2022年九年级物理作业——电学实验电路故障分析.pdf
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1、电学实验电路故障分析-含答案1.(2 0 2 1 毕节)小明同学用“优安法”测额定电压为2.5 V 小灯泡的电阻,实验电路如图甲。(1)用笔画线代替导线,在图甲中完成实物电路连接:要求:滑动变阻骞滑片尸向右移动,小灯泡变暗).(2)连接好电路,闭合开关,小明发现电压表有示数,电流表无示数,移动滑片尸,两表示数均无变化,则故障为.(3)小明排除故障后按要求完成实验,并根据实验数据绘制成U -I 图象,如图乙,则小灯泡 正 常 发 光 时 的 电 阻 为 C.【答案】小灯泡断路 1 0【解析】解:(1)要求滑片尸向右移动,小灯泡变暗,滑动变阻器接入电路的电阻变大,故交阻骞左下接线柱连入电路中,如下
2、所示:(2)正确连接好电路后,闭合开关,电流表无示数,电路可能断路,发现电压表有示数,则电压表与电源连通,移动滑动滑片尸两表示数均无变化,则故障原因是小灯泡断路;(3)由图乙知:当小灯泡正常发光时的电流为0.2 5 A,由欧姆定律I=:知,小灯泡正常发光时的电阻为:RL=7=1 0 Q;故答案为:(1)见上图;(2)小灯泡断路;(3)1 0.2.(2 0 2 1 盘锦)图甲是探究“电流与电阻关系”的电路,电源电压4.5 V,有 4个阻值分别为5C、1 0 Q、1 5 Q、2 0 Q 的定值电阻供选用,滑动受阻器的规格为“1 0。2 A”.(1)用笔划线代替导线将图中实物电路连接完整(要求:滑动
3、变阻骞的潸片P向左移动时,电路中电流交大,导线不得交叉).(2)连好电路,闭合开关,发现电压表、电流表均无示数,电 路 故 障 可 能 是(填 选项)4定值电阻月短路H定值电阻火断路C滑动变程器断路(3)依次将5a、1 0。、1 5。、2 0。电阻接入电路进行实驰,获得数据如表:实验次数1234电一25101b20电 流 0.60.30.15其 中 笫 3次实验时,电流表的示数如图乙所示,其示数是 A,根据表中数据可知,实 验 中 电 压 表 的 示 数 是 V,(4)为提高结论的可靠性,又增加一个30c的电阻继续实验,其他器材不变.为保持电压表示数不变,电路中需要再串联一个定值电阻才能完成实
4、验,上 述 4 个定值电阻中符合要求的有.(5)下 列 图 像 中 不 能 大 致 反 映 实 睑 中 各 物 理 量 之 间 关 系 的 是。R,接入阻值的关系 冲接入阻值的关系 与R阳值的关系 R的关系A B C D【答 案】【解析】解:(1)滑动变阻骞的滑片P 向左移动时,电路中电流变大,滑动变阻器接入电路的电阻变小,因此应将滑动变阻骞左下接线柱连入电路中,如图所示:(2)由实物图和选项可知,电压表无示数,说明与电压并联的定值电阻短路或者电压表外面的电路断路,而电流表无示数,说明电路中存在新路,综合两电表的情况可以判断,电路故障为电压表外面的滑动变阻骞断路,故 选G(3)由乙图可知,电流
5、表选用的。0-6A的量程,分度值为。.0 2 A,则电流表的读数为0.20A;由 表 中 数 据 可 知,=1曲=06A X 5Q=3V,U2=I2R2=0.3A X 10Q=3、%=皿=0-2A x 15a=3 V,因此实验中电压表的示数为3匕 因 为 定 值 电 阻 两 端 的 电 压 不 变,即 UR=3 V,此 时 电 路 中 的 电 流_ _ _ _3V_ _ _ U _ 5V _1 二 IR=q=赤 二1所以电路的总电阻 息=f=MX=45。,根据串联电路的电阻特点可知,需要串联的总电阻R=一 R =45。-30Q=15。,由于滑动变阻器接入 电 路 电 阻 的 范 围 为 因 此
