2025年中考物理高频考点专题训练:欧姆定律计算题、实验题
2025-01-19
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2025年中考物理高频考点专题训练:欧姆定律计算题、实验题
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、实验题
1.小渝在“伏安法”测小灯泡的电阻实验中,连接了如图甲所示的实物图。
(1)请在图甲中用笔画线代替导线,使其成为完整的测小灯泡电阻的电路(要求滑动变阻器滑片右滑时电流变小);
(2)连接电路的过程中,开关应 ,检查电路时发现电流表指针如图乙所示,出现这种现象的原因是 ;
(3)测量过程中,某一次电流表指针如图丙所示,则该电路此时电流为 A;一会灯丝突然烧断了则电压表的示数会 (选填“变大”“变小”或“不变”);换相同规格的灯泡,重测了几组数据,并绘出I—U图像如图丁的A所示;
(4)依据图丁A可以看出,灯泡电阻 一个定值(选填“是”或“不是”),出现这种情况的原因是 。
(5)另外一组同学用相同的器材也做这实验时,由于接线错误,根据测量的数据绘出的I—U图像如图丁的B所示。这组同学连接的错原因是 。
2.小鹏在探究“通过导体的电流与导体电阻的关系”时,电路如图甲所示,实验中电阻的阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω,电源电压为6V,滑动变阻器“20Ω,1.0A”。
(1)请用笔画线代替导线,将图中的电路按甲图连接完整 (要求导线不交叉);
(2)连接电路时,开关应该处于 状态,实验前滑动变阻器的滑片因为位于 (选填:“A”或“B”)端。滑动变阻器除了保护电路外,还起到 的作用;
(3)电路连接正确后,闭合开关,发现电压表有示数但电流表无示数,此时出现的故障可能是 ;
A.滑动变阻器短路 B.电流表断路 C.电阻短路 D.电阻断路
(4)排除故障后,分别接入三个定值电阻,调节滑动变阻器的滑片,记录数据,得到了如图丙所示的图象。由图象可以得出结论: 。
(5)上述实验中:
①小鹏用的电阻做完实验后,保持滑动变阻器滑片的位置不变。接着把R换为的电阻10Ω接入电路,闭合开关,应向 (选填“A”或“B”)端移动滑片,直至电压表示数为 ,读出电流表的示数;
②小鹏又把R换为20Ω的电阻接入电路,闭合开关,无论怎样移动滑片,电压表都不能达到所控制的电压值,为了完成整个实验,以下可行的是 ;
A.改变电压表的量程
B.把电源电压调为9V
C.用“30Ω;1.0A的滑动变阻器进行实验”
D.电压表的示数为3V重新做三次实验
3.小明在实验室“探究电流与电压的关系”,实验器材有:三节新干电池、电流表、电压表、滑动变阻器(始终满足实验要求)、定值电阻和开关各一个,导线若干。
(1)请你用笔画线代替导线,根据图甲所示的电路图,连接图乙实物图,要求闭合开关前滑动变阻器的滑片P在最右端 ;
(2)连接好电路后,闭合开关,发现电流表指针如图丙所示,且电压表指针不偏转(未画出),出现以上现象的原因可能是:① ;② ;
(3)排除故障后,小明继续实验,移动滑动变阻器的滑片,进行多次测量,根据实验数据绘制图象如图丁所示;
(4)通过图象可知:当电阻一定时,通过电阻的电流与电压成 ,该定值电阻的阻值为 。
【拓展】上述实验中滑动变阻器的最大阻值为 ;小明想继续使用原电路探究电流与电阻关系,又找到阻值为6.5和9.5的定值电阻各一个,若要完成实验,且保证各元件安全,电压表示数范围应为 V。
4.小海利用如图甲所示的电路探究“电流与电压和电阻的关系”,其中电源电压为4.5V,滑动变阻器标有“30Ω,1A”。
(1)用笔画线代替导线,将图甲中的电路连接完整(要求:滑片P向D端移动时,电路中的电流变大,且导线不能交叉) ;
(2)电路改正以后,闭合开关前应将滑动变阻器的滑片调至最 (选填“左”或“右”)端;闭合开关,发现电流表有示数,电压表示数为0,则故障可能是 (故障只有一处且发生在R或R滑上);
(3)检查电路后,闭合开关,调节滑动变阻器,记录了组数据。测第组数据时,电压表的示数为2.6V,电流表的示数如图乙所示;
①请在图丙的坐标系中描绘出第组数据对应的点,并根据描出的个数据点画出定值电阻的I-U图象 ;
②分析I-U图象可得出结论:在电阻一定时, ;
