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资源介绍
2021年全国物理中考题分类汇编17—《欧姆定律》
一、单选题
(2021·吉林省)某兴趣小组设计了酒精浓度检测仪的模拟电路,如图所示的电路图中,电源电压保持不变,R_0是定值电阻,R是气敏电阻,它的阻值随酒精气体浓度的增大而减小,能实现酒精气体浓度越大,电压表示数越大的电路图是( )
A. B.
C. D.
(2021·湖南省郴州市)如图所示电路,电源电压恒定,R_1、R_2、R_3均为定值电阻。当开关S闭合,S_1、S_2断开时,电流表A的示数为0.2A;当开关S、S_1闭合,S_2断开时,电流表A的示数为0.4A;当开关S、S_1、S_2都闭合时,电流表A的示数为0.5A,则( )
A. R_1:R_2=2:1 B. R_1:R_3=1:1
C. R_2:R_3=1:2 D. R_1:R_2:R_3=2:2:1
(2021·福建省)如图是红外线测温仪原理示意图,R是热敏电阻,其阻值随温度的升高而减小,定值电阻R_0为保护电阻。下列分析正确的是( )
A. 显示仪是由电流表改装成的
B. 测较高温度时,R_0两端的电压较大
C. 增大R_0的阻值,可增大测温仪的最大测量值
D. 增大电源电压,可增大测温仪的最大测量值
(2021·四川省达州市)在探究串联电路电压特点时,某同学设计的电路如图所示。对于下列实验过程中出现的现象及分析正确的是( )
A. 开关闭合后,如果灯泡L_2不亮、L_1亮,一定是L_2灯丝断了
B. 如果只有灯泡L_1开路,则开关闭合后电压表示数一定为零
C. 如果只有灯泡L_2开路,则开关闭合后电压表示数一定为零
D. 开关闭合后,如果电压表示数为零,灯泡L_2一定不发光
(2021·江苏省南京市)如图甲所示电路中,电源电压不变,R_1为定值电阻,R_2为滑动变阻器。闭合开关,将R_2滑片从位置1移到位置2,根据两表示数作出的U-I图像如图乙中AB所示,其中A点的数据与滑片在位置1时对应。下列判断正确的是( )
A. 电源电压为3V
B. 滑片移动过程中,R_2接入电路阻值变大
C. 电阻R_1的U-I图像一定与线段AB相交
D. 滑片移动过程中电路消耗的总功率先变大后变小
(2021·江苏省南京市)如图,闭合开关,灯泡不亮。在闭合开关且不拆开导线的情况下,将M接电源“+”极,N依次试触E、F、G接线柱,发现电压表示数前两次为零,第三次接近3V。若故障只有一个,则可能是( )
A. 电源没电 B. 开关断路 C. 灯泡断路 D. 灯泡短路
(2021·江苏省南京市)如表中实验操作不能达到实验目的的是( )
序号 实验目的 实验操作
① 探究声音的产生 将发声的音叉触及面颊
② 探究物体间力的作用是否是相互的 小车A上固定磁体,小车B上固定铁块,将它们靠近一定距离后,固定A,释放B
③ 探究通过导体的电流与它两端电压的关系 保持导体的电阻不变,多次改变其两端电压,测量通过它的电流
④ 探究平面镜成像的虚实 将白纸放在玻璃板后像的位置,直接观察白纸
A. ① B. ② C. ③ D. ④
(2021·天津市)如图所示电路,闭合开关后,小灯泡L_1和L_2均不发光,电流表指针几乎不动,电压表指针有明显偏转。若电路中只有一处故障,则可能是( )
A. L_1短路 B. L_1断路 C. L_2短路 D. L_2断路
(2021·湖南省怀化市)如图所示的电路中,电阻阻值R_1>R_2。开关S闭合后,电阻R_1、R_2两端的电压分别为U_1、U_2,通过R_1、R_2的电流分别为I_1、I_2,下列判断正确的是( )
A. U_1
B. U_1=U_2
C. I_1>I_2
D. I_1=I_2
(2021·湖北省宜昌市)在“探究电流与电压的关系”的实验中,小军分别画出了电阻R_1和R_2的I-U图像如图所示,下列说法正确的是( )
A. 当R_1与R_2两端的电压为0时,它们的电阻也为0
B. 用不同的电阻研究电流与电压的关系得出的结论不一样
C. 在电阻一定时,导体两端的电压与通过导体的电流成正比
D. R_1与R_2的阻值之比为1:2
(2021·湖北省武汉市)在如图所示的电路中,电源电压恒为6V,R_1=10Ω,R_3=30Ω。开关S_1闭合,开关S_2接a,滑动变阻器R_2的滑片P位于图示位置时,电压表的示数为1.2V,开关S_1闭合,开关S_2接b,滑片P移动到另一位置时,电压表的示数为2.0V。前后两次滑动变阻器接入电路的电阻变化了( )
A. 5Ω B. 10Ω C. 20Ω D. 40Ω
(2021·江苏省扬州市)如图所示,电源电压保持6V不变,R_1=5Ω,R_3=15Ω,滑动变阻器R_2标有“15Ω 2A”字样,下列说法正确的是( )
A. 当R_2的滑片P在b端,只闭合S、S_1时,电流表示数为0.3A,电压表示数为0
B. 当R_2的滑片P在b端,只闭合S、S_2时,电流表示数为0.2A,电压表的示数为3V
C. 当R_2的滑片P在a端,只闭合S、S_2时,电流表示数为0.4A,电压表示数为6V
D. 当R_2的滑片P在a端,闭合S、S_1、S_2时,电流表示数为1.2A,电压表的示数为0
(2021·山东省枣庄市)如图所示,当开关S闭合时,小灯泡L不亮,小明同学利用电压表进行电路故障检测,检测结果如表所示。则电路中的故障是( )
测试点 a、b b、c c、d
电压表示数 有示数 无示数 有示数
A. 开关S断路 B. 小灯泡L断路
C. 滑动变阻器R断路 D. 滑动变阻器R短路
(2021·山东省潍坊市)如图所示电路中,开关S断开时,电压表,电流表均无示数;S闭合时,电流表有示数,电压表无示数,电路中仅有一处故障,下列判断正确的是( )
A. 电阻R_1断路 B. 电阻R_2断路 C. 电阻R_2短路 D. 电阻R_3断路
(2021·湖南省常德市)如图所示电路中,电阻R_1=12Ω,R_2=6Ω。当单刀双掷开关S置于位置1时,电压表读数为3V。则当S置于位置2时,电压表读数的可能值为( )
A. 1V
B. 2V
C. 3V
D. 4V
(2021·上海市)在如图所示的电路中,电阻R_1的阻值为10Ω,滑动变阻器滑片位于中点。用一阻值为20Ω的电阻替换R_1,可能使电压表示数与替换R_1前相等的方法是( )
A. 电源电压不变,不移动滑片P
B. 电源电压不变,向左移动滑片P
C. 减小电源电压,不移动滑片P
D. 增大电源电压,向左移动滑片P
(2021·湖南省邵阳市)如图所示的电路中,已知定值电阻R_1=5Ω,R_2=4Ω。当开关S_2接到位置1闭合S_1时,电压表的示数为1.0V;当开关S_2接到位置2闭合S_1时,则电压表的示数可能为( )
A. 1.2V
B. 2.1V
C. 0.9V
D. 1.1V
(2021·江苏省连云港市)如图所示是一种自动测定油箱内油面高度的装置。R_2是滑动变阻器,它的金属滑片连在杠杆一端,闭合开关S,从油量表指针所指的刻度就可以知道油箱内油面的高度,下列说法正确的是( )
A. 油量表是电流表 B. 油量表是电压表
C. 油量表是电能表 D. 浮球一直处于漂浮状态
(2021·安徽省)如图所示,R_1和R_2均为定值电阻,闭合开关S,电流表指针明显偏转,电压表几乎无示数,如果只有R_1或R_2一处发生了故障,则下列判断正确的是( )
A. R_1短路 B. R_2短路 C. R_1断路 D. R_2断路
(2021·四川省内江市)如图所示电路,闭合开关S后,发现灯泡L_1、L_2均不亮,电流表示数为零,电压表示数等于电源电压,则该电路中的故障是( )
A. L_1断路
B. L_1短路
C. L_2断路
D. L_2短路
(2021·四川省乐山市)如图为定值电阻甲和乙电流与电压的关系图线,将它们串联后接入电路中,关于通过甲、乙两电阻的电流大小及电阻两端的电压关系,正确的是( )
A. I_甲=I_乙 U_甲>U_乙
B. I_甲=I_乙 U_甲
C. I_甲U_乙
D. I_甲
(2021·山东省泰安市)在如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关电路正常工作,一段时间后,发现电路中有一个电表的示数突然变大,电阻R_1或R_2有一处发生故障,其他元件仍保持完好。下列说法正确的是( )
A. 一定是R_1短路
B. 一定是R_2短路
C. 可能是R_1断路
D. 可能是R_2断路
(2021·安徽省)如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关,在保证电路元件安全的前提下,向左移动滑动变阻器的滑片。在移动滑片的过程中,下列说法正确的是( )
A. 电流表的示数变大,电压表的示数变大
B. 电流表的示数变小,电压表的示数变大
C. 电流表的示数变小,电压表的示数变小
D. 电流表的示数变大,电压表的示数变小
二、多选题
(2021·黑龙江省绥化市以下四种电路,电源电压不变且未知,R_0是已知阻值的定值电阻,在不拆改电路的情况下,能测出未知电阻R_x阻值的电路是( )
