是 ;
(2)排除故障后,改变滑片位置,记录实验数据如下表,空白处的电流如图乙所示,读数是 A,根据表中数据可归纳得出结论: ;
(3)小华在仔细分析数据时,发现有一组数据是错误的,则错误数据是第 次;
(4)为了进一步探究电流与电阻的关系,又找来10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻继续实验,得出实验数据如图丙所示。若在10Ω电阻换下后,更换15Ω的电阻重新实验,需要将滑动变阻器滑片向 (选填“左”或“右”)滑动,使电压表示数为 V;
(5)另一小组实验时发现电流表已损坏,于是找来了一个阻值为的定值电阻设计了如图丁所示电路,测出了额定电压为的小灯泡的额定功率。已知电源电压为U且保持不变,请将实验步骤补充完整:
①只闭合开关S、S2,移动滑片P,使电压表的示数为;
②只闭合开关S、S1,保持滑片P不动,读出电压表的示数为;
③小灯泡的额定功率 (用U、、、表示)。
【答案】(1)R断路
(2) 0.30 当电阻一定时,电流与电压成正比
(3)1
(4) 左 2
(5)
【详解】(1)由图甲可知,滑动变阻器和定值电阻串联,电压表测定值电阻两端的电压,电流表测电路的电流,当移动滑片发现,电流表无示数,可能是电路断路,电压表有示数,电压表被串联在电路中,说明电压表与电源是相通的,则与电压表并联的支路之外电路是连通的,所以出现故障的原因可能是定值电阻R断路。
(2)[1]由图乙可知,电流表是小量程接入电路中,分度值是0.02A,其示数是0.30A。
[2]由表中数据可知,定值电阻两端电压增大为原来的几倍,通过定值电阻的电流也增大为原来的几倍,故可归纳得出结论:当导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
(3)根据表格数据可求出实验使用的定值电阻的阻值大小为
滑动变阻器的规格为“20Ω2A”可知变阻器的最大电阻为20Ω,电源电压恒为3V,由欧姆定律电路的最小电流为
故错误的数据是第1组。
(4)在探究电流与电阻关系时,电阻两端保持电压不变,则电阻两端电压与滑动变阻器两端电压之比不变,根据串联分压原理,现将10Ω电阻换成15Ω电阻,为保持定值电阻两端电压不变,滑动变阻器阻值也应该变大,所以滑片P向左侧移动;结合图丙分析电压表示数大小应为
(5)①只闭合S、S2,移动滑片P,使电压表的示数为U额;
②只闭合S、S1,保持滑片P不动,读出电压表的示数为U1;
③在①中,只闭合S、S2,灯泡与变阻器串联,移动滑片P,使电压表的示数为U额,灯泡正常发光;在②中,只闭合S、S1,保持滑片P不动,电压表的示数为U1,R0和滑动变阻器串联,根据串联电路分压原理有
滑动变阻器的电阻为
由于滑动变阻器的电阻不变,根据串联电路电流和电压特点,灯泡的额定电流为
小灯泡的额定功率为
18.(2024·湖北十堰·一模)在“测量小灯泡的电功率”的实验中,老师给同学们提供的器材有:电压恒为6V的电源,额定电压为2.5V的小灯泡(灯丝电阻约为10Ω),电流表、电压表、开关各一个,导线若干,三种规格的滑动变阻器,可供选择。
(1)通过估算,滑动变阻器应选择 (选填“”、“”或“”)。选择合适变阻器后,请用笔画线表示导线将电路连接完整。要求:变阻器的滑片P向B端移动时,灯泡变暗;
(2)闭合开关S,移动滑片P到某一位置时,电压表示数如图乙所示为 V;若需测量小灯泡的额定功率,应将滑片P向 (选填“A”或“B”)端移动。根据图丙图象信息,可计算出小灯泡的额定功率是 W;
(3)实验小组完成实验后,他们经过讨论,认为用图甲的电路图还可以完成测量某未知电阻阻值的实验,只需将电路中 即可,此实验也需多次测量的目的是 。
【答案】(1) R2 见解析
(2) 2.2 A 0.5
(3) 灯泡换成电阻 见解析
【详解】(1)[1]灯泡正常发光时的电压UL=2.5V,正常发光时灯丝电阻约为10Ω,由欧姆定律,灯的额定电流约为
电源电压恒为6V,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,灯正常发光时,滑动变阻器两端的电压
U滑=U-UL=6V-2.5V=3.5V
灯正常发光时,变阻器连入电路的电阻为
考虑到电流因素,则滑动变阻器选R2。
[2]滑动变阻器按“一上一下”的方式串联接入电路,滑片向B端移动,灯泡变暗,表明电路中的电流减小,电路的总电阻变大,滑动变阻器电阻变大,故变阻器左下接线柱连入电路中,如下图所示:
(2)[1][2][3]P到图甲中某一位置时,电压表示数(如图乙所示),电压表选用小量程,分度值为0.1V,电压为2.2V,因2.2V小于灯的额定电压2.5V,应增大灯的电压,根据串联电路电压的规律,应减小变阻器的电压,由分压原理,应减小变阻器连入电路中的电阻大小,故滑片向A端移动,直到电压表示数为额定电压;根据图丙信息,灯在额定电压下的电流为0.2A,小灯泡的额定功率
P=ULIL=2.5V×0.2A=0.5W
(3)[1][2]利用图甲的电路图测量定值电阻的阻值,需要将电路中的灯泡换成电阻,实验中需要多次测量求平均值,减小误差。
19.(2024·湖北随州·三模)为测定“额定电压为2.5V的小灯泡电功率”的实验中,电源电压保持不变。
(1)如图甲所示,连接电路时开关应处于 状态。
(2)实验时,若无论怎样移动滑动变阻器的滑片,小灯泡始终不亮,电流表示数几乎为零,则故障的原因可能是 (选填“电流表与导线”或“灯泡与灯座”)接触不良。
(3)故障排除后,闭合开关,变阻器滑片P在某处时,电压表示数为2V,电流表示数如图乙所示。若想测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器的滑片P向 端(选填“左”或“右”)移动。当小灯泡正常发光时,电流表示数如图丙所示,则小灯泡的额定功率为 W。
(4)在初中学习阶段,我们通常把电流表的电阻近似看作0,把电压表看作断路,而实际上,电流表也有一定的阻值,电压表中也有较小的电流,因此,我们用以上方法测出的小灯泡的额定功率比真实值偏 ;没有电压表,小军找了一个阻值为10Ω的定值电阻R,设计了图丁所示的电路图也测出了小灯泡的功率。请简述实验过程中需测量的物理量并用相应字母表示。
a.只闭合开关S1和S2,调节变阻器,使电流表示数为 A时,小灯泡正常发光。
b.只闭合开关S1和S3, 。
c.P灯= (用已知量和测量量表示)。
【答案】(1)断开
(2)灯泡与灯座
(3) 左 0.55
(4) 大 0.25 读出电流表的示数I 2.5V(I-0.25A)
【详解】(1)为保证电路与实验的安全,在连接电路时开关应处于断开状态。
(2)因为小灯泡不亮,说明电路中存在断路,而电流表示数几乎为0,这说明电压表接入了电路中,断路处在小灯泡处,可能是灯泡与灯座接触不良而产生断路。
(3)[1]由题意可知此时小灯泡的电压小于额定电压,想要使小灯泡两端电压增大至额定电压,需要增大电路中的电流,因此应将滑动变阻器的滑片P向左端移动,减小其接入电路中的电阻,使电路中的电流增大。
[2]由图丙可知,电流表接入电路中的量程为0-0.6A,根据图中指针的位置可知此时通过小灯泡的电流为0.22A,则小灯泡的额定功率为
P额=U额I额=2.5V×0.22A=0.55W
(4)[1]因为电压表与小灯泡并联,电流表测量的是通过小灯泡与通过电压表的电流之和,所以测得的额定电流比真实值偏大,所以用以上方法测出的额定功率与真实值相比偏大。
[2][3][4]小灯泡两端电压为2.5V时,小灯泡正常发光,当闭合开关S1和S2时,小灯泡与定值电阻并联,电压相同,电流表测量通过定值电阻R的电流,而定值电阻的阻值已知,所以需要调节滑动变阻器,使电流处于一个合适的值,使得定值电阻两端电压为2.5V,由欧姆定律可知应使电流表的示数为
此时保持滑动变阻器滑片位置不变,只闭合开关S1和S3,此时电流表变为测量通过小灯泡与定值电阻R的总电流,读出示数I,由并联电路的电流规律可得小灯泡的额定电流为
I额=I-0.25A
则小灯泡的额定功率表达式为
P灯=2.5V(I-0.25A)
1.(2024·北京·中考真题)利用两端电压不变的电源、两个电流表、两个不同规格的小灯泡、滑动变阻器、开关和导线若干,探究在串联电路中,流入第二个灯泡的电流与流入第一个灯泡的电流是否相等。
(1)画出实验电路图 ;
(2)画出实验数据记录表格 。
【答案】(1)见解析
(2)见解析
【详解】(1)探究在串联电路中,则需要连接成串联电路,流入第二个灯泡的电流与流入第一个灯泡的电流是否相等,两个电流表,一个需要在第一个灯泡前,测量流入第一个灯泡的电流,靠近电源的正极,第二个电流表需要在第二个灯泡前,测量流入第二个灯泡,即两个灯泡之间,并串联接入滑动变阻器,以改变电流大小,实现多次测量,避免实验偶然性。故电路图如下图所示:
(2)需要记录的物理量有A1的示数,A2的示数,一共需要三组实验,寻找普遍规律,故表格为:
2.(2024·河北·中考真题)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;
(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】 见解析 1.8 5 见解析 ② 见解析 22.5
【详解】(1)[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)[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)[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)[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)[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)[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。
[7]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。
3.(2024·内蒙古赤峰·中考真题)(1)在电学综合复习时,某组同学做了“探究电流与电压的关系”实验,电路图如图甲所示。
①请用笔画线代替导线将实物图乙补充完整;
②根据实验测得的数据,绘制出定值电阻R的图像,如图丙,由图像可以得出:电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成 ;
(2)该组同学又做了“探究串联电路电压规律”实验;
实验中,他们按图丁连接电路,用电压表分别测出两个小灯泡两端电压和电源电压,并记录这组实验数据;接下来应该 ,重做上述实验,根据数据得出实验结论。其中一次实验中,他们发现两个小灯泡的亮度明显不同,请分析其原因 。
【答案】 见解析 正比 换用不同规格的灯泡 灯泡的电阻不同
【详解】(1)[1]①由图甲得,定值电阻R与变阻器R′串联,电压表测量定值电阻R的电压,电流表测量电路电流,变阻器的左下端接入电路中,如图所示:
[2]②由图丙得,定值电阻I-U的图像是一条过原点的直线,由图像可以得出:电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
(2)[3]为了得到普遍规律,应换用不同规格的灯泡进行多次实验。
[4]串联电路中电流处处相等,两个小灯泡的亮度明显不同,说明灯泡的电功率不相等,由得,灯泡的电阻不相等。
4.(2024·重庆·中考真题)小吴同学利用图甲中的器材探究导体A、B中电流与两端电压的关系,其中电源电压可调。
(1)连接好如图甲所示电路,试触开关,发现电流表无示数、电压表指针偏转到最大值,原因可能是导体A发生 ;排除故障后,闭合开关进行实验,某次实验时电流表如图乙所示,示数为 A;
(2)多次改变导体A两端的电压,并记录对应的 。换用导体B重复上述实验,根据实验数据绘制图像如图丙所示。分析图像发现,同一导体两端的电压与通过电流的比值是 的,因此将这个比值定义为导体的电阻;
(3)根据电阻定义可知导体B的阻值为 Ω。在工程技术中用不同颜色的环对电阻进行标记,阻值是两位数以内的电阻可以根据前两环的颜色来判断阻值,色环含义及导体A、B的色环如图丁所示,若还需用到一个15Ω的电阻,应选用图戊中电阻 (选填“d”“e”或“f”)。
(4)小欣同学用上述器材研究导体中电流与电阻的关系,保持电源电压不变,为了精确控制导体两端的电压,于是串联接入滑动变阻器进行实验。①电路中接入15Ω的电阻,使电阻两端电压达到某一固定值,测出电流;②将15Ω的电阻替换为B,要使B两端电压达到固定值,变阻器接入的阻值应比前次实验 ;③将电阻B替换为A再次进行实验。三次实验数据如表所示,交流时小欣发现第③次实验数据有误,这是由于接入A后忘记调节变阻器,滑片仍在第②次实验的位置,此时变阻器接入的阻值是 Ω。
【答案】 断路 0.2 电流表示数 一定 10 e 更小 10
【详解】(1)[1]试触开关,发现电流表无示数,则电路发生断路,电压表指针偏转到最大值,说明电压表外侧电路正常,则原因可能是导体A发生断路。