(4)小海用该电路继续探究“电流与电阻的关系”,他选了四个定值电阻(10Ω、15Ω、20Ω、30Ω)。先将10Ω电阻接入电路,调节滑动变阻器使电压表示数为2V;他接下来的操作是:
①把10Ω的电阻换成15Ω的电阻,闭合开关,向 (选填“A”或“B”)端移动滑片,使电压表的示数为 V;
②换成30Ω的电阻时,发现无论怎样调节滑动变阻器都无法进行实验。请你设计一个方案完成实验: ;
③为了寻找普遍规律,请你提出一个进行多次实验的操作步骤: 。
5.在“伏安法测量定值电阻”的实验中:
(1)请用笔画线代替导线将图甲连接完整,要求滑片P向右移动时电压表的示数变小;
(2)连接好电路后闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,发现电压表始终无示数、电流表有示数且发生变化,经检查电压表完好,则出现这种情况的原因可能是电阻R (选填“短路”或“断路”);
(3)排除故障后,某次测量时电压表和电流表的示数如图乙、丙所示,电流表读数为 A,为了减小实验误差,应该采取的操作是 ;
(4)小林利用已知电阻和电流表,设计并连接了如图丁所示的电路来测量未知定值电阻Rₓ的阻值,主要步骤如下:
①当开关 时,电流表读数为;
②当开关、都闭合时,电流表读数为;
③则待测电阻 。
6.(1)小华在实验室研究电流与电阻的关系;
①请用笔画线代替导线,将实物图未连接部分补充完整(连线不得交叉);要求:滑动变阻器滑片向右移动时电阻变大;( )
②连接完电路后,小华先后用三个不同的定值电阻进行实验,每次更换电阻后,他在移动滑动变阻器的滑片的同时,眼睛应注视 ,并使其示数与第一次相同;将滑片置于某一位置时,电流表示数如图2所示,分析他所绘制的“I﹣R”图像(图3)可知,此时他采用的电阻阻值为 ;
(2)小红同学发现电热油汀取暖器中常用导热油做取暖介质,她由此想到,是不是这种油的吸热能力比水更强呢,为此,她找来了一定量的这种油并利用如图4所示的实验装置进行实验
加热时间/min
0
1
2
3
4
5
6
7
水的温度/℃
20
22
24
26
28
30
32
34
导热油的温度/℃
22
26
30
34
38
42
46
50
①选择使用 (选填“质量”或“体积”)相同的导热油和水进行实验;
②小红用规格相同的电加热器,对水和导热油加热相同时间,比较两种液体 ,得出结论:水的吸热能力更强;
③小红的实验结果与她的预先设想产生了冲突,她又查阅资料解决了困惑,原来是这种导热油的 比较高,能加热到较高的温度,此外,导热油的性质比较稳定,长时间加热不容易腐蚀金属。
7.小乐同学利用下列器材:6V电压不变的蓄电池、电流表、电压表、定值电阻(5Ω、10Ω、20Ω各一个)、滑动变阻器(100Ω,0.5A)、开关和导线若干,电路图如甲所示。
(1)请根据如图甲所示的电路图用笔画线代替导线将图乙所示的实物连成完整电路;
(2)开关闭合前,滑动变阻器的滑片调到 (选填“A”或“B”)端。小乐闭合开关移动滑片,测出通过电阻R的电流和对应的电压值,如表所示,检查两电表均无故障,你认为可能的原因是 ;
U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
I/A
0.14
0.24
0.34
0.44
(3)问题解决后,小乐接着探究电流跟电阻的关系,他依次接入5Ω、10Ω、20Ω三个定值电阻,观察 表使其示数不变。实验过程中他绘制了“电流与定值电阻、电流与变阻器的接入电阻、电流与电路总电阻”之间的图象,如图丙所示,其中反映电流和电路总电阻关系的是 (选填“a”、“b”或“c”)。要利用给定的器材完成整个实验,小乐应控制定值电阻两端电压的范围是 V。
8.在探究电流与电压的关系实验中,小明设计了如图1所示的实验电路图,请你判断虚线框内是何种电表,甲是 ,乙是 。小明实验中测得的几组数据如下表所示:
实验序号
1
2
3
4
5
电压U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
电流I/A
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
(1)请在图2的坐标轴上制定标度,把上表中的实验数据在坐标系中描点,并绘出图像 (要求标度合理,图像大方美观);
(2)根据图像你能得到的结论是什么?
