第17单元 欧姆定律 综合复习题
一、单选题
1.(2023上·内蒙古呼和浩特·九年级呼和浩特市实验中学校考期中)如图是两个定值电阻R1、R2的内部结构图,R1、R2所用电组丝(涂有绝缘漆)粗细均匀、材料相同,分别缠绕在相同的圆柱形绝缘棒上,圈数分别为43圈和33圈,R1的电阻丝比R2的电阻丝细。将R1、R2并联在同一电路中工作一段时间,下列说法正确的是( )
A.R1的电阻大于R2的电阻 B.R1两端的电压大于R2两端的电压
C.通过R1的电流等于通过R2的电流 D.通过R1的电流大于通过R2的电流
2.(2023上·内蒙古鄂尔多斯·九年级统考期中)如图所示,AB和BC是由同种材料制成的长度相同、横截面积不同的两段导体,将它们串联后连入电路中。比较这两段导体的电阻,通过它们的电流的大小及这两段导体两端的电压,有( )
A. B.
C. D.
3.(2023上·内蒙古巴彦淖尔·九年级统考期中)如图1所示的电路中,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,电源电压不变。闭合开关S后,滑片P从a端移动到b端,电流表示数I与电压表示数U的变化关系如图2所示,根据图像信息,下列判断错误的是( )
A.电源电压是4.5V
B.定值电阻R1的阻值是7.5Ω
C.滑动变阻器R2的最大阻值是20Ω
D.滑片移到中点时,电路中的电流是0.3A
4.(2023上·内蒙古巴彦淖尔·九年级统考期中)如图所示是一种温度测试仪的电路,R1为定值电阻,R2为热敏电阻(阻值随温度升高而减小,电路图符号)。电源两端的电压不变,闭合开关S,当所测物体温度升高时,下列判断正确的是( )
A.电流表示数变小,电压表示数变小
B.电流表示数变小,电压表示数变大
C.电流表示数变大,电压表示数变小
D.电流表示数变大,电压表示数变大
5.(2023·内蒙古呼伦贝尔·统考模拟预测)疫情防控期间我们经常使用到非接触式红外线测温枪,图甲是它的工作原理图。是定值电阻,R是红外线热敏电阻,其阻值随人体温度变化的图象如图乙。对该电路分析正确的是( )
A.体温越高,电压表示数越大 B.体温越高,电路中电流越小
C.体温越高,R的阻值越大 D.体温越高,的阻值越小
6.(2023·内蒙古赤峰·统考模拟预测)如图所示电路,电源电压恒定不变,R大小也保持不变。闭合开关,向左移动滑片P的过程中,关于电表的变化下列说法正确的是( )
A.电流表的示数变大,电压表的示数变小 B.电流表的示数变小,电压表的示数变大
C.电流表的示数变大,电压表的示数不变 D.电流表的示数变大,电压表的示数变大
7.(2023·内蒙古呼和浩特·统考中考真题)电梯超载容易引发安全隐患,其超载报警电路简图,如图所示。电源电压恒定不变,为保护电阻,R为压敏电阻,阻值大小随电梯内压力增大而减小,电流表的示数超过临界值就会自动报警。电梯正常工作,当有人进入电梯后,则( )
A.电流表示数减小
B.电压表示数增大
C.电压表与电流表示数之比减小
D.因为电阻是定值电阻,所以它的电压和电流不变
8.(2023·内蒙古兴安盟·统考中考真题)如图所示为电阻R1和R2的I-U图像,由图像可知( )
A. R1与R2两端的电压为0时,它们的电阻也为0
B. R1与R2的电阻之比为2∶1
C.将R1与R2串联接入电路,通电后R1与R2两端的电压之比为1∶2
D.将R1与R2并联接入电路,通电后通过R1与R2的电流之比为1∶2
9.(2023·内蒙古通辽·校考一模)如图所示,电源电压保持不变,R1为定值电阻。闭合开关S,电压表V1示数为U1,电压表V2示数为U2,电流表A示数为I,在滑动变阻器的滑片P向左移动的过程中,电压表V2示数变化了,电流表A示数变化了。下列说法正确的是( )
A.U1不变,U2变大,I变小 B.U1变小,U2不变,I变小
C.||与||的比值不变 D.||与||的比值变大
10.(2023上·内蒙古包头·九年级统考期末)随着我国经济的发展,我国出现了越来越多的潜水爱好者。为了保障潜水员潜水时的安全,潜水时会配戴如图甲所示的水压表和深度表。如图乙是一款深度表的简化电路图。电源电压U=6V且恒定不变,定值电阻R0=10Ω,RP是压敏电阻,图丙是RP的阻值随海水深度变化的图像,RP允许通过的最大电流为0.24A。深度表由电压表(量程0-3V)改装。下列说法正确的是( )
A.潜水员下潜的深度越深,电压表的示数越小
B.深度表在海面上时,电路中的电流为0.15A
C.电压表示数为1.5V时,潜水员下潜的深度为10m
D.在电路安全的情况下,该深度表能测量的最大深度为60m
二、填空题
11.(2023上·内蒙古赤峰·九年级校考期中)我们在考试时要用到2B铅笔填涂机读卡,2B铅笔中的石墨是 (选填“导体”或“绝缘体”)。有一种防火警报器,这款警报器的触发装置就是石墨,其原理是整个电路的电压不变,当有火烧到警报器的触发装置后,石墨的温度升高,电阻 (填“变大”或“变小”),通过触发装置的电流会增大,从而发出警报。
12.(2023·内蒙古呼和浩特·统考一模)如图所示,这是小亮同学测量定值电阻所设计的实验电路图。
(1)按照电路图连接电路时,要求: ;
A.开关断开,滑动变阻器滑片移到最右端
B.开关断开,滑动变阻器滑片移到最左端
C.开关闭合,滑动变阻器滑片移到最右端
D.开关闭合,滑动变阻器滑片移到最左端
(2)滑动变阻器在本实验中的作用是 。
A.保护电路
B.避免短路
C.便于多次测量,取平均值,减小误差
D.分担电流
三、作图题
13.(2023·内蒙古赤峰·统考中考真题)小明同学想设计电子秤电路原理图。选用的器材有:电源、开关、导线、电压表、一个阻值随压力增大而减小的压敏电阻(元件符号为 )、一个定值电阻。要求:电子秤刻度盘是由电压表改装而成,示数随着压敏电阻所受压力的增大而增大。请你帮小明设计出符合条件的电路图(画在答题卡相应位置上)。
四、实验题
14.(2023上·内蒙古巴彦淖尔·九年级统考期中)在“探究电流与电压的关系”实验中
(1)请用笔画线代替导线,将甲图中电路连接完整,要求滑片P向A端滑动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大(连线时导线不允许交叉);
(2)正确连接好电路后,闭合开关发现电压表有示数且接近3V,电流表无示数,滑动滑片P两表示数均无变化,则故障原因是 ;
