一、電流與電壓的關(guān)系
1. 實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒉孪?、方?br>(1)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模禾骄客ㄟ^(guò)導(dǎo)體的電流與電壓的關(guān)系。
(2)實(shí)驗(yàn)方法:控制變量法。
2. 實(shí)驗(yàn)器材
干電池、開關(guān)、電壓表、電流表、定值電阻、若干導(dǎo)線、滑動(dòng)變阻器。
①干電池:提供電壓。
②開關(guān):控制電路通斷。
③電流表:測(cè)量電流大小。
④導(dǎo)線:連接電路。
⑤電壓表:測(cè)量電壓大小。
⑥滑動(dòng)變阻器:a、保護(hù)電路;b、改變電路中的電流大?。ɑ蛘吒淖冸娮鑳啥穗妷海?br>3. 實(shí)驗(yàn)步驟
步驟①根據(jù)電路圖連接電路,注意連接時(shí)開關(guān)要斷開,開關(guān)閉合之前要把滑動(dòng)變阻器調(diào)到阻值最大處;
步驟②保持定值電阻R不變,檢查電路后閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,使電壓表的示數(shù)分別變化為不同數(shù)值,并讀出電流表相應(yīng)的數(shù)值、填表。
步驟③改變定值電阻R阻值,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,使電壓表的示數(shù)分別變化為不同數(shù)值,并讀出電流表相應(yīng)的數(shù)值、填表。
步驟④根據(jù)數(shù)據(jù)畫出I-U圖像。
步驟 = 5 \* GB3 ⑤整理實(shí)驗(yàn)器材。
4. 實(shí)驗(yàn)結(jié)論及應(yīng)用
(1)同一導(dǎo)體,電流與電壓成正比。
(2)同一導(dǎo)體,電壓和電流的比值為定值。
(3)不同導(dǎo)體,電壓和電流的比值不同。
二、電流與電阻的關(guān)系
1. 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、猜想、方?
(1)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模禾骄客ㄟ^(guò)導(dǎo)體的電流與電阻的關(guān)系。
(2)實(shí)驗(yàn)方法:控制變量法。
2. 實(shí)驗(yàn)器材:干電池、開關(guān)、電壓表、電流表、不同阻值定值電阻、若干導(dǎo)線、滑動(dòng)變阻器。
(1)干電池:提供電壓。
(2)開關(guān):控制電路通斷。
(3)電流表:測(cè)量電流大小。
(4)導(dǎo)線:連接電路。
(5)電壓表:測(cè)量電壓大小。
(6)滑動(dòng)變阻器:a、保護(hù)電路;b、改變電路中的電流大?。ɑ蛘吒淖冸娮鑳啥穗妷海?。
3. 實(shí)驗(yàn)步驟
步驟①根據(jù)電路圖連接電路,注意連接時(shí)開關(guān)要斷開,開關(guān)閉合之前要把滑動(dòng)變阻器調(diào)到阻值最大處。
步驟②分別將5Ω、10Ω、15Ω的定值電阻連入電路,檢查電路后閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,使電壓表示數(shù)保持3V不變,分別記下電流表的示數(shù),填入表格。
步驟③根據(jù)數(shù)據(jù)畫出I-R圖像。
步驟④整理實(shí)驗(yàn)器材。
4. 實(shí)驗(yàn)結(jié)論及應(yīng)用:同一導(dǎo)體,其電阻兩端的電壓一定時(shí),電流與電阻成反比。
5. 實(shí)驗(yàn)補(bǔ)充
(1)由于電壓是形成電流的原因,導(dǎo)體的電阻對(duì)電流有阻礙作用,所以,電流的大小與導(dǎo)體電壓和電阻都有關(guān)。
(2)研究通過(guò)導(dǎo)體的電流跟電壓的關(guān)系時(shí),我們應(yīng)控制電阻一定,通過(guò)在電路中串聯(lián)一個(gè)變阻器來(lái)調(diào)節(jié)導(dǎo)體兩端的電壓,通過(guò)實(shí)驗(yàn)可以得出結(jié)論:電阻一定時(shí),通過(guò)導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比。
(3)研究通過(guò)導(dǎo)體的電流跟電阻的關(guān)系時(shí),我們應(yīng)控制電阻兩端的電壓一定,通過(guò)換用不同阻值的定值電阻來(lái)改變電阻,通過(guò)實(shí)驗(yàn)可以得出結(jié)論:電壓一定時(shí),通過(guò)導(dǎo)體的電流跟導(dǎo)體的電阻成反比。
6. ??紝?shí)驗(yàn)問題
(1)該實(shí)驗(yàn)采用的研究方法是:控制變量法。
(2)電路在連接過(guò)程中,開關(guān)要 斷開 。
(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)論:在電阻一定的情況下,導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比。
(4)電路連接注意事項(xiàng):開關(guān)斷開,滑動(dòng)變阻器滑片移至阻值最大處。
(5)檢查電路時(shí)發(fā)現(xiàn)電壓表、電流表位置互換了,電流表幾乎無(wú)示數(shù),電壓表接近電源電壓。
(6)電表異常偏轉(zhuǎn)原因:①指針反向偏轉(zhuǎn),原因是正負(fù)接線柱接反;②正向偏轉(zhuǎn)幅度過(guò)小,原因是量程選擇過(guò)大;③正向偏轉(zhuǎn)幅度過(guò)大超過(guò)最大刻度,原因是量程選擇過(guò)小。
(7)滑動(dòng)變阻器的作用:①保護(hù)電路;②改變電阻兩端電壓。
(8)換不同規(guī)格的電阻多次測(cè)量的目的是:得出普遍規(guī)律,避免實(shí)驗(yàn)的偶然性。
(9)做“電流與電壓的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)時(shí),若使用燈泡代替電阻,那么在畫出的I-U圖像中,其圖像是一條 曲 線。
(10)做“電流與電壓的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)時(shí),考慮到電壓表的電阻對(duì)電路的影響,每次電流表的示數(shù)比測(cè)量時(shí)通過(guò)待測(cè)電阻的實(shí)際電流_偏大_(選填“偏大”或“偏小”)。
(11)做“電流與電阻的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)時(shí),為了避免來(lái)回更換電阻,帶來(lái)的麻煩,我們可以使用 電阻箱 來(lái)替換定值電阻。
(12)做“電流與電阻的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)時(shí),電阻箱阻值改變后,發(fā)現(xiàn)無(wú)論怎樣調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器都不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)要求,若電路無(wú)故障,則引起這種情況的原因可能是電阻箱的阻值調(diào)得太大(或滑動(dòng)變阻器最大阻值太小)。
(13)做“電流與電阻的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)時(shí),電路中滑動(dòng)變阻器阻最大值Rx的確定方法:UR/R=(U-UR)/RX。
精選真題匯編
1.(2023?綿陽(yáng))用如圖甲所示的電路探究電流與電壓、電阻的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)器材有:1節(jié)干電池、1只電流表、多只電壓表、多個(gè)阻值不同的定值電阻、1只滑動(dòng)變阻器、1個(gè)開關(guān)、導(dǎo)線若干。
(1)電壓表量程應(yīng)選 (填序號(hào))。
A.0~0.6V B.0~1.5V C.0~6V D.0~15V
(2)探究電流與電壓的關(guān)系:
①先將5Ω的定值電阻接入電路,閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片至不同位置,并將相應(yīng)的電壓表和電流表示數(shù)記錄在下表中。建立I﹣U坐標(biāo)系并描點(diǎn),根據(jù)描點(diǎn)情況,小綿同學(xué)說(shuō),表中數(shù)據(jù)有一組是明顯錯(cuò)誤的,可能是讀取不當(dāng)造成的。這組數(shù)據(jù)序號(hào)是 ;
②刪除這組數(shù)據(jù)后,根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制的I﹣U圖象如圖乙所示,分析圖象初步得到:電阻一定時(shí),通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成 。
(3)探究電流與電阻的關(guān)系:
斷開開關(guān),將5Ω的定值電阻換為另一只定值電阻,為使定值電阻兩端的電壓保持1.2V不變。小綿同學(xué)提出兩種操作:
甲:先閉合開關(guān),再將滑片向左移動(dòng),使電壓表示數(shù)為1.2V。
乙:先將滑片移到最左端,再閉合開關(guān),將滑片向右移動(dòng),使電壓表示數(shù)為1.2V。
你認(rèn)為哪種操作合理: 。
2.(2023?宿遷)用圖甲所示電路“探究電流與電阻的關(guān)系”。電源電壓為4.5V不變,滑動(dòng)變阻器規(guī)格為“20Ω 1A”,有4Ω、6Ω、8Ω、10Ω、12Ω的定值電阻各一個(gè)。
(1)用筆畫線代替導(dǎo)線把圖甲電路連接完整,要求:當(dāng)滑片P向左滑動(dòng)時(shí),變阻器接入電路的電阻變大;
(2)連接電路時(shí),開關(guān)應(yīng)該 (選填“斷開”或“閉合”);
(3)先接入12Ω定值電阻,閉合開關(guān),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,示數(shù)為 V,記下電流表的示數(shù)。斷開開關(guān),將12Ω電阻換成10Ω后,閉合開關(guān),移動(dòng)變阻器的滑片P使 表的示數(shù)與前一次相同,記錄相關(guān)數(shù)據(jù);
(4)依次改變電阻R的阻值,共測(cè)得五組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),在圖丙的坐標(biāo)系中描繪出I﹣R圖象為曲線A;
①由圖象可得出的結(jié)論是: ;
②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RP的阻值,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 ;
③本實(shí)驗(yàn)的主要研究方法是“控制變量法”,下列物理教材中的實(shí)驗(yàn),沒有用到“控制變量法”的有 。
A.探究二力平衡的條件
B.探究影響液體內(nèi)部壓強(qiáng)的因素
C.用電流表和電壓表測(cè)量定值電阻的阻值
3.(2023?日照)小明同學(xué)在參加學(xué)校物理興趣小組探究活動(dòng)中發(fā)現(xiàn),很多電器產(chǎn)品復(fù)雜的電路都是由簡(jiǎn)單的電路組合而成,使用時(shí)它們的電流與電壓、電阻總存在一定的關(guān)系。某次探究活動(dòng)中,小明找到一個(gè)未知電阻R1(阻值不變),設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路圖。電源電壓保持6V不變,滑動(dòng)變阻器R2的規(guī)格為“50Ω 1A”。
(1)根據(jù)電路圖連接實(shí)驗(yàn)電路時(shí),所采用的電流表、電壓表如圖乙所示。閉合開關(guān)后發(fā)現(xiàn)電壓表無(wú)示數(shù),電流表有示數(shù)?;瑒?dòng)滑片,電流表示數(shù)發(fā)生變化。則電路中故障可能是: ;排除故障之后,閉合開關(guān),滑動(dòng)滑片,記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見表1:
表1
①由表1可知電阻R1= Ω。這些數(shù)據(jù)中第 組(填寫數(shù)據(jù)序號(hào))是明顯錯(cuò)誤的。請(qǐng)你幫助小明分析讀取數(shù)據(jù)錯(cuò)誤的原因是: 。
②通過(guò)此實(shí)驗(yàn),可以得出電流I與電壓U的關(guān)系:在電阻一定的情況下,通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓 。
(2)保持其他元件不變,只將R1由10Ω更換為5Ω,要繼續(xù)保持電阻R1兩端電壓3V不變,滑動(dòng)變阻器R2需要向 (選填“左”或“右”)端滑動(dòng);將R1繼續(xù)更換為15Ω、20Ω…,保持R1兩端電壓3V不變,記錄數(shù)據(jù)見表2:
表2
①要想滿足電阻R1兩端電壓保持3V不變,電阻R1可更換的最大電阻值為 Ω。
②分析表中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),得出電流I與電阻R的關(guān)系: 。
(3)在探究多個(gè)變量之間的關(guān)系時(shí),兩實(shí)驗(yàn)均利用了 法。
4.(2023?懷化)圖甲是“探究電流與電壓關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)電路。
(1)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“×”,并用筆畫線代替導(dǎo)線將電路連接正確。
(2)電路接通前,滑動(dòng)變阻器的滑片P應(yīng)該移至最 端(選填“左”或“右”)。
(3)閉合開關(guān)后,發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)幾乎為零,電壓表示數(shù)接近于電源電壓,則故障可能是:待測(cè)電阻發(fā)生了 (選填“短路”或“斷路”)。
(4)排除故障后,閉合開關(guān),改變滑動(dòng)變阻器滑片的位置,記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見下表。表中空白處電壓如圖乙所示,該示數(shù)是 V。請(qǐng)根據(jù)表中數(shù)據(jù)得結(jié)論:電阻一定時(shí),通過(guò)導(dǎo)體的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成 (選填“正比”或“反比”)。
5.(2023?岳陽(yáng))小聰用圖甲所示電路圖探究電流跟電壓、電阻的關(guān)系。
(1)連接電路時(shí),開關(guān)應(yīng) ;
(2)若定值電阻R開路,閉合開關(guān)后 (選填“電流表”或“電壓表”)無(wú)示數(shù);
(3)實(shí)驗(yàn)完成后記錄數(shù)據(jù)的紙被同學(xué)無(wú)意撕斷,只剩圖乙表格。根據(jù)表格數(shù)據(jù)我們能判斷小聰探究的是電流跟 (選填“電壓”或“電阻”)的關(guān)系;
(4)用“2.5V,0.3A”的小燈泡替換R來(lái)完成研究小燈泡電阻的實(shí)驗(yàn)。閉合開關(guān)移動(dòng)滑片,電壓表示數(shù)如圖丙,此時(shí)電壓為 V,電流表示數(shù)可能是下列數(shù)據(jù)中的 (選填序號(hào))。
A.0.18A B.0.22A C.0.26A
6.(2023?眉山)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(電壓為4.5V)、電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器(標(biāo)有“20Ω 2A”字樣)、定值電阻4個(gè)(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω),開關(guān)一個(gè),導(dǎo)線若干。小靜等同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路圖。
(1)請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線將圖乙中的實(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)變小。
(2)滑片P位于滑動(dòng)變阻器阻值最大處,閉合開關(guān),電流表有示數(shù),電壓表無(wú)示數(shù),則電路故障原因是電阻R 。
(3)排除故障后,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3V不變。
(4)圖丙是根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出的定值電阻的I﹣R圖象,由此可得,當(dāng)電壓一定時(shí), 。
(5)小靜同學(xué)繼續(xù)探究,再次換接50Ω的定值電阻后,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)達(dá)到原來(lái)的3V,為了完成這次實(shí)驗(yàn),她采取的措施可行的是 。
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
(6)下列圖象中能大致反映本實(shí)驗(yàn)各物理量之間關(guān)系的是 。
7.(2023?鞍山)小明使用阻值為5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值電阻各一個(gè),電壓為3V的電源以及規(guī)格為“10Ω,0.5A”的滑動(dòng)變阻器等器材,來(lái)“探究電流與電阻的關(guān)系”。
(1)他首先將5Ω的電阻接入了圖甲的電路中,檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)電路中有一根導(dǎo)線連接錯(cuò)誤,請(qǐng)?jiān)阱e(cuò)誤的導(dǎo)線上畫“×”,并用筆畫線代替導(dǎo)線將電路連接正確;
(2)電路正確連接后,閉合開關(guān)時(shí)發(fā)現(xiàn),此時(shí)電壓表和電流表均無(wú)示數(shù),他判斷產(chǎn)生此現(xiàn)象的原因是
(選填“定值電阻”或“滑動(dòng)變阻器”)斷路。排除故障后移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片,電流表示數(shù)如圖乙所示,則此時(shí)電壓表示數(shù)為 V;
(3)當(dāng)定值電阻由5Ω換為10Ω時(shí),為達(dá)到實(shí)驗(yàn)要求,需向 (選填“左”或“右”)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片。分別將5Ω和10Ω的電阻接入電路,在電壓表示數(shù)不變的情況下,滑動(dòng)變阻器消耗的電功率之比為 ;
(4)如果只利用現(xiàn)有器材,讓四個(gè)電阻單獨(dú)接入電路都可完成實(shí)驗(yàn),定值電阻兩端的電壓應(yīng)控制在2V~ V之間;
(5)小明按上述方法,更換不同阻值的電阻進(jìn)行了多次實(shí)驗(yàn)后,得出結(jié)論:當(dāng)電壓一定時(shí),導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體的電阻成 。
(6)完成上面實(shí)驗(yàn)后,小明又設(shè)計(jì)了圖丙所示的電路來(lái)測(cè)量額定電壓為2.5V的小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻,已知電源電壓為7V,R0的阻值為10Ω,請(qǐng)完成以下實(shí)驗(yàn)步驟:
①開關(guān)S和S1閉合、S2斷開,移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片,使小燈泡正常發(fā)光;
②保持滑動(dòng)變阻器滑片位置不變,將開關(guān)S和S2閉合、S1斷開,此時(shí)電壓表示數(shù)為3V;再將滑動(dòng)變阻器的滑片移到最 (選填“左”或“右”)端,此時(shí)電壓表示數(shù)為5V,電路中的電流為 A;
③小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻RL= Ω。(結(jié)果保留一位小數(shù))
8.(2023?西寧)小西和同學(xué)們?cè)凇疤骄侩娏髋c電壓的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中,實(shí)驗(yàn)電路如圖甲所示,電源電壓恒為3V,定值電阻R的阻值為5Ω。
(1)連接電路時(shí),開關(guān)應(yīng) ,閉合開關(guān)前應(yīng)將滑動(dòng)變阻器滑片P調(diào)至 (選填“A”或“B”)端。
(2)連接好電路后,閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)電壓表有示數(shù),電流表無(wú)示數(shù),此時(shí)電路的故障可能是定值電阻 路。
(3)排除故障后,第2次實(shí)驗(yàn)中電流表的示數(shù)如圖乙所示,為 A。
(4)將多次實(shí)驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)記錄在表格中,分析數(shù)據(jù)可得:在電阻一定時(shí),通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成 。
(5)以下實(shí)驗(yàn)中,與此實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行多次測(cè)量的目的相同的是 。
A.用刻度尺測(cè)量長(zhǎng)度 B.探究杠桿的平衡條件
(6)完成此實(shí)驗(yàn)后,同學(xué)們還想探究“電流與電阻的關(guān)系”,又添加了10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的電阻,實(shí)驗(yàn)中保持定值電阻兩端電壓為1.5V不變。將5Ω電阻換成10Ω電阻后,為保持電壓表的示數(shù)仍為1.5V,應(yīng)將滑動(dòng)變阻器滑片P向 (選填“A”或“B”)端移動(dòng)。為了完成本實(shí)驗(yàn),滑動(dòng)變阻器的最大阻值不得小于 Ω。
9.(2023?宜昌)如圖甲為小俊和小紅在探究電阻一定時(shí)電流與電壓關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中連接的部分實(shí)物圖。
(1)用筆畫線代替導(dǎo)線將實(shí)物圖連接完整,使滑片向右滑動(dòng)時(shí)電流表的示數(shù)變大。
(2)正確連接電路,閉合開關(guān)后,發(fā)現(xiàn)電流表無(wú)示數(shù),電壓表有示數(shù),則電路可能出現(xiàn)的故障是 。
(3)排除故障后,測(cè)量出的數(shù)據(jù)如表,請(qǐng)?jiān)趫D乙的坐標(biāo)紙中描點(diǎn)畫出I﹣U圖像。
(4)小俊和小紅分析圖像后得出了結(jié)論,為了使結(jié)論具有普遍性,小俊提出用剛才的實(shí)驗(yàn)器材增加實(shí)驗(yàn)次數(shù),小紅提出換用不同的定值電阻重復(fù)前面的實(shí)驗(yàn)。你覺得科學(xué)合理的是 (選填“小俊”或“小紅”)的方案。
(5)他們發(fā)現(xiàn)另外一組的同學(xué)畫出的圖像(如圖丙)所反映出的規(guī)律與自己的不同,請(qǐng)你分析該小組實(shí)驗(yàn)中可能存在的問題是 。
10.(2023?無(wú)錫)用圖甲所示的電路探究通過(guò)導(dǎo)體的電流與電壓、電阻的關(guān)系。器材有:干電池3節(jié)(每節(jié)電壓略小于1.5V),滑動(dòng)變阻器3個(gè)(銘牌上分別標(biāo)有“5Ω?3A”“20Ω?2A”“50Ω?1.5A”字樣),電流表、電壓表、開關(guān)各一個(gè),阻值為5Ω、10Ω、20Ω的電阻各一個(gè),導(dǎo)線若干。
(1)閉合開關(guān)前,應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片P移至 (選填“A”或“B”)端。
(2)閉合開關(guān)后,電流表和電壓表示數(shù)為0,移動(dòng)滑片P,兩表指針不偏轉(zhuǎn)。將與電壓表“﹣”接線柱相連的導(dǎo)線從D端拆下,試觸C點(diǎn),電壓表指針不偏轉(zhuǎn),試觸B點(diǎn),電壓表指針偏轉(zhuǎn),若電路中只有一處故障,則可能是 。
(3)排除故障后,重新開始實(shí)驗(yàn),探究電流與電壓的關(guān)系。閉合開關(guān),電壓表示數(shù)為0.7V,電流表示數(shù)為0.07A。移動(dòng)滑片P,逐步增大R兩端電壓,記錄電壓表的示數(shù)U和對(duì)應(yīng)的電流表的示數(shù)I。以電流I為縱坐標(biāo)、電壓U為橫坐標(biāo),采用描點(diǎn)的方式,畫出I﹣U圖像,如圖乙所示。依據(jù)圖像,得到的結(jié)論是 ,實(shí)驗(yàn)中選用的滑動(dòng)變阻器的銘牌上標(biāo)有 字樣,電源電壓為 V。
(4)在探究電流與電阻的關(guān)系時(shí),為了能使用上一次的某一組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),斷開開關(guān),將R換成5Ω,閉合開關(guān),移動(dòng)滑片P,電流表示數(shù)如圖丙所示為 A;斷開開關(guān),換接未使用過(guò)的一個(gè)電阻,正確操作后,電流表示數(shù)應(yīng)為 A。
11.(2023?威海)在探究“電流與電阻的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中,電源電壓恒為9V,滑動(dòng)變阻器規(guī)格為“50Ω 2A”。
(1)根據(jù)圖甲所示的電路圖,請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線,將圖乙所示的實(shí)物圖連接完整(導(dǎo)線不允許交叉)。
(2)連接好電路,將滑動(dòng)變阻器阻值調(diào)到最大,閉合開關(guān),移動(dòng)滑片,發(fā)現(xiàn)電流表無(wú)示數(shù),電壓表示數(shù)始終接近電源電壓。導(dǎo)致這一現(xiàn)象的原因可能是 。
A.電流表?yè)p壞 B.滑動(dòng)變阻器短路 C.定值電阻R接觸不良 D.定值電阻R短路
(3)排除故障繼續(xù)實(shí)驗(yàn),更換不同的定值電阻后,都需要調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,其目的是 ,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表所示,其中第6次實(shí)驗(yàn)中電流表示數(shù)如圖丙所示,其讀數(shù)為 A。
(4)在如圖丁所示坐標(biāo)系中已經(jīng)描出所有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的點(diǎn),請(qǐng)繪出圖象,分析并得出結(jié)論: 。
(5)實(shí)驗(yàn)完成后,在評(píng)估“將5Ω電阻更換成7.5Ω電阻繼續(xù)實(shí)驗(yàn)”這一環(huán)節(jié)中,甲小組認(rèn)為,更換成7.5Ω電阻后需要將滑動(dòng)變阻器阻值調(diào)到最大,才能閉合開關(guān)進(jìn)行實(shí)驗(yàn);而乙小組認(rèn)為,更換成7.5Ω電阻后不需要將滑動(dòng)變阻器阻值調(diào)到最大,可直接閉合開關(guān)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。你認(rèn)為哪個(gè)小組的觀點(diǎn)正確并寫出理由: 。
12.(2023?煙臺(tái))在“探究電流與電壓、電阻的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中:
(1)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí),小明制定了探究的總體思路:保持電阻不變,探究電流與電壓的關(guān)系;保持電壓不變,探究電流與電阻的關(guān)系。物理上把這種科學(xué)探究的方法叫做 。
(2)在“探究電流與電壓的關(guān)系”的過(guò)程中,小明連接了如圖甲所示的實(shí)物電路。閉合開關(guān)前,滑動(dòng)變阻器的滑片P應(yīng)滑到 (選填“A”或“B”)端。閉合開關(guān)后,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片P至適當(dāng)位置,此時(shí)電流表示數(shù)如圖乙所示,則電流表示數(shù)為 A。
(3)在“探究電流與電阻的關(guān)系”的過(guò)程中,小明將5Ω的電阻換成10Ω的電阻后,閉合開關(guān),直接讀出電流值,這種做法是否正確? ;理由是什么? 。
