第十四章欧姆定律提优测评卷 ---2025-2026学年苏科版物理九年级上学期
2025-08-19
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内容正文:
第十四章欧姆定律提优测评卷
第Ⅰ卷(选择题)
一、选择题(本题包括10小题,每小题只有1个选项符合题意)
1.小李探究电阻大小与哪些因素有关,他选取了两根粗细不同、长度和材料均相同的铅笔芯a和b,先后将铅笔芯两端接入如图所示的电路中进行实验.下列说法正确的是( ).
A.不能探究电阻大小与长度的关系 B.当铅笔芯b换a时,灯的亮度变暗
C.当铅笔芯b换a时,灯两端的电压不变 D.当铅笔芯b换a时,电路中的电流变大
2.现需要研究的课题有:①导体的电阻跟它的横截面积的关系;②导体的电阻跟它的长度的关系;③导体的电阻跟它的材料的关系.给出三根镍铬合金线a、b、c(其长度关系la=lb>lc,横截面积关系Sa>Sb=Sc),电源、电流表、开关各一个,若干根导线,可以完成的研究课题是( ).
A.只有① B.只有② C.①和② D.①、②和③
3.由变形可得,以下理解正确的是( ).
A.导体的电阻跟它两端的电压成正比
B.导体的电阻跟通过它的电流成反比
C.当导体两端的电压为0时,导体的电阻为0
D.导体的电阻是导体本身的一种性质,跟导体两端的电压和通过导体的电流无关
4.如图所示,电源电压不变,闭合开关S后,灯L1、L2都发光,一段时间后,其中一盏灯突然熄灭,电流表和电压表都有示数,则产生这现象的原因可能是( ).
A.L1短路 B.L1断路 C.L2断路 D.电流表断路
5.公共场所严禁吸烟.小明设计了一种简易烟雾报警控制器,如图所示.电路中R0为定值电阻,R为光敏电阻,其阻值随光照强度的增大而减小,烟雾浓度增大到一定程度使电压表的指针偏转到某区域时触发报警系统.以下做法能使控制器在烟雾较淡时就触发报警的是( ).
A.电压表改成大量程 B.减小R0阻值 C.减小电源电压 D.增大激光强度
6.如图所示的电路中,电源两端电压保持不变,R为定值电阻.闭合开关,在保证电路元件安全的前提下,将滑动变阻器的滑片由B端滑到A端,电压表V1、电压表V2、电流表A示数变化量的绝对值分别为ΔU1、ΔU2、ΔI.则( ).
A.电流表A的示数变大,电压表V2的示数变大
B.电流表A的示数变小,电压表V1的示数变小
C.ΔU1与ΔI的比值大于R的阻值
D.ΔU2与ΔI的比值等于R的阻值
7.物理兴趣小组的同学们设计并连接了如图所示的电路,电源两端电压保持不变.闭合开关,在保证电路元件安全的情况下,移动滑动变阻器的滑片P,记录电压表和电流表示数,如表所示.则下列判断正确的是( ).
U/V
10
8
6
4
2
0
I/A
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
A.电源电压为10V
B.定值电阻R0的阻值为30Ω
C.当滑动变阻器接入电路的阻值最大时,电路中的电流为0.6A
D.当电流表示数为0.3A时,滑动变阻器接入电路中的阻值与R0阻值相等
8.将一个定值电阻接入如图甲所示电路的虚线框处,并将一个电压表(图中未画出)并联在某段电路两端,闭合开关,移动滑片P,多次记录两电表示数;断开开关,只将定值电阻更换为小灯泡,再次获取数据并记录;将记录的数据绘制成如图乙所示的I-U图像.下列分析正确的是( ).
A.电源电压为3.5V
B.图乙中的曲线b是用接入定值电阻时记录的数据绘制得到的
C.定值电阻和灯泡两端电压各为3.5V时,灯泡的电阻较大
D.接入小灯泡后,将滑片P向右移动时,电压表的示数将变大
9.在电子技师社团活动中小明对一个暗箱进行研究.暗箱表面有两个接线柱M、N,内部只接有R1和R2两个定值电阻,R1阻值为6Ω,R2阻值未知.小明用图甲所示的电路(电源电压不变)进行实验,在S、S1都闭合和S闭合、S1断开的两种情况下,改变电阻箱R0的阻值,读取电流表示数I,绘制了如图乙所示的I随R0变化的曲线.下列判断中正确的是( ).
