15.1 电阻和变阻器
一、单选题
1.(2022秋·福建三明·九年级统考期末)一根铝线的电阻为R,要使连入电路的电阻增大,可采取的措施为( )
A.将它对折后连入电路中 B.改变两端的电压
C.换用形状相同的铜线 D.将它拉成二倍长度后连入电路中
2.(2022秋·福建泉州·九年级统考期末)为了安全,汽车行驶时驾驶员必须系好安全带。当系好安全带时,相当于闭合开关,指示灯不亮;未系好安全带时,相当于断开开关,指示灯发光。符合上述要求的电路图是( )
A. B.
C. D.
3.(2022秋·福建莆田·九年级统考期末)图示电路在闭合开关后,两电流表正常工作,且读数相同,则可能发生的故障是( )
A.R短路 B.R断路 C.L短路 D.L断路
4.(2022秋·福建泉州·九年级统考期末)如图所示,开关闭合后,只有一个电表有示数,移动滑动变阻器的滑片,只有一个电表示数发生变化。则下列情况不可能的是( )
A.电阻R1短路 B.电阻R1开路 C.电流表短路 D.电压表开路
5.(2022秋·福建莆田·九年级统考期末)如图所示,闭合开关后,将导线夹子在电阻丝上向右滑动时,观察到小灯泡的亮度变暗,说明影响导体电阻的大小的因素是导体的( )
A.材料 B.横截面积 C.长度 D.温度
6.(2022秋·福建莆田·九年级期末)有一条电阻线,在其两端加10V电压时,测得电阻值为15Ω,如果在其两端加20V的电压,它的电阻为( )
A.0.5Ω B.15Ω C.0.05Ω D.10Ω
7.(2022秋·福建厦门·九年级统考期末)以下方法中,能使金属丝电阻增大的是( )
A.增大金属丝的横截面积 B.增大金属丝的长度
C.增大金属丝两端的电压 D.增大金属丝中的电流
8.(2022秋·福建漳州·九年级统考期末)下列关于实验仪器使用的说法正确的是( )
A.使用任何温度计时,都可离开被测物体进行读数
B.使用电流表时,电流要从电流表正接线柱流入,负接线柱流出
C.使用电压表时,不允许不经过用电器把它直接接在电源两极上
D.使用滑动变阻器改变灯泡亮度时,应将滑动变阻器与该灯泡并联
9.(2022秋·福建三明·九年级统考期末)如图是探究影响电阻大小因素的实验装置。选择a和b两条金属丝进行实验,可以探究的因素是( )
A.长度 B.温度 C.材料 D.横截面积
10.(2022秋·福建三明·九年级统考期末)关于图中的电阻箱,下列说法错误的是( )
A.电阻箱是一种变阻器 B.阻值可调范围为0~10000Ω
C.最小分度值为1Ω D.电阻箱读数是622Ω
11.(2022秋·福建福州·九年级期末)“探究导体电阻大小与哪些因素有关”的实验中如图所示,有4根合金丝可供选择,横截面积Sa=Sb=Sc<Sd。小雯同学要研究导体电阻的大小与导体材料的关系,她应选择的合金丝是( )
A.a与b B.a与c C.b与c D.b与d
12.(2022秋·福建南平·九年级统考期末)实验室中有一根镍铬合金丝,若要增大它的电阻,下列方法中正确的是(不考虑温度变化)( )
A.使通过镍铬合金丝的电流变小
B.将镍铬合金丝对折后接入电路中
C.将镍铬合金丝拉长后接入电路中
D.将镍铬合金丝剪去一段后接入电路中
二、填空题
13.(2022秋·福建泉州·九年级期末)图甲中电流表的示数为 A;图乙中电阻箱的示数为 Ω。
14.(2022秋·福建福州·九年级期末)小明自制了一盏可调节亮度的台灯,电路如图所示,小灯泡规格是“6V 3W”。请完成以下问题:
(1)粗心的小明忘记把灯泡画上去,你认为灯泡应画在图中 之间(选填“a、b”或“c、d”);
(2)连好电路后,若要使灯泡变暗,应将滑动变阻器的滑动片向 (填“左”或“右”)移动。
15.(2022秋·福建福州·九年级期末)如图所示,为某可调高度台灯及用于调光的电位器结构图,b与金属滑片P相连,则电位器是通过改变电阻片接入电路中的 来改变其接入电路中的电阻,欲使滑片P顺时针转动时灯泡变亮,应将接线柱b与 (选填“a”或“c”)接入电路.
三、作图题
16.(2022秋·福建三明·九年级统考期末)如图所示,电源电压不变,按要求用铅笔连线代替导线:
(1)电路为并联,开关在干路,电流表测量L2的电流;
(2)滑动变阻器的滑片向右移时,灯L1由亮变暗,L2亮度不变。
17.(2022秋·福建龙岩·九年级统考期末)小乐在物理兴趣小组研究了一种调光台灯,如图是它的内部电位器(滑动变阻器)的内部结构示意图,a、b、c是它的三个接线柱,请用笔画线代替导线按要求完成电路的连接,要求:闭合开关时,旋钮带动滑片逆时针转动时,灯泡变亮(电源未画出)。
18.(2022秋·福建泉州·九年级期末)如图甲是电位器示意图,滑片可随转动旋钮改变在电阻丝的位置,从而改变接入电路中阻值的大小.请将该电位器连入乙图,要求顺时针旋转滑片时,灯泡变暗.
