内容正文:
12月物理练习
一、单选题(每题2分,共24分)
1. 下列物理量最接近实际的是( )
A. 人体的安全电压是 B. 人体的电阻约为
C. 家用电冰箱工作时电流约为 D. 日光灯工作时的电流约为
【答案】D
【解析】
【详解】A.电压越高越危险,人体安全电压为不高于36V,故A不符合题意;
B.人体电阻约为,故B不符合题意;
C.家用电冰箱额定功率约为200W,家庭电路电压,由得电冰箱的电流为 ,故C不符合题意;
D.日光灯额定功率约为20W,由得电流为 ,与0.1A接近,故D符合题意。
故选D。
2. 小明用如图所示的器材探究“影响电阻大小的因素”。a、b为长度一样的镍铬合金丝,b比a的横截面积大。关于此实验,下列说法正确的是( )
A. 小灯泡越亮,表示接入的合金丝电阻越大
B. 为了准确比较两条合金丝的电阻,可用电流表直接替换灯泡
C. 利用此装置能探究导体电阻大小和横截面积、长度的关系
D. 为了探究导体电阻大小与材料的关系,可只将a换为等粗的锰铜合金丝
【答案】C
【解析】
【详解】A.灯泡越亮,说明电路中电流越大,电路中电阻越小,接入的合金丝电阻越小,故A错误;
B.若用电流表直接替换灯泡,电路中电阻过小时可能导致电流过大,损坏电流表或电源。因此“用电流表直接替换灯泡” 的做法不可行,故B错误;
C.探究电阻大小与横截面积的关系:a、b 是长度相同、材料相同的镍铬合金丝,b 横截面积更大,可通过对比它们接入电路时的灯泡亮度,探究电阻与横截面积的关系。探究导体电阻与长度的关系:可通过改变同一根合金丝(如 a 或 b)的接入长度,观察灯泡亮度变化,探究电阻与长度的关系。因此,利用此装置能探究导体电阻与横截面积、长度的关系,故C正确;
D.探究电阻与材料的关系时,需控制长度、横截面积相同,材料不同。若只将 a 换为等粗的锰铜合金丝,意思是锰铜合金丝的横截面积与a相同,锰铜合金丝与 b 的横截面积不相同,因此该操作无法准确探究材料对电阻的影响,故D错误。
故选C。
3. 如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S,电路正常工作,过了一会儿,两个电表的示数都变大,则该电路中出现的故障可能是( )
A. L短路 B. L断路 C. R断路 D. R短路
【答案】A
【解析】
【详解】由图可知R与灯泡L串联,电压表测量R两端的电压,电流表测量电路电流;
A.如果灯泡L短路,电路电阻减小,电源电压不变,由欧姆定律知,电路电流增大,电流表示数增大;电压表测量电源电压,示数增大,故A符合题意;
B.如果灯泡L断路,整个电路断路,电流表、电压表均无示数,故B不符合题意;
C.如果电阻R断路,电流表无示数;电压表测量电源电压示数增大,故C不符合题意;
D.如果电阻R短路,电路电阻减小,电源电压不变,由欧姆定律知,电路电流增大,电流表示数增大;电压表同时被短路,示数减小为0,故D不符合题意。
故选 A。
4. 压敏电阻的阻值是随所受压力的增大而减小的.小聪同学想设计一个通过电表示数反映压敏电阻所受压力大小的电路,要求压力增大时,电表示数增大.以下电路不符合要求的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】A.由电路图可知,压敏电阻与定值电阻R0并联,电流表测干路电流.当压力增大时,压敏电阻阻值减小,并联电路总电阻减小,根据可知,电源电压一定,干路电流增大,电流表示数增大,故A符合要求.
B.压敏电阻与定值电阻R0并联,电流表测通过压敏电阻的电流.当压力增大时,压敏电阻阻值减小,根据可知,电流变大,即电流表示数增大,故B符合要求.
C.压敏电阻与定值电阻R0串联,电压表测R0两端的电压.当压力增大时,压敏电阻阻值减小,根据串联分压原理,压敏电阻两端电压减小,所以定值电阻两端的电压增大,电压表示数增大,故C符合要求.
D.压敏电阻与定值电阻R0串联,电压表测压敏电阻两端的电压.当压力增大时,压敏电阻阻值减小,根据串联分压原理,压敏电阻两端电压减小,电压表示数减小,故D不符合要求.
【点睛】认清电路连接方式以及电表的作用是解答的关键.
5. 如图所示的电路中,电源电压不变,当开关S闭合,甲、乙两表都为理想电压表时,两表的示数之比;当开关S断开,甲、乙两表都为理想电流表时,两表的示数之比是( )
A. 2∶5 B. 5∶2 C. 2∶3 D. 1∶5
【答案】D
【解析】
【详解】当开关S闭合,甲、乙两表为电压表时,两电阻串联,甲电压表测电源的电压,乙电压表测两端的电压,已知
因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,两电压表示数之比
故
由分压原理有
当开关S断开,甲、乙两表为电流表时,两电阻并联,电流表甲测通过支路的电流,电流表乙测干路电流,由分流原理,通过两电阻的电流分别为
故,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
6. 如图所示电路,电源电压保持不变,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器。闭合开关S后,滑动变阻器的滑片P从a端向b端移动的过程中,下列判断正确的是( )
A. 电流表A与电压表V2的示数均变大
B. 电流表A示数变小,电压表V2的示数不变
C. 电压表V2的示数与电压表V1的示数之差变小
D. 电压表V1的示数变化量与电流表A的示数变化量之比不变
【答案】D
【解析】
【详解】AB.由图可知,闭合开关S后,与串联,电流表测电路中的电流,电压表V1测两端的电压,电压表V2测电源两端的电压;滑片移动时,电压表V2的示数不变;滑动变阻器滑片P自a端向b端移动的过程中,接入电路中的电阻变小,电路中的总电阻变小,由可知,电路中的电流变大,即电流表A的示数变大,故AB错误;
C.由图电压表V2测电源两端的电压,所以示数不变,电压表V1测两端的电压,根据串联分压知识,因为滑片自a端向b端移动的过程中,接入电路中的电阻变小,即阻值变小,所以两端的电压也会变小,即电压表的示数变小,故电压表与电压表之差是在变大,故C错误;
D.电压表V1的示数变化量等于定值电阻两端电压的变化量,
则
即,所以电压表的示数变化量与电流表A的示数变化量之比不变,故D正确。
故选D。
7. 如图甲所示,已知电流表的量程为,电压表的量程为,滑动变阻器的规格为“”。闭合开关后,调节滑动变阻器的滑片P,得到电流表和电压表的示数关系如图乙所示(部分图像),在保证电路安全的前提下,下列说法正确的是( )
A. 滑动变阻器可以调到的最大阻值是
B. 滑动变阻器可以调到的最小阻值为
C. 电源电压为
D. 的阻值为
【答案】B
【解析】
