第15章 探究电路 期末考试专题练 福建省2022-2023学年沪科版物理九年级
一.选择题(共15小题)
1.(2021秋 建瓯市校级期末)新冠肺炎疫情期间,常用的某款手持式电子测温仪如图甲,图乙是它工作的原理图,其中电源电压保持不变,R是热敏电阻,用于靠近人体测温,定值电阻R0为保护电阻,显示仪是由电流表或电压表改装而成。在测量人的体温时显示仪的示数会随被测者体温的升高而变大,则下列分析正确的是( )
A.图乙中的显示仪是由电流表改装成的
B.热敏电阻R的阻值随着温度的升高而减小
C.被测温者体温越高,整个电路消耗的电能越小
D.若显示仪损坏,闭合开关后,则R与R0依旧有电流通过
2.(2021秋 宁德期末)如图所示,电源电压保持不变,R0为定值电阻,闭合开关S,电压表V0的示数为U0,电压表V1示数为U1,电流表A示数为I0,把滑动变阻器的滑片向左移动的过程中,电压表V1示数变化了ΔU1,电流表A示数变化了ΔI,下列说法正确的是( )
A.U0不变,U1变大,I0变大
B.U0变小,U1变小,I0变小
C.ΔU1的绝对值与ΔI的绝对值比值不变
D.ΔU1的绝对值与ΔI的绝对值比值变大
3.(2021秋 宁德期末)高速公路收费站对货车实施计重收费,小晓同学结合所学物理知识,设计了如图所示的计重器原理图,以下有关说法正确的是( )
A.压力表相当于电流表
B.当车重越大时,R2连入电路的阻值越小
C.当车重越大时,电路中的电流越大
D.当车重越大时,压力表的示数越大
4.(2021秋 新罗区期末)下列不符合安全用电原则的是( )
A.用老旧的数据线给手机充电
B.家用电器失火,先断电后灭火
C.家中需更换灯泡时,先切断电源
D.在手机充电过程中,不可以接打电话
5.(2021秋 三明期末)“中药”是中华瑰宝。如图1的一款全自动电煎药壶,它有“加热”和“保温”两个挡位,温控开关在温度过高时自动断开,煎药壶进入保温状态。简化电路如图2。下列说法错误的是( )
A.开关S1和S2中,S2是温控开关
B.只闭合S1,煎药壶处于加热状态
C.同时闭合S1、S2,电路总功率最大
D.同时闭合S1、S2,电路总电阻最小
6.(2021秋 漳州期末)如图所示的电路中,当开关S闭合,甲、乙两表都是电压表时,两电压表的示数之比为U甲:U乙=5:3,当开关S断开,甲、乙两表都换为电流表时,则两电流表的示数之比为I甲:I乙为( )
A.2:5 B.5:2 C.2:3 D.3:2
7.(2021秋 莆田期末)在如图所示的电路中,电源电压保持不变,R1为滑动变阻器,R2为定值电阻,闭合开关S后,将R1的滑片P从中点向左移动的过程中,下列相关分析正确的是( )
A.电流表A1的示数变大,电压表V的示数不变
B.电压表V的示数与电流表A1的示数比值变大
C.电流表A2的示数与电流表A1的差值变小
D.电压表V的示数与电流表A2的示数比值变小
8.(2021秋 南安市期末)如图所示,甲图是灯泡L和定值电阻R的I﹣U图象,将L和R先后以乙图和丙图两种方式连在同一电源上,若乙图中U1:U2=m,丙图中I1:I2=n,则下述正确的是( )
A.m=n B.mn<1 C.mn=1 D.mn>1
9.(2021秋 莆田期末)如图所示,这是一种测量体重的装置,下列说法正确的是( )
A.体重示数计是由电压表改装成的
B.电路中定值电阻R的作用是改变电路中的电流、电压
C.所测人的体重越大,体重计示数越小
D.所测人的体重越大,定值电阻R消耗的电功率越大
10.(2021秋 莆田期末)在如图所示的电路中,电源电压均保持不变,R为最大阻值已知的滑动变阻器,R0为阻值已知的定值电阻,在不拆接电路的前提下,不能够测出待测电阻Rx阻值的是( )
