内容正文:
南京市2024-2025学年九年级物理上学期期末复习(欧姆定律章节)近三年期末考试灵活题型组题汇编
一、单选题
题型一:欧姆定律图表题分析
1.(23-24九年级上·江苏南京·期末)将一个定值电阻接入图甲所示电路的虚线框处,并将一个电压表(图中未画出)并联在某段电路两端,闭合开关,移动滑片P,多次记录两电表示数;断开开关,只将定值电阻更换为小灯泡,再次移动滑片并将记录的数据绘制成如图乙所示的I-U图像。下列分析正确的是( )
A.电源电压为3.5V
B.定值电阻阻值为10Ω
C.当定值电阻和灯泡两端的电压都为3.5V时,灯泡的电阻较大
D.接入小灯泡后,将滑片P向右移动时,电压表的示数将变大
题型二:选合适的测电阻电路
2.(23-24九年级上·江苏南京·期末)为测出未知电阻Rx的阻值(约600Ω),小红选用电压小于3V的稳压电源、R1=500Ω与R2=10Ω的定值电阻、量程为3V的实验室电压表、量程为0.6A的实验室电流表等元件,设计了下面四个测量电路,其中可行的是( )
A. B.
C. D.
题型三:两电阻串并联网格图分析
3.(23-24九年级上·天津·期中)用电器甲和乙,其电流与其两端电压关系如图所示,其中直线表示用电器甲的电流与其两端电压关系图。下列说法正确的是( )
A.用电器甲电阻不变,大小为0.1Ω
B.用电器乙电阻随着电流增大而变大,最大值为10Ω
C.如果把这两个用电器并联接在4V的电源上,干路中的电流是0.4A
D.如果把这两个用电器串联接在6.5V的电源上,电路中的电流是0.25A
题型四:动态电阻范围问题
4.(23-24九年级上·江苏南京·期末)如图甲所示电路中,R为定值电阻,R1为滑动变阻器,图乙是该滑动变阻器滑片从一端移至另一端过程中变阻器的电功率与其电阻的关系图像。下列说法正确的是( )
①电源电压为4.5V
②R的阻值为10Ω
③电流表的示数的变化范围是 0.2A~0.3A
④整个电路的消耗的最大功率3.6W
A.①② B.①③ C.③④ D.②④
题型五:电表数值大小问题
5.(23-24九年级上·江苏南京·期末)如图所示电源电压恒定,R为定值电阻。闭合开关S和S1,三表均有示数且灯泡正常发光;再断开S1,下列判断正确的是( )
A.电流表A1示数变大
B.电流表A示数变大
C.电压表V示数和电流表A1示数的比值变小
D.电压表V示数和电流表A示数的比值变大
题型六:电阻影响大小分析
6.(22-23九年级上·江苏南京·期末)家用照明的白炽灯泡,有时灯丝会被烧断,烧断灯丝经常是发生在开灯的那一瞬间,这是因为在开灯的那一瞬间
A.通过灯丝的电流比正常工作时的电流大
B.灯丝两端的电压比正常工作时的电压高
C.灯丝的电阻等于正常工作时的电阻
D.灯泡的实际功率比额定功率小
7.(23-24九年级上·江苏南京·期末)把一段导体均匀拉长后,它的电阻将
A.变小 B.变大 C.不变 D.无法确定
题型七:半导体材料电阻变化分析
8.(23-24九年级上·江苏南京·期末)酒精测试仪可检测机动车驾驶员是否酒后驾车,如右图是它的原理图。图中酒精气体传感器的电阻随酒精气体浓度的增大而减小,R0为定值电阻。如果测试时电压表示数越大,表明( )
A.传感器的电阻越大
B.通过传感器的电流越小
C.测试到的酒精气体浓度越小
D.测试到的酒精气体浓度越大
题型八:欧姆定律两个二级结论的运用
9.(23-24九年级上·江苏南京·期末)如图所示,电源电压保持不变,开关 S 闭合后,灯 L1 、L2 都能正常发光,甲、乙两个电表的示数之比是 1:3,此时灯 L 1 、L2 的电阻之比是( )
A.2:1 B.3:2 C.2:3 D.1:2
10.(22-23九年级上·江苏南京·期末)如图所示电路,电源电压不变.当开关 S 闭合时,电流表的示数为 0.8A;开关 S 断开后,电流表的示数改变了 0.5A,若通过电阻 R1、R2 的电流分别为 I1、I2,两端电压分别为 U1、U2, 消耗的电功率分别为 P1、P2,则下列判断正确的是
A.P1: P2=3:5
B.U1: U2=5:3
C.I1: I2=1:1
D.R1: R2=13:5
题型七:半导体材料电阻变化分析
11.(22-23九年级上·江苏南京·期末)下图是一个厨房天然气安全监控的部分电路原理图。电源电压不变,R0为定值电阻,R是用半导体材料制成的气敏电阻,其电阻值会随天然气浓度的升高而变小,闭合开关S,若厨房天然气浓度升高,则下列判断正确的是( )
A.电路总功率变大
B.电压表的示数变小
C.通过气敏电阻的电流变小
D.气敏电阻R的阻值变大
