【物理】物理初三年级下册第一次模拟考试精选试卷达标检测卷(Word版 含解析)

【物理】物理初三年级下册第一次模拟考试精选试卷达标检测卷(Word版 含解析)
【物理】物理初三年级下册第一次模拟考试精选试卷达标检测卷(Word版 含解析)

一、初三物理欧姆定律易错压轴题(难)

1.现有下列器材:学生电源(6V)、电流表(0~0.6A,0~3A)、电压表(0~3V,0~

15V)、定值电阻(5Ω、10Ω、20Ω 各一个)、滑动变阻器(100Ω 0.5A),开关和导线若干,利用这些器材探究“电流与电压、电阻的关系”,如图所示:

(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实物连接成完整电路(要求滑片向右滑时,电流表示数变大);

(______)

(2)小敏同学探究电流跟电压的关系,他连好电路后闭合开关,移动滑动变阻器滑片 P,电流表有示数,电压表无示数,则故障可能是__;

(3)小敏同学排除故障后闭合开关,他调节滑动变阻器,测出通过电阻R的电流和对应的电压值,如下表所示,分析数据后发现表格中电流与电压不成正比,检查两电表均无故障,你认为可能的原因是___。通过数据可知电阻R的阻值是___Ω;

U/V0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

I/A0.140.240.340.440.54

(4)小敏同学接着探究电流跟电阻的关系,他依次接入5Ω、10Ω、20Ω 三个定值电阻,调节滑动变阻器的滑片,保持电压表示数不变,记下电流表的示数。实验中他接入5Ω、10Ω 定值电阻时,两次电路的电流之比为___。在不改变电路连接的情况下,为完成整个实验,电压表示数设置的范围为___V 至___V;

(5)某小组同学用图乙电路图探究欧姆定律,研究电流与电阻的关系。现有器材如下:四个定值电阻R1(5Ω)、R2(10Ω)、R3(15Ω)、R4(20Ω),标有“60Ω 1A”的滑动变阻器,电压表(可用量程 0~3V、0~15V),电流表(可用量程 0~0.6A),导线,开关,电源电压未知。把20Ω的电阻接入电路中,刚闭合开关时,电流为 0.05A。为了用以上四个定值电阻完成实验且确保电路安全,如果控制电压表两端的电压在 1V~ 2V范围内,滑动变阻

器的取值范围为___。

【答案】定值电阻短路使用前电流表指针

未调零 5 2∶1 1 2.5 5Ω~60Ω

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]要求滑片向右滑时,电流表示数变大,即电路总电阻变小因此应将电源负极与滑动变阻器右下接线柱连接,电压表负接线柱与定值电阻的右接线柱相连;如下图:

(2)[2]电流表有示数,说明电路为通路;电压表没示数,说明电压表被短路,因此故障为R 短路。

(3)[3][4]检查两电表均无故障,说明测量过程正确,分析表格中数据可知:电流值都去掉0.04A时,电流值与电压值成正比,所以可能的原因是使用前电流表指针未调零。因此电阻R的阻值是

0.5V1V 1.5V2V 2.5V

=====5

0.1A0.2A0.3A0.4A0.5A

U

R

I

==Ω

(4)[5] 探究电流跟电阻的关系时滑动变阻器与定值电阻串联,定值电阻两端电压始终保持不变,因此接入5Ω、10Ω 定值电阻时,两次电路的电流之比为

R

112

R

21

2

102

===

51

U

I R R

U

I R

R

Ω

=

Ω

[6][7]电路中最大电流为0.5A,因此最小总电阻为

min

max

6V

=12

0.5A

U

R

I

==Ω

当定值电阻最小为5Ω时,滑动变阻器阻值为

12Ω-5Ω=7Ω

结合串联电路电压规律及串联电路电压比等于电阻比可得

R 5=7

U R U R =滑滑 R =6V U U +滑

可解得R =2.5V U ,因为在实验过程中要保证定值电阻两端电压不变,因此分压相同,当接如最大电阻20Ω时,滑动变阻器阻值为28Ω<100Ω,符合题意。

当接入电路电阻最大时,此时定值电阻阻值为20Ω,变阻器阻值为100Ω,则结合串联电路电压规律及串联电路电压比等于电阻比可得

''R ''1=5

U R U R =滑滑 '

