内容正文:
第十七章欧姆定律单元测试基础卷
(时间40分钟 满分80分)
一、选择题(本题共9小题,每小题2分,共18分。在每小题给出的四个选项中,第1~6题只有一项符合题目要求,选对的得2分;第7~9题有多项符合题目要求,全部选对的得2分,选对但不全的得1分,有选错的得0分。)
1.(2026·四川成都)小聪设计了如图所示的电路,在G、H间接入滑动变阻器,闭合开关S,滑片P向右移动时,电流表示数变大。以下四种接入方式中,符合要求的是( )
A.B. C. D.
2.一段导体两端的电压为4V时,通过的电流为0.5A,如果将它两端的电压提高到8V时,导体的电阻为( )
A.8Ω B.4Ω C.2Ω D.16Ω
3.某钨丝小灯泡正常工作时电阻为10Ω,通过它的电流为0.2 A。现将其接入6 V的电路中,要求该灯泡正常工作,则( )
A.串联一个10Ω的电阻 B.并联一个10Ω的电阻
C.串联一个20Ω的电阻 D.并联一个20Ω的电阻
4.有两个可变电阻,开始时阻值相等,都为R,将另一个电阻的阻值减小,则两个电阻并联后总电阻将( )
A.一定等于R B.一定小于R
C.一定大于R D.以上结果都有可能
5.如图所示,AB、BC是由同种材料制成的长度相同、横截面积不同的两段导体,将它们串联后连入电路中,则以下判断正确的是( )
A.RAB>RBC,UAB=UBC B.RAB>RBC,IAB=IBC
C.RAB<RBC,IAB<IBC D.RAB<RBC,UAB<UBC
6.如图所示的电路中,两只电流表的规格相同,都有两个量程(0~0.6 A以及0~3 A),闭合开关S,电阻 与均有电流流过,两只电流表的指针偏转角度相同,则与的比值为( )
A.1∶5 B.5∶1 C.1∶4 D.4∶1
7.如图所示是电阻甲和乙的图像,下列说法中正确的是( )
A.电阻甲和乙都是阻值不变的电阻
B.当乙两端电压为时,
C.甲、乙串联在电路中,当电路电流为时,电路的总电压为
D.甲、乙并联在电路中,当电源电压为时,电路的总电流为
8.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
9.如图所示电路,电源电压保持不变,闭合开关S,只有一个电表指针发生偏转。已知电路故障只发生在灯泡L或电阻R上,其它元件均完好。下列对电路故障的分析正确的是( )
A.电阻R断路 B.灯泡L短路 C.电阻R短路 D.灯泡L断路
二、填空题(每空1分,共12分)
10.通过定值电阻、的电流与其两端电压的关系图像如图所示,则____________(选填“”“”或“”)。如果、串联的总电阻为,则的图像在____________(选填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)区域。
11.有两个定值电阻,,,将它们串联在电源电压的电路中,、的总电阻______Ω, 两端的电压______V。
12.电阻甲标有“10Ω 1 A”电阻乙标有“15Ω 0.6 A”,为保护电路安全,串联后的最大电压为___________V,并联后干路电流最大值______________A。
13.如图所示的电路中,电源电压保持不变,。闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P到b端时,电流表的示数为0.6A,则电源电压为________V;移动滑片P到a端时,电流表的示数为0.2A,滑动变阻器两端的电压为________V。
14.图甲所示的电路中接有电阻和灯泡,电源电压为保持不变。图乙为电阻和灯泡的图像。闭合开关,则此时电路中的电流为____________A,灯泡的电阻大小为____________。
15.如图甲所示,电源电压保持不变,。当闭合开关,滑动变阻器滑片从端移到端,两电表示数变化关系用图乙线段表示,滑动变阻器的最大阻值为_________;滑片滑到中点时电压表的示数_________。
三、作图题(每题2分,共4分)
16.小华用如图所示的电路探究电流与电压、电阻的关系。请根据设计的实物电路,在虚线框中画出对应的电路图。
