專題12 電流與電壓、電阻實驗（原卷版）

專題12電流與電壓、電阻實驗【知識儲備】探究電流與電壓的關系實驗中提出的問題以及方法和結論提出問題:電流與電壓有什么定量關系?采用的研究方法是:控制變量法。即:保持電阻不變，改變電壓研究電流隨電壓的變化關系;得出結論:在電阻一定的情況下，導體中的電流與導體兩端的電壓成正比(說法固定，不能更改)。注意事項:開關斷開，滑動變阻器滑片移至阻值最大處此實驗不能用燈泡代替電阻進行探究的原因:燈絲的電阻隨溫度的升高而增大。探究電流與電阻的關系滑動變阻器的作用:保護電路;使電阻兩端電壓保持不變更換大電阻后如何滑動滑動變阻器的阻值:應使滑動變阻器的阻值變大，滑動變阻器分的的電壓變大，保證定值電阻上分的的電壓不變。電路中滑動變阻器阻最大值Rx的確定方法:Ur/R=(U-UR)/Rx實驗方法:控制變量法:保持電壓不變，改變電阻研究電流隨電阻的變化關系得出結論:在電壓一定時，導體中的電流與導體的電阻成反比?！緦ｎ}突破】1．如圖所示。在探究“并聯(lián)電路的電流特點”的實驗中，小王設計了如圖甲所示的電路進行實驗：（1）閉合開關前，電流表的指針反偏，其原因可能是；（2）實驗時，閉合開關后兩燈都亮。小王隨意拆下一根導線，發(fā)現(xiàn)兩燈都熄滅，據(jù)此他認為把電路接成了串聯(lián)電路。小王的結論是（選填“可靠”或“不可靠”）的，理由是：；（3）排除故障后，小王分別用電流表測出A，B和C三點的電流I1，I2和I三次電流表的示數(shù)分別為I1＝0.5A，I2＝0.52A，I＝1A。則測量C點時電流表選用的量程是（選“0～0.6A”、“0.6～3A”或“0～3A”）。最后根據(jù)測量結果，在誤差允許范圍內(nèi)你認為得到的結論是：；（4）為了驗證結論的普遍性、小王采用了更換不同規(guī)格的燈泡繼續(xù)實驗的方法進行驗證，你還可以采用的方法是，（5）小明同學對實驗進行了改進，他在如圖甲所示的電路中A、B、C三處各加一塊電流表，連接的電路如圖乙所示。這個電路中有一根導線接錯了，請在這根導線上打“×”，然后畫出正確的連接位置。2．小寧在做探究并聯(lián)電路電流規(guī)律的實驗，如圖甲是實驗的電路圖。（1）在連接電路時發(fā)現(xiàn)，電流表的指針在圖乙的位置，是因為沒有。糾正后繼續(xù)接好電路，閉合開關，指針又偏到圖乙的位置，是因為；（2）他在測量A處的電流時，電流表的示數(shù)如圖丙所示，則電流表的示數(shù)為A；（3）在解決了以上問題后，將電流表分別接入A、B、C三點處，閉合開關，測出了一組電流并記錄在表格中，立即得出了并聯(lián)電路的電流規(guī)律。請你指出他們實驗應改進的方法是；（4）實驗結束后，小寧又利用器材換個電源連接了如圖丁所示的電路圖，當開關S由斷開到閉合時，電流表A1的示數(shù)（選填“變大”“變小”或“不變”）。小寧驚奇的發(fā)現(xiàn)閉合開關后兩個燈都亮，并且兩個表都偏轉了22個小格，請幫小寧推算出流過L2的電流是A。3．為了探究并聯(lián)電路的電流規(guī)律，小軍同學設計了如圖甲所示的電路進行實驗。（1）小軍同學先將電流表接在L1所在的支路上，閉合開關后，看到燈L2發(fā)光，但燈L1不發(fā)光，電流表的示數(shù)為零，電路可能存在的故障是：。（2）排除故障后，他測出了L1、L2支路和干路上的電流分別為I1、I2和I，電流表示數(shù)如圖中丙、丁、戊所示，丁圖中的示數(shù)為，在誤差允許范圍內(nèi)你認為并聯(lián)電路中干路電流和各支路電流的關系是：（請寫公式表達式）。（3）為了驗證結論的普遍性，小軍可以采用的方法是：。（4）小軍連接了如圖乙的實物連接圖，若要測燈L1的電流，請你在圖乙上只改動一根導線，完成電路的連接（在需改動的導線上打“×”，再畫出重新連接后的導線）。4．在“探究串聯(lián)電路中各點的電流有什么關系”時：（1）小紅把兩個燈泡L1、L2串聯(lián)起來（如圖1所示），閉合開關發(fā)現(xiàn)：燈L1較亮，燈L2較暗。