A. B.
C. D.
三、填空题
(2021·黑龙江省绥化市)如图所示,已知R_1:R_2=3:1,当开关S闭合,甲、乙两表为电压表时,两表示数之比U_甲:U_乙= ______ ;当开关S断开,甲、乙两表为电流表时,两表示数之比I_甲:I_乙= ______ 。
(2021·四川省攀枝花市)如图甲所示的电路,电源电压为9V,小灯泡L的额定电压为4V,图乙是小灯泡L的电流I随其电压U的变化的图像。当S闭合,将滑片P移到滑动变阻器R的中点时,小灯泡L恰好正常发光,则滑动变阻器R的最大阻值为______ Ω。移动滑片P,当小灯泡L的功率为1W时,滑动变阻器R接入的阻值为______ Ω。
(2021·湖南省张家界市)如图甲,移动滑片使电阻R_2的有效阻值从零逐渐变大,R_1两端电压U的倒数与R_2的阻值变化的图象如图乙所示,则电源电压为______ V,R_1的阻值为______ Ω。
(2021·贵州省黔东南苗族侗族自治州)如图所示的电路,电源电压保持不变,R_1、R_2为定值电阻,其中R_1=10Ω。当只闭合开关S_1时,电流表示数为0.6A,则电源电压为______ V;当同时闭合开关S_1、S_2时,电流表的示数增大了0.5A,则R_2的阻值是______ Ω。
(2021·四川省达州市)如图所示电路,R_1=10Ω,R_2为未知电阻,电源电压不变。只闭合S_1,电流表示数为0.3A;S_1、S_2均闭合,电流表示数为0.5A,此时通过R_1的电流为______ A,R_2的阻值为______ Ω。
(2021·江苏省南京市)现有一热敏电阻,其阻值R随温度t的升高而减小,部分数据如表所示,利用它可以制作温度报警器,其电路的一部分如图所示,图中两个虚线框内一个接热敏电阻,一个接定值电阻,电源电压恒为12V,当图中的输出电压达到或超过8V时,便触发报警器(图中未画出)报警,不考虑报警器对电路的影响。要求环境温度达到或超过40℃时开始报警,则热敏电阻应接在虚线框______ (填数字)内,另一虚线框内定值电阻阻值为______ kΩ。若将虚线框内两元件对调,则报警器报警的最高温度为______ ℃。
环境温度t/℃ 5 10 20 30 40 50 60
热敏电阻R/kΩ 6.0 4.4 2.8 1.8 1.1 0.8 0.7
(2021·湖南省长沙市)小伟在乘飞机时了解到,经济舱乘客的免费托运行李限重20kg,而商务舱的乘客允许携带更重的免费托运行李。如图是小伟设计的模拟飞机行李超重的报警装置,杠杆OP始终处于水平位置,电源电压恒为15V,R_0是阻值为6Ω的定值电阻,R_x是力敏电阻,它的阻值随压力变化的关系如表:当电压表的示数U_0大于或等于3V时,电路外的检测装置会自动报警。(取g=10N/kg)
压力F/N 50 100 150 200 250 300
阻值R_x/Ω 50 30 24 20 17 16
(1)经济舱的乘客可以携带免费托运行李的最大重力为______ N;
(2)小伟把检测装置恰好报警时的电学物理量标在图中,请帮他计算此时R_x的电阻为______ Ω;
(3)如图杠杆上有两个行李托盘,A、B是杠杆上的两个承重点,已知AP=0.3m,OB=0.6m。小伟闭合开关,将20kg的模拟行李放在某一个托盘上时,检测装置恰好报警,当他将模拟商务舱乘客的行李放在另一个托盘上时,检测装置也恰好报警。模拟商务舱乘客的行李限重为______ kg。(杠杆、支架及托盘的重力均忽略不计)
(2021·浙江省宁波市)夏天的紫外线较强,人们在户外活动时间过长,会造成皮肤灼伤,甚至诱发皮肤癌。小宁利用紫外光敏电阻对紫外线较灵敏的性质,设计了如图所示电路。当户外紫外线增强到设定值时,S_2闭合,电动机转动,遮阳棚上防紫外线的遮阳布展开。
(1)调试时发现,当户外紫外线增强到设定值时,S_2仍未闭合。为了达到设计要求,需要把滑动变器R_1的滑片P向______ (填“左”或“右”)移动。
(2)从安全用电的角度分析,进户线a应该是______ 线。
(2021·湖北省十堰市)如图所示,电源电压保持不变,闭合开关S后,两灯均发光(设灯丝电阻不变),电压表示数为U,过一段时间后,突然两灯均熄灭,且有一个电表的示数变大,已知两灯中仅有一个出现了故障。请你判断故障情况是______ ;若此时电压表是示数为4U,则小灯泡L_1、L_2的电阻之比为______ ;排除故障后,将小灯泡L_1、L_2的位置互换,则示数一定不发生变化的是______ 表(选填“电流”、“电压”或“电流和电压”)。
(2021·江苏省泰州市)如图是小明自制的一种测定油箱内油面高度的装置。油量表是由量程为0~0.6A的电流表改装而成的,滑动变阻器R的最大阻值为20Ω,从油量表指针所指的刻度,就可以知道油箱内油面的高度。已知电源电压为12V,当油箱内油面高度最高时,R的金属滑片在最下端,油量表指针满偏;当油箱内没有油时,R全部接入电路,油量表的读数最小。则R_0的阻值是______ Ω,油量表的最小读数是______ A;当油箱内油面的高度降为最高油面一半时,滑片正好在R的中点,此时油量表的读数是______ A,据此推理油量表的刻度______ (“均匀”/“不均匀”)。
(2021·湖南省常德市)如图所示,电源电压为4.5V,电流表量程为“0~0.6A”,滑动变阻器R规格为“10Ω,1A”,小灯泡L标有“2.5V 1.25W”(不考虑温度对灯丝电阻的影响)。闭合开关S后,灯L不发光,电压表有示数,电流表无示数。经检查,故障出现在R上,则R ______ (选填“断路”或“短路”)。排除故障后,在保证电路各元件安全的情况下,移动滑动变阻器的滑片,电流表的示数变化范围是______ 。
(2021·云南省昆明市)小宇对物理现象很好奇,学习了电压表后,他很想知道为什么同一个表盘只要连接不同的接线柱,就可以实现量程的转换。于是,他将电学盒里的电压表(如图甲)的后盖打开,看到了如图乙所示的电路连接情况。小宇发现电压表其实是由一个小量程的电流表改装而成,“3V挡”和“15V挡”都是由同一个电流表分别与不同的电阻______ 联而成,电阻越大,量程越______ ,这里的电阻起到了______ 作用。
(2021·上海市)电源电压8V,10秒通过的电荷量是5库,通过的电流大小为______ ,电流做功______ ;当电源电压发生变化时,则电阻阻值将______ 。
(2021·湖南省邵阳市)有一定值电阻R与一小灯泡L,通过它们的电流I与它们两端的电压U的规律如图所示,现将R和L并联接在电压为4V的电源两端,此时干路中的电流是______ A。
(2021·四川省成都市小毅同学用如图所示电路测未知电阻R_x的阻值,闭合开关前,他应将滑动变阻器的滑片移到______ 端。实验时,他移动滑片,多次测量求R_x的平均值是为了______ 。
(2021·四川省南充市)如图所示,灯泡L_1、L_2分别标有“2.5V 0.5A”和“3V 0.5A”字样(灯丝电阻不变),R=5Ω,电源电压恒定。若S、S_1、S_2均闭合,L_2正常发光,电流表示数为I_1,则电源电压为______ V;若只闭合S,电流表读数为I_2,则I_1:I_2= ______ 。
(2021·四川省南充市)将阻值为100Ω的均匀导线对折后的阻值为______ Ω,将此时的导线两端加4.5V电压时,通过导线的电流为______ A。
(2021·四川省内江市)如图所示,电源电压为12V,电阻R_1的阻值为10Ω,开关S闭合后,当滑动变阻器R_3的滑片P位于最左端时,电压表的示数为6V,电阻R_2的阻值为______ Ω。调节滑片P,使电压表的示数从3V变为1.5V,则R_3接入电路中的阻值变化了______ Ω。
