浙教版(2024)科学八上第3章电路探秘探究题分类汇编(含答案)

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浙教版(2024)科学八上第3章电路探秘探究题分类汇编(含答案)

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浙教版(2024)科学八上第3章电路探秘探究题分类汇编(含答案)
类型一:串、并联电路的电流特点
1.如图甲所示,是用电流表测量电流的实物连接图,请按要求回答:
(1)请在图丙虚框内画出相应电路图。
(2)使用时应将电流表与被测用电器   联在电路中,且使电流从电流表的   接线柱流入。在连接电路时,发现刚接好最后一根导线,电流表的指针就发生了偏转,由此可知在连接电路时,他忘了   。
(3)如图甲中电流表测量的是通过灯   (填“L1”或“L2”)的电流,如果电流表的读数如图乙所示,则电流表测出的电流是   A。
(4)如果要用电流表测通过L1和L2的总电流,且只允许移动一根导线,应将导线   (填“a”、“b”或“c”)的右端接在电流表的   (填“3”、“0.6”或“﹣”)接线柱上。
2.某同学进行了如下实验:根据图连接好实物,用电流表分别测出I、I1、I2的电流,改变电源电压,重复实验,记录数据如下表。
次数电流 I1/A I2/A I/A
1 0.2 0.2 0.4
2 0.3 0.3 0.6
3 0.4 0.4 0.8
(1)该实验探究的问题是   ;
(2)该同学根据实验得出结论:并联电路中干路电流为支路电流的2倍。该实验有不完善之处,请你提出改进的建议:   。
类型二:串、并联电路的电压特点
3.小柯和小明在研究串联电路的电压特点实验中,选择了干电池4节、小灯泡两只、开关一只、电压表1个、导线若干等器材,连接好如图所示的电路,并进行实验。
组别 L1两端电压 L2两端电压
1 2.4V 2.4V
2 2.5V 2.5V
3 2.4V 2.4V
(1)小柯连接好图甲电路,读出灯泡L1两端的电压为2.4V(如图乙),紧接着将电压表的导线从B端拆下,直接接到图中C端所示位置进行测量电源电压,小明认为这是错误的,因为   。
(2)小明直接测量灯泡L1和L2两端电压,测量数据记录表格中(如表格),发现实验中电路总电压并不等于两灯泡两端电压之和,对此你的猜测是   。
(3)通过实验他们得出了串联电路中各用电器两端电压相等的错误结论,他们分析原因发现,这是选择的灯泡规格相同导致的,所以他们选择了“3V,1W”、“3V,3W”这组灯泡进行实验,请判断是否可行,并说明理由:   。
4.在“探究串联电路电压特点”的实验中:
(1)请在右边的虚线框中画出图对应的电路图;
(2)连接好电路,闭合开关发现两灯都不亮,电压表指针有明显偏转,则故障是    ;
(3)某同学在测量了灯L1两端的电压后,断开开关,然后将AE导线的A端松开,接到D接线柱上,测量灯L2两端的电压,这一做法存在的问题是    。
5.丰收季节,科学项目化学习小组在水果中平行插入两片不同金属制成的极板,组成了一个水果电池。他们讨论后提出影响水果电池电压的因素,利用铜片、锌片做电极的水果电池(图1)和电压传感器(精密电压测量仪)等器材进行实验。数据记录如表:
实验组别 水果种类 电极插入深度/cm 电极之间距离/cm 测得电压/V
1 哈密瓜 1.0 2.0 0.884
2 哈密瓜 1.0 4.0 0.885
3 哈密瓜 1.0 6.0 0.886
4 苹果 1.0 2.0 1.000
5 苹果 1.5 2.0 1.010
6 苹果 2.0 2.0 1.012
(1)图1中两极板为铜—锌的苹果电池的电压为   V。
(2)为探究电极之间距离对水果电池电压大小的影响,应选用实验   (填组别)进行对比。
(3)利用本次实验中的水果电池得到电压为3V的电源,有效的措施是   。
(4)发光二极管是一种特殊的电子元件,在电路中用表示。当电流由正极经过发光二极管流向负极时,发光二极管发光;当电流由负极流入时,此时电路相当于断路,发光二极管不会发光。小科使用图1所示的水果电池和一红一绿两个发光二极管设计了一种变光指示灯。当铜片接P端,锌片接Q端时发红光;当铜片接Q端,锌片接P端时发绿光,则该变光指示灯的内部结构可能是下列中的     。(填字母)