17.如图,是利用“伏安法”测量电阻R阻值的实物电路,用笔画线代替导线将实物电路图连接完整。(要求:滑动变阻器滑片P向左移动时,电流表示数变小)
四、实验题(共4小题,24分)
18.(7分)丽丽用如图所示的电路探究“通过导体的电流与电压的关系”,电源电压为3V,定值电阻R的阻值为10Ω,滑动变阻器的规格为“20Ω 0.3A”。
(1) 丽丽检查如图所示的电路,发现有一根导线连接错误,请你在这根错误的导线上打“×”,并用笔画线代替导线画出正确的接法。
(2)闭合开关前将滑动变阻器的滑片调至________(选填“左”或“右”)端,闭合开关,移动滑片,发现电流表有示数,电压表示数为零。若电路仅有一处故障,故障可能是________;
(3)排除故障后,调节滑动变阻器,记录数据如表;分析数据可得:电阻一定时,________;并且请你根据数据写出电流与电压的关系式________。
序号
1
2
3
4
5
电压U/V
1.2
2.0
2.2
2.4
2.8
电流I/A
0.12
0.20
0.22
0.24
0.28
(4)本实验中变阻器的作用是________。
(5)丽丽完成上述实验,又继续探究电流与电阻的关系,该实验中她应调节变阻器控制________一定。
19.(7分)小宁在“探究电流与电阻的关系”的实验中,用到的器材有:学生电源(4.5V),五个定值电阻R分别为:5Ω,10Ω,15Ω,20Ω及25Ω,标有“50Ω 1A”的滑动变阻器、电压表、电流表,开关各1只,导线若干。
(1)根据图甲所示电路图连接电路,小宁刚接上最后一根导线,就发现电流表立即有示数,其操作不当之处是____________。
(2)小宁把5Ω的电阻R接入电路后,闭合开关S,发现电流表有示数,电压表无示数。若电路故障只出现在R和上,则电路故障是_________。排除故障后,适当调整滑动变阻器,当电压表示数为2.5V时,读出了对应的电流值;
(3)断开开关,没有移动滑片P的位置,如图甲所示,直接用10Ω的电阻替换5Ω,闭合开关,发现电压表示数_________2.5V;这次记录数据时,应将滑片P的位置向_________侧移动才能达到实验要求;
(4)小宁再分别将定值电阻15Ω、20Ω、25Ω连入,根据实验所得的五组数据绘制出I~R图像,如图乙所示,由图像可得出的结论是:当_________一定时,_________;
(5)为了完成该实验探究,滑动变阻器连入电路的阻值范围为_________。
20.(5分)(2026·湖北武汉市)某同学利用图甲所示的器材测量额定电压为3.8V小灯泡的电阻。实验中调节滑动变阻器的滑片让小灯泡两端的电压逐次上升,使小灯泡逐渐变亮,滑动变阻器的规格为“50Ω 1.0A”。
(1)请用笔画线代替导线将图甲中的实物图连接完整。
(2)正确连接电路后,闭合开关,该同学发现无论怎样移动滑片,两电表示数均不随滑片移动而改变,产生这种现象的原因可能是__________(填序号)。
①小灯泡短路 ②电压表断路 ③滑动变阻器断路
(3)解决问题后,这位同学继续实验,测量数据如下表所示。第4次实验时通过小灯泡的电流为0.24A,电压表的示数如图乙所示,小灯泡两端的电压为__________V,此时小灯泡的电阻比正常发光时的电阻__________。做了第5次实验后,为了继续完成第6、7次实验,该同学需要进行的操作是________________________________________________________________________________。
次数
1
2
3
4
5
6
7
0.3
1.0
2.0
2.9
3.5
4.0
0.10
0.16
0.22
0.24
0.26
0.28
0.29
21.(5分)课外兴趣小组要测量一个未知电阻的阻值,现有下列器材:电源,两个量程均为的电流表A1、A2,一个已知阻值的定值电阻,一个滑动变阻器,开关,导线若干。兴趣小组的同学们开动脑筋,积极思考,设计出了一个测量阻值的方法。
