初中物理教科版（2024）九年级上册（2024）第4节 等效电路课后作业题

这是一份初中物理教科版（2024）九年级上册（2024）第4节 等效电路课后作业题，共57页。试卷主要包含了选择题，多选题，填空题，实验探究题，计算题，综合题等内容，欢迎下载使用。
1.已知R 1>R 2 ， 按图画的四种方式，分别将电阻接入同一电路中，电路中总电流最小的是（ ）
A .
B .
C .
D .
2.洋洋设计了一个自动测高仪，给出了四个电路，如图所示，R '是滑动变阻器，其中能够实现身高越高，电压表示数越大的是（ ）
A .
B .
C .
D .
3.每当换季的时候诊所都会比较忙，为此小梦帮妈妈设计了如图所示的输液提示器电路图，其中电源电压恒为6V，R为滑动变阻器，其规格为“20Ω，1A”，L为标有“5V，2.5W”的小灯泡，灯丝电阻不变，电压表量程为 0∼3V。在输液过程中，为保护电路中所有元件的安全，下列说法正确的是（ ）
A . 滑片P随着药液的减少而下滑
B . 电压表示数变大
C . 电路消耗的最大功率为3W
D . 电路的最大电流为0.8A
4.为了减少碳排放，国家大力推行电动汽车。通过电动机的电流越大，电动汽车的速度越快，当驾驶员向下踩“油门”踏板时，车速变大。下列模拟电路中符合要求的是 （ ）
A . A B . B C . C D . D
5.如图甲所示，电源两端电压不变，R 1是滑动变阻器，R 2是定值电阻．当开关S闭合后，逐步改变滑动变阻器接入电路的电阻值，根据电压表与电流表的示数，绘制的图像如图乙所示．下列判断正确的是（ ）
A . 电源两端电压为10V
B . 电路中允许通过的最大电流为0.5A
C . 定值电阻R2的电阻值为40Ω
D . 变阻器接入电路的最大阻值为100Ω
6.小吴同学家中厨房安装了家用燃气报警器（图甲是模拟燃气泄漏检测原理的电路图），电源电压恒为10V，燃气报警器的核心是气体传感器R 1 ， 其阻值与天然气浓度间的关系如图乙所示）。若某次调试中，当可调试变阻器R的阻值为20 Ω，天然气浓度达到0.8g/m 3 ， 燃气报警器报警（当燃气达到一定浓度，与A、B、C中某两点相接的声光报警装置的电压就会升高，当电压升高到一定值时，就会发出报警信号）。则下列说法中正确的是（ ）
A . 声光报警装置应接在AB之间
B . 当燃气报警器报警时，电路中的电流为100mA
C . 可调试变阻器R的阻值为20Ώ时，闭合电路，整个报警器的最小功率为1W
D . 在其他条件不变的情况下，通过调大调试电阻R可以降低燃气报警的浓度临界值
二、多选题
1.为了参加全国青少年创新大赛，小强运用所学电学知识，设计了一个电子拉力测量仪，工作原理如图所示，下列说法正确的是（ ）
A . 当拉环向下的拉力增大时，电流表的示数减小
B . 当拉环向下的拉力增大时，电压表的示数减小
C . 当拉环向下的拉力减小时，电压表与电流表示数的比值增大
D . 当拉环向下的拉力减小时，R1的电功率不变
2.小林自制了一个坐位体前屈项目测试仪，原理如图所示，电源电压恒为10V，电阻丝 R2粗细均匀，总长度为30cm， R1=50Ω。闭合开关，挡板P在B端时，坐位体前屈成绩为0cm，电流表示数为0.05A；挡板P在A端时，坐位体前屈成绩为30cm。下列说法正确的是（ ）
A . 电阻丝 R2的阻值为150Ω
B . 挡板P由B向A移动的过程中电流表示数变大
C . 电压表示数为4V时，坐位体前屈的成绩为18cm
D . 坐位体前屈成绩为12cm时，电压表示数为3V
