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北师大版初中九年级物理第十二章欧姆定律素养综合检测课件
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这是一份北师大版初中九年级物理第十二章欧姆定律素养综合检测课件，共52页。
第十二章 素养综合检测(满分100分, 限时45分钟)一、选择题(每小题4分,共32分)1. 在探究电流与电压的关系实验中,下列说法 正确的是 ( )A.滑动变阻器可有可无,没有什么作用B.用灯泡代替定值电阻更好,能看到发光情况C.结论可以说电压与电流成正比D.结论是电阻一定时,电流与电压成正比D解析 探究电流与电压的关系实验中需要使用滑动变阻器, 可以保护电路,也可改变电阻两端的电压,A错误;不能用灯泡 代替定值电阻,因为灯丝的电阻会随温度的变化而变化,B错 误;结论不能说电压与电流成正比,因为电压是形成电流的原 因,C错误;该实验结论只能是电阻一定时,电流与电压成正 比,故选D。2.(2024河南渑池期末)某同学在探究“电流跟电压、电阻的 关系”时,根据收集到的数据画出了如图所示的I-R图像,下 列结论与图像相符的是( ) DA.电阻一定时,电流随着电压的增大而增大B.电阻一定时,电压随着电流的增大而减小C.电压一定时,电阻随着电流的增大而减小D.电压一定时,电流随着电阻的增大而减小解析 图像的横坐标表示电阻,纵坐标表示电流,是个反比例 函数图像,因此说明:电压一定时,电流随电阻的增大而减小, 即电流与电阻成反比。故选D。3. 关于串联电路的电阻,说法正确的是 ( )A.电阻串联,相当于增大横截面积B.串联电路的总电阻,比最小的电阻还要小C.串联电路的总电阻,比最大的电阻还要大D.串联电路的电阻,不遵循欧姆定律C解析 电阻串联,相当于增大导体长度,A错误;串联电路的总 电阻,比最大的导体电阻还要大,B错误,C正确;串联电路的电 阻,同样遵循欧姆定律,D错误。故选C。4.(新课标·模型建构)(2024甘肃酒泉期中)一个电阻是R的导 体,把它对折后接入电路,其电阻是 ( )A.R B.2R C. D. D解析 导体的电阻大小与导体的长度、横截面积和材料等 有关,在材料一定时,长度越小、横截面积越大,电阻越小,则 将该导体对折后,导体的材料不变,长度变为原来的 ,横截面积变为原来的2倍,所以对折后的电阻变为原来的 ,即对折后的阻值为 。故选D。5.(2023辽宁大连中考)如图所示的电路,闭合开关S,电压表无 示数,说明电路中存在故障。此时,可以通过观察电流表来做 进一步判断。已知故障发生在R1或R2上,下列判断正确的是 ( )DA.若电流表有示数,则R1被短接B.若电流表有示数,则R2断路C.若电流表无示数,则R2被短接D.若电流表无示数,则R1断路解析 电阻R1与电阻R2串联,电压表测量电阻R2两端的电压, 电流表测量电路中的电流,若R1被短接,则电流表和电压表都 有示数,A不符合题意;若R2断路,电流表无示数,B不符合题意; 若R2被短接,则电压表无示数,电流表有示数,C不符合题意;若 R1断路,电流表和电压表都没有示数,D正确。故选D。归纳总结 电路故障短路和断路的判断:短路时电路中有电 流,断路时电路中无电流;若电压表所测的用电器断路,电压 表示数为电源电压。要会辨别不同故障所出现的不同情 况。6.(2024河北石家庄藁城月考)如图所示,电路中电源电压保 持不变,闭合开关S1后,再闭合开关S2,则 ( ) A.电流表A1示数变大 B.电流表A示数变小C.灯泡L1变暗 D.电流表A1示数不变D解析 闭合开关S1后,电路为灯泡L1的简单电路,电流表A1、 A均测通过L1的电流;当再闭合开关S2时,灯泡L1和L2并联,电 流表A1测灯泡L1支路的电流,电流表A测干路电流。因并联 电路中各支路独立工作、互不影响,且电路中电源电压保持 不变,所以,通过灯泡L1的电流不变,即电流表A1示数不变,灯 泡L1的亮度不变,A、C错误,D正确;因并联电路中干路电流 等于各支路电流之和,所以干路电流变大,即电流表A的示数 变大,B错误。故选D。7.