9年級-12-電學(xué)實驗專項訓(xùn)練（解析版）-全國初中物理競賽試題編選

試卷第=page2525頁，共=sectionpages2525頁試卷第=page2424頁，共=sectionpages2525頁電學(xué)實驗專項訓(xùn)練全國初中物理競賽試題精編一、實驗題1．做電學(xué)實驗時，需要測量約0.5A的電流，但實驗室當(dāng)時只有一個量程為0.3A的電流表。如果手邊有12V的學(xué)生電源，0~50Ω的滑動變阻器一個，電阻絲一條，導(dǎo)線若干開關(guān)一個。請同學(xué)們用最簡單的方案設(shè)計并描述操作步驟，嘗試將電流量程擴展到0.6A。步驟：(1)開關(guān)閉和前，滑動變阻器的劃片應(yīng)放置于，電阻絲的一端與電流表相連，另一端暫不連；(2)閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電流表達(dá)到；(3)試將電阻絲的不同位置接到電流表的另一接線柱上，以改變電阻絲的長度，當(dāng)電流表示數(shù)達(dá)到時，將這個位置擰緊在接線柱上，此時當(dāng)通過電流表的電流為I時，電路中的電流為2I，即把電流表量程擴大了一倍?！敬鸢浮孔柚底畲筇?.3A半偏【詳解】(1)[1]開關(guān)閉和前，滑動變阻器的劃片應(yīng)放置于阻值最大處，這樣電路中的電流不會太大，可以保護電流。(2)[2]閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電流表達(dá)到0.3A。(3)[3]試將電阻絲的不同位置接到電流表的另一接線柱上，以改變電阻絲的長度，當(dāng)電流表示數(shù)達(dá)到半偏時，電路的總電流大小還是不變，那么流過電阻絲的電流也是0.15A，電阻絲和電流表的兩端電壓是相同的，流過它們的電流也相同，根據(jù)可知，電阻絲接入電路的電阻大小等于電流表的電阻大小，此時當(dāng)通過電流表的電流為I時，根據(jù)可知，流過電阻絲的電流也是I，那么電路中的電流為2I，即把電流表量程擴大了一倍。2．家里裝修時小明發(fā)現(xiàn)電工師傅在墻壁里埋線時，挑選非常粗的銅導(dǎo)線且導(dǎo)線與導(dǎo)線之間連接時，往往打一個漂亮的結(jié)。于是他設(shè)計了如下實驗，請幫助他完成：（一）探究導(dǎo)體的電阻大小與哪些因素有關(guān)（1）從實驗室中找到四段電阻線A、B、C、D將他們安裝到實驗板上，并連接好實驗電路如圖甲所示，用夾子a、b夾住電阻線的兩端將電阻線接入電路；（2）電路中既安裝了電流表又安裝了燈泡，燈泡除了可以通過亮度判斷導(dǎo)體電阻的大小，還有的作用；（3）為了探究導(dǎo)體電阻與材料的關(guān)系，應(yīng)先將電阻線D接入電路，再將電阻線接入電路，發(fā)現(xiàn)電阻線D接入電路時電流表示數(shù)大；（4）將電阻線B、C分別接入電路，電阻線C接入電路時電流表的示數(shù)大于電阻線B接入電路時電流表的示數(shù)，說明：在相同時，，電阻越大；（5）所以在其它條件相同時，電工師傅用非常粗的銅導(dǎo)線是因為它的電阻。（二）小明準(zhǔn)備比較一下幾種打結(jié)法的電阻，用等長的鎳鉻導(dǎo)線制作出三種打結(jié)導(dǎo)線，將它們和標(biāo)有0.3A字樣的小燈泡接入如圖丙所示電路并閉合所有開關(guān)，燈泡正常發(fā)光①只斷開開關(guān)S1，讀出電流表的示數(shù)為0.26A；②只斷開開關(guān)S2，讀出電流表的示數(shù)為0.28A；③只斷開開關(guān)S3，讀出電流表示數(shù)為1.1A。小明發(fā)現(xiàn)燈泡亮度卻比正常發(fā)光時暗，說明他，正確的電流值應(yīng)為A；④通過比較可以知道：打結(jié)法電阻最小?！敬鸢浮勘Ｗo電路B材料和長度導(dǎo)體的橫截面積越小小誤將小量程看成了大量程，讀錯了電流表的示數(shù)0.222【詳解】（一）（2）[1]電路中既安裝了電流表又安裝了燈泡，燈泡除了可以通過亮度判斷導(dǎo)體電阻的大小，還可以避免電路中的電流過大，起到保護電路的作用。（3）[2]為了探究導(dǎo)體電阻與材料的關(guān)系，應(yīng)選擇材料不同，長度和橫截面積都相同的電阻線，所以先將電阻線D接入電路后，應(yīng)再將電阻線B接入電路，比較電流表的示數(shù)。（4）[3][4]將電阻線B、C分別接入電路，電阻線C接入電路時電流表的示數(shù)大于電阻線B接入電路時電流表的示數(shù)，說明電阻線C的電阻小于電阻線B的電阻，從而可得出結(jié)論：在材料和長度相同時，導(dǎo)體的橫截面積越小，電阻越大。（5）[5]根據(jù)（4）中結(jié)論可知，電工師傅用非常粗的銅導(dǎo)線是因為它的電阻小。