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文档简介
浙教版8年级上册第四章5-7节实验探究题一、电压的测量1.在探究“串联电路中用电器两端的电压与电源两端电压的关系”时,小明同学想用图甲中的器材组成电路,其中一个电压表测量电源两端的电压、一个电压表测量某一个灯泡两端的电压,请你帮助他完成下述工作(电源电压不超过3V)。(1)在方框内画出电路图;(2)用笔画线表示导线,将实物图连成实验电路;(3)正确操作后,测量电源两端电压和灯泡两端电压的两电压表示数分别如图丙a、b所示,则电源两端的电压为________V,被直接测量的灯泡两端的电压为________V。(4)由串联电路中用电器两端电压与电源两端电压的关系得:另一个灯泡两端的电压为________V。2.拓展性学习小组的同学合作进行“探究串联电路的电压特点”设计了如图①所示电路,并连接了如图②所示电路。(在导体的电阻不变时,通过导体的电流和导体两端的电压成正比)
(1)图乙的实验电路连接中有一处错误,无法完成实验,连接错误的导线是________(填“a”“b”或“c”)。(2)正确连接后,继续实验,根据测得的实验数据,绘制了如图③所示的曲线图。(a)图③中甲、乙两条曲线是根据图①电路测得的实验数据所绘制的曲线,其中与图①电路中电压表V1对应的曲线是________(填“甲”或“乙”)。(b)已知电源电压恒为6V,根据探究目的分析图③中的曲线,得出的实验结论是________。(3)拓展探究:同学们根据串联电路的特点,重新设计了如图④所示电路(电源电压未知),利用电压表和定值电阻R0(已知阻值)测量未知定值电阻Rx的阻值,闭合开关S后,接下来的操作是________(只需写出操作过程和测量的科学量,不需要写出表达式)。3.小明和小亮探究“并联电路电压的关系”,小明先按图甲所示电路图连成图乙的实物图(电压表尚未连接)。(1)在连接电路时,开关必须________。小亮一眼就看出了小明连接的错误,并指出如果直接闭合开关将出现________(填“断路”或“短路”)现象,小灯泡L1、L2都不会亮,还可能造成________损坏。(2)小亮只更改跟L1、L2的四个接线柱A、B、C、D相连的某根导线的一端,就使电路连接正确了。他的做法可能是________。(指出一种即可)(3)接下来,他们按图丙所示电路图连接了三个电压表。实验过程中,电压表V2的示数如图丁所示,则电压表V1的示数是________伏,电压表V的示数是________伏。(4)他们在电路中串联滑动变阻器的作用是________,闭合开关前,变阻器的滑片P应置于________(填“左”或“右”)端。4.小刚和小丽用如图所示的器材探究串联电路的电压关系,用三节干电池串联做电源,两只小灯泡的规格不同。(1)请用笔画线代替导线,连接实验电路。要求:L1和L2串联,电压表测量两灯串联后的总电压。(2)小刚用电压表测量L1两端的电压时,直接选用0~3伏的量程,小丽说这样不行,规范的操作方法应该是________。(3)他们在测量L2两端的电压时,两灯突然熄灭,电压表示数变为0。小刚用电压表检测L1两端的电压,示数为电源电压,由此判断出L1处的故障是________;L2是短路还是正常的?小丽在原电路中又添加了一个电学器材,就检验出了结果,她的方法可能是________。L1两端电压(伏)L2两端电压(伏)串联总电压(伏)1.43.14.5(4)他们排除故障后继续实验,得出了上表所示的一组数据。为了得出串联电路电压关系的普遍规律,他们还应当________。5.【实验目标】①学会电压表的使用。②通过实验知道串、并联电路中电压的规律。【实验器材】电压表、干电池、导线(若干)、开关、小灯泡。【提出问题】①串联电路中,各用电器两端电压与电源电压有什么关系?②并联电路中,干路中的电压与各个支路两端电压有什么关系?(1)【猜想与假设】①串联电路中:________。②并联电路中:________。(2)【实验过程】Ⅰ.探究串联电路的电压特点探究过程:①调节电压表指针指零,检查器材;②按照电路图连接电路,注意连接电路过程中要断开开关,连接好了再检查一下电路;③用电压表测量灯L1两端的电压,记为U1;用电压表测量灯L2两端的电压,记为U2,测量灯L1、L2两端的总电压为U,记入表格;更换灯泡重复步骤③。分析实验数据:串联电路实验记录数据L1两端的电压U1/伏L2两端的电压U2/伏电源两端的电压U/伏
实验结论:________。(3)交流讨论:小明同学用如图所示的器材探究“串联电路的电压关系”,用三节干电池串联供电,他们选择了两只规格不同的小灯泡L1、L2。①小明按图所示电路连接好最后一根导线后,发现指针偏转如图甲所示,产生这种情况的原因是连接电路时,________。②若小明在测量时,发现指针偏转如图乙所示,产生这种情况的原因是________。③小明同学用电压表测量L1两端电压时,直接选用“0~3V”的量程,小聪同学说这样不行,规范的操作方法应该是________。④在测量L2两端电压时,两灯突然熄灭,电压表示数变为0,用电压表测L1两端电压,电压表示数为电源电压,出现此故障的原因可能是________。A.灯L1短路
B.灯L2短路C.灯L1断路
D.灯L2断路(4)他们排除故障后继续实验,得出一组实验数据如下表,为了得出串联电路电压关系的普遍规律,他们还应________。U1/伏U2/伏U/伏1.21.02.26.小明和小华同学在“探究串联电路电压的规律”实验中,都设计了如图甲所示的电路。(1)连接电路前,小明发现电压表指针如图乙所示,接下来他要对电压表进行的操作是________。(2)小明根据图甲连接好电路,闭合开关后,发现电压表示数为零,若只有L1或L2中的一处发生故障,则故障可能是________(写出一种即可)。(3)排除故障后,小明完成了实验,并把数据记录在下表中。UAB/VUBC/VUAC/V1.41.42.8①分析实验数据得出两个实验结论:①串联电路两端的电压________各部分电路两端电压之和:②串联电路中,各部分电路两端电压相等。(4)实验结束后小明和小华互相交流,小华指出结论②是错误的,造成结论错误的原因是________,另外,小明的实验在设计方案上还存在另一个不足之处是________。(5)小明和小华还进行了深入交流,为了节省时间,利用原来的电路图,在测L2两端的电压时,电压表所接的B接点不动,只断开A接点,并把接线改接到C接点上,这个方法________(选填“能”或“不能”)测出L2两端的电压,理由是________。7.在探究并联电路中电压特点的实验中:(1)如图甲所示,完成电路的连接(电源为3V的电池组),要求电压表测L2两端的电压。(2)电压表的示数(如图乙所示)为________V。(3)进一步分析实验数据后,实验小组的小瑛同学发现了一个重要问题:并联的两个灯泡两端的电压明显小于3.0V,其他部分的电压哪里去了呢?小瑛测量电源两端电压发现电压为2.65V,请分析:电压减小是否是线路上的电阻引起的?________(填“是”或“不是”),因为________。8.小芳在“探究串联电路电压特点”的实验中,连接好了的实物电路图如图甲所示,请你协助完成:(1)在方框内画出与图甲对应的电路图,并在电路图中标上L1、L2。(2)在某次测量时,电压表的示数如图乙所示,此时灯L1两端的电压为________V。(3)闭合开关后,小芳发现L1、L2均不发光,电压表有示数且大小接近3V,则电路中出现的故障可能是L1发生了________(选填“短路”或“断路”)。(4)排除故障后,小芳在测量了灯L1两端的电压后,断开开关,然后将导线AE的A端松开,接到D接线柱上,测量灯L2两端的电压,这一做法会造成________。9.(2020·衢州)为探究影响水果电池电压大小的因素,小科利用铜片、锌片作电极的水果电池(图甲)和电压传感器(精密电压测量仪)等器材进行实验,数据记录如下表:实验组别水果种类电极插入深度/cm电极之间距离/cm测得电压/V1哈密瓜1.02.00.8862哈密瓜1.04.00.8853哈密瓜1.06.00.8864苹果1.02.01.0095苹果1.52.01.0116苹果2.02.01.010(1)为探究电极之间距离对水果电池电压大小的影响,应选用实验________(填组别)进行对比。(2)分析实验数据,可以得出的结论是________。(3)于电池与水果电池原理类似,其结构如图乙。若要改变一节干电池的电压,根据本实验的结论,你的做法是________。二、电流与电压、电阻的关系10.小华在进行“测量小彩灯的电阻”的实验时,实验台上给他提供的器材有:6伏的蓄电池、电流表(0~0.6安,0~3安)、电压表(0~3伏、0~15伏)、滑动变阻器标有“50Ω1.5A”、正常发光时电压为3.8伏的小彩灯(估计正常发光时电阻约为12欧)、开关各一个,导线若干。(1)在实验中电流表应选择________安的量程。(2)他连接的实物电路如图甲所示,但还有两根导线没接好,同组的小聪同学补接后又画出该电路的电路图(如图乙所示),请用笔画线代替导线将这两根导线连接好。(3)闭合开关后,小华发现小彩灯不发光、电流表示数为零,电压表的示数为6伏,产生故障的原因可能是下列情况中的____(填字母)。A.小彩灯短路B.电压表的正、负接线柱接反了