(2021·四川省遂宁市)喜欢钻研的小明,通过自己的观察研究,画出了家中电吹风的电路图(如图)。他还想知道电热丝的阻值,于是找来一个量程合适的电流表,将其与电吹风串联后接入家庭电路,当只闭合开关______ 时吹冷风;再闭合另一开关吹热风,与吹冷风时相比,电流表的示数变化了4.4A,则电热丝阻值为______ Ω。
(2021·四川省乐山市)图是一种测定油箱内油量的装置。其中R是滑动变阻器的电阻片,滑动变阻器的滑片跟滑杆连接,滑杆可以绕固定轴O转动,另一端固定着一个浮子。油箱中的油量减少时,油面下降,浮子随液面落下,带动滑杆使滑动变阻器滑片______ (选填“向上”或“向下”)移动,从而改变油量表的示数,此油量表实际上是一个______ (选填“电流表”或“电压表”)。
(2021·浙江省金华市)按如图所示电路研究电流与电压的关系。已知电源电压为6V,R_1为定值电阻,滑动变阻器R_2标有“20Ω 1A”字样,电流表量程为“0∼0.6A”,电压表量程为“0∼15V”。完成下列问题:
(1)闭合开关后,电流表无示数,电压表示数接近电源电压,出现此故障的原因可能是______ ;
(2)若R_1=6Ω,为保证电路安全,滑动变阻器允许连入电路的最小阻值为______ 。
(2021·安徽省)某定值电阻两端加上10V的电压时,测得通过它的电流为2A,则其阻值为______Ω,若电压为0,则它的阻值为______Ω。
三、实验探究题
(2021·吉林省)在探究电流与电阻关系的实验中,所用实验器材均完好,如图所示,电源电压为6V不变,定值电阻分别为10Ω、15Ω、20Ω、30Ω,滑动变阻器规格为“20Ω 1A”。
(1)实验前,发现电流表的指针位置如图甲所示,原因是电流表______ 。
(2)如图乙所示,导线a应与滑动变阻器的______ 接线柱相连。
(3)电路连接完成后,分别用10Ω、15Ω、20Ω的电阻进行实验,正确操作,记录的数据如下表所示,则实验中控制电压表的示数为______ V不变。当使用30Ω的电阻做实验时,无论怎样调节滑动变阻器的滑片都无法使电压表的示数与前三次相同,为了继续完成第四次实验,如果只能更换电源,则电源电压应不高于______ V。
(4)分析实验数据得出结论:在电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成______ 。
实验次数 1 2 3 4
R/Ω 10 15 20 30
I/A 0.3 0.2 0.15
(2021·广东省)在“探究电流与电阻的关系”实验中,实物器材有:电源(电压恒为4.5V)、电流表、电压表、滑动变阻器(标有“20Ω 2A”字样)和开关各一个,定值电阻五个(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω),导线若干。
(1)将如图甲实验电路连接完整。
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移到最______ 端。
(3)图乙是根据实验数据画出的定值电阻的I-R图象,其中阴影面积的物理意义是______ ,其数值为______ 。
(2021·黑龙江省绥化市)在“探究电流与电压、电阻的关系”的实验中,电源电压3V且恒定,定值电阻R的阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω,滑动变阻器规格为“25Ω 2A”。
实验次数 1 2 3
电压U/V 1.0 1.4 2.0
电流I/A 0.1 0.14 0.2
(1)请根据图甲的电路图将图乙所示的实物连接完整。(导线不允许交叉)
(2)连接好电路,把滑动变阻器的滑片P移动到阻值最大处。闭合开关后,无论怎样移动滑片P都发现:电压表有示数并保持不变,电流表始终无示数。其原因可能是电阻R ______ 。
(3)在探究电流与电压关系时,得到如上表所示的电流I随电压U变化的数据,据此得出结论:电阻一定时,______ 。
(4)在探究电流与电阻关系时,为了保证所给电阻均能完成实验,应控制定值电阻两端电压至少为______ V。现将10Ω电阻换成15Ω电阻,为保持定值电阻两端电压不变,需要将滑动变阻器滑片P向______ (选填“左”或“右”)侧移动。
(2021·海南省)某实验小组探究电流与电压的关系。实验中电源电压恒为3V,定值电阻R为5Ω,实验电路图如图甲所示。
实验序号 1 2 3
U/V 0.5 1.0 2.0
I/A 0.1 0.2 0.4
(1)请根据电路图,用笔画线表示导线,连接图乙所示的实物电路(要求导线不能交叉);
(2)连接好电路后,闭合开关,发现无论怎样移动滑片,电压表的示数约为3V保持不变,电流表的示数几乎为零,则电路的故障可能是______ (选填“定值电阻R短路”“定值电阻R断路”或“滑动变阻器断路”);
(3)排除故障后,将多次实验测得的数据记录在表格中,请根据表格中的数据,在图丙的坐标图中画出定值电阻R的I-U图像;
(4)分析图像可知,电阻一定时,电流与电压成______ 比。
(2021·湖南省张家界市)小丽在探究“电路中电流与电阻的关系”时,可供使用的实验器材有:电源(电压恒为6V)、电流表、电压表、滑动变阻器、开关各一个、阻值不同的定值电阻四个(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω),导线若干。
(1)请用笔画线代替导线将甲图的实物图补充完整,要求滑动变阻器滑片P向c端滑动时接入电路中的阻值变小。
(2)当闭合开关试触时,发现电流表指针摆动出现了图乙所示情况,存在的问题是:______ 。
(3)将5Ω的电阻接入a、b间,闭合开关后,移动滑片P使电压表示数为U_0,记录相应的电流值;然后将5Ω的电阻换成10Ω、15Ω的电阻接入a、b间,闭合开关后,滑片P应向______ (选填“c”或“d”)端移动,直至电压表示数也为U_0,记下相应的电流值。
(4)小丽在换用20Ω电阻做实验时,发现电阻已经损坏,她灵机一动,利用现有的几个电阻解诀了这个问题。请你写出小丽的做法:______ 。
(5)小丽完成上述操作后又选了一个2Ω的电阻进行实验,结果发现实验不能正常进行,为完成此实验,电路需要做出调整的是______ 。
(6)小丽根据实验数据得出I-R变化的图像,如图丙所示:则小丽实验时U_0= ______ V,实验的小丽所用的滑动变阻器其最大阻值不能小于______ Ω。
(7)小丽在得出I-R图像之后,又画出了如图丁所示的I-1/R图像,得出结论,电流与电阻成反比。请对此做出评价______ 。
(2021·河南省)为测量一定值电阻的阻值,某实验小组选用的实验器材有:待测电阻R_x、两节干电池、电流表、电压表、滑动变阻器、开关及导线若干。
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整。
(2)小组设计了一个记录与处理数据的表格,请将如表中①②处的内容填写完整。
实验次数 ① ______ ② ______ 电阻R/Ω
1
2
3
(3)某次测量时,电压表示数为2.5V,电流表指针位置如图乙所示,则电流表示数为______ A,本次测得R_x的阻值为______ Ω。
(4)本实验进行了多次测量,其目的与下列实验中多次测量的目的相同的是______ (填字母代号)。
A.用刻度尺测量铅笔的长度
B.测量小灯泡的电阻
C.测量小灯泡的电功率
(5)他们又对实验进行了拓展,利用电源(电压未知且恒定不变)、阻值已知为R_0的定值电阻、电压表、开关等器材,设计了如图丙所示的电路,也测出了R_x的阻值,请你完成下列实验步骤:
①闭合开关S_1,断开S_2,读出电压表的示数U_1;
② ______ ,读出电压表的示数U_2;
③待测电阻的阻值R_x= ______ (用已知量和测得量的字母表示)
(2021·黑龙江省七台河市)某实验小组在探究“电流与电阻关系”的实验时,
(1)设计了如图甲所示电路,电源为三节新干电池,此实验中滑动变阻器的作用是保护电路和______ 。
