2023年江苏省九年级物理中考模拟题分项选编:欧姆定律
一、单选题
1.(2023·江苏常州·统考一模)小南用如图所示的电路研究通过导体的电流与电阻的关系,电源电压3V保持不变,调节电阻箱R1和滑动变阻器R2的滑片,读出了第一组数据,然后他不再调节滑片,仅改变电阻箱R1的阻值,读得另外两组数据,如表所示,下列有关实验的说法正确的是( )
次数 R1/Ω I/A
1 9 0.2
2 6 0.25
3 3 0.33
A.能得到通过导体的电流与电阻成反比,因为R1的阻值越大时通过的电流越小
B.不能得到通过导体的电流与电阻成反比,因为他改变R1的阻值了
C.可以计算出三次实验中R2连入电路的阻值为9Ω
D.分析R2两端电压和通过的电流可以得到R2中的电流与它两端的电压成正比的结论
2.(2023·江苏宿迁·一模)由电路图可知,当开关S闭合时,滑动变阻器R1的滑片由中点处向左滑动的过程中,电表示数变化描述正确的是( )
A.电压表V不变,电流表A变大 B.电压表V不变,电流表A变小
C.电压表V变大,电流表A变大 D.电压表V变大,电流表A变小
3.(2023·江苏苏州·统考二模)数形结合是物理学中经常使用到的一种方法,它可以直观地反映各物理量之间的关系,下列四幅图像能正确反映物理现象和规律的是( )
A.图甲表示做匀速直线运动物体的速度与时间的关系
B.图乙表示通过定值电阻的电流与其两端电压的关系
C.图丙表示同种物质密度与其体积的关系
D.图丁表示物体由静止下落过程中,重力对物体做功与时间的关系
4.(2023·江苏苏州·统考一模)如图所示是某电子秤的简化电路,R0是定值电阻,Rx是压敏电阻,其阻值大小与压力大小成反比,电源电压恒定不变。闭合开关,当Rx上压力增大时,电流表示数I、电压表V1的示数U1、电压表V2的示数U2、U1与U2比k等随压力F变化的关系图线可能正确的是( )
A. B.
C. D.
5.(2023·江苏徐州·统考模拟预测)如图甲所示,电源电压保持不变,R0、R1均为定值电阻,R2为滑动变阻器,闭合开关,将滑动变阻器滑片由一端移到某一位置的过程中,两电压表示数随电流表示数变化的图像如图乙所示,则下列说法错误的是( )
A.电源电压是6V
B.图中a点应标的电压值是5V
C.R1的阻值是8Ω
D.R0的阻值是4Ω
6.(2023·江苏苏州·统考一模)如图电路,电源电压恒定,当闭合开关S1、S2时,两灯都能正常发光,当开关S2断开时( )
A.灯L1变亮些
B.电压表示数变大
C.电流表示数变小
D.电路总电阻变小
7.(2023·江苏苏州·统考二模)图甲是某款手持式电子测温仪,它工作的原理如图乙所示,电源电压保持不变,R是热敏电阻,定值电阻R0为保护电阻,显示仪是由电流表或电压表改装而成,在测量温度时显示仪的示数会随被测物体温度的降低而变小,则下列分析错误的是( )
A.图乙中的显示仪是由电压表改装成
B.热敏电阻R的阻值随着温度的升高而增大
C.将R0换成阻值更大的电阻,测相同温度时,显示仪的示数将变小
D.被测物体温越低,定值电阻R0两端的电压越小
二、填空题
8.(2023·江苏苏州·统考二模)图甲是小明探究“导体中电流与电阻的关系”的实验电路图。实验时可供选择的定值电阻分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω,图乙是他根据实验数据描绘出的关系图像。由图像可知:当电压一定时,电流与电阻成______(正比/反比);他每次控制电阻两端的电压为______V不变,若实验中所用滑动变阻器的规格为“”,要想保证可用电阻均能正常进行实验,电源电压应该控制在______V至______V之间。
9.(2023·江苏无锡·统考一模)如图为小明设计的高速公路收费站计重秤的原理图。图中的“车重表”是由电流表改装而成,则当车越轻时,R2越_______,车重表的示数越______;若车重表换电压表改装而成,为了使车越轻时,车重表的示数越小,应将电压表与______并联。
10.(2023·江苏苏州·统考一模)如图所示是小明自制的简易调光灯。闭合开关,回形针沿铅笔芯向左移动过程中灯的亮度会 ___________(选填“变亮”、“变暗”或“不变”);小明发现灯泡亮度变化不明显,你建议他调换更 ___________(选填“粗”或“细”)的笔芯来进行实验。
11.(2023·江苏泰州·统考一模)如图所示是某同学设计的压力计电路原理图。当闭合开关S,A板受到向下的压力增大时,接入电路的阻值___________(填“增大”或“减小”),为实现压力增大,电表示数增大,应把___________表改装为压力计。
12.(2023·江苏泰州·统考一模)如图是小明自制的一种测定油箱内油面高度的装置。油量表是由量程为0~0.6A的电流表改装而成的,滑动变阻器R的最大阻值为20Ω,从油量表指针所指的刻度,就可以知道油箱内油面的高度。已知电源电压为12V,当油箱内油面高度最高时,R的金属滑片在最下端,油量表指针满偏;当油箱内没有油时,R全部接入电路,油量表的读数最小。则R0的阻值是______Ω,油量表的最小读数是______A;当油箱内油面的高度降为最高油面一半时,滑片正好在R的中点,此时油量表的读数是______A,据此推理油量表的刻度______(“均匀/不均匀”)。
13.(2023·江苏南京·统考二模)如图甲为水位仪的原理图。电源电压为3V,为20Ω,滑动变阻器R的最大阻值20Ω且阻值与长度成正比,滑片P可在长为20cm的CD间移动(摩擦不计),弹簧下端悬挂一重为50N的物体AB,其底面积为、长为0.3m。若水面与物体AB上表面齐平,滑片刚好在R的最上端C位置,弹簧伸长量与外力的关系如图乙所示。闭合开关S:
(1)当水位与物体AB上表面相平时,物体AB受到的浮力为______N;
(2)水位由与物体AB上表面相平降至与AB下表面相平的过程中,弹簧伸长______cm,电压表的示数变化______V。
14.(2023·江苏苏州·统考一模)研究物理问题时,我们常用简单的、易于研究的模型来代替复杂的物理原型,这种方法称为模型等效替代法。如图甲,虚线框内的电阻若用一个电阻R来替代,即可把原电路转换为两个电阻并联的电路(如图乙所示),从而使问题的解决得以简化。图丙中电源电压U=6V不变,R1=6Ω,其余电阻值未知,测得AB间总电阻为3Ω,电流表示数为________A;现将R1换成3Ω的电阻,则AB间总电阻变为________Ω。
三、实验题
15.(2023·江苏无锡·统考一模)小明在“探究通过导体中的电流与电阻的关系”的实验中,实验器材有电源(6V)、电流表、电压表、定值电阻R1(5Ω、10Ω、20Ω各一个)、开关、滑动变阻器R2(“50Ω 1A”)、导线若干。
(1)请用笔画线代替导线将如图甲所示电路连接完整。要求:滑动变阻器的滑片向右移动时,电流表示数变大_______;
(2)小明先将5Ω的定值电阻接入电路,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,电压表示数始终接近电源电压,电流表始终无示数,造成这一现象的原因可能是_______。排除故障后继续实验,移动滑动变阻器的滑片,电流表示数如图乙所示,为________A;
(3)根据实验数据,小明作出电流I与电阻倒数的图像如图丙所示,由图像可得结论:_______;
(4)实验过程中,电源电压不变,更换阻值不同的定值电阻R1,并调节滑动变阻器R2接入电路的阻值,记录每次实验中电压表示数U和电流表示数I,下列关于I、U、R1和R2的关系图像正确的是( )
