資源簡介

例1、在“探究電阻一定時電流與電壓關系”的實驗中，小強和小紅設計的電路如圖甲所示，電源電壓3 V保持不變．
(1)閉合開關前，滑動變阻器的滑片P應該置于______(選填 “a”或“b”)端．
(2)小強同學按圖甲正確連接電路，閉合開關S，調節滑片P，得到的實驗數據如下表：
實驗序號 1 2 3 4 5
電壓U/V 0.6 0.9 1.2 1.5 1.8
電流I/A 0.15 0.32 0.30 0.38 0.45
分析數據可知，應該將實驗序號________的一組數據剔除，進而得出結論：
電阻一定時，____________________________．
為了能夠順利完成上述實驗，所用滑動變阻器的最大阻值不小于______Ω.
(3)小紅同學連接的電路如圖乙所示，小強同學發現接錯了一根導線. 請在這根導線上打“?”，并補畫出正確的那根導線．
例2、小明同學在“伏安法測電阻”的實驗中：
(1)在連接電路時，開關S應處于_________狀態，滑動變阻器的滑片P應放在電阻最_______的位置．
(2)小明同學連接了如圖甲所示的電路，閉合開關，電流表________示數，電壓表________示數．(兩空均選填“有”或“無”)
(3)他仔細檢查電路，發現有一根導線連接錯誤，請你在圖甲中錯誤的導線上畫“?”，并用筆畫線代替導線畫出正確的一根連接導線．
(4)正確連接電路后，閉合開關，調節滑動變阻器滑片P，當電壓表的示數為2 V時，觀察到電流表示數如圖乙所示，他記下數據并算出電阻R的阻值為________Ω.
(5)同組小斌同學繼續向________(選填“A”或“B”)端移動滑片P，適當增大電阻R兩端的電壓，并進行了多次測量，計算電阻的平均值從而減小實驗誤差．
例3、實踐小組的同學們進行“伏安法測定小燈泡電阻”的實驗，小燈泡的額定電壓為2.5 V(阻值約為 10 Ω)，滑動變阻器規格為 “20 Ω　1 A”．
(1)請你用筆畫線代替導線，將圖甲中的電路連接完整(導線不得交叉)．
(2)滑動變阻器在實驗中除保護電路外，還有______________________的作用．同學們把電路元件接入電路，剛接好最后一根導線， 燈泡就立即發光，發生這種現象的原因可能是____________________________________．
(3)經檢查無誤后，接通電路，向左移動滑動變阻器的滑片P，觀察到________________，表明小燈泡正常發光，此時電流表示數如圖乙所示，則小燈泡正常發光時的阻值為__________Ω，繼續向左移動滑片，則可能出現的現象有____________(寫出一條即可)．
(4)實驗結束后，小組同學根據實驗數據，繪制了如圖丙所示的圖像，分析圖像可得出結論：______________________________________________．
1.在“探究電流與電壓關系”實驗中，小明所用電路如圖所示．
實驗序號 U/V I/A
① 1.0 0.20
② 2.0 0.40
③ 3.0 0.58
(1)請用筆畫線代替導線，將實物電路連接完整．要求：開關閉合前無需移動滑片．
(2)閉合開關，電流表有示數，電壓表無示數，小明檢查發現僅導線有故障，則故障為(　　)
A. 導線④斷路　　B. 導線③斷路　　C. 導線②斷路　　D. 導線①斷路
(3)排除故障后，閉合開關，移動滑片，當電壓表示數為1 V時，讀出電流表示數并記錄在上表中；繼續移動滑片，分別讀出電阻兩端電壓為2 V和3 V時電流表的示數，并依次記錄在表格中．
(4)分析表中數據，可得出的結論是：________________________________．
(5)實驗結束，小明整理器材時發現定值電阻很熱，他聯想到：處理數據時，第三組數據之間的關系與前兩組數據之間的關系存在差異，他和同組小華就此展開討論，認為數據差異可能是由于__________________造成的．由此反思實驗過程：實驗時每次讀取數據后要____________(寫具體操作)，再記錄數據，減小此因素對測量結果的影響．
2.小明在學校實驗室用伏安法測量電阻的阻值， 設計并連接電路如圖所示，經實驗得到如下表格數據(電源電壓U源＝3 V)．
實驗數據記錄表
序號 電壓表示數U/V 電流表示數I/A 待測電阻Rx/Ω
1 2.0 0.08 25.0
2 1.5 0.13 11.5
3 1.0 0.15 6.7
4 0.5 0.22 2.3
(1)實驗中電壓表應選取________V的量程．
(2)分析數據發現，根據實驗原理Rx＝測得Rx的阻值(如記錄表中第四列所示)遠超過誤差允許范圍，產生這一錯誤的原因是小明在連接電路時__________________．
(3)小明認真分析后，認為利用以上數據也可求得待測電阻的阻值，則正確計算待測電阻阻值的表達式為Rx′＝________(用U源、U、I表示)，代入數據可得Rx′＝________Ω (計算結果保留1位小數)．
3.如圖甲所示是測量未知電阻Rx的實驗電路，電源兩端電壓不變，定值電阻R0＝30 Ω.請補充完成主要實驗步驟，并進行數據處理．
　
甲 乙
(1)實驗步驟
①只閉合開關S、S1，讀出并記錄電流表示數I1.