[2]如图乙所示,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.2A。
(2)[3]探究电流与两端电压的关系时,采用控制变量法,需要保持电阻的阻值不变,多次改变导体A两端的电压,并记录对应的电流表示数。
[4]由图丙可知,导体A两端的不同电压与对应电流的比值为
导体B两端的不同电压与对应电流的比值为
由上述可知,同一导体两端的电压与通过电流的比值是一定(相同)的。
(3)[5]根据电阻定义可知导体B的阻值为
[6]导体A的阻值为
色环含义及导体A、B的色环如图丁所示,由导体A和导体B的阻值和对应色环可知,黑色代表数字0,绿色代表数字5,棕色代表数字1,因此15Ω的电阻对应的色环十位数应为棕色,个位数应为绿色,故应选用图戊中电阻e。
(4)②[7]根据串联分压知识可知,阻值越大,分压越多,将15Ω的电阻替换为B,电阻的阻值减小,分压变小,要使B两端电压达到固定值,则应减小变阻器的阻值,使变阻器的分压变小,从而使电阻两端电压增大为固定值,故变阻器接入的阻值应比前次实验更小。
③[8]将电阻B替换为A再次进行实验时,电源电压不变,变阻器的阻值不变,由串联电路电压规律和表格数据可知,第②次的电源电压可表示为
①
第③次的电源电压可表示为
②
联立①②式可得,电源电压,变阻器的阻值。
5.(2024·山东济南·中考真题)学习了“伏安法”测电阻后,某小组想进一步探究“导体的电阻与导体长度的关系”。他们选择了图甲所示的器材,并连接了部分电路。将固定在木板上长为15cm的铅笔芯作为研究对象,并标记为等长的五段,a、f为铅笔芯的两个端点,中间四点分别标记为b、c、d、e、
(1)若使滑动变阻器的滑片P向D端滑动时电流表的示数增大。需用一根导线将电源的正极接线柱与滑动变阻器的 (选填“A”“B”或“C”)接线柱连接;
(2)将电路连接完整后,把线夹夹在f点,闭合开关,发现无论如何调节滑动变阻器,电压表和电流表始终无示数。用一根导线检测电路故障,将导线的两端分别接到开关两端的接线柱上时,电压表和电流表仍无示数;将导线的两端分别接到滑动变阻器接入电路的两接线柱上时,电压表和电流表均有示数。若电路中只有一处元件故障,则故障是
(3)该小组排除故障后继续实验,闭合开关后快速记录电流表和电压表的示数,然后立即断开开关。电流表的示数如图乙所示,该读数为 A。调节滑动变阻器,多次测量并计算出电阻的平均值;
(4)将线夹分别夹在e、d、c、b点,重复步骤(3),得到铅笔芯接入长度l和对应的铅笔芯接入电阻的平均值R的数据,如表所示:
①请在坐标纸上描点,并画出铅笔芯接入电阻的平均值R和铅笔芯接入长度l的关系图像;
②通过分析图像可得实验结论:在材料和横截面积一定的条件下, ;
(5)在实验评估环节,有的同学认为,只通过对铅笔芯电阻与其长度的探究得到的结论具有偶然性,为了使证据更充分,接下来还应该 。
【答案】(1)见解析
(2)滑动变阻器断路
(3)0.26
(4) 见解析 铅笔芯的电阻与长度成正比
(5)选不同规格的铅笔芯和不同材料的导线进行试验,多次测量得到普遍规律
【详解】(1)滑动变阻器按一上一下接入电路,若使滑动变阻器的滑片P向D端滑动时电流表的示数增大,则滑动变阻器的电阻减小,因此滑动变阻器的B接线柱与电源正极相连,如图所示:
(2)闭合开关,发现无论如何调节滑动变阻器,电压表和电流表始终无示数,说明电路可能存在断路,用一根导线检测电路故障,将导线的两端分别接到开关两端的接线柱上时,电路被短路,电压表和电流表无示数;将导线的两端分别接到滑动变阻器接入电路的两接线柱上时,电压表和电流表均有示数,说明故障在滑动变阻器处,若电路中只有一处元件故障,则故障是滑动变阻器断路。
(3)电流表的示数如图乙所示,由图甲可知,电流表接入小量程,分度值0.02A,该读数为0.26A。
(4)①[1]在坐标纸上依次描点各点,用平滑的线把各点连接起来,得到铅笔芯接入电阻的平均值R和铅笔芯接入长度l的关系图像,如图
②[2]图像为一条过原点的直线,导线的长度增大为原来的几倍,电阻也增大为原来的几倍,通过分析图像可得实验结论:在材料和横截面积一定的条件下,铅笔芯的电阻与长度成正比。
(5)只通过对铅笔芯电阻与其长度的探究得到的结论具有偶然性,为了使证据更充分,接下来还应该选不同规格的铅笔芯和不同材料的导线进行试验,多次测量得到普遍规律。
