第17章:欧姆定律+练习题2022年广东省中考物理模拟试题选编
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这是一份第17章:欧姆定律+练习题2022年广东省中考物理模拟试题选编,共31页。试卷主要包含了单选题,双选题,多选题,填空题,实验题,综合题,计算题等内容,欢迎下载使用。
一、单选题
1.(2022·广东中山·一模)如图所示的电路中,R1、R2均为定值电阻,电源电压不变,闭合开关S1、S2,两电表均有示数.若断开开关S2,则
A.电流表的示数变大,电压表的示数变小
B.电流表的示数变小,电压表的示数变大
C.电流表和电压表的示数都变小
D.电流表和电压表的示数都变大
2.(2022·广东·蛇口育才二中一模)如图所示的电路中,电源电压恒定,L为小灯泡,滑动变阻器R的滑片P处于中点,则( )
A.断开 S2,闭合 S1、S3,通过L的电流与R的电流一定相等
B.闭合 S3,断开 S1、S2,R 被短路
C.闭合 S2,断开 S1、S3,滑片P向右移动,电流表的示数变小
D.闭合 S1,断开 S2、S3,L与R串联
3.(2022·广东·蛇口育才二中一模)小佳同学用如图所示的电路探究“一段电路中电流跟电阻的关系”。在实验过程中,当定值电阻R2由5Ω更换为10Ω后,为了探究上述问题,他下一步应该采取的操作是( )
A.向左调节滑动变阻器R1的滑片,保持电压表示数不变,观察并记录电流表的示数
B.换用更精确的电压表进行测量
C.向右调节滑动变阻器R1的滑片,保持电压表示数不变,观察并记录电流表的示数
D.增加电池的个数,使电源电压变大
4.(2022·广东·广州大学附属中学一模)在新型冠状病毒疫情防治期间,经常使用图甲所示的非接触式红外线测温枪。图乙是它的工作原理图,是定值电阻,R是红外线热敏电阻,其阻值随人体温度变化的图象如图丙所示。闭合开关S后,对该电路分析正确的是( )
A.体温越高,R的阻值越大B.体温越高,电压表的示数越大
C.体温越低,R两端的电压越小D.体温越低,通过的电流越大
二、双选题
5.(2022·广东·红岭中学模拟预测)如图所示是小明设计的温度预警电路,R为热敏电阻,其阻值随温度的升高而减小,R0为定值电阻,电源两端电压保持不变。当温度升高时,则下列判断正确的是( )
A.电压表示数变大,电流表示数变小
B.电压表示数变大,电流表示数变大
C.电压表示数与电流表示数的比值变大
D.电压表示数与电流表示数的比值不变
三、多选题
6.(2022·广东深圳·一模)如图所示,是小菲在物理学习中记录的一些图像,以下说法正确的是( )
A.晶体凝固的过程可用图甲来反映B.由图乙可知,
C.由图丙可知该物体的密度为D.由图丁可知物体的速度是
四、填空题
7.(2022·广东·江门市第二中学一模)如图所示是测量压力的基本原理图,其中弹簧上端和滑动变阻器的滑片固定在一起,压力大小可通过电压表的示数来显示。闭合开关S,当压力F变大时,滑动变阻器接入电路中的电阻______,电路中的电流______,电压表的示数______。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
8.(2022·广东·佛山市南海区大沥镇许海初级中学模拟预测)两只定值电阻,甲标有“10Ω 1A”,乙标有“15Ω 0.6A”,把它们串联在同一电路中,电路中允许通过的最大电流为________A,两端允许加的最大电压为_________V.把它们并联在同一电路中,干路中允许通过的最大电流为_______A.
五、实验题
9.(2022·广东·江门市第二中学一模)如图所示。甲是用“伏安法”测量未知电阻Rx的实物电路图。
(1)测电阻的实验原理:______;
(2)闭合开关,当滑片移动到某位置时,电压表示数为2.4V,电流表示数如图乙所示,其读数为______A,则未知电阻Rx=______Ω;
(3)若实验中电压表损坏,利用原有的其他器材也能测出未知电阻Rx的阻值,实验电路如图丙所示(滑动变阻器最大阻值为R0,电源电压未知且不变),请将下列相关实验步骤补充完整:
①闭合开关S,将滑动变阻器的滑片Р移到a端,记录电流表示数为I1;
②闭合开关S,将滑动变阻器的滑片Р移到______,记录电流表示数I2;
③写出待测电阻的表达式,Rx=______(用已知量和测量量符号表示)。
10.(2022·广东·模拟预测)在测量标有小灯泡电阻的实验中,下图是甲同学连接好的电路。
(1)乙同学发现电路连接错误,只需更改一根导线即可。请你把接错的那一根导线找出来,并画上“×”,再用笔画线把它改接到正确的位置上_________。。
(2)闭合开关前,应将滑片P移到滑动变阻器的最__________(选填“左”或“右”)端。
(3)闭合开关,发现小灯泡不发光,电流表无示数,电压表示数较大,则电路故障可能是________。(写出一种可能即可)
(4)排除故障后,甲同学先闭合开关,调节滑动变阻器,使小灯泡正常发光,再调节滑动变阻器使小灯泡两端的电压逐次降低,实验中观察到的现象和测量的数据记录如下表:
当电压表的示数为时,电流表的示数如图所示为__________A,则此时小灯泡的电阻约为__________。
