专题11 欧姆定律-【好题汇编】备战2024-2025学年九年级物理上学期期中真题分类汇编(广东专用)
2024-10-09
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2份
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101页
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | - |
| 类型 | 题集-试题汇编 |
| 知识点 | 欧姆定律 |
| 使用场景 | 同步教学-期中 |
| 学年 | 2024-2025 |
| 地区(省份) | 广东省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 17.90 MB |
| 发布时间 | 2024-10-09 |
| 更新时间 | 2024-10-09 |
| 作者 | 理化课代表精品中心 |
| 品牌系列 | 好题汇编·期中真题分类汇编 |
| 审核时间 | 2024-10-09 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/47828068.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
专题11 欧姆定律
考点一 探究电流与电压的关系
1.(23-24九年级上·广东深圳·期中)某实验小组为了探究通过电阻的电流分别与电压、电阻的关系,设计了如图1所示的电路图:其中电源电压恒为4.5V,R0为电阻箱(0~999.9Ω),R1为滑动变阻器(0~50Ω)。
(1)在探究电流与电压的关系实验中,先将R调至5Ω,然后开始进行实验。小明按照电路图连接好实物图如图2所示,小华指出小明的连接出错了,请你帮小明改正电路,要求滑片向左移动时,电流表的示数会变大(只改一根线的一端,先将错的线打“×”,再重新画过连线) ;
(2)如果在连接好电路后,闭合开关后,电压表指针偏转至最大值的情况说明R1的滑片可能位于接入电阻最 (选填“小”或“大”)端;
(3)调整好电路后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,直到电流表示数为0.4A时,并读出电压表示数,将测得数据填入相关表格;接着断开开关,将电阻箱的电阻调成10Ω接入电路中,接下来的操作是:闭合开关,将滑动变阻器的滑片P向 (填“左”或“右”)移动到适当位置,将测得数据填入相关表格;
(4)小明分别将电阻箱接入电阻调整为:5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω,重复(3)实验,根据所测数据绘出如图I-R图像(如图3),并得出结论: ;本次实验中滑动变阻器接入电路中的电阻不小于 Ω;这一过程中眼睛要一直观察 表示数的变化,直到其示数为 为止。
2.(23-24九年级上·广东佛山·期中)在“探究通过导体的电流与导体两端的电压的关系”实验中,某小组选用规格为“,1A”的滑动变阻器等器材进行实验:
实验次数
1
2
3
4
5
6
电压U/V
电流I/A
(1)请根据图甲,用笔画线代替导线,将图乙中的实物电路连接完整 ;
(2)连接电路时开关应该 。闭合开关前将滑动变阻器的滑片移到 (选填“最左”或“最右”)处;
(3)闭合开关后,观察电压表示数接近电源电压,电流表无示数,出现该故障的原因可能是定值电阻R ;
(4)电路中滑动变阻器的作用是保护电路和 ;
(5)排除故障后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,若电流表的示数如图丙所示,其读数为 A;
(6)改变滑动变阻器滑片的位置,测得多组对应的电压、电流值,如表所示,由测得数据可以得出的结论是: 。
3.(23-24九年级上·广东佛山·期中)小明在“探究电流与电压关系”的实验中,用导线将开关、电源、定值电阻()、电流表、电压表和滑动变阻器连接成如题图所示的电路。
(1)连接好电路时,滑动变阻器的滑片P应置于 (选填“A”或“B”)端;
(2)小明正准备闭合开关时,旁边的小兰急忙告诉他,电路连接有错,只要改接一根导线就可以了,请帮小明在这根导线打上“×”符号,再用画线代替导线连接到正确的位置 ;
(3)小明排除故障闭合开关,调节滑动变阻器,得到的实验数据如下表所示:
数据序号
1
2
3
4
5
电压U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
电流I/A
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
①实验中,调节滑动变阻器滑片P的目的是 ;
②分析表格中的数据可得出结论: ;
(4)小明还想完成“探究电流与电阻的关系”的实验,他应添加的器材是 ,接着将它们分别接入电路,控制 不变,记录对应的 值。
4.(23-24九年级上·广东珠海·期中)现有实验器材:三节新的干电池(电压为4.5V)、电流表、电压表、滑动变阻器(标有“30Ω2A”字样)、定值电阻5个(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、50Ω),开关一个,导线若干。小静同学设计了如图甲所示的电路图,用于探究电流与电压电阻关系。
(一)探究“电流与电压的关系”
(1)请用笔画线代替导线将图乙中的实物图连接完整 ;
(2)闭合开关,移动滑动变阻器滑片时,发现电流表指针正常偏转,电压表示数为零,则发生这种故障的原因可能是电阻R (选填“短路”或“断路”);
(3)排除故障后闭合开关,移动滑动变阻器,记录实验数据如下表,请根据表中数据在图丙中描点画出图像 。
电压U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3
电流I/A
0.1
0.2
0.3
0.38
0.5
0.6
分析图象可得出电流与电压的关系是: 。
(二)小静利用图甲继续完成了探究“电流与电阻的关系”实验
(1)小静先把10Ω的电阻接入电路,移动滑动变阻器滑片,使电压表示数为2V,读出电流表示数后断开开关。她拆下10Ω的电阻改换成阻值为20Ω的电阻后,直接闭合开关,可观察到电压表示数变大。为保持电压不变,接下来她应移动滑动变阻器滑片,同时眼睛观察 表,使其示数为 ;
(2)本次实验中滑动变阻器的作用是 和 。
考点二 探究电流与电阻的关系
5.(23-24九年级上·广东汕头·期中)用5Ω,10Ω,20Ω的三个定值电阻探究电流与电阻的关系,实验所用电源电压为6V。
(1)连接电路时,开关应处于 (选填“闭合”或“断开”)状态:请用笔画线代替导线将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的示数变大 ;
(2)排除故障后进行实验,移动滑动变阻器的滑片,当电流表的示数如图乙所示时,记录数据,则本实验中控制的定值电阻两端的电压为 V;
(3)断开开关,将5Ω的定值电阻换成10Ω的定值电阻后,闭合开关,电压表示数将变大,为了完成实验,此时应将滑动变阻器的滑片向 (选填“左”或“右”)移动;移动滑片的过程中,应观察 表的示数:
(4)根据实验数据描绘出电流与电阻倒数的像如图丙所示,由像可知:电压一定时,电流与电阻成 比:分析实验数据可知,实验所用滑动变阻器的最大阻值应不小于 Ω。
6.(23-24九年级上·广东中山·期中)在学习欧姆定律的知识过程中:
(1)某同学用图所示的电路验证在电压不变时,导体中的电流跟导体的电阻成反比的关系。先后用5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻接入电路的a、b两点间,闭合开关S,读出电流表的示数填入表中。若电源电压6V恒定不变,根据所记录的数据可以知道电路中的电阻Rˊ的大小为 Ω;
(2)由实验数据可以看出电流跟电阻不成反比。试分析为什么在这个实验中电流跟电阻不成反比?答: ;
电阻/
5
10
20
电流/A
0.4
0.3
0.2
(3)该同学经过认真分析,发现了错误的原因,他改进实验后,先后用5、10、20的定值电阻接入电路的a、b两点间进行实验,结果验证了在电压不变时,导体中的电流跟导体的电阻成反比的关系,图甲、乙提供的两个电路图, (填“甲图”或“乙图”)是他设计的电路。在这个实验中,滑动变阻器的作用除了保护电路之外,还有一个作用是: 。
(4)连接好正确的电路,在实验过程中先接入5电阻,移动滑片使电压表的示数为2V,记录电流表示数;再换用10的电阻接入电路时,调节滑动变阻器使接入电路中的阻值 (选填“变大、变小”),控制电压表的示数保持2V,记录电流表示数;当换用20的定值电阻接入电路后,无论怎样调节滑动变阻器,电压表的示数都大于2V,你认为这样的原因应该是: (填写选项字母)。
A.提供的电源电压太小 B.所用的滑动变阻器最大阻值太小 C.电压表选用的量程太小。
7.(23-24九年级上·广东佛山·期中)探究“电流与电阻的关系”时,实验器材有:三节新的干电池(电压为4.5V)、电流表、电压表、滑动变阻器(标有“20Ω;2A”字样)、定值电阻4个(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω),开关一个,导线若干。小静等同学设计了如图甲所示的电路图,并根据实验数据画出定值电阻的图像如图丙。
(1)连接电路时,开关要 (选“断开”或“闭合”),滑片P位于滑动变阻器的 (“左”或“右”)端,闭合开关,电流表无示数,电压表有示数,则电路故障原因是 ;
(2)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P,使电压表示数保持 不变;
(3)小静同学继续探究,再次换接20Ω的定值电阻后,发现无论怎样移动滑片P,都不能使电压表示数达到原来的电压,为了完成这次实验,她采取的措施是 。根据定值电阻的图像,由此得出的结论是: 。
8.(23-24九年级上·广东中山·期中)探究“电流与电阻关系”的实验中,选用如下器材:电压恒为的电源,阻值分别为、、的定值电阻,规格为“”的滑动变阻器,电流表、电压表、开关和若干导线。
(1)如图甲所示为小硕连接的实验电路,闭合开关前,小硕同学应立将滑动变阻器的滑片P移到 (填“左”或“右”)端,然后试触开关,发现电压表指针迅速摆到表盘最右端,电流表指针几乎未动,小硕分析其故障可能是 ;
(2)排除故障后,调节滑动变阻器的滑片,电压表示数如图乙所示,其示数为断开开关,保持滑动变阻器滑片位置不动,将5Ω电阻换成10Ω电阻,闭合开关,发现电压表示数 (选填“变大”、“变小”或“不变”),应将滑片向 (选填“左”或“右”)移动,使电压表示数与第一次实验的示数相同;
(3)在探究过程中,为了保持定值电阻两端电压不变,只要使滑动变阻器连入电路中的阻值与电路中定值电阻的阻值之比为 即可;小硕同学多次实验后,根据数据可以得出结论:电压一定时, 。
9.(23-24九年级上·广东珠海·期中)山丹在“探究电流与电阻关系”的实验中,选用的器材有:滑动变阻器、开关、电流表、电压表电源(电压恒为6V)、三个定值电阻(、、)、导线若干。
(1)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R ;(选填“断路”或“短路”)
(2)实验中滑动变阻器的作用是保护电路和 ;
(3)山丹按图的甲图连接电路后,闭合开关S,移动滑片P,使电压表示数为U时,记录电流表的示数,然后再分别接入其余两个定值电阻,重复上述操作。他多次实验的目的 :
A.求平均值,减小误差,使实验更精确 B.排除偶然因素,使实验规律更科学
(4)在(3)中当山丹用电阻替换电阻时,为保持 (选填“电流表”或“电压表”)示数不变,滑片P应向 (选填“A”或“B”)端移动;
(5)由图的乙图可知:在导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成 。
10.(23-24九年级上·广东深圳·期中)小华同学为了探究“电流与电阻的关系”,设计了如图甲的实验电路,她在学校实验室找来了如下一些实验器材:电压恒为3V的电源,电流表、电压表各一只,一个开关,阻值分别为,,的定值电阻各一个,滑动变阻器上标有“”字样,导线若干。
(1)请你用笔画线代替导线,将图乙中的实物连接完整;
(2)在连接实验电路时,小华应将开关处于 状态。闭合开关前,应将滑动变阻器滑片滑到最 端(选填“左”或“右”);
(3)小华连接好电路,闭合开关后,移动滑动变阻器滑片时,发现电流表指针正常偏转,电压表示数为零,则发生这种故障的原因可能是 ;
(4)故障排除后,小华先把的电阻接入电路,移动滑动变阻器滑片,使电压表示数为2V,读出电流表示数后,断开开关,她直接拆下的电阻,改换成阻值为的电阻继续做实验,闭合开关,电压表示数如图丙所示,其示数是 V,要完成这次实验,接下来她应将变阻器滑片向 端(选填“左”或“右”)移动,使电压表的示数为 V;
(5)当小华改用的电阻继续实验时,发现无论怎样移动滑动变阻器滑片,都无法使电压表示数达到实验要求的值,你认为“电压表的示数无法达到实验要求的值”的原因可能是 。
A.滑动变阻器的阻值太大 B.电压表量程选小了
C. 滑动变阻器的阻值太小 D.滑动变阻器烧坏了
考点三 根据欧姆定律计算导体的电阻、电流及电压
11.(23-24九年级上·广东中山·期中)有a、b为两段材料、长度均相同,但横截面积不同的导体。如图所示,将它们串联在电路中,则对导体a和导体b分析正确的是( )
A.它们两端的电压 B.电压
C.通过它们的电流 D.电阻
12.(23-24九年级上·广东深圳·期中)如图是电阻甲和乙的I-U图像,小明对图像信息作出的判断,正确的是( )
A.当甲两端电压为时,通过它的电流为
B.当乙两端电压为,其电阻值为
C.将甲和乙串联,若电流为,则它们两端的电压为1.5V
D.若甲和乙并联,若电压为1V,则它们的干路电流为
13.(23-24九年级上·广东深圳·期中)如图所示,是汽车油量表的工作原理图。其中的油量表是由一只量程适当的电表改装的,下列说法正确的是( )
A.油量表是用电压表改装的
B.、在电路中是并联的
C.油量增加时,电路中电流增大
D.在电路中没有作用,可以直接用导线替代
14.(23-24九年级上·广东中山·期中)将电阻R和灯泡L接在图甲所示的电路中,电源电压保持不变。图乙为电阻R和灯泡L的图象。则电阻R的阻值是 ,闭合开关S,电流表示数为0.3A,则电源电压U为 V;若将二者并联在电压为的电路中,干路中的电流是 A。
15.(23-24九年级上·广东深圳·期中)当某导体两端电压是3V时,通过它的电流是0.2A,该电阻的阻值为 Ω;若它两端电压变为0V,则该电阻中电流为 A,此时电阻为 Ω。
16.(23-24九年级上·广东佛山·期中)节日彩灯带为一只只小彩灯串联而成,如图所示为其中一只小彩灯,当它正常工作时,灯内玻璃珠为 (选填“导体”或“绝缘体”);与灯丝并联的细金属丝电阻很大,通过的电流很 ;当该彩灯灯丝烧断后,彩灯带中其他小彩灯 (选填“会”或“不会”)有电流通过。
17.(23-24九年级上·广东广州·期中)在如图所示的电路中,电阻R1的阻值为5Ω。闭合开关S,电流表A1的示数为0.6A,电流表A的示数为0.9A。求:
(1)R1两端的电压;
(2)通过电阻R2的电流;
(3)R2的电阻。
18.(23-24九年级上·广东佛山·期中)如图所示的电路中,电源电压保持不变,灯L标有12V 1A的字样,R2=12Ω,当 S1、S2都闭合时,电流表示数为1.2A,这时灯L正常发光(忽略温度对灯丝电阻的影响)。
求:(1)电源电压;
(2)电阻 R1的阻值:
(3)若将开关S1、S2都断开,此时灯L两端实际电压是多少?
