2023年陕西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·陕西西安·模拟预测)如图甲所示,电源电压保持不变,小灯泡L标有“6V 3W”字样,电压表量程为0~15V。图乙是小灯泡L的电流随电压变化的图像。甲图中,整个过程中滑片在a点固定不动,闭合S和S1,断开S2,小灯泡正常发光,电压表的示数为10V;闭合S和S2,断开S1,电压表的示数为12V,则下列选项中不正确的是( )
A.电源电压为16V
B.滑动变阻器的最大电阻为50Ω
C.闭合S和S1,断开S2,滑动变阻器与小灯泡L串联
D.闭合S和S2,断开S1,滑动变阻器的滑片滑到最左端,电压表会超量程
2.(2023·陕西铜川·模拟预测)如图所示电路中,L1、L2是两只完全相同的灯泡,a、b是两段合金丝。闭合开关后,灯泡L1比L2亮,不考虑温度对灯丝电阻的影响,下列判断中正确的是( )
A.若L2断路,则L1会变得更亮
B.L1两端的电压等于L2两端的电压
C.通过L1的电流大于通过a合金丝的电流
D.若合金丝的材料和长度相同,则a的横截面积大
3.(2023·陕西西安·统考一模)图甲是探究欧姆定律的实验电路,电源电压恒定,R1是滑动变阻器,R2是定值电阻;图乙中的a、b分别是将滑动变阻器R1的滑片从最左端移动到最右端的过程中,电流表A的示数随两电压表V1、V2的示数变化关系图像。下列说法中正确的是( )
A.图线b是电流表A的示数随电压表V1的示数变化关系图像
B.当电压表V1、V2的示数相等时,滑片在滑动变阻器的中点位置
C.电源电压是6V
D.定值电阻阻值是1Ω
4.(2023·陕西咸阳·模拟预测)小张在“探究通过导体的电流与其两端电压的关系”时,根据记录的实验数据得到了如图所示的图像。下列说法错误的是( )
A.当导体乙两端电压为1V时,通过乙的电流为0.1A
B.导体甲的电阻小于导体乙的电阻
C.通过导体甲的电流与其两端的电压成正比
D.将甲、乙并联接到3V的电源上,干路电流为0.6A
5.(2023·陕西汉中·模拟预测)如图所示,灯泡L1、L2的电阻分别为20Ω和30Ω。闭合开关S,通过灯泡L1、L2的电流分别为I1、I2,它们两端的电压分别为U1、U2,则下列正确的是( )
A.I1∶I2=2∶3,U1∶U2=1∶1 B.I1∶I2=3∶2,U1∶U2=1∶1
C.I1∶I2=1∶1,U1∶U2=2∶3 D.I1∶I2=1∶1,U1∶U2=3∶2
6.(2023·陕西宝鸡·模拟预测)如图所示的电路中,若R1=10Ω,R2=5Ω,闭合开关S,此时,电压表的示数为2V,则电源电压为( )
A.2V B.4V C.6V D.8V
7.(2023·陕西渭南·模拟预测)如图所示是某项目化学习小组设计的电子身高测量仪的示意图,其中定值电阻R1=6Ω。电源电压恒为4.5V,滑动变阻器R2的规格为“40Ω 0.5A”,电压表的量程为0~3V,电流表量程为0~0.6A。在电路安全的情况下,关于此设计下列说法正确的是( )
A.当被测者的身高越高时,电压表的示数越小
B.当电路中电流为0.5A时,滑动变阻器接入电路的阻值是9Ω
C.当滑动变阻器R2接入电路的阻值是6Ω时,电压表的示数是2.25V
D.相对于电压表,用电流表的示数来反映人的身高,更符合人们的思维习惯
8.(2023·陕西延安·模拟预测)如图甲是一个用电压表的示数反映温度变化的电路原理图,其中电源电压U=4.5V且保持不变,电压表量程为0﹣3V,R0=300Ω的定值电阻,R1是热敏电阻,其电阻随环境温度变化的关系如图乙所示。若闭合开关S,则( )
A.电路中的最小电流为0.015A
B.电压表示数越小,环境温度越低
C.环境温度为20℃时,热敏电阻的阻值是150Ω
D.此电路允许的最高环境温度为100℃
9.(2023·陕西榆林·模拟预测)如图所示,为定值电阻,为滑动变阻器,电源电压保持不变。闭合开关,滑动变阻器滑片从中点向右移动过程中,下列说法正确的是( )
A.电流表变小,变小,电压表变大
B.电流表变小,不变,电压表不变
C.电压表的示数与电流表示数的比值变小
D.电流表、的示数之差与电压表示数的乘积不变
10.(2023·陕西宝鸡·统考模拟预测)教室里装有多盏电灯,上晚自习时,我们每多开一盏电灯时,则教室电路的( )
A.总电阻增大 B.总电阻减小 C.总电压增大 D.总电流不变
11.(2023·陕西宝鸡·统考模拟预测)在如图所示电路中,当闭合开关后,两个电压表指针都向右偏转相同角度,则电阻R1和R2阻值之比为( )
A.1:1 B.1:5 C.4:1 D.4:5
二、填空题
12.(2023·陕西商洛·模拟预测)如图所示为简易电子距离测量仪,R是一根粗细均匀的电阻丝,其每厘米长的电阻为0.5Ω,电路各部分均接触良好。物体M只能在导轨上做直线运动,并带动与之相连的金属滑片P移动,电压表示数可反映物体M移动的距离。开始测量前,将金属滑片P置于电阻丝中点,此时电压表和电流表示数分别为3V和0.1A。由此可知,电阻丝的总电阻为 _______Ω,当电压表示数为2V时,物体M向右移动了 _______cm。若开始测量前,将金属滑片P置于电阻丝某端点,可测量的最大距离为 ________cm。
13.(2023·陕西西安·模拟预测)如图所示电路中,电源两端电压保持不变,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,闭合开关S后,滑动变阻器滑片P从b向a移动的过程中,电流表A的示数 _____,电压表V2的示数 _____,电压表V1的示数与电流表A的示数之比 _____。(均选填“变大”、“变小”或“不变”)
14.(2023·陕西铜川·模拟预测)如图甲的电路中,电源电压保持不变,闭合开关后,滑片P由b端滑到a端,电压表示数U与电流表示数I的变化关系如图乙所示,则定值电阻为___________Ω,滑动变阻器最大阻值为___________Ω,电源电压为___________V。
15.(2023·陕西咸阳·模拟预测)如图甲所示是带有“去皮”功能的电子秤,小洋利用传感器、电流表、电源、开关及导线设计一个电子秤模拟电路图,如图乙所示。传感器电阻与压力的大小关系如表格所示,电流表最大量程0~0.6A,电源电压18V。
F(N) 0 0.2 0.5 1 2
R(Ω) 60 50 40 30 20
(1)不放物体时,电流表的示数为_________A,此刻度处标“0g”。为了保证电路元件安全,电子秤所测最大质量是_________g ;
(2)为了实现该秤“去皮”功能(把秤盘上所加的容器或不想计入的材料“清零”)。小洋将电路串联一个滑动变阻器如丙图所示。在秤上放一个质量为20g塑料量杯时,指针指在“0g”处。此时滑动变阻器接入电路的阻值是_________Ω;
(3)接着步骤(2)继续实验,若每次都在杯中倒入60ml不同液体,测其质量即可算出液体密度,请通过推理计算所测的最大密度值______。(写出必要的文字说明表达式及最后结果)(g取10N/kg)
