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文档简介
第=page3939页,共=sectionpages5050页电学实验合集一、实验题1.(2023·广东深圳·统考中考真题)已知:电源电压为3V,小灯泡额定电压为2.5V,滑动变阻器(30Ω,1.2A)
(1)请帮助亮亮根据电路图,连接实物图;(要求:滑片在最右端时,电阻最大。)()(2)在闭合开关前,滑动变阻器滑片需要调到端(选填“M”或“N”);(3)亮亮同学检查电路连接正确,并且电路元件没有故障后,闭合开关,发现小灯泡不发光,电流表偏转角度很小,请问故障原因是:,接下来亮亮同学的提作方法是:;(4)实验数据如下图:电压U/V11.522.52.8电流I/A0.140.210.270.30.31请问:正常发光时,小灯泡的电阻是:Ω;(5)由实验数据说明:小灯泡的电阻随电压的增大而;(选填:“增大”,“变小”或“不变”)(6)小白同学在电路连接正确后,闭合开关,小灯泡亮了一下之后就熄灭,电流表无示数,电压表有示数,请在图丙中,画出电压表指针指的位置。(用带箭头的线段表示)()【答案】
N灯泡的实际功率很小移动滑动变阻器滑片8.3增大
【详解】(1)[1]滑动变阻器滑片在最右端时阻值最大,所以滑动变阻器应接左下接线柱,如图所示:
(2)[2]在闭合开关前,滑动变阻器滑片需要调到N端,使得滑动变阻器为最大阻值,保护电路。(3)[3]闭合开关前,滑动变阻器接入电路的阻值为最大阻值,闭合开关,由于电路总电阻很大,电路电流较小,灯泡的实际功率很小,可能不足以引起灯泡发光。[4]闭合开关后,如果灯泡不亮,应移动滑动变阻器滑片,减小电路的总电阻,使电灯泡发光。(4)[5]由题意可知小灯泡的额定电压是2.5V,所以小灯泡正常发光时,电压为2.5V,而电流由表中数据得0.3A,所以小灯泡电阻为(5)[6]由表中数据得电压为1V,电流为0.14A,小灯泡电阻为由表中数据得电压为1.5V,电流为0.21A,小灯泡电阻为由表中数据得电压为2V,电流为0.27A,小灯泡电阻为由表中数据得电压为2.8V,电流为0.31A,小灯泡电阻为所以小灯泡的电阻随电压的增大而增大。(6)[7]闭合开关,小灯泡亮了一下之后就熄灭,电流表无示数,电压表有示数,说明小灯泡断路了,电压表测电源的电压示数接近电源电压3V,如图所示:
2.(2022·广东深圳·统考三模)小明用图甲所示的电路来测量小灯泡正常发光时的电阻,已知电源电压保持3V恒定不变,小灯泡的额定电压为2.5V。(1)在甲图中,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于最(选填“左”或“右”)端;(2)小明从滑动变阻器接入电路阻值最大时开始记录数据,得到小灯泡I﹣U图像如图乙所示,得知灯丝电阻与有关,且小灯泡正常发光时的电阻为Ω(保留一位小数);(3)实验中,滑片位于某位置时电压表示数突然变为零,而电流表示数不变,出现上述现象的原因是;(4)小明选用的滑动变阻器的规格是下列的(选填字母)。A.“5Ω2A”
B.“15Ω2A”
C.“25Ω2A”
D.“30Ω2A”(5)同组的小聪设计了如图丙所示的电路,测量另一个额定电压为U额的小灯泡的额定功率,已知定值电阻的阻值为R0,请将下列实验步骤补充完整:①闭合S、S1,断开S2,调节滑动变阻器的滑片,使电流表的示数为(用U额和R0表示);②闭合S、S2,断开S1,保持滑动变阻器的滑片位置不动,记录电流表的示数为I;③小灯泡额定功率的表达式为P额=(用U额、I和R0表示)。【答案】右温度8.3电压表断路C【详解】(1)[1]闭合开关前,为保护电路,滑动变阻器的滑片应置于阻值最大处,即滑动变阻器的滑片应置于最右端。(2)[2]如图乙所示,灯泡I﹣U图像为一曲线,则灯的电阻是变化的,可知灯丝电阻与温度有关。[3]灯泡正常发光时的电压等于额定电压2.5V,由图象可知此时通过灯泡的电流为0.3A,所以灯泡正常发光的电阻为(3)[4]实验中,滑片位于某位置时电压表示数突然变为零,而电流表示数不变,说明电流表与灯泡、滑动变阻器、开关、电源组成通路,电压表两端没有电压,故电路故障是电压表断路。(4)[5]小明从滑动变阻器接入电路阻值最大时开始记录数据,此时电路中电阻最大,电流最小,由图象知此时灯泡两端电压为0.5V,电流为0.1A,由串联电路特点和欧姆定律可得,滑动变阻器的最大阻值则所用滑动变阻器的规格为“25Ω2A”,故选C。(5)要测灯的额定功率,应先使灯正常发光,先将定值电阻与电流表串联后再与灯并联,通过移动变阻器的滑片使电流表示数为时,由欧姆定律和并联电路电压的规律,灯的电压为额定电压,灯正常发光;保持滑片位置不变,通过开关的转换,使电流表测灯与定值电阻并联的总电流,因电路的连接关系没有改变,各电阻的大小和通过的电流不变,灯仍正常发光,根据并联电路电流的规律求出灯的额定电流,根据P=UI写出灯的额定功率的表达式。①[6]①闭合S、S1,断开S2,调节滑动变阻器的滑片,使电流表的示数为;③[7]在②中,灯与定值电阻并联,电流表测电路的总电流,因电路的连接关系没有改变,各电阻的大小和通过的电流不变,灯仍正常发光,根据并联电路各支路可独立工作、互不影响及并联电路电流的规律,则通过灯泡的电流为即灯泡的额定电流,由P=UI可得小灯泡额定功率的表达式为3.(2023·山东淄博·统考中考真题)用如甲图所示电路测量小灯泡的电阻,其中电源电压为3V恒定不变,小灯泡的额定电压为2.5V,滑动变阻器规格为“20Ω;1A”,导线若干(导线电阻忽略不计)。
(1)请用笔画线代替导线,将电路连接完整(导线不能交叉),要求滑片P向左滑动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大;(2)小明连好电路,一闭合开关,小灯泡就发出耀眼的光。他在操作中的问题是;(3)问题解决后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,观察小灯泡的亮度,多次测量并记录数据(如下表所示)。当电压表的示数为2.5Ⅴ时,小灯泡正常发光,此时电流表示数如图乙所示为A,计算此时小灯泡的阻值为(精确到0.1Ω);实验次数12345发光情况不亮微光暗明亮耀眼电压U/V0.50.91.52.52.8电流I/A0.160.200.220.30电阻R/Ω(4)对比小灯泡在不同亮度下的电阻,你的发现是。实际生活中,在闭合开关的瞬间白炽灯灯丝容易烧坏,是因为此时灯丝的电阻,实际电功率较大,灯丝容易熔断;(5)小明想用本实验器材探究电流和电压的关系,你认为是否可行并说明理由:。【答案】
滑动变阻器的滑片没有调到最大阻值处0.288.9Ω小灯泡的电阻不同较小不可行,因为小灯泡的电阻随着加热时间的变化而变化【详解】(1)[1]从图甲可以看到,滑动变阻器的左上端接入电路,根据变阻器的“一上一下”接法,接下来应该是变阻器的下端接入电路,要求滑片P向左滑动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大,观察图甲可知,只有接入B端,阻值才变大,其他部分连接完整,如下图所示:
(2)[2]小明连好电路,一闭合开关,小灯泡就发出耀眼的光,说明流过小灯泡的电流过大,电路的总电阻过小,变阻器接入电路的阻值过小,滑动变阻器的滑片没有调到最大阻值处。(3)[3]此时电流表示数如图乙所示,从图乙可以看到,选择的电流表量程为0~0.6A,分度值为0.02A,它的读数为0.28A。[4]已知电压表的示数为2.5V,即小灯泡的电压为2.5V,再由[3]解析可知,流过小灯泡的电流为0.28A,根据可知,小灯泡的电阻为此时小灯泡的阻值约为8.9Ω。(4)[5]对比小灯泡不同亮度,从不亮到微光,再到暗、明亮、耀眼,对应电阻的阻值分别为3.1Ω、4.5Ω、6.8Ω、8.9Ω、9.3Ω,会发现小灯泡的电阻是不同的。[6]由于开灯的瞬间灯丝的温度较低,电阻较小,而电压是恒定的,流过灯丝的电流较大,灯丝的电功率较大,灯丝容易熔断。(5)[7]不可行;因为探究电流和电压的关系这实验中,要求电阻的阻值不变,而小灯泡的电阻随着加热时间的变化而变化,所以不能做实验。4.(2023·山东威海·统考中考真题)在探究“电流与电阻的关系”实验中,电源电压恒为,滑动变阻器规格为“”。
(1)根据图甲所示的电路图,请用笔画线代替导线,将图乙所示的实物图连接完整(导线不允许交叉);(2)连接好电路,将滑动变阻器阻值调到最大,闭合开关,移动滑片,发现电流表无示数,电压表示数始终接近电源电压。导致这一现象的原因可能是;A.电流表损坏
B.滑动变阻器短路C.定值电阻R接触不良D.定值电阻R短路(3)排除故障继续实验,更换不同的定值电阻后,都需要调节滑动变阻器,其目的是,实验数据如表所示,其中第6次实验中电流表示数如图丙所示,其读数为A;表实验次数123456……电阻57.512152025……电流1.20.80.480.40.32……
(4)在如图所示坐标系中已经描出所有实验数据对应的点,请绘出图象,分析并得出结论:;(5)实验完成后,在评估“将电阻更换成电阻继续实验”这一环节中,甲小组认为,更换成电阻后需要将滑动变阻器阻值调到最大,才能闭合开关进行实验;而乙小组认为,更换成电阻后不需要将滑动变阻器阻值调到最大,可直接闭合开关进行实验。你认为哪个小组的观点正确并写出理由:。【答案】
C保持电阻R两端电压不变0.24
电压一定,电流与电阻成反比甲小组观点正确。为了保护电路,防止电路因连接错误(如短路)导致电路元件损坏,每次闭合电路前都要将滑动变阻器的滑片移至阻值最大处。【详解】(1)[1]电压表要并联在定值电阻两端,且正接线柱靠近电源正极,负接线柱靠近电源负极,所以作图如下
(2)[2]电流表无示数,说明发生断路,电压表有示数,则说明是定值电阻断路,此时电压表串联到电路中,测电源电压。故选C。(3)[3][4]探究电流与电阻的关系实验中,更换不同的定值电阻后,都需要调节滑动变阻器,其目的是控制定值电阻两端电压不变。其中第6次实验中电流表示数如图丙所示,选用的是量程,其读数为0.24A。(4)[5][6]用平滑的曲线连接点,得到图像如下
结合此图像和表格数据可知,电压一定时,电流与电阻成反比。(5)[7]甲小组观点正确。为了保护电路,防止电路因连接错误(如短路)导致电路元件损坏,每次闭合电路前都要将滑动变阻器的滑片移至阻值最大处。5.(2023·辽宁锦州·统考中考真题)小明利用4节新干电池,阻值分别为10Ω、20Ω、30Ω、40Ω、50Ω的定值电阻,铭牌上标有“20Ω
1A”的滑动变阻器等实验器材“探究电流与电阻关系”。(1)小明连接好如图甲所示的电路,检查时发现电路中有一处连接错误,请你在错误的导线上画“×”,并用笔画线代替导线,将电路连接正确;
(2)电路改接正确后,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应滑到最(选填“左”或“右”)端;(3)小明将10Ω的定值电阻接入电路中,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,使定值电阻两端电压为4V,读出并记录电流表示数;保持滑动变阻器的滑片位置不变,把10Ω的定值电阻换成20Ω的定值电阻后,直接闭合开关,电压表的示数将(选填“大于”、“小于”或“等于”)4V,此时应将滑动变阻器的滑片在原来基础上向(选填“左”或“右”)端移动,直到电压表的示数再次达到4V,记录电流表的示数;(4)当小明将50Ω定值电阻接入电路时,无论怎样调节滑动变阻器的滑片,都无法使定值电阻两端电压为4V,则原因可能是(写出一条即可);(5)完成实验探究后,小明得出结论:当导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成;(6)完成上述实验后,小明又利用原实验器材,设计了如图乙所示的电路,测出了额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率。请帮他将实验步骤补充完整:①闭合开关S、S1和S2,调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数为V时,小灯泡正常发光;②闭合开关S、S1,断开S2,保持滑片位置不变,读出电压表示数为2.5V;③闭合开关S、S2,断开S1,读出电压表的示数为4V;④小灯泡的额定功率W。【答案】
左大于左所选滑动变阻器的最大阻值太小或电源电压过大(其他答案合理即可)反比3.50.7【详解】(1)[1]小明连接好如图甲所示的电路,该电路有一处故障是:电阻与电流表并联了,将电流表应与电阻串联,电压表与电阻并联,下图所示:
(2)[2]为了保护电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于阻值最大处,即图中最左端。(3)[3][4]实验中,当把10Ω的电阻换成20Ω的电阻后,根据分压原理,电阻两端的电压变大,研究电流与电阻关系时要控制电压不变,根据串联电路电压的规律,要增大滑动变阻器两端的电压,由分压原理,要增大滑动变阻器电阻阻值,故应把滑动变阻器滑片向左滑动。(4)[5]4节新干电池电压为6V,电阻两端的电压始终保持UV=4V,根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压U滑=U-UV=6V-4V=2V变阻器分得的电压为电压表示数的0.5倍,根据分压原理,当接入50Ω电阻时,变阻器连入电路中的电阻为R滑=0.5×50Ω=25Ω故为了完成整个实验,应该选取最大阻值至少25Ω的滑动变阻器,而现有变阻器的最大电阻太小(或控制的电阻电压不变,变阻器分得的电压过小,即电源电压太大了),故当小明将50Ω定值电阻接入电路时,无论怎样调节滑动变阻器的滑片,都无法使定值电阻两端电压为4V,则原因可能是所选滑动变阻器的最大阻值太小或电源电压过大。(5)[6]在导体两端电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。(6)①[7]闭合开关S、S1、S2,调节滑动变阻器的滑片,变阻器滑片以左电阻丝与灯串联,此时电压表测量滑动变阻器电阻丝以左电阻丝两端的电压,根据串联电路电压的规律知,当电压表示数为6V-2.5V=3.5V时,灯泡正常发光。②闭合开关S、S1,断开S2,保持滑片位置不变,读出电压表示数为2.5V,即滑片以左电阻丝的电压,因电压表接在滑片上,故电流要全部经过变阻器的电阻丝。③[8]闭合开关S、S2,断开S1,读出电压表的示数为4V,变阻器的所有电阻丝与灯串联,电压表测量滑动变阻器两端的电压,因电压表的示数为4V,与②电路相比,这两次电路的连接不变,电流大小不变,只是电压表的测量范围变化了,因此时电压表的示数为“闭合开关S、S1,断开S2"时的倍,故变阻器的最大电阻为②中与电压表并联的电阻的倍,即闭合开关S、S1、S2,滑动变阻器左电阻丝接入阻值为,即在①中,滑动变阻器的电阻为12.5Ω,由欧姆定律,在①中,通过滑动变阻器的电流为即灯的额定电流,小灯泡的额定功率P额=UI=2.5V×0.28A=0.7W6.(2023·山东日照·统考中考真题)小明同学在参加学校物理兴趣小组探究活动中发现,很多电器产品复杂的电路都是由简单的电路组合而成,使用时它们的电流与电压、电阻总存在一定的关系。某次探究活动中,小明找到一个未知电阻(阻值不变),设计了如图甲所示的电路图。电源电压保持6V不变,滑动变阻器的规格为“