（二）③[6][7]只斷開開關(guān)S3，讀出電流表示數(shù)為1.1A；小明發(fā)現(xiàn)燈泡亮度比正常發(fā)光時暗，則通過小燈泡的實際電流應(yīng)小于額定電流0.3A，說明小明看錯了電流表的量程，誤將0~0.6A量程按0~3A量程進行讀數(shù)，讀出了1.1A，而實際電流值應(yīng)為④[8]只斷開開關(guān)S1，打結(jié)法1與燈泡串聯(lián)，電流表的示數(shù)為0.26A；只斷開開關(guān)S2，打結(jié)法2與燈泡串聯(lián)，電流表的示數(shù)為0.28A；只斷開開關(guān)S3，打結(jié)法3和燈泡串聯(lián)，電流表示數(shù)為0.22A；電源電壓一定，電流表示數(shù)越大，說明接入的電阻越小，由此可知：R2＜R1＜R3所以打結(jié)法2電阻最小。3．新型材料制作成各種各樣的電阻被廣泛應(yīng)用，如熱敏電阻、氣敏電阻、壓力電阻等。

（1）氣體泄漏檢測裝置電路如圖甲所示，電源電壓不變，L為指示燈，R為氣敏電阻，其阻值與氣體濃度關(guān)系如圖乙所示，當(dāng)檢測到氣體濃度增大時，電流表示數(shù)（增大/不變/減?。?；（2）溫度檢測裝置會使用熱敏電阻。小珠利用圖丙所示電路探究熱敏電阻R與溫度關(guān)系。已知電源電壓恒定，為阻值可調(diào)的電阻器，當(dāng)逐漸升高M中液體溫度，電流表的示數(shù)逐漸增大，熱敏電阻R的阻值隨溫度的升高而（增大/不變/減小）；為了測量更高溫度，可調(diào)電阻器的阻值應(yīng)調(diào)得更（大/小）；（3）如圖丁所示，壓力電阻R的阻值隨壓力增大而減小，某同學(xué)利用壓力電阻R、保護電阻以及一個電壓表（未畫出）設(shè)計了一個稱重裝置，在圖丁的電路中畫上電壓表能反映重力大小變化的電路。要求：電壓表的讀數(shù)會隨重力增大而增大；（4）小明設(shè)計了一個電子拉力計，如圖戊是其原理圖。硬質(zhì)彈簧右端和金屬滑片P固定在一起（彈簧的電阻不計，P與R1間的摩擦不計）。定值電阻，ab是一根長為5cm的均勻電阻絲，其阻值，電流表的量程為0~0.6A。

①閉合S后，若不受拉力時滑片在a端，電流表的讀數(shù)為0.1A，則電源電壓為V；②已知該彈簧伸長的長度與所受拉力F間的關(guān)系如圖己所示。則當(dāng)開關(guān)閉合后，當(dāng)電流表的讀數(shù)為0.3A；作用在拉環(huán)上水平向右的拉力為N。【答案】增大減小大

3400【詳解】（1）[1]由電路圖可知，氣敏電阻與指示燈串聯(lián)，電流表測量電路電流；由圖乙可知，當(dāng)氣體濃度增大時，氣敏電阻的阻值將變小，電路的總電阻變小，由可知電路中的電流變大，即電流表示數(shù)變大。（2）[2]由圖丙電路圖可知，熱敏電阻R與電阻器R1串聯(lián)，電流表測量電路電流，當(dāng)逐漸升高M中液體溫度，電流表的示數(shù)逐漸增大，根據(jù)歐姆定律得熱敏電阻R阻值變小。[3]為了測量更高溫度，即熱敏電阻R的更小阻值，為保證電路安全，電流不超過電流最大測量值，應(yīng)將調(diào)電阻器R1的阻值應(yīng)調(diào)得更大。（3）[4]因并聯(lián)電路中各支路兩端電壓相等，串聯(lián)電路起分壓作用，所以兩電阻串聯(lián)連接。又因為壓力電阻阻值隨壓力增大而減小，所以壓力越大，壓力電阻的阻值越小，根據(jù)串聯(lián)電路分壓原理可知，壓力電阻分得的電壓越小，因此電壓表與保護電阻R2并聯(lián)；從電源正極依次連接壓力電阻、保護電阻、開關(guān)，回到電源負(fù)極，電壓表并聯(lián)在保護電阻兩端，如下圖所示：

（4）[5]當(dāng)拉環(huán)不受拉力時，滑片P處于a端，閉合開關(guān)S后，R1與定值電阻R0串聯(lián)，電流表測通過電路的電流，電流表的讀數(shù)為0.1A，串聯(lián)電路各處電流相等，串聯(lián)電路總電阻等于各分電阻之和，根據(jù)串聯(lián)電路的特點和歐姆定律可知，電源電壓為[6]當(dāng)電流表的讀數(shù)為時，由可得總電阻為則R1接入電路的部分電阻為因電阻絲的電阻值與長度成正比，故可知彈簧被拉長的長度為對照圖己，可知作用在拉環(huán)上的水平向右的拉力為F＝400N。4．科學(xué)實驗小組同學(xué)做“伏安法測電阻”的實驗，實驗器材有：干電池2節(jié)，滑動變阻器（“20Ω

1A”）、小燈泡、電流表、電壓表、開關(guān)各一個，不同阻值的定值電阻及導(dǎo)線若干，連接如圖甲所示的實物圖。

