第五章 欧姆定律(单元分层自测·能力提升卷)物理新教材教科版九年级上册
2026-08-26
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摘要:
**基本信息**
2026-2027学年九年级上册物理第五章欧姆定律能力提升单元卷,注重基础巩固与能力提升结合,覆盖欧姆定律核心知识点及实验探究,适配单元复习检测。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|单选题|14题/28分|欧姆定律概念、串并联电路电流电压关系|结合人体安全电压等实际情境,强化物理观念|
|多选题|3题/12分|电路动态分析、滑动变阻器作用|通过电路变化分析,培养科学推理能力|
|填空题|8题/32分|电阻计算、U-I图像应用、压敏电阻实际应用|融入电子秤等生活科技,体现科学探究|
|实验题|2题/15分|电流与电阻关系探究、伏安法测电阻|注重实验操作与数据处理,落实科学探究要素|
|计算题|2题/13分|电路安全计算、深度表电路分析|联系潜水装备等实际问题,培养科学态度与责任|
内容正文:
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此卷只装订不密封
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… 学校:______________姓名:_____________班级:_______________考号:______________________
2026-2027学年九年级上册物理单元自测
第五章 欧姆定律·能力提升
建议用时:90分钟,满分:100分
一、单选题(共28分)
1.(本题2分)根据欧姆定律,下列说法正确的是( )
A.通过导体的电流越大,这段导体的电阻就越小
B.导体两端的电压越高,这段导体的电阻就越大
C.导体的电阻与电压成正比,与电流成反比
D.导体电阻的大小等于它两端的电压与通过它的电流的比值
2.(本题2分)对人体来说,一般情况下不高于36V的电压是安全的,通过人体的电流达到30mA时会有生命危险。根据以上数据,估算普通人体电阻最接近于( )
A. B. C. D.
3.(本题2分)将电阻R1和R2并联接入电路中,已知R1>R2,则通过它们的电流I1和I2的大小关系是( )
A.I1>I2 B.I1=I2
C.I1<I2 D.无法确定
4.(本题2分)如图所示,把一个5Ω和10Ω的电阻串联起来,接到电源电压为9V的电路中,则通过电阻R1的电流为( )
A.1.8A B.0.9A C.0.53A D.0.6A
5.(本题2分)甲和乙是由同种材料制成的两导体,长度关系为L甲=L乙,现将它们串联在同一电路中,若测得它们两端的电压U甲>U乙,则关于甲和乙的横截面积S,通过电流I的大小关系为( )
A.I甲>I乙,S甲>S乙 B.I甲<I乙,S甲<S乙
C.I甲=I乙,S甲>S乙 D.I甲=I乙,S甲<S乙
6.(本题2分)现有两个定值电阻R1和R2,且R1:R2=2:3,将它们串联在电路中,通过的电流分别为I1和I2,R1、R2两端的电压分别为U1和U2。下列判断正确的是( )
A.I1:I2=2:3 B.I1:I2=3:2 C.U1:U2=2:3 D.U1:U2=1:1
7.(本题2分)小刚用图示电路探究“一段电路中电流跟电阻的关系”,在此实验过程中,当A、B两点间的电阻由5Ω更换为10Ω后,为了探究上述问题,他应该采取的正确操作是( )
A.保持变阻器滑片不动 B.将变阻器滑片适当向左移动
C.将变阻器滑片适当向右移动 D.适当增加电池的节数
8.(本题2分)某小组在复习欧姆定律这一章时,总结了三个实验①探究电流与电压的关系②探究电流与电阻的关系③伏安法测定值电阻的阻值。下列说法错误的是( )
A.三个实验的电路图都相同
B.三个实验的滑动变阻器的作用不相同
C.三个实验并没有都使用控制变量法
D.三个实验都需要多次测量,找普遍规律
9.(本题2分)如图所示,是电阻甲和乙U-I图像,分析图像,下列判断不正确的是( )
A.当甲两端的电压为0.5V时,通过它的电流为0.1A
B.若甲和乙串联,电流为0.4A,则它们两端的总电压为3.5V
C.当乙两端的电压为2.5V,其电阻值为5Ω
D.若甲和乙并联,电压为1V,则干路电流为0.6A
10.(本题2分)在“伏安法测电阻”的实验中,丹丹分别选用定值电阻R和小灯泡L为测量对象,处理实验数据时,分别画出了对应的的图像,对于图像的分析,下列说法错误的是( )
A.甲是小灯泡的图像,可知小灯泡的电阻随灯丝温度的升高而增大
B.乙是定值电阻的图像,定值电阻的阻值为10Ω
C.定值电阻R和小灯泡L串联接在5V的电源上,电路中的电流是0.4A
D.应该用多次测量的方法,计算小灯泡电阻的平均值,以减小误差
11.(本题2分)图所示电路,电源电压保持不变。闭合开关S1和S2,电压表示数为6V,电流表示数为0.3A;将电压表和电流表互换位置,闭合S1、断开S2,电流表示数为0.2A。则R1︰R2为( )
A.2︰1 B.1︰2 C.3︰2 D.3︰1
12.(本题2分)如图甲是自动浇水系统的电路图,电源电压恒为6V,定值电阻R0阻值为20Ω,湿敏电阻R的阻值随土壤湿度的变化关系图乙所示。当土壤湿度低于40%,电磁阀启动浇水,浇至湿度为80%时停止浇水。忽略电磁阀对电路的影响,下列分析正确的是( )
A.土壤湿度越小,湿敏电阻R的阻值越小
B.土壤湿度越大,电压表示数越小
C.当土壤湿度为40%时,电流表的示数为0.12A
D.当电压表示数为3V时,土壤湿度为60%
13.(本题2分)某同学在只有电流表或电压表的情况下想测量未知电阻的阻值,其中电源电压不变且未知,定值电阻的阻值和滑动变阻器的最大阻值均已知。下列电路中,不能测出阻值的是( )
