利用所学的知识,完成下面的电学试验。
(一 探究电流与电压、电阻关系
(1)小霞连接了如图甲所示的部分实验电路,请用笔画线代替导线,将电源正确接入电路。
(2)连接好电路,用开关试触,发现电压表指针能转到右侧无刻度处,电流表指针几乎不动。故障原因可能是定值电阻发生 (填“短路”或“断路)。
(3)排除故障后,正确进行实验,测得三组实验数据,如上表所示。分析表中数据,可得出结论:在电阻一定时,导体中的电流跟导体两端的电压成 。
试验次数 |
1 |
2 |
3 |
电压 |
1.0 |
2.0 |
3.0 |
电流 |
0.1 |
0.2 |
0.3 |
(4)小霞继续用图甲电路探究电流与电阻的关系。分别接入三个不同阻值的电阻,保持电源电压 不变,调节滑动变阻器的滑片,保持电压表示数不变,记下电流表示数,绘制了如图乙所示图象并得出结论。
①实验中小霞选取的滑动变阻器是 (填“ ”“ ”或“ ” 。结合所选的滑动变阻器,把三个定值电阻分别接入电路完成实验,电阻两端控制不变的电压最大是 。
②把 和 的电阻分别接入电路,控制电阻两端的电压不变,先后两次滑动变阻器的电功率之比是 。
(二 测量额定电流为 小灯泡 的额定功率
小霞选用了一只电压表,一个“ ”的小灯泡 ,设计了如图丙所示的实验电路,其中电源电压恒为 ,请完成下面实验步骤:
(1)如图丙所示,图中 、 处虚线框内,分别为电压表或开关 ,则在 框内应是
(2)正确选择元件并连接电路后,闭合开关 、 ,断开开关 ,调节滑动变阻器滑片,使电压表示数为 .此时小灯泡 正常发光。
(3)再闭合开关 、 ,断开 ,滑动变阻器滑片的位置不变,读出电压表示数如图丁所示,为 。
(4)则小灯泡 的额定功率为 。
实验课上,小明班的同学用图甲所示的实验器材探究“电流的大小与电阻的关系”,并连接了部分实验电路。
(1)请你用笔画线代替导线,在答题卡上把图甲中的器材连接成完整的实验电路。
(2)小明首先选用了阻值为 的电阻,电路连接无误后,闭合开关。移动滑动变阻器的滑片,当电压表的示数为 时,电流表的示数如图乙所示,此时通过电阻的电流是 。
(3)在表格中记录下 电阻中的电流,小明接下来的操作是:断开开关,换用 的电阻,多次重复前面的实验,并把相应的数据记录下来。
(4)同学们陆续完成了实验,分析数据他们都得出了同样的结论。其中小明、小刚、小民的实验数据如表一、表二、表三所示。
表一
电压 |
|||
电阻 |
5 |
10 |
20 |
电流 |
0.21 |
0.10 |
表二
电压 |
|||
电阻 |
10 |
20 |
30 |
电流 |
0.30 |
0.14 |
0.11 |
表三
电压 |
|||
电阻 |
5 |
15 |
30 |
电流 |
0.60 |
0.20 |
0.10 |
通过交流分享,小明又提出了一个新的问题:若电阻保持不变,电流与电压之间存在着怎样的关系呢?
为了尽快解决这一问题,除了重新进行实验收集数据外,小明还可以 进行分析论证,得出结论。
在“连接串联电路”实验中,实验电路如图所示。
(1)在连接电路时,开关应该处于 状态。
(2)连接好电路后闭合开关 ,小慧发现 、 两只灯泡都不亮,她用手按一下灯泡 , 、 仍然都不亮,按一下灯泡 ,两灯都亮,松开手两灯又不亮,则故障可能是 。(选填“ 灯丝断了”、“ 灯丝断了”、“ 短路”或“ 与灯座接触不良”
(3)排除故障后,闭合开关两灯同时亮,断开开关两灯同时灭;将开关 换接到 和 之间、 和电池负极之间,观察到同样的现象。这样操作的目的是探究 。
在测小灯泡电功率实验中,小杨同学选用的器材有:额定电压为 的灯泡、电流表、电压表、开关、学生电源、滑动变阻器和若干导线等。
(1)请根据图甲,用笔画线代替导线,将答图乙中的实物电路连接完整(要求:向右移动滑动变阻器滑片时,电路中的电流变小,且导线不能交叉);
(2)连接电路时,开关 必须 ,滑动变阻器的滑片 应调到最 阻值处;
(3)正确连接电路后,闭合开关 ,发现电压表无示数,电流表有示数,原因是灯泡 (其它部分均完好);
(4)故障排除后,滑片移至某处,电压表表盘如图丙所示,其读数为 ,再读出电流表的示数 ,由此算出此时灯泡电功率 (用字母表示);
(5)小杨同学继续移动滑片 ,将两电表对应的示数记录到下表中
实验序号 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
电压表示数 |
|
1.0 |
1.5 |
2.0 |
2.5 |
电流表示数 |
|
0.14 |
0.18 |
0.20 |
0.24 |
则灯泡的额定功率为 ,他分析表中数据,发现灯泡的电阻也在变化,主要原因是灯丝的电阻随温度的升高而 。
如图所示,在测量小灯泡的电功率的实验中(小灯泡的额定电压为 。
(1)在电路连接时,开关闭合前滑动变阻器的滑片 应滑到 (选填“ ”或“ “ 端。
(2)图甲是未连接好的实验电路,请你用笔画线代替导线将它连接完成。
(3)连接好电路后,闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表有示数,电压表无示数,则故障原因可能是小灯泡
(选填“短路”或“断路” 。
(4)故障排除后,移动变阻器的滑片,当电压表的示数为 时,电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率是 ,小灯泡正常工作时的电阻是 (保留一位小数)。
(5)根据测出的数据,画出了小灯泡的电流与电压的关系图象,如图丙所示,发现图线是弯曲的,其主要原因是温度升高、灯丝电阻 (选填“增大”或“减小” 。
(6)若把这样的两只灯泡串联接在 的电源上,则此时两个小灯泡消耗的实际功率总和是 。
在“测量小灯泡的电功率”实验中,小明同学设计了如图甲所小的电路,已知小灯泡额定电压为 ,电源电压为
(1)根据图甲的电路图,用笔画线将图乙的实物图连接完整
(2)连线完成后,闭合开关 前,甲图中滑片 应该位于滑动变阻器的最 (选填“上”或“下”
(3)小明闭合开关 ,移动滑片 ,发现电流表示数为0,电压表示数始终为 ,其故障原因是小灯泡 所在的支路发生 (选填“短路”或“断路” ;
(4)排除故障后,调节滑片 的位置,当电压表示数为 时电流表示数为 ,则小灯泡额定功率为 ,此时滑动变阻器连入电路的电阻为 。
在探究“通过导体中的电流与电阻的关系”实验中,所用电源电压恒为 .已有的5个定值电阻的阻值分别为 、 、 、 、 。
(1)根据图(甲 所示电路,用笔画线代替导线将图(乙 所示的实物电路连接完整。(导线不交叉)
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移至最 (选填“左”或“右” 端。闭合开关后,发现电流表指针无偏转,电压表指针有明显偏转,原因可能是电阻 (选填“短路”或“断路” 。
(3)在实验中,先接入 的电阻,调节滑动变阻器的滑片 至某一位置时,观察到电流表、电压表指针位置如图(甲 、(乙 所示,则电流表示数为 ,电压表示数为 ,接下来用 代替 的电阻做实验时,应将滑动变阻器的滑片 从上一位置向 (选填“左”或“右” 滑动。
(4)为了完成实验探究,依次将剩下的3个定值电阻分别接入图(乙 的电路中,替换前一次接入的定值电阻,调节滑动变阻器的滑片 至合适位置,再读出电流表的示数,计算出每次接入的定值电阻 的倒数 ,以电阻的倒数 为横坐标,电流 为纵坐标,在坐标系中描点并作出 图线,如图(丙 所示。由 图线可初步得出结论:在电压一定时,导体中的电流跟导体电阻的倒数成 比;由此进一步得出结论:在电压一定时,导体中的电流跟导体的电阻成 比。
(5)上述实验中所选滑动变阻器的最大阻值至少为 。
小明探究“通过导体的电流与导体两端电压的关系”时,使用的器材如图(甲 所示。电源电压不变, 为定值电阻。
(1)请用笔画线代替导线,将图中的电路连接完整。(要求导线不交叉)
(2)由于导线中的电流可能与两端的电压和导体的电阻都有关系,所以,在本次实验中应该保持 不变;变阻器的作用除了保护电路外,还起到 的作用;
(3)连接电路时,开关应该 ,合上开关前,变阻器滑片 应该处于图中 端(选填:“ ”或“ ” ;
(4)某次实验电压表示数如图(乙 所示,电压为 ;
(5)通过实验,他得到如图(丙 所示的 图象,根据此图象,他初步得到实验结论:导体的电阻一定时,导体中的电流与该导体两端的电压成 。
小洋用“伏安法”测未知电阻 的电阻值,他设计的电路图如图甲所示。
实验次数 |
1 |
2 |
3 |
电压 |
1.2 |
1.8 |
2.4 |
电流 |
0.36 |
0.5 |
(1)请用笔画线代替导线,将图乙中未完成的电路补充完整。(要求变阻器滑片向左移动时电流表示数变大)
(2)连接电路时,开关应处于 (选填“断开”或“闭合” 状态。闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移到最 (选填“左”或“右” 端的位置。
(3)连接好电路,闭合开关,发现电流表和电压表都有较小的示数,且无论怎样移动滑动变阻器的滑片,电流表和电压表的示数都不变。造成这一现象的原因可能是 。(选填字母)
.电阻 断路 .电阻 短路
.滑动变阻器短路 .滑动变阻器接了下面的两个接线柱
(4)小洋排除故障后,重新连接好电路进行实验,表格是他记录的实验数据,第一次实验中电流表的示数如图丙所示,其示数是 .通过计算,该定值电阻的阻值约是 .(计算结果保留一位小数)
小峻和小薇两位同学在”探究欧姆定律”的实验中,所用器材有:学生电源、电流表、电压表、标有” ”的滑动变阻器 、开关,导线和定值电阻 若干。
(1)请根据图甲,用笔画线代替导线,将图乙中的实物电路连接完整。(要求:向右移动滑动变阻器滑片时,电路中的电流变小,且导线不能交叉)
(2)连接电路时,开关必须 ;连接完电路后,小薇发现电流表和电压表的位置互换了,如果闭合开关,则 表(选填“电压“或“电流” 的指针可能有明显偏转。
(3)排除故障后,他们先探究电流与电压的关系,闭合开关,移动滑片依次测得5组数据,其中第5次实验中电压表的指针如图丙所示,其示数为 .他们记录的数据如表1所示,分析数据可以得到的结论是:在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成 比。
表1电流与电压关系
实验序号 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
电压 |
1.0 |
1.2 |
1.8 |
2 |
|
电流 |
0.20 |
0.24 |
0.36 |
0.40 |
0.44 |
表2电流与电阻关系
实验序号 |
1 |
2 |
3 |
4 |
电阻 |
10 |
15 |
20 |
25 |
电流 |
0.30 |
0.20 |
0.15 |
0.12 |
(4)他们继续探究电流与电阻的关系,先将电源电压调为 ,分别换上多个定值电阻进行探究,数据记录如表2所示,老师指出其中一组数据是拼凑的,你认为是第 组(选填实验序号),理由是实验所用的滑动变阻器的最大阻值太 了(选填“大”或小” 。
(5)排除拼凑的数据后,分析数据可以得到的结论是:在 一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
(6)在不更换滑动变阻器的情况下,可以采取 的措施(选填字母符号),完成这组拼凑数据所对应的实验测量。
.降低定值电阻两端电压 .降低电源电压 .选用更大阻值的定值电阻
用图甲所示的电路探究“电流与电压和电阻的关系”,电源电压 保持不变,规格为“ ”、“ ”的滑动变阻器各一个,阻值为 、 、 、 的电阻各一个。
(1)根据图甲将图乙所示的实物图连接完整。
(2)在实验过程中,当滑动变阻器的滑片移到某点时,两电表的示数如图丙所示,则电压表的示数为 ,电流表的示数为
(3)小明将 的电阻接入电路,闭合开关,多次移动滑动变阻器的滑片,记录对应的几组电表示数,此过程小明实际探究的问题是电流与 的关系。
(4)小明在探究“电流与电阻的关系”时,记录的实验数据如表一。他在分析数据时发现,不能得出教科书上“通电导体的电流跟电阻的大小成反比”的结论,出现这一问题的原因是:未控制电阻 的 不变。
表一
实验次数 |
电阻 |
电流 |
1 |
10 |
0.30 |
2 |
20 |
0.50 |
3 |
30 |
0.20 |
表二
实验次数 |
电阻 |
电流 |
1 |
10 |
0.60 |
2 |
20 |
0.30 |
3 |
30 |
0.20 |
4 |
40 |
0.15 |
(5)表二为小慧记录的“探究电流与电阻的关系”的实验数据,据此可推测,她选用的是本题中规格为“ ”的滑动变阻器。
在探究“电流与电阻关系”的实验中,满足实验要求的器材有:
.电源(电压为 ;
.电流表 (量程 , ;
.电压表 (量程 , ;
.滑动变阻器 ;
.电阻箱 ;
.开关 一个,导线若干。则:
(1)在连接电路的过程中,开关 应该是 。
(2)请用铅笔画线代替导线在图甲中将实验器材连接起来,使之成为符合实验要求的电路(电流表选用 的量程,电压表选用 的量程;部分导线已连接好)。
(3)在实验过程中,当电阻箱 的阻值变小时,为了完成该实验研究,应该将滑动变阻器 的滑片 向 端滑动(选填“ ”或“ ” 。
(4)在实验中,为了获得多组不同的数据,改变电阻箱 的阻值,移动滑动变阻器的滑片,测出相应的电流值 ,并记录。在平面直角坐标系中,若以电流 为纵坐标,以 为横坐标,使图象完全在经过坐标原点的直线上(电压、电流、电阻采用的单位分别为 、 、 。
(5)在某次实验中,当电阻箱 的阻值为 时,电流表对应的示数如图乙所示,其示数为 ;测出多组数据后,按(4)问的方法用描点法作图,在连线时发现只有一个点 使图象明显不能成为一条直线,经实验小组同学回忆,是由于将电阻箱 的阻值由 变换为该数据点对应的阻值时,没有调节滑动变阻器的滑片就读取了电流值而造成的。
小宇同学在“探究电流与电阻的关系”实验中,器材如图甲所示,电源为两节新的干电池,滑动变阻器上标有“ ”字样,阻值分别为 、 、 、 的定值电阻各一个。
(1)请用笔画线代替导线,把图甲所示的电路补充完整(滑片 向右滑,滑动变阻器接入电路的电阻变大)。
(2)小宇同学首先将 定值电阻接入电路,将滑片 滑到 (选填“ ”或“ ” 端,再闭合开关,调节滑片 ,使电压表示数到达某一数值,电流表的示数如图乙所示,该示数为 。
(3)接下来,小宇同学应该 ,并且将滑动变阻器阻值调到最大处,然后将 的电阻替换为 .闭合开关,调节滑片 ,使电压表示数为 ,将电流表示数记录在表格中。
实验次数 |
1 |
2 |
3 |
电阻 |
5 |
10 |
20 |
电流 |
|
0.2 |
0.1 |
(4)将定值电阻换成 重复第(3)的操作,由表格中数据发现:在电压一定时,电流与电阻成 (选填“正比”或“反比” 。本次探究中若换用 的定值电阻接入电路,无论怎样调节滑片 ,电压表示数始终 (选填“大于”或“小于” 所需电压。
某同学利用如图甲所示的电路,进行“探究电流跟电压的关系”实验。
实验器材:电源(电压恒为 ,电流表、电压表各一只,一个开关,一个定值电阻,一只滑动变阻器,导线若干。
(1)用笔画线代替导线把图甲嗾使的实物图连接完整,并在图乙虚线框内画出对应的电路图。
(2)某同学在闭合开关 后,无论怎样调节滑动变阻器的滑片,发现电流表的指针都指在零刻度线处,电压表指针则有明显偏转。但示数不变。出现这种现象的原因是 。
(3)某同学通过实验得到多组实验数据,由这些数据画出如图丙所示的图象,由图象可得出结论:电阻一定时, 。
某实验小组的同学用甲图所示器材测量小灯泡的电功率。已知电源电压恒为 不变,待测灯泡的额定电压为 ,额定功率估计为 左右。
(1)请在甲图中用笔画线表示导线,连接成完整的实验电路(须选择合适的电流表量程);
(2)闭合开关前,滑动变阻器滑片 应该位于 端(选填“ ”或“ ” ;
(3)闭合开关后发现:电流表没有示数,灯泡不亮,电压表示数接近电源电压。则此时电路故障为 ;
(4)故障排除后,闭合开关,调节滑动变阻器滑片 ,使灯泡正常发光,此时电流表示数如乙图所示,则电路中的电流值为 ,待测灯泡的额定功率为 ;
(5)如果电压表只能使用 的量程。仅在丙图虚线框内用电路图说明,怎样利用现有器材测定灯泡的额定功率。