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2020-2022年湖北中考物理3年真题汇编 专题17 欧姆定律(学生卷+教师卷)
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专题17 欧姆定律
一、多选题
1.(2021·湖北湖北·中考真题)如图所示,电源电压不变。闭合开关S后,滑动变阻器的滑片自a向b移动的过程中,下列说法正确的是( )
A.电压表的示数不变
B.电压表的示数变大
C.电压表示数的变化量与电流表A示数的变化量之比的绝对值变小
D.电压表示数的变化量与电流表A示数的变化量之比的绝对值不变
【答案】BD
【解析】
AB.上图中,定值电阻与滑动变阻器串联,电流表测电路的电流,电压表V1测R1的电压,电压表V2测R2的电压,滑动变阻器的滑片自a向b移动的过程中,滑动变阻器连入电路的电阻变大,根据串联电阻的规律,电路的电阻变大,由欧姆定律可知,电路的电流变小,由
U=IR
可知,电压表的示数变小,根据串联电路电压的规律,电压表的示数变大,故A错误,B正确;
C.由欧姆定律,变阻器滑片移动前电压表示数
U11=I11R1
滑片移动后电压表示数
U12=I12R1
两式相减得
故有
即电压表示数的变化量与电流表A示数的变化量之比的绝对值不变,故C错误;
D.串联电路中用电器两端的电压和等于电源两端的电压(保持不变),故电压表示数的变化量的绝对值等于电压表示数的变化量的绝对值,结合选项C可知,电压表示数的变化量与电流表A示数的变化量之比的绝对值不变,故D正确。
故选BD。
【点睛】
本题考查串联电路的规律及欧姆定律的运用,关键是电路结构的分析。
二、单选题
2.(2020·湖北宜昌·中考真题)交警查“酒驾”的测试仪内部有一个酒精气体传感器,它是一种气敏电阻,其阻值随酒精气体浓度的增大而减小。测试位电路主要由气敏电阻R、定值电阻R0和电压表组成酒精气体的浓度通过电压表示数反映,司机呼出的酒精气体浓度越大,电压表的示数就越大。下列符合要求的电路图是
A.B.C. D.
【答案】A
【解析】
根据串联电路电阻分压特点,要求司机呼出的酒精气体浓度越大,电压表的示数就越大,则要求电压表测量的电阻占电路总电阻的比例越大:
A.司机呼出的酒精气体浓度越大,气敏电阻R越小,根据串联分压,定值电阻R0占总电阻的比例越大,电压表示数越大,故A符合题意;
B.司机呼出的酒精气体浓度越大,气敏电阻R越小,占总电阻的比例越小,电压表示数越小,故B不符合题意;
C.电压表测量电源电压,保持不变,故C不符合题意;
D.电压表串联在电路中,相当于直接测量电源电压,故D不符合题意。
故选A。
3.(2020·湖北十堰·中考真题)如图甲是非接触式红外线测温枪,图乙是它的工作原理图。R0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。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,电压表示数越大
C.体温越高,电压表示数越小 D.体温越低,电压表示数越大
【答案】B
【解析】
A.由图丙知,热敏电阻R的阻值随温度的升高而减小,故A错误;
BCD.由电路图知,定值电阻和热敏电阻串联,电压表测定值电阻的电压。当人的体温升高时,R的阻值减小,即电路的总电阻减小,据欧姆定律知,电路中的电流增大,那么定值电阻两端的电压增大,故B正确,CD错误。
故选B。
4.(2020·湖北武汉·中考真题)如图所示,电源电压15V保持不变,滑动变阻器的滑片在最右端。闭合开关S1,断开开关S2,滑片P移至中点附近时,电流表的示数是0.5A,保持滑片P不动,闭合开关S2,断开开关S1时,电流表的示数是0.2A,则电阻R3的阻值是
A.20Ω B.30Ω C.45Ω D.50Ω
【答案】C
【解析】
分析电路可知, 闭合开关S1,断开开关S2,R2和R1串联,滑片P移至中点附近时,设R2和R1串联的总电阻为R′,电流表的示数是0.5A,由欧姆定律可得
R′===30Ω
闭合开关S2,断开开关S1时,R2、R3和R1串联,保持滑片P不动,设R2、R3和R1串联的总电阻为R″,电流表的示数是0.2A, 由欧姆定律可得
R″===75Ω
滑片P保持不动,故电阻R3的阻值为
R3= R″- R′=75Ω-30Ω=45Ω
故选C。
5.(2020·湖北孝感·中考真题)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,通过控制开关S1、S2和S3的通断来研究电路的常见故障与串、并联,通过调节滑动变阻器来分析电路中电流的变化情况,则( )
A.闭合S3,断开S1、S2, R被短路
