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【物理】九年级物理下册期中精选试卷培优测试卷

【物理】九年级物理下册期中精选试卷培优测试卷
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一、初三物理欧姆定律易错压轴题(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

==≈

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

()210

11

-I I R U R I I =

=

2.欣欣利用如图甲所示的电路,探究通过“导体的电流跟电阻的关系”。 实验器材:电源(电压恒为 4.5V ),电流表、电压表各一只,开关,三个定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω),两只滑动变阻器(甲“10Ω 2A ”、乙“20Ω 1A ”),导线若干。

(1)用笔画线代替导线完成图甲电路的连接; (_____________)

(2)实验中欣欣发现,无论怎样移动滑动变阻器的滑片,两电表的指针始终处于图乙所示的状态,则电路故障可能是_______;

(3)排除故障后,多次改变 R 的阻值,根据实验数据画出如图丙所示的 I-R 图像,得 到的结论是_______ ;

(4)在上述实验中,欣欣用 10Ω的电阻替换5Ω的电阻,为了完成实验,他应该将滑 动变阻器的滑片向 ______ 端移动(选填“A ”或“B ”),使电压表示数为______________V ; (5)当欣欣改用 15Ω的电阻继续实验时,发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片,都无法使电

压表的示数达到实验要求的值,则欣欣选用的滑动变阻器的规格是______(选填“甲”或“乙”),如果串一个定值电阻就能完成实验,那么这个定值电阻的范围是________;(6)除了更换滑动变阻器的方案以外,欣欣想到原有器材不变,调整定值电阻两端的电压也可以完成实验,他应控制定值电阻两端的电压范围是________。

【答案】定值电阻断路在电压不变

时,通过导体的电流与电阻成反比A 2.5 甲2~12Ω 2.7V~3V

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]将电压表并联在定值电阻的两端,如图所示;

(2)[2]乙图中,左表为电压表,示数满偏,说明电压表与电源连通;右边为电流表示为0,说明电路断路或总电阻很大,由此可知,与电压表并联的定值电阻断路了。

(3)[3]由图丙所示图象可知:通过电阻的电流与电阻值的乘积为2.5保持不变,是一个定值,这说明:在电压不变时,电流与电阻成反比。

(4)[4][5]根据图丙所示的I?R图象知,电阻两端的电压

U=IR=5V×0.5A=2.5V

闭合开关发现电压表的示数变大,为保持电阻的电压不变,应增加变阻器分得的电压,根据分压原理可知,应增大变阻器连入电路中的电阻,他应该将滑动变阻器的滑片向A端移动,使电压表示数为2.5V。

(5)[6]当用15Ω的电阻继续实验时,即使将“10Ω2A”的变阻器变阻器的全部电阻10Ω连入电路,由欧姆定律,此时电路中的电流

I =

'U R R +滑=

4.5V

15Ω10Ω

+ =0.18A 电压表的最小示数

U 小=IR =0.18A ×15Ω=2.7V>2.5V

所以,他发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片,都无法使电压表的示数达到实验要求的值,则小明选用的滑动变阻器的规格是甲“10Ω2A ”。

[7]如果串一个定值电阻就能完成实验,则滑动变阻器取最大值10Ω时,R 串最小,即满足

U R =

U

R R R ++滑最大串最小

?R =2.5V

4.5V

15Ω10ΩR ++串最小

?15Ω=2.5V

解得R 串最小=2Ω;

滑动变阻器取最小值0时,R 串最大,即满足

U R =U

R R +串最大

?R =2.5V

4.5V

15ΩR +串最大

?15Ω=2.5V

解得R 串最大=12Ω,故这个定值电阻的范围是2~12Ω。

(6)[8]由(5)知,使用“10Ω2A ”的滑动变阻器时,电压表能达到的最小示数为2.7V ;电压表量程为0~3V ,当电压表示数U 大=3V 时, 滑动变阻器分得的电压

U 滑2=4.5V?3V=1.5V

当定值电阻为15Ω时,根据分压原理有

2U U 滑大=15Ω

R 滑

R 滑=

2U U 滑大×15Ω=1.5V

3V

×15Ω=7.5Ω 该滑动变阻器能满足要求,所以,电压表的最大示数可以为3V ;

综上,除了更换滑动变阻器的方案以外,小明想到原有器材不变,调整定值电阻两端的电压也可以完成实验,他应控制定值电阻两端的电压范围是2.7V ~3V 。

3.现有如下器材:学生电源(6V ),电流表(0~0.6A,0~3A )、电压表(0~3V,0~15V )、定值电阻5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω各一个、开关、滑动变阻器'R (200Ω 1A )和导线若干,进行实验:

(1)按图甲连接好电路,闭合开关之前,滑动变阻器滑片P应移到____________ (选填“A”或“B”)端.

