6.小明要进行“探究电流与电阻关系”的实验,实验室备有下列器材:电源一个(电压保持4.5 V不变),一个滑动变阻器,电流表、电压表各一个,10 Ω、20 Ω、30 Ω、40 Ω的定值电阻各一个。

(1)图甲为小明连接的电路,电路连接存在一处错误,请在错误的导线上打上“×”并画出正确的连接。
(2)改正错误后,连接好电路,闭合开关,发现电流表无示数,电压表指针迅速偏转到满偏刻度外。出现这一现象的原因可能是
A.定值电阻短路
B.定值电阻断路
C.滑动变阻器断路
D.滑动变阻器短路
(3)排除故障后,将10 Ω的定值电阻接入电路,闭合开关,应调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数为2.5 V。当滑片在某一位置时,电压表的示数如图乙所示,此时电压表的示数为
(4)解决上述问题后,接着用20 Ω的定值电阻替换10 Ω的定值电阻,再闭合开关,移动滑片使滑动变阻器接入电路的阻值
(5)接下来小明要将定值电阻更换为30 Ω,发现无论怎样调节滑动变阻器,都无法使定值电阻$R_0$两端的电压达到2.5 V,其原因可能是
A.定值电阻$R_0$的阻值太小
B.电源电压太低
C.滑动变阻器R最大阻值太小
D.滑动变阻器R最大阻值太大
(1)图甲为小明连接的电路,电路连接存在一处错误,请在错误的导线上打上“×”并画出正确的连接。
(2)改正错误后,连接好电路,闭合开关,发现电流表无示数,电压表指针迅速偏转到满偏刻度外。出现这一现象的原因可能是
B
(假设电路只有一处故障)。A.定值电阻短路
B.定值电阻断路
C.滑动变阻器断路
D.滑动变阻器短路
(3)排除故障后,将10 Ω的定值电阻接入电路,闭合开关,应调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数为2.5 V。当滑片在某一位置时,电压表的示数如图乙所示,此时电压表的示数为
1.2
V;为使电压表示数为2.5 V,滑动变阻器滑片应向左
(填“左”或“右”)端移动。(4)解决上述问题后,接着用20 Ω的定值电阻替换10 Ω的定值电阻,再闭合开关,移动滑片使滑动变阻器接入电路的阻值
变大
(填“变大”或“变小”),他这样操作的目的是控制定值电阻两端电压一定
。(5)接下来小明要将定值电阻更换为30 Ω,发现无论怎样调节滑动变阻器,都无法使定值电阻$R_0$两端的电压达到2.5 V,其原因可能是
C
。A.定值电阻$R_0$的阻值太小
B.电源电压太低
C.滑动变阻器R最大阻值太小
D.滑动变阻器R最大阻值太大
答案
6.(1)如图所示。
(2)B
(3)1.2 左
(4)变大 控制定值电阻两端电压一定
(5)C
解析
【分析】
1. 电路连接:探究电流与电阻关系时,电压表应并联在定值电阻两端,甲图中电压表误接在电源两端,需修正为并联在定值电阻两端。
2. 故障判断:电流表无示数说明电路断路,电压表满偏说明电压表串联在电路中,即定值电阻断路。
3. 电压表读数:乙图电压表用0~3V量程,分度值0.1V,直接读数;要使定值电阻电压从当前值升至2.5V,需减小滑动变阻器分压,即减小滑动变阻器接入电阻,结合接线柱判断滑片移动方向。
4. 滑动变阻器调节:换用更大定值电阻时,根据串联分压,定值电阻分压变大,需增大滑动变阻器接入电阻以保持定值电阻电压不变,符合控制变量法要求。
5. 极限分析:计算定值电阻为30Ω时滑动变阻器所需阻值,对比滑动变阻器最大阻值判断故障原因。
【解析】
(1) 电路错误修正:将电压表从电源两端改接到定值电阻两端,正确连接如图(对应参考答案的图)。
(2) 电流表无示数为断路,电压表满偏说明电压表串联,故故障为定值电阻断路,选B。
(3) 电压表量程0~3V,分度值0.1V,示数为1.2V;要使电压升至2.5V,需减小滑动变阻器电阻,滑片向左移动。
(4) 换20Ω定值电阻后,定值电阻分压变大,需增大滑动变阻器接入电阻,目的是控制定值电阻两端电压一定(探究电流与电阻关系需控制电压不变)。
(5) 计算得滑动变阻器需至少24Ω,若其最大阻值太小,无法使定值电阻电压达2.5V,选C。
【答案】
6.(1) 如图所示。
(2) B
(3) 1.2;左
(4) 变大;控制定值电阻两端电压一定
(5) C
【知识点】
探究电流与电阻关系、电路故障分析、滑动变阻器的使用
【点评】
本题为电学实验综合题,考查电路连接、故障判断、滑动变阻器调节及欧姆定律应用,核心是控制变量法,需掌握串联分压规律,难度中等。
【难度系数】
0.5
1. 电路连接:探究电流与电阻关系时,电压表应并联在定值电阻两端,甲图中电压表误接在电源两端,需修正为并联在定值电阻两端。
2. 故障判断:电流表无示数说明电路断路,电压表满偏说明电压表串联在电路中,即定值电阻断路。
