九年级上册物理 第十四章 欧姆定律同步单元检测(Word版 含答案)
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九年级上册物理第十四章欧姆定律同步单元检测(Word版含答案)
一、初三物理第十四章欧姆定律易错压轴题提优(难)
1.小红和同学们用“伏安法”测小灯泡正常发光时的电阻,小灯泡额定电压为3.8V,电源电压保持9V不变,滑动变阻器规格为“40Ω、1A”,连接电路如图甲所示。
(1)如图甲是小红同学连接的实物电路图。
图中只有一处连接错误,请在错误处画“×”,并用笔画线代替导线将电路连接正确_________________(注意不能与其它导线交叉);(2)改正错误后,闭合开关,过了一段时间,灯突然熄灭,电流表、电压表示数均变为0,则产生的故障可能是_________________(只有灯泡或滑动变阻器发生故障);
(3)排除故障后,调节滑动变阻器滑片,并绘制出了小灯泡的电流随电压变化的图像如图乙所示,则灯泡正常发光时的电阻为____________________Ω(保留一位小数)。
向右调节滑动变阻器滑片的过程中,小灯泡变化的阻值∆R L滑动变阻器变化的阻值______________∆R滑(选填“大于”、“小于”或“等于”);
(4)小红又找来10Ω、20Ω、40Ω定值电阻想要继续探究“电流与电阻的关系”,只将10Ω的定值电阻代替小灯泡连入电路,调节滑动变阻器使定值电阻两端电压为U0=4V。
接下来断开开关,取下10Ω的定值电阻,换成20Ω的定值电阻,保持滑动变阻器滑片P位置不变,则闭合开关后,应将滑动变阻器的滑片向_________________(选填“左”或“右”)移动。
在用40Ω的定值电阻替换20Ω的定值电阻时,他发现电压表示数始终不能调为U0。
为完成四次探究,小红设计了如下方案,你认为不可行的一项是_________;
A.如果只更换电源,则更换的电源电压范围是4~8V
B.如果只调整电压表的示数,则应该控制电压表示数U0的范围为4.5~9V
C.如果只更换滑动变阻器,则更换的滑动变阻器最大阻值至少为50Ω,允许通过的最大电流至少为0.4A
D.如果只更换定值电阻,则更换的定值电阻阻值范围是6.67~32Ω
(5)实验结束后,小红还想知道所用的滑动变阻器的最大值与铭牌标注是否一致,但是发现电源意外损坏了,于是他找来另一个未知电压的电源(电压恒定不变),并设计了如图丙所示的电路,请你将他的实验步骤补充完整(已知定值电阻的阻值为R0)。
①将滑动变阻器滑片P移到最右端,闭合开关,记录此时电流表示数为I1;
②再将滑动变阻器滑片P移到__________,记录此时电流表示数为I2;
③滑动变阻器的最大阻值R滑动=__________(用测出的物理量和已知量的字母表示)。
【答案】滑动变阻器断路 12.7 小于左 C 最左端
()
210
1
-
I I R
I
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]电压表测小灯泡两端的电压,所以电压表应该和小灯泡并联,如下图:
(2)[2]若灯短路,电流表有示数,若灯断路,电压表有示数,但题意中电流表和电压表均无示数,故假设不成立;若滑动变阻器短路,则电流表和电压表均有示数不符合题意,则电路故障为滑动变阻器断路。
(3)[3]由图可知,当小灯泡正常发光时,电流是0.3A,小灯泡正常发光时的电阻为
3.8V
12.7Ω
0.3A
U
R
I
==≈
[4]当小灯泡正常发光时,滑动变阻器的电阻为
9V-3.8V
17.3Ω
0.3A
U
R
I
==≈
滑
滑
由图可知,当小灯泡的电压为3V时,电流约为0.25A,此时小灯泡的电阻约为
1
1
1
3V
12Ω
0.25A
U
R
I
===
滑动变阻器的电阻为
2
9V-3V
24Ω
0.25A
U
R
I
===
滑2
滑2
则灯的电阻的变化量为
1
-12.7Ω-12Ω0.7Ω
L
R R R
∆===
滑动变阻器阻值变化量为
2-24
Ω-17.3Ω 6.7ΩR R R ∆===滑滑滑
所以滑动变阻器阻值变化量大于小灯泡电阻的阻值变化量。
