初中物理欧姆定律实验题

如图所示是研究导体的电阻跟哪些因素有关的实验装置。木板上有两条长度与横截面积均相等的金属丝。AB是镍铬合金丝，CD是锰铜丝。这个实验装置可以探究导体的电阻与　     　是否有关。如果将金属丝CD换为镍铬合金丝，其长度等于金属丝AB的二分之一，横截面积与金属丝AB相等，那么这个实验装置可探究导体电阻与　  　　是否有关。

．图电流表的示数是    A；图电压表的示数是     V；图电阻箱的示数是     Ω。

如图甲所示，电能表的示数为        kW·h；图乙所示是一支温度计的一部分，它的示数是       ℃；图丙所示，电阻箱的读数为         Ω。

小红同学做“测小灯泡的额定功率”实验时，已知小灯泡的额定电压是3.8V，其中电源是三节新的干电池，灯丝电阻大约10Ω，滑动变阻器上标有“10Ω 1A”的字样。
（1）如图所示的是小红同学连接不完整的实验电路，请你用笔画线代替导线帮她将图中未连接部分连接好，要求：电压表、电流表选择合适的量程，滑动变阻器的滑片向右移动使连入电路的阻值减小；

（2）当小红同学闭合电路的开关后，电路中可能出现一些不正常现象：
第一种：小灯泡较暗，滑动变阻器滑片移动时不能改变小灯泡的亮暗程度，可能在连接电路时把滑动变阻器的________（填“AB”或“CD”）两端点连入了电路中；
第二种：小灯泡不亮，电流表示数不为零，电压表示数为零，可能小灯泡处_____（填“短路”或“断路”）。
（3）小红同学在实验中为了能得到比较准确的小灯泡的额定功率，改变接入电路的滑动变阻器的阻值，分别得到三组数据，如下表：

实验序号	电压表示数/V	电流表示数/A	功率/W	额定功率/W
1	3.00	0.36	1.08
2	3.80	0.40	1.52
3	4.50	0.42	1.89

小明认为小红同学通过三次测量得到三组数据，算出三个电功率值，再求平均值得到额定功率的数据处理方法有误，为什么？
（4）你认为正确测量结果P_额＝___________W。

在探究“电流与电压关系”的实验中，同学们进行了交流与合作．
（1）如图所示，同学们在交流中提出甲、乙两个探究思路，请对这两个探究思路进行评估．你认为       （选填：“甲”或“乙”）相对比较合理。
（2）请根据自己在探究“电流与电压关系”实验中的实际情况，在空白处画出实验时的电路图及实验数据的记录表格．

（4分) 如图甲所示的电路，电源电压保持不变。闭合开关S，调节滑动变阻器，两电压表的示数随电路中电流变化的图线如图乙所示。根据图线的信息可知:     (甲/乙)是电压表V₂示数变化的图线，电源电压为     V,电阻R₁的阻值为     ；当电流表的示数为0.2A时，滑动变阻器接入电路中的阻值为    。

电阻率是用来表示各种物质电阻特性的物理量，反映材料导电性能的优劣．某种材料制成的长1m、横截面积是1mm²的导线的电阻，叫做这种材料的电阻率．影响物质材料电阻率的因素很多，一般金属材料的电阻率随温度的升高而增大，半导体材料的电阻率则随温度的升高而减小，PTC元件由于材料的原因有特殊的导电特性．
(1)一个由PTC元件做成的加热器，实验测出各温度下它的阻值，数据如下：

t／℃	0	10	20	30	40	50	60	70	80	90	100
R／k	14	11	7	3	4	5	6	8	10	14	16

通电后，加热器在发热的同时，电在向外界放热，当它的发热功率P_R和它向四周散热的功率P_Q相等时，加热器温度保持稳定。下图中方格纸上为发热功率P_R和散热功率P_Q与温度t之间关系的图像(曲线为P_R，直线为P_Q)

 
①由图像可知，加热器工作时的稳定温度为       ℃；
②加热器的恒温原理为：当温度稍高于稳定温度时，加热器电阻     (选填“增大”、“减小”或“不变”)，发热功率       散热的功率(选填“大于”、“小于”或“等于”)，温度将下降；当温度稍低于稳定温度时，则反之，从而保持温度稳定．   
(2)如图甲是由某金属材料制成的电阻R随摄氏温度t变化的图像，若用该电阻与电源(由两节新干电池串联组成)、电流表(量程为0～5mA)、电阻箱R′串联起来，连接成如图乙所示的电路，用该电阻做测温探头，把电流表的电流刻度改为相应的温度刻度，就得到了一个简单的“金属电阻温度计”．
①电流刻度较大处对应的温度刻度          ；(填“较大”或“较小”)
②若电阻箱阻值R′=450，则丙图中空格处对应的温度数值为       ℃．
 

