【物理】九年级物理下册期中精选测试卷练习卷(Word版 含解析)
【物理】人教版九年级下册物理期中精选试卷训练(Word版 含解析)

【物理】人教版九年级下册物理期中精选试卷训练(Word 版 含解析)一、初三物理 欧姆定律 易错压轴题(难)1.用“伏安法”测量一只小灯泡的电阻实验中,电源电压恒为3V ,小灯泡L 标有“2.5V”字样,滑动变阻器标有“100.5A Ω”字样。
(1)请用笔面线代替导线,将图甲中实物电路正确连接完整。
要求:滑动变阻器的滑片P 向左移。
小灯泡的亮度变亮。
(___________)(2)连接好电路,闭合开关,观察到小灯泡L 不发光,电压表示数为零,移动滑片仍如此。
将电压表分别正确并联在AB 、BC 、CD 两端,发现AB CD BC 0,0U U U ==>.由此可知,发生故障的是_________断路(选填:“AB ”、“BC ”或“CD ”)。
(3)排除故障后,闭合开关,移动滑片P ,当电压表的示数为2.4V 时,应该向______(选填“左”或“右”)移动滑片P 。
才能测得小灯泡正常工作时的电阻,小灯泡正常工作时电流表示数如图所示。
为______A,则灯泡正常工作时的电阻为__________Ω,(除不尽则保留一位小数)。
实验次数 电压表示数U /A 电流表示数I /A 电阻R /Ω1 1.00 0.142 1.70 0.2232.50(4)分析表格中的实验故据发现灯泡的电阻在变化,这是因为________在影响灯丝电阻。
细心的小君发现灯泡内壁变黑,是因为高温的钨蒸气遇冷_______(填物态变化)形成的。
(5)小君同学只用电阻箱替换灯泡,其它不变,继续探究“电流与电阻的关系”,每次调节滑片P 使电压表示数均为2.5V.在保证电路安全的前提下,为了能完成实验,电阻箱接入电路的阻值范围为________Ω。
【答案】BC 左 0.28 10.7 温度 凝华 5~50【解析】 【详解】(1)滑动变阻器的滑片P 向左移,小灯泡的亮度变亮,即滑动变阻器阻值要减小,同时小灯泡的额定电压为3V ,所以接入电压表量程为0~3V ,连接如下:(2)连接好电路,闭合开关,观察到小灯泡L 不发光,电压表示数为零,说明电路中存在断路现象或滑动变阻器接入阻值过大,移动滑片将电压表分别正确并联在AB 、BC 、CD 两端,发现AB CD BC 0,0U U U ==>,由此可知电路中BC 间断路(3)排除故障后,闭合开关,移动滑片P ,当电压表的示数为2.4V 时,为了继续增加其两端电压,应减小滑动变阻器两端电压,所以应该向左移动滑片P ,才能测得小灯泡正常工作时的电阻,小灯泡正常工作时电流表示数如图所示,其量程为0~0.6A ,最小分度值为0.02A,所以电流表读数为0.28A ,灯泡正常工作时的电阻为3V =10.70.28AU R I =≈Ω. (4)分析表格中的实验故据发现灯泡的电阻在变化,这是因为灯泡工作时散发热量,使其灯丝温度升高,所以是温度在影响灯丝电阻。
【物理】人教版九年级物理下册期中精选试卷检测(提高,Word版 含解析)

【物理】人教版九年级物理下册期中精选试卷检测(提高,Word版含解析)一、初三物理欧姆定律易错压轴题(难)1.在复习电学知识时,小明在实验室做了“测量小灯泡的电功率”和“探究电流与电压、电阻的关系”的实验。
实验中,所用的电源电压为6V,小灯泡点的额定电压为3.8V,滑动变阻器的规格为“30Ω 1A”。
(1)在“测量小灯泡的电功率”的实验中,小明按图甲所示的电路图正确连接了电路。
闭合开关后,移动变阻器的滑片,当电压表的示数为3.8V时,电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为____W。
(2)移动变阻器的滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成如图丙所示的小灯泡的I-U图象。
由图象可知:当小灯泡两端的电压增大时,小灯泡的电阻______,如果小灯泡两端的电压为1.9V,则小灯泡的实际功率_______0.38W。
(3)在做“探究电流与电阻的关系”实验时,小明所用的四个定值电阻的阻值行别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω。
他直接利用测量小灯泡电功率时所连的电路进行实验,他把电路中的小灯泡取下,电路的其他元件连接方式不动,把四个定值电阻分别接入电路中进行探究。
如果要保证电路中各元件的安全,且用四个电阻都能顺利地完成实验,则定值电阻两端的电压应该在_______范围内选择。
【答案】1.52变大大于 2.4V~3V【解析】【详解】(1)[1]当电压为额定电压3.8V时,图乙中电流表小量程分度值为0.02A,示数为0.4A,灯的额定功率P额=U额I=3.8V×0.4A=1.52W(2)[2][3]在图丙中,分别作出图象上a、b两点的电压及对应的电流大小,如下图所示由图可看出,电压的增加的量U b-U a大于对应的电流增加的值量I b-I a,即电压增加的量比电流增加的要大,根据欧姆定律a ba ba bU UR RI I=<=所以,当小灯泡两端的电压增大时,小灯泡的电阻也变大;因在实际电压1.9V 下的电阻小于灯在额定电压3.8V 下的电阻,R 实<R 额,灯的实际功率2222()()1 1.52W0.38W 22444U U U P U P R R R R ==>=⨯===额额额额实额实实额实即小灯泡的实际功率大于0.38W 。
【物理】九年级物理下册期中精选测试卷综合测试卷(word含答案)