( )
四、实验题
19.(2022秋·福建莆田·九年级期末)为探究导体电阻大小的影响因素,某同学利用同种合金材料制成的a、b、c三条电阻丝(不考虑温度对电阻的影响进行实验,a、b长度相同,b、c粗细相同,如图1所示,连接电路,分别接入电阻丝a、b、c,闭合开关后电流表的三次示数如图2所示,根据示数可以得出以下结论:
(1)电阻大小不仅跟导体横截面积有关,还跟导体的 有关;
(2) 电阻丝的阻值最小(选填“a”、“b”、“c”)。
20.(2022秋·福建莆田·九年级统考期末)某兴趣小组的同学在观察小汽车的车窗玻璃时发现,汽车的后挡风玻璃与其他玻璃有一处明显不同,就是后挡风玻璃上有一条条“细线”。如图甲所示。小组同学查阅资料得知“细线”是用来除霜的,汽车驾驶室有一个按键,当外界气温降低时,闭合按键玻璃上的细线就会发热。小组同学从汽车维修部要来两块厚薄不同的带“细线”的玻璃。并设计如图乙所示的电路,探究玻璃上的“细线”的除霜能力与哪些因素有关。分别取质量相同的碎冰放在面积相同的玻璃上,闭合开关,调节M、N两端的电压,记录冰块全部熔化所需的时间,相关数据如表所示。
次数 玻璃 冰块质量/g 电压/V 熔化时间/min
1 薄 100 6 3
2 薄 100 9 2
3 薄 100 12 1.5
4 厚 100 6 6
5 厚 100 9 4
6 厚 100 12 3
(1)实验中小组同学取相同质量碎冰的目的是 。小组同学是通过比较 来判断玻璃除霜能力的强弱的;
(2)分析比较 次实验数据可知,“细线”的除霜能力与玻璃的厚薄有关;
(3)分析比较1,2,3次实验数据,可以得到结论: ;
(4)小组同学完成实验后,一不小心弄断了玻璃中的一根“细线”。小组同学把这块玻璃接入电路中,发现电流表和电压表都有示数,说明玻璃中各“细线”的连接方式是 的。由此分析可知:该玻璃中其他未断“细丝”的除霜能力将 (选填“保持不变”或“消失”)。
21.(2022秋·福建南平·九年级统考期末)在探究“导体的电阻跟哪些因素有关”的问题时,老师引导同学们做了如下实验:
(1)猜想:导体电阻可能与导体材料、横截面积、 、温度有关;
(2)实验时,同学们用图甲的实验装置分别把a、b、c、d四根金属丝接入电路A、B两点之间,探究情况如下表:
序号 材料 长度/m 横截面积/mm2 灯泡亮度
a 铝丝 2 1 较亮
b 镍铬合金丝 2 0.5 最暗
c 铝丝 2 0.5 较暗
d 铝丝 1 1 最亮
当选用 (填序号)两根金属丝,可探究导体电阻跟导体材料的关系;
(3)如图乙的实验,可探究导体电阻与 的关系;
(4)实验中,通过观察灯泡亮度来比较电阻大小,下列用到的研究方法与本实验相同的是 (填字母)。
A.探究“电流的热效应”时,通过温度计示数比较吸热的多少
B.为了形象地描述磁场,引入磁感线
C.学习电流时,我们可以通过对比水流来认识它
D.探究电压一定时,电流与电阻的关系
22.(2022秋·福建泉州·九年级统考期末)在探究影响导体电阻大小的因素时,小兵、小红两位同学作出了如下猜想:
①导体的电阻与导体的长度有关;
②导体的电阻与导体的横截面积有关;
③导体的电阻与导体的材料有关。
实验室提供了4根电阻丝,规格、材料如表:(两节新干电池)
编号 材料 长度/m 横截面积/mm2
A 镍铬合金 0.5 0.5
B 镍铬合金 1.0 0.5
C 镍铬合金 0.5 1.0
D 锰铜合金 0.5 0.5
(1)当开关闭合,M、N之间未接入导体时,其两点间电压大小约为 V;
(2)为了验证上述猜想①,应该选用编号为 两根电阻丝进行实验;如果将A和D两电阻丝接入电路中M、N两点间时,电流表示数不相同,由此,初步得到的结论是:电阻的大小与导体的 有关;
(3)由实物图可知,通过观察 (电流表/小灯泡)来判断接入的电阻值的变化情况,会更准确;
(4)在最近几年,我国城乡许多地区进行了输电线路的改造,将原来细的输电线换成较粗的输电线,这样就 (增大/减小)了输电线的电阻。
23.(2022秋·福建莆田·九年级期末)如图所示是探究影响导体电阻大小因素的实验电路,下表给出了可供选择的几种导体,分别用A、B、C、D四个字母代表。
代号 长度(m) 横截面积(mm2) 材料
A 0.6 0.4 镍铬合金
B 1.0 0.4 镍铬合金
C 0.6 0.6 镍铬合金
D 0.6 0.6 锰铜
(1)实验中,通过观察 可以更准确的判断接入电路中导体的电阻大小。用到的物理方法是 ;
(2)分别将A和C两导体接入电路进行实验,发现接入C导体时,电流表的示数比接入A导体时更大,说明导体的电阻与导体的 有关;
(3)若要探究导体的电阻与导体的材料有关,要分别将 两导体接入电路进行实验。
参考答案:
1.D
【详解】A.将导线对折后,但长度变小,由于导体的电阻与长度成正比,所以导体的电阻会变小,导线对折后,横截面积变大,电阻变小,故A不符合题意;
B.导体的电阻是导体的一种属性,跟导体两端的电压和导体中的电流大小无关,电压改变不能导致导体电阻的改变,故B不符合题意;
C.长度和横截面积相同条件下,形状相同的铜导线电阻比铝导线电阻小,故C不符合题意;
D.因长度越长,电阻越大,横截面积越小,电阻越大,将导线拉长后,电阻会增大,故D符合题意。
故选D。
2.C
【详解】由题意知,指示灯与S并联,但电路不会出现短路,即电路中有保护电阻,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
3.B
【详解】A.如果R短路,与灯泡L在一条支路的电流表被短路,示数为零,电源被短路,电路中电流过大,干路中电流表示数较大,可能会烧坏电流表,故A不符合题意;
B.如果R断路,两个电流表测量L中的电流,两个电流表示数相等,故B符合题意;
C.如果L短路,电源被短路,电路中电流过大,可能会烧坏电流表,故C不符合题意;
D.如果L断路,与灯泡L在一条支路的电流表示数为零,干路中的电流表测量R中的电流,此电流表有示数,故D不符合题意。
故选B。
4.B
【详解】A.若电阻R1短路,则电压表的示数为0,移动滑片,电压表示数不变,由于电阻发生变化,根据欧姆定律可知,电流表示数会发生变化,故A不符合题意;
B.电阻R1开路,则电压表、电流表和滑动变阻器串联接入电路中,电压表测量的是电源电压,示数为电源电压,电流表示数为0,移动滑片,电压表和电流表示数不变,故B符合题意;
C.若电流表短路,则电流表示数为0,移动滑片,电流表示数不变,由于电阻发生变化,根据串联电路的分压规律可知,定值电阻两端的电压会发生变化,即电压表示数发生变化,故C不符合题意;
D.若电压表开路,则电压表的示数为0,保持不变,移动滑片,由于电阻发生变化,根据欧姆定律可知,电流表示数会发生变化,故D不符合题意。
故选B。
5.C
【详解】闭合开关后,将导线夹子在电阻丝上向右滑动时,ab接入电路中的长度变大,观察到小灯泡的亮度变暗,这说明电路中的电流变小了,根据可知,电路中的总电阻变大,即ab接入电路中的电阻变大,这说明影响导体电阻的大小的因素是导体的长度,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