6、 为 了 完 成 实 验 还 需 要 串 联 一 个 阻 值 在15a5 Q范围内的电阻,所以符合要求的定值电阻为:5。、10。、15Q;Up U-UR(5)儿电流表示数与变阻器用接入电阻的关系式为I后 二,由于电源电压、定值电阻两端的电压,保持不变,因此,与RF成反比,为反比例函数,故/正 确,不符合题意;B.由于定值电阻两端的电压保持不变,因此电压表的示数与变阻器心接入电阻的图象为平行于阵轴的直线,故8错误,符合题意;Up Rp Up U-%R=R=-Rc根据分压原理可知 R,所 以P%,由于电源电压U、定值电阻两端的电压”保持不变,因此与与公成正比,为正比例函数,故c正确,不符合题意;生
7、 电 阻 火 的 电 功 率 由 于 定 值 电 阻 两 端 的 电 压.保持不变,因此电阻电功率跖与公成反比,为反比例函数,故。正确,不符合题意。故选:Bo故答案为:(1)如图所示;(2)C.(3)0.20,3;(4)50,100,15Q;(5)B.3.(2021岳阳)小聪用如图甲所示的电路“探究电流与电阻的关系”。电源电压为6 V,滑动变阻器规格为“50Q 2A”,有5。、10Q,150、25。、3 0 a的定值电阻各一个。(1)连接电路时,开关应;(2)将 5 a的电阻接入电路,闭合开关。移动滑片P 发现电压表有示数,电流表始终无示数,其 原 因 可 能 是 定 值 电 阻(选 填“断路
8、”或“短路(3)排除故障后,使电压表示数为U 电流表示数如图乙,此时电流为 A,记下电压表、电流表的示数;(4)将 5 a的电阻分别换成10。、15f i,25Q.3 0 a 的电阻,继续实验.小聪发现当定值电阻为3 0 Q 时,无法完成实验。为了让3 0 a 的电阻也能完成实验,他设计了如下三个调整方案.其中方案有错误的是 (选 填 A”、B”或“C”)人在电路中多串联一个10。的电阻,其余操作不变B.l h 不交,改变电源电压,电源电压的取值范围是2V-4.4VC.电源电压不变,改变5的大小(视需要选取电压表、电流表量程),5的取值范围是2.25V-6 V【答案】(D 断开;(2)断路;(
9、3)0.4;(4)B;(5)反.【解析】解:(D 连接电路时,为保护电路,开关应断开;(2)将 5 a的电阻接入电路,闭合开关,移动滑片P,发现电流表始终无示数,这说明电路出现了断路现象;电压表有示数,说明电压表与电源之间是接通的,所以故障是定值电阻断路;(3)由图可知电流表选用小量程,其分度值为0.02A,则电流表的示数为0.4A;(4)根据欧姆定律可知,定值电阻两端的电压为U=I R=0.4 A X 5 Q=2 V;A,3 0 R 的电阻接入电路时,电路中的电流为:I =一 装=上 4;300 15则滑动变阻器应接入电路的电阻为:H 6 V产-2V=6 0。,滑动变阻器的最大阻值为501的
10、。,所以可以串联一个10。的电阻来完成实验,故 A 正确;B、由于定值电阻的阻值较大,滑动变阻骞的最大阻值一定,换用3 0 a 的电阻时,定值电阻两端分担的电压较大,会大于2 V,所以可以通过减小电源电压的方法来完成实验;定值电阻两端的控制电压为2 V,故电源电压最小为2V;滑动变阻器阻值最大时,滑动变阻器两端的电压最大,最大电压为:U2=AX50Q=3.3V;15则电源的最大电压为U=2V+3.3V=5.3V,故 B错误;C、当3 0 欧姆的电阻接入电路,电路中的电流为:I=-r=A;3。0 15滑动变阻器阻值调至最大时,定值电阻两端控制的电压最小,则最小电压为:R E6 V3 0 Q +5
