电学实验探究题-【迎战中考】2021年物理试卷分类命题备考方略(原卷版)
发布于 2021-05-15 16:02 ,所属分类:初高中物理学习资料
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【迎战中考】2021年物理试卷分类命题备考方略
电学实验探究题
各地的中考命题针对实验探究问题有着不同程度的偏重,也不可能面面俱到地进行考查,这也就给命题带来了多个角度的可能性。比如同是考查凸透镜成像规律,但由于考查的环节或是角度不同,考查的方式也就明显不同,因此在平时的教学中,要尽可能的引导学生对每个知识点、每个环节要做到理解和掌握。新课程改革以来,各地中考命题中涉及不同版本教材外的物理探究实验逐年在出新。但纵观其考查内容,大都来源于学生生活实际,并且所考核的方法和能力都是学生应了解和掌握的。所以学生进行应考时对此不要产生心理上的障碍,只要抓住方法、应用得当,一般都能轻松解决。
纵观历年实验探究题,其规律是力学一道题、电学一道题,光学或热学一道题。电学部分实验探究有:影响导体电阻大小的因素实验、电路电流与电压和电阻关系实验、串并联电路电流规律实验、串并联电路电压规律实验、伏安法测电阻实验、伏安法测小灯泡电功率实验、影响电流热效应因素实验和通电螺线管磁性实验。考查热点有:探究影响导体电阻大小的因素实验、电路电流与电压和电阻关系实验、伏安法测电阻实验、伏安法测小灯泡电功率实验。
一、探究影响导体电阻大小的因素实验
1.实验内容
【实验目的】探究影响导体电阻大小的因素。
【实验器材】电流表、小灯泡、不同规格电阻丝(A-镍铬合金丝、B-截面相同较长镍铬合金丝、C-与A长度相同较粗镍铬合金丝、D-与A长度相同截面相同的锰铜合金丝)、导线若干、开关、电池等。
【实验步骤】一、按图连接电路。
二、把A镍铬合金丝接入电路,闭合开关,测量电路电流,并观察小灯泡亮度,结果记入表格。
三、把截面相同较长的镍铬合金丝B接入电路,闭合开关,测量电路电流,并观察小灯泡亮度,结果接入表格。
四、把长度相同,截面较粗的镍铬合金丝C接入电路,闭合开关,测量电路电流,并观察小灯泡亮度,结果接入表格。
五、把长度相同,截面相同的锰铜合金丝D接入电路,闭合开关,测量电路电流,并观察小灯泡亮度,结果接入表格。
【实验表格】
电阻类型 | 规格(与A比较) | 电流/A | 小灯泡亮度 |
镍铬合金丝A | — | — | |
镍铬合金丝B | 截面相同、长度较长 | 较暗 | |
镍铬合金丝C | 截面较粗、长度相同 | 较亮 | |
锰铜合金丝D | 截面与长度均相同、材料不同 | 较亮 |
【实验结论】(1)材料相同、截面相同的导体,电阻与长度有关,长度越长,电阻越大;
(2)材料相同、长度相同的导体,电阻与截面有关,截面越粗,电阻越小;
(3)长度相同、截面相同的导体,电阻与材料有关。
2.考查方向
考查方向 | 解答思路 |
导线长度与电流关系 | 导线越长,电流越小 |
电流表示数 | 看量程再读数 |
实验方法 | 控制变量法 |
A、B之间探究的是 | 导体长度与电阻关系 |
A、C之间探究的是 | 导体截面与电阻的关系 |
A、D之间探究的是 | 导体电阻与材料有关 |
灯泡亮度与上面有关 | 电流大小 |
补充电路 | 试验电路连接不完整,按元件顺序进行补充,画线不能交叉 |
同一种导体电阻与温度的关系 | 温度越高电阻越大 |
4.真题呈现
【典例一】(2020•绵阳)学校实验室有一根长略大于60cm的均匀电阻丝,小明等同学打算探究这根电阻丝不同长度的电阻与对应长度的关系。已知这根电阻丝总电阻约6Ω.他们设计了如图甲所示电路示意图,电源电压3V,电阻丝拉直固定在木板上的a、b两点,P为鳄鱼夹。
完成实验,回答下列问题:
(1)电流表应选用 (选填序号)。
A.电流表A1(0~60mA)
B.电流表A2(0~0.6A)
C.电流表A3(0~3.0A)
(2)正确连接电路,断开开关,鳄鱼夹P夹接在电阻丝上靠近b端某位置,用刻度尺测鳄鱼夹与a端间电阻丝长度L,闭合开关,读取电流表示数I;断开开关,将鳄鱼夹P向a端移动约10cm,重复前面的操作。6次测得的电阻丝长度L和对应电流表示数I如下表所示。
序号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
L/cm | 60.0 | 50.0 | 40.0 | 30.0 | 20.0 | 10.0 |
I/A | 0.51 | 0.60 | 0.73 | 1.05 | 1.48 | 2.95 |
算出的电阻R/Ω | 5.9 | ? | 4.1 | 2.9 | 2.0 | 1.0 |
(3)计算接入电路电阻丝的电阻R,并填在上表中。请补填根据第2次测量算出的电阻丝的电阻R2= Ω。
(4)请在图乙的坐标系中,制定纵横坐标的标度,把上表中数据在坐标系中描点,然后画出图象。
(5)根据你画出的图象, (选填“可以”或“不可以”)得到结论:在误差范围内,电阻丝的电阻与其长度成正比。
【典例二】(2020•永州)某科技兴趣小组在某次科技活动中看到若干个长方体电阻(包含若干个正方体电阻)。它们的材料相同,上下表面均为正方形,外形都如图甲所示,接入实物电路的连接方式都如图乙所示,有电流通过时都如图丙所示。他们想探究长方体电阻的阻值与厚度及边长的关系,在老师的帮助下,他们测量了部分电阻的厚度h、边长a和电阻R,并记录在表格中(长方体电阻不受温度影响)。
次数 | 厚度h/mm | 边长a/mm | 电阻R/Ω |
1 | 2 | 4 | 10 |
2 | 2 | 8 | 10 |
3 | 2 | 12 | 10 |
4 | 4 | 12 | 5 |
5 | 8 | 12 | |
6 | 16 | 12 | 1.25 |
(1)请你根据实物图在虚线方框内画出对应的电路图(在电路图中长方体电阻用“”表示):
(2)该实验主要采用的探究方法是 (选填“控制变量法”或“类比法”);
(3)根据表中数据可以推知第5次的电阻R= Ω;
(4)从已测的长方体电阻中选取两个电阻,分别为R1和R2,它们对应的厚度h之比为1:2、边长a之比为2:3,将R1和R2并联接在同一闭合电路中,设通过R1的电流为I1,通过R2的电流为I2,则I1:I2= ;
(5)分析表中数据,科技兴趣小组得到了长方体电阻阻值与其厚度及边长的关系。同时他们也大胆推测,在本次科技活动中所看到的正方体电阻,其阻值与边长的关系是: 。
二、探究电路电流与电压和电阻关系实验
1.实验内容
【实验目的】探究电路电流与电压和电阻关系。
【实验器材】定值电阻、电流表、电压表、电源、开关、导线、滑动变阻器。
【实验原理】(1)在探究“电流跟电压、电阻的关系”时,采用的研究方法是控制变量法。
(2)在探究“电流与电压的关系”时,应保持电阻不变;
(3)在探究“电流与电阻的关系”时,将5Ω的电阻换成10Ω后,下一步操作是调节滑动变阻器,使前后电压保持不变。