(2)闭合开关后,移动滑动变阻器滑片P,发现电流表示数不变且读数较大,造成这种现象的原因可能是____________________________________(写一条即可).

(3)小颖同学利用提供的实验器材探究“电流与电压的关系”:闭合开关,调节滑动变阻器,读出电流表和电压表示数,并记录在表中.分析表中数据发现,电流与电压不成正比,你认为造成这种现象的原因可能是:________________________.通过表中数据,可计算出她选用的定值电阻R的阻值是____________Ω.

U/V 5.55 4.54

I/A0.100.200.300.40

(4)正确连接好电路后,同组的超超同学继续探究“电流和电阻的关系”:每次接入定值电阻后,通过调节滑动变阻器滑片,保持电压表示数不变,记下电流表的示数.

①实验中,当他用10Ω替代5Ω定值电阻时,如图甲滑动变阻器滑片应该向____________(选填“A”或“B”)端移动;

②实验中,当他接入5Ω和15Ω定值电阻时,两次滑动变阻器的电功率之比为_______

③完成五次实验后,记录所得电流和电阻的关系图像如图乙,超超同学检查数据时发现有一组数据是未移动滑片控制定值电阻两端电压测出的数据,根据乙图中的数据,阻值为______Ω的定值电阻连入电路时未移动滑片:这次实验前的那次实验,超超同学选择的是______Ω的定值电阻.

【答案】B滑动变阻器短路电流表正负接线柱接反了,并且在使用前没有调零 5 A 2:1 25 15

【解析】

【详解】

(1)[1]按图甲连接好电路,闭合开关之前,滑动变阻器接入电路的电阻应该最大,所以滑片P应该移到B端;

(2)[2]造成这种现象的原因可能是滑动变阻器短路,那么无论滑动变阻器如何调节,电流大小都不变,只有电阻R接入电路,电流较大;

(3)[3]分析表中数据发现,电压数值在减小,电流数值在增大,这情况有可能是电流表正负接线柱接反了,并且在使用前没有调零;

[4]设这个电流表在使用前,指针的示数为I ,由题意可知

5.5V 5V 4.5V 4V

-0.1A -0.2A -0.3A -0.4A

R I I I I =

===

求得 1.2A I =,定值电阻5ΩR =

(4)[5]当他用10Ω替代5Ω定值电阻时,定值电阻R 阻值在减小,为了保持电压表示数不变,那么滑动变阻器的阻值大小应变小,滑片应该向A 端移动;

[6]实验中,当他接入5Ω和15Ω定值电阻时,两端的电压都是R U ,那么滑动变阻器两端的电压是

'R R 6V U U =-

设当他接入5Ω的定值电阻时,流过它的电流为1I ,滑动变阻器的电功率为

()1R 16V P U I =-?

当他接入15Ω定值电阻时,流过它的电流为2I ,滑动变阻器的电功率为

()2R 26V P U I =-?

那么可知

R 125Ω10ΩU I I =?=? 12:10:52:1I I == 1212::2:1P P I I ==

[7]从图乙可知,左边四个点对应的电压大小都是3V ,而第五个点对应的电压为3.75V ,这组数据是未移动滑片控制定值电阻两端电压测出的数据,所以阻值为25Ω的定值电阻连入电路时未移动滑片;

[8]阻值为25Ω的定值电阻连入电路时未移动滑片,那么此时电路中的电流大小为0.15A ,那么电路中的总电阻大小为

6V

40Ω0.15A

U R I =

==总 对应的滑动变阻器阻值大小为

'-40Ω-25Ω15ΩR R R ===总

这次实验前的那次实验滑动变阻器阻值大小也为'15ΩR =,由题意可知,此时定值电阻两端的电压是3V ,滑动变阻器两端的电压是

6V 3V 3V -=

电路中的电流大小为

''R '