(5)最后甲同学用表格中的电阻取平均值做小灯泡的电阻,乙同学认为这样处理不正确。请你说明理由:______________。
11.(2022·广东·广州大学附属中学一模)小芳利用如图所示的电路测量未知电阻Rx的阻值,阻值大约为5Ω。
(1)请你根据电路图,用笔画线代替导线,在如图中完成实验电路的连接________;
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片置于_________端(选填“A”或“B”);
(3)闭合开关,发现电压表和电流表均无示数。小芳利用另一只完好的电压表进行检测,要把电压表分别接在a、b之间和b、c之间,电压表均有示数;接在a、c之间,电压表无示数。如果电路连接完好,只有一个元件有故障,该故障是________;
(4)排除故障后,调节滑动变阻器,记录多组数据,多次测量的目的是_______;
(5)小芳又设计了一种方案,也测出了Rx的阻值。电路如右图所示,R0为阻值已知的定值电阻,电源电压未知且恒定不变。测量步骤如下:
①当开关_________时,电流表读数为I1;
②当开关S1、S2都闭合时,电流表读数为I2;
③待测电阻Rx=_________(用已知和测出的物理量符号表示)。
12.(2022·广东佛山·一模)学习小组探究电流与电压和电阻的关系:
(1)为探究电流与电压关系,小组成员各自设计了如下电路图,并进行交流:
①图甲中,电源由数节新干电池串联而成,可通过______改变R1两端电压;
②图乙,由于______不可用于该实验;
③在前面的学习,知道串联电路中阻值越大的定值电阻,两端电压越大,则图丙______(选填“可以”、“不可以”)可得出“电阻一定,电压越大,电流越大”的结论;
④最后选用了图丁进行实验,滑动变阻器作用是保护电路、______,多次实验,避免偶然性;
(2)继续用图丁进行探究电流与电阻定量关系;
①为改变R1电阻,可以更换不同阻值定值电阻,也可用______替代R1(选填“滑动变阻器”、“变阻箱”);
②实验时电源电压6V且恒定不变,可更换的定值电阻阻值分别是5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω,滑动变阻器规格“15Ω,1A”;
a.先把5Ω定值电阻连入电路,按照实验规范操作,闭合开关,电压表示数为1.5V,小组同学想控制R1两端电压为1V,下一步操作正确的是______;
A.将滑动变阻器滑片右移,使R1两端电压减小为1V
B.更换电压更大的电源
C.更换一个最大阻值更大的滑动变阻器
b.在不更换、增加器材并保证所有定值电阻均可进行实验的情况下,R1两端保持不变的电压的取值范围是______。
13.(2022·广东茂名·一模)小明利用如图所示的实验装置探究“电流跟电压的关系”。电源电压恒为3 V,电阻R为定值电阻,滑动变阻器标有“10 Ω 1 A”字样。
(1)请用笔画线代替导线将图甲中的实物电路连接完整______。
(2)在连接电路前,开关应该______。小明接通电路后,发现电流表、电压表指针均发生了一定角度的偏转(未满偏),但移动滑动变阻器滑片位置时两表示数均不变,可能原因是______。
(3)解决了问题后,闭合开关,调节滑动变阻器,测得数据如下表所示,其中第3次实验中电流表示数如图乙,其读数为______A。在得到第3组实验数据后,他将滑片P向______(选填“A”或“B”)端移动适当距离后得到了第4组数据。
(4)分析论证时,老师发现表中有一组数据是错误的,该数据的实验序号为______,原因是______。
14.(2022·广东·东莞市茶山中学一模)某实验小组探究电流与电压的关系。实验中有一组器材:电压恒为3V的电源、电流表、滑动变阻器、开关和导线,由于缺少定值电阻,小明找来一个小灯泡L,小明连接的实物图如图甲所示。
(1)请根据实物图,在图乙的虚线框中画出电路图;( )
(2)连接好电路后,闭合开关,发现无论怎样移动滑片,电压表的示数约为3V保持不变,电流表的示数几乎为零,则电路的故障可能是 ______(选填“小灯泡L短路”、“小灯泡L断路”或“滑动变阻器断路”);
(3)排除故障后,将多次实验测得的数据记录在表格中,请根据表格中的数据,在图丙的坐标图中画出小灯泡L的U﹣I图像;( )
(4)排除误差和干扰因素后,分析图像可知,电阻一定时,小灯泡的电流与电压成 ________比;
(5)造成I﹣U图像不在同一条直线的原因是:_________。
15.(2022·广东·模拟预测)在“探究电流与电阻的关系”的实验中,实验器材有:电压恒为4.5V的电源、电流表、电压表、开关,5Ω、10Ω、25Ω的定值电阻各一个,规格为“40Ω 1A”的滑动变阻器,导线若干。
(1)请根据所学知识,用笔画线代替导线,在1图中将实物连接完整______;
(2)实验时,某同学将10Ω电阻接入电路,闭合开关,移动滑动变阻器滑片,直到电压表示数如2图所示,记为______V,并记录电流表的示数;接着将电阻换为25Ω后,为保证电压表的示数不变,移动后的滑片应位于刚才位置的______(选填:“左”或“右”)边;
(3)通过实验得到电流随电阻变化的图象如3图所示,由此可知:在导体两端电压一定时,通过导体的电流与其电阻成______比;
