初中物理沪粤版(2024)九年级上册14.2 探究欧姆定律达标测试
展开一、单选题(每小题3分,共21分)
1.如图所示电路中,电源电压恒定。闭合开关,电路正常工作一段时间后,灯泡突然熄灭,电路中只有两个电表有示数。电阻或灯泡仅有一个出现了故障,其它元件均完好。下列说法中( )
①可能灯泡断路 ②可能灯泡短路
③可能电阻断路 ④可能电阻短路
A.只有①②正确B.只有③④正确
C.只有②④正确D.只有①③正确
2.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,R0为定值电阻,光敏电阻R的阻值随光照强度的减弱而增大,当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,下列说法正确的是( )
A.电流表的示数变小,电压表的示数不变
B.电流表的示数变小,电压表的示数变大
C.电流表的示数不变,电压表的示数变大
D.电流表的示数不变,电压表的示数不变
3.如图是小成同学做“探究电流与电压关系”实验的电路图,按照电路图连接好电路,闭合开关S,发现电流表和电压表的指针均没有偏转,电路中仅有一处故障,故障可能是( )
A.电阻R1断路B.电阻R1短路
C.滑动变阻器R断路D.滑动变阻器R短路
4.图所示的电路中,电阻阻值R1
5.某科技小组为快递公司设计的分拣计数装置简化电路如图所示。R2为定值电阻,R1为光敏电阻,当有光照射光敏电阻时其阻值变小。激光被遮挡一次,计数器会自动计数一次(计数器可视为电压表)。闭合开关,激光被遮挡瞬间,下列说法正确的是( )
A.电阻R1的阻值变小B.通过R2的电流变大
C.电阻R1两端的电压变大D.电阻R2两端的电压变大
6.某同学利用表格中的几种导体探究影响导体电阻大小的因素。下列说法正确的是( )
A.为检验“导体电阻跟导体长度有关”的猜想,应选用导体①与②
B.为检验“导体电阻跟导体长度有关”的猜想,应选用导体①与③
C.为检验“导体电阻跟导体横截面积有关”的猜想,应选用导体①与④
D.为检验“导体电阻跟导体材料有关”的猜想,应选用导体②与④
7.如图所示,是一种自动测定油箱内油面高度的装置,R是转动式变阻器,它的金属滑片P是杠杆的一端,下列说法正确的是( )
A.油位越高,流过R的电流越大B.R 、R0在电路中是并联的
C.油位越高,R两端的电压越大D.油量表是由电流表改装而成的
二、填空题(每空2分,共26分)
8.如图甲所示,电源电压恒定,定值电阻的阻值为8Ω。将滑动变阻器的滑片从a端滑到中点的过程中,电压表示数U与电流表示数I之间的关系图象如图乙所示。滑动变阻器R的最大阻值为___________。电源电压为___________V。
9.如图所示的电路中,电源两端电压不变,当甲乙都为电流表时,只闭合开关S1,R1与R2两个电阻是___________联(选填“串”或“并”),此时甲乙两表的示数比是2∶3:如果把甲乙全部换成电压表,再闭合S1和S2,则甲乙两表示数之比是___________。
10.如图甲所示的电路中,电源电压恒定,R1、R2是定值电阻,R3是滑动变阻器。闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P由a端移到b端,两电压表示数随电流表示数变化的关系如图乙所示,则______ (“AB”或“BC”)段是电压表示V2数变化的图像,电源电压为______ V。
11.如图,电源电压不变,已知R2=15Ω,合开关后,电流表A1、A2的示数分别为0.5A、0.2A,则通过R1的电流为_______A,电源电压为_______V。
12.如图是R1、R2两电阻的电压与电流关系图象,由图可知,电阻R1的阻值为 _____欧;若将两电阻串联后接在3V电源两端,电路中的电流为 _____A。
13.如图是关于电阻R1、R2的电流与电压关系的图像,则R1=___________Ω,若将R1、R2串联接在电路中时,通过R1的电流为0.2A,则电源电压为___________V。