11A”。(1)根据电路图连接实验电路时,所采用的电流表、电压表如图乙所示。闭合开关后发现电压表无示数,电流表有示数。滑动滑片,电流表示数发生变化。则电路中故障可能是:;排除故障之后,闭合开关,滑动滑片,记录实验数据见下表:
数据序号123456电压U/V电流I/A①由上表可知电阻。这些数据中第组(填写数据序号)是明显错误的。请你帮助小明分析读取数据错误的原因是:。②通过此实验,可以得出电流I与电压U的关系:在电阻一定的情况下,通过导体的电流与导体两端的电压。(2)保持其他元件不变,只将由更换为,要继续保持电阻两端电压3V不变,滑动变阻器需要向(选填“左”或“右”)端滑动;将继续更换为、……,保持两端电压3V不变,记录数据见下表。电压数据序号12345……电阻510152030电流I/A①要想满足电阻两端电压保持3V不变,电阻可更换的最大电阻值为。②分析表中的实验数据,得出电流I与电阻R的关系:。(3)在探究多个变量之间的关系时,两实验均利用了法。【答案】R1短路103电流表选用小量程,却按大量程读数了成正比左50在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比控制变量【详解】(1)[1]根据电路图连接实验电路时,定值电阻与变阻器串联,电压表测定值电阻的电压,电流表测电路的电流,电流表、电压表如图乙所示。闭合开关后电流表有示数,则电路为通路,发现电压表无示数,滑动滑片,电流表示数发生变化,则电路中故障可能是:R1短路。①[2]根据表中数据,由欧姆定律可知[3][4]根据表中数据可知,除第3组数外,电流随电压的变大而增大,故第3组数据(电流)是明显错误的;根据电流表大小量程之比为5∶1,故错误的原因是电流表选用小量程,却按大量程读数了。②[5]根据上表数据(第3组电流应为0.3A)可知,电压增大为原来的几倍,通过的电流也增大为原来的几倍,故可以得出电流I与电压U的关系:在电阻一定的情况下,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。(2)[6]保持其他元件不变,只将由更换为,根据串联分压原理可知,电阻分得的电压变小,要继续保持电阻两端电压3V不变,根据串联电路电压的规律可知应减小滑动变阻器分得的电压,由分压原理,应减小滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑动变阻器需要向左端滑动。①[7]要想满足电阻两端电压保持3V不变,根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压U滑=U-UV=6V-3V=3V电压表示数为变阻器分得电压的1倍,根据分压原理,当变阻器连入电路中的电阻最大时,对应的定值电阻最大,故电阻可更换的最大电阻值为R1大=1×50Ω=50Ω②[8]分析表中的实验数据,电阻的电流与电阻之积为UV=IR=0.6A×5Ω=3V0.3A×10Ω=3V……0.1A×30Ω=3V为一定值,故得出电流I与电阻R的关系:在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。(3)[9]在探究多个变量之间的关系时,根据(1)②和(2)②,两实验均利用了控制变量法。7.(2023·辽宁抚顺·统考中考真题)小硕同学使用可调电压的电源,四个定值电阻(阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω、25Ω)、电压表、电流表、标有“20Ω1A”的滑动变阻器、开关、导线等器材探究“电流和电阻的关系”。(1)小硕连接如图甲所示电路,检查电路发现有一条导线连接错误,请在图甲中错误导线上画“×”,并用笔画线代替导线将电路连接正确。()(2)改正电路,闭合开关前将滑动变阻器滑片滑至最(填“左”或“右”)端。闭合开关,发现电流表有示数,电压表无示数,可能是定值电阻发生(填“断路”或“短路”)。(3)排除故障后,当接入5Ω定值电阻时,调节滑动变阻器的滑片到某位置,电流表的示数如图乙所示为A.依次更换定值电阻进行实验,当接入20Ω电阻时,调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数保持V不变,滑动变阻器恰好达到最大阻值,则可知电源电压为V。(4)将20Ω的电阻更换成25Ω的电阻时,为完成实验,应该将电源电压调(填“大”或“小”),使电压表示数恢复到控制电压。通过分析实验数据得出结论:在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成比。(5)小硕在完成上述实验后,想测量小灯泡两端电压为U0(U0<U额)时的电阻。他取来一个小灯泡L,已知其额定电压为U额、额定电流为I额,连接了如图丙所示电路。已知定值电阻阻值为R0,电源电压未知。请完成下列实验步骤:①只闭合开关S、S1,调节滑动变阻器的滑片P,使电压表示数为时,小灯泡L正常发光;②保持滑动变阻器滑片位置不变,只闭合开关S、S2,读出电压表示数为U1。接着调节滑动变阻器的滑片P,使电压表的示数为,则小灯泡L两端电压达到U0;③接着断开开关S2,闭合开关S1,读出电压表示数为U2;④小灯泡L两端电压为U0时的电阻表达式为R=(用所测物理量字母和已知物理量字母表示)。【答案】
右短路0.424小反I额R0U1+U额-U0【详解】(1)[1]电路中应当将电源、开关、滑动变阻器、定值电阻、电流表串联,将电压表并联在定值电阻两端,因此修改后正确电路图如图所示:
(2)[2]为了保护电路,闭合开关前,应将滑动变阻器移至最大阻值处,即将滑片移至最右端。[3]闭合开关,发现电流表有示数,证明电路不能断路;电压表无示数,证明与之并联的定值电阻短路。(3)[4]由图可知,电流表选用0~0.6A量程,分度值为0.02A,因此读数为0.4A。[5]因为探究电流与电阻的关系,保持定值电阻两端电压不变,因此接入20Ω电阻时,调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数保持为U=IR=0.4A×5Ω=2V[6]滑动变阻器最大阻值为20Ω,根据串联分压可知因此滑动变阻器两端电压为2V,根据串联电路电压的特点U=U定+U滑=2V+2V=4V(4)[7]根据串联分压可知,将20Ω的电阻更换成25Ω的电阻时因此滑动变阻器两端电压为1.6V,根据串联电路电压的特点U=U定+U滑=1.6V+2V=3.6V因此应将电源电压调小。[8]通过分析实验数据可知,电流随电阻的增大而减小,所以得出结论:在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。(5)[9分析电路可知,只闭合开关S、S1,定值电阻、滑动变阻器、灯泡串联,电压表测定值电阻两端电压,为了使灯泡正常工作,根据串联电路电流的特点,使电压表示数为I额R0。[10]保持滑动变阻器滑片位置不变,只闭合开关S、S2,定值电阻、滑动变阻器、灯泡串联,电压表测定值电阻和滑动变阻器两端电压,读出电压表示数为U1。根据串联电路电压的特点可知,电源电压为U1+U额。接着调节滑动变阻器的滑片P,使电压表的示数为U1+U额-U0,则小灯泡L两端电压达到U0。[11]接着断开开关S2,闭合开关S1,定值电阻、滑动变阻器、灯泡串联,电压表再次测定值电阻两端电压,读出电压表示数为U2;根据欧姆定律及串联电路电流的特点可知,此时小灯泡的电流为小灯泡L两端电压为U0时的电阻表达式为8.(2023·广东深圳·校考三模)小刚利用如图甲所示电路测定小灯泡的电功率。被测小灯泡的额定电压为,电阻约为左右。实验室有如下器材:电源(电压为6V)、电流表(0∼0.6A、0∼3A)、电压表(0∼3V、0∼15V)、开关各一个、导线若干、滑动变阻器三只:、、。