3. 电压表读数:乙图电压表用0~3V量程,分度值0.1V,直接读数;要使定值电阻电压从当前值升至2.5V,需减小滑动变阻器分压,即减小滑动变阻器接入电阻,结合接线柱判断滑片移动方向。
4. 滑动变阻器调节:换用更大定值电阻时,根据串联分压,定值电阻分压变大,需增大滑动变阻器接入电阻以保持定值电阻电压不变,符合控制变量法要求。
5. 极限分析:计算定值电阻为30Ω时滑动变阻器所需阻值,对比滑动变阻器最大阻值判断故障原因。
【解析】
(1) 电路错误修正:将电压表从电源两端改接到定值电阻两端,正确连接如图(对应参考答案的图)。
(2) 电流表无示数为断路,电压表满偏说明电压表串联,故故障为定值电阻断路,选B。
(3) 电压表量程0~3V,分度值0.1V,示数为1.2V;要使电压升至2.5V,需减小滑动变阻器电阻,滑片向左移动。
(4) 换20Ω定值电阻后,定值电阻分压变大,需增大滑动变阻器接入电阻,目的是控制定值电阻两端电压一定(探究电流与电阻关系需控制电压不变)。
(5) 计算得滑动变阻器需至少24Ω,若其最大阻值太小,无法使定值电阻电压达2.5V,选C。
【答案】
6.(1) 如图所示。
(2) B
(3) 1.2;左
(4) 变大;控制定值电阻两端电压一定
(5) C
【知识点】
探究电流与电阻关系、电路故障分析、滑动变阻器的使用
【点评】
本题为电学实验综合题,考查电路连接、故障判断、滑动变阻器调节及欧姆定律应用,核心是控制变量法,需掌握串联分压规律,难度中等。
【难度系数】
0.5
7.一段导体,若在其两端加上电压$U$时,通过导体的电流为$I$。当所加电压减小为$\frac{U}{2}$时,该导体的电阻
不变
(填“变大”“变小”或“不变”),通过导体的电流为$\frac{I}{2}$
。答案
7.不变 $\frac{I}{2}$
解析
【分析】首先,电阻是导体本身的固有性质,仅由导体的材料、长度、横截面积和温度决定,与导体两端的电压、通过的电流无关,因此电压变化时导体电阻不变;其次,根据欧姆定律$I=\frac{U}{R}$,先由初始条件推导导体电阻,再结合变化后的电压计算新的电流。
【解析】1. 电阻的判断:电阻是导体本身的属性,与两端电压和通过的电流无关,所以当电压减小时,该导体的电阻不变。2. 电流的计算:根据欧姆定律$I=\frac{U}{R}$,初始时$I=\frac{U}{R}$,可得导体电阻$R=\frac{U}{I}$;当电压变为$U'=\frac{U}{2}$时,电阻$R$不变,此时电流$I'=\frac{U'}{R}=\frac{\frac{U}{2}}{\frac{U}{I}}=\frac{I}{2}$。
【答案】不变 $\frac{I}{2}$
【知识点】电阻的特性、欧姆定律
【点评】本题考查电阻的性质及欧姆定律的简单应用,属于电学基础题,需牢记电阻的决定因素和欧姆定律公式即可解答。
【难度系数】0.8
【解析】1. 电阻的判断:电阻是导体本身的属性,与两端电压和通过的电流无关,所以当电压减小时,该导体的电阻不变。2. 电流的计算:根据欧姆定律$I=\frac{U}{R}$,初始时$I=\frac{U}{R}$,可得导体电阻$R=\frac{U}{I}$;当电压变为$U'=\frac{U}{2}$时,电阻$R$不变,此时电流$I'=\frac{U'}{R}=\frac{\frac{U}{2}}{\frac{U}{I}}=\frac{I}{2}$。
【答案】不变 $\frac{I}{2}$
【知识点】电阻的特性、欧姆定律
【点评】本题考查电阻的性质及欧姆定律的简单应用,属于电学基础题,需牢记电阻的决定因素和欧姆定律公式即可解答。
【难度系数】0.8
8.在物理学的发展过程中,许多物理学家作出了杰出的贡献。通过大量实验研究得出电流与电压、电阻关系的是 (
A.安培
B.欧姆
C.伏特
D.牛顿
B
)A.安培
B.欧姆
C.伏特
D.牛顿
答案
8.B
解析
【分析】
本题考查物理学史中物理学家的贡献,解题思路是回忆各选项物理学家的核心研究成果,匹配题目中“得出电流与电压、电阻关系”的要求,选出正确答案。
【解析】
逐一分析各选项:
选项A:安培的主要贡献是安培定则(用于判断电流的磁场方向),并以其名字命名电流单位,与电流、电压、电阻关系的研究无关,排除;
选项B:欧姆通过大量实验总结出欧姆定律,内容为导体中的电流与导体两端的电压成正比,与导体的电阻成反比,符合题目要求;
选项C:伏特的主要贡献是发明伏打电堆,是电压单位的命名来源,与电流、电压、电阻关系的研究无关,排除;
选项D:牛顿是经典力学奠基人,提出牛顿运动定律、万有引力定律等,与电流、电压、电阻关系的研究无关,排除。