(2024北京房山期末)小华只有一块电流表,他想测出定值 电阻Rx的阻值,设计了如图所示的电路,电源两端的电压保持 不变,定值电阻R0=30 Ω。只闭合开关S、S1,电流表示数I1=0. 2 A;只闭合开关S、S2,电流表示数I2=0.3 A。则Rx的阻值为 ( ) AA.15 Ω B.20 Ω C.45 Ω D.60 Ω解析 闭合S、S1,断开S2,两电阻并联接入电路,电流表测通 过待测电阻的电流,断开S1,闭合S、S2,两电阻并联接入电路, 电流表测干路电流,并联电路干路电流等于各支路电流之和, 通过定值电阻的电流:I0=I2-I1=0.3 A-0.2 A=0.1 A,并联电路各 支路两端电压相等,根据欧姆定律可得电源电压:U=I0R0=0.1 A×30 Ω=3 V,待测电阻的阻值:Rx= = =15 Ω。故选A。8.(2024陕西铜川实验中学期末)如图甲所示的电路中,电源 电压保持不变,闭合开关,在保证电路元件安全情况下,移动 滑动变阻器的滑片,记录电流表、电压表示数;图乙是电路中 电流表与电压表示数关系的图像,下列说法正确的是 ( ) BA.定值电阻R0的阻值是20 ΩB.电源电压为4.5 VC.滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是10~15 ΩD.滑动变阻器中的电流与其两端的电压成反比解析 定值电阻R0与滑动变阻器串联,电压表测量滑动变阻 器两端的电压,电流表测量电路中的电流;当滑动变阻器两端 的电压为0时,电路中的电流最大为I大=0.6 A,根据欧姆定律可 知,电源电压为:U=I大R0=0.6 A×R0①;当滑动变阻器两端的电 压为3 V时,电路中的电流I=0.2 A,根据串联电路的电压特点 和欧姆定律可知,电源电压U=U滑+IR0=3 V+0.2 A×R0②;联立 ①②解得:定值电阻R0=7.5 Ω,电源电压U=4.5 V,A错误,B正 确;当电压表示数为0时,滑动变阻器连入电路的阻值为0,当 电压表示数为3 V时,通过电路中的电流为0.2 A,由欧姆定律可知,滑动变阻器连入电路的最大阻值为: R滑大= = =15 Ω,所以滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是0~15 Ω,C 错误;通过滑动变阻器的电流与其两端的电压成一次函数关 系,不是反比关系,D错误。故选B。二、填空题(每空2分,共28分)9.(新考法·设计实验)(2024陕西铜川期末)某同学利用如图所 示的电路探究“电流与电压、电阻的关系”。在探究通过 导体的电流与导体两端电压的关系时,应保持 不变,结 论是 ;在探究通过导体的电流与导体电阻关系时,滑动变阻器的作用是 。 电阻 电阻一定时,电流与电压成正比 保持R1端电压不变解析 在探究通过导体的电流与导体两端电压关系时,应保 持电阻不变,其结论是电阻一定时,电流与电压成正比;在探 究通过导体的电流与导体电阻关系时,应保持电阻两端的电 压不变,是通过滑动变阻器来实现的。10.在“探究串联电路中电阻的规律”实验中,连接电路时开 关必须处于 (选填“闭合”或“断开”)状态,电流 表必须 (选填“串联”或“并联”)在被测电路 中。现用一电阻R来等效替代串联电阻R1和R2,在电源电压不 变的条件下,电路中的电流与原来串联电路中的电流是 (选填“相同”或“不同”)的。断开 串联 相同解析 在连接电路时,开关应处于断开状态;测量电路电流的 电流表必须串联在电路中;用一电阻R来等效替代串联电阻R 1和R2时,在电源电压不变的条件下,电路中的电流与原来串联 电路中的电流是相同的。11.如图所示是A、B两定值电阻的U-I关系图像,则RA (选填“>”“=”或“<”)RB。若将A、B串联接到同一电 源上,通过A的电流为0.2 A,则电源电压为 V。 > 6解析 由图可知电路中的电流为0.2 A时,A两端的电压为4 V,B两端的电压为2 V,根据 R= 可知,RA > RB;串联电路总电压等于各部分电压之和,所以电源电压U=UA+UB=4 V+2 V=6 V。12.(跨学科·物理学与日常生活)教室内的灯是并联的,当熄灭 一部分灯之后,电阻会 ,教室内电路的电流会 。