【物理】九年级物理下册期中精选测试卷综合测试卷(word含答案)一、初三物理欧姆定律易错压轴题(难)1.小明同学在探究电流与电阻的关系实验时,选择的实验器材有:电源(电压恒为6V),电流表(0~0.6A)、电压表各一个,开关一个,四个定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω),滑动变阻器“30Ω 1A”,导线若干。
(1)请根据图甲所示的电路图,用笔画出导线完成图乙的电路连接;(__________)(2)同学们先将5Ω的电阻接入电路R所在位置,闭合开关移动滑片,使电压表的示数为2.5V,记录此时电压表、电流表的示数;接下来断开开关,用10Ω的电阻替换5Ω电阻,_____,将对应的电压表、电流表的示数记入表格。
实验中,定值电阻两端的控制电压值的合理范围是______;(3)小聪同学认为小明的实验操作太麻烦,决定将滑动变阻器和电压表去掉,用两节新的干电池做电源。
电路简化为如图丙所示,进行实验,实验中在A、B之间接入阻值不同的定值电阻,在实验器材完好,操作过程无误的情況下,获得的实验数据如表格所示。
小聪分析数据发现无法得出相应的实验结论。
请你通过分析数据及实验器材,说明小聪无法得出实验结论的原因_____。
实验次数1 2 3电阻R/Ω 5 10 20电流I/A 0.5 0.260.14【答案】 调节滑动变阻器的滑片P 使其处于最大阻值处,再闭合开关,移动滑片P 使其电压表的示数还是2.5VR 2.4V 3V U ≤≤ 见解析【解析】 【分析】 【详解】(1)[1]从图甲可以看到,变阻器与电阻R 串联接在电路中,电压表测的是电阻R 两端的电压,在图乙中,电源的正极与滑动变阻器的左下端相连,滑动变阻器的电阻最大是30Ω,而四个定值电阻中最大的电阻是20Ω,所以定值电阻中的电压不会超过3V ,电压表的量程选择0~3V 即可,电压表的3V 接线柱与定值电阻的右端相连;根据上述连接实物图,如下图所示。
(2)[2]探究电流与电阻的关系,就要保持电阻两端的电压不变,所以接下来断开开关,用10Ω的电阻替换5Ω电阻,调节滑动变阻器的滑片P 使其处于最大阻值处,再闭合开关,移动滑片P使其电压表的示数还是2.5V,再将对应的电压表、电流表的示数记入表格。
【物理】九年级下册物理期中精选试卷测试卷(解析版)

【物理】九年级下册物理期中精选试卷测试卷(解析版)一、初三物理欧姆定律易错压轴题(难)1.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 4.54I/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 -0.4AR 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 40Ω0.15AU 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'R3V0.2A15ΩUIR===此时定值电阻大小为RR3V15Ω0.2AURI===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。
【物理】物理初三年级下册期中精选试卷练习(Word版 含答案)