14.如图所示,电源电压4.5V保持不变,电压表选择“0~3V”量程,电流表选择“0~0.6A”量程,电阻R1阻值为10Ω,滑动变阻器R2规格为“20Ω 1A”,闭合开关S,移动滑片P的过程中,电路中的最大电流为________。
三、实验题(每空2分,共30分)
15.图甲是测量小灯泡在不同电压下电阻的实验电路图(小灯泡额定电压为1.5V)。
(1)小明按电路图连接实物,刚接上最后根导线,看到电流表指针立刻有偏转。若电路连线正确,造成这种异常现象的原因是___________。
(2)实验中,调节滑动变阻器,分别记录电压表和电流表的示数如下:
①第4次测量对应的电压表和电流表示数如图乙所示,此时小灯泡两端的电压是___________V,通过它的电流是___________A。
②小灯泡正常发光时的电阻是___________Ω。
③第5次测量中,小灯泡不发光。小明断定是灯丝断了。这个判断是___________(选填“正确”或“错误”)的,理由是___________。
16.某物理兴趣小组用如甲所示电路图测量定值电阻的阻值。
(1)根据图甲所示的电路图,进行实物连线如图乙所示,在该实物连线中,电流表上还有一个接线柱没有与其它元件连接,请你用笔画线代替导线,将图乙的实物连线连接完整;___________
(2)某次测量时,电压表、电流表的指针位置如图丙所示,则电压表读数为 ___________V,电流表读数为 ___________A,根据测量结果可计算出待测电阻的阻值为 ___________Ω;
(3)移动滑动变阻器滑片P,改变电压表和电流表的示数,根据实验测得的多组数据,求出电阻的平均值。多次测量求平均值的目的是 ___________。
A.减小实验误差 B.寻找普遍规律
17.小明利用图甲所示电路测量未知电阻RX的阻值,电源电压保持不变,滑动变阻器铭牌标有“30Ω 2A”字样,RX的阻值约为。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整________(要求滑动变阻器的滑片P向左滑动时,电流表示数变大);
(2)闭合开关,两电表均无示数;将电压表改接在变阻器两端时,两电表均无示数;将电压表改接在开关两端时,电压表有示数,电流表无示数。则电路故障是_______;
(3)排除故障后,闭合开关,移动变阻器的滑片P至某一位置,此时电压表示数为,电流表示数如图乙所示,则未知电阻RX=__________Ω;
(4)小明利用图甲电路测量另一未知电阻RX′,将RX′正确接入电路,但发现无论如何移动滑片P,电流表示数几乎为0,电压表示数接近,经判断得知RX′阻值较大,利用该电路无法测出RX′阻值。小明查阅资料获知,电压表相当于一个能显示自身两端电压的定值电阻,且阻值较大,于是他找了一个2kΩ的定值电阻,设计了如图丙所示电路,电源电压恒为3V。闭合开关,并进行了如下操作:
①S1接1时,记录电压表示数为2.5V;
②S2接2时,记录电压表示数为2V;
③计算待测电阻RX′=__________Ω。
四、计算题(18题7分,19题8分,20题8分,共23分)
18.如图所示的电路,电源电压保持不变,电阻R1、R2分别为20Ω和30Ω,只闭合开关S1时,电流表的示数为0.3A,求:
(1)电源电压;
(2)S1、S2均闭合时,电流表的示数。
19.如图是某物理兴趣小组,设计的简易坐位体前屈测试仪的测试示意图、简化原理图。在测试中,测试的同学向前推动测试仪的滑块实际上是移动滑动变阻器的滑片,电压表的示数用来反映被测试者的成绩。电源电压恒为6V,电压表量程0~3V,电流表量程0~0.6A,滑动变阻器标有“15 1A”,滑片P每移动1cm,的电阻变化0.5,定值电阻。求:
(1)当滑片P位于最左端时,电流表的示数;
(2)某同学测试时,从最左端推动滑片P向右移动20cm,此时电压表的示数;
(3)若既能保证电路各元件的安全,又能使滑片P移动到最右端,则选取R2时,其阻值不能小于多少?
