摘要:
**基本信息**
聚焦欧姆定律在生活场景中的综合应用,通过动态电路分析、图像解读和跨知识综合,强化科学思维与问题解决能力。
**专项设计**
|模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|生活应用电路分析|15题(单选10+填空5)|结合电子秤、传感器等场景,考查滑动变阻器/压敏电阻动态电路,涉及电流电压变化分析|以欧姆定律为核心,串联电路分压特点为基础,关联电阻与压力/长度关系,构建“物理量变化→电表示数变化”逻辑链|
|综合计算与实验|7题(实验3+计算3+综合1)|含电路设计、故障排除、多公式推导(密度/压强/杠杆),需解读图像数据|融合密度公式、杠杆平衡条件、压强计算,形成“实际问题→模型建构→公式应用”的科学探究路径|
内容正文:
2026年北师大版中考物理三轮专题复习:欧姆定律在生活中应用(一)
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.图甲是某电子秤的原理示意图,R 1的阻值为100 Ω,托盘下方的电阻R2为压敏电阻, 其电阻大小与托盘内所放物体质量m大小的关系如图乙所示,电源电压为6 V保持不变,则
A.R2的阻值变化范围为0~1000 Ω B.电路中电流的变化范围为0.1 A~0.6 A
C.电路中电流为0.02 A时,托盘内物体的质量为600 g D.托盘内物体质量为400 g时,电流表的示数为0.01 A沿此线折叠
2.在课外科技实践活动中,某物理兴趣小组看到市场上使用的电子秤,原理如图所示,R0为定值电阻,R为滑动变阻器,电源电压不变,闭合开关,当物体放在秤盘上时,滑片下移.现在秤盘上增加重物后,下列说法中正确的是
A.电流表示数变小,电压表示数变大
B.电流表示数不变,电压表示数变大
C.电流表示数变大,电压表示数变大
D.电流表示数不变,电压表与电流表示数之比变小
3.如图是一种运动传感器工作原理简化电路图。物体M在轨道上移动时,带动与之相连的金属滑片P移动,可以通过电表示数变化反映M移动情况。当M向右移动时( )
A.电压表示数变小,电流表示数变小
B.电压表示数变小,电流表示数不变
C.电压表示数变大,电流表示数变小
D.电压表示数变大,电流表示数不变
4.某学校研究性学习小组在参观给载重车称重的“地中衡”后,同学们结合所学物理知识,设计了一个能实现给载重车称重的模拟装置,其原理图如图所示,通过由电表改装成“称重计”的指示值,可读出载重车所受的重力。图中R0为定值电阻,R为滑动变阻器。秤的水平台面上没有重物时,滑动变阻器的滑片P在a端,当秤的水平台面上放有重物时,台面向下平移并带动滑动变阻器的滑片P向b端滑动。已知滑片P向b端移动的距离与台面上物体所受重力大小成正比。电源两端的电压保持不变,下列说法中正确的是( )
A.图中的“称重计”实质上是一个电流表
B.载重车所受的重力越大,通过滑动变阻器的电流越大
C.载重车所受的重力越大,“称重计”的示数越大
D.电路中的R0完全可以用导线代替
5.如图甲所示,是小南设计的测量物体重力的电子秤,电源电压为3V,R0是阻值为100Ω的定值电阻,R是压力敏感电阻,其阻值随压力变化如图乙所示,R能承受的最大压力是400N,O是杠杆支点,OA∶OB=3∶1,托盘、杠杆和压杆质量不计。下列选项正确的是( )
A.物重越小,电压表的示数越大 B.R承受的压力为350N时,R0的功率为0.09W
C.电压表的最大示数是2V D.电压表示数为1V时,物重是250N
6.如图是小南设计的重力测量仪原理图,电源电压保持不变,忽略灯泡电阻的变化,保证电路元件都安全,闭合开关S后,当载物台上物体重力越大时,下列说法正确的是( )
A.电压表的示数越小 B.小灯泡L的亮度越亮
C.电路消耗的功率越大 D.电压表和电流表的比值越大
7.如图所示,是某款电子秤的原理图,称量时把物体挂在挂钩上,秤的表盘由电压表改装而成。下列判断正确的是( )
A.物体的质量越大,电压表的示数越小
B.物体的质量越大,电压表的示数越大
C.物体的质量越大,通过R0的电流不变
D.物体的质量越大,通过R0的电流越大
8.防触电是衡量电热水器性能的重要指标,其原理是:当给内胆中的水加上电压时,隔电墙会自动调整水流路径的长度和直径,增加水流电阻,从而把电流降低至人体安全电流以下。为合理设计防触电装置,某研究小组设计了如图甲所示的电路来测量内胆中自来水电阻的变化。测得圆柱形的横截面积S=1.2×10-3m2和两电极间的距离l,将自来水灌满此容器,水柱长l=0.4m,水的密度为1.0g/cm3。改变两电极间的距离l,测量25℃时水柱在不同长度l时的电阻Rx,将水温升到50℃,重复测量,绘出25℃和50℃时水的Rx-l图像,分别如图乙中图线Ⅰ、Ⅱ所示。将单刀双掷开关接通线路2,此时电压表V2的示数为U2,再将单刀双掷开关接通线路1,此时电压表V1的示数为U1,电阻箱示数为R,定值电阻的阻值R1=R2=R,电源提供电压恒定不变。下列说法正确的是( )
