精品解析:江苏省苏州市振华中学校2024-2025学年九年级上学期12月阶段测试物理试卷
2025-02-12
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2份
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理苏科版(2012)九年级上册 |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | 第十二章 机械能和内能,第十三章 电路初探,第十四章 欧姆定律 |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-阶段检测 |
| 学年 | 2024-2025 |
| 地区(省份) | 江苏省 |
| 地区(市) | 苏州市 |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 10.31 MB |
| 发布时间 | 2025-02-12 |
| 更新时间 | 2025-02-13 |
| 作者 | 学科网试题平台 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2025-02-12 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/50402323.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
2024—2025学年第一学期初三年级阶段性测试
物理试卷2024.12
一、选择题(共12题,每题2分,共24分,每小题的四个选顶中只有一个选项正确)
1. 下列物品中,通常情况下属于导体的是( )
A. 塑料 B. 色拉油 C. 铅笔芯 D. 陶瓷杯
2. 由欧姆定律表达式变形可得到公式R=,下列说法正确的是( )
A. 导体的电阻与导体两端电压成正比
B. 导体的电阻与流过导体的电流成反比
C. 导体的电阻是导体本身的一种性质,与电流、电压大小无关
D. 导体两端电压为零时, 导体的电阻也为零
3. 物理课上,老师给同学们出示了一个有盖的纸盒,盒中的两个灯泡L1和L2连接在同一电路中,下列可以判断两灯一定串联的是( )
A. 闭合开关两灯都发光,断开开关两灯都熄灭
B. 两灯一样亮
C. 通过L1和L2的电流相同
D. L1和L2两端的电压不同
4. 如图所示,用同种材料制成两段长度相等,横截面积不同的圆柱形导体,A比B的横截面积大,将它们串联在电路中,比较A、B的电阻及通过A、B的电流关系分别是( )
A. ; B. ;
C. ; D. ;
5. 取一个橙子,把铜片、铁片插入其中,就制成了一个水果电池。用电压表测量电压如图所示,下列说法正确的是( )
A. 铁片是水果电池的正极 B. 该水果电池的电压是0.6V
C. 电压表所用量程分度值是0.5V D. 水果电池把内能转化为电能
6. 电路中的两段导体A和B中的电流与其两端电压的关系图线如图所示,由图中信息可知( )
A. A导体的电阻与其两端的电压成正比 B. B导体的电阻小于A导体的电阻
C. AB两导体并联后其总电阻为25Ω D. AB两导体串联后其总电阻15Ω
7. 如图所示是某款智能垃圾桶,当用手点击桶上的接触式开关(S接触闭合),垃圾桶开始进入智能工作状态,指示灯亮起;如果再将手移至桶盖上方(S红外闭合)或用脚轻踢垃圾桶(S震动闭合),均可启动电机打开桶盖。符合上述情况的电路是( )
A. B.
C. D.
8. 如图所示的电路,电源电压保持不变,为定值电阻。下列说法正确的是( )
A. 开关闭合前,电压表和电流表均无示数
B. 开关闭合后,滑片P向左移动的过程中,电压表的示数变小
C. 开关闭合后,滑片P向左移动的过程中,电压表和电流表示数的乘积变大
D. 开关闭合后,滑片P向右移动的过程中,电压表与电流表示数的比值变小
9. 小明利用如图所示电路进行“探究电流与电阻关系”的实验,电源电压恒为,电流表量程为,电压表量程为。已知阻值可以为、、,实验时要控制两端电压为不变,则下列滑动变阻器符合要求的是( )
A. 、 B. 、 C. 、 D. 、
10. 利用如图所示电路进行实验时,下列说法正确的是( )
A. 若电压表无示数,则电路中一定出现了短路故障
B. 若电流表指针反方向偏转,则电路中电流太大
C. 若将电流表和电压表位置对调,则闭合开关会烧坏电流表
D. 闭合开关,若灯泡被短路,则电流表和电压表的示数都会增大
11. 图示电路中(R0阻值已知, 表示电阻箱,电源电压恒定),能求出Rx阻值的是( )
A. ①②④ B. ②③④ C. ①②③④ D. ①③④
12. 如图甲,电源电压保持不变,R1为定值电阻,滑动变阻器的最大阻值为30Ω。电压表量程为0~15V,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片,得到电压表示数与滑动变阻器接入电路的电阻关系图象,如图乙所示。下列说法不正确的是( )
A. 电源电压
B. R1的阻值为
C. 滑片移动到最右端时,电压表的示数为
D. 为保证电压表安全,滑动变阻器接入的最小阻值为
二、填空题(共9小题,每空1分,共27分)
13. 小明一家装修新居,卫生间新安装的“浴霸”正常工作电压是_____伏,它上面有换气扇、取暖灯和照明灯,这些装置之间是_____(选填“串”或“并”)联的;换气扇工作时将电能主要转化为_____能.
14. 某导体电阻为20Ω,若通过该导体的电流为0.3A,则该导体两端的电压___________V。当该导体两端电压为0时,该导体电阻为___________Ω。
15. 在如图所示的电路中,闭合开关后将出现 _________(选填“通路”“断路”或“短路”)。要使电路中两灯串联,只要拆除导线 _________;要使电路中两灯并联,可以将导线1接B接线柱的一端改接到 _________接线柱。
16. 如图所示,是定值电阻R和小灯泡L中电流随电压变化的图像,由图像可知___________是小灯泡的I-U图像;定值电阻的阻值为___________Ω;把定值电阻R和小灯泡L串联后接在电压为5V的电源上,电路中电流为___________A。
17. 如图所示,已知R1:R2=3:1,当开关S闭合,甲、乙两表电压表时,两表示数之比U甲:U乙=_________;当开关S断开,甲、乙两表为电流表时,两表示数之比I甲:I乙=_________。
18. 如图甲所示电路,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P从最右端滑至a位置,电流表示数与两电压表示数的关系图像如图乙所示,其中________表示滑动变阻器的I-U关系,滑动变阻器最大阻值为___________Ω;电源电压为_________V。
19. “地磅”可检测货车是否超载。如图是某种地磅工作原理图,滑片P可在竖直放置的电阻R上滑动。闭合开关S,当货车质量增大时,显示器的示数增大。“显示器”由_________(选填“电流”或“电压”)表改装而成;接线柱“1”应与接线柱___________(选填“2”或“3”)连接。长期使用后电源电压减小,会导致显示器示数___________(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
20. 滑动变阻器是通过改变接入电路中电阻丝的 ______ 来改变电阻的.如图甲所示,当滑片向C端移动时,它的电阻值 ______ (填“变大”“变小”或“不变”).电阻箱是一种能够表示出电阻值的变阻器,如图乙所示电阻箱的读数是 ______.它能得到的最大电阻值是 ______.
