2. 某同学利用图甲所示的电路做“探究电阻一定时电流与电压的关系”的实验。实验中,电源电压保持3 V不变,定值电阻的阻值为4 Ω,滑动变阻器的规格为“20 Ω 0.5 A”。

(1)该同学接错了一根导线,请在这根导线上打“×”,并补画出正确的导线。
(2)正确改接电路后,该同学立即进行实验,闭合开关后,电流表的示数如图乙所示,此时通过定值电阻的电流是
(3)该同学完成了预先设计好的表格中的4次实验,并将得到的实验数据填入了下表中。
分析表中已测出的数据,可以初步得到实验结论:在电阻一定的情况下,通过导体的电流与导体两端的电压
(1)该同学接错了一根导线,请在这根导线上打“×”,并补画出正确的导线。
(2)正确改接电路后,该同学立即进行实验,闭合开关后,电流表的示数如图乙所示,此时通过定值电阻的电流是
0.22
A。这位同学实验操作的不足之处是闭合开关前滑动变阻器没有调到阻值最大处
。(3)该同学完成了预先设计好的表格中的4次实验,并将得到的实验数据填入了下表中。
分析表中已测出的数据,可以初步得到实验结论:在电阻一定的情况下,通过导体的电流与导体两端的电压
成正比
。为了进一步验证这个结论,该同学利用现有器材,在不改变电路连接的情况下,表里余下的4次实验中,他还能完成1
次。答案
(1)图略
(2)0.22 闭合开关前滑动变阻器没有调到阻值最大处
(3)成正比 1
(2)0.22 闭合开关前滑动变阻器没有调到阻值最大处
(3)成正比 1
解析
【分析】
要解决这道题,需分三小步思考:
1. 第(1)问:探究电阻一定时电流与电压关系的实验,电路需满足电流表串联测电流,电压表并联在定值电阻两端测其电压,滑动变阻器一上一下接线。原电路中电压表接线错误,需调整为并联在定值电阻两端,据此改线。
2. 第(2)问:电流表读数先看量程,本题电流表用0~0.6A量程,分度值0.02A,据此读出示数;实验操作需注意闭合开关前滑动变阻器应调至最大阻值,防止电流过大,据此分析不足。
3. 第(3)问:根据欧姆定律,电阻一定时,电流与电压成正比;计算能完成的实验次数时,需结合滑动变阻器的最大阻值和允许的最大电流,算出定值电阻两端的最大电压,判断表格中电压值是否在该范围内,进而确定可完成的实验次数。
【解析】
(1) 探究电流与电压关系的实验中,电压表应并联在定值电阻两端,原电路中电压表接错位置,在错误导线上打“×”,将电压表改接至定值电阻两端(图略)。
(2) 电流表选用0~0.6A量程,分度值为0.02A,示数为0.22A;实验操作的不足之处是:闭合开关前滑动变阻器的滑片未调到阻值最大处,会导致电路初始电流过大,损坏元件。
(3) 由欧姆定律I=U/R,电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比;计算能完成的实验次数:电源电压U=3V,定值电阻R=4Ω,滑动变阻器允许的最大电流为0.5A,则定值电阻两端的最大电压U_max=I_max×R=0.5A×4Ω=2V,即定值电阻两端电压需≤2V,结合表格中电压值,只有1次实验的电压符合要求,故还能完成1次。
【答案】
(1)图略;(2)0.22;闭合开关前滑动变阻器没有调到阻值最大处;(3)成正比;1
【知识点】
探究电流与电压的关系、欧姆定律、滑动变阻器的使用
【点评】
本题为电学实验基础题,全面考查了探究电流与电压关系实验的电路连接、仪器读数、操作规范、实验结论及数据处理,是初中电学的核心实验题型,需学生掌握实验的基本原理和操作要点。
【难度系数】
0.5
要解决这道题,需分三小步思考:
1. 第(1)问:探究电阻一定时电流与电压关系的实验,电路需满足电流表串联测电流,电压表并联在定值电阻两端测其电压,滑动变阻器一上一下接线。原电路中电压表接线错误,需调整为并联在定值电阻两端,据此改线。
2. 第(2)问:电流表读数先看量程,本题电流表用0~0.6A量程,分度值0.02A,据此读出示数;实验操作需注意闭合开关前滑动变阻器应调至最大阻值,防止电流过大,据此分析不足。
3. 第(3)问:根据欧姆定律,电阻一定时,电流与电压成正比;计算能完成的实验次数时,需结合滑动变阻器的最大阻值和允许的最大电流,算出定值电阻两端的最大电压,判断表格中电压值是否在该范围内,进而确定可完成的实验次数。
【解析】
(1) 探究电流与电压关系的实验中,电压表应并联在定值电阻两端,原电路中电压表接错位置,在错误导线上打“×”,将电压表改接至定值电阻两端(图略)。
(2) 电流表选用0~0.6A量程,分度值为0.02A,示数为0.22A;实验操作的不足之处是:闭合开关前滑动变阻器的滑片未调到阻值最大处,会导致电路初始电流过大,损坏元件。
(3) 由欧姆定律I=U/R,电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比;计算能完成的实验次数:电源电压U=3V,定值电阻R=4Ω,滑动变阻器允许的最大电流为0.5A,则定值电阻两端的最大电压U_max=I_max×R=0.5A×4Ω=2V,即定值电阻两端电压需≤2V,结合表格中电压值,只有1次实验的电压符合要求,故还能完成1次。
【答案】
(1)图略;(2)0.22;闭合开关前滑动变阻器没有调到阻值最大处;(3)成正比;1
【知识点】
探究电流与电压的关系、欧姆定律、滑动变阻器的使用
【点评】
本题为电学实验基础题,全面考查了探究电流与电压关系实验的电路连接、仪器读数、操作规范、实验结论及数据处理,是初中电学的核心实验题型,需学生掌握实验的基本原理和操作要点。
【难度系数】
0.5
3. 在“测量小灯泡电阻”的实验中,待测小灯泡正常工作时的电压为2.5 V。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲的实物图未连接部分补充完整(连线不得交叉),连接电路时,开关应处于
(2)当开关闭合后,发现小灯泡不亮,经过分析,同学们猜想了一些可能的原因,见下表。请根据同学们的分析,将表中电压表和电流表的示数情况在空白处补充完整。


(3)故障排除后,同学们移动滑动变阻器的滑片,记录了多组小灯泡两端电压和对应的电流值,根据这些数据在坐标图上绘制出了I-U图像,如图乙所示。分析图像可知,小灯泡正常工作时灯丝电阻为
(4)从图像还可看出,小灯泡灯丝的电阻随两端电压的变化而变化,从物理学角度分析,造成这一现象的原因是
(5)通常情况下要进行多次测量,其目的是为了
(1)请用笔画线代替导线,将图甲的实物图未连接部分补充完整(连线不得交叉),连接电路时,开关应处于
断开
(选填“断开”或“闭合”)状态。(2)当开关闭合后,发现小灯泡不亮,经过分析,同学们猜想了一些可能的原因,见下表。请根据同学们的分析,将表中电压表和电流表的示数情况在空白处补充完整。
(3)故障排除后,同学们移动滑动变阻器的滑片,记录了多组小灯泡两端电压和对应的电流值,根据这些数据在坐标图上绘制出了I-U图像,如图乙所示。分析图像可知,小灯泡正常工作时灯丝电阻为
10
Ω。(4)从图像还可看出,小灯泡灯丝的电阻随两端电压的变化而变化,从物理学角度分析,造成这一现象的原因是