B.闭合S1,断开S2、S3,L与R串联
C.闭合S2,断开S1、S3, L与R并联
D.闭合S2,断开S1、S3,滑片P向右移动,电流表的示数变小
【答案】D
【解析】
A.闭合S3,断开S1、S2,此时电路为只有灯泡L的简单电路,R断路,故A不符合题意;
B.闭合S1,断开S2、S3,滑动变阻器R的滑片P处于中点,此时滑动变阻器一半阻值接入电路,灯泡L断路,故B不符合题意;
C.闭合S2,断开S1、S3,此时L与R一半阻值串联,故C不符合题意;
D.闭合S2,断开S1、S3,此时L与R一半阻值串联,滑片P向右移动,滑动变阻器阻值增大,根据串联电路分压规律,滑动变阻器分压增大,灯泡L分压减小,灯泡L实际功率减小,小灯泡变暗,温度降低,灯泡L电阻减小,由于滑动变阻器阻值增大量大于灯泡L阻值减小量,所以该过程总电阻增大,根据欧姆定律可知,电路电流减小,电流表测电路电流,所以电流表示数变小。故D符合题意。
故选D。
6.(2020·湖北荆门·中考真题)将电阻R和灯泡L接在图甲所示的电路中,电源电压保持不变。图乙为电阻R和灯泡L的I—U图象。闭合开关S,电流表示数为0.3A,则电源电压和电阻R的大小分别是( )
A.8V 6.67Ω B.12V 20Ω
C.8V 20Ω D.12V 10Ω
【答案】C
【解析】
观察图乙图象,根据定值电阻的图象是一条过原点的直线,可判断乙图中的直线是定值电阻R的图象,由图象数据,当定值电阻R两端的电压为4V时,对应的电流是0.2A,根据,则定值电阻R的阻值
图甲电路图,闭合开关S,电阻R和灯泡L串联,电流表测电路电流,电流表示数为0.3A,根据串联电路电流规律,则电阻R和灯泡L的电流
由图象乙可知,当电路电流是0.3A时,此时灯泡L分压
此时电阻R分压
根据串联电路电压规律可得
故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
7.(2020·湖北鄂州·中考真题)小周同学设计了以下四种电路,其中电源电压不变且未知,R0是已知阻值的定值电阻。在实验中不拆改电路的情况下,能够测出未知电阻Rx阻值的电路是( )
A.只有甲 B.只有乙丙 C.只有甲乙丙 D.甲乙丙丁都可以
【答案】C
【解析】
甲图:只闭合S2时,两电阻串联,电流表测电路中电流I1;两开关都闭合时只有R0接入电路中,电流表测此时电路中电流I0,根据电源电压不变列式
I1(R0+Rx)=I 0R 0
可求出Rx的阻值,故能测出Rx阻值;
乙图:闭合开关S、S2,两只电阻串联,电压表测量电源电压为U;闭合S,断开S2,闭合S1,电压表测量电阻R0两端电压U0,根据电路电流相等列式
可求出Rx的阻值,故能测出Rx阻值;
丙图:只闭合S1时,电路是只有R0的基本电路,电流表测量通过R0的电流I0;再闭合S2,两只电阻并联,电流表测量干路电流I,根据电源电压不变列式
I0R0=(I﹣I0)Rx
可求出Rx的阻值,故能测出Rx阻值;
丁图:闭合开关S,S1接1,两只电阻串联,电压表测量R0两端电压为U0;S1接2,电压表反接,不能测量Rx两端电压Ux,仅有一个电压值,不能测出Rx阻值。
故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
8.(2020·湖北荆州·中考真题)如图所示,R1是定值电阻,R2是滑动变阻器,电源电压保持不变,下列说法正确的是( )
A.R1与R2是串联
B.电压表只测R1两端的电压
C.当P向b滑动时,电压表示数不变,电流表A2示数不变
D.当P向b滑动时,两个电流表示数都变小
【答案】C
【解析】
A.由图可知,电流有两条路径,所以R1与R2并联,故A项错误;
B.R1与R2并联,所以电压表测量R1与R2及电源电压,故B项错误;
C.电流表A2测量通过R1的电流,所以当P向b滑动时,电源电压不变,所以电压表示数不变,R1电流电压不变,所以电流表A2不变,故C项正确;
D.当P向b滑动时,R2电阻变大,总电阻变大,总电流变小,电流表A1示数变小,而电流表A2示数不变,故D项错误。
故选C。
9.(2020·湖北鄂州·中考真题)如图所示电路中,电源电压为4.5V,L1、L2是小灯泡,当开关S闭合时,电压表的示数为1.5V,忽略温度对灯丝电阻的影响,则
A.L2两端的电压为1.5V
B.L1两端的电压为1.5V
C.L1与L2的灯丝电阻之比为2:1
D.通过L1与L2的电流之比为1:2
【答案】B
【解析】
由图可知:当开关S闭合时,灯泡L1、L2串联,则通过的电流之比为1:1,
电源电压为:
U=4.5V,
电压表的示数为:
U1=1.5V,
则L2两端电压:
U2=U-U1=4.5V-1.5V=3V
L1与L2的灯丝电阻之比为1:2,
故ACD错误,B正确.