二、计算题
9.如图甲所示电路中定值电阻R1=10Ω,R2为滑动变阻器,电源电压保持不变。闭合开关,当滑片P从b端移动到a端的过程,电压表示数U与电流表示数I的关系图像如图乙所示。求:
(1)电源电压;
(2)滑动变阻器R2的最大阻值;
(3)当滑动变阻器的滑片P移到中点时,电压表的示数是多少V?
10.超载检测站设有测量货车重量的地磅,其工作原理如图甲所示。OAB为水平杠杆,OB长10m,O为转轴,OA:AB=1:4,平板上物体所受重力大小通过电流表读数显示。已知定值电阻R0=10Ω,压力传感器R固定放置,R的阻值随所受压力F变化的关系如图乙所示。平板、压杆和杠杆的质量均忽略不计。
(1)当电源电压恒为U0=12V,平板上物体重为4×104N时,闭合开关S,求电流表的读数;
(2)电源用久后电压降低为U1,这时平板上物体重1×105N时,电流表读数为0.3A,求U1的大小;
(3)在第(2)问情况中,电源电压大小为U1,要求平板上重为1×105N的物体对应的电流表读数和电源电压U0=12V的情况下相同,某同学采取了两种解决办法:
①其它条件不变,只更换电阻R0,试求出更换后的阻值R0'的大小;
②其它条件不变,只调节水平杠杆上触点A的位置,试判断并计算触点A应向哪个方向移动?移动多少米?
11.为研究调光灯的工作原理,某小组设计了如图甲所示的模拟电路进行探究。已知小灯泡L正常发光时的阻值为12Ω,允许通过的最大电流为1A。电源电压恒定不变。在保证电路安全的情况下,通过调节滑动变阻器,分别记录三个电表的示数,并将电表示数绘制成如图乙所示的关系图象,求:
(1)灯泡L两端允许的最大电压。
(2)电源电压。
(3)滑动变阻器阻值的变化范围。
12.如图甲是一个检测空气质量指数的电路。其中R为气敏电阻,其电阻的倒数与空气质量指数的关系如图乙所示。已知:电源电压为6V且保持不变,定值电阻R0为4Ω。当闭合开关S后,电压表示数为2V时,求:
(1)通过R0的电流;
(2)电阻R的阻值;
(3)若电压表的是3V,此时空气质量指数为多少?
13.在如图(a)所示的电路中,电源电压为6伏且保持不变,电流表A1、A2的表盘均如图(b)所示,电阻R1的阻值为10欧。
(1)求开关S闭合后电流表A2的示数。
(2)现有上表所列的A、B、C三种不同规格的变阻器,请在不损坏电路元件的情况下,按以下要求各选择一个变阻器取代电路中的变阻器R2。
(a)能使电路的电功率获得最大值,并求电功率最大时通过该变阻器的电流I2。
(b)使电路中电流表A1示数的变化量最大,并求出该变化量ΔI。
1序号
变阻器的规格
A
5Ω 3A
B
20Ω 2A
C
50Ω 1.5A
14.如图甲所示电路,电源电压为6V,滑动变阻器标有“20Ω 2A”字样,现闭合开关S。
(1)若滑动变阻器连入电路的阻值为15Ω,求通过变阻器的电流。
(2)若将一电流表A1串联在支路,调节滑动甲变阻器使得两电流表示数如图乙所示,求定值电阻的阻值。
15.如图是某物理兴趣小组,设计的简易坐位体前屈测试仪的测试示意图、简化原理图。在测试中,测试的同学向前推动测试仪的滑块实际上是移动滑动变阻器的滑片,电压表的示数用来反映被测试者的成绩。电源电压恒为6V,电压表量程0~3V,电流表量程0~0.6A,滑动变阻器标有“15 1A”,滑片P每移动1cm,的电阻变化0.5,定值电阻。求:
(1)当滑片P位于最左端时,电流表的示数;
(2)某同学测试时,从最左端推动滑片P向右移动20cm,此时电压表的示数;
(3)若既能保证电路各元件的安全,又能使滑片P移动到最右端,则选取R2时,其阻值不能小于多少?