②__________________，讀出并記錄電流表示數I2(如圖乙所示)．
③計算Rx的阻值．
(2)數據記錄與處理(請你補充完整表中①②位置的數據)
實驗數據記錄表(定值電阻R0＝30 Ω)
I1/A I2/A Rx/Ω
0.2 ①________ ②________
1.在“探究電流與電阻的關系”的實驗中，提供的器材如下：電源電壓恒為4.5 V，五個定值電阻R1(5 Ω)、R2(10 Ω)、R3(15 Ω)、R4(20 Ω)、R5(25 Ω)，標有“50 Ω　1 A”的滑動變阻器R、電壓表(可用量程：0～3 V、0～15 V)、電流表(0～0.6 A)、開關各1只，導線若干．
(1)小趙同學設計了如圖甲所示的實驗電路，電路連接完畢，閉合開關S，發現電流表有示數，電壓表無示數．若電路故障只出現在R1和R上，則電路故障是________________．
(2)排除電路故障后，將滑動變阻器的滑片P移到最________端，閉合開關，調節滑片P，使電壓表的示數為2.5 V時，電流表的示數應為________A.
(3)分別用定值電阻R2、R3、R4、R5依次替換R1，重復(2)的實驗步驟．根據實驗所得的五組數據繪制出I－R圖像，如圖乙所示，由圖像可得出的結論是：_________________________．
(4)完成步驟(2)后，若保持滑片P位置不變，斷開開關，用R2替換R1，閉合開關，發現電壓表示數________2.5 V (選填“大于”或“小于”)，應向______(選填“左”或“右”)移動滑片P才能達到實驗要求．
(5)為完成該實驗探究，滑動變阻器允許連入電路的最小阻值為________Ω.
(6)在使用電阻R1、R5完成實驗的過程中，當電壓表示數為2.5 V時，滑動變阻器R消耗的電功率分別為P1、P5，則P1∶P5＝________．
2.某同學測量額定電壓為2.5 V的燈泡L在不同電壓下的電阻．
(1)他連接了如圖甲所示的實驗電路，其中有一個元件與導線連接有誤，這個元件是：____________．
　　　
(2)改正(1)中的錯誤后，閉合開關，調節滑動變阻器的滑片，進行多次測量，測量的數據如下表所示.
電壓U/V 0.9 1.3 1.7 2.1 2.5
電流I/A 0.18 0.22 0.24 0.26 0.28
請完成下列問題．
①小燈泡L正常發光時的電阻RL＝________Ω.(結果保留一位小數)
②若將與上述小燈泡L規格完全相同的兩個小燈泡串聯接入電路，如圖乙所示．閉合開關，調節滑動變阻器，使電壓表的示數為1.8 V，則電流表的示數應為________A.