三、实验题
16.(2023·陕西汉中·模拟预测)小彤利用如图乙所示的电路图探究电流跟电压、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5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω。
(1)该同学在连接实物过程中接错了一根导线(如图甲),请你在这根导线上打“×”,并补画出正确的那根导线_________;
(2)如图乙所示的电路图中,闭合开关S,发现电压表和电流表示数均为0。利用另一只完好的电压表进行检测,把电压表分别接在ab之间、bc之间和bd之间,电压表示数均接近电源两端的电压:接在ad之间,电压表示数为0。如果导线完好且连接无误,只有一个元件有故障,则故障原因是_________。
(3)在探究电流与电阻关系时,得到如图丙所示的电流I随电阻R变化的图像。
①由图像可知:在导体两端电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成_________。
②上述实验过程中,先用5Ω的电阻做完实验时,滑动变阻器滑片恰好移到滑动变阻器上e点位置,然后他用10Ω的电阻替换5Ω的电阻继续实验,闭合开关S,移动滑动变阻器滑片,使电压表示数为_________V时,读出电流表的示数,此时变阻器的滑片移至f点位置,那么f点在e点的_________(选填“左”或“右”)侧。
(4)为完成整个实验,应该选取最大阻值不小于_________Ω的滑动变阻器。
(5)在探究电流与电压关系时,根据相关数据绘制出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。则图像中A、B、C三点电阻RA,RB,RC大小关系由大到小排列为_________。
17.(2023·陕西咸阳·统考一模)在探究“电流与电阻的关系”时,实验器材:学生电源(电压恒为6V),电流表、电压表、定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω、25Ω、30Ω各1个)、开关、滑动变阻器和若干导线,设计了如图所示的电路图。
(1)根据图1电路图连接实物电路时,开关S必须________;闭合开关S前,滑动变阻器滑片P应该位于最________(选填“左”或“右”)端;
(2)将5Ω定值电阻接入电路中,闭合开关S,发现电压表、电流表示数都为零,若电路中只存在一处故障,则可能是________(选填字母);
A.电流表断路
B.定值电阻断路
C.定值电阻短路
D.滑动变阻器短路
(3)排除故障后,依次接入5个定值电阻,正确操作后,记下电流表的示数,绘制出如图2所示的I-R图像,某次实验时电流表的示数如图3所示,为________A。分析图像可知:
①在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成________;
②实验中控制的量的数值和单位是________ ;
(4)为了完成本次实验,应选用滑动变阻器的规格为________ (选填字母)。
A.“”
B.“”
C.“”
18.(2023·陕西渭南·统考一模)某实验小组通过使用电源(电压恒为3V)、电流表、电压表、开关、规格不同的定值电阻R(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω)、滑动变阻器(规格分别为“10Ω 1A”的R1和“15Ω 0.5A”的R2)以及导线来探究电流、电阻关系的实验。实验前同学们设计了如图甲所示的电路图。
(1)按照电路图连接实物时,开关应______;若连接电路时将电压表和电流表位置接反了,则闭合开关后,电流表______(选填“会”或“不会”)被烧坏;
(2)正确连好电路后,闭合开关前要将滑动变阻器的滑片P移到最______(选填“左”或“右”)端;闭合开关,此时电路中电流表无示数,电压表示数接近电源电压,移动滑动变阻器的滑片P,电流表、电压表示数均无变化,则故障可能是______;
(3)排除故障后,多次改变R的阻值,调节滑动变阻器的滑片P,使电压表示数保持不变,记下电流表的示数,画出如图乙所示的电流I与电阻R变化的图像,由图像可以得出结论:______;
(4)上述实验所选用的滑动变阻器是______(选填“R1”或“R2”)。
19.(2023·陕西榆林·模拟预测)小华用如图甲所示的电路探究“电流与电阻的关系”。她使用如下器材:学生电源(电压恒为4.5V不变),5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻,电压表,电流表,开关,导线等。
(1)用笔画线代替导线,将电路连接完整_________;
(2)连接好电路后,闭合开关前。小华发现电流表的指针如图乙所示,其原因可能是____________;
(3)小华解决了上面的问题后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,发现电流表无示数,但电压表有示数,此故障的原因可能是____________;
(4)故障排除后,将5Ω电阻换成10Ω电阻,闭合开关,应将滑动变阻器的滑片向____________(选填“左”或“右”)移动,使电压表示数不变,记录电流表示数;再分别改接15Ω、20Ω的电阻,重复上述实验,得到了表中的实验数据:
实验次数 1 2 3 4
电阻R/Ω 5 10 15 20
电流I/A 0.4 0.2 0.14 0.1
(5)为了让选用的所有定值电阻都能顺利完成实验,且操作更方便,下列提供的滑动变阻器应选择____________。
A.10Ω,1A
B.25Ω,0.2A
C.40Ω,2A
D.500Ω,1A
(6)小华分析实验数据,得出结论:在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成____________比。
20.(2023·陕西延安·统考一模)某同学想探究通过铅笔芯的电流与其两端电压的关系,设计了如图1所示的电路。选用的器材有:阻值约为4Ω的2B铅笔芯一根,两节干电池组成的电池组,0~0.6A的电流表,0~3V的电压表,滑动变阻器(10Ω 2A),开关,导线等。
(1)该同学根据电路图连接电路,在实验前开关前应_____(选填“闭合”或“断开”),滑动变阻器的滑片P应移到_____(选填“a”或“b”)端;
(2)闭合开关前,发现电流表指针在零刻度线左端,其原因可能是_____;
(3)排除故障后,该同学闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,将获得的几组数据记录在下表中,当采集第三组数据时,电流表指针的偏转情况如图2所示,此时电流表的示数为_____A;
