在"探究电流与电阻的关系"实验中,现有器材如下:电源(电压恒定但未知),四个定值电阻 、 、 、 ,标有" "的滑动变阻器(阻值模糊不清),电压表(可用量程: 、 ,电流表(可用量程: ,导线,开关。
(1)设计并正确连接如图甲所示的电路,把定值电阻 接入图甲中的 、 两点之间,将滑动变阻器的滑片移到最 端,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为 时,电流表的示数应为 。
(2)分别用定值电阻 、 、 依次替换 ,重复(1)的实验步骤。根据所得的四次试验数据绘制出 图象,如图乙所示。由图象可得出的结论是:在导体两端电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成 。
(3)当使用定值电阻 进行实验时,刚一闭合开关,就发现电压表示数恰好为 ,为了用以上四个定值电阻完成实验且确保电路安全,应控制 、 两点之间的电压在 范围内。
(4)在使用定值电阻 和 进行实验过程中,读取数据时,滑动变阻器消耗的电功率之比为 。
小凯同学利用如图所示的实验装置探究电流与电阻的关系。实验器材有:定值电阻 、 、 、 、规格为“ ”的滑动变阻器、电源(电压恒为 )、电压表、电流表、导线和开关。
(1)图甲是小凯连接的实物电路,其中一根导线连接错误,请你在该导线上打“ ”并用笔画线代替导线正确连线。
(2)改正电路连接后,闭合开关,移动滑片,电压表指针随之偏转,而电流表的指针不动,则电路故障的原因是电流表 (填“短路”或“断路”)。
(3)排除故障后,小凯进行实验时,调节滑片使电压表的示数为 保持不变。根据提供的器材和连接的实物电路,最多可选择哪几个定值电阻进行实验? 。
(4)为了确保所给的定值电阻单独接入电路后都能正常实验,小凯从其他小组借来了“ ”的滑动变阻器,这时需要控制电压表的示数 不变。通过多次实验,可得结论:电压一定时,通过导体的电流与电阻成 。
(5)实验结束后,在只有电流表的情况下,小凯同学设计了如图乙所示的电路,测出了小灯泡 的额定功率。已知小灯泡 正常工作的电流为 ,电源电压为 ,定值电阻 的阻值为 ,请你将实验步骤补充完整。
①开关 接 ,调节 的滑片,使电流表的示数为 ,此时小灯泡正常发光。
②开关 接 ,使 的滑片 (填“向左移”、“向右移”或“保持不动”),此时电流表的示数为 ,则 接入电路的阻值为 ,然后将 的滑片滑到最 (填“左”或“右”)端,此时电流表的示数为 ,则 的最大阻值为 。
③小灯泡的额定功率 。
在“伏安法测电阻”的实验中,小亮连成如图所示电路,正准备实验时,同组的小明检查发现电路连接有错误。
(1)若在错误的电路中,闭合开关后,电压表的指针将 (选填“正向偏转”、“反向偏转”、“不动”)。
(2)请你将接错的那根导线打“ ”,画出正确连线。
(3)电路连接正确后,要使定值电阻两端的电压从小到大变化,滑动变阻器的滑片应该向 侧调整。
(4)选用规格为“ ”的滑动变阻器进行实验,记录数据如表:
实验次数 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
1 |
2 |
3 |
1 |
2 |
3 |
|
0.2 |
0.4 |
0.6 |
0.1 |
0.2 |
0.3 |
|
5 |
10 |
若换用规格为“ ”的滑动变阻器,不能完成表格中第 次实验。
(5)在本次实验中滑动变阻器的主要作用 。
(6)多次测量的目的是 。
小明用图甲所示的电路测量额定电压为 的小灯泡的额定功率。
(1)请你用笔画线代替导线,帮小明把图甲电路连接完整,要求滑动变阻器的滑片向左滑动时灯泡变亮。
(2)正确连接电路后,闭合开关,小灯泡不发光,电流表无示数,电压表示数约等于电源电压,则故障原因可能是 。
(3)故障排除后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为 .此时电流表的示数如图乙所示,则通过小灯泡的电流是 ,小灯泡的额定功率是 。
(4)完成实验后,小明又设计了如图丙所示的电路图,只用电压表就测量出额定电压为 的小灯泡的额定功率。已知电源电压恒为 ,定值电阻的阻值为 .请将实验步骤补充完整。
① (填三个开关闭合与断开情况),调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数为 ,小灯泡正常发光。