【详解】CD.由图甲可知与串联,电压表测两端电压。由图乙可知当时,当时。根据串联电路电压规律和欧姆定律有:电源电压
电源电压
联立解得的阻值,电源电压,故CD错误。
B.电路允许的最大电流受滑动变阻器规格限制,为。
此时两端电压
两端最小电压
滑动变阻器最小阻值
故B正确。
A.电源电压为,小于电压表量程,滑动变阻器可接入最大阻值为其规格最大值,故A错误。
故选B。
8. 如图甲所示电路,闭合开关,将滑动变阻器的滑片从最右端滑至位置,电流表示数与两电压表示数的关系图像如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. 曲线①表示电流表A示数与电压表示数的关系
B. 电源电压为
C. 滑片P在位置时,灯泡两端电压为
D. 滑动变阻器最大阻值为
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图甲可知,滑动变阻器与灯泡串联,电压表测两端电压,电压表测两端电压。滑片从最右端滑至,接入阻值减小,电路总电阻减小,电流增大,两端电压增大,两端电压减小。故曲线①表示电流表示数与电压表示数的关系,曲线②表示电流表示数与电压表示数的关系,故A错误;
B.当时,由图乙可知,,电源电压,故B错误;
C.滑片在位置时,电路电流最大为,此时两端电压最小,由曲线②可知,由曲线①可知,灯泡两端电压为8V,故C错误;
D.滑片在最右端时,阻值最大,电路电流最小为,此时两端电压最大,由曲线②可知,滑动变阻器最大阻值,故D正确。
故选D。
9. 小明用如图电路探究“电流与电阻的关系”,电源电压不变。下表是实验数据,若第三次实验时将定值电阻的阻值由换为后就直接读电流表的示数,这个示数可能是( )
R/Ω
15
20
25
30
I/A
0.60
0.45
0.30
A. 0.25 B. 0.50 C. 0.32 D. 0.40
【答案】D
【解析】
【详解】由表格数据可知,实验控制定值电阻两端电压
当时,电流;将电阻换为后,电路总电阻变大,电源电压不变,由可知电流变小,即;
若调节滑动变阻器使电压表示数保持,则电流
未调节滑动变阻器时,定值电阻阻值变大,其分得电压变大,即,由可知此时电流
综上,,故选D。
10. 有一个铭牌模糊不清的定值电阻估计阻值约为500Ω左右,小明想利用实验室的器材测其阻值。提供的器材有两节干电池、学生电压表(量程为0-3V;0-15V)、学生电流表(量程为0-0.6A;0-3 A)、电阻箱R0(0-9999Ω、5A)和滑动变阻器(10Ω、1 A)各一个,开关、导线若干。下列四个设计方案中,能测出阻值的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】AB.阻值过大,电源电压较小,根据可知电路中电流会过小,电流表可能无法读数或者误差过大,AB选项中都用到电流表,所以不能测出阻值,故AB不符合题意;
C.电压表始终测电源电压,示数不变,所以不能测出阻值,故C不符合题意;
D.将电阻箱阻值调到较大的程度,闭合、时,电压表测电源电压,只闭合时,、串联,电压表测电压,根据串联分压原理列式可以得到阻值,故D符合题意。
故选D。
11. 图甲为天然气泄漏检测电路原理图,电源电压恒定,为定值电阻,气敏传感器两端的电压随天然气浓度变化的关系如图乙,下列描述两端的电压和电路中的电流随天然气浓度变化的关系图线中,可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】由图乙可知,气敏传感器两端的电压随天然气浓度增大而增大,由串联分压可知,两端的电压随天然气浓度增大,而逐渐减小;为定值电阻,两端的电压逐渐减小,由可知,通过的电流逐渐减小,电路中的电流随天然气浓度增大而减小,故ABD错误,C正确。
故选C。
12. 小明设计了一个电子量角器,电路如图所示,电流表的量程为,电压表的量程为为半圆弧电阻的圆心,金属滑片为半径,与半圆弧接触良好,半圆弧电阻的总电阻为,接入电路的电阻与指针旋转角度成正比,电源电压恒为,为电阻箱,此时电阻调节为。下列说法正确的是( )
A. 所测角度越大,电流表示数越小,电压表示数越小
B. 当电压表示数为时,量角器所测角度为
C. 为保证电路安全,此量角器所测角度的范围为
D. 将电压表表盘改装为角度指示盘,为满足测量角度范围最大,且精度最高,电阻箱的阻值应调节为
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图可知,半圆弧电阻与电阻箱串联,电压表测半圆弧电阻两端的电压,电流表测电路电流;增大,增大,总电阻增大,由可知电流表示数减小;由 可知电压表示数增大,故A错误;
B.当时,两端电压
电路电流
半圆弧电阻接入的电阻
由题意,得,故B错误;
C.电流表量程,则,即,解得;电压表量程,则,即,解得,对应角度范围,故C错误;
D.测量范围最大即可达(对应),此时电压表满偏且精度最高,满足,即,解得,故D正确。
故选D。
二、填空题(每空1分,共24分)
13. 如图所示,导体A和B同材料等长度,横截面积不同,则电阻RA______RB;将它们按图中连接后再连入电路中,电流IA______IB(均填“>”、“<”或“=”)。
【答案】 ①. < ②. =
【解析】
【详解】[1]导体A和B由同种材料制成、长度相同,由图可知A比B的横截面积大,由于导体的电阻与横截面积成反比,所以。
[2]A和B连接方式为串联,因串联电路中各处的电流相等,所以图中通过两导体的电流相等,即。
14. 定值电阻两端的电压由增大到时,通过它的电流变化了,则该定值电阻的阻值为_____,若定值电阻两端电压为,则该定值电阻的阻值为_____。
【答案】 ①. 10 ②. 10
【解析】
【详解】根据欧姆定律可知
定值电阻的阻值为 。
因电阻是导体本身的固有属性,与两端所加电压、通过的电流无关,故定值电阻两端电压为0V时,阻值仍为10Ω。
15. 如图甲所示,仅闭合开关S1,电压表示数如图乙;再闭合S2,两电流表的指针均如图丙所示。当S1、S2都闭合时,通过L1的电流为______A,灯L1两端的电压为______V;当仅闭合S1时,电流表A1的示数为______A。
【答案】 ①. 0.34 ②. 6 ③. 1.36
【解析】
【详解】[1][2]由图甲知,仅闭合开关S1,L1断路,只有L2连入电路中,电压表测电源电压;由图乙知,电压表使用的量程,分度值为0.5V,示数为6V,即电源电压为6V;由图甲可知,当S1、S2都闭合时,电流从正极流出,经过开关S1后分成两支路,一支通过L2,一支通过A2、L1、S2,汇合后经电流表A1回到电源负极,所以两灯是并联的;根据并联电路的电压特点可知,灯L1两端的电压等于电源电压6V;此时A1测干路电流,A2测L1支路的电流,根据并联电路的电流特点知,A1示数应大于A2示数,而两电流表的指针位置相同,所以A1使用量程,分度值为0.1A,示数为1.7A,即干路电流为1.7A;A2使用量程,分度值为0.02A,示数为0.34A,即通过L1的电流为0.34A。