【实验步骤】
一、按电路图连接实物电路
二、探究电流与电压关系
(1)闭合开关,移动变阻器划片,使电阻R两端电压成整数倍增加,依次读出电流表读数,数据计入表格;
(2)电流与电压关系测量表格(电阻R= ῼ)
次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
电压/V | |||||
电流/A |
(3)数据分析:电阻一定时,通过导体的电流与其两端电压成正比。
三、探究电流与电阻关系(控制电压不变,如U=2V)
(1)选择某一电阻,如:R=5ῼ,闭合开关,调节变阻器划片,使R两端电压为2V,读出电流表示数,并计入表格;
(2)更换电阻,如:R=10ῼ,闭合开关,调节变阻器划片,使R两端电压为2V,读出电流表示数,并计入表格;
(3)重复上述试验过程,电阻分别选15ῼ、20ῼ、25ῼ。
(4)电流与电阻关系测量表格(电阻V= )
次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
电阻/ῼ | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 |
电流/A |
(3)数据分析:电压一定时,通过导体的电流与电阻成正比。
(4)整理器材。
【实验结论】通过导体电流跟其两端电压成正比,与导体电阻成反比。
2.考查内容
考查方向 | 解答思路 |
探究方法 | 控制变量法 |
探究电流与电压关系时 | 控制电阻不变 |
探究电流与电阻关系时 | 控制电压不变 |
连接电路前应注意哪些问题 | 断开开关、变阻器处于最大位置、电流表和电压表选择合适量程、注意正负接线柱不能接反 |
探究电流与电压关系时,变阻器的作用 | 改变导体两端电压 |
探究电流与电阻关系时,变阻器的作用 | 控制导体两端电压不变 |
完善表格,填入正确值 | 根据实验规律和给出数据,填入正确值 |
多次测量目的 | 寻找规律 |
补充实验电路 | 按元件顺序观察缺少部分,然后进行连接,注意不能交叉 |
电路连接改错 | 电流要从电流表、电压表正极入、负极出,量程选择要预估,元件连接要符合要求,电流表要串联在电路中,电压表要与被测元件并联,变阻器要一上一下接入电路 |
4.真题呈现
【典例一】(2020•济南)在“探究电流与电压的关系”的实验中:
(1)小军首先选用了一个阻值为15Ω的电阻器开始连接实验电路,如图所示是他已经连接的部分实验电路。小军在连接实验电路时,操作上出现的错误是 。
(2)请你用笔画线代替导线在答题卡上将实物电路连接完整。
(3)连接完实验电路,检查无误后,闭合开关,电路工作正常。过一段时间后,突然发现一个电表的示数变为零,而另一个电表的示数变大。若此时实验电路中只有一处出现故障,则可能的情况是 。
A.电阻器短路,电压表示数为零
B.电阻器开路,电流表示数为零
C.变阻器短路,电压表示数为零
D.变阻器开路,电流表示数为零
【典例二】(2020•烟台)如图甲所示是小明“探究电流与电压、电阻的关系”的实验电路图。选用的实验器材是:电源(3V)、电流表(0~0.6A)、电压表(0~3V),定值电阻R1=5Ω、R2=10Ω、R3=20Ω,滑动变阻器(40Ω 2A)、开关、导线若干。
(1)探究电流与电压关系:
①探究电流与电压的关系时,要保持 不变,采用的科学方法是 。
②小明在实验中进行多组数据测量的目的是什么?
③小明选用5Ω和10Ω的两只电阻分别进行实验后,由实验数据画出的图象如图乙所示,其中M图象对应的是哪只电阻? 由M图象得到的实验结论是什么?
(2)探究电流与电阻的关系:
①小明在实验中,首先确定一个保持不变的电压值U,当AB间的电阻R由5Ω换成10Ω时,闭合开关,应将滑动变阻器的滑片向 (选填“a”或“b”)移动,才能使电压表示数变为U。
②当AB间换接20Ω的电阻时,小明无论怎样移动滑动变阻器的滑片,电压表的示数都无法达到U.请你告诉他,为完成实验,U的取值范围是 。
三、伏安法测电阻实验
1.实验内容
【实验目的】测量未知电阻
【实验器材】电池组、电压表、电流表、滑动变阻器、待测电阻、开关各一个,导线若干。
【实验原理】根据欧姆定律:,可知:,只要能测出电阻R两端电压和通过R的电流,根据公式即可计算出待测电阻R。
【实验步骤】一、根据给出的电路图,连接实物电路。
二、闭合开关,变阻器在较大位置时测量电流和电压,数据计入表格。
三、继续调节滑动变阻器,重复上述试验三次,数据计入表格。
四、根据公式,求出每次试验电阻值,并计入表格。
五、计算待求电阻平均值。
六、试验表格
试验次数 | 电压/V | 电流/A | 待求电阻Rx/ῼ | 平均值Rx/ῼ |
1 | ||||
2 | ||||
3 |
七、整理器材。
2.考查内容
考查方向 | 解答思路 |
补充电路 | 以某一电器为起点,观察一周,先连主电器,后连测量电器,注意连线不能交叉 |
测量前变阻器的位置、目的 | 处于最大位置、为了保护电路 |
变阻器连接 | 一上一下 |
开关状态 | 断开状态 |
补充测量数据 | 根据实验原理和测量数据规律补齐表格中空格 |
小灯泡电阻测量结果相差较大原因 | 小灯泡的电阻随温度的升高而变大 |
电路故障 | 电流表无示数,某处断路;电压表无示数,被测电器短路或电压表连线未接好 |
电流表、电压表反偏 | 正负极反接 |
分析测量数据求电阻 | 根据欧姆定律进行计算 |
测量结果误差较大原因 | 电流表或电压表有内阻 |
电流表对测量误差的影响 | 内接时测量结果偏大、外接时测量结果偏小 |
4.真题呈现
【典例一】(2020•内江)一个物理课外实验小组用如图甲所示的电路来测量某待测电阻Rx的阻值,其中定值电阻R0=20Ω.请你帮实验小组完成:
(1)按照甲图的实验电路图,用笔画线代替导线将乙图连接完整(部分导线已连好);
(2)在连接电路时,开关应 ,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于 (选填“左”或“右”)端;
(3)闭合开关S1,将开关S2掷于“1”时,调节滑动变阻器的滑片到适当位置,记下此时电压表的示数为U1;保持滑片位置不变,将开关S2掷于“2”时,记下此时电压表的示数为U2.则待测电阻Rx阻值的表达式Rx= (用R0、U1、U2表示)。
(4)重复步骤(3),共得到5组U1、U2的数据,并计算出的值,如下表所示,则5组数据的平均值为 ;利用的平均值,求出待测电阻Rx为 Ω。
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | |
U1/V | 0.25 | 0.30 | 0.36 | 0.40 | 0.44 |
U2/V | 0.86 | 1.03 | 1.22 | 1.36 | 1.49 |
3.44 | 3.43 | 3.39 | 3.40 | 3.39 |
