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2025年各省市中考物理试卷分类汇编考点18探究电流与电压和电阻的关系 伏安法测电阻(特殊方法测电阻)(Word版附解析)
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【答案】
【考点】探究电流与电压和电阻的关系 伏安法测电阻(特殊方法测电阻)
【解析】小灯泡额定电流
所以电流表应选0~0.6A量程,电流表串联在电路中;小灯泡额定电压是2V,所以电压表应选0~3V量程,将电压表与小灯泡并联;因为要求滑动变阻器的滑片P向右移动时,电流表的示数变小,根据欧姆定律知电源电压不变时,电流变小则电阻变大,所以滑动变阻器接入电路的电阻应变大,滑动变阻器应采用“一上一下”的接法,且要使滑片右移电阻变大,应将滑动变阻器的左下接线柱接入电路,据此连接电路。
23.(2025·淮安23)(6分)如图所示为测量定值电阻阻值的实验。
(1)连接电路前应_____________开关;
(2)用笔画线代替导线,将图甲中的实物连接完整;
(3)闭合开关前,滑动变阻器滑片P应移到“________”(选填“A”或“B”)端;
(4)闭合开关,移动滑动变阻器滑片P,当电压表示数为2.7V时,电流表示数如图乙所示,读数为________A,计算出电阻的阻值为________Ω;
(5)不增加器材,该电路还可以进行的实验是_____________。
【考点】探究电流与电压和电阻的关系 伏安法测电阻(特殊方法测电阻)
【答案】(1)断开;(2)如图所示:;
(3)B;(4)0.3;9;(5)探究电流与电压的关系(或探究电流与电阻的关系)。
【解析】(3)闭合开关前,滑动变阻器滑片P应移到阻值最大处,即B端;
(4)电流表接0~0.6A的量程,电流表示数应该为0.3A;电阻的阻值;
(5)不增加器材,该电路还可以进行的实验是探究电流与电压的关系(或探究电流与电阻的关系)。
20. (2025·辽宁20)在探究电流与电阻的关系实验中,实验器材如下:学生电源、电流表、电压表、滑动变阻器“40;1.5A”、开关各一个,五个定值电阻(5、10、15、20、25),导线若干。
(1)图(a)为使用5定值电阻连接的实验电路。某同学检查电路时发现有一条导线连接错误。请在图(a)中错误的导线上画“×”,并用笔画线代替导线将电路连接正确_______(导线不能交叉)。
(2)改正错误后,将滑动变阻器的滑片P移到最____端。闭合开关,移动滑片P使电压表的示数达到所要控制的电压U0时,电流表的示数如图(b)所示,为____A。
(3)将不同阻值的定值电阻分别接入电路中,重复实验,记录的数据如下表。
分析表中数据,在误差允许范围内,电流值与其对应的电阻值的乘积近似____(填“相等”或“不相等”),从而得出结论:在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。
(4)利用本实验提供的器材____(填“能”或“不能”)探究电流与电压的关系。
【答案】(1)
(2)右;0.48;(3)相等;反;(4)能。
【考点】探究电流与电压和电阻的关系 伏安法测电阻(特殊方法测电阻)
【小问1详解】
探究“电流与电阻的关系”时,定值电阻与滑动变阻器、电流表串联,电压表并联在定值电阻两端,正确的电路连接。
【小问2详解】
[1]为了保护电路,闭合开关前,将滑动变阻器的滑片置于阻值最大处,所以将滑动变阻器的滑片置于最右端。
[2]图中电流表的量程是0~0.6A,分度值为0.02A,则读数为0.48A。
【小问3详解】
[1]分析表中数据
在误差允许范围内,电流值与其对应的电阻值的乘积近似相等。
[2]当导体两端电压一定时,电阻增大,电流减小,且两者乘积恒定,故通过导体的电流与导体的电阻成反比。
【小问4详解】
阻值已知定值电阻,可利用滑动变阻器改变电路中的电流,记录多组电压、电流值,所以可以探究电阻一定时,电流与电压的关系。
11.(2025·内蒙古11) 物理探究合作小组已经知道“加在导体两端的电压越大,电流就越大。”他们为了进一步探究电流与电压之间的定量关系,进行了如下实验。(电源电压保持不变,定值电阻的阻值为)
(1)连接电路时,开关应处于______状态;
(2)连接电路如图甲所示,闭合开关,移动滑动变阻器滑片,发现电流表示数有变化,电压表示数无变化。经检查有一根导线连接错误,请你在该导线上打“×”,并用笔重新画一根正确连接的导线_______(导线不得交叉);
(3)正确连接后闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,记录实验数据如下表,其中第5次测量时的电压表示数如图乙所示,示数为______;
(4)①请你根据表中数据在图丙中描点作出图像; ______;②分析图像可初步得出结论:在电阻一定的情况下,______;
(5)进一步分析,发现上述探究方案有不足的地方。请你提出科学合理的建议:______。(写出一条即可)
【答案】(1)断开 (2)
(3)2.8 (4) ①. ②. 电流和电压成正比
(5)换阻值不同的定值电阻进行实验
【考点】探究电流与电压和电阻的关系 伏安法测电阻(特殊方法测电阻)
【小问1详解】
为了保护电路,连接电路时,开关处于断开状态。
【小问2详解】
由图甲可知,电压表测量定值电阻和变阻器的总电压,即电压表测量电源电压,电压表应该测量定值电阻的电压,电压表和定值电阻并联。
【小问3详解】
由图乙可知,电压表的量程是0~3V,分度值是0.1V,电压表的示数是2.8V。
【小问4详解】
①[1]根据表中数据,利用描点法画出电流和电压的关系图像。
②[2]由图像可知,电压增大几倍,对应的电流也增大几倍,可以得到在电阻一定的情况下,电流和电压成正比。
【小问5详解】
当前实验仅使用5Ω电阻,结论可能具有局限性,为了使实验结论具有普遍性,需验证不同电阻下的电流和电压的关系。
22.(2025·青海22) 在“探究电流与电压关系”的实验中,“问天”兴趣小组连接了如图甲所示的电路,其中定值电阻R=20Ω。
(1)用笔画线代替导线将图甲电路连接完整。
(2)闭合开关后,发现电流表有示数,电压表无示数,电路中出现的故障可能是电阻______(选填“短路”或“断路”);排除故障后,测量并记录了如下几组电压表和电流表的示数,第二次实验中电流表的示数如图乙所示,此时电流为______A;
(3)请根据表3数据,在图丙中作出I-U图象;
表3
(4)分析得出实验结论: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______比。
(5)“问天”兴趣小组在实验室发现一个未知电阻,想要测量其阻值。发现电压表坏了,但有两个电流表。经小组讨论,设计了如图的电路图,两个电流表的示数分别为0.3A和0.9A,根据以上信息,可知通过的电流为______A,的电阻为______Ω。
【答案】(1) (2) ①. 短路 ②. 0.22
(3) (4)正 (5) ①. 0.6 ②. 10
【考点】探究电流与电压和电阻的关系 伏安法测电阻(特殊方法测电阻)
【小问1详解】
电压表和电阻并联,将电压表的负接线和电阻左端连接
【小问2详解】
[1]闭合开关后,发现电流表有示数,说明电路是通路,电压表无示数,说明电压表和电源两极是连接的,可能与电压表并联的电阻短路。
[2]由图乙可知,电流表的量程是0~0.6A,分度值是0.02A,电流表的示数是0.22A。
【小问3详解】
根据表中数据,利用描点法画出电流和电压的关系图像。
【小问4详解】
由图像可知,电压增大几倍,对应的电流也增大几倍,可以得到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。
【小问5详解】
[1]由图可知,两个电阻并联,电流表A2测量干路中的电流,电流表A1测量通过R的电流,由并联电路电流的规律可知电流表A2的示数是0.9A,电流表A1的示数是0.3A,通过的电流为Ix=I2-I1=0.9A-0.3A=0.6A
[2]由并联电路电压的规律和欧姆定律可知Rx两端的电压Ux=U=I1R=0.3A×20Ω=6V
Rx的阻值
20.(2025·北京20) 某同学利用干电池、数字电流表A、数字电压表V、多个阻值不同且已知的定值电阻、滑动变阻器、开关及导线,探究通过导体的电流与导体的电阻的关系。
(1)请画出实验电路图。
(2)该同学分析下表实验数据,发现________,由此可得实验结论:________。
【答案】(1)(2)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;在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比
【考点】探究电流与电压和电阻的关系 伏安法测电阻(特殊方法测电阻)
【小问1详解】
在探究通过导体的电流与导体的电阻的关系的实验中,电源、开关、滑动变阻器、定值电阻、电流表串联,电压表并联在定值电阻两端。
【小问2详解】
[1][2]分析表中实验数据:U=0.40A×5Ω=0.20A×10Ω=……=0.05A×40Ω=2V
21.(2025·北京21) 某同学利用滑动变阻器、电阻箱、电压表、电压恒定的电源、开关等器材设计了测量电阻的实验电路,如图所示。
(1)请补充主要实验步骤:
①按电路图连接电路,将滑动变阻器的阻值调到最大端。
②闭合,________,记录电压表的示数。
③闭合,________,使电压表的示数仍为。
④记录电阻箱的阻值。
(2)待测电阻的阻值________。(用测量量表示)
【答案】(1) ①. 开关S2与触点2闭合 ②. 开关S2与触点1闭合,调节电阻箱
(2)
【考点】探究电流与电压和电阻的关系 伏安法测电阻(特殊方法测电阻)
【小问1详解】
[1][2]由电路图可知,将滑动变阻器的阻值调到最大端,闭合S1,开关S2与触点2闭合,此时滑动变阻器与待测电阻串联,电压表测滑动变阻器两端电压,记录电压表的示数U;闭合S1,开关S2与触点1闭合,此时滑动变阻器与电阻箱串联,电压表测滑动变阻器两端电压,此时根据串联分压,调节电阻箱,使电压表的示数仍为U,则待测电阻的值与电阻箱的阻值相同。
【小问2详解】
由实验步骤可知,当待测电阻与滑动变阻器串联时,电压表测滑动变阻器两端电压,当电阻箱与滑动变阻器串联时,电压表仍测滑动变阻器两端电压,且示数不变,根据串联分压可知,待测电阻的阻值等于电阻箱的阻值,即。
12.(2025•深圳12)小虞同学利用如图1所示装置探究“电流与电压的关系”.