(3)排除故障后,移动滑片P到某一位置时电流表示数如乙图所示,此时通过电阻的电流为 A。若要增大电阻两端的电压,应将滑片P向 (选填“A”或“B”)端移动;
(4)实验中测得多组数据,绘制出电阻R的I﹣U图像如图丙所示:由图像可得电流与电压的关系是 ;本实验所用电阻的阻值为 Ω;
(5)若将本实验中所用的电阻换成小灯泡,则不能完成本实验,理由是
15.(2023·内蒙古呼伦贝尔·统考一模)学校物理兴趣小组的同学们在研究电流与电阻和电压关系的实验中:
(1)闭合开关前,滑动变阻器应处于最大阻值处的目的是 ;
(2)他们按图甲的电路原理图连接了图乙实物电路,其中有两个元件连接错误。它们分别是 和 ;(只需填写连错的元件)
(3)正确连接电路后,测出R1=5 Ω、两端电压为2.5V时的电流。然后将电阻R1由5 Ω换成10 Ω,电阻R1两端的电压应该调节为 2.5V,他应将滑动变阻器的滑片P向 (选填“左”或“右”)端滑动,在滑片P滑动的过程中,电路中的电流将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
16.(2023·内蒙古通辽·校考三模)小明同学利用如图甲所示的电路探究“电流跟电阻的关系”。已知电源电压为6V且保持不变,实验用到的电阻阻值分别为、、。
(1)闭合开关后,发现电流表有示数,而电压表无示数,原因可能是 ;
(2)排除故障后,进行实验,实验中多次改变R的阻值,调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数保持不变,记下电流表的示数,得到如图丙所示的电流随电阻R变化的图像;
①由图像丙可以得出结论: ;
②上述实验中,小明用的电阻做完实验后,然后将的电阻接入电路,闭合开关,电压表的示数将会 (选填“变大”、“变小”或“不变”),此时应该向 (选填“左”或“右”)移动滑片,使电压表示数为 V,然后读出电流表的示数;
(3)若已知滑动变阻器的规格为“”,电源电压为6V,电流表量程为0~0.6A,为完成探究,定值电阻两端能控制的电压范围是 。
17.(2023·内蒙古赤峰·统考中考真题)在探究“电流与电压的关系”实验中,图1是某组同学的探究原理图。
①在实验中,电压表的示数为2.5V时,电流表示数如图2所示,则电流为 A;
②图3是该组同学根据测量数据绘制的小灯泡I-U图像。通过图像分析,他们发现该探究不能用小灯泡,原因是: 。
18.(2023·内蒙古包头·校考三模)某同学利用如图甲所示的电路探究电流与电阻的关系。已知电源电压保持6V不变,实验用到的定值电阻分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω和25Ω,滑动变阻器规格为“100Ω,0.5A”。
(1)根据电路图,用笔画线代替导线完成实物电路图的连接 ;
(2)连接电路前,开关应该 ,滑动变阻器的滑片移至最 (选填“左”或“右”)端;
(3)该同学先用5Ω的电阻进行实验,闭合开关,移动滑片,当电压表的示数如图乙所示时,记下电阻值和对应的电流值,此时滑动变阻器接入电路的阻值记为RP,定值电阻与滑动变阻器两端的电压之比为 ;接着他断开开关,将5Ω的电阻换成10Ω的电阻,闭合开关,移动滑片直至电压表示数为 V,记下电阻值和对应的电流值,此时滑动变阻器接入电路的阻值记为RP',分析可知R P ' Rp(选填“大于”“等于”或“小于”);
(4)不改变电表接入电路的量程,为使所有电阻都能完成实验,定值电阻两端电压最小为 V。
19.(2023·内蒙古包头·二模)小红为了探究“电流与电压的关系”,设计了如图甲所示的电路。
实验序号 1 2 3 4
U/V 0.5 1.0 1.5 2.0
I/A 0.07 0.12 0.17 0.22
(1)请将图甲中的实物电路连接完整,且导线不允许交叉;
(2)小红将10Ω的电阻作为R接入电路,闭合开关S,通过调节变阻器滑片P,测出四组不同的电压和电流值,并记录在表格中。通过数据分析和观察电表,她发现在实验中存在一个失误,该失误是实验前电流表 ;
(3)数据修正后,小红绘制了图乙中的a图像,由图像可知,电阻一定时,电流与电压成 ,图中U0与I0的比值为 Ω;
(4)将电阻换成小灯泡,重复上述实验过程,绘制出图乙中b所示图像,b图像是一条曲线,是因为灯丝电阻随 发生改变,图乙中A、B、C三点对应的阻值为RA、RB、RC,由大到小的排列顺序是 ;
(5)若某次调节中滑动变阻器接入电路的阻值增加了ΔR1,同时小灯泡电阻变化了ΔR2,则ΔR1 ΔR2(选填“>”“<”或“=”)。
20.(2023·内蒙古呼和浩特·统考中考真题)小含同学在“伏安法测电阻”的实验中,器材如下:待测电阻,阻值已知的定值电阻,电流表、电压表各一只,开关、导线若干,电源一个(电压恒定,大小未知)。
(1)该实验的实验原理是 (选填“”或“”或“”);
(2)如果实验中只有一只电压表或只有一只电流表,其他器材不变,则下列四种电路设计,能测出的是 。
21.(2023·内蒙古呼和浩特·统考二模)在测量额定电压为的小灯泡的电阻的实验中,小军同学已经连接了部分实验电路,如图甲所示;
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲所示的实验电路连接完整,且使P向右移动,灯泡变亮;
(2)小军同学根据测出的数据,在图乙中画出了通过小灯泡的电流随其两端电压变化的关系图像,小灯泡正常发光时其电阻的测量值约为 ;(保留1位小数)
(3)根据图乙可知,随着小灯泡两端电压的不断升高,小灯泡的电阻值将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
22.(2023·内蒙古包头·包钢第三中学校考三模)在“伏安法测电阻”的实验中:
实验次数 1 2 3
电压/V 1.5 2.1 2.8
电流/A 0.1 0.14
(1)请将图甲中的部分电路连接完整 (要求:滑片向右移动时,电流表示数变大,导线不交叉);
(2)闭合开关后,发现电压表无示数,而电流表有示数。经检查,导线连接完好,则可能是待测电阻R (填“断路”或“短路”);
(3)排除故障后,测得几组数据如上表,第三次实验时电流表示数如图乙,为 A;
(4)三次所测电阻的平均值为 Ω;(结果保留一位小数)