A. B.
C. D.
14.(本题2分)图甲所示的电路中,电源电压保持不变,电流表的测量范围为0~0.6A,电压表的测量范围为0~15V,滑动变阻器的规格为“200Ω 0.5A”。在滑片移动的过程中,电压表的示数与滑动变阻器接入电路的电阻关系如图乙所示,电流表和电压表的示数都没有超过所选的测量范围。以下说法:
①电源电压为16V
②R1的电阻是20Ω
③电流表示数变化范围是0.15A~0.6A
④电压表示数变化范围是0V~15V
⑤滑动变阻器接入电路中的电阻变化范围是16Ω~100Ω
其中正确的是( )
A.①③ B.②⑤ C.②③④ D.④⑤
二、多选题(共12分)
15.(本题4分)如图所示,电源电压保持不变,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P向右缓慢移动,下列分析判断正确的是( )
A.电流表和电流表示数均变小
B.电压表V与电流表的示数乘积不变
C.电流表A与电流表的示数之差保持不变
D.电压表V与电流表的示数之比保持不变
16.(本题4分)如图所示是一种自动测定油箱内油量的装置的示意图,R是滑动变阻器,它的金属滑片是杠杆的一端。下列说法正确的是( )
A.图中的油量表是电压表
B.当油箱内的油量减少时,R接入电路的电阻变大
C.当油箱内的油量增加时,油量表示数变小
D.定值电阻在电路中的作用是保护电路
17.(本题4分)如图所示电路,电源两端电压为U=4.5V且保持不变,电阻R1=10Ω,滑动变阻器R2上标有“20Ω 1A”的字样,电流表的量程为0~0.6A,两个电压表的量程均为0~3V,在保证电路安全的条件下,下面说法中正确的是( )
A.电流表A的示数范围为0.15~0.3A
B.电压表V1示数范围为0~3V
C.电压表V2示数范围为1.5~3V
D.滑动变阻器R2的阻值取值范围为5~20Ω
三、填空题(共32分)
18.(本题4分)一个小灯泡正常发光时两端的电压是、正常发光时的电流是,如果把它接在36V的电源上,为使其正常发光,需_____联一个_____的电阻。
19.(本题4分)物理社团的同学们发现实验室里有一卷剩余的导线,查阅说明书得知,该导线每米的电阻为。为了粗略估算导线的长度,他们用电压表、电流表、小灯泡(灯泡电阻值为)和电源连接成如图所示的电路进行测量。闭合开关后,电压表示数为,电流表示数为,则导线的电阻为___________,这卷导线的长度为___________m。
20.(本题4分)如图所示,电阻R1阻值10Ω,电阻R2最大阻值20Ω,闭合开关调节滑片P到最左端时电流表示数是0.6A,则电源电压为___________V,调节滑片P到最右端时电压表示数 ___________V。
21.(本题4分)如图所示电路中,电源电压不变,已知。闭合开关后,干路上的电流为,通过滑动变阻器的电流为,则电源电压为__________,滑动变阻器接入电路的阻值为__________。
22.(本题4分)如图所示电路中,电源电压恒定,电阻与的阻值之比为2:1,开关S闭合前、后,电流表两次的示数之比为___________;开关S闭合前、后,电压表两次的示数之比为___________。
23.(本题4分)如图甲所示,电源两端电压保持不变,R1为定值电阻,滑动变阻器R2的最大阻值为50Ω。电压表的示数与滑动变阻器R2的关系如图乙所示。则R1的阻值大小为______________Ω,电源两端的电压为______________V。
24.(本题4分)如图甲所示为某型号电子秤,其结构原理如图乙所示,电源电压保持9V不变,踏板的质量为5kg。为定值电阻,R是压敏电阻,其阻值随所受压力F变化的关系如图丙所示。空载时,电压表的示数为1V,压敏电阻所受压力为______N;改写电压表(测量范围为0~3V)表盘的数值后可直接读出所称物体的质量。该电子秤的测量范围是______kg。(g取10N/kg)
25.(本题4分)如图甲所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S后,滑片P从b端移动到a端的过程中,电压表示数U与电流表示数I的关系图像如图乙所示,则的阻值为______,电源电压为_______V。
四、实验题(每空1分,共15分)
26.(本题9分)用5Ω、10Ω、20Ω的三个定值电阻探究电流与电阻的关系,实验所用电源电压为3V。
(1)请用笔画线代替导线,将甲图中电路连接完整,要求滑片P向左端滑动时,电流表示数变大(连线时导线不允许交叉)。
(2)连接电路时,滑动变阻器滑片移到最______(“左”或“右”)端。闭合开关,电流表有示数而电压表无示数,电路故障可能是______。
(3)排除故障后进行实验,移动滑动变阻器的滑片,当电流表的示数如图乙所示,为______A,记录数据。
(4)断开开关,将5Ω的定值电阻换成10Ω的并闭合开关,此时应将滑动变阻器的滑片向______(选填“左”或“右”)端移动,这一过程中眼睛要一直观察电压表示数的变化,直到电压表为______V,并记录电流表示数。
(5)更换不同定值电阻进行实验,得到如下数据:
请在答题卡坐标纸上描点并作出图像。______
R/Ω
5
10
20
0.2
0.1
0.05
I/A
0.4
0.2
0.1
由图像可知,电压一定时,电流与电阻成______比。
(6)分析实验数据可知,本实验所用滑动变阻器的最大阻值应不小于______Ω。
27.(本题6分)实验小组在做“测量小灯泡正常发光时灯丝电阻”的实验中,准备了以下器材:电压恒为的学生电源、小灯泡(额定电压为,正常发光时的电阻约为)、电流表、电压表、滑动变阻器(“ ”,“ ”)、开关、若干导线。
(1)图甲是小明连接的部分实物电路,请用笔画线代替导线将电路连接完整。
(2)小明连接好电路闭合开关后无论如何调整滑动变阻器的滑片,电流表、电压表示数不变且小灯泡一直很暗,出现这一现象的原因:________________。
(3)改正后正确进行操作时,观察到电压表的示数如图乙所示,此时应将滑动变阻器的滑片向________(选填“A”或“B”)端移到某一位置,才能使小灯泡正常工作。若小灯泡正常发光时电流表示数为,则小灯泡正常发光时灯丝电阻为________(计算结果保留一位小数)。
(4)为了完成本次实验,小组同学应选择的滑动变阻器为________(选填“”或“”)。
(5)完成上述实验后,同学们交流后又设计了一种测量小灯泡正常发光时的电阻的方案,设计的电路如图丙所示,是阻值已知的定值电阻,请将实验步骤补充完整。
①连接好电路,闭合开关S,将开关拨到触点A,移动滑片,使电压表的示数为小灯泡的额定电压;
②保持滑片的位置不动,再将开关拨到另一触点,读出电压表的示数;
③小灯泡正常发光时的电阻的表达式:________(用、、表示)。
五、计算题(共13分)
28.(本题6分)如图所示电路中,电源电压为不变,滑动变阻器上标“ ”的字样,闭合开关S调节滑片到某一位置时,电流表的示数为,电压表的示数为。求:
(1)电阻的阻值,此时滑动变阻器接入电路的阻值。
(2)电路中的最小电流。
(3)若电流表所选的量程为,电压表所选的量程为,为使电路正常工作,滑动变阻器连入电路的阻值范围。
29.(本题7分)为了保障潜水员的安全,潜水时潜水员会佩戴如图甲所示的水压表和深度表。如图乙是一款深度表的简化电路图,电源电压且恒定不变,电压表量程为0~3 V,定值电阻,Rp是压敏电阻,Rp的阻值随海水深度h变化的图像如图丙,Rp允许通过的最大电流为0.25 A。求:
(1)深度表在海面上时,电路中的电流;
(2)当电压表示数为1.8 V时,潜水员下潜的深度;
(3)在电路安全的情况下,该深度表能测量的最大深度。
试题 第3页(共8页) 试题 第4页(共8页)
试题 第1页(共8页) 试题 第2页(共8页)
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第五章 欧姆定律·能力提升
建议用时:90分钟,满分:100分
一、单选题(共28分)
1.(本题2分)根据欧姆定律,下列说法正确的是( )
A.通过导体的电流越大,这段导体的电阻就越小
B.导体两端的电压越高,这段导体的电阻就越大
C.导体的电阻与电压成正比,与电流成反比
D.导体电阻的大小等于它两端的电压与通过它的电流的比值
2.(本题2分)对人体来说,一般情况下不高于36V的电压是安全的,通过人体的电流达到30mA时会有生命危险。根据以上数据,估算普通人体电阻最接近于( )