(1)在如图1所示的虚线框内,小虞同学应填入 定值电阻 (填一种用电器)。
(2)在开关闭合前,俊俊同学指出应将滑动变阻器的滑片P移到最 右 (填“左”或“右”)端。
(3)在闭合开关后,志诚同学发现电流表指针无偏转,电压表指针有较大偏转,若电路中只有一处故障,则可能是 定值电阻断路 。
(4)由上面表格数据可知,电压与电流的比值 不变 ,小虞由此得出结论,“在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比”。
(5)分析如图2坐标图,小虞同学发现导致甲组数据与乙和丙不同的原因是 选用的定值电阻阻值不同 。
【考点】探究电流与电压和电阻的关系 伏安法测电阻(特殊方法测电阻)
【答案】(1)定值电阻;(2)右;(3)定值电阻断路;(4)不变;(5)选用的定值电阻阻值不同。
【解析】(1)探究电流与电压的关系时,应控制电阻不变,通过改变电压来测量电流,所以电路中需要接入定值电阻。
(2)闭合开关前,为保护电路,应将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处。由图可知,滑片在最右端时,滑动变阻器接入电路的电阻丝最长,阻值最大。
(3)电流表无示数,说明电路中有断路故障;电压表指针有较大偏转,说明电压表与电源连通,所以故障可能是与电压表并联的定值电阻断路。
(4)根据表格数据,分别计算电压与电流的比值为:1V0.2A=Ω,可知电压与电流的比值不变。
(5)导致甲组数据与乙和丙不同的原因是选用的定值电阻阻值不同。根据欧姆定律I=UR可知,当定值电阻阻值不同时,在相同电压下,通过导体的电流不同,所以会导致I﹣U图象不同。
18.(2025·广东18) 探究电流与电阻的关系实验如图,使用的器材如下:电压恒为6V的电源,规格为“50Ω;1.2A”的滑动变阻器,规格为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻各1个等。
(1)连接电路时,开关应处于________状态;请用笔画线代替导线将如图所示实物图连接完整________。
(2)将如表所示的实验记录表①、②处补充完整:①________,②________。
U=2V
(3)将5Ω的定值电阻接入电路,并将滑动变阻器调到最大阻值处,闭合开关,________,直到电压表的示数为2V,此时电流表的示数如图乙所示,为________A,记录数据。
(4)依次更换定值电阻,重复实验。
(5)若计划将定值电阻两端的电压U取1.5V,是否仍能依次用上述4个定值电阻完成实验?请判断并说明理由:________。
【答案】 ①. 断开 ②. ③. 电阻R ④. 电流I ⑤. 见解析 ⑥. 0.4 ⑦. 见解析
【考点】探究电流与电压和电阻的关系 伏安法测电阻(特殊方法测电阻)
【解析】(1)[1]为了保护电路,连接电路时,开关要断开。
[2]滑动变阻器一上一下串联接入电路中。
(2)[3][4]探究电流和电阻的关系,保持电压不变,改变电阻的阻值,记录对应的电流,①处是电阻R,②处是电流I。
(3)[5][6]将5Ω的定值电阻接入电路,移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数为2V,由图乙可知,电流表的量程是0~0.6A,分度值是0.02A,电流表的示数是0.4A。
(5)[7]若计划将定值电阻两端的电压取1.5V,变阻器两端的电压U滑=U-UV=6V-1.5V=4.5V
由串联分压可知
电阻为20Ω时,
变阻器的阻值R滑=60Ω>50Ω
所以不能依次用上述4个定值电阻完成实验。23. (2025·广西23)用图甲所示的电路探究电流与电阻的关系。已知电源电压为,滑动变阻器最大阻值为,四个定值电阻的阻值分别为和。
(1)在连接电路前,开关应处于___________状态,滑动变阻器的滑片置于___________(选填“A”或“B”)端。
(2)连接好电路后,闭合开关,发现电压表有示数、电流表无示数,则电路故障的原因可能是电流表___________(选填“短路”或“断路”)。
(3)排除故障后,进行实验。每当更换定值电阻,就调节滑动变阻器的滑片,使定值电阻两端电压保持不变,并记下电流表的示数。下表完整记录了前3组数据,第4组的电流如图乙所示,则电流大小为___________A。分析表格数据可知:导体两端电压一定时,导体中的电流跟导体的电阻成___________。
(4)为了得到第5组数据,进一步验证实验结论,现用一个的定值电阻和上述器材进行实验,你认为是否可行?请作出判断并说明理由。
答:___________(选填“可行”或“不可行”),理由:___________。
【答案】(1) ①. 断开 ②. B
(2)短路 (3) ①. 0.1 ②. 反比
(4) ①. 可行 ②. 见解析
【考点】探究电流与电压和电阻的关系 伏安法测电阻(特殊方法测电阻)
【小问1详解】
[1]在连接电路前,为保护电路,开关应处于断开状态。
[2]电路连接完整后,闭合开关前,为保护电路,应将滑动变阻器的阻值调到最大,即滑动变阻器的滑片置于B端。
【小问2详解】
连接好电路后,闭合开关,发现电压表有示数,说明电压表两端与电源两端是通路,电流表串联在电源负极,电流表无示数,电流表不可能是断路,则电路故障的原因可能是电流表短路。
【小问3详解】
[1]如图乙所示,电流表用的小量程,分度值为0.02A,读数是0.1A。
[2]分析表格数据:导体两端电压一定时,电流随电阻的变大而变小,电流与电阻的乘积U=0.50A×16Ω=0.40A×20Ω=0.20A×40Ω=8V不变。可以得出结论:导体两端电压一定时,导体中的电流跟导体的电阻成反比。
【小问4详解】
[1][2]为了得到第5组数据,进一步验证实验结论,现用一个8Ω 的定值电阻和上述器材进行实验,是可行。理由如下:
为保持U= 8V,当 R=8Ω 时,通过R的电流
定值电阻和滑动变阻器串联,则需滑动变阻器阻值
此时滑动变阻器阻值小于滑动变阻器的最大阻值,说明滑动变阻器能够通过调节使定值电阻两端的电压保持设定值不变,满足实验要求。
18.(2025·贵州18) 在“测量小灯泡正常发光时的电阻”的实验中,实验小组连接了如图甲所示的电路,小灯泡标有“2.5V”字样;
(1)连接电路时,开关应处于___________状态;
(2)如图甲所示,还有一根导线未连接滑动变阻器,为使滑动变阻器能起到调节作用,这根导线应连接在滑动变阻器的___________(选填“B”或“C”)接线柱上;
(3)移动滑动变阻器滑片,当电压表示数为___________V时,小灯泡正常发光,此时电流表示数如图乙所示,为___________A,由此便可计算出小灯泡此时的电阻。
【答案】(1)断开 (2)C
(3) ①. 2.5 ②. 0.3
【考点】探究电流与电压和电阻的关系 伏安法测电阻(特殊方法测电阻)
【小问1详解】
连接电路时,为了保护电路,开关应处于断开状态。
【小问2详解】
为使滑动变阻器能起到调节作用,滑动变阻器需要串联在电路中,滑动变阻器需要一上一下接入电路中,这根导线应连接在滑动变阻器的C接线柱。
【小问3详解】
[1]小灯泡标有“2.5V”字样,电压表测量小灯泡两端的电压,当电压表的示数为2.5V时,小灯泡正常发光。
[2]电流表示数如图乙所示,分度值为0.02A,故读数为0.3A。
30.(2025•黑龙江30)(1)小王同学用如图1甲所示的电路探究影响导体电阻大小的因素。如图1乙,导体A、B、D的横截面积为S,C的横截面积为2S,导体A、B、C的长度相同。
①为了探究导体的电阻与其横截面积的关系,小王同学在MN之间接入的两段导体应是 B、C (选填导体的字母名称)。
②实验中可以通过观察 灯泡的亮度 来粗略地比较导体电阻的大小。若接入MN之间的导体的阻值比较接近而无法判断它们的阻值大小时,请你给小王同学提一条解决方案: 在原电路中再串联一个电流表 。
(2)在探究“电流与电阻的关系”的实验中,设计了如图2甲所示的电路,电源电压恒为6V,滑动变阻器规格为“40Ω,1A”,阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻R。
①根据图2甲,用笔画线代替导线将图2乙中的电路连接完整;
②根据图2丙,该实验保持定值电阻两端的电压为 2 V不变;
③闭合开关后,无论如何移动滑动变阻器的滑片,电流表和电压表均无示数,电路中可能出现的故障是: 滑动变阻器断路 (写出一个即可);
④用5Ω的电阻进行实验后,再换用10Ω的电阻继续实验,若想保持定值电阻两端的电压不变,滑片应该适当向 左 (填“左”或“右”)移动;
⑤当接入25Ω的定值电阻时,无论如何移动滑动变阻器的滑片都无法完成实验,需要在电路中串联一个 10 Ω的电阻才能完成实验。
【考点】探究电流与电压和电阻的关系 伏安法测电阻(特殊方法测电阻)
【答案】(1)①B、C;②灯泡的亮度 在原电路中再串联一个电流表;
(2)①②2; ③滑动变阻器断路;④左;⑤10。
【解析】(1)①探究导体的电阻与其横截面积的关系,小王同学在MN之间接入的两段导体应是B、C。
②实验中可以通过观察灯泡的亮度来粗略地比较导体电阻的大小。若接入MN之间的导体的阻值比较接近而无法判断它们的阻值大小,应该在原电路中再串联一个电流表。
(2)①应该将滑动变阻器一上一下串联在电路中。
②定值电阻两端的电压为:U=IR=0.4A×5Ω=2V,应控制电压保持2V不变。
③电路中可能出现的故障是滑动变阻器断路。
④用5Ω的电阻进行实验后,再换用10Ω的电阻继续实验,若滑片不动,则电路中的电流变小,定值电阻两端的电压减小,滑动变阻器两端的电压增大,为了控制定值电阻两端的电压不变,应该将滑动变阻器的阻值调大,滑片向左移动。
⑤当接入25Ω的定值电阻时,根据串联电路的特点有:6V-2VR=2V25Ω;此时滑动变阻器接入电路的最大阻值为:R=50Ω;而原来滑动变阻器的规格为“40Ω,1A”,所以需要串联一个50Ω﹣40Ω=10Ω的电阻。
25.(2025·绥化25) 实验室有一个标识不清的定值电阻,同学们设计了如下实验进行测量。
