专题04 欧姆定律(期末真题汇编,河南专用)九年级物理上学期
2025-12-11
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内容正文:
专题04 欧姆定律
地 城
考点01
电流电压和电阻的关系
1.某兴趣小组设计了图甲所示电路进行“探究电流与电压的关系”实验。
(1)连接电路前,如果电流表有示数,应该对电流表进行 。
(2)图甲所示电路有一条导线连接错误,请在该导线上打“”,并用笔画一条线代替导线,将电路连接正确 。
(3)连接电路时,开关应处于 状态。闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到最 (选填“左”或“右”)端。
(4)排除故障后,闭合开关,调节滑片P,当电压表示数为时,电流表示数如图乙所示,则此时通过定值电阻的电流为 A。调节滑动变阻器,继续进行实验,并将实验数据记录在下表中
序号
1
2
3
4
5
6
电压U/V
0.6
0.9
1.2
1.8
2.4
3
电流I/A
0.12
0.18
1.8
0.48
0.6
小州同学发现这些数据中有一组是明显错误的,跟其他数据的规律完全不同,可能是读取这组数据时粗心所引起的,分析时需要把它剔除掉。这组数据是第 组(填序号)。
(5)分析表中数据可得出:在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成 ;得出此结论的理由是 。
【答案】(1)调零
(2)
(3) 断开 左
(4) 0.24 4
(5) 正比 见详解
【详解】(1)连接电路前,如果电流表有示数,即电流表指针不在零刻度,应该对电流表进行调零。
(2)由图可知,电压表和定值电阻被短路,则开关到定值电阻的导线连接错误,应将开关的左接线柱与定值电阻的左接线柱连接。如图所示
(3)[1][2]连接电路时,为保护电路,应该断开开关;滑动变阻器的滑片应该处于阻值最大处,即图中的左端。
(4)[1]如图乙所示,电流表选择小量程,分度值为0.02A,示数为0.24A。
[2]由表格数据结合得到6次实验电阻分别为,,,,,
据此分析只有根据第4次实验数据算出的电阻阻值和其它阻值不同,因此可知第4组数据有误。
(5)[1][2]分析表格数据可知,电压与电流的比值一定,电阻两端的电压增大为原来的几倍,通过电阻的电流就增大为原来的几倍,由此可得出实验结论为:在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
2.小明实验小组在“探究通电导体中电流与电阻的关系”实验中,电源电压恒为6V,电流表、电压表各一个,开关一个,5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻各一个,滑动变阻器一个,导线若干。
(1)请根据图甲将图乙所示的实物电路连接完整 (要求:向右移动滑片,电流表示数变小);
(2)连接好电路,闭合开关前,滑动变阻器滑片置于 (选填“A”或“B”)端;
(3)实验中多次改变R的阻值,正确操作,记下电流表的示数,得到如图丙所示的I-R图像;
①小明分析图像得出了“电压一定时,通过导体的电流与电阻成反比”的结论,他得出该结论的依据是: ;
②上述实验中,小明用5Ω的电阻做完实验后,用10Ω的电阻替换5Ω的电阻接入电路,保持滑片P不动,闭合开关,发现电压表的示数大于3V,接下来他的正确操作是: ;
(4)为完成整个实验,应该选取的滑动变阻器最大阻值不小于 Ω;
(5)完成实验后,该小组又设计了如图所示的电路测量未知电阻Rx,电源电压未知且不变,已知定值电阻的阻值为R0;请将以下实验步骤补充完整。
①闭合S1、断开S2时,电压表的示数为U1;
② ,电压表的示数为U2;
③电阻Rx= (用U1、U2、R0表示)。
【答案】(1)
(2)B
(3) 电流与电阻的乘积是定值 将滑片向右移动,同时观察电压表的示数,直到电压表示数为3V,记下此时电流表的示数
(4)25
(5) 闭合开关S1、S2
【详解】(1)探究电流跟电阻的关系实验中,电压表测定值电阻两端电压,所以电压表应与定值电阻R并联,由此连接实物图,由图丙可知,定值电阻两端电压IR=0.6A×5Ω=0.3A×10Ω=0.2A×15Ω=3V
电源电压为6V,为保证电路安全,电压表连接大量程,向右移动滑片,电流表示数变小,滑动变阻器连接左下接线柱,如图所示:
(2)为了保护电路,连接电路时开关应断开,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处,即B端。
(3)[1]由图像可知,导体的电阻增大,通过导体的电流减小,通过导体的电流与导体的电阻的乘积0.6A×5Ω=0.3A×10Ω=0.2A×15Ω=3V
通过导体的电流与导体的电阻的乘积保持不变,故可得出结论:电压一定时,通过导体的电流与其电阻成反比。
[2]根据串联电路的分压原理可知,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,此时电压表的示数大于3V,探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,根据串联电路电压的规律可知,为了保持定值电阻两端电压不变,应增大滑动变阻器分得的电压,由串联分压的分压原理可知,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片P应向右端移动,使电压表的示数保持3V,读出电流表的示数。
(4)实验中使用的定值电阻阻值最大为25Ω,定值电阻两端的电压始终保持UV=3V,根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压U滑=U-UV=6V-3V=3V
变阻器分得的电压和电压表示数相等,根据分压原理,当接入25Ω电阻时,变阻器连入电路中的电阻R滑=25Ω,即所选择的变阻器的最大阻值不能小于25Ω。
(5)[1][2]闭合S1、断开S2,电压表测的是串联电路R0两端的电压U1; 闭合S1、S2时,电压表的示数U2为电源电压; 由串联电路中分压原理得
电阻Rx的阻值
3.实验小组在“探究通过导体的电流与电阻的关系”的实验时,实验器材有电压恒为3V的学生电源、定值电阻(阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、30Ω)、滑动变阻器、电流表、电压表、开关和若干导线。
(1)请用笔画线代替导线,将如图甲所示的实物电路连接完整。要求:滑动变阻器的滑片P向右移动时,接入电路的电阻变大。
(2)若在连接好最后一根导线时,电流表和电压表指针同时偏转,其原因是 ;改正操作,闭合开关后,发现电流表示数为0,电压表示数接近3V,故障原因可能是定值电阻 。
(3)排除故障后进行实验,将定值电阻由5Ω更换为10Ω时,闭合开关后应将滑动变阻器的滑片P从上一位置向 (选填“左”或“右”)滑动,直至 示数与上次实验时相同。
(4)收集的数据如表所示,分析表中数据,发现第3次实验的数据存在错误,其错误的原因是 。纠正错误后,可得出结论:当导体两端电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成 。
实验序号
1
2
3
4
5
电阻R/Ω
5
10
15
20
30
电流I/A
0.60
0.30
1.00
0.15
0.10
(5)小组同学还想测量未知电阻的阻值,设计的电路图如图乙所示(滑动变阻器的最大阻值为,电源电压未知且不变),请将下列实验步骤补充完整:
①闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到a端,记录电流表的示数为;
②闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到b端,记录电流表的示数为;