(1)连接好电路,闭合开关S之前,滑动变阻器的滑片P应滑到_________(选填“a”或“b”)端。
(2)调节滑动变阻器,使两个电流表有一个恰当的读数,如图所示,电流表A1的读数为__________,电流表A2的读数为__________。根据两电流表读数可得出被测电阻__________。
(3)考虑到电流表有内阻,该方法测出的阻值与的真实值相比偏_________(选填“大”或“小”)。
五、综合应用题(共3道小题,22分)
22.(8分)如图所示的电路中,电阻的阻值为20Ω,电源电压不变。当、断开,闭合时,电流表的示数为0.6A。求:
(1)电源电压;
(2)闭合,、断开时,电流表示数为0.2A,电阻两端的电压。
(3)断开,、闭合时,电流表的示数为0.9A,求的阻值。
23.(8分)如图所示电路中定值电阻,R2为滑动变阻器,电源电压保持不变。当滑片在a端时,电流表示数为0.6A,滑片在b端时电压表示数为2V。求:
(1)电源电压;
(2)滑动变阻器R2的最大阻值。
24.(6分)根据世界卫生组织的统计,大约50%~60%的交通事故与酒后驾驶有关。我国刑法规定,从2011年5月1日起,驾驶员醉酒后驾车要负刑事责任。目前,世界大多数国家都采用呼气式酒精测试仪,对驾驶员进行现场检测。酒精测试仪中装有酒精气体传感器。如图甲所示,是酒精测试仪的简化电路图,图中酒精气体传感器是一种气敏电阻,它的阻值随酒精气体浓度的变化而变化,如图乙所示,从而引起电路中电流和电压的变化,为定值电阻,电源电压为9V。
(1)喝过酒的人,距离很远就能闻到满身酒气,是因为酒精发生了__________现象。
(2)如图乙所示,气敏电阻阻值随着酒精气体浓度的增大而__________(选填“增大”、“减小”或“不变”);电压表示数随着酒精气体浓度的增大而__________。(选填“增大”、“减小”或“不变”)
(3)如果要想把电压表改装成酒精测试仪显示器,需要进行校准,在不喝酒吹气的情况下,电压表示数为3V,则的阻值是多少?(写出解答过程)
(4)酒精测试仪长期使用后,定值电阻的阻值变大。若要使表盘上原来的酒精气体浓度值仍准确,在不改变的情况下,可采取的办法是____________________(写一种即可)。
试卷第6页(共9页)
试卷第7页(共9页)
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第十七章欧姆定律单元测试基础卷
(时间40分钟 满分80分)
一、选择题(本题共9小题,每小题2分,共18分。在每小题给出的四个选项中,第1~6题只有一项符合题目要求,选对的得2分;第7~9题有多项符合题目要求,全部选对的得2分,选对但不全的得1分,有选错的得0分。)
1.(2026·四川成都)小聪设计了如图所示的电路,在G、H间接入滑动变阻器,闭合开关S,滑片P向右移动时,电流表示数变大。以下四种接入方式中,符合要求的是( )
A.B. C. D.
【答案】C
【详解】由图可知,在G、H间接入滑动变阻器后,定值电阻R和滑动变阻器串联,电源电压不变,根据欧姆定律,电流表示数变大说明电路总电阻变小,即滑动变阻器接入电路的阻值需要随滑片右移变小,滑动变阻器按“一上一下”连接,所以滑动变阻器接右下接线柱和任意一个上接线柱。
故选C。
2.一段导体两端的电压为4V时,通过的电流为0.5A,如果将它两端的电压提高到8V时,导体的电阻为( )
A.8Ω B.4Ω C.2Ω D.16Ω
【答案】A
【详解】当电压为4V时,通过的电流为0.5A时,可计算出导体的电阻为
因为导体的电阻与两端的电压和通过的电流无关,因此当它两端的电压提高到8V时,导体的电阻值为8Ω保持不变,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A 。
3.某钨丝小灯泡正常工作时电阻为10Ω,通过它的电流为0.2 A。现将其接入6 V的电路中,要求该灯泡正常工作,则( )
A.串联一个10Ω的电阻 B.并联一个10Ω的电阻
C.串联一个20Ω的电阻 D.并联一个20Ω的电阻