A. B. C. D.
类型三:影响导体电阻大小的因素
6.为了探究导体导电能力是否与材料及长度有关,科学兴趣小组利用电压恒定的学生电源、不同规格的金属丝(如表所示)、电流表、开关等器材进行了如下实验。
编号 材料 长度 横截面积
① 镍铬合金 1米 1毫米2
② 镍铬合金 1米 1毫米2
③ 镍铁合金 1米 1毫米2
④ 锰铜合金 1米 1毫米2
步骤一:将①号金属丝的A、B端接入电路,使a导线的P端与B相连(如图甲)。
步骤二:闭合开关,记录电流表示数I1立刻断开开关。
步骤三:将P端分别移至金属丝的C、D点,闭合开关,记录电流表示数分别为I2、I3并立刻断开开关。
步骤四:分别用②、③、④号金属丝替换①号金属丝重复上述步骤。
(1)步骤二记录的电流表示是如图乙所示,则大小为   。
(2)本实验过程中每次记录电流表示数后立刻断开开关,并等待片刻后再进行下一步的操作,这种做法的目的是   。
(3)小明在用④号金属丝实验时,发现无法通过电流表示数的变化探究其导电性与长度的关系。查阅资料:长度、粗细均相同的锰铜合金电阻比镍铬合金小得多,试分析用④号金属丝实验时现象不明显的原因:    。
7.如图是研究“影响导体电阻大小的因素”的实验装置,已知电源恒为3伏。实验中用四根电阻丝作被测导体,A、B、C三根电阻丝等长,D最长。将电阻丝两端接入电路后,通过调节滑动变阻器,保持电阻丝两端电压2伏不变,进行测量并记录,数据如表。
实验组 电阻丝 材料 横截面积(厘米) 电流(安培)
1 A 锰铜合金 0.4 0.56
2 B 镍铬合金 0.4 0.44
3 C 镍铬合金 0.2 0.22
4 D 镍铬合金 0.2 0.10
(1)将电阻丝A的两端接入电路,闭合开关前,需要将滑动变阻器的滑片移至线圈最   (填“左”或“右”)侧。
(2)分析上表中实验组3和4,得到的结论是:   。
(3)为完成上述实验,所选用的滑动变阻器可能是   (填字母)。
A.“5Ω 0.6A” B.“10Ω 0.5A” C.“15Ω 0.6A”
(4)工业上将金属膜覆盖在陶瓷圆筒上,然后雕刻成螺旋状,生产出不同阻值的定值电阻。下列是用相同的金属膜雕刻成的三个阻值不同的定值电阻R1、R2、R3(虚线表示背面剩余金属膜)。你认为哪个电阻阻值最大,并说明理由:   。
8.为了探究影响液体电阻大小的因素,某兴趣小组用如图所示的液体电阻演示器开展实验。装置中的储存容器内装有同种导电液体,调节可移动电极板可以改变注射器内导电液的长度。
(1)通过实验得到左边注射器中的电流与导电液体长度的关系如表所示:
L/厘米 1 2 3 4 5
I/毫安 10 5 3.3 2.6 2
根据电流表示数判断液体电阻大小,应用了   (填科学方法一种)。分析表格中的数据,可以得出结论是:   ;
(2)某同学认为在左右两个注射器中分别注入不同温度的同种导电液体,可以探究液体的电阻和温度的关系,判断该同学的观点是否正确并说明理由   。
(3)若小组同学还想探究液体的电阻和材料的关系,接下来的操作是   。
类型四:电流与电阻的关系
9.图甲是研究“电流与电阻的关系”的实验装置。一节干电池的电压是1.5V,滑动变阻器的规格是“50欧,1安”,请据此分析:
(1)请你用笔画线代替导线,将甲图电路连接完整。(要求滑片P向右滑动时,接入电路的电阻增大)
(2)闭合开关,无论怎样移动滑片P,发现电压表有示数,电流表始终无示数,其原因可能是   。
(3)排除故障后,小组同学用5欧的定值电阻进行实验,测得的电流如图乙所示,其示数为     安,并记录在a处。然后,更换定值电阻R为10欧、15欧,调节滑动变阻器,使R两端的电压始终保持不变,并记录每次电阻值和电流值,填写在表中。
实验次数 电阻R(欧) 电流I(安) b
1 5 a
2 10 0.18
3 15 0.12
(4)分析实验数据,可以得出电流与电阻的关系。为了描述这种关系,b处应填入的内容是   。
10.小阳用如图所示的实验电路探究电流与电阻的关系。选用的器材有:稳压学生电源(调至4.5V不变),电压表(0~3V)、电流表(0~0.6A)、定值电阻R(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω)、滑动变阻器(20Ω,2A)、开关、导线若干。
电压U/V 2
电阻R/Ω 5 10 15 20
电流I/A 0.4 0.2 0.13
(1)请在电路图的圆圈中画上相应的电表符号完成电路图;
(2)连接电路,闭合开关后,移动滑片,发现两电表均无示数。为判断原因,将电压表与滑动变阻器并联,闭合开关后电压表有示数,电流表无示数。若电路中只有一处故障,故障的原因可能是   ;
(3)排除故障后,小阳将阻值为5Ω的电阻接入电路,记录电流表示数为0.4A。若要将电阻更换为10欧重复实验,则图中滑动变阻器的滑片应向   (填“左”或“右”)移动,直至电压表示数为2V;
(4)进行第4次实验时,将接入电阻R的阻值换为20Ω,发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片都不能将电压表的示数调到2V。为达实验目的,若重新选择器材进行实验,使以上四个定值电阻都能为实验所用,下列调整可行的是(   )(填序号,可多选)。
A.换用最大阻值更大的滑动变阻器 B.增大电源电压 C.适当增大定值电阻R两端的电压
11.为了研究通过导体的电流与电阻的关系,某同学根据图甲所示的电路图,将实验器材连接成如图乙所示的实物图。
(1)若按图乙进行实验,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,将会出现的现象是  。
(2)经检查,图乙中一根导线连接错误。请在错误导线上打“×”并补画出正确的连线。
(3)改正错误后,该同学继续实验。先接入5Ω的定值电阻,闭合开关,读出电流表的示数为0.8A,记录数据后断开开关;再将定值电阻R换成10Ω的,闭合开关,    (填操作),记录数据后断开开关;换用15Ω等电阻继续实验。
(4)若换用20Ω电阻实验时,电压表的0~15V量程损坏,身边没有其他器材可用,要完成该实验,该同学应该   (填操作)。
12.小明利用如图甲所示的电路探究电流跟电阻的关系。已知电源电压为6V且保持不变,实验用到的电阻阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω。
(1)请根据图甲将图乙所示的实物电路连接完整(导线不允许交叉);
(2)实验中多次改变R的阻值,调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数保持不变,记下电流表的示数,得到如图丙所示的电流I随电阻R变化的图像。由图像可以得出结论:  ;
(3)连接好电路后,闭合开关,发现电流表无示数,电压表有示数,移动滑动变阻器滑片,电压表示数不变,其可能原因是   。
A.R短路 B.R断路 C.滑动变阻器短路 D.滑动变阻器断路
(4)为完成整个实验,应该选取最大阻值不小于   Ω的滑动变阻器。
类型四:电流与电压的关系
13.为了研究通过导体的电流与导体两端的电压的关系,小嘉设计了图甲所示的电路。电源电压恒为6V,R1是定值电阻,R2是滑动变阻器。
(1)闭合开关后,移动滑片P,发现两电表示数始终如图乙所示,原因可能是  。
(2)改正错误后,小嘉继续实验,将有关实验数据标记在图丙上。分析图丙可知,他所选择的滑动变阻器的规格可能是(   )(选填字母)。
A.10Ω;2A B.25Ω;2A C.25Ω;0.5A D.50Ω;0.5A
(3)图丙中,阴影部分的面积大小表示    。
(4)分析数据可以得出的结论是    。
实验次数 1 2 3
电压/V 1.0 1.5 2.
