专题06 欧姆定律(期末真题汇编,四川专用)九年级物理上学期
2025-11-25
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2份
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71页
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | - |
| 类型 | 题集-试题汇编 |
| 知识点 | 欧姆定律 |
| 使用场景 | 同步教学-期末 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 四川省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 21.79 MB |
| 发布时间 | 2025-11-25 |
| 更新时间 | 2025-11-25 |
| 作者 | xxzzhu |
| 品牌系列 | 好题汇编·期末真题分类汇编 |
| 审核时间 | 2025-11-25 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/55093720.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
专题06 欧姆定律
考点01 欧姆定律相关实验
考点02 欧姆定律及其运用
考点03 动态电路的分析
地 城
考点01
欧姆定律相关实验
一、单选题
1.(24-25九上·四川成都成华区·期末)如图所示,是电学中常见的电路图,在A、B两点间分别接入元件,并进行对应实验。关于不同实验的描述中,正确的是( )
A.探究电流与电阻的关系——改变接入AB间电阻大小和电压大小
B.探究电流与电压的关系——AB间接入小灯泡,再使其两端电压改变
C.测量未知电阻阻值——滑动变阻器用于改变电阻两端电压和通过的电流
D.测量小灯泡的电功率——需多次测量求平均值,减小误差
2.(24-25九·四川成都武侯区·期末)小明用如图所示电路探究电流与电阻的关系,R为定值电阻,电源电压保持不变。实验中小明将定值电阻R由10 Ω换成20 Ω后,闭合开关,接下来要移动变阻器的滑片P,其目的是( )
A.改变电路两端的总电压 B.保持电阻R两端的电压不变
C.保持通过电阻R的电流不变 D.多次测量减少实验误差
3.(24-25九上·四川眉山仁寿县·期末)某实践小组在做“探究电流跟电压的关系”实验过程中,经过几次实验探究,如图甲、乙、丙所示依次改进了实验电路图。下列说法不正确的是( )
A.图甲改进为图乙:为保证实验过程中电阻这一因素不变
B.图乙改进为图丙:实现多次实验,得到电流跟电压之间的定量关系
C.图丙:移动滑动变阻器目的是改变电阻两端电压和通过电阻的电流
D.图丙:在不增加任何器材的情况下,仅利用本实验的器材可探究电流与电阻的关系
二、多选题
4.(24-25九上·四川泸州合江县·期末)如图甲,电源电压保持不变,为定值电阻,滑动变阻器的最大阻值为50Ω,电压表的量程为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。下列说法中正确的是( )
A.电源电压为18V B.的阻值为15Ω
C.滑动变阻器接入电路的最小阻值为2Ω D.消耗的最小电功率为0.9W
5.(24-25九上·四川成都高新区·期末)在学习完欧姆定律相关知识后,小田同学对“探究通过导体的电流与电阻的大小关系”实验进行了评估和反思。实验是采用了如图所示电路进行探究,使用的器材有:可调电压的学生电源、滑动变阻器(20Ω 1A)、四个定值电阻(5Ω、10Ω、20Ω、30Ω)。以下说法正确的是( )
A.电源电压调定后,将电阻更换为,应把滑片向右移动才能保持电压表示数不变
B.若电源电压调为,使电压表保持在到间任意值不变,都能获得四组数据
C.若使电压表保持不变,要获得4组数据,电源电压不超过即可
D.若电源电压调为,使电压表保持不变,要获得4组数据,换用最大阻值大于的滑动变阻器即可
三、实验题
6.(24-25九上·四川绵阳游仙区·期末)【实验名称】探究电流与电阻的关系。
【实验器材】电压恒定的电源、三个定值电阻(阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω)、实验室常用电压表、电流表、滑动变阻器、开关及导线若干。
实验次数
电阻R/Ω
电流I/A
1
5
0.4
2
10
0.2
3
20
0.1
【提出问题】通过导体的电流跟导体的电阻存在怎样的关系呢?
【设计实验】如图所示,是小明同学设计该实验未连接完的实物电路图,请你用笔画线代替导线完成电路的连接(导线不能交叉),且使滑动变阻器滑片向右移动时电流表示数变大 。
【进行实验】移动滑动变阻器滑片P使电压表示数达到某个设定值时,停止移动滑片,记录此时电流表的示数,并将实验数据记录在设计好的表格内。再把R的阻值由5Ω换成10Ω,为保证电压表示数与更换前相同,滑动变阻器接入电路的阻值应相应 (选填“调大”、“调小”或“不变”);
【分析与论证】小明同学根据表格中的数据得出结论:在导体两端的电压不变时,通过导体的电流跟这段导体的电阻成反比;
【交流与评估】由表格中的数据可知,小明同学在每次实验时,当电压表示数达到某个设定值时,停止移动滑片,这个设定值是 V。
7.(24-25九上·四川绵阳三台县·期末)某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)检查电路时发现有一处导线连接错误,请你在甲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)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,则被测电阻R的阻值为 Ω;
(3)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,调节滑片位于最左端,读出电流表的示数为;
②闭合开关,调节滑片位于最右端,读出电流表的示数为;
③未知电阻的阻值: (用表示)。
8.(24-25九上·四川资阳·期末)探究“电流与电阻的关系”时,实验器材有:学生电源、电流表、电压表、滑动变阻器(标有20Ω;2A字样)、定值电阻5个(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、50Ω)、开关一个、导线若干。
(1)请用笔画线代替导线将图甲中的实物图连接完整,要求:滑片P向右移动时电压表示数变大,导线不交叉 。
(2)连接好电路,将电源电压调至4.5V,滑动变阻器阻值调到最大,闭合开关S,移动滑片P,发现电流表无示数,电压表示数始终接近电源电压,导致这一现象的原因可能是( )(填序号)
A.滑动变阻器断路
B.定值电阻R断路
C.定值电阻R短路
(3)排除故障后利用前四个定值电阻进行实验,图乙是根据实验数据得到的I-R图像:
①其中阴影部分面积表示的物理量是电压,其值为 ;
②由实验图像可得出结论:在电压一定时, 。
(4)实验时更换为50的定值电阻后,无论怎样移动滑动变阻器的滑片都不能使电压表示数达到原来的数值,为了能完成这次实验,下列措施可行的是( )(填序号)。
A.调高电源电压
B.将电压表改接到滑动变阻器两端
C.在电源和开关之间串联一个15的电阻
9.(24-25九上·四川泸州龙马潭区·)如图甲所示,小明利用电源电压恒为5V的电路探究“电流与电阻的关系”,并将每次的实验数据经过转换后在I﹣坐标系内进行了描点,如图乙所示。由图可知,小明控制电阻两端的电压为 V;若小明更换上一个更小的电阻后,滑片应向 移动,以确保电压表示数不变;图乙中,发现有一个错误数据点,该数据点是小明某次将电阻由 Ω变换为错误数据点对应电阻时,未调节滑动变阻器就读取电流而造成的。
10.(24-25九·四川成都武侯区·期末)某同学用如图甲所示的电路测量未知电阻Rx的阻值。
(1)闭合开关前,滑动变阻器滑片应该调至 (选填“A”或“B”)端;
(2)闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片至某一位置,读出电压表示数为2.7 V,电流表示数如图乙所示,可计算出未知电阻Rx= Ω;
(3)另一组同学利用图丙所示电路也完成了该实验。已知电源电压保持不变,滑动变阻器的最大阻值为R0,a、b为滑动变阻器两端点,请把实验步骤补充完整。
①闭合开关S,移动滑片P至a端,读出电压表示数U1;
②闭合开关S,移动滑片P至b端,读出电压表示数U2;
③则待测电阻阻值的表达式Rx= 。(用R0、U1、U2表示)
11.(24-25九上·四川绵阳涪城区·期末)小红做“测量电阻”实验,现有电源(电压为1.5V的整数倍保持不变)、待测电阻R和15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻、电流表、电压表、滑动变阻器、开关各一个,以及导线若干。她正确串联电路后,将电压表并联在电路中。闭合开关,移动滑动变阻器滑片,将测得的两组数据(读数准确)记录在表一中。小华观察数据思考后重新连接了电压表,将新测得的两组数据(读数准确)记录在表二中。
表一(小红)
实验序号
电压表示数
电流表示数
1
2
表二(小华)
实验序号
电压表示数
电流表示数
3
4
(1)分析表一,表二数据可知 同学的连接是错误的。依据正确测量同学的实验数据,计算待测电阻的阻值为 Ω。
(2)电路图如甲。
(3)实验中所用的电源电压为 V。
(4)小红又利用正确的电路探究电流与电阻的关系,她多次改变定值电阻R的阻值,记下对应电流表的示数,得到如图乙所示的电流I随电阻R变化的图像,由图像可以得出结论:当导体两端电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成 ;由图乙可知,小红探究时,控制电阻两端电压 V不变。
12.(24-25九上·四川成都金牛区·期末)如图所示,小慧用甲图所示的电路测量额定电压为2.5V的灯泡L正常发光时的电阻。
(1)电路连好后,闭合开关S,小慧发现灯泡L不亮,但电流表、电压表均有示数,接下来首先应进行的操作是 ___________;
A.检查电路是否断路
B.更换小灯泡
C.移动滑动变阻器的滑片P,观察灯泡L是否发光
(2)正确完成上述操作后,移动滑动变阻器的滑片使灯泡L正常发光,电流表示数如图乙所示,此时灯泡L的电阻约为 Ω(结果保留一位小数)。实验中发现通过小灯泡的电流与灯两端的电压不成正比,原因是 。
13.(24-25九上·四川绵阳江油·期末)小星利用如图甲所示电路测量小灯泡的电阻,灯泡的额定电压为。
(1)请根据图甲的实验电路图,在图乙中用笔画线代替导线完成实物电路的连接 ;
(2)闭合开关前,应先将滑动变阻器的滑片调节到 (选填“A”或“B”)端;
(3)闭合开关时,电压表示数为,电流表示数如图丙所示,读数为 A,接下来移动滑动变阻器的滑片测出多组电压、电流数值如下表格,则小灯泡正常发光时的电阻为 (保留一位小数);
实验次数
1
2
3
电压(V)
1.5
2.5
3.0
电流(A)
0.3
0.32
(4)小星想继续测量未知定值电阻的阻值,利用如图丁所示的电路对定值电阻进行测量,已知滑动变阻器的最大阻值为R,实验步骤如下:
①将滑动变阻器的滑片移至最左端时,电压表的读数为U;
②将滑动变阻器的滑片移至最右端时,读出电压表示数为;
③待测电阻的阻值表达式为 (用已知量和测量量表示);
14.(23-24九·四川泸州江阳区·期末)小宇同学在家庭实验室中探究导体中的电流与导体两端电压的关系,连接了如图甲所示的电路(电源电压为恒定 )。
(1)小宇检查完电路连接,闭合开关,发现电流表无示数,电压表有示数,发生该现象的原因可能是 ;
(2)排除故障后,小宇在MN之间接入某个定值电阻,闭合开关,移动滑片P,记录电流表和电压表的示数。进行多次实验后,用小灯泡替换该定值电阻重复上述操作。根据收集的数据,在图乙中分别绘制了定值电阻和小灯泡的I−U图像,图像中 (填图像中的字母)能反映出定值电阻的电流与电压关系;由图线a 可得出结论是: ;
(3)完成以上实验后,小宇想继续探究电流与电阻的关系,他只将电阻箱换接在MN接线柱之间,应控制 不变,在实验过程中,当把电阻箱示数由15Ω调整为10Ω时,滑动变阻器接入电路的电阻应 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
地 城
考点02
欧姆定律及其应用
一、单选题
1.(24-25九上·四川泸州龙马潭区·)最先研究电流、电压和电阻关系并得出结论的科学家是:( )
A.安培 B.伏特 C.欧姆 D.瓦特
2.(24-25九上·四川绵阳安州区·期末)甲图是灯泡L和定值电阻R的I﹣U图像,将L和R先后以乙图和丙图两种方式连在同一电源上,闭合电路,若乙图中U1:U2=m,丙图中,I1:I2=n,则下述正确的是( )
A.mn=1 B.m>n C.m<n D.无法判断
3.(24-25九上·四川德阳中江县·期末)如图所示,这是小亮设计的电子拉力计的简化电路,电表a为拉力显示表,不计金属弹簧的电阻,闭合开关S后,在向右拉动金属拉环的过程中,下列说法正确的是( )
A.图中a表和b表都是电流表
B.b表应是电压表,其示数变大
C.b表应是电流表,其示数变小
D.a表应是电流表,其示数变大
4.(24-25九上·四川自贡·期末)如图甲所示是某学校在教室给同学们安装的电热饮水机,可以在显示面板上看到饮用水的加热温度,该温度显示器的电路简化如图乙所示。由恒压电源、开关、导线若干、定值电阻R0、热敏电阻R、电流表和电压表组成,其中热敏电阻R随温度t变化关系如图丙所示,图乙中电表的示数可以反映温度的高低,开关闭合后,关于这个电路的说法正确的是( )
A.热敏电阻温度越高,图中电表的示数越小 B.热敏电阻温度越高,R0两端的电压越小
C.图中电表是电压表 D.图中电表是电流表
5.(24-25九上·四川达州经开区·期末)如图所示电路,电源电压不变,当开关闭合、断开时,电流表的示数为;再闭合,电流表的示数为。则电阻与的比值为( )
A. B. C. D.
6.(24-25九上·四川广元·期末)如图所示,电阻R1=R3=5Ω,R2=R4,R5=4R2,现有一两端电压为12V的电源,当把该电源接在A、B两个接线端时,电压表的示数为6V,电阻R1两端的电压为U1。当把该电源接在C、D两个接线端时,电阻R2两端的电压为U2。则下列说法正确的是( )
A.R1∶R2=3∶2
B.U1∶U2=1∶2
C.当把该电源接在C、D两个接线端时,通过电阻R2的电流大小为0.8A
D.当把该电源接在A、B两个接线端时,通过电阻R1的电流大小为0.45A
7.(24-25九上·四川德阳中江县·期末)某导体中的电流与它两端电压的关系如图所示,下列分析正确的是( )
A.当导体两端的电压为0时,电阻为0
B.通过该导体的电流与导体两端的电压成正比
C.该导体的电阻随电压的增大而增大
D.当导体两端的电压为2V时,电流为0.6A
8.(24-25九上·四川遂宁·期末)如图甲,R1为定值电阻,RP为滑动变阻器,闭合开关,RP的滑片从一端移动到另一端,得到电压与电流图像如图乙,下列说法正确的是( )
A.电源电压为3V,R1阻值为1.8Ω
B.Rp消耗的最大功率和最小功率之差为0.45W
C.当电流为0.4A时,RP与R1阻值之比为2∶1
D.在滑片移动过程中,电压表变化量和电流表变化量的比值会发生改变
二、填空题
9.(24-25九上·四川自贡·期末)如图所示电路中,电源电压U=3V,定值电阻R1=5Ω,当开关S1闭合、S2断开,甲、乙两表为电流表时,甲、乙两表的示数之比是1︰3;当开关S1、S2均闭合,甲、乙两表为电压表时,甲、乙两表的示数分别是U甲、U乙。则:定值电阻R2的阻值是 Ω。U甲︰U乙= 。
10.(24-25九上·四川绵阳江油·期末)如图所示的电路中,开关闭合时,电流表的示数和电压表的示数如图所示,电阻R的阻值为 。如果电源电压恒定为,此时灯泡电阻 。
11.(23-24九上·四川德阳中江县·期末)如图所示的电路中,,要使与组成并联电路,应该闭合开关 。若只闭合开关,则与两端的电压之比为 。
12.(24-25九上·四川成都高新区·期末)在图甲所示的电路中,电源电压为且保持不变,电阻的阻值为,只闭合开关时,则电流表示数为 A;再闭合电键,电流表的示数如图乙所示,则电阻的阻值为 。
13.(24-25九上·四川达州·期末)将R1=2Ω、R2=1Ω两电阻串联接在某一电源的两端,R1、R2电流之比I1∶I2= ,电压之比U1∶U2= ,此时电路的总电功率为P;再将它们并联后接入同一电源上,R1、R2电流之比I1'∶I2'= ,电压之比U1'∶U2'= ,此时电路的总电功率为P';则P∶P'= 。
14.(24-25九上·四川绵阳江油·期末)如图,当闭合开关,且甲、乙为电压表时,甲、乙两表示数之比为,则两电阻之比为 ,若同时更换两电表为电流表,闭合断开,此时甲乙两电流表示数之比为 。
三、计算题
15.(24-25九上·四川乐山中区·期末)当空气湿度RH较大时,人体会感觉不舒服。小亮设计了一款湿度表,其原理如图甲所示,R为湿敏电阻,其阻值随空气湿度的变化关系如图乙所示。已知人体感觉比较舒服的湿度RH范围是40%-60%,R0为10Ω的定值电阻, 电源电压恒为6V。 求:
(1)当空气湿度为60%时,求电路中的电流;
(2)当空气湿度为40%时,求 100s内 R0消耗的电能;
(3)当电流表的示数为0.3A时,请通过计算判断人体感觉是否舒服?
16.(24-25九上·四川绵阳三台县·期末)体重超标会影响中学生身心健康,为了动态监测学生的体重情况,某班级科技创新小组设计了一台由电流表改装而成的简易体重计,其电路如图甲所示。已知电源电压恒为9V,电流表量程为0~0.6A,压敏电阻R的阻值与所受到的压力关系图像如图乙所示。闭合开关S,当体重计空载时,电路中的电流为0.18A。忽略踏板的重力,求:
(1)当体重计示数为600N时,电路中的电流;
(2)体重计所能测量的最大体重。
17.(24-25九上·四川成都金牛区·期末)小睿的电学实验箱里有许多电路元件,他选择了一些元件连接成不同的电路进行探究。小睿先用阻值为10Ω的定值电阻R0和滑动变阻器R连成部分电路,如图甲所示。他接着用不同的电源和其他电学元件按表中的方式连接电路,闭合开关并调整滑片P位置,电表示数如表中所示。图乙为按方式2连接时电压表示数随滑动变阻器阻值变化的图像。请你分析电路的连接方式(可画图说明),并求出:
连接方式
ab间连接
bc间连接
ac间连接
滑片P位置
电表示数
1
电源1和开关S
导线
电压表
最大阻值
3V
2
电源2和开关S
电压表
不接
移动
变化
3
未知
未知
未知
某一位置
未知
(1)连接方式1中通过R0的电流;
(2)连接方式2中电源2的电压;
(3)选择电源1或电源2,将R0和R以某种方式重新连接电路。闭合开关,将滑片P调至某一位置,此时电路的总电功率为1.5W,求滑动变阻器R接入电路的阻值。
18.(24-25九上·四川广元·期末)图(a)是某型号电子秤的原理示意图,闭合开关S,将物体放于托盘上,量程为0~3V的电子式电压表经“改装”便可显示该物体质量大小。已知水平轻杆OAE可绕О点无摩擦转动,OA、AB、BC、CD、DE的间距相等;电源电压恒为6V,R2为定值电阻;压力传感器R1上表面能承受的最大压力为400N,且其阻值随所受压力变化的关系如图(b)所示。托盘、压杆的质量不计,且它们均可移动到A、B、C、D、E五个位置中的某一位置(压杆始终压在R上方中央)。图(a)中,托盘位于D点,压杆位于A点,空载时,闭合开关S,电压表的示数为0.6V,g取10N/kg。
(1)计算R2的阻值;
(2)当托盘、压杆位于图示位置,且托盘上放置25N的物体时,计算此时电压表的示数;
(3)移动托盘、压杆的位置,计算该电子秤能称量物体的最大质量。
19.(24-25九上·四川巴中巴州区·期末)如图甲所示,电源电压18V不变,灯泡L规格为“15V 45W”,电流表量程为“0~0.6A“和“0~3A”,电压表的量程为“0~3V“和“0~15V”,滑动变阻器R的规格为“10Ω3A”和“25Ω2A”。求:
(1)小灯泡正常发光时的电阻。
(2)只闭合开关S1,电流表选取合适量程,移动滑片P,可使灯泡L正常发光,当移动滑动变阻器滑片P,求流过电流表的最小电流;
(3)将电源调到15V,只闭合开关S2、S4,将滑片P置于中点O处(可能重新选择了电流表量程和变阻器)电流表指针指到满偏刻度的位置,两表示数的I-U关系如图乙所示,求滑片P在最右端B处时,R0消耗的电功率是多少?
地 城
考点03
动态电路的分析
一、单选题
1.(24-25九上·四川绵阳三台县·期末)如图所示的电路中,电源电压不变,为定值电阻,为滑动变阻器。闭合开关S后,在滑片P从最左端向右移动到中间位置的过程中,下列说法正确的是( )
A.电流表A2和电流表A1的示数之差不变
B.电流表A2和电流表A1的示数之差变小
C.电压表V和电流表A1的示数之比变大
D.电压表V和电流表A2的示数之比变小
2.(24-25九上·四川泸州合江县·期末)合江荔枝名扬国内,果农可以用石墨烯制成的甜敏电阻检测荔枝的含糖量,甜敏电阻的阻值随含糖量的升高而增大。如图所示是检测荔枝含糖量的电路,电源电压不变。将甜敏电阻R附着在切开的荔枝上,当荔枝含糖量升高时( )
A.电流表和电压表的示数都增大 B.电流表示数增大,电压表的示数减小
C.电压表示数与电流表示数的比值不变 D.电流表示数减小,电压表示数增大
3.(24-25九·四川成都武侯区·期末)如图甲所示的家用甲醛检测仪具有多项数据检测性能。如图乙所示,小江画出了这个仪器的模拟电路图,电源电压恒定不变,R0为定值电阻,R为气敏电阻,其阻值随甲醛浓度变化的曲线如图丙所示。下列说法正确的是( )
A.甲醛浓度减小时,电流表的示数将变大
B.甲醛浓度增大时,电压表的示数将变小
C.甲醛浓度减小时,电压表与电流表的比值将变小
D.甲醛浓度增大时,电压表与电流表的比值将不变
4.(24-25九上·四川德阳中江县·期末)如图所示电路,电源电压保持不变,滑动变阻器最大阻值为30Ω,电压表的量程为0~3V,灯标有“2V 0.4W”和灯标有“2.5V 0.625W”的字样,忽略温度对灯丝电阻的影响。闭合开关S、,调节滑动变阻器滑片,当电压表示数为2V时,正常发光。在保证电路安全的情况下,下列说法正确的是( )
A.电源电压为5V
B.只闭合开关S,通电10s,电路最多消耗10.5J的电能
C.只闭合开关S,调节滑动变阻器滑片可使、同时正常发光
D.闭合开关S、,滑动变阻器接入电路的阻值范围为8Ω~20Ω
5.(24-25九上·四川达州·期末)如图所示,电源电压保持不变,当开关S闭合,滑动变阻器的滑片P向右滑动时,则三只电表的示数变化情况是( )
A.V1增大,V2增大,A减小 B.V1减小,V2增大,A减小
C.V1减小,V2减小,A不变 D.V1增大,V2减小,A增大
6.(24-25九上·四川遂宁·期末)经过滑动变阻器的学习,引发了小高同学的思考,设计了如图的身高测试仪的电路图,并将电表改装成身高显示屏,开始着手制作。下列相关分析最合理的是( )
A.电压表最适合改装成身高显示屏
B.电流表最适合改装成身高显示屏
C.如果电流表和电压表安装交换了,电压表示数一定为零
D.如果电流表和电压表安装交换了,电源会剧烈发热
二、计算题
7.(24-25九上·四川成都新都区·期末)很多电子测量设备都应用了滑动变阻器以及半导体材料。如图甲是体检中心身高体重测量仪,其电路原理如图乙所示。已知电源的电压为18V保持不变,电压表量程为0~15V。电流表量程为0~0.6A,分度值为0.02A。滑动变阻器是竖直固定放置的电阻棒,总长50cm,其阻值与长度成正比,滑片P可以随身高的变化竖直上下移动。电源的电压为3V保持不变,脚踏板下方有一压敏电阻R,其阻值随压力F大小变化规律如图丙所示。R上表面为测量时站立的踏板,与电阻棒下端b点的竖直距离为1.5m。闭合开关,身高的小吴站在踏板上时,电流表的示数为0.25A,电压表示数为9V,电流表的示数为0.45A。求:
(1)小吴的重力;
(2)求的最大阻值和电路安全前提下本仪器的身高测量范围;
(3)小吴觉得该仪器身高测量范围太小,提出用电阻替换,使得滑片P可以滑至a点、b点都能保证电路安全,求的取值范围。
8.(24-25九上·四川成都高新区·期末)物理兴趣小组设计了如图甲所示的电子身高测量仪,已知定值电阻,电源电压恒为4.5V,R2的规格为“”,电流表量程为“”电压表量程为“”,b点距离水平地面高度为1.4m,R2阻值与其电阻丝长度L关系如图乙所示。求:
(1)闭合开关S,当电流表示数时,被测者的身高;
(2)为了保证电路中各元件安全工作,该小组设计的电路中滑动变阻器接入电路的阻值范围。
9.(24-25九上·四川达州·期末)如图所示,电源电压保持不变,滑动变阻器最大值为R1=20Ω,小灯泡的电阻为10Ω且保持不变。当S1、S2均闭合且滑片P滑到最右端时,电流表A1、A2的示数之比为5:2;当S1、S2均断开且滑片P置于滑动变阻器中点时,小灯泡L的功率为10W。求:
(1)电阻R2的阻值;
(2)电压表V的最大示数;
(3)整个电路能够消耗的最大电功率。
10.(24-25九上·四川成都高新区·期末)如图甲所示电路,电源电压未知且不变,电流表有“”和“”两个量程;电压表有“”和“”两个量程;灯泡的额定电流为且电阻会随温度变化。为研究电路,物理小组依次进行了以下操作:
(Ⅰ)将接入电路两端,只闭合开关S和,电压表示数为,电流表示数为;
(Ⅱ)取下,将滑动变阻器(未画出)接入两端,只闭合开关S和,断开,在保证所有元件都安全的情况下,移动滑动变阻器滑片,电流表和电压表示数变化如图乙所示。
(Ⅲ)只闭合开关S和,断开,在保证所有元件都安全的情况下,最大范围移动滑动变阻器的滑片,电压表示数的最小值为。
请根据上述操作和结果,完成下列问题:
(1)求的电阻大小?
(2)求灯泡的额定功率是多少?
(3)用小灯泡替换掉灯泡,仍保持滑动变阻器接入两端,只闭合开关和,断开。在保证所有原件都安全的情况下,移动滑片到某一位置处,电压表和A的示数为其量程的,电压表的指针位置超过其所选量程的一半,求此时灯泡的电阻是多少?
11.(24-25九上·四川绵阳三台县·期末)如图所示电路中,电源电压恒为。是最大阻值为的滑动变阻器,定值电阻,灯泡上标有“”,电流表量程为,电压表量程为。忽略灯丝电阻变化,求:
(1)当灯泡正常发光时,内消耗的电能;
(2)闭合、,断开、,电压表的示数;
(3)闭合,断开,在保证电路各元件安全的情况下,滑动变阻器允许接入的阻值范围。
三、填空题
12.(24-25九上·四川达州·期末)如图所示,定值电阻R0为5Ω,滑动变阻器R的最大电阻为10Ω,电源电压为3.0V,将滑片从R的左端滑动到右端的过程中,电流表的示数 (选填“变大”“变小”或“不变”),电压表的示数变化范围是 。
13.(24-25九上·四川广元·期末)“光强”是表示光的强弱程度的物理量,照射光越强,光强越大,国际单位为坎德拉(cd)。某光敏电阻的阻值随光强变化的关系如图(a)所示。某科技小组的同学利用该光敏电阻R设计了一个如图(b)所示的烟雾报警器,图中电源电压恒为6V,定值电阻R0的阻值为12Ω,有烟雾时,射入光敏电阻的光线减少,当电流表的示数小于或等于0.25A时,装置报警。当报警器刚好报警时,光强为 cd。若在图(b)所示的电路中加入一电压表,且烟雾越大,电压表的示数越大(不考虑电流表的电阻),当电压表的示数为 V,报警器刚好报警。
14.(24-25九上·四川眉山仁寿县·期末)如图所示为小明利用热敏电阻和电压表设计的液体温度检测仪,已知热敏电阻的阻值随温度的变化如表所示,电源电压恒为9V,电压表量程为0~3V,定值电阻的阻值为100Ω,若将电压表表盘改为温度刻度盘,则0℃应标记在 V的位置,为了保证电路安全,该液体温度检测仪可以测量的最高温为 ℃。
℃
0
20
40
60
80
100
120
500
380
300
250
220
200
190
15.(24-25九上·四川成都金牛区·期末)如图所示是热爱课外实践的小亮同学设计的汽车CO2排放量检测电路。当CO2浓度增大时,气敏电阻R1阻值减小,导致电磁铁的磁性 (选填“增强”或“减弱”);当CO2浓度 (选填“高”或“低”)于某一设定值时,电铃就会报警。
16.(23-24九上·四川绵阳安州区·期末)利用热敏电阻(电阻随温度变化)设计了如图甲所示的电路,电源电压恒定不变。先将滑动变阻器滑片P从最右端移动到最左端,图乙是这一过程中电流表和电压表V1示数的关系图象,然后保持滑片P位置不动,在不损坏元件的条件下对热敏电阻加热,小灯泡逐渐变亮,直至正常发光,此时电压表V2示数为1V,图丙是这一过程中电流表示数随热敏电阻R阻值变化的关系图象。通过分析可知:该电路的电源电压为 V。小灯泡的额定电压为 V。
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专题06 欧姆定律
考点01 欧姆定律相关实验
考点02 欧姆定律及其运用
考点03 动态电路的分析
地 城
考点01
欧姆定律相关实验
一、单选题
1.(24-25九上·四川成都成华区·期末)如图所示,是电学中常见的电路图,在A、B两点间分别接入元件,并进行对应实验。关于不同实验的描述中,正确的是( )
A.探究电流与电阻的关系——改变接入AB间电阻大小和电压大小
B.探究电流与电压的关系——AB间接入小灯泡,再使其两端电压改变
C.测量未知电阻阻值——滑动变阻器用于改变电阻两端电压和通过的电流
D.测量小灯泡的电功率——需多次测量求平均值,减小误差
【答案】C
【详解】A.探究电流与电阻的关系,需要改变电阻大小,但需要控制电阻两端电压不变,故A错误;
B.探究电流与电压的关系,需要保持电阻不变,小灯泡的电阻会随温度变化而改变,不是一个定值,不能接入小灯泡来进行该实验,应接入定值电阻,故B错误;
C.测量未知电阻的阻值,应该多次改变电阻两端的电压和通过它的电流,多次测量求平均值,以减小误差,故C正确;
D.小灯泡电阻会随着温度的变化而变化,不同电压下实际功率不同。测量小灯泡的电功率时,测出不同电压下,小灯泡的功率,多次测量的目的是寻找小灯泡发光时的规律,而不是为了求平均值,减小误差,故D错误。
故选C。
2.(24-25九·四川成都武侯区·期末)小明用如图所示电路探究电流与电阻的关系,R为定值电阻,电源电压保持不变。实验中小明将定值电阻R由10 Ω换成20 Ω后,闭合开关,接下来要移动变阻器的滑片P,其目的是( )
A.改变电路两端的总电压 B.保持电阻R两端的电压不变
C.保持通过电阻R的电流不变 D.多次测量减少实验误差
【答案】B
【详解】实验中,当把10Ω的电阻换成20Ω的电阻后,根据分压原理,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,因此要接下来要移动变阻器的滑片P,其目的是保持电阻两端的电压不变,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
3.(24-25九上·四川眉山仁寿县·期末)某实践小组在做“探究电流跟电压的关系”实验过程中,经过几次实验探究,如图甲、乙、丙所示依次改进了实验电路图。下列说法不正确的是( )
A.图甲改进为图乙:为保证实验过程中电阻这一因素不变
B.图乙改进为图丙:实现多次实验,得到电流跟电压之间的定量关系
C.图丙:移动滑动变阻器目的是改变电阻两端电压和通过电阻的电流
D.图丙:在不增加任何器材的情况下,仅利用本实验的器材可探究电流与电阻的关系
【答案】D
【详解】A.探究“电流与电压的关系”实验中,应控制电阻不变,而灯的电阻随温度的改变而改变,由图甲改进为图乙是为保证实验过程中电阻这—因素不变,故A正确,不符合题意;
B.由图乙改进为图丙是因为使用滑动变阻器既能保护电路,又能通过调节滑动变阻器的滑片使定值电阻R两端的电压改变,得到电流跟电压之间的定量关系,故B正确,不符合题意;
C.探究电流跟电压的关系实验中,需多次改变电流和电压的数值,移动滑动变阻器目的是改变电阻两端电压和通过电阻的电流,故C正确,不符合题意;
D.在“探究电流跟电阻关系”的实验中,需控制电阻两端电压不变,多次改变电阻阻值,故需要添加几个阻值不同的电阻,故D错误,符合题意。
故选D。
二、多选题
4.(24-25九上·四川泸州合江县·期末)如图甲,电源电压保持不变,为定值电阻,滑动变阻器的最大阻值为50Ω,电压表的量程为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。下列说法中正确的是( )
A.电源电压为18V B.的阻值为15Ω
C.滑动变阻器接入电路的最小阻值为2Ω D.消耗的最小电功率为0.9W
【答案】ACD
【详解】AB.由图甲可知,电阻R1和变阻器R2串联,电压表测R1两端电压,由图乙可知当电压表示数为UV=9V,变阻器连入阻值R2=10Ω,由欧姆定律可得此时电路中电流
电源电压①
由图像知当电压表示数UV'=6V,变阻器连入阻值R2'=20Ω,此时电路中电流
电源电压②
由①②可得U=18V,R1=10Ω,故A正确,B错误;
C.因为电压表的量程为0~15V,所以当电压表示数为15V时,滑动变阻器阻值最小,定值电阻分担电压最大,等于15V,由可知电路中的电流最大,最大电流
根据欧姆定律可知滑动变阻器接入电路的最小阻值为
故C正确;
D.当滑动变阻器阻值最大时,电路中电流最小,此时R1的功率最小,此时电路中的总电阻R=R1+R2=10Ω+50Ω=60Ω
此时电路中的电流
R1的最小功率P1=I'2R1=(0.3A)2×10Ω=0.9W
故D正确。
故选ACD。
5.(24-25九上·四川成都高新区·期末)在学习完欧姆定律相关知识后,小田同学对“探究通过导体的电流与电阻的大小关系”实验进行了评估和反思。实验是采用了如图所示电路进行探究,使用的器材有:可调电压的学生电源、滑动变阻器(20Ω 1A)、四个定值电阻(5Ω、10Ω、20Ω、30Ω)。以下说法正确的是( )
A.电源电压调定后,将电阻更换为,应把滑片向右移动才能保持电压表示数不变
B.若电源电压调为,使电压表保持在到间任意值不变,都能获得四组数据
C.若使电压表保持不变,要获得4组数据,电源电压不超过即可
D.若电源电压调为,使电压表保持不变,要获得4组数据,换用最大阻值大于的滑动变阻器即可
【答案】AB
【详解】A.将10Ω电阻更换为20Ω,电阻变大,根据分压原理,电压表示数变大,因要控制电阻的电压不变,由串联电路电压的规律可知应增大变阻器分得的电压,由串联分压可知应增大变阻器连入电路的电阻,应将滑片P向右移,故A正确;
B.电源电压为3V,根据串联分压可知
接入定值电阻两端的阻值为30Ω时
解得UV=1.8V,所以定值电阻两端两端电压最小值为1.8V,电源电压为3V,所以定值电阻两端电压值的范围为1.8V~3V,故B正确;
C.定值电阻两端电压为2.4V时,为了获得四组数据,根据串联分压可得
代入数值得
解得U'=4V,电源电压最大值不得大于4V,故C错误;
D.若电源电压调为6V,使电压表保持3V不变,要获得4组数据,根据串联分压可得
代入数值得
得到R'=30Ω,滑动变阻器最大阻值不得低于30Ω,故D错误。
故选AB。
三、实验题
6.(24-25九上·四川绵阳游仙区·期末)【实验名称】探究电流与电阻的关系。
【实验器材】电压恒定的电源、三个定值电阻(阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω)、实验室常用电压表、电流表、滑动变阻器、开关及导线若干。
实验次数
电阻R/Ω
电流I/A
1
5
0.4
2
10
0.2
3
20
0.1
【提出问题】通过导体的电流跟导体的电阻存在怎样的关系呢?
【设计实验】如图所示,是小明同学设计该实验未连接完的实物电路图,请你用笔画线代替导线完成电路的连接(导线不能交叉),且使滑动变阻器滑片向右移动时电流表示数变大 。
【进行实验】移动滑动变阻器滑片P使电压表示数达到某个设定值时,停止移动滑片,记录此时电流表的示数,并将实验数据记录在设计好的表格内。再把R的阻值由5Ω换成10Ω,为保证电压表示数与更换前相同,滑动变阻器接入电路的阻值应相应 (选填“调大”、“调小”或“不变”);
【分析与论证】小明同学根据表格中的数据得出结论:在导体两端的电压不变时,通过导体的电流跟这段导体的电阻成反比;
【交流与评估】由表格中的数据可知,小明同学在每次实验时,当电压表示数达到某个设定值时,停止移动滑片,这个设定值是 V。
【答案】 调大 2
【详解】[1]【设计实验】本实验中,变阻器按一下一上连入电路中,要求使滑动变阻器滑片向右移动时电流表示数变大,可知变阻器连入电路的电阻变小,故变阻器右下接线柱连入电路中,如下所示:
[2]【进行实验】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,滑动变阻器接入电路的阻值应相应调大。
[3]【交流与评估】由表格中的数据可知,电流与电阻之积为UV=IR=0.4A×5Ω=0.2A×10Ω=0.1A×20Ω=2V,这个设定值是2V。
7.(24-25九上·四川绵阳三台县·期末)某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)检查电路时发现有一处导线连接错误,请你在甲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)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,则被测电阻R的阻值为 Ω;
(3)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,调节滑片位于最左端,读出电流表的示数为;
②闭合开关,调节滑片位于最右端,读出电流表的示数为;
③未知电阻的阻值: (用表示)。
【答案】(1)
(2)10
(3)
【详解】(1)由图甲可知,电流表并联在电路中,电压表串联在电路中,因此是不规范的。电压表应并联在被测电阻的两端,电流表串联在电路中,如图:
(2)由电路图可知,电流表量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.3A。根据欧姆定律可得,被测电阻R的阻值为。
(3)丙图中,第一次将滑动变阻器移至最左端,此时电路为定值电阻的简单电路,根据欧姆定律可得,电源电压为,接下来需要将滑动变阻器移至最右端,电路为定值电阻与滑动变阻器串联,根据串联电路的特点和欧姆定律可得,电源电压可表示为,联立以上两式,未知电阻的阻值为。
8.(24-25九上·四川资阳·期末)探究“电流与电阻的关系”时,实验器材有:学生电源、电流表、电压表、滑动变阻器(标有20Ω;2A字样)、定值电阻5个(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、50Ω)、开关一个、导线若干。
(1)请用笔画线代替导线将图甲中的实物图连接完整,要求:滑片P向右移动时电压表示数变大,导线不交叉 。
(2)连接好电路,将电源电压调至4.5V,滑动变阻器阻值调到最大,闭合开关S,移动滑片P,发现电流表无示数,电压表示数始终接近电源电压,导致这一现象的原因可能是( )(填序号)
A.滑动变阻器断路
B.定值电阻R断路
C.定值电阻R短路
(3)排除故障后利用前四个定值电阻进行实验,图乙是根据实验数据得到的I-R图像:
①其中阴影部分面积表示的物理量是电压,其值为 ;
②由实验图像可得出结论:在电压一定时, 。
(4)实验时更换为50的定值电阻后,无论怎样移动滑动变阻器的滑片都不能使电压表示数达到原来的数值,为了能完成这次实验,下列措施可行的是( )(填序号)。
A.调高电源电压
B.将电压表改接到滑动变阻器两端
C.在电源和开关之间串联一个15的电阻
【答案】(1)
(2)B
(3) 3V 通过导体的电流与导体的电阻成反比
(4)C
【详解】(1)实验中,定值电阻与滑动变阻器串联,电压表测量定值电阻的电压,电流表测量电路电流。滑片P向右移动时电压表示数变大,由欧姆定律得,此时通过定值电阻的电流变大,串联电路中电流处处相等,则此时电路的电流变大,电源电压不变,由欧姆定律得,此时电路中的电阻变小,由串联电路电阻特点得,此时变阻器接入电路中的电阻变小,则变阻器的右接线柱接入电路中,如图所示:
(2)连接好电路,将电源电压调至4.5V,滑动变阻器阻值调到最大,闭合开关S,移动滑片P,发现电流表无示数,电压表示数始终接近电源电压,电路中可能出现断路现象,且电压表与电源相连通,导致这一现象的原因可能是与电压表并联的定值电阻R断路,故AC不符合题意,B符合题意。
故选B。
(3)排除故障后利用前四个定值电阻进行实验,图乙是根据实验数据得到的I-R图像:
[1]图中阴影部分面积是定值电阻的电流与电阻的乘积,表示的物理量是电压,其值为
[2]由实验图像可得:在电压一定时,定值电阻的电流与电阻的乘积为定值,由此可得出结论:在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
(4)依题意得,定值电阻的电压控制为3V,滑动变阻器的电压为
由串联电路电流特点与欧姆定律得
当接入50Ω定值电阻时,滑动变阻器接入电路中电阻为
即此时变阻器接入电路中的电阻大于变阻器的最大电阻,故实验时更换为50的定值电阻后,无论怎样移动滑动变阻器的滑片都不能使电压表示数达到原来的数值。
A.调高电源电压,定值电阻的电压不变时,由串联电路的电压特点得,变阻器分到的电压变大,则变阻器的电压与定值电阻的电压的比值变大,由串联电路电流特点与欧姆定律得
则变阻器接入电路中电阻与定值电阻的阻值的比值变大,定值电阻的阻值不变,则变阻器接入电路中电阻变大,故A不符合题意;
B.将电压表改接到滑动变阻器两端,电源电压不变,定值电阻的电压控制不变,变阻器的电压不变,则变阻器的电压与定值电阻的电压的比值不变,由串联电路电流特点与欧姆定律得
则变阻器接入电路中电阻与定值电阻的阻值的比值不变,定值电阻的阻值不变,则变阻器接入电路中电阻不变,故B不符合题意;
C.在电源和开关之间串联一个15的电阻,定值电阻的电压控制为3V,由串联电路电压规律得,此时变阻器与电阻的总电压为
由串联电路电流特点与欧姆定律得,此时变阻器与电阻的总电阻与定值电阻的比值为
当接入50Ω定值电阻时,滑动变阻器接入电路中电阻与电阻的总电阻为
由串联电路电阻特点得,此时滑动变阻器接入电路中电阻
故C方案可行,故C符合题意。
故选C。
9.(24-25九上·四川泸州龙马潭区·)如图甲所示,小明利用电源电压恒为5V的电路探究“电流与电阻的关系”,并将每次的实验数据经过转换后在I﹣坐标系内进行了描点,如图乙所示。由图可知,小明控制电阻两端的电压为 V;若小明更换上一个更小的电阻后,滑片应向 移动,以确保电压表示数不变;图乙中,发现有一个错误数据点,该数据点是小明某次将电阻由 Ω变换为错误数据点对应电阻时,未调节滑动变阻器就读取电流而造成的。
【答案】 3 左 15
【详解】[1]把图像上的各点连接起来,错误的坐标点是(0.25,0.10),由图知当电流为0.15A,电阻为
则控制电阻两端的电压为
[2]若小明更换上一个更小的电阻后,由串联电路分压规律可知,定值电阻分压减小,故应该将滑动变阻器阻值调小,即滑片左移。
[3]由图可知,当电路的电流为0.25A时,此时接入定值电阻阻值为10Ω,对应的电压为
则滑动变阻器两端的电压
此时滑动变阻器接入电路中的阻值也为10Ω;由图像可知,变换错误数据点之前,电压表示数大约保持3V不变,此时滑动变阻器两端的电压
因为串联电路中各处的电流相等,所以,得,故小明是将R的阻值由15Ω变换为10Ω错误数据点对应阻值时,未调节滑片P就读取电流而造成的。
10.(24-25九·四川成都武侯区·期末)某同学用如图甲所示的电路测量未知电阻Rx的阻值。
(1)闭合开关前,滑动变阻器滑片应该调至 (选填“A”或“B”)端;
(2)闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片至某一位置,读出电压表示数为2.7 V,电流表示数如图乙所示,可计算出未知电阻Rx= Ω;
(3)另一组同学利用图丙所示电路也完成了该实验。已知电源电压保持不变,滑动变阻器的最大阻值为R0,a、b为滑动变阻器两端点,请把实验步骤补充完整。
①闭合开关S,移动滑片P至a端,读出电压表示数U1;
②闭合开关S,移动滑片P至b端,读出电压表示数U2;
③则待测电阻阻值的表达式Rx= 。(用R0、U1、U2表示)
【答案】(1)B
(2)9
(3)
【详解】(1)闭合开关前,移动滑动变阻器滑片至阻值最大处,即图中的B端。
(2)电流表示数如图乙,电流表选用0~0.6A的量程,分度值0.02A,其示数为0.3A,则测得未知电阻
(3)由图可知滑片移到a端,闭合开关S,滑动变阻器被短路,此时电压表测电源电压,为U1;由图可知滑片移到b端,闭合开关S,滑动变阻器全部接入电阻,两个电阻串联,此时电压表测Rx两端电压,为U2,电路中电流为
根据串联电路电流处处相等的规律,由欧姆定律得Rx的阻值为
11.(24-25九上·四川绵阳涪城区·期末)小红做“测量电阻”实验,现有电源(电压为1.5V的整数倍保持不变)、待测电阻R和15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻、电流表、电压表、滑动变阻器、开关各一个,以及导线若干。她正确串联电路后,将电压表并联在电路中。闭合开关,移动滑动变阻器滑片,将测得的两组数据(读数准确)记录在表一中。小华观察数据思考后重新连接了电压表,将新测得的两组数据(读数准确)记录在表二中。
表一(小红)
实验序号
电压表示数
电流表示数
1
2
表二(小华)
实验序号
电压表示数
电流表示数
3
4
(1)分析表一,表二数据可知 同学的连接是错误的。依据正确测量同学的实验数据,计算待测电阻的阻值为 Ω。
(2)电路图如甲。
(3)实验中所用的电源电压为 V。
(4)小红又利用正确的电路探究电流与电阻的关系,她多次改变定值电阻R的阻值,记下对应电流表的示数,得到如图乙所示的电流I随电阻R变化的图像,由图像可以得出结论:当导体两端电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成 ;由图乙可知,小红探究时,控制电阻两端电压 V不变。
【答案】 小红 反比
【详解】(1)[1][2]变阻器与待测电阻串联,电路的电流变大时,根据可知,待测电阻两端电压变大,由串联电路电压的规律,变阻器的电压变小,分析表一可知,电压表并联在变阻器的两端了,小红同学的连接是错误的。小华的连接是正确的,依据正确测量同学的实验数据,待测电阻的阻值为,
测量结果为
(3)[3]表一、表二中电流为时,对应的电路变阻器连入电路的电阻是相同的,根据串联电路电压的规律,电源电压为
(4)[4][5]根据图乙所示的电流I随电阻R变化的图像知,电阻的电流与电阻之积为
即电流与电阻之积为一定值,故结论是:当导体两端电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比;小红探究时,控制电阻两端电压不变。
12.(24-25九上·四川成都金牛区·期末)如图所示,小慧用甲图所示的电路测量额定电压为2.5V的灯泡L正常发光时的电阻。
(1)电路连好后,闭合开关S,小慧发现灯泡L不亮,但电流表、电压表均有示数,接下来首先应进行的操作是 ___________;
A.检查电路是否断路
B.更换小灯泡
C.移动滑动变阻器的滑片P,观察灯泡L是否发光
(2)正确完成上述操作后,移动滑动变阻器的滑片使灯泡L正常发光,电流表示数如图乙所示,此时灯泡L的电阻约为 Ω(结果保留一位小数)。实验中发现通过小灯泡的电流与灯两端的电压不成正比,原因是 。
【答案】(1)C
(2) 8.3 灯丝电阻随温度变化而变化
【详解】(1)电路连好后,闭合开关S,发现灯泡L不亮,但电流表、电压表均有示数,说明电路正常,因而不亮可能是电流过小,需要增大电流,故移动滑动变阻器的滑片P,观察灯泡L是否发光,故C符合题意,AB不符合题意。
故选C。
(2)[1]乙图中电流表使用的是小量程,分度值为0.02A,读数为0.3A,则此时灯泡L的电阻
[2]因灯丝的电阻随温度的变化而变化不是一个定值,故小灯泡灯泡的电流与灯两端电压不成正比的原因。
13.(24-25九上·四川绵阳江油·期末)小星利用如图甲所示电路测量小灯泡的电阻,灯泡的额定电压为。
(1)请根据图甲的实验电路图,在图乙中用笔画线代替导线完成实物电路的连接 ;
(2)闭合开关前,应先将滑动变阻器的滑片调节到 (选填“A”或“B”)端;
(3)闭合开关时,电压表示数为,电流表示数如图丙所示,读数为 A,接下来移动滑动变阻器的滑片测出多组电压、电流数值如下表格,则小灯泡正常发光时的电阻为 (保留一位小数);
实验次数
1
2
3
电压(V)
1.5
2.5
3.0
电流(A)
0.3
0.32
(4)小星想继续测量未知定值电阻的阻值,利用如图丁所示的电路对定值电阻进行测量,已知滑动变阻器的最大阻值为R,实验步骤如下:
①将滑动变阻器的滑片移至最左端时,电压表的读数为U;
②将滑动变阻器的滑片移至最右端时,读出电压表示数为;
③待测电阻的阻值表达式为 (用已知量和测量量表示);
【答案】(1)
(2)B
(3) 0.24 8.3
(4)
【详解】(1)测量小灯泡的电阻的实验中,电压表并在小灯泡两端,由于灯泡的额定电压为2.5V,所以电压表接0~3V量程,故作图如下:
(2)为保护电路,闭合开关前,应先将滑动变阻器的滑片调节到阻值最大的B端。
(3)[1]由丙图可知,电流表接的是小量程,分度值为0.02A,所以读数为0.24A。
[2]小灯泡正常发光时,两端的电压为2.5V,由表中数据可知,此时电流为0.3A,故小灯泡正常发光时的电阻为
(4)将滑动变阻器的滑片移至最左端时,电路中只有Rx单独工作,此时电压表测的是电源电压为U;再将滑动变阻器的滑片移至最右端, Rx与变阻器R串联,电压表测Rx的两端电压,示数为U1,根据串联电路电压规律得,滑动变阻器两端的电压为U滑=U-U1
根据串联电路电流规律得,通过Rx的电流等于通过变阻器的电流,为
待测电阻的阻值表达式为
14.(23-24九·四川泸州江阳区·期末)小宇同学在家庭实验室中探究导体中的电流与导体两端电压的关系,连接了如图甲所示的电路(电源电压为恒定 )。
(1)小宇检查完电路连接,闭合开关,发现电流表无示数,电压表有示数,发生该现象的原因可能是 ;
(2)排除故障后,小宇在MN之间接入某个定值电阻,闭合开关,移动滑片P,记录电流表和电压表的示数。进行多次实验后,用小灯泡替换该定值电阻重复上述操作。根据收集的数据,在图乙中分别绘制了定值电阻和小灯泡的I−U图像,图像中 (填图像中的字母)能反映出定值电阻的电流与电压关系;由图线a 可得出结论是: ;
(3)完成以上实验后,小宇想继续探究电流与电阻的关系,他只将电阻箱换接在MN接线柱之间,应控制 不变,在实验过程中,当把电阻箱示数由15Ω调整为10Ω时,滑动变阻器接入电路的电阻应 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
【答案】 定值电阻R处开路 a 电阻一定,电流与它两端的电压成正比 电压 减小
【详解】(1)[1]闭合开关,发现电流表无示数,说明电路中的故障类型可能是断路,电压表有示数,说明与电压表串联的部分有电流通过,所以电路中的故障可能是定值电阻R断路。
(2)[2]根据欧姆定律可知,电压与电流的比值等于电阻,则电流与电压的比值等于电阻的倒数,电阻是定值,则电阻的倒数也是定值,所以定值电阻的I−U图像是一条倾斜直线,所以a是定值电阻的电流与电压关系。
[3]由图线a可知,定值电阻的电流与电压成正比,所以可以得出结论,电阻一定时,电流与它两端的电压成正比。
(3)[4]探究电流与电阻的关系时,要控制电压不变,所以将电阻箱换接在MN接线柱之间,然后控制电阻箱两端电压不变。
[5]当把电阻箱示数由15Ω调整为10Ω时,电阻箱两端电压减小,则滑动变阻器两端电压增大,要保持电阻箱两端电压不变,应该减小滑动变阻器两端电压,即减小滑动变阻器接入电路中的阻值。
地 城
考点02
欧姆定律及其应用
一、单选题
1.(24-25九上·四川泸州龙马潭区·)最先研究电流、电压和电阻关系并得出结论的科学家是:( )
A.安培 B.伏特 C.欧姆 D.瓦特
【答案】C
【详解】德国物理学家欧姆最先研究电流与电压、电阻并得出三者之间关系,即欧姆定律,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
2.(24-25九上·四川绵阳安州区·期末)甲图是灯泡L和定值电阻R的I﹣U图像,将L和R先后以乙图和丙图两种方式连在同一电源上,闭合电路,若乙图中U1:U2=m,丙图中,I1:I2=n,则下述正确的是( )
A.mn=1 B.m>n C.m<n D.无法判断
【答案】B
【详解】由乙图可知,灯泡L与定值电阻R串联,所以通过它们的电流相同,由可知,当电流相同时,电压与电阻成正比,所以
由丙图可知,灯泡L与定值电阻R并联,各支路两端的电压相同,由可知,当电压相同时,电流与电阻成反比,所以
则
由甲图可知,灯泡L的电阻随电压增大而增大,而乙图中灯泡L两端的电压比丙图中灯泡L两端的电压小,所以,所以
则,即,由甲图可知,在电流相同时,灯泡L两端的电压较大,即,则
则,可得,比较可知,故B正确,ACD错误。
故选B。
3.(24-25九上·四川德阳中江县·期末)如图所示,这是小亮设计的电子拉力计的简化电路,电表a为拉力显示表,不计金属弹簧的电阻,闭合开关S后,在向右拉动金属拉环的过程中,下列说法正确的是( )
A.图中a表和b表都是电流表
B.b表应是电压表,其示数变大
C.b表应是电流表,其示数变小
D.a表应是电流表,其示数变大
【答案】D
【详解】由电路图可知,定值电阻R2与滑动变阻器R1串联,a串联接入电路中,为电流表;b与滑动变阻器并联,为电压表;在向右拉动金属拉环的过程中,滑动变阻器接R1入电路的电阻变小,电路总电阻变小,根据欧姆定律可知,电路中的电流变大,电流表示数变大;根据可知,定值电阻R2两端的电压变大;电源电压不变,由串联电路的电压规律可知,滑动变阻器R1两端的电压变小,电压表示数变小,故ABC错误,D正确。
故选D。
4.(24-25九上·四川自贡·期末)如图甲所示是某学校在教室给同学们安装的电热饮水机,可以在显示面板上看到饮用水的加热温度,该温度显示器的电路简化如图乙所示。由恒压电源、开关、导线若干、定值电阻R0、热敏电阻R、电流表和电压表组成,其中热敏电阻R随温度t变化关系如图丙所示,图乙中电表的示数可以反映温度的高低,开关闭合后,关于这个电路的说法正确的是( )
A.热敏电阻温度越高,图中电表的示数越小 B.热敏电阻温度越高,R0两端的电压越小
C.图中电表是电压表 D.图中电表是电流表
【答案】D
【详解】由电路图可知,热敏电阻R和定值电阻R0串联接入电路,该电路中的电表串联接入电路,该电表为电流表;
AB.热敏电阻温度越高,根据图丙可知,热敏电阻的阻值越小,电路总电阻越小,根据欧姆定律可知,电路中的电流越大,电流表示数越大;根据可知,R0两端的电压越大,故AB错误;
CD.由于电表串联接入电路中,所以该电表为电流表,故C错误,D正确。
故选D。
5.(24-25九上·四川达州经开区·期末)如图所示电路,电源电压不变,当开关闭合、断开时,电流表的示数为;再闭合,电流表的示数为。则电阻与的比值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】当开关闭合、断开时,电阻与串联,此时电流表的示数为,则电源电压为
再闭合时,只有电阻接在电源上,此时电流表的示数为,则电源电压为
由①②得,则电阻与的比值为
故选D。
6.(24-25九上·四川广元·期末)如图所示,电阻R1=R3=5Ω,R2=R4,R5=4R2,现有一两端电压为12V的电源,当把该电源接在A、B两个接线端时,电压表的示数为6V,电阻R1两端的电压为U1。当把该电源接在C、D两个接线端时,电阻R2两端的电压为U2。则下列说法正确的是( )
A.R1∶R2=3∶2
B.U1∶U2=1∶2
C.当把该电源接在C、D两个接线端时,通过电阻R2的电流大小为0.8A
D.当把该电源接在A、B两个接线端时,通过电阻R1的电流大小为0.45A
【答案】C
【详解】AD.由图可知,当把该电源接在A、B两个接线端时,电阻R1、R3和R5串联在电路中,电压表测量R5两端的电压U5=6V;根据串联电路电压特点可以知道电阻R1、R3的电压之和U1+U3=U-U5=12V-6V=6V
由于电阻R1与R3阻值相等均为5Ω,由串联分压可知U1=U3=3V
此时通过电阻R1的电流
根据串联电路的电流特点可知I5=I3=I1=0.6A
电阻R5的阻值
根据R5=4R2,R2与R4阻值相等可知
所以R1∶R2=5Ω∶2.5Ω=2∶1
故AD错误;
BC.当把该电源接在C、D两个接线端时,电阻R2、R4和R5串联在电路中,此时电路的总电阻R=R2+R4+R5=2.5Ω+2.5Ω+10Ω=15Ω
根据串联电路的电流特点和欧姆定律可知,通过R2的电流
电阻R2两端的电压为U2=I2R2=0.8A×2.5Ω=2V
所以U1∶U2=3V∶2V=3∶2
故B错误,C正确。
故选C。
7.(24-25九上·四川德阳中江县·期末)某导体中的电流与它两端电压的关系如图所示,下列分析正确的是( )
A.当导体两端的电压为0时,电阻为0
B.通过该导体的电流与导体两端的电压成正比
C.该导体的电阻随电压的增大而增大
D.当导体两端的电压为2V时,电流为0.6A
【答案】B
【详解】AD.由图象上看出,当导体两端的电压为2V时,对应的电流0.4A,电阻为
导体的电阻与材料、长度和横截面积有关,与其两端电压和通过的电流无关,因此当导体两端的电压为0时,电阻仍为5Ω,故AD错误;
B.由图象可知,电流随电压的增大而增大,可知在电阻一定时,通过导体的电流与其两端的电压成正比,故B正确;
C.电阻是导体本身的一种性质,与材料、长度、横截面积以及温度有关,与电压和电流没有关系,故C错误。
故选B。
8.(24-25九上·四川遂宁·期末)如图甲,R1为定值电阻,RP为滑动变阻器,闭合开关,RP的滑片从一端移动到另一端,得到电压与电流图像如图乙,下列说法正确的是( )
A.电源电压为3V,R1阻值为1.8Ω
B.Rp消耗的最大功率和最小功率之差为0.45W
C.当电流为0.4A时,RP与R1阻值之比为2∶1
D.在滑片移动过程中,电压表变化量和电流表变化量的比值会发生改变
【答案】B
【详解】由图甲可知,定值电阻R1和滑动变阻器RP串联,电流表测电路中的电流,电压表测R1两端的电压。
A.当变阻器的滑片位于左端时,接入电路中的电阻为0,只有R1的简单电路,电压表测量电源电压,电路的总电阻最小,由欧姆定律可知电路中的电流最大,此时电流表的示数最大,由图乙可知,电源的电压U=3V,电路中的电流I大=0.6A,R1的阻值
故A错误;
B.当滑片位于左端时,接入电路中的电阻为0,Rp消耗的电功率为0,滑动变阻器的电功率
当RP=R1=5Ω
变阻器的电功率最大,最大电功率为
Rp消耗的最大功率和最小功率之差为ΔP=P滑大-P滑小=0.45W-0=0.45W
故B正确;
C.由图乙可知,当电流为0.4A时,R1两端的电压是2V,由串联电路电压的规律可知变阻器两端的电压UP=U-U1=3V-2V=1V
由串联电路电流的规律可知通过R1和RP的电流相等,RP与R1阻值之比为
故C错误;
D.在滑片移动过程中,电压表的变化量ΔU1=U1′-U1=I2R1-I1R1=(I2-I1)R1=ΔIR1
即
电压表示数变化量与电流表示数变化量的比值始终不变,故D错误。
故选B。
二、填空题
9.(24-25九上·四川自贡·期末)如图所示电路中,电源电压U=3V,定值电阻R1=5Ω,当开关S1闭合、S2断开,甲、乙两表为电流表时,甲、乙两表的示数之比是1︰3;当开关S1、S2均闭合,甲、乙两表为电压表时,甲、乙两表的示数分别是U甲、U乙。则:定值电阻R2的阻值是 Ω。U甲︰U乙= 。
【答案】 10 3︰2
【详解】[1]当开关S1闭合、S2断开,甲、乙两表为电流表时,甲测R2支路的电流,乙测干路电流,因为并联电路中各支路两端的电压相等,且干路电流等于各支路电流之和,所以,解得R2=10Ω。
[2]当开关S闭合,甲、乙两表为电压表时,甲测电源的电压,乙测R2两端的电压,甲电压表的示数U甲=3V,因为串联电路中的总电阻等于各分电阻之和,所以电路中的电流
乙电压表的示数U乙=IR2=0.2A×10Ω=2V
所以
10.(24-25九上·四川绵阳江油·期末)如图所示的电路中,开关闭合时,电流表的示数和电压表的示数如图所示,电阻R的阻值为 。如果电源电压恒定为,此时灯泡电阻 。
【答案】 4 6
【详解】[1]由图得,R与L串联,电压表测量R的电压,电流表测量电路电流。电流表的分度值为0.02A,示数为0.4A,则通过电阻R的电流为0.4A。电压表选择小量程,分度值为0.1V,示数为1.6V,由欧姆定律得,R的电阻为
[2] 如果电源电压为4V不变,由欧姆定律得,此时电路电阻为
此时灯泡电阻
11.(23-24九上·四川德阳中江县·期末)如图所示的电路中,,要使与组成并联电路,应该闭合开关 。若只闭合开关,则与两端的电压之比为 。
【答案】 和 4:1
【详解】[1]如图所示的电路中,要使与组成并联电路,电流应有两条路径,分别通过R1、R2,应该闭合开关和,断开S2。
[2]若只闭合开关,电流从电源正极流出经R1、S2、R2回电源负极,两个电阻串联,串联电路电流处处相等,则与两端的电压之比为
12.(24-25九上·四川成都高新区·期末)在图甲所示的电路中,电源电压为且保持不变,电阻的阻值为,只闭合开关时,则电流表示数为 A;再闭合电键,电流表的示数如图乙所示,则电阻的阻值为 。
【答案】 0.4 20
【详解】[1]只闭合开关S1时,电路为R1的基本电路,电流表测量电路电流,由欧姆定律得,电流表的示数
[2]再闭合电键S2,两电阻并联,电流表测量干路电流,因并联电路中干路电流大于各支路电流之和,所以根据图乙可知,电流表的量程选择0~3A,分度值是0.1A,电流表的示数为1A,则通过R2的电流为I2=I-I1=1A-0.4A=0.6A
由欧姆定律可得R2的阻值
13.(24-25九上·四川达州·期末)将R1=2Ω、R2=1Ω两电阻串联接在某一电源的两端,R1、R2电流之比I1∶I2= ,电压之比U1∶U2= ,此时电路的总电功率为P;再将它们并联后接入同一电源上,R1、R2电流之比I1'∶I2'= ,电压之比U1'∶U2'= ,此时电路的总电功率为P';则P∶P'= 。
【答案】 1∶1 2∶1 1∶2 1∶1 2∶9
【详解】[1][2]串联电路的电流处处相等,将R1=2Ω、R2=1Ω两电阻串联接在某一电源的两端,R1、R2的电流之比I1∶I2=1∶1
根据可知,R1、R2两端的电压之比U1∶U2=IR1∶IR2=R1∶R2=2Ω∶1Ω=2∶1
[3][4]并联电路各支路两端的电压相等,且等于电源电压,所以将它们并联后接入同一电源上,R1、R2的电压之比U1'∶U2'=1∶1。
根据可知,电流之比I1'∶I2'=
[5]当串联时,电路的总电功率为
当并联时,电路的总电功率为
则P∶P'=
14.(24-25九上·四川绵阳江油·期末)如图,当闭合开关,且甲、乙为电压表时,甲、乙两表示数之比为,则两电阻之比为 ,若同时更换两电表为电流表,闭合断开,此时甲乙两电流表示数之比为 。
【答案】
【详解】[1]两开关都闭合,两电表均为电压表,两电阻串联,甲电压表测电源电压,乙电压表测电阻两端电压,串联电路中总电压等于各用电器电压之和,电阻两端电压之比等于电阻阻值值比,求两电阻阻值之比为
[2]仅闭合,两电表均为电流表,两电阻并联,甲电流表测电阻所在支路电流,乙电流表测干路电流,并联电路中总电流等于各支路电流之和,则甲乙两电流表示数之比为
三、计算题
15.(24-25九上·四川乐山中区·期末)当空气湿度RH较大时,人体会感觉不舒服。小亮设计了一款湿度表,其原理如图甲所示,R为湿敏电阻,其阻值随空气湿度的变化关系如图乙所示。已知人体感觉比较舒服的湿度RH范围是40%-60%,R0为10Ω的定值电阻, 电源电压恒为6V。 求:
(1)当空气湿度为60%时,求电路中的电流;
(2)当空气湿度为40%时,求 100s内 R0消耗的电能;
(3)当电流表的示数为0.3A时,请通过计算判断人体感觉是否舒服?
【答案】(1)
(2)22.5J
(3)人体感觉不舒服,理由见解析
【详解】(1)由图乙知,当RH=60%时,湿敏电阻R=15Ω,图甲中,两个电阻串联,此时电路中的总电阻R总1=R0+R=10Ω+15Ω=25Ω
电路中的电流
(2)当RH′=40%时,湿敏电阻R′=30Ω,此时电路的总电阻 R总2=R0+ R′=10Ω+30Ω=40Ω
电路的电流
R0两端的电压
100s内 R0消耗的电能是
(3)电路中的电流I3=0.3A时,湿敏电阻两端的电压UR=U-I3R0=6V-0.3A×10Ω=6V-3V=3V
湿敏电阻
由图乙知,此时对应RH′′=80%>60%,人体感觉不舒服。
16.(24-25九上·四川绵阳三台县·期末)体重超标会影响中学生身心健康,为了动态监测学生的体重情况,某班级科技创新小组设计了一台由电流表改装而成的简易体重计,其电路如图甲所示。已知电源电压恒为9V,电流表量程为0~0.6A,压敏电阻R的阻值与所受到的压力关系图像如图乙所示。闭合开关S,当体重计空载时,电路中的电流为0.18A。忽略踏板的重力,求:
(1)当体重计示数为600N时,电路中的电流;
(2)体重计所能测量的最大体重。
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)由图甲得,压敏电阻R与定值电阻R0串联。当体重计空载时候,根据图像可知,压敏电阻阻值
由欧姆定律得,此时电路总电阻
由串联电路电阻特点得
当体重计为时,压敏电阻阻值,此时电路总电阻,根据图像可知
此时电路总电阻
则此时电路中的电流
(2)当体重计达到最大示数时,压敏电阻R的阻值最小,电路电阻最小,电路电流最大;电流表量程为0~0.6A,则电流表示数最大为0.6A,由欧姆定律得,此时电路中的总电阻为
由串联电路电阻特点得,压敏电阻阻值为
根据图像乙得,当压敏电阻等于时,压敏电阻对应的压力为,所以体重计能够测量的最大体重为。
17.(24-25九上·四川成都金牛区·期末)小睿的电学实验箱里有许多电路元件,他选择了一些元件连接成不同的电路进行探究。小睿先用阻值为10Ω的定值电阻R0和滑动变阻器R连成部分电路,如图甲所示。他接着用不同的电源和其他电学元件按表中的方式连接电路,闭合开关并调整滑片P位置,电表示数如表中所示。图乙为按方式2连接时电压表示数随滑动变阻器阻值变化的图像。请你分析电路的连接方式(可画图说明),并求出:
连接方式
ab间连接
bc间连接
ac间连接
滑片P位置
电表示数
1
电源1和开关S
导线
电压表
最大阻值
3V
2
电源2和开关S
电压表
不接
移动
变化
3
未知
未知
未知
某一位置
未知
(1)连接方式1中通过R0的电流;
(2)连接方式2中电源2的电压;
(3)选择电源1或电源2,将R0和R以某种方式重新连接电路。闭合开关,将滑片P调至某一位置,此时电路的总电功率为1.5W,求滑动变阻器R接入电路的阻值。
【答案】(1)0.3A
(2)4.5V
(3)
见解析
【详解】(1)由题意及图可得,滑动变阻器R被短路,R0与电压表并联接入电源两端,电压表测R0两端电压,即
通过R0的电流为
(2)由题意可得,R0和滑动变阻器R串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,由图乙中两次滑动变阻器接入电路的电阻与对应的电压数值为:R1对应1.5V,2.5R1对应2.5V,由欧姆定律和串联电路电压的规律可分别列出电源电压的式子为
①
②
联立①②解得U电源2=4.5V。
(3)①当选择电源1时,U电源1=3V,则电路电流
电路总电阻
如果R0和滑动变阻器R串联,电路总电阻必大于R0,所以此种连接方式不可能;
如果R0和滑动变阻器R并联,通过R0支路电流为
通过R支路电流
滑动变阻器R接入电路的阻值
也可以是变阻器R单独接入电路中(此时bc间连接电源1和开关S),则R=R总=6Ω
②当选择电源2时,U电源2=4.5V,则电路电流
电路总电阻
如果R0和滑动变阻器R并联,电路总电阻必小于R0,此种连接方式不可能;
如果R0和滑动变阻器R串联,则滑动变阻器R接入电路的阻值
也可以是变阻器R单独接入电路中(此时bc间连接电源2和开关S),则R′=R总′=13.5Ω
18.(24-25九上·四川广元·期末)图(a)是某型号电子秤的原理示意图,闭合开关S,将物体放于托盘上,量程为0~3V的电子式电压表经“改装”便可显示该物体质量大小。已知水平轻杆OAE可绕О点无摩擦转动,OA、AB、BC、CD、DE的间距相等;电源电压恒为6V,R2为定值电阻;压力传感器R1上表面能承受的最大压力为400N,且其阻值随所受压力变化的关系如图(b)所示。托盘、压杆的质量不计,且它们均可移动到A、B、C、D、E五个位置中的某一位置(压杆始终压在R上方中央)。图(a)中,托盘位于D点,压杆位于A点,空载时,闭合开关S,电压表的示数为0.6V,g取10N/kg。
(1)计算R2的阻值;
(2)当托盘、压杆位于图示位置,且托盘上放置25N的物体时,计算此时电压表的示数;
(3)移动托盘、压杆的位置,计算该电子秤能称量物体的最大质量。
【答案】(1)50Ω
(2)0.75V
(3)200kg
【详解】(1)空载即压力F=0N,由图乙知,R1=450Ω,根据串联电路的电压特点,R1两端的电压为U1=U-U2=6V-0.6V=5.4V
根据欧姆定律知,电路中的电流为
R2的阻值为
(2)由OA、AB、BC、CD、DE的间距相等,得OA∶OD=1∶4
由杠杆平衡条件得G×OD=F′×OA
解得压敏电阻R1处的压力为
由图乙知,F=100N时, R1的阻值是350Ω,此时电路中的总电阻为R′总=R′1+R2=350Ω+50Ω=400Ω
电路中的电流为
通过R2的电流为0.015A,R2两端的电压,即电压表的示数为U′2=I2R2=0.015A×50Ω=0.75V
(3)当电压表的示数为3V时,此时电路中的电流为
压敏电阻的阻值为
由图可知,压力传感器受到的压力为400N,将托盘移到A点,压杆移到E点时,此时OA∶OE=1∶5
物体的最大重力
被测物体的最大质量为
19.(24-25九上·四川巴中巴州区·期末)如图甲所示,电源电压18V不变,灯泡L规格为“15V 45W”,电流表量程为“0~0.6A“和“0~3A”,电压表的量程为“0~3V“和“0~15V”,滑动变阻器R的规格为“10Ω3A”和“25Ω2A”。求:
(1)小灯泡正常发光时的电阻。
(2)只闭合开关S1,电流表选取合适量程,移动滑片P,可使灯泡L正常发光,当移动滑动变阻器滑片P,求流过电流表的最小电流;
(3)将电源调到15V,只闭合开关S2、S4,将滑片P置于中点O处(可能重新选择了电流表量程和变阻器)电流表指针指到满偏刻度的位置,两表示数的I-U关系如图乙所示,求滑片P在最右端B处时,R0消耗的电功率是多少?
【答案】(1)5Ω
(2)1.2A
(3)2.25W
【详解】(1)由可得小灯泡正常发光时的电阻
(2)只闭合开关S1时,等效电路图如下图所示:
灯泡正常发光时,通过的电流
则滑动变阻器R的规格为“10Ω 3A”,当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,流过电流表的示数最小,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,流过电流表的最小示数
(3)只闭合开关S2、S4,将滑片P置于中点O处,等效电路图如下图所示:
滑片P移到最左端A时,R0两端的电压等于电源的电压
由图乙可知,横坐标每个小格代表的电压为,则P在中点O时的电压
此时电流表指针指到满偏刻度的位置,当电流表选择大量程,电流表的示数为时,则变阻器的最大阻值,不符合题意;
当电流表选择小量程,示数为时,变阻器的最大阻值,符合题意;
所以,所用变阻器的规格为“25Ω 2A”,电流表的量程为“0~0.6A”此时电路的总电阻
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,R0的阻值
滑片P在最右端B处时,接入电路中的电阻最大,此时R0消耗的电功率是
地 城
考点03
动态电路的分析
一、单选题
1.(24-25九上·四川绵阳三台县·期末)如图所示的电路中,电源电压不变,为定值电阻,为滑动变阻器。闭合开关S后,在滑片P从最左端向右移动到中间位置的过程中,下列说法正确的是( )
A.电流表A2和电流表A1的示数之差不变
B.电流表A2和电流表A1的示数之差变小
C.电压表V和电流表A1的示数之比变大
D.电压表V和电流表A2的示数之比变小
【答案】D
【详解】分析电路可知,闭合开关S后,、并联,电流表测电流,电流表测干路电流,电压表测电源电压。
AB.在滑片P从最左端向右移动到中间位置的过程中,阻值变小,根据,通过的电流变大。根据并联电流规律,电流表A2和电流表A1的示数之差即为通过的电流,所以电流表A2和电流表A1的示数之差变大,故AB错误;
CD.在滑片P从最左端向右移动到中间位置的过程中,电源电压不变,则电压表示数不变;电流表A1的示数不变,通过的电流变大,根据并联电流规律,电流表A2的示数变大,所以电压表V和电流表A1的示数之比不变,电压表V和电流表A2的示数之比变小,故C错误,D正确。
故选D。
2.(24-25九上·四川泸州合江县·期末)合江荔枝名扬国内,果农可以用石墨烯制成的甜敏电阻检测荔枝的含糖量,甜敏电阻的阻值随含糖量的升高而增大。如图所示是检测荔枝含糖量的电路,电源电压不变。将甜敏电阻R附着在切开的荔枝上,当荔枝含糖量升高时( )
A.电流表和电压表的示数都增大 B.电流表示数增大,电压表的示数减小
C.电压表示数与电流表示数的比值不变 D.电流表示数减小,电压表示数增大
【答案】C
【详解】ABD.由电路图可知,定值电阻R1与甜敏电阻R串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流;根据题意知,将甜敏电阻R附着在荔枝上,当荔枝含糖量升高时,甜敏电阻R的阻值随之增大,由电阻的串联可知电路的总电阻增大,而电源电压不变,根据电路中的电流减小,电流表示数减小;根据U=IR可知,定值电阻两端的电压变小,电压表示数变小, 故ABD不符合题意;
C.由可知电压表示数与电流表示数的比值等于R1的阻值,R1的阻值不变,则电压表示数与电流表示数的比值不变,故C符合题意。
故选C。
3.(24-25九·四川成都武侯区·期末)如图甲所示的家用甲醛检测仪具有多项数据检测性能。如图乙所示,小江画出了这个仪器的模拟电路图,电源电压恒定不变,R0为定值电阻,R为气敏电阻,其阻值随甲醛浓度变化的曲线如图丙所示。下列说法正确的是( )
A.甲醛浓度减小时,电流表的示数将变大
B.甲醛浓度增大时,电压表的示数将变小
C.甲醛浓度减小时,电压表与电流表的比值将变小
D.甲醛浓度增大时,电压表与电流表的比值将不变
【答案】B
【详解】AC.定值电阻R0与气敏电阻R串联,电流表测电路电流,电压表测气敏电阻两端电压,气敏电阻的阻值随甲醛浓度的增大而减小,甲醛浓度减小时,气敏电阻R阻值增大,电路电流将变小,即电流表示数变小;电压表与电流表的比值,即气敏电阻R的阻值将变大。故AC错误;
BD.甲醛浓度增大时,气敏电阻R阻值减小,根据串联分压规律可知,气敏电阻R两端电压变小,即电压表的示数将变小;电压表与电流表的比值,即气敏电阻R的阻值将变小。故B正确,D错误。
故选B。
4.(24-25九上·四川德阳中江县·期末)如图所示电路,电源电压保持不变,滑动变阻器最大阻值为30Ω,电压表的量程为0~3V,灯标有“2V 0.4W”和灯标有“2.5V 0.625W”的字样,忽略温度对灯丝电阻的影响。闭合开关S、,调节滑动变阻器滑片,当电压表示数为2V时,正常发光。在保证电路安全的情况下,下列说法正确的是( )
A.电源电压为5V
B.只闭合开关S,通电10s,电路最多消耗10.5J的电能
C.只闭合开关S,调节滑动变阻器滑片可使、同时正常发光
D.闭合开关S、,滑动变阻器接入电路的阻值范围为8Ω~20Ω
【答案】D
【详解】A.闭合开关S、S1,滑动变阻器与L2串联,电压表测滑动变阻器两端电压,L2正常发光,此时L2两端电压为2.5V,电压表示数为2V,则滑动变阻器两端电压为2V,则电源电压U=2.5V+2V=4.5V
故A错误;
BC.只闭合开关S,L1、L2与滑动变阻器串联,L1正常发光时的电流
L2正常发光时的电流
因为串联电路电流处处相等,所以L1、L2不可能同时正常发光,电路允许通过的最大电路为0.2A,则通电10s,电路最多消耗电能W=UIt=4.5V×0.2A×10s=9J
故BC错误;
D.闭合开关S、S1,滑动变阻器与L2串联,当灯泡正常发光时,电路通过的电流最大,滑动变阻器接入的阻值最小,此时滑动变阻器的阻值为
当滑动变阻器接入阻值为20Ω时,其两端电压为
未超过电压表量程,因此滑动变阻器接入电路的阻值范围为8Ω~20Ω,故D正确。
故选D。
5.(24-25九上·四川达州·期末)如图所示,电源电压保持不变,当开关S闭合,滑动变阻器的滑片P向右滑动时,则三只电表的示数变化情况是( )
A.V1增大,V2增大,A减小 B.V1减小,V2增大,A减小
C.V1减小,V2减小,A不变 D.V1增大,V2减小,A增大
【答案】B
【详解】如图所示,电阻R1与滑动变阻器R2串联,电流表A串联在电路中,电压表V1并联在R1两端,电压表V2并联在R2两端,当开关S闭合,滑动变阻器的滑片P向右滑动时,滑动变阻器接入电路的阻值变大,根据可知,当电源电压不变时,电路中的电流减小即电流表A的示数变小;根据可知,定值电阻R1两端的电压即电压表V1的示数变小;根据可知,滑动变阻器R2两端的电压即电压表V2的示数变大,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
6.(24-25九上·四川遂宁·期末)经过滑动变阻器的学习,引发了小高同学的思考,设计了如图的身高测试仪的电路图,并将电表改装成身高显示屏,开始着手制作。下列相关分析最合理的是( )
A.电压表最适合改装成身高显示屏
B.电流表最适合改装成身高显示屏
C.如果电流表和电压表安装交换了,电压表示数一定为零
D.如果电流表和电压表安装交换了,电源会剧烈发热
【答案】A
【详解】AB.据图可知,电路是定值电阻与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端电压,当人越高,滑片向上移动,滑动变阻器接入电路中的阻值变大,据串联分压可知电压表示数变大,电路中的总电阻变大,则电路中的电流会变小,正常要求当人越高时,身高显示屏示数应该越大,故A符合题意,B不符合题意;
CD.将电流表和电压表装反了,此时电压表串联接入电路,测电源电压,因此有示数,由于此时电路相当于断路,电流表无示数,电源不会发热,故CD不符合题意。
故选A 。
二、计算题
7.(24-25九上·四川成都新都区·期末)很多电子测量设备都应用了滑动变阻器以及半导体材料。如图甲是体检中心身高体重测量仪,其电路原理如图乙所示。已知电源的电压为18V保持不变,电压表量程为0~15V。电流表量程为0~0.6A,分度值为0.02A。滑动变阻器是竖直固定放置的电阻棒,总长50cm,其阻值与长度成正比,滑片P可以随身高的变化竖直上下移动。电源的电压为3V保持不变,脚踏板下方有一压敏电阻R,其阻值随压力F大小变化规律如图丙所示。R上表面为测量时站立的踏板,与电阻棒下端b点的竖直距离为1.5m。闭合开关,身高的小吴站在踏板上时,电流表的示数为0.25A,电压表示数为9V,电流表的示数为0.45A。求:
(1)小吴的重力;
(2)求的最大阻值和电路安全前提下本仪器的身高测量范围;
(3)小吴觉得该仪器身高测量范围太小,提出用电阻替换,使得滑片P可以滑至a点、b点都能保证电路安全,求的取值范围。
【答案】(1)400N
(2);1.525~1.75m
(3)
【详解】(1)压敏电阻R单独接在电源UB的两端,电流表A2测量电路电流。当时,由欧姆定律得,此时压敏电阻R的阻值为
根据图像可知,此时压力,小吴的重力
(2)定值电阻R1、变阻器R2串联在电源UA的两端,电压表测量变阻器R2的电压,电流表A1测量电路电流。小吴站在踏板上时,由欧姆定律得,接入电路的电阻
此时R2接入电路中的长度为
因为阻值与长度成正比,且总长50cm,所以的最大阻值
由欧姆定律得,当电路电流为0.45A时,电路电阻为
由串联电路电阻特点得,定值电阻R1的阻值为
被测者身高越高,变阻器R2接入电路中长度越长,变阻器R2接入电路中阻值越大。串联电路中电阻越大,分到的电压越大,被测者身高越高,变阻器R2的电压越大;电压表量程为0~15V,则电压表的最大值为15V。当电压表示数为15V时,接入阻值最大;串联电路中电流处处相等,此时电路电流为
由欧姆定律得,此时变阻器R2接入电路中的电阻为
此时变阻器R2接入电路中的长度为
则被测者的身高最大测量值为为
电流表A1量程为0~0.6A,则电路电流最大为0.6A,此时电路电阻最小,变阻器R2接入电路中电阻最小,被测者身高最小,由欧姆定律得,此时电路电阻为
由串联电路电阻特点得,此时变阻器R2接入电路中的电阻为
此时变阻器R2接入电路中的长度为
则被测者的身高最大测量值为为
即电路安全前提下本仪器的身高测量范围1.525~1.75m。
(3)用电阻替换,电路变为电阻与变阻器串联,电压表测量变阻器电压,电流表A1测量电路电流。当滑片P在a点时
此时电路电流最小为
由欧姆定律得,电压表的示数为
解得,滑片P在点时,此时电路电流最大,为了电路安全,此时电路电流小于等于0.6A,则
解得,则;电流表A1的分度值为0.02A,则电路最小电流为0.02A,此时变阻器接入电路中电阻最大为200Ω,此时电路电阻为
定值电阻R0的阻值为
综上所述,R0的取值范围为40~700Ω。
8.(24-25九上·四川成都高新区·期末)物理兴趣小组设计了如图甲所示的电子身高测量仪,已知定值电阻,电源电压恒为4.5V,R2的规格为“”,电流表量程为“”电压表量程为“”,b点距离水平地面高度为1.4m,R2阻值与其电阻丝长度L关系如图乙所示。求:
(1)闭合开关S,当电流表示数时,被测者的身高;
(2)为了保证电路中各元件安全工作,该小组设计的电路中滑动变阻器接入电路的阻值范围。
【答案】(1)1.7m
(2)3Ω~12Ω
【详解】(1)由图甲可知,闭合开关S,R1、R2串联,电压表测滑动变阻器R2两端电压,电流表测电路中的电流;当电流表示数I=0.3A时,总电阻
根据串联电路的总电阻等于各用电器的电阻之和可得R2的接入电阻R′2=R-R1=15Ω-6Ω=9Ω
由图乙可知滑动变阻器R2接入电路的电阻长度为0.3m,则被测者的身高为h=hb+L′=1.4m+0.3m=1.7m
(2)根据R2的规格为“15Ω 0.5A”可知R2允许通过的最大电流为0.5A、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Imax=0.5A,此时的总电阻
根据串联电路的总电阻等于各用电器的电阻之和可得滑动变阻器接入电路的最小电阻R2小=R总-R1=9Ω-6Ω=3Ω
滑动变阻器接入电路的电阻最大时,滑动变阻器两端的电压最大,根据电压表量程为0~3V可知,最大电压为U′2=3V,根据串联电路的总电压等于各用电器两端的电压之和可得定值电阻R1两端电压U′1=U-U′2=4.5V-3V=1.5V
则最小电流
根据串联电路各处电流都相等和欧姆定律得到滑动变阻器接入电路的最大电阻为
滑动变阻器接入电路的阻值范围为3Ω~12Ω。
9.(24-25九上·四川达州·期末)如图所示,电源电压保持不变,滑动变阻器最大值为R1=20Ω,小灯泡的电阻为10Ω且保持不变。当S1、S2均闭合且滑片P滑到最右端时,电流表A1、A2的示数之比为5:2;当S1、S2均断开且滑片P置于滑动变阻器中点时,小灯泡L的功率为10W。求:
(1)电阻R2的阻值;
(2)电压表V的最大示数;
(3)整个电路能够消耗的最大电功率。
【答案】(1)30Ω
(2)20V
(3)60W
【详解】(1)当S1、S2均闭合且滑片P滑到最右端时,R1和R2并联,电流表A1测干路总电流,电流表A2测通过R2的电流,电流表A1、A2的示数之比为5:2,根据并联电路中电流规律可知,通过电阻R1和R2的电流之比为
滑动变阻器最大值为R1=20Ω,结合欧姆定律可知,解得R2=30Ω
(2)当S1、S2均断开时,R1和灯泡串联,滑片P置于滑动变阻器中点时,小灯泡L的功率为10W,已知小灯泡的电阻为10Ω且保持不变,可得此时电路中电流为
则电源电压为
当电压表测电源电压时电压表的示数最大,为20V。
(3)当只闭合S1且滑片P滑到最左端时,R1和灯泡并联,电路中电流最大,为
电路消耗的总功率最大,为
10.(24-25九上·四川成都高新区·期末)如图甲所示电路,电源电压未知且不变,电流表有“”和“”两个量程;电压表有“”和“”两个量程;灯泡的额定电流为且电阻会随温度变化。为研究电路,物理小组依次进行了以下操作:
(Ⅰ)将接入电路两端,只闭合开关S和,电压表示数为,电流表示数为;
(Ⅱ)取下,将滑动变阻器(未画出)接入两端,只闭合开关S和,断开,在保证所有元件都安全的情况下,移动滑动变阻器滑片,电流表和电压表示数变化如图乙所示。
(Ⅲ)只闭合开关S和,断开,在保证所有元件都安全的情况下,最大范围移动滑动变阻器的滑片,电压表示数的最小值为。
请根据上述操作和结果,完成下列问题:
(1)求的电阻大小?
(2)求灯泡的额定功率是多少?
(3)用小灯泡替换掉灯泡,仍保持滑动变阻器接入两端,只闭合开关和,断开。在保证所有原件都安全的情况下,移动滑片到某一位置处,电压表和A的示数为其量程的,电压表的指针位置超过其所选量程的一半,求此时灯泡的电阻是多少?
【答案】(1)15Ω
(2)2.88W
(3)5Ω
【详解】(1)将接入电路两端,只闭合开关S和,此时和灯泡串联,电压表测量的是电阻两端的电压,电压表示数为,电流表示数为,的阻值。
(2)取下,将滑动变阻器接入两端,只闭合开关S和,断开,此时电阻和滑动变阻器串联,电流表和电压表 V 的示数图像如图乙,根据串联电路电压规律和欧姆定律,电源电压
故
解得,电源电压
只闭合开关S和,断开,此时小灯泡和滑动变阻器串联,电压表 V1 测量的是滑动变阻器两端电压。
从图乙可知,电压表V1所选量程为“”,电流表要能读出0.18A,电流表所选量程为“”。因为灯泡的额定电流为,电源电压为9V,故只需保护的小灯泡即可。
电压表示数的最小值为,此时小灯泡通过的电流应为额定电流, 小灯泡两端电压
小灯泡的额定功率
(3)用小灯泡替换掉灯泡,仍保持滑动变阻器接入两端,只闭合开关和,断开。此时灯泡和滑动变阻器串联,电压表 V1 测量的是滑动变阻器两端电压,电压表 V2 测量的是灯泡的电压。
假设电压表V2所选量程为“”,则此时电压表V2的示数
因为电压表V1的数超过了其量程 的﹣半即至少为
这样据串联电路电压规
故假设不成立,电压表V2所选量程为“”,此时电压表V2的示数
此时灯泡通过的电流
故此时灯泡L2的电阻
11.(24-25九上·四川绵阳三台县·期末)如图所示电路中,电源电压恒为。是最大阻值为的滑动变阻器,定值电阻,灯泡上标有“”,电流表量程为,电压表量程为。忽略灯丝电阻变化,求:
(1)当灯泡正常发光时,内消耗的电能;
(2)闭合、,断开、,电压表的示数;
(3)闭合,断开,在保证电路各元件安全的情况下,滑动变阻器允许接入的阻值范围。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)由得,当灯泡正常发光时,内消耗的电能
(2)当闭合开关,断开开关,电路中串联,电压表测量的是的总电压。由得,灯泡的电阻为
电路电流为
由欧姆定律得,电压表的示数为
(3)当断开开关,闭合开关,则滑动变阻器与灯泡相连,电压表测量滑动变阻器电压。当灯泡正常工作时
此时电流小于电流表的最大量程,因此是电路中允许的最大电流。由欧姆定律得,此时电路中的总电阻
滑动变阻器连入的最小电阻
当滑动变阻器接入阻值最大时,电压表的示数最大为,根据串联分压得
则滑动变阻器接入的最大阻值
综上可得,滑动变阻器允许接入的阻值范围是。
三、填空题
12.(24-25九上·四川达州·期末)如图所示,定值电阻R0为5Ω,滑动变阻器R的最大电阻为10Ω,电源电压为3.0V,将滑片从R的左端滑动到右端的过程中,电流表的示数 (选填“变大”“变小”或“不变”),电压表的示数变化范围是 。
【答案】 不变 1V~3V
【详解】[1]由电路图可知,因为电压表相当于断路,所以该电路是定值电阻R0与滑动变阻器的最大阻值串联接入电路,电流表测量电路中的电流,无论怎么移动滑片,电路的总电阻都不变,所以电流表示数也不变。
[2]由电路图可知,电压表测量定值电阻R0与滑动变阻器滑片左侧部分电阻的总电压,当滑片位于最左端时,电压表示数最小,此时电压表测量定值电阻R0两端电压,由欧姆定律可知,电路中的电流为
则电压表的最小示数即定值电阻R0两端电压为Umin=U0=IR0=0.2A×5Ω=1V
滑片位于最右端时,电压表示数最大,此时电压表测量的是电路的总电压即电源电压,示数为3V,所以电压表的示数变化范围是1V~3V。
13.(24-25九上·四川广元·期末)“光强”是表示光的强弱程度的物理量,照射光越强,光强越大,国际单位为坎德拉(cd)。某光敏电阻的阻值随光强变化的关系如图(a)所示。某科技小组的同学利用该光敏电阻R设计了一个如图(b)所示的烟雾报警器,图中电源电压恒为6V,定值电阻R0的阻值为12Ω,有烟雾时,射入光敏电阻的光线减少,当电流表的示数小于或等于0.25A时,装置报警。当报警器刚好报警时,光强为 cd。若在图(b)所示的电路中加入一电压表,且烟雾越大,电压表的示数越大(不考虑电流表的电阻),当电压表的示数为 V,报警器刚好报警。
【答案】 1.5 3
【详解】[1]由图(b)可知,电阻R0和电阻R串联,电流表测量电路中的电流,当电流表的示数小于或等于0.25A时,报警器报警,此时电路的总电阻
根据串联的电阻特点可得,此时光敏电阻的阻值R=R总-R0=24Ω-12Ω=12Ω
由图甲可知,当报警器刚好报警时,光强为1.5cd。
[2]由图甲可知,当光强增大时,光敏电阻的阻值变小;烟雾越大,即光强越弱时,光敏电阻的阻值越大,根据串联电路的分压原理可知,光敏电阻两端的电压越大,定值电阻两端的电压越小,故烟雾越大,电压表的示数越大,电压表应并联在光敏电阻两端;当电流表的示数小于或等于0.25A时,报警器报警,报警器刚好报警时的电阻R=12Ω,光敏电阻两端的电压,即电压表示数U′=IR=0.25A×12Ω=3V
14.(24-25九上·四川眉山仁寿县·期末)如图所示为小明利用热敏电阻和电压表设计的液体温度检测仪,已知热敏电阻的阻值随温度的变化如表所示,电源电压恒为9V,电压表量程为0~3V,定值电阻的阻值为100Ω,若将电压表表盘改为温度刻度盘,则0℃应标记在 V的位置,为了保证电路安全,该液体温度检测仪可以测量的最高温为 ℃。
℃
0
20
40
60
80
100
120
500
380
300
250
220
200
190
【答案】 1.5 100
【详解】[1]由表格可知,当温度为0℃时,热敏电阻R为500Ω,热敏电阻与定值电阻串联,根据串联分压规律,定值电阻R0两端电压为
所以,则0℃应标记在1.5V的位置。
[2] 为了保证电路安全,电压表示数不能超过它的量程。当定值电阻R0两端电压最大为3V时,热敏电阻R阻值最小,根据串联分压规律,热敏电阻R阻值
此时温度最高,查表格可知此时温度最高为100℃。
15.(24-25九上·四川成都金牛区·期末)如图所示是热爱课外实践的小亮同学设计的汽车CO2排放量检测电路。当CO2浓度增大时,气敏电阻R1阻值减小,导致电磁铁的磁性 (选填“增强”或“减弱”);当CO2浓度 (选填“高”或“低”)于某一设定值时,电铃就会报警。
【答案】 增强 高
【详解】[1][2]气敏电阻R1的阻值随CO2浓度的增大而减小,当CO2浓度增大时,气敏电阻R1阻值减小,由可知电路中电流增大,电磁铁磁性增强,当电路中电流增大到一定值时,电磁铁会吸引衔铁向下,电铃发声报警,所以当CO2浓度高于某一设定值时,电铃就会报警。
16.(23-24九上·四川绵阳安州区·期末)利用热敏电阻(电阻随温度变化)设计了如图甲所示的电路,电源电压恒定不变。先将滑动变阻器滑片P从最右端移动到最左端,图乙是这一过程中电流表和电压表V1示数的关系图象,然后保持滑片P位置不动,在不损坏元件的条件下对热敏电阻加热,小灯泡逐渐变亮,直至正常发光,此时电压表V2示数为1V,图丙是这一过程中电流表示数随热敏电阻R阻值变化的关系图象。通过分析可知:该电路的电源电压为 V。小灯泡的额定电压为 V。
【答案】 12 6
【详解】[1]由图甲可知,闭合开关,灯泡和电阻及滑动变阻器串联接入电路,电压表V1测热敏电阻、灯泡和滑动变阻器左端的电压,电压表V2测热敏电阻两端的电压,将变阻器滑片P从最右端移动到最左端,由图乙可知当滑片在最右端时,电压表V1测量电源电压,电压表V1示数为12V,即电源电压为12V。
[2]由图乙可知当滑片在最左端时,电压表V1的示数为9V,串联电路总电压等于各部分电压之和,此时滑动变阻器两端的电压为
U滑=U-U1=12V-9V=3V
由乙图可知通过电路的电流为0.3A,此时滑动变阻器接入电路的电阻
由丙图可知灯泡正常发光时通过电路的电流为0.5A,此时滑动变阻器两端的电压
U滑′=I′R滑=0.5A×10Ω=5V
此时电压表V2示数为1V,则灯泡的额定电压为
UL=U-UR′-U滑′=12V-1V-5V=6V
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