A.电源电压为8V
B.电阻R2的阻值是20Ω
C.图乙中曲线A是根据开关S、S1都闭合时测得的实验数据绘制的
D.暗箱内电阻R1与R2是串联连接的
10.如图所示,电源电压恒为6V,敏感元件T的电阻随电流的增大而减小.电压表示数为2V时,电流表示数为0.2A,当电压表示数为2.4V时,电流表示数可能是( ).
A.小于0.18A B.等于0.18A
C.大于0.18A,小于0.2A D.大于0.2A,小于0.24A
第Ⅱ卷(非选择题)
二、填空题
11.如图所示是小明自制的调光台灯,把一根导线固定在铅笔芯最左端,然后将另一根导线接触铅笔芯右端并逐渐向左滑动,小明会看到的现象是________,产生这种现象的原因是导体的________减小,引起导体电阻变小.
12.电阻是导体对电流的________作用,如图甲所示A、B为两根横截面积相同的铜线,则A铜线的电阻比B铜线的电阻_________(填“大”或“小”);如图乙所示是电位器结构,a、b、c是它的三个接线柱,若将b、c接入电路,逆时针转动旋钮时,接入电路的电阻值_________(填“变大”“不变”或“变小”).
13.如图所示是某款压力秤的内部电路图.电源电压U=6V,R0=5Ω,R为压敏电阻,其阻值随所受压力变化情况如表所示.开关闭合后,当压力增大时,电路中的电流将_________,当压力为40N时,电压表的示数为________V.
F/N
20
40
60
80
100
R/Ω
12
10
8
6
4
14.闭合如图甲所示电路的开关,将滑动变阻器的滑片由最右端移到最左端的过程中,电压表与电流表的示数变化的图像如图乙所示.则定值电阻R0的阻值为________Ω,电源电压为________V.
15.如图所示,电源电压恒定,只闭合开关S2,电流表示数为0.3A,电压表示数为3V,R2阻值为_________Ω;当断开开关S2,闭合开关S1、S3时,电流表示数_________(填“变大”“变小”或“不变”);当闭合开关S1、S2,断开开关S3时,电压表示数为________V.
16.如图所示的电路,只闭合开关S1,将滑动变阻器滑片从最右端向左移动至中点,灯泡L的亮度将________(填“变亮”“变暗”或“不变”).保持滑片位置不动,再闭合开关S2,电压表示数________,电流表示数_________(后两空填“变大”“变小”或“不变”).
17.如图所示是测量油箱内油量的装置,其中R是滑动变阻器的电阻片,AP是轻质滑杆,且AO>OP,P是滑杆上可沿电阻片滑动的滑片,R0是定值电阻.油量减少时,浮子通过连杆带动滑杆绕O点转动,使滑片P在R上滑动.
(1)电路中的油量表相当于一只_________(填“电流表”“电压表”或“电能表”);
(2)浮子下降时,连杆对滑杆AP施加动力F1,此时滑杆是_________(填“省力”“费力”或“省功”)杠杆,油量表示数________(填“变大”“变小”或“不变”).
18.小强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的规格为“15Ω 0.5A”,电压表量程为0~3V,电流表量程为0~0.6A.
(1)当被测身高增加时,电压表的示数_________(填“变大”“变小”或“不变”).
(2)当变阻器R2接入电路的阻值是6.25Ω时,电流表的示数为________A.
(3)为了保证电路中各元件安全工作,变阻器R2接入电路的阻值范围是_________Ω≤R2≤________Ω.
三、实验探究题
19.探究“电流与电压的关系”实验中,已知电源电压恒为4.5V,滑动变阻器规格为“40Ω 1A”,电流表量程为“0~0.6A”,电压表量程为“0~3V”.