'

R =6V U U +滑

可解得'R =1V U ,综上所述电压表的取值范围为1V~2.5V 之间。

(5)[8]把20Ω的电阻接入电路中,刚闭合开关时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,则电源的电压

440.05A 20Ω+60Ω=4V U I R R =+=?滑()

() 设电压表的示数为U R ,则滑动变阻器两端的电压

U 滑=U -U R

由串联电路的电流特点可得,电路中的电流

R R U U U I R R -=

='滑

则 R R U U R R U -=

滑 当U R =1V 时

4V -1V 31V

R R R ==滑 四个定值电阻对于滑动变阻器接入电路中的电阻为15Ω、30Ω、45Ω、60Ω,即滑动变阻器接入电路中电阻的范围为15Ω~60Ω,当U R =2V 时

4V -2V 2V

R R R ==滑 四个定值电阻对于滑动变阻器接入电路中的电阻为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω,即滑动变阻器接入电路中电阻的范围为5Ω~20Ω,综上可知,滑动变阻器的阻值变化范围为5Ω~60Ω。

2.现有如下器材:学生电源(6V ),电流表(0~0.6A,0~3A )、电压表(0~3V,0~15V )、定值电阻5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω各一个、开关、滑动变阻器'R (200Ω 1A )和导线若干,

进行实验:

(1)按图甲连接好电路,闭合开关之前,滑动变阻器滑片P应移到____________ (选填“A”或“B”)端.

(2)闭合开关后,移动滑动变阻器滑片P,发现电流表示数不变且读数较大,造成这种现象的原因可能是____________________________________(写一条即可).

(3)小颖同学利用提供的实验器材探究“电流与电压的关系”:闭合开关,调节滑动变阻器,读出电流表和电压表示数,并记录在表中.分析表中数据发现,电流与电压不成正比,你认为造成这种现象的原因可能是:________________________.通过表中数据,可计算出她选用的定值电阻R的阻值是____________Ω.

U/V 5.55 4.54

I/A0.100.200.300.40

(4)正确连接好电路后,同组的超超同学继续探究“电流和电阻的关系”:每次接入定值电阻后,通过调节滑动变阻器滑片,保持电压表示数不变,记下电流表的示数.

①实验中,当他用10Ω替代5Ω定值电阻时,如图甲滑动变阻器滑片应该向____________(选填“A”或“B”)端移动;

②实验中,当他接入5Ω和15Ω定值电阻时,两次滑动变阻器的电功率之比为_______

③完成五次实验后,记录所得电流和电阻的关系图像如图乙,超超同学检查数据时发现有一组数据是未移动滑片控制定值电阻两端电压测出的数据,根据乙图中的数据,阻值为______Ω的定值电阻连入电路时未移动滑片:这次实验前的那次实验,超超同学选择的是______Ω的定值电阻.

【答案】B滑动变阻器短路电流表正负接线柱接反了,并且在使用前没有调零 5 A 2:1 25 15

【解析】

【详解】

(1)[1]按图甲连接好电路,闭合开关之前,滑动变阻器接入电路的电阻应该最大,所以滑片P应该移到B端;

(2)[2]造成这种现象的原因可能是滑动变阻器短路,那么无论滑动变阻器如何调节,电流大小都不变,只有电阻R接入电路,电流较大;

(3)[3]分析表中数据发现,电压数值在减小,电流数值在增大,这情况有可能是电流表正负

接线柱接反了,并且在使用前没有调零;

[4]设这个电流表在使用前,指针的示数为I ,由题意可知

5.5V 5V 4.5V 4V -0.1A -0.2A -0.3A -0.4A

R I I I I =

=== 求得 1.2A I =,定值电阻5ΩR = (4)[5]当他用10Ω替代5Ω定值电阻时,定值电阻R 阻值在减小,为了保持电压表示数不变,那么滑动变阻器的阻值大小应变小,滑片应该向A 端移动;

[6]实验中,当他接入5Ω和15Ω定值电阻时,两端的电压都是R U ,那么滑动变阻器两端的电压是

'R R 6V U U =-

设当他接入5Ω的定值电阻时,流过它的电流为1I ,滑动变阻器的电功率为

()1R 16V P U I =-?