(2)请用笔画线代替导线,将图甲所示电路连接完整(要求滑片向左滑动时,电流表示数变大,连线不得交叉);
(3)经检查电路连接正确后,闭合开关,发现电压表有示数且接近电源电压,电流表无示数,若电路中只有一处故障可能是______ ;排除故障后,闭合开关前应将滑动变阻器滑片移至______ (选填:“A”或“B”)端,如图乙所示,闭合开关后移动滑片到某一位置时,电流表的示数为______ A;
(4)图丙是小组根据测得的实验数据绘制的电流I随电阻R的变化图像,由图像可知电阻R两端的电压为______ V,当电阻由5Ω更换为10Ω时,闭合开关后,应将滑动变阻器的滑片向______ (选填“左”或“右”)端滑动,若实验中R的阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω,则滑动变阻器的最大阻值至少是______ Ω。
(2021·河北省)小明利用图1所示的电路来探究串联电路的部分特点,已知R_1=2Ω、R_2=4Ω、R_3=5Ω、R_4=10Ω,电源电压可调。
(1)请根据图1所示电路图用笔画线代替导线将图2所示实物图补充完整。(此时电源电压为3V)
(2)电路连接完成后,闭合开关S,发现电压表、电流表均无示数;小明又将电压表并联在R_2两端,闭合开关S,发现电压表有示数、电流表无示数。则电路中一定存在的故障是______ (选填字母)。
A.R_1处短路
B.R_2处断路
C.电流表处短路
(3)排除故障后,继续实验,实验中,小明调节了电源电压,换用了规格不同的电阻,分别将电压表并联在AB、BC和AC两端,收集的数据如表。
I/A U_AB/V U_BC/V U_AC/V
1 R_1与R_2串联 0.5 1 2 3
2 R_2与R_3串联 0.2 0.8 1 1.8
3 R_3与R_4串联 0.3 1.5 3 4.5
4 R_1与R_4串联 1 5 6
①表格中第4次实验空格处的数据为______ 。
②探究串联电路中电压的关系时,分析表中数据可得其规律是______ 。
③探究串联电路中电阻的关系时,分析表中数据可得其规律是______ 。
④探究串联电路中电压与电阻关系时,分析表中数据可得其关系是______ 。
【拓展】完成实验后,小红连接了如图3所示电路,已知R_x>R_1。调整电源电压,将电压表分别并联在AB、BC和AC两端,电压表指针三次偏转中,其中一次满偏,一次偏转的角度为满偏的三分之二。则所有符合上述情况的R_x的最大值与最小值之比是______ 。
(2021·陕西省)在探究通过导体的电流与导体两端电压的关系时,小明设计了如图-1所示电路。电源电压为3V且保持不变,R为定值电阻。
(1)连接电路时,开关应处于______ 状态;闭合开开关前滑动变阻器的滑片P应处于______ 处。
(2)闭合开关S,发现电压表示数接近3V,电流表指针几乎不偏转,移动滑片P的过程中,两表示数均无变化。已知导线、仪表均完好,且接触良好,则故障原因是______ 。
(3)排除故障后,闭合开关S,小明改变电阻R两端的电压,进行了多次实验,实验数据记录如下表。
试验次数 1 2 3 4
电压表示数U/V 1.0 1.5 2.0 2.5
电流表示数I/A 0.10 0.15 0.20 0.25
①请根据表中数据,在图-2中用描点法画出导体中的电流I与导体两端电压U的关系图象。
②分析数据可得:当导体电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成______ 。
(4)在此实验中改变电阻R两端的电压是通过改变______ 来实现的。
(5)此实验中多次测量寻找普遍规律的目的与下面的______ (选填“A”或“B”)实验中多次测量的目的相同。
A.探究电流与电阻的关系
B.测量未知电阻的阻值
(2021·福建省)用两节干电池、两个开关、一个电压表、一只阻值为20Ω的定值电阻R_0、导线若干,测量未知电阻R_x的阻值,电路实物图如图甲所示。
(1)用笔画线代替导线将图甲中的电压表接在R_0两端。
(2)正确连接电路,闭合开关S_1和S。电压表示数如图乙,为______ V。
(3)断开S_1,闭合S,电压表示数为1.4V,则R_x= ______ Ω。
(4)若没有电压表,只有一个电流表,其余元件不变,设计并在图丙方框内画出测量R_x阻值的电路图(要求电
路连接后不能再拆接)。
(2021·四川省攀枝花市)物理组小组做“探究小灯泡的电流与电压的关系”实验,电源电压为3V。
序号 电压/V 电流/A
1 1.00 0.17
2 2.00 0.25
3 0.28
4 3.00 0.30
(1)他们连接的实物电路如图甲所示。
(2)闭合开关,发现灯泡不亮,电流表无示数,而电压表示数接近3V。取下灯泡,两表的示数仍然不变,出现故障的原因可能是______ 。
(3)故障排除后,当滑动变阻器的滑片P在如图所示的位置时,小灯泡亮度较暗,要让小灯泡亮度增大,应把滑片P向______ (选填“左”或“右”)适当移动。
(4)他们测出的小灯泡电流I与电压U变化的情况如上表所示,第3次实验时,电压表的示数如图乙所示,则小灯泡的电压为______ V;功率为______ W。
(5)他们根据上表数据想测出小灯泡的电阻。为了减小误差,他们把四次测量所得电阻的平均值作为小灯泡的电阻值,你认为他们的做法是______ (选填“正确”或“错误”)的,理由是:______ 。
(2021·内蒙古自治区包头市)物理兴趣小组利用“伏安法”测量一个阻值较小的定值电阻R_x的阻值,电路如图甲所示。已知电源电压为12V,R_0=20Ω,滑动变阻器规格为“100Ω 0.6A”。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的电路连接完整,要求滑片向左移动连入电路中的阻值变小,导线不要交叉。
(2)连接电路后,闭合开关,发现电流表无示数,电压表示数接近电源电压。若导线和器材均完好,则故障可能是______ 。
(3)排除故障后,闭合开关调节滑片,测出多组数据,作出I-U图象,如图乙所示。则R_x阻值为______ Ω。
(4)该电路中串联R_0的作用是______ 。(填正确答案标号)
A.增大串联电阻,增大分压,电压表易于读数
B.增大串联电阻,增大分流,电流表易于读数
(5)利用该电路继续验证:电压一定,导体中电流与电阻成反比。断开开关,将R_0单独接入CD间,闭合开关调节滑片,电压表示数为4V,记录电流值;用16Ω的电阻替换R_0,调节滑片,使电压表示数为4V,再次记录电流值,此时滑片位置与上次实验相比______ (填“偏左”或“偏右”)。实验室还有12Ω、10Ω、8Ω、6Ω、4Ω的定值电阻各一个,按上述步骤继续实验(每次CD间仅接入一个电阻),最多还可得出______ 组数据来验证该结论,在这几组可得出的实验数据中,电路总功率最大为______ W。
(2021·湖南省郴州市)图甲为小明同学探究“电流与电压的关系”的实验原理图。已知电源电压为4.5V,且保持恒定,定值电阻R_0=10Ω。
(1)请根据图甲所示的电路图,用笔画线代替导线将图乙所示的电路连接完整(导线不允许交叉);
(2)连接好电路后,闭合开关S,发现电流表指针几乎没有偏转,电压表指针迅速偏转到满偏刻度外。出现这一现象的原因可能是______ (假设电路只有一处故障);
A.定值电阻R_0短路
B.定值电阻R_0断路
C.滑动变阻器R断路
D.滑动变阻器R短路
(3)排除故障后,闭合开关S进行实验,并将实验数据记录在下表中。
一 二 三
U(V) 3 2 1
I(A) 0.3 0.2
实验中,小明发现无论怎样调节滑动变阻器,都无法使定值电阻R_0两端的电压达到1V或1V以下。其原因可能是______
A.定值电阻R_0的阻值太小
