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答案 | 物理
答案部分
核心巩固:
1.【答案】(1)阻碍作用 (2) R 欧 103 103 (3) 电阻器
【解析】(1)物理学中,把导体对电流的阻碍作用叫电阻。
(2)[1][2][3][4]电阻用字母R表示,其国际单位是欧姆,简称欧,符号是Ω。常用的电阻单位还有千欧(KΩ)和兆欧(MΩ)。1KΩ=103Ω,1MΩ=106Ω。
(3)[1]具有一定阻值的元件叫做电阻器。
[2] 电阻器(简称电阻)在电路图中的符号是
2. 【答案】导体 绝缘体 半导体 超导体
【解析】[1][2][3]材料有各种各样的物理性质,容易导电的材料叫做导体。不容易导电的材料叫做绝缘体。 有些材料的导电性能介于导体和绝缘体之间,叫做半导体。
[4]有些材料在很低的温度时,电阻就变成了0,这就是超导现象。发生超导现象的物体叫做超导体。
3.【答案】本身的一种性质 材料 长度 横截面积 温度 长 小 增大
【解析】[1][2][3][4][5]导体的电阻是导体本身的一种性质,它的大小决定于导体的材料、长度和横截面积,它还与温度有关。
[6][7][8]当导体的材料、横截面积一定时,导体越长,电阻越大;材料、长度一定时,导体横截面积越小,电阻越大;且大多数导体的电阻随温度的升高而增大。
4.【答案】D
【解析】A.橡皮是橡胶制品,在通常情况下是绝缘体,不容易导电,故A不符合题意;
B.塑料套是塑料制品,在通常情况下是绝缘体,不容易导电,故B不符合题意;
C.木质笔杆是木头制品,在通常情况下是绝缘体,不容易导电,故C不符合题意;
D.石墨笔芯的主要成分是石墨,石墨是导体,容易导电,故D符合题意。
故选D。
5.【答案】B
【解析】A.塑料吸管是绝缘体,电路不通,灯泡不会亮,故A错误;
B.若铅笔芯接入电路的电阻大,由欧姆定律可知,电路中电流变小,灯泡会变暗,反之则变亮,故B正确;
C.实验中B夹子移动改变的是接入电路的长度,不是横截面积,故C错误;
D.笔芯电阻在温度变化不大时基本不变,且电阻大小与电压无关。加一节电池后电流增大是因为总电压增大,故D错误。
故选B。
6.【答案】D
【解析】当长度、横截面积和温度一样时,铝的电阻比铜的电阻大,所以用镀铜的铝芯冒充铜芯,增大了电阻;导线直径小于标定直径,即横截面积减小,当材料、长度和温度一定时,横截面积减小,电阻增大,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
7.【答案】D
【解析】闭合开关S,小灯泡L发光,钨丝不发光,用酒精灯给钨丝加热,小灯泡L逐渐变暗直至熄灭,说明电路中的电流变小,电阻变大,此过程中,钨丝的材料、长度和横截面积不变,温度升高,说明导体的温度可以影响导体的电阻,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
8.【答案】C
【解析】导体的电阻与导体的材料、长度、横截面积有关,当导体的材料一定时,导体的长度越短、横截面积越大,导体的电阻越小。一根导线对折后,导线的长度变短,横截面积变大,因此电阻变小,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
9.【答案】A
【解析】AB.超导体在特定温度下电阻为零,可用于高效输电,减小输电过程中的电能损失,故A符合题意,B不符合题意;
C.超导体没有极高的强度,不能广泛用于建筑材料,故C不符合题意;
D.半导体的导电性能介于导体和绝缘体之间,用于制造集成电路,故D不符合题意。
故选A。
10.【答案】C
【解析】在材料和长度相同时,导体横截面积越小电阻越大,对于AB和BC是由同种材料制成的长度相同的两段导体,由于AB段的横截面积小,BC段的横截面积大,故AB段的电阻大于BC段的电阻,即;此两段电阻串联,根据串联电流处处相等的关系可知,这两段导体中的电流是相等的,即;故ABD错误,C正确。
故选C。
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11.【答案】(1) 摩擦 电荷 (2)导体 (3)开关
【解析】(1)[1][2]飞机在飞行过程中与空气发生摩擦,飞机会带上电荷,如果这些电荷不能及时导走,可能会导致飞机出现安全隐患,所以搭地线可以将电荷转移到大地,以免造成危险。
(2)当飞机采用特殊橡胶轮胎时,不需要搭地线也能导走电荷,因为导体容易导电,能让飞机上的电荷通过轮胎传导到大地;而绝缘体不容易导电,无法实现电荷的转移,所以这种特殊橡胶必须是导体,才能让电荷顺利导入大地,避免危险。
(3)乘客未系安全带,信号灯亮,乘客系好安全带,信号灯熄灭,说明安全带能控制电路的通断,故安全带的作用相当于电路元件中的开关。
12.【答案】横截面积 电阻
【解析】[1][2]这里把四根高压输电线并联起来,就相当于增大了导线的横截面积。横截面积增大后,导线的电阻会减小。而输电线上的能量损失主要是因为电流通过导线时产生的热量,根据焦耳定律,电流和通电时间一定时,电阻越小,产生的热量越少,输电线上的能量损失也就越少。
13.【答案】D
【解析】A.超导材料是在特定条件下电阻变为零的材料,而不是电阻很大,故A错误;
B.橡胶是绝缘体,但导体和绝缘体之间没有绝对的界限,在一定条件下,绝缘体也可以导电,故B错误;
C.给手表的蓄电池充电时,是将电能转化为化学能储存起来,此时蓄电池是消耗电能的用电器,而不是提供电能的电源。手表正常工作时,蓄电池放电,才相当于电源,故C错误;
D.手表屏幕的发光元件是发光二极管,发光二极管是由半导体材料制成的,具有单向导电性,故D正确。
故选 D。
14.【答案】A
【解析】要使小灯泡发光,电路必须形成通路,必须将导体接入电路才有电流通过,塑料棒、橡皮擦和橡胶手套都属于绝缘体,只有钢尺属于导体。
故选A。
15.【答案】B
【解析】A.塑料吸管是绝缘体,电路不通,灯泡不会亮,故A错误;
B.若铅笔芯接入电路的电阻大,由欧姆定律可知,电路中电流变小,灯泡会变暗,反之则变亮,故B正确;
C.实验中B夹子移动改变的是接入电路的长度,不是横截面积,故C错误;
D.笔芯电阻在温度变化不大时基本不变,且电阻大小与电压无关。加一节电池后电流增大是因为总电压增大,故D错误。
故选B。
16.【答案】A
【解析】A、B两根长1m完全相同的导线,电阻均为R1;将A导线剪去一半,电阻变为R2,根据电阻大小与导体长度的关系可知R1>R2;将A剩下的一半再拉长到1m,电阻变为R3,与最初的导线相比,长度相同,但横截面积减小了,根据电阻大小与导体横截面积的关系可知R3>R1,综上可知,各导线的电阻大小关系为R3>R1>R2,故A正确,BCD错误。
故选A。
17.【答案】C
【解析】a、b、c为三段材料相同的导体,根据导体电阻大小的影响因素可知,在其他条件相同的情况下,导体长度越长,横截面积越小,导体的电阻越大,已知a、b、c的长度之比为,横截面积之比为,所以Rc>Rb>Ra,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
18.【答案】B
【解析】将导体按照图中不同的方式连入电路,当上下接入时,导体的横截面积最大且长度最短,根据电阻与横截面积成反比,与长度成正比可知,此时接入电路的电阻最小,根据欧姆定律可知,电路中的电流最大,灯泡最亮;当前后两个接线柱接入电路时,导体的横截面积最小且长度最长,电阻最大,电路中的电流最小,灯泡最暗;当左右接入时,导体的电阻不是最大也不是最小,灯泡亮度在最暗和最亮之间;故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
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19.【答案】(1)小 (2)AD (3)③ (4) 大于 减小 (5)灯泡的亮度 (6)增大
【解析】(1)实验时,MN两端接入的电阻丝阻值越大,电阻丝对电流的阻碍作用越大,电流表的示数越小。
(2)要验证猜想①:电阻与材料有关,需要控制长度、横截面积相同,材料不同,由表可知,A和D电阻丝符合要求。
(3)由表可知,A、B的电阻丝材料相同,横截面积也相同,只有长度不同,所以将这两根电阻丝接入电路是为了探究电阻与长度的关系,即猜想③。
(4)[1][2]由表可知,A、C的电阻丝的材料和长度相同,C的横截面积比A大,C的接入时电流表示数变大,即电阻变小,即A电阻丝的电阻大于C电阻丝的电阻,因此可得出结论,导体的电阻随着导体的横截面积的增大而减小。
(5)小琴认为将图中的电流表更换为灯泡,通过比较灯泡的亮度也可以比较电阻的大小,电阻越小时,灯泡越亮,这是转换法的应用。
(6)对电阻丝加热,其温度升高,发现电流表示数变小,电压不变时(电源恒定),电流减小,说明电阻增大,所以可得出结论,合金丝的电阻随温度升高而增大。
20.【答案】半导体 变小 B
【解析】(1)[1]文中“利用半导体材料可以制作二极管、三极管”说明发光二极管的主要材料是半导体。
(2)[2]“铝在-271.76℃以下,电阻就变为了0Ω” 说明铝的电阻随温度的降低而变小。
(3)[3]超导体电阻为0,有电流流经时超导体不会产生热量,适合做输电线,可以减少能量损失。
21.【答案】(1) 小灯泡的亮度 转换法 (2)在盐水的浓度和横截面积不变时,盐水的液柱长度越短,盐水的电阻越小 (3) 不能 没有控制盐水的液柱长度一定 (4)小麟 小灯泡可以起到保护电路的作用
【解析】(1)[1][2]由图可知,盐水与小灯泡串联接入电路,当盐水电阻变小时会使电路中电流变大,灯泡变亮,当盐水电阻变大时会使电路中电流变小,灯泡变暗,因此可以通过小灯泡的亮度判断盐水的电阻大小,这种研究方法一般叫做转换法。
(2)用注射器缓慢地从玻璃管中抽取部分盐水,同时向内调节活塞使玻璃管中仍充满盐水,此时盐水的浓度和横截面积不变,长度变短,灯泡的亮度逐渐变亮,说明电路中电流变大,电阻变小,所以可以说明:在盐水的浓度和横截面积不变时,盐水的液柱长度越短,盐水的电阻越小。
(3)[1][2]要探究盐水的电阻大小与横截面积的关系,需要采用控制变量法,控制盐水的浓度和液柱长度不变,向外调节活塞直至管内液柱的横截面积变为原来的一半的过程中,盐水的液柱长度改变,因此不能说明盐水的电阻大小与横截面积有关。
(4)[1][2]小麒把灯泡更换为电流表,此时电路中电阻较小,容易使电路中电流过大烧坏电流表和电源,因此小麟的改进方法更好,在原电路中串联接入电流表,此时小灯泡可以起到保护电路的作用。
答案部分
核心巩固:
1.【答案】(1)长度 (2) (3) 最大电阻 允许通过的最大电流
(4) 一上一下 串联 最大
【解析】(1)根据滑动变阻器的工作原理,它是通过改变接入电路中的电阻丝的长度来改变接入电路中电阻的大小。因为导体的电阻与导体的长度有关,在材料、横截面积等其他条件不变时,长度越长,电阻越大。
(2)滑动变阻器在电路图中的符号为。
(3)[1][2]滑动变阻器铭牌上标有“20Ω,2A”字样,其中“20Ω”表示滑动变阻器的最大阻值是20Ω,即该滑动变阻器接入电路的电阻可以在0~20Ω之间变化,最大能达到20Ω;“2A”表示允许通过的最大电流是2A,即通过该滑动变阻器的电流不能超过2A,否则可能会损坏滑动变阻器。
(4)[1]滑动变阻器接入电路时,应采用“一上一下”的接法。如果都接上面两个接线柱,滑动变阻器接入电路的电阻为零;如果都接下面两个接线柱,滑动变阻器相当于一个定值电阻,都不能起到改变电阻的作用,只有采用“一上一下”的接法才能通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变电阻。
[2]滑动变阻器要与被控制的电路串联。因为串联电路中电流处处相等,通过改变滑动变阻器的电阻可以改变整个电路的电流,从而对与之串联的用电器起到控制作用。
[3]通常,在使用前应将滑动变阻器的电阻调节到最大。这样在闭合开关时,电路中的电流最小,能起到保护电路的作用。
2.【答案】变小 2029
【解析】[1]由图可知,滑动变阻器接的A、C两接线柱,当滑片向C端移动时,电阻丝接入电路的长度变短,接入电路的电阻值变小。
[2]电阻箱的示数
3.【答案】(1)B (2) 亮 大
【解析】(1)闭合开关前,应将滑片移动到阻值最大处,故将滑片移到B端。
(2)[1][2]闭合开关后将变阻器的滑片P向左移动过程中,接入电路中的电阻变小,电路中的总电阻变小,由欧姆定律可得,电路中的电流变大,即电流表的示数变大。由U=IR可得,灯泡两端的电压变大,再根据P=UI可知,灯泡的实际功率变大,故灯泡变亮。
4.【答案】B
【解析】A.该电路中灯与滑动变阻器并联,由于并联电路各支路互不影响,所以不能调节台灯的亮度,故A不符合题意;
B.该电路中灯与滑动变阻器串联,由于串联电路各用电器相互影响,所以能通过调节滑动变阻器来调节台灯的亮度,故B符合题意;
C.该电路为灯与定值电阻串联,电路中的电流不可改变,不能调节台灯的亮度,故C不符合题意;
D.该电路中灯与定值电阻并联,由于并联电路各支路互不影响,所以不能调节台灯的亮度,故D不符合题意。
故选B。
5.【答案】C
【解析】A.由图可知,向左移动滑片时,滑动变阻器接入电路的电阻丝长度变短,滑动变阻器连入电路的阻值变小,故A不符合题意;
