无锡滨湖区无锡金桥双语实验学校初中部物理电压 电阻(提升篇)(Word版 含解析)
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无锡滨湖区无锡金桥双语实验学校初中部物理电压电阻(提升篇)(Word版
含解析)
一、初三物理电压电阻易错压轴题(难)
1.某物理兴建小组学习了导体电阻的知识后,对食盐水溶液的导电性能与什么因素有关提岀了以下猜想:
A.食盐水溶液的导电性能与溶液的浓度有关。
B.食盐水溶液的导电性能与溶液的质量有关。
C.食盐水溶液的导电性能与溶液中两点间的距离有关。
为了验证猜想,他们设计了如图所示的装置,将电路中的a、b两金属片分别插入图甲、乙、丙、丁溶液中所示的位置(金属片a、b每次插入溶液中的深度相同)进行探究:(1)本实验电路中接入电阻R的目的是_______________。
(2)食盐水溶液的导电性能可以由________来判断。
这里运用的研究方法是_______(单选)
A.比较法 B.控制变量法 C.转换法 D.逐渐逼近法
(3)将金属片a、b分别插入图甲、乙所示位置可探究猜想________(选填序号);为了探究猜想B,应将金属片a、b分别插入________两图所示位置。
(4)将金属片a、b分别插入图乙、丁所示位置,观察发现两次得到的实验数据不相同。
由此可得到结论是: _____________。
【答案】保护电路电流表示数 C A 甲、丙食盐水溶液的导电性能与溶液中两点间的距离有关
【解析】
【详解】
(1)[1]电阻R作用是保护电路;
(2)[2]若食盐水溶液的导电性能比较强,其电阻就比较小,电流表示数较大,反之,电流表示数较小;可见,食盐水溶液的导电性能,可以由电流表示数的大小来判断;
[3]通过电路电流大小可以反应盐水导电能力的强弱,应用了转换法;
(3)[4]图甲、乙所示金属片a、b间距离相同,容易浓度不同,所以探究的是导电性能与溶液的浓度关系,是猜想A;
[5]为了验证食盐水溶液的导电性能与溶液的质量有关,必须选择浓度相同、金属片a、b间距离相同,溶液质量不同的两组,由图知应选择甲、丙两组进行探究;
(4)[6]将金属片a、b分别插入乙、丁所示位置时,溶液的浓度相同,质量也相等,溶液中两点间的距离不相等,电流不同,所以,食盐水溶液的导电性能与溶液中两点间的距离有关。
2.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。
3.在“探究影响导体电阻大小的因素”实验中,小军设计了如图所示电路.a、b间接导体.
(1)在连接电路时发现,还缺少一个元件,他应该在电路中再接入的元件是________.连接电路时应将其处在________状态.
(2)为了粗略判断a、b两点间导体电阻的大小,可观察________.这种方法叫
________.
(3)实验时小军发现手边有一根较长的金属丝,他可以探究导体是否与________和
________有关.
(4)另有甲、乙两位同学分别对小军的电路做了如下的改进:甲把灯泡更换为电流表;乙在原电路中串联接入电流表,你认为________同学的改进更好一些,理由是________.【答案】开关断开灯泡的亮度转换法长度横截面积乙灯泡可以保护电路
【解析】
【分析】
【详解】
(1)缺少电路的基本组成元件开关;在连接电路时开关应处于断开状态,这是为了防止电路中有短路的地方而导致损坏用电器;
(2)因为通过灯泡的电流越大,灯泡越亮,因此a、b间的电阻越大,电路中的电流越小,灯泡的越暗;反之,灯泡越亮;故根据灯泡的亮度反映a、b间电阻的大小;
物理学中的这种研究问题的方法叫做转换法;
(3)导体的电阻是本身的属性,它跟导体的长度、横截面积和材料有关:
当探究导体电阻与长度的关系时,可控制横截面积和材料不变,改变导体的长度,能够完成;
当探究导体电阻与横截面积的关系时,可控制长度和材料不变,改变导体的横截面积,能够完成;
当探究导体电阻与材料的关系时,可控制长度和横截面积不变,因为只有一个金属丝,所以无法改变材料,不能够完成;
所以他可以探究导体是否与导体的长度和导体的横截面积有关.
(4)将灯泡换为电流表,a、b间的电阻决定电路中的电流,因此,当a、b间电阻过小时,电流会过大,电路可能会被烧坏;
在原电路中串联一个电流表,因为有灯泡的存在,可以起到保护电路的作用.因此乙同学的方案更好.
