专题05 欧姆定律-【好题汇编】备战2024-2025学年九年级物理上学期期末真题分类汇编(北京专用)
2024-11-25
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内容正文:
专题05 欧姆定律
考点1、欧姆定律及其简单应用
1.(23-24九年级上·北京房山·期末)小华只有一块电流表,他想测出定值电阻Rx的阻值,设计了如图所示的电路,电源两端的电压保持不变,定值电阻R0=30。只闭合开关S、S1,电流表示数;只闭合开关S、S2,电流表示数。则Rx的阻值为( )
A.15Ω B.20Ω C.45Ω D.60Ω
【答案】A
【解析】如图,只闭合开关S、S1,两个电阻并联,电流表测量Rx的电流,电流表示数;只闭合开关S、S2,两个电阻并联,电流表测干路电流,电流表示数,由于电源电压不变,流过Rx的电流不变,则通过R0的电流
电源电压
则Rx的阻值
故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
2.(23-24九年级上·北京门头沟·期末)一个10Ω的电阻和一个1000Ω的电阻并联起来使用,其等效电阻的大小是( )
A.小于10Ω B.大于1000Ω C.大于10Ω 小于1000Ω D.无法判断
【答案】A
【解析】一个10Ω的电阻和一个1000Ω的电阻并联起来,等效电阻为
故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
3.(23-24九年级上·北京平谷·期末)如图所示的电路中,定值电阻R2为10Ω,电源两端电压为3V。闭合开关S,电压表示数为1V。
(1)画出实物电路所对应的电路图;
(2)求定值电阻R1的阻值;
【答案】(1);(2)5Ω
【解析】解:(1)如图
(2)由电路图可知,R1和R2串联,电压表测量R1两端的电压。R2两端的电压为
R2的电流为
R1的电流为
由得,定值电阻R1的阻值为
答:(1)见解析;
(2)定值电阻R1的阻值为5Ω。
4.(23-24九年级上·北京丰台·期末)如图所示的电路中,定值电阻为,电源两端电压为3 V并保持不变。闭合开关S,调节滑动变阻器,使电流表示数为0.3 A。求:
(1)两端的电压;
(2)接入电路的阻值。
【答案】(1)1.8V;(2)4Ω
【解析】解:(1)两端的电压
(2)两端的电压为
接入电路的阻值
答:(1)两端的电压1.8V;
(2)接入电路的阻值为4Ω。
5.(23-24九年级上·北京东城·期末)如图所示,电源两端的电压U恒定,电阻,闭合开关S,电流表A、的示数分别为和。求:
(1)电源电压U;
(2)电阻的阻值。
【答案】(1)2V;(2)5Ω
【解析】解:(1)由图可知,两个电阻并联,电流表A测量干路中的电流,电流表A1测量通过R1的电流,由并联电路电压的规律可知电源电压
U=U1=I1R1=0.2A×10Ω=2V
(2)由并联电路电流的规律可知通过R2的电流
I2=I-I1=0.6A-0.2A=0.4A
由并联电路电压的规律可知R2的电压
U2=U=2V
电阻的阻值
答:(1)电源电压是2V;
(2)电阻的阻值是5Ω。
6.(23-24九年级上·北京昌平·期末)如图所示,电源两端电压U为并保持不变,电阻阻值为。闭合开关S后,电流表A的示数I为。求:
(1)电流表A1的示数;
(2)电阻的阻值。
【答案】(1)0.3A;(2)30Ω
【解析】解:(1)由电路图可知,R1、R2并联,电流表A测量干路电流,干路中的电流I=0.5A,电流表A1测量通过R1的电流;因并联电路中各支路两端电压相等,所以电流表A1的示数
(2)因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以通过R2的电流
I2=I-I1=0.5A-0.3A=0.2A
由欧姆定律可得R2的阻值
答:(1)电流表A1的示数为0.3A;
(2)电阻R2的阻值为30Ω。
考点2、动态电路的分析及计算
7.(23-24九年级上·北京西城·期末)如图所示是小华利用热敏电阻设计的一个智能体温计的模拟电路,电源两端电压不变,用电表的示数大小反映温度高低,热敏电阻R1的阻值随温度的升高而增大,定值电阻R2起保护电路的作用。在下列分析中正确的是( )
A.电路中的电表一定是电流表 B.温度变化时,电表的示数不变
C.温度降低时,电路中的电流变大 D.温度升高时,R2两端的电压变大
【答案】C
【解析】AB.根据电表的连接方式可知,该电表是电压表,则电路为R1、R2串联,电压表测R1两端电压,当温度升高时,R1电阻变大,根据串联分压原理可知,电表的示数变大,故AB错误;
C.当温度降低时,R1电阻变小,则电路中电流变大,故C正确;
D.当温度升高时,由于热敏电阻R1的阻值随温度的升高而增大,整个电路的电阻变大,电路电流变小,则R2两端的电压变小,故D错误。
故选C。
8.(23-24九年级上·北京朝阳·期末)如图所示,是小阳设计的厨房出现一定浓度的可燃气体(或烟雾)时触发报警的电路图,电源两端的电压保持不变,电阻R1是气敏电阻,其阻值随着可燃气体(或烟雾)浓度的增加而减小。当厨房中可燃气体(或烟雾)积累到一定浓度时,电压表示数将达到某一值U,就会触发报警。改变电位器 R2的阻值,可以实现可燃气体(或烟雾)在不同浓度时触发报警。下列说法正确的是( )
A.R2的阻值不变,随着可燃气体浓度增加,通过 R1的电流减小
B.R2的阻值不变,随着可燃气体浓度的增加,电压表示数减小
C.为了避免厨房存在微量烟雾时触发报警,应减小R2的阻值
D.若只将电源电压变大,则可燃气体的浓度更高时触发报警
【答案】C
【解析】由题图可知,两电阻串联,电压表测的是R2左侧部分的两端电压。
AB.R2的阻值不变,随着可燃气体浓度的增加,电阻R1的阻值减小,电路的总电阻减小,根据欧姆定律可知,电路的电流增大,通过两电阻的电流增大,R2的两端电压增大,即电压表示数增大,故AB错误;
C.为了避免厨房存在微量烟雾时触发报警,即可燃气体的浓度更大时触发报警,此时气敏电阻的阻值比原来的(即微量烟雾时触发报警)临界值小,电阻R1两端分压变小,电阻R2两端分压变大,而报警时电压表示数达到设定值(即R2两端电压保持不变),根据串联分压原理可知,应减小R2的阻值,故C正确;
D.若只将电源电压变大,两电阻的两端电压变大,由于报警时电压表示数(R2两端电压)是一个设定值,则应使得R1两端分压变大,根据串联分压原理可得,则应增大R1的阻值,故减小可燃气体的浓度,即可燃气体的浓度更低时触发报警,故D错误。
故选C。
9.(23-24九年级上·北京东城·期末)电阻触摸屏在笔记本电脑及手机等设备上已普遍触摸屏使用,当手指在触摸屏表面施以一定的压力时,触摸屏通过分别识别触摸点的水平与竖直位置,从而确定触摸的位置。以竖直方向为例,触摸屏相当于一根电阻丝,触摸时,触摸点P将电阻丝分为上下两部分。设上部分电阻为R1,下部分电阻为R2,结构可等效为如图所示的电路,电源两端电压不变。当触摸点在竖直方向移动时,若测得电阻R2两端电压减小,则电路中的电流大小、R2阻值以及触摸点P到屏下端的距离的变化情况分别为( )
A.不变、减小、减小 B.不变、增大、增大
C.变大、减小、减小 D.变大、不变、不变
【答案】A
【解析】由图丙可知,R1、R2串联,当P移动时,电路的总电阻不变,则电路中电流不变,根据公式U=IR可知,电流一定时,电阻两端电压越小,说明电阻越小,因此R2两端电压减小时,R2的阻值是减小的。在其他条件一定时,导体的长度越短,电阻越小,故触摸点P到屏下端的距离变小。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
10.(23-24九年级上·北京东城·期末)在图所示的电路中,电源两端的电压保持不变,闭合开关S后,滑动变阻器的滑片P向右移动,下列说法中正确的是( )
A.电压表的示数变大,电灯L的亮度变暗
B.电压表的示数变大,电灯L的亮度变亮
C.电流表A1的示数变小,电灯L的亮度不变
D.电流表A2的示数变小,电灯L的亮度变暗
【答案】C
【解析】AB.电压表测并联电路电压,即电源电压,由于电源电压U不变,所以电压表示数不变,故AB错误;
CD.滑动变阻器的滑片P向右移动,滑动变阻器接入电路的阻值R变大,流过滑动变阻器的电流变小,电流表A1测流过滑动变阻器的电流,电流表A1示数变小;由并联电路特点知,干路电流变小,电流表A2测干路电流,电流表A2示数变小; 灯泡两端电压和通过的电流都不变,由P=UI可知,灯泡的功率不变,故灯泡的亮度不变。故C正确,D错误。
故选C。
11.(23-24九年级上·北京丰台·期末)如图所示,是小明设计的一种测定油箱内油量的模拟装置,其中电源两端电压不变,是定值电阻,R是滑动变阻器的电阻片,滑动变阻器的滑片P跟滑杆的一端连接,滑杆可以绕固定轴O转动,另一端固定着一个浮子。油箱中的油量减少时,浮子随油面落下,带动滑杆使变阻器的滑片P向上移动,从而改变电路中电流表的示数。下列说法中正确的是( )
A.当油量减少时,电流表的示数变大
B.当油量减少时,变阻器R接入电路的阻值变小
C.若油量不变,换用阻值更大的定值电阻,电流表的示数将变大
D.若油量不变,换用电压更大的电源,电流表的示数将变大
【答案】D
【解析】A B.当油量减少时,带动滑杆使变阻器的滑片P向上移动,滑动变阻器接入的阻值变大,电源电压不变,故通过电路中的电流变小,故AB错误;
C.若油量不变,换用阻值更大的定值电阻,总电阻变大,电源电压不变,故电流表的示数变小,故C错误;
D.若油量不变,滑动变阻器接入的阻值不变,总电阻不变,换用电压更大的电源,电流表的示数将变大,故D正确。
故选D。
12.(23-24九年级上·北京东城·期末)小东利用热敏电阻制作高温报警器,要求环境温度T达到或超过某一温度时,报警器报警,其电路图如图所示,图中电源电压,定值电阻,热敏电阻R的阻值随环境温度T变化的情况如表所示。当报警器两端电压达到或超过时,报警器报警。下列说法正确的是( )
环境温度
5
10
20
30
40
50
60
热敏电阻
6.0
4.4
2.8
1.8
1.1
0.8
0.7
A.热敏电阻的阻值随环境温度的升高而减小
B.
