第十四章《欧姆定律》学习效果检测卷-2024-2025学年九年级物理上册步步为赢·课课练(苏科版)
2024-11-01
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内容正文:
苏 科 版 物 理 九 年 级 上 册
第十四章《欧姆定律》
学习效果检测卷
(满分100分,时间90min)
一、单选题(每小题3分,共48分)
1.下列估测正确的是( )
A.房间里电灯的电流约为 1A B.我国家庭电路电压为 110V
C.实验用的一根导线的电阻约为10Ω D.两节新干电池串联电压为 3V
2.下列物体在通常情况下属于绝缘体的是( )
A.盐水 B.大地 C.铅笔芯 D.橡胶棒
3.如图,A、B是同种材料制成的电阻,它们的长度相等,A的横截面积是B的两倍,将它们串联在电路中,则A、B的电阻RA、RB和通过A、B的电流 IA、IB间的关系正确的是( )
A.RA<RB、IA=IB B.RA<RB、IA>IB C.RA>RB、IA>IB D.RA>RB、IA=IB
4.公式的物理意义是( )
A.加在导体两端的电压越大,导体的电阻就越大
B.通过导体的电流越大,导体的电阻就越小
C.导体中的电阻与导体两端的电压成正比,与电流成反比
D.导体中的电阻与导体两端的电压、通过的电流无关
5.如图将甲、乙两个滑动变阻器串联在电路中,它们的滑片、左右移动时,下列说法中正确的是( )
A.移到a端,移到c端,电路将短路 B.移到b端,移到d端,电路将短路
C.移到b端,移到d端,电流表的示数最小 D.移到b端,移到c端,电流表的示数最小
6.物理实践活动中,小明利用可改变接入电路中电阻大小的电位器,其结构如图所示,制作了一台可调亮度台灯。下列说法正确的是( )
A.电位器应与台灯并联,将AB接入电路,顺时针滑动触头,台灯变亮
B.电位器通过改变接入电路电阻丝的横截面积大小来改变接入电路中电阻大小
C.将电位器的AB正确与台灯接入电路,逆时针滑动触头台灯变亮
D.将电位器的BC正确与台灯接入电路,顺时针滑动触头台灯变暗
7.如图所示电路,闭合开关S,滑动变阻器的滑片P向右移动时,下列说法正确的是( )
A.电流表的示数不变,电压表的示数不变 B.电流表的示数变小,电压表的示数变大
C.电流表的示数不变,电压表的示数变大 D.电流表的示数变小,电压表的示数不变
8.小林自制了一个坐位体前屈项目测试仪,原理如图所示,电源电压恒为10V,电阻丝粗细均匀,总长度为30cm,。闭合开关,挡板P在B端时,坐位体前屈成绩为0cm,电流表示数为0.05A;挡板P在A端时,坐位体前屈成绩为30cm。下列说法正确的是( )
①电阻丝的阻值为150Ω
②挡板P由B向A移动的过程中电流表示数变大
③电压表示数为5V时,坐位体前屈的成绩为20cm
④坐位体前屈成绩为14.4cm时,电压表示数为3.6V
A.①②③ B.③④ C.②④ D.①③④
9.如图所示的钨丝是将一个白炽灯去除玻璃罩制成的,闭合开关S,小灯泡L发光,钨丝不发光,向钨丝吹气时,小灯泡L变亮,用酒精灯给钨丝加热,小灯泡L逐渐变暗直至熄灭,由实验可知( )
A.钨丝的电阻随温度升高而减小
B.向钨丝吹气时,钨丝电阻变大
C.给钨丝加热时,电路中的电流变小
D.小灯泡L发光而钨丝不发光是因为通过钨丝的电流小于小灯泡L的电流
10.定值电阻R1和R2并联在如图甲所示电路中,电流表的示数为0.5A,通过R2的电流为0.3A;再将R1和R2串联在如图乙所示电路中,R1两端的电压U1和R2两端的电压U2之比为( )
A.5︰3 B.3︰2 C.3︰5 D.2︰3
11.一电路中两个变阻器串联,一个标有“100Ω 2A”字样,另一个标有“50Ω 1.5A”字样,则此电路的最大电阻值和允许通过的最大电流分别为 ( )
A.150Ω 1.5A B.150Ω 2A C.100Ω 2A D.100Ω 1.5A
12.甲、乙两个电阻的图线如图所示,下列说法正确的是( )
A.两个电阻并联时,它们两端的电压之比是
B.两个电阻串联时,通过甲、乙两个电阻的电流之比是
C.两个电阻串联时,甲、乙两个电阻两端电压之比是
D.两个电阻并联时,通过甲、乙两个电阻的电流之比是
13.下列实验在探究时都要反复进行多次,目的是为了减小误差的是( )
A.探究串联电路电流的关系 B.伏安法测电阻
C.探究并联电路电压的关系 D.探究电流与电压、电阻的关系
14.如图-1所示,电源电压恒为4.5V,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V,小灯泡两端的允许加的最大电压为2.5V,如图-2为小灯泡的I-U图象,为保证电路安全。下列说法中正确的是( )
A.由图像可知,灯泡的电阻随它两端电压的增大而减小
B.电流表示数的变化范围是0.2A~0.6A
C.电压表示数的变化范围是1V~3V
D.滑动变阻器的取值范围为4Ω~7.5Ω
15.如图甲所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关,电流表与电压的变化如乙图所示,下列说法正确的是( )
