沪科版九年级物理第十五章探究电路综合测试
考试时间:90分钟;命题人:物理教研组
考生注意:
1、本卷分第I卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,满分100分,考试时间90分钟
2、答卷前,考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、班级填写在试卷规定位置上
3、答案必须写在试卷各个题目指定区域内相应的位置,如需改动,先划掉原来的答案,然后再写上新的答案;不准使用涂改液、胶带纸、修正带,不按以上要求作答的答案无效。
第I卷(选择题 30分)
一、单选题(10小题,每小题3分,共计30分)
1、电阻甲和乙的电流随电压变化规律如图所示。若将它们串联接入电源电压恒为 6 V 的电路中,则下列说法正确的是( )
A.电阻甲和乙两端的电压可能都等于 3 V
B.电阻甲和乙两端的电压之比可能等于 1∶2
C.电阻乙两端的电压 定大于甲两端的电压
D.电阻乙两端的电压 定小于甲两端的电压
2、如图是某家庭电路的一部分,下列说法正确的是( )
A.零线与地线之间的电压为220V
B.电冰箱接入三孔插座后其外壳与零线相连
C.断开开关S时,用测电笔接触a点氛管发光,接触b点氛管不发光
D.闭合开关S时,电灯不亮,保险丝未烧断,可能是电灯短路
3、如图所示,是通过某两个导体R1、R2的电流随电压变化的图像。分析图中信息可知( )
A.R1导体的电阻为8Ω
B.R2导体的电阻为1.8Ω
C.两导体并联在电压为4V的电源两端时,干路电流为0.3A
D.两导体串联在电路中,测得电路中的电流为0.1A,则总电压为4V
4、关于导体的电阻,下列说法中正确的是( )
A.通过导体的电流为零,导体的电阻也为零
B.导体两端的电压为零,导体的电阻也为零
C.锰铜丝的电阻比铜丝的电阻大
D.材料和长度均相同的两条导线,相同温度下横截面积较大的电阻较小
5、将一只定值电阻接在6V的电源上,通过的电流为1A,若把它接在12V的电路中,则通过它的电流为( )
A.6A B.1.5A C.3A D.2A
6、如图所示,电源电压保持不变,闭合开关,将滑动变阻器的滑片向右移动,电压表和电流表的变化情况是( )
A.电压表和电流表示数都变小 B.电压表示数变大,电流表示数变小
C.电压表和电流表示数都变大 D.电压表示数变小,电流表示数变大
7、下列现象中,可以用分子热运动规律解释的是( )
A.还未看见瀑布,先听见瀑布的声音 B.还未看见花儿,先嗅到花儿的香气
C.神舟十三号载人飞船腾空而起 D.火车呼啸着从站台驶过
8、如图所示电路中,闭合开关,滑动变阻器的滑片由b向a滑动的过程中,电阻R两端的电压和电流表示数变化情况正确的是( )
A.变大,变小 B.变小,变大 C.变小,变小 D.变大,变大
9、如图所示电路中,电源电压保持不变,闭合开关S,用滑动变阻器调节灯泡亮度。则电流表示数I与电压表示数U的关系图像是( )