20.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。
第十四章《探究欧姆定律》单元测试
试卷满分:100分 时间:90分钟
一、单选题(每小题3分,共21分)
1.如图所示电路中,电源电压恒定。闭合开关,电路正常工作一段时间后,灯泡突然熄灭,电路中只有两个电表有示数。电阻或灯泡仅有一个出现了故障,其它元件均完好。下列说法中( )
①可能灯泡断路 ②可能灯泡短路
③可能电阻断路 ④可能电阻短路
A.只有①②正确B.只有③④正确
C.只有②④正确D.只有①③正确
【答案】A
【解析】由图得,灯泡L与电阻R串联,电流表测量电路电流,电压表V1测量灯泡L的电压,电压表V测量电源电压。若灯泡断路,电路中没有电流,电流表示数为0,电压表V1、V均与电源相连接,因此电压表V1、V均有示数;若灯泡短路,电中只有电阻R工作,电路中有电流,电流表有示数,灯泡两端无电压,即电压表V1示数为0,电压表V仍测量电源电压,仍有示数;若电阻断路,电路中没有电流,电流表无示数,电压表V1被断开,无示数,电压表V仍测量电源电压,仍有示数;若电阻短路,电路中有电流,电流表有示数,电压表V、V1都测量电源电压,都有示数,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
2.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,R0为定值电阻,光敏电阻R的阻值随光照强度的减弱而增大,当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,下列说法正确的是( )
A.电流表的示数变小,电压表的示数不变
B.电流表的示数变小,电压表的示数变大
C.电流表的示数不变,电压表的示数变大
D.电流表的示数不变,电压表的示数不变
【答案】B
【解析】分析电路图可知,定值电阻R0与光敏电阻R串联,电压表测光敏电阻R两端的电压,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,总电阻变大,由可知,电路中电流变小,即电流表示数变小;根据U=IR可知,定值电阻R0两端的电压变小;根据串联电路电压的规律可知,光敏电阻R的电压增大,即电压表示数变大,故B符合题意。
故选B。
3.如图是小成同学做“探究电流与电压关系”实验的电路图,按照电路图连接好电路,闭合开关S,发现电流表和电压表的指针均没有偏转,电路中仅有一处故障,故障可能是( )
A.电阻R1断路B.电阻R1短路
C.滑动变阻器R断路D.滑动变阻器R短路
【答案】C
【解析】BD.若R1或者R短路,电路仍然处于通路状态,有电流通过电路,电流表会有示数,故BD不符合题意;
A.如果R1断路,则电路没有电流通过,电流表没有示数;电压表测量的是R1两端的电压,由于电路只有一处故障,电压表仍然与电源两极相连,此时测量电源两端的电压,有较大的示数,故A不符合题意;
C.如果滑动变阻器R断路,则电路没有电流通过,电流表示数为零,指针不偏转;同时电压表与电源正极断开,也没有示数,指针不偏转,故C符合题意。
故选C。
4.图所示的电路中,电阻阻值R1
【答案】C
【解析】AB.由图可知,两电阻并联,根据并联电路电压特点可知,U1=U2,故AB错误;
CD.两电阻两端的电压相等,I1R1=I2R2,由于R1
故选C。
5.某科技小组为快递公司设计的分拣计数装置简化电路如图所示。R2为定值电阻,R1为光敏电阻,当有光照射光敏电阻时其阻值变小。激光被遮挡一次,计数器会自动计数一次(计数器可视为电压表)。闭合开关,激光被遮挡瞬间,下列说法正确的是( )
A.电阻R1的阻值变小B.通过R2的电流变大
C.电阻R1两端的电压变大D.电阻R2两端的电压变大
【答案】C
【解析】由图可知两电阻串联,计数器(电压表)测R1的电压,已知当有光照射时电阻变小,故激光被迟挡瞬间电阻R1变大,由串联电阻的规律,电路的总电阻变大,电路的电流变小,根据U=IR,R1的电压变大,由串联电路电压的规律可知,R2两端的电压变小,故ABD错误,C正确。
