华中师大一附中物理电压 电阻单元测试与练习(word解析版)
一、初三物理 电压 电阻 易错压轴题(难)
1.有一个低压电源的电压在 30 V~36 V 间,小明要测量出它的电压(设电源电压保持不变),除了待测电源,手边有一个量程为 0~15 V 的一块电压表,及四个阻值已知的电阻,分别为 R1(0.01 Ω)、R2(20 Ω)、R3(30 Ω)和 R4(30 kΩ)各一个,一个开关及若干导线,请合理选择以上器材,测出电源电压。要求:
(1)在虚线框中画出实验电路图; (____)
(2)写出实验步骤及所需测量的物理量________;
(3)写出电源电压的表达式(用已知量和测量量表示)。U= ______。
【答案】 a.按照电路图连接电路,开关断开;b.闭合开关 S,读出电
压表的示数 U1. U=2.5 U1 【解析】 【分析】 【详解】
(1)[1]由题意可知,电压表的最大量程小于电源的电压,故所用的实验电路应是串联电路,串联的两个电阻应选用20Ω和30Ω,用电压表测出其中一个电阻的电压,再根据串联电路的分压特点,可过求出另一个电阻的电压,则电源的电压亦可求出。故电路如图:
(2)[2]实验的操作过程是:a.按电路图连接电路,连接电路时开关应断开;b.闭合开关S,读出电压表的示数U1。
(3)[3]由实验操作可测出电阻R2的电压U1,而R2、R3的阻值分别为20Ω、30Ω,由串联电路的分压特点,有
U1:U2=R2:R3=20Ω:30Ω=2:3
即
U2=1.5U1
那么电源的电压
U=U1+U2=U1+1.5U1=2.5U1
2.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:______________________ 。 UAB/V 2.4 UBC/V 1.4 UAC/V 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。
3.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”,进行了如下操作:
(1)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,这种方法叫做________法。
(2)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,则:
① 为了提高实验的精确程度,在实验中电流表应选的是_______ (选填器材前的字母代号) ② 把电阻丝拉直后,将其两端固定在刻度尺的接线柱a和b上,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甲连接起来。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
1为纵坐标、电阻丝的长度 L为I横坐标,得出图像如图乙所示,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 lcm 长度的阻值为 _____Ω 【答案】控制变量 B 999.9 越大 0.3 【解析】 【详解】
(1)[1]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,这种方法叫做控制变量法;
(2)[2]由题意可知,当只有待测电阻丝R接入电路时,电路中的电流最大,大小是
I?U1.5V??0.15A R10Ω为了提高实验的精确程度,电流表A2的量程是0到0.6A,这个精确程度不够好,应该选择电流表A1,量程是0到100mA;
[3]为了保护电路,闭合开关S前,电阻箱的电阻值应该调到最大,即调到999.9Ω; [4]从图乙可以看到,接入长度L越长,
1越大,即电流I越小,电路中的总电阻越大,而I电阻箱阻值大小不变,那么电阻R越大; [5]当电阻丝L?0时,电流I?定律可求得电阻箱大小是
1A,此时电阻丝接入电路中的阻值大小为0,根据欧姆10R0?U1.5V??15Ω1 I0A10当电阻丝L?10cm时,电流I?欧姆定律可得
1A,此时设电阻丝接入电路中的阻值大小为R,根据12U1.5V1??A R?R0R?15Ω12I?可求得电阻R?3Ω,即电阻丝L?10cm时,对应电阻R?3Ω;当电阻丝L?1cm时,电阻R大小符合关系式
10cm1cm? 3ΩR可求得R?0.3Ω。
4.小华用如图所示电路来探究串联电路电压的特点。
(1)在拆接电路时,开关应处在___________状态(选填“断开”或“闭合”); (2)实验中应选择规格__________(填“相同”或“不同”)的小灯泡;
(3)用电压表分别测出A与B、B与C、A与C两点间的电压为UAB、UBC、UAC。经过多次实验,得到的数据记录在表中。分析实验数据,你可得到串联电路的电压特点是_____________________________________;(用公式表示) 实验次数 1 UAB / V 0.8 UBC / V 2.2 UAC / V 3.0
2 3 1.0 1.2 2.0 1.8 3.0 3.0 (4)小华进行多次实验的主要目的是_______;(填字母) a. 寻找普遍规律 b. 减小实验误差
(5)测出L1两端的电压后,小华断开开关,准备拆下电压表,改接在B、C之间。小明认为这样做太麻烦,只需将与A点相连的导线改接到C点即可。小明的做法是________(选填“正确”或“错误”)的,原因是_____________。
【答案】断开 不同 UAC?UAB?UBC a 错误 电压表正负接线柱接反(或损坏电压表、测不出电压值) 【解析】 【详解】
(1)[1]在拆接电路时,为了保护电路,开关应处在断开状态;
(2)[2]实验中应选择规格不同的灯泡,因为串联电路电流是相等的,假如规格相同,那么这两灯泡的电压也是相同的,会得到错误的结论; (3)[3]从表中数据可知,第1次实验时
UAB?UBC?0.8V?2.2V?3.0V?UAC
第2次、第3次实验时,也能得到这个结论,所以可知串联电路的电压特点是
UAC?UAB?UBC;
(4)[4]小华进行多次实验的主要目的是寻找普遍规律; (5)[5]小明的做法是错误的;
[6]因为这样做,电流会从电压表的负接线柱流入,正接线柱流出,会损坏电压表。
5.某物理兴建小组学习了导体电阻的知识后,对食盐水溶液的导电性能与什么因素有关提岀了以下猜想:
A.食盐水溶液的导电性能与溶液的浓度有关。 B.食盐水溶液的导电性能与溶液的质量有关。 C.食盐水溶液的导电性能与溶液中两点间的距离有关。
为了验证猜想,他们设计了如图所示的装置,将电路中的a、b两金属片分别插入图甲、乙、丙、丁溶液中所示的位置(金属片a、b每次插入溶液中的深度相同)进行探究: (1)本实验电路中接入电阻R的目的是_______________。
(2)食盐水溶液的导电性能可以由________来判断。这里运用的研究方法是_______(单
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