A. B.
C. D.
(5)为了增加实验结论的可靠性,小明又拿来了一个30Ω的电阻接入电路,它发现无论如何调节滑片都无法使电压表达到预设值,小华建议可以串联一个阻值不低于_____Ω的定值电阻即可完成实验。
16.(2023·江苏徐州·统考模拟预测)某班同学做“探究电流与电阻的关系”的实验,某小组连接了如图甲所示的实物电路。
(1)连接电路时,开关应 ___________。连好电路后,将电阻箱调至某一阻值,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数为一个适当的值U,记录电流表的示数和 ___________;
(2)改变电阻箱的阻值,调节滑动变阻器的滑片,使 ___________,并记录相应数据;
(3)再次改变电阻箱阻值,发现无论怎样调节滑动变阻器的滑片都不能达到(2)中的要求。引起这种情况的直接原因是 ___________;
(4)重复步骤(2)多次实验,根据所得数据画出电流随电阻变化的图像如图乙所示,你认为该小组实验时的U=___________V;
(5)进一步研究发现由图线上的任一点和坐标轴围成的矩形“面积”大小都相等,由此可得出的实验结论是 ___________;
(6)实验结束后,断开开关,应首先拆除 ___________(填“电源”或“电流表”)两端导线。小组间交流时,发现邻组在相同的坐标系中画出的图像如图丙所示,你认为图像不同的原因是 ___________。
17.(2023·江苏南京·统考一模)在验证“电流与电阻关系”的实验中,电源电压恒为,滑动变阻器,电流表,电压表,定值电阻三个
(1)按要求将实物图连接完整(要求:滑片向右滑动时,电流表示数增大)。_______
(2)在连接电路的过程中,开关必须处于_________状态,滑动变阻器的滑片应放在阻值最大端。
(3)实验过程中,将电阻换成时,应使滑动变阻器接入电路的阻值变________,从而控制定值电阻两端电压不变。
(4)用如图所示电路,更换定值电阻完成三次实验,控制定值电阻两端电压的范围是________。
(5)正确实验后,得到的结论是__________。
18.(2023·江苏宿迁·统考二模)“电导体中电流与电阻的关系”实验中,电源电压为4.5V且保持不变,滑动变阻器的规格为“20Ω 2A”,选用30Ω、25Ω、20Ω、15Ω、10Ω、5Ω的定值电阻,R随机正确接入电路。
(1)电路闭合开关后,移动滑片发现电流表无示数,电压表示数接近电源电压,若电路中只有一处故障,该故障可能是___________;
(2)小王同学根据测得实验数据绘制的电流I随电阻R变化图像,由图像可知,记录数据时R两端电压为_________V;
(3)某次实验中,用10Ω的电阻替换原5Ω的电阻,接下来应该将滑动变阻器的滑片向_________(左/右)移动;根据图乙所示数据,得到的实验结论是_________。
19.(2023·江苏泰州·统考一模)小明同学用如图所示的电路,探究“通过导体的电流与电阻的关系”,电源电压保持6V不变。实验中逐次将5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的电阻R接入电路中。
实验次数 1 2 3 4
R/Ω 5 10 15 20
I/A 0.5 0.25 0.17
(1)如图甲所示是小明连接的实验电路,首先接入的电阻R为5Ω的电阻,闭合开关前检查发现有一根导线连接错误,请在错误的导线上画“×”,并用笔画线代替导线将电路连接正确;___________
(2)连接正确后,闭合开关,此时电流表示数为0.2A,移动滑片,当电压表示数为2.5V时,读出电流表示数并记入表格中;接着小明想直接将接入的电阻R换为10Ω(未进行其它操作),同组的小华及时制止,说电压表示数会变为___________V(保留1位小数)。小明同学应该断开开关,然后___________,接着更换电阻R换为10Ω,移动滑片,当电压表示数为2.5V时,得出第2次的实验数据是电流0.25A;
(3)第3次将R的阻值换为15Ω后,正确实验得出数据记入表格。完成三次实验后,通过分析实验数据,得出的结论是___________;
(4)根据以上测量数据,还可求出滑动变阻器的最大阻值为___________Ω;
(5)进行第4次实验时,将接入电阻R的阻值换为20Ω,发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片都不能将电压表的示数调到2.5V。为达实验目的,若重新选择器材进行实验,以上四个定值电阻都能为实验所用,下列调整可行的是___________(填序号)。
①换用最大阻值更大的滑动变阻器
②换用最大阻值更小的滑动变阻器
③增大电源电压
④减小电源电压
⑤适当增大设定不变的电压
⑥适当减小设定不变的电压
20.(2023·江苏宿迁·统考二模)探究“电流与电阻的关系”时,实验器材有:三节新的干电池(总电压为4.5V不变)、电流表、电压表、滑动变阻器(标有“20Ω 2A”字样)、定值电阻5个(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、50Ω),开关一个,导线若干。
(1)请按图甲所示的电路图,用笔画线代替导线,将图乙中的器材连接成完整的电路______(要求:滑片向左移动时电流变大);
(2)闭合开关,电流表无示数,电压表有示数且接近电源电压,则故障原因可能是_____;
A.滑动变阻器RP断路
B.定值电阻R断路
C. 定值电阻R短路
(3)排除故障后,将定值电阻由5Ω更换为10Ω时,应向_____(选填“左”或“右”)适当调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数保持不变;
(4)图丙是根据实验数据画出的定值电阻的I﹣R图象,其中阴影部分面积代表的物理量是_____,其数值为_____;
(5)实验中,在接入50Ω的定值电阻后,无论怎样移动滑片,都不能使电压表示数达到原来的数值,为了能完成这次实验,下列措施不可行的是_____;
A.再串联一个10Ω的电阻
B.调高电源电压
C. 更换一个最大阻值为30Ω的滑动变阻器
(6)在实验拓展时,发现不使用电压表,利用学生电源(电压未知但恒定不变)、阻值为R0的定值电阻、电流表、开关等器材可测未知电阻Rx的阻值,电路如图丁所示。请你完成下列实验步骤:
①按电路图正确连接电路,只闭合开关S,读出电流表示数I1;
②闭合开关_____(选填“S”、“S1”或“S和S1”),读出电流表示数I2;
③根据实验数据,计算出待测电阻Rx=_____。(用R0、I1、I2表示)
21.(2023·江苏徐州·统考一模)在探究“通过导体的电流与电阻关系”实验中,电源电压为6V且保持不变,另有滑动变阻器和5个不同阻值的定值电阻,图乙是依据五次实验的数据描点绘制的I-R图像。
(1)实验中将电阻接入电路中,连接的电路如图甲所示,经检查发现有一根导线连接错误,请你在这根导线上打“×”,并用笔画线代替导线画出正确的接法_________;
(2)本次实验控制了定值电阻两端电压为_________V不变;
(3)为了完成实验,滑动变阻器的最大阻值不能小于_________;
(4)分析图像可得结论:___________。
22.(2023·江苏苏州·统考一模)在探究“电流与电阻的关系”实验中,小明设计了如图甲所示电路图,选用器材如下:电源电压恒为3V不变、阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻、滑动变阻器(20Ω;1A)、电压表、电流表、开关及导线若干,请回答下列问题:
电阻R/Ω 5 10 20
电流I/A 0.4 0.2
(1)实验过程中发现电压表示数接近3V,电流表几乎无示数,造成此故障的原因可能是____________;
(2)排除故障后,小明更换定值电阻,调节滑动变阻器的滑片,将实验数据填入表中。当更换20Ω的定值电阻进行实验时,电流表的示数如图乙所示,则通过定值电阻的电流为_________A;
(3)分析实验数据可知,在实验过程中,滑动变阻器接入电路的最大阻值为_________Ω。
23.(2023·江苏宿迁·统考一模)小海设计了“探究电流与电阻的关系”的实验,器材如下:电源电压恒为4.5V,五个定值电阻R分别为:5Ω、10Ω、15Ω、20Ω及25Ω,滑动变阻器、电压表、电流表、开关各1个,导线若干。
(1)实验前,小海发现电流表出现如图甲所示情况,造成该现象的原因是_____;
(2)调整后,按图乙方式连接好电路;闭合开关前,应将滑动变阻器滑片移到最_____(选填“左”或“右”)端;