(4)在上述实验基础上,为了得到更多组数据,需要更多规格的定值电阻,则选用的定值电阻最大阻值不允许超过______Ω。
16.(2022·广东·模拟预测)小明做“测量小灯泡的电阻”实验时,使用的小灯泡额定电压为2.5V,电源电压为3V。小明现已连接了部分电路,如图甲所示。
(1)在已连接的电路中,有一不当之处是______;
(2)请用笔画线代答导线。将图甲中的电路连接完整;______
(3)当小灯泡正常发光时,电流表的示数如图乙所示,电流大小为______A。小灯泡正常发光时的电阻为______Ω(电阻的计算结果保留一位小数);
(4)小明的实验记录和有关计算如下表所示。从表格设计看,小明计划把四次电阻的平均值作为小灯泡的电阻值。他认为这样可以减小误差。你认为小明的做法是______(选填“正确”或“错误”)的。从表中数据看,不同电压下小灯泡的电阻值不同,这是灯丝电阻______影响导致的。
17.(2022·广东·深圳市东升学校模拟预测)在“探究通过导体中的电流与电压和电阻的关系”实验中,有如下器材:电压表、电流表、滑动变阻器、开关、两节干电池;定值电阻R分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω;导线若干,小明在实验时连接的电路如图甲所示。
(1)在探究“电流与电压的关系”实验中:
①电路中滑动变阻器起到保护电路的作用和_____的作用;
②闭合开关S,无论怎样移动滑动变阻器的滑片P,发现电流表示数几乎为零,电压表示数约为3V,此时,电路出现的故障可能是_____;
(2)在探究“电流与电阻的关系”实验中:
①小明先将R=5Ω的电阻接入电路,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,直到电压表示数为2.5V,记下电流表示数。接下来把R换为10Ω,如果不移动滑片,10Ω电阻两端的电压将_____(选填“大于”或“小于”)2.5V此时应向_____(选填“A”或“D”)方向移动变阻器的滑片P;
②根据多次测量数据描绘出电流随电阻变化的曲线如图2所示,小明由图象得出的结论是_____。
18.(2022·广东·红岭中学模拟预测)在“探究电流与电阻关系”的实验中,庆宝连接的电路如图甲所示
(1)实验前,检查电路发现连接出错,请在图中用笔画线代替导线改正错误.要求:滑动变阻器滑片向右滑动时电流表示数变小.(若需去掉导线,可在要去掉的导线上打“x”)
( )
(2)改正后,用5Ω电阻进行实验,电压表示数为U时,电流表示数I1如图乙,是_____A,之后,用10Ω电阻替换5Ω电阻继续实验,发现电压表指针偏转超量程,电流表有示数,他操作中存在的问题是_____.
(3)庆宝正确测量了三组数据(如图表),他还想用手边200Ω电阻获取第四组数据,他只依据表中信息就发现此电阻不适合,请根据表中信息写出实验结论,并写出分析200Ω电阻不适合的原因.
19.(2022·广东佛山·模拟预测)小明选用两节新的干电池、一个电阻箱、滑动变阻器、电流表和电压表来探究“电流与电阻”的关系。
(1)请在图1中将电路补充完整______(要求:滑动变阻器的滑片右移电流表示数变大)。
(2)连接电路时,开关应______,滑动变阻器的滑片应置于图中______(填“A”或“B”)端。
(3)闭合开关后,小明发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片,电流表始终无示数,电压表有示数且不变,造成这一现象的原因可能是______。
(4)排除故障后闭合开关,小明调节电阻箱阻值R,进行多次实验,所绘制的I与R关系图线如图2所示,由此可知实验中电压表的示数保持为U=______V;实验过程中,用10Ω电阻进行实验后,再调节电阻箱至阻值20Ω,为完成实验,此时需要将滑动变阻器向______(填“A”或“B”)端移动。
(5)电阻箱有四个旋钮,为了保证本实验顺利进行,其中______旋钮要固定在0刻度线。(选填“×1”,“×10”,“×100”或“×1000”)
六、综合题
20.(2022·广东佛山·一模)阅读短文,回答问题。
扫码技术与传感器
扫描二维码很流行,也给我们的生活带来了便利。如图甲,使用时,先用手机将二维码图像扫码后变成电信号,经过一系列的处理后可以传递出去。它的核心技术是图像传感器(即CMOS,中文学名为互补金属氧化物半导体)。它由许多感光单位组成,通常以百万像素为单位。每个感光单位使用一种高感光度的半导体材料制成,它能把光线转换成电流,这种电流被处理芯片记录和解读成影像。工作过程:输入的电信号驱动发光二极管(LED),使之发出一定波长的光,照向被测物,发生反射被光敏三极管接收而产生光电流,再经过芯片处理记录、解码。这就完成了电—光—电的转换。这里利用了光敏三极管在给定的光照度下光敏三极管上的电压与光电流的关系。利用如图丙所示测试电路对某型号光敏三极管进行光电特性测试,得到如图丁所示光电特性图像。
请回答下列问题:
(1)手机扫描二维码,相当于给二维码拍了一张照片,手机摄像头相当于______镜,影像传感器相当于光屏,扫码时二维码要位于摄像头______(“小于一倍焦距”、“一倍焦距到两倍焦距”“大于两倍焦距”)的位置,才能成缩小的像;