R 3V

0.2A 15Ω

U I R =

=

= 此时定值电阻大小为

R R 3V

15Ω0.2A

U R I =

== 所以这次实验前的那次实验,超超同学选择的是15Ω的定值电阻。

4.在探究“电流与电压、电阻的关系“实验中,实验室老师给小莉和小明同学分别准备了以下器材:电源(电压恒为4.5 V)、电压表、电流表。滑动变阳器、开关。“5Ω、10Ω、15Ω”的定值电阻各一个,导线若干。

(1)根据如图所示的实物图在虚线框内画出对应的电路图(______);

(2)闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,发现电流表有示数,电压表的示数始终为0,经检查后发现是电路中一根导线断路,则发生断路的导线是a、b、c、d中的______(填字母);

(3)小莉同学在“探究电流与电压的关系”时,记录的电流表与电压表的示数如表一所示,请在坐标中描点画出U- I图像(______),由此得出的实验结论是______;

表一

实验次数电压U/V电流I/A

1 1.00.2

2 1.50.3

3 2.00.4

4 2.50.5

表二

实验次数电阻R/Ω电流I/A

150.6

2100.3

3150.24

(4)小明同学在“探究电流与电阻的关系”时,测得的三组数据如表二所示。由于操作不当,导致表二中第______次实验的数据存在情误,出错的原因是______。小明及时纠正了错误,得出了正确的测量结果和实验结论。接着小明又计算出本次实验中滑动变阻器连入电路的阻值范围是______。

【答案】 b 电阻一

定时,电流与电压成正比 3 没有保持定值电阻两端电压一定,定值电阻两端电压为3.6V,大于3V 2.5Ω~7.5Ω

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]根据电流从电源正极出发,经过依次经过各个电学元件后回到电源负极按照实物图连接,如图所示

(2)[2]闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,发现电流表有示数,说明电路通路,电压表的示数始终为0,即电压表没有连接在电路中,则发生断路的导线是b。

(3)[3]根据表一中的数据利用描点法将这些数据在坐标图上描出来,然后用一条光滑的直线将这些点依次连接起来,如图所示

[4]从画出的U -

I 图像可知随着电阻两端电压增大,通过电阻的电流也在增大,由此得出的实验结论是:电阻一定时,电流与电压成正比。

(5)[5][6]探究电流与电阻的关系时,要控制电阻两端的电压不变,由表二数据可知,电阻两端电压

V 0.6A 5Ω0.3A 10Ω3V 0.24A 15Ω 3.6V U IR ==?=?=≠?=

故第3次实验的数据存在错误,产生错误的原因是:定值电阻两端电压为3.6V ,大于3V 。 [7]定值电阻两端电压为3V ,则电阻为15Ω时,第三次实验通过的电流应为

3333V 0.2A 15Ω

U I R =

== 根据串联分压可知滑动变阻器两端电压为

V 4.5V 3V 1.5V U U U =-=-=滑

当电路电流为0.2A 时,滑动变阻器接入的阻值

3 1.5V

7.5Ω0.2A U R I =

==滑滑 当电路电流为0.6A 时,滑动变阻器接入的阻值

1 1.5V 2.5Ω0.6A

U R I '=

==滑滑 所以本次实验中滑动变阻器连入电路的阻值范围是2.5Ω~7.5Ω。

5.小华找到了一张测定汽车油箱内油量的装置图,如图所示,他与同组同学对相关问题进行了探究。

(1)把油量信息转化为电信息,有利于信息的传递。装置中,信息转化的关键环节为:油量变化→杠杆绕O 点转动→电路的______变化→电流变化;

(2)若圆弧形电阻丝最大阻值为100Ω,其他可供选择的器材有:恒压电源E 1(电压3V)和E 2(电压18V);电流表A 1(量程0~0.6A)和A 2(量程0~0.1A);定值电阻R 1=5Ω、R 2=30Ω和R 3=100Ω。为了节约能源,并且实现油量最大时,电流表示数最大,器材选择的最佳组合为______; A .E 2、A 2、R 3 B .E 1、A 2、R 2 C .E 1、A 2、R 1 D .E 2、A 1、R 3

(3)合理选择器材后,他们通过测量,得到了下表所示的结果(其中V 是油箱的容积,I g 是电流表的最大示数):

依据测量结果,可以将电流表的刻度改为油量体积。分析数据可知,当液体体积为

V

2

时,电流表示数______(选填“大于”、“等于”或“小于)

g 5

12

I ; (4)关于探究过程的反思,下列说法中不正确的是____。 A .调整圆弧形电阻丝的位置,要让圆心在O 点 B .为保证安全和方便,测量时用水来灌装油箱 C .为节约空间,应该使电路元件尽量靠近油箱 D .该装置还存在一些缺陷,应继续探究并改进 【答案】总电阻 B 小于 C 【解析】 【分析】 【详解】