10.(2021·湖北湖北·中考真题)图甲是一种测力装置部分结构的示意图。横梁OA上下表面各贴一张完全一样的应变电阻片R1和R2,串联在有恒定电流的电路中(图乙)。在A端施加向下的力F,横梁向下弯曲,R1被拉伸,R2被压缩,根据它们两端电压的差值即可测量力F的大小。下列有关分析错误的是( )
A.通过R1和R2的电流相等 B.R2的电阻减小
C.R1两端的电压小于R2两端的电压 D.R1和R2两端电压的差值越大,A端受到的压力越大
【答案】C
【解析】
A.由图可知,两个电阻串联,在串联电路中,各处的电流是相同的,所以通过两个电阻的电流相同,故A正确,不符合题意;
B.在压力的作用下,横梁向下弯曲,R1被拉伸,R2被压缩,即R1变长,横截面积变小,电阻变大;R2变短,横截面积变大,电阻变小,故B正确,不符合题意;
C.发生形变后,R1的电阻大于R2的电阻,通过两个电阻的电流相同,根据U=IR可知,R1两端的电压大于R2两端的电压,故C错误,符合题意;
D.根据欧姆定律可知,R1和R2两端电压的差值越大,说明R1和R2的阻值的差值越大,所以R1被拉伸的更长,R2被压缩的越短,从而说明A端受到的压力越大,故D正确,不符合题意。
故选C。
11.(2021·湖北荆州·中考真题)如图所示的电路中,电源电压不变,闭合开关S,电路正常工作,当滑片P向右移动的过程中,下列说法正确的是( )
A.灯泡L变亮
B.电压表示数变小
C.电路的总电阻变小
D.电压表示数与电流表示数的比值变大
【答案】B
【解析】
由电路图可知,灯泡L与滑动变阻器串联,电压表测灯泡两端的电压,电流表测电路中的
电流;
ABC.当滑片P向右移动过程中时,接入电路中的电阻增大,电路中的总电阻增大,电路中电流减小,灯泡两端的电压减小,电压表示数变小,灯泡变暗,故A错误,B正确;C错误;
D.电压表示数与电流表示数的比值正好是小灯泡的电阻,随着灯泡两端电压减小,灯泡的电阻减小,电压表示数与电流表示数的比值应变小,故D错误。
故选B。
12.(2021·湖北恩施·中考真题)如图所示电路中,开关闭合后,两电灯都发光,电表正常工作,一段时间后,由于灯L1短路(灯L2、电表不会烧坏),会有下面哪种情况发生( )
A.电流表示数变小 B.电压表无示数
C.电压表示数不变 D.电压表示数变大
【答案】B
【解析】
分析电路,灯L1、L2串联接入电路,电流表测该电路电流,电压表测L1两端电压。灯L1短路,电路中只有L2接入电路,电路总电阻变小,电源电压不变,由欧姆定律可知,电路电流变大,电流表示数变大;灯L1短路,电压表也被短路,故电压表示数为零。故A、C、D错误;B正确。
故选B。
13.(2021·湖北宜昌·中考真题)如图所示,电源电压恒定,闭合S1,小灯泡发光,再闭合S2时,观察到的现象是( )
A.电压表示数增大 B.电流表示数变小
C.小灯泡变亮 D.小灯泡亮度不变
【答案】D
【解析】
A.闭合开关S2前后,电压表测的都是电源电压,所以电压表示数不变,故A错误;
B.闭合S2前电流表测的是灯的电流,闭合S2后灯和定值电阻并联,电流表测的是干路电流,所以电流表示数变大,故B错误;
CD.闭合开关S2前后,灯的电压和电阻都不变根据公式得灯的实际功率不变,所以灯的亮度不变,故C错误,D正确。
故选D。
14.(2021·湖北武汉·中考真题)在如图所示的电路中,电源电压恒为6V,R1=10Ω,R3=30Ω。开关S1闭合,开关S2接a,滑动变阻器R2的滑片P位于图示位置时,电压表的示数为1.2V。开关S1闭合,开关S2接b,滑片P移动到另一位置时,电压表的示数为2.0V。前后两次滑动变阻器接入电路的电阻变化了( )
A.5Ω B.10Ω C.20Ω D.40Ω
【答案】A
【解析】
开关S1闭合,开关S2接b,三电阻串联,电压表测R1、R2总电压,电流为
此时R2电阻为
开关S1闭合,开关S2接a,三电阻串联,电压表测R1电压,电流为
此时R2电阻为
所以前后两次滑动变阻器接入电路的电阻变化了
故BCD不符合题意,A符合题意。
故选A。
15.(2021·湖北宜昌·中考真题)在“探究电流与电压的关系”的实验中,小军分别画出了电阻R1和R2的I-U图像如图所示,下列说法正确的是( )
A.当R1与R2两端的电压为0时,它们的电阻也为0
B.用不同的电阻研究电流与电压的关系得出的结论不一样
C.在电阻一定时,导体两端的电压与通过导体的电流成正比
D.R1与R2的阻值之比为1:2
【答案】D
【解析】
A.电阻是导体的属性,与他两端是否加电压无关,当R1与R2两端的电压为0时,仍有电阻,故A错误;
B.导体电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比,用不同的电阻研究电流与电压的关系得出的结论应该是一样的,故B错误;
C.在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比,是导体两端的电压大小决定了通过导体的电流大小,电压是由电源提供的,不由电流大小决定,故C错误;
D.R1与R2的阻值之比为
故D正确。
故选D。
16.(2021·湖北随州·中考真题)如图所示,电源电压恒定,R0为定值电阻,闭合开关S1、S2后,将滑片P逐渐滑动到变阻器中央。电流表A和A1的示数分别用I和I1表示,电压表V的示数用U表示,当滑片P向右移动时,下列判断正确的是( )
A.I1的数值变小,U的数值变大 B.I-I1的数值不变
C.的数值变大 D.UI的数值变大
【答案】B
【解析】
A.两电阻并联,A测干路电流,A1测变阻器电流,V测电源电压,当滑片P向右移动时,变阻器电阻变大,A1变小,并联电路定值电阻支路不受影响,总电流I变小,电压表示数不变,故A错误;