A. B. C. D.
3.(本题2分)将电阻R1和R2并联接入电路中,已知R1>R2,则通过它们的电流I1和I2的大小关系是( )
A.I1>I2 B.I1=I2
C.I1<I2 D.无法确定
4.(本题2分)如图所示,把一个5Ω和10Ω的电阻串联起来,接到电源电压为9V的电路中,则通过电阻R1的电流为( )
A.1.8A B.0.9A C.0.53A D.0.6A
5.(本题2分)甲和乙是由同种材料制成的两导体,长度关系为L甲=L乙,现将它们串联在同一电路中,若测得它们两端的电压U甲>U乙,则关于甲和乙的横截面积S,通过电流I的大小关系为( )
A.I甲>I乙,S甲>S乙 B.I甲<I乙,S甲<S乙
C.I甲=I乙,S甲>S乙 D.I甲=I乙,S甲<S乙
6.(本题2分)现有两个定值电阻R1和R2,且R1:R2=2:3,将它们串联在电路中,通过的电流分别为I1和I2,R1、R2两端的电压分别为U1和U2。下列判断正确的是( )
A.I1:I2=2:3 B.I1:I2=3:2 C.U1:U2=2:3 D.U1:U2=1:1
7.(本题2分)小刚用图示电路探究“一段电路中电流跟电阻的关系”,在此实验过程中,当A、B两点间的电阻由5Ω更换为10Ω后,为了探究上述问题,他应该采取的正确操作是( )
A.保持变阻器滑片不动 B.将变阻器滑片适当向左移动
C.将变阻器滑片适当向右移动 D.适当增加电池的节数
8.(本题2分)某小组在复习欧姆定律这一章时,总结了三个实验①探究电流与电压的关系②探究电流与电阻的关系③伏安法测定值电阻的阻值。下列说法错误的是( )
A.三个实验的电路图都相同
B.三个实验的滑动变阻器的作用不相同
C.三个实验并没有都使用控制变量法
D.三个实验都需要多次测量,找普遍规律
9.(本题2分)如图所示,是电阻甲和乙U-I图像,分析图像,下列判断不正确的是( )
A.当甲两端的电压为0.5V时,通过它的电流为0.1A
B.若甲和乙串联,电流为0.4A,则它们两端的总电压为3.5V
C.当乙两端的电压为2.5V,其电阻值为5Ω
D.若甲和乙并联,电压为1V,则干路电流为0.6A
10.(本题2分)在“伏安法测电阻”的实验中,丹丹分别选用定值电阻R和小灯泡L为测量对象,处理实验数据时,分别画出了对应的的图像,对于图像的分析,下列说法错误的是( )
A.甲是小灯泡的图像,可知小灯泡的电阻随灯丝温度的升高而增大
B.乙是定值电阻的图像,定值电阻的阻值为10Ω
C.定值电阻R和小灯泡L串联接在5V的电源上,电路中的电流是0.4A
D.应该用多次测量的方法,计算小灯泡电阻的平均值,以减小误差
11.(本题2分)图所示电路,电源电压保持不变。闭合开关S1和S2,电压表示数为6V,电流表示数为0.3A;将电压表和电流表互换位置,闭合S1、断开S2,电流表示数为0.2A。则R1︰R2为( )
A.2︰1 B.1︰2 C.3︰2 D.3︰1
12.(本题2分)如图甲是自动浇水系统的电路图,电源电压恒为6V,定值电阻R0阻值为20Ω,湿敏电阻R的阻值随土壤湿度的变化关系图乙所示。当土壤湿度低于40%,电磁阀启动浇水,浇至湿度为80%时停止浇水。忽略电磁阀对电路的影响,下列分析正确的是( )
A.土壤湿度越小,湿敏电阻R的阻值越小
B.土壤湿度越大,电压表示数越小
C.当土壤湿度为40%时,电流表的示数为0.12A
D.当电压表示数为3V时,土壤湿度为60%
13.(本题2分)某同学在只有电流表或电压表的情况下想测量未知电阻的阻值,其中电源电压不变且未知,定值电阻的阻值和滑动变阻器的最大阻值均已知。下列电路中,不能测出阻值的是( )
A. B.
C. D.
14.(本题2分)图甲所示的电路中,电源电压保持不变,电流表的测量范围为0~0.6A,电压表的测量范围为0~15V,滑动变阻器的规格为“200Ω 0.5A”。在滑片移动的过程中,电压表的示数与滑动变阻器接入电路的电阻关系如图乙所示,电流表和电压表的示数都没有超过所选的测量范围。以下说法:
①电源电压为16V
②R1的电阻是20Ω
③电流表示数变化范围是0.15A~0.6A
④电压表示数变化范围是0V~15V
⑤滑动变阻器接入电路中的电阻变化范围是16Ω~100Ω
其中正确的是( )
A.①③ B.②⑤ C.②③④ D.④⑤
二、多选题(共12分)
15.(本题4分)如图所示,电源电压保持不变,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P向右缓慢移动,下列分析判断正确的是( )
A.电流表和电流表示数均变小
B.电压表V与电流表的示数乘积不变
C.电流表A与电流表的示数之差保持不变
D.电压表V与电流表的示数之比保持不变
16.(本题4分)如图所示是一种自动测定油箱内油量的装置的示意图,R是滑动变阻器,它的金属滑片是杠杆的一端。下列说法正确的是( )
A.图中的油量表是电压表
B.当油箱内的油量减少时,R接入电路的电阻变大
C.当油箱内的油量增加时,油量表示数变小
D.定值电阻在电路中的作用是保护电路
17.(本题4分)如图所示电路,电源两端电压为U=4.5V且保持不变,电阻R1=10Ω,滑动变阻器R2上标有“20Ω 1A”的字样,电流表的量程为0~0.6A,两个电压表的量程均为0~3V,在保证电路安全的条件下,下面说法中正确的是( )
A.电流表A的示数范围为0.15~0.3A
B.电压表V1示数范围为0~3V
C.电压表V2示数范围为1.5~3V
D.滑动变阻器R2的阻值取值范围为5~20Ω
三、填空题(共32分)
18.(本题4分)一个小灯泡正常发光时两端的电压是、正常发光时的电流是,如果把它接在36V的电源上,为使其正常发光,需_____联一个_____的电阻。
19.(本题4分)物理社团的同学们发现实验室里有一卷剩余的导线,查阅说明书得知,该导线每米的电阻为。为了粗略估算导线的长度,他们用电压表、电流表、小灯泡(灯泡电阻值为)和电源连接成如图所示的电路进行测量。闭合开关后,电压表示数为,电流表示数为,则导线的电阻为___________,这卷导线的长度为___________m。
20.(本题4分)如图所示,电阻R1阻值10Ω,电阻R2最大阻值20Ω,闭合开关调节滑片P到最左端时电流表示数是0.6A,则电源电压为___________V,调节滑片P到最右端时电压表示数 ___________V。
21.(本题4分)如图所示电路中,电源电压不变,已知。闭合开关后,干路上的电流为,通过滑动变阻器的电流为,则电源电压为__________,滑动变阻器接入电路的阻值为__________。
22.(本题4分)如图所示电路中,电源电压恒定,电阻与的阻值之比为2:1,开关S闭合前、后,电流表两次的示数之比为___________;开关S闭合前、后,电压表两次的示数之比为___________。
23.(本题4分)如图甲所示,电源两端电压保持不变,R1为定值电阻,滑动变阻器R2的最大阻值为50Ω。电压表的示数与滑动变阻器R2的关系如图乙所示。则R1的阻值大小为______________Ω,电源两端的电压为______________V。