(3)小海把5Ω的电阻接入电路后,闭合开关,移动滑片,当电压表示数为2.5V时,记录电流表示数。断开开关,保持滑片位置不变,用10Ω的电阻替换5Ω,再次闭合开关,发现电压表示数_____2.5V(选填“大于”、“等于”或“小于”),此时应向_____(选填“左”或“右”)移动滑片,同时注意观察_____(选填“电流表”或“电压表”),使其示数与第一次相同;
(4)根据实验数据,小海绘制了如图丙所示I-R关系图像;分析图像,得出该实验的结论是_____;
(5)五个定值电阻均可按上述要求完成实验,推测滑动变阻器的最大阻值至少为_____Ω。
24.(2023·江苏泰州·统考一模)小明同学用如图甲所示的电路探究“电流与电压和电阻的关系”,电源电压18V保持不变,滑动变阻器的规格是“70Ω1.5A”,阻值为10Ω、20Ω,30Ω、50Ω的电阻各一个,满足测量需求的电流表,电压表各一个。
(1)根据图甲所示的电路图,将图乙所示的实物图连接完整,要求闭合S后,滑片P向左移动时电压表示数变大。
( )
(2)小明先探究“电阻R一定,电流与电压的关系”,他将10Ω的电阻作为R接入电路,闭合开关S,通过调节滑动变阻器滑片P,测出电阻两端施加不同电压时对应电流值,并记录(如表所示)。第3次实验时电流表的读数如图丙所示,则此时流经电阻的电流为_____A.分析数据,可得出结论:_____。
实验次序 1 2 3 4
U/V 3.0 4.0 5.0 6.0
I/A 0.30 0.41 0.62
(3)接着小明根据表1数据绘制出I—U图像,如图丁中a所示,实验完成后,将电阻换成小灯泡。重复上述实验过程,绘制出I—U图像,如图丁中b所示,试分析图像中A、B、C三电阻RA、RB、RC从小到大排列依次为(用不等式表示):_____。
(4)小明在探究“电压U一定,电流与电阻的关系”:
a、他将10Ω的电阻接入电路,闭合开关S,调节滑片P到适当位置,读出电流表示数记入表中断开开关S,小明用20Ω的电阻替换10Ω的电阻,闭合开关S,移动滑片P使滑动变阻器接入电路阻值_____(选填“增大”或“减小”)他这样操作的目的是_____。
实验次序 1 2 3 4
R/Ω 10 20 30 50
I/A 0.60 0.30 0.20 0.12
b、上表是小明提交的实验数据,老师指出有一组数据不符合实际,你认为这是实验次序_____的数据,选出的理由是_____。
25.(2023·江苏苏州·统考一模)小明用图甲所示的电路来测量小灯泡正常发光时的电阻,已知电源电压保持3V不变,小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)在甲图中,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于最_______(选填“左”或“右”)端;
(2)小明从滑动变阻器接入电路阻值最大时开始记录数据,得到小灯泡图像如图乙所示,则小灯泡正常发光时的电阻为_______Ω(保留一位小数)。其图像不是一条直线的原因是_______;
(3)小明选用的滑动变阻器的规格是下列的_______(选填字母)。
A.“5Ω 2A” B.“15Ω 2A” C.“25Ω 2A” D.“30Ω 2A”
(4)同组的小聪设计了如图丙所示的电路,测量另一个额定电压为的小灯泡正常发光时的电阻,已知定值电阻的阻值为,请将下列实验步骤补充完整。
①闭合S、S1,断开S2,调节滑动变阻器的滑片,使电流表的示数为_______;
②闭合S、S2,断开S1,________,记录电流表的示数为I;
③小灯泡正常发光时的电阻表达式为R额=________(用、I和表示)。
26.(2023·江苏淮安·统考一模)两个学习小组根据所给实验器材不同,设计测量定值电阻阻值的方案也要求不同,其它小组进行评估:
方案一 方案二
器材:一只电压表,一个阻值为的固定电阻、未知电阻、电源、开关和导线若干。 器材:一只电压表、一个已知最大阻值的滑动变阻器,未知电阻、电源、开关和导线若干。
步骤一、请你在图虚线框中画出实验时所需的电路图,并连接电路。 步骤二、将电压表______在两端,闭合开关,读出电压表的示数; 步骤三、将电压表______在两端,闭合开关,读出电压表的示数; 步骤四、根据你设计的电路的特点和实验所测得的物理量,写出的表达式______。(用符号表示) 请你在图虚线框中画出实验所需的电路图______。 评估交流 从实验操作角度看,以上两个方案中,方案______更好。 理由:______。(写出一条)
27.(2023·江苏扬州·统考一模)小明要测量定值电阻Rx的阻值(约十几欧)现有器材:电源(6V)、滑动变阻器、电流表、电压表、开关各一个,导线若干。
(1) 他设计并连接了如图甲所示电路。请用笔画线代替导线,将该电路连接完整;___________
(2) 电路连好后,闭合开关前,应将滑动变阻器滑片移至最___________端,闭合开关,移动滑片到某一位置,电压表示数如图乙所示,此时Rx两端的电压为___________V;
(3) 当小明准备读取电流表示数时,发现两电表示数突然都变为0。他用一条导线检查电路故障,当将该导线两端分别接到a、d接线柱上,发现电流表有示数,电压表示数仍为0;当将该导线两端分别接到c、f接线柱上,发现电压表有示数,电流表示数仍为0;则由此可以判断故障是:___________;
(4) 排除故障后继续实验,却不慎将电流表损坏。小明发现桌上有一根标有长度刻度、总长为20.0cm、总阻值为10Ω的均匀电阻丝,还有一根带有鳄鱼夹的导线(如图丙所示)。查阅资料了解到,均匀电阻丝阻值与长度成正比,经过思考,重新设计了如图丁所示的电路(AB为电阻丝,C为鳄鱼夹),继续进行实验;
①根据已知条件判断,电压表量程应选用___________V;
②按照图丁所示电路连接好器材,闭合开关,当AC的长度为6cm时,电压表示数为1.2V,则此时电路中的电流I1=___________A;待测电阻Rx=___________Ω。
28.(2023·江苏淮安·统考一模)小华和同学们在“测量小灯泡的电阻”的实验中,使用的灯泡规格为“2.5V”,电源电压保持6V不变,滑动变阻器规格为“”。
(1)该实验的测量原理是______;
(2)如图甲所示,闭合开关,小灯泡不亮,电流表几乎无示数,电压表满偏,则电路故障可能是小灯泡______(选填“短路”或“断路”);
(3)排除电路故障后,将滑片P移到某处时,电压表示数为2V,要使小灯泡正常发光,应将滑动变阻器的滑片向______移;
(4)同学们根据实验所测得的数据绘制成如图乙所示的图象,由数据可知小灯泡正常发光时的电阻约为______,观察图乙可发现小灯泡的电阻随着电压、电流的增大而______,该小灯泡的额定功率为______W;
(5)为了深入探究“电流与电阻的关系”,小华同学又找来、和三个定值电阻继续实验,他将的定值电阻代替小灯泡接入电路,调节滑动变阻器使定值电阻两端电压为2V;不改变其它电路元件,接下来断开开关,保持滑片位置不变,取下的定值电阻换成的定值电阻,则闭合开关后,应将滑动变阻器的滑片向______(选填“左”或“右”)移动;再用的定值电阻替换的定值电阻后,他发现电压表示数始终不能调到2V,为了完成实验探究,只更换滑动变阻器,则更换的滑动变阻器最大阻值至少为______;
(6)另一组的小轩同学在不使用电流表的情况下用图丙所示的电路测的阻值,其中是电阻箱(阻值可调、可读),请帮助她完成实验步骤:
只闭合开关、,移动滑动变阻器的滑片,使电压表指针指在合适位置,读出电压表读数为,读出电阻箱的读数为;
只闭合开关______,保持滑动变阻器的滑片位置及电阻箱的阻值不变,读出电压表读数为;
则______(用、、表示)
29.(2023·江苏苏州·统考一模)许多用电器的电阻值往往会随着条件的变化而变化,例如小灯泡的电阻与其工作电压有关,热敏电阻对温度非常敏感。科创学习小组采用不同方法分别研究了一只额定电压为2.5V的小灯泡电阻和一只热敏电阻的变化情况,请结合他们的研究回答问题。
实验一:测定小灯泡在不同电压时的电阻,选用如图甲所示的器材,其中电源电压为6V,小灯泡额定电压为2.5V(灯丝电阻约为12Ω左右)
(1)为了能测量小灯泡正常工作时的电阻,下列两种规格的滑动变阻器应选用______
A.10Ω 1A B.50Ω 0.5A C.100Ω 0.2A
(2)用笔画线代替导线,将图甲所示的实物电路连接完整______;
(3)检查电路连接无误后,闭合开关S,灯泡不亮,电压表有示数,电流表无示数,产生这一现象的原因可能是______;
(4)移动滑片,发现电压表的示数如图乙所示,其读数是______Ⅴ;
(5)通过小灯泡的电流随它两端电压变化的关系如图丙所示,分析图像可知该小灯泡正常发光时的电阻为______
实验二:测量热敏电阻在某一温度下的阻值。选用如图丁所示的器材,将温控室的温度设置好,电阻箱R0调为某一阻值R01,闭合开关S,调节滑动变阻器R1,使电压表和电流表的指针偏转到某一位置,记录此时电压表和电流表的示数和电阻箱的阻值R01,断开开关S。