B.并联电路定值电阻支路不受影响,I-I1的数值为定值电阻电流,不变,故B正确;
C.的数值为定值电阻阻值,不变,故C错误;
D.U不变,I变小,UI的数值变小,故D错误。
故选B。
17.(2022·湖北·荆州市教育科学研究院中考真题)在进行“探究串联电路电压特点”实验时,某同学设计的电路如图所示。对于实验过程中出现的现象及分析正确的是( )
A.如果只有灯泡L1断路,则开关闭合后电压表示数为零
B.如果只有灯泡L2断路,则开关闭合后电压表示数为零
C.开关闭合后,如果灯泡L2不亮、L1亮,一定是灯泡L2断路
D.开关闭合后,如果电压表示数为电源电压,一定是灯泡L2短路
【答案】B
【解析】
A.如果灯泡L1断路,则电压表将串联在电路中,电压表的示数接近于电源电压,故A错误;
B.如果只有灯泡L2断路,则电路中没有电流通过,所以开关闭合后电压表示数为零,故B正确;
C.开关闭合后,如果灯泡L2不亮、L1亮,一定是灯泡L2短路,如果灯泡L2断路,则灯泡L1、L2都不亮,故C错误;
D.开关闭合后,如果电压表示数为电源电压,可能是灯泡L2短路,也可能是灯泡L1断路,故D错误。
故选B。
18.(2022·湖北恩施·中考真题)如图所示,电源两端电压保持不变,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片适当左移,下列说法正确的是( )
A.电流表A1示数不变、电流表A2示数变小
B.电流表A1示数变大、电压表V示数不变
C.电流表A2示数变大、电压表V示数变小
D.电流表A2示数变大、电压表V示数不变
【答案】D
【解析】
如图,小灯泡与滑动变阻器并联,电流表A1测量通过小灯泡的电流,电流表A2测量干路电流;在滑动变阻器的滑片向左移动的过程中,小灯泡所在的支路两端的电压为电源电压保持不变(并联电路各支路两端的电压均等于电源电压),故通过小灯泡的电流不变,即电流表A1的示数不变;滑动变阻器所在的支路电阻变小,电流变大,故干路的电流变大(并联电路中干路电流等于各支路电流之和),即电流表A2的示数变大;电压表V测量电源电压保持不变。
故选D。
19.(2022·湖北十堰·中考真题)我市交通管理部门定期开展交通违法专项治理行动,如图甲是查处饮酒驾驶行为中使用的某酒精测试仪工作原理图,电源电压恒定,R1为定值电阻,R2为气敏电阻,其阻值随气体酒精浓度的变化情况如图乙所示,闭合开关S,下列说法正确的是( )
A.气敏电阻主要由超导体材料制成
B.图甲中通过R1的电流保持不变
C.检测气体的酒精浓度越大,R2阻值越大
D.检测气体的酒精浓度越大,电压表示数越大
【答案】D
【解析】
AC.由图乙可知,气敏电阻R2的阻值不为0,且随气体酒精浓度的增大而减小,而超导体的阻值为0,故AC错误;
B.由图乙可知,气敏电阻R2的阻值随气体酒精浓度的增大而减小,根据串联电路的电阻特点可知,电路中的总电阻会改变,而电源电压不变,再根据欧姆定律可知,电路中的电流会改变,故B错误;
D.由图乙可知,检测气体的酒精浓度越大,气敏电阻R2的阻值越小,根据串联电路的电阻特点可知,电路中的总电阻会变小,而电源电压不变,再根据欧姆定律可知,电路中的电流会变大,由公式U=IR可知,定值电阻R1两端的电压变大,而电压表测的就是定值电阻R1两端电压,所以电压表示数变大,故D正确。
故选D。
三、填空题
20.(2021·湖北十堰·中考真题)如图所示,电源电压保持不变,闭合开关S后,两灯均发光(设灯丝电阻不变),电压表示数为U,过一段时间后,突然两灯均熄灭,且有一个电表的示数变大,已知两灯中仅有一个出现了故障。请你判断故障情况是 ______;若此时电压表是示数为4U,则小灯泡L1、L2的电阻之比为 ______;排除故障后,将小灯泡L1、L2的位置互换,则示数一定不发生变化的是 ______表(选填“电流”、“电压”或“电流和电压”)。
【答案】 L2断路 3∶1 电流
【解析】
[1] 闭合开关S,小灯泡L1、L2串联,电压表测L2两端电压,电流表测该电路电流。过一段时间后,突然两灯均熄灭,说明电路中灯泡不可能发生短路,只可能时断路,如果灯L1断路,则两表示数都为零,不符合题意;如果灯L2断路,电流表示数为零,电压表示数接近于电源电压,两灯都不亮,符合题意,由此判断故障情况是灯L2断路。
[2]由以上分析可知,此时电压表示数接近于电源电压为4U,L2两端电压为U,所以L1两端电压为3U,根据串联电路的分压规律,小灯泡L1、L2的电阻之比
[3]排除故障后,将小灯泡L1、L2的位置互换,与电压表并联部分的电阻发生了改变,电压表示数会发生变化。电路中总电阻不变,电源电压也不变,所以电路中电流不变,电流表示数不变。所以示数一定不发生变化的是电流表。
四、计算题
21.(2020·湖北省直辖县级单位·中考真题)某科技小组自制了一个测量池水深度的装置,如图甲,它主要是由控制盒和测量盒构成,其电路连接如图乙所示(连接导线带绝缘皮,足够长,不计电阻和质量)。测量盒是一个底面积为8cm2、高5cm、重2.0N的圆柱体,其底部为压敏电阻R,R与水接触的表面涂有绝缘漆,其阻值随下表面压力变化的部分参数见下表∶控制盒中电源电压恒定,R0为定值电阻。科技小组的同学将测量盒缓慢浸入水中,工作时测量盒底部始终与水平面相平,不考虑大气压强的影响。
(1)当测量盒浸入深度为1m时,电压表的示数为1.5V,求此时R底部受到水的压强。
(2)当测量盒浸入深度为2m时,电压表的示数为2.0V,求电源电压和R0的阻值。
(3)将测量盒放入水平池底(R与池底未紧密结合,导线松弛),静止时电压表示数为3V,则池水深度为多少米?