电流/A 0.2 0.3 0.4
14.小科实验探究“电流与电压的关系”。实验的器材有:电压恒为3V的电源,一个“15Ω 2A”的滑动变阻器,5Ω、10Ω、15Ω、30Ω四个定值电阻,一个电压表,一个电流表,一个开关,若干导线等。如图是小科连接的实物图:
(1)小科用10Ω电阻进行实验,闭合开关,发现电压表有示数,电流表无示数,则此次电路的故障可能是电阻R   (填”短路”或”断路”)。
(2)小科之后选用30Ω电阻并预设了电阻两端“1V”、“1.5V”、“2V”三个电压值进行实验,但计算后发现:若要达到这三个预设的电压值,滑动变阻器的最大阻值不得小于   ,小科仍想按这三个预设的电压进行实验,利用现有的这些器材,无需改变电源电压和更换滑动变阻器,小科只要   ,就能顺利完成实验。
(3)小科通过实验获得数据如表所示,分析数据可得出的结论是   。
(4)小科想到用此电路连接图来探究“电流和电阻的关系”,实验只需要多次改变电阻的大小,且保持   (填“电流表”或“电压表”)示数不变。
15.某兴趣小组设计了图甲所示电路进行“探究电流与电压的关系”实验。
(1)请用笔画线代替导线将图乙电路连接完整,要求滑动变阻器滑片向右移动时电流表示数变大。
(2)开关闭合前,发现电流表的指针在零刻度线左端,如图丙,其原因可能是     。
(3)排除故障电路检查无误后,闭合开关,调节滑片P,当电压表示数为1.2V时,电流表示数如图丁所示,则此时通过定值电阻的电流为     A。调节滑动变阻器,继续进行实验,并将实验数据记录在表中。
数据序号 1 2 3 4 5 6
电压U/V 0.6 0.9 1.2 1.8 2.4 3
电流I/A 0.12 0.19 0.36 0.48 0.6
16.小德和同学们在做“探究电流与电压的关系”实验时,经过讨论,依次完成了三次实验电路的设计,如图甲、乙、丙所示。
(1)由图甲改进为图乙是为保证实验过程中   不变(选填“电阻”或“电流”)。
(2)小德和同学使用电源(3伏)、定值电阻(5欧)、电流表(0﹣0.6安)、电压表(0﹣3伏)、滑动变阻器(20欧2安)、开关和导线若干,按图丙进行了4次实验,数据如表:
实验序号 1 2 3 4
电压/伏 0.5 1.2 1.8 2.5
电流/安 0.10 0.24 0.36 0.5
(3)依据电路实际情况,你认为第   组(填实验序号)数据有可能是伪造的,理由是   。
(4)纠正错误后,由2号实验调整到3号实验时,滑动变阻器的滑片位置应向   移动(选填“左”或“右”)。
类型五:电压对电阻的影响
17.某兴趣小组在测量额定电压为2.5V的小灯泡灯丝电阻时发现,小灯泡两端的电压越大,测得电阻的阻值也越大。针对上述现象,同学们提出猜想:
猜想①:灯丝两端的电压增大导致电阻增大。
猜想②:灯丝的温度升高导致电阻增大。
为研究猜想①,同学们进行了如下研究。
次数 1 2 3 4 5
电压/V
电流/A
电阻/Ω
【实验器材】干电池2节,额定电压为2.5V的小灯泡1只,电流表1个,电压表1个,滑动变阻器1个,开关1个,装满水的塑料瓶,导线若干。
【实验方案】
①按图1连接好电路,将灯丝插入瓶口浸入水中。
②闭合开关S,读出电压表和电流表示数,记录在表格中。
③多次改变滑动变阻器的阻值,重复步骤②。
(1)某次闭合开关后,电流表指针位置如图2所示,其示数为   安。
(2)实验中将灯丝浸入水中的目的是   。
(3)若观察到   现象,则假设①被否定。
(4)实验结果表明灯丝电阻变化与施加电压无直接因果关系后,某同学直接得出”灯丝电阻增大是由温度增大引起”的结论。请评价他结论得出过程是否合理,并说明理由。__________________
    。
类型六:伏安法测电阻
18.如图所示的是小聪和小明做“测量定值电阻Rx”的实验。
(1)图甲是小聪设计的电路,连接尚未完整,请用笔画线代替导线,把电路连接好,使滑动变阻器的滑片向右滑动时,电流表的读数变大。
(2)小聪在正确连接后,闭合开关,发现电压表的指针有明显偏转,电流表的指针几乎没有偏转,该故障的原因是   。
(3)小聪在排除了电路故障后,先把滑动变阻器的滑片调到最   (填“左”或“右”)端,闭合开关,再调节滑片,测得多组数据,并由这些数据计算得定值电阻Rx的阻值为9.8Ω。
(4)小明在实验时,发现电压表已损坏,他设计了如图乙所示的电路进行实验,先把滑动变阻器的滑片调到电阻值的最大处,闭合开关S1、S2,电流表的读数如图丙所示,为   A;保持滑动变阻器的滑片不动,闭合开关S1,断开开关S2时,电流表的示数为0.3A,已知滑动变阻器R规格为“20Ω 1A”,根据小明测得的数据计算出定值电阻Rx的阻值是    Ω。(设电源电压恒定)
(5)比较小聪和小明的实验,你认为   的实验结果更准确,理由是   。
19.如图1是“伏安法测电阻”的实验装置(待测电阻阻值不小于10Ω)
(1)请用笔画线代替导线补充完成图1中的实物电路连接(要求导线不能交叉,滑动变阻器滑片右移时电阻变大)。
(2)某次测量时电流表示数为0.2A,电压表示数如图2所示,则待测电阻阻值为   Ω。为减小误差,可用   改变待测电阻两端的电压来进行多次测量求平均值。
(3)将上述实验中的电阻换成小灯泡,用同样的方法测小灯泡的电阻,数据记录如表,分析表中数据可知,小灯泡两端电压越低,小灯泡的电阻越   ,原因是   。
测量次数 1 2 3 4 5
电压U/V 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5
电流I/A 0.28 0.25 0.22 0.18 0.16
答案
1.【考点】电流的测量.