A. B.
C. D.
11.(2021秋 仓山区校级期末)学习家庭电路相关知识后,小明对如图所示设计的家庭电路的认识正确的是( )
A.图中两盏灯与其对应控制开关的连接都是错误的
B.使用洗衣机时应选择插座D
C.灯L1、L2是串联的
D.如图中AB之间发生断路,则用试电笔检查插座C的各个插孔,试电笔的氖管都不发光
12.(2021秋 仓山区校级期末)小周同学设计了如图四种电路,其中电源电压不变且未知,R0是已知阻值的定值电阻。在实验中不拆改电路的情况下,能够测出未知电阻Rx阻值的电路是( )
A.只有甲 B.只有乙、丙
C.只有甲、乙、丙 D.甲、乙、丙、丁都可以
13.(2020秋 宁德期末)如图,某同学制作了一个可显示拉力大小的拉力器,R0为一个定值电阻。闭合S,对拉环施加水平向右的拉力的过程中( )
A.电压表的示数减小,电流表的示数增大
B.电压表的示数减小,电流表的示数减小
C.电压表的示数增大,电流表的示数不变
D.电压表的示数增大,电流表的示数减小
14.(2021秋 鼓楼区期末)如图所示的电路,R0为定值电阻,R1为滑动变阻器,Q为滑片,R、U和P分别表示QN段的阻值、两端电压和消耗的电功率,I为电流表示数、则移动Q的过程中,下列图象正确的是( )
A. B.
C. D.
15.(2021秋 涵江区校级期末)根据欧姆定律公式I,可变形得到R.对此,下列说法中正确的是( )
A.流过导体的电流越大,则电阻越小
B.导体两端的电压跟通过导体的电流的比值等于这段导体的电阻
C.当导体两端的电压为零时,导体的电阻也为零
D.导体电阻的大小跟导体两端的电压成正比,跟通过导体的电流成反比
二.实验探究题(共5小题)
16.(2021秋 建瓯市校级期末)如图,小东同学在“探究电流与电压的关系”实验中。
实验次数 1 2 3 4 5
电压U/V 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
电流I/A 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
(1)正确连接电路后,闭合开关,发现电流表的示数几乎为零,电压表示数约为电源电压,其故障可能是 。
(2)排除故障后,小东记录的实验数据如上表所示,根据表格中的实验数据,你能得出的结论是: 一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成 。
(3)此实验中,不能用小灯泡代替定值电阻进行探究,原因是 。
17.(2021秋 涵江区校级期末)如图甲所示是小张同学在“探究导体中电流跟电阻的关系”时的电路图,电源电压恒为4V,有阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻5个。
(1)根据图甲,用笔画线代替导线连接完成图乙的实物图。
(2)连接电路前开关应该 ;滑动变阻器滑片移到最 (选填“左”或“右”)端,连接好电路,闭合开关,发现电流表没有示数,移动滑动变阻器的滑片,电压表示数始终接近电源电压,造成这一现象的原因可能是 。
(3)排除故障后继续实验,将5Ω的电阻连入电路,移动滑动变阻器的滑片使电压表示数为2.5V,记下电流值,接着断开开关,把R更换为10Ω的电阻接入电路,闭合开关后,接着应进行的操作是 ,直至电压表示数为 V,并记下此时电流表的示数。