C.若想将变小,只将换为阻值更小的定值电阻即可实现
D.若将设置为,只将电源电压提高到即可实现
【答案】AD
【解析】A.由表中数据可知,环境温度越高,热敏电阻的阻值越小,热敏电阻的阻值随环境温度的升高而减小,故A正确;
B.由图可知,两个电阻串联,报警器和定值电阻并联,当报警器两端电压达到或超过时,报警器报警,报警器两端电压最大值是14V,根据串联电路总电压等于各串联导体两端电压之和可知,热敏电阻两端的电压
U热=U-U定=21V-14V=7V
由串联分压可知
R=0.7kΩ
由表中数据可知,环境温度是60℃,故B错误;
C.若想将变小,热敏电阻的阻值需要变大,只将换为阻值更大的定值电阻即可实现,故C错误;
D.若将设置为,由表中数据可知热敏电阻的阻值是1.1kΩ,由串联分压得到
电源电压
故D正确。
故选AD。
13.(23-24九年级上·北京朝阳·期中)如图甲所示电路,电源两端电压保持不变,R0为定值电阻,RP为滑动变阻器。闭合开关S,将滑动变阻器滑片由一端移到另一端的过程中,电路中电流表示数和电压表示数的关系如图乙所示,下列说法正确的是( )
A.电源两端电压为5V
B.滑动变阻器的最大阻值为50Ω
C.定值电阻R0的阻值是10Ω
D.当滑动变阻器的滑片Р移至中点时,电流表的示数是0.3A
【答案】BC
【解析】ABC.由图甲可知,定值电阻R0与滑动变阻器Rp串联接入电路,电流表测量电路中的电流,电压表测量滑动变阻器Rp两端的电压,当滑片P在最左端时,滑动变阻器接入电路的电阻最小,此时只有R0接入电路,根据串联电路电阻规律可知,电路中的总电阻最小,根据欧姆定律可知,电流中的电流最大,由图乙可知,电路中的最大电流为0.6A,所以电源电压
U=U0=I0R0=0.6A×R0……①当滑片P在最右端时,滑动变阻器接入电路的电阻最大,根据串联电路电阻规律可知,电路中的总电阻最大,根据欧姆定律可知,电流中的电流最小,由图乙可知,电路中的最小电流为0.1A,电压表的示数为5V,滑动变阻器的最大阻值
电源电压
U=IR总=0.1A×(R0+50Ω)……②联立①②解得:电源电压U=6V,定值电阻R0的阻值R0=10Ω,故A错误,BC正确;
D.当滑动变阻器的滑片P移至中点时,此时滑动变阻器接入电路的阻值为最大阻值的,即滑动变阻器接入电路的阻值
电路中的总电阻
R总′=R0+Rp′=10Ω+25Ω=35Ω电路中的电流
故D错误。
故选BC。
14.(23-24九年级上·北京门头沟·期末)如图所示电路,电源电压保持不变,闭合开关,当滑动变阻器的滑片向右移动的过程中,下列判断正确的是( )
A.电流表示数变小,电压表示数变小
B.电流表示数变大,电压表示数不变
C.电流表示数变小,电压表示数变大
D.电流表示数变大,电压表示数变大
【答案】C
【解析】由图,R1、R2串联,电压表测R2两端电压。当滑动变阻器的滑片P向右移动的过程中,滑动变阻器接入电路中的电阻变大,所以电流变小,根据
可知灯两端电压减小,再由串联电路电压规律可知,则电压表示数增大,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
15.(23-24九年级上·北京大兴·期末)如图所示是一种测定油箱内油量的装置的工作原理图。图中R是圆弧形电阻片,金属滑杆可以绕固定轴O转动,它的一端跟电阻片接触良好且可沿电阻片运动,另一端固定着一个浮子。当油箱中的油量变化时,浮子随油面高度的变化上升或者下降,电流表的示数也相应地发生改变。则下列判断中正确的是( )
A.油箱内的油量减少时,浮子将上升
B.油箱内的油量减少时,电流表的示数变小
C.只用电压表代替电流表,此装置仍能正常工作
D.只用塑料棒代替金属滑杆,此装置仍能正常工作
【答案】B
【解析】AB.由电路图可知,滑动变阻器R与定值电阻R0串联,电流表测电路中的电流;当油箱中的油量减少时,浮子随油面下降,带动滑杆使变阻器的滑片P向上移动,变阻器R连入电路的电阻变大,电路中的总电阻变大,由可知,电路中的电流变小,即电流表的示数变小,故A错误,B正确;
C.只用电压表代替电流表,由于电压表的电阻很大,相当于断路,电路中没有电流,电压表始终指示电源电压,所以此装置不能正常工作,故C错误;
D.只用塑料棒代替金属滑杆,由于塑料是绝缘体,不能导电,电路中没有电流,此装置不能正常工作,故D错误。
故选B。
16.(22-23九年级上·北京昌平·期末)如图所示的四个电路中,电源两端电压保持不变,当开关S闭合时,如果将滑动变阻器的滑片P向右移动,电表示数变大的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】A.由图可知,电阻R与R0并联在同一电路中,电流表测量通过R0的电流。并联电路中,各支路两端的电压都相等,等于电源电压,由于电源电压不变,并且R0是定值电阻,根据欧姆定律可知,通过R0的电流不变,因此电流表示数不变。故A不符合题意;
B.由图可知,电阻R与R0并联在同一电路中,电流表串联在干路上,测量干路电流。开关闭合时,滑动变阻器R的滑片P向右移动,连入电路的电阻变大,而R0电阻不变,根据并联电路的电阻特点可知,电路的总电阻变大,又因为电源电压不变,根据欧姆定律可知,干路电流变小,电流表示数变小,故B不符合题意;
CD.由图可知,C图电阻R与R0串联在同一电路中,电压表测量R0两端的电压;D图电阻R与R0串联在同一电路中,电压表测量R两端的电压。滑动变阻器的滑片P向右移动,连入电路的电阻变大,R0阻值不变。由于在串联电路中,用电器两端的电压与电阻成正比,故R两端的电压增大,又因为电源电压不变,R0两端的电压就会变小,故C不符合题意,D符合题意。
故选D。
17.(23-24九年级上·北京平谷·期末)如图甲所示电路,电源电压保持不变,闭合开关S,变阻器滑片P从a端滑到b端的整个过程中,电流表示数I与电压表示数U的关系如图乙所示,由图象可知,下列说法正确的是( )
A.的阻值为10Ω
B.的最大阻值为10Ω
C.电源电压是3V
D.当电流表示数为0.2A时,滑动变阻器正好一半阻值接入电路
【答案】AC
【解析】由电路图可知:R1与R2串联,电压表测量电阻R1两端的电压,电流表测量串联电路的电流。
A.根据图象可知:电阻R1两端电压U1=1V时电流为
I1=0.1A
由欧姆定律可得,定值电阻
故A正确;
BC.由电路图可知:当滑片P位于b端时,电路为R1的简单电路,此时电路中的电流最大,电压表测电源的电压,由图象可知,电路中的最大电流0.3A时,电压表的示数为3V,即电源的电压为3V;当电压表的示数为1V时,电流最小为0.1A,滑动变阻器连入电路的电阻最大,由欧姆定律,其最大阻值为
故B错误,C正确;
D.当电路中的电流为0.2A时,根据图象读出电阻R1两端电压
U1′=2V
根据串联电路的总电压等于各电阻两端的电压之和可知,R2两端电压
U2′=U-U1′=3V-2V=1V
由欧姆定律,滑动变阻器连入电路的电阻为
因滑动变阻器的最大阻值为20Ω,故当电流表示数为0.2A时,滑动变阻器正好是其最大阻值的四分之一,故D错误。
故选AC。
18.(22-23九年级上·北京石景山·期末)如图甲所示电路,电源电压恒定。闭合开关S,滑片P从图甲中位置由右向左滑动的过程中,分别记录了灯泡两端电压、滑动变阻器两端电压和电流表的示数。依据实验数据,绘出灯泡和滑动变阻器的I—U图像,如图乙所示。请结合图像信息,判断下列说法正确的是( )
A.图线b描述的是通过灯泡L的电流随其两端电压的变化
B.电源两端输出的电压大小是3V
C.通过灯泡L的电流与其两端电压的比值逐渐变小
D.滑动变阻器的铭牌可能是“20Ω,1A”
【答案】BC
【解析】闭合开关,灯泡和滑动变阻器串联接入电路,电压表V1 测滑动变阻器两端的电压,电压表V2测灯泡两端的电压。
A.滑片P从图甲中位置由右向左滑动的过程中滑动变阻器接入电路的电阻变小,根据串联分压原理可知滑动变阻器两端的电压变小,串联电路总电压等于各用电器两端电压之和,所以灯泡两端的电压变大。串联电路总电阻等于各部分电阻之和,所以电路总电阻变小,根据欧姆定律可知通过电路的电流变大,所以图线a描述的是通过灯泡L的电流随其两端电压的变化,图线b描述的是通过滑动变阻器的电流随其两端电压的变化,故A错误;
B.由图乙可知,当电路中的电流为0.2A时,灯泡和滑动变阻器两端的电压都为1.5V,串联电路总电压等于各部分电压之和,所以电源电压为3V,故B正确;
C.由图a可知灯泡两端电压的变化量大于通过灯泡的电流的变化量,所以通过灯泡L的电流与其两端电压的比值逐渐变小,故C正确;
D.由图可知通过电路的最小电流为0.1A,根据欧姆定律可知此时滑动变阻器接入电路的电阻最大,由图可知此时滑动变阻器两端的电压为2.5V,根据欧姆定律可知滑动变阻器的最大值
故D错误。
故选BC。
考点3、探究电流与电压的关系
19.(23-24九年级上·北京朝阳·期末)小阳用小灯泡、电压表、电流表、滑动变阻器、导线、开关及新的干电池等实验器材,探究通过导体的电流跟导体两端电压的关系,他设计的实验电路如图所示。
(1)本实验中使用滑动变阻器是为了保护电路和 。
(2)小阳设计的实验电路存在的问题是 。
(3)解决问题后,小阳通过实验得到下表中的实验数据。请你帮助他分析归纳出实验结论 。
U/V
1.6
2.0
2.4
3.0
3.5
4.0
I/A
0.16
0.20
0.24
0.30
0.34
0.40
【答案】改变导体两端的电压 灯泡电阻会随着温度升高而增大,不能控制电阻不变 当电阻一定时,电流与电压成正比
【解析】(1)[1]探究电流与电压之间的关系时,应控制电阻不变,滑动变阻器的作用是保护电路和改变导体两端的电压。
(2)[2]图中电压表测量小灯泡两端的电压,实验中需要控制电阻不变,而小灯泡电阻会随着温度升高而增大,不能控制电阻不变。
(3)[3]由表可知,随着电压的增大,电流也增大,且比值不变,所以可以得出结论,当电阻一定时,电流与电压成正比。
20.(23-24九年级上·北京平谷·期末)某同学利用符合实验要求的电源、滑动变阻器、电阻箱、开关各一个,电流表和电压表各一块,导线若干,连接如图所示电路,探究“通过导体的电流与导体两端的电压是否有关”。
他的主要实验过程如下:
①闭合开关S,调节电阻箱示数为R,移动滑动变阻器滑片P至适当位置,读出电流表和电压表的示数I、U,并记录;
②改变电阻箱示数R,移动滑动变阻器滑片P,使电压表示数仍为U,读出电流表的示数I,并记录;
根据以上叙述,回答下列问题:
(1)实验过程中存在的问题: 。
(2)请你针对实验过程中存在的问题,写出改进措施: 。
【答案】见解析 见解析
【解析】[1]探究“通过导体的电流与导体两端的电压是否有关”时,应控制其导体的电阻不变,使导体两端的电压发生改变,从而观察电流表示数变化情况,所以步骤②中不应改变电阻箱R的示数。
[2]改进措施∶步骤②保持电阻箱示数仍为R,移动滑动变阻器滑片P,记录电压表示为U1,读出电流表的示数I1,重复移动滑片P的位置,多测几组电压表和电流表的示数,并记录。最后观察记录的数据,得出结论。
考点4、探究电流与电阻的关系
21.(23-24九年级上·北京通州·期末)用图所示的电路研究电流与电阻的关系时,将电阻由5Ω更换为10Ω,闭合开关,接下来的正确操作是( )
A.直接读出电压表和电流表的示数
B.保持的滑片P位置不变,调高电源电压
C.将的滑片P向左移动,使电流表的示数保持不变
D.将的滑片P向右移动,使电压表的示数保持不变
【答案】D
【解析】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,由串联分压原理可知,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,使电压表的示数保持不变,并读取电流数据,故D正确,ABC错误。
故选D。
22.(23-24九年级上·北京东城·期末)晓琳利用图甲所示的电路,进行“用电压表和电流表测电阻”的实验,其中电源电压恒为3V,滑动变阻器上标有“20Ω; 2A”字样。
(1)闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,结果发现电流表指针不动,但电压表有明显的示数。则电路故障可能是 ;
(2)排除故障后,闭合开关,当滑动变阻器的滑片移到某一位置时,电流表和电压表的示数如图乙、丙所示,待测电阻RX的阻值为 Ω;
(3)晓琳想利用此电路继续研究导体中电流跟电阻的关系。实验室有阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω、25Ω、30Ω、60Ω的定值电阻各一个。实验过程如下:①晓琳将5Ω定值电阻R1替换RX、接入电路后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片P,读出电压表示数为1.8V,读出此时的电流表的示数I1,记录对应数据。
② ,记录对应数据。
③仿照步骤②多次实验,记录对应数据。
(4)当晓琳用最后一个60Ω的定值电阻做此实验时,发现无论如何调节滑片P,都不能达到实验要求,无法进行实验。晓琳认为滑动变阻器的最大阻值太小,请你帮助晓琳挑选一个最大阻值至少为 Ω的滑动变阻器。
【答案】Rx断路 5 将10Ω定值电阻R1替换RX、接入电路后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片P,直至电压表示数为1.8V 40
【解析】(1)[1]闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,结果发现电流表指针不动,说明电路可能断路;电压表有明显的示数,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,即电路故障可能是Rx断路。
(2)[2]由图乙知道 ,电压表的量程为0~3V,分度值为0.1V,示数为2V;由图丙知道,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.4A,由知道,待测电阻RX的阻值为
(3)②[3]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知道,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1.8V;即电阻两端的电压始终保持UV=1.8V。 所以,接下来应是“将10Ω定值电阻R1替换RX、接入电路后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片P,直至电压表示数为1.8V,读出此时的电流表的示数I”。