(均选填“变大”“变小”或“不变”)变大 变小解析 教室内的灯是并联的,当熄灭一部分灯之后,相当于并 联后等效电阻的横截面积变小,电阻会变大,根据欧姆定律可 知,在电压一定时,电阻变大,电流会变小。13.两个12 Ω的电阻并联,总电阻为 Ω。如图所示电 路是由十二个不同的电阻组成的,已知R1=12 Ω,其余电阻阻 值未知,测得A、B间总电阻为6 Ω。今将R1断开,则A、B间的 总电阻为 Ω。 6 12解析 因并联电路中总电阻的倒数等于各支路电阻倒数之 和,所以当两个12 Ω的电阻并联时,有 = + ,解得总电阻R=6 Ω;设除R1外,其他电阻的总电阻为R2,由题知,R1=12 Ω, R1与R2并联后的总电阻R'=6 Ω,则R2=12 Ω,将R1断开,则A、B 间的总电阻为12 Ω。14.(2024河北赵县期末)如图,已知R1=R2=10 Ω,当开关S接触 点1时,电压表示数为5 V,当开关S接触点2时,电压表示数为6 V,则电源电压U的值为 V,R3的值为 Ω。 10 15解析 根据电路图可知,当开关S接触点1时,R1、R2串联,电压 表测量R2两端电压:U2=5 V;由欧姆定律可得,通过R2的电流:I2 = = =0.5 A,由串联电路电流规律可得,通过R1的电流:I1=I2=0.5 A,由欧姆定律可得,R1两端的电压:U1=I1R1=0.5 A×10 Ω=5 V,根据串联电路电压规律可得,电源电压:U=U1+U2=5 V +5 V=10 V;当开关S接触点2时,R1、R3串联,电压表测量R3两 端电压:U3'=6 V,由串联电路电压规律可得,R1两端的电压:U1' =U-U3'=10 V-6 V=4 V,根据欧姆定律可得,通过R1的电流:I1'= = =0.4 A,由串联电路电流规律可得,通过R3的电流:I3'=I1'=0.4 A,由欧姆定律可得,R3的电阻:R3= = =15 Ω。三、实验探究题(15题6分,16题10分,共16分)15.(新考法·设计实验)(2024北京朝阳期末)小阳用小灯泡、 电压表、电流表、滑动变阻器、导线、开关及新的干电池 等实验器材,探究通过导体的电流跟导体两端电压的关系,他 设计的实验电路如图所示。 (1)本实验中使用滑动变阻器是为了保护电路和 。(2)小阳设计的实验电路存在的问题是: 。(3)解决问题后,小阳通过实验得到表中的实验数据。请你帮 助他分析归纳出实验结论: 。改变小灯泡两端的电压灯泡的灯丝电阻不是定值,会受温度的影响 导体的电阻不变时,通过导体的 电流与导体两端的电压成正比解析 (1)本实验中滑动变阻器的作用是保护电路和改变小 灯泡两端的电压;(2)小阳设计的实验电路存在的问题是灯泡 的灯丝电阻不是定值,会受温度的影响;(3)由实验数据得出: 每组数据的电压与电流的比值都等于或约等于10 Ω,故结论 为:导体的电阻不变时,通过导体的电流与导体两端的电压成 正比。16.(2022湖南常德中考)在“测定小灯泡的电阻”实验中,有 如下器材:电压表、电流表、开关、电压为6 V的电源,“3.8 V 0.4 A”的小灯泡、标有“20 Ω 1.5 A”的滑动变阻 器、导线若干。(1)甲组同学接好最后一根导线,灯泡立即发出耀眼的光并很 快熄灭,则他一定是将导线接在了如图中滑动变阻器的 (选填“A”或“B”)接线柱上了,此外他们还存在一个 不当的实验操作: 。A 实验前没有断开开关 (2)为了保证实验安全,滑动变阻器的调节范围为 ~20 Ω。(3)如表是乙组同学将电路图连接完整后并按正确的操作测5.5得的数据。当他们做完第1次实验后做第2次,应将滑动变阻 器的滑片向 (选填“A”或“B”)端移动;B(4)在乙组中小洋是负责数据分析的,他认为用表格中的数据 求出小灯泡电阻的平均值为8.1 Ω,即小灯泡电阻的测量值。 请你对此作出简要的评估: 。不正确,小灯泡的阻值和温度有关,不是定值解析 (1)甲组同学接好最后一根导线,灯泡立即发出耀眼的 光并很快熄灭,说明滑动变阻器接入阻值很小,由图知他一定 是将导线接在了滑动变阻器的A接线柱上,此时变阻器接入 电路的电阻为0。甲组同学接好最后一根导线,电路中就有 电流,说明开关已经闭合,实验前要求开关必须断开。(2)由图知灯泡与滑动变阻器串联,电压表测小灯 泡 两 端 电 压。当电流为0.4 A时,滑动变阻器接入电路的阻值最小。