③写出待测电阻的表达式: (用已知量和测量量的符号表示)。
【答案】(1)
(2) 连接电路时没有断开开关 断路
(3) 右 电压表
(4) 将电流表小量程读成大量程 反比
(5)
【详解】(1)由题意可知,结合本题实验数据可知电流表选择小量程与灯泡串联,滑动变阻器一上一下接入电路,且向右移动时,电阻变大,选择左下的接线柱。如图所示∶
(2)[1]连接好最后一根导线时,电流表和电压表指针同时偏转,说明连接电路时开关没有断开,故连接完成后两电表立即发生偏转。
[2]闭合开关,电流表无示数,电压表有示数接近电源电压,则说明发生断路,而电压表与电源正负极相通,所以故障是定值电阻断路。
(3)[1][2]实验中,将定值电阻由5Ω更换为10Ω时,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,要增大滑动变阻器两端的电压,由分压原理,要增大滑动变阻器阻值,故应将滑动变阻器的滑片P从上一位置向右滑动,使电压表示数保持不变。
(4)[1]研究电流与电阻关系时,要控制定值电阻两端的电压不变,由表中数据知
故实验中控制定值电阻两端的电压为3V,第3次实验的数据存在错误,正确的电流值应该是0.2A,由电流表大、小量程可知,相同的刻度位置,大量程读数是小量程读数的5倍,故错误的原因是将电流表小量程读成大量程。
[2]因为
所以可得出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
(5)步骤②,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到b端, 被短路,只有工作,电流表示数为;所以电源电压
①闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到a端,记录电流表的示数为,两次实验中,两端电压均等于电源电压, 阻值不变,所以通过的电流均为,根据并联电路的电流特点可得,通过待测电阻的电流
并联电路电压相等,则待测电阻两端的电压
所以待测电阻
地 城
考点02
欧姆定律的应用
4.如图所示电路,电源电压保持不变,电阻R的阻值为20Ω,小灯泡标有“6V 0.5A”的字样,闭合开关S1,电压表示数为6V。若再闭合开关S2,则( )
A.电源电压为12V
B.电流表的示数变化了0.3A
C.电压表的示数变大
D.电压表与电流表的示数之比变大
【答案】B
【详解】A.闭合开关S1,电路为灯泡的简单电路,电压表测量电源电压,则电源电压为6V,故A不符合题意;
B.闭合开关S1,再闭合开关S2,电路由灯泡的简单电路变为灯泡与定值电阻R并联的电路,电流表由测量灯泡的电流变为测量干路电流,电流表的示数变化了
故B符合题意;
C.电压表的示数始终等于电源电压,电源电压不变,电压表示数不变,故C不符合题意;
D.电压表与电流表的示数之比由为灯泡的电阻变为并联电路的总电阻,由于并联电路的总电阻小于任一支路的电阻,则比值变小,故D不符合题意。
故选B。
5.如图所示,是小京设计的汽车油箱内油量不足时触发报警的电路,电源两端电压保持不变,电阻为压敏电阻,为定值电阻。压敏电阻装在油箱内底部,其阻值随油箱中油量的减少而增大,当电压表示数大于某一值时,就会触发报警。电压表示数为时,油箱中的油量为警戒油量。下列说法正确的是( )
A.为半导体材料
B.随着油箱的油量减少,通过定值电阻的电流变大
C.若换用阻值更大的定值电阻,警戒油量将变大
D.若油箱内油量增多,则消耗的功率将变大
【答案】AD
【详解】 A.半导体材料具有单向导电性,可以制成敏感电阻,由题意可知,R1是压敏电阻,压敏电阻是由半导体材料制成的,故A正确;
B.根据电路图可知,电阻R1、R2串联接入电路中,电压表测量电阻R1两端的电压;压敏电阻的阻值随油箱中油量的减少而增大,当油箱中的油量减少时,压敏电阻的阻值变大,电路的总电阻变大,根据欧姆定律可知,电路中的电流变小,串联电路中电流处处相等,所以通过R2的电流变小,故B错误;
C.电压表的报警电压不变,由串联电路的电压特点可知,报警时定值电阻两端的电压也不变,若换用阻值较大的定值电阻,根据欧姆定律可知,电路中的电流变小,根据可知,报警时压敏电阻的阻值变大,则根据题意可知,警戒油量将变小,故C错误;
D.若油箱内油量增多,压敏电阻的阻值减小,电路中的总电阻减小,根据欧姆定律可知,电路中的总电流增大,R2的阻值不变,根据P=I2R可知,R2消耗的功率变大,故D正确。
故选AD。
6.如图所示,电源电压3V保持不变,闭合开关S,电压表的示数为2.5V,下列说法正确的是( )
A.L1两端电压为2.5V B.L2两端电压为2.5V
C.L1与L2的电阻比为1︰5 D.L1断路时,电压表示数为0
【答案】A
【详解】A.闭合开关S,电压表测L1两端电压,故L1两端电压为2.5V,故A正确;
B.闭合开关S,两个灯泡串联,电源电压3V保持不变,根据串联电路电压的特点可知,L2两端电压
故B错误;
C.由串联分压可知L1与L2的电阻比
故C错误;
D.L1断路时,电压表测电源电压,因此电压表的示数等于电源电压3V,故D错误。
故选A 。
7.如图所示的电路中,电源两端电压为U,且保持不变,R1、R2和R3为三个定值电阻。已知R1=10Ω。当只闭合开关S2时,电流表的示数为0.3A,电路消耗的总功率为P,R2消耗的电功率为P2;当三个开关都闭合时,电流表的示数改变了1.5A,电路消耗的总功率为P′,R2消耗的电功率为P2′。当只断开开关S1时,电流表的示数为0.6A。下列判断正确的是( )
A.U=9V,R2=15Ω B.U=9V,R3=30Ω
C.R3=15Ω,P2∶P2'=1∶4 D.R2=20Ω,P∶P′=1∶6
【答案】D
【详解】当只闭合开关S2时,等效电路图如图1所示;当三个开关都闭合时,等效电路图如图2所示;当只断开开关S1时,等效电路图如图3所示。
由图1可得:两个电阻和串联在电路,电路的电流①
电路消耗的总功率P=UI1=0.3U②
R2消耗的电功率③
由图2可得:电阻R1和R2并联在电路,电流表测干路的电流,电路中的电流④
电路消耗的总功率P′=UI2=1.8A×U⑤
由图3可得:电路中只有R2工作,电路中的电流⑥
因并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以,消耗的功率⑦
由②⑤式可得P∶P′=0.3U∶1.8U=1∶6
由③⑦两式可得P2∶P2′=0.09A2×R2∶0.36A2×R2=1∶4
由④⑥两式可得电源电压U=12V,代入⑥式可得R2=20Ω,代入①式可得R3=20Ω,故ABC错误,D正确。
故选D。
8.如图甲所示,电源电压保持不变,为定值电阻。滑动变阻器的滑片从b端滑到a端的过程中,消耗的电功率P与通过的电流I的关系如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.电源电压为8V
B.的阻值为20Ω
C.的最大阻值为40Ω
D.该电路消耗的最大电功率为3.6W
【答案】D
【详解】AB.由图甲可知,电阻R1和滑动变阻器R2串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流。由图乙可知,当滑动变阻器消耗的功率为0.8W时,电路中的电流I1=0.2A,此时R2的电压
电源电压U=I1R1+U2=0.2A×R1+4V--------①
当滑动变阻器消耗的功率为0W时,即变阻器连入电路的电阻为零,电路只有R1,此时电流I2=0.6A,电源的电压U=I2R1=0.6A×R1 ---------②
解①②得:R1=10Ω,U=6V
故AB错误;
C.由图像可知,滑动变阻器全部接入电路中,其电阻最大,此时电流最小,为I1=0.2A,则滑动变阻器的最大阻值为
故C错误;
