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2022年北京市中考物理专题练-电路与欧姆定律
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2022年北京市中考物理专题练10-电路与欧姆定律
一.选择题(共14小题)
1.(2020•北京)如图所示的滑动变阻器上标记的各部件中,通常情况下,属于绝缘体的是( )
A.金属杆 B.瓷筒 C.电阻丝 D.金属滑片
2.(2020•北京)如图所示是一种温度测试仪的电路,R1为定值电阻,R2为热敏电阻(阻值随温度升高而减小,电路图符号)。电源两端的电压不变,闭合开关S,当所测物体温度升高时,下列判断正确的是( )
A.电流表示数变小 B.电流表示数不变
C.电压表示数变小 D.电压表示数变大
3.(2021•海淀区校级一模)某兴趣小组的同学想利用热敏电阻制作一个简易电子温度计。他们首先测量了该热敏电阻的阻值随温度变化的关系,并绘制成如图甲所示的图像。然后找来一台电压恒定的电源、一块电压表、定值电阻R0、开关和一些导线,按照图乙所示的电路连接,制作成一个电子温度计。关于这支电子温度计,下列说法正确的是( )
A.当所测温度在0℃到100℃之间时,该热敏电阻的阻值随温度升高而变大
B.当所测温度从20℃上升到80℃时,电压表的示数随之变小
C.当所测温度从20℃上升到60℃时,电路中的电流随之变小
D.当所测温度从70℃下降到20℃时,热敏电阻两端的电压随之变大
4.(2021•海淀区校级一模)如图所示,小宁利用该实验电路测量未知电阻Rx的阻值。电源两端电压不变。当只闭合开关S1,电压表示数为U1;当再闭合开关S2,电压表示数为U2。下列四个选项中,Rx的表达式正确的是( )
A.Rx=(U2−U1)R0U1 B.Rx=U1R0(U2−U1)
C.Rx=(U2−U1)R0U2 D.Rx=U2R0(U2−U1)
5.(2021•房山区二模)如图所示的电路中,电源两端电压保持不变。闭合开关S,将滑动变阻器的滑片向左滑动,则下列说法中正确的是( )
A.小灯泡变亮
B.电压表的示数变大
C.电流表的示数变小
D.电压表示数与电流表示数的比值变大
6.(2021•平谷区二模)如图所示电路,电源两端电压保持不变。当开关S闭合时,灯L正常发光,若将滑动变阻器的滑片P向右滑动,(灯泡电阻不随温度变化)下列说法正确的是( )
A.电压表的示数变小,灯L变暗
B.电压表的示数变小,灯L变亮
C.电压表的示数变大,灯L变暗
D.电压表的示数变大,灯L变亮
7.(2021•海淀区二模)如图所示,电源两端电压保持不变,R0为阻值已知的定值电阻,Rx的阻值未知。当只闭合开关S和S1时,电流表示数为I1;当只闭合开关S和S2时,电流表示数为I2。下列说法中正确的是( )
A.通过电阻Rx的电流大小为I1
B.电阻Rx=I2R0I1−I2
C.电源两端电压为(I2﹣I1)R0
D.上述两种电路状态中,R0的电功率变化了(I1﹣I2)2R0
8.(2021•顺义区二模)利用一个电压表和阻值已知的电阻R0测量电阻Rx的阻值。选择了满足实验要求的器材,电源两端电压不变,并连接了如图所示实验电路。闭合开关S1,断开开关S2,电压表的示数为U1;闭合开关S1和S2,电压表的示数为U2,则下列说法中正确的是( )
A.Rx的表达式为Rx=U2U1−U2R0
B.Rx的表达式为Rx=U2−U1U2R0
C.实验过程中,通过R0的电流始终相同
D.若将开关S2与电压表互换位置,其他不变,也能测量出Rx的阻值
9.(2021•昌平区二模)如图所示的电路中,电源两端的电压保持不变,R2为定值电阻。闭合开关S,在滑动变阻器的滑片P向右滑动的过程中,下列四个选项中,判断正确的是( )
A.电流表示数变大 B.电压表示数变大
C.R2的功率变大 D.电路中的总功率变大