A.定值电阻R0的阻值是15Ω
B.电源电压为5V
C.滑动变阻器的最大阻值10Ω
D.当滑动变阻器的滑片P移至中点时,电流表的示数是0.3A
16.小苒同学给学校劳动实践基地的蔬菜大棚设计了一个测量空气湿度的电路图,如图甲所示。电源电压恒为6V,定值电阻R0的阻值为20Ω,湿敏电阻R的阻值随空气湿度H的变化关系图乙所示。下列分析正确的是( )
A.空气湿度越大,湿敏电阻R的阻值越大 B.空气湿度越大,电压表示数越小
C.当空气湿度为40%时,电压表的示数为2.4V D.当电路中电流为0.15A时,空气湿度为45%
二、填空题(每空1分,共17分)
17.小明同学为自己家的鱼缸设计了一款补水提示器,其工作原理如图所示,该装置中水量表实质是用 表改装的;电源电压恒定,R0为定值电阻,R为滑动变阻器,闭合开关S,当水量减少时,水量表指针的偏转程度将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
18.定值电阻甲标有“10Ω 1A”,滑动变阻器乙标有“15Ω 0.6A”,把它们串联在同一电路中,电路两端允许加的最大电压为 V;把它们并联在同一电路中,干电路中的电流为 A。
19.如图所示, 电源电压 U=3V保持不变, 滑动变阻器 R₂的规格为“20Ω 1.5A”。当开关S闭合滑动变阻器滑片P位于 A端时,电流表A的示数为0.3A,则定值电阻R= Ω。当开关S闭合时,滑动变阻器滑片P从A端移至B端的过程中,电压表V的示数变化范围是 V到 V。
20.如图所示,是科技小组设计的监测河水流速变化的装置原理图,机翼状的探头始终浸没在水中,电源电压保持不变。闭合开关S,当水流的速度变大时,电流表的示数 ,电流表示数与电压表示数的比值 。(“变大”、“变小”、“不变”)
21.如图所示的电路,电源电压保持不变,的阻值为,闭合开关S,电流表的示数为,再闭合开关,电流表的示数变大了,则干路中的电流为 ,电源电压为 。
22.生活中导线与插座连接时,有人会将导线的裸露端直接插入接线孔,但更好的接法是先将导线裸露端折成“U型”再插入,如图所示。这种“U型”接法可以增大连接处的接触面积,连接处的电阻 (选填“变大”、“变小”或“不变”),相同条件下产生的热量少,会更安全。如图所示,R1是一块合金导体,将其按照图甲的方式连入电路中,闭合开关,电流表的示数为I,将另一块相同的导体R2与R1按照乙图方式接入电路,闭合开关,此时电流表的示数 I(选填“”“=”或“”)。将导体R1按照丙图中不同的方式连入电路,电阻最小的接法是 。(选填“前后”、“左右”或“上下”)
23.如图所示,两个电阻甲和乙中的电流与其两端电压的关系如图所示。由图可知,元件甲的电阻为_____Ω;将甲和乙并联后接在电压为2V的电源两端,干路电流是 A;如果将甲和乙串联后接在某电源两端,此时电流是0.2A,则电源电压是 V。
三、作图题(共4分)
24.如图,是一个人体身高测量仪的电路图,部分元件未画出,要求被测人身高变高时,电表的示数增大。请在“定值电阻”、“电流表”或“电压表”中选两个。
25.如图为可调亮度台灯,当顺时针调节旋钮(滑片)时,灯光变亮,请你按连接电路。
三、实验题(每空1分,共18分)
26.“探究电流与电压和电阻的关系”的实验中,准备的电学器材如下:电源4.5V、电流表、电压表、滑动变阻器R标有“ 1A”、定值电阻(、、、)、开关、导线若干。
(1)“探究电流与电压的关系”实验。
①某同学按如图甲所示电路图连接实物,实验时发现:电流表指针向零刻度线左侧偏转,如图乙所示,则电路连接出现的错误是电流表 。
②纠正错误后开始实验,应将滑动变阻器滑片P向 (填“左”或“右”)滑动,使定值电阻两端电压由1.5V逐渐增大到2V、2.5V,读出所对应的电流值,其中第二次电流表示数如图丙所示为 A,实验数据如表所示。
实验次序
1
2
3
U/V
1.5
2
2.5
I/A
0.15
△
0.25
③分析数据,得出结论:电阻一定时, ;
(2)“探究电流与电阻的关系”实验。
①将的定值电阻接入A、B两点间,调节滑动变阻器的滑片P,使电压表示数为2V,读出电流表示数。
②接下来用的电阻替换的电阻,闭合开关,将滑动变阻器的滑片P向 (填“左”或“右”)滑动,使电压表示数等于2V时,读出电流表示数。
③将实验器材中 (填“”或“”)定值电阻接入A、B两点间,无论怎样移动滑片P都无法使电压表示数为2V。
27.小亮用“伏安法”测标有“2.5V”的小灯泡的电阻,电源电压4.5V。
(1)如图甲所示是小明连接的实物电路,其中有一根导线连接错误,请你用“×”标出这根错接的导线,并只改接一根导线使其成为正确电路(导线不交叉);
(2)连接完电路后,闭合开关S,发现电流表、电压表有示数均很小,但无论怎样移动滑片P都不能改变两只电表的示数,出现这个问题的原因是( )。
A.滑动变阻器与小灯泡并联 B.滑动变阻器同时接入了下方两个接线柱
(3)闭合开关。移动滑动变阻器的滑片 P,当电压表的示数为2.5V时,电流表示数如图乙所示,此时小灯泡的电阻为 Ω;他把多次测量的电流值和电压绘制成I-U图象,发现灯泡的I-U图象是图丙中的 线,多次测量小灯泡电阻的目的是 ;
