【物理】九年级上册物理全册全套精选试卷测试与练习(word解析版)
【物理】九年级上册物理全册全套精选试卷测试与练习(word 解析版)
一、初三物理 电流和电路 易错压轴题(难) 1.进一步探究
电容器是电气设备中的重要元件,是储存电荷的装置。通常简称其容纳电荷的本领为电容,用字母C 表示,单位为法拉,用字母
F 表示。两个相距很近又彼此绝缘的平行金属板形成一个最简单的电容器,在电路中用
表示。
(1)如图,闭合开关,电容的两个极板将带等量异种电荷,这个过程叫电容器充电。充电过程中,经过开关的电流方向是______(选填“从A 到B ”或“从B 到A ”)。改变电源电压,电容器所带电荷量Q 也发生改变,实验数据如下表。。
电压U /V 2 8 2
电荷量Q /C 4×10-3 6×10-3 2×10-3 5×10-3 电容C /F
2×10-3
0.75×10-3
1×10-3
2×10-3
(2)分析数据可知,电容C 与电容器两端电压U 及电荷量Q 的关系式为:C=______。
(3)请把表格补充完整______。
(4)电容的大小不是由带电量或电压决定的,常见的平行板电容器,电容决定式为S
C d
ε=(ε是一个常数,S 为极板面积,d 为极板间距离)。多电容器串联时,
121111=n
C C C C ++…,(C 表示总电容,C 1、C 2.……C n 表示各电容器的电容)。现有两个极板面积分别为S 1、S 2,极板间的距离分别为d 1、d 2的平行板电容器串联接到电压为U 的电源上,则总电容C =______,总共能够储存的电荷量为______。
【答案】B 到A Q
C U
= 2.5V
121221S S S d S d ε+ 121221S S d d U S S ε+ 【解析】 【分析】 【详解】
(1)[1]充电过程中负电荷从A 运动到B ,正电荷从B 运动到A ,则根据电流方向的规定,经过开关的电流方向为B 到A 。
(2)[2]由表中数据可知
3-3210F 2V 410C -??=? 3-30.7510F 8V 610C -??=?
3-3110F 2V 210C -??=?
即
Q CU =
则
Q C U
=
(3)[3]根据上题所得公式Q
U C
=
,将表中数据带入可得 33510C 2.5V 210F
Q U C --?===?
(4)[4][5]现有两个极板面积分别为S 1、S 2,极板间的距离分别为d 1、d 2的平行板电容器串联接到电压为U 的电源上,电容决定式为
S
C d
ε=
则
1
11
S C d ε= 2
22
S C d ε=
因为多电容器串联时
121111=n
C C C C ++… 则
12
111
=C C C + 带入12C C 、可得
12
1221
S S C S d S d ε=
+
则总共能够储存的电量为
121221
U
S S S d C S d Q U ε+==
2.小明利用如图所示的电路“探究串、并联电路中电流的关系“.
(1)探究串联电路中电流的关系.
①用笔画线代替导线将开关S3连入电路中________.(要求:只闭合开关S3后,R1、R2以及电流表串联;导线不许交叉)
②小明将S3闭合后,发现电流表均无示数.于是他用一只电压表对电路故障(电路中只有一处故障)进行了检测,将电压表接在R1两端时,电压表与电流表均无示数;接在R2两端时,电压表有示数,电流表无示数.电路中的故障是________.小明排除故障后继续实验,读出了电路中各电流表的示数,得到了串联电路中电流的关系是:串联电路中各处电流相等.
(2)完成上述实验后,小明继续探究并联电路中电流的关系.
①各开关的连接情况是________(填写各开关断开或闭合).
②分析实验中各电流表的读数(如图所示),可知并联电路中电流的关系是________:.
③电阻R1:R2=________.
(3)为了验证结论的普遍性,你可以采用的方法是:________.
(拓展)在电源电压不变的情况下,小明两次实验中电路消耗的最大功率与最小功率之比P最大:P最小=________.