3.电阻R 1的阻值为12Ω，电压表连0~3V量程，电流表连入0~0.6A量程，电源电压为9V，为了电路安全，下列说法正确的是（ ）
A . 滑动变阻器的调节范围是3Ω~6Ω
B . 电流表示数变化范围是0.5A~0.6A
C . 电压表示数变化范围是1.2V~3V
D . R1两端的最大电压是6V
4.如图是跨学科学习团队设计的电子“量角器”的电路原理图，电源电压恒为4V，定值电阻R 0的阻值为8Ω。电流表的量程为0~0.6A，电压表的量程为0~3V，MN是一段阻值为30Ω的半圆弧电阻，O为半圆弧的圆心，金属滑片OP为半径，且与半圆弧接触良好。半圆弧接入电路的电阻R MP与指针旋转角度θ成正比。所测角度θ越大，“量角器”显示角度的仪表示数越大。下列说法正确的是（ ）
A . “量角器”显示角度时刻度均匀
B . 该电子“量角器”的测量范围为0∼144°
C . 当电压表示数为1.6V时，“量角器”所测的θ为90°
D . 为满足测量角度范围最大，精度最高，R0的阻值应为10Ω
5.图甲所示电路中， R0、R2为定值电阻，电流表、电压表都是理想电表。改变滑动变阻器 R1的滑片位置，电压表 V1、V2和电流表A的示数均要发生变化。两电压表示数随电流表示数的变化图线如图乙所示。则下列判断中正确的是（ ）
A . 电阻 R0为1Ω
B . V2示数变化图线为b
C . 电源电压为12V
D . 滑动变阻器 R1的阻值最大为9Ω
6.在综合实践活动课上，小龙同学设计了如图所示的模拟调光灯电路。电源电压恒定，R 1为定值电阻。闭合开关S后，将滑动变阻器R 2的滑片P由最右端向左移动，直至灯泡正常发光。此过程中，电流表A的示数由0.2A变为0.5A，电压表V 1的示数由0.5V变为2.5V、电压表V 2（V 2未画出）示数由3.5V变为0.75V。下列说法正确的是（ ）
A . 小灯泡正常发光时的电阻为5Ω
B . 电源电压为4V
C . 电压表V2与滑动变阻器R2并联
D . 若R2的滑片可任意滑动，为了保证灯泡的安全，电路中至少再串联一个1.5Ω的电阻
7.如图（a）所示电路，电源电压保持不变， R2为定值电阻，小灯泡L标有“4V 0.5A”字样，电流表量程0~0.6A，电压表量程0~3V，滑动变阻器 R1的最大阻值20 Ω。若只闭合开关S、S 1 ， 调节滑动变阻器滑片P，得到电流表与电压表示数关系如图（b）所示；若只闭合开关S和S 2 ， 移动滑动变阻器的滑片P，小灯泡L的I﹣U图像如图（c）所示。根据题设条件可以判断下列选项正确的是（ ）
A . 电源电压为5V
B . 只闭合开关S和S2 ， 滑动变阻器 R1允许的最小值为4Ω
C . 只闭合开关S和S2 ， 滑动变阻器 R1允许的最大值为7.5Ω
D . 定值电阻 R2的阻值为15Ω
8.小明熄灭教室里的两盏灯后，跟原来相比（ ）
A . 电路中的电流减小了
B . 电路中的电阻减小了
C . 电路两端的电压降低了
D . 电路消耗的电功率减少了
三、填空题
1.小兰设计了一种烟雾报警装置，其简化电路如图所示，电源电压保持不变，R 0为定值电阻，R为光敏电阻，R的阻值随光照强度的减弱而增大，当电流表示数减小到某一值时，装置报警。开关S闭合后，当有烟雾遮挡射向R的激光时，电流表示数 ________ ；增大R 0的阻值，可以实现在烟雾浓度更 ________ 的情况下报警。