②保持滑动变阻器滑片位置不动, (填三个开关闭合与断开情况),记录电压表示数为 。
③小灯泡额定功率的表达式 (用已知量和所测物理量符号表示)。
在探究“电流与电阻关系”的实验中,实验器材:两节新干电池,3个定值电阻 、 、 ,规格为“ ”的滑动变阻器、电压表、电流表、开关各一个,导线若干。实验步骤如下:
(1)连接电路时,开关应处于 (填“闭合”或“断开”)状态。
(2)小明连接了图甲所示的部分电路,请用笔画线代替导线,将实物电路连接完整,要求滑片向左移动时电流变小。
(3)连好电路后,按下列步骤进行实验。
①将 接入电路,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为 ,记下电流表的示数 。
②用 替换 接入电路闭合开关后,接下来的操作是 ,记下电流表的示数 。
③用 替换 接入电路,发现无论怎样移动滑片,电压表的示数始终大于 ,请写出一种使电压表示数能达到 的办法: 。
④问题解决后,小明绘制如图乙所示的 图象,得出结论:电压一定时,通过导体的电流跟导体的电阻成 比。
(4)探究完电流与电阻的关系后,小明利用如图丙所示的电路图测小灯泡的额定功率,选取的小灯泡上标有“ ”字样,估计它的额定功率为 ,电流表的“ ”和“ ”量程完好,电压表的“ ”量程完好,“ ”量程已损坏,滑动变阻器的铭牌标有“ ”字样。连接电路时,小明实验操作正确,闭合开关时,电流表和电压表的示数分别为 和 ;接着他边思考边实验,改进电路后,当将滑动变阻器的滑片 移至中点(连入电路中的电阻为 )时,灯泡正常发光。小明根据测量的数据算出了灯泡的额定功率。
根据以上的叙述回答下列问题。
①该同学判断小灯泡正常发光的依据是 。
②请在虚线框内画出小明改进后的电路图。
③小灯泡的额定功率是 。
小洋和同学们通过暑期的勤工俭学为残疾人老王买了一辆电动轮椅。为了帮助老王正确使用,小洋研究了说明书,电动轮椅的原理简图如图所示。他了解到,操纵杆可操纵双刀双掷开关 以及滑动变阻器 的滑片 .前推操纵杆时轮椅慢慢前进,继续前推操纵杆时轮椅快速前进;后拉操纵杆时轮椅慢慢后退。蓄电池的电压 (保持不变), 为定值电阻。
(1)原理图中双刀双掷开关 中间的连接物(深色部分)为 (选填“导体”或“绝缘体” ;
(2)从原理图和以上描述可知,当开关接到 、 两个接线柱时,轮椅前进。若轮椅以 的速度匀速前进了 ,此过程中轮椅受到的平均阻力为 ,电池的输出功率为 ,求此过程中轮椅工作的效率;
(3)当轮椅后退时电动机的功率是 ,此时电流表示数为 ,求 的阻值。
如图所示的电路中,电阻 ,闭合开关 后,移动滑动变阻器 的滑片处于某一位置时,电压表的示数为 ,电流表的示数为 .求:
(1)此时滑动变阻器 接入电路的阻值;
(2)此时滑动变阻器 消耗的电功率;
(3)电源电压。
小明用图甲所示的电路,做伏安法测定值电阻实验。
(1)按图甲连接电路,闭合开关,调节滑动变阻器滑片后,电流表示数为 ,此时电压表的示数如图乙所示,则定值电阻 的阻值为 ;
(2)为了使测量结果更准确,小明进行了多次测量,记录了每次测量中电压表和电流表的数值,计算出每次测量所对应的 的阻值,再求 的 ;
(3)小明又设计了另一种测量电阻 的方案,电路图如图丙所示,电路中定值电阻 的阻值已知,电源电压未知。请你完善下列相关操作步骤,并写出电阻 的表达式;
①断开 ,闭合 、 ,用电压表测 两端电压,读出电压表示数为 ;
② (填各开关的状态),用电压表测 两端电压,读出电压表示数为 ;
③电阻 的阻值表达式为 (用 、 、 表示)。
(4)小明在完成实验后,利用图丁所示的电路,测出了额定电流为 的小灯泡 的额定功率。电路中定值电阻 的阻值已知,电源电压和滑动变阻器的最大阻值未知。请你完善下列相关操作步骤,并写出小灯泡 的额定功率的表达式。
①断开 ,闭合 、 ,调节滑动变阻器的滑片,使电流表示数为 ,小灯泡 正常发光;
②断开 ,闭合 、 , ,读出电流表示数为 ;
③断开 ,闭合 、 ,调节滑片至最左端,读出电流表示数为 ;
④小灯泡的额定功率的表达式为 (用 、 、 、 表示)。
利用所学的知识,完成下面的电学试验。
(一 探究电流与电压、电阻关系
(1)小霞连接了如图甲所示的部分实验电路,请用笔画线代替导线,将电源正确接入电路。
(2)连接好电路,用开关试触,发现电压表指针能转到右侧无刻度处,电流表指针几乎不动。故障原因可能是定值电阻发生 (填“短路”或“断路)。