(4)经多次实验,得到如图丙所示的电流I随电阻R变化的图像,由图像可得出结论: 。实验中需要不断更换电阻,操作比较麻烦,请你写出一条改进措施 。
18.(2021秋 建瓯市校级期末)用如图的电路探究“通过导体的电流与电阻的关系”。电源电压保持不变,实验数据如下表。
实验序号 1 2 3
电阻R/ 5 10 15
电流I/A 0.90 0.45 0.30
(1)本实验进行多次实验的目的是 (选填“减小误差”或“寻找规律”)。
(2)第2次实验时,将定值电阻R从5Ω更换为10Ω,电压表示数 (选填“增大”、“减小”或“不变”),为了使电压表示数保持在 V不变,则此时应将滑动变阻器R'的滑片向 (选填“左”或“右”)移动。
19.(2021秋 鼓楼区校级期末)如图甲在“探究通过导体的电流与导体两端电压的关系”实验中,某小组选用两节新干电池,规格为“20Ω 1A”的滑动变阻器等器材进行实验:
(1)连接电路时,开关应处于 状态。闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P置于 (选填“A”或“B”)端。
(2)实验测得多组数据,各组数据对应的点已描在图乙中,请在图乙中画出R的U﹣I图线。由图可得到的结论是 。多次实验的目的是 。
20.(2021秋 荔城区校级期末)小阳利用一些实验器材做电学实验。
(1)做“测量电阻”实验,实验原理是 。按图甲连接实物时,开关必须处于 状态,滑片要移到 (选填“A”或“B”)端。当我们考虑电流表、电压表自身电阻值且能形成通路时,按图甲所示接法测出的电阻值比真实值要偏 (选填“大”或“小”)。
(2)在探究“电流与电阻关系”实验时,小阳分别用10Ω、15Ω、20Ω的三个电阻按图甲所示进行实验,其中电源电压6V恒定,滑动变阻器规格为“30Ω 1A”,得到如表实验数据。为提高结论的可靠性,他打算再选一个50Ω的定值电阻进行实验,结果收集不到需要的实验数据,原因是 。
电压U/V 3
电阻R/Ω 10 15 20
电流I/A 0.3 0.20 0.15
三.计算题(共6小题)
21.(2021秋 鲤城区校级期末)如图所示,R1=R2=30Ω,R3=15Ω,电源电压恒定。
(1)若只闭合开关S时,电流表的示数是0.1A,求此时总电阻;
(2)此电路电源电压是多少;
(3)当S、S1、S2都闭合时,电流表的示数是多少。
22.(2021秋 新罗区期末)如图所示的电路中,电源电压保持6V不变,R1的阻值为5Ω。闭合开关S,电压表的示数为2V,求:
(1)通过电阻R1的电流;
(2)电阻R2的阻值。
23.(2021秋 涵江区校级期末)如图甲所示为一个超声波加湿器,图乙所示为其内部湿度监测装置的简化电路图。已知电源电压为12V,定值电阻R0=20Ω,电流表的量程为0~0.2A,电压表的量程为0~9V,湿敏电阻R的阻值随湿度RH变化的关系图象如图丙所示。在电路安全工作的前提下,求:
(1)湿度为40%时,R的阻值。
(2)电流表示数为0.2A时,电压表的示数。
(3)该装置能监测的湿度最大值。
24.(2021秋 福州期末)如图为升降机电路的部分原理图。电源电压恒定,定值电阻R0的阻值为100Ω,电压表量程为0﹣3V,压敏电阻R1的阻值与所受压力F大小的数值关系为R=200Ω﹣kF,其中k=0.4Ω/N。
(1)压敏电阻不受压力时,电压表示数为2V,电源电压为多少?
(2)在电路正常工作时,此压敏电阻能承受的最大压力为多少?