(5)若要测一个额定电压为2.5V的小灯泡正常工作时的电阻,电源电压U不变,定值电阻R的阻值已知。在不改变电路连接的情况下,下列电路能实现的是 (仅一项正确)。
A. B.
C. D.
23.(2023·内蒙古兴安盟·统考模拟预测)小明做用伏安法测量小灯泡电阻的实验,小灯泡的正常工作电压为2.5V,已经连接如图所示电路。
实验次数 1 2 3
电压/V 2.5 2.0 1.5
电流/A 0.3 0.27 0.23
电阻/Ω ___________ 7.4 6.5
灯泡亮度 亮 较亮 暗
(1)同组的小琴又给他补接了两根导线使电路完整,请你将这两根导线画出来;( )
(2)闭合开关前,应将滑片滑到滑动变阻器的 端(填“左”或“右”),目的是 ;
(3)小明利用上面的电路测小灯泡的电阻,已经记录三组数据如上表,请你将表中的空白格帮小明补上;( )
(4)小明处理完数据后发现,三次测得的灯丝电阻相差较大,与其他同学交流也是同样的情况,你认为出现这种结果的原因是 。
24.(2023·内蒙古赤峰·统考三模)用“伏安法”测量未知电阻Rx的阻值实验。
(1)闭合开关前,滑片P应置于滑动变阻器的最 端(选填“右”或“左”)。
(2)用完好的器材按图甲正确连接好电路,试触时,发现电流表的指针偏转角很小,移动滑动变阻器的滑片时,指针位置虽然有变化但是偏转角度仍然很小,导致该现象的原因可能是:
(3)电路调试完成后,某次实验中电压表和电流表示数如图乙和丙所示,根据此组数据计算该电阻的阻值R= Ω
25.(2023·内蒙古包头·二模)如图甲是“测量小灯泡电阻”的实验电路,已知小灯泡的额定电压为2.5V,电源电压恒为4.5V。
(1)用笔画线代替导线将图甲所示的实物电路连接完整,导线不要交叉;
(2)闭合开关移动滑片,发现小灯泡不发光,电流表无示数,电压表有示数,故障可能是 ;
(3)排除故障后闭合开关,此时电压表的示数是1V,接下来要向 端移动滑动变阻器的滑片,使小灯泡正常发光。当小灯泡正常发光时,电流表示数如图乙所示,则小灯泡正常发光时的电阻为 Ω(结果保留一位小数);
(4)实验后,利用该电路又探究了“电流与电阻的关系”。
①他分别用5Ω、10Ω和20Ω的定值电阻替换小灯泡,测得的电流与电阻的关系如图丙所示。由图像可知,当电压一定时,导体中的电流与导体电阻成 ;
②实验中更换不同阻值的电阻多次实验的目的是 ;
③要顺利完成上述实验,滑动变阻器的最大阻值至少为 Ω。
26.(2022·内蒙古包头·统考中考真题)利用如图甲所示电路测量小灯泡正常发光时的电阻,已知电源电压为6V,R0的阻值为10Ω,小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的电路正确连接,导线不要交叉 ,闭合开关前,需将滑片移至 端;
(2)闭合开关移动滑片,发现小灯泡不发光,电压表Vl示数接近电源电压,电压表V2无示数(接线均完好,导线无断路),故障原因可能是 ;
(3)排除故障后,闭合开关移动滑片,电压表V2示数如图乙所示为 V,此时通过小灯泡的电流为 A;
(4)继续移动滑片,当电压表Vl示数为5V时,小灯泡正常发光,此时小灯泡的电阻为 Ω。
五、计算题
27.(2023上·内蒙古鄂尔多斯·九年级统考期中)伊金霍洛旗正在创造生态文明城市。空气质量指数是环境监测的重要指标,空气质量等级是按照空气质量指数划分的,如表所示。
某兴趣小组自制的空气质量监测仪,用电压表显示空气质量指数,工作原理电路图如图甲所示,已知电源电压,是定值电阻,气敏电阻阻值R与A的关系如图乙所示,当空气质量指数A为100时,电压表示数为。求:
(1)定值电阻的阻值;
(2)判断电压表示数为时对应的空气质量等级。
28.(2023上·内蒙古呼和浩特·九年级呼和浩特市实验中学校考期中)电阻是50Ω的一段导体,接入电压为5V的电路,电流是0. 1A,
(1)若该电阻接入电压0V的电路,电流是多少?电阻是多少?