B.由图可知,滑动变阻器同时接下面两个接线柱,滑动变阻器接入电路的电阻为全部电阻,移动滑片,滑动变阻器接入电路的阻值不变,故B不符合题意;
C.由图可知,向左移动滑片时,滑动变阻器接入电路的电阻丝长度变长,滑动变阻器接入电路的阻值变大,故C符合题意;
D.由图可知,向左移动滑片时,滑动变阻器接入电路的电阻丝长度变短,滑动变阻器连入电路的阻值变小,故D不符合题意。
故选C。
6.【答案】A
【解析】当滑动变阻器的滑片P向左移动时,接入电路的阻值变小,说明滑片向左移动时,变阻器接入电路中的电阻丝的长度变短,则变阻器的A接线柱接入电路中,上面接线柱可以是C或者D。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
7.【答案】B
【解析】电位器的工作原理与滑动变阻器类似,通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变电阻。
从图中可以看到,当滑片顺时针旋转时,连入电路的电阻丝长度变短,所以连入电路的电阻变小。故B符合题意,故ACD不符合题意。
故选B。
8.【答案】C
【解析】如图,将a端和b端接入电路中,要使滑动变阻器的阻值最大,应使滑片分别远离下端接线的接线柱,使电阻丝接入长度最长,阻值最大,故P1在最左端,P2在最右端。故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
9.【答案】D
【解析】甲图为串联电路,当滑动变阻器的滑片向左滑动时,滑动变阻器连入电路的阻值减小,电路中总电阻减小,由可知,电路中电流变大,所以灯泡L1变亮。
图乙为并联电路,并联电路各支路互不影响,所以滑片向右滑动时,灯泡L2的亮度不变。
故选D。
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10.【答案】A
【解析】A.图中滑动变阻器连入电路中的电阻丝是左半部分,当滑片P处于最右边时,连入电路的电阻丝长度最长,电阻最大,故A符合题意;
B.图中连入电路的是上面的金属杆,没有电阻丝接入电路,滑动变阻器相当于导线,故B不符合题意;
C.图中滑动变阻器连入电路的是一个定值电阻(最大电阻),这种接法是不能改变电阻的,也就无法改变电流,故C不符合题意;
D.图中滑动变阻器连入电路中的电阻丝是右半部分,当滑片处于最右边时,连入电路的电阻丝长度为0,电阻为0,故D不符合题意。
故选A。
11.【答案】C
【解析】滑动变阻器铭牌上标有“20Ω 1A”,表示滑动变阻器的最大电阻是20Ω,允许通过的最大电流是1A;当滑片P向右移动时滑动变阻器的阻值变大,一定选择A接线柱,上面的接线柱任意选择,所以,选择接线柱AD或AC。
综上,②③正确,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
12.【答案】A
【解析】A.灯泡与滑动变阻器串联在电路中,滑动变阻器滑片移动时可以改变灯泡的电流大小,调节滑动变阻器可以调节台灯的亮度,故A符合题意;
B.灯泡与定值电阻并联在电路中,并联电路的用电器工作时互不影响,灯的亮度无法改变,故B不符合题意;
C.灯泡和定值电阻串联,电路中的电流不发生改变,灯的亮度无法改变,故C不符合题意;
D.灯泡与滑动变阻器并联,并联电路互相不影响,所以滑片滑动时,灯的亮度不变,故D不符合题意。
故选A。
13.【答案】D
【解析】沿顺时针方向调节旋钮可以使风速变大,即顺时针转动时,电阻变小,电流变大;
A.将a、c接入电路,相当于定值电阻,不能改变小风扇风速,故A不符合题意;
B.将b、c接入电路,电位器与灯泡并联,两者之间互不影响,不论怎么移动电位器滑片,都无法改变风扇风速,故B不符合题意;
C.将a、b接入电路,顺时针旋转时,接入电路的电阻变大,电流变小,风扇风速变小,故C不符合题意;
D.将b、c接入电路,顺时针旋转时,接入电路的电阻变小,电流变大,风扇风速变大,故D符合题意。
故选D。
14.【答案】B
【解析】A.滑动变阻器选用了上面两个接线柱,不能改变电阻大小,灯泡的亮度不能改变,故A错误;
B.滑动变阻器使用时选用“一上一下”接线柱,还与灯泡串联,可以控制小灯泡的亮度,故B正确;
C.滑动变阻器使用时选用下面两个接线柱,不能改变电阻大小,灯泡的亮度不能改变,故C错误;
D.滑动变阻器使用时与灯泡并联了,由并联电路的特点可知滑动变阻器不能改变灯泡的亮度,故D错误。
故选B。
15.【答案】C
【解析】A.由图可知,油量表与定值电阻R′串联,所以是由电流表改装而成的,故A正确,不符合题意;
B.杠杆和电阻R构成一个滑动变阻器,杠杆相当于滑动变阻器的滑片,故B正确,不符合题意;
C.当油量下降时,浮标下降,滑片向上滑动,电阻R接入电路的电阻变大,故C错误,符合题意;
D.当向油箱中加油时,浮标上升,滑片向下滑动,则R接入电路的电阻减小,电路中的总电阻减小,由可知,电路中的电流变大,即油量表的示数变大,故D正确,不符合题意。
故选C。
16.【答案】C
【解析】AB.踏板与电动机并联,并联电路各支路互不影响,所以当驾驶员踩下“油门”踏板时,电动机所在支路的电流不变,车速不变,故AB不符合题意;
C.踏板与电动机串联,当驾驶员踩下“油门”踏板时,滑片向下移动,滑动变阻器连入电路的阻值变小,由可知,电路中电流变大,车速变大,故C符合题意;
D.踏板与电动机串联,当驾驶员踩下“油门”踏板时,滑片向下移动,滑动变阻器连入电路的阻值变大,由可知,电路中电流变小,车速变小,故D不符合题意。
故选C。
17.【答案】(1) B 见解析 (2) A 太大 (3)滑动变阻器连接了两个下接线柱
【解析】(1)[1]带有滑动变阻器的电路,闭合开关前,滑片必须移到阻值最大处。对于这个电路来说,开关闭合前,滑片应移到B端。
[2]小灯泡不发光,电流表有微小示数,说明电路中电流太小,电路中电阻太大,所以接下来的操作应该是移动滑片,使变阻器连入电路阻值变小,使电路中电流变大。
(2)[1]要使灯泡的亮度变亮,就应该使通过灯泡的电流变大,使滑动变阻器连入电路的阻值变小,应该将滑动变阻器的滑片P向A端移动。
[2]灯泡发光时电流表指针偏转幅度很小,原因是电流表的量程选择太大,应改接小量程。
(3)实验时,如果无论向哪边移动滑片,灯泡亮度都不变,并且电流表示数很小,最有可能的原因就是滑动变阻器连接了两个下接线柱,此时电路中电阻过大且保持不变,电流过小且不会改变。
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18. 【答案】能 C 长度 AB 见解析 C D
【解析】[1]开关S连接1时,灯泡和电阻R1、R串联,开关S连接2时,电阻R短路,灯泡与电阻R1串联,开关S连接3时,电阻R1、R短路,电路中只有灯泡,三种连接方式电路的总电阻变化,电流也可以改变,所以此电路中能改变灯泡的亮度。
[2] A.可以连续调节灯泡的亮度,但是灯泡不能熄灭,故A不符合题意;
B.在移动过程中,灯泡始终被短路,灯泡不发光,滑片移动到右端时,会将电源短路,故B不符合题意;
C.灯泡与滑动变阻器的左侧部分并联,然后与滑动变阻器的右侧部分串联,且滑片移动到最左端时,灯泡被短路不发光,所以能控制灯泡由亮到灭,故C符合题意;
D.灯泡与滑动变阻器并联,根据并联电路特点可知,移动滑片时,灯泡亮度不变,故D不符合题意。
故选C。
[3]电位器的工作原理是改变了电阻丝的长度,进而改变电路中的总电阻,影响电路中的电流,从而调节小灯泡的亮度。
[4]当将电位器A和B接线柱接入电路时,此时接入电路的电阻丝为左半部分,当顺时针旋转旋钮,接入电路的电阻丝变短,阻值变小,电流变大,灯泡变亮。
19.【答案】(1)E O (2) 电流 保护电路 电能转化为化学能
【解析】(1)驾驶员踩下“油门”时,滑片向下移动,电路中变阻器阻值减小,即滑动变阻器连入电路的有效长度减小,所以应将M与E相连,O与N相连。
(2)[1]由图可知,油量表串联在电路中,所以是由电流表改装而成的。
[2]当滑片移至最下端时,滑动变阻器连入电路的阻值为0,若电路中没有定值电阻,会导致电源短路,所以定值电阻的作用是保护电路。
[3]蓄电池充电时,消耗电能,相当于用电器,将电能转化为化学能储存在电池中。
答案部分
核心巩固:
1.【答案】正比 反比
【解析】[1][2][3]欧姆定律描述了导体中电流、电压和电阻的关系。当电阻一定时,通过导体中的电流跟导体两端的电压成正比;当电压一定时,通过导体中的电流跟导体的电阻成反比。欧姆定律的公式为。
2.【答案】
【解析】[1][2][3]欧姆定律是描述电流、电压和电阻之间关系的基本定律,它表明通过导体的电流与导体两端的电压成正比,与导体的电阻成反比。根据欧姆定律,电流I可以通过电压U 除以电阻 R来计算,即;电压U可以通过电流I乘以电阻R来计算,即;电阻R可以通过电压除以电流I 来计算,即。
3.【答案】 < 5
【解析】[1][2]由图知,当电流为0.2A时,R1的电压
R2的电压
由得,电阻R1、R2的阻值分别是
所以
4.【答案】B
【解析】根据题意可得定值电阻的阻值为
若电压减少到2V时,则通过的电流变为
故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
5【答案】C
【解析】A.电阻是导体本身的一种性质,与导体的材料、长度、横截面积、温度有关,与电压、电流无关。因此,即使导体两端电压为0,电阻也不会为0,故A错误;
B.从图像中选取一组电压、电流值(如电压U=3V时,电流I=0.6A),根据欧姆定律得导体的电阻为
故B错误;
C.从图像可知,当导体两端电压为0时,对应的电流也为0(图像起点在原点),故C正确;
D.从图像中读取,当导体两端电压为2V时,对应的电流是0.4A(并非0.6A),故D错误。
故选C。
6.【答案】B
【解析】A.导体的电阻由材料、长度、横截面积和温度决定,与电压无关,故A错误;
B.电阻是导体本身的性质,与电流、电压无关,故B正确;
C.电阻是定值,不会因电流变化而改变,故C错误;
D.电阻与电压无关,电压为0时电阻仍为原值,故D错误。
故选 B。
7.【答案】C
【解析】根据控制变量法可知,探究电流与电阻的关系时要保持定值电阻两端的电压不变,结合可知在I-R图像中阴影部分面积表示的物理量为电压,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
8.【答案】(1) A 保护电路(2) (3)2.4 (4)正比
【解析】(1)[1][2] 为了保护电路安全,滑动变阻器在闭合开关前,应将滑片移到最大阻值处,即A端。
(2)图乙中电压表串联在电路中,电流表与电阻并联是错误的,改正后的实物图连接如图所示:
(3)丙图中电压表所选量程的分度值为0.1V,指针指在“2”刻度线右侧的第四个小格处,读数为2.4V。
(4)根据实验探究可知,电阻一定时,电压增大为原来的几倍,电流也增大为原来的几倍,可知在导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
9.【答案】 定值电阻 改变 2 不变 电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比
【解析】[1]探究电流与电阻的关系时,电流、电压、电阻均对应定值电阻,根据控制变量法可知,应保持定值电阻两端的电压一定。
[2]实验中,电源、开关、电流表、定值电阻和滑动变阻器依次串联,电压表并联在定值电阻两端,如图所示:
[3][4]根据(1)中可知,实验中保持定值电阻两端的电压为2V不变。将5Ω的电阻换成10Ω的电阻后,根据串联分压特点可知定值电阻两端的电压变大,故电压表的示数改变,为保持定值电阻两端的电压不变,此时应调节滑动变阻器的滑片直至电压表的示数为2V,并读出此时电流表的示数。
[5][6]图丙是小组根据测得的实验数据绘制的电流I随电阻R变化的图像,分析图像可知
即I与R的乘积不变,可得出结论:在电压一定时,电流与电阻成反比。
素养提升
10.【答案】 0.8 10 25
【解析】[1][2]导体的电阻是一种属性,不会随着电压、电流的变化而变化,所以,某段金属导体两端电压4V时,电阻为10Ω,当通过该导体的电流为0A时,电阻为10Ω;该导体两端电压为8V时,电阻为10Ω,通过该导体的电流为
[3]
因为在导体的材料和温度一定时,导体电阻的大小与导体的长度成正比,与导体的横截面积成反比,所以,将阻值为100Ω的均匀导线对折后的阻值
11.【答案】 > = >
【解析】【小题1】[1][2][3]AB、BC 材料和长度相同,AB的横截面积比BC小,所以BC的电阻小于AB的电阻,若串联在电路中,由于串联电路电流处处相等,所以通过它们的电流相等,又由U=IR可知,它们两端的电压AB段大于BC段电压。
12.【答案】5 3
【解析】[1]已知两个灯泡完全相同,所以和的电阻相等。电压表测两端的电压,即,根据串联分压原理可知灯两端电压也为1.5V,串联电路电流处处相等,所以通过的电流。根据欧姆定律可得灯泡的电阻
[2]因两灯泡串联,串联电路中各处的电流相等,且两个灯泡完全相同,所以两灯泡两端的电压相等,即;因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,电源的电压