21. 为了参加全国青少年创新大赛,小强运用所学电学知识,设计了一个电子身高测量仪,如图所示,其中定值电阻R1=5Ω,电源电压恒为4.5V,R2的规格“15Ω,0.5A”,电压表量程为0~3V,电流表量程为0~0.6A。
(1)R1在电路中的作用是 ___________;
(2)当被测身高增加时,电压表的示数 ___________;
(3)当变阻器R2接入电路阻值是10Ω时,电流表的示数为 ___________A;
(4)为了保证电路中各元件安全工作,变阻器接入电路的阻值范围是 ___________Ω。
三、解答题(共49分)
22. 按要求完成下列作图。
(1)根据图中的电流流向,在图中添加电流表和电源使电路成为并联电路。
(2)小明连接好如图乙所示的电路后闭合开关,向右移动滑片时,一只电流表的示数不变,另一只电流表的示数变小,请在方框内填入小灯泡和滑动变阻器的元件符号。
(3)小明用两个单刀双掷开关、一个LED灯和若干导线,设计一个楼梯灯电路,无论是楼上或楼下都可以任意开灯、灭灯,请你根据小明设计的意图,用笔画线代替导线完成如图丙所示的电路。
23. 如图所示,R1的阻值为15Ω,电源两端电压为6V恒定不变,两电流表的量程均为。闭合开关S,滑动变阻器滑片移至最右端时,电流表A1的示数为0.1A,求:
(1)滑动变阻器R2的最大阻值。
(2)电流表A的示数。
(3)滑动变阻器R2允许连入电路的最小阻值。
24. 如图所示,,小灯泡L的规格为“2.5 V 0.3 A”(即表示小灯泡正常发光时两端电压为2.5V,此时通过小灯泡的电流为0.3A),电源电压保持不变。(不考虑灯丝电阻变化)
(1)S1、S2都断开时,小灯泡L正常发光,求电源电压;
(2)S1、S2都闭合时,电流表示数变为0.6 A,求R2的阻值。
25. 在实验室中用如图所示的器材“探究串联电路中用电器两端的电压与电源两端电压的关系”,用三节干电池串联做电源,两只小灯泡的规格不同。
L1两端电压/V
L2两端电压/V
串联总电压/V
2.0
2.5
4.5
(1)用笔画线代替导线,连接实验电路,要求用电压表测量两灯串联的总电压_____;
(2)实验时,甲同学连接完最后一根导线,灯泡就亮,可能的原因是_____;
(3)乙同学用电压表测量了L1两端的电压时,直接选用0~3V的量程,丙同学提出这样不行,你认为规范的操作方法是_____;
(4)在测量L2两端的电压时,两灯亮一下就突然熄灭,电压表示数为0V,丁同学用电压表检测了L1两端的电压,示数约等于4.5V,则L1处的故障是_____(填“短路”或“断路”);
(5)故障排除后,得出上表中的一组实验数据。为了得出串联电路中用电器两端的电压与电源两端电压的关系的普遍规律,你认为应该_____。
26. 在探究“影响导体电阻大小因素”的实验中,保持电源电压不变,如图所示,在、两点之间分别接入不同的电阻丝,其规格如下表所示:
编号
材料
长度/m
横截面积/
A
镍铬合金
0.5
0.5
B
镍铬合金
1.0
1.0
C
镍铬合金
D
锰铜合金
0.5
0.5
(1)实验中应通过观察________来比较电阻的大小;
(2)为完成实验,电阻丝C的规格应选择_________m,__________;
(3)选用编号为A、D的两根电阻丝进行实验,可探究导体电阻大小与__________的关系;
(4)小丽在探究同样的课题时,手边只有一根电阻丝,那么,她利用这根电阻丝和上述电路,能探究电阻的哪些影响因素?_____________
A.长度 B.材料 C.横截面积
27. 小菲利用实验室的器材进行“探究电流与电压、电阻关系”的实验,他们选用了三节新的干电池,5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω五个定值电阻,一个铭牌写着“40Ω,1A”的滑动变阻器,一个开关和若干导线等器材,设计了如图甲所示的实验电路:
(1)请帮助小菲将图甲的电路连接完整,要求滑片向A滑动,电流表示数变大;
(2)为了保护电路,在连接电路时,滑动变阻器的滑片应该位于___________端(选填“A”或“B”);
(3)闭合开关后,小菲发现电流表、电压表均没有示数,可能是因为___________;
A. 定值电阻R短路 B. 定值电阻R断路
C. 滑动变阻器断路 D. 滑动变阻器短路
(4)排除问题后,小菲顺利进行实验,他将测得的数据绘制成I-U图像,如图乙a所示,则小非选择的定值电阻阻值为___________Ω。分析图像得到实验结论:___________;
(5)同组的小李也完成了该实验并绘制出了I-U图像,如图乙b所示,但是小李发现自己的结论和小菲的结论刚好相反,他出现这个问题可能是因为___________;
(6)小菲发现可以不拆卸电路继续探究电流与电阻的关系,他控制定值电阻两端电压为1.5V:
①滑动变阻器的阻值调到最大后闭合开关,小菲应该看着___________(选填“电压表”或“电流表”),移动滑片,直到定值电阻两端电压达到1.5V,此时电流表的示数如图丙所示,电流表的示数为___________A;
②小菲继续实验,随机单独地将剩余的电阻接入电路,最终得到如表中所示的数据,小李指出定值电阻为5Ω时的电流“0.18A”这个数据存在明显错误,二人复盘后发现是因为小菲在完成了某一个定值电阻的实验后,只是换上了5Ω的电阻,而没有调节滑动变阻器的滑片,则小菲在5Ω之前接入电路的定值电阻阻值是___________Ω;
R(Ω)
5
10
15
20
I(A)
0.18
0.15
0.075
③在接入25Ω的定值电阻时,小菲发现无论如何移动滑片,电压表的示数都无法达到1.5V,想要顺利完成该组实验,小菲需要更换一个最大阻值至少为___________Ω的滑动变阻器。
28. 如图甲所示,某同学设计了用“伏安法”测电阻的实验:
(1)图甲中有一根线接错,请在错误的线上打×,并改正;
(2)排除故障后,小明正常进行实验并将实验数据记录在表格中。若第2次测量时电流表的示数如图乙所示,为___________A,根据三次实验数据可得定值电阻R=___________Ω;
实验次数
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
1
1.5
0.16
9.4
2
2.0
3
2.4
0.24
10
