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北师大版九年级物理第十二章欧姆定律定向攻克
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、如图所示,电阻R1与R2并联,电源电压恒定不变,闭合开关S1、S2,以下说法正确的是( )
A.只断开S1, A示数增大 B.只断开S1, A示数不变
C.只断开S2, A示数减小 D.只断开S2, A1示数减小
2、A、B两个用电器分别接入图甲的电路中,经测量,用电器A、B的I与U关系如图乙所示,则从图乙中获得信息不正确的是( )
A.用电器的电阻RA=10Ω
B.B用电器的电阻RB随电压的增大而增大
C.A用电器的电阻RA随电压的增大而增大
D.A,B用电器的电阻在U=3V时相等
3、如图所示电路,电源电压不变,AB为铅笔芯,开关闭合后,当滑片M在中点时,电路的总功率为P;滑片M向左滑动一段距离时电路的总功率为 P,此时电流表A1和A2的示数之比为( )
A.1∶3 B.3∶2 C.3∶1 D.5∶1
4、如图所示电路,电源两端电压不变,R1、R2和R3为三个定值电阻。R1的阻值为10Ω。当开关S1闭合、开关S接1时,电流表的示数为0.9A。当开关S1闭合、开关S接2时,电流表的示数为0.6A,电阻R1两端的电压为 U1。当开关S1断开、开关S接2时,电流表的示数为0.15A,电阻R1两端的电压为U1′。下列判断正确的是( )
A.U1∶U1′=4∶3 B.R2的阻值为5Ω
C.R3的阻值为30Ω D.电源两端电压为9V
5、如图所示电路,电源电压恒定,开关闭合后,各电表量程合适且均有示数,现将滑动变阻器R2的滑片P向右滑动的过程中,下列说法中正确的是( )
A.电流表A1和A2示数都变小
B.电压表V的示数变大
C.电压表V与电流表A1的示数之比变大
D.电压表V与电流表A2的示数之比变大
6、如图所示是某电子秤的结构示意图,其中 P 是一个可以紧贴 AB 滑动的金属滑片,S 为自动控制开关。闭合开关 S,秤盘内不放物体时,电子秤刻度表示数为 0;在秤盘内放入物体时,就可以从电子秤刻度表上读出该物体的 质量;当被测物体的质量超过电子秤量程时,开关 S 自动断开,电子秤无示数。下列判断正确的是( )
A.电子秤的刻度表可能是由电流表或电压表改装而成的
B.秤盘里放的东西越重,电路中的电流越小
C.秤盘里放的东西越重,AB 电阻两端的电压越小
D.R0 电阻去掉后,也能保证电路安全工作
7、如图所示,电源电压不变,闭合开关S,滑动变阻器的滑片向右滑动过程中,下列说法正确的是( )
A.电流表A示数变小
B.电压表V1示数不变
C.电压表V2示数与电流表A示数乘积变小
D.电压表V1示数与电流表A示数比值变小
8、有甲、乙两根镍铬合金线,甲和乙等长,乙粗些,把它们并联在同一电路中,它们两端的电压分别为U甲和U乙,通过它们的电流分别为I甲和I乙,下列判断中正确的是( )
A.U甲>U乙 B.U甲<U乙 C.I甲>I乙 D.I甲<I乙
9、下列说法正确的是( )
A.公式R= 为电阻的定义式,R与U和I无关,所以,由I= 可知I也与U和R无关
B.公式 为密度的定义式,ρ与物质种类有关,与物体的m和V无关
C.公式c= 为比热容的定义式,c的单位是J/kg·℃
D.公式q= 为热值的定义式,q与Q 无关,但q与m成反比