(4)[4]根据题意知道,电阻两端的电压始终保持1.8V,根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压
U滑=3V-1.8V=1.2V
变阻器分得的电压为电压表示数的,根据分压原理,当接入60Ω电阻时,变阻器连入电路中的电阻为
所以,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。
23.(23-24九年级上·北京西城·期末)小萱计划做“探究通过导体的电流跟导体电阻的关系”的实验,她设计了电路图,并按照电路图连接电路元件如图所示。
(1)她闭合开关S前,应将滑动变阻器的滑片P移动到 端(选填“A”或“B”);
(2)小萱的实验方案主要步骤如下:
①闭合开关S,调节滑片位置,使电压表的示数为U,读出此时电流表的示数I,
并将R、U、I的数据记录在表格中;
②调节滑动变阻器的滑片,改变R两端的电压,并将U、I的数据记录在表格中;
③仿照步骤②,再做四次实验,并将实验数据记录在表格中。
请你根据以上的实验步骤,回答下列问题:
(3)小萱的方案实际上探究的是: 的关系;
(4)在上述步骤中存在的两个主要问题是: , ;
(5)针对上述问题,应修改步骤②。请你将以下正确的步骤补充完整:断开开关S, ,再闭合开关S, ,使 ,读出此时电流表的示数I,将R、I的数据记录在表格中;
(6)小萱修改了自己的实验步骤后,进行了正确的探究实验。下表是她记录的实验数据。请你分析表中数据得出实验结论: 。
R/Ω
5
10
15
20
25
30
I/A
0.60
0.30
0.20
0.15
0.12
0.10
【答案】A 通过导体的电流跟导体两端电压 没有控制电阻两端的电压不变 每次实验没有改变自变量电阻值 改变电阻箱接入电路的阻值R 调节滑动变阻器的滑片 使电压表的示数仍为U 当导体两端电压一定时,通过导体的电流跟导体的电阻成反比
【解析】(1)[1]她闭合开关S前,应将滑动变阻器的滑片P移动到阻值最大的A端。
(2)小萱的实验方案主要步骤如下:
①闭合开关S,调节滑片位置,使电压表的示数为U,读出此时电流表的示数I,
并将R、U、I的数据记录在表格中;
②调节滑动变阻器的滑片,改变R两端的电压,并将U、I的数据记录在表格中;
③仿照步骤②,再做四次实验,并将实验数据记录在表格中。
请你根据以上的实验步骤,回答下列问题:
(3)[2]小萱的方案控制电阻不变,改变电阻的电压与电流进行多次实验,实际上探究的是:通过导体的电流跟导体两端电压的关系;
(4)[3][4]要探究“通过导体的电流跟导体电阻的关系”,要控制导体的电压不变,且为了得到普遍规律,要改变导体电阻的大小进行多次实验,即在上述步骤中存在的两个主要问题是:每次实验没有改变自变量电阻值;没有控制电阻两端的电压不变。
(5)[5][6][7]由图得,电阻箱与变阻器串联,电压表测量电阻箱的电压,电流表测量电路电流。步骤②应改为断开开关S,改变电阻箱接入电路的阻值R,再闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片,控制电阻的电压不变,即使电压表的示数仍为U,读出此时电流表的示数I,将R、I的数据记录在表格中。
(6)[8]由表格中数据得,电阻的电流与电阻的乘积为定值,由此可得结论:当导体两端电压一定时,通过导体的电流跟导体的电阻成反比。
24.(23-24九年级上·北京石景山·期末)实验桌上有如下器材:满足实验要求的电源、已调好的电流表和电压表、开关、滑动变阻器各一个,阻值已知且不同的定值电阻,电源两端电压不变。小石想用以上器材设计实验,证明:“当导体两端电压一定时,通过导体的电流大小与导体的电阻成反比”
(1)以下是部分实验步骤,请帮他补充完整:
①按电路图连接实物如图所示,滑动变阻器的滑片P调至最大阻值处;
②闭合开关S,调节滑动变阻器滑片P,使电压表的示数,同时读出电流表的示数,将、和记录在表格中;
③断开开关S, ,闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片P,使电压表的示数仍为,读出电流表的示数,将和电阻的阻值记录在表格中:
④仿照步骤③再做4次实验。
(2)上述步骤③中,调节滑动变阻器前,若电压表的示数大于,小石应将滑片P向 (选填“左”或“右”)端调节。写出这样调节的依据及推理过程 ;
(3)画出实验数据记录表格。
【答案】将定值电阻R1更换为定值电阻R2 右 见解析 见解析
【解析】(1)[1]断开开关S,将定值电阻R1更换为定值电阻R2,调节滑动变阻器滑片P,使电压表的示数,同时读出电流表的示数,将、和记录在表格中。
(2)[2][3]将定值电阻R1更换为定值电阻R2,若电压表的示数大于,需要保持电压表的示数2.4V不变,减小电压表的示数,由串联电路电压的规律可知需要增大变阻器两端的电压,由串联分压可知增大变阻器连入电路的阻值,应将滑片P向右端调节。
(3)[4]实验中要记录电流随电阻的变化关系,为得出普遍性的结论,要多次测量,实验记录表格如下所示:
实验次数
1
2
3
4
5
6
电阻R/Ω
电流I/A
25.(23-24九年级上·北京大兴·期末)小兴用如图所示的电路探究导体中的电流与导体电阻的关系,图中R是电阻箱,R1是滑动变阻器。他的实验步骤如下:
①将电流表和电压表调零,按图连接好实验电路,开关保持断开状态,使滑动变阻器接入电路的阻值调至最大;
②把电阻箱调到某个阻值,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片到适当位置,读出电压表的示数U、电阻箱的示数R和电流表的示数I,并将R和I的值记入表格;
③断开开关S,改变电阻箱的阻值,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片,使电流表的示数仍为I,读出电压表的示数U、电阻箱的示数R和电流表的示数I,并将R和I的值记入表格;
④仿照步骤③再重复4次实验。
(1)小兴所探究的问题中,自变量是 ;
(2)小兴的实验过程不能达到探究的目的,原因是 ;
(3)请你帮助小兴改进实验,以达成实验目的 。(写出主要步骤即可)
【答案】导体的电阻 没有控制电阻箱R两端电压保持不变 见解析
【解析】(1)(2)[1][2]电流与电阻和电压有关,自变量是导体的电阻,实验中要采用控制变量法;步骤②、步藏③、步骤④中的电阻箱R连入电阻是不同的,应控制其两端电压相同,而小兴控制了电流不变,所以小兴的实验过程不能达到探究的目的,原因是:没有控制电阻箱R两端的电压保持不变。
(3)[3]在实验过程中,应控制电阻箱两端电压不变,故实验中改变电阻箱连入电路的阻值后应调节滑动变阻器,使R两端 电压不变,因此将步骤③改为断开开关S,改变电阻箱的阻值,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数保持不变,读出并记录电阻箱的示数R和电流表的示数I。
26.(23-24九年级上·北京通州·期末)小峰在探究“通过导体的电流跟电阻的关系”实验中,根据实验目的设计出实验电路图,如图所示。
(1)在小峰探究的问题中的因变量是 ;
(2)在此实验中,为达到实验目的,每次应更换 ,并移动滑动变阻器的滑片P,改变其连入电路中的阻值,目的是使 表的示数保持不变。
【答案】电流 不同阻值的电阻 电压
【解析】(1)[1]探究通过导体的电流跟电阻的关系,保持电压不变,改变电阻的大小,记录对应的电流,分析电流随电阻的变化情况,因变量是电流。
(2)[2][3]本实验目的是探究导体的电流跟电阻的关系,根据控制变量法,为达到实验目的,应改变导体的电阻,控制电阻两端的电压不变,即使电压表的示数保持不变。
27.(23-24九年级上·北京密云·期末)妍妍同学想通过实验,探究通过导体的电流与导体电阻之间是否成正比。他利用干电池、电流表、电压表、电阻箱、滑动变阻器、开关及导线,设计了如图所示的电路进行实验,请完成下列问题。
(1)在虚框中画出实验数据表格 。
(2)撰写主要实验步骤 。
【答案】
实验序号
R/Ω
I/A
U=_____V
1
2
3
见解析
【解析】(1)[1]由图可知,该电路为电阻箱和滑动变阻器的串联电路,电流表测量该电路的电流,电压表测电阻箱两端的电压。本实验探究通过导体的电流与导体电阻之间是否成正比,该实验要控制电阻箱两端的电压保持不变,通过电阻箱改变阻值大小,用滑动变阻器调节电阻箱两端的电压使其保持不变。故表格需要记录电流表示数,电阻箱的阻值和控制电阻箱两端的电压值,为避免实验偶然性,寻找普遍规律,实验至少进行三次。如表所示:
实验序号
R/Ω
I/A
U=____V
1
2
3
(2)[2]实验步骤:
①连接电路。连接时将滑动变阻器调到最大阻值,开关断开;
②闭合开关,调节电阻箱、滑动变阻器,使电压表等于某一电压值,记录此时的电阻箱的阻值、电流表的示数,所控制的电压表数值;
③再次调节电阻箱,改变阻值,然后调节滑动变阻器,使电压表示数仍等于某一电压值,记录此时电阻箱的阻值和电流表的示数;
④重复第三步,多做几次实验。
⑤分析数据、得出结论。
28.(23-24九年级上·北京门头沟·期末)实验室有如下器材:满足实验要求的电源一个,已经调零的电压表和电流表各一支,符合要求的滑动变阻器一个,已知阻值的定值电阻一个,开关一个和导线若干。小明想利用如上器材设计一个实验,探究“当电阻保持不变时,通过电阻的电流与该电阻两端电压之间的关系”。请你根据上述要求帮助小明:
(1)探究问题中的自变量是: ;
(2)画出实验电路图; ;
(3)设计出实验数据记录表 。
【答案】定值电阻两端的电压
实验组
1
2
3
4
5
6
U/V
I/A
【解析】(1)[1]探究“当电阻保持不变时,通过电阻的电流与该电阻两端电压之间的关系”,故该实验中电阻保持不变,实验中的自变量为定值电阻两端的电压,通过改变电压,观察电流的变化。
(2)[2]实验中通过改变滑动变阻器接入电路的阻值,调节定值电阻两端的电压,故实验电路图如下
(3)[3]根据实验中需要测量的数据电压和电流,设计实验数据表格如下
实验组
1
2
3
4
5
6
U/V
I/A
29.(23-24九年级上·北京密云·期末)某实验小组用如图所示电路探究电流与电阻的关系。
(1)请将图所示的电路连接完整,要求滑动变阻器的滑片P向右移动时电阻变大 ;
(2)先将5Ω的定值电阻接入电路,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为2V,读出电流表的示数,将实验数据记录在表格中;
(3)接下来断开开关,取下5Ω的定值电阻,换成10Ω的定值电阻,闭合开关,调节滑动变阻器,直至电压表的示数为 V,读出电流表的示数,将实验数据记录在表格中;再更换不同阻值的定值电阻重复4次上述操作,分别将数据记录在表格中;
(4)请你在方框内画出记录数据的表格 。
【答案】 2
R/Ω
I/A
【解析】(1)[1]由图甲知道,滑动变阻器已接入上接线柱,需要将下接线柱接入电路,要求向右滑动电阻增大,故应接入左下端,如下图
(3)[2]探究电流与电阻关系实验中,控制电阻两端电压不变,故自变量为电阻,当更换阻值大的电阻时,滑动变阻器的阻值也要增大,才能保持电阻两端的电压不变,故当滑片向右移动,调节滑动变阻器的滑片使电压表示数始终为2V。
(4)[3]在电压保持不变,根据实验测得的数据,设计表格如下
R/Ω
I/A
30.(23-24九年级上·北京平谷·期末)小华在“探究电流与电阻的关系”时,实验室提供的器材有:电压恒为6V的电源一个,定值电阻6个(阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω、30Ω),规格为“50Ω 1A”的滑动变阻器一个,电流表、电压表、开关各一个,导线若干。
(1)小华设计并连接了如图所示的实验电路,想用电压表的3V量程测量定值电阻R两端的电压,请你用笔画线代替导线,帮助他把电压表正确连接在电路中(导线不能交叉);( )
(2)请你帮小华把实验步骤补充完整:
①将5Ω的电阻接在a、b间,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数为,读出电流表的示数I,并把相关数据记录在表格中;
②断开开关,把其它五个电阻依次替换a、b间的电阻,闭合开关, ,分别读出电流表的示数I,并把相关数据记录在表格中;
(3)请你帮小华设计出实验数据记录表格:( )
(4)小华进行实验时,把定为2V,然后从小到大更换电阻,当他用30Ω的电阻替换25Ω的电阻后,发现电压表示数始终不能调为。为继续完成此次探究,其他同学帮他一起设计了如下方案,下列方案可行的一项是 ;
A.将原滑动变阻器更换为“60Ω 1A”的滑动变阻器,其余不变
B.将电压为6V的电源更换为电压为10V的电源,其余不变
C.只调节滑动变阻器,使为2.25V
【答案】移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数仍为
实验次数
1
2
3
4
5
6
电阻R/Ω
电流I/A
A
【解析】(1)[1]电压表测量定值电阻两端的电压,故应将定制电阻并联在定值电阻两端,并使电流从正接线柱接入,从负接线柱流出,如图所示:
(2)[2]实验为了探究电流与电阻的关系,应控制定值电阻两端电压不变,把其它五个电阻依次替换a、b间的电阻,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数仍为,读出电流表的示数I,并把相关数据记录在表格中。
(3)[3]实验中需要记录每次更换的电阻值和电流值,设计表格如下:
实验次数
1
2
3
4
5
6
电阻R/Ω
电流I/A
(4)[4]A.当接入30Ω的电阻时,,则滑动变阻器应接入的阻值为
故若将原滑动变阻器更换为“60Ω 1A”的滑动变阻器,其余不变,方案可行,故A符合题意;
B.若更换为电压为10V的电源,当接入30Ω的电阻时,,则滑动变阻器应接入的阻值为
方案不可行,故B不符合题意;
C.只调节滑动变阻器,使为2.25V,改变了定值电阻两端电压,没有控制电压不变,方案不可行,故C不符合题意。
故选A。
考点5、测量定值电阻和小灯泡的阻值
