在实践活动中,物理小组计划制作一个水位仪,用电流表或电压表显示蓄水池水位的高低。器材有:最大阻值为20Ω的均匀弧形电阻片R、电压恒定的电源、R0=10Ω、多个定值电阻、量程为0~0.6A的电流表、量程为0~3V的电压表以及滑杆、细杆、浮子等。设计要求是:①电流表或电压表示数越大,表示水位越高。②滑片P滑到电阻片的一端时,电流表或电压表示数恰好达到满偏(量程的最大值),指针位置表示蓄水池规定的最高水位;当滑片P滑到电阻片的另一端时,电流表或电压表指针所指位置表示规定的最低水位。某组同学利用电流表设计了一个符合要求的装置,设计电路如图甲所示,其中滑片P与滑杆连接,滑杆可绕固定轴O转动,另一端通过轻质细杆连接一个浮子。求:
(1)当水位最高时,滑片P应该滑到a端还是b端?
(2)电源电压;
(3)电路的最小功率;
(4)另一组同学想用电压表显示水位高低,设计电路如图乙所示。请分析说明他的设计是否符合要求?如果不符合,提出能够达到设计要求的具体改进方法。
(1)当水位最高时,滑片P应该滑到a端还是b端?
(2)电源电压;
(3)电路的最小功率;
(4)另一组同学想用电压表显示水位高低,设计电路如图乙所示。请分析说明他的设计是否符合要求?如果不符合,提出能够达到设计要求的具体改进方法。
更新时间:2024-04-16 07:13:08
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【推荐1】小慧了解到汽车的雨刮器中有检测雨量大小的电路,电路中安装有“雨水检测金属网”装置,如图所示(a、b为接线柱)。小慧想知道该装置的阻值随雨量如何变化,请你帮助小慧设计电路,将电路在虚线框中画出______ ,并写出检测步骤及结论。
(1)检验步骤:___________ ;
(2)检测结论:___________ 。
(1)检验步骤:
(2)检测结论:
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【推荐2】实验桌上有如下器材:满足实验要求的电源一个、电阻箱(电路图符号)一个、电压表一只、开关一个、各种阻值已知的定值电阻和导线若干。高天磊想利用实验桌上的器材,设计一个实验证明:“当通过电阻的电流保持不变时,电阻两端的电压与该电阻的阻值成正比”。请根据上述要求帮助高天磊画出实验电路图,并写出实验步骤和实验表格。
(1)请在虚线框内画出实验电路图
(2)请写出实验步骤
(3)表格
(1)请在虚线框内画出实验电路图
(2)请写出实验步骤
(3)表格
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【推荐3】小林同学设计了如图甲所示的电路图。
(1)如果想让LED灯和L灯并联,小林应该闭合______ ,断开______ (以上两空可选填S1、S2、S3中的一个或多个),此时电流表测的是______ (选填“LED灯”、“L灯”、“干路”)的电流;如果闭合______ (可选填S1、S2、S3中的一个或多个),会导致电源短路;
(2)如果想让LED灯和L灯串联,小林应该闭合______ ,断开______ (以上两空可选填S1、S2、S3中的一个或多个);
(3)请你帮助小林在图乙完成实物图,要求LED灯和L灯串联,电流表测量L灯的电流(要求:保证电流从LED灯的正极流入,负极流出)______ ;
(4)小林正确连接图乙时,闭合开关,LED灯发光,L灯不发光,此时电流表的示数如图丙所示;
①同桌的小海猜想:L灯断路了,你觉得小海是______ (选填“正确”或“不正确”),依据是______ ;
②小林猜想:L灯不发光的原因是L灯短路了。小林用一根导线MN接在LED灯两端,这时L灯就发光了,则小林的猜想______ (选填“正确”或“不正确”)。
(1)如果想让LED灯和L灯并联,小林应该闭合
(2)如果想让LED灯和L灯串联,小林应该闭合
(3)请你帮助小林在图乙完成实物图,要求LED灯和L灯串联,电流表测量L灯的电流(要求:保证电流从LED灯的正极流入,负极流出)
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①同桌的小海猜想:L灯断路了,你觉得小海是
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【推荐1】小英在“探究通过导体中电流与电阻的关系”的实验中,连接了如图甲所示的电路(电源电压保持4.5V不变)。