10、计算机鼠标内装有自动控制传感器,其工作原理电路如图所示,物体M在导轨上左右移动时,可带动与之相连的滑动变阻器滑片P移动,通过电压表示数可反映物体M移动的距离,当物体M向右移动时,观察到的现象应该是( )
A.电流表示数不变,电压表示数变大
B.电流表示数变大,电压表示数变大
C.电压表示数和电流表示数比值变小
D.电压表示数和电流表示数比值不变
第Ⅱ卷(非选择题 70分)
二、填空题(5小题,每小题4分,共计20分)
1、将阻值为 的均匀导线对折后的阻值为 ,将此时的导线两端加 电压时,通过导线的电流为 A。
2、测温模拟电路如图1所示,温度表由量程为3V的电压表改装而成,电源电压U为6V,R的阻值为40Ω,热敏电阻的阻值Rt随温度t变化的关系如图2所示,则当开关S闭合后,温度表的0℃应 (选填“在”或“不在”)电压表零刻度处;若增大电源电压U,电路可测量的最高温度将 (选填“增大”或“减小”);电路可测量的最高温度为 ℃ 。
3、如图所示电路,电源电压恒定,定值电阻,,当S1闭合,S2、S3断开时,电流表的示数为,电源电压为 ;当S2闭合,S1、S3断开时,电流表示数为 A;当S1、S3闭合,S2断开时,电流表示数为 A。
4、如图甲所示的电路中,当开关S闭合,甲、乙两表是电压表时,示数之比是U甲∶U乙=3∶2,当开关S断开,甲乙两表都是电流表时,则甲、乙两表示数之比 。
5、一定值电阻,当把它接在电压恒为U的电源两端时,测得通过它的电流为 ,当把一个 的电阻与该定值电阻串联后仍接在原电源两端时,通过它的电流变为 ,则该电源电压为 V。
三、计算题(5小题,每小题8分,共计40分)
1、 “创新”小组的同学们调查发现,雨雪天气里汽车后视镜会变模糊,影响行车安全.同学们设计了给后视镜除雾、除霜的加热电路.如图是加热电路原理图,电源电压100V,加热电阻R1与R2阻值均为100Ω,电路低温挡除雾,高温挡除霜.同学们对电路进行模拟测试,开启除霜模式加热后视镜lmin,用温度传感器测得其温度升高了6℃.[查资料得:后视镜玻璃质量约0.5kg,玻璃的比热容约0.8×103J/(kg·℃)]求:
(1)除霜模式下,电路中的电流;
(2)除霜模式下,电路的加热效率.
2、如图所示的电路中,电源电压为18V且保持不变,电阻R2为15Ω.闭合开关S,电流表A1的示数为1.8A.
求:
(1)电流表A2的示数I2.
(2)R1的阻值.
(3)电路总电阻R.
3、如图所示的电路中,电源电压保持不变,电阻R1=20Ω。只闭合开关S1后,电流表的示数为0.3A,再闭合S2电流表的示数为0.5A,求:
(1)电源电压;
(2)电阻R2中的电流;
(3)电阻R2的阻值。
4、在如图所示的电路中,R1=10Ω,R2=20Ω,闭合开关后,电流表的示数为0.3A.
(1)电阻R1两端的电压是多少?
(2)通过R2的电流是多少?
5、电子兴趣小组同学制作了一个简单的多用电表(可以测电压、电流、电阻)。如图所示为电表的电路图,M、N为电表两接线柱。已知选用的电流表内阻Rg=50Ω、满偏电流Ig=2mA,当接线柱N接A时为量程10mA的电流表;当接线柱N接C时为量程20V的电压表;当接线柱N接B时,将待测电阻接在MN两接线柱间,可以测出其电阻值,称为欧姆表。内接电池E的电压为1.5V,电阻忽略不计。
(1)R1、R2的阻值为多少?
(2)R3为调零电阻,即当接线柱N接B时,再MN两接线柱用导线直接连接,调节R3使电流表指针达到最大值,则此时R3的阻值为多少?
(3)若将某一待测电阻Rr接在MN间,指针指正中央位置,则待测电阻Rr的阻值为多少?