【答案】C
【详解】小灯泡正常工作时的电压
因电源电压高于用电器两端电压,需要串联电阻分压,串联电路电流处处相等,即
串联电阻两端电压
串联电阻阻值
故选C。
4.有两个可变电阻,开始时阻值相等,都为R,将另一个电阻的阻值减小,则两个电阻并联后总电阻将( )
A.一定等于R B.一定小于R
C.一定大于R D.以上结果都有可能
【答案】B
【详解】因为并联电路总电阻的倒数等于支路电阻倒数之和,电阻并联相当于增加了导体的横截面积,所以并联电路的总电阻小于其中任一电阻值,故总电阻一定小于R。
故选B。
5.如图所示,AB、BC是由同种材料制成的长度相同、横截面积不同的两段导体,将它们串联后连入电路中,则以下判断正确的是( )
A.RAB>RBC,UAB=UBC B.RAB>RBC,IAB=IBC
C.RAB<RBC,IAB<IBC D.RAB<RBC,UAB<UBC
【答案】B
【详解】CD.由图可知 ,因材料、长度相同,横截面积越小电阻越大,则 ,故CD错误;
B.两段导体串联,根据串联电路电流规律可知 ,故B正确;
A.根据 ,因 且 ,则 ,即 ,故A错误。
故选B。
6.如图所示的电路中,两只电流表的规格相同,都有两个量程(0~0.6 A以及0~3 A),闭合开关S,电阻 与均有电流流过,两只电流表的指针偏转角度相同,则与的比值为( )
A.1∶5 B.5∶1 C.1∶4 D.4∶1
【答案】C
【详解】由电路图可知,与并联,电流表测干路电流,电流表测支路的电流,并联电路中干路电流等于各支路电流之和,因此,两只电流表指针偏转角度相同,所以 选用 0~3A 量程, 选用 0~0.6A 量程,且,通过的电流
根据并联电路的分流原理,可得与的比值,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
7.如图所示是电阻甲和乙的图像,下列说法中正确的是( )
A.电阻甲和乙都是阻值不变的电阻
B.当乙两端电压为时,
C.甲、乙串联在电路中,当电路电流为时,电路的总电压为
D.甲、乙并联在电路中,当电源电压为时,电路的总电流为
【答案】CD
【详解】A. 甲的图象为过原点直线,阻值不变;乙的图象为曲线,阻值变化,故A错误;
B. 由图可知时,电阻,故B错误;
C. 串联电路电流处处相等,时,由图可知甲乙两端的电压分别为,,电路总电压 ,故C正确;
D. 并联电路各支路两端的电压相等,电源电压时,由图可知甲乙通过的电流分别为,,电路的总电流,故D正确。
故选CD。
8.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。
9.如图所示电路,电源电压保持不变,闭合开关S,只有一个电表指针发生偏转。已知电路故障只发生在灯泡L或电阻R上,其它元件均完好。下列对电路故障的分析正确的是( )
A.电阻R断路 B.灯泡L短路 C.电阻R短路 D.灯泡L断路
【答案】AC
【详解】A.断路后整个电路断开,电流表没有电流,指针不偏转;电压表一端通过接电源正极,另一端通过开关接电源负极,电压表测电源电压,指针偏转。因此只有一个电表偏转,故A正确;
B. 短路后电路通路,电流表有电流偏转,电压表测两端电压(等于电源电压),也发生偏转,两个电表都偏转,不符合条件,故B错误;
C. 短路后电路通路,电流表有电流偏转;电压表并联在短路的两端,短路后两端电压为,电压表指针不偏转。因此只有一个电表偏转,故C正确;
D. 断路后整个电路断开,电流表和电压表都没有电流,两个电表指针都不偏转,不符合条件,故D错误。
故选 AC。
二、填空题(每空1分,共12分)
10.通过定值电阻、的电流与其两端电压的关系图像如图所示,则____________(选填“”“”或“”)。如果、串联的总电阻为,则的图像在____________(选填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)区域。
【答案】 > Ⅰ
【详解】由欧姆定律,取相同电流时,R1两端电压大于R2两端电压,故。