(3)排除故障后利用图甲实验器材还能完成下列探究实验___________;(选填“A”或“B”)
A. 探究电流与电压的关系
B. 探究电流与电阻的关系
(4)实验后,小华同学设计了另外一种测电阻的方法,电路图如图丙所示。已知定值电阻为R0,电源电压恒定,Rx为待测电阻。实验步骤如下:
①闭合开关S、S1,断开开关S2,读出并记录电流表示数I1;②___________,读出并记录电流表示数I2;
③写出待测电阻的表达式Rx=___________(表达式用R0、I1、I2表示)。
29. 如图所示是一款家用烟雾报警器及其简化原理图,烟雾报警器有一个外部光线无法进入的烟室,其中有激光发射器和带有光敏电阻R的电路,电路中电源电压不变,R0为定值电阻,光敏电阻R的阻值与光照强度的关系如表所示。当电路中电流小于或等于300mA时,烟雾报警器报警。
光照强度E/cd
1
2
3
4
5
6
光敏电阻R/Ω
80
50
30
24
20
18
(1)当进入烟室的烟雾浓度增大时,射向光敏电阻的光照强度________,光敏电阻阻值________(均选填“变大”“变小”或“不变”);
(2)在一次测试中,当把光照强度调为5cd时,测试电压表示数为8V;当把光照强度降为3cd时,测试电压表示数为9V,则电阻R0的阻值是________Ω,电源电压是________V;
(3)由于长时间工作,导致电源电压降低了1.5V,烟雾报警器在烟雾浓度较小时误报警。在不更换此电源的情况下,要使报警器在原烟雾浓度范围内正常报警,可以通过_________(选填“增大”或“减小”)R0的阻值来实现,调整后R0的阻值为________Ω。
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2024—2025学年第一学期初三年级阶段性测试
物理试卷2024.12
一、选择题(共12题,每题2分,共24分,每小题的四个选顶中只有一个选项正确)
1. 下列物品中,通常情况下属于导体的是( )
A. 塑料 B. 色拉油 C. 铅笔芯 D. 陶瓷杯
【答案】C
【解析】
【详解】容易导电的物体叫导体,不容易导电的物体叫绝缘体;通常情况下,塑料、色拉油和陶瓷杯不容易导电,属于绝缘体;金属、人体、铅笔芯等容易导电,属于导体,综上分析知,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
2. 由欧姆定律表达式变形可得到公式R=,下列说法正确的是( )
A. 导体的电阻与导体两端电压成正比
B. 导体的电阻与流过导体的电流成反比
C. 导体的电阻是导体本身的一种性质,与电流、电压大小无关
D. 导体两端电压为零时, 导体的电阻也为零
【答案】C
【解析】
【详解】导体的电阻是导体本身所具有的性质,与通过它的电流、它两端的电压无关,导体两端电压为零时,导体的电阻不为零。
故选C。
3. 物理课上,老师给同学们出示了一个有盖的纸盒,盒中的两个灯泡L1和L2连接在同一电路中,下列可以判断两灯一定串联的是( )
A. 闭合开关两灯都发光,断开开关两灯都熄灭
B. 两灯一样亮
C. 通过L1和L2电流相同
D. L1和L2两端的电压不同
【答案】D
【解析】
【详解】A.两个灯并联时,若开关处在干路,同样可以实现闭合开关两灯都发光,断开开关两灯都熄灭,故A不符合题意;
B.若两个灯规格相同,串联或者并联时均一样亮,故B不符合题意;
C.并联时,若两个灯规格相同,通过L1和L2的电流也会相同,故C不符合题意;
D.并联电路各支路电压相同,所以若L1和L2两端的电压不同,则一定是串联,故D符合题意。
故选D。
4. 如图所示,用同种材料制成两段长度相等,横截面积不同的圆柱形导体,A比B的横截面积大,将它们串联在电路中,比较A、B的电阻及通过A、B的电流关系分别是( )
A. ; B. ;
C. ; D. ;
【答案】D
【解析】
【详解】导体的电阻与导体的材料、长度、横截面积有关;同种材料制成两段长度相等,横截面积不同的圆柱形导体,圆柱体的横截面积越大,电阻越小,因此A的电阻小于B的电阻,即;A和B串联在电路中,由于串联电路电流处处相等,所以流过两段导体A、B的电流相等,即; 故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
5. 取一个橙子,把铜片、铁片插入其中,就制成了一个水果电池。用电压表测量电压如图所示,下列说法正确的是( )
A. 铁片是水果电池的正极 B. 该水果电池的电压是0.6V
C. 电压表所用量程分度值是0.5V D. 水果电池把内能转化为电能
【答案】B
【解析】
【详解】A.由图可知,电压表指针向右偏转,说明电流从电压表的正接线柱流入,故铜片为水果电池的正极,故A错误;
B.电压表选择的量程为0~3V,分度值为0.1V,所以示数为0.6V,故B正确;
C.由图可知电压表选用0~3V的量程,分度值为0.1V,故C错误;
D.水果电池将化学能转化为电能,故D错误。
故选B。
6. 电路中的两段导体A和B中的电流与其两端电压的关系图线如图所示,由图中信息可知( )
A. A导体的电阻与其两端的电压成正比 B. B导体的电阻小于A导体的电阻
C. AB两导体并联后其总电阻为25Ω D. AB两导体串联后其总电阻15Ω
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图可知,两条图线是过原点的倾斜直线,斜率不变,说明两电阻的阻值不变,其通过的电流与其两端电压成正比,且电阻只与导体自身的材料、长度、横截面积以及温度有关,跟电流、电压无关,故A不符合题意;
B.由上述分析已知,两段导体的阻值不变,当电流为0.2A时,导体A两端的电压为1.0V,导体B两端的电压为2.0V,则由欧姆定律表达式可得导体AB的电阻分别为
,
可知,B导体的电阻大于A导体的电阻,故B不符合题意;
C.AB两导体并联后其总电阻为
故C不符合题意;
D.将AB两导体串联后其总电阻为
故D符合题意。
故选D。