A. B.
C. D.
10、根据公式和可知( )
A.导体的电阻与其两端电压成正比
B.导体的电阻与通过它的电流成反比
C.电压相同,通过导体的电流与它的电阻无关
D.电压相同,通过导体的电流与它的电阻成反比
第Ⅱ卷(非选择题 70分)
二、填空题(5小题,每小题3分,共计15分)
1、如图所示,往细玻璃管内先注入一半的清水,再缓缓注入适量染成红色的酒精,将玻璃管反复颠倒几次,使酒精和水充分混合,观察到混合液的液面降低了,该实验说明________。以下事实也能说明上述结论的是________。
①将两块底面平整、干净的铅柱紧压后,两个铅柱会结合在一起;
②黄豆和芝麻混合后总体积小于混合前的总体积;
③对厚壁钢瓶内的油施加高压后,瓶内的油会从瓶壁渗出。
2、如图所示,电源电压保持不变,闭合开关S后,在保证电路安全的情况下,滑动变阻器滑片由中点向右移动的过程中,电流表A的示数_______;电压表V的示数_______(以上两空填“变小”“不变”或“变大”);小灯泡L的亮度_______(填“变亮”“变暗”或“不变”)。
3、用豆浆机做豆浆时,能闻到浓浓的豆浆香味儿,这是______现象。倒出豆浆时,豆浆机的内壁上沾有豆浆,说明分子间有______。
4、如图所示的电路,开关闭合后,当滑动变阻器的滑片滑到最左端时,电压表的示数为6V,电流表的示数为0.3A,当滑动变阻器的滑片滑到最右端时,电流表的示数为0.2A ,则电压表的示数为_____V ,滑动变阻器的最大阻值为_______ 。
5、如图所示是某同学设计的风力测定仪,O是转轴,OC是金属杆,下连受风板,AB是一段圆弧形电阻,P点是金属杆与圆弧形电阻的接触点,R0是定值电阻。无风时,OC竖直,风越大,OC杆偏转角度越大。金属杆OC与弧形电阻AB的组合,相当于变阻器,风力越小,电流表示数越_________,当风力为零时电流表的示数____________(选填:“为零”或“不为零”),当电压表的示数为零时,此时风力______________(选填“最大”或“最小”)。
三、计算题(5小题,每小题8分,共计40分)
1、如图甲所示,R是压敏电阻,其阻值随压力的变化而改变,R0为定值电阻,闭合开关S,改变R上压力大小,两电表示数之间的关系图象如图乙所示。求:
(1)当电流表示数为0.2A时压敏电阻R的阻值;
(2)定值电阻R0的阻值。
2、在图所示的电路中,电源电压保持不变,电阻R1的阻值为12欧,滑动变阻器R2标有“100欧 l安”字样。闭合开关S,移动滑片P至某位置时,电流表示数为0.5安。
(1)求此时电阻R1两端的电压U1;
(2)现将一个电压表正确接入电路。闭合开关S,移动滑片P,在电路安全工作的情况下,电压表示数的变化范围为6伏~15伏;
(a)请指出电压表接入的位置,并说明理由;
(b)求最小电流I最小。
3、在图(a)所示的电路中,电源电压为10V且保持不变,滑动变阻器R2上标有“3A”字样,且滑片P在最大阻值处。闭合开关S,电流表A1示数为2A,电流表A的示数如图(b)所示。
① 求电阻R1的阻值。
② 移动变阻器滑片P,在保证电路中各元件不损坏的情况下,求连入电路R2的阻值范围。
4、如图所示,将滑动变阻器的滑片P移向M端,闭合开关S,电流表有示数为1.0A,电压表的示数为6V;滑片P移至N端,闭合开关S,电压表的示数为2V.求:
(1)电源的电压;
(2)电阻R0的阻值;
(3)滑动变阻器的最大阻值。
5、如图所示的电路中,已知R1=20Ω,R2=30Ω,当S闭合后,电流表示数为0.3A,请计算:
(1)电源电压;
(2)通过R2的电流。
四、实验探究(3小题,每小题5分,共计15分)
1、小明在做“探究电流与电阻关系”的实验中:
(1)请你按照图甲的电路图,以笔画线代替导线,将图乙未连接好的电路连接完整______。