2.如图是安装在潜水器上的深度表的电路简图，其中，显示器由电流表改装，压力传感器的电阻随所受压力的增大而减小，电源电压不变，R 0是定值电阻，在潜水器下潜过程中，压力传感器所受压力 ________ ，通过显示器的电流 ________ ，传感器两端的电压 ________ （均选填“增大”、“减小”或“不变”）。
3.如图是由电流表改装而成的体重计装置，其中R 2是下端带绝缘体AB的滑动变阻器，R 1是电路保护电阻。当人站在测试台上时，杠杆带动滑片移到 ________ （填“AB间”或“BC间”）位置，接通电路，电流表（体重计）有一定的示数。当体重增大时，连入电路的电阻（PC部分）变 ________ ，所以电路中的电流变大，体重显示表的示数变大。
4.如图是列车上烟雾报警的简化原理图，电源电压保持不变， R0为定值电阻，当有烟雾时光敏电阻R的阻值随光照强度的减弱而增大，报警器的示数增大到某一数值就开始报警，则报警器由图中的 ________ （选填“电压表”或“电流表”）改装，电阻 R0的作用是 ________ 。
5.一种自动测定油箱内油面高度的装置如图所示，R'是定值电阻，R是滑动变阻器，从油量表指针所指的刻度就可以知道油箱内油面的高度。
（1）油量表其实是 ________ 表；
（2）油面升高，滑动变阻器R接入电路的阻值 ________ ，油量表的示数 ________ 。（均选填“变大”或“变小”）
6.空气质量关乎人体健康，监测大气污染物浓度的电路如图甲所示，R 0为定值电阻，R为气敏电阻，R的阻值随污染物浓度变化曲线如图乙所示。当污染物浓度增大时，电压表的读数将 ________ （选填“变大”“变小”或“不变”），此过程中电路总功率 ________ （选填“变大”“变小”或“不变”）。

7.如图，电源电压为6V且保持不变，定值电阻 R1=10Ω ， 滑动变阻器 R2最大阻值为 30Ω ， 电流表量程为 0∼3A ， 在安全范围内滑动变阻器滑片P右滑动时，电流表示数 ________ （选填“变大”“变小”或“不变”），要保证电路安全，滑动变阻器接入电路的阻值范围是 ________ 。
四、实验探究题
1.热敏电阻用来测量温度的变化，灵敏度较高。某实验小组利用热敏电阻将一电流表改装为温度计，实验电路如图所示。实验室提供的实验器材有：电流表（量程为0到0.6A），学生电源输出电压恒为24V），滑动变阻器R 1（最大阻值为10Ω），滑动变阻器R 2（最大阻值为50Ω），单刀双掷开关，用防水绝缘材料包裹的热敏电阻R T ， 导线若干。已知该热敏电阻的阻值与摄氏温度t的关系为 RT=2t−10Ω。实验步骤如下：
a．按照电路图连接好实验器材；
b．为不烧坏电流表，将滑动变阻器的滑片P调节到a端；然后将单刀双掷开关掷于c端，调节滑片P，使电流表指针指在满刻线位置，并在以后的操作中使滑片P位置不变；
c．将单刀双掷开关掷于d端，根据热敏电阻的阻值随温度变化的关系，计算出电流表刻度盘各个电流值对应的温度值，重新标注刻度盘，改装成温度计；
d．在容器中倒入适量的热水，随着热水温度的下降，读出对应的温度值；
（1）根据实验要求，电路中的滑动变阻器应选 ________ （选填“R1”或“R2”）；
（2）当电流表示数为0.24A时，对应的温度值为 ________ ℃；热水温度t与电流I之间的函数关系式为t= ________ （函数关系式中的数字均不带单位）；
（3）改装后的刻度盘的特点是低温刻度在刻度盘的 ________ （选填“左”或“右”）侧。
2.刘星和李明为了探究串联电阻的阻值与各串联的电阻的阻值之间的关系，他们利用两个定值电阻（R 1=5Ω，R 2=10Ω）及电源等器材设计了如图1所示的电路图．