(5)实验中,采用了多次测出U1和U2的值,并由的平均值,求待测电阻Rx阻值的目的是为 。
【典例二】(2020•甘孜州)在“用电流表和电压表测电阻”的实验中,电路如图甲所示。
(1)开关闭合前,滑动变阻器的滑片P要移动到 (选填“a”或“b”)端;
(2)闭合开关,发现电流表示数为零,但电压表指针发生明显偏转,则电路发生的故障可能是以下四种中的 ;
A.Rx发生断路 B.滑动变阻器断路
C.Rx发生短路 D.电流表处断路
(3)排除故障后,闭合开关,调整滑片P到某一位置后,若两表的示数分别如图乙、丙所示,其中电流表的示数为 A,此次测得的结果为Rx= Ω。
四、伏安法测小灯泡电功率实验
1.实验内容
【实验目的】测量小灯泡工作时的电功率。
【实验器材】小灯泡、电压表、电流表、滑动变阻器、电源、开关、导线。
【实验原理】根据公式P=UI,用电压表测小灯泡两端的电压,用电流表测小灯泡中的电流,利用公式P=UI计算电功率,在额定电压下测出的电功率就是额定功率。
【实验步骤】一、按电路图连接好电路
二、闭合开关,调节滑动变阻器,使小灯泡两端的电压恰好等于小灯泡的额定电压2.5V,观察小灯泡的亮度,并记录电流表和电压表的示数。
三、调节滑动变阻器,使小灯泡两端的电压约等于小灯泡额定电压的1.2倍。观察小灯泡的亮度变化,并记录此时电流表和电压表的示数(注意:小灯泡两端的电压不能超过它的额定电压太多)。
四、调节滑动变阻器,使小灯泡两端的电压约等于小灯泡额定电压的0.8倍。观察小灯泡的亮度变化,并记录此时电流表和电压表的示数。
五、计算出三种情况下小灯泡的电功率。
六、整理器材。
七、实验表格
实验次数 | 实验要求 | 发光情况 | 电流/A | 电压/V | 电功率/W |
1 | 额定电压 | 正常发光 | |||
2 | 额定电压1.2倍 | 较亮 | |||
3 | 额定电压0.8倍 | 较暗 |
【实验结论】(1)不同电压下,小灯泡的功率不同;实际电压越大,小灯泡功率越大。(2)小灯泡的亮度由小灯泡的实际功率决定,实际功率越大,小灯泡越亮。
2.考查内容
考查方向 | 解答思路 |
补充电路 | 以某一电器为起点,观察一周,先连主电器,后连测量电器,注意连线不能交叉 |
测量前变阻器的位置、目的 | 处于最大位置、为了保护电路 |
变阻器连接 | 一上一下 |
开关状态 | 断开状态 |
电路故障 | 电流表无示数,某处断路;电压表无示数,被测电器短路或电压表连线未接好 |
电流表、电压表反偏 | 正负极反接 |
影响小灯泡亮度的因素 | 由小灯泡实际功率决定,功率越大,亮度越高 |
确定划片移动方向和接入电阻大小 | 根据电阻与长度成正比接线 |
实际功率大小 | 根据公式:进行计算 |
分析图像求额定功率 | 根据额定电压确定电流,计算即得额定功率 |
分析图象不同电压下灯丝电阻值不同 | 原因是灯丝电阻随温度的变化而变化 |
【典例一】(2020•广西)在“测量小灯泡的电功率”实验中,电源电压保持不变,待测小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)为了比较精确的测量小灯泡的电功率,电压表的量程应选0~ V;
(2)实验时,无论怎样移动滑动变阻器的滑片,小灯泡都不亮,电压表有示数,电流表示数几乎为零,则故障可能是 (选填“电流表与导线”或“灯泡与灯座”)接触不良;
(3)排除故障后,移动滑动变阻器滑片,当电压表示数是2.5V,电流表示数如图所示,则小灯泡的额定功率是 W;
(4)测量结束后,应先 ,再拆除导线,最后整理好器材;
(5)某实验小组在处理实验数据时,采用描点法,在坐标纸上作出了如图所示的I﹣U图象,请指出作图过程中存在的错误或不足之处是 ;
(6)某实验小组设计了如图所示的电路(还缺一根导线连接才完整),可以测量小灯泡的额定功率,其中R为定值电阻。请写出本实验主要测量步骤及所测物理量;
①电路连接完整后,开关S2断开,S1、S3闭合,调节滑动阻器滑片,使电压表示数为U额;
② ,开关S3断开,S1、S2闭合,记录电压表的示数U2;
③小灯泡额定功率的表达式P额= (用R、U额、U2表示)。
【典例二】(2020•淄博)小明用图中所示的器材测量小灯泡的电功率。待测小灯泡的额定电压为2.5V,额定功率估计在0.8W左右。
(1)请画出导线,完成电路连接。
(2)小明刚连好最后一根导线,小灯泡就发出了明亮的光,他在连接电路中出现的错误是:
① ;
② 。
(3)小明改正错误后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,观察小灯泡的发光情况,将测量数据和实验现象记录在下表中。
实验要求 | 小灯泡的发光情况 | 电压表示数/V | 电流表示数/A | 小灯泡的实际功率/W |
U实=U额 | 明亮 | 2.5 | 0.28 | |
U实=0.8U额 | 较暗 | 2 | 0.25 | |
U实=0.4U额 | 微弱 | 1 | 0.2 |
①小灯泡的额定功率是 W。
②实验结果表明: 越小,小灯泡的实际功率越小,小灯泡越暗。
③分析数据发现小灯泡的电阻是变化的,原因是 。
(4)小明和同学交流时发现,他在实验设计中存在不完善的地方是 ,修改实验方案后,接下来的操作是把滑动变阻器的滑片向 (填“A”或“B”)端调节,记录电压表和电流表的示数,并观察小灯泡的发光情况。
一、影响导体电阻大小的因素
1.(2020•凉山州)如图所示,是探究影响导体电阻大小因素的实验装置图,实验中分别把a、b、c、d四根导线接入电路,其中导线a、b、d长度相同,a、b、c粗细相同,b、d粗细不同。
(1)该实验是通过观察电流表的示数来间接比较导线电阻的大小,这种科学研究问题的方法是 法。
(2)选用 两根导线分别接入电路中进行实验,是为了探究电阻大小跟导体的长度有关。
(3)选用a、b两根导线分别接入电路中进行实验,是为了探究电阻大小跟导体的 有关。
(4)选用 两根导线分别接入电路中进行实验,是为了探究电阻大小跟导体的横截面积有关。
2.(2020•襄阳)某物理兴趣小组做“探究导体电阻大小与导体长度的关系”实验。他们在如图所示电路中的A、B两点间接入待研究的电阻丝,电源电压恒定。忽略电阻丝电阻随温度变化的影响,待用电阻丝的规格如表。
序号 | 材料 | 长度 | 横截面积 |
1 | 炭钢合金丝 | L | S |
2 | 镍铬合金丝 | 2L | S |
3 | 镍铬合金丝 | L | 2S |
4 | 镍铬合金丝 | 2L | 2S |
(1)他们应选择序号为 的两根电阻丝来研究;
(2)从表中所给电阻丝的规格看,还可以用这些电阻丝来做另一个探究实验,即探究导体电阻大小与导体 的关系,这次你应该选择序号为 的两根电阻丝来做实验。
3.(2019·百色)在探究“电阻的大小与哪些因素有关”的实验中,采用如图甲所示的实验装置,a、b、c是镍铬合金制成的三根导线,a、b长度相同但粗细(横截面积)不同,a、c粗细相同而长短不同,导线d由锰铜合金制成,长短、粗细与导线b相同。
