内容正文:
2025年中考物理一轮复习备考考点突破:
欧姆定律实验、计算题
一、实验题
1.小虎利用图甲的装置“探究电流和电阻、电压的关系”,其中电源电压为4.5V,滑动变阻器的规格为“20Ω,1A”,选用的定值电阻的阻值分别是5Ω,10Ω,20Ω。
(1)如图甲,闭合开关后,小虎无论怎样移动滑动变阻器的滑片,两电表的指针始终处于图乙所示的状态,则电路故障可能是 ;
(2)小虎排除故障后,将5Ω的电阻接入电路,闭合开关,记录对应的几组电压表和电流表的示数,此过程小虎探究的是电流与 的关系;
(3)要完成预定的实验任务,小虎把5Ω的电阻接入电路后,闭合开关,电流表的示数如图丙所示。实验中把5Ω的电阻换成10Ω后,电压表的示数 (填“变大”“变小”或“不变”),此时应将滑动变阻器的滑片向 (填“A”或“B”)调节,使电压表的示数为 V;
(4)小虎将20Ω的电阻接入电路中时,无论怎样调节滑动变阻器都无法使电压表的示数达到预定值,为了要完成此次实验,所选择的滑动变阻器的最大阻值不能小于 Ω。
2.小迪同学利用图甲所示的电路“探究电流与电压、电阻的关系”,所选择的器材有新干电池两节,5、10、15、20的定值电阻各一只,“30;1A”的滑动变阻器、电压表、电流表、开关各一只,导线若干。
(1)图乙是按照图甲连接的实物图,其中有一根导线连接错了,请你在接错的那根导线上画“×”,并用笔画线代表导线将电路连接正确 (要求导线不能交叉);
(2)正确连接后,闭合开关,移动滑片,发现电流表有示数,电压表无示数。可能的故障是定值电阻R (选填“断路”或“短路”);
(3)小迪先探究电流与电压的关系。他们记录的数据如表1所示,分析数据可以得到的结论是:在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成 比;
表1
实验序号
1
2
3
4
电压U/V
1.0
1.2
1.8
2
电流I/A
0.20
0.24
0.36
0.40
(4)小迪继续探究电流与电阻的关系。他首先把5电阻接入电路,缓慢移动滑片,直到使电压表指针如图丙所示,则电压表示数为 V;
(5)他又分别将10、15和20的电阻接入电路进行实验,当 的电阻接入电路后,无法将电压表示数调节到用5的电阻进行实验时的控制电压值,其原因是滑动变阻器的最大阻值太 (选填“大”或“小”)。为了用以上四个电阻都能完成实验,定值电阻两端所控制的电压应该不低于 V,或者电源电压应该不超过 V。
3.许多实验器材在物理实验中能被重复利用,斜面就是其中之一。请完成下列利用斜面进行实验的有关内容:
(1)图甲所示实验中,为便于测量小车在斜面上的运动时间,应使斜面保持 (选填“很大”或“很小”)的坡度;
(2)图乙所示实验中,用同一个球A,可探究动能大小跟 有关,探究过程中多次实验的目的与下列哪个实验不同 (填序号);
A.探究杠杆平衡条件
B.测量物质密度
C.伏安法测小灯泡电阻
(3)图丙所示实验中,斜面倾斜角为30°,物体B重为4N。用弹簧测力计沿斜面拉动B做匀速直线运动,实验中弹簧测力计示数如图所示,则所测斜面的机械效率为 。
4.如图所示,图甲是小雨同学做“探究电流与电阻的关系”的实验电路,其中电源电压为4.5V保持不变,实验中的定值电阻分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω和25Ω,滑动变阻器的规格为“18Ω,0.5A”。
(1)用笔画线代替导线将图甲实物电路连接完整 (要求:滑动变阻器的滑片P向左移动时,电路中电流变大);
(2)连接好电路后,闭合开关,移动滑动变阻器滑片,发现电压表无示数,电流表示数有变化,经检查发现线路接触良好,各电表完好,其原因可能是 ;
(3)排除故障后,小雨继续实验,根据测得的数据绘制出电流I随定值电阻R变化的图像如图乙所示。实验过程中,当他们完成对5Ω电阻的数据测量后,接下来断开开关,换上10Ω的电阻,再闭合开关,将滑动变阻器的滑片向 移动,直至电压表示数为 V,读出相应的电流表示数;
(4)小明发现小雨绘制出来的乙图中某个电阻对应的电流值是无中生有数据,该电阻R= Ω;
(5)本实验的结论: 。
5.某同学利用“伏安法”测量未知电阻Rx的阻值,已知滑动变阻器的最大阻值为R;
(1)如图甲所示闭合开关,当电压表示数为2.4V时,电流表示数如图乙,则电阻 Ω。为了减小实验误差接下来的操作是: ;
(2)在实验操作中,发现电流表已损坏,电压表完好,该同学设计了如图丙所示的电路图也完成了实验,请你把下列实验步骤填写完整:
①闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片,当滑片位于最左端时,读出此时电压表的示数,记为U1;
② ,读出此时电压表的示数,记为U2;
③未知电阻 。(用已知量和测量量表示)
6.如图所示是某同学测量未知电阻R时所画的电路图,由于粗心,他没有画出电压表和电流表的符号经推理, 是电压表, 是电流表;如果电源电压不变,当他将开关S闭合,滑动变阻器的滑片P向上滑动时,甲表的示数将 ,乙表的示数将 .