(1)用笔画线代替导线将图甲实物电路连接完整______ (要求:滑动变阻器的滑片P向左移动,电路中电流变大,导线不得交叉)。
(2)连接好电路,闭合开关,发现电压表示数接近于电源电压,电流表几乎无示数,则故障为定值电阻R______ (填“短路”或“断路”)。
(3)图乙是小英根据测得的实验数据绘制的电流I随电阻R变化的图象,其中阴影面积的物理意义是______ ,其数值为______ ;当R的电阻由5Ω更换为10Ω时,没有调节滑片就直接闭合开关,为使R两端的电压______ (填“改变”或“不变”),滑动变阻器的滑片应向______ (填“左”或“右”)端滑动;实验中R的阻值分别是5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω,为顺利完成五次实验,滑动变阻器的最大阻值至少是______ Ω。
(1)用笔画线代替导线将图甲实物电路连接完整
(2)连接好电路,闭合开关,发现电压表示数接近于电源电压,电流表几乎无示数,则故障为定值电阻R
(3)图乙是小英根据测得的实验数据绘制的电流I随电阻R变化的图象,其中阴影面积的物理意义是
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【推荐2】在某次综合实践活动中,晓益利用蓄电池(电压为 24V)、电压表(量程为 0~15V)、校准电阻 R0、滑动变阻器R(最大阻值为100Ω)等器材,设计了一种测定油箱内油量的方案(图甲),选配合适的校准电阻值,能够使油箱装满汽油,滑动变阻器的触片在某一端时,油量表示数为最大值(即电压表示数达到最大值)油箱中的汽油用完,滑动变阻器的触片在另一端时,油量表示数为零(即电压表示数为零)
(1)校准电阻除了可以校准表盘,还有什么作用?_________
(2)校准电阻的阻值为多少?_________
(3)另一个小组的大中同学设计了如图乙所示的电路,请你从能耗的角度分析这种方案的优点.___
(1)校准电阻除了可以校准表盘,还有什么作用?
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(3)另一个小组的大中同学设计了如图乙所示的电路,请你从能耗的角度分析这种方案的优点.
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【推荐1】如图所示,在“探究通过导体的电流与电压、电阻的关系”实验中,电源电压恒定未知,滑动变阻器规格为“20Ω,2A”,定值电阻若干,电压表量程“0~3V”,电流表量程“0~0.6A”。
表一
表二
(1)第一小组探究“通过导体的电流与导体两端电压的关系”,根据表一数据可得结论______ ;
(2)根据表一数据可知定值电阻为______ Ω(保留整数),同学们发现和定值电阻上标注的阻值不同,他们说:
A.“阻值不同,不能用表一数据分析论证”
B.“电流表有阻值,造成阻值不同”
C.“数据符合电压越大,电流越大的特点,也能得到(1)中的结论”
D.“做出电流随电压变化的图像,是一条过原点的直线,也能得出(1)中结论”
以上说法正确的有______ ;
(3)第二组探究“通过导体的电流与导体电阻的关系”,将5Ω电阻换成10Ω、20Ω电阻后,闭合开关,均直接读出并记录了电流表示数,得到表二数据,分析数据无法得出结论,原因是______ 。根据表二数据,可知:
①三次实验中,滑动变阻器相当于______ Ω的定值电阻;
②正确实验时,可控制定值电阻两端的电压为______ V。
表一
实验次数 | U/V | I/A |
1 | 1.0 | 0.24 |
2 | 1.5 | 0.38 |
3 | 2.0 | 0.48 |
实验次数 | R/Ω | I/A |
1 | 5 | 0.4 |
2 | 10 | 0.3 |
3 | 20 | 0.2 |
(2)根据表一数据可知定值电阻为
A.“阻值不同,不能用表一数据分析论证”
B.“电流表有阻值,造成阻值不同”
C.“数据符合电压越大,电流越大的特点,也能得到(1)中的结论”
D.“做出电流随电压变化的图像,是一条过原点的直线,也能得出(1)中结论”
以上说法正确的有
(3)第二组探究“通过导体的电流与导体电阻的关系”,将5Ω电阻换成10Ω、20Ω电阻后,闭合开关,均直接读出并记录了电流表示数,得到表二数据,分析数据无法得出结论,原因是
①三次实验中,滑动变阻器相当于
②正确实验时,可控制定值电阻两端的电压为