(1)如图甲所示,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移到最________(填“左”或“右”)端.
(2)实验前,电流表指针如图乙所示,其原因是_____________________________________.
(3)排除故障后,调节滑片P,测出通过定值电阻R的电流和对应的电压值,绘制出I-U图像(如图丙图线a所示);接着将电阻换成小灯泡,重复上述过程,绘制出I-U图像(如图丙图线b所示),则图像中三处电阻RA、RB、RC中最小的是________.
(4)实验完成后,用该装置探究“电流与电阻的关系”,可供选择的电阻分别为4Ω、8Ω、12Ω、16Ω和20Ω.
①将4Ω电阻连入电路,闭合开关,适当调节滑片P,读出电流表的示数I1为0.4A,记录数据;
②断开开关,将4Ω电阻换成8Ω电阻接入电路,正确操作后,读出电流表示数I2为________A,记录数据,此时滑动变阻器接入电路中的电阻是________Ω;
③……
④若分别将五个电阻单独接入电路都能完成实验,控制不变的电压值应该不低于________V,不高于________V.
20.小明和他的实验小组用图甲所示的电路测未知电阻的阻值,电源电压不变.
(1)小明检查电路时发现有一处导线连接错误,请你在图甲所示的电路图中连接错误的导线上打“×”,用笔画线代替导线正确连接电路(注意导线不要交叉).
(2)小明正确连接电路后,闭合开关,发现电流表无示数,电压表指针超过量程,电路中出现的故障可能是_______________.
(3)排除故障后,小明闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到某处时,电压表的示数为3V,电流表的示数如图乙所示,读数为_________A,则被测电阻R的阻值为________Ω.
(4)小明在测量未知电阻的阻值实验过程中电压表已损坏,老师从实验室拿来一只最大阻值为R0的滑动变阻器,并设计了如图丙所示的实验电路,按如下步骤进行实验.
①闭合开关S,调节滑片位于最左端a,读出电流表的示数为I1;
②闭合开关S,____________________________,读出电流表的示数为I2;
③未知电阻的阻值:Rx=________(用字母表示).
(5)通过小明的实验,大家热烈讨论,纷纷设计了单表测电阻的电路图(电流表和电压表均能正常使用,R0为已知阻值的定值电阻),如图所示方案中不能测出Rx阻值的电路是________.
A. B. C. D.
四、计算题
21.如图所示电路,电源电压恒为6V保持不变.小灯泡L标有“5V 0.5A”字样(灯丝电阻不随温度变化),滑动变阻器R1的铭牌“20Ω 1A”,电流表量程0~0.6A,电压表量程0~3V.
(1)求小灯泡正常发光时的电阻.
(2)只闭合开关S和S1,滑动变阻器的滑片P置于最右端时,电压表的示数为2V,求定值电阻R2的阻值.
(3)只闭合开关S和S2,移动滑动变阻器的滑片P,在保证各元件安全工作的情况下,滑动变阻器R1允许的取值范围.
22.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标有“12V 1A”字样,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像,求:
(1)电源电压.
(2)滑动变阻器阻值的变化范围.
答案
1.B [解析]此实验中选同一根电阻丝,改变接入电路的长度,可以探究铅笔芯的电阻大小与长度是否有关,故A错误.两根粗细不同、长度和材料均相同的铅笔芯a和b,接入铅笔芯a时,横截面积较小,电阻较大,因而电路中电流较小,灯两端的电压变小,灯泡变暗,故B正确,C、D错误.
2.C [解析]给出三根镍铬合金线a、b、c(其长度关系la=lb>lc,横截面积关系Sa>Sb=Sc),如果取a、b两根镍铬合金线,它们的材料、长度均相同,只有横截面积不同,分别接入电路中,观察电流表示数,可判断电阻大小,据此可以研究导体的电阻跟它的横截面积的关系,故①可以完成;如果取b、c两根镍铬合金线,它们的材料、横截面积均相同,只有长度不同,分别接入电路中,观察电流表示数,可判断电阻大小,据此可以研究导体的电阻跟它的长度的关系,故②可以完成;已知三根合金线的材料相同,在研究导体的电阻跟它的材料的关系时,无法达到控制变量法的要求,故③不能完成.综上所述,可以完成的研究课题是①和②.故选C.