【答案】(1) 1×104Pa;(2) 6V 5Ω;(3)5.8m
【解析】
(1)由p=ρgh得R底部受到水的压强
p1=ρgh1=1×103kg/m3×10N/kg×1m=1×104Pa
(2)由图知压敏电阻R与R0串联,电压表测量R0两端的电压,当h1为1m时,水对R底部的压力为
F1=p1S=1×104Pa×8×10-4m2=8N;
查表得∶R1=15Ω,则有
U=I1R1+U0=R1+U0……①
当h2为2m时,水对R底部的压力为
F2=p2S=ρgh2S=1×103kg/m3×10N/kg×2m×8×10-4m2=16N
查表得∶R2=10Ω,则有
U=I2R2+U0’=R2+U0……②
联立①②式代入数据解得∶电源电压U=6V,R0=5Ω
(3)电压表示数为U3=3V时,有
U=I3R3+U3=R3+U3
代入数据解得R3=5Ω,查表得测量盒底部受到的总压力F3=48N
又∶测量盒沉底时受到重力、支持力和浮力,其中G=2.0N
F浮=ρgV排=1×103kg/m3×10N/kg×8×10-4m2×0.05m=0.4N
则池底对测量盒底部的支持力
F支=G-F浮=2.0N-0.4N=1.6N
所以,水对测量盒底部的压力为
F=F3-F支=48N-1.6N=46.4N
由
F=pS=1.0×103kg/m3×10 N/kg×h3×8×10-4m2=46.4N
解得h3=5.8m。
答:(1)当测量盒浸入深度为1m时,电压表的示数为1.5V,求此时R底部受到水的压强为1×104Pa;
(2)电源电压为6V,R0的阻值为5Ω;
(3)将测量盒放入水平池底(R与池底未紧密结合,导线松弛),静止时电压表示数为3V,则池水深度为5.8m。
五、实验题
22.(2020·湖北省直辖县级单位·中考真题)为了探究“通过导体的电流与导体电阻的关系”,小明采用了如图甲所示的实物图。实验供选择的定值电阻有5个,阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、30Ω,电源电压恒为4.5V,滑动变阻器的最大阻值为30Ω。
(1)实验前,滑动变阻器的滑片应移到______端(选填“A”或“B”)。
(2)小明首先用5Ω电阻实验,闭合开关后发现,无论怎么移动滑片,电流表指针无偏转,电压表指针迅速满偏,则电路中的故障可能是_____。(填字母)
A.开关断路 B.滑片接触不良 C.电阻断路 D.电流表短路
排除故障后,小明根据实验数据在乙图中描点,则阴影部分的面积表示_____,其数值为_____。
(3)第2次实验中,他将5Ω电阻换成10Ω,如果滑片仍然停留在第1次实验的位置小明应向____(选填“A”或“B”)端移动滑片,同时,眼睛应注视______(选填“滑片”“电流表示数”或“电压表示数”)
(4)只用30Ω的滑动变阻器_____(选填“能”或“不能”)直接完成5次实验。
(5)该实验电路还可以完成______实验。(写一个)
【答案】 B C 电阻两端的电压(或“电压”) 2V B 电压表示数 不能 探究电流与电压的关系(或“伏安法测电阻”“测电阻的电功率”)
【解析】
(1)[1]为了保护电路安全,实验前,滑动变阻器的滑片应移到阻值最大处,即B端。
(2)[2][3][4]电流表指针无偏转,说明该电路断路,电压表指针迅速满偏,则电路中的故障可能是电阻断路,选C;图乙中,横坐标是电阻R,纵坐标是电流I,阴影部分的面积是电流与电阻的乘积,就是电阻两端的电压,其数值为2V。
(3)[5][6]探究“通过导体的电流与导体电阻的关系”应保持电阻电压不变,将5Ω电阻换成10Ω,此时电阻分得的电压变大,要恢复原来的电压大小,应将滑动变阻器的阻值也变大,即将滑片滑向滑动变阻器的B端,同时观察电压表的示数,直到电压表的示数为2V为止。
(4)[7]当使用30Ω电阻实验时,滑动变阻器阻值最大为30Ω,电源电压为4.5V,此时,滑动变阻器最大分得2.25V电压,故不能只用30Ω的滑动变阻器直接完成5次实验。
(5)[8]该电路图,电阻与滑动变阻器串联,电压表测量电阻电压,探究电流与电压的关系、伏安法测电阻、测电阻的电功率,也可以用此装置完成。
23.(2020·湖北黄石·中考真题)课外兴趣小组要测量一个未知电阻Rx的阻值,现有下列器材:电源、两个量程均为0~0.6A的相同电流表A1,A2、一个已知阻值的定值电阻R0=9Ω、开关、导线若干。兴趣小组同学们开动脑筋,积极思考,设计出了一个测量Rx的方法。
(1)同学们设计出的测量电路图如图,请根据电路图把未完成的实物图连接线补充完整( );
(2)连接好电路,闭合S之前,滑动变阻器的滑片P应滑到______(选填“a”“b”)端;
(3)调节滑动变阻器,使两个电流表有一个恰当的读数,如图,两表A1、A2的读数分别为I1=______A,I2=______A;
(4)根据两电流表读数可得出被测电阻Rx=______Ω;
(5)调节滑动变阻器,使A1和A2表的读数都变大,为保证A2表不被烧坏,则A1表的读数不能超过______A;
(6)有同学认为,改用下面电路图也可以测出Rx的值,你认为是否可行?