(6)将电压表和热敏电阻C端间的导线改接到D端,闭合开关S,反复调节______(R0/R1/R0和R1),使电压表和电流表的示数与上述记录的示数相同,记录此时电阻箱的阻值R02,断开开关S;
(7)实验中记录的阻值R01______(大于/等于/小于)R02,热敏电阻的阻值RT=______。
30.(2023·江苏泰州·统考一模)小聪同学用伏安法测电阻,实验电路图如图甲所示。
(1)首先按照甲图连接好电路___________ ;
(2)小聪同学按图甲所示的实验电路图连接电路后,进行实验的过程中,发现电流表和电压表示数都比较大,无论怎么移动滑动变阻器的滑片,两表示数都不变化,原因可能是 ___________;
(3)小聪同学重新按图甲所示的实验电路图正确连接电路,进行实验,某次实验中电压表示数如图丙所示,电流表示数如图丁所示,被测电阻Rx=___________Ω;
(4)实验过程中电流表突然烧坏,不能正常使用了,他想出一个方法,应用现有的器材,也能测出电阻Rx的阻值。实验步骤如下:
①将滑动变阻器滑到a端,闭合开关S读出电压表的读数,记为U1;
②___________,闭合开关S,读出电压表的读数,记为U2;
③读出滑动变阻器的最大值R;
④则被测电阻Rx的阻值为:Rx=___________(写出表达式)。
31.(2023·江苏无锡·统考一模)几组同学用如图甲所示的电路图,用不同的方法测量的阻值,电源电压恒为3V,滑动变阻器最大阻值为,还有电压表、电流表、电阻箱、导线可以选用。
(1)第一组同学操作步骤如下:
①将单刀双掷开关拨至a位置,在乙位置连接电流表;
②调节滑动变阻器滑片,当电压表示数为1.5V时,电流表示数如图乙所示;
③则___________Ω;
(2)第二组同学操作步骤如下:
①将单刀双掷开关拨至a位置;
②乙位置用导线连接,将滑动变阻器调至阻值最小端,闭合开关S,读出此时电压表的示数记为;
③___________,读出此时电压表示数记为;
④则___________(用上述已知的物理量符号表示);
(3)第三组同学操作步骤如下:
①将电阻箱接入甲位置,乙位置用导线连接,先将单刀双掷开关拨至___________位置;
②闭合开关S,移动滑动变阻器滑片到某一合适位置时,记下此时电压表示数为2V;
③断开开关S,将单刀双掷开关拨至___________位置;
④闭合开关S,调节___________;
⑤读出电阻箱示数,即等于的阻值;
(4)第三组同学发现前两组的测量结果都一样,本组测量结果却比他们的大了2Ω,检查分析后发现,是在步骤④之前,不小心碰到了滑动变阻器滑片,导致滑动变阻器接入电路的阻值变化了___________Ω。
32.(2023·江苏扬州·统考一模)在“伏安法测电阻”的实验中,电源电压接近 3V 左右。
(1)如图中有一根导线连接错误,请你在连接错误的导线上画“×”,并用笔画线代替导线在图中补画出正确的连线;( )
(2)排除故障并正确操作,刚合上开关,发现电压表的示数为 1V,电流表的示数为 0,则故障是________;
(3)移动滑片 P,当电压表的示数为 1.3V 时,电流表的示数如图乙,其示数为________A, 待测电阻 Rx=________Ω。若要将电压表的示数调到 2.0V,需将滑片 P 向_________移动;(选填“左”或“右”)
(4)某同学利用一个电压表和一个已知阻值的电阻 R0,设计如图丙的电路,同样测出待测电阻 Rx的阻值。
实验步骤如下:
①闭合 S、断开 S1,用电压表测出待测电阻Rx两端的电压为 U1;
②___________,用电压表测出电源的电压 U;
③可得待测电阻 Rx=___________。(用 U、U1和 R0表示)
33.(2023·江苏南京·统考一模)各小组用如图所示的电路测量定值电阻的阻值,所用器材规格不完全相同。
(1)第一小组将调至0,调至,电压表示数,,则_________;
(2)第二小组将调至__________,调整,直至________,则;
(3)第三小组将电阻箱和分别调至和,电压表和的电压分别为和,用表示的阻值为_________,为了多次测量减小误差_________;
A.必须同时改变和
B.只能改变电阻大小
C.只能改变电阻大小
D.改变和其中一个,或两个同时改变
(4)第四小组用第三小组的方案进行了两次测量,但均忘记记录的阻值,只知道其中一次的阻值是另一次的2倍,请根据表格中的数据计算出的阻值为_________。
序号
① 1 8 40
② 3 6 16
四、计算题
34.(2023·江苏宿迁·统考一模)如图所示电路图中,电灯L1的阻值为10Ω;当S1接C时,S2接B时,电流表的读数是0.3A。
求:(1)通过灯L1、L2的电流各是多少?
(2)电源电压;
(3)S1接C,S2接A时,电流表的示数是0.5A,求电灯L2的阻值?
五、综合题
35.(2023·江苏苏州·统考一模)小明用图甲所示的可变电阻制作了调光灯。
(1)在甲图中笔画线代替导线,将电路连接完整。要求:当滑片顺时针转动时,灯变亮,连线不得交叉_________;
(2)图乙中假设电源电压为3V不变,电位器的AB间总电阻12.1Ω,电流表A1的量程是0~3A,电流表A2的量程是0~0.6A,此时闭合开关,两个电流表均有示数,若滑片顺时针转动时,电流表_________先超量程损坏,若滑片逆时针转动时,电流表_________先超量程损坏,为了保证两个电流表的安全,PA段电阻接入的阻值范围是_________到_________。
36.(2023·江苏扬州·统考一模)阅读短文,回答问题:
教室护眼灯
教室护眼灯的外观图如图甲所示,它工作时光线柔和,基本无可视频闪,也就是在相同时间内闪烁的次数比较多,人眼几乎感觉不到,且不会产生刺眼的眩光,能有效预防近视的发生。常见的眩光类型有直接眩光、反射眩光和光幕眩光,直接眩光由灯具产生,反射眩光和光幕眩光主要由高反射物体表面产生。
教室护眼灯采用双侧发光的方式,光源放在灯具的两条长边上,发出的光由两侧的导光板向中央传播,在没有导光点的导光板上,光不能从导光板表面射出,起不到照明作用。当遇到导光板底部的导光点时,改变了光线的传播方向,由导光板正面射出,如图乙所示。最后通过扩散膜、微晶防眩板均匀射出。
教室护眼灯工作时也会产生热量,研究表明护眼灯灯珠的电阻随温度的升高而减小,图丙是温度为T1时护眼灯灯珠工作时的电流与电压的关系图像。当电路中加载一定的电压或工作电压超过某一特定值时,微小的电压变化会造成电流的急剧变化,进而导致护眼灯过度发热而损坏,因此要给护眼灯配制合理的电源进行供电。
(1)护眼灯与白炽灯在发光时相比不会产生眩光,白炽灯产生的眩光属于_______眩光;
(2)导光板材料主要利用了下列哪种物理属性_______;
A.导电性 B.导热性 C.磁性 D.透明度
(3)当光由两侧的导光板向中央传播时,下列说法正确的是_______;
A.没有导光点时,只反射;遇到导光点时,只折射
B.没有导光点时,只折射;遇到导光点时,只反射
C.没有导光点时,只反射;遇到导光点时,既反射又折射
D.没有导光点时,只折射;遇到导光点时,既反射又折射
(4)当护眼灯灯珠的温度由T1升高到T2时,电流与电压的关系图像应在丙图像中的_______(填“左侧”“右侧”或“原处”);
(5)下列四种不同电源输出的电流或电压随时间变化关系的图像,最符合护眼灯灯珠工作特性要求的供电方案是_______。
A.B.
C.D.
参考答案:
1.D
【详解】A.研究通过导体的电流与电阻的关系,应保持导体两端的电压不变。在改变电阻箱R1的阻值时,R1两端的电压也会改变,需要调节滑动变阻器滑片保持电压不变,小南读出了第一组数据,然后他不再调节滑片,仅改变电阻箱R1的阻值,没有保持电压不变,故不能得出通过导体的电流与电阻成反比的结论,故A错误;
B.不能得到通过导体的电流与电阻成反比的结论,是因为他没有调节滑片保持电压不变,而不是因为他改变R1的阻值,故B错误;
C.第一次实验中,R1两端的电压
U1=IR1=0.2A×9Ω=1.8V
R2两端的电压为
U2=U-U1=3V-1.8V=1.2V
则
由于第一次实验后不再调节滑片,所以三次实验中R2连入电路的阻值为9Ω,故C错误;
D.根据以上方法,可以得出三次实验中R1两端的电压分别为1.8V、1.5V、0.99V,那么R2两端的电压分别为1.2V、1.5V、2.01V,三次电流分别为0.2A、0.25A、0.33A,分析数据可以得出:在R2电阻不变时,R2中的电流与它两端的电压成正比,故D正确。
故选D。
2.B
【详解】由图可知,两电阻并联,电流表测干路电流,电压表测电源电压。当开关S闭合时,滑动变阻器R1的滑片由中点处向左滑动的过程中,其接入电路中的阻值变大,由欧姆定律可知,通过它的电流变小,又因为并联电路各用电器互不影响,则通过R2的电流不变,由并联电路电流特点知,干路电流变小,即电流表示数变小。因电压表测电源电压,其示数保持不变。故ACD错误,B正确。
