九年级上册物理 电压 电阻易错题(Word版 含答案)
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九年级上册物理电压电阻易错题(Word版含答案)
一、初三物理电压电阻易错压轴题(难)
1.阅读下列一段文字,回答问题:
我们已经知道导体的电阻是导体本身的一种性质,它的大小与导体的长度、横截面积和材料有关,进一步研究表明,在温度不变时,导体的电阻跟导体的长度成正比,跟导体的横
截面积成反比,这个规律叫做电阻定律,用公式表示为
L
R
S
ρ
=,其中R、L、S分别表示
导体的电阻、导体的长度和横截面积。
而ρ是反映材料导电性能的物理量,我们把它叫做材料的电阻率。
材料电阻率的大小与什么有关?小红提出如下猜想:
猜想1:电阻率与材料的长度有关;
猜想2:电阻率与材料的横截面积有关;
猜想3:电阻率与材料的种类有关。
于是小红找来不同规格的导线进行测量,实验数据见下表:
(1)写出电阻率ρ在国际单位制中的单位是_________________。
(2)分析比较实验序号1、2的数据,可以初步确定猜想1是________(正确/错误)的,这种探究问题的方法叫_________________。
(3)分析比较实验序号_________的数据,可以初步确定猜想2是错误的。
(4)分析比较实验序号1、4、5的数据,可得到的初步结论是
__________________________。
(5)根据表中的数据,如果要制作一个滑动变阻器,应选用 _________材料作为电阻线圈,这是因为相同规格的这种材料电阻较________(大/小)。
【答案】Ω·m错误控制变量法 1、3 电阻率与导体的材料有关镍铬合金大
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]已知R的单位是Ω、L的单位是m、S的单位是2
m,由电阻定律公式
L
R
S
ρ
=。
根
据等式两边的单位相等可以知道电阻率ρ在国际单位制中的单位是Ω·m ;
(2)[2][3]分析比较实验序号1、2的数据长度不同时电阻率相同,故猜想1是错误的;只允许一个量发生改变,控制其他量不变的实验方法叫控制变量法;
(3)[4]分析比较实验序号1、3的数据横截面积不同时,电阻率相同可以确定猜想2是错误的;
(4)[5]分析比较实验序号1、4、5的数据,它们的长度、横截面积相同,而材料不同时电阻率不同,可得到的初步结论是电阻率大小与材料的种类有关;
(5)[6][7]根据表格可知镍铬合金的电阻率比较大,所以如果要制作一个滑动变阻器,应选用镍铬合金材料作为电阻线圈,这是因为相同规格的这种材料电阻较大。
2.图甲是安装在木板正面的部分电路,其中a、b、c、d是穿越木板的接线柱,两个灯座的两端分别接在两个接线柱上,安装两个相同的小灯泡L1、L2木板背面的部分接线柱之间有导线相连着,从而使木板正背两面的电路组成一个完整的电路。
闭合开关通电后,两灯都能正常发光。
(1)小明说出了判断两灯是串联还是并联的正确方法:用手将其中一个小灯泡取掉,若另一灯泡仍发光,则说明两灯的连接方式是______________,否则是____________;
(2)小丽在电源和开关之间串联接入电流表,闭合开关,两灯亮,电流表示数如图乙所示,可初步判断通过灯L1的电流可能是_________,也可能是_____________。
【答案】并联串联 0.3A 0.15A(顺序可调换)
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1][2]用手将其中一个小灯泡取掉,若另一灯泡仍发光,说明两灯泡互不影响,能独立工作,两灯泡是并联关系,否则是串联。
(2)[3][4]电流表示数如图乙所示,电流表的量程是0.6A,每一个小格的示数是0.02A,电流表的读数为0.3A;如果两灯串联,则可判断出通过灯L1的电流是0.3A;如果两灯并联,则通过每一只灯泡的电流为总电流的一半,所以通过灯泡L1的电流也可能是0.15A。
3.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。
4.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.