D.当滑动变阻器接入电路的电阻为0时,电路为R1的简单电路,电路中的电阻最小,电流最大,为I2=0.6A,则该电路消耗的最大电功率P大=UI2=6V×0.6A=3.6W
故D正确。
故选D。
9.图甲是体育测评中使用的坐位体前屈测量仪,其内部的模拟电路如图乙所示。使用时,闭合开关,推动挡板P由B端向A端滑动,电压表的示数就能反映出测评成绩。在此过程中下列分析正确的是( )
A.R2接入电路中的阻值变小,电流表示数变大
B.R2接入电路中的阻值变大,电流表示数变小
C.电压表与电流表的比值变大
D.电路中的总功率不变
【答案】CD
【详解】AB.据图可知,电路是两定值电阻串联,电压表测R2有半部分电阻的电压,闭合开关,推动挡板P由B端向A端滑动,R2接入电路中的阻值不变,电流表示数不变,故AB错误;
C.电压表测量的是PB段两端的电压,推动挡板P由B端向A端滑动,RPB段的电阻逐渐增大,电路中的电流不变,即电压表与电流表的比值变大,故C正确;
D.电路中的总电阻不变,电源电压不变,根据可知,电路中的总功率不变,故D正确。
故选CD。
10.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,定值电阻的阻值为 Ω,把定值电阻R和小灯泡L并联接在4V的电源上,干路中的电流是 A。
【答案】 10 1.2
【详解】[1]小灯泡的电阻是变化的,故小灯泡的I-U图像是曲线。由图像可知,甲图像的电阻是变化的,为小灯泡的I-U图像;乙图像的电阻保持不变,乙为定值电阻的图像。由图像可知,当定值电阻两端的电压是4V时,通过定值电阻的电流是0.4A,则定值电阻的阻值为
[2]把定值电阻R 和小灯泡L并联接在4V 的电源上,由图像可知,通过定值电阻R 和小灯泡L的电流分别是0.4A,0.8A,根据并联电路电流特可知,干路中的电流为I=0.4A+0.8A=1.2A
11.小明发明了一种自动拍照装置,其电路原理如图甲所示,图乙是压敏电阻阻值随着压力的变化图像,闭合开关S,当有人踩在压敏电阻R上时,电磁铁的磁性 (填“变强”“变弱”或“不变”), (填“照相机”或“灯”)开始工作。
【答案】 变强 照相机
【详解】[1][2]由图乙可知,压敏电阻R的阻值随着压力的增大而减小。当有人踩在压敏电阻R上时,压力变大,压敏电阻阻值变小,根据欧姆定律得电磁铁电路电流变大,电磁铁磁性变强,衔铁被吸下,照相机开始工作。
12.如图甲所示电路,闭合开关S,两个电流表的指针指在同一位置,如图乙所示。通过灯L1的的电流I1= A,通过灯L2的电流I2= A,灯L1和灯L2的电阻之比R1︰R2= 。
【答案】 0.2 0.8 4∶1
【详解】[1][2]由图甲可知,两灯并联,电流表A1测量干路中的电流,电流表A2测量通过灯L1的电流。并联电路干路中的电流等于各支路中的电流之和,所以电流表A1所选量程为0~3A,分度值是0.1A,读数为I=1A,电流表A2所选量程为0~0.6A,分度值是0.02A,读数为I1=0.2A,即通过灯L1的电流为0.2A;所以通过灯L2的电流为I2=I-I1=1A-0.2A=0.8A
[3]并联电路各支路两端的电压相等,灯L1和灯L2的电阻之比
地 城
考点03
电阻的测量
13.小明想测量额定电压为2.5V的小灯泡的电阻,他在学校的实验室找到了相关器材,并进行了如下实验,已知电源电压恒为3V。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲的电路连接完整,要求闭合开关滑片左移时,灯变亮 。
(2)闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,发现小灯泡不亮,电流表的示数始终为零,电压表的示数接近3V且保持不变.为了排除故障,接下来的操作合理的是______(填写正确的字母选项)。
A.将开关两端的接线柱拧紧 B.将小灯泡与底座拧紧 C.将电流表两端的接线柱拧紧
(3)排除故障后,闭合开关,电压表的示数如图乙所示,为 V。为使小灯泡正常发光,小明应将滑片向 移。经过多次测量,小明绘制了小灯泡的图像,如图丙所示,则该小灯泡正常发光时的电阻为 Ω;他还发现图像是曲线,原因是 。
(4)在没有电流表的情况下,小华认为用图丁所示的实验电路也可以测出小灯泡正常发光时的电阻,已知小灯泡的额定电压为,定值电阻的阻值为R,实验步骤如下:
①只闭合开关S、,调节滑片的位置,使电压表示数为;
②保持滑片的位置不变,只闭合开关 ,记录电压表示数为;
③计算小灯泡正常发光时的电阻,小灯泡正常发光时的电阻为 (用已知量和测量量表示)。
【答案】(1)
(2)B
(3) 1.5 左 5 通过小灯泡的电流与电压不成正比(或小灯泡的阻值不是定值)
(4) S和
【详解】(1)要求闭合开关滑片左移,灯变亮,电阻变小,灯才会变亮,所以导线接滑动变阻器左端的下接线柱,如图所示:
(2)闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,发现小灯泡不亮,电流表的示数始终为零,说明电路某处出现断路;电压表的示数接近3V保持不变,说明与电压表并联的支路以外的电路是完好的,与电压表并联的那部分电路出现断路,即小灯泡可能断路,为了排除故障,接下来的操作合理的是将小灯泡与底座拧紧,故B符合题意,AC不符合题意。
故选B。
(3)[1]电压表量程是0~3V,分度值为0.1V,故电压表的读数是1.5V。
[2]此时小灯泡两端电压1.5V比额定电压2.5V小,要增大灯泡两端的电压,根据串联电路分压特点可知,应使滑动变阻器连入电路的电阻变小,故将滑片左移才能让小灯泡两端电压变大。
[3]小灯泡正常发光时电压为2.5V,由图丙可知电流为0.5A,根据欧姆定律可得小灯泡正常发光时的电阻
[4]小灯泡的图像是曲线,原因是通过小灯泡的电流与电压不成正比(或小灯泡的阻值不是定值)。
(4)[1][2]实验步骤①中只闭合S、,由图丁可知此时电路为小灯泡L、定值电阻R和滑动变阻器的串联电路,调节滑片的位置,使电压表示数为,此时灯泡正常发光,实验步骤②中保持滑片的位置不变,只闭合开关S和,记录电压表示数为,此时所有用电器串联,电压表测量灯泡L和电阻R两端的总电压,小灯泡正常发光时通过小灯泡L的电流等于通过定值电阻R的电流,定值电阻R两端的电压为
根据欧姆定律可得小灯泡正常发光时通过定值电阻R的电流为
则小灯泡正常发光时的电阻为
14.在“测量小灯泡正常发光时的电阻”的实验时,实验室提供了如下器材:额定电压为3.8V的小灯泡(正常工作时电阻大于),电源电压恒为,滑动变阻器、电流表、电压表和开关各一个,导线若干。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲所示实物电路补充完整 ;
(2)闭合开关前,应把滑片置于最右端,目的是 ;闭合开关后,发现电流表无示数,电压表示数接近电源电压,则故障原因可能是小灯泡 ;
(3)正确连接电路,测得灯泡两端的电压为,要让灯泡正常发光,应将滑动变阻器的滑片向 (选填“左”或“右”)端移动;
(4)当小灯泡正常发光时,电流表的示数如图乙所示,则小灯泡正常发光时的电阻为 Ω(保留1位小数);
(5)实验结束后,小明认为上述实验方案中,电压表读数不准确,利用原器材又设计了如图丙所示的实验电路,电压表的量程接入“0~3V”,他认为当电压表示数为0.7V时,小灯泡正常发光,就可以准确完成该小灯泡正常发光时的测量。你认为他的做法在实际操作中 填“可行”或“不可行”),理由: 。
【答案】(1)
(2) 保护电路 小灯泡开路
(3)左
(4)13.6
(5) 不可行 开关闭合前,无法确定滑片的位置
【详解】(1)图中电压表要与小灯泡并联,小灯泡的额定电压是3.8V,所以电压表要用大量程,如图所示:
(2)[1][2]闭合开关前,为保护电路,滑动变阻器的阻值要调到最大,即应把滑片置于最右端;闭合开关后,发现电流表无示数,电路可能开路;电压表示数接近电源电压,说明电压表到电源两极没有开路,则故障原因可能是小灯泡开路。