B.电源电压太低
C.滑动变阻器R最大阻值太小
D.滑动变阻器R最大阻值太大
(4)解决上述问题后,继续实验,当电压表读数为1V时,电流表的示数如图丙所示,读数为______ A。
(5)请根据实验记录的数据,在图丁中画出定值电阻R_0的U-I图象;
(6)实验结论:当导体电阻不变时,通过导体的电流与导体两端的电压成______ 。
(2021·青海省)某兴趣小组在探究额定电压为2.5V的小灯泡的电阻随温度变化规律时,他们先进行了如下猜想。
猜想一:小灯泡的电阻可能随温度的升高而增大;
猜想二:小灯泡的电阻可能随温度的升高而减小;
猜想三:小灯泡的电阻不随温度的变化而变化。
接下来他们设计了如图所示的实验电路进行探究,他们具体的探究过程为:
(1)完成电路连接,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移到最______ (填“左”或“右”)端。
(2)闭合开关后,发现小灯泡不亮,电压表无示数,电流表有示数,移动滑动变阻器的滑片时,电流表的示数发生变化,则故障原因可能是小灯泡______ (填“断路”或“短路”)。
(3)故障排除后,进行实验并记录了前4组数据如下表所示,第5次实验的电流值如图所示,则电流大小为______ A。
次数 1 2 3 4 5
电压(U/V) 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
电流(I/A) 0.18 0.30 0.38 0.44 0
(4)根据上表记录的实验数据,在如图所示的坐标中绘出小灯泡的电流随电压变化的大致图像。通过图像分析可知,小灯泡的电阻随温度的升高而______ (填“增大”“不变”或“减小”)。
(2021·北京市)小圆想探究通过导体的电流与导体的电阻之间的关系,他利用干电池、电流表、电压表、多个阻值不同且已知的定值电阻、开关及导线,设计了如图所示的电路。实验中,他将定值电阻R接入电路中,读出相应的电流表的示数并观察电压表的示数,记录实验数据。将R换为不同阻值的另一个电阻后,小圆观察到电压表的示数增大了。小圆意识到自己的实验设计不能实现探究目的。
(1)请你写出小圆的实验设计不能实现探究目的的原因:______ ;
(2)请你画出能够实现探究目的的电路图(可以添加适当的实验器材);
(3)依据你设计的电路图,针对小圆不能实现探究目的的原因,写出操作的方法。
(2021·福建省)如图甲是“探究电流与电阻的关系”的实验电路图,实验器材有:电源(输出电压为6V)、电流表、电压表、滑动变阻器和开关各一个,定值电阻5个(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω)和导线若干。
(1)连接电路,闭合开关,电流表指针偏到零刻度线左边,如图乙,原因是______ 。
(2)正确连接电路,用上述5个定值电阻进行实验得到5组数据,作出电流与电阻的关系图象如图丙。实验中定值电阻两端的电压保持______ V,滑动变阻器的最大阻值应不小于______ Ω。
(3)为了更直观地表示电压不变时电流与电阻的关系,可以改变横坐标,处理数据后画出电流I与______ 的关系图线。
(2021·湖北省荆州市)用如图甲所示的电路测量定值电阻R_x的阻值。
(1)请用笔画线代替导线将图甲中的实物连接完整(要求滑片P向左移动的过程中电流表示数变小);
(2)正确连接电路后,闭合开关之前,应将滑动变阻器的滑片P置于______ (选填“A”或“B”)端;
(3)实验时,闭合开关,发现电流表和电压表示数都为0。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0,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______ ;
(4)排除故障后继续实验,当电压表示数为2V时,电流表示数如图乙所示,则定值电阻R_x= ______ Ω。(5)如果没有电压表,电源电压未知,可以用最大阻值为R_0的滑动变阻器和如图丙所示电路,来测量电阻R_x的阻值。闭合开关后,滑动变阻器滑片在最左端时,电流表示数为I_1,滑动变阻器滑片在最右端时,电流表示数为I_2,则电阻R_x= ______ 。(用题中所给物理量的符号表示)
(2021·广东省深圳市)某小组进行电学实验探究。
(一)某同学探究“电流与电压”的关系,他用了3个干电池,一个定值电阻、一个滑动变阻器(20Ω,1A),一个电压表,一个电流表,导线若干。
(1))请补充实物图;
(2)若电压表无余数,电流表有示数,此时原因可能是______ (选填“R断路”或“R短路”);
(3)他用此电路做了若干组实验,以下第______ 组实验数据有误。
① ② ③ ④
I 0.1 0.2 0.3 0.4
U 1 2 3 4
(4)根据此表格可知:电阻一定时,电流与电压成______ (选填“正比”或“反比”)。
(二)某同学探究“电流与电阻”的关系,他有5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的电阻,一个电压表,一个电流表和导线若干,多次实验后得到电流与电阻的关系如图所示。
(1)电阻两段的电压为______ V;
(2)滑动变阻器的最大功率为______ W。
(2021·山东省临沂市)用如图甲所示电路测量额定电压为2.5V的小灯泡的电阻,根据实验数据绘制的小灯泡的I-U图象如图乙所示。
(1)为保证实验顺利进行,应选用______ (选填序号)滑动变阻器。
A.“10Ω 0.5A”
B.“50Ω 0.3A”
C.“100Ω 0.2A”
(2)用笔画线代替导线,将图甲所示电路补充完整。
(3)电路连接完整后闭合开关,小灯泡不亮,电流表有示数,电压表无示数,可能是小灯泡______ 。
(4)排除故障后进行实验,当滑动变阻器的滑片位于某一位置时,电流表示数如图丙所示,为测量小灯泡正常发光时的电阻,应将滑片向______ (选填“左”或“右”)移动。
(5)由图象可知,小灯泡正常发光时的电阻为______ Ω;额定功率为______ W。
(6)由图象可知,实验过程中小灯泡的电阻是逐渐变大的,滑动变阻器接入电路的电阻是逐渐变小的,则小灯泡电阻的变化量△R_L ______ (选填“大于”、“小于”或“等于”)滑动变阻器电阻的变化量△R。
(2021·浙江省宁波市)小宁用如图所示电路研究电阻的并联。
(1)按电路图连接电路,闭合开关S,电流表A_1、A_2、A_3的示数分别为0A、0.40A和1.20A。如果电路元件完好,接线时发生了错误,该错误是______ 。
(2)使用电流表时,当被测电流值大于电流表量程的一半时,能减小实验误差。本实验所用电源电压为8V,电流表有两个量程(0~0.6A、0~3A)。为减小实验误差,小宁重新选择定值电阻,实验室里可供选择的定值电阻的阻值有:5Ω、10Ω、20Ω、50Ω,应该选用的2个电阻阻值分别为______ 。
(2021·湖南省怀化市)小张同学进行“伏安法测电阻”的实验,实物图如图甲所示。
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲中的电路连接完整。(导线不得交叉)
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应滑到最______ (选填“左”或“右”)端。
(3)某次实验中,移动滑片使电压表示数为2.0V,此时电流表的指针位置如图乙所示,则电流表的示数为______ A,本次测得R_1的阻值为______ Ω。
(4)实验后,小张同学设计了另外一种测电阻的方法,电路图如图丙所示。R_x为待测电阻,电源电压恒定,定值电阻R_0=20Ω。实验步骤如下:
①保持开关S_2断开,闭合开关S、S_1,读出并记录电流表示数I_1=0.3A;