6.B
【详解】已知测得电阻线的电阻值15Ω,而电阻的大小与电阻线的长度、横截面积、材料、温度有关,与电阻两端的电压和通过的电流无关,因此当其两端的电压变化时,电阻的大小不变,仍为15Ω。故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
7.B
【详解】A.增大金属丝的横截面积,在材料、长度不变的情况下,金属丝的电阻变小,故A不符合题意;
B.增大金属丝的长度,在材料和横截面积不变的情况下,电阻变大,故B符合题意;
CD.电阻是导体本身的一种性质,与导体两端的电压和通过的电流无关,所以增大导线两端的电压或增大通过导体的电流时,导体的电阻不变,故CD不符合题意。
故选B。
8.B
【详解】A.使用体温计时因其特殊的结构可以离开被测物体读数,而使用常用温度计时,液泡不能离开被测液体读数,故A错误;
B.使用电流表时,电流应从电流表的正接线柱接入,负接线柱流出,这样指针才能正向偏转,故B正确;
C.使用电压表时,可以将它直接接在电源两极上测量电源电压,故C错误;
D.使用滑动变阻器改变灯泡亮度时,滑动变阻器应与灯泡串联,故D错误。
故选B。
9.D
【详解】由题意可知,选择a和b两条金属丝进行实验,从图中可以看到,a和b两条金属都是镍铬合金的材料,长度相同,但是粗细不同,即横截面积不同,分别把这两条金属丝接入电路,比较电流表的示数,即可进行探究,其中可探究的因素为横截面积。
故选D。
10.B
【详解】A.可以通过调节旋钮从而改变电阻,故电阻箱是一种变阻器,故A正确,A不符合题意;
B.电阻箱只能调节整数位,不能涉及小数,阻值可调范围为0~9999Ω,故B错误,B符合题意;
C.最小的是×1,代表个位上的数,最小的每一格是1Ω,故C正确,C不符合题意;
D.此时电阻箱千位上为零,百位数为6,十位数为2,个位数为2,故读数为622Ω,故D正确,D不符合题意。
故选B。
11.A
【详解】探究导体电阻的大小与导体材料的关系,应选择材料不同但长度和横截面积相同的两根合金丝,图中a和b两根电阻丝符合要求。
故选A。
12.C
【详解】A.电阻是导体本身的一种性质,与电流的大小无关,使通过镍铬合金丝的电流变小时,电阻不变,故A错误;
B.将镍铬合金丝对折后接入电路中,此时镍铬合金丝的长度变短同时横截面积变大,所以镍铬合金丝的电阻变小,故B错误;
C.将镍铬合金丝拉长后接入电路中,此时镍铬合金丝的长度变长同时横截面积变小,所以电阻变大,故C正确;
D.将镍铬合金丝剪去一段后接入电路中,此时镍铬合金丝的长度变短,所以镍铬合金丝的电阻变小,故D错误。
故选C。
13. 0.7 1527
【详解】[1]根据图甲可得,电流表使用的是0~3A的量程,每一个大格代表1A,每一个小格代表0.1A,电流标示数为0.7A。
[2]由图乙可知,×1000的位置对应的数是1,×100的位置对应的数是5,×10的位置对应的数是2,×1的位置对应的数是7,故电阻箱的示数为
1×1000Ω+5×100Ω+2×10Ω+7×1Ω=1527Ω
14. a、b 右
【详解】[1]由题意可知,台灯的亮度可调节,所以灯泡应该与滑动变阻器串联,结合电路图可知,灯泡应该接在a、b之间。
[2]灯泡的亮暗取决于实际功率的大小,由可知,要使灯泡变暗应减小电路中的电流,由欧姆定律可知应增大电路中的电阻,即滑片右移时增大滑动变阻器接入电路中的电阻。
15. 长度 c
【详解】[1]电位器是通过改变接入电路中电阻片的长度来改变电阻,从而改变电路的电流达到改变灯泡亮度的目的。
[2]使滑片P顺时针转动时灯泡变亮,电路中电流变大,电位器接入电路的电阻变小,故接b、c两个接线柱。
16.
【详解】电路为并联,开关接在干路上,电流表测量L2的电流,电流表可选用小量程与灯L2串联;滑动变阻器的滑片向右移时,灯L1由亮变暗,L2亮度不变,说明变阻器只控制L1灯,L1支路的电流变小,则变阻器连入电路的电阻变大,故变阻器左下接线柱连入电电路中(另一个接线柱连在金属杆上),将L1与变阻器串联后再与L2并联,如下图所示
17.
【详解】由题意可知,电位器可调节灯的亮度,所以它应该与灯串联;闭合开关时,旋钮带动滑片逆时针转动时,灯泡变亮,则此时电路中电流变大,故由欧姆定律可知,旋钮带动滑片逆时针转动时,滑动变阻器接入电路中的阻值减小,则应接入a、b接线柱,电路连接如下图所示
18.
【分析】本题是有关电路的题目,解决本题的关键知道滑动变阻器的应用;电位器是一个变形的滑动变阻器,滑动变阻器要与被控制电路串联;顺时针转动旋钮可使灯泡变暗,电流变小,电阻变大,分析电位器连入电路的部分应该是哪一段.
【详解】旋钮顺时针旋转时,灯泡变暗,原因是电流变小,电源电压不变时,电阻变大,连入电路的电阻变大,如图所示:
19. 长度 c
【详解】(1)[1]同种合金材料制成的a、b、c三条电阻丝中,a、b长度相同,b、c粗细相同,不考虑温度对电阻的影响时,三电阻丝分别接入电路时,电流表的示数不同,说明三电阻丝的阻值不相等,故可得结论:电阻大小不仅跟导体横截面积有关,还跟导体长度有关。
(2)[2]从图中可知,接入c电阻丝时,电路中的电流最大,故c电阻丝的阻值最小。
20. 控制变量,让冰吸收的热量相等 熔化时间 1、4 对相同面积的玻璃,电阻的电压越大,玻璃除霜能力越强 并联 保持不变
【详解】(1)[1]这些“细线”工作时,相当于电路中的电阻丝,实验中采用了控制变量法,取相同质量碎冰,让碎冰吸收相同的热量后完全熔化,如果碎冰熔化的时间短,说明这些“细线”相同时间内放出的热量多,所以取相同质量碎冰的目的是控制其他无关变量相同,让冰吸收的热量相等。
[2]玻璃上的“细线”相同时间内放出的热量多少无法直接测量,所以运用了转换法,通过比较碎冰熔化时间来判断“细线”相同时间内放出的热量多少,相同质量的碎冰完全熔化时需要吸收相同的热量,熔化的时间越短,说明“细线”相同时间内放出的热量越多,从而可以判断玻璃除霜能力的强弱。
(2)[3]由表格数据可知第1次和第4次实验中冰块的质量和电阻两端的电压相同,玻璃的厚薄与熔化时间不同,所以分析比较1、4(2、5或3、6)次实验数据可知,“细线”的除霜能力与玻璃的厚薄有关。
(3)[4]第1,2,3次实验中,玻璃的厚薄程度和冰块的质量相同,电阻两端的电压不同,熔化时间也不同,所以分析比较1,2,3次实验数据,可以得到结论:玻璃的面积相同,“细丝”的电压越大,熔化时间越短,即对相同面积的玻璃,电阻的电压越大,玻璃除霜能力越强。
(4)[5]小明在完成实验后,一不小心弄断了玻璃中的一根“细丝”。小明把这块玻璃接入电路中,发现电流表和电压表都有示数,即各“细丝”工作时互不影响,说明玻璃中的各“细丝”的连接方式是并联的。
[6]并联电路中各用电器独立工作,互不影响,所以一不小心弄断了玻璃中的一根“细丝”,该玻璃中其他未断“细丝”的除霜能力将保持不变。
21. 长度 bc 温度 A