31.(23-24九年级上·北京石景山·期末)学校不同实验小组的同学,均利用一块电压表和阻值已知的定值电阻测量未知电阻的阻值。他们选择了满足实验要求的器材(电源两端电压不变且未知),分别连接了如图所示的实验电路并进行了如下操作:闭合开关、断开开关,记录电压表的示数为;闭合开关、,记录电压表的示数为。则下列能够测出的阻值且对应的表达式正确的是( )
A.甲图, B.乙图,
C.丙图, D.丁图,
【答案】AD
【解析】A.闭合开关、断开开关,两个电阻串联,电压表测量Rx两端的电压,闭合开关、,只有Rx的简单电路,电压表测量电源电压,由串联电路电压的规律和欧姆定律得到电路中的电流
的阻值
故A正确;
B.闭合开关、断开开关,电压表测量电源电压,闭合开关、,只有Rx的简单电路,电压表测量电源电压,不能得到的阻值,故B错误;
C.闭合开关、断开开关,两个电阻串联,电压表测量Rx两端的电压,闭合开关、,只有Rx的简单电路,电压表测量电源电压,由串联电路电压的规律和欧姆定律得到电路中的电流
的阻值
故C错误;
D.闭合开关、断开开关,两个电阻串联,电压表测量R0两端的电压,闭合开关、,只有R0的简单电路,电压表测量电源电压,电路中的电流
的阻值
故D正确。
故选AD。
32.(22-23九年级上·北京东城·期末)在测量未知电阻阻值的实验中,提供的实验器材有:符合实验要求的电源(电源电压不变且未知)、电流表、电压表、阻值已知的定值电阻R、开关和导线若干。如图所示的是同学们设计的两种测量的电路。甲图中只闭合开关S时,电压表示数为;开关S和都闭合时,电压表示数为。乙图中只闭合开关S时,电流表示数为;开关S和都闭合时,电流表示数为。则用上述实验所测得的物理量及定值电阻R表示的阻值,下列表达式正确的是( )
A.甲图: B.甲图:
C.乙图: D.乙图:
【答案】AD
【解析】AB.甲图中,当开关S1断开,开关S闭合,此时电压表测量的是未知电阻的电压,此时为U1,当开关S1闭合,开关S闭合,电阻R被短路,电压表测量的是电源电压,即电源电压为U2,则定值电阻的电压为
UR=U2-U1
则通过的电流为
则未知电阻的阻值为
故A正确,B错误;
CD.由图乙可知,当开关S1断开,开关S闭合,两电阻串联,此时的电流为I1,则电源电压
U= I1(R+Rx)
当开关S1闭合,开关S闭合,只有待测电阻接入,此时的电流为I2,则电源电压为I2Rx,当开关S,断开,开关S闭合,可以列等式
I2Rx= I1(R+Rx)
则待测的电阻阻值为
故C错误,D正确。
故选AD。
33.(23-24九年级上·北京朝阳·期末)将几十个小彩灯串联后接在家庭电路中,五光十色的彩灯带装扮着节日的夜晚。当其中一只小彩灯的灯丝烧断后,彩灯带不会熄灭,其原因是小彩灯内有一根表面涂有绝缘物质的细金属丝与灯丝并联,如图甲所示。当灯丝正常发光时,细金属丝与导电支架不导通;当灯丝烧断时,绝缘物质被击穿,细金属丝与导电支架瞬间导通,使其它小彩灯仍能发光。为了研究小彩灯的这一结构,小阳找来几只额定电压为5V的小彩灯进行实验,连接的电路如图乙所示。
(1)正确连接电路,闭合开关,发现小彩灯不亮,电流表有示数,电压表无示数,则电路的故障可能是 ;
A.小彩灯与灯座接触不良
B.小彩灯被短接
C.有导线断了
D.滑动变阻器被短接
(2)排除故障后,通过正确操作将测得的实验数据及观察到的现象记录在下表中;
U/V
0.5
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
6.0
I/A
0.06
0.10
0.12
0.18
0.20
0.22
亮度
不亮
微红
亮度逐渐增大
①小彩灯两端的电压为3V时,电流表示数如图丙所示,为 A;
②小彩灯正常发光时的电阻为 Ω;
③小彩灯两端的电压增大时,小彩灯的灯丝电阻将 ;
④当电压为7.5V时灯丝烧断,但细金属丝表面的绝缘物质并没有被击穿,其原因可能是 。
【答案】B 0.16 25 变大 没有达到一定的电压,金属丝上的绝缘材料仍没有被击穿
【解析】(1)[1] 闭合开关后,电压表无示数,说明可能是电路断路或灯泡短路,电流表有示数,说明电路是通路,而灯泡不发光,则该故障的原因可能是小彩灯发生了短路,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
(2)①[2] 由图丙知道,电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流为0.16A。
②[3] 根据题意知道,小彩灯额定电压为5V,由表格数据知道,此时通过的电流是0.20A,由欧姆定律知道,小彩灯正常发光时的电阻为
③[4] 由表格数据知道,灯泡的电压增大较快,而电流增大较慢,由欧姆定律知道,灯泡的电阻增大,这说明小彩灯的电阻随着其两端电压的增大而增大。
④[5] 只有达到一定的电压时,金属丝上的绝缘材料才会被击穿,当一个灯泡的灯丝烧断其余灯泡才会发光。
34.(23-24九年级上·北京东城·期末)小东利用如图甲所示的电路测量定值电阻的阻值时,发现电流表不能正常使用,于是小东利用另一电压表和阻值已知的定值电阻组合起来替代电流表完成了测量。
(1)将替代电流表部分的电路图画在图乙所示的虚线框中 ;
(2)按照替代后的电路正确连接后,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片调至适当位置,读出并记录两端电压,新增电压表的示数,则待测电阻的表达式: 。(用、、表示)
【答案】
【解析】(1)[1]如图甲所示的电路测量定值电阻的阻值,电流表不能正常使用,利用另一电压表和阻值已知的定值电阻组合代替电流表,所以将R0串联在电路中,电压表和R0并联,如图所示:
(2)[2]通过R0的电流
由串联电路电流的规律可知通过Rx的电流
待测电阻的表达式
35.(23-24九年级上·北京平谷·期末)小华利用图甲所示的器材“测量小灯泡的电阻”,其中电源电压恒为3V,小灯泡的额定电流为0.2A。
(1)小华按图甲将电路连接完整,闭合开关前,滑片P应处于 端;(选填“左”或“右”)
(2)检查电路连接无误后,闭合开关,移动滑片P,小华发现小灯泡始终不亮,电压表示数接近电源电压,电流表几乎无示数,经检查电表和导线完好,则故障可能是 ;
(3)故障排除后,小华移动滑片P,使小灯泡正常发光,此时电压表的指针位置如图乙所示,读出电压表的示数 V,由此可知小灯泡正常发光时的电阻为 。
【答案】左 小灯泡断路 2.5 12.5
【解析】(1)[1]为了保护电路,闭合开关前,滑片应位于阻值最大处,即最左端。
(2)[2]移动滑片P,小华发现小灯泡始终不亮,电流表几乎无示数,则电路存在断路故障,电压表示数接近电源电压,说明电压表与电源连通,则故障是与电压表并联的小灯泡断路了。
(3)[3][4]由图乙可知,电压表使用的0~3V量程,分度值为0.1V,示数为2.5V,则小灯泡正常发光时的电阻为
36.(23-24九年级上·北京房山·期末)某同学想用图甲所示实验电路测量额定电压为2.5 V小灯泡L正常发光时的电阻,请完成下列问题:
(1)如图甲所示,当滑片P向右滑动时,灯泡变亮,应连接滑动变阻器的 接线柱;(选填“A”“B”或“C”)
(2)闭合开关后发现小灯泡不发光,电压表有示数且接近电源电压,电流表无示数,经检查发现电路中只有一处故障,依据现象可以判断 发生 故障;
(3)排除故障后,闭合开关,调节滑动变阻器,使电压表示数为2.5V,此时电流表示数如图乙所示为 A,则小灯泡正常发光时的电阻为 Ω。
【答案】B 小灯泡 断路 0.5 5
【解析】(1)[1]如图甲,当滑片P向右滑动时,灯泡变亮,说明电路中的电流变大,即滑动变阻器的电阻变大,故应连接滑动变阻器的B。
(2)[2][3]闭合开关后发现小灯泡不发光,电流表无示数,说明电路可能存在断路,电压表有示数且接近电源电压,说明电压表和电源接通,电路中的故障是小灯泡发生断路。
(3)[4][5]如图乙,电流表接量程,分度值为0.02A,读数为0.5A,小灯泡正常发光时的电阻
37.(23-24九年级上·北京顺义·期末)如图甲所示的“电阻测量盒”,内有电源(电源电压未知,但测量过程中电源电压保持不变)、阻值已知的定值电阻、开关和电流表,并引出两根导线到盒外。将盒外的两根导线分别与待测电阻的两端相连,根据开关闭合、断开时电流表的示数,可以测量计算出的阻值。请完成下列问题。
(1)图乙所示的盒内电路①②,其中 (填序号)能测量计算出的阻值;
(2)对于(1)中能测量计算出阻值的盒内电路,当开关闭合时电流表示数为、断开时电流表示数为,则 (选填“>”、“=”或“<”),用和表示, 。
【答案】① >
【解析】(1)[1]图①中,开关断开时,电路为Rx的简单电路,电流表测量电路中的电流;开关闭合时,电路为并联电路,电流表测量干路中的电流;根据并联电路的电流关系可知通过R0的电流,根据U=IR可以求出电源电压,然后根据可以求出Rx的阻值,故①符合题意;图②中开关闭合时,电流表和Rx被短路,电路为R0的简单电路;开关断开时,两个电阻串联,电流表测量电路中的电流,由于无法测量出电源电压,所以无法求出Rx的阻值,故②不符合题意。
(2)[2]对于(1)中能测量计算出Rx阻值的盒内电路,即①电路,当开关闭合时,两电阻并联,电流表示数为I1;当开关断开时,电路为Rx的简单电路,电流表示数为I2;根据并联电路的电流特点可知,并联电路上干路电流等于各支路电流之和,所以I1> I2。
[3]在①电路中,当开关断开时,电路为Rx的简单电路,电流表示数为I2,根据欧姆定律可得,电源电压为
当开关闭合时,两电阻并联,电流表示数为I1,根据并联电路的电流特点和欧姆定律可得,R0的两端电压等于电源电压,即
结合以上两个式子可得,待测电阻的阻值为
38.(23-24九年级上·北京西城·期末)为了研究“导体对电流阻碍作用的大小”,小军利用同种合金材料制成的a、b、c三条电阻丝(不考虑温度对电阻的影响)进行实验,已知:a、b长度相同,b、c粗细相同。小军如图甲所示连接电路,依次将a、b、c三条电阻丝接入电路,每次闭合开关S后,观察电流表的示数,发现三次电流表示数逐渐变大。
(1)根据实验现象可以得出以下结论:
①电阻大小不仅跟导体横截面积有关,还跟导体 有关;
②电阻丝 的阻值最小(选填“a”、“b”或“c”)。
(2)小军要测量电阻丝a的电阻值,他又添加了电压表、滑动变阻器和若干导线。
①请你帮他画出实验电路图;
②小军按照自己设计的电路图连接的实物电路如图乙所示,小乐发现电路连接有一处错误,请你在错接的导线上画“×”,并用笔画线代替导线,画出正确的接线;
③小军改正错误的电路连接后,进行实验。闭合开关S,当滑片P移到某一位置时,电压表的示数如图丙所示,电阻丝a两端的电压为 V,此时,电流表的示数为0.3A,则Ra= Ω。
【答案】长度 c 1.2 4
【解析】(1)[1][2]同种合金材料制成的a、b、c三条电阻丝中,a、b长度相同,b、c粗细相同,不考虑温度对电阻的影响时,三个电阻丝分别接入电路时,电流表的示数不同,说明三个电阻丝的阻值不相等,故可得结论电阻大小不仅跟导体横截面积有关,还跟导体长度有关。由题意可知,依次将a、b、c三条电阻丝接入电路,三次电流表示数逐渐变大,所以电源的电压一定时,由可知,c电阻丝的阻值最小。
(2)[3]若要测量电阻大小,需要测量电阻两端电压和电阻的电流,所以电压表需要与电阻丝并联,滑动变阻器和电流表需串联接入电路,电路图如下
[4]由图可知,乙图中电阻丝被短路了,修改图如下
[5][6]由图可知,电压表选用小量程,分度值为0.1V,所以电压表示数为1.2V,电阻丝的阻值为
39.(23-24九年级上·北京昌平·期末)如图所示是测量未知电阻的实验电路,电源两端电压不变,定值电阻,请补充完成主要实验步骤,并进行数据处理。
(1)实验步骤:
①只闭合开关S,读出并记录电流表示数;
② ,读出并记录电流表示数;
③计算的阻值。
(2)数据记录与处理(请你补充完整表中的数据)实验数据记录表 (定值电阻)。
0.1
0.4
【答案】闭合S、S1 10
【解析】(1)③[1]由电路图可知,定值电阻与Rx并联,开关S在干路上,S1在Rx支路上。只闭合开关S,电路为R0的简单电路,此时电路中电流为I1,电源电压为U=I1R0;闭合S、S1,则两电阻并联,电流表测干路电流,由并连电路电流特点可知,通过Rx的电流为
则的阻值为
(2)[2]未知电阻阻值为
40.(23-24九年级上·北京门头沟·期末)小林用“伏安法”测量定值电阻R的阻值,在实验桌上连接了部分实验电路,如图所示。
(1)请你用笔画线表示导线,将图甲所示的实物图连接完整 ;
(2)连好电路后开始实验,闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应置于 端(选填“A”或“B”);
(3)闭合开关后,他发现电流表无示数,电压表有示数,则可能是 ;
A.滑动变阻器发生断路 B.电阻R发生断路
C.电阻R发生了短路 D.滑动变阻器发生短路
(4)闭合开关S后,调节滑动变阻器的滑片P至某位置,观察到电压表和电流表的示数分别如图乙、丙所示,这个待测电阻R的阻值为 Ω。
【答案】 B B 10
【解析】(1)[1]滑动变阻器按一下一上连入电路中与电阻串联,如下所示:
(2)[2]连好电路后开始实验,闭合开关前,为保护电路,滑动变阻器的滑片P应置于阻值最大处,即B端。
(3)[3] A.若滑动变阻器发生断路,整个电路断路,电压表没有示数,故A不符合题意;
B.若电阻R发生断路,电流表没有示数,电压表与电源连通测电源电压,电压表有示数,故B符合题意;
C.若电阻R发生了短路,电压表示数为0,故C不符合题意;
D.若滑动变阻器发生短路,电路为通路,电流表和电压表都有示数,故D不符合题意。
故选B。
(4)[4]闭合开关S后,调节滑动变阻器的滑片P至某位置,观察到电压表和电流表的示数分别如图乙、丙所示,电压表选用小量程,分度值为0.1V,电压为2.4V;电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流为0.24A,由欧姆定律可知,这个待测电阻R的阻值为
41.(23-24九年级上·北京大兴·期末)小兴用如图甲所示的器材测量小灯泡的电阻,小灯泡的额定电压是2.5V。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整,要求开关闭合后,滑片P向左移动时,电阻值变大 ;
(2)正确连接电路后,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片置于 (选填“A”或“B”)端;