(3)在不改变电表的条件下,要增大压敏电阻的承压范围,应如何调整?(写出一条)
25.(2021秋 仓山区校级期末)图甲为超声波加湿器,图乙为其内部湿度监测装置的简化电路图。已知电源电压为12V,定值电阻R0的阻值为30Ω。湿敏电阻R的阻值随湿度变化的关系如图丙所示。求:
(1)当空气中的湿度为90%时,湿敏电阻R的阻值;
(2)电压表的示数为9V时,电流表的示数;
(3)电流表的示数为0.2A时,空气中大约的湿度。
26.(2021秋 荔城区期末)图甲是一个检测空气质量指数的电路。其中R为气敏电阻,其电阻的倒数与空气质量指数的关系如图乙所示。已知:电源电压为6V且保持不变,定值电阻R0为2Ω.当闭合开关S后,电压表示数为2V时,求:
(1)通过R0的电流;
(2)电阻R的阻值;
(3)此时的空气质量指数。
第15章 探究电路 期末考试专题练 福建省2022-2023学年沪科版物理九年级
参考答案与试题解析
一.选择题(共15小题)
1.【解答】解:
A、由图可知,R与R0串联,因显示仪与热敏电阻并联,故显示仪是由电压表改装成的,故A错误;
B、当被测者体温较高时,显示仪的示数(电压表的示数)也会变大,由分压原理可知,热敏电阻的电阻变大,即热敏电阻R的阻值随着温度的升高而增大,故B错误;
C、被测者体温越高,热敏电阻的阻值越大,电路的总电阻越大,由I可知,电路的电流越小,根据P=UI可知,功率越小,由于时间不知,则根据W=Pt可知无法判定消耗电能的多少,故C错误;
D、若显示仪损坏,闭合开关后,R与R0串联接入电路中,R与R0依旧有电流通过,故D正确。
故选:D。
2.【解答】解:
AB、由图可知,当S闭合时,R1与R0串联,电压表V1测R1两端的电压,电压表V0测R0两端的电压,电流表测电路中的电流;
滑动变阻器的滑片向左移动时,接入电路的电阻变大,电路中的总电阻变大,电源电压不变,由I可知电路中电流I0变小;
根据U=IR可知R0两端电压U0变小,由串联电路电压的规律可知V1示数U1变大,故AB错误;
CD、因为串联电路各部分电压之和等于电源电压,所以R1和R0两端电压的变化量相等,则有:ΔU1=ΔU0﹣﹣﹣﹣﹣①,
又因为R0是定值电阻,根据欧姆定律可得前后两次V0示数分别为U0=IR0,U′0=I′R0,
则U0﹣U′0=IR0﹣I′R0,即ΔU0=ΔIR0,所以R0﹣﹣﹣﹣②,
由①②可知ΔU1的绝对值与ΔI的绝对值比值不变,故C正确,D错误。
故选:C。
3.【解答】解:由图可知,该电路为串联电路,压力表并联到滑动变阻器的两端,所以压力表为电压表;
当车重越大时,滑片向下移动,滑动变阻器接入电路中的电阻变大,电路总电阻变大,根据欧姆定律可知,电路中的电流变小;
根据U=IR可知,定值电阻两端的电压变小,电源电压不变,因为串联电路两端的电压等于各部分电路两端的电压之和,所以滑动变阻器两端的电压变大,压力表示数变大;
综上所述,D正确,ABC错误。
故选:D。
4.【解答】解:A、用老旧的数据线给手机充电时,数据线容易发生短路现象,故A不符合安全用电原则;
B、发现家用电器或导线失火时,应立即切断电源,再灭火,故B符合安全用电原则;
C、需要更换灯泡时,从安全角度考虑,要先切断电源,再去更换灯泡,故C符合安全用电原则;
D、在手机充电过程中不能接打电话,以避免电池爆炸对人体造成的伤害,故D符合安全用电原则。
故选:A。
5.【解答】解:由电路图可知,当S1和S2闭合时R1与R2并联,当S1闭合、S2断开时电路为R2的简单电路,因并联电路中总电阻小于任何一个分电阻,所以,当S1和S2闭合时,电路的总电阻最小,由P=UI可知,电源的电压一定时,电路的总功率最大,电煎药壶处于加热挡位;当S1闭合、S2断开时,电路为R2的简单电路,电煎药壶处于保温挡位,此时电路的总功率最小;所以开关S1是温控开关;
综上所述,B错误,ACD正确。
故选:B。
6.【解答】解:当甲、乙均为电压表时,闭合开关S,R1和R2串联,甲测电源的电压,乙测R2两端的电压,
串联电路中总电压等于各分电压之和,且U甲:U乙=5:3,
则两电阻两端的电压之比:,
串联电路中各处的电流相等,根据欧姆定律可得:;