【分析】(1)根据实物图画出对应的电路图;
(2)电流表与待测电路串联,电流应从电流表正接线柱流入,从负接线柱流出;
在连接电路时,要断开开关;
(3)从图中可以看出L1与电流表串联后再与L2并联,开关在干路上。从图中看出电流表使用的是0~0.6A的量程,分度值为0.02A,根据指针的位置读数;
(4)用电流表测通过L1和L2的总电流,把电流表接在干路上。
【解答】解:(1)由实物图可知,电流从电源正极出发开始分支,一支经灯泡L2,另一支经电流表A、灯泡L1,然后共同汇合经开关S回负极,如下图:
(2)使用时应将电流表与被测用电器串联在电路中,且使电流从电流表的正接线柱流入电流表,从负接线柱流出;
在连接电路时发现,刚接好最后一根导线,电流表的指针就发生了偏转,由此可知在连接电路时,他忘了断开开关;
(3)由图甲可知,灯L1、L2并联,L1与电流表串联,因此电流表测L1的电流;图乙中电流表使用了0~0.6A的量程,分度值为0.02A,其读数为0.5A;
(4)要用电流表测通过L1、L2的总电流,应把电流表接在干路上,导线b的右端改接在电流表的负接线柱上即可。
故答案为:(1)见解答图;(2)串;正;断开开关;(3)L1;0.5;(4)b;﹣。
【点评】此题考查了电流表的使用方法和串并联电路,同时也考查了电流表的读数和电路的改接,要会运用。
2.【考点】并联电路的电流特点.
【分析】并联电路中电流的特点是干路电流与各支路电流之间的关系。干路电流等于各支路电流之和。
【解答】解:(1)此实验主要考查并联电路电流的特点。
故答案为:并联电路的电流特点。
(2)从实验数据看,两支路的电流相等,所以应选用不同规格的灯泡测几组。
故答案为:选用不同规格的灯泡或选用不同阻值的灯泡。
【点评】此题主要考查了探究并联电路的电流特点的实验中需要注意的一些问题。
3.【考点】串并联电路的电压特点.
【分析】(1)电压表在使用时,应该选合适的量程,所测电压不能超过量程,否则闭合开关后,可能造成电压表的损坏;
(2)由图乙知,电压表有两个量程,且它们的分度值不同,读书时会造成误差;
(3)由图甲知,该实验电路属于串联电路,由电功率P=,计算出两个灯泡各自的额定电阻,结合串联电路的分压规律进行分析;
【解答】解:(1)4节干电池串联做电源,电源的电压为6V,小柯连接好图甲电路,读出灯泡L1两端的电压为2.4V,则此时电压表选用的量程是0~3V,将电压表的导线从B端拆下,直接接到图中C端所示位置进行测量电源电压时,由于电源的电压是6V,超过了电压表的量程,可能会损坏电压表;
如图甲所示,将电压表的导线从B端拆下,直接接到图中C端所示位置进行测量电源电压时,会造成电压表的正负接线柱接反,可能会损坏电压表;
(2)1节干电池的电压为V,4节干电池串联做电源,则电源的电压为6V。图乙中,电压表有两个量程,分别是:较小量程0~3V,分度值为0.1V;较大量程0~15V,分度值为0.5V。则由表格的数据知,测量小灯泡的电压时,电压表选用的是较小的量程。测量总电压时,电压表只能选用较大的量程。由于两个量程的分度值不一样,读数造成了误差;
(3)由电功率P=得,规格是“3V,1W”的灯泡的额定电压为R1===9Ω,
规格是“3V,3W”的灯泡的额定电压为R2===3Ω,
则此时电路中的总电阻为:R=R1+R2=9Ω+3Ω=12Ω,
总电流为:I===0.5A,
由欧姆定律得,规格是“3V,1W”的灯泡的实际电压为:U实际=IR1=0.5A×9Ω=4.5V>3V,则该规格的灯泡的实际电压大于额定电压,可能造成该灯泡损坏,所以选择“3V,1W”、“3V,3W”这组灯泡进行实验不可行。
故答案为:(1)电压表超量程,可能损坏电压表;(2)测量灯泡和总电压时,电压表选用的量程和分度值不同,读数时造成了误差;(3)不可行,因为:规格为“3V,1W”的灯泡的实际电压大于额定电压,可能造成该灯泡损坏。
【点评】研究串联电路的电压特点的实验,属于中考重点实验,本题考查了电压表使用、欧姆定律、电功率等相关知识,题目综合性强,难度大。
4.【考点】串并联电路的电压特点.
【分析】(1)根据电流路径按照实物图画电路图,应注意连接的顺序和方式;
(2)闭合开关灯泡不亮,原因有两个:断路或短路。已知两灯串联都不亮,所以不可能是一灯短路,只能是断路;
(3)注意电压表的正负接线柱的接法,电流需从电压表的正接线柱流入,负接线柱流出。
【解答】解:(1)由图知,从电源的正极出发,经过开关、L2、L1,回到电源的负极,电压表与L1并联,如图所示:
(2)开关闭合后两灯均不亮,电压表有示数,说明此时电压表的正负接线柱与电源两极相连,故障是小灯泡L1发生开路;
(3)将AE导线的A端松开,接到D接线柱上,这样电压表的正负接线柱接反,指针会反偏。
故答案为:(1)见上图;(2)小灯泡L1开路;(3)电压表的正负接线柱接反。
【点评】此题考查了按实物图画电路图、电路故障分析、电压表的使用及读数等知识,注意量程和正负接线柱的接法(电流正入负出),电压表可以不经用电器直接与电源串联,此时电压表测量电源电压。
5.【考点】电压表的使用.