(3)闭合开关后,调节滑动变阻器,使电压表示数为1.8V,此时电流表的示数如图乙所示。则此时通过小灯泡的电流是 A,小灯泡的电阻是 Ω(结果保留一位小数)。要测量小灯泡正常发光时的电阻,他应将滑动变阻器的滑片向 (选填“A”或“B”)端移动一段距离。
【答案】 A 0.3 6 B
【解析】(1)[1]灯泡额定电压为2.5V,电压表选用小量程与灯并联,如下图所示:
(2)[2]闭合开关前,为保护电路,应将图甲中的滑动变阻器的滑片移到阻值最大处的A端。
(3)[3]图中电流表选用小量程,分度值为0.02A,示数为0.3A。
[4]根据欧姆定律,小灯泡的电阻是
[5]要测量小灯泡的正常发光时的电阻,应增大小灯泡的电压,根据串联电路电压的规律,需减小滑动变阻器的电压,所以应减小滑动变阻器连入电路中的电阻,故滑片向B端移动,直到电压表示数为额定电压2.5V。
42.(23-24九年级上·北京石景山·期末)小华用图甲测量标有“”字样的灯泡L正常发光时的电阻。按要求完成下列问题:
(1)请用笔画线代替导线,将图甲所示的实物图连接完整,要求此时滑动变阻器的滑片P位于阻值最大处;
(2)连接电路后,闭合开关S,无论怎样移动滑动变阻器,灯泡都不亮,电压表示数始终接近电源电压,产生这种现象的原因可能是( )
A.电流表的正负接线柱接反了 B.电压表的量程选小了
C.灯泡L发生了断路 D.灯泡L发生了短路
(3)排除故障后,闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片P,使电压表示数为,电流表示数如图乙,电流表示数是 A,灯泡L正常发光时的电阻为 。
【答案】 C 0.5 5
【解析】(1)[1]滑动变阻器应串联在被测电路中,要一上一下接入电路,滑动变阻器的滑片P位于阻值最大处,连接B接线柱,如图所示:
(2)[2]闭合开关S,无论怎样移动滑动变阻器,灯泡都不亮,电压表的示数始终接近于电源电压,可能电压表串联在电路中,可能灯泡L断路,故选C。
(3)[3][4]由乙图可知电流表选择0~0.6A量程,分度值是0.02A,电流表的示数为0.5A,灯泡L正常发光时的电阻为
43.(23-24九年级上·北京东城·期末)小刚想利用一块电压表和阻值已知的电阻R0测量未知电阻RX的阻值。他选择了满足实验要求的器材,并连接了如图的实验电路,电源两端电压不变且未知;
(1)实验步骤如下:
①当开关S、S2闭合、S1断开时,电压表的示数为U1;
② ,电压表的示数为U2;
(2)则RX的表达式是 。
【答案】闭合开关S、S1,断开S2
【解析】(1)②[1]当开关S、S2闭合、S1断开时,电阻R0和电阻Rx串联,电压表测量电阻R0和电阻Rx两端的电压,此时电压表的示数为U1,即电源电压也为U1;为了测量未知电阻阻值,需要测量未知电阻两端等于,所以需要闭合开关S、S1,断开S2,电阻R0和电阻Rx串联,电压表测量电阻R0两端的电压,电压表的示数为U2,由串联电路的总电压等于各电阻两端电压之和,故电阻Rx两端的电压
Ux=U1-U2
(2)[2]由于串联电路电流处处相等,此时通过Rx的电流
则未知电阻故Rx的表达式
44.(23-24九年级上·北京东城·期末)小明在做测电阻的实验时,发现没有电流表,他开动脑筋,打算只用一块电压表和阻值已知的电阻R0测量电阻Rx的阻值。小明选择了满足实验要求的器材,并连接了部分实验电路,如图所示。
(1)请你在图中只添加一根导线完成实验电路的连接 ;
(2)请补全实验步骤:
①断开S1、S2、S3,按图连接好电路后,应将滑动变阻器的滑片P调至阻值最大位置;
②调节滑动变阻器至合适阻值,断开开关S3,闭合开关S1、S2,将此时电压表的示数U1记录在表格中,断开开关S1;
③ ,断开开关 ,闭合开关 ,将此时电压表的示数U2记录在表格中,断开开关S1;
④小明利用测出的U1、U2和R0,写出Rx的表达式 。
【答案】 保持滑动变阻器滑片不动 S2 S1、S3
【解析】(1)[1]使电压表负接线柱与S2左右端接线柱相连,则可以通过开关控制电压表测量Rx两端电压和电源电压如图所示:
(2)[2][3][4][5]调节滑动变阻器至合适阻值,断开开关S3,闭合开关S1、S2,将此时电压表的示数U1,U1为Rx两端电压;保持滑动变阻器滑片不动,断开开关S2,闭合开关S1、S3,此时电压表测电源电压,即电源电压为U2,故R0两端电压为
U0=U2-U1
根据串联分压有
解得:。
45.(23-24九年级上·北京平谷·期末)小丽要测量小灯泡L正常发光的电阻,连接了如图甲所示的电路。已知小灯泡的额定电压是2.5V。
(1)正确连接电路后闭合开关,电流表无示数,电压表示数接近于电源电压,则故障原因可能是小灯泡L (选填“短路”或“断路”);
(2)排除实验故障后,闭合开关S,移动滑片,电压表示数如图乙所示,要使小灯泡正常发光,则滑动变阻器的滑片P应向 端移动(选填“A”或“B”);
(3)当小灯泡正常发光时,电流表示数如图丙所示,则小灯泡L正常发光时的电阻为 Ω;
(4)小华想用小丽连接好的电路做“电阻一定,通过导体的电流与电压关系”的实验,小丽说不可以,理由是 。
【答案】断路 B 12.5 灯泡的阻值会随温度的变化而变化
【解析】(1)[1]开关闭合后,电流表无示数,电压表示数接近于电源电压,则说明小灯泡不可能是短路,因为若是小灯泡短路,则电流表应该有示数,所以应该是小灯泡断路,此时电压表测的电源电压。
(2)[2]此时小灯泡两端的电压由图乙可读出为1.0V,而小灯泡的额定电压是2.5V,故应使小灯泡两端的电压增大,由串联分压的原则可知,此时应使滑动变阻器两端的电压变小,即电阻变小,所以应将滑片P向B端移动。
(3)[3]从丙图可读出此时电流表示数为0.2A,故由欧姆定律可知,灯泡L正常发光时的电阻为
(4)[4]进行“电阻一定,通过导体的电流与电压关系”的实验时,需要使电阻不变,改变电压,看电流的变化,而小灯泡的阻值会随温度的变化而变化,在不同的电压下,其电阻也不一样,所以不可以进行该实验。
46.(23-24九年级上·北京丰台·期末)小明为了研究小灯泡的电学特性,连接了如图甲所示的电路,其中小灯泡的额定电压为2.5 V。请回答下列问题:
(1)小明闭合开关S,发现小灯泡不亮,但电流表、电压表均有示数,接下来他首先应进行的操作是 (选填字母序号);
A.更换小灯泡 B.检查电路是否断路 C.调节滑动变阻器,观察小灯泡是否发光
(2)解决问题后,小明闭合开关S,调滑动变阻器的滑片P,测量了多组小灯泡的电流与其两端电压的数据,并根据这些数据绘制出小灯泡的I-U图像如图乙所示,由图像可得,小灯泡两端电压为1 V时,小灯泡的电阻R= Ω;
(3)小明认为利用该电路也可以探究导体中的电流与导体两端电压的关系。你认为这种想法是 的(选填“正确”或“错误”),理由是 。
【答案】C 5 错误 小灯泡电阻随温度的变化而变化
【解析】(1)[1]闭合开关前,滑片置于阻值最大处,闭合开关后,电流表有示数,说明电路是通路,电路不存在断路,滑动变阻器阻值全部接入电路,电路总电阻很大,电路电流很小,灯泡实际功率很小,可能不足以引起灯泡发光,下一步操作:移动滑动变阻器滑片,观察小灯泡是否发光,故C符合题意,AB不符合题意。
故选C。
(2)[2]如图乙,当小灯泡两端电压为1V时,通过小灯泡的电流为0.2A,故小灯泡的电阻为
(3)[3][4]探究导体中的电流与导体两端电压的关系时,应保持电阻不变,但小灯泡电阻随温度的变化而变化,故这种想法是错误的。
47.(23-24九年级上·北京通州·期末)小斐为了测量未知电阻的阻值,利用两块已调零的电流表、阻值已知的电阻和符合实验要求的器材,设计了如图所示实验电路。闭合开关后,电流表的示数为,电流表的示数为。
请你根据已知量和测量量,写出的表达式为: 。
【答案】
【解析】由电路图知,两个电阻并联在电路中,电流表A1测干路的电流,A2测通过RX的电流,据并联电路的电流特点知,通过R0的电流
I0=I1-I2
电源电压
U=I0R0=(I1-I2)R0
则未知电阻Rx的阻值
48.(22-23九年级上·北京西城·期末)小丽要测量未知电阻的阻值,她利用符合实验要求的电源一个、已调零的电压表一块、滑动变阻器、电阻箱各一个、开关两个、导线若干,小丽设计了如图所示的实验电路图,并写出了如下的实验步骤。请你将小丽的实验步骤补充完整。
①开关和均断开,按电路图连接电路,将滑动变阻器滑片P移到阻值最大端。
②只闭合开关 ,调节滑动变阻器的滑片P到适当位置,记录电压表的示数;
③断开开关 ,闭合 ,保持 不变,调节 ,使电压表的示数仍为;
④记录此时电阻箱的示数,则待测电阻的阻值。
【答案】 滑片的位置 电阻箱的阻值
【解析】②[1]③[2][3][4][5]本实验采用的等效替代法。先将待测电阻单独接入电路,将滑动变阻器滑片移动到合适位置时记下电压表示数;然后用电阻箱来替代待测电阻接入电路,在保持滑动变阻器阻值不变的情况下,调节电阻箱阻值,使它在电路中达到和待测电阻一样的效果,即使电压表示数仍为原来的示数;所以,实验的步骤为:只闭合开关,调节滑动变阻器的滑片P到适当位置,记录电压表的示数;然后断开开关,闭合,保持滑动变阻器滑片的位置不变,调节电阻箱的电阻值,使电压表的示数仍为;记录此时电阻箱的示数,则待测电阻的阻值。
49.(22-23九年级上·北京丰台·期末)小英按图甲所示的电路图连接实验电路,测量电阻的阻值。闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片P后,观察到电压表和电流表的示数分别如图乙、丙所示,则电压表的示数为 V,电流表的示数为 A,待测电阻的阻值为 Ω。
【答案】2 0.2 10
【解析】[1]由图乙知,电压表选用小量程,分度值为0.1V,示数为2V。
[2]由图丙知,电流表选用小量程,分度值为0.02A,示数为0.2A。
[3]由图甲知,两个电阻串联连接,电压表测Rx两端的电压,电流表测电路中的电流,待测电阻的阻值
50.(22-23九年级上·北京朝阳·期末)小阳同学利用如图所示的电路测量定值电阻R的阻值。
(1)实验过程中,电压表、电流表的示数如图甲、乙所示,则电压表的示数为 V,电流表的示数为 A,此时所测量的定值电阻R的阻值为 Ω;
(2)物理课上,老师展示的数字时钟因少组装了一个定值电阻(约10kΩ)无法正常工作。实验桌上有三个标识不清的1kΩ、5kΩ、10kΩ的定值电阻,能否用图所示的器材及电路通过测量从中选出该电阻 (选填:“能”或者“不能”),理由是 。
【答案】2 0.2 10 不能 定值电阻阻值太大,通过定值电阻的电流太小,所给电流表测不出
【解析】(1)[1]由图甲可知,电压表选择了0~3V的量程,每一大格为1V,每一小格为0.1V,故电压表读数为2V。
[2]电流表选择了0~0.6A的量程,每一大格为0.2A,每一小格为0.02A,读数为0.2A。
[3]由公式可知,定值电阻R的阻值
(2)[4][5]根据公式,可通过测量通过定值电阻的电流和定值电阻两端的电压来选择出符合要求的电阻,图示中的电源是两节干电池,电压最大为3V,桌上标识不清的定值电阻最小的也有1kΩ,则通过这个电阻的电流
通过5kΩ和10kΩ电阻的电流更小,而电流表接入小量程时的分度值是0.02A,远大于0.003A,故电流表测不出桌上定值电阻中通过的电流,所以不能选出符合要求的电阻。
51.(23-24九年级上·北京门头沟·期末)小星为了测量未知电阻Rx阻值,选择了满足实验要求的实验器材,开始连接电路。
(1)连接电路过程中开关应该 (选填“闭合”或“断开”);
(2)连接电路过程中滑动变阻器滑片应置于最 端(选填“左”或“右”);
(3)连接好的实验电路如图甲所示。闭合开关S,滑动变阻器滑片P滑动到某一位置时,电压表、电流表的示数如图乙、丙所示。请你计算出电阻Rx的阻值为 。
【答案】断开 左 5
【解析】(1)[1]为防止连接电路过程出现错误而损坏元件,连接电路过程中开关应该断开。
(2)[2]为防止电流过大而损坏元件,连接电路过程中滑动变阻器滑片应置于最大阻值处,即左端。
(3)[3]如图乙所示,电压表接入量程为0~3V,分度值为0.1V,示数为2.5V,如图丙所示,电流表接入量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.5A,电阻Rx的阻值为
52.(22-23九年级上·北京西城·期末)小东按照如图所示的电路,利用一块已经调好的电压表和阻值已知的电阻R0等符合实要求的器材,测量未知电阻Rx的电阻值。他设计的实验步骤如下:
①闭合开关S,记录电压表示数U1;
②断开开关S,将电压表接在a点处的导线取下并改接到c点处,闭合开关S,记录电压表示数U2;
(1)小东设计的实验步骤②有错,其错误是 ;
(2)步骤②应改为: , ,闭合开关S,记录电压表示数U2;
(3)请你依据正确的实验过程,写出未知电阻Rx的表达式:Rx= 。
【答案】电压表正负接线柱接反 断开开关S 见详解
【解析】(1)[1]小东设计的实验步骤②有错,因为将电压表接在a点处的导线取下并改接到c点处,相当于将电压表正接线柱改变接到负接线柱上,会导致正负接线柱接反。
(2)[2][3]为了能完成测量,应断开开关,将电压表接在b点处的导线取下并改接到c点处,这样电压表由原来测Rx的电压变为测总电压,所以闭合开关S,此时电压表记录电压为总电压U2。
(3)[4]则R0两端电压为
U0=U2-U1
根据串联电路电流的规律及欧姆定律可得Rx的电流为
电阻Rx的表达式为
53.(23-24九年级上·北京大兴·期末)某同学利用如图所示的电路测量未知电阻Rx的阻值,图中R是电阻箱。他连接好实验电路后进行如下操作:①将电阻箱调至阻值最大处;②只闭合开关S1和S2,读出并记录电流表的示数I;③断开S2,闭合S3;④调节电阻箱,使电流表的示数仍为I,记录电阻箱的读数R。于是他得出了未知电阻的阻值Rx=R。
(1)请你说明Rx=R的依据;
(2)实验中不能用滑动变阻器代替电阻箱,请你说明理由。
【答案】(1)见解析;(2)滑动变阻器不能读出接入电路的电阻
【解析】(1)由欧姆定律可知,开关S1、S2闭合时,只有Rx接入电路,电路中的电流;开关S1、S3闭合时,只有R接入电路,电路中的电流;又因为两式中U相等且I相等,所以。
(2)滑动变阻器不能读出接入电路的电阻,而电阻箱可以直接读出电阻值,便于测量。
54.(22-23九年级上·北京顺义·期末)如图甲所示电路,电源两端电压保持不变,闭合开关,在保证电路元件安全情况下,移动滑动变阻器的滑片,记录电流表和电压表示数,并描绘出电路中电流与滑动变阻器两端电压关系的图像,如图乙所示。则下列判断正确的是( )
A.电源电压为6V
B.定值电阻的阻值为