3.小明和小華在進行“測量定值電阻的阻值”實驗，器材有：干電池兩節，開關、電壓表、電流表、滑動變阻器(20 Ω　1.5 A)、電阻箱(0～9 999 Ω　5 A)各一個 ，待測電阻R1、R2，導線若干．
(1)連接電路前，小明發現電流表指針如圖甲所示，于是他將電流表指針調至____________．
(2)①圖乙是他們連接的測量R1阻值的部分電路．請用筆畫線代替導線，將電路連接完整．
②閉合開關前，應將滑動變阻器的滑片P置于最________(選填“左”或“右”)端．
③在正確完成上述操作后，閉合開關，移動滑片P，當電流表示數為0.2 A時，電壓表示數如圖丙所示，則電阻兩端的電壓為________V．多次實驗所測量的結果如下表所示，則R1的阻值為________Ω.
實驗序號 電壓表示數U/V 電流表示數I/A 電阻R1/Ω
① 0.2
② 0.6 0.3
③ 0.8 0.4
④測量R1阻值的過程中，老師提醒他們要盡量縮短通電時間，并用較小的電流來測量，這樣做的理由是：______________________________．
(3)為測量電阻R2的阻值，他們在已連接好的圖乙的電路中，用R2替換R1接入電路．測量過程中，發現電流表示數始終小于分度值．于是，他們按照如圖丁所示的電路圖，重新連接了電路，閉合開關后，改變電阻箱接入的阻值進行多次測量，記錄下電阻箱的阻值R及對應的電壓表示數U.并根據記錄的數據繪制出－圖像，如圖戊所示，則所測電阻R2的阻值為________Ω.
4.一個物理課外實驗小組用如圖甲所示的電路來測量某待測電阻Rx的阻值，其中定值電阻R0＝20 Ω.請你幫實驗小組完成：
(1)按照甲圖的實驗電路圖，用筆畫線代替導線將乙圖連接完整(部分導線已連好)；
(2)在連接電路時，開關應________，閉合開關前，滑動變阻器的滑片應置于________(選填“左”或“右”)端；
(3)閉合開關S1，將開關S2擲于“1”時，調節滑動變阻器的滑片到適當位置，記下此時電壓表的示數為U1；保持滑片位置不變，將開關S2擲于“2”時，記下此時電壓表的示數為U2，則待測電阻Rx阻值的表達式Rx＝______(用R0、U1、U2表示)；
(4)重復步驟(3)，共得到5組U1、U2的數據，并計算出的值，如下表所示，則5組數據的平均值為________；利用的平均值，求出待測電阻Rx為________Ω.
實驗次數 1 2 3 4 5
3.44 3.43 3.39 3.40 3.39
(5)實驗中，采用了多次測出U1和U2的值，并由的平均值，求待測電阻Rx阻值的方法，目的是為了____________．
參考答案
例1、 (1)a　(2)2　電流與電壓成正比　16　(3)如答圖所示
例2、(1)斷開　大　(2)無　有　(3)如答圖所示　(4)10　(5)A
【解析】(1)連接電路時，開關應斷開；閉合開關前，為了保護電路，滑動變阻器的滑片應置于阻值最大處；(2)如題圖甲所示，電流表和電壓表串聯后并聯在了定值電阻兩端，由于電壓表的內阻很大，可以看作斷路，電流表內阻很小，可以看作導線，則電壓表正常工作，電流表無示數；(3)如答圖所示； (4)由圖乙可知，電流表選用的是0～0.6 A量程，分度值為0.02 A，示數為0.2 A，電阻R的阻值為R＝＝＝10 Ω；(5)由于滑動變阻器與定值電阻R串聯，根據串聯電路電壓規律可知，要想適當增大電阻R兩端的電壓，應減小滑動變阻器分得的電壓，即減小滑動變阻器接入電路中的電阻，將滑片向A端移動．