6.(2024·内蒙古通辽·中考真题)某物理学习小组在“探究导体中电流与电阻的关系”实验中,连接了如图甲所示的电路(电源电压保持4.5V不变)。
表乙
(1)请用笔画线代替导线将图甲实物电路连接完整(要求:滑动变阻器滑片P向右移动,电路中的电流变大);
(2)连接好电路,闭合开关发现电压表示数接近于电源电压,电流表几乎无示数,则故障可能是定值电阻R (选填“断路”或“短路”);
(3)实验时改变 的阻值,通过移动滑动变阻器的滑片P来控制 保持不变,测出多组数据进行分析,得出结论;
(4)表乙是实验数据记录表格,分析可知实验操作存在的问题是 ;
(5)完成实验后该组同学又想到了用“等效替代法”测量一个额定电压为U额的小灯泡正常发光时的电阻,设计了图丙所示的电路,其中为电阻箱;请把下面步骤②中未完成的操作补充完整;
①将开关S与a连接,移动滑动变阻器的滑片P,使电压表的示数为U额;
② ,使电压表示数仍为U额,读出电阻箱阻值即为小灯泡正常发光时的电阻。
【答案】(1)见解析
(2)断路
(3) 定值电阻R 定值电阻R两端电压
(4)第3次实验中,没有控制定值电阻R两端电压保持不变
(5)将开关S与b连接,保持滑动变阻器的滑片位置不变,调节变阻箱的电阻
【详解】(1)滑动变阻器的滑片P向右移动,电路中电流变大,即滑动变阻器的电阻变小,所以变阻器右下接线柱连入电路中与电阻串联,如下图示数:
(2)连接好电路,闭合开关,电流表几乎无示数,说明电路可能断路,发现电压表示数接近于电源电压,则电压表、滑动变阻器、电流表、开关与电源连通,则与电压表并联的支路以外的电路是完好的,所以故障可能是与电压表并联的定值电阻R断路了。
(3)[1][2]在“探究导体中电流与电阻的关系”实验中,由控制变量法可知,应控制定值电阻两端电压不变,改变定值电阻的阻值,所以实验时改变定值电阻R的阻值,通过移动滑动变阻器的滑片P来控制定值电阻R两端电压保持不变。
(4)分析表中的数据发现,第1、4次实验中,定值电阻R两端电压
即控制定值电阻R两端电压保持3V不变,第3次实验中,定值电阻R两端电压
则第3次实验中,没有控制定值电阻R两端电压保持3V不变。
(5)②分析电路图可知,将开关S与a连接,滑动变阻器与灯泡串联,移动滑动变阻器的滑片P,使电压表的示数为U额,则灯泡正常发光;将开关S与b连接,滑动变阻器与变阻箱串联,保持滑动变阻器的滑片位置不变,调节变阻箱的电阻,直至电压表示数仍为U额,则变阻箱的电阻等于小灯泡正常发光时的电阻。
7.(2024·山东菏泽·中考真题)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:
(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 。
【答案】 见解析 对电流表调零 1.6 1 见解析 正比
【详解】(1)[1] 要求滑动变阻器滑片P向右移动时电阻变大,则变阻器应选择左下接线柱串联到电路中,作图如下:
(2)[2] 如图乙所示,闭合开关前电流表指针未指在零刻度线处,则应对电流表调零。
(3)[3] 如图丙所示,电压表选用小量程,分度值为0.1V,示数为1.6V。
(4)[4][5] 定值电阻R阻值为5Ω,滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”,电路中最小电流为
所以第1次实验数据是拼凑的。
(5)[6] 分析表格中有效实验数据可知,对应电压与电流的比值为
比值为一个定值,所以可得: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。
8.(2024·辽宁·中考真题)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;
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】 电阻 见解析 右 滑动变阻器断路 滑动变阻器滑片 不变 电阻一定时,电流与电压成正比
【详解】(1)[1]探究电流与电压的关系时,根据控制变量法,需要控制电阻不变。
(2)[2]探究电流与电压的关系的实验,定值电阻与滑动变阻器要串联,电压表测定值电阻两端的电压,所以连接如下图所示:
(3)[3]正确连接电路后,闭合开关前,滑动变阻器的滑片要移到阻值最大的位置,由图可知,滑动变阻器的滑片要移动最右端。
(4)[4]闭合开关,保持导线ab的a端不动,将b端依次接到A,电压表有示数;接到B,电压表有示数;接到C接线柱,电压表有示数,据此可知开关、电流表是完好的;但是电流表都没有示数,说明电路为断路,则故障可能为滑动变阻器断路。
(5)[5][6][7]闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,改变定值电阻两端的电压,测出多组数据;根据表格数据可知,发现电压与其对应电流的比值为
即电压与电流的比值不变;故可得出结论为:当电阻一定时,电流与电压成正比。
9.(2024·黑龙江鸡西·中考真题)(1)在“探究电流与电压的关系”实验中,电源为两节干电池,滑动变阻器的规格是“25Ω 2A”。
①开关闭合前,发现电流表的指针在零刻度线左端,如图乙,其原因是 。
②确认无误后,闭合开关进行实验,第4次实验时电流表示数为0.5A,电压表示数如图丙所示,计算出R的阻值 Ω。
③记录的数据如上表所示,分析数据可以得到结论:导体的电阻一定时, 。
(2)用图甲所示电路“测量小灯泡额定电功率”。待测小灯泡的额定电压为2.5V,额定功率小于1W,电源为两节干电池,滑动变阻器R的规格为“20Ω 1A”。
①请你用笔画线代替导线,在图甲中把电路连接完整(滑片向右移动,灯泡变亮) 。
②正确连接完电路,闭合开关,向右逐渐移动滑片,小灯泡逐渐变亮,突然小灯泡熄灭,电流表示数几乎为零,电压表示数接近3V,原因是小灯泡 (选填“短路”或“断路”)。
③排除故障后,闭合开关,缓慢移动滑动变阻器的滑片,同时观察 表示数的变化,当小灯泡正常发光时,电流表示数如图乙所示,小灯泡的额定功率为 W。
④小灯泡用久了,钨丝会变细,在2.5V电压下,小灯泡实际功率 (选填“大于”“小于”或“等于”)额定功率。
【答案】 电流表没有进行调零 5 通过导体的电流与导体两端的电压成正比 见解析 断路 电压 0.7 小于
【详解】(1)[1]在开关闭合前,就已经发现电流表的指针在零刻度线左端,这说明电流表没有进行调零。
[2]第4次实验时电流表示数为0.5A,电压表示数如图丙所示,电压表选用小量程,分度值为0.1V,电压表示数为2.5V;根据欧姆定律,电阻大小为
[3]根据表中数据可知,在导体的电阻不变时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
(2)[4]对于电路的连接,首先需要将电源、开关、滑动变阻器、灯泡和电流表依次串联起来。注意电流从电源的正极流出,经过开关、滑动变阻器、灯泡和电流表,最后回到电源的负极。此外,滑动变阻器需要采用“一上一下”的接法,确保滑片向右移动时,灯泡变亮,即接入电路的电阻变小。电压表需要并联在灯泡的两端,用来测量灯泡两端的电压,如下图所示:
[5]当向右逐渐移动滑片,小灯泡逐渐变亮时,如果突然小灯泡熄灭,电流表示数几乎为零,说明电路可能是断路,而电压表示数接近3V,说明电压表能与电源正负极连通,由此判断与电压表并联的小灯泡可能生了断路,因为在这种情况下,电压表直接测量了电源电压,而电流由于断路而几乎为零。
[6]为了测量小灯泡的额定功率,我们需要确保小灯泡在额定电压下工作,因此,在移动滑动变阻器的滑片时,我们需要同时观察电压表的示数变化。
[7]当电压表的示数达到2.5V时,小灯泡正常发光,此时根据图乙所示,电流表用小量程,分度值为0.02A,读取电流表的示数为0.28A,因此小灯泡的额定功率为
[8]小灯泡用久了,钨丝会变细,而钨丝的材料和长度不变,所以其电阻变大,由
可知,在不变的2.5V电压下,小灯泡实际功率小于额定功率。
10.(2024·山东滨州·中考真题)某兴趣小组设计了图甲所示电路进行“探究电流与电压的关系”实验
(1)请用笔画线代替导线将图乙电路连接完整,要求滑动变阻器滑片向左移动时电流表示数变大 ;
(2)连接电路时,开关应处于 状态。把某定值电阻接入电路,将滑动变阻器的滑片调至最 (选填“左”或“右”)端。闭合开关,发现电压表无示数,电流表有示数,其原因可能是定值电阻 ;
(3)排除故障后,闭合开关,调节滑片P,当电压表示数为1.2V时,电流表示数如图丙所示,则此时通过定值电阻的电流为 A。调节滑动变阻器,继续进行实验,并将实验数据记录在下表中;