(1)实验中电流表的示数越大,对应的导线电阻越 ;
(2)将导线a接在M、N之间,闭合开关,电流表示数如图乙所示,此时电流为 A;
(3)依次将导线b、c、d替换导线a接入电路,电流表对应的示数如下表所示:
导线代号 | a | b | c | d |
电流表的示数 | ﹣ | 1.3A | 2.2A | 2.7A |
①选导线a、b比较是为了探究导线电阻的大小与 的关系;探究导线电阻的大小与材料的关系,应选用的两根导线是 (填写导线代号);
②由此可知:导线电阻的大小与材料有关,用相同材料制成的导线长度越 ,横截面积越 ,电阻越大:
(4)若想进一步用“伏安法”测量导线a的电阻,除了如图甲所示的器材外,至少还需要在此电路接入一个 表和一个变阻器,连好电路后,经多次测量,绘得导线a的U﹣I图象如图丙所示,则其电阻为 Ω。
4.(2018•湖州)某科学兴趣小组在探究影响导体电阻大小及灯泡亮暗的因素时。做了如甲图所示的实验:将鳄鱼夹从较长的镍铬合金丝的A端逐渐滑向B端时,发现电流表示数逐渐增大,同灯泡逐渐变亮。
(1)通过实验可得出结论:导体的电阻大小与 有关;灯泡的亮暗与通过灯泡的电流大小有关。
(2)小明认为决定灯泡亮暗的因素只是电流大小,请你设计一个实验来否定小明的观点(只需在相应的方框内画出电路图)。
实验材料:两个不同规恪的灯泡L1和L2,电泡组、开关S及导线若干。
(3)接下来,小明又做了如下实验:将整条镍合金丝AB接入电路,闭合开关,然后用大功率吹风机先对镍铬合金丝吹一段时间热风,再改用冷风档对镍铬合金吹冷风。在整个过程中观察电流表示数的变化情况,小明所做的这一实验基于的假设是 。
5.(2018·娄底)某学习小组在探讨影响导体电阻大小因素时,找资料发现在导体材料和粗细相同时,其电阻与长度成正比,即可以用下述表达式表示:R=kx,其中k为比例常数,x为导体的长度,于是他们用下面的器材:电压恒定的电源、开关、粗细均匀镍铬合金丝、电压表等及图示电路来探究此问题,图中AB为镍铬合金丝,P为活动端,右侧为实物连线图。
(1)他们的实验方法是控制了 不变。
(2)调节镍铬合金丝上的滑动片,电压表的示数 (填“能”或“不能”)反映导体AP间电阻的变化,理由
(3)要完成此实验,除了记录电压表示数外,还需要的测量器材是_
6.(2018•青岛)探究影响电阻大小的囚素:有a、b、c、d四根不同的电阻丝,b、c、d跟a相比,分别只有一个因素不同:b与a长度不同;c与a横截而积不同;d与a材料不同。实验方案有如下两种:
(1)甲方案:①将电阻丝a、b、c、d分别接在M、N之间,测出电路中的电流。电流表的示数越大,表示接入的电阻丝阻值越 。
乙方案:②将电阻丝a、b、c、d串联在电路中,用电压表分别测出它们两端的电压。电压表的示数越大,表示被测的电阻丝阻值越 。
(2)增加一把刻度尺,探究电阻大小与长度是否成正比。请选择上述方案中的填 (“甲”或“乙”),具体做法: 。
7. (2018·成都A)小佑收集了很多材料和长度都相同但粗细不同的铅笔芯。如图7所示,是用他身边的器材自制的简易调光灯电路。闭合开关,夹子A向右移动的过程中灯泡亮度应该 (选填“变亮”、“变暗”、或“不变”);夹子 A从最左端移动到右端的过程中,他发现灯泡亮度变化不明显,他应该调换更 (选填“粗”或“细”)的铅笔芯来做实验。
8. (2018·天津)在“探究影响导体电阻大小的因素”时,某实验小组想利用图22所示的电路,分别对导体电阻跟它的长度、横截面积、材料有关的猜想进行实验验证:
(1)为验证“导体电阻跟长度有关”,下表中可选用的三种导体是_________(填导体代号)
2)若实验中将电路中的电流表更换为小灯泡,通过观察__________也可以判断导体电阻大小,但不足之处是____________________。
二、探究电路电流与电压和电阻关系
1.(2020•甘南州)在“探究电流与电阻的关系”实验中:
(1)如图甲所示,请你用笔画线代替导线,将图中电路连接完整(请勿更改原有导线,导线不得交叉)。
要求:当滑动变阻器的滑片P向左移动时,电路中的电流变大。连接电路时,开关必须 。
(2)闭合开关后,发现电压表有示数且接近电源电压,电流表无示数,其原因是 。
(3)实验过程中,将5Ω的电阻接入电路中,闭合开关调节滑动变阻器滑片P至适当位置,此时电流表示数如图乙所示,则电流表示数为 A.将5Ω的电阻更换为10Ω的电阻,闭合开关,应将滑动变阻器的滑片P向 (选填“左”或“右”)端移动,使电压表示数为 V。
2.(2020•广安)在探究“电流与电阻关系”的实验中,所用的器材有:电压恒定为6V的电源、开关、电流表、电压表、三个定值电阻(5Ω,10Ω,20Ω)、几个规格不同的滑动变阻器、导线若干。
(1)如图所示是某同学连接的电路,图中有一根导线连接错误,请你在连接错误的导线上打“×”,并补画出正确的连线。
(2)电路连接正确后,闭合开关前滑动变阻器的滑片应置于 (选填“A端”或“B端”)。
(3)分别把5Ω和10Ω的定值电阻接入电路中,移动滑动变阻器的滑片使电压表的示数为2V,记录下电流表的示数。可是当把20Ω的定值电阻接入电路中时,该同学无论怎样移动滑片都无法使电压表示数调到控制值,说明选择的滑动变阻器 。
(4)更换器材后,重新实验,将数据记录在表格中,分析实验数据可得结论: 。
电压U/V | 2 | ||
电阻R/Ω | 5 | 10 | 20 |
电流I/A | 0.4 | 0.2 | 0.1 |
3.(2020•大连)在探究“电阻一定时,通过导体的电流与导体两端电压的关系”的实验中,所用的实验器材有:电流表、电压表、10Ω的定值电阻、滑动变阻器、开关各一个,1.5V的干电池两节,导线若干。
(1)用笔画线,将图1所示的电路补充完整。
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移动到 端(选填“a”或“b”)。
(3)用开关“试触”时,电压表和电流表均无示数,这说明电路中存在故障。若故障是某一个元件发生了断路,则发生断路的元件可能是 (只有一个选项正确,请将正确选项的宇母填在横线上)。
A.开关或定值电阻
B.定值电阻或电流表
C.开关、滑动变阻器或电流表
D.滑动变阻器、电压表或电流表
(4)排除故障后,继续进行实验,并将实验数据记录在下表。请在图2画出电流I与电压U的关系图象。
实验次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
电阻R/Ω | 10 | |||||
电压U/V | 0.4 | 0.8 | 1.2 | 1.6 | 2.0 | 2.4 |
电流I/A | 0.04 | 0.08 | 0.12 | 0.16 | 0.20 | 0.24 |
(5)根据图象,可得出的探究结论是: 。