【详解】(1)[1]影响导体电阻大小的因素有材料、长度、横截面积,另外还有温度;影响电阻大小的因素可以猜想有:材料、长度、横截面积、温度。
(2)[2]探究导体电阻跟导体材料的关系,必须控制导体的长度、横截面积相等,材料不相等,因此符合条件的有b和c两根电阻丝。
(3)[3]在图乙的实验中,对电阻丝加热,观察灯泡亮度的变化,因此探究的是电阻与温度的关系。
(4)[4]通过观察灯泡的亮暗或电流表的示数比较电阻的大小,属于转换法;
A.探究“电流的热效应”时,通过温度计示数比较吸热的多少,运用了转换法,故A符合题意。
B.为了形象地描述磁场,引入磁感线,运用了模型法,故B不符合题意;
C.学习电流时,我们可以通过对比水流来认识它,运用了类比法,故C不符合题意。
D.探究电压一定时,电流与电阻的关系,运用了控制变量法,故D不符题意。
故选A。
22. 3 A、B 材料 电流表 减小
【详解】(1)[1]由图示知,电路中的电源为两节干电池,其电压约为3V,那么未接入导体时,M、N两点间的电压大小约为3V。
(2)[2]猜想①探究的是导体的电阻与导体的长度的关系,那么需要选择材料和横截面积相同而长度不同的电阻丝进行实验,所以应选择编号为A、B两根电阻丝进行实验。
[3]编号为A、D的两根电阻丝的长度和横截面积相同而材料不同,将这两根电阻丝接入电路中,电流表的示数不同,说明电路中的阻值不同,所以可得:电阻的大小与导体的材料有关。
(3)[4]在电路图中,接入电路的电阻丝与小灯泡串联,电流表测电路中的电流,则电阻丝的阻值不同,电路中的电流会不同,而小灯泡的亮度也不会不同,电流表的示数会不同。但电阻丝的阻值差别不大时,则小灯泡的亮度变化不明显,那么根据小灯泡的亮度变化不易判断电阻丝的大小,而电流表的示数会有较明显的变化,所以根据电流表的示数来判断接入电阻值的变化情况会更准确。
(4)[5]在导体的材料和长度相同时,其横截面积越大,电阻越小,所以将细的输电线换成粗的,可以减小输电线的电阻。
23. 电流表示数 转换法 横截面积 C、D
【详解】(1)[1][2]实验中,通过观察电流表的示数可以判断导体的电阻的大小,电流表的示数越小,表示导体的电阻越大,运用了转换法。
(2)[3]选取A、C导体进行实验时,导体的材料、长度相同,横截面积不同,发现接入C导体时,电流表的示数比接入A导体时更大,说明导体的电阻与导体的横截面积有关。
(3)[4]要探究导体的电阻与导体的材料有关,导体的长度和横截面积相同,材料不同,选择C、D两导体接入电路进行实验。15.2 科学探究:欧姆定律
一、单选题
1.(2022秋·福建莆田·九年级统考期末)物理学中经常看到形如的公式。一种情形是x的大小与y、z都有关;另一种情况是x虽然可由y、z计算,但与y、z无关。下列四个公式中,不属于后一种情形的是( )
A.电阻R B.密度ρ C.热值q D.电流I
2.(2022秋·福建莆田·九年级统考期末)如图所示是新型节能应急灯电路示意图,台灯充好电后,使用时通过调节滑动变阻器接入电路的阻值R改变灯泡的亮度,设电源电压、灯泡电阻不变,则灯泡两端电压U随R变化关系图象如正确的是( )
A. B.
C. D.
3.(2022秋·福建泉州·九年级统考期末)如图所示,甲图是灯泡L和定值电阻R的I-U图像,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
4.(2022秋·福建宁德·九年级统考期末)如图所示,能正确表示通过某定值电阻的电流与它两端电压之间关系的图象是( )
A. B.
C. D.
5.(2022秋·福建莆田·九年级统考期末)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
6.(2022秋·福建宁德·九年级统考期末)当某导体两端的电压为10V时,通过导体的电流为0.5A。如果导体两端电压为0V,那么导体的电阻为( )
A.0Ω B.20Ω C.5Ω D.0.05Ω
7.(2022秋·福建莆田·九年级统考期末)图甲是一种测力装置部分结构的示意图。横梁OA上下表面各贴一张完全一样的应变电阻片R1和R2,串联在有恒定电流的电路中(图乙)。在A端施加向下的力F,横梁向下弯曲,R1被拉伸,R2被压缩,根据它们两端电压的差值即可测量力F的大小。下列有关分析错误的是( )
A.通过R1和R2的电流相等 B.R2的电阻减小
C.R1两端的电压小于R2两端的电压 D.R1和R2两端电压的差值越大,A端受到的压力越大
8.(2022秋·福建漳州·九年级统考期末)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,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为( )
A. B. C. D.
9.(2022秋·福建福州·九年级统考期末)如图所示电路中,电源电压保持不变,先闭合开关S1,电压表示数为3V;接着闭合开关 S2,电压表示数变为9V,则电阻R1、R2的阻值之比为( )
A.1∶3 B.3∶1 C.1∶2 D.2∶1
二、填空题
10.(2022秋·福建南平·九年级统考期末)在“探究电流与电压关系”的实验中,同学们设计了如图所示的三种电路:
(1)小红同学认为电路图乙比电路图甲好,理由是 。
(2)小明同学认为电路图丙比电路图乙更好,理由是 。
11.(2022秋·福建泉州·九年级统考期末)电源电压恒定,R1为定值电阻,闭合开关,当滑动变阻器滑片从a端滑到b端的过程中,电流表示数I与电压表示数U的关系图像如图。则滑动变阻器的最大电阻为 Ω,电源电压为 V。
12.(2022秋·福建漳州·九年级统考期末)某定值电阻R与灯泡L的I﹣U图象如图所示,可知该定值电阻R的阻值是 Ω;将它们串联在电压为9V的电源两端时,电路中的电流是 A。
13.(2022秋·福建南平·九年级统考期末)在如图所示的电路中,电源电压保持6V不变,当开关S1断开,S2、S3闭合时,电流表的示数为1A;当开关S1闭合,S2、S3断开时,电流表的示数为0.25A,则R1的阻值为 Ω,当开关S1闭合,S2,S3断开时,R2的电功率为 W。
14.(2022秋·福建南平·九年级校考期末)一定值电阻两端电压为时,通过的电流为,则该定值电阻的阻值为 ,当两端电压为时,该定值电阻的阻值为 ,通过的电流为 。
15.(2022秋·福建莆田·九年级统考期末)在图甲所示的电路中,电源电压为9V,电阻R1的阻值为10Ω,闭合开关S,电压表的示数为5V。现用电阻R0替换电阻R1、R2中的一个,替换后,发现两电表的示数均变大,且电流表指针正好达某量程的最大值,如图乙所示,请判断R0所替换的电阻是 (选填“R1”或“R2”),电阻R0的阻值为 Ω。
16.(2022秋·福建宁德·九年级统考期末)在相距20km的甲、乙两地之间有两条输电线,已知每1m输电线的电阻为0.01Ω。现输电线在某处发生短路,为确定短路位置,检修员利用电压表、电流表和电源接成如图所示电路进行检测,当电压表的示数为1.4V时,电流表示数为20mA。则短路位置与甲地之间输电线的电阻为 Ω,短路位置距甲地 m。
