5. (2024·镇江)小明用如图1所示的电路探究“电压一定时,电流与电阻的关系”.

(1)用笔画线代替导线将图1中的电压表正确接入电路.
(2)开关闭合前,滑动变阻器的滑片应置于最
(3)闭合开关,小明发现无论怎样调节滑动变阻器,电流表指针都不偏转,电压表指针有明显偏转且保持不变,已知导线及各接线柱连接完好,则电路中
(4)实验结束后,小明应先断开开关,再拆除
①小明遗漏的实验操作是
②小华通过正确的实验操作也进行了上述实验,小明发现他的实验结论与小华一致,遗漏的实验操作并未影响结论,你认为其原因是
③小明按正确操作重新进行实验,你认为他得到的电流$I$与定值电阻$R$的倒数的关系图像应为图2中的
(1)用笔画线代替导线将图1中的电压表正确接入电路.
(2)开关闭合前,滑动变阻器的滑片应置于最
右
(选填“左”或“右”)端.(3)闭合开关,小明发现无论怎样调节滑动变阻器,电流表指针都不偏转,电压表指针有明显偏转且保持不变,已知导线及各接线柱连接完好,则电路中
定值电阻
出现了断路
故障.排除故障后,移动滑片,使电压表示数为2 V,记录电流表示数,多次更换定值电阻重复实验,得到电流$I$与定值电阻$R$的倒数的关系图像如图2中甲所示,从而得出结论.(4)实验结束后,小明应先断开开关,再拆除
电源
两端的导线.在整理器材时,他突然发现电压表指针位置如图3所示.①小明遗漏的实验操作是
将电压表调零
.②小华通过正确的实验操作也进行了上述实验,小明发现他的实验结论与小华一致,遗漏的实验操作并未影响结论,你认为其原因是
实验时定值电阻两端的电压仍为定值
.③小明按正确操作重新进行实验,你认为他得到的电流$I$与定值电阻$R$的倒数的关系图像应为图2中的
乙
(选填“甲”“乙”或“丙”).答案
5. (1)如图所示
①将电压表调零 ②实验时定值电阻两端的电压仍为定值
③乙
解析:(1)探究电流与电阻的关系时,电压表并联在定值电阻的两端,电源为两节干电池,则电压表应选用小量程.(2)为保护电路,滑动变阻器的滑片要移至阻值最大处,即最右端.(3)电流表指针不偏转,则故障可能是断路;电压表指针有明显偏转,说明电压表与电源连通,故障可能是定值电阻断路.(4)为了安全,拆电路时先拆电源两端的导线.①在整理器材时,他突然发现电压表指针没有指在“0”刻度线处,则他遗漏的操作是将电压表调零.②探究电流与电阻的关系时,需控制定值电阻两端的电压一定,改变定值电阻的阻值,故遗漏的实验操作并未影响结论,原因是实验时定值电阻两端的电压仍为定值.③电压表未调零时,定值电阻两端的电压为1.9 V,按正确操作重新进行实验,定值电阻两端的实际电压比之前大,为2 V,则通过相同的电阻的电流比之前大,故应选乙.