当甲、乙均为电流表时,断开开关S,R1和R2并联,甲电流表测量R2的电流,乙电流表测量R1和R2总电流,
并联电路中各支路两端的电压相等,则通过两电阻的电流之比:,
并联电路中干路电流等于各支路电流之和,Z则两电流表的示数之比:。
故选:A。
7.【解答】解:由电路图可知,R1与R2并联,电压表测电源的电压,电流表A1测R2支路的电流,电流表A2测干路电流。
因电源的电压保持不变,所以,滑片移动时,电压表的示数不变;
因并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以,滑片移动时,通过定值电阻R2的电流不变,即电流表A1的示数不变;
在滑片从中间位置向最左端向移动的过程中,变阻器R1接入电路中的电阻变大,由I可知,通过R1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A2的示数变小;
由“电压表的示数不变、电流表A1的示数不变”可知,电压表V的示数与电流表A1的示数的比值不变;
电流表 A2与电流表A1示数的差为通过滑动变阻器的电流,所以电流表 A2与电流表A1示数的差变小;
电压表 V的示数不变,电流表A2示数变小,所以电压表 V的示数跟电流表A2示数的比值变大;
综上所述,C正确。
故选:C。
8.【解答】解:
由图乙知,灯泡与电阻串联,所以通过它们的电流相同,
由I可知,当电流相同时,电压与电阻成正比,所以:m,
由图丙知,灯泡与电阻并联,各支路两端的电压相同,
当电压相同时,电流与电阻成反比,
所以:n,则,
由图象甲可知,灯丝的实际功率随电压的增大而增大,灯丝的温度也随之升高,其电阻增大,而乙图中灯泡两端电压比丙图中小,即:U1<U,所以RL乙<RL丙,
所以:,则m,即mn<1,故B正确,CD错误;
由图象可知,在电流相同时,灯泡的电压较大,即U1>U2,则U1:U2=m>1,
由前面的解答可知1<m,则可得n<1,
比较可知m>n,故A错误。
故选:B。
9.【解答】解:
A、由电路图可知,该电路为串联电路,体重显示表串联在电路中,所以体重显示表是用电流表改装成的,故A错误;
B、当R2接入电路中的电阻较小时,电路中的电流较大,电路中接入定值电阻,可以保护电路,故B错误;
CD、体重测量仪所测体重越大,在杠杆的作用下滑片上移,滑动变阻器接入电路中的电阻变小,电路的总电阻变小,由I可知,电路中的电流变大,即体重显示表的示数越大;电路中的电流越大,由P=I2R可知,R消耗的电功率越大,故C错误、D正确。
故选:D。
10.【解答】解:
A、滑动变阻器滑片移动时,电压表只能测出电路两端的总电压,无法求出两电阻串联时的分电压,无法求出电阻,故A不可行;
B、由电路图可知,先把滑片移到最左端,滑动变阻器阻值全部接入电路,滑动变阻器与待测电阻串联,测出电路电流I,则电源电压U=I(R0+Rx)﹣﹣﹣①;
把滑动变阻器滑片移到最右端,时RP=0,即只有Rx接入电路,由电流表测出电路电流I',则电源电压U=I'Rx,﹣﹣﹣②,
由①②可以求出Rx,Rx R0,故B可行;
C、由电路图可知,开关S1、S2闭合时,电路为R0的简单电路,电压表测电源两端的电压U;当开关S1闭合、S2断开时,R0与Rx串联,电压表测R0两端的电压U0,因串联电路中各处的电流相等,所以I,则Rx R0,故C可行;
D、两电阻并联,断开开关时,电流表测量R0的电流I1,根据欧姆定律可以求出电源电压U=I1R0;闭合开关时,电流表测量干路电流I,根据并联电路中电流规律可求出Rx电流Ix=I﹣I1,再根据欧姆定律可以求出Rx阻值:Rx,故D可行。
故选:A。
11.【解答】解:A、灯泡的正确连接方法:火线首先接入开关,再入灯泡顶端的金属点,零线直接接入螺旋套。开关既能控制灯泡,又能在灯泡损坏时,断开开关,切断了火线,安全的更换灯泡。图中开关都控制的是零线,是错误的,故A正确;
B、使用洗衣机时应选择插座C,把洗衣机外壳与大地接通,避免因意外漏电对人身产生伤害,故B错误;
C、图中灯L1、L2分别在一个支路,所以是并联的,故C错误;