A.绝缘圆柱形容器中的水的质量为0.84kg
B.由实验结果可知,水的电阻随温度升高而增大
C.则水柱的电阻
D.电源电压U=0.5U1
9.图甲为一款测量液体密度的装置设计图。电源电压为12V,R0为一定值电阻,MN间是足够长的轻质导线,金属棒竖直固定且粗细均匀。一弹簧上端固定,滑片P固定在弹簧下端,与金属棒之间无摩擦且接触良好。已知金属棒接入电路的阻值R与弹簧所受拉力F的关系如图乙所示。容积为的小桶通过轻绳挂在弹簧下端,闭合开关S,桶内未装液体时,电流表示数为0.2A;测量密度时,需在桶内装满待测液体,通过读取电流表示数可得出液体密度。(不计弹簧、滑片及小桶的质量)下列选项说法正确的是( )
①闭合开关S,向桶内缓缓注入液体,此过程中电流表的示数增大
②电路中定值电阻R0的阻值为10Ω
③当桶内装满某种液体时,电流表的示数为0.3A,该液体的密度
④电路中的电源使用一段时间后,电源电压降低。用此装置测量液体密度时,若仍将电源电压视为12V,会导致所测液体的密度偏大
A. ①②③ B.③④ C.①②④ D.②③④
10.在青少年科技创新大赛中,小一制作了一个水位仪,其内部简化结构如图甲所示。一根轻质绝缘细杆上端与滑片P固定,下端与边长为10cm的正方体木块M相连,木块M放在足够高的圆柱形容器内。未注水时,滑片P刚好在滑动变阻器R1的最下端,现向容器中缓慢注水,滑片P随M的浮动在滑动变阻器R1上滑动,滑片P始终没有离开R1。R1的电阻大小与自身长度成正比,定值电阻R2的电功率与注水深度H的关系如图乙所示(不计绝缘杆、滑片的体积和自重及滑片处的摩擦力)。已知电源电压恒为18V,电压表选用0~15V测量范围,水的密度为,以下说法正确的是( )
A.的阻值为B.每滑动,滑动变阻器电阻值变化
C.电路安全范围内,注水的最大深度为D.正方形木块的密度为
二、填空题
11.如图甲可测量水流对物体的冲击力,电源电压恒为3V,电流表量程为0∼0.6A,电阻丝MN长10cm、阻值为,其阻值与长度成正比;水平光滑杆AB上套有弹簧、滑块,弹簧每受到1N的拉力伸长1cm;弹簧左端固定,右端连接滑块,滑块与滑片P、物体Q通过竖直硬杆相连,滑片P与电阻丝接触良好。水流冲击力为零时,P与M端接触,电流表刚好满偏,此时电阻R0消耗的电功率为___________W;当电流表示数为时,水流的冲击力为___________N;小明设计了如图乙所示的电路,电压表接“”的量程,若把电压表的刻度盘改装成能直接读出水流冲击力的“冲力表”,则该“冲力表”的分度值为___________N。
12.物理科技小组设计了一个测量物体重力的模拟装置,其工作原理如图所示。OAB为水平杠杆,OB长1m,O为支点,OA:AB=1:4,平板上物体所受重力大小通过电流表读数显示。R0为定值电阻,电流表的量程是0~0.6A,压力传感器R固定放置,R的阻值随所受压力F变化的关系如表格所示。平板、压杆和杠杆的质量均忽略不计。
F/N
0
4
8
12
16
20
24
28
R/Ω
70
60
50
40
30
20
10
0
(1)平板上所放物体重力分别是80N和100N时,闭合开关S,电流表的示数分别为0.3A和0.4A,定值电阻R0的阻值______Ω,电池组电压U0=______V;
(2)电池组用久后电压变小为U1,这时平板上物体重110N时,电流表读数为0.36A,求该装置能测量的最大重力______。
13.如图所示是简易电子秤的原理图,电源电压恒为4.5V,定值电阻。当开关S闭合后,称量的物体质量越大,电压表的示数______(选填“越大”或“越小”);当秤盘上放置质量为2kg的物体时,滑片P刚好位于滑动变阻器R的a点,电压表的示数为2V,则此时变阻器R接入电路的阻值是______。
14.综合实践活动中,同学们设计了一种测量液体密度大小的装置,主要结构如图甲所示,从电流表指针所指的刻度就可以知道液体密度的大小。已知电源电压恒定,为定值电阻,电流表量程为,AB是长为,阻值为的电阻丝,其阻值与长度成正比。每次测量时,在小桶内倒入体积恒为的待测液体后,弹簧增加的弹力F与滑片P向下移动的距离x的关系如图乙所示。托盘上的小桶中无液体时,滑片P恰好位于电阻丝最上端A处,闭合开关,电流表的示数为。当小桶内倒入水时,电流表的示数为。(不计一切摩擦,g取)
(1)根据题中信息计算出电源电压与定值电阻的阻值。(写出必要的文字说明、表达式及最后结果)
(2)若其它条件不变,只去掉电流表,换成用电压表(量程为)的示数来显示液体密度的大小,要求液体密度越大,电压表示数也越大,那么应将电压表与__________并联。在图丙中接入电压表后,与原装置相比,该装置所能测量的密度范围将__________。
三、实验题
15.在物理跨学科实践活动课上,小硕和同学利用所学的电学知识,自制设计了电子秤的原理图,如图所示。它利用电压表的示数来表示物体的质量。托盘、轻弹簧上端和金属滑片固定一起,托盘和弹簧的质量不计。已知电源电压,电阻,电阻,电压表的量程为。
