5. 下列图像中能正确描述白炽灯泡I-U之间关系的是(
D
)。答案:5. D
解析:
【分析】
要判断白炽灯泡的I-U关系,需明确核心规律:白炽灯泡的灯丝电阻随温度升高而增大。当电压U增大时,灯泡功率变大,灯丝温度升高,电阻R随之增大。结合欧姆定律I=U/R分析图像:定值电阻的I-U图像是直线,但灯泡电阻随温度变化,因此排除直线类图像;电压增大时电流应增大,排除电流随电压增大而减小的图像;最终需选择符合“电流随电压增大而增大,且电阻逐渐增大”的曲线。
【解析】
1. 白炽灯泡的灯丝电阻受温度影响:电压U增大→灯泡功率P=UI增大→灯丝温度升高→电阻R增大,因此I与U不成正比,排除定值电阻对应的直线图像(A、B);
2. 电压增大时,电流应随之增大,C选项中电流随电压增大而减小,不符合规律,排除;
3. D选项中,电流随电压增大而增大,且图像斜率(I/U)逐渐减小,说明R=U/I逐渐增大,符合灯丝温度升高、电阻增大的特点,因此正确。
【答案】
D
【知识点】
欧姆定律、电阻的影响因素
【点评】
本题结合实际用电器(白炽灯泡)的电阻特性,考查对I-U图像的分析能力,需注意灯泡电阻不是定值,随温度变化,是易出错的点。
【难度系数】
0.6
要判断白炽灯泡的I-U关系,需明确核心规律:白炽灯泡的灯丝电阻随温度升高而增大。当电压U增大时,灯泡功率变大,灯丝温度升高,电阻R随之增大。结合欧姆定律I=U/R分析图像:定值电阻的I-U图像是直线,但灯泡电阻随温度变化,因此排除直线类图像;电压增大时电流应增大,排除电流随电压增大而减小的图像;最终需选择符合“电流随电压增大而增大,且电阻逐渐增大”的曲线。
【解析】
1. 白炽灯泡的灯丝电阻受温度影响:电压U增大→灯泡功率P=UI增大→灯丝温度升高→电阻R增大,因此I与U不成正比,排除定值电阻对应的直线图像(A、B);
2. 电压增大时,电流应随之增大,C选项中电流随电压增大而减小,不符合规律,排除;
3. D选项中,电流随电压增大而增大,且图像斜率(I/U)逐渐减小,说明R=U/I逐渐增大,符合灯丝温度升高、电阻增大的特点,因此正确。
【答案】
D
【知识点】
欧姆定律、电阻的影响因素
【点评】
本题结合实际用电器(白炽灯泡)的电阻特性,考查对I-U图像的分析能力,需注意灯泡电阻不是定值,随温度变化,是易出错的点。
【难度系数】
0.6
6. 某实验小组设计如图14-5-4(a)所示的电路图测量灯泡的电阻(所用灯泡正常工作时的电压为2.5 V)。
(1) 该实验的原理是
(2) 该组同学连接好电路的最后一根导线时,灯泡立刻发出微弱的光亮,移动滑动变阻器滑片,灯泡亮度不变。导致上述现象的两个错误操作是
①
②
(3) 若某次测量时电压表的示数为2 V,电流表的示数如图14-5-4(b)所示,则电流表的示数为

(1) 该实验的原理是
R=U/I(或欧姆定律)
。(2) 该组同学连接好电路的最后一根导线时,灯泡立刻发出微弱的光亮,移动滑动变阻器滑片,灯泡亮度不变。导致上述现象的两个错误操作是
①
连接电路时,开关没有断开
;②
滑动变阻器接了下面两个接线柱
。(3) 若某次测量时电压表的示数为2 V,电流表的示数如图14-5-4(b)所示,则电流表的示数为
0.2
A,此时灯泡的电阻为10
Ω。答案:6. (1) R=U/I(或欧姆定律) (2) ①连接电路时,开关没有断开 ②滑动变阻器接了下面两个接线柱 (3) 0.2 10
解析:
【分析】
本题为伏安法测电阻的实验题,需从实验原理、电路连接错误分析、电表读数及电阻计算三方面思考:
1. 实验原理:测量电阻需通过电压和电流计算,利用欧姆定律变形公式推导;
2. 电路错误:连接电路时开关应断开,滑动变阻器需“一上一下”接线,据此分析错误操作;