(2)实验前,滑动变阻器的滑片应置于______(选填“A”或“B”)端,目的是______。
(3)连接电路后,闭合开关,移动滑动变阻器滑片P,发现电压表、电流表均有示数,但示数较小,无论怎样移动滑片,两电表示数均无变化,产生这一故障的原因可能是______。
(4)排除故障后,当电压表的示数为1.5V时,电流表的示数如图丁所示,则通过定值电阻的电流大小为 _____A,它的阻值是______Ω。
(5)用5Ω的电阻做完实验后,滑动变阻器滑片P不动;若将5Ω电阻换成10Ω电阻进行实验时,滑动变阻器滑片P应向______(选填“A”或“B”)调节,并保持电压表示数为______V不变,读出电流大小为0.15A。
(6)由此得到结论:电压一定时,______。
2、小龙在实验室用如图所示的电路进行“探究电流与电压、电阻的关系”,实验器材:电源、开关、导线若干,滑动变阻器铭牌上有“20Ω 1A”字样,四个定值电阻的阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω。相关操作步骤如下:
(1)连接完电路,小龙将电源电压调节为3V,把滑片移到阻值最大端后闭合开关;
(2)探究电流与电压的关系时,小龙通过调节滑动变阻器的滑片P,测出定值电阻R两端的电压和对应的电流如下表所示。老师检查后,给他指出某次数据不是真实的实验数据,不真实的数据是第______次;
实验次数 1 2 3 4
电压U/V 0.5 1.0 1.5 2.0
电流I/A 0.1 0.2 0.3 0.4
分析表中数据,可以得到的结论是:当导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成______(选填“正比”或“反比”);
(3)在进行探究电流与电阻关系的实验时,小龙先将5Ω的定值电阻接入电路,闭合开关适当移动滑片后,记录电流表的示数为0.2A。再用10Ω的定值电阻替换5Ω的定值电阻接入电路,闭合开关后电压表示数将______(选填“变大”、“不变”或“变小”),他需将滑片P向______(选填“右“或“左”)移动,使电压表的示数U0=______V,再记录下电流表的示数;小龙继续用15Ω的定值电阻替换10Ω的定值电阻,闭合开关后调节滑动变阻器,发现电压表示数始终不能调节为U0。为了用四个定值电阻都能顺利完成探究,小龙想到了如下调整方案,你认为可行的是______(多选,填写字母番号);
A.如果只调整电压表的示数,则应控制电压表示数U0的范围为1.5V~3V
B.如果只更换滑动变阻器,则更换的滑动变阻器最大阻值不小于40Ω
C.如果只调节电源电压,则电源电压调节的范围是1V~2V
(4)小龙完成上述实验后,将如图所示电路中的电源电压调节为6V不变,再将定值电阻换接为电阻箱R0(阻值只能在0≤R0≤100Ω范围内进行调节),其它器材及连接情况均不变(滑动变阻器最大阻值20Ω,电压表量程0~3V,电流表量程0~0.6A)。若闭合开关后,在移动滑片P的过程中,电流表示数均能调节到0.2A。在确保电路安全的情况下,在调节电阻箱及移动滑片P的过程中,电阻箱R0的阻值调节范围为______Ω,滑动变阻器两端的最大电压为______V。
3、如图,小郑指导某物理小组用“伏安法”测未知电阻的阻值。
(1)小云先把滑动变阻器的滑片P移至图中______(选填“A”或“B”)处,然后再闭合开关,发现电流表示数为零,但电压表有示数,故障可能是待测电阻Rx______(选填“短路”或“开路”);
(2)小云排除故障后,用滑动变阻器调节接入电路中的电阻,对应每次变化各测一次电流值和相应的电压值并记录到表格中。有一次测量电流表的指针如图乙所示,其示数为______A;另一次测量电压表的指针如图丙所示,其示数为______V。小云根据几组实验数据计算出Rx的值,为了进一步减小误差,绘制了Rx的U-I图象;