(4)图中AB两点电阻大小关系是RA RB。
28.在探究影响导体电阻大小的因素时,小明作出了如下猜想:导体的电阻可能与①导体的长度有关、②导体的横截面积有关、③导体的材料有关。实验室提供了4根电阻丝,其规格、材料如表所示。
编号
材料
长度/m
横截面积/mm2
A
镍铬合金
0.5
0.5
B
镍铬合金
1.0
0.5
C
镍铬合金
0.5
1.0
D
锰铜合金
0.5
0.5
(1)按照图所示“探究影响导体电阻大小因素”的实验电路,在M、N之间分别接上不同的导体,则通过观察 来比较导体电阻的大小;
(2)为了验证上述猜想①,应该选用编号 两根电阻丝分别接入电路进行实验;
(3)分别将A和D两电阻丝接入图示电路中的M、N两点间,电流表示数不相同,由此,初步得到的结论是:长度和横截面积相同时,导体的电阻与导体的 有关;
(4)小亮觉得原来的电路有点复杂,想去掉小灯泡,但小明不同意,理由是灯泡在电路能增大 ,减小 (选填“电流”、“电压”或“电阻”),起到 的作用。
五、计算题(共13分)
29.(6分)如图是某同学设计的温度报警电路,电压U恒为12V,电阻R1、R2中,一只为热敏电阻,另一只是阻值为0.4kΩ的定值电阻,其中热敏电阻的阻值随温度变化的关系图线如图所示。输出电压随温度的升高而增大;当输出电压达到4V时报警,求此时:
(1)R2两端的电压;
(2)电路中的电流;
(3)报警温度。
30.(7分)图中,电源电压U=12V,R1=10Ω,R2=30Ω,R3=10Ω,闭合开关,电流表读数I1=0.3A。求:电压表读数和变阻器中通有电流的那部分电阻。
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第十四章《欧姆定律》
学习效果检测卷
(满分100分,时间90min)
一、单选题(每小题3分,共48分)
1.下列估测正确的是( )
A.房间里电灯的电流约为 1A B.我国家庭电路电压为 110V
C.实验用的一根导线的电阻约为10Ω D.两节新干电池串联电压为 3V
【答案】D
【详解】A.照明灯的额定功率在40W左右,正常发光时通过的电流在0.2A左右,故A错误;
B.根据实际可知,我国家庭电路的电压为220V,故B错误;
C.根据实际可知,实验室用的一根导线的电阻很小,约为0.1Ω,故C错误;
D.一节新干电池的电压为1.5V,两节新干电池串联电压为3V,故D正确。
故选D。
2.下列物体在通常情况下属于绝缘体的是( )
A.盐水 B.大地 C.铅笔芯 D.橡胶棒
【答案】D
【详解】盐水、大地和铅笔芯均容易导电,属于导体,橡胶板不容易导电属于绝缘体,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
3.如图,A、B是同种材料制成的电阻,它们的长度相等,A的横截面积是B的两倍,将它们串联在电路中,则A、B的电阻RA、RB和通过A、B的电流 IA、IB间的关系正确的是( )
A.RA<RB、IA=IB B.RA<RB、IA>IB C.RA>RB、IA>IB D.RA>RB、IA=IB
【答案】A
【详解】导体的电阻跟导体的材料、长度、横截面积有关,A、B是同种材料制成的电阻,它们的长度相等,A的横截面积是B的两倍,所以B的电阻较大;因为A、B串联,根据串联电路电流规律可知IA=IB。故A正确,BCD错误。
故选A。
4.公式的物理意义是( )
A.加在导体两端的电压越大,导体的电阻就越大
B.通过导体的电流越大,导体的电阻就越小
C.导体中的电阻与导体两端的电压成正比,与电流成反比
D.导体中的电阻与导体两端的电压、通过的电流无关
【答案】D
【详解】由可知,导体的电阻等于导体两端电压与通过电流的比值, 而电阻是导体本身的一种属性,只与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,与导体两端的电压和通过的电流无关,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
5.如图将甲、乙两个滑动变阻器串联在电路中,它们的滑片、左右移动时,下列说法中正确的是( )
A.移到a端,移到c端,电路将短路 B.移到b端,移到d端,电路将短路
C.移到b端,移到d端,电流表的示数最小 D.移到b端,移到c端,电流表的示数最小
【答案】D
【详解】A.P甲移到a端,P乙移到c端,甲滑动变阻器接入电路的电阻为零,乙滑动变阻器接入电路的电阻最大,电路没有短路,故A错误;
BC.P甲移到b端,P乙移到d端,甲滑动变阻器接入电路的电阻最大,乙滑动变阻器接入电路的电阻为零,电路没有短路,此时电路的总电阻不是最大,所以电流表的示数不是最小,故BC错误;
D.P甲移到b端,P乙移到c端,甲、乙两个滑动变阻器接入电路的电阻均最大,电路总电阻最大,电流表的示数最小,故D正确。
故选D。
6.物理实践活动中,小明利用可改变接入电路中电阻大小的电位器,其结构如图所示,制作了一台可调亮度台灯。下列说法正确的是( )