3. 电表读数与计算:根据电流表量程和分度值读电流,结合已知电压用R=U/I算电阻。
【解析】
(1) 测量灯泡电阻时,需测出灯泡两端电压U和通过的电流I,根据欧姆定律变形公式R=U/I计算电阻,故实验原理为R=U/I(或欧姆定律)。
(2) 连接电路时,若连接最后一根导线灯泡立刻发光,说明连接电路时开关未断开(正确操作需断开开关);移动滑片灯泡亮度不变,说明滑动变阻器接入电阻不变,即滑动变阻器接了下面两个接线柱(此时滑动变阻器相当于定值电阻,无法调节电阻)。
(3) 电流表选用0~0.6A量程,分度值0.02A,指针指向0.2A刻度线,故电流为0.2A;已知电压U=2V,根据R=U/I,得灯泡电阻R=2V/0.2A=10Ω。
【答案】
(1) R=U/I(或欧姆定律)
(2) ①连接电路时,开关没有断开;②滑动变阻器接了下面两个接线柱
(3) 0.2;10
【知识点】
欧姆定律、伏安法测电阻、滑动变阻器的使用
【点评】
本题考查伏安法测电阻的基础知识点,涵盖实验原理、电路故障分析、电表读数及电阻计算,是电学实验的典型题型,需掌握实验操作规范和公式应用,难度适中。
【难度系数】
0.7
本题为伏安法测电阻的实验题,需从实验原理、电路连接错误分析、电表读数及电阻计算三方面思考:
1. 实验原理:测量电阻需通过电压和电流计算,利用欧姆定律变形公式推导;
2. 电路错误:连接电路时开关应断开,滑动变阻器需“一上一下”接线,据此分析错误操作;
3. 电表读数与计算:根据电流表量程和分度值读电流,结合已知电压用R=U/I算电阻。
【解析】
(1) 测量灯泡电阻时,需测出灯泡两端电压U和通过的电流I,根据欧姆定律变形公式R=U/I计算电阻,故实验原理为R=U/I(或欧姆定律)。
(2) 连接电路时,若连接最后一根导线灯泡立刻发光,说明连接电路时开关未断开(正确操作需断开开关);移动滑片灯泡亮度不变,说明滑动变阻器接入电阻不变,即滑动变阻器接了下面两个接线柱(此时滑动变阻器相当于定值电阻,无法调节电阻)。
(3) 电流表选用0~0.6A量程,分度值0.02A,指针指向0.2A刻度线,故电流为0.2A;已知电压U=2V,根据R=U/I,得灯泡电阻R=2V/0.2A=10Ω。
【答案】
(1) R=U/I(或欧姆定律)
(2) ①连接电路时,开关没有断开;②滑动变阻器接了下面两个接线柱
(3) 0.2;10
【知识点】
欧姆定律、伏安法测电阻、滑动变阻器的使用
【点评】
本题考查伏安法测电阻的基础知识点,涵盖实验原理、电路故障分析、电表读数及电阻计算,是电学实验的典型题型,需掌握实验操作规范和公式应用,难度适中。
【难度系数】
0.7
7. 某实验小组探究金属丝电阻大小与长度的关系,他们选取一段粗细均匀的金属丝拉直后连接在接线柱A、B上,在金属丝上安装一个可滑动的金属夹P。实验室还提供了下列器材:电压表、电流表、电池组(电压6 V)、滑动变阻器(20 Ω 2 A)、刻度尺、开关和导线若干。
(1) 为了测量AP段的电阻R,他们连接了如图14-5-5(a)所示的电路,请用笔画线代替导线把图中还没有连接的导线接上,使电路完整。

(2) 闭合开关前,将滑动变阻器的滑片移至变阻器的最
(3) 某次实验中电压表的示数为2.1 V;电流表指针位置如图14-5-5(b)所示,电流表的示数I=
(4) 实验过程中,移动金属夹P,分别测得AP段的长度L和对应的电阻值R,数据如下表所示,分析表中数据可以得出结论:

(1) 为了测量AP段的电阻R,他们连接了如图14-5-5(a)所示的电路,请用笔画线代替导线把图中还没有连接的导线接上,使电路完整。
(2) 闭合开关前,将滑动变阻器的滑片移至变阻器的最
