内容正文:
专题03 欧姆定律
考点一 欧姆定律的理解和应用
1.(22-23九年级上·辽宁大连·期末)将电压表并联在滑动变阻器的两端(如图所示),闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,电压表的示数和电流表示数I的变化关系图像应该是图中的( )(已知电源电压为U不变,R1为定值电阻。)
A.B.C.D.
2.(23-24九年级上·辽宁葫芦岛·期末)如图甲是小伟给学校劳动实践基地的蔬菜大棚设计的测量空气湿度的电路图。电源电压恒为6V,定值电阻的阻值为,图乙是湿敏电阻R的阻值随空气湿度H的变化关系图象。下列说法正确的是( )
A.空气湿度越大,湿敏电阻R的阻值越大
B.空气湿度越大,电压表示数越大
C.当电压表的示数为2.4V时,空气湿度为40%
D.当空气湿度为80%时,电路中电流为0.2A
3.(23-24九年级上·辽宁大连·期末)某型号的半导体收音机里有一个分压电阻,其两端电压是2V, 通过的电流0.01A, 则该分压电阻的阻值是( )
A.0.02 Ω B.1.99 Ω C.2.01 Ω D.200 Ω
4.(21-22九年级上·辽宁大连·期末)用电流表和电压表测小灯泡的阻值,实验原理是 ,把多次测量的电流值和电压值绘制成I-U图象,发现I-U图象是一条曲线,原因是灯丝的 变化引起灯丝电阻的变化。
5.(22-23九年级上·辽宁沈阳·期末)如图为某种灯泡的电流I与电压U的关系图像。若有3只这种灯泡串联接在电压为6V的电源上,通过灯泡的电流为 A;若把一只这种灯泡与一电阻并联接在电压为6V的电源上,总电流为1.2A,则该电阻的阻值为 Ω。
6.(22-23九年级上·辽宁大连·期末)如图所示是电阻R和灯泡L的电流与电压关系图像,电阻R的阻值为 Ω。若将它们串联在电路中,此时灯泡L的功率为0.5W,则电源电压为 V。
7.(23-24九年级上·辽宁盘锦·期末)如图甲所示的电路中,电流表A1示数如图乙所示,电流表A2指针位置与A1相同,则通过小灯泡L2的电流是 A。图丙的电路中电压表V2测量的是 (填“电源”、“L1”或“L2”)两端的电压;若两电压表指针位置也相同,则此时两灯L1、L2电阻之比为 。
8.(23-24九年级上·辽宁大连·期末)某导体电阻为5,当导体两端的电压为10V时,通过导体的电流为 A;若导体两端电压变为0时,导体电阻为 (不考虑导体电阻随温度的变化)。
9.(23-24九年级上·辽宁大连·期末)甲醛对人体的危害非常严重,因此装修房屋时检测甲醛污染指数非常重要。某同学设计了移动甲醛检测设备,原理如图甲所示。电源电压为4.5V且恒定不变,是标有“10Ω;1A”字样的定值电阻,R为可以感知甲醛污染指数的可变电阻。
(1)当两端的电压为1.5V,此时污染指数是多少?
(2)若污染指数为60时,电路中的电流为多少?
(3)检测设备的显示器由的电压表改装而成,若想使其最大显示污染指数为360,电阻应更换成多大的电阻?
考点二 电路的动态分析
1.(23-24九年级上·辽宁铁岭·期末)如图所示电路,闭合开关S小灯泡正常发光,电流表和电压表均有示数。当滑动变阻器R的滑片向左移动时,下列判断正确的是( )
A.电压表示数变大,电流表示数变小 B.电压表示数变小,电流表示数变小
C.电压表示数不变,电流表示数变大 D.电压表示数变大,电流表示数变大
2.(2011·广西贵港·中考模拟)如图所示,是一种自动测定油箱内油面高度的装置,R是转动式变阻器,下列说法正确的是( )
A.油位越高,R两端的电压越大 B.R、R0在电路中是并联的
C.油位越高,流过R的电流越大 D.油量表是由电流表改装而成的
3.(23-24九年级上·辽宁葫芦岛·期末)酒精测试仪可检测驾驶员是否酒后驾车,下图是它的原理图。电源电压恒定,R0是定值电阻,R是气敏电阻,它的阻值随着酒精气体的浓度增大而减少,如果测试到酒精气体浓度增大,则下列说法正确的是( )
A.R的电阻增大 B.电压表示数变小
C.电流表示数变大 D.电压表示数与电流表示数的比值变大
4.(23-24九年级上·辽宁大连·期末)如图所示是某实践小组设计的一个自动测定油箱内油量多少的装置,R0是定值电阻,R是转动式滑动变阻器,油量表由电流表改装而成。该小组在实践中发现,不论是加油还是放油的过程中,油量表一直指示油量最大且保持不变,检查发现杠杆、浮子等油箱本身完好,通过分析,检查并排除了故障,成功从油量表指针所指的刻度,就可以判断油箱内液面的高度。则下列说法正确的是( )
A.油量表可用电压表改装
B.R0拆除油量表仍可安全工作
C.当油面升高时,油量表示数变小
D.实践中电路出现的故障可能是R短路
5.(23-24九年级上·辽宁抚顺·期末)如图所示,电源电压恒定不变,闭合开关S,若将滑片P向上移动,下列说法正确的是( )
A.电流表示数变小,小灯泡亮度变暗 B.电压表示数不变,小灯泡亮度不变
C.电压表示数与电流表示数比值变大 D.电流表示数变小,电压表示数变小
6.(23-24九年级上·辽宁本溪·期末)如图是物理爱好者设计的一款血压测试仪的简化电路,为可感知血压大小变化的可变电阻,其阻值随测试者血压的增大而增大,现有三个电表连入电路,若要求由电表改造后的检测表的示数也随血压的增大而增大,闭合开关,下列说法正确的是( )
A.测试者血压增大时,电流表A示数变大
B.测试者血压增大时,电压表示数变大
C.血压变化时,电压表与电流表A示数之比变大
D.电压表可以改装为检测表
7.(23-24九年级上·辽宁丹东·期末)如图所示,电源电压保持不变,闭合开关S,滑动变阻器滑片P由图示位置向右滑动时,下列说法正确的是( )
A.灯泡L变亮,电流表A1示数变小
B.电压表示数变大,电流表A2示数变小
C.电流表A2与A1的示数之差变大
D.电压表V示数与电流表A2示数之比变大
8.(23-24九年级上·辽宁沈阳·期末)如图所示,电源电压保持不变,闭合开关S,当滑动变阻器滑片P向左滑动的过程中,下列说法正确的是( )
A.电流表A的示数不变
B.电流表A1的示数变大
C.电压表V的示数不变
D.电压表V与电流表A1的示数比变小
9.(23-24九年级上·辽宁丹东·期末)如图所示,电源电压保持不变,闭合开关S,滑动变阻器R2的滑片向右移动时,下列判断正确的是( )
A.电压表V的示数变大
B.电流表A1的示数不变
C.电流表A2的示数变小
D.电压表V的示数不变
10.(23-24九年级上·辽宁大连·期末)如图所示,电源电压不变,闭合开关后,所有电表均有示数,小灯泡正常发光。过一段时间,小灯泡因为断路而熄灭,则下列说法正确的是( )
A.电压表V1示数变大
B.电流表A1与电流表A2的差值不变
C.电压表V2与电流表A2的示数之比变大
D.若想电流表A2恢复原来大小,则需要将滑动变阻器R2的滑片向左移动适当位置
11.(23-24九年级上·辽宁葫芦岛·期末)如图是一个油量表的示意图,滑动变阻器规格为“30Ω 1A”。闭合开关,当浮球最低时滑片Р滑到a端,电流表示数为0.2A,当浮球最高时,滑片Р滑到b端,电流表示数为0.5A.下列说法正确的是( )
A.电阻R1的阻值为20Ω B.电源电压为10V
C.在加满油后,1min内电阻R1产生的热量为300J D.电阻R1最小功率为5W
12.(23-24九年级上·辽宁大连·期末)图甲是电子测温仪,图乙是内部结构原理图,电源电压保持不变,R是热敏电阻,R0是定值电阻。图中显示仪是电压表改装成的,定值电阻R0在电路中起到 作用。测体温时,被测者体温越高,显示仪的示数就越大,可知热敏电阻R的阻值随温度的升高而 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。
考点三 电路故障分析
1.(19-20九年级上·辽宁铁岭·期末)如图电路中,电源压保持不变,闭合开关S,灯泡L不发光,电流表示数为零,电压表的指针明显偏转,则电路故障情况可能是
A.灯L断路 B.灯L短路 C.电阻R断路 D.电阻R短路
2.(19-20九年级上·辽宁铁岭·期末)某实验小组在做“探究串联电路电压规律”实验时,连好了如图所示电路,闭合开关S后发现L2正常发光,L1只能微弱发光;以下分析合理的是
A.L1电阻较小,实际功率小
B.L1发生短路
C.L1电阻较大,实际功率小
D.L1发生断路
3.(22-23九年级上·辽宁丹东·期末)在“探究串联电路电压的规律”的实验中:
(1)连接电路前,发现电压表指针如图甲所示,接下来的操作是 ;
(2)测量L2两端电压时,两灯突然熄灭,电压表有示数,电路故障可能是 ;
(3)排除故障后继续实验,得出了一组实验数据后,接下来应该 的规格,重做上述实验;这样的做法为了使实验结论更加具有 。
考点四 实验:探究欧姆定律
1.(23-24九年级上·辽宁盘锦·期末)小华同学在探究“电流与电压的关系”实验中,选用器材如下:电压为4.5V的电源、电流表、电压表、开关、定值电阻R、导线若干。有两种规格的滑动变阻器:(50Ω;1A)和(20Ω;1A)可以选择。
(1)以笔画线代替导线,将实物图补充完整 ;
(2)开关闭合前,应将滑动变阻器滑片滑到最 (选填“左”或“右”)端;
(3)通过多次改变滑动变阻器滑片的位置,从而改变 ,测得多组实验数据如下表:
实验次数
1
2
3
4
5
电压U/V
1.0
1.4
2.0
2.4
3.0
电流I/A
0.10
0.14
0.20
0.24
0.30
分析数据可知:电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成 ;
(4)获得第3组实验数据后,要想得到第4组数据,应将滑片P向 (选填“左”或“右”)端移动;
(5)实验中所选的滑动变阻器是 (选填“”或“”)。
2.(23-24九年级上·辽宁大连·期末)小明同学在探究“电压一定时,通过导体的电流与电阻的关系”的实验中,实验装置如图所示,实验器材有:两节干电池,电流表、电压表、“20Ω 2A”的滑动变阻器及开关各一个,定值电阻和导线若干。
(1)在图甲中,请用笔画线代替导线,将电路连接完整 ;
(2)连接电路后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,发现电流表无示数,电压表有示数。则电路故障可能是定值电阻 (选填“短路”或“断路”);
(3)排除故障后,闭合开关,进行实验,保持定值电阻两端的电压为2.4V,记录的实验数据如下表:
实验次数
1
2
3
4
5
6
电阻R/Ω
4
8
12
16
20
24
电流I/A
0.60
0.30
0.20
0.16
0.12
0.10
①在图乙方格纸上画出电流I与电阻R的关系图像 ;
②分析实验数据和图像,可得出的探究结论是: ;
(4)为了使得到结论更趋近于实际关系,小明还想在本次实验的基础上继续更换更大的定值电阻进行多次实验,学习完欧姆定律之后,你认为所更换的定值电阻不能超过 Ω。
3.(22-23九年级上·辽宁鞍山·期末)某同学为了探究电流跟电阻的关系,连接了如图甲所示的电路,电源电压4.5V恒定不变,四个定值电阻的阻值分别是5Ω、10Ω、15Ω和20Ω。
(1)该同学接错了一根导线,请你在这根导线上打“×”,并画出正确的连接位置;
(2)先将5Ω定值电阻接入电路,滑片P移到阻值最大处,闭合开关,此时电压表示数为0.9V;移动滑片P的同时,眼睛应注视 使其示数为某一预设值,记下电流表示数为0.5A;之后断开开关,保持滑片P的位置不变,换用10Ω的定值电阻接入电路,闭合开关,滑动变阻器的滑片P应向 (填“A”或“B”)端移动,直至电压表示数为 时,记录电流表示数;
(3)该同学在桌上发现一个标识模糊的定值电阻,接着他将该电阻接入电路,并重复刚才的实验步骤,发现无论怎样移动滑片P,电压表都无法达到刚才的预设值,则该定值电阻阻值不可能小于 Ω。
4.(23-24九年级上·辽宁铁岭·期末)实验桌上提供了符合实验要求的实验器材。电压表1只,电流表1只,滑动变阻器1个,电源1个,电阻箱1个(电阻箱符号为)开关1个,导线若干。小玲用提供的器材,设计实验探究当电阻两端的电压不变时,通过电阻的电流与电阻的关系。请你思考这个实验,回答下列问题:
(1)小玲所探究的问题中,自变量是 。
(2)改变自变量的方法是 。
(3)控制电阻两端的电压不变的方法是 。
(4)在方框内画出电路图 。
(5)在方框内画出数据表格 。
5.(23-24九年级上·辽宁葫芦岛·期末)同学们“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5个(阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω),规格为“40Ω 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)图甲中只有一根导线连错了,请你在连错的导线上画“×”,并补画出一根导线连接成正确的电路 ;
(2)改正错误后,他们先将R=5Ω的电阻接在图甲电路中,移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数为U0;保持滑片不动,用10Ω的电阻替换5Ω的电阻后,需将滑动变阻器的滑片P向 (填“左”或“右”)端移动,才能保持定值电阻的电压U0不变;
(3)依次更换电阻为15Ω、20Ω继续实验。他们根据测量数据作出了电流表示数I与电阻R的关系图象如图乙。由乙图可知:U0的值为 V;导体两端电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成 ;
(4)当他们用35Ω的电阻替换20Ω的电阻后,发现电压表示数始终不能调为U0,若保持电压表示数为U0,继续完成此次探究,请你帮助他们设计一种可行的方案: (只增加或更换一个元件)。
6.(23-24九年级上·辽宁葫芦岛·期末)图甲是“探究电流与电压关系”的实验电路。
(1)用笔画线代替导线将实物图甲连接完整,使滑片向右滑动时电流表的示数变小 ;
(2)电路接通前,滑动变阻器的滑片P应该移至最 端(填“左”或“右”);
(3)通过实验测量出的数据如下表,分析表中数据得出结论:电阻一定时,通过导体的电流跟导体两端的电压成 ;
实验次数
1
2
3
4
5
6
电压U/V
0.4
0.8
1.2
1.6
2.0
2.4
电流I/A
0.08
0.16
0.24
0.32
0.40
0.48
(4)为了使结论具有普遍性,小刚提出用刚才的实验器材增加实验次数,小红提出换用不同的定值电阻重复前面的实验.你觉得科学合理的是 (填“小刚”或“小红”)的方案;
(5)他们发现另外一组的同学画出的图象如图乙,其反映出的规律与自己的不同,请你分析该小组实验中可能存在的问题是 。
7.(23-24九年级上·辽宁大连·期末)小海同学知道导体中的电流与导体的两端电压和电阻有关。在“探究导体中的电流与电阻的关系”实验中,所用的实验器材有;12V稳压电源、滑动变阻器、电流表、电压表、开关各一个;102、15Ω、202、25Ω、30Ω、35Ω的定值电阻各一个;导线若干,
(1)画出实验所需的电路图。
(2)实验过程中,控制电阻两端的电压为6V, 小海用20Ω电阻替换下15Ω电阻,当把20Ω电阻接到电路上时,立刻观察到电压表的示数如图所示,则产生这种现象的原因是:
(3)改正上述的操作后,小海将滑动变阻器的滑片移到阻值最大端。接下来 他应该进行的正确实验操作是:闭合开关, , 记下此时电路中的电流值;
(4)小海收集的实验信息如下表。根据表格中的信息在方格纸上描点如下图所示,请用笔画线,将I-R图象补充完整。
电压U=6V
实验次数
1
2
3
4
5
6
电阻R/Ω
10
15
20
25
30
35
电流I/A
0.60
0.40
0.30
0.24
0.20
0.17
(5)分析实验信息并结合图像,可得出的探究结论是: ;
(6)小海同学只做两组实验就得出结论,该结论不足之处是: 。
8.(23-24九年级上·辽宁铁岭·期末)在“探究电流与电压的关系”实验中,所选的实验器材有:电压恒为3V的电源,定值电阻,电流表,电压表,规格为“30Ω 0. 5A”的滑动变阻器,开关,导线若干。
(1)按电路图连接好电路,闭合开关,发现电流表无示数,电压表的示数接近电源电压,产生这种现象的原因可能是定值电阻 (选填“短路”或“断路”)。
(2)故障排除后,闭合开关,将滑动变阻器的滑片从正确的位置向 (选填“左”或“右”)端调节,观察每次电压、电流值,并记录在表格中。
实验次序
1
2
3
U/V
2
2. 6
3. 0
I/A
0. 2
0. 26
0. 3
根据表中的数据可得出结论:电阻一定时,电流与电压成 。
(3)根据所选器材的规格可知,定值电阻两端可加的最小电压为 V,此时定值电阻与滑动变阻器的功率之比为 。
9.(23-24九年级上·辽宁朝阳·期末)利用所学知识完成下列实验:某小组选取了“20Ω 1A”的滑动变阻器、定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω)、两节新干电池等实验器材,探究电流与电阻的关系:
(1)小组同学连接了如图甲所示的电路图,检查电路后发现有一根导线连接错误,请在错误的导线上画“×”,并改正过来;( )
(2)改正错误后,闭合开关,调节滑动变阻器滑片直至电压表示数为2V。此时电流表示数如图乙为 A。连入电路的定值电阻阻值为 Ω;
(3)换用阻值为10Ω的定值电阻后,将滑动变阻器滑片在(2)的基础上向 (选填“左”或“右”)移动至电压表示数为2V,读出电流表示数;
(4)经过多次实验,分析数据得出结论:电压一定时,通过导体的电流与导体电阻成 ;
(5)四次实验,滑动变阻器连入电路的最小阻值是 Ω。
10.(23-24九年级上·辽宁盘锦·期末)在探究“电流与电阻的关系”实验中,小明使用的实验器材有:电压恒为3V的电池组,电流表,电压表,开关,标有“20Ω1A”的滑动变阻器,5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻各一个,导线若干。
(1)小明设计了如甲图所示的电路,若要使滑动变阻器的滑片向右移动时接入电路的电阻值变小,则未接入的线头应接在 (选填“A”或“B”)接线柱上;闭合开关前,滑动变阻器连入电路阻值最大的目的是: 。
(2)小明先选了5Ω的定值电阻,正确连接好电路,闭合开关,调节滑动变阻器,使电压表的示数如乙图所示,为 V,并记录电流表的示数。
(3)断开开关,将5Ω的定值电阻换成10Ω的定值电阻,再次闭合开关,调节滑动变阻器, (补全实验过程),记下电流表的示数。
(4)在接下来的实验中,小明发现换上20Ω的电阻后,重复(3)中的有关操作,无论怎么调节滑动变阻器都不能完成实验,其原因是滑动变阻器 。在不增加和更换实验器材的情况下,他应该适当 ,重新实验。
(5)重新实验后,测得的数据如下表:
电阻R/Ω
5
10
20
电流I/A
0.4
0.2
0.1
分析表中数据,可得出: 。
考点五 实验:测电阻
1.(23-24九年级上·辽宁大连·期末)在“伏安法测定值电阻”的实验中,所用的实验器材有:电源(两节干电池)、待测电阻、电 流表、电压表、滑动变阻器、开关和导线。关于该实验,下列说法正确的是( )
A.实验原理是P=UI
B.滑动变阻器的作用是改变电源电压
C.多次测量取平均值是为了减小误差
D.实验结束,断开开关即可离开实验室
2.(23-24九年级上·辽宁盘锦·期末)如图所示的四个电路中,为已知阻值的定值电阻,可以测出未知电阻阻值的电路是( )