(4)[5]将定值电阻从10Ω换成20Ω,定值电阻阻值变大,为了保证定值电阻两端电压不变,滑动变阻器电阻也要变大,所以滑片应该向左移动。
[6]当定值电阻阻值最大时,滑动变阻器的阻值最大,此时电路中的电流为
4V 0.1A 40Ω
U I R === 所以可以小于0.4A ,故C 错误,C 符合题意。
(4)[7]第二步,应该让定值电阻和滑动变阻器的全部并联并保证电压还等于电源电压,故应该将滑片移动到最左端。
[8]流过定值电阻的电流为
021-I I I =
电源电压为
()00210-U I R I I R ==
滑动变阻器的最大阻值为
()21011
-I I R U R I I =
= 2.小明同学用如图甲所示的电路,探究“电流与电压和电阻的关系”,电源电压15V 保持不变,滑动变阻器的规格是“50Ω 1A ”,满足测量需求的电流表、电压表各一个,阻值为10Ω、20Ω 、30Ω 、40Ω 的定值电阻各1个。
(1)连接电路时开关应处于_____(填“断开”或“闭合”)状态。
(2)根据图甲所示的电路图,将图乙所示的实物图连接完整,要求闭合S 后,滑片P 向左移动时电流表示数变大。
(________)
(3)小明先探究“电阻R 一定时,电流与电压的关系”,他将阻值为10Ω的定值电阻作为0R 接入电路,闭合开关S ,调节滑动变阻器滑片P ,测出电阻两端电压及对应电流,记录在下表中。
实验次序 1 2 3 4
V
U 3.0 4.0 5.0 6.0
I0.300.410.59
A
①第3次实验时,电流表的读数如图丙所示,则此时流经电阻的电流为_____A。
②分析数据,可以得出结论:在电阻一定的情况下,通过导体的电流和导体两端的电压成_____。
(4)小明再探究“电压U0一定,电流与电阻的关系”。
①他将10Ω的电阻接入电路,闭合开关S,调节滑片P到适当位置,读出电流表示数记入下表中。
②断开开关S,小明用20Ω的电阻代替10Ω的电阻,闭合开关S,移动滑片P使滑动变阻器接人电路的阻值_____(填“增大”或“减小”),他这样做的目的是:_____。
实验次序1234
R/Ω10203040
I/A0.600.300.200.15
③老师指出上表的数据中有一组数据不符合实际,你认为这是实验次序_____的数据。
④若不更换实验器材和电路,在实验过程中小明为了能够利用上述4个定值电阻,顺利得到4组I、R数据、完成实验,所保持不变的电压U0的取值范围应满足_____。
【答案】断开;; 0.5;正比;增
大;控制定值电阻两端的电压一定; 4; 6.67V~10V;
【解析】
【详解】
(1)[1]连接电路时开关应处于断开状态;
(2)[2]滑片P向左移动时电流表示数变大,即电阻变小,故变阻器左下接线柱连入电路中,
由表中数据,电压表示数为:
=0.60A10Ω=6V
U IR
=⨯,
故电压表选用大量程与电阻并联,连接如图所示:
(3)[3]第3次实验时电流表的读数如图丙所示,电流表选用大量程,分度值为0.1A,则此时流经电阻的电流为0.5A;
[4]分析数据,考虑到误差因素,电压与电流之比:
3.0V
==10Ω
0.30A
U
R
I
=,
故可以得出结论:在电阻一定的情况下,通过导体的电流和导体两端的电压成正比;(4)[5][6]根据串联分压原理可知,将定值电阻由10Ω改接成20Ω的电阻,电阻变大,其分得的电压增大;探究电流与电阻的实验中应控制电阻两端的电压不变,根据串联电路电压的规律,移动滑片使滑动变阻器接入电路阻值变大,所以他这样操作的目的是控制定值电阻两端的电压一定;
[7]因电源电压15V保持不变,滑动变阻器的规格是“50Ω 1A”,即变阻器的最大电阻为50Ω,在第4次实验中,根据电阻的串联和欧姆定律,电路的最小电流为:
15V
=0.167A
40Ω+50Ω
U
I
R R
=≈
+
最小
滑
定大
,
大于0.15A故实验次序4的数据不符合实际;
[8]滑动变阻器的规格是“50Ω 1A”,表示变阻器允许的最大电流为1A,因电流表选用大量程0−3A,根据串联电路电流的规律,电路中允许通过的最大电流为1A,由欧姆定律的变形公式