三、实验题
17.(2022秋·福建厦门·九年级统考期末)下图是探究电流跟电压关系的实物图,其中电源电压4.5V,定值电阻R=10Ω,滑动变阻器规格为“20Ω 2A”。
实验序号 1 2 3 4
电压U/V 4.0 3.0 2.0 1.0
电流I/A 0.40 0.30 0.20
(1)图中还有一条导线未连接,请用笔画线表示导线补充完整,要求滑动变阻器滑片P向左移时电压表示数变大;
(2)闭合开关,发现电压表有示数,电流表无示数,移动滑片P,两表示数均无变化,则故障可能是 ;
(3)排除故障后,进行实验,数据记录见表格。进行序号4实验时发现无论如何调节滑片P,都无法使电压表示数达到1.0V,试提供解决这一问题的两种方案:
① ;
② ;
(4)分析实验数据,可以得出结论: 。
18.(2022秋·福建泉州·九年级统考期末)小斌用图甲所示电路探究“电流跟电压的关系”,电源电压恒为6V,滑动变阻器的规格为“50Ω 2A”。
(1)开关闭合前,小斌应将滑动变阻器滑片移至 处(选填“A”或“B”);
(2)把电路连接好后,闭合开关发现无论怎么移动滑动变阻器的滑片,电流表无示数,而电压表有示数且接近电源电压,则电路出现的故障是 ;
(3)小斌调节滑动变阻器做了三次实验,其中第二次实验电流表示数如图乙,大小为 A,由表中数据可知小斌选用的定值电阻的阻值为 Ω;
电压U/V 1.0 2.4 4.0
电流I/A 0.1 0.4
(4)由实验数据可出的结论是 ;
(5)小斌还想探究“电流与电阻的关系”,在完成表格第三次探究后仅将电阻更换成原电阻的两倍,闭合开关后电路中的电流将变成 A。
19.(2022秋·福建厦门·九年级统考期末)用如图电路探究电流与电压的关系,备选器材有:电池组、定值电阻R(5Ω、10Ω、20Ω)、滑动变阻器(“10Ω,2A”“20Ω,1A”)、开关、导线若干。
实验序号 1 2 3
电流I/A 0.10 0.20 0.24
电压U/V 1.0 2.0 2.4
(1)连接电路时,开关应处于 状态;
(2)闭合开关前,将滑动变阻器的滑片P置于使接入电路的电阻值最大的位置,目的是 ;
(3)实验数据如上表,得出结论 ;
(4)实验中发现虽然用了两节干电池,但无论如何调节滑动变阻器,都无法使电压表示数达到3V,原因可能是 ;
(5)若想要测量的电流值范围最大,定值电阻和滑动变阻器的阻值应分别选择 Ω和 Ω。(均在备选器材中选取)
20.(2022秋·福建龙岩·九年级统考期末)在“探究电流与电阻的关系”实验中,实验器材有:电源(电压恒为4.5V)、电流表、电压表、滑动变阻器和开关各一个,定值电阻5个(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω),导线若干。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲所示电路连接完整(要求滑片向左滑动时,电流表示数变大,连线不得交叉);( )
(2)正确连接电路后,用上述5个定值电阻进行实验得到5组数据,作出电流与电阻的关系图像如图乙,其中阴影面积的物理意义是 ,其数值为 ;
(3)为了更直观地表示电压不变时电流与电阻的关系,可以改变横坐标,处理数据后画出电流I与 的关系图线。
21.(2022秋·福建莆田·九年级统考期末)小明用如图甲所示电路探究“电流与电阻”的关系,电源电压3V,电阻R有4个阻值(5Ω、10Ω、15Ω、25Ω)供选用,滑动变阻器Rp规格为“10Ω 2A”。
实验序号 R/Ω I/A
① 5
② 10 0.20
③ 15 0.13
(1)开关闭合前,应将滑动变阻器的滑片P移到最 端;
(2)小明连接完电路如图甲,闭合开关,发现电流表无示数,电压表的示数约为3V,则电路出现的故障可能是 ;
(3)排除故障后,此时R的阻值为5Ω。闭合开关,调节滑片P,使电压表示数到达某一数值,此时电流表如图乙所示,该示数为 A。接着他将R换成10Ω,则应该向 端移动滑动变阻器的滑片,以保持电压表的示数不变;
(4)将阻值R换成15Ω重复上述操作。三组数据如表所示,由此可得:电压一定时,通过导体的电流与导体电阻成 。为提高结论的可靠性,如要换用阻值为25Ω的电阻继续上述实验,则滑动变阻器的最大阻值至少需要 Ω。
22.(2022秋·福建南平·九年级统考期末)我们已进行过“探究通过导体的电流与导体电阻的关系”的实验,如图所示,请按要求完成以下内容:
(1)以下是实验中出现的两种故障现象,请分析其原因:
①电流表的指针反偏,原因是 。
②电流表有示数,电压表完好但没有示数,原因可能是: 。
(2)实验过程中需要更换不同的电阻,每次更换电阻后,接下来具体的操作是:闭合开关,调节 ,同时观察 表。
(3)某次测量,两电表的示数如图所示,电压U= V,电流I= A,则电阻R= Ω。
23.(2022秋·福建漳州·九年级统考期末)在“探究电流和电阻的关系”实验中,器材有:电源(4.5V)、电阻箱(0~9999Ω)、滑动变阻器、电压表、电流表、开关和导线若干。
(1)开关闭合前,滑动变阻器滑片应移至 (选填“A”或“B”)端;
(2)实验中用电阻箱而不用定值电阻,给实验操作带来的好处是 ;
(3)闭合开关,发现电压表无示数,电流表有示数,经检查导线连接无误且各仪器无故障,原因是 ;
(4)某次实验,改变电阻箱接入电路的电阻后,电压表示数如图乙所示,大小为 V,若滑动变阻器没有重新调回最大值,此时闭合开关,要使电压表示数保持2.5V,滑片P应向 端移动;
(5)图丙是根据实验数据画出I﹣R图像,由此可得结论:当导体两端电压一定时, 。
24.(2022秋·福建三明·九年级统考期末)在“探究电流与电阻的关系”实验中:电源电压恒为4.5V,备有5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω、30Ω的定值电阻。
R/Ω 5 10 15 20 25 30
I/A 0.6 0.3 0.2 0.15 0.12 0.1
(1)在图中的“○”填入电压表和电流表的符号,使实验电路图完整;
(2)当闭合开关后,发现电流表无示数,移动滑动变阻器的滑片P,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 。排除故障后,更换不同的定值电阻进行实验时,应保持 表的示数不变;
(3)实验小组同学将测量的6组数据在坐标图中进行描点,如图,请根据描点作出电流和电阻的关系图象;
(4)要完成本实验,选取的滑动变阻器的最大阻值至少为 Ω。
25.(2022秋·福建泉州·九年级统考期末)在“探究电流与电阻的关系”实验中,部分器材选用如下:电压为6V的电源,阻值为0~50Ω的滑动变阻器,5Ω、10Ω、20Ω、30Ω的定值电阻各一个,其他器材,回答下列问题。
(1)用笔画线代替导线将甲图中的电路连接完整 。连接电路时,开关应 ,要求滑动变阻器滑片向右移动时电阻变大。