【分析】(1)根据电压表的使用规则进行读数。
(2)根据实验目的和表格中的数据进行分析。
(3)串联电池组的电压等于各节电池的电压之和。
(4)根据发光二极管的单向导电性和串、并联电路的特点进行分析。
【解答】解:(1)图中电压表的分度值是0.1V,示数为0.6V。
(2)探究电极之间距离对水果电池电压大小的影响,应控制水果的种类和插入的深度相同,改变电极之间的距离,故应该选择1、2、3进行对比。
(3)若要得到更高的电压,可以将五组水果电池串联起来。
(4)AB、串联电路的各个用电器相互影响,两个二极管串联,始终有一个二极管处于截止状态,电路不导通,故AB不符合题意;
CD、两个二极管并联,电压相同,当铜片接P端,锌片接Q端时发红光;当铜片接Q端,锌片接P端时发绿光,只有C符合题意,D不符合题意。
故选:C。
故答案为:(1)0.6;(2)1、2、3;(3)将五组水果电池串联起来;(4)C。
【点评】本题考查的是水果电池的电压和影响电压大小的因素;知道发光二极管的单向导电性。
6.【考点】影响电阻大小的因素.
【分析】(1)根据电流表的量程和分度值,并结合指针位置确定读数;
(2)导体电阻会受到温度的影响;
(3)电阻小在电压一定时,通过铜丝的电流变化很小,据此分析。
【解答】解:(1)电流表的量程为0﹣0.6A,分度值为0.02A,故电流表示数为0.34A;
(2)电阻会受到温度的影响,电路接通时电阻会产生热量从而改变电阻的大小,故实验过程中每次记录电流表示数后立刻断开开关的目的是防止温度对电阻的影响;
(3)锰铜合金电阻比镍铬合金小得多,小明在用锰铜合金实验时,在电压一定时,通过锰铜合金的电流变化很小,故实验现象不明显。
故答案为:(1)0.34A;(2)防止温度对电阻的影响;(3)锰铜合金电阻小,电流变化小。
【点评】探究影响电阻大小的因素采用了控制变量法的思想,电阻大小的变化是通过电流表的示数变化体现的,这里采用了转换法的思想。
7.【考点】影响电阻大小的因素.
【分析】(1)为保护电路,连接电路时开关应断开,将滑动变阻器的滑片移至最大阻值处;
(2)分析表格数据,得出结论;
(3)根据电路安全分析;
(5)电阻大小的影响因素是材料、长度、横截面积、温度等。
【解答】解:(1)由为保护电路,连接电路时开关应断开,闭合开关前,将滑动变阻器的滑片移至最大阻值处,即移动到最右端;
(2)分析上表中实验组3和4,其他因素相同,第4组长度更长,电流更小,由此可知材料和横截面积等条件相同时,长度越长,电阻越大;
(3)表格中最大电流大于0.5A,所以B选项不符合;已知知电源恒为3V,电阻丝两端电压2V不变,即滑动变阻器电压保持1V不变,第4组数据中电阻丝的阻值R===20Ω,根据串联电路电压之比等于电阻之比,可知电阻丝电阻比上滑动变阻器的电阻之比为2:1,滑动变阻器的接入电路中的阻值为10Ω,故C选项“15Ω 0.6A”符合;
(4)将金属膜覆盖在陶瓷圆筒上,然后雕刻成螺旋状,是改变了导体的长度,和横截面积,由图可知:材料相同时,R3的金属膜长度最长,横截面积最小,所以电阻最大。
故答案为:(1)右;(2)材料和横截面积等条件相同时,长度越长,电阻越大;(3)C;(4)R3电阻最大,因为材料相同时,R3的金属膜长度最长,横截面积最小,所以电阻最大。
【点评】本题考查实验注意事项、影响电阻大小的因素及控制变量法的应用。
8.【考点】影响电阻大小的因素.
【分析】(1)根据表格中的数据得出结论;实验中采用的研究方法是转换法和控制变量法;
(2)(3)导体的电阻的大小与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,利用控制变量法分析。
【解答】解:(1)根据表格中的数据可知,在材料和横截面积相同时,导体越长,通过导体的电流越小,则导体的电阻越大;实验中采用了转换法。
分析表格数据可知,横截面积一定时,电阻长度越长,电流越小,说明电阻阻值越大,故可得结论:液体电阻的大小与长度有关;
(2)左右两侧的横截面积不同,在左右两个注射器中分别注入不同温度的同种导电液体,温度也不同,没有控制左右两侧的横截面积一定,故不能得出电阻和温度的关系;
(3)断开开关,更换左边注射器中的导电液,导体的材料是不同的,横截面积相同,当液柱长度与表中某次长度相同时,比较更换前后电流表A1的示数,根据控制变量法可知,可探究液体的电阻和导体材料的关系。
故答案为:(1)转换法;液体电阻的大小与长度有关;(2)不正确,没有控制左右两侧的横截面积一定;(3)断开开关,更换左边注射器中的导电液。
【点评】探究影响电阻大小的因素采用了控制变量法的思想,电阻大小的变化是通过电流表的示数变化体现的,这里采用了转换法的思想。
9.【考点】探究电流与电阻的关系.
【分析】(1)滑片P向右滑动时,接入电路的电阻增大,确定变阻器左下接线连入电路中;
(2)闭合开关,电流表始终无示数,电路可能断路,发现电压表有示数,电压表与电源连通,据此分析;
(3)根据电流表分度值读数;
(4)分析实验数据,电流与电阻之积为一定值,据此回答。
【解答】解:(1)滑片P向右滑动时,接入电路的电阻增大,故变阻器左下接线连入电路中,如下所示:
(2)闭合开关,无论怎样移动滑片P,电流表始终无示数,电路可能断路,发现电压表有示数,电压表与电源连通,原因可能是R断路。
(3)排除故障后,小组同学用5欧的定值电阻进行实验,测得的电流如图乙所示,分度值为0.02A,其示数为0.36安;
(4)分析实验数据可知,电流与电阻的乘积为一定值,可以得出电流与电阻成反比,则为了描述这种关系,b处应填入的内容是:电流与电阻的乘积IR(A Ω)。
故答案为:(1)见解析;(2)R断路;(3)0.36;(4)电流与电阻的乘积IR(A Ω)。
【点评】本题研究电流与电阻的关系,考查电路连接、故障和数据分析。
10.【考点】探究电流与电阻的关系.