24.(本题4分)如图甲所示为某型号电子秤,其结构原理如图乙所示,电源电压保持9V不变,踏板的质量为5kg。为定值电阻,R是压敏电阻,其阻值随所受压力F变化的关系如图丙所示。空载时,电压表的示数为1V,压敏电阻所受压力为______N;改写电压表(测量范围为0~3V)表盘的数值后可直接读出所称物体的质量。该电子秤的测量范围是______kg。(g取10N/kg)
25.(本题4分)如图甲所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S后,滑片P从b端移动到a端的过程中,电压表示数U与电流表示数I的关系图像如图乙所示,则的阻值为______,电源电压为_______V。
四、实验题(每空1分,共15分)
26.(本题9分)用5Ω、10Ω、20Ω的三个定值电阻探究电流与电阻的关系,实验所用电源电压为3V。
(1)请用笔画线代替导线,将甲图中电路连接完整,要求滑片P向左端滑动时,电流表示数变大(连线时导线不允许交叉)。
(2)连接电路时,滑动变阻器滑片移到最______(“左”或“右”)端。闭合开关,电流表有示数而电压表无示数,电路故障可能是______。
(3)排除故障后进行实验,移动滑动变阻器的滑片,当电流表的示数如图乙所示,为______A,记录数据。
(4)断开开关,将5Ω的定值电阻换成10Ω的并闭合开关,此时应将滑动变阻器的滑片向______(选填“左”或“右”)端移动,这一过程中眼睛要一直观察电压表示数的变化,直到电压表为______V,并记录电流表示数。
(5)更换不同定值电阻进行实验,得到如下数据:
请在答题卡坐标纸上描点并作出图像。______
R/Ω
5
10
20
0.2
0.1
0.05
I/A
0.4
0.2
0.1
由图像可知,电压一定时,电流与电阻成______比。
(6)分析实验数据可知,本实验所用滑动变阻器的最大阻值应不小于______Ω。
27.(本题6分)实验小组在做“测量小灯泡正常发光时灯丝电阻”的实验中,准备了以下器材:电压恒为的学生电源、小灯泡(额定电压为,正常发光时的电阻约为)、电流表、电压表、滑动变阻器(“ ”,“ ”)、开关、若干导线。
(1)图甲是小明连接的部分实物电路,请用笔画线代替导线将电路连接完整。
(2)小明连接好电路闭合开关后无论如何调整滑动变阻器的滑片,电流表、电压表示数不变且小灯泡一直很暗,出现这一现象的原因:________________。
(3)改正后正确进行操作时,观察到电压表的示数如图乙所示,此时应将滑动变阻器的滑片向________(选填“A”或“B”)端移到某一位置,才能使小灯泡正常工作。若小灯泡正常发光时电流表示数为,则小灯泡正常发光时灯丝电阻为________(计算结果保留一位小数)。
(4)为了完成本次实验,小组同学应选择的滑动变阻器为________(选填“”或“”)。
(5)完成上述实验后,同学们交流后又设计了一种测量小灯泡正常发光时的电阻的方案,设计的电路如图丙所示,是阻值已知的定值电阻,请将实验步骤补充完整。
①连接好电路,闭合开关S,将开关拨到触点A,移动滑片,使电压表的示数为小灯泡的额定电压;
②保持滑片的位置不动,再将开关拨到另一触点,读出电压表的示数;
③小灯泡正常发光时的电阻的表达式:________(用、、表示)。
五、计算题(共13分)
28.(本题6分)如图所示电路中,电源电压为不变,滑动变阻器上标“ ”的字样,闭合开关S调节滑片到某一位置时,电流表的示数为,电压表的示数为。求:
(1)电阻的阻值,此时滑动变阻器接入电路的阻值。
(2)电路中的最小电流。
(3)若电流表所选的量程为,电压表所选的量程为,为使电路正常工作,滑动变阻器连入电路的阻值范围。
29.(本题7分)为了保障潜水员的安全,潜水时潜水员会佩戴如图甲所示的水压表和深度表。如图乙是一款深度表的简化电路图,电源电压且恒定不变,电压表量程为0~3 V,定值电阻,Rp是压敏电阻,Rp的阻值随海水深度h变化的图像如图丙,Rp允许通过的最大电流为0.25 A。求:
(1)深度表在海面上时,电路中的电流;
(2)当电压表示数为1.8 V时,潜水员下潜的深度;
(3)在电路安全的情况下,该深度表能测量的最大深度。
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第五章 欧姆定律·能力提升(参考答案)
第I卷(选择题)
一、单选题(本题共14小题,每题2分,共28分)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
D
B
C
D
D
C
C
D
B
D
B
C
C
B
二、多选题(本题共3小题,每题4分,共12分)
15
16
17
BC
BD
ACD
第II卷(非选择题)
三、填空题(本题共8小题,每空2分,共32分)
18. 串 48
19. 40 2000
20. 6 4
21. 24 80
22. 2∶3 2∶3
23. 10 24
24. 50 0~90
25. 10 6
四、实验题(本题每空1分,共15分)
26. (1)
(2) 右 定值电阻短路
(3)0.4
(4) 右 2
(5) 反
(6)10
27.(1)
(2)滑动变阻器同时接下面两个接线柱
(3) B 10.4
(4)
(5)
五、计算题(28题6分,29题7分,共13分)
28. (1)
,
(2)
(3)
【详解】(1)由电路图可知,与串联,电流表测电路电流,电压表测定值电阻两端的电压。由于串联电路电流处处相等, 根据欧姆定律可得电阻
由串联电路电压规律可得滑动变阻器两端电压-----------------------(1分)
此时滑动变阻器接入阻值-------------------------------------------------------------(1分)
(2)根据欧姆定律,电源电压不变时,电路总电阻越大,电流越小。当滑动变阻器接入最大阻值时,总电阻最大,即--------------------------------------------------(1分)
电路最小电流----------------------------------------------------------------------(1分)
(3)电压表量程,即两端最大电压为,对应最大电流
滑动变阻器允许通过的最大电流为;电流表量程,允许最大电流为。 综合以上条件,电路允许的最大电流为,此时总电阻最小,即
滑动变阻器接入的最小阻值----------------------------------------------(1分)
当滑动变阻器接入最大阻值时,电路电流最小,所有元件都安全,因此滑动变阻器的阻值范围为。----------------------------------------------------------------------------------------------------------(1分)
29.(1)
(2)
(3)
【详解】(1)由图丙可知,深度表在海面上,即时,,由图乙可知,定值电阻和压敏电阻串联,则串联总电阻为-----------------------------------------------(1分)
则由题意可得,电路中的电流为-------------------------------------------------(1分)
(2)由题意得,此时电路中的电流为