【答案】R2断路闭合S1、S2断开S3
并联电路干路电流等于各支路电流的和1:2改变电源电压9:2
【解析】
【分析】
(1)按从电源正极依次连接,一条路径将所有用电器连接起来;
(2)闭合开关后,电流表无示数,说明电路故障为断路;电压表的示数接近电源电压,说明电压表的正负接线柱与电源两极相连;
(3)通过开关的断开与闭合判断出并联电路;
(4)根据实验数据得到并联电路电流的规律;
(5)多次测量找普遍规律,可以改变电源电压;
(6)根据电功率的公式算出两次电功率的比值。
【详解】
(1)①按从电源正极依次把各个元件连接起来,组成了一条电流的路径,电路连接如图所示:
②闭合开关后,电流表无示数,说明电路故障为断路;将电压表接在R1两端时,电压表与电流表均无示数;接在R2两端时,电压表有示数,电流表无示数,说明与电压表并联的R2断路;
(2)①闭合开关S1、S2,断开开关S3,电路有两条路径,组成并联电路;
②由实物图可知电流表选用0-3A的量程,I1=2.4A,I2=1.6A,I3=0.8A,则I1=I2+I3即并联电路干路电流等于各支路电流的和;
③并联电路中各个支路的电压相等,在电压相等的情况下电流和电阻成反比,即
R1:R2=I3:I2=0.8A:1.6A=1:2;
(3)为了验证结论的普遍性,应多次测量,可以采用的方法是:改变电源电压;
在电源电压不变的情况下,并联时的总电阻最大,串联时的总电阻最小,根据可知并联时总功率最大,串联时总功率最小,最大功率和最小功率之比
。
故答案为:(1)①电路连接如图所示:②R2断路;(2)①闭合S1、S2断开S3;②并联电路干路电流等于各支路电流的和;③1:2;(3)改变电源电压;9:2。
【点睛】
本题考查了用电压表判断故障时、电路的连接、并联电路电流的规律、比值等问题是一道综合性实验题,解决本题的关键知道欧姆定律和电功率的公式。
3.如图是“探究并联电路电流特点”的实验电路图:
电流表A1A2A
电流I/A0.160.24 2.0
(1)实验中,选择两个小灯泡的规格应该是______的(填“相同”或“不相同”);
(2)开关闭合前,琪皓同学发现电流表A1的指针在零刻度线左端,如图乙所示,其原因是______;
(3)上表是某同学实验中的一组数据:有同学指出上述表格中电流表A数据明显错误,造成错误的原因是________________;
(4)实验中某同学发现两个小灯泡中,一个发光,一个不发光,三个电流表都有示数,造成小灯泡不发光的原因可能是______;
(5)实验中,我们都要进行多次测量。以下实验中,与“探究并联电路电流特点”进行多次测量的目的不相同的是______。
A.探究电流与电压的关系 B.探究杠杆的平衡条件 C.刻度尺测物体的长度
【答案】不同电流表指针未调零电流表接小量程却按大量程读数实际功率过小 C 【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]要使结论具有准确性与普遍性,所选电阻不能特殊,因此最好选用不同规格的电阻,同时还应多次实验。
(2)[2]开关闭合前,电流表A1的指针在零刻度线左端,此时电路没有电流,说明原因是电流表指针未调零。
(3)[3]并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,上述表格中电流表A数据明显错误,观察电流表量程可发现,导致错误的原因是使用小量程测量,而读数却读成大量程。
(4)[4]两个小灯泡一个发光,一个不发光,三个电流表都有示数,说明各支路都有电流通过,但有可能是其实际功率过小。
(5)[5]在“研究串并联电路的电流特点”时,换用不同阻值的电阻,多次进行实验目的是寻找规律,避免结论的偶然性;而刻度尺测物体的长度是采用多次测量减小误差,其测量的目的不相同,故选C。
4.有一实验小组用伏安法测量小灯泡的电阻,电源电压为3V,待测小灯泡的额定电压
为2.5V.
(1)请用笔画线代替导线,完成如图甲实物电路的连接________.(要求:连线不要有交叉)
(2)检查电路连接无误后,闭合开关,灯泡不亮,电压表有示数,电流表示数为零.导致这一现象的原因可能是______.(选填序号)
A.电压表断路 B.小灯泡断路 C.滑动变阻器断路 D.电压表短路
(3)故障排除后,闭合开关,当滑动变阻器滑片P移到某一位置时,电压表示数如图乙所示,要测量小灯泡正常发光时的电阻,应将滑动变阻器的滑片向_____移.(选填“左”或“右”)
(4)通过移动滑动变阻器滑片P记录了多组数据,并作出了如图丙所示的I﹣U图象.由图可知小灯泡正常发光时的电阻为______Ω.