[3]根据并联电路中干路电流等于各支路电流之和可得,通过L2的电流为
当仅闭合S1时,只有L2连入电路中,电流表A1的测L2的电流,因并联电路中各支路互不影响,所以通过L2的电流不变,即此时A1的示数为1.36A。
16. 如图所示是电阻R和灯泡L的I-U图象,若电阻R和灯泡L串联接在某一电源上时,电源电压为9V,则电路中的电流为______A;若将电阻R和灯泡L并联接在电压为6V的电源上,此时灯L的电阻为______Ω,干路电流为______A。
【答案】 ①. 0.6 ②. 7.5 ③. 1.4
【解析】
【详解】[1]电阻R和灯泡L串联接在某一电源上时,通过的电流相同,根据串联分压可知,此时电阻两端电压为6V,灯两端电压为3V,电路中的电流为0.6A。
[2][3]若将电阻R和灯泡L并联接在电压为6V的电源上,灯所在支路电流为0.8A,则灯L的电阻为
干路电流为
17. 两个定值电阻甲和乙,规格分别为“6V 0.3A ”和“4V 0.4A ”。将它们串联接入电路中,则它们两端的电压之比为_______ ,允许接入的最大电源电压为______V;将它们并联接入同一电路中,则通过它们的电流之比为________,此电路中的干路的最大电流为_______A。
【答案】 ①. 2:1 ②. 9 ③. 1:2 ④. 0.6
【解析】
【详解】[1][2]由题意知,甲电阻的阻值为
乙电阻的阻值为
将它们串联接入电路中,根据串联分压可知,它们两端的电压之比为
根据串联电路电流可知,在串联电路中电流处处相等,因此电路中允许通过的最大电流为0.3A,根据串联电路电压的特点和欧姆定律可知,允许接入的最大电源电压为
[3]将它们并联接入同一电路中,根据并联分流可知,通过它们的电流之比为
[4]根据并联电路电压的特点可知,各支路两端电压相等,因此两电阻两端的电压最大均为4V,根据并联电路电流的特点和欧姆定律可知,此电路中的干路的最大电流为
18. 如图所示的电路中,电源电压保持不变,电键闭合。当闭合电键时,电表示数变大的有______选填“A”、“”、“”、“V”;当变阻器的滑片P______移动时,电流表示数变化量等于电流表A示数变化量选填“向左”、“向右”或“向左或向右”。
【答案】 ①. A、 ②. 向左或向右
【解析】
【详解】[1]只闭合电键S1时,R1接入电路,电流表A和A2都测R1的电流,电压表测电源电压,再闭合电键S2时,R1、R2是并联,电流表A测干路电流,电流表A2测R1所在支路电流,电流表A1测R2所在支路,电压表V测电源电压,因此电流表A的示数变大,电流表A1在闭合S2前是0,闭合后有示数,因此电流表A1的示数变大,电流表A2都是测R1所在支路电流,保持不变,电压表V测电源电压,保持不变,因此电表示数变大的有A、A1。
[2]当变阻器R2的滑片移动时,R1支路不受影响,即R1支路的电流不变,电流表A1测R2所在支路电流,示数不变,电流表A测干路电流,在并联电路,干路电流等于各支路电流之和,无论滑片怎么移动电流表示数A1变化量等于电流表A示数的变化量。
19. 在如图所示电路中,只闭合开关时,电压表的示数为;只闭合开关时,电压表的示数为;、同时闭合时,电压表示数为。则、的大小关系为__________(选填“>”“=”或“<”)。若灯的电阻为,灯的电阻为,,则__________。
【答案】 ①. = ②. 3∶2
【解析】
【详解】[1]只闭合S1时,两个灯泡串联,电压表测量电源电压,所以电压表示数U1=U,S1、S2同时闭合时,灯泡L1短路,电路为灯泡L2的简单电路,电压表测量电源电压,则U3=U,则、的大小关系为。
[2]只闭合S2时,两个灯泡串联,电压表灯泡L2两端的电压,根据串联电路分压原理,所以电压表示数
则
20. 实际的电源都有一定的电阻,如干电池,我们可以把它看成是由一个电压为U、电阻为0的理想电源与一个电阻值为r的电阻串联而成,如图甲所示:
在图乙中,。当只闭合时,电流表读数;当只闭合时,电流表读数,把电源按图甲中的等效方法处理,电源的电阻______。
【答案】1
【解析】
【详解】当只闭合时,和电阻串联,电流表测电路电流,则电源电压 ①
当只闭合时,和电阻串联,电流表测电路电流,则电源电压 ②
联立①②,解得,。
21. 图甲是某同学设计的温度报警电路,电压U恒为12V,电阻、中,一只为热敏电阻,另一只为电阻箱,其中热敏电阻的阻值随温度变化的关系图线如图乙所示。报警电路要求:①输出电压随温度的升高而增大;②当输出电压达到或超过4V时,便触发报警器(未画出)报警。图中热敏电阻应为________(填“”或“”);若将电阻箱调至,则电路开始报警的温度为_________℃;使用一段时间后,电源电压会降低,为不改变电路开始报警的温度,则应调节电阻箱,使其阻值_________至适当值。
【答案】 ①. ②. 28 ③. 增大
【解析】
【分析】
【详解】[1]热敏电阻温度越高阻值越小,由串联电路分压规律可知,温度升高热敏电阻分压变小,因为输出电压随温度的升高而增大,所以图中热敏电阻应为。
[2]当输出电压达到4V时,电路电流为
热敏电阻分压为
U2=12V-4V=8V
热敏电阻阻值
由图可知,温度28℃。
[3]使用一段时间后,电源电压会降低,不改变电路开始报警的温度,热敏电阻阻值不变,变阻箱分压减小,所以要增大变阻箱分压,则应增大其阻值。
22. 如图甲所示电路,电源电压恒定不变,电压表的量程为0~3V,定值电阻R1=6Ω,滑动变阻器R2由三段横截面积相同的均匀直导体AB、BC、CD连接而成(总长度为55cm),其中有一段是铜导体,其电阻可忽略不计,另外两段的材料相同。闭合开关S,断开S1,将滑片P从D端开始缓慢向A端移动,电流表示数I与滑片P向A移动的距离x的关系如图乙所示,则电源电压为_________V;同时闭合开关S、S1,为确保电路安全,滑片P向左移动距离x的最大值为_________cm。
【答案】 ①. 7.2 ②. 24
【解析】
【详解】[1]最大电流I=1.2A
滑片在A端,根据欧姆定律知,电源电压
[2]电压表的量程为0~3V,定值电阻R1=6Ω,最大电流
滑动变阻器的小电阻为
根据图像,30-40cm时电流不变,说明是铜丝,而电阻丝总长度为55cm-10cm=45cm
电阻的最大值为
故改变的电阻为
减小的电阻丝的长度为
小于30cm,没有经过铜丝,故移动的距离是24cm。
三、作图题(每题2分,共6分)
23.
