沪科版九年级物理 第15章 探究电路 专题练习试题(含答案解析)

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名称 沪科版九年级物理 第15章 探究电路 专题练习试题(含答案解析)
格式 docx
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资源类型 试卷
版本资源 沪科版
科目 物理
更新时间 2022-08-29 14:09:35

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沪科版九年级物理第十五章探究电路专题练习
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,闭合开关,将滑动变阻器的滑片向下滑动时,观察到的现象是(  )
A.灯泡变暗,电压表示数变大
B.灯泡变亮,电压表示数不变
C.灯泡变暗,电压表示数不变
D.灯泡变亮,电压表示数变大
2、如图所示,电源电压为5V,电压表量程为“0~3V”,电流表量程为“0~0.6A”,滑动变阻器规格为“20Ω 1A”,定值电阻R1标有“6Ω 0.5A”,在保护电表及其它元件情况下,移动滑动变阻器的滑片,下列说法正确的是(  )
A.R1两端电压变化范围是0~1V
B.电压表示数变化范围是1~3V
C.电流表示数变化范围是0.33~0.6A
D.滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是4~9Ω
3、如图所示电路,只闭合开关S1,灯L2发光,两表均有示数。两灯均完好,再闭合开关S2,不计灯丝电阻的变化。下列现象正确的是(  )
A.灯L2亮度不变
B.电流表示数不变
C.电压表示数变大
D.电压表与电流表示数之比变大
4、如图所示电路中,电源两端电压保持不变。开关S闭合后,灯L1、L2都发光。一段时间后,其中一盏灯突然熄灭,而电流表、电压表的示数不变。产生这一现象可能是由于(  )
A.灯L1短路 B.灯L1断路
C.灯L2短路 D.灯L2断路
5、下列做法符合安全用电常识的是(  )
A.使用试电笔时手接触笔尾金属体 B.发生触电时立即用手将触电人拉开
C.电饭锅的三脚插头改用两脚插头使用 D.多个大功率用电器同时共用一个插排
6、如图所示的四个电路中,电源电压保持不变,R0为已知阻值的定值电阻,不能测出未知电阻Rx阻值的电路是(  )
A. B.
C. D.
7、如图所示电路中,当变阻器的滑片向右移动的过程中:①电压表V1的示数和V2的示数之和;②电压表V1的示数和电流表A的示数的比值;③电压表V2和电流表A2的示数的比值;④电压表V1示数变化量和电流表A示数变化量的比值。上述各项中保持不变的个数有(  )个。
A.1 B.2 C.3 D.4
8、下列现象能说明分子在做无规则运动的是(  )
A.秋天落叶纷飞 B.气体容易被压缩
C.百合花散发着浓郁的香气 D.把瓶子中的水倒入杯中
9、在如图电路中,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P向左移动时,下列说法中正确的是(  )
A.灯泡变亮,电压表示数变小 B.灯泡变亮,电压表示数变大
C.灯泡变暗,电压表示数变小 D.灯泡变亮,电压表示数不变
10、如图所示电路,在a、b两点间接一滑动变阻器,闭合开关后灯泡能发光。现要使滑动变阻器的滑片P向左滑动的过程中,灯泡亮度变亮,则图所示的接法中正确的是(  )