(2)手机发射信息时,通过______传递到对方设备(选填“超声波”或者“电磁波”),发射出的信号以______m/s的速度在空中传播;
(3)如图丙所示电路中,某次光照下测得毫安表读数为2mA,则此时光敏三极管的亮电阻(有光照下的电阻)为______Ω,通过图丁可知,此时光照度为______1x(1x为光照度的单位)。
21.(2022·广东·广州市第四中学模拟预测)半导体和金属的导电能力随温度的变化特点是不同的,因此,利用它们制成的元件在生活中也各有各的用途。
(1)一个由某半导体材料制成的加热器,通电后,加热器在发热的同时,也在向外界放热。题图甲为发热功率P发热和散热功率P散热与温度t之间关系的图象。由图象可知,此加热器 _____(选择“可以”或“不可以”)制作电饭煲的发热体,原因是 _____;
(2)某种家用固体电热灭蚊器就使用这种材料,当灭蚊器使用时,整个房间很快便充满了灭蚊片的味道,这是一种 _____现象;
(3)由某金属材料制成的电阻R与电源、电流表、电阻R′串联起来,连接成图乙所示的电路。用该电阻R做测温探头,把电流表的刻度改为相应的温度刻度,得到一个简单的“金属电阻温度计”。电阻R随温度t变化的情况如上面表格,则电流刻度较大处对应的温度刻度较 _____;电阻R′在该电路中起到 _____的作用。
七、计算题
22.(2022·广东·江门市第二中学一模)如图所示,将滑动变阻器的滑片P移到M端,闭合开关S,电流表的示数为1A,电压表的示数为6V;将滑动变阻器的滑片P移到N端,电压表的示数为1.2V。求:
(1)电源的电压;
(2)电阻R0的阻值;
(3)滑动变阻器的最大阻值。
23.(2022·广东·蛇口育才二中一模)如图甲所示为一个超声波加湿器,它可以对干燥的房间进行加湿,给人们创设舒适的生活环境,图乙所示为其内部湿度监测装置的简化电路图。已知电源电压为12V,定值电阻R0=20Ω,湿敏电阻R的阻值随湿度(RH)变化的关系图像如图丙所示。在电路安全工作的前提下,电流表的示数范围为0~0.2A,电压表的示数范围为0~9V,求:
(1)当电流表示数为0.2A时,电压表的示数;
(2)当湿度为50%时,电路中电流表的示数;
(3)请通过计算,说明该装置能否监测到90%的湿度值。
24.(2022·广东·广州市第四中学模拟预测)在如图所示的电路中,电源电压保持不变,滑动变阻器R′标有“20Ω 2A”字样,将一电流表串联在电路中,闭合开关S,在电路能正常工作的情况下,移动滑动变阻器的滑片P,电流表示数的最大变化范围为1A~2.4A。
(1)电流表应接在a、b、c哪条线路上,请说明理由;
(2)求电源电压U和电阻R的阻值。
序号
1
2
3
4
5
发光情况
明亮
较亮
较暗
暗
不发光
电压
2.5
2.0
1.5
1.0
0.5
电流
0.22
0.20
0.14
0.12
电阻
11.4
10.0
7.0
4.7
实验次数
1
2
3
4
5
电压U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
电流I/A
0.1
0.2
0.4
0.5
实验序号
1
2
3
4
5
6
U/V
0.5
1.0
1.5
2
2.5
3.0
I/A
0.1
0.2
0.3
0.4
0.45
0.5
实验序号
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
电阻平均值R/Ω
1
2.5
2
2.1
0.26
8.1
3
1.7
0.24
7.1
4
1.3
0.21
6.2
U
次数
电阻/Ω
电流/A
1
5
I1
2
10
0.3
3
15
0.2
温度/℃
0
20
40
60
80
R的阻值/Ω
100
120
140
160
180
参考答案:
1.C
【解析】
由图可知,当两个开关都闭合时,电阻R1被短路了,电路中只有R2,电压表测的是电阻R2两端电压,即电源电压U(因为电路中只有电阻R2,所以电阻R2两端电压就是电源电压),电流表的示数为:I=;
若断开开关S2,则电阻R1与R2是串联,此时电压表与电阻R2并联,测的是R2两端的电压U2,电流表的示数为:
I′=,
根据串联电路电压规律可知,U2<U,所以电压表的示数变小了;
因为串联时的总电阻大于各串联电阻,根据欧姆定律可知,在电源电压一定时,电流与电阻成反比,所以I′<I,即电流表的示数变小了,故选 C。
2.C
【解析】
A.断开S2,闭合S1、S3,此时灯泡L和滑动变阻器R并联,L与R两端的电压相等,灯泡L和滑动变阻器R的电阻不一定相同,由可知,电流不一定相等,故A不符合题意;
B.闭合S3,断开S1、S2,只有灯泡接入电路中,此时R断路,故B不符合题意;
C.闭合S2,断开S1、S3,L与R串联,电流表测量电路中的电流,滑片P向右移动,滑动变阻器接入电路的电阻增大,总电阻变大,根据欧姆定律可知,电路中的电流变小,电流表的示数变小,故C符合题意;
D.闭合S1,断开S2、S3,只有R接入电路中,灯泡没有接入电路,故D不符合题意。
故选C。
3.C
【解析】