5.(1)用如图所示的电路探究并联电路中的电流关系。
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小易将实验数据记录在下表中。
分析表中数据。
可得出的结论是:_____。
测量对象表的示数I/A
L1所在支路0.30
L2所在支路0.20
干路0.50
③小易这样得出结论有何不妥之处?_____,改进方法是_____。
(2)如图所示,在探究影响导体电阻大小因素的实验中,导线a、b、c粗细相同;b、d 粗细不同;a、b、d长度相同:
①该实验是通过观察_____的示数间接比较导线电阻的大小,这种探究实验的方法是_____(选填“控制变量法”或“转换法”)。
②选用导线a、b分别接入电路中,是为了探究电阻大小跟导体的材料有关;选用导线b、c分别接入电路中,是为了探究电阻大小跟导体的_____有关;选用导线_____分别接入电路中,是为了探究电阻大小跟导体的横截面积有关。
【答案】不相同并联电路中,干路电流等于各支路电流之和只有一组数据,结论不具普遍性改变灯泡规格进行多次实验电流表转换法长短 bd
【解析】
【详解】
(1)[1]实验中,两个小灯泡的规格应该不相同,因为如果灯泡规格是相同的,那么电阻大小会相同,做实验时,两个灯泡的电流是相等的,这样会得出“并联电路中,各支路中的电流是相等”的错误结论;
[2]由表中的数据可以知道干路的电流等于L1所在支路的电流大小加上L2所在支路的电流大
小,可以推测并联电路中,干路电流等于各支路电流之和;
[3][4]这整个实验过程只有一组数据,结论不具普遍性;应该多拿几个规格不同的灯泡多做几次实验;
(2)[5][6]这是一个串联电路,电流表和电阻串联接在一起,电流表的示数就是流过电阻的电流大小,该实验可以通过观察电流表的示数间接比较导线电阻的大小;这种探究实验的方法是转换法,将难以测量或测准的物理量转换为能够测量或测准的物理量;
[7][8]选用导线b、c,由图中可以看出,它们的材料一样,都是镍铬合金、横截面积也一样,只是长度不同,这是为了探究电阻大小跟导体的长度关系;为了探究电阻大小跟导体的横截面积有关,应该保持长度一样、材料也一样,那应该选择b、d,它们都是镍铬合金,长度也相同,只是d的横截面积比较大。
6.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.
7.某物理兴趣小组利用图甲所示实验电路图同时测量电源电压U0的大小和电阻R x的阻值,电源电压U0约为2V~3V,R x的阻值约为6Ω~7Ω.实验室提供如下器材:导线若干、开关、电流表(量程0~0.6A,0~3A)、电压表(量程0~3V,0~15V)、滑动变阻器R (最大阻值为30Ω).请你思考完成下列问题:
(1)按照图甲用笔画线代替导线,连接好图乙中的实物图_________.
(2)用物理量U0、R x、电流表的示数I写出表示电压表示数U大小的关系式:U=_____.(3)①正确连接电路后,闭合开关前应使滑动变阻器连入电路的阻值为_____(选填“最大”或“零”);
②移动滑动变阻器的滑片,读出4组电流表和电压表示数,分别以电流表的示数I和电压表的示数U为横坐标和纵坐标,在坐标纸上描点,把这4个点连接起来大致为一条直线(并虚线延长到纵轴),如图丙所示.从图丙中信息可求得:电源电压U0=_____V,电阻R x=_____Ω.
【答案】 U0﹣IR x最大 3 6
【解析】
(1)根据题中条件知,电压表和电流表都使用小量程,如电路图所示,除了电压表,其余元件全部串联起来,最后将电压表并联在滑动变阻器与电流表两端,两表连接时注意电流方向,如图:
(2)用物理量U 0、R x 、电流表的示数I 写出表示电压表示数U 大小的关系式: 根据U IR =得,R x 两端的电压为:X X U IR =,根据串联电路总电压等于各部分电压之和得电压表的示数为:00X X U U U U IR =-=-;
(3)①正确连接电路后,根据保护电路的原则,闭合开关前应使滑动变阻器连入电路的阻值为最大,则闭合开关后,电流最小,对电路起到保护作用. ②根据0X U U IR =-,将坐标中任意两组数据代入式子可得:
0 2.4V 0.1A x U R =+⨯; 0 1.8V 0.2A x U R =+⨯;
联合两式解得:6Ωx R =,03V U =.
点睛:关键是欧姆定律的应用,有一定难度,最后一问根据坐标图任意找出两个标点的数据,列出电源电压的关系式,即可解出答案.