【物理】物理初三年级下册期中精选试卷练习(Word版含答案)一、初三物理欧姆定律易错压轴题(难)1.要测量一个阻值约为几百欧的电阻R x。
实验室提供的器材有:电源(电压为3V)、学生用电流表(量程为0~0.6A、0~3A)、学生用电压表(量程为0~3V、0~15V)、滑动变阻器R1和电阻箱R2(0~9999Ω5A)各一个,开关、导线若干。
(1)小明用伏安法测量该电阻,如图是小明连接的电路。
接通电路后,观察到电流表指针不偏转,示数为零,电压表示数为2V。
请你判断:电路中哪一个元件发生了什么故障?答:______;(2)在排除故障换用新元件后,经检查电路完好。
闭合开关,逐渐减小滑动变阻器的接入电阻至最小,电压表有示数,但电流表的指针几乎不偏转,电流太小的原因是______。
所以按小明所选的器材不能用伏安法测出该电阻的值;(3)请你帮助小明在实验室所提供的器材中选择合适的器材,设计实验方案测出该电阻的值;(a)画出实验电路图______;(b)实验步骤:按图连接好电路;闭合S1调节滑动变阻器,使电压表显示合适的值;断开S1闭合S2,______;读出电阻箱的阻值R;(c)写出待测电阻R x的表达式:______。
【答案】电流表短路待测电阻阻值太大保持滑片位置不变,调节电阻箱阻值,使电压表示数与闭合S1时相同R x=R【解析】【分析】(1)常见电路故障有断路与短路,根据电路故障现象分析电路故障原因。
(2)根据欧姆定律,在电压不变的情况下,若电路的电阻增大,则电路中的电流减小,若电阻值很大,则电路中的电流会很小。
若电流值小于电流表的分度值时,将无法准确地测出电流值。
(3)根据实验电路图可知,实验时有电压表,没有电流表,可根据并联电路各支路两端的电压特点进行实验,即:连接好电路图后,用电压表测出待测电阻两端电压,再将开关与电阻箱连接并调节电阻箱的阻值使电压表的示数不变,根据并联电路的电压相等和欧姆定律可知待测电阻的阻值与电阻箱的阻值相等;据此设计实验步骤。
【物理】九年级下册期中精选测试卷达标检测卷(Word版 含解析)

【物理】九年级下册期中精选测试卷达标检测卷(Word版含解析)一、初三物理欧姆定律易错压轴题(难)1.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____0.142________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:2.小明探究铅笔芯的电阻大小与长度的关系时,找来一支铅笔芯,测量其长度并用两枚金属回形针夹住其两端进行实验。
【物理】物理初三年级下册期中精选试卷达标检测卷(Word版 含解析)

【物理】物理初三年级下册期中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.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____0.142________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:2.小华为了探究“电流与电阻的关系”设计了如图甲所示的电路,其中电源电压恒为3V,R x的备选电阻有5Ω、10Ω、15Ω和20Ω各一个。
【物理】九年级物理下册期中精选测试卷测试与练习(word解析版)