两端的电压为-----------------------------------------------------------(1分)
此时压敏电阻的阻值为
对照丙图,可知此时对应的下潜深度为。-----------------------------------------------------------------(1分)
(3)由题意可知,电路有两个限制条件:电压表测量的最大值为和压敏电阻允许通过的最大电流为。
当电压表达到时,电路中的电流为-----------------------------------------(1分)
因为,所以电路最大电流受电压表限制,取,此时电路中的总电阻为
此时压敏电阻的阻值为-----------------------------------------------(1分)
对应丙图,此时深度为,即该深度表能测量的最大深度为。--------------------------------(1分)
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第五章 欧姆定律·能力提升
建议用时:90分钟,满分:100分
一、单选题(共28分)
1.(本题2分)根据欧姆定律,下列说法正确的是( )
A.通过导体的电流越大,这段导体的电阻就越小
B.导体两端的电压越高,这段导体的电阻就越大
C.导体的电阻与电压成正比,与电流成反比
D.导体电阻的大小等于它两端的电压与通过它的电流的比值
【答案】D
【详解】ABC.导体电阻是导体本身的固有特性,仅由材料、长度、横截面积、温度决定,与导体两端电压、通过的电流均无关,故ABC错误;
D.由欧姆定律变形得,可知导体电阻的大小等于它两端的电压与通过它的电流的比值,故D正确。
故选D。
2.(本题2分)对人体来说,一般情况下不高于36V的电压是安全的,通过人体的电流达到30mA时会有生命危险。根据以上数据,估算普通人体电阻最接近于( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】因为当人体两端的电压为36V时,通过的最大电流为
人体的电阻
结合选项中的数据可知,与其接近的人体电阻为,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
3.(本题2分)将电阻R1和R2并联接入电路中,已知R1>R2,则通过它们的电流I1和I2的大小关系是( )
A.I1>I2 B.I1=I2
C.I1<I2 D.无法确定
【答案】C
【详解】将电阻R1和R2并联接入电路中,根据并联电路电压规律
已知R1>R2,根据得,通过它们的电流I1和I2的大小关系,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
4.(本题2分)如图所示,把一个5Ω和10Ω的电阻串联起来,接到电源电压为9V的电路中,则通过电阻R1的电流为( )
A.1.8A B.0.9A C.0.53A D.0.6A
【答案】D
【详解】由图可知两个电阻串联,串联电路电流处处相等,则通过电阻R1的电流为
故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
5.(本题2分)甲和乙是由同种材料制成的两导体,长度关系为L甲=L乙,现将它们串联在同一电路中,若测得它们两端的电压U甲>U乙,则关于甲和乙的横截面积S,通过电流I的大小关系为( )
A.I甲>I乙,S甲>S乙 B.I甲<I乙,S甲<S乙
C.I甲=I乙,S甲>S乙 D.I甲=I乙,S甲<S乙
【答案】D
【详解】由题,甲和乙是串联在同一电路中。根据串联电路的特点,串联电路中各处的电流是相等的,即
又,根据欧姆定律可知,
导体的电阻大小与材料、长度和横截面积有关。对于同种材料、长度相等的导体,其电阻与横截面积成反比,所以,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
6.(本题2分)现有两个定值电阻R1和R2,且R1:R2=2:3,将它们串联在电路中,通过的电流分别为I1和I2,R1、R2两端的电压分别为U1和U2。下列判断正确的是( )
A.I1:I2=2:3 B.I1:I2=3:2 C.U1:U2=2:3 D.U1:U2=1:1
【答案】C
【详解】AB.串联电路中,电流处处相等,通过、的电流之比为,故AB错误;
CD.串联电路中,电流处处相等,根据欧姆定律可知,两端的电压为,两端的电压为,、两端的电压之比为,故C正确、D错误。
故选C。
7.(本题2分)小刚用图示电路探究“一段电路中电流跟电阻的关系”,在此实验过程中,当A、B两点间的电阻由5Ω更换为10Ω后,为了探究上述问题,他应该采取的正确操作是( )
A.保持变阻器滑片不动 B.将变阻器滑片适当向左移动
C.将变阻器滑片适当向右移动 D.适当增加电池的节数
【答案】C
【详解】探究电流与电阻关系需控制电阻两端电压不变。当由更换为时,根据串联分压原理,增大导致增大;为保持不变,需增大滑动变阻器接入阻值以增大其分压,故应将变阻器滑片适当向右移动;增加电池节数会增大电源电压,由串联分压原理可知会进一步增大。
故选C。
8.(本题2分)某小组在复习欧姆定律这一章时,总结了三个实验①探究电流与电压的关系②探究电流与电阻的关系③伏安法测定值电阻的阻值。下列说法错误的是( )
A.三个实验的电路图都相同
B.三个实验的滑动变阻器的作用不相同
C.三个实验并没有都使用控制变量法
D.三个实验都需要多次测量,找普遍规律
【答案】D
【详解】A.在三个实验中用电压表测电阻两端的电压,用电流表测通过电阻的电流,为了多次实验,电路中应串联接入变阻器,所以三个实验可以用同一个电路图进行实验,故A正确;
B.探究电流与电压的关系,滑动变阻器的主要作用是改变电阻两端的电压多次测量;探究电流与电阻的关系,滑动变阻器的主要作用是控制电阻两端的电压不变;用伏安法测定值电阻的阻值,滑动变阻器的主要作用是改变电阻两端的电压多次测量,故B正确;
C.探究电流与电压的关系和探究电流与电阻的关系都使用控制变量法;伏安法测定值电阻的阻值,没有用到控制变量法,故C正确;
D.探究电流与电压的关系和探究电流与电阻的关系多次实验是为了得到普遍规律;伏安法测定值电阻的阻值,多次测量取平均值,是为了减小误差,故D错误。
故选D。
9.(本题2分)如图所示,是电阻甲和乙U-I图像,分析图像,下列判断不正确的是( )
A.当甲两端的电压为0.5V时,通过它的电流为0.1A
B.若甲和乙串联,电流为0.4A,则它们两端的总电压为3.5V
C.当乙两端的电压为2.5V,其电阻值为5Ω
D.若甲和乙并联,电压为1V,则干路电流为0.6A
【答案】B
【详解】A.由图像可知,当甲两端电压为0.5V时,对应的电流为0.1A,故A正确;
B.甲和乙串联,电流为0.4A时,通过甲、乙的电流均为0.4A,由图像可知此时,,总电压,故B错误;
C.当乙两端电压为2.5V时,由图像可知通过乙的电流为0.5A,乙的电阻,故C正确;
D.甲和乙并联,电压为1V时,甲、乙两端电压均为1V,由图像可知,,干路电流,故D正确。
本题选择不正确的,故选B。