(2)闭合开关后,发现电流表无示数,电压表指针超过量程,则电路的故障可能是定值电阻 (选填“短路”或“断路”)。
(3)排除故障后,先将5Ω定值电阻接入电路,在移动滑动变阻器滑片的过程中,眼睛应注意观察 (选填“电流表”、“电压表”或“滑动变阻器”)。
(4)接下来断开开关,取下5Ω的定值电阻,换成10Ω的定值电阻,闭合开关,应向 (选填“A”或“B”)端移动滑片,直至电压表示数为 V时,读出电流表的示数。记录实验数据,并绘制成图乙所示,分析图像可知:当导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成 。
(5)当将20Ω电阻换成30Ω电阻时,无论怎样移动滑片,都无法保证电压不变,原因是滑动变阻器的最大阻值 (选填“过大”或“过小”)。
26.(2022秋·福建三明·九年级统考期末)某实验小组用图甲所示电路进行“探究电流与电阻的关系”实验。
(1)请将图甲连接完整,要求滑动变阻器滑片向右移动时电阻变大 ;
(2)连接电路时,开关必须 ,滑动变阻器滑片P应该位于 (选填“A”或“B”)端;
(3)闭合开关后,同学们发现,无论怎样调节滑动变阻器的滑片,电流表始终没有示数,电压表示数接近电源电压,原因可能是 ;
(4)排除故障后,先将5Ω定值电阻接入电路,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为某一定值,此时电流表的示数如图乙所示,为 A;
(5)接下来断开开关,取下5Ω的定值电阻,换成10Ω的定值电阻,闭合开关,应向 (选填“A“或“B”)端移动滑片,直至电压表示数为 V时,读出电流表的示数。再更换为20Ω,继续进行实验,将实验数据记录在下面的表格中。
实验次数 1 2 3
R/Ω 5 10 20
I/A 0.2 0.1
(6)由表中所示的实验数据,可以得出结论: ;
(7)由表中所示的实验数据,滑动变阻器的最大阻值应该不低于 Ω。
27.(2022秋·福建厦门·九年级统考期末)科技兴趣小组在测量一种热敏电阻R的阻值时,意外发现对通电发热后的热敏电阻吹气,其阻值会变化。他们对此现象进行探究,得到热敏电阻R随风速v的变化关系,如图甲。
(1)由图象可知:当风速v增大时,热敏电阻R的阻值 ;
(2)现有实验器材如下:完全相同的热敏电阻R若干、电流表(量程0~0.6A、0~3A)、电源(电压9V)、开关、导线若干。兴趣小组利用热敏电阻设计了如图乙的风速测量装置(除风速测量通道外,电路其他部分密封,不受风力影响),电路中电流表应选择 量程,该装置的风速测量范围为 ~ m/s;
(3)在已有器材的基础上,将电流表更换成一个量程0~3V的电压表,请重新设计一个测量范围为0~6m/s的风速测量装置,并将电路图画在图丙方框内 。
28.(2022秋·福建福州·九年级统考期末)如图所示电路,电源电压恒为6V,电阻R1的阻值为10Ω,开关S闭合后,通过电阻R2的电流为0.2A。求:
(1)R1两端的电压;
(2)电阻R2的阻值。
四、计算题
29.(2022秋·福建三明·九年级统考期末)如图所示,R1=30Ω,R2=10Ω,开关S闭合后,电压表V的示数为12V。求:
(1)电源电压;
(2)通过R2的电流;
(3)干路的电流。
30.(2022秋·福建厦门·九年级统考期末)物理学科实践小组模拟工程师做“钢梁承重下垂”的测试,用钢片模拟“桥梁”,如图甲所示,力敏电阻R受到的压力F与钢片下垂量h满足关系F=kh,k=2N/mm。测试电路设计如图乙,力敏电阻R与其受到的压力F关系图像如图丙。已知电源电压4.5V,R0=500Ω,电压表量程0~3V。外加压力为零时,由于钢片自重,力敏电阻R受到的压力F0=5N。求:
(1)当电压表示数为3V时,电路中的电流;
(2)当电压表示数为3V时,钢片下垂量h;
(3)请指出图乙设计中存在的问题,利用现有器材进行改进,画出改进后的电路图,并计算出改进后仪器能测量的最大下垂量。
31.(2022秋·福建三明·九年级统考期末)如图电路中,R1、R2是定值电阻,其中R1=40Ω。开关闭合后,电流表的示数为0.45A,电压表的示数为6V。求:
(1)通过电阻R1的电流;
(2)电阻R2的阻值。
32.(2022秋·福建龙岩·九年级统考期末)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。
33.(2022秋·福建莆田·九年级统考期末)在如图所示的电路中,电阻 R1的阻值为 10Ω,电流表的示数为 1.2A。
(1)求电源电压 U;
(2)若在电路中接入一个电阻 R2,使得接入前后电流表的示数变化了 0.4 A,求电阻 R2 的阻值。
34.(2022秋·福建三明·九年级统考期末)已知电源电压恒定,现将阻值为100Ω的电阻R1接入该电源两端,通过R1的电流为0.3A。若将电阻R2并联在R1两端,通过电路的总电流为0.4A。求:
(1)电源电压;
(2)通过R2的电流;
(3)R2的电阻。
35.(2022秋·福建莆田·九年级统考期末)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6 V且保持不变,定值电阻R0为2 Ω。当闭合开关S后,电压表示数为2 V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。
参考答案:
1.D
【详解】A.根据可知,电阻可以利用U、I计算,但是电阻是导体本身的性质,与电压和电流无关,故A不符合题意;
B.根据可知,密度可以利用m、V计算,但是密度是物质的一种特性,与物质的种类、状态有关,而与质量、体积无关,故B不符合题意;
C.根据可知,热值可以利用Q放、m计算,但是热值是燃料的特性,与放出热量和燃料质量无关,故C不符合题意;
D.电流,可以利用U、R计算,并且通过导体的电流与导体两端电压成正比,与导体电阻成反比,故D符合题意。
故选D。
2.C
【详解】滑动变阻器和灯泡串联,电路中的电流
根据欧姆定律得,灯泡L两端电压
从灯泡两端的电压与其电阻的关系可以看出,灯泡两端的电压和灯泡的电阻不成正比,也不为一次函数;又因为滑动变阻器的阻值增大时,灯泡分得的电压减小,故ABD错误,C正确。
故选C。
3.B
【详解】由图乙知,灯泡与电阻串联,所以通过它们的电流相同,由可知,当电流相同时,电压与电阻成正比,所以有
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,所以有
那么,由图像甲可知,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则,即mn<1; 由图像可知,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
则可得n<1,比较可知m>n,故ACD错误,B正确。
故选B。
4.B
【详解】定值电阻的阻值不变,由欧姆定律I=可知,电阻一定时,通过定值电阻的电流与其两端的电压成正比,其I﹣U图象是一条过原点的倾斜直线,所以B符合题意,故应选B.