研究电路电流与电阻的关系,由控制变量法的思路知道,需要保证导体两端电压不变,在滑动变阻器的电阻值R1不变的情况下,电路中由于将5Ω的定值电阻换成10Ω的定值电阻,使整个电路的总电阻增大,由知道,电路中的总电流减小。由U=IR知道,此时滑动变阻器两端的电压的减小,根据串联电路的总电压等于各分电压之和知道,定值电阻两端的电压变大;要使电压表的示数不变,只能减小电路中的电流,所以要使电路中的电阻增大,即滑片P向右端移动增大电阻,观察并记录电流表的示数,故C正确,ABD错误。
故选C。
4.B
【解析】
A.体温越高,R的阻值越小,故A错误;
B.体温越高,R的阻值越小,根据串联分压,电阻阻值变小,电阻R的电压变小,而电压表测量的是定值电阻的电压故电压表的示数越大,故B正确;
C.体温越低,R的阻值越大,根据串联分压,电阻阻值变大,R两端的电压越大,故C错误;
D.体温越低,R的阻值越大,总电阻变大,电流变小,通过的电流越小,故D错误。
故选B。
5.BD
【解析】
A.由电路图可知,R与R0串联,电压表测R0两端的电压,电流表测电路中的电流。因热敏电阻R的阻值随温度的升高而减小,所以,当温度升高时,R的阻值减小,电路的总电阻减小,由可知,电路中的电流变大,即电流表的示数变大,故A错误;
B.由U=IR可知,R0两端的电压变大,即电压表的示数变大,故B正确;
CD.由可知,电压表示数与电流表示数的比值等于R0的阻值,则其比值不变,故C错误、D正确。
故选BD。
6.AC
【解析】
A.由图像知道,物体温度降低到一定温度,不断放热,温度保持不变,符合晶体凝固特点,是晶体凝固的图象,故A正确;
B.由I-U图象知道,电压U相等时,I甲>I乙,由知道,R甲<R乙,故B错误;
C.由图知道,该物体体积为30cm3 时,质量为60g,故物质密度
故C正确;
D.丁图中是s-t图象,且路程s不随时间变化,说明物体处于静止状态,故D错误。
故选AC。
7. 变大 变小 变大
【解析】
[1][2][3]由电路图可知,电阻R0与滑动变阻器R串联,电压表测滑动变阻器两端的电压;由图可知,压力F增大时,滑动变阻器接入电路的电阻变大,电路的总电阻也变大;由欧姆定律可知,电路中的总电阻变大时,电路中的电流变小,由串联分压的规律可知,滑动变阻器的分压变大,即电压表示数增大。
8. 0.6 15 1.5
【解析】
(1)∵串联电路中各处的电流相等,∴两只电阻串联时,电路中的最大电流I=I乙=0.6A,∵串联电路中总电阻等于各分电阻之和,∴根据欧姆定律可得,两端允许加的最大电压:U=I(R甲+R乙)=0.6A×(10Ω+15Ω)=15V,(2)根据欧姆定律可得,两电阻两端允许所加的最大电压:U甲=I甲R甲=1A×10Ω=10V,U乙=I乙R乙=0.6A×15Ω=9V;∵并联电路中各支路两端的电压相等,∴两只电阻并联时,电路中的最大电压U′=U乙=9V,此时通过乙的电流为0.6A,通过甲的电流I′甲==0.9A,∵并联电路中干路电流等于各支路电流之和,∴干路最大电流:I=I′甲+I乙=0.9A+0.6A=1.5A.
【点睛】
(1)已知两电阻允许通过的最大电流,根据串联电路的电流特点可知,两电阻串联时电路允许通过的最大电流为两个允许通过最大电流的较小值,然后根据电阻的串联和欧姆定律求出两端允许加的最大电压;(2)根据欧姆定律求出两电阻两端允许所加的最大电压,根据并联电路的电压特点可知,两电阻并联时,并联电路两端允许加的最大电压为较小的一个,然后由欧姆定律求出通过两电阻的电流,再根据并联电路的电流特点求出干路的最大电流.
9. 0.24 10 b
【解析】
(1)[1]“伏安法”测电阻时,用电压表测量电阻两端电压,电流表测量流过电阻的电流,然后算出电阻值,所以实验原理是。
(2)[2][3]如图乙所示,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,则电流表读数为0.24A;由得,未知电阻的阻值
(3)[4][5]根据题意可知,应将滑片移到b端,Rx被短路,只有滑动变阻器工作,电流表示数为I2;所以电源电压
U=I2R0
闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到a端,两电阻并联,总电流为I1;两次实验中,R0两端电压均等于电源电压,R0阻值不变,所以通过R0的电流均为I2,根据并联电路的电流特点可得,通过待测电阻的电流
Ix=I1-I2
并联电路电压相等,则待测电阻两端的电压
Ux=U=I2R0
所以待测电阻
10. 左 灯泡灯丝断了 0.18 8.3 小灯泡的电阻随温度的变化而变化
【解析】
(1)[1]用伏安法测小灯泡的电阻,需要用电压表与小灯泡并联测其两端电压,用电流表与之串联测其电流,所以原图需要改正,如图所示:
(2)[2]闭合开关前,应将滑片P移到滑动变阻器的最大阻值处,图中滑动变阻器连接的是右下接线柱,则需将滑片置于最左端。
(3)[3]闭合开关,发现小灯泡不发光,电流表无示数,电压表示数较大,说明与电压表并联的小灯泡断路导致电压表与电流表串联接入电路,所以故障原因可能是灯泡灯丝断了。
(4)[4]由图可知,电流表选用的是0~0.6A量程,分度值为0.02A,读出其示数为0.18A。
[5]此时小灯泡电阻
(5)[6]由表中数据可知,小灯泡的电阻随温度的变化而变化,所以取平均值做小灯泡的电阻时毫无意义的。
