专题练习4电学实验探究-2022年中考物理热点及重难点专练试卷(原卷+解析)
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专题练习4 电学实验探究
1.(2021成都)在医院住院部,病人需要护理时,闭合床头开关,就能及时通知值班室里的护士。这个呼叫电路应该怎么设计呢?实验小组进行了模拟设计。
(1)设计呼叫电路时,下列因素中,不需要考虑的是______;
A.护士工作很忙,要用多种信号提醒 B.能够确定呼叫发出的位置
C.呼叫信号强弱合适 D.值班室是否有护士值班
(2)小李同学以一个病房只有一张病床为例,设计了图所示的电路。该电路能不能达到呼叫目的?答:______;
(3)当一个病房有三张病床时,小杨同学设计的电路如下左图所示,小张同学设计的电路如下右图所示。对比这两个电路,下右图电路的优点是______;
(4)关于如图所示呼叫电路的器材选择,下列说法中,不合理的是______;
A.电源能长时间稳定供电 B.指示灯选用15W的节能灯
C.电铃额定功率不宜太大 D.病房开关必须安全且使用方便
(5)进一步讨论发现,图所示的呼叫电路还不够完善,应该继续改进。
【答案】(1)D (2)能达到 (3)能够确定发出呼叫的床位 (4)B
【解析】(1)设计呼叫电路时,需要考虑:护士忙时,听不到呼叫声音或灯光提示,所以需要多种信号提醒;能够确定呼叫发出位置,以便护士准确确定哪里需要护理;呼叫强度太强或太弱,会导致干扰护士的工作或导致护士无法接收到信号。值班室应有护士值班,不用考虑此因素。D正确。
(2)图示电路,能达到呼叫目的,因为电路中的病房中任一开关闭合,值班室中的指示灯和电铃同时工作,提醒护士注意。
(3)左图中,病房的任一开关闭合,灯和电铃都同时工作,护士不能准确确定需要护理的病人;右图中,各病房中的开关与对应的灯泡先并联,再与电铃串联,则某一开关闭合时,对应的灯泡及电铃会工作,护士能确定需要护理的病人的位置。
(4)电源应能长时间稳定供电,以让灯和电铃保持正常工作;指示灯不选用15W的节能灯,其功率过大;电铃额定功率太大,则消耗电能过大,且铃声过大也不适宜;病房开关必须安全方便利于病人操作。B正确。
【突破点】电路设计,一般步骤是:读懂设计要求,各用电器需独立工作,并联;同时工作,串联。逐一满足所有要求。
2.(2021宁波)小宁用如图所示电路研究电阻的并联。
(1)按电路图连接电路,闭合开关S,电流表A1、A2、A3的示数分别为0A、0.40A和1.20A。如果电路元件完好,接线时发生了错误,该错误是______;
(2)使用电流表时,当被测电流值大于电流表量程的一半时,能减小实验误差。本实验所用电源电压为8V,电流表有两个量程(0~0.6A、0~3A)。为减小实验误差,小宁重新选择定值电阻,实验室里可供选择的定值电阻的阻值有:5Ω、10Ω、20Ω、50Ω,应该选用的2个电阻阻值分别为_______。
【答案】(1)电流表A1被短路 (2)5Ω、20Ω
【解析】(1)由电路图可知,R1与R2并联,电流表A1测R1支路的电流,A2测R2支路的电流,A3测干路电流。闭合开关S,电流表A1、A2、A3的示数分别为0A、0.40A和1.20A,干路电流大于R2支路电流,说明R1支路有电流通过,但A1示数为0A,说明电流表A1被短路了。
(2)本实验是研究电阻的并联,电源电压为8V,则通过各个定值电阻的电流分别为:
I1= = =1.6A;I2= = =0.8A;I3= = =0.4A;I4= = =0.16A。
被测电流值大于电流表量程的一半时,能减小实验误差,电流表有两个量程(0~0.6A、0~3A),则当使用小量程时,所测电流应大于0.3A、小于0.6A;当使用大量程时,所测电流应大于1.5A、小于3A。故应选用5Ω和20Ω的连个定值电阻进行实验,此时干路电流为2A,符合要求。
3.(2019黄石)(1)为探究影响电阻大小的因素,甲同学利用同一种合金材料的a、b、c三条电阻丝进行实验,a、b长度相同,b、c粗细相同,如图1所示。连接电路,分别接通a、b、c,电流表的三次示数如图2所示,根据示数可以得出以下结论:
①比较a、b两次电表示数,可以得出电阻大小跟导体 有关。
②比较b、c两次电表示数,可以得出电阻大小跟导体 有关。