解析
【分析】
这是一道探究“电压一定时电流与电阻的关系”的电学实验题,解题思路按小问逐步梳理:
1. 第一问连接电压表:实验要求电压表测定值电阻两端电压,电源是2节干电池总电压3V,所以电压表选0~3V量程,并联在定值电阻两端即可。
2. 第二问滑动变阻器初始位置:开关闭合前要把滑动变阻器调到最大阻值处保护电路,观察实物图滑动变阻器接左下接线柱,滑片移到最右端时接入电阻丝最长,阻值最大。
3. 第三问电路故障判断:电流表无示数说明电路大概率断路,电压表有明显偏转且不变,说明电压表两端能连通到电源两极,因此是和电压表并联的定值电阻发生断路。
4. 第四问实验操作规范:拆电路时为避免误触短路,要先拆除电源两端的导线;图3中电压表不通电时指针不在零刻度线,说明使用前遗漏了电压表调零的操作;因为实验过程中始终控制电压表的示数为2V不变,即使电压表初始没调零,每次调节后定值电阻两端的实际电压差是恒定的,也就是控制的电压始终为定值,所以不影响实验结论;I-1/R图像的斜率等于定值电阻两端的控制电压,之前电压表未调零时实际控制的电压小于2V,正确操作后控制电压为准确的2V,相同1/R下电流更大,图像斜率更大,对应图2的乙。
【解析】
(1) 电压表需并联在定值电阻两端,电源为两节干电池总电压3V,因此电压表选择0~3V量程,将电压表“3”接线柱接定值电阻的右端接线柱,负接线柱接定值电阻的左端接线柱即可完成连接。
(2) 开关闭合前,滑动变阻器要调到接入阻值最大的位置,本图中滑片移到最右端时接入电阻丝长度最长,阻值最大,因此选填“右”。
(3) 电流表无偏转说明电路发生断路,电压表有明显偏转说明电压表两端与电源两极连通,因此故障为定值电阻出现断路。
(4) 实验结束拆除电路时,为保证操作安全,应先断开开关,再拆除电源两端的导线。
① 图3中电压表未接入电路时指针没有对准零刻度线,说明遗漏的实验操作是将电压表调零(校零)。
② 探究电流与电阻关系的核心要求是控制定值电阻两端电压为定值,本实验中每次都调节滑动变阻器使电压表示数为2V,即使电压表初始未调零,定值电阻两端的实际电压始终保持恒定,因此不会影响实验结论。
③ 根据欧姆定律$I=\frac{U}{R}=U·\frac{1}{R}$,$I-\frac{1}{R}$图像的斜率等于定值电阻两端的控制电压,之前电压表未调零时,示数显示为2V时实际电压小于2V,正确操作后控制的电压为准确的2V,图像斜率更大,因此对应图2中的乙。
【答案】
(1)
(2) 右
(3) 定值电阻;断路
(4) 电源
① 将电压表调零
② 实验时定值电阻两端的电压仍为定值
③ 乙
【知识点】
探究电流与电阻关系、电路故障分析、电压表使用
【点评】
本题围绕探究电流与电阻关系的经典实验展开,既考查了电路连接、滑动变阻器操作、故障判断等基础实验技能,又设置了电压表未调零的误差分析、$I-\frac{1}{R}$图像斜率含义分析的拓展考点,能很好检验学生对实验原理的理解深度,易错点在于未调零操作对控制电压和图像的影响推导。
【难度系数】
0.6
这是一道探究“电压一定时电流与电阻的关系”的电学实验题,解题思路按小问逐步梳理:
1. 第一问连接电压表:实验要求电压表测定值电阻两端电压,电源是2节干电池总电压3V,所以电压表选0~3V量程,并联在定值电阻两端即可。
2. 第二问滑动变阻器初始位置:开关闭合前要把滑动变阻器调到最大阻值处保护电路,观察实物图滑动变阻器接左下接线柱,滑片移到最右端时接入电阻丝最长,阻值最大。