(3)另一组的小彬用相同的器材进行实验,并根据自己所记录的实验数据绘制了如图丁所示的U-I图象,小云发现小彬绘制的U-I图象和自己绘制的U-I图象不同,你认为其原因是小彬______,小云根据小彬的U-I图象也可以计算出待测电阻Rx=______Ω(实验过程中电源电压保持不变)。
-参考答案-
一、单选题
1、D
【详解】
A.因串联电路中电流处处相等,而由图中可知,当电阻甲、乙两端电压均为3V时,流过两电阻的电流不相等,故可知电阻甲和乙两端的电压不可能都等于3V,故A错误;
B.由题意可知,甲、乙两端电压小于6V,由图中可知,当流过两电阻的电流相同时,电阻甲两端电压始终大于电阻乙两端电压,可知电阻甲两端电压和电阻乙两端电压不可能等于1∶2,故B错误;
CD.因甲、乙两端电压小于6V,由图中可知,当流过两电阻的电流相同时,电阻乙两端电压始终小于电阻甲两端电压,故C错误,D正确。
故选D。
2、C
【详解】
A.零线与地线之间的电压为0V,故A错误;
B.电冰箱接入三孔插座后其外壳应与地线相连,故B错误;
C.断开开关S时,a点可看作在火线上,b点看作在零线上,所以用测电笔接触a点氛管发光,接触b点氛管不发光,故C正确;
D.若电灯短路,则电路中电流会过大,保险丝会烧断,所以闭合开关S时,电灯不亮,保险丝未烧断,不可能是因为电灯短路,故D错误。
故选C。
3、C
【详解】
AB.由图象知,在电阻两端电压都是4V时,通过电阻R1的电流为I1=0.1A,通过乙电阻R2的电流为I2=0.2A。所以两电阻的阻值分别为
故AB不符合题意;
C.两导体并联在电压为4V的电源两端时,因并联电路中干路电流等于各支路电路之和,所以,干路电流为
I=I1+I2=0.1A+0.2A=0.3A
故C符合题意;
D.由图可知,两导体串联在电路中,测得电路中的电流为0.1A,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,串联电路两端的总电压
U=I(R1+R2)=0.1A×(40Ω+20Ω)=6V
故D不符合题意。
故选C。
4、D
【详解】
AB.电阻是导体本身的性质,决定于自身的材料、长度、横截面积和温度,与电流、电压等外界因素无关,故AB错误;
C.导体的电阻除了与导体的材料有关,还与导体的长度和横截面积有关,因此不能只以导体的材料判断导体电阻的大小,故C错误;
D.材料和长度均相同的两条导线,相同温度下横截面积较大的电阻较小,故D正确。
故选D。
5、D
【详解】
根据欧姆定律,求得导体的电阻为
若把它接在12V的电路中,电阻不变,仍为6Ω,则通过它的电流为
D正确。
故选D。
6、A
【详解】
CD.由电路图知道,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,将滑动变阻器的滑片向右移动,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,即电流表的示数变小,故CD错误;
AB.由U=IR知道,R1两端的电压变小,故电压表的示数变小,故A正确、B错误。
故选A。
7、B
【详解】
A.还未看见瀑布,先听见瀑布的声音,说明空气能传播声音,故A不符合题意;
B.还未看见花儿,先嗅到花儿的香气,是因为有花香的“原子”飘到我们鼻子里,说明分子永不停息地做无规则运动,故B符合题意;
C.神舟十三号载人飞船腾空而起,载人飞船的运动状态发生改变,说明载人飞船受到力的作用,故C不符合题意;
D.以站台为参照物,火车相对于站台的位置发生了改变,故看到火车呼啸着从站台驶过,故D不符合题意。
故选B。
8、B
【详解】