C.小彩灯的灯座接触不良D.小彩灯的灯丝断了(4)排除故障后闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,当电压表的示数为3.8伏时,小彩灯正常发光,此时电流表的示数如图丙所示,则小彩灯正常发光时的电阻为________欧。(计算结果保留一位小数)。11.小敏用图甲所示电路来测定某定值电阻的阻值。实验次数U(V)I(A)R(Ω)12.00.2010.022.532.90.2810.4(1)闭合开关前,要将滑动变阻器滑片滑到________(选填“A”或“B”)端。(2)闭合开关后,发现只有一只电表的指针发生偏转,请结合图甲电路分析产生此现象的原因是________。(3)排除故障后,进行三次实验,测得数据如表。表中第二次实验的电流可从图乙中读取,根据这三次测得的数据求得此电阻的阻值为________Ω(保留一位小数)。(4)下列实验电路图中,也能够得出定值电阻Rx阻值的电路有________。A.B.C.D.12.图甲是利用伏安法测量小灯泡L的电阻的实验电路,已知L正常发光时两端需加的电压为2.5V,滑动变阻器的最大阻值为20Ω。(1)请你用笔画线代替导线,把图甲的实物电路连接完整(要求导线不交叉,闭合开关后,滑动变阻器滑片向左滑动时灯泡变亮)。(2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片置于________(选填“A端”“B端”或“AB正中间”)。(3)移动滑片P,当小灯泡L正常发光时,发现电流表示数如图乙所示,则此时电流表的读数为________A,小灯泡的电阻为________Ω(保留一位小数)。(4)实验操作时,因小灯泡L不慎损坏而出现断路,移动滑片P,电压表指针________(选填“几乎不动”或“明显偏转”)。13.某实验小组设计了图甲所示的电路,测量一个阻值约为100Ω的电阻Rx的阻值,实验室中提供的器材有:两节完全相同的旧干电池,两个开关S1、S2,导线若干。另外还有可供选择的器材:A.电压表V1(量程0~3V)B.电压表V2(量程0~15V)C.定值电阻R1(阻值5Ω)D.定值电阻R2(阻值160Ω)(1)为了准确测出Rx的阻值,实验时在图甲中的电压表应选用________,定值电阻R应选用________。(均填字母)(2)将实验器材按照电路图连接好电路,先闭合________,电压表示数如图乙所示,是________V,再闭合________,电压表的示数为2.8V。(3)根据实验的数据,可计算出Rx=________Ω。(4)实验中使用的干电池每节电压是________V。14.某科学兴趣小组利用图甲所示实验电路图同时测量电源电压U0的大小和电阻Rx的阻值,电源电压U0约为2~3V,Rx的阻值约为6~7Ω。实验室提供如下器材:导线若干、开关、电流表(量程0~0.6A,0~3A)、电压表(量程0~3V,0~15V)、滑动变阻器R(最大阻值为30Ω)。请你完成下列问题:(1)按照图甲用笔画线代替导线,连接好图乙中的实物图。(2)用物理量U0、Rx、电流表的示数I写出表示电压表示数U大小的关系式:________。(3)①正确连接电路后,闭合开关前应使滑动变阻器连入电路的阻值为________(选填“最大”或“零”);②移动滑动变阻器的滑片,读出4组电流表和电压表示数,分别以电流表的示数I和电压表的示数U为横坐标和纵坐标,在坐标纸上描点,把这4个点连接起来大致为一条直线(并虚线延长到纵轴),如图丙所示。从图丙中信息可求得:电源电压U0=________V,电阻Rx=________Ω。15.图甲为“探究电流与电阻的关系”的实验电路图,电源电压恒为3V,用电阻箱来选用不同的电阻,按下述步骤进行实验,回答下列问题。
(1)闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到适当位置,调节电阻箱使接入电路的电阻为4Ω时,电流表示数如图乙所示,为________A;电压表示数应为________V。(2)将电阻箱调到一个阻值更大的电阻后,闭合开关,应将滑动变阻器的滑片向________(选填“a”或“b”)端移动,使电压表的示数保持不变,同时记下对应的电流值。(3)多次改变电阻箱的阻值,重复上述操作,得到了表中所示的数据,通过观察表中的数据,分析得出:当电阻两端的电压一定时,接入电路的电阻越大,通过它的电流越________。物理量12345R(Ω)45102025I(A)乙图的示数0.400.200.100.08(4)为了进一步确定电流与电阻的定量关系,老师提出将表中各组电阻值的倒数算出,请你在丙图中描点作出I-的图像________,根据画出的图像可知:电压一定时,电流I跟电阻R成________比。16.(2020八上·浙江期中)在研究通过导体的电流与两端电压关系的活动中,同学们进行了如下实验探究。【实验步骤】①按图甲所示电路图连接好电路;②闭合开关,改变滑动变阻器滑片P的位置,读出电压表和电流表的示数,并记录数据;③对数据进行处理,并绘制成如图乙所示的图像。实验时要增大定值电阻两端的电压,滑动变阻器滑片P应向________
(选填“左”或“右”)移动。【实验结论】根据图像,可以得到的结论是________。【实验反思】某小组的同学在处理数据时发现,电压与电流的比值恰好等于R的阻值,这是一种巧合吗?于是同学们想利用其他小组的实验数据来进一步论证,并提出了以下两种收集数据的方案:方案一:收集电阻值均为10Ω的几个小组的数据;方案二:收集电阻值不同的几个小组的数据。你认为方案________更合理。17.(2020九上·萧山开学考)小倩同学在探究“电流与电压关系”的实验中,选用器材有:学生电源(电压恒为4.5V)电流表、电压表、定值电阻R,导线若干和标有“50Ω、0.5A”字样滑动变阻器R′
实验次数1234电压U/V1.01.42.02.4电流I/A0.100.140.200.24(1)用笔画线代替导线,将图甲中的电路连接完整;(要求:滑片P向D端移动时,电路中的电流变大,且导线不能交叉。)(2)连接电路时,开关必须________(选填“断开”或“闭合”)。在电路连接完整后,闭合开关S前应将滑动变阻器的滑片P移到________(选填“A”或“B”)端;
(3)闭合开关S后,移动滑片P时发现电压表无示数,电流表有示数且不断变化,则电路故障可能是定值电阻R发生了________(选填“断路”或“短路”);
(4)排除故障后闭合开关S,移动滑片P,当电流表的示数为0.28A时,电压表指针位置如图乙所示,则定值电阻R的阻值为________Ω。多次改变滑动变阻器滑片P的位置,记录的实验数据如下:根据实验数据分析,可初步得出结论:在电阻一定的情况下,通过导体的电流与这段导体的两端的电压成________比;(5)在实验过程中,滑动变阻器R接入电路的阻值不得小于________Ω。18.(2020·宁波)在做“研究相同电压下不同导体中电流与电阻的关系”实验时,电源电压恒为3V,滑动变阻器规格为“20Ω
1.0A”,还有多个阻值不小于5Ω的定值电阻可供选择。(1)实验电路如图所示,小科检查电路时发现有一个元件连接错误(其它元件连接正确),该元件和错误分别是________。(2)改正错误后,正确操作,测得实验数据如下表所示。实验次数第一次第二次第三次定值电阻/Ω510★电流表示数/A0.400.200.10表中“★”处所选用定值电阻的阻值是________Ω。19.(2020八下·慈溪期末)小明利用如图甲所示的电路探究电流跟电阻的关系。已知电源电压为6V且保持不变,实验用到的电阻阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω。(1)请根据图甲将图乙所示的实物电路连接完整(导线不允许交叉)。(2)实验中多次改变R的阻值,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变化的图象。①由图象可以得出结论:电压一定时,________。②上述实验中,小明用5Ω的电阻做完实验后,接下来的操作是________,然后将10Ω的电阻接入电路,闭合开关,移动滑片,使电压表示数为2V时,读出电流表的示数。(3)实验提供了下面三个不同规格的滑动变阻器,要完成整个实验,应该选取哪一个滑动变阻器?