11、。0X30Q=2.25V;电源电压为6 V,所以控制的最大电压为6 V,即的取值范围为2.25V-6 V,故 C正确;故选B;(5)利用可选电阻继续实验,可得到结论:电压一定时,电流与电阻成反比.4.(2021宿迁)兴趣小组在“测量小灯泡电功率”的实验中,有电流表、电压表各一个,开关、导线若干,电源的电压恒为6 V,小灯泡L 的额定电压为3.8V,正常发光时电阻约为i o n,滑动变阻器有规格为T o n 1.5A的尼和规格为“2oa IA”的兄。甲乙(1)为了完成实验,选择滑动变阻器后等骞材,进行如图甲所示的电路连接,请用笔画线代替导线,将电路连接完整,并指出连接电路时的错误之处.(2)实验
12、时,发现小灯泡不亮,电流表无示数,电压袤无示数.用导线连接电流表两端,灯泡发光,则 故 障 原 因 是 电 流 表。(3)更换新的电流表,完成测量后,小华将小灯泡L更换为额定电压2.5V,正常发光时阻值约为8 a的L2。为了测量它的额定电功率,需用滑动变阻器兄替换电路中的吊,其目的是.(4)小明认为不用电流表,同样能测量出灯泡L的额定功率,设计了图乙所示的电路,请你帮他补全实验步象:将滑动变阻器调到最大阻值且保持不变,闭合开关S,将&拨向触点,调节另一滑动变阻器的阻值,使电压表的示数为再将开关S拨向另一触点,读出电压表示数为滑动变阻器的最大阻值分别为石、后。则灯泡L?的额定功率表达式为尸=.户
13、.国喧【答案】L j 开关未断开(2)断路(3便L正常发光(4)右 2(UUG UdR(1)请根据图甲的电路连接情况,在图乙虚线框内画出对应的电路图;(2)闭合开关,电压表示数接近电源电压,电流表示数接近于零,无论怎样调节滑动变阻器滑片,两表示数几乎不变,则故障可能是;(3)某次测量时,电压表示数为2.40V,电流表的示数如图丙所示,所测电阻比=.【答案】(1)见上图;(2)比新路:(3)12C.【解析】解:(1)由图甲知,滑动变阻器、电流表、比、开关依次连接在电源两极间,电压表并联在区两端,据此画出电路图如图所示:(2)闭合开关,移动清片P,电流表示数几乎为零,说明电路中有断路,电压表示数接
14、近电源电压,说明电压表两接线柱与电源两极间是通路,故障原因可能是电阻比断路,这样电压表串联入电路中,所以移动滑片电表示数几乎不变;(3)由图甲知,电流表使用小量程,分度值0.02A,由图丙知,区两端电压为2.4OV时通过它的电流为0.2A,由欧姆定律可得,比=U=Z i2 E=i2 Q.I 0.2A6.(2021海南)某实验小组探究电流与电压的关系。实眦中电源电压恒为3V,定值电阻火为 5。,实验电路图如图甲所示.丙实验序号I23UN0.51.02.0A0a 20.4(1)请根据电路图,用笔画线表示导线,连 接 图 乙 所 示 的 实 物 电 路(要 求 导 线 不能交叉);(2)连接好电路后
15、,闭合开关,发现无论怎样移动滑片,电压表的示数约为3V保持不变,电流表的示数几乎为零,则 电 路 的 故 障 可 能 是 (选 填“定值电阻A短路”“定值电阻火断路”或“滑动变阻器断路”);(3)排除故障后,将多次实验测得的数据记录在表格中,请根据表格中的数据,在图丙的坐标图中画出定值电阻a的人图像(4)分析图像可知,电阻一定时,电流与电压成 比.【答案】.定 值 电 阻R断路【解析】解:(1)滑动变阻器一上一下的串联在电路中,如下所示:(2)若定值电阻户短路,电路为通路,电流表有示数,电压表无示数,不符合题意:若定值电阻火新路,电流表没有示数,电压表与电源连通测电源电压,电压表指针有明显偏转