10.(2021•顺义区二模)如图所示的电路中,电源两端电压保持不变。闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P向右滑动,下列判断正确的是( )
A.滑动变阻器接入电路中的阻值变小
B.电流表的示数变大
C.R2两端电压变大
D.电压表的示数变大
11.(2021•房山区二模)通常情况下,将一段粗细均匀的镍铬合金丝和一段粗细均匀的铜丝接入同一电路中,下列说法中正确的是( )
A.镍铬合金丝的电阻较大,其两端的电压也较大
B.铜丝的电阻较小,通过铜丝的电流较大
C.电路断开后,镍铬合金丝的电阻和铜丝的电阻都变为零
D.无法比较两段金属丝电阻的大小
12.(2021•北京一模)如图所示的电路中,闭合开关S,两个灯泡均发光,则下列说法中正确的是( )
A.两个灯泡两端的电压一定相等
B.通过两个灯泡的电流一定相等
C.两个灯泡的电功率一定相等
D.若一个灯泡坏了,另一个灯泡也不能发光
13.(2021•顺义区二模)下列说法中正确的是( )
A.原子是由原子核和质子组成
B.原子的直径比电子的直径大
C.电荷间只存在相互排斥的作用
D.电子移动方向规定为电流方向
14.(2021•昌平区二模)如图所示是电工师傅利用试电笔检测电路的情景,通常情况下,属于导体的是( )
A.木头桌面 B.金属笔尾
C.导线的橡胶皮 D.塑料笔杆
二.实验探究题(共8小题)
15.(2021•北京)小圆想探究通过导体的电流与导体的电阻之间的关系,他利用干电池、电流表、电压表、多个阻值不同且已知的定值电阻、开关及导线,设计了如图所示的电路。实验中,他将定值电阻R接入电路中,读出相应的电流表的示数并观察电压表的示数,记录实验数据。将R换为不同阻值的另一个电阻后,小圆观察到电压表的示数增大了。小圆意识到自己的实验设计不能实现探究目的。
(1)请你写出小圆的实验设计不能实现探究目的的原因: ;
(2)请你画出能够实现探究目的的电路图(可以添加适当的实验器材);
(3)依据你设计的电路图,针对小圆不能实现探究目的的原因,写出操作的方法。
16.(2021•北京模拟)小阳用如图所示的电路测量电阻。
(1)闭合开关,将滑动变阻器的滑片调到适当位置,此时电压表与电流表的示数如图甲、乙所示。则电压表的示数为 V,电阻R的阻值为 Ω。
(2)小阳在完成了定值电阻阻值的多次测量之后,将图中的定值电阻换成了小灯泡,用同样的方法继续进行多次测量,并利用实验数据描绘出它们的U﹣I关系图像如图甲、乙所示,其中 (选填“甲”或“乙”)图是小灯泡的U﹣I关系图像。
(3)电流表和电压表既是测量仪表,也是接入电路中的特殊电阻,其量程及内阻如表所示。根据表中相关信息可以判断利用如图3所示的电路测得的R的阻值将会 (选填“大于”、“小于”或“等于”)它的真实阻值。
量程
内阻
电流表
0~0.6A
0.125Ω
0~3A
0.025Ω
电压表
0~3V
3kΩ
0~15V
15kΩ
17.(2021•北京模拟)小阳在探究电流与电压的关系时,选择下列实验器材:电压表、电流表、滑动变阻器(80Ω 1A)、开关、电池、定值电阻(R=10Ω)、导线若干,实验电路图如图甲所示。请按要求完成实验:
(1)请按如图甲所示的电路图,将图乙电路连接完整,要求滑动变阻器的滑片P向左滑时,电流表示数变大;
(2)电路连接无误后,小阳通过调节滑动变阻器的滑片P,测出电阻R两端的电压和对应的电流值,实验数据如下表,分析表中数据可以得出的结论是: ;
U/V
1.0
1.6
2.4
I/A
0.1
0.16
0.24
(3)利用图中所示实验电路(不添加任何器材)还可以进行的实验有: (写出一个即可)。
18.(2021•石景山区二模)小明在探究“电流与电阻的关系”的实验中,选择了如下器材:学生电源、电压表、电流表、滑动变阻器、电阻箱、开关和导线等,连接的部分实验电路如图甲所示。实验中,请按要求完成下列问题:
(1)请按实验要求将电压表连接在电路中。