【分析】(1)探究电流与电阻的关系实验中,电压表并联在定值电阻两端,电流表串联在电路中;
(2)连接电路,闭合开关后,移动滑片,两电表均无示数,说明电路断路,电压表两端到电源断路,到把电压表与滑动变阻器并联,闭合开关后电压表有示数,电流表无示数,说明此时电压表两个接线柱到电源通路,电路仍断路,由此可知电路的故障原因;
(3)探究电流与电阻的关系应保持定值电阻两端的电压不变,由串联电路中电压的分配规律可知,当把5Ω电阻换成10Ω电阻后,滑动变阻器接入的电阻也变大,由此判断滑动变阻器移动的方向;
(4)将接入电阻R的阻值换为20Ω,因滑动变阻器接入的电阻太小,不能完成实验,此时可以可以增大滑动变阻器的最大电阻、减小电源电压,使滑动变阻器分得较小的电压或增大定值电阻两端电压等措施。
【解答】解:(1)在探究电流与电阻关系的电路中,电压表应与定值电阻并联,测量定值电阻两端的电压;电流表应与定值电阻串联,测量通过定值电阻的电流。如图所示:
(2)连接电路,闭合开关后,移动滑片,两电表均无示数,说明电路断路,电压表两端到电源断路,到把电压表与滑动变阻器并联,闭合开关后电压表有示数,电流表无示数,说明此时电压表两个接线柱到电源通路,电路仍断路,由此可知电路的故障原因是滑动变阻器断路;
(3)探究电阻与电流的关系实验中应控制定值电阻两端的电压部变,由题意可知定值电阻两端电压为U0=I1R1=0.4A×5Ω=2V,由串联电路电压的分配规律得:,所以当把定值电阻R由5Ω 更换为10Ω 时,滑动变阻器接入的电阻也变大,故滑片向左移动;
(4)接入电阻R的阻值换为20Ω时,由串联电路电压的分配规律得:,
即,
解得R滑=25Ω>20Ω,所以无论怎样移动滑动变阻器的滑片都不能将电压表的示数调到2V。
A.根据以上分析可知,换用最大阻值更大的滑动变阻器,比如最大阻值为25Ω等,可使以上四个定值电阻都能为实验所用,故A符合题意;
B.若改变电源电压,同理则有

解得U′=4V,可知,减小电源电压,可使以上四个定值电阻都能为实验所用,故B不符合题意;
C.适当增大定值电阻R两端的电压,根据串联分压原理,滑动变阻器分得的电压相对减小,在滑动变阻器现有最大阻值下,有可能使电路满足要求,故C符合题意。
故选:AC。
故答案为:(1)
;(2)滑动变阻器断路;(3)左;(4)AC。
【点评】本题考查了控制变量法在探究嗲牛与电阻的实验中的应用,电路的故障分析,串联电路中电压的分配规律;
11.【考点】探究电流与电阻的关系.
【分析】(1)电压表串联进电路,相当于测量电源电压,所以电压表有示数,由于电路中电流过小,小于电流表的分度值,所以电流表没有示数;
(2)电压表并联在测量对象两端,电流表串联在电路中;
(3)根据控制变量法可知,探究电流与电阻的关系时,应控制电压相同,据此解题;
(4)串联电路电源电压等于各用电器两端电压之和。
【解答】解:(1)图乙中电压表接在干路上,电压表电阻很大,由欧姆定律可知,电路中电流很小,将观察到电流表没有示数,电压表示数等于电源电压。
(2)电路应为串联电路,电流表串联在电路中,电压表并联在定值电阻两端,如图所示

(3)探究电流与电阻的关系时,要控制定值电阻两端的电压保持不变,由第一次实验的数据可知,定值电阻两端的电压为U=IR=0.8A×5Ω=4V,可知更换电阻后,应移动滑片,直至电压表示数为4V。
(4)电源电压为6V,定值电阻两端的电压为4V,则滑动变阻器两端的电压为6V﹣4V=2V,小于电压表小量程的最大测量值,所以应将电压表并联在滑动变阻器两端,移动滑片,使电压表示数为2V。
故答案为:( 1 )电压表示数等于电源电压(有示数),电流表示数为零;(2);(3)移动滑动变阻器滑片位置,使电压表示数为4V;
(4)将电压表用小量程并联到滑动变阻器两端,同时移动滑动变阻器滑片位置,使电压表示数为2V。
【点评】本题探究电流与电压、电阻的关系实验,考查实物的电路连接,电流表和电压表的连接,难度一般。
12.【考点】探究电流与电阻的关系.
【分析】(1)探究电流跟电阻的关系时,应控制定值电阻两端的电压不变,因此电压表应与定值电阻并联;变阻器上下各选一个接线柱串联在电路中;
(2)根据图丙图象中电流与电阻之积为一定值分析得出结论;
(3)根据电流表和电压表的示数情况,结合电路图分析电路故障;
(4)探究电流与电阻的关系,应保持电阻两端的电压不变;根据串联电路电压的规律求出变阻器分得的电压,根据分压原理,求出当接入25Ω电阻时变阻器连入电路中的电阻。
【解答】解:(1)探究电流跟电阻的关系时,应控制定值电阻两端的电压不变,因此电压表应与定值电阻并联;变阻器上下各选一个接线柱与定值电阻串联在电路中,如下图所示:

(2)由图象可知,导体两端的电压UV=IR=0.5A×5Ω=……=0.1A×25Ω=2.5V,为一定值,故可得出结论:电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比;
(3)连接好电路,闭合开关,电流表无实数,电压表有示数,反复移动滑动变阻器的滑片P,电压表的示数基本不变,说明和电压表串联的滑动变阻器无故障,故障只能在定值电阻处,若定值电阻短路,电压表示数为零,电流表有示数,故定值电阻R断路,故选:B;
(4)由图丙知,电路的最小电流I=0.1A,此时滑动变阻器接入电路的阻值最大,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,滑动变阻器两端的电压:U滑=U UR=6V 2.5V=3.5V,由I=可得,滑动变阻器接入电路的阻值:R滑===35Ω,即滑动变阻器的阻值不能小于35Ω。
故答案为:(1)见解答图;(2)电压一定时,电流与电阻成反比;(3)B;(4)35。
【点评】本题探究电流跟电阻的关系,考查电路连接、分析图象归纳结论、控制变量法、欧姆定律的应用、实验操作和器材的选择,关键是根据图象求出定值电阻两端所控制的电压。
13.【考点】探究电流与电压的关系.