7.小华利用提供的器材按进行“用电压表和电流表测电阻”的实验.
(1)并用笔代替导线完成图实物电路的连接 .(要求:划片向左移动时,滑动变阻器的阻值变小)
(2)小华连接好电路后,闭合开关,发现电压表的指针偏转角度很大,接近量程,而电流表的指针偏转角度很小,不到量程的1/5.小华检查电路后发现自己连接电路时出现了两个问题:一是把滑动变阻器的滑片放在了 (C或D)位置,二是 (电压表、电流表)的量程选择不当.
(3)小华发现旁边的小勇自己连接好电路后通过实验得到多组数据,并作出如图所示U-I图像,则小华分析后发现小勇把电压表并联在了 (电阻R或滑动变阻器)的两端.根据U-I图像,可求得待测电阻R = Ω.
8.如图甲是小琪实验小组在探究“电流与电阻的关系”时的电路图,电源电压6V恒定不变电压表(量程为0﹣3V)、电流表(量程为0﹣0.6A)无损坏,阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻各一个。
(1)请根据图甲,用笔画线代替导线连接完成图乙的实物图;( )
(2)连接好电路,闭合开关后,电压表指针迅速偏转到最右端,电流表无示数,其原因可能是 ;
(3)排除故障后,小琪进行了5次实验。在老师的引导下,他们将5次实验数据描绘在图丙中。观察图像可以得出实验结论:当电压一定时, ;
(4)图丙中阴影部分的面积表示的物理量是 ;
(5)实验过程中,当每次更换电阻后,都要移动滑动变阻器的滑片,此时眼睛应注意观察 (填字母);
A.滑动变阻器的滑片 B.电压表 C.电流表
二、计算题
9.海南省某校物理兴趣小组的同学设计了一个如图1所示的电路来测量海水的深度,其中R1=2Ω是一个定值电阻,R2是一个压敏电阻,它的阻值随所受液体压力F的变化关系如图2所示,电源电压保持6V不变,放入海水中保持受力面水平,且只有一个面积为0.02m2的面承受海水压力。(设海水的密度,g取10N/kg)
(1)当电流表示数为0.2A时,求压敏电阻R2的阻值;
(2)如图2所示,当压敏电阻R2的阻值为20Ω时,求此时压敏电阻R2所在深度处的海水压强;
(3)若电流的最大测量值为0.6A,则使用此方法能测出海水的最大深度是多少?
(4)若要使该电路能测海水的最大深度增大,则电阻R1的阻值需要 (选填“增大”“减小”或“不变”)
10.把R1和R2按图甲、图乙的连接方式分别接到电压为12V的电源两端.
(1)按图甲连接方式接入时,通过R1的电流为0.2A,加在R2两端的电压是4V,求R1和R2的阻值.
(2)按图乙连接方式接入时,求干路中的电流.
11.一只灯泡接到220V的家庭电路中,10min消耗的电能是2.4×104J,求:
(1)灯泡的电功率是多大?
(2)灯泡中通过的电流是多大?
(3)灯丝的电阻是多大?
12.在图所示的电路中,电源电压保持不变,电阻R1的阻值为30欧,滑动变阻器铭牌已模糊不清,只能辨识出标有“1A”字样.电键S断开时,电流表A的示数为0.4安.
①求电源电压U.
②闭合电键S,将滑动变阻器滑片P移到某点M处,然后将滑片P从M点向左移动,发现电流表A的示数的最大变化量为0.2安,将滑片P从M点向右移动,发现电流表A的示数的最大变化量也为0.2安,求滑片P在M点时电流表A的示数.