(2)若剪去一半,剩下的一半电阻多少?把剩下的一半再拉长到原长,电阻又是多少?
29.(2023上·内蒙古巴彦淖尔·九年级统考期中)某物理兴趣小组设计了一个拉力传感器,工作原理如图所示。其中M、N均为绝缘材料。将N固定在地面上,P、Q间是可伸缩导线(电阻不计),弹簧上端M和滑动变阻器R2的滑片固定在一起,电源电压为12V,拉力F竖直向上。闭合开关S,当拉力为10N时,电流表示数为1A,电压表的示数为2V。
(1)定值电阻R1的阻值;
(2)拉力F为10N时,求R2接入电路的阻值大小;
(3)已知拉力F的大小与滑动变阻器R2接入电路的阻值大小成正比例关系,即:,若拉动M,当电压表示数为9V时,求拉力F的大小。
30.(2023·内蒙古兴安盟·统考中考真题)“坐位体前屈”是学生体质健康测试项目之一。图甲是某女生测试示意图。图乙是学习小组设计的测试仪电路原理图,电源电压恒为,电压表量程为,定值电阻,滑动变阻器由长为、粗细均匀的电阻棒改装而成,规格为,允许通过的最大电流为。为保护电路安全,滑片P的起始位置A点设定在离电阻棒最左端O点处。测试时,通过推动塑料挡板带动滑片P从起始位置A向右移动,并通过电压表的示数反映学生的测试结果。下表是初三女生测试等级与滑片P移动距离L的关系。
初三女生测试等级标准 不合格 合格 良好 优秀
滑片移动距离
(1)滑片P在起始位置A点时,闭合开关S,通过的电流为,请计算此时两端电压大小;
(2)请推导出电压表示数与滑片移动距离L之间的关系式;为保护电路安全,说明滑片移动的范围;
(3)该测试仪不能测出表中所有的等级,在保证电路各元件安全的情况下,通过替换来实现最大程度增加测试范围,请计算替换电阻的最小值。
31.(2023·内蒙古呼和浩特·统考二模)如图所示的电路中,定值电阻R1为10Ω,电源两端电压为3V。闭合开关S,电压表示数为2V。
(1)画出实物电路所对应的电路图;
(2)求定值电阻R2的阻值。
32.(2023·内蒙古呼伦贝尔·统考二模)如图所示,质量为6kg的物体甲置于压敏电阻Rx上,并悬挂在杠杆的A点,压敏电阻的阻值Rx与压力F的变化关系如表格所示,其中电源电压恒为6V,定值电阻R0=6Ω,电流表的量程为0~3A,电压表的量程为0~3V。实心正方体乙的体积为1000cm3,密度为1.5×103kg/m3,悬挂在杠杆的B点。柱形容器放置于水平地面,其重力为10N,底面积为500cm2,乙物体与容器刚好接触(不考虑乙物体与容器之间的作用力)。已知OA∶OB=1∶2,杠杆始终水平平衡(悬挂物体的细线不可伸长),g取10N/kg。求:
(1)实心正方体乙的质量是多少kg?
(2)往容器中缓慢加水,当电流表的示数为0.5A,物体排开水的体积为多少?
(3)继续向容器内加水,直到乙物体刚好浸没,求此时容器对地面的压强为多少?
F/N 10 20 30 40 50 60
R/Ω 12 10 8 6 4 2
参考答案:
1.A
【详解】A.电阻丝R1与R2的材料相同,R1比R2更长,更细,所以R1的电阻比R2的电阻更大,故A正确;
B.将R1、R2并联在电路中,根据并联电路的电压特点可知,R1两端的电压等于R2两端的电压,故B错误;
CD.由于R1两端的电压等于R2两端的电压,R1的电阻比R2的电阻更大,根据欧姆定律可知,通过R1的电流小于通过R2的电流,故CD错误。
故选A。
2.D
【详解】AC.因导体AB和BC由同种材料制成、长度相同,由图知道,导体AB的横截面积比BC的小,所以RAB>RBC,又因为两段导体串联,而串联电路中各处的电流相等,所以,通过两导体的电流相等,即IAB=IBC,故AC错误;
BD.由变形可得U=IR,可知
UAB>UBC
故D正确,B错误。
故选D。
3.C
【详解】如图1,R1与R2串联,电压表测量R2两端电压,电流表测量电路中的电流;
A.滑片P从a端移动到b端时,R2两端电压增大3V,根据串联电路电压的规律可知,R1两端电压减小3V,通过R1的电流减小
0.6A-0.2A=0.4A
故R1的阻值为
当R2=0时,U2=0,I=0.6A,电源电压为
U=IR1=0.6A×7.5Ω=4.5V
故AB正确,不符合题意;
C.当U2=3V,I2=0.2A时,R2最大,此时
故C错误,符合题意;
D.滑片移到中点时,R2=7.5Ω,电路中的电流为
故D正确,不符合题意。
故选D。
4.D
【详解】由电路图可知,热敏电阻与定值电阻串联,电压表测量热敏电阻R1两端的电压,电流表测量电路电流;当温度升高时,热敏电阻的阻值减小,电路中的总电阻减小,由于电源电压不变,根据知,电路中的电流变大,即电流表示数变大;根据知,在电阻不变时,定值电阻R1两端的电压变大,电压表的示数变大;由串联电路电压的规律知,热敏电阻R2 两端的电压变小,故D正确,ABC错误。