A.电位器应与台灯并联,将AB接入电路,顺时针滑动触头,台灯变亮
B.电位器通过改变接入电路电阻丝的横截面积大小来改变接入电路中电阻大小
C.将电位器的AB正确与台灯接入电路,逆时针滑动触头台灯变亮
D.将电位器的BC正确与台灯接入电路,顺时针滑动触头台灯变暗
【答案】C
【详解】A.电位器串联在电路中能改变电路中电流的大小,所以图中电位器应与台灯串联;由图可知,若将AB接入电路,顺时针滑动触头时,电位器接入电路的电阻变大,电路总电阻变大,根据欧姆定律可知,电路中的电流变小,台灯变暗,故A错误;
B.电位器是通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变接入电路中电阻大小,从而改变电路的电流达到改变台灯亮度的目的,故B错误;
C.由图可知,若将AB接入电路,逆时针滑动触头时,电位器接入电路的电阻变小,电路总电阻变小,根据欧姆定律可知,电路中的电流变大,台灯变亮,故C正确;
D.由图可知,若将BC接入电路,顺时针滑动触头时,电位器接入电路的电阻变小,电路总电阻变小,根据欧姆定律可知,电路中的电流变大,台灯变亮,故D错误。
故选C。
7.如图所示电路,闭合开关S,滑动变阻器的滑片P向右移动时,下列说法正确的是( )
A.电流表的示数不变,电压表的示数不变 B.电流表的示数变小,电压表的示数变大
C.电流表的示数不变,电压表的示数变大 D.电流表的示数变小,电压表的示数不变
【答案】A
【详解】BC.由图可知,R1与R2并联,电流表测通过R1的电流,电压表测电源电压,移动滑动变阻器的滑片P,电压表的示数不变,故BC错误;
AD.由图可知,R1与R2并联,电流表测通过R1的电流,电压表测电源电压,闭合开关S,滑动变阻器的滑片P向右移动时,R2接入电路的阻值变大,因并联电路各支路互不影响,所以电流表示数不变;电源电压不变,则电压表示数不变,故A正确,D错误。
故选A。
8.小林自制了一个坐位体前屈项目测试仪,原理如图所示,电源电压恒为10V,电阻丝粗细均匀,总长度为30cm,。闭合开关,挡板P在B端时,坐位体前屈成绩为0cm,电流表示数为0.05A;挡板P在A端时,坐位体前屈成绩为30cm。下列说法正确的是( )
①电阻丝的阻值为150Ω
②挡板P由B向A移动的过程中电流表示数变大
③电压表示数为5V时,坐位体前屈的成绩为20cm
④坐位体前屈成绩为14.4cm时,电压表示数为3.6V
A.①②③ B.③④ C.②④ D.①③④
【答案】D
【详解】②由图可知,R1、R2串联,电流表测电路中的电流,电压表测变阻器R2右侧电阻丝两端的电压;因电压表在电路中相当于开路,则移动推挡板P时无法改变电阻丝R2接入电路的阻值(即变阻器R2始终以最大阻值接入电路),根据欧姆定律可知电路中的电流不变,即电流表示数不变,故②错误;
①已知电流表示数为0.05A,根据欧姆定律可得电路的总电阻为
根据串联电路的电阻规律可得,电阻丝R2的阻值为
R2=R总-R1=200Ω-50Ω=150Ω
故①正确;
③电压表示数为5V时,根据欧姆定律可得R2右侧电阻丝的阻值
因电阻丝R2的总长度为30cm,且电阻丝R2的阻值为150Ω,则此时坐位体前屈的成绩为
故③正确;
④坐位体前屈成绩为14.4cm时,R2右侧电阻丝的阻值
此时电压表的示数为
U右′=IR右′=0.05A×72Ω=3.6V
故④正确。
故选D。
9.如图所示的钨丝是将一个白炽灯去除玻璃罩制成的,闭合开关S,小灯泡L发光,钨丝不发光,向钨丝吹气时,小灯泡L变亮,用酒精灯给钨丝加热,小灯泡L逐渐变暗直至熄灭,由实验可知( )
A.钨丝的电阻随温度升高而减小
B.向钨丝吹气时,钨丝电阻变大
C.给钨丝加热时,电路中的电流变小
D.小灯泡L发光而钨丝不发光是因为通过钨丝的电流小于小灯泡L的电流
【答案】C
【详解】图示中,小灯泡L与钨丝串联,闭合开关S,小灯泡L发光,钨丝不发光,向钨丝吹气时,小灯泡L变亮,说明通过小灯泡的电流变大,则钨丝的电阻减小;用酒精灯对白炽灯的钨丝加热,钨丝的温度升高,观察到小灯泡L的亮度明显变暗,说明通过小灯泡L的电流变小,钨丝的电阻增大;由于钨丝和小灯泡串联接入电路中,则通过它们的电流是相同的。故ABD错误,C正确。
故选C。
10.定值电阻R1和R2并联在如图甲所示电路中,电流表的示数为0.5A,通过R2的电流为0.3A;再将R1和R2串联在如图乙所示电路中,R1两端的电压U1和R2两端的电压U2之比为( )
A.5︰3 B.3︰2 C.3︰5 D.2︰3
【答案】B
【详解】如图甲,电阻R1和R2并联时,电流表测量干路电流,由并联电路中电流的规律知,通过R1的电流为
I1=I-I 2=0.5A-0.3A=0.2A
由并联分流原理知,R1和R2的比值为
如图乙,R1和R2串联时,由串联分压原理知,R1两端的电压U1和R2两端的电压U2之比为
故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
11.一电路中两个变阻器串联,一个标有“100Ω 2A”字样,另一个标有“50Ω 1.5A”字样,则此电路的最大电阻值和允许通过的最大电流分别为 ( )