(4)请根据表格中的五组数据在给定的图3坐标纸上画出铅笔芯的I-U图像_____;
实验序号 ① ② ③ ④ ⑤
U/V 0.40 0.80 1.20 1.60 2.00
I/A 0.10 0.18 0.38 0.50
(5)由画出的图像可知,通过铅笔芯的电流与其两端电压的关系成_____;
(6)该同学采集多组实验数据的目的是_____。
21.(2023·陕西西安·统考一模)如图甲所示是小明和同学们“探究电流与电压、电阻的关系”的实验电路图。选用的实验器材是:电源(3V)、电流表(0~0.6A)、电压表(0~3V),定值电阻R1=5Ω、R2=10Ω、R3=20Ω,滑动变阻器(40Ω 2A)、开关、导线若干。
实验序号 R/Ω I/A
1 5 0.60
2 10 0.30
3 20 0.16
(1)探究电流与电压关系:
①探究电流与电压的关系时,要保持 ___________不变,改变导体两端电压;
②实验中滑动变阻器的作用是 ___________;
③小明选用5Ω和10Ω的两只电阻分别进行实验后,由实验数据画出的图像如图乙所示,其中M图像对应的是 ___________Ω的电阻,由M图像得到的实验结论是:其它条件一定时,通过导体的电流与其两端电压成 ___________比;
(2)探究电流与电阻的关系:
①小明在实验中,首先确定一个保持不变的电压值U,当AB间的电阻R由5Ω换成10Ω时,闭合开关,应将滑动变阻器的滑片向 ___________(选填“a”或“b”)移动,才能使电压表示数变为U;
②当AB间换接20Ω的电阻时,小明无论怎样移动滑动变阻器的滑片,电压表的示数都无法达到U。请你告诉他,为完成实验,U的取值不能小于 ___________V;
③如表所示是小明实验得到的数据,请分析,第三组实验数据不符合“导体两端电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比”的实验规律,是由于 ___________造成的(选填“测量错误”或“测量误差”)。
22.(2023·陕西西安·统考二模)在探究“电流与电阻的关系”实验时,提供的器材有:电源(三节新干电池),电流表、电压表、开关,阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻各一个,滑动变阻器和若干导线,设计了如图甲所示的电路图。
(1)闭合开关前,发现电流表的指针指向零刻度线的左侧,原因是 _________;
(2)将5Ω的电阻接入电路后,闭合开关,发现电压表示数为零、电流表有示数,则故障可能是 ________;
(3)排除故障后,用三个不同的定值电阻进行实验,每次更换电阻,在移动滑动变阻器滑片的同时,眼睛应观察 _______表,并使其示数与第一次相同。根据实验结果绘制了如图乙所示的I﹣R图像,分析图像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,由此得出的实验结论:________;
(4)为了完成本实验,应选用的滑动变阻器规格为 _____;(选填字母)
A.“20Ω 1A”
B.“40Ω 0.3A”
C.“50Ω 2A”
(5)电流表的电阻虽然很小,但也会影响本实验中待测电阻Rx的测量结果,小明又设计了如图丙所示的电路,可以消除这个影响,R0为定值电阻。实验步骤如下:
①闭合开关S1,断开S2,移动滑动变阻器滑片到合适位置,读出电压表的示数U1和电流表的示数I1;
②闭合S1、S2,移动滑动变阻器滑片到合适位置,读出电压表的示数U2,和电流表的示数I2;
③可测得待测电阻Rx=_________(用 U1、I1、U2、I2表示)。
23.(2023·陕西安康·模拟预测)如图甲是小琪实验小组在探究“电流与电阻的关系”时的电路图,电源电压恒定不变。电压表(量程为0~3V)、电流表(量程为0~0.6A)无损坏,阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻各一个。
(1)请根据图甲,用笔画线代替导线连接完成图乙的实物图;_____
(2)连接好电路,闭合开关后,电压表指针迅速偏转到最右端,电流表无示数,其原因可能是 __________;
(3)排除故障后,小琪进行了5次实验。在老师的引导下,他们将5次实验数据描绘在图丙中。观察图像可以得出实验结论:当电压一定时,________;
(4)实验过程中,当每次更换电阻后,都要移动滑动变阻器的滑片,此时眼睛应注意观察 _____(填字母);
A.滑动变阻器的滑片
B.电压表
C.电流表
(5)实验后,小琪想知道滑动变阻器的最大阻值,考虑到电压表的量程较小,小琪在电路中接入25Ω的定值电阻并去掉电压表来进行如下的测量:
①闭合开关,将滑片移到最左端,读出电流表的示数记作I1;
②闭合开关,___________,读出电流表的示数记作I2;
③滑动变阻器的最大阻值的表达式R=_________。
24.(2023·陕西商洛·模拟预测)小明在“测量未知电阻的阻值”实验中:
(1)请用笔画线代替导线,将图-1所示实验电路补充完整,要求滑动变阻器的滑片P向右移动时,电流表示数变大;______
(2)小明连接完电路后,闭合开关S,发现电流表示数很小、电压表示数几乎等于电源电压,无论怎样移动滑片P两只电表的示数几乎都不改变。检查电路后发现元件都没有故障,电路连接也是正确的,出现这个现象的原因是______ ;
(3)小明将电流表换成如图-2所示的精确度更高的10毫安电流表。闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P,当电压表示数为2.8V时,电流表示数如图-3所示为______ A,则电阻R的阻值为______ Ω;
(4)小明把图-1的电阻R换成小灯泡L,重复上述实验,测量小灯泡的电阻。图-4是根据实验数据绘制的I-U图象,其中表示小灯泡电阻的图象是______ (选填“a”或“b”),原因是小灯泡的灯丝阻值会受______ 的影响;
(5)小明查阅资料获知,电压表相当于一个能显示自身两端电压的定值电阻,且阻值较大,于是他找了一个1.35kΩ的定值电阻R0,设计了如图-5所示电路再次测量电阻R的阻值,电源电压恒为3V。闭合开关S,并进行了如下操作:
①S1接1时,记录电压表示数为2.5V;
②S1接2时,记录电压表示数为2.7V;
③计算待测电阻R=______ Ω。
25.(2023·陕西安康·统考一模)小明同学想测量某一未知定值电阻的阻值,用到的器材有:待测电阻Rx(约为10Ω)、电源(电压恒为4.5V)、电流表、电压表、滑动变阻器(规格为“20Ω,1A”)、开关各1个,导线若干。
(1)用笔画线代替导线将图甲中的实验电路连接完整_________(要求:滑动变阻器的滑片向左移动时,电压表的示数变大)。
(2)闭合开关后,发现电流表的指针偏转如图乙所示,造成该现象的原因是____________。