A. B.
C. D.
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、上海地区家庭电路的电压为________伏;电灯、电视机、电扇等用电器是________的(选填“串联”或“并联”)。每多使用一个用电器,家庭电路的总电阻将________(选填“变小”、“不变”或“变大”)。
2、利用如图所示的电路测量某未知电阻Rx阻值大小。由于电压表相当于可显示自身电压的一个较大的定值电阻,则分析实验误差可知Rx的实际值________测量值。(选填“大于”、“等于”或“小于”)
3、电阻触摸屏在手机等设备上已普遍使用,当手指在触摸屏表面施以一定的压力时,触摸屏通过分别识别触摸点的水平与竖直位置,从而确定触摸的位置.其工作原理利用了在材料、横截面积一定时,导体的长度越长,导体的电阻就越大的规律。以竖直方向为例,触摸屏相当于一根电阻丝,触摸时,触摸点P将电阻丝分为上下两部分,设上部分电阻为R1,下部分电阻为R2,结构可等效为如图所示电路,电源电压不变。当触摸点在竖直方向移动时,若测得R2两端电压增大,则可知R2阻值______,电路中电流______(以上两空选填“增大”、“减小”或“不变”)。
4、家庭电路中,为保证用电器都能独立工作。这些用电器要________联连接,每关闭一个正在使用的用电器,电路中的总电阻会变________。
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、在如图所示的电路中,定值电阻R1=10Ω,R2为滑动变阻器,电源电压恒定不变。当滑片在a端时,电流表的示数是0.6A;滑片在b端时,电压表的示数是4V,求:
(1)电源电压;
(2)变阻器R的最大阻值;
(3)滑片在R2的中点时电压表的示数。
2、如图电路,电阻R1=6Ω。闭合开关,电流表A的示数为2.5A,电流表A1示数为1.5A。求:
(1)电源电压;
(2)R2的阻值。
3、如图所示,电源两端电压为8V且保持不变,R1的阻值为30Ω。闭合开关S,电流表示数为0.2A。求:
(1)电阻R1两端的电压;
(2)电阻R2的阻值。
4、张彬同学为了检测空气污染的指数,设计了如图甲所示的电路,R为气敏电阻,其电阻的倒数与空气污染指数的关系如图乙所示,已知电源电压12V保持不变,R0=5Ω,当电压表为4V时,求:
(1)通过R0的电流;
(2)此时电路总电阻的阻值;
(3)当电路中电流为1.2A时,空气污染指数是多少API?
5、在图所示电路中,电源电压为12伏且不变,R1的阻值为10欧,滑动变阻器R2标有“50Ω 2A”字样,求:
(1)通过电阻R1的电流I1;
(2)移动滑动变阻器的滑片P,在保证电路中各元件不损坏的情况下,滑动变阻器接入电路的最小阻值R2min。
四、实验探究(3小题,每小题5分,共计15分)
1、如图甲为小致做“伏安法测电阻”的实验电路
(1)在连接电路时,开关应______;
(2)在图甲所示的电路中,闭合开关后,电压表的指针______(选填“偏转”或“不偏转”);小致发现有一条导线连接错误,在错误的导线上打“x”,并画出正确导线,不许交叉;(_______)
(3)改正错误后再进行实验,闭合开关前应将滑动变阻器的滑片P调至最______端(选填“左”或“右”);
(4)某次测量中,电压表的示数为2V,电流表的示数如图乙所示,此次测得的电阻值为______Ω;
(5)实验中多次测量的目的是______;
(6)小致做完以上实验后,又利用如图丙所示的电路,测量另一个未知电阻Rx的阻值(R0是已知阻值的定值电阻);
①只闭合开关______,电流表的示数为I1;
②开关S1、S2都闭合后,电流表的示数为I2;
③请写出未知电阻Rx的阻值表达式Rx=______(用I1、I2和R0表示)。
2、探究“电流与电阻关系”的实验中,有电源(电压9V)、电流表、电压表、滑动变阻器,电阻箱R、开关及导线若干。
(1)如图甲是萍萍连接的实物图,其中有一根导线连接错误,请你在图中用“×”标出这根连接错误的导线,并只改接一根导线使电路成为正确的电路;(要求:导线不交叉)(_________)
(2)连接电路时,开关应该___________。正确连接电路闭合开关后,发现电流表示数为零,电压表示数较大,则电路故障可能为___________;
A.滑动变阻器短路 B.滑动变阻器断路 C.电阻箱短路 D.电阻箱断路
(3)萍萍将实验数据记录在表一中(不代表操作顺序),其中当时,电流表示数如图乙所示,分析表中实验数据可知,电阻箱两端电压应为___________V;
表一
R/Ω 50 40 25 15 10