【答案】 B 右 12.5
【解析】
分析:(1)电流表、灯泡、滑动变阻器、开关串联接入电路;滑动变阻器的接法为“一上一下”.
(2)常见的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;
(3)根据电压表的量程和分度值读出电压表的示数,电压表的示数小于灯泡的额定电压,要使灯泡正常工作,灯泡两端电压增大到2.5V,电路电流要增大,总电阻要减小,滑动变阻器的电阻要减小;
(4)从图像上找到额定电压对应的点,读出对应的电流,利用U
计算出电阻.
R
I
解答:(1)滑动变阻器的接法为“一上一下”,电路图如图所示:
(2)灯泡不亮,可能是灯泡断路或短路或灯泡之外的电路断路;电流表无示数可能是电路断路;电压表示数接近电源电压,说明电压表与电源两端相连,电压表并联电路之外,不
存在断路;故选D;
(3)电压表使用0~3V量程,分度值为0.1V,电压为2.2V;要使灯泡正常工作,灯泡两端电压从2.2V增大到2.5V,电路电流要增大,总电阻要减小,滑动变阻器的电阻要减小,滑片向右端移动,使电压表的示数为2.5V为止;
(4)由图像知,当灯的电压是2.5V时,对应的电流值为0.2A,小灯泡正常发光时的电阻
为
2.5
12.5
0.2
U V
R
I A
===Ω.
故答案为(1). (2). B (3). 右 (4). 12.5
【点睛】本题考查了测量电阻的实验中电路故障的判断、电压表的读数、及电阻的计算,同时还考查了学生对图像的分析和处理能力.本实验需要注意灯丝的电阻随温度的变化而变化.
5.小艾同学用如图所示电路“探究并联电路中电流的特点”。
实验序号C处的电流I C/A B处的电流I B/A A处的电流I A/A
第一次测量0.20.20.4
第二次测量0.30.30.6
第三次测量0.40.40.8
(1)在连接电路时,开关应_____;
(2)电流表应_____选填“串联”或“并联”)在被测电路中;
(3)用电流表分别测出电路中的A、B、C处的电流,改变电源电压,重复实验,记录数据如表所示。小艾同学由表格数据得出实验结论:并联电路中干路电流为支路电流的2倍,这个结论一定成立吗?答:_____(选填“一定”或“不一定”)。为了得出具有普遍意义的
并联电路电流特点应该_____。
【答案】断开串联不一定换用不同规格的灯泡多次测量
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]为保护电路,在连接电路时,开关应断开。
(2)[2]电流表应串联在被测电路中,因为串联电路中各处电流都相等,因此电流表与被测电路串联后,电流表显示的电流值就等于被测电路的电流值。
(3)[3]根据并联电路各支路电压相等和欧姆定律,当选用的两灯泡的规格相同时,通过两灯泡的电流相等,并联电路中干路电流才为支路电流的2倍;若灯泡的规格不同,则通过两支路的电流不相等,则这个结论不成立,故小艾同学结论不一定成立。
[4]为了得出具有普遍意义的并联电路电流特点,应该换用不同规格的灯泡多次测量。6.“探究串联电路特点”时小明选用两只规格相同的灯泡连接的电路如图甲所示.
(1)闭合开关S后,发现灯L1发光,L2不发光.同学们有以下几种猜想:①L2灯丝断了;②L2短路;③灯L2也工作,但L2中电流比L1中电流小.以上猜想中正确有 ______ (填序号).
(2)为了寻找“串联电路的电流关系”,分别把图中A、B、C各点断开,然后把 ______ 接入,闭合开关前,发现其中一个电表指针如图乙所示,出现这种现象的原因是 ______ .(3)在寻找“串联电路的电压关系”时,小明将电压表并联在L1两端,闭合开关,电压
表示数如图丙所示,为了使实验结果更准确,接下来他应该 ______ .