(1)实物电路如图甲所示,电源为两节新干电池,请用笔画线代替导线将电路连接完整(导线不得交叉)。
(2)连接电路时,开关应处于______状态,滑动变阻器的滑片P应滑动到______(选填“A”或“B”)端。闭合开关,电压表的示数接近电源电压,电流表几乎无示数。经检查,电流表及各连接处均完好,则电路故障是______。
(3)排除故障后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,使电压表的示数为2.4V,电流表的示数如图乙所示,则电阻R的阻值为______Ω。有同学把此次数据作为本实验的最终结果,请你对此作出评价或建议:______。
【答案】(1);(2)断开;B;电阻R断路
(3)12;没有多次测量求平均值,误差大。
【考点】探究电流与电压和电阻的关系 伏安法测电阻(特殊方法测电阻)
【小问1详解】
测电阻的实验中,定值电阻与滑动变阻器串联,电压表接在定值电阻两端,电源电压为3V,电压表选用小量程,电路如图
【小问2详解】
[1][2]连接电路时,为了保护电路,开关必须断开,滑片应置于最大阻值,即滑片应滑到B端。
[3]闭合开关,电流表示数为0,说明电路存在断路;电压表示数约为电源电压,说明电压表与电源接通,经检查,电流表及各连接处均完好,则故障是电压表测量处断路,即定值电阻R断路。
【小问3详解】
[1]如图乙,电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流表的读数为0.2A,电阻R的阻值
[2]实验中只测量了一组数据就得到结果,测量结果可能存在较大误差,应多次改变滑片位置,测量多组数据计算出多个电阻值,然后求平均值,从而得到更准确的电阻的阻值。
20.(2025·长沙20) 如图是测量额定电压为2.5V的小灯泡电阻的实验电路。
(1)连接电路时,开关应处于_______状态;
(2)请你用笔画线表示导线将电路连接完整;
(3)为了测量小灯泡正常工作时的电阻,小星在调节滑动变阻器时,应该通过观察_______(选填序号)来判断小灯泡是否正常工作;
A. 灯泡亮度B. 电压表示数C. 电流表示数
(4)小灯泡正常发光后,调节滑动变阻器,让电压逐次下调,灯泡变暗直至完全不发光,测量的数据如下表所示。检查小星的数据表,你认为第_______次实验的数据存在明显错误。
【答案】(1)断开 (2)
(3)B (4)5
【考点】探究电流与电压和电阻的关系 伏安法测电阻(特殊方法测电阻)
【小问1详解】
为了保护电路,连接电路时,开关要断开。
【小问2详解】
测量小灯泡电阻的实验中,电压表测量小灯泡两端电压,则电压表和灯泡并联。
【小问3详解】
测量小灯泡正常工作时的电阻,在调节滑动变阻器时,观察电压表的示数,当电压表的示数是2.5V时,灯泡正常发光,故B符合题意,AC不符合题意。
故选B。
【小问4详解】
由表中数据可知,灯泡两端的电压减小,通过灯泡的电流减小,第5次实验中电压比第4次实验中电压小,第5次实验中电流比第4次实验中的电流小,而表中第5次的电流比第4次的电流大,该数据是错误的。
20. (2025·吉林20)某学习小组在“探究电流与电压的关系”实验中,所用的实验器材有:电源(电压恒为4.5V)、滑动变阻器(20Ω1A)、定值电阻、开关、电流表、电压表各一个,导线若干。
(1)按照图甲连接电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片调至最___________端。
(2)经过多次实验,将测得的数据绘制成图像,如图乙所示。由图像可得:在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成___________比。
(3)实验后,小组内同学提出两个观点并进行交流与讨论:
观点一:用小灯泡替换定值电阻也可以完成该实验。讨论后认为该观点不可行,原因是___________。
观点二:利用原实验电路和器材,再增加几个不同阻值的定值电阻,还可以进行“探究电流与电阻的关系”实验。讨论后认为该观点可行,并进行实验。小组同学将15Ω的定值电阻接入a、b间,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片到适当位置,电流表示数如图丙所示,示数为___________A,记录此时的电阻值和电流值。为了完成实验,a、b间可更换的定值电阻阻值应不超过___________Ω。
【答案】(1)右 (2)正
(3) ①. 灯丝电阻随温度的变化而变化 ②. 0.2 ③. 40
【考点】探究电流与电压和电阻的关系 伏安法测电阻(特殊方法测电阻)
【小问1详解】
为了保护电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片调至阻值最大的位置,由图甲可知为最右端。
小问2详解】
由图乙可知电流与电压的图像为一条过原点的直线,它们的比值不变,则可得出结论:在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
【小问3详解】
[1]探究电流与电压关系,要控制电阻不变,而灯泡的电阻随温度的变化而变化,不是一个定值,故该实验方案不可行。
[2]由图丙可知电流表接小量程,分度值为0.02A,示数为0.2A。
[3]将15Ω的定值电阻接入a、b间,电流表的示数为0.2A,则定值电阻两端电压为
由于保持定值电阻两端电压不变,则滑动变阻器两端电压为
滑动变阻器接入电阻最大时,根据串联分压原理可知定值电阻阻值最大,滑动变阻器最大电阻为,此时电路中电流为
定值电阻最大阻值为
19. (2025·德阳19)某实验小组在测量未知电阻阻值的实验中,用到的实验器材有:学生电源、未知电阻、电压表、电流表、开关、滑动变阻器、导线若干。
(1)请画一根导线把图甲所示的实验电路补充完整,并且使滑动变阻器接入电路的阻值最大;
(2)电路连接正确后,闭合开关,发现电流表无示数而电压表有示数,则电路中的故障可能是未知电阻___________(选填“断路”或“短路”);
(3)排除故障后闭合开关,当电流表示数为时,电压表示数如图乙所示,由该组数据初步计算被测电阻的阻值为___________;通过调节滑动变阻器,测得多组电压值和电流值,最后算出的电阻平均值,这样做的目的是___________;
(4)完成上述实验后,实验小组的同学利用阻值已知的定值电阻和另一个电压表,设计了如图丙所示的电路来测量额定电压为的小灯泡正常发光时的阻值。
①闭合开关,调节滑片的位置,使电压表的示数为___________;
②保持滑片位置不变,读出电压表的示数为;
③计算出小灯泡正常发光时的阻值___________。
【答案】(1) (2)断路
(3) ①. 5 ②. 减小误差
(4) ①. 2.5 ②.
【考点】探究电流与电压和电阻的关系 伏安法测电阻(特殊方法测电阻)
【小问1详解】
滑动变阻器串联接入电路中,滑动变阻器采用一上一下的接法,使滑动变阻器接入电路的阻值最大,变阻器的滑片在最左端,连接变阻器B接线柱,如图所示:
【小问2详解】
闭合开关,发现电流表无示数,可能电路中出现断路,电压表有示数,说明电压表和电源的两极是通路,可能与电压表并联的电阻Rx断路。
【小问3详解】
[1]由图乙可知,电压表的量程是0~3V,分度值是0.1V,电压表的示数是1.5V,被测电阻的阻值为
[2]因为定值电阻的阻值不变,所以多次测量求平均值的目的是减小误差。
【小问4详解】
①[1]由图丙可知,灯泡和电阻R0串联,电压表V测量灯泡两端的电压,电压表V0测量R0两端的电压,闭合开关,调节滑片的位置,使电压表的示数为2.5V,此时灯泡正常发光。
③[2]保持滑片位置不变,读出电压表的示数为,通过电路的电流
小灯泡正常发光时的阻值
21. (2025达州21)“动手知真”小组在“用电流表和电压表测电阻”实验时,选取如下器材:干电池两节、电流表和电压表各一只、滑动变阻器一个(最大阻值为)、待测定值电阻和导线若干。
(1)根据甲图,用笔画线代替导线,在乙图中完成实物图连接;
(2)闭合开关前,应将滑片P移至______端(选填“A”或“B”);闭合开关后发现电流表和电压表均无示数,电路故障可能是______开路(选填“定值电阻”或“滑动变阻器”);
(3)排除故障后,闭合开关,调节滑片P,当电压表示数为1V时,电流表示数如丙图所示为______A。多次测量数据记录如下表所示,阻值为______Ω(结果保留一位小数);
(4)实验中电流表损坏,组员们利用现有器材设计了如丁图所示电路,测量步骤如下:
①闭合开关,滑片P移至A端,电压表示数为;
②再将滑片P移至B端,电压表示数为;
待测定值电阻的阻值______(用表示)。
【答案】(1) (2) ①. B ②. 滑动变阻器
(3) ①. 0.2 ②. 5.1
(4)
【考点】探究电流与电压和电阻的关系 伏安法测电阻(特殊方法测电阻)
【小问1详解】
电源电压为3V,由图甲可知,电压表应选用小量程与待测定值电阻并联,作图如下:
【小问2详解】
[1]为保护电路,闭合开关前,应将滑片P移至阻值最大处,即B端。
[2]闭合开关后发现电流表和电压表均无示数,说明电路中发生断路且电压表的两端无法与电源相通,则故障可能是滑动变阻器开路。
【小问3详解】
[1]当电压表示数为1V时,电流表示数如丙图所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,示数为0.2A。
[2]第一次实验测得阻值为
第二次实验测得阻值为
第三次实验测得阻值为
为减小误差,应多次测量求平均值,所以阻值为
【小问4详解】
①闭合开关,滑片P移至A端,和变阻器最大阻值串联,电压表测电压,电压表示数为;
②再将滑片P移至B端,变阻器连入电路阻值为零,单独接入电路,电压表测电源电压,示数为;
根据串联电压规律,①中电压为,根据分压原理则有,解待测定值电阻的阻值。
23. (2025·乐山23)某物理兴趣小组为探究“电流与电阻的关系”,设计了如图甲所示的电路图,小组成员在实验室找到如下器材:电压恒为3V的电源,电流表、电压表各一只,开关一个,阻值分别为、、的定值电阻各一个,滑动变阻器一个,导线若干。