故选B。
3.D
【详解】A.物体做匀速直线运动时,速度恒定不变,而图甲中速度随着时间的增加而变大,故A不符合题意;
B.电阻一定时,通过定值电阻的电流与其两端电压成正比,电流随着电压的增大而增大,故B不符合题意;
C.密度是物质的一种特性,一般情况下同种物质的密度不变,与体积无关,故C不符合题意;
D.物体由静止下落过程中,速度逐渐变大,单位时间内通过的路程也逐渐变大,由W=Gh可知,h逐渐变大,因此W也逐渐变大,故D符合题意。
故选D。
4.C
【详解】A.闭合开关,当Rx上压力增大时,Rx的阻值变小,总电阻变小,根据欧姆定律可知,此时电流表示数为
电源电压不变,R0阻值不变,Rx阻值变小,I变大,所以I随F的增大而变大,但I与F不成正比,故A错误;
B.此时R0两端的电压为
Rx的阻值变小,则U1变大,即U1随压力的增大而增大,故B错误;
C.此时Rx两端的电压为
Rx的阻值变小,则U2变小,即U2随压力的增大而减小,故C正确;
D.U1与U2比值为
R0的阻值不变,则k与F成正比,故D错误。
故选C。
5.D
【详解】由电路图可知,闭合开关,定值电阻R0、R1与滑动变阻器R2串联接入电路,电压表V1测滑动变阻器两端的电压,电压表V2测定值电阻R1与滑动变阻器两端的总电压,电流表测量电路电流;由乙图可知通过电路的最小电流为0.3A,此时
,
因串联电路总电压等于各分电压之和,所以定值电阻R1两端的电压
由欧姆定律可得,定值电阻R1的阻值
因串联电路各处电流相等,则定值电阻R0的阻值可表示为
①
由乙图可知当通过电路的电流为0.5A时
,
此时定值电阻R1两端的电压
根据串联电路电压规律可知
即
此时定值电阻R0的阻值可表示为
﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
联立①②可得
,
故ABC正确,不符合题意,D错误,符合题意。
故选D。
6.C
【详解】ABC.由电路图可知,两灯泡并联,开关S1控制干路,开关S2控制L2支路,电压表测电源的电压,电流表测电路中的总电流,因电源电压不变,所以,开关S1闭合,S2断开前后,电压表的示数不变;开关S1闭合,S2由闭合到断开时,根据并联电路的电流关系可知,电流表的示数变小,由并联电路的特点可知灯泡L1的亮度不变,故AB不符合题意,C符合题意;
D.电源电压不变,电流表的示数变小,根据可知,电路的总电阻变大,故D不符合题意。
故选C。
7.D
【详解】A.由图乙知,显示仪与电阻R并联,是电压表,故A正确,不符合题意;
B.图乙中,两个电阻串联在电路中,显示仪测R两端的电压,温度降低时,显示仪的示数变小,即R两端的电压变小,据串联电路的分压特点知,R的阻值变小,所以热敏电阻R随温度的降低而减小,温度升高而增大,故B正确,不符合题意;
C.将R0换成阻值更大的电阻,测相同温度时,热敏电阻R的阻值不变,据串联电路的分压特点知,R0分得的电压变大,R两端的电压变小,显示仪的示数变小,故C正确,不符合题意;
D.被测物体温越低,热敏电阻R的阻值越小,分得的电压越小,则R0两端的电压越大,故D错误,符合题意。
故选D。
8. 反比 5 5 9
【详解】[1]由图像可知I与R成反比,故当电压一定时,电流与电阻成反比。
[2]每次控制的电压
[3][4]实验中控制定值电阻两端的电压为5V不变,因此电源电压最低不能小于5V;当定值电阻取25Ω接入电路中,且滑动变阻器接入最大阻值时,电源电压最大,此时电路中电流为
电源电压最大值
故电源电压的范围为。
9. 大 小 R1
【详解】[1]由图可知,车越轻,滑片越往上,所以R2接入的电阻丝越长,电阻越大。
[2]由电路图可知,两个电阻串联,R2接入的电阻丝越长,电阻越大,电路总电阻越大,电流越小,因此车重表的示数越小。
[3]电压表应并联在电路中,车越轻时,R2电阻变大,电路总电阻越大,电流越小,根据欧姆定律,R1两端电压变小,因此要想车越轻时,车重表的示数越小,应将电压表与R1并联。
10. 变亮 细
【详解】[1]闭合开关,回形针向左移动的过程中,铅笔芯接入电路中的长度变短,电阻减小,根据欧姆定律可知,电流变大,灯泡变亮。
[2]小明发现回形针在移动的过程中灯泡亮度变化不明显,说明电流的变化比较小,根据可知,即铅笔芯电阻变化较小,故应选用电阻较大的铅笔芯,而相同材料和长度的导体,电阻与横截面积成反比,故换用更细的铅笔芯。
11. 增大 电压
【详解】[1]如图可知,当压力增大时,滑片P向下移动,则接入电路的阻值增大。
[2]当压力增大时,R2阻值增大,则由欧姆定律可知,电路电流变小,电流表示数变小,由串联分压可知,滑动变阻器两端电压变大,电压表测滑动变阻器,示数变大,则为实现压力增大,电表示数增大,应把电压表改装为压力计。
12. 20 0.3 0.4 不均匀
【详解】[1]当油箱内油面高度最高时,R的金属滑片在最下端,此时电路中只有R0接入电路,油量表指针满偏,其示数I0=0.6A,则R0的阻值
[2]当油箱内没有油时,R全部接入电路,油量表的读数最小,此时电路总电阻
此时电路电流
[3] 当油箱内油面的高度降为最高油面一半时,滑片正好在R的中点,此时油量表的读数
[4]当R接入电路的电阻为0时,电路电流为0.6A;当R接入电路的电阻为R的一半时,电路电流为0.4A;当R全部接入电路时,电路电流为0.3A。由此判断理油量表的刻度是不均匀的。
13. 30 15 0.9
【详解】(1)[1]由阿基米德原理可得,物体AB受到的浮力为
(2)[2]水位与物体AB上表面相平时,弹簧对物体的拉力
水位降至与AB下表面相平时,弹簧对物体的拉力
水位由与物体AB上表面相平降至与AB下表面相平的过程中,弹簧拉力的变化量
由乙图可得
水位降至与AB下表面相平时,可得
解得弹簧伸长量是
[3]滑动变阻器R的最大阻值20Ω且阻值与长度成正比,可得
水位由与物体AB上表面相平降至与AB下表面相平,接入电路电阻的长度为
接入电路的电阻为
此时电路中电流为
电压表示数为
水位与物体AB上表面相平时,此时电路中电流为
电压表示数为
电压表的示数变化
14. 2 2
【详解】[1]设AB以上部分的电阻为R2,由题意可知,R1和R2并联后的总电阻为3Ω,则根据欧姆定律可得,此时电路电流为
[2]根据并联电路电阻特点可得
则AB以上部分的电阻为
现将R1换成3Ω的电阻,R2的阻值不变,根据并联电路的电阻特点可得
则此时AB间总电阻变为
15. 定值电阻断路 0.4 电压不变时,电流与电阻成反比 D 10
【详解】(1)[1]滑动变阻器的滑片向右移动时,电流表示数变大,由可知电路的总电阻变小,由电阻的串联可知变阻器连入电路的电阻变小,故变阻器右下接线柱连入电路中,如图所示:
(2)[2]闭合开关后,电流表没有示数,电路可能断路,电压表有示数,则电压表与电源连通,故原因可能是R断路。
[3]由图乙可知,电流表的量程是0~0.6A,分度值是0.02A,电流表的示数是0.4A。
(3)[4]根据图丙可知,电流与电阻倒数关系为一过原点的直线,即电流与电阻倒数成正比,故得出:电压一定时,电流与电阻成反比。
(4)[5]A.探究“导体中电流跟电阻的关系”时应控制R1两端电压保持不变,根据串联电路电压的规律,变阻器R2两端的电压也不变,由欧姆定律可知I和R2乘积不变,是反比例函数,故A错误;
B.由图可知,R1、R2、电流表串联在电路中,电流表测电路中的电流;电压表测R1两端电压,因电压不变时,导体中电流跟电阻的关系成反比,故B错误;
C.探究“导体中电流跟电阻的关系”时应控制R1两端电压保持不变,根据串联电路电压的规律,变阻器R2两端的电压也不变,故C错误;
D.探究“导体中电流跟电阻的关系”时应控制R1两端电压保持不变,根据串联电路电压的规律,变阻器的电压也不变,由分压原理,两电阻之比为一定值,故图像为过原点的直线(或延长线过原点),故D正确。
故选D。
(5)[6]由欧姆定律可知,本实验中控制的定值电阻两端的电压为
UV=I1R1=0.2A×10Ω=2V
由串联电路电压的规律,变阻器分得的电压
U滑=U-UV=6V-2V=4V
变阻器分得的电压为电压表示数的2倍,根据分压原理,当接入30Ω电阻时,变阻器连入电路中的电阻为
R滑=3×20Ω=60Ω
故为了完成整个实验,所用的滑动变阻器的最大阻值应不小于60Ω,滑动变阻器R2的最大阻值是50Ω,所以串联一个阻值不低于
60Ω-50Ω=10Ω
16. 断开 电阻箱的阻值 电压表的示数仍为U 电阻箱的电阻调得太大了 6 当电压一定时,电流与电阻成反比 电源 这两个小组所控制的电阻箱两端电压不相同
【详解】(1)[1]为保护电路,在连接电路的过程中,开关应处于断开状态。
[2]因为要探究电流与电阻的关系,所以须记录电流及电阻的数据进行分析,即要记录电阻箱的阻值。