A. B.
C. D.
3.(23-24九年级上·辽宁盘锦·期末)用图甲所示的电路图测量定值电阻的阻值大小。
(1)实验原理是 ;
(2)电路闭合一段时间后,电流表示数突然显示为0,此后,无论怎样移动滑动变阻器滑片,电流表示数都为0,但电压表的示数有变化,这可能是由于 ;
(3)排除故降后,某次测量时,将滑片滑到某一位置时,电压表的读数为1.8V,电流表的示数如图乙所示,此时定值电阻的阻值为 Ω;
(4)在物理实验中,经常要进行多次测量,其目的有两个:①为了减小误差;②是为了寻找规律,本实验中,多次测量的目的是 (选填“①”或“②”);
(5)实验中两个小组同学发现实验器材中缺少滑动变阻器,多了两个定值阻值电阻和();
①其中一组同学利用现有的器材测出了的阻值。(如图所示),记录了3次实验数据如下表所示。则第三次数是图 (选填“A”或“B”或“C”)中进行的实验;
实验次数
U/V
I/A
1
0.85
0.14
6.07
2
1.21
0.20
6.05
3
2.11
0.35
6.03
②另一小组同学发现他们小组的电流表也不能使用,你认为这组同学利用现有器材 (选填“能”或“不能”)完成3次电阻测量的实验;
(6)实验前,老师提醒同学们,加在电阻上的电压不宜过大而且时间不宜过长,这样要求的目的是 。
4.(23-24九年级上·辽宁大连·期末)在测量小灯泡正常发光时电阻的实验中,用标有“20Ω,2A”的滑动变阻器、电压表、电流表、开关、导线、3节干电池和标有“2.5V”电压的小灯泡进行实验。实验电路如图甲所示。
(1)该实验的原理是 ;
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移到最 (填“左”或“右”)端:
(3)当小灯泡两端电压是2.5V时,电流表的示数如图乙所示,则此时通过小灯泡的电流为 A。小灯泡的电阻是 Ω(结果保留一位小数);
(4)完成上述的实验后,小明还想测另一只额定电压为U₁的小灯泡的额定电功率。但发现电流表损坏。小明利用阻值为R0的定值电阻,设计了如图丙所示的电路,操作如下:
①依据电路图连接好电路,只闭合开关S、S1,调节滑动变阻器,使电压表的示数为U1;
②保持滑动变阻器滑片位置不变,只闭合开关 ,读出电压表示数为U2;
③小灯泡的额定功率P额= 。(用U1、U2和R0表示)
5.(22-23九年级上·辽宁沈阳·期末)小军用伏安法测量定值电阻R的阻值,请完成下列问题:
(1)如图甲所示,闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应置于最 (选填“左”或“右”)端;
(2)闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片P,当电流表的示数为 1A时,电压表的示数如图乙所示。则待测电阻R阻值为 Ω;
(3)实验结束后,同桌小明也利用该装置进行实验,可检查时发现电压表已损坏,于是又找到一个已知阻值的电阻R0和开关,设计的电路如图丙所示。
①闭合开关S1,断开开关S2,读出此时电流表的示数I1:
②闭合开关 ,断开开关 ,读出此时电流表示数I2;
③得出待测电阻R表达式∶ R= 。
6.(22-23九年级上·辽宁鞍山·期末)如图甲所示为“伏安法”测电阻的电路,实验过程中电源电压保持不变。
(1)图甲所示的实物连接成完整电路,滑动变阻器的滑片P向右移动时,电流表示数 ;(选填“变大”或“变小”“不变”)
(2)连接电路前,开关必须断开,电路接通前,滑动变阻器的滑片应该移至图中 处(选填“A”或“B”);
(3)闭合开关后,发现电流表示数为零,但电压表有示数,查明电路中的故障只有一处,是待测电阻 (选填“短路”或“断路”);
(4)排除故障后,调节滑动变阻器连入电路中的阻值,记录每次对应的电流值和电压值,其中一次电流表和电压表的指针如图乙所示,请计算出电阻为 Ω;
(5)另一小组用相同的器材连接电路并进行实验,并根据所记录的实验数据绘制了如图丙所示的图像。根据图像发现实验操作中出现的问题是电压表测量的是 (选填“待测电阻”或“滑动变阻器”)两端电压,根据该图像计算出被测电阻为 ;
(6)图丁是能巧测阻值的实验电路,图中R为电阻箱。请在空白处填上适当内容:
① ,调节电阻箱和滑动变阻器滑片P至适当位置,记下电流表的示数I和电阻箱R的阻值;
②将开关接a,调节 ,保持 不变,记下电流表的示数仍为I和电阻箱R的阻值;
③则 (用已知量和测量量表示)。
7.(23-24九年级上·辽宁大连·期末)某小组在用“伏安法”测小灯泡的电阻实验中,连接了如图甲所示的电路。
(1)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到 (填“A”或“B”)端;
(2)测量过程中,某一次的电流值如图乙所示,则所测电流为 A;若此时灯丝突然烧断,则电压表示数将 (填“变大”“变小”或“不变”);
(3)小组同学根据测量的数据,绘制出了图像如图丙A所示,小组中的一个同学还要计算小灯泡电阻的平均值,你同意这种做法吗?说出你的理由: ;(作出判断并说出理由)
(4)另外一组同学用相同的器材和电路图也做这个实验时,由于接线错误,根据测量的数据绘出的图像如图丙的图线B所示,这是因为 。
8.(23-24九年级上·辽宁铁岭·期末)实验课上,某小组用伏安法测量额定电压为2. 5V的小灯泡的电阻,现有电源(电压为6V)、标有“10Ω 1A”滑动变阻器1和标有“20Ω 1. 5A”的滑动变阻器2各一个,电流表和电压表各一个,开关一个和导线若干。
(1)如图甲所示,检查电路时发现有一根导线连接错误,请你在错误的导线上打“×”,并画出正确连线;
(2)连接好电路检查无误后,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P,进行多次实验并记录了多组数据,根据实验数据作出如图乙所示的I—U图象,由图象可知小灯泡正常发光时的电阻为 Ω,小灯泡两端的电压越大,小灯泡的电阻越 ;
(3)实验中,有小组成员根据实验数据求出小灯泡电阻的平均值,你认为他的做法是 (选填“正确”或“错误”)的,原因是 ;
(4)该小组实验中选用的是滑动变阻器 (选填“1”或“2”),你判断的理由是 。
9.(23-24九年级上·辽宁朝阳·期末)小明在做“测量定值电阻Rx的阻值”的实验时,老师为他提供的器材有:电源、未知阻值的定值电阻Rx、符合实验要求的滑动变阻器、电压表、电流表、开关和导线,图乙是没有连接完整的实物电路图。
(1)请根据图甲用笔画线代替导线将实物电路图(图乙)连接完整(要求:向右移动滑动变阻器的滑片P使电流表示数变小;导线不交叉);( )
(2)在连接电路时,开关必须 ;实验前,为了保护电路,滑动变阻器的滑片P应置于 端(选填“A”或“B”);
(3)闭合开关后,无论怎样移动滑片P,发现电流表始终无示数,电压表有示数,其原因可能是定值电阻 ;
(4)排除故障后,当电压表示数为2.4V时,电流表示数如图丙所示,然后移动滑片进行多次测量实验,这样做的目的是 ;
(5)小明同学又想测量额定电流为0.3A的小灯泡的额定功率,他设计了如图丁所示的电路,已知滑动变阻器的最大阻值为15Ω,电源电压保持不变,请完成下面的实验步骤:
①将滑动变阻器的滑片放在最 (选填“左”或“右”)端,闭合开关、,记下电流表的示数为0.4A;
②断开开关,将滑动变阻器的滑片放在最大值端,只闭合开关,调节滑动变阻器滑片,使电流表示数为 A;
③闭合开关 ,保持滑片位置不动,记下此时电流表示数为0.6A;
④小灯泡的额定功率为P额= W。
10.(23-24九年级上·辽宁抚顺·期末)小硕在“测量小灯泡电阻”的实验中,选择了额定电压为2.5V的小灯泡,电源电压保持6V不变,滑动变阻器规格为“40Ω 1A”,连接电路如图甲所示。
(1)图甲是小硕所连接的电路,经检查发现有一根导线连接错误,请你在连接错误的导线上画“×” ;
(2)正确连接电路后闭合开关,发现电流表有示数,电压表无示数,则电路中存在的故障可能是 (填“灯泡”或“电压表”)短路。排除故障后,调节滑动变阻器滑片,当电压表示数为2.5V时,小灯泡正常发光。此时电流表的示数如图乙所示,小灯泡正常发光的电阻是 Ω(结果保留一位小数);
(3)测完小灯泡正常发光的电阻后,小硕调节滑动变阻器的滑片又测量了两组数据,分别是数据A(2.0V 0.26A)和数据B(1.5V 0.14A),其中你认为 (填“A”或“B”)组数据有误,请说明判断的理由 ;
(4)在实践活动课上小爽设计了一个“电阻测量盒”,如图丙所示。盒内有电源(电压不变且未知)、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,她将盒外的两根导线分别与待测电阻两端的接线柱相连,根据盒内开关闭合和断开时电流表的示数,便可以计算出的阻值。则设计的盒内电路图符合要求的是 。
A.B.C. D.