(3)正确连接电路,测得灯泡两端的电压为2V,而小灯泡的额定电压是3.8V,要让小灯泡正常发光,应增大小灯泡两端的电压,根据串联电路电压特点可知,需减小滑动变阻器的电压,由串联分压原理可知,需减小滑动变阻器连入电路的电阻,所以应将滑动变阻器的滑片向左端移动。
(4)如图乙,电流用的小量程,分度值为0.02A,示数是0.28A,则小灯泡正常发光时的电阻为
(5)如图,滑动变阻器与小灯泡串联,电压表与滑动变阻器并联;滑动变阻器最大阻值未知,开关闭合前,若将滑动变阻器滑片移到最大阻值处,开关闭合后,有可能由于滑动变阻器分压过大,超过电压表量程将电压表烧坏;如果不将滑动变阻器滑片移到最大阻值处,开关闭合后,有可能由于滑动变阻器分压过小,小灯泡两端电压超过其额定电压而烧坏,所以,开关闭合前,无法确定滑片的位置,无法完成测量。
15.小伟学习小组利用如图甲所示的实验器材进行“测量小灯泡电阻”的实验,小灯泡额定电压为2.5V,电源电压为3V且保持不变。
(1)请先在左侧虚线框内画出该实验的电路图,再用笔画线代替导线,将图甲所示实物电路连接完整,要求电压表测量小灯泡两端的电压。
(2)下表是小伟同学设计的实验数据表格,表中划线位置应补充的内容是: 。
实验次数
灯泡两端电压
电路中的电流
__________
1
2
3
(3)正确连接电路后,闭合开关,发现小灯泡不亮,电压表无示数,电流表有示数,产生这一现象的原因可能是小灯泡 (填“短路”或“断路”)。
(4)排除故障后继续实验,当小灯泡正常发光时,电流表示数如图乙所示,则小灯泡此时电阻是 。
(5)为了研究灯泡的电阻变化特点,接下来要进行的操作是: 。
(6)各小组之间交流数据时,另一组的小军提出:实验时没必要先测出额定电压下的电流,如果按照灯泡两端电压由低到高进行测量更加合理。你认为他建议的合理之处在于: 。
【答案】(1)
(2)灯泡的电阻
(3)短路
(4)5
(5)见详解
(6)x见详解
【详解】(1)实验中,灯泡与滑动变阻器串联,小灯泡额定电压为2.5V,故电压表选用0~3V量程与灯泡并联,由图乙可知,电流表选用的量程是0~0.6A,电流表串联在电路中,电路图和实物图如图所示:
(2)在“测量小灯泡电阻”的实验中,还需要记录小灯泡的电阻,故表中划线位置应补充的内容是:灯泡的电阻R/Ω。
(3)正确连接电路后,闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表有示数,说明电路是通路,电压表没有示数,原因可能是与电压表并联的灯泡短路。
(4)小灯泡正常发光时,其两端电压为2.5V,由图乙可知,电流表选用的0~0.6A量程,分度值为0.02A,示数为0.5A,此时电路中的电流为0.5A,则小灯泡此时的电阻为
(5)为了研究灯泡的电阻变化特点,需要改变灯泡两端的电压,故接下来要进行的操作是:调节滑动变阻器改变灯泡两端电压,记录电流表示数和电压表示数,计算出不同电压下小灯泡的电阻值。
(6)开关闭合时电压表示数最小,逐渐增大灯泡两端电压操作起来更加方便,故按照灯泡两端电压由低到高进行测量更加合理。
16.为测量一定值电阻的阻值,某实验小组选用的实验器材有:两节干电池、待测电阻.电流表、电压表、滑动变阻器、开关及导线若干。
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整,要求当滑片向左移动时,电流表的示数减小;
(2)闭合开关时,发现电流表无示数,移动滑动变阻器的滑片,电压表示数始终接近电源电压,造成这一现象的原因可能是 ;
(3)排除故障后,某次测量时,电压表示数为2.5V,电流表指针位置如图乙所示,则电流表示数为 A,本次测得的阻值为 ;
(4)接下来小组改变滑片位置进行多次测量,目的是 ;
(5)为了测量标有“2.5V”字样的小灯泡的额定功率,小组成员小星断开开关后,把定值电阻换接成小灯泡,然后闭合开关,发现小灯泡L很亮,电流表的示数也很大,你认为出现这种现象的原因是 ;
(6)他们又对实验进行了拓展,利用电源(电压未知且恒定不变)、阻值已知为的定值电阻、电压表、开关等器材,设计了如图丙所示的电路,也测出了的阻值。请你完成下列实验步骤:
①闭合开关,断开,读出电压表的示数为;
② ,读出电压表的示数为;
③待测电阻的阻值 。(用已知量和测量量的字母表示)
【答案】(1)
(2)电阻断路
(3) 0.5 5
(4)求平均值减小误差
(5)闭合开关前,滑片没有移到阻值最大的位置
(6) 同时闭合开关和
【详解】(1)根据实验,电路是串联的,电压表测定值电阻两端电压,滑动变阻器要上下接线柱各接一个且与定值电阻串联接入电路,滑动变阻器滑片左移时电流表示数变小,电阻增大,应接右下接线柱与定值电阻串联接入电路中;电源电压不超过3V,选择电压表的量程为0~3V,电路连接如图所示:
(2)闭合开关时,发现电流表无示数,说明电路发生断路,移动滑动变阻器的滑片,电压表示数始终接近电源电压,说明电压表与电源接通,则可能是定值电阻发生断路,电压表串联接入电路,测电源电压。
(3)[1][2]乙图中电流表的量程是0~0.6A,分度值是0.02A,读数为0.5A,本次测得的阻值为
(4)实验中为了减小实验误差,应改变滑片位置进行多次测量,求取电阻的平均值。
(5)把定值电阻换接成小灯泡,然后闭合开关,发现小灯泡L很亮,电流表的示数也很大,说明电路中的电阻小,即闭合开关前,滑片没有移到阻值最大的位置。
(6)[1][2]闭合开关,断开,此时电压表串联接入电路,测电源电压示数为,同时闭合开关和,R0与Rx串联,电压表测R0两端的电压为U2;可得此时未知电阻两端电压为
电路中的电流为
待测电阻的阻值
17.某探究小组用图甲所示的电路测量一个标有“2.5V”字样的小灯泡在正常发光时的电阻,已知电源电压恒定,滑动变阻器规格为“;2A”。
(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)若连接电路后,闭合开关S,小明发现电压表示数有明显变化,但灯泡不亮,电流表无示数,原因可能是 ;
(3)在移动滑片P的过程中,应该观察 表的示数,使小灯泡L正常发光;
(4)当小灯泡正常发光时,电流表示数为0.25A,则小灯泡正常发光时的电阻是 ;
(5)接下来探究小组又测量了几组对应的电压值和电流值,并绘制了小灯泡的图像,如图乙所示。由图像可知,小灯泡的电阻随两端电压的增大而 (选填“增大”“不变”或“减小”),你认为原因是 。
【答案】(1)
(2)小灯泡断路
(3)电压
(4)10
(5) 增大 见解析
【详解】(1)由图甲可知,滑动变阻器与灯泡串联,电压表并联在灯泡两端,电流表串联在电路中,电路图如图所示:
(2)若连接电路后,闭合开关S,灯泡不亮,电流表无示数,说明电路存在断路,电压表示数有明显变化,说明电压表与电源是连通的,因此故障可能是与电压表并联的灯泡断路了。
(3)要测量灯泡正常发光时的电阻,需要使灯泡两端的电压达到额定电压,因此在移动滑片P的过程中,应该观察电压表的示数,使电压表示数为2.5V,此时灯泡正常发光。
(4)小灯泡正常发光时的电阻是
(5)[1][2]根据小灯泡的图像可知,当灯泡两端电压增大,通过灯泡的电流也增大,根据P=UI可知,灯泡功率变大,温度升高,灯丝电阻随温度的升高而增大,故小灯泡的电阻随两端电压的增大而增大。
18.小明在“测量小灯泡电阻”的实验中,准备的器材有干电池、小灯泡(额定电压为2.5V)、滑动变阻器、电流表、电压表、开关及导线若干。
(1)连接好如图甲所示电路后,检查发现电路中有一根导线连接错误。请你在错误的导线上画“×”,并补画出正确的导线(导线之间不能交叉)。
(2)正确连接电路后,闭合开关,调节滑片,电压表的示数如图乙所示为 V,为测量小灯泡正常发光时的电阻,应将滑片向 (填“左”或“右”)端移动;