D、图中AB之间发生断路,则插座C的右孔仍可与火线接通,因此,用试电笔检查插座C的各个插孔,其右孔可以使氖管发光,其余两孔因分别接的是零线与地线,则不能使氖管发光,故D错误。
故选:A。
12.【解答】解:由图知,
甲:只闭合S时,两电阻串联,电流表测电路中电流I1;两开关都闭合时只有R0接入电路中,电流表测此时电路中电流I0,根据电源电压不变列式I1(R0+Rx)=I0R0可求出Rx的阻值,故能测出Rx阻值;
乙:闭合开关S、S2,两只电阻串联,电压表测量电源电压为U;闭合S,断开S2,闭合S1,电压表测量电阻R0两端电压U0,根据电路电流相等列式可求出Rx的阻值,故能测出Rx阻值;
丙:只闭合S1时,电路是只有R0的基本电路,电流表测量通过R0的电流I0;再闭合S2,两只电阻并联,电流表测量干路电流I,根据电源电压不变列式I0R0=(I﹣I0)Rx可求出Rx的阻值,故能测出Rx阻值;
丁:闭合开关S1,S2接1,两只电阻串联,电压表测量R0两端电压为U0;S2接2,电流从电压表负接线柱流入,造成电压表指针向左偏转,故不能测出Rx阻值。
故选:C。
13.【解答】解:电路中,变阻器R与定值电阻R0串联,电压表测变阻器的电压,电流表测电路的电流,对拉环施加水平向右的拉力的过程中,变阻器连入电路的电阻变小,根据电阻的串联规律,电路的电阻变小,根据欧姆定律I,电流表示数变大,根据U=IR,定值电阻的电压变大,由串联电路电压的规律,电压表示数变小,只有A正确。
故选:A。
14.【解答】解:由电路图可知,定值电阻R0与滑动变阻器的最大阻值R1串联,电流表测电路中的电流。
因滑片移动时接入电路中的电阻不变,电路中的总电阻不变,
所以,由I可知,电路中的电流不变,故C错误;
由U=IR可知,U与R成正比,为过原点的直线,故D错误;
由P=I2R可知,P与R成正比,为过原点的直线,故A正确、B错误。
故选:A。
15.【解答】解:
(1)电阻是导体本身的一种性质,电阻的大小取决于与导体的长度、横截面积、材料,而与通过它的电流、它两端的电压无关,故ACD错误;
(2)根据R可知,导体两端的电压跟通过导体的电流的比值等于这段导体的电阻,故B正确。
故选:B。
二.实验探究题(共5小题)
16.【解答】解:(1)电流表的示数几乎为零,说明电路可能断路;电压表示数接近电源电压,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的支路以外的电路是完好的,与电压表并联的定值电阻断路了;
(2)根据表中数据可知:电压增大为原来的几倍,通过的电流也增大为原来的几倍,故得出的结论:在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比;
(3)探究电流与电压的关系,需要保持电阻不变,而灯丝的电阻随温度的变化而变化,所以不能用小灯泡做此实验。
故答案为:(1)定值电阻断路了;(2)电阻;正比;(3)灯丝的电阻随温度的变化而变化。
17.【解答】解:(1)由图甲电路图可知,电压表测定值电阻两端的电压,由(3)可知,定值电阻两端的电压为2.5V,故电压表选用0~3V的量程,滑动变阻器采用“一上一下”的原则与定值电阻串联,如图所示:
;
(2)为了保护电路,连接电路时开关应断开,闭合开关实验前,应将滑动变阻器的滑片移到最大阻值处,由图知,滑片右侧电阻丝接入电路,所以滑片应移到阻值最大的左端;
电流表无示数,说明电路可能断路;电压表示数接近电源电压,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的支路以外的电路是完好的,与电压表并联的定值电阻断路了;
(3)根据串联电路的分压原理可知,将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻,电阻增大,其分得的电压增大;
探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,根据串联电路电压的规律可知,为了保持定值电阻两端电压不变,应增大滑动变阻器分得的电压,由串联分压的分压原理可知,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向左端移动,使电压表的示数为2.5V不变;