8.如图是小明探究串联电路电流特点的实验电路图:
(1)小明最好选择两个小灯泡的规格应该是________的.(填“相同”或“不相同”). (2)小明连电路时把一只开关和两个小灯泡连接后,刚将线路两端接到电源两极,L 2就亮了,但L 1没亮.他在实验操作中不当之处是:________.实验时L 1没亮的原因可能是________
A .通过灯泡L 1的电流比L 2中的电流小
B .L 1灯泡的灯丝断了
C .L 1灯座处可能短路了
D .L 1灯泡靠近电源正极
(3)下表是小明实验中测得的三组数据:由表格数据可得出结论:________. 实验序号 电流表的位置 A B C 1 电流I/A 0.3 0.3 0.3 2 电流I/A 0.4 0.4 0.4 3
电流I/A
0.2
0.2
0.2
(4)他获得三组不同电流值的方法是:________
(5)甲、乙两同学在做实验时,闭合开关前,电流表的指针均指在零刻度处;当闭合开关试触时,发现电流表指针摆动分别出现了如图甲、乙所示的两种情况.请分析他们在电流表的使用上分别存在什么问题?(填在下面横线上)
甲:________ 乙:________
【答案】(1)不相同;(2)连接电路时开关没有断开、C ;(3串联电路中电流处处相等;(4)换了不同规格的小灯泡或改变电源电压;(5)甲、电流表的正负接线柱接反了;乙、电流表的量程选取得太大了
【解析】
试题分析:(1)为了得到普遍规律,应选择两个小灯泡的规格应该是不同的。
(2)连接电路时,开关应是断开的,小明连电路时把一只开关和两个小灯泡连接后,刚将线路两端接到电源两极,L2就亮了,但L1没亮。
他在实验操作中不当之处是:连接电路时开关没有断开。
由于灯L1与 L2是串联,,L2亮了,但L1没亮,说明电路出现了短路,实验时L1没亮的原因可能是L1灯座处可能短路了。
(3)由三组数据可以看出串联电路中,A、B、C三处的电流是相等的:可得出结论:串联电路中电流处处相等。
(4)由欧姆定律I=U/R可知,电流的大小与电压和电阻有关,所以,他获得三组不同电流值的方法是:换了不同规格的小灯泡或改变电源电压。
(5)使用电流表时,要选择合适的量程且电流从电流表的“+”接线柱流入,“-”流出,电流表指针摆动分别出现了如图甲、乙所示的两种情况.甲:电流表的正负接线柱接反了;乙:电流表的量程选取得太大了。
考点:电流表的使用;探究:串联电路电流特点;欧姆定律
9.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.
10.在“测定小灯泡的功率”的实验
(1)请在如图中的圆圈内正确填入电表符号,使实验电路图完整__________.
(2)如图中的实物连接有一处错误,请在错误连线上打“×”,并用笔画线替代导线画上正确的连线______.
(3)在纠正电路连接错误后,闭合开关前应把滑动变阻器滑片的位置调到最________端(选填“左”或“右”).
(4)实验中,移动滑动变阻器滑片,使电压表示数为2.5V,此时电流表示数如图所示.请将读数填入表格并把表格补充完整__________.
(5)从上表实验记录中,可以发现灯泡亮暗不同时其实际功率大小________;还可以计算的另一个物理量是________.
(6)闭合开关后,灯泡不亮,电流表没有示数,电压表示数几乎为电源电压,则电路故障是________.
【答案】右0.3
0.75不同电阻灯断路
【解析】
(1)由电路图可知,上边电表与灯泡并联,应该是电压表,如果是电流表,
则灯泡被短路;右边的电表与灯泡串联,是电流表,如果是电压表,则电路断路,
电路图如图甲所示:
(2)滑动变阻器按一上一下的原则串联在电路中,且滑片向左移动接入电路的电阻变小,故A接线柱应与开关连接,正确的连线如下图:
(3)闭合开关前,保护电路的滑动变阻器的滑片位于最大阻值处的右端;
(4)电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.3A,灯泡的电功率P=UI=2.5V×0.3 A=0.75W,表格如下:
(5)从表格实验记录中,可以发现灯泡亮暗不同时其实际功率大小不同;测得电压和电流,根据欧姆定律可计算电阻
(6)闭合开关后,灯不亮,电流表没有示数,电压表示数几乎为电源电压,则电路故障是灯断路.。