故选C。
6.某同学利用表格中的几种导体探究影响导体电阻大小的因素。下列说法正确的是( )
A.为检验“导体电阻跟导体长度有关”的猜想,应选用导体①与②
B.为检验“导体电阻跟导体长度有关”的猜想,应选用导体①与③
C.为检验“导体电阻跟导体横截面积有关”的猜想,应选用导体①与④
D.为检验“导体电阻跟导体材料有关”的猜想,应选用导体②与④
【答案】D
【解析】AB.为检验“导体电阻跟导体长度有关”的猜想,应控制导体的材料和横截面积相同,长度不同,应选用导体②和③,故AB错误;
C.为检验“导体电阻跟导体横截面积有关”的猜想,应控制导体的材料和长度相同,横截面积不同,应选用导体①和②,故C错误;
D.为检验“导体电阻跟导体材料有关”的猜想,应控制导体的长度和横截面积相同,材料不同,应选用导体②与④,故D正确、
故选D。
7.如图所示,是一种自动测定油箱内油面高度的装置,R是转动式变阻器,它的金属滑片P是杠杆的一端,下列说法正确的是( )
A.油位越高,流过R的电流越大B.R 、R0在电路中是并联的
C.油位越高,R两端的电压越大D.油量表是由电流表改装而成的
【答案】C
【解析】A.油位越高,浮子上升,在杠杆的作用下滑片上移,滑动变阻器连入电路的电阻越大,总电阻越大,根据可知,电路中的电流越小,即通过R的电流越小,故A错误;
B.由图知,电流从电源负极流出,先后经过转动式变阻器R和R0,最后回到电源负极,所以R 、R0在电路中电路中是串联的,故B错误;
C.串联电路中电阻起分担电压的作用,电阻越大,其分担的电压越大;油位越高,浮子上升,在杠杆的作用下滑片上移,转动式变阻器连入电路的电阻越大,则变阻器R分得的电压越大,故C正确;
D.由图知,油量表和转动式变阻器只能是并联,否则会引起短路,所以油量表是由电压表改装而成的,故D错误。
故选C。
二、填空题(每空2分,共26分)
8.如图甲所示,电源电压恒定,定值电阻的阻值为8Ω。将滑动变阻器的滑片从a端滑到中点的过程中,电压表示数U与电流表示数I之间的关系图象如图乙所示。滑动变阻器R的最大阻值为___________。电源电压为___________V。
【答案】 8 12
【解析】[1][2]由图甲知,定值电阻R0与滑动变阻器R串联在电路中,电压表测变阻器R两端的电压。电流表测电路中的电流。滑片由a端滑至中点的过程中,变阻器接入电路的阻值变小,电压表两端的电压变小。由图乙知,当滑片滑至中点时,电压表示数为4.0V,此时电路中的电流
据串联电路的特点有
当滑片置于a端时,变阻器接入电路的阻值最大,据串联电路的特点有
解以上两式得,电源电压及变阻器的最大阻值分别为
U=12V,R=8Ω
9.如图所示的电路中,电源两端电压不变,当甲乙都为电流表时,只闭合开关S1,R1与R2两个电阻是___________联(选填“串”或“并”),此时甲乙两表的示数比是2∶3:如果把甲乙全部换成电压表,再闭合S1和S2,则甲乙两表示数之比是___________。
【答案】 并 3∶1
【解析】[1]当甲乙都为电流表时,只闭合开关S1,由图中可知,此时电流有两条流经路径,一条从电源正极出发,经过R1,再经过乙电流表回到电源负极,一条从电源正极出发,经过甲电流表,再经过R2,然后经过乙电流表,最后回到电源负极,可知此时R1与R2两个电阻是并联的。
[2]由电路图可知,此时甲电流表测过R2支路的电流,乙电流表测干路电流,此时两表的示数之比为2∶3,因干路电流等于各支路电流之和,故可知流过R1和R2支路的电流之比为
I1∶I2=1∶2
因并联电路两端电压相等,故由欧姆定律可得,R1和R2的电阻之比为
R1∶R2=2∶1
如果把甲乙全部换成电压表,再闭合S1和S2,由图中可知,此时R1和R2串联,甲电压表测R1和R2两端电压之和,乙电压表测R2两端电压,因串联电路中电流相等,故由欧姆定律可得,此时甲乙两电压表示数之比等于R1与R2电阻之和与R2的电阻之比,即
U1∶U2=(R1+R2)∶R2=3∶1