C.当滑动变阻器连入电路的阻值最大时,电路中的电流为0.8A
D.当电压表示数为3V时,滑动变阻器连入电路中的阻值与阻值相等
【答案】B
【解析】由图甲可知,定值电阻R0与滑动变阻器串联,电压表测量滑动变阻器两端的电压,电流表测量电路中的电流。
ABC.由图乙可知,当滑动变阻器两端的电压为0时,即变阻器连入电路的电阻为0时,电路中的电流最大为
I大=0.8A
根据欧姆定律可知电源电压
U=I大R0=0.8A×R0 ①
当滑动变阻器两端的电压为6V时,电路中的电流
I=0.2A
根据串联电路的特点和欧姆定律可知,电源电压
U= U滑+U0=6V+IR0=6V+0.2A×R0 ②
联立①②解得
R0=10Ω,U=8V
故AC不正确,B正确;
D.当电压表示数为3V时,由上图知,电路的电流为0.5A,由欧姆定律可知,变阻器连入电路的电阻为
因R0=10Ω,故滑动变阻器连入电路中的阻值与阻值不相等,故D不正确。
故选B。
55.(22-23九年级上·北京石景山·期末)小亮利用阻值为R0的定值电阻和一块电压表测量未知电阻Rx的阻值。他选择了满足实验要求的器材(电源输出电压恒定),并连接了部分实验电路,如图所示,此时图中最后一根导线未连接,在将其连接好后,进行了如下主要操作:
①闭合开关S1、S2,读出并记录电压表的示数为U1;
②只闭合开关S1,读出并记录电压表的示数为U2;
③用U1、U2和R0表示Rx。
请选出最后一根导线的连接方式及Rx的表达式( )
A.连接ac; B.连接bc;
C.连接ad; D.连接bd;
【答案】B
【解析】AB.若最后一根导线的连接ac或者bc,当闭合开关S1、S2,读出并记录电压表的示数为U1,R0被短路,此时电压表测量电源电压,只闭合开关S1,两电阻串联,读出并记录电压表的示数为U2,则待测电阻的电流为
故待测电阻的阻值为
故A不符合题意;B符合题意;
C D.若最后一根导线的连接是ad,或者bd时,当闭合开关S1、S2,读出并记录电压表的示数为U1,R0被短路,此时电压表测量电源电压,只闭合开关S1,电压表没有示数,故阻值求不出来,故CD不符合题意。
故选B。
56.(23-24九年级上·北京丰台·期末)在探究电流与电阻的关系时,小明利用电源(电压为3 V)、滑动变阻器(规格为“ 1A”)、多个阻值不同且已知的定值电阻R(、、、、、)、开关及导线设计了如图所示的电路。实验中,他将阻值不同的定值电阻R依次接入电路。调节滑动变阻器的滑片P,控制定值电阻两端的电压为1.5 V。当将阻值为的定值电阻接入电路时,电压表示数始终无法达到1.5 V。经检查,电路连接无误,各元件均完好。其原因可能是( )
A.电源两端的电压过低 B.的定值电阻阻值过小
C.滑动变阻器的最大阻值过小 D.控制定值电阻两端的电压过低
【答案】CD
【解析】A.根据串联分压可知
定值电阻与滑动变阻器接入的阻值的比值是一个定值,滑动变阻器越大,定值电阻也越大,故当滑动变阻器最大的阻值为15Ω,将阻值为的定值电阻接入电路时,要使定值电阻两端的电压为1.5V,带入数据可知
经整理可知,滑动变阻器两端的电压为
则电源电压为
此时电源电压为2.625V就可以完成实验,故电源电压过低是错误的,故A错误;
B.根据串联分压,可知
滑动变阻器与定值电阻的阻值相同,而滑动变阻器的阻值最大值为15Ω,故定值电阻最大阻值为15Ω,才能够完成实验,故的定值电阻阻值过大,故B不符合题意;
C.根据
滑动变阻器与定值电阻的阻值相同,若用20Ω的电阻进行实验,则需要滑动变阻器的阻值为20Ω,而滑动变阻器的阻值只有15Ω,故存在的问题是滑动变阻器的最大阻值过小,故C正确;
D.要使20Ω的电阻能够完成实验,则控制定值电阻两端的电压为
经整理可知,此时定值电阻两端的电压
故控制定值电阻两端的电压过低,故D符合题意。
故选CD。
57.(22-23九年级上·北京朝阳·期末)司机酒后驾驶存在许多安全隐患。某物理兴趣小组设计了一种简易酒精浓度检测仪,其电路原理图如图甲所示。R1是气敏电阻,其阻值随呼气酒精浓度K变化的关系如图乙所示,R为滑动变阻器,检测前通过调节滑动变阻器对检测仪进行“调零”,此时电流表的示数为0.1A,调零后滑动变阻器的位置不变,电源电压为12V并且保持不变,查阅到相关资料如表1所示。下列说法中正确的是( )
表1
>血液酒精浓度M=呼气酒精浓度K×2200
>非酒驾(M<20mg/100mL)
酒驾(20mg/100mL≤M≤80mg/100mL)
醉驾(M>80mg/100mL)
A.当呼气酒精浓度增加时,电流表的示数变大
B.对检测仪“调零”时,R2接入电路的电阻为10Ω
C.检测时,当电流表示数为0.15A时,司机属于非酒驾
D.检测时,若电流表示数为0.3A,司机属于醉驾
【答案】AD
【解析】A.当呼气酒精浓度增加时,气敏电阻R1的阻值变小,总电阻变小,电源电压不变,根据,电流表的示数变大,故A正确;
B.对检测仪“调零”时,电路中的电流为0.1A,则总电阻为
从图乙可知,当酒精的浓度为零时,气敏电阻R1的阻值为100Ω,R2接入电路的电阻为
故B错误;
C.检测时,当电流表示数为0.15A时,则总电阻为
气敏电阻R1的阻值为
如图乙所示,当气敏电阻的阻值为60Ω,酒精的浓度K值为10×10-3mg/100mL,血液酒精浓度M
司机属于酒驾,故C错误;
D.检测时,若电流表示数为0.3A,则总电阻为
气敏电阻R1的阻值为
如图乙所示,当气敏电阻的阻值为20Ω,酒精的浓度K值为40×10-3mg/100mL,血液酒精浓度M
司机属于醉驾,故D正确。
故选AD。
58.(23-24九年级上·北京房山·期末)实验桌上有符合要求的电源、开关和滑动变阻器各一个、电流表和电压表各一块、阻值为R1=5Ω和R2=10Ω的电阻各一个、导线若干,请用上述器材探究“通过导体的电流与导体的电阻是否有关”,画出实验电路图,写出实验步骤,画出实验数据表格。
【答案】见解析
【解析】要探究通过导体的电流与的导体的电阻的关系,应保持导体两端的电压不变,需要用滑动变阻器来调节,所以实验电路为串联连接,电压表测量定值电阻两端的电压,电流表测量电路中的电流。实验电路图
实验步骤:
(1)电压表和电流表调零,断开开关,按照电路图连接电路,滑动变阻器滑片置于最大阻值处;
(2)闭合开关,调节滑动变阻器滑片到适当位置,读出电流表的示数用I表示,读出电压表的示数用U表示,将R、I计入表格;
(3)断开开关,用另一个阻值的电阻替换R,闭合开关,调节滑动变阻器滑片使电压表示数仍为U,读出此时电流表的示数用I表示,将R、I计入表格。
实验数据表格:
R/Ω
I/A
59.(22-23九年级上·北京西城·期末)如图所示电路,电源两端电压为且保持不变。电阻,滑动变阻器铭牌上标有“”字样,电流表的量程为,两块电压表的量程均为。小明认为:闭合开关S,在保证电路各元件安全的条件下,滑动变阻器的阻值可以在范围调节;且电流表的示数可以在变化。请你利用所学知识和上述数据,判断小明的结论是否正确。请写出计算、推理过程和你的结论。
【答案】小明的结论是错误的;计算、推理过程见解析
【解析】由电路图可知,R1与R2串联,电压表V1测R1两端的电压,电压表V2测R2两端的电压,电流表A测电路中的电流。当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,根据串联电路分压特点
恰好没超过电压表量程,所以滑动变阻器阻值为20,此时电路中电阻最大,电流最小
当滑动变阻器接入电路中的电阻最小为0时,电路中只有R1,这时电压表V1测电源电压4.5V,超过了电压表的量程,则R1两端电压最大为,根据串联电路电压特点,则R2两端电压为
则根据串联电路分压特点
滑动变阻器的最小阻值
这时电路中阻值最小,电流最大
没有超过电流表最大量程,所以电流表的示数范围在;滑动变阻器的调节范围为。所以小明的结论是错误的。
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专题05 欧姆定律
考点1、欧姆定律及其简单应用
1.(23-24九年级上·北京房山·期末)小华只有一块电流表,他想测出定值电阻Rx的阻值,设计了如图所示的电路,电源两端的电压保持不变,定值电阻R0=30。只闭合开关S、S1,电流表示数;只闭合开关S、S2,电流表示数。则Rx的阻值为( )
A.15Ω B.20Ω C.45Ω D.60Ω
2.(23-24九年级上·北京门头沟·期末)一个10Ω的电阻和一个1000Ω的电阻并联起来使用,其等效电阻的大小是( )
A.小于10Ω B.大于1000Ω C.大于10Ω 小于1000Ω D.无法判断
3.(23-24九年级上·北京平谷·期末)如图所示的电路中,定值电阻R2为10Ω,电源两端电压为3V。闭合开关S,电压表示数为1V。
(1)画出实物电路所对应的电路图;
(2)求定值电阻R1的阻值;
4.(23-24九年级上·北京丰台·期末)如图所示的电路中,定值电阻为,电源两端电压为3 V并保持不变。闭合开关S,调节滑动变阻器,使电流表示数为0.3 A。求:
(1)两端的电压;
(2)接入电路的阻值。
5.(23-24九年级上·北京东城·期末)如图所示,电源两端的电压U恒定,电阻,闭合开关S,电流表A、的示数分别为和。求:
(1)电源电压U;
(2)电阻的阻值。
6.(23-24九年级上·北京昌平·期末)如图所示,电源两端电压U为并保持不变,电阻阻值为。闭合开关S后,电流表A的示数I为。求:
(1)电流表A1的示数;
(2)电阻的阻值。
考点2、动态电路的分析及计算
7.(23-24九年级上·北京西城·期末)如图所示是小华利用热敏电阻设计的一个智能体温计的模拟电路,电源两端电压不变,用电表的示数大小反映温度高低,热敏电阻R1的阻值随温度的升高而增大,定值电阻R2起保护电路的作用。在下列分析中正确的是( )
A.电路中的电表一定是电流表 B.温度变化时,电表的示数不变
C.温度降低时,电路中的电流变大 D.温度升高时,R2两端的电压变大
8.(23-24九年级上·北京朝阳·期末)如图所示,是小阳设计的厨房出现一定浓度的可燃气体(或烟雾)时触发报警的电路图,电源两端的电压保持不变,电阻R1是气敏电阻,其阻值随着可燃气体(或烟雾)浓度的增加而减小。当厨房中可燃气体(或烟雾)积累到一定浓度时,电压表示数将达到某一值U,就会触发报警。改变电位器 R2的阻值,可以实现可燃气体(或烟雾)在不同浓度时触发报警。下列说法正确的是( )
A.R2的阻值不变,随着可燃气体浓度增加,通过 R1的电流减小
B.R2的阻值不变,随着可燃气体浓度的增加,电压表示数减小
C.为了避免厨房存在微量烟雾时触发报警,应减小R2的阻值
D.若只将电源电压变大,则可燃气体的浓度更高时触发报警
9.(23-24九年级上·北京东城·期末)电阻触摸屏在笔记本电脑及手机等设备上已普遍触摸屏使用,当手指在触摸屏表面施以一定的压力时,触摸屏通过分别识别触摸点的水平与竖直位置,从而确定触摸的位置。以竖直方向为例,触摸屏相当于一根电阻丝,触摸时,触摸点P将电阻丝分为上下两部分。设上部分电阻为R1,下部分电阻为R2,结构可等效为如图所示的电路,电源两端电压不变。当触摸点在竖直方向移动时,若测得电阻R2两端电压减小,则电路中的电流大小、R2阻值以及触摸点P到屏下端的距离的变化情况分别为( )
A.不变、减小、减小 B.不变、增大、增大
C.变大、减小、减小 D.变大、不变、不变
10.(23-24九年级上·北京东城·期末)在图所示的电路中,电源两端的电压保持不变,闭合开关S后,滑动变阻器的滑片P向右移动,下列说法中正确的是( )
A.电压表的示数变大,电灯L的亮度变暗
B.电压表的示数变大,电灯L的亮度变亮
C.电流表A1的示数变小,电灯L的亮度不变
D.电流表A2的示数变小,电灯L的亮度变暗
11.(23-24九年级上·北京丰台·期末)如图所示,是小明设计的一种测定油箱内油量的模拟装置,其中电源两端电压不变,是定值电阻,R是滑动变阻器的电阻片,滑动变阻器的滑片P跟滑杆的一端连接,滑杆可以绕固定轴O转动,另一端固定着一个浮子。油箱中的油量减少时,浮子随油面落下,带动滑杆使变阻器的滑片P向上移动,从而改变电路中电流表的示数。下列说法中正确的是( )
A.当油量减少时,电流表的示数变大
B.当油量减少时,变阻器R接入电路的阻值变小
C.若油量不变,换用阻值更大的定值电阻,电流表的示数将变大
D.若油量不变,换用电压更大的电源,电流表的示数将变大
12.(23-24九年级上·北京东城·期末)小东利用热敏电阻制作高温报警器,要求环境温度T达到或超过某一温度时,报警器报警,其电路图如图所示,图中电源电压,定值电阻,热敏电阻R的阻值随环境温度T变化的情况如表所示。当报警器两端电压达到或超过时,报警器报警。下列说法正确的是( )
环境温度
5
10
20
30
40
50
60
热敏电阻
6.0
4.4
2.8
1.8
1.1
0.8
0.7
A.热敏电阻的阻值随环境温度的升高而减小
B.
C.若想将变小,只将换为阻值更小的定值电阻即可实现
D.若将设置为,只将电源电压提高到即可实现
13.(23-24九年级上·北京朝阳·期中)如图甲所示电路,电源两端电压保持不变,R0为定值电阻,RP为滑动变阻器。闭合开关S,将滑动变阻器滑片由一端移到另一端的过程中,电路中电流表示数和电压表示数的关系如图乙所示,下列说法正确的是( )
A.电源两端电压为5V
B.滑动变阻器的最大阻值为50Ω
C.定值电阻R0的阻值是10Ω
D.当滑动变阻器的滑片Р移至中点时,电流表的示数是0.3A
14.(23-24九年级上·北京门头沟·期末)如图所示电路,电源电压保持不变,闭合开关,当滑动变阻器的滑片向右移动的过程中,下列判断正确的是( )
A.电流表示数变小,电压表示数变小
B.电流表示数变大,电压表示数不变
C.电流表示数变小,电压表示数变大
D.电流表示数变大,电压表示数变大
15.(23-24九年级上·北京大兴·期末)如图所示是一种测定油箱内油量的装置的工作原理图。图中R是圆弧形电阻片,金属滑杆可以绕固定轴O转动,它的一端跟电阻片接触良好且可沿电阻片运动,另一端固定着一个浮子。当油箱中的油量变化时,浮子随油面高度的变化上升或者下降,电流表的示数也相应地发生改变。则下列判断中正确的是( )
A.油箱内的油量减少时,浮子将上升
B.油箱内的油量减少时,电流表的示数变小
C.只用电压表代替电流表,此装置仍能正常工作
D.只用塑料棒代替金属滑杆,此装置仍能正常工作
16.(22-23九年级上·北京昌平·期末)如图所示的四个电路中,电源两端电压保持不变,当开关S闭合时,如果将滑动变阻器的滑片P向右移动,电表示数变大的是( )