(1)请根据实物图在虚线框内画出对应的电路图。
(2)请在圆圈中填入电表符号,闭合开关后,要求两灯泡均能工作。
(3)许多轿车上设有“安全带未系提示系统”,如图,司机坐在座椅上时,压力开关S1闭合,仪表盘上的指示灯L亮起,提示司机系好安全带;系好安全带则开关S2闭合,指示灯L熄灭,请用笔画线代替导线连接符合上述条件的图模拟电路。(R为保护电阻)
【答案】(1) (2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
由实物图可知,电流从电源的正极流出依次经过开关、滑动变阻器,滑动变阻器连接右下接线柱、电流表、灯泡,回到电源的负极,电压表并联在灯泡两端,测灯泡电压,据此作图。
【小问2详解】
电压表一定要并联在电路中,电流表一定要串联在电路中,上面的圆圈中不能是电流表,如果是电流表,闭合开关,灯泡L2短路,所以是电压表,下面的圆圈内如果是电压表,则灯泡L2断路,因而是电流表,闭合开关,两个灯泡并联,据此作图。
【小问3详解】
由题意可知,灯泡与S1串联后与开关S2并联,然后再与电源和电阻R串联组成电路,据此作图。
四、计算题(每问2分,共16分)
24. 如图甲所示是某电子秤的原理示意图,R1为定值电阻,托盘下方的电阻R2为压敏电阻,其电阻大小与托盘中所放物体质量m大小的关系图象如图乙所示。已知托盘中未放入任何物体时,电流表示数为I=0.01A,且电源电压为8V保持不变。请回答下列问题:
(1)求定值电阻 R1的阻值;
(2)若托盘中放入某物体后,电流表示数为I′=0.02A,求该物体的质量大小;
(3)求放入0.6kg物体后,定值电阻R1两端的电压。
【答案】(1)300Ω
(2)800g (3)4.8V
【解析】
【小问1详解】
由图甲可知,定值电阻R1与压敏电阻R2串联,电流表测电路中的电流,当托盘中未放入任何物体,即物体质量为0时,由图乙可知R2的阻值为500Ω,根据欧姆定律可得,电路的总电阻为
根据串联电路的电阻规律可知,R1的阻值为
【小问2详解】
托盘中放入某物体后,电路的总电阻为
此时R2的阻值为
根据图乙可知,该物体的质量为800g。
【小问3详解】
当放入0.6kg物体后,即放入600g物体后,由图乙可知此时R2的阻值为200Ω,根据串联电路的电阻规律可知,电路的总电阻是
则电路中的电流为
R1两端的电压为
25. 如图甲所示电路中,电源电压恒定不变,;小灯泡L的图像如图乙所示。当开关、刚闭合时,电流表示数为1.2A,电流表A示数为1.5A。
(1)求电源电压;
(2)求的电阻;
(3)断开开关、一段时间,某时刻电流表A示数为0.25A,求此时小灯泡L的电阻。
【答案】(1)12V;(2)40Ω;(3)8Ω
【解析】
【详解】解:(1)当开关S1、S2刚闭合时,两电阻并联接入电路,电流表A1测通过R1的电流,电流表A测干路电流,因并联电路各支路两端电压相等,根据欧姆定律可得电源电压
(2)并联电路干路电流等于各支路电流之和,则通过R2的电流为
根据欧姆定律可得R2的电阻为
(3)断开开关S1、S2,灯泡和R2串联接入电路,电流表A测通过电路的电流,串联电路各处电流相等,由图乙可知,通过电路的电流为0.25A时,灯泡两端的电压为2.0V,根据欧姆定律可得此时灯泡的电阻为
答:(1)电源电压为12V;
(2)R2的电阻为40Ω;
(3)断开开关S1、S2一段时间,某时刻电流表A示数为0.25A时,小灯泡L的电阻为8Ω。
26. 如图所示,电源电压保持不变,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~15V,R1=20Ω,滑动变阻器R2的规格为“100Ω 1A”。
(1)闭合开关S1,断开开关S2、S3,电流表示数为0.4A,求电源电压;
(2)闭合开关S3,断开开关S1、S2,滑动变阻器滑片置于中点位置时,电压表的示数为4V,求R3的阻值;
(3)闭合开关S1、S2和S3,在不损坏电流表、电压表的情况下,求滑动变阻器R2的阻值取值范围。
【答案】(1)8V(2)50Ω(3)40Ω~100Ω
【解析】
【详解】(1)闭合开关S1,断开开关S2、S3,电路为只有R1的简单电路,此时I=0.4A,则电源电压:U=IR1=0.4A20Ω=8V;
(2) 闭合开关S3,断开开关S1、S2,R2和R3串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,即U滑=4V,滑动变阻器滑片置于中点位置时,R2==50Ω,此时电路中的电流为:I’===0.08A, R3两端电压为U3=U-U滑=8V-4V=4V,则R3的阻值为:R3===50Ω;
(3)闭合开关S1、S2和S3,R1和R3并联,电流表的量程为0~0.6A,因此电路中最大电流为0.6A,由(1)知,通过R1的电流为0.4A,则通过R2的电流为I2=Imax-I1=0.6A-0.4A=0.2A,
则滑动变阻器R2的最小取值为:Rmin===40Ω, 滑动变阻器滑到最大值时,电流表和电压表都是安全的,因此滑动变阻器R2的阻值取值范围为40Ω~100Ω.