（1）請用筆畫線將實物圖連接完整，使滑動變阻器的滑片左移時，電流表示數(shù)變小；（2）閉合開關(guān)后，移動滑片，發(fā)現(xiàn)電流表無示數(shù)、電壓表示數(shù)不變，則故障可能是；（3）排除故障后，閉合開關(guān)，當(dāng)滑片移動到某位置時，電壓表示數(shù)為2.6V，電流表示數(shù)為A。如圖乙所示，則未知電阻Rx＝；（4）三個小組完成實驗后，根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)在同一坐標(biāo)系中描繪出圖丙中b、c、d三條I～U圖像，小紅同學(xué)根據(jù)圖像得到三個電阻值后，為了減小誤差，取三個電阻的平均值，你認(rèn)為此做法是（正確/錯誤）的；小明同學(xué)通過圖像發(fā)現(xiàn)：“當(dāng)導(dǎo)體兩端電壓一定時，導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體的電阻成反比”這一規(guī)律。請寫出分析方法：；（5）小明同學(xué)繼續(xù)探究I與R關(guān)系時，小紅同學(xué)提議：既然探究時需要保持電阻兩端電壓不變，圖甲中可以不用連接滑動變阻器和電壓表。他們選擇5Ω、10Ω、20Ω的電阻由小到大接入電路，閉合開關(guān)后，讀出電流表示數(shù)分別為0.42A、0.24A、0.13A，發(fā)現(xiàn)無法驗證。于是他們計劃仍按圖甲進行探究，分析測量數(shù)據(jù)后，選定準(zhǔn)備加在電阻兩端的電壓值U。為確保完成驗證，則這個電壓值U最大不超過V；（6）小亮同學(xué)在數(shù)字化實驗室測量小燈泡電阻時發(fā)現(xiàn)，閉合開關(guān)的瞬間（t=0）開始利用傳感器記錄電路中電流隨時間的變化情況（如圖?。娏飨茸冃『蟛蛔兊脑??！敬鸢浮?/p>

Rx斷路0.525錯誤見解析2.10～0.04s內(nèi)燈泡的電阻隨溫度升高而增大，0.04s后電阻不變【詳解】（1）[1]滑動變阻器的滑片左移時，電流表示數(shù)變小，說明滑動變阻器阻值變大，故滑動變阻器選用右下接線柱與開關(guān)串聯(lián)在電路中，如下圖所示：

（2）[2]閉合開關(guān)后，移動滑片，發(fā)現(xiàn)電流表無示數(shù)，說明電路可能斷路，電壓表示數(shù)不變，說明電壓表與電源連通，則與電壓表并聯(lián)的電路斷路了，即故障可能是電阻Rx斷路。（3）[3][4]閉合開關(guān)，當(dāng)滑片移動到某位置時，電壓表示數(shù)為2.6V，電流表示數(shù)如圖乙所示，電流表選用0～0.6A量程，分度值0.02A，其示數(shù)為0.52A，則未知電阻阻值（4）[5]由丙圖可知,b、c、d三條I～U圖像分別是三個阻值不同的定值電阻圖像，不能求平均值，故此做法是錯誤的。[6]由圖丙可知當(dāng)電壓為0.8V時，對應(yīng)的電流大小約為0.032A、0.066A、0.16A，結(jié)合電阻大小分別為20Ω、10Ω、5Ω，考慮到誤差因素，電流與對應(yīng)的電阻之積為一定值，故還能得到：當(dāng)導(dǎo)體兩端電壓一定時，導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體的電阻成反比這一規(guī)律。（5）[7]將5Ω、10Ω、20Ω三只電阻由小到大接入電路，閉合開關(guān)后，讀出電流表示數(shù)分別為0.42A、0.24A、0.13A，根據(jù)U=IR可得3次實驗中電阻的電壓分別2.1V、2.4V和2.6V，都小于電源電壓3V，是因為電源有內(nèi)阻r，設(shè)電源本身的電壓為E，對外（R與R′串聯(lián)）提供的電壓為U，根據(jù)串聯(lián)電路的規(guī)律及歐姆定律可得電路的電流R與R′兩端的電壓為則對外提供的電壓U的倒數(shù)與串聯(lián)電阻的倒數(shù)為一次函數(shù)的關(guān)系，即根據(jù)選擇了5Ω和10Ω的定值電阻時，電源內(nèi)阻之外的電阻獲得的電壓分別為2.1V和2.4V，將已知量代入上式有解得則這個一次函數(shù)為按圖甲實驗，當(dāng)電阻最小為5Ω時，電路的電流最大，滑動變阻器連入電路的電阻最小，此時電壓表有最大值，當(dāng)滑動變阻器電阻連入電路中的電阻為0時，將5Ω代入這個關(guān)系式有解得U=2.1V，故為確保完成驗證，則這個電壓值U最大不超過2.1V。（6）[8]因為通電后隨著燈泡發(fā)光，燈絲的電阻隨溫度升高而增大；電壓一定，由可知，電流先變小，等燈泡功率穩(wěn)定后，燈絲溫度不變，燈絲電阻也就不變，電壓一定，則電流保持不變。5．如果電壓表損壞了，手頭上有一個阻值為R0的定值電阻，一個電流表、一個滑動變阻器、電池、導(dǎo)線、一個開關(guān)，不增加其他器材，請你設(shè)計一個電路測量額定電壓為U小燈泡正常發(fā)光時的電阻，在下圖的方框內(nèi)畫出實驗的電路圖和寫出實驗步驟及小燈泡正常發(fā)光時電阻的表達(dá)式。（1）在方框內(nèi)畫出電路圖：；（2）實驗步驟：；（3）小燈泡正常發(fā)光時的電阻為R=。