②断开开关S_1,闭合开关S、S_2,读出并记录电流表示数I_2=0.5A。
处理实验数据,可求得R_x= ______ Ω。
(2021·湖北省武汉市)某同学用下列器材测量定值电阻的阻值:
干电池2节,电流表A,电压表V,滑动变阻器(规格“30Ω,2A”),开关及导线。
(1)他连接了如图所示的电路,接错了一根导线,请你在这根导线上打“×”,并补画出正确的那根导线。
(2)正确连接电路后,闭合开关前,应将滑动变阻器______ 。
(3)他按正确步骤进行了3次实验,记录数据如表所示,此定值电阻的阻值为______ Ω(结果保留一位小数)。
数据序号 1 2 3
电压U/V 1.2 1.8 2.5
电流I/A 0.10 0.15 0.20
(4)为了使并联在定值电阻两端的电压表的示数为0.5V,在不增加器材的情况下,可以采取的措施是______ 。
(5)他将上述实验中的定值电阻换成额定电压为2.5V的小灯泡,用同样的方法测定小灯泡的电阻。当电压表的示数为0.2V时,电流表的示数为0.10A;当电压表的示数为2.4V时,电流表的示数为0.30A;则电压表的示数为2.0V时,电流表的示数可能为______ (填“0.20A”“0.25A”“0.28A”或“0.30A”)。
(2021·江苏省泰州市)小明和小华在实验室做如下两个电学实验:
实验次数 电阻R/Ω 电流I/A
1 5 0.32
2 10 0.16
3 20 0.08
(1)在探究“通过导体的电流与电阻的关系”实验中,小明所用的器材有:新干电池两节,5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻各一个,电流表、电压表、“20Ω 1A”的滑动变阻器、开关各一个及导线若干。
①实验中小明将5Ω的电阻接入电路中,连接的电路如图甲所示,经检查发现有一根导线连接错误,请你在这根导线上打“×”,并用笔画线代替导线画出正确的接法;
②改正错误后,将滑片调至______ (选填“A”或“B”)端,闭合开关,调节滑动变阻器滑片至某一位置,使电压表示数为1.6V,读出电流表的示数并记录在表格中,将此时滑片的位置标记为M;
③接着将5Ω的电阻换为10Ω,调节滑动变阻器,使电压表示数仍为1.6V,读出对应电流表的示数并记录,此时滑片的位置在M的______ (选填“左侧”或“右侧”);
④最后小明换用20Ω的电阻继续进行实验并记录电流表的示数;分析表中数据,可得到的结论是:______ 。
(2)小华利用电源(电压恒定且未知)、电流表、电阻箱(0~999.9Ω)、铭牌不清楚的滑动变阻器、开关、单刀双掷开关各一个及导线若干,设计了如图乙所示电路,测出了额定电流为I_额的小灯泡的额定功率请你帮助小华补全实验方案:
①闭合开关S_1,将开关S_2拨至1,调节电阻箱R_1,使______ ,读出此时电阻箱接入电路中的阻值为R;
②仍闭合开关S_1,将开关S_2拨至2,只调节R_2,使电流表示数为I_额;
③在步骤②的基础上,将R_1阻值调为0,R_2的滑片______ (填滑动变阻器滑片的位置变化情况),并读出电流表示数为I;
④则小灯泡额定功率的表达式为:P= ______ (用已知量和所测物理量的符号表示);
⑤实验后小华发现,电路中只需将______ 和______ 互换位置,可以更简单地测出小灯泡的额定功率。
(2021·江苏省扬州市)在“探究电流和电阻的关系”实验中,器材有:电源(6V)、电阻箱(0-9999Ω)、滑动变阻器(20Ω 1A)、电压表、电流表、开关和导线若干。
(1)请用笔画线代替导线,将实物电路连接完整,使滑片向左移动时电阻减小。
(2)第一组数据的测量过程中,有下列步骤,正确的顺序是______ 。
①保持开关断开,连接实物电路
②检查电路无误后闭合开关
③读出电流表的示数,断开开关
④将滑动变阻器的金属滑片置于阻值最大处
⑤转动电阻箱的旋钮使它的阻值为20Ω,调节滑动变阻器的滑片使电压表的示数为4V
(3)将电阻箱调到15Ω,闭合开关,发现电流表示数如图2所示,示数为______ A,该电流值与15Ω电阻值______ (填“能”或“不能”)作为第二组数据记录在表格中,此时电压表示数为0,可能发生的故障是______ 。
(2021·山东省菏泽市)某学习小组计划探究电流与电阻的关系,设计的电路如图甲所示。
(1)请根据甲图把乙图中的电路连接完整(要求滑动触头向右移动时,电路中电流变大)。
(2)在闭合开关进行实验前,滑动变阻器的滑动触头应位于______ (选填“A”或“B”)端。
(3)为得到多组实验数据,进行实验时需要更换连入电路中的定值电阻。每次更换定值电阻后,都需要调节滑动变阻器,使电压表的示数______ 。
(4)某次实验时,闭合开关,调节滑动变阻器,发现电压表的示数始终等于电源电压,电流表示数为零,则电路中的故障是______ 。
(5)某次实验中,电流表示数如图丙所示,该电流表的示数为______ A。
(6)某同学分析实验数据发现在电压一定的情况下,电流与电阻成反比,于是他作出了如图丁所示的I-1/R图线,则实验中该同学加在电阻两端的电压为______ V。
(2021·云南省昆明市)小明家用双芯导线,铺设了一条从他家到水上养殖场的家庭用电线路,全长2千多米。由于磨损,输电线上某处发生了短路。正在上初中的小明想用学过的物理知识找出短路发生的地点,于是他拿出实验仪器盒里的器材:一个电流表、一个电压表、1.5V干电池一节、开关、导线若干(电阻忽略不计)以及家里一个量程15kg的电子秤。家里还分别有一卷和一根2m长的同规格双芯导线(如图1甲、乙所示)。请你加入进来,利用现有的器材,帮助小明一起测算出短路点离他家的距离。
(1)①用电子秤测出2m长那根导线的质量m=190g,算出这种双芯导线单位长的质量为______ g/m;
②用电子秤称出那一卷导线的质量M=11400g,则这卷双芯导线的长度为______ m;
③如图2所示,将电池、电流表、电压表、开关接到那一卷导线一端A的两个线头上,再将另一端B的两个线头用导线连接起来。闭合开关后,电压表的示数是1.4V,电流表的示数是1.37A。则那一卷双芯导线里面每一根电线的电阻为______ Ω,每一根单位长上的电阻为______ Ω/m(两空均用最简分数表示);
④通过上面的计算,不能直接测量2m长那根导线电阻的原因是______ 。
(2)接下来还要做的工作是:
①小明在家里将电池、电流表、电压表、开关接到他家发生短路的线路一端的两个线头上,还有一根导线未连接,如图3所示。请你用笔画线代替导线,将电路连接完整;
②设计这个电路的目的是为了测量______ 、______ 和由这两个物理量计算得到的______ ;(均用物理量符号表示)
③图4是测量后小明随手记录在纸上的两个数据,则短路点离他家的距离为______ m。
(2021·湖南省衡阳市)小明同学想探究“一段电路中的电流与电阻的关系”,设计了图甲所示的电路图。
(1)根据小明设计的甲图,请用笔画线将乙图实物图连接完整。
(2)小明将第一次实验得到的数据填入了下面的表格中,然后将E、F两点的电阻由10Ω更换为20Ω,之后他调节变阻器滑片向______ (填“A”或“B”)移动,直到电压表示数为______ V为止。此时电流表示数如图丙所示,示数为______ A。
实验序号 电压/V 电阻/Ω 电流/A
1 4 10 0.4
2 20
(3)若实验中电压表损坏,但是已有一个已知阻值为R_0的定值电阻,小明利用以上器材想测出未知电阻R_x的阻值,实验电路如图丁所示(电源电压未知且恒定),请根据以下实验步骤完成实验:
①闭合开关S_1,断开开关S_2,记录电流表示数I_1;
②同时闭合开关S_1、S_2,记录电流表示数I_2;
③则待测电阻的表达式为R_x= ______ (用已知量和测量量符号表示)
