第十六章 探究电路 拔尖测评-2025-2026学年物理沪科版九年级上学期

第十六章《探究电路》 拔尖测评 一、 选择题(每小题4分,共20分) 1. 如图甲所示为一种测力装置部分结构的示意图。横梁OA上下表面各贴一张完全一样的应变电阻片R1和R2,串联在有恒定电流的电路中,如图乙所示。在A端施加向下的力F,横梁向下弯曲,R1被拉伸,R2被压缩,根据它们两端电压的差值即可测量力F的大小。下列有关分析不正确的是 (　　) A. 通过R1和R2的电流相等 B. R2的电阻减小 C. R1两端的电压小于R2两端的电压 D. R1和R2两端电压的差值越大,A端受到的压力越大 C 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 解析:应变电阻片R1和R2串联在电路中,通过它们的电流相等,A正确;在压力的作用下,横梁向下弯曲,R1被拉伸,即R1变长,横截面积变小,故R1的电阻变大,R2被压缩,即R2变短,横截面积变大,故R2的电阻变小,B正确;由于R1与R2在发生形变前是完全一样的应变电阻片,即R1与R2发生形变前的电阻相同,因此发生形变后R1的电阻大于R2的电阻,又由于通过R1与R2的电流相同,故R1两端的电压大于R2两端的电压,C错误;由欧姆定律可知,R1与R2两端电压的差值越大,说明R1与R2的电阻的差值越大,故R1被拉伸得更长,R2被压缩得更短,从而说明A端受到的压力更大,D正确｡ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 2. 如图所示的电路中,电源电压恒定,闭合开关S后,滑动变阻器的滑片P向右移动的过程中,下列说法正确的是 (　　) A. 电压表V读数与电流表A1读数的比值变大 B. 电流表A2读数与电流表A1读数的差值变大 C. 电流表A2读数变小,电压表V读数变大 D. 电压表V读数与电流表A2读数的比值变小 A 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 解析:由电路图可知,R1､R2并联,A2测干路电流,A1测通过R2的电流,电压表测电源电压｡滑动变阻器滑片P向右移动过程中,变阻器接入电路的阻值增大,通过R2的电流变小,A1读数变小,则A2读数也变小,电压表读数不变,故C错误;电压表V读数与电流表A1读数的比值为R2接入电路中的电阻,根据分析可知变大,故A正确;电流表A2读数与电流表A1读数的差值为通过R1的电流,R1的阻值和两端电压都不变,通过的电流也不变,故B错误;电流表A2读数变小,电压表V读数不变,电压表V读数与电流表A2读数的比值变大,故D错误｡故选A｡ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 3. 如图甲所示为灯泡L和电阻R的I-U关系图像,灯丝电阻受温度的影响,温度越高,电阻越大。将L和R以两种不同的方式接在同一电源上,如图乙和丙所示。若图乙中U1∶U2=m,图丙中I1∶I2=n,则下列关系式中,正确的是 (　　) A. m=n B. m= C. m< D. m> C 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 解析:题图乙中L与R串联,IL=IR,由题图甲可知m=>1;题图丙中L与R并联,UL=UR,由题图甲可知n=<1,因此,m≠n,A错｡据题图甲可知,R为定值电阻｡在题图乙中UL乙<U,在题图丙中UL丙=U,由题图甲可知,RL乙<RL丙　①,据串联电路的分压特点有m==　②,据并联电路的分流特点有n==　③,将②×③可得mn=　④,由①④可知mn<1,因此,B､D均错,C对｡ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 4. 如图所示的电路中,电源电压恒为6V,R1=10Ω,R3=30Ω。开关S1闭合,开关S2接a,滑动变阻器R2的滑片P位于图示位置时,电压表的示数为1.2V;开关S1闭合,开关S2接b,滑片P移动到另一位置时,电压表的示数为2.0V。前后两次滑动变阻器接入电路的电阻变化了 (　　) A. 5Ω B. 10Ω C. 20Ω D. 40Ω A 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 解析:由题图可知,当S1闭合,S2接a,滑片P位于题图所示位置时,R1､R2､R3串联,电压表V测量R1两端的电压,电路中的电流I===0.12A,R3两端的电压U3=IR3=0.12A×30Ω=3.6V,根据串联电路电压的特点可知,滑动变阻器两端的电压U2=U-U1-U3=6V-1.2V-3.6V=1.2V,此时滑动变阻器接入电路的阻值R2===10Ω｡