答:______(选填“是”“否”)。
【答案】 b 0.32 0.48 4.5 0.4 是
【解析】
(1)[1]根据电路图可知,电流表A1测量Rx的电流,电流表A2测量干路中的电流,所以实物连接如图所示
。
(2)[2]连接好电路,闭合S之前,滑动变阻器的滑片P应滑到阻值最大处,由图可知,滑片P应滑到b端。
(3)[3]由图可知,I1=0.32A。
[4]由图可知,I2=0.48A。
(4)[5]由并联电路中电流的关系可知,R0的电流为
由欧姆定律可知,R0的电压为
R0与Rx并联,所以电压相等,由欧姆定律可知,Rx的电组为
(5)[6]为保证A2表不被烧坏,则A2表的示数最大为0.6A,R0与Rx并联,此时R0与Rx的总电阻为
此时R0与Rx的电压
R0与Rx并联,所以电压相等,由欧姆定律可知,A1表的读数为
所以,A1表的读数不能超过0.4A。
(6)[7]如图所示的电路图,R0与Rx并联,可根据两个电阻的电压相等,测出Rx的值,所以该电路图是可行的。
24.(2020·湖北宜昌·中考真题)小明利用如下图所示实验装置探究“电流与电阻的关系”,相关器材规格已在图中标明。其中电阻箱是一个可调电阻,可以实现电阻从0Ω到9999Ω整数调节并显示阻值。
(1)小明认为,要研究电流与电阻的关系,应该改变电阻的大小,再观察电流的变化。小明的想法里“改变电阻的大小”是指( )
A.拨动电阻箱到不同的电阻值
B.调节滑动变阻器
(2)小明尚未将电压表连入电路,你认为电压表应该并联在____两端。(选填“电阻箱”“滑动变阻器”或“电源”)
(3)下表是小明设计用于记录数据的表格,请在表格第二、三排的最左侧格子里写出要记录的物理量名称。
实验次数
1
2
3
4
物理量名称∶_____
物理量名称∶_____
【答案】 A 电阻箱 电阻 电流
【解析】
(1)[1]改变电阻的大小指的是拨动电阻箱到不同的电阻值,而调节滑动变阻器是为了保证电阻箱两端的电压不变。
(2)[2]电压表应该并联在电阻箱两端,这样可以显示电阻箱的电压,电阻箱的电阻在变化,通过调节滑动变阻器的电阻,保证电阻箱两端的电压不变。
(3)[4][5]探究“电流与电阻的关系”,则要保证电压不变,观察变化的电流与变化的电阻关系,所以物理量的名称是电阻与电流。
25.(2020·湖北随州·中考真题)为测量额定电压为“3V”的小灯泡发光时的电阻,小程连接了如图所示的电路,其中电源电压恒定为6V。
(1)小程合理地连接好电路,闭合开关,发现小灯泡不亮,但电流表、电压表示数都不为零,接下来他应进行的操作是______;
A.检查灯泡是否断路 B.检查灯泡是否短路
C.检查开关是否接触良好 D.移动滑动变阻器的滑片
(2)下表为小程记录的实验数据:
实验序号
电压表示数/V
电流表示数/A
1
1.00
0.250
2
2.00
0.400
3
2.40
0.500
4
3.00
0.520
小程在测量第一组数据后再测量第二组数据时,滑动变阻器的滑片P应向______端滑动(选填“左"或“右”)。老师发现小程测量的数据中有一组明显有误,则错误的一组是:______(选填序号“1”"、“2"、“3”或“4”);
(3)在完成以上实验后,小程还想测量另一个额定电压为3.8V的小灯泡的额定功率,但该电压表“0-15V"量程已损坏,只有“0-3V”量程可用,只更换小灯泡,其他器材不变。请设计出完成该实验的电路图并画在虚线框中( )。
【答案】 D 右 3
【解析】
(1)[1]电路连接正确后,闭合开关,电流表、电压表均有示数,电路为通路,发现小灯泡不亮,说明电路中的电流过小,故但接下来应进行的操作是:移动滑动变阻器的滑片,观察灯的发光情况,故选D。
(2)[2]由表格数据可知,第二组数据电压表示数大于第一组电压表示数,即增大灯泡两端的电压,故滑动变阻器的滑片P应向右滑动,减小滑动变阻器连入电路的阻值,减小分压。
[3]分析表格数据可知,第3组数据明显有误,因为由4组数据计算可得灯泡的电阻分别为
RL1===4Ω,RL2===5Ω,RL3===4.8Ω,RL4==5.77Ω
RL3小于RL2,不符合电压越高,通过灯泡的电流越大,灯丝温度越高,灯丝阻值越大的规律,所以第3组数据是错误的。
(3)[4] 电源电压恒定为6V,故可用电压表用“0∼3V”的量程测滑动变阻器的电压,电路图如图所示:
26.(2020·湖北黄冈·中考真题)在探究电流与电压关系的实验中,已有器材∶干电池、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线和阻值不同的定值电阻若干个。
(1)请你用笔画线代替导线,将图中的电路连接完整。要求滑片向右滑动时,变阻器连入电路的电阻变大。____
(2)实验时,闭合开关,将滑片移动到某位置,记下电压表和电流表的示数。接下来的操作是____。
A.断开开关,结束实验,整理好器材
B.将滑片移动到另外几个位置,分别记下电压表和电流表的示数
C.换用另一个定值电阻,将滑片移动到某位置,记下电压表和电流表的示数
(3)小明记录的实验数据如下表。分析可知,通过定值电阻的电流与其两端的电压____。
实验次数
1
2
3
4
5
6
电压U/V
0.3
0.6
0.9
1.2
1.5
1.8
电流I/A
0.08
0.15
0.23
0.30
0.38
0.45
(4)有同学建议小明再用其他规格的定值电阻重复以上实验。请对此建议的科学性进行评估∶________。
【答案】 B 成正比 建议科学合理。通过多组实验,实验结论更具科学性、普遍性,避免了偶然性。
【解析】
(1)[1]滑片向右滑动时,变阻器连入电路的电阻变大,导线应接滑动变阻器左下方,如图所示。
(2)[2]探究电流与电压关系,要保持电阻不变,将滑片移动到某位置,记下电压表和电流表的示数之后,接下来的操作应该直接将滑片移动到另外几个位置,分别记下电压表和电流表的示数,故选B。