19.(23-24九年级上·广东深圳·期中)如图所示的电路中,电源电压不变,电阻的电阻为,当只闭合开关,电流表的示数为0.1A;当开关、均闭合时,电流表的示数变为0.3A。求:
(1)电源电压;
(2)开关、均闭合时,通过电阻的电流大小;
(3)电阻的阻值。
考点四 含有变阻器电路的动态分析
20.(23-24九年级上·广东深圳·期中)如图所示,电压表量程是 0~3V,电流表量程是 0~0.6A,变阻器的最大值是 20Ω,R0 电阻为 6Ω, 电源电压为 6V,为了保证两表使用安全,求变阻器的电阻取值范围( )
A.R≤4Ω B.R≥6Ω C.4Ω≤R≤6Ω D.6Ω≤R≤20Ω
21.(23-24九年级上·广东深圳·期中)如图所示是一种测定油箱内油量的装置模型,其中为滑动变阻器的电阻片,与之接触的滑片可以绕点转动。当油量减少时,以下说法正确的是( )
A.电流表示数增大 B.滑动变阻器阻值减小
C.定值电阻两端的电压减小 D.无油时,电流表示数为0
22.(23-24九年级上·广东深圳·期中)物理科技小组的同学按照老师的要求设计了如图所示的电路,电源两端电压保持不变,为定值电阻,当闭合开关S后,向右移动滑片P,下列说法中正确的是( )
A.电压表示数变大 B.电流表、示数都变小
C.电流表与示数的差值变大 D.电压表示数与电流表示数的比值不变
23.(23-24九年级上·广东汕头·期中)如图甲所示,电源电压保持不变,闭合开关时,滑动变阻器的滑片P从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,则电源电压 V,定值电阻R阻值为 ,滑动变阻器的最大阻值是 Ω。
24.(23-24九年级上·广东深圳·期中)如图甲所示为某种跳绳自动计数器的简化原理图。跳绳时,每当绳子挡住了射向的红外线时,的电阻会变大,自动计数器会计数一次。信号处理系统相当于一个电压表,能记录AB间每一时刻的电压。若已知电源电压为10V并且保持不变,为定值电阻,某一段时间AB间的电压随时间变化的图像如图乙所示。请问:
(1)两端电压为 V时,计数器会计数一次;
(2)绳子挡住射向的红外线时,的阻值是的 倍;
(3)绳子没有挡住射向的红外线时和挡住射向的红外线时电路中电流之比为 。
考点五 含有光敏、热敏、压敏、气敏半导体的电路
25.(23-24九年级上·广东深圳·期中)实验小组的几位同学在一辆玩具汽车上设计了“超载报警装置”,所用到的材料有压敏电阻(电阻值随压力的增大而减小)、电流表、电铃、开关以及足够的导线。一直闭合开关后,当通过电铃的电流增大到一定值时,电铃发出声音报警,同时电流表的示数随压力的增大而增大。下列符合上述要求的电路图是( )
A. B.
C. D.
26.(22-23九年级上·广东深圳·期中)如图甲为升降机电路的部分原理图。电源电压恒为6V,R0为定值电阻,电压表量程为0~3V,压敏电阻R1的阻值与所受压力大小的关系如图乙所示。
(1)由图乙可知,随压敏电阻所受到的压力的增大,R1的阻值将 ,电压表的示数将 (以上两空均选填“变大”或“变小”);
(2)压敏电阻所受压力为0时,电阻R1= Ω;
(3)压敏电阻所受压力为0时,电压表示数为2V,电阻R0= Ω。
考点六 伏安法测电阻的实验
27.(23-24九年级上·广东佛山·期中)图甲是小明在“测量小灯泡的电阻”实验中连接的一个实验电路,所用小灯泡正常发光时的电压为2.5V。
(1)实验原理是 ;这个设计电路 (选填“可以”或“不可以”)进行探究电流与电压的关系实验;
(2)如图丙所示,实验小组根据实验数据绘制了小灯泡的I﹣U图像,小灯泡正常发光时的电阻为 Ω。由图像可知灯丝的电阻是变化的,是因为 ;
(3)小明在用伏安法测未知电阻的实验时,发现电压表坏了,他重新接好电路如图乙所示,利用电流表和最大阻值为R0的滑动变阻器,测量未知电阻Rx的阻值。请将实验步骤补充完整:
①将滑动变阻器的滑片P移到最左端,闭合开关S,读出电流表的示数I1;
②再将滑片P移至最右端,读出电流表的示数I2;
③待测电阻的表达式Rx= (用已知量和测量量的符号表示)。
28.(23-24九年级上·广东深圳·期中)小张在“伏安法”测小灯泡的电阻实验中,连接了如图甲所示的实物图。
(1)闭合开关前,应向 端(选填“A”或“B”)调整滑动变阻器的滑片,使电路中的电流在开始测量时最小;
(2)测量过程中,某一次的电流值如图乙所示,则电流值是 A。这时,灯丝突然烧断,则电压表的示数 (选填“变大”“变小”或“不变”)。换相同规格的灯泡,重测的数据如表所示,并绘出I-U图像如图丙的A所示;
(3)依据表格中的数据,小张求出小灯泡电阻的平均值,你同意这种做法吗?说出你的理由(作出判断并说出理由) ;
电压/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
电流/A
0.10
0.16
0.20
0.23
0.25
0.27
电阻/Ω
5.0
6.3
7.5
8.7
10.0
11.1
平均电阻/Ω
8.1
(4)某同学用相同的器材和电路图也做这实验时,由于接线错误,根据测量的数据绘出的I-U图像如图丙的B所示。你认为错误的原因可能是 ;
(5)本次实验进行了多次实验,其目的是: 。
考点七 欧姆定律在串、并联电路中的应用
29.(23-24九年级上·广东汕头·期中)下列说法中正确的是( )
A.一节干电池的电压为1.5V,两节干电池不能给手机充电
B.对人体来说,安全电压是不高于36V,在潮湿环境下,人体安全电压将变大一些
C.关于公式,可知导体的电阻与它两端的电压成正比,和通过它的电流成反比
D.通艺初三教室里的电灯点亮越多,电路总电阻就越大,电源总电压保持不变
30.(23-24九年级上·广东深圳·期中)力敏电阻的阻值是随所受压力的增大而减小的。小聪同学想设计一个通过电表示数反映力敏电阻所受压力大小的电路,要求压力增大时电表示数减小。以下电路符合要求的是( )
A. B.
C. D.
31.(23-24九年级上·广东深圳·期中)在如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P向左移动时( )
A.电流表的示数变大,电压表的示数变大
B.电流表的示数变小,电压表的示数变小
C.电流表的示数不变,电压表的示数变大
D.电流表的示数变大,电压表的示数变小
32.(22-23九年级上·广东深圳·期中)有A、B两根长度相同、材料相同、粗细不同的导体,按甲、乙、丙、丁四种方式将其连入电路。则连入电路的电阻大小的顺序排列应是( )
A. B.
C. D.
33.(23-24九年级上·广东深圳·期中)为了保护环境,很多农村都不再使用燃煤,而使用天然气,如图是一种天然气泄漏检测仪的简化电路图,其中电源电压不变,R是气敏电阻,其阻值会随天然气浓度的增大而减小,R0为定值电阻,电源电压不变,闭合开关S,下列判断中正确的是( )
A.当天然气的浓度增大时,电压表示数变小,电流表示数变小
B.当天然气的浓度减小时,电压表示数变大,电流表示数变大
C.当天然气的浓度减小时,电压表和电流表示数的比值不变
D.当天然气的浓度减小时,电路的电流变大
34.(23-24九年级上·广东中山·期中)如图甲所示是插入式电阻箱的结构示意图,它的最大阻值 Ω,拨掉第二、三个铜塞,则A、B两个接线柱之间的电阻值是 Ω,图乙是电阻箱,此时接入电路的阻值读数是 Ω。
35.(23-24九年级上·广东深圳·期中)定值电阻R1=30Ω、R2=10Ω,将它们并联在电路中,则流过R1、R2的电流之比是 ,R1、R2两端的电压之比是 。
36.(23-24九年级上·广东深圳·期中)如图所示,电源电压保持不变,闭合开关S,当滑片P向右移动时,电压表的示数将 ,电压表的示数与电流表的示数比将 。(以上各空选填“变大”、“变小”或“不变”)
37.(23-24九年级上·广东惠州·期中)如图所示电路中,R2=20Ω,电压表的示数为3V,电流表的示数为0.3A。求:
(1)电阻R1的值;
(2)电源的电压。
38.(23-24九年级上·广东江门·期中)如图甲是探究电流与电压关系的电路图,开关S闭合后,将滑动变阻器的滑片P从a端移至b端,可知( )
A.R0的电阻值是10Ω
B.当R0阻值一定时,电阻R0两端电压与通过R0的电流成正比
C.滑动变阻器的最大阻值为25Ω
D.实验中可以把定值电阻换成小灯泡
39.(23-24九年级上·广东深圳·期中)某校实验小组设计了一种自动记录跳绳次数的装置,其简化电路如图甲所示。AB间接信号记录仪,R0是定值电阻,R'是一种光敏元件,当R'接收不到红外线时,两端的电压也会变大,此时信号记录仪计数一次,已知电源电压为3V,AB间的电压随时间变化的图像如图乙所示,则下列说法正确的是( )
A.该装置可由电流表改装而成
B.R'接收不到红外线时,R'两端的电压大小为1V
C.AB两端电压为1V时,信号记录仪计数一次
D.绳子遮挡红外线时电路中的电流大小为未遮挡时的2倍
40.(23-24九年级上·广东广州·期末)定值电阻和两端电流与电压的关系图象如图甲所示,把电阻和分别如图乙、丙连接到电路中,则( )
A. B. C. D.
41.(23-24九年级上·广东东莞·期中)如图所示电路中,电源电压恒为6V,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~15V,滑动变阻器R2规格为“50Ω0.5A”。滑片P在中点时,电流表示数为0.2A,电压表示数为5V。下列说法中正确的有( )
A.定值电阻R1为5Ω
B.如果出现电压表示数为6V,可能是R1断路
C.滑动变阻器阻值可调节范围为5Ω~50Ω
D.R2的功率占电路总功率的比值最小时,电流表示数为0.6A
42.(23-24九年级上·广东广州·期中)如图甲为可调亮度台灯,图乙为其用于调亮度的电位器结构图.a、b、c是它的三个接线柱,a、c分别与弧形电阻丝的两端相连,b与金属滑片相连。转动旋钮,滑片在弧形电阻丝上滑动即可调节灯泡亮度。下列分析正确的是 ( )
A.若只将a、c接入电路,顺时针转动旋钮时灯泡变亮
B.若只将b、c接入电路,顺时针转动旋钮时灯泡变暗
C.电位器是通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变灯泡亮度的
D.若只将a、b接入电路,顺时针转动旋钮时灯泡亮度不变
43.(23-24九年级上·广东中山·期中)在图甲所示电路中,当闭合开关后,两灯均发光,且L1比L2亮,这时两只电压表的指针偏转角度相同,指针位置均为如图乙所示,则流过两灯的电流I1 I2(填“>”“=”“<”),此时灯L1两端的电压是 V,两灯的电阻之比R1︰R2 。
44.(23-24九年级上·广东广州·期中)如图甲所示是公路上的超载检测装置的简化原理图。滑动变阻器RAB的滑片P与称重平台固定在一起,和称重平台一同升降,用电流表的示数显示货车对称重平台的压力F。滑片P从A端下滑距离L与压力F的关系如图乙所示。当滑片P位于A端时为空载,当滑片P位于B端时为超载临界点,此时电流表的示数为2A,称重平台锁止不再下降。已知电源的电压为4V,RAB阻值均匀,每厘米长的电阻为1Ω,总长为8cm。求:
(1)R0的阻值;
(2)当一辆货车在称重平台上接受检测时电流表的读数为1A,此时滑动变阻器RAB连入电路的阻值以及F的大小。
45.(23-24九年级上·广东惠州·期中)小华想探究“通过导体的电流跟什么因素有关”,采用了如图甲、乙所示电路进行实验,电源电压保持不变,R为定值电阻。
(1)如图乙所示,闭合开关前,滑动变阻器滑片应调至 端(选填“A”或“B”);滑动变阻器的作用除了改变定值电阻两端的电压外,还起到了 的作用;
(2)电路连接正确后,闭合开关,发现电压表有示数,但电流表无示数,此时出现的故障可能是 (选填字母);
A.滑动变阻器短路 B.电流表断路 C.电阻R短路 D.电阻R断路
(3)排除故障后,小华又取了两个定值电阻,想利用这些器材继续探究“电压不变时,电流与电阻的关系”。实验中所用电阻的阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω,电源电压为6V,分别接入三个定值电阻,调节滑动变阻器的滑片,记录数据,得到了如图丙所示的图像。由图像可以得出结论: ;
(4)上述(3)的实验中:①当小华在图乙中用5Ω的电阻做完实验后,保持滑动变阻器滑片的位置不变,接着把R换为10Ω的电阻接入电路,闭合开关,应向 (选填“A”或“B”)端移动滑片,直至电压表示数为 V时,读出电流表的示数;
②为完成整个实验,小华应选取的滑动变阻器的规格为 (选填字母)。
A.“20Ω,1.0A” B.“50Ω,1.0A”
46.(23-24九年级上·广东东莞·期中)小米用三节干电池作电源探究“通过导体的电流与电压、电阻的关系”,选用的五个定值电阻的阻值分别为、、、、。
(1)先用的电阻做“通过导体的电流与电压的关系”的实验,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于最 (选填“左”或“右”)端;
(2)闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为0.5V时,电流表的示数如图乙所示,则电流表示数为 A;
(3)向 (选填“左”或“右”)调节滑动变阻器的滑片,继续增大电压表的示数,依次记录实验数据如表,请你根据表中数据在图丙中描点画出图像 ;
电压U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3
电流I/A
0.2
0.3
0.38
0.5
0.6
(4)小米接着用(3)实验的电路,准备开始探究“通过导体的电流与电阻的关系”,小米用的电阻替换的电阻后,直接闭合开关,发现电压表的指针立刻转过最大刻度线打弯,电压表不能用了。小米反思:如果在闭合开关前, (填操作过程),那么电压表就会幸免于难!!
(5)换新电压表后,小米正确完成了接下来的实验步骤,记录实验数据如下表,本实验的结论是:导体两端电压一定,通过导体的电流与导体的电阻成 ;
实验次数
1
2
3
4
5
25
20
15
10
5
0.12
0.15
0.2
0.3
0.6
(6)小明同学连接的电路图有一根线连接错误如丁图,请在错误的连线上打“×”并用笔画线代替导线将电路连接正确 。
47.(23-24九年级上·广东深圳·期中)小敏用如图甲所示的电路图,研究通过导体的电流与导体电阻的关系,电源电压恒为6V。改变电阻R的阻值,调节滑动变阻器滑片,保持R两端的电压不变,记下相应的4次实验的电流和电阻值,描绘在乙图中。
(1)在丙图中,用笔线代替导线,将电压表正确连入电路;
(2)实验过程中,移动变阻器滑片时,眼睛应注视 (选填序号);
A.变阻器滑片 B.电压表示数 C.电流表示数
(3)从乙图可知电压表示数是 ;
(4)实验中,他所选择的变阻器是 (选填序号);
A.10Ω、0.5A B.20Ω、1A C.50Ω、2A
(5)实验过程中,如果出现了电流表示数几乎为0,电压表示数接近6V,电路发生的故障可能是: ;
(6)在此实验过程中,当电阻R由5Ω更换为10Ω后,为了探究上述问题,他应该采取的唯一操作是 。
A.保持变阻器滑片不动 B.将变阻器滑片适当向左移动
C.将变阻器滑片适当向右移动 D.适当增加电池的节数
48.(23-24九年级上·广东深圳·期中)图甲是小致实验小组在探究“电流与电阻的关系”时的电路图,电源电压恒为6V,电压表、电流表无损坏,有阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻5个,他们将5次实验数据描绘在图丙中。
(1)根据图甲,用笔画线代替导线完成图乙的实物图连接 ;
(2)实验中,若将15Ω的电阻更换为20Ω的电阻,滑动变阻器应向 (选填“左”或“右”)移动,移动滑动变阻器的作用是 ,此时定值电阻两端的电压应为 V;
(3)某次实验,更换电阻R,合上开关后,电压表无示数,电流表有示数,其原因可能是 ;
(4)丙图中A点对应的横坐标与纵坐标围成矩形的面积 (选填“大于”、“小于”或“等于”)B点对应的横坐标与纵坐标围成矩形的面积;
(5)观察图象可以得出实验结论:当导两端电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成 ;
(6)为了完成实验,实验中,小致选择的滑动变阻器的最大阻值至少是 Ω。
49.(23-24九年级上·广东中山·期中)如图是伏安法测电阻的实验器材,其中电池组电压为3V,Rx的阻值约为10左右。
(1)电流表应选用 的量程,这样做的优点是: ;
(2)将图甲中器材连接补充完整,连成测定Rx阻值的实验电路 (要求:滑动变阻器的滑片向左移动时,连入电路中的阻值变大);
(3)小明和小强分别用自己的电路完成了实验,并把实验数据填写在表1和表2中:
表1(小明)
次数
电压(V)
电流(A)
电阻(Ω)
1
2.3
0.22
10.45
2
2.5
0.24
10.42
3
表2(小强)
次数
电压(V)
电流(A)
电阻(Ω)
1
2.0
0.28
2
2.5
0.24
3
2.7
0.22
老师看到了他们的数据后,认为其中有一位同学的实验电路接错了。你认为 同学的电路接错了;
(4)小明同学已将前两次实验的数据记入了表1中,第3次实验的电表指示如图乙所示,则第三次测出的电阻值为 ;根据三次测量数据,可以计算出小明在实验中所测电阻的阻值R= 。
50.(22-23九年级上·广东深圳·期中)科技小组用如图1所示电路测量定值电阻的阻值。
(1)连接电路如图1所示,发现有一根导线连错了,请你在接错的导线上画×,并正确接出电路 ;
(2)在连接电路时,开关应处于 (选填“断开”或“闭合”)状态,滑动变阻器滑片P应位于 (选填“A”或“B”)端;
(3)闭合开关前,发现电流表指针在零刻度线右端,其原因可能是 (选填“A”或“B”);
A.电流表没调零
B.电流表正负接线柱接反了
(4)问题解决后,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;
(5)改变电阻两端电压,多次测量求平均值,分析数据,还可得出:导体电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成 (选填“正”或“反”)比;
(6)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S1、S2,电压表的示数为U1;
②闭合S1,断开S2,电压表的示数为U2;
由此可得Rx的阻值为 (用字母U1、U2、R0表示)。
51.(23-24九年级上·广东东莞·期中)同学们用“伏安法”测小灯泡的电阻,已知小灯泡正常工作电压为2.5V,电阻约为10Ω
实验序号
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
灯泡发光情况
1
1.0
0.22
4.55
不亮
2
1.5
0.26
5.88
较弱
3
2.0
0.28
7.14
较亮
4
2.5
正常
5
3
很亮
(1)请将图甲的电路连接完整 ;
(2)小明连接好最后一根导线时小灯泡就立即发光,他连接电路过程中操作不当之处是 ;
(3)调节滑动变阻器滑片P的位置,并将小灯泡在多个工作状态下,电压表、电流表的示数,电流表的示数如图乙所示,则它正常发光时的电阻为 ;
(4)某小组将多次测量的电阻数据求平均值作为小灯泡的电阻大小,你认为这样处理数据是 (选填“合理”或“不合理”)的,原因是: ;
(5)小红想用“伏安法”测一个未知的定值电阻Rx大小,但她没有电流表可以使用,只有一个电压表和另外一个已知阻值为R0的电阻,她设计了如图丙所示的电路,也测算出了Rx的大小,请分析她实验的测算步骤,并补充完整:
①闭合开关S、断开开关S1,用电压表测出待测电阻Rx两端的电压为U1;
② ,记下此时电压表读数为U,即为电源电压;
③请写出未知电阻Rx阻值表达式:Rx= 。
52.(23-24九年级上·广东深圳·期中)“测小灯泡电阻”的实验中,所用小灯泡正常发光时电压为2.5V。
(1)图甲是小亮连接的实验电路图,其中有一根导线连接错误,请你在错误的导线上画“×”,并用笔画线代替导线,正确连接实物图。
(2)小雨所在小组的实验中,闭合开关后小灯泡不亮,电流表有示数,但指针的偏角很小,接近0刻度,下一步的操作是 。
(3)改正后,闭合开关,发现小灯泡仍不亮,电流表和电压表均有示数,接下来应 :
A.更换灯泡 B.检查电路是否断路 C. 移动滑动变阻器滑片,观察小灯泡是否发光
(4)小亮设计的记录表格如下,请你指出表格的问题: 。
次数
电压/V
电流/A
电阻/Ω
电阻平均值/Ω
1
0.6
0.28
2
0.36
3
2.5
(5)第3次实验时电流表的示数如图乙,则小灯泡正常发光时的电阻是 Ω。(保留一位小数)
(6)爱探究的小雨对实验进行了拓展,他设计了如图丙所示的两种方案测定值电阻R的阻值,请你评估分析两种方案中可行的是方案 ;利用可行的方案,他的实验操作如下:
①闭合S和S1读出电流表示数为I1
②闭合S,断开S1读出电流表示数为I2
则定值电阻的阻值R= (用已知量和测量量的字母表示)。
53.(23-24九年级上·广东东莞·期中)如图,电源电压U=6V,定值电阻R0=20Ω,电压表量程为0~15V,
(1)滑片P在a端时,电压表示数为6V,求通过R0的电流;
(2)滑片P在b端时,电压表示数为2V,求R的最大阻值;
(3)求闭合开关时,电路中电流的最小值。
54.(23-24九年级上·广东深圳·期中)亮亮设计了一个用电压表的示数反映环境温度变化的电路,其电路原理如甲图所示,电源电压为4V保持不变,定值电阻R0阻值为15Ω,R1是热敏电阻,其电阻随环境温度变化的关系如乙图所示。闭合开关S后,当环境温度为20℃时,此时电压表的示数为1.5V,求:
(1)当环境温度为20℃时,电流表示数为多少?