(3)通过移动滑动变阻器的滑片,进行多次测量记录数据,并绘制I﹣U图像如图丙所示,由此可得小灯泡正常发光时的电阻为 Ω;
(4)小明认为不能利用图甲的装置探究电流与电压的关系。理由是 ;
(5)小明还想测出另一个额定电压为U额的小灯泡正常发光时的电阻,在保证电路安全的前提下,设计了如图丁所示的电路(电源电压恒定大于U额且未知,滑动变阻器R最大阻值未知,定值电阻阻值为R0)。请将实验步骤补充完整:
①闭合S、S2,断开S1,移动滑片P,使电流表示数为 时,小灯泡正常发光;
②闭合S、S1,断开S2,保持滑片P位置不变,读出电流表的示数为I;
③则小灯泡正常发光时的电阻RL= (用U额、I、R0表示)。
【答案】(1)
(2) 2 右
(3)10
(4)灯泡的电阻随温度的升高而增大
(5)
【详解】(1)如图甲所示电路,电流表与灯并联,电压表串联在电路中是错误的,电压表应与灯并联,电流表应串联在电路中,改正后如下所示:
(2)[1][2]正确连接电路后,闭合开关,调节滑片,电压表的示数如图乙所示,电压表选用小量程,分度值为0.1V,示数为 2V,小于灯的额定电压2.5V,为测量小灯泡正常发光时的电阻,应增大灯的电压,减小变阻器的电压,由分压原理,应减小变阻器的电阻,应将滑片向右端移动。
(3)根据绘制I﹣U图像知,灯在额定电压下的电流为0.25A,由此可得小灯泡正常发光时的电阻为
(4)探究电流与电压的关系时,要控制电阻的大小不变,小明认为不能利用图甲的装置探究电流与电压的关系,理由是灯泡的电阻随温度的升高而增大。
(5)[1]闭合S、S2,断开S1,定值电阻与电流表串联后再与灯灯并联,移动滑片P,使电流表示数为时,由欧姆定律可知,定值电阻的电压为U额,即灯的电压为U额,小灯泡正常发光。
[2]闭合S、S1,断开S2,此时灯与变阻器并联,电流表测干路的电流,保持滑片P位置不变,因电路的连接关系没有改变,各电阻的大小和通过的电流不变,灯仍正常发光,根据并联电路电流的规律灯的额定电流为
则小灯泡正常发光时的电阻
19.某物理实验小组正在使用“伏安法”测量未知电阻Rx阻值,实验电路如图甲所示(电源电压3V)。
(1)用笔画线代替导线,将图甲所示电路连接完整;
(2)闭合开关S前,应将滑动变阻器滑片P移到最 端(选填“左”或“右”);
(3)闭合开关后,发现电流表无示数,电压表有示数且示数接近3V,则电路故障原因可能是 ;
(4)排除故障后,当滑片移到某一位置时,电压表示数为1.6V,电流表示数如图乙所示,其读数为 A,则未知电阻Rx= Ω;
(5)请你写出一个利用图甲电路图可进行的探究实验名称: ;
(6)实验中电流表突然损坏,小组同学经过讨论设计了一种实验方案也可测出Rx阻值。电路如图丙所示,电源电压未知且恒定不变,a、b为滑动变阻器左右两个端点,已知滑动变阻器最大阻值为R0,请你把以下测量步骤补充完整。
①闭合开关S,滑片P移到a端时,读出电压表示数为U1;
②闭合开关S, ,读出电压表示数为U2;
③待测电阻Rx= (用R0、U1、U2来表示)。
【答案】(1)
(2)右
(3)Rx断路
(4) 0.16 10
(5)探究电流与电压关系
(6) 滑片P移到b端时
【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;电源电压为3V,则电压表的量程选用0~3V;变阻器的连线一上一下,如图所示:
(2)为了保护电路,闭合开关S前,应将滑动变阻器滑片P移到阻值最大的最右端。
(3)闭合开关后,发现电流表无示数,电压表有示数且示数接近3V,说明电路存在断路现象,且电压表与电源电压相连接,则电路故障原因可能是与电压表并联的Rx断路。
(4)[1]由图乙得,电流表的分度值为0.02A,示数为0.16A。
[2]由得,未知电阻
(5)通过图甲的电路图可以测量定值电阻的电压、电流,可以探究电流与电压关系、探究电流与电阻的关系。
(6)[1][2]①闭合开关S,滑片P移到a端时,电路为定值电阻Rx的简单电路,电压表测量电源电压,读出电压表示数为U1,即电源电压为U1;
②闭合开关S,滑片P移到b端时,定值电阻Rx与变阻器的最大电阻串联,电压表测量定值电阻Rx的电压,读出电压表示数为U2;
③由串联电路电压特点得,定值电阻Rx与变阻器的最大电阻串联时,变阻器的电压为
电路电流为
由得,待测电阻
20.如图是地磅的简化电路。车辆开上地磅,弹簧会被压缩(弹簧始终处于弹性限度内),滑动变阻器R的滑片P会向下移动.当电路的电流(为某一定值)时,电铃会发出警示声(电铃电阻很小,可将电铃视为一条导线),表明车辆超重了,电源电压保持不变,电流表可反映车辆的质量值,为保护电阻。下列说法正确的是( )
A.车辆质量越大,电流表的示数越大
B.当地磅上无车辆时,电路中总功率最大
C.若更换阻值更小的保护电阻,地磅的报警质量值将变小
D.若换用电压更小的电源,地磅的报警质量值将变小
【答案】AC
【详解】A.车辆质量越大,滑动变阻器R的滑片P向下移动的距离越大,滑动变阻器R连入电路的电阻越小,电路总电阻越小,根据欧姆定律得电流越大,电流表的示数越大,故A正确;
B.当地磅上无车辆时,滑动变阻器R连入电路的电阻最大,电路总电阻最大,根据欧姆定律得电流最小,根据得此时电路中总功率最小,故B错误;
C.电铃发出警示声时,电路总阻值,若更换阻值更小的保护电阻,报警时滑动变阻器接入电路的阻值变大,车辆质量变小,即地磅的报警质量值将变小,故C正确;
D.若换用电压更小的电源,由可知,报警时滑动变阻器接入电路的阻值变小,地磅的报警质量值更大,故D错误。
故选AC。
地 城
考点04
电路的动态分析
21.图甲是用热敏电阻测量环境温度的电路图,电源电压恒为6V,电流表的量程为0~0.02A,Rt为热敏电阻,其阻值随环境温度变化关系如图乙所示,将此电路放入当环境温度为20℃时,电流表的读数为0.01A.下列分析正确的是( )
A.若环境温度升高,电流表示数变小
B.此时滑动变阻器接入电路的阻值为200Ω
C.若滑片位置不动,该电路能测量的最高环境温度为40℃
D.若想提高电路所测最高温度,可以将滑片向右移动
【答案】BD
【详解】A.由乙可知,环境温度升高时,热敏电阻的阻值变小,电路总电阻减小,电源电压不变,由,电流变大,故A错误;
B.根据环境温度为20℃时,热敏电阻的阻值Rx=400Ω,电路中总电阻为
滑动变阻器接入的电阻为
R滑=R总﹣Rt=600Ω﹣400Ω=200Ω
故B正确;
C.滑动变阻器的位置不动,R滑=200Ω。电路中最大电流为0.02A,电路中的最小电阻为
热敏电阻的阻值为
Rt′=R小﹣R滑=300Ω﹣200Ω=100Ω
从乙可知能测量的最高温度为50℃。
故C错误;
D.电路中最小电阻为300Ω,要想提高测量的最高温度,热敏电阻的阻值更小,热敏电阻的阻值等于最小电阻减去滑动变阻器接入的电阻,所以要增大滑动变阻器接入电阻。故将滑动变阻器滑片向右移动,
故D正确。
故选BD。
22.某变频空调电路原理示意图如图所示,电源电压不变,为调控电阻,可通过遥控调节其阻值大小,为热敏电阻,其阻值随温度的变化而变化,L为磁控开关。闭合开关S,当环境温度升高到设定值时,L的两个磁性弹片因磁力增大而相互吸合,工作电路的变频压缩机开始制冷工作。则下列说法正确的是( )
A.磁控开关L线圈的上端为N极
B.热敏电阻的阻值随温度的升高而增大
C.若要提高设定温度,应将调控电阻的电阻调大
D.当两个磁性弹片分开时,磁控开关L线圈失去磁性
【答案】AC
【详解】A.根据安培定则,用右手握住通电螺线管,让四指指向电流的方向,则大拇指所指的那端就是通电螺线管的N极。因此,在这个情况下,磁控开关L线圈的上端为N极,故A正确;
B.当环境温度升高到设定值时,L的两个磁性弹片因磁力增大而相互吸合,工作电路的变频压缩机开始制冷工作,这说明随着温度的升高,磁控开关L中的电流增大了,由于电源电压U1不变,根据欧姆定律,可以推断出电路中的总电阻减小了,而电路中的总电阻是由调控电阻Rs和热敏电阻Rt串联而成的,因此热敏电阻Rt的阻值减小了,即热敏电阻Rt的阻值随温度的升高而减小,故B错误;
