九年级物理电压电阻(篇)(Word版含解析)
一、初三物理电压电阻易错压轴题(难)
1.在“探究串联电路电压的特点”活动中:
(1)如图所示,连接电路时,至少需要______根导线;实验中应选择规格______(相同/不同)的小灯泡;
(2)在测L1两端电压时,闭合开关,发现电压表示数为零,原因可能是________________(填出一种即可);
(3)小芳保持电压表的B连接点不动,只断开A连接点,并改接到C连接点上,测量L2两端电压。她能否测出L2两端电压?______,理由是_____________________ ;
(4)小明分别测出AB、BC、AC间的电压并记录在如下表格中,分析实验数据得出结论:串联电路总电压等于各部分电路两端电压之和。请对小明的做法进行评价:
______________________ 。
U AB/V U BC/V U AC/V
2.4 1.4
3.8
【答案】6 不同 L2断路不能正负接线柱反接了一次实验具有偶然性;更换规格不同的灯泡进行多次实验
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]由电路图可知,共需要导线6根导线。
[2]为了避免实验的偶然性,使探究得出的结论具有普遍意义,应该选取不同的小灯泡进行实验。
(2)[3]电压表示数为零,可能电路中出现了断路;若L1断路,则电压表测量的电源电压,有示数;若L2断路,则电压表无示数。
(3)[4][5]小芳保持电压表的B连接点不动,只将与A点相连的导线改接到C点,则会造成电流从负接线柱流入,即正负接线接反了。所以小芳的办法是错误的,不能测出L2两端电压。
(4)[6]本实验只做了一次实验,而没有进行多次测量,只凭一组实验数据得出结论带有偶然
性,不能得出正确规律,故应更换规格不同的灯泡进行多次实验。
2.小红在做“探究影响导体电阻大小的因素”实验时,做出了如下猜想
猜想一:导体的电阻可能与导体的长度有关
猜想二:导体的电阻可能与导体的横截面积有关:
猜想三:导体的电阻可能与导体的材料有关
实验室提供了4根电阻丝,其规格、材料如下表所示:
编号材料横截面积S/(mm2)长度L/(m)
A镍铬合金 1.00.25
B镍铬合金 1.00.50
C镍铬合金 2.00.25
D锰铜合金 1.00.25
(1)如图电路,实验前最好在导线a、b间连接___________(选填“导线”或“电阻”),在M、N之间分别接上不同导体,闭合开关,通过观察___________来比较导体电阻大小
(2)为了验证猜想一,可依次把M、N跟___________(填“A”、“B”、“C”或“D”)的两端相连,闭合开关,记下电流表的示数,分析比较这两根电阻丝电阻的大小.
(3)依次把M、N跟电阻丝A、C的两端连接,闭合开关,发现接电阻丝C时电流表的示数较大,分析比较A、C两根电阻丝电阻的大小,可探究电阻跟___________的关系,其结论是:导体的长度和材料一定时,横截面积越大,其阻值________________.
(4)若将电阻丝C均匀拉伸,使其横截面积变为原来的一半,则此时该电阻的阻值_________(选填“等于”或“不等于”)原来的2倍.小超在做“探究影响导体电阻大小的因素”实验时,发现实验器材中电阻丝只有一根,其他器材足够,不能完成的实验探究是(______________)A.导体电阻与长度的关系 B.导体电阻与材料的关系
C.导体电阻与温度的关系 D.导体电阻与横截面积的关系
【答案】电阻电流表的示数 A、B 横截面积越小不等于 B
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1][2]为了避免电路中电流过大,实验前最好在导线a、b间连接电阻;从图中可以看到连接好电路后,电流表测的是电路中的电流,接入电路的电阻丝电阻越大、电流越小,电阻越小、电流越大,所以可以通过观察电流表的示数来比较电阻丝电阻大小;
(2)[3]为了验证猜想一,应该保持电阻横截面积和材料一样,从表中可以看到,编号为A、B的导体合适,可依次把M、N跟A、B的两端相连;
(3)[4][5] A、C两根电阻丝材料一样,长度也一样,横截面积不同,所以说分析比较A、C
两根电阻丝电阻的大小,可探究电阻跟横截面积的关系;接电阻丝C时电流表的示数较大,那么电阻丝C的电阻较小,但是电阻丝C的横截面积较大,可推测其结论是,导体的长度和材料一定时,横截面积越大,其阻值越小;
(4)[6]若将电阻丝C均匀拉伸,使其横截面积变为原来的一半,那么长度会变大,横截面积会变小,电阻丝C阻值会变大,此时该电阻的阻值不等于原来的2倍;
[7]A.同一根电阻丝,其材料是相同的,横截面积也不变,可以通过改变其接入电路的长度,探究导体电阻与长度的关系,A项不合题意;
B.同一根电阻丝,其材料是相同的,没有第二种材料,不能探究导体电阻与材料的关系,选项B符合题意;
C.只是一根电阻丝,可以拿酒精灯加热它,让它温度发生变化,可以探究导体电阻与温度的关系,C项不合题意;
D.同一根电阻丝,其材料是相同的,只要控制它的长度一样,通过对折等方法让它的横截面积变化,是可以探究导体电阻与横截面积的关系,D项不合题意.
3.在探究“导体的电阻与哪些因素有关”的问题时,小吴老师引导同学们做了如下实验:
(1)猜想:导体电阻可能与导体材料、长度、温度、_______等有关.
(2)实验时,若想探究导体的长度对导体电阻的影响,可选如上图所示的________图.(3)测量时将所测得的数据进行处理后,作出了电阻丝的电阻与电阻丝的长度的关系图象,如下图甲所示.分析图象可得出,导体的电阻与长度的关系是_______.
(4)在实验过程中小黄组的电流表损坏了,但聪明的小黄同学就将探测的电阻丝接入图乙中的AB两点之间,并通过观察灯泡的亮度来粗略比较电阻大小,这种物理研究方法叫
_________法.
(5)小黄组的同学觉得通过观察小灯泡的亮度来比较电阻大小时,认为观察不明显,于是小黄组的同学找老师换来新的小量程电流表分别对图乙的电路作了如下的改进:其中小兵同学把灯泡更换为电流表;小勇同学在原电路中串联入电流表,你认为_________同学的改进更好一些(忽略灯丝电阻变化).
【答案】横截面积乙长度越长,电阻越大转换小勇
【解析】
【分析】
【详解】
(1)猜想:导体电阻可能与导体材料、长度、温度、横截面积等有关;(2)探究导体的长度对导体电阻的影响,要保持导体的材料、横截面积相同,改变导体的长度,所以应选用乙图进行探究;(3)分析图象可得出,导体的电阻与长度的关系是成正比;(4)将电阻丝接入A. B两点间,闭合开关,电阻的大小转换为灯泡的亮暗或电流表的示数来比较电阻丝电阻的大小,这种方法叫转换法;(5)将灯泡换为电流表,当电路中电阻过小时,电流会过大,电路可能会被烧坏;在原电路中串联一个电流表,灯泡可以起到保护电路的作用.因此小勇同学的方案更好,可以起到保护电路的作用.
4.吴丽同学在“探究串联电路电压的规律”实验中,其过程如下:
(1)她在检查实验器材时发现电压表的指针位置如图1所示,接下来她要对电压表进行的操作是________________。
(2)问题解决后,她按图2连接好电路,用开关试触时发现电压表的指针还是偏转到零刻度线的左侧,产生此现象的原因是_____________________。
(3)改正错误后,她用电压表分别测量L1两端的电压U AB、L2两端的电压U BC和两灯泡两端的总电压U AC,更换不同灯泡,再做两次实验,将三次实验数据填入下表。该表格中存在的不足之处是________________。
(4)分析表格中的数据,得出实验结论是____________________________________。【答案】将电压表指针调零电压表正负接线柱接反了电压没有单位串联电路的总电压等于各部分电路两端电压之和
【解析】
【详解】
(1)由图知,在检查实验器材时发现电压表指针没有指在零刻度线上,使用电压表前应对电压表进行调零,使指针指在零刻度线上;
(2)根据题意可知,电压表的指针发生了反向偏转,说明电压表的正负接线柱接反了;
(3)①分析表格内容可知,表中测量的物理量没有单位,因此该表格的不足之处为:物理量没有单位;
②A B两点间的电压为L1两端的电压,BC两点间的电压为L2两端的电压,AC两点间的电压为电路两端的总电压。由表中的数据可以看出:
第一次实验时,U AC=3V,U AB+U BC=0.8V+2.2V=3V;
第二次实验时,U AC=3V,U AB+UBC=1.0V+2.0V=3V;
第三次实验时,U AC=3V,U AB+U BC=1.2V+1.8V=3V;
因此可以得出:串联电路两端的总电压等于各串联电阻两端的电压之和,即U AC=U AB+U BC;
故答案为:(1). 将电压表指针调零 (2). 电压表正负接线柱接反了 (3). 电压没有单位 (4). 串联电路的总电压等于各部分电路两端电压之和
【点睛】
(1)使用电压表前应对电压表进行调零,使指针指在零刻度线上;
(2)从电压表的正确使用方法上找到指针不正常偏转的原因;
(3)被测物理量包括数字和单位;
5.如图所示是小明“探究串联电路中电压的关系”的实验电路图.
(1)实验步骤:
A.按如图所示接好电路,闭合开关前,滑片P应调至最_____端.(填“左”或“右”) B.滑片P移至适当位置,用电压表测出定值电阻R0两端的电压U1.
C.保持_________
D.保持滑片P不动,用电压表测出a、b两点之间的电压U.
E.移动滑片P的位置,重复步骤B、C、D两次.
(2)讨论交流:
小明通过对实验数据分析,得到结论:串联电路中各个电阻两端的电压相等,总电压等于各个电阻两端电压之和.另一小组的小芳通过实验得到结论:串联电路中各个电阻两端的电压不相等,总电压等于各个电阻两端电压之和.你认为______的结论更合理,理由是
_______
(3)小明测电阻R0两端的电压时,电压表示数如图乙所示,则此时R0两端的电压为
_______V.
(4)小明按图甲接好电路,闭合开关S,无论怎样移动滑片P,灯泡都不亮,但电压表有读数.经检查,除灯L和定值电阻R0外,其余都没有问题,则电路中存在的故障可能是
______为进一步确定故障,应_______
【答案】右滑片P位置不动。用电压表测出灯泡L两端的电压U2小芳小明所用的定值电阻的阻值与灯泡的阻值相同名具有偶然性 1.2灯泡将电压表接到变阻器两端,若电压表有示数,是灯泡短路,若没示数,是_R0断路
【解析】
【详解】
(1)A.实验中,开关闭合之前,要移动滑动变阻器的滑片,将滑动变阻器调到最大阻值处,即将滑片P置于右端;
C.用电压表测出了定值电阻R0两端的电压U1之后,应该保持滑片P不动,用电压表测出灯泡L两端的电压U2。
(2)小明的结论中“串联电路中各个电阻两端的电压相等”是不合理的,只有串联两个电阻的阻值相等时,才会得出这个结论,因此只是个特殊情况,不是普遍规律;应该像小芳那样,采用不同阻值的电阻进行实验,这样得出的结论才具有普遍性。
(3)电压表选用的是0~3V量程,分度值为0.1V,指针指在1V后面第2个小格上,因此读数为1.2V。
(4)由图可见,电压表与定值电阻R0并联,灯泡不亮,电压表有读数,说明灯泡L短路或R0断路;
为进一步确定故障,应将电压表接在滑动变阻器R两端并观察电压表有无示数,如电压表有示数说明是灯泡L短路,如电压表无示数说明是电阻R0断路。
6.为了验证并联电路的电流特点,小张设计了如图所示的电路进行实验.
(1)在连接电路时,开关应处于_____状态.
(2)小张将电流表接在L1所在支路上,闭合开关后,观察到灯L2发光,但灯L1不发光,电流表示数为零,如果电路只存在一处故障,则可能存在的故障是电流表_____(选填“断路”或“短路”).
(3)排除故障后,他测出了L1、L2支路和干路上的电流分别为I1、I2和I,电流表示数分别如图甲、乙、丙所示,可读出I1=0.5A,I2=_____A,I=_____A.
根据测量结果,在误差允许范围内你认为并联电路中干路电流与各支路电流的关系是_____(写出关系式即可)
(4)为了验证结论的普遍性,接下来的操作是:_____
【答案】断开断路 0.5 1 I=I1+I2换用不同规格的灯泡、改变电源电压
【解析】
(1)在连接电路时,开关应处于断开状态。(2)研究并联电路的电流特点,要只断开S1,两灯才并联,灯L1不发光,可能是灯泡短路或断路造成的,电流表的示数为零,说明电路存在断路,则电路故障是电流表断路。(3)由图甲所示可知,电流表量程为0~0.6A,分度值为0.02A,所示为I0.5A;由图乙所示可知,电流表量程为0~0.6A,分度值为0.02A,所示为I20.5A;由图丙所示可知,电流表量程为0~3A,分度值为0.1A,示数为I1A;有
I I1I2.(4)为得出普遍结论,除可换用不同规格的灯泡,还可改变电源电压进行多次实验,测出多组实验数据,得出普遍性的结论。
7.在“测定小灯泡的功率”的实验
(1)请在如图中的圆圈内正确填入电表符号,使实验电路图完整__________.
(2)如图中的实物连接有一处错误,请在错误连线上打“×”,并用笔画线替代导线画上正确的连线______.
(3)在纠正电路连接错误后,闭合开关前应把滑动变阻器滑片的位置调到最________端(选填“左”或“右”).
(4)实验中,移动滑动变阻器滑片,使电压表示数为2.5V,此时电流表示数如图所示.请将读数填入表格并把表格补充完整__________.
(5)从上表实验记录中,可以发现灯泡亮暗不同时其实际功率大小________;还可以计算的另一个物理量是________.
(6)闭合开关后,灯泡不亮,电流表没有示数,电压表示数几乎为电源电压,则电路故障是________.
【答案】右0.3
0.75不同电阻灯断路
【解析】
(1)由电路图可知,上边电表与灯泡并联,应该是电压表,如果是电流表,
则灯泡被短路;右边的电表与灯泡串联,是电流表,如果是电压表,则电路断路,
电路图如图甲所示:
(2)滑动变阻器按一上一下的原则串联在电路中,且滑片向左移动接入电路的电阻变小,故A接线柱应与开关连接,正确的连线如下图:
(3)闭合开关前,保护电路的滑动变阻器的滑片位于最大阻值处的右端;
(4)电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.3A,灯泡的电功率P=UI=2.5V×0.3 A=0.75W,表格如下:
(5)从表格实验记录中,可以发现灯泡亮暗不同时其实际功率大小不同;测得电压和电流,根据欧姆定律可计算电阻
(6)闭合开关后,灯不亮,电流表没有示数,电压表示数几乎为电源电压,则电路故障是灯断路.
8.某同学对“串、并联电路电压规律”进行探究:
(1)探究串联电路中电压的规律
(设计与进行实验)
①按图所示电路图甲连接电路;
②闭合开关,用电压表测出L1两端的电压;
③在测量L2两端电压时,为了节省时间采用以下方法:电压表所接的B接点不动,只断开A接点,并改接到C接点上;
④测出AC间的电压.
(交流与评估)
①在拆接电路时,开关必须________.
②该同学用上面的方法________(选填“能”或“不能”)测出L2两端的电压,原因是
________.
③方法改进后,所测出的AB、BC、AC间的电压记录在表中,分析数据可以得出本次实验的结论是:串联电路总电压________(选填“等于”或“不等于”)各用电器两端电压之和.
④这个实验在设计上还存在的不足之处________.
(2)探究并联电路中电压的规律
①请用笔画线代替导线,在图乙中把电路连接完整,要求电压表测量灯L1两端的电压(电源电压3V)________.
②电路连接正确后进行实验,分别测出灯L1、L2两端的电压和并联电路的总电压,电压表示数相同,如图丙所示,其值为________ V.
【答案】断开不能电压表正负接线柱接反了等于只进行一次实验,结论具有偶然性
2.6
【解析】
【详解】
(1)探究串联电路中电压的规律:
①为了保护电路,在拆接电路时,开关必须断开.
②该同学用上面的方法不能测出L2两端的电压,因为电压表所接的B接点不动,只断开A 接点,并改接到C接点上,此时电流由电压表的负接线柱流入,从正接线柱流出,所以正负接线柱是反的;
③根据电压记录在表,分析数据可知,,所以实验的结论是:串联电路总电压等于各用电器两端电压之和.
④根据一次实验得出实验结论具有偶然性,为了结论更具普遍性,应多次实验,所以这个实验在设计上还存在的不足之处:只进行一次实验,结论具有偶然性;
(2)探究并联电路中电压的规律
①两灯并联,所以将两灯的右端相连,电源为3V,所以电压表选择0-3V量程,将电压表的“3V”接线柱连接到L1的左端即可,如图:
②电路连接正确后进行实验,电压表示数相同,如图丙所示,使用小量程,分度值为
0.1V,示数为2.6V。
【点睛】
注意第三步中的电压表的用法,看似简单了一点,要认识清楚这种接法正负接线柱是反的,所以是错误的,当然不能正确测量出电压。
9.瑞瑞同学在探究串联电路电压的规律时连接了如图所示的电路,按要求完成下面各题:(1)连接电路时,开关必须_________.
(2)瑞瑞同学正确连接电路后,闭合开关测出了L1两端电压.在测量L2两端电压时,为
节省时间,他采用以下方法:电压表所接的b点不动,只断开a接点,并改接到c接点上.则他________(能/不能)测出L2两端的电压,原因是________.
(3)方法改进后,所测ab、bc、ac间的电压记录在下面的表格中.在测量误差允许的范围内,分析瑞瑞同学的实验数据可以得出的结论是:串联电路两端的总电压________(等于/不等于)各用电器两端电压之和.
(4)这个实验在设计方案上还存在的不足之处是________.
(5)瑞瑞同学在实验时还发现闭合开关后灯L2较亮,灯L1较暗,他认为是“电流从电源的正极出发,依次经过L2、L1,电流逐渐变小,所以L2较亮”.请你利用图中的L1、
L2、电源、开关、导线在虚线框内设计一个电路,探究说明瑞瑞的说法是否正确
_________.
【答案】(1)断开;(2)不能;电压表指针会反向偏转;(3)等于;(4)实验次数太少,结论不具有普遍性(5)如图所示
【解析】
试题分析:(1)为了防止短路的发生,在连接和拆除电路时,开关应是断开的.
(2)用电压表测电压时,电压表要与被测电路并联且电压表正负接线柱不要接反.
(3)将ab间电压与bc间电压相加,即可判断出是否与ac间电压相等.
(4)通过实验获得结论,一般都要多做几次实验,多做几次实验,就可以多获几组数据,从而可以对数据进行归纳分析,以此获得结论.
(5)决定灯泡亮暗程度的是灯泡的实际功率,实际功率大则灯亮,实际功率小则灯暗,此题可用串联电路的电流处处相等的结论来反驳瑞瑞同学的结论.
解:(1)为了保护电路,在连接电路过程中,开关必须断开;在拆除电路时,一般应先断开开关,然后拆除电源两极的导线以及其他导线.
(2)当电压表b点不动,只断开a点,并改接到c点上时,虽然电压表此时与L2并联,但电压表的正负接线柱却是反的,闭合开关后,指针会反向偏转,所以不能测出L2两端的电压.
(3)由表中数据可知:U ab+U bc=3.8V,这与U ac间电压不相等,但在测量误差允许的范围内,可以说串联电路两端的总电压各用电器两端电压之和.
(4)不足之处是:他只做了一次实验,而没有进行多次测量,只凭一组实验数据得出结论
带有偶然性,不能得出正确规律.
(5)瑞瑞同学认为“电流从电源正极出发,经过灯L2、灯L1,电流逐渐变小,所以灯L2较亮,灯L1较暗”,我们可以交换一下这两个灯的位置,让电流先经过灯L1,后经过灯L2,观察两个灯泡的亮度情况;所设计的实验电路图如下:
故答案为(1)断开;
(2)不能;电压表指针会反向偏转;
(3)等于;
(4)实验次数太少,结论不具有普遍性
(5)如图.
考点:探究串、并联电路中的电压规律实验.
点评:本题是对串联电路中电压规律的实验进行探究,对实验的评估常从两方面考虑,一是只做一次实验具有偶然性;二是选择相同的器材料实验具有特殊性.
10.在“探究影响电流做功多少的因素”的活动中,同学们设计了图甲、乙、丙所示的三个电路.
(1)经过讨论,认为不应该选择图甲所示的电路,原因是:
_________________________.
(2)为研究电流做功与电压的关系,应该选择图______所示的电路.
(3)利用图丙所示的电路研究某问题,当闭合开关后,发现两灯都不亮,电压表V 1 有示数,电压表V 2 无示数,则电路发生的故障是______.
(4)学习了电功率的知识后,小明想测灯泡的额定功率,将标有“12 V 6W”的灯泡L 1 和标有“6V 4W”的灯泡L 2 按图丙所示电路电路连接,再接入电流表,经分析,能测出灯泡_____的额定功率.
【答案】无法使用控制变量法丙 L 1 断路 L 1
【解析】(1)根据控制变量法的思路,应控制电流或电压相等,但甲图的电路,电流与电压是同时改变的,所以不应该选择图甲所示的电路,即原因是:无法使用控制变量法.(2)根据控制变量法的思路,要研究电流做功与电压的关系,应控制电流相等,而电压不
同,图丙中两灯串联,电流相等,所以应该选择图丙所示的电路.
(3)利用图丙所示的电路研究问题,当闭合开关后,发现两灯都不亮,说明电路存在断路性故障,电压表V1有示数,说明电压表V1的两端到电源两端是通的,所以电路发生的故障是:L 1 断路。
(4)学习了电功率的知识后,小明想测灯泡的额定功率,将标有“12 V 6W”的灯泡L 1 和标有“6V 4W”的灯泡L 2 按图丙所示电路电路连接,再接入电流表。
L1额定电流为:;
L2额定电流为:;
因为丙图两灯串联,电流相等,所以只能测出电流较小的灯泡L1的额定功率。
点睛:注意根据欧姆定律判断电路故障,要理解当灯泡断路时,电压表实际串联在电路中,由于电压表的电阻很大,所以电流表无示数或其它灯不亮,而电压表有示数且接近电源电压。