当S1闭合,S2接b,滑片P位于另一位置时,R1､R2､R3串联,电压表测量R1和R2两端的电压之和,电压表示数为2.0V,即R1和R2两端的电压之和U12=2V,R3两端的电压U3'=U-U12=6V-2V=4V,此时电路中电流I'===A,则R12===15Ω,故此时滑动变阻器接入电路的阻值R2'=R12-R1=15Ω-10Ω=5Ω｡综上所述,前后两次滑动变阻器接入电路的阻值变化量ΔR=R2-R2'=10Ω-5Ω=5Ω｡ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 5. 纯电动汽车环保节能。如图所示是电动汽车的充电桩,下列有关说法符合安全用电要求的是 (　　) A. 安装充电桩时,可以不连接地线 B. 安装充电桩时,要装漏电保护器 C. 充电桩起火时,应迅速浇水扑灭 D. 没必要每个充电桩都要安装保险装置 B (第5题) 解析:安装充电桩时,充电桩有金属外壳,为了安全,需要接地线,故A错误;为了安全,电路中必须要有保险装置,每个充电桩在安装时都要装漏电保护器,故B正确,D错误;充电桩起火时,应先关闭电源再灭火,生活用水是导体,不能直接用水灭火,否则可能引起触电事故,故C错误｡故选B｡ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 二、 填空题(每空2分,共28分) 6. 如图所示,有一个长方体金属电阻,其材料分布均匀,棱长分别为a、b、c,且a>b>c,电流分别沿图中的甲、乙两种方式流过金属电阻时,其中电阻阻值较大的是　　　　(选填“甲”或“乙”),这是因为该方式金属电阻的横截面积较小、　　　　较大。 乙 长度 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 解析:已知a>b>c,甲和乙对比可知(沿电流方向),甲的横截面积要大于乙的横截面积,甲的长度要小于乙的长度;同一环境,温度相同,电阻的大小与材料､长度､横截面积有关,在材料相同时,横截面积越大,长度越短,电阻就会越小,所以甲的电阻要小于乙的电阻｡ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 7. 如图甲所示的电路中,滑动变阻器连入电路的电阻丝是　　　　(选填“aP”“Pb”或“ab”)段;如图乙所示的电路中,滑动变阻器滑片向右移,灯亮度 　　　　(选填“变亮”“变暗”或“不变”)。 aP 不变 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 解析:图甲中,电流表与滑动变阻器滑片右侧的电阻丝并联,而电流表相当于导线,滑片右侧电阻丝被短路,因此滑动变阻器接入电路的电阻丝是aP段｡图乙中,滑动变阻器的滑片右侧的电阻丝并联了一个电压表,则电压表测滑动变阻器滑片右侧部分两端的电压,当滑片滑动时,滑动变阻器实际上相当于一个定值电阻,始终全部接入电路,接入电路的电阻不变,因此电路中的电流不变,故灯泡亮度不变｡ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 8. 如图甲所示电路的电源电压为3V,闭合开关后,两电流表的指针偏转均如图乙所示,则电路的总电阻为　　　　Ω;断开开关后,电阻R2的阻值为 　　　　Ω。 2 2.5 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 解析:由题图甲可知,电路是并联电路,电流表 测量的是通过R1支路的电流,电流表 测量的是干路电流,根据并联电路的电流特点可知,干路电流等于支路电流之和,所以可以确定电流表 选用的是0~0.6A量程,电流表 选用的是0~3A量程,所以电流表 的示数是1.5A,电流表 的示数是0.3A,根据欧姆定律I=可知,电路中的总电阻R===2Ω;通过电阻R2的电流I2=I-I1=1.5A-0.3A=1.2A,则R2===2.5Ω｡ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 9. 如图所示电路,电源电压保持不变,R为定值电阻,Rt为热敏电阻,其阻值随温度的降低而增大。