4.(2020•西藏)在“探究电流与电阻的关系”实验中:
(1)某同学设计的实验电路图如图(甲),请你根据电路图用笔画线表示导线,把实物图补充完整。要求:滑动变阻器的滑片向左滑动时,电流表的示数变大,且导线不能交叉;
(2)实验步骤:
①检查电路无误后闭合开关,调节滑动变阻器的滑片至适当位置,使电压表的示数为2.0V,记录此时电流表的示数I1;
②把电阻R由5Ω更换成10Ω,向 (填“左”或“右”)移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数仍为2.0V,记录此时电流表的示数I2= A,如图(丙);
③把电阻R依次更换为15Ω、20Ω、25Ω,重复实验步骤②,得到以下数据
R/Ω | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 |
I/A | 0.40 | 0.14 | 0.10 | 0.08 |
(3)以上实验探究过程中,运用的物理探究方法是 法;
(4)分析以上数据,你得到的结论是: 。
5.(2020•仙桃)为了探究“通过导体的电流与导体电阻的关系”,小明采用了如图甲所示的实物图。实验供选择的定值电阻有5个,阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、30Ω,电源电压恒为4.5V,滑动变阻器的最大阻值为30Ω。
(1)实验前,滑动变阻器的滑片应移到 端(选填“A”或“B”)。
(2)小明首先用5Ω电阻实验,闭合开关后发现,无论怎么移动滑片,电流表指针无偏转,电压表指针迅速满偏,则电路中的故障可能是 。(填字母)
A.开关断路 B.滑片接触不良 C.电阻断路 D.电流表短路
排除故障后,小明根据实验数据在乙图中描点,则阴影部分的面积表示 ,其数值为 。
(3)第2次实验中,他将5Ω电阻换成10Ω,如果滑片仍然停留在第1次实验的位置,小明应向 (选填“A”或“B”)端移动滑片,同时,眼睛应注视 (选填“滑片”“电流表示数”或“电压表示数”)。
(4)只用30Ω的滑动变阻器 (选填“能”或“不能”)直接完成5次实验。
(5)该实验电路还可以完成 实验。(写一个)
6.(2020•毕节市)在探究电流与电压的关系实验中,电源是2节新干电池,电阻的阻值为5Ω。
(1)图甲是没有连接完整的实验电路,若滑动变阻器的滑片向右移动时电压表的示数变大,用笔画线代替导线,将电路连接完整;
(2)电路连接完毕后,闭合开关,发现两只电表示数如图乙所示,则电路中的故障可能是 ;
(3)实验数据记录见表,其中一个电流数据记录错误,这个数据是 ;
实验序号 | 1 | 2 | 3 | 4 |
电压U/N | 0.6 | 1.2 | 1.8 | 2.4 |
电流I/A | 0.12 | 0.24 | 0.30 | 0.48 |
(4)分析实验数据可以得出:在电阻一定的情况下,通过导体的电流与导体两端的电压 。
7.(2020•齐齐哈尔)在“探究电流与电阻的关系”实验中,老师提供了两节新干电池、电流表、电压表、开关、两个滑动变阻器(规格为“10Ω 1A”和“20Ω 0.5A”),阻值为10Ω、20Ω、25Ω的定值电阻各一个,一个标记模糊、阻值未知的定值电阻,以及导线若干。
(1)请根据图甲,用笔画线代替导线将实物图(图乙)连接完整。(要求导线不交叉;当滑片向右移动时,滑动变阻器接入电路的阻值变大)
(2)将滑动变阻器阻值调到最大,闭合开关后,发现电压表有示数且接近电源电压,电流表无示数,其原因可能是定值电阻 (选填“断路”或“短路”)。
(3)排除故障后,更换不同电阻进行实验,测得数据填入下面表格,第一次实验时,电流表的示数如图丙所示,为 A.当取下10Ω的定值电阻,换接上20Ω的定值电阻时,为控制定值电阻两端电压为 V不变,应将滑动变阻器的滑片向 (选填“左”或“右”)移动。
实验序号 | 1 | 2 | 3 |
电阻R/Ω | 10 | 20 | 25 |
电流I/A | 0.10 | 0.08 |
(4)由表中数据可知,导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成 (选填“正比”或“反比”)。
(5)根据表格数据判断,实验中选用的滑动变阻器可能是 (选填“A”或“B”),
A.“10Ω 1A”
B.“20Ω 0.5A”
(6)小亭同学在完成实验后,想知道标记模糊的定值电阻的阻值Rx(老师告知其阻值大于25Ω)。此时电压表被另一组的同学借走,小亭经过思考,为减小测量误差,需要增大电源电压,于是找来一个能够使用的旧蓄电池组(其电压小于10V),巧妙的应用电流表和实验中选用的变阻器,以及其它现有的实验器材,设计了如图丁所示的电路,并计算出了该电阻的阻值。具体操作如下:
①按电路图连接电路,电流表选择合适的量程,将滑动变阻器滑片P调至A端,闭合开关S,读出电流表的示数为0.18A。
②将滑动变阻器滑片P调至B端,读出电流表的示数为0.30A。
③则Rx= Ω。
8.(2020•苏州)小明用如图甲所示电路探究电流与电阻的关系,电源电压3V,电阻R有4个阻值(5Ω、10Ω、15Ω、25Ω)供选用,滑动变阻器Rp规格为“10Ω 2A”。
(1)开关闭合前,应将滑动变阻器滑片P移到最 (左/右)端;闭合开关后,小明发现电流表、电压表示数均为0,他将一根导线的一端接电源正极,另一端依次试触a、b、c、d各接线柱,当接触到d时,电压表开始有示数且为3V,电流表示数仍为0,经进一步检查,电流表及各接线处均完好,则电路中所有可确定的故障是 。
(2)排除故障并将问题元件进行同规格更换,此时R的阻值为5Ω.闭合开关,调节滑片P,使电压表示数到达某一数值,此时电流表示数如图乙所示,该示数为 A.接着将R阻值换成10Ω,向 (左/右)端移动滑动变阻器滑片,以保持电压表的示数不变。
(3)将R阻值换成15Ω重复上述操作。三组数据如表所示,由此可得:电压一定时,电流与电阻成 。为提高结论的可靠性,换用阻值为25Ω的电阻继续上述实验,是否可行? (可行/不可行)
实验序号 | R/Ω | I/A |
① | 5 | |
② | 10 | 0.20 |
③ | 15 | 0.13 |
(4)下列图象中,能大致反映本实验中各物理量之间关系的是
9.(2019·广西)在“探究电流跟电压关系”的实验中。
(1)如题18-1图所示,甲为________,乙为_________。(选填“电流表”或“电压表”)
(2)用笔画线代替导线将题18-2图中电路连接完整,要求实验过程中滑动变阻器的滑片P从右向左移动。(导线不能交叉)
(3)在实验操作过程中保持________不变,闭合开关时,调节滑动变阻器的滑片P做了三组实验数据,如题18-3图表所示,请根据该图表中数据在题18-4图中进行描点连线。
(4)对实验数据进行分析,归纳出结论是__________________________________________。
答图5 答图6