【答案】

①閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片，是電流表示數(shù)為；②保持滑動變阻器滑片位置不變，將電流表串聯(lián)在燈泡所在支路中，閉合開關(guān)，讀出電流表示數(shù)為I【詳解】（1）[1]將定值電阻與小燈泡并聯(lián)，電流表與定值電阻串聯(lián)，滑動變阻器在干路中，改變并聯(lián)電路兩端的電壓，如下圖所示：

（2）[2]由于定值電阻與燈泡并聯(lián)，并聯(lián)電路中各支路電壓相等，所以燈泡電壓等于定值電阻電壓，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片，當(dāng)通過定值電阻的電流為時，燈泡的電壓為額定電壓；保持滑動變阻器滑片的位置不變，再用電流表測量燈泡正常發(fā)光時的電流為I。（3）[3]由于燈泡的電壓達(dá)到額定電壓時，通過燈泡的電流為I，所以小燈泡正常發(fā)光時的電阻6．小明同學(xué)想測量某一未知定值電阻的阻值，用到的器材有：待測電阻Rx（約為10Ω）、電源（電壓恒為4.5V）、電流表、電壓表、滑動變阻器（規(guī)格為“20Ω，1A”）、開關(guān)各1個，導(dǎo)線若干。（1）用筆畫線代替導(dǎo)線將圖甲中的實驗電路連接完整（要求：滑動變阻器的滑片向左移動時，電壓表的示數(shù)變大）。（2）閉合開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)電流表的指針偏轉(zhuǎn)如圖乙所示，造成該現(xiàn)象的原因是。第一組第二組第三組第四組電壓/V11.82.63.2電流/A0.10.180.260.32（3）排除故障后，小明開始實驗，并記錄了四組實驗數(shù)據(jù)，如表中所示，小明測得的待測電阻R?的阻值為Ω；同桌在分析實驗數(shù)據(jù)時，發(fā)現(xiàn)這四組數(shù)據(jù)中有一組數(shù)據(jù)是小明編造出來的，并不科學(xué)，請你判斷編造的數(shù)據(jù)是第組，你判斷的依據(jù)是；（4）小陳同學(xué)用如圖丙所示的電路圖測量R?的阻值，電源電壓恒為3V，滑動變阻器（規(guī)格為“20Ω，1A”），還有電壓表、電流表、電阻箱、導(dǎo)線可以選用，小陳同學(xué)操作步驟如下：①將單刀雙擲開關(guān)S?撥至a位置，閉合開關(guān)S，移動滑動變阻器滑片到某一合適位置時，記下此時電壓表示數(shù)為2V；②斷開開關(guān)S，將單刀雙擲開關(guān)S1撥至b位置；③閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)電阻箱，使電壓表示數(shù)為V，讀出電阻箱示數(shù)，即等于Rx的阻值。（5）小陳同學(xué)發(fā)現(xiàn)自己的測量結(jié)果卻比小明同學(xué)的測量結(jié)果大了4Ω，檢查分析后發(fā)現(xiàn)，是在步驟③之前，不小心碰到了滑動變阻器滑片，導(dǎo)致滑動變阻器接入電路的阻值變化了Ω。【答案】電流表的正負(fù)接線柱接反了10一電路中最小電流大于0.1A（意思合理即可）22【詳解】（1）[1]在伏安法測電阻實驗中，電壓表應(yīng)并聯(lián)在電阻兩端；當(dāng)滑動變阻器向左移動時，電壓表示數(shù)變大，根據(jù)串聯(lián)電路電壓規(guī)律，說明滑動變阻器分得電壓減小，根據(jù)分壓原理，滑動變阻器接入電路的阻值減小，故滑動變阻器應(yīng)選左下接線柱與電阻串聯(lián)在電路中，如下圖所示；（2）[2]閉合開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)電流表的指針偏轉(zhuǎn)如圖乙所示，即電流表的指針發(fā)生了反向偏轉(zhuǎn)，產(chǎn)生原因是電流表的正負(fù)接線柱接反了；（3）[3][4][5]由表中數(shù)據(jù)根據(jù)歐姆定律求出每組數(shù)據(jù)的電阻值，故小明測得的待測電阻R?的阻值為待測電阻R?的阻值為10Ω，當(dāng)滑動變阻器接入電路的的電阻為最大值20Ω時，根據(jù)電阻的串聯(lián)特點和歐姆定律可知，電路中的最小電流為故第一組數(shù)據(jù)是她編造出來的，原因是電路中的最小電流大于0.1A。