(1)小刚在实验过程中,发现电流表指针如图乙所示,则接下来的操作是;(2)正确连接电路后闭合开关,发现灯泡不亮,电流表无示数,电压表有示数,则电路的故障可能是;A.灯泡短路B.灯泡断路C.滑动变阻器短路D.滑动变阻器断路(3)闭合开关,改变滑动变阻器的阻值,经多次测量,小刚画出了小灯泡中电流随其两端电压变化的关系图像(如图丙),则小灯泡的额定功率为W。在多次测量中,小刚还发现:当电压表的示数增大时,电压表与电流表的示数之比(选填“变大”、“变小”或“不变”),原因是;(4)灯泡的功率测量完毕,小刚用、、、、的定值电阻更换电路中的灯泡,探究电流跟电阻的关系,得到如图丁所示的电流I随电阻R变化的图像,则小刚应选用滑动变阻器(选填“”、“”或“))。若某次实验中滑动变阻器连入的阻值为,则所选定值电阻的阻值为。【答案】断开开关,将电流表换接小量程变大小灯泡两端的电压增大,温度升高,小灯泡电阻变大10【详解】(1)[1]电流表指针偏转过小,说明选择的量程偏大,应断开开关,将电流表换接小量程。(2)[2]电路正确连接后,闭合开关,移动滑片P,发观灯泡总不亮,且电流表无示数,说明电路断路,但电压表示数接近6V,则故障原因可能是灯泡断路,电压表与电源相通测电源电压。故选B。(3)[3]由图像知,在额定电压下,通过灯泡的电流为,所以灯泡的额定功率为[4][5]由图像知,当电压为时,对应的电流为,电压与电流比值大小为;当电压为时,对应的电流为,电压与电流的比值为,所以,当电压表的示数增大时,电压表与电流表的示数之比变大,原因是小灯泡两端的电压增大,温度升高,小灯泡电阻变大。(4)[6]电源电压为6V;由图像知,电阻两端的电压为保持不变;则变阻器两端的电压始终为当电流值为时,变阻器的阻值最小当电流为值为时,变阻器连入电路中的阻值最大所以变阻器应选用电路中的最大电流不超过变阻器的。[7]若某次实验中,滑动变阻器连入的阻值为,根据分压原理则所选定值电阻的阻值9.(2023·广东深圳·校考一模)在“探究通过导体的电流与电压、电阻的关系”实验中,有如下器材:电压表、电流表、滑动变阻器、开关、三节干电池、定值电阻R(分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω)、导线若干。小明在实验时连接的电路如图1所示:(1)在探究“电流与电压的关系”实验中。①实验时,闭合开关,发现电流表和电压表示数都为零,用一根导线在图甲中先后连接接线柱G与F、F与E时,电压表和电流表示数仍为零,连接接线柱E与D时,电压表和电流表指针明显偏转,则电路的故障是;②电路中滑动变阻器起到保护电路元件安全和的作用;(2)在探究“电流与电阻的关系”实验中。①小明先将R=10Ω的电阻接入,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,直到电压表示数为2.5V,记下电流表示数;接着在滑动变阻器的滑片位置不变,把R换为15Ω的电阻时,应向(填“A”或“B”)方向移动滑动变阻器的滑片P,才能使电压表示数为2.5V,同时记下电流表的示数;②假设电源电压不变,若要使所给的5个定值电阻分别接入电路中都能正常进行实验,应该选取最大阻值至少为Ω的滑动变阻器;(3)完成上述实验后,小明又利用图2电路,在MN间接入适当的元件,下列能够完成的实验有(双选,选填序号)。①接入一个灯泡,探究电流和电压的关系②接入一个未知电阻Rx,测出它的阻值③接入一个定值电阻R,探究电流和电阻的关系④接入一个已知额定电流的小灯泡,测出灯泡的额定功率【答案】滑动变阻器断路见解析A20②④【详解】(1)①[1]实验时,闭合开关,发现电流表和电压表示数都为0,说明电路断路,用一根导线在图1中先后连接接线柱G与F、F与E时,电压表和电流表示数仍为0,此时电路仍为断路,连接接线柱E与D时,电压表和电流表指针明显偏转,此时电路为通路,导线与滑动变阻器并联接入电路,所以电路故障是滑动变阻器断路。②[2]电路中滑动变阻器可以控制电压表示数不变。(2)[3]实验中,当把10Ω的电阻换成15Ω的电阻后,根据分压原理,电阻两端的电压变大,研究电流与电阻关系时要控制电压不变,根据串联电路电压的规律,要增大变阻器两端的电压,由分压原理,要增大变阻器电阻阻值,故应向A方向移动滑动变阻器的滑片P,目的是使电压表示数为2.5V,同时记下电流表的示数。[4]由图示电路图可知,电源由三节干电池组成,电源电压为U=1.5V×3=4.5V电阻两端电压为2.5V,滑动变阻器两端电压为U滑=U-UR=4.5V-2.5V=2V由串联分压可知变阻器的阻值是电阻的阻值的当定值电阻为25Ω时,滑动变阻器接入电路的阻值最大,则R滑最大=0.8×25Ω=20Ω若要使所给的5个定值电阻分别接入电路中都能正常进行实验,应该选取最大阻值至少为20Ω的滑动变阻器。(3)[5]图中电压表可测MN间的电压,电流表可测电路中的电流。①探究电流和电压的关系,要控制电阻的大小不变,而灯的电阻随温度的变化而变化,不是一个定值,故不可行;②电压表可测出Rx的电压,电流表可测通过Rx的电流,由可测出Rx的阻值,故可行;③为得出普遍性的规律,探究电流和电阻的关系,要换用不同的定值电阻多次测量,故不可行;④电流表可测通过灯的电流,通过灯的电流为额定电流时,灯正常发光,读出灯的电压,根据P=UI可测出灯泡的额定功率,故可行;故能完成的实验为②④。10.(2023·广东深圳·深圳中学校考模拟预测)某实验小组探究电流与电压和电阻的关系。实验中电源电压恒为3V,滑动变阻器的最大阻值为20Ω。(1)他们先用5Ω的定值电阻探究电流与电压的关系,实验电路图如图甲所示;①请根据图甲的电路图把图乙的实物电路连接完整,要求向左移动滑片时,电流表示数增大;()②连接完毕后,小丽建议要对电路进行检查后再闭合开关,请你提出其中一项需要检查的内容:;③闭合开关S后,移动滑片P时发现电压表无示数,电流表有示数且不断变化,则电路故障可能是定值电阻R发生了(填“断路”或“短路”);④检查完毕后,闭合开关,调节滑动变阻器,记录了4组数据。测第5组数据时,电压表的示数为2.6V,电流表的示数如图丙所示。此时电路中的电流是A;实验次数12345电压U/V1.01.42.02.42.6电流I/A0.200.280.400.48⑤分析表格数据可得出结论:在电阻一定时,;(2)接着他们在原有5Ω定值电阻的基础上,又准备了阻值为10Ω、15Ω、20Ω的三个定值电阻,以探究电压一定时电流与电阻的关系。为了控制电压不变,每次更换定值电阻后需要调节滑动变阻器,使定值电阻两端的电压达到相同的值。这个电压控制在多少合适呢?实验小组的同学分别提出了0.5V、1V和2V三个电压值,为使实验顺利进行,大家进行了分析与讨论,你认为应选这三个电压值中的V。【答案】滑动变阻器是否调到最大值处短路0.52导体中的电流跟导体两端的电压成正比2【详解】(1)①[1]实验中电源电压恒为3V,所以电压表选用小量程,向左移动滑片时,电流表示数增大,说明滑动变阻器的有效阻值减小,滑动变阻器要“一上一下”接入电路,如下图②[2]为保护电路实验顺利完成,闭合开关前,要检查滑动变阻器的滑片是否置于阻值最大位置、电流表或电压表是否正入负出、滑动变阻器是否“一上一下”接入电路等。③[3]闭合开关S后,移动滑片P时电流表有示数且不断变化,则电路为通路,发现电压表无示数,则电路故障可能是定值电阻R短路。④[4]由图知道,电流表选用小量程,分度值为0.02A,示数为0.52A。⑤[5]根据实验数据知,电压增大为原来的几倍,通过的电流也增大为原来的几倍,可初步得出结论:在电阻一定时,通过导体的电流与这段导体两端的电压成正比。(2)[6]由串联电路的规律及分压原理知道方程左边为一定值,故右边也为一定值,当变阻器连入电路的电阻最大时,对应的定值电阻应最大,此时,电阻的电压最小电阻的最小电压为UV=1.5V,根据题意,故定值电阻只能选择2V的电压保持不变。11.(2022·广东深圳·深圳外国语学校校考三模)小明在实验室尝试完成两个电学实验:(1)在“伏安法测电阻”的实验中,电源电压接近3V左右;