题型九:综合运用
12.(23-24九年级上·江苏南京·期末)如图所示,电源电压为 12V 且保持不变,R1 为定值电阻,R2 为滑动变阻器(a,b 为 其两端点),闭合开关 S,当滑片 P 在某一端点 a 时,电流表示数为 0.1A,R2 消耗的电功 率为 1W,当滑片 P 移动至某一位置 c 时,电压表示数为 4V,R1 消耗的电功率为 3.2W, 下列说法正确的是( )
A.滑片 P 在 a 点时,R1 消耗的电功率为 2W
B.滑片 P 在 b 点时,R1 消耗的电功率为 0.6W
C.滑片 P 在 c 点时,电路消耗的总功率为 4W
D.滑片 P 在 c 点时,R2 消耗的电功率为 1.6W
二、填空题
题型七:半导体材料电阻变化分析
13.(23-24九年级上·江苏南京·期末)小伟在乘飞机时了解到,经济舱乘客的免费托运行李限重20kg,而商务舱的乘客允许携带更重的免费托运行李。如图是小伟设计的模拟飞机行李超重的检测装置,杠杆始终处于水平位置,电源电压恒为15V,是阻值为6Ω的定值电阻,是力敏电阻,它的阻值随压力变化的关系如表所示。当电压表的示数时,检测装置会自动报警。
压力
50
100
150
200
250
300
阻值
50
30
24
20
17
16
(1)小伟把检测装置恰好报警时的电学物理量标在图中,请帮他计算此时的电阻为 ;
(2)如图杠杆上有两个行李托盘,A、B是杠杆上的两个承重点,已知,。小伟闭合开关,将20kg的模拟行李放在某一个托盘上时,检测装置恰好报警,当他将商务舱乘客的模拟行李放在另一个托盘上时,检测装置也恰好报警。商务舱乘客的模拟行李限重为 kg;(杠杆、支架及托盘的重力均忽略不计)
(3)检测装置长期使用后,电源电压会变小,若要使乘客的行李限重不变,在不更换电源及的情况下,应将托盘向 移动适当位置。
题型十:多开关问题
14.(23-24九年级上·江苏南京·期末)如图所示,电源电压保持不变,R2为定值电阻,小灯泡L上标有“6V3W”字样(不考虑温度对灯丝电阻的影响),滑动变阻器R1的最大阻值为10Ω,R2=6Ω。电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V。只闭合S1,将滑动变阻器的滑片P移到A端时,L正常发光,则电源电压为 V;当闭合所有开关时整个电路1min消耗的电能为 J;在保证电路安全的前提下,只闭合S1时电路消耗的功率最小值为P1,只闭合S2时电路消耗的功率最大值为P2,则P1和P2的比是 。
题型八:欧姆定律两个二级结论的运用
15.(22-23九年级上·江苏南京·期末)如图所示的电路中,闭合开关S,两只双量程电压表(0-3V,0-15V)的指针偏转角度相同,则电压表V1与电压表V2的示数之比为 ,通过R1、R2的电流之比为 ,电阻R1与R2之比为 。
题型十一:欧姆定律简单公式计算
16.(23-24九年级上·江苏南京·期末)某段金属导体两端电压为4V时,通过的电流是0.2A;当通过该导体的电流为0.3A时,导体的电阻为 Ω,该导体两端电压为 V;当通过该导体电流为0时,导体的电阻为 Ω.
17.(23-24九年级上·江苏南京·期末)一小灯泡上标有“6V 3.6W”字样,其电流I随两端电压U变化关系的曲线如图所示.当元件两端的电压为3V时,元件的电阻为 Ω,电功率为 W.
题型十二:油量表
18.(22-23九年级上·江苏南京·期末)如图所示是一种自动测定油箱内油面高度的装置.
(1)图中虚线框内的装置相当于简单机械中的 ;
(2)油量表是用 表改装的;
(3)当油箱中的浮标向上运动时,R的电阻值将 ,此时电路中的电流将 .(选填“增大”或“减小”)
题型十:多开关问题
19.(23-24九年级上·江苏南京·期末)如图所示,电源电压不变,R1=4Ω,R2=2Ω,R3=3Ω,只闭合S,电流表A1、A2示数之比为 ,电压表V1、V2示数之比为 ,再闭合S1、S2,电流表 A1、A2示数之比为 。
题型十一:欧姆定律简单公式计算
20.(22-23九年级上·江苏南京·期末)两个定值电阻,甲标有“16 Ω 1.5A”,乙标有“22 Ω 1.5A”.现把它们串联起来,则该串联电路两端允许加的最高电压是 V.
21.(23-24九年级上·江苏南京·期末)用如图甲所示电路可以测量一个未知电阻的阻值,其中 Rx 为待测电阻,R 为电阻箱, S 为单刀双掷开关,R0 为定值电阻.按照正确操作步骤,调节好电阻箱,其示数如图乙所 示,则它的示数为 Ω.若已知 R0 的阻值为 1OΩ,则待测电阻 Rx 的阻值为 Ω.
