第十五章探究電路專題訓練實驗探究題

1、第十五章探究電路專題訓練 實驗探究題一、探究影響電阻大小的因素一典例解析【例題】2019湖州某科學興趣小組在探究影響導體電阻大小及燈泡亮暗的因素時。做了如甲圖所示的實驗：將鱷魚夾從較長的鎳鉻合金絲的A端逐漸滑向B端時 ,發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)逐漸增大 ,同燈泡逐漸變亮。1通過實驗可得出結論：導體的電阻大小與 有關；燈泡的亮暗與通過燈泡的電流大小有關。2小明認為決定燈泡亮暗的因素只是電流大小 ,請你設計一個實驗來否認小明的觀點只需在相應的方框內(nèi)畫出電路圖。實驗材料：兩個不同規(guī)恪的燈泡L1和L2 ,電泡組、開關S及導線假設干。3接下來 ,小明又做了如下實驗：將整條鎳合金絲AB接入電路 ,閉合開關 ,然后用

2、大功率吹風機先對鎳鉻合金絲吹一段時間熱風 ,再改用冷風檔對鎳鉻合金吹冷風。在整個過程中觀察電流表示數(shù)的變化情況 ,小明所做的這一實驗基于的假設是 ?！痉治觥?將鱷魚夾從較長的鎳鉻合金絲的A端逐漸滑向B端時 ,AB接入電路的長度發(fā)生了變化 ,而導體的材料和橫截面積相同 ,通過電流表示數(shù)的變化判斷電阻的變化 ,從而得出導體電阻與長度的關系；2探究決定燈泡亮暗的因素是否只與電流有關 ,應使電流相同而其它條件不同 ,觀察燈泡的亮度是否相同；3實驗中 ,導體的材料、長度和橫截面積相同 ,只改變了導體的溫度 ,觀察電流表示數(shù)是否變化 ,可得出電阻的大小是否與溫度有關。【解答】解：1將鱷魚夾從較長的鎳鉻合金

3、絲的A端逐漸滑向B端時 ,電阻絲接入電路中的長度變短了 ,發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)逐漸增大 ,同燈泡逐漸變亮 ,這說明導體的電阻減小了 ,即電阻大小與導體的長度有關；2實驗中 ,可以將兩個不同規(guī)恪的燈泡L1和L2組成串聯(lián)電路 ,此時通過兩燈的電流是相同的 ,然后通過觀察燈泡的亮度來驗證小明的觀點；如下圖：3用大功率吹風機先對鎳鉻合金絲吹一段時間熱風 ,再改用冷風檔對鎳鉻合金吹冷風 ,此時會改變導體的溫度 ,根據(jù)電流表示數(shù)變化可以得出電阻大小與溫度的關系；故小明所做的這一實驗基于的假設是導體的電阻與溫度有關。故答案為：1導體長度；2如下圖；3導體的電阻與溫度有關。二對應練習1.2019烏魯木齊某實驗小組的

4、同學用鉛筆芯探究導體的電阻與長度的關系 ,如下圖是該實驗的電路圖。1閉合開關 ,向右移動鉛筆芯上的滑片P1 ,電路中的電流 選 填“變大“變小或“不變。2如果滑片P1滑動到鉛筆芯最右端時 ,電壓表示數(shù)很小 ,應該將 滑動變阻器的滑片P2向 移動。3移動鉛筆芯上面的滑片P1 ,記錄鉛筆芯AP1之間的距離和電壓表的示數(shù) ,數(shù)據(jù)如下：通過數(shù)據(jù)反映出的規(guī)律和 可以推出導體的電阻與導體的長度成 比的結論。假設圖示 位置時電壓表示數(shù)為 0.9V ,滑片P2向右移動一段距離 ,電壓表示數(shù)變?yōu)?1.2V ,滑片P2再向右 移動一段相同的距離 ,電壓表示數(shù)為 V。2.2019天津在“探究影響導體電阻大小的因素時

5、,某實驗小組想利用如下圖的電路,分別對導體電阻跟它的長度、橫截面積、材料有關的猜測進行實驗驗證:1為驗證“導體電阻跟長度有關,下表中可選用的三種導體是_ (填導體代號)；2假設實驗中將電路中的電流表更換為小燈泡,通過觀察_也可以判斷導體電阻大小,但缺乏之處是_。二、探究電流與電壓、電阻的因素一典例解析【例題】2019蘇州某班同學做“探究電流與電阻的關系的實驗 ,某小組連接了如圖甲所示的實物電路。1請在答題卡的方框內(nèi)畫出對應的電路圖2連接電路時 ,開關應斷開。連好電路后 ,將電阻箱調(diào)至某一阻值 ,閉合開關 ,移動滑動變阻器的滑片 ,使電壓表示數(shù)為一個適當?shù)闹礥0 ,記錄電流表的示數(shù)和 。3改變電