五、实验题(每空1分,共30分)
27. 在“伏安法”测电阻的实验中,小楠设计了图甲的电路,请完成下列问题。
(1)在闭合开关前,他应将滑动变阻器的滑片P移到_____,(选填“”或“”)端;滑动变阻器在实验中的主要作用为_____。
(2)正确连接好电路后,闭合开关,发现电流表有示数,但电压表无示数,出现的故障可能是_____;
(3)某次测量时电压表示数如图乙所示,则电压表示数为_____V,此时电流表示数为,则本次测得的待测电阻Rx=_____。小楠把这一次的测量所得的阻值作为最后的结果,不合适的原因是:_____;
(4)小楠做完以上实验后,利用图丙所示电路图测量未知电阻的阻值,的电阻已知;
①当只闭合S1时,电流表的示数为;
②当闭合S1、S2时,电流表的示数为;
③未知电阻的表达式为:_____(用表示)。
【答案】(1) ①. A ②. 改变待测电阻两端的电压,实现多次测量减小误差 (2)定值电阻短路
(3) ①. 1.8 ②. 9 ③. 只测量一次误差太大,没有多次测量取平均值来减小误差
(4)
【解析】
【小问1详解】
闭合开关前滑动变阻器滑片要调到接入电路阻值最大的位置,甲图中滑动变阻器接了B接线柱,滑片移到A端时接入电阻丝最长、阻值最大;伏安法测定值电阻阻值,滑动变阻器通过改变自身接入电阻,改变电路电流和待测电阻两端电压,从而得到多组电压电流值,取平均值减小误差,同时初始最大阻值可以避免电路电流过大保护元件。
【小问2详解】
电流表有示数说明电路是通路,电压表无示数,说明和电压表并联的部分出现短路,导致电压表相当于测导线电压,示数为0。
【小问3详解】
电压表接的是量程,分度值为,指针指向1.8V;根据欧姆定律
单次测量定值电阻的阻值的偶然误差较大,必须多次测量取平均值才能减小误差,仅一次结果不准确。
【小问4详解】
只闭合时,与串联,电流为,电源总电压
闭合、时,定值电阻被短路,电路中只有工作,电流为,电源总电压
联立两式消去,推导可得
28. 用如图甲所示的电路探究电流与电压关系,电源电压,滑动变阻器规格为“ ”。
(1)请用笔画线代替导线,在图甲中完成电路连接,要求滑片P向右滑动时,电流表的示数变小;
(2)改变滑片位置,记录实验数据如下表,空白处的电流表示数如图乙所示,该示数为_____,根据表中数据可得结论:_____。
(3)该实验能不能用小灯泡代替定值电阻?_____(选填“能”或“不能”)请简述理由:_____;
电压U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
电流I/A
0.10
0.20
0.40
0.50
0.60
(4)为了进一步探究电流与电阻的关系,又找来、、的定值电阻继续实验:
①将滑动变阻器滑片置于阻值最大处,闭合开关,缓慢移动滑片,直至电压表示数为1V。接下来用的电阻替换原电阻,应将滑片向_____(选填“左”或“右”)滑动,使电压表示数仍为1V,记录电流表示数。若未移动滑片,则电压表示数_____(选填“大于”、“等于”或“小于”)
②再将、的定值电阻分别接入电路,重复以上步骤;将的定值电阻接入电路,读取数据时,滑动变阻器的阻值和该电阻的阻值之比为k1,若接入电阻时,该比值为k2,则k1_____ k2(选填“大于”、“等于”或“小于”)
③当将的电阻接入电路进行实验时,发现无论如何调节滑片都无法满足条件。为使该电阻也能完成实验,小明认为可以改变电压表的预设电压,该预设值范围为_____V。
【答案】(1) (2) ①. 0.30 ②. 当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比
(3) ①. 不能 ②. 小灯泡的灯丝电阻会随温度升高而变大,无法控制电阻保持不变,不能探究电流与电压的正比关系
(4) ①. 右 ②. 大于 ③. 等于 ④.
【解析】
【小问1详解】
滑片P向右滑动时电流表示数变小,说明滑动变阻器接入电路的电阻要变大,因此必须接左下接线柱,让滑片右移时接入的电阻丝长度变长,将开关右接线柱与滑动变阻器左下接线柱连接即可,据此作图。
【小问2详解】
电流表选用0~0.6A量程,分度值为0.02A,指针指向0.30A位置;表格中电压与电流的比值始终为定值5Ω,符合电阻不变时电流与电压的正比规律,可得结论:当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
【小问3详解】
探究电流与电压的关系需要控制电阻阻值恒定,小灯泡发光时灯丝温度随电压升高明显变化,电阻随之改变,不符合实验控制变量的要求。
【小问4详解】
根据串联分压规律,换用更大的10Ω定值电阻后,定值电阻分得的电压会升高,大于预设的1V;为了让定值电阻电压回落至1V,需要增大滑动变阻器接入的电阻,因此滑片向右移动;
实验中始终控制定值电阻两端电压为1V不变,电源电压为3V,因此滑动变阻器两端电压恒为
串联电路中电压之比等于电阻之比,即
所以无论换用10Ω还是15Ω定值电阻,滑动变阻器与定值电阻的阻值比值始终为2,则;
当换用20Ω定值电阻、滑动变阻器调到最大30Ω时,根据串联分压,此时定值电阻两端的最小可控制电压为
同时电压表预设电压不能超过电源电压3V,因此预设电压的取值范围是1.2V到3V。
29. 在“测量小灯泡正常发光时电阻”的实验中,电源电压恒为,小灯泡的额定电压为,滑动变阻器的规格为“20Ω1A”。
(1)如图甲所示,闭合开关后,发现只有_____有示数,经检查发现有一根导线连接错误。请在错误导线上打“×”,并用笔画线代替导线,将电路连接正确_____;
(2)改正错误后,移动滑动变阻器的滑片到某一位置,电压表的示数如图乙所示。要测量小灯泡正常发光时的电阻,应将滑片适当向_____(选填“左”或“右”)滑动;
(3)图丙是小灯泡的电流随电压变化的关系图像,根据图像可知,小灯泡正常发光时的电阻为_____;
(4)实际测量过程中,调节滑动变阻器使其接入电路中的电阻减小,小灯泡的阻值将变化,则_____(选填“>”、“<”或“=”);
(5)实验结束后,小李设计了如图丁的电路来测定额定电压为的小灯泡正常发光时的电阻。已知电源电压为9V,定值电阻的阻值为。实验步骤如下:
①闭合、,断开,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为_____时,灯泡正常发光;
②保持滑片位置不动,闭合、,断开,此时电压表示数为;再将滑动变阻器的滑片移至最左端,此时电压表示数为;
③小灯泡正常发光时电阻为_____。
(6)小明利用图甲的实验器材,添加电阻箱和单刀双掷开关S1也测出了该灯正常发光时的电阻,电路如下图所示。将电阻箱的阻值调为后,进行了如下操作:
①闭合开关,接_____,调节滑动变阻器的滑片使电压表示数为;
②仅将改接另一端,记录电压表示数U1。
则小灯泡正常发光时的电阻_____(用物理量的符号表示)
【答案】(1) ①. 电压表 ②.