（4）[6]將單刀雙擲開關(guān)S1撥至a位置，此時電壓表測待測電阻兩端的電壓，移動滑動變阻器滑片到某一合適位置時，記下此時電壓表示數(shù)為2V；將單刀雙擲開關(guān)S1撥至b位置時，此時電壓表測電阻箱兩端的電壓，只需兩次電壓表示數(shù)相等，則電阻箱的電阻即為待測電阻的電阻，故調(diào)節(jié)電阻箱，使得電壓表示數(shù)為2V。（5）[7]設(shè)滑動變阻器變化的阻值為，變化前的滑動變阻器的阻值為R，則由串聯(lián)電路分壓原理可知解得…①同理，變化后的滑動變阻器的阻值為，則由串聯(lián)電路分壓原理可知…②由①②兩式聯(lián)立解得7．小明同學(xué)用電壓表和電流表測定待測電阻Rx的阻值，已知電源電壓不變，滑動變阻器上標(biāo)有“20Ω2A”字樣。物理量實驗序號電壓/V電流/A電阻/Ω123（1）請你用筆畫線代替導(dǎo)線把圖所示的電路補充完整，并且使滑動變阻器的滑片向右移動時連入電路中的阻值變大；（2）電路連接正確后，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)電壓表無示數(shù)，電流表有示數(shù)，造成這一現(xiàn)象的原因可能是（寫出一條即可）；（3）排除故障后，小明將滑動變阻器的滑片調(diào)到最大阻值處，閉合開關(guān)S，觀察到電壓表和電流表示數(shù)分別為1.7V和0.14A。繼續(xù)實驗又測兩組數(shù)據(jù)，將所測數(shù)據(jù)記錄在表格中：①小明用的電源電壓為V；②實驗中測出電阻Rx的阻值為Ω；③該同學(xué)設(shè)想進行第4次實驗：調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，使電壓表的示數(shù)為1.5V，實驗沒有做成功，其主要原因是滑動變阻器的最大阻值；（4）小明利用上面電路，只增加阻值分別為5Ω、15Ω、20Ω、25Ω四個定值電阻，來探究電流與電阻關(guān)系：①若只將25Ω電阻接入電路時，發(fā)現(xiàn)不能完成實驗，則小明實驗時控制的定值電阻兩端電壓一定低于V；②實驗時，若將5Ω電阻接入電路時，電壓表示數(shù)為U1，更換為15Ω電阻后，保持滑動變阻器的滑片不動，立即閉合開關(guān)，此時電壓表示數(shù)為U2，則U2（選填“<”、“>”或“=”）3U1?！敬鸢浮浚ǘㄖ担╇娮瓒搪?.512.1過（偏）小2.5<【詳解】（1）[1]電路圖應(yīng)電源、開關(guān)、電流表、滑動變阻器、定值電阻串聯(lián)，電壓表與定值電阻并聯(lián)，電壓表正進負(fù)出，實物圖連接如圖所示：（2）[2]電流表有示數(shù)，證明電路沒有斷路；電壓表無示數(shù)，證明與電壓表并聯(lián)的定值電阻短路或者電壓表斷路。（3）[3]將滑動變阻器的滑片調(diào)到最大阻值處，閉合開關(guān)S，觀察到電壓表和電流表示數(shù)分別為1.7V和0.14A，所以滑動變阻器兩端電壓為U滑=IR滑max=0.14A×20Ω=2.8V根據(jù)串聯(lián)電路電壓的特點，電源電壓為U=U滑+U定=2.8V+1.7V=4.5V[4]根據(jù)歐姆定律，待測電阻的阻值[5]第四次實驗，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，使電壓表的示數(shù)為1.5V即待測電阻兩端電壓為1.5V，根據(jù)串聯(lián)分壓，此時滑動變阻器的阻值為解得此時滑動變阻器阻值應(yīng)為R滑=24.2Ω。而滑動變阻器的規(guī)格為“20Ω2A”，因此滑動變阻器的最大阻值偏小。（4）[6]由串聯(lián)分壓的特點可知，當(dāng)定值電阻阻值為25Ω時，滑動變阻器調(diào)到最大值時，定值電阻兩端電壓最小，為解得U定=2.5V。說明小明實驗時控制的定值電阻兩端電壓一定低于2.5V，滑動變阻器無法調(diào)節(jié)。[7]將5Ω電阻接入電路時將15Ω電阻接入電路時，滑動變阻器阻值不變故所以故U2<3U1。8．小明用如圖甲的實驗器材探究“電流與電阻的關(guān)系”。其中電源為可調(diào)節(jié)電壓的學(xué)生電源，滑動變阻器的規(guī)格為“10Ω1A”字樣，還配有阻值為5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值電阻各一個。（1）請你用筆畫線代替導(dǎo)線，把圖甲所示的實驗電路補充完整；（2）小明將5Ω定值電阻接入電路后，閉合開關(guān)，依次完成實驗，記錄部分?jǐn)?shù)據(jù)如表；實驗序號12345電阻R/Ω510201525電流I/A0.40.20.1①由1、2、3次實驗數(shù)據(jù)可得出的初步結(jié)論是；②第4次實驗時，小明用15Ω定值電阻代替20Ω后，直接讀出電流表示數(shù)如圖乙所示。