I/A 0.12 0.15 0.20 0.60
(4)分析表中数据发现,有一组数据有明显的错误,萍萍发现是有一次她调节电阻箱后没有移动滑动变阻器所致,则该次实验是在阻值为___________Ω的电阻完成后进行的;
(5)萍萍修正数据后,根据所测得的数据可以得到结论:在电压一定时,电流与电阻成___________比;
(6)小越则是依次选用了10Ω、15Ω、20Ω、25Ω、30Ω的定值电阻替代电阻箱,其余连接均不变,已知滑动变阻器的规格为“40Ω 1A”,若定值电阻两端的电压保持3V不变,当小越用25Ω的电阻的进行实验时,发现电压表的示数始终不能调到3V。聪明的小越想到了解决办法,她将其中一个定值电阻串联接入电路后,既可以用25Ω的电阻完成实验,又可以用30Ω的电阻完成实验,他选择的定值电阻是___________Ω;此外,她发现还可以选择调整定值电阻两端的电压,则为了完成所有实验,定值电阻两端的电压不得高于___________V。
3、小明同学在“探究通过导体中电流与电阻的关系”的实验中,连接了如图甲所示的电路,其中电源电压为4.5V且保持不变。
(1)用笔画线代替导线将图甲实物电路连接完整(要求:滑动变阻器的滑片P向左移动,电路中电流变大,导线不得交叉)。(_______)
(2)图乙是小明同学根据测得的实验数据绘制的流过电阻R的电流I随其阻值大小变化的图像,图中阴影面积大小表示的物理量为___________
(3)本实验中所用到的定值电阻R的阻值分别是5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω,为顺利完成五次实验,滑动变阻器的最大阻值至少是___________Ω
-参考答案-
一、单选题
1、B
【详解】
滑动变阻器与灯泡串联,电压表测电源的电压,故电压表示数不变;将滑动变阻器的滑片向下滑动时,滑动变阻器连入电路的电阻变小,电路的总电阻变小,由欧姆定律可知电路的电流变大,通过灯的电流变大,灯泡变亮,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
2、D
【详解】
ABC.由电路图可知,定值电阻R1与滑动变阻器R串联,电压表测滑动变阻器R两端的电压,电流表测电路中的电流。当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时,电路中的电流
因串联电路中各处的电流相等,且电流表的量程为0~0.6A,滑动变阻器R允许通过的最大电流为1A,定值电阻R1允许通过的最大电流为0.5A,所以,电路中的最大电流I大=0.5A,即电流表的最大示数为0.5A,由欧姆定律可知R1两端的电压最大
U1大=I大R1=0.5A×6Ω=3V
因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以变阻器两端电压最小,电压表的示数最小为
UR小=U-U1大=5V-3V=2V
电压表量程为0~3V,当电压表的示数UR大=3V时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,电路中的电流最小,此时R1两端的电压
U1小=U-UR大=5V-3V=2V
则电路中的最小电流
所以,电流表示数变化范围是0.33~0.5A,电压表示数变化范围是2~3V,R1两端电压变化范围是2~3V,故ABC错误;
D.电路中的最大电流I大=0.5A,电压表的示数最小为UR小=2V,滑动变阻器接入电路中的最小阻值
电路中的最小电流,电压表的示数最大为UR大=3V,滑动变阻器接入电路中的最大阻值
滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是4~9Ω,故D正确。
故选D。
3、A
【详解】
A.由图可知,电压表与灯L2并联,测L2两端的电压,只闭合开关S1,灯L1断路,只有灯L2发光,电压表示数等于电源电压,闭合开关S2后,灯L1、L2并联,互不干扰,灯L2亮度不变,故A正确;
B.在闭合开关S2后,电流表接在干路,灯L1、L2并联,电路总电阻减小,电源电压不变,根据欧姆定律,干路电流变大,所以电流表示数变大,故B错误;
C.由于灯L1、L2并联,电压表示数还是等于电源电压,所以电压表示数不变,故C错误;
D.由于电压表示数不变,电流表示数变大,所以电压表与电流表示数之比变小,故D错误。
4、B
【详解】
由图知,两灯泡并联,电压表测并联电路两端的电压(电源电压),电流表与L2串联,测量L2的电流;若一盏灯突然熄灭,必然是断路,若短路,则两个灯泡都不亮,从电流表、电压表的示数不变,说明L2是完好的,L2中的电流不变,则L1断路。