3. 第三问电路故障判断:电流表无示数说明电路大概率断路,电压表有明显偏转且不变,说明电压表两端能连通到电源两极,因此是和电压表并联的定值电阻发生断路。
4. 第四问实验操作规范:拆电路时为避免误触短路,要先拆除电源两端的导线;图3中电压表不通电时指针不在零刻度线,说明使用前遗漏了电压表调零的操作;因为实验过程中始终控制电压表的示数为2V不变,即使电压表初始没调零,每次调节后定值电阻两端的实际电压差是恒定的,也就是控制的电压始终为定值,所以不影响实验结论;I-1/R图像的斜率等于定值电阻两端的控制电压,之前电压表未调零时实际控制的电压小于2V,正确操作后控制电压为准确的2V,相同1/R下电流更大,图像斜率更大,对应图2的乙。
【解析】
(1) 电压表需并联在定值电阻两端,电源为两节干电池总电压3V,因此电压表选择0~3V量程,将电压表“3”接线柱接定值电阻的右端接线柱,负接线柱接定值电阻的左端接线柱即可完成连接。
(2) 开关闭合前,滑动变阻器要调到接入阻值最大的位置,本图中滑片移到最右端时接入电阻丝长度最长,阻值最大,因此选填“右”。
(3) 电流表无偏转说明电路发生断路,电压表有明显偏转说明电压表两端与电源两极连通,因此故障为定值电阻出现断路。
(4) 实验结束拆除电路时,为保证操作安全,应先断开开关,再拆除电源两端的导线。
① 图3中电压表未接入电路时指针没有对准零刻度线,说明遗漏的实验操作是将电压表调零(校零)。
② 探究电流与电阻关系的核心要求是控制定值电阻两端电压为定值,本实验中每次都调节滑动变阻器使电压表示数为2V,即使电压表初始未调零,定值电阻两端的实际电压始终保持恒定,因此不会影响实验结论。
③ 根据欧姆定律$I=\frac{U}{R}=U·\frac{1}{R}$,$I-\frac{1}{R}$图像的斜率等于定值电阻两端的控制电压,之前电压表未调零时,示数显示为2V时实际电压小于2V,正确操作后控制的电压为准确的2V,图像斜率更大,因此对应图2中的乙。
【答案】
(1)
(2) 右
(3) 定值电阻;断路
(4) 电源
① 将电压表调零
② 实验时定值电阻两端的电压仍为定值
③ 乙
【知识点】
探究电流与电阻关系、电路故障分析、电压表使用
【点评】
本题围绕探究电流与电阻关系的经典实验展开,既考查了电路连接、滑动变阻器操作、故障判断等基础实验技能,又设置了电压表未调零的误差分析、$I-\frac{1}{R}$图像斜率含义分析的拓展考点,能很好检验学生对实验原理的理解深度,易错点在于未调零操作对控制电压和图像的影响推导。
【难度系数】
0.6
6. 关于“探究电流与电压的关系”的实验,下列说法不正确的是
(
A.探究电流与电压的关系时,需要控制导体的电阻一定
B.实验中滑动变阻器可以起到改变导体两端电压的作用
C.该实验的结论是电流与电压成反比
D.多次实验是为了得到电流与电压之间的定量关系
(
C
)A.探究电流与电压的关系时,需要控制导体的电阻一定
B.实验中滑动变阻器可以起到改变导体两端电压的作用
C.该实验的结论是电流与电压成反比
D.多次实验是为了得到电流与电压之间的定量关系
答案
6. C 解析:探究电流与电压的关系时,根据控制变量法可知,需要控制导体的电阻一定,A正确;实验中滑动变阻器通过改变其接入电路的电阻来使电路中的电流发生改变,从而起到改变导体两端电压的作用,B正确;该实验的结论是电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比,C错误;多次实验是为了得到多组实验数据,从而可以得到电流与电压之间的定量关系,D正确.