U
R
I
=,此时电路中的总电阻最小,所对应的定值电阻为最小电阻:1
=10Ω
R,此时变阻器连入电路中电阻最小,分得的电压最小,故电压表的最大示数为:
max max1
I=1A10Ω=10V
U R
=⨯;
当变阻器的最大电阻连入电路中时,变阻器分得的电压最大,根据串联电路电压的规律,电压表示数最小为min
U,根据串联电路电压的规律和分压原理:
min
min
R
U U
U R
-
=滑
定
当变阻器的最大电阻为
50Ω接入电路中时,对应的定值电阻最大为40Ω 即
min min 15V 50Ω=40Ω
U U - 解得控制的最小电压min =6.67V U ;
所以U 0的取值范围应满足6.67V ~10V 。
3.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 /Ω 1
1.00 0.14 2
1.70 0.22 3
2.50
(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0.2810.7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
0,0
U 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
=10.7
0.28A
U
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。
细心的小君发现灯泡内壁变黑,是因为高温的钨蒸气遇冷凝华形成的(先升华成钨蒸气再遇冷凝华)。
(5)滑动变阻器的最大允许通过电流为0.5A,此时对应电阻箱允许接入的最小电阻,根据
欧姆定律可知,允许接入的最小电阻为:min
max
2.5V
==5
0.5A
U
R
I
=Ω;滑动变阻器最大阻值为10Ω,根据串联分压原理可知,此时电阻箱接入的最大电阻,根据串联分压原理可知:U1:U2=(3-2.5)V:2.5V=R滑max:R max=1:5,当R滑max=10Ω时,R max=50Ω,即电阻箱的接入阻值范围是5~50Ω.
4.在“伏安法测电阻”的实验中,小梦同学连接了如图甲所示的电路(电路元件完好,电源电压恒定,滑动变阻器最大阻值为R,接线柱接线牢固).
(1)连接电路过程中开关应该_____,开关闭合前滑片滑到_____处.
(2)检查电路,发现有一处连接错误,请指出连接错误的导线是_____(填
“a”“b”“e”或“d”).
(3)纠正错误后,闭合开关,测得几组数据如表.
实验序号123
电压U/V 1.5 2.1 2.8
电流I/A 1.100.14
电阻R/Ω15.015.0
第3次实验时电流表示数如图乙所示,电流表的示数为_____A.第3次实验后,算出的电阻值是_____,待测电阻值为_____Ω.
(4)实验结束后老师组织大家做延伸实验,他把A组的电流表给了B组,把B组的电压表给了A组,让A、B组利用现有器材完成测量电阻的实验设计.如果你在其中一个组,请把设计的电路图画在图丙的虚线框内.
【答案】断开电阻最大 d 0.18 15.6Ω 15.2 答案见解析
【解析】
【分析】
【详解】
(1)连接电路时,为了防止电路元件损坏,开关应处于断开状态,为了保护电路,滑动变阻器滑到最大阻值处;
(2)由实物图知,电压表测量的是电源电压,应该测量定值电阻两端电压,所以错误的是导线d,下端应该连接定值电阻左端的接线柱.
(3)如图乙,电流表接在0~0.6A量程上,所以示数为0.18A,此时电压为2.8V,根据欧姆
定律可算出此时的电阻为
2.8
15.6
0.18
R=≈Ω,将三次测量数据取平均值可知待测电阻阻值
约为15.2Ω;
(4) 根据题意可知,A组有两个电压表,B组有两个电流表;要测量电阻R x,要根据串并联
电路特点设计电路A组上图B组下图,则其设计如图:
【点睛】
伏安法测电阻中,多次测量的目的是为了取平均值;探究电流与电压关系的实验中,多次测量的目的是为了实验更具普遍性.已知滑动变阻器最大阻值为R,在最后一问的设计中,可以以R为纽带,找到电源电压的表达式.