16、,符合题意;着滑动变阻器断路,则两表都没有示数,不符合题意;(3)根据表格数据描点画出图像,如下所示:(4)因电流随电压的变化图像为过原点的直线,根据图像可知,当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端电压成正比.故答案为:(D如上图所示;(2)定值电阻力断路;(3)如图所示;(4)正。7.(2 0 2 1 陕西)在探究通过导体的电流与导体两端电压的关系时,小明设计了如图T 所示电路。电源电压为3V且保持不变,斤为定值电阻.图1图2(1)连接电路时,开关应处于 状态;闭合开开关前滑动变阻器的滑片P应处于处;(2)闭合开关S,发现电压表示数接近3 V,电流表指针几乎不偏转,移动滑片P 的过程中,两表
17、示数均无变化.巳知导线、仪表均完好,且接触良好,则 故 障 原 因 是;(3)揖除故障后,闭合开关S,小明改变电阻斤两端的电压,进行了多次实验,实睑数据记录如下表.试会次数1234电压表示数叭1.01.52.02.5电流表示数A0.100.150.200.25请根据表中数据,在图-2 中用描点法画出导体中的电流/与导体两端电压的关系图象;()分析数据可得:当导体电阻一定时,导 体 中 的 电 流 与 导 体 两 端 的 电 压 成;(4)在此实验中改变电阻尸两端的电压是通过改变 来实现的;(5)此 实 验 中 多 次 测 量 寻 找 普 遍 规 律 的 目 的 与 下 面 的 (选 境 A”或
18、 B”)实验中多次测量的目的相同.A.探究电流与电阻的关系B.测量未知电阻的阻值(7).A【解析】(D 1连接电路时,开关应处于断开状态,才能保护电路。2闭合开关前,滑动变阻骞的清片P应处于限值最大处.(2)3实验所用电路是串联连接,电压表测定值电阻A两端的电压,电流表测电路中的电流,闭合开关,电流表无示数,则电路中出现了断路,而电压表的示数接近3V,说明电压表与电源是接通的,那么出现的故障应是电阻区断路了。(3)4由表格数据在坐标中描出各,并用线将各点连接,作出是导体中电流/与导体两5由表格数据知,各组电压与电流的比值为定值10,所以两者成正比关系,即:当是导体电阻一定时,导体中的电流与导体
19、两端的电压成正比.(4)6据串联电路的分压特点,变阻爆的滑片移动时,接入电路的阻值发生变化,则分去的电压也变化,那么电阻力两端的电压也随之变化,所以实跄中通过改变受阻器接入电路的阻值来改变电阻/?两端的电压。(5)7 探究电流与电阻的关系,进行多次测量是寻找普遍规律,避免偶然性,而测量未知电阻的阻值进行多次实验是为了减小实睑误差,故 A 选项正确.8.(2021绍 兴)在“测量小灯泡的功率”实验中,电源为2 节干电池,小灯泡标有“2.5V”字样.(1)按图甲方式连接好电珞,小敏刚要闭合开关时,同级同学提醒他的操作有一个不妥之处,请你帮他指出:(2)闭合开关后,无论怎样调节滑动变阻骞,小敏发现小
20、灯泡始终不发光,电压表示数接近于3V保持不变,电流表示数始终为霍,则 故 障 原 因 可 能 是.(3)排除故障后,小敏闭合开关进行实验,当电压表示数为2.5 V 时,电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 Wo(4)实验结束后,小组同学对测量结果进行误差分析,考虑到电压表中也有电流通过,该电 路 所 测 小 灯 泡 的 额 定 功 率 与 真 实 值 相 比 (选 填“偏大”或“偏小【答案】(D 滑动变阻器的滑片没有置于阻值最大位置(2)灯泡处断路(3)1.05(4)偏大9.(2021凉山州)某学习小组在“探究通电导体中电流与电阻的关系”的实验中,小丽连接了如图甲所示的电路(电源电压保持