由此他猜想：電流從電源正極流出，流過小燈泡L1后會減小，因此流過L1的電流比流過L2的電流大。為了驗證該猜想是否正確，請你在不增加任何其他器材的情況下請設計實驗驗證。。（2）為了進一步探究串聯(lián)電路中各點的電流有什么關系，小明設計實驗如下：把兩個燈泡L1、L2串聯(lián)起來接到如圖所示電路中，分別把如圖2中A、B、C各點斷開，把電流表接入，測量流過的電流，看看它們之間有什么關系。在測量A點電流時，小明剛接好最后一根導線，小燈泡就亮了，同時觀察到電流表指針偏轉至了零刻線的左側，小紅幫他立即切斷電源。小明操作中存在的錯誤有、。（3）正確連接電路后，小明測得A點電流如圖3所示，則通過A點的電流為A。（4）在測量C點電流時，閉合開關后發(fā)現(xiàn)L1和L2均不發(fā)光，電流表無示數(shù)。為了找出故障原因，小明用電壓表進行檢測，發(fā)現(xiàn)AB間電壓為0，AC間電壓為3V，BC間電壓為3V．則電路故障可能是A．L1斷路B．L1短路C．L2斷路D．L2短路（5）排除故障，繼續(xù)實驗，測得通過A、B、C各點的電流是相等的，為了驗證結論的普遍性，下一步他的操作是。（6）小紅接著探究并聯(lián)電路電流規(guī)律。她連接了如下圖的實物連接圖，此時，電流表測的是（選填“L1”、“L2”、“干路”）的電流。若要測燈L2的電流，請你在圖上只改動一根導線，完成電路的連接。（在需改動的導線上打“×”，再畫出重新連接后的導線）（7）她測出了L1、L2支路和干路上的電流分別為I1、I2和I，電流表示數(shù)分別為：I1＝0.2A，I2＝0.3A，I＝0.5A．根據(jù)測量結果，初步得出并聯(lián)電路中干路電流和各支路電流的關系是：（寫出關系式即可）。5．小明在“探究并聯(lián)電路中電流規(guī)律”時，先進行了猜想：其一是并聯(lián)部分的內(nèi)因，即并聯(lián)電阻的大小、并聯(lián)的數(shù)量；其二是并聯(lián)部分的外因：外部電壓的大小。由此設計的電路如圖所示，各用電器件的符號都標注在電路圖中，而且所用燈泡的規(guī)格都相同。（一）在連接電路的過程中，開關S1應該處于狀態(tài)。當檢查各電表、各用電器都正常工作后，開始實驗。（二）若只改變并聯(lián)部分的內(nèi)因：閉合開關S1，將滑動變阻器R2的滑片滑至最左端。（1）將滑動變阻器R1的滑片向右移動，示數(shù)不變的電流表是；此時三個電流表的示數(shù)大小I1、I2、I3之間基本滿足的等式關系為（填字母表達式）；（2）將開關S2閉合，示數(shù)發(fā)生變化的電流表是；此時三個電流表的示數(shù)大小I1、I2、I3之間基本滿足的等式關系為（填字母表達式）：（三）若改變并聯(lián)部分的外因：將滑動變阻器R2的滑片向右移動，會使并聯(lián)部分的電壓（增加、不變或減?。?，觀察三個電流表的示數(shù)大小關系。小明根據(jù)三次的實驗數(shù)據(jù)，得出并聯(lián)部分的電路中電流規(guī)律是：。6．在“探究串聯(lián)電路電壓規(guī)律”實驗中，某同學把兩只小燈泡L1、L2串聯(lián)起來接到電源上，如圖甲所示。（1）閉合開關時，發(fā)現(xiàn)小燈泡L1亮，L2不亮，該同學于是將電壓表連在圖中A、B兩點，此時電壓表的示數(shù)如圖乙所示是V，他又將電壓表連在圖中B、C兩點，測得UBC＝0V由此可知，電路中存在的故障是。（2）排除故障后，閉合開關，兩只小燈泡均能發(fā)光，重新測量的結果為：UAB＝1.5V，UBC＝1.5V，UAC＝3V，根據(jù)以上測量結果可知：該同學選用的兩只小燈泡的規(guī)格是（選填“相同”或“不相同”）的，由此（選填“能”或“不能”）得到普遍規(guī)律。（3）通過正確的實驗操作，可以得到串聯(lián)電路中用電器兩端的電壓與電源兩端的電壓的關系式為（用圖中所給的符號表示）。7．