22.(23-24·江苏南京·期末)小明利用图甲所示的电路探究“通过导体的电流与电阻的关系”,根据实验的数据绘出了I-图象,如图乙所示。分析图象可知,当导体的电阻为 Ω时,通过它的电流为0.2 A;当电流分别为0.25 A和0.5 A时,接入电路的导体的电阻之比为 ;实验过程中,小明控制导体两端的电压为 V。
23.(23-24九年级上·江苏南京·期末)如图甲所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S后,滑动变阻器的滑片P由a端移动到b端时,测得电阻R两端的电压U与通过电阻R的电流I的变化关系如图乙所示.则电源的电压为 V,R的阻值为 Ω,电压表V1示数的变化范围是 V.
题型十二:油量表
24.(22-23九年级上·江苏南京·期末)如图是一种自动测定油箱内油面高度的装置,R2是滑动变阻器,它的金属滑片连在杠杆的一端,从油量表(由电流表改装而成)指针所指的刻度,就可以知道油箱内油面的高度,当油面上升时,电压表示数 ,油量表示数 (选填“变大”、“变小”或“不变”).
三、实验题
题型十三:实验题
25.(23-24九年级上·江苏南京·期末)用图甲所示的电路探究电流与电阻的关系。电源电压恒为4.5V,滑动变阻器的规格为“ ”,有、、、、的定值电阻各一个。
(1)用笔画线代替导线把图甲电路连接完整,要求:当滑片P向左滑动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大 。
(2)完成一组实验后,断开开关,改接10Ω的定值电阻时,有以下四步操作:①闭合开关;②将滑动变阻器的滑片移到最左端;③记录电流表示数;④将滑动变阻器的滑片移到适当位置。从安全和规范角度考虑,正确的顺序是。 ;上述操作④中判断滑片已处于适当位置的依据是 。
(3)依次改变电阻的阻值,共测得五组实验数据,根据实验数据,在图乙的坐标系中描绘出的关系图像为曲线A。
①由图像可得出的结论是: 。
②根据上面所测的五组实验数据,把每次实验时记录的电流值和对应滑动变阻器的阻值,在图乙坐标系中描成点,将这些点绘成曲线B,则曲线B与曲线 (选填“有交点”或“无交点”)。
26.(23-24九年级上·江苏南京·期末)测量同一未知电阻阻值的实验:
(1)小明用伏安法测量阻值的实验电路如图甲所示,电源电压恒为。
①电路中有一处连接错误,请在需要改动的导线上画“×”,并用笔画线代替导线画出正确的接线 ;
②改正错误后闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P时,发现两电表均无示数,初步检查确认,电路接线完好,导线和两电表均无故障,若电路只有一处故障则发生故障的元件一定不是 (填字母):
A.滑动变阻器 B.定值电阻 C.开关
③排除故障后,正确操作,当闭合开关时,电压表的示数为1V,电流表的示数如图乙所示,则 Ω;小明选用的滑动变阻器的最大阻值是 Ω。
(2)小华利用电阻箱设计了如图丙所的电路,也测出了的阻值,请补全实验步骤:
①仅闭合开关S、,调节电阻箱和滑动变阻器的滑片P至合适位置,读出电阻箱的示数为,电压表的示数为;
②断开,闭合开关S、,保持 不变,读出电压表示数为;
③则待测电阻 (用所测的物理量的符号表示)。
(3)小刚也用丙图所示电路测出了阻值,请补全实验步骤:
①闭合开关S、,调节电阻箱和滑动变阻器至合适位置,读出电阻箱的示数为,电压表的示数为;
②闭合开关,仅调节电阻箱,使 ,读出电阻箱的示数为;
③则待测电阻 (用所测的物理量的符号表示)。
(4)小兰将丙图中的换成了灯泡L,测量出了灯泡L正常发光时的电阻(每个开关只闭合或断开一次)。分析可知,该灯泡L的额定 是已知的。
27.(23-24九年级上·江苏南京·期末)小明利用图甲“探究电流与电压、电阻的关系”,器材有:可调电压电源(可调为1.5V、3.0V、4.5V、6.0V之一)、5个定值电阻(阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、30Ω)、滑动变阻器(10Ω,1A)、电压表和电流表。
实验序号
①
②
③
④
⑤
R/Ω
5
10
15
20
30
I/A
(1)小明发现甲图连接的电路有一处错误,请在接错的那一根导线上打“×”,用笔画线代替导线画出正确的连接 ;
(2)改正后,小明设计了实验表格,通过此表格可知其实验目的是探究电流与 的关系;
(3)小明将电源电压调为3V,进行(2)中的实验;
①图乙是第2次实验时电流表的示数,读数为 A;
②当其中某个定值电阻接入电路时,无法满足实验条件,这个定值电阻的阻值为 Ω,为了让该电阻也能完成实验,则:
a.若仅更换滑动变阻器,其最大阻值 Ω;
b.若仅改变定值电阻两端电压的预设值,其范围是 V;
(4)小华利用现有器材又做了下面的实验:
①按改正后的图甲连接电路,将电源电压调到某个值,闭合开关,移动滑片使电压表示数为4V;
②保持滑片不动,换接入另一个定值电阻,调节电源电压,在电路安全条件下闭合开关,发现电压表示数恰好为4V;
通过以上实验现象可以推断:此时滑动变阻器接入电路的阻值为 Ω。
四、计算题
题型十四:计算题
28.(23-24九年级上·江苏南京·期末)如图甲所示,是小华家汽车上自动测定油箱内油量的装置,R是滑动变阻器(规格为“50Ω,1A”),油量表由电流表改装而成,油箱无油时,滑片在一端;油箱装满时,滑片在另一端。小华想知道R′的阻值,她拆下油量表,另外找来电源、滑动变阻器R1、定值电阻R2、电压表、电流表和开关等器材,组成如图乙所示的电路进行测量,调节R1大小,当电流表示数为0.6A时,油量表的指针指向满刻度,继续调节R1大小,得到如下表所示的数据。
求:(1)油量表示数为45L时,电压表的示数是多少?