第一组 第二组 第三组 第四组
电压/V 1 1.8 2.6 3.2
电流/A 0.1 0.18 0.26 0.32
(3)排除故障后,小明开始实验,并记录了四组实验数据,如表中所示,小明测得的待测电阻R 的阻值为____________Ω;同桌在分析实验数据时,发现这四组数据中有一组数据是小明编造出来的,并不科学,请你判断编造的数据是第____________组,你判断的依据是__________;
(4)小陈同学用如图丙所示的电路图测量R 的阻值,电源电压恒为3V,滑动变阻器(规格为“20Ω,1A”),还有电压表、电流表、电阻箱、导线可以选用,小陈同学操作步骤如下:
①将单刀双掷开关S 拨至a位置,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;
②断开开关S,将单刀双掷开关S1拨至b位置;
③闭合开关S,调节电阻箱,使电压表示数为____________V,读出电阻箱示数,即等于Rx的阻值。
(5)小陈同学发现自己的测量结果却比小明同学的测量结果大了4Ω,检查分析后发现,是在步骤③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。
26.(2023·陕西西安·统考一模)如图甲是小林用“伏安法”测电阻的实验电路:
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的实物图连接完整(要求:滑动变阻器的滑片向右移动时,电流表示数变大;导线不能交叉);___________
(2)电路接通前,滑动变阻器的滑片P应该移至 ___________端(选填“A”或“B”);
(3)小林闭合开关后,发现电流表示数为零,电压表示数接近电源电压,则故障可能是:待测电阻发生了 ___________(选填“断路”或“短路”);
(4)排除故障后,闭合开关,当滑片P移动到某一位置时,电流表示数如图乙所示,其示数为 ___________A,此时电压表的示数为2.8V,则可计算出待测电阻Rx=___________Ω。小林同学提出应多次改变滑片P的位置,读出多次实验数据进行计算,这么做的目的是 ___________。
(5)另一组的小刚同学用相同的器材连接电路并进行实验,根据自己的实验数据绘制了如图丙所示的U﹣I图像。你认为小刚在实验操作中出现的问题是:___________。
27.(2023·陕西宝鸡·统考一模)实验小组在“用电流表和电压表测量小灯泡正常发光时灯丝的电阻”实验中,实验器材:两节新干电池、额定电压为2.5V的待测小灯泡、滑动变阻器、电流表、电压表、开关和若干导线。
(1)请用笔画线代替导线将如图1所示的电路连接完整______;
(2)连接好电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于最______(选填“左”或“右”)端;
(3)然后闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表无示数,电压表有示数且接近3V,则电路故障可能是小灯泡______;
(4)排除故障后,移动滑片至电压表的示数为2.5V时,观察电流表的示数如图2所示,则小灯泡的额定电流为______A,额定功率为______W;小灯泡正常发光时灯丝的电阻约为______Ω(计算结果保留一位小数);
(5)若将小灯泡换成阻值为5Ω的定值电阻,利用本实验器材还能完成的实验是______(选填序号)。
A.探究电流与电阻的关系
B.探究电流与电压的关系
28.(2023·陕西汉中·模拟预测)小明利用图甲所示的电路测量未知电阻R的阻值,电源电压恒定不变。
(1)连接电路时,开关应处于 ___________状态。闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片调至最 ___________(选填“左”或“右”)端,此时,滑动变阻器在电路中除了能保护电路外,还有一个重要作用是 ___________;
(2)闭合开关后,发现电流表示数为零,电压表的示数接近电源电压。小明接下来的合理操作是 ___________;(填字母)
A.拧紧电阻R两端的接线柱
B.拧紧开关两端的接线柱
C.检查滑动变阻器是否短路
(3)闭合开关后,当电压表示数为2.6V时,电流表示数如图乙所示,则此时的电流值为 ___________A,计算未知电阻R的阻值为 ___________Ω;
(4)完成实验后,小明还打算只利用电压表来测量额定电压已知的小灯泡的额定功率,他增加了1个阻值为10Ω的定值电阻R0和两个开关,设计了如图丙所示电路。请将定值电阻R0、电压表和灯泡的符号填入虚线框中,使其能完成实验。( )
29.(2023·陕西延安·统考一模)科技小组用如图1所示电路测量定值电阻的阻值。
(1)请用笔画线代替导线,将图1中的器材连接成完整电路_____;要求:①滑片P向B端移动时,电流表示数变小;②连线不能交叉
(2)正确连接电路,闭合开关,发现无论怎样移动滑片P,电流表都没有示数,而电压表示数接近3V,则故障可能是_____(选填标号);
A.滑动变阻器断路 B.R断路 C.R短路
(3)排除故障后,闭合开关,滑片P移动到某一位置时,电压表的示数为2.5V,电流表的示数如图2所示,为_____A,则R的阻值是_____Ω;
(4)另一小组的同学利用已知电阻R0,设计并连接了如图3所示的电路来测量未知定值电阻Rx的阻值。主要步骤如下:
①闭合开关S1和S2,电压表的示数为U1;
②只断开开关S2,电压表的示数为U2,此时通过Rx的电流为_____;由此可得Rx的阻值为_____(以上两空均用字母U1、U2、R0表示)。
四、计算题
30.(2023·陕西延安·统考一模)如图所示的电路,电源电压保持不变,电阻R1、R2分别为30Ω和45Ω,只闭合开关S1时,电流表的示数为0.3A,求:
(1)电源电压;
(2)S1、S2均闭合时,电流表的示数。
参考答案:
1.D
【详解】AC.滑片在a点固定不动,闭合S和S1、断开S2时,滑动变阻器左侧电阻和灯泡L串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测量电路电流。因串联电路中总电压等于各分电压之和,且小灯泡正常发光,所以,电源的电压为
U=U滑左+UL=10V+6V=16V
故AC正确,不符合题意;
B.因串联电路中各处的电流相等,所以,由图乙可知,灯泡正常发光时电路中的电流为
I1=IL=0.5A
由可得,滑片左侧电阻的阻值为
闭合S和S2,断开S1,变阻器右侧电阻和灯泡L串联,电压表测变阻器两端的电压,电流表测量电路电流。因电压表示数为12V,则此时灯泡两端的电压为
UL′=U﹣U滑右'=16V﹣12V=4V
由图乙可知,此时电流表示数为0.4A,且串联电路处处电流相等,此时滑片右侧电阻的阻值为
则滑动变阻器的最大阻值为