(4)小明根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制了I﹣U和I﹣R的圖象,如圖丙、丁所示。由圖象可以得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是:在電阻一定的情況下,通過(guò)導(dǎo)體的電流跟這段導(dǎo)體兩端的電壓成 ;在電壓一定的情況下,通過(guò)導(dǎo)體的電流跟導(dǎo)體的電阻成 。
13.(2023?黑龍江)在探究“電流與電阻關(guān)系”實(shí)驗(yàn)時(shí),老師給小明提供了如下器材:電源(電壓恒定為4.5V),電流表,電壓表,開關(guān)各一個(gè),滑動(dòng)變阻器甲“10Ω,2A”和滑動(dòng)變阻器乙“20Ω,1A”各一個(gè),定值電阻5Ω、10Ω、15Ω各一個(gè),導(dǎo)線若干。
(1)注意在連接電路時(shí),開關(guān)必須處于 狀態(tài);
(2)用筆畫線代替導(dǎo)線,將圖甲的實(shí)驗(yàn)電路連接完整(要求:滑動(dòng)變阻器滑片P向左滑動(dòng)時(shí)電流表示數(shù)變大,導(dǎo)線不允許交叉);
(3)正確連接電路后閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)電流表有示數(shù),無(wú)論怎樣移動(dòng)滑片P,電壓表都無(wú)示數(shù),則故障可能是 (答出一種情況即可);
(4)排除故障后,小明把5Ω的電阻接入電路中,移動(dòng)滑片P到適當(dāng)位置,讀出電流表示數(shù)如圖乙所示,正確記錄后,小明又改用10Ω電阻繼續(xù)實(shí)驗(yàn),閉合開關(guān)后,小明應(yīng)將滑片P向 (選填“左”或者“右”)移動(dòng)至電壓表示數(shù)為 V;
(5)小明在實(shí)驗(yàn)中所選用的滑動(dòng)變阻器應(yīng)該是 (選填“甲”或“乙”);
(6)利用老師給的器材,還能完成的電學(xué)實(shí)驗(yàn)有: (寫出一個(gè)即可)。
14.(2023?益陽(yáng))小明同學(xué)想探究“通過(guò)燈泡的電流與燈泡兩端電壓的關(guān)系”,設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路圖。
(1)請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線,按照?qǐng)D甲所示的電路圖,在圖乙中將實(shí)物電路連接完整(要求連線不得交叉;滑動(dòng)變阻器的滑片向左移動(dòng),小燈泡變亮)。
(2)小明同學(xué)正確連接電路后,閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)小燈泡不發(fā)光,電流表無(wú)示數(shù),但電壓表示數(shù)較大。接下來(lái)正確的操作是 。
A.檢查電路是否短路
B.更換電流表
C.檢查小燈泡是否接觸良好或損壞
D.移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片,觀察小燈泡是否發(fā)光
(3)排除電路故障后,下表是按正確的操作測(cè)得的數(shù)據(jù),其中第一次測(cè)得的電流如圖丙所示,則電流表示數(shù)為 A。從表中數(shù)據(jù)可看出,通過(guò)燈泡的電流與燈泡兩端的電壓不成正比,其原因是 。
15.(2023?沈陽(yáng))在“探究電流與電壓和電阻的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中,電源兩端電壓3V且保持不變,滑動(dòng)變阻器規(guī)格為“25Ω 1A”。
(1)探究電流與電壓的關(guān)系,實(shí)驗(yàn)電路如圖甲所示,請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線,將實(shí)物圖連接完整;
(2)閉合開關(guān)后,發(fā)現(xiàn)電壓表無(wú)示數(shù),電流表有示數(shù),移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P,電壓表仍無(wú)示數(shù),電流表示數(shù)有變化。若電路故障只有一處,則故障可能是定值電阻R發(fā)生 (填“短路”或“斷路”);
(3)排除故障后,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表所示:
其中第5次實(shí)驗(yàn)中電流表示數(shù)如圖乙所示,為 A;
(4)分析表格中數(shù)據(jù)得出電流與電壓的定量關(guān)系:在電阻一定時(shí),通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓 ;
(5)利用這個(gè)電路繼續(xù)探究電流與電阻的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)中分別接入阻值為5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值電阻,且每次只接入一個(gè)定值電阻,同時(shí)移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P,觀察電壓表和電流表的示數(shù)。實(shí)驗(yàn)中調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的目的是 ;不改變現(xiàn)有器材的規(guī)格,設(shè)定的電壓表示數(shù)應(yīng)不低于 V,才能保證五次實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行,得出正確結(jié)論。
16.(2023?德陽(yáng))在“探究通過(guò)導(dǎo)體的電流與電壓、電阻的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中,小明利用穩(wěn)壓電源(恒為4.8V)、電阻箱(阻值可調(diào)節(jié))、滑動(dòng)變阻器(“60Ω 0.6A”)、電壓表、電流表、導(dǎo)線若干做了如下實(shí)驗(yàn):
(1)請(qǐng)你用筆畫線代替導(dǎo)線,將圖甲的實(shí)物圖連接完整,要求滑動(dòng)變阻器的滑片P向右滑動(dòng)時(shí),接入電路的電阻變大。
(2)按照(1)問中你的連接方式,閉合開關(guān)前,滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)置于 端。(選填“左”或“右”)
(3)小明控制電阻箱接入電路的阻值R=5Ω一定,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的阻值,進(jìn)行了5次實(shí)驗(yàn),測(cè)得了表1中的數(shù)據(jù),其中第4次實(shí)驗(yàn)時(shí),電壓表指針如圖乙所示,其示數(shù)為 V,通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析可得出:通過(guò)導(dǎo)體的電流與 的關(guān)系。
表1
(4)小明實(shí)驗(yàn)時(shí)控制電壓表的示數(shù)U=3V一定,通過(guò)移動(dòng)變阻器滑片P和改變電阻箱R接入電路的阻值,進(jìn)行了5次實(shí)驗(yàn),測(cè)得了表2中的數(shù)據(jù),通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析可得出:通過(guò)導(dǎo)體的電流與 的關(guān)系,本實(shí)驗(yàn)研究物理問題所用到的方法是 。
表2
(5)小明按照(4)問的實(shí)驗(yàn)操作進(jìn)行更多的數(shù)據(jù)探究,電阻箱接入電路的阻值不能超過(guò) Ω。
17.(2023?寧夏)在“探究電流與電壓的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中,實(shí)驗(yàn)小組用電壓表測(cè)得電源電壓為2.8V,并連接了如圖甲所示的部分電路:
(1)觀察圖甲,請(qǐng)指出電路連接過(guò)程中的不妥之處: 。
(2)改正后,請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線,在圖甲上完成剩余電路的連接(要求:向右移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P,其阻值增大)。
(3)閉合開關(guān)后,觀察到電壓表示數(shù)接近電源電壓,電流表無(wú)示數(shù),出現(xiàn)該故障的原因是 。
(4)排除故障后,開始測(cè)量并將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄在表中,當(dāng)電壓表示數(shù)為2.0V時(shí),電流表示數(shù)如圖乙所示,為 A。
(5)根據(jù)表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是: 。
(6)若要繼續(xù)完成“探究電流與電阻的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn),除了現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)器材之外,還需增加 。
18.(2023?丹東)在“探究電流與電壓的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中,小潘設(shè)計(jì)并連接了如圖甲所示的電路。
(1)在閉合開關(guān)前,滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)移到最 端。(選填“左”或“右”)
(2)閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)電流表有示數(shù),電壓表無(wú)示數(shù),已知導(dǎo)線、儀表均完好且接觸良好,則故障原因可能是定值電阻 。(選填“斷路”或“短路”)
(3)排除故障后,閉合開關(guān),移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片,當(dāng)電壓表的示數(shù)為1.0V時(shí),電流表示數(shù)如圖乙所示,則電流表示數(shù)為 A。
(4)繼續(xù)移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片,進(jìn)行多次測(cè)量,記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表。
分析表中數(shù)據(jù)可知:在電阻一定的情況下,通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成 。
(5)同桌的小明分別用兩個(gè)阻值未知的電阻R1和R2進(jìn)行實(shí)驗(yàn),得到兩個(gè)電阻的I﹣U圖象,如圖丙所示。由圖象可知R1 R2。(選填“>”“<”或“=”)
(6)若將定值電阻換成小燈泡,不能達(dá)到本實(shí)驗(yàn)的探究目的,是因?yàn)? 。
19.(2023?遼寧)小宋在探究電流與電壓的關(guān)系時(shí),所選的電源電壓恒為3V,定值電阻的阻值為5Ω,連接如圖甲所示電路,進(jìn)行如下操作:
(1)將滑動(dòng)變阻器的滑片調(diào)至最 端,閉合開關(guān),會(huì)發(fā)現(xiàn) 表無(wú)示數(shù),經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)電路中有一條導(dǎo)線連接錯(cuò)誤,請(qǐng)?jiān)阱e(cuò)誤的導(dǎo)線上打“×”,并用筆畫線代替導(dǎo)線,將電路連接正確。
(2)改正電路后,閉合開關(guān),電流表示數(shù)為0.1A,電壓表指針位置如圖乙所示,示數(shù)為 V?;瑒?dòng)變阻器的最大阻值 Ω。
(3)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片,再進(jìn)行四次實(shí)驗(yàn),讀取每次電流表、電壓表示數(shù),將數(shù)據(jù)填在如下表格中。分析數(shù)據(jù)可得出:在導(dǎo)體的電阻一定時(shí),通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端電壓成 。
(4)完成上述實(shí)驗(yàn)后,為了測(cè)量額定電流為0.25A燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻,小宋設(shè)計(jì)了如圖丙所示的部分電路。電源電壓未知且恒定,定值電阻R0的阻值為10Ω。請(qǐng)完成下面的實(shí)驗(yàn)步驟:
①補(bǔ)全電路:請(qǐng)?jiān)趫D中虛線框a、b兩處補(bǔ)畫出定值電阻R0和被測(cè)燈泡的元件符號(hào),按電路圖正確連接電路;
②使燈泡正常發(fā)光:只閉合開關(guān)S, (寫出你的操作);
③測(cè)量燈泡的額定電壓:保持滑片位置不變,閉合開關(guān)S、S1,電壓表示數(shù)為5V,接著將滑片調(diào)至最 端,電壓表示數(shù)為6V;
④計(jì)算燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻:RL= Ω。
20.(2023?荊州)在物理實(shí)驗(yàn)課上,同學(xué)們探究“電流與電壓的關(guān)系”,如圖所示。
(1)請(qǐng)用筆畫線將圖甲中所缺的一根導(dǎo)線補(bǔ)充完整;
(2)在實(shí)驗(yàn)進(jìn)行中,得到電流表示數(shù)如圖乙所示,其示數(shù)為 A;
(3)正確進(jìn)行實(shí)驗(yàn),得到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表,實(shí)驗(yàn)中定值電阻兩端電壓的改變是通過(guò)
實(shí)現(xiàn)的;
(4)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析可得:電阻一定時(shí),導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成 。
21.(2023?武漢)小紅同學(xué)用下列器材探究電流與電阻的關(guān)系:干電池4節(jié),定值電阻R(10Ω、15Ω、20Ω和25Ω),電流表A(量程0~0.6A或0~3A),電壓表V(量程0~3V或0~15V),滑動(dòng)變阻器,開關(guān),導(dǎo)線若干。在實(shí)驗(yàn)中:
(1)①如圖乙所示,電壓表量程為0~15V,電流表量程為0~0.6A,定值電阻R=10Ω,請(qǐng)根據(jù)圖甲在圖乙中補(bǔ)畫2根導(dǎo)線,將實(shí)物電路連接完整。
②確認(rèn)電路連接無(wú)誤后,閉合開關(guān),電壓表示數(shù)如圖丙所示,則電源電壓是 V。
(2)斷開開關(guān),將電壓表量程改為0~3V,并聯(lián)接在圖甲中的 A、B兩點(diǎn),檢查電路無(wú)誤后,閉合開關(guān),向左移動(dòng)滑片P,當(dāng)電流表示數(shù)為0.24A時(shí),記下電壓表的示數(shù),設(shè)此時(shí)滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值為RP1,接著將10Ω的定值電阻更換為15Ω的定值電阻,重做實(shí)驗(yàn),當(dāng)觀察到電壓表的示數(shù)是 V時(shí),記下電流表的示數(shù),設(shè)此時(shí)滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值為Rp2,則RP2﹣RP1= Ω。
(3)小紅同學(xué)繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn),將15Ω的定值電阻更換為20Ω的定值電阻,閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)滑片P在最右端時(shí),電壓表示數(shù)為2.7V。為了能用20Ω和25Ω的定值電阻繼續(xù)完成實(shí)驗(yàn),應(yīng)將實(shí)物電路中的滑動(dòng)變阻器更換為 (填“25Ω 2A”“30Ω 2A”或“50Ω 1.5A”)的滑動(dòng)變阻器。
22.(2023?涼山州)小李利用以下器材探究“電流與電阻的關(guān)系”:學(xué)生電源、電流表(0~0.6A)、電壓表(0~3V)、定值電阻(5Ω、10Ω、20Ω各一個(gè))、開關(guān)、滑動(dòng)變阻器和導(dǎo)線若干。
(1)請(qǐng)根據(jù)圖甲所示的電路圖,用筆畫線代替導(dǎo)線將圖乙所示的實(shí)物連接成完整電路(連線不得交叉);
(2)連接電路時(shí),開關(guān)應(yīng) (選填“斷開”或“閉合”),且應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片移到最
(選填“左”或“右”)端;
(3)小李把學(xué)生電源調(diào)至6V,將定值電阻依次接入電路,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片,保持電壓表示數(shù)不變,記下電流表的示數(shù),得到圖丙所示的電流I隨電阻R變化的圖像,由圖像可以得出結(jié)論:電壓一定時(shí),電流與電阻成 (選填“正比”或“反比”);
(4)正確連接電路后,實(shí)驗(yàn)中小李發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)突然變大,電流表示數(shù)幾乎為零,則可能是定值電阻出現(xiàn) 故障;
(5)在圖丙中,定值電阻的阻值為5Ω和20Ω時(shí),滑動(dòng)變阻器的電功率分別為P1和P2,則P1:P2= 。
23.(2023?廣元)同學(xué)們“探究電流與電阻的關(guān)系”時(shí),實(shí)驗(yàn)室提供的器材有:電壓恒為6V的電源一個(gè),定值電阻5個(gè)(阻值分別為5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω),規(guī)格為“40Ω 1A”的滑動(dòng)變阻器一個(gè),電流表、電壓表、開關(guān)各一個(gè),導(dǎo)線若干。
(1)同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)并連接了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)電路,想用電壓表的3V量程測(cè)量定值電阻R兩端的電壓,請(qǐng)你用筆畫線代替導(dǎo)線,幫助他們把電壓表正確連接在電路中(導(dǎo)線不能交叉)。
(2)他們先將R=5Ω的電阻接在圖甲中a、b間,移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片,使電壓表示數(shù)為U0;保持滑片不動(dòng),用10Ω的電阻替換a、b間的電阻后,需將滑動(dòng)變阻器的滑片P向 (選填“左”或“右”)端移動(dòng),才能保持a、b間的電壓U0不變;再依次更換a、b間電阻為15Ω、20Ω繼續(xù)實(shí)驗(yàn)。他們根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)作出了電流表示數(shù)I與a、b間電阻R阻值的關(guān)系圖像,如圖乙所示。由乙圖可知:a、b間電壓U0的值為 V;a、b間電壓一定時(shí),通過(guò)a、b間導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成 比。
(3)當(dāng)他們用25Ω的電阻替換20Ω的電阻后,發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)始終不能調(diào)為U0,為繼續(xù)完成此次探究,同學(xué)們一起設(shè)計(jì)了如下方案,下列方案不正確的一項(xiàng)是 。
A.將滑動(dòng)變阻器更換為“50Ω 1A”的滑動(dòng)變阻器,其余不變
B.將電壓為6V的電源更換為電壓為5.2V的電源,其余不變
C.只調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,使U0為2.3V
24.(2023?齊齊哈爾)小紅在“探究電流與電壓和電阻關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中,使用的實(shí)驗(yàn)器材有:兩節(jié)新干電池、滑動(dòng)變阻器(滿足實(shí)驗(yàn)要求)、電流表、電壓表、開關(guān)、導(dǎo)線和定值電阻若干。實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下:
(1)請(qǐng)根據(jù)小紅設(shè)計(jì)的電路圖(圖1)將實(shí)物圖(圖2)連接完整(要求:導(dǎo)線不交叉)。
(2)小紅把5Ω的定值電阻接入電路,將滑動(dòng)變阻器的滑片調(diào)至最 (選填“左”或“右”)端。閉合開關(guān),移動(dòng)滑片P,發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)無(wú)變化,電流表示數(shù)有變化,其原因可能是定值電阻 。
(3)排除故障后,閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑片P,當(dāng)電壓表的示數(shù)為0.5V時(shí),電流表的示數(shù)如圖3所示,則電流表示數(shù)為 A。繼續(xù)實(shí)驗(yàn),將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄在表中,分析數(shù)據(jù)可得出結(jié)論:在電阻一定時(shí), 。
(4)小紅接下來(lái)探究電流與電阻的關(guān)系。分別將5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值電阻接入電路,閉合開關(guān),正確進(jìn)行操作,并根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制出圖像,如圖4所示。根據(jù)數(shù)據(jù)分析得出結(jié)論: ,通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比。該過(guò)程中滑動(dòng)變阻器除保護(hù)電路外,還起到 的作用。
(5)小紅在得出電流與電壓和電阻的定量關(guān)系后,要測(cè)量一個(gè)標(biāo)記不清的定值電阻阻值(約為30Ω),利用現(xiàn)有器材,設(shè)計(jì)了如圖5所示的電路。
①閉合開關(guān),將滑動(dòng)變阻器接入最大阻值R0時(shí),記錄電壓表示數(shù)為U1;
② ,記錄電壓表示數(shù)為U2;
③得出了定值電阻阻值的表達(dá)式:Rx= (用U1、U2、R0表示)。
25.(2023?河北)在探究電阻一定時(shí)電流與電壓關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中,小明把電源、定值電阻、滑動(dòng)變阻器、電壓表、電流表和開關(guān)連成電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
(1)圖1是小明連接的部分電路,請(qǐng)你用筆畫線代替導(dǎo)線將電路補(bǔ)充完整。
表一:
(2)連接好電路后,閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片,電壓表和電流表的指針都不偏轉(zhuǎn)。圖中a為電源的正極,b、c分別為滑動(dòng)變阻器上電阻絲右側(cè)的接線柱和金屬桿右端的接線柱,用一條導(dǎo)線的兩端分別連接a和b、a和c進(jìn)行檢測(cè),結(jié)果如表一所示。發(fā)生故障的元件是 。
(3)排除故障后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。某次實(shí)驗(yàn)時(shí),電壓表的示數(shù)如圖2所示,示數(shù)為 V。移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片,記錄多組數(shù)據(jù)填入表二。
(4)小明根據(jù)表二中的數(shù)據(jù)畫出圖像,如圖3所示。從圖像可以看出,第 (選填數(shù)據(jù)序號(hào))組數(shù)據(jù)明顯是錯(cuò)誤的,分析時(shí)需要把它剔除掉。
根據(jù)以上數(shù)據(jù),小明得出結(jié)論:電阻兩端的電壓與通過(guò)電阻的電流之比為定值。
(5)小紅按圖4連接電路,測(cè)量并記錄幾組電壓和電流值,如表三所示,其中R1=10Ω、R2=5Ω,U1、U2、I分別表示電壓表V1、V2和電流表A的示數(shù)。
小紅在與小明的交流中,發(fā)現(xiàn)用圖像法處理數(shù)據(jù)可以更直觀地看出兩個(gè)量之間的變化關(guān)系,于是她也利用表三中的數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中畫出了三條直線①②③,如圖5所示,其中 是由表三中的I和U2的數(shù)據(jù)畫出的。小明認(rèn)為小紅的實(shí)驗(yàn)相當(dāng)于探究了三個(gè)定值電阻的電流與電壓的關(guān)系,證據(jù)更充分。交流評(píng)估后得出結(jié)論:在電阻一定的情況下,通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比。
【拓展】某小燈泡L的額定電流是I0,但額定電壓的標(biāo)識(shí)模糊不清,為測(cè)定L正常發(fā)光時(shí)的電阻,小明設(shè)計(jì)了下列的電路,其中定值電阻R0和滑動(dòng)變阻器的最大阻值R已知,但電源電壓未知。為保證電路安全,滑動(dòng)變阻器均不能調(diào)到最小阻值。實(shí)驗(yàn)時(shí)各電路中的小燈泡L都能調(diào)至正常發(fā)光。以下電路圖中,能夠達(dá)到目的的有圖 。
26.(2023?錦州)小明利用4節(jié)新干電池,阻值分別為10Ω、20Ω、30Ω、40Ω、50Ω的定值電阻,銘牌上標(biāo)有“20Ω 1A”的滑動(dòng)變阻器等實(shí)驗(yàn)器材“探究電流與電阻關(guān)系”。
(1)小明連接好如圖甲所示的電路,檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)電路中有一處連接錯(cuò)誤,請(qǐng)你在錯(cuò)誤的導(dǎo)線上畫“×”,并用筆畫線代替導(dǎo)線,將電路連接正確;
(2)電路改接正確后,閉合開關(guān)前,滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)滑到最 (選填“左”或“右”)端;
(3)小明將10Ω的定值電阻接入電路中,閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片,使定值電阻兩端電壓為4V,讀出并記錄電流表示數(shù);保持滑動(dòng)變阻器的滑片位置不變,把10Ω的定值電阻換成20Ω的定值電阻后,直接閉合開關(guān),電壓表的示數(shù)將 (選填“大于”、“小于”或“等于”)4V,此時(shí)應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片在原來(lái)基礎(chǔ)上向 (選填“左”或“右”)端移動(dòng),直到電壓表的示數(shù)再次達(dá)到4V,記錄電流表的示數(shù);
(4)當(dāng)小明將50Ω定值電阻接入電路時(shí),無(wú)論怎樣調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片,都無(wú)法使定值電阻兩端電壓為4V,則原因可能是 (寫出一條即可);
(5)完成實(shí)驗(yàn)探究后,小明得出結(jié)論:當(dāng)導(dǎo)體兩端的電壓一定時(shí),通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成 。
(6)完成上述實(shí)驗(yàn)后,小明又利用原實(shí)驗(yàn)器材,設(shè)計(jì)了如圖乙所示的電路,測(cè)出了額定電壓為2.5V的小燈泡的額定功率。請(qǐng)幫他將實(shí)驗(yàn)步驟補(bǔ)充完整:
①閉合開關(guān)S、S1和S2,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片,使電壓表示數(shù)為 V時(shí),小燈泡正常發(fā)光;
②閉合開關(guān)S、S1,斷開S2,保持滑片位置不變,讀出電壓表示數(shù)為2.5V;
③閉合開關(guān)S、S2,斷開S1,讀出電壓表的示數(shù)為4V;
④小燈泡的額定功率P額= W。
數(shù)據(jù)序號(hào)
1
2
3
4
5
6
7
電壓U/V
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
電流I/A
0.04
0.08
0.11
0.16
0.26
0.24
0.29
數(shù)據(jù)序號(hào)
1
2
3
4
5
6
電壓U/V
2
2.5
3
3.5
4.5
5
電流I/A
0.2
0.25
1.5
0.35
0.45
0.5
電壓U=3V
數(shù)據(jù)序號(hào)
1
2
3
4
5