(1)连接电路前,开关应___________:
(2)电路连接如图乙所示,小聪发现一根导线连接错误,请找出接错的导线并打上“×”。再用笔重新画一根正确连接的导线;
(3)纠正错误后,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移至___________(选填“C”或“D”端);
(4)现电路中接入的是的定值电阻,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片使电压表示数为2V。读电流表示数时发现电流表小量程标值模糊不清,如图丙所示,但可推断出电流表示数为___________A;
(5)断开开关,将的定值电阻更换为,不改变滑动变阻器滑片的位置,闭合开关后,电压表示数将___________2V(选填“大于”、“小于”或“等于”);
(6)多次实验后,分析数据得出结论:当导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成___________。
【答案】(1)断开 (2)
(3)D (4)0.4
(5)大于 (6)反比
【考点】探究电流与电压和电阻的关系 伏安法测电阻(特殊方法测电阻)
【小问1详解】
为保护电路元件,防止短路损坏,连接电路前必须确保开关处于断开状态。
【小问2详解】
图乙中导线接到了开关的同一端,起不到控制电路的作用,应该分别接到开关的两个接线柱上,如图所示:
【小问3详解】
闭合开关前,滑动变阻器滑片应置于阻值最大端(D端),以起到保护电路的作用。
【小问4详解】
根据欧姆定律,电流表指针位置应该对应0.4A。
【小问5详解】
更换大电阻后,根据串联分压原理,定值电阻两端电压会增大,故示数大于2V。
【小问6详解】
实验数据表明,在电压恒定时,电流与电阻的乘积保持不变,故二者成反比关系。故结论为当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。
26. (2025·凉山州26)为了完成“探究电流与导体两端电压的关系”的实验,小雨和同学们准备了以下器材:电压恒定的电源(6V)、定值电阻(10Ω)、电流表(0~0.6A)、电压表(0~15V)、滑动变阻器(50Ω,1A)等。
(1)本实验主要应用的物理研究方法为______;连接电路前,应将开关______;
(2)小雨按图甲连接好电路后,闭合开关,发现电压表示数接近电源电压,电流表几乎无示数,电路故障为______(选填答案序号);
A. 电流表处存在断路
B. 滑动变阻器短路
C. 定值电阻R断路
(3)小雨根据实验数据绘制的I-U图象,如图乙所示,分析图象初步得到结论:电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成______比;
(4)另一同学在实验过程中误将定值电阻接成了小灯泡,所绘制的图象如丙图所示,发现图象并不是一条直线,原因是______;
(5)做完该实验后,小雨又找来阻值分别为5Ω、15Ω、20Ω、25Ω的四个定值电阻,用来做“探究电流与电阻的关系”的实验,该实验需要控制定值电阻两端的电压不变,为了保证完成该实验,小雨能选取的定值电阻两端的电压范围是______V~3V。
【答案】(1) ①. 控制变量法 ②. 断开
(2)C (3)正
(4)灯泡电阻随温度升高而变大
(5)2
【考点】探究电流与电压和电阻的关系 伏安法测电阻(特殊方法测电阻)
【小问1详解】
[1]探究电流与导体两端电压的关系时,要控制电阻不变,这主要是依据了控制变量法。
[2]为保护电路,连接电路前,应将开关断开。
【小问2详解】
闭合开关,发现电流表几乎无示数,说明发生断路,电压表示数接近电源电压,则电压表两端与电源相通,则电路故障为定值电阻R断路,故C符合题意,AB不符合题意。
故选C。
【小问3详解】
如图乙所示,绘制的I-U图象为正比例函数图象,可得:电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
【小问4详解】
小灯泡图象并不是一条直线,原因是灯泡电阻随温度升高而变大,是变化的,所以其电流与电压不成正比。
【小问5详解】
将25Ω的定值电阻接入电路,并将滑动变阻器(50Ω,1A)的滑片移到阻值最大处,根据串联分压原理则有
解得
所以小雨能选取的定值电阻两端的电压至少为2V,选取的定值电阻两端的电压范围是2~3V。
22.(2025•泸州22)小州与小腾利用如图甲所示电路来探究电流与电压、电阻的关系,电源电压恒为3V。
(1)在探究电流与电压的关系时,应控制 电阻 不变。请你用笔画线代替导线将图乙补充完整,使滑动变阻器接入电路的阻值最大。
(2)在探究电流与电阻的关系时,小州先将滑动变阻器调到最大阻值,再把5Ω的定值电阻接入电路,闭合开关,记下此时电压表的示数刚好为1V,电流表示数为0.2A,他由此计算出滑动变阻器的最大阻值为 10 Ω。接着他把定值电阻换成10Ω,发现无论怎样调节滑动变阻器,都不能使电压表示数为1V。小腾分析后指出,只需将滑动变阻器接入电路的阻值调 小 (选填“大”或“小”),使定值电阻两端的控制电压由1V调为2V,重做以上实验即可。
(3)小州将定值电阻由10Ω换成30Ω继续实验,又发现无论怎样调节滑动变阻器,都不能使电压表示数回到2V。经过分析,他将滑动变阻器更换为0∼ 20 (选填“5”或“20”)Ω的滑动变阻器后,可完成探究。
【考点】探究电流与电压和电阻的关系 伏安法测电阻(特殊方法测电阻)
【答案】(1)电阻;(2)10;小;(3)20
【解析】 (1)在探究电流与电压的关系时,应控制 电阻不变,使滑动变阻器接入电路的阻值最大,故变阻器右下接线柱连入电路中,如下所示:
(2)在探究电流与电阻的关系时,小州先将滑动变阻器调到最大阻值,再把5Ω的定值电阻接入电路,闭合开关,记下此时电压表的示数刚好为1V,电流表示数为0.2A,由串联电阻的规律及欧姆定律,滑动变阻器的最大阻值为
R滑大=U-UVI=3V-1V0.2A=10Ω
接着他把定值电阻换成10Ω,发现无论怎样调节滑动变阻器,都不能使电压表示数为1V,要使定值电阻两端的控制电压由1V调为2V,由串联电路电压规律,变阻器的电压为
U滑=3V﹣2V=1V
变阻器的电压为电压表示数的0.5倍,由分压原理,故变阻器连入电路的电阻为
R滑=0.5×10Ω=5Ω
分析后指出,只需将滑动变阻器接入电路的阻值调小,重做以上实验即可。
(3)小州将定值电阻由10Ω换成30Ω继续实验,又发现无论怎样调节滑动变阻器,都不能使电压表示数回到2V,要使电压表示数为2V,由分压原理,变阻器连入电路的电阻为
R′滑=0.5×30Ω=15Ω
他将滑动变阻器更换为0∼20Ω的滑动变阻器后,可完成探究。
故答案为:(1)电阻;(2)10;小;(3)20。
22.(2025•眉山22)在测量小灯泡发光时的电阻实验中,小灯泡的额定电压为2.5V,电源电压恒为3V。
(1)如图甲所示电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片置于 右 (选填“左”或“右”)端;闭合开关,移动滑片到某一位置,电压表的示数如图乙所示,此时灯泡两端的电压为 2 V。
(2)根据实验测得的数据,作出小灯泡的I﹣U图像如图丙所示,则小灯泡正常发光时的电阻为 10 Ω;进一步分析发现,小灯泡的电阻在发生变化,原因是小灯泡电阻随 温度 的改变而改变。
(3)另一组同学在没有电流表的情况下,测量另一只额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率,设计了如图丁所示的电路,电源电压恒为4V,滑动变阻器最大阻值为20Ω。实验步骤如下:
①闭合开关S1和S3,断开S2,移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数为 1.5 V,这时小灯泡正常发光;
②闭合开关S1和S2,断开S3,保持①步骤中滑动变阻器滑片的位置不变,此时电压表示数为1V;
③小灯泡的额定功率P= 0.75 W。
【考点】探究电流与电压和电阻的关系 伏安法测电阻(特殊方法测电阻)
【答案】(1)右;2;(2)10;温度;(3)1.5;0.75。
【解析】(1)如图甲所示电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片置于阻值最大处,即右端;闭合开关,移动滑片到某一位置,电压表的示数如图乙所示,此时灯泡两端的电压为 2V。
(2)小灯泡的电阻在发生变化,原因是小灯泡电阻随温度的改变而改变。
(3)另一组同学在没有电流表的情况下,测量另一只额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率,设计了如图丁所示的电路,电源电压恒为4V,滑动变阻器最大阻值为20Ω。实验步骤如下:
①闭合开关S1和S3,断开S2,灯与变阻器串联,电压表测滑片以左电阻的电压,由串联电路电压的规律,移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数为 1.5V,这时小灯泡的电压为
UL=4V﹣1.5V=2.5V
正常发光;
②闭合开关S1和S2,断开S3,电路为变阻器的简单电路,保持①步骤中滑动变阻器滑片的位置不变,此时电压表示数为1V;电压表测滑片以左电阻的电压,故滑片以右电阻的电压为
U右=4V﹣1V=3V
由分压原理,滑片以左和以右电阻之比为1:3,因滑动变阻器最大阻值为20Ω,可知滑片以左电阻的大小为
R左=11+3×20Ω=5Ω
③在①中,由欧姆定律可知灯的额定电流为
IL=UVR左=1.5V5Ω=0.3A
小灯泡的额定功率
P=ULIL=2.5V×0.3A=0.75W
19.(2025•遂宁19)某实验小组利用以下器材探究电流与电阻的关系。