16.实践基地芒果获丰收,为筛选优质大果,设计自动筛选装置如图甲,检测装置电路图如图乙,电源电压恒为18V,定值电阻R0为10Ω,R为压敏电阻,其阻值随压力变化关系如图丙。当电路电流小于0.3A时,不达标的芒果将被推离传送带,达标芒果继续被传送到指定位置,实现自动筛选。求:
(1)若R与R0阻值相等,电流表的示数为多大?
(2)此装置能筛选出重力至少为多大的芒果;
(3)若把图甲中电流表改装成电压表,请根据要求,利用图甲中器材设计出电路,画在方框内。要求电压表示数大于某值时,不达标的芒果将被推离传送带(不要计算过程);
(4)若想筛选出重力至少为2N的芒果,有同学建议:仅适当增加R0的阻值即可。你认为他的建议可行吗?请通过计算做出判断。
试卷第1页,共3页
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《2025年中考物理高频考点专题训练:欧姆定律计算题、实验题》参考答案
1. 断开 电流表没有调零 0.28 变大 不是 灯丝的电阻随温度的变化而变化 电压表接在了滑动变阻器两端
【详解】(1)[1]滑动变阻器接线柱应该一上一下串联接入电路,根据要求滑动变阻器滑片右滑时电流变小,滑动变阻器接入电路的阻值变大,则滑动变阻器的A点接线柱与开关右侧相接线柱连,如图所示:
(2)[2]为了保护电路,连接电路的过程中,开关应断开。
[3]电流表指针如图乙所示,电流表指针没有指在零刻度,出现这种现象的原因是电流表没有调零。
(3)[4]如图丙所示,结合图甲可知,电流表选择的是小量程,分度值为0.02A,电流表的示数为0.28A。
[5]灯丝突然烧断,电路断路,相当路电压表直接测量电源两端电压,则电压表的示数会变大。
(4)[6]如图丁A所示,电流随电压的变化关系为一曲线,故灯泡电阻不是一个定值。
[7]因为灯丝的电阻与温度有关,而灯泡两端的电压越大,灯丝的温度越高,因此灯泡在不同电压下工作时,灯泡灯丝的温度不同,电阻也不相同。
(5)[8]如图丁的B所示,随着电流的增大,电压减小,正好与图丁的A图像相反,符合滑动变阻器两端电压的变化规律,因此电压表接在了滑动变阻器两端。
2. 断开 B 保持电压表的示数不变 D 见解析 B 2V D
【详解】(1)[1]变阻器按一上一下连入电路中与电阻串联,如下图所示:
(2)[2][3]为了避免连线错误而烧坏电路元件,连接电路时,开关应该处于断开状态;为了保护电路,实验前滑动变阻器的滑片应位于阻值最大处,即滑片位于B端。
[4]探究通过导体的电流与导体电阻的关系时,为得出普遍性的规律要多次测量,故滑动变阻器的作用除了保护电路外,还起到了保持电压表的示数不变的作用。
(3)[5]A.若滑动变阻器短路,电路为通路,两表都有示数,故A不符合题意。
B.若电流表断路,整个电路断路,两表都没有示数,故B不符合题意。
C.若电阻R短路,电压表没有示数,电流表有示数,故C不符合题意。
D.若电阻R断路,电流表无示数,电压表与电源连通测电源电压,电压表有示数,故D符合题意。
故选D。
(4)[6]根据如图丙所示的图象,电流与电阻之积为
UV=IR=0.4A×5Ω=2V
故得出的结论:当电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
(5)①[7][8]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,即应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B端移动,使电压表的示数为2V,读出电流表的示数。
②[9]C.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=6V-2V=4V
变阻器分得的电压为电压表示数的2倍,根据分压原理,当接入20Ω电阻时,变阻器连入电路中的电阻为
R滑=2×20Ω=40Ω
故为了完成整个实验,应该选取最大阻值至少40Ω的滑动变阻器,故C不符合题意。