当他接入15Ω定值电阻时,流过它的电流为2I ,滑动变阻器的电功率为

()2R 26V P U I =-?

那么可知

R 125Ω10ΩU I I =?=?

12:10:52:1I I ==

1212::2:1P P I I ==

[7]从图乙可知,左边四个点对应的电压大小都是3V ,而第五个点对应的电压为3.75V ,这组数据是未移动滑片控制定值电阻两端电压测出的数据,所以阻值为25Ω的定值电阻连入电路时未移动滑片;

[8]阻值为25Ω的定值电阻连入电路时未移动滑片,那么此时电路中的电流大小为0.15A ,那么电路中的总电阻大小为

6V 40Ω0.15A

U R I =

==总 对应的滑动变阻器阻值大小为 '-40Ω-25Ω15ΩR R R ===总

这次实验前的那次实验滑动变阻器阻值大小也为'15ΩR =,由题意可知,此时定值电阻两端的电压是3V ,滑动变阻器两端的电压是

6V 3V 3V -=

电路中的电流大小为

''R 'R 3V 0.2A 15Ω

U I R =

== 此时定值电阻大小为 R R 3V 15Ω0.2A

U R I ===

所以这次实验前的那次实验,超超同学选择的是15Ω的定值电阻。

3.如图(a)是学校实验室型号相同的电子温度计,有几个已经损坏.小明想探究是否是“测温头”(“测温头”就是一个热敏电阻)损坏.

(一)他将损坏电子温度计的“测温头”拆下,用如图(b)所示的电路进行测量.

(1)请根据图(b)的电路图,将图(c)的实物电路连接完整.

(______)

(2)小明将一个“测温头”接入电路,闭合开关,发现电流表和电压表的示数如图(d)所示,此测温头内部可能___________(断路/短路).

(3)将其余“测温头”接入电路时,电流表、电压表的示数均如图(e)所示.小明猜想:

①这些“测温头”内部__________(断路/短路);

②这些“测温头”的阻值都很__________(大/小).小明将一个好的电子温度的“测温头”拆下,接入图(b)的电路中进行测量.结果电流表、电压表的示数仍如图(e)所示.由此验证了猜想②也是正确的.

(二)小明调整了实验方案,利用微安表重新实验.

(1)如图(f)所示是小明重新设计的实验装置,他记录了各“测温头”的多组“温度—电流”数据.在加热过程中,电压表的示数始终为1.5V不变,某温度时微安表的示数如图(g)所示,此时电流大小为__________μA,热敏电阻的阻值为__________Ω.

(2)图(h)是小明根据实验数据绘制的三个“测温头”的“温度—电流”图像.由图像可知,灵敏度最高“测温头”是__________,其阻值随温度的升高而__________(增大减

小).

【答案】 短路 断路 大 150 10000 A 减小

【解析】

【详解】

(一)(1)根据电路图连接实物图,电流从电源正极出发,依次流经开关、滑动变阻器、电流表、测温头回到电源负极,同时注意滑动变阻器应接在B 处以满足滑片P 向右滑时接入电路阻值变小,同时电流表选择0~0.6A 、电压表选择0~3V 的量程(并联在测温头两端),注意正极流入负极流出,具体连接情况如下:

(2)从图(d )中可以看出,电流表有示数,即代表电路中有电流经过,电路是通路,并且电压表示数为0,说明测温头没有断路而是处于短路状态;

(3)将其余“测温头”接入电路时,电流表、电压表的示数均如图(e )所示,电流表示数为0,说明电路中无电流通过,且电压表示数为3V ,有两种可能:①可能这些“测温头”内部处于断路,所以电路中无电流通过,且此时电压表测量电源电压;②可能这些“测温头”的阻值很大,电路中电流非常微弱,所以电流表示数几乎为0,“测温头”由于阻值过大,分压增多,其两端几乎等于电源电压3V 。

(二)(1)观察微安表(g )可知,其量程为400uA ,分度值为10uA ,表中示数为150uA ,根据欧姆定律可知热敏电阻的阻值为:

-41.5V 1.5V ===10000150uA 1.510A

U R I =Ω?热热热; (2)观察图像(h )可知,A 、B 、C 三个“测温头”,大的趋势均是随温度升高电流增大,且A“测温头”随温度升高电流增大最为明显(C 次之,B 几乎无变化),所以灵敏度最高的“测温头”是A 。

4.电源电压为6伏、待测电阻R x 、标有“20欧1安”字样的滑动变阻器、电压表、电流表各一个(其表盘如图所示),电键及导线若干,所有器材均完好.他先将除电压表以外

的元件串联连接,再将电压表选择合适的量程并联接入电路中.他把变阻器滑片从一端移到另一端的过程中,读出电流表示数的变化范围为0.14安~0.26安.当他移动滑片至电流表指针位于如图(甲)所示位置时,观察到某电表的指针偏离零刻度线的角度为另一电表的两倍.

(1)请画出小闵连接的电路图;

(____)

(2)请完成将表格填空.

物理量实验序号U x(伏)I x(安)

电阻R x

(欧)

1____0.14

2________

3____0.26

【答案】

【解析】

据题意,当电流表示数为0.14A时,滑动变阻器连入电路中的电阻最大,最大值为20欧,此时滑动变阻器两端的电压为:U IR0.14A20Ω 2.8V

==?=,当他移动滑片至电流表指针位于如图(甲)所示位置时,观察到某电表的指针偏离零刻度线的角度为另一电表的两倍,此时电压表的示数为1.8V,因此电压表和滑动变阻器并联,故电路图如下:

②当电流表的示数最小为时,此时滑动变阻器的阻值最大时,电压表的示数最大为2.8V,根据串联电路的总电压等于各电阻两端的电压之和可得:U1=U?U滑1=6V?2.8V=3.2V;由欧姆定律得:当移动变阻器滑片到某个位置时,由图甲知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.18A;电压表的量程为0~3V,分度值为0.1V,示数为1.8V,根据串联电路的总电压等于各电阻两端的电压之和可得:U2=U?U滑2=6V?1.8V=4.2V;当电流表的示数最大为0.26A时,此时滑动变阻器连入电路的阻值为零时,电压表的示数最小为

0V,则U3=U=6V;故答案为如下图:

5.在“用伏安法测电阻”的实验中:

(1)实验原理是________________________.

(2)用电压表、电流表测量电阻有如图所示的两种接法,在高中教材中叫做电流表外接法和电流表内接法;若电压表的电阻不是非常大,电流表电阻也不是非常小,你认为图_____ _中电阻的测量比真实值偏大,图____中电阻的测量比真实值偏小.

(3)如某次测量中,老师只提供了下列器材:电压恒定的电源一个(电压未知)、电流表一只、定值电阻R0一个(电阻已知)、单刀开关两只、导线若干.测待测电阻R x的值,请用给定的器材(可不用完)按下列要求完成实验:

①在下图的虚线框内画出你设计的电路图;

②扼要写出实验的主要步骤(指出物理量的名称并

用相应的符号表示)

a._________________________________.

b ._________________________________.

③R x 的数学表达式为:R x =_______________(用所测量的物理量及相应的符号表示).

【答案】欧姆定律(或U R I

=

) b a a 、先用电流表A 测出R 0的电流I 0; b 、再用电流表A 测出R x 的电流I x ) ③I 0R 0/I x

【解析】 (1)在“用伏安法测电阻”的实验中实验原理是欧姆定律.(2)甲图用外接法,R 真实值为,用总电压去除总电流减电压表的电流,比测量值偏大.乙图用内接法,R 真实值为,用R 的电压减去电流表的电压再除以电流,比测量值偏小.(3)R 0与R x 并联,电流表在干路上,各支路上各有一个开关控制,首先闭合R x 支路开关,测电流I x ,断开R x 支路开关,再闭合R 0支路开关,测电流I 0.如图:

实验步骤:a 、闭合S 1断开S 2,读出电流表A 的示数I 0;b 、闭合S 2断开S 1,读出电流表A 的示数I x .③000x x x x x U U I R R I I I ===.故答案为(1)U R I

=;(2)甲 乙;(3)①如电路图;②a、闭合S 1断开S 2,读出电流表A 的示数I 0;b 、闭合S 2断开S 1,读出电流表A 的示数I x .③00x

I R I .