(2)当环境温度为20℃时,热敏电阻R1两端的电压为多少?
(3)当电压表示数为3V时,此时热敏电阻阻值是多少?此时环境温度是多少?
55.(23-24九年级上·广东深圳·期中)如图,这是某款医用红外线体温计的简化电路图,定值电阻,温度与热敏电阻的对应值关系如下表。当测量者体温超过时,体温计就会发出提示声。
温度/℃
15
25
37
38
40
热敏电阻/Ω
53
38
20
15
5
(1)当温度为时,电流表示数为0.2A,求电源电压;
(2)当测量者的体温为时,求电路中的电流;
(3)当电压表的示数为1.8V时,通过计算判断体温计是否会发出提示声。
56.(23-24九年级上·广东江门·期中)阅读短文并回答下列问题。
热敏电阻温度计
热敏电阻是用半导体材料制成的电阻,其阻值随温度的变化而变化。如图甲所示为某型号热敏电材阻的实物图,阻值随温度升高而变小的,称为负温度系数热敏电阻;阻值随温度升高而变大的,称为正温度系数热敏电阻。利用热敏电阻的特性做成的温度计,叫做热敏电阻温度计。
如图乙所示为热敏电阻R1的阻值随温度t变化的图像(为一次函数),图丙是用R1做测温探头的某热敏电阻温度计的电路图,其中电源电压可在0.60V~1.20V之间调节,R2为定值电阻,阻值为100Ω。该电路工作原理是:当保持通过R1的电流不变时,R1两端的电压随电阻均匀变化(即随温度均匀变化),故只需将电压表V1表盘的刻度改成相应的温度刻度,就可以直接从V1表盘上读出温度值。测量时,将R1放入待测温度处,闭合开关,调节电源电压,使V2表的示数保持0.20V不变(即电路中的电流保持2mA不变),再从V1表盘上读出待测温度t。
(1)热敏电阻R1是 (选填“正”成“负”)温度系数热敏电阻,在标准大气压下,将R1放入冰水混合物中时,R1的阻值是 Ω。在探究电流与电压关系的实验中, (选填“能”或“不能”)用热敏电阻R1代替定值电阻。
(2)测温时,保持R2两端电压为0.20V,R1两端的电压随温度升高而 (选填“变大”“变小”或“不变”)
(3)某次测温时,V1表盘上显示的温度是30℃,此时电路中电流为 A,电源电压为 V。
(4)该热敏电阻能测量的最高温度为 ℃。
57.(23-24九年级上·广东佛山·期中)如图甲所示是一种自动测定油箱内油量的装置,R是滑动变阻器的电阻片,油量表由电流表改装而来。
(1)R0在电路中的作用 ;
(2)油箱中的油量减少时,油面下降,这时浮子的下降会带动滑动变阻器的滑片向 移动,从而滑动变阻器连入电路的电阻变 ,从而使电流表的示数变 ;
(3)若将电流表换为电压表,用电压表的指针指示的刻度显示油箱内油面的高度,要求油面升高时电压表的读数变大,请将电压表的电学符号画在图乙中。
58.(23-24九年级上·广东深圳·期中)阅读材料,回答问题。
测温手环与智能休眠仓
随着计算机软硬件和互联网技术的高速发展,可穿戴式智能设备逐渐在生产、生活领域中表现出广阔的应用潜力。在新冠疫情防控中,用于体温监控的测温手环就是一种智能穿戴设备,如图所示。
测温手环主要由温度传感模块、蓝牙模块、电源模块三个部分组成。在温度传感模块中,有对温度敏感的热敏电阻(其阻值随温度的升高而减小)与导热金属片相连。使用测温手环时,导热金属片与人体接触,金属片温度的变化引起热敏电阻的阻值发生变化,热敏电阻的阻值变化影响电路中电流的大小。温度传感模块中的测温芯片根据电路中电流的大小计算出人体的温度,且手环中蓝牙模块通过无限网络芯片中的温度数据传送给移动设备,从而实现体温的实时监控。
为了降低测温手环的功耗,延长它的工作时间,测温手环还会配有智能控制器,当环境温度低于某个设定的温度或手环检测到的温度长时间不发生变化时,测温手环自动关机。
(1)导热金属片的内能是通过 (选填“做功”或“热传递”)的方法改变的;
(2)智能控制器在测温手环的电路中相当于简单电路中的 (选填“电源”、“开关”或“用电器”);
(3)佩戴测温手环的人体温突然升高时,通过测温手环的电流 。(选填“变大”、“变小”或“不变”)
(4)测温手环充电时的能量转化是 。
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专题11 欧姆定律
考点一 探究电流与电压的关系
1.(23-24九年级上·广东深圳·期中)某实验小组为了探究通过电阻的电流分别与电压、电阻的关系,设计了如图1所示的电路图:其中电源电压恒为4.5V,R0为电阻箱(0~999.9Ω),R1为滑动变阻器(0~50Ω)。
(1)在探究电流与电压的关系实验中,先将R调至5Ω,然后开始进行实验。小明按照电路图连接好实物图如图2所示,小华指出小明的连接出错了,请你帮小明改正电路,要求滑片向左移动时,电流表的示数会变大(只改一根线的一端,先将错的线打“×”,再重新画过连线) ;
(2)如果在连接好电路后,闭合开关后,电压表指针偏转至最大值的情况说明R1的滑片可能位于接入电阻最 (选填“小”或“大”)端;
(3)调整好电路后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,直到电流表示数为0.4A时,并读出电压表示数,将测得数据填入相关表格;接着断开开关,将电阻箱的电阻调成10Ω接入电路中,接下来的操作是:闭合开关,将滑动变阻器的滑片P向 (填“左”或“右”)移动到适当位置,将测得数据填入相关表格;
(4)小明分别将电阻箱接入电阻调整为:5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω,重复(3)实验,根据所测数据绘出如图I-R图像(如图3),并得出结论: ;本次实验中滑动变阻器接入电路中的电阻不小于 Ω;这一过程中眼睛要一直观察 表示数的变化,直到其示数为 为止。
【答案】 小 右 电压一定时,电流与电阻成反比 6.25 电压 2
【详解】(1)[1] 当滑动变阻器的滑片向左移动时,电流表的指针偏转角度变大,即电阻变小,故变阻器左下接线柱连入电路中与电流表串联,如图所示:
(2)[2]如果在连接好电路后,闭合开关后,滑动变阻器与定值电阻串联,电压表测定值电阻两端的电压,电压表指针偏转至最大值,说明滑动变阻器两端的电压较小,故该现象产生的原因是R1的滑片可能位于接入电阻最小端。
(3)[3]探究电流与电阻的关系时,应控制定值电阻两端的电压不变,将电阻R=5Ω换成R=10Ω电阻,根据分压原理知道,定值电阻分得的电压将变大,根据串联电路电压规律知,要保持定值电阻两端的电压不变,需增大滑动变阻器分得的电压,由分压原理知道,应增大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右移动,使电压表示数保持不变。
(4)[4] 分析图像知道,电阻的电流与电阻之积为
U=IR=0.4A×5Ω=2V
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。
[5][6][7]利用串联分压原理知道
R0∶R1=U0∶(U-U0)
即
2V∶(4.5V-2V)=5Ω∶R
解得R=6.25Ω。这一过程中眼睛要一直观察电压表示数的变化,直到其示数为2V为止。
2.(23-24九年级上·广东佛山·期中)在“探究通过导体的电流与导体两端的电压的关系”实验中,某小组选用规格为“,1A”的滑动变阻器等器材进行实验:
实验次数
1
2
3
4
5
6
电压U/V
电流I/A
(1)请根据图甲,用笔画线代替导线,将图乙中的实物电路连接完整 ;
(2)连接电路时开关应该 。闭合开关前将滑动变阻器的滑片移到 (选填“最左”或“最右”)处;
(3)闭合开关后,观察电压表示数接近电源电压,电流表无示数,出现该故障的原因可能是定值电阻R ;
(4)电路中滑动变阻器的作用是保护电路和 ;
(5)排除故障后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,若电流表的示数如图丙所示,其读数为 A;
(6)改变滑动变阻器滑片的位置,测得多组对应的电压、电流值,如表所示,由测得数据可以得出的结论是: 。
【答案】 断开 最右 断路 改变定值电阻两端的电压 0.34 当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比
【详解】(1)[1]由图甲可知,定值电阻、滑动变阻器和电流表串联,电压表并联在定值电阻两端;由表中数据可知,两表选用小量程;滑动变阻器上下各选一个接线柱串联在电路中,由图甲可知,滑动变阻器滑片向右移动阻值变大,故滑动变阻器选用左下接线柱,如下图所示:
(2)[2][3]为了保护电路,连接电路时开关应该断开;闭合开关前将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处,即最右端。
(3)[4]闭合开关后,观察电流表无示数,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,即出现该故障的原因可能是定值电阻R断路。
(4)[5]在该实验中,为了寻找普遍规律,应多次测量,故电路中滑动变阻器的作用除了保护电路外,还有改变定值电阻两端的电压。
(5)[6]闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,若电流表的示数如图丙所示,电流表选用小量程,分度值0.02A,其示数为0.34A。
(6)[7]忽略误差不计,由表中数据可知,当定值电阻两端电压增大为原来的几倍,通过定值电阻的电流也增大为原来的几倍,故可得出结论:当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
3.(23-24九年级上·广东佛山·期中)小明在“探究电流与电压关系”的实验中,用导线将开关、电源、定值电阻()、电流表、电压表和滑动变阻器连接成如题图所示的电路。
(1)连接好电路时,滑动变阻器的滑片P应置于 (选填“A”或“B”)端;
(2)小明正准备闭合开关时,旁边的小兰急忙告诉他,电路连接有错,只要改接一根导线就可以了,请帮小明在这根导线打上“×”符号,再用画线代替导线连接到正确的位置 ;
(3)小明排除故障闭合开关,调节滑动变阻器,得到的实验数据如下表所示:
数据序号
1
2
3
4
5
电压U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
电流I/A
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
①实验中,调节滑动变阻器滑片P的目的是 ;
②分析表格中的数据可得出结论: ;
(4)小明还想完成“探究电流与电阻的关系”的实验,他应添加的器材是 ,接着将它们分别接入电路,控制 不变,记录对应的 值。
【答案】 A 改变定值电阻两端的电压 见解析 多个阻值不同的定值电阻 定值电阻两端的电压 电流
【详解】(1)[1]为了保护电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到最大阻值处,由图知,滑片右侧电阻丝接入电路,所以滑片应移到阻值最大的A端。
(2)[2]原电路中,电压表串联在电路中,电流表与定值电阻并联,这是错误的,电压表应与定值电阻并联,电流表应串联在电路中,如图所示:
(3)①[3]探究电流与电压的关系时,需要改变定值电阻两端的电压,因此实验中,调节滑动变阻器滑片P的目的是改变定值电阻两端的电压。
②[4]根据表中数据可知,电压增大为原来的几倍,通过的电流也增大为原来的几倍,故可得出结论:在导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
(4)[5][6][7]探究电流与电阻的关系时,需控制定值电阻两端的电压相同,改变定值电阻的阻值,因此需要添加多个阻值不同的定值电阻;由于需要电压不变,比较电流与电阻的关系,因此接着将它们分别接入电路,应控制定值电阻两端的电压不变,记录对应的电流值。
4.(23-24九年级上·广东珠海·期中)现有实验器材:三节新的干电池(电压为4.5V)、电流表、电压表、滑动变阻器(标有“30Ω2A”字样)、定值电阻5个(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、50Ω),开关一个,导线若干。小静同学设计了如图甲所示的电路图,用于探究电流与电压电阻关系。
(一)探究“电流与电压的关系”
(1)请用笔画线代替导线将图乙中的实物图连接完整 ;
(2)闭合开关,移动滑动变阻器滑片时,发现电流表指针正常偏转,电压表示数为零,则发生这种故障的原因可能是电阻R (选填“短路”或“断路”);
(3)排除故障后闭合开关,移动滑动变阻器,记录实验数据如下表,请根据表中数据在图丙中描点画出图像 。
电压U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3
电流I/A
0.1
0.2
0.3
0.38
0.5
0.6
分析图象可得出电流与电压的关系是: 。
(二)小静利用图甲继续完成了探究“电流与电阻的关系”实验
(1)小静先把10Ω的电阻接入电路,移动滑动变阻器滑片,使电压表示数为2V,读出电流表示数后断开开关。她拆下10Ω的电阻改换成阻值为20Ω的电阻后,直接闭合开关,可观察到电压表示数变大。为保持电压不变,接下来她应移动滑动变阻器滑片,同时眼睛观察 表,使其示数为 ;
(2)本次实验中滑动变阻器的作用是 和 。
【答案】 短路 同一导体,通过导体的电流与导体两端的电压成正比 电压表 2V 保护电路 控制电阻两端电压保持不变
【详解】(一)(1)[1]图甲,滑动变阻器与定值电阻串联,电压表与定值电阻并联,电流表串接在定值电阻后,滑动变阻器接左下接线柱,根据电路图连接实物图,如图
(2)[2]电流表有示数,则应排除断路情况,电压表示数为零,则说明电阻两端没有电压,如果R发生短路,电路是通路,电流表有示数,电压表指针不偏转,故发生这种故障的原因可能是R处发生短路。
(3)[3][4]根据表格数据描点、连线,如图
如图是一条过原点的直线,电压增大为原来的几倍,电流也增大为原来的几倍,由此可得,同一导体,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
(二)(1)[5][6]探究“电流与电阻的关系”应不断改变电阻阻值,控制电阻两端电压不变,故眼睛看向电压表,使其示数保持2V不变。
(2)[7][8]该实验中滑动变阻器的作用除了保护电路外,其作用主要是控制电阻两端电压保持不变。
考点二 探究电流与电阻的关系
5.(23-24九年级上·广东汕头·期中)用5Ω,10Ω,20Ω的三个定值电阻探究电流与电阻的关系,实验所用电源电压为6V。
(1)连接电路时,开关应处于 (选填“闭合”或“断开”)状态:请用笔画线代替导线将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的示数变大 ;
(2)排除故障后进行实验,移动滑动变阻器的滑片,当电流表的示数如图乙所示时,记录数据,则本实验中控制的定值电阻两端的电压为 V;
(3)断开开关,将5Ω的定值电阻换成10Ω的定值电阻后,闭合开关,电压表示数将变大,为了完成实验,此时应将滑动变阻器的滑片向 (选填“左”或“右”)移动;移动滑片的过程中,应观察 表的示数:
(4)根据实验数据描绘出电流与电阻倒数的像如图丙所示,由像可知:电压一定时,电流与电阻成 比:分析实验数据可知,实验所用滑动变阻器的最大阻值应不小于 Ω。
【答案】 断开 2 左 电压 反 40
【详解】(1)[1]为保护电路,在连接电路时,开关应处于断开状态。
[2]变阻器上下接线柱各接一个接入电路中,要滑动变阻器的滑片向右移动时电流表的示数变大,变阻器连入电路的电阻变小,则滑动变阻器右下接线柱接入电路,如下图所示:
(2)[3]由图乙可知,电流表量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.4A,所以此时此定值电阻两端的电压
UV=I1R1=0.4A×5Ω=2V
则本实验中控制的定值电阻两端的电压为2V。
(3)[4][5]探究“电流与电阻关系”时要控制定值电阻两端的电压不变,每次更换电阻后,都要移动滑动变阻器的滑片,实验中控制定值电阻两端的电压为2V,根据串联分压原理可知,将定值电阻由5Ω改换成10Ω的电阻,定值电阻增大,其分得的电压增大,要控制定值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,由分压原理知,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,观察电压表的示数,使电压表的示数仍为2V。
(4)[6]由图丙知,电流与电阻的乘积为
可以得到电阻两端电压一定时,导体中的电流跟电阻成反比。
[7]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,变阻器的阻值是定值电阻阻值的2倍,当接入20Ω电阻时,变阻器连入电路中的电阻为