A.150Ω 1.5A B.150Ω 2A C.100Ω 2A D.100Ω 1.5A
【答案】A
【详解】由滑动变阻器铭牌“100Ω 2A”和“50Ω 1.5A”可知:滑动变阻器允许通过的最大电流分别是2A与1.5A,由于串联电路的电流处处相等,这两个滑动变阻器串联时,电路允许通过的最大电流是1.5A;根据串联电路电阻的特点可知,电路的最大电阻值为
R串=100Ω+50Ω=150Ω
故选A。
12.甲、乙两个电阻的图线如图所示,下列说法正确的是( )
A.两个电阻并联时,它们两端的电压之比是
B.两个电阻串联时,通过甲、乙两个电阻的电流之比是
C.两个电阻串联时,甲、乙两个电阻两端电压之比是
D.两个电阻并联时,通过甲、乙两个电阻的电流之比是
【答案】D
【详解】AD.由图可知,当甲电阻的电流为0.3A,甲电阻的电压为3V;乙电阻的电流为0.6A时,乙电阻的电压为3V,分别得出甲乙两电阻的阻值为
两个电阻并联时,根据并联电路中电压规律可知,两电阻电压之比为1:1,当电压一定时,电流与电阻成反比,则经过两电阻的电流之比为
故A错误,D正确;
BC.两个电阻串联时,根据串联电路中电流规律可知,两电阻电流之比为1:1,根据串联分压原理可知,串联电路中电压与电阻成正比,则甲、乙两个电阻两端电压之比为
故BC错误。
故选D。
13.下列实验在探究时都要反复进行多次,目的是为了减小误差的是( )
A.探究串联电路电流的关系 B.伏安法测电阻
C.探究并联电路电压的关系 D.探究电流与电压、电阻的关系
【答案】B
【详解】ACD.探究串联电路电流的关系、探究并联电路电压的关系、探究电流与电压、电阻的关系,多次测量目的是寻找规律,避免结论的偶然性,故ACD不符合题意;
B.“伏安法测电阻”时,多次测量电阻两端电压和通过电阻的电流值,目的是取平均值,减小测量误差,故B符合题意。
故选B。
14.如图-1所示,电源电压恒为4.5V,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V,小灯泡两端的允许加的最大电压为2.5V,如图-2为小灯泡的I-U图象,为保证电路安全。下列说法中正确的是( )
A.由图像可知,灯泡的电阻随它两端电压的增大而减小
B.电流表示数的变化范围是0.2A~0.6A
C.电压表示数的变化范围是1V~3V
D.滑动变阻器的取值范围为4Ω~7.5Ω
【答案】D
【详解】A.由图像可知,当灯泡两端电压分别为0.5V、 2.0V时,电流为0.2A、0.45A,电阻分别为
因此灯泡的电阻随它两端电压的增大而增大,故A错误;
BCD.当灯泡正常发光时,电路中的电流最大,电路中电流为0.5A,此时滑动变阻器接入电路中的阻值最小,此时滑动变阻器的电压为
根据串联分压原理可知,此时电压表的示数最小为2V,滑动变阻器的阻值为
当电压表的示数最大时,滑动变阻器接入电路中的阻值最大,根据题意可知电压表的示数最大为3V,灯泡两端的电压此时为1.5V,根据图-2可得,电路中的电流为0.4A,此时电路中的电流最小,滑动变阻器接入电路中的阻值最大为
综合上述分析可得电流表示数的变化范围是0.4A~0.5A;电压表示数的变化范围是2V~3V;滑动变阻器的取值范围为4Ω~7.5Ω,故D正确,BC错误。
故选D。
15.如图甲所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关,电流表与电压的变化如乙图所示,下列说法正确的是( )
A.定值电阻R0的阻值是15Ω
B.电源电压为5V
C.滑动变阻器的最大阻值10Ω
D.当滑动变阻器的滑片P移至中点时,电流表的示数是0.3A
【答案】D
【详解】AB.由图甲可知,电路为定值电阻和滑动变阻器组成的串联电路,电流表测量电路电流,电压表测量滑动变阻器两端电压。由图乙中数据可得电源电压为
……①
……②
电源电压保持不变,由①②解得U=3.5V,R0=6.5Ω,故AB错误;
C.由图乙可知,当滑动变阻器接入电路的阻值最大时,其两端的电压最大,电流最小,故滑动变阻器的最大阻值为
故C错误;
D.由串联电路电阻的规律和欧姆定律可得,当滑动变阻器的滑片P移至中点时,电路中的电流为
故D正确。
故选D。
16.小苒同学给学校劳动实践基地的蔬菜大棚设计了一个测量空气湿度的电路图,如图甲所示。电源电压恒为6V,定值电阻R0的阻值为20Ω,湿敏电阻R的阻值随空气湿度H的变化关系图乙所示。下列分析正确的是( )
A.空气湿度越大,湿敏电阻R的阻值越大 B.空气湿度越大,电压表示数越小
C.当空气湿度为40%时,电压表的示数为2.4V D.当电路中电流为0.15A时,空气湿度为45%
【答案】C
【详解】A.由图乙可知,湿敏电阻R的阻值随空气湿度的增大而减小,故A错误;
B.如图甲,R与R0串联,电压表测量R0两端的电压;由串联分压原理知,空气湿度越大,R越小,则R两端的电压越小,由串联电路电压的规律知,R0两端的电压即电压表的示数变大,故B错误;
C.由图乙可知,当空气湿度为40%时,R=30Ω,由欧姆定律知,电路中的电流为