(4)正确实验操作后,测得A、B、C三处的电流记IA、IB、IC,测得AB、BC、AC两点间的电压U AB、U BC、U AC.下列说法正确的是 ______
A.I A>I B>I C B.I A<I B<I C C.U AB=U BC=U AC D.U AC=U AB+U BC
(5)为了使结论更有普遍性,可采用的方法是: ______ .
A、换用不同规格灯泡多次实验
B、改变电源电压多次实验.
【答案】②电流表电流表指针没有调零断开开关,电压表换用0?3V量程,然后再进行实验 D A
【解析】
【分析】
【详解】
(1)闭合开关S后,发现灯L1发光,L2不发光,说明电路中没有断路,L2不发光,说明是L2短路,
故选②;(2)为了探究“串联电路的电流关系”,应该把电流表接入电路;闭合开关前,发现其中一个电表指针如图乙所示,没有指在零刻度上,出现这种现象的原因是没调零;(3)闭合开关,电压表示数如图丙所示,示数较小,说明选择的量程偏大,为了使实验结果更准确,接下来他应该断开开关,选用小量程,即选用0?3V的量程;(4)串联电路中各处的电流都相等;串联电路两端的电压等于各部分电压之和,故D正确,故选D;(5)为了得出普遍结论,应该换用不同规格的灯泡、改变电源电压,重复操作,进行多次实验,故选A.【点睛】
(1)电路故障包括短路和断路,断路时用电器不能工作;短路时,被短路的用电器不工作,电路中有电流;(2)为了探究“串联电路的电流关系”,应该把电流表接入电路;开关闭合前,电流表应该调零;(3)根据电压表所示信息,可以确定选择量程过大了,接下来应该,断开开关,换用小量程;(4)串联电路中各处的电流都相等;串联电路两端的电压等于各部分电压之和;(5)为了得出普遍结论,应换用不同规格的实验器材进行多次测量.
7.甲为研究并联电路电流规律的实验电路图.
(1)若要测量干路电流,则电流表应串联在甲图中的_____(选填“A”、“B”或“C”)处.(2)若要测量A处的电流,连好电路闭合开关前,发现电流表指针位置如图乙所示.调整正确后闭合开关,发现指针又偏向图乙位置,其原因是_____.
(3)纠正(2)中错误后,测出A、B、C三处的电流值如表所示.由此得出结论:并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,且各支路的电流相等.这个实验在设计方案上还存在的不足之处是:_____(写出一条).
【答案】C 前者是电流表没有校零,后者是电流表“+”、“-”接线柱接反用同一规格的灯泡或只测量得到一组实验数据
【解析】
【分析】
【详解】
(1)电路为并联电路,若要测量干路电流,则电流表应串联在甲图中的干路中,其中AB 为两支路上的点,C为干路上的点,所以电流表应该接在C处;
(2)乙图中电流表的指针偏转在零刻度线的左侧,电路闭合开关前,电路中无电流,发现电流表指针位置如图乙所示,是因为电流表无校零.调整正确后闭合开关,发现指针又偏
向图乙位置,其原因是电流表“+”、“-”接线柱接反.
(3)并联电路电流规律结论得出:并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,且各支路的电流相等.说明两条支路所用的用电器规格相同,应该换用不同规格的灯泡多测量几组数据,才能得出普遍的一般性规律.