6.小宸利用如图甲所示的电路研究电流随电压变化的情况。其中电源电压为U ,R t 是热敏电阻,其阻值与温度有关,二者关系为R t =kt +b (k >0,b >0)。

(1)本实验要保持R t 阻值不变,也就是保持R t 的______不变;

(2)使用电流表和电压表前,要检查其指针是否对准______刻度线;接入电路的电流表,应使电流从其______(选填“+”或“﹣”)接线柱流入;

(3)图乙是某次测量时电压表的示数,其读数为______V ,如果要使电压表示数变大,应将滑动变阻器滑片P 向______端(选填“a ”或“b ”)移动;图丙是小宸根据实验数据画出

的I﹣U图,经分析可得出结论:在电阻不变时,通过电阻的电流与它两端的电压成______比;

(4)接下来,小宸按如下步骤操作,尝试把电流表改装成温度表。

①将滑动变阻器滑片P移到b端,用开关S2替换电压表(电路如图丁所示)。闭合S1、S2,调节滑片P使电流表满偏后,保持滑片P位置不再移动,设此时电路总电阻为R,断开S1、S2。

②往容器中倒入适量100℃的开水,观察温度计,温度计示数每下降5℃(水温不再降低时,加入冰块直到水温降到0℃),就闭合S1,并记录此时温度t和对应的电流I,然后断开S1.请用给定的字母写出电流与温度的关系式I=______。

③根据记录的t和I,重新刻制电流表的表盘,改装成温度表。请在图戊中大致画出此温度表表盘的刻度线。(要求画出0~100℃每间隔20℃对应的共6条刻度线)____

【答案】温度 0 + 9.0 a正

U

R kt b ++

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]根据

R t=kt+b

可知,热敏电阻的阻值随温度的升高而增大,故要保持R t阻值不变,也就是保持R t的温度不变。

(2)[2][3]使用电流表和电压表前,要检查其指针是否对准0刻度线;接入电路的电流表,应使电流从其“+”接线柱流入,“-”接线柱流出。

(3)[4]图乙中电压表选用大量程,分度值为0.5V,其读数为9.0V。

[5]甲图中,两电阻串联,电压表测热敏电阻的电压,如果要使电压表示数变大,根据U=IR 可知,应增大电路的电流,由欧姆定律,应减小电路的电阻,故将滑动变阻器滑片P向a 移动。

[6]图丙是小宸画出的I-U图为过原点的直线,故分析可得出结论:在电阻不变时,通过电阻的电流与它两端的电压成正比。

(4)②[7]将滑动变阻器滑片P 移到

b 端,用开关S 2替换电压表(电路如图丁所示),闭合S 1、S 2,热敏电阻被短路,调节滑片P 使电流表满偏后,保持滑片P 位置不再移动,设此时电路总电阻为R ,由欧姆定律,此时电路中的电流

I 满

=

U R

=0.6A 断开S 1、S 2;

往容器中倒入适量100℃的开水,观察温度计,温度计示数每下降5℃(水温不再降低时,加入冰块直到水温降到0℃),就闭合S 1,并记录此时温度t 和对应的电流I ,然后断开S 1.根据串联电路电压的规律及欧姆定律,电流与温度的关系式 t U U I R R R kt b

=

=+++ 电流与温度的关系式 t U U I R R R kt b =

=+++ 故温度越高(低),电流越小(大),根据

I 满=

U R

=0.6A 故温度为0℃时的电流 0U I R b =

+<0.6A ③[8]当电流为100°C 时的电流最小,但电流仍大于0,据此大致画出此温度表表盘的刻度

线,如下所示:

7.在探究“电流与电压、电阻的关系“实验中,实验室老师给小莉和小明同学分别准备了以下器材:电源(电压恒为4.5 V )、电压表、电流表。滑动变阳器、开关。“5Ω、10Ω、15Ω”的定值电阻各一个,导线若干。

(1)根据如图所示的实物图在虚线框内画出对应的电路图(______);

(2)闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,发现电流表有示数,电压表的示数始终为0,经检查后发现是电路中一根导线断路,则发生断路的导线是a、b、c、d中的______(填字母);