5.C
【详解】A.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,故A不符合题意;
B.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,故B不符合题意;
C.当滑片从中间位置向最左端移动的过程中,滑动变阻器R1接入电路中的电阻变大,由可知,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;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,故C符合题意;
D.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,故D不符合题意。
故选C。
6.B
【详解】导体的电阻为
导体的电阻是导体本身的一种属性,与导体的材料、横截面积、长度有关,与加在导体两端的电压无关;如果导体两端的电压为0,导体的阻值仍然为20Ω;故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
7.C
【详解】A.由图可知,两个电阻串联,在串联电路中,各处的电流是相同的,所以通过两个电阻的电流相同,故A正确,不符合题意;
B.在压力的作用下,横梁向下弯曲,R1被拉伸,R2被压缩,即R1变长,横截面积变小,电阻变大;R2变短,横截面积变大,电阻变小,故B正确,不符合题意;
C.发生形变后,R1的电阻大于R2的电阻,通过两个电阻的电流相同,根据U=IR可知,R1两端的电压大于R2两端的电压,故C错误,符合题意;
D.根据欧姆定律可知,R1和R2两端电压的差值越大,说明R1和R2的阻值的差值越大,所以R1被拉伸的更长,R2被压缩的越短,从而说明A端受到的压力越大,故D正确,不符合题意。
故选C。
8.A
【详解】当开关S闭合,甲、乙两表都是电压表时,两电阻串联,甲测量电源电压,乙测量R2的电压,两电压表的示数之比为,设电源电压为,则电阻R2的电压为,电阻R1的电压为,则电阻R1与R2的阻值之比为
当开关S断开,甲、乙两表都换为电流表时,两电阻并联,电流表甲测量R2的电流,乙表测量干路电流,两电流表的示数之比为为
故A符合题意。
故选A。
9.D
【详解】先闭合S1时,该电路为R1和R2的串联电路,电压表测R2两端的电压,即R2两端的电压为3V;再闭合S2时,R1被短路,该电路为R2的简单电路,电压表测电源电压,即电源电压为9V,当两电阻串联时,由串联电路电压的特点可知R1两端的电压为
U1=U-U2=9V-3V=6V
串联电路中各处的电流相等,电阻R1、R2的阻值之比为
故选D。
10. L电阻随温度变化 丙电路可多次实验
【详解】[1]探究电流与电压关系的实验中,要控制电阻的大小不变,而灯的电阻随温度的变化而变化,故小红同学认为电路图乙比电路图甲好。
[2]为得出普遍性的规律要多次测量,图丙电路和图乙电路相比,电路中增加了一个滑动变阻器,是因为方便多次测量。故小明同学认为电路图丙比电路图乙更好。
11. 20 3
【详解】[1]如图所示,当滑动变阻器R2接入阻值最大时,电路中电流最小,即时,,所以滑动变阻器R2的最大阻值为
[2]当时,,电源电压为
当滑动变阻器R2接入阻值为0时,电流为,电路为R1的简单电路,电源电压为
联立上述两式,解方程组得,。
12. 10 0.6
【详解】[1]根据图像,当R两端电压为时,,则R的阻值为
[2]根据串联电路电流的特点,R与L的电流相同时,它们两端电压之和为9V,根据图像,只有当电流为时,,,总电压为
故电路中的电流是0.6A。
13. 12 0.75
【详解】[1]当开关S1断开,S2、S3闭合时,电路由R1、R2并联而成,则有
即
······①
当开关S1闭合,S2、S3断开时,电路由R1、R2串联而成,则有
即
······②
①②联立方程组解得:R1=12Ω,R2=12Ω。
[2]当开关S1闭合,S2、S3断开时,电路由R1、R2串联而成,R2=12Ω,电流表的示数为0.25A,根据公式P=I2R可得,R2的电功率为
14.
【详解】[1]由可得,定值电阻的电阻
[2]因电阻是导体本身的一种性质,与导体两端的电压和通过的电流无关,所以,定值电阻两端电压为时,其阻值仍为不变。
[3]此时通过的电流为
15. R2 5
【详解】[1]由图知,闭合开关,两电阻串联,电压表测量电阻R1两端的电压,通过电阻R1的电流为
根据串联电路中电流处处相等的规律可知,电流关系为
I2=I1=0.5A
根据串联电路电压的规律可知,电阻R2两端的电压
U2=U﹣U1=9V﹣5V=4V
根据欧姆定律可得
用电阻R0替换电阻R1、R2中的一个,替换后,发现两电表的示数均变大,因电流表示数变大,所以根据欧姆定律可知,电路的总电阻减小,则电阻R0的阻值小于被替换的电阻R1或R2。
若用R0替换R1,因R0<R1,则由串联分压的规律可知,R0分得的电压减小,即电压表的示数会减小,不符合题意;
若用R0替换R2,因R0<R2,则由串联分压的规律可知,R0分得的电压减小,则R1分得的电压会增大,即电压表的示数会增大,符合题意,所以被电阻R0所替换的电阻为R2;
[2]因R1为10Ω,R2为8Ω,则用R0替换R1或R2后,串联电路的总电阻一定大于8Ω,电源电压为9V,则根据欧姆定律计算可知,替换任何一个电阻后电路中的电流不可能达到3A,所以图中电流表选用的是小量程,此时电流表的示数为0.6A,此时电路的总电阻为
电阻R0的阻值为
R0=R总′﹣R1=15Ω﹣10Ω=5Ω
16. 70 3500
【详解】[1]由可得,连接短路位置到甲地的两段输电线的电阻为
[2]已知每1m输电线的电阻为0.01Ω,则导线总长为
短路地点离甲地的距离
17. 定值电阻R开路(定值电阻R断路) 换一个最大阻值大于或等于35Ω的滑动变阻器 减去一节电池 电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成正比
【详解】(1)[1]探究电流跟电压关系的实验中,滑动变阻器应串联接入电路且滑动变阻器一上一下接入,由于要求滑片P向左移时电压表示数变大,由串联电路的电压特点可知,滑动变阻器两端的电压应变小,由串联电路的分压原理可知,滑动变阻器接入电路的电阻应减小,故滑动变阻器左下接线柱连入电路中,如图所示:
(2)[2]电流表无示数,说明电路可能断路;电压表有示数,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的电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)[3][4]①当电压表示数为1V时,电路中的电流为
若保持电源电压不变,根据串联电路的电压特点可知,滑动变阻器两端的电压为
U滑=U-U4=4.5V-1V=3.5V
由欧姆定律可知,滑动变阻器接入的阻值应为
而滑动变阻器的最大阻值只有20Ω,因此为了使电压表示数达到1.0V,可将滑动变阻器换成最大阻值至少为35Ω的滑动变阻器。
②若将滑动变阻器接入电路的阻值达到最大20Ω,根据串联电路的电阻特点和欧姆定律可知,电源电压应为
U'=I4(R+R滑大)=0.1A×(10Ω+20Ω)=3V
因此为了使电压表示数达到1.0V,可将电源更换为两节干电池,需去掉一节电池。