。(选填字母代号)A.“30Ω
2A”B.“50Ω
1A”C.“100Ω
0.1A”20.(2020八下·镇海期末)某科学兴趣小组进行实验探究“通过导体的电流与电阻的关系”:(1)他们根据图1所示电路图连接成图2的实物电路。①连接电路时,开关应________,滑动变阻器的滑片应置于________(选填“A”或“B”)端。②检查连接无误后,闭合开关,发现电流表、电压表均无示数。他们将导线EF的E端取下,依次接在滑动变阻器的C、A接线柱上时,观察到两种情况下电流表均无示数、电压表示数均为电源电压。则电路故障可能为________。A.滑动变阻器短路
B.电阻R断路
C.A、E间导线断路③排除故障后,开始实验。实验时始终保持________表示数不变。同学们根据实验记录的数据,画出了通过导体的电流I与电阻R的关系图像,如下图所示。(2)分析图像发现:在此实验中,当定值电阻阻值较大时,通过它的电流较小,进一步分析发现随着阻值的增大,电流的变化量越来越________,可见,若连入电路的定值电阻阻值均太大,不易发现通过导体的电流随电阻的变化规律。21.(2019八上·吴兴期末)在研究通过导体的电流与两端电压关系的活动中,同学们进行了如下实验探究。①按图甲所示电路图连接好电路;②闭合开关,改变滑动变阻器滑片P的位置,读出电压表和电流表的示数,并记录数据;③对数据进行处理。(1)实验时滑动变阻器滑片P向左移动时,电流表无读数,电压表有读数但不变。判断电路的故障是________。(2)排除故障,得出实验数据,绘制成乙图像。根据乙图像,可以得到的结论是________。(3)某小组的同学在处理数据时发现,电压与电流的比值恰好等于R的阻值,这是一种巧合吗?于是同学们想利用其他小组的实验数据来进一步论证,他们选用了前面小组R=10Ω的数据,发现和自己小组的结果一致。于是就得出了电压与电流的比值恰好等于R的阻值的结论。请你对该小组的论证提出自己的看法________。三、电路分析与应用22.小明听物理老师讲过“干电池内部其实是有电阻的,分析电路时可以把干电池看成是由一个电压为U、电阻为0的理想电源与一个电阻值为r的电阻串联而成”,如图甲所示.在老师指导下,小明设计了图乙所示的电路来测量一节干电池内部的电阻.(1)按照图乙连接电路时,闭合开关前滑动变阻器的滑片P应位于________
端;(2)根据实验中电压表和电流表的读数绘出U﹣I图象如图丙所示,当电流表示数如图丁所示时电压表示数U=________
V;(3)根据实验数据求得这节干电池内部电阻r=________
Ω.23.某科学兴趣小组制作了一个直接测量电阻阻值的仪器,称之为欧姆表。连接的电路如图所示,制作步骤如下:(1)在A与B之间连接导线,调节滑动变阻器R。,使电流表示数为0.6安(即满量程),把电流表的“0.6安”刻度线标为“0欧”。(1)保持滑动变阻器R,不变,当在AB之间接一阻值为80欧的电阻时,电流表示数为0.3安。此时滑动变阻器R1的有效阻值为________
欧,把“80欧”数值标在电流表刻度“0.3安”处。(2)据此原理,通过计算可把电流表刻度改为相应的电阻值,则在电流表刻度为“0.4安”处应标的电阻值是________
欧。(3)用此欧姆表能直接测量接入AB间导体的电阻阻值。请写出按此方法制成的欧姆表刻度与电流表刻度的两处不同点:________________
24.两实验小组使用相同规格的元件,按图示电路进行同一实验(其中a、b、c、d、e为滑动变阻器上五个间距相等的位置,a、e为滑动变阻器上的两个端点)。电源电压U=3伏,电阻R=1欧,滑动变阻器的最大阻值为4欧。首先他们将滑动变阻器的滑片P置于a,然后闭合开关,他们将滑动变阻器的滑片P分别置于a、b、c、d、e五个位置,把相应的电流表示数记录在表一、表二中。对比两组数据,发现电流表示数不完全相同。经检查,发现其中一个实验组使用的滑动变阻器发生了断路。表一(第一实验组)
P的位置
a
b
c
d
e电流表的示数/安
0
0
1.00
1.50
3.00表二(第二实验组)
P的位置
a
b
c
X
d
e电流表的示数/安0.600.751.001.503.00请回答下列问题:(1)滑动变阻器发生断路的是第________
实验组;断路发生在滑动变阻器________
(填“ab”“bc”“cd”或“de”)段。(2)表二中,滑片P在X(X是c、d之间的某一点)处时,电流表示数的可能值为_____。A.0.70安
B.0.85安C.1.20安
D.2.00安25.小敏用如图甲所示的电路图,研究通过导体的电流与导体电阻的关系,电源电压恒为6伏。改变电阻R的阻值,调节滑动变阻器滑片,保持R两端的电压不变,记下相应的4次实验的电流和电阻值,描绘在乙图中。(1)实验过程中,移动滑动变阻器滑片时,眼睛应注视________(填字母)。A.变阻器滑片B.电压表示数
C.电流表示数(2)在图丙中,用笔画线代替导线,将电压表正确连入电路。(3)实验中,他所选择的变阻器是
(填字母)。A.10欧,0.5安
B.20欧,1安
C.50欧,2安(4)图乙中阴影部分面积表示的科学量是________
。(5)实验过程中,如果出现了电流表示数为0,电压表示数接近6伏,电路发生的故障可能是
________.浙教版8年级上册第四章5-7节实验探究题一、电压的测量1.在探究“串联电路中用电器两端的电压与电源两端电压的关系”时,小明同学想用图甲中的器材组成电路,其中一个电压表测量电源两端的电压、一个电压表测量某一个灯泡两端的电压,请你帮助他完成下述工作(电源电压不超过3V)。(1)在方框内画出电路图;(2)用笔画线表示导线,将实物图连成实验电路;(3)正确操作后,测量电源两端电压和灯泡两端电压的两电压表示数分别如图丙a、b所示,则电源两端的电压为________V,被直接测量的灯泡两端的电压为________V。(4)由串联电路中用电器两端电压与电源两端电压的关系得:另一个灯泡两端的电压为________V。【答案】(1)(2)(3)2.8;1.6(4)1.2【解析】(1)①两个灯泡串联,即从电源正极开始,依次连接两个灯泡,最后连接到负极上;
②开关控制两个灯泡,即与灯泡串联,将其接在正极和右边灯泡之间即可;
③一个电压表测总电压,那么将电压表并联在电源和开关两端即可;