(2)[3]要探究电流与电阻的关系,须控制电阻箱两端的电压不变,即电压表的示数仍为U。
(3)[4]电阻越大,分得的电压越多,但电阻箱的电阻不断变大时,要使电阻箱两端电压达到U,须使变阻器的电阻值变大,但不能达到U时,表明滑动变阻器提供的电阻已达最大值,因而是电阻箱的电阻调得太大了。
(4)[5]由图可知
(5)[6]由图乙可知,其横轴和纵轴所表示的物理量分别为电阻R及通过的电流I,面积不变,即IR的乘积不变,故表明:当电压一定时,电流与电阻成反比。
(6)[7]为了保证电路安全,拆除电路时应该先拆除电源两端导线。
[8]由图丙可知,电阻箱两端的电压
即两个小组所画出的图像不同,是因为他们所控制的电阻箱两端电压不同。
17. 断开 大 导体两端电压一定时,通过导体的电流与导体电阻成反比
【详解】(1)[1]变阻器滑片向右移动时,使电流表示数增大,即要使电路中的总电阻减小。故用变阻器电阻丝右端接线柱将变阻器连入电路,电路连接如下
(2)[2]在连接过程中,为防止误连导致电流过大损坏元件,开关应该是断开的。
(3)[3]在研究电流与电阻关系时,应该控制定值电阻两端电压不变。在电源电压不变的情况下,将定值电阻更换为较大阻值的电阻后,按串联电路的分压特点可以知道,定值电阻两端电压增大。为将定值电阻两端电压减小到控制的电压值,应减小通过它的电流,即将变阻器连入电路的阻值变大。
(4)[4]当变阻器连入电路的电阻为0时,其两端电压为0,此时定值电阻两端电压为3V。当变阻器连入电路的电阻为最大阻值20Ω时,且定值电阻也为最大阻值的电阻,此时变阻器分担的电压最小,为
此时定值电阻两端电压为
故本实验中,可以控制定值电阻两端电压在1.5V~3V间
(5)[5]电流与电阻的关系为:在电压不变的情况下,导体中的电流与导体的电阻成反比。
18. 定值电阻断路 3 右 导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比
【详解】(1)[1]由甲图可知,定值电阻与滑动变阻器串联,电流表测电路中的电流,电压表测定值电阻两端的电压,电流表无示数,说明电路可能断路;电压表示数接近电源电压,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的定值电阻断路了。
(2)[2]由图像可知,电阻两端的电压为
(3)[3]根据串联电路的分压原理可知,用10Ω的电阻替换原5Ω的电阻后,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,由串联分压原理可知,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向右端移动。
[4]由图像可知,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:导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
19. 3.5 将变阻器滑片调到阻值最大处 见解析 25 ①④⑤
【详解】(1)[1]原电路中,电流表与定值电阻并联,电压表串联在电路中是错误的,电流表应与定值电阻串联,电压表应并联在定值电阻两端,如图所示:
(2)[2]电源电压保持6V不变,电压表示数为2.5V,变阻器两端的电压为
U滑=U-UV=6V-2.5V=3.5V
变阻器连入电路的电阻
小明想直接将接入的电阻R换为10Ω,此时电路中的电流
此时电压表的示数
[3]更换电阻时,为保护电路安全,应该断开开关,然后将变阻器滑片调到阻值最大处,更换电阻R换为10Ω,移动滑片,使电压表的示数是2.5V。
(3)[4]由表格数据可知,电流和电阻的乘积不变,即电压不变,可以得到在电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比。
(4)[5]连接正确后,闭合开关,此时变阻器的阻值是最大值,电流表示数为0.2A,电路的总电阻
滑动变阻器的最大阻值为
R滑大=R总-R1=30Ω-5Ω=25Ω
(5)[6]当R4=20Ω时,由串联分压可知
滑动变阻器的最大阻值太小,需要更换最大阻值更大的滑动变阻器;若20Ω的阻值分担电压为2.5V,由串联分压可知25Ω的滑动变阻器需分担电压为3.125V,则总电压变为5.625V,所以可以减小电源电压来达到实验目的;还可以适当增大定值电阻两端保持不变的电压,则变阻器两端的电压会减小,由串联分压可知变阻器连入电路的阻值会减小,可以完成实验,故选①④⑤。
20. B 右 电压 3V B S和S1
【详解】(1)[1]滑片向右移动时电阻变大,故滑动变阻器选用左下接线柱与定值电阻串联在电路中,如下图所示:
(2)[2]闭合开关,电流表无示数,说明电路可能断路;电压表有示数且接近电源电压,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的电路以外的电路是完好的,则与电压表并联的电路断路了,即故障原因是定值电阻R断路,故选B
(3)[3]实验中,当把5Ω的电阻换成10Ω的电阻后,根据分压原理,电阻两端的电压变大,研究电流与电阻关系时要控制电压不变,根据串联电路电压的规律,要增大滑动变阻器两端的电压,由分压原理,要增大滑动变阻器电阻阻值,故应把滑动变阻器滑片向右滑动
(4)[4][5]根据I﹣R图象(如图丙)知,图中阴影面积为长方形,其面积等于IR,由欧姆定律得U=IR,阴影面积表示的物理量是电阻两端的电压,其数值为
U=IR=0.6A×5Ω=3V
(5)[6]接入50Ω的定值电阻后,无论怎样移动滑片,都不能使电压表示数达到原来的数
值,说明滑动变阻器的阻值太小,不能分得足够大的电压。
AC.根据串联电路分压原理,为了能完成这次实验,滑动变阻器的最大阻值应大于
即
解得R滑大=25Ω,即滑动变阻器的最大阻值应该大于25Ω,所以更换一个最大阻值为30Ω的滑动变阻器可以完成这次实验;若再串联一个10Ω的电阻,当原来的滑动变阻器连入电路的电阻为15Ω时,相当于变阻器连入电路的等效电阻为10Ω+15Ω=25Ω,也可以完成实验,故AC不符合题意;
B.接入50Ω的定值电阻后,无论怎样移动滑片,都不能使电压表示数达到原来的数值,说明滑动变阻器的阻值太小,不能分得足够大的电压,若再调高电源电压,则滑动变阻器需要分走的电压会更大,根据串联电路分压原理,滑动变阻接入电路的阻值需要更大,该方法不可行,故B符合题意。
故选B。
(6)[7][8]只闭合开关S和S1,读出电流表示数I2;在步骤①中,为R0的简单电路,电流表测R0的电流,则电源电压为U=I1R0;在步骤②中,两电阻并联,电流表测干路的电流,由并联电路电流的规律可知通过未知电阻Rx的电流:Ix=I2﹣I1,则电源电压
U=IxRx=(I2﹣I1)Rx
由于电源电压不变,即I1R0=(I2﹣I1)Rx;则待测电阻Rx的阻值为。
21. 3 25 电压一定时,电流与电阻成反比
【详解】(1)[1]由电路图可知,电压表应并联在定值电阻两端,电阻接滑动变阻器的导线错,改为接电源负极或者电压表负接线柱,如图所示:
(2)[2]由图乙可知,当定值电阻为5Ω时,电流为0.6A,电压为
当定值电阻为10Ω时,电流为0.3A,电压为
故本次实验控制了定值电阻两端电压为3V不变。
(3)[3]由图乙可知,定值电阻最大为R大=25Ω,由于实验控制了定值电阻两端电压为U0=3V不变,因此此时定值电阻两端电压为3V,滑动变阻两端电压为U滑=3V,根据串联电路分压原理可得,即,故,滑动变阻器的最大阻值不能小于25Ω。
(4)[4]由图乙可知,当电压一定时,随着电阻的增大,电流逐渐变小,即电压一定时,电流与电阻成反比。
22. 电阻断路 0.1 10
【详解】(1)[1]实验过程中电流表几乎无示数,可能电路中出现断路,电压表示数接近3V,电压表与电源连通,可能是定值电阻R断路。
(2)[2]由图乙所示,电流表选用0~0.6A量程,分度值为0.02A,电流表的示数为0.1A。
(3)[3]由欧姆定律,电阻的电压为
U定=IR=0.1A×20Ω=2V
探究“电流与电阻的实验”中应控制电压不变,即应保持定值电阻两端的电压2V不变,由串联分压可知,当定值电阻的阻值增大,电压表的示数增大,为了保持电压表的示数不变,由串联电路电压的规律可知增大变阻器两端的电压,由分压原理,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑动变阻器接入电路的最大阻值时,定值电阻的阻值也最大,此时电压表的示数仍为2V,定值电阻的最大值是20Ω,通过电路的电流是0.1A,根据串联电路的特点及欧姆定律可知,滑动变阻器此时的接入电路的最大阻值
23. 电流表在实验前没有调零 右 大于 右 电压表 在电压一定时,通过导体的电流跟导体的电阻成反比 20