8.为了探究“并联电路电流规律”,小红实验小组设计了如图甲所示的电路图。
(1)准备连接电路时,他们首先就连接方法进行了如下讨论。几个说法中错误的是
(________)
A.按照电路图连接电路时,开关应该是断开的
B.每处接线都必须接牢
C.连接电路元件时不能从电池的负极开始
D.连接完毕后要仔细检查电路,确认无误后再闭合开关
(2)连接好电路后,小明闭合开关测量A处的电流时,发现电流表的指针偏转如图乙所示,原因是________;
(3)小亮同学根据下表实验数据得出的实验结论是;在并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,且各支路的电流相等。老师指出小亮的探究过程有不妥之处,请问他下一步应该被的最合理的操作是(________)
A点电流A I B点电流B I C点电流C I
0.16 A0.16 A0.32 A
A.分析数据,得出结论
B.改变电源电压,再测出几组电流值
C.换用不同规格的小灯泡,再测出几组电流值
D.换用电流表的另一量程,再测出一组电流值
【答案】C电流表正负接线柱接反C
【解析】
【详解】
(1)[1]A.连接电路时,开关应该断开,故A正确,不符合题意;
B.连接电路时每处接线都必须接牢,要不接触不良会造成断路,故B正确;
C.连接电路时,应该按照一定的顺序,开关断开,防止短路对电路元件的损坏,故C错
误,符合题意;
D.连接完毕后要仔细检查电路,确认无误后再闭合开关,避免发生短路,故D正确。
(2)[2]由乙图知,电流表的指针反偏了,原因是电流表正负接线柱接反了;
(3)[3]探究并联电路的电流特点时,应选择两盏不同规格的灯泡,多做几次实验,以得到普遍的结论,故选C。
9.在探究并联电路电流规律的实验中:
(1)为了防止损坏电流表,在不能事先估计电流大小的情况下,应先进行_____,以正确选择电流表或电流表的量程;
(2)小方连接的部分电路如图所示,请你将电路连接完整;
(_________)
(3)小方将以上电路连接完后,闭合开关,调节滑动变阻器,发现灯泡L1和L2发光、电流表A1和A2有示数、电流表A示数为零。则电路故障可能是_____;
(4)排除故障,进行实验,小方记录了如下数据:
实验次数L1电流I1/A L2电流I2/A干路电流I/A
10.10.10.2
20.30.30.6
30.40.40.8
分析以上实验数据,小方发现通过两条支路的电流总是相等。为了探究这个发现是否具有普遍性,可以_____,再进行实验。
【答案】试触电流表A短路更换不同规
格的灯泡
【解析】
【分析】
本题考查了探究并联电路电流特点的实验的操作。注意电流表的量程的选择和正负接线柱要接正确,结果要有代表性,就要用不同的规格的电灯,多做几次实验。
【详解】
(1)[1]不能估测被测电流情况下,可先用大量程进行试触。
(2)[2]电流从电流表的正接线柱流入,从负接线柱流出,如图:
(3)[3]闭合开关,调节滑动变阻器,发现灯泡L1和L2发光、电流表A1和A2有示数,这说明支路中没有故障,电流表A示数为零,则故障是电流表A短路。
(4)[4]为了使实验结论更具科学性,普遍性,可以更换不同规格的灯泡进行实验。
10.小明学过家庭电路的知识后,想自制一只台灯,他选购了一只规格是“36V 36W”的灯泡,动手安装时,突然想起家中的插座提供的电压是220V,于是他在包装盒内寻找说明书,没有找到,却发现了一只配件.
(1)小明想知道配件的作用及它的性能参数(如正常工作时的功率、电阻等),于是设计
了如图甲所示的电路图和记录数据的表格,请你根据电路图帮助他把实物图(如图乙)连接完整.
(_____)
(2)小明正确连接电路后进行了3次实验,将测得的实验数据记录在表格中,根据实验数据可知该配件的电阻为_____Ω.
物理量
实验次数
电压U/V电流I/A
19.20.05
218.40.1
336.80.2
(3)小明用“36V 36W”的灯泡和该配件制成了一只台灯,配件在电路中主要起到_____的作用,请你在虚线框内将这只台灯的电路图补充完整.
(_____)
台灯正常工作时,该配件的功率是_____W
(4)请你从能量转化的角度对小明自制的台灯进行评价:_________
【答案】 184 分压184电
能大部分能量发热了,灯消耗的电能较小,灯的能量利用率较低
【解析】
【分析】
【详解】
(1)在连接电路时,为了保护电路,开关要处于断开状态;滑片P要位于滑动变阻器的最大阻值处.根据电路图可以连接实物图如下所示:
(2)根据电路图可知,电压表测量的是配件两端的电压,电流表测量的是配件中的电流.
根据表格中的数据:当U=9.2V时,I=0.05A,利用欧姆定律可以求出配件的电阻:
R=U
I
=
9.2V
0.05A
=184Ω.
(3)由于家庭电路的电压为220V,而小灯泡的额定电压为36V,若将灯泡直接接在家庭电路中,灯泡将被烧毁.因此需要串联电阻来起到分担电压的作用.电路图如下图所示:
台灯正常工作时的电流:I额=P36W
1A
U36V
==
额
额
,该配件的功率:P U I
==
配配额
(220V-
36V)?1A1
=84W;
(4)从能量转化的角度对小明自制的台灯进行评价:电能大部分能量发热了,灯消耗的电能较小,灯的能量利用率较低.