11. B 滑动变阻器断路 减小误差 S1闭合、S2断开
【解析】
(1)[1]电源由两节干电池组成,电源电压为3V,电阻值约为5Ω,电路中电流为
所以电流表选用0~0.6A量程,电流表串联在电路中,电压表和电阻并联,如下图所示:
(2)[2]根据实物图,为了使滑动变阻器在开关闭合时能起到保护电路的作用,要使变阻器的接入电阻最大,应将滑动变阻器的滑片置于B端。
(3)[3]把电压表分别接在a、b之间和b、c之间,电压表均有示数,说明a、电源、b之间是通路,a、电流表、待测电阻、c也是通路;根据接在a、c之间,电压表无示数,该故障可能是滑动变阻器断路。
(4)[4]该实验装置,进行多次测量,求出多组电压与电流值,由欧姆定律求出电阻值,然后求平均值,可以减小误差。
(5)①[5]当开关S1闭合、S2断开时,两个电阻串联,电流表测量电路电流,电流表读数为I1。
③[6]当开关S1、S2都闭合时,只有R0的简单电路,电流表测量电路电流,电流表读数为I2。由①可知,根据欧姆定律可知电源电压
U=I1(Rx+R0)①
由②可知,根据欧姆定律可知电源电压
U=I2R0②
由①和②得到
I1(Rx+R0)=I2R0
12. 电池的个数 见解析 不可以 改变电压表示数 变阻箱 C 3.75~5V
【解析】
(1)①[1]由图甲可知,电源由数节新干电池串联而成,改变电池的个数,可以改变电源电压,改变R1两端电压。
②[2]探究电流与电压关系,保持电阻不变,图乙中,灯泡的电阻随温度的改变而改变,灯泡的电阻是变化的,所以不能用该实验。
③[3]图丙电路中只有电流表,没有电压表,无法判断电压表的示数变化,不能得到“电阻一定,电压越大,电流越大”的结论。
④[4]图丁中,探究电流和电压的关系,保持电阻不变,滑动变阻器的作用是改变电压表示数,多次测量。
(2)①[5]变阻箱可以改变电阻大小,同时读出接入电路的阻值,从而可探究电流与电阻的定量关系,所以用变阻器替代R1。
②a.[6]A.把5Ω定值电阻连入电路,电压表示数为1.5V,通过电路的电流
滑动变阻器两端的电压
U滑=U-UR=6V-1.5V=4.5V
此时变阻器连入电路的电阻
此时滑动变阻器全部接入电路中,不能向右移动,故A错误。
B.根据串联电路电压的规律,若更换电压更大的电源,定值电阻两端的电压更大,不会减小到1V,故B错误。
C.通过上述分析可以得到更换最大阻值更大的滑动变阻器,故C正确。
故选C。
b.[7]滑动变阻器规格“15Ω,1A” 表示变阻器允许的最大电流为1A,若电流表选用大量程0~3A,根据串联电路电流的规律,电路中允许通过的最大电流为1A,由欧姆定律,此时电路中的总电阻最小,所对应的定值电阻为最小电阻R1=5Ω,此时变阻器连入电路中电阻最小,分得的电压最小,故电压表控制的最大电压
U表=I大R小=1A×5Ω=5V
即定值电阻两端的最大电压为5V;当变阻器的最大电阻连入电路中时,变阻器分得的电压最大,根据串联电路电压的规律,电压表示数最小为UV,设电压表控制的小示数为UV,根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压
U滑=U-UV
由分压原理
①
①左边为一定值,故右边也为一定值,故当定值电阻取最大值25Ω时,变阻器连入电路中的电阻应最大,即
UV=3.75V
在不更换、增加器材并保证所有定值电阻均可进行实验的情况下,R1两端保持不变的电压的取值范围是3.75~5V。
13. 断开 滑动变阻器两个下接线柱连入了电路 0.3 B 1 见解析
【解析】
(1)[1]滑动变阻器连接时,接线柱要选择一上一下,右侧已经接到下接线柱,所以把开关左侧接线柱与滑动变阻器上面接线柱连接,如图所示:
(2)[2]在连接电路时,为保护电路及用电安全,开关要断开。
[3] 接通电路后,电流表、电压表指针均发生了一定角度的偏转,电路处于通路状态,但移动滑动变阻器滑片位置时两表示数均不变,即滑动变阻器没有调节作用,且未满偏,可能是滑动变阻器两个下接线柱连入了电路。
(3)[4] 如图乙,电流表所用量程是0~0.6A,分度值为0.02A,读数为0.3A。
[5] 第4组数据测得的电流是0.4A,大于第三次电流,说明电路的电阻变小了,即滑动变阻器的滑片向B端移动。
(4)[6][7]第一次实验中,电压表示数为0.5V,则滑动变阻器两端电压为
3V-0.5V=2.5V
通过滑动变阻器的电流I=0.1A,则滑动变阻器接入电路的阻值为
而滑动变阻的最大阻值为10Ω,所以实验次数1是错误的。
14. 小灯泡断路 正 灯泡的电阻随着温度的升高而变大
【解析】
(1)[1]根据实物图画出对应的电路图,如下图所示:
(2)[2]若小灯泡L短路,电路为通路,电流表有示数,电压表无示数,不符合题意;若小灯泡L断路,电流表没有示数,电压表与电源连通测电源电压,电压表指针有明显偏转,符合题意;若滑动变阻器断路,则两表都没有示数,不符合题意。
(3)[3]根据表格数据描点画出图像,如下所示:
(4)[4]排除误差和干扰因素后,分析图像可知,电阻一定时,小灯泡的电流与电压成正比。
(5)[5]造成I﹣U图像不在同一条直线上,说明小灯泡的电阻不是一个定值,造成这种现象的原因是灯泡的电阻受温度的影响,灯泡的电阻随着温度的升高而变大。