電阻R1/Ω
5
10
15
20
30

電流I/A
0.6
0.3
0.2
0.15
0.1

電壓U/V
0.6
1.2
1.8
3.0
電流I/A
0.12
0.24
0.36
0.48
0.60
實(shí)驗(yàn)序號(hào)
1
2
3
4
5
U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
I/A
0.1
0.3
0.4
0.5
實(shí)驗(yàn)次數(shù)
1
2
3
4
5
6
電壓U/V
0.4
0.8
1.2
1.6
2.0
2.4
電流I/A
0.08
0.16
0.30
0.32
0.40
0.48
實(shí)驗(yàn)次數(shù)
1
2
3
4
5
6

電阻R/Ω
5
7.5
12
15
20
25

電流I/A
1.2
0.8
0.48
0.4
0.32

實(shí)驗(yàn)次數(shù)
1
2
3
電壓U/V
2.0
3.0
3.8
電流I/A
0.38
0.40
實(shí)驗(yàn)次數(shù)
1
2
3
4
5
電壓U/V
0.6
1
1.5
2
2.5
電流I/A
0.12
0.2
0.3
0.4
實(shí)驗(yàn)次數(shù)
1
2
3
4
5
U/V
0.5
1
1.5
3
I/A
0.1
0.2
0.3
0.5
0.6
實(shí)驗(yàn)次數(shù)
1
2
3
4
5
R/Ω
5
10
15
20
30
I/A
0.6
0.3
0.2
0.15
0.1
電壓U/V
1.0
1.5
2.0
2.5
電流I/A
0.10
0.15
0.25
實(shí)驗(yàn)次數(shù)
1
2
3
4
電壓U/V
1.0
1.6
2.2
2.8
電流I/A
0.16
0.22
0.28
實(shí)驗(yàn)次數(shù)
1
2
3
4
5
電壓U/V
1
1.5
2
2.5
電流I/A
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
實(shí)驗(yàn)次數(shù)
1
2
3
4
5
電壓U/V
1.2
1.5
1.8
2.0
2.4
電流I/A
0.24
0.30
0.36
0.40
0.48
電壓U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3
電流I/A
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
導(dǎo)線連接點(diǎn)
a和b
a和c
電壓表指針是否偏轉(zhuǎn)


電流表指針是否偏轉(zhuǎn)