四、实验探究(1小题,每小题10分,共计10分)
1、小明利用如图甲的电路探究“电流与电阻的关系”。已知电源电压为4.5V且保持不变,实验用到的定值电阻阻值分别为25Ω、20Ω、15Ω、10Ω、5Ω,滑动变阻器A的规格为(“10Ω 1A”),变阻器B的规格为(“20Ω 1A”)。
(1)电路连接并检查完后,闭合开关前应将滑动变阻器滑片调至最 端(选填“左”或“右”);
(2)实验中完成了5Ω的电阻实验后,将5Ω的电阻更换为10Ω的电阻,闭合开关,应将滑动变阻器滑片向 (选填“左”或“右”)适当滑动,使电压表示数恢复到原来的值;
(3)小明同学进行了五次实验,根据所得数据画出电流与电阻关系的图象如乙图。但老师发现五次实验中有一次未移动滑动变阻器滑片控制电压表示数一定,根据乙图中的数据分析,阻值为 Ω的定值电阻连入电路时未移动滑片;
(4)去掉第(3)题提到的这组数据后,根据实验数据可以得出结论: ;
(5)在连接电路时,为保证实验顺利进行,则应选择变阻器 (选填“A”或“B”)连入电路。
-参考答案-
一、单选题
1、【答案】C
【解析】【解答】AB.由图可知,电阻R1与R2并联,电流表A测干路电流,A1测R1支路电流,A2测R2支路电流。当只断开S1,则R1支路断路电流为零、 R2支路不受影响,根据并联电路电流特点可知,干路电流会减小,即A示数减小。AB不符合题意;
CD.当只断开S2,则R2支路断路电流为零、R1支路不受影响,即A1示数不变,根据并联电路电流特点可知,干路电流会减小,即A示数减小。C符合题意,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】分析电路结构,两个定值电阻是并联关系,电压相等,干路电流等于两条支路电流之和,闭合一支路开关,使得干路电流增加而各支路两端的电压不变。
2、【答案】C
【解析】【解答】A.由A的图线可知:通过A的电流与其两端电压成正比,即A的电阻是一个定值电阻,当UA=3V时,IA=0.3A根据欧姆定律可知A用电器的电阻为
A正确,不符合题意;
B.由B的图线可知,当B电压U=2V时,通过B的电流I>0.2A,由 可知,此时RB<10Ω。
当B电压U′=3V时,I′=0.3A,此时RB′=10Ω,由此可知RB的电阻随电压的增加而增大,B正确,不符合题意;
C.由A的图线可知A的电阻是一个定值,即A用电器的电阻RA不随电压的增大而增大,C错误,符合题意;
D.乙图中A、B有一交点,此时它们的电压和电流都相等,根据 可知,RA=RB,即A、B用电器的电阻在U=3V时相等,D正确,不符合题意。
故答案为:C。
【分析】根据电压和电流的比值计算电阻;根据电压-电流图像,判断电阻的变化;根据电压和电流判断电阻关系。
3、【答案】C
【解析】【解答】由电路图可知,铅笔芯电阻AM部分和BM部分并联,电流表A1测通过AM部分电阻的电流,电流表A2测通过BM部分电阻的电流;若铅笔芯AB的总电阻为2R,电源的电压为U,当滑片M在中点时,电路的总功率为P,因并联电路中各支路两端的电压相等,且干路电流等于各支路电流之和,所以,干路电流
由 可得,干路电流
则 ①
设滑片M向左滑动一段距离时,左右两侧电阻的改变量为ΔR,此时干路电流 ②
由①②可得
此时电流表A1和A2的示数之比
故答案为:C。
【分析】并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,用电器分得的电流与电阻成反比,利用欧姆定律求解电流的关系即可。
4、【答案】C
【解析】【解答】BD.当开关S1闭合、开关S接1时,只有两电阻R1与R2并联,电流表的示数为0.9A,设电源电压为U,则可以根据并联电路电流规律列等式
当开关S1闭合、开关S接2时,电阻R3被短路,只有电阻R1接入电路,电流表的示数为0.6A,电阻R1两端的电压为U1,即电源电压,则电源电压为
将电源电压带入第一个等式中,即可以求出R2的阻值R2=20Ω
BD不符合题意;
AC.当开关S1断开、开关S接2时,电流表的示数为0.15A,电阻R1两端的电压为U1′,电阻R1与电阻R3串联,则总电阻为
则电阻R3的阻值为
电阻R1两端的电压为U1′
则U1∶U1′为
A不符合题意,C符合题意。
故答案为:C。
【分析】在并联电路中,干路电流等于各用电器电流和;利用电压和电阻的比值计算电流,结合电流计算电压大小;根据电压和电流的比值计算电阻;结合串联电路电阻规律计算部分电阻;利用串联电路分压规律,计算分压比。
5、【答案】D
【解析】【解答】A.当滑片P向右滑动的过程中,R2的电阻变大,所以流过R2的电流变小,又因为R1的电阻和两端电压均不变,流过R1的电流不变,即电流表A1的示数不变,所以干路电流变小,即A2的示数变小,A不符合题意;