故选D。
5.A
【详解】ABC.由图乙可知,R随着人体温度的升高而减小,由图甲可知,两电阻串联,电压表测定值电阻两端电压。当体温越高时,电路中总电阻越小,由欧姆定律可知,电路中电流越大,根据可知,定值电阻两端电压增大,故电压表示数越大,故A正确,BC错误;
D.R0为定值电阻,阻值不随人体温度的改变而改变,故D错误。
故选A。
6.D
【详解】由电路图可知,定值电阻R与滑动变阻器串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流。向左移动滑片P时,滑动变阻器接入电路中的电阻变小,电路的总电阻变小,由可知,电路中的电流变大,即电流表的示数变大,由U=IR可知,定值电阻R两端的电压变大,即电压表的示数变大。
故选D。
7.C
【详解】A.由电路图可知,与R串联,电流表测电路中电流,当有人进入电梯后,压力增大,压敏电阻阻值减小,因此电阻中总电阻减小,由欧姆定律可知,电路中电流变大,故电流表示数变大,故A不符合题意;
B.图中,电压表测R两端电压,当有人进入电梯后,压力增大,压敏电阻阻值减小,电源电压不变,由串联电路分压原理可知,压敏电阻两端减小,即电压表示数减小,故B不符合题意;
C.由电路图可知,电压表测压敏电阻两端电压,电流表测电路中电流,串联电路中电流处处相等,因此电压表与电流表的比值即为压敏电阻的阻值,人进入电梯后,压力增大,压敏电阻阻值减小,因此电压表与电流表示数之比减小,故C符合题意;
D.因为串联电路中电流处处相等,人进入电梯后,电路中电流相等,因此通过R0的电流增大,压敏电阻两端电压减小,由串联电路电压特点可知,R0两端电压变大,故D不符合题意。
故选C。
8.C
【详解】A.电阻是导体阻碍电流的一种性质,其大小与导体的材料、长度、横截面积以及导体的温度有关,与导体的两端电压、通过的电流大小无关,所以R1与R2两端的电压为0时,它们的电阻不为0,故A不符合题意;
BC.将R1与R2串联接入电路,电流相等,由I-U图像得出:当通过两电阻的电流相等时,如当I=0.3A时,R2的两端电压等于R1的两端电压的两倍,为
U2=2U1
即通电后R1与R2两端的电压之比为1∶2,根据可得
R2=2R1
即R1与R2的电阻之比为1∶2,故B不符合题意,C符合题意;
D.将R1与R2并联接入电路,根据并联电路的电压特点可知,两电阻的两端电压相等,根据可得,通电后通过R1与R2的电流之比为它们的电阻的反比,即为2∶1,故D不符合题意。
故选C。
9.C
【详解】AB.当S闭合时,R1与R2串联,电压表V1测R1两端的电压,电压表V2测R2两端的电压,电流表测电路中的电流;滑动变阻器的滑片向左移动时,接入电路的电阻变大,电路中的总电阻变大,电源电压不变,由可知电路中电流I变小,根据U=IR可知R1两端电压U1变小,由串联电路电压的规律可知V2示数U2增大,故AB错误;
CD.因为串联电路各部分电压之和等于电源电压,所以R1和R2两端电压的变化量相等,则有
①
又因为R1是定值电阻,根据欧姆定律可得前后两次V1示数分别为
则
即
所以
②
由①②可知 与的比值不变,故C正确,D错误。
故选C。
10.C
【详解】由电路图可知,开关闭合时,与串联,电压表测两端的电压。
A.由图丙可知,潜水员下潜的深度越深,压敏电阻的阻值越小,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,则电路的总电阻越小,由欧姆定律可知电路中的电流越大,根据可知两端的电压越大,即电压表的示数越大,故A错误;
B.由图丙可知,深度表在海面上时,压敏电阻的阻值,根据串联电路电阻规律和欧姆定律可得电路中的电流
故B错误;
C.因串联电路中各处的电流相等,所以电压表示数为时电路中的电流
根据欧姆定律可得此时电路的总电阻
根据串联电路电阻规律可知此时压敏电阻的阻值
由图丙可知,潜水员下潜的深度为,故C正确;
D.当通过电路的电路最大时,压敏电阻接入电路的阻值最小,该深度表能测量的深度最大,允许通过的最大电流为,由欧姆定律可知此时定值电阻两端的电压
根据串联电路电压的规律,则压敏电阻两端的电压
由欧姆定律可知此时压敏电阻接入电路的阻值
由图丙可知,该深度表能测量的最大深度为,故D错误。
故选C。
11. 导体 变小
【详解】[1]2B铅笔中的石墨容易导电,是导体。
[2]当有火烧到警报器的触发装置后,石墨的温度升高,电阻变小,触发装置通过的电流会增大,从而发出警报。
12. A AC
【详解】(1)[1]为了保护电路,连接电路时,应断开开关,并使滑动变阻器滑片置于最大阻值处,即最右端。
故选A。
(2)[2]该实验中,滑动变阻器的作用是:保护电路;为减小误差,要多次测量取平均值。
故选AC。
13.