【详解】(1)[1]实验前,也就是开关还没有闭合,电路中没有电流,而电流表出现如图甲所示情况,从图甲可以看到,电流表指针在零刻度的左边,说明电流表在实验前没有调零。
(2)[2]调整后,按图乙方式连接好电路;闭合开关前,为了防止电路的电流过大,滑动变阻器接入电路的电阻应该最大,所以应将滑动变阻器滑片移到最右端。
(3)[3][4][5]由题意可知,5Ω的电阻两端的电压为2.5V,断开开关,保持滑片位置不变,用10Ω的电阻替换5Ω,再次闭合开关,由于电阻阻值变大,滑动变阻器接入电路的电阻大小不变,根据串联电路分压原理,10Ω的电阻两端电压变大,电压表示数大于2.5V;由于探究电流与电阻的关系实验,需要保持电阻两端的电压不变,即要求保持电压表示数为2.5V不变,10Ω的电阻两端电压要变小,根据串联电路分压原理,滑动变阻器接入电路的电阻要变大,从图乙可以看到,滑片应该向右移动,并且观察电压表,使其示数为2.5V。
(4)[6]分析图像,可知道电流与电阻的乘积是2.5V固定值,则可知道在电压一定时,通过导体的电流跟导体的电阻成反比。
(5)[7]五个定值电阻均可按上述要求完成实验,对每一个阻值进行分析,要求保持电阻两端的电压为2.5V不变,则滑动变阻器两端的电压为2V不变,由此可得到,当定值电阻为5Ω时,根据欧姆定律可得到
解得;同理可知,当定值电阻为10Ω时,;当定值电阻为15Ω时,;当定值电阻为20Ω时,;当定值电阻为25Ω时,;综上所述,滑动变阻器的最大阻值至少为20Ω。
24. 0.5 电阻一定时,电流与电压成正比 RA
【详解】(1)[1]滑片P向左移动时电压表示数变大,则滑动变阻器分压减少,滑动变阻器的电阻变小,故应将变阻器A接线柱接入电路,如下图所示:
(2)[2]第3次实验时电流表的读数如图丙所示,电流表选用大量程,分度值为0.1A,则此时流经电阻的电流为0.5A。
[3]分析这些数据可知电压与电流的比值为定值,故可以得出结论:在电阻一定时,通过导体的电流和导体两端的电压成正比。
(3)[4]分析 A、B两点,由图可知A、B两点电流相同,而B点电压大于A点电压,则RA<RB;分析 B、C两点,由图可知B、C两点电压相同,而C点电流大于B点电流,则RC<RB,由图线b可知,灯泡两端的电压变大时,电流变大,灯丝温度升高,灯泡的电阻增大,所以RA<RC,所以有RA<RC<RB。
(4)[5][6]根据串联分压原理可知,将定值电阻由10Ω改接成20Ω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,应保持电阻两端的电压不变,根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压,由分压原理,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,使电压表的示数控制不变。
[7][8]由题可知电流与电阻的关系实验时,控制电阻两端的电压为
当滑动变阻器接入最大值70Ω时,电源电压不变,保持定值电阻两端电压为6V不变,可替换的最大电阻为,则由串联分压规律可知,
即
则可替换的最大电阻为
所以第4次实验数据不符合实际。
25. 右 8.3 见解析 C 保持滑片位置不动
【详解】(1)[1]为保护电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于阻值最大处,即最右端。
(2)[2]由图乙可知,灯泡正常发光时的电压等于额定电压2.5V,此时通过灯泡的电流为0.3A,灯泡正常发光的电阻
[3]由于灯丝电阻随温度的升高而变大,所以小灯泡图像不是一条直线。
(3)[4]从滑动变阻器接入电路阻值最大时开始记录数据,此时电路中电阻最大,电流最小,由图象知此时灯泡两端电压为0.5V,电流为0.1A,由串联电路特点和欧姆定律可得,滑动变阻器的最大阻值
则所用滑动变阻器的规格为“25Ω 2A”,故选C。
(4)①[5]闭合S、S1,断开S2,调节滑动变阻器的滑片,使电流表的示数为。
②[6]闭合S、S2,断开S1,保持滑动变阻器的滑片位置不动,电流表测量干路中的电流,电流表的示数I为通过灯泡和定值电阻R0的总电流,则通过灯泡的电流为
③[7]小灯泡正常发光时的电阻的表达式为
26. 并联 并联 二 方案二中在测量电压时无需换接电压表,测量电压更方便
【详解】方案一:
[1]步骤一、在没有电流表的情况下,电压表与定值电阻R应起到电流表的测量作用,可以让待测电阻与定值电阻串联,将电压表分别与电阻和待测电阻并联,如图所示:
步骤二、将电压表并联在两端,闭合开关,读出电压表的示数;
[2]步骤三、将电压表并联在两端,闭合开关,读出电压表的示数;
[3]步骤四、在步骤二中,电压表测两端的电压,则两端的电压为,
在步骤三中,电压表测两端的电压,则两端的电压为,
由串联电路的电流特点可知,通过的电流:,由欧姆定律可知,的表达式为
方案二:
[4]在没有电流表的情况下,电压表与滑动变阻器的最大阻值R应起到电流表的测量作用,可以让待测电阻与滑动变阻器串联,将电压表与待测电阻并联,如图所示
[5][6]当滑片在最右端时,变阻器接入电路的阻值为零,电压表测电源的电压U;
当滑片在最左端时,变阻器接入电路的阻值最大,电压表测待测电阻两端的电压,由串联电路的电压特点可知,此时滑动变阻器两端的电压为,由串联电路的电流特点可知,通过的电流为
由欧姆定律可知,的表达式为
评估交流:由于方案一需要拆接电压表,不便于操作,而方案二只需要将滑动变阻器分别调到阻值最大处和阻值为零处即可,因此从实验操作角度看,以上两个方案中,方案二更好。
27. 左 1.2 cd断路 0~3 0.4 12
【详解】(1)[1]滑动变阻器根据“一上一下”的接法串联接在电路中,如图所示
(2)[2]为了保护电路,闭合开关前,应将滑动变阻器滑片移至阻值最大处,即最左端。
[3]由图乙可知,电压表选用小量程,分度值为0.1V,图中示数为1.2V。
(3)[4]导线两端分别接到a、d接线柱上,发现电流表有示数,电压表示数为0,说明df段电路无故障,ad之间出现故障;当将该导线两端分别接到c、f 接线柱上,发现电压表有示数,电流表示数仍为0 ,如果是定值电阻断路,那么最开始不应该是两表示数都为0,则由此可以判断故障是:cd断路。
(4)①[5]根据图丁,结合串联电路分压规律,AB间的最大电阻为10欧,定值电阻阻值约十几欧,电源电压恒为6V,AB间电压最大不会超过3V,所以电压表选择小量程,即0~3V。
②[6]均匀电阻丝阻值与长度成正比,当AC的长度为6cm时,电阻为
电压表示数为1.2V,根据欧姆定律可得,此时电路的电流为
[7]待测电阻为
28. 断路 右 增大 左 、
【详解】(1)[1]伏安法测量小灯泡的电阻实验的原理是:。
(2)[2]正确连线后,闭合开关,小灯泡不亮,电流表无示数,说明电路可能断路,电压表有示数,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的电路以外的电路是完好的,则与电压表并联的电路断路了,即电路故障可能是小灯泡断路。
(3)[3]滑片P移到某处时,电压表示数为2V时,小于灯泡额定电压2.5V,要使小灯泡正常发光,应增大灯泡两端的电压,根据串联电路电压规律,应减小变阻器两端的电压,根据分压原理,故应向右移动滑片来减小滑动变阻器接入电路中的阻值。
(4)[4]由图乙可知,当灯泡两端的电压为2.5V时,通过灯泡的额定电流为0.3A,则小灯泡正常发光时的电阻
小灯泡额定功率为
由图乙可知,当灯泡两端的电压增大,通过灯泡的电流也增大,且通过小灯泡的电流增大幅度小于电压增大幅度,由此可知小灯泡的电阻随着电压、电流的增大而增大。
(5)[7]实验中,当把的电阻换成的电阻后,根据分压原理,电阻两端的电压变大,研究电流与电阻关系时,要控制电压不变,根据串联电路电压的规律,要增大变阻器两端的电压,由分压原理,要增大变阻器电阻阻值,故应把变阻器滑片向左移动。
[8]由题意可知,只更换滑动变阻器,电源电压为6V,定值电阻两端电压为2V,滑动变阻器两端电压为4V,根据串联分压原理得
已知,则解得,如果只更换滑动变阻器,则更换的滑动变阻器最大阻值至少为。
(6)[9][10]只闭合开关S1、S2,移动滑动变阻器的滑片,使电压表指针指在合适位置,此时电压表测量电阻箱和定值电阻两端的总电压为,读出电阻箱的读数为;只闭合开关S1、S3,保持滑动变阻器的滑片位置及电阻箱的阻值不变,此时电压表测量定值电阻两端的电压为;根据串联电路电压特点得,电阻箱两端的电压为
根据串联电路电流特点和欧姆定律得
定值电阻的阻值
29. B 灯泡断路 2.2 12.5Ω R0和R1 大于 R01-R02
【详解】(1)[1] 电源电压为6V,小灯泡额定电压为2.5V(灯丝电阻约为12Ω),灯正常工作时的电流大小约为
根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压