解析
【分析】
这道题围绕“探究电流与电压的关系”实验展开,解题时首先要明确本实验的核心研究方法是控制变量法,再逐一核对每个选项对应的实验细节:首先回忆控制变量的要求,探究电流和电压的关系时,需要固定电阻不变,判断A选项;再回忆滑动变阻器在本实验中的作用,判断B选项;接着回忆实验的最终结论,注意结论的前提条件和正反比关系,判断C选项;最后区分本实验多次测量的目的,和测量类实验多次测量减小误差的目的做区分,判断D选项,最终选出描述不正确的选项即可。
【解析】
我们逐个对选项进行分析:
1. 选项A:根据控制变量法,探究电流与电压的关系时,要保持导体的电阻恒定,只改变导体两端的电压,观察电流的变化,该说法正确。
2. 选项B:实验中滑动变阻器通过改变自身接入电路的电阻,改变电路总电阻从而改变电路电流,根据U=IR,定值电阻两端的电压会随之改变,因此滑动变阻器可以起到改变导体两端电压的作用,该说法正确。
3. 选项C:本实验的正确结论是:电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比,并非成反比,该说法错误。
4. 选项D:本实验多次获取多组电流、电压数据,是为了避免实验偶然性,得到电流与电压之间普遍的定量关系,该说法正确。
题目要求选出不正确的说法,因此答案为C。
【答案】
C
【知识点】
控制变量法,电流与电压关系,滑动变阻器作用
【点评】
本题属于电学基础实验的概念辨析题,重点考查实验的方法、器材作用、实验结论和多次实验的目的,易错点是容易记错电流与电压的比例关系,混淆不同电学实验多次测量的目的,解题时要注意结论描述的前提条件,明确因果逻辑。
【难度系数】
0.8
这道题围绕“探究电流与电压的关系”实验展开,解题时首先要明确本实验的核心研究方法是控制变量法,再逐一核对每个选项对应的实验细节:首先回忆控制变量的要求,探究电流和电压的关系时,需要固定电阻不变,判断A选项;再回忆滑动变阻器在本实验中的作用,判断B选项;接着回忆实验的最终结论,注意结论的前提条件和正反比关系,判断C选项;最后区分本实验多次测量的目的,和测量类实验多次测量减小误差的目的做区分,判断D选项,最终选出描述不正确的选项即可。
【解析】
我们逐个对选项进行分析:
1. 选项A:根据控制变量法,探究电流与电压的关系时,要保持导体的电阻恒定,只改变导体两端的电压,观察电流的变化,该说法正确。
2. 选项B:实验中滑动变阻器通过改变自身接入电路的电阻,改变电路总电阻从而改变电路电流,根据U=IR,定值电阻两端的电压会随之改变,因此滑动变阻器可以起到改变导体两端电压的作用,该说法正确。
3. 选项C:本实验的正确结论是:电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比,并非成反比,该说法错误。
4. 选项D:本实验多次获取多组电流、电压数据,是为了避免实验偶然性,得到电流与电压之间普遍的定量关系,该说法正确。
题目要求选出不正确的说法,因此答案为C。
【答案】
C
【知识点】
控制变量法,电流与电压关系,滑动变阻器作用
【点评】
本题属于电学基础实验的概念辨析题,重点考查实验的方法、器材作用、实验结论和多次实验的目的,易错点是容易记错电流与电压的比例关系,混淆不同电学实验多次测量的目的,解题时要注意结论描述的前提条件,明确因果逻辑。
【难度系数】
0.8
7. 在“探究电流与电阻的关系”的实验中,电路如图甲所示,电源电压保持3 V不变,分别将5 Ω、10 Ω、15 Ω、20 Ω、25 Ω、30 Ω的定值电阻接入电路,按实验要求测得通过各定值电阻的电流,描绘出如图乙所示的图像,则下列说法不正确的是(

A.闭合开关前,滑动变阻器接入电路的阻值应调到最大
B.在具体实验操作中,手和眼的分工是手移动滑动变阻器的滑片,眼睛观察电压表
C.本实验的结论为电压一定时,电阻与电流成反比
D.为了得到更普遍的规律,可以改变$R$两端的电压,再一次进行实验
C
)A.闭合开关前,滑动变阻器接入电路的阻值应调到最大
B.在具体实验操作中,手和眼的分工是手移动滑动变阻器的滑片,眼睛观察电压表
C.本实验的结论为电压一定时,电阻与电流成反比
D.为了得到更普遍的规律,可以改变$R$两端的电压,再一次进行实验
答案
7. C 解析:为了保护电路,在闭合开关前,滑动变阻器接入电路的阻值应调到最大,A正确;在“探究电流与电阻的关系”的实验中,要保持R两端的电压不变,因此在具体实验操作中,手和眼的分工是手移动滑动变阻器的滑片,眼睛观察电压表的示数,B正确;为了得到更普遍的规律,可以改变定值电阻两端的电压,重复进行实验,D正确;本实验的结论应该是导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比,而不能说电阻与电流成反比,C错误.