10.(2019·张家界)如图所示,在“探究通过导体的电流与导体两端的电压的关系”实验中,某小组选用两节新干电池为电源,规格为“20Ω、1A”的滑动变阻器等器材进行实验:
(1)请根据图甲的实物图将图乙的电路图补充完整;
(2)连接电路时开关应该 。闭合开关,发现电压表无示数,电流表有示数但没超出量程,则产生故障的原因可能是导体电阻 (选填“断路”或“短路”);
(3)排除故障后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,若电流表的示数如图丙所示,其读数为 A;
(4)改变滑动变阻器滑片的位置,测得多组对应的电压、电流值,如下表所示,由测得数据可知,当电阻一定时,导体中的电流与电压成正比,导体电阻为 Ω(结果保留一位小数):
实验次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
电压U/V | 0.6 | 1.0 | 1.5 | 2.0 | 2.4 | 2.8 |
电流I/A | 0.12 | 0.20 | 0.32 | 0.38 | 0.48 | 0.56 |
(5)进行实验时,该小组发现:调节滑动变阻器无法使电压表示数为0.5V,为了解决这个问题,可采取的方法是 (写出一种即可)
三、伏安法测电阻实验
1.(2020•黄石)课外兴趣小组要测量一个未知电阻Rx的阻值,现有下列器材:电源、两个量程均为0~0.6A的相同电流表A1、A2、一个已知阻值的定值电阻R0=9Ω、开关、导线若干。兴趣小组同学们开动脑筋,积极思考,设计出了一个测量Rx的方法。
(1)同学们设计出的测量电路图如图甲,请根据电路图把未完成的实物图(图乙)连接线补充完整。
(2)连接好电路,闭合S之前,滑动变阻器的滑片P应滑到 (选填“a”“b”)端;
(3)调节滑动变阻器,使两个电流表有一个恰当的读数,如图丙,两表A1、A2的读数分别为I1= A,I2= A;
(4)根据两电流表读数可得出被测电阻Rx= 。
(5)调节滑动变阻器,使A1和A2表的读数都变大,为保证A2表不被烧坏,则A1表的读数不能超过 A。
(6)有同学认为,改用图丁电路图也可以测出Rx的值,你认为是否可行?
2.(2020•北京)如图甲所示是测量未知电阻Rx的实验电路,电源两端电压不变,定值电阻R0=30Ω。
请补充完成主要实验步骤,并进行数据处理。
(1)实验步骤
①只闭合开关S、S1,读出并记录电流表示数I1。
② 读出并记录电流表示数I2(如图乙所示)。
③计算Rx的阻值。
(2)数据记录与处理(请你补充完整表中①②位置的数据)
实验数据记录表(定值电阻R0=30Ω)
I1/A | I2/A | Rx/Ω |
0.2 | ① | ② |
3.(2020•眉山)小亮做“测小灯泡电阻”的实验时,所用器材有电压为6V的电源,额定电压为2.5V的小灯泡,以及符合实验要求的滑动变阻器、电压表、电流表、开关和导线。
(1)在图甲中请你用笔画线代替导线,将实验电路连接完整。
(2)小亮连接电路时,刚接好最后一根线,就发现小灯泡发光了,产生这一现象的原因是 。
(3)在改正(2)的错误后,在实验开始前应将滑动变阻器的滑片先调到甲图所示的最 端(选填“左”或“右”)。
(4)小亮滑动滑片P,分别记下了多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制了如图乙所示的U﹣I图象,根据图象提供的信息,小灯泡正常工作时的电阻约为 Ω。
(5)完成上述实验后,小亮进一步思考,只用一只仪表结合已知最大阻值为R滑的滑动变阻器,在不超过2.5V恒定的电源电压下,不考虑温度对电阻的影响,能否测出小灯泡的阻值呢?于是他设计了两种情况的电路如图丙、丁所示。其步骤如下:
A.在丙图中将滑动变阻器滑片滑到a端,记下电压表示数Ua,再滑到b端记下电压表示数Ub。
B.小亮通过这两个数据和R滑可计算出灯泡电阻R灯1,其表达式为R灯1= 。
C.在丁图中将滑动变阻器滑片滑到a端,记下电流表示数Ia,再滑到b端记下电流表示数Ib。
D.小亮通过这两个数据和R滑也可计算出灯泡的电阻R灯2,其表达式为R灯2= 。
4.(2020•上海)小华做“用电流表、电压表测电阻”实验,现有电源(电压为1.5伏的整数倍保持不变)、待测电阻、电流表、电压表、滑动变阻器、开关各一个,以及导线若干。他正确串联电路后,将电压表并联在电路中。闭合开关,移动滑动变阻器滑片,将测得的两组数据记录在表一中。小华观察数据思考后重新连接了电压表,将新测得的两组数据记录在表二中。小华通过数据处理求出了待测电阻的阻值,完成实验。
表一
实验序号 | 电压表示数(伏) | 电流表示数(安) |
1 | 2.6 | 0.18 |
2 | 2.3 | 0.20 |
表二
实验序号 | 电压表示数(伏) | 电流表示数(安) |
3 | 2.2 | 0.20 |
4 | 2.6 | 0.24 |
①获得表一实验数据的过程中,小华将电压表并联在 的两端;
②实验中小华所用的电源电压为 伏;
③根据表一中实验序号1的数据,计算此次待测电阻的阻值为 欧;(精确到0.1欧)
④根据实验数据,计算并判断所用滑动变阻器的规格能否为“10欧 2安”。 (需写出计算过程)
5.(2019·天津)现有一个电压约为36V的电源(电压保持不变),一个量程为0-1A的电流表,三个阻值已知的电阻R1(20Ω)、R2(30Ω)、R3(10kΩ),开关和导线若干。请合理选择器材设计实验,比较精确地测出约为10Ω的未知电阻Rx的阻值。要求:
(1)画出实验电路图;
(2)写出主要的实验步骤和需要测量的物理量;
(3)写出待测电阻Rx的数学表达式(用已知量和测量量表示)。
6.(2019·贵港)用“伏安法”测未知电阻的阻值。
(1)请用笔画线表示导线,将图14甲所示的实物连接成完整电路。要求:滑动变阻器的滑片P向右移动时,电流表示数变小(请勿更改原有导线,导线不能交叉)。
(2)连接电路前,开关必须_________。电路接通前,滑动变阻器的滑片P应该移至图中________处(选填“A”或“B”)。
(3)小林闭合开关后,发现电流表示数为零,但电压表有示数,此时电路中的一处故障是待测电阻Rx________(选填“短路”或“断路”)。
(4)小林排除故障后,用滑动变阻器调节接入电路中的电阻,对应每次变化各测一次电流值和相应的电压值并记录到表格中。有一次测量电流表的指针如图14乙所示,其示数为________A;另一次测量电压表的指针如图14丙所示,其示数为________V。小林根据几组实验数据计算出Rx的值,为了进一步减小误差,绘制了Rx的U-I图像。
(5)另一组的小宇用相同的器材进行实验,并根据自己所记录的实验数据绘制了如图14丁所示的U-I图像。小林发现小宇绘制的U-I图像和自己绘制的U-I图像不同,你认为其原因是小宇________________________;小林根据小宇的图像也可计算出待测电阻Rx=________Ω。(实验过程中电源电压保持不变)。