B.若把电源电压调为9V,现有变阻器的最大电阻连入中时,定值电阻分得的电压更大,故B不符合题意。
A.现有变阻器的最大电阻为20Ω小于40Ω,故现有变阻器的最大电阻连入电路中时,因分得的电压过小,故电压表示数也大于2V,改变电压表量程,也不能使电阻的电压为2V,故A不符合题意。
D.若控制电压表的示数为3V,根据串联电路电压的规律和分压原理,变阻器的电阻等于定值电阻大小,可行,故D符合题意。
故选D。
3. 电流表的正负接线柱接反了 定值电阻短路 正比 3.5 19 1.5~2.1
【详解】(1)[1]闭合开关前,滑动变阻器的滑片应位于阻值最大处,要求闭合开关前滑动变阻器的滑片P在最右端滑动变阻器选择左下接线柱串联接入电路,电流表串联接入电路,如图:
(2)[2][3]电流表的指针反偏,说明电流表的正负接线柱接反了;同时电路中有电流,但电压表示数为零,说明电压表被短路,而电压表是与定值电阻并联的,所以定值电阻短路。
(4)[4][5]图丁中将图线延长是可以过原点的,所以可以得出:在电阻一定时,通过电阻的电流与电阻两端电压成正比。该电阻的阻值
【拓展】[6]当滑动变阻器全部阻值接入电路时,电流中电流最小。由图丁可知,此时电流为,定值电阻两端电压为,则滑动变阻器两端电压
则滑动变阻器的最大阻值
[7]当电流表示数为,选取定值电阻为和时,超过电压表量程。则选取定值电阻为时,根据电流表的量程可知通过电路的最大电流为,电压表示数最大为
为保证各元件安全,当滑动变阻器全部阻值连入电路中,定值电阻为时,电压表示数最小,根据串联分压原理可得
代入数据可得
解得电压表示数最小为。所以,电压表示数范围应为。
4. 左 R短路 通过导体的电流与导体两端电压成正比 A 2 换用阻值更大的滑动变阻器或减小电源电压或串联一个定值电阻 换用阻值不同的电阻,控制不同的电压重复实验
【详解】(1)[1]根据实验分析可知,电路为串联电路,要求滑片P向D端移动时,电路中的电流变大,即滑动变阻器接入电路中的阻值变小,连接滑动变阻器的B接线柱,连线如图所示:
(2)[2]实验前为保护电路,要求闭合开关前滑动变阻器需要调至阻值最大处,即最左端。
[3]串联电路中电流表有示数,电路发生短路,电压表无示数,说明与电压表并联的用电器发生短路,即R短路。
(3)[4]根据所描的点,连线如下图所示:
[5]该图像是一条过原点的倾斜直线,为正比图像,因此可得结论为:当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端电压成正比。
(4)[6][7]探究电流与电阻的关系实验中,需要保持定值电阻两端电压不变,当定值的电阻由10Ω换成15Ω时,根据串联分压原理可知,定值电阻两端电压会变大,所以需要调节滑动变阻器使滑动变阻器两端电压变大,即滑动变阻器的阻值变大,滑片P向A端移动使定值电阻的电压保持为2V。
[8]换成30Ω的电阻时,定值电阻的分担的电压过大,导致滑动变阻器即使调到最大阻值也无法使定值电阻的电压减小到原电压,所以可以换用阻值更大的滑动变阻器或减小电源电压或串联一个定值电阻。
[9]实验中为了得到普遍规律需要进行多次实验,即换用阻值不同的电阻,控制不同的电压重复实验。
5. 短路 0.32 多次测量求平均值 闭合,断开
【详解】(1)[1]滑片P向右移动时电压表的示数变小,根据串联电路电压规律可知,滑动变阻器两端电压增大,根据分压原理,滑动变阻器接入电路的阻值变大,故滑动变阻器选用左下接线柱与开关串联在电路中,如下图所示:
(2)[2]闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,发现电流表有示数且发生变化,说明电路是通路;电压表始终无示数,说明电压表并联的电路短路或电压表短路或电压表断路,即出现这种情况的原因可能是电阻R短路。
(3)[3]由图乙得,电流表选用小量程,分度值,其示数为。
[4]实验中可以通过多次测量,求平均值为了减小实验误差。
(4)[5][6]实验步骤:
①当开关闭合,断开时,电流表读数为;
②当开关、都闭合时,电流表读数为;