（1） 根据如图1的电路图，用笔画代替导线将图2中的电路连接完整．
（2） 闭合开关后发现电流有示数，而电压表无示数（电压表完好），则出现该现象的原因可能是：
① ________ ；
② ________ ．
（3） 如表是故障排除后的实验记录，通过分析实验数据，得到的结论是 ________ ．
3.若假设在两地之间的输电线发生了短路，如何确定短路的位置？青羊区某学校物理兴趣小组分别进行下面的研究：
他们用AB､CD两根长均为L（L为75cm）的直电阻丝模拟输电线，将导线连在两根电阻丝之间某处模拟输电线短路，在电阻丝的右侧可以安装检测电路，电阻丝单位长度的阻值为r（每厘米的电阻为2Ω），如图甲所示。他们把一个电压为U电源（提供4V稳定电压）､一个定值电阻 R0 （阻值为300Ω）､电阻箱R1（0-999.9Ω）和一块电压表（有两个量程分别0-3V和0-15V）及开关S一个用导线连接起来装入一个盒内，并引出两根导线到盒外，制成检测盒，如图乙所示。检测时将盒外的两根导线分别与模拟输电线B､D端的两接线柱相连，从而构成检测电路。通过读取盒内电压表的示数､经过计算得知短路处到B端的距离。为了减小误差，电压表示数要不小于量程的三分之一（导线电阻忽略不计）。
（1） 电压表的量程应选取 ________ V；
（2） 当电阻箱调为0，电压表示数为3V时，短路处到B的距离 ________ m；
（3） 如果知短路位置改变，考虑测量值超电压表量程的可能。既要使电压表的示数不小于量程的三分之一，又要确保不超电压表量程，电阻箱R 1的取值范围 ________ Ω；
（4） 如果电阻箱已经调到要求范围内的某阻值且读数为R 1 ， 推导出短路处到B端距离L 1与电压表示数U 0的关系式∶L 1= ________ （用r､U､U 0､R 1､R 0表示）
五、计算题
1.西川实验学校的操场上有一台电子风速仪（如图甲所示），实时为同学们提供风速信息。受它的启发，我校某物理学习小组的同学查阅资料以后设计了一台简易风速仪，其工作原理如图乙所示，装有挡风板和滑片P的轻质滑块与轻质弹簧套在滑杆MN上，弹簧左端固定，右端与滑块相连。挡风板的挡风面积为 0.2m2 ， 均匀电阻丝AB长为24cm，阻值为60Ω，电源电压 U0恒为30V，保护电阻 R0为40Ω，电压表量程0~15V。弹簧弹力F与弹簧长度改变量x的关系如图乙所示。无风时，滑片P在A处，有风时，滑块移动，稳定后读出电压表示数，计算并查阅下表数据可知风速及风级。
（1） 滑片P位于AB中点时，求电压表的示数 U1；
（2） 当电压表示数 U2为7.5V时，风速仪所测的风为几级？
（3） 在探究问题时，可以通过找出物理量之间的函数关系式，进而研究函数而得到结果。学习小组的同学们想在风速仪的电压表上直接标出风速，查阅资料后获知该挡风板所受的风压与风速的平方成正比，即 p=kv2（k为常数）。结合题日，请写出风速 vm/s与电压表示数 UPV的关系式。（写出推导过程，用v、k等表示）
2.随着科技创新教育在全市广泛开展，有些学校已配置了如图甲所示的3D打印笔。3D打印笔通过加热，挤出热熔的塑胶，然后在空气中迅速冷却，最后固化成稳定的形状。此打印笔有快慢两挡，其内部简化电路如图乙所示，将该3D打印笔单独接人装有如图丙所示电能表的家庭电路中正常工作。快挡打印2min，电能表指示灯闪烁8次，刚好将15g的塑胶从20℃加热到260℃。已知该3D打印笔慢挡打印功率为22W，R 1、R 2是用于发热的定值电阻，塑胶的比热容为2×10 3J/（kg·℃）。求：