(1)电路设计:要使电子秤能正常工作,应将触点______与触点______连接;
(2)故障排除:小硕在正确完成电路连接后闭合开关S,改变托盘中物体的质量,发现电压表有示数,但始终不变,发生故障的原因可能是______;
A.断路 B.短路
C.电压表短路 D.金属滑片P处断路
(3)刻度调试:
①调零。在托盘中无物体时使金属滑片P处于最上端,此时电压表的示数为零;
②标度。每次向托盘中增加100g的砝码在电压表指针所指位置的刻度盘上标出相应的质量值。当将1kg的物体放在托盘中,金属滑片P刚好指在距上端四分之一处如图所示,则“1kg”应标在电压表______V的位置上。该电子秤能测量的最大质量是______kg,应标在电压表______V的位置上;
(4)发现问题:小硕在标示电子秤刻度时,同组的同学发现电子秤的刻度不均匀。请解释其中的原因:______。
16.小明在家中找到了一根金属丝,利用自己所学的物理知识对它进行了研究:
(1)如图1所示,用刻度尺量其长度为________;如图2所示,用天平测出其质量为____;若用排水法测出其体积为1cm3,则该金属丝的密度为_________________。
(2)小明接着测金属丝的电阻,接线时开关应处于___(选填“断开”或“闭合”)状态,滑动变阻器滑片应移到___(选填“A”或“B”)端。图3中C线和D线应分别接在电压表的___和___(选填“﹣”、“3”或“15”)接线柱上。
(3)接线无误且闭合开关后,移动滑动变阻器滑片,当电压表的示数为1.4V时,电流表的示数如图4所示为____,则该金属丝的电阻为___Ω。再测一组数据时,发现电压表的示数变大,说明滑动变阻器的滑片是向___(选填“A”或“B”)端移动。
(4)小明又设计了一种方法来测金属丝的电阻,将金属丝和一定值电阻R0接入如图5所示电路,当电流表A1的示数为电流表A2的示数n倍时,金属丝的电阻Rx=__R0。
17.物理兴趣小组为了“测量液体的密度”,设计了如图甲所示的实验装置。特制容器底部是一个压敏电阻R(厚度不计),通过导线与电路相连,电压恒为12V,定值电阻 ,电流表的量程,压敏电阻R上表面涂有绝缘漆,其阻值随所受液体压强的大小变化关系如图乙所示,工作时容器底部始终保持水平。(,g取10N/kg)
(1)闭合开关,电流表示数为0.08A,缓慢向容器内注水,电流表示数将____(填“变大”“变小”或“不变”),注入深度为50cm的水时,水对压敏电阻的压强是_____Pa,电流表示数为_______A。
(2)断开开关,将水倒出,擦干容器,置于水平操作台上,注入深度为50cm的待测液体,闭合开关,电流表示数为0.24A,则待测液体的密度_______水的密度,该液体的密度是________。
(3)若注入待测液体时俯视读数,该液体密度的测量值________真实值。
四、计算题
18.如图甲为一款电子液体密度计的简化原理图,其中电源电压6V,R为力敏电阻(受到的拉力F与电阻R的关系如图乙所示),电流表量程为0~0.6A,配有玻璃砝码重0.25N,体积是10﹣5m3,使用时,将玻璃砝码浸没在被测液体中,并悬挂在力敏电阻R的下方,通过电流表示数即可推算测得被测液体的密度。求:
(1)玻璃砝码的密度;
(2)该电路中,R允许的最大拉力。
19.北京冬奥会期间超1000辆氢能源汽车投入运行。如图所示为某型号氢能源汽车的自动测定液态氢含量的电路原理图,其中电源电压恒为18V,R0为定值电阻。A为液态氢含量表(实际是一只量程为0∼0.6A的电流表,燃料箱容量为50L,装满液态氢时,电流表满偏),Rx为压敏电阻,其阻值与燃料箱内的液态氢体积的关系如下表所示,燃料空箱质量为1kg。(一定条件下液态氢密度为0.07×103 kg/m3,g=10N/kg)
(1)求定值电阻R0的阻值;
(2)若压敏电阻的受力面积为0.3m2,该电阻受到的压强为143Pa时,此时整个电路消耗的电功率多大?
(3)若燃料箱装满液态氢时,要使对应的电流表示数为0.5A,试通过计算说明可以采取的具体措施。
压敏电阻与液态氢体积关系:
燃料箱中液态氢的体积V/L
0
10
20
30
40
50
对应的压敏电阻阻值Rx/Ω
120
100
80
60
40
20
20.随着人们生活水平不断提高,私家车已日益普及。图甲是一种测量小汽车油箱内油量的装置原理图,它主要由电源、压敏电阻R(电阻随所受压力的变化而变化)、油量表(实质上是电流表)等组成电路,油量表的量程为0-0.15A。压敏电阻R在一定范围内的阻值与所受压力的关系如图乙所示,油箱位于压敏电阻上方,电源电压为12V。当油箱中的油全部消耗完时,电流表的示数为0.04A。试问:(汽油的密度为0.7g/cm3,g取10N/kg)
(1)油箱受到的重力为多少?
(2)当油箱中加入40L的汽油时,电流表的示数为多少?
(3)该油箱最多能加入汽油的质量为多少?