R滑=2×20Ω=40Ω
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40Ω。
6.(23-24九年级上·广东中山·期中)在学习欧姆定律的知识过程中:
(1)某同学用图所示的电路验证在电压不变时,导体中的电流跟导体的电阻成反比的关系。先后用5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻接入电路的a、b两点间,闭合开关S,读出电流表的示数填入表中。若电源电压6V恒定不变,根据所记录的数据可以知道电路中的电阻Rˊ的大小为 Ω;
(2)由实验数据可以看出电流跟电阻不成反比。试分析为什么在这个实验中电流跟电阻不成反比?答: ;
电阻/
5
10
20
电流/A
0.4
0.3
0.2
(3)该同学经过认真分析,发现了错误的原因,他改进实验后,先后用5、10、20的定值电阻接入电路的a、b两点间进行实验,结果验证了在电压不变时,导体中的电流跟导体的电阻成反比的关系,图甲、乙提供的两个电路图, (填“甲图”或“乙图”)是他设计的电路。在这个实验中,滑动变阻器的作用除了保护电路之外,还有一个作用是: 。
(4)连接好正确的电路,在实验过程中先接入5电阻,移动滑片使电压表的示数为2V,记录电流表示数;再换用10的电阻接入电路时,调节滑动变阻器使接入电路中的阻值 (选填“变大、变小”),控制电压表的示数保持2V,记录电流表示数;当换用20的定值电阻接入电路后,无论怎样调节滑动变阻器,电压表的示数都大于2V,你认为这样的原因应该是: (填写选项字母)。
A.提供的电源电压太小 B.所用的滑动变阻器最大阻值太小 C.电压表选用的量程太小。
【答案】 10 没有保持R两端的电压不变 乙图 控制电阻R两端的电压不变 变大 B
【详解】(1)[1]由表中数据可知,当电阻为5Ω时,通过电路的电流是0.4A,电路的总电阻
电路中的电阻Rˊ的大小为
Rˊ=R总-R1=15Ω-5Ω=10Ω
(2)[2]研究导体中的电流跟导体的电阻成反比的关系,要控制电阻的电压保持不变,由表中数据可知,实验中先后用5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻接入电路的a、b两点间,根据分压原理,电压表示数变大,没有控制电阻的电压保持不变,故在这个实验中电流跟电阻不成反比。
(3)[3][4]研究导体中的电流跟导体的电阻的关系,要控制电阻的电压保持不变,改变电阻的大小,记下对应的电流大小:甲图中,电流表无法测出通过电阻的电流;而乙图中,电压表测电阻的电压,电流表可测通过其的电流,当更换不同的电阻时,可通过移动变阻器的滑片使电压表示数不变,故乙图是他设计的电路;实验中,变阻器可以保持电压表的示数不变。
(4)[5]将5Ω电阻换成10Ω电阻,闭合开关后,根据分压原理,电压表示数大于2V,因要控制电压表示数不变,故要增大变阻器的电压,应增大变阻器连入电路中的电阻大小,应将滑动变阻器的滑片向右移动,当观察到电压表示数为2V时,记录电流表示数。
[6]在探究电流与电阻关系的实验中,应控制定值电阻两端的电压不变,即电阻两端的电压始终保持UV=2V,根据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20Ω电阻时,变阻器连入电路中的电阻为
R滑=2×20Ω=40Ω
故为了完成整个实验,应该选取最大阻值至少40Ω的滑动变阻器,可能所用的滑动变阻器最大阻值太小,故选B。
7.(23-24九年级上·广东佛山·期中)探究“电流与电阻的关系”时,实验器材有:三节新的干电池(电压为4.5V)、电流表、电压表、滑动变阻器(标有“20Ω;2A”字样)、定值电阻4个(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω),开关一个,导线若干。小静等同学设计了如图甲所示的电路图,并根据实验数据画出定值电阻的图像如图丙。
(1)连接电路时,开关要 (选“断开”或“闭合”),滑片P位于滑动变阻器的 (“左”或“右”)端,闭合开关,电流表无示数,电压表有示数,则电路故障原因是 ;
(2)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P,使电压表示数保持 不变;
(3)小静同学继续探究,再次换接20Ω的定值电阻后,发现无论怎样移动滑片P,都不能使电压表示数达到原来的电压,为了完成这次实验,她采取的措施是 。根据定值电阻的图像,由此得出的结论是: 。
【答案】 断开 右 定值电阻断路 右 2V 换用最大电阻为25Ω滑动变阻器 当电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比
【详解】(1)[1][2]为了保护电路,连接电路时,开关要断开,闭合开关前滑片P位于滑动变阻器阻值最大处,即最右端。
[3]闭合开关,电流表无示数,说明电路是断路;电压表有示数,说明电压表与电源接通,与电压表并联的支路断路,即定值电阻断路。
(2)[4][5]由图乙可知,电流与电阻的乘积为
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,即增大滑动变阻器电阻阻值,故应向右适当调节滑动变阻器的滑片P,使电压表示数保持2V不变。
(3)[6]根据串联电路电压的规律,滑动变阻器分得的电压
当接入20Ω电阻时,滑动变阻器连入电路中的电阻为
实验中给出的滑动变阻器阻值太小,不能满足需要,即为了能完成这次实验,换用最大电阻为25Ω滑动变阻器。
[7]由图乙可知,电流与电阻的乘积为一定值,由此可得结论:当电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
8.(23-24九年级上·广东中山·期中)探究“电流与电阻关系”的实验中,选用如下器材:电压恒为的电源,阻值分别为、、的定值电阻,规格为“”的滑动变阻器,电流表、电压表、开关和若干导线。
(1)如图甲所示为小硕连接的实验电路,闭合开关前,小硕同学应立将滑动变阻器的滑片P移到 (填“左”或“右”)端,然后试触开关,发现电压表指针迅速摆到表盘最右端,电流表指针几乎未动,小硕分析其故障可能是 ;
(2)排除故障后,调节滑动变阻器的滑片,电压表示数如图乙所示,其示数为断开开关,保持滑动变阻器滑片位置不动,将5Ω电阻换成10Ω电阻,闭合开关,发现电压表示数 (选填“变大”、“变小”或“不变”),应将滑片向 (选填“左”或“右”)移动,使电压表示数与第一次实验的示数相同;
(3)在探究过程中,为了保持定值电阻两端电压不变,只要使滑动变阻器连入电路中的阻值与电路中定值电阻的阻值之比为 即可;小硕同学多次实验后,根据数据可以得出结论:电压一定时, 。
【答案】 右 定值电阻断路 变大 右 3:2 通过导体的电流与导体的电阻成反比
【详解】(1)[1]电路连接完成,闭合开关前,应该将变阻器阻值调节到最大。此变阻器使用电阻丝左边的接线柱连入电路,应将其滑片调到最右端。
[2]电流表指针动,说明电流表与电源间有断开之处;电压表有示数,说明其与电源之间是连通的,故断开之处是与电压表并联部分,即电阻断路。
(2)[3][4]电阻与变阻器串联,当换用阻值更大的电阻时,根据串联电路分压原理可以知道,定值电阻两端电压将变大。此时要控制定值电阻两端电压是不变的,故应将变阻器滑片向右移动,减小电路中电流,使定值电阻两端电压也随之减小。
(3)[5]电压表使用0~3V量程,乙中电压表示数为2V,电源电压为5V,则在实验中控制定值电阻两端电压为2V,变阻器电阻与定值电阻的比为
[6]实验证明:电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成正比。
9.(23-24九年级上·广东珠海·期中)山丹在“探究电流与电阻关系”的实验中,选用的器材有:滑动变阻器、开关、电流表、电压表电源(电压恒为6V)、三个定值电阻(、、)、导线若干。
(1)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R ;(选填“断路”或“短路”)
(2)实验中滑动变阻器的作用是保护电路和 ;
(3)山丹按图的甲图连接电路后,闭合开关S,移动滑片P,使电压表示数为U时,记录电流表的示数,然后再分别接入其余两个定值电阻,重复上述操作。他多次实验的目的 :
A.求平均值,减小误差,使实验更精确 B.排除偶然因素,使实验规律更科学
(4)在(3)中当山丹用电阻替换电阻时,为保持 (选填“电流表”或“电压表”)示数不变,滑片P应向 (选填“A”或“B”)端移动;
(5)由图的乙图可知:在导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成 。
【答案】 断路 控制电阻R两端的电压不变 B 电压表 A 反比
【详解】(1)[1]电压表有示数,说明电压表与电源两极间是连通的;电流表无示数,说明电流表与电源两极间的连接,一定是通过电压表的。即与电压表并联部分断路了。
(2)[2]在探究电流与电阻关系时,应该控制电阻两端电压不变,这是通过变阻器来实现的。
(3)[3]探究两个物理量的关系时,应改变其中一个量的大小,观测另外一个量的变化,从而总结结论。这是通过大量的数据获得普遍结论。
(4)[4][5]在探究中,应该控制定值电阻两端电压不变,即保持电压表的示数不变。当用较大阻值的电阻进行实验时,根据串联电路的分压原理可知,此时定值电阻两端电压变大,应该调节变阻器,使通过它的电流与其两端电压减小,即应将变阻器滑片向A端移动。
(5)[6]读图乙可知,对应的电流与电阻的积是定值,即二者成反比。
10.(23-24九年级上·广东深圳·期中)小华同学为了探究“电流与电阻的关系”,设计了如图甲的实验电路,她在学校实验室找来了如下一些实验器材:电压恒为3V的电源,电流表、电压表各一只,一个开关,阻值分别为,,的定值电阻各一个,滑动变阻器上标有“”字样,导线若干。
(1)请你用笔画线代替导线,将图乙中的实物连接完整;
(2)在连接实验电路时,小华应将开关处于 状态。闭合开关前,应将滑动变阻器滑片滑到最 端(选填“左”或“右”);
(3)小华连接好电路,闭合开关后,移动滑动变阻器滑片时,发现电流表指针正常偏转,电压表示数为零,则发生这种故障的原因可能是 ;
(4)故障排除后,小华先把的电阻接入电路,移动滑动变阻器滑片,使电压表示数为2V,读出电流表示数后,断开开关,她直接拆下的电阻,改换成阻值为的电阻继续做实验,闭合开关,电压表示数如图丙所示,其示数是 V,要完成这次实验,接下来她应将变阻器滑片向 端(选填“左”或“右”)移动,使电压表的示数为 V;
(5)当小华改用的电阻继续实验时,发现无论怎样移动滑动变阻器滑片,都无法使电压表示数达到实验要求的值,你认为“电压表的示数无法达到实验要求的值”的原因可能是 。
A.滑动变阻器的阻值太大 B.电压表量程选小了
C. 滑动变阻器的阻值太小 D.滑动变阻器烧坏了
【答案】 断开 右 定值电阻R短路 2.4 右 2 C
【详解】(1)由图甲可知,电压表并联在定值电阻两端,电源电压为3V,电压表选择小量程,电流表串联在电路中测电路电流,滑动变阻器按照“一上一下”原则接入电路,实物图如图所示:
(2)[2]为了保护电路,连接实验电路时,应断开开关。
[3]为了保护电路,闭合开关前,应将滑动变阻器滑片移动至阻值最大处,即最右端。
(3)[4]连接好电路,闭合开关后,移动滑变阻器滑片时,发现电流表指针正常偏转,说明电路为通路,电压表示数为零,则发生这种故障的原因可能是R短路。
(4)[5][6][7]闭合开关,电压表示数如图乙所示,电压表选用小量程,分度值为0.1V,其示数是2.4V,大于2V,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,所以滑片应向右端移动,使电压表的示数为2V。
(5)[8]电阻两端的电压始终保持UV=2V,根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压
U滑=3V−2V=1V
变阻器分得的电压为电压表示数的
根据分压原理,当接入50Ω电阻时,变阻器连入电路中的电阻为
R滑=0.5×50Ω=25Ω>20Ω
故为了完成整个实验,应该选取最大阻值至少25Ω的滑动变阻器,故发现无论怎样移动滑动变阻器滑片,都无法使电压表示数达到实验要求的值的原因可能是滑动变阻器的阻值太小。
故选C。
考点三 根据欧姆定律计算导体的电阻、电流及电压
11.(23-24九年级上·广东中山·期中)有a、b为两段材料、长度均相同,但横截面积不同的导体。如图所示,将它们串联在电路中,则对导体a和导体b分析正确的是( )
A.它们两端的电压 B.电压
C.通过它们的电流 D.电阻
【答案】B
【详解】导体的电阻和导体的材料、长度、横截面积有关,由题意可知,a、b为两段材料、长度均相同,但横截面积不同的导体,由图可知,导体a的横截面积大于导体b的横截面积,在其他条件相同的情况下,横截面积越大,导体的电阻越小,故
由题意可知,导体a、b串联在电路中,根据串联电路电流特点可知,串联电路电流处处相等,即
根据欧姆定律
可知
已知
则
故ACD错误,故B正确。
故选B。
12.(23-24九年级上·广东深圳·期中)如图是电阻甲和乙的I-U图像,小明对图像信息作出的判断,正确的是( )
A.当甲两端电压为时,通过它的电流为
B.当乙两端电压为,其电阻值为
C.将甲和乙串联,若电流为,则它们两端的电压为1.5V
D.若甲和乙并联,若电压为1V,则它们的干路电流为
【答案】D
【详解】A.由图象可知,当甲两端电压为0.5V时,通过它的电流为0.1A,故A错误;
B.由图像可知,当乙两端电压为2.5V时,通过乙的电流约为0.5A,乙的电阻
故B错误;
C.将甲和乙串联,若电流为0.3A时,则通过两电阻的电流均为0.3A,从图中可知,此时甲的两端电压为U′甲=1.5V,乙的两端电压为U′乙=0.5V,由串联电路的电压特点得出它们两端电压为
U=U甲′+U乙′=1.5V+0.5V=2V
故C错误;
D.若甲和乙并联,若电压为1V时,则两电阻的两端电压均为1V,从图中可知,此时通过甲的电流为I′甲=0.2A,通过乙的电流为I′乙=0.4A,由并联电路的电流特点得出干路电流为
I=I甲′+I乙′=0.2A+0.4A=0.6A
故D正确。
故选D。
13.(23-24九年级上·广东深圳·期中)如图所示,是汽车油量表的工作原理图。其中的油量表是由一只量程适当的电表改装的,下列说法正确的是( )
A.油量表是用电压表改装的
B.、在电路中是并联的
C.油量增加时,电路中电流增大
D.在电路中没有作用,可以直接用导线替代
【答案】C
【详解】A.根据电路图可知,R1和R0串联,电路为串联电路,油量表串联在电路中,根据电流表串联使用的要求可知,油量表是电流表改装而成的,故A错误;
B.由于电流从电源的正极到负极只有一条路径,可知、在电路中是串联的,故B错误;
C.当油箱内的燃油增加时,浮标上升,滑动变阻器的滑片向下移动,故滑动变阻器R1的阻值变小,由串联电路电阻规律可知,电路的总电阻变小,根据欧姆定律可知,电路中的电流变大,故C正确;
D.当滑片P在R1的最下端时,变阻器的接入阻值为零,因为有R0,电路不会发生短路现象,所以此时R0的作用是防止电路短路来保护电路,故D错误。
故选C。
14.(23-24九年级上·广东中山·期中)将电阻R和灯泡L接在图甲所示的电路中,电源电压保持不变。图乙为电阻R和灯泡L的图象。则电阻R的阻值是 ,闭合开关S,电流表示数为0.3A,则电源电压U为 V;若将二者并联在电压为的电路中,干路中的电流是 A。
【答案】 20 8 0.9
【详解】[1]由图可知,当电阻R两端电压为12V时,流过电阻R的电流为0.6A,则根据可得,电阻R的阻值为
[2]由图甲可知,电阻R和灯泡L串联,则两者的电流相等,电压之和等于电源电压。由图乙可知,当流过电阻R的电流为0.3A时,电阻R两端电压为6V。当流过灯泡L的电流为0.3A时,灯泡L两端电压为2V,所以电源电压U为8V。
[3]若将二者并联在电压为的电路中,则两者的电压相等且都为6V,干路中的电流等于两者的电流之和。由图乙可知,此时流过电阻R的电流为0.3A,流过灯泡L的电流为0.6A,所以干路中的电流是0.9A。
15.(23-24九年级上·广东深圳·期中)当某导体两端电压是3V时,通过它的电流是0.2A,该电阻的阻值为 Ω;若它两端电压变为0V,则该电阻中电流为 A,此时电阻为 Ω。
【答案】 15 0 15
【详解】[1]当某导体两端电压是3V时,通过它的电流是0.2A,该电阻的阻值为
[2]若它两端电压变为0V,没有电压,就没有电流,则该电阻中电流为0A。
[3]电阻是导体本身的性质,与是否接入电路无关,与电压、电流无关,故电阻仍然为15Ω。