(4)由图像可知,导体的电阻增大,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,故可得出结论:电压一定时,通过导体的电流与其电阻成反比;
由于电阻箱既可以改变电阻的大小,又可以读出接入电路的电阻,故为了减少麻烦,可将定值电阻换为电阻箱。
故答案为:(1)如图所示;(2)断开;左;定值电阻断路了;(3)将滑动变阻器的滑片应向左端移动;2.5;(4)电压一定时,通过导体的电流与其电阻成反比;将定值电阻换为电阻箱。
18.【解答】解:(1)本实验进行多次实验的目的是寻找规律;
(2)由表中数据知,根据欧姆定律,电阻的电压:
UV=IR1=0.9A×5Ω=4.5V,即电压表控制的电压为4.5V;
根据串联分压原理可知,将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻,电阻增大,其分得的电压增大,即电压表示数增大;
探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,即应保持电阻两端的电压为4.5V不变,根据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,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,使电压表的示数为4.5V。
故答案为:(1)寻找规律;(2)增大;4.5;右。
19.【解答】解:(1)连接电路过程中,为保护电路,开关应该是断开的;
滑动变阻器的滑片应调到阻值最大处,即A端;
(2)探究电流与电压关系,应保持电阻的阻值不变,选择正确的点连线即可,如图:
;
由图可得到的结论是:在电阻一定时,电流与电压成正比。
实验分为探究性实验和测量型实验,测量型实验的目的是取平均值减小误差,而此实验是探究性实验,多次测量的目的是寻找普遍规律。
故答案为:(1)断开;A;(2)如上图所示;在电阻一定时,电流与电压成正比;综合分析多组数据寻找普遍规律。
20.【解答】解:(1)伏安法测量电阻的原理是R,为保护电路,连接电路时开关必须断开,将滑动变阻器的滑片移到A端;如图甲所示,当我们考虑电流表、电压表自身电阻值且能形成通路时,电流表的示数表示通过R和电压表的电流之和,根据R可知,当R两端电压一定时,所测电流偏大,则测量结果与真实值相比要偏小;
(2)探究“电流与电阻关系”时,需控制电阻两端的电压不变,根据表格数据和U=IR可知定值电阻R两端电压保持不变为UR=IR=3V,
当R=50Ω时,通过定值电阻R和滑动变阻器的电流相同,
根据串联电路电压规律可得,滑动变阻器两端的电压为:U滑=U﹣UR=6V﹣3V,
通过电路的电流为:I0.06A,
串联电路各处电流相等,此时滑动变阻器接入电路的阻值为:R滑50Ω,
可见,由于滑动变阻器的最大阻值过小不能完成实验。
故答案为:(1)R;断开;A;小;(2)滑动变阻器最大阻值过小。
三.计算题(共6小题)
21.【解答】解:(1)由图知,若只闭合开关S时,R1与R3串联,电流表测电路中电流,
所以电路的总电阻:
R=R1+R3=30Ω+15Ω=45Ω;
(2)由欧姆定律可得,电源电压:
U=IR=0.1A×45Ω=4.5V;
(3)由图知,当S、S1、S2都闭合时,R2与R3并联,电流表测干路电流,
由并联电路的电压特点可知,U2=U3=U=4.5V,
由欧姆定律可知,通过R2的电流:
I20.15A,
通过R3的电流:
I30.3A,
由并联电路的电流特点可知,干路电流:
I'=I2+I3=0.15A+0.3A=0.45A,即电流表示数为0.45A。
答:(1)若只闭合开关S时,电流表的示数是0.1A,此时总电阻为45Ω;
(2)此电路电源电压是4.5V;
(3)当S、S1、S2都闭合时,电流表的示数是0.45A。
22.【解答】解:(1)闭合开关,两电阻串联,电压表测量R1两端的电压。
根据欧姆定律可知通过电阻R1的电流I0.4A;
(2)根据串联电路的电流特点可知通过R2的电流为0.4A,