器材:学生电源;阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻;标有“30Ω 2A”的滑动变阻器:电压表、电流表;开关及导线。
方法:控制变量法,控制定值电阻R两端电压为2V。
步骤:(1)请根据图甲所示电路图,用笔画线代替导线将图乙中的实物电路图补充完整。
(2)将学生电源电压调至6V,闭合开关后,发现电流表、电压表均无示数。若故障只出现在Rp或R,则故障是 滑动变阻器断路 ;
(3)排除故障后,移动滑动变阻器滑片直到电压表示数为2V,读出此时电流表的示数0.4A;
(4)断开开关,只将定值电阻由5Ω更换为10Ω。闭合开关,他们应该向 右 (选填“左”、“右”)端调节滑片,直至电压表示数仍为2V;
(5)当换用20Ω电阻后,发现无论怎样移动滑片,电压表示数始终无法达到2V。请你帮他们解决问题,从下面两种方法中任选一种作答。
方法一:更换一个最大阻值至少为 40 Ω的滑动变阻器。
方法二:调节电源电压,使其最大不超 5 V。
(6)根据实验数据得出结论:电压一定时,导体中的电流跟导体的电阻成反比。
(7)他们完成探究实验后,想利用电流表和阻值为R0的电阻,测量未知电阻Rx的阻值。
他们设计的电路如图丙所示,并完成了下列实验步骤:
①闭合开关S1、S2,读出电流表示数为I1;
②断开开关S2,读出电流表示数为I2;
③未知电阻Rx= I2R0I1-I2 (用R0、I1和I2表示)。
【考点】探究电流与电压和电阻的关系 伏安法测电阻(特殊方法测电阻)
【答案】(1);
(2)滑动变阻器断路;
(4)右;
(5)40;5;
(6)I2R0I1-I2。
【解析】 (1)根据图甲电路图,电压表应与定值电阻并联,实验中控制定值电阻R两端电压为2V,故电压表选择0~3V量程,实物电路图如下:
;
(2)闭合开关后,电流表、电压表均无示数,电路可能出现断路。若故障只出现在Rp或R,则可能是滑动变阻器Rp断路,因为如果断路,电压表会有示数(测电源电压),而现在两表均无示数,所以是滑动变阻器断路导致整个电路不通;
(4)将定值电阻由5Ω更换为10Ω,根据串联分压原理,定值电阻增大,其两端电压会增大。要使定值电阻两端电压仍为2V,应增大滑动变阻器接入电路的电阻,即向右端调节滑片(因为滑动变阻器左下接线柱接入电路,向右滑电阻变大)。
(5)根据串联分压原理,当R=20Ω,滑动变阻器接入阻值最大,URU滑=2V6V-2V=RR滑,解得R滑=40Ω,所以需要更换一个最大阻值至少为40Ω的滑动变阻器;
根据串联分压原理,当R=20Ω,滑动变阻器接入阻值最大,滑动变阻器最大阻值为30Ω,故URU滑大=2VU大-2V=RR滑,解得U大=5V,所以调节电源电压,使其最大不超5V;
(6)①闭合开关S1,S2,此时R0被短路,只有R,接入电路,读出电流表示数为I1,则电源电压U=I1Rx;
②断开开关S2R0与Rx串联,读出电流表示数为I2,则电源电压U=I2Rx+I2R0即I1Rx=I2Rx+I2R0,解得Rx=I2R0I1-I2。
故答案为:(1);
(2)滑动变阻器断路;
(4)右;
(5)40;5;
(6)I2R0I1-I2。
32.(2025·自贡32)在“探究电流与电阻的关系”的实验中,图甲为小董将学生电源、电流表、电压表、滑动变阻器、定值电阻(5Ω、10Ω和15Ω)和开关连接成的电路。
(1)将电源电压调至4.5V,在a、b间接入的定值电阻,将滑动变阻器滑片P滑至______(选填“A”或“B”)端,闭合开关S,调节滑片P使电压表示数为3V,记录电流表读数;
(2)将定值电阻分别更换为和,重复上述操作。图乙为某次实验中电流表的示数,读数为______A;
(3)图丙为根据实验数据得到的图像,可得出结论:在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成______(选填“正”或“反”)比;
(4)小董还想测量标有“0.3A”字样的小灯泡L正常发光时的电阻。选用一个定值电阻,并添加一个电阻箱,设计了如图丁所示的电路。实验步骤如下:
①闭合开关,将滑动变阻器滑片P滑到B端,电阻箱调至某一阻值;
②闭合开关,调节滑动变阻器,使电流表示数为______A,记录电压表读数;
③断开开关,如图中虚线所示,将电压表连接C点的导线改接到D点,闭合开关,反复调节电阻箱和滑动变阻器,使电流表和电压表的示数与②中相同,记录此时电阻箱的阻值,断开开关;
④小泡L正常发光时的电阻______。
【答案】(1)B (2)0.2
(3)反 (4) ①. 0.3 ②.
【考点】探究电流与电压和电阻的关系 伏安法测电阻(特殊方法测电阻)
【小问1详解】
为保护电路,闭合开关前,应将滑动变阻器滑片P滑至阻值最大处,即B端。
【小问2详解】
如图乙,电流表选用小量程,分度值为0.02A,示数为0.2A。
【小问3详解】
由图丙可知,电流与电阻的乘积为
电流与电阻的乘积为定值,可得:在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
【小问4详解】
[1][2]①闭合开关,将滑动变阻器滑片P滑到B端,电阻箱调至某一阻值,此时电阻箱、、灯泡和变阻器串联,电压表测电阻箱、的总电压;
②闭合开关,调节滑动变阻器,使电流表示数为0.3A,则灯泡正常发光,记录电压表读数;
③断开开关,如图中虚线所示,将电压表连接C点的导线改接到D点,连接方式不变,电压表改测电阻箱、、灯泡的总电压,闭合开关,反复调节电阻箱和滑动变阻器,使电流表和电压表的示数与②中相同,记录此时电阻箱的阻值,断开开关;
④根据,则有
解得小泡L正常发光时的电阻。
23. (2025·天津23)在探究“电流与电压和电阻的关系”的实验中:
(1)请用笔画线代替导线,将图中的电路连接完整;
(2)表一是探究电流与__________关系的实验数据,为分析它们的定量关系,需要对表一中的数据进行处理,请简要说明如何处理数据:__________(写出一种方法即可);
表一
(3)分析表二中的数据,可得结论:当电压一定时,__________。
表二
【答案】(1) (2) ①. 电压 ②. 绘制I-U图像
(3)通过导体的电流与导体的电阻成反比
【考点】探究电流与电压和电阻的关系 伏安法测电阻(特殊方法测电阻)
【小问1详解】
探究“电流与电压和电阻的关系”的实验中,滑动变阻器要与定值电阻串联,且接入电路时需要做到“一上一下”,电压表测量定值电阻两端的电压,在下面“表一”数据中,电压表电压小于3V,则电压表选0~3V量程。完整实物图如图所示:
【小问2详解】
[1]“表一”数据中,电压的大小发生了改变,根据控制变量法的使用方法,该实验探究的是“电流与电压的关系”。
[2]记录了数据以后,为了能够更好的判断数据之间的关系、得出正确的结论,一般利用数学上的函数关系,即先建立以电流为纵轴、电压为横轴的平面直角坐标系,然后先描点,再连线,采用图像法分析数据。
【小问3详解】
由“表二”数据可知,电流与电阻的乘积是一个定值,并且电阻越大,电流越小,故在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
24. (2025·天津24)小明从废弃的电热锅中拆下了一个加热盘,其阻值在28~32Ω之间。为测量其电阻,他找来了一个电源(电压为35V),一个电流表(量程为0~0.6A),两个滑动变阻器(最大阻值约为50Ω)和(最大阻值约为100Ω),开关和导线若干。请你合理选择上述器材设计实验,测出加热盘电阻的阻值。要求:
(1)画出实验电路图;
(2)写出实验步骤及所需测量的物理量;
(3)写出加热盘电阻的数学表达式(用已知量和测量量表示)。
【答案】(1) (2)见解析
(3)
【考点】探究电流与电压和电阻的关系 伏安法测电阻(特殊方法测电阻)
【小问1详解】
电流表量程为0~0.6A,则电路总电阻最小为
所以为确保电路安全,变阻器使用,设计电路图如下:
【小问2详解】
实验步骤:①按照电路图连接电路;
②闭合开关S1、S2,调节滑动变阻器滑片到适当位置,读出电流表的示数I1;
③断开开关S2,保持滑片位置不动,读出电流表的示数I2。
【小问3详解】
闭合开关S1、S2,变阻器单独接入电路,电流表测电路电流,调节滑动变阻器滑片到适当位置,读出电流表的示数I1,则变阻器接入电路阻值为
断开开关S2,和变阻器串联,电流表测电路电流,保持滑片位置不动,读出电流表的示数I2,则总电阻为
则阻值为
17.(2025•重庆17)用图甲所示的电路测量标有“0.7mm/HB”字样铅笔芯的电阻。
(1)请在图甲中用笔划线代替2根导线将电路连接完整。
(2)连接电路时应 断开 开关,然后将滑动变阻器的滑片P移至 B 端。
(3)闭合开关,无论如何移动滑片P,两表始终无示数,经检查,电路连接和电表均完好,则可能是滑动变阻器R2发生 断路 故障。
(4)排除故障进行实验,第1次测量时,电流表示数如图乙所示为 0.1 A,将滑片P向A端移动,电压表示数将变 大 。将全部数据记录在下表中,计算出对应的电阻。
(5)实验数据表明,铅笔芯的电阻是变化的,经分析,影响该变化的因素是 温度 。
【考点】探究电流与电压和电阻的关系 伏安法测电阻(特殊方法测电阻)
【答案】(1)见解答;(2)断开;B;(3)断路;(4)0.1;大;(5)温度。
【解答】(1)根据电流表串联在电路中,滑动变阻器一上一下接入电路,如图所示:
;
(2)连接电路时应断开开关,然后将滑动变阻器调到电阻最大位置,即图中的B端;
(3)根据电流表无示数,电路是断路,根据电压表无示数,说明电压表并联以外部分断路,故可能是滑动变阻器R2发生断路故障;
(4)根据电流表量程是0﹣0.6A,分度值0.02A,读数为0.1A,将滑片P向A端移动,电阻变小,电流变大,根据U=IR知,电压表示数将变大;
(5)导体的电阻与温度有关,铅笔芯的电阻是变化的,因为电流不同产生热量不同,温度不同,故电阻改变。
故答案为:(1)见解答;(2)断开;B;(3)断路;(4)0.1;大;(5)温度。
20.(2025·安徽20) 为了测量一额定电压为的小灯泡正常发光时的电阻,小华同学根据现有的一只待测小灯泡、两节新干电池(总电压为)、一个电压表、一个滑动变阻器、三只开关、若干阻值不同的定值电阻(阻值已知)和导线,设计出如图甲所示的实验电路图。