由电路图可知,R0与R串联,电压表V测R两端的电压,电流表测电路中的电流;滑动变阻器的滑片由b向a滑动的过程中,滑动变阻器接入电路中的电阻变小,电路中的总电阻变小,由可知,电路中的电流变大,即电流表的示数变大;由U=IR可知,R0两端的电压变大,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,滑动变阻器R两端的电压变小,即电压表的示数变小。
故选B。
9、C
【详解】
根据题意,R与L串联,根据串联电路电压的规律及欧姆定律可得电流为
即电路中电流表的示数I与电压表示数U是一次项系数为负的一次函数关系,如图所示,ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
10、D
【详解】
AB.导体的电阻取决于导体本身的材料、长度、横截面积和温度,与导体两端的电压、通过导体的电流无关,故AB不符合题意;
CD.根据可知,当电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比,故C不符合题意,D符合题意。
故选D。
二、填空题
1、分子间有间隙 ③
【详解】
[1]酒精和水充分混合,观察到混合液的液面降低,总体积减小,说明分子间有间隙。
[2]①将两块底面平整、干净的铅柱紧压后,两个铅柱会结合在一起,说明分子间有引力,故①不符合题意;
②黄豆和芝麻混合后总体积小于混合前的总体积,说明黄豆和芝麻颗粒间有空隙,故②不符合题意;
③对厚壁钢瓶内的油施加高压后,瓶内的油会从瓶壁渗出,说明分子间有间隙,故③符合题意。
故选③。
2、变小 不变 不变
【详解】
[1][2]由图可知,灯泡与滑动变阻器并联在电路中,电压表测电源的电压,电流表测通过滑动变阻器的电流;因电源电压保持不变,所以滑片向右移动时电压表的示数不变;滑片由中点向右移动的过程中,滑动变阻器接入电路的电阻变大,根据欧姆定律可知,通过滑动变阻器的电流变小,即电流表的示数变小。
[3]由于并联电路中各支路互不影响,所以滑片向右移动时,则灯泡的亮度不变。
3、扩散 引力
【详解】
[1]不同的物质在相互接触时,物质互相进入对方的现象叫做扩散,扩散现象说明分子在不停地做无规则运动。
[2]倒出豆浆时,豆浆机的内壁上沾有豆浆,说明分子间有引力,沾在了豆浆机的内壁上。
4、4V 10
【详解】
[1]当滑动变阻器的滑片滑到最左端时,电路中只接入定值电阻R,因此电压表示数既是定值电阻两端电压,也是电源电压,电流表示数为通过定值电阻的电流,所以定值电阻的阻值
当滑动变阻器的滑片滑到最右端时,定值电阻和滑动变阻器串联,滑动变阻器接入最大阻值,此时电路中电流为0.2A,则定值电阻R两端的电压为
U=I′R=0.2A×20Ω=4V
[2]根据题意可知,定值电阻R和滑动变阻器RP的总电阻为
则滑动变阻器的最大阻值
RP=R总-R=30Ω-20Ω=10Ω
5、小 不为零 最大
【详解】
[1]由图可知,变阻器和R0串联,电压表测量变阻器两端的电压,电流表测量电路中的电流,风力越小,OC杆偏转的角度越小,BP段越大,电阻变大,电路的总电阻越大,电源电压不变,由可知,电路中的电流越小,电流表的示数越小。
[2]当风力为零时,OC是竖直的,连入电路的电阻是AB段,连入电路的电阻最大,电路的总电阻最大,电源电压不变,由可知,电路中的电流最小,电流表的示数最小,但不为零。
[3]当电压表的示数为零时,则变阻器连入电路的电阻为零,OC杆偏转的角度最大,说明风力最大。
三、计算题
1、(1)20Ω;(2)10Ω
【详解】
解(1)由电路图可知,R与R0串联,电压表测压敏电阻R两端的电压,电流表测电路中的电流,由图乙可知,当电流表示数为0.2A时,UR=4V,由可得
R===20Ω
(2)根据串联电路中总电压等于各分电压之和和可得电源电压
U=UR+IR0=4V+0.2A×R0
