中考物理必考实验精解精练专题 实验20 探究电流与电压规律(含解析).docx
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1、实验20探究电流与电压规律探究课题:探究电流与电压规律实验装置实验方法控制变量法、图像法探究过程1.按图连好电路,注意连接时开关要断开,开关闭合之前要把滑动变阻器调到阻值最大处;2.闭合开关,调节滑动变阻器至适当位置,将电压表示数U,电流表示数I记录到表格中;3.分别调节滑动变阻器在不同位置,分别记录电压表示数U,电流表示数I;记录表格描绘图像实验结论在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端电压成正比。满分归纳考点方向器材作用1. 滑动变阻器的作用:保护电路;改变电阻两端电压注意事项1.连接实验电路时,开关应断开;电压表应并联在被测电路中,电流表应串联在电路中,连接好电路后,要先用开关试触。2.
2、如果发现电表的指针向左边偏转,说明电表的正负按线柱接反了。3.闭合开关前,发现其中一个电表指针没有指在零刻度上,出现这种现象的原因是没调零。4.闭合开关后,发现电表的指针偏转太大,或太小,那一定是电表的量程选择不合适。5.电表的量程选择得过小,会使指针偏转过大,损坏电表;选择得过大,会使指针偏转过小,测量不准确。一般来说,选择的量程,应使指针偏转到刻度盘的三分之一到三分之二之间。6.换不同规格的电阻多次测量的目的是:得出普遍规律,避免实验的偶然性7.在闭合开关前滑动变阻器应将滑片置于阻值最大处。8.在移动滑片时,发现电压表和电流表的示数始终没有任何变化,其原因是:在连接滑动变阻器时没有按照一上
3、一下的原则连接。1(2019沈阳)在“探究电流与电压的关系”的实验中,小明设计了如图甲所示的电路图。(1)小明探究通过定值电阻的电流与其两端电压的关系。在连接实验电路时,开关应;实验过程中,小明调节滑动变阻器使电压表的示数为1V,记录此时电流表的示数;接着他向(选填“A”或“B”)端移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数增大为2V,记录此时电流表的示数;继续移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为3V,记录此时电流表的示数。小明分析所测数据,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:此实验中多次测量的目的与下面的(选填“A”或“B”)实验中多次测量的目的相同。A探究串联电路的电
4、压规律B测量定值电阻的阻值(2)如图乙所示,小明将定值电阻换成额定电压为2.5V的小灯泡,探究通过小灯泡的电流与其两端电压的关系。小明闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,发现小灯泡发光,但是电压表的示数始终为0V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);更换导线后,小明完成了三次实验测量,并把数据填写在表格中。其中第一次测量时,电流表的示数如图丙所示,此时的电流为A;次数电压U/V电流I/A11.522.00.2832.50.30又进行了几次实验后,小明根据实验测得的数据,绘制出小灯泡的IU图象应与图丁中图象(选填“a”或“b”)相似。【答案】(1)断开;B