10.如图甲所示的电路中,电源电压恒定,R1、R2是定值电阻,R3是滑动变阻器。闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P由a端移到b端,两电压表示数随电流表示数变化的关系如图乙所示,则______ (“AB”或“BC”)段是电压表示V2数变化的图像,电源电压为______ V。
【答案】 BC 12
【解析】[1]由电路图可知,三个电阻串联,电压表V1测R2、R3的总电压,电压表V2测定值电阻R2的电压,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P由a端移到b端,滑动变阻器电阻连入电路的阻值变大,电路中电流变小,电阻R2电压随着电流变小,电压也变小,则BC段是电压表示V2数变化的图像。
[2]当滑片在a端时,电源电压为
U=4.8V+0.6A×R1①
当滑片在b端时,电源电压为
U=9.6V+0.2A×R1②
联立①②得
U=12V
11.如图,电源电压不变,已知R2=15Ω,合开关后,电流表A1、A2的示数分别为0.5A、0.2A,则通过R1的电流为_______A,电源电压为_______V。
【答案】 0.3 3
【解析】由电路图可知,电阻R1、R2并联,电流表A2测量通过R2的电流,电流表A1测干路电流。由题意可知,通过R2的电流为0.2A,干路电流为0.5A。
[1]根据并联电路电流特点可知,通过电阻R1的电流为
I1=I-I2=0.5A-0.2A=0.3A
[2]并联电路两端的电压相等且等于电源电压,故电源电压为
U=U2=I2R2=0.2A×15Ω=3V
12.如图是R1、R2两电阻的电压与电流关系图象,由图可知,电阻R1的阻值为 _____欧;若将两电阻串联后接在3V电源两端,电路中的电流为 _____A。
【答案】 10 0.2
【解析】[1]由图象可知,R1和R2均为定值电阻,当I=0.3A时,R1的电压为3V,则由欧姆定律可得R1的阻值
[2]若将两电阻串联后接在3V电源两端,串联电路各处电流相等,由图象知当电流为0.2A时,R1两端的电压为2V,R2两端的电压为1V,总电压为
符合题意。
13.如图是关于电阻R1、R2的电流与电压关系的图像,则R1=___________Ω,若将R1、R2串联接在电路中时,通过R1的电流为0.2A,则电源电压为___________V。
【答案】 5 5
【解析】[1]由图像可得和欧姆定律可得,R1的阻值为
[2] 由图像可得和欧姆定律可得,R2的阻值为
若将R1、R2串联接在电路中,电路中的总阻值为
由通过R1的电流为0.2A,可知电源电压为
14.如图所示,电源电压4.5V保持不变,电压表选择“0~3V”量程,电流表选择“0~0.6A”量程,电阻R1阻值为10Ω,滑动变阻器R2规格为“20Ω 1A”,闭合开关S,移动滑片P的过程中,电路中的最大电流为________。
【答案】0.3A
【解析】由于电阻R1与滑动变阻器R2串联,当电路的电流最大,电压表的示数,即电阻R1两端的电压U1也达到最大,U1最大为3V, R1阻值为10Ω,所以电路中的最大电流为
三、实验题(每空2分,共30分)
15.图甲是测量小灯泡在不同电压下电阻的实验电路图(小灯泡额定电压为1.5V)。
(1)小明按电路图连接实物,刚接上最后根导线,看到电流表指针立刻有偏转。若电路连线正确,造成这种异常现象的原因是___________。
(2)实验中,调节滑动变阻器,分别记录电压表和电流表的示数如下:
①第4次测量对应的电压表和电流表示数如图乙所示,此时小灯泡两端的电压是___________V,通过它的电流是___________A。
②小灯泡正常发光时的电阻是___________Ω。
③第5次测量中,小灯泡不发光。小明断定是灯丝断了。这个判断是___________(选填“正确”或“错误”)的,理由是___________。
【答案】 连接电路时,开关没有断开 0.6 0.22 5 错误 见解析
【解析】(1)[1]由题意可知,刚接上最后根导线,看到电流表指针立刻有偏转,说明电路是一个通路,所以造成这种异常现象的原因是连接电路时,开关没有断开。