10.(本题2分)在“伏安法测电阻”的实验中,丹丹分别选用定值电阻R和小灯泡L为测量对象,处理实验数据时,分别画出了对应的的图像,对于图像的分析,下列说法错误的是( )
A.甲是小灯泡的图像,可知小灯泡的电阻随灯丝温度的升高而增大
B.乙是定值电阻的图像,定值电阻的阻值为10Ω
C.定值电阻R和小灯泡L串联接在5V的电源上,电路中的电流是0.4A
D.应该用多次测量的方法,计算小灯泡电阻的平均值,以减小误差
【答案】D
【详解】AB.灯泡的电阻不是定值,随电压的增大,灯丝的温度升高,电阻逐渐增大,故灯泡的I-U图像是过原点的曲线,定值电阻的阻值是定值,其I-U图像是过原点的直线,故甲是小灯泡的I-U图像,乙是定值电阻的I-U图像,定值电阻的阻值为,故AB正确,不符合题意;
C.定值电阻R和小灯泡L串联时,通过它们的电流相等,由图像可知,当电流为0.4A时,定值电阻R和小灯泡L两端的电压分别为、,由串联电路电压特点可知,电源电压为,故C正确,不符合题意;
D.小灯泡的电阻随温度的升高而增大,不是定值,不能用多次测量的方法求小灯泡电阻的平均值,故D错误,符合题意。
故选D。
11.(本题2分)图所示电路,电源电压保持不变。闭合开关S1和S2,电压表示数为6V,电流表示数为0.3A;将电压表和电流表互换位置,闭合S1、断开S2,电流表示数为0.2A。则R1︰R2为( )
A.2︰1 B.1︰2 C.3︰2 D.3︰1
【答案】B
【详解】由图可知,闭合开关S1和S2,R1、R2并联,电流表测通过R2的电流,电压表测电源电压。电压表示数为6V,电流表示数为0.3A,则R2阻值为
将电压表和电流表互换位置,闭合S1、断开S2,R1、R2串联,电流表测电路电流,电流表示数为0.2A,则此时总电阻为
根据串联电路电阻的特点可知,R1的阻值为
则,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
12.(本题2分)如图甲是自动浇水系统的电路图,电源电压恒为6V,定值电阻R0阻值为20Ω,湿敏电阻R的阻值随土壤湿度的变化关系图乙所示。当土壤湿度低于40%,电磁阀启动浇水,浇至湿度为80%时停止浇水。忽略电磁阀对电路的影响,下列分析正确的是( )
A.土壤湿度越小,湿敏电阻R的阻值越小
B.土壤湿度越大,电压表示数越小
C.当土壤湿度为40%时,电流表的示数为0.12A
D.当电压表示数为3V时,土壤湿度为60%
【答案】C
【详解】由图甲可知,湿敏电阻与定值电阻串联,电压表测两端电压,电流表测电路电流,结合图乙分析各选项:
A.由图乙可知,土壤湿度越小,湿敏电阻的阻值越大,故A错误;
B.土壤湿度越大,的阻值越小,总电阻越小,电源电压不变,根据,电路电流越大;定值电阻电压,因此(电压表示数)越大,故B错误;
C.由图乙,湿度为时,,总电阻
电流
故C正确;
D.当电压表示数为时,电路电流
湿敏电阻两端电压
因此
由图乙可知,对应土壤湿度为,不是,故D错误。
故选C。
13.(本题2分)某同学在只有电流表或电压表的情况下想测量未知电阻的阻值,其中电源电压不变且未知,定值电阻的阻值和滑动变阻器的最大阻值均已知。下列电路中,不能测出阻值的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】A.与定值电阻串联,电压表测两端电压,电压表测两端电压,此时电路电流
串联电路电流处处相等,则
可以测出阻值,故A不符合题意;
B.与定值电阻并联,电流表测的电流,电流表测的电流,并联电路各支路电压相等,则电源电压
因此
可以测出阻值,故B不符合题意;
C.定值电阻与串联,电流表只测量一次电路电流,根据
电源电压未知,只有一个方程,无法解出未知电阻,不能测出阻值,故C符合题意;
D.闭合时,被短路,电压表直接测电源电压;断开时,与串联,电压表测电压。此时两端电压为,电路电流
因此
可以测出阻值,故D不符合题意。
故选C。
14.(本题2分)图甲所示的电路中,电源电压保持不变,电流表的测量范围为0~0.6A,电压表的测量范围为0~15V,滑动变阻器的规格为“200Ω 0.5A”。在滑片移动的过程中,电压表的示数与滑动变阻器接入电路的电阻关系如图乙所示,电流表和电压表的示数都没有超过所选的测量范围。以下说法:
①电源电压为16V
②R1的电阻是20Ω
③电流表示数变化范围是0.15A~0.6A
④电压表示数变化范围是0V~15V
⑤滑动变阻器接入电路中的电阻变化范围是16Ω~100Ω
其中正确的是( )
A.①③ B.②⑤ C.②③④ D.④⑤
【答案】B
【详解】由电路图可知,闭合开关S后,R1与R2串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流;由图乙可知,当变阻器接入电路中的电阻时,其两端的电压,因串联电路中各处的电流相等,所以此时电路中的电流
因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以电源的电压 ①
当变阻器接入电路中的电阻时,其两端的电压,因串联电路中各处的电流相等,所以此时电路中的电流
因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以电源的电压 ②
①②联立可得:,
故①错误,②正确;
当电压表的示数时,R1两端的电压
此时电路中的电流
此时滑动变阻器接入电路中的电阻
则电路中电流表的最小示数为0.15A,此时滑动变阻器接入电路中的电阻最大,最大阻值为
当滑动变阻器接入电阻为0时,电路中的电流
结合电流表的测量范围为0~0.6A和滑动变阻器的规格为“200Ω 0.5A”可知电路中的最大电流为0.5A,所以电流表示数的变化范围是0.15A~0.5A,故③错误;
电路中的电流最大时,变阻器接入电路中的阻值最小,此时电压表的示数最小,电路中的最大电流为0.5A,此时电路中的总电阻为
变阻器接入电路中的最小阻值为
则滑动变阻器接入电路中的电阻变化范围是16Ω~100Ω,故⑤正确;
电压表的最小示数
所以电压表示数变化范围是8V~15V,故④错误;
由上可知,正确的是②⑤,故B正确,ACD错误。
故选B。
二、多选题(共12分)
15.(本题4分)如图所示,电源电压保持不变,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P向右缓慢移动,下列分析判断正确的是( )
A.电流表和电流表示数均变小
B.电压表V与电流表的示数乘积不变
C.电流表A与电流表的示数之差保持不变
D.电压表V与电流表的示数之比保持不变
【答案】BC
【详解】由电路图可知,与并联,电压表V测电源电压,电流表A测干路电流,电流表测支路电流,电流表测支路电流。电源电压保持不变,电压表V示数不变。滑片P向右移动,接入电路阻值变大,由可知变小,即电流表示数变小;为定值电阻,由可知不变,即电流表示数不变;因此电压表V示数与电流表示数乘积不变;由并联电路电流规律得,故电流表A与示数之差保持不变;电压表V与电流表示数之比,因变大,故比值变大;故选BC。
16.(本题4分)如图所示是一种自动测定油箱内油量的装置的示意图,R是滑动变阻器,它的金属滑片是杠杆的一端。下列说法正确的是( )
A.图中的油量表是电压表
B.当油箱内的油量减少时,R接入电路的电阻变大