11.(23-24九年级上·辽宁丹东·期末)在“测量小灯泡电阻”的实验中,实验小组的同学们选择的小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)该电路中有一根导线连接错误,请在接错的导线上画“×”,并用笔画线代替导线画出正确的电路 ;
(2)正确连接电路后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,读出相应的电压表和电流表的示数,并记录在表格中。当电压表的示数为2V时,电流表的示数如图乙,从图中读出其示数为 A,继续调节滑片,使滑动变阻器连入电路的阻值变 ,当电压表的示数为 V时,小灯泡正常发光;
(3)小明在组内负责数据分析,根据下表数据,他计算出小灯泡正常发光时的电阻为 (结果保留一位小数);他还利用表格中的数据求出小灯泡电阻的平均值为7.8,他认为7.8即为小灯泡电阻的测量值。请你对此做出简要的评估: 。
实验次数
1
2
3
电压U/V
1.5
2.0
2.5
电流I/A
0.20
0.30
电阻R/
1.(22-23九年级上·辽宁沈阳·期末)公路检查站的“地磅”可以检测货车是否超载。如图是某种地磅的工作原理图,滑片P可在竖直放置的电阻R上滑动,当货车质量增大时,电表示数随之增大,由电表改装成的显示器的示数也增大。下列说法正确的是( )
A.接线柱“1”应与“3”连接 B.“显示器”由电流表改装而成
C.若货车质量增大,则电阻两端电压增大 D.为了节约电能,电阻可以去掉
2.(23-24九年级上·辽宁辽阳·期末)如图所示,电源电压不变.闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P向右移动时,下列说法正确的是( )
A.电压表V示数变大
B.电流表A1示数变小
C.电流表A1示数与电流表A2示数之差不变
D.电压表V的示数与电流表A1示数的比值变大
3.(23-24九年级上·辽宁铁岭·期末)光敏电阻的特点是有光照射它时阻值变小,如图所示是某小区门口利用光敏电阻设计的行人监控装置,为光敏电阻,为滑动变阻器。A、B间接监控装置。则下列说法正确的是( )
A.当有人通过通道而遮蔽光线时,A、B间电压降低
B.当有人通过通道而遮蔽光线时,通过的电流变大
C.当有人通过通道而遮蔽光线时,电路的总功率变小
D.当仅增大连入电路中的阻值时,消耗的功率变小
4.(23-24九年级上·辽宁葫芦岛·期末)如图所示的电路中,电源电压保持不变。闭合开关S后,向右调节滑动变阻器滑片的过程中(不计温度对灯丝电阻的影响),电压表V1的示数 ,电压表V2的示数与电流表A的示数的比值将 (均填“变大”、“变小”或“不变”)。
5.(23-24九年级上·辽宁朝阳·期末)有两个电路元件和,流经各元件的电流与其两端电压的关系如图所示。把、两元件串联起来接在电源电压为的电路中,电路中电流为 ;若把、两元件并联起来接在电源电压为的电路中,此时电路中的总电阻为 。
6.(23-24九年级上·辽宁沈阳·期末)灯泡L和定值电阻R的电流与其电压的关系如图甲所示,则定值电阻R的阻值为 Ω,若将它们串联在如图乙所示电路中,当电流为0.6A时,电源电压为 V。
7.(23-24九年级上·四川成都·期中)两个电路元件A和B中的电流与其两端电压的关系如图所示,则RA= Ω,若把它们串联起来,接在某电源上,电路中的电流是0.2A,则电源电压是 V。
8.(23-24九年级上·辽宁朝阳·期末)小明利用如图甲所示的电路“探究电流跟电阻的关系”。已知电源电压为6V且保持不变,实验用到的电阻阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω。
(1)请你帮小明将图甲中的电路连接完整(要求滑动变阻器此时接入电路中阻值最大);( )
(2)小明连接完电路后闭合开关,发现电压表的示数接近电源电压,反复移动滑动变阻器的滑片P,电压表示数基本不变,原因可能是 ;
(3)排除故障后,实验中多次改变R的阻值,调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数保持不变,记下电流表的示数,得到如图乙所示的电流I﹣R图像。
①实验中,小明用5Ω的电阻做完实验后,断开开关,将5Ω的电阻换成10Ω的电阻接入电路,直接闭合开关,接下来应该进行的操作是:向 (选填“左”或“右”)移动滑片,使电压表示数为 V时,读出电流表的示数。
②由图像可以得出结论:电压一定时, ;
(4)为完成所有实验,滑动变阻器接入电路中最小阻值是 Ω;
(5)小明还试图将定值电阻换成小灯泡来探究电流与电压的关系,你认为他的实验方案可行吗? (选填“可行”或“不可行”)。
9.(23-24九年级上·辽宁辽阳·期末)小吴同学用如下器材:电压恒为的电源、电压表、电流表、规格为“”的滑动变阻器、阻值为的定值电阻、开关、导线,探究电流和电阻关系。
(1)闭合开关前,小吴发现有一根导线连接错误,请在图甲中错误的导线上画“×”,并用笔画线代替导线把电路连接正确 。
(2)连接电路检查无误后,闭合开关,发现电流表无示数,电压表有示数且接近电源电压,则电路故障可能是 。
(3)当电阻接入电路后,闭合开关,调节滑片,电流表指针指在如图乙所示位置,电流表示数为 A。
(4)保持滑片位置不动,当把电阻换成电阻后,闭合开关,为使电压表示数与第一次实验示数相同,应将滑片向 (填“A”或“B”)端移动。为使4个电阻单独连入电路中都能完成实验,定值电阻两端控制不变的电压不应小于 V。
(5)小吴更换不同阻值的电阻进行多次实验,得到如图丙所示的图象.由图象可以得出结论:电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成 。
10.(23-24九年级上·辽宁丹东·期末)在“探究通过导体的电流和电阻的关系”实验中,小明做了如下实验:
(1)按照设计的电路图连接电路。请你用笔画线代替导线,将电压表接入图甲电路中 。闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应置于最 端;
(2)根据设计的方案将阻值为5的电阻接入电路,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,观察并记录相关数据;
(3)换用阻值为10、20的电阻,重复上述过程。
【得出结论】
小明对记录的数据进行处理,并绘制成图乙,据此得出的结论是 ;
【交流反思】
小华用和小明同样的器材进行实验却无法得出正确结论,其记录的数据如下表所示,请你帮他分析原因: 。
次数
电阻/
电流/A
1
5
0.30
2
10
0.20
3
20
0.12
11.(23-24九年级上·辽宁本溪·期末)学习完欧姆定律的知识后,小楚将标有“0.5A”字样的小灯泡、阻值未知的定值电阻、标有“20Ω 1A”字样的滑动变阻器连接成如图甲所示电路,电源电压保持不变。他想用这个电路来研究“电流与电压、电阻的关系”。
(1)闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,得到了如图乙所示的定值电阻和小灯泡的电压与电流的实验数据,请你推断,其中表格 是电压表V₁与电流表示数的实验数据,你的依据是 ;
(2)通过分析电压表 与电流表示数的实验数据可知:电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成 ;
(3)小楚发现有一个铭牌磨损的电阻,于是他设计了以下几个电路测量的阻值,阻值已知,电源电压未知,其中可以测出阻值的是 。
12.(23-24九年级上·辽宁盘锦·期末)小勇同学利用图甲所示的电路做“探究电流与电阻的关系”实验,所选择的器材有新干电池四节,5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻各一只滑动变阻器电压表、电流表、开关各一只,导线若干。
(1)实验时要求向A端移动滑片P时,电路中的电流变大,则滑动变阻器应接线应接在 上(A/B);
(2)闭合开关,发现电流表的指针几乎没有偏转,电压表的指针有明显的偏转。出现这种现象的原因可能是 ;
(3)排除故障后,小勇先将5Ω的定值电阻接入电路,移动滑片P到适当位置,使电压表的示数为U,同时记录电流表示数。再将5Ω的电阻换成10Ω的电阻接入电路,闭合开关,此时滑片P应向 (选填“A”或“B”)端移动,使电压表示数为U保持不变。再依次接入15Ω、20Ω、25Ω的电阻重复实验,记录相应的电流值。根据测得的五组实验数据绘制出电流I随定值电阻R变化的图像如图乙所示。由图像可知这五组实验中定值电阻R两端电压保持不变,分析图像可得到的结论是:电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成 。为了完成实验滑动变阻器电阻不得小于 Ω;
(4)完成上面实验后,小组同学又想测量额定电压为2.5V的小灯泡的正常工作时的电阻,设计了如图丙所示的电路,滑动变阻器的阻值为,请完成下面的实验步骤。
①闭合开关S和,,移动滑动变阻器的滑片读出电压表的示数为U;
②只断开移动滑片使电压表的示数为 。小灯泡正常发光;
③保持滑动变阻器的滑片不动,只闭合开关S、,读出电压表的示数为;则小灯泡正常发光时的电阻: 。
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专题03 欧姆定律
考点一 欧姆定律的理解和应用
1.(22-23九年级上·辽宁大连·期末)将电压表并联在滑动变阻器的两端(如图所示),闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,电压表的示数和电流表示数I的变化关系图像应该是图中的( )(已知电源电压为U不变,R1为定值电阻。)
A.B.C.D.
【答案】C
【详解】分析电路,由串联电路电压关系可知,电源电压等于定值电阻R1两端电压与滑动变阻器两端电压U2之和。对于定值电阻R1,可得以下公式
则可得出串联电路电压关系为
即
由于R1和U都是定值,所以I-U2的图像是一条斜率为负数的一次函数图像,且当U2为0时,电路为只有R1的简单电路,此时电流最大,为
故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
2.(23-24九年级上·辽宁葫芦岛·期末)如图甲是小伟给学校劳动实践基地的蔬菜大棚设计的测量空气湿度的电路图。电源电压恒为6V,定值电阻的阻值为,图乙是湿敏电阻R的阻值随空气湿度H的变化关系图象。下列说法正确的是( )
A.空气湿度越大,湿敏电阻R的阻值越大
B.空气湿度越大,电压表示数越大
C.当电压表的示数为2.4V时,空气湿度为40%
D.当空气湿度为80%时,电路中电流为0.2A
【答案】D
【详解】A.由图可知,空气湿度越大,湿敏电阻R的阻值越小,故A错误;
B. 空气湿度越大,湿敏电阻R的阻值越小,据串联分压原理可知,电压表的示数会变小,故B错误;
C. 当电压表的示数为2.4V时,电阻R0两端电压为
此时电路中的电流为
湿敏电阻的阻值为
由图可知空气湿度小于40%,故C错误;
D.当空气湿度为80%时,湿敏电阻的阻值为10Ω,此时电路中的总电阻为
电路中的电流为
故D正确。
故选D。
3.(23-24九年级上·辽宁大连·期末)某型号的半导体收音机里有一个分压电阻,其两端电压是2V, 通过的电流0.01A, 则该分压电阻的阻值是( )
A.0.02 Ω B.1.99 Ω C.2.01 Ω D.200 Ω
【答案】D
【详解】该电压阻值为
故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
4.(21-22九年级上·辽宁大连·期末)用电流表和电压表测小灯泡的阻值,实验原理是 ,把多次测量的电流值和电压值绘制成I-U图象,发现I-U图象是一条曲线,原因是灯丝的 变化引起灯丝电阻的变化。
【答案】 温度
【详解】[1]用电流表和电压表测小灯泡的阻值,实验原理是:。
[2]发现小灯泡的I-U图线是一条曲线,根据欧姆定律可知,灯丝的电阻不是定值,原因是小灯泡的电阻随温度的变化而变化。
5.(22-23九年级上·辽宁沈阳·期末)如图为某种灯泡的电流I与电压U的关系图像。若有3只这种灯泡串联接在电压为6V的电源上,通过灯泡的电流为 A;若把一只这种灯泡与一电阻并联接在电压为6V的电源上,总电流为1.2A,则该电阻的阻值为 Ω。
【答案】 0.4 10
【详解】[1]若有3只这种灯泡串联接在电压为6V的电源上时,因灯泡的电阻相等且通过的电流相等,所以,由U=IR可知,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以每只灯泡两端的电压U=2V,由图像可知,通过灯泡的电流为0.4A;
[2]若把一只这种灯泡与一电阻并联接在电压为6V的电源上时,因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,由图像可知IL=0.6A,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,通过电阻的电流为
IR=I-IL=1.2A-0.7A=0.6A
则该电阻的阻值为
6.(22-23九年级上·辽宁大连·期末)如图所示是电阻R和灯泡L的电流与电压关系图像,电阻R的阻值为 Ω。若将它们串联在电路中,此时灯泡L的功率为0.5W,则电源电压为 V。
【答案】 20 7
【详解】[1]电阻R的阻值为
[2]由图可知,当电流为0.25A时,小灯泡的两端的电压为2V,此时小灯泡的功率为
P=UI=0.5W
符合要求,由图可知,此时定值电阻两端的电压为
则电源电压为
7.(23-24九年级上·辽宁盘锦·期末)如图甲所示的电路中,电流表A1示数如图乙所示,电流表A2指针位置与A1相同,则通过小灯泡L2的电流是 A。图丙的电路中电压表V2测量的是 (填“电源”、“L1”或“L2”)两端的电压;若两电压表指针位置也相同,则此时两灯L1、L2电阻之比为 。
【答案】 1.2 L1 1:4
【详解】[1]由图甲所示电路可知,两灯泡并联,电流表A1测L1支路电流,电流表A2测干路电流。电流表A1是小量程,示数为0.3A,电流表A2指针位置与A1相同,因为并联电路干路中的电流等于各支路中的电流之和,故电流表A2是0~3A量程,示数1.5A,根据并联电路的电流关系可知,通过L2的电流
[2][3]图丙的电路中两灯泡串联,电压表V1测电源电压,电压表V2测L1两端电压。根据串联电路的电压特点知,电压表V1示数大于V2示数,而两电压表指针位置相同,则电源电压与L1的电压之比为
根据串联电流特点和欧姆定律U=IR可得,两灯的电阻之比
8.(23-24九年级上·辽宁大连·期末)某导体电阻为5,当导体两端的电压为10V时,通过导体的电流为 A;若导体两端电压变为0时,导体电阻为 (不考虑导体电阻随温度的变化)。
【答案】 2 5
【详解】[1]由题意可知,导体的电阻,导体两端的电压,则通过导体的电流
[2]因电阻是导体本身的一种性质,与两端的电压和通过的电流无关,所以,当导体两端电压变为0时,导体的电阻不变,仍为。
9.(23-24九年级上·辽宁大连·期末)甲醛对人体的危害非常严重,因此装修房屋时检测甲醛污染指数非常重要。某同学设计了移动甲醛检测设备,原理如图甲所示。电源电压为4.5V且恒定不变,是标有“10Ω;1A”字样的定值电阻,R为可以感知甲醛污染指数的可变电阻。
(1)当两端的电压为1.5V,此时污染指数是多少?
(2)若污染指数为60时,电路中的电流为多少?
(3)检测设备的显示器由的电压表改装而成,若想使其最大显示污染指数为360,电阻应更换成多大的电阻?