C.设定温度的提高意味着在更高的环境温度下,磁控开关L的两个磁性弹片才会相互吸合。由于磁控开关L的磁力是由其中的电流产生的,L的两个磁性弹片相互吸合时,螺线管中的电流一定,即控制电路的电流一定,电源电压U1不变,即控制电路的总电阻不变,若要提高设定温度,此时热敏电阻Rt的阻值变小,故应将调控电阻Rs的阻值调大,故C正确;
D.当两个磁性弹片分开时,螺线管中仍有电流通过,磁控开关L线圈仍有磁性,故D错误。
故选AC。
23.公路检查站的“地磅”可以检测货车是否超载。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,当货车质量增大时,由电表改装成的显示器的示数也增大。下列说法正确的是( )
A.“显示器”由电流表改装而成,接线柱“1”应与“3”连接
B.若货车质量增大,则电阻R0两端电压增大
C.当无货车通过时,地磅表显示为零,则应将地磅表的零刻度线改装在原电表的零刻度线处
D.为了节约电能,电阻R0可以去掉
【答案】AB
【详解】AB.“显示器”由电表改装而成,电表与电阻R0串联在电路中,所以“显示器”是由电流表改装而成的;当货车质量增大时,滑片P在竖直放置的电阻R上向下滑动,电流表示数随之增大,则电路中的电阻变小,接入电路中的电阻丝的长度变短,则接线柱“1”应与“3”连接,因电路中的电流增大,根据U=IR可知,电阻R0两端电压增大,故AB正确;
C.当无货车通过时,滑片P在最上端,此时电路中的总电阻最大,电路中的电流最小,但不为零,因此不能将地磅表的零刻度线改装在原电表的零刻度线处,故C错误;
D.当货车质量足够大时,滑片P滑到R的最下端,电阻R没有接入电路,如果去掉R0,则会导致电流表直接接在电源的两极上,这是不允许的,R0起到保护电路的作用,故D错误。
故选AB。
24.闭合如图所示电路的开关,将滑动变阻器的滑片向左滑移动一小段距离的过程中( )
A.灯泡的亮度变小 B.电流表的示数不变
C.电压表的示数变大 D.电路的总功率变大
【答案】BD
【详解】C.由电路图可知,闭合开关S,灯泡与滑动变阻器并联,电压表测电源两端的电压,电流表测通过灯泡的电流;因电源的电压不变,所以滑片移动时,电压表的示数不变,故C不符合题意;
AB.因并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以,滑片移动时,通过灯泡的电流和灯泡的实际功率不变,则灯泡的亮暗不变,故A不符合题意,B符合题意;
D.将滑动变阻器滑片向左移动,变阻器接入电路的电阻变小,由可知,通过滑动变阻器的电流变大,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以干路电流变大,由可知,电路消耗的总功率变大,故D符合题意。
故选BD。
25.体能测试中有一个项目为坐位体前屈,目的是进行身体柔韧性测试。测试者向前推动固定在滑动变阻器滑片上的滑块,滑块被推动的距离越大,仪器的示数就越大。图中是小明设计的模拟电路,闭合开关后,向前推的距离越大, (填“电压”或“电流”)表的示数越大,的电功率越 (填“大”或“小”)。
【答案】 电流 大
【详解】[1][2]向前推的距离越大,变阻器R1连入电路的电阻越小,根据串联电阻的规律,电路的电阻越小,根据欧姆定律可知,电路中的电流变大,电流表示数越大;因电源电压不变,电路的电流变大,根据P=UI可知,向前推的距离越大,电路的总功率越大。
26.图甲为电子测温仪,某科技小组设计了一个内部结构原理图,如图乙所示,电源电压保持不变,是热敏电阻,用于靠近人体测温,定值电阻为保护电阻。
(1)由图可知显示仪是由 (选填“电流”或“电压”)表改装成的;
(2)在测体温时,被测温者体温越高,显示仪的示数就越大,可知热敏电阻R阻值随着温度升高而 (“增大”、“减小”或“不变”);
(3)图丙是测量身高的仪器,的作用是 ,电压表测量的是 两端的电压;当下一位同学更高时,电流表示数会 (“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】 电压 减小 保护电路 变小
【详解】(1)[1]由图乙知,显示仪并联在定值电阻R0两端,所以显示仪是由电压表改装成的。
(2)[2]图乙的电路中,热敏电阻R与定值电阻R0串联,电压表测R0两端电压,而测体温时,被测温者体温越高,显示仪的示数就越大,据欧姆定律可知,此过程电路中的电流变大,那么电路中的总电阻变小,即热敏电阻R阻值随着温度的升高而减小。
(3)[3][4]根据图丙可知,定值电阻与滑动变阻器串联,电压表测量滑动变阻器R2的两端电压,电流表测量电路中的电流;当滑动变阻器接入电路的电阻为0时,R1可以起到保护电路的作用。
[5]当下一位同学更高时,滑片向上移动,滑片下方电阻丝的阻值变大,电路的总电阻变大,根据欧姆定律可知,电路中的电流变小,电流表示数变小。
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专题04 欧姆定律
地 城
考点01
电流电压和电阻的关系
1.某兴趣小组设计了图甲所示电路进行“探究电流与电压的关系”实验。
(1)连接电路前,如果电流表有示数,应该对电流表进行 。
(2)图甲所示电路有一条导线连接错误,请在该导线上打“”,并用笔画一条线代替导线,将电路连接正确 。
(3)连接电路时,开关应处于 状态。闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到最 (选填“左”或“右”)端。
(4)排除故障后,闭合开关,调节滑片P,当电压表示数为时,电流表示数如图乙所示,则此时通过定值电阻的电流为 A。调节滑动变阻器,继续进行实验,并将实验数据记录在下表中
序号
1
2
3
4
5
6
电压U/V
0.6
0.9
1.2
1.8
2.4
3
电流I/A
0.12
0.18
1.8
0.48
0.6
小州同学发现这些数据中有一组是明显错误的,跟其他数据的规律完全不同,可能是读取这组数据时粗心所引起的,分析时需要把它剔除掉。这组数据是第 组(填序号)。
(5)分析表中数据可得出:在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成 ;得出此结论的理由是 。
2.小明实验小组在“探究通电导体中电流与电阻的关系”实验中,电源电压恒为6V,电流表、电压表各一个,开关一个,5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻各一个,滑动变阻器一个,导线若干。
(1)请根据图甲将图乙所示的实物电路连接完整 (要求:向右移动滑片,电流表示数变小);
(2)连接好电路,闭合开关前,滑动变阻器滑片置于 (选填“A”或“B”)端;
(3)实验中多次改变R的阻值,正确操作,记下电流表的示数,得到如图丙所示的I-R图像;
①小明分析图像得出了“电压一定时,通过导体的电流与电阻成反比”的结论,他得出该结论的依据是: ;
②上述实验中,小明用5Ω的电阻做完实验后,用10Ω的电阻替换5Ω的电阻接入电路,保持滑片P不动,闭合开关,发现电压表的示数大于3V,接下来他的正确操作是: ;
(4)为完成整个实验,应该选取的滑动变阻器最大阻值不小于 Ω;
(5)完成实验后,该小组又设计了如图所示的电路测量未知电阻Rx,电源电压未知且不变,已知定值电阻的阻值为R0;请将以下实验步骤补充完整。
①闭合S1、断开S2时,电压表的示数为U1;
② ,电压表的示数为U2;
③电阻Rx= (用U1、U2、R0表示)。
3.实验小组在“探究通过导体的电流与电阻的关系”的实验时,实验器材有电压恒为3V的学生电源、定值电阻(阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、30Ω)、滑动变阻器、电流表、电压表、开关和若干导线。