③求在第②小题滑片P移动过程中,滑动变阻器R2的取值范围.
13.在如图所示的电路中,电源电压为6伏且不变.电阻R1的阻值为10欧,滑动变阻器R2上标有“50Ω 2A”字样,闭合电键S,电流表示数为0.2安.求:
(1)电压表的示数;
(2)电阻R2连入电路的阻值;
(3)若移动滑动变阻器滑片P到某位置时,发现电压表和电流表中有一个已达满刻度,求此时电压表和电流表的示数.
14.如图所示的电路中,电源电压保持不变,变阻器Rp的滑片P在上下两端间移动的过程中,电压表的示数变化范围是0~4V,电流表的示数范围是0.5A~1A,求电阻R的阻值?变阻器Rp的最大阻值和电源电压U?
15.在图(a)所示的电路中,电源电压为6伏不变,电阻的阻值为15欧。闭合开关,电流表指针的位置如图(b)所示,求:
(1)通过电阻的电流。
(2)电阻的阻值。
16.如图1是一种测量货车载货量的工具——地磅,学校物理兴趣小组设计了一个模拟电路来探究其工作原理,如图2甲所示。电源电压不变,R1、R2均为定值电阻,底面积为2×10-3m2的圆柱形容器(容器足够高,质量忽略不计)放在压敏电阻上,通过装入不同深度的水,得到电路中两个电压表示数与电流表示数之间的图像关系,如图2乙所示,图中a表示电压表V1的图像,b表示电压表V2的图像。当电流表示数超过0.6A时,表示超过最大称量。求:
(1)某次圆柱形容器装水的深度为0.1m时,容器底部受到水的压强;
(2)电源电压;
(3)若压敏电阻的阻值与所受压力的关系如表所示,求容器中允许装水的最大深度。
压敏电阻所受压力F/N
2.0
3.0
4.0
5.0
6.0
7.0
压敏电阻的阻值R敏/Ω
45
28
15
9
5
2
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1. 电阻R断路 电压 变大 A 2 25
【详解】(1)[1]如图甲,闭合开关后,小虎无论怎样移动滑动变阻器的滑片,两电表的指针始终处于图乙所示的状态,电流表示数为0,电路可能断路,电压表示数达到最大值,电压表与电源连通,则电路故障可能是R断路。
(2)[2]小虎排除故障后,将5Ω的电阻接入电路,闭合开关,多次移动滑动变阻器的滑片,记录对应的几组电压表和电流表的示数,此过程电阻不变,小虎探究的是电流与电压的关系。
(3)[3][4][5]小虎把5Ω的电阻接入电路后,闭合开关,电流表的示数如图丙所示,电流表所接量程为0~0.6A,分度值0.02A,读数为0.40A,则定值电阻两端电压为
实验中,把5Ω的电阻换成10Ω的电阻后,根据分压原理,可知定值电阻两端电压增大,即电压表的示数将变大;研究电流与电阻的关系,要控制电阻的电压不变,根据串联分压的特点可知,要控制电阻的电压不变,滑动变阻器电阻也要增大,故需要将滑动变阻器滑片向A端移动,使电压表示数为2V。
(4)[6]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可得
滑动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,滑动变阻器连入电路中的电阻为
即所选择的滑动变阻器的最大阻值不能小于25Ω。
2. R短路 正 1 20 小 1.2 2.5
【详解】(1)[1]由电路图可知,滑动变阻器与R串联,电流表串联在电路中,电压表与R并联,正确电路图如图所示:
(2)[2]闭合开关,移动滑片,电流表有示数,说明电路不存在断路,电压表无示数,可能是与电压表并联的R短路了。
(3)[3]由表格数据可知,电压增大几倍,电流也增大几倍,可得:电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
(4)[4]由图乙可知,电压表接0~3V量程,其分度值为0.1V,由图丙可知电压表的示数为1V。
(5)[5][6]由(4)可知,定值电阻两端的电压控制在1V不变,则滑动变阻器两端的电压
当接入20Ω的电阻时,由串联分压原理可知
即
即此时滑动变阻器接入电路的电阻应为40Ω,但是滑动变阻器的最大阻值为30Ω,因此当20Ω电阻接入电路后,无法将电压表示数调节到用5的电阻进行实验时的控制电压值,其原因是滑动变阻器的最大阻值太小。