(1)请按照图甲,将图乙中的实物图电路连接完整______;
(2)正确连接电路后,将滑动变阻器的滑片移至电阻值最大处,闭合开关S和,断开开关,调节滑片,使电压表的示数为;
(3)保持滑片的位置不变,断开开关,闭合开关,电压表的示数如图丙所示,该示数为______;
(4)已知定值电阻,则小灯泡正常发光时的电阻为______;
(5)若在以上(2)中,无论怎样调节滑片,电压表的示数始终小于,为了顺利进行实验,请你根据现有的器材提出一条解决措施:______。
【答案】 ①. ②. 2.8 ③. 10 ④. 更换一个阻值较小的定值电阻
【考点】探究电流与电压和电阻的关系 伏安法测电阻(特殊方法测电阻)
【解析】(1)[1]由图甲可知,灯泡和开关串联后与电压表并联,电源电压为3V,所以电压表选用小量程,作图如下:
(3)[2]由乙图可知,电压表选用小量程,分度值为0.1V,如图丙所示,电压表的示数为2.8V。
(4)[3]将滑动变阻器的滑片移至电阻值最大处,闭合开关S和,断开开关,此时灯泡、与变阻器串联,电压表测灯泡电压,调节滑片,使电压表的示数为,则灯泡正常发光;保持滑片的位置不变,断开开关,闭合开关,此时连接方式不变,电压表改测灯泡、总电压,电压表的示数如图丙所示,为2.8V,根据串联电压规律,电压为
已知定值电阻,根据串联分压原理则有
解得小灯泡正常发光时的电阻。
(5)[4]若在以上(2)中,无论怎样调节滑片,电压表的示数始终小于,则电路中电流小于灯泡的额定电流,根据,可以通过减小定值电阻阻值来增大电路中的电流,所以解决措施是更换一个阻值较小的定值电阻。
26. (2025·福建26)用伏安法测量额定电压为2.5V小灯泡的电阻,实验装置如图甲。
(1)用笔画线代替导线将图甲电路连接正确;
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P置于最______端;
(3)闭合开关,定向移动滑片P,发现电表指针示数忽大忽小,且变化幅度较大。经检查,故障只发生在滑动变阻器,故障的原因可能是______;
A. 滑动变阻器短路
B. 滑动变阻器的滑片P与电阻丝接触不良
(4)排除故障,继续实验。实验小组设计如下表格并记录部分实验数据:
①电压表示数为1.7V时,电流表示数如图乙所示,读数为______A;
②小灯泡正常发光时电阻为______Ω;(保留一位小数)
③表格中设计不合理的一项是______,原因是______。
【答案】(1) (2)右
(3)B (4) ①. 0.26 ②. 8.3 ③. 电阻平均值 ④. 小灯泡的电阻会随温度变化而变化
【考点】探究电流与电压和电阻的关系 伏安法测电阻(特殊方法测电阻)
【小问1详解】
由图可知,电压表未接入到电路中,应该将电压表并联在小灯泡两端,如下图所示:
【小问2详解】
为了保证电路安全,应该将滑动变阻器调至阻值最大处,即将滑动变阻器的滑片P置于最右端。
小问3详解】
因为电表指针示数忽大忽小,且变化幅度较大,说明电路某处接触不良,故B符合题意。
【小问4详解】
[1]由乙图可知,电压表所接量程为0~0.6A,其分度值为0.02A,所以读数为0.26A。
[2]因为小灯泡的额定电压为2.5V,所以由第5次实验数据可知,小灯泡正常发光时电阻
[3][4]因为小灯泡发光时会发热,所以小灯泡的电阻会随温度变化而变化,故表格中设计不合理的一项是电阻平均值。
20.(2025·甘肃20) 小勤从废旧收音机上拆下一个完好的定值电阻R,他想知道该电阻的阻值,采用“伏安法”进行测量,图甲实验所用电源电压为3V。
(1)请用笔画线表示导线,补全图甲实物电路的连接;
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应位于__________端(选填“A”或“B”);
(3)闭合开关后,发现电压表有示数,电流表无示数,由此可判断产生的故障是__________;
(4)排除故障后,正确连接电路。移动滑动变阻器滑片到某一位置时,发现电流表示数为0.24A,电压表示数如图乙所示,为__________V,则定值电阻R的阻值为__________Ω;
(5)为了减小实验误差,小勤应采取的措施是:______________________;
(6)小勤不小心将电压表损坏,爸爸告诉小勤,仅利用电流表和已知阻值的定值电阻也可以测电阻。小勤设计了图丙所示的电路(电源电压未知)来测量另一个待测电阻Rx的阻值,电流表选0~0.6A的量程,定值电阻R0的阻值为10Ω。
①具体操作如下:
a.闭合开关S1,断开开关S2,读出电流表示数为0.40A;
b._____________,读出电流表示数为0.50A(请将实验操作补充完整);
②由以上数据可得,待测电阻Rx的阻值为__________Ω;
③小勤研究发现,在电源电压和电流表量程不变的情况下,利用该电路能测出的最小阻值为__________Ω,原因是__________________。
【答案】(1) (2)A
(3)电阻R处断路 (4) ①. 2.4 ②. 10
(5)多次测量求平均值
(6) ①. 闭合开关S1、S2 ②. 40 ③. 20 ④. 当待测电阻阻值为20Ω时,电流表中的电流已达到0.6A最大量程
【考点】探究电流与电压和电阻的关系 伏安法测电阻(特殊方法测电阻)
【小问1详解】
如图,伏安法测电阻的实验中,电压表接在电阻R两端,电源电压为3V,电压表选用小量程,电路如图:
【小问2详解】
闭合开关前,为了电路安全,滑动变阻器的电阻应接入最大值,滑片应位于A端。
【小问3详解】
闭合开关后,电流表无示数,电路可能断路,电压表有示数,说明电压表与电源接通,由此可判断产生的故障可能是与电压表并联的电阻断路。
【小问4详解】
[1][2]如图乙,电压表接入小量程,分度值为0.1V,读数为2.4V,电阻的值
【小问5详解】
为了减小实验误差,小勤应采取的措施是:改变电路中的电流,多次测量电阻两端的电压和通过电阻的电流,求出电阻的平均值。
【小问6详解】
a.闭合开关S1,断开开关S2,电路为R0的简单电路,电流表测电路中的电流,读出电流表示数为0.40A,电源电压
b.[1]闭合开关S1、S2,两个电阻并联,电流表测干路电流,读出电流表示数为0.50A;电阻R0两端的电压不变,通过电阻R0的电流不变,通过Rx的电流
②[2]待测电阻Rx的阻值为
③[3][4]在电源电压和电流表量程不变的情况下,电路中电流为0.6A最大时,电路中的电阻最小,通过电阻R0的最大电流
利用该电路能测出的最小阻值
18. (2025·河北18)在“探究电流与电压的关系”的实验中,小明设计了图示的实验电路。电源电压为6V不变,为定值电阻,间粗细均匀的电阻丝和夹子(M和)一起组成变阻器,、为电阻丝上的六个点,两点未标出。
(1)根据实验要求,请用笔画线代替导线将图中的实物电路补充完整;
(2)闭合开关前,将变阻器的全部电阻接入电路是为了___________;
(3)闭合开关,电流表无示数,电压表示数为,电路的故障(仅有一处)是___________;
(4)排除故障后,闭合开关,保持夹子N位置不动,夹子依次接在变阻器的、、六个点,每次电表均选用合适的量程,进行实验,收集数据并记录在表格中。表格中①处的数据如图所示,为___________A;
(5)分析数据,可以得出实验结论:在电阻一定的情况下,___________;
(6)在电阻丝点放一小蜡块,闭合开关,发现小蜡块逐渐熔化,为使小蜡块熔化得更快,一定可行的方法是:___________(写出一条即可);
(7)【拓展】在上面的实验电路中,电流表接量程,把另一电压表接在点和图中电压表标有“15”的接线柱两点上。夹子接在点不动,夹子可在电阻丝上连续改变位置,在保证电路安全的情况下,夹子在任意位置时,用电阻替换,使电压表和图中的电压表示数之比总是。则满足上述条件的的取值范围是___________Ω。
【答案】(1) (2)保护电路
(3)定值电阻R断路 (4)0.4
(5)电流和电压成正比
(6)见解析 (7)6~22.5
【考点】探究电流与电压和电阻的关系 伏安法测电阻(特殊方法测电阻)
【小问1详解】
将电流表串联接入电路中,开关右端的接线柱和电流表的负接线柱连接,如图所示:
【小问2详解】
闭合开关前,为了保护电路,防止电路中的电流过大,烧坏用电器,将变阻器的全部电阻接入电路。
【小问3详解】
闭合开关,电流表无示数,可能电路中出现断路,电压表有示数,说明电压表和电源的两极连接,与电压表并联的电阻断路。
【小问4详解】
由图可知,电流表的量程是0~0.6A,分度值是0.02A,电流表的示数是0.4A。
【小问5详解】
由表中数据可知,电压增大几倍,对应的电流也增大几倍,可以得到电阻一定,电流和电压成正比。
【小问6详解】
为使小蜡块熔化得更快,电阻丝产生的热量较多,可以更换电压更大的电源,使电路中的电流变大。
【小问7详解】
把另一电压表接在点和图中电压表标有“15”的接线柱两点上,变阻器和定值电阻串联,电压表V1测量变阻器两端的电压,电压表V2测量定值电阻两端的电压;由表中数据可知,接线A位置电路中的电流最小,变阻器连入电路的电阻最大,由串联电路电压的规律和欧姆定律得到变阻器的最大阻值
电压表和图中的电压表示数之比是,由串联分压可知
即
可以得到R0大=22.5Ω;电流表接量程,电路中的最大电流是0.6A,此时电路的总电阻最小,变阻器连入定律的电阻最小,R0的阻值最小,电压表和图中的电压表示数之比是,即①
电源电压是6V,由串联电路电压的规律可知U1+U2=6V②
由①②得到U1=2.4V,U2=3.6V,的阻值
的阻值取值范围是6~22.5Ω。
19. (2025·河南19)某小组用图甲中的器材测量小灯泡的电阻,所用电源电压为3V,小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)请用笔画线表示导线,将图甲中的电路连接完整。