在测定“小灯泡电功率”的实验中，电源电压为4.5V，小灯泡额定电压为2.5V、电阻约为10Ω．

(1)连接电路时开关应         ．
(2)请你用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整．
(3)闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应位于     （选填“A”或“B”）端．
(4)小明闭合开关，移动滑片P到某一点时，电压表示数（如图乙所示）为      V，则此时灯泡消耗的实际功率        额定功率(选填“>”、“<”或“=”)．
(5)当小明同学闭合电路的开关后，电路中可能出现一些不正常现象：
第一种：小灯泡较暗，滑动变阻器滑片移动时不能改变小灯泡的亮暗程度，可能在连接电路时把滑动变阻器的________（填“AB”或“CD”）两端点连入了电路中；
第二种：小灯泡不亮，电流表示数不为零，电压表示数为零，可能小灯泡处_____（填“短路”或“断路”）。
第三种：移动滑片，发现小灯泡始终不亮，且电压表有示数，电流表无示数，则故障的原因可能是                  ．（写出一种即可）
(6)小明继续移动滑动变阻器的滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成I－U图像（图丙），根据图像，可计算出小灯泡的额定功率是       W
(7)进一步分析图像可知，随着灯泡两端电压的增大，灯丝电阻逐渐        （选填“增大”、“减小”或“不变”），造成这一现象的原因可能是         

(6分)发光二极管(LED)具有高亮度、低能耗等优点，将在我市推广使用．如图甲所示是LED的实物图和元件符号．把一个额定电压为3V的LED接入电源电压恒为4．5V的电路，如图乙所示．

(1)闭合开关S，LED发光；断开S，改变电源的正负极后闭合S，LED却不发光，可见，LED具有_________(填“单向”或“双向”)导电性；
(2)移动滑片P，测得电流表与电压表的示数变化关系如图丙所示．当该LED正常工作时，消耗的电功率和此时变阻器R′接入电路的阻值分别是多少?(要写出必要的公式和过程)

(8分)(要写出必要的公式和过程)如图是一个加热、保温电路的一部分．电热丝R₁规格为“220V  1100W”，限流电阻R₂=506．电路的工作原理是：当温控开关S接a时，电热丝R ₁接入电路，电路处于加热状态；当达到一定温度时，温控开关S自动从a切换到b，电路处于保温状态．正常工作时，加热功率1100W，保温总功率88W．(电源电压保持不变，电阻不随温度变化．)
(1)请你按照上述原理，对下图进行连线，使它成为完整的电路图；

(2)某天在使用(1)中已经连接完整的电路时，R₁烧毁了．有人想使电路恢复正常工作，设计了下面方案．请通过计算、分析，对两个方案作出评价：
方案一：用“220V  220W”电热丝R₃、“220V   880W”电热丝R₄串联替代R ₁；
方案二：用两根都是“220V  550W”的电热丝R₅并联替代R ₁．
(3)请你选用下表所提供的电热丝，再设计一个方案，使(2)中损坏的电路恢复正常工作，并说明设计理由．

符号	R6	R7	R8	R9
规格	200V  500W	220V  600W	220V  2200W	110V  550W
数量	1	1	2	3

 

(4分)小明按照如图所示的电路图连接好电路，测量一只额定电压为2．5V的泡的电功率，部分实验数据和现象如表．

(1)分析表中实验数据可知，所用电源电压约为________V．
(2)若小明手边有“1．5A  50”和“2．0A  20”两种规格的滑动变阻器，“0～3V”和“0～15V”两个量程的电压表，上面实验中他选用的滑动变阻器规格为________，选用的电压表量程为__________．
(3)由于小明粗心大意，没有记录灯泡正常发光时电流表的示数，于是他根据第一次实验数据计算出灯泡电阻R=U ₁／I ₁ =1V／0．2A=5，再计算出灯泡两端电压为2．5V时的功率P=U₂²／R=(2．5V)²／5=1．25W．则灯泡的额定功率_________(选填“＞”、“=”、“＜”)1．25W．

甲、乙两组同学做“测定小灯泡的电功率”实验，器材完好，电源电压为4．5伏，且保持不变，几个不同的小灯都标有“2．5伏”字样，有若干个2种规格的滑动变阻器，其中A规格标有“20 2A”字样，B规格标有“5 3A”字样．
(1)甲组同学选用A规格的滑动变阻器，并按图所示的电路图连接．该同学在连接电路时，应将开关5处于________状态；闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片P置于______端．(选填“左”或“右”)
(2)实验电路接好后，合上开关时，部分同学发现电路出现故障，主要有下表所列的两种情况，请根据现象和检测结果指出故障的可能原因：