(2021·湖南省邵阳市)小红同学在某次物理实验考查中抽到考题《用伏安法测量某未知电阻的阻值》的实验,实验电路图如图甲所示,请你帮他完成下列问题。
(1)根据电路图,把图乙中所缺失的导线连接起来。
(2)开关闭合前,滑动变阻器的滑片应滑到最______ (选填“左”或“右”)端。
(3)粗略检查后闭合开关,发现电压表的指针出现反偏现象,可能出现这种情况的原因是______ (选填“A”或“B”)。
A.电压表量程选小了
B.电压表的正负接线柱接反了
(4)通过三次实验得出的实验数据如表所示:
实验次数 1 2 3
电压U/V 1.2 1.8 2.4
电流I/A 0.2 0.3
第三次得出的电流如图丙所示,请你根据所提供信息求出所测未知电阻的阻值为______ Ω。
(2021·湖南省岳阳市)小聪用如图甲所示的电路“探究电流与电阻的关系”。电源电压为6V,滑动变阻器规格为“50Ω 2A”,有5Ω、10Ω、15Ω、25Ω、30Ω的定值电阻各一个。
(1)连接电路时,开关应______ ;
(2)将5Ω的电阻接入电路,闭合开关。移动滑片P发现电压表有示数,电流表始终无示数,其原因可能是定值电阻______ (选填“断路”或“短路”)。
(3)排除故障后,使电压表示数为U_1,电流表示数如图乙,此时电流为______ A,记下电压表、电流表的示数;
(4)将5Ω的电阻分别换成10Ω、15Ω、25Ω、30Ω的电阻,继续实验。小聪发现当定值电阻为30Ω时,无法完成实验。为了让30Ω的电阻也能完成实验,他设计了如下三个调整方案。其中方案有错误的是______ (选填“A”、“B”或“C”)
A.在电路中多串联一个10Ω的电阻,其余操作不变
B.U_1不变,改变电源电压,电源电压的取值范围是2V-4.4V
C.电源电压不变,改变U_1的大小(视需要选取电压表、电流表量程),U_1的取值范围是2.25V-6V
(5)实验完毕,得到结论:电压一定时导体中的电流与导体的电阻成______ 比。
(2021·山东省东营市)某实验小组要探究电流与电压、电阻的关系:
【设计实验】
小组制定实验计划,选用合适的电源、滑动变阻器、电流表、电压表、内装三个定值电阻(R_1=5Ω、R_2=10Ω、R_3=15Ω)的电阻盒等器材,并设计好电路图(如图甲所示)。
(1)考虑到电流的大小与两个因素有关,该实验需要采用的研究方法是______ 。
(2)该实验中,滑动变阻器的作用是______ ;______ 。
【进行实验和收集数据】
(3)实验小组按照电路图连接好电路并检查无误后闭合开关,发现电压表无示数,电流表有示数但未超出量程,则产生故障的原因可能是定值电阻______ (选填“断路”或“被短接”)。
(4)移动滑动变阻器的滑片,实验小组测得多组数据并分别录入表格中,其中,换用R_3做实验时少录入一个电流值,电流表指针位置如图乙所示,该电流记作______ A。
电压U/V 1 2 3 ……
R_1电流I_1/A 0.2 0.4 0.6
R_2电流I_2/A 0.1 0.2 0.3
R_3电流I_3/A 0.06 0.2
【分析和论证】
(5)比较表中任何一行测得的数据,可以得出的结论是______ ;
(6)比较表中任何一列测得的数据,可以得出的结论是______ 。
【评估】
在评估环节,有组员提出了“能否采用图象法进行数据分析”的意见。除此以外,你还能从哪两个方面对该实验进行评估?______ ;______ 。
(2021·安徽省)用图甲所示电路探究“电流与电阻的关系”,电源电压为3V,滑动变阻器的规格为“20Ω,1.5A”。
(1)实验时,依次更换不同的电阻,调节______ ,保证电阻两端电压不变,分别记录每次电阻R和电流表示数I,数据如表:
实验次数 1 2 3 4 5
电阻R/Ω 30 20 15 10 5
电流I/A 0.08 0.12 0.16 0.48
电阻的倒数1/R/Ω^(-1) 0.033 0.050 0.067 0.100 0.200
(2)第4次实验的电流表示数如图乙所示,读数为______ A;
(3)为了更精确地描述I与R的关系,在表中增加了1/R的数据,并根据I、1/R的值在图丙的坐标纸中描出了相应的点,请你在图丙中补充第4次的实验数据点,并作出I-1/R图像。
(4)根据图像可以得到的实验结论是:______ 。
(2021·四川省遂宁市)在中考物理实验操作考试中,小红完成了伏安法测电阻实验,用到的器材有:电源(电压低于3V且不变),电流表和电压表各1只、滑动变阻器1只、待测电阻1只(约10Ω)、导线若干、开关1个。请完成以下问题:
(1)图甲是老师预接的部份实验电路,请将电路连接完整(要求滑动变阻器滑片右移时电流表示数变小)。
(2)连接电路时,开关应处于断开状态,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移到______ (选填“A”或“B”)端的位置;
(3)闭合开关,发现电流表指针如图乙所示,造成这一现象的原因可能是______ 。
A.滑动变阻器阻值过小
B.电阻R短路
C.电池电压过低
D.电流表正负接线柱接反
(4)排除故障,闭合开关,调节滑动变阻器滑片到适当位置时,两表示数如图丙所示,则该次测得阻值为______ Ω。为了测量结果更准确,应改变电流电压多次测量求平均值。
(5)如果实验中电压表损坏,小红观察了滑动变阻器铭牌后,认为用余下的器材也能完成测量,设计电路如图丁,主要操作步骤如下:
①连接电路,将滑片移到B端,闭合开关,电流表示数为I_1;
②再将滑片移到A端,电流表示数为I_2;
③若滑动变阻器最大阻值为R_0,则待测电阻R= ______ (用字母表示)。
(2021·浙江省嘉兴市)某科学兴趣小组在测量额定电压为2.5V的小灯泡灯丝电阻时发现,小灯泡两端的电压越大,测得电阻的阻值也越大。针对上述现象,同学们进行如下研究:
【建立假设】①灯丝两端的电压增大导致电阻增大;
②灯丝的温度升高导致电阻增大。
【实验器材】干电池2节,额定电压为2.5V的小灯泡1只,电流表1个,电压表1个,滑动变阻器1个,开关1个,装满水的塑料瓶,导线若干。
【实验方案】
次数 1 2 3 4 5
电压/V
电流/A
电阻/Ω
①按图连接好电路,将灯丝插入瓶口浸入水中,使灯丝的温度保持不变;
②闭合开关S,读出电压表和电流表示数,记录在表格中;
③多次改变滑动变阻器的阻值,重复步骤②。
连接电路时,电压表量程选择0∼3V而不是0∼15V的目的是______ 。
【得出结论】若假设①被否定,则实验中得到的结果是______ 。
【交流反思】进一步探究发现,灯丝电阻改变的本质原因是灯丝温度的变化。自然界在呈现真相的同时,也常会带有一定假象,同学们要善于透过现象看本质。例如,用吸管吸饮料表面上看是依靠嘴的吸力,而本质是依靠______ 。
(2021·四川省自贡市)小健同学选用电源电压为6V的铅蓄电池组、电流表、电压表等器材测量定值电阻R_x的阻值,他已连接了部分电路,如图甲所示,请你接着完成下列步骤:
(1)用笔画线代替导线完成实物图的连接。
(2)电路连接完整后闭合开关S,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______ 。
(3)排除故障后再次闭合开关S,移动滑片P,当电压表示数为3.6V时,电流表的示数如图乙所示,这时电路中的电流为______ A,电阻R_x的阻值为______ Ω。通过调节滑动变阻器,测得多组R_x的电压和电流值,最后算出R_x阻值的平均值,这样做的目的是______ 。
(4)利用上面已连好的电路,还可以完成的实验是______ 。
(5)在完成R阻值的测量后,将电阻R_x换成小灯泡,继续调节滑动变阻器,测得多组小灯泡的电压和电流值,根据前后所得数据描绘出电阻R_x及小灯泡的U-I图像,如图丙、丁所示,其中______ (选填“丙”或“丁”)图是小灯泡的U-I图像。