7. 如图所示是某款智能垃圾桶,当用手点击桶上的接触式开关(S接触闭合),垃圾桶开始进入智能工作状态,指示灯亮起;如果再将手移至桶盖上方(S红外闭合)或用脚轻踢垃圾桶(S震动闭合),均可启动电机打开桶盖。符合上述情况的电路是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】如果再将手移至桶盖上方(S红外闭合)或用脚轻踢垃圾桶(S震动闭合),均可启动电机打开桶盖,说明S红外和S震动并联,且独立控制电动机;由题意可知,智能垃圾桶工作的前提是垃圾桶开始进入智能工作状态,所以接触式开关S接触在干路上,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
8. 如图所示的电路,电源电压保持不变,为定值电阻。下列说法正确的是( )
A. 开关闭合前,电压表和电流表均无示数
B. 开关闭合后,滑片P向左移动的过程中,电压表的示数变小
C. 开关闭合后,滑片P向左移动的过程中,电压表和电流表示数的乘积变大
D. 开关闭合后,滑片P向右移动的过程中,电压表与电流表示数的比值变小
【答案】C
【解析】
【详解】A.开关闭合前,电流表没有接入电路,则电流表无示数;而电压表通过变阻器与电源的正负极相连,此时电压表测电源电压,即电压表有示数,故A错误;
BC.开关闭合后,定值电阻R与滑动变阻器串联,电流表A测电路中的电流,电压表测定值电阻R两端的电压,滑片P向左移动的过程中,变阻器接入电路的电阻减小,电路中的总电阻减小,由可知电路的电流变大,即电流表的示数变大,由U=IR可知电压表的示数变大,电压表和电流表示数的乘积变大,故C正确,B错误;
D.开关闭合后,定值电阻R与滑动变阻器串联,电流表A测电路中的电流,电压表测定值电阻R两端的电压,电流表A测电路中的电流,由欧姆定律可知,电压表与电流表示数的比值等于定值电阻的阻值,而定值电阻的阻值不变,则滑片P向右移动的过程中,该比值不变,故D错误。
故选C。
9. 小明利用如图所示电路进行“探究电流与电阻关系”的实验,电源电压恒为,电流表量程为,电压表量程为。已知阻值可以为、、,实验时要控制两端电压为不变,则下列滑动变阻器符合要求的是( )
A. 、 B. 、 C. 、 D. 、
【答案】D
【解析】
【详解】由电路图可知,定值电阻与变阻器串联,电压表测两端的电压,电流表测电路中的电流。当定值电阻阻值最小时,电路中的电流最大,即
不超过电流表的量程,所以滑动变阻器允许通过的最大电流不小于0.6A;
当定值电阻阻值最大时,电路中的电流最小,滑动变阻器接入电路中电阻值最大,此时电路中的电流为
滑动变阻器两端的电压为
则滑动变阻器接入电路中的最大阻值为
所以滑动变阻器的最大电阻不小于30Ω ,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
10. 利用如图所示电路进行实验时,下列说法正确的是( )
A. 若电压表无示数,则电路中一定出现了短路故障
B. 若电流表指针反方向偏转,则电路中电流太大
C. 若将电流表和电压表位置对调,则闭合开关会烧坏电流表
D. 闭合开关,若灯泡被短路,则电流表和电压表的示数都会增大
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图知道,灯泡与定值电阻串联,若电压表无示数,可能是与电压表并联的定值电阻R短路,也可能是电压表与电源之间出现断路,故A错误;
B.若电流表指针反方向偏转,则说明电流表的正负接线柱是反接,与电流大小无关,故错误;
C.将电流表和电压表位置对调,电压表串联接入电路中,相当于是断路,则电路中无电流,电流表不会烧坏;此时电压表测量的是电源电压,故C错误;
D.闭合开关,若灯泡被短路,电压表测电源电压,电压表的示数增大;由于灯泡被短路,电路的总电阻减小,由欧姆定律知道,电路中电流增大,即电流表的示数增大,故D正确。
故选D。
11. 图示电路中(R0阻值已知, 表示电阻箱,电源电压恒定),能求出Rx阻值的是( )
A. ①②④ B. ②③④ C. ①②③④ D. ①③④
【答案】A
【解析】
【详解】根据图①电路图,先将电阻箱接入阻值为0,则电压表示数为电源电压U,再将电阻箱接入某一阻值R0,读出电压表示数为U1,则电阻箱两端的电压为,根据串联电路电流规律及欧姆定律可得
变形可得
故①可以测出Rx的阻值;
根据图②电路图,可将单刀双掷开关先后置于1、2位置,电流表分别测得通过R0、Rx电流为I1、I2,由欧姆定律,电源电压一定,则
变形可得
故②可以测出Rx的阻值;
根据图③电路图,闭合开关,只能测出两电阻并联时的总电流,无法测量分电流,故③不能测出Rx的阻值;
根据图④电路图,先将单刀双掷开关置于1位置,移动滑动变阻器的滑片到适当的位置,读出电压表示数为,再将单刀双掷开关置于2位置,改变电阻箱接入的阻值,直到电压表的示数为不变,记下此时电阻箱接入的阻值为R,根据欧姆定律,电源电压一定,则两次接入的总电阻不变,所以,故④可以测出Rx的阻值。
综合上述分析,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
12. 如图甲,电源电压保持不变,R1为定值电阻,滑动变阻器的最大阻值为30Ω。电压表量程为0~15V,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片,得到电压表示数与滑动变阻器接入电路的电阻关系图象,如图乙所示。下列说法不正确的是( )
A. 电源电压为
B. R1的阻值为
C. 滑片移动到最右端时,电压表的示数为
D. 为保证电压表安全,滑动变阻器接入的最小阻值为
【答案】C
【解析】
【详解】AB.由图知,两电阻串联,电压表测R1两端电压,由图象知当电压表示数为U1=9V,变阻器连入阻值R2=10Ω,此时电路中电流
两电阻串联,电源电压
①
由图象知,当电压表示数U1'=6V,变阻器连入阻值R2'=20Ω,此时电路中电流根据电源电压
②
由以上①②两式解得
R1=10Ω,U=18V
故AB正确,AB不符合题意;
C.滑片移动到最右端时, R2=30Ω,由串联分压的规律得
解得R1两端的电压
故C错误,C符合题意;
D.为保证电压表安全,电压表不能超过其量程,即R1两端的电压最大为15V,由串联分压的规律得
解得
故D正确,D不符合题意。
故选C。
二、填空题(共9小题,每空1分,共27分)
13. 小明一家装修新居,卫生间新安装的“浴霸”正常工作电压是_____伏,它上面有换气扇、取暖灯和照明灯,这些装置之间是_____(选填“串”或“并”)联的;换气扇工作时将电能主要转化为_____能.