B.定值电阻R1和滑动变阻器R2并联,所以两端电压始终相等且等于电源电压,因此电压表V示数不变,B不符合题意;
C.电压表V与电流表A1的示数之比(等于R1的电阻)不变,C不符合题意;
D.电压表V与电流表A2的示数之比(等于电路中的总电阻)变大,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】滑动变阻器滑片向右端移动,接入电路中的电阻变大,再结合串并联电路的电流、电压规律和欧姆定律分析电路中电流和电压的变化。
6、【答案】C
【解析】【解答】A.电子秤刻度盘串联在电路中,电子秤刻度盘应,该是电流表,A不符合题意;
B.秤盘里放的东西越重,P下滑,AB 电阻阻值变小,电路中的电流变大,B不符合题意;
C.根据串联电路的分压原理,秤盘里放的东西越重,P下滑,AB 电阻阻值越小,AB 电阻两端的电压越小,C符合题意;
D.R0电阻去掉后,重物过重时可能会导致电源短路,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】物体越重,弹簧被压缩的越短,滑片下移,接入电路中的电阻变小,再结合串并联电路的电流、电压规律和欧姆定律分析电路中电流和电压的变化。
7、【答案】D
【解析】【解答】由电路图得,R1、R2串联,电压表V1测R1的电压,电压表V2测电源电压。闭合开关S,滑动变阻器的滑片向右滑动过程中,R1接入电阻变小,电路电流变大,电压表V1示数变小,电压表V1示数不变,所以电压表V2示数与电流表A示数乘积变大,电压表V1示数与电流表A示数比值变小。ABC不符合题意,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】理清元件的连接方式及电表的测量对象,根据滑片的移动方向判定变阻器接入电路电阻的变化,从而判定出电流的变化,由串联电路的分压规律判断两个电压表的示数变化。
8、【答案】D
【解析】【解答】AB.两合金丝并联在同一电路中,根据并联电路的电压规律可知,两合金丝两端的电压都等于电源电压,即 ,A、B不符合题意;
CD.由于两合金丝材料相同,长度相同,但是乙粗些,那么乙的电阻较小,即 ,根据 可知, ,C不符合题意、D符合题意。
故答案为:D。
【分析】由并联电路电压特点可知,两镍铬合金线两端电压关系。
材料、长度相同的导体,横截面积越大,电阻越小,由欧姆定律可知通过它们的电流关系。
9、【答案】B
【解析】【解答】A.公式R= 为电阻的定义式,电阻与电压和电流无关,由I= 可知I与U和R有关,A不符合题意;
B.密度是物质的一种特性,密度ρ与物质种类有关,与物体的m和V无关,B符合题意;
C.公式c= 为比热容的定义式,c的单位是J/(kg·℃),C不符合题意;
D.公式q= 为热值的定义式,热值是燃料本身的特性,热值q与Q和m无关,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】电阻与电压和电流无关,但电流与电压、电阻有关;密度是物质的特性,和质量、体积无关;比热容、热值是特性,和质量无关。
10、【答案】A
【解析】【解答】AB.电压表在电路中相当于断路,当物体M向右移动时,电阻上的滑片右移,电路中的电阻不变,由可知电路中的电流不变,P点左侧部分变长,电流不变,左侧电阻变大,由U=IR可知左侧两端的电压变大,所以电流表示数不变,电压表示数变大,A符合题意,B不符合题意;
CD.电流表示数不变,电压表示数变大,电压表示数和电流表示数比值变大,CD不符合题意。
故答案为:A。
【分析】理清元件的连接方式及电表的测量对象,根据欧姆定律分析电流表和电压表示数的大小、电压表示数和电流表示数比值的大小。
二、填空题
1、【答案】25;0.18
【解析】【解答】将阻值为 的均匀导线对折后,长度变为原来的一半,横截面积变为原来的两倍,故对折后电阻变为原来的四分之一,即25Ω。
将此时的导线两端加 电压时,通过导线的电流
【分析】导体的电阻是本身的一种属性,与外加的电压和流过它的电流没有关系,导体本身的长度、材料、横截面积有关,长度越长、横截面积越小,导体的电阻就越大;结合欧姆定律求解电流即可。
2、【答案】不在;减小;30
【解析】【解答】由1图可知,R和Rt串联,电压表测Rt两端的电压,当温度表的示数为0℃时,热敏电阻Rt的阻值不为零,根据串联电路的分压作用知,热敏电阻Rt两端的电压不为零,电压表的示数不为零。若增大电源电压U,电压表的量程仍为0-3V,根据串联电路的分压作用知,定值电阻两端的电压增大,由欧姆定律I= 可知电路中的电流增大,热敏电阻的阻值Rt减小,电路可测量的最高温度减小。当电压表的示数最大,即Ut=3V时,电路允许测量的温度最高,根据串联电路两端的总电压等于各分电阻两端的电压之和可得:定值电阻R两端的电压UR=U-Ut=6V-3V=3V