(2)电阻R2的阻值是多少?
(3)油量表的0刻度对应的电流值是多少?
(4)图甲中电阻R′的阻值是多少?
电压表示数/V
0.5
1
1.5
2
2.5
3
油量表示数/L
0
10
20
30
45
60
2
1
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参考答案:
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
C
A
D
D
D
A
B
D
A
A
题号
11
12
答案
A
D
1.C
【详解】AB.闭合开关,定值电阻(或灯泡)和滑动变阻器串联接入电路,根据U=IR可知,定值电阻(或灯泡)两端的电压随电流的增大而增大,串联电路总电压等于各部分电压之和,则滑动变阻器两端的电压随电流的增大而减小,由乙图可知,电压表与滑动变阻器并联接入电路,电压表测滑动变阻器两端的电压。定值电阻的阻值不变,灯泡的电阻是变化的,所以a是接入定值电阻时记录的数据绘制得到的图像,b是接入灯泡时记录的数据绘制得到的图像。当滑动变阻器两端的电压为0.5V时,通过电路的电流为0.7A,当滑动变阻器两端的电压为3.5V时,通过电路的电流为0.1A,串联电路总电压等于各部分电压之和,根据欧姆定律可得电源电压为
U=IR定+UV
代入数据可得
0.7A×R定+0.5V=0.lA×R定+3.5V
解得,R定=5Ω,则电源电压为
U=IR定+UV=0.7A×5Ω+0.5V=4V
故AB错误;
C.定值电阻和灯泡两端的电压各为3.5V时,根据串联电路电压规律可知滑动变阻器两端的电压为
4V-3.5V=0.5V
由乙图可知,此时通过定值电阻的电流大于通过灯泡的电流,根据可知,灯泡的电阻较大,故C正确;
D.接入小灯泡后,将滑片P向右移动时,滑动变阻器接入电路的电阻变小,根据串联分压原理可知,电压表的示数将变小,故D错误。
故选C。
2.A
【详解】A.开关S1、S2都闭合,电压表测量电源电压;开关S1闭合、S2断开,Rx和定值电阻R1串联,电压表测量定值电阻R1两端的电压;因Rx的阻值(约600Ω)与R1=500Ω的阻值相差不多,根据串联电路的分压特点可知R1两端的电压U1约小于1.5V,故利用0~3V量程的电压表能测量定值电阻R1两端的电压U1,然后根据可以求出通过定值电阻R1的电流I1;根据串联电路电流处处相等,通过Rx的电流等于通过定值电阻R1的电流,即:Ix=I1,根据并联电路的电压特点求出Rx两端的电压Ux,最后根据求出Rx的阻值,故A符合题意;
B.开关S1断开、S2闭合,电压表测量电源电压;开关S1闭合、S2断开,Rx和定值电阻R2串联,电压表测量定值电阻Rx两端的电压;因Rx的阻值(约600Ω)与R2=10Ω的阻值相差太大,根据串联电路的分压特点可知Rx两端的电压接近电源电压,故0~3V量程的电压表无法准确测量Rx两端的电压,故B不符合题意;
C.开关S1闭合、S2断开,Rx和定值电阻R2并联,电流表测量干路电流;S1断开、S2闭合,电流表测量Rx的电流;因电源电压小于3V,Rx与R1的阻值又较大,根据欧姆定律可知Rx和定值电阻R1并联时通过Rx和R1的电流非常小,无法利用量程为0.6A的实验室电流表测出Rx的电流和干路电流,故C不符合题意;
D.开关S1闭合、S2断开,Rx和定值电阻R1并联,电流表测量Rx的电流;开关S1断开、S2闭合,电流表测量R2的电流;因电源电压小于3V,Rx的阻值较大,根据欧姆定律可知Rx和定值电阻R1并联时通过Rx的电流非常小,通过R1的电流约0.3A,所以利用量程为0.6A的实验室电流表能通过R2的电流,但无法利用量程为0.6A的电流表测出Rx的电流,故D不符合题意。
故选A。
3.D
【详解】A.如图可知,根据公式可得甲的电阻
故A错误;
B.如图可知,当用电器乙两端的电压为1.5V、2.5V、4V、4.5V、5V时,对应的电流分别是0.05A、0.1A、0.25A、0.35A、0.5A;根据公式的变形公式可求出乙对应电阻分别为30Ω、25Ω、16Ω、12.9Ω、10Ω。所以用电器乙的电阻随电流的增大而减小,最大电阻不是10Ω。故B错误;