【详解】由题意可知,电路中只有压敏电阻和定值电阻,且要求电压表示数随着压敏电阻所受压力的增大而增大,因此两电阻应该串联。当压力增大时,压敏电阻阻值减小,电路中总电阻减小,由欧姆定律可知,电路中电流增大,两端电压增大,因此电压表应并联在定值电阻两端,如下图所示:
14. R断路 0.2 B 当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比 5 灯丝的电阻受温度的影响
【详解】(1)[1]实验中,要求滑片P向A端滑动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大,滑动变阻器接入右下接线柱,与定值电阻R串联,实物图如图
(2)[2]正确连接好电路后,闭合开关,发现电流表无示数,说明电路存在断路,电压表有示数且接近3V,说明电压表与电源接通,滑动滑片P两表示数均无变化,说明电压表串联在电路中,则故障原因R断路。
(3)[3][4]如乙图,电流表接量程,分度值为0.02A,读数为0.2A;此时通过电阻的电流为0.02A;若要增大电阻两端的电压,需增大定值电阻的电流,即减小电路中的电阻,应将滑动变阻器的滑片P向右滑。
(4)[5]实验中测得多组数据,绘制出电阻R的I﹣U图像是一条过原点的斜线,是正比例函数的图线,由图像可得电流与电压的关系是:当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
[6]本实验所用电阻的阻值为
(5)[7]若将本实验中所用的电阻换成小灯泡,则不能完成本实验,理由是小灯泡的电阻随温度的升高而增大,不能保持电阻的值不变。
15. 保护电路 电流表 电压表 右 变小
【详解】(1)[1]闭合开关前,为保护电路安全,滑动变阻器的滑片移到最大阻值处。
(2)[2][3]电压表应该并联在定值电阻两端,图中与定值电阻串联了;电流表应该串联在电路里,图中与定值电阻并联了。
(3)[4][5]当电阻R1由5Ω换成10Ω后,电路中的总电阻增大,电流减小,滑动变阻器两端的电压U滑减小,由串联电路电压规律可知,电阻R1两端的电压增大,为了保持R1两端的电压不变,需要将R1两端电压U1再次减小到原来的电压值,故应减小电路中电流,所以应增大滑动变阻器的阻值,将滑动变阻器的滑片向右端移动。
16. 电阻R短路 电压一定时,导体中的电流与电阻成反比 变大 左 2 2V~3V
【详解】(1)[1]闭合开关后,发现电流表有示数,而电压表无示数,说明电路是通路,原因可能是电阻R短路。
(2)①[2]由图像丙可以得出结论:电压一定时,导体中的电流与电阻的乘积不变,即导体中的电流与电阻成反比。
②[3][4][5]上述实验中,小明用5Ω的电阻做完实验后,然后将10Ω的电阻接入电路,由串联分压可知,闭合开关,电压表的示数将会变大,为了保持电压表示数
0.4A×5Ω=2V
不变,此时应该增大滑动变阻器的电阻,向左移动滑片,然后读出电流表的示数。
(3)[6]电路中最大电流为0.6A,定值电阻最小阻值为5Ω,定值电阻两端最大电压为
滑动变阻器最大电阻为40Ω,定值电阻最大为20Ω,由分压原理可得
解得定值电阻两端最小电压为
定值电阻两端能控制的电压范围是2V~3V。
17. 0.28 小灯泡的电阻随温度升高而变大,不符合实验要求
【详解】①[1]图2所示,量程为0~0.6A,1大格为0.2A,1大格里有10小格,1小格为0.02A,指针指在1大格多4小格,读数为0.28A。
②[2]在探究“电流与电压的关系”实验中,要求电阻阻值是不能变化的,从图3可以看出随着电压均匀的增大,开始时电流增大较快,后来就不怎么增大了,说明随着通电时间的增加,小灯泡的温度升高,灯丝电阻不断变大,不符合此实验的要求。
18. 断开 右 1∶3 1.5 大于 1.2
【详解】(1)[1]滑动变阻器应选择“一上一下”两个接线柱串联接入电路,故可将滑动变阻器右下接线柱与定值电阻串联接入电路中,电压表应该并联在定值电阻两端,如图所示:
(2)[2][3]连接电路过程中,为保护电路,开关应该是断开的,滑动变阻器的滑片应调到阻值最大处,即最右端。
(3)[4]图乙中电压表选用小量程,分度值为0.1V,示数为1.5V,由串联电路的电压特点可知,滑动变阻器两端的电压
U滑=U-UV=6V-1.5V=4.5V
则此时定值电阻与滑动变阻器两端的电压之比
UV∶U滑=1.5V∶4.5V=1∶3
[5][6]根据串联电路的分压原理可知,将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻,电阻增大,其分得的电压增大;探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,根据串联电路电压的规律可知,为了保持定值电阻两端电压不变,应增大滑动变阻器分得的电压,由串联分压的分压原理可知,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,使电压表的示数为1.5V,因此RP'>RP。
(4)[7]因为串联电路电流相等,所以
当定值电阻最大为25Ω时且滑动变阻器的电阻最大时定值电阻两端的电压最小,最小电压
解得UV'=1.2V。
19. 没有调零 正比 10 温度 RB>RC>RA >
【详解】(1)[1]根据电压表的连接方式及实验原理可得,电压表应并联在定值电阻两端,滑动变阻器采用一上一下的方式接入电路,则甲中的实物电路如下图所示:
(2)[2]由表格中的数据,当电压变化为0.5V时,电流变化为0.5A,可知实验中存在一个失误,该失误是实验前电流表没有调零。
(3)[3][4]由图像可知,电压均匀变化时,电流也随之均匀变化,可知电阻一定时,电流与电压成正比,根据图像可知,图中U0与I0的比值为
(4)[5]b图像是一条曲线,说明电阻发生了变化,是因为灯丝电阻随温度变化。