R滑=R滑右+R滑左=20Ω+30Ω=50Ω
故B正确,不符合题意;
D.闭合S和S2,断开S1,滑动变阻器的滑片滑到最左端,滑动变阻器的电阻为最大值,即50Ω。若电压表满偏为15V,则灯泡的电压为
UL''=16V﹣15V=1V
此时电路中的电流为0.2A,此时滑动变阻器的阻值为
远大于滑动变阻器的最大值,因而不会超过量程,故D错误,符合题意。
故选D。
2.D
【详解】A.由并联电路各支路互不影响的特点可知,若L2断路,则Ll亮度不变,故A错误;
B.闭合开关S后,灯泡L1比L2亮,灯泡的亮度由实际功率决定,则灯泡L1的实际功率较大,两个灯泡规格相同,说明两个灯泡的电阻相等,由可知,灯泡L1两端的电压较大,故B错误;
C.L1和a合金丝串联,由串联电路电流的规律可知通过Ll的电流等于通过a合金丝的电流,故C错误;
D.由图可知,灯泡L1和a合金丝串联一起,灯泡L2和b合金丝串联一起,然后它们并联,由并联电路电压的规律可知灯泡L1和a合金丝的总电压等于灯泡L2和b合金丝的总电压,L1的实际功率比L2大,两个灯泡的电阻相等,由P=I2R可知,通过L1的电流较大,通过L2的电流较小,由欧姆定律可知,灯泡L1和a合金丝的总电阻较小,灯泡L2和b合金丝的总电阻较大。由串联电路电阻特点得,a合金丝的电阻较小,b合金丝的电阻较大,若合金丝的材料和长度相同,则a的横截面积大,故D正确。
故选D。
3.C
【详解】C.由图甲可知R1和R2串联,电流表测电路中的电流,电压表V1测R1两端的电压,电压表V2测R2两端的电压;串联电路的电源电压等于各个用电器两端的电压之和,由图乙可知,当电流为0.1A时,两个电压表的示数分别为1V和5V,因此电源电压为
U=1V+5V=6V
故C正确;
AD.由于R2是定值电阻,由欧姆定律可知,通过R2的电流与其两端电压成正比,由图乙可知,图线b代表电流表A的示数随V2的示数变化关系图;则图线a代表电流表A的示数随V1的示数变化关系图;定值电阻的阻值为
故AD错误;
B.由图乙可知,滑动变阻器的最大阻值为
当电压表V1、V2的示数相等时,由图可知,此时R1两端的电压,通过的电流:I=0.3A,则
则滑片不在滑动变阻器的中点位置,故B错误。
故选C。
4.D
【详解】A.由图像可知,当在导体乙的两端加上加1V的电压时,通过的电流为0.1A,故A正确,不符合题意;
B.根据题意可知,当
U甲=U乙=3V
时,I甲=0.6A,I乙=0.3A,由可得两电阻分别为
即导体甲的电阻小于导体乙的电阻,故B正确,不符合题意;
C.由图像可知,通过甲电阻的电流与其两端的电压成正比例函数,即通过导体甲的电流与其两端的电压成正比,故C正确;
D.因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,当甲、乙两导体并联后接到电压为3V的电源上时,它们两端的电压均为3V,由图像可知,通过两导体的电流分别为I甲=0.6A,I乙=0.3A,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,干路中的电流为
I=I甲+I乙=0.6A+0.3A=0.9A
故D错误,符合题意。
故选D。
5.B
【详解】两灯并联,灯泡L1、L2的电阻分别为20Ω和30Ω,由并联电路各支路电压相等,故两端的电压之比
U1∶U2=1∶1
在电压相等时,通过灯的电流与灯的电阻成反比,通过灯泡L1、L2的电流之比为
I1∶I2=R2∶R1=30Ω∶20Ω=3∶2
故选B。
6.C
【详解】由图知,两电阻串联,电压表测量R2两端的电压,串联电路各处电流相等,根据欧姆定律可得电路中的电流
串联电路总电阻电压各部分电阻之和,所以电路总电阻
R=R1+R2=10Ω+5Ω=15Ω
所以电源电压
U=IR=0.4A×15Ω=6V
故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
7.C
【详解】由电路图可知,两电阻串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流;
AD.当被测者的身高越高时,滑动变阻器的滑片向上运动,接入电路中的电阻变大,电路中的总电阻变大,由串联分压原理可知电压表示数变大,所以通过电压表的示数来反映人身高示数的变化,符合人们的思维习惯; 电源电压不变,根据欧姆定律可知电路中的电流变小,即当被测者的身高越高时,电流表的示数变小,不符合人们的思维习惯,故AD错误;
B.根据欧姆定律可得当电路中电流为0.5A时电路的总电阻为
由串联电路电阻的规律知变阻器接入电路的阻值为
R2=R总﹣R1=9Ω﹣6Ω=3Ω
故B错误;
C.串联电路中的总电阻等于各分电阻之和,当R2接入电路中的电阻为6Ω时,电路中的电流为
R2两端的电压为
U2=I′R2′=0.375A×6Ω=2.25V
即电压表的示数2.25V,故C正确。
故选C。
8.B
【详解】AB.由乙图可知,环境温度越低,热敏电阻的阻值越大,电源电压和R0阻值不变,根据可知电路中电流越小,由U0=IR0可知电压表的示数越小。由图乙可知,当环境温度为0℃时,热敏电阻的阻值最大为300Ω,则电路中的最小电流
故A错误,B正确;
C.由乙图可知,当环境温度为20℃时,热敏电阻的阻值为250Ω,故C错误;
D.由乙图可知,环境温度越高,热敏电阻的阻值越小,电源电压和R0阻值不变,根据欧姆定律可知此时电路中电流越大,由U0=IR0可知电压表的示数越大,所以当电压表的示数最大为3V时,环境温度最高,此时电路中的电流
热敏电阻的阻值为
由乙图可知此时的温度为60℃,故D错误。
故选B。
9.D
【详解】闭合开关S,滑动变阻器滑片P从中点向右移动过程中,滑动变阻器接入电路中的电阻增大,电源电压没变,电压表示数实际上是电源电压,故电压表V不变,根据,可知A1变小,通过R1的电流不变,A2的电流为A1电流与通过R1电流之和,故A2也减小。电压表V不变,电流变A2变小,故电压表V的示数与电流表A2示数的比值变大。电流表A2、A1的示数之差就是通过电阻R1的电流,通过电阻R1的电流不变,电压表示数不变,故它们之差与电压表示数的乘积不变。故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
10.B
【详解】AB.每多开一盏灯,多增加了一个支路,相当于增加了原来的横截面积,总电阻减小,故A不符合题意,B符合题意;
C.家庭总电压保持220V不变,故C不符合题意;
D.每多开一盏灯,增加一个支路,增加了一个电流,其它支路电流不变,总电流增大,故D不符合题意。
故选B。
11.C
【详解】如图,电压表V1与R2并联,测量R2的变压,电压表V2与电源并联,测量R1与R2串联的总变压.当两个电压表指针都向右偏转相同角度时,因为电压表两个量程的比为5:1,得,再根据串联电路的分压特点:,即串联电路中电压与电阻成正比,可得:,则.故C符合题意.
选C.
