物理九年级上册 电压 电阻(篇)(Word版 含解析)
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物理九年级上册电压电阻(篇)(Word版含解析)
一、初三物理电压电阻易错压轴题(难)
1.热敏电阻的阻值会随温度的改变而改变。
小张同学用如图甲所示的电路来探究热敏电阻R T的阻值与温度的关系。
已知M为控温器,电源电压未知但恒定不变,R为电阻箱(一种可以改变并读出阻值的变阻器)。
因实验器材的限制,利用该电路无法直接测出热敏电阻的阻值,聪明的小张进行了如下操作:
①根据图甲连接电路,闭合开关前,将电阻箱的阻值调到足够大;
②控制控温器中液体温度为10℃,闭合开关,调节电阻箱的阻值,使电流表的示数达到某数值,记录此时电阻箱的阻值为26Ω;
③依次改变控温器中的液体温度,同时……,得到相关数据记录如下表所示。
分析并回答下列问题:
(1)步骤③中“……”部分的操作是____。
(2)从表中可以得出结论:在一定温度范围,_____。
(3)在科技创新活动中,小张用该热敏电阻和电压表制成了一支指针式温度计(电路图如图乙所示,电压表未接入),它可以直接在电压表刻度盘上读出相应温度。
闭合开关后,小华发现电流表有示数,将电压表依次并在各接线柱之间发现ab间无示数,接ac、bc间有示数,此时电路中的故障是____。
小华重新正确连接电路后,若想要电压表的读数随温度的升高而增大,则应在原理图乙中_____两端接入电压表。
A.a、b B.b、c C.a、c
【答案】调节电阻箱的阻值,使电流表的示数保持不变热敏电阻的阻值随温度的升高而减小定值电阻短路A
【解析】
【详解】
(1)为了探究热敏电阻R T的阻值与温度的关系,应保持其他变量不变,即调节电阻箱阻值来保持电流表示数不变;(2)因为热敏电阻R t与电阻箱串联,而电路电流保持不变,所以电路总电阻保持不变,读表可知,那么随着温度升高,变阻箱电阻增大,即热敏电阻R T的减小。
(3)如图乙:闭合开关后,小华发现电流表有示数,说明电路没有断路,将电压表依次并在各接线柱之间发现ab间无示数,而接ac、bc间有示数,则ab间一定发生短路;想要电压表的读数随温度的升高而增大,电路总电压不变的情况下,根据串联分压原理,定值电阻ab两端电压随热敏电阻R t减小而增加,故应接在ab之间,选A。
【点睛】
电流表、电压表在判断电路故障中的应用。
本题考查了学生在实验操作中用电流表、电压表判断电路故障的方法;本题不仅体现了控制变量法思想,还考查了转换法思想,因为无法直接观测热敏电阻R T的阻值,所以可以将其转化为与U/I的关系:
R T从而间接得到R T的阻值与温度的关系。
2.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.
3.卓玛同学在探究“决定导体电阻大小的因素”时,做出了如下猜想:
猜想①:在温度不变时,导体的电阻与导体的材料有关;
猜想②:在温度不变时,导体的电阻与导体的长度有关;
猜想③:在温度不变时,导体的电阻与导体的横被面积有关。
供她选择的导体如表所示:
序号材料长度(m)横截面积(mm2)
A镍铬合金0.80.5
B锰铜0.81
C锰铜0.80.5
D锰铜 1.20.5
如图是卓玛连接好的实验装置,请完成下列填空:
(1)电流表的示数越大,说明接入电路中的导体的电阻越________;
(2)要验证猜想②,小芳同学应选择的两段导体是________;
(3)选择A和C两段导体可以验证猜想________;
(4)这种物理研究方法,通常叫做________。
【答案】小;CD;①;控制变量法。
【解析】
【详解】
(1)[1]由欧姆定路可知,在电压一定时,电流与电阻成反比,电流越大,接入电路中的导体
的电阻越小;
(2)[2]导体的电阻与导体长度、导体横截面积、导体的材料以及导体的温度有关。
要验证猜想“在温度不变时,导体的电阻与导体的长度有关”,需要控制导体横截面积和导体材料相同,导体长度不同,由表可知,应选择C和D两端导体进行实验;
(3)[3] A和C两段导体,从表中可知,长度和横截面积都相同,材料不同,可以验证电阻和材料的关系,即猜想①;
(4)[4]这种物理研究方法,通常叫控制变量法。
4.“探究串联电路的电压关系”的实验电路如图甲所示.
(1)为了使探究得出的结论具有普遍意义,L1、L2应该选择_____(相同/不同)的小灯泡.
(2)小明根据图甲连接好电路,闭合开关,电压表示数如图乙所示,为了使实验结果更准确,接下来他应该_____.
(3)测出L1两端的电压后,小明断开开关,准备拆下电压表,改接在B、C之间.小聪认为小明的操作太麻烦,只需将与A点相连的导线改接到C点即可.小聪的办法是否正确?答:_____(正确/不正确).
(4)测量完成后,进行小组交流讨论.下表选录了四个小组的数据,你认为这些数据是否合理?答:_____(合理/不合理).请说明理由:_____.