[6]由图像可知,A、B两点电流相同,但是B点电压大于A点电压,根据可知,B点电阻大于A点电阻,B、C两点电压相同,但C点电流大于B点电流,所以C点电阻小于B点电阻,A、C都是灯泡I-U图像上的点,灯泡的电阻随温度的升高而增大,所以C点电阻大于A点电阻,故RB>RC>RA。
(5)[7]接入电路的滑动变阻器的电阻增大,电路中总电流减小,总电阻增大,再结合乙图分析,当电流变小时,灯泡的电阻也减小,根据
所以滑动变阻器增加的阻值大于灯泡减小的阻值,即ΔR1>ΔR2。
20. BD
【详解】(1)[1]实验是利用伏安法测电阻,测量出待测电阻的两端电压以及通过的电流即可得出待测电阻的阻值,所以该实验的实验原理是。
(2)[2] A.如图所示,开关闭合,两电阻串联,电压表测的是R0的两端电压,根据欧姆定律可得电路的电流,但由于电源电压未知,无法通过欧姆定律求出待测电阻的阻值,故A不符合题意;
B.如图所示,当两开关都闭合时,电路是待测电阻Rx的简单电路,此时电压表测的是电源电压U0;当开关S1闭合,S2断开时,两电阻串联,电压表测的是Rx的两端电压U1,根据欧姆定律和串联电路电压特点可得,此时电路的电流为
根据串联电路电流特点和欧姆定律可得,待测电阻的阻值为
即该电路图可以测出待测电阻的阻值,故B符合题意;
C.如图所示,开关闭合,两电阻并联,电流表测的是通过R0的电流,通过欧姆定律可求出电源电压,根据并联电路的电压特点可得出待测电阻的两端电压,但由于无法测出通过待测电阻的电流,所以不能测出待测电阻的阻值,故C不符合题意;
D.如图所示,当开关S1闭合、S2断开时,电路是待测电阻Rx的简单电路,电流表测的是此时通过Rx的电流I1,根据欧姆定律可得,电源电压为;两开关都闭合时,两电阻并联,电流表测的是干路电流I2,此时通过R0的电流为
由欧姆定律可得
故待测电阻的阻值为
即该电路图可以测出待测电阻的阻值,故D符合题意。
故选BD。
21. 变大
【详解】(1)[1]测小灯泡电阻的实验中,滑动变阻器应串联在电路中,由图知,使P向右移动,灯泡变亮,滑动变阻器接入电路中的电阻值变小,应将B接线柱接入电路,如下图所示:
(2)[2]灯泡的额定电压为,由乙图像可知,此时通过灯泡的电流为,所以小灯泡正常发光时的电阻
(3)[3]在I—U的图像中,电压逐渐增大时,电流先增大快,后增大慢,由欧姆定律可知,小灯泡的电阻值逐渐变大。
22. 短路 0.18 15.2 C
【详解】(1)[1]电流表和滑动变阻器要串联在电路中,要使滑片向右移动时电流变大,电阻变小,则应将电流表的“-”接线柱接滑动变阻器右下接线柱,如图所示:
(2)[2]若R断路,则电压表有示数,电流表无示数;若R短路,则电压表无示数,电流表有示数,可知故障原因是待测电阻R短路。
(3)[3]由甲图可知,电流表选择0~0.6A量程接入电路,分度值为0.02A,图乙中电流表的示数为0.18A。
(4)[4]由表中数据可知,三次的电阻测量值分别为
则三次所测电阻的平均值为
(5)[5]AD.A图和D图没有电压表,无法确定灯泡是否正常发光,无法测出小灯泡正常工作时的电阻,故AD不符合题意;
B.B图中,闭合开关S1和S2时,电压表可测灯泡两端电压;闭合开关S1和S3时,电压表将反向偏转,无法测出R两端的电压,所以无法测出小灯泡正常工作时的电阻,故B不符合题意;
C.C图中,闭合S1,电压表接2,调节滑动变阻器,使电压表的示数为2.5V,此时小灯泡正常发光;然后保持滑片位置不变,电压表接1,记录此时电压表示数U1,则定值电阻R两端的电压为
电路中的电流为
灯泡正常工作时的电阻为
故C符合题意。
故选C。
23. 左 保护电路 8.3 灯丝电阻随温度的升高而增大
【详解】(1)[1]根据题意可知,电压表测量小灯泡两端电压,因为小灯泡的正常工作电压为2.5V,所以电压表选用小量程并联在灯泡两端,如图:
(2)[2][3]闭合开关前,为了保护电路,应将滑片滑到滑动变阻器的阻值最大处,即左端。
(3)[4]根据表中数据,由欧姆定律,第1次实验的电阻
(3)[5]因为灯泡的电阻受温度的影响比较大,所以三次测得的灯丝电阻相差较大,且灯丝电阻随温度的升高而增大。
24. 右 电流表量程过大 8
【详解】(1)[1]为了保护电路,闭合开关前,应将滑动变阻器滑片调至最大值处,即图甲中的最右端。
(2)[2]电流表有示数,故不是短路也非断路,指针偏转角度小,说明是量程选大了。
(3)[3]如图乙,电压表读数为2.4V,如图丙,电流表读数为0.3A,根据变形得
25. 小灯泡断路 B 7.8 反比 得出普遍规律 25
【详解】(1)[1]小灯泡额定电压为2.5V,所以电压表应选择0~3V量程与小灯泡并联。如图所示
(2)[2]小灯泡不发光,电流表无示数,说明电路有断路;电压表有示数,说明电压表的正负接线柱与电源两极相连,则可能与电压表并联的电路断路,即小灯泡断路。
(3)[3]电压表示数为1V,小于小灯泡的额定电压2.5V;为了让小灯泡正常发光,应增大小灯泡两端的电压,由串联电路的分压原理可知,需减小滑动变阻器两端的电压,减小滑动变阻器接入电路的电阻,所以应将滑动变阻器的滑片向B端移动。
[4]由图可知,电流表的示数为0.32A,则小灯泡正常发光时的电阻
(4)[5]由图可知,导体的电阻增大,通过导体的电流减小,通过导体的电流与导体的电阻的乘积保持不变,故可得出结论:当电压一定时,导体中的电流与导体电阻成反比。
[6]探究电流与电阻的关系,需要控制电阻两端的电压不变,改变电阻大小,更换不同阻值的电阻多次实验是为了得出普遍规律。
[7]由图像可知,电阻两端的电压
UV=IR=0.1A×20Ω=…=0.4A×5Ω=2V
探究电流与电阻的关系,应保持电阻两端的电压不变;根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压
U滑=U-UV=4.5V-2V=2.5V
变阻器分得的电压为电压表示数的倍,根据分压原理,当接入20Ω电阻时,变阻器连入电路中的电阻
R滑=1.25×20Ω=25Ω
所以滑动变阻器的最大阻值至少为25Ω。
26. 左 小灯泡断路 1.5 0.15 10