(2)在实验时,闭合开关S前,滑动变阻器的滑片P应调到最 端(选填:“左”或“右”)。改变电阻箱接入电路的阻值时,可移动滑动变阻器的滑片P使电阻箱两端的电压始终保持2V不变。
(3)下表是小明实验时记录的数据,分析数据可初步得出的结论: 。
实验序号
1
2
3
电阻R/Ω
10
20
25
电流I/A
0.2
0.10
0.08
(4)当电阻箱接入电路的阻值为如图乙所示的阻值时,则电阻箱的阻值为R= Ω。小亮发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片P,电压表的示数始终大于2V,则需要更换最大阻值更 的滑动变阻器(选填:“大”或“小”)。
19.(2021•丰台区二模)为了验证“导体的电阻和导体材料有关”,某同学设计电路,并利用如图所示的粗细均匀的金属丝(金属丝规格如表所示)、电流表、电压表、滑动变阻器、满足实验要求的电源和导线等器材进行实验。
金属丝
材料
长度l/m
横截面积S/mm2
a
镍铬合金
1
0.5
b
锰铜合金
1
0.5
c
镍铬合金
1
1
d
镍铬合金
1
2
(1)他将金属丝a和b接入电路,闭合开关,调节滑动变阻器至适当位置,记录相应的电流表和电压表示数,并根据公式R=UI分别计算出两次连入电路的金属丝的电阻R1和R2。若R1 R2(选填“=”或“≠”),可以验证“导体的电阻和导体材料有关”。
(2)利用以上实验器材还可以进行的实验有 。(写出一个即可)
20.(2021•通州区一模)小强想知道“铅笔芯的电阻R随温度变化的关系”,设计了如图所示的电路(加热装置与测温装置未画出)。他选择的器材有定值电阻R0、电流表、开关、若干导线、酒精灯、电子温度计、一段2B铅笔芯和电压恒定的稳压电源。请根据探究问题和设计方案,回答下列问题:
(1)该实验要探究的问题中,自变量是 ;
(2)同组的小敏看到小强设计的电路后,她认为“由于不知道铅笔芯两端的电压,从而无法判断其电阻是否发生变化”。你认为小敏的观点是 (选填“正确”或“错误”)的。
请陈述你的判断理由: 。
21.(2021•海淀区校级模拟)实验小组在做“探究导体电阻大小与长度的关系”实验,如图所示,A、B两点间分别接入待探究的电阻丝,电源两端电压保持不变,忽略灯丝电阻随温度变化的影响,电阻丝的规格如表:
序号
材料
长度
横截面积
1
碳钢合金丝
L
S
2
镍铬合金丝
2L
S
3
镍铬合金丝
L
2S
4
镍铬合金丝
2L
2S
(1)实验小组同学应该选择序号为 的两根电阻丝来探究。
(2)正确选择后,他们将所选电阻丝分别接入A、B两点间,闭合开关,通过观察灯泡的亮暗或电流表的示数来比较电阻丝电阻的大小,实验中,两次电流表指针均有偏转,但第二次的示数小于第一次的示数,说明第二次接入电路的电阻丝的阻值 。(选填“较大”或“较小”)
(3)上述实验中,通过观察灯泡的亮暗或电流表的示数来比较电阻丝电阻的大小,这种实验方法叫 法。
22.(2020•密云区二模)如图所示的装置中,A和B之间是断开的,在A、B之间分别接入钢直尺、干燥的木棍,闭合开关S,观察小灯泡是否发光。
(1)将 接入电路,小灯泡发光。这表明该物体容易导电,我们把它叫做导体。如果改变其接入A、B间的长度,发现小灯泡亮度发生变化,说明导体的电阻与 有关。
(2)将干燥的木棍接入电路,小灯泡不发光。这表明该物体不容易导电,我们把它叫做绝缘体。如果在干燥的木棍上滴几滴自来水,发现小灯泡仍然不发光,请说明理由 。
三.计算题(共3小题)
23.(2021•北京模拟)如图所示的电路中,电源两端电压保持不变,电阻R1的阻值为30Ω。闭合开关S,电流表A1的示数为1A,电流表A2的示数为0.6A。求:
(1)电源电压;
(2)电阻R2的阻值。