4.小红在做“探究影响导体电阻大小的因素”实验时,做出了如下猜想
猜想一:导体的电阻可能与导体的长度有关
猜想二:导体的电阻可能与导体的横截面积有关:
猜想三:导体的电阻可能与导体的材料有关
实验室提供了4根电阻丝,其规格、材料如下表所示:
编号材料横截面积S/(mm2)长度L/(m)
A镍铬合金 1.00.25
B镍铬合金 1.00.50
C镍铬合金 2.00.25
D锰铜合金 1.00.25
(1)如图电路,实验前最好在导线a、b间连接___________(选填“导线”或“电阻”),在M、N之间分别接上不同导体,闭合开关,通过观察___________来比较导体电阻大小
(2)为了验证猜想一,可依次把M、N跟___________(填“A”、“B”、“C”或“D”)的两端相连,闭合开关,记下电流表的示数,分析比较这两根电阻丝电阻的大小.
(3)依次把M、N跟电阻丝A、C的两端连接,闭合开关,发现接电阻丝C时电流表的示数较大,分析比较A、C两根电阻丝电阻的大小,可探究电阻跟___________的关系,其结论是:导体的长度和材料一定时,横截面积越大,其阻值________________.
(4)若将电阻丝C均匀拉伸,使其横截面积变为原来的一半,则此时该电阻的阻值_________(选填“等于”或“不等于”)原来的2倍.小超在做“探究影响导体电阻大小的因素”实验时,发现实验器材中电阻丝只有一根,其他器材足够,不能完成的实验探究是(______________)A.导体电阻与长度的关系 B.导体电阻与材料的关系
C.导体电阻与温度的关系 D.导体电阻与横截面积的关系
【答案】电阻电流表的示数 A、B 横截面积越小不等于 B
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1][2]为了避免电路中电流过大,实验前最好在导线a、b间连接电阻;从图中可以看到连接好电路后,电流表测的是电路中的电流,接入电路的电阻丝电阻越大、电流越小,电阻越小、电流越大,所以可以通过观察电流表的示数来比较电阻丝电阻大小;
(2)[3]为了验证猜想一,应该保持电阻横截面积和材料一样,从表中可以看到,编号为A、B的导体合适,可依次把M、N跟A、B的两端相连;
(3)[4][5] A、C两根电阻丝材料一样,长度也一样,横截面积不同,所以说分析比较A、C
两根电阻丝电阻的大小,可探究电阻跟横截面积的关系;接电阻丝C时电流表的示数较大,那么电阻丝C的电阻较小,但是电阻丝C的横截面积较大,可推测其结论是,导体的长度和材料一定时,横截面积越大,其阻值越小;
(4)[6]若将电阻丝C均匀拉伸,使其横截面积变为原来的一半,那么长度会变大,横截面积会变小,电阻丝C阻值会变大,此时该电阻的阻值不等于原来的2倍;
[7]A.同一根电阻丝,其材料是相同的,横截面积也不变,可以通过改变其接入电路的长度,探究导体电阻与长度的关系,A项不合题意;
B.同一根电阻丝,其材料是相同的,没有第二种材料,不能探究导体电阻与材料的关系,选项B符合题意;
C.只是一根电阻丝,可以拿酒精灯加热它,让它温度发生变化,可以探究导体电阻与温度的关系,C项不合题意;
D.同一根电阻丝,其材料是相同的,只要控制它的长度一样,通过对折等方法让它的横截面积变化,是可以探究导体电阻与横截面积的关系,D项不合题意.
5.物理小组探究导电液体的导电性与接入电路中液体横截面积大小的关系.他们用长方体水槽、浓度一定的食盐水、电源、滑动变阻器、电压表及电流表等器材进行了探究.实验电路连接如图-1所示,将电极M、N分别固定在水槽左右两侧底部的中央.
(1)闭合开关前,为保护电路,应将滑动变阻器的滑片P移到最_____(选填“左”或“右”)端.
(2)实验中,通过调节______来保持电极M、N间的电压恒为3V.控制其他条件不变,通过向水槽中添加食盐水,从而达到改变食盐水的_______的目的,用电流表测出相应的电
流值.食盐水导电性的强弱可以由_______来判断.实验数据如下表:
实验序号横截面积S/cm2电流I/A
1500.02
21000.04
31500.07
42000.08
52500.11
63000.13
73500.14
84000.14
94500.14
(3)依据表格中的数据在图-2中描点,做出电流I随横截面积S变化的I-S图像.
(______)
(4)分析表格中的数据或图像,可得到初步结论:其他条件不变,横截面积增大时,食盐水的导电性_______.