③在步骤①中,与的串联,电流表测串联电路电流为,由欧姆定律得,电源电压为
在步骤②中,电路为只有的简单电路,电流表测通过的电流,示数为;根据欧姆定律知道,电源电压为
因电源电压不变,故
解得
6. 电压表 10Ω 质量 升高的温度 沸点
【详解】(1)[1]滑片向右移动时电阻变大,故将左侧的A接入电路中,如下图所示
[2]探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,故每次更换电阻后,在移动滑动变阻器的滑片的同时,眼睛都盯着电压表,使电压表的示数与第一次相同。
[3]从图中可知电流表所选量程为0~0.6A,分度值为0.02A,电流表示数为0.2A,分析他所绘制的“I﹣R”图像(图3)可知,当电流为0.2A时的电阻为10Ω。
(2)[4]根据比较物质吸热能力的方法:使相同质量的不同物质吸收相同的热量,比较温度的变化,温度变化小的吸热能力强;所以应选择使用质量相同的导热油和水进行实验。
[5]小红用规格相同的电加热器,对水和导热油加热相同时间,即吸收的热量相同,比较升高的温度,水的温度升高的小,水的吸热能力强。
[6]由于导热油能加热到较高的温度,由此判断导热油的沸点比较高。
7.(1)
(2) B 电流表使用前没有调零
(3) 电压 a 1V~2.5
【详解】(1)在探究“电流与电压、电阻的关系”实验中、电路为串联电路,电压表测定值电阻两端电压;根据电路图知滑动变阻器接右下接线柱,实物图连接如下所示:
(2)[1]为了保护电路,闭合开关S前,滑动变阻器应移至阻值最大处,即A端。
[2]分析表格中数据可知:电流值都去掉0.04A时,电流值与电压值成正比,则说明电流表在使用前未调零。
(3)[1]探究电流跟电阻的关系时滑动变阻器与定值电阻串联,定值电阻两端电压始终保持不变,因此依次接入5Ω、10Ω、20Ω三个定值电阻,观察电压表的示数使其不变。
[2]根据串联电路中的总电阻关系可知,总电阻比任一分电阻阻值都大,丙图中,当电流一定时a图像的a的电阻最大,则a反映电流和电路总电阻关系。
[3]根据欧姆定律可知,电流与电阻的乘积为电压;电路中最大电流为0.5A,因此最小总电阻为
当定值电阻最小为5Ω时,滑动变阻器阻值为
结合串联电路电压规律及串联电路电压比等于电阻比
已知
可解得UR=2.5V,因为在实验过程中要保证定值电阻两端电压不变,因此分压相同,当接最大电阻20Ω时,滑动变阻器满足
解得,符合题意。
当接入电路电阻最大时,此时定值电阻阻值为20Ω,变阻器阻值为100Ω,则结合串联电路电压规律及串联电路电压比等于电阻之比得
已知
可解得UR=1V,综上所述电压表的取 值范围为1V~2.5V之间。
8. 电流表 电压表 导体电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比
【详解】[1][2]由图1可知,甲电表串联在电路中,因此甲电表为电流表;乙电表与电阻R并联,因此乙电表为电压表。
(1)[3]根据表中数据在坐标系中描点,用一条平滑的曲线连接各点,作出的图像如下所示:
(2)[4]由图丙知,绘制出定值电阻R的I﹣U图像为过原点的直线,据此可得结论:导体电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
9.(1)6V;(2)20Ω;(3)3V
【详解】解:(1)由图甲可知,两电阻串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流,当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时,它两端的电压为0,电路中的电流最大,由图乙可知I1=0.6A,由可得电源的电压
U=I1R1=0.6A×10Ω=6V
(2)当变阻器接入电路的阻值最大时,据串联电路的分压特点知,变阻器分得的电压最大,由图乙知,分得的最大电压为4V,通过的电流为0.2A,由欧姆定律可知滑动变阻器的最大阻值
(3)滑片P滑到ab中点时,电路中的电流