【答案】 ①. 220 ②. 并 ③. 机械
【解析】
【分析】(1)知道家庭电路电压是220V;
(2)在家庭电路中,每个用电器都是并联关系的;
(3)判断清楚换气扇工作时,消耗了哪种形式的能,产生了哪种形式的能即可;
【详解】家庭电路电压是220V,故卫生间新安装的“浴霸”正常工作电压是220V,由于并联电路用电器互不影响,“浴霸”上面有换气扇、取暖灯和照明灯,这些装置之间是并联的;换气扇工作时,消耗了电能,产生了机械能,故是将电能转化为机械能的过程;
故答案为220;并;机械.
14. 某导体电阻为20Ω,若通过该导体的电流为0.3A,则该导体两端的电压___________V。当该导体两端电压为0时,该导体电阻为___________Ω。
【答案】 ①. 6 ②. 20
【解析】
【详解】[1]由欧姆定律可得,导体两端的电压
[2]电阻是导体本身的一种性质,与导体两端的电压无关,所以当该导体两端电压为0时,该导体电阻不变,仍为20Ω。
15. 在如图所示电路中,闭合开关后将出现 _________(选填“通路”“断路”或“短路”)。要使电路中两灯串联,只要拆除导线 _________;要使电路中两灯并联,可以将导线1接B接线柱的一端改接到 _________接线柱。
【答案】 ①. 短路 ②. 3 ③. A##C
【解析】
【详解】[1]如图所示的电路中,闭合开关,电流直接沿导线流回电源的负极,所以引起电源短路,会损坏电源。
[2]要使电路中的两灯串联,电流应依次经过两个灯泡,应拆除连接BD端的导线3。
[3]要使电路中的两灯并联,电流应分别流入两个灯泡,可以将导线1接B接线柱的一端改接到 A(C)接线柱。
16. 如图所示,是定值电阻R和小灯泡L中电流随电压变化的图像,由图像可知___________是小灯泡的I-U图像;定值电阻的阻值为___________Ω;把定值电阻R和小灯泡L串联后接在电压为5V的电源上,电路中电流为___________A。
【答案】 ①. 甲 ②. 10 ③. 0.4
【解析】
【详解】[1]小灯泡灯丝电阻受温度影响,阻值会随温度的变化而发生变化,其I-U图像是一条曲线,而不是倾斜的直线,故甲为小灯泡的图像。
[2]甲为小灯泡的图像,那乙为定值电阻的图像,选取一组数据,根据欧姆定律可知,定阻电阻的阻值为
[3]串联时,电路中的电流相等,把定值电阻和小灯泡串联后接在电压为5V的电源上,从图像可知,电路中的电流为0.4A,定值电阻两端的电压为4V,小灯泡的两端的电压为1V,根据串联电路电压规律可知,电源电压为
符合题意,所以把定值电阻和小灯泡串联后接在电压为5V的电源上,电路中电流为0.4A。
17. 如图所示,已知R1:R2=3:1,当开关S闭合,甲、乙两表为电压表时,两表示数之比U甲:U乙=_________;当开关S断开,甲、乙两表为电流表时,两表示数之比I甲:I乙=_________。
【答案】 ①. 4:1 ②. 3:4
【解析】
【分析】
【详解】[1]当开关S闭合,甲、乙两表为电压表时,两电阻串联,甲测电源电压,乙测R2电压,电压比为
[2]当开关S断开,甲、乙两表为电流表时,两电阻并联,甲测R2电流,乙测干路电流,电流比为
18. 如图甲所示电路,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P从最右端滑至a位置,电流表示数与两电压表示数的关系图像如图乙所示,其中________表示滑动变阻器的I-U关系,滑动变阻器最大阻值为___________Ω;电源电压为_________V。
【答案】 ①. ② ②. 45 ③. 10
【解析】
【详解】[1]由图甲可知:灯泡与滑动变阻器串联,电压表V1测变阻器两端的电压,电压表V2测灯L两端的电压,电流表测电路中的电流。滑动变阻器的滑片从最右端滑至a的位置,变阻器连入电路的电阻变小,电路的电流变大,根据U=IR可知,灯泡两端的电压变大,故图象①为电流表示数随V2的示数变化关系,图象②为滑动变阻器的I﹣U关系。
[2]变阻器连入电路的电阻最大时,电路电流最小,由图乙知,最小电流为0.2A,此时滑动变阻器两端的电压为9V,根据欧姆定律可得滑动变阻器的最大阻值为
[3]当电路电流最小为0.2A时,由图可知两电压表示数分别为1V和9V,串联电路总电压等于各部分电压之和,可知电源电压为
U=1V+9V=10V
19. “地磅”可检测货车是否超载。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。闭合开关S,当货车质量增大时,显示器的示数增大。“显示器”由_________(选填“电流”或“电压”)表改装而成;接线柱“1”应与接线柱___________(选填“2”或“3”)连接。长期使用后电源电压减小,会导致显示器示数___________(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
【答案】 ①. 电流 ②. 3 ③. 偏小
【解析】
【详解】[1]“显示器”是串联在电路中的,由此可得“显示器”应该是电流表改装而成的。
[2]当货车质量增大时,货车对地磅的压力变大,弹簧被压缩,滑动变阻器滑片向下移动,因为由电表改装成的显示器的示数也增大,由欧姆定律可得,当电压一定时,电阻变小,电流变大,说明滑动变阻器滑片向下移动,变阻器的电阻在变小,由此可得接线柱“1”应与接线柱“3”连接。
[3]长期使用后电源电压减小,在电阻不变的情况下,根据欧姆定律可知,电路中的电流变小,显示器示数会偏小。
20. 滑动变阻器是通过改变接入电路中电阻丝的 ______ 来改变电阻的.如图甲所示,当滑片向C端移动时,它的电阻值 ______ (填“变大”“变小”或“不变”).电阻箱是一种能够表示出电阻值的变阻器,如图乙所示电阻箱的读数是 ______.它能得到的最大电阻值是 ______.
【答案】 ①. 长度 ②. 变小 ③. 3608 ④. 9999
【解析】
【详解】[1]在导体的材料、横截面积、温度不变时,导体的长度越长电阻越大.移动滑片可以改变滑动变阻器接入电路的电阻丝的长度,所以可以改变接入电路的阻值.
[2]由甲图可知,该滑动变阻器使用的是左段电阻丝,当滑片向C(左)端移动时,它接入电路的电阻丝长度变短,所以其电阻值变小.