解析
【分析】
这是一道探究电流与电阻关系的实验辨析题,解题时需要结合实验操作规范、控制变量法的逻辑、物理规律的严谨表述逐一判断选项:首先回忆实验的基本要求,先判断电路保护相关的操作是否正确,再结合实验要控制定值电阻两端电压不变的要求判断操作细节,接着重点辨析规律描述的因果逻辑,最后判断多次实验的优化方案是否合理,最终选出错误的说法。
【解析】
我们逐个对选项进行分析:
1. 选项A:闭合开关前,将滑动变阻器接入电路的阻值调到最大,可以让电路初始电流最小,避免电流过大损坏元件,起到保护电路的作用,该说法正确,不符合题意。
2. 选项B:本实验需要控制定值电阻R两端的电压保持不变,更换不同阻值的定值电阻后,要手动移动滑动变阻器的滑片,同时眼睛观察电压表的示数,直到电压回到预设的控制值,该操作描述正确,不符合题意。
3. 选项C:本实验的正确结论是:导体两端电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。电阻是导体本身的固有属性,不会随电流的大小发生改变,因此不能颠倒因果描述为“电阻与电流成反比”,该说法错误,符合题意。
4. 选项D:为了避免实验结论的偶然性,得到更普遍的规律,可以改变R两端的预设电压,重复进行多组实验,该方案合理,说法正确,不符合题意。
【答案】
C
【知识点】
探究电流与电阻的关系;控制变量法;滑动变阻器的使用
【点评】
本题围绕电流与电阻关系的核心实验展开,既考察了基础实验操作细节,也设置了易错点:很多同学容易忽略物理规律描述的因果逻辑,误将颠倒自变量和因变量的错误结论判定为正确,解题时要注意电阻是导体的固有属性,电流的大小是随电阻变化的,描述规律时不能颠倒二者的先后关系。
【难度系数】
0.6
这是一道探究电流与电阻关系的实验辨析题,解题时需要结合实验操作规范、控制变量法的逻辑、物理规律的严谨表述逐一判断选项:首先回忆实验的基本要求,先判断电路保护相关的操作是否正确,再结合实验要控制定值电阻两端电压不变的要求判断操作细节,接着重点辨析规律描述的因果逻辑,最后判断多次实验的优化方案是否合理,最终选出错误的说法。
【解析】
我们逐个对选项进行分析:
1. 选项A:闭合开关前,将滑动变阻器接入电路的阻值调到最大,可以让电路初始电流最小,避免电流过大损坏元件,起到保护电路的作用,该说法正确,不符合题意。
2. 选项B:本实验需要控制定值电阻R两端的电压保持不变,更换不同阻值的定值电阻后,要手动移动滑动变阻器的滑片,同时眼睛观察电压表的示数,直到电压回到预设的控制值,该操作描述正确,不符合题意。
3. 选项C:本实验的正确结论是:导体两端电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。电阻是导体本身的固有属性,不会随电流的大小发生改变,因此不能颠倒因果描述为“电阻与电流成反比”,该说法错误,符合题意。
4. 选项D:为了避免实验结论的偶然性,得到更普遍的规律,可以改变R两端的预设电压,重复进行多组实验,该方案合理,说法正确,不符合题意。
【答案】
C
【知识点】
探究电流与电阻的关系;控制变量法;滑动变阻器的使用
【点评】
本题围绕电流与电阻关系的核心实验展开,既考察了基础实验操作细节,也设置了易错点:很多同学容易忽略物理规律描述的因果逻辑,误将颠倒自变量和因变量的错误结论判定为正确,解题时要注意电阻是导体的固有属性,电流的大小是随电阻变化的,描述规律时不能颠倒二者的先后关系。
【难度系数】
0.6
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