(3)小莉同学在“探究电流与电压的关系”时,记录的电流表与电压表的示数如表一所示,请在坐标中描点画出U- I图像(______),由此得出的实验结论是______;

表一

实验次数电压U/V电流I/A

1 1.00.2

2 1.50.3

3 2.00.4

4 2.50.5

表二

实验次数电阻R/Ω电流I/A

150.6

2100.3

3150.24

(4)小明同学在“探究电流与电阻的关系”时,测得的三组数据如表二所示。由于操作不当,导致表二中第______次实验的数据存在情误,出错的原因是______。小明及时纠正了错误,得出了正确的测量结果和实验结论。接着小明又计算出本次实验中滑动变阻器连入电路的阻值范围是______。

【答案】 b 电阻一

定时,电流与电压成正比 3 没有保持定值电阻两端电压一定,定值电阻两端电压为

3.6V,大于3V 2.5Ω~7.5Ω

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]根据电流从电源正极出发,经过依次经过各个电学元件后回到电源负极按照实物图连接,如图所示

(2)[2]闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,发现电流表有示数,说明电路通路,电压表的示数始终为0,即电压表没有连接在电路中,则发生断路的导线是b。

(3)[3]根据表一中的数据利用描点法将这些数据在坐标图上描出来,然后用一条光滑的直线将这些点依次连接起来,如图所示

[4]从画出的U- I图像可知随着电阻两端电压增大,通过电阻的电流也在增大,由此得出的实验结论是:电阻一定时,电流与电压成正比。

(5)[5][6]探究电流与电阻的关系时,要控制电阻两端的电压不变,由表二数据可知,电阻两端电压

V

0.6A5Ω0.3A10Ω3V0.24A15Ω 3.6V

U IR

==?=?=≠?=

故第3次实验的数据存在错误,产生错误的原因是:定值电阻两端电压为3.6V,大于3V。

[7]定值电阻两端电压为3V,则电阻为15Ω时,第三次实验通过的电流应为

3

3

3

3V

0.2A

15Ω

U

I

R

===

根据串联分压可知滑动变阻器两端电压为

V

4.5V3V 1.5V

U U U

=-=-=

当电路电流为0.2A时,滑动变阻器接入的阻值

3

1.5V

7.5Ω

0.2A

U

R

I

===

当电路电流为0.6A时,滑动变阻器接入的阻值

1

1.5V

2.5Ω

0.6A

U

R

I

'===

所以本次实验中滑动变阻器连入电路的阻值范围是2.5Ω~7.5Ω。

8.小明用图甲所示的电路,做伏安法测定值电阻实验。

(1)按图甲连接电路,闭合开关,调节滑动变阻器滑片后,电流表示数为0.3A,此时电压表的示数如图乙所示,则定值电阻x R的阻值为_________Ω;

(2)为了使测量结果更准确,小明进行了多次测量,记录了每次测量中电压表和电流表的数值,计算出每次测量所对应的x R的阻值,再求x R的________;

(3)小明又设计了另一种测量电阻x R的方案,电路图如图丙所示,电路中定值电阻0R的阻值已知,电源电压未知。请你完善下列相关操作步骤,并写出电阻x R的表达式;

①断开1S,闭合S、2S,用电压表测______两端电压,读出电压表示数为1U;

②_____________(填各开关的状态),用电压表测x R两端电压,读出电压表示数为2U;

③电阻x R的阻值表达式为x R=________(用1U、2U、0R表示)。

(4)小明在完成实验后,利用图丁所示的电路,测出了额定电流为I额的小灯泡L的额定功率。电路中定值电阻0R的阻值已知,电源电压和滑动变阻器的最大阻值未知。请你完善下列相关操作步骤,并写出小灯泡L的额定功率的表达式。

①断开2S,闭合S、1S,调节滑动变阻器的滑片,使电流表示数为_______,小灯泡L正常发光;

②断开1S,闭合S、2S,_______,读出电流表示数为1I;

③断开1S,闭合S、2S,调节滑片至最左端,读出电流表示数为2I;

④小灯泡的额定功率的表达式为P=

________(用I额、1I、2I、0R表示)。

【答案】15 平均值电源断开2S,闭合S、1S20

12

U

R

U U

-

I

额保持滑动变阻器的

滑片的位置不变 ()122101I I I I I I R I ??--?