24.(2020•怀柔区三模)如图所示的电路,电源电压U保持不变,R1和R2为定值电阻,R3为滑动变阻器。闭合开关S,断开开关S1,并将开关S2置于a,R3的滑片P置于最右端,此时电压表V1示数为8V,电流表A示数为0.4A,调节滑片P至最左端,发现电压表V1示数为2V,电流表A示数为0.1A,然后保持滑片P位置不变,再闭合开关S1,并将开关S2调至b,此时电流表A的示数为0.08A.求:
(1)电源电压和R1阻值;
(2)R3和R2的阻值。
25.(2020•东城区模拟)如图1所示。电源两端的电压保持不变。闭合开关S、S1,当滑片P移至滑动变阻器R2的A端时,电压表V1的示数为U1,电压表V2的示数为U2,电流表A的示数为I1,当只闭合开关S,将滑片P移至滑动变阻器R2的中点时,电压表V1的示数为U1′,电压表V2的示数为U2′,电流表A的示数为I2.闭合开关S、S1,当滑片P移至滑动变阻器R2的B端时,电流表A的示数为I3,电阻R3的电功率为P3。
于是学生小东画了此实物图所对应的电路图如图2所示,据此来回答以下的问题。
已知:S1、S均闭合时,I3=2A,P3=8W.U1=U2.只闭合S时,在滑片P运动时,电流表示数在1.6A和83A之间浮动。求:
(1)电压U;
(2)U1′:U2′的值。
四.解答题(共1小题)
26.(2020•北京)如图甲所示是测量未知电阻Rx的实验电路,电源两端电压不变,定值电阻R0=30Ω。
请补充完成主要实验步骤,并进行数据处理。
(1)实验步骤
①只闭合开关S、S1,读出并记录电流表示数I1。
② 读出并记录电流表示数I2(如图乙所示)。
③计算Rx的阻值。
(2)数据记录与处理(请你补充完整表中①②位置的数据)
实验数据记录表(定值电阻R0=30Ω)
I1/A
I2/A
Rx/Ω
0.2
①
②
2022年北京市中考物理专题练10-电路与欧姆定律
参考答案与试题解析
一.选择题(共14小题)
1.【解答】解:组成滑动变阻器的金属杆(滑片导轨)、金属滑片和电阻丝,都容易导电,属于导体;
瓷筒,用陶瓷制成,不容易导电,属于绝缘体。
故选:B。
2.【解答】解:由电路图可知,热敏电阻与定值电阻串联,电压表测量定值电阻R1两端的电压,电流表测量电路电流;
当温度升高时,热敏电阻的阻值减小,因此电路中的总电阻减小;已知电源电压不变,由I=UR知,电路中的电流变大,即电流表示数变大,故AB错误;
根据U=IR知,在电阻不变时,定值电阻R1两端的电压变大,电压表的示数增大,故C错误,D正确。
故选:D。
3.【解答】解:由电路图可知,R0与R串联,电流表测电路中的电流,电压表测R0两端的电压。
A.由图象可知,当所测温度在0℃到100℃之间时,热敏电阻R阻值随温度的升高而减小,故A错误;
BC.由图象可知,当所测温度从20℃上升到80℃时,热敏电阻R阻值减小,电路的总电阻减小,由欧姆定律可知,电路中的电流变大,根据U=IR可知电压表示数变大,故BC错误;
D.由图象可知,当所测温度从70℃下降到20℃时,热敏电阻R阻值变大,电路的总电阻变大,由欧姆定律可知,电路中的电流减小,根据U=IR可知R0两端的电压变小,串联电路总电压等于各部分电压之和,所以热敏电阻两端的电压变大,故D正确。
故选:D。
4.【解答】解:当闭合开关S1、S2时,Rx短路,只有R0接入电路,电压表示数相当于电源电压,即U=U2,
当只闭合开关S1时,定值电阻R0与待测电阻Rx串联,电压表测量R0两端电压,即U0=U1,
由串联电路电流规律并结合公式I=UR可得:
通过Rx的电流Ix=I0=U0R0=U1R0,
由串联电路电压规律可知,待测电阻Rx两端的电压为:Ux=U﹣U0=U2﹣U1,
Rx的阻值为:Rx=UxIx=U2−U1U1R0=(U2−U1)R0U1,故A正确,B、C、D错误。
故选:A。
5.【解答】解:由图可知,灯泡和滑动变阻器串联,电流表测量电路中的电流,电压表测量滑动变阻器两端的电压;
闭合开关S,将滑动变阻器的滑片向左滑动,滑动变阻器接入电路的电阻变小,总电阻变小,根据欧姆定律可知,电路中的电流变大,即电流表示数变大,故C错误;