【分析】(1)移动滑片,电流表示数不变,说明滑动变阻器接入电路的阻值为零或为定值电阻;根据电压表的示数确定滑动变阻器接入电路的接线柱;
(2)根据图丙可知,当电路中电流最小时,滑动变阻器接入电路的阻值最大;根据串联电路电压规律和欧姆定律求出滑动变阻器的最大阻值;
(3)根据阴影部分可知,阴影面积等于电压和电流的乘积,据此判断阴影部分面积表示的含义;
(4)根据图中数据分析得出结论。
【解答】解:(1)移动滑片,电流表示数不变,说明滑动变阻器接入电路的阻值为零或为定值电阻;
根据图乙可知,电压表的量程0~15V,分度值为0.5V,示数为6V,等于电源电压,因此滑动变阻器接入电路的阻值为零,即滑动变阻器的接线柱CD接入了电路;
(2)根据图丙可知,电路中的最小电流为0.2A,定值电阻两端电压为1V;
由串联电路电压规律和欧姆定律可知,滑动变阻器接入电路的最大阻值为:
R===25Ω;故选B;
(3)根据图丙可知,阴影部分面积等于电流与电压的乘积,即P=U1I1=1V×0.2A=0.2W,因此阴影部分的面积大小表示R1的电功率为0.2W;
(4)将图中的各点连接起来,其图像为过原点的直线,故可得出结论:在电阻一定时,通过导体的电流和导体两端的电压成正比。
故答案为:(1)滑动变阻器接了C、D(或滑动变阻器短路);(2)B;(3)R1的电功率为0.2W;(4)在电阻一定时,通过导体的电流和导体两端的电压成正比。
【点评】本题考查滑动变阻器的正确使用、电压表的读数、欧姆定律和功率计算公式的应用,关键是能从图中读出有用信息。
14.【考点】探究电流与电压的关系.
【分析】(1)闭合开关,发现电流表无示数,说明电路可能断路,电压表有示数,说明电压表与电源连通,电压表被串联在电路中,则与电压表并联的电路以外的电路是完好的,则与电压表并联的电路断路了;
(2)先设出电阻两端的电压,根据串联电路的电压特点求出滑动变阻器两端的电压,利用串联电路的分压特点得出滑动变阻器接入电路中的电阻的表达式,然后把“1V”、“2V”、“2.5V”三个电压值代入得出变阻器接入电路中的电阻,最后求出滑动变阻器的最大阻值,然后根据串联电路分压原理进一步得出实验的改进方法;
(3)根据表中数据分析得出结论;
(4)根据控制变量法,研究电流与电阻的关系时,需控制定值电阻两端的电压不变。
【解答】解:(1)闭合开关,发现电流表无示数,说明电路可能断路,电压表有示数,说明电压表与电源连通,电压表被串联在电路中,则与电压表并联的电路以外的电路是完好的,则与电压表并联的电路断路了,即此次电路的故障可能是电阻R断路;
(2)设电阻两端的电压为UV,则滑动变阻器两端的电压为U﹣UV,由串联电路的分压特点可知,滑动变阻器接入电路中的电阻为:
R滑=R定=×30Ω,
把“1V”、“2V”、“2.5V”三个电压值带入可得,变阻器接入电路中的电阻分别为60Ω、15Ω、6Ω,故滑动变阻器最大阻值不得小于60Ω;
若仍想按预设电压进行实验,即滑动变阻器分担电压仍分别为2V,1V,0.5V,滑动变阻器最大阻值为15Ω;当滑动变阻器两端电压为2V时,电阻两端电压为滑动变阻器两端电压=0.5倍,根据串联电路分压原理,电阻阻值为×15Ω=7.5Ω,则电阻阻值只需小于7.5Ω,故符合条件的电阻阻值为5Ω的电阻,即将30Ω电阻替换为5Ω电阻;
(3)由表中数据可知,电阻两端电压增大为原来的几倍,电流也增大为原来的几倍,故可得出结论:当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比;
(4)研究电流与电阻关系时要控制电压不变,因此实验只需要多次改变电阻的大小,且保持电压表示数不变。
故答案为:(1)断路;(2)60;将30Ω电阻替换为5Ω电阻;(3)当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比;(4)电压表。
【点评】本题探究“电流与电压的关系”实验,考查了电路故障、数据分析、控制变量法和欧姆定律的应用等知识。
15.【考点】探究电流与电压的关系.
【分析】(1)要求滑动变阻器的滑片P向右滑时,电流表示数变大,应连接滑动变阻器的右下接线柱;
(2)图丙中,开关闭合前,发现电流表的指针在零刻度线左端,其原因可能是电流表未进行调零;
(3)图丁所示,电流表量程为0﹣0.6A,分度值为0.02A,据此读数。
【解答】解:(1)要求滑动变阻器的滑片P向右滑时,电流表示数变大,应连接滑动变阻器的右下接线柱,电路如下:
(2)图丙中,开关闭合前,发现电流表的指针在零刻度线左端,其原因可能是电流表未进行调零;
(3)图丁所示,电流表量程为0﹣0.6A,分度值为0.02A,则此时通过定值电阻的电流为0.24A。
故答案为:(1);
(2)电流表未进行调零;
(3)0.24。
【点评】本题考查“探究电流与电压的关系”实验,都是必须掌握的知识点,难度适中。
16.【考点】探究电流与电压的关系.
【分析】(1)研究电流与电压关系实验中,要控制电阻不变,而灯的电阻随温度的改变而改变;为得出普遍性的结论,要多次测量;
(2)根据表中数据,由R=得出第②次实验的电阻;电源电压为3V,变阻器的最大电阻为20Ω,根据串联电阻的规律和欧姆定律求出电路的最小电流分析;
(3)根据分压原理分析。
【解答】解:(1)研究电流与电压关系实验中,要控制电阻不变,而灯丝的电阻随温度的改变而改变,故由图甲改进为图乙是为保证实验过程中电阻这一因素不变;
(2)根据表中数据,由R=可知第2次实验的电阻:
R2===5Ω,
电源电压为3V,变阻器的最大电阻为20Ω,根据串联电阻的规律和欧姆定律,电路的最小电流:
I小=,
故第1组数据有拼凑的嫌疑,理由是因为滑动变阻器最大20Ω接入电路时,电路的最小电流为0.12A,达不到0.1A;
(3)由2号实验调整到3号实验时,定值电阻两端的电压由1.2V变为1.8V,此时滑动变阻器的电压变小,根据串联分压原理滑动变阻器的滑片位置应向右滑动。
故答案为:(1)电阻;(2)1;因为滑动变阻器最大20Ω接入电路时,电路的最小电流为0.12A,达不到0.1A;(3)右。
【点评】本题探究电流与电压的关系。
17.【考点】探究电流与电压、电阻的关系.