5.在测量电阻的实验中,用两节干电池作为电源,待测电阻的阻值约为6Ω。
(1)在实验中,电流表应该选择的合适量程是______。
(2)在实物电路图中,用“”打在错误连线上,并用笔画线代替导线改正错误连线。
(__________)
(3)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移动到______(填“左”或“右”)端。
(4)线路正确后,闭合开关时,若发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片,电压表的示数始终为电源电压,电流表的示数几乎为零,你认为电路故障的原因可能是______。
(5)排除故障后继续实验,某次测量的电压表和电流表的示数如图所示,此时测量的待测电阻R=______Ω。
(6)通常在使用电压表时认为其电阻无穷大,不考虑电压表中流过的电流:在使用电流表时认为其电阻为零,不考虑电流表两端分得的电压,在用电压表、电流表测量电阻有如下图所示的两种测量电阻的连接方式,
若电压表的电阻不是很大,电流表电阻不是很小,你认为图______中测量出的电阻值比真实值偏大,图中测量出______的电阻值比真实值偏小。
【答案】0-0.6A 右 电阻断路 5 甲 乙
【解析】
【详解】
(1)电源电压为3V ,待测电阻的阻值约为6Ω,由欧姆定律,电路中的最大电流约为:3V 6Ω
U I R ===0.5A ,在实验中,电流表应该选择的合适量程是0-0.6A ; (2)变阻器按一上一下接入电路中与电阻串联,电压表与电阻并联,电流表与电阻串联,如下图所示:
(3)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移动到阻值最大处的右端;
(4)线路正确后,闭合开关时,若发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片,电压表的示数始终为电源电压,电流表的示数几乎为零,电路故障的原因可能是电阻断路;
(5)排除故障后继续实验,某次测量的电压表和电流表的示数如图所示,电压表选用小量程,分度值为0.1V ,电压为1.5V ,电流表选用小量程,分度值为0.02A ,电流为0.3A ,由欧姆定律,此时测量的待测电阻R = 1.5V 0.3A
U I ==5Ω; (6)甲图中电流表测量是准确的,电压表测电阻与电流表的电压,根据并联电路电压的规律,电压表测量的电压偏大,由欧姆定律R =
U I 可知,测量的电阻偏大; 乙图中,电压表测量的电压是准确的,电阻与电压表并联,根据并联电路电流的规律,电流表示数大于R 的实际电流,由欧姆定律R =U I
可知,测量的电阻偏小。
6.在“探究通电导体中电流与电阻关系”的实验中,使用的电源电压保持4.5V 不变。
(1)用笔画线代替导线将图甲实物电路连接完整(要求:滑动变阻器的滑片P向左移动,电路中电流变大)______。
(2)当R的电阻由5Ω更换为10Ω时,闭合开关后,为保证R两端的电压______(选填“改变”或“不变”),滑动变阻器的滑片应向______(选填“左”或“右”)端滑动,图乙是根据测得的实验数据绘制的电流I随电阻R变化的图像,由图像可知R两端的电压为
______V,若实验中R的阻值分别是5Ω、10Ω、15Ω,则滑动变阻器的阻值至少为
______Ω。
(3)该同学设计图电路测量额定电压为2.5 V的小灯泡的额定电功率,实验步骤如下:
①闭合开关S,单刀双掷开关拨至______(选填“1”或“2”),调节电阻箱R使电压表示数为2.5 V,记下此时_______;
②将单刀双掷开关拨至______(选填“1”或“2”),记下此时电压表示数;
③从而计算出小灯泡的额定电功率。
【答案】不变右 3 7.5 2 电阻箱R的阻值 1
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]滑动变阻器的滑片P向左移动,电路中电流变大,即电阻变小,故变阻器左下接线柱连入电路中与电阻串联,如下图所示
(2)[2][3][4]探究电流与电阻的实验中,应保持电阻两端的电压不变,当R的电阻由5Ω更换为10Ω时,闭合开关后,根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压,由
分压原理,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应右端移动,由图象可知R两端的电压为