5、;A;(2)c;0.24;b【解析】(1)在连接电路时,开关必须断开;实验过程中,小明调节滑动变阻器使电压表的示数为1V,记录此时电流表的示数,要使电压表的示数为2V,需要将滑动变阻器的电阻减小,滑动变阻器分压减少,他应向B端移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数增大为2V;此题是探究电流与电压的关系,多次测量是为了找出普遍规律;A、探究串联电路的电压规律,多次测量找普遍规律,故A符合题意;B测量定值电阻的阻值,多次测量是为了减小误差,故B不符合题意;故选:A。(2)小明闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,发现小灯泡发光,说明电路为通路,电压表的示数始终为0V说明与灯泡并联的电压表出有断路,故可能是
6、c导线断路了;图丙中电流表的量程为00.6A,分度值为0.02A,示数为0.24A;因为灯的电阻随温度的变化而变化,通过小灯泡的电流与其两端的电压不成正比,其图象不是直线,故b符合题意。【分析】(1)为了保护电路,连接电路时需要断开开关;根据串联电路的分压作用判断出滑动变阻器的移动方向;多次测量有的是求平均值,有的是找普遍规律;(2)灯泡发光说明电路为通路,电压表说明电压表出有故障;根据电流表的量程和分度值得出电流表的示数;小灯泡的电阻随温度的升高而增大。2(2019桂林)小飞在做“探究电流与电压、电阻的关系”实验时,淮备了以下器材:两节新的干电池,电流表、电压表、滑动变阻器、定值电阻(5,1
7、0,15,20)、开关、导线若干。(1)在按电路图连接实物时,开关必须处于状态;在实物图中,滑动变阻器的滑片要移到(选填“最右端”或“最左端”)。(2)图1是小飞连接好的实验电路,闭合开关后,他发现移动滑片的过程中,电流表的示数,电压表的示数。(选填“变大”、“变小”或“不变”)(3)小冲在一旁观察后指出小飞没有按照电路图正确连接实物,请你在实物图上对连接错误的一根导线打“”,并用笔补画一根线代替导线将电路连接正确。(4)问题解决后,他们接入10的电阻进行实验,并得出下表中的数据,对数据进行分析后得出实验结论是:。电压U/V11.522.5电流I/A0.10.150.20.25(5)接下来他们
8、分别接入其它电阻再次对电流与电阻关系进行探究,并作出了如图2所示图象,请你通过图象中所给信息计算出实验过程中滑动变阻器两端的电压UV。【答案】(1)断开,最左端;(2)不变,不变;(3)如图;(4)当电阻一定时,电流与电压成正比;(5)1【解析】(1)在按电路图连接实物时,为了保护电路,开关必须处于断开状态;滑动变阻器的滑片要处于阻值最大处,即要移到最左端;(2)由图可知,滑动变阻器与电压表串联后再与电阻并联在一起,根据电压表的特点可知,通过滑动变阻器的电流为0,当移动滑动变阻器器时,电压表测量的是电阻两端的电压,也是电源电压,保持不变,电流也保持不变,故电流表、电压表示数都不变;(3)定值电
9、阻与滑动变阻器应串联在电路中,电压表应测量定值电阻两端的电压,故电路的错误之处和改进方法如图:(4)接入10的电阻进行实验,根据实验数据可知,在电阻一定时,电压越大,电流越大,电流与电压成正比;(5)由图可知,该图象为反比例函数,当电流为0.4A时,电阻为5,则电压为:UIR0.4A52V;滑动变阻器两端的电压应为:3V2V1V。3(2019随州)利用如图所示的器材探究:流经小灯泡的电流I与小灯泡两端电压U之间对应关系规律(小灯泡的额定电压为2.5V,阻值在5至10之间)。(1)请你用笔画线代替导线,将实物电路连接完整;(2)将该实物图对应的电路图画在虚线框内;(3)实验中记录了流过该小灯泡的
10、电流与灯泡两端电压(包括略高于额定电压)对应数据(见下表)实验次数12345U/V1.01.62.02.42.8I/A0.200.250.270.280.29请在给定的UI坐标系中描画出该5组数据对应的坐标点并根据这些点的分布特点画出这个小灯泡的UI图线。形成这种图线特征的原因是。【答案】(1)如图1左所示;(2)如图1右所示;(3)灯的电阻随温度的变化而变化【解析】(1)由表中数据,电流表选用小量程与灯串联,电压表选用小量程与灯并联,变阻器按一上一下接入电路中,如下图1左所示;(2)根据实物图画出电路图,如下图1右所示;(3)根据表中数据,在坐标系中找出对应的点,用平滑的曲线连接起来,如下图