?额额

【解析】

【分析】

【详解】 (1)[1]由图乙知,电压表的量程为0~15V ,分度值为0.5V ,示数为4.5V ,则x R 的阻值为

x

x 4.5V 15Ω0.3A

R U R I === (2)[2]为了使测量结果更准确,小明进行了多次测量,记录了每次测量中电压表和电流表的数值,计算出每次测量所对应的x R 的阻值,再求x R 的平均值,这样可以减小误差。

(3)①[3]断开1S ,闭合S 、2S ,用电压表测电源两端电压, 读出电压表示数为1U 。 ②[4]断开2S ,闭合S 、1S ,用电压表测x R 两端电压,读出电压表示数为2U 。

③[5]由欧姆定律可得,电阻x R

x

0222x 0R 121200

R U U U U R R U U U I U U R R ====--

(4)①[6]断开2S ,闭合S 、1S ,调节滑动变阻器的滑片,使电流表示数为I 额。

②[7]断开1S ,闭合S 、2S ,保持滑动变阻器的滑片的位置不变,读出电流表示数为1I 。 ③[8]断开1S ,闭合S 、2S ,调节滑片至最左端时,电路中只有0R 接入电路,电源电压为

20U I R =

断开1S ,闭合S 、2S ,保持滑动变阻器的滑片的位置不变时,此时变阻器与0R 串联,根据串联电路分压特点,则有

000R 2010R 210R R 101

U U I R I R U I I R R U U I R I ---==== 则此时滑动变阻器接入电路的阻值为

2101

I I R R I -= 断开2S ,闭合S 、1S 时,此时小灯泡与变阻器串联,滑动变阻器两的电压为

()21R 01I I I U I R R I -'==

额额

此时小灯泡的额定电压为 ()21R 200L 1I I I U U U I R R I -'=-=-额额

则灯的额定功率为

(

)()1221021200L 11I I I I I I R I I I P U I I R R I I I ??---????==-=????

额额额额额额额

9.同学们想探究“导体中电流跟导体两端电压的关系”

(1)小明同学通过学习知道了______是形成电流的原因,因此做出了如下三种情想:

A .电流跟电压成反比

B .电流跟电压成正比

C .电流跟电压无关

(2)为了验证猜想,小明设计了如图甲所示的电路图,其中电源为三节新干电池,电阻R 为10Ω,滑动变阻器R 标有“50Ω 1A ”字样,电压表电流表均完好。

①根据甲电路图将乙图实物电路连接完整;

(______)

②闭合开关前,小明应将滑动变阻器滑片移到______阻值处( 选填“最大”或“最小”); ③他检查电路时发现电压表、电流表位置互换了,若闭合开关电流表______(选填“会”或“不会”)被烧坏;

④排除故障后小明进行了实验,得到表格中的实验数据。分析数据,可得出的正确结论是:电阻一定时,_____。

(3)小明还想用这个电路测量小灯泡的额定功率,于是他是他将电阻R 换成一只额定电压是4V 的小灯泡(阻值约为13Ω),并将电压表更换为15V 量程,闭合开关S 后,调节滑片至电压表示数为4.0V 时,电流表示数如图丙所示为_______A ,小灯泡的额定功率为

_______W 。

【答案】电压 最大 不会 电流与电压成正比 0.3

1.2

【解析】

【详解】

第一空.电压是形成电流的原因;

第二空.滑动变阻器一上一下接入电路,故根据甲连接实物图如下:

第三空.为了保护电路,闭合开关前,应将滑动变阻器滑片移到最大阻值处;

第四空.电压表、电流表位置互换了,则电压表串联在电路中,因电压表内阻很大,电路中的电流很小,此时闭合开关电流表不会被烧坏;

第五空.分析实验数据,每一次电压与电流的比都为一定值,故可得出的正确结论是:电阻一定时,电流与电压成正比;

第六空.电流表示数如图丙所示,分度值为0.02A,电流为0.3A;

第七空.小灯泡额定电压为4.0V,电流为0.3A,则小灯泡的额定功率为:

P=UI=4V×0.3A=1.2W。

10.小明在“探究电流与电阻关系”的实验中,准备了如下实验器材:干电池,标有

“15Ω 1A”字样的滑动变阻器,阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻.