(1)请用笔画线代替导线,将如图甲所示的实物电路连接完整。要求:滑动变阻器的滑片P向右移动时,接入电路的电阻变大。
(2)若在连接好最后一根导线时,电流表和电压表指针同时偏转,其原因是 ;改正操作,闭合开关后,发现电流表示数为0,电压表示数接近3V,故障原因可能是定值电阻 。
(3)排除故障后进行实验,将定值电阻由5Ω更换为10Ω时,闭合开关后应将滑动变阻器的滑片P从上一位置向 (选填“左”或“右”)滑动,直至 示数与上次实验时相同。
(4)收集的数据如表所示,分析表中数据,发现第3次实验的数据存在错误,其错误的原因是 。纠正错误后,可得出结论:当导体两端电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成 。
实验序号
1
2
3
4
5
电阻R/Ω
5
10
15
20
30
电流I/A
0.60
0.30
1.00
0.15
0.10
(5)小组同学还想测量未知电阻的阻值,设计的电路图如图乙所示(滑动变阻器的最大阻值为,电源电压未知且不变),请将下列实验步骤补充完整:
①闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到a端,记录电流表的示数为;
②闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到b端,记录电流表的示数为;
③写出待测电阻的表达式: (用已知量和测量量的符号表示)。
地 城
考点02
欧姆定律的应用
4.如图所示电路,电源电压保持不变,电阻R的阻值为20Ω,小灯泡标有“6V 0.5A”的字样,闭合开关S1,电压表示数为6V。若再闭合开关S2,则( )
A.电源电压为12V
B.电流表的示数变化了0.3A
C.电压表的示数变大
D.电压表与电流表的示数之比变大
5.如图所示,是小京设计的汽车油箱内油量不足时触发报警的电路,电源两端电压保持不变,电阻为压敏电阻,为定值电阻。压敏电阻装在油箱内底部,其阻值随油箱中油量的减少而增大,当电压表示数大于某一值时,就会触发报警。电压表示数为时,油箱中的油量为警戒油量。下列说法正确的是( )
A.为半导体材料
B.随着油箱的油量减少,通过定值电阻的电流变大
C.若换用阻值更大的定值电阻,警戒油量将变大
D.若油箱内油量增多,则消耗的功率将变大
6.如图所示,电源电压3V保持不变,闭合开关S,电压表的示数为2.5V,下列说法正确的是( )
A.L1两端电压为2.5V B.L2两端电压为2.5V
C.L1与L2的电阻比为1︰5 D.L1断路时,电压表示数为0
7.如图所示的电路中,电源两端电压为U,且保持不变,R1、R2和R3为三个定值电阻。已知R1=10Ω。当只闭合开关S2时,电流表的示数为0.3A,电路消耗的总功率为P,R2消耗的电功率为P2;当三个开关都闭合时,电流表的示数改变了1.5A,电路消耗的总功率为P′,R2消耗的电功率为P2′。当只断开开关S1时,电流表的示数为0.6A。下列判断正确的是( )
A.U=9V,R2=15Ω B.U=9V,R3=30Ω
C.R3=15Ω,P2∶P2'=1∶4 D.R2=20Ω,P∶P′=1∶6
8.如图甲所示,电源电压保持不变,为定值电阻。滑动变阻器的滑片从b端滑到a端的过程中,消耗的电功率P与通过的电流I的关系如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.电源电压为8V
B.的阻值为20Ω
C.的最大阻值为40Ω
D.该电路消耗的最大电功率为3.6W
9.图甲是体育测评中使用的坐位体前屈测量仪,其内部的模拟电路如图乙所示。使用时,闭合开关,推动挡板P由B端向A端滑动,电压表的示数就能反映出测评成绩。在此过程中下列分析正确的是( )
A.R2接入电路中的阻值变小,电流表示数变大
B.R2接入电路中的阻值变大,电流表示数变小
C.电压表与电流表的比值变大
D.电路中的总功率不变
10.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,定值电阻的阻值为 Ω,把定值电阻R和小灯泡L并联接在4V的电源上,干路中的电流是 A。
11.小明发明了一种自动拍照装置,其电路原理如图甲所示,图乙是压敏电阻阻值随着压力的变化图像,闭合开关S,当有人踩在压敏电阻R上时,电磁铁的磁性 (填“变强”“变弱”或“不变”), (填“照相机”或“灯”)开始工作。
12.如图甲所示电路,闭合开关S,两个电流表的指针指在同一位置,如图乙所示。通过灯L1的的电流I1= A,通过灯L2的电流I2= A,灯L1和灯L2的电阻之比R1︰R2= 。
地 城
考点03
电阻的测量
13.小明想测量额定电压为2.5V的小灯泡的电阻,他在学校的实验室找到了相关器材,并进行了如下实验,已知电源电压恒为3V。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲的电路连接完整,要求闭合开关滑片左移时,灯变亮 。
(2)闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,发现小灯泡不亮,电流表的示数始终为零,电压表的示数接近3V且保持不变.为了排除故障,接下来的操作合理的是______(填写正确的字母选项)。
A.将开关两端的接线柱拧紧 B.将小灯泡与底座拧紧 C.将电流表两端的接线柱拧紧
(3)排除故障后,闭合开关,电压表的示数如图乙所示,为 V。为使小灯泡正常发光,小明应将滑片向 移。经过多次测量,小明绘制了小灯泡的图像,如图丙所示,则该小灯泡正常发光时的电阻为 Ω;他还发现图像是曲线,原因是 。
(4)在没有电流表的情况下,小华认为用图丁所示的实验电路也可以测出小灯泡正常发光时的电阻,已知小灯泡的额定电压为,定值电阻的阻值为R,实验步骤如下:
①只闭合开关S、,调节滑片的位置,使电压表示数为;
②保持滑片的位置不变,只闭合开关 ,记录电压表示数为;
③计算小灯泡正常发光时的电阻,小灯泡正常发光时的电阻为 (用已知量和测量量表示)。
14.在“测量小灯泡正常发光时的电阻”的实验时,实验室提供了如下器材:额定电压为3.8V的小灯泡(正常工作时电阻大于),电源电压恒为,滑动变阻器、电流表、电压表和开关各一个,导线若干。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲所示实物电路补充完整 ;
(2)闭合开关前,应把滑片置于最右端,目的是 ;闭合开关后,发现电流表无示数,电压表示数接近电源电压,则故障原因可能是小灯泡 ;
(3)正确连接电路,测得灯泡两端的电压为,要让灯泡正常发光,应将滑动变阻器的滑片向 (选填“左”或“右”)端移动;
(4)当小灯泡正常发光时,电流表的示数如图乙所示,则小灯泡正常发光时的电阻为 Ω(保留1位小数);
(5)实验结束后,小明认为上述实验方案中,电压表读数不准确,利用原器材又设计了如图丙所示的实验电路,电压表的量程接入“0~3V”,他认为当电压表示数为0.7V时,小灯泡正常发光,就可以准确完成该小灯泡正常发光时的测量。你认为他的做法在实际操作中 填“可行”或“不可行”),理由: 。
15.小伟学习小组利用如图甲所示的实验器材进行“测量小灯泡电阻”的实验,小灯泡额定电压为2.5V,电源电压为3V且保持不变。
(1)请先在左侧虚线框内画出该实验的电路图,再用笔画线代替导线,将图甲所示实物电路连接完整,要求电压表测量小灯泡两端的电压。
(2)下表是小伟同学设计的实验数据表格,表中划线位置应补充的内容是: 。
实验次数
灯泡两端电压
电路中的电流
__________
1
2
3
(3)正确连接电路后,闭合开关,发现小灯泡不亮,电压表无示数,电流表有示数,产生这一现象的原因可能是小灯泡 (填“短路”或“断路”)。