小州同学发现这些数据中有一组是明显错误的,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。这组数据是第 (填序号)组;
(4)分析数据得出结论:在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成 ;
(5)小滨用电流表和一个已知最大阻值为的滑动变阻器测量未知电阻的阻值,设计了如图丁所示的电路图,电源电压未知且保持不变。实验操作如下:
①将滑动变阻器的滑片P移动到最右端b点,记录此时电流表示数为;
②将滑动变阻器的滑片P移动到最左端a点,记录此时电流表示数为;
③则 (用已知和测出的物理量、、表示)。
【答案】 见解析 断开 右 短路 0.24 4 正比
【详解】(1)[1]在本实验中应将滑动变阻器串联接入电路,且根据题干要求滑动变阻器滑片向左移动时电流表示数变大,说明此时滑动变阻器接入电路的电阻减小,由此判断左下部分电阻接入电路,据此完成电路连接如下图
(2)[2][3]为了保护电路,在连接电路时,应就将开关断开且将滑动变阻器滑片置于阻值最大端,即最右端。
[4]闭合开关,发现电流表有示数,说明电路是通路,而电压表无示数,说明可能的故障原因是与电压表并联部分电路出现了短路,即定值电阻短路。
(3)[5]由图丙知道,电流表选用的是0~0.6A的小量程,对应的分度值为0.02A,读数为0.24A。
[6]分析表格数据有
据此分析只有根据第4次实验数据算出来的电阻阻值不同,因此,说明第4组数据有误。
(4)[7]分析表格数据知道,当电阻一定时,电阻两端的电压增大为原来的几倍,通过电阻的电流就增大为原来的几倍,由此可得出实验结论为:在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
(5)[8]①将滑动变阻器的滑片P移动到最右端b点,记录此时电流表示数为I1;
②将滑动变阻器的滑片P移动到最左端a点,记录此时电流表示作数为I2;
③在②中为Rx的简单电路,由欧姆定律得电源电压
在①中,两电阻串联,由电阻的串联和欧姆定律得电源电压
因电源电压不变,故
解得Rx的表达式为
11.(2024·湖北·中考真题)某小组想测量标有“2.5V 0.3A”的小灯泡在不同工作状态下的电阻,设计了如图甲所示实验电路,电源电压不变。
(1)请用笔画线表示导线将图甲中实物电路连接完整。
(2)移动滑动变阻器的滑片至最 端后闭合开关,使电路中的电流在开始测量时最小。向另一端移动滑片,观察到小灯泡在电压达到0.42V时开始发光,此时电流表示数如图乙,读数为 A。
(3)根据实验数据绘制图像如图丙,小灯泡未发光时电阻可能为 。
A.0Ω B.3.1Ω C.3.5Ω D.8.3Ω
(4)随着电流增大,滑动变阻器两端的电压 ,小灯泡的电阻 ,整个电路中的电阻 。(填“增大”“减小”或“不变”)
【答案】 见解析 左 0.12 B 减小 增大 减小
【详解】(1)[1]灯泡的额定电压为2.5V,所以电压表的量程为0~3V,电压表与灯泡并联,滑动变阻器要符合“一上一下”的接线原则,实物电路图如下所示:
(2)[2][3]为保护电路,闭合开关前,滑动变阻器应处于最大阻值处,即最左端;由乙图可知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.12A。
(3)[4]由丙图可知,当灯泡两端的电压为0.42V时,通过灯泡的电流为0.12A,由可得,开始发光时灯泡的电阻
小灯泡未发光时的电阻要比3.5Ω小,故ACD不符合题意,B符合题意。
故B正确。
(4)[5][6][7]因串联电路中总电压等于各分电压之和,且电源电压不变,所以,随着电流增大,根据串联电路的分压原理可知,灯泡两端的电压增大,灯泡的电阻增大,滑动变阻器两端的电压减小;由可知,总电流增大,整个电路的总电阻减小。
12.(2024·四川眉山·中考真题)小龙同学用伏安法测量一个定值电阻的阻值,进行了如下实验。
(1)用笔画线代替导线,将图甲中电路连接完整。要求滑片P向右移动时,电路中的电流变大。
(2)连接电路过程中,开关处于 状态。
(3)闭合开关后,发现电压表的示数约为电源电压,移动滑片P电压表示数无明显变化,电流表示数为零。造成该故障的原因是 。
(4)排除故障后闭合开关,移动滑片P,电压表示数为2.4V时,电流表示数如图乙所示、待测电阻的阻值为 。