A. B.
C. D.
17.(23-24九年级上·北京平谷·期末)如图甲所示电路,电源电压保持不变,闭合开关S,变阻器滑片P从a端滑到b端的整个过程中,电流表示数I与电压表示数U的关系如图乙所示,由图象可知,下列说法正确的是( )
A.的阻值为10Ω
B.的最大阻值为10Ω
C.电源电压是3V
D.当电流表示数为0.2A时,滑动变阻器正好一半阻值接入电路
18.(22-23九年级上·北京石景山·期末)如图甲所示电路,电源电压恒定。闭合开关S,滑片P从图甲中位置由右向左滑动的过程中,分别记录了灯泡两端电压、滑动变阻器两端电压和电流表的示数。依据实验数据,绘出灯泡和滑动变阻器的I—U图像,如图乙所示。请结合图像信息,判断下列说法正确的是( )
A.图线b描述的是通过灯泡L的电流随其两端电压的变化
B.电源两端输出的电压大小是3V
C.通过灯泡L的电流与其两端电压的比值逐渐变小
D.滑动变阻器的铭牌可能是“20Ω,1A”
考点3、探究电流与电压的关系
19.(23-24九年级上·北京朝阳·期末)小阳用小灯泡、电压表、电流表、滑动变阻器、导线、开关及新的干电池等实验器材,探究通过导体的电流跟导体两端电压的关系,他设计的实验电路如图所示。
(1)本实验中使用滑动变阻器是为了保护电路和 。
(2)小阳设计的实验电路存在的问题是 。
(3)解决问题后,小阳通过实验得到下表中的实验数据。请你帮助他分析归纳出实验结论 。
U/V
1.6
2.0
2.4
3.0
3.5
4.0
I/A
0.16
0.20
0.24
0.30
0.34
0.40
20.(23-24九年级上·北京平谷·期末)某同学利用符合实验要求的电源、滑动变阻器、电阻箱、开关各一个,电流表和电压表各一块,导线若干,连接如图所示电路,探究“通过导体的电流与导体两端的电压是否有关”。
他的主要实验过程如下:
①闭合开关S,调节电阻箱示数为R,移动滑动变阻器滑片P至适当位置,读出电流表和电压表的示数I、U,并记录;
②改变电阻箱示数R,移动滑动变阻器滑片P,使电压表示数仍为U,读出电流表的示数I,并记录;
根据以上叙述,回答下列问题:
(1)实验过程中存在的问题: 。
(2)请你针对实验过程中存在的问题,写出改进措施: 。
考点4、探究电流与电阻的关系
21.(23-24九年级上·北京通州·期末)用图所示的电路研究电流与电阻的关系时,将电阻由5Ω更换为10Ω,闭合开关,接下来的正确操作是( )
A.直接读出电压表和电流表的示数
B.保持的滑片P位置不变,调高电源电压
C.将的滑片P向左移动,使电流表的示数保持不变
D.将的滑片P向右移动,使电压表的示数保持不变
22.(23-24九年级上·北京东城·期末)晓琳利用图甲所示的电路,进行“用电压表和电流表测电阻”的实验,其中电源电压恒为3V,滑动变阻器上标有“20Ω; 2A”字样。
(1)闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,结果发现电流表指针不动,但电压表有明显的示数。则电路故障可能是 ;
(2)排除故障后,闭合开关,当滑动变阻器的滑片移到某一位置时,电流表和电压表的示数如图乙、丙所示,待测电阻RX的阻值为 Ω;
(3)晓琳想利用此电路继续研究导体中电流跟电阻的关系。实验室有阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω、25Ω、30Ω、60Ω的定值电阻各一个。实验过程如下:①晓琳将5Ω定值电阻R1替换RX、接入电路后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片P,读出电压表示数为1.8V,读出此时的电流表的示数I1,记录对应数据。
② ,记录对应数据。
③仿照步骤②多次实验,记录对应数据。
(4)当晓琳用最后一个60Ω的定值电阻做此实验时,发现无论如何调节滑片P,都不能达到实验要求,无法进行实验。晓琳认为滑动变阻器的最大阻值太小,请你帮助晓琳挑选一个最大阻值至少为 Ω的滑动变阻器。
23.(23-24九年级上·北京西城·期末)小萱计划做“探究通过导体的电流跟导体电阻的关系”的实验,她设计了电路图,并按照电路图连接电路元件如图所示。
(1)她闭合开关S前,应将滑动变阻器的滑片P移动到 端(选填“A”或“B”);
(2)小萱的实验方案主要步骤如下:
①闭合开关S,调节滑片位置,使电压表的示数为U,读出此时电流表的示数I,
并将R、U、I的数据记录在表格中;
②调节滑动变阻器的滑片,改变R两端的电压,并将U、I的数据记录在表格中;
③仿照步骤②,再做四次实验,并将实验数据记录在表格中。
请你根据以上的实验步骤,回答下列问题:
(3)小萱的方案实际上探究的是: 的关系;
(4)在上述步骤中存在的两个主要问题是: , ;
(5)针对上述问题,应修改步骤②。请你将以下正确的步骤补充完整:断开开关S, ,再闭合开关S, ,使 ,读出此时电流表的示数I,将R、I的数据记录在表格中;
(6)小萱修改了自己的实验步骤后,进行了正确的探究实验。下表是她记录的实验数据。请你分析表中数据得出实验结论: 。
R/Ω
5
10
15
20
25
30
I/A
0.60
0.30
0.20
0.15
0.12
0.10
24.(23-24九年级上·北京石景山·期末)实验桌上有如下器材:满足实验要求的电源、已调好的电流表和电压表、开关、滑动变阻器各一个,阻值已知且不同的定值电阻,电源两端电压不变。小石想用以上器材设计实验,证明:“当导体两端电压一定时,通过导体的电流大小与导体的电阻成反比”
(1)以下是部分实验步骤,请帮他补充完整:
①按电路图连接实物如图所示,滑动变阻器的滑片P调至最大阻值处;
②闭合开关S,调节滑动变阻器滑片P,使电压表的示数,同时读出电流表的示数,将、和记录在表格中;
③断开开关S, ,闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片P,使电压表的示数仍为,读出电流表的示数,将和电阻的阻值记录在表格中:
④仿照步骤③再做4次实验。
(2)上述步骤③中,调节滑动变阻器前,若电压表的示数大于,小石应将滑片P向 (选填“左”或“右”)端调节。写出这样调节的依据及推理过程 ;
(3)画出实验数据记录表格。
25.(23-24九年级上·北京大兴·期末)小兴用如图所示的电路探究导体中的电流与导体电阻的关系,图中R是电阻箱,R1是滑动变阻器。他的实验步骤如下:
①将电流表和电压表调零,按图连接好实验电路,开关保持断开状态,使滑动变阻器接入电路的阻值调至最大;
②把电阻箱调到某个阻值,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片到适当位置,读出电压表的示数U、电阻箱的示数R和电流表的示数I,并将R和I的值记入表格;
③断开开关S,改变电阻箱的阻值,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片,使电流表的示数仍为I,读出电压表的示数U、电阻箱的示数R和电流表的示数I,并将R和I的值记入表格;
④仿照步骤③再重复4次实验。
(1)小兴所探究的问题中,自变量是 ;
(2)小兴的实验过程不能达到探究的目的,原因是 ;
(3)请你帮助小兴改进实验,以达成实验目的 。(写出主要步骤即可)
26.(23-24九年级上·北京通州·期末)小峰在探究“通过导体的电流跟电阻的关系”实验中,根据实验目的设计出实验电路图,如图所示。
(1)在小峰探究的问题中的因变量是 ;
(2)在此实验中,为达到实验目的,每次应更换 ,并移动滑动变阻器的滑片P,改变其连入电路中的阻值,目的是使 表的示数保持不变。
27.(23-24九年级上·北京密云·期末)妍妍同学想通过实验,探究通过导体的电流与导体电阻之间是否成正比。他利用干电池、电流表、电压表、电阻箱、滑动变阻器、开关及导线,设计了如图所示的电路进行实验,请完成下列问题。
(1)在虚框中画出实验数据表格 。
(2)撰写主要实验步骤 。
28.(23-24九年级上·北京门头沟·期末)实验室有如下器材:满足实验要求的电源一个,已经调零的电压表和电流表各一支,符合要求的滑动变阻器一个,已知阻值的定值电阻一个,开关一个和导线若干。小明想利用如上器材设计一个实验,探究“当电阻保持不变时,通过电阻的电流与该电阻两端电压之间的关系”。请你根据上述要求帮助小明:
(1)探究问题中的自变量是: ;
(2)画出实验电路图; ;
(3)设计出实验数据记录表 。
29.(23-24九年级上·北京密云·期末)某实验小组用如图所示电路探究电流与电阻的关系。
(1)请将图所示的电路连接完整,要求滑动变阻器的滑片P向右移动时电阻变大 ;
(2)先将5Ω的定值电阻接入电路,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为2V,读出电流表的示数,将实验数据记录在表格中;
(3)接下来断开开关,取下5Ω的定值电阻,换成10Ω的定值电阻,闭合开关,调节滑动变阻器,直至电压表的示数为 V,读出电流表的示数,将实验数据记录在表格中;再更换不同阻值的定值电阻重复4次上述操作,分别将数据记录在表格中;
(4)请你在方框内画出记录数据的表格 。
30.(23-24九年级上·北京平谷·期末)小华在“探究电流与电阻的关系”时,实验室提供的器材有:电压恒为6V的电源一个,定值电阻6个(阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω、30Ω),规格为“50Ω 1A”的滑动变阻器一个,电流表、电压表、开关各一个,导线若干。
(1)小华设计并连接了如图所示的实验电路,想用电压表的3V量程测量定值电阻R两端的电压,请你用笔画线代替导线,帮助他把电压表正确连接在电路中(导线不能交叉);( )
(2)请你帮小华把实验步骤补充完整:
①将5Ω的电阻接在a、b间,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数为,读出电流表的示数I,并把相关数据记录在表格中;
②断开开关,把其它五个电阻依次替换a、b间的电阻,闭合开关, ,分别读出电流表的示数I,并把相关数据记录在表格中;
(3)请你帮小华设计出实验数据记录表格:( )
(4)小华进行实验时,把定为2V,然后从小到大更换电阻,当他用30Ω的电阻替换25Ω的电阻后,发现电压表示数始终不能调为。为继续完成此次探究,其他同学帮他一起设计了如下方案,下列方案可行的一项是 ;
A.将原滑动变阻器更换为“60Ω 1A”的滑动变阻器,其余不变
B.将电压为6V的电源更换为电压为10V的电源,其余不变
C.只调节滑动变阻器,使为2.25V
考点5、测量定值电阻和小灯泡的阻值
31.(23-24九年级上·北京石景山·期末)学校不同实验小组的同学,均利用一块电压表和阻值已知的定值电阻测量未知电阻的阻值。他们选择了满足实验要求的器材(电源两端电压不变且未知),分别连接了如图所示的实验电路并进行了如下操作:闭合开关、断开开关,记录电压表的示数为;闭合开关、,记录电压表的示数为。则下列能够测出的阻值且对应的表达式正确的是( )
A.甲图, B.乙图,
C.丙图, D.丁图,
32.(22-23九年级上·北京东城·期末)在测量未知电阻阻值的实验中,提供的实验器材有:符合实验要求的电源(电源电压不变且未知)、电流表、电压表、阻值已知的定值电阻R、开关和导线若干。如图所示的是同学们设计的两种测量的电路。甲图中只闭合开关S时,电压表示数为;开关S和都闭合时,电压表示数为。乙图中只闭合开关S时,电流表示数为;开关S和都闭合时,电流表示数为。则用上述实验所测得的物理量及定值电阻R表示的阻值,下列表达式正确的是( )
A.甲图: B.甲图:
C.乙图: D.乙图:
33.(23-24九年级上·北京朝阳·期末)将几十个小彩灯串联后接在家庭电路中,五光十色的彩灯带装扮着节日的夜晚。当其中一只小彩灯的灯丝烧断后,彩灯带不会熄灭,其原因是小彩灯内有一根表面涂有绝缘物质的细金属丝与灯丝并联,如图甲所示。当灯丝正常发光时,细金属丝与导电支架不导通;当灯丝烧断时,绝缘物质被击穿,细金属丝与导电支架瞬间导通,使其它小彩灯仍能发光。为了研究小彩灯的这一结构,小阳找来几只额定电压为5V的小彩灯进行实验,连接的电路如图乙所示。
(1)正确连接电路,闭合开关,发现小彩灯不亮,电流表有示数,电压表无示数,则电路的故障可能是 ;
A.小彩灯与灯座接触不良
B.小彩灯被短接
C.有导线断了
D.滑动变阻器被短接
(2)排除故障后,通过正确操作将测得的实验数据及观察到的现象记录在下表中;
U/V
0.5
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
6.0
I/A
0.06
0.10
0.12
0.18
0.20
0.22
亮度
不亮
微红
亮度逐渐增大
①小彩灯两端的电压为3V时,电流表示数如图丙所示,为 A;
②小彩灯正常发光时的电阻为 Ω;
③小彩灯两端的电压增大时,小彩灯的灯丝电阻将 ;
④当电压为7.5V时灯丝烧断,但细金属丝表面的绝缘物质并没有被击穿,其原因可能是 。
34.(23-24九年级上·北京东城·期末)小东利用如图甲所示的电路测量定值电阻的阻值时,发现电流表不能正常使用,于是小东利用另一电压表和阻值已知的定值电阻组合起来替代电流表完成了测量。
(1)将替代电流表部分的电路图画在图乙所示的虚线框中 ;
(2)按照替代后的电路正确连接后,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片调至适当位置,读出并记录两端电压,新增电压表的示数,则待测电阻的表达式: 。(用、、表示)
35.(23-24九年级上·北京平谷·期末)小华利用图甲所示的器材“测量小灯泡的电阻”,其中电源电压恒为3V,小灯泡的额定电流为0.2A。
(1)小华按图甲将电路连接完整,闭合开关前,滑片P应处于 端;(选填“左”或“右”)
(2)检查电路连接无误后,闭合开关,移动滑片P,小华发现小灯泡始终不亮,电压表示数接近电源电压,电流表几乎无示数,经检查电表和导线完好,则故障可能是 ;
(3)故障排除后,小华移动滑片P,使小灯泡正常发光,此时电压表的指针位置如图乙所示,读出电压表的示数 V,由此可知小灯泡正常发光时的电阻为 。