【答案】
B
【知识点】
物理学史,欧姆定律
【点评】
本题属于物理学基础常识题,考查常见物理学家的核心贡献,难度较低,需学生准确记忆相关物理学史内容。
【难度系数】
0.8
本题考查物理学史中物理学家的贡献,解题思路是回忆各选项物理学家的核心研究成果,匹配题目中“得出电流与电压、电阻关系”的要求,选出正确答案。
【解析】
逐一分析各选项:
选项A:安培的主要贡献是安培定则(用于判断电流的磁场方向),并以其名字命名电流单位,与电流、电压、电阻关系的研究无关,排除;
选项B:欧姆通过大量实验总结出欧姆定律,内容为导体中的电流与导体两端的电压成正比,与导体的电阻成反比,符合题目要求;
选项C:伏特的主要贡献是发明伏打电堆,是电压单位的命名来源,与电流、电压、电阻关系的研究无关,排除;
选项D:牛顿是经典力学奠基人,提出牛顿运动定律、万有引力定律等,与电流、电压、电阻关系的研究无关,排除。
【答案】
B
【知识点】
物理学史,欧姆定律
【点评】
本题属于物理学基础常识题,考查常见物理学家的核心贡献,难度较低,需学生准确记忆相关物理学史内容。
【难度系数】
0.8
9.(双选)对于欧姆定律,下列理解正确的是 (
A.由$I=\frac{U}{R}$可知,导体中的电流跟它两端的电压成正比,跟它的电阻成反比
B.由$R=\frac{U}{I}$可知,导体的电阻在数值上等于导体两端的电压与通过该导体的电流之比
C.由$U=IR$可知,导体两端的电压随电阻的增大而增大
D.由$R=\frac{U}{I}$可知,导体两端的电压为零时,导体的电阻也为零
AB
)A.由$I=\frac{U}{R}$可知,导体中的电流跟它两端的电压成正比,跟它的电阻成反比
B.由$R=\frac{U}{I}$可知,导体的电阻在数值上等于导体两端的电压与通过该导体的电流之比
C.由$U=IR$可知,导体两端的电压随电阻的增大而增大
D.由$R=\frac{U}{I}$可知,导体两端的电压为零时,导体的电阻也为零
答案
9.AB
解析
【分析】本题考查欧姆定律及其相关物理概念的理解,解题思路是:先明确欧姆定律的内容、电阻的本质属性(电阻是导体本身的固有属性,与两端电压、通过的电流无关),再逐一分析每个选项的表述是否正确,注意公式的适用条件和物理量的决定关系,排除错误选项,得出正确答案。
【解析】
A选项:欧姆定律的内容是:导体中的电流,跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比,其表达式为$I=\frac{U}{R}$,该选项符合欧姆定律的内容,故A正确。
B选项:公式$R=\frac{U}{I}$是电阻的量度式,导体的电阻由自身的材料、长度、横截面积和温度决定,与两端电压、通过的电流无关,但在数值上等于导体两端的电压与通过该导体的电流之比,故B正确。
C选项:公式$U=IR$中,只有当通过导体的电流$I$一定时,导体两端的电压才随电阻的增大而增大,该选项未控制电流不变,表述不严谨,故C错误。
D选项:电阻是导体本身的固有属性,与导体两端是否有电压、是否有电流通过无关,所以导体两端电压为零时,电阻不为零,故D错误。
综上,正确选项为AB。
【答案】AB
【知识点】欧姆定律、电阻的概念
【点评】本题属于基础概念题,重点考查对欧姆定律及其变形公式的正确理解,易错点在于混淆电阻的决定式和量度式,以及忽略公式的适用条件(如控制变量),需要准确把握物理量的本质属性。
【难度系数】0.5
【解析】
A选项:欧姆定律的内容是:导体中的电流,跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比,其表达式为$I=\frac{U}{R}$,该选项符合欧姆定律的内容,故A正确。
B选项:公式$R=\frac{U}{I}$是电阻的量度式,导体的电阻由自身的材料、长度、横截面积和温度决定,与两端电压、通过的电流无关,但在数值上等于导体两端的电压与通过该导体的电流之比,故B正确。
C选项:公式$U=IR$中,只有当通过导体的电流$I$一定时,导体两端的电压才随电阻的增大而增大,该选项未控制电流不变,表述不严谨,故C错误。
D选项:电阻是导体本身的固有属性,与导体两端是否有电压、是否有电流通过无关,所以导体两端电压为零时,电阻不为零,故D错误。
综上,正确选项为AB。
【答案】AB
【知识点】欧姆定律、电阻的概念
【点评】本题属于基础概念题,重点考查对欧姆定律及其变形公式的正确理解,易错点在于混淆电阻的决定式和量度式,以及忽略公式的适用条件(如控制变量),需要准确把握物理量的本质属性。
【难度系数】0.5
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