则电路中的电流I= =0.075A
热敏电阻的阻值Rt= =40Ω
由图象可知,此电路允许的最高环境温度为30℃。
【分析】根据电阻和温度的关系判断电阻的大小,分析分压的大小;利用电阻和温度的变化图像,判断温度变化时,电阻的变化;利用等于和电阻的比值计算电阻,结合电阻分析温度。
3、【答案】6;0.2;0.9
【解析】【解答】由电路图知,当S1闭合、S2、S3断开时,电路中只有电阻R2工作,则电源电压U=IR2=0.6A×10Ω=6V
当S2闭合、S1、S3断开时,两个电阻串联在电路中,电路中的电流
当S1、S3闭合,S2断开时,两电阻并联在电路中,电流表测干路电路。通过R1、R2的电流分别为,
所以电流表的示数为Iˊ=I1ˊ+I2ˊ=0.3A+0.6A=0.9A
【分析】理清开关处于不同状态时元件的连接方式及电表的测量对象,由欧姆定律计算电源电压,由串联电路特点和欧姆定律计算电流表示数,由并联电路特点和欧姆定律计算电流表示数。
4、【答案】1∶3
【解析】【解答】当甲、乙均为电压表时,闭合开关S,R1和R2串联,甲电压表测电源电压,乙电压表测R2两端的电压,因为U甲∶U乙=3∶2,即
由数学知识得
串联电路中各处的电流相等,R1、R2的阻值之比
当甲、乙均为电流表时,断开开关S,R1和R2并联,甲电流表测通过R2的电流,乙电流表测干路电流,并联电路中各个支路的电压相等,通过两个电阻的电流之比
则由数学知识得两表的示数之比为
【分析】若甲、乙均为电流表时,理清元件的连接方式及电表的测量对象,根据并联电路各支路电流之比等于各分电阻的反比求出支路电流之比,然后再根据干路电流等于各支路电流之和求出甲、乙两表的示数之比。
5、【答案】3
【解析】【解答】由电源电压不变得
解得
【分析】结合题目给出的电路中的两种状态,利用欧姆定律列方程求解电阻和电源电压即可。
三、计算题
1、【答案】(1)解:由图知,只闭合开关S时,两电阻串联;当开关S、S1都闭合时,R2被短路,只有R1工作,此时电阻最小,根据P= 可知此时电路的功率最大,处于高温除霜模式,除霜模式下,电路中的电流:I= = =1A;
(2)解:除霜模式下1min消耗的电能:W=UIt=100V×1A×60s=6000J,后视镜玻璃吸收的热量:Q=cm△t=0.8×103/(kg ℃)×0.5kg×6℃=2400J,除霜模式下,电路的加热效率:η= ×100%= ×100%=40%.
【解析】【分析】(1)分析电路结构,两个定值电阻是串联关系,电流相等,用电器电压之和为电源电压,明确电流表和电压表的测量对象,利用串联电路电压规律和欧姆定律求解即可;
(2)水吸收的热量为有用功,电流做功为总功,利用水吸收的热量除以电流做功即为加热效率。
2、【答案】(1)解:由电路图可知,两电阻并联,电流表A1测干路电流,电流表A2测R2支路的电流.
因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,电流表A2的示数:I2= = =1.2A
答:电流表A2的示数为1.2A
(2)解:因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,通过R1的电流:I1=I﹣I2=1.8A﹣1.2A=0.6A,
则R1的阻值:R1= = =30Ω
答:R1的阻值为30Ω
(3)解:电路总电阻:R= = =10Ω
答:电路总电阻为10Ω
【解析】【分析】(1)根据电压和电阻的比值计算电流;
(2)结合并联电路电流规律计算电流,利用电压和电流的比值计算电阻;
(3)利用总电压和总电流的比值计算总电阻。
3、【答案】(1)解:只闭合S1时,该电路为只有R1的简单电路,电流表测R1的电流。由可得,电源电压
答:电源电压为6V;
(2)解:当S1和S2都闭合时,R1、R2并联,电流表测干路的电流;因并联电路各支路互不影响,所以此时通过定值电阻R1的电流仍为I1=0.3A,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以通过电阻R2的电流
答:电阻R2中的电流为0.2A;
(3)解:因并联电路中各支路两端电压相等,所以电阻R2的阻值
答:电阻R2的阻值为30Ω。
【解析】【分析】(1)根据电流和电阻的乘积,计算电压时;
(2)利用并联电路电流规律,计算支路电流;
(3)利用电压和电流的比值, 计算电阻。
4、【答案】(1)解:已知定值电阻R1=10Ω,通过它的电流I1=0.3A.