③由实验可以得出:三个电阻丝阻值从大到小关系是 。
(2)乙同学利用这套实验器材试图对电热与电阻的关系进行探究:
①考虑到没有计时工具,他用小木棍蘸取等量蜡烛油分别粘放在a、b、c电阻丝的中点处,然后使a、b、c电阻丝能同时通电发热。乙同学是想利用 来反映电阻丝发热量的大小。
②乙同学选择的电路图如图3所示,采取的是三个电阻丝 (选填“串联”或“并联”)的连接方式,请你将未完成的电路连线补充完整。
③接通电路,观察到小木棍掉落的先后顺序是 。
结合实验现象和甲同学实验得到的电阻大小关系,乙同学推测出:通电时间相同的情况下,电阻大的电阻丝产生的电热 (选填“多”或“少”),发现该结论与已学的焦耳定律不符。请你帮助他进行解释:在相同的通电时间内,当 时,电阻大的电热就多;当 时,电阻大的电热就少。
【解答】(1)①横截面积 ②长度 ③Ra>Rb>Rc (2)①小木棍掉落的时间
②并联见右图:
③c、b、a 少 通过电阻的电流相同(串联) 电阻的电压相同(并联)
【解析】(1)①由题意和图示可知:a、b的材料和长度相同,只有横截面积不同,所以探究的是电阻大小跟导体横截面积的关系。②b、c粗细相同,材料相同,长度不同,所以探究的是电阻大小跟导体长度的关系。③由图2可知Ia<Ib,Ib<Ic,由欧姆定律可知,Ra>Rb,Rb>Rc.由此可以得出:三个电阻丝阻值从大到小关系是 Ra>Rb>Rc。(2)①用小木棍蘸取等量蜡烛油分别粘放在a、b、c电阻丝的中点处,然后使a、b、c电阻丝能同时通电发热,吸热多的蜡油先熔化,则小木棍先掉落,因此可利用小木棍掉落的时间来反映电阻丝发热量的大小。②由图可知,三个电阻丝首位顺次连接,并联接入电路。③已知三个电阻丝阻值从大到小关系是 Ra>Rb>Rc。由Q=W=U2/Rt可得,三电阻丝吸热关系Qc>Qb>Qa。所以观察到小木棍掉落的先后顺序是c、b、a。由乙同学的实验可得出:通电时间相同的情况下,电阻大的电阻丝产生的电热反而少了,是因为电流不同;因此在相同的通电时间内,当通过电阻的电流相同(串联)时,电阻大的电热就多;当电阻的电压相同(并联)时,电阻大的电热就少。
【突破点】探究影响电阻大小的因素时,需用控制变量法,用电流表的示数大小要反应电阻丝的电阻大小比观察灯泡的亮度变化效果好。探究电热与电阻大小的关系时,采用了液体温度变化来反应放热的多少。
4.(2021云南)用如图甲所示的电路探究“通过导体的电流与电压的关系”,电源电压为3V,定值电阻R的阻值为10Ω,滑动变阻器的最大阻值为20Ω。
(1)用笔画线代替导线把图乙所示的实物图连接完整,要求滑片P向右移动时电流表示数变小;
(2)闭合开关前将滑动变阻器的滑片调至B端的目的是______。闭合开关,移动滑片,发现电流表无示数,电压表示数接近电源电压,若电路仅有一处故障,故障是______;
(3)排除故障后,调节滑动变阻器,记录数据如下表。请在图所示的坐标纸中把未标出的两个点描出来并画出I-U图像;
序号
1
2
3
4
5
电压U/V
1.2
2.0
2.2
2.4
2.8
电流I/A
0.12
0.20
0.22
0.24
0.28
分析图像可得:电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比;
(4)若探究“通过导体的电流与电阻的关系”,需要用到阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的电阻。将10Ω的电阻换成15Ω后,若保持电压表的示数为1.5V不变,应将滑动变阻器的滑片向______端移动。换用25Ω的电阻进行实验时,发现无论怎样移动滑片,都无法使电压表的示数达到1.5V,原因是滑动变阻器的最大阻值______(选填“过大”或“过小”)。
【答案】(1)
(2)保护电路 R断路
(3)
(4) B 过小
【解析】
(1)电压表和电阻并联,滑片P向右移动时电流表示数变小,即电阻变大,所以变阻器接A,如答案图所示。
(2)为保护电路,闭合开关前将滑动变阻器的滑片调到最大值B端。电流表无示数,可能断路,电压表示数接近电源电压,说明电压表和电源连接,故可能定值电阻R断路。
(3)将表格中的数据描点连线如答案图所示。
