第十四章欧姆定律－综合实践活动 2024－2025学年苏科版物理九年级上册

综合实践活动 1.在综合实践活动课上，小明设计了如图所示的模拟调光灯电路，此电路中电源电压不变。灯泡L标有“6V 0.5A”字样，定值电阻R1的阻值为6Ω．将滑动变阻器R2的滑片P置于最右端。闭合开关，电压表和电流表示数分别为6V和0.3A；移动滑片P至某一位置，电压表和电流表示数分别为1V和0.5A。 （1）电源电压为多大？ （2）滑动变阻器R2的滑片P在最右端时，闭合开关，灯泡L的电阻为多大？ （3）为使灯泡安全工作，R2的滑片能自由滑动，且滑片P滑到某一端时灯泡能正常发光。应采取怎样的保护措施？请具体说明。 2.如图1所示，是一个台灯内部的透视路图，其电路部分如图2所示。若该台灯内置电源电压为6伏，小灯电阻为10欧且不变，滑动变阻器标有“50欧 2安”字样。 ①请画出该台灯内部电路的等效电路图。 ②请通过分析得出当滑动变阻器的滑片从左向右移动时，通过小灯电流的大小变化情况。 ③请求出小灯电流的变化范围。 ④请指出该电路设计中缺失的电路元件或存在的问题，并尝试在不改变电路连接的情况下解决该问题。 3.现有一个粗细均匀的金属圆环，它是由一段铜丝（铜丝的阻值不计）和一段同种材料制成的电阻丝连接而成的，如图甲所示。为了研究它的导电性，小明把它接入到如图乙所示的电路中。实验时，小明先将触点M与固定的金属圆环上某一点连接，再移动滑动变阻器R1的滑片P至最右端后，闭合开关S，将触点N从M开始沿逆时针方向滑动一周。 设滑过的弧MN的长为X，电流表示数I与X之间的关系如图丙所示。已知电源电压恒为4.5V，粗细均匀、同种材料制成的电阻丝阻值与其长度成正比。 （1）由图丙可知，当X＝0cm或X＝50cm时，电路中的电流相同，请结合图乙分析：此时金属圆环接入电路中的电阻为 　 　Ω，金属圆环的周长是：　 　cm。 （2）滑动变阻器R1的最大阻值为 　 　Ω。 （3）根据图丙中的一段特殊图象进行分析，图甲所示的圆环中铜丝的长度是 　 　cm。 （4）根据上一小题的分析，你认为图乙中圆环的形状与下图中的 　 　最接近。 （5）在触点N滑动的过程中，触点M、N之间的电阻等效于一个变化的电阻，记为RMN。根据图丙数据，请分析M、N之间的RMN的最大值为 　 　Ω。 4.某科技小组设计了一个自动雨刮器控制系统，其刮水的速度能够随着雨量的大小而相应地发生变化，雨停后，刮水器自动停止工作。如图所示，图a是由一组手指状平行金属线组成的雨水检测网器件，图b是自动控制系统的模拟电路。 （1）将检测网竖立并浸入雨水中不同深度处进行实验，记录数据如下： 检测浸入雨水中部分 未浸入 浸入 浸入 全部浸入 电流表的示数/A 0 0.16 0.20 0.32 ①雨水检测金属网在电路中起到的作用更类似于 　 　（选填“开关”或“滑动变阻器”）。 ②根据表中的现象和数据，解释刮水器刮水的速度能够随着雨量的大小而相应地发生变化的原因是雨量变大，检测金属网浸入雨水部分变大，　 　； （2）活动小组发现无雨水时，电动机不能工作，无法实现无雨时车窗的清洗，于是增加了一个电路元件改进了电路，将“”和“增加的元件”连入电路ab间，绘制在图c中。 （3）根据活动小组的上述设计，无雨水时能不能改变刮水器刮水的速度？　 　。 5.在物理创新活动中，小杨利用三个定值电阻R1＝1Ω、R2＝2Ω、R3＝4Ω制作了一个电阻箱，其外观如图甲所示，有A、B、C、D四个接线柱，将其中任意两个接线柱接入电路，可以得到若干个阻值不同的电阻。小李对这个电阻箱的内部结构产生了极大的兴趣，于是组装了如图乙所示的探测电路，其中电源电压恒为3V，电流表量程为0﹣0.6A。 （1）小李的基本思路是将探测电路E、F两点分别与A、B、C、D四个接线柱中的任意两个相连接，从而根据电流表的示数得到这两个接线柱之间的 　 　。 （2）当小李将E、F分别与A、B相连，正要闭合开关，小楷阻止了他，这是因为 　 　。 （3）小李改进了图乙中的探测电路，在其中串联一个R0＝4Ω的定值电阻，并继续进行实验，得到如表所示的数据，通过计算及推导，请你帮他在图丙虚线框中画出电阻箱内部三个电阻连接电路图。（图中要标出R1，R2，R3） 测试 次数 与E、F连接 的接线柱 电流表 示数/A 第1次 A、B 0.6 第2次 B、C 0.5 第3次 C、D 0.3 （4）对整个探究过程与结果，下列说法中正确的是 　 　。 A.若直接将A、B、C、D中任意两个接线柱连入电路，可以分别得到1Ω、2Ω、3Ω、4Ω、5Ω、6Ω、7Ω七个不同的电阻值 B.若将（3）中改进后的探测电路E、F分别与B、D连接，电流表的示数可读为0.375A C.若在（3）中不加4Ω的电阻，而将电流表换接“0﹣3A”量程，也可完成实验 参考答案 1.（1）10V；（2）7.3Ω；（3）在电路中串联一个2Ω的电阻 【解析】由电路图可知，灯泡L、R1、R2串联 （1）移动滑片P至某一位置，U2＝1V，I＝0.5A，UL＝6V， U1＝IR1＝0.5A×6Ω＝3V， U＝UL+U1+U2＝6V+3V+1V＝10V； （2）滑动变阻器R2的滑片P在最右端时，U1′＝I′R1＝0.3A×6Ω＝1.8V， UL′＝U﹣U1′﹣U2′＝10V﹣1.8V﹣6V＝2.2V， RL＝＝≈7.3Ω； （3）滑片P在最左端时，灯泡正常发光， RL＝＝＝12Ω， R＝＝＝20Ω， 需要在电路中串联定值电阻的阻值：R′＝R﹣RL﹣R1＝20Ω﹣12Ω﹣6Ω＝2Ω。 2. ①。 ②当滑动变阻器的滑片从左向右移动时，通过小灯泡的电流变小； ③通过小灯泡的电流的变化范围为0.1A～0.6A； ④该电路设计中缺失的电路元件是开关，不使用时不能切断电源，把滑动变阻器的滑片向右移到电阻丝外，即滑片与滑动变阻器的电阻丝断开，可以在不改变电路连接的情况下解决该问题。 3.（1）0；50；（2）5；（3）10；（4）D；（5）4 4.（1）①滑动变阻器；②电流变大，电动机转速变快； （2）金属网与增加的元件（开光）并联；；（3）不能 5.（1）电阻；（2）电路中的电流可能过大，烧坏电流表；（3）如上图所示；（4）C。 【解析】（1）将探测电路 E、F两点分别与A、B、C、D四个接线柱中的任意两个相连接，读出电流表的示数，又知道电源的电压为3V，根据R＝可知这两个接线柱之间的电阻； （2）假设A、B间的电阻为R1（或R2、或R3）时，由I＝可得，电路中的电流为3A（或1.5A、或0.75A），大于电流表的量程0.6A，会烧坏电流表， 所以，当小李将 E、F分别与 A、B相连，正要闭合开关，小楷阻止了他； （3）当电路中的电流为I时，电路的总电阻R总＝，由串联电路中总电阻等于各分电阻之和可得，EF之间的电阻REF＝R总﹣R0＝﹣R0， 当E、F与A、B相连时，电路中的电流为0.6A，则AB间的电阻RAB＝﹣4Ω＝1Ω＝R1， 当E、F与B、C相连时，电路中的电流为0.5A，则BC间的电阻RBC＝﹣4Ω＝2Ω＝R2， 当E、F与C、D相连时，电路中的电流为0.3A，则CD间的电阻RCD＝﹣4Ω＝6Ω＝R1+R2， 则电阻箱内部三个电阻连接电路图如下图所示： （4）A.由图丙可知：A、B间的电阻为1Ω，A、C间的电阻为3Ω，A、D间的电阻为5Ω，B、C间的电阻为2Ω，B、D间的电阻为4Ω，C、D间的电阻为6Ω，故A错误； B.若将（3）中改进后的探测电路E、F分别与B、D连接，电路中的电流I＝＝＝0.375A，由于0～0.6A量程电流表的分度值为0.02A，电流表示数读不出0.375A，故B错误； C.若在（3）中不加4Ω的电阻，表格第一次和第二次、第三次对应的电流为3A、1.5A、0.5A，将电流表换接“0～3A”量程，也可完成实验，故C正确； 故选：C。 学科网（北京）股份有限公司 $$