11、2所示:灯的UI图象为一曲线,原因是灯的电阻随温度的变化而变化。4(2019温州)小明利用图甲电路研究电流与电压的关系,其中滑动变阻器最大阻值为500欧,定值电阻R0阻值为10欧,闭合开关,当滑片从最右端慢慢向左移动,发现最初电压表指针几乎不动,直到接近左端时电压表指针才开始有所偏转,继续左移,指针偏转角度迅速变大,即该滑动变阻器引起电压表示数发生明显变化的调节区域很小。本实验中,要使滑片每移动一段距离,都能引起电压表示数较为明显的变化,应选择怎样的滑动变阻器?小明用不同的电阻丝代替滑动变阻器,利用图乙进行如下实验:取3条长度都为100厘米的粗细均匀电阻丝A、B、C,阻值分别为1欧、20欧、4
12、00欧。将电阻丝A接入图乙电路,闭合开关,滑片P从最右端移到最左端,记录电压表示数U随滑片移动长度x变化的相关数据,多次测量。分别用电阻丝B、C代替A,重复步骤。处理相关数据,获得“电压表示数U随移动长度x变化的关系”如图丙。(1)图甲实验中,闭合开关,当滑动变阻器滑片处于最左端时,导线a与接线柱M处的连接意外断开,此时示数为零的电表是。(2)分析图丙,实验过程中电压表示数变化范围与电阻丝阻值的关系是。(3)若利用图乙研究通过R0的电流与其两端电压的关系,在A、B、C三条电阻丝中,你认为选择哪一条电阻丝最合适并说明理由。【答案】(1)电压表;(2)电阻丝阻值越大时电压表示数变化范围越大;(3)
13、选择B电阻丝最合适;原因是电阻丝的滑片移动过程中,使用B电阻丝时,电压表示数始终能发生较明显的变化;且示数变化范围较大【解析】(1)图甲中:电阻R0与滑动变阻器串联,电压表测量R0的两端的电压,电流表测量电路中电流;闭合开关,当滑动变阻器滑片处于最左端时,导线a与接线柱M处的连接意外断开,电路中只有R0与电流表串联在电源两端,则电流表有示数;电压表由于一个接线柱没有接通电路,所以没有示数;(2)图乙中,电阻R0与电阻丝A串联,电压表测量的两端的电压,由于串联电路中电阻的阻值越大,分得的电压越大;所以,当电阻丝阻值变大时,电阻丝两端的电压变大,电阻两端的电压变小,即电压表的示数变小;所以,电阻丝
14、阻值越大时电压表示数变化范围越大。(3)由图丙可知:在A、B、C三条电阻丝中,电阻丝的滑片移动过程中,使用B电阻丝时,电压表示数始终能发生较明显的变化;且示数变化范围较大,故选择B电阻丝。5(2019德阳)用如图的电路研究通过导体的电流与电压、电阻的关系。表一次数U/VI/A1.00.201.50.302.00.40表二次数R1/I/A3.00.506.00.339.00.25(1)保持电源电压和电阻箱R1的阻值不变,移动滑动变阻器R2的滑片P,测得电流、电压如表1;根据表1中的数据,你得出的结论是;这时R1的阻值为。(2)在研究电流与电阻的关系时,先将R1的阻值调为5欧姆进行实验,使电压表的
15、示数为1.5V,然后将R1的阻值调为10欧姆时,某同学没有改变滑动变阻器滑片的位置,合上开关后,电压表的示数将1.5V(选填“大于”、“小于或“等于”)。因此要向(选填“右”或“左”)调节滑片,使电压表的示数仍为1.5V。(3)李明同学用该电路测量电源电压时,将滑动变阻器的滑片到适当位置保持不变,仅改变电阻箱R1的阻值,测得相应的电流值,如表2所示,利用表2中的数据求得电源电压约为。【答案】(1)在电阻不变时,通过导体的电流与它两端的电压成正比; 5;(2)大于;右;(3)3V【解析】(1)由表1数据知,在电阻不变时,电压是原来的几倍,通过的电流是原来的几倍,即在电阻不变时,通过导体的电流与它