C.当油箱内的油量增加时,油量表示数变小
D.定值电阻在电路中的作用是保护电路
【答案】BD
【详解】A.油量表串联在电路中,由电表的使用规则可知,应为电流表,故A错误;
B.油量减少,浮标下降,杠杆右端滑片上升,接入电路的电阻丝变长,电阻变大,故B正确;
C.油量增加,浮标上升,滑片下降,接入电路电阻变小,电路的总电阻变小,电源电压不变,由欧姆定律可知,电路电流变大,油量表示数变大,故C错误;
D.如果电路中没有定值电阻,当滑动变阻器滑片滑到接入电阻为0的位置时,会造成电源短路,烧坏电表和电源,因此的作用是保护电路元件,故D正确。
故选BD。
17.(本题4分)如图所示电路,电源两端电压为U=4.5V且保持不变,电阻R1=10Ω,滑动变阻器R2上标有“20Ω 1A”的字样,电流表的量程为0~0.6A,两个电压表的量程均为0~3V,在保证电路安全的条件下,下面说法中正确的是( )
A.电流表A的示数范围为0.15~0.3A
B.电压表V1示数范围为0~3V
C.电压表V2示数范围为1.5~3V
D.滑动变阻器R2的阻值取值范围为5~20Ω
【答案】ACD
【分析】先判断两电阻串联,明确电表测量对象,结合电表和滑动变阻器的安全限制,求出电路最大电流,根据最大电流可得到滑动变阻器最小阻值,结合滑动变阻器最大阻值求出最小电流,结合串联分压规律可求出电压表示数范围。
【详解】A.由电路图可知,与串联,电压表测两端的电压,电压表测两端的电压,当电压表的最大示数时,电流
因串联电路中各处的电流相等,没有超过电流表的量程,所以电路中的最大电流
当滑动变阻器接入电路的阻值为20Ω时,电路总电阻最大,电流最小
所以电流表示数范围为,故A正确;
B.由以上可知,电压表的最大示数,当电路中电流最小时,电压表的示数最小,
所以电压表V1示数范围为,故B错误;
C.当电压表的示数最大时,两端的电压最小,
当电压表的示数最小时,两端的电压最大,
所以电压表V2示数范围为,故C正确;
D.当电路中电流最大时,滑动变阻器接入电路中的阻值最小
滑动变阻器接入电路中的最大阻值时,各元件均安全,所以滑动变阻器R2的阻值取值范围为,故D正确。
故选ACD。
三、填空题(共32分)
18.(本题4分)一个小灯泡正常发光时两端的电压是、正常发光时的电流是,如果把它接在36V的电源上,为使其正常发光,需_____联一个_____的电阻。
【答案】
串
48
【详解】因电源电压高于小灯泡额定电压,故需串联电阻分压。串联电阻两端的电压为
由串联电路电流处处相等可知,通过电阻的电流等于小灯泡的额定电流,串联电阻的阻值为
19.(本题4分)物理社团的同学们发现实验室里有一卷剩余的导线,查阅说明书得知,该导线每米的电阻为。为了粗略估算导线的长度,他们用电压表、电流表、小灯泡(灯泡电阻值为)和电源连接成如图所示的电路进行测量。闭合开关后,电压表示数为,电流表示数为,则导线的电阻为___________,这卷导线的长度为___________m。
【答案】 40 2000
【详解】[1][2]由图可知,闭合开关后灯泡和导线串联,电流表测量电路中的电流,电压表测量导线两端电压。闭合开关S后,电压表示数为8V,电流表示数为0.2A,故导线的电阻为
该导线每米的电阻为0.02Ω,故这卷导线的长度为
20.(本题4分)如图所示,电阻R1阻值10Ω,电阻R2最大阻值20Ω,闭合开关调节滑片P到最左端时电流表示数是0.6A,则电源电压为___________V,调节滑片P到最右端时电压表示数 ___________V。
【答案】 6 4
【详解】闭合开关调节滑片P到最左端时,是电阻R1的简单电路,则电源电压
调节滑片P到最右端时电路中的总电阻
此时电路中的电流
电压表并联在R2两端,测量R2两端电压,则电压表示数
21.(本题4分)如图所示电路中,电源电压不变,已知。闭合开关后,干路上的电流为,通过滑动变阻器的电流为,则电源电压为__________,滑动变阻器接入电路的阻值为__________。
【答案】 24 80
【详解】[1]由图可知,滑动变阻器R和定值电阻R1并联,根据并联电路中电流规律,干路电流等于各支路电流之和,已知干路中电流,通过滑动变阻器中电流,故通过定值电阻中电流
根据欧姆定律可知,定值电阻R1两端电压
根据并联电路中电压规律可知
[2]根据欧姆定律可知,滑动变阻器的阻值
22.(本题4分)如图所示电路中,电源电压恒定,电阻与的阻值之比为2:1,开关S闭合前、后,电流表两次的示数之比为___________;开关S闭合前、后,电压表两次的示数之比为___________。
【答案】 2∶3 2∶3
【详解】[1][2]由图可知,开关S闭合前,与串联,电流表测电路中的电流,电压表测两端的电压。已知电阻与的阻值之比为2:1,即,假设电源电压为U,根据串联电路的电阻规律和欧姆定律可得,此时电流表的示数为
开关S闭合后,短路,电路为的简单电路,电流表测电路中的电流,电压表测电源电压, 即电压表的示数为U;此时电流表的示数为
综上可得,开关S闭合前、后,电流表两次的示数之比为
根据可知,电压表两次的示数之比,即两端的电压之比为
23.(本题4分)如图甲所示,电源两端电压保持不变,R1为定值电阻,滑动变阻器R2的最大阻值为50Ω。电压表的示数与滑动变阻器R2的关系如图乙所示。则R1的阻值大小为______________Ω,电源两端的电压为______________V。
【答案】
10
24
【详解】由图甲可知,定值电阻和滑动变阻器串联,电压表测定值电阻两端的电压,根据串联电路的电压特点及欧姆定律,电源电压
由图乙可知,当滑动变阻器阻值时,两端电压,代入得
当滑动变阻器阻值时,两端电压,代入得
电源电压恒定,联立两式可解得,电源电压
24.(本题4分)如图甲所示为某型号电子秤,其结构原理如图乙所示,电源电压保持9V不变,踏板的质量为5kg。为定值电阻,R是压敏电阻,其阻值随所受压力F变化的关系如图丙所示。空载时,电压表的示数为1V,压敏电阻所受压力为______N;改写电压表(测量范围为0~3V)表盘的数值后可直接读出所称物体的质量。该电子秤的测量范围是______kg。(g取10N/kg)
【答案】
50
0~90
【详解】电源电压,空载时电压表的示数,压敏电阻所受压力等于踏板重力,由得
由图丙可知,时压敏电阻阻值
因R与串联,由欧姆定律及串联电路电压规律,则空载时电路电流
定值电阻的阻值为
当电压表示数最大为时,电路电流
此时压敏电阻阻值
由得,压敏电阻所受总压力
所称物体的最大重力
最大物体质量
故该电子秤的测量范围是0~90kg。
25.(本题4分)如图甲所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S后,滑片P从b端移动到a端的过程中,电压表示数U与电流表示数I的关系图像如图乙所示,则的阻值为______,电源电压为_______V。
【答案】 10 6
【详解】[1][2]由甲图可知,与串联。由图乙知,当滑片P在a端时,接入的电阻为0,此时电路中只有工作,此时电流最大,则电源电压
当滑片P在b端时,以最大阻值接入电路,此时电流最小,R2两端电压,则电源电压
联立两个式子可得
故,电源电压
四、实验题(每空1分,共15分)