[3]由乙图可知,电阻相千位数字为3,百位数字为6,十位数字为0,个位数字为8,则其示数为3608Ω.
[4]由乙图可知,电阻相每一位数字最大位为9,则其能得到的最大电阻值为9999Ω.
21. 为了参加全国青少年创新大赛,小强运用所学电学知识,设计了一个电子身高测量仪,如图所示,其中定值电阻R1=5Ω,电源电压恒为4.5V,R2的规格“15Ω,0.5A”,电压表量程为0~3V,电流表量程为0~0.6A。
(1)R1在电路中的作用是 ___________;
(2)当被测身高增加时,电压表的示数 ___________;
(3)当变阻器R2接入电路的阻值是10Ω时,电流表的示数为 ___________A;
(4)为了保证电路中各元件安全工作,变阻器接入电路的阻值范围是 ___________Ω。
【答案】 ①. 保护电路 ②. 变大 ③. 0.3 ④. 4~10
【解析】
【详解】(1)[1]R1和R2串联接入电路,当R2接入电路的阻值过小时,电路中的电流过大,所以R1在电路中的作用是保护电路。
(2)[2]由电路图知道,电压表测滑动变阻器两端电压,电流表测电路中的电流,被测身高增加时,滑动变阻器接入电路的长度增加,滑动变阻器接入电路的阻值变大,电路中的总电阻变大,由知道,电路中的电流变小,即电流表的示数变小,由U=IR知道,定值电阻R0两端的电压变小,串联电路中总电压等于各分电压之和,滑动变阻器两端的电压变大,即电压表的示数变大。
(3)[3]当变阻器R2接入电路的阻值是10Ω时,根据欧姆定律可知电流表的示数
(4)[4]R2的规格为“15Ω 0.5A”,电压表量程为0~3V,电流表量程为0~0.6A,为了保证电路中各元件安全工作,电路中的最大电流为0.5A,此时的总电阻
变阻器接入电路的最小电阻
R2小=R总3﹣R1=9Ω-5Ω=4Ω
变阻器接入电路的电阻最大时,变阻器两端的电压最大,最大电压为3V,定值电阻R1两端电压
U1=U-U2=4.5V-3V=1.5V
串联电路各处电流都相等,则
即
解得
R2=10Ω
所以变阻器接入电路的阻值范围是4~10Ω。
三、解答题(共49分)
22. 按要求完成下列作图。
(1)根据图中电流流向,在图中添加电流表和电源使电路成为并联电路。
(2)小明连接好如图乙所示的电路后闭合开关,向右移动滑片时,一只电流表的示数不变,另一只电流表的示数变小,请在方框内填入小灯泡和滑动变阻器的元件符号。
(3)小明用两个单刀双掷开关、一个LED灯和若干导线,设计一个楼梯灯电路,无论是楼上或楼下都可以任意开灯、灭灯,请你根据小明设计的意图,用笔画线代替导线完成如图丙所示的电路。
【答案】(1) (2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
要使两灯泡并联,若右侧为电源,中间为电流表,则闭合开关S后,灯泡L1被短路,不满足要求;中间为电源,右侧处为电流表,两灯泡并联,电流表测通过灯泡L2的电流;根据电流流向知道,电源上端应为正极,如图所示:
【小问2详解】
由题可知,闭合开关,向右移动滑片时,一只电流表的示数不变,另一只电流表的示数变小,说明小灯泡和滑动变阻器并联,一个电流表示数不变,说明这个电流表与小灯泡串联,另一个电流表示数变小,说明这个电流表串联在干路中,如下图所示:
【小问3详解】
由题知,无论是楼上或楼下都可以任意开灯、灭灯,既可以在楼下开灯到楼上灭灯,又可以在楼上开灯到楼下灭灯,这说明楼上开关和楼下开关是串联的;如图所示:
23. 如图所示,R1的阻值为15Ω,电源两端电压为6V恒定不变,两电流表的量程均为。闭合开关S,滑动变阻器滑片移至最右端时,电流表A1的示数为0.1A,求:
(1)滑动变阻器R2的最大阻值。
(2)电流表A的示数。
(3)滑动变阻器R2允许连入电路的最小阻值。
【答案】(1)60Ω (2)0.5A
(3)30Ω
【解析】
【小问1详解】
开关S闭合时,电阻R2与变阻器R1并联,电流表A测干路电流,电流表A1测变阻器R2中的电流;滑动变阻器R2滑片移至最右端时,变阻器见连入电路的电阻值最大,滑动变阻器的最大阻值
【小问2详解】
通过定值电阻R1的电流
电流表A测干路电流,电流表A示数
【小问3详解】
通过R1的电流0.4A不变,因为电流表A的量程为,故通过变阻器的最大电流为
变阻器及连入电路的最小阻值
24. 如图所示,,小灯泡L的规格为“2.5 V 0.3 A”(即表示小灯泡正常发光时两端电压为2.5V,此时通过小灯泡的电流为0.3A),电源电压保持不变。(不考虑灯丝电阻变化)
(1)S1、S2都断开时,小灯泡L正常发光,求电源电压;
(2)S1、S2都闭合时,电流表示数变为0.6 A,求R2的阻值。
【答案】(1)10V;(2)50Ω
【解析】
【详解】解:(1)由图知,当S1、S2都断开时,R1与L串联,灯泡正常发光时的电流为0.3A,因串联电路中各处的电流相等, R1两端的电压
电源的电压
(2)由图知,当S1、S2都闭合时,R1与R2并联,电流表测干路电流,因并联电路中各支路两端的电压相等,所以通过R1的电流
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
所以R2电阻
答:(1)电源电压为10V;
(2)R2的电阻为50Ω。
25. 在实验室中用如图所示的器材“探究串联电路中用电器两端的电压与电源两端电压的关系”,用三节干电池串联做电源,两只小灯泡的规格不同。
L1两端电压/V
L2两端电压/V
串联总电压/V
2.0
2.5
4.5
(1)用笔画线代替导线,连接实验电路,要求用电压表测量两灯串联的总电压_____;
(2)实验时,甲同学连接完最后一根导线,灯泡就亮,可能的原因是_____;
(3)乙同学用电压表测量了L1两端的电压时,直接选用0~3V的量程,丙同学提出这样不行,你认为规范的操作方法是_____;
(4)在测量L2两端的电压时,两灯亮一下就突然熄灭,电压表示数为0V,丁同学用电压表检测了L1两端的电压,示数约等于4.5V,则L1处的故障是_____(填“短路”或“断路”);
(5)故障排除后,得出上表中的一组实验数据。为了得出串联电路中用电器两端的电压与电源两端电压的关系的普遍规律,你认为应该_____。