①如图中有一根导线连接错误,请你在连接错误的导线上画“×”,并用笔画线代替导线在图中补画出正确的连线;②移动滑片P,若要将电压表的示数从1.3V调到2.0V,需将滑片P向移动(选填“A”或“B”);③某同学利用一个电压表和一个已知阻值的电阻,设计如图乙的电路,同样测出待测电阻的阻值。实验步骤如下:a.闭合S、断开S1,用电压表测出待测电阻两端的电压为;b.,用电压表测出电源的电压;c.可得待测电阻=(用、和表示);(2)在“探究电流与电阻的关系”的实验中,提供的器材如下:电源电压恒为4.5V,五个定值电阻5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω,标有“50Ω,1A”的滑动变阻器R、电压表(量程:0~3V、0~15V)、电流表(0~0.6A)、开关各1只,导线若干。
①如图甲所示的实验电路,正确连接电路后,闭合开关S,发现电流表有示数,电压表无示数。若电路故障只出现在和上,则故障是;②如图甲,排除故障后,分别由小到大依次将五个定值电阻接在R的位置,根据实验所得的五组数据绘制出I-R图像,如图乙所示,实验过程中控制了定值电阻两端的电压保持V不变;③实验结束后,可以得到结论:。【答案】
B闭合S1R1短路2.5在电压一定时,通过电阻的电流与电阻成反比【详解】(1)[1]原电路中,电阻R和电压表短路了,R应与变阻器串联,电压表与电阻R并联,改正后如下所示:
[2]若要将电压表的示数调到2.0V,需减小滑动变阻器两端的电压,根据串联分压原理可知需减小滑动变阻器接入电路的电阻,所以需将滑片向B移动。[3][4]实验步骤如下:a.闭合S、断开S1,用电压表测出待测电阻Rx两端的电压为U1;b.再闭合S1,用电压表测出电源的电压U;c.在a中,两电阻串联,测得电阻两端Rx的电压为U1;在b中,定值电阻R0短路,电路为电阻Rx的简单电路,电源电压为U,根据串联电路电压规律,两电阻串联时,定值电阻R的电压为由欧姆定律可得电路中的电流为则待测电阻的表达式(2)[5]闭合开关S,发现电流表有示数,说明电路为通路,则电压表无示数,是由于与电压表并联的定值电阻R1被短路造成的。[6]在“探究电流与电阻的关系”的实验中,我们需要控制定值电阻两端的电压保持不变,则我们可以通过图像求得电阻两端的电压,即U定=I1R1=0.5A×5Ω=2.5V[7]通过分析图像我们可以得出结论;在电压一定时,通过电阻的电流与电阻成反比。12.(2023·广东深圳·红岭中学校考三模)(1)综合实践课上,小微同学用“伏安法”测量小灯泡正常发光时的电阻,选用的小灯泡L标有“”字样、电源电压恒为、滑动变阻器规格为“”。
①请在图甲中用笔画线代替导线,完成实物电路的连接;②闭合开关进行实验,移动滑动变阻器的滑片P过程中,她应注视(选填“电压表”、“电流表”或“滑动变阻器”)的变化情况;③当电压表示数为时,电流表的示数如图乙所示,则小灯泡正常发光时的电阻Ω。她发现小灯泡电阻发生了变化,其原因是灯丝电阻受的影响;(2)如果把甲电路图中小灯泡换成一系列的定值电阻,该电路图还可以探究电流与电阻的关系。步骤如下:①将的定值电阻接入电路,调节滑动变阻器的滑片P,使电压表示数为,读出电流表的读数。②不改变①的滑动变阻器的滑片位置,直接用的电阻替换的电阻,闭合开关后,应(选填“向左”或“向右”)移动滑片才能继续完成实验;③在、、、这一系列定值电阻中,当定值电阻换为时,使用该滑动变阻器无法完成该组实验;(3)如图丙装置可以探究电流通过导体时产生的热量与有关,图中的作用是分电流,所以与的阻值(选填“一定”或“不一定”)要相同。为了使左右两个U形管内液面高度差差异更大,应选用(从、和的定值电阻中选出一个定值电阻)。如果将也放入右侧封闭容器内,通电一段时间后,两容器中电阻丝产生热量的大小关系为。A.左侧容器产生的热量多B.右侧容器产生的热量多C.左右两侧产生的热量一样【答案】
电压表9.6温度向右25Ω电流不一定2ΩA【详解】(1)①[1]由图乙可知,电流表选用0~0.6A的量程,故图甲中将电流表小量程与开关串联在电路中,如下图所示:
②[2]当灯泡两端电压为额定电压时,灯泡正常发光,故闭合开关进行实验,移动滑动变阻器的滑片P过程中,她应注视电压表的变化情况。③[3]当电压表示数为2.5V时,电流表的示数如图乙所示,电流表选用0~0.6A的量程,分度值0.02A,其示数为0.26A,则小灯泡正常发光时的电阻为[4]小灯泡电阻发生了变化是因为灯丝电阻受温度的影响,随温度的升高而增大。(2)②[5]实验中,当把10Ω的电阻换成15Ω的电阻后,根据分压原理,电阻两端的电压变大,研究电流与电阻关系时要控制电压不变,根据串联电路电压的规律,要增大滑动变阻器两端的电压,由分压原理,要增大滑动变阻器电阻阻值,故应向右移动滑片才能继续完成实验。③[6]在探究电流与电阻的关系实验中,应控制定值电阻两端电压UV=2V不变,根据串联电路电压规律,滑动变阻器两端电压为U滑=U-UV=4.5V-2V=2.5V定值电阻两端电压是滑动变阻器两端电压的因为滑动变阻器的最大电阻为25Ω,当滑动变阻器的电阻最大时,定值电阻阻值也最大;根据串联分压原理,定值电阻阻值为R大=0.8R滑大=0.8×25Ω=20Ω故当定值电阻换为25Ω时,使用该滑动变阻器无法完成该组实验。(3)[7][8][9]图丙中,容器内电阻的阻值相同;右容器内一个电阻丝与容器外的一个电阻丝并联后再与左容器内一个电阻丝串联,根据串联、并联电路电流的规律,通过右容器内电阻丝的电流小于左容器内电阻丝的电流,故该装置探究的是电流产生的热量与电流有关。为了使实验现象更明显,可以将R3的阻值换成更小的,这样分流更多,R1和R2发热多少对比更明显,所以R2与R3的阻值不一定要相同,故R3应选用2Ω定值电阻。[10]将图乙右侧容器外并联的电阻丝也放入右侧容器内,根据并联电阻小于其中任一电阻,即并联后的电阻小于5Ω,而通过的电流和通电时间相同,左侧容器内电阻较大,通电一段时间后,左侧容器产生的热量多;故选A。13.(2023·广东深圳·统考二模)用如图甲所示的电路探究“电流与电阻的关系”,电源电压为3V保持不变,滑动变阻器的规格是“30Ω1A”,阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的电阻各一个,满足测量需求的电流表、电压表各一个。