因串联电路总电阻等于各分电阻之和,故总电阻;由可知,取相同电流时,总电阻两端电压大于R1两端电压,因此R的U-I图线更靠近纵轴,在Ⅰ区域。
11.有两个定值电阻,,,将它们串联在电源电压的电路中,、的总电阻______Ω, 两端的电压______V。
【答案】 15 3
【详解】因两电阻串联,总电阻为
根据欧姆定律,电路中的电流为
电阻两端的电压为
12.电阻甲标有“10Ω 1 A”电阻乙标有“15Ω 0.6 A”,为保护电路安全,串联后的最大电压为___________V,并联后干路电流最大值______________A。
【答案】 15 1.5
【详解】串联电路电流处处相等,故电路允许的最大电流,总电阻
最大电压
甲的额定电压
乙的额定电压
并联电路各支路电压相等,故允许的最大电源电压,此时通过甲的电流
通过乙的电流,干路最大电流
13.如图所示的电路中,电源电压保持不变,。闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P到b端时,电流表的示数为0.6A,则电源电压为________V;移动滑片P到a端时,电流表的示数为0.2A,滑动变阻器两端的电压为________V。
【答案】 6 4
【详解】由图可知,R1与R2串联,电流表测电路中的电流。滑片P在b端时,R2接入电阻为0,电路为只有R1的简单电路,电源电压
滑片P在a端时,滑动变阻器的最大阻值与R1串联,电流表示数为0.2A,R1的电压
由串联电路电压规律得,滑动变阻器两端电压
14.图甲所示的电路中接有电阻和灯泡,电源电压为保持不变。图乙为电阻和灯泡的图像。闭合开关,则此时电路中的电流为____________A,灯泡的电阻大小为____________。
【答案】 0.6 3.3/3
【详解】由图甲可知,R与L串联,电路电流处处相等,电源电压等于R和L的电压之和;定值电阻R的阻值为
因串联电路满足
由图乙可知,若电路中的电流为0.4A时,电源电压应为5V,题中给出的电源电压为8V,结合L的图像,电路中的电流应大于0.4A;当电流时,灯泡电压,代入上式可得
与电源电压相等,故电路中的电流为0.6A。此时灯泡的电阻为
15.如图甲所示,电源电压保持不变,。当闭合开关,滑动变阻器滑片从端移到端,两电表示数变化关系用图乙线段表示,滑动变阻器的最大阻值为_________;滑片滑到中点时电压表的示数_________。
【答案】 20 3
【详解】因与串联,电压表测两端电压,滑片在端时接入阻值最大,电路电流最小,对应图乙点;滑片在端时接入阻值为0,电路电流最大,对应图乙点。
滑动变阻器的最大阻值为
电源电压
滑片滑到中点时,滑动变阻器接入阻值
电路总电阻
电路电流
电压表示数
三、作图题(每题2分,共4分)
16.小华用如图所示的电路探究电流与电压、电阻的关系。请根据设计的实物电路,在虚线框中画出对应的电路图。
【答案】
【详解】先完成电流的路径:电源、开关、变阻器、定值电阻、电流表串联,注意滑动变阻器连接左下接线柱;再连接电压表:与定值电阻并联。如图所示:
17.如图,是利用“伏安法”测量电阻R阻值的实物电路,用笔画线代替导线将实物电路图连接完整。(要求:滑动变阻器滑片P向左移动时,电流表示数变小)
【答案】
【详解】利用“伏安法”测量定值电阻的阻值,图中电源由两节干电池组成,电源电压为,实验中电压表应使用小量程与电阻R并联,滑动变阻器、电流表和电阻R应串联;滑动变阻器滑片向左移动时电流表示数减小,即电阻变大,故变阻器滑片以右侧电阻丝连入电路中,应接滑动变阻器的右下接线柱B。
四、实验题(共4小题,24分)
18.(7分)丽丽用如图所示的电路探究“通过导体的电流与电压的关系”,电源电压为3V,定值电阻R的阻值为10Ω,滑动变阻器的规格为“20Ω 0.3A”。
(1) 丽丽检查如图所示的电路,发现有一根导线连接错误,请你在这根错误的导线上打“×”,并用笔画线代替导线画出正确的接法。
(2)闭合开关前将滑动变阻器的滑片调至________(选填“左”或“右”)端,闭合开关,移动滑片,发现电流表有示数,电压表示数为零。若电路仅有一处故障,故障可能是________;