C.如果把这两个用电器并联接在4V的电源上,并联电路中各支路两端电压与电源电压相同;由图可知,当电压为4V时,用电器甲的电流I甲=0.4A,用电器乙的电流I乙=0.25A,根据并联电路电流的特点可知干路电流
故C错误;
D.如果把这两个用电器串联接在6.5V的电源上,串联电路电流处处相等,各用电器两端的电压之和等于电源电压;如图可知,当电流为0.25A时,用电器甲两端电压为U甲=2.5V,用电器乙两端电压为U乙=4V,电源电压刚好为6.5V。故D正确。
故选D。
4.D
【详解】由图可知,当时,,当时,,串联电路中电流处处相等,由得,电路中的电流分别为
电路电源电压不变,所以电源电压为
即
解得
电源电压为
故①错误,②正确;
由图可知,滑动变阻器的最大阻值为20Ω,滑动变阻器接入电路中电阻最大时,电流最小,所以最小电流为
滑动变阻器接入电路中电阻最小时,即滑动变阻器阻值为零时,电流最大,所以最大电流为
故电流表的示数的变化范围是 0.2A~0.6A,故③错误;
由可知,当电路中电流最大是,整个电路的消耗的功率最大,整个电路的消耗的最大功率为
故④正确。
故选D。
5.D
【详解】由图可知,闭合开关S和S1,为并联电路,电流表A测干路电流,A1测定值电阻电流,电压表测电源电压;当开关S1断开,小灯泡熄灭,电流表A示数减小,A1示数不变,电压表示数不变;故电压表V示数和电流表A1示数的比值不变,电压表V示数和电流表A示数的比值变大;综上,故D正确,ABC错误。
故选D。
6.A
【分析】灯丝电阻受温度的影响,刚开灯时灯丝电阻很小,通过灯丝的电流很大.
产生局部瞬间大功率(温度大大超过工作状态),使灯泡损坏.
【详解】A、由I=可得,电压不变,在通电的瞬间,灯丝的电阻很小,因此通过灯丝的电流比正常工作时的电流大,符合题意;B、灯两端的电压近似等于正常工作电压,不符合题意;C、灯丝的电阻比正常工作时的电阻小很多倍,不符合题意;D、灯泡的实际功率比额定功率大很多倍,所以灯泡才烧坏,不符合题意;故选A.
7.B
【详解】在导体材料和横截面积一定时,导体越长,电阻越大;材料和长度一定时横截面积越小电阻越大.故导体被拉长后由于长度变长、横截面积变小;所以电阻变大.故ACD错误,B正确.
故选B.
8.D
【详解】本题中的电阻R0与酒精气体传感器是串联的,电压表示数变大,说明电阻R0两端电压变大。电路中的电流变大,根据欧姆定律,电路的电阻在变小。传感器的电阻在变小,由题意可知,酒精气体传感器的电阻随酒精气体浓度增大而减小的,所以传感器的电阻变小时,酒精气体浓度增大。故选D。
9.A
【详解】如果甲乙任何一个为电流表,将会形成短路,所以甲乙都为电压表,此时灯L1、L2串联,电压表甲测量L2两端电压,电压表乙测量电源电压;已知甲、乙两个电表的示数之比是1∶3,即
U2∶U=1∶3
因为串联电路两端电压等于各部分电压之和,所以灯L1、L2两端电压之比为
U1∶U2=(U−U2)∶U2=(3−1)∶1=2∶1
又因为串联电路电流相等,即I1=I2;由I=可得L1、L2的电阻之比
R1∶R2=∶ =U1∶U2=2∶1
故选A。
10.A
【详解】开关S断开时电路为R1的简单电路,当开关S闭合时两电阻并联,电流表测干路电流;开关S断开后,通过R1的电流不变,改变的电流是通过R2的电流即I2=0.5A,通过R1的电流:,所以电流之比为3:5;故C错误;电压一定时,电流与电阻成反比,所以 故D错误;又因为两电阻并联所以电压之比为1:1,故B错误;所以,故A正确;BCD错误.
故选A.
【点睛】本题考查了并联电路的特点和欧姆定律的应用,关键是开关闭合、断开时电路连接方式的判断和电流表所测电路元件的判断.
11.A
【详解】ACD.由电路图可知,R0与R串联,电压表测R0两端的电压。当天然气浓度升高时,气敏电阻的阻值变小,电路中的总电阻变小,由可知,电路中的电流变大,根据可知,电源电压不变,电流变大,所以电路总功率变大,故A正确,CD错误;
B.由可知,电流变大,R0两端的电压变大,即电压表的示数变大,故B错误。
故选A。
12.D
【详解】由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流.