例3、(1)如答圖所示　(2)改變小燈泡兩端電壓　電路連接過程中開關未斷開　(3)電壓表示數為2.5 V　 8.3　小燈泡亮度變亮(答案合理即可)　(4)小燈泡兩端電壓與通過它的電流之比不是定值(答案合理即可)
【解析】(1)測量小燈泡電阻的實驗中，滑動變阻器應“一上一下”串聯接入電路中，電流表要與小燈泡串聯，電壓表要與小燈泡并聯，因小燈泡的額定電壓為2.5 V(阻值約為10 Ω)，則電流約為0.25 A，所以電流表選擇小量程，如答圖所示；(2)滑動變阻器在電路中的作用是保護電路和改變小燈泡兩端電壓；連接完導線后燈泡立即發光，原因可能是連接電路時開關沒有斷開；(3)小燈泡正常發光時電壓為2.5 V，由圖乙可知電流表的示數是0.3 A，小燈泡正常發光時的電阻為R＝＝≈8.3 Ω，繼續向左移動滑片，滑動變阻器連入電路中的電阻變小，電流表示數變大，電壓表示數變大，小燈泡的亮度變亮；(4)由圖丙可得出的結論是小燈泡兩端電壓與通過它的電流之比不是定值(或小燈泡燈絲的電阻隨溫度的升高而增大)．
1.(1)如答圖所示　(2)B　(4)當電阻一定時，電阻兩端的電壓與通過電阻的電流成正比　(5)溫度變化導致R變大　斷開開關
【解析】(1)由題意可知，開關閉合前無需移動滑片，即閉合開關前，滑動變阻器滑片在阻值最大處，則電路連接如答圖所示；(2)若導線④斷路，則電流表沒有示數，故A不符合題意；若導線③斷路，則電流表有示數，電壓表無示數，故B符合題意；若導線①或②斷路，則電流表沒有示數，故C、D不符合題意．故選B；(4)分析表中數據可知，當電阻的阻值一定時，電流隨著電壓的增大而增大，且電阻兩端的電壓與通過電阻的電流成正比；(5)由歐姆定律，第一組數據計算出的電阻的阻值是R1＝＝＝5 Ω；第二組數據計算出電阻的阻值是R2＝＝＝5 Ω，第三組數據計算出電阻的阻值是R3＝＝≈5.2 Ω，由于電阻受溫度的影響，所以數據差異可能是由于電阻溫度變化導致R變大造成的；每次讀取數據后要及時斷開開關，避免長時間通電導致電阻溫度過高而對實驗結果造成影響．
2.(1)0～3　(2)將電壓表接在滑動變阻器的兩端
(3)　12.2
【解析】(1)因電源電壓U源＝3 V，所以電壓表選用0～3 V的量程；(2)根據實物電路發現，小明在連接電路時，將電壓表接在滑動變阻器的兩端，利用R＝計算出來的是滑動變阻器的阻值，而并非Rx的阻值；所以四次實驗計算所得的電阻值變化很大；(3)由I＝可得，利用此電路可測出Rx的阻值，表達式為：Rx′＝＝；可計算出Rx的阻值：R1＝＝＝12.5 Ω，同理：R2＝＝≈11.5 Ω，R3＝＝≈13.3 Ω，R4＝＝≈11.4 Ω，則Rx′的阻值為：Rx′＝＝≈12.2 Ω.
3.(1)②只閉合開關S、S2　(2)① 0.5　② 20
【解析】(1)②在圖甲中，由①可知兩電阻并聯時，流過R0的電流為I1，即電源電壓為U＝I1R0；只閉合開關S、S2，電流表測干路電流為I2，則流過Rx的電流為Ix＝I2－I1，Rx的阻值為Rx＝＝；(2)①在圖乙中，電流表連接小量程，故電流表示數I2為0.5 A；②未知電阻Rx＝＝＝20 Ω.