[7]为了用以上四个电阻都能完成实验,由串联分压原理可知
即
解得。即为了用以上四个电阻都能完成实验,定值电阻两端所控制的电压应该不低于1.2V。
[8]为了用以上四个电阻都能完成实验,由串联分压原理可知
即
解得。因此为了用以上四个电阻都能完成实验,电源电压应该不超过2.5V。
3. 很小 速度 B 80%
【详解】(1)[1]斜面倾角越小,小车运动时间越长,为便于测量小车的运动时间,实验中斜面应保持很小坡度。
(2)[2]小球的动能与小球的质量和小球的速度有关,对于同一个球A,质量一定,要改变A撞击木块前的动能大小,需要改变小球的速度,所以改变A在斜面上静止释放的高度,使小球到达斜面底端的速度不同,可以探究动能大小与速度的关系,实验中为了获得普遍的规律,应多次测量。
[3]A.探究杠杆平衡条件实验中,多次测量是为了获得普遍的规律,故A不符合题意;
B.测量物质密度时多次测量,是为了减小误差,故B符合题意;
C.伏安法测小灯泡电阻,多次测量是为了获得普遍的规律,故C不符合题意。
故选B。
(3)[4]由于斜面倾斜角为30°,所以s=2h;由图丙知弹簧测力计的分度值为0.1N,拉力为2.5N,斜面的机械效率为
4. 定值电阻R短路 右 2.5 25 在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比
【详解】(1)[1]滑动变阻器的滑片P向左移动时,电路中电流变大,表明接入的电阻变小,则下端的接线柱应选左端,如图所示:
(2)[2]闭合开关,电流表有示数,表明电流表的正负接线柱到电源的两极是通路,而电压表无示数,线路接触良好,电表完好,表明电压表并联的支路内有短路,因此可能的原因是定值电阻R短路。
(3)[3][4]根据图乙,当R=5Ω时,I=0.5A,则定值电阻两端电压为
UR=IR=0.5A×5Ω=2.5V
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,使电压表的示数为2.5V不变。
(4)[5]根据串联电路电压的规律知滑动变阻器应分得电压为
U滑=U﹣UR=4.5V﹣2.5V=2V
由分压原理知
即
定值电阻的最大电阻为
R大=22.5Ω<25Ω
所以25Ω电阻对应的电流值是无中生有数据。
(5)[6]由图像知,每组数据中,电流与电阻的乘积是一个定值,所以可得出结论:在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
5. 4.8 多次调节滑动变阻器滑片位置,分别测出电流和电压并求出电阻值,计算电阻的平均值 将滑动变阻器的滑片移动到最右端
【详解】(1)[1]由图甲知电流表选择的量程是0~0.6A,分度值是0.02A,则电流表示数为0.5A,
;
[2]实验中为使测量结果更接近真实值,应多次调节滑动变阻器滑片位置,分别测出电流和电压并求出电阻值,计算电阻的平均值;
(2)②[3]将滑片移动到最右端时,滑动变阻器全部接入,阻值为R,读出此时电压表的示数,此时电压表的示数等于Rx两端的电压,此时滑动变阻器两端的电压
,
根据串联电路电流特点,通过未知电阻的电流
;
③[4]未知电阻
。
6. 甲 乙 增大 增大
【详解】[1][2]由图知,甲与电阻并联,是电压表,乙与电阻串联,是电流表;
[3][4]滑动变阻器的滑片P向上滑动时,滑动变阻器的阻值变小,电路中的总电阻减小,电源电压不变,根据,电路中的电流变大,电流表的示数变大;
根据U=IR,电阻不变,电流增大,所以电阻两端的电压变大,电压表的示数变大.
7. C 电流表 滑动变阻器 5
【分析】①根据滑片向左移动时,滑动变阻器的阻值变小确定变阻器接线柱的连接,将电流表、变阻器、待测电阻串联在电路中;②变阻器与待测电阻串联,由电源电压大小结合电压表的指针偏转角度很大,接近量程,判断出变阻器的电压,从而确定滑片的位置;根据欧姆定律判断此时电路中的电流大小,由已知条件从而判断电流表的量程选择存在的问题;③当电流增大时,根据欧姆定律,判断定值电阻的电压的变化,由串联电路电压的规律,判断变阻器的电压变化,结合图2电流增大时,电压表示数减小,判断出电压表连接的位置;根据图2,确定电流及滑动变阻器两端的电压,根据欧姆定律及串联电路电压的规律列方程组,从而可以计算出待测电阻的阻值.