五、综合题
21.为减少碳排放,我国大力推行混合动力汽车和电动汽车。汽车上的很多元件都涉及物理知识,比如控制速度的“油门”系统、刹车系统、转向灯、油量表、速度表等。
(1)电动汽车中电动机的转速由电流大小控制,工作原理如图甲。利用旋钮变阻器实现对转速的控制,图中O、E、F为变阻器的三个接线柱。驾驶员踩下“油门”电路中变阻器阻值减小,电流变大而加快电动机的转速,用笔画线代表导线将旋钮变阻器接入电路M、N处__________;
(2)如图乙是能测定汽车油箱内油量的装置原理图,其中压敏电阻在一定范围内的阻值与所受压力的关系如表所示,油箱质量忽略不计;
①根据原理图乙组装电路,可供选择的器材有:恒压电源U1(电压3V)和U2(电压6V);电压表V1(量程)和V2(量程);定值电阻R1=10Ω、R2=50Ω。已知当油箱装满时,油箱对底部压敏电阻的压力正好为400N。为了实现当油箱装满时,油量表能达到满偏,以上器材选择的最佳组合为 _____(填字母);
A.U1、V1、R1B.U1、V2、R2C.U2、V1、R1D.U2、V2、R2
压力F/N
0
50
100
200
300
400
电阻R/Ω
80
60
40
30
20
10
②合理选择好器材后,发现当油箱内汽油为30L时,电压表的示数为2V。若用水来做该实验,则和汽油对比,相同体积情况下,油量表示数变_____(已知汽油密度比水小);若考虑油箱质量,则油量表示数会偏_____(以上两空均选填“大”或“小”)。
22.阅读短文,回答问题。
可探究的科学问题
日常生活、自然现象中有许多现象会让我们产生疑问,把疑问陈述出来,就形成了问题,但不一定是科学问题。像个人爱好、道德判断、价值选择方面的问题都不属于科学问题。比如,“哪种品牌的运动鞋更好?”“为减少污染和交通拥堵,应该限制小汽车的使用吗?”等都不属于科学问题。
科学问题是指能够通过收集数据而回答的问题。例如,“纯水和盐水哪一个结冰更快?”就是一个科学问题,因为你可以通过实验收集信息并予以解答。并不是每一个科学问题都可以进行探究,当问题太泛化或太模糊,就难以进行科学探究,比如“是什么影响气球贴到墙上?”。一般而言,可以探究的科学问题描述的是两个或多个变量之间的关系,其中的变量必须是可检验的。也就是说,可以探究的科学问题中的因变量和自变量都是可以观察或测量的。例如,“增加气球与头发的摩擦次数会改变气球贴在墙上的效果吗?”,在这个问题中,气球与头发的摩擦次数是自变量,气球贴在墙上的效果是因变量,我们通过改变自变量就可以检验因变量怎样变化。
一个可探究的科学问题可以有不同的陈述方式,常见的陈述方式有下列三种。方式一:某个变量影响另一个变量吗?例如,物体的质量影响物体受到的重力吗?方式二:如果改变某个变量,另一个变量会怎样变化?例如,如果增大物体浸入液体的体积,物体受到的浮力会增大吗?方式三:一个变量跟另一个变量有关吗?例如,液体压强与液体密度有关吗?
科学探究的过程是围绕可探究的问题展开的,正是由于有了可探究的科学问题,才能使探究过程具有明确的方向。
(1)下列问题中属于可以探究的科学问题的是______;(多选)
A.哪种类型的音乐更好?B.小灯泡的亮度与灯丝的电阻有关吗?
C.应该鼓励市民乘坐公共交通出行吗?D.为什么经常玩手机会导致视力下降?
E.改变金属导体两端的电压,导体的电阻会改变吗?
(2)如图所示,闭合开关后,电流表指针有明显偏转;用酒精灯对金属线圈加热,发现电流表示数发生了变化。请根据以上现象提出一个可探究的科学问题:____________。
试卷第1页,共3页
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参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
C
B
B
C
C
D
BC
C
A
C
1.C
【详解】解答:A. 由图乙可知,压敏电阻R2的阻值变化范围为0∼500Ω,故A错误;
B. 当托盘内物体的质量为零时,压敏电阻R2=500Ω,则电路总电阻:R=R1+R2=100Ω+500Ω=600Ω,此时电路中的电流:I==0.01A,当托盘内物体的质量为1000g时,压敏电阻阻值是0Ω,则电路总电阻:R′=R1+R′2=100Ω+0Ω=100Ω,此时电路中的电流:I′==0.06A,所以,电路中电流的变化范围为0.01A∼0.06A,故B错误;C. 当电路中电流I1=0.02A时,电路总电阻:R总==300Ω,则压敏电阻R2的阻值:R2=R总−R1=300Ω−100Ω=200Ω,由图乙可知,当R2=200Ω时,托盘内物体的质量为600g,故C正确;D. 当托盘内物体质量为400g时,由图乙可知,R2″=300Ω时,则电路总电阻:R′总=R1+R2″=100Ω+300Ω=400Ω,此时电路中的电流:I2==0.015A,故D错误.故选C.
点睛:由图乙可知,压敏电阻R2的阻值变化范围;根据串联电路电阻特点和欧姆定律求出电路中电流的变化范围;结合图象,根据欧姆定律、串联电路电阻特点求出托盘内物体的质量和电流表的示数.
2.B
【详解】滑动变阻器R和定值电阻R0串联在电路中,并且R0相当于一个定值电阻接入电路中,电压表测R上半部分电压,电流表测电路中电流,闭合开关S,将秤盘上增加重物后,滑片下移,电路中总电阻不变,根据I=电路中电流不变,即电流表示数不变;由U=IR,电压表所测部分电阻增大,所以电压表示数变大, 电压表与电流表示数之比变大,所以ACD错误,B正确.故选B.