（1） 3D打印笔快挡打印2min所消耗的电能；
（2） 3D打印笔快挡打印时的热效率；
（3） R 1的阻值。
3.一个标有“6V”字样的灯泡L的 I−U图像如图甲所示，现把该灯泡L接入如图乙所示的电路中，电源电压不变，定值电阻 R1=40Ω ， 滑动变阻器 R2标有“20Ω 1A”字样，电流表的量程为 0～0.6A ， 电压表的量程为 0～3V ， 当开关 S1、S2、S3均闭合时，灯泡L刚好正常工作。
（1）当开关 S1、S2、S3均闭合时，求通过 R1的电流 I1；
（2）只闭合开关 S1 ， 移动滑动变阻器 R2的滑片P到最右端，求此时电流表的示数；
（3）只闭合开关 S3 ， 移动滑动变阻器 R2的滑片P，在保证各元件安全工作的条件下，求电路的最小电功率。
六、综合题
1.在物理创新活动中，小杨利用三个定值电阻R 1=1Ω、R 2=2Ω、R 3=4Ω制作了一个电阻箱，其外观如图甲所示，有A、B、C、D四个接线柱，将其中任意两个接线柱接入电路，可以得到若干个阻值不同的电阻。小李对这个电阻箱的内部结构产生了极大的兴趣，于是组装了如图乙所示的探测电路，其中电源电压恒为3V，电流表量程为0~0.6A。
（1） 小李的基本思路是将探测电路E、F两点分别与A、B、C、D四个接线柱中的任意两个相连接，从而根据电流表的示数得到这两个接线柱之间的 ________ ；
（2） 当小李将E、F分别与A、B相连，正要闭合开关，小楷阻止了他，这是因为 ________ ；
（3） 小李改进了图乙中的探测电路，在其中串联一个R 0=4Ω的定值电阻，并继续进行实验，得到如表所示的数据，通过计算及推导，请你帮他在图丙虚线框中画出电阻箱内部三个电阻连接电路图；（图中要标出R 1 ， R 2 ， R 3）
（4） （4）对整个探究过程与结果，下列说法中正确的是___________。
A . 若直接将A、B、C、D中任意两个接线柱连入电路，可以分别得到1Ω、2Ω、3Ω、4Ω、5Ω、6Ω、7Ω七个不同的电阻值
B . 若将（3）中改进后的探测电路E、F分别与B、D连接，电流表的示数可读为0.375A
C . 若在（3）中不加4Ω的电阻，而将电流表换接“0~3A”量程，也可完成实验
2.入夏以来，我国部分地区发生洪涝灾害，实践小组为了减轻巡堤人员的工作量，设计了水位自动监测装置，其原理如图所示，电源电压恒定，R 0是压敏电阻，所受压力每增加10N，电阻减小5Ω，R是长1m、电阻100Ω的电阻丝，其连入电路的电阻与长度成正比，电流表量程为0～0.6A，其示数反映水位变化，R 0下方固定一个轻质绝缘“⊥”形硬杆，轻质金属滑杆PQ可以在金属棒EF上自由滑动，PQ下方通过轻质绝缘杆与重100N、高4m的圆柱体M固定在一起，当水位上升时，PQ随圆柱体M向上移动且保持水平。（整个装置接触良好且无摩擦，PQ和EF的电阻不计，ρ 河水=1.03×10 3kg/m 3 ， g取10N/kg）
（1）闭合开关，当恰好位于R最下端时，为警戒水位，电流表示数为0.06A。此时M漂浮，有 14体积浸在水中，M所受的浮力为 ________ N；
（2）当水位上升，向上移动过程中，R连入电路的电阻 ________ （选填“变大”、“不变”或“变小”）。上升到R的最上端，刚好与“⊥”形杆接触且对杆无压力时，为三级预警；
（3） 水位继续上升，PQ开始通过“⊥”形杆对R0产生压力，当达到二级预警时，电流表示数为0.15A；水位再上升0.4m达到一级预警时，电流表示数为0.20A，电源电压 为 ________ V；