(3)排除故障后,正确进行实验,测得三组实验数据,如上表所示。分析表中数据,可得出结论:在电阻一定时,导体中的电流跟导体两端的电压成 。
试验次数 |
1 |
2 |
3 |
电压 |
1.0 |
2.0 |
3.0 |
电流 |
0.1 |
0.2 |
0.3 |
(4)小霞继续用图甲电路探究电流与电阻的关系。分别接入三个不同阻值的电阻,保持电源电压 不变,调节滑动变阻器的滑片,保持电压表示数不变,记下电流表示数,绘制了如图乙所示图象并得出结论。
①实验中小霞选取的滑动变阻器是 (填“ ”“ ”或“ ” 。结合所选的滑动变阻器,把三个定值电阻分别接入电路完成实验,电阻两端控制不变的电压最大是 。
②把 和 的电阻分别接入电路,控制电阻两端的电压不变,先后两次滑动变阻器的电功率之比是 。
(二 测量额定电流为 小灯泡 的额定功率
小霞选用了一只电压表,一个“ ”的小灯泡 ,设计了如图丙所示的实验电路,其中电源电压恒为 ,请完成下面实验步骤:
(1)如图丙所示,图中 、 处虚线框内,分别为电压表或开关 ,则在 框内应是
(2)正确选择元件并连接电路后,闭合开关 、 ,断开开关 ,调节滑动变阻器滑片,使电压表示数为 .此时小灯泡 正常发光。
(3)再闭合开关 、 ,断开 ,滑动变阻器滑片的位置不变,读出电压表示数如图丁所示,为 。
(4)则小灯泡 的额定功率为 。
小明在实验室探究电学实验,有如下器材:电压表、电流表、滑动变阻器、开关、电源(电压恒为4.5V)、定值电阻R(分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω)、小灯泡(额定电压为2.5V)、导线若干。
(1)在探究“电流与电阻的关系”实验中:
①小明设计了如图甲所示电路,请你帮他将图乙所示的实物图连接完整。
②闭合开关前,要将滑动变阻器滑片移至 (选填“A”或“B“)端;电路中滑动变阻器起到保护电路和 的作用。
③闭合开关,发现无论如何移动滑动变阻器的滑片,电流表有示数,电压表示数为零,此时电路出现的故障可能是 。
④小明排除故障后继续实验,先将5Ω的电阻接入电路,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,直到电压表示数为2.5V,记下电流表示数;断开开关,把5欧电阻换为10欧的电阻,再闭合开关,应向 (选填“A”或“B“)端移动滑动变阻器的滑片,才能使电压表示数仍为2.5V,同时再记下电流表的示数。
⑤为确保所给的5个定值电阻接入电路后都能正常进行实验,那么,应该选取最大阻值不小于 Ω的滑动变阻器。
(2)完成以上实验后,小明将定值电阻换成小灯泡,想要测量它的额定电功率。在不损坏小灯泡的情况下,移动滑动变阻器的滑片,记录多组小灯泡两端的电压值及对应的电流值,根据这些数据绘制出了小灯泡的“I﹣﹣U”关系图象(如图丙所示)。分析图象可知,小灯泡正常工作时灯丝电阻为 Ω,小灯泡的额定功率是 W.从图象还可以看出,小灯泡灯丝的电阻是 (选填“变化或“不变”)的,造成这一现象的原因是灯丝电阻随 升高而增大。
小明和同学们探究“电流与电阻的关系”的实验:
(1)小明选择了如下器材:电源(电压恒为 、滑动变阻器“ “、电流表、电压表、开关、定值电阻 、 、 、 的各一个)、导线若干。
①小明在检查实验仪器时,发现电流表的指针偏向“0”刻度线的左侧,小明应 ;
②请用笔画线代替导线帮助小明完成图甲电路的连接;
③开关闭合前,小明应将滑动变阻器的滑片置于 (选填“ ”或“ “) 端;闭合开关后,发现电流表有示数,电压表示数为零。经检查,电流表、电压表正常且连接完好,则电路存在的故障可能是 。
④排除故障后,小明先将 电阻接入电路,调节滑动变阻器滑片使电阻两端的电压为 ,再将 电阻换成 电阻后,小明接下来的操作是 ;当把 的电阻换成 的电阻后,无论怎样调节滑动变阻器滑片都无法使电压表示数达到控制值,说明 。
⑤更换器材后重新实验,小明得出的结论是:当电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成 比。
(2)上述实验结束后,小明和同学们想要测量额定电流为 小灯泡的额定功率,却发现电压表已经损坏,
于是他们利用“ ”的滑动变阻器以及原有器材,又设计了如图乙所示电路,测量过程如下:
① (填开关通断情况),移动滑动变阻器的滑片,当电流表的示数为 时,小灯泡正常发光;