3.D [解析]电阻是导体本身的一种性质,只与导体的材料、长度、横截面积、温度有关,与两端的电压和通过的电流无关,当导体两端的电压为0时,导体的电阻不为0,故D正确.故选D.
4.C [解析]两灯泡并联,电压表测量电源电压,电流表与L1串联,测量通过L1的电流,若一灯灭了,电流表和电压表都有示数,说明电压表能与电源相通,L1支路的电流不变,故L2断路.
5.B [解析]由电路图可知,R与R0串联,电压表测光敏电阻R两端的电压.因光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小,所以,当烟雾浓度增大时(光照强度减小),光敏电阻的阻值增大,电路中的总电阻增大,由可知,电路中的电流减小,由U=IR可知,R0两端的电压减小,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,R两端的电压增大,即电压表的示数增大,则在烟雾较淡时,光照强度较大,同理可知电压表的示数会减小.要使控制器在烟雾较淡时就触发报警,就应在烟雾较淡时使光敏电阻两端的电压达到报警系统触发的电压,即增大气敏电阻分得的电压,电压表改接大量程时,不能改变气敏电阻两端的电压,故A错误.减少R0阻值时,其分得的电压减小,光敏电阻分得的电压增大,故B正确.减小电源电压时,光敏电阻分得的电压也变小,故C错误.增大激光强度,光敏电阻的阻值变小,其分得的电压变小,故D错误.
6.D [解析]由电路图可知,定值电阻R与滑动变阻器串联,电压表V1测R两端的电压,电压表V2测滑动变阻器两端的电压,电流表A测电路中的电流.闭合开关,将滑片P由B端向A端滑动一段距离后,滑动变阻器连入电路中的电阻变小,电路总电阻变小,由欧姆定律可知,总电流变大,即电流表示数变大.根据U=IR可知,R两端的电压变大,由串联电路电压的规律可知,滑动变阻器两端电压变小,即电压表V1示数变大,电压表V2示数变小,故A、B错误.因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以两电压表示数变化量的绝对值相等,即ΔU1=ΔU2,所以ΔU1与ΔI的比值、ΔU2与ΔI的比值都等于R的阻值,故C错误,D正确.
7.D [解析]由图可知,定值电阻R0与滑动变阻器串联,电压表测量滑动变阻器两端的电压,电流表测量电路中的电流.由表格可知,当滑动变阻器两端的电压为0时,滑动变阻器接入电路的电阻为0,此时电路中的电流最大为I大=0.6A,根据欧姆定律可知,电源电压U=I大R0=0.6A×R0…①,当滑动变阻器两端的电压为10V时,滑动变阻器接入电路的阻值最大,此时电路中的电流最小,电路中的电流为I=0.1A,根据串联电路的特点和欧姆定律可知,电源电压U=10V+IR0=10V+0.1A×R0…②,联立①②解得,R0=20Ω,则电源电压U=12V,故A、B、C错误.根据串联分压原理可知,滑动变阻器连入电路中的阻值与R0阻值相等时,滑动变阻器和定值电阻两端的电压相等,串联电路中总电压等于各部分电压之和,所以滑动变阻器两端的电压为,(滑动变阻器两端电压为6V,电流表示数为0.3A)故D正确.
8.C [解析]由图乙中的图像分析,当电流越大时,所对应的电压越小,可判断此图像为滑动变阻器两端电压与通过电流的变化图像,且因为灯泡电阻受温度影响会发生改变,导致其两端电压非线性变化,故线段a为定值电阻接入电路中时滑动变阻器的I-U图像,曲线b为灯泡接入电路中时滑动变阻器的I-U图像,故B错误.设电源电压为U,定值电阻为R,根据图乙中的线段a,电流为0.6A时,电压为1V,电流为0.2A时,电压为3V,可分别列出关于电源电压的表达式为U=1V+0.6A×R…①,U=3V+0.2A×R…②,①②两式联立可得R=5Ω,U=4V,故A错误.当定值电阻和灯泡两端电压各为3.5V时,U滑=4V-3.5V=0.5V,由图乙可知,I灯<I定,由可知,R灯>R定,故C正确.由图甲可知,滑片P向右移动时,R滑变小,由串联分压原理可知,电压表示数变小,(电压表测滑动变阻器两端电压)故D错误.故选C.