(3)[3]由表可知,电压每增加0.3V,电流就增加0.8A左右,因此,通过定值电阻的电流与其两端的电压时成正比的。
(4)[4]只用一只定值电阻实验得到结论可能具有偶然性,因此要多换几只定值电阻在实验,同学这个建议科学合理。通过多组实验,实验结论更具科学性、普遍性,避免了偶然性。
27.(2020·湖北荆门·中考真题)学习了“电阻的测量”后,小华同学设想将电流表改装成可直接测量电阻的仪表,并设计了如图甲所示的电路,M、N是连接待测电阻的接线柱。电流表选定量程为0.6A,电源电压为6V。
(1)闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应置于______(选填“A”或“B”)端;
(2)将M、N直接用导线相连,调节滑动变阻器的滑片P,使电流表满偏(示数为0.6A),此时滑动变阻器接入电路的阻值为______Ω, 此后保持滑片P的位置不变;
(3)在M、N之间接入一个电阻,电流表的指针位置如图乙所示,则电流的大小为______A,接入电阻的阻值为______Ω;
(4) 综上可知,若通过电流表的电流为I,M、N之间接入电阻的阻值表达式为R=______(用题目给定量、计算已得量表示,不标注单位)。依据R与I的对应关系,将电流表表盘上的刻度对应改为M、N之间所接电阻的阻值,从而完成将电流表改装成直接测量电阻的仪表。将电流表改装成直接测量电阻的仪表后,仪表盘上的刻度是______(选填 “均匀”或“不均匀”)的。
【答案】 B 10 0.1 50 不均匀
【解析】
(1)[1]为了保护电路,闭合开关前,滑片P应置于滑动变阻器阻值最大处,由图甲可知,滑片P应置于B端。
(2)[2]电源电压6V,将M、N直接用导线相连,电流表示数0.6A,根据欧姆定律可得,此时滑动变阻器阻值
(3)[3]如乙图,电流表接小量程,分度值是0.02A,此时电流表读数0.1A。
[4]在M、N之间接入一个电阻,此时滑动变阻器和这个电阻串联,电流表测电路电流,根据串联电路电流规律,滑动变阻器和电阻电流相等,即
则此时滑动变阻器分压,由得
根据串联电路电压规律,电阻两端的电压
则电阻的阻值,由得
(4)[5]若通过电流表的电流为I,则此时电路总电阻
根据串联电路电阻特点,可得
则电阻阻值
[6]因为电流表指针的偏转角度与电流成正比,将电流表改装成直接测量电阻的仪表后,根据,电压U恒定,电流I与测量电阻R成反比,也就是指针偏转角度大小与所测电阻成反比,所以仪表盘上的刻度是不均匀的。
28.(2020·湖北恩施·中考真题)如图,在做“探究电流与电压、电阻的关系”实验中,采用了6V蓄电池、最大阻值为50Ω的滑动变阻器、电流表和电压表等器材。
(1)在研究电流与电压的关系实验时,一般是连接同一电阻R1,通过适当______来改变R1两端的电压;
(2)在研究电流与电阻的关系实验时,当用10Ω的电阻连接在电路AB间测得电压为2V后,断开开关,用20Ω的电阻替换AB间的R1,然后闭合开关,应将滑片向______ (选填a、b、或下)端移动,直到看到______时,才能读出所需电表的示数。
【答案】 调节滑动变阻器 b 电压示数为2V
【解析】
[1]如图所示电路,为R1 与R2串联,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,串联分压,在研究电流与电压的关系实验时,通过调节滑动变阻器来改变R1两端的电压。
[2] [3]研究电流与电阻的关系实验时,应保持AB间电压为2V不变,用20Ω的电阻替换AB间的R1时,电阻变大,分得的电压变大,要保持AB间电压为2V不变,此时滑动变阻器的阻值也应该变大,所以滑片应向b端移动,直到看到电压示数为2V时,才能读出所需电表的示数。
29.(2021·湖北荆门·中考真题)做“测量小灯泡的电阻”的实验。
(1)小华同学连接实物电路如图甲所示,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,发现小灯泡不亮。经检查,发现有一根导线连接错误,请你在连按错误的导线上打“×”,并用笔画线代替导线将图甲电路连接正确,连线不能交叉_________。
(2)连接电路时,开关必须______(选填“断开”或“闭合”)。电路连接完整后,闭合开关前应将滑动变阻器的滑片P移到______(选填“A”或“B”)端。
(3)正确连接电路后闭合开关,移动滑片P,当电流表的示数为0.2A时,电压表指针位置如图乙所示,则电压表读数为_____V,小灯泡的阻值为____Ω。
【答案】 断开 A 2.2 11
【解析】
(1)[1]如图,小灯泡没有真正接入电路,闭合开关小灯泡也不会发光,修改如下图:
(2)[2][3]为了保护电路,连接电路时,开关必须断开,电路连接完整后,闭合开关前应将滑动变阻器的滑片P移到最大阻值处,即A端。
(3)[4]如图,电压表选择的是 ,电压表的示数为2.2V。
[5]小灯泡的阻值为
30.(2021·湖北鄂州·中考真题)晓东用如图所示的电路,探究“通过导体的电流与电压、电阻的关系”,电源电压不变。
(1)晓东设计了如图甲所示电路图,请用笔画线代替导线将实物电路图乙连接完整______。要求:滑动变阻器的滑片向左滑动时,电路中的电流变大。
(2)在探究“电流与电压的关系”实验中,选定某一定值电阻进行实验,多次调节滑动变阻器的目的是______。
(3)在探究“电流与电阻的关系”实验中。
①每次改变电阻R的阻值后,要进行的操作是______,并记下对应的电流表示数。
②在做第4次实验时,将电阻R的阻值从15Ω调为20Ω后,就直接记录电流表示数,这个示数可能是______(选填A、B、C、D选项)。
实验次数
1
2
3
4
5
R/Ω
5
10
15
20
25
I/A
0.6
0.3
0.2
0.12
A.0.2A B.0.18A C.0.15A D.0.13A