则电压表的示数
答:(1)电源电压为6V;
(2)滑动变阻器的最大阻值为20Ω;
(3)滑片P滑到ab中点时电压表的示数为3V。
10.(1)0.2A;(2)9V;(3)①2.5Ω;②向左移动, 0.3米
【详解】解:(1)平板上物体所受重力4×104N时,对平板的压力
由题知,OA:AB=1:4,则OA:OB=1:5,由杠杆平衡条件可得:FA×OA=FB×OB,则杠杆B点受到的压力
由于力的作用是相互的,压力传感器受到的压力为8×103N,由R的阻值随所受压力F变化关系图象得,R=50Ω,根据串联电路的特点可知,电路中的电流
(2)当平板上物体所受重力为1×105N时,对平板的压力为
由杠杆平衡条件可得FA′×OA=FB′×OB,则杠杆B点受到的压力
由于力的作用是相互的,压力传感器受到的压力为2×104N,由R的阻值随所受压力F变化关系图象得,R′=20Ω,此时电流表的示数为0.3A,则根据串联电路的特点和欧姆定律可得电源电压
(3)①电源电压U0=12V的情况下,平板上重为1×105N的物体对应的电流
其它条件不变,只更换电阻R0,此时电路的电阻
更换后的R0′
②电源电压变小,电路中电流变小,要增大电路中电流,需减小压力传感器的电阻,就要增大压力传感器受到的压力,其它条件不变,由杠杆平衡条件可知,需向左调节A触点,设调节距离为L,此时压力传感器阻值为R′为
从图象可知,传感器受到的压力为2.3×104N,由于力的作用是相互的,杠杆B点受到的压力
由杠杆平衡条件可得,A点的力臂为
答:(1)当电源电压恒为U0=12V,平板上物体重为4×104N时,闭合开关S,电流表的读数为0.2A;
(2)电源用久后电压降低为U1,这时平板上物体重1×105N时,电流表读数为0.3A,U1的大小为9V;
(3)①其它条件不变,只更换电阻R0,更换后的阻值R0'的大小为2.5Ω;
②其它条件不变,只调节水平杠杆上触点A的位置,触点A应向向左移动0.3米。
11.(1)12V
(2)18V
(3)6-50Ω
【详解】(1)灯泡L两端允许的最大电压
UL max=IL maxRL=1A×12Ω=12V
(2)由图甲可知,灯泡与滑动变阻器串联,电压表V1测滑动变阻器两端电压,电压表V2测灯泡两端电压,电流表测电路电流。当滑动变阻器向左移动时,其接入的阻值变大,电路总电阻变大,由欧姆定律可知,电路电流变小,则灯泡两端电压减小,由串联分压可知,滑动变阻器两端电压增大,因此由图乙可知,当滑动变阻器阻值最大时,电路电流最小为0.3A,此时灯泡两端的电压为3V,滑动变阻器两端的电压为15V,根据串联电路电压的特点可知,电源电压为
U总=3V+15V=18V
(3)灯泡L正常发光时的电流为1A,所以电路中允许通过的最大电流为1A,由图乙可知,此时滑动变阻器两端的电压为6V,则滑动变阻器允许接入的最小阻值为
当滑动变阻器阻值最大时,电路电流最小为0.3A,滑动变阻器两端的电压为15V,则滑动变阻器接入的最大阻值为
滑动变阻器阻值的变化范围6-50Ω
12.(1)0.5A;(2)8Ω;(3)50
【详解】解:(1)R与R0串联,电压表测R0两端的电压,定值电阻R0为4Ω,则通过R0的电流
(2)电源电压为6V,R与R0串联,根据串联电路电压规律可得,电阻R两端的电压
UR=U-U0=6V-2V=4V
电路中的电流为0.5A,根据欧姆定律可得,电阻R的阻值
(3)当电压表示数为3V时,根据欧姆定律可得,电路中的电流
根据串联电路电压规律可得,电阻R两端的电压
UR'=U-U0'=6V-3V=3VR的阻值为
所以,由图乙知空气质量指数为50。
答:(1)通过R0的电流为0.5A;
(2)电阻R的阻值为8Ω;
(3)空气质量指数为50。
13.(1)0.6A;(2)(a) A变阻器, 2.4A;(b) B变阻器,1.7A
【详解】解:(1)由电路图可知,与并联,电流表测干路电流,电流表测支路的电流。因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,电流表的示数