(5)实验中,改变滑片P的位置,并记录相应数据、多次测量求的平均值是为了 。
(6)在缺少电流表时,小龙选用阻值为的定值电阻设计了如图丙所示电路,并完成实验。过程如下:
①闭合S和,电压表的示数为;
②再闭合,电压表的示数为;
③ (用字母、和表示)。
【答案】 见解析 断开 Rx断路 10 减小实验误差
【详解】(1)[1]测量定值电阻的阻值,定值电阻与变阻器串联,电压表测量定值电阻电压,电流表测量电路电流,滑片向右端移动时,电流表示数变大,说明此时变阻器接入电路中电阻变小,如图所示:
(2)[2]在连接电路时,为了保护电路,开关应处于断开状态。
(3)[3]闭合开关,无论怎样移动滑片,发现电流表始终无示数,电压表的示数约为电源电压,其原因可能是与电压表并联的定值电阻断路。
(4)[4]由图乙得,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.24A。由欧姆定律得,R的阻值为
(5)[5]实验中改变电阻两端电压,多次测量求平均值的目的平均值,减小误差。
(6)[6]由图丙得,①闭合开关S和S1,定值电阻Rx、R0串联,电压表测量Rx两端的电压;②再闭合S2,定值电阻Rx单独工作,电压表测量电源电压,由欧姆定律得Rx的阻值为
13.(2024·四川自贡·中考真题)在“测量小灯泡额定功率”的实验中,小刚同学用一个电压表、一个电流表、一个开关、一个滑动变阻器、电压为4.5V的电源和额定电压为2.5V的小灯泡,设计了如图甲所示的电路。
(1)实验中需要依据图甲所示的电路图,将图乙所示器材进行连线,请用笔画线代替导线,将图乙所示电路连接完整。
(2)正确连接好电路后,闭合开关,当滑动变阻器的滑片向左移动时,电流表示数 (选填“变大”“变小”或“不变”)。当电压表的示数为 V时小灯泡正常发光,此时电流表指针如图丙所示,其示数为 A,小灯泡的额定功率为 W。若小灯泡两端的实际电压为2.3V,则小灯泡的实际功率 (选填“大于”“等于”或“小于”)额定功率。
(3)小王同学也按图甲所示电路图连接电路,当连接最后一根导线时,灯泡立即发出明亮耀眼的光并很快熄灭。请你指出导致此现象可能的原因: 。
【答案】 见解析 变大 2.5V 0.28 0.7 小于 连线时,开关没有断开;且闭合开关前,滑动变阻器的滑片没有移到阻值最大位置
【详解】(1)[1]灯泡正常发光时的电压为2.5V,所以电压表的量程为0~3V,且与灯泡并联,滑动变阻器按“一上一下”接入即可,电路如下图
(2)[2]由图甲知道,闭合开关,当滑动变阻器的滑片向左移动时,滑动变阻器接入电路的电阻减小,电路总电阻减小,由欧姆定律知道,电路电流增大,故测量电路电流的电流表示数变大。
[3][4][5]由于小灯泡的额定电压为2.5V ,故测量灯泡两端电压的电压表示数2.5V时,小灯泡正常发光。此时由图丙所示电流表知道,量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.28A,由知道,小灯泡的额定功率为
[6]因为灯泡的额定电压为2.5V,所以当灯泡两端电压为2.3V时,其实际功率小于额定功率。
(3)[7]连接完最后一根导线,灯泡立即发光,说明实验前开关未处于断开状态;灯泡发出明亮耀眼的光,很快熄灭,说明电路电流太大,电路中总电阻太小,即滑动变阻器接入电路电阻未达到阻值最大处。
1.(24-25九年级上·天津河西·期中)任老师带领珍珍所在的班级到实验室做“测量定值电阻阻值”的分组实验,老师给每个小组提供的实验器材有:一个电池组、一块电流表、一块电压表、2个待测电阻、一个开关、一个滑动变阻器(铭牌上标有“ ”字样)和若干导线。请你完成下列内容。
(1)实验前,老师让同学们设计实验电路,珍珍小组的同学们设计出如图所示的甲、乙两电路。若要求当滑动变阻器的滑片P向右移动时,连入电路中的电阻变大,应采用图中的 (选填“甲”或“乙”)电路。
(2)珍珍小组利用图中乙电路做实验,移动滑动变阻器的滑片P改变某待测电阻两端的电压,测得多组数据并填入下表中。
表中位置①应填写 。
表中位置②应填写 。
表中位置③应填写 。
(3)珍珍多次实验后,根据数据画出了两个待测电阻、的电流/与电压U的关系图象,如图。由图象可知, (选填“>”“
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