③晓东同学及时更正错误,完成实验后,通过分析实验数据,初步得出的结论是______。
【答案】 改变(调节)定值电阻两端电压 调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数保持不变 B 电压一定时,通过导体的电流与电阻成反比
【解析】
(1)[1]要求滑动变阻器的滑片向左滑动时,电路中的电流变大,即电阻变小,故变阻左下接线柱连入电路中再与定值电阻串联,如下所示:
(2)[2]为得出普遍性的规律要测量多组数据,故在探究“电流与电压的关系”实验中,选定某一定值电阻进行实验,多次调节滑动变阻器的目的是改变(调节)定值电阻两端电压。
(3)①[3]在探究“电流与电阻的关系”实验中,要控制电阻的电压不变,故每次改变电阻R的阻值后,要进行的操作是:调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数保持不变。
②[4]根据表中数据,由欧姆定律,第3次实验电阻的电压为
在做第4次实验时,将电阻R的阻值从15Ω调为20Ω后,因定值电阻变大,而变阻器连入电路的电阻值不变,由分压原理,电阻的电压大于3V,由欧姆定律,此时通过定值电阻的电流 ,即电路的电流大于
根据串联电阻的规律,现在的总电阻大于第3次实验电路的总电阻,由欧姆定律,此时电路的电流应小于0.2A,故这个示数可能是0.18A,故选B。
③[5]由欧姆定律,定值电阻的电压为
……
即电阻的电压为一定值,通过分析实验数据,初步得出的结论是:电压一定时,通过导体的电流与电阻成反比。
【点睛】
本题探究“通过导体的电流与电压、电阻的关系”,考查电路连接、控制变量法、数据分析、串联电路的规律及欧姆定律的运用,综合性较强。
31.(2021·湖北·中考真题)小阳利用一些实验器材做电学实验。
(1)做“测量电阻”实验,实验原理是______。按图甲连接实物时,开关必须处于______状态, 滑片要移到______(选填 “A”或“B”)端。当我们考虑电流表、电压表自身电阻值且能形成通路时,按图甲所示接法测出的电阻值比真实值要偏______ (选填 “大”或“小”);
(2)在探究“电流与电阻关系”实验时,小阳分别用10Ω、15Ω、20Ω的三个电阻按图甲所示进行实验,其中电源电压6V恒定,滑动变阻器规格为“30Ω 1A”,得到如表实验数据。为提高结论的可靠性,他打算再选一个50Ω的定值电阻进行实验,结果收集不到需要的实验数据,原因是______;
电压U/V
3
电阻R/Ω
10
15
20
电流I/A
0.3
0.20
0.15
(3)学习电学知识之后,小阳用如图乙所示实验电路又做了一个实验。电源电压不变,R1为定值电阻,调节滑动变阻器R滑片,得出几组数据整理后如下表。发现:可以将电压表改成能直接读出电阻的电表,那他在5.0V 处应该读出的电阻值为______Ω。
次数
1
2
3
4
5
电压U/V
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
电阻R/Ω
1.0
2.5
5.0
10.0
【答案】 欧姆定律() 断开 A 小 滑动变阻器阻值过小 25
【解析】
(1)[1]测量电阻时,用到欧姆定律变形公式。
[2][3]为了保护电路,开关要断开,变阻器的滑片移动到阻值最大处,即A端。
[4]考虑电流表、电压表自身电阻值且能形成通路时,电压表测的是被测电阻两端电压,电流表所测电流为被测电阻R与电压表的电流之和,测量的电流变大,由可知电阻值比真实值要偏小。
(2)[5]由表中数据可知,电压表示数为3V,再选一个50Ω的定值电阻进行实验,由串联电路电压的规律可知变阻器两端的电压为
U滑=6V-3V=3V
由串联分压可知变阻器连入电路的电阻为50Ω,收集不到需要的实验数据,原因是滑动变阻器阻值过小。
(3)[6]由第1次数据可知,电路中的电流
定值电阻R1的阻值
第5次通过电路的电流
电阻R的阻值
32.(2021·湖北荆州·中考真题)用如图甲所示的电路测量定值电阻Rx的阻值。
(1)请用笔画线代替导线将图甲中的实物连接完整_______(要求滑片P向左移动的过程中电流表示数变小)
(2)正确连接电路后,闭合开关之前,应将滑动变阻器的滑片P置于_______(选填“A”或“B”)端:
(3)实验时,闭合开关,发现电流表和电压表示数都为0。用一根导线在图甲中先后连接接线柱G与F、F与E时,电压表和电流表示数仍为0,连接接线柱E与D时。电压表和电流表指针明显偏转,则电路的故障是_______。
(4)排除故障后继续实验,当电压表示数为2V时,电流表示数如图乙所示,则定值电阻Rx=_______。
(5)如果没有电压表,电源电压未知,可以用最大阻值为R的滑动变阻器,和如图丙所示电路,来测量电阻Rx的阻值。闭合开关后,滑动变阻器滑片在最左端时。电流表示数为I1:滑动变阻器滑片在最右端时,电流表示数为I2,则电阻Rx=_______。(用题中所给物理量的符号表示)
【答案】 A 滑动变阻器断路 10
【解析】
(1)[1] 滑片P向左移动的过程中电流表示数变小,即向左滑动时,滑动变阻器接入的阻值变大,故接B端,故用一根导线将滑动变阻器的下端B和待测电阻的右端相连,故如下图所示:
。
(2)[2]为保护电路,滑片需要位于阻值最大处,故位于A端。
(3)[3]连接接线柱E与D时,电压表和电流表指针明显偏转,说明ED之间存在断路,故是滑动变阻器的断路。
(4)[4]小量程,故电流表的示数为0.2A,则电阻的阻值为
故待测电阻的阻值为10Ω。
(5)[5] 闭合开关后,滑动变阻器滑片在最左端时,滑动变阻器全部接入,电流表示数为I2,此时可以列等式
当滑片在最右端时,滑动变阻器的阻值为零,故可以列等式
联立两式,则电阻的大小为
故待测电阻的阻值为。
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