【物理】九年级物理下册期中精选测试卷测试与练习(word解析版)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 2.5I/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___。
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【物理】九年级物理下册期中精选测试卷练习卷(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 2.5I/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=====50.1A0.2A0.3A0.4A0.5AURI==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R112R212102===51UI R RUI RRΩ=Ω[6][7]电路中最大电流为0.5A,因此最小总电阻为minmax6V=120.5AURI==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=7U 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=5U 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 31VR 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 2VR 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.小明同学在探究电流与电阻的关系实验时,选择的实验器材有:电源(电压恒为6V ),电流表(0~0.6A )、电压表各一个,开关一个,四个定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω),滑动变阻器“30Ω 1A”,导线若干。
(1)请根据图甲所示的电路图,用笔画出导线完成图乙的电路连接;(__________)(2)同学们先将5Ω的电阻接入电路R所在位置,闭合开关移动滑片,使电压表的示数为2.5V,记录此时电压表、电流表的示数;接下来断开开关,用10Ω的电阻替换5Ω电阻,_____,将对应的电压表、电流表的示数记入表格。
实验中,定值电阻两端的控制电压值的合理范围是______;(3)小聪同学认为小明的实验操作太麻烦,决定将滑动变阻器和电压表去掉,用两节新的干电池做电源。
电路简化为如图丙所示,进行实验,实验中在A、B之间接入阻值不同的定值电阻,在实验器材完好,操作过程无误的情況下,获得的实验数据如表格所示。
小聪分析数据发现无法得出相应的实验结论。
请你通过分析数据及实验器材,说明小聪无法得出实验结论的原因_____。
实验次数1 2 3电阻R/Ω 5 10 20电流I/A 0.5 0.260.14【答案】 调节滑动变阻器的滑片P 使其处于最大阻值处,再闭合开关,移动滑片P 使其电压表的示数还是2.5VR 2.4V 3V U ≤≤ 见解析【解析】【分析】【详解】(1)[1]从图甲可以看到,变阻器与电阻R 串联接在电路中,电压表测的是电阻R 两端的电压,在图乙中,电源的正极与滑动变阻器的左下端相连,滑动变阻器的电阻最大是30Ω,而四个定值电阻中最大的电阻是20Ω,所以定值电阻中的电压不会超过3V ,电压表的量程选择0~3V 即可,电压表的3V 接线柱与定值电阻的右端相连;根据上述连接实物图,如下图所示。
(2)[2]探究电流与电阻的关系,就要保持电阻两端的电压不变,所以接下来断开开关,用10Ω的电阻替换5Ω电阻,调节滑动变阻器的滑片P 使其处于最大阻值处,再闭合开关,移动滑片P 使其电压表的示数还是2.5V ,再将对应的电压表、电流表的示数记入表格。
[3]由题意可知,设电阻R 两端的电压是R U ,电路中的电流是I ,根据欧姆定律可得R U I R=,滑动变阻器两端的电压是 R 6V -U U =滑滑动变阻器接入电路的阻值大小是()R R R R 6V -6V -U R U U R U I U R⋅===滑滑 因为30ΩR ≤滑,即 ()R R6V -30ΩU R U ⋅≤化简可得 R 6V 30ΩR U R ⨯≥+ 当电阻5ΩR =,可得到R 6V 7U ≥;当电阻10ΩR =,可得到R 1.5V U ≥;当电阻15ΩR =,可得到R 2V U ≥;当电阻20ΩR =,可得到R 2.4V U ≥;由于电压表的量程是0~3V ,所以R 3V U ≤;综上所述,实验中,定值电阻两端的控制电压值的合理范围是R 2.4V 3V U ≤≤(3)[4]从表中数据可以看到,三次实验,电流与电阻的乘积是不相同的,即电阻两端的电压是不相同的,这是因为电流表也有内阻,当电阻R 阻值变大时,根据串联电路的分压原理可知,电流表的内阻不变,电阻R 两端的电压也在变大,而探究电流与电阻的关系实验,要求电压不变,所以无法得出相应的实验结论。
3.欣欣利用如图甲所示的电路,探究通过“导体的电流跟电阻的关系”。
实验器材:电源(电压恒为 4.5V ),电流表、电压表各一只,开关,三个定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω),两只滑动变阻器(甲“10Ω 2A ”、乙“20Ω 1A ”),导线若干。
(1)用笔画线代替导线完成图甲电路的连接;(_____________)(2)实验中欣欣发现,无论怎样移动滑动变阻器的滑片,两电表的指针始终处于图乙所示的状态,则电路故障可能是_______;(3)排除故障后,多次改变 R 的阻值,根据实验数据画出如图丙所示的 I-R 图像,得 到的结论是_______ ;(4)在上述实验中,欣欣用 10Ω的电阻替换5Ω的电阻,为了完成实验,他应该将滑 动变阻器的滑片向 ______ 端移动(选填“A ”或“B ”),使电压表示数为______________V ;(5)当欣欣改用15Ω的电阻继续实验时,发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片,都无法使电压表的示数达到实验要求的值,则欣欣选用的滑动变阻器的规格是______(选填“甲”或“乙”),如果串一个定值电阻就能完成实验,那么这个定值电阻的范围是________;(6)除了更换滑动变阻器的方案以外,欣欣想到原有器材不变,调整定值电阻两端的电压也可以完成实验,他应控制定值电阻两端的电压范围是________。
【答案】定值电阻断路在电压不变时,通过导体的电流与电阻成反比A 2.5 甲2~12Ω 2.7V∼3V【解析】【分析】【详解】(1)[1]将电压表并联在定值电阻的两端,如图所示;(2)[2]乙图中,左表为电压表,示数满偏,说明电压表与电源连通;右边为电流表示为0,说明电路断路或总电阻很大,由此可知,与电压表并联的定值电阻断路了。
(3)[3]由图丙所示图象可知:通过电阻的电流与电阻值的乘积为2.5保持不变,是一个定值,这说明:在电压不变时,电流与电阻成反比。
(4)[4][5]根据图丙所示的I−R图象知,电阻两端的电压U=IR=5V×0.5A=2.5V闭合开关发现电压表的示数变大,为保持电阻的电压不变,应增加变阻器分得的电压,根据分压原理可知,应增大变阻器连入电路中的电阻,他应该将滑动变阻器的滑片向A端移动,使电压表示数为2.5V。
(5)[6]当用15Ω的电阻继续实验时,即使将“10Ω2A”的变阻器变阻器的全部电阻10Ω连入电路,由欧姆定律,此时电路中的电流I ='U R R +滑= 4.5V 15Ω10Ω+ =0.18A 电压表的最小示数 U 小=IR =0.18A ×15Ω=2.7V>2.5V所以,他发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片,都无法使电压表的示数达到实验要求的值,则小明选用的滑动变阻器的规格是甲“10Ω2A ”。