(2)左 (3)10
(4)> (5) ①. 6 ②. 10
(6) ①. b ②.
【解析】
【小问1详解】
由甲图可知,电路是灯泡和滑动变阻器并联,电压表串联在干路上,测电源电压,电路相当于断路,因此电压表有示数,电流表无示数;
根据实验可知,电路是串联的,电压表测灯泡两端电压,应并联在灯泡两端,电流表测电路中的电流,应串联接入电路,因此应在灯泡左接线柱与开关左接线柱相连的导线上打“×”,将灯泡左接线柱与电源负极相连,据此作图。
【小问2详解】
乙图中电压表的量程为0~3V,分度值为0.1V,则其示数为1.8V,小于灯泡的额定电压2.5V,为使灯泡正常发光,应增大灯泡两端电压,减小滑动变阻器两端电压,由串联分压原理可知,应减小滑动变阻器接入电路中的阻值,因此应将滑片适当向左滑动。
【小问3详解】
由丙图可知,当灯泡两端电压是2.5V时,电路中的电流是0.25A,则灯泡正常发光时的电阻为
【小问4详解】
在实际测量过程中,调节滑动变阻器接入电路中的电阻减小时,电路中的电流增大,电路中的总电阻减小,由电路的总电阻可知,只有当滑动变阻器接入电路中的电阻减小量ΔR1大于灯泡的阻值增加量ΔR2才会让总电阻变小。
【小问5详解】
闭合、,断开,电路中灯泡和滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端电压,为使灯泡正常发光,应调节滑动变阻器使电压表的示数为
保持滑片位置不动,闭合、,断开,此时电路为定值电阻R1和滑动变阻器的最大阻值串联接入电路,电压表测滑片P右侧电阻两端电压,再将滑动变阻器的滑片移至最左端,电路连接方式不变,滑动变阻器接入电路中的阻值不变,电压表测滑动变阻器全部电阻两端电压,此时滑动变阻器两端电压为7V,可得定值电阻两端电压为
电路中的电流为
由于电路中的电流不变,可得滑动变阻器与灯泡串联时,灯泡正常发光,滑动变阻器接入电路中的阻值为
可得灯泡与滑动变阻器串联时,灯泡正常发光电路中的电流为
灯泡正常发光时电阻为
【小问6详解】
根据电路设计可知,闭合开关,接b位置,此时电路是串联的,电压表测灯泡两端电压,调节滑动变阻器的滑片使电压表示数为,灯泡正常发光;仅将改接a位置,电路连接方式不变,此时电压表测灯泡和电阻箱两端总电压,可得电阻箱两端电压为
电路中的电流为
灯泡正常发光时的电阻为
30. 阅读短文,回答问题:
力电传感器
常见的一种力电传感器由弹簧钢和应变片组成,其结构示意图如图甲所示。弹簧钢右端固定,在其上、下表面各贴一个相同的应变片。若在弹簧钢的自由端施加向下的作用力F,则弹簧钢发生弯曲,上应变片被拉伸,下应变片被压缩。应变片采用半导体材料制成,其阻值与长度成正比。给上、下应变片提供相等且恒定不变的电流,上应变片两端电压为,下应变片两端电压为,传感器把这两个电压的差值输出,用来反映力F的大小。半导体应变片的阻值随温度会发生变化,其变化情况如图乙所示。为消除气温变化对测量精度的影响,需分别给上、下应变片串联一只合适的电阻,进行温度补偿。串联合适的电阻后,测量结果不再受温度影响。
(1)力F越大,弹簧钢的弯曲程度越______(大/小),传感器输出的电压U越______(大/小);
(2)外力时,上、下应变片的电阻分别是、;外力时,上、下应变片的电阻分别是、。若,则、、、从大到小的排列是______;
A.
B.
C.
D.
(3)如果未进行温度补偿,自由端受到相同的力F作用,该传感器下应变片两端的电压夏天比冬天______(大/小);
(4)进行温度补偿时,应给下应变片串联的电阻,最合适的是如图中的______;
【答案】 ①. 大 ②. 大 ③. C ④. 小 ⑤. D
【解析】
【详解】(1)[1][2]传感器输出的电压表示力F的大小,力F越大,弹簧钢的弯曲程度越大,上下两应变片的长度差越大,则输出的电压越大。
(2)[3]外力为F1时,上下应变片的电阻分别是R1和R2,此时,外力为F2时,上下应变片的电阻分别是和,此时,若,则上应变片被拉伸得越长,所以,下应变片被压缩得越短,所以,则排序是。
故选C。
(3)[4]应变片的电阻会随温度的升高而减小,夏天温度更高,下应变片的电阻更小,由可知,下应变片两端的电压U2夏天比冬天小。
(4)[5]由图乙可知,应变片随温度的升高减小得越来越快,进行温度补偿时,串联的电阻应该随温度升高增加得越来越快。
故选D。
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12月物理练习
一、单选题(每题2分,共24分)
1. 下列物理量最接近实际的是( )
A. 人体的安全电压是 B. 人体的电阻约为
C. 家用电冰箱工作时电流约为 D. 日光灯工作时的电流约为
2. 小明用如图所示的器材探究“影响电阻大小的因素”。a、b为长度一样的镍铬合金丝,b比a的横截面积大。关于此实验,下列说法正确的是( )
A. 小灯泡越亮,表示接入的合金丝电阻越大
B. 为了准确比较两条合金丝的电阻,可用电流表直接替换灯泡
C. 利用此装置能探究导体电阻大小和横截面积、长度的关系
D. 为了探究导体电阻大小与材料的关系,可只将a换为等粗的锰铜合金丝
3. 如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S,电路正常工作,过了一会儿,两个电表的示数都变大,则该电路中出现的故障可能是( )
A. L短路 B. L断路 C. R断路 D. R短路
4. 压敏电阻的阻值是随所受压力的增大而减小的.小聪同学想设计一个通过电表示数反映压敏电阻所受压力大小的电路,要求压力增大时,电表示数增大.以下电路不符合要求的是( )