(2)(a)电流表的示数最大时,电路消耗的总功率最大,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,通过的最大电流
由滑动变阻器的规格可知,应选择变阻器取代电路中的变阻器。
(b)当三个滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,通过变阻器的电流分别为
则电流表示数的变化量依次为
综上可知,选择变阻器取代电路中的变阻器时,电流表示数的变化量最大,最大为。
答:(1)电键闭合后电流表的示数为;
(2)(a)选择变阻器取代电路中的变阻器,通过变阻器的电流为;
(b)选择变阻器取代电路中的变阻器,电流表示数的变化量最大,最大为。
14.(1);(2)
【详解】解:(1)闭合开关后,滑动变阻器R1与R2并联,并联电路中各支路互不影响,由题意可知,此时R1=15Ω,因此通过R1的电流
(2)由图可知,电流表的示数为1.5A或0.3A,电流表的示数为1.2A或0.24A,因为通过的最小电流
所以电流表的示数只能为1.2A,电流表的示数只能为1.5A,则R2电阻为
答:(1)通过变阻器R1的电流是0.4A;
(2)定值电阻R2的阻值为20Ω。
15.(1)0.3A;(2)2V;(3)15Ω
【详解】解:(1)当滑片P位于最左端时,只有R2接入电路,电流表的示数
(2)某同学测试时,从最左端推动滑片P向右移动20cm,滑动变阻器的接入的阻值为
此时总电阻为
电路中的电流为
电压表的示数为
(3)若既能保证电路各元件的安全,要求滑片P移动到最右端,此时滑动变阻器的接入的阻值最大,最大值为15Ω,根据串联分压,电阻越大,其两端的电压也越大,而根据电压表的量程可知,电压表的最大示数为3V,则电阻R2最小分担3V,根据串联分压,此时R2两端的电压是最小值,那么R2的阻值也是最小值,故电阻R2的最小值为15Ω。
答:(1)当滑片P位于最左端时,电流表的示数为0.3A;
(2)某同学测试时,从最左端推动滑片P向右移动20cm,此时电压表的示数为2V;
(3)若既能保证电路各元件的安全,又能使滑片P移动到最右端,则选取R2时,其阻值不能小于15Ω。
16.(1)0.9A;(2)1.5N;(3);(4)见解析
【详解】(1)由图甲电路图可知,两电阻串联,电流表测电路中的电流;R与R0阻值相等,所以R为10Ω,由串联电路的电阻特点和欧姆定律可知,此时电路中的电流
(2)当电路中的电流为0.3A时,由欧姆定律可知,电路中的总电阻
由串联电路的电阻特点可知,此时压敏电阻R的阻值
由图乙可知,此时压敏电阻受到的压力为1.5N,由于压敏电阻阻值随压力的增大而减小,则此装置能筛选出重力至少为1.5N的芒果。
(3)根据题意可知,检测装置的工作原理为:不达标的芒果重力越小,对压敏电阻的压力越小,压敏电阻的阻值越大,通过电路的电流越小,当电流小于0.3A时筛选出不达标的芒果。把图甲中电流表改装成电压表,要求电压表示数大于某值时,不达标的芒果将被推离传送带,即电压表的示数增大时,电路中的电流要变小。如果电压表并联在压敏电阻R两端,当芒果重力越小时,对压敏电阻的压力越小,根据图乙可知,压敏电阻的阻值随着压力的增大而减小,则压敏电阻的阻值越大,由串联分压的规律可知,压敏电阻两端的电压增大,即电压表的示数增大,电路中的总电阻增大,则电路中的电流变小。符合检测装置的工作原理。若将电压表并联在定值电阻R0两端,由欧姆定律可知,电压表的示数增大时电路中的电流变大,与检测装置的工作原理不符,所以电压表要并联在压敏电阻R两端,如图所示:
(4)由图乙可知,压敏电阻的阻值随着压力的增大而减小,当压力为2N时,压敏电阻的阻值为40Ω,由串联电路的电阻特点可知,为了筛选出重力至少为2N的芒果,R0的阻值为
因此适当增加R0的阻值可以让重力小于2N的芒果被推离传送带,将重力至少为2N的芒果继续被传送到指定位置。
答案第1页,共2页
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