此 时小灯泡两端电压为3.8 V,滑动变阻器两端电压UP= U - UL=6 V-3.8 V=2.2 V,根据欧姆定律可求得此时接入电路的滑动变阻器的阻值RP=5.5 Ω,所以为了保证实验安全,滑动变阻器的 调节范围为5.5 ~20 Ω。(3)当他们做完第1次实验后做第2次,电压表示数变大,即小 灯泡两端电压变大,则滑动变阻器两端电压变小,因为滑动变 阻器下接线柱接B端,所以滑动变阻器的滑片向B端移动,变 阻器接入电路的电阻变小,其两端电压变小。(4)小灯泡的电阻和温度有关,温度越高,电阻越大,不是一个 定值电阻,所以用表格中的数据求出小灯泡电阻的平均值为 8.1 Ω是不恰当的。四、计算题(17题6分,18题9分,19题9分,共24分)17.(新课标·模型建构)(2024北京昌平期末)如图所示,电源两 端电压U为6 V并保持不变,电阻R1的阻值为20 Ω。闭合开关 S后,电流表A的示数I为0.5 A。求:(1)电流表A1的示数I1;(2)电阻R2的阻值。 解析 R1、R2并联,电流表A测量干路电流:I=0.5 A,电流表 A1 测量通过R1的电流;(1)因并联电路中各支路两端电压相等,且 都等于电源电压,所以电流表A1的示数:I1= = = =0.3 A;(2)因并联电路中干路电流等于各支路电流之和, 所 以 通 过 R2 的电流:I2=I-I1=0.5 A-0.3 A=0.2 A,由欧姆定律可得 R2 的 阻 值:R2= = = =30 Ω。18.(新课标·模型建构)(2024河北唐山期中)如图甲所示的电 路,R2为滑动变阻器,R1为定值电阻,电源两端电压保持恒定不 变。当滑片P从最右端b滑到最左端a的过程中,电压表的示 数与电流表的示数对应关系的图像如图乙所示。求: (1)电源电压;(2)定值电阻R1的阻值;(3)滑动变阻器的最大阻值。解析 R1和R2串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中 的电流。(1)当滑片P在最左端a时,电路为R1的简单电路,电路 中的电流最大,电压表测电源电压,由图乙可知,电 路 中 的 最 大电流I最大=0.3 A,电压表示数U大=12 V,则电源电压U=U大=12 V;(2)根据I= 可得R1的阻值:R1= = =40 Ω;(3)当滑片P在最右端b时,滑动变阻器接入电路的电阻最大,R1和R2串联, 电路中的电流最小,根据图乙可知:电 路 中 的 最小电 流 I最小 = 0.1 A,R1两端的电压为U1=4 V,根据串联电路的总电压等于各用电器两端的电压之和可知R2两端的电压:U2=U-U1=12 V-4 V=8 V,根据I= 可得变阻器的最大阻值:R2= = =80 Ω。19.(2024河南郸城期中)如图 甲 为 汽 车 油 箱 内 测 油 量 的 电 路 原理图。Rx为压力传感器,它的电阻值随它 受 到 压 力 的 变 关系如图乙所示。电流表为油量表(实 质 是一只量程为 0~0.6A的电流表),油箱内油量的变化通过电流表示数的变化显示 出来,定值电阻R0=5 Ω,电源电压恒为15 V,油箱位于压力传感 器上,空油箱重 85 N。油箱加满油时指针恰好 指 示 最 大 刻 度。(已知:汽油的密度ρ=0.7×103 kg/m3, g 取10 N/kg)请问: (1)加满油时,R0两端的电压是多少?(2)加满油时,Rx的阻值是多少?(3)油箱最多能储油多少升?解析 (1)由电路图可知,R0与Rx串联,电流表测电路中的电流, 油箱加满油时指针恰好指示最大刻度,由电流表的量程为0~ 0.6 A可知,此时电路中的电流I=0.6 A,由I= 可知R0两端的电压:U0=IR0=0.6 A×5 Ω=3 V;(2)由I= 可知,油箱加满油时电路的总电阻R= = =25 Ω,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,此时压力传感器的电阻Rx=R-R0=25 Ω-5 Ω=20 Ω;(3)由图乙可知,压力传感器的电阻Rx=20 Ω时压力传感器 受到的压力F=400 N,因物体对水平面的压力和自身的重力相等,所以,油箱最多能储油的重力G汽油=G总-G油箱=F-G油箱=400 N-85 N=315 N,由G=mg=ρVg可得,油箱最多能储油的体积:V= = =0.045 m3=45 L。