由图乙可知,当UR′=1V时,电路中的电流I′=0.5A,则电源的电压
U=UR′+I′R0=1V+0.5A×R0
因电源的电压不变,所以
4V+0.2A×R0=1V+0.5A×R0,
解得:R0=10Ω。
答:(1)当电流表示数为0.2A时压敏电阻R的阻值为20Ω;
(2)定值电阻R0的阻值为10Ω。
2、(1)6V;(2)(a)并联在滑动变阻器两端,理由见解析;(b)0.25A
【详解】
解:(1)此时电阻R1两端的电压U1
(2)(a)闭合开关S,移动滑片P,在电路安全工作的情况下,电压表示数的变化范围为6伏~15伏,若电压表并联在定值电阻两端,根据滑动变阻器可知,电路中允许的最大电流为1A,定值电阻的阻值为12Ω,此时电压表的示数为
与题意电压表示数的变化范围为6伏~15伏不符,故舍去,故电压表并联在滑动变阻器两端。
(b)根据滑动变阻器可知,最大的电流为1A,电源电压一定,则此时电路中的总电阻是最小的,滑动变阻器的电阻也是最小,根据串联分压可知,此时滑动变阻器的电压也是最小,故最小电压为6V,则电源电压为
根据串联分压,滑动变阻器的阻值越大,电压表的示数越大,最大示数为15V,此时的总电阻最大,则此时的电流为
答:(1)电阻R1两端的电压U1为6V;
(2)(a)电压表并联在滑动变阻器两端;
(b)电压表最小电流I最小为。
3、①5Ω;②10Ω~50Ω
【详解】
解:①如图两电阻并联,A1在支路,测R1的电阻,A在干路,测干路电流,电阻R1的阻值
②当电流表示数时,阻值最大,通过滑动变阻器R2的最小电流
的最大阻值
当电流表示数时,阻值最小,通过滑动变阻器R2的最大电流
的最大阻值
所以的阻值范围为。
答:① 电阻R1的阻值为5Ω;
② 移动变阻器滑片P,在保证电路中各元件不损坏的情况下,连入电路R2的阻值范围为10Ω~50Ω。
4、(1)6V;(2)6Ω;(3)12Ω
【详解】
解:(1)将滑动变阻器的滑片P移向M端时,电路为R0的简单电路,由电压表的示数可知,电源的电压;
(2)此时电路中的电流为1.0A,由可得,电阻R0的阻值
(3)滑片P移至N端,滑动变阻器和电阻R0串联,滑动变阻器两端的电压
通过电路的电流
解得滑动变阻器的电阻
答:(1)电源的电压为6V;
(2)电阻R0的阻值为6Ω;
(3)滑动变阻器的最大阻值为12Ω。
5、(1)6V;(2)0.2A
【详解】
解:由电路图可知,R1与R2并联,电流表测通过R1的电流。
(1)因并联电路中各支路两端的电压相等,故由欧姆定律可得,电源的电压为
U=U2=U1=I1R1=0.3A×20Ω=6V
(2)由欧姆定律可得,通过R2的电流为
答:(1)电源电压为6V;
(2)通过R2的电流为0.2A。
四、实验探究
1、 B 保护电路 滑动变阻器同时接下接线柱 0.3 5 B 1.5 电流与电阻成反比
【详解】
(1)[1]由电路图可知,滑动变阻器串联接入电路,且滑动变阻器按一上一下原则接入,如下图所示:
(2)[2][3]实验前,为保护电路,滑动变阻器的滑片应滑到阻值最大处,故由电路图可知,滑动变阻器的滑片应置于B端。
(3)[4]由题意可知,电流表有示数,则电路处于通路状态,但无论怎样移动滑片,两电表示数均无变化,则说明滑动变阻器失去调节电阻功能,故原因可能是滑动变阻器同时接入了两个下接线柱。
(4)[5][6]由图丁可知,电流表接小量程,故可知通过定值电阻的电流大小为I=0.3A,由欧姆定律可得,定值电阻的阻值为
(5)[7][8]要探究电流与电阻的关系,则应控制电阻两端电压不变,故可知将5Ω电阻换成10Ω电阻进行实验时,应控制10Ω电阻两端电压保持1.5V不变,由串联电路电阻等比例分压可知,此时应增大滑动变阻器接入电路中的阻值,故应将滑动变阻器的滑片P向B端调节,保持电压表示数为1.5V不变。