13.【答案】C
【解析】A.在探究“电流与电压、电阻的关系”实验中,为保护电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应处于最大阻值处,而不是最小阻值处。若滑片处于最小阻值处,闭合开关时电路中的电流可能会过大,损坏电路元件,故A错误;
B.探究电流与电压的关系时,应控制电阻不变,改变电压表示数,故B错误;
C.探究电流与电阻的关系时,需保持定值电阻两端电压不变,因此移动滑动变阻器滑片时应注视电压表示数,故C正确;
D.本实验中多次测量是为了寻找普遍规律,而非减小实验误差,故D错误。
故选C。
14.【答案】D
【解析】AB.在图甲中,R1与R2串联,电压表V1测R1两端的电压U1,电压表V2测R2两端的电压U2。根据串联电路中各处的电流相等,即I=I1′=I2′。已知R1>R2,根据U=IR可知,在电流I相等的情况下,电阻越大,其两端的电压越大,所以U1>U2,故AB错误;
CD.在图乙中,R1与R2并联,电流表A1测通过R1的电流I1,电流表A2测通过R2的电流I2。根据并联电路中各支路两端的电压相等,且都等于电源电压U,即U=U1′=U2′。根据欧姆定律可得,。因为R1>R2,在电压U相等的情况下,可得I1<I2。故C错误,D正确。
故选D。
15.【答案】(1)(2) 调零 定值电阻断路
(3)5 (4)见解析 (5) 2.4 见解析
【解析】(1)原电路图中,电流表与电阻R并联,电压表串联在电路中是错误的,在探究“电路中电流与电阻的关系”实验中,电阻R、滑动变阻器和电流表串联,电压表并联在电阻R两端,该接电路如下图所示:
(2)[1]闭合开关前,电压表指针没有指在零刻度线上,应先对电压表调零。
[2]电路正确连接后,闭合开关,电流表无示数,可能电路中出现断路,电压表示数接近3V,说明电压表和电源两极是连接的,则故障原因可能是定值电阻断路。
(3)将10Ω的电阻接入电路中,闭合开关后,移动滑片使电压表示数为U0,记录相应的电流值;然后将10Ω的电阻换成其他电阻接入电路中,闭合开关后,滑片需要向右端移动,此时滑动变阻器阻值变小,根据串联分压原理,滑动变阻器两端电压变小,由串联电路电压规律可知,电阻R两端电压增大,研究电流与电阻关系时要控制电压不变,说明更换的电阻阻值小于10Ω,故小丽换用的是5Ω的电阻。
(4)小丽在换用20Ω电阻做实验时,发现该电阻已经损坏,根据电阻的串联可知,可以将5Ω和15Ω两电阻串联接入电路。
(5)[1][2]由图丙可知,电流与电阻的乘积为
为一定值,且当电阻越大时,电流越小,故可得出结论:当电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
自我超越:
16.【答案】(1)减小 (2)6V (3)1.5V (4)1200N
【解析】(1)由图乙可知,压敏电阻的阻值与其所受到的压力关系图像是一条向下的曲线,可知压敏电阻的阻值随着压力的增大而减小。
(2)由图甲可知,两电阻串联,电流表测的是电路中的电流。闭合开关S,当体重计空载时,由图乙可知,此时压敏电阻的阻值为,根据串联电路的电阻规律可得,此时的电路总电阻为
根据欧姆定律可得,电源电压为
(3)当体重计示数为时,由图乙可知,此时压敏电阻的阻值为,根据串联电路的电阻规律可得,此时的电路总电阻为
根据欧姆定律可得,此时的电路电流为
则两端的电压为
(4)根据题意可知,压敏电阻所受到的压力越大时,压敏电阻的阻值越小,电路的总电阻越小,根据欧姆定律可知,电路中的电流越大,由于电流表量程为,所以,电路中的最大电流为,根据欧姆定律可得,此时电路的总电阻为
则压敏电阻的阻值为
由图乙可知,此时的压力为1200N,所以,此体重计所能测量的最大体重为1200N。
17.【答案】(1) 反比 (2)0.5 (3)(4) 3.6 3.0
【解析】(1)[1][2]根据图a得,R与光强的乘积为定值,说明R与光强成反比;当光强为时,光敏电阻的阻值为,当光强为时,光敏电阻的阻值为,那么它们之间的关系式为
(2)由图a知,当光强为6cd时,R 为3.0Ω,由图b得,定值电阻R0与R串联,电流表测量电路电流,此时电流表的示数为
(3)由图a得,当光强越强,R越小,电路总电阻越小,电路电流越大,由欧姆定律得,定值电阻R0的电压越大,由串联电路电压特点得,R的电压越小,则要使光强越强,电压表的示数越大,电压表应并联在定值电阻R0两端,如图所示
(4)[1]实验过程中,如果电流表的示数为0.4A,由欧姆定律得,电压表示数为
[2]此时光敏电阻阻值为
由图a得,光敏电阻阻值6Ω对应的光强为3.0cd。
答案部分
核心巩固:
1.【答案】
【解析】[1][2]由欧姆定律的变形式可知,串联电路总电压为……①
电阻R1两端电压为……②
电阻R2两端电压为……③
[3][4]根据串联电路电压规律可得……④
将①②③代入④可得……⑤
[5][6]因为在串联电路中,电流处处相等,即总电流等于通过各个用电器的电流,所以有……⑥
[7]将⑥代入⑤可得串联电路电阻规律为
2.【答案】(1) 正比 大 (2) 反比 小
【解析】(1)[1]因为R1与R2串联,串联电路电流处处相等,所以
根据欧姆定律有,
则
即
[2][3]由此可以得出结论:串联电路电压之比等于电阻之比,或串联电路各电阻分得的电压跟它的阻值成正比,电阻越大,分得的电压越大。
(2)[1]因为R1与R2并联,并联电路各支路电压相等
根据欧姆定律有,
所以
即
[2][3]由此得出结论:并联电路电流之比等于电阻的反比,或并联电路中通过各支路的电流跟支路中的电阻成反比,电阻越大通过的电流就越小。
3.【答案】C
【解析】串联电路总电阻大于任一分电阻,并联电路总电阻小于任一分电阻,电源电压相同,根据欧姆定律可知两电阻串联时通过电路的电流最小,故ABD不符合题意,C符合题意;
故选C。
4.【答案】D
【解析】由图得,当定值电阻R1、R2的电流相同时, R2 的电压大于R1的电压,由得,定值电阻R1的阻值小于定值电阻R2的阻值。
A.并联后,总电阻小于定值电阻R1的阻值,其图线在区域Ⅰ,故A错误;
B.串联后的总电阻大于定值电阻R2的阻值,其图线在区域Ⅲ,故B错误;
C.串联后接入电路,串联电路中电流处处相等,由得,电阻两端电压小于电阻两端电压,故C错误;
D.并联后接入电路,并联电路中各支路两端的电压相等,则R1、R2的电压相等,由得,通过电阻的电流大于通过的电流,故D正确。
故选D。
5.【答案】1:1 4:1 L2
【解析】[1]图中两个灯泡并联,根据并联电路电压规律:并联电路各支路电压相等,灯L1与灯L2两端的电压之比是1∶1。
[2]电流表A2测干路电流,A1测L2的电流,若两电流表指针偏转幅度相同,由并联电路中电流规律可知,A2一定接大量程,A1一定接小量程,A2与A1示数之比等于,所以L1和L2两灯的电流之比。
[3]并联电路,电压一定,电流与电阻成反比,电阻越大,通过的电流越小,电阻越小,通过的电流越大。通过L2的电流小,所以L2的电阻大。
6.【答案】C
【解析】A.开关断开时,电压表测电源电压,因此电源电压 U=6 V,故 A错误;
B.串联电路中电流处处相等,因此通过 R1 和 R2 的电流之比为 1:1,故 B错误;
C.开关闭合后,R1与 R2串联,电压表测 R2 两端的电压 U2=2V。根据串联电路电压规律,R1两端的电压
根据欧姆定律 ,串联电路中电流 I 相同,因此 ,故C正确;
D.R1 与 R2 两端的电压之比为故D错误。
故选 C。
7.【答案】D
【解析】从图像中选取典型点:对于:当时,,由得
对于:当时,,同理得
A.,,因此大于,故A错误;
B.,故B错误;
C.串联电路的特点是电流处处相等,因此通过和的电流之比,并非,故C错误;
D.并联电路的特点是各支路电压相等,设电压为。根据欧姆定律,通过的电流,通过的电流。因此电流之比
故D正确。
故选D。
8.【答案】(1)16Ω;(2)0.5A
【解析】(1)电阻R1和R2串联,R1=12Ω,R2=4Ω,此时电路中的总电阻为:
R=R1+R2=12Ω+4Ω=16Ω
(2)又知电源电压为U=8V,此时电路中的电流为:
I===0.5A
答:(1)串联电路的总电阻为16Ω;
(2)电路中的电流为0.5A。
素养提升
9.【答案】B
【解析】两电阻串联之后的总电阻比任何一个分电阻都要大;两电阻并联之后的总电阻比任何一个分电阻都要小。因B中两电阻并联,故总电阻最小。故B符合题意,ABD不符合题意。
故选B
10.【答案】A
【解析】A.由电路图可知,和依次连接,属于串联电路,故A正确;
B.开关S闭合后,电压表测量的是两端的电压,示数为3V,所以两端电压为3V,而非1V,故B错误;
C.串联电路中电流处处相等,根据U=IR,两端电压
两端电压,因为,且I相同,所以,即的阻值大于的阻值,故C错误;
D.断开开关S,电路中灯和电压表串联,电压表测的是电源电压,即示数为4V,灯不亮,故D错误。
故选A。
11.【答案】(1)20Ω (2)0.6A (3)
【解析】(1)由电路图可知,电阻R1和R2串联,电路总电阻
(2)电路中的电流
(3)电阻R1两端电压
电阻R2两端电压
R1与R2两端的电压之比
12.【答案】A
【解析】两个定值电阻串联在电路中时,因串联电路中各处的电流相等,两个定值电阻允许通过的最大电流分别为1A和0.5A,为保护电阻安全,电路中的最大电流为
串联电路中总电阻等于各分电阻之和,则电路中的总电阻
加在它们两端的最大电压为
综上,故A错误,BCD正确。
故选A。
13.【答案】D
【解析】甲图中R1与R2串联,根据串联电路电阻的特点,可得甲图的总电阻R甲=R1+R2
乙图中R1与R2并联,根据并联电路电阻的特点,可得乙图中的总电阻
丙图中电路只有R1接入电路,所以丙图的总电阻R丙=R1
丁图中电路只有R2接入电路,所以丁图的总电阻R丁=R2
已知R1>R2,比较各图中的总电阻大小有R甲>R丙>R丁>R乙
根据欧姆定律,在电压U恒定的情况下,电流与电阻成反比。因为R甲>R丙>R丁>R乙,所以I乙>I丁>I丙>I甲,即I2>I4>I3>I1
丙图只有R1接入电路的电流为I3,丁图中只有R2接入电路的电流为I4,乙图中I2是R1与R2并联时的总电流,因并联时两电阻两端电压和电阻值均不变,则并联后两电阻通过的电流与单独接入电路时通过的电流相等。根据并联电路中干路电流等于各支路电流之和,可得I2=I3+I4
综上所述,故D正确,ABC错误。
故选D。
14. 【答案】15 1.5
【解析】[1]串联时,总电阻等于各电阻之和,即串。
[2]并联时,先算各电阻允许的最大电压:,
比较可知,为使两电阻都不烧坏,则电路两端允许加的最大电压是5V;此时通过电阻的电流,通过电阻的电流
干路最大电流
15.【答案】 a 6 40
【解析】[1]由电路图可知,闭合开关S,定值电阻R1与滑动变阻器R2串联,电压表V1测定值电阻R1两端电压,电压表V2测滑动变阻器R2两端电压,电流表测电路中电流,变阻器滑片P从右端移到左端的过程中,滑动变阻器接入电路中的阻值变小,则电路中总电阻变小,由欧姆定律可得,电路中电流变大,由串联分压可知,定值电阻R1两端电压变大,滑动变阻器R2两端电压变小,即电压表V1的示数随电流的增大而增大,电压表V2的示数随电流的增大而减小,故a是电压表V1示数变化的图像。
[2][3]由图中可知,电路中的最大电流为I大=0.3A,此时滑动变阻器接入电路中的阻值为0,电压表V1两端电压为6V,故可知电源电压为U=6V。由欧姆定律可得,定值电阻R1的阻值为
电路中的最小电流为I小=0.1A,此时滑动变阻器R2接入电路中的阻值最大,由欧姆定律可得,此时电路中的总电阻为
由串联电路的电阻规律可得,滑动变阻器R2最大阻值为R2=R总-R1=60Ω-20Ω=40Ω
自我超越:
16.【答案】(1)24V (2)6000N (3)0~1A
【解析】(1)由题意知压力为零时,压力传感器电阻为100Ω,设电源电压为U,定值电阻R0=20Ω,压力传感器电阻R=100Ω,定值电阻与压力传感器串联,则此时电路中总电阻
电流表示数I=0.2A,则
(2)当电流I增加到0.6 A时,设此时压力传感器电阻为R′。总电阻为R₀+R′,由欧姆定律可知,即
解得R′=20Ω。由图乙可知R=20Ω对应的压力F=6000N,所以该材料可承受的最大压力为6000N。
(3)若用此装置改装为磅秤,最大测量质量为1000kg,则最大压力
由图乙可知F=10000N时,压力传感器阻值约为4Ω,则此时电路总电阻
电路总电流
因此为安全起见可选量程为0~1A。
17.【答案】(1)电压 (2)D (3)减小 (4)小
【解析】(1)有文中信息可知,传感器把这两个电压的差值U(U=U1-U2)输出,用来反映力F的大小,即这种力传感器是将力的大小转换为电压的装置。
(2)外力F增大时,上应变片金属电阻丝的长度增加,电阻增大,下应变片金属电阻丝长度减小,电阻减小,故选D。
(3)由丙图可知,金属电阻丝的阻值随温度的升高而增大,因此在进行温度补偿时,根据串联电路电阻规律可知,应给上金属电阻丝串联阻值随温度升高而减小的电阻。
(4)冬天的温度比夏天低,未进行温度补偿,自由端受到相同的力F作用,该传感器下应变片的电阻冬天温度低,电阻增加小,夏天温度高,电阻增加的大,因此冬天电阻比夏天电阻小,电流不变,根据可知,两端的电压U2冬天比夏天小。