(3)排除故障后,调节滑动变阻器,记录数据如表;分析数据可得:电阻一定时,________;并且请你根据数据写出电流与电压的关系式________。
序号
1
2
3
4
5
电压U/V
1.2
2.0
2.2
2.4
2.8
电流I/A
0.12
0.20
0.22
0.24
0.28
(4)本实验中变阻器的作用是________。
(5)丽丽完成上述实验,又继续探究电流与电阻的关系,该实验中她应调节变阻器控制________一定。
【答案】(1)
(2) 左 定值电阻R短路
(3) 通过导体的电流与导体两端的电压成正比
(4)改变定值电阻两端的电压
(5)定值电阻两端的电压
【详解】(1)电流表需要串联在电路中,电压表需要并联在电路中,故电流从电池的正极出发,经过开关、电流表、定值电阻、滑动变阻器后回到负极,最后将电压表并联在定值电阻两端,故电流表与定值电阳左端的连线是错误的,需要又掉,用一根导线将定值电阻右端接线柱与电压表负接线柱相连,即可以保证电压表并联在定值电阻两端,故如图所示:
(2)为保护电路,闭合开关前,滑动变阻器连入电路的电阻应最大,因此将滑动变阻器的滑片调至左端。
电流表有示数说明电路是通路,电压表示数为零,电路仅一处故障,因此可能是被测的定值电阻R短路,导致并联在R两端的电压表也被短路无示数。
(3)根据表格中的数据可得,每组数据的电压与电流的比值
即都等于定值电阻10Ω,可得:电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
由以上式子可得,电流与电压的关系式
(4)探究电流与电压的关系时,需要多次改变定值电阻两端的电压,得到多组数据,避免实验偶然性,滑动变阻器通过改变自身接入电阻实现该目的。
(5)探究电流与电阻的关系时,要控制变量,更换不同阻值的定值电阻后,必须调节滑动变阻器,保证定值电阻两端的电压保持不变,才能探究电流和电阻的对应规律。
19.(7分)小宁在“探究电流与电阻的关系”的实验中,用到的器材有:学生电源(4.5V),五个定值电阻R分别为:5Ω,10Ω,15Ω,20Ω及25Ω,标有“50Ω 1A”的滑动变阻器、电压表、电流表,开关各1只,导线若干。
(1)根据图甲所示电路图连接电路,小宁刚接上最后一根导线,就发现电流表立即有示数,其操作不当之处是____________。
(2)小宁把5Ω的电阻R接入电路后,闭合开关S,发现电流表有示数,电压表无示数。若电路故障只出现在R和上,则电路故障是_________。排除故障后,适当调整滑动变阻器,当电压表示数为2.5V时,读出了对应的电流值;
(3)断开开关,没有移动滑片P的位置,如图甲所示,直接用10Ω的电阻替换5Ω,闭合开关,发现电压表示数_________2.5V;这次记录数据时,应将滑片P的位置向_________侧移动才能达到实验要求;
(4)小宁再分别将定值电阻15Ω、20Ω、25Ω连入,根据实验所得的五组数据绘制出I~R图像,如图乙所示,由图像可得出的结论是:当_________一定时,_________;
(5)为了完成该实验探究,滑动变阻器连入电路的阻值范围为_________。
【答案】(1)连接电路时开关未断开
(2)定值电阻 短路
(3) 大于 左
(4) 电压 通过导体的电流与导体的电阻成反比
(5)
【详解】(1)连接电路时,为了保护电路,开关必须处于断开状态。
刚接上最后一根导线电流表就有示数,说明电路此时已接通,操作不当之处是连接电路时开关没有断开。
(2)电流表有示数说明电路是通路,电压表无示数,说明电压表并联的支路短路或电压表本身断路。若故障只在 和 上,则故障是定值电阻 短路,导致电压表被短路无示数。
(3)根据串联分压原理,电阻越大分得电压越大。用 替换 后,定值电阻阻值增大,其两端分得的电压会增大,所以电压表示数大于 。
探究电流与电阻关系需控制电压不变。此时电压高于 ,需增大滑动变阻器分压从而减小定值电阻两端电压,即增大变阻器接入阻值,由图甲知滑片向左移动阻值变大。