第十二章 素养综合检测(满分100分, 限时45分钟)一、选择题(每小题4分,共32分)1. 在探究电流与电压的关系实验中,下列说法 正确的是 ( )A.滑动变阻器可有可无,没有什么作用B.用灯泡代替定值电阻更好,能看到发光情况C.结论可以说电压与电流成正比D.结论是电阻一定时,电流与电压成正比D解析 探究电流与电压的关系实验中需要使用滑动变阻器, 可以保护电路,也可改变电阻两端的电压,A错误;不能用灯泡 代替定值电阻,因为灯丝的电阻会随温度的变化而变化,B错 误;结论不能说电压与电流成正比,因为电压是形成电流的原 因,C错误;该实验结论只能是电阻一定时,电流与电压成正 比,故选D。2.(2024河南渑池期末)某同学在探究“电流跟电压、电阻的 关系”时,根据收集到的数据画出了如图所示的I-R图像,下 列结论与图像相符的是( ) DA.电阻一定时,电流随着电压的增大而增大B.电阻一定时,电压随着电流的增大而减小C.电压一定时,电阻随着电流的增大而减小D.电压一定时,电流随着电阻的增大而减小解析 图像的横坐标表示电阻,纵坐标表示电流,是个反比例 函数图像,因此说明:电压一定时,电流随电阻的增大而减小, 即电流与电阻成反比。故选D。3. 关于串联电路的电阻,说法正确的是 ( )A.电阻串联,相当于增大横截面积B.串联电路的总电阻,比最小的电阻还要小C.串联电路的总电阻,比最大的电阻还要大D.串联电路的电阻,不遵循欧姆定律C解析 电阻串联,相当于增大导体长度,A错误;串联电路的总 电阻,比最大的导体电阻还要大,B错误,C正确;串联电路的电 阻,同样遵循欧姆定律,D错误。故选C。4.(新课标·模型建构)(2024甘肃酒泉期中)一个电阻是R的导 体,把它对折后接入电路,其电阻是 ( )A.R B.2R C. D. D解析 导体的电阻大小与导体的长度、横截面积和材料等 有关,在材料一定时,长度越小、横截面积越大,电阻越小,则 将该导体对折后,导体的材料不变,长度变为原来的 ,横截面积变为原来的2倍,所以对折后的电阻变为原来的 ,即对折后的阻值为 。故选D。5.(2023辽宁大连中考)如图所示的电路,闭合开关S,电压表无 示数,说明电路中存在故障。此时,可以通过观察电流表来做 进一步判断。已知故障发生在R1或R2上,下列判断正确的是 ( )DA.若电流表有示数,则R1被短接B.若电流表有示数,则R2断路C.若电流表无示数,则R2被短接D.若电流表无示数,则R1断路解析 电阻R1与电阻R2串联,电压表测量电阻R2两端的电压, 电流表测量电路中的电流,若R1被短接,则电流表和电压表都 有示数,A不符合题意;若R2断路,电流表无示数,B不符合题意; 若R2被短接,则电压表无示数,电流表有示数,C不符合题意;若 R1断路,电流表和电压表都没有示数,D正确。故选D。归纳总结 电路故障短路和断路的判断:短路时电路中有电 流,断路时电路中无电流;若电压表所测的用电器断路,电压 表示数为电源电压。要会辨别不同故障所出现的不同情 况。6.(2024河北石家庄藁城月考)如图所示,电路中电源电压保 持不变,闭合开关S1后,再闭合开关S2,则 ( ) A.电流表A1示数变大 B.电流表A示数变小C.灯泡L1变暗 D.电流表A1示数不变D解析 闭合开关S1后,电路为灯泡L1的简单电路,电流表A1、 A均测通过L1的电流;当再闭合开关S2时,灯泡L1和L2并联,电 流表A1测灯泡L1支路的电流,电流表A测干路电流。因并联 电路中各支路独立工作、互不影响,且电路中电源电压保持 不变,所以,通过灯泡L1的电流不变,即电流表A1示数不变,灯 泡L1的亮度不变,A、C错误,D正确;因并联电路中干路电流 等于各支路电流之和,所以干路电流变大,即电流表A的示数 变大,B错误。故选D。7.(2024北京房山期末)小华只有一块电流表,他想测出定值 电阻Rx的阻值,设计了如图所示的电路,电源两端的电压保持 不变,定值电阻R0=30 Ω。只闭合开关S、S1,电流表示数I1=0. 2 A;只闭合开关S、S2,电流表示数I2=0.3 A。