故选B。
5、A
【详解】
A.使用试电笔时,手必须接触笔尾的金属体,若氖管发光,则笔尖接触的是火线;不发光,笔尖接触的为零线,故A符合题意;
B.发现有人触电后,应该首先切断电源,然后再进行其他的救护措施,故B不符合题意;
C.电饭锅带有金属外壳且经常有水,其金属外壳一定要通过三孔插座接地,以防外壳带电,危及人身安全,所以不能将电饭锅三脚插头改成两脚插头使用,故C不符合题意;
D.电路中电流过大的原因有两个:一是短路;二是家中使用用电器的总功率过大。故多个大功率用电器同时使用一个插排时,将会使插排中的电流过大,引起火灾。故D不符合题意。
故选A。
6、C
【详解】
A.开关S闭合时,R0短路,只有Rx的简单电路,电压表测量电源电压;开关S断开时,两个电阻串联,电压表测量Rx两端的电压;根据串联电路总电压等于各分电压之和,可求出R0两端的电压,根据求出通过R0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,即
Ix=I0
根据可求出Rx电阻,故A不符合题意;
B.由电路图可知,当S断开时,电路为R0的简单电路,电流表测R0的电流,根据欧姆定律可求电源的电压;当开关S闭合时R0、Rx并联,电流表测电路的总电流,R0的电压始终等于电源电压保持不变,由并联电路电流特点可求得通过Rx的电流,并且Rx两端电压等于电源电压,所以可以根据可求出Rx电阻,故B不符合题意;
C.开关S闭合时,Rx短路,电压表测量电源电压;开关S断开时,电压表测量电源电压;所以无法得到电路中电流,所以不能计算出Rx的值,故C符合题意;
D.由电路图可知,当开关S闭合时,电路为R0的简单电路,电流表测电路中的电流,根据欧姆定律求出电源的电压;当开关S断开时两电阻串联,电流表测串联电路的电流,根据欧姆定律求出电路的总电阻,再根据电阻的串联可以求出Rx阻值,故D不符合题意。
故选C。
7、C
【详解】
由图得,电阻R1与滑动变阻器R2串联,电流表测量电路电流,电压表V1测量电阻R1电压,电压表V2测量滑动变阻器R2电压,当变阻器的滑片向右移动的过程中,滑动变阻器R2接入电路中的电阻变大。由串联电路特点得,电路的总电阻变大,由得,电路的总电流变小,电阻R1的电压变小,滑动变阻器R2的电压变大。
①电压表V1的示数和V2的示数之和为电源电压,保持不变;
②电压表V1的示数和电流表A的示数的比值为定值电阻R1的电阻,保持不变;
③电压表V2和电流表A的示数的比值为滑动变阻器R2接入电路中的电阻,变大;
④电压表V1示数变化量和电流表A示数变化量的比值为定值电阻R1的电阻,保持不变。综上所述,保持不变的有①②④,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
8、C
【详解】
A.秋天落叶纷飞,是宏观物体的运动,不是分子的运动,故A不符合题意;
B.气体容易被压缩,说明分子间存在间隙,不属于分子热运动,故B不符合题意;
C.百合花散发着浓郁的香气,是气体分子无规则运动的结果,属于分子热运动,故C符合题意;
D.把瓶子中的水倒入杯中,属于机械运动,不是分子热运动,故D不符合题意。
故选C。
9、A
【详解】
如图所示,灯泡与滑动变阻器是串联的,电压表测滑动变阻器两端电压,当滑片P向左移时,滑动变阻器接入的电阻变小,根据欧姆定律,电压一定时,电路中总电阻变小,电路中的电流变大,灯泡变亮。由串联电路分压的规律,滑动变阻器两端分得的电压变小,所以电压表示数变小,故A正确,BCD错误。
故选A。
10、D
【详解】
要使滑片P向左滑动的过程中,灯泡亮度变亮,则流过灯泡的电流应变大,故滑片P向左滑动的过程中,滑动变阻器接入电路中的阻值应变小。
AB.由图中可知,滑动变阻器接入的是右下接线柱,此时滑片P向左滑动的过程中,滑动变阻器接入电路中的阻值变大,故AB不符合题意;
C.由图中可知,滑动变阻器接入了下面两个接线柱,此时滑片P向左滑动的过程中,滑动变阻器接入电路中的阻值不变,故C不符合题意;
D.由图中可知,滑动变阻器接入的是左下接线柱,此时滑片P向左滑动的过程中,滑动变阻器接入电路中的阻值变小,故D符合题意。
故选D。
二、填空题
1、220 并联 变小
【详解】
[1]正常情况下,我国家庭电路中的电压为220V。
[2]家庭电路中,电灯、电视机、电扇等用电器工作时互不干扰,故是并联的。
[3]由并联电路的电阻规律可知,每多用一个用电器,相当于多并联一个电阻,则家庭电路的总电阻将变小。
2、大于
【详解】