15. 2.5 左 反 50
【解析】
(1)[1]变阻器按一上一下连入电路中与电阻串联,电压表并联在定值电阻的两端,如下所示
(2)[2]闭合开关,移动滑动变阻器滑片,直到电压表示数如2图所示,电压表选用小量程,分度值为0.1V,电压为2.5V,并记录电流表的示数。
[3]根据串联分压原理可知,将定值电阻由10Ω改接成25Ω的电阻,电阻增大,其分得的电压增大;探究电流与电阻的实验中应控制电阻两端的电压不变,根据串联电路电压的规律可知,应增大滑动变阻器分得的电压。由分压原理,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向左端移动,使电压表的示数为2.5V。
(3)[4]通过实验得到电流随电阻变化的图象如3图所示,电阻两端的电压始终保持
U定=IR=2.5V
为一定值。所以,在电压一定时,通过导体的电流与其电阻成反比。
(4)[5]根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压
U滑=4.5V-2.5V=2V
根据分压原理
当变阻器的最大电阻40Ω接入电路中时,定值电阻的最大值为
R定=1.25×40Ω=50Ω
为了得到更多组数据,需要更多规格的定值电阻,则选用的定值电阻最大阻值不允许超过50Ω。
16. 开关闭合 0.28 8.9 错误 温度
【解析】
(1)[1]连接电路时,为了保护电路,开关要断开,图甲中开关是闭合的,是错误的。
(2)[2]电压表和灯泡并联,如图所示:
(3)[3]电流表的示数如图乙所示,选择小量程,分度值是0.02A,电流大小为0.28A。
[4]灯泡正常发光时的电阻为
R=≈8.9Ω
(4)[5][6]由表中数据可知,不同电压下小灯泡的电阻值不同,由于灯丝的电阻与温度有关,所以不能将四次电阻的平均值作为小灯泡的电阻值,小明的做法是错误的。
17. 改变定值电阻两端的电压和通过的电流 R断路 大于 A 电压一定时,电流与电阻成反比
【解析】
(1)①[1]在探究“电流与电压的关系”实验中,为得出普遍性的规律要多次测量,故电路中滑动变阻器除起到保护电路的作用外还有改变定值电阻两端的电压和通过的电流的作用;
②[2]闭合开关S,无论怎样移动滑动变阻器的滑片P,发现电流表示数几乎为零,说明电路是断路,电压表示数约为3V,此时,电路出现的故障可能是R断路;
(2)在探究“电流与电阻的关系”实验中:
①[3]小明先将5Ω的电阻接入电路,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,直到电压表示数为2V,记下电流表示数。接下来把R换为10Ω,如果不移动滑片,由分压原理,10Ω电阻两端的电压将大于2.5V;
[4]探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,即应保持电阻两端的电压不变,根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压,由分压原理,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向A端方向移动变阻器的滑片P;
②[5]根据描绘出电流随电阻变化的曲线知,电流与电阻之积为:
0.5A×5Ω=2.5V
为一定值,小明由图象得出的结论是:电压一定时,电流与电阻成反比。
18. 0.6 更换电阻后,没有把滑动变阻器的滑片移动到B端,就闭合了开关 导体两端电压一定时,通过它的电流与它的电阻R成反比,此时的电流小于电流表的分度值,误差太大
【解析】
(1)变阻器两个接线柱应按一上一下连入电路中;
(2)根据电流表选用小量程确定分度值读数;连接电路时,为保护电路,开关要断路,且将变阻器的最大电阻连入电路中;
(3)由表中数据根据电流与电阻之积为一定值得出结论,由这个结论,求出当R4=200Ω时电流大小,与电流表的分度值比较回答.
(1)原电路中,将变阻器上面两个接线柱连入了电路中,是错误的;根据滑动变阻器滑片向右滑动时电流表示数变小,即电阻变大,故滑片以左电阻丝连入电路中,如下所示:
(2)改正后,用5Ω电阻进行实验,电压表示数为U时,电流表示数I1如图乙,电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流是0.6A,连接电路时,开关要断路,且将变阻器的最大电阻连入电路中,故用10Ω电阻替换5Ω电阻继续实验,发现电压表指针偏转超量程,电流表有示数,操作中存在的问题是:更换电阻后,没有把滑动变阻器的滑片移动到B端,就闭合了开关;
(3)由表中数据知,电流与电阻之积:为一定值,即导体两端电压一定时,通过它的电流与它的电阻R成反比,当R4=200Ω时,但这个电流值小于电流表的分度值0.02A,测量误差太大,故200Ω电阻不适合.
故答案为(1)如上;(2)0.6;更换电阻后,没有把滑动变阻器的滑片移动到B端,就闭合了开关;(3)导体两端电压一定时,通过它的电流与它的电阻R成反比;此时的电流小于电流表的分度值,误差太大.
【点睛】
本题探究电流与电阻关系,考查电路的连接、电流表读数、注意事项、数据分析和对实验方案的评估.