【点睛】分析电路的连接方式,判断电流表和电压表测哪个电路元件的电流和电压,进一步根据欧姆定律判断电流和电压的变化.
3.B
【详解】由电路图可知,电路为滑动变阻器的简单电路,电压表测滑片右侧部分电阻两端的电压,电流表测电路中的电流,因电压表的内阻很大、在电路中相当于断路,所以,当物体M向右移动时,电路中的总电阻不变,滑片右侧部分的电阻变小,由可知,电路中的电流不变,即电流表的示数不变;由可知,滑片右侧部分电阻两端的电压变小,即电压表的示数变小,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
4.C
【详解】A.由电路图可知,电阻R0与滑动变阻器R串联,称重计并联在R两端,所以它是由电压表改装而成的,故A错误;
B.由电路图可知,载重车的重力越大,滑片向下移动的距离越大,滑动变阻器R接入电路的阻值越大,由欧姆定律可知,电路中电流越小,串联电路中电流处处相等,所以通过滑动变阻器的电流越小,故B错误;
C.载重车所受重力越大,滑动变阻器连入电路中的电阻越大,根据串联电路的分压特点可知,滑动变阻器分担的电压越大,电压表示数越大,即“称重计”示数越大,故C正确;
D.秤的水平台面上没有重物时,滑动变阻器的滑片P在a端,如果电路中的R0用导线代替,会造成电源短路,会烧坏电源,因此电路中的R0具有保护电路的作用,不能用导线代替,故D错误。故选C。
5.C
【详解】A.根据杠杆平衡条件可得G•OB=F•OA,则物重越小时,压力敏感电阻受到压力越小,由图象可知,压力敏感电阻R的阻值随压力F的增大而变小,则敏感电阻R的阻值增大,根据串联电路的分压特点可知,压力敏感电阻两端的电压变大,则定值电阻R0两端的电压减小,即电压表示数减小,故A错误;
B.R承受的压力为350N时,R接入电路中的阻值为100Ω,定值电阻R0和压力敏感电阻R串联,此时电路中的电流
R0的功率
P0=I2R0=(0.015A)2×100Ω=0.0225W
故B错误;
C.由图象可知,F1=0,R'=450Ω,F2=50N,R''=400Ω,代入R=aF+b可得
450=a×0+b
400=a×50+b
解得a=-1,b=450,则R=-F+450Ω,所以当最大压力为400N时,代入可得
R1=-400+450
解得R1=50Ω, 此时电路中的电流
定值电阻R0两端的电压
U0′=I′R0=0.02A×100Ω=2V
即电压表示数为2V,故C正确;
D.电压表示数为1V时,电路中的电流
此时电路中的总电阻
根据串联电路的总电阻等于各用电器的电阻之和可得,压力敏感电阻的阻值
R2=R总-R0=300Ω-100Ω=200Ω
代入关系式R=-F+450Ω可得F3=250N, 由题知,ABO为一水平杠杆,O为支点,OA∶OB=3∶1, 根据杠杆平衡条件可得
F3×OA=G'×OB
即
250N×3=G'×1
解得G=750N,故D错误。
故选C。
6.D
【详解】A.电路为串联电路,电压表测量滑动变阻器两端电压,当载物台上物体重力越大时,对载物台的压力越大,弹簧被压缩的程度越大,滑片越往下移,滑动变阻器连入电路的阻值越大,由串联分压的特点可知,滑动变阻器两端的电压越大,即电压表示数越大,故A错误;
B.当载物台上物体重力越大时,滑动变阻器连入电路的阻值越大,由可知,电路中电流减小,灯泡两端的电压也减小,由可知,灯泡的实际功率减小,所以亮度变暗,故B错误;
C.电源电压不变,电路中电流减小,由可知,电路消耗的功率越小,故C错误;
D.电压表和电流表的比值即为滑动变阻器连入电路的阻值,所以变大,故D正确。
故选D。
7.BC
【详解】由图可知,定值电阻和整个滑动变阻器串联,总电阻
无论滑片怎么移动,总电阻始终不变,电源电压不变,根据欧姆定律,电路中的总电流不变,因此通过的电流始终不变;电压表测量滑动变阻器滑片上端部分电阻两端的电压,物体质量越大,弹簧伸长越长,滑片向下移动,电压表测量的上端电阻阻值越大,由于电路电流不变,根据,被测电阻越大,电压越大,即电压表的示数越大,故BC正确,AD错误。
故选BC。
8.C
【详解】A.水的体积
由可知,水的质量
故A错误。
B.由图乙可知,相同长度l时,50℃对应的电阻(图线 Ⅱ)比25℃对应的电阻(图线 Ⅰ)小,所以水的电阻随温度升高而减小,故B错误。
CD.将单刀双掷开关接通线路1,电压表V1的示数为U1,电阻箱示数为R,因为电阻R1=R,由串联电路中电压的分配规律可知,电阻R1和电阻箱R两端的电压相同,所以电源电压U=2U1。
当单刀双掷开关接通线路2时,定值电阻R2和水电阻串联接入电路,电压表 V2测量定值电阻R2两端电压读数U2,由串联电路中电压的分配规律得
因为R2=R,所以
解得
故C正确,D错误。
故选C。
9.A
【详解】①分析电路可知,R0和变阻器R串联,电流表测电路中电流。闭合开关S,向桶内缓缓注入液体,此过程中滑片下移,变阻器R接入电路的阻值变小,则总电阻变小,根据,电流表的示数增大。故①正确;