11.为了探究串联电路总电阻与各电阻之间的关系,小芳设计了如图所示的实验电路,其中是电阻箱,是定值电阻,用表示与串联的总电阻(即等效电阻).用电流表测量串联电路中的电流,用电压表测量、两点间的电压.小芳通过实验记录的数据如下表所示.请根据表中的实验数据,归纳出总电阻跟电阻的关系式:__________.
【答案】R=10Ω+R1
【解析】
从表格中数据可以得出,总电阻R和R1阻值的差是一个定值,大小等于10Ω,因此总电阻R跟电阻R1的关系为 R=R1+10Ω.
12.皮皮和壮壮要探究并联电路电流规律.
(1)图甲是皮皮同学设计的实验电路图.他在测量C点干路电流时连接的实物图如图乙所示,其中有一根导线连接错误,请用×在错误导线上标出,并用笔画线代替导线在图中画出正确的连线__________.
(2)皮皮同学在测量中发现电流表的指针偏转如图丙所示,原因是________________.(3)为能进行多次实验,壮壮同学在干路中串联了一个________,从而得到了三组实验数据,如下表所示.壮壮同学发现皮皮记录的数据中的0.80A是错误的,原因是皮皮在读数时___________.
(4)皮皮和壮壮的实验设计有一不足之处,你认为改进方法是:___________________.
【答案】电流表正负接线柱接反了滑动变阻器按
0A—3A量程读数换用两个不同规格小灯泡再次进行实验
【解析】
【分析】
【详解】
(1)由图乙可知,电流表与灯L1串联了,电流表测通过灯泡L1的电流.要测量C点干路电流,电流表应串联在干路上,将连接灯泡L2左接线柱和电流表负接线柱的导线改接到灯泡L2左接线柱和电流表“0.6”接线柱,连图如下:
(2)在测量中发现电流表的指针反向偏转,则说明电流表正负接线柱接反了.
(3)变阻器串联在电路中可以改变电路中的电流和电压,因此为能进行多次实验,在干路
中串联一个滑动变阻器即可.
壮壮同学发现皮皮记录的数据中的0.80A是错误的,原因是电流表选用的量程是0~0.6A,读数时却按0~3A量程.
(4)由实验数据可知,通过灯泡L1、L2的电流总是相等的,说明他们的实验设计选用的灯泡规格相同,不具有普遍性.因此为得到普遍性结论,应换用两个不同规格小灯泡再次进行实验.
【点睛】
本题考查探究并联电路电流规律,考查了电路的连接,电流表的正确使用以及实验设计的科学性,注重了过程与方法的考查,是典型题目.
二、初三物理电压电阻易错压轴题(难)
13.小宇同学在“探究串联电路电压规律”的实验时,得到“电源两端电压总大于各用电器两端电压之和”的结论,这与之前“电源两端电压等于各用电器两端电压之和”的猜想不符。小宇用图甲所示的电路继续进行探究:
(1)测量电源及灯泡两端电压,电压表接在AB两点,是为了测量灯___两端的电压,闭合开关,电压表的示数(如图乙所示)是____V;
(2)接着小宇直接将电压表接A点的接线改接到D点,闭合开关后,发现电压表_______;
(3)纠正错误后,小宇测出导线BC间的电压大约为0.05V。由此得知导线分压可能是造成结论与猜想不符的原因。为了能更明显地观察到导线分压的现象,应选择较__(选填“粗”或“细”)的导线,原因是在长度和材料相同时,__________电阻越大。
【答案】L1 1.7 指针反偏(或指针偏向0刻度线的左边)细橫截面积越小
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]电压表要和被测用电器并联,当电压表接在AB两点时,和灯L1并联,所以测的是L1两端的电压。
[2]根据乙图,电压表选择的是0—3V的量程,分度值为0.1V,所以电压表的示数为1.7V。
(2)[3]将电压表接A点的接线改接到D点,闭合开关后,电流从电压表的负接线柱流入正接线柱流出,此时电压表接反了,所以指针会反向偏转。
(3)[4][5]为了让分压更加明显就是要增大导线的电阻,所以要选择更细的导线,因为在材料和长度一定是,导体的横截面积越小电阻越大。
14.某同学用下图所示的电路探究“通过导体的电流与电压、电阻的关系”,电源电压恒为.