由图知道,电压表和电阻并联接入电路,读取的电压值是电阻两端的准确值,读取的电流值是通过电压表和电阻的电流之和,所以,读取的电流值比实际通过电流偏大,由知道,Rx的实际值大于测量值。
3、增大 不变
【详解】
[1][2]由图示电路图可知:R1、R2串联,在串联电路中通过两电阻的电流相等,由于串联电路的总电阻等于各部分电阻之和,故电路的总电阻不变,由可知电路中的电流不变;当R2两端电压增大时,由U=IR可知,电流不变,则R2的电阻在变大。
4、并 大
【详解】
[1]并联电路的特点是用电器独立工作,互不影响。为保证用电器都能独立工作。这些用电器要并联。
[2]每关闭一个用电器,家庭电路的总电流就会减小,家庭电路的电压为220V,根据欧姆定律,电路中的总电阻会变大。
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)6V;(2)20Ω;(3)3V
【详解】
(1)滑片在a端时,电路为R1的简单电路,电源的电压
U=IaR1=0.6A×10Ω=6V
(2)当滑片在b端时,电阻R1和滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端的电压;此时R1两端的电压
U1=U﹣U2=6V﹣4V=2V
此时电路中的电流
滑动变阻器的最大阻值
(3)当滑片在R2的中点时,变阻器R2接入电路的阻值为
因串联电路的总电阻等于各电阻之和,则此时电路的总电阻:
R=R1+R2′=10Ω+10Ω=20Ω
此时电路中的电流
R2两端的电压为
U2′=I′R2′=0.3A×10Ω=3V
即电压表的示数为3V。
答:(1)电源电压为6V;
(2)变阻器R的最大阻值20Ω;
(3)滑片在R2的中点时电压表的示数为3V。
2、(1)9V;(2)9Ω
【详解】
解:由电路图可知,R1与R2并联,电流表A测干路电流,电流表A1测R1支路的电流,电流表A2测R2支路的电流。
(1)由可得,R1两端的电压为
因并联电路中各支路两端的电压相等。所以电源电压为
(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的电流为
由可得,R2的阻值为
答:(1)电源电压为9V;
(2)R2的阻值为9Ω。
3、(1)6V;(2)10Ω
【详解】
解:(1)由电路图知道,R1与R2串联,电流表测电路中的电流,由知道,电阻R1两端的电压
U1=IR1=0.2A×30Ω=6V
(2)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
U2=U-U1=8V-6V=2V
电阻R2的阻值
答:(1)电阻R1两端的电压为6V;
(2)电阻R2的阻值为10Ω。
4、(1)0.8A;(2)15Ω;(3)50API
【详解】
解:(1)由电路图可知,R0与R串联,电压表测R0两端的电压。当电压表示数U0=4V时,通过电阻R0的电流
(2)串联电路中,各处的电流相等,电路电流
此时电路总电阻
(3)当电路中电流I'=1.2时,电路中的总电阻为
根据串联电路的总电阻等于各分电阻之和可知

由图乙可知,此时空气污染指数为50API。
答:(1)通过R0的电流为0.8A。
(2)此时电路总电阻的阻值为15Ω。
(3)当电路中电流为1.2A时,空气污染指数为50API。
5、(1)1.2A;(2)6.7Ω
【详解】
解:(1)由电路图可知,R1与R2并联在电源电源两端,电压表测量电源电压,电流表A测量干路中的总电流,电流表A1测量流过滑动变阻器R2的电流,由题意可知,电源电压为U=12V,电阻R1的阻值为10Ω,故由欧姆定律可知,通过电阻R1的电流为
(2)由图中可知,电流表的最大量程为3A,故可知电流表A的最大示数为I=3A,由并联电路的电流规律可知,流过电流表A1的最大电流为
I2=I-I1=3A-1.2A=1.8A
由欧姆定律可知,滑动变阻器接入电路中的阻值越小,流过R2的电流越大,故可知滑动变阻器接入电路中的最小阻值为
答:(1)通过电阻R1的电流I1为1.2A;
(2)滑动变阻器接入电路的最小阻值R2min约为6.7Ω。
四、实验探究
1、断开 不偏转 左 10 求平均值减小误差 S1
【详解】
(1)[1]连接电路时,为保护电路,开关应处于断开状态。
(2)[2]由图甲可知,电阻和电压表没有连入电路中,或者说图中电压表被短路,故闭合开关后,电压表的指针不偏转。
[3]由题意可知,电阻应与电流表串联,电压表与电阻并联,且电流从电表的正接线柱流入、负接线柱流出,所以错误的是导线2,如下图所示:
(3)[4]改正错误后再进行实验,闭合开关前应将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处,即图甲中滑动变阻的最左端。