随着温度升高,灯泡灯丝的电阻变大
。(5)通常情况下要进行多次测量,其目的是为了
找到普遍规律
。答案
(1)图略 断开
(2)有示数 示数接近0
(3)10
(4)随着温度升高,灯泡灯丝的电阻变大
(5)找到普遍规律
(2)有示数 示数接近0
(3)10
(4)随着温度升高,灯泡灯丝的电阻变大
(5)找到普遍规律
解析
【分析】
本题围绕“测量小灯泡电阻”实验展开,需分步骤思考:(1)电路连接需遵循实验安全规范,开关断开是为避免短路损坏元件;(2)电路故障分析要结合电表特性,断路时电压表串联、短路时电压表被短路;(3)小灯泡正常工作时电压为额定电压,从I-U图像找对应电流,用欧姆定律计算电阻;(4)电阻随电压变化本质是温度影响;(5)小灯泡电阻随温度改变,多次测量目的是找普遍规律。
【解析】
(1)连接实物图时,电压表并联在小灯泡两端,选0~3V量程,滑动变阻器按“一上一下”接线;连接电路时,开关应处于断开状态,防止连接过程中短路。
(2)若小灯泡断路,电压表串联在电路中测电源电压,故电压表有示数,电路电流极小,电流表示数接近0;对应表格空白填“有示数、示数接近0”。
(3)小灯泡正常工作时电压U=2.5V,从I-U图像得对应电流I=0.25A,根据欧姆定律R=U/I=2.5V/0.25A=10Ω。
(4)灯丝的电阻随温度升高而增大,小灯泡两端电压变化时,灯丝功率改变、温度变化,故电阻随电压变化。
(5)小灯泡电阻随温度变化,多次测量不是为减小误差,而是为了找到灯丝电阻随温度变化的普遍规律。
【答案】
(1)断开;(2)有示数、示数接近0;(3)10;(4)灯丝电阻随温度升高而变大;(5)找到普遍规律
【知识点】
测量小灯泡电阻、欧姆定律、电路故障分析
【点评】
本题是初中电学核心实验题,综合考查电路连接、故障分析、欧姆定律应用及实验目的,需掌握实验操作规范和电阻特性,是电学重点考点。
【难度系数】
0.6
本题围绕“测量小灯泡电阻”实验展开,需分步骤思考:(1)电路连接需遵循实验安全规范,开关断开是为避免短路损坏元件;(2)电路故障分析要结合电表特性,断路时电压表串联、短路时电压表被短路;(3)小灯泡正常工作时电压为额定电压,从I-U图像找对应电流,用欧姆定律计算电阻;(4)电阻随电压变化本质是温度影响;(5)小灯泡电阻随温度改变,多次测量目的是找普遍规律。
【解析】
(1)连接实物图时,电压表并联在小灯泡两端,选0~3V量程,滑动变阻器按“一上一下”接线;连接电路时,开关应处于断开状态,防止连接过程中短路。
(2)若小灯泡断路,电压表串联在电路中测电源电压,故电压表有示数,电路电流极小,电流表示数接近0;对应表格空白填“有示数、示数接近0”。
(3)小灯泡正常工作时电压U=2.5V,从I-U图像得对应电流I=0.25A,根据欧姆定律R=U/I=2.5V/0.25A=10Ω。
(4)灯丝的电阻随温度升高而增大,小灯泡两端电压变化时,灯丝功率改变、温度变化,故电阻随电压变化。
(5)小灯泡电阻随温度变化,多次测量不是为减小误差,而是为了找到灯丝电阻随温度变化的普遍规律。
【答案】
(1)断开;(2)有示数、示数接近0;(3)10;(4)灯丝电阻随温度升高而变大;(5)找到普遍规律
【知识点】
测量小灯泡电阻、欧姆定律、电路故障分析
【点评】
本题是初中电学核心实验题,综合考查电路连接、故障分析、欧姆定律应用及实验目的,需掌握实验操作规范和电阻特性,是电学重点考点。
【难度系数】
0.6
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