闭合开关S,当热敏电阻Rt的温度降低时,电压表V1的示数　　　　,电压表V2的示数与电流表A的示数之比　　　　。(选填“变大”“变小”或“不变”) 变大 不变 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 解析:由电路图可知,R和Rt串联在电路中,电压表V1测量热敏电阻Rt两端的电压,电压表V2测量定值电阻R两端的电压｡由题知热敏电阻的阻值随温度的降低而增大,当开关S闭合,热敏电阻Rt的温度降低时,Rt的阻值增大,由串联分压原理可知,Rt两端的电压增大,电压表V1的示数增大,电压表V2的示数与电流表A的示数之比等于定值电阻R的阻值,R的阻值不变,即电压表V2的示数与电流表A的示数之比不变｡ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 10. 如图所示的电路中,在定值电阻R1和滑动变阻器R2中,仅 有一个发生故障,小浦为研究故障的原因,特地设计了两个 方案:(已知开关S闭合后电流表安全) 方案一:通过移动滑动变阻器的滑片P判断故障的原因,写出开关S闭合后,电流表示数变化情况及对应故障:  　 。  方案二:用一个完好的电阻R0替换R1来判断发生的故障,可选用的电阻R0的阻值应满足　　　　(选填字母)。  A. R0>R1 B. R0=R1 C. R0<R1 闭合开关后,移动滑片,若电流表示数 发生变化,则故障为R1断路;闭合开关后,移动滑片,若电流表示数不变,则 故障为R2断路 AB 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 解析:方案二:若定值电阻R1断路,用R0替换R1时,电路的总电阻将变小,则由欧姆定律可知电流表A的示数将变大;若滑动变阻器R2断路,用R0替换R1时,如果R0等于R1,则电流表A的示数不变;如果R0大于R1,由欧姆定律可知电流表A的示数将变小;如果R0小于R1,由欧姆定律可知电流表A的示数将变大｡综上可知,如果R0<R1,当出现电流表A的示数变大时,可能是R1断路,也可能R2断路,则利用该电阻不能准确判断电路故障;所以,选用的电阻R0的阻值应大于或等于R1,才能根据电流表的示数变化情况准确判断电路故障｡ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 11. 如图所示为某光敏电阻的控制电路,电源电压U恒定,RG为光敏电阻,其阻值随空气透光程度的变化而变化,R0为定值电阻。当光敏电阻分别为6Ω和18Ω时,电压表的示数分别为6V和3V,则R0=　　　　Ω;为监测空气的透光程度,现将电压表表盘的刻度值转化为对应的总阻值(R0+RG),则转化后表盘上从左到右相邻两刻度线对应阻值的减小量将　　　　(选填“增大” “减小”或“不变”)。 6 减小 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 解析:由题图电路可知,光敏电阻RG和定值电阻R0串联,电压表测定值电阻R0两端的电压,当光敏电阻RG1=6Ω时,电压表的示数U1=6V,此时电路中的电流I1==,即= ①,当光敏电阻RG2=18Ω时,电压表的示数U2=3V,电路中的电流I2==,即= ②,联立①②可解得U=12V,R0=6Ω｡设电压表的示数为UV,此时电路中的电流I==,即UV=,电源电压U恒定,R0为定值电阻,由此可见,电压表的示数UV与总阻值(R0+RG)成反比,则转化后表盘上从左到右相邻两刻度线对应阻值的减小量将减小｡ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 12. 在综合实践活动课上,小龙同学设计了如图甲所示的模拟调光灯电路。电源电压恒定,R1为定值电阻,闭合开关S后,将滑动变阻器R2的滑片P由最右端向左移动,直至灯泡L正常发光。此过程中,电流表 的示数随两电压表 、 (电压表 未画出)示数变化关系图像如图乙所示。小灯泡正常发光时的电阻为　　　　Ω;若R2的滑片可任意滑动,为了保证灯泡的安全,电路中至少再串联一个　　　　Ω的电阻。 5 1.5 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 解析:分析题意以及题图,由图甲可知定值电阻R1､滑动变阻器R2与灯泡L串联,R2的滑片开始处于最右端即阻值最大处,则电路中电流最小｡