【答案】(1)180;(2)0.075A;(3)的电阻
【详解】解:(1)由图知两电阻串联,当R0两端的电压为1.5V,因串联电路中电流处处相等,则电路的电流为
可变电阻两端的电压
由欧姆定律得,可变电阻R的阻值
由图乙知当可变电阻的阻值为20Ω时,污染指数为180。
(2)由图乙知污染指数为60时,可变电阻
电路中的电流
(3)由图乙知,使其最大显示污染指数为360时,可变电阻R的阻值为10Ω,此时电压表的示数最大为3V,因串联电路中总电压等于各分电阻两端的电压之和,所以可变电阻两端的电压
则此时电路中的电流为
电阻R0应更换成的电阻
答:(1)当R0两端的电压为1.5V,此时污染指数是为180;
(2)若污染指数为60时,电路中的电流为0.075A;
(3)电阻R0应更换成的电阻。
考点二 电路的动态分析
1.(23-24九年级上·辽宁铁岭·期末)如图所示电路,闭合开关S小灯泡正常发光,电流表和电压表均有示数。当滑动变阻器R的滑片向左移动时,下列判断正确的是( )
A.电压表示数变大,电流表示数变小 B.电压表示数变小,电流表示数变小
C.电压表示数不变,电流表示数变大 D.电压表示数变大,电流表示数变大
【答案】A
【详解】如图所示电路,闭合开关,R与L串联,电压表测R两端电压,当滑动变阻器R的滑片向左移动时,接入电阻变大,根据欧姆定律可得,电路中电流变小,L两端电压变小,R两端电压变大,电压表示数变大,故A正确,BCD错误。
故选A。
2.(2011·广西贵港·中考模拟)如图所示,是一种自动测定油箱内油面高度的装置,R是转动式变阻器,下列说法正确的是( )
A.油位越高,R两端的电压越大 B.R、R0在电路中是并联的
C.油位越高,流过R的电流越大 D.油量表是由电流表改装而成的
【答案】A
【详解】A.串联电路中电阻起分担电压的作用,分担的电压越大,电路中的电流也越小,浮子上升,滑动变阻器连入电路的电阻越大,两端的电压越大,油量表的示数越大。故A正确;
B.R和R0在电路中是串联的。R0可起到保护电路的作用,故B错误;
C.油面越高,滑片上移,变阻器接入电路的阻值变大,电路的总阻值变大,电源电压不变,根据欧姆定律知电流变小。故C错误;
D.根据电压表并联在电路中,电流表串联在电路中,油量表和滑动变阻器并联,可以判断油量表是电压表。故D错误。
故选A。
3.(23-24九年级上·辽宁葫芦岛·期末)酒精测试仪可检测驾驶员是否酒后驾车,下图是它的原理图。电源电压恒定,R0是定值电阻,R是气敏电阻,它的阻值随着酒精气体的浓度增大而减少,如果测试到酒精气体浓度增大,则下列说法正确的是( )
A.R的电阻增大 B.电压表示数变小
C.电流表示数变大 D.电压表示数与电流表示数的比值变大
【答案】C
【详解】ABC.由图得,R0与R串联,电压表测量R0电压,电流表测量电路电流,当酒精气体浓度增大,R阻值减少,电路中总电阻减小,电路中电流增大,即电流表示数变大,由欧姆定律得,R0电压变大,即电压表示数变大,故AB错误,C正确;
D.电压表示数与电流表示数的比值为定值电阻R0阻值,保持不变,故D错误。
故选C。
4.(23-24九年级上·辽宁大连·期末)如图所示是某实践小组设计的一个自动测定油箱内油量多少的装置,R0是定值电阻,R是转动式滑动变阻器,油量表由电流表改装而成。该小组在实践中发现,不论是加油还是放油的过程中,油量表一直指示油量最大且保持不变,检查发现杠杆、浮子等油箱本身完好,通过分析,检查并排除了故障,成功从油量表指针所指的刻度,就可以判断油箱内液面的高度。则下列说法正确的是( )
A.油量表可用电压表改装
B.R0拆除油量表仍可安全工作
C.当油面升高时,油量表示数变小
D.实践中电路出现的故障可能是R短路
【答案】D
【详解】A.由图可知,油量表在电路中串联,所以只能是电流表,不能用电压表,故A错误;
B.当油面上升时,R接入电路的电阻变小,R0可以保护电路,所以R0拆除后,R电阻变小时,电路中的电流可能会过大,电流表会损坏,故B错误;
C.当油面上升时,R接入电路的电阻变小,由欧姆定律可知,电路中电流变大,所以油量表示数变大,故C错误;
D.不论是加油还是放油的过程中,油量表一直指示油是最大且不变,表明滑片不能改变滑动变阻器接入的阻值的大小,且电阻很小,故电路有可能出现的故障是R短路,故D正确。
故选D。
5.(23-24九年级上·辽宁抚顺·期末)如图所示,电源电压恒定不变,闭合开关S,若将滑片P向上移动,下列说法正确的是( )
A.电流表示数变小,小灯泡亮度变暗 B.电压表示数不变,小灯泡亮度不变
C.电压表示数与电流表示数比值变大 D.电流表示数变小,电压表示数变小
【答案】BC
【详解】A.去掉电压表,滑动变阻器与灯泡并联,电压表测量滑动变阻器的两端的电压,电流表测量总电流,闭合开关S,若将滑片P向上移动,滑动变阻器接入的阻值变大,通过滑动变阻器的电流变小,灯泡L两端的电压不变,小灯泡亮度不变,故A错误;
B.电源电压不变,故电压表的示数不变,灯泡L两端的电压不变,小灯泡亮度不变,故B正确;
C.电流表的示数变小,电压表示数与电流表示数比值变大,故C正确;
D.电流表示数变小,电压表的示数不变,故D错误。
故选BC。
6.(23-24九年级上·辽宁本溪·期末)如图是物理爱好者设计的一款血压测试仪的简化电路,为可感知血压大小变化的可变电阻,其阻值随测试者血压的增大而增大,现有三个电表连入电路,若要求由电表改造后的检测表的示数也随血压的增大而增大,闭合开关,下列说法正确的是( )
A.测试者血压增大时,电流表A示数变大
B.测试者血压增大时,电压表示数变大
C.血压变化时,电压表与电流表A示数之比变大
D.电压表可以改装为检测表
【答案】D
【详解】ABD.分析电路可知,和串联,电流表A测电路中电流,电压表测电压,电压表测电压。血压增大时,阻值变大,则总电阻变大,根据可知电路中电流变小,即电流表A示数变小;根据串联分压规律可知,电压表示数变大,则电压表示数变小。要求由电表改造后的检测表的示数也随血压的增大而增大,则电压表可以改装为检测表。故AB错误,D正确;
C.根据可知,电压表与电流表A示数之比即为定值电阻的阻值,所以血压变化时,电压表与电流表A示数之比不变,故C错误。
故选D。
7.(23-24九年级上·辽宁丹东·期末)如图所示,电源电压保持不变,闭合开关S,滑动变阻器滑片P由图示位置向右滑动时,下列说法正确的是( )
A.灯泡L变亮,电流表A1示数变小
B.电压表示数变大,电流表A2示数变小
C.电流表A2与A1的示数之差变大
D.电压表V示数与电流表A2示数之比变大
【答案】D
【详解】ABC.如图所示,电源电压保持不变,闭合开关S,灯泡与滑动变阻器并联,A1测滑动变阻器电流,A2测干路电流,电压表测电源电压,保持不变,滑动变阻器滑片P由图示位置向右滑动时,滑动变阻器接入阻值变大,根据欧姆定律及并联电路电流的规律,通过滑动变阻器的电流变小,即A1示数变小,并联电路相互不影响,灯泡电流不变,亮度不变,电流表A2与A1的示数之差不变,则A2示数变小,故ABC错误;
D.由于电压表示数不变,A2表示数变小,则电压表V示数与电流表A2示数之比变大,故D正确。
故选D。
8.(23-24九年级上·辽宁沈阳·期末)如图所示,电源电压保持不变,闭合开关S,当滑动变阻器滑片P向左滑动的过程中,下列说法正确的是( )
A.电流表A的示数不变
B.电流表A1的示数变大
C.电压表V的示数不变
D.电压表V与电流表A1的示数比变小
【答案】C
【详解】ABC.由图示电路图可知,两电阻并联,电压表测电源电压,电流表A1测通过R2的电流,电流表A测干路电流;闭合开关S,当滑动变阻器滑片P向左滑动过程中,滑动变阻器接入电路阻值变大,电源电压不变,电压表的示数不变,由及并联电路电流的规律可知,通过滑动变阻器的电流变小,电流表A1的示数变小,A表示数变小,故AB错误,C正确;
D.由于电压表的示数不变,电流表A的示数变小,所以电压表V的示数与电流表A的示数的比值变大,故D错误。
故选C。
9.(23-24九年级上·辽宁丹东·期末)如图所示,电源电压保持不变,闭合开关S,滑动变阻器R2的滑片向右移动时,下列判断正确的是( )
A.电压表V的示数变大
B.电流表A1的示数不变
C.电流表A2的示数变小
D.电压表V的示数不变
【答案】BCD
【详解】AD.由电路图可知,定值电阻R1与滑动变阻器R2并联,电流表A1测通过R1的电流,电流表A2测干路的电流,电压表测电源的电压;由于电源电压不变,滑片移动时,电压表V示数不变,故D正确,A错误;
BC.并联电路中各支路互不影响,移动滑片时,通过定值电阻的电流不变,所以电流表A1的示数不变;滑动变阻器R2的滑片向右移动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大,根据欧姆定律可知,通过滑动变阻器的电流变小,根据并联电路的电流规律可知,干路中的电流减小,所以电流表A2的示数变小,故BC正确。
故选BCD。
10.(23-24九年级上·辽宁大连·期末)如图所示,电源电压不变,闭合开关后,所有电表均有示数,小灯泡正常发光。过一段时间,小灯泡因为断路而熄灭,则下列说法正确的是( )
A.电压表V1示数变大
B.电流表A1与电流表A2的差值不变
C.电压表V2与电流表A2的示数之比变大
D.若想电流表A2恢复原来大小,则需要将滑动变阻器R2的滑片向左移动适当位置
【答案】BC
【详解】由电路图可知,闭合开关后,小灯泡L、定值电阻R1、滑动变阻器R2并联,电流表A1测量通过小灯泡L和滑动变阻器R2的总电流,电流表A2测量通过小灯泡L和定值电阻R1的总电流,两电压表都测量电源电压;
A.因为电源电压不变,若小灯泡因为断路而熄灭时,电压表V1示数不变,故A错误;
B.若小灯泡因为断路而熄灭时,通过小灯泡的电流变为零,电流表A1测量通过滑动变阻器R2的电流,电流表A1的示数减小,电流表A2测量定值电阻R1的电流,电流表A2的示数也减小,但由于通过定值电阻和滑动变阻器的电流都不变,所以电流表A1与电流表A2的差值不变,故B正确;
C.由于电压表V2的示数不变,电流表A2的示数减小,所以电压表V2与电流表A2的示数之比变大,故C正确;
D.将滑动变阻器R2的滑片向左移动适当位置可以减小滑动变阻器接入电路的电阻,由于电流表A1测量通过小灯泡L和滑动变阻器R2的总电流,因此这样操作可以让电流表A1恢复原来大小;电流表A2测量通过小灯泡L和定值电阻R1的总电流,滑动变阻器R2的滑片向左移动适当位置,对于电流表A2示数无影响,故D错误。
故选BC。
11.(23-24九年级上·辽宁葫芦岛·期末)如图是一个油量表的示意图,滑动变阻器规格为“30Ω 1A”。闭合开关,当浮球最低时滑片Р滑到a端,电流表示数为0.2A,当浮球最高时,滑片Р滑到b端,电流表示数为0.5A.下列说法正确的是( )
A.电阻R1的阻值为20Ω B.电源电压为10V
C.在加满油后,1min内电阻R1产生的热量为300J D.电阻R1最小功率为5W
【答案】ABC
【详解】由电路图可知,R1与R2串联,电流表测电路中的电流。
AB.当滑片位于a端时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,由可得,电源的电压
当滑片位于b端时,电路为R1的简单电路,则电源的电压
因电源的电压不变,所以
解得
电源的电压
故AB正确;
CD.在加满油后,滑片位于b端,则1min内电阻R1产生的热量
当滑片位于a端时,电路中电流最小,电阻R1的功率最小,则
故C正确,D错误。
故选ABC。
12.(23-24九年级上·辽宁大连·期末)图甲是电子测温仪,图乙是内部结构原理图,电源电压保持不变,R是热敏电阻,R0是定值电阻。图中显示仪是电压表改装成的,定值电阻R0在电路中起到 作用。测体温时,被测者体温越高,显示仪的示数就越大,可知热敏电阻R的阻值随温度的升高而 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。
【答案】 保护电路 减小
【详解】[1]根据电路图可知,热敏电阻R与定值电阻R0串联,显示仪与定值电阻R0并联;当热敏电阻的阻值较小时,根据欧姆定律可知,电路中电流增大,为防止电路中的电流过大,定值电阻R0在电路中起到保护电路的作用。
[2]被测温者温度越高,显示仪的示数就越大,说明电压表示数越大,因为R0为定值电阻,根据欧姆定律可知,串联电路电流变大。而电源电压不变,由可知,电路中的电阻减小,则热敏电阻R的阻值变小,即热敏电阻的阻值随温度的升高而减小。
考点三 电路故障分析
1.(19-20九年级上·辽宁铁岭·期末)如图电路中,电源压保持不变,闭合开关S,灯泡L不发光,电流表示数为零,电压表的指针明显偏转,则电路故障情况可能是
A.灯L断路 B.灯L短路 C.电阻R断路 D.电阻R短路
【答案】A
【分析】电路故障分为短路和断路,短路时电路中还有电流,有灯泡会亮;断路时,电路中没有电流,灯泡不亮,据此分析确定正确答案.
【详解】闭合开关后,灯L不发光,电流表示数为零,则电路为断路;
电压表指针有明显偏转,说明电压表的两接线柱与电源两极是连通的,因此不可能是R断路,故灯L断路.
故选A.
2.(19-20九年级上·辽宁铁岭·期末)某实验小组在做“探究串联电路电压规律”实验时,连好了如图所示电路,闭合开关S后发现L2正常发光,L1只能微弱发光;以下分析合理的是
A.L1电阻较小,实际功率小
B.L1发生短路
C.L1电阻较大,实际功率小
D.L1发生断路
【答案】A
【详解】AC.灯L1只能微弱发光,说明灯L1的实际功率P较小,串联电路电流I相等,由电功率公式P=I2R可知,灯L1的电阻较小,故A正确,C错误.
BD.由电路图可知,两灯泡串联,且都能发光,则灯L1没有断路,也没有发生短路,故BD错误;
故选A.