(2021·浙江省温州市)据史料记载,欧姆曾用如图电路来研究电流的影响因素。该电路的温差电源中,铜与铋的两个接触面分别放在冰水混合物和沸水中,AB两端存在电压,其电压大小由温度差决定。
欧姆将粗细均匀的铁丝两端插入水银中,接通电路。当电路中有电流通过时,小磁针会发生偏转,转动金属丝上端手柄,扭转金属丝,使小磁针回到原位置,记录手柄转过角度。他用粗细相同、长度不同的铁丝多次重复上述实验,部分数据如表。已知手柄转过角度与电流大小成正比,粗细相同的铁丝电阻阻值与其长度成正比。
实验组别 1 2 3 4
铁丝长度(英寸) 2 4 6 10
手柄转过角度(度) 305 281.5 259 224
(1)在实验中始终保持“温差电源”的温度差不变的目的是______ 。
(2)小明查阅资料发现:除铁丝外,欧姆还考虑了电路中水银、铜丝等导体的电阻R',才得出正确的电流与电阻关系,结合表中数据,判断R'的阻值大约相当于本实验中多少长度铁丝的阻值?______ 。
A.5英寸
B.10英寸
C.15英寸
D.20英寸
(3)欧姆用粗细相同的金丝、铅丝代替铁丝重复上述实验,发现当手柄转过角度相同时,金丝的长度比铅丝长,据此推测,若金丝和铅丝的长度与粗细都相同,哪一金属丝阻值更大?简要说明理由______ 。
(2021·云南省)用如图甲所示的电路探究“通过导体的电流与电压的关系”,电源电压为3V,定值电阻R的阻值为10Ω,滑动变阻器R'的最大阻值为20Ω。
(1)用笔画线代替导线把图乙所示的实物图连接完整,要求滑片P向右移动时电流表示数变小。
(2)闭合开关前将滑动变阻器的滑片调至B端的目的是______ 。闭合开关,移动滑片,发现电流表无示数,电压表示数接近电源电压。若电路仅有一处故障,故障是______ 。
(3)排除故障后,调节滑动变阻器,记录数据如表。请在图丙所示的坐标纸中把未标出的两个点描出来并画出I-U图像。
序号 1 2 3 4 5
电压U/N 1.2 2.0 2.2 2.4 2.8
电流I/A 0.12 0.20 0.22 0.24 0.28
分析图像可得:电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
(4)若探究“通过导体的电流与电阻的关系”,需要用到阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的电阻。将10Ω的电阻换成15Ω后,若保持电压表的示数为1.5V不变,应将滑动变阻器的滑片向______ 端移动。换用25Ω的电阻进行实验时,发现无论怎样移动滑片,都无法使电压表的示数达到1.5V,原因是滑动变阻器的最大阻值______ (选填“过大”或“过小”)。
(2021·安徽省)利用如图a所示的电路,可以研究通过小灯泡的电流跟加在它两端电压的关系。实验中使用小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)请按照图a,将图b中的实物电路连接完整;
(2)闭合开关S,当滑片从滑动变阻器的一端向另一端移动时,小灯泡两端的电压连续发生变化,于是可得到多组测量值(U,I),根据测量值画出小灯泡的I-U图象如图c所示。从图象可以发现;随着小灯泡两端电压从0逐渐增大(不大于额定电压),其灯丝的电阻值 (选填“不断增大”,“保持不变”或“不断减小”);
(3)在图a中,闭合开关,将片P从A端向B端移动。在此过程中,小灯泡两端的电压 (选填“不断变大”,“保持不变”或“不断变小”)
(4)考虑到电压表的电阻对电路的影响,每次电流表的示数比测量时通过小灯泡的实际电流 (选填“偏大”或“偏小”)。
二、计算题
(2021·福建省)为节约用水,小华为农场的储水箱设计了一个自动抽水控制装置。如图,水箱高为1m,容积为0.8m^3。在空水箱底部竖直放置一重5N的长方体,长方体高为1m、底面积为0.02m^2,上端通过绝缘轻杆与控制电路的压敏电阻R接触,此时压敏电阻受到的压力为零。压敏电阻R的阻值随压力F的增大而减小,部分数据如表。控制电路电源电压U=12V,定值电阻R_0为保护电阻。当控制电路的电流I≥0.5A时,电磁铁将衔铁吸合,工作电路断开,水泵停止给储水箱抽水。
压力F/N 180 185 190 195 200
压敏电阻R/Ω 18 17 16 14 12
(1)若水泵的额定功率为440W,正常工作时通过的电流是多少?
(2)要使储水箱装满水时水泵恰能自动停止工作,R_0应为多少?
(3)从水箱顶部给空水箱注满水的过程中,水的重力所做的功是多少?
(2021·天津市)如图所示的电路,电源电压保持不变,电阻R_1、R_2分别为20Ω和30Ω,只闭合开关S_1时,电流表的示数为0.3A。求:
(1)电源电压;
(2)S_1、S_2均闭合时,电流表的示数。
(2021·湖南省衡阳市)某兴趣小组为检测操场上的风力等级,设计了一台简易风速仪,其工作原理如图甲所示。装有挡风板和滑片P的轻质滑块与轻质弹簧套在滑杆MN上,滑杆上的摩擦力忽略不计,弹簧左端固定,右端与滑块相连。挡风板的挡风面积为0.2米 ^2,均匀电阻丝AB长为30厘米,阻值为15欧,电源电压U恒为9伏,保护电阻R_0为3欧,电压表量程0~3伏。弹簧弹力F与弹簧长度改变量x的关系如图乙所示。无风时,滑片P在A处,有风时,滑块移动,稳定后读出电压表示数,计算并查阅如表数据可知风速及风级。
风级 一级 二级 三级 四级 五级 六级
风速v(米/秒) 0.3~1.5 1.6~3.3 3.4~5.4 5.5~7.9 8.0~10.7 10.8~13.8
风压p(帕) 0.055~1.4 1.6~6.8 7.2~18 18.9~39 40~72 72.9~119
(1)无风时,求通过R_0的电流;
(2)为保护电路安全,求出风速仪所测最大风力等级为几级;
(3)某日从天气预报得知,第二天风力等级将会达到五级,风速v预计为10m/s,在原有电路元件和电路基本连接方式均不变的基础上,电路将如何改进,在图丙的虚线框内将电路补充完整。小组成员还想计算出电路改进后电压表的示数,经查阅资料后得知,该挡风板所受的风压与风速的平方成正比,其关系式为p=kv^2,(其中k为常量,数值为0.6),假设你为改小组成员,请你计算出风速为10m/s时,改进后的电路中电压表的示数。
(2021·湖南省衡阳市)如图所示的电路中,电阻R_1的阻值为30Ω,电阻R_2的阻值为60Ω,闭合开关S,电流表A_1的示数为0.2A。求:
(1)电源电压;
(2)电流表A的示数。
(2021·浙江省温州市)常用的密度计使用时需要较多待测液体(如图甲)。小明设计了一台只需少量待测液体就能直接测量其密度大小的简易密度仪(如图乙)。其工作原理为:桶中无液体时,滑片P指向A处;测量时,将待测液体加满小桶,装有滑轮和滑片P的滑块向下移动x,弹簧弹力增加F,待滑块稳定后闭合开关S,就能从已标注相应密度值的电流表刻度盘上读出待测液体密度。电源电压U_0恒为6伏,定值电阻R_0的阻值为12欧,电流表量程为0∼0.6安,小桶的容积为10厘米 ^3,粗细均匀的电阻丝AB总长为20厘米,其阻值随长度变化如表。F与x的关系如图丙所示。(不计摩擦,桶距底座高度足够)。
电阻丝的长度(厘米) 0 5 10 15 20
电阻丝的阻值(欧姆) 0 10 20 30 40
(1)闭合开关S,滑片P在A点和B点时,电流表示数分别为I_a、I_b,则I_a、I_b的大小关系是______ 。
(2)某次测量时,电流表示数为0.2安,则所测液体密度为多少克/厘米 ^3?
(3)为了方便在电流表的表盘上标注对应的密度值,需根据上述信息,分析密度与电流的关系并确定量程。
①写出密度ρ与电流I的关系式:ρ= ______ 。 |
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