16.(23-24九年级上·广东佛山·期中)节日彩灯带为一只只小彩灯串联而成,如图所示为其中一只小彩灯,当它正常工作时,灯内玻璃珠为 (选填“导体”或“绝缘体”);与灯丝并联的细金属丝电阻很大,通过的电流很 ;当该彩灯灯丝烧断后,彩灯带中其他小彩灯 (选填“会”或“不会”)有电流通过。
【答案】 绝缘体 小 会
【详解】[1]当小彩灯正常工作时,灯内玻璃珠温度较低,为绝缘体。
[2]与灯丝并联的细金属丝电阻很大,根据可知,通过金属丝的电流很小。
[3]当该彩灯灯丝烧断后,灯丝支架和细金属丝之间绝缘部分被击穿,电路形成通路,所以彩灯带中其他小彩灯会有电流过,所以其他的小彩灯仍会发光。
17.(23-24九年级上·广东广州·期中)在如图所示的电路中,电阻R1的阻值为5Ω。闭合开关S,电流表A1的示数为0.6A,电流表A的示数为0.9A。求:
(1)R1两端的电压;
(2)通过电阻R2的电流;
(3)R2的电阻。
【答案】(1)3V;(2)0.3A;(3)10Ω
【详解】解:由电路图可知,两电阻并联,电流表A1测R1支路的电流,电流表A测干路电流。
(1)因并联电路中各支路两端的电压相等,所以由欧姆定律可得R1两端的电压
(2)并联电路干路电流等于各支路电流之和,通过电阻R2的电流
(3)并联电路中各支路电压相等,则R2两端电压也为3V,由得
答:(1)R1两端的电压为3V;
(2)通过电阻R2的电流为0.3A;
(3)R2的电阻为10Ω。
18.(23-24九年级上·广东佛山·期中)如图所示的电路中,电源电压保持不变,灯L标有12V 1A的字样,R2=12Ω,当 S1、S2都闭合时,电流表示数为1.2A,这时灯L正常发光(忽略温度对灯丝电阻的影响)。
求:(1)电源电压;
(2)电阻 R1的阻值:
(3)若将开关S1、S2都断开,此时灯L两端实际电压是多少?
【答案】(1)12V;(2)60Ω;(3)6V
【详解】解:(1)当S1、S2都闭合时,L与R1并联,电流表测干路电流,因并联电路中各支路两端的电压相等,且灯泡正常发光,所以,电源的电压
(2)当S1、S2都闭合时,通过灯泡的电流IL=1A,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以通过R1的电流
R1的阻值
(3)开关S1、S2都断开,L与R2串联,灯L的阻值
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,电路中的电流
灯L两端实际电压
答:(1)电源电压为12V;
(2)电阻R1的阻值为60Ω;
(3)若将开关S1、S2都断开,此时灯L两端实际电压是6V。
19.(23-24九年级上·广东深圳·期中)如图所示的电路中,电源电压不变,电阻的电阻为,当只闭合开关,电流表的示数为0.1A;当开关、均闭合时,电流表的示数变为0.3A。求:
(1)电源电压;
(2)开关、均闭合时,通过电阻的电流大小;
(3)电阻的阻值。
【答案】(1)3V;(2)0.2A;(3)15Ω
【详解】解:(1)只闭合开关S1时,电路为R1的简单电路,电流表测通过R1的电流;由欧姆定律可知,电源电压
U=U1=I1R1=0.1A×30Ω=3V
(2)开关S1、S2均闭合时,两电阻并联,电流表测干路电流;由并联电路的电压特点可知,R2两端的电压
U2=U=3V
因为并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以开关S1、S2均闭合时通过R1的电流不变,仍为I1=0.1A,由并联电路的电流特点可知,通过R2的电流
I2=I-I1=0.3A-0.1A=0.2A
(3)电阻R2的阻值
答:(1)电源电压是3V;
(2)开关、均闭合时,通过电阻的电流大小是0.2A;
(3)电阻的阻值是15Ω。
考点四 含有变阻器电路的动态分析
20.(23-24九年级上·广东深圳·期中)如图所示,电压表量程是 0~3V,电流表量程是 0~0.6A,变阻器的最大值是 20Ω,R0 电阻为 6Ω, 电源电压为 6V,为了保证两表使用安全,求变阻器的电阻取值范围( )
A.R≤4Ω B.R≥6Ω C.4Ω≤R≤6Ω D.6Ω≤R≤20Ω
【答案】D
【详解】根据题意可知电流表允许通过的最大电流为0.6A,电压表有量程限制,此时测定值电阻两端电压,则电压表限制的也是电路中的最大电流,当电压表的示数为3V时,电路中的电流为
综合上述分析可知电路中最大电流为0.5A,此时滑动变阻器接入电路中的阻值最小,电路中的总电阻为
滑动变阻器接入电路中的最小电阻为
据题意滑动变阻器的最大阻值为 20Ω,则为了确保该电路的安全,滑动变阻器接入电路中的阻值范围为,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
21.(23-24九年级上·广东深圳·期中)如图所示是一种测定油箱内油量的装置模型,其中为滑动变阻器的电阻片,与之接触的滑片可以绕点转动。当油量减少时,以下说法正确的是( )
A.电流表示数增大 B.滑动变阻器阻值减小
C.定值电阻两端的电压减小 D.无油时,电流表示数为0
【答案】C
【详解】ABC.电路图可知,R0与R串联,电流表测电路中的电流;当油量减少时,浮子向下移动,滑动变阻器的滑片向上移动,滑动变阻器接入电路的电阻变大,总电阻变大,根据欧姆定律可知,电路中的电流变小,电流表示数变小;根据U=IR可知,定值电阻R0两端的电压减小;故C正确,AB错误;
D.若油箱没有油时,滑动变阻器接入电路的电阻最大,电路中的电流最小,但不为零,故D错误。
故选C。
22.(23-24九年级上·广东深圳·期中)物理科技小组的同学按照老师的要求设计了如图所示的电路,电源两端电压保持不变,为定值电阻,当闭合开关S后,向右移动滑片P,下列说法中正确的是( )
A.电压表示数变大
B.电流表、示数都变小
C.电流表与示数的差值变大
D.电压表示数与电流表示数的比值不变
【答案】D
【详解】A.闭合开关后,两电阻并联,电压表测量R2的电压,并联电路中,各用电器的电压等于电源电压,故向右移动滑片P,电压表的示数不变,故A错误;
B.R1的电压等于电源电压,向右移动滑片P,R1的阻值不变,故通过R1的电流不变,故电流表示数不变,故B错误;
C.电流表A1测量电阻R1的电流,电流表A2测量干路电流,电流表与示数的差值等于电阻R2的电流,向右移动滑片P,R2的阻值变大,电源电压不变,故通过R2的电流变小,故C错误;
D.电压表示数与电流表示数的比值等于R1的阻值,故电压表示数与电流表示数的比值不变,故D正确。
故选D。
23.(23-24九年级上·广东汕头·期中)如图甲所示,电源电压保持不变,闭合开关时,滑动变阻器的滑片P从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,则电源电压 V,定值电阻R阻值为 ,滑动变阻器的最大阻值是 Ω。
【答案】 3 5 10
【详解】[1][2]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,电流表测电路中电流。当滑片位于a端时,接入电路中的电阻为零,电压表和电流表的示数最大,由图乙可知,电源的电压U=3V,电路中的电流I=0.6A,定值电阻R的阻值
[3]当滑片位于b端时,接入电路中的电阻最大,电路中的电流和电压表的示数最小,由图乙可知,电压表的示数U1=1V,电路中的电流I′=0.2A,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,变阻器两端的电压
U2=U-U1=3V-1V=2V
则变阻器R的最大阻值
24.(23-24九年级上·广东深圳·期中)如图甲所示为某种跳绳自动计数器的简化原理图。跳绳时,每当绳子挡住了射向的红外线时,的电阻会变大,自动计数器会计数一次。信号处理系统相当于一个电压表,能记录AB间每一时刻的电压。若已知电源电压为10V并且保持不变,为定值电阻,某一段时间AB间的电压随时间变化的图像如图乙所示。请问:
(1)两端电压为 V时,计数器会计数一次;
(2)绳子挡住射向的红外线时,的阻值是的 倍;
(3)绳子没有挡住射向的红外线时和挡住射向的红外线时电路中电流之比为 。
【答案】 2 4 3∶1
【详解】(1)[1]由甲图电路知,与串联,间电压为两端电压;当射向的红外线被挡时,阻值变大,电路的总电阻变大,根据可知,电路的电流变小,的阻值不变,由可知,两端的电压会减小,由图像知,此时,即间电压为2V时计数一次。
(2)[2]由题知,当射向的红外线被挡时,阻值变大,分得电压增大,分得电压减小,由串联电路的分压原理有:
即
解得:。
(3)[3]当射向的红外线没有被挡时,间电压,当射向的红外线被挡时,阻值不变,根据可知此时电流与电压成正比,则有
考点五 含有光敏、热敏、压敏、气敏半导体的电路
25.(23-24九年级上·广东深圳·期中)实验小组的几位同学在一辆玩具汽车上设计了“超载报警装置”,所用到的材料有压敏电阻(电阻值随压力的增大而减小)、电流表、电铃、开关以及足够的导线。一直闭合开关后,当通过电铃的电流增大到一定值时,电铃发出声音报警,同时电流表的示数随压力的增大而增大。下列符合上述要求的电路图是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】ACD.压敏电阻都是和电铃并联,当压力增大时,压敏电阻阻值减小,所在支路电流变大,但是通过电铃的电流大小不变,故ACD不符合题意;
B.压敏电阻和电铃串联,当压力增大时,压敏电阻阻值减小,电路中电流变大,即电流表示数变大,通过电铃的电流变大,当通过电铃的电流增大到一定值时,电铃发出声音报警,故B符合题意。
故选B。
26.(22-23九年级上·广东深圳·期中)如图甲为升降机电路的部分原理图。电源电压恒为6V,R0为定值电阻,电压表量程为0~3V,压敏电阻R1的阻值与所受压力大小的关系如图乙所示。
(1)由图乙可知,随压敏电阻所受到的压力的增大,R1的阻值将 ,电压表的示数将 (以上两空均选填“变大”或“变小”);
(2)压敏电阻所受压力为0时,电阻R1= Ω;
(3)压敏电阻所受压力为0时,电压表示数为2V,电阻R0= Ω。
【答案】 变小 变大 200 100
【详解】(1)[1][2]由图象可知,压力越大时,R1的阻值变小,总电阻变小,根据欧姆定律可知,电路中的电流变大,根据可知,定值电阻两端的电压变大,即电压表示数变大。
(2)[3]由图乙可知,当压力为零时,压敏电阻的阻值
(3)[4]由甲图可知:压敏电阻R1与R0串联,电压表测量R0两端的电压;当压力为零,电压表示数为2V时,即
根据串联电路的电压规律可知,压敏电阻两端电压
电路中的电流为
定值电阻的阻值
考点六 伏安法测电阻的实验
27.(23-24九年级上·广东佛山·期中)图甲是小明在“测量小灯泡的电阻”实验中连接的一个实验电路,所用小灯泡正常发光时的电压为2.5V。
(1)实验原理是 ;这个设计电路 (选填“可以”或“不可以”)进行探究电流与电压的关系实验;
(2)如图丙所示,实验小组根据实验数据绘制了小灯泡的I﹣U图像,小灯泡正常发光时的电阻为 Ω。由图像可知灯丝的电阻是变化的,是因为 ;
(3)小明在用伏安法测未知电阻的实验时,发现电压表坏了,他重新接好电路如图乙所示,利用电流表和最大阻值为R0的滑动变阻器,测量未知电阻Rx的阻值。请将实验步骤补充完整:
①将滑动变阻器的滑片P移到最左端,闭合开关S,读出电流表的示数I1;
②再将滑片P移至最右端,读出电流表的示数I2;
③待测电阻的表达式Rx= (用已知量和测量量的符号表示)。
【答案】 不可以 10 灯丝电阻随温度的变化而变化
【详解】(1)[1]在“测量小灯泡的电阻”实验中,用电压表测灯泡两端电压,用电流表测通过灯泡的电流,根据求出灯泡的电阻,故实验原理是。
[2]在探究电流与电压的关系实验中,需控制电阻阻值不变,而灯丝电阻随温度的变化而变化,不是一定值,因此这个设计电路不可以进行探究电流与电压的关系实验。
(2)[3]由图丙可知,灯在额定电压下的电流为0.25A,由欧姆定律,小灯泡正常工作时小灯泡的电阻是
[4]图像是曲线,说明小灯泡的电阻是变化的,这是因为灯丝电阻随温度的变化而变化。
(3)[5]实验步骤:在步骤①中,当滑片在最左端时,此时电路中只有Rx工作,电流表测电路中的电流为I1,则有电源电压
在步骤②中,当滑片在最右端时,Rx与滑动变阻器最大阻值串联,电流表测电路中的电流为I2,则电源电压
由于电源电压不变,即
解得
28.(23-24九年级上·广东深圳·期中)小张在“伏安法”测小灯泡的电阻实验中,连接了如图甲所示的实物图。
(1)闭合开关前,应向 端(选填“A”或“B”)调整滑动变阻器的滑片,使电路中的电流在开始测量时最小;
(2)测量过程中,某一次的电流值如图乙所示,则电流值是 A。这时,灯丝突然烧断,则电压表的示数 (选填“变大”“变小”或“不变”)。换相同规格的灯泡,重测的数据如表所示,并绘出I-U图像如图丙的A所示;
(3)依据表格中的数据,小张求出小灯泡电阻的平均值,你同意这种做法吗?说出你的理由(作出判断并说出理由) ;
电压/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
电流/A
0.10
0.16
0.20
0.23
0.25
0.27
电阻/Ω
5.0
6.3
7.5
8.7
10.0
11.1
平均电阻/Ω
8.1
(4)某同学用相同的器材和电路图也做这实验时,由于接线错误,根据测量的数据绘出的I-U图像如图丙的B所示。你认为错误的原因可能是 ;
(5)本次实验进行了多次实验,其目的是: 。
【答案】 A 0.26 变大 不同意,因为灯泡电阻随温度改变,求平均值没意义 电压表并联在滑动变阻器两端 探究灯泡电阻与温度的关系
【详解】(1)[1]为了保护电路,闭合开关前,应将滑片移到变阻器的最大阻值处,由图甲知,应向A端调整滑动变阻器的滑片,使电路中电阻最大,电流最小。
(2)[2]由图乙知,电流表使用0~0.6A量程,分度值为0.02A,此时电流值为0.26A。
[3]由图知,L与变阻器串联,电压表测灯泡L两端电压,所以电压表示数小于电源电压,当灯泡丝烧断后,电压表串联在电路中,相当于电压表测量电源电压,所以电压表的示数变大。
(3)[4]不同意,因为灯丝的电阻与温度有关,而灯泡两端的电压越大,灯丝的温度越高,因此小灯泡在不同电压下工作时,小灯泡的灯丝温度不同,电阻也不相同,所以不能求灯丝电阻的平均值。
(4)[5]丙图中的B图象,随着电流的增大,电压减小,正好与A图像相反,符合滑动变阻器两端电压的变化规律,因此电压表并联接在了滑动变阻器两端。
(5)[6]本次实验进行了多次实验,其目的是:探究灯泡电阻与温度的关系。
考点七 欧姆定律在串、并联电路中的应用
29.(23-24九年级上·广东汕头·期中)下列说法中正确的是( )
A.一节干电池的电压为1.5V,两节干电池不能给手机充电
B.对人体来说,安全电压是不高于36V,在潮湿环境下,人体安全电压将变大一些
C.关于公式,可知导体的电阻与它两端的电压成正比,和通过它的电流成反比
D.通艺初三教室里的电灯点亮越多,电路总电阻就越大,电源总电压保持不变
【答案】A
【详解】A.手机的电压一般是3.7V,两节干电池为3V,两节干电池不能给手机充电,故A正确;
B.在潮湿环境下,人体的电阻变小,因人体的安全电流不变,故人体的安全电压将变小,故B错误;
C.电阻是导体本身的一种性质,和电压、电流大小无关,故C错误;
D.教室中的电路为并联电路,根据并联电路电阻规律可知点亮的电灯越多,总电压不变但总电阻越小,故D错误。
故选A。
30.(23-24九年级上·广东深圳·期中)力敏电阻的阻值是随所受压力的增大而减小的。小聪同学想设计一个通过电表示数反映力敏电阻所受压力大小的电路,要求压力增大时电表示数减小。以下电路符合要求的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】A.压力增大时,压敏电阻的阻值变小,并联电路的总电阻变小,通过干路中的电流变大,则电流表示数变大,故A不符合题意;
B.压力增大时,压敏电阻的阻值变小,电流表与压敏电阻串联,通过压敏电阻的电流变大,故电流表示数变大,故B不符合题意;
C.压力增大时,压敏电阻的阻值变小,根据串联分压,压敏电阻阻值变小,其分担的电压变小,则电压表的示数变小,故C符合题意;
D.压力增大时,压敏电阻的阻值变小,总电阻变小,电源电压不变,电流变大,根据可知,定值电阻两端的电压变大,则电压表的示数增大,故D不符合题意。
故选C。
31.(23-24九年级上·广东深圳·期中)在如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P向左移动时( )
A.电流表的示数变大,电压表的示数变大
B.电流表的示数变小,电压表的示数变小
C.电流表的示数不变,电压表的示数变大
D.电流表的示数变大,电压表的示数变小
【答案】C
【详解】电路为串联电路,电压表测量滑动变阻器滑片至滑动变阻器最右端的电压,电压表电阻很大,相当于断路,所以移动滑片,滑动变阻器连入电路的阻值大小不变,电源电压不变,由可知,电路中电流不变即电流表示数不变。滑片向左移,电压表测量的电阻丝长度变长,所以分压变大,即电压表示数变大。