(4)本实验探究的是电流与电阻的关系,根据控制变量法,必须保持定值电阻两端的电压一定。分析图乙图像可知,电流与电阻的乘积始终为一定值
说明在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
(5)实验中控制定值电阻两端电压 不变,电源电压 ,则滑动变阻器两端电压
根据串联电路电流处处相等,
即
当接入最小电阻 时,滑动变阻器接入阻值最小
当接入最大电阻 时,滑动变阻器接入阻值最大
故滑动变阻器连入电路的阻值范围为4 ∼ 20 Ω。
20.(5分)(2026·湖北武汉市)某同学利用图甲所示的器材测量额定电压为3.8V小灯泡的电阻。实验中调节滑动变阻器的滑片让小灯泡两端的电压逐次上升,使小灯泡逐渐变亮,滑动变阻器的规格为“50Ω 1.0A”。
(1)请用笔画线代替导线将图甲中的实物图连接完整。
(2)正确连接电路后,闭合开关,该同学发现无论怎样移动滑片,两个电表的指针所指的位置都不变,产生这种现象的原因可能是__________(填序号)。
①小灯泡短路 ②电压表断路 ③滑动变阻器断路
(3)解决问题后,这位同学继续实验,测量数据如下表所示。第4次实验时通过小灯泡的电流为0.24A,电压表的示数如图乙所示,小灯泡两端的电压为__________V,此时小灯泡的电阻比正常发光时的电阻__________。做了第5次实验后,为了继续完成第6、7次实验,该同学需要进行的操作是________________________________________________________________________________。
次数
1
2
3
4
5
6
7
0.3
1.0
2.0
2.9
3.5
4.0
0.10
0.16
0.22
0.24
0.26
0.28
0.29
【答案】(1)
(2)③
(3) 2.4 小 断开开关,将电压表的测量范围改为0~15V,闭合开关后调节滑动变阻器滑片,使小灯泡两端电压依次达到3.5V、4.0V,完成实验
【详解】(1)测量小灯泡的电阻时,应将电压表与小灯泡并联,电流表与小灯泡串联,使电流从电流表和电压表的正接线柱流入,负接线柱流出,由表格中的数据可知,电流表应选择0~0.6A的测量范围,因此将小灯泡的右端接线柱分别与电压表的负接线柱和电流表的“0.6”接线柱相连。
(2)若小灯泡短路或电压表断路,闭合开关后电压表示数为0,但移动滑片时,电流表的示数应该变化;当滑动变阻器断路时,整个电路断路,电流表和电压表示数为0,无论怎样移动滑片,两个电表的指针所指的位置都不变,故选③。
(3)由图乙可知,电压表选择0~3V的测量范围,分度值为0.1V,故示数为2.4V,电压表测量小灯泡两端的电压,所以此时小灯泡两端的电压为2.4V;
小灯泡的电阻随温度升高而增大,此时电压2.4V小于额定电压3.8V,小灯泡灯丝的温度低于正常发光时的温度,因此电阻比正常发光时小;
因为此时电压表选择0~3V的测量范围,由表格中的数据可知,第6、7次实验中,小灯泡两端电压超出了电压表的测量范围,所以为了继续完成实验,该同学需要断开开关,将电压表的测量范围改为0~15V,然后闭合开关,调节滑动变阻器滑片,使小灯泡两端电压依次达到3.5V、4.0V,完成实验。
21.(5分)课外兴趣小组要测量一个未知电阻的阻值,现有下列器材:电源,两个量程均为的电流表A1、A2,一个已知阻值的定值电阻,一个滑动变阻器,开关,导线若干。兴趣小组的同学们开动脑筋,积极思考,设计出了一个测量阻值的方法。
(1)连接好电路,闭合开关S之前,滑动变阻器的滑片P应滑到_________(选填“a”或“b”)端。
(2)调节滑动变阻器,使两个电流表有一个恰当的读数,如图所示,电流表A1的读数为__________,电流表A2的读数为__________。根据两电流表读数可得出被测电阻__________。
(3)考虑到电流表有内阻,该方法测出的阻值与的真实值相比偏_________(选填“大”或“小”)。
【答案】(1)b
(2) 0.3A 0.5A 6
(3)大