答案部分
核心巩固:
1.【答案】 电压 平均值
【解析】
[1]伏安法测电阻的实验原理为
[2] [3]测量时,多次改变滑动变阻器滑片的位置是为了改变被测电阻两端的电压,利用多次测量求平均值,达到减小误差的目的。
2.【答案】右 电流表选择的量程太大 2.4 8
【解析】
(1)[1]闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应置于最右端,即阻值最大处,目的是保护电路;
(2)[2]小刚同学用完好的器材按图甲正确连接好电路,“试触” 时,发现电流表的指针偏转很小;移动滑动变阻器的滑片,发现指针偏转仍然较小,产生该现象的原因可能是电流表量程选大了;
(3)[3][4]某次实验中电压表和电流表示数如图乙和丙所示,电压表选用小量程,分度值为0.1V,被测电阻两端的电压为2.4V;电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流为0.3A,由欧姆定律得,该电阻的阻值为
3.【答案】可多次测量取电阻的平均值,减小实验误差 将滑动变阻器的滑片移到左端
【解析】
(1)[1]甲、乙两电路相比较,乙电路只能测量一组数据,甲电路的优点是调节滑动变阻器,可多次测量取电阻的平均值,减小实验误差。
(2)[2]若电压表损坏,利用如图丙所示的电路也能测出Rx的阻值,具体实验步骤如下:
a.将滑动变阻器的滑片移到左端,读出电流表的示数I1;
b.将滑动变阻器的滑片移到右端,读出电流表的示数I2;
(3)[3]将滑动变阻器的滑片移到左端,只有Rx连入电路中,电源电压
①
将滑动变阻器的滑片移到右端,Rx、R串联,电源电压
②
由①②可得,被测电阻Rx的电阻
4.【答案】D
【解析】
A.由图可知,两电阻并联在电路中,根据欧姆定律和并联电路电压规律可知电阻越大,通过电阻的电流越小,故A正确,不符合题意;
B.由图可知,两电阻串联在电路中,根据欧姆定律和串联电路电压规律可知电阻越大,电阻两端的电压越大,故B正确,不符合题意;
C.由图可知,闭合开关S1,只有R1的简单电路,电流表测量通过R1的电流,闭合两个开关,两个电阻并联,电流表测量干路中的电流,由并联电路的特点可知通过R1的电流不变,由并联电路电流的规律可知通过R2的电流,根据欧姆定律和并联电路电压规律可知电阻越大,通过电阻的电流越小,故C正确,不符合题意;
D.由图可知,开关置于1处,两个电阻串联,电压表测量R1两端的电压,开关置于2处,电流从电压表的负接线柱流入,正接线柱流出,电压表的指针向左偏,故D错误,符合题意。
故选D。
5.【答案】DCAB 保护电路 1000 47 C
【解析】
(1)[1]连接电路时,应将变阻箱旋钮旋到阻值最大处,保护电路,电源电压不变,闭合开关,先测量流过未知电阻的电流,再将开关连接到b点,调节变阻箱的阻值,使流过电阻箱的电流与流过未知电阻的电流相等,则电阻箱的阻值为未知电阻的阻值,所以合理的顺序是DCAB
(2)[2]电路中接入电阻R0的目的是保护电路,为了避免开关闭合时,电路中电流过大,烧坏用电器,所以闭合开关前将电阻箱调到阻值最大处,保护电路,同时为了避免调节变阻箱时,电路中电流过大,在电路中接入电阻R0保护电路。
(3)[3]调节变阻箱的原则是先大后小,所以最先调节“×1000”的旋钮。
[4]由图可知,变阻箱的阻值为47Ω。
(4)[5]A.步骤A中,电流表的示数是根据步骤C中电流表的示数调节的,要通过调节电阻箱的阻值大小使电流表的示数为I,故A错误;
B.可以通过调节滑动变阻器的阻值,使电路中电流表方便读数,故B错误;
C.开关S接a时,电流表测电路中的电流,可以通过调节滑动变阻器的阻值,使开关S接b时,方便电流表读数,减小误差,故C正确;
D.在开关闭合前,滑动变阻器要调到阻值最大处,故D错误;
故选C。
(5)[6]开关S接a时,未知电阻Rx与R0串联,电压表测量电阻Rx的电压,记录此时电压表的示数为U',将开关S接b,未知电阻Rx与R0串联,电压表测量电阻箱的电压,调节电阻箱的旋钮,使电压表的示数与U'相同,则此时电阻箱的阻值就是未知电阻的阻值。电路连接如图所示:
素养提升
6.【答案】B
【解析】
A.由A图知,当开关闭合时,R0短路,电压表测电源电压,设此时示数为U1;当开关断开时,R0与Rx串联,电压表测Rx的电压,设此时示数为U2,则此时R0两端的电压为U1﹣U2;根据串联电路电流处处相等可列出等式
推导得出
所以此电路可以测出Rx的阻值,故A不符合题意;
B.由B图知,当开关闭合时,Rx被短路,电压表测电源电压;当开关断开时,Rx与R0串联,电压表仍测电源电压,无法推导出通过Rx的电流,所以此电路不能测出Rx的阻值,故B符合题意;
C.由C图知,当开关掷到1挡时,只有Rx接入电路,电压表测电源电压,设此时示数为U1,当开关掷到2挡时,Rx与R0串联,电压表测Rx的电压,设此时示数为U2,则此时R0两端电压为U1﹣U2;根据串联电路电流处处相等可列出等式
推导得出
所以此电路可以测出Rx的阻值,故C不符合题意;
D.由D图知,当开关掷到1挡时,只有R0接入电路,电压表测电源电压,设此时示数为U1;当开关掷到2挡时,Rx与R0串联,电压表测R0的电压,设此时示数为U2,则此时Rx两端电压为U1-U2;根据串联电路电流处处相等可列出等式
推导得出
所以此电路可以测出Rx的阻值,故D不符合题意;
故选B。
7. 【答案】 保护电路 改变灯泡两端电压 B 2.1 右
【解析】
(1)[1]实验原理就是计算公式,测电阻,用伏安法,即
(2)[2]滑动变阻器选择一上一下接线柱串联接入电路,实物图连接如图所示:
(3)[3]根据图甲画出此实验的电路图,如图所示:
(4)[4][5]用伏安法测量小灯泡的电阻时,为了保护电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片置于最大电阻处;为了进行多次测量,需要通过调节滑动变阻器接入电路的大小来改变灯泡两端的电压;因此,在此实验中,滑动变阻器起到保护电路和改变灯泡两端电压的作用。
(5)[6]闭合开关,灯泡不亮,电流表示数为0,说明电路可能断路,电压表有示数,说明原因可能是与电压表并联的灯泡断路了,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
(6)[7]如图乙所示,电压表选用的是小量程,分度值为0.1V,示数为2.1V。
[8]小灯泡正常发光的电压为2.5V,要测量小灯泡正常发光时的电阻,应增大灯泡两端的电压,根据串联电路的电压规律,应减小滑动变阻器的两端的电压,根据分压原理,应减小滑动变阻器接入电路的电阻,因此,应将滑动变阻器的滑片向右移动。
8.【答案】(1) (2)C (3) 2.1 左 8.3
【解析】
(1)要测小灯泡L在2.5V电压下的电阻,因此电压表选用小量程并联在灯泡两端,如图所示:
(2)闭合开关后,发现无论怎样调节滑动变阻器的滑片,电流表始终没有示数,说明电路可能断路;电压表有示数,说明电压表与电源连通,电压表被串联在电路中,则与电压表并联的电路以外的电路是完好的,则与电压表并联的电路断路了,即故障的原因可能是小灯泡断路。
故选C。
(3)[1][2][3]调节滑动变阻器的滑片至某位置,此时电压表示数如图乙所示,电压表选用小量程,分度值0.1V,其示数为2.1V。小于2.5V,要将其两端的电压调至2.5V,根据串联电路电压规律,应减小滑动变阻器两端电压,根据分压原理,应减小滑动变阻器接入电路的阻值,故需将滑片向左移动,若小灯泡两端的电压为2.5V时,电流表示数为0.3A,则此时小灯泡L的电阻为
9.【答案】(1)小明 (2) 3603 3603 (3)等效替代法
【解析】
(1)本实验的原理是等效替代,即通过电阻箱等效替代未知电阻Rx。当开关S1接触1时,Rx与滑动变阻器R串联,电压表测量Rx两端电压U;S1接触点2时,电阻箱与滑动变阻器R串联,要使电压表的示数仍为U,需保证电路中的总电阻不变、滑动变阻器的阻值不变,此时电阻箱的阻值才等于Rx的阻值。小明保持滑片位置不变(即滑动变阻器阻值不变),只调节电阻箱,符合等效替代的要求;而小亮同时调节滑动变阻器和电阻箱,会改变电路总电阻,无法保证R1与Rx的等效,因此小明的操作正确。
(2)[1]电阻箱的读数方法是各旋钮对应的数字乘以倍率后相加。如图乙所示,R1的阻值
[2]因为电阻箱与Rx的等效,故待测电阻的阻值
(3)实验中用可直接读数的电阻箱R1等效替代未知电阻Rx,使电压表的示数相同,这种方法称为等效替代法。
10.【答案】(1)只闭合开关S、S2 (2)
【解析】
(1)由图可知,只闭合开关和,电路为R0和Rx并联,电流表测R0支路电流,电流表的示数,则R0两端电压
由于并联电路中各支路两端电压相等,可得Rx两端电压
接下来只闭合开关S、S2,电路为R0和Rx并联,电流表测R0和Rx的总电流,电流表的示数,可得Rx的电流
(2)Rx的阻值
11.【答案】(1) 断开开关S1,闭合开关S、S2 (2)偏小
【解析】
(1)[1][2]实验步骤:
①由图可知,断开开关S2,闭合开关S、S1,此时未知电阻Rx、定值电阻R0和滑动变阻器串联,电压表测未知电阻Rx两端电压,滑动变阻器滑片调到某一位置,此时电压表的示数为U1;
②断开开关S1,闭合开关S、S2,此时未知电阻Rx、定值电阻R0和滑动变阻器串联,电压表测未知电阻Rx和定值电阻R0两端电压,保持滑动变阻器滑片位置不变,电压表的示数为U2;③因各电阻的大小和其两端的电压不变,根据串联电路电压的规律,定值电阻两端的电压为
由分压原理得
即
解得
(2)由图知,电源电压不变,当滑动变阻器向左移动时,滑动变阻器阻值减小,总电阻减小,总电流变大,Rx和R0两端的总电压U2增大,不再是步骤①中的Rx和R0两端的总电压,若再根据计算,会使Rx测量值偏小。
自我超越:
12.【答案】(1)(2)待测电阻断路 (3)5
(4) 减小误差 测量物体的长度 (5) 1
【解析】(1)根据电路图题意要求滑动变阻器滑片向右移动时,电路中电流变大,则滑动变阻器的阻值变小,因此滑动变阻器的右下接线柱接入电路,如图所示:
(2)闭合开关,发现电流表指针几乎不动,说明电路断路,而电压表指针有明显偏转,与电源正负极相通,故是电压表并联部分断路,即待测电阻断路。
(3)由图乙可知,电流表选用的是小量程,分度值为,电流表的示数为。电阻
(4)[1][2]在实验过程中要进行多次实验,获得多组实验数据,计算电阻后取平均值,可以减小误差,比如测量物体的长度时也是多次测量减小误差。
(5)[1][2][3]为了采用等效替代测电阻,应先接入待测电阻,①闭合开关,将开关S接1,调节至某一位置,读出电流表的示数记为;
②闭合开关,将开关S接到另一个触点上,保持的滑片位置不动,为了使得电阻箱与待测电阻相同,故调节电阻箱直到电流表的示数调为,读出电阻箱的示数记为;
③则。
答案部分
核心巩固:
1.【答案】 减小 减小
【解析】[1][2]由电路图知,小灯泡与滑动变阻器串联在电路中,电流表测电路中的电流,电压表测小灯泡两端的电压,滑片向下滑动时,变阻器接入电路的阻值变大,电路中的总电阻变大,电源电压不变,据欧姆定律知,电路的电流变小,电流表的示数减小,据串联电路的分压特点知,变阻器两端的电压变大,小灯泡两端的电压变小,电压表的示数减小。
2.【答案】 电流 变小
【解析】[1]由电路图可知,油量表串联在电路中,电流表需串联在电路中测量电流,电压表需并联测量电压,所以油量表是由电流表改装的。
[2]由串联电路图可知,当油面下降时,浮标下沉,滑杆绕轴O转动,带动滑片P上移,从而使滑动变阻器R接入电路的电阻变大,因此总电阻增大;根据欧姆定律,电源电压U不变时,R总增大,电流I减小,所以油量表(电流表)的示数变小。
3.【答案】 减小 增大
【解析】[1][2]由图知,定值电阻与光敏电阻R串联,电压表测光敏电阻R的电压,电流表测电路中的电流;当有烟雾遮挡射向光敏电阻R的激光时,光照强度减弱,光敏电阻R的阻值增大,根据串联电阻的规律可知总电阻变大,由可知,电路中电流变小,即电流表示数减小;根据U=IR可知,定值电阻的电压变小,根据串联电路电压的规律可知,光敏电阻R两端的电压增大,即电压表示数增大。
4.【答案】 12 0.4 1.8A
【解析】[1]由电路图知,当S1闭合,S2、S3断开时,此时电路为R2的简单电路,电流表测通过R2的电流,即I2=0.6A,R2=20Ω,电源电压U=I2R2=0.6A×20Ω=12V
[2]由电路图知,当S2闭合,S1、S3断开时,此时R1与R2串联,根据串联电路电阻的特点:串联电路总电阻等于各分电阻之和,可得总电阻R串=R1+R2=10Ω+20Ω=30Ω
再根据欧姆定律可得,此时电路中的电流(即电流表示数)
[3]由电路图知,当S1、S3闭合,S2断开时,此时R1与R2并联,根据并联电路的电压特点:并联电路各支路两端的电压相等且等于电源电压,可得U1=U2=U=12V
通过R1的电流
通过R2的电流
根据并联电路的电流特点:并联电路干路电流等于各支路电流之和,可得干路电流(即电流表示数)I并=I1+I2=1.2A+0.6A=1.8A
5.【答案】B