36.(23-24九年级上·北京房山·期末)某同学想用图甲所示实验电路测量额定电压为2.5 V小灯泡L正常发光时的电阻,请完成下列问题:
(1)如图甲所示,当滑片P向右滑动时,灯泡变亮,应连接滑动变阻器的 接线柱;(选填“A”“B”或“C”)
(2)闭合开关后发现小灯泡不发光,电压表有示数且接近电源电压,电流表无示数,经检查发现电路中只有一处故障,依据现象可以判断 发生 故障;
(3)排除故障后,闭合开关,调节滑动变阻器,使电压表示数为2.5V,此时电流表示数如图乙所示为 A,则小灯泡正常发光时的电阻为 Ω。
37.(23-24九年级上·北京顺义·期末)如图甲所示的“电阻测量盒”,内有电源(电源电压未知,但测量过程中电源电压保持不变)、阻值已知的定值电阻、开关和电流表,并引出两根导线到盒外。将盒外的两根导线分别与待测电阻的两端相连,根据开关闭合、断开时电流表的示数,可以测量计算出的阻值。请完成下列问题。
(1)图乙所示的盒内电路①②,其中 (填序号)能测量计算出的阻值;
(2)对于(1)中能测量计算出阻值的盒内电路,当开关闭合时电流表示数为、断开时电流表示数为,则 (选填“>”、“=”或“<”),用和表示, 。
38.(23-24九年级上·北京西城·期末)为了研究“导体对电流阻碍作用的大小”,小军利用同种合金材料制成的a、b、c三条电阻丝(不考虑温度对电阻的影响)进行实验,已知:a、b长度相同,b、c粗细相同。小军如图甲所示连接电路,依次将a、b、c三条电阻丝接入电路,每次闭合开关S后,观察电流表的示数,发现三次电流表示数逐渐变大。
(1)根据实验现象可以得出以下结论:
①电阻大小不仅跟导体横截面积有关,还跟导体 有关;
②电阻丝 的阻值最小(选填“a”、“b”或“c”)。
(2)小军要测量电阻丝a的电阻值,他又添加了电压表、滑动变阻器和若干导线。
①请你帮他画出实验电路图;
②小军按照自己设计的电路图连接的实物电路如图乙所示,小乐发现电路连接有一处错误,请你在错接的导线上画“×”,并用笔画线代替导线,画出正确的接线;
③小军改正错误的电路连接后,进行实验。闭合开关S,当滑片P移到某一位置时,电压表的示数如图丙所示,电阻丝a两端的电压为 V,此时,电流表的示数为0.3A,则Ra= Ω。
39.(23-24九年级上·北京昌平·期末)如图所示是测量未知电阻的实验电路,电源两端电压不变,定值电阻,请补充完成主要实验步骤,并进行数据处理。
(1)实验步骤:
①只闭合开关S,读出并记录电流表示数;
② ,读出并记录电流表示数;
③计算的阻值。
(2)数据记录与处理(请你补充完整表中的数据)实验数据记录表 (定值电阻)。
0.1
0.4
40.(23-24九年级上·北京门头沟·期末)小林用“伏安法”测量定值电阻R的阻值,在实验桌上连接了部分实验电路,如图所示。
(1)请你用笔画线表示导线,将图甲所示的实物图连接完整 ;
(2)连好电路后开始实验,闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应置于 端(选填“A”或“B”);
(3)闭合开关后,他发现电流表无示数,电压表有示数,则可能是 ;
A.滑动变阻器发生断路 B.电阻R发生断路
C.电阻R发生了短路 D.滑动变阻器发生短路
(4)闭合开关S后,调节滑动变阻器的滑片P至某位置,观察到电压表和电流表的示数分别如图乙、丙所示,这个待测电阻R的阻值为 Ω。
41.(23-24九年级上·北京大兴·期末)小兴用如图甲所示的器材测量小灯泡的电阻,小灯泡的额定电压是2.5V。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整,要求开关闭合后,滑片P向左移动时,电阻值变大 ;
(2)正确连接电路后,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片置于 (选填“A”或“B”)端;
(3)闭合开关后,调节滑动变阻器,使电压表示数为1.8V,此时电流表的示数如图乙所示。则此时通过小灯泡的电流是 A,小灯泡的电阻是 Ω(结果保留一位小数)。要测量小灯泡正常发光时的电阻,他应将滑动变阻器的滑片向 (选填“A”或“B”)端移动一段距离。
42.(23-24九年级上·北京石景山·期末)小华用图甲测量标有“”字样的灯泡L正常发光时的电阻。按要求完成下列问题:
(1)请用笔画线代替导线,将图甲所示的实物图连接完整,要求此时滑动变阻器的滑片P位于阻值最大处;
(2)连接电路后,闭合开关S,无论怎样移动滑动变阻器,灯泡都不亮,电压表示数始终接近电源电压,产生这种现象的原因可能是( )
A.电流表的正负接线柱接反了 B.电压表的量程选小了
C.灯泡L发生了断路 D.灯泡L发生了短路
(3)排除故障后,闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片P,使电压表示数为,电流表示数如图乙,电流表示数是 A,灯泡L正常发光时的电阻为 。
43.(23-24九年级上·北京东城·期末)小刚想利用一块电压表和阻值已知的电阻R0测量未知电阻RX的阻值。他选择了满足实验要求的器材,并连接了如图的实验电路,电源两端电压不变且未知;
(1)实验步骤如下:
①当开关S、S2闭合、S1断开时,电压表的示数为U1;
② ,电压表的示数为U2;
(2)则RX的表达式是 。
44.(23-24九年级上·北京东城·期末)小明在做测电阻的实验时,发现没有电流表,他开动脑筋,打算只用一块电压表和阻值已知的电阻R0测量电阻Rx的阻值。小明选择了满足实验要求的器材,并连接了部分实验电路,如图所示。
(1)请你在图中只添加一根导线完成实验电路的连接 ;
(2)请补全实验步骤:
①断开S1、S2、S3,按图连接好电路后,应将滑动变阻器的滑片P调至阻值最大位置;
②调节滑动变阻器至合适阻值,断开开关S3,闭合开关S1、S2,将此时电压表的示数U1记录在表格中,断开开关S1;
③ ,断开开关 ,闭合开关 ,将此时电压表的示数U2记录在表格中,断开开关S1;
④小明利用测出的U1、U2和R0,写出Rx的表达式 。
45.(23-24九年级上·北京平谷·期末)小丽要测量小灯泡L正常发光的电阻,连接了如图甲所示的电路。已知小灯泡的额定电压是2.5V。
(1)正确连接电路后闭合开关,电流表无示数,电压表示数接近于电源电压,则故障原因可能是小灯泡L (选填“短路”或“断路”);
(2)排除实验故障后,闭合开关S,移动滑片,电压表示数如图乙所示,要使小灯泡正常发光,则滑动变阻器的滑片P应向 端移动(选填“A”或“B”);
(3)当小灯泡正常发光时,电流表示数如图丙所示,则小灯泡L正常发光时的电阻为 Ω;
(4)小华想用小丽连接好的电路做“电阻一定,通过导体的电流与电压关系”的实验,小丽说不可以,理由是 。
46.(23-24九年级上·北京丰台·期末)小明为了研究小灯泡的电学特性,连接了如图甲所示的电路,其中小灯泡的额定电压为2.5 V。请回答下列问题:
(1)小明闭合开关S,发现小灯泡不亮,但电流表、电压表均有示数,接下来他首先应进行的操作是 (选填字母序号);
A.更换小灯泡 B.检查电路是否断路 C.调节滑动变阻器,观察小灯泡是否发光
(2)解决问题后,小明闭合开关S,调滑动变阻器的滑片P,测量了多组小灯泡的电流与其两端电压的数据,并根据这些数据绘制出小灯泡的I-U图像如图乙所示,由图像可得,小灯泡两端电压为1 V时,小灯泡的电阻R= Ω;
(3)小明认为利用该电路也可以探究导体中的电流与导体两端电压的关系。你认为这种想法是 的(选填“正确”或“错误”),理由是 。
47.(23-24九年级上·北京通州·期末)小斐为了测量未知电阻的阻值,利用两块已调零的电流表、阻值已知的电阻和符合实验要求的器材,设计了如图所示实验电路。闭合开关后,电流表的示数为,电流表的示数为。
请你根据已知量和测量量,写出的表达式为: 。
48.(22-23九年级上·北京西城·期末)小丽要测量未知电阻的阻值,她利用符合实验要求的电源一个、已调零的电压表一块、滑动变阻器、电阻箱各一个、开关两个、导线若干,小丽设计了如图所示的实验电路图,并写出了如下的实验步骤。请你将小丽的实验步骤补充完整。
①开关和均断开,按电路图连接电路,将滑动变阻器滑片P移到阻值最大端。
②只闭合开关 ,调节滑动变阻器的滑片P到适当位置,记录电压表的示数;
③断开开关 ,闭合 ,保持 不变,调节 ,使电压表的示数仍为;
④记录此时电阻箱的示数,则待测电阻的阻值。
49.(22-23九年级上·北京丰台·期末)小英按图甲所示的电路图连接实验电路,测量电阻的阻值。闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片P后,观察到电压表和电流表的示数分别如图乙、丙所示,则电压表的示数为 V,电流表的示数为 A,待测电阻的阻值为 Ω。
50.(22-23九年级上·北京朝阳·期末)小阳同学利用如图所示的电路测量定值电阻R的阻值。
(1)实验过程中,电压表、电流表的示数如图甲、乙所示,则电压表的示数为 V,电流表的示数为 A,此时所测量的定值电阻R的阻值为 Ω;
(2)物理课上,老师展示的数字时钟因少组装了一个定值电阻(约10kΩ)无法正常工作。实验桌上有三个标识不清的1kΩ、5kΩ、10kΩ的定值电阻,能否用图所示的器材及电路通过测量从中选出该电阻 (选填:“能”或者“不能”),理由是 。
51.(23-24九年级上·北京门头沟·期末)小星为了测量未知电阻Rx阻值,选择了满足实验要求的实验器材,开始连接电路。
(1)连接电路过程中开关应该 (选填“闭合”或“断开”);
(2)连接电路过程中滑动变阻器滑片应置于最 端(选填“左”或“右”);
(3)连接好的实验电路如图甲所示。闭合开关S,滑动变阻器滑片P滑动到某一位置时,电压表、电流表的示数如图乙、丙所示。请你计算出电阻Rx的阻值为 。
52.(22-23九年级上·北京西城·期末)小东按照如图所示的电路,利用一块已经调好的电压表和阻值已知的电阻R0等符合实要求的器材,测量未知电阻Rx的电阻值。他设计的实验步骤如下:
①闭合开关S,记录电压表示数U1;
②断开开关S,将电压表接在a点处的导线取下并改接到c点处,闭合开关S,记录电压表示数U2;
(1)小东设计的实验步骤②有错,其错误是 ;
(2)步骤②应改为: , ,闭合开关S,记录电压表示数U2;
(3)请你依据正确的实验过程,写出未知电阻Rx的表达式:Rx= 。
53.(23-24九年级上·北京大兴·期末)某同学利用如图所示的电路测量未知电阻Rx的阻值,图中R是电阻箱。他连接好实验电路后进行如下操作:①将电阻箱调至阻值最大处;②只闭合开关S1和S2,读出并记录电流表的示数I;③断开S2,闭合S3;④调节电阻箱,使电流表的示数仍为I,记录电阻箱的读数R。于是他得出了未知电阻的阻值Rx=R。
(1)请你说明Rx=R的依据;
(2)实验中不能用滑动变阻器代替电阻箱,请你说明理由。
54.(22-23九年级上·北京顺义·期末)如图甲所示电路,电源两端电压保持不变,闭合开关,在保证电路元件安全情况下,移动滑动变阻器的滑片,记录电流表和电压表示数,并描绘出电路中电流与滑动变阻器两端电压关系的图像,如图乙所示。则下列判断正确的是( )
A.电源电压为6V
B.定值电阻的阻值为
C.当滑动变阻器连入电路的阻值最大时,电路中的电流为0.8A
D.当电压表示数为3V时,滑动变阻器连入电路中的阻值与阻值相等
55.(22-23九年级上·北京石景山·期末)小亮利用阻值为R0的定值电阻和一块电压表测量未知电阻Rx的阻值。他选择了满足实验要求的器材(电源输出电压恒定),并连接了部分实验电路,如图所示,此时图中最后一根导线未连接,在将其连接好后,进行了如下主要操作:
①闭合开关S1、S2,读出并记录电压表的示数为U1;
②只闭合开关S1,读出并记录电压表的示数为U2;
③用U1、U2和R0表示Rx。
请选出最后一根导线的连接方式及Rx的表达式( )
A.连接ac; B.连接bc;
C.连接ad; D.连接bd;
56.(23-24九年级上·北京丰台·期末)在探究电流与电阻的关系时,小明利用电源(电压为3 V)、滑动变阻器(规格为“ 1A”)、多个阻值不同且已知的定值电阻R(、、、、、)、开关及导线设计了如图所示的电路。实验中,他将阻值不同的定值电阻R依次接入电路。调节滑动变阻器的滑片P,控制定值电阻两端的电压为1.5 V。当将阻值为的定值电阻接入电路时,电压表示数始终无法达到1.5 V。经检查,电路连接无误,各元件均完好。其原因可能是( )
A.电源两端的电压过低 B.的定值电阻阻值过小
C.滑动变阻器的最大阻值过小 D.控制定值电阻两端的电压过低
57.(22-23九年级上·北京朝阳·期末)司机酒后驾驶存在许多安全隐患。某物理兴趣小组设计了一种简易酒精浓度检测仪,其电路原理图如图甲所示。R1是气敏电阻,其阻值随呼气酒精浓度K变化的关系如图乙所示,R为滑动变阻器,检测前通过调节滑动变阻器对检测仪进行“调零”,此时电流表的示数为0.1A,调零后滑动变阻器的位置不变,电源电压为12V并且保持不变,查阅到相关资料如表1所示。下列说法中正确的是( )
表1
>血液酒精浓度M=呼气酒精浓度K×2200
>非酒驾(M<20mg/100mL)
酒驾(20mg/100mL≤M≤80mg/100mL)
醉驾(M>80mg/100mL)
A.当呼气酒精浓度增加时,电流表的示数变大
B.对检测仪“调零”时,R2接入电路的电阻为10Ω
C.检测时,当电流表示数为0.15A时,司机属于非酒驾
D.检测时,若电流表示数为0.3A,司机属于醉驾
58.(23-24九年级上·北京房山·期末)实验桌上有符合要求的电源、开关和滑动变阻器各一个、电流表和电压表各一块、阻值为R1=5Ω和R2=10Ω的电阻各一个、导线若干,请用上述器材探究“通过导体的电流与导体的电阻是否有关”,画出实验电路图,写出实验步骤,画出实验数据表格。
59.(22-23九年级上·北京西城·期末)如图所示电路,电源两端电压为且保持不变。电阻,滑动变阻器铭牌上标有“”字样,电流表的量程为,两块电压表的量程均为。小明认为:闭合开关S,在保证电路各元件安全的条件下,滑动变阻器的阻值可以在范围调节;且电流表的示数可以在变化。请你利用所学知识和上述数据,判断小明的结论是否正确。请写出计算、推理过程和你的结论。
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