6、阻箱的阻值 ,調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片 ,使 ,并記錄相應數(shù)據(jù)。4再次改變電阻箱阻值 ,發(fā)現(xiàn)無論怎樣調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片都不能到達3中的要求 ,引起這種情況的直接原因是 。5重復步驟3屢次實驗 ,根據(jù)所得數(shù)據(jù)畫出電流隨電阻變化的圖象如圖乙所示。你認為該小組實驗時的U0= V。6進一步研究發(fā)現(xiàn)由圖線上的任一點和坐標軸圍成的矩形“面積大小都相等 ,由此可以得出的實驗結論是 。7實驗結束后 ,小組間交流時 ,發(fā)現(xiàn)鄰組在相同的坐標系中畫出的圖象如圖丙所示 ,你認為圖象不同的原因是 。【分析】1根據(jù)實物圖 ,分析電路結構 ,畫出地應的電路圖；2為保護電路 ,在連接電路的過程中 ,開關應處于斷開狀態(tài)。在探究電

7、流與電阻的關系時 ,記錄的數(shù)據(jù)是電阻和電流的大小。3在“探究電流與電阻的關系的實驗中 ,更換不同的電阻后 ,通過調(diào)節(jié)滑動變阻器 ,使電阻兩端的電壓不變；4發(fā)現(xiàn)無論怎樣調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片都不能到達3中的要求 ,就是電壓表的示數(shù)無法調(diào)節(jié)到U0 ,原因可能是滑動變阻器的電阻太小或接入的電阻阻值過大。5根據(jù)圖乙的數(shù)據(jù) ,任意取一組電流和電阻值 ,根據(jù)歐姆定律計算得出；6圖線上的任一點和坐標軸圍成的矩形“面積大小都相等 ,實際是電流與電阻的積相等 ,從此得出電流與電阻的關系；7比擬乙、丙兩圖 ,在電阻相同時的電流不同 ,說明電阻兩端的電壓不同。【解答】解：1根據(jù)圖甲 ,由電路元件的連接順序可得電路圖如

8、右所示：2為保護電路 ,在連接電路的過程中 ,開關應處于斷開狀態(tài)；因為要探究電流與電阻的關系 ,所以須記錄電流及電阻的數(shù)據(jù)進行分析 ,即要記錄電阻箱的阻值；3要探究電流與電阻的關系 ,在改變電阻時要保持電阻箱兩端的電壓不變 ,即電壓表的示數(shù)仍為U0；4電阻越大 ,分得的電壓越多 ,但電阻箱的電阻不斷變大時 ,要使電阻箱兩端電壓到達U0 ,須使變阻器的電阻值變大 ,但不能到達U0 時 ,說明滑動變阻器提供的電阻已達最大值 ,因而是電阻箱的電阻調(diào)得太大了；5由圖可知：U0=IR=3.0V2A=6V；6由圖乙可知 ,其橫軸和縱軸所表示的物理量分別為電阻R及通過的電流I ,面積不變 ,即IR的乘積不變

9、 ,故說明：當電壓一定時 ,電流與電阻成反比；7由圖兩可知 ,電阻箱兩端的電壓U0=IR=3A1=3VU0即兩個小組所畫出的圖象不同 ,是因為他們所控制的電阻箱兩端電壓不同。二對應練習1.2019天津在探究電阻一定時電流與電壓關系的實驗中：1請根據(jù)圖甲所示的電路圖 ,用筆畫出導線完成圖乙的電路連接：2實驗過程中得到的局部數(shù)據(jù)如下表所示。第3次測時 ,電流表的示數(shù)如圖丙所示 ,請將該數(shù)據(jù)填入表格中實驗序號123電壓U/V0.81.62.4電流I/A0.160.32 3在圖丁中的坐標軸上標出適當?shù)臉硕?,把上表中的數(shù)據(jù)在坐標系中描點并連線。2.2019菏澤如下圖 ,用電流表00.6A ,03A、電

10、壓表03V ,015V、定值電阻5、10、15、20、30各一個、滑動變阻器050、電源6V、開關和導線假設干 ,探究電流與電阻的關系。1請你根據(jù)甲圖所示的電路圖 ,將乙圖中的電路連接完整。2滑動變阻器在電路中的作用是 。3小強做此實驗時 ,在電流表使用無誤的情況下 ,收集測量數(shù)據(jù) ,記錄表格如下：小強的五次實驗操作中有一次是錯誤的 ,請你對小強記錄的數(shù)據(jù)進行分析 ,你發(fā)現(xiàn)第 次測量的數(shù)據(jù)是錯誤的 ,錯誤的原因是 。4請你根據(jù)表中正確的數(shù)據(jù) ,在丙圖中繪制出電流隨電阻變化的圖象。三、伏安法測電阻一典例解析【例題】2019泰安某物理興趣小組利用圖甲所示實驗電路圖同時測量電源電壓 U0 的大小和電