3.(22-23九年级上·辽宁丹东·期末)在“探究串联电路电压的规律”的实验中:
(1)连接电路前,发现电压表指针如图甲所示,接下来的操作是 ;
(2)测量L2两端电压时,两灯突然熄灭,电压表有示数,电路故障可能是 ;
(3)排除故障后继续实验,得出了一组实验数据后,接下来应该 的规格,重做上述实验;这样的做法为了使实验结论更加具有 。
【答案】 调零 L2断路 改变灯泡 普遍性
【详解】(1)[1]由图甲可知,电压表指针未指在零刻度线,所以接下来的操作是调零。
(2)[2]在测量L2两端电压时,两灯突然熄灭,电压表有示数,说明电压表串联接入电路,则与电压表并联的灯泡断路,所以电路故障可能是L2断路。
(3)[3][4]实验只做了一次就得出了实验结论不合理,其不足之处是一组数据得出结论具有偶然性,应选择不同规格的灯泡进行实验,使得出的结论更具有普遍性。
考点四 实验:探究欧姆定律
1.(23-24九年级上·辽宁盘锦·期末)小华同学在探究“电流与电压的关系”实验中,选用器材如下:电压为4.5V的电源、电流表、电压表、开关、定值电阻R、导线若干。有两种规格的滑动变阻器:(50Ω;1A)和(20Ω;1A)可以选择。
(1)以笔画线代替导线,将实物图补充完整 ;
(2)开关闭合前,应将滑动变阻器滑片滑到最 (选填“左”或“右”)端;
(3)通过多次改变滑动变阻器滑片的位置,从而改变 ,测得多组实验数据如下表:
实验次数
1
2
3
4
5
电压U/V
1.0
1.4
2.0
2.4
3.0
电流I/A
0.10
0.14
0.20
0.24
0.30
分析数据可知:电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成 ;
(4)获得第3组实验数据后,要想得到第4组数据,应将滑片P向 (选填“左”或“右”)端移动;
(5)实验中所选的滑动变阻器是 (选填“”或“”)。
【答案】(1)(2)左(3) 定值电阻两端的电压 正比(4)右(5)RA
【详解】(1)将电压表“-”接线柱与定值电阻R左端相连,并在R两端,如图所示:
(2)连接电路时,应将开关断开,为了防止因电路出现短路造成电流过大而损坏电路元件;在闭合开关前,为了保护电路,应将滑动变阻器的滑片置于阻值最大处,即最左端。
(3)[1]闭合开关后,通过多次改变滑动变阻器滑片的位置,即改变了接入电路的电阻,从而改变了定值电阻两端的电压,进行多次实验。
[2]分析表格中的实验数据得出结论:当电阻一定时,导体中的电流与导体两端电压成正比。
(4)由于电源电压不变,从第2组到第3组实验时,定值电阻两端的电压增大,所以根据分压原理知,与之串联的滑动变阻器的电压应减小,故应将滑动变阻器的滑片相右边移动,以减小滑动变阻器接入电路的电阻,从而增大电流和定值电阻两端的电压。
(5)由表格数据可知,当定值电阻两端的电压为UR=1.0V时,通过电路的电流为I=0.10A,电源电压为U=4.5V,根据串联分压原理以及欧姆定律可知,滑动变阻器接入电路中的阻值为
故滑动变阻器应选择RA。
2.(23-24九年级上·辽宁大连·期末)小明同学在探究“电压一定时,通过导体的电流与电阻的关系”的实验中,实验装置如图所示,实验器材有:两节干电池,电流表、电压表、“20Ω 2A”的滑动变阻器及开关各一个,定值电阻和导线若干。
(1)在图甲中,请用笔画线代替导线,将电路连接完整 ;
(2)连接电路后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,发现电流表无示数,电压表有示数。则电路故障可能是定值电阻 (选填“短路”或“断路”);
(3)排除故障后,闭合开关,进行实验,保持定值电阻两端的电压为2.4V,记录的实验数据如下表:
实验次数
1
2
3
4
5
6
电阻R/Ω
4
8
12
16
20
24
电流I/A
0.60
0.30
0.20
0.16
0.12
0.10
①在图乙方格纸上画出电流I与电阻R的关系图像 ;
②分析实验数据和图像,可得出的探究结论是: ;
(4)为了使得到结论更趋近于实际关系,小明还想在本次实验的基础上继续更换更大的定值电阻进行多次实验,学习完欧姆定律之后,你认为所更换的定值电阻不能超过 Ω。
【答案】 断路 电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比 80
【详解】(1)[1]滑动变阻器采用“一上一下”的接法,串联在电路中,如图所示:
(2)[2]连接电路后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,发现电流无示数,说明电路中发生了断路;电压表有示数,说明和电压表串联的部分是通路,因此可能是与电压表并联的定值电阻断路。
(3)[3]将表格中的数据描点,并连接起来,如图所示:
[4]计算表格中的数据
0.60A×4Ω=2.4V
0.30A×8Ω=2.4V
0.20A×12Ω=2.4V
016A×16Ω=2.4V
0.12A×20Ω=2.4V
0.10A×24Ω=2.4V
由以上数据可得:电压一定时,通过导体的电流与电阻成反比。
(4)[5]由题意知,实验电源为两节干电池,因此电源电压为3V,定值电阻两端的电压保持2.4V不变,则滑动变阻器两端电压为
U滑=U-UR=3V-2.4V=0.6V
根据串联分压可知,当滑动变阻器阻值最大时,定值电阻的阻值最大,即
解得R=80Ω,因此更换的定值电阻不能超过80Ω。
3.(22-23九年级上·辽宁鞍山·期末)某同学为了探究电流跟电阻的关系,连接了如图甲所示的电路,电源电压4.5V恒定不变,四个定值电阻的阻值分别是5Ω、10Ω、15Ω和20Ω。
(1)该同学接错了一根导线,请你在这根导线上打“×”,并画出正确的连接位置;
(2)先将5Ω定值电阻接入电路,滑片P移到阻值最大处,闭合开关,此时电压表示数为0.9V;移动滑片P的同时,眼睛应注视 使其示数为某一预设值,记下电流表示数为0.5A;之后断开开关,保持滑片P的位置不变,换用10Ω的定值电阻接入电路,闭合开关,滑动变阻器的滑片P应向 (填“A”或“B”)端移动,直至电压表示数为 时,记录电流表示数;
(3)该同学在桌上发现一个标识模糊的定值电阻,接着他将该电阻接入电路,并重复刚才的实验步骤,发现无论怎样移动滑片P,电压表都无法达到刚才的预设值,则该定值电阻阻值不可能小于 Ω。
【答案】 电压表 A 2.5V 25
【详解】(1)[1]探究电流跟电阻的关系时,滑动变阻器与定值电阻应串联在电路中,电流表测电路中的电流,电压表测定值电阻两端的电压,图甲中,变阻器尚未接入电路,接错的导线应该是连接电流表与定值电阻的那根,正确连接应将变阻器上面的接线柱与电流表的正接线柱相连,如图:
(2)[2][3][4]在探究电流跟电阻的关系时,需要保持定值电阻两端的电压不变,移动滑片P的同时,眼睛应注视电压表使其示数为某一预设值;当把5Ω的电阻换成10Ω的电阻后,根据串联电路分压原理,电阻两端的电压变大,研究电流与电阻关系时要控制电压不变,根据串联电路电压的规律,就要增大变阻器两端的电压,据分压原理,要增大变阻器电阻阻值,因此应把变阻器滑片向A端滑动;由图乙可知,本实验中定值电阻两端的电压
UR=IR=0.5A×5Ω=2.5V因此,闭合开关后移动滑动变阻器的滑片P,直至定值电阻两端电压为2.5V时,记录电流表示数。
(3)[5]由题意可知,变阻器接入电路的阻值最大时,电压表的示数为0.9V,此时变阻器两端的电压为
U变=U-U′R=4.5V-0.9V=3.6V此时电路电流为
变阻器的最大阻值为
本实验中定值电阻两端的电压保持2.5V不变,则整个过程中,变阻器两端的电压为
U''变=U-U'R=4.5V-2.5V=2V由串联电路的分压原理可知,当变阻器接入电路的阻值最大时,定值电阻接入电路的阻值也最大,此时电路电流为
定值电阻接入电路的阻值最大为
当定值电阻的阻值大于25Ω时,怎么调节滑片都无法让电压表达到预设值,故该定值电阻阻值不可能小于25Ω。
4.(23-24九年级上·辽宁铁岭·期末)实验桌上提供了符合实验要求的实验器材。电压表1只,电流表1只,滑动变阻器1个,电源1个,电阻箱1个(电阻箱符号为)开关1个,导线若干。小玲用提供的器材,设计实验探究当电阻两端的电压不变时,通过电阻的电流与电阻的关系。请你思考这个实验,回答下列问题:
(1)小玲所探究的问题中,自变量是 。
(2)改变自变量的方法是 。
(3)控制电阻两端的电压不变的方法是 。
(4)在方框内画出电路图 。
(5)在方框内画出数据表格 。
【答案】 电阻 改变电阻箱接入电路的电阻 调节滑动变阻器滑片位置使电压表示数不变
电阻
电流
【详解】(1)[1]保持电阻两端电压不变,改变接入电路的定值电阻的阻值,记录不同的电阻值和对应的电流值,总结电阻变化对电流的影响,故小玲所探究的问题中,自变量是电阻。
(2)[2]由已知条件可知,需要改变电路中的电阻,而选用电阻箱,改变电阻箱接入电路的电阻,比较方便。
(3)[3]保持电阻两端的电压不变,应移动滑动变阻器的滑片,改变电路中的电阻,使电压表示数不变,即调节滑动变阻器滑片位置使电压表示数不变。
(4)[4]将电阻箱与变阻器串联,电压表与电阻箱并联,电流表串联在电路中,如下所示:
(5)[5]控制电压一定时,电流随电阻的规律,如下表所示:
电阻
电流
5.(23-24九年级上·辽宁葫芦岛·期末)同学们“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5个(阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω),规格为“40Ω 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)图甲中只有一根导线连错了,请你在连错的导线上画“×”,并补画出一根导线连接成正确的电路 ;
(2)改正错误后,他们先将R=5Ω的电阻接在图甲电路中,移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数为U0;保持滑片不动,用10Ω的电阻替换5Ω的电阻后,需将滑动变阻器的滑片P向 (填“左”或“右”)端移动,才能保持定值电阻的电压U0不变;
(3)依次更换电阻为15Ω、20Ω继续实验。他们根据测量数据作出了电流表示数I与电阻R的关系图象如图乙。由乙图可知:U0的值为 V;导体两端电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成 ;
(4)当他们用35Ω的电阻替换20Ω的电阻后,发现电压表示数始终不能调为U0,若保持电压表示数为U0,继续完成此次探究,请你帮助他们设计一种可行的方案: (只增加或更换一个元件)。
【答案】 右 2 反比 换用阻值更大的滑动变阻器
【详解】(1)[1]由图可知,定值电阻和滑动变阻器并联,且电压表串联在电路中,所以可以将定值电阻与开关连线的左端改接到滑动变阻器的右上端, 如下图所示:
(2)[2]当电阻由5Ω替换成10Ω后,由串联电路的分压规律可知,定值电阻两端的电压将增大,要使定值电阻两端的电压减小,由串联电路的电压规律可知,应该使滑动变阻器两端的电压增大,所以滑动变阻器的阻值应该增大,即滑片P将向右移动。
(3)[3]在乙图中取一点,可计算出定值电阻两端的电压
U=IR=0.4A×5Ω=2V
[4]由题可知,导体的电阻和通过导体的电流的乘积始终为定值,所以在导体两端电压不变时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
(4)[5]替换电阻后,定值电阻两端电压无法降低到设定值,说明滑动变阻器分的电压还不够,即滑动变阻器的阻值太小,可以换一个阻值更大的滑动变阻器。
6.(23-24九年级上·辽宁葫芦岛·期末)图甲是“探究电流与电压关系”的实验电路。
(1)用笔画线代替导线将实物图甲连接完整,使滑片向右滑动时电流表的示数变小 ;
(2)电路接通前,滑动变阻器的滑片P应该移至最 端(填“左”或“右”);
(3)通过实验测量出的数据如下表,分析表中数据得出结论:电阻一定时,通过导体的电流跟导体两端的电压成 ;
实验次数
1
2
3
4
5
6
电压U/V
0.4
0.8
1.2
1.6
2.0
2.4
电流I/A
0.08
0.16
0.24
0.32
0.40
0.48
(4)为了使结论具有普遍性,小刚提出用刚才的实验器材增加实验次数,小红提出换用不同的定值电阻重复前面的实验.你觉得科学合理的是 (填“小刚”或“小红”)的方案;
(5)他们发现另外一组的同学画出的图象如图乙,其反映出的规律与自己的不同,请你分析该小组实验中可能存在的问题是 。
【答案】 右 正比 小红 将电压表并联在滑动变阻器两端
【详解】(1)[1]滑片向右滑动时电流表的示数变小,说明向右滑动时,滑动变阻器接入电路中的阻值变大,故将开关右侧接线柱与滑动变阻器左下方接线柱连接,电路图如图所示:
(2)[2]闭合开关前,为保护电路,防止电流过大,滑动变阻器滑片应处于最大值,即最右边。
(3)[3]根据表中的测量数据可知,电压增大为原来的几倍,电流也增大为原来的几倍,电压与电流的比值是一个定值,所以可得:在电阻一定时,电流与电压成正比。
(4)[4]本实验是探究电阻一定时电流与电压关系,为了使结论具有普遍性,需要多次换用不同的定值电阻重复前面的实验,以验证结论的普遍性。所以题中小红提出的方案科学合理。
(5)[5]如图乙所示,随着电压的增大,电流减小。出现这种情况可能是电压表和滑动变阻器并联了,电压表的示数反映的是变阻器两端的电压值;根据串联电路中分压规律可知,当变阻器电阻逐渐变大时,变阻器两端的电压逐渐变大,电源电压恒定,则定值电阻两端的电压变小,根据欧姆定律可知,当定值电阻两端电压变小时,通过的电流变小。所以该小组实验中可能存在的问题是,把电压表并联接到了滑动变阻器的两端。
7.(23-24九年级上·辽宁大连·期末)小海同学知道导体中的电流与导体的两端电压和电阻有关。在“探究导体中的电流与电阻的关系”实验中,所用的实验器材有;12V稳压电源、滑动变阻器、电流表、电压表、开关各一个;102、15Ω、202、25Ω、30Ω、35Ω的定值电阻各一个;导线若干,
(1)画出实验所需的电路图。
(2)实验过程中,控制电阻两端的电压为6V, 小海用20Ω电阻替换下15Ω电阻,当把20Ω电阻接到电路上时,立刻观察到电压表的示数如图所示,则产生这种现象的原因是:
(3)改正上述的操作后,小海将滑动变阻器的滑片移到阻值最大端。接下来 他应该进行的正确实验操作是:闭合开关, , 记下此时电路中的电流值;
(4)小海收集的实验信息如下表。根据表格中的信息在方格纸上描点如下图所示,请用笔画线,将I-R图象补充完整。
电压U=6V
实验次数
1
2
3
4
5
6
电阻R/Ω
10
15
20
25
30
35
电流I/A
0.60
0.40
0.30
0.24
0.20
0.17
(5)分析实验信息并结合图像,可得出的探究结论是: ;
(6)小海同学只做两组实验就得出结论,该结论不足之处是: 。
【答案】 更换电阻前,没有断开开关 调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为6V 导体两端电压一定时,导体中的电流与电阻成反比 实验次数太少,结论不具有普遍性
【详解】(1)[1]通过与电阻串联的变阻器控制电阻两端电压不变,通过与电阻并联的电压表监测电压数值,通过与电阻串联的电流表测量通过电流,电路图如下:
(2)[2]换上电阻,电压表就有读数,说明在更换电阻时没有断开开关。
(3)[3]根据实验前几组数据可以知道,在实验中控制电阻两端电压为
故接下来的操作应该是:通过变阻器调节电阻两端电压为6V。
(4)[4]在坐标内描出与数据对应的点,再用平滑的曲线将这些点连接起来,答案如下:
(5)[5]表格中实验数据表明,对应的电流与电阻的乘积为定值;观察图像可知,电流-电阻关系图像为反比例函数。故二者成反比。