故选C。
32.(22-23九年级上·广东深圳·期中)有A、B两根长度相同、材料相同、粗细不同的导体,按甲、乙、丙、丁四种方式将其连入电路。则连入电路的电阻大小的顺序排列应是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】甲乙两图中,AB长度和材料相同,B的横截面积小,B的电阻较大,即
R乙>R甲
丙图中AB并联,丁图中AB串联,由串并联电路电阻的规律可知丙图中总电阻最小,丁图中总电阻最大,所以甲、乙、丙、丁四种方式连入电路的电阻大小的顺序排列是
故选B。
33.(23-24九年级上·广东深圳·期中)为了保护环境,很多农村都不再使用燃煤,而使用天然气,如图是一种天然气泄漏检测仪的简化电路图,其中电源电压不变,R是气敏电阻,其阻值会随天然气浓度的增大而减小,R0为定值电阻,电源电压不变,闭合开关S,下列判断中正确的是( )
A.当天然气的浓度增大时,电压表示数变小,电流表示数变小
B.当天然气的浓度减小时,电压表示数变大,电流表示数变大
C.当天然气的浓度减小时,电压表和电流表示数的比值不变
D.当天然气的浓度减小时,电路的电流变大
【答案】C
【详解】如图所示,两电阻串联,电压表测R0的电压,R是气敏电阻,其阻值会随天然气浓度的增大而减小;
A.当天然气的浓度增大时,R减小,总电阻减小,根据欧姆定律可知,电源电压不变,电流增大,即电流表示数变大,由U=IR可知,R0的电压变大,即电压表示数变大,故A错误;
BCD.当天然气的浓度减小时,R增大,总电阻增大,根据欧姆定律可知,电源电压不变,电流减小,即电流表示数变小,由U=IR可知,R0的电压变小,即电压表示数变小,电压表和电流表示数的比值为定值电阻R0的阻值,即比值不变,故BD错误,C正确。
故选C。
34.(23-24九年级上·广东中山·期中)如图甲所示是插入式电阻箱的结构示意图,它的最大阻值 Ω,拨掉第二、三个铜塞,则A、B两个接线柱之间的电阻值是 Ω,图乙是电阻箱,此时接入电路的阻值读数是 Ω。
【答案】 15 7 2035
【详解】[1]当电阻箱内的所有电阻串联时,电阻箱的电阻最大,为
[2]拨掉第二、三个铜塞,则A、B间第二个电阻丝与第三个电阻丝串联,其他电阻丝被短路,A、B间两个接线柱之间的电阻值是
[3]图乙中的电阻箱此时接入电路的阻值读数是
35.(23-24九年级上·广东深圳·期中)定值电阻R1=30Ω、R2=10Ω,将它们并联在电路中,则流过R1、R2的电流之比是 ,R1、R2两端的电压之比是 。
【答案】 1︰3 1︰1
【详解】[1]流过R1、R2的电流之比是
[2]由于两电阻并联,两电阻两端的电压等于电源电压,故R1、R2两端的电压之比是1︰1。
36.(23-24九年级上·广东深圳·期中)如图所示,电源电压保持不变,闭合开关S,当滑片P向右移动时,电压表的示数将 ,电压表的示数与电流表的示数比将 。(以上各空选填“变大”、“变小”或“不变”)
【答案】 变大 不变
【详解】[1][2]由电路图知道,电阻R1与滑动变阻器是串联,V1测电阻R1的电压,V2测滑动变阻器的电压,电压表V1的示数与电流表的示数比即电阻R1的阻值,所以,不会发生变化;当滑动变阻器的滑片向右移动时,连入电路的电阻变小,电路中总电阻变小,由欧姆定律可知,电路中电流增大,由U=IR可知,电阻R1的电压会变大,即V1的示数变大。
37.(23-24九年级上·广东惠州·期中)如图所示电路中,R2=20Ω,电压表的示数为3V,电流表的示数为0.3A。求:
(1)电阻R1的值;
(2)电源的电压。
【答案】(1)10Ω;(2)9V
【详解】解:(1)闭合开关,两电阻串联接入电路,电压表测R1两端的电压,电流表测通过电路的电流,根据欧姆定律可得电阻R1的值
(2)电阻R2两端的电压
U2=IR2=0.3A×20Ω=6V
串联电路总电压等于各部分电压之和,则电源电压
U=U1+U2=3V+6V=9V
答:(1)电阻R1的值为10Ω;
(2)电源的电压为9V。
38.(23-24九年级上·广东江门·期中)如图甲是探究电流与电压关系的电路图,开关S闭合后,将滑动变阻器的滑片P从a端移至b端,可知( )
A.R0的电阻值是10Ω
B.当R0阻值一定时,电阻R0两端电压与通过R0的电流成正比
C.滑动变阻器的最大阻值为25Ω
D.实验中可以把定值电阻换成小灯泡
【答案】C
【详解】A.根据欧姆定律得,R0的电阻值是
故A不符合题意;
B.定值电阻R0的阻值不变,由欧姆定律可知R0的电流与它两端的电压成正比,电流由电压决定,不能说电阻R0两端电压与通过R0的电流成正比,故B不符合题意;
C.当滑片P位于b点时只有R0接入电路,此时电压表的示数为电源电压,故电源电压为3V,当滑片P位于a点时滑动变阻器接入电路阻值最大,根据欧姆定律得
滑动变阻器的最大阻值为
R=R总﹣R0=30Ω﹣5Ω=25Ω
故C符合题意;
D.探究电流与电压关系时,需要控制电阻一定,小灯泡的阻值随温度的变化而变化,所以不可以把定值电阻换成小灯泡,故D不符合题意。
故选C。
39.(23-24九年级上·广东深圳·期中)某校实验小组设计了一种自动记录跳绳次数的装置,其简化电路如图甲所示。AB间接信号记录仪,R0是定值电阻,R'是一种光敏元件,当R'接收不到红外线时,两端的电压也会变大,此时信号记录仪计数一次,已知电源电压为3V,AB间的电压随时间变化的图像如图乙所示,则下列说法正确的是( )
A.该装置可由电流表改装而成
B.R'接收不到红外线时,R'两端的电压大小为1V
C.AB两端电压为1V时,信号记录仪计数一次
D.绳子遮挡红外线时电路中的电流大小为未遮挡时的2倍
【答案】C
【详解】闭合开关,两电阻串联接入电路,绳子遮挡红外线时,即当R′接收不到红外线时,两端的电压也会变大,此时信号记录仪计数一次,串联电路总电压等于各部分电压之和,此时定值电阻R0的电压变小,由欧姆定律可知,此时电路中的电流变小,R0两端的电压变小;
AC.由图乙可知,AB间的最小电压为
即AB两端电压为1V时,信号记录仪计数一次,所以该装置可由电压表改装而成,故A错误,C正确;
B.因串联电路中总电压等于各部分电压之和,所以此时光敏电阻两端的电压
故B错误;
D.R′接收到红外线时,AB间的电压最大,AB间的最大电压为
根据欧姆定律可得通过电路的电流之比为
即绳子遮挡红外线时电路中的电流大小为未遮挡时的,故D错误。
故选C。
40.(23-24九年级上·广东广州·期末)定值电阻和两端电流与电压的关系图象如图甲所示,把电阻和分别如图乙、丙连接到电路中,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】由电路图乙可知,定值电阻R1和R2串联;由图丙可知,定值电阻R1和R2并联;由图甲可知,当电阻R1两端电压为10V,通过其的电流为5A,当电阻R2两端电压为5V时,通过其的电流为5A;由可得,电阻R1的阻值为
同理可得,电阻R2的阻值为
在图乙中,串联电路的总电阻等于各分电阻之和,即
R总=R1+R2=2Ω+1Ω=3Ω
串联电路的总电压为U=6V,根据欧姆定律和串联电路电流规律可知,通过R1、R2的电流相等,即
则R1两端的电压为
R2两端的电压为
在图丙中,因并联电路中各支路两端电压相等,故
U3=U4=4V
根据欧姆定律可得,通过R1的电流为
通过R2的电流为
综上可知,A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
41.(23-24九年级上·广东东莞·期中)如图所示电路中,电源电压恒为6V,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~15V,滑动变阻器R2规格为“50Ω0.5A”。滑片P在中点时,电流表示数为0.2A,电压表示数为5V。下列说法中正确的有( )
A.定值电阻R1为5Ω
B.如果出现电压表示数为6V,可能是R1断路
C.滑动变阻器阻值可调节范围为5Ω~50Ω
D.R2的功率占电路总功率的比值最小时,电流表示数为0.6A
【答案】A
【详解】A.滑动变阻器和定值电阻串联在电路中,电压表测量滑动变阻器的电压,电流表测量电路中的电流,电压表示数是5V,电源电压是6V,所以R1两端的电压为
所以电阻R1的阻值为
故A正确;
B.电源电压为6V,滑动变阻器和定值电阻串联在电路中,当电压表示数为6V是,说明定值电阻R1短路,故B错误;
C.滑动变阻器允许通过的最大电流为0.5A,所以定值电阻两端的电压为
所以滑动变阻器两端的电压为
此时滑动变阻器接入的最小阻值为
滑动变阻器向右移动时电阻变大,分压变大,电路中的电流变小,并且电源电压是6V,不会超过电压表的量程,所以滑动变阻器可以接入50Ω的电阻,所以滑动变阻器的取值范围7Ω~50Ω,故C错误;
D.滑动变阻器和定值电阻串联在电路中,滑动变阻器允许通过的最大电流为0.5A,所以电路中电流不会为0.6A,故D错误。
故选A。
42.(23-24九年级上·广东广州·期中)如图甲为可调亮度台灯,图乙为其用于调亮度的电位器结构图.a、b、c是它的三个接线柱,a、c分别与弧形电阻丝的两端相连,b与金属滑片相连。转动旋钮,滑片在弧形电阻丝上滑动即可调节灯泡亮度。下列分析正确的是 ( )
A.若只将a、c接入电路,顺时针转动旋钮时灯泡变亮
B.若只将b、c接入电路,顺时针转动旋钮时灯泡变暗
C.电位器是通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变灯泡亮度的
D.若只将a、b接入电路,顺时针转动旋钮时灯泡亮度不变
【答案】C
【详解】A.若只将a、c接入电路,电位器的全部电阻丝都接入电路,不能改变电路的电流,所以不能改变灯泡的亮度,故A错误;
B.若只将b、c接入电路,滑片右边的电阻丝接入电路,顺时针转动旋钮时,电位器接入电路的电阻变小,电路中电流变大,灯泡变亮,故B错误;
C.转动旋钮滑片,改变接入电路中的电阻丝的长度,从而改变了接入电路中的电阻,根据欧姆定律可知,改变了电路中的电流,从而改变了灯泡的亮,故C正确;
D.若只将a、b接入电路,滑片左边的电阻丝接入电路,顺时针转动旋钮时,电位器接入电路的电阻变大,电路中电流变小,灯泡变暗,故D错误。
故选C。
43.(23-24九年级上·广东中山·期中)在图甲所示电路中,当闭合开关后,两灯均发光,且L1比L2亮,这时两只电压表的指针偏转角度相同,指针位置均为如图乙所示,则流过两灯的电流I1 I2(填“>”“=”“<”),此时灯L1两端的电压是 V,两灯的电阻之比R1︰R2 。
【答案】 = 4.8 4︰1
【详解】[1]由电路图可知,两灯泡串联,由串联电路电流的规律可知通过两个灯泡的电流相等,即I1=I2。
[2][3]电压表V1测电源电压,电压表V2测L2两端电压;串联电路总电压大于部分电路电压,由图乙所示电压表可知,两电压表指针位置相同,则电压表V1的量程为0~15V,示数为6V,电压表V2的量程为0~3V,示数为1.2V;则灯L2两端两端电压U2=1.2V,灯L1两端电压
U1=U-U2=6V-1.2V=4.8V
此时两灯的电阻之比
44.(23-24九年级上·广东广州·期中)如图甲所示是公路上的超载检测装置的简化原理图。滑动变阻器RAB的滑片P与称重平台固定在一起,和称重平台一同升降,用电流表的示数显示货车对称重平台的压力F。滑片P从A端下滑距离L与压力F的关系如图乙所示。当滑片P位于A端时为空载,当滑片P位于B端时为超载临界点,此时电流表的示数为2A,称重平台锁止不再下降。已知电源的电压为4V,RAB阻值均匀,每厘米长的电阻为1Ω,总长为8cm。求:
(1)R0的阻值;
(2)当一辆货车在称重平台上接受检测时电流表的读数为1A,此时滑动变阻器RAB连入电路的阻值以及F的大小。
【答案】(1)2Ω;(2)2Ω,6×105N
【详解】解:(1)根据题意知道,超载时滑片P位于B端,为电阻R0的简单电路,且超载时电流表的读数为2A,故R0的阻值
(2)当空载时滑片P位于A端,滑动变阻器接入电路的电阻是RP=8Ω,当一辆货车在称重平台上接受检测时电流表的读数为1A,此时电路中的总电阻
滑动变阻器接入电路的电阻是
RP'=R总-R0=4Ω-2Ω=2Ω
滑动变阻器的滑片P从A端下滑距离
L=(RP-RP')×1cm/Ω=(8Ω-2Ω)×1cm/Ω=6cm
从图乙可知此时F的大小为6×105N。
答:(1)R0的阻值为2Ω;
(2)滑动变阻器接入电路的电阻是2Ω,此时F的大小是6×105N。
45.(23-24九年级上·广东惠州·期中)小华想探究“通过导体的电流跟什么因素有关”,采用了如图甲、乙所示电路进行实验,电源电压保持不变,R为定值电阻。
(1)如图乙所示,闭合开关前,滑动变阻器滑片应调至 端(选填“A”或“B”);滑动变阻器的作用除了改变定值电阻两端的电压外,还起到了 的作用;
(2)电路连接正确后,闭合开关,发现电压表有示数,但电流表无示数,此时出现的故障可能是 (选填字母);
A.滑动变阻器短路
B.电流表断路
C.电阻R短路
D.电阻R断路
(3)排除故障后,小华又取了两个定值电阻,想利用这些器材继续探究“电压不变时,电流与电阻的关系”。实验中所用电阻的阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω,电源电压为6V,分别接入三个定值电阻,调节滑动变阻器的滑片,记录数据,得到了如图丙所示的图像。由图像可以得出结论: ;
(4)上述(3)的实验中:①当小华在图乙中用5Ω的电阻做完实验后,保持滑动变阻器滑片的位置不变,接着把R换为10Ω的电阻接入电路,闭合开关,应向 (选填“A”或“B”)端移动滑片,直至电压表示数为 V时,读出电流表的示数;
②为完成整个实验,小华应选取的滑动变阻器的规格为 (选填字母)。
A.“20Ω,1.0A”
B.“50Ω,1.0A”
【答案】 A 改变定值电阻两端电压 D 当电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比 A 2 B
【详解】(1)[1]为了保护电路,实验前滑动变阻器的滑片应位于阻值最大处,即A端。
[2]探究电流与电压的关系时,需要改变定值电阻两端的电压,因此本实验中滑动变阻器的作用除了保护电路外,还起到了改变定值电阻两端电压的作用。
(2)[3]电路连接正确后,闭合开关,发现电流表无示数,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,即出现的故障可能是定值电阻R断路,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
(3)[4]由图丙可知,电流与电阻的乘积为
UV=IR=0.4A×5Ω=……=0.1A×20Ω=2V
为一定值,故由图像可以得出结论:当电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
(4)①[5]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A端移动滑片,直至电压表示数为2V时,读出电流表的示数,
[6]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,所以滑片应向B端移动,使电压表的示数为2V不变。
②[7]定值电阻两端的电压始终保持
UV=2V
根据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
R滑=2×20Ω=40Ω
即所选择的变阻器的最大阻值不能小于40Ω,故B符合题意,A不符合题意。
故选B。
46.(23-24九年级上·广东东莞·期中)小米用三节干电池作电源探究“通过导体的电流与电压、电阻的关系”,选用的五个定值电阻的阻值分别为、、、、。
(1)先用的电阻做“通过导体的电流与电压的关系”的实验,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于最 (选填“左”或“右”)端;
(2)闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为0.5V时,电流表的示数如图乙所示,则电流表示数为 A;
(3)向 (选填“左”或“右”)调节滑动变阻器的滑片,继续增大电压表的示数,依次记录实验数据如表,请你根据表中数据在图丙中描点画出图像 ;
电压U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3
电流I/A
0.2
0.3
0.38
0.5
0.6
(4)小米接着用(3)实验的电路,准备开始探究“通过导体的电流与电阻的关系”,小米用的电阻替换的电阻后,直接闭合开关,发现电压表的指针立刻转过最大刻度线打弯,电压表不能用了。小米反思:如果在闭合开关前, (填操作过程),那么电压表就会幸免于难!!