(1)当滑片P在某一端点a时,电流表示数为0.1A,串联电路中电流处处相等,即I=I1=I2=0.1A,
R2消耗的电功率为1W;根据P=UI,则此时R2两端电压:U2==10V,因R1与R2串联,所以R1两端电压:U1=U−U2=12V−10V=2V,R1消耗的电功率:P1=U1I1=2V×0.1A=0.2W;−−−−故A错误;当滑片在a时,由欧姆定律的变形公式,变阻器连入电路中的电阻:
R2==100Ω,R1==20Ω滑片P在另一端b点时,即变阻器连入电路中的电阻为0,电路中只有R1,消耗的电功率为:P1==7.2W,−−−−故B错误;(2)当滑片P移动至某一位置c时,电压表示数U′2=4V,根据串联电路电压的规律,R1的电压:U′1=U−U′2=12V4V=8V,根据P=UI,此时电路中的电流:I′==0.4A,滑片P在c点时,R2消耗的电功率:P′2=U′2I′=4V×0.4A=1.6W;−−−−故D正确;滑片P在c点时,电路消耗的总功率:P总=UI′=12V×0.4A=4.8W,−−−−故C错误.
13. 24Ω 30 左
【详解】(1)[1]由图可知,R0、Rx串联,电压表测量R0两端的电压,电流表测量电路中的电流;检测装置恰好报警时电学物理量如图所示,由串联电路的电流特点和欧姆定律可知,报警时通过Rx的电流为
由串联电路的电压特点可知,此时Rx两端的电压为
Ux=U-U0=15V-3V=12V
报警时Rx的阻值为
(2)[2]已知经济舱乘客的免费托运行李限重20kg,经济舱乘客行李的最大重力为
G1=m1g=20kg×10N/kg=200N
图中杠杆的支点为O点,行李对水平托盘的压力等于行李的重力大小,由杠杆平衡条件可得
FPlP=G行l行
在压力FP、压力的力臂lP一定时,G行越大,l行就要越小,由装置图示可知,A托盘离支点远,则行李的重力应较小,所以为经济舱乘客的行李托盘,而B托盘离支点近,为商务舱乘客的行李托盘;由表中数据可知,报警时(Rx=24Ω)P处杠杆对Rx的压力为150N,由力作用的相互性可知,P处受到的支持力FP=150N,当两次杠杆水平平衡时
FP·OP=GA·OA
FP·OP=GB·OB
即
150N×(0.3m+0.6m+AB)=200N×(0.6m+AB)①
150N×(0.9m+AB)=GB×0.6m②
由①②两式可得
AB=0.3m,GB=300N
所以商务舱乘客行李的最大质量为
(3)[3]检测装置长期使用后,电源电压会变小,若要使乘客的行李限重不变,在不更换电源及Rx的情况下,若自动报警时电压表示数U0不变,则Rx两端电压应减小,由串联分压可知Rx的阻值减小,由表中数据可知受到的压力增大,若要使乘客的行李限重不变,由杠杆平衡条件可得
FPlP=G行l行
在压力FP增大,压力的力臂lP一定时,G行不变,l行就要增大,应将托盘向左移动适当位置。
14. 6 540 5∶12
【详解】[1]只闭合S1、将滑动变阻器的滑片P移动到A端时,电路为灯泡L的简单电路,因额定电压下灯泡正常发光,所以,由灯泡正常发光可知,电源的电压
U=UL=6V
[2]当闭合所有开关时,灯泡L和电阻R2并联,整个电路1min消耗的电能
W=Pt=(PL+)t=[3W+]×60s=540J
[3]灯泡的电阻
RL==12Ω
只闭合S1时,灯泡L与变阻器R1串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流,电压表的量程为0~3V,当电压表的示数U1=3V时,灯泡两端的电压
UL′=U-U1=6V-3V=3V
此时电路中的电流
=0.25A
电路的最小功率
P1=UI=6V×0.25A=1.5W
只闭合S2时,R2与变阻器R1串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流,电流表的量程为0~0.6A,电路中的最大电流为0.6A,此时电路的功率最大,则
P2=UI2=6V×0.6A=3.6W
P1∶P2=1.5W∶3.6W=5∶12
15. 1∶5 1∶1 4∶1
【详解】[1]由电路图可知,R1与R2串联,电压表V2测电源的电压,电压表V1测R2两端的电压;因串联电路中总电压等于各分电压之和,且两个电压表指针偏转角度相同,所以V2使用0-15V量程,V1使用0-3V量程,电压表V2的示数是电压表V1示数的5倍,即电压表V1与电压表V2的示数之比1∶5。
[2]因串联电路中各处的电流相等,所以通过R1、R2的电流之比为1∶1。
[3]因串联电路中总电压等于各分电压之和,两电阻的阻值之比
16. 20 6 20
【详解】该导体的电阻:R===20Ω,电阻是导体本身的一种性质,与导体两端的电压和通过的电流无关,所以,当通过该导体的电流为0.3A时或通过该导体电流为0时,导体的电阻仍为20Ω不变,当通过该导体的电流为0.3A时,导体两端电压为:U′=I′R=0.3A×20Ω=6V.
17. 6 1.5
【分析】结合由图象根据欧姆定律可求出电阻,根据P=UI可求出电功率.
【详解】由图象知,当元件两端的电压为3V时,元件的电流是0.5A.所以,元件的电阻:R===6Ω.元件电功率:P=UI=3V×0.5A=1.5W.