④一个电压表测一个灯泡电压,那么将这个电压表并联在右边灯泡两侧即可,如下图所示:
(2)①根据电路图可知,电流从正极出发,依次经过开关S、两个灯泡流会负极;
②分流点在开关S和右边灯泡之间,汇流点在负极和左边灯泡之间,在实物图中找到这两个接线柱,将一个电压表接在这两点之间;
③分流点在右边灯泡与开关之间,汇流点在两个灯泡之间,将另一个电压表连接在这两点之间即可。
如下图所示:
(3)根据丙中的a图可知,电压表选择0~3V量程,分度值为0.1V,那么电源电压为:2V+0.1V×8=2.8V;
根据b图可知,电压表选择量程0~3V量程,分度值为0.1V,那么灯泡的电压为:1.5V+0.1V=1.6V;
(4)另一个灯泡的电压为:U2=U总-U1=2.8V-1.6V=1.2V。2.拓展性学习小组的同学合作进行“探究串联电路的电压特点”设计了如图①所示电路,并连接了如图②所示电路。(在导体的电阻不变时,通过导体的电流和导体两端的电压成正比)
(1)图乙的实验电路连接中有一处错误,无法完成实验,连接错误的导线是________(填“a”“b”或“c”)。(2)正确连接后,继续实验,根据测得的实验数据,绘制了如图③所示的曲线图。(a)图③中甲、乙两条曲线是根据图①电路测得的实验数据所绘制的曲线,其中与图①电路中电压表V1对应的曲线是________(填“甲”或“乙”)。(b)已知电源电压恒为6V,根据探究目的分析图③中的曲线,得出的实验结论是________。(3)拓展探究:同学们根据串联电路的特点,重新设计了如图④所示电路(电源电压未知),利用电压表和定值电阻R0(已知阻值)测量未知定值电阻Rx的阻值,闭合开关S后,接下来的操作是________(只需写出操作过程和测量的科学量,不需要写出表达式)。【答案】(1)b(2)甲;串联电路中总电压等于各用电器分电压之和
(3)闭合开关S1,断开S2时,测得电压表的示数为U1;闭合开关S2、断开开关S1(或同时闭合S1、S2)时,测得电压表的示数U2【解析】(1)根据图①可知,电压表V2应该与变阻器并联,因此图②中b导线应该接在变阻器的左边接线柱上,那么连接错误的导线是b。
(2)(a)根据①图可知,电压表V1测定值电阻R1的电压,当电流增大时,根据公式U=IR可知,电压表V1的示数不断增大,因此图①电路中电压表V1对应的曲线是甲;
(b)根据图③可知,当V1示数为2V、3V、5V时,V2的示数分别为4V、3V和1V,将两个电压表的示数相加得到的和都是6V,因此得到结论:串联电路中总电压等于各用电器分电压之和;
(3)拓展探究:同学们根据串联电路的特点,重新设计了如图④所示电路(电源电压未知),利用电压表和定值电阻R0(已知阻值)测量未知定值电阻Rx的阻值,闭合开关S后,接下来的操作是:闭合开关S1,断开S2时,测得电压表的示数为U1;闭合开关S2、断开开关S1(或同时闭合S1、S2)时,测得电压表的示数U2。3.小明和小亮探究“并联电路电压的关系”,小明先按图甲所示电路图连成图乙的实物图(电压表尚未连接)。(1)在连接电路时,开关必须________。小亮一眼就看出了小明连接的错误,并指出如果直接闭合开关将出现________(填“断路”或“短路”)现象,小灯泡L1、L2都不会亮,还可能造成________损坏。(2)小亮只更改跟L1、L2的四个接线柱A、B、C、D相连的某根导线的一端,就使电路连接正确了。他的做法可能是________。(指出一种即可)(3)接下来,他们按图丙所示电路图连接了三个电压表。实验过程中,电压表V2的示数如图丁所示,则电压表V1的示数是________伏,电压表V的示数是________伏。(4)他们在电路中串联滑动变阻器的作用是________,闭合开关前,变阻器的滑片P应置于________(填“左”或“右”)端。【答案】(1)断开;短路;电源(2)将导线①的一端从接线柱C改接到D(B)[或将导线②的一端从接线柱A改接到B(D)](3)2.5;2.5(4)改变电路中的电流(或改变小灯泡两端的电压);左【解析】(1)连接电路时,开关必须断开;由图知,电流未通过两灯泡直接形成了回路,可知两灯泡被短路,此时两灯泡都不会亮;
滑动变阻器的阻值不是最大,电路中的电流会较大,有可能损坏滑动变阻器或电源;
(2)可将①的一端从接线柱C改接到D或将导线②的一端从接线柱A改接到B;
(3)由图丁知,电压表的量程为0~3V,分度值为0.1V,示数为2.5V;
因为灯泡并联,所以V的示数也为2.5V;
(4)滑动变阻器在电路中的基本作用是保护电路,还可以改变灯泡两端电压或电路中的电流;
滑动变阻器的下面接了右边的接线柱,所以在闭合开关前,应将滑片移至最左端,使其阻值最大.4.小刚和小丽用如图所示的器材探究串联电路的电压关系,用三节干电池串联做电源,两只小灯泡的规格不同。(1)请用笔画线代替导线,连接实验电路。要求:L1和L2串联,电压表测量两灯串联后的总电压。(2)小刚用电压表测量L1两端的电压时,直接选用0~3伏的量程,小丽说这样不行,规范的操作方法应该是________。(3)他们在测量L2两端的电压时,两灯突然熄灭,电压表示数变为0。小刚用电压表检测L1两端的电压,示数为电源电压,由此判断出L1处的故障是________;L2是短路还是正常的?小丽在原电路中又添加了一个电学器材,就检验出了结果,她的方法可能是________。L1两端电压(伏)L2两端电压(伏)串联总电压(伏)1.43.14.5(4)他们排除故障后继续实验,得出了上表所示的一组数据。为了得出串联电路电压关系的普遍规律,他们还应当________。【答案】(1)
(2)先选用0~15伏量程试测;如果示数小于3伏,再改用0~3伏量程测量
(3)断路;用小灯泡或定值电阻或滑动变阻器与L1并联(或替换L2),如果L2发光,则L2正常;若L2不发光,则L2短路
(4)换用不同规格的器材(灯泡、电源)或加滑动变阻器,多次测量【解析】(1)按电流路径连接电路,电压表测量串联后的总电压,如下图所示:
(2)电流表和电压表在使用时,如不能估计测量值的大小,应采用试触法选择合适量程,即先选用0~15V的量程试测,如果示数小于3V,再改用0~3V量程测量.
答:先选用0~15V的量程试测,如果示数小于3V,再改用0~3V量程测量.