7.(2019·郴州)为了测量电源电压和定值电阻,某物理小组设计了如图甲所示的电路。
(1)根据图甲所示电路,用笔画线表示导线,将实物电路补充完整;
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应放在 (选填“a”或“b”)端;
(3)假设电源电压恒为U0,定值电阻的阻值为R1.如果电压表示数用U表示,电流表示数用I表示,则U与I的关系式为U= (用U0、I、R1表示);
(4)检查电路无误后,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P,进行多次实验,记录电流表和电压表的读数,并画出了U﹣I图象,如图丙所示。图象是一条直线,与U、I坐标轴分别交于3V和0.6A处。由此可知,电源电压U0= V,定值电阻R1= Ω。
8.(2019·湘潭)在“测量电阻“的实验中,设计了如图1所示的电路图。
(1)请根据电路图,用笔画线代替导线将图中的器材连接成完整电路。
(2)按图1所示电路连接器材时,开关要处于 (选填“断开”或“闭合”)状态,滑动变阻器的滑片P应该滑到最 (选填“左端”或“右端”)。
(3)闭合开关,将滑片P缓慢向右移动,电压表的示数将 (选填“增大”或“减小”)。
(4)某次测量时,电压表的示数为1.5V,电流表的示数如图2所示,为 A,根据欧姆定律求出此时这个电阻R的阻值为 欧姆。
(5)以上这种测量电阻的方法叫 。
(6)为减小实验误差,我们应该多次进行正确测量,然后取电阻R的 值。
9.(2019·荆门)现有两节新的干电池、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线若干。在利用“伏安法”测量定值电阻R1阻值的实验中:
(1)请你按图甲所示的电路图,以笔画划线代替导线,将图乙中的电路连接完整。
(2)实验前为了保护电路,滑动变阻器的滑片应置于 端(选填“A”或“B“);
(3)闭合开关,无论怎样栘动滑片P,发现电流表始终无示数,电压表有示数,其原因可能是 (填符号)
A.滑动变阻器断路 B.Rx断路 C.Rx短路
(4)排除故障后,当电压表示数为2.7V时,电流表示数如图丙所示,则通过Rx的电流大小为 。它的阻值是 Ω。
(5)本实验要多次测量取平均值,是为了 。
四、小灯泡电功率测量
1.(2020•鞍山)小刚同学在做“测量小灯泡额定功率”的实验中,选用如图甲所示的器材和电路。其中电源电压为6V,小灯泡的额定电压为2.5V,滑动变阻器的铭牌上标有“20Ω 1A”字样。
(1)请用笔画线代替导线将图甲的实验电路补充完整。(要求:滑动变阻器的滑片向右移动时小灯泡变亮)
(2)闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片。发现小灯泡始终不发光,电压表有示数,电流表无示数。若电路只有一处故障,则故障原因是 灯泡断路 。
(3)排除故障后再次闭合开关,移动滑片直到电压表的示数为2.5V,此时电流表的示数如图乙所示,为 0.3 A,小灯泡的额定功率为 0.75 W.再调节滑动变阻器使电压表的示数达到3V,小灯泡强烈发光,此时小灯泡的实际功率 小于 (填“大于”、“小于”或“等于”)1.08W。
(4)同组的小红同学还想探究“在电压一定时,电流与电阻的关系”,于是将图甲中的小灯泡换成三个阻值分别为5Ω、100Ω、15Ω的定值电阻,其余连接均不改变。图丙是小红根据测得的实验数据绘制的电流I随电阻R变化的图象。
①由图象可知小红将定值电阻R两端的电压控制为 3 V不变。当定值电阻由5Ω换为10Ω时,为达到实验要求,滑动变阻器连入电路的阻值应 变大 (填“变大”、“变小”或“不变”)。
②实验结论是电压一定时, 电流与电阻成反比 。
③实验结束后,小红问老师保持该电压不变的情况下,能否更换50Ω的定值电阻继续进行此实验,老师指导小红分析了不能更换的原因。你认为原因是 保持定值电阻两端电压始3V不变 。
2.(2020•阜新)在“测量小灯泡额定功率”的实验中,器材有:电源(电压恒为3V)、开关、电压表和电流表各一只、额定电压为2.5V的灯泡、滑动变阻器(20Ω、1A)、导线若干。
(1)以画线代替导线,将图甲中的实物图连接完整。(要求:滑片向左移动时小灯泡变亮)
(2)闭合开关前,发现电流表的指针如图乙所示,其原因是 ;
(3)问题解决后,第一小组的同学通过改变滑动变阻器的阻值,得到了小灯泡的电流随其两端电压变化的图象,如图丙所示,则小灯泡的额定功率为 W;
(4)第一小组的同学在实验中还发现,电压表与电流表示数的比值变大,原因是 ;
(5)第二小组的同学在准备进行实验时,发现电压表坏了,他们找到了一个阻值为10Ω的定值电阻R0,设计了如图丁所示的电路,也顺利的完成了实验:
①先闭合开关S、S1,断开S2,调节滑动变阻器,使电流表的示数为I1,则I1= A;
②保持滑片P的位置不变,闭合开关S、S2,断开S1,读出电流表的示数为I2,则小灯泡的额定功率P额= 。(用U额、I1、I2表示)
3.(2020•河池)如图甲所示是某实验小组“测量小灯泡的电功率”的实验电路,电源电压恒为6V,小灯泡的额定电压为3.8V(电阻约为10Ω)。
(1)连接电路时,开关应处于 状态;闭合开关前,滑动变阻器滑片应置于 (选填“A”或“B”)端。
(2)当电压表的示数为3.8V时,电流表的示数如图乙所示,小灯泡的额定功率为 W。在继续调节滑动变阻器进行测量的过程中,小灯泡突然熄灭,若电流表示数变为0,电压表示数接近6V,则故障可能是小灯泡 (选填“短路”或“断路”)。
(3)完成测量后,同学们找来几个不同阻值的定值电阻,替换小灯泡,探究电流与电阻的关系。在接10Ω电阻时,电流表的示数为0.2A;换接20Ω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,使电压表的示数为 V,读出电流表的示数;继续换接余下的电阻进行实验即可得出结论。
4.(2020•百色)在测定小灯泡的电功率实验中,小明设计了如图甲所示的电路,其中小灯泡的额定电压为2.5V,电源由两节新干电池串联组成。
(1)检查仪器时,发现电流表指针位置如图乙所示,则应对电流表进行 。
(2)闭合开关之前应将变阻器的滑片置于 (选填“A”或“B”)端;闭合开关,移动变阻器滑片,当电压表的示数如图丙所示时,小灯泡两端的电压为 V,如要使电路中电流变大,应将变阻器的滑片向 端滑动(选填“A”或“B”)。
(3)实验时,观察小灯泡在三种电压下的发光情况,实验现象和数据如下表所示。
序号 | 小灯泡两端的电压U/V | 通过灯丝的电流I/A | 小灯泡的发光情况 |
1 | 1.5 | 0.20 | 暗 |
2 | 2.5 | 0.32 | 亮 |
3 | 2.8 | 0.35 | 很亮 |