A. B.
C. D.
5. 如图所示的电路中,电源电压不变,当开关S闭合,甲、乙两表都为理想电压表时,两表的示数之比;当开关S断开,甲、乙两表都为理想电流表时,两表的示数之比是( )
A. 2∶5 B. 5∶2 C. 2∶3 D. 1∶5
6. 如图所示电路,电源电压保持不变,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器。闭合开关S后,滑动变阻器的滑片P从a端向b端移动的过程中,下列判断正确的是( )
A. 电流表A与电压表V2的示数均变大
B. 电流表A示数变小,电压表V2的示数不变
C. 电压表V2的示数与电压表V1的示数之差变小
D. 电压表V1的示数变化量与电流表A的示数变化量之比不变
7. 如图甲所示,已知电流表的量程为,电压表的量程为,滑动变阻器的规格为“”。闭合开关后,调节滑动变阻器的滑片P,得到电流表和电压表的示数关系如图乙所示(部分图像),在保证电路安全的前提下,下列说法正确的是( )
A. 滑动变阻器可以调到的最大阻值是
B. 滑动变阻器可以调到的最小阻值为
C. 电源电压为
D. 的阻值为
8. 如图甲所示电路,闭合开关,将滑动变阻器的滑片从最右端滑至位置,电流表示数与两电压表示数的关系图像如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. 曲线①表示电流表A示数与电压表示数的关系
B. 电源电压为
C. 滑片P在位置时,灯泡两端电压为
D. 滑动变阻器最大阻值为
9. 小明用如图电路探究“电流与电阻的关系”,电源电压不变。下表是实验数据,若第三次实验时将定值电阻的阻值由换为后就直接读电流表的示数,这个示数可能是( )
R/Ω
15
20
25
30
I/A
0.60
0.45
0.30
A. 0.25 B. 0.50 C. 0.32 D. 0.40
10. 有一个铭牌模糊不清的定值电阻估计阻值约为500Ω左右,小明想利用实验室的器材测其阻值。提供的器材有两节干电池、学生电压表(量程为0-3V;0-15V)、学生电流表(量程为0-0.6A;0-3 A)、电阻箱R0(0-9999Ω、5A)和滑动变阻器(10Ω、1 A)各一个,开关、导线若干。下列四个设计方案中,能测出阻值的是( )
A. B.
C. D.
11. 图甲为天然气泄漏检测电路原理图,电源电压恒定,为定值电阻,气敏传感器两端的电压随天然气浓度变化的关系如图乙,下列描述两端的电压和电路中的电流随天然气浓度变化的关系图线中,可能正确的是( )
A. B.
C. D.
12. 小明设计了一个电子量角器,电路如图所示,电流表的量程为,电压表的量程为为半圆弧电阻的圆心,金属滑片为半径,与半圆弧接触良好,半圆弧电阻的总电阻为,接入电路的电阻与指针旋转角度成正比,电源电压恒为,为电阻箱,此时电阻调节为。下列说法正确的是( )
A. 所测角度越大,电流表示数越小,电压表示数越小
B. 当电压表示数为时,量角器所测角度为
C. 为保证电路安全,此量角器所测角度的范围为
D. 将电压表表盘改装为角度指示盘,为满足测量角度范围最大,且精度最高,电阻箱的阻值应调节为
二、填空题(每空1分,共24分)
13. 如图所示,导体A和B同材料等长度,横截面积不同,则电阻RA______RB;将它们按图中连接后再连入电路中,电流IA______IB(均填“>”、“<”或“=”)。
14. 定值电阻两端的电压由增大到时,通过它的电流变化了,则该定值电阻的阻值为_____,若定值电阻两端电压为,则该定值电阻的阻值为_____。
15. 如图甲所示,仅闭合开关S1,电压表示数如图乙;再闭合S2,两电流表的指针均如图丙所示。当S1、S2都闭合时,通过L1的电流为______A,灯L1两端的电压为______V;当仅闭合S1时,电流表A1的示数为______A。
16. 如图所示是电阻R和灯泡L的I-U图象,若电阻R和灯泡L串联接在某一电源上时,电源电压为9V,则电路中的电流为______A;若将电阻R和灯泡L并联接在电压为6V的电源上,此时灯L的电阻为______Ω,干路电流为______A。
17. 两个定值电阻甲和乙,规格分别为“6V 0.3A ”和“4V 0.4A ”。将它们串联接入电路中,则它们两端的电压之比为_______ ,允许接入的最大电源电压为______V;将它们并联接入同一电路中,则通过它们的电流之比为________,此电路中的干路的最大电流为_______A。
18. 如图所示的电路中,电源电压保持不变,电键闭合。当闭合电键时,电表示数变大的有______选填“A”、“”、“”、“V”;当变阻器的滑片P______移动时,电流表示数变化量等于电流表A示数变化量选填“向左”、“向右”或“向左或向右”。
19. 在如图所示电路中,只闭合开关时,电压表的示数为;只闭合开关时,电压表的示数为;、同时闭合时,电压表示数为。则、的大小关系为__________(选填“>”“=”或“<”)。若灯的电阻为,灯的电阻为,,则__________。
20. 实际的电源都有一定的电阻,如干电池,我们可以把它看成是由一个电压为U、电阻为0的理想电源与一个电阻值为r的电阻串联而成,如图甲所示:
在图乙中,。当只闭合时,电流表读数;当只闭合时,电流表读数,把电源按图甲中的等效方法处理,电源的电阻______。
21. 图甲是某同学设计的温度报警电路,电压U恒为12V,电阻、中,一只为热敏电阻,另一只为电阻箱,其中热敏电阻的阻值随温度变化的关系图线如图乙所示。报警电路要求:①输出电压随温度的升高而增大;②当输出电压达到或超过4V时,便触发报警器(未画出)报警。图中热敏电阻应为________(填“”或“”);若将电阻箱调至,则电路开始报警的温度为_________℃;使用一段时间后,电源电压会降低,为不改变电路开始报警的温度,则应调节电阻箱,使其阻值_________至适当值。
22. 如图甲所示电路,电源电压恒定不变,电压表的量程为0~3V,定值电阻R1=6Ω,滑动变阻器R2由三段横截面积相同的均匀直导体AB、BC、CD连接而成(总长度为55cm),其中有一段是铜导体,其电阻可忽略不计,另外两段的材料相同。闭合开关S,断开S1,将滑片P从D端开始缓慢向A端移动,电流表示数I与滑片P向A移动的距离x的关系如图乙所示,则电源电压为_________V;同时闭合开关S、S1,为确保电路安全,滑片P向左移动距离x的最大值为_________cm。
三、作图题(每题2分,共6分)
23.