(3)①在测量L2两端的电压时,电路如下图:
两灯突然熄灭,说明电路中有断路的地方;电压表示数为零,说明L2短路或者电压表和电源连接的部分“电压表--开关--电源--L1”电路中出现了断路.
②再电压表检测L1两端的电压,电路如下图:
电压表示数为电源电压,说明电压表和电源连接的部分“电压表--L2--开关--电源”无断路,只能是灯泡L1断路.
③判断L2是否短路,可以采用替换L1的方法,让它恢复通路,根据L2的发光情况进行判断.
答:L1处的故障是断路;判断L2是短路还是正常的方法是:用小灯泡与L1并联(或替换L1),如果L2发光,则L2正常;若L2不发光,则L2短路.
(4)为了得出串联电路电压关系的普遍规律,换用不同规格的器材(灯泡、电源)或加滑动变阻器,多次测量.5.【实验目标】①学会电压表的使用。②通过实验知道串、并联电路中电压的规律。【实验器材】电压表、干电池、导线(若干)、开关、小灯泡。【提出问题】①串联电路中,各用电器两端电压与电源电压有什么关系?②并联电路中,干路中的电压与各个支路两端电压有什么关系?(1)【猜想与假设】①串联电路中:________。②并联电路中:________。(2)【实验过程】Ⅰ.探究串联电路的电压特点探究过程:①调节电压表指针指零,检查器材;②按照电路图连接电路,注意连接电路过程中要断开开关,连接好了再检查一下电路;③用电压表测量灯L1两端的电压,记为U1;用电压表测量灯L2两端的电压,记为U2,测量灯L1、L2两端的总电压为U,记入表格;更换灯泡重复步骤③。分析实验数据:串联电路实验记录数据L1两端的电压U1/伏L2两端的电压U2/伏电源两端的电压U/伏
实验结论:________。(3)交流讨论:小明同学用如图所示的器材探究“串联电路的电压关系”,用三节干电池串联供电,他们选择了两只规格不同的小灯泡L1、L2。①小明按图所示电路连接好最后一根导线后,发现指针偏转如图甲所示,产生这种情况的原因是连接电路时,________。②若小明在测量时,发现指针偏转如图乙所示,产生这种情况的原因是________。③小明同学用电压表测量L1两端电压时,直接选用“0~3V”的量程,小聪同学说这样不行,规范的操作方法应该是________。④在测量L2两端电压时,两灯突然熄灭,电压表示数变为0,用电压表测L1两端电压,电压表示数为电源电压,出现此故障的原因可能是________。A.灯L1短路
B.灯L2短路C.灯L1断路
D.灯L2断路(4)他们排除故障后继续实验,得出一组实验数据如下表,为了得出串联电路电压关系的普遍规律,他们还应________。U1/伏U2/伏U/伏1.21.02.2【答案】(1)电源电压等于各用电器两端电压之和;各个支路两端电压相等,且等于干路中电压
(2)串联电路中,电源两端电压等于各用电器两端电压之和
(3)电压表的正负接线柱接反了;电压表量程选小了;选用“0~15V”的量程进行试触;C
(4)换用不同规格的小灯泡,再测出几组电压值【解析】(1)①在串联电路中,电路各部分电压之和等于电路总电压;
②在并联电路中,各支路两端电压相等等于电路总电压;
(2)通过实验,并记录实验数据即可得出:串联电路中,电源两端电压等于各用电器两端电压之和;
(3)①甲图电压表的示数几乎为零,产生这种情况原因是电压表的正负接线柱接反了;
②乙图电压表的示数超过其最大量程,产生这种情况原因是电压表的量程选小了;
③电压表在使用前应先用“0~15V”的量程试触,以防止被测用电器的电压过大烧坏电压表;
④此实验探究的是“串联电路的电压关系”,所以闭合回路一定是串联电路,测量L2两端电压时,两灯突然熄灭,电压表示数变为0,用电压表测L1两端电压,电压表示数为电源电压,出现此故障的原因为:灯L1断路;
(4)由于一组实验数据具有偶然性,所以要得到串联电路电压的普遍规律,应换用不同规格的小灯泡,再测出几组电压值;6.小明和小华同学在“探究串联电路电压的规律”实验中,都设计了如图甲所示的电路。(1)连接电路前,小明发现电压表指针如图乙所示,接下来他要对电压表进行的操作是________。(2)小明根据图甲连接好电路,闭合开关后,发现电压表示数为零,若只有L1或L2中的一处发生故障,则故障可能是________(写出一种即可)。(3)排除故障后,小明完成了实验,并把数据记录在下表中。UAB/VUBC/VUAC/V1.41.42.8①分析实验数据得出两个实验结论:①串联电路两端的电压________各部分电路两端电压之和:②串联电路中,各部分电路两端电压相等。(4)实验结束后小明和小华互相交流,小华指出结论②是错误的,造成结论错误的原因是________,另外,小明的实验在设计方案上还存在另一个不足之处是________。(5)小明和小华还进行了深入交流,为了节省时间,利用原来的电路图,在测L2两端的电压时,电压表所接的B接点不动,只断开A接点,并把接线改接到C接点上,这个方法________(选填“能”或“不能”)测出L2两端的电压,理由是________。【答案】(1)对电压表进行调零(2)L2断路(或L1短路)(3)等于
(4)选用相同规格的灯泡做实验;只测出了一组实验数据,实验次数太少,得出的实验结论具有偶然性和片面性(5)不能;电压表的正负接线柱接反了【解析】(1)连接电路前,小明发现电压表指针如图乙所示,接下来他要对电压表进行的操作是:对电压表进行调零。
(2)小明根据图甲连接好电路,闭合开关后,发现电压表示数为零,若只有L1或L2中的一处发生故障,则故障可能是:L2断路(或L1短路)。
(3)①将前面两个数据相加得到:1.4V+1.4V=2.8V,因此得到结论:串联电路两端的电压等于各部分电路两端电压之和:
(4)实验结束后小明和小华互相交流,小华指出结论②是错误的,造成结论错误的原因是:选用相同规格的灯泡做实验,另外,小明的实验在设计方案上还存在另一个不足之处是:只测出了一组实验数据,实验次数太少,得出的实验结论具有偶然性和片面性。
(5)根据甲图可知,电压表的A端与电源正极相连,肯定是“+”接线柱。如果将A与C点相接,那么“+”接线柱就与电源负极相连,因此这个方法是不能测量L2的电压的,理由是:电压表的正负接线柱接反了。
7.在探究并联电路中电压特点的实验中:(1)如图甲所示,完成电路的连接(电源为3V的电池组),要求电压表测L2两端的电压。(2)电压表的示数(如图乙所示)为________V。(3)进一步分析实验数据后,实验小组的小瑛同学发现了一个重要问题:并联的两个灯泡两端的电压明显小于3.0V,其他部分的电压哪里去了呢?小瑛测量电源两端电压发现电压为2.65V,请分析:电压减小是否是线路上的电阻引起的?________(填“是”或“不是”),因为________。【答案】(1)解:如图所示(2)2.6(3)不是;电池本身有内阻,分担一部分电压【解析】(1)①从电源正极出发,依次经过灯泡L1,开关S流回负极;
②从灯泡L1的左端分流,连接灯泡L2的右端,再将L2的左端与开关相连;
③将电压表并联在灯泡L2的两端即可。如下图所示:
(2)根据乙图可知,电压表选择量程0~3V,分度值为0.1A,那么电压表的示数:2V+0.1V×6=2.6V;