【答案】 ①. ②. 连接电路时,开关未断开 ③. 先选用0~15V的量程试触,如果示数小于3V,再改用0~3V量程测量 ④. 断路 ⑤. 换用不同规格的器材(灯泡、电源)或加滑动变阻器,多次测量
【解析】
【详解】(1)[1]两灯泡、开关、电源组成串联电路,电源由3节干电池,电源电压为
U=1.5V×3=4.5V
因此,电压表选择0~15V。电压表测量两灯泡两端电压,所以电路图如图所示
(2)[2]实验时,甲同学连接完最后一根导线,灯泡就亮,可能的原因是连接电路时,开关未断开,导致电路连接完最后一根导线处于通路状态。
(3)[3]电流表和电压表在使用时,应采用试触法选择合适量程,即先选用0~15V的量程试测,如果示数小于3V,再改用0~3V量程测量。
(4)[4]若灯泡L1断路,则电路中没有电流通过,所以L2两端电压为0,测量其两端的电压是0;用电压表检测了L1两端的电压时,电压表与电源、灯泡串联在一起,所以电压示数为电源电压4.5V。
(5)[5]测出一组实验数据后,为了得出普遍规律,应换用不同规格的器材(灯泡、电源)或加滑动变阻器,多次测量。
26. 在探究“影响导体电阻大小因素”的实验中,保持电源电压不变,如图所示,在、两点之间分别接入不同的电阻丝,其规格如下表所示:
编号
材料
长度/m
横截面积/
A
镍铬合金
0.5
0.5
B
镍铬合金
1.0
1.0
C
镍铬合金
D
锰铜合金
0.5
0.5
(1)实验中应通过观察________来比较电阻的大小;
(2)为完成实验,电阻丝C的规格应选择_________m,__________;
(3)选用编号为A、D的两根电阻丝进行实验,可探究导体电阻大小与__________的关系;
(4)小丽在探究同样的课题时,手边只有一根电阻丝,那么,她利用这根电阻丝和上述电路,能探究电阻的哪些影响因素?_____________
A.长度 B.材料 C.横截面积
【答案】 ①. 电流表示数 ②. 0.5 ③. 1.0 ④. 材料 ⑤. AC
【解析】
【详解】(1)[1]实验中应通过观察电流表示数来比较电阻的大小,电流表的示数越大,导体电阻越小,这种实验方法叫转换法。
(2)[2][3]探究导体的电阻与导体的长度的关系,应控制导体材料与横截面积相同而长度不同,由表中数据可知,选择BC进行实验,电阻丝C的长度为0.5m,横截面积为1.0mm2。
(3)[4]选用编号为A、D的两根电阻丝进行实验,长度和横截面积相同,材料不同,探究导体电阻大小与材料的关系。
(4)[5]如果手边只有一根电阻丝,电阻丝的材料和横截面积不变,可以改变连入电路电阻丝的长度来探究导体的电阻与导体长度的关系;还可以把电阻丝对折,改变电阻丝的横截面积,来探究导体的电阻与导体横截面积的关系;由于不能改变导体的材料,所以不能探究导体的电阻与导体材料的关系,故选AC。
27. 小菲利用实验室的器材进行“探究电流与电压、电阻关系”的实验,他们选用了三节新的干电池,5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω五个定值电阻,一个铭牌写着“40Ω,1A”的滑动变阻器,一个开关和若干导线等器材,设计了如图甲所示的实验电路:
(1)请帮助小菲将图甲的电路连接完整,要求滑片向A滑动,电流表示数变大;
(2)为了保护电路,在连接电路时,滑动变阻器的滑片应该位于___________端(选填“A”或“B”);
(3)闭合开关后,小菲发现电流表、电压表均没有示数,可能是因为___________;
A. 定值电阻R短路 B. 定值电阻R断路
C. 滑动变阻器断路 D. 滑动变阻器短路
(4)排除问题后,小菲顺利进行实验,他将测得的数据绘制成I-U图像,如图乙a所示,则小非选择的定值电阻阻值为___________Ω。分析图像得到实验结论:___________;
(5)同组的小李也完成了该实验并绘制出了I-U图像,如图乙b所示,但是小李发现自己的结论和小菲的结论刚好相反,他出现这个问题可能是因为___________;
(6)小菲发现可以不拆卸电路继续探究电流与电阻的关系,他控制定值电阻两端电压为1.5V:
①滑动变阻器的阻值调到最大后闭合开关,小菲应该看着___________(选填“电压表”或“电流表”),移动滑片,直到定值电阻两端电压达到1.5V,此时电流表的示数如图丙所示,电流表的示数为___________A;
②小菲继续实验,随机单独地将剩余的电阻接入电路,最终得到如表中所示的数据,小李指出定值电阻为5Ω时的电流“0.18A”这个数据存在明显错误,二人复盘后发现是因为小菲在完成了某一个定值电阻的实验后,只是换上了5Ω的电阻,而没有调节滑动变阻器的滑片,则小菲在5Ω之前接入电路的定值电阻阻值是___________Ω;
R(Ω)
5
10
15
20
I(A)
0.18
0.15
0.075
③在接入25Ω的定值电阻时,小菲发现无论如何移动滑片,电压表的示数都无法达到1.5V,想要顺利完成该组实验,小菲需要更换一个最大阻值至少为___________Ω的滑动变阻器。
【答案】(1) (2)B
(3)C (4) ①. 15 ②. 当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比
(5)电压表并联在滑动变阻器的两端了
(6) ①. 电压表 ②. 0.1 ③. 10 ④. 50
【解析】
【小问1详解】
在该实验中,滑动变阻器应和定值电阻串联;滑片向A滑动,电流表示数变大,说明滑动变阻器接入电路的阻值变小,则应将滑动变阻器的A接线柱接入电路中,电路连接如图所示:
【小问2详解】
为了保护电路,在连接电路时,滑动变阻器接入电路的阻值应最大,使电路中的电流最小,则滑动变阻器的滑片应该位于B端。
【小问3详解】
A.若定值电阻R短路,电压表没有示数,但电路为通路,电流表有示数,故A不符合题意;
B.若定值电阻R断路,电流表示数为0,但电压表与电源连通测电源电压,电压表有示数,故B不符合题意;
C.若滑动变阻器断路,整个电路断路,两表都没有示数,故C符合题意;