②桶内未装液体时,弹簧所受拉力为零,由图乙可知,此时变阻器R接入电路的阻值为50Ω,总电阻为
则电路中定值电阻R0的阻值为
故②正确;
③当桶内装满某种液体时,电流表的示数为0.3A,此时总电阻为
此时变阻器接入电路的阻值
由图乙可知,此时弹簧所受拉力为0.4N,则液体重力为0.4N,则液体的密度为
故③正确;
④电路中的电源使用一段时间后,电源电压降低。用此装置测量液体密度时,若仍将电源电压视为12V,根据算出的总电阻偏大,则得到的变阻器R接入电路的阻值偏大,则得到的弹簧所受拉力偏小,则测得的液体重力偏小,根据可知,会导致所测液体的密度偏小。故④错误。
综上可得,故A正确,BCD错误。
故选A。
10.C
【详解】A.由电路图甲可知,R1与R2串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流。由图乙可知,当注水深度H在时,R2的电功率P2保持32.4W不变。这说明在此过程中,电路中的电流不变,电路总电阻不变,即滑动变阻器接入电路的电阻为0。此时,电路为R2的简单电路,根据电功率公式可得,R2的阻值为
故A错误;
B.由图乙可知,当水位为时,R2的电功率,此时电路中的电流
电路的总电阻
滑动变阻器接入电路的电阻
由乙图可知,此时滑片P移动的距离即M上升的距离为
故每滑动,滑动变阻器变化电阻值为
故B错误;
C.为保证电路安全,需满足电流表和电压表的测量范围。
①电流表安全,当R₁接入电路的电阻最小时(为0),电路中电流最大,为
因为,所以电流表始终是安全的。
②电压表安全,电压表测量R₁两端的电压U₁,其示数不能超过15V,根据串联电路分压规律,,即,
解得,即滑动变阻器接入电路的最大安全电阻为50Ω,滑片P需要移动的距离为
注水的最大深度
故C正确;
D.当注入水6cm时,M恰好漂浮,根据物体的浮沉条件可得,木块的重力为
木块的密度为
故D错误。
故选C。
11. 1.8 5 0.5
【详解】[1][2]由图甲可知,定值电阻R0与电阻丝串联,电流表测电路中的电流,P与M端接触时电阻丝接入电路中的电阻为零,电路为R0的简单电路,因为电流表的量程为0∼0.6A,所以电流表刚好满偏时电路中的电流为0.6A,此时电阻R0消耗的电功率
由欧姆定律可知,电阻R0的阻值
当电流表示数为0.3A时,电路中的总电阻
由串联电路的电阻特点可知,此时电阻丝接入电路的电阻
由电阻丝MN长10cm、阻值为,其阻值与长度成正比可知,电阻丝接入电路的长度
由弹簧每受到1N的拉力伸长1cm可知,此时水流的冲击力
[3]由图乙可知,定值电阻R0与电阻丝串联,电压表测电阻丝左侧电阻两端的电压,由于电压表在电路中相当于断路,因此电阻丝全部接入电路,由串联电路的电阻特点可知,此时电路中的总电阻
电路中的电流
因为电压表的量程为0∼3V ,所以电压表的分度值为,由欧姆定律可知,电压表之间电阻丝两端的电压为时这部分电阻丝的阻值
由电阻丝MN长10cm、阻值为,其阻值与长度成正比可知,电阻丝接入电路的长度
由弹簧每受到1N的拉力伸长1cm可知,“冲力表”的分度值
12.(1) 10 12
(2)130
【详解】(1)[1][2]从表格可知,作用在压力传感器R上力为4N时,电阻R是60Ω;分析数据可知,当F每增大4N时,电阻R减小10Ω,因为电阻的最大值为70Ω,所以归纳得电阻R随压力F变化的函数关系式
根据杠杆的平衡条件可知,GlOA=FlOB,即lOA∶lOB=1∶5,当G=80N,F=16N,R=30Ω,I=0.3A;当G=100N,F=20N,R=20Ω,I=0.4A;根据欧姆定律可得
U=0.3A×(30Ω+R0) ①
U=0.4A×(20Ω+R0) ②由①②解得U0=12V,R0=10Ω。
(2)电池组电压U1=9V,最大电流Imax=0.6A,则最小总电阻R总min=15Ω,则
R=R总-R0=15Ω-10Ω=5Ω代入电阻R随压力F变化的函数关系式,解得传感器受到的最大压力Fmax=26N,则能测量的最大重力
Gmax=5Fmax=5×26N=130N
13. 越大 8
【详解】[1]由电路图可知,压力传感器电阻R与定值电阻R0串联,电流表测电路中的电流,电压表测量压力传感器电阻R两端的电压。称量时,质量越大,物体的重力越大,因水平面上物体的压力和自身的重力相等,所以,压力传感器所受的压力越大,由图可知,压力越大时,压力传感器的阻值越大,电路中的总电阻越大,由串联分压原理知道,电压表的示数越大。
[2]当滑片P刚好位于滑动变阻器R的a点时,根据题意可知,定值电阻两端的电压为
串联电路中电流处处相等,由欧姆定律可知,电路的电流为
则此时变阻器R接入电路的阻值为
14.(1),
(2) 定值电阻 变大
【详解】(1)由图甲可知,开关S闭合后,定值电阻与电阻丝的接入部分串联,电流表测量电路中的电流,小桶中无液体时,滑片在A端,电阻丝接入电阻最大RAB=36Ω,电路电流最小I小=0.15A,由串联电路规律及欧姆定律可知,电源电压