【解析】由电路图可知,定值电阻R和滑动变阻器串联,电压表测电源两端的电压,电流表测电路中的电流,因电源电压不变,所以,滑片移动时,电压表的示数不变;滑动变阻器的滑片向左移动的过程中,变阻器接入电路中的电阻变大,电路中的总电阻变大,由可知,电路中的电流变小,即电流表的示数变小,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
6.【答案】D
【解析】A.由图乙可知,热敏电阻R₀与电表并联,电表测量的是R₀两端的电压,故A错误;
BCD.由图乙可知,R与R₀串联,电源电压恒定,温度升高时热敏电阻阻值增大,电路总电阻增大,由欧姆定律可知,电路电流减小,由串联电路分压规律可知,热敏电阻两端电压变大,R两端电压会变小,故BC错误,D正确。
故选 D。
7.【答案】A
【解析】A.如图当开关S1、S2都闭合电铃被短路,只有灯泡发光,符合站在规定区域的现象。 当S2闭合、S1断开,灯泡和电铃串联,电源电压不变,电路电阻变大,根据欧姆定律,电流变小,灯泡发光变暗,同时电铃发声,符合脚尖超过起跳线的现象。故A符合题意;
B.如图当开关S1、S2都闭合时,灯泡和电铃都工作,电铃会响,不符合站在规定区域电铃不响的要求,故B不符合题意;
C.如图当S2闭合、S1断开时,整个电路断路,灯泡不发光,电铃也不发声,不符合脚尖超过起跳线时灯泡发光变暗且电铃发声的要求,故C不符合题意;
D.如图当S2闭合、S1断开时,整个电路断路,灯泡不发光,电铃也不发声,不符合脚尖超过起跳线时灯泡发光变暗且电铃发声的要求,故D不符合题意。
故选A。
8.【答案】4V 0.7A
【解析】[1]由图乙可知,只闭合S1时,电路为小灯泡L的简单电路,电流表测通过L的电流,由图甲可知,通过L的电流为0.5A时,L两端的电压为4V,即电源电压为4V。
[2]闭合S1和S2后,小灯泡L与电阻R并联,电流表测干路中的电流。由于并联电路各支路两端的电压相等,且等于电源电压,所以L和R两端的电压均为4V,由图甲可知通过L和R的电流分别为0.5A和0.2A,由于并联电路干路中的电流等于各支路中的电流之和,所以干路中的电流,即电流表的示数为
素养提升
9.【答案】C
【解析】A.由图可知,两电阻串联接入电路,称重表串联在电路中,所以称重表相当于一个电流表,故A正确,不符合题意;
BCD.当车辆越重时,滑片向下滑,R接入电路的阻值变小,电路的总电阻变小,电源电压不变,根据欧姆定律可知,通过电路的电流变大,所以称重表的示数越大;根据可知,保护电阻R1两端的电压越大;根据串联电路电压的规律可知,滑动变阻器R两端的电压越小,故BD正确,不符合题意,C错误,符合题意。
故选C。
10.【答案】D
【解析】A.电压表并联在和弹簧两端,测的是和弹簧两端的电压,故A错误;
B.风力减小时,弹簧将滑片P推向右端,滑动变阻器连入电路的阻值变大,而非变小,故B错误;
C.是定值电阻,起到保护电路的作用,防止阻值过小时电路电流过大,不能去掉,故C错误;
D.风力增大时,滑片P向左移动,连入电路的阻值变小,电路总电阻变小。根据欧姆定律,电源电压不变,总电阻变小,电流表示数将变大,故D正确。
故选D。
11.【答案】C
【解析】AC.据图可知,电路是并联的,且光敏元件与灯泡在同一条支路,根据题意有光照射时,光敏元件相当于导线,电阻最小,此时光敏元件支路的电流最大,并联电路中干路电流等于各支路电流之和,由于另一条支路的电流不变,则此时干路电流最大,采集A点或C点电流,若增大,则应断开路灯电路,故A错误,C正确;
B.采集B点电流,由于B点与单独指示灯串联,由于并联电路中各支路互不影响,B点电流有无光照射均始终不变,无法判断光照射情况,则不能确定是否接通路灯电路,故B错误;
D.AC间的电压始终为电源电压,无法反映光线变化情况,则不能确定是否切断路灯电路,故D错误。
故选C。
12.【答案】D
【解析】当开关接a时,电阻R和R1串联在电路中,当开关接b时,电阻R和R2串联在电路中,因为R1>R2,当开关S由a掷向b时,电路总电阻变小,电流表示数变大,又因为电压表测量定值电阻R两端电压,根据可知电压表示数变大,故ABC错误,D正确。
故选D。
13.【答案】 6 5
【解析】由图甲可知,定值电阻R0与电阻箱R串联,电流表测电路中的电流;由图乙可知,当电路中电流为时,R的阻值为,当电路中电流为时,R的阻值为,设电源电压为U,根据串联电路电压规律可得:
①
②
①②式联立可得R0=5Ω,U=6V
14.【答案】 ① 12
【解析】[1]由电路图可知,R0、R1、R2串联在电路中,电压表V1测量R1、R2两端的电压,电压表V2测量R2两端电压,电流表测量电路中的电流。 因串联电路中总电压等于各部分电压之和,所以电压表V1的示数始终大于或等于V2的示数。结合图乙可知,图线①为电压表V1示数随电流大小变化的图线,图线②为电压表V2示数随电流大小变化的图线。
[2]当滑片P移至最左端时,滑动变阻器连入电路的阻值为0,电路中的总电阻最小,电路中的电流最大, 根据图乙可知,电路最大电流Imax=4A,电压表V1和电压表V2的示数均为4V, 则电源电压U=4V+4A×R0------①
当滑片P移至最右端时,滑动变阻器连入电路的阻值最大,电路中的总电阻最大,电路中的电流最小。根据图乙可知,电路中最小电流Imin=1A,电压表V1的示数为10V,电压表V2的示数为1V。此时电源电压U=10V+1A×R0------②
联立①②解得U=12V。
15.【答案】(1)0.02A (2)900N (3)见解析
【解析】(1)由图甲可知,R0与R串联,电压表测R0两端的电压,则空载时电流为
(2)由图乙可知,压力最大时,R的阻值最小,由串联电路电压的规律可知R0两端的电压最大,当电压表示数最大,即时,电路中的电流最大,则电路最大电流
此时压敏电阻两端的电压
此时压敏电阻阻值
由图乙知,此时踏板受到的最大压力900N。
(3)要使最大测量质量为115kg,则此时最大压力
由乙图,此时压敏电阻
因为10Ω˂60Ω,如保持电源电压不变,则可在电路中串联一个电阻。
此时电路的总电阻
串联的电阻阻值
所以可通过在电路中串联一个50Ω的电阻使最大测量的质量为115kg。
自我超越:
16.【答案】(1)小 (2),醉驾,过程见详解
【解析】(1)由图可知,当酒精浓度增加时,电阻的阻值变小。
(2)由图乙可知,当酒精含量为0时,气敏电阻的阻值为,电压表示数,此时电路中的电流为
设滑动变阻器的阻值为,根据串联电路的电压特点和欧姆定律可知电源电压……①
当气体中酒精含量为80mg/100mL时,气敏电阻的阻值为,电压表示数,此时电路中的电流为
根据串联电路的电压特点和欧姆定律可知电源电压……②
联立①②可得:电源电压为 ,
电流表的示数为0.4A时,接入电路的总电阻为
此时R1的阻值为
由图乙可知,当气敏电阻阻值为时,酒精含量大于80mg/100mL,属于醉驾。
17.【答案】(1)20Ω (2)20Ω (3)0 ~ 4V
【解析】(1)当开关S1闭合、S2断开,定值电阻R1、定值电阻R3和滑动变阻器R2串联,滑片位于a端时,滑动变阻器阻值为0,根据串联电路中电阻的特点,此时电路中的总电阻等于定值电阻R1和定值电阻R3阻值的和,电源电压U为6V,电流表的示数为0.2A,根据欧姆定律可得
定值电阻R1=10Ω,故
(2)当开关S1、S2都闭合,定值电阻R1和滑动变阻器R2串联,定值电阻R3短路,滑动变阻器R2的滑片位于中点时,电流表的示数为0.3A,根据串联电路中电阻的特点,此时电路中的总电阻
电源电压U为6V,电流表的示数为0.3A,根据欧姆定律可得
定值电阻R1=10Ω,故
(3)当开关S1、S2都闭合,定值电阻R1和滑动变阻器R2串联,定值电阻R3短路,电压表测滑动变阻器R2两端的电压,当滑片位于a端时,滑动变阻器阻值为0,此时电压表的示数为0;当滑片位于b端时,滑动变阻器阻值最大为,根据欧姆定律此时电路中的电流
滑动变阻器R2两端的电压
所以电压表的示数变化范围为
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九上 苏科版 | 物理
目录
14.1电阻 1
14.2变阻器 6
14.3欧姆定律 13
14.4欧姆定律的应用(一) 18
14.4欧姆定律应用(二) 25
14.4欧姆定律应用(三) 32
14.1电阻
学习目标
1.知道导体既能导电又有阻碍电流的作用
2.探究并了解影响导体电阻大小的因素,知道电阻是导体本身的属性。
3.知道电阻的单位及单位间的换算关系。
4.了解物质的导电性能,了解半导体、超导体的应用;了解科学家对材料导电性研究方面的贡献。
核心巩固
(巩固性作业)
1.电阻
(1)物理学中,把导体对电流的 叫电阻;
(2)电阻用字母 表示,其国际单位是欧姆,简称 ,符号是Ω。常用的电阻单位还有千欧(KΩ)和兆欧(MΩ)。1KΩ= Ω,1MΩ= Ω;
(3)具有一定阻值的元件—— ,用来调节电路中的电流和电压。电阻器(简称电阻)在电路图中的符号是“ ”。
2.导体、绝缘体、半导体和超导体:人们常把容易导电的材料叫做 ,不容易导电的材料叫做 。有些材料的导电性能介于导体和绝缘体之间,叫做 。有些材料在很低的温度时,电阻就变成了0,这就是超导现象。发生超导现象的物体叫做 。
3.影响导体电阻大小的因素:导体的电阻是导体 ,它的大小决定于导体的 、 和 ,还与 有关。材料、横截面积一定时,导体越 ,电阻越大;材料、长度一定时,导体横截面积越 ,电阻越大;大多数导体的电阻随温度的升高而 。
4.如图所示的铅笔,其各组成部分在图中已标出,通常情况下属于导体的是( )
A.橡皮 B.塑料套 C.木质笔杆 D.石墨笔芯
5.如图所示,用A、B两个金属夹子将一根铅笔芯接入电路中,B夹子向右移动灯泡的亮度会发生变化。下列关于这一装置说法正确的是( )
A.将铅笔换成塑料吸管,灯泡也会亮起
B.本实验通过灯泡的亮暗反映接入电路的电阻大小
C.铅笔芯接入电路的电阻发生变化的是横截面积变化引起的
D.加节干电池,灯泡会亮,说明铅笔芯的电阻随电压的增大而减小
6.为确保居民用电安全,在输电导线出厂之前,质检部门对其中某段进行了质检,发现一条铜芯导线不符合规定,存在的问题有:①用镀铜的铝芯冒充铜芯;②导线直径小于标定直径。这种导线不合规的主要原因是( )
A.导线长度导致电阻偏大 B.导线横截面积导致电阻偏小
C.导线材料导致电阻偏小 D.导线横截面积导致电阻偏大
7.如图所示,闭合开关S,小灯泡L发光,钨丝不发光,用酒精灯给钨丝加热,小灯泡L逐渐变暗直至熄灭,根据此实验现象可知,影响导体电阻大小的因素是( )
A.导体的长度 B.导体两端的电压
C.通过导体的电流 D.导体的温度
8.一根导线对折后接入电路,对折导线的电阻与原电阻相比( )
A.变大 B.不变
C.变小 D.无法判断
9.下列是半导体、超导体、纳米材料的主要特点及其应用的描述,其中描述超导体的是( )
A.在特定温度下电阻为零,可用于高效输电
B.电阻随温度升高而减小,常用于制造电子元件
C.具有极高的强度,广泛用于建筑材料
D.导电性能介于导体和绝缘体之间,用于制造集成电路
10.如图所示,AB和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,以下关于AB和BC大小关系正确的是( )
A. B.
C. D.
(拓展性作业)素养提升
11.飞机上的着地轮一般都装有如图所示的搭地线:
(1)搭地线的作用是及时把飞机在飞行过程中与空气发生 而带上的 转移给大地,以免造成危险。
(2)有些飞机不装搭地线,而是采用了一种特殊的橡胶轮胎,这种特殊橡胶一定是 (选填“导体”或“绝缘体”)。
(3)飞机客舱内有标明安全带是否系好的信号灯,若乘客未系安全带,信号灯亮起;若乘客系好安全带,信号灯熄灭。安全带的作用相当于电路元件中的 。
12.如图所示,有一个装置将四根高压输电线并联起来,这相当于增大了导线的 ,从而减小了导线的 ,以达到减少输电线上能量损失的目的。
13.如图所示的智能手表可以显示时间、体温、心率等信息,方便监测身体状态,下列说法正确的是( )
A.手表里的芯片采用超导粉末冶金技术,超导材料制成的元件电阻很大
B.橡胶表带是绝缘体,绝缘体和导体间有绝对的界限
C.给手表的蓄电池充电时,蓄电池相当于电源
D.手表屏幕使用的发光二极管主要由半导体材料制成
14.一次电学实验课上,小琪把自己找到的一些物品分别接入如图所示电路的两鳄鱼夹A、B之间,其中能使小灯泡发光的是( )
A.钢尺 B.塑料棒
C.橡皮擦 D.橡胶手套
15.如图所示,用A、B两个金属夹子将一根铅笔芯接入电路中,B夹子向右移动灯泡的亮度会发生变化。下列关于这一装置说法正确的是( )
A.将铅笔换成塑料吸管,灯泡也会亮起
B.本实验通过灯泡的亮暗反映接入电路的电阻大小
C.铅笔芯接入电路的电阻发生变化的是横截面积变化引起的
D.加节干电池,灯泡会亮,说明铅笔芯的电阻随电压的增大而减小
16.A、B两根长1m完全相同的导线,电阻均为R1;将A导线剪去一半,电阻变为R2;将A剩下的一半再拉长到1m,电阻变为R3。下列大小关系正确的是( )
A.R3>R1>R2 B.R2>R1>R3 C.R2>R3>R1 D.R1>R2>R3
7.如图所示为三段材料相同的导体,已知a、b、c的长度之比为,横截面积之比为。根据导体电阻大小的影响因素可知,在相同温度下,它们阻值的大小关系是( )