通过灯泡的电流变大,灯泡的实际功率变大,则灯泡变亮,故A正确;
变阻器接入电路的电阻变小,根据串联电路的分压规律可知,其两端的电压变小,即电压表示数变小,故B错误;
根据R=UI可知,电压表示数与电流表示数的比值为变阻器接入电路的电阻,因变阻器的电阻变小,所以该比值变小,故D错误。
故选:A。
6.【解答】解:将滑动变阻器的滑片P向右滑动时,变阻器接入电路中的电阻变大,电路中的总电阻变大,由I=UR可知,电路中的电流变小,串联电路两端电压等于各部分电压之和,所以灯泡两端的电压变小,因为串联电路的电压等于各用电器的电压之和,故定值电阻和滑动变阻器两端的电压变大,根据公式P=U2R可知灯泡实际功率变小,所以灯泡亮度变暗;故ABD错误;
因为故选:C。
7.【解答】解:如图所示,当只闭合开关S和S1时,R0和Rx并联,此时电流表接在干路,所以干路电流为I1;当只闭合开关S和S2时,R0和Rx并联,此时电流表接在R0所在的支路,所以R0的电流为I2。
A、在并联电路中,干路电流等于各个支路电流之和,已知干路电流为I1,R0的电流为I2,所以通过电阻Rx的电流大小为I1﹣I2,故A错误;
BC、在并联电路中,各个支路的电压相等,且都等于电源电压,根据欧姆定律可知:电源电压U=I2R0,即电阻Rx=UI1−I2=I2R0I1−I2,故C正确,D错误;
D、上述两种电路状态中,通过R0的电流都是I2,所以R0的电功率没有发生变化,故D错误。
故选:B。
8.【解答】解:(1)闭合开关S1和S2,Rx被短路,电路中只有R0,电压表测量R0两端的电压,也是电源电压,即电源电压为U2;闭合开关S1,断开开关S2,R0和Rx串联,电压表测量R0两端的电压,即R0的电压为U1;
由串联电路的电压特点可得,Rx两端的电压Ux=U2﹣U1,
Rx的阻值表达式:Rx=UxI=U2−U1U1R0=U2−U1U1×R0,故AB错误;
(2)根据电路图可知,闭合开关S1,断开开关S2,R0和Rx串联,电压表测量R0两端的电压,通过R0的电流I=U1R0;
闭合开关S1和S2,Rx被短路,电路中只有R0,电压表测量R0两端的电压,也是电源电压,此时通过R0的电流I′=U2R0;
因为U1和U2不相等,所以实验过程中,通过R0的电流并不相同,故C错误;
(3)若将开关S2与电压表互换位置,即电压表并联在Rx两端,开关S2和R0并联,其他不变,实验原理和原来的原理是一样的(都是利用了串联电路的特点和欧姆定律),所以也能测量出Rx的阻值,故D正确。
故选:D。
9.【解答】解:由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流。
在滑动变阻器的滑片P向右滑动的过程中,R1接入电路中的电阻变大,电路中的总电阻变大,
由欧姆定律可知,电路中的电流变小,即电流表的示数变小,故A错误;
由U=IR可知,R2两端的电压变小,因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,R1两端的电压变大,即电压表的示数变大,故B正确。
电源电压不变,结合以上分析,根据公式P=UI可知,R2的功率变小,电路的总功率变小,故CD错误。
故选:B。
10.【解答】解:由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流,
A、将滑动变阻器的滑片P向右滑动,连入电路中电阻丝的长度变长,接入电路中的电阻变大,故A错误;
BCD、因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,电路中的总电阻变大;由I=UR可知,电路中的电流变小,即电流表的示数变小;由U=IR可知,R2两端的电压变小,根据串联电路的电压规律可知,电源电压不变,则R1两端的电压即电压表的示数变大,故D正确,BC错误。
故选:D。