【分析】(1)电流表读数时,先看量程和分度值,再读数;
(2)(3)将灯丝插入瓶口浸入水中,使灯丝的温度保持不变,结合控制变量法,结合实验数据分析解答;
(4)要得出”灯丝电阻增大是由温度增大引起”的结论,应多次改变灯丝的温度,并测出对应的灯丝电阻。
【解答】解:(1)电流表选用小量程,分度值0.02A,其示数为0.3A;
(2)实验时将灯丝浸入纯净冷水中的目的是:防止电阻大小随温度变化而改变;
(3)将灯丝插入瓶口浸入水中,使灯丝的温度保持不变,若实验中得到的结果是:所测的灯丝电阻阻值基本相等,则假设①被否定;
(4)要得出”灯丝电阻增大是由温度增大引起”的结论,应多次改变灯丝的温度,并测出对应的灯丝电阻,但该同学没有做灯丝温度改变时测灯丝电阻的实验,故直接得出“灯丝电阻增大是由温度增大引起”的结论不合理。
故答案为:(1)0.3;(2)防止电阻大小随温度变化而改变;(3)其他条件一定时,灯丝两端电压增大,电阻不变;(4)不合理,理由是没有做灯丝温度改变时测灯丝电阻的实验。
【点评】本题是“研究小灯泡的电阻”的实验,考查注意事项、欧姆定律的灵活运用、实验表格的设计以及实验数据的处理。
18.【考点】用电流表和滑动变阻器测电阻;伏安法测电阻.
【分析】(1)滑动变阻器按以上一下的原则串联在电路中,滑动变阻器的滑片向右滑动时,电流表示数变大,说明滑动变阻器接入电路的电阻丝变短,即右下接线柱接入电路。
(2)电流表指针不发生偏转,说明电路断路,电压表有偏转,说明电压表与电源接通。
(3)排除故障后首先需将滑动变阻器滑片移至阻值最大处。
(4)电流表的读数:确定使用的量程,确定每一个大格和每一个小格各代表多少。
闭合开关S1,断开开关S2时,只有滑动变阻器接入电路,并且滑动变阻器接入电路的阻值为最大值,因此根据U=IR求出电源电压,再根据并联电路电流的特点求出通过Rx的电流,并利用R=即可求出Rx的阻值。
(5)一次测量存在较大的误差,为了使测量值更接近于真实值,应进行多次测量求平均值。
【解答】解:(1)使滑动变阻器的滑片向右滑动时,电流表的读数变大,说明变阻器接入电路中的电阻变小,故滑片以右电阻丝连入电路中,如下所示:
(2)电流表的指针几乎没有偏转,说明电路可能断路;电压表的指针有明显偏转,说明电压表与电源接通,该故障的原因是电阻Rx断路。
(3)小聪在排除了电路故障后,为保护电路,应先把滑动变阻器的滑片调到阻值最大处,即最左端;
(4)小明在实验时,发现电压表已损坏,他设计了如图乙所示的电路进行实验,先把滑动变阻器的滑片调到电阻值的最大处,闭合开关S1、S2,此时Rx与变阻器的最大阻值并联;电流表的读数如图丙所示,电流表选用大量程,分度值为0.1A,电流表的读数为0.9A,即总电流为0.9A;
保持滑动变阻器的滑片不动,闭合开关S1,断开开关S2时,电流表的示数为0.3A,此时只有变阻器接入电路,则电源电压:U=I2R滑大=0.3A×20Ω=6V;
由并联电路的特点和欧姆定律可得,Rx的阻值:Rx===10Ω。
(5)小聪可通过调节滑动变阻器,多次测量取平均值来减小误差,而小明只能测量一次,误差较大,所以小聪的测量结果更准确。
故答案为:(1)如上图所示;(2)电阻Rx断路;(3)左;(4)0.9;10;(5)小聪;小聪可通过调节滑动变阻器,改变被测电阻两端的电压,进行多次测量取平均值来减小误差。
【点评】本题考查了滑动变阻器的连接和使用、电流表的读数、欧姆定律的应用和实验中多次测量的目的等,关键是学生对伏安法测电阻实验的理解和掌握。
19.【考点】伏安法测小灯泡的电阻.
【分析】(1)伏安法测电阻用电压表测量定值电阻两端的电压,用电流表测电路中的电流,最后用R=计算阻值;滑动变阻器接法:“一上一下”;
(2)明确电压表选取的量程和分度值,读出电压值,根据R=计算电阻的阻值;滑动变阻器起保护电路和改变电路电流的作用或改变被测电阻两端电压的作用;
(3)电压逐渐降低的过程中,电流逐渐变小,亮度变小,钨丝温度降低,灯丝的电阻受温度影响而变小。
【解答】解:(1)电源是两节干电池,为3V,电压表选取0~3V量程;电路中最大电流I===0.3A,电流表选取0~0.6A量程;滑动变阻器接在下端接线柱,如图:
(2)电压表的选取0~3V量程,分度值为0.1V,读数为2.2V,
由I=得,R===11Ω;
调节滑动变阻器,改变了待测电阻两端的电压和通过它的电流,可以多测几组数据,进行多次测量求平均值,减小误差。
(3)分析表中的5组数据可知,电压变小时,电流随之变小,灯泡电阻就会变小,这是因为电流变小灯泡亮度减弱,钨丝温度下降,钨丝受温度影响所致。温度越低,钨丝电阻越小。
故答案为:(1)见上图;
(2)11;滑动变阻器;
(3)小;灯丝电阻受温度的影响。
【点评】伏安法测电阻的实验是重点内容之一,考查了对实验原理及滑动变阻器的应用,还涉及到了灯丝电阻与温度的关系,属实验中的常见问题。
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