16、两端的电压成正比;由欧姆定律,R15(2)在研究电流与电阻的关系时,先将R1的阻值调为5欧姆进行实验,使电压表的示数为1.5V,然后将R1的阻值调为10欧姆时,某同学没有改变滑动变阻器滑片的位置,合上开关后,根据分压原理,电压表的示数将大于1.5V;探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,应保持电阻两端的电压不变,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,所以滑片应向右端移动,使电压表的示数仍为1.5V;(3)利用表2中的1、3次实验的数据,根据电阻的串联和欧姆定律,由电源电压不变列方程得:UI11(R11+R滑)I13(R13+R滑);
17、即0.5A(3+R滑)0.25A(9+R滑),R滑3。电源电压约为:U0.5A(3+3)3V。6(2019连云港)某实验小组利用如图所示电路探究“导体中电流和电压的关系”,提供的实验器材有:电源(6V)、电流表、电压表定值电阻(10)、滑动变阻器(40 0.5A)、开关和导线若干。(1)请用笔画线代替导线,将图中实物电路连接完整;(2)闭合开关前,应该将滑片P置于端(选填“A”或“B);(3)小明同学进行了正确的实验操作,某次电流表的示数为0.2A,此时定值电阻消耗的功率为W,变阻器接入电路的阻值为。(4)同组的小红同学想要探究“导体中电流和电阻的关系”,她又找来了两个阻值分别为5和20的电阻
18、,用图示电路,为完成三次实验,则定值电阻两端电压的最小预设值是V。【答案】(1)如上所示;(2)A;(3)0.4;20;(4)2【解析】(1)电源电压为6V,定值电阻为10,由欧姆定律,电路的最大电流为:I0.6A,故电流表选用小量程与灯串联,如下所示:(2)闭合开关前,应该将滑片P置于阻值最大处的A端;(3)小明同学进行了正确的实验操作,某次电流表的示数为0.2A,此时定值电阻消耗的功率为:PI12R1(0.2A)2100.4W;根据串联电路的规律及欧姆定律,变阻器接入电路的阻值为:R滑R11020。(4)研究电流与电阻关系时,要控制电阻的电压不变,当用20的最大电阻时,变阻器连入电路的电阻
19、也最大(电压表示数最小),根据串联电路的规律和分原理有:,即,则定值电阻两端电压的最小预设值是:UV2V。7(2020东莞市一模)小明用如图甲所示的电路探究“电阻上的电流跟两端电压的关系,如图乙是小明未完成连接的实验电路。(1)请用笔画线代替导线,完成图乙中实验电路的连接,要求滑动变阻器滑片向左移动时,电流表示数增大。(2)小明按要求正确连接电路后,闭合开关,发现电压表指针偏转到满刻度的位置。其原因可能是。(写出一个)(3)小明在实验中通过调节滑动变阻器滑片,测出通过电阻R的不同电流和对应的电压值,如表所示。U(V)0.51.01.61.92.53.0I(A)0.10.20.30.40.50.
20、6请根据表中数据在图丙中画出电阻R的UI关系图象。小明在实验中所用电阻R的阻值为;当通过的电流为0.5A时,电阻R消耗的电功率为W。(4)小丽想利用上述电路探究“电流与电阻的关系”,她增加了四个定值电阻(5、10、15、20)。小丽认为要探究“电流与电阻的关系”,应控制定值电阻两端的电压不变,而当电路只有一个用电器时,其两端的电压等于电源电压保持不变,于是小丽在小明实验的电路上进行改进,她撤掉了滑动变阻器,她先将5的电阻接入电路,检查无误后闭合开关,发现电压表的示数为2.5V并记下相应的电流值,然后把R的电阻由5更换为10时,此时电压表的示数(填“大于”“小于”或“等于”)2.5V,原因是:。
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