(5)为验证实验结论是否具有普遍性,应采取的做法是:______.
【答案】右滑动变阻器的滑片横截面积电流表的示数(或电流的大小)
先增大后不变换不同导电液体,多次实验(或换不
同浓度的食盐水,多次实验)
【解析】
【详解】
第一空.滑片P滑到右端,滑动变阻器接入电路中的阻值最大,能起到保护电路的作用;第二空.通过调节滑动变阻器滑片改变接入电路的的阻值,从而控制MN两端的电压不变恒为3V;
第三空.添加盐水后,液体的横截面积增大,所以通过向水槽中添加食盐水,从而达到改变食盐水的横截面积的目的;
第四空.食盐水的导电性能可以通过电流表的读数判断,电流大,导电性能强,电流小,导电性能弱,即食盐水导电性的强弱可以由电流表的示数(或电流的大小)来判断;
第五空.根据表格中的数据描点连线,作出电流I随横截面积S变化的I-S图像,如图:
第六空.根据表格中的数据或图像都可以看出,当食盐水的横截面积增大时,电流先增大后不变,所以食盐水横截面积增大时,导电性也是先增大后不变;
第七空.根据一次实验得出结论具有偶然性,为了验证实验结论是否具有普遍性,可以换不同导电液体,进行多次实验,或换不同浓度的食盐水,进行多次实验.
6.某物理兴趣小组学习了导体电阻的知识后,对食盐水溶液的导电性能与什么因素有关提出了以下猜想:
① 食盐水溶液的导电性能与溶液的浓度有关
② 食盐水溶液的导电性能与溶液的质量有关
③ 食盐水溶液的导电性能与溶液中两点间的距离有关
为了验证猜想,他们设计了如图所示的装置,将电路中的a 、b 两金属片分别插入如图甲、乙、丙、丁溶液中所示的位置(金属片a 、b 每次插入溶液中的深度都相同)进行探究:
(1)本实验电路中接入电阻R0的目的是_____________________________;
(2)食盐水溶液的导电性能可以由__________________________来判断;
(3)将金属片a 、b 分别插入如图甲、乙所示位置可探究猜想_______(选填序号),
为了探究猜想② 应将金属片a 、b 分别插入_________两图所示位置;
(4)将金属片a 、b 分别插入如图乙、丁所示位置,若I乙≠ I丁,由此可得到的结论是:________;
【答案】保护电路电流表示数的大小(或电流大小)①甲、丙食盐水溶液的导电性能与溶液中两点间的距离有关
【解析】
【分析】
【详解】
(1)本实验电路中接入电阻R0的目的是保护电路,防止电路中电流过大烧坏电流表或者
导线;
(2)导电性能越好,电路中的电流就越大,所以可以用电流表示数的大小来判断食盐水溶液的导电性能;
(3)由图可知甲、乙两个溶液密度明显不一样,所以将金属片a、b分别插入甲、乙所示位置时,可以探究猜想:①食盐水溶液的导电性能与溶液的浓度有关;为了探究猜想②,需保证两溶液的浓度一样,溶液中两点间的距离一样,只有溶液的质量不一样,所以应将金属片a、b分别插入甲、丙两图所示位置;
(4)图乙、丁只有溶液中两点间的距离不一样,所以得到的结论是食盐水溶液的导电性能与溶液中两点间的距离有关.
【点睛】
本题考查导体导电性的实验探究,利用的方法是控制变量法.
7.小王做探究导体电阻大小与那些因素有关的实验,下表是某实验小组在实验中所用导体的相关物理量的记录:
(1)要探究导体电阻大小与材料是否有关,应选用________、________两根导体. (2)要探究导体电阻大小与横截面积是否有关,应选用________、________两根导体. (3)如选用了A、D两根导线进行实验,则要探究导体电阻大小与________是否有关,(4)通过表格中数据的分析,可以得出的结论是导体的电阻与导体的________、
________、________有关.
(5)这个实验中涉及到的主要研究方法,和下列哪个实验的研究方法是一样的
(_______)
A.用水流的形成来类比电流的形成
B.用一条带箭头的直线表示光的传播路线和方向
C.研究压力作用效果与压力、受力面积的关系
D.用刻度尺直接测量一张纸的厚度测不出来,可以测出100张纸的厚度,然后除以100求出.