U=I小(R0+RAB)所以
U=0.15A×(R0+36Ω) ①当小桶内倒入水时;电路电流I水=0.3A,
G水=m水g=ρ水V水g=1.0×103kg/m3×20×10-6m3×10N/kg=0.2N由图甲可知,弹簧增加的弹力
F=G水=0.2N由乙图可知,滑片P向下移动的距离x=10cm,由AB是长为L=18cm、阻值为RAB=36Ω的电阻丝,其阻值与长度成正比可得,电阻丝的接入电阻
由串联电路规律及欧姆定律可知,电源电压
U=I水(R0+R水)
代入数据可知
U=0.3A×(R0+16Ω) ②联立①②解得U=6V,R0=4Ω。
(2)[1][2]由题知,电流表的量程是0~0.6A,图甲电路中的最大电流I最大=0.6A,此时电阻丝连入电路的阻值最小,弹簧增加的弹力F最大,小桶中装入待测液体重力最大,液体密度最大;利用电压表(量程0~3V)示数来显示液体密度大小,其它条件不变,当同体积的液体密度越大,质量最大,液体重力也最大,弹簧增加的弹力最大,电阻丝连入电路的阻值最小,根据串联电路的分压原理知,此时电阻丝分得电压最小,定值电阻R0两端电压最大,所以要实现液体密度越大,电压表示数也越大,电压表应并联在R0两端,当电路中电流达到最大I最大=0.6A时,电压表示数
UV=U0最大=I最大R0=0.6A×4Ω=2.4V2.4V<3V,所以,接入电压表与原装置相比,所能测量密度的最大值变大。
15.(1) 1 2
(2)D
(3) 1 4 2
(4)见解析
【详解】(1)[1][2]要使电子秤能正常工作(质量大小变化时,引起连入电阻变化、电压表的示数变化),应将点“1”与点“2”连接。
(2)发现电压表有示数,但始终不变,说明原因有:电路某处开路或短路,即短路或金属滑片P处断路时电压表测电源电压示数不变,而断路、短路、电压表短路时电压表均无示数,所以发生故障的原因可能有金属滑片P处断路,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
(3)[1][2][3]当将1kg的物体放在托盘中,金属滑片P刚好指在距上端处时,连入电阻
电路中的电流
两端的电压
电压表的刻度是均匀的,该电子秤能测量的最大质量是4kg,应标在电压表2V的位置上。
(4)由上题可知,两端的电压
即与与的关系不是成正比的,反映在刻度上是不均匀的。
16. 6.19cm 5.6g 5.6g/cm3 断开 B 3 0.28A 5 A
【详解】(1)[1]刻度尺的分度值是1mm,读数时要估读到分度值的下一位,读数应为6.19cm。
[2]天平读数分为两部分,砝码加游码,而且游码读数以左侧边缘对齐的刻度线为准,游码对应刻度值为0.6g,金属丝的质量为
m=5g+0.6g=5.6g
[3]根据密度计算公式,该金属丝的密度
该金属丝的密度为5.6g/cm3。
(2)[4][5]为保护电路安全,连接电路过程中,开关保持断开,滑动变阻器调到最大值,即B端。
[6][7]干电池电压1.5V,2节干电池做电源共3V,因此电压表选择0~3V的量程,另外电压表应保证电流从正接线柱流入负接线柱流出,C线接“-”接线柱,D线应接“3”接线柱。
(3)[8]电流表为0~0.6A的量程,分度值为0.02A,读数应为0.28A。
[9]根据欧姆定律
可计算得电阻为5Ω。
[10]滑动变阻器和电阻串联,电压表示数变大,则滑动变阻器两端电压变小,根据串联电路分压规律可知,定值电阻滑动变阻器变小,说明滑动变阻器的滑片向A端移动。
(4)[11]如图,金属丝和定值电阻并联,电流表A1测量通过金属丝的电流,电流表A2测量通过定值电阻的电流;根据并联电路分流关系可知,通过两电阻的电流与电阻成反比,
所以,当电流表A1的示数为电流表A2的示数n倍时,即电阻丝Rx和R0电流之比为n∶1,则电阻比为1:n,即
17. 变大 5×103 0.3 小于 0.7×103 小于
【详解】(1)[1]开关S闭合,、串联,电流表测电路电流,缓慢向容器内注水,水深增大,水密度一定,由可知,水对杯底压敏电阻压强增大,由图象乙可知,水对杯底压敏电阻压强越大,压敏电阻R阻值越小,一定,根据串联电路电阻特点可得,电路总电阻越小,电源电压一定,由可知,电路电流变大,则电流表示数变大。
[2]当注入深度为50cm的水时,此时水对杯底压敏电阻压强
[3]水对杯底压敏电阻压强为5000Pa时,由图象乙可知,此时压敏电阻R阻值为20Ω,电路总电阻
此时电路电流
(2)[4]由题意,倒入深度仍为50cm的待测液体,电流表示数为0.24A<0.3A,可知电路电流变小,由可得,电路总电阻变大,根据串联电路电阻特点可得,压敏电阻变大,由图象乙可知,该液体对压敏电阻压强减小,该液体深度和水深相同,由可得,该液体密度小于水的密度。
[5]当电流表示数为0.24A,则此时电路总电阻为
此时压敏电阻
由图象乙可知,此时液体对压敏电阻压强为