(6)[6]做的实验次数过少,结论不具有普遍性,需多做几次实验,通过数据总结结论。
8.(23-24九年级上·辽宁铁岭·期末)在“探究电流与电压的关系”实验中,所选的实验器材有:电压恒为3V的电源,定值电阻,电流表,电压表,规格为“30Ω 0. 5A”的滑动变阻器,开关,导线若干。
(1)按电路图连接好电路,闭合开关,发现电流表无示数,电压表的示数接近电源电压,产生这种现象的原因可能是定值电阻 (选填“短路”或“断路”)。
(2)故障排除后,闭合开关,将滑动变阻器的滑片从正确的位置向 (选填“左”或“右”)端调节,观察每次电压、电流值,并记录在表格中。
实验次序
1
2
3
U/V
2
2. 6
3. 0
I/A
0. 2
0. 26
0. 3
根据表中的数据可得出结论:电阻一定时,电流与电压成 。
(3)根据所选器材的规格可知,定值电阻两端可加的最小电压为 V,此时定值电阻与滑动变阻器的功率之比为 。
【答案】 断路 右 正比 0.75 1:3
【详解】(1)[1]闭合开关,发现电流表无示数,电压表示数接近电源电压,说明电压表与电源正负极是相通的,电流表无示数是因为通过电流表的电流过小,产生这种情形的原因是定值电阻断路,使电压表串联接入了电路中。
(2)[2]连接正确的电路后,闭合开关前,应把滑动变阻器的滑片移至阻值最大处,即最左端。所以在闭合开关后,我们要向右调节滑片来改变定值电阻两端的电压。
[3]分析表中数据可知,通过电阻的电流随着电阻两端的电压的增大而增大,且电压与电流的比值为定值,所以可知:电阻一定时,电流与电压成正比。
(3)[4]由串联电路的电压、电阻关系可知,当滑动变阻器接入电路的电阻最大(30Ω)时,定值电阻两端的电压最小;由表中数据我们可以求得定值电阻的阻值
当滑动变阻器接入电路的电阻最大(30Ω)时通过电路的电流为
则定值电阻两端的最小电压为
在串联电路中,通过定值电阻与滑动变阻器的电流相等,所以我们用公式进行比较,则
9.(23-24九年级上·辽宁朝阳·期末)利用所学知识完成下列实验:某小组选取了“20Ω 1A”的滑动变阻器、定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω)、两节新干电池等实验器材,探究电流与电阻的关系:
(1)小组同学连接了如图甲所示的电路图,检查电路后发现有一根导线连接错误,请在错误的导线上画“×”,并改正过来;( )
(2)改正错误后,闭合开关,调节滑动变阻器滑片直至电压表示数为2V。此时电流表示数如图乙为 A。连入电路的定值电阻阻值为 Ω;
(3)换用阻值为10Ω的定值电阻后,将滑动变阻器滑片在(2)的基础上向 (选填“左”或“右”)移动至电压表示数为2V,读出电流表示数;
(4)经过多次实验,分析数据得出结论:电压一定时,通过导体的电流与导体电阻成 ;
(5)四次实验,滑动变阻器连入电路的最小阻值是 Ω。
【答案】 0.4 5 右 反比 2.5
【详解】(1)[1]电压表应与被测电路并联,电流表应与定值电阻应串联,如下图所示:
(2)[2]图乙中电流表选用小量程,分度值为0.02A,则电流表示数为0.4A。
[3]电压表示数为2V,连入电路的定值电阻的阻值
(3)[4]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,即此时电压表的示数大于2V, 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,直到电压表示数为2V,读出对应电流值。
(4)[5]由实验数据可得出结论:电压一定时,通过导体的电流与导体电阻成反比。
(5)[6]两节新干电池为电源电压,所以电源电压为3V,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,变阻器分得的电压
U滑=U-UV=3V-2V=1V
变阻器分得的电压为电压表示数的,根据分压原理,当接入5Ω电阻时,变阻器连入电路中的电阻为
R滑=0.5×5Ω=2.5Ω
故滑动变组器连入电路的是小阻值为2.5Ω。
10.(23-24九年级上·辽宁盘锦·期末)在探究“电流与电阻的关系”实验中,小明使用的实验器材有:电压恒为3V的电池组,电流表,电压表,开关,标有“20Ω1A”的滑动变阻器,5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻各一个,导线若干。
(1)小明设计了如甲图所示的电路,若要使滑动变阻器的滑片向右移动时接入电路的电阻值变小,则未接入的线头应接在 (选填“A”或“B”)接线柱上;闭合开关前,滑动变阻器连入电路阻值最大的目的是: 。
(2)小明先选了5Ω的定值电阻,正确连接好电路,闭合开关,调节滑动变阻器,使电压表的示数如乙图所示,为 V,并记录电流表的示数。
(3)断开开关,将5Ω的定值电阻换成10Ω的定值电阻,再次闭合开关,调节滑动变阻器, (补全实验过程),记下电流表的示数。
(4)在接下来的实验中,小明发现换上20Ω的电阻后,重复(3)中的有关操作,无论怎么调节滑动变阻器都不能完成实验,其原因是滑动变阻器 。在不增加和更换实验器材的情况下,他应该适当 ,重新实验。
(5)重新实验后,测得的数据如下表:
电阻R/Ω
5
10
20
电流I/A
0.4
0.2
0.1
分析表中数据,可得出: 。
【答案】 B 保护电路 1 使电压表的示数为 最大阻值小 增大定值电阻两端控制的电压 在电压一定的情况下,通过导体的电流与导体的电阻成反比
【详解】(1)[1]滑动变阻器的滑片移动时,越靠近接入电路的下方的接线柱,接入电路的电阻值越小,所以若要使滑动变阻器的滑片向右移动时接入的电阻阻值变小,则未接入的线头应接在B接线柱上。
[2]为保护电路安全,闭合开关前应将滑动变阻器的滑片置于阻值最大端。
(2)[3]如图乙,电压表接入电路的量程是0~3V,示数为1V。
(3)[4]要探究电流与电阻的关系,更换定值电阻时,应控制电阻两端的电压不变,所以将5Ω的定值电阻换成10Ω的定值电阻,再次闭合开关,调节滑动变阻器,使电压表示数仍为1V。
(4)[5][6]依题意可知,本实验中定值电阻分1V电压,滑动变阻器分压2V,根据分压规律,滑动变阻器阻值始终要调为定值电阻的两倍,所以换上20Ω的电阻后,要使电压表为1V,需要将滑动变阻器阻值调为40Ω,而滑动变阻器最大阻值为20Ω,所以其原因是滑动变阻器最大阻值小,在不增加和更换实验器材的情况下,他应该适当增大定值电阻两端控制的电压。
(5)[7]由表中数据可知,电流与电阻的乘积为定值,电阻越大电流越小,故可得结论,当电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
考点五 实验:测电阻
1.(23-24九年级上·辽宁大连·期末)在“伏安法测定值电阻”的实验中,所用的实验器材有:电源(两节干电池)、待测电阻、电 流表、电压表、滑动变阻器、开关和导线。关于该实验,下列说法正确的是( )
A.实验原理是P=UI
B.滑动变阻器的作用是改变电源电压
C.多次测量取平均值是为了减小误差
D.实验结束,断开开关即可离开实验室
【答案】C
【详解】A.测量导体的电阻,实验原理是。故A错误;
B.变阻器的作用是改变待测电阻两端电压,电源电压是不变的。故B错误;
C.为了减小测量的误差,可以通过多次测量求平均值的方法减小误差。故C正确;
D.断开开关后,还要整理器材,将状态恢复到实验前情况。故D错误。
故选C。
2.(23-24九年级上·辽宁盘锦·期末)如图所示的四个电路中,为已知阻值的定值电阻,可以测出未知电阻阻值的电路是( )
A. B.
C. D.
【答案】ABC
【详解】A.闭合开关,两电阻串联接入电路,电压表测定值电阻两端的电压,电压表测待测电阻两端的电压,串联电路各处电流相等,根据欧姆定律计算通过电路的电流
则待测电阻的阻值
故A符合题意;
B.由电路图可知只闭合时,电路为的简单电路,电流表测电路中的电流,根据欧姆定律可得电源电压
当两开关都闭合时、并联,电流表测干路电流,因通过的电流不变,根据并联电路的电流特点可求通过的电流,再根据并联电路的电压特点和欧姆定律即可求出阻值,故B符合题意;
C.由电路图可知,当开关都闭合时,电路为的简单电路,电流表测电路中的电流,根据欧姆定律求出电源的电压;当开关断开时两电阻串联,电流表测串联电路的电流,根据欧姆定律求出电路的总电阻,再根据电阻的串联求出阻值,故C符合题意;
D.由电路图可知,无论开关闭合还是断开,电压表始终测电源的电压,即无法测出或间接得出两端的电压,故此电路图不能测出阻值,故D不符合题意。
故选ABC。
3.(23-24九年级上·辽宁盘锦·期末)用图甲所示的电路图测量定值电阻的阻值大小。
(1)实验原理是 ;
(2)电路闭合一段时间后,电流表示数突然显示为0,此后,无论怎样移动滑动变阻器滑片,电流表示数都为0,但电压表的示数有变化,这可能是由于 ;
(3)排除故降后,某次测量时,将滑片滑到某一位置时,电压表的读数为1.8V,电流表的示数如图乙所示,此时定值电阻的阻值为 Ω;
(4)在物理实验中,经常要进行多次测量,其目的有两个:①为了减小误差;②是为了寻找规律,本实验中,多次测量的目的是 (选填“①”或“②”);
(5)实验中两个小组同学发现实验器材中缺少滑动变阻器,多了两个定值阻值电阻和();
①其中一组同学利用现有的器材测出了的阻值。(如图所示),记录了3次实验数据如下表所示。则第三次数是图 (选填“A”或“B”或“C”)中进行的实验;
实验次数
U/V
I/A
1
0.85
0.14
6.07
2
1.21
0.20
6.05
3
2.11
0.35
6.03
②另一小组同学发现他们小组的电流表也不能使用,你认为这组同学利用现有器材 (选填“能”或“不能”)完成3次电阻测量的实验;
(6)实验前,老师提醒同学们,加在电阻上的电压不宜过大而且时间不宜过长,这样要求的目的是 。
【答案】(1)(2)电阻Rx断路(3)6(4)①(5) B 能(6)减小温度对电阻大小的影响
【详解】(1)由欧姆定律可知,测量未知电阻的实验原理是。
(2)电流表示数突然显示为0,可能电路断路,无论怎样移动滑动变阻器滑片,电流表示数都为0,电压表的示数有变化,电压表接电源两极通路,则电阻Rx断路。
(3)电流表的示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,其读数为0.3A;则定值电阻Rx的阻值为
(4)在“测量未知电阻”的实验中,进行多次测量为了减小误差,故选①。
(5)[1]①由题知,R1>R2,由图知,接入电路的电阻从A图到B图减小,根据串联分压原理知,接入电路的电阻两端的电压增大,电源电压一定时,则Rx两端的电压增大,则第三次数是图B中进行的实验。
[2]②电流表不能使用,能测出Rx两端的电压,知道电源电压,根据分压原理可计算出接入电路的电阻两端的电压,又知接入电路的电阻的阻值,根据欧姆定律可计算出电路电流,再根据欧姆定律可计算出电阻Rx的阻值,所以,利用现有器材能完成3次电阻测量的实验。
(6)实验前,老师提醒同学们,加在电阻上的电压不宜过大而且时间不宜过长,这样做的目的是:减小温度对电阻大小的影响。
4.(23-24九年级上·辽宁大连·期末)在测量小灯泡正常发光时电阻的实验中,用标有“20Ω,2A”的滑动变阻器、电压表、电流表、开关、导线、3节干电池和标有“2.5V”电压的小灯泡进行实验。实验电路如图甲所示。
(1)该实验的原理是 ;
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移到最 (填“左”或“右”)端:
(3)当小灯泡两端电压是2.5V时,电流表的示数如图乙所示,则此时通过小灯泡的电流为 A。小灯泡的电阻是 Ω(结果保留一位小数);
(4)完成上述的实验后,小明还想测另一只额定电压为U₁的小灯泡的额定电功率。但发现电流表损坏。小明利用阻值为R0的定值电阻,设计了如图丙所示的电路,操作如下:
①依据电路图连接好电路,只闭合开关S、S1,调节滑动变阻器,使电压表的示数为U1;
②保持滑动变阻器滑片位置不变,只闭合开关 ,读出电压表示数为U2;
③小灯泡的额定功率P额= 。(用U1、U2和R0表示)
【答案】 右 0.3 8.3 S、S2
【详解】(1)[1]在测量小灯泡正常发光时电阻的实验中,用电压表测灯泡两端电压,用电流表测通过灯泡的电流,根据可以求出小灯泡正常发光时的电阻,故该实验的原理是。
(2)[2]为了保护电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移到阻值最大处,滑片应远离羡慕的接线柱,即最右端。
(3)[3][4]由乙图可知,电流表选用小量程,分度值0.02A,其示数为0.3A,此时小灯泡两端电压是2.5V,则小灯泡的电阻为
(4)[5][6]由电路图可知,只闭合开关S、S1,灯泡、R0和滑动变阻器R串联,调节滑动变阻器,使电压表的示数为U1,此时小灯泡正常发光;保持滑动变阻器滑片位置不变,只闭合开关S、S2,此时灯泡、R0和滑动变阻器R仍串联,电压表测灯泡和R两端的总电压,读出电压表示数为U2,因此时电路连接方式不变,各电阻的大小和两端电压不变,灯仍正常工作,根据串联电路电压的规律,此时定值电阻的电压为
U0=U2-U1
根据串联电路电流特点和欧姆定律可知,灯的额定电流为
灯的额定功率为
5.(22-23九年级上·辽宁沈阳·期末)小军用伏安法测量定值电阻R的阻值,请完成下列问题:
(1)如图甲所示,闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应置于最 (选填“左”或“右”)端;
(2)闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片P,当电流表的示数为 1A时,电压表的示数如图乙所示。则待测电阻R阻值为 Ω;
(3)实验结束后,同桌小明也利用该装置进行实验,可检查时发现电压表已损坏,于是又找到一个已知阻值的电阻R0和开关,设计的电路如图丙所示。
①闭合开关S1,断开开关S2,读出此时电流表的示数I1:
②闭合开关 ,断开开关 ,读出此时电流表示数I2;
③得出待测电阻R表达式∶ R= 。
【答案】 左 5 S2 S1
【详解】(1)[1]为保护电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移到阻值最大处,即最左端。
(2)[2]电压表接入电路的量程为0~15V,分度值为0.1V,示数为5V,根据欧姆定律可得待测电阻R阻值为
(3)①闭合开关S1,断开开关S2,电路为定值电阻R0的简单电路,电流表测通过定值电阻R0的电流,根据欧姆定律可得电源电压为
②[3][4]闭合开关S2,断开开关S1,电路为待测电阻的简单电路,电流表测通过待测电阻的电流,根据欧姆定律可得电源电压
[5]由于电源电压不变,联立可得待测电阻R表达式为
6.(22-23九年级上·辽宁鞍山·期末)如图甲所示为“伏安法”测电阻的电路,实验过程中电源电压保持不变。
(1)图甲所示的实物连接成完整电路,滑动变阻器的滑片P向右移动时,电流表示数 ;(选填“变大”或“变小”“不变”)
(2)连接电路前,开关必须断开,电路接通前,滑动变阻器的滑片应该移至图中 处(选填“A”或“B”);
(3)闭合开关后,发现电流表示数为零,但电压表有示数,查明电路中的故障只有一处,是待测电阻 (选填“短路”或“断路”);
(4)排除故障后,调节滑动变阻器连入电路中的阻值,记录每次对应的电流值和电压值,其中一次电流表和电压表的指针如图乙所示,请计算出电阻为 Ω;
(5)另一小组用相同的器材连接电路并进行实验,并根据所记录的实验数据绘制了如图丙所示的图像。根据图像发现实验操作中出现的问题是电压表测量的是 (选填“待测电阻”或“滑动变阻器”)两端电压,根据该图像计算出被测电阻为 ;
(6)图丁是能巧测阻值的实验电路,图中R为电阻箱。请在空白处填上适当内容:
① ,调节电阻箱和滑动变阻器滑片P至适当位置,记下电流表的示数I和电阻箱R的阻值;
②将开关接a,调节 ,保持 不变,记下电流表的示数仍为I和电阻箱R的阻值;
③则 (用已知量和测量量表示)。
【答案】 变小 B 断路 10 滑动变阻器 10Ω 将开关接b 电阻箱 滑动变阻器滑片P位置
【详解】(1)[1]电流表测电路的电流,滑动变阻器与电阻串联,滑片向右移动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大,根据欧姆定律可知,电路中的电流变小,电流表示数变小。
(2)[2]为保护电路,连接电路前,开关必须断开,电路接通前,滑动变阻器的滑片应该移至阻值最大处,即图中B处。
(3)[3]闭合开关后,发现电流表示数为零,说明电路存在断路,但电压表有示数,说明电压表与电源两极相连,电压表并联电路之外电路不存在断路,则与电压表并联的电阻断路。
(4)[4]根据图甲知,电流表和电压表都接小量程,电压表和电流表的示数分别为2.6V和0.26A,因此电阻Rx的阻值为
(5)[5]通过定值电阻的电流和电压成正比,从图中可知电路中的电流越大,电压表的示数越小,据此可知电压表测量的是滑动变阻器两端电压。
[6]从图中可知,当电压表的示数为0时,电路中的电流为0.3A,根据欧姆定律可知电源电压
U=I1Rx=0.3A×Rx.......①当电压表的示数为2V时,根据欧姆定律和串联电路的电压特点可知电源电压
U=U滑+U定=2V+0.1A×Rx.......②联立①②得
Rx=10Ω,U=3V(6)[7]①将开关接b,调节电阻箱和滑动变阻器滑片P至适当位置,记下电流表的示数I和电阻箱R的阻值R1。
[8][9]②将开关接a,调节电阻箱,保持滑动变阻器滑片P位置不变,记下电流表的示数仍为I和电阻箱R的阻值R2。
[10]③根据欧姆定律可知,电源电压一定,两次电路中的电流相等,则两次电路中的总电阻相等,则Rx的阻值的大小为
Rx=R2−R1
7.(23-24九年级上·辽宁大连·期末)某小组在用“伏安法”测小灯泡的电阻实验中,连接了如图甲所示的电路。
(1)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到 (填“A”或“B”)端;
(2)测量过程中,某一次的电流值如图乙所示,则所测电流为 A;若此时灯丝突然烧断,则电压表示数将 (填“变大”“变小”或“不变”);
(3)小组同学根据测量的数据,绘制出了图像如图丙A所示,小组中的一个同学还要计算小灯泡电阻的平均值,你同意这种做法吗?说出你的理由: ;(作出判断并说出理由)
(4)另外一组同学用相同的器材和电路图也做这个实验时,由于接线错误,根据测量的数据绘出的图像如图丙的图线B所示,这是因为 。
【答案】 A 0.26 变大 见解析 见解析
【详解】(1)[1]为了保护电路,闭合开关前,变阻器连入电路的电阻最大,即闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到A端。
(2)[2]测量过程中,某一次的电流值如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,则电流值是0.26A。
[3]灯丝突然烧断,电压表串联在电路中测电源电压,由串联电路电压的规律可知电压表的示数变大。
(3)[4]由表格可知灯泡两端的电压不同时对应的电阻值不同,当小灯泡两端的电压增大时,通过电路的电流变大,灯泡变亮、温度升高,灯丝的电阻会变大,说明灯泡的电阻受温度影响很大,所以计算灯泡电阻的平均值没有意义。
(4)[5]当电路的电流变大时,灯泡两端的电压变大,串联电路总电压电压各部分电压之和,则变阻器的电压变小,根据如图丙中的B的图象知错误的原因可能是电压表并联在变阻器两端了。
8.(23-24九年级上·辽宁铁岭·期末)实验课上,某小组用伏安法测量额定电压为2. 5V的小灯泡的电阻,现有电源(电压为6V)、标有“10Ω 1A”滑动变阻器1和标有“20Ω 1. 5A”的滑动变阻器2各一个,电流表和电压表各一个,开关一个和导线若干。
(1)如图甲所示,检查电路时发现有一根导线连接错误,请你在错误的导线上打“×”,并画出正确连线;
(2)连接好电路检查无误后,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P,进行多次实验并记录了多组数据,根据实验数据作出如图乙所示的I—U图象,由图象可知小灯泡正常发光时的电阻为 Ω,小灯泡两端的电压越大,小灯泡的电阻越 ;
(3)实验中,有小组成员根据实验数据求出小灯泡电阻的平均值,你认为他的做法是 (选填“正确”或“错误”)的,原因是 ;
(4)该小组实验中选用的是滑动变阻器 (选填“1”或“2”),你判断的理由是 。
【答案】 大 错误 灯泡的阻值随温度的变化而变化,求平均值没有意义 2 滑动变阻器1的阻值太小了
【详解】(1)[1]实验时应将电压表并联在小灯泡两端,且使电流“正进负出”,图中电压表并联在了滑动变阻器两端,且正负接线柱接反了,改正如图所示:
(2)[2]小灯泡的额定电压为2. 5V,由图乙可知,当小灯泡两端电压为2. 5V时,通过小灯泡的电流为0.25A,则小灯泡正常发光时的电阻为
[3]由图乙可知,当小灯泡两端电压变大时,小灯泡的阻值变大。
(3)[4][5]灯泡的阻值随温度的变化而变化,不是一个定值,求平均值没有意义。
(4)[6][7]当小灯泡正常发光时,滑动变阻器接入的阻值为
故应选滑动变阻器2。
9.(23-24九年级上·辽宁朝阳·期末)小明在做“测量定值电阻Rx的阻值”的实验时,老师为他提供的器材有:电源、未知阻值的定值电阻Rx、符合实验要求的滑动变阻器、电压表、电流表、开关和导线,图乙是没有连接完整的实物电路图。
(1)请根据图甲用笔画线代替导线将实物电路图(图乙)连接完整(要求:向右移动滑动变阻器的滑片P使电流表示数变小;导线不交叉);( )
(2)在连接电路时,开关必须 ;实验前,为了保护电路,滑动变阻器的滑片P应置于 端(选填“A”或“B”);
(3)闭合开关后,无论怎样移动滑片P,发现电流表始终无示数,电压表有示数,其原因可能是定值电阻 ;
(4)排除故障后,当电压表示数为2.4V时,电流表示数如图丙所示,然后移动滑片进行多次测量实验,这样做的目的是 ;
(5)小明同学又想测量额定电流为0.3A的小灯泡的额定功率,他设计了如图丁所示的电路,已知滑动变阻器的最大阻值为15Ω,电源电压保持不变,请完成下面的实验步骤:
①将滑动变阻器的滑片放在最 (选填“左”或“右”)端,闭合开关、,记下电流表的示数为0.4A;
②断开开关,将滑动变阻器的滑片放在最大值端,只闭合开关,调节滑动变阻器滑片,使电流表示数为 A;
③闭合开关 ,保持滑片位置不动,记下此时电流表示数为0.6A;
④小灯泡的额定功率为P额= W。
【答案】 断开 B 断路 多次测量求平均值,减小误差 右 0.3 、 1.35
【详解】(1)[1]向右移动滑动变阻器的滑片P使电流表示数变小,即向右移动,滑动变阻器的阻值变大,故接A接线柱,故用一根导线连接电阻的右端和滑动变阻器A接线柱,故如下图所示
(2)[2][3]在连接电路时,为了保护电路,需要断开开关;实验前,为了保护电路,滑动变阻器的滑片P应置于最右端,即阻值最大处的B端。
(3)[4]无论怎样移动滑片P,发现电流表始终无示数,说明电路某处出现断路;电压表有示数,说明与电压表并联的那部分电路可能出现断路,因此可能是定值电阻断路。
(4)[5]为了减小实验误差,实验需移动滑片进行多次测量实验,求平均值,所以这样做的目的是多次测量求平均值减小误差。
(5)①[6]闭合开关、,若将滑动变阻器的滑片放在最左端,电源会被短路,因此为更好地进行实验测量,应将滑动变阻器的滑片放在最右端,闭合开关、,此时变阻器连入电路的电阻最大,且此时的电路为变阻器的简单电路,记下电流表的示数为I1=0.4A。根据欧姆定律可得,电源电压为
②[7]断开开关,将滑动变阻器的滑片放在最大值端,只闭合开关,小灯泡与滑动变阻器串联,由于实验测量额定电流为0.3A的小灯泡的额定功率,所以调节滑动变阻器滑片,使电流表示数为I2=0.3A。此时变阻器滑片右侧部分电阻连入电路中,设连入电路的电阻为R滑,根据欧姆定律可得
③[8]由②分析可知,接下来闭合开关、,保持滑片位置不动,电路为变阻器的简单电路,此时变阻器滑片左侧部分电阻连入电路中,记下此时电流表示数为I3=0.6A,根据欧姆定律可得
④[9]根据以上式子解得,小灯泡的额定电压为,所以小灯泡的额定功率为
10.(23-24九年级上·辽宁抚顺·期末)小硕在“测量小灯泡电阻”的实验中,选择了额定电压为2.5V的小灯泡,电源电压保持6V不变,滑动变阻器规格为“40Ω 1A”,连接电路如图甲所示。
(1)图甲是小硕所连接的电路,经检查发现有一根导线连接错误,请你在连接错误的导线上画“×” ;
(2)正确连接电路后闭合开关,发现电流表有示数,电压表无示数,则电路中存在的故障可能是 (填“灯泡”或“电压表”)短路。排除故障后,调节滑动变阻器滑片,当电压表示数为2.5V时,小灯泡正常发光。此时电流表的示数如图乙所示,小灯泡正常发光的电阻是 Ω(结果保留一位小数);
(3)测完小灯泡正常发光的电阻后,小硕调节滑动变阻器的滑片又测量了两组数据,分别是数据A(2.0V 0.26A)和数据B(1.5V 0.14A),其中你认为 (填“A”或“B”)组数据有误,请说明判断的理由 ;
(4)在实践活动课上小爽设计了一个“电阻测量盒”,如图丙所示。盒内有电源(电压不变且未知)、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,她将盒外的两根导线分别与待测电阻两端的接线柱相连,根据盒内开关闭合和断开时电流表的示数,便可以计算出的阻值。则设计的盒内电路图符合要求的是 。
A.B.C. D.
【答案】 灯泡 8.3 B 灯泡电阻随温度降低而减小 ABD
【详解】(1)[1]图甲中灯泡与电压表被短路,正确的实验图应是灯泡与变阻器串联,电压表测量灯泡两端电压,电流表测量电路电流,如图所示:
(2)[2]正确连接电路后闭合开关,发现电流表有示数,电压表无示数,则电路中存在的故障可能是与电压表并联的灯泡短路。
[3]图乙中,电流表选择小量程,分度值为0.02A,示数为0.3A,由欧姆定律得,小灯泡正常发光的电阻是
(3)[4][5]数据A(2.0V 0.26A),由欧姆定律得,此时灯泡的电阻为
数据B(1.5V 0.14A),由欧姆定律得,此时灯泡的电阻为
当灯泡电压、电流变小时,灯泡的电功率变小,灯丝温度下降,灯丝电阻变小,则数据B错误。
(4)[5]A.开关断开时,Rx独立工作,电流表测量Rx电流;开关闭合时,Rx与R0并联,电流表测量干路电流,由并联电路电流、电压特点与欧姆定律,可得RX阻值,故A符合题意;
B.开关断开时,电路中Rx与R0串联,电流表测量电路电流;开关闭合,电路变为Rx的简单电路,电流表测量Rx电路,电源电压不变,根据欧姆定律与串联电路电压特点可得Rx,故B符合题意;
C.开关S断开,电路中Rx与R0串联,电流表测量电路电流;开关闭合,电路变为R0的简单电路,电流表与Rx均被短路,由已知条件无法得到Rx阻值,故C不符合题意;
D.开关S断开,电路中Rx与R0串联,电流表测量电路电流;开关闭合,电路变为R0的简单电路,电流表测量R0的电流,电源电压不变,根据欧姆定律与串联电路电压特点可得Rx,故D符合题意。
故选ABD。
11.(23-24九年级上·辽宁丹东·期末)在“测量小灯泡电阻”的实验中,实验小组的同学们选择的小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)该电路中有一根导线连接错误,请在接错的导线上画“×”,并用笔画线代替导线画出正确的电路 ;
(2)正确连接电路后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,读出相应的电压表和电流表的示数,并记录在表格中。当电压表的示数为2V时,电流表的示数如图乙,从图中读出其示数为 A,继续调节滑片,使滑动变阻器连入电路的阻值变 ,当电压表的示数为 V时,小灯泡正常发光;
(3)小明在组内负责数据分析,根据下表数据,他计算出小灯泡正常发光时的电阻为 (结果保留一位小数);他还利用表格中的数据求出小灯泡电阻的平均值为7.8,他认为7.8即为小灯泡电阻的测量值。请你对此做出简要的评估: 。
实验次数
1
2
3
电压U/V
1.5
2.0
2.5
电流I/A
0.20
0.30
电阻R/
【答案】 0.26 小 2.5 8.3 见解析
【详解】(1)[1]图甲中电流表与灯泡并联,这是错误的,应该改为与灯泡串联,只需将灯泡右侧的导线的上端改接到电流表的负接线柱即可,如下所示:
(2)[2]如图乙,电流表的量程为小量程,分度值为0.02A,示数为0.26A。
[3][4]小灯泡的额定电压为2.5V,此时电压表的示数为2V,要使小灯泡正常发光,根据串联分压原理,需要向右移动滑动变阻器的滑片使其阻值变小,灯泡两端的电压变大,直到电压表的示数为2.5V。
(3)[5]由表中数据可知,灯泡电压为2.5V时,电流为0.30A,则小灯泡正常发光时的电阻为
[6]小明的做法是错误的,因为灯泡的电阻随温度的升高而变大,求平均值无意义。
1.(22-23九年级上·辽宁沈阳·期末)公路检查站的“地磅”可以检测货车是否超载。如图是某种地磅的工作原理图,滑片P可在竖直放置的电阻R上滑动,当货车质量增大时,电表示数随之增大,由电表改装成的显示器的示数也增大。下列说法正确的是( )
A.接线柱“1”应与“3”连接 B.“显示器”由电流表改装而成
C.若货车质量增大,则电阻两端电压增大 D.为了节约电能,电阻可以去掉
【答案】ABC
【详解】AB.图中电表串联在电路中,所以该显示器由电流表改装而成,接线柱“1”应与“3”连接,当货车质量增大时,滑片向下移动,变阻器接入电阻阻值变小,电路的总电阻变小,由欧姆定律可知,电流表示数变大,故AB正确;
C.若货车质量增大,变阻器电阻减小,电路的总电阻减小,由欧姆定律可知电路中的电流增大,由U0=IR0可知电阻两端电压增大,故C正确;
D.电阻R0不可以去掉,因为若去掉R0,则滑片在最下端时会造成电路发生短路,故D错误。
故选ABC。
2.(23-24九年级上·辽宁辽阳·期末)如图所示,电源电压不变.闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P向右移动时,下列说法正确的是( )
A.电压表V示数变大
B.电流表A1示数变小
C.电流表A1示数与电流表A2示数之差不变
D.电压表V的示数与电流表A1示数的比值变大
【答案】BCD
【详解】A.由电路图可知,R1和R2并联,电流表A2测量通过R2电流,电流表A1测量干路电流,电压表测量电源电压,所以电压表示数不变,故A错误;
B.当滑动变阻器的滑片P向右移动时,变阻器R2连入阻值变大,根据欧姆定律可知,通过滑动变阻器的电流变小,电流表A2示数变小;又并联电路各支路互不影响,通过R1的电流不变,而电流表A1示数等于电流表A2示数与通过R1的电流之和,故电流表A1示数变小,故B正确;
C.根据并联电路电流的规律知,电流表A1示数与电流表A2示数之差等于通过R1的电流,而通过R1的电流不变,所以电流表A1示数与电流表A2示数之差不变,故C正确;
D.电压表V的示数不变,电流表A1示数变小,电压表V的示数与电流表A1示数的比值变大,故D正确。
故选BCD。
3.(23-24九年级上·辽宁铁岭·期末)光敏电阻的特点是有光照射它时阻值变小,如图所示是某小区门口利用光敏电阻设计的行人监控装置,为光敏电阻,为滑动变阻器。A、B间接监控装置。则下列说法正确的是( )
A.当有人通过通道而遮蔽光线时,A、B间电压降低
B.当有人通过通道而遮蔽光线时,通过的电流变大
C.当有人通过通道而遮蔽光线时,电路的总功率变小