(3)电压减小不是线路上的电阻引起的,因为电池本身有内阻,分担一部分电压。8.小芳在“探究串联电路电压特点”的实验中,连接好了的实物电路图如图甲所示,请你协助完成:(1)在方框内画出与图甲对应的电路图,并在电路图中标上L1、L2。(2)在某次测量时,电压表的示数如图乙所示,此时灯L1两端的电压为________V。(3)闭合开关后,小芳发现L1、L2均不发光,电压表有示数且大小接近3V,则电路中出现的故障可能是L1发生了________(选填“短路”或“断路”)。(4)排除故障后,小芳在测量了灯L1两端的电压后,断开开关,然后将导线AE的A端松开,接到D接线柱上,测量灯L2两端的电压,这一做法会造成________。【答案】(1)(2)1.9(3)断路(4)电压表的正负接线柱接反【解析】(1)根据甲图可知,电流从电源正极出发,依次经过开关、灯泡L2、灯泡L1,回到电源的负极,然后将电压表并联在灯泡L1两端,如下图所示:
(2)根据乙图可知,电压表选择量程0~3V,分度值为0.1V,那么灯泡L1的两端电压为:1V+0.1V×9=1.9V;
(3)闭合开关后,小芳发现L1、L2均不发光,电压表有示数且大小接近3V,则电路中出现的故障可能是L1发生了断路;
(4)根据甲图可知,将导线AE的A端松开,接到D接线柱上,此时电压表的“-”接线柱与电源正极相连,因此这一做法会造成:电压表的正负接线柱接反。9.(2020·衢州)为探究影响水果电池电压大小的因素,小科利用铜片、锌片作电极的水果电池(图甲)和电压传感器(精密电压测量仪)等器材进行实验,数据记录如下表:实验组别水果种类电极插入深度/cm电极之间距离/cm测得电压/V1哈密瓜1.02.00.8862哈密瓜1.04.00.8853哈密瓜1.06.00.8864苹果1.02.01.0095苹果1.52.01.0116苹果2.02.01.010(1)为探究电极之间距离对水果电池电压大小的影响,应选用实验________(填组别)进行对比。(2)分析实验数据,可以得出的结论是________。(3)于电池与水果电池原理类似,其结构如图乙。若要改变一节干电池的电压,根据本实验的结论,你的做法是________。【答案】(1)1、2、3(2)电极材科不变时,水果电池的电压大小与水果种类有关,与电极插入深度和电极之间距离无关(3)改变化学填充剂的成分【解析】(1)为探究电极之间距离对水果电池电压大小的影响,必须控制水果种类和电极深度相同,故选1、2、3;
(2)对比实验1、2、3可知,当水果种类和电极深度相同时,电池电压与电极之间的距离无关;
对比实验4、5、6可知,当水果种类和电极距离相同时,水果电池电压与电极深度无关;
对比实验1、4可知,当电极深度和电极距离相同时,水果电池电压与水果种类有关。
最终得到结论:电极材科不变时,水果电池的电压大小与水果种类有关,与电极插入深度和电极之间距离无关。(3)根据(2)结论可知,要改变水果电池的电压,只能改变水果的种类;据此类推,要改变干电池的电压,就要改变干电池内化学填充剂的成分。二、电流与电压、电阻的关系10.小华在进行“测量小彩灯的电阻”的实验时,实验台上给他提供的器材有:6伏的蓄电池、电流表(0~0.6安,0~3安)、电压表(0~3伏、0~15伏)、滑动变阻器标有“50Ω1.5A”、正常发光时电压为3.8伏的小彩灯(估计正常发光时电阻约为12欧)、开关各一个,导线若干。(1)在实验中电流表应选择________安的量程。(2)他连接的实物电路如图甲所示,但还有两根导线没接好,同组的小聪同学补接后又画出该电路的电路图(如图乙所示),请用笔画线代替导线将这两根导线连接好。(3)闭合开关后,小华发现小彩灯不发光、电流表示数为零,电压表的示数为6伏,产生故障的原因可能是下列情况中的____(填字母)。A.小彩灯短路B.电压表的正、负接线柱接反了
C.小彩灯的灯座接触不良D.小彩灯的灯丝断了(4)排除故障后闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,当电压表的示数为3.8伏时,小彩灯正常发光,此时电流表的示数如图丙所示,则小彩灯正常发光时的电阻为________欧。(计算结果保留一位小数)。【答案】(1)0~0.6(2)(3)C,D(4)12.7【解析】(1)在实验中,通过小彩灯的电流为;I=UR=3.8V12Ω≈0.32A<0.6A,因此电流表应选择0-0.6A的量程。
(2)根据乙图可知,电流表0.6A接线柱接开关左端接线柱;因为灯泡的额定电压为3.8V,故电压表用0-15V的量程,故灯泡右端接线柱接电压表15V接线柱,电路图如图所示:
(3)闭合开关后,小明发现小彩灯不发光,电流表的示数为零,电压表的示数为6V,产生故障的原因可能是断路或接触不良,故选CD。11.小敏用图甲所示电路来测定某定值电阻的阻值。实验次数U(V)I(A)R(Ω)12.00.2010.022.532.90.2810.4(1)闭合开关前,要将滑动变阻器滑片滑到________(选填“A”或“B”)端。(2)闭合开关后,发现只有一只电表的指针发生偏转,请结合图甲电路分析产生此现象的原因是________。(3)排除故障后,进行三次实验,测得数据如表。表中第二次实验的电流可从图乙中读取,根据这三次测得的数据求得此电阻的阻值为________Ω(保留一位小数)。(4)下列实验电路图中,也能够得出定值电阻Rx阻值的电路有________。A.B.C.D.【答案】(1)A(2)电压表和电流表的位置互换了(3)10.3(4)A,C,D【解析】(1)根据甲图可知,变阻器使用的是PB段,当滑片再A端时阻值最大,因此闭合开关前,滑动变阻器滑片应滑到A处;
(2)图甲中电压表与定值电阻串联,电流表与定值电阻并联。因为电压表的内阻很大,所以电流很小,那么则电流表无示数。由于串联电路电压与电阻成正比,所以电压表几乎分得全部电压,则:产生此现象的原因是电压表和电流表的位置互换了。
(3)根据乙图可知,第二次实验测得电流值为0.24A,则定值电阻R2=2.5V0.24A≈10.4Ω;
三次实验所得定值电阻的平均值即为此电阻的阻值;R=10Ω+10.4Ω+10.4Ω3≈10.3Ω;
(4)A.电压表测总电压,根据R总=U总I总计算出总电阻,然后根据Rx=R总-R计算即可,故A正确;
B.两个电阻并联,电压表能够测出Rx的电压,而电流表无法测出通过它的电流,因此不能计算出Rx,故B错误;
C.下面的电流表直接测量定值电阻的电流I0,上面的电流表测量它们的总电流I总,那么通过Rx的电流为Ix=I总-I0。并联电路中,各支路两端电压相等,即Rx(I总-I0)=I0R,解得:Rx=I0RI总−I0,故C正确;
D.首先将变阻器的阻值调到最大,记下这时电流表的示数I总;将变阻器的阻值调到0,记下这时电流表的示数IR。然后根据U总12.图甲是利用伏安法测量小灯泡L的电阻的实验电路,已知L正常发光时两端需加的电压为2.5V,滑动变阻器的最大阻值为20Ω。(1)请你用笔画线代替导线,把图甲的实物电路连接完整(要求导线不交叉,闭合开关后,滑动变阻器滑片向左滑动时灯泡变亮)。(2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片置于________(选填“A端”“B端”或“AB正中间”)。(3)移动滑片P,当小灯泡L正常发光时,发现电流表示数如图乙所示,则此时电流表的读数为________A,小灯泡的电阻为________Ω(保留一位小数)。(4)实验操作时,因小灯泡L不慎损坏而出现断路,移动滑片P,电压表指针________(选填“几乎不动”或“明显偏转”)。【答案】(1)(2)B端(3)0.3;8.3(4)几乎不动【解析】(1)变阻器接线应该“一上一下”,只需将下面的A接线柱与开关左边的接线柱连接即可;电压表与灯泡并联,因为2.5V<3V,所以选择量程0~3V,只需将灯泡右端与电压表中间的接线柱“3”连接即可,如下图所示:
(2)根据图片可知,变阻器使用的是AP段,当P位于B端时变阻器的阻值最大,因此:闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片置于B端;
(3)根据乙图可知,电流表选择量程0~0.6A,分度值为0.02A,那么示数为0.3A,因此灯泡正常发光的电阻为:R=UI=2.5V13.某实验小组设计了图甲所示的电路,测量一个阻值约为100Ω的电阻Rx的阻值,实验室中提供的器材有:两节完全相同的旧干电池,两个开关S1、S2,导线若干。另外还有可供选择的器材:A.电压表V1(量程0~3V)B.电压表V2(量程0~15V)C.定值电阻R1(阻值5Ω)D.定值电阻R2(阻值160Ω)(1)为了准确测出Rx的阻值,实验时在图甲中的电压表应选用________,定值电阻R应选用________。(均填字母)(2)将实验器材按照电路图连接好电路,先闭合________,电压表示数如图乙所示,是________V,再闭合________,电压表的示数为2.8V。(3)根据实验的数据,可计算出Rx=________Ω。(4)实验中使用的干电池每节电压是________V。【答案】(1)A;D(2)S2;1.2;S1(3)120(4)1.4【解析】(1)为了准确测出Rx的阻值,实验时在图甲中的电压表应选用A,定值电阻R应选用D;
(2)将实验器材按照电路图连接好电路,先闭合S2,电压表示数如图乙所示,量程选择0~3V,分度值为0.1V,那么示数是1.2V,再闭合S1,电压表的示数为2.8V。
(3)R的电压U=U总-Ux=2.8V-1.2V=1.6V;
通过Rx的电流:Ix=I=UR=1.6V160Ω=0.01A;
那么电阻xR的阻值:14.某科学兴趣小组利用图甲所示实验电路图同时测量电源电压U0的大小和电阻Rx的阻值,电源电压U0约为2~3V,Rx的阻值约为6~7Ω。实验室提供如下器材:导线若干、开关、电流表(量程0~0.6A,0~3A)、电压表(量程0~3V,0~15V)、滑动变阻器R(最大阻值为30Ω)。请你完成下列问题:(1)按照图甲用笔画线代替导线,连接好图乙中的实物图。(2)用物理量U0、Rx、电流表的示数I写出表示电压表示数U大小的关系式:________。(3)①正确连接电路后,闭合开关前应使滑动变阻器连入电路的阻值为________(选填“最大”或“零”);②移动滑动变阻器的滑片,读出4组电流表和电压表示数,分别以电流表的示数I和电压表的示数U为横坐标和纵坐标,在坐标纸上描点,把这4个点连接起来大致为一条直线(并虚线延长到纵轴),如图丙所示。从图丙中信息可求得:电源电压U0=________V,电阻Rx=________Ω。【答案】(1)解:如答图所示。(2)U0-IRx(3)最大;3;6【解析】(1)①根据甲图可知,从电源正极出发,依次连接开关、电流表、变阻器和Rx,然后回到电源负极。
②根据甲图可知,分流点在开关和电流表之间,汇流点在变阻器和Rx之间,将电压表连接在这两点之间即可;
③因为电源电压为2~3V,所以电压表选择量程0~3V;根据I=UR可知,电流表的示数大约在0.3~0.4A之间,因此电流表选择量程0~0.6A。
如下图所示:
(2)在串联电路中,总电压等于各处电压之和,即U0=U+Ux;
根据欧姆定律变形式U=IR得到:U0=U+IxRx;
那么电压表的示数U=U0-IRx;
(3)①正确连接电路后,闭合开关前应使滑动变阻器连入电路的阻值为最大;
②根据丙图可知,当电流为0.4A时,电压表的示数为0.6V;
根据U总=U+Ux得到:U0=0.6V+0.4AxRx
①;
当电流为0.1A时,电压表的示数为2.4V;
根据U总=U+Ux得到:U0=2.4V+0.1AxRx
②;
①②式联立解得:U015.图甲为“探究电流与电阻的关系”的实验电路图,电源电压恒为3V,用电阻箱来选用不同的电阻,按下述步骤进行实验,回答下列问题。
(1)闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到适当位置,调节电阻箱使接入电路的电阻为4Ω时,电流表示数如图乙所示,为________A;电压表示数应为________V。(2)将电阻箱调到一个阻值更大的电阻后,闭合开关,应将滑动变阻器的滑片向________(选填“a”或“b”)端移动,使电压表的示数保持不变,同时记下对应的电流值。(3)多次改变电阻箱的阻值,重复上述操作,得到了表中所示的数据,通过观察表中的数据,分析得出:当电阻两端的电压一定时,接入电路的电阻越大,通过它的电流越________。物理量12345R(Ω)45102025I(A)乙图的示数0.400.200.100.08(4)为了进一步确定电流与电阻的定量关系,老师提出将表中各组电阻值的倒数算出,请你在丙图中描点作出I-的图像________,根据画出的图像可知:电压一定时,电流I跟电阻R成________比。【答案】(1)0.5;2(2)b(3)小(4);反【解析】(1)根据乙图可知,电流表的量程0~0.6A,分度值为0.02A,那么电流表的示数为0.5A,则电压表的示数为:U=IR=0.5A×4Ω=2V;
(2)在串联电路中,电压与电阻成正比,当电阻箱的阻值增大后,电压表的示数变大。如果要使其示数变小恢复原来的示数,就要增大变阻器的电压。根据串联电路的电压规律可知,就要增大变阻器的阻值,即滑片想b端移动。
(3)根据表格可知,当电阻两端的电压一定时,接入电路的电阻越大,通过它的电流越小。
(4)根据表格中的数据,分别计算出对应的1R的值,然后在方格纸上对应位置描点,最后将相邻的点连接起来即可,如下图所示:
根据图像的形状可知,电压一定时,电流I跟电阻R成反比。16.(2020八上·浙江期中)在研究通过导体的电流与两端电压关系的活动中,同学们进行了如下实验探究。【实验步骤】①按图甲所示电路图连接好电路;②闭合开关,改变滑动变阻器滑片P的位置,读出电压表和电流表的示数,并记录数据;③对数据进行处理,并绘制成如图乙所示的图像。实验时要增大定值电阻两端的电压,滑动变阻器滑片P应向________
(选填“左”或“右”)移动。【实验结论】根据图像,可以得到的结论是________。【实验反思】某小组的同学在处理数据时发现,电压与电流的比值恰好等于R的阻值,这是一种巧合吗?于是同学们想利用其他小组的实验数据来进一步论证,并提出了以下两种收集数据的方案:方案一:收集电阻值均为10Ω的几个小组的数据;方案二:收集电阻值不同的几个小组的数据。你认为方案________更合理。【答案】左;当电阻一定时,通过导体的电流与其两端的电压成正比;二【解析】【实验结论】定值电阻的阻值保持不变,根据公式I=UR可知,当它两端的电压增大时,通过电路的电流增大。根据“电流与电阻的反比关系”可知,变阻器的阻值变小,因此滑片向左移动;
【实验结论】根据乙图可知,电流和电压的变化图像为一条斜线,那么得到结论:当电阻一定时,通过导体的电流与其两端的电压成正比。17.(2020九上·萧山开学考)小倩同学在探究“电流与电压关系”的实验中,选用器材有:学生电源(电压恒为4.5V)电流表、电压表、定值电阻R,导线若干和标有“50Ω、0.5A”字样滑动变阻器R′