(6)[9]由实验数据可知,当电阻两端电压不变时,电阻的阻值与流过电阻的电流的乘积不变,即电压一定时,电流与电阻成反比。
2、1 正比 变大 左 1 ABC 10~15Ω 4
【详解】
(2)[1][2]第一次数据是编造的,因为当电流为0.1A时,电源电压为3V,则总电阻为
定值电阻的阻值为
则此时滑动变阻器的阻值为
而滑动变阻器的最大值只有20Ω,故第一次实验是编造的;分析表格中的数据可知,电压与电流之比是一个定值,故结论是当电阻一定时,电流与电压成正比。
(3)[3][4][5][6]根据串联分压,电阻变大,电阻两端的电压变大,故用10Ω的定值电阻替换5Ω的定值电阻接入电路,电压表示数变大;探究电流与电阻的关系,需要控制电压不变,而此时电压表的示数变大,故他需将滑片P向左移动,让滑动变阻器接入的阻值变大,分担更多的电压;当电阻为5Ω时,电流为0.2A,说明电阻两端的电压为
探究电流与电阻的关系,一定要控制电压不变,故更换10Ω的电阻后,也需要电阻两端的电压变为1V;为了使4个电阻都完成实验可以采取下列方式
A.如果只调整电压表的示数,则应控制电压表示数U0的范围为1.5V时,滑动变阻器两端的电压也为1.5V,那么电阻和滑动变阻器接入阻值之比为
当定值电阻为20Ω时,滑动变阻器也可以为20Ω,可以完成实验,当控制电压表示数U0的范围为3V时,不需要滑动变阻器即可完成实验,故A符合题意;
B.如果只更换滑动变阻器,根据电阻之比等于电压之比,滑动变阻器和定值电阻的比值是一个定值,该定值为
由于定值电阻最大为20Ω,故也需要一个更大的滑动变阻器,滑动变阻器的阻值为
整理可得
故B符合题意;
C.如果只调节电源电压,将电源电压调节为1V,可以直接实验,不需要使用滑动变阻器,若将电源调节为2V,则滑动变阻器需要分担1V的电压,即定值电阻与滑动变阻器的电压之比为,那么电阻之比也为,当定值电阻为20Ω,滑动变阻器也为20Ω,刚好完成实验,故C符合题意。
故选ABC。
(4)[7][8]电阻箱R0与滑动变阻器串联,电压表并联在定值电阻两端,若闭合开关后,在移动滑片P的过程中,电流表示数均能调节到0.2A,说明此时的总电阻能够达到
滑动变阻器的最大值为20Ω,故电阻箱的最小值为
当电阻箱的阻值变大时,电压表的示数变大,根据电压表的量程可知,电压表的最大示数为3V,而电源电压为6V,那么滑动变阻器分担的电压为
若闭合开关后,在移动滑片P的过程中,电流表示数均能调节到0.2A,则此时总电阻为30Ω,根据串联分压,电压之比即为电阻之比,那么此时电阻箱的阻值为
故电阻箱能够调节的范围为10~15Ω;当滑动变阻器的阻值最大为20Ω,此时电阻箱的阻值最小,最小值为10Ω,且此时的电流为0.2A,则滑动变阻器两端的最大电压为
3、B 开路 0.28 2.6 把电压表并在滑动变阻器两端 10
【详解】
(1)[1]连接电路前,开关必须断开,电路接通前,滑动变阻器的滑片P应该移至图中阻值最大处,即移至图中的B端。
[2]若待测电阻短路,电压表示数为0,不符合题意;若待测电阻断路,电流表示数为零,电压表串联在电路中测电源电压,电压表有示数,故电路中的一处故障是待测电阻Rx开路。
(2)[3]电流表的指针如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,其示数为0.28A。[4]电压表的指针如图丙所示,电压表接小量程,分度值为0.1V,其示数为2.6V。
(3)[5]待测电阻与变阻器串联,当变阻器连入电路的电阻变小时,电路的电流变大,根据U=IR,待测电阻的电压变大,由串联电路电压的规律,变阻器的电压变小,绘制的如图丁所示U-I图像的原因是:电压表并联在滑动变阻器的两端了。
[6]设电源电压为U根据串联电路的规律和欧姆定律,因待测电阻不变,待测电阻的值
代入数据
解得