则Rx的阻值为 ( ) AA.15 Ω B.20 Ω C.45 Ω D.60 Ω解析 闭合S、S1,断开S2,两电阻并联接入电路,电流表测通 过待测电阻的电流,断开S1,闭合S、S2,两电阻并联接入电路, 电流表测干路电流,并联电路干路电流等于各支路电流之和, 通过定值电阻的电流:I0=I2-I1=0.3 A-0.2 A=0.1 A,并联电路各 支路两端电压相等,根据欧姆定律可得电源电压:U=I0R0=0.1 A×30 Ω=3 V,待测电阻的阻值:Rx= = =15 Ω。故选A。8.(2024陕西铜川实验中学期末)如图甲所示的电路中,电源 电压保持不变,闭合开关,在保证电路元件安全情况下,移动 滑动变阻器的滑片,记录电流表、电压表示数;图乙是电路中 电流表与电压表示数关系的图像,下列说法正确的是 ( ) BA.定值电阻R0的阻值是20 ΩB.电源电压为4.5 VC.滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是10~15 ΩD.滑动变阻器中的电流与其两端的电压成反比解析 定值电阻R0与滑动变阻器串联,电压表测量滑动变阻 器两端的电压,电流表测量电路中的电流;当滑动变阻器两端 的电压为0时,电路中的电流最大为I大=0.6 A,根据欧姆定律可 知,电源电压为:U=I大R0=0.6 A×R0①;当滑动变阻器两端的电 压为3 V时,电路中的电流I=0.2 A,根据串联电路的电压特点 和欧姆定律可知,电源电压U=U滑+IR0=3 V+0.2 A×R0②;联立 ①②解得:定值电阻R0=7.5 Ω,电源电压U=4.5 V,A错误,B正 确;当电压表示数为0时,滑动变阻器连入电路的阻值为0,当 电压表示数为3 V时,通过电路中的电流为0.2 A,由欧姆定律可知,滑动变阻器连入电路的最大阻值为: R滑大= = =15 Ω,所以滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是0~15 Ω,C 错误;通过滑动变阻器的电流与其两端的电压成一次函数关 系,不是反比关系,D错误。故选B。二、填空题(每空2分,共28分)9.(新考法·设计实验)(2024陕西铜川期末)某同学利用如图所 示的电路探究“电流与电压、电阻的关系”。在探究通过 导体的电流与导体两端电压的关系时,应保持 不变,结 论是 ;在探究通过导体的电流与导体电阻关系时,滑动变阻器的作用是 。 电阻 电阻一定时,电流与电压成正比 保持R1端电压不变解析 在探究通过导体的电流与导体两端电压关系时,应保 持电阻不变,其结论是电阻一定时,电流与电压成正比;在探 究通过导体的电流与导体电阻关系时,应保持电阻两端的电 压不变,是通过滑动变阻器来实现的。10.在“探究串联电路中电阻的规律”实验中,连接电路时开 关必须处于 (选填“闭合”或“断开”)状态,电流 表必须 (选填“串联”或“并联”)在被测电路 中。现用一电阻R来等效替代串联电阻R1和R2,在电源电压不 变的条件下,电路中的电流与原来串联电路中的电流是 (选填“相同”或“不同”)的。断开 串联 相同解析 在连接电路时,开关应处于断开状态;测量电路电流的 电流表必须串联在电路中;用一电阻R来等效替代串联电阻R 1和R2时,在电源电压不变的条件下,电路中的电流与原来串联 电路中的电流是相同的。11.如图所示是A、B两定值电阻的U-I关系图像,则RA (选填“>”“=”或“<”)RB。若将A、B串联接到同一电 源上,通过A的电流为0.2 A,则电源电压为 V。 > 6解析 由图可知电路中的电流为0.2 A时,A两端的电压为4 V,B两端的电压为2 V,根据 R= 可知,RA > RB;串联电路总电压等于各部分电压之和,所以电源电压U=UA+UB=4 V+2 V=6 V。12.(跨学科·物理学与日常生活)教室内的灯是并联的,当熄灭 一部分灯之后,电阻会 ,教室内电路的电流会 。(均选填“变大”“变小”或“不变”)变大 变小解析 教室内的灯是并联的,当熄灭一部分灯之后,相当于并 联后等效电阻的横截面积变小,电阻会变大,根据欧姆定律可 知,在电压一定时,电阻变大,电流会变小。13.两个12 Ω的电阻并联,总电阻为 Ω。