18. 杠杆 电流 减小 增大
【详解】当油面升高,浮子位置升高,虚线框内的装置会在力的作用下,围绕固定点转动,所以装置相当于杠杆,量表是串联在电路中的,所以是用电流表改装的.当油箱中的浮标向上运动时,右端与R相连的部分向下移动,所以滑动变阻器连入电路的阻值减小,根据欧姆定律知:电路中的电流增大.
19. 1∶1 4∶7 1∶3
【详解】[1][2]只闭合S,R1与R3串联,电流表A1、A2测量电路中的电流,由于串联电路中处处电流相等,所以电流表A1、A2示数之比为1∶1;此时电压表V1测量R1两端的电压,电压表V2测量R1与R3两端的总电压,根据和串联电路的电阻特点可得,电压表V1、V2示数之比为
U1∶U=IR1∶I(R1+R3)=R1∶(R1+R3)=4Ω∶(4Ω+3Ω)=4∶7
[3]再闭合S1、S2,R1与R2并联,电压表V1、V2均测量并联电路两端的电压,并联电路各支路两端电压相等,此时电流表A1测量R1的电流,电流表A2测量干路电流,根据和并联电路的电流特点可得,电流表示数A1、A2之比为
20.19
【详解】(1)因串联电路中各处的电流相等,所以,两只电阻串联时,电路中的最大电流I=I乙=0.5A,由串联电路中总电阻等于各分电阻之和可知:R=R甲R乙=16Ω22Ω=38Ω,由I=UR可得,两端允许加的最大电压:U=IR=0.5A×38Ω=19V;
21. 47 47
【详解】由乙图所示电阻箱可知,其阻值是R=01000Ω0100Ω+4×10Ω+7×1Ω=47Ω
因为Rx与R0共同作用的效果与R、与R0共同作用的效果相同,所以Rx+R0=R+R0即Rx=R0=47Ω
22. 10 2∶1 2
【详解】[1]由图像可知,当电流为0.2A时,所对应的电阻的倒数为0.1,所以此时导体的电阻为10Ω。
[2]同理,当电流分别为0.25A和0.5A时,可分别求出电阻分别为8Ω和4Ω,所以电阻之比为2︰1。
[3]导体两端的电压为
U=IR=0.2A×10Ω=2V
23. 12 8 0~8
【详解】试题分析:由图可知,两个电阻串联,电压表V测量电阻R两端的电压,电压表V1测量电阻滑动变阻器两端的电压.由图乙可知,电阻R两端的最大电压为12V,即为电源的电压;当通过电阻R的电流为1.5A时,电阻R两端的电压为12V,所以,R的阻值为R=U/I=12V/1.5A=8Ω;因为在串联电路中,总电压等于各部
分电压之和,所以,电压表V1示数的变化范围是0~8V(当滑片P在a端时,电压表V1示数为0V;当滑片P在b端时,电压表V1示数为(12V-4V)=8V).
考点:等效电路;欧姆定律
24. 变小 变大
【分析】当油量发生为化时,浮标随之运动,带动与浮标相连的指针运动,则可知滑动变阻器接入电阻的变化,由欧姆定律电路中电流的变化和R1两端的电压变化,根据串联电路的电压特点判断电压表示数的变化.
【详解】由电路图可知,R1与R2串联,油量表(电流表)测电路中的电流,电压表测R2两端的电压.
当油面上升时,R2接入电路的电阻变小,电路中的总电阻变小,
∵I=,
∴电路中的电流变大,即油量表的示数变大;
∵U=IR,
∴R1两端的电压变大,
∵串联电路中总电压等于各分电压之和,且电源的电压不变,
∴R2两端的电压变小,即电压表的示数变小;
25. ②①④③ 见解析 见解析 无交点
【详解】(1)[1]若变阻器滑片向左移动,变阻器电阻变大,应该使用电阻丝右端的接线柱将变阻器连入电路,电路连接如下:
(2)[2]闭合开关前,要将变阻器电阻调到最大;之后闭合开关,调节变阻器控制定值电阻两端电压保持不变,之后读出并记录电流表示示数。故实验步骤的正确顺序为:②①④③。
[3]读乙图可知,定值电阻两端电压为
故判断变阻器滑片已经处于合适位置的依据是:电压表示数为2.4V。
(3)[4]读图乙可知,每组对应的电阻电流值的乘积都是相等的,即在电压一定时,电流与电阻成反比。
[5]电源电压为4.5V,定值电阻两端电压为2.4V,则变阻器两端电压为
则在实验记录数据时,变阻器与定值电阻的阻值关系为
即在通过二者的电流相等时,它们的阻值之比为7∶8,故二者的电阻-电流图像永远也不能相交。
26. B 5 10 变阻器滑片位置不动 电压表示数为 电流
【详解】(1)[1]此时电压表测量是电阻与变阻器两端的总电压,改正如下:
[2]电压表无示数有两种情况:一是它与电源之间是断开的;二是与它并联部分被短接了;电流表无示数说明电路有断开之处。综合考虑,是电路有断开的地方,即两个电表与电源之间是断开的,故电路的故障可能是变阻器或者开关断路。定值电阻肯定是没有问题的。故AC不符合题意,B符合题意。
故选B。
[3][4]电流表使用0~0.6A,分度值为0.02A,此时示数为0.2A,故定值电阻阻值为