(1)[1]杠杆绕O 点转动,电阻值接入电路的阻值变化,电路总电阻变化,电流变化。 (2)[2]为了节约能源,需要电压较小的,电流较小,则选择电源E 1和电流表A 2,当油量最大时,电流表示数最大,圆弧形电阻丝接入电路阻值为0,则需要定值电阻为

3V 300.1A

U R I =

==Ω 综上,故选B 。

(3)[3]如果液体体积和电流表示数成正比,则当液体体积为

V

2

时,电流表示数等于g 512I ,分析电流表的示数可知,电流减小的变化量越来越小,所以当液体体积为V

2

时,电流表示数小于

g 5

12

I 。 (4)[4] A .让圆心在O 点,则两边力臂大小相同,变化量相同,故A 正确,不符合题意; B .水不可燃,容易获取,测量时用水来灌装油箱,故B 正确,不符合题意; C .电路元件会由于电流热效应,温度较高,油是可燃物,电路元件尽量靠近油箱容易燃烧,故C 错误,不符合题意;

D .当油量最小时,电阻丝接入电路最大,电流最小,但是电流表示数不为0,所以需要对电流表的示数最小位置进行标记为油量为0,故D 正确,不符合题意。

故选C。

6.压力传感器是电子秤中的测力装置,可视为阻值随压力而变化的压敏电阻。小刚从某废旧电子秤上拆下一个压力传感器,探究其阻值与所受压力大小(不超过250N)的关系,如图所示是小刚设计的实验电路图。电源电压恒定,R0为定值电阻,R1为压力传感器。

(1)连接电路时开关应__________电路中R0的作用是_____________。

(2)闭合开关,发现电流表无示数,电压表示数接近电源电,电路出现的故障是_________;排除故障后,逐渐增大R1受到的压力,闭合开关,读出电流表和电压表的示数,计算出对应的R1的阻值,记录如下表所示,第5次测深时,电压表示数为4V。电流表示数为02A。此时R1的阻值为_______Ω。请根据表中的数据在图中画出R1随F变化的关系图像

(___________)

次数123456

F/N050100150200250

R1/Ω6050403010

(3)通过实验探究可归纳出, R1的阻值随压力F大小变化的关系式为_____________。当R1的阻值为32Ω时,R1上受到的压力是__________N,若此压力为压力传感器在电子称正常工作时受到的压力,则电子秤应显示_______________kg

【答案】断开保护电路R1断路 20 R1=60-0.2F 140

14

【解析】

【详解】

第一空.为了保护电路,连接电路时,开关应断开;

第二空.因为串联电阻起分压作用,所以电路中串联电阻R0是为了保护电路;

第三空.电流表无示数,电路发生断路,电压表等于电源电压,则与电压表并联的电阻丝R1断路;

第四空.根据欧姆定律

U

I

R

=知,第5次电阻值为:

1

4V

==20Ω

0.2A

U

R

I

=

第五空.把压力大小作为横坐标,把电阻大小作为纵坐标,在坐标系中描点连线即可得压敏电阻R1的阻值随压力F的大小变化的图象,如图:

第六空.根据R1的阻值随压力F的大小变化的图象可知,压敏电阻R1的阻值与压力F成一次函数关系,设它们的关系式为:

R1=kF+b-------①。

把F=50N,R1=50Ω和F=100N,R1′=40Ω代入①式可得:

50=50k+b-------②

40=100k+b--------③

联立方程②③可得:k=-0.2,b=60,

所以它们的关系式为R1=60-0.2F;

第七空.把R=32Ω代入R1=60-0.2F:

即32=60-0.2F

解得F=140N

第八空.因为压力等于重力,所以G=F=140N

物体的质量:

140N

=14kg

10N/kg

G

m

g

==

7.小兵利用图甲电路来探究电流与电阻的关系,他在实验中控制电压表示数为U0不变,相关器材规格已在图中标明.