(4)将10Ω的电阻换成15Ω后,根据串联电路分压原理,定值电阻的电压变大,要想控制电压不变,应减小电压表示数,根据串联电路分压原理,所以要增大滑动变阻器的阻值,滑片向B端移动。
换用25Ω的电阻进行实验时,如果定值电阻分1.5V电压,则变阻器也应分1.5V,根据串联分压规律,变阻器电阻也是25Ω,但变阻器最大只有20Ω,所以原因是滑动变阻器最大阻值太小。
【突破点】1.操作要迅速,避免长时间加热,引起电阻的变化;2.多次实验的目的是为了探究规律,避免一次实验的偶然性;3.滑动变阻器的主要作用是改变定值电阻两边的电压。
5.(2021安徽)用图甲所示的电路探究“电流与电阻的关系”,电源电压为3V,滑动变阻器的规格为“20Ω 1.5A”;
(1)实验时,依次更换不同的电阻,调节______,保证电阻两端电压不变,分别记录每次电阻R和电流示数I,数据如下表:
实验次数
1
2
3
4
5
电阻R/Ω
30
20
15
10
5
电流I/A
0.08
0.12
0.16
0.48
电阻的测数
0.33
0.50
0.067
0.100
0.200
(2)第4次实验的电流表示数如图乙所示,该数为______A;
(3)为了更精确地描述I与R的关系,在表中增加了的数据,并根据I,的值在图丙的坐标纸中描出相应的点。请你在图丙中补充第4次的实验数据点,并作出I-的图像______;
(4)根据图像可以得到的实验结论是:______。
【答案】(1)滑动变阻器的滑片 (2)0.24
(3)
(4)电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比
【解析】(1)实验时,更换不同的电阻,调节滑动变阻器的滑片,保持电阻两端的电压不变,记录电阻值和电流值。
(2)由图乙可知,电流表的量程是0~0.6A,分度值是0.02A,电流表的示数是0.24A。
(3)由表中数据,利用描点法画出I-I/R的图像,如答案图所示。
(4)由图像可知,电流与电阻的倒数成正比,可以得到电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
【突破点】1.滑动变阻器的作用主要是保持电阻两端的电压不变;2.当电阻由小电阻换成大电阻时,滑动变阻器的滑片需向阻值变大的一端滑动;3.叙述结论时,不能说成“导体的电阻与电流成反比”。
6.(2021河北)小明利用图所示的电路来探究串联电路的部分特点,已知R1=2Ω,R2=4Ω,R3=5Ω,R4=10Ω,电源电压可调。
(1)请根据图所示电路图用笔画线代替导线将图所示实物图补充完整;(此时电源电压为3V)
(2)电路连接完成后,闭合开关S,发现电压表、电流表均无示数;小明又将电压表并联在R2两端,闭合开关S,发现电压表有示数,电流表无示数,则电路中一定存在的故障是______(选填字母);
A.R1处短路 B.R2处断路 C.电流表处短路
(3)排除故障后,继续实验,实验中,小明调节了电源电压,换用了规格不同的电阻,分别将电压表并联在AB、BC和AC两端,收集的数据如下表。
I/A
UAB/V
UBC/V
UAC/V
1
R1与R2串联
0.5
1
2
3
2
R2与R3串联
0.2
0.8
1
1.8
3
R3与R4串联
0.3
1.5
3
4.5
4
R1与R4串联
1
5
6
①表格中第4次实验空格处的数据为______;
②探究串联电路中电压的关系时,分析表中数据可得其规律是______;
③探究串联电路中电阻的关系时,分析表中数据可得其规律是______;
④探究串联电路中电压与电阻关系时,分析表中数据可得其关系是______;
(拓展)完成实验后,小红连接了如图所示电路,已知R0>R1,调整电源电压,将电压表分别并联在AB、BC和AC两端,电压表指针三次偏转中,其中一次满偏,一次偏转的角度为满偏的三分之二,则所有符合上述情况的R0的最大值与最小值之比是______。
【答案】(1)
(2)B (3)①0.5 ②串联电路中总电压等于各部分电路电压之和 ③串联电路中总电阻等于各电阻之和 ④ 串联电路中,电压之比等于电阻之比(串联电路中,电压与电阻成正比或串联电路中,电阻越大,其两端电压越大) 13∶3
【解析】(1)由图可知,两端组的总阻值为:R总=R1+R2=2ῼ+4ῼ=6ῼ,电路中的电流为:I= = =0.5A。