由如表可知:①小灯泡的额定功率为 W;
②在不同电压下,小灯泡的电阻不相同,原因是灯丝电阻受到 温度 的影响。
③在电压表示数为2.8V时,小灯泡发出很亮的光,过一会后小灯泡烧坏了,此时电压表的示数为 V;
④小灯泡的亮度是由实际功率决定的,若将标有220V 40W灯泡L1和标有220V 60W灯泡L2串联后接到庭照明电路中,灯泡 更亮。
5.(2020•南宁)在“测量小灯泡的电功率”实验中,电源电压保持不变,待测小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)为了比较精确的测量小灯泡的电功率,电压表的量程应选0﹣ V;
(2)实验时,无论怎样移动滑动变阻器的滑片,小灯泡都不亮,电压表有示数,电流表示数几乎为零,则故障可能是 (选填“电流表与导线”或“灯泡与灯座”)接触不良;
(3)排除故障后,移动滑动变阻器滑片,当电压表示数是2.5V,电流表示数如图所示,则小灯泡的额定功率是 W;
(4)测量结束后,应先 ,再拆除导线,最后整理好器材;
(5)某实验小组在处理实验数据时,采用描点法,在坐标纸上作出了如图所示的I﹣U图象,请指出作图过程中存在的错误或不足之处是 ;
(6)某实验小组设计了如图所示的电路(还缺一根导线连接才完整),可以测量小灯泡的额定功率,其中R为定值电阻。请写出本实验主要测量步骤及所测物理量:
①电路连接完整后,开关S2断开,S1、S3闭合,调节滑动阻器滑片,使电压表示数为U额;
② ,开关S3断开,S1、S2闭合,记录电压表的示数U2;
③小灯泡额定功率的表达式P额= (用R、U额、U2表示)。
6.(2020•通辽)实验老师为“测量小灯泡额定功率”准备了如下器材:电源(电压恒为6V)开关、电压表和电流表各一只、额定电压为2.5V的待测小灯泡(电阻约为10Ω)、滑动变阻器(“20Ω 1A”)、导线若干。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的实物图连接完整(要求:滑片向右移动灯泡变亮)。
(2)闭合开关前电流表的指针如图乙所示,其原因是 。
(3)故障排除后,调节滑动变阻器的滑片,并绘制了小灯泡的电流随其两端电压变化的关系如图丙所示,则小灯泡的额定功率为 W。
(4)小陈同学为了验证电流跟电阻的关系,他又借到了一个滑动变阻器(50Ω 0.5A)和五个定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω),其余器材不变。用定值电阻更换甲图中的灯泡,小陈同学得到如图丁所示的电流随定值电阻变化的图象,则实验中他所用的滑动变阻器是 (选填字母:A.20Ω 1A B.50Ω 0.5A),若某次实验中滑动变阻器连入的阻值为14Ω,则所用定值电阻的阻值为 Ω。
(5)下课前老师布置了一道课后作业。要求:在只有下列实验器材的前提下测出未知定值电阻Rx的阻值。实验器材:电阻Rx、电源(电压恒定但未知)、滑动变阻器(已知最大阻值为R0)、电流表、开关、导线若干。
小张同学设计了如图戊所示的电路图,用以下步骤测Rx的阻值。
①闭合开关S,移动滑片P至B端,记下电流表示数I1;
②移动滑片P至A端,记下电流表示数I2(I2未超过电流表的量程);
③请帮他写出Rx的表达式:Rx= (用字母R0、I1、I2表示)。
7.(2020•雅安)小明在“探究小灯泡在不同电压下工作时的电功率”的实验时,实验室提供了如下器材:电源(电压恒为8V),一个电流表,一个电压表,滑动变阻器“20Ω 2A”,小灯泡(额定电压2.5V,额定功率小于1.2W),一个阻值已知的定值电阻R0,开关及导线若干。
(1)请根据图甲所示的电路图,用笔画线代替导线,完成实验电路图乙的连接(要求:滑动变阻器的滑片P向右滑动时灯变亮;连线不能交叉)。
(2)正确连接电路后,闭合开关进行实验,记录的数据如下表所示。当电压表示数为2.5V时,电流表示数如图丙所示,小灯泡的额定功率为 W。
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | |
电压/V | 1.0 | 1.5 | 2.0 | 2.5 | 3.0 |
电流/A | 0.24 | 0.32 | 0.38 | 0.44 | |
电功率/W |
(3)分析表中数据可得出结论:小灯泡工作时,消耗的电功率随电压的增大而 (选填“增大”、“不变”或“减小”),小灯泡的实际功率由 (选填“额定功率”、“额定电压”或“实际电压”)决定。
(4)完成实验后,利用上述器材,小明又想出一种测量小灯泡额定功率的方法,设计了如图所示的电路,所用电压表量程为“0~15V”,请将以下实验步骤补充完整。
①检查电路无误后,闭合开关S,将开关S1拨至“1”,调节滑动变阻器滑片,直至电压表示数为 V;
②滑动变阻器滑片不动,再将开关S1,拨至“2”读出电压表示数为U0;
③小灯泡的额定功率P额= (用U额、U0、R0表示)。若步骤②中,在将开关S1拨至“2”时,不小心将滑片向右移动了少许,其他操作正确,则测出的小灯泡额定功率比真实值 (选填“偏大”或“偏小”)。
8.(2020•遵义)某小组在“测定额定电压为2.5V的小灯泡的额定电功率”的实验中,电源电压保持不变,部分电路连接如图甲所示。
(1)请用笔画线表示导线将图甲所示电路连接完整,要求:滑动变阻器的滑片向左移动,电压表示数变大;
(2)正确连接电路后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数刚好为2.5V,电流表示数如图乙所示,小灯泡的额定功率为 W;
(3)实验结束后,该小组对测量结果进行误差分析,考虑到电压表中也有电流通过,该电路所测小灯泡的额定电功率与真实值相比 (选填“偏大”或“偏小”)。
9.(2020•柳州)小杰利用图甲的电路测量小灯泡的电功率,小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)连接电路时,应该保持开关 (选填“闭合”或“断开”).滑动变阻器的滑片置于 (选填“A”或“B”)。
(2)闭合开关,调节滑动变阻器,使小灯泡两端电压为2.5V,此时电流表示数如图乙。则小灯泡中的电流为 A;小灯泡的额定功率为 W。
(3)调节滑动变阻器,记录多组电压、电流数据,计算小灯泡对应功率,完成实验。
(4)图丙是小杰作出的小灯泡I﹣U图象。老师鼓励他结合图甲思考以下问题。
①在滑动变阻器滑片向A端移动过程中,电流表示数 ,小灯泡的电阻 (以上两空选填“变大”、“变小”或“不变”):小灯泡的电阻与其温度 (选续“有”或“无”)关:当温度为0℃时,小灯泡的电阻 (选填“小于”“等于”或“大于”)零。
②关于小灯泡的功率P与通过其电流的平方I2的关系.如图所示的图象中最合理的是 。
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