右
(左/右)端。(3) 某次实验中电压表的示数为2.1 V;电流表指针位置如图14-5-5(b)所示,电流表的示数I=
0.42
A。此时接入电路金属丝的电阻R=5
Ω。(4) 实验过程中,移动金属夹P,分别测得AP段的长度L和对应的电阻值R,数据如下表所示,分析表中数据可以得出结论:
在导体的材料和横截面积相同的情况下,导体的电阻与长度成正比
。答案:
7. (1)
(2) 右 (3) 0.42 5 (4) 在导体的材料和横截面积相同的情况下,导体的电阻与长度成正比
7. (1)
解析:
【分析】
本题是探究金属丝电阻与长度关系的实验题,需按各小问的要求逐步解决:第(1)问需补充导线使电压表并联在AP段以测量其电压;第(2)问根据滑动变阻器“闭合开关前调至最大阻值”的规则判断滑片位置;第(3)问需读取电流表示数,结合欧姆定律计算电阻;第(4)问分析实验数据得出电阻与长度的关系。
【解析】
(1) 要测量AP段的电阻,需将电压表并联在AP段两端,因此补充导线:将电压表的正接线柱与金属夹P连接,使电压表并联在AP段两端,电路完整;
(2) 闭合开关前,滑动变阻器应调到最大阻值处,由图中滑动变阻器的接线可知,滑片移至最右端时,接入电路的电阻丝最长,电阻最大,故填“右”;
(3) 电流表选用0~0.6A量程,分度值为0.02A,指针示数为0.42A;根据欧姆定律$ R = \frac{U}{I} $,代入$ U=2.1V $、$ I=0.42A $,得$ R = \frac{2.1V}{0.42A} = 5Ω $;
(4) 分析表格数据,金属丝的材料和横截面积相同,电阻随长度增大而增大,且电阻与长度的比值为定值,因此结论为:在导体的材料和横截面积相同的情况下,导体的电阻与长度成正比。
【答案】
(1)
(2) 右 (3) 0.42;5 (4) 在导体的材料和横截面积相同的情况下,导体的电阻与长度成正比
【知识点】
电阻与长度的关系、欧姆定律、滑动变阻器的使用
【点评】
本题为探究影响电阻大小因素的基础实验题,综合考查电路连接、滑动变阻器操作、欧姆定律应用及实验结论分析,需掌握实验基本操作规范和数据处理方法,难度适中。
【难度系数】
0.5
本题是探究金属丝电阻与长度关系的实验题,需按各小问的要求逐步解决:第(1)问需补充导线使电压表并联在AP段以测量其电压;第(2)问根据滑动变阻器“闭合开关前调至最大阻值”的规则判断滑片位置;第(3)问需读取电流表示数,结合欧姆定律计算电阻;第(4)问分析实验数据得出电阻与长度的关系。
【解析】
(1) 要测量AP段的电阻,需将电压表并联在AP段两端,因此补充导线:将电压表的正接线柱与金属夹P连接,使电压表并联在AP段两端,电路完整;
(2) 闭合开关前,滑动变阻器应调到最大阻值处,由图中滑动变阻器的接线可知,滑片移至最右端时,接入电路的电阻丝最长,电阻最大,故填“右”;
(3) 电流表选用0~0.6A量程,分度值为0.02A,指针示数为0.42A;根据欧姆定律$ R = \frac{U}{I} $,代入$ U=2.1V $、$ I=0.42A $,得$ R = \frac{2.1V}{0.42A} = 5Ω $;
(4) 分析表格数据,金属丝的材料和横截面积相同,电阻随长度增大而增大,且电阻与长度的比值为定值,因此结论为:在导体的材料和横截面积相同的情况下,导体的电阻与长度成正比。
【答案】
(1)
【知识点】
电阻与长度的关系、欧姆定律、滑动变阻器的使用
【点评】
本题为探究影响电阻大小因素的基础实验题,综合考查电路连接、滑动变阻器操作、欧姆定律应用及实验结论分析,需掌握实验基本操作规范和数据处理方法,难度适中。
【难度系数】
0.5