所以电流表选用0~0.6A量程,如答案图所示。
(2)电路连接完成后,闭合开关S,发现电压表、电流表均无示数,说明电路中出现断路,小明又将电压表并联在R2两端,闭合开关S,发现电压表有示数,电流表无示数,说明电阻R2断路,故B符合题意,AC不符合。选B。
(3)①R1与R4串联时,电路中的总电阻为:R总=R1+R4=2ῼ+10ῼ=12ῼ,电源电压为6V,根据I=U/R可知,电路中的电流为:I= = =0.5A。
②探究串联电路中电压的关系时,由表格数据可知:UAB+UBC=UAC,可得其规律是:串联电路中总电压等于各部分电路电压之和。
③探究串联电路中电阻的关系时,分析表格数据可知:R总1= = =6ῼ,R总1=2ῼ+4ῼ=6ῼ, 以此类推,可得其规律是:串联电路中总电阻等于各电阻之和。
④探究串联电路中电压与电阻关系时,由表格数据可知: = = , = = 。
所以 =。以此类推,可知:串联电路中,电压之比等于电阻之比(串联电路中,电压与电阻成正比或串联电路中,电阻越大,其两端电压越大)。
已知R0>R1,调整电源电压,将电压表分别并联在AB、BC和AC两端,电压表指针三次偏转中,其中一次满偏,一次偏转的角度为满偏的三分之二,则所有符合上述情况的的电压组合为13V、2V、15V;5V、10V、15V;2V、3V、5V;1V、2V、3V;四组数值中,第一组R1=2ῼ时,根据串联电路电压规律,R0阻值最大:R0max=13ῼ,第四组R1=2ῼ时,根据串联电路电压规律,R0阻值最小:R0min=4ῼ,则所有符合上述情况的R0的最大值与最小值之比是: = = 。
7.(2021福建)用两节干电池、两个开关、一个电压表、一只阻值为20 Ω的定值电阻R0,导线若干,测量未知电阻Rx的阻值,电路实物图如图甲所示。
(1)用笔画线代替导线将图甲中的电压表接在R0两端;
(2)正确连接电路,闭合开关S1和S。电压表示数如图乙,为______V;
(3)断开S1,闭合S,电压表示数为1.4 V,则Rx=______Ω;
(4)若没有电压表,只有一个电流表,其余元件不变,设计并在方框内丽出测量Rx阻值的电路图(要求电路连接后不能再拆接)。
【答案】(1)
(2)2.8 (3)20
(4)
【解析】(1)电压表接入电路使用时,应并联在被测用电器两端,且电流要从电压表的“+”接线柱流进,“—”接线柱流出。该电源由两节干电池组成,所以电压表选0~3V量程接入电路,如答案图所示。
(2)电压表所选量程为0~3V,分度值为0.1V,读出其读数为2.8V。
(3)闭合开关S1和S,电路中只有R0接入电路,电压表测电源电压U=2.8V;断开S1,闭合S,R0和Rx串联接入电路,电压表测R0两端电压U0=1.4V,此时电路中电流:I0= = =0.07A,Rx两端电压:UX=U-UO=2.8V-1.4V=1.4V,Rx的电阻:RX= = =20ῼ。
(4)用电流表测流过R0的电流,计算出R0两端电压,将未知电阻Rx与R0并联,因为并联电路各支路两端电压都相等。设计如答案图所示电路。
【突破点】1.测量电阻的基本方法是欧姆定律。关键是找出对应的电压和电流值。2.多次测量的目的是求平均值减小测量误差。
8.(2021青海)某兴趣小组在探究额定电压为2.5V的小灯泡的电阻随温度变化规律时,他们先进行了如下猜想:
猜想一:小灯泡的电阻可能随温度的升高而增大;
猜想二:小灯泡的电阻可能随温度的升高而减小;
猜想三:小灯泡的电阻不随温度的变化而变化。接下来他们设计了如图所示的实验电路进行探究,他们具体的探究过程为:
(1)完成电路连接,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移到最______(填“左”或“右”)端;
(2)闭合开关后,发现小灯泡不亮,电压表无示数,电流表有示数,移动滑动变阻器的滑片时,电流表的示数发生变化,则故障原因可能是小灯泡______(填“断路”或“短路”);
(3)故障排除后,进行实验并记录了前4组数据如下表所示,第5次实验的电流值如图所示,则电流大小为______A;
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)
0.18
0.30
0.38