(2)正确连接好电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P置于______(填“A”或“B”)端。闭合开关后,发现小灯泡不发光,电压表有示数,电流表无示数。已知导线、电表均完好且接触良好,造成这一现象的原因可能是______。
(3)排除故障后进行实验,当滑动变阻器的滑片移至某一位置时,电压表的示数为2.1V,电流表的示数如图乙所示,为______A,此时小灯泡的电阻为______Ω(计算结果保留一位小数)。
(4)经过多次实验,测量并记录多组数据,得到小灯泡的I-U图像如图所示,该图像不是一条直线,其原因是______。接下来,小组成员又对实验过程中通过滑动变阻器的电流与其两端的电压的关系进行了思考,根据图大致画出了滑动变阻器的I-U图像。图为三位同学画出的图像,其中正确的是______(填“A”“B”或“C”),你判断的理由是______。
【答案】(1) (2) ①. B ②. 灯泡断路
(3) ①. 0.26 ②. 8.1
(4) ①. 灯的电阻随温度的升高而变大 ②. C ③. 见详解
【考点】探究电流与电压和电阻的关系 伏安法测电阻(特殊方法测电阻)
【小问1详解】
[1]由题知,小灯泡的额定电压为2.5V,所以电压表应选择小量程与灯泡并联,滑动变阻器应该与灯泡、电流表串联,变阻器按一上一下连入电路中,如图所示:
【小问2详解】
[1]闭合开关前,为了保护电路,应将滑动变阻器的滑片调至阻值最大处,即B端。
[2]闭合开关,观察到电流表无示数,说明电路可能断路,电压表有示数,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的电路以外的电路是完好的,则与电压表并联的电路断路了,已知导线、电表均完好且接触良好,则原因可能是灯泡断路。
【小问3详解】
[1]由图乙可知,电流表选择小量程,分度值为0.02A,则电流表示数为0.26A。
[2]此时小灯泡的电阻为
【小问4详解】
[1]由于灯的电阻随温度的升高而变大,所以小灯泡的I-U图象不是一条直线。
[2][3]灯泡与滑动变阻器串联,灯泡两端电压为U灯,滑动变阻器两端电压为U变=U总−U灯
小灯泡的电阻随温度升高而增大,导致其I-U图像向上弯曲,由于U灯随I非线性增加,则U变随I的增加呈现非线性减小,且减小速率逐渐加快,最终滑动变阻器的I-U图像为一条向下弯曲的曲线(开口向下),故C符合题意。
21. (2025·连云港21)小明想测量标有“”字样的小灯泡正常发光时的电阻,连接的部分电路如图甲所示。
(1)请用笔画线代替导线将电路连接完整;
(2)小明连接电路后闭合开关,发现小灯泡不发光,电压表和电流表均无示数,产生这一现象的原因可能是___________;
A. 小灯泡断路B. 滑动变阻器断路C. 小灯泡短路D. 滑动变阻器短路
(3)排除故障后,移动滑动变阻器的滑片,当电压表示数为时,电流表示数如图乙所示。此时小灯泡的电阻是______(结果保留一位小数);
(4)利用现有器材,能否“探究通过导体的电流与电压的关系”?______,理由是______。
【答案】(1) (2)B
(3)8.3 (4) ①. 不能 ②. 灯丝的电阻随温度的升高而增大
【考点】探究电流与电压和电阻的关系 伏安法测电阻(特殊方法测电阻)
【小问1详解】
滑动变阻器应“一上一下”选择接线柱与灯泡串联,作图如下:
【小问2详解】
连接电路后闭合开关,发现小灯泡不发光,电压表和电流表均无示数,说明发生断路且电压表的两端无法与电源相通,则产生这一现象的原因可能是滑动变阻器断路,故选B。
【小问3详解】
移动滑动变阻器的滑片,当电压表示数为时,电流表示数如图乙所示,由图甲可知,电流表选用小量程,分度值为0.02A,示数为0.3A,则此时小灯泡的电阻
【小问4详解】
[1][2]探究通过导体的电流与电压的关系时,要控制电阻不变。灯丝的电阻随温度的升高而增大,是变化的,所以不能利用现有器材探究通过导体的电流与电压的关系。
27. (2025·苏州27)小明用电压为的电源、定值电阻、电压表、电流表、最大阻值为的滑动变阻器、开关等器材,探究导体中的电流与导体两端电压的关系。
(1)根据图甲所示电路图,将图乙的实物图连接完整;
(2)电路连接正确,规范操作后,闭合开关,小明发现电流表无示数,电压表示数为,电路中仅有一处故障,则故障可能是______;
(3)排除故障后继续实验,小明的实验数据如下表:
老师指出表中有一组数据是无法从实验中测得的,请你判断这组数据的实验序号是______;
(4)通过实验得出初步结论:______时,导体中的电流与导体两端的电压成正比。
【答案】(1) (2)定值电阻断路
(3)1 (4)电阻一定
【考点】探究电流与电压和电阻的关系 伏安法测电阻(特殊方法测电阻)
【小问1详解】
由图甲可知,电压表应与定值电阻并联,作图如下:
【小问2详解】
闭合开关,小明发现电流表无示数,说明发生断路,电压表示数为,则电压表两端与电源相通,电路中仅有一处故障,则故障可能是定值电阻断路。
【小问3详解】
第1组数据中,电流为0.15A,电压表示数为1.5V,滑动变阻器阻值为
而滑动变阻器最大阻值为,所以第1组数据是无法从实验中测得的。
【小问4详解】
由表可知,电压与电流的比值为
电压与电流的比值为定值,可得:电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成正比。
25.(2025·扬州25) 用电压表和电流表测量定值电阻R的阻值。
(1)如图,请用笔画线代替导线将电路连接完整;
(2)正确连接好电路,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,发现电压表示数始终为零、电流表示数有变化,则故障是______;(写出一种可能的情况)
(3)排除故障,闭合开关前,小明观察到电流表示数为0.04A,由于没有螺丝刀,无法调零。继续实验,电流表示数为0.28A时,电压表示数如图,读数为______V,电阻R的阻值为______Ω。多次测量后,为了画出通过电阻R的电流随它两端电压变化的图像,应注意什么?______;
(4)小明画出了如图的图像。发现图线与纵轴交点的纵坐标为0.04A,此数值恰与电流表未调零时的示数相同,他认为这是一种巧合。他的观点是否正确?______,请说明理由:______。
【答案】(1) (2)R短路
(3) ①. 2.4 ②. 10 ③. 应注意在坐标纸上正确标注横、纵坐标的物理量及单位、合理设置单位值,使图像能准确反映数据变化规律
(4) ①. 不正确 ②. 见解析
【考点】探究电流与电压和电阻的关系 伏安法测电阻(特殊方法测电阻)
【小问1详解】
电压表并联在R两端,电源电压为3V,电压表选用小量程,如图所示:
【小问2详解】
正确连接好电路,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,电流表示数有变化,说明电路可能某处短路,电压表示数始终为零,则故障可能是R短路。
【小问3详解】
[1][2]当电流表示数为0.28A时,实际电流为0.28A-0.04A=0.24A
电压表用的小量程,分度值为0.1V,读数为2.4V,电阻R的阻值为
[3]多次测量后,为了画出通过电阻R的电流随它两端电压变化的图像,应注意在坐标纸上正确标注横、纵坐标的物理量及单位、合理设置单位值,使图像能准确反映数据变化规律。
【小问4详解】
[1][2]他的观点不正确。因为电流表未调零,其示数比实际通过R的电流大0.04A,在U-I图像中,当U=0时,对应的电流表示数为0.04A,即图线与纵轴交点的纵坐标为0.04A,这是电流表未调零导致的,不是巧合。
23. (2025·菏泽、聊城、临沂、枣庄23)某小组在“探究电压一定时,电流与电阻的关系”实验中,设计的电路图如图甲所示。
(1)根据电路图甲,用笔画线代替导线在答题卡上将图乙中的电路补充完整。
(2)正确连接电路,闭合开关后,发现电流表,电压表均无示数,将另一电压表的两端依次连接图乙中的M与N、N与O、O与P,分别显示0、0、3.0V,由此判断电路故障为_____。
(3)排除以上故障后,接入4Ω的定值电阻,闭合开关。调节滑动变阻器,使电压表的示数为2.0V,此时电流表的示数如图丙所示,为___。
(4)新开开关,用5Ω的定值电阻替换4Ω的定值电阻后,闭合开关,接下来的操作是:__________________,并记录电流表的示数。
(5)更换不同定值电阻进行实验,得到如下数据:
分析数据,小华发现保持电压不变时,通过导体的电流随着电阻的增大而减小,猜想电流与电阻或反比。为了验证他的猜想,请在答题卡坐标纸上描点并作出图像。
(6)根据图像得出结论:实验误差允许范围内,在电压一定的情况下,通过导体的电流与_____成正比,即电流与____成反比。
【答案】(1) (2)导线PM断路
(3)0.52A (4)向左调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为2.0V
(5) (6) ①. ②. 电阻
【考点】探究电流与电压和电阻的关系 伏安法测电阻(特殊方法测电阻)
【小问1详解】
根据电路图甲,滑动变阻器应与定值电阻串联,且采用 “一上一下” 接法(电路图中滑动变阻器右下接线柱接入电路,故选右下接线柱)。电压表并联在定值电阻两端(电源为2节电池,故电压表选用0~3V量程),如图所示:
【小问2详解】
电流表、电压表均无示数,说明电路存在断路。将电压表两端依次连接图乙中的M与N、N与O显示0V,说明MN、NO之间没有断路;而连接O与P时显示3.0V,等于电源电压,说明OP之间存在断路,即导线PM断路。
【小问3详解】
由图可知,电流表选用0~0.6A量程,分度值为0.02A,示数为0.52A。
【小问4详解】
用5Ω的定值电阻替换4Ω的定值电阻后,根据串联分压原理,定值电阻两端电压会变大。要探究电压一定时电流与电阻的关系,需保持定值电阻两端电压不变,所以接下来应向左调节滑动变阻器的滑片,调大滑动变阻器电阻,使电压表的示数为2.0V。
【小问5详解】
据表格中的数据,在坐标纸上描出对应的点,然后将这些点连接起来,作出图像,如图所示:
【小问6详解】
[1][2]从作出的图像可以看出,在实验误差允许范围内,图像是一条过原点的直线,说明在电压一定的情况下,通过导体的电流与成正比,即电流与电阻成反比。
24. (2025·烟台24)在“用电流表和电压表测量电阻”的实验中:
(1)第一小组连接了如图甲所示的电路,闭合开关前发现有一根导线连接错误。请在错误的导线上划“×”,并画出这根导线的正确连接位置;
(2)正确连接电路后,闭合开关,发现电流表有示数,电压表无示数。出现这个现象的原因可能是______(选填序号);
A. 待测电阻断路B. 待测电阻短路
C. 电压表接线柱接触不良D. 滑动变阻器短路
(3)排除电路故障后,小组同学继续实验,并将记录的数据填写在下表;
①请根据描点法在图乙中描绘出表格中的六组数据,并作出该电阻的图像;______
②由图像可得该电阻的阻值为______Ω。
(4)第二小组利用上述器材测量另一电阻时,根据所测数据作出的图像如图丙所示,小组交流发现图像与第一小组不同的原因是电压表连接的位置不同,但利用这个图像也能求出待测电阻的阻值,其阻值为______Ω。
【答案】(1) (2)B
(3) ①. ②. 10
(4)4
【考点】探究电流与电压和电阻的关系 伏安法测电阻(特殊方法测电阻)
【小问1详解】
在该实验中,滑动变阻器与定值电阻串联,滑动变阻器按照一上一下的原则接入电路,电压表并联在定值电阻两端,正确的电路图如图所示:
【小问2详解】
正确连接电路后,闭合开关,发现电流表有示数,则电路不存在断路,电压表无示数,说明与电压表并联的定值电阻短路了。故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
【小问3详解】
[1]根据表格数据在图乙中描点并连线,如图所示:
[2]由图像可知,该电阻的阻值为
【小问4详解】
当滑动变阻器接入电路的阻值增大时,根据串联分压原理可知,其两端的电压增大,此时电路中的总电阻增大,电流减小,由图丙可知,电压表并联在了滑动变阻器两端。当电路中电流为0.5A时,滑动变阻器两端的电压为1V,定值电阻两端的电压为
定值电阻的阻值为。
六、计算题(25题9分,26题11分,共20分)
------------------------
(1)请你用笔画线代替导线,把图中实物电路连接完整(导线不得交叉)。
(2)连接电路时,开关应___________。连接好电路,实验前,应将滑动变阻器的滑片移至___________(选填“A”或“B”)端。实验中,滑动变阻器除保护电路外,还有___________的作用。
(3)闭合开关,发现电流表有示数,电压表无示数,其原因可能是___________。
(4)排除故障后,通过实验获得数据如上表,分析数据可以得出结论:电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成___________。第5次实验时,滑动变阻器接入电路的电阻应为___________。
【答案】(1) (2) ①. 断开 ②. ③. 更换电阻后控制电阻两端电压不变的作用
(3)电阻短路
(4) ①. 反比 ②.
【考点】探究电流与电压和电阻的关系 伏安法测电阻(特殊方法测电阻)
【小问1详解】
探究电流与电阻关系的实验中,电压表应测量定值电阻两端电压,且因为电源电压为3V,故电压表选择小量程即可,如图所示:
【小问2详解】
[1][2]为了安全,连接电路前,开关应保持断开,且实验前滑动变阻器应移到最大阻值,由图可知滑动变阻器移至B端时接入电路中的电阻最大。
[3]在探究电流与电阻关系实验中,应通过调节滑动变阻器滑片时电阻两端电压保持不变。
【小问3详解】
电路中有电流则电路可能是短路,因为电压表无示数,说明电压表并联的位置可能短路,即电阻R可能短路。
【小问4详解】
[1]由表中数据可知,电流随电阻增大而减小,电流与电阻的乘积不变,所以可以得出结论:电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
[2]由表中数据可知该实验中,定值电阻两端保持不变的电压为
故滑动变阻器两端电压为
根据分压关系可知滑动变阻器电阻
即滑动变阻器接入电路的电阻
19.(2025·陕西B卷19) 在测量小灯泡电阻的实验中,小明设计了如图-1所示的电路。已知小灯泡的额定电压为2.5V,电源电压为3V,滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”。
(1)该实验的原理是___________。
(2)连接电路时,开关应处于_________状态,且将滑动变阻器的滑片P移至图-1中所示的___________(选填“a”或“b”)端,电压表应选择___________(选填“0~3V”或“0~15V”)的量程。
(3)正确连接电路,闭合开关,移动滑片P的过程中,小灯泡不发光,电流表、电压表均无示数;直至移动滑片P到图-1中M点时,小灯泡突然发光,电流表、电压表均有明显示数,小明立即断开开关,查找原因。出现以上现象的原因可能是___________(填选项字母)。
A. 滑动变阻器短路
B. 滑动变阻器M点右侧附近有断路
C. 滑动变阻器M点左侧附近有断路
(4)排除故障后,改变滑片P的位置,记录电压表的示数U和电流表的示数I,并计算出对应的阻值。当电压表示数为2.5V时,电流表示数如图-2所示,其读数为___________A。
(5)请结合表中信息分析,能否用该实验器材探究电流与电压的关系,并说明理由___________。
【答案】(1)
(2) ①. 断开 ②. b ③. 0~3V
(3)B (4)0.28
(5)见解析
【考点】探究电流与电压和电阻的关系 伏安法测电阻(特殊方法测电阻)
【小问1详解】
测量小灯泡电阻的实验中,通过测量通过小灯泡的电流和小灯泡两端的电压,根据即可算出小灯泡的电阻,所以该实验的实验原理是。
【小问2详解】
[1]为了保护电路,连接电路时,开关应处于断开状态。
[2]闭合开关前,滑动变阻器滑片要移到阻值最大的位置,由图1可知为b端。
[3]电源电压为3V,小灯泡的额定电压为2.5V,电压表测量小灯泡两端电压,则电压表应选择小量程,即“0~3V”的量程。
【小问3详解】
闭合开关前滑片处于阻值最大位置,即最右端;闭合开关,移动变阻器滑片P,发现小灯泡始终不亮,电流表、电压表均无示数,说明电路发生断路;直至移动滑片P到图-1中M点时,小灯泡突然发光,电流表、电压表均有明显示数,此时电路为通路,说明滑动变阻器M点左侧部分没有断路,则发生断路的是滑动变阻器M点右侧附近,故B符合题意,AC不符合题意。
故选B。
【小问4详解】
由图2可知,电流表接小量程,分度值为0.02A,示数为0.28A。
【小问5详解】
探究电流与电压的关系,需要控制电阻不变,分析表格数据可知灯泡电阻是变化的,所以用该实验器材不能探究电流与电压的关系。数据序号
1
2
3
4
5
电阻R/
5
10
15
20
25
电流I/A
0.24
0.16
0.12
0.10
实验次数
1
2
3
4
5
电压U/V
1.1
1.5
2.0
2.5
电流I/A
0.22
0.30
0.40
0.50
0.56
第一次
第二次
第三次
第四次
第五次
电压U/V
2.0
4.0
6.0
8.0
10.0
电流I/A
0.10
0.32
0.44
0.54
电阻
5
10
15
20
25
40
电流
0.40
0.20
0.14
0.10
0.08
0.05
实验次数
1
2
3
4
电压U/V
1
1.6
2.4
2.8
电流I/A
0.2
0.32
0.48
0.56
实验序号
① /Ω
② /A
1
5
2
10
3
15
4
20
实验序号
1
2
3
4
5
R/Ω
16
20
40
80
I/A
0.50
0.40
0.20
实验次数
1
2
3
4
5
6
7
电压U/V
2.5
2.1
1.7
1.3
0.9
0.5
0.1
电流I/A
0.28
0.26
0.24
0.21
0.9
0.16
0.05
小灯泡的电阻R/Ω
8.9
8.1
7.1
6.2
1
3.1
2
次数
U/V
I/A
1
1
2
2
0.4
3
2.7
0.5
实验序号
电压U/V
电流I/A
1
1.0
0.20
2
1.5
0.30
3
2.0
0.40
...
...
...
实验序号
电阻R/Ω
电流I/A
1
5
0.48
2
10
0.24
3
15
0.16
...
...
...
实验次数
电压U1/V
电流I1/A
电阻R1/Ω
1
0.3
﹣
﹣
2
0.5
0.18
2.78
3
0.7
0.26
2.69
4
0.9
0.35
2.57
5
1.1
0.43
2.56
6
1.3
0.52
2.50
实验次序
1
2
3
4
5
电压U/V
0.9
1.3
1.7
2.1
2.5
电流I/A
0.20
0.22
0.28
0.30
电阻R/Ω
4.5
5.9
7.5
电阻平均值/Ω
接线位置
电压
1.5
2.0
2.5
3.0
4.0
6.0
电流I/A
0.3
①
0.5
0.6
0.8
1.2
实验序号
1
2
3
4
5
电压/V
1.5
2.5
3.5
4.5
5.5
电流/A
0.15
0.25
0.35
0.45
0.54
R/Ω
4
5
8
10
20
0.25
0.2
0.125
0.1
0.05
1/A
0.40
0.32
0.21
0.16
0.08
实验次数
1
2
3
4
5
6
电压U/V
1.0
1.2
1.5
1.8
2.0
2.5
电流I/A
0.10
0.12
0.16
0.14
0.20
0.24
电流
0.4
0.2
0.14
0.1
0.08
数据序号
1
2
3
4
5
电压U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
电流I/A
0.14
0.18
0.22
0.24
电阻R/Ω
3.6
5.6
6.8
8.3
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