U=0.3A×10Ω=3V
[5]电压表控制的电压为3V,根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压
U滑=4.5V-3V=1.5V
变阻器分得的电压为电压表示数的0.5倍,根据分压原理,当接入15Ω电阻时,变阻器连入电路中的电阻为
R滑=0.5×15Ω=7.5Ω
故为了完成整个实验,应该选取阻值至少为7.5Ω的滑动变阻器。
(3)①[6][7]闭合开关S,单刀双掷开关拨至2,此时小灯泡与电阻箱R串联,电压表测小灯泡两端的电压,调节电阻箱R使电压表示数为2.5 V,即使小灯泡两端的电压为2.5 V,记下此时电阻箱R的阻值;
②[8]将单刀双掷开关拨至1,记下此时电压表示数;根据
U
I
R
可求出通过小灯泡的额定
电流,由P=UI得到小灯泡的额定电功率。
7.在实验复习课上,同学们做“探究电流与电阻的关系”实验。
实验序号1234
R/ Ω10203050
I/A0.600.300.200.12
(1)小明按图示电路图连接好电路,闭合开关S,移动滑片P,发现电流表指针几乎未偏转,电压表有示数,则故障原因可能是_________;
(2)排除故障后,闭合开关s进行实验,记录实验数据如表所示,分析实验数据可得出结论:在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成___________;
(3)若在第3次实验时,将定值电阻R由20 Ω换为30 Ω的接入电路中后,没有调节滑片P 的位置就直接读取电流表的示数,则此时电流表的示数可能为______(选填
“0.14”“0.22”或“0.36”)A;
(4)实验中,若小明所选用的定值电阻阻值分别为10Ω、20Ω、30Ω和50Ω,滑动变阻器的规格为“25Ω 1.5A”,则电路中的电源电压不能大于_____V。
【答案】电阻R断路反比 0.22 9
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]电流表指针几乎未偏转,说明电路故障类型为断路,电压表材测量电阻R两端电压有示数,说明电压表与电源在电路中是连通的,则故障原因可能是电阻R断路。
(2)[2]分析表中数据发现,在电阻越来越大时,通过导体的电流越来越小,可得到结论:在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
(3)[3]在探究电流与电阻的关系的实验中需要控制定值电阻两端电压一定,由表中第1、2次实验数据可知电阻R两端电压为
R11226V
U I R I R
===
将定值电阻R由20 Ω换为30 Ω的接入电路中后,为了保证电阻R两端电压一定,需要增大滑动变阻器的电阻;但是在第3次实验时,没有调节滑片P的位置就直接读取电流表的示数,此时电路中总电阻相比第二实验数据的总电阻增大,通过电流减小,所以此时电流小于第二次实验数据通过的电流0.30A;电路中总电阻相比第三次实验数据的总电阻减小,则通过电流增大大于第三次实验数据通过的电流0.20A;故此时电流表的示数可能为0.22A。
(4)[4]由(3)[3]知电阻R两端电压一定为6V,为了保证在滑动变阻器的最大电阻的规格下小明所选用的定值电阻都能够探究,此时电路中的总电阻最大为
550Ω25Ω75Ω
R R R
=+=+=
滑
由表可知此时电路电流为0.12A,则由可得
U
I
R
=电源电压为
50.12A75Ω9V
U I R
==⨯=
8.如图甲,是小明实验小组在探究“电流与电阻的关系”时的电路图,电源电压恒为
6V。
电压表、电流表无损坏,有阻值为5Ω、10Ω、20Ω、30Ω、40Ω定值电阻5个。
(1)根据图甲,用笔画线代替导线连接完成图乙的实物图。
(_______)
(2)实验过程中,需要改变定值电阻,观察电流的变化,为了科学地得出实验结论,当每次更换电阻后,都要移动滑动变阻器的滑片,此时眼睛应注意观察_________(选填序号)。
A.变阻器滑片 B.电压表 C.电流表 D.电源
(3)某次实验,更换电阻R,合上开关后,电压表示数为0,电流表示数正常,其原因可能是______。
(4)在老师的引导下,他们将5次实验数据描绘在图丙中。
图中阴影部分“面积”表示的物理量是_______(选填序号)。
A .电流
B .电压
C .电阻
D .电功率
(5)实验中,他们选择下列哪个滑动变阻器最合适______(选填序号)。
A .10Ω 0.5A