则液体密度,由得
(3)[6]若注入待测液体时俯视读数,则液体实际深度较小,液体对压敏电阻压强变小,由可知,该液体密度的测量值变小。
18.(1)2.5×103kg/m3;(2)0.20N
【详解】解:(1)玻璃砝码的质量
体积
V=10﹣5m3
玻璃砝码的密度
(2)电流表量程为0~0.6A,电路中允许通过的最大电流
Imax=0.6A
电源电压
U=6V
所以由欧姆定律可知,R的最小值
根据图乙可知,R允许的最大拉力
Fmax=0.20N
答:(1)玻璃砝码的密度为2.5×103kg/m3;
(2)该电路中,R允许的最大拉力是0.20N。
19.(1)10Ω;(2)10.35W;(3)在电路中再串联一个6Ω的电阻
【详解】解:(1)已知燃料箱容量为50L,装满液态氢时,电流表满偏,示数为,根据可得电路总电阻为
由表中数据可知,当燃料箱装满液态氢时,压敏电阻阻值
根据串联电路的总电阻等于各分电阻之和可得,定值电阻的阻值为
(2)由得,燃料箱与燃料的总重力
由得,燃料箱与燃料的总质量
燃料的质量
由可知,燃料的体积
根据表格中的数据可以得到,此时对应的压敏电阻的阻值为
此时电路消耗的总功率为
(3)若燃料箱装满液态氢时,要使对应的电流表示数为,此时电路中的最大电阻为
液态氢装满时,压敏电阻受到的压力不变,它的电阻不变,所以更换一个定值电阻即可,此时定值电阻的阻值为
所以,应该在电路中再串联一个的电阻。
答:(1)定值电阻R0的阻值是10Ω;
(2)若压敏电阻的受力面积为0.3m2,该电阻受到的压强为143Pa时,此时整个电路消耗的电功率是10.35W;
(3)若燃料箱装满液态氢时,要使对应的电流表示数为0.5A,在电路中再串联一个的电阻。
20.(1)70N;(2)0.08A;(3)43kg
【详解】解:(1)当油箱中的油全部消耗完时,电流表的示数为0.04A,此时压敏电阻R的阻值为
有乙图可知,油箱此时的重力为70N。
(2)当油箱中加入40L的汽油时,汽油的重力为
则此时压敏电阻R上方压力为
有乙图可知,此时R的阻值为150Ω,则电流表的示数为
(3)由于油量表的量程为0-0.15A,故当电流表示数为0.15A时,此时R的阻值最小,油箱的总重最大,加入油箱的汽油最多。故当电流为0.15A时,电阻R的阻值为
有乙图可知,油箱此时的总重力为500N,则内部含有汽油为
则汽油的质量为
答:(1)油箱受到的重力为70N;
(2)当油箱中加入40L的汽油时,电流表的示数为0.08A;
(3)该油箱最多能加入汽油的质量为43kg。
21. C 小 大
【详解】(1)[1]驾驶员踩下“油门”,电路中变阻器阻值减小,即电阻器连入电路的有效长度减小,则应把O、E接入电路,如图所示
(2)[2]①当油箱装满时,油箱对底部压敏电阻的压力正好为400N,由表格数据可知,压敏电阻的阻值为10Ω,乙图中,电阻R0和压敏电阻R串联,根据串联电路的分压原理可知,电阻R0和压敏电阻R两端的电压都不为零,为了实现当油箱装满时,油量表能达到满偏,所以电源电压应大于电压表的量程,即选择电源U2和电压表V1。根据串联电路的分压原理可知,定值电阻的阻值与油箱装满时压敏电阻的阻值大小相等,即选择定值电阻R1,综上可知,器材选择的最佳组合为C。
故选C。
[3]②若用汽油来做该实验,和水对比,相同体积情况下,汽油的重力小于水的重力,则压敏电阻接入电路的阻值变大,根据串联电路电阻规律结合欧姆定律可知此时通过电路的电流变小,根据可知油量表示数变小。
[4]若考虑油箱质量,和不考虑油箱质量对比,压敏电阻受到的压力变大,压敏电阻接入电路的阻值变小,根据串联电路电阻规律结合欧姆定律可知此时通过电路的电流变大,根据可知油量表示数变大。
22.(1)BE
(2)温度会影响金属导体的电阻大小吗?
【详解】(1)A.哪种类型的音乐更好?属于个人爱好,不属于科学问题,故A不符合题意;
B.小灯泡的亮度与灯丝的电阻有关吗?电阻是自变量,灯泡亮度是因变量,我们通过改变自变量就可以检验因变量怎样变化,属于科学问题,故B符合题意;
C.应该鼓励市民乘坐公共交通出行吗?问题太泛化,难以进行科学探究,所以不属于科学问题,故C不符合题意;
D.为什么经常玩手机会导致视力下降?问题太泛化,难以进行科学探究,所以不属于科学问题,故D不符合题意;
E.改变金属导体两端的电压,导体的电阻会改变吗?金属导体两端的电压是自变量,导体的电阻是因变量,我们通过改变自变量就可以检验因变量怎样变化,属于科学问题,故E符合题意。
故选BE。
(2)酒精灯对金属线圈加热,即改变金属线圈的温度,电流表示数发生了变化,说明电路中电流大小发生改变,由欧姆定律可知,金属线圈的电阻发生改变,故科学问题为:温度会影响金属导体的电阻大小吗?
答案第1页,共2页
答案第1页,共2页
学科网(北京)股份有限公司
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