11.【解答】解:A、导体的电阻与导体的材料、长度、横截面积、温度都有关,在不知道导体的长度、横截面积、温度的情况下,不能仅凭材料判断哪一种导体的电阻大,故A错误;
B、同A不能仅凭材料判断哪一种导体的电阻小,串联电路中,电流大小处处相等,可知通过铜导线的电流大小等于通过镍铬合金导线的电流大小,故B错误;
C、导体的电阻是导体自身的特性,只与导体的材料、长度、横截面积、温度等有关,与导体两端电压和通过导体的电流无关,电路断开后,镍铬合金丝的电阻和铜丝的电阻都不变,故C错误;
D、由A选项分析可知,无法比较两段金属丝电阻的大小,故D正确。
故选:D。
12.【解答】解:A、根据电路图可知,开关闭合后,两灯泡并联连接,两个灯泡两端的电压一定相等;故A正确;
BC、并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,而支路电流不一定相等,由P=UI可知,两个灯泡的电功率不一定相等,故BC错误。
D、由图知,此电路是并联电路,各用电器互不影响,所以若一个灯泡坏了,另一个灯泡仍能发光,故D错误。
故选:A。
13.【解答】解:A、原子由原子核和核外电子两部分组成,故A错误;
B、原子是由原子核及核外绕核转动的电子组成的,所以电子的尺度小于原子的尺度,故B正确;
C、电荷间相互作用的规律是同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引,故C错误;
D、正电荷定向移动的方向规定为电流的方向,自由电子带负电,所以金属导体中自由电子定向移动的方向与电流的方向相反,故D错误。
故选:B。
14.【解答】解:A、木头桌面的材料属于绝缘体,故A错误;
B、金属笔尾的材料是金属,属于导体,故B正确;
C、导线的橡胶皮,材料属于橡胶,是绝缘体,故C错误;
D、塑料笔杆的材料是塑料,属于绝缘体,故D错误。
故选:B。
二.实验探究题(共8小题)
15.【解答】解:(1)由题意可知,小圆的实验设计不能实现探究目的的原因:没有保持电阻两端电压不变
(2)要能够实现探究目的,需要在电路中串联一个滑动变阻器,通过移动滑片使定值电阻两端的电压保持不变,电路图如图所示:
(3)①开关断开,将滑动变阻器调至最大处,电压表和电流表调零,按电路图连接电路;
②闭合开关,移动滑动变阻器到适当位置,读出电压表和电流表的示数,把U、I1和R1记录到表格中;
③断开开关,更换不同的定值电阻,将滑动变阻器调至阻值最大处,闭合开关,调节滑片P,使电压表的示数仍为U,记录I2、R2;
④仿照步骤③再做几次实验,把电流和电阻记录在表格中。
故答案为:(1)没有保持电阻两端电压不变;
(2)如下图:
;
(3))①开关断开,将滑动变阻器调至最大处,电压表和电流表调零,按电路图连接电路;
②闭合开关,移动滑动变阻器到适当位置,读出电压表和电流表的示数,把U、I1和R1记录到表格中;
③断开开关,更换不同的定值电阻,将滑动变阻器调至阻值最大处,闭合开关,调节滑片P,使电压表的示数仍为U,记录I2、R2;
④仿照步骤③再做几次实验,把电流和电阻记录在表格中。
16.【解答】解:(1)由图2知,电压表的量程为0﹣3V,分度值为0.1V,示数为2.5V,电流表的量程为0﹣0.6A,分度值为0.02A,电流表的示数为0.5A,根据欧姆定律I=UR知电阻的阻值为:
R=UI=2.5V0.5A=5Ω;
(2)将图1中的定值电阻换成了小灯泡,由于小灯泡的电阻随温度的变化而变化,所以小灯泡的电阻不是定值,其图象不是过原点的直线,所以乙图是小灯泡的U﹣I关系图象;
(3)由图1知,由于电压表的分流作用,使的电流表测量值偏大,电压表就是测量待测电阻两端的电压,电压测量结果准确,根据R=知,测得的R的阻值小于它的真实阻值。
故答案为:(1)2.5;5;(2)乙;(3)小于。
17.【解答】解:(1)滑动变阻器滑片向右移动时电流表的示数变大,说明滑片向左移动时,滑动变阻器接入电路的阻值变小,由电路图可知,滑动变阻器应接左下接线柱,把滑动变阻器串联接入电路,实物电路图如图所示:
;
(2)根据表格中数据进行分析可得:当电阻一定时,流过导体的电流与导体两端的电压成正比;
(3)本实验中能够测量出电压和电流,可根据欧姆定律R=UI计算出电阻的阻值,也能根据P=UI计算出电阻的功率。
故答案为:(1)如上图;(2)当电阻一定时,流过导体的电流与导体两端的电压成正比;(3)测量未知电阻的阻值。
18.【解答】解:(1)按照电压表并联在电阻箱的两端,连接图如下:
(2)为了保护电路,连接电路时,开关S必须断开,滑动变阻器的滑片P应调到最大阻值处,即最右端;
(3)分析表格中的数据,当电压一定时,电阻与电流的乘积为定值:10Ω×0.2A=20Ω×0.1A=25Ω×0.08A,即电阻增大到几倍,电流减小为几分之一,所以分析数据可初步得出的结论:当电阻两端电压一定时,通过电阻的电流与电阻成反比。
(4)电阻箱的示数:R=0×1000Ω+0×100Ω+3×10Ω+0×1Ω=30Ω;
当电阻箱接入电路的阻值为30Ω时,无论怎样移动滑动变阻器的滑片P,电阻箱两端电压大于2V,由分压原理可知,应换用最大阻值更大的滑动变阻器,分得更大的电压,使电阻两端的电压降低为2V。
故答案为:(1)如上图所示;(2)右;(3)当电阻两端电压一定时,通过电阻的电流与电阻成反比;(4)30;大。
19.【解答】解:(1)将金属丝a和b接入电路,由表中数据可知,金属丝a和b的长度和横截面积都相等,导体的材料不同,当计算出的R1≠R2时,表明导体的材料改变后,其电阻发生了变化,可以验证导体的电阻和导体材料有关。
(2)由表中数据可知acd三根合金丝的材料相同、长度相同,横截面积不同,则利用acd三根合金丝可以探究导体的电阻和横截面积有关。
故答案为:(1)≠;(2)导体的电阻和横截面积有关。(其他答案合理即可)
20.【解答】解:(1)此实验探究的是铅笔芯的电阻与温度的关系,故自变量是铅笔芯的温度;
(2)因电源电压保持不变,R0的电阻保持不变,铅笔芯的电阻变化时,则总电阻发生变化,根据欧姆定律知,电路中的电流就会发生变化,由电流表示数的变化就可判断铅笔芯电阻的变化,故小敏的观点是错误的。
故答案为:(1)铅笔芯的温度;(2)错误;电源电压保持不变,R0的电阻保持不变,铅笔芯的电阻变化时,则总电阻发生变化,根据欧姆定律知,电路中的电流就会发生变化由电流表示数的变化就可判断铅笔芯电阻的变化。
21.【解答】解:
(1)要探究导体电阻大小与导体长度的关系,根据控制变量法的思路,应该选择材料和横截面积都相同的两根电阻丝。从表格中可知,序号2和序号4的材料、横截面积都相同,所以应选择序号3与序号4的两根电阻丝来研究;
(2)第二次的示数小于第一次的示数,表明第二次的电流小于第一次的电流,说明第二次接入电路的电阻丝的阻值大于第一次接入电路的电阻丝的阻值;
(3)闭合开关,电阻的大小转换为灯泡的亮暗或电流表的示数来比较电阻丝电阻的大小,这种方法叫转换法。。
故答案为:(1)3、4;(2)较大;(3)转换。
22.【解答】解:
(1)钢尺是导体,将钢尺接入电路,电路中有电流,小灯泡发光;如果改变其接入A、B间的长度,发现小灯泡亮度发生变化,导体的电阻改变了,说明导体的电阻与长度有关;
(2)将干燥的木棍接入电路,小灯泡不发光,这表明木棍是绝缘体;如果在干燥的木棍上滴几滴自来水,发现小灯泡仍然不发光,说明木棍不容易导电,其理由是:滴上几滴水后,木棍中的自由电荷还是非常少,还是不容易导电。
故答案为:(1)钢尺;长度;(2)滴上几滴水后,木棍中的自由电荷还是非常少。
三.计算题(共3小题)
23.【解答】解:由电路图可知,闭合开关S后,R1与R2并联,电流表A1测干路电流,电流表A2测R2支路的电流。
(1)因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,通过R1的电流:
I1=I﹣I2=1A﹣0.6A=0.4A,
因并联电路中各支路两端电压相等,