12. 60 20 120
【详解】[1][2][3]由电路图可知,电路为滑动变阻器的简单电路,电流表测电路中的电流,电压表测滑片右侧部分电阻丝两端的电压,因电压表的内阻很大、在电路中相当于断路,
所以,滑片移动时接入电路中的电阻不变,由可知,电路中的电流不变,即电流表的示数不变,金属滑片P置于电阻丝中点时,被测电阻丝的阻值为
则电阻丝的总电阻为
R总=2R中=2×30Ω=60Ω
当电压表示数为2V时,电压表两端电阻丝的电阻为
则滑片右侧部分电阻丝减小的电阻值为
ΔR=R中﹣R=30Ω﹣20Ω=10Ω
因R是一根粗细均匀的电阻丝,其每厘米长的电阻为0.5Ω,所以,滑片向左移动的距离为
即物体M向右移动了20cm;若开始测量前,将金属滑片P置于电阻丝的最左端,可以向右移动的距离最大,等于整个电阻丝的长,电阻丝的总长为
可测量的最大距离为120cm。
13. 变大 变小 不变
【详解】闭合开关S后,滑动变阻器与电阻R1串联,电流表测量电路总电流,电压表V1测量R1两端的电压,电压表V2测量滑动变阻器两端的电压。
[1]闭合开关S后,当滑片P自b向a移动的过程中,滑动变阻器接入电路的电阻变小,电路的总电阻变小,根据公式可知,电路电流变大,即电流表示数变大。
[2]根据公式可知,电阻R1两端的电压变大,即V1的示数变大,根据串联电路的总电压等于各分电压之和可知,滑动变阻器两端的电压变小,电压表V2的示数变小。
[3]根据可知,电压表V1的示数与电流表A的示数之比为R1的阻值,保持不变。
14. 20 40 6
【详解】[1][3]当变阻器的滑片移动到a端时,电路中只有定值电阻,此时电流最大,电压表的示数就是电源电压;根据图乙可知,电压表示数为6V,即电源电压为6V,电路中的最大电流为0.3A。由可得,定值电阻R的阻值
[2]当滑片在b端时,滑动变阻器与定值电阻串联,电路中总电阻最大,电流最小,即
由可得,电路的总电阻
则滑动变阻器的最大阻值
15. 0.3 100 10 3g/cm3
【详解】(1)[1]由图乙得,传感器电阻单独工作,电流表测量电路电流,由表格中数据得,当压力为0N,传感器电阻R的阻值为60Ω,电路中的电流为
即不放物体时,电流表的示数为0.3A。
[2]由表格中数据得,当传感器电阻受到的压力越大,传感器电阻越小,电流表量程为0~0.6A,由欧姆定律得,传感器的最小电阻为
由表格中数据得,此时传感器受到的压力为
电子秤所测最大重力是
由得,电子秤所测最大质量是
(2)[3]由图丙得,传感器电阻与滑动变阻器串联,当秤上放一个质量为20g塑料量杯时,传感器电阻受到的压力为
由表格中数据得,此时传感器电阻为50Ω,由(1)得,指针指在“0g”处,电路中的总电阻为60Ω,则滑动变阻器接入电路的阻值是
(3)[3]与滑动变阻器串联后,传感器的最小电阻为
由表格中数据得,此时传感器受到的压力为2N,传感器电阻上的物体的重力为
传感器上的物体质量为
加入的液体的质量为
液体的密度为
16. 滑动变阻器断路 反比 2.5 左 35 RB、RC、RA
【详解】(1)[1]电压表应该与被测电路并联,而图甲中电压表与定值电阻串联,这是错误的,且图中一根导线并联在电压表与定值电阻两端,这样会造成短路。
(2)[2]闭合开关,电压表和电流表均无示数,说明电路断路;把电压表分别接在ab之间、bc之间和bd之间,电压表示数均接近电源两端的电压,说明b、a、c、d部分是通路,接在ad之间,电压表无示数,说明ad之间断路,而前面分析知ab之间识通路,则说明bd之间断路,如果电路连接完好,只有一个元件有故障,该故障是滑动变阻器断路。
(3)[3]由图丙知,电流与电阻之积为一定值,得出的结论是:在电压一定时,导体中的电流跟导体的电阻成反比。
[4]根据串联分压原理可知,将定值电阻由5Ω(滑动变阻器滑片恰好移到e点位置)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,即应保持电阻两端的电压不变。
[5]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,所以滑片应向左端移动,使电压表的示数为2.5V,那么f点在e点的左侧。
(4)[6]根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压
U滑=U﹣UV=6V﹣2.5V=3.5V
变阻器分得的电压为电压表示数的
根据分压原理,当接入25Ω电阻时,变阻器连入电路中的电阻为
R滑=1.4×25Ω=35Ω
为完成整个实验,应该选取最大阻值不小于35Ω的滑动变阻器。
(5)[7]图丁中A、B两点电流相同,B点两端电压大,由分析得出RA<RB,B、C两点电压相同,通过C点的电流大,由分析得出RC<RB,因为灯泡电阻随温度的升高而增大,所以RA<RC,所以有
RA<RC<RB
即电阻由大到小排列为RB、RC、RA。
17. 断开 右 A 0.12 反比 3V B
【详解】(1)[1][2]根据图-1电路图连接实物电路时,为保护电路,开关S必须断开;闭合开关S前,滑动变阻器滑片P应该位于阻值最大处,即最右端。
(2)[3] A.若电流表断路,整个电路断路,两表都没有示数,故A符合题意;
B.若定值电阻断路,电压表与电源连通,电压表有示数,故B不符合题意;
C.定值电阻短路,电路为通路,电流表有示数,故C不符合题意;
D.滑动变阻器短路,电路为通路,两表都有示数,故D不符合题意。
故选A。
(3)[4]排除故障后,依次接入5个定值电阻,正确操作后,记下电流表的示数,绘制出如图-2所示的图像,某次实验时电流表的示数如图-3所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流为0.12A。
①[5]由图知,电阻的电流与电阻之积为
电流与电阻之积为一定值,得出的结论是:在电压一定时,导体中的电流跟导体的电阻成反比。
②[6]根据实验要求可知,应控制店址电阻两端的电压保持不变,由上面分析知,实验中控制的量的数值和单位是3V。
(4)[7]根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压为
变阻器分得的电压为电压表示数的1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
因0.5A小于0.6A,考虑到电流大小因素。故B符合题意,AC不符合题意。
故选B。
18. 断开 不会 左 定值电阻R断路 在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比 R2
【详解】(1)[1]为保护电路,连接实物时,开关应断开。
[2]由于电源电压恒为3V,定值电阻与变阻器串联时,由串联电路电压规律知定值电阻两端电压不超过3V,所以电压表量程要选择0~3V;电压表的内阻很大,相当于一个断开的开关,当将电压表串联在电路中时,电路等同于断路,故电压表、电流表位置接反了,若此时闭合开关,电路等同于断路,电流表不会被烧坏。
(2)[3]为保护电路,闭合开关前,要将变阻器的滑片调到阻值最大处,即最左端。
[4]闭合开关,此时电路中电流表无示数,说明电路为断路,电压表示数接近电源电压,说明从电压表的两端到电源两极是通路,故断路故障在与电压表并联的定值电阻处。
(3)[5]由图像可知,电流与电阻的乘积是定值,符合反比的特点,故可得到结论:在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
(4)[6]由图乙可知,定值电阻两端电压
UR=IR=0.4A×5Ω=2V
滑动变阻器两端电压
UP=U-UR=3V-2V=1V
由串联分压知
当定值电阻取最大值R最大=25Ω时,变阻器接入电路的阻值也最大,故有
则变阻器的最大阻值至少为
RP=12.5Ω
由于10Ω<12.5Ω<15Ω,故变阻器选择的是R2。
19. 电流表没有调零 电阻断路 左 C 反比
【详解】(1)[1]电压表和电阻并联,如图所示:
(2)[2]闭合开关前,发现电流表指针如图乙,指针没有指到零刻度线上,可能是电流表没有调零。
(3)[3]移动滑动变阻器的滑片P,发现电流表无示数,可能断路,但电压表有示数,说明与电压表并联的元件断路,电阻断路。
(4)[4]根据控制变量法,研究电流与电阻的关系时,需控制定值电阻的电压相同,将5Ω电阻换成10Ω电阻,根据分压原理可知定值电阻两端的电压变大,要控制定值两端电压不变,由串联电路电压的规律可知增大变阻器两端的电压,由串联分压可知需要增大变阻器连入电路的电阻,滑动变阻器向阻值大的左端移动。
[5]根据表中数据知,电阻的电压为
UV=IR=0.4A×5Ω=2V
根据串联电路中总电压等于各分电压之和,所以滑动变阻器两端的电压
U滑=U-UV=4.5V-2V=2.5V
即变阻器分得的电压为定值电阻电压的
根据分压原理,变阻器连入电路中的阻值大小为定值电阻大小的1.25倍,当定值电阻的阻值为20Ω时,变阻器的阻值
20Ω×1.25=25Ω
也就是变阻器的最小阻值为25Ω,所以,滑动变阻器的规格应选用“40Ω 2A”,如果选择“500Ω,1A”的变阻器,调节不精确,故选C。
(6)[6]由表中数据可知,电阻增大几倍,电流减小几分之一,电流和电阻的乘积不变,可以得到在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
20. 断开 b 电流表指针未调零 0.3 正比 寻找普遍规律
【详解】(1)[1][2]连接电路时,为保护电路,开关应断开。为防止电路中电流过大,烧坏电路元件,在开关闭合前,保护电路的滑动变阻器处于最大阻值处即图1中的b端。
(2)[3]闭合开关前,发现电流表指针在零刻度线左端,即电流表指针没有对准零刻度线,说明电流表使用前没有调零。
(3)[4]根据第二组和第四组数据判断,电流表选择的是0~0.6A量程,每一小格是0.02A,由图2可知,电流表的读数为0.3A。
(4)[5]根据实验收集到的数据,在图中坐标系上,采用描点的方法画出铅笔芯的电阻不变时,电流随电压变化的图象,为正比例图象,如图所示:
(5)[6]根据的数据和图象可知,图线是一条过原点的倾斜直线,故可以得出的结论是:当铅笔芯电阻一定时,通过铅笔芯的电流和两端的电压成正比。
(6)[7]为了更有说服力,避免偶然性,便于找出规律,该同学采集了多组数据进行分析。
21. 电阻 改变电阻两端的电压 5 正 b 1 测量误差
【详解】(1)[1]探究电流与电压的关系时,根据控制变量法,要保持电阻不变。
[2]为避免实验的偶然性,应多次测量通过定值电阻的电流随其两端电压的变化,才能得出具有普遍性的结论,所以实验中滑动变阻器的另一个作用是改变电阻两端的电压。
[3][4]小明选用5Ω和10Ω的两只电阻分别进行实验后,由图乙作图如下所示
由图可知,当电压相等时,M对应的电流大,由欧姆定律
M图像对应的电阻小,故M图像对应的是5Ω;由M图像得到的实验结论是:在电阻一定时,电流和电压成正比。
(2)[5]根据串联分压原理可知,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,即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,所以滑片应向b端移动,才能使电压表示数等于U。
[6]由串联电路电压的规律和分压原理可知
方程左边为一定值,故右边也为一定值,当变阻器连入的电阻最大时对应的定值电阻也最大,此时电压表的示数最小,即
解得
即控制的最小电压为1V。
[7]由表格数据知电压为
第三次实验虽然与前两次不同,但相差不大,这是由于电流表的分度值为0.02A,不能准确读出电流值造成的,是由于测量工具不精密造成的,属于测量误差。
22. 使用前电流表没有调零 定值电阻短路 电压 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 C
【详解】(1)[1]实验前,电流表的指针指在0刻度线的左侧,说明开始时电流表的指针没有在零刻度线处,需要调零。
(2)[2]电流表有示数,说明电路不是断路,电压表无示数,可能是与电压表并联的电路短路,因此故障可能是与电压表并联的定值电阻R短路了。
(3)[3]根据控制变量法,研究电流与电阻的关系时,需控制定值电阻两端的电压相同,因此每次更换电阻,在移动滑动变阻器滑片的同时,眼睛应观察电压表。
[4]由图乙可知图线上的任一点和坐标轴围成的矩形“面积”大小是电流与电阻的乘积,矩形“面积”大小都相等,说明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。
(4)[5]因为电源由三节新干电池组成,所以电源电压
图乙可知,定值电阻两端的电压始终保持
根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压为
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为
由图乙可知,电路中的最大电流为0.4A>0.3A,因此为了完成本实验,应选用的滑动变阻器规格为:“50Ω 2A”。
故选C。
(5)①闭合开关S1,断开S2,移动滑动变阻器滑片到合适位置,读出电压表的示数U1和电流表的示数I1。
②闭合S1、S2,移动滑动变阻器滑片到合适位置,读出电压表的示数U2,和电流表的示数I2。
③[6]在①中,电流表测待测电阻和定值电阻串联后的电流,电压表测待测电阻和定值电阻及电流表的总电压,由欧姆定律和串联电路的电阻特点可知,测待测电阻和定值电阻及电流表的串联的总电阻为
在②中,待测电阻短路,电流表测定值电阻的电流,电压表测电流表和定值电阻的总电压;移动滑动变阻器滑片,由欧姆定律和串联电路的电阻特点可知,定值电阻和电流表的总电阻为
由于定值电阻和电流表内阻不变,由②﹣①可知,待测电阻为
23. 电阻R断路 通过导体的电流与导体的电阻成反比 B 将滑动变阻器的滑片移到最右端 25Ω×
【详解】(1)[1]将电压表与电阻并联;滑动变阻器上下各选一个接线柱与电阻串联,已接了上面一个接线柱,根据电路图知可接左下接线柱,如下图所示:
(2)[2]连接好电路,闭合开关后,电流表无示数,说明电路可能断路;电压表指针迅速偏转到最右端,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的支路以外的电路是完好的,则与电压表并联的支路断路了,即其原因可能是电阻R断路。
(3)[3]分析图丙可知,曲线上每点对应的电流和电阻的乘积为
UV=IRV=0.1A×25Ω=0.25A×10Ω=0.5A×5Ω=2.5V
电压表的示数为一定值,由此得出结论:电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
(4)[4]探究“电流与电阻的关系”时,要控制电阻两端的电压不变,故实验过程中,当每次更换电阻后,都要移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数保持不变,故此时眼睛应注意观察电压表,故AC不符合题意,B符合题意。
故选B。
(5)[5][6]实验步骤:
①闭合开关,将滑片移到最左端,读出电流表的示数记作I1,此时滑动变阻器接入电路的电阻为0,由欧姆定律,电源电压为
U=U1=I1R=I1×25Ω
②闭合开关,将滑动变阻器的滑片移到最右端,读出电流表的示数为I2,此时滑动变阻器接入电路的电阻最大,R与滑动变阻器串联。
滑动变阻器最大阻值的表达式
24. 将变阻器的下面两个接线柱连入了电路 0.004 700 a 温度 750
【详解】(1)[1]滑动变阻器和电阻串联接入电路,滑动变阻器应接一个上接线柱和一个下接线接入电路,滑动变阻器的滑片P向右移动时,电流表示数变大,滑动变阻器接入电路的电阻应变小,所以滑动变阻器接右下接线柱,如下图所示:
(2)[2]连接完电路后,闭合开关,电流表示数很小、电压表示数几乎等于电源电压,说明电路为通路,且定值电阻两端的电压和通过的电流很小,电路中的电阻较大,怎样移动滑片都不起作用,导致该故障的原因是:将变阻器的下面两个接线柱连入了电路。