②保持滑动变阻器的滑片位置不动, (填开关通断情况),记下电流表的示数为 ;
③则小灯泡的额定电功率为 。
小霞在伏安法测电阻的实验中,选用器材如下:电压为 的电源、规格为“ ”的滑动变阻器 、待测电阻 、电流表、电压表、开关、导线若干。
(1)小霞连接的实验电路如图甲所示,其中有一条导线连接有误,若此时闭合开关电压表所测量的电压 (填“会”或“不会” 超过它的量程。请将连接错误的导线画“ ”,并用笔画线代替导线将电路连接正确。
(2)正确连接电路后,先将滑动变阻器的滑片移到最 (填“左”或“右” 端,闭合开关,电流表的示数为 ,调节滑片发现电流表的示数发生变化,电压表的示数始终为零。电路中的故障可能是电压表 (填“短路”或“断路” 。
(3)排除故障后,小霞进行三次实验测出的电阻值分别为 、 、 ,待测电阻的阻值应为 。
(4)小霞将待测电阻 换成额定电压为 的小灯泡,测量其额定功率。已知小灯泡正常发光时的电阻约为 ,通过分析发现实验无法完成,小霞发现实验桌上有三个阻值分别为 、 、 的定值电阻,可将其中 的电阻串联在电路中,进行实验。
(5)闭合开关调节滑动变阻器的滑片,当电压表的示数为 时,电流表的示数如图乙所示为 ,小灯泡的额定功率为 。
(6)小霞又设计了如图丙所示的电路,来测量额定电流为 小灯泡的额定功率。电源电压未知,定值电阻 的阻值为 .请你将下面的实验步骤补充完整。
①闭合开关 ,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为 ,小灯泡正常发光。
②保持滑动变阻器滑片的位置不变,将一根导线连接在电路中 、 两点之间,电压表的示数为 。
③取下 、 间的导线,将其连接在 两点之间,电压表的示数为 。
④小灯泡的额定功率为 。
用图甲所示电路探究“电流与电阻的关系”,电源电压为3V,滑动变阻器的规格为“20Ω,1.5A”。
(1)实验时,依次更换不同的电阻,调节 ,保证电阻两端电压不变,分别记录每次电阻 和电流表示数 ,数据如表:
实验次数 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
电阻 |
30 |
20 |
15 |
10 |
5 |
电流 |
0.08 |
0.12 |
0.16 |
0.48 |
|
电阻的倒数 |
0.033 |
0.050 |
0.067 |
0.100 |
0.200 |
(2)第4次实验的电流表示数如图乙所示,读数为 ;
(3)为了更精确地描述 与 的关系,在表中增加了 的数据,并根据 、 的值在图丙的坐标纸中描出了相应的点,请你在图丙中补充第4次的实验数据点,并作出 图像。
(4)根据图像可以得到的实验结论是: 。
某物理兴趣小组的同学们设计了如甲图所示的电路,其中电源电压不变,灯泡 标有“ ”,滑动变阻器 的规格为“ ”。如图乙是定值电阻 和灯泡 的电压与电流的关系图象。当断开开关 、闭合开关 和 ,并将滑动变阻器的滑片 位于 最右端时,灯泡 的实际功率为 。
求:(1) 的阻值;
(2)灯泡正常发光 ,电流通过灯泡所做的功;
(3)电源电压;
(4)电路消耗的最大电功率。
实验课上,小明班的同学用图甲所示的实验器材探究“电流的大小与电阻的关系”,并连接了部分实验电路。
(1)请你用笔画线代替导线,在答题卡上把图甲中的器材连接成完整的实验电路。
(2)小明首先选用了阻值为 的电阻,电路连接无误后,闭合开关。移动滑动变阻器的滑片,当电压表的示数为 时,电流表的示数如图乙所示,此时通过电阻的电流是 。
(3)在表格中记录下 电阻中的电流,小明接下来的操作是:断开开关,换用 的电阻,多次重复前面的实验,并把相应的数据记录下来。
(4)同学们陆续完成了实验,分析数据他们都得出了同样的结论。其中小明、小刚、小民的实验数据如表一、表二、表三所示。
表一
电压 |
|||
电阻 |
5 |
10 |
20 |
电流 |
0.21 |
0.10 |
表二
电压 |
|||
电阻 |
10 |
20 |
30 |
电流 |
0.30 |
0.14 |
0.11 |
表三
电压 |
|||
电阻 |
5 |
15 |
30 |
电流 |
0.60 |
0.20 |
0.10 |
通过交流分享,小明又提出了一个新的问题:若电阻保持不变,电流与电压之间存在着怎样的关系呢?
为了尽快解决这一问题,除了重新进行实验收集数据外,小明还可以 进行分析论证,得出结论。
试题篮
()