【详解】(1)为了保护电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应滑到阻值最大处,即b端。
(2)两电流表的量程均为,分度值为,所以电流表A1、A2的示数分别为,,电流表A1测通过电阻的电流,电流表A2测干路电流,所以通过电阻的电流为
电阻两端的电压为
电阻两端的电压
所以电阻的阻值为
(3)考虑电流表的内阻时,电阻两端的电压等于待测电阻两端的电压与电流表A1两端的电压之和,因此计算时所取用的两端电压的测量值大于其真实值,而电流值准确,由可知此时测出的电阻与真实值相比偏大。
五、综合应用题(共3道小题,22分)
22.(8分)如图所示的电路中,电阻的阻值为20Ω,电源电压不变。当、断开,闭合时,电流表的示数为0.6A。求:
(1)电源电压;
(2)闭合,、断开时,电流表示数为0.2A,电阻两端的电压。
(3)断开,、闭合时,电流表的示数为0.9A,求的阻值。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)、断开,闭合时,电路为的简单电路,电流表测电路电流,电源电压
(2)闭合,、断开时,与串联,电流表测串联电路电流,电阻两端的电压
(3)断开,、闭合时,与并联,电流表测干路电流。因并联电路中两端电压等于电源电压,故通过的电流为
由并联电路干路电流等于各支路电流之和,得通过的电流为
则的阻值为
23.(8分)如图所示电路中定值电阻,R2为滑动变阻器,电源电压保持不变。当滑片在a端时,电流表示数为0.6A,滑片在b端时电压表示数为2V。求:
(1)电源电压;
(2)滑动变阻器R2的最大阻值。
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)滑片在a端时,R2接入阻值为0,电路为R1的简单电路,电源电压
(2)滑片在b端时,R1与R2的最大阻值串联,电压表测R2两端电压,R1两端电压为
串联电路电流为
R2的最大阻值
24.(6分)根据世界卫生组织的统计,大约50%~60%的交通事故与酒后驾驶有关。我国刑法规定,从2011年5月1日起,驾驶员醉酒后驾车要负刑事责任。目前,世界大多数国家都采用呼气式酒精测试仪,对驾驶员进行现场检测。酒精测试仪中装有酒精气体传感器。如图甲所示,是酒精测试仪的简化电路图,图中酒精气体传感器是一种气敏电阻,它的阻值随酒精气体浓度的变化而变化,如图乙所示,从而引起电路中电流和电压的变化,为定值电阻,电源电压为9V。
(1)喝过酒的人,距离很远就能闻到满身酒气,是因为酒精发生了__________现象。
(2)如图乙所示,气敏电阻阻值随着酒精气体浓度的增大而__________(选填“增大”、“减小”或“不变”);电压表示数随着酒精气体浓度的增大而__________。(选填“增大”、“减小”或“不变”)
(3)如果要想把电压表改装成酒精测试仪显示器,需要进行校准,在不喝酒吹气的情况下,电压表示数为3V,则的阻值是多少?(写出解答过程)
(4)酒精测试仪长期使用后,定值电阻的阻值变大。若要使表盘上原来的酒精气体浓度值仍准确,在不改变的情况下,可采取的办法是____________________(写一种即可)。
【答案】(1)扩散
(2) 减小 增大
(3)
(4)适当减小电源电压
【详解】(1)酒精分子不停地做无规则运动,扩散到空气中,所以远处也能闻到酒味。
(2)[1]由图乙可知,酒精浓度越大,Rₜ的阻值越小。
[2]R₀与Rₜ串联,Rₜ减小,则总电阻减小,电路电流增大,由于R₀两端电压为,故增大,即电压表示数增大。
(3)已知:不喝酒时,即酒精浓度为0,电压表示数,电源电压。由图乙可知:酒精浓度为0时,,故
(4)R₀阻值变大后,相同浓度下电压表示数偏大。要恢复原来的读数,在不改变R₀的情况下,可以减小电源电压,使电流回到原来的值,从而使电压表示数恢复准确。
试卷第16页(共17页)
试卷第1页(共17页)
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