此时变阻器连入电路的阻值为
即变阻器的最大阻值至少是10Ω。
(2)[5][6]这个实验的思路是:电阻箱、待测电阻、变阻器串联,通过开关的通断,改变电压表的测量对象,根据串联电路电压关系,计算出待测电阻两端电压;根据测量的电压值结合电阻箱示数,计算出电路中电流,从而计算出待测电阻阻值。因为在改变电压表测量对象时,要保持电路中电流不变,故在实验是中要保持变阻器滑片位置不变的。待测电阻阻值为
(3)[7][8]这个实验的思路是:在串联电路中,电压按电阻成正比分配。变阻器电阻不变,如果电阻箱自己分担的电压与原来电阻箱与待测电阻共同分担的电压相等,则电阻箱变化的电阻值就等于待测电阻阻值。故通过控制开关将待测电阻短路后,要调节电阻箱,使电压表示数与原来相等。待测电阻阻值为
(4)[9]图丙中电压表的测量对象是电阻箱R0,不是小灯泡,给了额定电压也无法使用。 相反应该是提供I额,调好R0,只闭合S1时,电压表示数为I额R0,此时达到额定工作状态。
27. 电阻 0.2 30 15 2.25~3 2.5
【详解】(1)[1]原电路图中,电压表串联在电路中,电流表并联在电路中是错误的,探究电流与电压、电阻的关系时,电流表应该串联在电路中,电压表应并联在定值电阻两端,如下图所示:
。
(2)[2]由表可知,定值电阻的阻值不断变化,探究电流与电阻关系时,需要控制定值电阻两端的电压不变,改变定值电阻的阻值。
(3)①[3]由图甲可知,电流表的量程是0~0.6A,此时电流表的读数是0.2A。
②[4][5][6]第2次实验时电流表的示数为0.2A,接入电路中定值电阻的阻值是10Ω,由欧姆定律可知,定值电阻两端的电压
UV=IR=0.2A×10Ω=2V
根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压
U滑=U-UV=3V-2V=1V
当定值电阻为30Ω时,根据分压原理可得
即
解得R滑=15Ω,即所选择的滑动变阻器的最大阻值不能小于15Ω,即,因实验中的滑动变阻器最大阻值为10Ω,故当30Ω的定值电阻接入电路时,无法满足实验条件;若仅改变定值电阻两端电压的预设值,当30Ω的定值电阻和滑动变阻器的最大值接入电路中时,电路中的电流
则定值电阻两端的电压
U'=I'R''=0.075A×30Ω=2.25V
电源电压为3V,所以定值电阻两端电压最大可以预设为3V,其范围是2.25~3V。
(4)[7]因为电压表测的是定值电阻两端的电压,根据电压表的示数为4V,可以排除电源电压为1.5V、3.0V, 由题意可知,两次实验中滑动变阻器接入电路的阻值不变, 由串联电路的电压特点可知, 当电源电压为4.5V时,滑动变阻器两端的电压
U滑1=U''-UV'=4.5V-4V=0.5V
由串联电路的分压原理可知,滑动变阻器接入电路的电阻与定值电阻的阻值之比
则R1=8R滑'', 当电源电压为6V时,滑动变阻器两端的电压
U滑2=U'''-UV''=6V-4V=2V
由串联电路的分压原理可知,滑动变阻器接入电路的电阻与定值电阻的阻值之比
则R2=2R滑''', 则两次实验中定值电阻的阻值之比
由器材中的5个定值电阻的阻值可知,只有5Ω和20Ω满足上述条件,故两次的电源电压分别为4.5V和6V, 则定值电阻R1=20Ω,R2=5Ω, 因此滑动变阻器接入电路的阻值
28.(1)2.5V;(2)5Ω;(3)0.1A;(4)10Ω
【详解】解:(1)由图乙可知,油量表与滑动变阻器R1、定值电阻R2串联,电压表测量定值电阻R2两端的电压;根据表中数据可知,油量表示数为45L时,电压表的示数是2.5V;
(2)根据表格信息可知当油量表有最大读数时,电压表的示数为
U2=3V
此时乙图中的最大电流
Imax=0.6A
根据串联电路电流规律可知通过定值电阻R2的电流
I2=Imax=0.6A
由可得R2的阻值
(3)当油量表的读数为0时,电压表的示数为0.5V,则此时电路电流
(4)由图甲可知,当油箱装满时,滑片P在下端,电路为电阻R′的简单电路,此时电路中的电流
Imax=0.6A
根据有
U= Imax R′①
当油箱无油时,滑片在上端,电阻R′与R的最大值串联,此时电路电流
Imin=0.1A
电源电压不变,根据串联电路电流、电压规律,结合可知有
U= Imin(R′+R)②
联立①②,代入数据解得
R′=10Ω
答:(1)油量表示数为45L时,电压表的示数是2.5V;
(2)电阻R2的阻值是5Ω;
(3)油量表的0刻度对应的电流值是0.1A;
(4)图甲中电阻R′的阻值是10Ω。
2
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