19. 断开 A 小灯泡断路 2 A ×1000
【解析】
(1)[1]滑动变阻器的连接是一上一下,串联在电路中,滑动变阻器的滑片右移,滑动变阻器接入的阻值变小,电流表示数变大,故接的是B接线柱,故如下图所示
(2)[2][3]为了保护电路,开关必须断开,滑动变阻器的滑片位于阻值最大处,故滑片P需要位于A端。
(3)[4]小明发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片,电流表始终无示数,说明断路,电压表有示数且不变,说明电压表的所在的电路是通的,只能说明电压表测量的小灯泡断路。
(4)[5][6]从图2可知,当电路中的电阻为10Ω时,电流为0.2A,定值电阻两端的电压为
实验过程中,两节新的干电池,电源电压为3V,电阻箱需要分担的电压为2V,则滑动变阻器需要分担的电压为1V,当用10Ω电阻进行实验后,则此时电阻箱与滑动变阻器接入的阻值的比值为
可以看出,电压之比即为电阻之比,探究电流与电压的关系,需要控制电阻箱的电压不变,则再调节电阻箱至阻值20Ω,为完成实验,电阻箱的两端电压不变,电源电压不变,则滑动变阻器的电压不变,电阻箱与滑动变阻器接入的阻值的比值不变,电阻箱的阻值变大,那么此时需要将滑动变阻器接入的阻值变大,故需要将滑动变阻器的滑片向A端移动。
(5)[7]电阻箱有四个旋钮,为了保证本实验顺利进行,电阻箱两端的电压为2V,滑动变阻器需要分担的电压为1V,滑动变阻器能够接入的最大值为50Ω,则
则电阻箱的最大阻值为
故×1000旋钮要固定在0刻度线。
20. 凸透 大于两倍焦距 电磁波 3×108 1500 600
【解析】
(1)[1]手机摄像头和照相机的镜头一样,相当于一个凸透镜。
[2]根据凸透镜成像规律可知,手机摄像头成倒立缩小实像时,扫码时二维码到摄像头的距离应大于两倍焦距。
(2)[3][4]移动电话是靠电磁波传递信息的,电磁波在真空中的传播速度为3×108m/s。
(3)[5]由图丙可知,电源电压U=5V,电路中的电流
I=2mA=2×10-3A
所以电路中的总电阻
定值电阻阻值
R1=1kΩ=1000Ω
因为光敏三极管和定值电阻R1串联,所以根据串联电路中电阻的规律可知,光敏三极管的亮电阻
R光=R总-R1=2500Ω-1000Ω=1500Ω
[6]由图丙可知,当电流为2mA时,光照度为600lx。
21. 不可以 见解析 扩散 低 保护电路
【解析】
(1)[1][2]由图甲知,此加热器的加热功率先随温度的升高而增大,而后随温度升高而减小,且30℃开始散热,散热功率逐渐增大,70℃后大于加热功率。那么这个加热器不可以制作电饭煲的发热体,因为此加热器温度达到100℃时,散热功率远大于发热功率,饭不能烧熟。
(2)[3]灭蚊器使用时,整个房间充满灭蚊片的味道是蚊片的分子向整个空间运动的扩散现象。
(3)[4]由表格数据知,R的阻值随温度升高而增大。由图乙知,两个电阻串联在电路中,电流表测电路中的电流。则温度升高时,电路中的总阻值增大,据欧姆定律知,电路中的电流减少。所以电流刻度较大处,对应的温度刻度较低。
[5]电阻R的阻值随温度升高而增大,当温度较低时,R的阻值也较低,则此时电路中的电流可能会由于过大而损坏电路元件,而电阻R′串联在电路中,可避免电路电流过大而损坏元件,起到保护电路的作用。
22.(1)6V;(2);(3)
【解析】
解:(1)将滑动变阻器的滑片P移到M端,闭合开关S,此时为R0的简单电路,所以电源电压为
(2)电阻R0的阻值为
(3)将滑动变阻器的滑片P移到N端,滑动变阻器接入最大阻值,此时滑动变阻器两端电压为
此时电路中电流为
滑动变阻器的最大阻值为
答:(1)电源的电压为6V;
(2)电阻R0的阻值为;
(3)滑动变阻器的最大阻值为。
23.(1)8V;(2)0.15A;(3)不能
【解析】
解:(1)当电流表示数为0.2A时,R0两端的电压为
由串联电路电压特点可知电压表的示数为
(2)由丙图可知当湿度为50%时,湿敏电阻R的阻值为60Ω,由欧姆定律可知电路中电流表示数为
(3)由丙图可知当湿度为90%时,湿敏电阻R的阻值为100Ω,由欧姆定律可知电路中电流表示数为
此时R两端的电压为
超过了电压表的示数范围0~9V,所以该装置不能监测到90%的湿度值。
答:(1)当电流表示数为0.2A时,电压表的示数8V;
(2)当湿度为50%时,电路中电流表的示数为0.15A;
(3)该装置不能监测到90%的湿度值。
24.(1)见解析;(2)12V,30Ω
【解析】
解:(1)由实物电路可知,滑动变阻器R′与定值电阻R并联接在电源两端。由于R是定值电阻,电源电压保持不变,根据可知,通过R的电流为定值,不会发生变化,所以电流表不能串联在R的支路,即不能接在a线路上;由于滑动变阻器允许通过的最大电流为2A,而电流表示数的最大示数可以达到2.4A,超过2A,如果电流表接在b线路上,即串联在滑动变阻器的支路上,电流最大时,会烧毁滑动变阻器,所以电流表不能接在b线路上;故电流表只能接在c线路上,即串联在干路中,测干路电流。
(2)当滑动变阻器通过的电流达到最大IR′大=2A时,干路电流最大,由题意可知,干路电流的最大值I大=2.4A,根据并联电路电流特点可知,通过定值电阻R的电流
IR=I大-IR′大=2.4A-2A=0.4A
当滑动变阻器阻值最大时,通过它的电流达到最小,干路电流最小,由题意可知,电路中的最小电流I小=1A。由于并联电路互不影响,所以通过滑动变阻器的最小电流
IR′小=I小-IR=1A-0.4A=0.6A
根据欧姆定律可知,电源电压等于滑动变阻器两端的电压,为
U源=UR′= IR′小R′大=0.6A×20Ω=12V
定值电阻R的阻值
答:(1)电流表应接在c线路上,理由见解析;
(2)电源电压为12V,电阻R的阻值为30Ω。
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