0.44
(4)根据上表记录的实验数据,在如图所示的坐标中绘出小灯泡的电流随电压变化的大致图像。通过图像分析可知,小灯泡的电阻随温度的升高而______(填“增大”“不变”或“减小”)。
【答案】(1)左 (2)短路 (3) 0.48
(4)
增大
【解析】(1)完成电路连接,闭合开关前,为了电路中各个元件的安全,滑动变阻器应滑到最大值,即滑动变阻器的滑片应移到最左端。
(2)因为电流表有示数,说明电路是通路,但电压表无示数,说明电压表被短路,则故障原因可能是,小灯泡短路。电流表选小量程,分度值为0.02A,则电流大小为0.48A。
(4)根据上表记录的实验数据,在如图所示的坐标中绘出图表中的每个点,然后把每个点连成平滑的线即可,如答案图所示。通过图像分析可知,随灯泡电压U变大,灯丝电阻变大,可得到的结论是:灯丝的电阻随温度升高而变大。
【突破点】灯丝的电阻随温度的升高而变大。在不同电压下取得的电阻值不可以求平均值。
9.(2021绥化)如图所示为“探究电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”实验的部分装置,两个相同的透明容器中封闭着等量的空气。
(1)实验中通过观察_____________的变化来反映电阻产生热量的多少,下列实验中,也运用了这种实验方法的是_____________(填序号)。
①探究物体的动能跟哪些因素有关
②探究杠杆的平衡条件
(2)连接好电路后闭合开关,通电一段时间,观察到右侧液面高于左侧液面,如图甲所示,表明在电流和通电时间相同的情况下,_____________越大,产生的热量越多。
(3)图中U形管_____________(选填“是”或“不是”)连通器,乙图中R3与R2并联,目的是使通过R1与R2的_____________不同。
(4)某小组在利用乙图装置实验时,发现左右两侧U形管液面上升高度相同,与其他小组的实验现象都不同,经检查气密性良好请你分析实验现象不同的原因:_____________。
【答案】(1)液面的高度差(或液面的高度、或两侧液面的高度差、或两侧液面的高度答案前面有“U形管”字样不扣分) ① (2)电阻 (3)不是 电流 (4)电阻R3断路
【解析】(1)如果电流通过导体产生的热量越多,透明容器中空气膨胀程度越大,U形管中液面的高度差越大,所以我们可以通过U形管中液面的高度差来反映电阻产生热量的多少,这种方法称为转换法。在研究物体的动能跟哪些因素有关的实验中,我们是通过水平面物块被推出的距离来反映动能大小的,也用到了控制变量法,故选①。
(2)通电一段时间,观察到右侧液面高于左侧液面,说明右侧导体产生热量多,因为右侧电阻大,表明在电流和通电时间相同的情况下,电阻越大,电流通过导体产生的热量越多。
(3)图中U形管下端连通,但上端不开口,不是连通器。乙图中透明容器中电阻相等,是研究电流通过导体产生的热量和电流的关系,所以应该改变电流,乙图中R3与R2并联,目的是使通过R1与R2的电流不同。
(4)左右两侧U形管液面上升高度相同,说明电阻产生了热量一定有电流经过,且产生的热量相同,因为透明容器中的电阻相同,说明电流相同,所以故障可能是电阻R3断路。
10.(2021杭州)小金利用如图甲所示的电路来测量小灯泡的额定功率。小灯泡额定电压为2.5V,电源电压恒定。
(1)依据图甲,请在答题卷上用笔画线代替导线,将图乙中的实物图补充完整;
(2)小金正确连接实物电路,闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片至某位置时,电压表示数如图丙所示,此时灯泡两端电压为 ______V。接下来调节滑动变阻器的滑片向 ______(选填“A”或“B”)端移动,直至小灯泡正常发光。
【答案】(1)
(2)2.3 B
【解析】(1)根据电路图可知,电流表串联接入电路中,电压表并联到灯泡的两端,实物图如答案图所示。
(2)电压表的量程为0~3V,分度值为0.1V,示数为2.3V,而额定电压为2.5V,故应使小灯泡两端的电压增大,就应该让滑动变阻器两端的电压减小,就必须把滑动变阻器的阻值调小,即滑片向B端移动,使电压表示数为2.5V。
【突破点】计算额定功率时,必须要选取额定电压值与对应下的电流值进行计算!