【详解】①用电压表和电流表测电阻时,电流表、变阻器、待测电阻串联在电路中,因要求滑片向左移动时,滑动变阻器的阻值变小,所以变阻器滑片以左电阻丝连入电路中,电压表与电阻并联测电压,如下图所示:
②因电压表选用小量程,闭合开关,发现电压表的指针偏转角度很大,接近量程,即接近3V,说明电源电压基本都加在了电阻的两端,变阻 器分得的电压接近0,说明变阻器连入电路中的电阻为0,即将滑动变阻器的滑片放在C处了;因此时电路中的电阻最小,根据欧姆定律,电路中电流应最大,而电流表的指针偏转角度很小,不到量程的15,则说明电流表量程选择不当(选大了);③因待测电阻与变阻器串联,当电流增大时,根据欧姆定律,定值电阻的电压应增大,由串联电路电压的规律,变阻器的电压减小;由图2可知,当电流增大时,电压表示数减小,所以可判断出电压表没有并联在待测电阻的两端,而是并联在变阻器的两端了;由图2知,当电流表的示数为0.2A时,电压表的示数为1.6V,根据串联电路中,电源电压等于电压表示数与定值电阻电压的和,结合欧姆定律有U=I1R+U2=0.2A×R+1.6V…①,当电流表的示数为0.4A时,电压表的示数为0.6V,同理有U=I2R+U′2=0.4A×R+0.6V…②,由①、②得R=5Ω.
8. 定值电阻R断路 通过导体的电流与导体的电阻成反比 定值电阻两端的电压 B
【详解】(1)[1]在探究“电流与电阻的关系”实验中,电压表并联在定值电阻两端;由图甲可知,当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与定值电阻串联在电路中,如下图所示:
(2)[2]连接好电路,闭合开关后,电流表无示数,说明电路可能断路,电压表指针迅速偏转到最右端,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,即其原因可能是定值电阻R断路。
(3)[3]由图丙可知,电流与电阻的乘积为
UV=IR=0.5A×5Ω=……=0.1A×25Ω=2.5V
为一定值,故可以得出实验结论:当电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
(4)[4]图丙中阴影部分面积为IR,根据欧姆定律,U=IR,故图丙中阴影部分的面积表示的物理量是定值电阻两端的电压。
(5)[5]研究电流与电阻关系时要控制电压不变,因此每次更换电阻后,都要移动滑动变阻器的滑片,此时眼睛应注意观察电压表,
故AC不符合题意,B符合题意。
故选B。
9.(1)28Ω
(2)2×106Pa
(3)500m
(4)增大
【详解】(1)由图1可知:闭合开关后,R1、R2串联,电流表测量电路中的电流;当电流表示数为0.2A时,由可得电路中的总电阻为
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以R2的阻值为
(2)当压敏电阻R2的阻值为20Ω时,由图2可知受到的压力为,此时压敏电阻R2所在深度处的海水压强
(3)若电流的最大测量值为0.6A,则当电流表的示数I′=0.6A时,由可得此时电路的总电阻为
此时压敏电阻的阻值
由图2可知,压敏电阻受到的压力F′=10×104N,此时压敏电阻R2所在深度处的海水压强
由可得,使用此方法能测出海水的最大深度
(4)由图2可知:压敏电阻受到的压力越大,压敏电阻的阻值越小,该测量仪所测的深度越大时,电路中电流越大,则根据欧姆定律和串联电路的特点可知采取的方法是:增大R1的阻值。
10.(1)40Ω;20Ω;(2)0.9A
【分析】(1)串联电路中电流处处相等,总电压等于各部分电压之和;
(2)并联电路中各支路电压相等,干路电流等于各支路电流之和.
【详解】(1)按图甲串联时,通过R1和的电流为0.2A,加在R2两端的电压是4V,根据串联电路的分压特点得,R1两端的电压为:
;
R1的阻值为:;
R2的阻值为:;
(2)按图乙并联连接时,支路电压都等于电源电压;
通过R1的电流为:;
通过R2的电流为:;
则干路电流为:.
11.(1)40W (2)0.18A (3)1210Ω
【详解】(1)根据公式P=W/t=2.4×104J/600S=40W
(2)I=P/U=40W/220V=0.18A
(3)R=U2/P=(22OV)2/40W=1210Ω
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12.①12伏 ;②1.2A;③12Ω~20Ω
【详解】①根据欧姆定律得: U=U 1=I1×R1 =0.4安×30欧=12伏
②因为I 2max=1A,
所以滑动变阻器滑片P在M点时,I 2=0.8A,
由并联电路电流规律:则I=I1+ I2=0.8A+0.4A=1.2A;
③U=U 1=U 2=12伏,
即滑动变阻器的取值范围为12Ω~20Ω.