如图所示电 路是由十二个不同的电阻组成的,已知R1=12 Ω,其余电阻阻 值未知,测得A、B间总电阻为6 Ω。今将R1断开,则A、B间的 总电阻为 Ω。 6 12解析 因并联电路中总电阻的倒数等于各支路电阻倒数之 和,所以当两个12 Ω的电阻并联时,有 = + ,解得总电阻R=6 Ω;设除R1外,其他电阻的总电阻为R2,由题知,R1=12 Ω, R1与R2并联后的总电阻R'=6 Ω,则R2=12 Ω,将R1断开,则A、B 间的总电阻为12 Ω。14.(2024河北赵县期末)如图,已知R1=R2=10 Ω,当开关S接触 点1时,电压表示数为5 V,当开关S接触点2时,电压表示数为6 V,则电源电压U的值为 V,R3的值为 Ω。 10 15解析 根据电路图可知,当开关S接触点1时,R1、R2串联,电压 表测量R2两端电压:U2=5 V;由欧姆定律可得,通过R2的电流:I2 = = =0.5 A,由串联电路电流规律可得,通过R1的电流:I1=I2=0.5 A,由欧姆定律可得,R1两端的电压:U1=I1R1=0.5 A×10 Ω=5 V,根据串联电路电压规律可得,电源电压:U=U1+U2=5 V +5 V=10 V;当开关S接触点2时,R1、R3串联,电压表测量R3两 端电压:U3'=6 V,由串联电路电压规律可得,R1两端的电压:U1' =U-U3'=10 V-6 V=4 V,根据欧姆定律可得,通过R1的电流:I1'= = =0.4 A,由串联电路电流规律可得,通过R3的电流:I3'=I1'=0.4 A,由欧姆定律可得,R3的电阻:R3= = =15 Ω。三、实验探究题(15题6分,16题10分,共16分)15.(新考法·设计实验)(2024北京朝阳期末)小阳用小灯泡、 电压表、电流表、滑动变阻器、导线、开关及新的干电池 等实验器材,探究通过导体的电流跟导体两端电压的关系,他 设计的实验电路如图所示。 (1)本实验中使用滑动变阻器是为了保护电路和 。(2)小阳设计的实验电路存在的问题是: 。(3)解决问题后,小阳通过实验得到表中的实验数据。请你帮 助他分析归纳出实验结论: 。改变小灯泡两端的电压灯泡的灯丝电阻不是定值,会受温度的影响 导体的电阻不变时,通过导体的 电流与导体两端的电压成正比解析 (1)本实验中滑动变阻器的作用是保护电路和改变小 灯泡两端的电压;(2)小阳设计的实验电路存在的问题是灯泡 的灯丝电阻不是定值,会受温度的影响;(3)由实验数据得出: 每组数据的电压与电流的比值都等于或约等于10 Ω,故结论 为:导体的电阻不变时,通过导体的电流与导体两端的电压成 正比。16.(2022湖南常德中考)在“测定小灯泡的电阻”实验中,有 如下器材:电压表、电流表、开关、电压为6 V的电源,“3.8 V 0.4 A”的小灯泡、标有“20 Ω 1.5 A”的滑动变阻 器、导线若干。(1)甲组同学接好最后一根导线,灯泡立即发出耀眼的光并很 快熄灭,则他一定是将导线接在了如图中滑动变阻器的 (选填“A”或“B”)接线柱上了,此外他们还存在一个 不当的实验操作: 。A 实验前没有断开开关 (2)为了保证实验安全,滑动变阻器的调节范围为 ~20 Ω。(3)如表是乙组同学将电路图连接完整后并按正确的操作测5.5得的数据。当他们做完第1次实验后做第2次,应将滑动变阻 器的滑片向 (选填“A”或“B”)端移动;B(4)在乙组中小洋是负责数据分析的,他认为用表格中的数据 求出小灯泡电阻的平均值为8.1 Ω,即小灯泡电阻的测量值。 请你对此作出简要的评估: 。不正确,小灯泡的阻值和温度有关,不是定值解析 (1)甲组同学接好最后一根导线,灯泡立即发出耀眼的 光并很快熄灭,说明滑动变阻器接入阻值很小,由图知他一定 是将导线接在了滑动变阻器的A接线柱上,此时变阻器接入 电路的电阻为0。甲组同学接好最后一根导线,电路中就有 电流,说明开关已经闭合,实验前要求开关必须断开。(2)由图知灯泡与滑动变阻器串联,电压表测小灯 泡 两 端 电 压。当电流为0.4 A时,滑动变阻器接入电路的阻值最小。此 时小灯泡两端电压为3.8 V,滑动变阻器两端电压UP= U - UL=6 V-3.8 V=2.2 V,根据欧姆定律可求得此时接入电路的滑动变阻器的阻值RP=5.5 Ω,所以为了保证实验安全,滑动变阻器的 调节范围为5.5 ~20 Ω。