D.当仅增大连入电路中的阻值时,消耗的功率变小
【答案】ACD
【详解】ABC.由电路图可知,电阻R1和变阻器R2串联,监控装置与R2并联。当有人通过通道而遮蔽光线时,R1阻值变大,电路中的总电阻变大,由可知,电路中的电流变小,通过的电流变小,由U=IR可知,R2阻值不变时,其两端的电压变小,即A、B间电压降低,由P=UI可知电路的总功率变小,故AC正确,B错误;
D.当仅增大R2连入电路中的阻值时,电路中的总电阻变大,由可知,电路中的电流变小,由P=I2R1可知消耗的功率变小,故D正确。
故选ACD。
4.(23-24九年级上·辽宁葫芦岛·期末)如图所示的电路中,电源电压保持不变。闭合开关S后,向右调节滑动变阻器滑片的过程中(不计温度对灯丝电阻的影响),电压表V1的示数 ,电压表V2的示数与电流表A的示数的比值将 (均填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】 不变 变大
【详解】[1][2]由图可知,灯泡和变阻器串联,电压表V1测量电源电压,电压表V2测量变阻器两端的电压,向右调节滑动变阻器滑片,变阻器连入电路的电阻变大,电源电压不变,电压表V1的示数不变,由可知电压表V2的示数与电流表A的示数的比值等于变阻器连入电路的阻值,所以电压表V2的示数与电流表A的示数的比值变大。
5.(23-24九年级上·辽宁朝阳·期末)有两个电路元件和,流经各元件的电流与其两端电压的关系如图所示。把、两元件串联起来接在电源电压为的电路中,电路中电流为 ;若把、两元件并联起来接在电源电压为的电路中,此时电路中的总电阻为 。
【答案】 0.2 5
【详解】[1]由图像可知,当电路中电流为0.2A时,A两端电压为2.0V,B两端电压为2.5V,则电源电压为
2.0V+2.5V=4.5V
[2]若把、两元件并联起来接在电源电压为的电路中,由图像可知,通过A和B的电流均为0.3A,由并联电路电流特点可知,电路中总电流为
此时电路中的总电阻为
6.(23-24九年级上·辽宁沈阳·期末)灯泡L和定值电阻R的电流与其电压的关系如图甲所示,则定值电阻R的阻值为 Ω,若将它们串联在如图乙所示电路中,当电流为0.6A时,电源电压为 V。
【答案】 10 8
【详解】[1]由图甲可知:当定值电阻R两端的电压为2V时,电流是0.2A,定值电阻R的阻值
[2]若将它们串联在如图乙所示电路中,当电流为0.6A时,因为串联电路中各处的电流相等,所以由图甲可知,此时灯泡两端的电压UL=2V,此时R两端的电压
电源电压
U总=UR+UL=6V+2V=8V
7.(23-24九年级上·四川成都·期中)两个电路元件A和B中的电流与其两端电压的关系如图所示,则RA= Ω,若把它们串联起来,接在某电源上,电路中的电流是0.2A,则电源电压是 V。
【答案】 10 4.5
【详解】[1]由图可知,元件A两端电压为UA=1V时,通过的电流为IA=0.1A,根据欧姆定律可得,元件A的电阻
[2]串联电路中各处的电流相等,两元件串联时,电路中的电流是0.2A,由图象可知,元件A两端的电压为,元件B两端的电压为UB=2.5V,因为串联电路中总电压等于各分电压之和,所以电源的电压
8.(23-24九年级上·辽宁朝阳·期末)小明利用如图甲所示的电路“探究电流跟电阻的关系”。已知电源电压为6V且保持不变,实验用到的电阻阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω。
(1)请你帮小明将图甲中的电路连接完整(要求滑动变阻器此时接入电路中阻值最大);( )
(2)小明连接完电路后闭合开关,发现电压表的示数接近电源电压,反复移动滑动变阻器的滑片P,电压表示数基本不变,原因可能是 ;
(3)排除故障后,实验中多次改变R的阻值,调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数保持不变,记下电流表的示数,得到如图乙所示的电流I﹣R图像。
①实验中,小明用5Ω的电阻做完实验后,断开开关,将5Ω的电阻换成10Ω的电阻接入电路,直接闭合开关,接下来应该进行的操作是:向 (选填“左”或“右”)移动滑片,使电压表示数为 V时,读出电流表的示数。
②由图像可以得出结论:电压一定时, ;
(4)为完成所有实验,滑动变阻器接入电路中最小阻值是 Ω;
(5)小明还试图将定值电阻换成小灯泡来探究电流与电压的关系,你认为他的实验方案可行吗? (选填“可行”或“不可行”)。
【答案】 定值电阻断路 左 2.5 通过导体的电流与导体的阻值成反比 7 不可行
【详解】(1)[1]电路为串联电路,要求此时滑动变阻器处于阻值最大处,需用导线将滑动变阻器右下角接线柱与电源负极相连,如图所示
(2)[2]由实物图可知,电压表测量定值电阻两端的电压,电压表示数接近电源电压,反复移动滑动变阻器的滑片P,电压表示数基本不变,则故障原因可能是定值电阻断路,电压表与电源相连。
(3)[3]将5Ω的电阻换成10Ω的电阻接入电路,由串联电路分压特点可知,定值电阻两端的电压变大,为了控制定值电阻两端电压不变,需要增大滑动变阻器的阻值,以减小定值电阻两端的电压,即将滑片向左移。
[4]实验中,始终保持定值电阻两端的电压不变,由图可知,当定值电阻阻值为5欧姆时,电流为0.5A,故定值电阻两端的电压为
[5]由图中数据可知,电阻变为原来的几倍,电流就为原来的几分之一,故当电压一定时,通过导体的电流与导体的阻值成反比。
(4)[6]串联电路电压比等于电阻比,在此实验中,电压比为一定值,所以电阻比也为定值,所以当定值电阻为5欧姆时,滑动变阻器连入电路的阻值最小为
代入数据,得
解得
(5)[7]探究电流与电压的关系时,要控制电阻大小不变,灯泡的阻值随温度的变化而变化,所以用灯泡替代定值电阻来探究电流与电压的关系是不可行的。
9.(23-24九年级上·辽宁辽阳·期末)小吴同学用如下器材:电压恒为的电源、电压表、电流表、规格为“”的滑动变阻器、阻值为的定值电阻、开关、导线,探究电流和电阻关系。
(1)闭合开关前,小吴发现有一根导线连接错误,请在图甲中错误的导线上画“×”,并用笔画线代替导线把电路连接正确 。
(2)连接电路检查无误后,闭合开关,发现电流表无示数,电压表有示数且接近电源电压,则电路故障可能是 。
(3)当电阻接入电路后,闭合开关,调节滑片,电流表指针指在如图乙所示位置,电流表示数为 A。
(4)保持滑片位置不动,当把电阻换成电阻后,闭合开关,为使电压表示数与第一次实验示数相同,应将滑片向 (填“A”或“B”)端移动。为使4个电阻单独连入电路中都能完成实验,定值电阻两端控制不变的电压不应小于 V。
(5)小吴更换不同阻值的电阻进行多次实验,得到如图丙所示的图象.由图象可以得出结论:电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成 。
【答案】
定值电阻断路 0.4 B 1.5 反比
【详解】(1)[1] 实验中,电压表应该测量定值电阻两端电压,与定值电阻并联,故修改如下:
(2)[2] 闭合开关,发现电流表无示数,电路可能断路,而电压表的示数接近电源电压,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的支路以外的电路连接是完好的,说明与电压表并联的电阻断路了。
(3)[3] 电流表指针指在如图乙所示位置,此时接入小量程,分度值为0.02A,读数为0.4A。
(4)[4] 将电阻由5Ω更换为10Ω后,电路总电阻变大,电源电压不变,由欧姆定律可知,电路电流减小,电流表的示数变小,电阻阻值变大,电阻分压变大,电压表的示数较换电阻前变大。若要使电压表示数仍保持不变,应减小电阻两端电压,增大滑动变阻器分压,滑动变阻器滑片应向阻值增大的方向移动,即向B端移动。
[5]由串联电路电压的规律及分压原理有
解得
UV=1.5V
故若用这四个定值电阻都能顺利完成实验,则定值电阻两端的控制电压的最小值不小于1.5V。
(5)[6] 由图像可知,电流与电阻的乘积是一个定值,可以得出结论:电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
10.(23-24九年级上·辽宁丹东·期末)在“探究通过导体的电流和电阻的关系”实验中,小明做了如下实验:
(1)按照设计的电路图连接电路。请你用笔画线代替导线,将电压表接入图甲电路中 。闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应置于最 端;
(2)根据设计的方案将阻值为5的电阻接入电路,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,观察并记录相关数据;
(3)换用阻值为10、20的电阻,重复上述过程。
【得出结论】
小明对记录的数据进行处理,并绘制成图乙,据此得出的结论是 ;
【交流反思】
小华用和小明同样的器材进行实验却无法得出正确结论,其记录的数据如下表所示,请你帮他分析原因: 。
次数
电阻/
电流/A
1
5
0.30
2
10
0.20
3
20
0.12
【答案】 右 当电压一定时,电流与电阻成反比 更换阻值后,未调节滑动变阻器使电压一定
【详解】(1)[1]探究电流和电阻的关系,应将电压表并联在定值电阻的两端,因为电源电压是3V,所以电压表选择小量程,如下图所示:
[2]闭合开关前,为了保护电路,防止电路中电流过大,滑动变阻器的滑片应该移到阻值最大处,即最右端。
(2)[3]由图乙可知,每次实验时,电流与电阻的乘积都为
故可以得出结论:电压一定时,通过导体的电流与电阻成反比。
(3)[4]由表中数据可知
而探究电流和电阻的关系时,采用控制变量法,应控制电阻两端的电压不变,所以小华用和小明同样的器材进行实验却无法得出正确结论的原因是没有控制电阻两端的电压不变。
11.(23-24九年级上·辽宁本溪·期末)学习完欧姆定律的知识后,小楚将标有“0.5A”字样的小灯泡、阻值未知的定值电阻、标有“20Ω 1A”字样的滑动变阻器连接成如图甲所示电路,电源电压保持不变。他想用这个电路来研究“电流与电压、电阻的关系”。
(1)闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,得到了如图乙所示的定值电阻和小灯泡的电压与电流的实验数据,请你推断,其中表格 是电压表V₁与电流表示数的实验数据,你的依据是 ;
(2)通过分析电压表 与电流表示数的实验数据可知:电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成 ;
(3)小楚发现有一个铭牌磨损的电阻,于是他设计了以下几个电路测量的阻值,阻值已知,电源电压未知,其中可以测出阻值的是 。
【答案】 b 灯泡电阻是变化的(电压表连接的是小量程,电压表连接的是大量程,定值电阻的阻值是不变的) 正比 D
【详解】(1)[1][2]由图甲可知,电路为串联电路,电压表V1测量小灯泡两端电压,电压表V2测量定值电阻两端电压,由乙图可知,表格a中电压与电流的比值固定不变,即电阻不变,表格b中电压与电流的比值随着电压电流的变大而越来越大,电阻是变化的,因为定制电阻阻值固定不变,所以表格a是电压表V2与电流表示数的实验数据,而灯泡的电阻会因为灯两端电压和通过灯的电流变大时,灯的实际功率变大,灯变亮,灯丝温度升高而使灯的电阻变大,表格b是电压表V1与电流表示数的实验数据;也可以根据电压表的量程判断,电压表连接的是小量程,电压表连接的是大量程,表格a用的是大量程,表格b用的是小量程。
(2)[3][4]因为表格a中电压与电流的比值固定不变,即电阻不变,所以根据的是电压表V2与电流表示数的实验数据可得:电阻一定时,电流与电压成正比。
(3)[5] A.由图可知,闭合开关,单刀双掷开关接1时,电压表测R0两端的电压,但当单刀双掷开关接2时,电压表正负接线柱就会接反,无法继续测量,也就无法测出Rx的阻值,故A不符合题意;
B.由图可知,下面开关闭合上面开关断开时,电压表测量电源电压U,再次闭合上面开关,Rx会被短路,电压表还是测电源电压,两次测量的是同一物理量,无法测出Rx的阻值,故B不符合题意;
C.由图可知,只闭合上面开关,电流表测出并联电路干路电流,断开上面开关,闭合下面开关,电流表正负接线柱接反,无法继续测量,也就无法测出Rx的阻值,故C不符合题意;
D.先闭合两个开关,上面开关把R0短路,电压表测出电源电压U,再断开上面开关,两电阻串联,电压表测出Rx两端的电压Ux,则有R0的电压
串联电流相等,则
Rx的阻值
故D符合题意。
故选D。
12.(23-24九年级上·辽宁盘锦·期末)小勇同学利用图甲所示的电路做“探究电流与电阻的关系”实验,所选择的器材有新干电池四节,5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻各一只滑动变阻器电压表、电流表、开关各一只,导线若干。
(1)实验时要求向A端移动滑片P时,电路中的电流变大,则滑动变阻器应接线应接在 上(A/B);
(2)闭合开关,发现电流表的指针几乎没有偏转,电压表的指针有明显的偏转。出现这种现象的原因可能是 ;
(3)排除故障后,小勇先将5Ω的定值电阻接入电路,移动滑片P到适当位置,使电压表的示数为U,同时记录电流表示数。再将5Ω的电阻换成10Ω的电阻接入电路,闭合开关,此时滑片P应向 (选填“A”或“B”)端移动,使电压表示数为U保持不变。再依次接入15Ω、20Ω、25Ω的电阻重复实验,记录相应的电流值。根据测得的五组实验数据绘制出电流I随定值电阻R变化的图像如图乙所示。由图像可知这五组实验中定值电阻R两端电压保持不变,分析图像可得到的结论是:电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成 。为了完成实验滑动变阻器电阻不得小于 Ω;
(4)完成上面实验后,小组同学又想测量额定电压为2.5V的小灯泡的正常工作时的电阻,设计了如图丙所示的电路,滑动变阻器的阻值为,请完成下面的实验步骤。
①闭合开关S和,,移动滑动变阻器的滑片读出电压表的示数为U;
②只断开移动滑片使电压表的示数为 。小灯泡正常发光;
③保持滑动变阻器的滑片不动,只闭合开关S、,读出电压表的示数为;则小灯泡正常发光时的电阻: 。
【答案】 A 定值电阻断路 B 反 35 U-2.5
【详解】(1)[1]要求向A端移动滑片P时,电路中的电流变大,则向左移动时,电路中总电阻变小,接入电路的滑动变阻器阻值变小,故应该接A接线柱。
(2)[2]闭合开关,发现电流表的指针几乎没有偏转,说明电路中存在断路,电压表指针有明显偏转,说明定值电阻之外的电路是连通的,因此故障可能是定值电阻断路。
(3)[3]实验中要控制定值电阻两端电压不变,当将5Ω的电阻换成10Ω的电阻接入电路,根据串联分压原理,定值电阻两端电压增大,因此应增大滑动变阻器两端电压,增大接入滑动变阻器的阻值,将滑片向B端移动。
[4]由图乙可知,通过导体的电流与导体的电阻的乘积为一定值,即
则可得到结论:电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
[5]根据串联电路分压原理可得
当定值电阻接入电路的阻值最大时,有
解得。
(4)②③[6][7]由图丙可知,闭合开关S和,,只有滑动变阻器接入电路,电压表测电源电压,则电源电压为U,只断开,则灯泡与滑动变阻器串联,小灯泡额定电压为2.5V,因此要使灯泡正常发光,应移动滑片,使电压表示数为U-2.5V,保持滑动变阻器的滑片不动,只闭合开关S、,只有滑动变阻器接入电路,电压表测接入电路的滑动变阻器右半部分两端电压,则根据串联分压原理可知
可以得出
则当只断开S1,灯泡正常发光时,通过滑动变阻器的电流为
此时小灯泡与滑动变阻器串联,电流相等,因此小灯泡正常发光时的电阻为
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