(2)[2]由图乙中的电压表图可知,电压表选择的量程为0~3V,根据指针所在的位置可得,该电压表的示数为0.6V。
[3]由图乙中的电流表图可知,电流表选择的量程为0~0.6A,根据指针所在的位置可得,该电流表的示数为0.22A。
[4]由题意可知,小灯泡额定电压为1.5V,再由表格可知,当小灯泡两端电压为额定电压时,通过小灯泡的电流为0.3A,根据欧姆定律可得小灯泡正常发光时的电阻是
[5][6]小灯泡不发光,小明断定是灯丝断了,这个判断是错误的,因为若是小灯泡灯丝断了,那么电压表将串联在电路之中,此时电压表的示数将接近于电源电压,电流表的示数接近于0,根据表格中的数据可知,与实际情况不符,所以不是小灯泡灯丝断了,故小明的判断是错误的。
16.某物理兴趣小组用如甲所示电路图测量定值电阻的阻值。
(1)根据图甲所示的电路图,进行实物连线如图乙所示,在该实物连线中,电流表上还有一个接线柱没有与其它元件连接,请你用笔画线代替导线,将图乙的实物连线连接完整;___________
(2)某次测量时,电压表、电流表的指针位置如图丙所示,则电压表读数为 ___________V,电流表读数为 ___________A,根据测量结果可计算出待测电阻的阻值为 ___________Ω;
(3)移动滑动变阻器滑片P,改变电压表和电流表的示数,根据实验测得的多组数据,求出电阻的平均值。多次测量求平均值的目的是 ___________。
A.减小实验误差 B.寻找普遍规律
【答案】 2 0.4 5 A
【解析】(1)[1]由图甲的电路图可知,电流表与滑动变阻器串联,滑动变阻器按照“一上一下”的接法,在上面两个接线柱上选择一个与电流表的负接线柱相连,如图所示:
(2)[2]如图丙所示,电压表选用小量程,分度值0.1V,根据指针所在位置可得电压表的示数为2V。
[3]如图丙所示,电流表选用小量程,分度值0.02A,根据指针所在位置可得电流表的示数为0.4A。
[4]因为电压表的示数为2V,电流表的示数为0.4A,根据欧姆定律可得待测电阻的阻值为
(3)[5] 用伏安法测量定值电阻的阻值,进行多次测量的目的是求平均值,减小误差。
故选A。
17.小明利用图甲所示电路测量未知电阻RX的阻值,电源电压保持不变,滑动变阻器铭牌标有“30Ω 2A”字样,RX的阻值约为。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整________(要求滑动变阻器的滑片P向左滑动时,电流表示数变大);
(2)闭合开关,两电表均无示数;将电压表改接在变阻器两端时,两电表均无示数;将电压表改接在开关两端时,电压表有示数,电流表无示数。则电路故障是_______;
(3)排除故障后,闭合开关,移动变阻器的滑片P至某一位置,此时电压表示数为,电流表示数如图乙所示,则未知电阻RX=__________Ω;
(4)小明利用图甲电路测量另一未知电阻RX′,将RX′正确接入电路,但发现无论如何移动滑片P,电流表示数几乎为0,电压表示数接近,经判断得知RX′阻值较大,利用该电路无法测出RX′阻值。小明查阅资料获知,电压表相当于一个能显示自身两端电压的定值电阻,且阻值较大,于是他找了一个2kΩ的定值电阻,设计了如图丙所示电路,电源电压恒为3V。闭合开关,并进行了如下操作:
①S1接1时,记录电压表示数为2.5V;
②S2接2时,记录电压表示数为2V;
③计算待测电阻RX′=__________Ω。
【答案】 开关断路或接触不良 9 5000
【解析】(1)[1]电源电压为3V,则电路中的电流
由电路图知,电流要串联在电路中,选用小量程。滑动变阻器应一上一下与电流表串联,滑片向左滑动时,电流表示数变大,电源电压不变,据欧姆定律知,电路中的总电阻变小,变阻器接入电路的阻值变小,所以变阻器下端应接在左端。作图如下:
(2)[2]由电路图知,电压表测未知电阻两端的电压,电流表测电路中的电流,闭合开关,两电表无示数,则电路中出现断路。则电压表并联之外的电路出现断路。将电压表并联在变阻器两端,现电表仍无示数,则未知电阻及变阻器之外的电路有断开。将电压表并联在开关端,电压表有示数,说明此时电压表并联之外的电路是接通的,所以出现断路的是开关。