根据串联电路的电压特点可知R2两端的电压U2=U﹣U1=6V﹣2V=4V,
根据欧姆定律可知电阻R2的阻值R210Ω。
答:(1)通过电阻R1的电流为0.4A;
(2)电阻R2的阻值为10Ω。
23.【解答】解:由图可知,定值电阻R0与湿敏电阻R串联,电压表测量湿敏电阻R两端的电压,电流表测量电路中的电流;
(1)由图丙知湿度为40%时R的阻值为50Ω;
(2)当电流表的示数为0.2A时,
根据欧姆定律可知此时定值电阻R0两端的电压为:U0=IR0=0.2A×20Ω=4V,
根据串联电路电压的规律知湿敏电阻R两端的电压为:
UR=U﹣U0=12V﹣4V=8V,即电压表的示数为8V;
(3)由图丙可知,湿度越大,湿敏电阻R的阻值越大,由串联分压规律可知,湿敏电阻两端的电压也越大(即电压表示数越大),由于电压表量程为0~9V,所以湿敏电阻R两端的电压最大为9V时,此时监测的湿度最大;
当电压表示数为9V时,由串联电路的电压特点可得,R0两端的电压:U0′=U﹣UR′=12V﹣9V=3V,
此时通过R0的电流:I′0.15A,
此时R的电阻为:R′60Ω;
由图丙可知,装置能监测湿度的最大值为50%。
答:(1)湿度为40%时,R的阻值为50Ω;
(2)电流表示数为0.2A时,电压表的示数为8V;
(3)该装置能监测的湿度最大值为50%。
24.【解答】解:
(1)由图知,R0、R1串联,电压表测R0两端电压,
此时电路的电流为:
I0.02A,
由R=200Ω﹣kF可知,压力为零时,压敏电阻的阻值:R1=200Ω,
压敏电阻两端电压:U1=IR1=0.02A×200Ω=4V,
根据串联电路电压的规律可得电源电压为:
U=U0+U1=2V+4V=6V;
(2)由R=200Ω﹣kF知,压敏电阻所受压力最大,其阻值最小,电路中电流最大,定值电阻两端电压最大,电压表量程为0~3V,则定值电阻两端最大电压为3V,
电路中的最大电流:I最大0.03A,
此时压敏电阻的阻值:R1′100Ω,
由R=200Ω﹣kF且k=0.4Ω/N可知,压敏电阻的阻值为100Ω时,其所受压力为250N,即此压敏电阻能承受的最大压力为250N;
(3)由由R=200Ω﹣kF可知,压敏电阻所受压力越大,压敏电阻的阻值越小,电路总电阻越小,电源电压不变,电路总电流越大,定值电阻两端电压越大,要增大压敏电阻的承压范围,而不改变电表的条件,可以适当减小定值电阻的阻值,或减小电源电压,或在电路中再串联一个分压电阻。
答:(1)压敏电阻不受压力时,电压表示数为2V,电源电压为6V;
(2)在电路正常工作时,此压敏电阻能承受的最大压力为250N;
(3)在不改变电表的条件下,要增大压敏电阻的承压范围,可以适当减小定值电阻的阻值(或减小电源电压,或再串联一个分压电阻)。
25.【解答】解:(1)由图丙可知当空气中的湿度为90%时,湿敏电阻R的阻值为90Ω;
(2)由电路图可知,定值电阻R0与湿敏电阻R串联,电压表测量湿敏电阻R两端的电压,电流表测量电路中的电流;
串联电路总电压等于各部分电压之和,所以定值电阻R0两端电压:U0=U﹣UR=12V﹣9V=3V,
由欧姆定律可得电流表的示数为;I0.1A;
(3)电流表的示数为0.2A时,由欧姆定律可知此时电路的总电阻:R总60Ω;
因串联电路总电阻等于各分电阻之和,所以湿敏电阻的阻值:R′=R总﹣R0=60Ω﹣30Ω=30Ω,
根据图丙可知,湿度为20%。
答:(1)当空气中的湿度为90%时,湿敏电阻R的阻值为90Ω;
(2)电流表的示数为0.1A;
(3)空气中大约的湿度为20%。
26.【解答】解:由电路图可知,R与R0串联,电压表测R0两端的电压。
(1)通过R0的电流:
I01A;
(2)因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,R两端的电压:
UR=U﹣U0=6V﹣2V=4V,
因串联电路中各处的电流相等,所以,IR=I0=1A;
由I得:
R4Ω;
(3)由R=4Ω可得:0.25Ω﹣1,
由图乙可知:此时空气质量指数为50。
答:(1)通过R0的电流为1A;
(2)电阻R的阻值为4Ω;
(3)此时的空气质量指数为50。