由I= 得U1=I1R1=0.3A×10Ω=3V
答:电阻R1两端的电压是3V
(2)解:∵R1、R2并联
∴U2=U1=3V,由题意知R2=20Ω
I2= =0.15A
答:通过R2的电流是0.15A.
【解析】【分析】电路中,两个电阻并联,电流表测量定值电阻R1的电流.
在分析电路的基础上,利用并联电路的特点,以及欧姆定律即可求得此题答案.
5、【答案】(1)解:当接线柱N接A时,R1与Rg并联,改装后电流表满偏时总电流IA=10mA,因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,通过R1的电流I1=IA﹣Ig=10mA﹣2mA=8mA
因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,由 可得,此时电流表两端的电压UA=IgRg=I1R1
则
当接线柱N接C时,R1与Rg并联后再与R2串联,改装后电压表满偏时总电压UC=20V,此时并联部分的总电阻
此时电路的总电阻
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以R2=RC﹣R并=2000Ω﹣10Ω=1990Ω
答:R1、R2的阻值依次为12.5Ω、1990Ω;
(2)解:当接线柱N接B时,R1与Rg并联后再与R3串联,MN两接线柱用导线直接连接,则电流表指针达到最大值时电路的总电阻
所以此时R3的阻值R3=RB﹣R并=150Ω﹣10Ω=140Ω
答:当接线柱N接B时,再MN两接线柱用导线直接连接,调节R3使电流表指针达到最大值,此时R3的阻值为140Ω
(3)解:将某一待测电阻Rr接在MN间,指针指正中央位置,通过电流表的电流 ,此时电流表两端的电压 ,因串联电路中各处的电流相等,所以,此时电路中的总电流
此时电路的总电阻
则待测电阻的阻值
答:若将某一待测电阻Rr接在MN间,指针指正中央位置,则待测电阻Rr的阻值为150Ω。
【解析】【分析】(1)根据并联电路电六特点计算电流;利用电流和电阻的乘积计算电压;结合电流关系,计算电阻大小;根据电压和电流的比值计算电阻;根据串联电路电阻规律计算电阻;(2)根据电压和电流的比值计算电阻;(3)利用电压和电阻的比值计算电流;根据电压和电流之比计算电阻,结合串联电路电阻规律计算部分电阻。
四、实验探究
1、【答案】(1)右
(2)右
(3)20
(4)在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
(5)B
【解析】【解答】(1)为保护电路,闭合开关前应将滑动变阻器滑片调至阻值最大处,即最右端。(2)探究电流与电阻的实验中,应保持电阻两端的电压不变(即电压表示数不变);将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻,电阻增大,由串联分压的原理可知,其分得的电压增大(即电压表示数增大);为使电压表示数减小为原来的值,由串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压,由分压原理可知应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向右端移动。(3)根据乙图中画出的电流与电阻关系的图象可知,电流与电阻的乘积为:UV1=I1R1=0.6A×5Ω=3V,UV2=I2R2=0.3A×10Ω=3V,UV3=I3R3=0.2A×15Ω=3V,UV4=I4R4=0.18A×20Ω=3.6V,UV5=I5R5=0.12A×25Ω=3V由以上数据可知除定值电阻为20Ω外,电流与电阻之积为一定值,所以阻值为20Ω的定值电阻连入电路时未移动滑片。(4)去掉第(3)题提到的这组数据后,根据实验数据可以得出在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。(5)电源电压为4.5V,根据图象可知,当电流最小为0.12A时,电路中的总电阻是最大的,总电阻R总= =37.5Ω则此时滑动变阻器接入电路的电阻应为R滑=R总-R=37.5Ω-25Ω=12.5Ω>10Ω
故应选滑动变阻器B。
【分析】(1)为了保证电路安全,滑动变阻器应处在阻值最大端;
(2)定值电阻和滑动变阻器是串联关系,串联分压,分得的电压和电阻成正比,增加滑动变阻器的电阻使得分压变大,定值电阻两端的电压不变;
(3)利用电阻乘以电流即为定值电阻两端的电压,再进行判断即可;
(4)通过实验最后得出,当电压一定时,电流和电阻成反比;
(5)电压一定时,电阻越大,电流越小,利用最小电流求解电路中的最大电阻,减去定值电阻阻值即为滑动变阻器电阻。
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