由此可知：實驗中電源電壓為V。為得到正確數(shù)據(jù)，小明應(yīng)將滑動變阻器的滑片調(diào)至第3次實驗時滑片位置的側(cè)；③繼續(xù)完成第5次實驗，小明將圖甲滑動變阻器的滑片移至最右端時，依然無法達(dá)到實驗要求。仔細(xì)分析后，小明發(fā)現(xiàn)只需將電源電壓減小V即可?！敬鸢浮恳娊馕鲈陔妷阂欢〞r，通過電阻的電流與電阻成反比3左0.2【詳解】（1）[1]電流表選擇小量程，并串聯(lián)在電路中。如圖所示：（2）[2]由1、2、3次實驗數(shù)據(jù)可知，電流與電阻之積為電流與電阻的積為定值，可得出的初步結(jié)論是在電壓一定時，通過電阻的電流與電阻成反比。[3]電流表選擇0～0.6A量程，分度值0.02A，所以示數(shù)為0.12A，將20Ω電阻換成15Ω后，閉合開關(guān)，電壓表的示數(shù)由第3組數(shù)據(jù)可知定值電阻兩端的電壓為2V，設(shè)兩次實驗中滑動變阻器的電阻為R′，根據(jù)串聯(lián)電路電壓規(guī)律可得聯(lián)立解得[4]為保證實驗探究的合理性，即控制電壓表示數(shù)不變，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，要減小變阻器連入電路中的電壓，由分壓原理，要減小變阻器連入電路的電阻大小，小明應(yīng)在將滑動變阻器的滑片調(diào)至第3次實驗時滑片位置的左側(cè)。[5]研究電流與電阻關(guān)系實驗時，要控制電阻的電壓不變，第5次實驗時，將25Ω電阻接入電路，電壓表示數(shù)變大，小明將滑動變阻器調(diào)到最大值時即等于10Ω時，不能調(diào)為2V，即大于2V，說明電源電壓太高或變阻器的最大電阻太?。辉O(shè)換用電源電壓為的電源，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律和分壓原理由上式可知，當(dāng)25Ω的電阻接入電路時，滑動變阻器連入電路中電阻最大，為10Ω。電壓表電壓保持2V不變，帶入數(shù)值可得解得因此電源電壓減小9．實驗室有一個電學(xué)黑箱，其外形如圖甲所示，箱體外有四個接線柱，實驗室老師提醒他們，內(nèi)部元件只有一個滑動變阻器和兩個定值電阻，全組的意見是：先制作一個探測器，把這個探測器分別與黑箱外的接線柱相連，推測內(nèi)部的連接情況。（1）甲組的小李組裝了探測器，如圖乙所示，其中電源電壓為3V，電阻R阻值為5Ω，其作用是；同學(xué)們把探測器的E、F端分別與黑箱的接線柱連接，閉合開關(guān)，移動滑塊；測試次數(shù)與E、F連接的接線柱電流表示數(shù)/A第1次A、B0.2~0.6第2次A、C0.15~0.3第3次A、D0.12~0.2第4次B、C0.3第5次B、D0.2第6次C、D0.15（2）滑動變阻器的最大阻值為Ω；（3）請在圖丙中方框內(nèi)畫出箱內(nèi)各元件連接電路圖，并在定值電阻旁標(biāo)明其阻值?！敬鸢浮勘Ｗo電路10【詳解】（1）[1]如果沒有電阻R的話，探測器有被短路的可能，故R的作用是保護電路，燒壞電流表和電源。（2）[2][3]由表格數(shù)據(jù)可知，BC、CD間的電流是定值，因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，所以，由可得BC、BD、CD間的電阻阻值分別為故可得所以，BC間為一定值電阻，阻值為5Ω，BD間為定值電阻阻值為10Ω，CD間為兩電阻串聯(lián)，由表格數(shù)據(jù)可知，AB、AC、AD間電流是變化的，當(dāng)滑動變阻器接入電路中的電阻為零，10Ω的定值電阻RBD和5Ω的定值電阻RBC分別接入電路中時電路中的最大電流分別為結(jié)合表格數(shù)據(jù)可知，AC間滑動變阻器與5Ω的定值電阻串聯(lián)，AD間10Ω的定值電阻與滑動變阻器串聯(lián)。因AB間電流最大時的的阻值小于兩定值電阻的阻值，所以，AB間只有滑動變阻器，此時滑動變阻器移到阻值最小處。因AB間電流最小時的的阻值此時滑動變阻器移到阻值最大處，即滑動變阻器的最大阻值是10Ω。綜上可知，AB之間只有滑動變阻器，AC間5Ω的定值電阻與滑動變阻器串聯(lián)，AD間10Ω的定值電阻與滑動變阻器串聯(lián)，BC間只有5Ω的定值電阻，BD間只有10Ω的定值電阻，CD間5Ω的定值電阻與10Ω的定值電阻串聯(lián)，電路圖如下圖所示10．小張在“伏安法”測小燈泡電阻實驗中，連接了圖甲所示的實物圖，小燈泡的額定電壓為2.5V。（1）測小燈泡的電阻的實驗原理是，閉合開關(guān)前，應(yīng)向（選填“A”或“B”）端調(diào)整滑動變阻器的滑片。