(1)按图甲所示的电路图,正确连接图乙的实物电路,闭合开关S前,滑动变阻器的滑片P应移到点(选填“A”或“B”),闭合开关后发现电流表无示数,电压表示数约为3V,故障原因可能是;(2)探究“电流与电阻的关系”其实验步骤如下:①在电路中接入阻值为5Ω的定值电阻,移动滑动变阻器的滑片,使得电压表示数如图丙所示,为U0=V,记录电流表示数;②用10Ω的定值电阻替换5Ω的定值电阻再闭合开关,他应该将滑动变阻器的阻值(选填“调大”或“调小”),这样操作的目的是,再记录电流表示数;③用20Ω的定值电阻替换15Ω的定值电阻再闭合开关,他调节滑动变阻器的阻值,发现电压表示数始终不能调为U0为完成四次探究,实验中需要滑动变阻器的最大阻值至少为Ω,如果只调整电压表的示数,则应控制电压表示数U0的范围为。【答案】B定值电阻断路1调大保持定值电阻两端电压不变401.2-3V【详解】(1)[1]为了保护电路,闭合开关S前,滑动变阻器的滑片P应移到阻值最大处,即B端。[2]闭合开关S,发现电流表无示数,说明电路可能断路,电压表示数约为3V,电压表与电源连通,则故障原因可能是与电压表并联的定值电阻断路了。(2)①[3]由图丙知,电压表选用小量程,分度值为0.1V,定值电阻两端的电压U0=1V。②[4][5]探究电流与电阻的实验中,要保持定值电阻两端电压一定(或保持电压表示数不变),当用10Ω的电阻替换5Ω的电阻后,根据分压原理,定值电阻两端的电压变大,为保持电压表示数不变,应增大滑动变阻器两端的电压,由分压原理,可知他应该将滑动变阻器的阻值调大。③[6]根据串联电路电压的规律,滑动变阻器分得的电压U滑1=U﹣U0=3V﹣1V=2V滑动变阻器分得的电压为电压表示数的2倍,根据分压原理,当接入20Ω电阻时,滑动变阻器连入电路中的电阻为R滑=2×20Ω=40Ω为了能够利用上述4个定值电阻,实验中需要滑动变阻器的最大阻值至少为40Ω。[7]根据串联电路电压的规律和分压原理由此可知,电源电压U、定值电阻的电压UV一定时,变阻器的电阻随定值电阻的增大而增大;当电阻为R定4=20Ω时,所需滑动变阻器的阻值最大为R滑大=30Ω,此时定值电阻的电压最小,即控制A、B间的最小电压为UV小=1.2V最大电压不超过3V。如果只调整电压表的示数,则应控制电压表示数U0的范围为1.2-3V。14.(2023·广东深圳·校联考模拟预测)小明班分组进行“电流与电阻关系”的实验探究,每个小组分到的实验器材有:电压为6V的电源、滑动变阻器、电流表、电压表、开关各一个,不同阻值的定值电阻若干,导线若干。
(1)请用笔画线代替导线,在图甲中补上一根线,使电路连接完整,要求滑片向右移,电流表示数变大(连线时导线不能交叉);(2)小明连接好电路,闭合开关,发现电流表、电压表示数不稳定,指针来回摆动,原因可能是;A.电流表的正负接线柱接反了B.电压表的选错量程了C.电路某处接触不良(3)排除故障后小明继续实验,桌上三个定值电阻的阻值分别为、和,实验过程中保保持电压表示数为2V,为顺利完成实验,应选取的滑动变阻器最大值至少为;A.B.C.D.(4)小明很快完成了老师布置的实验任务,他开动脑筋,把以上实验装置中的定值电阻换成额定电压已知的小灯泡,由于发现此时电压表小量程损坏了,他接着调整元件位置,用图乙的电路来做“测量小灯泡电功率”的实验,并将实验数据和观察到的现象记录在表中;次数电压表示数电流灯泡功率灯泡亮度1较暗2正常发光3较亮①当小灯泡正常发光时,电流表的示数如图丙所示,为A;根据以上实验数据,计算出小灯泡的额定功率为W;②根据表中实验现象与分析,找出下面的错误结论是;A.小灯泡两端的实际电压越高,实际电功率越大B.小灯泡的亮度直接由它的实际电功率决定C.小灯泡的实际功率有多个,额定功率只有一个D.实验中多次测量的目的是求小灯泡的平均功率③小明利用实验数据绘制出灯泡的伏安特性曲线,如丁图所示。当乙图中的滑动变阻器向右移动时,灯泡的电阻将(选填“变大”、“变小”和“不变”)。【答案】
CD0.30.75D变大【详解】(1)[1]滑片向右移,电流表示数变大,说明电路中总电阻减小,滑动变阻器接入电路的阻值变小,故变阻器右下接线柱连入电路中与电阻串联,如下图所示:
(2)[2]闭合开关,发现电流表、电压表示数不稳定,指针来回摆动,则电路时通时断,原因可能是电路某处接触不良,故选C。(3)[3]根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压变阻器分得的电压为电压表示数的2倍,根据分压原理,当接入电阻时,变阻器连入电路中的电阻为故为了完成整个实验,应该选取最大阻值至少的滑动变阻器。故选D。(4)①[4][5]灯正常发光时的功率为额定功率,由串联电路电压的规律,灯的额定电压为当小灯泡正常发光时,电流表的示数如图丙,电流表分度值为,读数为,小灯泡的额定功率为②[6]A.根据串联电路电压的规律,电压表示数越小,灯泡两端的实际电压越高,灯的实际功率越大,故A正确,不符合题意;B.小灯泡的亮度直接由它的实际电功率决定,实际功率越大,灯泡越亮,故B正确,不符合题意;C.小灯泡的实际功率有多个,额定功率只有一个,只有正常发光时的功率为额定功率,故C正确,不符合题意;D.实验中多次测量的目的是研究灯的亮度与实际功率的关系,故D错误,符合题意。故选D。③[7]当乙图中的滑动变阻器向右移动时,变阻器连入电路的电阻变小,由分压原理,变阻器的电压变小,根据串联电路电压的规律,灯的电压变大,由图知,灯的电流变大,灯的实际功率变大,灯的温度升高,灯泡的电阻将变大。15.(2023·广东深圳·深圳市高级中学校考三模)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。其中电源电压恒为6V,小灯泡的额定电压为2.5V,滑动变阻器的铭牌上标有“20Ω1A”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,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,电流表的示数为小灯泡的额定功率为W;再调节滑动变阻器滑片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(选填“大于”、“小于”或“等于”)1.08W;(3)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,设计了如图丁所示的电路,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”);(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、10Ω、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变化的图像;①由图像可知小红将定值电阻R两端的电压控制为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(选填“变大”、“变小”或“不变”);②实验结论是电压一定时,;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;你认为不能更换的原因是。【答案】
0.75小于3.5偏小3变大电流与电阻成反比50Ω的定值电阻两端电压不能达到3V【详解】(1)[1]由于滑动变阻器的滑片向右移动时,小灯泡变亮,即滑动变阻器的阻值减小,所以滑动变阻器的下面接线柱接在右边,如下图所示:
(2)[2]观察图乙中电流表发现,量程选择0~0.6A,分度值为0.02A,所以电流表示数为0.3A,则灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.3A=0.75W[3]灯泡在额定电压下工作时,灯泡的电阻使电压表的示数达到3V,如果灯泡的阻值不变,此时小灯泡的实际功率由于灯泡的电阻随温度的升高而升高,所以灯泡两端电压为3V时,灯泡的电阻增大,则灯泡的实际功率小于1.08W。(3)①[4]将开关S1拨至“1”时,电压表测量定值电阻和滑动变阻器两端的总电压,为了使灯泡两端电压为2.5V,电源电压为6V,所以调节滑动变阻器滑片直至电压表示数U1=6V-2.5V=3.5V③[5]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,则电路中的电流灯泡的电流与电路中的电流相同,所以灯泡的功率[6]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,则滑动变阻器的阻值增大,滑动变阻器两端的电压增大,定值电阻两端电压减小,则电路中的电流减小,由可知,测出的小灯泡额定功率比真实值偏小。(4)①[7]观察图像中的数据发现,定值电阻R两端的电压所以定值电阻R两端的电压控制为3V。[8]当定值电阻由5Ω换为10Ω时,定值电阻两端电压将增大,为达到实验要求,控制定值电阻R两端的电压保持不变,由串联分压可知,应增大滑动变阻器两端电压,所以滑动变阻器连入电路的阻值应增大。②[9]由电流与电阻的图像可发现,电流随电阻的增大而减小,且电流与电阻的乘积是个定值,所以可得结论:电压一定时,电流与电阻成反比。③[10]保持该电压不变的情况下,更换50Ω的定值电阻继续进行此实验,滑动变阻器滑到最大阻值为20Ω,则50Ω的定值电阻两端最小电压所以50Ω的定值电阻两端电压不能达到3V。16.(2023·广东深圳·统考二模)某实验小组要测量标有“2.5V”字样小灯泡的电功率,连接了如图甲所示电路。已知小灯泡正常发光时的电阻值约为10Ω,电源电压恒为6V。(1)正确连接电路后,闭合开关,灯不亮,电流表、电压表均有示数,以下选项合理的是;A.灯丝断了B.小灯泡的实际功率太小C.小灯泡的灯座短路(2)排除故障后,移动滑动变阻器的滑片,电压表示数如图乙所示,此时灯泡的亮度比正常发光时,为使灯泡正常发光,应将滑片向移动,当观察到时,再记录另一个电表的示数,可以计算小灯泡的额定功率;(3)小明测量出小灯泡在不同电压下的电流,并将测量的数据绘制成了U-I图像,如图丙所示,发现小灯泡的电阻随温度升高而;(4)小明同学认为利用该电路,不仅可以测量小灯泡的电功率和电阻,还可以用于探究电流与电压的关系,但必须更换其中一个实验器材,你认为该如何更换?;(5)小兰的电流表损坏了,老师告诉她已经没有电流表可换了,但给了她一个已知阻值为R的定值电阻和若干开关。请在图丁中帮小兰设计部分实验电路,测出小灯泡的额定功率。【答案】B暗右电压表示数为2.5V增大要将小灯泡更换为定值电阻【详解】(1)[1]正确连接电路后,闭合开关,电流表、电压表均有示数(小灯泡的灯座不可能短路),电路为通路,灯不亮,则说明电路的电流过小,导致灯的实际功率太小。故选B。(2)[2][3][4]排除故障后,移动滑动变阻器的滑片,电压表示数如图乙所示,电压表选用小量程,分度值为0.1V,电压为1.5V,小于灯的额定电压2.5V,此时灯泡的亮度比正常发光时暗。灯在额定电压下正常发光,示数为1.5V小于灯的额定电压2.5V,应增大灯的电压,根据串联电路电压的规律,应减小变阻器的电压,由分压原理,应减小变阻器连入电路中的电阻大小,故滑片向右移动,直到观察到电压表示数为2.5V,再记录另一个电表的示数,可以计算小灯泡的额定功率。(3)[5]根据绘制成的U-I图像可知,灯的电压分别为1V、2V、2.5V时,对应的电流分别为0.1A、0.18A和0.2A,由欧姆定律可知第一次对应的电阻为同理,第二次、第三次对应的电阻为11.1Ω和12.5Ω,故小灯泡的电阻随温度升高而增大。(4)[6]探究电流与电压的关系,要控制电阻大小不变,故要将小灯泡更换为定值电阻。(5)[7]先用电压表测出小灯泡两端的电压,调节滑动变阻器,令其等于额定电压,然后利用电压表测出已知电阻两端的电压,根据欧姆定律计算出通过小灯泡的电流,连接的电路图如图所示:17.(2023·广东深圳·校联考二模)小明利用如图甲所示的器材,测量小灯泡的电功率。实验中电源电压恒定不变。灯泡的额定电压为2.5V(电阻不大于10Ω),滑动变阻器的规格为(10Ω1A)。
(1)小明连接了如图甲所示电路,经检查,发现其中一根导线连接有误,请在该导线上打“×”,并用笔画线代替导线连接正确的电路;(2)闭合开关S后,发现灯泡不亮,接下来首先应该操作的是(填序号);A.检查导线连接是否良好B.移动滑动变阻器的滑片观察小灯泡是否发光C.观察电流表和电压表是否有示数(3)排除故障后,移动滑动变阻器的滑片,读出了三组实验数据。小明把三组数据写在草稿纸上(如图乙),分析数据可知:则小灯泡的额定功率为W;实验前小灯泡的电阻为Ω(保留一位小数)。实验时小明选择的是(填“4.5V”或“6V”)电源电压;(4)小明还想利用图甲的电路图探究“电流与电阻关系”实验,他选用了5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、30Ω的定值电阻,将定值电阻直接接在灯泡的位置。若定值电阻两端的电压保持3V不变,则他所用的电源电压应该在范围之间选择。【答案】
C0.757.64.5V3V~4V【详解】(1)如图甲,电压表和小灯泡被短路,灯泡应与变阻器串联接入电路中,故把滑动变阻器与小灯泡相连的导线改接成小灯泡左侧接线柱与电压表的负接线柱相连,如下图所示:
(2)[2]闭合开关S后,小灯泡不亮,可能是因为滑动变阻器的阻值太大,导致电路中的电流太小,所以首先观察电流表和电压表是否有示数,再根据情况采取其他措施。故选C。(3)[3]由图乙可知,三组电压值分别为2V、2.5V、3V,三组电流值为0.26A、0.30A、0.32A,根据欧姆定律可知,电压表示数越大,电流表的示数也越大,所以当电压为2.5V时,灯泡电流为0.30A,则灯泡的额定功率为PL=ULIL=2.5V×0.30A=0.75W[4]电压为2V时,电流为0.26A,灯泡电阻约为做完实验并断开开关一段时间后,灯丝温度降低,电阻减小,所以灯泡的电阻应大于0Ω小于7.69Ω,故灯泡的电阻可能是7.6Ω。[5]灯泡电阻不大于10Ω,则小灯泡正常工作时电流最小为若此时滑动变阻器接入电路最大阻值,根据串联电路特点及欧姆定律可知滑动变阻器两端的最大电压为U滑=IR滑=0.25A×10Ω=2.5V则电源最大电压约为U源=UL+U滑=2.5V+2.5V=5V<6V所以应选择电源电压为4.5V。(4)[6]探究“电流与电阻关系”实验需控制电阻两端的电压不变,根据串联电路电压规律和串联分压原理可得电源为电压不变,定值电阻两端的电压保持不变,根据串联电路电压的规律可知滑动变阻器分得的电压不变,所以电压表示数与变阻器分得的电压之比为定值,故当定值电阻最小或最大时,变阻器连入电路中的电阻应最小或最大,所以当30Ω的定值电阻接入电路时,对应变阻器的最大电阻为10Ω,此时滑动变阻器两端的电压最大,电源电压即为最大值;由欧姆定律可得此时通过定值电阻的电流变阻器两端的电压U﹣UV1=I'R滑大=0.1A×10Ω=1V根据串联电路电压的规律可知电源电压为U=U滑1+UV=1V+3V=4V滑动变阻器接入电路的电阻为0时,定值电阻两端的电压即电源电压,所以最小电源电压为3V,故所用的电源电压应该在3V~4V之间选择。18.(2023·广东深圳·统考二模)在“测量小灯泡的电功率”实验中,保持电源电压不变,已知小灯泡的额定电压为2.5V。(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整。(2)如图甲,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,则故障可能是接触不良(选填“电流表与导线”或“灯泡与灯座”)。