21、4.5 V 不变).(1)请你用笔画线代替导线将甲图实物电路连接完整(要求:滑动变阻器的滑片P右移动时电路中电流变大;导线不能交叉);(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(选 填“断路”或“短路”);(3)图乙是小组根据测得的实验数据绘制的电流/随电阻火变化的图像,由图像可知A两端的电压为 V;当的电阻由5。更换为i o a时,闭合开关后,应该将滑动变阻器的滑片P向(选 填“左”或“右”)谓滑动从而达到控制R 两造的 不变的目的;若实验中火的阻值分别是5 Q,10 c、15 R,则滑动变阻器的阻值至少是3 左 电压 7.5【解析】(1)在
22、探究电流和电阻的关系的实验中,滑动变阻器控制定值电阻两端电压不变,滑动变阻器和定值电阻串联,滑动变阻器的滑片P右移动时电路中电流变大,所以滑动变阻爆下面更接右侧的接线柱,如答图所示.(2)如 果K 短%电压表也被短路,此时电压表无示数,电流表有示数,不符合题意;当新路时,电压表和电流表及滑动变阻骞串联,因为电压表的电阻非常大,所以电流中的电流很小,所以电流表几乎没有示数,电压表测电源电压有示数,符合题意,故故障是R断路。(3)由图可知,当所用电阻阻值是5 A 是,电流是0.6 A,所以定值电阻的电压为U =I R =0.6 A X 5 Q =3 V.当月的电阻由5 Q更_ U换 为 i o a
23、时,用滑动变阻&控制定值电阻两端电压不变,根据公式I=R得此时电路中的电路交小,所以滑动变阻爆的电阻变大,即滑片向左滑动.因为定值电阻和滑动变阻骞两端的电压一定,电流相等,所以定值电阻阻值最大时滑动变阻器的电阻也最大,当定值电阻 是 1 5 Q时,由 乙 图 可 知 电 流 为 0.2 A,此 时 滑 动 变 阻 器 接 入 电 路 的 电 阻 为1 0.(2 0 2 1 自贡)小健同学选用电源电压为6 V 的铅蓄电池组、电流表、电压表等器材测量定值电阻尺的阻值,他巳连接了部分电路,如图甲所示,请你接着完成下列步骤:甲 乙(1)用笔画线代替导线完成实物图的连接_ _ _ _ _ _;(2)电路
24、连接完整后闭合开关S,移动滑片P时发现电压表无示数,电流表有示数且不断变化,则 电 路 故 障 可 能;(3)排除故障后再次闭合开关S,移动滑片P,当电压表示数为3.6 V 时,电流表的示数如图乙所示,这时电路中的电流为 A,电 阻 尺 的 阻 值 为。;通过调节滑动变阻器,测得多纽凡的电压和电流值,最后算出风阻值的平均值,这 样 做 的 目 的 是;(4)利用上面巳连好的电路,还 可 以 完 成 的 实 验 是;(5)在完成此限值的测量后,将电阻R,换成小灯泡,继续调节潸动变阻骞,测得多组小灯泡的电压和电流值,根据前后所得数据描绘出电阻&及小灯泡的火/图像,如图丙、丁所示,其中(选 坡 丙”
25、或“丁”)图是小灯泡的小/图像。.灯泡短路.0.3.12.减小误差.研究电流跟电压关系 .丙11.(2021丹东)小明做“探究电流与电阻关系”实验,实验器材有:电 源(电压恒为6V)、定值电阻(5Q,10。、15。、2 0a各一只)、滑动变阻骞(规格为“30。0.5A)、电压表03V),电流表(00.6A)、开关、导线若干。(D小明旌接好如图所示的电路,闭合开关前,应 将 滑 动 变 阻 骞 潸 片 移 到 最(填“左”或“右”)端。闭合开关,小明发现电压表示数接近电源电压,可能是定值电阻R出现了(填“短路”或“断路”)故障。(2)排除故障后,多次改变斤的阻值,移动滑动变阻器滑片,使电压表示数
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- 2022 九年级 物理 作业 电学 实验 电路 故障 分析
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