（2）閉合開關(guān)S后，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，接下來首先應(yīng)該進行的操作的是。A．檢查導(dǎo)線連接是否良好B．移動滑動變阻器的滑片觀察小燈泡是否發(fā)光C．?dāng)嚅_開關(guān)D．觀察電流表和電壓表是否有示數(shù)（3）測量過程中，某一次的電流值如圖乙所示，則電流值是A。這時，燈絲突然燒斷，則電壓表的示數(shù)（選填“變大”“變小”或“不變”）。換上相同規(guī)格的燈泡，重新測量數(shù)據(jù)，并繪出I﹣U圖像如圖丙中的A所示。（4）分析圖像A可知，當(dāng)小燈泡兩端的電壓增大時，燈絲的電阻會（選填“變大”“變小”或“不變”）。（5）另外一組同學(xué)用相同的器材和電路圖也做這個實驗時，由于接線錯誤，根據(jù)測量的數(shù)據(jù)繪出的I﹣U圖像如圖丙中的B所示，你認(rèn)為錯誤的原因可能是。（6）【拓展】完成上述實驗后，他們又找來了兩個開關(guān)和一個最大阻值為R的滑動變阻器R1，設(shè)計了不用電流表測量這個小燈泡正常發(fā)光時電阻的電路，如圖丁所示，請你將操作步驟補充完整并寫出小燈泡正常發(fā)光時電阻的表達(dá)式。①只閉合S和S1，調(diào)節(jié)滑動變阻器R1的滑片，使電壓表示數(shù)為，此時小燈泡正常發(fā)光。②只閉合S和S2，保持R1的滑片位置不動，，使電壓表的示數(shù)仍為2.5V。③，記錄電壓表的示數(shù)U′。④已知電源電壓為U，則小燈泡正常發(fā)光時的電阻RL＝（用已知和測量的物理量的符號表示）?！敬鸢浮緽D0.26變大變大電壓表并聯(lián)在變阻器兩端了2.5調(diào)節(jié)R0的滑片保持R0的滑片位置不動，將R1的滑片調(diào)至最右端【詳解】（1）[1]伏安法測電阻屬于間接測量，測出電壓與電流，利用歐姆定律計算出電阻。[2]連接好電路，閉合開關(guān)前，應(yīng)該將變阻器滑片移至使變阻器連入電路阻值最大處。變阻器滑片左側(cè)的電阻絲連入電路，故在閉合開關(guān)前，應(yīng)該將滑片移至最右端，即B端。（2）[3]閉合開關(guān)后，燈泡不亮，有兩種可能，或者電路連接錯誤，此時電路表、電壓表至少有一個沒有示數(shù)；或者因此時電路中電阻最大，電流最小致使燈泡不發(fā)光，此時電流表、電壓表均有示數(shù)。故此時最先做的是觀察兩個電表是否有示數(shù)。故ABC不符合題意，D符合題意。故選D。（3）[4]電流表使用0~0.6A量程，一大格代表0.2A，一小格代表0.02A，此時示數(shù)為0.26A。[5]電壓表測量小燈兩端電壓，燈絲斷開前，小燈兩端電壓小于電源電壓。燈絲斷開后，電壓表串聯(lián)在電路，其示數(shù)近似等于電源電壓，故電壓表示數(shù)變大。（4）[6]小燈兩端電壓為0.5V時，燈絲中電流為0.1A，此時燈絲電阻為小燈兩端電壓為2.5V時，燈絲中電流為0.25A，此時燈絲電阻為故小燈兩端電壓變大時，其燈絲電阻是變大的。（5）[7]這個圖象表明：電壓表示數(shù)增大時，電路中的電流減小。我們知道，小燈與變阻器串聯(lián)，二者電壓之和等于電源電壓。當(dāng)移動變阻器使其連入電路電阻變大時，其兩端電壓變大，但電路中的電流變小。故此同學(xué)連接的錯誤是：將電壓表與變阻器并聯(lián)。（6）[8]要使小燈正常發(fā)光，應(yīng)調(diào)節(jié)其兩端電壓等于其額定電壓。[9]此時兩個變阻器串聯(lián)，若阻值不變，只有調(diào)節(jié)變阻器才能改變電壓表的示數(shù)。[10]此實驗的原理是：串聯(lián)電路中，兩個元件中的電流相等，元件兩端電壓與其電阻成正比分配。根據(jù)測得的電壓值與其中一個元件的電阻，即可計算出另外一個元件的電阻。而的最大阻值是已知的，所以在不調(diào)節(jié)的情況下（此時其連入電路電阻與小燈正常發(fā)光時電阻相同，計算出它此時連入電路中的電阻即等于小燈正常發(fā)光電阻），將連入電阻阻值調(diào)到最大，為一已知數(shù)值，為計算小燈電阻提供已知數(shù)據(jù)。[11]R0與R1串聯(lián)，R1連入電路電阻最大，為R。電源電壓為U，R1兩端電壓為U＇，則兩端電壓為因為串聯(lián)電路中處處電流相等，有得在電源電壓不變的情況下，正常發(fā)光時的小燈和先后與同一元件串聯(lián)，兩端電壓相等，根據(jù)串聯(lián)電路分壓原理可以知道，小燈正常發(fā)光電阻與連入電路電阻相等。故小燈正常發(fā)光電阻為11．