实验次数1234电压U/V1.01.42.02.4电流I/A0.100.140.200.24(1)用笔画线代替导线,将图甲中的电路连接完整;(要求:滑片P向D端移动时,电路中的电流变大,且导线不能交叉。)(2)连接电路时,开关必须________(选填“断开”或“闭合”)。在电路连接完整后,闭合开关S前应将滑动变阻器的滑片P移到________(选填“A”或“B”)端;
(3)闭合开关S后,移动滑片P时发现电压表无示数,电流表有示数且不断变化,则电路故障可能是定值电阻R发生了________(选填“断路”或“短路”);
(4)排除故障后闭合开关S,移动滑片P,当电流表的示数为0.28A时,电压表指针位置如图乙所示,则定值电阻R的阻值为________Ω。多次改变滑动变阻器滑片P的位置,记录的实验数据如下:根据实验数据分析,可初步得出结论:在电阻一定的情况下,通过导体的电流与这段导体的两端的电压成________比;(5)在实验过程中,滑动变阻器R接入电路的阻值不得小于________Ω。【答案】(1)(2)断开;A(3)短路(4)10;正(5)6【解析】(1)当变阻器的滑片P向D端移动时,电流变大,那么电阻变小,因此变阻器使用的是滑片右边的部分,即上面的接线柱任选,下面必须连接右边的B接线柱,如下图所示:
(2)连接电路时,开关必须断开。在电路连接完整后,闭合开关S前应将滑动变阻器的滑片P移到A端,此时变阻器的阻值最大;
(3)闭合开关S后,移动滑片P时发现电压表无示数,电流表有示数且不断变化,则电路故障可能是定值电阻R发生了短路;
(4)根据乙图可知,电压表选择量程0~3V,分度值为0.1V,那么电压表的示数为2.8V,定值电阻的阻值R=UI=2.8V0.28A=10Ω;
根据表格可知,对应的电压和电流的比值都是10,因此得到结论:在电阻一定的情况下,通过导体的电流与这段导体的两端的电压成正比;
(5)当电流为0.28A时,总电阻为:R总=18.(2020·宁波)在做“研究相同电压下不同导体中电流与电阻的关系”实验时,电源电压恒为3V,滑动变阻器规格为“20Ω
1.0A”,还有多个阻值不小于5Ω的定值电阻可供选择。(1)实验电路如图所示,小科检查电路时发现有一个元件连接错误(其它元件连接正确),该元件和错误分别是________。(2)改正错误后,正确操作,测得实验数据如下表所示。实验次数第一次第二次第三次定值电阻/Ω510★电流表示数/A0.400.200.10表中“★”处所选用定值电阻的阻值是________Ω。【答案】(1)电流表,正负接线柱接反(2)20
【解析】(1)根据图片可知,电流表的“-”接线柱与电源的正极连接,而“3A”的接线柱与电源负极相连,因此错误为:
电流表,正负接线柱接反;
(2)根据第一组数据可知,电压表的示数为:U1=I1R1=0.4A×5Ω=2V;
那么第三次定值电阻的阻值为:R3=U3I(1)请根据图甲将图乙所示的实物电路连接完整(导线不允许交叉)。(2)实验中多次改变R的阻值,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变化的图象。①由图象可以得出结论:电压一定时,________。②上述实验中,小明用5Ω的电阻做完实验后,接下来的操作是________,然后将10Ω的电阻接入电路,闭合开关,移动滑片,使电压表示数为2V时,读出电流表的示数。(3)实验提供了下面三个不同规格的滑动变阻器,要完成整个实验,应该选取哪一个滑动变阻器?
。(选填字母代号)A.“30Ω
2A”B.“50Ω
1A”C.“100Ω
0.1A”【答案】(1)如图
(2)导体中的电流与电阻成反比;断开开关,将滑动变阻器的滑片移到最左端(或阻值最大处)(3)B【解析】(1)①根据乙图可知,变阻器应该与定值电阻串联;既然变阻器下面的接线柱已经与电源相连,那么只需将上面的一个接线柱与电阻右端的接线柱相连即可;
②电压表应该与定值电阻并联。既然电压表的“3V”接线柱已经与电阻左端的接线柱相连,那么只需将“-”接线柱与电阻的右端相连即可,如下图所示:
(2)①根据丙图可知,电流随电阻变化的图像为一条双曲线,那么得到结论:电压一定时,导体中的电流与电阻成反比;
②上述实验中,小明用5Ω的电阻做完实验后,接下来的操作是:断开开关,将滑动变阻器的滑片移到最左端(或阻值最大处),然后将10Ω的电阻接入电路,闭合开关,移动滑片,使电压表示数为2V时,读出电流表的示数。
(3)根据丙图可知,最小电流为0.1A,此时的总电阻为:R总=U总I总=6V20.(2020八下·镇海期末)某科学兴趣小组进行实验探究“通过导体的电流与电阻的关系”:(1)他们根据图1所示电路图连接成图2的实物电路。①连接电路时,开关应________,滑动变阻器的滑片应置于________(选填“A”或“B”)端。②检查连接无误后,闭合开关,发现电流表、电压表均无示数。他们将导线EF的E端取下,依次接在滑动变阻器的C、A接线柱上时,观察到两种情况下电流表均无示数、电压表示数均为电源电压。则电路故障可能为________。A.滑动变阻器短路
B.电阻R断路
C.A、E间导线断路③排除故障后,开始实验。实验时始终保持________表示数不变。同学们根据实验记录的数据,画出了通过导体的电流I与电阻R的关系图像,如下图所示。(2)分析图像发现:在此实验中,当定值电阻阻值较大时,通过它的电流较小,进一步分析发现随着阻值的增大,电流的变化量越来越________,可见,若连入电路的定值电阻阻值均太大,不易发现通过导体的电流随电阻的变化规律。【答案】(1)断开;B;C;电压(2)小【解析】(1)①连接电路时,开关应断开,滑动变阻器的滑片应置于B端;
②根据题意可知,当电压表接在电阻R两端时,电压表和电流表都没示数,说明电压表与电源负极、E点与电源正极之间出现了断路。当将电压表上连接的FE导线的E端改接在A点时,电压表有示数,那么说明电压表与电源负极部分完好,A点到电源正极之间完好,那么断路只能发生在前后两次变化的部分,即AE之间,故选C。
③根据控制变量法可知,探究通过导体的电流与电阻的关系时,必须改变电阻控制电压相等,即实验时始终保持电压表示数不变。
(2)根据图像可知,当电阻为5Ω变为10Ω时,电流的变化量为:0.4A-0.2A=0.2A;当电阻由20Ω变为25Ω时,同样增大5Ω,电流几乎没有发生变化,可见:随着阻值的增大,电流的变化量越来越小。21.(2019八上·吴兴期末)在研究通过导体的电流与两端电压关系的活动中,同学们进行了如下实验探究。①按图甲所示电路图连接好电路;②闭合开关,改变滑动变阻器滑片P的位置,读出电压表和电流表的示数,并记录数据;③对数据进行处理。(1)实验时滑动变阻器滑片P向左移动时,电流表无读数,电压表有读数但不变。判断电路的故障是________。(2)排除故障,得出实验数据,绘制成乙图像。根据乙图像,可以得到的结论是________。(3)某小组的同学在处理数据时发现,电压与电流的比值恰好等于R的阻值,这是一种巧合吗?于是同学们想利用其他小组的实验数据来进一步论证,他们选用了前面小组R=10Ω的数据,发现和自己小组的结果一致。于是就得出了电压与电流的比值恰好等于R的阻值的结论。请你对该小组的论证提出自己的看法___
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