U滑=6V-2.5V=3.5V
故变阻器的电阻
故选用“50Ω 0.5A”的滑动变阻器,故选B。
(2)[2]把电流表串联在电路中,灯泡正常工作时电流约为0.21A,则电流表量程为0~0.6A,电路图如图所示;
(3)[3]闭合开关S,灯泡不亮,电流表无示数,可能电路断路,电压表有示数,可能灯泡断路。
(4)[4]由图乙可知,电压表接的是0~3V量程,分度值为0.1V,此时示数为2.2V。
(5)[5]分析图像可知:小灯泡正常发光时电压为2.5V时,电流为0.2A,小灯泡正常发光时的电阻为
(6)[6]由图可知,电阻箱、热敏电阻和变阻器串联,原来电压表测量R0两端的电压,电流表测量电路中的电流,电压表和热敏电阻C端间的导线改接到D端,闭合开关S,电压表测量R0和热敏电阻两端的总电压,反复调节R0和R1,使电压表和电流表的示数与上述记录的示数相同。记录此时电阻箱的阻值R02,断开开关S。
(7)[7][8]两次电压表和电流表的示数相同,由欧姆定律可知
R01=R02+RT
即
RT=R01-R02
可知R01大于R02。
30. 根据电路图,电压表并联在电阻2段,滑动变阻器串联在电路中,作图如下 将变阻器的上面两个接线柱连入了电路中 8 将滑动变阻器滑片移动到B端
【详解】(1)[1]由电路图可知,从电源正极→开关→滑动变阻器→定值电阻→电流表→电源负极,电压表并联在定值电阻两端;注意连线时,电路从电流表和电压表的正接线柱流进,负接线柱流出,滑动变阻器要“一上一下”连接,如图所示
(2)[2]小聪同学按图甲所示的实验电路图连接电路后,进行实验的过程中,发现电流表和电压表示数都比较大,则说明电路电阻过小,无论怎么移动滑动变阻器的滑片,两表示数都不变化,说明变阻器没有了变阻的作用,故原因可能是将变阻器的上面两个接线柱连入了电路中。
(3)[3]电压表示数如图丙所示,电压表选用小量程,分度值为0.1V,电压为2.4V,电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流为0.3A,由欧姆定律,则被测电阻为
(4)[4][5]实验步骤:
①将滑动变阻器滑到A端,闭合开关S读出电压表的读数记为U1;
②将滑动变阻器滑到B端,闭合开关S,读出电压表的读数记为U2;
③读出滑动变阻器的最大值R;
④在①中,变阻器连入电路的电阻为0,电压表测电源电压U1;
在②中,R与待测电阻串联,电压表测待测电阻的电压U1,由串联电路电压的规律及分压原理可知
则被测电阻Rx的阻值为
31. 5 将滑动变阻器调至阻值最大端 a b 电阻箱,使电压表示数为2V 1
【详解】(1)[1]如图所示,电流表接入的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,读数为0.3A,故待测电阻Rx阻值为
(2)③[2]由于本次测量时没有电流表,只能通过串联电路电流电压的规律间接测量电阻的值,滑动变阻量接入最小阻值时,待测电阻两端电压为电源电压,再在滑动变阻器接入电大阻值时测量待测电阻两端电压,即将滑动变阻器调至阻值最大端,读出此时电压表示数记为
④[3]当将滑动变阻器调至阻值最大端时,滑动变阻器两端电压为
根据串联电路电流规律及欧姆定律,可得
则待测电阻的表达式为
(3)第三组实验是等效替代法,即先测量出待测电阻的分得的电压,在滑动变阻器接入的电阻一定时,当电阻箱分得电压与待测电阻相同,表明两个电阻阻值相同。实验步骤如下 :
①[4]将电阻箱接入甲位置,乙位置用导线连接,先将单刀双掷开关拨至a位置。
②闭合开关S,移动滑动变阻器滑片到某一合适位置时,记下此时电压表示数为2V。
③[5]断开开关S,将单刀双掷开关拨至b位置。
④[6]闭合开关S,调节电阻箱,使电压表示数为2V。
⑤读出电阻箱示数,即等于的阻值。
(4)[7]根据题意,,两端电压为2V,则电流为
滑动变阻器电压为
滑动变阻器接入的电阻为
若待测电阻变大了2Ω,此时待测电阻为
则电流为
此时滑动变阻器接入的电阻为
故滑动变阻器接入电路的阻值变化量为
32. 电流表短路 0.26 5 右 闭合开关S、S1
【详解】(1)[1]原电路中,电阻R和电压表被短路,R应与变阻器串联,电压表与电阻R并联,改正后电路图如图
(2)[2]刚合上开关,发现电压表的示数为1V,说明电路正常,电流表的示数为0,说明电流表没有接入电路,则故障是电流表短路。
(3)[3]接入电路的电流表的的量程是 ,分度值为0.02A,示数为0.26A。
[4]由可得待测电阻
[5]若要将电压表的示数调到2.0V,根据串联分压原理可知,需减小滑动变阻器接入电路的电阻,所以需将滑片P向右移动。
(4)实验步骤如下:
①闭合S、断开S1,两电阻串联,用电压表测出待测电阻Rx两端的电压为U1;
②[6]闭合开关S、S1,定值电阻R0被短路,电路为Rx的简单电路,用电压表测出电源的电压U;
③[7]根据串联电路电压规律,两电阻串联时,定值电阻R0两端的电压为
电路中的电流为
则待测电阻的表达式
33. 20 0 两电压表示数相同 D 2
【详解】(1)[1]第一小组将调至0,调至,待测电阻与串联,电压表Va测待测电阻的电压,Vb测的电压,已知电压表示数,,根据分压原理有
则
(2)[2][3]第二小组将调至0,调整,直至两电压表示数相同,根据分压原理,则有。
(3)[4]第三小组将电阻箱和分别调至和,电压表和的电压分别为和,电压表表和分别测与的电压和及的电压,由欧姆定律可知,电路的电流为
根据串联电阻的规律及欧姆定律,的阻值为
[5]的阻值测量过程中,两个电阻箱同时改变连入电路的电阻;若只改变其中一个电阻箱连入电路的电阻,也可类似得出待测电阻的大小,从而多次测量取平均值减小误差,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
(4)[6]在第一次测量中, Vb的示数为Va的8倍,根据分压原理有
故有
①
在第二次测量中, Vb的示数为Va的2倍,根据分压原理有
故有
②
已知其中一次的阻值是另一次的2倍,①②可知
Ra2=2Ra1 ③
由①②③可得出
Ra1=3Ω
代入①可得出的阻值为
Rx4=5Ω-3Ω=2Ω
34.(1)0.3A,0;(2)3V;(3)15Ω
【详解】当S1接C,S2接B时,L2被短路,通过的电流为I2=0,电路中只有L1工作,电流表测L1的电流I1=0.3A。
电源电压
U=I1RL1=0.3A×10Ω=3V
S1接C,S2接A时,电路为L1、L2并联接在电源两端,电流表测干路电流,通过L1的电流不变,通过L2的电流为
I2'=I总-I1=0.5A-0.3A=0.2A
电灯L2的阻值为
答:(1)通过灯L1的电流为0.3A,通过L2的电流为0。
(2)电源电压为3V。
(3)电灯L2的阻值15Ω。
35. A1 A2 5Ω 11Ω
【详解】(1)[1]当滑片顺时针转动时,灯变亮,电路中的电流变大,由可知电路的电阻变小,电阻丝变短,将BC接入电路中与灯串联,如图所示:
(2)[2][3][4][5]由图乙可知,电位器PA段电阻和PB段电阻并联,电流表A1测量干路中的电流,电流表A2测PA段电阻的电流,滑片顺时针转动时,PA段电阻变大,由可知通过PA段电阻电流变小,电流表A2不会先损坏,由并联电路电流的特点可知电流表A1先超量程损坏,若滑片逆时针转动时,PA段电阻变小,由可知通过PA段电阻电流变大,电流表A2会先先超量程损坏,A2的量程是0~0.6A,PA段电阻变化不能使电流超过0.6A,电阻最小值为
电流表A1的量程是0~3A,不能使干路中的电流超过3A,电路总电阻
由电阻的并联可知
①
RPB+R大=12.1Ω②
由①和②得到
R大=11Ω
为了保证两个电流表的安全,PA段电阻接入的阻值范围是5Ω到11Ω。
36. 直接 D C 左侧 B
【详解】(1)[1]由短文知道,常见的眩光类型有直接眩光、反射眩光和光幕眩光,而白炽灯产生的眩光是灯具产生的,属于直接眩光。
(2)[2]导光板将两边的的光导向中央传播,则利用的物理性质应与光相关,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
(3)[3]由乙图知道,在没有导光点的导光板上,光在导光板中只发生反射,所以没有导光点时,只反射;遇到导光点时,既反射又折射,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
(4)[4]由短文知道,护眼灯灯珠的电阻随温度的升高而减小,所以当护眼灯灯珠的温度由T1升高到T2时,由知道,此时I﹣U图像的斜率将变大,故应在丙图像的左侧。
(5)[5]由丙图的阴影部分知道,护眼灯灯珠的工作电压在U1和U2之间,超过这个区间,则微小的电压变化会造成电流的急剧变化,损坏灯珠,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。