(1)请用笔画线代替导线将电压表接入电路;

(________)

(2)开关闭合前,滑动变阻器的滑片应置于图中最______(选填“左”或“右”)端;

(3)闭合开关,将电阻箱调至某阻值,调节滑动变阻器时,他发现电压表示数始终为零而电流表示数有明显变化,经检查是由于某处短路而造成的,被短路的是______;

(4)小兵调节电阻箱阻值R,进行多次实验,所绘制的I与1

R

关系图线如图乙所示,由此

可知U0=_____V,实验结论是:在电压一定时,_______;

(5)若由于电池电量不足,小兵换用4.5V电源后继续实验,进行了如下操作:

①将电阻箱阻值先调至4Ω进行实验,实验完成后断开开关;

②再将电阻箱阻值调至15Ω后,闭合开关进行实验;

则由于小兵在上述操作中的一个疏漏,将会导致________;

(6)小华利用图1电路和器材也对电流与电阻的关系进行了探究,在5Ω~25Ω范围内,他将电阻箱阻值R调至5个不同的值分别进行了实验,则他根据实验数据描点所绘制的I与1

R

关系图线不可能是图丙中的______(选填“甲”或“乙”),理由是_______.

【答案】左电阻箱(或电压表) 2 通过导体的电流与导体的电阻成反比电阻箱两端电压超过电压表量程乙当电阻箱阻值为

25Ω时,滑动变阻器最大阻值不能满足图线乙所需控制不变的电压0.75V 【解析】 【详解】

电压表应与待测电阻箱并联,因此实物图如下:

为保证开关接通时用电器安全,滑动变阻器应调至最大阻值,即将滑片移动至最左端; 第三空.电压表示数始终为零说明电阻箱没有分压,或电压表短路将电阻箱短接,因此故障为电阻箱或电压表短路; 由图乙可知,I =0.4A 时,

11

=0.2R

-Ω,因此R =5Ω,由公式U IR =可得: 00.4A?5Ω=2V U IR==;

由图像可知在电压一定时,电流I 与电阻的倒数1

R

成正比,即在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比;

在探究电流与电阻的关系,要保证电压相同因此①②两次操作之间要再次调节滑动变阻器分压,使电阻箱两端电压相同,如果未进行该操作,由串联电路分压,且串联电路电压比等于电阻比,可知会导致电阻箱两端电压超过电压表量程; 由图丙可知,甲I =0.35A 时,

11

=0.2R

-Ω,因此R =5Ω,由公式U IR =可得: 0.35A?5Ω=1.75V U I R ==甲甲甲

因为串联电路电压比等于电阻比,且变阻箱两端电压不变为1.75V ,可得当变阻箱电阻为25Ω时:

U R =U R 甲甲

滑滑

1.75V 25Ω

3V -1.75V =R 滑

可得:20ΩR =滑,滑动变阻器可满足分压需求.

乙I =0.15A 时,

11

=0.2R

-Ω,因此R =5Ω,由公式U IR =可得: 0.15A?5Ω=0.75V U I R ==乙乙乙

因为串联电路电压比等于电阻比,且变阻箱两端电压不变为0.75V ,可得当变阻箱电阻为25Ω时:

U R =U R 甲甲

滑滑

0.75V 25Ω

3V -0.75V =R 滑

可得:75ΩR =滑,滑动变阻器最大阻值为50Ω不能满足分压需求.

综上他根据实验数据描点所绘制的I 与

1

R

关系图线不可能是图丙中的乙,理由是当电阻箱阻值为25Ω时,滑动变阻器最大阻值不能满足图线乙所需控制不变的电压0.75V .

8.小李为了探究“电流与电压的关系”,请你与他合作并完成以下实验步骤。 (1)请你在虚线框中设计出相应的电路图。 (________)

(2)小李在探究电流与电压的关系时,要控制_________不变。通过实验探究,得到以下数据。在进行数据分析时,小李发现表格中有一组错误的数据,请你找出第____组数据是错误的。 序号 1 2 3 4 5 电压U /V 0.8 1.2 1.6 2.0 2.4 电流I /A

0.16

0.24

0.32

0.44

0.48

(3)为了分析电流与电压的定量关系,请你利用正确的数据,在坐标中绘制出电流与电压关系的图像。 (________)

【答案】电阻 4 见解析所示

【解析】

【详解】

第一空.用导线把电源、电流表、开关、定值电阻、滑动变阻器串联在电路中,电压表并联在定值电阻两端,如图。

第二空.电流跟电压和电阻有关,根据控制变量法的思路,探究电流与电压的关系时,要控制电阻不变;