(1)闭合开关后,电流表无示数,但电压表有示数,原因可能是__________.
A.电流表断路B.电压表断路C.R1断路D.R2断路
(2)探究电流与电压的关系时,应保持________不变(选填“R1”或“R2”).
(3)探究电流与电阻的关系时,当R1的阻值是2Ω,电流表示数是1.0A,要使电流表示数是0.5A,R1的阻值是________Ω;多次测量后,作出的I-R1图像是图乙中的________.【答案】CR14D
【解析】
【分析】
(1)闭合开关,电流表无示数,可能电路出现断路,电压表有示数,则与电压表并联的电路断路;
(2)探究电流和电压的关系,应保持电阻不变;
(3)探究电流和电阻的关系时,应保持电阻两端的电压不变,根据欧姆定律得到R1的阻值;根据电流和电阻的关系得到I-R1图像。
【详解】
(1)闭合开关,电流表没有示数,可能出现断路,电压表有示数,则与电压表并联的R1断路,故选C。
(2)该实验是探究R1的电流和电压、电阻的关系,探究电流与电压的关系时,应保持R1不变;
(3)R1两端的电压U=IR=1.0A×2Ω=2V,探究电流与电阻的关系时,应保持电阻两端的电
压不变,要使电流表示数是0.5A,R1的阻值;因为电压不变,通过导体的电流和电阻成反比,所以作出的I-R1图像是图乙中的D。
【点睛】
本题考查电流电压和电阻的关系,当导体的电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成正比;当导体两端的电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比。
15.在“探究导体的电阻跟哪些因素有关”的实验中.
(1)小明为上述探究活动准备了四条电阻丝,电源电压恒定,并按图电路图进行连接,A、B间接入电阻丝.取得数据填入下表:
编号材料长度横截面积电流(A)
1镍铬合金2L S0.22
2锰铜合金2L S0.62
3镍铬合金L S0.44
4镍铬合金2L2S0.44
(2)该实验通过比较________大小来判断接入A、B间的电阻丝的阻值大小;
(3)这个实验的操作一定要小心谨慎,每次要用开关进行________,防止损坏电流表.(4)为了探究“电阻与长度的关系”,应该选用两条电阻丝________(填写所需要材料编号)分别接入A、B进行对比;如果将电阻丝1、2分别接入A、B间,可以探究电阻与________的关系;
(5)在实验中发现在接入锰铜合金时,一开始电流到达了0.64A,过一会儿才变为
0.62A,这说明导体的电阻与________有关.这个实验中,如果用小灯泡代替电流表,是否可行?答:________ (选填“可行”或“不可行”)
【答案】电流试触 1和3 材料温度可行
【解析】
【分析】
【详解】
(2) 电源电压恒定,由
U
R
I
可知,该实验通过比较电流大小来判断接入A、B间的电
阻丝的阻值大小;
(3)这个实验的操作一定要小心谨慎,每次要用开关进行试触,防止损坏电流表.
(4)为了探究“电阻与长度的关系”,应该选用材料相同、横截面积相同的两条电阻丝,分别接入A、B进行对比,1和3就可以满足要求;
电阻丝1和2材料不同,长度和横截面积相同,如果将电阻丝1、2分别接入A、B间,可以探究电阻与材料的关系;
(5)在实验中发现在接入锰铜合金时,一开始电流到达了0.64A,过一会儿才变为
0.62A,这说明导体的电阻与温度有关,温度升高电阻变大,电流变小.这个实验中,如果用小灯泡代替电流表,可行,可以通过观察小灯泡的亮暗比较电流大小,进而比较电阻的大小.