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【推荐2】小含同学用图甲所示电路探究电流与电压、电阻的关系。所用器材包含电压恒为4.5V的电源,阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻,以及标有1A,但最大阻值模糊不清的滑动变阻器。
(1)小含先将5Ω的定值电阻接入电路,探究电流与电压的关系。在连接电路时,开关应________ ;连接电路后,闭合开关,发现无论怎么移动滑动变阻器的滑片,电压表、电流表均无示数,则电路出现的可能是如下的________ 故障;
A.定值电阻处断路
B.定值电阻短路
C.滑动变阻器的接线柱处断路
(2)在排除电路故障后,小含按照正确的实验操作,闭合开关,发现电流表的示数为0.15A,则所使用的滑动变阻器的最大阻值为________ Ω。继续实验,利用滑动变阻器改变定值电阻两端电压,并将实验数据记录如表三所示。
表三中第2次实验电流表的示数如图乙所示,其读数为________ A;分析表中数据,可得出结论:在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端电压成________ 。从第2次实验到第3次实验,滑动变阻器的滑片应向________ (选填“a”或“b”)端移动适当距离;
(3)小含继续利用图甲所示的电路及器材探究电流与电阻的关系,电压表与电流表接入电路的量程均保持不变。若要完成实验探究,电压表的示数至少应控制为________ V不变。若在允许控制的电压范围内进行实验,滑动变阻器的功率能达到的最大值为________ W。
(1)小含先将5Ω的定值电阻接入电路,探究电流与电压的关系。在连接电路时,开关应
A.定值电阻处断路
B.定值电阻短路
C.滑动变阻器的接线柱处断路
(2)在排除电路故障后,小含按照正确的实验操作,闭合开关,发现电流表的示数为0.15A,则所使用的滑动变阻器的最大阻值为
表三R=5Ω | |||||
实验次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
电压/V | 1 | 1.2 | 1.5 | 2 | 2.5 |
电流/A | 0.2 | 0.3 | 0.4 | 0.5 |
(3)小含继续利用图甲所示的电路及器材探究电流与电阻的关系,电压表与电流表接入电路的量程均保持不变。若要完成实验探究,电压表的示数至少应控制为
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(0.4)
【推荐3】小明用图所示的电路探究“电阻上的电流跟它两端电压的关系”.
(1)连接电路时,开关要________ ;
(2)闭合开关后,无论怎样调节滑动变阻器的滑片,都发现电流表无示数,电压表有示数,其原因可能是电阻R________ (选填“断路”或“短路”);
(3)排除故障后,小明在实验中通过调节滑动变阻器的滑片,测出电阻R在不同电压下的电流值,如表所示:
①小明在实验中所用电阻R的阻值约为________ Ω;
②分析表中的数据得出结论是:________ .
(1)连接电路时,开关要
(2)闭合开关后,无论怎样调节滑动变阻器的滑片,都发现电流表无示数,电压表有示数,其原因可能是电阻R
(3)排除故障后,小明在实验中通过调节滑动变阻器的滑片,测出电阻R在不同电压下的电流值,如表所示:
U(V) | 0.5 | 1.0 | 1.6 | 1.9 | 2.5 | 3.0 |
I(A) | 0.1 | 0.2 | 0.3 | 0.4 | 0.5 | 0.6 |
①小明在实验中所用电阻R的阻值约为
②分析表中的数据得出结论是:
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实验题
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较难
(0.4)
【推荐1】小龙组在做“探究通过导体的电流与导体电阻的关系”实验时,设计了如图所示的电路图.
同学们正确连接电路后,闭合开关发现电流表无示数,电压表指针有明显偏转,产生这一故障的原因可能是________
.电阻开路 .电阻短路
.滑动变阻器开路 .滑动变阻器短路
当之间分别接上、、的电阻后,测得的三组数据并记录在表中,分析数据可得到的结论是:________ .
实验后同组的小雪提出质疑,在之间频繁更换电阻多麻烦,滑动变阻器的电阻也可以改变,为什么不探究通过滑动变阻器的电流与滑动变阻器的电阻的关系,请您从两个方面解释不能这样做的原因:________ .