第三空.计算实验中,电压与电流之比,实质即为定值电阻的阻值,发现1、2、3、5电压和电流的比值都是5,而实验4中电压和电流的比值不是5,所以实验4数据错误。

第四空.运用描点连线的方法,在坐标系中描绘出(0.8,0.16)(1.2,0.24)(1.6,

0.32)(2.4,0.48)几个点,然后用线连接起来,如图:

9.探究“电流与电压和电阻的关系”:

实(1)请根据图(甲)中电路图,用笔画线代替导线将实物图(乙)连接完整,使滑

验电路动变阻器的滑片P向右移动时,接入电路的电阻变大.(_______)

实验步骤(2)探究“电流与电压的关系”时,某小组在ab间接入电阻R1,移动滑片P,将测量数据记录在表一中,当电压表示数为2.0V时,对应的电流值如图(丙)所示,为_____A.另一小组使用其它阻值的电阻R2,测量数据如表二所示,根据两组数据描绘出相应的I﹣U图象.

表一(R1)

U/V 1.0 2.0 3.0

I/V0.200.60

验结论(3)根据描绘出的I-U图象可以得出结论:在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成_____;其中图线_____表示的是R1的I﹣U图象.

问题讨论(4)探究“电流与电压的关系”时,进行了多组数据的测量,其目的是为了_____(填字母序号).

A.寻找普遍规律 B.取平均值减小误差

(5)某同学继续探究“电流与电阻的关系”时,先测出了5Ω电阻在2.0V电压下的电流,然后断开开关,将5Ω电阻换成10Ω电阻,闭合开关,直接读出电流值,这种做法_____(选填“正确”或“错误”),理由是_____.

表二(R2)

U/V0.8 1.6 2.6 I/V0.080.160.26

【答案】 0.4 正比 a A 错误没有控制

电阻的电压不变

【解析】

【详解】

(1)使滑动变阻器的滑片P向右移动时,接入电路的电阻变大,故变阻器左下接线柱连入

电路中,如下图所示:

(2)当电压表示数为2.0V时,对应的电流值如图(丙)所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流为 0.4 A;

(3)根据描绘出的I- U图象为过原点的直线,故可以得出结论:在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比;

由欧姆定律,R11

11.0V 0.20A

U

I

===5Ω;

R22

20.8V 0.08A

U

I

===10Ω>5Ω;

故电压相等时,通过R1的电流大,

其中图线a表示的是R1的I-U图象;

(4)探究“电流与电压的关系”时,进行了多组数据的测量,其目的是为了寻找普遍规律,选A;

(5)探究“电流与电阻的关系”时,要控制电阻的电压不变,先测出了5Ω电阻在2.0V电压下的电流,然后断开开关,将5Ω电阻换成10Ω电阻,闭合开关,直接读出电流值,由分压原理,电阻的电压大于2V,故这种做法错误,理由是没有控制电阻的电压不变.

10.在探究“通过导体的电流与电阻的关系”的实验中,所用电源电压恒为10 V.已有的5个定值电阻的阻值分别为20 Ω、30 Ω、40 Ω、50 Ω、60 Ω.

(1)根据图甲所示电路,用笔画线代替导线将图乙所示的实物电路连接完整_________ .(导线不交叉)

(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移至最_______(填“左”或“右”)端.闭合开关后,发现电流表指针无偏转,电压表指针有明显偏转,原因可能是电阻R________(填“短路”或“断路”).

(3)在实验中,先接入电阻值为20 Ω的电阻,调节滑动变阻器的滑片P至某一位置时,观察到电流表、电压表指针位置如图丙所示,则电流表示数为_______A,电压表示数为

_______V,接下来用30 Ω的电阻代替20 Ω的电阻做实验时,应将滑动变阻器的滑片P从上一位置向_______(填“左”或“右”)滑动.

(4)为了完成实验探究,依次将剩下的3个定值电阻分别接入图乙的电路中,替换前一次接入的定值电阻,调节滑动变器的滑片P至合适位置,再读出电流表的示数,计算出每次接入的定值电阻R的倒数,以电阻的倒数为横坐标,电流I为纵坐标,在坐标系中描点并作出I-图线,如图丁所示.由I-图线可初步得出结论:在电压一定时,导体中的电流跟导体电阻的倒数成______比;由此进一步得出结论:在电压一定时,导体中的电流跟导体的电阻成_______比.

(5)上述实验中所选滑动变阻器的最大阻值至少为_________Ω.

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