A. B.
C. D.
18.一块合金导体长(前后)∶宽(左右)∶高(上下)=9∶3∶1,将该导体接入如图所示的电路的a、b两点之间,灯泡L均发光,则( )
A.上下接入时,灯泡亮度最暗
B.上下接入时,灯泡亮度最亮
C.左右接入时,灯泡亮度最暗
D.前后接入时,灯泡亮度最亮
自我超越
(探究性作业)
19.在“探究影响电阻大小的因素”实验中,同学们提出了如下猜想:
①导体的电阻与导体的材料有关;②导体的电阻与导体的横截面积有关;
③导体的电阻与导体的长度有关;④导体的电阻与导体的温度有关。
实验室提供了4根不同的电阻丝,其规格、材料如下表所示:
编号
材料
长度/m
横截面积
A
镍铬合金
0.5
0.5
B
镍铬合金
1
0.5
C
镍铬合金
0.5
1
D
锰铜合金
0.5
0.5
为了验证上述猜想,地长同学设计了如图所示的实验电路,部分实验步骤如下:
(1)实验时,两端接入的电阻丝阻值越大,电流表的示数越 ;
(2)为了验证猜想①,地长应选编号为 的两根电阻丝分别接入之间;
(3)地长把编号为A、B的电阻丝分别接入之间是为了验证猜想 ;(填序号)
(4)地长依次把编号为A、C的电阻丝接入之间,发现电流表的示数变大,说明A电阻丝的电阻 (选填“大于”“小于”或“等于”)C电阻丝的电阻,由此得到结论:其他条件相同时,导体的电阻随着导体的横截面积的增大而 ;
(5)小琴认为将图中的电流表更换为灯泡,通过比较 也可以比较电阻的大小;
(6)有同学猜想导体的电阻可能还与温度有关,为了验证此猜想,同学们设计了如图所示的电路。闭合开关,对合金丝缓慢加热,发现电流表的示数变小,由此可得出结论:导体的电阻与温度有关,合金丝的电阻随温度的升高而 (选填“增大”或“减小”)。
20、科普阅读题
阅读短文,然后回答文后问题:
常温下,导体导电性能好,绝缘体导电性能比较差。有一些材料,如锗、硅,导电性能介于导体和绝缘体之间,常常称作半导体。利用半导体材料可以制作二极管、三极管。如果把很多二极管、三极管和电阻、电容等元件直接做在硅单晶片上,就成了集成电路。二极管和三极管都具有单向导电性。半导体材料在集成电路、消费电子、通信系统、光伏发电、照明等领域都有应用。在各种金属导体中,银的导电性能是最好的,但还是有电阻存在。超导体是一种比常规导体更为优越的无损耗导电材料。科学家发现,某些物体在很低的温度时,如铝在-271.76℃以下,电阻就变为了0Ω,这就是超导现象。近日,美国罗切斯特大学的科学家在260万个大气压下,成功创造出了临界温度约为15℃的室温超导材料,这是人类首次实现室温超导。
(1)发光二极管的主要材料是 (选填“导体”、“半导体”或“绝缘体”);
(2)对于铝这种金属,它的电阻随温度的降低而 ;(选填“不变”、“变大”或“变小”)
(3)若常温下超导体研制成功,则超导体适合做 。
A.电热水壶 B.输电线 C.电热吹风机 D.电热毯
21.小麒发现调节车灯亮度、音乐大小都需要改变电路中的电阻大小。于是,他和同学设计了“探究盐水电阻大小与哪些因素有关”的实验,提出了以下猜想:A.可能与盐水浓度有关;B.可能与盐水的液柱长度有关;C.可能与盐水横截面积有关。
他们利用玻璃管(管中带有接线柱的金属活塞可以左右移动)、电源、开关、小灯泡、导线等器材,组装成如图所示的电路进行实验。
(1)实验中根据 可以判断盐水的电阻大小,这种研究方法是 ;
(2)探究猜想A时,为了增加盐水的浓度,可向玻璃管中添加盐并搅拌均匀;探究猜想B时,用注射器缓慢地从玻璃管中抽取部分盐水,同时向内调节活塞使玻璃管中仍充满盐水,灯泡的亮度逐渐变亮,说明: ;
(3)探究猜想C时,向外调节活塞直至管内液柱的横截面积变为原来的一半,发现灯变暗,能否说明盐水的电阻大小与横截面积有关? (选填“能”或“不能”)为什么? ;
(4)实验中发现,盐水电阻改变较小时,灯泡亮度无明显变化。小麒建议把灯泡更换为电流表,同学小麟认为应在原电路中串联接入电流表,改进方法更好的是 同学,理由是 。
14.2变阻器
学习目标
1.知道导体既能导电又有阻碍电流的作用
2.探究并了解影响导体电阻大小的因素,知道电阻是导体本身的属性。
3.知道电阻的单位及单位间的换算关系。
4.了解物质的导电性能,了解半导体、超导体的应用;了解科学家对材料导电性研究方面的贡献。
核心巩固
(巩固性作业)
1.滑动变阻器
(1)原理:通过改变接入电路中的电阻丝的 来改变接入电路中电阻的大小;
(2)电路图中的符号: ;
(3)滑动变阻器铭牌上标有“20Ω,2A”字样,表示滑动变阻器的 是20Ω, 是2A;
(4)连接:滑动变阻器接入电路时,应采用“ ”的接法,且要与被控制的电路 。通常,在使用前应将滑动变阻器的电阻调节到 。
2.滑动变阻器是通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变电阻的。如图甲所示,当滑片向C端移动时,它接入电路的电阻值将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。电阻箱是一种能够表示出电阻值的变阻器,如图乙中电阻箱的读数是 Ω。
3.如图所示的装置中,滑动变阻器标有“20Ω 0.5A”字样,连接情况如图所示。
(1)闭合开关前,应将滑片移动到 端(填“A”“B”)。
(2)闭合开关,当滑片向左移动时,灯会变 ,电流表的示数会变 (填“大”或“小”)。
4.要设计一盏能连续调节亮度的台灯,下列电路图符合要求的是( )
A. B. C. D.
5.下列选项中,当变阻器滑片向左移动时,变阻器连入电路中电阻值变大的是( )
A. B.
C. D.
6.如图所示当滑动变阻器的滑片P向左移动时,接入电路的阻值变小,选择的接线柱是( )
A.AD B.CD
C.BD D.AB
7.电位器实质是一种变阻器,如图是电位器的结构和连入电路的示意图。当滑片顺时针旋转时,连入电路的电阻( )
A.变大 B.变小
C.不变 D.先变大后变小
8.如 图 所示,将两 个 滑动 变 阻器串联起来,将 a 端 和 b端接入电路中 ,要使两个滑动变阻器的总电阻最大,那么这两个变阻器的滑片的位置为( )
A.P1 在最右端,P2在最右端
B.P1 在最右端,P2 在最左端
C.P1 在最左端,P2 在最右端
D.P1 在最左端,P2 在最左端
9.如图所示的甲、乙两个电路中,电源电压相等,闭合开关S,当甲图中滑动变阻器的滑片向左滑动、乙图中的滑片向右滑动时,灯泡L1和L2的亮度的变化是( )
A.L1、L2都变暗 B.L1、L2都变亮
C.L1变亮,L2变暗 D.L1变亮,L2的亮度不变
(拓展性作业)素养提升
10.如图是滑动变阻器的结构和接入电路的示意图,当刚开始实验时,其中连接正确且滑片应该处于右边的是( )
A. B.
C. D.
11.有几位同学拿来一个滑动变阻器,看到铭牌上标有“20Ω 1A”的字样,关于这个滑动变阻器的说法中,正确的是( )
①铭牌的含义是:连入电路中的最小值是20Ω,允许通过的最小电流是1A
②铭牌的含义是:连入电路中的最大值是20Ω,允许通过的最大电流是1A
③当滑片P向右移动时滑动变阻器的阻值变大,应该把A、C两个接线柱接入电路
④当滑片P向右移动时滑动变阻器的阻值变大,应该把B、C两个接线柱接入电路
A. ②④ B.①③ C.②③ D.①④
12.跨学科实践中,要设计一盏能连续调节亮度的台灯,下列电路中能实现这个功能的是( )
A.B.C. D.
13.小祝同学用旧家电拆下的电位器设计了一款风速可调的小电扇,当沿顺时针方向调节旋钮可以使风速变大,下列方案符合要求的是( )
A. B.
C. D.
14.用滑动变阻器控制小灯泡的亮度,下面4种电路图中正确的是( )
A.B.C. D.
15.如图是油量表的原理图,R′为定值电阻,下列关于其结构和工作原理描述错误的是( )
A.油量表是由电流表改装而成的
B.杠杆和电阻R构成了一个滑动变阻器
C.当油量下降时,浮标上升,电阻R接入电路的电阻变小
D.当向油箱中加油时,浮标上升,电流变大,油量表示数变大
16.电动汽车的速度是由流经电动机的电流控制,电流越大,车速越大。当驾驶员踩下“油门”踏板时,接入电路的变阻器阻值发生改变,车速变大。下列模拟电路中符合要求的是( )
A.B.C.D.
17.用滑动变阻器改变灯泡亮度的实验,小强同学连接的电路如图所示。
(1)为保护电路元件,开关闭合前,滑动变阻器的滑片应移动到 端(选填“”或“”);正确连接好电路,闭合开关后,发现小灯泡不发光,电流表有较小的示数,接下来应该进行的操作是 。
(2)闭合开关,要使灯泡的亮度变亮,应将滑片向 (选填“”或“”)端移动;滑片移至图中所示位置,发现灯泡发光、但电流表的指针偏转幅度很小,原因是电流表的量程选择 。
(3)若另一个同学在做实验时发现无论向哪边移动滑片时灯泡的亮度都不变,并且电流表的示数始终很小,则最有可能的原因是 。
自我超越
(探究性作业)
18.跨学科实践:制作简易调光台灯
【项目提出】
台灯是生活中最常见的家用电器之一。生活中为了保护视力,在不同使用场景(例如书写文字和使用电脑)时,对光亮度有着不同的需求,因此很多台灯都有可调亮度的功能。同学们学习了电学知识后也想制作一个简易调光台灯。
【项目分析】
要制作一个简易调光台灯,需要完成以下任务。
(1)了解简易调光台灯的工作原理。
(2)设计一台简易调光台灯。
(3)选择元件,完成制作。
【项目实施】
(4)小李同学选择用实验室中的电阻设计了一个电路,如图甲所示,此电路中 (填“能”或“不能”)改变灯泡的亮度。
(5)小马同学选择用滑动变阻器来调节灯泡亮度,他设计的电路图如乙所示。但在实验中他发现,只移动滑动变阻器的滑片,并不能让小灯泡熄灭。于是他再次改进电路设计(如下图所示),在确保电路安全的前提下,下列能实现“利用滑动变阻器控制灯泡由亮到灭”的最佳电路是(各元件规格完全相同) 。
(6)由于滑动变阻器体积较大,他们又找来电位器来代替图乙中的滑动变阻器,电位器的结构图如丙所示,A、B、C为电位器的三个接线柱,转动旋钮可以改变接入电路的电阻,它的原理是通过改变电位器接入电路中电阻丝的 (选填“长度”或“横截面积”)从而改变接入电路中的电阻。为了顺时针旋转旋钮时电灯变亮,则应该选择 (选填“AB”、“AC”或“BC”)接线柱接入电路。
19.科普阅读题:阅读短文,回答问题。
油电混合动力汽车
如图甲所示,国产某品牌油电混合动力汽车,其工作原理如图乙所示。沿水平公路匀速行驶的过程中,燃烧燃油,发动机和驱动电机同时共同为汽车提供动力,其中的能量来自于燃油燃烧;而发动机内燃油燃烧放出的热量部分用于驱动汽车行驶和对蓄电池充电。当普通汽车刹车时动能全部用于克服与地面的摩擦力做功,而该油电混合动力汽车在关闭发动机后,动能除用于克服与地面的摩擦力做功外,其余能量全部通过驱动电机反转为发电机给蓄电池充电。
(1)如图丙中的为变阻器的三个接线柱,驾驶员踩下“油门”时,电路中变阻器阻值减小,需要满足以上需求,将旋钮变阻器接入电路分别接入 (选填“O”“E”或“F”);
(2)如图丁是该车自动测定汽车油箱内油面高度的装置原理图,油量表实质是 表改装而成的,定值电阻起到 的作用,蓄电池充电时的能量转化是 。
14.3欧姆定律
学习目标
1.通过实验探究电流与电压、电阻的关系;
2.理解欧姆定律;
3.学会用欧姆定律解决简单的电路问题。
核心巩固
(巩固性作业)
1.欧姆定律
(1)一段导体中的电流,跟加在这段导体两端的电压成 ,跟导体的电阻成 。
(2)公式: 。
(3)适用范围:纯电阻电路。
2.欧姆定律公式及变形:知二求一”,即根据I、U、R的任意两个量求第三个量
(1)求电流公式: ;
(2)求电压公式: ;
(3)求电阻|公式: 。
3.如图是关于电阻R1、R2的电流与电压关系的图象,则R1 R2(选填“>”、“=”或“<”),其中R1= Ω。
4.一定值电阻两端的电压为4V时,通过的电流为1A。若电压减少到2V时,则通过的电流变为( )
A.0.25A B.0.5A C.1A D.2A
5.某导体中的电流与它两端电压的关系图像如图所示,下列分析中正确的是( )
A.当导体两端的电压为0时,电阻为0
B.该导体的电阻为0.2Ω
C.当导体两端的电压为0时,电流为0
D.当导体两端的电压为2V时,电流为0.6A
6.关于欧姆定律公式,可变形为。下列说法正确的是( )
A.导体的电阻与电压成正比
B.导体的电阻是导体本身的一种性质,电流、电压不影响电阻的大小
C.电压一定时,导体的电阻与通过导体的电流成反比
D.当导体两端的电压变为0V时,导体的电阻变为0Ω
7.小明同学在探究通过导体的电流与电阻的关系时,根据实验数据在图中描点作出图像,图中阴影部分面积大小表示的物理量为( )
A.电流 B.电阻
C.电压 D.电量
8.在实验小组探究“电流与电压的关系”的实验
(1)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到 端(选填“A”或“B”),这个操作的目的是 ;