(5)换新电压表后,小米正确完成了接下来的实验步骤,记录实验数据如下表,本实验的结论是:导体两端电压一定,通过导体的电流与导体的电阻成 ;
实验次数
1
2
3
4
5
25
20
15
10
5
0.12
0.15
0.2
0.3
0.6
(6)小明同学连接的电路图有一根线连接错误如丁图,请在错误的连线上打“×”并用笔画线代替导线将电路连接正确 。
【答案】 左 0.1 右 滑动变阻器的滑片要移到最大阻值处 通过导体的电流与导体电阻成反比
【详解】(1)[1]为保护用电器,闭合开关前滑动变阻器的滑片要移到最大阻值处,因此要移到左端。
(2)[2]图中选择的是0~0.6A,分度值是0.02A,因此读数为0.1A。
(3)[3]电压表测量的是电阻R两端的电压,而电阻R与滑动变阻器串联,因此要增大电压表的示数,应增大电路电流,故应减小滑动变阻器的接入电阻,即向右滑动。
[4]根据表中数据描点画出图像如图所示:
(4)[5]小米接着用(3)实验的电路,准备开始探究“通过导体的电流与电阻的关系”,此时滑动变阻器接入电阻很小,当小米用的电阻替换的电阻后,根据串联电阻分压原理可知此时电阻两端的电压已大于3V,因此如果在闭合开关前,将滑动变阻器的滑片要移到最大阻值处,那么电压表就会幸免于难。
(5)[6]由图表实验数据可知,导体两端电压一定,通过电阻的电流与其电阻的乘积为一定值3V,当电阻减小为原来的几分之一,通过定值电阻的电流变为原来的几倍,据此得出结论为:当导体两端电压一定时,通过导体的电流与导体电阻成反比。
(6)[7]电流表应串联在被测电路中,电压表应与被测电阻并联,由图丁可知电压表与电流表连接有误,改接电路如下图
47.(23-24九年级上·广东深圳·期中)小敏用如图甲所示的电路图,研究通过导体的电流与导体电阻的关系,电源电压恒为6V。改变电阻R的阻值,调节滑动变阻器滑片,保持R两端的电压不变,记下相应的4次实验的电流和电阻值,描绘在乙图中。
(1)在丙图中,用笔线代替导线,将电压表正确连入电路;
(2)实验过程中,移动变阻器滑片时,眼睛应注视 (选填序号);
A.变阻器滑片 B.电压表示数 C.电流表示数
(3)从乙图可知电压表示数是 ;
(4)实验中,他所选择的变阻器是 (选填序号);
A.10Ω、0.5A B.20Ω、1A C.50Ω、2A
(5)实验过程中,如果出现了电流表示数几乎为0,电压表示数接近6V,电路发生的故障可能是: ;
(6)在此实验过程中,当电阻R由5Ω更换为10Ω后,为了探究上述问题,他应该采取的唯一操作是 。
A.保持变阻器滑片不动 B.将变阻器滑片适当向左移动
C.将变阻器滑片适当向右移动 D.适当增加电池的节数
【答案】 B 2V C R断路 C
【详解】(1)[1]由图乙所给出的点可知,电压表的示数为
UV=I1R1=0.4A×5Ω=2V
不变,所以电压表的量程为0~3V,然后把电压表并联在定值电阻的两端,如下图所示:
(2)[2]探究电压一定时,电流与电阻的关系时,在不断的改变定值电阻的同时,必须不断的移动滑动变阻器,使得电压表的示数是一个定值,故在移动滑片的同时,眼睛观察电压表的示数。
故选B。
(3)[3]由图乙所给出的点可知,电压表的示数为
UV=I1R1=0.4A×5Ω=2V
(4)[4]由图乙可知,实验中使用的定值电阻阻值最大为20Ω,定值电阻两端的电压始终保持UV=2V,根据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20Ω电阻时,变阻器连入电路中的电阻为
R滑=2×20Ω=40Ω
即所选择的变阻器不能小于40Ω。
故选C。
(5)[5]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,则与电压表并联的支路以外的电路是完好的,与电压表并联的定值电阻断路了。
(6)[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,所以滑片应向右端移动,使电压表的示数不变;而增加电池的节数只会使得定值电阻两端的电压更大。
故选C。
48.(23-24九年级上·广东深圳·期中)图甲是小致实验小组在探究“电流与电阻的关系”时的电路图,电源电压恒为6V,电压表、电流表无损坏,有阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻5个,他们将5次实验数据描绘在图丙中。
(1)根据图甲,用笔画线代替导线完成图乙的实物图连接 ;
(2)实验中,若将15Ω的电阻更换为20Ω的电阻,滑动变阻器应向 (选填“左”或“右”)移动,移动滑动变阻器的作用是 ,此时定值电阻两端的电压应为 V;
(3)某次实验,更换电阻R,合上开关后,电压表无示数,电流表有示数,其原因可能是 ;
(4)丙图中A点对应的横坐标与纵坐标围成矩形的面积 (选填“大于”、“小于”或“等于”)B点对应的横坐标与纵坐标围成矩形的面积;
(5)观察图象可以得出实验结论:当导两端电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成 ;
(6)为了完成实验,实验中,小致选择的滑动变阻器的最大阻值至少是 Ω。
【答案】【小题1】 右 保证定值电阻两端的电压不变 2.5 定值电阻短路 等于 反比 35 【小题2】新增小题
【详解】(1)[1]根据电路图可知,滑动变阻器的左下方接线柱接入电路,即A接线柱接入电路,如图所示,电流从电池的正极出发,经过开关、滑动变阻器、定值电阻、电流表,回到负极,去掉电压表,应该是通路,故用一根导线将定值电阻左端接线柱与滑动变阻器A接线柱相连,另外一根导线将电流表的负接线柱和定值电阻右端的接线柱相连,将电压表并联在定值电阻两端,故如图所示:
(2)[2][3][4]探究电流与电阻的关系,应该控制电压不变,改变电阻,若将15Ω的电阻更换为20Ω的电阻,根据串联分压,定值电阻增大,定值电阻两端的电压增大,为了保证定值电阻两端的电压不变,滑动变阻器应该分担更多的电压,滑动变阻器接入的阻值需要变大,故需要将滑片P向右端移动;移动滑动变阻器的作用是保证定值电阻两端的电压不变;由图丙可知,此时定值电阻两端的电压应为
(3)[5]更换电阻R,合上开关后,电流表有示数,说明电路中不存在断路,电压表无示数,说明电压表所测量的定值电阻短路了,电压表没有示数。
(4)[6]丙图中A点对应的横坐标与纵坐标围成矩形的面积是通过A点的电流与5Ω电阻的乘积,根据可知,面积指的是定值电阻两端的电压,而探究电流与电阻的关系实验,需要控制电压不变,故丙图中A点对应的横坐标与纵坐标围成矩形的面积等于B点对应的横坐标与纵坐标围成矩形的面积。
(5)[7]导体的电流与导体的电阻的乘积是一个定值,当导两端电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
(6)[8]电源电压为6V,定值电阻两端的电压为2.5V,则滑动变阻器需要分担的电压为
滑动变阻器接入的阻值与定值电阻的阻值之比为
发现比值是一个定值,定值电阻与滑动变阻器接入的阻值是同大同小,故为了完成实验,实验中,小致选择的滑动变阻器的最大阻值至少是
49.(23-24九年级上·广东中山·期中)如图是伏安法测电阻的实验器材,其中电池组电压为3V,Rx的阻值约为10左右。
(1)电流表应选用 的量程,这样做的优点是: ;
(2)将图甲中器材连接补充完整,连成测定Rx阻值的实验电路 (要求:滑动变阻器的滑片向左移动时,连入电路中的阻值变大);
(3)小明和小强分别用自己的电路完成了实验,并把实验数据填写在表1和表2中:
表1(小明)
次数
电压(V)
电流(A)
电阻(Ω)
1
2.3
0.22
10.45
2
2.5
0.24
10.42
3
表2(小强)
次数
电压(V)
电流(A)
电阻(Ω)
1
2.0
0.28
2
2.5
0.24
3
2.7
0.22
老师看到了他们的数据后,认为其中有一位同学的实验电路接错了。你认为 同学的电路接错了;
(4)小明同学已将前两次实验的数据记入了表1中,第3次实验的电表指示如图乙所示,则第三次测出的电阻值为 ;根据三次测量数据,可以计算出小明在实验中所测电阻的阻值R= 。
【答案】 0-0.6A 测量精确 小强 10 10.29
【详解】(1)[1][2]电路中的最大电流
所以电流表选择的量程为0~0.6A;此量程分度值小,精确度高,可以减小读数时产生的误差,并且电路中电流小,减少了温度对电阻的影响。
(2)[3]电流表选择的量程为0~0.6A,电压表选0~3V量程,滑动变阻器的滑片向左移动时,连入电路中的阻值变大,连接变阻器B接线柱和上方一个接线柱,电源、开关、滑动变阻器、待测电阻、电流表串联接入电路,电压表并联在待测电阻两端,如图所示:
(3)[4]伏安法测量电阻的实验中,电压表测量加在电阻两端的电压,电流表测量的是通过电阻的电流;当电阻两端电压增大,电流也应该随之增大,而乙表中的电流随电压的增大而减小,因此可以得出小强同学的电路接错了。
(4)[5]电压表量程是0~3V,由图乙所示电压表可知,电压表分度值是0.1V,电压表示数是2.8V;电流表量程是0~0.6A,由图乙所示电流表可知,电流表分度值是0.02A,电流表示数是0.28A;第三次测出的电阻值为
[6]小明在实验中所测电阻的阻值
50.(22-23九年级上·广东深圳·期中)科技小组用如图1所示电路测量定值电阻的阻值。
(1)连接电路如图1所示,发现有一根导线连错了,请你在接错的导线上画×,并正确接出电路 ;
(2)在连接电路时,开关应处于 (选填“断开”或“闭合”)状态,滑动变阻器滑片P应位于 (选填“A”或“B”)端;
(3)闭合开关前,发现电流表指针在零刻度线右端,其原因可能是 (选填“A”或“B”);
A.电流表没调零
B.电流表正负接线柱接反了
(4)问题解决后,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;
(5)改变电阻两端电压,多次测量求平均值,分析数据,还可得出:导体电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成 (选填“正”或“反”)比;
(6)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S1、S2,电压表的示数为U1;
②闭合S1,断开S2,电压表的示数为U2;
由此可得Rx的阻值为 (用字母U1、U2、R0表示)。
【答案】 断开 B A 0.5 5 正
【详解】(1)[1]根据电路分析可知,定值电阻没有正确接入电路中,其左边接到电流表正接线柱的导线错误,所以,将定值电阻右边的接线柱改接到电流表的正接线柱,如图所示:
(2)[2][3]在连接电路时,为了用电安全,开关应处于断开状态,滑动变阻器滑片应位于阻值最大处,即P应位于B端。
(3)[4]闭合开关前,发现电流表指针在零刻度线右端,其原因可能是电流表没有调零,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
(4)[5] [6]由图2可知,电流表选用小量程,分度值是0.02A, 示数为0.5A,根据欧姆定律可得,R的阻值为
(5)[7]分析数据可得:导体电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
(6)[8]①闭合S1、S2,电压表的示数为U1,电压表测量电源电压;②闭合S1,断开S2,电压表的示数为U2,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
通过R0的电流
串联电路各处电流相等,由串联电路电流特点可知,通过Rx的电流为
由欧姆定律可得Rx的阻值为
51.(23-24九年级上·广东东莞·期中)同学们用“伏安法”测小灯泡的电阻,已知小灯泡正常工作电压为2.5V,电阻约为10Ω
实验序号
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
灯泡发光情况
1
1.0
0.22
4.55
不亮
2
1.5
0.26
5.88
较弱
3
2.0
0.28
7.14
较亮
4
2.5
正常
5
3
很亮
(1)请将图甲的电路连接完整 ;
(2)小明连接好最后一根导线时小灯泡就立即发光,他连接电路过程中操作不当之处是 ;
(3)调节滑动变阻器滑片P的位置,并将小灯泡在多个工作状态下,电压表、电流表的示数,电流表的示数如图乙所示,则它正常发光时的电阻为 ;
(4)某小组将多次测量的电阻数据求平均值作为小灯泡的电阻大小,你认为这样处理数据是 (选填“合理”或“不合理”)的,原因是: ;
(5)小红想用“伏安法”测一个未知的定值电阻Rx大小,但她没有电流表可以使用,只有一个电压表和另外一个已知阻值为R0的电阻,她设计了如图丙所示的电路,也测算出了Rx的大小,请分析她实验的测算步骤,并补充完整:
①闭合开关S、断开开关S1,用电压表测出待测电阻Rx两端的电压为U1;
② ,记下此时电压表读数为U,即为电源电压;
③请写出未知电阻Rx阻值表达式:Rx= 。
【答案】 见解析 开关没有断开 8.33Ω 不合理 小灯泡的电阻会受温度的影响 闭合开关S、S1
【详解】(1)[1]实验中,灯泡与变阻器串联,电压表测量灯泡电压,电流表测量电路电流,灯泡的额定电压为2.5V,则电压表的量程选用0~3V;电路最大电流为
则电流表的量程选用0~0.6A,变阻器的连线一上一下,如图所示:
(2)[2]小明连接好最后一根导线时小灯泡就立即发光,说明他连接电路过程中开关没有断开,接完最后一根导线,电路就处于接通状态。
(3)[3]当小灯泡正常发光时,图乙得,电流表的分度值为0.02A,示数为0.3A,由欧姆定律得,它正常发光时的电阻为
(4)[4][5]小灯泡的电阻会受温度的影响,不同电压笑,灯泡的温度不同,灯泡的电阻不同,因此小组将多次测量的电阻数据求平均值作为小灯泡的电阻大小,这样处理数据是不合理的。
(5)[6][7]由图丙得:
①闭合开关S、断开开关S1,两电阻串联,电压表测出待测电阻Rx两端的电压,为U1;
②闭合开关S、S1,电路化为电阻Rx的简单电路,电压表测量电源电压,记下此时电压表读数为U,即为电源电压;
③两电阻串联时,流过Rx的电流为
由欧姆定律得,电阻Rx阻值表达式
52.(23-24九年级上·广东深圳·期中)“测小灯泡电阻”的实验中,所用小灯泡正常发光时电压为2.5V。
(1)图甲是小亮连接的实验电路图,其中有一根导线连接错误,请你在错误的导线上画“×”,并用笔画线代替导线,正确连接实物图。
(2)小雨所在小组的实验中,闭合开关后小灯泡不亮,电流表有示数,但指针的偏角很小,接近0刻度,下一步的操作是 。
(3)改正后,闭合开关,发现小灯泡仍不亮,电流表和电压表均有示数,接下来应 :
A.更换灯泡 B.检查电路是否断路 C. 移动滑动变阻器滑片,观察小灯泡是否发光
(4)小亮设计的记录表格如下,请你指出表格的问题: 。
次数
电压/V
电流/A
电阻/Ω
电阻平均值/Ω
1
0.6
0.28
2
0.36
3
2.5
(5)第3次实验时电流表的示数如图乙,则小灯泡正常发光时的电阻是 Ω。(保留一位小数)
(6)爱探究的小雨对实验进行了拓展,他设计了如图丙所示的两种方案测定值电阻R的阻值,请你评估分析两种方案中可行的是方案 ;利用可行的方案,他的实验操作如下:
①闭合S和S1读出电流表示数为I1
②闭合S,断开S1读出电流表示数为I2
则定值电阻的阻值R= (用已知量和测量量的字母表示)。
【答案】 断开开关,电流表改接为“0-0.6A”量程,闭合开关继续实验 C 求小灯泡电阻的平均值是错误的 5.2 二
【详解】(1)[1]原电路中,灯与变阻器并联,电压表串联在电路中是错误的,在“测小灯泡的电阻”的实验中,灯应与变阻器和电流表串联,电压表应并联在灯泡两端,具体应将连接灯泡右侧接线柱与电流表负极接线柱的导线去掉,用导线将灯泡右侧接线柱与电压表负接线柱连接,如图所示:
(2)[2]由题意知,闭合开关,电流表有示数,说明电路时通路,但电流表的示数很小,指针的偏角很小,接近0刻度,出现这一情况的原因,电流表选择了大量程,故接下来应断开开关,电流表改接为“0-0.6A”量程,闭合开关继续实验。
(3)[3]更换电流表量程后,闭合快关,电流表和电压表均有示数,电路为通路,灯的两端有电压,发现小灯泡仍不亮,说明电路的电流过小,故接下来他应进行的操作是移动滑动变阻器的滑片,改变变阻器接入电路的阻值,观察小灯泡是否发光。
故选C。
(4)[4]灯的电阻随温度的变化而变化,灯的电阻不是一个定值,因此电阻取平均值是没有意义的。故表格中的问题是,不应设电阻平均值这一项。
(5)[5]由图乙知,电流表接入小量程,分度值为0.02A,此时示数为0.48A。由题意知,此时灯泡正常发光,则灯泡两端电压为2.5V,由可得,小灯泡正常发光时的电阻为
(6)[6][7]方案一:未知电阻R和已知电阻R0并联,电流表与支路R0串联,并联电路互不影响,无论开关S、S1如何调节,只能测出电源电压
U=IR0
无法测出或计算出通过未知电阻的电流,故方案一不可行; 方案二:由②知,闭合开关S,断开S1,未知电阻R和已知电阻R0串联,电流表串联在电路中,此时电路电流为I2,根据串联电路特点以及欧姆定律可知,电源电压为
由①可知,闭合开关S、S1,R0被开关短接,只有R接入电路,此时电路电流为I1,电源电压为
U=I1R
由于电源电压不变,可得
即
故方案二可行。
53.(23-24九年级上·广东东莞·期中)如图,电源电压U=6V,定值电阻R0=20Ω,电压表量程为0~15V,
(1)滑片P在a端时,电压表示数为6V,求通过R0的电流;
(2)滑片P在b端时,电压表示数为2V,求R的最大阻值;
(3)求闭合开关时,电路中电流的最小值。
【答案】(1)0.3A;(2)40Ω;(3)0.1A
【详解】解:(1)滑片P在a端时,滑动变阻器接入电路的电阻为0,根据欧姆定律可得通过R0的电流
(2)定值电阻和滑动变阻器串联接入电路,电压表测滑动变阻器两端的电压,滑片P在b端时,滑动变阻器接入电路最大阻值,根据串联电路电阻规律结合欧姆定律可知此时通过电路的电流最小,串联电路各处电流相等,根据欧姆定律可得此时通过电路的电流
串联电路总电压等于各部分电压之和,滑动变阻器两端的电压
UR=U-U0=6V-2V=4V
滑动变阻器的最大阻值
(3)由(2)知,电路中的最小电流为
答:(1)滑片P在a端时,电压表示数为6V时,的电流为0.3A;
(2)R的最大阻值为40Ω;
(3)闭合开关时,电路中电流的最小值为0.1A。
54.(23-24九年级上·广东深圳·期中)亮亮设计了一个用电压表的示数反映环境温度变化的电路,其电路原理如甲图所示,电源电压为4V保持不变,定值电阻R0阻值为15Ω,R1是热敏电阻,其电阻随环境温度变化的关系如乙图所示。闭合开关S后,当环境温度为20℃时,此时电压表的示数为1.5V,求:
(1)当环境温度为20℃时,电流表示数为多少?
(2)当环境温度为20℃时,热敏电阻R1两端的电压为多少?
(3)当电压表示数为3V时,此时热敏电阻阻值是多少?此时环境温度是多少?
【答案】(1)0.1A;(2)2.5V;(3)5Ω,100℃
【详解】解:由电路图可知,定值电阻R0与热敏电阻R1串联,电压表测R0两端的电压,电流表测通过电路的电流。
(1)当环境温度为20℃时,电压表的示数为1.5V,根据欧姆定律可得,此时通过电路的电流为
(2)串联电路总电压等于各部分电压之和,则热敏电阻R1两端的电压为
(3)当电压表示数为3V时,根据欧姆定律可得,通过电路的电流为
由串联电路的电压特点可得,此时R1两端的电压为
根据欧姆定律可得,此时热敏电阻的阻值为
由图乙可知对应的温度为100℃。
答:(1)电流表示数为0.1A;
(2)当环境温度为20℃时,热敏电阻R1两端的电压为2.5V;
(3)当电压表示数为3V时,此时热敏电阻阻值是5Ω,对应的温度为100℃。
55.(23-24九年级上·广东深圳·期中)如图,这是某款医用红外线体温计的简化电路图,定值电阻,温度与热敏电阻的对应值关系如下表。当测量者体温超过时,体温计就会发出提示声。
温度/℃
15
25
37
38
40
热敏电阻/Ω
53
38
20
15
5
(1)当温度为时,电流表示数为0.2A,求电源电压;
(2)当测量者的体温为时,求电路中的电流;
(3)当电压表的示数为1.8V时,通过计算判断体温计是否会发出提示声。
【答案】(1);(2);(3)会发出提示声
【详解】解:(1)如图,热敏电阻和定值电阻串联,电压表测量热敏电阻两端的电压,电流表测量电路中的电流;当温度为时,根据表格数据可知,热敏电阻的阻值是5欧姆,根据串联电路电压规律和欧姆定律可知,电源电压
(2)由表格数据可知,当测量者的体温为37摄氏度时,热敏电阻的阻值
由图可知,热敏电阻R与定值电阻串联,根据串联电路规律可得,电路中的总电阻
根据欧姆定律可得,电路中的电流
(3)当电压表的示数为
时,根据串联电路电压规律可得,定值电阻两端的电压
由欧姆定律可得,定值电阻中的电流
由串联电路的电流规律可得,电路中的电流
已知37摄氏度时电路中的电流大小
分析题中表格数据可知,温度越高,热敏电阻的阻值越小,电路中的电流越大,因为
所以表明体温计此时的温度高于37摄氏度,因此体温计会发出提示声。
答:(1)当温度为时,电流表示数为0.2A,电源电压是;
(2)当测量者的体温为时,电路中的电流是;
(3)当电压表的示数为1.8V时,体温计会发出提示声。
56.(23-24九年级上·广东江门·期中)阅读短文并回答下列问题。
热敏电阻温度计
热敏电阻是用半导体材料制成的电阻,其阻值随温度的变化而变化。如图甲所示为某型号热敏电材阻的实物图,阻值随温度升高而变小的,称为负温度系数热敏电阻;阻值随温度升高而变大的,称为正温度系数热敏电阻。利用热敏电阻的特性做成的温度计,叫做热敏电阻温度计。
如图乙所示为热敏电阻R1的阻值随温度t变化的图像(为一次函数),图丙是用R1做测温探头的某热敏电阻温度计的电路图,其中电源电压可在0.60V~1.20V之间调节,R2为定值电阻,阻值为100Ω。该电路工作原理是:当保持通过R1的电流不变时,R1两端的电压随电阻均匀变化(即随温度均匀变化),故只需将电压表V1表盘的刻度改成相应的温度刻度,就可以直接从V1表盘上读出温度值。测量时,将R1放入待测温度处,闭合开关,调节电源电压,使V2表的示数保持0.20V不变(即电路中的电流保持2mA不变),再从V1表盘上读出待测温度t。
(1)热敏电阻R1是 (选填“正”成“负”)温度系数热敏电阻,在标准大气压下,将R1放入冰水混合物中时,R1的阻值是 Ω。在探究电流与电压关系的实验中, (选填“能”或“不能”)用热敏电阻R1代替定值电阻。
(2)测温时,保持R2两端电压为0.20V,R1两端的电压随温度升高而 (选填“变大”“变小”或“不变”)
(3)某次测温时,V1表盘上显示的温度是30℃,此时电路中电流为 A,电源电压为 V。
(4)该热敏电阻能测量的最高温度为 ℃。
【答案】 负 520 不能 变小 2×10-3 0.76 40
【详解】(1)[1]由图乙可知,热敏电阻R1的阻值随温度的升高而变小,为负温度系数热敏电阻。
[2]标准大气压下,将R1放入冰水混合物中时,热敏电阻R1的温度为0℃,由图乙可知其阻值为520Ω。
[3] 探究电流与电压关系时,应控制电阻的阻值不变,所以本实验中不能用热敏电阻R1代替定值电阻。
(2)[4] 因热敏电阻R1的阻值随温度的升高而变小,所以,由U=IR可知,R1两端的电压变小,即R1两端的电压随温度升高而变小。
(3)[5]将R1放入待测温度处,闭合开关,调节电源电压,使V2表的示数保持0.20V不变(即电路中的电流保持2mA不变),所以当V1表盘上显示的温度是30℃,此时电路中电流为2mA,即2×10-3A。
[6]由图乙可知,当t=30℃时,R1=280Ω,因两个电阻串联,所以,此时电源电压
(4)[7] 由图乙可知,R1与t的关系为一次函数,设为R1=kt+b,把t=0℃、R1=520Ω和t=30℃、R1=280Ω代入可得
520Ω=k×0℃+b
280Ω=k×30℃+b
联立等式可得k=-8Ω/℃,b=520Ω,则
R1=-8(Ω/℃)×t+520Ω
该热敏电阻温度计测量的温度最高时,R1的阻值最小,其两端的电压最小,则电源的电压最小,由电源电压可在0.60V~1.20V之间调节可知,当电源的电压U′=0.60V时,该热敏电阻温度计测量的温度最高,此时热敏电阻两端的电压
U1′=U′-U2=0.60V-0.20V=0.40V
此时热敏电阻的阻值
R1′=
由
R1=-8(Ω/℃)×t+520Ω
可解得t=40℃,即该热敏电阻温度计测量的最高温度为40℃。
57.(23-24九年级上·广东佛山·期中)如图甲所示是一种自动测定油箱内油量的装置,R是滑动变阻器的电阻片,油量表由电流表改装而来。
(1)R0在电路中的作用 ;
(2)油箱中的油量减少时,油面下降,这时浮子的下降会带动滑动变阻器的滑片向 移动,从而滑动变阻器连入电路的电阻变 ,从而使电流表的示数变 ;
(3)若将电流表换为电压表,用电压表的指针指示的刻度显示油箱内油面的高度,要求油面升高时电压表的读数变大,请将电压表的电学符号画在图乙中。
【答案】(1)保护电路
(2) 上 大 小
(3)
【详解】(1)R0在电路中可以分压,防止因滑动变阻器滑片滑到阻值最小端时,电路电流最大,而损坏电路,起到保护电路的作用。
(2)[1][2][3]滑杆可以绕O点转动,当油箱中的油量减少时,油面下降,此时浮子下降,带动滑杆绕O点转动,从而带动滑动变阻器的滑片向上移动,此时滑动变阻器接入阻值变大,电路总电阻变大,根据欧姆定律可知电路电流变小,即电流表示数变小。
(3)油面升高时,此时浮子上升,带动滑杆绕O点转动,从而带动滑动变阻器的滑片向下移动,此时滑动变阻器接入阻值变小,电路总电阻变小,据欧姆定律可知电路电流变大。根据U=IR可知,R0两端电压变大。所以电压表应该并联在R0两端。如图所示
58.(23-24九年级上·广东深圳·期中)阅读材料,回答问题。
测温手环与智能休眠仓
随着计算机软硬件和互联网技术的高速发展,可穿戴式智能设备逐渐在生产、生活领域中表现出广阔的应用潜力。在新冠疫情防控中,用于体温监控的测温手环就是一种智能穿戴设备,如图所示。
测温手环主要由温度传感模块、蓝牙模块、电源模块三个部分组成。在温度传感模块中,有对温度敏感的热敏电阻(其阻值随温度的升高而减小)与导热金属片相连。使用测温手环时,导热金属片与人体接触,金属片温度的变化引起热敏电阻的阻值发生变化,热敏电阻的阻值变化影响电路中电流的大小。温度传感模块中的测温芯片根据电路中电流的大小计算出人体的温度,且手环中蓝牙模块通过无限网络芯片中的温度数据传送给移动设备,从而实现体温的实时监控。
为了降低测温手环的功耗,延长它的工作时间,测温手环还会配有智能控制器,当环境温度低于某个设定的温度或手环检测到的温度长时间不发生变化时,测温手环自动关机。
(1)导热金属片的内能是通过 (选填“做功”或“热传递”)的方法改变的;
(2)智能控制器在测温手环的电路中相当于简单电路中的 (选填“电源”、“开关”或“用电器”);
(3)佩戴测温手环的人体温突然升高时,通过测温手环的电流 。(选填“变大”、“变小”或“不变”)
(4)测温手环充电时的能量转化是 。
【答案】 热传递 开关 变大 电能转化为化学能
【详解】(1)[1]改变内能的方式有做功和热传递,根据短文内容知道,导热金属片的内能是通过热传递的方法改变的。
(2)[2]根据测温手环放入智能休眠仓之后,测温手环会自动关机,则智能休眠仓在测温手环的电路中相当于简单电路中的开关。
(3)[3]当佩戴测温手环的人体温突然升高时,由于热敏电阻的阻值随温度的升高而减小,则热敏电阻的电阻会减小,根据欧姆定律知道,在电压一定时,通过测温手环的电流会增大。
(4)[4]测温手环充电时,消耗电能以化学能的形式存储,即能量转化是电能转化为化学能。
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