所以,由I=UR可得,电源的电压:
U=I1R1=0.4A×30Ω=12V;
(2),由I=UR可得,电阻R2的阻值:
R2=UI2=12V0.6A=20Ω。
答:(1)电源电压为12V;
(2)电阻R2的阻值为20Ω。
24.【解答】解:
(1)闭合开关S,断开开关S1,并将开关S2置于a,R3的滑片P置于最右端时,电路为R1的简单电路,电压表V1测电源两端的电压,电流表测电路中的电流,
由电压表的示数可知,电源的电压U=8V,
由I=UR可得,R1的阻值:
R1=UI1=8V0.4A=20Ω;
(2)闭合开关S,断开开关S1,并将开关S2置于a,调节滑片P至最左端时,R1与R3串联,电压表V1测R1两端的电压,电流表测电路中的电流,
此时电路中的总电阻:
R=UI2=8V0.1A=80Ω,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,R3的阻值:
R3=R﹣R1=80Ω﹣20Ω=60Ω;
闭合开关S、S1,并将开关S2置于b,调节滑片P至最左端时,R2与R3串联,电流表测电路中的电流,
此时电路的总电阻:
R′=UI3=8V0.08A=100Ω,
则R2的阻值:
R2=R′﹣R3=100Ω﹣60Ω=40Ω。
答:(1)电源电压为8V,R1的阻值为20Ω;
(2)R3的阻值为60Ω,R2的阻值为40Ω。
25.【解答】解:
(1)闭合开关S、S1,当滑片P移至滑动变阻器R2的A端时,电阻R1被短路,该电路为串联电路,滑动变阻器以最大阻值接入电路中,电流表测量电路中的电流;
电流表A的示数为I3=2A,电阻R3的电功率为P3=8W;
根据公式P=I2R可知,R3的电阻为:R3=P3I32=8W(2A)2=2Ω;
此时电压表V2的测量的是R3两端的电压,电压表V1测量的是滑动变阻器两端的电压;根据串联电路的分压规律可知,电阻之比等于电阻两端的电压之比:
即:U1:U2=R2:R3,由于U1=U2,所以滑动变阻器的最大阻值为:R2=R3=2Ω;
只闭合开关S时,电阻R1、R3和滑动变阻器串联接入电路中;滑片P运动时,电流表示数在1.6A和83A之间浮动,即滑动变阻器接入电路中的阻值最大时,电路中的电流最小,滑动变阻器接入电路中的电阻为0时,电流最大,根据欧姆定律可知:
U=I最小(R1+R3+R2)=1.6A×(R1+2Ω+2Ω);
U=I最大(R1+R3)=83A×(R1+2Ω);
两式联立,解得:R1=1Ω,U=8V;
(2)当只闭合开关S,将滑片P移至滑动变阻器R2的中点时,此时滑动变阻器接入电路的电阻为2Ω;
电压表V2的测量的是R3两端的电压,电压表V1测量的是滑动变阻器和电阻R1两端的电压;
根据串联电路的分压规律可知,电阻之比等于电阻两端的电压之比,则:U1′:U2′=(R1+R'2):R3=(1Ω+1Ω):2Ω=1:1。
答:(1)电压U的数值为8V;(2)U1′:U2′的值为1:1。
四.解答题(共1小题)
26.【解答】解:
(1)①只闭合开关S、S1,读出并记录电流表示数I1,
②只闭合S、S2,读出并记录电流表示数I2,图中电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流为0.5A;
③在①中,两电阻并联,电流表测R0的电流,由欧姆定律,电源电压:
U=I1×R0=0.2A×30Ω=6V;
在②中,两电阻并联,电流表测干路电流,由并联电路各支路互不影响,故通过定值电阻的电流仍为0.2A,
由并联电路电流的规律,通过待测电阻的电流为:
Ix=0.5A﹣0.2A=0.3A;
由欧姆定律,Rx=UIx=6V0.3A=20Ω;
(2)如下表所示:
I1/A
I2/A
Rx/Ω
0.2
0.5
20
故答案为:(1)②只闭合S、S2;(2)如上表所示。
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