數(shù)據(jù)序號(hào)
1
2
3
4
5
6
電壓U/V
1.0
1.2
1.4
1.8
2.0
2.4
電流I/A
0.10
0.12
0.14
0.28
0.20
0.24
數(shù)據(jù)序號(hào)
1
2
3
4
5
電壓U1/V
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
電壓U2/V
1.5
3.0
4.5
6.0
7.5
電流I/A
0.10
0.20
0.30
0.40
0.50
實(shí)驗(yàn)16 探究電流與電壓和電阻的關(guān)系
基礎(chǔ)考點(diǎn)梳理
一、電流與電壓的關(guān)系
1. 實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒉孪?、方?br>(1)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模禾骄客ㄟ^(guò)導(dǎo)體的電流與電壓的關(guān)系。
(2)實(shí)驗(yàn)方法:控制變量法。
2. 實(shí)驗(yàn)器材
干電池、開關(guān)、電壓表、電流表、定值電阻、若干導(dǎo)線、滑動(dòng)變阻器。
①干電池:提供電壓。
②開關(guān):控制電路通斷。
③電流表:測(cè)量電流大小。
④導(dǎo)線:連接電路。
⑤電壓表:測(cè)量電壓大小。
⑥滑動(dòng)變阻器:a、保護(hù)電路;b、改變電路中的電流大?。ɑ蛘吒淖冸娮鑳啥穗妷海?。
3. 實(shí)驗(yàn)步驟
步驟①根據(jù)電路圖連接電路,注意連接時(shí)開關(guān)要斷開,開關(guān)閉合之前要把滑動(dòng)變阻器調(diào)到阻值最大處;
步驟②保持定值電阻R不變,檢查電路后閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,使電壓表的示數(shù)分別變化為不同數(shù)值,并讀出電流表相應(yīng)的數(shù)值、填表。
步驟③改變定值電阻R阻值,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,使電壓表的示數(shù)分別變化為不同數(shù)值,并讀出電流表相應(yīng)的數(shù)值、填表。
步驟④根據(jù)數(shù)據(jù)畫出I-U圖像。
步驟 = 5 \* GB3 ⑤整理實(shí)驗(yàn)器材。
4. 實(shí)驗(yàn)結(jié)論及應(yīng)用
(1)同一導(dǎo)體,電流與電壓成正比。
(2)同一導(dǎo)體,電壓和電流的比值為定值。
(3)不同導(dǎo)體,電壓和電流的比值不同。
二、電流與電阻的關(guān)系
1. 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、猜想、方?
(1)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模禾骄客ㄟ^(guò)導(dǎo)體的電流與電阻的關(guān)系。
(2)實(shí)驗(yàn)方法:控制變量法。
2. 實(shí)驗(yàn)器材:干電池、開關(guān)、電壓表、電流表、不同阻值定值電阻、若干導(dǎo)線、滑動(dòng)變阻器。
(1)干電池:提供電壓。
(2)開關(guān):控制電路通斷。
(3)電流表:測(cè)量電流大小。
(4)導(dǎo)線:連接電路。
(5)電壓表:測(cè)量電壓大小。
(6)滑動(dòng)變阻器:a、保護(hù)電路;b、改變電路中的電流大?。ɑ蛘吒淖冸娮鑳啥穗妷海?br>3. 實(shí)驗(yàn)步驟
步驟①根據(jù)電路圖連接電路,注意連接時(shí)開關(guān)要斷開,開關(guān)閉合之前要把滑動(dòng)變阻器調(diào)到阻值最大處。
步驟②分別將5Ω、10Ω、15Ω的定值電阻連入電路,檢查電路后閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,使電壓表示數(shù)保持3V不變,分別記下電流表的示數(shù),填入表格。
步驟③根據(jù)數(shù)據(jù)畫出I-R圖像。
步驟④整理實(shí)驗(yàn)器材。
4. 實(shí)驗(yàn)結(jié)論及應(yīng)用:同一導(dǎo)體,其電阻兩端的電壓一定時(shí),電流與電阻成反比。
5. 實(shí)驗(yàn)補(bǔ)充
(1)由于電壓是形成電流的原因,導(dǎo)體的電阻對(duì)電流有阻礙作用,所以,電流的大小與導(dǎo)體電壓和電阻都有關(guān)。
(2)研究通過(guò)導(dǎo)體的電流跟電壓的關(guān)系時(shí),我們應(yīng)控制電阻一定,通過(guò)在電路中串聯(lián)一個(gè)變阻器來(lái)調(diào)節(jié)導(dǎo)體兩端的電壓,通過(guò)實(shí)驗(yàn)可以得出結(jié)論:電阻一定時(shí),通過(guò)導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比。
(3)研究通過(guò)導(dǎo)體的電流跟電阻的關(guān)系時(shí),我們應(yīng)控制電阻兩端的電壓一定,通過(guò)換用不同阻值的定值電阻來(lái)改變電阻,通過(guò)實(shí)驗(yàn)可以得出結(jié)論:電壓一定時(shí),通過(guò)導(dǎo)體的電流跟導(dǎo)體的電阻成反比。
6. ??紝?shí)驗(yàn)問題
(1)該實(shí)驗(yàn)采用的研究方法是:控制變量法。
(2)電路在連接過(guò)程中,開關(guān)要 斷開 。
(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)論:在電阻一定的情況下,導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比。
(4)電路連接注意事項(xiàng):開關(guān)斷開,滑動(dòng)變阻器滑片移至阻值最大處。
(5)檢查電路時(shí)發(fā)現(xiàn)電壓表、電流表位置互換了,電流表幾乎無(wú)示數(shù),電壓表接近電源電壓。
(6)電表異常偏轉(zhuǎn)原因:①指針反向偏轉(zhuǎn),原因是正負(fù)接線柱接反;②正向偏轉(zhuǎn)幅度過(guò)小,原因是量程選擇過(guò)大;③正向偏轉(zhuǎn)幅度過(guò)大超過(guò)最大刻度,原因是量程選擇過(guò)小。
(7)滑動(dòng)變阻器的作用:①保護(hù)電路;②改變電阻兩端電壓。
(8)換不同規(guī)格的電阻多次測(cè)量的目的是:得出普遍規(guī)律,避免實(shí)驗(yàn)的偶然性。
(9)做“電流與電壓的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)時(shí),若使用燈泡代替電阻,那么在畫出的I-U圖像中,其圖像是一條 曲 線。
(10)做“電流與電壓的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)時(shí),考慮到電壓表的電阻對(duì)電路的影響,每次電流表的示數(shù)比測(cè)量時(shí)通過(guò)待測(cè)電阻的實(shí)際電流_偏大_(選填“偏大”或“偏小”)。
(11)做“電流與電阻的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)時(shí),為了避免來(lái)回更換電阻,帶來(lái)的麻煩,我們可以使用 電阻箱 來(lái)替換定值電阻。
(12)做“電流與電阻的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)時(shí),電阻箱阻值改變后,發(fā)現(xiàn)無(wú)論怎樣調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器都不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)要求,若電路無(wú)故障,則引起這種情況的原因可能是電阻箱的阻值調(diào)得太大(或滑動(dòng)變阻器最大阻值太小)。
(13)做“電流與電阻的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)時(shí),電路中滑動(dòng)變阻器阻最大值Rx的確定方法:UR/R=(U-UR)/RX。
精選真題匯編
1.(2023?綿陽(yáng))用如圖甲所示的電路探究電流與電壓、電阻的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)器材有:1節(jié)干電池、1只電流表、多只電壓表、多個(gè)阻值不同的定值電阻、1只滑動(dòng)變阻器、1個(gè)開關(guān)、導(dǎo)線若干。
(1)電壓表量程應(yīng)選 B (填序號(hào))。
A.0~0.6V
B.0~1.5V
C.0~6V
D.0~15V
(2)探究電流與電壓的關(guān)系:
①先將5Ω的定值電阻接入電路,閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片至不同位置,并將相應(yīng)的電壓表和電流表示數(shù)記錄在下表中。建立I﹣U坐標(biāo)系并描點(diǎn),根據(jù)描點(diǎn)情況,小綿同學(xué)說(shuō),表中數(shù)據(jù)有一組是明顯錯(cuò)誤的,可能是讀取不當(dāng)造成的。這組數(shù)據(jù)序號(hào)是 5 ;
②刪除這組數(shù)據(jù)后,根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制的I﹣U圖象如圖乙所示,分析圖象初步得到:電阻一定時(shí),通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成 正比 。
(3)探究電流與電阻的關(guān)系:
斷開開關(guān),將5Ω的定值電阻換為另一只定值電阻,為使定值電阻兩端的電壓保持1.2V不變。小綿同學(xué)提出兩種操作:
甲:先閉合開關(guān),再將滑片向左移動(dòng),使電壓表示數(shù)為1.2V。
乙:先將滑片移到最左端,再閉合開關(guān),將滑片向右移動(dòng),使電壓表示數(shù)為1.2V。
你認(rèn)為哪種操作合理: 乙 。
【答案】(1)B;(2)①5;②正比;(3)乙。
【解答】解:(1)電源是一節(jié)干電池,電壓約為1.5V,因而電壓表選擇0﹣1.5V的量程,故選:B;
(2)根據(jù)表格數(shù)據(jù),基本上是電壓增大幾倍,電流也增大幾倍,即電壓與電流的比值保持不變,只有第5組數(shù)據(jù)不符合此規(guī)律,是錯(cuò)誤的;剔除后可以得出電阻一定時(shí),通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比;
(3)為了保護(hù)電路,閉合開關(guān)前,把滑動(dòng)變阻器調(diào)到電阻最大位置,先將滑片移到最左端,再閉合開關(guān),將滑片向右移動(dòng),使電壓表示數(shù)為1.2V。故選乙。
故答案為:(1)B;(2)①5;②正比;(3)乙。
2.(2023?宿遷)用圖甲所示電路“探究電流與電阻的關(guān)系”。電源電壓為4.5V不變,滑動(dòng)變阻器規(guī)格為“20Ω 1A”,有4Ω、6Ω、8Ω、10Ω、12Ω的定值電阻各一個(gè)。
(1)用筆畫線代替導(dǎo)線把圖甲電路連接完整,要求:當(dāng)滑片P向左滑動(dòng)時(shí),變阻器接入電路的電阻變大;
(2)連接電路時(shí),開關(guān)應(yīng)該 斷開 (選填“斷開”或“閉合”);
(3)先接入12Ω定值電阻,閉合開關(guān),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,示數(shù)為 2.4 V,記下電流表的示數(shù)。斷開開關(guān),將12Ω電阻換成10Ω后,閉合開關(guān),移動(dòng)變阻器的滑片P使 電壓 表的示數(shù)與前一次相同,記錄相關(guān)數(shù)據(jù);
(4)依次改變電阻R的阻值,共測(cè)得五組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),在圖丙的坐標(biāo)系中描繪出I﹣R圖象為曲線A;
①由圖象可得出的結(jié)論是: 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 ;
②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RP的阻值,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 無(wú)交點(diǎn) (選填“有交點(diǎn)”或“無(wú)交點(diǎn)”),其原因是 對(duì)每一個(gè)電流值,變阻器RP的阻值是定值電阻的阻值倍數(shù)不變,兩個(gè)圖像平行 ;
③本實(shí)驗(yàn)的主要研究方法是“控制變量法”,下列物理教材中的實(shí)驗(yàn),沒有用到“控制變量法”的有 C 。
A.探究二力平衡的條件
B.探究影響液體內(nèi)部壓強(qiáng)的因素
C.用電流表和電壓表測(cè)量定值電阻的阻值
【答案】故答案為:(1)如圖見解答;(2)斷開;(3)2.4;電壓;(4)①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;②無(wú)交點(diǎn);對(duì)每一個(gè)電流值,變阻器RP的阻值是定值電阻的阻值倍數(shù)不變,兩個(gè)圖像平行;③C。
【解答】解:(1)由題知滑片P向左滑動(dòng)時(shí),變阻器接入電路的電阻變大;
因此應(yīng)該用導(dǎo)線連接到滑動(dòng)變阻器的右下方接線柱,如下圖所示:
(2)為保護(hù)電路,連接電路時(shí)開關(guān)應(yīng)斷開;
(3)先接入12Ω定值電阻,閉合開關(guān),移動(dòng)變阻器的滑片P移至合適位置,電壓表用的小量程,分度值為0.1V,示數(shù)為2.4V,記下電流表的示數(shù)。斷開開關(guān),將12Ω電阻換成10Ω后,根據(jù)探究電流與電阻關(guān)系,必須控制電壓不變,閉合開關(guān),移動(dòng)變阻器的滑片P使電壓表的示數(shù)與前一次相同,記錄相關(guān)數(shù)據(jù);
(4)依次改變電阻R的阻值,共測(cè)得五組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),在圖丙的坐標(biāo)系中描繪出I﹣R圖象為曲線A;
①由圖象可知,0.6A×4Ω=0.4A×6Ω=0.3A×8Ω=0.2A×12Ω=2.4V;
可得出的結(jié)論是: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。
②因?yàn)殡娫措妷翰蛔?,而定值電阻的電壓保持不變,滑?dòng)變阻器的電壓也不變,根據(jù)串聯(lián)分壓規(guī)律知,因而各次實(shí)驗(yàn)中,定值電阻和滑動(dòng)變阻器的阻值倍數(shù)關(guān)系保持不變,因而對(duì)每一個(gè)電流值,變阻器RP的阻值始終是定值電阻的阻值倍數(shù)不變,則把每次實(shí)驗(yàn)時(shí)記錄的電流值和對(duì)應(yīng)變阻器RP的阻值,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平行,因而兩者無(wú)交點(diǎn);
③本實(shí)驗(yàn)的主要研究方法是“控制變量法”,
A.探究二力平衡的條件,有多個(gè)因素影響,必須采用控制變量法;
B.探究影響液體內(nèi)部壓強(qiáng)的因素時(shí),探究與深度關(guān)系,控制液體密度不變,用了控制變量法;
C.用電流表和電壓表測(cè)量定值電阻的阻值,是測(cè)量型實(shí)驗(yàn),沒有控制變量;
沒有用到“控制變量法”的有 C。
故答案為:(1)如圖見解答;(2)斷開;(3)2.4;電壓;(4)①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;②無(wú)交點(diǎn);對(duì)每一個(gè)電流值,變阻器RP的阻值是定值電阻的阻值倍數(shù)不變,兩個(gè)圖像平行;③C。
3.(2023?日照)小明同學(xué)在參加學(xué)校物理興趣小組探究活動(dòng)中發(fā)現(xiàn),很多電器產(chǎn)品復(fù)雜的電路都是由簡(jiǎn)單的電路組合而成,使用時(shí)它們的電流與電壓、電阻總存在一定的關(guān)系。某次探究活動(dòng)中,小明找到一個(gè)未知電阻R1(阻值不變),設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路圖。電源電壓保持6V不變,滑動(dòng)變阻器R2的規(guī)格為“50Ω 1A”。
(1)根據(jù)電路圖連接實(shí)驗(yàn)電路時(shí),所采用的電流表、電壓表如圖乙所示。閉合開關(guān)后發(fā)現(xiàn)電壓表無(wú)示數(shù),電流表有示數(shù)。滑動(dòng)滑片,電流表示數(shù)發(fā)生變化。則電路中故障可能是: 電阻R1短路(或電壓表短路、電壓表斷路) ;排除故障之后,閉合開關(guān),滑動(dòng)滑片,記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見表1:
表1
①由表1可知電阻R1= 10 Ω。這些數(shù)據(jù)中第 3 組(填寫數(shù)據(jù)序號(hào))是明顯錯(cuò)誤的。請(qǐng)你幫助小明分析讀取數(shù)據(jù)錯(cuò)誤的原因是: 電流表的量程判斷錯(cuò)誤 。
②通過(guò)此實(shí)驗(yàn),可以得出電流I與電壓U的關(guān)系:在電阻一定的情況下,通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓 成正比 。
(2)保持其他元件不變,只將R1由10Ω更換為5Ω,要繼續(xù)保持電阻R1兩端電壓3V不變,滑動(dòng)變阻器R2需要向 左 (選填“左”或“右”)端滑動(dòng);將R1繼續(xù)更換為15Ω、20Ω…,保持R1兩端電壓3V不變,記錄數(shù)據(jù)見表2:
表2
①要想滿足電阻R1兩端電壓保持3V不變,電阻R1可更換的最大電阻值為 50 Ω。
②分析表中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),得出電流I與電阻R的關(guān)系: 在電壓一定時(shí),通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比 。
(3)在探究多個(gè)變量之間的關(guān)系時(shí),兩實(shí)驗(yàn)均利用了 控制變量 法。
【答案】(1)電阻R1短路(或電壓表短路、電壓表斷路);①10;3;電流表的量程判斷錯(cuò)誤;②成正比;(2)左;①50;②在電壓一定時(shí),通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比;(3)控制變量。
【解答】解:
(1)閉合開關(guān)后,電流表有示數(shù),說(shuō)明電路為通路,而電壓表無(wú)示數(shù),則可能是與電壓表并聯(lián)的電阻R1短路,也可能是電壓表短路,還可能是電壓表斷路;
①根據(jù)歐姆定律R=,計(jì)算出表一中各組數(shù)據(jù)的平均值,排除錯(cuò)誤選項(xiàng),并取平均值;研究電流與電壓的關(guān)系時(shí),需控制定值電阻的電阻相同,所以第三組數(shù)據(jù)錯(cuò)誤,再根據(jù)讀數(shù)規(guī)律,得出是讀錯(cuò)量程了。
②根據(jù)表格得出,電壓與電流的比值是定值,從而得出電流與電壓成正比;
(2)探究“電流與電阻的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中,應(yīng)控制定值電阻兩端的電壓不變,而根據(jù)串聯(lián)分壓原理可知,將定值電阻由10Ω改接成5Ω的電阻,電阻減小,其分得的電壓減小,由分壓原理,應(yīng)減小滑動(dòng)變阻器連入電路中的電阻,所以滑片應(yīng)向左端移動(dòng),使電壓表的示數(shù)為3V;
①由分壓原理,使電壓表的示數(shù)保持為3V,電源電壓為6V,所以滑動(dòng)變阻器兩端電壓也為3V,故定值電阻最大阻值等于滑動(dòng)變阻器最大阻值,為50Ω;
②分析表中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知,電壓一定時(shí),電流與電阻的乘積為定值,所以可得出結(jié)論:在電壓一定時(shí),通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比;
(3)在探究多個(gè)變量之間的關(guān)系時(shí),需要使用控制變量法。
故答案為:(1)電阻R1短路(或電壓表短路、電壓表斷路);①10;3;電流表的量程判斷錯(cuò)誤;②成正比;(2)左;①50;②在電壓一定時(shí),通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比;(3)控制變量。
4.(2023?懷化)圖甲是“探究電流與電壓關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)電路。
(1)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“×”,并用筆畫線代替導(dǎo)線將電路連接正確。
(2)電路接通前,滑動(dòng)變阻器的滑片P應(yīng)該移至最 左 端(選填“左”或“右”)。
(3)閉合開關(guān)后,發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)幾乎為零,電壓表示數(shù)接近于電源電壓,則故障可能是:待測(cè)電阻發(fā)生了 斷路 (選填“短路”或“斷路”)。
(4)排除故障后,閉合開關(guān),改變滑動(dòng)變阻器滑片的位置,記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見下表。表中空白處電壓如圖乙所示,該示數(shù)是 2.4 V。請(qǐng)根據(jù)表中數(shù)據(jù)得結(jié)論:電阻一定時(shí),通過(guò)導(dǎo)體的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成 正比 (選填“正比”或“反比”)。
【答案】(1)見解答圖;(2)左;(3)斷路;(4)2.4;正比。
【解答】解:(1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)記錄數(shù)據(jù)表,可知電壓表應(yīng)接小量程“3”接線柱,如下圖所示;
(2)為了保護(hù)電路,電路接通前,滑動(dòng)變阻器的滑片P應(yīng)該移至阻值最大處,與下接線柱最遠(yuǎn)處,即圖中左端;
(3)閉合開關(guān)后,發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)幾乎為零,電路可能開路,但電壓表有示數(shù),則電壓表與電源連通,此時(shí)電路中的一處故障是待測(cè)電阻R斷路;
(4)由上圖正確電路圖可知,電壓表選用小量程,分度值為0.1V,示數(shù)為2.4V;
根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知:電壓增大為原來(lái)的幾倍,通過(guò)的電流也增大為原來(lái)的幾倍,故得出的結(jié)論:在電阻一定時(shí),通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比。
故答案為:(1)如上圖所示;(2)左;(3)斷路;(4)2.4;正比。
5.(2023?岳陽(yáng))小聰用圖甲所示電路圖探究電流跟電壓、電阻的關(guān)系。
(1)連接電路時(shí),開關(guān)應(yīng) 斷開 ;
(2)若定值電阻R開路,閉合開關(guān)后 電流表 (選填“電流表”或“電壓表”)無(wú)示數(shù);
(3)實(shí)驗(yàn)完成后記錄數(shù)據(jù)的紙被同學(xué)無(wú)意撕斷,只剩圖乙表格。根據(jù)表格數(shù)據(jù)我們能判斷小聰探究的是電流跟 電壓 (選填“電壓”或“電阻”)的關(guān)系;
(4)用“2.5V,0.3A”的小燈泡替換R來(lái)完成研究小燈泡電阻的實(shí)驗(yàn)。閉合開關(guān)移動(dòng)滑片,電壓表示數(shù)如圖丙,此時(shí)電壓為 2 V,電流表示數(shù)可能是下列數(shù)據(jù)中的 C (選填序號(hào))。
A.0.18A
B.0.22A
C.0.26A
【答案】(1)斷開;(2)電流表;(3)電壓;(4)2;C。
【解答】解:(1)為了保護(hù)電路,連接電路時(shí),開關(guān)應(yīng)斷開;
(2)若定值電阻R開路,閉合開關(guān)后,此時(shí)電壓表與電源連通,電壓表有示數(shù),由于電路斷路,電流表無(wú)示數(shù);
(3)由表中數(shù)據(jù)可知,上下兩行數(shù)據(jù)之比為一定值,即通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比,故可以判斷小聰探究的是電流跟電壓的關(guān)系;
(4)閉合開關(guān)移動(dòng)滑片,電壓表示數(shù)如圖丙,電壓表選用小量程,分度值0.1V,其示數(shù)為2V;
小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻為:
RL==≈8.3Ω;
假設(shè)燈絲電阻不變,當(dāng)燈泡兩端電壓為2V時(shí),通過(guò)燈泡的電流為:
I'==≈0.24A,
由于燈絲電阻隨溫度的降低而減小,所以通過(guò)燈泡的電流應(yīng)大于0.24A,即電流表示數(shù)可能是下列數(shù)據(jù)中的0.26A,故選:C。
故答案為:(1)斷開;(2)電流表;(3)電壓;(4)2;C。
6.(2023?眉山)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(電壓為4.5V)、電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器(標(biāo)有“20Ω 2A”字樣)、定值電阻4個(gè)(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω),開關(guān)一個(gè),導(dǎo)線若干。小靜等同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路圖。
(1)請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線將圖乙中的實(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)變小。
(2)滑片P位于滑動(dòng)變阻器阻值最大處,閉合開關(guān),電流表有示數(shù),電壓表無(wú)示數(shù),則電路故障原因是電阻R 短路 。
(3)排除故障后,將定值電阻由5Ω更換為10Ω時(shí),應(yīng)向 右 (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3V不變。
(4)圖丙是根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出的定值電阻的I﹣R圖象,由此可得,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)小靜同學(xué)繼續(xù)探究,再次換接50Ω的定值電阻后,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)達(dá)到原來(lái)的3V,為了完成這次實(shí)驗(yàn),她采取的措施可行的是 B 。
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
(6)下列圖象中能大致反映本實(shí)驗(yàn)各物理量之間關(guān)系的是 B 。
【答案】(1)見解答圖;(2)短路;(3)右;(4)通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比;(5)B;(6)B。
【解答】解:(1)滑片P向右移動(dòng)時(shí)電流表示數(shù)變小,說(shuō)明滑動(dòng)變阻器阻值變大,故滑動(dòng)變阻器選用左下接線柱與電阻R串聯(lián),如下圖所示:
;
(2)滑片P位于滑動(dòng)變阻器阻值最大處,閉合開關(guān),電流表有示數(shù),說(shuō)明電路是通路;電壓表無(wú)示數(shù),說(shuō)明電壓表并聯(lián)的電路短路或電壓表短路或電壓表斷路,即電路故障原因是電阻R短路;
(3)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,要增大滑動(dòng)變阻器電阻阻值,故應(yīng)向右適當(dāng)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片P,使電壓表示數(shù)保持3V不變;
(4)由圖丙可知,電流與電阻的乘積為UV=IR=0.6A×5Ω=……=0.2A×15Ω=3V,為一定值,故由此可得,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)A、設(shè)電源電壓為U總,定值電阻兩端的電壓為UV=3V,根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律及分壓原理有:
=;
方程左邊為一定值,故右邊也為一定值,當(dāng)滑動(dòng)變阻器最大電阻連入電路中時(shí),對(duì)應(yīng)的定值電阻也最大,
即=;
電源電壓為:U總=4.2V<4.5V,所以降低電源電壓可以完成這次實(shí)驗(yàn),故A不符合題意;
B、根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律,滑動(dòng)變阻器分得的電壓:
U滑=U﹣UV=4.5V﹣3V=1.5V,
滑動(dòng)變阻器分得的電壓為電壓表示數(shù)的=0.5倍,根據(jù)分壓原理,當(dāng)接入50Ω電阻時(shí),滑動(dòng)變阻器連入電路中的電阻為:R滑=0.5×50Ω=25Ω>20Ω;
即為了能完成這次實(shí)驗(yàn),滑動(dòng)變阻器的最小電阻為25Ω,而題中原來(lái)滑動(dòng)變阻器的最大電阻為20Ω,若再串聯(lián)一個(gè)10Ω的電阻,根據(jù)電阻的串聯(lián)可知,滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻為:R滑′=25Ω﹣10Ω=15Ω,故B符合題意;
C、將電壓表改接到滑動(dòng)變阻器兩端,電壓表原來(lái)測(cè)定值電阻的電壓,現(xiàn)在測(cè)變阻器的電壓,對(duì)改變定值電阻的電壓大小沒有影響,無(wú)論怎樣移動(dòng)滑片,都不能使電壓表示數(shù)達(dá)到原來(lái)的數(shù)值,所以不能完成這次實(shí)驗(yàn),故C不符合題意;
故選:B;
(6)A、因電壓表示數(shù)不變,即電流與R之積為一定值,所以電流隨R的變化關(guān)系為反比例函數(shù),故A錯(cuò)誤;
B、換用不同的電阻時(shí),電壓表示數(shù)不變,故B正確;
C、由前面解答可知,定值電阻的電壓為3V,滑動(dòng)變阻器的電壓為1.5V,由分壓原理,滑動(dòng)變阻器與R的阻值之比為1:2,故滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻與R的關(guān)系為一過(guò)原點(diǎn)的直線,故C錯(cuò)誤;
D、根據(jù)P=UI=,定值電阻的功率:PR==,即電阻的電功率與R之積為一定值,電阻的電功率隨R變化關(guān)系為反比例函數(shù),故D錯(cuò)誤;
故選:B。
故答案為:(1)見解答圖;(2)短路;(3)右;(4)通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比;(5)B;(6)B。
7.(2023?鞍山)小明使用阻值為5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值電阻各一個(gè),電壓為3V的電源以及規(guī)格為“10Ω,0.5A”的滑動(dòng)變阻器等器材,來(lái)“探究電流與電阻的關(guān)系”。
(1)他首先將5Ω的電阻接入了圖甲的電路中,檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)電路中有一根導(dǎo)線連接錯(cuò)誤,請(qǐng)?jiān)阱e(cuò)誤的導(dǎo)線上畫“×”,并用筆畫線代替導(dǎo)線將電路連接正確;
(2)電路正確連接后,閉合開關(guān)時(shí)發(fā)現(xiàn),此時(shí)電壓表和電流表均無(wú)示數(shù),他判斷產(chǎn)生此現(xiàn)象的原因是 滑動(dòng)變阻器 (選填“定值電阻”或“滑動(dòng)變阻器”)斷路。排除故障后移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片,電流表示數(shù)如圖乙所示,則此時(shí)電壓表示數(shù)為 2 V;
(3)當(dāng)定值電阻由5Ω換為10Ω時(shí),為達(dá)到實(shí)驗(yàn)要求,需向 右 (選填“左”或“右”)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片。分別將5Ω和10Ω的電阻接入電路,在電壓表示數(shù)不變的情況下,滑動(dòng)變阻器消耗的電功率之比為 2:1 ;
(4)如果只利用現(xiàn)有器材,讓四個(gè)電阻單獨(dú)接入電路都可完成實(shí)驗(yàn),定值電阻兩端的電壓應(yīng)控制在2V~ 2.5 V之間;
(5)小明按上述方法,更換不同阻值的電阻進(jìn)行了多次實(shí)驗(yàn)后,得出結(jié)論:當(dāng)電壓一定時(shí),導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體的電阻成 反比 。
(6)完成上面實(shí)驗(yàn)后,小明又設(shè)計(jì)了圖丙所示的電路來(lái)測(cè)量額定電壓為2.5V的小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻,已知電源電壓為7V,R0的阻值為10Ω,請(qǐng)完成以下實(shí)驗(yàn)步驟:
①開關(guān)S和S1閉合、S2斷開,移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片,使小燈泡正常發(fā)光;
②保持滑動(dòng)變阻器滑片位置不變,將開關(guān)S和S2閉合、S1斷開,此時(shí)電壓表示數(shù)為3V;再將滑動(dòng)變阻器的滑片移到最 左 (選填“左”或“右”)端,此時(shí)電壓表示數(shù)為5V,電路中的電流為 0.2 A;
③小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻RL= 8.3 Ω。(結(jié)果保留一位小數(shù))
【答案】(1)見解答圖;(2)滑動(dòng)變阻器;2;(3)右;2:1;(4)2.5;(5)反比;(6)②左;0.2;③8.3。
【解答】解:(1)原電路圖中,電流表與定值電阻并聯(lián),電壓表串聯(lián)在電路中是錯(cuò)誤的,在探究電流與電阻的關(guān)系實(shí)驗(yàn)中,定值電阻、滑動(dòng)變阻器和電流表串聯(lián),電壓表并聯(lián)在定值電阻兩端,如下圖所示:
;
(2)若電流表無(wú)示數(shù),說(shuō)明電路可能斷路;電壓表無(wú)示數(shù),說(shuō)明電壓表與電源之間存在斷路,即產(chǎn)生此現(xiàn)象的原因是滑動(dòng)變阻器斷路;
電流表示數(shù)如圖乙所示,電流表選用小量程,分度值0.02A,其示數(shù)為0.4A,則定值電阻兩端電壓為UV=I1R1=0.4A×5Ω=2V,即電壓表示數(shù)為2V;
(3)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,要增大滑動(dòng)變阻器電阻阻值,故應(yīng)把滑動(dòng)變阻器滑片向右滑動(dòng);
小明將5Ω和10Ω電阻分別接入電路,因定值電阻兩端的電壓保持不變,根據(jù)歐姆定律可知,在電壓不變時(shí),電流與電阻成反比,故電路中電流之比為:
I1:I2=10Ω:5Ω=2:1;
因電源電壓和定值電阻兩端的電壓不變,根據(jù)串聯(lián)電路電壓規(guī)律,滑動(dòng)變阻器兩端電壓不變,
由P=UI可知,在電壓不變時(shí),電功率與電流成正比,故兩次實(shí)驗(yàn)滑動(dòng)變阻器消耗的電功率之比為2:1;
(4)由圖甲可知,電流表選用小量程,滑動(dòng)變阻器允許通過(guò)的最大電流為0.5A,即電路中最大電流為0.5A,當(dāng)電路中電流最大,定值電阻阻值最小時(shí),定值電阻兩端電壓最大,故定值電阻兩端最大電壓為:
UV大=I大R定?。?.5A×5Ω=2.5V;
(5)因電流與電阻的乘積為一定值,故可得出結(jié)論:當(dāng)電壓一定時(shí),導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體的電阻成反比;
(6)①開關(guān)S、S1閉合、S2斷開,此時(shí)燈泡和滑動(dòng)變阻器串聯(lián),電壓表測(cè)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓,當(dāng)燈泡正常發(fā)光時(shí),燈泡兩端的電壓為2.5V;由串聯(lián)電路的電壓規(guī)律可知,電壓表的示數(shù)為7V﹣2.5V=4.5V;
②保持滑動(dòng)變阻器位置不動(dòng),開關(guān)S、S2閉合、S1斷開,此時(shí)滑動(dòng)變阻器的最大電阻和R0串聯(lián),電壓表測(cè)滑片右側(cè)電阻絲的電壓,已知此時(shí)電壓表示數(shù)為3V;再將滑動(dòng)變阻器滑片調(diào)到最左端,滑動(dòng)變阻器的最大電阻仍然和R0串聯(lián),電壓表測(cè)整個(gè)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓,此時(shí)電壓表示數(shù)為5V,根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律,定值電阻兩端的電壓為7V﹣5V=2V,由歐姆定律,電路中的電流為:
I===0.2A;
③在②中,因電壓表接在滑片上,故電流經(jīng)定值電阻后經(jīng)滑動(dòng)變阻器的全部電阻絲回到電源負(fù)極,因此在移動(dòng)滑片過(guò)程中,電路中的電流不變,電壓表測(cè)滑片右側(cè)部分電阻絲的電壓;
故當(dāng)電壓表示數(shù)為3V時(shí),由歐姆定律,滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻:
R滑部分===15Ω,
由串聯(lián)電路電流特點(diǎn)和歐姆定律,在①中,燈正常發(fā)光時(shí)燈的電流為:
IL===0.3A;
小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻為:
RL==≈8.3Ω。
故答案為:(1)見解答圖;(2)滑動(dòng)變阻器;2;(3)右;2:1;(4)2.5;(5)反比;(6)②左;0.2;③8.3。
8.(2023?西寧)小西和同學(xué)們?cè)凇疤骄侩娏髋c電壓的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中,實(shí)驗(yàn)電路如圖甲所示,電源電壓恒為3V,定值電阻R的阻值為5Ω。
(1)連接電路時(shí),開關(guān)應(yīng) 斷開 ,閉合開關(guān)前應(yīng)將滑動(dòng)變阻器滑片P調(diào)至 A (選填“A”或“B”)端。
(2)連接好電路后,閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)電壓表有示數(shù),電流表無(wú)示數(shù),此時(shí)電路的故障可能是定值電阻 斷 路。
(3)排除故障后,第2次實(shí)驗(yàn)中電流表的示數(shù)如圖乙所示,為 0.2 A。
(4)將多次實(shí)驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)記錄在表格中,分析數(shù)據(jù)可得:在電阻一定時(shí),通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成 正比 。
(5)以下實(shí)驗(yàn)中,與此實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行多次測(cè)量的目的相同的是 B 。
A.用刻度尺測(cè)量長(zhǎng)度
B.探究杠桿的平衡條件
(6)完成此實(shí)驗(yàn)后,同學(xué)們還想探究“電流與電阻的關(guān)系”,又添加了10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的電阻,實(shí)驗(yàn)中保持定值電阻兩端電壓為1.5V不變。將5Ω電阻換成10Ω電阻后,為保持電壓表的示數(shù)仍為1.5V,應(yīng)將滑動(dòng)變阻器滑片P向 A (選填“A”或“B”)端移動(dòng)。為了完成本實(shí)驗(yàn),滑動(dòng)變阻器的最大阻值不得小于 25 Ω。
【答案】(1)斷開;A;(2)斷;(3)0.2;(4)正比;(5)B;(6)A;25。
【解答】解:(1)為了保護(hù)電路,連接電路時(shí),開關(guān)必須斷開;正確連好電路后,閉合開關(guān)前,要將滑動(dòng)變阻器的滑片P調(diào)至A端阻值最大處;
(2)電流表無(wú)示數(shù),說(shuō)明電路可能斷路,電壓表有示數(shù),說(shuō)明電壓表、電流表、滑動(dòng)變阻器、開關(guān)與電源是通路,故電路故障可能是定值電阻斷路;
(3)由圖乙可知,電流表選用小量程,分度值為0.02A,示數(shù)為0.2A;
(4)由表中數(shù)據(jù)可得,在電阻一定時(shí),通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比;
(5)本實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行多次測(cè)量的目的是得出普遍性的規(guī)律,探究杠桿的平衡條件時(shí),多次測(cè)量也是為了得出普遍性的規(guī)律;
(6)根據(jù)串聯(lián)分壓原理可知,將定值電阻由5Ω換成10Ω,電阻增大,其分得的電壓也增大,為保持電壓表的示數(shù)不變,應(yīng)增大滑動(dòng)變阻器分得的電壓,故需增大滑動(dòng)變阻器連入電路中的電阻,滑片應(yīng)向A端移動(dòng);
電阻兩端的電壓始終保持UV=1.5V,根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律,變阻器分得的電壓:U滑=U﹣UV=3V﹣1.5V=1.5V,變阻器分得的電壓與電壓表示數(shù)相同,根據(jù)分壓原理,當(dāng)接入25Ω電阻時(shí),變阻器連入電路中的電阻為:
R滑=1×25Ω=25Ω,故為了完成本實(shí)驗(yàn),滑動(dòng)變阻器的最大阻值不得小于25Ω。
故答案為:(1)斷開;A;(2)斷;(3)0.2;(4)正比;(5)B;(6)A;25。
9.(2023?宜昌)如圖甲為小俊和小紅在探究電阻一定時(shí)電流與電壓關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中連接的部分實(shí)物圖。
(1)用筆畫線代替導(dǎo)線將實(shí)物圖連接完整,使滑片向右滑動(dòng)時(shí)電流表的示數(shù)變大。
(2)正確連接電路,閉合開關(guān)后,發(fā)現(xiàn)電流表無(wú)示數(shù),電壓表有示數(shù),則電路可能出現(xiàn)的故障是 R斷路 。
(3)排除故障后,測(cè)量出的數(shù)據(jù)如表,請(qǐng)?jiān)趫D乙的坐標(biāo)紙中描點(diǎn)畫出I﹣U圖像。
(4)小俊和小紅分析圖像后得出了結(jié)論,為了使結(jié)論具有普遍性,小俊提出用剛才的實(shí)驗(yàn)器材增加實(shí)驗(yàn)次數(shù),小紅提出換用不同的定值電阻重復(fù)前面的實(shí)驗(yàn)。你覺得科學(xué)合理的是 小紅 (選填“小俊”或“小紅”)的方案。
(5)他們發(fā)現(xiàn)另外一組的同學(xué)畫出的圖像(如圖丙)所反映出的規(guī)律與自己的不同,請(qǐng)你分析該小組實(shí)驗(yàn)中可能存在的問題是 電壓表與滑動(dòng)變阻器并聯(lián) 。
【答案】(1)見解析;(2)R斷路;(3)見解析;(4)小紅;(5)電壓表與滑動(dòng)變阻器并聯(lián)
【解答】解:(1)根據(jù)題意可知,滑片向右滑動(dòng)時(shí)電流表的示數(shù)變大,這說(shuō)明電路中的總電阻變小,滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻變小,所以滑動(dòng)變阻器應(yīng)該接右下接線柱,如圖所示:
;
(2)正確連接電路,閉合開關(guān)后,發(fā)現(xiàn)電流表無(wú)示數(shù),說(shuō)明電路出現(xiàn)了斷路現(xiàn)象;電壓表有示數(shù),說(shuō)明電壓表與電源之間是接通的,則電路可能出現(xiàn)的故障是R斷路;
(3)根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)描點(diǎn)連線,如下所示:
(4)實(shí)驗(yàn)中為了獲得普遍的規(guī)律,應(yīng)換用阻值不同的定值電阻多次測(cè)量,所以小紅的方法是合理的;
(5)實(shí)驗(yàn)后不同小組之間進(jìn)行交流時(shí),發(fā)現(xiàn)有一組同學(xué)畫出的I﹣U圖像如圖丙所示,造成該現(xiàn)象的原因是:電壓表與滑動(dòng)變阻器并聯(lián)。
故答案為:(1)見解析;(2)R斷路;(3)見解析;(4)小紅;(5)電壓表與滑動(dòng)變阻器并聯(lián)。
10.(2023?無(wú)錫)用圖甲所示的電路探究通過(guò)導(dǎo)體的電流與電壓、電阻的關(guān)系。器材有:干電池3節(jié)(每節(jié)電壓略小于1.5V),滑動(dòng)變阻器3個(gè)(銘牌上分別標(biāo)有“5Ω?3A”“20Ω?2A”“50Ω?1.5A”字樣),電流表、電壓表、開關(guān)各一個(gè),阻值為5Ω、10Ω、20Ω的電阻各一個(gè),導(dǎo)線若干。
(1)閉合開關(guān)前,應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片P移至 B (選填“A”或“B”)端。
(2)閉合開關(guān)后,電流表和電壓表示數(shù)為0,移動(dòng)滑片P,兩表指針不偏轉(zhuǎn)。將與電壓表“﹣”接線柱相連的導(dǎo)線從D端拆下,試觸C點(diǎn),電壓表指針不偏轉(zhuǎn),試觸B點(diǎn),電壓表指針偏轉(zhuǎn),若電路中只有一處故障,則可能是 導(dǎo)線BC斷路 。
(3)排除故障后,重新開始實(shí)驗(yàn),探究電流與電壓的關(guān)系。閉合開關(guān),電壓表示數(shù)為0.7V,電流表示數(shù)為0.07A。移動(dòng)滑片P,逐步增大R兩端電壓,記錄電壓表的示數(shù)U和對(duì)應(yīng)的電流表的示數(shù)I。以電流I為縱坐標(biāo)、電壓U為橫坐標(biāo),采用描點(diǎn)的方式,畫出I﹣U圖像,如圖乙所示。依據(jù)圖像,得到的結(jié)論是 當(dāng)電阻一定時(shí),通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比 ,實(shí)驗(yàn)中選用的滑動(dòng)變阻器的銘牌上標(biāo)有 “50Ω?1.5A” 字樣,電源電壓為 4.2 V。
(4)在探究電流與電阻的關(guān)系時(shí),為了能使用上一次的某一組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),斷開開關(guān),將R換成5Ω,閉合開關(guān),移動(dòng)滑片P,電流表示數(shù)如圖丙所示為 0.4 A;斷開開關(guān),換接未使用過(guò)的一個(gè)電阻,正確操作后,電流表示數(shù)應(yīng)為 0.1 A。
【答案】(1)B;(2)導(dǎo)線BC斷路;(3)當(dāng)電阻一定時(shí),通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比;“50Ω?1.5A”;4.2;(4)0.4;0.1。
【解答】解:(1)為了保護(hù)電路,閉合開關(guān)前,應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片P移至阻值最大處,即B端;
(2)閉合開關(guān)后,電流表示數(shù)為0,說(shuō)明電路可能斷路,電壓表示數(shù)為0,說(shuō)明電壓表與電源沒有連通;將與電壓表“﹣”接線柱相連的導(dǎo)線從D端拆下,試觸C點(diǎn),電壓表指針不偏轉(zhuǎn),試觸B點(diǎn),電壓表指針偏轉(zhuǎn),說(shuō)明此時(shí)電壓表與電源連通,電壓表并聯(lián)的電路斷路,若電路中只有一處故障,則可能是導(dǎo)線BC斷路;
(3)由圖乙可知,圖線為一條過(guò)原點(diǎn)的斜線,故得到的結(jié)論是:當(dāng)電阻一定時(shí),通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比;
由圖甲可知,電源為三節(jié)干電池串聯(lián),每節(jié)電壓略小于1.5V,則電源電壓應(yīng)該大于3V,小于4.5V;
閉合開關(guān),電壓表示數(shù)為0.7V,電流表示數(shù)為0.07A,此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值最大,根據(jù)串聯(lián)電路電壓規(guī)律和歐姆定律可知,電源電壓為:
U=0.7V+0.07A×R滑大……①;
若選用“5Ω?3A”的滑動(dòng)變阻器,代入①式,則U=1.05V,不符合題意;
若選用“20Ω?2A”的滑動(dòng)變阻器,代入①式,則U=2.1V,不符合題意;
若選用“50Ω?1.5A”的滑動(dòng)變阻器,代入①式,則U=4.2V,符合題意;
故實(shí)驗(yàn)中選用的滑動(dòng)變阻器的銘牌上標(biāo)有“50Ω?1.5A”字樣,電源電壓為4.2V;
(4)將R換成5Ω,閉合開關(guān),移動(dòng)滑片P,電流表示數(shù)如圖丙所示,電流表選用小量程,分度值0.02A,其示數(shù)為0.4A,則定值電阻兩端電壓為:
UV=I2R2=0.4A×5Ω=2V;
由圖乙可知,在探究電流與電壓的關(guān)系實(shí)驗(yàn)中,定值電阻的阻值為:
R1===10Ω,故未使用過(guò)電阻的阻值為20Ω;
在探究電流與電阻的關(guān)系實(shí)驗(yàn)中,應(yīng)控制定值電阻兩端電壓不變,故換接20Ω的電阻,正確操作后,電流表示數(shù)應(yīng)為:
I3===0.1A。
故答案為:(1)B;(2)導(dǎo)線BC斷路;(3)當(dāng)電阻一定時(shí),通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比;“50Ω?1.5A”;4.2;(4)0.4;0.1。
11.(2023?威海)在探究“電流與電阻的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中,電源電壓恒為9V,滑動(dòng)變阻器規(guī)格為“50Ω 2A”。
(1)根據(jù)圖甲所示的電路圖,請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線,將圖乙所示的實(shí)物圖連接完整(導(dǎo)線不允許交叉)。
(2)連接好電路,將滑動(dòng)變阻器阻值調(diào)到最大,閉合開關(guān),移動(dòng)滑片,發(fā)現(xiàn)電流表無(wú)示數(shù),電壓表示數(shù)始終接近電源電壓。導(dǎo)致這一現(xiàn)象的原因可能是 C 。
A.電流表?yè)p壞
B.滑動(dòng)變阻器短路
C.定值電阻R接觸不良
D.定值電阻R短路
(3)排除故障繼續(xù)實(shí)驗(yàn),更換不同的定值電阻后,都需要調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,其目的是 保持定值電阻兩端的電壓不變 ,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表所示,其中第6次實(shí)驗(yàn)中電流表示數(shù)如圖丙所示,其讀數(shù)為 0.24 A。
(4)在如圖丁所示坐標(biāo)系中已經(jīng)描出所有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的點(diǎn),請(qǐng)繪出圖象,分析并得出結(jié)論: 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)實(shí)驗(yàn)完成后,在評(píng)估“將5Ω電阻更換成7.5Ω電阻繼續(xù)實(shí)驗(yàn)”這一環(huán)節(jié)中,甲小組認(rèn)為,更換成7.5Ω電阻后需要將滑動(dòng)變阻器阻值調(diào)到最大,才能閉合開關(guān)進(jìn)行實(shí)驗(yàn);而乙小組認(rèn)為,更換成7.5Ω電阻后不需要將滑動(dòng)變阻器阻值調(diào)到最大,可直接閉合開關(guān)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。你認(rèn)為哪個(gè)小組的觀點(diǎn)正確并寫出理由: 甲組,閉合開關(guān)前滑動(dòng)變阻器的阻值需調(diào)到阻值最大處 。
【答案】(1)如圖;(2)C;(3)保持定值電阻兩端電壓不變;0.24;(4)如圖;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)甲組,閉合開關(guān)前滑動(dòng)變阻器的阻值需調(diào)到阻值最大處。
【解答】解:(1)由圖甲可知滑片左移滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻變大,所以導(dǎo)線連接滑動(dòng)變阻器的右下接線柱,如圖:

(2)閉合開關(guān),移動(dòng)滑片,發(fā)現(xiàn)電流表無(wú)示數(shù),說(shuō)明電路斷路,電壓表示數(shù)始終接近電源電壓,說(shuō)明電壓表串聯(lián)接入電路,即與電壓表并聯(lián)的電阻電阻斷路,故選C;
(3)探究“電流與電阻的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)需保持定值電阻兩端的電壓不變;
電流表接入電路的是小量程,分度值為0.02A,示數(shù)為0.24A;
(4)用平滑曲線連接,如圖:
,
分析圖象可得電壓一定時(shí),通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比;
(5)甲組,閉合開關(guān)前滑動(dòng)變阻器的阻值需調(diào)到阻值最大處。
故答案為:(1)如圖;(2)C;(3)保持定值電阻兩端電壓不變;0.24;(4)如圖;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)甲組,閉合開關(guān)前滑動(dòng)變阻器的阻值需調(diào)到阻值最大處。
12.(2023?煙臺(tái))在“探究電流與電壓、電阻的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中:
(1)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí),小明制定了探究的總體思路:保持電阻不變,探究電流與電壓的關(guān)系;保持電壓不變,探究電流與電阻的關(guān)系。物理上把這種科學(xué)探究的方法叫做 控制變量法 。
(2)在“探究電流與電壓的關(guān)系”的過(guò)程中,小明連接了如圖甲所示的實(shí)物電路。閉合開關(guān)前,滑動(dòng)變阻器的滑片P應(yīng)滑到 A (選填“A”或“B”)端。閉合開關(guān)后,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片P至適當(dāng)位置,此時(shí)電流表示數(shù)如圖乙所示,則電流表示數(shù)為 0.4 A。
(3)在“探究電流與電阻的關(guān)系”的過(guò)程中,小明將5Ω的電阻換成10Ω的電阻后,閉合開關(guān),直接讀出電流值,這種做法是否正確? 不正確 ;理由是什么? 沒有控制定值電阻兩端的電壓不變 。
(4)小明根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制了I﹣U和I﹣R的圖象,如圖丙、丁所示。由圖象可以得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是:在電阻一定的情況下,通過(guò)導(dǎo)體的電流跟這段導(dǎo)體兩端的電壓成 正比 ;在電壓一定的情況下,通過(guò)導(dǎo)體的電流跟導(dǎo)體的電阻成 反比 。
【答案】(1)控制變量法;(2)A;0.4;(3)不正確;沒有控制定值電阻兩端的電壓不變;(4)正比;反比。
【解答】解:(1)保持電阻不變,探究電流與電壓的關(guān)系;保持電壓不變,探究電流與電阻的關(guān)系;物理上把這種科學(xué)探究的方法叫做控制變量法;
(2)為了保護(hù)電路,閉合開關(guān)前,滑動(dòng)變阻器的滑片P應(yīng)滑到阻值最大處,即A端;
閉合開關(guān)后,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片P至適當(dāng)位置,此時(shí)電流表示數(shù)如圖乙所示,電流表選用小量程,分度值0.02A,其示數(shù)為0.4A;
(3)小明將5Ω的電阻換成10Ω的電阻后,閉合開關(guān),直接讀出電流值,這種做法不正確;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,故更換電阻后,應(yīng)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片,保持定值電阻兩端電壓不變,然后讀出電流值;
(4)由圖丙可知,圖線為一條過(guò)原點(diǎn)的斜線,故可以得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是:在電阻一定的情況下,通過(guò)導(dǎo)體的電流跟這段導(dǎo)體兩端的電壓成正比;
由圖丁可知,電流與電阻的乘積UV=IR=0.4A×5Ω=……=0.1A×20Ω=2V,為一定值,故可以得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是:在電壓一定的情況下,通過(guò)導(dǎo)體的電流跟導(dǎo)體的電阻成反比。
故答案為:(1)控制變量法;(2)A;0.4;(3)不正確;沒有控制定值電阻兩端的電壓不變;(4)正比;反比。
13.(2023?黑龍江)在探究“電流與電阻關(guān)系”實(shí)驗(yàn)時(shí),老師給小明提供了如下器材:電源(電壓恒定為4.5V),電流表,電壓表,開關(guān)各一個(gè),滑動(dòng)變阻器甲“10Ω,2A”和滑動(dòng)變阻器乙“20Ω,1A”各一個(gè),定值電阻5Ω、10Ω、15Ω各一個(gè),導(dǎo)線若干。
(1)注意在連接電路時(shí),開關(guān)必須處于 斷開 狀態(tài);
(2)用筆畫線代替導(dǎo)線,將圖甲的實(shí)驗(yàn)電路連接完整(要求:滑動(dòng)變阻器滑片P向左滑動(dòng)時(shí)電流表示數(shù)變大,導(dǎo)線不允許交叉);
(3)正確連接電路后閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)電流表有示數(shù),無(wú)論怎樣移動(dòng)滑片P,電壓表都無(wú)示數(shù),則故障可能是 電阻R短路(或電壓表短路或電壓表斷路) (答出一種情況即可);
(4)排除故障后,小明把5Ω的電阻接入電路中,移動(dòng)滑片P到適當(dāng)位置,讀出電流表示數(shù)如圖乙所示,正確記錄后,小明又改用10Ω電阻繼續(xù)實(shí)驗(yàn),閉合開關(guān)后,小明應(yīng)將滑片P向 右 (選填“左”或者“右”)移動(dòng)至電壓表示數(shù)為 2.5 V;
(5)小明在實(shí)驗(yàn)中所選用的滑動(dòng)變阻器應(yīng)該是 乙 (選填“甲”或“乙”);
(6)利用老師給的器材,還能完成的電學(xué)實(shí)驗(yàn)有: 測(cè)量電阻的阻值 (寫出一個(gè)即可)。
【答案】(1)斷開;(2)見解答圖;(3)電阻R短路(或電壓表短路或電壓表斷路);(4)右;2.5;(5)乙;(6)測(cè)量電阻的阻值。
【解答】解:(1)為保護(hù)電路,在連接電路時(shí),開關(guān)必須處于斷開狀態(tài);
(2)滑動(dòng)變阻器滑片P向左滑動(dòng)時(shí)電流表示數(shù)變大,說(shuō)明滑動(dòng)變阻器阻值變小,故滑動(dòng)變阻器選用左下接線柱與電阻R串聯(lián)在電路中,如下圖所示:
;
(3)正確連接電路后閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)電流表有示數(shù),說(shuō)明電路是通路;無(wú)論怎樣移動(dòng)滑片P,電壓表都無(wú)示數(shù),說(shuō)明電壓表并聯(lián)的電路短路或電壓表短路或電壓表斷路,即故障可能是電阻R短路(或電壓表短路或電壓表斷路);
(4)排除故障后,小明把5Ω的電阻接入電路中,移動(dòng)滑片P到適當(dāng)位置,讀出電流表示數(shù)如圖乙所示,電流表選用小量程,分度值0.02A,其示數(shù)為0.5A,則定值電阻兩端電壓為UV=I1R1=0.5A×5Ω=2.5V;
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,要增大滑動(dòng)變阻器電阻阻值,故應(yīng)把滑動(dòng)變阻器滑片向右移動(dòng)至電壓表示數(shù)為2.5V;
(5)實(shí)驗(yàn)中使用的定值電阻阻值最大為15Ω,定值電阻兩端的電壓始終保持UV=2.5V,根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律,滑動(dòng)變阻器分得的電壓:U滑=U﹣UV=4.5V﹣2.5V=2V,滑動(dòng)變阻器分得的電壓為電壓表示數(shù)的=0.8倍,根據(jù)分壓原理,當(dāng)接入15Ω電阻時(shí),滑動(dòng)變阻器連入電路中的電阻為:R滑=0.8×15Ω=12Ω,即所選擇的滑動(dòng)變阻器的最大阻值不能小于12Ω,故選乙;
(6)根據(jù)R=知此實(shí)驗(yàn)還可以測(cè)量電阻的阻值。
故答案為:(1)斷開;(2)見解答圖;(3)電阻R短路(或電壓表短路或電壓表斷路);(4)右;2.5;(5)乙;(6)測(cè)量電阻的阻值。
14.(2023?益陽(yáng))小明同學(xué)想探究“通過(guò)燈泡的電流與燈泡兩端電壓的關(guān)系”,設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路圖。
(1)請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線,按照?qǐng)D甲所示的電路圖,在圖乙中將實(shí)物電路連接完整(要求連線不得交叉;滑動(dòng)變阻器的滑片向左移動(dòng),小燈泡變亮)。
(2)小明同學(xué)正確連接電路后,閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)小燈泡不發(fā)光,電流表無(wú)示數(shù),但電壓表示數(shù)較大。接下來(lái)正確的操作是 C 。
A.檢查電路是否短路
B.更換電流表
C.檢查小燈泡是否接觸良好或損壞
D.移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片,觀察小燈泡是否發(fā)光
(3)排除電路故障后,下表是按正確的操作測(cè)得的數(shù)據(jù),其中第一次測(cè)得的電流如圖丙所示,則電流表示數(shù)為 0.32 A。從表中數(shù)據(jù)可看出,通過(guò)燈泡的電流與燈泡兩端的電壓不成正比,其原因是 燈絲的電阻隨著溫度的升高而增大 。
【答案】(1)見解答圖;(2)C;(3)0.32;燈絲的電阻隨著溫度的升高而增大。
【解答】解:(1)電流表、燈泡、滑動(dòng)變阻器、開關(guān)串聯(lián)接入電路;滑動(dòng)變阻器“一上一下”接線柱接入電路;如下圖所示:
(2)小明同學(xué)正確連接電路后,閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)小燈泡不發(fā)光,電流表無(wú)示數(shù),但電壓表示數(shù)較大,說(shuō)明與電壓表并聯(lián)的小燈泡斷路,接下來(lái)應(yīng)檢查小燈泡是否接觸良好或損壞,故選C;
(3)由圖可知,電流表所選量程為0~0.6A,分度值是0.02A,根據(jù)指針位置可知,其示數(shù)是0.32A;
由表格中的數(shù)據(jù)和公式R=可知:隨燈泡電壓與電流增大,燈泡實(shí)際功率增大,燈絲溫度升高,燈泡電阻變大,燈泡的電流跟燈泡兩端電壓的不成正比,其原因是燈絲的電阻隨著溫度的升高而增大。
故答案為:(1)如上圖所示;(2)C;(3)0.32;燈絲的電阻隨著溫度的升高而增大。
15.(2023?沈陽(yáng))在“探究電流與電壓和電阻的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中,電源兩端電壓3V且保持不變,滑動(dòng)變阻器規(guī)格為“25Ω 1A”。
(1)探究電流與電壓的關(guān)系,實(shí)驗(yàn)電路如圖甲所示,請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線,將實(shí)物圖連接完整;
(2)閉合開關(guān)后,發(fā)現(xiàn)電壓表無(wú)示數(shù),電流表有示數(shù),移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P,電壓表仍無(wú)示數(shù),電流表示數(shù)有變化。若電路故障只有一處,則故障可能是定值電阻R發(fā)生 短路 (填“短路”或“斷路”);
(3)排除故障后,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表所示:
其中第5次實(shí)驗(yàn)中電流表示數(shù)如圖乙所示,為 0.5 A;
(4)分析表格中數(shù)據(jù)得出電流與電壓的定量關(guān)系:在電阻一定時(shí),通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓 成正比 ;
(5)利用這個(gè)電路繼續(xù)探究電流與電阻的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)中分別接入阻值為5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值電阻,且每次只接入一個(gè)定值電阻,同時(shí)移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P,觀察電壓表和電流表的示數(shù)。實(shí)驗(yàn)中調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的目的是 控制電阻兩端的電壓不變 ;不改變現(xiàn)有器材的規(guī)格,設(shè)定的電壓表示數(shù)應(yīng)不低于 1.5 V,才能保證五次實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行,得出正確結(jié)論。
【答案】(1)見解答圖;(2)短路;(3)0.5;(4)成正比;(5)控制電阻兩端的電壓不變;1.5。
【解答】解:(1)由于電源電壓為3V,所以電壓表選用0~3V的量程與定值電阻并聯(lián),如下圖:
(2)閉合開關(guān),移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P,電流表示數(shù)有變化,則電路為通路,發(fā)現(xiàn)電壓表無(wú)示數(shù),則故障原因可能是定值電阻R短路;
(3)由圖知電流表的量程為0~0.6A,分度值為0.02A,示數(shù)為0.5A;
(4)由表格數(shù)據(jù)知在電阻一定時(shí),通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比;
(5)研究電流與電阻的關(guān)系,要控制電阻兩端的電壓不變,實(shí)驗(yàn)中調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的目的就是控制電阻兩端的電壓不變;
滑動(dòng)變阻器與定值電阻串聯(lián),設(shè)電壓表示數(shù)為UV,根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律,滑動(dòng)變阻器分得的電壓:
U滑'=U﹣UV=3V﹣UV,
根據(jù)分壓原理有:
=,即=……Ⅰ,
因電壓表示數(shù)UV為定值,由Ⅰ式知,方程左邊為一定值,故右邊也為一定值,故當(dāng)定值電阻取最大時(shí),滑動(dòng)變阻器連入電路中的電阻最大,由Ⅰ式得:=,
解得電壓表的示數(shù):UV=1.5V,即控制定值電阻兩端電壓不低于1.5V不變時(shí),能使實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行。
故答案為:(1)見解答圖;(2)短路;(3)0.5;(4)成正比;(5)控制電阻兩端的電壓不變;
1.5。
16.(2023?德陽(yáng))在“探究通過(guò)導(dǎo)體的電流與電壓、電阻的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中,小明利用穩(wěn)壓電源(恒為4.8V)、電阻箱(阻值可調(diào)節(jié))、滑動(dòng)變阻器(“60Ω 0.6A”)、電壓表、電流表、導(dǎo)線若干做了如下實(shí)驗(yàn):
(1)請(qǐng)你用筆畫線代替導(dǎo)線,將圖甲的實(shí)物圖連接完整,要求滑動(dòng)變阻器的滑片P向右滑動(dòng)時(shí),接入電路的電阻變大。
(2)按照(1)問中你的連接方式,閉合開關(guān)前,滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)置于 右 端。(選填“左”或“右”)
(3)小明控制電阻箱接入電路的阻值R=5Ω一定,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的阻值,進(jìn)行了5次實(shí)驗(yàn),測(cè)得了表1中的數(shù)據(jù),其中第4次實(shí)驗(yàn)時(shí),電壓表指針如圖乙所示,其示數(shù)為 2.5 V,通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析可得出:通過(guò)導(dǎo)體的電流與 導(dǎo)體兩端的電壓成正比 的關(guān)系。
表1
(4)小明實(shí)驗(yàn)時(shí)控制電壓表的示數(shù)U=3V一定,通過(guò)移動(dòng)變阻器滑片P和改變電阻箱R接入電路的阻值,進(jìn)行了5次實(shí)驗(yàn),測(cè)得了表2中的數(shù)據(jù),通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析可得出:通過(guò)導(dǎo)體的電流與 導(dǎo)體的電阻成反比 的關(guān)系,本實(shí)驗(yàn)研究物理問題所用到的方法是 控制變量法 。
表2
(5)小明按照(4)問的實(shí)驗(yàn)操作進(jìn)行更多的數(shù)據(jù)探究,電阻箱接入電路的阻值不能超過(guò) 100 Ω。
【答案】(1)見解答圖;(2)右;(3)2.5;導(dǎo)體兩端的電壓成正比;(4)導(dǎo)體的電阻成反比;控制變量法;(5)100。
【解答】解:(1)在“探究通過(guò)導(dǎo)體的電流與電壓、電阻的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中,電阻箱與滑動(dòng)變阻為串聯(lián)電路,電壓表測(cè)量電阻箱的電壓,電流表測(cè)量整個(gè)電路的電流,滑動(dòng)變阻器“一上一下”接法,滑片P向右滑動(dòng)時(shí),電阻變大,下面那個(gè)接線柱接在A點(diǎn),如圖所示:

(2)按照(1)中連接方式,閉合開關(guān)前,滑片P置于右側(cè)時(shí)阻值最大,可以起到保護(hù)電路的作用;
(3)如圖乙所示,此時(shí)電壓表的量程為0~3V,其讀數(shù)為2.5V;通過(guò)分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知,在電阻一定時(shí),電壓越大,電流越大,通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比例關(guān)系;
(4)通過(guò)分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知,在電壓一定時(shí),電阻越大,電流越小,通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比關(guān)系,本實(shí)驗(yàn)控制了導(dǎo)體兩端的電壓為UV=IR=0.6A×5Ω=3V,利用的方法是控制變量法;
(5)由題意可知電源電壓為4.8V,滑動(dòng)變阻器的最大阻值為60Ω,實(shí)驗(yàn)需要控制電阻箱兩端的電壓為3V,則滑動(dòng)變阻器兩端的電壓為U2=4.8V﹣3V=1.8V;根據(jù)串聯(lián)分壓的知識(shí)可知,電阻箱的最大阻值為:
=,即=,解得電阻箱的最大值為:R1=100Ω。
故答案為:(1)見解答圖;(2)右;(3)2.5;導(dǎo)體兩端的電壓成正比;(4)導(dǎo)體的電阻成反比;控制變量法;(5)100。
17.(2023?寧夏)在“探究電流與電壓的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中,實(shí)驗(yàn)小組用電壓表測(cè)得電源電壓為2.8V,并連接了如圖甲所示的部分電路:
(1)觀察圖甲,請(qǐng)指出電路連接過(guò)程中的不妥之處: 連接電路時(shí)未斷開開關(guān) 。
(2)改正后,請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線,在圖甲上完成剩余電路的連接(要求:向右移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P,其阻值增大)。
(3)閉合開關(guān)后,觀察到電壓表示數(shù)接近電源電壓,電流表無(wú)示數(shù),出現(xiàn)該故障的原因是 定值電阻斷路 。
(4)排除故障后,開始測(cè)量并將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄在表中,當(dāng)電壓表示數(shù)為2.0V時(shí),電流表示數(shù)如圖乙所示,為 0.20 A。
(5)根據(jù)表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是: 在電阻一定的情況下,通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比 。
(6)若要繼續(xù)完成“探究電流與電阻的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn),除了現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)器材之外,還需增加 兩個(gè)阻值不同的定值電阻 。
【答案】(1)連接電路時(shí)未斷開開關(guān);(2)見解答圖;(3)定值電阻斷路;(4)0.20;(5)在電阻一定的情況下,通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比;(6)兩個(gè)阻值不同的定值電阻。
【解答】解:(1)為了保護(hù)電路,連接電路時(shí)開關(guān)應(yīng)該斷開;由圖甲可知,電路連接過(guò)程中的不妥之處:連接電路時(shí)未斷開開關(guān);
(2)向右移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P,其阻值增大,故滑動(dòng)變阻器選用左下接線柱與開關(guān)串聯(lián)在電路中,如下圖所示:
;
(3)閉合開關(guān)后,觀察到電流表無(wú)示數(shù),說(shuō)明電路可能斷路,電壓表示數(shù)接近電源電壓,說(shuō)明電壓表與電源連通,則與電壓表并聯(lián)的電路以外的電路是完好的,則與電壓表并聯(lián)的電路斷路了,即出現(xiàn)該故障的原因是定值電阻斷路;
(4)排除故障后,開始測(cè)量并將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄在表中,當(dāng)電壓表示數(shù)為2.0V時(shí),電流表示數(shù)如圖乙所示,電流表選用小量程,分度值0.02A,其示數(shù)為0.20A;
(5)由表中數(shù)據(jù)可知,當(dāng)定值電阻兩端電壓增大為原來(lái)的幾倍,通過(guò)定值電阻的電流也增大為原來(lái)的幾倍,故可得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是:在電阻一定的情況下,通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比;
(6)在探究電流與電阻的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中,應(yīng)控制定值電阻兩端電壓不變,更換不同阻值的定值電阻,故除了現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)器材之外,還需增加兩個(gè)阻值不同的定值電阻。
故答案為:(1)連接電路時(shí)未斷開開關(guān);(2)見解答圖;(3)定值電阻斷路;(4)0.20;(5)在電阻一定的情況下,通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比;(6)兩個(gè)阻值不同的定值電阻。
18.(2023?丹東)在“探究電流與電壓的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中,小潘設(shè)計(jì)并連接了如圖甲所示的電路。
(1)在閉合開關(guān)前,滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)移到最 左 端。(選填“左”或“右”)
(2)閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)電流表有示數(shù),電壓表無(wú)示數(shù),已知導(dǎo)線、儀表均完好且接觸良好,則故障原因可能是定值電阻 短路 。(選填“斷路”或“短路”)
(3)排除故障后,閉合開關(guān),移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片,當(dāng)電壓表的示數(shù)為1.0V時(shí),電流表示數(shù)如圖乙所示,則電流表示數(shù)為 0.1 A。
(4)繼續(xù)移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片,進(jìn)行多次測(cè)量,記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表。
分析表中數(shù)據(jù)可知:在電阻一定的情況下,通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成 正比 。
(5)同桌的小明分別用兩個(gè)阻值未知的電阻R1和R2進(jìn)行實(shí)驗(yàn),得到兩個(gè)電阻的I﹣U圖象,如圖丙所示。由圖象可知R1 < R2。(選填“>”“<”或“=”)
(6)若將定值電阻換成小燈泡,不能達(dá)到本實(shí)驗(yàn)的探究目的,是因?yàn)? 實(shí)驗(yàn)中應(yīng)控制電阻的阻值不變,而燈泡的電阻會(huì)隨溫度的變化而變化 。
【答案】(1)左;(2)短路;(3)0.1;(4)正比;(5)<;(6)實(shí)驗(yàn)中應(yīng)控制電阻的阻值不變,而燈泡的電阻會(huì)隨溫度的變化而變化。
【解答】解:(1)在閉合開關(guān)前,滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)移到阻值最大處,即最左端。
(2)圖甲中電流表測(cè)電路中的電流,電壓表測(cè)定值電阻兩端的電壓;閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)電流表有示數(shù),則電路接通,電壓表無(wú)示數(shù),則電壓表所測(cè)量的元件短路,即定值電阻短路。
(3)電流表選用小量程,分度值為0.02A,電流表示數(shù)為0.1A。
(4)分析表中數(shù)據(jù),結(jié)合歐姆定律可知R=====10Ω,
可知:在電阻一定的情況下,通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比。
(5)由圖象可知,在電流相同時(shí),R2兩端的電壓大于R1兩端的電壓,根據(jù)R=可知R1<R2。
(6)若將定值電阻換成小燈泡,不能達(dá)到本實(shí)驗(yàn)的探究目的,是因?yàn)閷?shí)驗(yàn)中應(yīng)控制電阻的阻值不變,而燈泡的電阻會(huì)隨溫度的變化而變化。
故答案為:(1)左;(2)短路;(3)0.1;(4)正比;(5)<;(6)實(shí)驗(yàn)中應(yīng)控制電阻的阻值不變,而燈泡的電阻會(huì)隨溫度的變化而變化。
19.(2023?遼寧)小宋在探究電流與電壓的關(guān)系時(shí),所選的電源電壓恒為3V,定值電阻的阻值為5Ω,連接如圖甲所示電路,進(jìn)行如下操作:
(1)將滑動(dòng)變阻器的滑片調(diào)至最 右 端,閉合開關(guān),會(huì)發(fā)現(xiàn) 電流 表無(wú)示數(shù),經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)電路中有一條導(dǎo)線連接錯(cuò)誤,請(qǐng)?jiān)阱e(cuò)誤的導(dǎo)線上打“×”,并用筆畫線代替導(dǎo)線,將電路連接正確。
(2)改正電路后,閉合開關(guān),電流表示數(shù)為0.1A,電壓表指針位置如圖乙所示,示數(shù)為 0.5 V?;瑒?dòng)變阻器的最大阻值 25 Ω。
(3)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片,再進(jìn)行四次實(shí)驗(yàn),讀取每次電流表、電壓表示數(shù),將數(shù)據(jù)填在如下表格中。分析數(shù)據(jù)可得出:在導(dǎo)體的電阻一定時(shí),通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端電壓成 正比 。
(4)完成上述實(shí)驗(yàn)后,為了測(cè)量額定電流為0.25A燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻,小宋設(shè)計(jì)了如圖丙所示的部分電路。電源電壓未知且恒定,定值電阻R0的阻值為10Ω。請(qǐng)完成下面的實(shí)驗(yàn)步驟:
①補(bǔ)全電路:請(qǐng)?jiān)趫D中虛線框a、b兩處補(bǔ)畫出定值電阻R0和被測(cè)燈泡的元件符號(hào),按電路圖正確連接電路;
②使燈泡正常發(fā)光:只閉合開關(guān)S, 調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,使電壓表的示數(shù)為2.5V (寫出你的操作);
③測(cè)量燈泡的額定電壓:保持滑片位置不變,閉合開關(guān)S、S1,電壓表示數(shù)為5V,接著將滑片調(diào)至最 左 端,電壓表示數(shù)為6V;
④計(jì)算燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻:RL= 12 Ω。
【答案】(1)右;電流;見解答;(2)0.5;25;(3)正比;(4)①見解答;②調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使電壓表的示數(shù)為2.5V;③左;④12。
【解答】解:(1)為了保護(hù)電路,閉合開關(guān)前,動(dòng)變阻器要調(diào)節(jié)到阻值最大的位置,即將滑動(dòng)變阻器的滑片調(diào)至最右端;
原電路中,電流表與電阻并聯(lián),電壓表串聯(lián)在電路中,因電壓表內(nèi)阻很大,閉合開關(guān),會(huì)觀察電流表無(wú)示數(shù);
電流表應(yīng)與電阻串聯(lián),電壓表與電阻并聯(lián),如下圖所示:
(2)由圖可知,電壓表的量程是0~3V,分度值是0.1V,示數(shù)為0.5V;
由串聯(lián)電路中的電壓特點(diǎn)可知,滑動(dòng)變阻器兩端的電壓為:U滑=U﹣U定=3V﹣0.5V=2.5V,
電流表示數(shù)為0.1A,因?yàn)榇?lián)電路中電流處處相等,所以通過(guò)滑動(dòng)變阻器的電流也為0.1A,
滑動(dòng)變阻器的最大阻值:R滑最大==25Ω;
(3)由圖中數(shù)據(jù)可得,在導(dǎo)體的電阻一定時(shí),通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端電壓成正比;
(4)①?zèng)]有電流表,用電壓表與定值電阻代替電流表,所以定值電阻與電壓表并聯(lián),如下圖:
②小燈泡的額定電流為0.25A,定值電阻R0的阻值為10Ω,為了是小燈泡正常發(fā)光,定值電阻R0兩端的電壓應(yīng)該為U0=I額R0=0.25A×10Ω=2.5V;
所以使燈泡正常發(fā)光:只閉合開關(guān)S,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使電壓表的示數(shù)為2.5V;
③保持滑片位置不變,閉合開關(guān)S、S1,燈泡被短路,將滑動(dòng)變阻器滑片調(diào)節(jié)到最左端,滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值為零,電壓表的示數(shù)即為電源電壓U=6V;
④由保持滑片位置不變,閉合開關(guān)S、S1,電壓表示數(shù)為5V可得:,即,解得:R滑=2Ω,
由步驟②可得:,即,解得:RL=12Ω。
故答案為:(1)右;電流;見解答;(2)0.5;25;(3)正比;(4)①見解答;②調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使電壓表的示數(shù)為2.5V;③左;④12。
20.(2023?荊州)在物理實(shí)驗(yàn)課上,同學(xué)們探究“電流與電壓的關(guān)系”,如圖所示。
(1)請(qǐng)用筆畫線將圖甲中所缺的一根導(dǎo)線補(bǔ)充完整;
(2)在實(shí)驗(yàn)進(jìn)行中,得到電流表示數(shù)如圖乙所示,其示數(shù)為 0.36 A;
(3)正確進(jìn)行實(shí)驗(yàn),得到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表,實(shí)驗(yàn)中定值電阻兩端電壓的改變是通過(guò) 調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值 實(shí)現(xiàn)的;
(4)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析可得:電阻一定時(shí),導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成 正比 。
【答案】(1)見解答圖;(2)0.36;(3)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值;(4)正比。
【解答】解:(1)由圖甲可知,電源為兩節(jié)干電池串聯(lián),即3V,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)在實(shí)驗(yàn)進(jìn)行中,得到電流表示數(shù)如圖乙所示,電流表選用小量程,分度值0.02A,其示數(shù)為0.36A;
(3)實(shí)驗(yàn)中是通過(guò)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值來(lái)改變定值電阻兩端電壓;
(4)由表中數(shù)據(jù)可知,當(dāng)電壓增大為原來(lái)的幾倍,電流也增大為原來(lái)的幾倍,故分析可得:電阻一定時(shí),導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比。
故答案為:(1)見解答圖;(2)0.36;(3)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值;(4)正比。
21.(2023?武漢)小紅同學(xué)用下列器材探究電流與電阻的關(guān)系:干電池4節(jié),定值電阻R(10Ω、15Ω、20Ω和25Ω),電流表A(量程0~0.6A或0~3A),電壓表V(量程0~3V或0~15V),滑動(dòng)變阻器,開關(guān),導(dǎo)線若干。在實(shí)驗(yàn)中:
(1)①如圖乙所示,電壓表量程為0~15V,電流表量程為0~0.6A,定值電阻R=10Ω,請(qǐng)根據(jù)圖甲在圖乙中補(bǔ)畫2根導(dǎo)線,將實(shí)物電路連接完整。
②確認(rèn)電路連接無(wú)誤后,閉合開關(guān),電壓表示數(shù)如圖丙所示,則電源電壓是 6 V。
(2)斷開開關(guān),將電壓表量程改為0~3V,并聯(lián)接在圖甲中的 A、B兩點(diǎn),檢查電路無(wú)誤后,閉合開關(guān),向左移動(dòng)滑片P,當(dāng)電流表示數(shù)為0.24A時(shí),記下電壓表的示數(shù),設(shè)此時(shí)滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值為RP1,接著將10Ω的定值電阻更換為15Ω的定值電阻,重做實(shí)驗(yàn),當(dāng)觀察到電壓表的示數(shù)是 2.4 V時(shí),記下電流表的示數(shù),設(shè)此時(shí)滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值為Rp2,則RP2﹣RP1= 7.5 Ω。
(3)小紅同學(xué)繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn),將15Ω的定值電阻更換為20Ω的定值電阻,閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)滑片P在最右端時(shí),電壓表示數(shù)為2.7V。為了能用20Ω和25Ω的定值電阻繼續(xù)完成實(shí)驗(yàn),應(yīng)將實(shí)物電路中的滑動(dòng)變阻器更換為 50Ω 1.5A (填“25Ω 2A”“30Ω 2A”或“50Ω 1.5A”)的滑動(dòng)變阻器。
【答案】(1)①見解析圖;②6;(2)2.4;7.5;(3)50Ω 1.5A。
【解答】(1)①根據(jù)圖甲所示電路圖,滑動(dòng)變阻器與定值電阻串聯(lián),電壓表測(cè)量定值電阻和滑動(dòng)變阻器串聯(lián)后兩端總電壓;如下圖所示:
;
②因?yàn)閳D丙中電壓表選用0~15V的量程,由圖可知電壓表的分度值為0.5V,示數(shù)為6V;
根據(jù)控制變量法,研究電流與電阻的關(guān)系時(shí),需控制定值電阻的電壓相同,將10Ω的定值電阻更換為15Ω的定值電阻時(shí),電壓表示數(shù)為UR=IR=0.24A×10Ω=2.4V,
則:RP1=﹣R=﹣10Ω=15Ω;
接入15Ω的定值電阻時(shí),RP2=﹣R′=﹣15Ω=22.5Ω;
則:RP2﹣RP1=22.5Ω﹣15Ω=7.5Ω;
(3)當(dāng)接入電路的電阻R=20Ω時(shí),根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求,其兩端電壓U=2.4V,
變阻器接入電路電阻RP3=﹣R″=﹣20Ω=30Ω;
將20Ω的定值電阻更換為25Ω的定值電阻時(shí),要控制控制定值電阻的電壓相同,變阻器接入電路電阻需要大于30Ω,故選標(biāo)有“50Ω 1.5A”的滑動(dòng)變阻器。
故答案為:(1)①見解析圖;②6;(2)2.4;7.5;(3)50Ω 1.5A。
22.(2023?涼山州)小李利用以下器材探究“電流與電阻的關(guān)系”:學(xué)生電源、電流表(0~0.6A)、電壓表(0~3V)、定值電阻(5Ω、10Ω、20Ω各一個(gè))、開關(guān)、滑動(dòng)變阻器和導(dǎo)線若干。
(1)請(qǐng)根據(jù)圖甲所示的電路圖,用筆畫線代替導(dǎo)線將圖乙所示的實(shí)物連接成完整電路(連線不得交叉);
(2)連接電路時(shí),開關(guān)應(yīng) 斷開 (選填“斷開”或“閉合”),且應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片移到最 右 (選填“左”或“右”)端;
(3)小李把學(xué)生電源調(diào)至6V,將定值電阻依次接入電路,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片,保持電壓表示數(shù)不變,記下電流表的示數(shù),得到圖丙所示的電流I隨電阻R變化的圖像,由圖像可以得出結(jié)論:電壓一定時(shí),電流與電阻成 反比 (選填“正比”或“反比”);
(4)正確連接電路后,實(shí)驗(yàn)中小李發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)突然變大,電流表示數(shù)幾乎為零,則可能是定值電阻出現(xiàn) 斷路 故障;
(5)在圖丙中,定值電阻的阻值為5Ω和20Ω時(shí),滑動(dòng)變阻器的電功率分別為P1和P2,則P1:P2= 4:1 。
【答案】(1)見解析;(2)斷開;右;(3)反比;(4)斷路;(5)4:1
【解答】解:
(1)由圖甲可知,電壓表測(cè)定值電阻兩端電壓,電流表測(cè)電路中電流,電壓表應(yīng)并聯(lián)在定值電阻兩端,電路連接如下圖所示:

(2)連接開關(guān)時(shí),為了保護(hù)電路,開關(guān)應(yīng)斷開,且為了防止電路中電流過(guò)大,應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片滑到阻值最大處,故由圖乙可知,應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片移到最右端。
(3)由圖丙可知,流過(guò)定值電阻的電流值與對(duì)應(yīng)的定值電阻兩端的電壓值的乘積不變,故可得出結(jié)論:電壓一定時(shí),電流與電阻成反比。
(4)實(shí)驗(yàn)中若電壓表示數(shù)突然變大,電流表示數(shù)幾乎為零,則可能是電路中出現(xiàn)了斷路,此時(shí)電壓表直接并聯(lián)進(jìn)電路,測(cè)量電源電壓,故此時(shí)可能是定值電阻出現(xiàn)了斷路故障。
(5)由圖丙中可知,當(dāng)定值電阻阻值為R1=5Ω時(shí),此時(shí)流過(guò)定值電阻的電流為I1=0.4A,則此時(shí)流過(guò)滑動(dòng)變阻器的電流也為I1=0.4A,當(dāng)定值電阻阻值為R2=20Ω時(shí),此時(shí)流過(guò)定值電阻的電流為I2=0.1A,則此時(shí)流過(guò)滑動(dòng)變阻器的電流也為I2=0.1A,且定值電阻兩端的電壓不變,電源電壓也保持不變,則由串聯(lián)電路的電壓規(guī)律可知,滑動(dòng)變阻器兩端的電壓也保持不變,故由P=UI可得P1:P2=UI1:UI2=I1:I2=0.4A:0.1A=4:1。
故答案為:(1)見解析;(2)斷開;右;(3)反比;(4)斷路;(5)4:1。
23.(2023?廣元)同學(xué)們“探究電流與電阻的關(guān)系”時(shí),實(shí)驗(yàn)室提供的器材有:電壓恒為6V的電源一個(gè),定值電阻5個(gè)(阻值分別為5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω),規(guī)格為“40Ω 1A”的滑動(dòng)變阻器一個(gè),電流表、電壓表、開關(guān)各一個(gè),導(dǎo)線若干。
(1)同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)并連接了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)電路,想用電壓表的3V量程測(cè)量定值電阻R兩端的電壓,請(qǐng)你用筆畫線代替導(dǎo)線,幫助他們把電壓表正確連接在電路中(導(dǎo)線不能交叉)。
(2)他們先將R=5Ω的電阻接在圖甲中a、b間,移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片,使電壓表示數(shù)為U0;保持滑片不動(dòng),用10Ω的電阻替換a、b間的電阻后,需將滑動(dòng)變阻器的滑片P向 右 (選填“左”或“右”)端移動(dòng),才能保持a、b間的電壓U0不變;再依次更換a、b間電阻為15Ω、20Ω繼續(xù)實(shí)驗(yàn)。他們根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)作出了電流表示數(shù)I與a、b間電阻R阻值的關(guān)系圖像,如圖乙所示。由乙圖可知:a、b間電壓U0的值為 2 V;a、b間電壓一定時(shí),通過(guò)a、b間導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成 反 比。
(3)當(dāng)他們用25Ω的電阻替換20Ω的電阻后,發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)始終不能調(diào)為U0,為繼續(xù)完成此次探究,同學(xué)們一起設(shè)計(jì)了如下方案,下列方案不正確的一項(xiàng)是 C 。
A.將滑動(dòng)變阻器更換為“50Ω 1A”的滑動(dòng)變阻器,其余不變
B.將電壓為6V的電源更換為電壓為5.2V的電源,其余不變
C.只調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,使U0為2.3V
【答案】(1)見解答圖;(2)右;2;反;(3)C。
【解答】解:(1)電壓表與定值電阻并聯(lián)接入電路,注意接線柱正進(jìn)負(fù)出,由圖乙可知控制電壓為2V,正接線柱選擇“3“接線柱,如下圖所示:
(2)實(shí)驗(yàn)中,用10Ω的電阻替換5Ω,根據(jù)分壓原理,電阻兩端的電壓變大,即電壓表示數(shù)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,要增大變阻器兩端的電壓,由分壓原理,要增大變阻器電阻阻值,故應(yīng)向右移動(dòng)滑片才能達(dá)到實(shí)驗(yàn)要求;
根據(jù)圖乙所示的圖象可知,a、b兩端的電壓為:U=IR=0.4A×5Ω=﹣﹣﹣=0.1A×20Ω=2V,為一定值,
故可得出: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;
(3)A、由圖可知,電源電壓為6V,定值電阻兩端電壓為2V,滑動(dòng)變阻器兩端電壓為4V,根據(jù)串聯(lián)分壓原理得R定:R變=UV:U變=2V:4V=1:2,滑動(dòng)變阻器的阻值是定值電阻的2倍,當(dāng)他們用25Ω的電阻替換20Ω的電阻后,則解得R變=50Ω,如果只更換滑動(dòng)變阻器,則更換的滑動(dòng)變阻器最大阻值至少為50Ω,因此該方法可行,故A不符合題意;
B、如果重新開始實(shí)驗(yàn),只更換電源,將電壓為6V的電源更換為電壓為5.2V的電源,定值電阻兩端電壓保持不變?yōu)?V,滑動(dòng)變阻器兩端電壓為3.2V,根據(jù)串聯(lián)分壓原理得R定:R變=UV:U變=2V:3.2V=1:1.6,滑動(dòng)變阻器的阻值是定值電阻的1.6倍,當(dāng)他們用25Ω的電阻替換20Ω的電阻后,則解得R變=40Ω,因此該方法可行,故B不符合題意;
C、如果重新開始實(shí)驗(yàn),只改變控制電壓U0,使U0為2.3V,電源電壓為6V,定值電阻兩端電壓為2.3V,滑動(dòng)變阻器兩端電壓為3.7V,根據(jù)串聯(lián)分壓原理得R定:R變=UV:U變=2.3V:3.7V=23:37,滑動(dòng)變阻器的阻值是定值電阻的倍,當(dāng)他們用25Ω的電阻替換20Ω的電阻后,則解得R變=25Ω×≈40.2Ω,因此該方法不可行,故C不正確,符合題意。
故答案為:(1)如上圖所示;(2)右;2;反;(3)C。
24.(2023?齊齊哈爾)小紅在“探究電流與電壓和電阻關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中,使用的實(shí)驗(yàn)器材有:兩節(jié)新干電池、滑動(dòng)變阻器(滿足實(shí)驗(yàn)要求)、電流表、電壓表、開關(guān)、導(dǎo)線和定值電阻若干。實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下:
(1)請(qǐng)根據(jù)小紅設(shè)計(jì)的電路圖(圖1)將實(shí)物圖(圖2)連接完整(要求:導(dǎo)線不交叉)。
(2)小紅把5Ω的定值電阻接入電路,將滑動(dòng)變阻器的滑片調(diào)至最 右 (選填“左”或“右”)端。閉合開關(guān),移動(dòng)滑片P,發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)無(wú)變化,電流表示數(shù)有變化,其原因可能是定值電阻 被短路 。
(3)排除故障后,閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑片P,當(dāng)電壓表的示數(shù)為0.5V時(shí),電流表的示數(shù)如圖3所示,則電流表示數(shù)為 0.1 A。繼續(xù)實(shí)驗(yàn),將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄在表中,分析數(shù)據(jù)可得出結(jié)論:在電阻一定時(shí), 通過(guò)導(dǎo)體的電流和導(dǎo)體兩端的電壓成正比 。
(4)小紅接下來(lái)探究電流與電阻的關(guān)系。分別將5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值電阻接入電路,閉合開關(guān),正確進(jìn)行操作,并根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制出圖像,如圖4所示。根據(jù)數(shù)據(jù)分析得出結(jié)論: 在導(dǎo)體兩端電壓一定時(shí) ,通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比。該過(guò)程中滑動(dòng)變阻器除保護(hù)電路外,還起到 控制定值電阻兩端的電壓不變 的作用。
(5)小紅在得出電流與電壓和電阻的定量關(guān)系后,要測(cè)量一個(gè)標(biāo)記不清的定值電阻阻值(約為30Ω),利用現(xiàn)有器材,設(shè)計(jì)了如圖5所示的電路。
①閉合開關(guān),將滑動(dòng)變阻器接入最大阻值R0時(shí),記錄電壓表示數(shù)為U1;
② 將滑動(dòng)變阻器的滑片調(diào)至最左端時(shí) ,記錄電壓表示數(shù)為U2;
③得出了定值電阻阻值的表達(dá)式:Rx= R0 (用U1、U2、R0表示)。
【答案】(1)如上圖所示;(2)右;被短接;(3)0.1;通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端電壓成正比;(4)在導(dǎo)體兩端電壓一定時(shí);控制定值電阻兩端的電壓不變;(5)②將滑動(dòng)變阻器的滑片調(diào)至最左端時(shí);R0。
【解答】解:(1)根據(jù)電路圖的要求,滑動(dòng)變阻器向右滑動(dòng)阻值變大,確定將滑動(dòng)變阻器的左下接線柱接入電路,連接實(shí)物圖如下:
(2)為保護(hù)電路,閉合開關(guān)前,滑動(dòng)變阻器連入電路中的電阻最大,即滑片P移到滑動(dòng)變阻器的最右端;
閉合開關(guān),移動(dòng)滑片P,電流表有示數(shù),說(shuō)明電路為通路,發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)無(wú)變化,說(shuō)明可能定值電阻短路了;
(3)電流表的示數(shù)如圖3所示,電流表選用小量程,分度值0.02A,其示數(shù)為0.1A;
分析數(shù)據(jù),導(dǎo)體兩端電壓與通過(guò)導(dǎo)體電流的比值是一個(gè)定值,可以得出結(jié)論:在電阻一定時(shí),通過(guò)導(dǎo)體的電流和導(dǎo)體兩端的電壓成正比;
(4)由圖4可知,I﹣R圖像為反比例函數(shù)圖像,故小紅可得出結(jié)論:在導(dǎo)體兩端電壓一定時(shí),通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比;
探究“電流和電阻關(guān)系”時(shí),要控制電壓不變,為得出普遍性的結(jié)論,要多次測(cè)量,故在本實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器除具有保護(hù)電路外,還起到的主要作用是:控制定值電阻兩端的電壓不變;
(5)由電路圖可知,滑動(dòng)變阻器與未知定值電阻RX串聯(lián)接入電路,電壓表測(cè)量定值電阻兩端的電壓,
當(dāng)滑動(dòng)變阻器不接入,即將滑動(dòng)變阻器滑片調(diào)至最左端,接入電路阻值為0時(shí),電源電壓U與電壓表示數(shù)U2相等,
閉合開關(guān),將滑動(dòng)變阻器接入最大阻值R0時(shí),記錄電壓表示數(shù)為U1,
由串聯(lián)電路的電壓規(guī)律可知:此時(shí)滑動(dòng)變阻器兩端電壓U滑=U﹣U1=U2﹣U1,
通過(guò)電路的電流I=,
由歐姆定律I=得RX的阻值:
RX==R0。
故答案為:(1)如上圖所示;(2)右;被短接;(3)0.1;通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端電壓成正比;(4)在導(dǎo)體兩端電壓一定時(shí);控制定值電阻兩端的電壓不變;(5)②將滑動(dòng)變阻器的滑片調(diào)至最左端時(shí);R0。
25.(2023?河北)在探究電阻一定時(shí)電流與電壓關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中,小明把電源、定值電阻、滑動(dòng)變阻器、電壓表、電流表和開關(guān)連成電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
(1)圖1是小明連接的部分電路,請(qǐng)你用筆畫線代替導(dǎo)線將電路補(bǔ)充完整。
表一:
(2)連接好電路后,閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片,電壓表和電流表的指針都不偏轉(zhuǎn)。圖中a為電源的正極,b、c分別為滑動(dòng)變阻器上電阻絲右側(cè)的接線柱和金屬桿右端的接線柱,用一條導(dǎo)線的兩端分別連接a和b、a和c進(jìn)行檢測(cè),結(jié)果如表一所示。發(fā)生故障的元件是 滑動(dòng)變阻器 。
(3)排除故障后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。某次實(shí)驗(yàn)時(shí),電壓表的示數(shù)如圖2所示,示數(shù)為 1.2 V。移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片,記錄多組數(shù)據(jù)填入表二。
(4)小明根據(jù)表二中的數(shù)據(jù)畫出圖像,如圖3所示。從圖像可以看出,第 4 (選填數(shù)據(jù)序號(hào))組數(shù)據(jù)明顯是錯(cuò)誤的,分析時(shí)需要把它剔除掉。
根據(jù)以上數(shù)據(jù),小明得出結(jié)論:電阻兩端的電壓與通過(guò)電阻的電流之比為定值。
(5)小紅按圖4連接電路,測(cè)量并記錄幾組電壓和電流值,如表三所示,其中R1=10Ω、R2=5Ω,U1、U2、I分別表示電壓表V1、V2和電流表A的示數(shù)。
小紅在與小明的交流中,發(fā)現(xiàn)用圖像法處理數(shù)據(jù)可以更直觀地看出兩個(gè)量之間的變化關(guān)系,于是她也利用表三中的數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中畫出了三條直線①②③,如圖5所示,其中 ③ 是由表三中的I和U2的數(shù)據(jù)畫出的。小明認(rèn)為小紅的實(shí)驗(yàn)相當(dāng)于探究了三個(gè)定值電阻的電流與電壓的關(guān)系,證據(jù)更充分。交流評(píng)估后得出結(jié)論:在電阻一定的情況下,通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比。
【拓展】某小燈泡L的額定電流是I0,但額定電壓的標(biāo)識(shí)模糊不清,為測(cè)定L正常發(fā)光時(shí)的電阻,小明設(shè)計(jì)了下列的電路,其中定值電阻R0和滑動(dòng)變阻器的最大阻值R已知,但電源電壓未知。為保證電路安全,滑動(dòng)變阻器均不能調(diào)到最小阻值。實(shí)驗(yàn)時(shí)各電路中的小燈泡L都能調(diào)至正常發(fā)光。以下電路圖中,能夠達(dá)到目的的有圖
ACD 。
【答案】(1)見解答圖;(2)滑動(dòng)變阻器;(3)1.2;(4)4;(5)③;(6)ACD。
【解答】解:(1)將電壓表并聯(lián)在定值電阻兩端的電壓,如下圖所示:

(2)連接好電路后,閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片,電流表的指針不偏轉(zhuǎn),說(shuō)明電路中沒有電流,電路為斷路,電壓表沒有示數(shù),說(shuō)明電壓表與電源的兩端不相連,說(shuō)明與電壓表并聯(lián)以外的部分有斷路,導(dǎo)線接在a和b上,電流表和電壓表都沒有示數(shù),說(shuō)明a和b間沒有斷路,導(dǎo)線接在a和c上,電流表和電壓表都有示數(shù),說(shuō)明滑動(dòng)變阻器有斷路;
(3)由圖2知電壓表選用0~3V的量程,分度值為0.1V,示數(shù)為1.2V;
(4)同一電阻電流與電壓值成正比,都在同一直線上,而圖3中第4次數(shù)據(jù)沒有在同一直線上,說(shuō)明第4組數(shù)據(jù)明顯是錯(cuò)誤的,分析時(shí)需要把它剔除掉;
(5)由圖4知電壓表V1測(cè)量定值電阻R1兩端的電壓,電壓表V2時(shí)測(cè)量定值電阻R1和R2兩端的總電壓,由于R1=10Ω、R2=5Ω,所以=R1+R2=10Ω+5Ω=15Ω;
由圖5知①的電阻值為:R===5Ω;②的電阻值為:R′===10Ω,③的電阻值為:R″===15Ω,所以③是由表三中的I和U2的數(shù)據(jù)畫出的;
【拓展】:A、圖中只有電流表,先只閉合開關(guān)S1,小燈泡、定值電阻、滑動(dòng)變阻器串聯(lián),移動(dòng)滑動(dòng)變阻器使電流表的示數(shù)為I0,再閉合開關(guān)S2,保持滑片位置不變,讀出電流表的示數(shù)I1,再將滑動(dòng)變阻器調(diào)到阻值最大處,讀出電流表的示數(shù)為I2,此時(shí)電源電壓為:U=I2(R+R0),則開始兩次滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻為:R滑=﹣R0,根據(jù)U額=U﹣U0﹣U滑算出小燈泡的額定電壓,由R=表示出小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻,故A符合題意;
B、圖中只有電壓表,無(wú)法確定燈泡何時(shí)正常發(fā)光,所以不能測(cè)量出小燈泡的額定電阻,故B不符合題意;
C、圖中只有電流表,先只閉合開關(guān)S1,小燈泡與滑動(dòng)變阻器串聯(lián),移動(dòng)滑動(dòng)變阻器使電流表的示數(shù)為I0,再斷開開關(guān)S1,閉合開關(guān)S2,保持滑片位置不變,讀出電流表的示數(shù)為I1,再將滑動(dòng)變阻器調(diào)到阻值最大處,讀出電流表的示數(shù)為I2,此時(shí)電源電壓為:U=I2(R+R0),則開始兩次滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻為:R滑=﹣R0,根據(jù)U額=U﹣U滑算出小燈泡的額定電壓,由R=表示出小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻,故C符合題意;
D、圖中只有電壓表,先只閉合開關(guān)S1,小燈泡、定值電阻、滑動(dòng)變阻器串聯(lián),電壓表測(cè)量定值電阻兩端的電壓,移動(dòng)滑動(dòng)變阻器使電壓表的示數(shù)為I0R0,再閉合開關(guān)S2,定值電阻與滑動(dòng)變阻器串聯(lián),電壓表測(cè)量定值電阻兩端的電壓,保持滑片位置不變,讀出電壓表的示數(shù)U1,再將滑動(dòng)變阻器調(diào)到阻值最大處,讀出電壓表的示數(shù)為U2,此時(shí)電路中的電流為:I=,滑動(dòng)變阻器兩端的電壓為:U滑=IR=,根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律算出電源電壓U=U2+U滑=U2+,由歐姆定律算出開始兩次滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻和第一次滑動(dòng)變阻器兩端的電壓,由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律算出小燈泡的額定電壓,根據(jù)歐姆定律算出小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻,故D符合題意。
故選:ACD。
故答案為:(1)見解答圖;(2)滑動(dòng)變阻器;(3)1.2;(4)4;(5)③;(6)ACD。
26.(2023?錦州)小明利用4節(jié)新干電池,阻值分別為10Ω、20Ω、30Ω、40Ω、50Ω的定值電阻,銘牌上標(biāo)有“20Ω 1A”的滑動(dòng)變阻器等實(shí)驗(yàn)器材“探究電流與電阻關(guān)系”。
(1)小明連接好如圖甲所示的電路,檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)電路中有一處連接錯(cuò)誤,請(qǐng)你在錯(cuò)誤的導(dǎo)線上畫“×”,并用筆畫線代替導(dǎo)線,將電路連接正確;
(2)電路改接正確后,閉合開關(guān)前,滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)滑到最 左 (選填“左”或“右”)端;
(3)小明將10Ω的定值電阻接入電路中,閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片,使定值電阻兩端電壓為4V,讀出并記錄電流表示數(shù);保持滑動(dòng)變阻器的滑片位置不變,把10Ω的定值電阻換成20Ω的定值電阻后,直接閉合開關(guān),電壓表的示數(shù)將 大于 (選填“大于”、“小于”或“等于”)4V,此時(shí)應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片在原來(lái)基礎(chǔ)上向 左 (選填“左”或“右”)端移動(dòng),直到電壓表的示數(shù)再次達(dá)到4V,記錄電流表的示數(shù);
(4)當(dāng)小明將50Ω定值電阻接入電路時(shí),無(wú)論怎樣調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片,都無(wú)法使定值電阻兩端電壓為4V,則原因可能是 所選滑動(dòng)變阻器的最大阻值太小 (寫出一條即可);
(5)完成實(shí)驗(yàn)探究后,小明得出結(jié)論:當(dāng)導(dǎo)體兩端的電壓一定時(shí),通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成 反比 。
(6)完成上述實(shí)驗(yàn)后,小明又利用原實(shí)驗(yàn)器材,設(shè)計(jì)了如圖乙所示的電路,測(cè)出了額定電壓為2.5V的小燈泡的額定功率。請(qǐng)幫他將實(shí)驗(yàn)步驟補(bǔ)充完整:
①閉合開關(guān)S、S1和S2,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片,使電壓表示數(shù)為 3.5 V時(shí),小燈泡正常發(fā)光;
②閉合開關(guān)S、S1,斷開S2,保持滑片位置不變,讀出電壓表示數(shù)為2.5V;
③閉合開關(guān)S、S2,斷開S1,讀出電壓表的示數(shù)為4V;
④小燈泡的額定功率P額= 0.7 W。
【答案】(1)見解答;(2)左;(3)大于;左;(4)所選滑動(dòng)變阻器的最大阻值太?。ɑ螂娫措妷哼^(guò)大);(5)反比;(6)①3.5;④0.7。
【解答】解:(1)小明連接好如圖甲所示的電路,該電路有一處故障是:電阻與電流表并聯(lián)了,將電流表應(yīng)與電阻串聯(lián),電壓表與電阻并聯(lián),如下圖所示:
(2)滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)置于阻值最大處,即圖中最左端;
(3)實(shí)驗(yàn)中,當(dāng)把10Ω的電阻換成20Ω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,要增大滑動(dòng)變阻器電阻阻值,故應(yīng)把滑動(dòng)變阻器滑片向左滑動(dòng);
(4)4節(jié)新干電池電壓為6V,電阻兩端的電壓始終保持UV=4V,根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律,變阻器分得的電壓:U滑=U﹣UV=6V﹣4V=2V,變阻器分得的電壓為電壓表示數(shù)的0.5倍,根據(jù)分壓原理,當(dāng)接入50Ω電阻時(shí),變阻器連入電路中的電阻為:R滑=0.5×50Ω=25Ω,故為了完成整個(gè)實(shí)驗(yàn),應(yīng)該選取最大阻值至少25Ω的滑動(dòng)變阻器,而現(xiàn)有變阻器的最大電阻太??;控制的電阻電壓不變,變阻器分得的電壓過(guò)小,即電源電壓太大了;
故當(dāng)小明將50Ω定值電阻接入電路時(shí),無(wú)論怎樣調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片,都無(wú)法使定值電阻兩端電壓為4V,則原因可能是所選滑動(dòng)變阻器的最大阻值太小或電源電壓過(guò)大;
(5)在導(dǎo)體兩端電壓一定時(shí),通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比;
(6)①閉合開關(guān)S、S1、S2,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片,變阻器滑片以左電阻絲與燈串聯(lián),此時(shí)電壓表測(cè)量滑動(dòng)變阻器電阻絲以左電阻絲兩端的電壓,根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律知,當(dāng)電壓表示數(shù)為:6V﹣2.5V=3.5V時(shí),燈泡正常發(fā)光;
②閉合開關(guān)S、S1,斷開S2,保持滑片位置不變,讀出電壓表示數(shù)為2.5V,即滑片以左電阻絲的電壓,因電壓表接在滑片上,故電流要全部經(jīng)過(guò)變阻器的電阻絲;
③閉合開關(guān)S、S2,斷開S1,讀出電壓表的示數(shù)為4V,變阻器的所有電阻絲與燈串聯(lián),電壓表測(cè)量滑動(dòng)變阻器兩端的電壓,因電壓表的示數(shù)為4V,與②電路相比,這兩次電路的連接不變,電流大小不變,只是電壓表的測(cè)量范圍變化了,因此時(shí)電壓表的示數(shù)為“閉合開關(guān)S、S1,斷開S2”時(shí)的=倍,故變阻器的最大電阻為②中與電壓表并聯(lián)的電阻的倍,即閉合開關(guān)S、S1、S2,滑動(dòng)變阻器左電阻絲接入阻值為20Ω×=12.5Ω,即在①中,滑動(dòng)變阻器的電阻為12.5Ω,由歐姆定律,在①中,通過(guò)滑動(dòng)變阻器的電流為:I===0.28A,即燈的額定電流,
小燈泡的額定功率:
P額=UI=2.5V×0.28A=0.7W。
故答案為:(1)見解答;(2)左;(3)大于;左;(4)所選滑動(dòng)變阻器的最大阻值太小(或電源電壓過(guò)大);(5)反比;(6)①3.5;④0.7。
數(shù)據(jù)序號(hào)
1
2
3
4
5
6
7
電壓U/V
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
電流I/A
0.04
0.08
0.11
0.16
0.26
0.24
0.29
數(shù)據(jù)序號(hào)
1
2
3
4
5
6
電壓U/V
2
2.5
3
3.5
4.5
5
電流I/A
0.2
0.25
1.5
0.35
0.45
0.5
電壓U=3V
數(shù)據(jù)序號(hào)
1
2
3
4
5

電阻R1/Ω
5
10
15
20
30

電流I/A
0.6
0.3
0.2
0.15
0.1

電壓U/V
0.6
1.2
1.8
3.0
電流I/A
0.12
0.24
0.36
0.48
0.60
實(shí)驗(yàn)序號(hào)
1
2
3
4
5
U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
I/A
0.1
0.3
0.4
0.5
實(shí)驗(yàn)次數(shù)
1
2
3
4
5
6
電壓U/V
0.4
0.8
1.2
1.6
2.0
2.4
電流I/A
0.08
0.16
0.30
0.32
0.40
0.48
實(shí)驗(yàn)次數(shù)
1
2
3
4
5
6

電阻R/Ω
5
7.5
12
15
20
25

電流I/A
1.2
0.8
0.48
0.4
0.32

實(shí)驗(yàn)次數(shù)
1
2
3
電壓U/V
2.0
3.0
3.8
電流I/A
0.38
0.40
實(shí)驗(yàn)次數(shù)
1
2
3
4
5
電壓U/V
0.6
1
1.5
2
2.5
電流I/A
0.12
0.2
0.3
0.4
實(shí)驗(yàn)次數(shù)
1
2
3
4
5
U/V
0.5
1
1.5
3
I/A
0.1
0.2
0.3
0.5
0.6
實(shí)驗(yàn)次數(shù)
1
2
3
4
5
R/Ω
5
10
15
20
30
I/A
0.6
0.3
0.2
0.15
0.1
電壓U/V
1.0
1.5
2.0
2.5
電流I/A
0.10
0.15
0.25
實(shí)驗(yàn)次數(shù)
1
2
3
4
電壓U/V
1.0
1.6
2.2
2.8
電流I/A
0.16
0.22
0.28
實(shí)驗(yàn)次數(shù)
1
2
3
4
5
電壓U/V
1
1.5
2
2.5
電流I/A
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
實(shí)驗(yàn)次數(shù)
1
2
3
4
5
電壓U/V
1.2
1.5
1.8
2.0
2.4
電流I/A
0.24
0.30
0.36
0.40
0.48
電壓U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3
電流I/A
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
導(dǎo)線連接點(diǎn)
a和b
a和c
電壓表指針是否偏轉(zhuǎn)


電流表指針是否偏轉(zhuǎn)


數(shù)據(jù)序號(hào)
1
2
3
4
5
6
電壓U/V
1.0
1.2
1.4
1.8
2.0
2.4
電流I/A
0.10
0.12
0.14
0.28
0.20
0.24
數(shù)據(jù)序號(hào)
1
2
3
4
5
電壓U1/V
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
電壓U2/V
1.5
3.0
4.5
6.0
7.5
電流I/A
0.10
0.20
0.30
0.40
0.50

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