16.张峰有一个标准的电压表,它有0~3 V和0~15 V两个量程。用它测量由两节干电池串联组成的电池组的电压时,接线正确,但他读出的读数是10 V,这显然是错误的。请你说出他出现错误的原因:_________________。实际电压应是_____V。他接着按照课本要求探究并联电路中电流的关系,他们设计的电路如图所示。把电流表分别接入到电路中的
A、B、C处,测出它们的电流,填入下表:
实验次数A处的电流I A B处的电流I B C处的电流I C
10.100.120.22
20.200.240.44
30.400.480.88
(1)表格设计存在一个不足之处,是________,通过对上面数据的分析,可以得出是
______。
(2)测量三次的目的是_____,在这次实验中他是通过采用_____(填“改变电源电压”或“更换不同规格的小灯泡”)的方法改变电流的大小从而进行三次实验。
(3)结合你用一个电流表做实验时的体会,提出一条对本实验的改进意见: _____。
【答案】看错了电压表量程2电流没有单位并联电路干路中的电流等于各支路电流之和避免偶然性,使结论更具有普遍性改变电源电压使用三个电流表同时接入到电路中的A、B、C处,测出它们的电流
【解析】
【详解】
出错的原因是接的小量程却按大量程读数,电源由两节干电池组成,电源电压最高是3 V,电压表示数不可能超过3 V,电压表大量程分度值是0.5 V,小量程分度值是0.1 V,大量程是小量程的5倍,电压表读数10 V是弄错了量程造成的,把小量程当做大量程了,因此正确读数是2 V;
(1)分析表格中的数据可知,此表格设计中电流没有单位;
由表中实验数据可知,支路电流之和等于干路电流,可以得出的实验结论是:并联电路干路中的电流等于各支路电流之和;
(2)多次测量的目的是获得多组实验数据,避免偶然性,使实验结论具有普遍性与可靠性;
据表格中的数据可知,小灯泡的电流是成倍数的增加,所以是通过改变电源电压的方式进行的实验;
(3)一个电流表在不同位置测量时,读数误差较大,且要多次拆、接电路,稍显麻烦,为了减小误差、方便测量,可以使用三个电流表同时接入到电路中的A、B、C处,测出它们的电流。
17.徐宁同学设计了如图所示的电路图,进行“探究导体电阻大小与导体长度的关系”的实验,在A、B间接入下表中待研究的电阻丝,电源电压U恒定,忽略温度对灯丝电阻的影响(电阻丝用电阻符号表示):
序号材料长度横截面积
1锰铜合金丝L S
2镍铬合金丝L S
3镍铬合金丝L2S
4镍铬合金丝2L S
(1)徐宁应选择序号为_________的两根电阻丝来进行实验探究.
(2)她正确选择后,将电阻丝分别接入A、B间,闭合开关,通过观察电流表示数大小来比较电阻丝电阻的大小,这种研究方法叫__________.实验中,两次电流表指针均有偏转,但第一次的示数大于第二次的示数,说明第一次接入的电阻丝阻值__________(选填“较大”或“较小”);
(3)若实验过程中只有一根粗细均匀的锰铜合金丝可供选择,那么她能否利用上述电路研究电阻大小与导体横截面积的关系?____________(选填“能”或“不能”).
【答案】2、4 转换法较小能
【解析】
【详解】
(1)[1]为了探究导体电阻大小与导体长度的关系,要保持材料和横截面积相同,观察表中数据可知,序号为2和4的,材料一样,都是镍铬合金丝,横截面积一样,大小都是S,长度不一样,这两跟电阻丝符合要求;
(2)[2]闭合开关后,电流表示数越大,电路中的总电阻越小,电阻丝电阻越小,电流表示数越小,电路中的总电阻越大,电阻丝电阻越大,通过观察电流表示数大小来比较电阻丝电阻的大小,这种研究方法叫转换法;
[3]第一次的电流表示数大于第二次的电流表示数,根据欧姆定律的变换式可知,第一次的电路总电阻较小,即第一次接入的电阻丝阻值较小;
(3)[4]实验过程中只有一根粗细均匀的锰铜合金丝可供选择,要探究电阻大小与导体横截面积的关系,可以把这根锰铜合金丝剪取一半,接入电路做实验,然后再把两根锰铜合金丝缠绕在一起,再接入电路做实验,这样两次实验,电阻丝的材料一样,长度一样,只是横截面积不同;这样是可以探究电阻大小与导体横截面积的关系.
18.小明选用了一些实验器材来探究“串、并联电路中电流及电压的关系”实验: