第17章+欧姆定律练习题2022年江苏省物理中考模拟题选编
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这是一份第17章+欧姆定律练习题2022年江苏省物理中考模拟题选编,共28页。试卷主要包含了单选题,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·江苏·扬州中学教育集团树人学校一模)如图是电学中比较重要的电路图,利用此电路图可以完成初中电学的多个实验。若电源电压保持不变,不可忽略温度对灯丝电阻的影响,闭合开关S,下列说法正确的是( )
A.若探究电流与电阻关系,定值电阻R由5Ω换成10Ω后,为完成实验,应将滑片右移
B.若将定值电阻R换成小灯泡,可以探究电流与电压的关系
C.若要测量定值电阻R的值,可移动滑片记录多组数据,算出多个电阻值求其平均值,可以减小误差
D.在上述三个实验中,滑动变阻器的作用相同,都是改变电阻两端的电压和通过的电流
2.(2022·江苏·灌南县实验中学一模)如图是一种自动测定油箱内油面高度的装置,R2是滑动变阻器,它的金属滑片连在杠杆的一端,从油量表(由电流表改装而成)指针所指的刻度,就可以知道油箱内油面的高度,当油面下降时( )
A.电压表和油量表示数都变小
B.电压表和油量表示数都变大
C.电压表示数变大,油量表示数变小
D.电压表示数变小,油量表示数变大
3.(2022·江苏无锡·一模)在探究“电流与电压、电阻的关系”的实验中,小明猜想“电流可能跟电压成正比”,于是小明利用如图所示电路,他保持定值电阻R1不变,闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片 P,记下几组电压值 U1、U2、U3和对应的电流值 I1、 I2、I3。下列对数据的处理方法有助小明验证“猜想”的是( )
① 计算对应电压与电流的比值,看比值是否为趋向定值
② 在坐标系中画出电流与电压的关系图像,看图像是否符合正比例函数特点
③ 分别求出 U1:U2:U3 和 I1:I2:I3,看两者是否近似相等
A.只有①B.只有①②C.只有②③D.①②③均可
4.(2022·江苏·江阴初级中学一模)图甲是探究“电压一定时,通过导体的电流与电阻关系”的电路图,电流表量程为0~0.6A,电源电压为6V且保持不变,滑动变阻器标有“50Ω 1A”,另有5个不同阻值的定值电阻,图乙是依据五次实验的数据描点绘制的I-R图像。以下说法不正确的是( )
A.本次实验控制了定值电阻两端电压为3V不变
B.当R由10Ω换为15Ω时,需将滑动变阻器接入电路的阻值调得更大
C.分析图像可得结论:电压一定时,电流与电阻成反比
D.若要探究在其他电压值下的规律,那么可以探究的电压值范围是2~4V
5.(2022·江苏无锡·一模)如图是“探究通过导体的电流和电阻的关系”的实验图,电源电压保持3V不变,滑动变阻器R2规格为“10Ω,1A”。实验中先接入阻值为5Ω的定值电阻R1,闭合开关S,移动滑片P使电压表示数为2V,读出此时电流表的示数,接着更换定值电阻R1,再进行两次实验。为保证实验正常完成,可选取下列哪组定值电阻( )
A.10Ω和20ΩB.20Ω和30Ω
C.10Ω和40ΩD.30Ω和40Ω
6.(2022·江苏省南菁高级中学实验学校一模)某科技小组为快递公司设计的分拣计数装置简化电路如图所示。为定值电阻,为光敏电阻,当有光照射时电阻变小。激光被遮挡一次,计数器会自动计数一次(计数器可视为电压表)。闭合开关,激光被遮挡瞬间,下列说法正确的是( )
A.电阻的阻值变小B.通过的电流变大
C.计数器两端的电压变大D.与的电流之比变小
7.(2022·江苏省南菁高级中学实验学校一模)如图所示,热敏电阻Rt的阻值随温度的升高而减小,它在温度为80℃和100℃时的阻值分别为240Ω和200Ω;报警器(阻值不计)在电流达到12mA时开始报警,超过25mA时将损坏;其他器械规格已在图中标明,下列说法正确的是( )
A.当电路开始报警的温度100℃时,滑动变阻器接入电路的阻值是100Ω
B.若要提高该电路开始报警时的温度,可将滑片P向右移
C.可以求出该电路的最高报警温度
D.适当增大电源电压,可使最高报警温度升高
8.(2022·江苏连云港·模拟预测)如图所示,电源电压保持不变,当电键S闭合,滑动变阻器的滑片P向右滑动时,下列说法正确的是( )
A.V1示数减小,V2的示数增大B.V1示数增大,V2的示数增大
C.V1示数减小,V2的示数减小D.V1示数增大,V2的示数减小
9.(2019·陕西西安·中考模拟)如图所示,几个同学在只有电流表或电压表时,利用一个已知阻值的电阻R0设计了四个测未知电阻Rx的电路,其中不可行的是( )
A. B. C. D.
10.(2022·江苏无锡·模拟预测)如图所示电路中,电源电压,且保持不变,定值电阻,变阻器最大阻值为,电流表量程为,电压表量程为.为保护电表,变阻器接入电路的阻值范围是( )
A.B.C.D.
11.(2019·广东揭阳·中考模拟)在右图所示的电路中,电源电压保持不变,当开关S闭合,滑动变阻器滑片P向右移动时,电流表和电压表示数的变化分别为( )
A.电流表的示数变小,电压表的示数变大
B.电流表的示数变大,电压表的示数变小
C.电流表的示数变小,电压表的示数不变
D.电流表的示数变小,电压表的示数变小
12.(2022·江苏省锡山高级中学实验学校一模)如图所示电路,R1为定值电阻,电流表和电压表都是理想电表,闭合开关S后,滑动变阻器滑片P从一端向另一端滑动过程中,下列说法正确的是( )
A.R1两端的电压与通过R1两端的电流成正比
B.无论滑片P怎样移动,电压表V1示数变化量与电流表A示数变化量的比值不变
C.P向b端滑动时电流表A示数变小,电压表V2与电流表A示数的比值变小
D.P向b端滑动时电流表A示数变小,电压表V1示数不变,V2示数变小
二、填空题
13.(2022·江苏·扬州中学教育集团树人学校一模)如图所示是甲、乙两个电路元件的电流与电压的关系图,其中甲元件的电阻为______Ω,乙元件为“2V 4W”的小灯泡,若把它们和一只电流表(0~0.6A)串联接在电源电压为5.5V的电路中,闭合开关,待电流表示数稳定后,其示数将为______A。
14.(2022·江苏扬州·模拟预测)首先得出通过某导体的电流与该导体两端电压的关系的是科学家______,实验中,为了得出电流与电压的定量关系,应该先改变______多次实验(选填“电流”或“电压”),然后还需要改变______多次实验来归纳普遍结论。该实验用到了______的科学方法。
15.(2022·江苏镇江·模拟预测)如图是小明自制的一种测定油箱内油面高度的装置。油量表是由量程为0~0.6A的电流表改装而成的,滑动变阻器R的最大阻值为20Ω,从油量表指针所指的刻度,就可以知道油箱内油面的高度。已知电源电压为12V,当油箱内油面高度最高时,R的金属滑片在最下端,油量表指针满偏;当油箱内没有油时,R全部接入电路,油量表的读数最小。则R0的阻值是______Ω,油量表的最小读数是______A;当油箱内油面的高度降为最高油面一半时,滑片正好在R的中点,此时油量表的读数是______A,据此推理油量表的刻度______(“均匀/不均匀”)。
16.(2022·江苏·江阴初级中学一模)小伟在乘飞机时了解到,经济舱乘客的免费托运行李限重20kg,而商务舱的乘客允许携带更重的免费托运行李。如图是小伟设计的模拟飞机行李超重的报警装置,杠杆OP始终处于水平位置,电源电压恒为15V,R0是阻值为6Ω的定值电阻,Rx是力敏电阻,它的阻值随压力变化的关系如下表;当电压表的示数U0大于或等于3V时,电路外的检测装置会自动报警。(取g =10N/kg)
(1)经济舱的乘客可以携带免费托运行李的最大重力为______N;
(2)小伟把检测装置恰好报警时的电学物理量标在下图中,请帮他计算此时Rx的电阻为_______Ω;
(3)如图杠杆上有两个行李托盘,A、B是杠杆上的两个承重点,已知AP=0.3m,OB=0.6m。小伟闭合开关,将20kg的模拟行李放在某一个托盘上时,检测装置恰好报警,当他将模拟商务舱乘客的行李放在另一个托盘上时,检测装置也恰好报警。模拟商务舱乘客的行李限重为_______kg。(杠杆、支架及托盘的重力均忽略不计)
17.(2022·江苏无锡·一模)如图所示电路可以测未知电阻Rx的阻值,已知电源电压恒定不变,保护电阻R0=10Ω。当单刀双掷开关S接a时,电流表的示数为0.3A;当开关S接b时,调节电阻箱R的旋盘,使电流表示数为______A。此时电阻箱R阻值如乙图所示,则Rx的阻值为______Ω,这种测电阻方法叫______。
三、实验题
18.(2022·江苏·扬州中学教育集团树人学校一模)在探究“电流与电阻关系”的实验中,所用的器材有:电压恒定的学生电源、开关、电流表、电压表、几个定值电阻和滑动变阻器、导线若干。
(1)检查器材时发现电流表指针在零刻线左端,接下来进行的操作是:______;
(2)用笔画线代替导线将图甲所示电路连接完整______;
(3)选择5Ω的定值电阻,连接好电路后、用开关“试触”时,观察到电流表无示数,电压表有示数,则故障可能是______;
(4)排除故障后,用5Ω的电阻做完实验,保持滑动变阻器滑片的位置不变,接着把R换为10Ω的电阻接入电路,闭合开关,此时应向______端移动滑片,使______(选填“电压表”或“电流表”)示数不变;
(5)某次实验时,移动滑动变阻器滑片到合适位置,观察到电流表的示数如图乙所示,则电流表的读数为______;
(6)根据多次测量数据描绘出电流随电阻变化的曲线如图丙所示,由图像得出的结论是:______;
(7)图丙中阴影部分的面积表示______。
19.(2022·江苏无锡·一模)某同学利用如图电路,探究“电压一定时,通过导体的电流跟电阻的关系”,已知电源电压为6V,实验用到的电阻分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω。实验中电阻R由小到大进行更换,并且保持电压表示数为2.5V不变,则需要调节变阻器的滑片P应该_________(选填“向左端移动”、“向右端移动”或不动”)。为了能够完成整个实验,滑动变阻器的最大阻值应不小于________Ω。
20.(2022·江苏无锡·模拟预测)用图甲所示电路探究“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,分别记录每次电阻R和电流表示数I,数据如表,其中第4次实验的电流表示数如图乙所示:实验中滑动变阻器除了保护电路之外,还具有的作用是______;
(2)同学们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了相应的点,请你在图丙中补充第4次的实验数据点,并作出I-图像相对于I-R图像,______,该图像的优点是______;
(3)根据图像可以得到的实验结论是:______
21.(2022·江苏省南菁高级中学实验学校一模)在研究“电流与电阻关系”的实验中,满足实验要求的器材有:A.电源(电压恒为9V);B.电流表A(量程0~0.6A,0~3A);C.电压表V(量程0~3V,0~15V);D.滑动变阻器R;E.电阻箱R0;F.开关S一个,导线若干。
(1)小明连接的图甲电路中存在连线错误,只需要改动一根导线,即可使连线正确.请在接错的导线上打“×”,并用笔画线代替导线画出正确接法;______
(2)小明按正确连接电路后闭合开关,在移动变阻器滑片P时,两电表示数突然都变为零,则电路故障可能为______;
(3)排除故障进行实验,当调节电阻箱电阻,使R0阻值变大时,为了能完成探究实验,应该将滑片P向______(选填“A”或“B”)端移动;
(4)在实验中,为了获得多组不同的数据,改变电阻箱R0的阻值,移动滑动变阻器的滑片,测出相应的电流值I,并记录。在平面直角坐标系中,若以电流I为纵坐标,以______为横坐标,使图象完全在经过坐标原点的直线上;(电压、电流、电阻的单位分别为V、A、Ω)。
(5)在某次实验中,当电阻箱R0的阻值为50Ω时,电流表相应的示数如图乙所示,此时电压表的示数为_____V;测出多组数据,实验小组同学,将电阻箱R0的阻值由40Ω变换为25Ω时,没有调节滑动变阻器的滑片就读取了电流值而造成的该点,结果该点图象明显不能成为一条直线,按上述方法用描点法作图。求该点的坐标:______。
22.(2022·江苏苏州·模拟预测)在“探究电流与电压关系”的实验中,图甲是某实验小组设计的电路,电源电压3V保持不变。
(1)请用笔画线代替导线,在图甲中完成电路连接,要求滑片P向B端滑动时,电流表的示数变小;______
(2)连接电路时,开关应该______。闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应置于______(选填“A”或“B”)端;
(3)检查无误后,闭合开关发现电流表几乎无示数,电压表示数接近3V。移动滑片P,两电表示数均无变化,则电路故障可能是______;
(4)排除故障后,移动滑片P到某一位置时电流表示数如图乙所示,此时通过定值电阻R的电流为______A;
(5)实验中测得五组数据,并绘制出定值电阻R的I﹣U图像如图丙所示。由图像可得:
①实验中所用定值电阻R的阻值为______Ω;
②实验结论:______;
(6)结合所测数据分析,本实验所用滑动变阻器的最大阻值应不小于______Ω。
23.(2022·江苏盐城·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。
24.(2022·江苏南京·模拟预测)如图是小新同学探究“电流与电压关系”的电路图:
(1)请按电路图将实物图连接完整(滑片P向左滑时接入电阻变大);
( )
(2)小新连接电路时,滑动变阻器的滑片P应放在____________(选填“A”或“B”)端;
(3)闭合开关后小新发现,无论怎样移动滑动变阻器的滑片P,电流表无示数,电压表指针有示数且不变,原因可能是____________;
(4)接着同组的小华同学又找老师要来了三只阻值分别5Ω、10Ω、15Ω的电阻,准备探究“电流与电阻关系”,实验中他需要保持____________不变,若他只是将电阻5Ω换成10Ω而没有调整电路的其他部分时,他将观察到电压表的示数____________(选填“变大”、“变小”或“不变”),为了完成实验他需要移动滑动变阻器的滑片P,那么他移动滑动变阻器滑片P的目的是____________。
四、综合题
25.(2022·江苏南通·模拟预测)阅读下列短文,回答问题。
热敏电阻温度计
热敏电阻是用半导体材料制成的电阻,其阻值随温度的变化而变化,如图甲所示为某型号热敏电阻的实物图,阻值随温度升高而变小的,称为负温度系数热敏电阻;阻值随温度升高而变大的,称为正温度系数热敏电阻,利用热敏电阻的特性做成的温度计,叫做热敏电阻温度计。
图乙所示为热敏电阻R1的阻值随温度t变化的图像(为方便计算,已将图线作了近似处理)。图丙是用R1做测温探头的某热敏电阻温度计的电路图,其中电源电压可在0.60~1.20V之间调节,R2为定值电阻,阻值为100Ω。该电路工作原理是:当保持通过R1的电流不变时, R1两端的电压随电阻均匀变化(即随温度均匀变化),故只需将电压表V1表盘的刻度改成相应的温度刻度,就可以直接从V1表盘上读出温度值。测量时,将R1放入待测温度处,闭合开关,调节电源电压,使V2表的示数保持0.20V不变(即电路中的电流保持2mA不变),再从V1表盘上读出待测温度t。
(1)热敏电阻R1是 ______ (选填“正”或“负”)温度系数热敏电阻。在标准大气压下,将R1放入冰水混合物中时,R1的阻值是 ______ Ω;
(2)测温时,保持R2两端电压为0.20V,R1两端的电压随温度升高而 ______ (选填“变大”、“变小”或“不变”);
(3)某次测温时,V1表盘上显示的温度是20℃,此时电源电压为 ______ V;
(4)该热敏电阻温度计测量温度的范围为 ______ ℃。
五、计算题
26.(2022·江苏盐城·模拟预测)如图所示,电源电压恒定,R1为定值电阻,灯泡L电阻为10Ω且保持不变,正常工作时的电压为6V,将R2的滑片P至于b端,先闭合S、S2,电流表示数I=0.12A;再将R2的滑片P至于a端,L正常发光。
(1)求电源电压U;
(2)最后闭合S1,电流表示数变为I'=0.9A,求R1的阻值;
(3)求滑片P在b时R2的阻值。
压力F/N
50
100
150
200
250
300
阻值Rx/Ω
50
30
24
20
17
16
实验次数
1
2
3
4
5
电阻/Ω
30
20
15
10
5
电流/A
0.08
0.12
0.16
0.48
电压/V
0.033
0.050
0.067
0.100
0.200
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
参考答案:
1.C
【解析】
A.若探究电流与电阻关系,应控制定值电阻两端的电压不变,定值电阻R由5Ω换成10Ω后,由串联分压规律可知,定值电阻两端的电压变大,为完成实验,应让滑动变阻器两端的电压变大,将滑片左移动,故A错误;
B.探究电流与电压的关系,应控制定值电阻的阻值不变,而灯泡灯丝的电阻随温度的升高而增大,所以不可以探究电流与电压的关系,故B错误;
C.若要测量定值电阻R的值,为减小误差,可移动滑片记录多组数据,算出多个电阻值求其平均值,故C正确;
D.探究电流与电阻关系,滑动变阻器的作用是应控制定值电阻两端的电压不变;探究电流与电压的关系,和测量定值电阻R的值,滑动变阻器的作用是改变电阻两端的电压和通过的电流,故D错误。
故选C。
2.C
【解析】
BD.由电路图知道,R1与R2串联,电压表测R2两端的电压,油量表(即电流表)测电路中的电流,当油面下降时,浮标下移,滑片上移,R2接入电路中的电阻变大,电路中的总电阻变大,由知道,电路中的电流变小,即油量表的示数变小,故BD错误;
AC.由U=IR知道,R1两端的电压变小,因为串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,R2两端的电压变大,即电压表的示数变大,故A错误,C正确。
故选C。
3.D
【解析】
计算对应电压与电流的比值,如果比值为或者趋向定值,说明电流和电压成正比。在坐标系中画出电流与电压的关系图像,如果图像符合正比例函数特点说明电流和电压成正比。如果
U1:U2:U3= I1:I2:I3
则
说明电流和电压成正比。则①②③三种方法都可以。
故选D。
4.D
【解析】
A.根据图乙可知,当时,,本次实验控制了定值电阻两端电压为
当R依次取10Ω、15Ω等阻值时,电流与对应的电阻的乘积仍然是个定值即3V,故A正确,不符合题意;
B.当R由10Ω换为15Ω时,根据串联电路分压的规律,R两端分得的电压变大,要保持两端电压不变,则需要滑动变阻器分得更多电压,即滑动变阻器接入的阻值调得更大,故B正确,不符合题意;
C.分析图像可知,电压一定时,电流与电阻的乘积是个定值,即电流与电阻成反比,故可得结论:当电压一定时,电流与电阻成反比,故C正确,不符合题意;
D.电流表量程为0~0.6A,则电路中最大电流为,当时,两端最大电压为3V。当时,根据串联电路分压的规律及欧姆定律可得
即
解方程得,所以可以探究的电压值范围是2~3V。故D错误,符合题意。
故选D。
5.A
【解析】
探究“电流与电阻的关系”实验中应控制电阻两端的电压即电压表的示数不变,因为串联电路中总电压等于各分电压之和,所以滑动变阻器两端的电压
U滑=U-UR=3V-2V=1V
因为串联电路中各处的电流相等,所以根据欧姆定律可得
当滑动变阻器接入电路中的电阻为10Ω时,定值电阻的最大阻值
Rmax = 2R滑max=2×10Ω=20Ω
即定值电阻的最大阻值不能超过20Ω,结合选项可知,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
6.C
【解析】
A.由题意可知,当有光照射时,光敏电阻阻值变小,所以激光被遮挡瞬间,电阻会变大,故A错误;
B.由于电阻变大,总电阻也会变大,电路总电压不变,电流会减小,故B错误;
C.计数器测的是电压,根据串联分压规律,电阻增大,两端电压也会增大,故C正确;
D.串联电路中电流处处相等,所以电流之比始终是1∶1,故D错误。
故选C。
7.B
【解析】
AB.当电路开始报警的温度100℃时,热敏电阻的电阻是200Ω,报警器在电流达到12mA时开始报警,电路的总电阻
R总==250Ω
滑动变阻器接入电路的阻值
R滑=R总-Rt=250Ω-200Ω=50Ω
报警电流不变,即总电阻250Ω不变,要提高该电路开始报警时的温度,热敏电阻Rt的阻值减小,变阻器接入电路中的电阻变大,可将滑片P向右移,故A错误,B正确;
C.热敏电阻的阻值随温度的升高而减小,但题中没有具体电阻和温度的关系图象,因而无法求解,故C错误;
D.增大电源电压,报警电流不变,由欧姆定律可知总电阻变大,变阻器电阻一定时,需要热敏电阻变大,根据热敏电阻的阻值随温度的升高而减小来看,此时温度更低,所以最高报警温度会降低,故D错误。
故选B。
8.A
【解析】
由电路图可知,两电阻串联,电压表V1测R1两端的电压,V2测滑动变阻器R2两端的电压;当滑片P向右滑动时,R2接入电路的电阻变大,根据串联电路分压规律可知,滑动变阻器R2两端的电压将升高,根据串联电路电压特点可知,则R1两端的电压降低.即V1示数减小,V2的示数增大.故选A.
9.D
【解析】
A.Rx和定值电阻串联,电压表U1测量定值电阻两端的电压,根据求出通过定值电阻的电流,根据串联电路电流处处相等,通过Rx电流等于通过定值电阻电流
Ix=I0
电压表U2测量Rx两端的电压Ux,根据求出电阻,A项不符合题意;
B.开关S和S1都闭合时,电压表测量电源电压;开关S闭合S1断开时,电压表直接测量Rx两端的电压。根据串联电路总电压等于各串联导体电压之和,求出定值电阻两端的电压,根据求出通过定值电阻的电流。根据串联电路电流处处相等,通过Rx电流等于通过定值电阻电流
Ix=I0
根据求出电阻,B项不符合题意;
C.Rx和定值电阻并联,电流表A1测量定值电阻的电流,根据U=IR求出定值电阻两端的电压,根据并联电路各支路电压相等,Rx两端电压等于定值电阻两端的电压
Ux=U0
电流表A2测量Rx的电流Ix,根据求出电阻,C项不符合题意;
D.Rx和定值电阻串联,电流表测量串联电路的电流,不能直接或间接测量Rx两端的电压,不能求出Rx电阻,D项符合题意。
故选D。
10.D
【解析】
如图电路,当电流表示数为最大,即电流为0.6A时,电路总电阻为:
,
则变阻器接入电路阻值最小为:
R2=R总-R1=7.5Ω-5Ω=2.5Ω,
此时电压表示数;
U2=IR2=0.6A×2.5Ω=1.5V,
没有超过其量程,符合要求;
当电压表示数最大,即U2=3V时,则电路中电流为:
,
此电流不超过电流表量程,此时变阻器接入电路电阻最大为:
,
所以变阻器接入电路的阻值范围是2.5Ω~10Ω,故D正确.
11.C
【解析】
由电路图可知,定值电阻R1与滑动变阻器R2并联,电压表测电源的电压,电流表测干路电流,因电源电压保持不变,所以,滑片移动时,电压表的示数不变,故ABD错误;因并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以,滑片移动时通过R1的电流不变,滑动变阻器滑片P向右移动时,接入电路中的电阻变大,由I= 可得,通过R2的电流变小,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,干路电流变小,即电流表的示数变小。
故选C。
12.B
【解析】
A.由电路图可知,R1与R2串联,电压表V1测R1两端的电压,电压表V2测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。R1为定值电阻,通过它的电流与其两端的电压成正比,因电压是形成电流的原因,所以,不能说R1两端的电压与通过R1的电流成正比,故A错误;
CD.P向b端滑动时,R2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,由U=IR可知,R1两端的电压变小,电压表的V1示数变小,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,R2两端的电压变大,即电压表V2的示数变大,故D错误;由欧姆定律可知,电压表的V2的示数与电流表A的示数之比等于R2接入电路中的电阻,其比值变大,故C错误;
B.设滑片移动前后电路中的电流为I1、I2,由欧姆定律可得,电压表V1示数的变化量
ΔU1=U1-U1’= I1 R1- I2 R1=( I1 - I2) R1=ΔI R1
即
则电压表V1的示数变化量与电流表A的示数变化量的比值不变,故B正确。
故选B。
13. 5 0.6
【解析】
[1]由图像可知,甲元件为定值电阻,当U甲=3V时,I甲=0.6A,由欧姆定律可得,甲的电阻
[2]将两元件与电流表串联,因为串联电路中电流处处相等,由图可知,当电路中的电流为0.6A时,甲元件的电压为3V,乙元件的电压为2.5V,根据串联电路电压规律可知,此时电源电压为甲、乙两元件两端的电压之和,即5.5V,故电流表的示数为0.6A。
14. 欧姆 电压 电阻 控制变量
【解析】
[1]在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端电压成正比;在电压一定时,通过导体的电流与电阻成反比。这就是著名的欧姆定律,是由德国物理学家欧姆最早发现并总结得出的。
[2][3][4]实验中,为了得出电流与电压的定量关系,应该先控制电阻不变,改变电阻两端的电压多次实验;为了得出普遍结论,还需要改变定值电阻来多次实验;该实验用到了控制变量法。
15. 20 0.3 0.4 不均匀
【解析】
[1]当油箱内油面高度最高时,R的金属滑片在最下端,此时电路中只有R0接入电路,油量表指针满偏,其示数I0=0.6A,则R0的阻值
[2]当油箱内没有油时,R全部接入电路,油量表的读数最小,此时电路总电阻
此时电路电流
[3] 当油箱内油面的高度降为最高油面一半时,滑片正好在R的中点,此时油量表的读数
[4]当R接入电路的电阻为0时,电路电流为0.6A;当R接入电路的电阻为R的一半时,电路电流为0.4A;当R全部接入电路时,电路电流为0.3A。由此判断理油量表的刻度是不均匀的。
16. 200 24 30
【解析】
(1)[1] 经济舱的乘客可以携带免费托运行李的最大重力
(2)[2]检测装置恰好报警时, R0两端电压U0=3V,此时电路电流
Rx两端电压
Rx的电阻
(3)[3]将行李放在行托盘上时,杠杆OP平衡,O为这根杠杆的支点,根据杠杆的平衡条件可知,将行李放在托盘上时,行李对托盘的压力与其对应力臂的乘积与P点对Rx的压力与其对应力臂的乘积相等。即
而商务舱的乘客允许携带比经济舱更重的免费托运行李,将经济舱行李和商务舱行李放在托盘上时,检测装置都恰好报警,由此判断经济舱行李放在了A处托盘,商务舱行李放在了B处托盘。当检测装置恰好报警时,Rx接入电路中的电阻为24Ω,由表格中数据可知,此时Rx受到的压力FP=150N,则
即
代入数据
解得OA=0.9m
当把商务舱行李放在B托盘时有
即
代入数据
解得模拟商务舱乘客的行李限的重力G2=300N
其质量
17. 0.3 20 等效替代法
【解析】
[1]由题可知,电源电压恒定不变,如图所示,开关S接a时,电流表、电源、保护电阻、未知电阻串联,当开关S接b时,电流表、电源、保护电阻、变阻箱串联,调节变阻箱的阻值,当电流表的示数为0.3A时,电阻箱的阻值即未知电阻的阻值。
[2]由图可知,电阻箱的阻值
R=2×10Ω=20Ω
[3]这种测电阻的方法叫等效替代法,控制电路中其他元件不变,用已知电阻代替未知电阻,当电路中的状态相同时,已知电阻的阻值即未知电阻的阻值。
18. 将电流表指针调零 定值电阻断路 右 电压表 0.12A 在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比 定值电阻两端的电压
【解析】
(1)[1]闭合开关前,发现电流表指针在零刻线左端,说明电流表使用前没有调零,所以接下来应进行的操作是将电流表指针调零。
(2)[2]电压表与定值电阻并联,滑动变阻器接一个上接线柱和一个下接线柱,与电阻串联,如下图所示:
(3)[3]电流表无示数,说明电路断路;电压表有示数时,电压表、电流表、滑动变阻器、开关与电源组成通路,由此可知与电压表并联的定值电阻出现断路。
(4)[4][5]在探究“电流与电阻关系“的实验中,需要控制定值电阻两端的电压不变,当定值电阻阻值变大之后,为保持电压表示数不变,根据串联电路分压规律,滑动变阻器阻值也应相应变大,根据图甲,滑片应向右滑动,才能保持电压表示数不变。
(5)[6]由图乙知电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,此时示数为0.12A。
(6)[7]由图丙可知,导体的电阻增大时,通过导体的电流减小,通过导体的电流与导体的电阻的乘积保持不变,故可得结论:在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
(7)[8]丙图中阴影部分面积,等于电流与电阻之积,根据U=IR可知,阴影部分的面积表示的物理量是定值电阻两端的电压。
19. 向右端移动 35
【解析】
[1]如图所示,R与滑动变阻器串联,电压表测R两端电压,根据实验的要求,要保持R两端电压一定,当R换成更大电阻时,R两分得电压增加,根据串联电路分压的特点,要R两端电压不变,则滑动变阻器要多分电压,即阻值变大,故滑片向右端移动。
[2]当时,滑动变阻器接入的电阻最大,由欧姆定律及串联电路电流的规律可得
即滑动变阻器的最大阻值应为
20. 控制定值电阻两端的电压不变 见解析 在电压一定时,通过导体的电流与电阻成反比
【解析】
(1)[1]实验时,依次更换不同的电阻,通过调节滑动变阻器的滑片使定值电阻两端电压不变。
(2)[2]如图乙所示,电流表选用的是0~0.6A量程,分度值为0.02A,电流表的示数为0.24A,对应电阻的倒数为
第4次实验在图象中的坐标为(0.24,0.10),描出这个点,将各点连接作出图像如图所示:
[3]该图像能直观地判断出电流与电阻的定量关系,更精确地描述电流与电阻的关系。
(3)[4]由图像知,电压一定时,I与成正比,所以导体两端电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
21. 滑动变阻器断路 A 6 (0.04,0.20)
【解析】
(1)[1]电阻R0与电流表并联,电压表串联在电路中是错误的,电阻R0与电流表串联,电压表与电阻R0并联,修改后的电路图如下:
(2)[2]电流表示数为零,说明电路为断路,电压表示数为零说明电压表与电源的两端不相连,所以故障为与电压表并联以外有电路,故可能是滑动变阻器断路了。
(3)[3]当电阻箱R0的阻值变大时,根据分压原理,电压表示数变大,探究“电流与电阻关系”的实验中,要控制电压表示数不变,为了完成该实验研究,应减小电压表示数,根据串联电路电压的规律,应增大变阻器的电压,由分压原理,变阻器连入电路中的电阻变大,该将滑动变阻器R的滑片P向A端滑动。