电压表的示数为
U0=IR0=0.12A×20Ω=2.4V
故C正确;
D.当电路中电流为I'=0.15A时,电路的总阻值为
R的阻值为
R'=40Ω-20Ω=20Ω
由图乙可知,此时空气湿度为50%,故D错误。
故选C。
二、填空题(每空1分,共17分)
17.小明同学为自己家的鱼缸设计了一款补水提示器,其工作原理如图所示,该装置中水量表实质是用 表改装的;电源电压恒定,R0为定值电阻,R为滑动变阻器,闭合开关S,当水量减少时,水量表指针的偏转程度将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】 电流 变小
【详解】[1]根据电路图可知,定值电阻和滑动变阻器串联接入电路中,水量表串联在电路中,所以水量表是用电流表改装的。
[2]闭合开关S,当水量减少时,鱼缸对弹簧的压力变小,弹簧伸长,使得滑片向上移动,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,所以水量表指针的偏转程度将变小。
18.定值电阻甲标有“10Ω 1A”,滑动变阻器乙标有“15Ω 0.6A”,把它们串联在同一电路中,电路两端允许加的最大电压为 V;把它们并联在同一电路中,干电路中的电流为 A。
【答案】 15 1.5
【详解】[1]把它们串联在同一电路中时,电路中允许通过的最大电流为0.6A,此时电路两端的最大电压为
[2]把它们并联在同一电路中,电路中允许的最大电压为滑动变阻器最大电压,即最大电压
此时干路中的电流
19.如图所示, 电源电压 U=3V保持不变, 滑动变阻器 R₂的规格为“20Ω 1.5A”。当开关S闭合滑动变阻器滑片P位于 A端时,电流表A的示数为0.3A,则定值电阻R= Ω。当开关S闭合时,滑动变阻器滑片P从A端移至B端的过程中,电压表V的示数变化范围是 V到 V。
【答案】 10 3 1
【详解】[1]当开关S闭合滑动变阻器滑片P位于A端时,只有定值电阻接入电路,此时定值电阻的阻值为
[2][3]当开关S闭合时,滑动变阻器滑片P在A端时,电压表测量电源电压为3V,当滑动变阻器滑片P从A端移至B端的过程中,滑动变阻器全部接入,此时电路中的电流为
则此时电压表的示数为
则滑动变阻器滑片P从A端移至B端的过程中,电压表的范围为3~1V。
20.如图所示,是科技小组设计的监测河水流速变化的装置原理图,机翼状的探头始终浸没在水中,电源电压保持不变。闭合开关S,当水流的速度变大时,电流表的示数 ,电流表示数与电压表示数的比值 。(“变大”、“变小”、“不变”)
【答案】 变大 变大
【详解】[1][2]由电路图可知,电阻R1和变阻器R2串联,电压表测变阻器的电压,电流表测电路的电流:流体的压强跟流速有关,流速越大的位置(上表面流速大),压强越小,当水流速度增大时,上表面压强小于下表面压强,R2滑片上移,变阻器连入电路的阻值变小,由电阻串联的规律知,电路的总电阻变小,由欧姆定律可知,电路的电流变大,电流表示数变大;由U=IR可知,电阻R1两端的电压变大,由串联电路电压特点可知,变阻器R2两端的电压减小,电压表的示数变小,由此可知,电流表示数与电压表示数的比值变大。
21.如图所示的电路,电源电压保持不变,的阻值为,闭合开关S,电流表的示数为,再闭合开关,电流表的示数变大了,则干路中的电流为 ,电源电压为 。
【答案】 0.5 3
【详解】[1][2]由图可知,闭合开关S,R1单独接入电路中,电流表测量通过R1的电流,电源电压为
再闭合开关,R1和R2并联,电流表测量干路电流,电流表的示数变大了0.3A,根据并联电路互不干扰的规律可知,增大的0.3A电流为通过R2的电流,则此时的干路电流为
22.生活中导线与插座连接时,有人会将导线的裸露端直接插入接线孔,但更好的接法是先将导线裸露端折成“U型”再插入,如图所示。这种“U型”接法可以增大连接处的接触面积,连接处的电阻 (选填“变大”、“变小”或“不变”),相同条件下产生的热量少,会更安全。如图所示,R1是一块合金导体,将其按照图甲的方式连入电路中,闭合开关,电流表的示数为I,将另一块相同的导体R2与R1按照乙图方式接入电路,闭合开关,此时电流表的示数 I(选填“”“=”或“”)。将导体R1按照丙图中不同的方式连入电路,电阻最小的接法是 。(选填“前后”、“左右”或“上下”)
【答案】 变小 < 上下
【详解】[1]导体电阻大小与导体的横截面积有关,在其它条件相同时,导体的横截面积越大,导体的电阻越小,所以采用“U型”接法可以增大连接处的接触面积,连接处的电阻将变小。
[2]由图可知,图乙中导体的长度更长,而材料和横截面积相同,所以电阻更大。由可知,电压一定时,电阻越大,电路中电流越小,所以此时电流表示数<I。
[3]由图可知,将电阻按照上下的连接方式接入电路时,电阻的横截面积最大,长度最小,所以电阻最小。
23.如图所示,两个电阻甲和乙中的电流与其两端电压的关系如图所示。由图可知,元件甲的电阻为_____Ω;将甲和乙并联后接在电压为2V的电源两端,干路电流是 A;如果将甲和乙串联后接在某电源两端,此时电流是0.2A,则电源电压是 V。