【答案】A B A C 长度材料长度横截面积 C
【解析】
(1)要探究电阻的大小与材料的关系,根据控制变量法的思路,要选取这样两根导线具有以下特征:横截面积、长度都相同,只有材料不同.由此结合表中给出的四根导线的特点,只有A. B合要求.(2)要探究电阻的大小与横截面积的关系,根据控制变量法的思路,要选取这样两根导线具有以下特征:材料、长度都相同,只有横截面积不同.由此结合表中给出的四根导线的特点,只有A. C合要求.(3)如选用了A. D两根导线进行实验,这样两根导线具有以下特征:材料、横截面积都相同,只有长度不同,根据控制变量法的思路,探究
电阻的大小与长度的关系.(4)通过实验可以得出的结论是导体的电阻与导体的材料、长度、横截面积有关;(5)探究导体电阻大小与那些因素有关的实验时,运用了控制变量法.A. 用水流的形成来类比电流的形成,运用了类比法;B. 用一条带箭头的直线表示光的传播路线和方向,运用了模型法;C. 探究压力作用效果与压力、受力面积的关系时,运用了控制变量法;D. 用刻度尺直接测量一张纸的厚度测不出来,可以测出100张纸的厚度,然后除以100求出,运用了累积法.因此与本实验方法一致的是C.
点睛:(1)电阻的大小在不考虑温度的前提下,有三个决定因素:材料、长度、横截面积;(2)因此要研究电阻的大小与每一个因素的具体关系时,要用到控制变量法.即研究电阻的大小与哪个因素有关,就要让这个因素变化,其余的因素都相同,去做对比实验.
8.在探究“串联电路电压的规律”实验中.
(1)小珊想电压表测灯L1的两端电压,连接电路如图所示,分析小灯泡的发光情况:______电压表实际测哪两端电压_______
(2)图中只有一根导线连错,请在连错的导线上画“X”,并用笔画线表示导线将电路连接正确. ________________
(3)改正电路后,闭合开关,如图所示,电压表示数为________________,若电源电压为3V, 则L2两端的电压为______.
【答案】L1亮,L2不亮L1两端电压 1.9V 1.1V
【解析】
【详解】
解:(1)电压表并联在L1两端,但是和L2是串联的,电压表的电阻很大,影响了的工作,所以不亮,电压表测L1两端电压,
(2)先把两个灯泡串联在电路中,开关串联在电路中,然后再把电压表并联在L1两端。
如图:
(3)电压表使用的0~3V量程,每一个小格代表0.1V,L1两端的电压为U1=1.9V,根据串联电路中各串联导体电压之和等于总电压,所以L2的电压为:U2=1.1V,
因此,本题正确答案是: (1)L1亮;L2不亮,L1两端电压(2)如上图;(3)1.9V;1.1V
【点睛】
在电压表使用过程中不但要考虑电压表的正确使用,还要考虑不影响其它用电器的工作.
9.甲、乙两位同学在探究串联和并联电路中电流的规律:
(1)甲同学率先探究串联电路中的电流规律,刚接好最后一根导线,灯泡立即亮了,表的指针迅速达到最右端,乙同学立即切断电源,经检查发现在连接电路时没有将________;也没有选择________。
(2)甲同学注意了上述问题,同时又调节了电源后,将电流表接在串联电路中,闭合开关发现表的指针向左偏转,乙同学发现了问题的原因是________;调整后再次闭合开关发现只有一个小灯泡发光,电流表有读数,原因可能是________。
(3)在乙同学的协助下,甲同学终于完成了探究串联电路电流规律的正确连接,甲同学读取电流表的示数后,感觉比其它实验小组的读数大一些,于是他断开开关又仔细观察发现电流表还有0.04A的读数,这时才意识到使用电流表之前还必须________。
(4)乙同学接着探究并联电路中电流的规律,乙同学很快用电流表测出如图中A、B、C三处的电流分别为I A=0.4A、I B=0.2A、I C=0.2A,在表格中记录数据后,乙马上要得出结论,甲认为实验没有结束,下一步应该做的是________
A.整理器材,得出结论 B.分析数据,得出结论
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
(5)甲同学按乙的方法重复了一遍,由于时间紧张,只测了干路电流和通过灯泡L1的电流,没有认真读数就整理了器材,只记得两次电流表指针偏转到的位置一样,都是12个小格,乙同学灵机一动帮助甲同学算出了通过灯泡L2的电流是________A,通过灯泡L1的电流是________A。
【答案】开关断开合适的量程电流表正负接线柱接反另一灯短路调零C0.960.24