(4)[4]在电压不变时,电流与电阻成反比,即电流与电阻的倒数成正比;故在平面直角坐标系中,若以电流I为纵坐标,以为横坐标,使图象完全在经过坐标原点的直线上。
(5)[5]图乙中电流表0~0.6A的量程,分度值为0.02A,示数为0.12A,电压表示数
U表=I1R1=0.12A×50Ω=6V
不变。
[6]电阻箱R0的阻值为40Ω时,由串联电路电压的规律,变阻器的电压为
U变=9V-6V=3V
由分压原理可得,变阻器连入的电阻为
将电阻箱R0的阻值由40Ω变换为25Ω时,没有调节滑动变阻器的滑片,由电阻的串联和欧姆定律,此时此刻电路的电流为
故电阻的倒数为
纵坐标为0.20,则该点的坐标为(0.04,0.20)。
22. 断开 B 定值电阻R开路 0.30 5 保持电阻不变,导体中的电流与导体两端电压成正比 25
【解析】
(1)[1]滑片P向B端滑动时,电流表的示数变小,滑动变阻器接入电路电阻变大,下端接线柱应接C点,如下图所示:
(2)[2][3]连接电路时,开关应该处于断开状态,闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应置于阻值最大处,即B端。
(3)[4]闭合开关发现电流表几乎无示数,说明电路是开路;电压表示数接近3V,测电源电压,移动滑片P,两电表示数均无变化,则电路故障可能是定值电阻R开路。
(4)[5]图乙中,电流表量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.30A。
(5)[6]定值电阻R的阻值为
[7]由图丙图像可得出:保持电阻不变,导体中的电流与导体两端电压成正比。
(6)[8]当电路中电流最小时总电阻最大,为
此时滑动变阻器接入电路中的电阻为
故本实验所用滑动变阻器的最大阻值应不小于25Ω。
23. 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。
24. A 电阻断路 电压 变大 控制电阻两端电压不变
【解析】
(1)[1]滑片P向左滑时接入电阻变大,则滑动变阻器应接右下端接线柱,连接电路如图所示:
(2)[2]连接电路时,滑动变阻器应当在阻值最大处,即滑片P应放在A端。
(3)[3]无论怎样移动滑动变阻器的滑片P,电流表无示数,说明电路断路,电压表指针有示数且不变,则为与电压表并联的电阻断路。
(4)[4]探究电流与电阻关系时,应当保持电压不变。
[5]5Ω换成10Ω而没有调整电路的其他部分时,由串联分压规律可知,电阻R承担的电压将变大,电压表示数变大。
[6]移动滑动变阻器滑片P的目的是控制电阻两端电压不变。
25. 负 520 变小 0.92 2.5~40
【解析】
(1)[1]由图乙可知,热敏电阻R1的阻值随温度升高而变小,即为负温度系数热敏电阻。
[2]在标准大气压下,冰水混合物的温度为0℃,由图乙可知,热敏电阻R1在0℃时的电阻值为520Ω。
(2)[3]测温时,保持R2两端电压为0.20V,即电路中的电流保持不变,而R1的阻值随温度升高而变小,由欧姆定律可知,R1两端的电压逐渐变小
(3)[4]由图乙可知,当温度是20℃时,热敏电阻R1的阻值为
此时电源电压
(4)[5]当电源电压为0.6V时,电路中的总电阻
此时热敏电阻R1的阻值
由图乙可知,此时的温度
当电源电压为1.2V时,电路中的总电阻
此时热敏电阻R1的阻值
由图乙可知,此时的温度
故该热敏电阻温度计测量温度的范围为2.5~40℃。
26.(1)6V;(2)20Ω;(3)40Ω
【解析】
解:(1)灯泡的额定电流
IL额==0.6A
当S、S2闭合,将R2的滑片P移至a端时,电路为灯泡L的简单电路,此时电源电压与灯泡L两端的电压相等,因为此时灯泡正常发光,所以电源电压
U=UL额=6V
(2)当S、S1、S2闭合,R2的滑片P移至a端时,电阻R1与灯泡L并联,电流表测量干路中的电流,根据并联电路的特点,此时灯泡L不受影响,仍然正常发光,通过灯泡L的电流
IL=IL额=0.6A
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以此时R1中的电流
I1=I'-IL=0.9A-0.6A=0.3A
定值电阻R1的阻值
(3)当S、S2闭合,将R2的滑片P移至b端时,滑动变阻器的最大阻值与灯泡L串联,此时电路的总电阻
因为串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以滑动变阻器的最大阻值
R2=R总-RL=50Ω-10Ω=40Ω
答:(1)电源电压是6V;
(2)R1的阻值是20Ω;
(3)滑片P在b时R2的阻值是40Ω。
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