9.D [解析]因为开关S、S1都闭合时,电阻箱的电阻不能为零,所以可以判断图乙中的曲线B为S、S1都闭合时的图像,电源电压U=IR0=1.4A×30Ω=42V,故A、C错误.图乙中的曲线B是开关S闭合、S1断开的情况,电路中的总电阻,暗箱内的电阻R'=R总-R01=30Ω-20Ω=10Ω>6Ω,所以R1、R2串联,R2=R'-R1=10Ω-6Ω=4Ω,故B错误,D正确.
10.A [解析]由图可知,闭合开关,敏感元件T与滑动变阻器串联,电流表测量电路中的电流,电压表测量滑动变阻器两端的电压.电压表示数为2V时,电流表示数为0.2A,此时敏感元件T两端的电压为UT=U-U滑=6V-2V=4V,此时敏感元件T的电阻为,假设敏感元件T的阻值不变,当电压表示数为2.4V时,敏感元件T两端的电压为UT'=U-U滑'=6V-2.4V=3.6V,则通过敏感元件T的电流为,由于敏感元件T的电阻随电流的增大而减小,即随电流的减小而增大,所以实际上敏感元件T的电阻会大于20Ω,则当它两端的电压一定时,由欧姆定律可知,通过敏感元件T的电流会小于0.18A,即电流表的示数小于0.18A,故A正确,B、C、D错误.
11.灯变亮 长度 [解析]由题图可知,将另一根导线接触铅笔芯右端并逐渐向左滑动,铅笔芯接入电路中的长度逐渐减小,在其他条件不变时,铅笔芯接入电路中的电阻变小,使得电路中的电流变大,故灯泡会变亮.
12.阻碍 大 变大 13.变大 2
14.3 1.5 [解析]由图甲可知,两电阻串联接入电路,电压表测滑动变阻器两端电压,电流表测电路中电流.由图乙可知,当电路中的电流I1=0.1A时,电压表示数为1.2V,由串联电路的电压特点和欧姆定律可得,电源电压U=I1R0+UR=0.1A×R0+1.2V…①,滑动变阻器接入电路的电阻为零时,电压表示数为零,由图乙可知,这时电路中的电流为I2=0.5A,由欧姆定律可得电源电压U=I2R0=0.5A×R0…②,联立①②解得R0=3Ω,U=1.5V.
15.10 变大 0 [解析]只闭合开关S2时,R1与R2串联,电流表测量电路中的电流,电压表测量R2两端的电压,由可得,R2的阻值.当断开开关S2,闭合开关S1、S3时,R1与R2并联,电压表测量电源电压,电流表测量干路电流,因串联电路中总电阻大于任何一个分电阻,并联电路中总电阻小于任何一个分电阻,所以R串>R并,由可知,电路的总电流变大,即电流表的示数变大.当闭合开关S1、S2,断开开关S3时,电路为R1的简单电路,电流表测量电路中的电流,此时R2和电压表被短路,则电压表的示数为0V.
16.变亮 变小 变大 [解析]只闭合开关S1,滑动变阻器、灯泡和定值电阻串联,电压表测量灯泡和定值电阻两端的总电压,电流表测量串联电路的电流.将滑动变阻器滑片从最右端向左移动至中点,滑动变阻器接入电路的阻值变小,根据串联电路的电阻规律可知电路的总电阻变小,根据欧姆定律可知电路中的电流变大,即通过灯泡L的电流变大,所以灯泡的亮度将变亮.保持滑片位置不动,再闭合开关S2,滑动变阻器和定值电阻串联,灯泡L被短路,电压表测量定值电阻两端的电压.由于灯泡L未接入电路,电路的总电阻变小,由欧姆定律可知电路中的电流增大,即电流表示数变大;电源电压不变,滑动变阻器接入电路的阻值不变,所以其两端的电压会变大,根据串联电路的电压规律可知电压表示数变小.
