2020年中考物理第17课时欧姆定律的相关实验课时训练

2020年中考物理第17课时欧姆定律的相关实验课时训练

‎　欧姆定律的相关实验 ‎(限时:35分钟)‎ ‎1.[2019·潍坊]在“探究电流与电阻的关系”实验中，某小组利用电阻箱等连接了如图K20-1甲所示的实物电路(电源电压恒为6V)。‎ 图K20-1‎ ‎(1)用笔画线代替导线将图甲中电路连接完整，要求滑动变阻器滑片向B端滑动时接入电路的阻值变大。‎ ‎(2)将第一次实验得到的数据填入表格，然后将电阻箱接入电路的阻值由10Ω调至20Ω，滑动变阻器的滑片需向　　　　(选填“A”或“B”)端移动，直到　　　　　　　　　为止，此时电流表指针位置如图乙所示，其示数为　　　　A。 ‎ 序号 电压/V 电阻/Ω 电流/A ‎1‎ ‎4‎ ‎10‎ ‎0.4‎ ‎2‎ ‎20‎ ‎(3)小组同学根据以上实验数据得出结论：电流与电阻成反比。请对该小组的探究过程写出一条改进性建议： 　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(4)再次改变电阻箱阻值，发现无论怎样调节滑动变阻器都不能达到实验要求，若电路无故障，则引起这种情况的原因可能是　　　　　　　　　。 ‎ ‎2.[2019·连云港]某实验小组利用如图K20-2所示电路探究“导体中电流和其两端电压的关系”，提供的实验器材有：电源(6V)、电流表、电压表、定值电阻(10Ω)、滑动变阻器(“40Ω　0.5A”)、开关和导线若干。‎ 10‎ 图K20-2‎ ‎(1)请用笔画线代替导线，将图中实物电路连接完整。‎ ‎(2)闭合开关前，应该将滑片P置于　　　　(选填“A”或“B”)端。 ‎ ‎(3)小明同学进行了正确的实验操作，某次电流表的示数为0.2A，此时定值电阻消耗的功率为　　　　W，滑动变阻器接入电路的阻值为　　　　Ω。 ‎ ‎(4)同组的小红同学想要探究“导体中电流和电阻的关系”，她又找来了两个阻值分别为5Ω和20Ω的电阻，用图示电路，为完成三次实验，则定值电阻两端电压的最小预设值是　　　　V。 ‎ ‎3.[2019·内江]某同学为了探究电阻丝的电阻R与长度L、横截面积S和材料的关系，进行了如下实验操作：‎ ‎(1)如图K20-3甲所示，是取一段新的电阻丝紧密绕制，用刻度尺测量出它的直径示意图。由此可知，电阻丝的直径为　　　　mm，从而计算出电阻丝的横截面积S。 ‎ 图K20-3‎ ‎(2)在实验中，先保持电阻丝的横截面积S和材料不变，探究电阻丝的电阻R与长度L的关系，这种方法叫 ‎　　(选填“等效替代”或“控制变量”)法。 ‎ ‎(3)为了探究电阻丝的电阻R与L的关系，实验室备有以下实验器材：‎ A.电源E(电压U=1.5V)‎ B.电流表A1(量程0~100mA)‎ C.电流表A2(量程0~0.6A)‎ D.电阻箱R0(阻值0~999.9Ω)‎ E.待测电阻丝R(阻值约为10Ω)‎ F.开关一个，导线若干。‎ ‎①为了提高实验的精确程度，在实验中电流表应选用　　　　(选填器材前的字母代号)。 ‎ 10‎ ‎②把电阻丝拉直后，将其两端固定在接线柱a和b上，在电阻丝上夹一个金属夹P，移动金属夹P的位置，就可改变接入电路中金属丝的长度L，把这些实验器材按图乙的电路连接起来。闭合开关S前，电阻箱的阻值应调整到　　　　Ω。 ‎ ‎③闭合开关S后，将电阻箱调到适当位置不动，多次改变金属夹P的位置，得到多组I、L的数据。根据实验测量数据在坐标平面内，以电流的倒数‎1‎I为纵坐标、电阻丝的长度L为横坐标，得出图像如图丙所示，根据实验图像说明，横截面积S相同的同种材料的电阻丝，接入长度L越长，电流I越小，电阻R　　　　　　。 ‎ ‎④该电阻丝1cm长度的阻值为　　　　Ω。 ‎ ‎4.[2019·宁波]小科利用仅有的一个规格为“10Ω　1.0A”的滑动变阻器和其他器材来检验欧姆定律，该滑动变阻器的电阻丝上有一处断点。实验电路如图K20-4所示，电源电压恒为3V。实验步骤如下：‎ ‎①用4Ω的定值电阻进行实验，连接电路。‎ ‎②闭合开关，调节滑动变阻器，使定值电阻两端电压为2V，读出电流表的示数并记录。断开开关，把滑片P移到A端。‎ ‎③依次用阻值为6Ω、8Ω和10Ω的定值电阻替换原来的电阻，重复步骤②。‎ 图K20-4‎ ‎(1)小科设计上述实验步骤，是要探究通过导体的电流与　　　　之间的关系。 ‎ ‎(2)小科发现，滑片P向右移动过程中，每次实验开始时电压表都没有示数，移到某一点(该点记为C)时突然有了示数，但在完成8Ω电阻的实验后，再做10Ω电阻的实验时，当电压表有示数后，示数一直大于2V。分析可得，电阻丝BC段的阻值RBC段的范围是　　　　　　　　。 ‎ ‎(3)为了完成10Ω电阻实验，将滑片P移到C点，只要在原来电路的接线柱上再接上一根导线，就能继续完成实验。请你在图中用笔画线代替导线补上这根导线。‎ ‎5.[2019·乐山]小明利用如图K20-5甲所示电路图来测量电源电压U和电阻R1的阻值。‎ 10‎ 图K20-5‎ ‎(1)请按照图甲所示的电路图，用笔画线表示导线，在图乙中完成实物连接。要求：闭合开关后，当滑动变阻器滑片P向右移动时，电流表示数增大。‎ ‎(2)小明调节滑动变阻器的滑片P，当电流表如图丙所示时，其示数为　　　　A；并将在移动滑片P的过程中得到的多组电压表、电流表示数，绘成如图丁所示的图像。由图像得出电源电压U=　　　　V和电阻R1的阻值R1=　　　　Ω。 ‎ ‎(3)小明继续探究，移动滑片P的过程中，电流表的最小示数为0.25A，则滑动变阻器的最大阻值为　　　　Ω。 ‎ ‎6.[2019·岳阳]利用图K20-6甲所示电路测小灯泡的电阻，小灯泡的额定电压为2.5V，电源电压恒定不变。‎ 图K20-6‎ ‎(1)闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片P置于　　　　(选填“A”或“B”)端，目的是保护电路。 ‎ ‎(2)闭合开关后，发现小灯泡不亮，则接下来合理的操作是　　　　(填字母代号)。 ‎ A.断开开关，更换小灯泡 B.移动滑动变阻器的滑片，观察小灯泡是否发光 ‎(3)当小灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，则小灯泡正常发光时的电流为　　　　A，小灯泡正常发光时的电阻为　　　　Ω。(计算结果保留一位小数) ‎ ‎(4)某同学根据记录的部分实验数据，计算出小灯泡的电阻，发现有一组数据存在错误，请指出错误数据的序号并说明判断依据：  　。 ‎ 10‎ 序号 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ U/V ‎0.1‎ ‎1.3‎ ‎2.1‎ ‎3.0‎ I/A ‎0.05‎ ‎0.11‎ ‎0.26‎ ‎0.3‎ R/Ω ‎2‎ ‎11.8‎ ‎8.1‎ ‎10‎ ‎7.[2019·南京]有两只阻值未知的定值电阻R1、R2。‎ ‎(1)图K20-7甲是用伏安法测R1阻值的实物电路，电源电压恒为3V，滑动变阻器最大阻值为10Ω。‎ 图K20-7‎ ‎①图甲中有一根导线连接错误，请在该导线上画“×”并在图上改正。(所画的导线用实线且不能交叉)‎ ‎②改正电路后，闭合开关，发现无论怎样移动滑动变阻器滑片，两电表均无示数，其原因可能是　　　　(填字母)。 ‎ A.滑动变阻器断路 B.R1断路 C.R1短路 ‎③故障排除后，正确操作实验器材，移动滑片，当电压表示数为1.2V时，电流表示数如图乙所示，则待测电阻R1=　　　　Ω。 ‎ ‎④现有以下三组数据，分析可知，不可能通过以上实验获得的数据有　　　　(填序号)。 ‎ 实验序号 U/V I/A R1/Ω ‎1‎ ‎0.8‎ ‎0.2‎ ‎2‎ ‎1.6‎ ‎0.4‎ ‎3‎ ‎1.9‎ ‎0.475‎ ‎(2)图丙是能巧测R2阻值的实验电路图。图中R为电阻箱，R0为定值电阻(阻值未知)。要求仅利用电阻箱示数表示R2的阻值。请在空白处填上适当内容。‎ ‎①将开关接a，调节电阻箱和滑动变阻器滑片P至适当位置，记下　； ‎ 10‎ ‎②将开关接b，调节　　　　，保持　　　　　　　　不变，记下　　　　　　　　　　　　； ‎ ‎③则R2=　　　　　　　　。 ‎ ‎8.[2019·潍坊]程新同学设计了如图K20-8甲所示的电路来测量电源电压U和未知电阻Rx的阻值。已知定值电阻的阻值为R0、电源电压保持不变。请完成下列问题：‎ 图K20-8‎ ‎(1)根据图甲所示电路图，用笔画线代替导线，将图乙中的实物图补充完整。‎ ‎(2)正确连接电路后，当开关S、S1闭合，S2断开时，电流表示数为I1，则电源电压U=　　　　　　。 ‎ ‎(3)当开关S、S2闭合，S1断开时，电流表示数为I2，则待测电阻Rx=　　　　　。 ‎ ‎(4)不改变图甲所示的电路，若开关S1始终处于断开状态，仅对开关S、S2进行操作 (选填“仍能”或“不能”)测量电源电压和未知电阻Rx的阻值。‎ 10‎ ‎【参考答案】‎ ‎1.（1）如图所示 ‎（2）B　电压表的示数为4V　0.2‎ ‎（3）进行多次实验（或结论中添加“电压一定”的前提）‎ ‎（4）电阻箱阻值调得太大（或滑动变阻器最大阻值太小）‎ ‎2.（1）如图所示 ‎（2）A　（3）0.4　20　（4）2‎ ‎[解析]（3）电流表的示数为0.2A时，定值电阻消耗的功率为P=I‎1‎‎2‎R=（0.2A）2×10Ω=0.4W，滑动变阻器接入电路的阻值R滑=U总I‎1‎-R=‎6V‎0.2A-10Ω=20Ω。‎ ‎（4）探究电流与电阻关系时，要控制电阻两端的电压不变，当用20Ω的电阻时，滑动变阻器连入电路的电阻最大，电压表示数最小，根据串联电路电流规律和分压原理有：U总‎-‎UVUV=R滑R大，即‎6V-‎UVUV=‎40Ω‎20Ω，则定值电阻两端电压的最小预设值UV=2V。‎ ‎3.（1）0.8　（2）控制变量 ‎（3）①B　②999.9　③越大　④0.3‎ ‎[解析]（1）根据图甲刻度尺读出20匝电阻丝线圈的长度为L=1.60cm=16.0mm，则电阻丝的直径为d=Ln=‎16.0mm‎20‎=0.8mm。‎ ‎（2）影响导体电阻的因素有：导体材料、长度、横截面积等，探究影响导体电阻因素的实验应采用控制变量法。‎ ‎（3）①为了提高实验的精确程度，应选用分度值较小的电流表，故选B；②为了保证电路安全，闭合开关S前，应将电阻箱的电阻R调到最大，即999.9Ω；③横截面积S相同的同种材料的电阻丝，接入长度L越长，电流I越小，电阻R越大；④由图可知，电阻丝连入电路长度为0时电路中电流I1=0.1A，变阻箱连入电路电 10‎ 阻R0=UI‎1‎=‎1.5V‎0.1A=15Ω，电阻丝连入电路长度为10cm时电路中电流I2=‎1‎‎12‎A，电路总电阻R总=UI‎2‎=‎1.5V‎1‎‎12‎A=18Ω，10cm电阻丝的阻值为R3=R总-R0=18Ω-15Ω=3Ω，1cm长度的电阻丝的阻值R4=‎1‎‎10‎R3=‎1‎‎10‎×3Ω=0.3Ω。‎ ‎4.（1）导体电阻　（2）4Ω≤RBC<5Ω ‎（3）如图所示 或 ‎[解析]（2）当电压表的示数为2V时，滑动变阻器两端的电压U变=U总-U=3V-2V=1V，‎ 当换成8Ω的电阻时，由串联电路电压规律可知，‎2V‎1V=‎8ΩR变，解得：R变=4Ω，‎ 同理，当换成10Ω电阻时，‎2V‎1V=‎10ΩR‎'‎变，‎ 解得：R'变=5Ω，由于换成10Ω电阻后电压表示数始终大于2V，则R'变<5Ω，‎ 因此RBC的范围为4Ω≤RBC<5Ω。‎ ‎5.（1）如图所示 ‎（2）0.6　3　2　‎ ‎（3）10‎ ‎[解析]（1）由图甲可知，电压表并联在滑动变阻器两端；图乙中两节干电池串联，电源电压为3V，则电压表选择0~3V量程；由于滑动变阻器的滑片向右移动时，电流表示数增大，说明滑动变阻器连入电路的阻值变小，因此需将滑动变阻器的右下接线柱接入电路。‎ ‎（2）由图丙所示电流表可知，其量程是0~3A，分度值为0.1A，示数为0.6A。‎ 由图甲可知，R1与R2串联，由图丁可知，电压表示数为U2=1V时，电流为I=1A；‎ 10‎ 由串联电路的特点和欧姆定律可得，电源电压 U=IR1+U2=1A×R1+1V①；‎ 电压表示数为U2'=2V时，电流为I'=0.5A，同理可得电源电压 U=I'R1+U2'=0.5A×R1+2V②；‎ 联立①②解得：U=3V，R1=2Ω。‎ ‎（3）当滑动变阻器接入电路的阻值最大时，电流表的示数最小，‎ 根据欧姆定律可得电路最大总电阻R最大=UI最小=‎3V‎0.25A=12Ω；‎ 因串联电路的总电阻等于各分电阻之和，‎ 所以滑动变阻器的最大阻值 R2大=R最大-R1=12Ω-2Ω=10Ω。‎ ‎6.（1）B　（2）B　（3）0.28　8.9‎ ‎（4）第2组错误，灯丝的电阻会随温度（电压）的升高而变大，第2次算出的电阻值应小于第3、第4次 ‎[解析]（3）由图甲中电流表量程和图乙中指针所指位置可读出此时电流表的示数为0.28A，则R=UI=‎2.5V‎0.28A≈8.9Ω。‎ ‎7.（1）①如图所示 ‎②A　③4　④1、3‎ ‎（2）①电流表的示数I和电阻箱R的阻值RA ‎②电阻箱　电流表的示数I　电阻箱R的阻值RB ‎③RA-RB ‎[解析]（1）②若滑动变阻器断路，整个电路断路，两表都没有示数，A符合题意；若R1断路，电压表串联在电路中，测电源电压，有示数，B不符合题意；若R1短路，电流表有示数，C不符合题意。‎ ‎③当电压表示数为1.2V时，由图乙可知，电流表示数为0.3A，则待测电阻R1=UI=‎1.2V‎0.3A=4Ω。‎ ‎④根据电阻的串联规律和欧姆定律，电路的最小电流I小=UR‎1‎‎+‎R滑大=‎3V‎4Ω+10Ω≈0.21A>0.2A，电流表分度值为0.02A，故不能得到0.475A，则不可能通过以上实验获得的数据有1、3。‎ ‎（2）①将开关接a，调节电阻箱和滑动变阻器滑片P至适当位置，记下电流表的示数I和电阻箱的阻值RA；‎ ‎②将开关接b，调节电阻箱，保持电流表的示数I不变，记下电阻箱R的阻值RB；‎ 10‎ ‎③根据等效替代法，则RA=R2+RB，故R2=RA-RB。‎ ‎8.（1）如图所示 ‎（2）I1R0　‎ ‎（3）I‎1‎R‎0‎I‎2‎‎-‎I‎1‎　‎ ‎（4）仍能 10‎