13.(1)2V;(2)20欧;(3)3V,0.3A或6V,0.6A
【详解】由电路图可知,R1、R2串联,电流表测电路电流,电压表测电阻R1两端的电压;
(1)根据I=可得,电压表示数:UV=U1=IR1=0.2A×10Ω=2V;
(2)由串联电路的电压特点可得,电阻R2两端的电压:U2=U−U1=6V−2V=4V;根据I=可得此时R2连入电路的阻值:R2===20Ω;
(3)已知R1=10Ω,电源电压是6V,如果电压表量程为0∼15V,当滑动变阻器接入电路阻值为零时,电路中电流最大,则电路中最大电流为I===0.6A,因此电流表量程应为0∼0.6A;电流表量程为0∼0.6A,当电流表指针达到满偏时,最大电流为I最大=0.6A,此时电压表示数为UV=I最大R1=0.6A×10Ω=6V<15V,能够保证电路安全,符合题意,所以,此时电压表、电流表的示数分别为6V、0.6A;如果电流表选择0∼0.6A量程,电压表选择0∼3V量程,因为滑片在某一位置时有一个电表达到满偏,当电压表达到满偏为最大示数3V时,此时电路中的电流为:I′===0.3A,所以,此时电压表、电流表的示数分别为3V、0.3A.
14.电阻R的阻值为8Ω,变阻器Rp的最大阻值为8Ω,电源电压为8V
【详解】试题分析:当滑片位于下端时,电路为R的简单电路,此时电路中电流表的示数最大,根据欧姆定律表示出电源的电压;当滑片位于上端时,R与滑动变阻器的最大阻值串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流,此时电路中的电流最小,根据欧姆定律求出滑动变阻器的最大阻值,根据电阻的串联和欧姆定律表示出电源的电压,利用电源的电压不变得出等式即可求出R的阻值,进一步求出电源的电压.
解:当滑片位于下端时,电路为R的简单电路,此时电路中电流表的示数最大,即为1A,
由I=可得,电源的电压:
U=IR=1A×R,
当滑片位于上端时,R与滑动变阻器的最大阻值串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流,
此时电路中的电流最小,即为0.5A,
则滑动变阻器的最大阻值:
RP===8Ω,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,电源的电压:
U=I′(R+RP)=0.5A×(R+8Ω),
因电源的电压不变,
所以,1A×R=0.5A×(R+8Ω),
解得:R=8Ω,
电源的电压U=U=IR=1A×8Ω=8V.
答:电阻R的阻值为8Ω,变阻器Rp的最大阻值为8Ω,电源电压为8V.
【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用,关键是电表最大和最小示数对应值的判断.
15.(1)0.4A;(2)6Ω
【详解】解:(1)通过电路R1的电流为
(2)由b图可知干路电流为1.4A,通过电阻R2的电流为
电阻R2的阻值为
答:(1)通过电阻的电流为0.4A。
(2)电阻的阻值为6Ω。
16.(1)1000Pa;(2)12V;(3)0.3m
【详解】解:(1)容器底部受到水的压强
p1=ρ水gh1=1×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1000Pa
(2)由图可知,闭合开关,三个电阻串联接入电路,电压表V1测R2两端的电压,电压表V2测压敏电阻两端的电压;由乙图可知当通过电路的电流为I=0.2A时,V1、V2两电压表示数分别为U1=1V,U2=9V,此时电源电压可表示为
U=IR1+U1+U2=0.2A×R1+10V﹣﹣﹣﹣﹣①
由乙图可知当通过电路的电流为I′=0.6A时,V1、V2两电压表示数分别为U1′=3V,U2′=3V,此时电源电压可表示为
U=I′R1+U1′+U2′=0.6A×R1+6V﹣﹣﹣﹣﹣②
①②联立可得定值电阻阻值和电源电压
R1=10Ω
U=12V
(3)当电流表示数超过0.6A时表示超载,根据乙图可知此时压敏电阻两端的电压为3V;由欧姆定律可得压敏电阻的阻值
由表格可知,当压敏电阻阻值为5Ω时,压敏电阻所受压力为6N,则容器底部受到水的最大压强为
故可计算得容器中允许装水的最大深度为
答:(1)某次圆柱形容器装水的深度为0.1m时,容器底部受到水的压强为1000Pa;
(2)电源电压为12V;
(3)容器中允许装水的最大深度为0.3m。
答案第1页,共2页
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