【答案】 20 0.3 6
【详解】[1]由图像可知,元件甲为定值电阻,当U甲=6V时,通过元件甲的电流I甲=0.3A,由可得,元件甲的电阻为
[2]把甲、乙两个元件并联接在2V的电源上时,因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,两电阻两端的电压均为2V,由图像可知,通过两电阻的电流分别为I甲1=0.1A,I乙1=0.2A,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,干路电流为
I=I甲1+I乙1=0.1A+0.2A=0.3A
[3]因串联电路中各处的电流相等,所以把甲、乙两个元件串联接入电路,通过甲、乙的电流均为0.2A,由图像可知,甲、乙两端电压分别为U甲2=4V,U乙2=2V,因串联电路两端电压等于各部分电压之和,所以,电源电压为
U=U甲2+U乙2=4V+2V=6V
三、作图题(共4分)
24.如图,是一个人体身高测量仪的电路图,部分元件未画出,要求被测人身高变高时,电表的示数增大。请在“定值电阻”、“电流表”或“电压表”中选两个。
【答案】
【详解】如图所示,滑片上移,滑动变阻器R接入电阻变大,电源电压一定,根据欧姆定律可得,电路中电流变小,可知接入电表不可能为电流表,电压表应与R并联,与R串联的应该为定值电阻,根据串联电路分压的规律,当滑片上移,接入电阻变大,R两端分得电压变大,电压表示数变大,如答案所示。
25.如图为可调亮度台灯,当顺时针调节旋钮(滑片)时,灯光变亮,请你按连接电路。
【答案】
【详解】首先把两节干电池串联,从电源的正极开始,依次串联电位器、灯泡、开关到电源的负极。电位器相当于一个滑动变阻器,电位器有三个接线柱,由题意知,顺时针调节旋钮(滑片)时,根据欧姆定律可知,电位器接入电路的阻值变小,灯光变亮,因此电位器选择两个端点A、C中的C端点接线,再选择连接滑片的B接线柱,如答案所示。
三、实验题(每空1分,共18分)
26.“探究电流与电压和电阻的关系”的实验中,准备的电学器材如下:电源4.5V、电流表、电压表、滑动变阻器R标有“ 1A”、定值电阻(、、、)、开关、导线若干。
(1)“探究电流与电压的关系”实验。
①某同学按如图甲所示电路图连接实物,实验时发现:电流表指针向零刻度线左侧偏转,如图乙所示,则电路连接出现的错误是电流表 。
②纠正错误后开始实验,应将滑动变阻器滑片P向 (填“左”或“右”)滑动,使定值电阻两端电压由1.5V逐渐增大到2V、2.5V,读出所对应的电流值,其中第二次电流表示数如图丙所示为 A,实验数据如表所示。
实验次序
1
2
3
U/V
1.5
2
2.5
I/A
0.15
△
0.25
③分析数据,得出结论:电阻一定时, ;
(2)“探究电流与电阻的关系”实验。
①将的定值电阻接入A、B两点间,调节滑动变阻器的滑片P,使电压表示数为2V,读出电流表示数。
②接下来用的电阻替换的电阻,闭合开关,将滑动变阻器的滑片P向 (填“左”或“右”)滑动,使电压表示数等于2V时,读出电流表示数。
③将实验器材中 (填“”或“”)定值电阻接入A、B两点间,无论怎样移动滑片P都无法使电压表示数为2V。
【答案】(1) 正负接线柱接反了 左 0.2 导体中的电流与导体两端电压成正比
(2) 右 30Ω
【详解】(1)[1]实验时发现,电流表指针向零刻度线左侧偏转,即电流表指针反向偏转,原因是电流表的正负接线柱接反了。
[2]使定值电阻两端电压由1.5V逐渐增大到2V、2.5V,由欧姆定律可知,需增大电路中的电流,需要减小电路中的总电阻,故滑动变阻器接入电路的阻值需减小,故滑动变阻器的滑片P需向左滑动。
[3]由图丙可知,电流表选用的“0~0.6A”路程,分度值为0.02A,示数为0.2A。
[4]由表中数据可知,电阻一定时,通过电阻的电流与电阻两端的电压的比值为定值,故能得出结论:电阻一定时,导体中的电流与导体两端电压成正比。
(2)[1]探究电流与电阻的关系时,应控制定值电阻两端电压不变,用20Ω的电阻替换10Ω的电阻,闭合开关,此时电路总电阻变大,电路电流变小,滑动变阻器两端电压变小,定值电阻两端电压变大,为控制定值电阻两端电压不变,应增大滑动变阻器两端电压,由串联电路的分压规律可知,应增大滑动变阻器接入电路的阻值,故应将滑动变阻器的滑片P向右移动。
[2]当A、B两点间接入的电阻为30Ω时,滑动变阻器滑片P处于最右端,R接入电路的最大阻值为30Ω,由串联电路分压规律可知,定值电阻R0两端的电压最小为2.25V;滑动变阻器滑片P处于最左端时,R接入电路的最小阻值为0,定值电阻R0两端的电压最大为电源电压,等于4.5V,故定值电阻两端电压的变化范围为2.25V~4.5V,无论怎么移动滑片P,电压表示数都不可能等于2V,无法完成实验。
27.小亮用“伏安法”测标有“2.5V”的小灯泡的电阻,电源电压4.5V。
(1)如图甲所示是小明连接的实物电路,其中有一根导线连接错误,请你用“×”标出这根错接的导线,并只改接一根导线使其成为正确电路(导线不交叉);