11.(2021常德)小明利用如图甲所示电路测量小灯泡的功率,被测小灯泡的额定电压为2.5V,电阻约为10Ω左右,实验室有如下器材:电源(U=6V),电流表(0~0.6A,0~3A),电压表(0~3V,0~15V),滑动变阻器、电阻箱各一只,单刀单掷、单刀双掷开关各一个,导线若干。
(1)图甲是小明刚连好的实物图,实验前小华帮他检查了一遍,发现有两处不合实验规范。请你指出来:①______;②______。
(2)完善电路后,闭合开关,小明改变滑动变阻器的阻值测量出了5组数据,并描点画出了小灯泡中电流随其两端电压变化的关系图像,如图乙所示,则小灯泡的额定功率为______W。
(3)实验中所使用的滑动变阻器的规格可能为______。
A.10Ω 3A B.30Ω 1A C.60Ω 1A
(4)在实验过程中,电压表发生故障,小明和小华增加一只电阻箱和一个单刀双掷开关设计出了丙、丁两种电路图,则能测出小灯泡额定电功率的是______。
【答案】(1)①闭合开关前滑片P没有处于阻值最大处 ②电流表所选量程太大 (2)0.625
(3)B (4)丙
【解析】(1)为了保护电路,闭合开关前,滑片P没有处于阻值最大处;小灯泡的电流在0.3A作用,不会超过0.6A,故电流表的量程选择的太大了。
(2)测量小灯泡的额定电功率,需要选择小灯泡的额定电压,额定电压为2.5V,此时的电流为0.25A,小灯泡的额定电功率为:P=UI=2.5V×0.25A=0.625W。
(3)电源电压为6V,小灯泡的额定电压为2.5V,则滑动变阻器需要分担的电压为:U滑=U-U灯=6V-2.5V=3.5V。滑动变阻器的最小阻值为:R= = =14ῼ,再尽可能的选择小电阻,选B。
(4)选择丙,开关S2接a,调节滑动变阻器,使电流表的示数为0.25A,小灯泡正常发光,保持滑动变阻器位置不动,开关S2接b,调节电阻箱,使电流表的示数为0.25A,则通过电阻箱和电流表就可以求出额定电压,即可求出小灯泡的额定电功率。
12.(2021新疆)某兴趣小组用如图所示的实验器材探究磁敏电阻RB在强弱不同的磁场中的阻值变化情况。
无磁场
较弱磁场
较强磁场
强磁场
U/V
6.0
6.0
6.0
6.0
I/A
0.40
0.36
0.30
0.24
(1)请用笔画线代替导线将实物图连接完整。
(2)磁敏电在强弱不同的磁场中时,电压表和电流表的示数如图表所示,则在无磁场的环境中,磁敏电阻的阻值为______Ω;磁敏电阻的阻值随所处环境的磁场的增强而______(填“增大”或“减小”)。
(3)实验中,在无磁场和强磁场中测量磁敏电阻的阻值时滑动变阻器接入电路的电阻阻值相差5Ω,则电源电压为______V;在上表四种情况中,若控制磁敏电阻两端电压保持不变,电路中的滑动变阻器的最大阻值为20 Ω,则应控制磁敏电阻两端电压至少为______V。
【答案】(1)
(2)15ῼ 增大 (3)9V 5V
【解析】(1)电路连接如答案图所示。
(2)根据欧姆定律在无磁场时:RB= = =15ῼ随磁场的增强,在电压保持不变的情况下,电流强度减小,因此磁敏电阻的阻值增大。
(3)根据欧姆定律,在无磁场时:U=UB+I1r1,加强磁场时:U=UB+I2y2,r2=r1+5,UB=6V,I1=0.4A,I2=0.24A,
代入整理得:U=9V。由于随着磁场增强,磁敏电阻阻值增大,若磁敏电阻两端电压不变,回路电流强度减小,滑动变阻器接入电路的阻值增大,当磁场最强时,磁敏电阻的阻值:RB= = =25ῼ,
滑动变阻器接入电路的阻值最大达到20Ω,此时磁敏电阻两端的电压:U′B= = = 5V,
因此应控制磁敏电阻两端电压至少为5V。
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