故障现象	检测	故障原因
灯泡较暗、两表的示数均较小	移动滑动变阻器滑片，现象不变
灯泡不亮、电压表示数较大、电流表无示数	取下灯泡，两表的示数不变

(3)排除故障后，该组同学将滑动变阻器的滑片P移至某一位置时，发现电压表的示数为1．2V，此时他应向________移动滑动变阻器的滑片P(选填“左”或“右”)，直至小灯泡正常发光，此时滑片的位置恰好在变阻器中点上(即变阻器连入电路的电阻为10欧)，则该小灯的额定功率为________瓦．

(4)乙组同学同样按图正确连按电路，实验步骤操作正确．当闭合电键S后，发现小灯发光较亮，电流表与电压表的示数分别如图所示，则此时实验选用了_________规格的滑动变阻器．(选填“A”或“B”)，若移动该变阻器的滑片，则该小灯泡________正常发光．(选填“能”与“不能”)
(5)下表为其中某小组的实验记录分析表：

实验序号	电压表示数／V	电流表示数／A	功率／W	额定功率／W
1	2.0	0.17	0.34
2	2.5	0.2	0.5
3	3.0	0.22	0.66

老师认为该小组数据处理过程有误，你认为该小组的错误是：____________________．
老师提醒同学仔细研究实验所得的数据，还能发现实验中小灯泡灯丝的电阻_______
(选填“变大”、“不变”或“变小”)，你认为产生此现象的原因是：_______________．

在如图所示的电路中，闭合开关 S 灯 L 不亮，电压表 V 的示数接近电源电压。已知电路中各处均接触良好，除灯 L 和电阻 R 两者中的某个元件故障外，其余元件均完好。
 
(1) 请判断该电路中存在的故障可能是    ▲    或      ▲   。
(2) 为进一步确定故障，小明同学将一个电流表正确串联在如图所示的电路中，闭合开关S，观察电流表的示数情况。若电流表有示数，说明故障是         ▲  ； 若电流表无示数，说明故障是        ▲        。
(3) 为进一步确定故障，小华同学将图中的电压表 V 正确并联在灯 L 两端，请判断他能否查找出电路的故障，并说明理由。(2分)
                  ▲                               ▲                         

．小明和小丽在研究:“导体中电流与导体两端电压的关系”时，除了电源（3V）、开关、导线、电流表、电压表、滑动变阻器外，还有可供选择的（A）定值电阻和（B）小灯泡．
（1）为了完成研究还应选择的器材是（填序号）      ；理由：                                                ．
（2）用笔画线完成图中的实物电路连接（你所选的器材在图中用接线板代替），并使滑动变阻器接入电路的阻值最大．

（3）小明通过实验得出了下表（一）中的数据，最后一次实验两表的示数如图，则记录在表中最后一列的空格①、②分别是        、        ．

电压U/V	0.5	1.0	1.5	2.0	①
电流I/A	0.05	0.1	0.15	0.2	②

 
（4）由表（一）可得出电流与电压关系的初步结论：
___    __________                                              __________．
（5）小丽通过实验得出了下表（二）中的数据，并且通过分析实验数据得出了：“在电阻一定时，导体中的电流随电压的增大而减少”的结论．小明观察并检查了小丽所连接的电路后，告诉小丽她的结论是错误的．你认为原因可能是             __  ________            ．
表（二）

电压U/V	0.5	1.0	1.5	2.0
电流I/A	0.25	0.2	0.15	0.1

 

、如图所示电路是在环境温度为10℃左右的条件下工作的某自动恒温箱原理简图。 箱内电阻R_l=5kΩ，R₂为热敏电阻，其阻值随温度变化的图线如图2所示，电源电压为12V。当电压鉴别器的两接入点a、b间的电压U_ab小于2V时，鉴别器将使开关S接通，使恒温箱内的电热丝通电而发热，从而使箱内温度升高；当U_ab大于4V时，鉴别器将使S断开，停止加热。

(1)从图2中读出环境温度为15℃时的热敏电阻R₂为    kΩ；
(2)该恒温箱内的温度将保持的范围是____________；
(3)若想使此恒温箱内的温度变化范围在第(2)问的基础上降低一些，在鉴别器功能和热敏电阻不变的条件下，可采取的措施有_____________。