11、阻 Rx 的阻 值 ,電源電壓 U0 約為 2V3V ,Rx 的阻值約為 67。實驗室提供如下器材：導線 假設干、開關、電流表量程 00.6A ,03A、電壓表量程 03V ,015V、滑動變阻器 R最大阻值為 30。請你思考完成以下問題：1按照圖甲用筆畫線代替導線 ,連接好圖乙中的實物圖。2用物理量U0、Rx、電流表的示數(shù)I寫出表示電壓表示數(shù)U大小的關系式：U= 。3正確連接電路后 ,閉合開關前應使滑動變阻器連入電路的阻值為 選填“最大或“零；移動滑動變阻器的滑片 ,讀出4組電流表和電壓表示數(shù) ,分別以電流表的示數(shù) I電壓表的示數(shù) U為橫坐標和縱坐標 ,在坐標紙上描點 ,把這 4個點連接起來

12、大致為一條直線并虛線延長到縱軸 ,如圖丙所示。從圖丙中信息可求得：電源電壓 U0= V ,電阻 Rx= ?！痉治觥?根據(jù)電路圖 ,按照電流順序連接實物電路 ,最后再連接電壓表。2根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點和歐姆定律可求電流表的示數(shù)I寫出表示電壓表示數(shù)U大小的關系式；3為了保護電路 ,閉合開關前應使滑動變阻器連入電路的阻值為最大值；從圖丙中選兩個點 ,根據(jù)歐姆定律列出方程可解。【解答】解：1連接實物圖時 ,根據(jù)電流方向 ,按正極、開關、電流表、變阻器、電阻、負極的順序連接 ,最后把電壓表與變阻器并聯(lián)。如以下圖所示：2電源電壓U0 ,電阻Rx和滑動變阻器串聯(lián) ,電路中電流為I ,電壓表測量滑動變阻器的

13、電壓 ,由串聯(lián)電路的電壓特點和歐姆定律；電壓表的示數(shù)：U=U0Ux=U0IRx；3為了保護電路 ,閉合開關前應使滑動變阻器連入電路的阻值為最大值；電阻Rx和滑動變阻器串聯(lián) ,根據(jù)歐姆定律可得 ,U0=U+IRx； U0=2.4V+0.1ARx；U0=1.8V+0.2ARx；由、可得 ,U0=3V；Rx=6。故答案為：1如上圖；2U0IRx； 3最大； 3； 6。二對應練習1. (2019福建A)用“伏安法測量電阻Rx的阻值 ,提供的實驗器材有：待測電阻Rx ,兩節(jié)干電池 ,電流表、電壓表、滑動變阻器、開關及導線假設干。1根據(jù)圖甲的電路圖 ,用筆畫線代替導線將圖乙中的實物圖連接完整。2閉合開關后

14、 ,移動滑動變阻器的滑片 ,電壓表示數(shù)較大且?guī)缀醪蛔?,電流表示數(shù)始終為零 ,電路故障可能是_。3排除故障后 ,測得多組實驗數(shù)據(jù) ,各組數(shù)據(jù)對應的點已經(jīng)描在丙圖中 ,請在圖中畫出Rx的I-U圖線 ,由圖可知Rx=_。結果保存1位小數(shù)；4電流表的電阻隨然很小 ,但也會影響本實驗中Rx的測量結果 ,用丁圖的電路進行測量可消除這個影響 ,R0為定值電阻 ,實驗步驟如下：按照丁圖的電路圖連接電路 ,將滑動變阻器的滑片置于最大阻值處；閉合開關S1、S2 ,移動滑動變阻器滑片 ,讀出電壓表的示數(shù)U1和電流表的示數(shù)I1；_ ,移動滑動變阻器滑片 ,讀出電壓表的示數(shù)U2和電流表的示數(shù)I2；可得待測電阻Rx=_

15、用U1、I1、U2和I2表示2.2019赤峰圖甲是測量標有“2.5V小燈泡電阻的實驗。1用筆畫線代替導線 ,把實物圖連接完整。2電路圖連接完整后 ,閉合開關 ,發(fā)現(xiàn)小燈泡不發(fā)光 ,電壓表有示數(shù) ,電流表無示數(shù) ,原因是小燈泡 選填“短路、“斷路。3更換小燈泡后 ,調(diào)節(jié)滑動變阻器 ,讓小燈泡兩端電壓逐次下調(diào) ,測得數(shù)據(jù)如下表 ,第2次電壓表的示數(shù) ,如圖乙所示 ,讀出數(shù)據(jù)填入表中相應空白處。實驗序號12345電壓U/V2.51.71.30.9電流I/A0.280.250.240.210.19算出的電阻R/4根據(jù)表中電壓和電流數(shù)據(jù)計算出第2次的電阻值填入表中。5分析表中數(shù)據(jù) ,得出結論：燈絲電阻值隨 降低而減小。第十五