当滑动变阻器滑片向左移动时,滑动变阻器接入电路的电阻变小,电路中电流变大,根据欧姆定律可知,灯泡L和定值电阻R1两端的电压均变大,由于电源电压恒定,故滑动变阻器两端的电压减小｡图乙中曲线②的变化规律是电压越大对应的电流越小,所以曲线②有两种情况,即 测R2两端电压或R1与R2两端总电压,而若 测R1､R2总电压,则 ､ 示数之和为定值,由图乙可知不符合,故 测R2两端电压,曲线②是滑动变阻器R2两端电压与通过电流的关系图像;曲线①的变化规律是电压越大对应电流越大,所以曲线①是灯泡L的变化图像,因为移动滑动变阻器的滑片P直至灯泡L正常发光,所以灯泡正常发光的电压是2.5V,电流是0.5A,根据欧姆定律,灯泡正常发 光时的电阻R===5Ω;当灯泡正常发光时,串联电路中电流为0.5A,对 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 应曲线②此时R2两端电压是0.75V,因为电源电压不变,列二元一次方程组:当电流为0.5A时,UL=2.5V,U2=0.75V,UL+U2+U1=U总,则2.5V+0.75V+0.5A× R1=U总　①,当电流为0.2A时,UL'=0.5V,U2'=3.5V,UL'+U2'+U1'=U总,则0.5V +3.5V+0.2A×R1=U总　②,由①②解得R1=2.5Ω,U总=4.5V;灯泡安全意思是灯泡两端的电压不得大于2.5V｡当电路中串联一个未知电阻Rx,若滑动变阻器R2滑片滑至阻值为0时,电路中总电阻R总=RL+R1+Rx｡根据欧姆定律可知,当电源电压不变时,电路中电流取最大值Imax=0.5A时,电路中总电阻最小｡方法一:R总===9Ω,R1=2.5Ω,RL=5Ω,则Rx=R总-RL-R1=9Ω-5Ω-2.5Ω=1.5Ω｡方法二:当电路电流取最大值Imax=0.5A时,未知电阻Rx的阻值刚好等于未接入Rx时,通过滑动变阻器电流为0.5A时接入电路的电阻值,即Rx===1.5Ω｡因此,至少再串联一个1.5Ω的电阻,即可满足要求｡ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 三、 作图题(4分) 13. 请用笔画线代替导线在图中连接家庭电路,要求开关控制两个日光灯,三孔插座直接接入电路。 如图所示 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 四、 实验题(共32分) 14. (10分)在“探究影响导体电阻大小的因素”中,小明猜想导体电阻大小可能与下列因素有关: A. 导体的材料,B. 导体的长度,C. 导体的横截面积。 为了验证上述猜想,他用如图甲所示的器材进行实验,编号①②③是镍铬合金导体,④是锰铜导体。(①②④等粗、①③④等长) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 (1) 实验前开关应处于　　　　状态。  (2) 选用①②两根导体分别接入电路进行实验,可验证猜想　　　　(选填字母)。  (3) 选用①④两根导体分别接入图中M、N两点间,闭合开关,电流表的示数不同,可知在导体的长度和横截面积相同时,导体电阻大小跟导体的　   有关。  (4) 用②导体接在M、N两点间后,用电压表测出其两端电压如图乙所示,读数为　 　V,此时电路中电流表的示数为0.2A,则②导体的电阻为　 　Ω。 断开 B 材料 2.2 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 解析:(1) 为了保护电路,实验前开关应处于断开状态｡(2) 选用①②两根导体分别接入电路进行实验,根据题意可知,①②两根导体的材料､横截面积相同,长度不同,所以是验证导体电阻与导体长度的关系,即验证猜想B｡ (3) ①④两根导体的长度､横截面积相同,材料不同,电流表的示数不同,说明两导体的电阻不同,即说明导体电阻大小跟导体的材料有关｡(4) 用②导体接在M､N两点间后,用电压表测出其两端电压如图乙所示,电压表选用小量程,分度值为0.1V,其示数为2.2V,此时电路中电流表的示数为0.2A,则②导体的电阻R===11Ω｡ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 15. (14分)小华用图甲所示的电路探究电流与电压、电阻的关系。电源电压恒为4.5V,滑动变阻器最大阻值为20Ω。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 (1) 她先用阻值为10Ω的定值电阻探究电流与电压的关系。 ① 图甲是根据设计的电路图连接的实物电路,请在虚线框中画出该电路图。 ② 闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到最右端,否则,闭合开关时 　　　　(选填“电流表”或“电压表”)指针的偏转可能超出所用量程。  ① 如图甲所示 电压表 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 ③ 闭合开关,移动滑片,记录了如表所示的数据。第5次的电压表和电流表的示数如图乙、丙所示,请将示数填入表中。 ④ 请在图丁中描出表中各组数据对应的点,并根据描出的点画出I-U图像。 实验次序 1 2 3 4 5 电压U/V 1.6 2.0 2.2 2.4 a.　　　  电流I/A 0.16 0.20 0.22 0.24 b.　　　  2.8 0.28 ④ 如图乙所示 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 ⑤ 分析表中数据或图像的特点,可得出:电阻一定时,电流与电压成正比。得出此结论的理由是　   　　　　　　　　　。  每次电压与电流的比值相等(或I⁃U图像是过坐标原 点的一条倾斜直线) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 (2) 接下来,她用原电路探究电压一定时,电流与电阻的关系。先调节滑片,使电压表示数为2V,记录电流表示数;然后断开开关,将10Ω电阻依次换成5Ω、15Ω电阻,闭合开关,移动滑片,使电压表示数仍为2V,记录电流表示数。当换成20Ω电阻后,发现电压表示数始终不能为2V,为了完成实验,下列方案可行的是　　　　。  A. 换用电压为6V的电源 B. 把电压表改接为0~15V量程 C. 在开关与滑动变阻器之间串联一个10Ω的电阻 C 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 解析:(1) ① 由题图甲可知,定值电阻､滑动变阻器和电流表串联,电压表并联在定值电阻两端,据此画出电路图｡② 电源电压恒为4.5V,由题图甲可知,电压表选用0~3V量程,若闭合开关前,没有将滑动变阻器的滑片移到最右端,即阻值最大处,闭合开关时电压表指针的偏转可能超出所用量程｡ ③ a. 第5次的电压表和电流表的示数如题图乙､丙所示,电压表选用0~3V量程,分度值为0.1V,其示数为2.8V｡b. 电流表选用0~0.6A量程,分度值为0.02A,其示数为0.28A｡④ 根据题表中数据在题图丁中描点连接,如答图乙所示｡⑤ 由题表中数据可知,电压与电流的比值为==…==10Ω,为定值,故得出电阻一定时,电流与电压成正比的依据是每次电压与电流的比值相等(或I⁃U图像是过坐标原点的一条倾斜直线)｡(2) 换用电压为6V 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 的电源,定值电阻两端电压保持2V不变,滑动变阻器两端电压为4V,根据串联分压原理得R定∶R变=UV∶U变=2V∶4V=1∶2,即滑动变阻器的阻值是定值电阻的2倍,当换成20Ω电阻后,则R变=40Ω>20Ω,因此该方法不可行,A不符合题意;把电压表改接为0~15V量程,并不能改变定值电阻两端电压和滑动变阻器接入电路的阻值,因此该方法不可行,B不符合题意;在开关与滑动变阻器之间串联一个R'=10Ω的电阻,当换成20Ω电阻后,根据串联分压原理得滑动变阻器接入电路的阻值为×20Ω-10Ω=15Ω<20Ω,电压表示数可以为2V,C正确｡ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 16. (8分)用如图所示电路测电阻Rx的阻值。 实验步骤如下: (1) 将电压表接在B、C两点间,闭合开关,将滑动变阻器的 滑片移到b端,电阻箱R调为某一阻值R1,使电压表和电流表 示数为合适的值。 (2) 断开开关,将电压表右端由C点改接到D点。 (3) 闭合开关,反复调节　　　 　　　使两表的示数与步骤(1)中相同,此时电阻箱的阻值为R2。  (4) 待测电阻的阻值Rx=　　　　。  (第16题) 电阻箱和滑动变阻器 R1-R2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 (5) 若操作无误,反复调节却始终无法实现两表的示数与步骤(1)中相同,原因可能有　　　　 　　　　、　   　　　　　　　　。 