(4)[5]排除故障后,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P,当电压表示数为2V,电流表示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流为0.2A,由欧姆定律I得此次测得的电阻值为
R 10Ω
(5)[6]实验中多次测量的目的是求平均值可以减小误差。
(6)①[7]只闭合开关S1,两电阻串联,电流表的示数为I1,电源电压为
U=I1(Rx+R0)
②开关S、S2都闭合后,只有电阻R0工作,电流表的示数为I2,电源电压为
UI2R0
③[8]根据电源电压相等知
UI1(RxR0)I2R0
解得未知电阻Rx的阻值为
Rx
2、 断开 D 6 40 反 20 6
【详解】
(1)[1]原电路中,电压表串联在电路中,电流表与电阻箱并联是错误的,需要将电压表和电阻箱并联,电流表串联在电路中,如图所示:
(2)[2]连接电路时,为了保护电路,开关应该断开。
[3]A.若滑动变阻器被短路,电压表测电源电压,电流表测电路的电流,两表都有示数,故A不符合题意;
B.若滑动变阻器断路,整个电路断路,两表都没有示数,故B不符合题意;
C.若电阻箱被短路,电压表被短路,电压表的示数为0,故C不符合题意;
D.若电阻箱断路,电流表没有示数,电压表串联在电路中测电源电压,电压表示数等于电源电压,故D符合题意。
故选D。
(3)[4]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0.4A,由表中数据可知,电阻箱两端电压,即电压表的示数为
UV= I2R2=0.4A×15Ω=6V
(4)[5]电压表的示数分别为
U1=I1R1=0.6A×10Ω=6V
U2=I2R2=0.4A×15Ω=6V
U3=I3R3=0.2A×25Ω=5V
U4=I4R4=0.15A×40Ω=6V
U5=I5R5=0.12A×50Ω=6V
由此可见,当电阻为25Ω时,电压表的示数没有保持6V不变,该数据错误,此时变阻器连入电路的电阻
没有移动滑动变阻器,当电阻为15Ω时,电路中的电流
此时
不是在阻值为15Ω的电阻完成后进行的。
没有移动滑动变阻器,当电阻为40Ω时,电路中的电流
此时
是在阻值为40Ω的电阻完成后进行的。
(5)[6]由表格中的数据可知,电流与电阻的乘积为一定值,故可得出结论:当电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比。
(6)[7]当小越用25Ω的电阻的进行实验时,发现电压表的示数始终不能调到3V,说明滑动变阻器的最大阻值偏小,所以应该跟电路串联一个电阻R2;
①此时再用25Ω的电阻完成实验,电路中的电流为
滑动变阻器和电阻R2分得的电压
U′=9V-3V=6V
则滑动变阻器和电阻R2的总电阻
则串联定值电阻的最小阻值
R串=50Ω-R滑=50Ω-40Ω=10Ω
②用30Ω的电阻完成实验时,此时电路中的电流为
则滑动变阻器和电阻R2的总电阻
串联定值电阻的最小阻值为
R′2=60Ω-40Ω=20Ω
结合题中的定值电阻可知,只能选择20Ω的电阻串联在电路中。
[8]电流表选用量程0~0.6A,变阻器允许通过的最大电流为1A,故电路中的最大电流为0.6A,当接入最小的电阻10Ω时,电压表示数即为允许的最大电压
U大=R小I大=10Ω×0.6A=6V
由串联电路电压的规律,变阻器的电压为
U滑=9V-6V=3V
根据分压原理,变阻器连入电路的电阻是定值电阻的,则当定值电阻为30Ω时,变阻器连入的电阻为15Ω,因变阻器的最大电阻为40Ω,实验能完成。
3、 电压 20
【详解】
(1)[1]滑动变阻器滑片P向左移动时,电路中的电流变大,根据欧姆定律可知,电路中的总电阻减小,故滑动变阻器的左下端接线柱串联接入电路,如图所示:
(2)[2]由图乙可知,横轴表示电阻R,纵轴表示电流I,阴影部分的面积等于横轴的数据乘以纵轴的数据,即R×I=U,则阴影部分的面积表示的物理量是电压。
(3)[3]由图乙可知,电阻两端的电压始终保持为
UV=IR=0.5A×5Ω=0.1A×25Ω=2.5V
根据串联分压原理可知,滑动变阻器两端的电压为
U滑=U-UV=4.5V-2.5V=2V
由图乙可知,当定值电阻为25Ω时,电路中的电流为I滑=0.1A,则当接入25Ω电阻时,滑动变阻器接入电路的电阻最大为
故为顺利完成五次实验,滑动变阻器的最大阻值至少是20Ω。
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