【解析】
【分析】
(1)为了保护电路,连接电路时开关应断开,电流表应选择合适的量程;
(2)电流表正负接线柱接反了,电流表指针将反向偏转;调整后再次闭合开关发现只有一个小灯泡发光,电流表有读数,电路为通路,分析电路故障的位置;
(3)使用电表前要先调零,使电表指针指在电表零刻度线上;
(4)做一次实验,结论有偶然性,为了使实验具有普遍性,多次测量;
(5)电流表有两个量程,大量程是小量程分度值的5倍,指针在同一刻度处,大量程示数是小量程示数的5倍。
【详解】
(1)探究串联电路中的电流规律,刚接好最后一根导线,灯亮了,连接电路时没有将开关断开;电流表的指针迅速达到最右端,电流表量程选择过小,也没有选择合适的量程;(2)电流应从电流表正接线柱接入、负接线柱流出,电流表正负接线柱接反了,闭合开关则电流表表将向左偏转;调整后再次闭合开关发现只有一个小灯泡发光,电流表有读数,电路为通路,原因可能是另一个灯短路;
(3)串联电路各处的电流都相等,甲同学读取电流表的示数后,感觉比其它实验小组的读数大一些,使用电流表之前还必须将电流表指针调零;
(4)分析数据可知通过两支路的电流相等,选用的灯的规格相同,且只做了一次实验,结论有偶然性,为得出普遍性的结论,要换用不同规格的灯泡多次测量,故选C;
(5)根据并联电路电流的规律,干路电流大于支路电流,测干路电流时电流表用大量程,电流表分度值为0.1A,电流表示数I=0.1A×12=1.2A,测通过灯泡L1的电流时电流表用小量程,电流表分度值是0.02A,电流表示数为0.02A×12=0.24A,根据并联电路电流的规律,通过灯泡的L2电流:I2=I-I1=1.2A-0.24A=0.96A,通过灯泡L1的电流是0.24A。
故答案为:(1)开关断开;合适的量程;(2)电流表正负接线柱接反;另一灯短路;(3)调零;(4)C;(5)0.96;0.24。
【点睛】
本题考查串联和并联电路中电流的规律,需要知道串联电路中,电流处处相等;并联电路中,干路电流等于各支路电流之和。
10.瑞瑞同学在探究串联电路电压的规律时连接了如图所示的电路,按要求完成下面各题:
(1)连接电路时,开关必须_________.
(2)瑞瑞同学正确连接电路后,闭合开关测出了L1两端电压.在测量L2两端电压时,为
节省时间,他采用以下方法:电压表所接的b点不动,只断开a接点,并改接到c接点上.则他________(能/不能)测出L2两端的电压,原因是________.
(3)方法改进后,所测ab、bc、ac间的电压记录在下面的表格中.在测量误差允许的范围内,分析瑞瑞同学的实验数据可以得出的结论是:串联电路两端的总电压________(等于/不等于)各用电器两端电压之和.
(4)这个实验在设计方案上还存在的不足之处是________.
(5)瑞瑞同学在实验时还发现闭合开关后灯L2较亮,灯L1较暗,他认为是“电流从电源的正极出发,依次经过L2、L1,电流逐渐变小,所以L2较亮”.请你利用图中的L1、
L2、电源、开关、导线在虚线框内设计一个电路,探究说明瑞瑞的说法是否正确
_________.
【答案】(1)断开;(2)不能;电压表指针会反向偏转;(3)等于;(4)实验次数太少,结论不具有普遍性(5)如图所示
【解析】
试题分析:(1)为了防止短路的发生,在连接和拆除电路时,开关应是断开的.
(2)用电压表测电压时,电压表要与被测电路并联且电压表正负接线柱不要接反.
(3)将ab间电压与bc间电压相加,即可判断出是否与ac间电压相等.
(4)通过实验获得结论,一般都要多做几次实验,多做几次实验,就可以多获几组数据,从而可以对数据进行归纳分析,以此获得结论.
(5)决定灯泡亮暗程度的是灯泡的实际功率,实际功率大则灯亮,实际功率小则灯暗,此题可用串联电路的电流处处相等的结论来反驳瑞瑞同学的结论.
解:(1)为了保护电路,在连接电路过程中,开关必须断开;在拆除电路时,一般应先断开开关,然后拆除电源两极的导线以及其他导线.
(2)当电压表b点不动,只断开a点,并改接到c点上时,虽然电压表此时与L2并联,但电压表的正负接线柱却是反的,闭合开关后,指针会反向偏转,所以不能测出L2两端的电压.
(3)由表中数据可知:U ab+U bc=3.8V,这与U ac间电压不相等,但在测量误差允许的范围内,可以说串联电路两端的总电压各用电器两端电压之和.
(4)不足之处是:他只做了一次实验,而没有进行多次测量,只凭一组实验数据得出结论。