26.(本题9分)用5Ω、10Ω、20Ω的三个定值电阻探究电流与电阻的关系,实验所用电源电压为3V。
(1)请用笔画线代替导线,将甲图中电路连接完整,要求滑片P向左端滑动时,电流表示数变大(连线时导线不允许交叉)。
(2)连接电路时,滑动变阻器滑片移到最______(“左”或“右”)端。闭合开关,电流表有示数而电压表无示数,电路故障可能是______。
(3)排除故障后进行实验,移动滑动变阻器的滑片,当电流表的示数如图乙所示,为______A,记录数据。
(4)断开开关,将5Ω的定值电阻换成10Ω的并闭合开关,此时应将滑动变阻器的滑片向______(选填“左”或“右”)端移动,这一过程中眼睛要一直观察电压表示数的变化,直到电压表为______V,并记录电流表示数。
(5)更换不同定值电阻进行实验,得到如下数据:
请在答题卡坐标纸上描点并作出图像。______
R/Ω
5
10
20
0.2
0.1
0.05
I/A
0.4
0.2
0.1
由图像可知,电压一定时,电流与电阻成______比。
(6)分析实验数据可知,本实验所用滑动变阻器的最大阻值应不小于______Ω。
【答案】(1)
(2) 右 定值电阻短路
(3)0.4
(4) 右 2
(5) 反
(6)10
【详解】(1)滑片P向左端滑动电流变大,说明滑动变阻器接入电阻变小,应接左下接线柱,把滑动变阻器左下接线柱与电源负极相连。作图如答案所示。
(2)连接电路时,滑片要移到最大阻值端,即右端;
电流表有示数说明电路通路,电压表无示数,故障是可能是定值电阻短路。
(3)电流表用 0~0.6A量程,分度值0.02A,指针指0.4A位置,示数为0.4A。
(4)原来5Ω电阻时,定值电阻两端电压
实验要控制定值电阻电压2V 不变。换成10Ω电阻,根据串联分压,定值电阻分压变大,要让它回到2V,需增大滑动变阻器电阻,滑片向右移动,眼睛观察电压表示数直到2V。
(5)描点:(0.2,0.4)、(0.1,0.2)、(0.05,0.1),用直线过原点连接三点;I 与成正比,说明电压一定时,电流与电阻成反比。
(6)电源,定值电阻最大,控制,滑动变阻器分压
串联电流相等
滑动变阻器最小阻值
27.(本题6分)实验小组在做“测量小灯泡正常发光时灯丝电阻”的实验中,准备了以下器材:电压恒为的学生电源、小灯泡(额定电压为,正常发光时的电阻约为)、电流表、电压表、滑动变阻器(“ ”,“ ”)、开关、若干导线。
(1)图甲是小明连接的部分实物电路,请用笔画线代替导线将电路连接完整。
(2)小明连接好电路闭合开关后无论如何调整滑动变阻器的滑片,电流表、电压表示数不变且小灯泡一直很暗,出现这一现象的原因:________________。
(3)改正后正确进行操作时,观察到电压表的示数如图乙所示,此时应将滑动变阻器的滑片向________(选填“A”或“B”)端移到某一位置,才能使小灯泡正常工作。若小灯泡正常发光时电流表示数为,则小灯泡正常发光时灯丝电阻为________(计算结果保留一位小数)。
(4)为了完成本次实验,小组同学应选择的滑动变阻器为________(选填“”或“”)。
(5)完成上述实验后,同学们交流后又设计了一种测量小灯泡正常发光时的电阻的方案,设计的电路如图丙所示,是阻值已知的定值电阻,请将实验步骤补充完整。
①连接好电路,闭合开关S,将开关拨到触点A,移动滑片,使电压表的示数为小灯泡的额定电压;
②保持滑片的位置不动,再将开关拨到另一触点,读出电压表的示数;
③小灯泡正常发光时的电阻的表达式:________(用、、表示)。
【答案】(1)
(2)滑动变阻器同时接下面两个接线柱
(3) B 10.4
(4)
(5)
【详解】(1)根据实验,电压表测量灯泡两端的电压,灯泡额定电压为2.5V,故应用导线将灯泡右接线柱与电压表3V接线柱相连;灯泡电阻约为10欧姆,则电流约为
所以用导线将灯泡左接线柱与电流表0.6A接线柱相连,如下图所示:
(2)当滑动变阻器同时接下面两个接线柱时,滑动变阻器接入电路的电阻最大,电路中的电流很小,灯泡一直很暗,且移动滑片阻值不变,所以电压表示数不变。
(3)由图乙可知,电压表选择的测量范围,分度值为0.1V,示数为1.9V,小于灯泡的额定电压,根据串联电路的分压原理可知,应将滑片向B端移动,减小滑动变阻器连入电路的阻值,直至电压表示数为2.5V;
由可得,小灯泡正常发光时灯丝的电阻
(4)当灯泡正常发光时,滑动变阻器两端电压
连入电路的阻值为
大于的最大阻值,所以实验选择的滑动变阻器是。
(5)连接好电路,闭合开关S,将开关拨到触点A,电压表测量灯泡两端的电压,移动滑片,使电压表的示数为小灯泡的额定电压;保持滑片的位置不动,再将开关拨到触点B,电压表测量灯泡和定值电阻两端的总电压,读出电压表的示数,则定值电阻两端的电压
电路中的电流
串联电路电流处处相等,小灯泡正常发光时灯丝的电阻的表达式
五、计算题(共13分)
28.(本题6分)如图所示电路中,电源电压为不变,滑动变阻器上标“ ”的字样,闭合开关S调节滑片到某一位置时,电流表的示数为,电压表的示数为。求:
(1)电阻的阻值,此时滑动变阻器接入电路的阻值。
(2)电路中的最小电流。
(3)若电流表所选的量程为,电压表所选的量程为,为使电路正常工作,滑动变阻器连入电路的阻值范围。
【答案】(1)
,
(2)
(3)
【详解】(1)由电路图可知,与串联,电流表测电路电流,电压表测定值电阻两端的电压。由于串联电路电流处处相等, 根据欧姆定律可得电阻
由串联电路电压规律可得滑动变阻器两端电压
此时滑动变阻器接入阻值
(2)根据欧姆定律,电源电压不变时,电路总电阻越大,电流越小。当滑动变阻器接入最大阻值时,总电阻最大,即
电路最小电流
(3)电压表量程,即两端最大电压为,对应最大电流
滑动变阻器允许通过的最大电流为;电流表量程,允许最大电流为。 综合以上条件,电路允许的最大电流为,此时总电阻最小,即
滑动变阻器接入的最小阻值
当滑动变阻器接入最大阻值时,电路电流最小,所有元件都安全,因此滑动变阻器的阻值范围为。
29.(本题7分)为了保障潜水员的安全,潜水时潜水员会佩戴如图甲所示的水压表和深度表。如图乙是一款深度表的简化电路图,电源电压且恒定不变,电压表量程为0~3 V,定值电阻,Rp是压敏电阻,Rp的阻值随海水深度h变化的图像如图丙,Rp允许通过的最大电流为0.25 A。求:
(1)深度表在海面上时,电路中的电流;
(2)当电压表示数为1.8 V时,潜水员下潜的深度;
(3)在电路安全的情况下,该深度表能测量的最大深度。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)由图丙可知,深度表在海面上,即时,,由图乙可知,定值电阻和压敏电阻串联,则串联总电阻为
则由题意可得,电路中的电流为
(2)由题意得,此时电路中的电流为
两端的电压为
此时压敏电阻的阻值为
对照丙图,可知此时对应的下潜深度为。
(3)由题意可知,电路有两个限制条件:电压表测量的最大值为和压敏电阻允许通过的最大电流为。
当电压表达到时,电路中的电流为
因为,所以电路最大电流受电压表限制,取,此时电路中的总电阻为
此时压敏电阻的阻值为
对应丙图,此时深度为,即该深度表能测量的最大深度为。
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