(1)小明连接了下面的电路,其中有一条导线连接有误,请将连接错误的导线打“×”并画出正确连线.

(___)

(2)排除故障后,小明将5Ω定值电阻连入电路,将滑动变阻器的滑片移动到_____(选填a”或“b”)端,再闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为某一定值,此时电流表的示数如图乙,示数为_____A.

(3)接下来断开开关,取下5Ω的定值电阻,分别把它换成10Ω、20Ω的定值电阻,闭合开关,调节滑动变阻器,控制_____(选填“电流表”或“电压表”)示数不变,分别读取相应的电流表示数,记录在表中:

实验次数123

电阻R/Ω51020

电流I/A0.20.1

(4)由数据可知: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_____.(5)小明想用一块电流表和一个定值电阻R0测未知电阻R x的阻值,于是他和同组同学设计了如图丙所示的电路图,并进行如下实验操作:

①闭合S、S1,此时电流表的示数为I;

②闭合S、断开S1,此时电流表的示数为I1;

③求未知电阻R x的表达式为:R x=_____.(用R0、I、I1表示)

【答案】(1)(2)b;0.4;(3)电压表;(4)反比;(5)③

()

11

1

I I R

I

-

【解析】

【分析】

(1)电压表与定值电阻并联且正进负出;

(2)为保护电路,变阻器连入电路中电阻最大;根据电流表小量程计读数;

(3)研究电流与电阻的关系时,要控制电压表示数不变,由欧姆定律的变形公式,求出电压表示数;

连接电路过程中,应该断开开关,并且将滑动变阻器阻值调到最大;

(4)由表中数据得出结论;

(5)在没有电压表时,使定值电阻与待测电阻并联,根据电流表和定值电阻的示数计算出电压,然后根据公式

U

R

I

=计算出其电阻.

【详解】

(1)如图的电路中,电压表与滑动变阻器并联了,是错误的,将电压表与定值电阻并联,即电压表的中间接线柱应连接到定值电阻的左端,如图:

(2)排除故障后,小明将5Ω定值电阻连入电路,根据保户电路的原则,应将滑动变阻器的滑片移动到b端,即阻值最大端,再闭合开关;

调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为某一定值,此时电流表的示数如图乙,由电路图知电流表使用小量程,分度值为0.02A,指针在第二大格处,所以示数为0.4A.

(3)接下来断开开关,取下5Ω的定值电阻,分别把它换成10Ω、20Ω的定值电阻,闭合开关;

因为研究电流与电阻的关系时,应控制电阻两端的电压不变,所以调节滑动变阻器,

控制电压表的示数不变.

(4)由数据可知,每一次的电流与电阻的乘积都相等,即

0.4A 5Ω0.2A 10Ω0.1A 20Ω?=?=?;

所以可得结论: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反比.

(5)①闭合S 、S 1,此时电流表的示数为I ,由图知,此电流为干路电流,即干路电流为I ; ②闭合S 、断开S 1,此时电流表的示数为I 1,即未知电阻的电流为I 1;

根据并联电路的干路电流等于各支路电流之和知,R 0的电流为:1I I -;

则电源电压为:()0010U I R I I R ==-;

③根据U R I

=得未知电阻的表达式为: ()101

X X I I R U R I I -== 【点睛】

研究欧姆定律的实验中注意控制变量法的应用,即分别控制电阻不变和电压不变,据此分析滑动变阻器滑片的调整方向;在没有电压表测量未知电阻时,关键得出未知电阻两端的电压,所以要根据并联电路电压相等的特点设计并联电路.

11.小玉在探究“电流与电阻的关系”的实验中,利用电压恒为6V 的电源设计如图甲所示的电路.

(1)小玉将滑动变阻器的滑片移到最右端后,闭合开关S ,电压表的指针_____(选填“几乎不动”或“偏转很大”).电流表的示数如图乙所示为_____A ,则滑动变阻器最大电阻为_____Ω.请你在连接错误的一条导线上画“×”,并用笔画线代替导线将电路连接

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