(2)检查图乙,发现有一根导线接错,请在这根导线上打“×”,并画出正确接法,且导线不交叉;
(3)正确连接电路后,闭合开关,移动滑片,记录数据。其中第3次实验时电压表的示数如图丙所示,读数为 V;
(4)分析实验数据可得结论:当导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成 。
9.某实验小组用如图甲所示电路探究电流与电阻的关系。
【设计实验】实验时,应保持 两端电压一定,探究电流与电阻的关系。根据图甲实物电路在图乙虚线框中画出对应的电路图 ;
【进行实验】
(1)将5Ω的定值电阻接入电路中,闭合开关,移动滑片至适当位置,电压表的示数为2V,读出此时电流表的示数;
(2)将5Ω的电阻换成10Ω的电阻后,电压表的示数 (选填“改变”或“不变”),此时应调节滑动变阻器的滑片直至电压表的示数为 V,并读出此时电流表的示数;
(3)更换定值电阻,重复以上操作,将实验中得到的数据记录在下表中:
实验次序
1
2
3
4
电阻R/Ω
5
10
20
25
电流I/A
0.4
0.2
0.1
0.08
【分析与论证】图丙是小组根据测得的实验数据绘制的电流I随电阻R变化的图像,分析图像可知I与R的乘积 ,可得出结论: 。
(拓展性作业)素养提升
10.某段金属导体两端电压4V时,电阻为10Ω;该导体两端电压为8V时,通过该导体的电流为 A;当通过该导体的电流为0A时,电阻为 Ω;将阻值为100Ω的均匀导线对折后的阻值为 Ω。
11.某电阻元件如图所示 ,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 ,则这两段导体的电阻 RAB RBC, 通过它们的电流 IAB IBC,它们两端的电压 UAB UBC 。 (选填“ >”、“<”或“=”)。
12.如图所示电路,两个灯泡完全相同,闭合开关S,电压表示数为1.5V,电流表示数为0.3A,则灯泡的电阻为 ,电源电压为 。
13.某同学利用如图所示的电路探究“电流与电压、电阻的关系”,下列说法正确的是( )
A.实验开始时,滑动变阻器的滑片处于最小阻值处
B.探究电流与电压的关系时,应控制电压表的示数不变
C.探究电流与电阻的关系时,移动滑动变阻器滑片的过程中,眼睛应注视电压表示数
D.实验中,多次测量是为了减小实验误差
14.如图甲、乙所示,电源电压保持不变,将电阻R1、R2组成串联电路和并联电路,已知阻值R1>R2,闭合两电路开关,电压表V1的示数为U1,电压表V2的示数为U2,电流表A1的示数为I1,电流表A2的示数为I2,下列关系式中正确的是( )
A.U1<U2 B.U1=U2
C.I1=I2 D.I1<I2
15.小丽在探究“电路中电流与电阻的关系”时,可供使用的实验器材有:电源(电压恒为3V)、电流表、电压表、滑动变阻器(滑动变阻器标有“30Ω 1A”的字样)、开关各一个、阻值不同的定值电阻五个(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω),导线若干。
(1)检查时发现有一根连线不对,请你把接错的那根导线找出来,打上“×”,并画线把它改进正确的位置上(只能改接一根导线,导线不允许交叉);
(2)闭合开关前,电压表出现了如图乙所示的现象,接下来的操作是 ;闭合开关后,电压表示数接近3V,电流表示数几乎为零,此时电路可能故障是 ;
(3)将的电阻接入电路中,闭合开关后,移动滑片使电压表示数为,记录相应的电流值;然后将的电阻换成其他电阻接入电路中,闭合开关后,滑片需要向右端移动,直至电压表示数也为,则小丽换用的是 Ω的电阻;
(4)小丽在换用电阻做实验时,发现该电阻已经损坏,她灵机一动,利用现有的几个电阻解决了这个问题。请你写出小丽的做法: ;
(5)小丽根据实验数据得出变化的图像,如图丙所示,则小丽实验时 V。根据所示图像,小丽很快得出结论: 。
自我超越
(探究性作业)
1.体重超标已影响了部分中学生的身心健康,为了动态监测学生的体重情况,我校科技创新小组设计了一台由电流表改装而成的简易体重计,其电路如图甲所示。已知电源电压恒定,定值电阻,为压敏电阻,其阻值与所受到的压力关系如图乙所示,电流表量程为,踏板重力不计,求:
(1)由图乙可知,压敏电阻的阻值随着压力的增大而 ;(选填“增大”或“减小”)
(2)闭合开关S,当体重计空载时,电路中的电流为0.12A,电源电压为多少;
(3)当体重计示数为时,两端的电压为多少;
(4)此体重计所能测量的最大体重为多少牛。
2.科普阅读题:阅读材料,回答问题。
光强与光敏电阻
“光强”表示光的强弱程度的物理量,照射光越强,光强越大,光强符号用E表示,国际单位为坎德拉(cd),光敏电阻的阻值随光照射的强弱而改变。将电压恒为6V的电源,9Ω的定值电阻,光敏电阻R接入图b所示电路中,测得光敏电阻的阻值R与光强E间的关系如图a所示,根据图像及物理知识解答下列问题:
(1)根据图a的图像可知,光敏电阻的阻值R与光强E成 关系,(选填“正比”或“反比”)当光强为时,光敏电阻的阻值为,当光强为时,光敏电阻的阻值为,那么它们之间的关系式为 (用、表示);
(2)当光强为6cd时,电流表的示数为 A;
(3)请在图b中加画上电压表,要求实现:光强越强,电压表的示数越大;
(4)实验过程中,如果电流表的示数为0.4A,电压表示数为 V,此时的光强为 cd。
14.4欧姆定律的应用(一)
学习目标
1.了解串联电路的电阻特点和分压特点;
2.了解并联电路的电阻特点和分流特点。
核心巩固
(巩固性作业)
1.根据欧姆定律,可得:, , ;由于,因此 + ,因为串联电路中各处电流相等, ,所以 。
2.串联分压、并联分流
(1)根据欧姆定律有,,因为,所以,即= 。可见串联电路中各电阻分得的电压跟它的阻值成 ,电阻越大,分得的电压越 ;
(2)根据欧姆定律有,,因为,所以,即= 。可见并联电路中通过各支路的电流跟支路中的电阻成 ,电阻越大,通过的电流越 。
3.有两个定值电阻R1与R2,已知R1>R2,小明利用这两个电阻得到下列四种不同的组合,若把这四种不同的组合分别接到同一电源上,哪一种组合的电流是最小的( )
A. B.
C. D.
4.如图是表示阻值不同的两个定值电阻、的电流随电压变化的图像,关于两电阻串联或并联后接入电路的说法正确的是( )
A.并联后的总电阻的图线在区域Ⅲ
B.串联后的总电阻的图线在区域Ⅰ
C.串联后接入电路,电阻两端电压大于电阻两端电压
D.并联后接入电路,通过电阻的电流大于通过的电流
5.如图所示,开关S闭合,两个灯均发光,则灯L1与灯L2两端的电压之比是 ;若两电流表指针偏转幅度相同,则通过灯L1和L2两灯的电流之比为 ,两个小灯泡中电阻较大的是灯 。
6.如图所示的电路中,电源电压保持不变。当开关断开时,发现电压表示数为6V;闭合开关后,发现电压表示数变为2V。则开关闭合后,下列说法正确的是( )
A.电源电压为8V
B.闭合开关S后,通过的电流与通过的电流之比为2:1
C.的电阻与的电阻之比为2:1
D.两端电压与两端电压之比为3:1
7.如图所示是两电阻R1、R2的U-I图像。根据图中信息分析可知,下列说法正确的是( )
A.R1小于 R2
B.R1的电阻为10Ω
C.两个电阻串联时,通过它们的电流之比为
D.两个电阻并联时,通过它们的电流之比为
8.如图所示,R1=12Ω,R2=4Ω,将它们串联后接到8V的电源上,求:
(1)串联电路的总电阻;
(2)电路中的电流。
(拓展性作业)素养提升
9.下列各选项为四组不同的电阻,已知,由图可以看出总电阻最小的一组是( )
A. B.
C. D.
10.如图所示,电源电压为4V,开关S闭合后,电压表的示数为3V。下列说法正确的是( )
A.、串联 B.两端电压为1V
C.的阻值小于的阻值 D.断开开关S电压表将没有示数
11.如图所示电路中,,,电源电压为12V。求:
(1)电路的总电阻。
(2)电路中的电流。
(3)与两端的电压之比。
12.两个定值电阻的规格分别为“10Ω”“1A”“30Ω”“0.5A”,将它们串联在电路中,下列判断中错误的是( )
A.加在它们两端的电压的最大值为25V
B.它们的总电阻为40Ω
C.通过电路的电流不允许大于0.5A
D.通过它们的电流相等
13.两个阻值分别为R1、R2的定值电阻,且R1>R2。按下图甲、乙、丙、丁的方式连接在电压恒为U的电源两端,电路中的电流分别为I1、I2、I3、I4。下列判断中正确的是( )
A.I1>I3 B.I3>I4 C.I1=I3+I4 D.I2=I3+I4
14.两个定值电阻分别标有“5Ω 1A“和“10Ω 0.6A”字样,将它们串联起来等效总电阻为 Ω;若将它们并联,干路最大电流允许是 A。
15.如图甲所示的电路,电源电压保持不变。闭合开关S,将滑动变阻器的滑片从一端移至另一端的过程中,两电压表的示数随电路中电流变化的图像如图乙所示,根据图像的信息可知: (选填“a”或“b”)是电压表V1示数变化的图像,电源电压为 V,滑动变阻器R2的最大阻值为 Ω。
自我超越
(探究性作业)
16.为了改善路况,专家研究出来一种新型材料制作井盖,大大提高了井盖的抗压能力。某同学为了测试该材料的抗压能力,取下来一小块样品进行抗压力测试,如图甲所示,该材料样品(不计质量)平放在压力传感器上,闭合开关S,经过多次压力实验,压力传感器的电阻R随压力F变化的关系如图乙。电源电压恒定不变,定值电阻R0=20Ω。求:(g=10N/kg)
(1)压力为零时,电流表的示数为0.2A,电源电压为多少?
(2)经过多次实验,当电流为0.6A时,该材料将要破损,则该材料承受的最大压力为多少?
(3)该同学想继续利用此装置改装为磅秤,如果该磅秤能测量的最大质量为1000kg,电流表的量程应是多少?
17.阅读短文,回答问题:
力传感器在电子秤中的应用
电子秤所使用的测力装置是力传感器,常见的一种力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,力越大,弹簧钢的弯曲程度越大。
应变片结构如图乙所示,其中金属电阻丝的阻值对长度变化很敏感,给上、下金属电阻丝提供相等且大小不变的电流,上应变片两引线间电压为U1,下应变片两引线间电压为U2,传感器把这两个电压的差值U(U=U1-U2)输出,用来反映力F的大小。
金属电阻丝的阻值随温度会发生变化,其变化情况如图丙所示。为消除气温变化对测量精度的影响,需分别在上、下应变片金属电阻丝与引线之间串联一只合适的电阻,进行温度补偿,串联合适的电阻后,使测量结果不再受温度影响。
(1)这种力传感器是将力的大小转换为 (电流/电压)的装置。
(2)外力F增大时,下列说法正确的是_________。
A.上、下应变片金属电阻丝电阻都增大
B.上、下应变片金属电阻丝电阻都减小
C.上应变片金属电阻丝电阻减小,下应变片金属电阻丝电阻增大
D.上应变片金属电阻丝电阻增大,下应变片金属电阻丝电阻减小
(3)进行温度补偿时,应给上金属电阻丝串联阻值随温度升高而 的电阻(选填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)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U2冬天比夏天 (大/小)。
14.4欧姆定律应用(二)
学习目标
1.会用伏安法测定未知电阻;
2.会用安阻法、伏阻法测定未知电阻;
3.会用等效替代法测定未知电阻。
核心巩固
(巩固性作业)
1.测量定值电阻的阻值
【实验原理】 。
【实验电路】
【实验过程】
(1)按电路图把待测电阻器、电压表、电流表及滑动变阻器等接入电路。
(2)多次改变滑动变阻器滑片的位置,改变待测电阻两端的 ,并记下相应的电压表示数和电流表示数,进行多组实验。
(3)将测量的数据记录在表格中。
(4)根据每组数据算出相应的电阻,然后求出电阻的 ,得到电阻器的电阻。
2.图甲是小刚测电阻的电路图,他进行了下列操作,请按要求完成下列问题:
(1)闭合开关前, 滑片P应置于滑动变阻器的最 端(选填“右”或“左”);
(2)用完好的器材按图甲正确连接好电路,试触时,发现电流表的指针偏转角很小,移动滑动变阻器的滑片时,指针偏转角度仍然较小,产生该现象的原因可能是: ;
(3)电路调试完成后,某次实验中电压表和电流表示数如图乙和丙所示,则电压表的读数是 V,该电阻的阻值R = Ω。
3.在“伏安法测电阻”的实验中,老师提供了以下器材:恒压电源、最大阻值为R0的滑动变阻器一个、被测电阻Rx、开关、电压表和电流表各一只、导线若干。同学们分别设计了甲乙两种电路。
(1)甲、乙两电路相比较,甲电路的优点: 。
(2)若电压表损坏,利用如图丙所示的电路也能测出Rx的阻值,具体实验步骤如下:
a. ,读出电流表的示数I1;
b.将滑动变阻器的滑片移到右端,读出电流表的示数I2;
(3)定值电阻的表达式:Rx= 。
4.现有两个阻值不等的未知电阻和,为了分辨它们的阻值大小,几个同学分别设计了如下图所示的四种电路,其中不可行的是( )