(2)连接完电路后,闭合开关S,发现电流表、电压表有示数均很小,但无论怎样移动滑片P都不能改变两只电表的示数,出现这个问题的原因是( )。
A.滑动变阻器与小灯泡并联 B.滑动变阻器同时接入了下方两个接线柱
(3)闭合开关。移动滑动变阻器的滑片 P,当电压表的示数为2.5V时,电流表示数如图乙所示,此时小灯泡的电阻为 Ω;他把多次测量的电流值和电压绘制成I-U图象,发现灯泡的I-U图象是图丙中的 线,多次测量小灯泡电阻的目的是 ;
(4)图中AB两点电阻大小关系是RA RB。
【答案】(1) (2)B (3) 6.25 a 见解析 (4)>
【详解】(1)图甲中电压表串联在电路中,电流表和灯泡并联,应该将电流表串联在电路中,电压表和灯泡并联,如答案所示。
(2)闭合开关,电流表、电压表示数均很小,说明电路为通路,且灯泡两端的电压和通过的电流很小,电路中的电阻较大,无论怎样移动滑片P都不能改变两只电表的示数,说明滑动变阻器没有变阻的作用,可能将滑动变阻器的下面两个接线柱连入了电路,故选B。
(3)[1]当电压表示数为2.5V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0.4A,此时小灯泡的电阻
[2][3]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。多次测小灯泡电阻是找到灯泡电阻随灯泡两端电压变化的规律。
(4)如图所示:
图像b中电流和电压成正比,电阻不变,C点的电阻和B点的电阻相等,A、C两点相比,电压相同时,通过A的电流小,由可知
RA>RC
所以
RA>RB
28.在探究影响导体电阻大小的因素时,小明作出了如下猜想:导体的电阻可能与①导体的长度有关、②导体的横截面积有关、③导体的材料有关。实验室提供了4根电阻丝,其规格、材料如表所示。
编号
材料
长度/m
横截面积/mm2
A
镍铬合金
0.5
0.5
B
镍铬合金
1.0
0.5
C
镍铬合金
0.5
1.0
D
锰铜合金
0.5
0.5
(1)按照图所示“探究影响导体电阻大小因素”的实验电路,在M、N之间分别接上不同的导体,则通过观察 来比较导体电阻的大小;
(2)为了验证上述猜想①,应该选用编号 两根电阻丝分别接入电路进行实验;
(3)分别将A和D两电阻丝接入图示电路中的M、N两点间,电流表示数不相同,由此,初步得到的结论是:长度和横截面积相同时,导体的电阻与导体的 有关;
(4)小亮觉得原来的电路有点复杂,想去掉小灯泡,但小明不同意,理由是灯泡在电路能增大 ,减小 (选填“电流”、“电压”或“电阻”),起到 的作用。
【答案】(1)电流表示数 (2)A、B (3)材料 (4) 电阻 电流 保护电路
【详解】(1)在M、N之间分别接上不同的导体,可通过观察电流表的示数来比较导体电阻的大小,这里用到了转换法。
(2)要验证猜想①:导体的电阻可能与导体的长度有关,应控制导体的材料与横截面积均相同,而导体的长度不同,由表中数据可知,应选编号为A、B的两根电阻丝进行实验。
(3)分别将A和D两电阻丝接入如图电路中M、N两点间,电流表示数不相同,由于此时导体的长度、横截面积都相同,但材料不同,故得到的结论是:当长度和横截面积相同时,导体电阻跟导体的材料有关。
(4)[1][2][3]小灯泡接在电路中,与电阻丝串联,电路中电阻增大,电流减小,对电路起到保护电路的作用。
五、计算题(共13分)
29.(6分)如图是某同学设计的温度报警电路,电压U恒为12V,电阻R1、R2中,一只为热敏电阻,另一只是阻值为0.4kΩ的定值电阻,其中热敏电阻的阻值随温度变化的关系图线如图所示。输出电压随温度的升高而增大;当输出电压达到4V时报警,求此时:
(1)R2两端的电压;
(2)电路中的电流;
(3)报警温度。
【答案】(1)8V (2)0.01A (3)28℃
【详解】(1)图中两个电阻串联,R1的电压是4V,根据串联电路的电压特点知,R2两端的电压
U2=U-U1=12V-4V=8V
(2)根据图像知,因为当温度升高时,热敏电阻阻值减小,根据串联电路中电压与电阻成正比的关系,则热敏电阻两端的电压也减小;当输出电压达到或超过4V时,便触发报警器(未画出)报警,说明只有达到一定电压才报警,所以图中的R2是热敏电阻;若将电阻箱调至
R1=0.4kΩ=400Ω
则电路中的电流为
(3)根据串联电路的电压特点和欧姆定律可得热敏电阻的阻值
由图象可知开始报警的温度为28℃。
30.(7分)图中,电源电压U=12V,R1=10Ω,R2=30Ω,R3=10Ω,闭合开关,电流表读数I1=0.3A。求:电压表读数和变阻器中通有电流的那部分电阻。
【答案】7V;12.5Ω
【详解】闭合开关,电路中R1和R2并联,再与R3及的左半部分串联接入电路,电流表测流过R1的电流,电压表测R1和R2并联后再与R3串联部分两端电压。R1两端电压
流过R2的电流
干路电流
R3
两端电压
所以电压表的示数
滑动变阻器两端电压
滑动变阻器接入电路的电阻
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