B .50Ω 0.5A
C .50Ω 1A
D .200Ω 1A
【答案】 B 电阻短路 B C
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]将滑动变阻器一上一下串联接入电路,根据甲图知,滑动变阻器接右下接线柱,定值电阻与滑动变阻器串联,电压表与定值电阻并联如下图所示
(2)[2]探究电压一定时,电流与电阻的关系时,在不断的改变定值电阻的同时,必须不断的移动滑动变阻器,使得电压表的示数是一个定值,即控制变量,故在移动滑片的同时,眼睛观察电压表的示数,故选B 。
(3)[3]更换电阻R ,合上开关后,电流表示数正常,说明电路是通路,不是断路,电压表示数为零,说明电阻短路。
(4)[4]阴影部分为横、纵坐标的乘积,即阴影部分的面积为
0.4A 10Ω4V S U IR ===⨯=
即阴影面积表示电压,故选B 。
(5)[5]由图丙可知,实验中电阻最大为40Ω时,电流最小为0.1A ,电压表的示数为4V ,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以滑动变阻器两端的电压
6V 4V 2V R U U U =-=-=滑
根据U I R
=可得,滑动变阻器接入电路中的电阻 2V 20Ω0.1A
U R I ===滑滑 由图丙知,电流的最大为0.8A ,所以,选C 滑动变阻器最合适。
9.小明利用如图甲所示的实验电路探究“电流与电阻的关系”,可供选择的器材有:电源(两节新干电池),电流表、电压表、开关,阻值分别为5Ω、10Ω、25Ω的定值电阻各一个,“10Ω 2A ”“20Ω 1.5A ”两种规格的滑动变阻器,导线若干。
(1)请你用笔画线代替导线,只添加一根导线将图乙中的实物图连接完整;________
(2)闭合开关前,应将变阻器滑片P移到_____端(选填“A”或“B”)。
连接无误后,闭合开关,发现电流表无示数,电压表指针有明显偏转,原因可能是_____;
(3)故障排除后,依次将阻值为5Ω、10Ω、25Ω的定值电阻接入电路中,完成实验,获得数据如表。
实验组别123
电阻R(Ω)51025
电流I(A)0.40.20.08
完成第一组实验,断开开关,拆下5Ω的电阻,改接10Ω的电阻。
继续操作有以下四步:①闭合开关;②将滑动变阻器的滑片移到阻值最大位置;③记录电流表示数;④将滑动变阻器的滑片移到适当位置。
从安全和规范角度考虑,正确的顺序是_____;
(4)上述操作④中判断滑片已处于适当位置的依据是_____;本次实验中选择较合适的滑动变阻器的规格为_____。
分析表中数据得到的结论是_____;
(5)依据表中数据作出了下列图象,其中正确的是_____;
【答案】B电阻R出现了断路②①④③使电压表指针指在2V的位置上“20Ω 1.5A”当导体两端电压不变时,通过导体的电
流与导体电阻成反比 B
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]在探究电流与电阻的关系探究中,电压表应测定值电阻的电压,所以应并联在定值电阻两端,故电路连接如图:
(2)[2]闭合开关前,滑动变阻器接入电路的阻值应是最大,所以滑片应置于B端。
[3]闭合开关后,电流表无示数则电路出现断路,而电压表的指针有明显偏转,则断路的应是定值电阻R。
(3)[4]将定值电阻改接后,应先将变阻器的滑片移动到最大位置处,再闭合开关,才能避免由于短路而造成电源受损。
接着应滑动滑片,让电压表的示数与未改接定值电阻之前的电压相等,再记下对应的电流,因为在这个实验探究中要保持定值电阻两端的电压不变。
所以正确的操作顺序是②①④③。
(4)[5]由表格知,探究中定值电阻两端的电压
U=IR=0.4A×5Ω=2V
那么要判断滑片是否已处于适当位置,要看改换电阻前后电压表的示数是否保持不变,而且要使电压表指针指在2V的位置上。
[6]根据电阻的串联和欧姆定律,第3次实验变阻器连入电路的电阻
R滑=33
3
3V
0.08A
U
R
I
-=-25Ω=12.5Ω
所以应选“20Ω 1.5A”的变阻器。
[7]分析表中数据得到的结论是:当导体两端电压不变时,通过导体的电流与导体电阻成反比。
(4)[8]据“当导体两端电压不变时,通过导体的电流与导体电阻成反比”得,选A和D错误。
而当导体两端的电压不变时,通过导体的电流与导体电阻的倒数成正比,所以B选项正确。
10.小刚同学在做“用伏安法测量某定值电阻R阻值”的实验中将电路图连接成如图甲所示电路.。