实验小组L1两端电压/V L2两端电压/V串联总电压/V
1 1.6 2.9 4.5
2 2.1 2.4 4.4
3 2.5 2.0 4.4
4 1.8 2.7 4.5
【答案】不同断开开关,更换电压表的量程不正确合理因为在测量过程中,会有一些误差,总体上串联总电压约等于L1两端电压和L2两端电压之和
【解析】
【详解】
(1)[1]为了使探究得出的结论具有普遍意义,L1、L2应该选择不同的灯泡,避免两灯泡的电
压相同,得出串联电路中各用电器电压相同的结论;
(2)[2]从图乙可以看到,电压表的量程是0到15V ,读数是2V ,为了使实验结果更准确,接下来他应该断开开关,更换电压表的量程,改为0到3V ;
(3)[3]小聪的办法不正确,因为电压表与B 点接触那端是正接线柱,当将与A 点相连的导线改接到C 点时,电流将会从电压表的负接线柱流入,所以小聪的办法不正确;
(4)[4][5]这些数据是合理的,因为在测量过程中,会有一些误差,总体上串联总电压约等于L 1两端电压和L 2两端电压之和。
5.小刚同学在探究串联电路电压规律的实验中,提出了猜想:串联电路中各用电器两端的电压相等,总电压等于各部分电压之和。
他准备了两只相同的灯泡L 1、L 2和其它实验器材。
(进行实验)
(1)按如图所示的电路图连接电路;
(2)闭合开关,用电压表分别测出AB 、BC 、AC 间的电压,并记录在表格中。
(分析与论证)
(1)在物理学中,串联电路电压的规律是:_____。
(2)分析小刚的实验数据得出的结论与他的猜想_____(填“相符”或“不相符”) (评估)
这个实验的不足之处是:
(1)_____;
(2)_____。
【答案】串联电路总电压等于各用电器两端的电压之和 相符 使用两个相同的灯泡 没有多次测量数据
【解析】
【分析】
(1)根据教材知识和表格中AB 、BC 、AC 间的电压值分析可得出结论;
(2)本实验使用相同的灯泡,只进行了一次实验就得出结论,不具有普遍性;为了使实验结论具有普遍性,应换用规格不同的灯泡进行多次测量.
【详解】
(1)在物理学中,串联电路电压的规律是总电压等于各部分电压之和;
(2)由表中数据可知,两灯泡两端的电压相等,且AB BC AC U U U += ,所以,根据小刚的实验数据得出的结论与他的猜想是相符的;
【评估】
由于实验中两灯泡两端的电压相等,说明他在实验时使用了两个相同的灯泡;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带有偶然性,不能得出普遍规律;
因此实验的不足之处是:①使用了两个相同的灯泡;②没有进行多次测量。
故答案为:(1). 串联电路总电压等于各用电器两端的电压之和 (2). 相符 (3). 使用两个相同的灯泡 (4). 没有多次测量数据。
6.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.
7.用甲图测小灯泡电阻.灯泡正常发光的电压为2.5V.
(1)当小灯泡正常发光时,电流表的示数如图乙所示,此时电流表的示数为_______A,小灯泡的电阻为_______Ω;
(2)若闭合开关,电流表和电压表的指针都发生偏转,而小灯泡不亮.其可能原因是
_______(说出一种即可);
(3)若一个电表发生故障,但有已知的定值电阻R0可提供的情况下,下列电路中不能测
出小灯泡电阻的是_______.
【答案】0.2 12.5 滑动变阻器接入电路的阻值太大或电源电压太低 D
【解析】
【分析】
【详解】
(1)当小灯泡正常发光时,电流表的示数如图乙所示,电流表选用0~0.6A 量程,分度值为0.02A ,此时电流表的示数为0.2A ,由欧姆定律,小灯泡的电阻为:
2.5V 12.50.2A
U R I ===Ω; (2)若闭合开关,电流表和电压表的指针都发生偏转,说明电路是连通的,小灯泡不亮,可能原因是滑动变阻器接入电路的阻值太大或电源电压太低,灯泡实际功率太小所致;
(3)A .由电路图可知,S 断开时,两电阻串联,电压表测待测电阻的电压U x ;S 闭合时,R 0短路,电压表测电源电压U ,根据串联电路电压的规律,可得出S 断开时定值电阻的电压U 0=U –U x ,由欧姆定律可求电路中的电流0
x U U I R -=,从而得出待测电阻的大小 00
x x x U U R R I U U =
=-, 故A 不符合题意. B .S 断开时,电流表测通过定值电阻的电流I 0,由欧姆定律可求出电源电压U=I 0R 0;
S 闭合时,电流表测并联电路干路的电流I ,根据并联电路各支路互不影响,两电阻并联时,通过定值电阻的电流大小不变,故根据并联电路电流的规律可知,通过待则电阻的电流I x =I-I 0,由欧姆定律可求待测电阻大小
000
x x I R U R I I I =
=-, 故B 不符合题意. C .S 断开时,两电阻串联,电流表测电路中的电流I ,根据电阻的串联和欧姆定律可得电源电压的表达式U =(R x +R 0)I ;S 闭合时,为R 0的简单电路,电流表测通过R 0的电流I 0,由欧姆定律可得电源电压的表达式U =I 0R 0,根据电源电压不变,则
(R x +R 0)I =I 0R 0,
可求待测电阻大小为
00(x I I R R I
-=
), 故C 不符合题意. D .无论开关断开与闭合,电压表都测电源电压,故不能测量待测电阻的大小.故答案为
D.