(1)请根据实物图在虚线框内画出对应的电路图。
(2)请在圆圈中填入电表符号,闭合开关后,要求两灯泡均能工作。
(3)许多轿车上设有“安全带未系提示系统”,如图,司机坐在座椅上时,压力开关S1闭合,仪表盘上的指示灯L亮起,提示司机系好安全带;系好安全带则开关S2闭合,指示灯L熄灭,请用笔画线代替导线连接符合上述条件的图模拟电路。(R为保护电阻)
四、计算题(每问2分,共16分)
24. 如图甲所示是某电子秤的原理示意图,R1为定值电阻,托盘下方的电阻R2为压敏电阻,其电阻大小与托盘中所放物体质量m大小的关系图象如图乙所示。已知托盘中未放入任何物体时,电流表示数为I=0.01A,且电源电压为8V保持不变。请回答下列问题:
(1)求定值电阻 R1的阻值;
(2)若托盘中放入某物体后,电流表示数为I′=0.02A,求该物体的质量大小;
(3)求放入0.6kg物体后,定值电阻R1两端的电压。
25. 如图甲所示电路中,电源电压恒定不变,;小灯泡L的图像如图乙所示。当开关、刚闭合时,电流表示数为1.2A,电流表A示数为1.5A。
(1)求电源电压;
(2)求的电阻;
(3)断开开关、一段时间,某时刻电流表A示数为0.25A,求此时小灯泡L的电阻。
26. 如图所示,电源电压保持不变,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~15V,R1=20Ω,滑动变阻器R2的规格为“100Ω 1A”。
(1)闭合开关S1,断开开关S2、S3,电流表示数为0.4A,求电源电压;
(2)闭合开关S3,断开开关S1、S2,滑动变阻器滑片置于中点位置时,电压表的示数为4V,求R3的阻值;
(3)闭合开关S1、S2和S3,在不损坏电流表、电压表的情况下,求滑动变阻器R2的阻值取值范围。
五、实验题(每空1分,共30分)
27. 在“伏安法”测电阻的实验中,小楠设计了图甲的电路,请完成下列问题。
(1)在闭合开关前,他应将滑动变阻器的滑片P移到_____,(选填“”或“”)端;滑动变阻器在实验中的主要作用为_____。
(2)正确连接好电路后,闭合开关,发现电流表有示数,但电压表无示数,出现的故障可能是_____;
(3)某次测量时电压表示数如图乙所示,则电压表示数为_____V,此时电流表示数为,则本次测得的待测电阻Rx=_____。小楠把这一次的测量所得的阻值作为最后的结果,不合适的原因是:_____;
(4)小楠做完以上实验后,利用图丙所示电路图测量未知电阻的阻值,的电阻已知;
①当只闭合S1时,电流表的示数为;
②当闭合S1、S2时,电流表的示数为;
③未知电阻的表达式为:_____(用表示)。
28. 用如图甲所示的电路探究电流与电压关系,电源电压,滑动变阻器规格为“ ”。
(1)请用笔画线代替导线,在图甲中完成电路连接,要求滑片P向右滑动时,电流表的示数变小;
(2)改变滑片位置,记录实验数据如下表,空白处的电流表示数如图乙所示,该示数为_____,根据表中数据可得结论:_____。
(3)该实验能不能用小灯泡代替定值电阻?_____(选填“能”或“不能”)请简述理由:_____;
电压U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
电流I/A
0.10
0.20
0.40
0.50
0.60
(4)为了进一步探究电流与电阻的关系,又找来、、的定值电阻继续实验:
①将滑动变阻器滑片置于阻值最大处,闭合开关,缓慢移动滑片,直至电压表示数为1V。接下来用的电阻替换原电阻,应将滑片向_____(选填“左”或“右”)滑动,使电压表示数仍为1V,记录电流表示数。若未移动滑片,则电压表示数_____(选填“大于”、“等于”或“小于”)
②再将、的定值电阻分别接入电路,重复以上步骤;将的定值电阻接入电路,读取数据时,滑动变阻器的阻值和该电阻的阻值之比为k1,若接入电阻时,该比值为k2,则k1_____ k2(选填“大于”、“等于”或“小于”)
③当将的电阻接入电路进行实验时,发现无论如何调节滑片都无法满足条件。为使该电阻也能完成实验,小明认为可以改变电压表的预设电压,该预设值范围为_____V。
29. 在“测量小灯泡正常发光时电阻”的实验中,电源电压恒为,小灯泡的额定电压为,滑动变阻器的规格为“20Ω1A”。
(1)如图甲所示,闭合开关后,发现只有_____有示数,经检查发现有一根导线连接错误。请在错误导线上打“×”,并用笔画线代替导线,将电路连接正确_____;
(2)改正错误后,移动滑动变阻器的滑片到某一位置,电压表的示数如图乙所示。要测量小灯泡正常发光时的电阻,应将滑片适当向_____(选填“左”或“右”)滑动;
(3)图丙是小灯泡的电流随电压变化的关系图像,根据图像可知,小灯泡正常发光时的电阻为_____;
(4)实际测量过程中,调节滑动变阻器使其接入电路中的电阻减小,小灯泡的阻值将变化,则_____(选填“>”、“<”或“=”);
(5)实验结束后,小李设计了如图丁的电路来测定额定电压为的小灯泡正常发光时的电阻。已知电源电压为9V,定值电阻的阻值为。实验步骤如下:
①闭合、,断开,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为_____时,灯泡正常发光;
②保持滑片位置不动,闭合、,断开,此时电压表示数为;再将滑动变阻器的滑片移至最左端,此时电压表示数为;
③小灯泡正常发光时电阻为_____。
(6)小明利用图甲的实验器材,添加电阻箱和单刀双掷开关S1也测出了该灯正常发光时的电阻,电路如下图所示。将电阻箱的阻值调为后,进行了如下操作:
①闭合开关,接_____,调节滑动变阻器的滑片使电压表示数为;
②仅将改接另一端,记录电压表示数U1。
则小灯泡正常发光时的电阻_____(用物理量的符号表示)
30. 阅读短文,回答问题:
力电传感器
常见的一种力电传感器由弹簧钢和应变片组成,其结构示意图如图甲所示。弹簧钢右端固定,在其上、下表面各贴一个相同的应变片。若在弹簧钢的自由端施加向下的作用力F,则弹簧钢发生弯曲,上应变片被拉伸,下应变片被压缩。应变片采用半导体材料制成,其阻值与长度成正比。给上、下应变片提供相等且恒定不变的电流,上应变片两端电压为,下应变片两端电压为,传感器把这两个电压的差值输出,用来反映力F的大小。半导体应变片的阻值随温度会发生变化,其变化情况如图乙所示。为消除气温变化对测量精度的影响,需分别给上、下应变片串联一只合适的电阻,进行温度补偿。串联合适的电阻后,测量结果不再受温度影响。
(1)力F越大,弹簧钢的弯曲程度越______(大/小),传感器输出的电压U越______(大/小);
(2)外力时,上、下应变片的电阻分别是、;外力时,上、下应变片的电阻分别是、。若,则、、、从大到小的排列是______;
A.
B.
C.
D.
(3)如果未进行温度补偿,自由端受到相同的力F作用,该传感器下应变片两端的电压夏天比冬天______(大/小);
(4)进行温度补偿时,应给下应变片串联的电阻,最合适的是如图中的______;
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