(3)[3]实验中,电流表选用小量程,对应的分度值为0.02A,由图乙知,电流表的示数为0.3A。未知电阻的阻值
(4)[4]由图丙知,开关S1接1时,电压表与R0串联连接,R0两端的电压
U0=U-UV=3V-2.5V=0.5V
电路中的电流
电压表的电阻
开关拉2时,电压表与RX串联连接,此时电路中的电流
RX两端的电压
UX=U-UV′=3V-2V=1V
RX的阻值
四、计算题(18题7分,19题8分,20题8分,共23分)
18.如图所示的电路,电源电压保持不变,电阻R1、R2分别为20Ω和30Ω,只闭合开关S1时,电流表的示数为0.3A,求:
(1)电源电压;
(2)S1、S2均闭合时,电流表的示数。
【答案】(1)V;(2)A
【解析】解:(1)电源电压为
(2)此时两电阻并联,流过R2电流为
电流表的示数
答:(1)电源电压V;
(2)S1、S2均闭合时,电流表的示数0.5A。
19.如图是某物理兴趣小组,设计的简易坐位体前屈测试仪的测试示意图、简化原理图。在测试中,测试的同学向前推动测试仪的滑块实际上是移动滑动变阻器的滑片,电压表的示数用来反映被测试者的成绩。电源电压恒为6V,电压表量程0~3V,电流表量程0~0.6A,滑动变阻器标有“15 1A”,滑片P每移动1cm,的电阻变化0.5,定值电阻。求:
(1)当滑片P位于最左端时,电流表的示数;
(2)某同学测试时,从最左端推动滑片P向右移动20cm,此时电压表的示数;
(3)若既能保证电路各元件的安全,又能使滑片P移动到最右端,则选取R2时,其阻值不能小于多少?
【答案】(1)0.3A;(2)2V;(3)15Ω
【解析】解:(1)当滑片P位于最左端时,只有R2接入电路,电流表的示数
(2)某同学测试时,从最左端推动滑片P向右移动20cm,滑动变阻器的接入的阻值为
此时总电阻为
电路中的电流为
电压表的示数为
(3)若既能保证电路各元件的安全,要求滑片P移动到最右端,此时滑动变阻器的接入的阻值最大,最大值为15Ω,根据串联分压,电阻越大,其两端的电压也越大,而根据电压表的量程可知,电压表的最大示数为3V,则电阻R2最小分担3V,根据串联分压,此时R2两端的电压是最小值,那么R2的阻值也是最小值,故电阻R2的最小值为15Ω。
答:(1)当滑片P位于最左端时,电流表的示数为0.3A;
(2)某同学测试时,从最左端推动滑片P向右移动20cm,此时电压表的示数为2V;
(3)若既能保证电路各元件的安全,又能使滑片P移动到最右端,则选取R2时,其阻值不能小于15Ω。
20.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】(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,R3==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.题型
选择题
填空题
实验题
计算题
题号
1-7
8-14
15-17
18-20
分值
21
26
30
23
导体代号
长度m
横截面积/mm2
材料
①
1.0
0.2
锰铜
②
1.0
0.4
锰铜
③
0.5
0.4
锰铜
④
1.0
0.4
镍铬合金
测量次序
1
2
3
4
5
电压U/V
1.8
1.5
1.0
___________
0.3
电流I/A
0.32
0.30
0.26
___________
0.18
题型
选择题
填空题
实验题
计算题
题号
1-7
8-14
15-17
18-20
分值
21
26
30
23
导体代号
长度m
横截面积/mm2
材料
①
1.0
0.2
锰铜
②
1.0
0.4
锰铜
③
0.5
0.4
锰铜
④
1.0
0.4
镍铬合金
测量次序
1
2
3
4
5
电压U/V
1.8
1.5
1.0
___________
0.3
电流I/A
0.32
0.30
0.26
___________
0.18
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