17.(1)电流表 (2)省力 变小 [解析](1)电路中的油量表串联在电路中,相当于一只电流表.(2)浮子下降时,连杆对滑杆AP施加动力F1,O是支点,AO>OP.此时滑杆的动力臂比阻力臂长,是省力杠杆.浮子下降时,AOP逆时针转动,滑动变阻器接入电路的有效电阻变大,根据欧姆定律,电路中的电流变小,油量表示数变小.
18.(1)变大 (2)0.4 (3)4 10 [解析](1)当被测身高增加时,滑动变阻器接入电路的电阻增大,由欧姆定律可知电路中电流减小,根据U=IR可知,R1两端的电压减小,由串联电路的电压规律可知电压表示数变大.(2)由串联电路电阻规律可知,电路中总电阻R总=R1+R2=5Ω+6.25Ω=11.25Ω,由欧姆定律可得,电路中电流.(3)由题意知,电流表量程为0~0.6A,而滑动变阻器允许通过的最大电流为0.5A,故电路中电流不得超过0.5A,此时滑动变阻器接入电路的阻值最小,由欧姆定律可得,电路的总电阻.则此时滑动变阻器接入电路的电阻最小R滑min=R总-R1=9Ω-5Ω=4Ω.电压表量程为0~3V,故滑动变阻器两端的电压最大为U'=3V,此时滑动变阻器接入电路的阻值最大,R1两端的电压为U1=U-U'=4.5V-3V=1.5V,电路中电流,则滑动变阻器的阻值:.故滑动变阻器接入电路的阻值范围为4~10Ω.
19.(1)左 (2)电流表没有调零 (3)RA (4)②0.2 14.5 ④1.5 2.4
[解析](1)闭合开关前,为了各元件安全,滑动变阻器应位于阻值最大处,即滑片应移到最左端.(2)闭合开关前,发现电流表指针如图乙所示,原因是电流表没有调零.(3)由图丙可知,图线a是定值电阻的图像,所以B点电阻与a、b相交处电阻相等,由图线b可知,灯泡两端的电压变大时,电流变大,但电压增大比电流增大得更快,根据欧姆定律可知,灯泡的电阻随两端电压的增大而增大,所以RA<RC<R交点,即RA<RC<RB,故图像中三处电阻RA、RB、RC中最小的是RA.
(4)②在探究电流与电阻的关系的实验中,要控制定值电阻两端的电压不变,由题意可知,定值电阻两端的电压为U=I1R1=0.4A×4Ω=1.6V,接入8Ω电阻时电路中的电流,滑动变阻器两端的电压U滑2=U-U2=4.5V-1.6V=2.9V,滑动变阻器接入电路的电阻.④由电流表量程为“0~0.6A”可知,电路中的最大电流为0.6A,定值电阻接4Ω时,其两端的电压U最大=I最大R1=0.6A×4Ω=2.4V,即所控制的电压不能超过2.4V,小于3V,符合题意;当滑动变阻器移到最大阻值处,定值电阻接20Ω时,此时电路中的电流最小,最小电流,此时定值电阻两端的电压U最小=I最小R5=0.075A×20Ω=1.5V,此时所控制的电压为1.5V,当控制电压小于1.5V时,接20Ω的定值电阻,移动滑动变阻器的滑片无法使电压表的示数达到所控制的电压.故控制的电压最小不能小于1.5V,最大不能超过2.4V.
20.(1)如图所示 (2)电阻R断路
(3)0.3 10 (4)②调节滑动变阻器的滑片位于最右端 ③ (5)D
[解析](1)原电路图中,电流表和电阻R并联,电压表串联在电路中是错误的,在测未知电阻的阻值实验中,电阻R、滑动变阻器和电流表串联,电压表并联在电阻R两端.(2)正确连接电路后,闭合开关,发现电流表无示数,说明电路可能断路,电压表指针超过量程,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的电路以外的电路是完好的,与电压表并联的电路断路了,即电路中出现的故障是电阻R断路.(3)闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到某处时,电压表的示数为3V,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,其示数为0.3A,则被测电阻R的阻值.(4)实验步骤:①闭合开关S,调节滑片位于最左端,读出电流表的示数为I1.②闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片位于最右端,读出电流表的示数为I2.③在步骤①中,电路为只有Rx的简单电路,电流表测电路中的电流为I1,则电源电压U=I1Rx.在步骤②中,Rx与滑动变阻器最大阻值串联,电流表测电路中的电流为I2,则电源电压为U=I2(Rx+R0),因电源电压不变,即I1Rx=I2(Rx+R0),解得.(5)图A中,开关S闭合时,R0短路,电压表测量电源电压;开关S断开时,电压表测量Rx两端的电压,根据串联电路总电压等于各分电压之和,可求出R0两端的电压,根据求出通过R0的电流,根据串联电路电流处处相等和欧姆定律可求出Rx电阻,故A不符合题意.图B中,当S断开时,电路为R0的简单电路,电流表测R0的电流,根据欧姆定律可求电源电压;当开关S闭合时,R0、Rx并联,电流表测干路电流,R0两端的电压始终等于电源电压,由并联电路电流特点可求得通过Rx的电流,并且Rx两端电压等于电源电压,所以可以根据欧姆定律求出Rx阻值,故B不符合题意.图C中,当开关S闭合时,电路为R0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S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,再根据电阻的串联可以求出Rx阻值,故C不符合题意.图D中,当开关接1时,若电压表正负接线柱接法正确,此时可以测出Rx两端电压,但接下来把开关接到2时,电压表的正负接线柱接反了,(更换开关位置时注意电表的正负接线柱要正确)测不出R0的电压,也就无法利用欧姆定律求出Rx的阻值了,故D符合题意.
21.(1)10Ω (2)40Ω (3)2~10Ω
[解析](1)由题知,正常发光时,小灯泡的两端电压为5V,通过小灯泡的电流为0.5A,根据知,小灯泡的电阻.
(2)只闭合开关S和S1,滑动变阻器R1的滑片P置于最右端时,滑动变阻器R1的最大电阻与定值电阻R2串联,电压表测量滑动变阻器两端的电压,此时电路中的电流,根据串联电路电压的规律知,定值电阻R2两端的电压:U2=U-U1=6V-2V=4V,定值电阻R2的阻值.
(3)只闭合开关S和S2,滑动变阻器R1和灯泡L串联,电压表测滑动变阻器R1两端的电压,电流表测电路中的电流,因为小灯泡的额定电流为0.5A,电流表量程为0~0.6A,根据串联电路电流的规律,电路中的最大电流为I大=0.5A,此时灯泡正常发光,由欧姆定律和电阻的串联规律,变阻器有最小阻值.因电压表的量程为0~3V,电压表的最大示数为U大=3V时,滑动变阻器R1连入电路中的电阻最大,由串联电路电压的规律知,此时灯泡两端的电压UL'=U-U大=6V-3V=3V,此时电路中的电流,由欧姆定律和串联电路电流的规律,可知滑动变阻器R1连入电路中的最大电阻.故滑动变阻器R1允许的取值范围是2~10Ω.
22.(1)18V (2)6~50Ω
[解析](1)由电路图可知,灯泡L与滑动变阻器串联,电压表V1测量滑动变阻器两端电压,V2测量灯泡L两端电压;灯泡L两端电压为12V时,通过灯泡的电流为1A,由题图乙可知,此时滑动变阻器两端电压U滑=6V,电源电压U=UL+U滑=12V+6V=18V.
(2)由题图乙可知,滑动变阻器两端最大电压U滑大=15V,最小电压U滑=6V,通过滑动变阻器的电流分别为1A、0.3A;由得,滑动变阻器接入电路的最大阻值,接入电路的最小阻值,故滑动变阻器阻值变化范围为6~50Ω.
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