D.若滑动变阻器短路,电压表测电源电压,有示数,电路为通路,电流表也有示数,故D不符合题意。
故选C。
【小问4详解】
[1]如图乙a所示,当定值电阻的电压为3V时,通过定值电阻的电流为0.2A,由欧姆定律可知小菲选择的定值电阻阻值为
[2] 因a为一过原点的直线,分析图像得到实验结论为:当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端电压成正比。
【小问5详解】
小李发现自己的结论和小菲的结论刚好相反,即电流增大时,电压表的示数减小;当电路中电流变大时,由欧姆定律可知,定值电阻两端的电压也变大,由串联电路的电压特点可知变阻器两端的电压变小,其变化趋势符合图线b的变化趋势,所以错误的原因可能是电压表并联在滑动变阻器的两端了。
【小问6详解】
①[1]由题知,探究电流与电阻的关系,要控制定值电阻两端电压为1.5V,则在调节变阻器的滑片时,应该看着电压表,直到其示数为1.5V。
[2]由甲图可知电流表选择0~0.6A的量程,分度值为0.02A,则图丙中电流表示数为0.1A。
②[3]图中电源由三节新的干电池串联组成,电源电压
U=3×1.5V=4.5V
由题知,当定值电阻R1=5Ω时,电路中的电流为0.18A,由电阻的串联和欧姆定律可得电源电压
U=I1(R1+R滑)
则此时滑动变阻器接入电路的阻值
在5Ω电阻接入电路之前,滑动变阻器的电压为
U滑1=U﹣UR=4.5V﹣1.5V=3V
则滑动变阻器与此时定值电阻的电压之比为
3V∶1.5V=2∶1
根据串联分压的规律可知,两者的阻值之比也为2:1,所以在5Ω电阻之前接入电路的定值电阻阻值为
③[4]在接入25Ω的定值电阻时,根据上面②的分析可知,想要顺利完成该组实验,滑动变阻器与定值电阻的阻值之比至少为2∶1,则滑动变阻器的最大阻值至少为
R滑'=2R4=2×25Ω=50Ω
28. 如图甲所示,某同学设计了用“伏安法”测电阻的实验:
(1)图甲中有一根线接错,请在错误的线上打×,并改正;
(2)排除故障后,小明正常进行实验并将实验数据记录在表格中。若第2次测量时电流表的示数如图乙所示,为___________A,根据三次实验数据可得定值电阻R=___________Ω;
实验次数
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
1
1.5
0.16
9.4
2
2.0
3
2.4
0.24
10
(3)排除故障后利用图甲实验器材还能完成下列探究实验___________;(选填“A”或“B”)
A. 探究电流与电压的关系
B. 探究电流与电阻的关系
(4)实验后,小华同学设计了另外一种测电阻的方法,电路图如图丙所示。已知定值电阻为R0,电源电压恒定,Rx为待测电阻。实验步骤如下:
①闭合开关S、S1,断开开关S2,读出并记录电流表示数I1;②___________,读出并记录电流表示数I2;
③写出待测电阻的表达式Rx=___________(表达式用R0、I1、I2表示)。
【答案】(1) (2) ①. 0.2 ②. 9.8
(3)A (4) ①. 闭合S、S2,断开S1 ②.
【解析】
【小问1详解】
电压表应控制在定值电阻两端,与定值电阻并联,电路图如图所示:
【小问2详解】
若第2次测量时电流表的示数如图乙所示,使用的是小量程,示数为0.2A。根据欧姆定律,可以计算出第2次实验时电阻的阻值为
根据三次实验数据求平均值,可得定值电阻为
【小问3详解】
排除故障后利用图甲实验器材,可以改变电阻的电压,但不能改变电阻大小,可以探究电流与电压关系,故A符合题意,B不符合题意。
故选A。
【小问4详解】
[1][2]①闭合开关S、S1,断开开关S2,两电阻并联,电流表测R0的电流,根据欧姆定律可知,电源电压为
②闭合S、S2,断开S1,读出并记录电流表示数I2,电路连接关系没有改变,电流表测干路电流,因通过Rx的电流不变,由并联电路电流的规律,通过Rx电流为
③根据欧姆定律可知,待测电阻的表达式为
29. 如图所示是一款家用烟雾报警器及其简化原理图,烟雾报警器有一个外部光线无法进入的烟室,其中有激光发射器和带有光敏电阻R的电路,电路中电源电压不变,R0为定值电阻,光敏电阻R的阻值与光照强度的关系如表所示。当电路中电流小于或等于300mA时,烟雾报警器报警。
光照强度E/cd
1
2
3
4
5
6
光敏电阻R/Ω
80
50
30
24
20
18
(1)当进入烟室的烟雾浓度增大时,射向光敏电阻的光照强度________,光敏电阻阻值________(均选填“变大”“变小”或“不变”);
(2)在一次测试中,当把光照强度调为5cd时,测试电压表示数为8V;当把光照强度降为3cd时,测试电压表示数为9V,则电阻R0的阻值是________Ω,电源电压是________V;
(3)由于长时间工作,导致电源电压降低了1.5V,烟雾报警器在烟雾浓度较小时误报警。在不更换此电源的情况下,要使报警器在原烟雾浓度范围内正常报警,可以通过_________(选填“增大”或“减小”)R0的阻值来实现,调整后R0的阻值为________Ω。
【答案】 ①. 变小 ②. 变大 ③. 10 ④. 12 ⑤. 减小 ⑥. 5
【解析】
【详解】(1)[1][2]当烟雾浓度增大时,光敏电阻R受到的光照变小,由表可知,光敏电阻阻值变大。
(2)[3][4]由表格读出光照强度为5cd和3cd时的光敏电阻R的阻值分别为20Ω、30Ω,图示电路是R与R0的串联电路,电压表测量光敏电阻R两端的电压;则根据串联电路的特点和欧姆定律可得,电源电压分别为
解①②可得
,
(3)[5]图示电路是R与R0的串联电路,电源电压降低,而报警时,电路中的电流I不变,根据
可知,可以采取的方法是减小R0阻值。
[6]电路中电流小于或等于
300mA=0.3A
时,烟雾报警器报警,所以,报警时定值电阻两端的电压
此时R两端的电压
光敏电阻R的阻值为
通过上面计算可知,正常报警时光敏电阻的阻值
当电源电压降了为1.5V时,电源电压为
正常报警时电路需满足
即
解得
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