在探究影響導體電阻大小的因素時，小明作出了如下猜想：猜想一：導體的電阻可能與導體的長度有關；猜想二：導體的電阻可能與導體的橫截面積有關；猜想三：導體的電阻可能與導體的材料有關。實驗室提供了4根電阻絲，其規(guī)格、材料如表所示：編號材料長度/m橫截面積/mm2A鎳鉻合金0.50.5B鎳鉻合金1.00.5C鎳鉻合金0.51.0D錳銅合金0.50.5（1）如圖所示的是“探究影響導體電阻大小因素”的實驗電路，在M、N之間分別接上不同的導體，通過觀察相關的現(xiàn)象可以比較導體電阻的大小，有三位同學對圖中的電路設計分別提出了自己的觀點：甲：電流表多余的，觀察燈泡的亮度就可以判斷導體電阻的大小乙：燈泡是多余的，根據(jù)電流表示數(shù)的變化可以判斷導體電阻的大小丙：燈泡和電流表同時使用更好，因為燈泡可以保護電路，從而防止燒壞電流表你贊同（選填“甲”、“乙”或“丙”）的觀點。（2）為了驗證猜想一，應該選用編號兩根電阻絲分別接入電路進行實驗；（3）為了驗證猜想二，應該選用編號兩根電阻絲分別接入電路進行實驗；（4）分別將A和D兩電阻絲接入電路中M、N兩點間，電流表示數(shù)不相同，由此，初步得到的結論是：當長度和橫截面積相同時，導體電阻跟有關。（5）小鋼在探究同樣的課題時，手邊只有一根電阻絲，那么，他利用這根電阻絲和上述電路不能完成對猜想（選填“一”、“二”或“三”）的實驗驗證。（6）以上研究所采用的科學方法是。8．在研究導體電阻與哪些因素有關時，小明采用了如圖1所示的電路進行探究，其中他選用的電阻絲MN電阻較大。（1）該實驗中，導體電阻大小主要用來體現(xiàn)，小燈泡的主要作用是。（2）閉合開關，小燈泡不亮，電流表也沒有示數(shù)，小明用電壓表并在小燈泡兩端檢查，卻發(fā)現(xiàn)電壓表有偏轉，則小燈泡不亮的原因是。（3）故障排出后，閉合開關，小明將右邊夾子向左滑動時，觀察到電流表示數(shù)變大，由此小明可得出導體電阻大小與有關；同時發(fā)現(xiàn)，當電流表示數(shù)明顯變大時，小燈泡亮度變亮。于是他還得出了“燈泡的亮度由電流大小決定，電流越大燈泡越亮”的結論。（4）隨著后續(xù)的學習，小明發(fā)現(xiàn)利用圖1的實驗裝置研究導體電阻與哪些因素有關時存在不妥之處，你認為不妥之處是，改進的辦法是。（5）為了驗證小明“燈泡的亮度由電流大小決定，電流越大燈泡越亮”的結論，小紅同學將“6V3W”、“6V2W”的兩個小燈泡L1和L2串聯(lián)在6V的電源上，閉合開關觀察，發(fā)現(xiàn)兩個小燈泡的亮度卻不同。正在大家感到困惑時，老師給同學們做了以下實驗：將這兩個小燈泡按圖2甲、乙所示電路圖分別接入電路中，調(diào)節(jié)滑動變阻器，讓兩燈亮度相當時，記錄各自的電壓、電流值。觀察了記錄結果后，同學們發(fā)現(xiàn)燈泡兩端的電壓和通過的電流都不同，但是大致相同的，結合同學們的探究可以得出燈泡的亮暗決定于。9．某科技小組設計了一個自動雨刮器控制系統(tǒng)，其刮水的速度能夠隨著雨量的大小而相應地發(fā)生變化，雨停后，刮水器自動停止工作。如圖所示。圖a是由一組手指狀平行金屬線組成的雨水檢測網(wǎng)器件，圖b是自動控制系統(tǒng)的模擬電路。（1）將檢測網(wǎng)豎立并浸入雨水中不同深度處進行實驗，記錄數(shù)據(jù)如下：檢測浸入雨水中部分未浸入1323全部浸入電流表的示數(shù)/A00.160.200.32①雨水檢測金屬網(wǎng)在電路中起到的作用更類似于（選填“開關”或“滑動變阻器”）。②根據(jù)表中的現(xiàn)象和數(shù)據(jù)，解釋刮水器刮水的速度能夠隨著雨量的大小而相應地發(fā)生變化的原因是；（2）活動小組發(fā)現(xiàn)無雨水時，電動機不能工作，無法實現(xiàn)無雨時車窗的清洗，于是增加了一個電路元件改進了電路，將“”和“增加的元件”連入電路ab間，繪制在圖c中。10．在“探究串聯(lián)電路中的電壓關系”實驗中，實驗電路如圖所示。（1）在連接電路時，開關應該處于狀態(tài)。（