小慧在“探究電流與電阻關(guān)系”的實驗中，選用了如下器材：電源（電壓恒為6V）、電流表、電壓表、滑動變阻器、開關(guān)各一個，五個阻值不同的定值電阻（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω）和導(dǎo)線若干。（1）用筆畫線代替導(dǎo)線，把圖甲實物圖連接完整（要求：向左移動滑片電流表示數(shù)變大）；（2）連接電路前，開關(guān)應(yīng)處于狀態(tài)：（3）圖乙是小慧根據(jù)測得的實驗數(shù)據(jù)繪制的電流I隨電阻R變化的圖像，其中陰影面積表示的物理量是；電阻由10Ω更換為5Ω時，為使R兩端的電壓保持不變，滑動變阻器的滑片應(yīng)向（選填“左”或“右”）端滑動，直至電壓表示數(shù)為記下此時電流表的示數(shù)；（4）在實驗中，小慧選用的滑動變阻器的最大電阻為50Ω，為了利用以上所有的定值電阻正確完成五次實驗，應(yīng)利用滑動變阻器控制定值電阻兩端的電壓至少保持V不變；（5）如果用本實驗的器材測小燈泡的阻值，能否多次測量求平均值，為什么？；（6）小慧又利用電源（電壓恒定但未知）、電流表、阻值為R0的定值電阻、銘牌磨損的滑動變阻器、開關(guān)和單刀雙擲開關(guān)各一個，設(shè)計了下圖所示的電路，測量未知電阻Rx的阻值，請將實驗步驟補充完整：①開關(guān)S閉合，開關(guān)S1接a時，移動變阻器滑片到某一位置，此時電流表示數(shù)為I1。②開關(guān)S閉合，開關(guān)S1接b時，變阻器的滑片（選填“移到最左端”、“移到最右端”或“保持不動”），此時電流表的示數(shù)為I2：③電阻Rx＝（用I1、I2和R0表示）。（7）最后老師拿出一阻值約為500Ω電阻Rx，并提供以下器材：兩節(jié)新干電池、電壓表（量程為0~3V、0～15V）、電流表（量程為0～0.6A、0～3A）、滑動變阻器R1（10Ω1A），電阻箱R2（0～999Ω5A）一個：開關(guān)、導(dǎo)線若干，班級四個小組討論后設(shè)計了四個電路如圖所示，其中能準(zhǔn)確測出Rx阻值的的是()【答案】斷開電壓左2.5V2燈泡的電阻會隨溫度變化而改變保持不動A【詳解】（1）[1]將電壓表并聯(lián)接入電路中，滑動變阻器串聯(lián)接入電路中，要使滑片向左移動時電流變大，所以滑動變阻器應(yīng)該接c點，如下圖所示：（2）[2]為了保護電路，連接電路前開關(guān)要斷開，避免接線錯誤導(dǎo)致元器件損壞。（3）[3]由乙圖可知，陰影部分的面積等于第一個點對應(yīng)的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)值的積，而電流與電阻的乘積為電壓，所以陰影面積表示電壓。[4]當(dāng)電阻由10Ω換為5Ω時，由串聯(lián)電路的分壓規(guī)律可知，定值電阻兩端電壓變小，要使其電壓恢復(fù)到上一次，應(yīng)該使其兩端電壓增大，再由串聯(lián)電路的電壓規(guī)律可知，定值電阻兩端的電壓要減小，最后根據(jù)串聯(lián)電路的分壓規(guī)律可知滑動變阻器應(yīng)該向左移動。[5]因為實驗中控制電壓不變，則隨機取乙圖中一點，由歐姆定律公式變形式U=IR求得電壓U=IR=0.5A×5Ω=2.5V（4）[6]設(shè)定值電阻兩端的電壓為U1，所以由串聯(lián)電路的電壓規(guī)律和分壓規(guī)律可得當(dāng)定值電阻阻值最大時，滑動變阻器接入電路中的阻值也為最大時，電壓表示數(shù)最小，則將R=25Ω，R滑=50Ω代入上式，解得U1=2V（5）[7]求平均值是為了減小誤差，而小燈泡的電阻會隨著溫度的變化而變化，所以求平均值沒有意義。（6）[8][9]求未知電阻的阻值，需知道通過該電阻的電流和其兩端的電壓，由圖可以看出，步驟可以測出通過未知電阻的電流，將開關(guān)接到b后，電流表測的是兩個電阻并聯(lián)后的總電流，而R0阻值已知，所以可以由歐姆定律變形式U=IR得出未知阻值兩端的電壓U=(I2-I1)R0為了保證通過未知阻值的電流和電壓值均不改變，所以應(yīng)該保持滑動變阻器的滑片位置不動，再根據(jù)歐姆定律變形式求得未知電阻的阻值（7）[10]A．開關(guān)閉合，Rx與電阻箱R2串聯(lián)，已知Rx的阻值約為500Ω，電阻箱R2(0~999Ω)則可以將R2連入電路的阻值調(diào)為500Ω左右，則根據(jù)串聯(lián)電路的分壓特點可知Rx與電阻箱R2兩端的電壓約為1.5V左右，則電壓表量程使用0~3V時，能準(zhǔn)確測量Rx與電阻箱R2兩端的電壓，故能準(zhǔn)確測出Rx阻值，故A符合題意；B．開關(guān)閉合，Rx與滑動變阻器R1串聯(lián)，已知Rx的阻值約為500Ω，滑動變阻器R1(10Ω)，當(dāng)R1連入電路的阻值為0Ω，根據(jù)可知