(3)排除故障后,移动滑动变阻器滑片,当电压表示数为2.5V,电流表示数如图乙,小灯泡的额定功率为W。(4)小伟设计了如图丙所示的电路,也可以测量小灯泡的额定功率,其中定值电阻阻值为R,实验过程中保持电源电压不变。请写出步骤:①电路连接完整后,断开S2,闭合S1、S3,调节滑动变阻器滑片,使电压表示数为U额;②,断开S3,闭合S1、S2,记录电压表示数为U2;③小灯泡额定功率的表达式P额=(用R、U额、U2表示)。【答案】灯泡与灯座1.25保持滑片位置不动【详解】(1)[1]电压表与小灯泡并联,因为小灯泡的额定电压为2.5V,所以电压表选用0~3V的量程与小灯泡并联,如图所示:;(2)[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,说明电路断路,电压表串联接入电路,即灯泡断路,故故障为灯泡与灯座接触不良。(3)[3]图乙中电流表选用小量程,分度值为0.02A,示数为0.5A,则小灯泡的额定功率是P额=U额I额=2.5V×0.5A=1.25W(4)[4][5]①电路连接完整后,断开S2,闭合S1、S3,调节滑动变阻器滑片,使电压表示数为U额;②滑动变阻器滑片保持不动,断开S3,闭合S1、S2,记录电压表示数为U2;③在①中电压表测小灯泡两端的电压,在②中电压表测灯与定值电阻两端的总电压,因各电阻的大小和电压大小不变,根据串联电路电压的规律可知定值电阻R两端的电压:UR=U2﹣U额,由欧姆定律和串联电路的电流特点可知通过小灯泡的电流则小灯泡的额定功率19.(2023·湖南湘潭·统考中考真题)利用图所示的电路测量小灯泡的电功率,小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)用笔画线代替导线,将图中所示的器材连接成完整电路;()(2)连接电路时开关应处于(选填“断开”或“闭合”)状态,正确连接后,应将滑片P由最大电阻处缓慢向端移动(选填“A”或“B”),使灯逐渐变亮;(3)某次实验时,电流表的示数如图所示,则通过灯L的电流为A;移动滑片P,记下多组电压和电流值,绘制成图所示的图像,根据图像的信息,小灯泡的额定电功率为W;(4)实验时,由于操作失误,在未断开开关的情况下,直接将亮着的小灯泡从灯座上取出,电压表的示数(选填“变大”、“变小”或“不变”);(5)在没有电流表的情况下,用如图所示的实验电路,也可以测出小灯泡的额定功率。已知小灯泡的额定电压为U额,定值电阻的阻值为R,实验步骤如下:①只闭合开关S、S₁,调节滑片,使电压表示数为U额;②保持滑片位置不变,只闭合开关S、S2,此时电压表的示数为U;可知小灯泡的额定功率P额=(用U额、U和R表示);若已知电源电压为U0,此时滑动变阻器接入电路的阻值Rx=(用U0、U额、U和R表示)。【答案】见解析断开A0.20.625变大【详解】(1)[1]根据题意可知,电路为串联电路,电压表测小灯泡电压,电源为两节干电池,电压表选择小量程,图中电压表和小灯泡之间缺一条导线,如下图:
(2)[2][3]为确保电路安全,连接电路时,开关需要断开,且滑动变阻器需要向阻值小的一端调节,即向A端移动使灯逐渐变亮。(3)[4]据图可知,电流表选用的是小量程,分度值为0.02A,读数为0.2A。[5]根据I-U图像可知,当灯泡处于额定电压即2.5V时,电流为0.25A,则灯泡的额定电功率为(4)[6]直接将亮着的小灯泡从灯座上取出,此时电路为断路,电压表串联接入电路,测电源电压,所以示数会变大。(5)[7][8]根据题意可知,电路为L、R、滑动变阻器串联,灯泡的电压为U额,定制电阻和灯泡的总电压为U,可求定制电阻的电压为电路中的电流为灯泡的额定功率为此时滑动变阻器的电压为滑动变阻器接入电路中的阻值为20.(2023·四川达州·统考中考真题)小明学习了电功率的知识后,在家中找来了一个标有额定电压为“6V”的小灯泡,为了测定该小灯泡的额定功率,他在学校的实验室找到了相关器材,并进行了如下实验,已知电源电压恒为8V。(1)请用笔画线代替导线,帮他连接好实物图。要求闭合开关后,滑片向右移,灯泡变亮;(2)小明在实际操作中发现灯泡很暗,电流表和电压表示数均很小,无论怎样移动滑片,电表的示数几乎不变,你认为出现此现象的原因是(选填字母);A.滑动变阻器同时接入了下方的两个接线柱B.灯泡的电阻太小C.滑动变阻器的最大阻值太小(3)排除故障后,闭合开关,发现电压表的示数如图乙所示,接下来他应该将滑动变阻器的滑片向移动,同时眼睛注意观察(选填“电流表”“电压表”或“灯泡”),直到灯泡正常发光;(4)经过多次测量,小明绘制了小灯泡的I-U图像,如图丙所示,则该小灯泡的额定功率为W;(5)若该实验中电压表标有15V的接线柱损坏了无法使用,于是他向老师请教,老师告诉他用该电压表仍能测量该灯泡的额定功率,你认为老师的方案可能是(选填字母);A.只将电源电压减小B.只更换一个其他规格的滑动变阻器C.将该电压表并联到滑动变阻器的两端(6)小明还想用该灯泡和电压表测量一个未知电阻Rx的阻值,于是他设计了如图丁所示的电路图,操作步骤如下:①闭合开关S、S1,断开S2,移动滑动变阻器滑片,使电压表的示数为3V;②保持滑动变阻器的滑片位置不动,闭合S、S2,断开S1,电压表示数为4.5V;则Rx=Ω。【答案】
A右电压表3C5【详解】(1)[1]根据滑动变阻器的要求可知,闭合开关后,滑片向右移,灯泡变亮,说明滑动变阻器接入电路中的电阻变小,只能选择滑动变阻器的右侧的下端接线柱接入电路,如图所示:
(2)[2]根据题意可知,灯泡发光很暗,电流表和电压表示数均很小,无论怎样移动滑片,电表的示数几乎不变,说明滑动变阻器同时接入了下方的两个接线柱,故BC不符合题意,A符合题意。故选A。(3)[3][4]排除故障后,闭合开关,发现电压表的示数如图乙所示,电压表的示数为4V,小于额定电压,所以,接下来要增大灯泡两端的电压,由串联电路电压特点可知,滑动变阻器的两端电压就要降低,根据串联的分压原理,滑动变阻器接入电路中的电阻就变小,所以,应该将滑动变阻器的滑片向右边移动,同时眼睛注意观察电压表,直到灯泡达到额定电压为止,即小灯泡正常发光。(4)[5]根据如图丙可知,当小灯泡的电压是6V时,通过小灯泡的电流是0.5A,所以,该小灯泡的额定功率为(5)[6]若电压表标有15V的接线柱损坏了无法使用,根据串联电路的电压特点可知,可将该电压表并联到滑动变阻器的两端,电压表的量程可以选择0到3V的,当小灯泡的电压是6V时,滑动变阻器分的电压是2V,故AB不符合题意,C符合题意。故选C。(6)[7]①闭合开关S、S1,断开S2,移动滑动变阻器滑片,滑动变阻器R,小灯泡,定值电阻Rx串联,电压表测量灯泡两端电压,且电压表的示数为3V,根据图丙可知,通过小灯泡的电流是0.3A;②闭合S、S2,断开S1,滑动变阻器R,小灯泡,定值电阻Rx串联,电压表测量灯泡和定值电阻Rx两端总电压,且电压表的示数为4.5V,因保持滑动变阻器的滑片位置不动,所以,灯泡亮度和分得的电压不变,通过灯泡的电流仍然是0.3A且与通过定值电阻Rx的电流相等,所以,定值电阻Rx两端电压是则定值电阻Rx的大小是21.(2023·重庆·统考中考真题)在“测量小灯泡的电功率”实验中,小华准备了以下器材:电源、标有“”的小灯泡、电流表、电压表、滑动变阻器、开关、导线若干。请完成下列问题:
(1)如图甲,请用笔画线代替导线,正确连接电路;(2)在开关S闭合前,应将滑片P移到端(选填“
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