A. B.
C. D.
5.用如图甲所示的电路可以测量一个未知电阻的阻值,该电路中Rx为待测电阻,R为电阻箱(符号为),S为单刀双掷开关,R0是阻值为50Ω的定值电阻。某同学用该电路进行实验,主要步骤有:
A.把开关S接到b点,调节电阻箱,使电流表的示数为I;
B.读出电阻箱的示数R;
C.把开关S接到a点,读出电流表的示数为I;
D.根据电路图连接电路,将电阻箱的阻值调至最大。
(1)上述步骤的合理顺序是 (只填写序号);
(2)电路中接入电阻R0的目的是 ;
(3)在步骤A中,调节如图乙所示电阻箱的四个旋钮时,最先调节的是“× ”(填旋钮下方数字),并沿合理的旋转方向调节旋钮。若电阻箱调节好后示数如图乙所示,则待测电阻的阻值为 Ω;
(4)若将定值电阻R0换成最大阻值为50Ω的滑动变阻器,关于滑动变阻器的作用下列说法正确的是( )
A.若步骤A中难以使电流表示数为I,可调节滑动变阻器实现
B.仅能作为阻值为50Ω的定值电阻使用
C.可以改变步骤C中的电流表示数,便于实验读数
D.滑动变阻器接入电路中阻值最大可保护电路,步骤D中电阻箱的阻值无需调至最大
(5)根据上述测量方法,只用电压表也能测量待测电阻,请在丙图中画出电压表的连接 。
(拓展性作业)素养提升
6.某同学在没有电流表的情况下,利用电压表和已知阻值的定值电阻R0,测量未知电阻Rx的阻值,图中不能实现测量Rx阻值的电路图是( )
A. B.
C. D.
7.实验小组用伏安法测量小灯泡的电阻,电源电压为3V,小灯泡正常发光的电压为2.5V。
(1)用伏安法测电阻的实验原理是 ;
(2)请用笔画线代替导线完成如图甲实物电路的连接 ;(要求连线不要有交叉)
(3)请在方框处画出此实验的电路图 ;
(4)在此实验中,滑动变阻器在电路中的两个作用是:① ;② ;
(5)检查电路连接无误后,闭合开关灯泡不亮,电压表有示数,电流表示数为0,导致这一现象的原因可能是 ;
A.电压表断路
B.小灯泡断路
C.滑动变阻器断路
D.电压表短路
(6)故障排除后,闭合开关当滑动变阻器滑片P移到某一位置时,电压表示数如图乙所示为 V,要测量小灯泡正常发光时的电阻,应将滑动变阻器的滑片向 移动(填“左”或“右”)。
8.明利用如图甲所示的电路测量小灯泡L在2.5V电压下的电阻。
(1)请添加一条导线,将图甲所示的实验电路补充完整。
(2)闭合开关后,发现无论怎样调节滑动变阻器的滑片,电流表始终没有示数,而电压表有示数,若电路连接完好,则故障的原因可能是 。
A.滑动变阻器断路 B.开关短路 C.小灯泡断路 D.小灯泡短路
(3)解决上述问题后闭合开关,调节滑动变阻器的滑片至某位置,此时电压表示数如图乙所示,小灯泡两端的电压为 V。要将其两端的电压调至2.5V,则需将滑片向 移动,若小灯泡两端的电压为2.5V时,电流表示数为0.3A,则此时小灯泡L的电阻RL= Ω(结果保留一位小数)。
9.在测定一个未知电阻的阻值时,小明和小亮设计了如图甲所示的实验电路,其中是电阻箱,为单刀双掷开关。
(1)闭合开关S后,把开关接到触点1,调节滑动变阻器R,使电压表有个合适的示数U;把开关接到触点2后,小明和小亮采取了不同的实验操作。
小明的操作:保持滑片P的位置不变,只调节电阻箱,直到电压表示数为U。
小亮的操作:同时调节滑动变阻器R和电阻箱,直到电压表示数为U。
你认为两人的操作中 的操作是正确的。
(2)选择正确的实验操作后,电阻箱上各旋钮的位置如图乙所示,其读数为 Ω,则待测电阻的阻值应为 Ω。
(3)本实验所采用的物理方法可称为 (选填“控制变量法”或“等效替代法”)。
10.如图所示是测量未知电阻的实验电路,电源两端的电压保持不变,为已知阻值的定值电阻。请补充完成主要实验步骤。
(1)实验步骤:
①只闭合开关和,读出并记录电流表的示数;
② ,读出并记录电流表的示数;
③计算的阻值;
(2) 。(用已知量和测量量表示)
11.为了测量一个未知电阻Rx的阻值,小海进行了如下实验。他将未知电阻Rx、已知阻值的定值电阻R0、滑动变阻器、开关和电源连接成了如图所示的电路,电源电压恒定。
(1)请将小海的实验步骤补充完整。
①断开开关S2,闭合开关S、S1,滑动变阻器滑片调到某一位置,此时电压表的示数为U1;
② ,保持滑动变阻器滑片位置不变,电压表的示数为U2;
③Rx阻值的表达式:Rx= (用已知量和测量量的符号表示)。
(2)小红也按照上述小海的实验步骤进行操作,但在进行步骤②时,她将图中滑动变阻器的滑片向左移动了一小段,其他操作都与小海的相同,她测出的阻值 (选填“偏大”或“偏小”)。
自我超越
(探究性作业)
12.如图甲所示是某物理兴趣小组测量定值电阻的阻值时所连接的实物图。
(1)请你用笔画线代替导线将甲图中的电路连接完整,要求当滑片向右滑动时,电路中的电流变大 。
(2)闭合开关,发现电流表指针几乎不动,电压表指针有明显偏转,移动滑动变阻器的滑片,电压表示数没有变化,出现这一现象的原因是 。
(3)排除故障后,在某次测量时,电压表读数为2V,电流表示数如图乙所示,根据测量结果可计算出待测电阻的阻值为 。
(4)在(3)的基础上,同学们通过移动滑动变阻器的滑片P,改变电压表和电流表的示数,进行了多次测量,得到了多组数据,本次实验多次测量的目的是 。请你再举一个多次测量和本实验目的相同的实验 。
(5)该实验结束后兴趣小组又设计了如图丙所示的电路来测量未知电阻的阻值,其中是一个电阻箱,是一个滑动变阻器,实验操作如下:
①闭合开关,将开关S接 ,调节至某一位置,读出电流表的示数记为I;
②闭合开关,将开关S接到另一个触点上,保持的滑片位置不动,调节电阻箱直到电流表的示数调为 (用字母表示),读出电阻箱的示数记为R;
③则 (用所给字母表示)。
14.4欧姆定律应用(三)
学习目标
1.会用欧姆定律分析动态变化问题;
2.会用欧姆定律求解图像问题。
核心巩固
(巩固性作业)
1.如图所示,电源电压不变,闭合开关S,滑动变阻器的滑片P自上向下滑动,则电流表的示数 (选填“增大”、“减小”或“不变”),电压表的示数 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。
2.如图是汽车油量表工作原理图,滑动变阻器的滑片跟金属滑杆连接,滑杆可以绕固定轴转动,油量表是用 表(选填“电压”或“电流”)改装的,当油箱中的油面下降时,油量表的示数将 (选填“变大”“变小”或“不变”)
3.为保障安全,现在很多室内公共场所安装有烟雾报警装置,如图所示是烟雾报警的简化原理图。电源电压保持不变,为定值电阻,光敏电阻R的阻值随光照强度的减弱而增大,若电路中的电流减小至某一数值时报警器开始报警。当有烟雾遮挡射向光敏电阻R的激光时,电流表的示数 (选填“增大”或“减小”),电压表的示数 (选填“增大”或“减小”)。
4.如图所示,电源电压恒定,R1=10Ω,R2=20Ω,当S1闭合,S2、S3断开时,电流表的示数为0.6A,电源电压为 V;当S2闭合,S1、S3断开时,电流表示数为 A;当S1、S3闭合,S2断开时,电流表示数为 。
5.如图所示的电路,电源电压不变。闭合开关,滑动变阻器的滑片向左移动的过程中,电流表与电压表示数变化的情况分别是( )
A.变大 不变 B.变小 不变
C.变大 变小 D.变大 变大
6.如图甲是某款电子测温仪,图乙是它内部的原理图,电源电压保持不变,用电表示数大小反映温度高低,热敏电阻的阻值随温度的升高而增大,定值电阻R起保护电路的作用。下列分析正确的是( )
A.该电路中的电表是电流表 B.温度变化时R两端电压不变
C.温度升高时电路中电流变大 D.温度升高时两端电压变大
7.立定跳远是体育测试项目之一、某同学想设计一种装置,用来监测过线起跳现象。当有同学踏上测试垫时,若站在规定区域S1、S2都闭合,小灯泡发光,电铃不响;若脚尖超过起跳线,则开关S2闭合、S1断开,小灯泡发光变暗,同时电铃发出声音提示该考生脚尖过线。电路可能是如图所示电路中( )
A. B.
C. D.
8.图甲是小灯泡L和电阻R的I-U 图像。将小灯泡L和电阻R接入如图乙所示的电路中,只闭合S1时,电流表的示数为0.5A。电源电压保持不变,电源电压为 ,闭合S1和S2后,电流表的示数为 。
(拓展性作业)素养提升
9.高速公路收费站对过往的超载货车实施计重收费,小明同学结合所学物理知识设计了如图所示的计重秤原理图,以下说法错误的是( )
A.称重表相当于一个电流表
B.当车辆越重时,称重表的示数越大
C.当车辆越重时,滑动变阻器R两端的电压越大
D.当车辆越重时,保护电阻R1两端的电压越大
10.如图所示是科技创新小组设计的风力传感器的原理图,其中弹簧左端固定,右端和滑动变阻器的滑片P固定在一起,A、B间有可收缩的导线,为定值电阻。当风吹来时,使B向左移动;风力减小时,弹簧又把B推向右端。闭合开关S,下列说法正确的是( )
A.电压表测两端的电压 B.风力减小时,电阻连入电路的阻值变小
C.电阻在电路中没有作用,可以去掉 D.风力增大时,电流表示数将变大
11.球场外路灯由逻辑芯片实现自动光控。逻辑芯片(左图)可获取被采集电路中的电流或电压信息,比较相关信息后芯片向路灯电路发出控制指令;被采集电路(右图)由光敏元件(符号,有光照射时,相当于导线;无光照射时,相当于断路)和指示灯等部件组成。关于“自动光控”以下说法正确的是( )
A.采集A点电流,若增大,则接通路灯电路
B.采集B点电流,若增大,则接通路灯电路
C.采集C点电流,若增大,则切断路灯电路
D.采集点AC间电压,若增大,则切断路灯电路
12.如图所示,电源电压恒定,已知三个定值电阻中R1>R2,当开关S由a掷向b时,下列说法正确的是( )
A.的示数变小,的示数变大
B.的示数变大,的示数变小
C.的示数变小,的示数变小
D.的示数变大,的示数变大
13.如图甲所示的电路中,电源电压保持不变,R0为定值电阻。闭合开关S,调节电阻箱R,电流表示数与电阻箱R接入电路的阻值关系如图乙所示,则电源电压为 V,R0的阻值为 Ω。
14.如图甲所示电路中,电源电压保持不变,、为定值电阻,滑动变阻器的滑片从一端移动到另一端时,电压表、示数和电流表示数的关系图象如图乙所示。图乙中 (选填“①”或“②”)斜线是电压表示数与电流表示数的关系图象,电源电压为 V。
15.某电子体重秤的原理如图甲所示,电源电压为6V,用于显示体重的仪表由电压表改装而成,量程为0~3V,定值电阻R0的阻值为60Ω,压敏电阻R上方放置一轻质绝缘踏板:R的阻值与它所受压力的关系如图乙所示。闭合开关S后,求:
(1)空载时,已知电压表示数为1.2V,电路中的电流是多少;
(2)该装置所能测量的最大压力;
(3)为使体重秤最大可测量的质量达到115kg,在保持R0的阻值和电压表量程不变的前提下,请设计一种可行的方案,并通过计算进行说明。(g取10N/kg)
自我超越
(探究性作业)
16.道路千万条,安全第一条”,酒后不开车是必须遵守的交通法规,图甲是酒精测试仪工作电路原理图,电源电压恒定,R1为气敏电阻,阻值随气体中酒精含量的变化而变化,如图乙所示。当气体中酒精含量大于0且小于80mg/100mL为酒驾,达到或者超过80mg/100mL为醉驾。使用前通过调零旋钮(即滑动变阻器R2的滑片)对测试仪进行调零,即气体中酒精含量为0时,电压表示数为5V,调零后R2的滑片保持不变,气体中酒精含量为80mg/100mL时,电压表的示数为3V。则:
(1)当酒精浓度增大时,电阻R1变 。
(2)在对某司机的检测中,电流表的示数为0.4A,计算此时R1的阻值,并判断该司机属于酒驾还是醉驾(写出必要的文字说明、表达式及最后结果)。
17.如图所示电路,电源电压U=6V,定值电阻R1=10Ω。
(1)当开关S1闭合、S2断开,滑动变阻器R2的滑片位于a端时,电流表的示数为0.2A。求定值电阻R3的电阻大小。
(2)当开关S1、S2都闭合,滑动变阻器R2的滑片位于中点时,电流表的示数为0.3A。求滑动变阻器R2的最大电阻值。
(3)当开关S1、S2都闭合,滑动变阻器R2的滑片从a端移至b端的过程中,求电压表示数的变化范围。
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