【详解】(1)[1]滑动变阻器要串联在被测电路中,接线柱要“一上一下连接”,如图所示
[2]闭合开关前,需将滑动变阻器置于阻值最大端,也就滑动变阻器的最左端。
(2)[3]由实物图可知,定值电阻R0、灯泡、滑动变阻器三者串联,电压表Vl测R0与灯泡两端的电压,电压表V2测R0两端的电压,闭合开关移动滑片,发现小灯泡不发光,电压表Vl示数接近电源电压,电压表V2无示数,说明电路出现了断路故障,若R0断路,则电压表Vl与电压表V2示数都接近电源电压,不符合题意;若灯泡断路,则电压表Vl串联在电路中测电源电压,电压表V2测导线,导线电压为0,满足题意;若滑动变阻器断路,则电压表Vl与电压表V2示数都为0,不满足题意。综上所述,电路故障是灯泡断路。
(3)[4][5]由乙图可知,电压表接的是0~3V的量程,分度值为0.1V,指针所指位置的示数为1.5V,所以电压表V2示数为1.5V;由欧姆定律可知,此时通过小灯泡的电流为
(4)[6]由实物图可知,电压表Vl测R0与灯泡两端的电压,当电压表Vl示数为5V时,小灯泡正常发光,依题意可知,小灯泡正常发光时,额定电压为2.5V,则R0两端的电压为
由串联分压原理可知,灯泡正常发光时的阻值为
27.(1);(2)优
【详解】解:(1)由图乙可知,当空气质量指数为100时,,因为与R串联,所以气敏电阻两端电压为
因为串联,与R的电流为
的阻值为
(2)当时,R的电流为
R两端电压为:;R此时的电阻为
由图可知.此时空气质量等级为优。
答:(1)的阻值为120Ω;
(2)电压表示数为时,空气质量等级为优。
28.(1)0,50Ω;(2)25Ω,100Ω
【详解】解:(1)电压是产生电流的原因,电路中没有电压,不能有电流,若该电阻接入电压0V的电路,电流是0A,电阻是导体本身具有的性质,与电压和电流无关,所以电阻仍是50Ω。
(2)导体的电阻与导体的材料、长度、横截面积有关,若剪去一半,长度变为原来的一半,电阻也变为原来的一半,所以剩下的一半电阻25Ω。把剩下的一半再拉长到原长,长度与原来相等,面积变为原来的,电阻变为原来的2倍,即100Ω。
答:(1)若该电阻接入电压0V的电路,电流是0A,电阻是50Ω;
(2)若剪去一半,剩下的一半电阻是25Ω,把剩下的一半再拉长到原长,电阻是100Ω。
29.(1)10Ω;(2)2Ω;(3)150N
【详解】解:(1)由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流;闭合开关S,当拉力为10N时,电流表示数为1A,电压表的示数为2V,定值电阻两端的电压
定值电阻R1的阻值
(2)当拉力为10N时,电流表示数为1A,电压表示数为2V,R2接入电路的阻值
(3)由题意可知,拉力F的大小与滑动变阻器R2接入电路的阻值大小成正比例关系,即, 当时,,由此可得
则拉力F的大小与滑动变阻器R2接入电路的阻值的关系式为
当电压表示数为9V时,R1两端的电压
因串联电路中各处的电流相等所以,电路中的电流
R2接入电路的阻值
拉力F的大小
答:(1)定值电阻R1的阻值为10Ω;
(2)拉力F为10N时,R2接入电路的阻值为2Ω;
(3)当电压表示数为9V时,拉力F的大小为150N。
30.(1)3V;(2); 5cm~15cm;(3)15Ω
【详解】解:(1)开关闭合时,R0与R1串联,P在起始位置A时
IA=I1=I0=0.3A
由知道,定值电阻R0两端电压
(2)滑片移动L时,电阻棒的电阻为
若此时电压表示数U测,根据串联电路电压规律,R0两端电压为
由串联分压原理知道
即
解得
①
因电压表量程为0~3V,为保护电路安全,U测最大为3V,由①知道,滑片移动距离L最大为
Lmax=15cm
所以滑片移动的范围为5cm~15cm。
(3)由表格和电路知道,滑片越往右移动,测试等级越高,但同时电压表示数也会逐渐增大甚至超出量程造成电路不安全。所以在最大程度增加测试等级范围且保证电路各元件安全的情况下,即滑片P移到最右端时取最大值,电压表示数不能超过U1'=3V,此时滑动变阻器的最大阻值
此时通过R1的电流为
替换电阻的最小值
答:(1)滑片P在起始位置时,R0两端电压大小为3V;
(2)电压表示数U测与滑片移动距离L之间的关系式为;为保护电路安全,滑片移动的范围为5cm~15cm;
(3)替换电阻R2的最小值不小于15Ω。
31.(1)见解析;(2)5Ω
【详解】解:由电路图可知,定值电阻R1与R2串联,电压表测R1两端的电压。
(1)先画出电源符号,从电源的正极出发依次画出定值电阻R2、R1、开关S回到电源的负极,然后把电压表并联在R1两端,如下图所示:
(2)由电路图可知,定值电阻R1与R2串联,则电路中的电流
R2两端的电压
R2的阻值
答:(1)见解析;
(2)定值电阻R2的阻值为5Ω。
32.(1)1.5kg;(2)500cm3;(3)1200Pa
【详解】解:(1)乙的质量为
(2)当电流表示数为0.5A时,由得
故
由表可知,此时F=40N。
根据相互作用力关系,压敏电阻对甲的支持力为
F支=F=40N
甲的重力
G甲=m甲g=6kg×10N/kg=60N
由受力分析知,甲受到的拉力为
F拉=G甲﹣F支=60N﹣40N=20N
故A端受到的拉力为
FA=F拉=20N
根据杠杆平衡原理知B端受到的拉力为
故乙受到的拉力为
F乙=FB=10N
乙的重力为
G乙=m乙g=1.5kg×10N/kg=15N
由受力分析知,乙受到的浮力为
F浮=G乙﹣F乙=15N﹣10N=5N
根据得排开液体的体积为
(3)乙的高度为
刚好浸没时,水对容器底的压强为
水对容器底的压力为
故容器对地面的压力为
F压=F+G容=50N+10N=60N
容器对地面的压强为
答:(1)实心正方体乙的质量是1.5kg;
(2)往容器中缓慢加水,当电流表的示数为0.5A,物体排开水的体积为500cm3;
(3)继续向容器内加水,直到乙物体刚好浸没,求此时容器对地面的压强为1200Pa。
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