8.某实验小组在学习了用电流表探究串联电路的电流特点后,猜想:并联电路中干路中的电流等于各支路中的电流之和.于是,他们决定进行探究,并首先设计出了电路图(图甲).
(1)电路元件如图乙所示,若通过每只灯的电流约0.3~0.5A,并联后要测通过L1的电流,则M、N应分别接______;要测通过干路中的电流,则M、N应接______.(图中a、b、c、d为接线柱代码)
(2)连接电路时,当把最后一根导线刚连接好,灯泡L1、L2就亮了,在实验操作中不当之处是:_____________________.
(3)若合上开关后,灯均亮,电流表指针不发生偏转,那么原因可能是_________
A.电流表内部开路 B.开关处接触不良
C.电流表被短路 D.电源供电不足
(4)若测得L2支路的电流值如图丙所示,则通过L2电流为______A.
【答案】c和b d连接电路时开关是闭合的C0.4
【解析】
【详解】
(1)要测通过L1的电流,电流表应与L1串联在同一条支路,因为电流小于0.6A,所以可选择0-0.6A的量程,则M接c,N接b;要测量干路中的电流,需将电流表串联在干路中,根据题意知,干路电流大于0.6A,所以电流表应选择0-3A的量程,M、N需均接d;
(2)连接电路时,当把最后一根导线刚连接好,灯泡L1、L2就亮了,在实验操作中不当之处是:连接电路时开关是闭合的;
(3)若合上开关后,灯均亮,电流表指针不发生偏转,
A.电流表内部开路,一定会有灯不亮,故错误;
B.开关处接触不良,两个灯泡都会不亮,故错误;
C.电流表被短路,电流不经过电流表,故正确;
D.电源供电不足,两个灯泡都会不亮,故错误。
故选C
(4)由图丙知,电流表应采用0-0.6A的量程,所以电流表的示数为0.4A.
9.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
带有偶然性,不能得出正确规律.
(5)瑞瑞同学认为“电流从电源正极出发,经过灯L2、灯L1,电流逐渐变小,所以灯L2较亮,灯L1较暗”,我们可以交换一下这两个灯的位置,让电流先经过灯L1,后经过灯L2,观察两个灯泡的亮度情况;所设计的实验电路图如下:
故答案为(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.
考点:探究串、并联电路中的电压规律实验.
点评:本题是对串联电路中电压规律的实验进行探究,对实验的评估常从两方面考虑,一是只做一次实验具有偶然性;二是选择相同的器材料实验具有特殊性.
10.光敏电阻对光照强度十分敏感,它在强光照射下的电阻称为亮电阻,在黑暗环境下的电阻称为暗电阻,两种阻值差异可达1000倍以上,某兴趣小组为了研究光照强度对光敏电阻阻值的影响,他们把一光敏电阻R1与定值电阻R2(R2=1千欧)串联后接在6伏的电源上,电路如图(a)所示,闭合电键,当该光敏电阻处于不同环境下,电压表指针分别位于如图(b)、(c)所示的位置.请根据上述内容,回答下列问题.
(1)根据图(a)、(b)、(c)所示信息及相关条件,可得出初步结论:光照强度越强,光敏电阻的阻值越________(选填“大”或“小”),依据是________.
(2)关于对光敏电阻的讨论,下列说法中正确的是_____.
A.亮电阻与暗电阻的差异越大,光敏电阻的性能越好
B.如果暗电阻接近于零,说明该光敏电阻已损坏
C.将光敏电阻与灯串联后接入照明电路可实现白天熄灭、夜间发光
D.将光敏电阻与灯并联后接入照明电路可实现白天熄灭、夜间发光.
【答案】小串联电路中,一个电阻不变,另一个电阻越小,电阻两端电压越小 A,B
【解析】
(1)根据如图(a)、(b)、(c)所示信息及相关条件,根据串联电路的电压特点,可
得出初步结论:光照强度越强,光敏电阻的阻值越小,依据是串联电路中,一个电阻不
变,另一个电阻越小,电阻两端电压越小.(2)关于对光敏电阻的讨论,下列说法中:A. 亮电阻与暗电阻的差异越大,光敏电阻的性能越好,该说法正确;B. 光照越暗,光敏电阻的阻值越大,如果暗电阻接近于零,说明该光敏电阻已损坏,该说法正确;C. 将光敏电阻与灯串联后接入照明电路,白天光照强度大,光敏电阻阻值小,则灯白天发光、夜间熄
灭,故C说法错误;D. 将光敏电阻与灯并联接入照明电路后,灯白天、夜间都发光,故D
错误.。