（4）在保证电路安全的情况下，此装置能测量的最高水位高于警戒水位 ________ m；此时电流表示数为 ________ A；
（5）若将水位相对警戒线上升的高度标记在电流表对应的刻度上，即把电流表改装成水位计，水位计的刻度是 ________ （选填“均匀”或“不均匀”）的。
3.导电性是纯净水的重要指标之一，水中杂质含量越少，水越纯净，导电性越差。用如图甲所示电路测量纯净水电阻的大小，电源电压 U=3V ， 电流表A的量程为0~5mA、 R0为定值电阻、G为装满水的柱状玻璃管、 Rx为玻璃管内纯净水的电阻。G两端为导电活塞，右端活塞固定，左端活塞可以自由地移动，从而改变玻璃管内纯净水柱的长度L。玻璃管侧壁连有一个阀门K，可以按需调节玻璃管内水量。

（1） 闭合开关S，若活塞左移，则电流表的示数 ________ ；（选填“变大”“不变”或“变小”）
（2） 闭合开关S，改变玻璃管中水柱的长度L，读出对应的电流表的示数I，多次实验，采集不同数据，并绘制出 1I−L的图像。如图乙中实线a所示，当 L=2cm时，玻璃管中纯净水的电阻大小为 ________ Ω；若电路中电流表示数为I，则玻璃管中纯净水电阻 Rx的表达式为 Rx= ________ （用题目中已知物理量符号U、I、 R0表示，单位均为国际单位）；
（3） 小明换另一种纯净水b，重复上述实验步骤，采集数据，绘制出 1I−L的图像如图乙中虚线b所示，则a、b两种水，更纯净的是 ________ 。（选填“a”或“b”）
4.小王同学在科技创新活动中设计了一个可以测量金属滑片旋转角度的电路。如图1所示，把电阻丝EF弯成半圆形（电阻丝的电阻与其长度成正比），O为圆心，OP为一能够绕圆心O转动的金属滑片，P与EF接触良好。如图2所示，A为电流表（可选择 A1：量程为100mA、内阻 r1=4Ω或 A2：量程为20mA、内阻 r2=18Ω）；R为滑动变阻器，阻值变化范围为 0∼100Ω ， 保护电阻 R0=40Ω ， 理想电源电压 U=1.5V不变，电流表可看成一个能显示通过自身电流大小的定值电阻。选择合适的电流表，把E、O两个接线柱分别与M、N相接，为了从电流表上直接读出OP的旋转角度。请完成以下内容：
（1） 连接好电路后，将OP转到E端，闭合开关S，再调节滑动变阻器R使电流表示数为最大刻度值，此时电流表指针所指位置处标注的读数是0度。则电流表应选择 ________ （选填“ A1”或“ A2”）；
（2） 保持滑动变阻器滑片位置不变，把OP转到F端，电流表的示数为7.5mA，此时电流表指针所指的位置处标注的读数是180度，则电流表最大刻度的一半处应标注的读数是 ________ 度；电流表刻度值为 ________ mA处，应标注的读数是72度；
（3） 在完成其它标注后，小王同学发现表盘刻度值不均匀，为帮她解决这个问题，同学们用理想电压表设计了如下四个改进的电路，其中可行的两个是______（选填字母）。
A .
B .
C .
D .
次数
1
2
3
U/V
1.5
2.4
3
I/A
0.1
0.16
2
风级
一级
二级
三级
四级
五级
六级
风速vm/s
0.3~1.5
1.6~3.3
3.4~5.4
5.5-7.9
8.0~10.7
10.8~13.8
风压p（帕）
0.055~1.4
1.6~6.8
7.2~18
18.9~39
40~72
72.9~119
测试次数
与E、F连接的接线柱
电流表示数/A
第1次
A、B
0.6
第2次
B、C
0.5
第3次
C、D
0.3