1. (1)R1短路　(2)右　0.5　(3)當導體兩端電壓保持不變時，導體中的電流與導體的電阻成反比　(4)大于　右 (5)4　(6)5∶1
【解析】(1)電流表有示數說明串聯電路是通路，不可能是斷路，而電壓表無示數，則可能是和電壓表并聯的R1短路或電壓表斷路，由于故障只出現在R與R1上，所以故障為R1短路；(2)閉合開關前，要把滑動變阻器的滑片移到阻值最大端，即最右端；當電壓表示數為2.5 V，電流表的示數應該是I＝＝＝0.5 A；(3)探究電流與電阻關系時，要保持電壓不變，而由圖像數據可得電流與電阻成反比，故可得結論：當導體兩端電壓保持不變時，導體中的電流與導體的電阻成反比；(4)用10 Ω電阻代替5 Ω電阻，定值電阻阻值增大，而滑動變阻器阻值不變，根據串聯電路電壓規律可得，定值電阻分得的電壓增大，所以電壓表示數變大，大于2.5 V；要使電壓表示數保持不變，就需要同時增大滑動變阻器接入電路中的電阻，所以滑片應該向右滑動；(5)根據串聯電路分壓原理，要保持電壓表示數不變，滑動變阻器接入電路中的電阻和定值電阻的比值始終不變，所以當定值電阻最小時，滑動變阻器接入電路中電阻最小，當定值電阻為5 Ω時，電路中電流是0.5 A，滑動變阻器兩端電壓是4.5 V－2.5 V＝2 V，所以滑動變阻器接入電路中的最小電阻是RPmin＝＝＝4 Ω；(6)因為滑動變阻器兩端電壓始終不變，根據公式P＝可得其電功率與其接入電路中的電阻成反比，而滑動變阻器接入電路中的電阻又與接入的定值電阻的阻值成正比，所以滑動變阻器消耗的電功率與接入的定值電阻的阻值成反比，R1∶R5＝1∶5，所以P1∶P5＝5∶1.
2. (1)滑動變阻器　(2)①8.9　②0.18
【解析】(1)由實物電路圖可知，滑動變阻器應按照“一上一下”接入電路；故滑動變阻器與導線連接有誤；(2)①改正錯誤后，閉合開關，移動滑片，當小燈泡兩端的電壓為2.5 V時，小燈泡正常發光，由表格中數據知，此時通過小燈泡的電流為0.28 A，所以此時小燈泡的電阻為RL＝＝≈8.9 Ω；②若將兩個規格相同的小燈泡串聯接在電路中時，電壓表測兩燈泡的總電壓U＝1.8 V，根據串聯電路的分壓原理可得，每個小燈泡兩端的電壓UL1＝UL2＝＝0.9 V，由表格中數據知，此時通過小燈泡的電流為0.18 A，即電流表的示數為0.18 A.
3.(1)零刻度線處　(2)①如答圖所示　②右　③0.4　2 ④防止R1因明顯發熱導致阻值發生較大變化　(3)160
【解析】(1)開關閉合前應將電流表指針調到零刻度線處；(2)①兩節干電池的電壓為3 V，電壓表應選0～3 V小量程，并聯在R1兩端，如答圖所示；②開關閉合前滑動變阻器的滑片必須滑到阻值最大處，即最右端；③由圖丙可知，電壓表示數為0.4 V，根據歐姆定律求出三次電阻均為2 Ω，三次電阻相加求平均值，電阻R1的阻值為2 Ω；④在實驗過程中，電阻溫度會對電阻大小產生影響，因此需要避免溫度對電阻的阻值產生影響；(3)由題圖戊可知，電源電壓U＝ V，電阻箱和R2串聯，當電阻箱的阻值是R＝ Ω時，電阻箱兩端的電壓U1＝ V，電路中的電流I＝＝ A，R2＝＝＝＝160 Ω
4. (1)如答圖所示　(2)斷開　右　(3)(－1)R0 (4)3.41　48.2　(5)減小誤差
【解析】(1)根據電路圖可知，滑動變阻器串聯在電路中，它的接法是“一上一下”，如答圖所示；(2)為了保護電路，連接電路時，開關要斷開，開關閉合前，滑動變阻器的滑片應位于阻值最大處，即右端；(3)S2接1時，電壓表測R0的電壓U1，滑動變阻器的滑片位置不變，S2接2時，電壓表測R0和Rx的總電壓為U2，變化前后電路電阻的阻值沒有變化，則電路中的電流不變，電流為I＝，Rx的電阻為Rx＝＝＝(－1)R0；(4)的平均值為＝3.41，利用這個平均值求出的待測電阻阻值為Rx＝(－1)R0＝(3.41－1)×20 Ω＝48.2 Ω；(5)多次測量求平均值是為了減小誤差．
【備考2023】浙教版科學中考第三輪沖刺講義（四）
伏安法實驗

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