同学们正确连接电路后,闭合开关发现电流表无示数,电压表指针有明显偏转,产生这一故障的原因可能是
.电阻开路 .电阻短路
.滑动变阻器开路 .滑动变阻器短路
当之间分别接上、、的电阻后,测得的三组数据并记录在表中,分析数据可得到的结论是:
实验后同组的小雪提出质疑,在之间频繁更换电阻多麻烦,滑动变阻器的电阻也可以改变,为什么不探究通过滑动变阻器的电流与滑动变阻器的电阻的关系,请您从两个方面解释不能这样做的原因:
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(0.4)
【推荐2】小华用如图所示电路探究电流与电阻的关系,其中学生电源电压为9V,滑动变阻器R′规格是“50Ω 1A”,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V。
(1)按图正确连接电路,开关闭合前,滑片P应移至最______ 端(选填“左”或“右”);
(2)实验中,多次更换不同阻值的电阻R,都要调节R'滑片P,使______ 不变;
(3)实验数据记录在上面的表格中,其中第5组数据未完成收集;
①表格中仅有第______ 组(填写组号)数据存在问题,这是因为用该组的电阻替换前一次 ______ Ω的电阻进行实验,未调节R'滑片P,而导致数据收集错误;
②为了顺利收集第5组数据,需要再找一个未用过的电阻R接入电路再实验,该电阻R阻值范围是______ Ω≤R≤______ Ω;
③改进后正确操作,收集数据,可以分析得出的结论是______ ;
(4)下列图像中,能大致反映本实验的各个物理量之间的变化关系的有______ 。
A.电流表示数与电阻R倒数的关系
B.电流表示数与电压表示数的关系
C.滑动变阻器R'与电阻R的关系
D.电阻R的功率P与电阻倒数的关系
组号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
电阻R/Ω | 5 | 10 | 15 | 20 | |
电流I/A | 0.6 | 0.18 | 0.2 | 0.15 |
(2)实验中,多次更换不同阻值的电阻R,都要调节R'滑片P,使
(3)实验数据记录在上面的表格中,其中第5组数据未完成收集;
①表格中仅有第
②为了顺利收集第5组数据,需要再找一个未用过的电阻R接入电路再实验,该电阻R阻值范围是
③改进后正确操作,收集数据,可以分析得出的结论是
(4)下列图像中,能大致反映本实验的各个物理量之间的变化关系的有
A.电流表示数与电阻R倒数的关系
B.电流表示数与电压表示数的关系
C.滑动变阻器R'与电阻R的关系
D.电阻R的功率P与电阻倒数的关系
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解题方法
【推荐3】电学实验课上,老师提供了“20Ω1A”字样的滑动变阻器R1、定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω)、标有“0.5A”字样的小灯泡、两节干电池等器材;利用所学知识,请帮助小鹏同学完成下面的实验;
(1)探究电流与电阻关系时,小鹏设计了图甲所示实验电路,其中滑动变阻器R1除了可以保护电路外,还有______ 的作用;根据现有器材,为了让四个定值电阻单独接入电路都可完成实验,定值电阻两端的预设电压U0不能低于______ V;(2)小鹏想测量标有“0.5A”字样小灯泡的额定功率。老师从实验室中拿出最大阻值未知的滑动变阻器R2和一个电压未知的电源(以上两器材均能满足实验要求),经过思考,利用原有的“20Ω1A”的滑动变阻器R1和电流表等器材,小鹏设计了图丙所示电路,请帮他完成实验;①为完成实验,请在图丙的虚线框内填上滑动变阻器R1、R2;______
②先将R1、R2的滑片移至最右端。闭合开关S、S1,断开开关S2,再将R2的滑片移至最左端,电流表的示数为0.3A;
③将R2的滑片移至最右端。断开开关S1,闭合开关S、S2,向左移动______ 的滑片,直至电流表的示数为0.5A;
④____________ ,断开开关S2,闭合开关S、S1,电流表的示数恰好为0.24A;
⑤小灯泡的额定功率P额=______ W;
(1)探究电流与电阻关系时,小鹏设计了图甲所示实验电路,其中滑动变阻器R1除了可以保护电路外,还有
②先将R1、R2的滑片移至最右端。闭合开关S、S1,断开开关S2,再将R2的滑片移至最左端,电流表的示数为0.3A;
③将R2的滑片移至最右端。断开开关S1,闭合开关S、S2,向左移动
④
⑤小灯泡的额定功率P额=
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