(3)[3][4]由图乙可知,电流表所选量程是0~10mA,分度值为0.4 mA,电流表的示数是4mA即0.004A,所以电阻R的阻值为
(4)[5][6]小灯泡的电阻受温度的影响,随着温度的升高而增大,不是一个定值,如图丙所示,表示小灯泡的I-U图象是图象a,产生这一现象的原因是小灯泡的电阻受温度的影响。
(5)[7]电源电压恒为3V,S1接1时,定值电阻R0与电压表串联,电压表示数为2.5V,由串联电路电压的规律,定值电阻的电压为
由分压原理,电压表内阻为
S闭合,S1接2时,待测电阻与电压表串联,电压表示数为2.7V;由串联电路电压的规律,待测电阻的电压为
由分压原理得
25. 电流表的正负接线柱接反了 10 一 电路中最小电流大于0.1A(意思合理即可) 2 2
【详解】(1)[1]在伏安法测电阻实验中,电压表应并联在电阻两端;当滑动变阻器向左移动时,电压表示数变大,根据串联电路电压规律,说明滑动变阻器分得电压减小,根据分压原理,滑动变阻器接入电路的阻值减小,故滑动变阻器应选左下接线柱与电阻串联在电路中,如下图所示
;
(2)[2]闭合开关后,发现电流表的指针偏转如图乙所示,即电流表的指针发生了反向偏转,产生原因是电流表的正负接线柱接反了;
(3)[3][4][5]由表中数据根据欧姆定律求出每组数据的电阻值,
故小明测得的待测电阻R 的阻值为
待测电阻R 的阻值为10Ω,当滑动变阻器接入电路的的电阻为最大值20Ω时,根据电阻的串联特点和欧姆定律可知,电路中的最小电流为
故第一组数据是她编造出来的,原因是电路中的最小电流大于0.1A。
(4)[6]将单刀双掷开关S1拨至a位置,此时电压表测待测电阻两端的电压,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;将单刀双掷开关S1拨至b位置时,此时电压表测电阻箱两端的电压,只需两次电压表示数相等,则电阻箱的电阻即为待测电阻的电阻,故调节电阻箱,使得电压表示数为2V。
(5)[7]设滑动变阻器变化的阻值为,变化前的滑动变阻器的阻值为R,则由串联电路分压原理可知
解得
…①
同理,变化后的滑动变阻器的阻值为,则由串联电路分压原理可知
…②
由①②两式联立解得
26. A 断路 0.28 10 减小误差 电压表并联在变阻器两端
【详解】(1)[1]滑动变阻器的滑片P向右移动时,电流表示数变大,说明变阻器接入电路的电阻变大,故应将变阻器的右下接线柱连入电路中,如下图所示
(2)[2]为保护电路,开关闭合前,滑动变阻器的滑片要滑到阻值最大处,即A端。
(3)[3]小明闭合开关后,发现电流表示数为零,电路可能开路,但电压表有示数,则电压表与电源连通,此时电路中的一处故障是待测电阻Rx断路。
(4)[4][5][6]其中一次测量电流表和电压表的指针如图乙、丙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,则电流为0.28A,由欧姆定律可得,此次测得的电阻值为
小林同学提出应多次改变滑片P的位置,读出多次实验数据进行计算,这么做的目的是取平均值,减小测量的误差。
(5)[7]图中待测电阻与变阻器串联,当变阻器连入电路的电阻变小时,由欧姆定律可知电路的电流变大,根据U=IR可得,待测电阻两端的电压变大,由串联电路电压的规律可知,滑动变阻器的电压变小,而图丁所示的U-I图像中电流增大时电压减小,这说明小刚在实验操作中出现的问题是将电压表并联在变阻器两端了。
27. 右 断路 0.3 0.75 8.3 B
【详解】(1)[1]小灯泡额定电压为2.5V,故电压表选用小量程并联在灯泡两端,如下图所示:
;
(2)[2]为了保护电路,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。
(3)[3]然后闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表无示数,说明电路可能断路;电压表有示数且接近3V,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。
(4)[4][5][6]排除故障后,移动滑片至电压表的示数为2.5V时,观察电流表的示数如图2所示,电流表选用小量程,分度值0.02A,其示数为0.3A,则额定功率为
小灯泡正常发光时灯丝的电阻约为
(5)[7]A.探究电流与电阻的关系,要记录电流随电阻的变化关系,为得出普遍性的规律要更换电阻多次测量,但只有一个定值电阻,无法完成实验,故A不符合题意;
B.探究电流与电压的关系,要控制电阻大小不变,记录电流随电压的变化关系,可通过移动变阻器的滑片改变电阻的电压和电流,可以完成实验,故B符合题意。
故选B。
28. 断开 左 改变未知电阻R两端的电压 A 0.26 10
【详解】(1)[1]为了保护电路,连接电路时,开关应处于断开状态。
[2]闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片调至阻值最大处,即最左端。
[3]在测量未知电阻R的阻值实验中,为了减小误差,应调节滑动变阻器改变未知电阻R两端的电压,进行多次测量求平均值,故滑动变阻器在电路中除了能保护电路外,还有一个重要作用是改变未知电阻R两端的电压。
(2)[4]闭合开关后,发现电流表示数为零,说明电路可能断路;电压表的示数接近电源电压,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的电路以外的电路是完好的,则与电压表并联的电路断路了,所以小明接下来的合理操作是拧紧电阻R两端的接线柱,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
(3)[5]闭合开关后,当电压表示数为2.6V时,电流表示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值0.02A,其示数为0.26A。
[6]由欧姆定律得,未知电阻R的阻值为
(4)[7]要测灯的额定功率,首先使灯正常发光,先将电压表与灯并联,通过移动滑片的位置,使灯两端的电压为额定电压;故题图中最上边框内是电压表,左下框内是小灯泡;保持滑片位置不动,通过开关的转换,使电压表测灯与定值电阻两端的总电压,故右下框内是定值电阻R0,电路如下图所示:
29. B 0.5 5
【详解】(1)[1]滑片P向B端移动时,电流表示数变小,说明滑动变阻器阻值变大,故滑动变阻器选用A端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,无论怎样移动滑动变阻器的滑片P,电流表无示数,说明电路可能断路;电压表有示数,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,即原因可能是定值电阻R断路,故选B。
(3)[3][4]当电压表示数为2.5V时,电流表示数如图2所示,电流表选用小量程,分度值0.02A,其示数为0.5A,电阻R的阻值为
(4)[5]只断开开关S2,电压表的示数为U2,待测电阻和R串联接入电路,电压表测待测电阻两端的电压,串联电路总电压等于各部分电压之和,由串联电路的电压特点可知,R0两端的电压
U0=U1﹣U2
串联电路各处电流相等,通过Rx的电流
[6]由欧姆定律可得Rx的阻值为
30.(1)9V;(2)0.5A
【详解】解:(1)只闭合开关S1,电路为电阻R1的简单电路,由欧姆定律可得电源电压
U=I1R1=0.3A×30Ω=9V
(2)S1、S2均闭合时,两电阻并联接入电路,电流表测干路电流,并联电路各支路两端电压相等,由欧姆定律可得通过电阻R2的电流
并联电路干路电流等于各支路电流之和,所以电流表的示数
I=I1+I2=0.3A+0.2A=0.5A
答:(1)电源电压为9V;
(2)S1、S2均闭合时,电流表的示数为0.5A。