R1<Rx(或R1的阻值太小) 滑动变阻器最大阻值小于Rx(或滑 动变阻器最大阻值不够大) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 解析:(1) 将电压表接在B､C两点间,将滑动变阻器滑片移到b端,电阻箱与Rx串联,电流表测电路中的电流,电压表测电阻箱两端的电压｡(2) 断开开关,将电压表右端由C点改接到D点,此时电流表仍测电路中的电流,电压表测电阻箱和Rx两端的总电压｡(3) 闭合开关,为使电压表､电流表与原来的示数相同,根据欧姆定律可知,应反复调节电阻箱与滑动变阻器接入电路的阻值,使电路总电阻等于原来的总电阻,且使电阻箱和Rx的总阻值等于原来电阻箱接入电路的阻值｡(4) 因为电压表与电流表都与原来的示数相同,则有R1=,R2+Rx=,可知待测电阻的阻值Rx=R1-R2｡(5) 根据实验原理可得 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 R2=R1-Rx,若R1<Rx或R1的阻值太小,则R2<0,但电阻箱接入电路的最小阻值为零,则无论怎样调节都无法实现两表的示数与步骤(1)中相同;将电压表接在B､C间时,根据欧姆定律可得R1+Rx=;将电压表右端由C点改接在D点时,有R2+Rx+R滑=｡由此可得R滑=R1-R2=Rx,若滑动变阻器最大阻值小于Rx,则即使将滑动变阻器的全部阻值接入电路也无法实现两表的示数与步骤(1)中相同｡ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 五、 解答题(共16分) 17. (8分)如图所示的电路中,电源电压U不变,r、R1和R2均为定值电阻,其中r=1Ω,R1=14Ω,S1为单刀单掷开关,S2为单刀双掷开关。闭合S1,将S2掷于1端,电压表V的示数U1=2.8V;将S2切换到2端,电压表V的示数U2=2.7V。求: (1) 电源电压U的大小。 (1) 将S2掷于1端时,r与R1串联,电路中的电流I1=== 0.2A,电阻r两端的电压Ur=I1r=0.2A×1Ω=0.2V,电源电压U=U1+Ur=2.8V+0.2V=3V｡ (第17题) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 (2) 电阻R2的阻值。 (2) 将S2切换到2端时,r与R2串联,r两端的电压Ur'=U-U2= 3V-2.7V=0.3V,电路中的电流I2===0.3A,电阻R2的 阻值R2===9Ω｡ (第17题) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 18. (8分)小孟在实验室设计了一款测量物体重力的装置,其示意图如图甲,物体放在有弹簧支撑的托盘上,弹簧底部固定,该装置可以通过电表示数转换测出重力大小。图乙是滑动变阻器接入电路中的阻值RP与被测物体重力G的关系图像。电源电压恒为24V,定值电阻R0为30Ω,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~15V,变阻器标有“50Ω　1A”。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 (1) 闭合开关S,当电流表示数I=0.4A时,求物体的重力G。 (1) 由图甲可知,RP与R0串联,电压表测R0两端电压,电流表测电路中电流,闭合开关S,当电流表示数I=0.4A时,电路中总电阻R===60Ω,此时RP=R-R0=60Ω-30Ω=30Ω,根据图乙可知,此时物体重力G为4N｡ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 (2) 在保证电路各元件安全的情况下,求RP的变化范围。 (2) 因电压表的量程为0~15V,故R0能通过的最大电流I0===0.5A,结合电流表量程､滑动变阻器允许通过的最大电流,可知电路的最大电流Imax=I0=0.5A,此时RP的最小阻值RPmin=-R0=-30Ω=18Ω,当物体重力为0时,RP取最大阻值50Ω,电路中电流最小,此时电路安全,故RPmax= 50Ω,综上,RP的变化范围为18~50Ω｡ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 $$