(4)排除故障后继续实验,当小灯泡正常发光时,电流表示数如图乙所示,则小灯泡此时电阻是 。
(5)为了研究灯泡的电阻变化特点,接下来要进行的操作是: 。
(6)各小组之间交流数据时,另一组的小军提出:实验时没必要先测出额定电压下的电流,如果按照灯泡两端电压由低到高进行测量更加合理。你认为他建议的合理之处在于: 。
16.为测量一定值电阻的阻值,某实验小组选用的实验器材有:两节干电池、待测电阻.电流表、电压表、滑动变阻器、开关及导线若干。
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整,要求当滑片向左移动时,电流表的示数减小;
(2)闭合开关时,发现电流表无示数,移动滑动变阻器的滑片,电压表示数始终接近电源电压,造成这一现象的原因可能是 ;
(3)排除故障后,某次测量时,电压表示数为2.5V,电流表指针位置如图乙所示,则电流表示数为 A,本次测得的阻值为 ;
(4)接下来小组改变滑片位置进行多次测量,目的是 ;
(5)为了测量标有“2.5V”字样的小灯泡的额定功率,小组成员小星断开开关后,把定值电阻换接成小灯泡,然后闭合开关,发现小灯泡L很亮,电流表的示数也很大,你认为出现这种现象的原因是 ;
(6)他们又对实验进行了拓展,利用电源(电压未知且恒定不变)、阻值已知为的定值电阻、电压表、开关等器材,设计了如图丙所示的电路,也测出了的阻值。请你完成下列实验步骤:
①闭合开关,断开,读出电压表的示数为;
② ,读出电压表的示数为;
③待测电阻的阻值 。(用已知量和测量量的字母表示)
17.某探究小组用图甲所示的电路测量一个标有“2.5V”字样的小灯泡在正常发光时的电阻,已知电源电压恒定,滑动变阻器规格为“;2A”。
(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)若连接电路后,闭合开关S,小明发现电压表示数有明显变化,但灯泡不亮,电流表无示数,原因可能是 ;
(3)在移动滑片P的过程中,应该观察 表的示数,使小灯泡L正常发光;
(4)当小灯泡正常发光时,电流表示数为0.25A,则小灯泡正常发光时的电阻是 ;
(5)接下来探究小组又测量了几组对应的电压值和电流值,并绘制了小灯泡的图像,如图乙所示。由图像可知,小灯泡的电阻随两端电压的增大而 (选填“增大”“不变”或“减小”),你认为原因是 。
18.小明在“测量小灯泡电阻”的实验中,准备的器材有干电池、小灯泡(额定电压为2.5V)、滑动变阻器、电流表、电压表、开关及导线若干。
(1)连接好如图甲所示电路后,检查发现电路中有一根导线连接错误。请你在错误的导线上画“×”,并补画出正确的导线(导线之间不能交叉)。
(2)正确连接电路后,闭合开关,调节滑片,电压表的示数如图乙所示为 V,为测量小灯泡正常发光时的电阻,应将滑片向 (填“左”或“右”)端移动;
(3)通过移动滑动变阻器的滑片,进行多次测量记录数据,并绘制I﹣U图像如图丙所示,由此可得小灯泡正常发光时的电阻为 Ω;
(4)小明认为不能利用图甲的装置探究电流与电压的关系。理由是 ;
(5)小明还想测出另一个额定电压为U额的小灯泡正常发光时的电阻,在保证电路安全的前提下,设计了如图丁所示的电路(电源电压恒定大于U额且未知,滑动变阻器R最大阻值未知,定值电阻阻值为R0)。请将实验步骤补充完整:
①闭合S、S2,断开S1,移动滑片P,使电流表示数为 时,小灯泡正常发光;
②闭合S、S1,断开S2,保持滑片P位置不变,读出电流表的示数为I;
③则小灯泡正常发光时的电阻RL= (用U额、I、R0表示)。
19.某物理实验小组正在使用“伏安法”测量未知电阻Rx阻值,实验电路如图甲所示(电源电压3V)。
(1)用笔画线代替导线,将图甲所示电路连接完整;
(2)闭合开关S前,应将滑动变阻器滑片P移到最 端(选填“左”或“右”);
(3)闭合开关后,发现电流表无示数,电压表有示数且示数接近3V,则电路故障原因可能是 ;
(4)排除故障后,当滑片移到某一位置时,电压表示数为1.6V,电流表示数如图乙所示,其读数为 A,则未知电阻Rx= Ω;
(5)请你写出一个利用图甲电路图可进行的探究实验名称: ;
(6)实验中电流表突然损坏,小组同学经过讨论设计了一种实验方案也可测出Rx阻值。电路如图丙所示,电源电压未知且恒定不变,a、b为滑动变阻器左右两个端点,已知滑动变阻器最大阻值为R0,请你把以下测量步骤补充完整。
①闭合开关S,滑片P移到a端时,读出电压表示数为U1;
②闭合开关S, ,读出电压表示数为U2;
③待测电阻Rx= (用R0、U1、U2来表示)。
20.如图是地磅的简化电路。车辆开上地磅,弹簧会被压缩(弹簧始终处于弹性限度内),滑动变阻器R的滑片P会向下移动.当电路的电流(为某一定值)时,电铃会发出警示声(电铃电阻很小,可将电铃视为一条导线),表明车辆超重了,电源电压保持不变,电流表可反映车辆的质量值,为保护电阻。下列说法正确的是( )
A.车辆质量越大,电流表的示数越大
B.当地磅上无车辆时,电路中总功率最大
C.若更换阻值更小的保护电阻,地磅的报警质量值将变小
D.若换用电压更小的电源,地磅的报警质量值将变小
地 城
考点04
电路的动态分析
21.图甲是用热敏电阻测量环境温度的电路图,电源电压恒为6V,电流表的量程为0~0.02A,Rt为热敏电阻,其阻值随环境温度变化关系如图乙所示,将此电路放入当环境温度为20℃时,电流表的读数为0.01A.下列分析正确的是( )
A.若环境温度升高,电流表示数变小
B.此时滑动变阻器接入电路的阻值为200Ω
C.若滑片位置不动,该电路能测量的最高环境温度为40℃
D.若想提高电路所测最高温度,可以将滑片向右移动
22.某变频空调电路原理示意图如图所示,电源电压不变,为调控电阻,可通过遥控调节其阻值大小,为热敏电阻,其阻值随温度的变化而变化,L为磁控开关。闭合开关S,当环境温度升高到设定值时,L的两个磁性弹片因磁力增大而相互吸合,工作电路的变频压缩机开始制冷工作。则下列说法正确的是( )
A.磁控开关L线圈的上端为N极
B.热敏电阻的阻值随温度的升高而增大
C.若要提高设定温度,应将调控电阻的电阻调大
D.当两个磁性弹片分开时,磁控开关L线圈失去磁性
23.公路检查站的“地磅”可以检测货车是否超载。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,当货车质量增大时,由电表改装成的显示器的示数也增大。下列说法正确的是( )
A.“显示器”由电流表改装而成,接线柱“1”应与“3”连接
B.若货车质量增大,则电阻R0两端电压增大
C.当无货车通过时,地磅表显示为零,则应将地磅表的零刻度线改装在原电表的零刻度线处
D.为了节约电能,电阻R0可以去掉
24.闭合如图所示电路的开关,将滑动变阻器的滑片向左滑移动一小段距离的过程中( )
A.灯泡的亮度变小 B.电流表的示数不变
C.电压表的示数变大 D.电路的总功率变大
25.体能测试中有一个项目为坐位体前屈,目的是进行身体柔韧性测试。测试者向前推动固定在滑动变阻器滑片上的滑块,滑块被推动的距离越大,仪器的示数就越大。图中是小明设计的模拟电路,闭合开关后,向前推的距离越大, (填“电压”或“电流”)表的示数越大,的电功率越 (填“大”或“小”)。
26.图甲为电子测温仪,某科技小组设计了一个内部结构原理图,如图乙所示,电源电压保持不变,是热敏电阻,用于靠近人体测温,定值电阻为保护电阻。
(1)由图可知显示仪是由 (选填“电流”或“电压”)表改装成的;
(2)在测体温时,被测温者体温越高,显示仪的示数就越大,可知热敏电阻R阻值随着温度升高而 (“增大”、“减小”或“不变”);
(3)图丙是测量身高的仪器,的作用是 ,电压表测量的是 两端的电压;当下一位同学更高时,电流表示数会 (“变大”、“变小”或“不变”)。
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