(3)当他们做完第1次实验后做第2次,电压表示数变大,即小 灯泡两端电压变大,则滑动变阻器两端电压变小,因为滑动变 阻器下接线柱接B端,所以滑动变阻器的滑片向B端移动,变 阻器接入电路的电阻变小,其两端电压变小。(4)小灯泡的电阻和温度有关,温度越高,电阻越大,不是一个 定值电阻,所以用表格中的数据求出小灯泡电阻的平均值为 8.1 Ω是不恰当的。四、计算题(17题6分,18题9分,19题9分,共24分)17.(新课标·模型建构)(2024北京昌平期末)如图所示,电源两 端电压U为6 V并保持不变,电阻R1的阻值为20 Ω。闭合开关 S后,电流表A的示数I为0.5 A。求:(1)电流表A1的示数I1;(2)电阻R2的阻值。 解析 R1、R2并联,电流表A测量干路电流:I=0.5 A,电流表 A1 测量通过R1的电流;(1)因并联电路中各支路两端电压相等,且 都等于电源电压,所以电流表A1的示数:I1= = = =0.3 A;(2)因并联电路中干路电流等于各支路电流之和, 所 以 通 过 R2 的电流:I2=I-I1=0.5 A-0.3 A=0.2 A,由欧姆定律可得 R2 的 阻 值:R2= = = =30 Ω。18.(新课标·模型建构)(2024河北唐山期中)如图甲所示的电 路,R2为滑动变阻器,R1为定值电阻,电源两端电压保持恒定不 变。当滑片P从最右端b滑到最左端a的过程中,电压表的示 数与电流表的示数对应关系的图像如图乙所示。求: (1)电源电压;(2)定值电阻R1的阻值;(3)滑动变阻器的最大阻值。解析 R1和R2串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中 的电流。(1)当滑片P在最左端a时,电路为R1的简单电路,电路 中的电流最大,电压表测电源电压,由图乙可知,电 路 中 的 最 大电流I最大=0.3 A,电压表示数U大=12 V,则电源电压U=U大=12 V;(2)根据I= 可得R1的阻值:R1= = =40 Ω;(3)当滑片P在最右端b时,滑动变阻器接入电路的电阻最大,R1和R2串联, 电路中的电流最小,根据图乙可知:电 路 中 的 最小电 流 I最小 = 0.1 A,R1两端的电压为U1=4 V,根据串联电路的总电压等于各用电器两端的电压之和可知R2两端的电压:U2=U-U1=12 V-4 V=8 V,根据I= 可得变阻器的最大阻值:R2= = =80 Ω。19.(2024河南郸城期中)如图 甲 为 汽 车 油 箱 内 测 油 量 的 电 路 原理图。Rx为压力传感器,它的电阻值随它 受 到 压 力 的 变 关系如图乙所示。电流表为油量表(实 质 是一只量程为 0~0.6A的电流表),油箱内油量的变化通过电流表示数的变化显示 出来,定值电阻R0=5 Ω,电源电压恒为15 V,油箱位于压力传感 器上,空油箱重 85 N。油箱加满油时指针恰好 指 示 最 大 刻 度。(已知:汽油的密度ρ=0.7×103 kg/m3, g 取10 N/kg)请问: (1)加满油时,R0两端的电压是多少?(2)加满油时,Rx的阻值是多少?(3)油箱最多能储油多少升?解析 (1)由电路图可知,R0与Rx串联,电流表测电路中的电流, 油箱加满油时指针恰好指示最大刻度,由电流表的量程为0~ 0.6 A可知,此时电路中的电流I=0.6 A,由I= 可知R0两端的电压:U0=IR0=0.6 A×5 Ω=3 V;(2)由I= 可知,油箱加满油时电路的总电阻R= = =25 Ω,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,此时压力传感器的电阻Rx=R-R0=25 Ω-5 Ω=20 Ω;(3)由图乙可知,压力传感器的电阻Rx=20 Ω时压力传感器 受到的压力F=400 N,因物体对水平面的压力和自身的重力相等,所以,油箱最多能储油的重力G汽油=G总-G油箱=F-G油箱=400 N-85 N=315 N,由G=mg=ρVg可得,油箱最多能储油的体积:V= = =0.045 m3=45 L。
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