(4)[5]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。
18. B 定值电阻断路了 0.24 10 在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比 0.24
【详解】(1)[1]为了保护电路,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,滑片左侧电阻丝接入电路,所以滑片应移到阻值最大的B端。
(2)[2]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)[3]由图乙可知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.24A。
[4]由可知,定值电阻的阻值为
(4)[5]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。
(5)[6]第三次实验中,定值电阻两端的电压为4V,电流为0.4A,则滑动变阻器接入电路的电阻为
所更换的电阻阻值为
R'=2R=2×10Ω=20Ω
则更换电阻后的电流
19. 断开 为了保护电路 在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比 电池已发生损耗,两端电压低于3V 5 20
【详解】(1)[1]连接电路时,为了保护电路,开关应处于断开状态。
(2)[2]闭合开关前,将滑动变阻器的滑片P置于使接入电路的电阻值最大的位置,目的是为了保护电路。
(3)[3]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。
(4)[4]实验中发现虽然用了两节干电池,但无论如何调节滑动变阻器,都无法使电压表示数达到3V,原因可能是电池作用时间较长,已发生损耗,两端电压低于3V。
(5)[5][6]电源电压不变,由可知,电阻的变化范围越大,测量的电流值范围最大,所以定值电阻和滑动变阻器的阻值应分别选择5Ω和20Ω。
20. 电阻两端的电压 2.5V
【详解】(1)[1]滑片向左滑动时,电流表示数变大,说明滑动变阻器连入电路的电阻变小,滑动变阻器接入电路的电阻丝变短,所以滑动变阻器要接入A接线柱,滑动变阻器串联在电路中,如图所示
;
(2)[2][3]根据画出I﹣R图像(如图乙)知,图中阴影面积为长方形的面积,其面积等于IR,由欧姆定律得,,阴影面积表示的物理量是电阻两端的电压,其数值为
(3)[4]为了更直观地表示电压不变时电流与电阻的关系,因为,故可以改变横坐标,将横坐标改为电阻R的倒数,其图像为一条正比例函数图线。
21. 右 R断路 0.4 右 反比 12.5
【详解】(1)[1]为确保电路元件的安全,闭合开关前,需要将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处,即最右端。
(2)[2]由题可知,电流表无示数,说明电路中出现断路,若滑动变阻器出现断路,则电压表不会有示数,因此出现断路的应该是定值电阻,即R断路。
(3)[3]由图可知,电流表连接小量程,则该电流表示数为0.4A。
[4]若将R换成10Ω,定值电阻的阻值变大,由串联电路分压规律可知定值电阻两端的电压变大,为确保电压表的示数不变,则应增加滑动变阻器两端的电压,因此应该增加滑动变阻器接入电路的阻值,即应该向右端移动滑动变阻器的滑片。
(4)[5]由表格中的数据可知,电流与电阻的乘积为一定值,所以可得出结论:电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
[6]探究通过导体的电流与导体的电阻的关系时,需要保证定值电阻两端的电压不变,由上述分析可知,定值电阻两端的电压应为
UR=IR=0.4A×5Ω=2V
由串联电路的电压特点可知滑动变阻器两端的电压为
UP=U﹣UR=3V﹣2V=1V
当定值电阻的阻值为25Ω时,电路中的电流为
则滑动变阻器的最大最值至少需要
22. 电流表正、负接线柱接反 电阻R短路 滑动变阻器 电压 2.4 0.48 5
【详解】(1)①[1]电流表的正负接线柱接反了,电流表的指针反偏。
②[2]电流表有示数,说明电路是通路,电压表完好但没有示数,可能电压表被电阻R短路或者电压表断路。
(2)[3][4]探究通过导体的电流与导体电阻的关系实验,控制电压表的示数不变,改变电阻,每次更换电阻后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,观察电压表,使它的示数和更换电阻前相同。
(3)[5][6]由图可知,电压表选择的是0~3V量程,分度值是0.1V,读数是2.4V;电流表选择的是0~0.6A量程,分度值是0.02A,读数是0.48A。
[7]电阻R的阻值
23. B 见详解 电阻箱接入的阻值为0 2.2 A/左 通过导体的电流与电阻成反比
【详解】(1)[1]闭合开关前,为防止电流过大而损坏电路元件,滑动变阻器的滑片P应置于最大阻值处,故滑动变阻器滑片P应移至B端。
(2)[2] 实验中用电阻箱而不用定值电阻,可以快速的变换不同的电阻,降低实验操作的难度。
(3)[3]电流表有示数,表明电路无断路,电压表测电阻箱时无示数,表明电压表测试的范围内电阻几乎为0,故电阻箱接入的阻值为0。
(4)[4]如图所示,电压表接入的量程为0~3V,分度值为0.1V,故读数为2.2V。
[5]要使电压表示数保持2.5V,即要求电阻箱两端电压变大,根据串联电路分压的规律,此时滑动变阻器分得的电压要减小,则滑动变阻器接入的阻值要减小,故滑动变阻器的滑片P要向A端或左端移动。
(5)[6]由图像丙可知,当电压保持一定时,电流与对应的电阻的乘积是一个定值,即电流与电阻成反比,故由此可得结论:当导体两端电压一定时,通过导体的电流与电阻成反比。
24. R断路 电压 15
【详解】(1)[1]电流表要串联在电路中,电压表要并联在定值电阻两端,如下图所示
(2)[2]电流表无示数,电压表示数始终接近电源电压,说明电压表两端与电源正负极是连通的,电流表无示数,说明电路中无电流,即电路断路,原因可能是定值电阻断路。
[3] 在“探究电流与电阻的关系”实验中,要控制定值电阻两端的电压不变,因此,排除故障后,更换不同的定值电阻进行实验时,应保持电压表示数不变。
(3)[4]在找出对应的电阻和电流值,描点,电流和电阻的关系图象如下图所示
(4)[5]由表格中数据可知,在实验中,定值电阻两端电压始终保持3V不变,所以根据串联电路电压的特点,滑动变阻器两端电压也保持不变,为
UP=U-UR=4.5V-3V=1.5V
所以,当定值电阻变大时,滑动变阻器阻值也会变大,当定值电阻为30Ω时,滑动变阻器阻值最大,根据串联电路的分压原理可得
代入数据得
解得
RP=15Ω
所以,要完成本实验,选取的滑动变阻器的最大阻值至少为15Ω。
25. 断开 断路 电压表 B 2 反比 过小
【详解】(1)[1][2]为保护电路,连接实验电路时开关必须断开;滑动变阻器滑片向右移动时,连入电路的电阻变大,所以应将接线柱A接入电路,如图所示:
(2)[3]电流表无示数,则电路可能断路,而电压表指针超过量程,说明电压表与电源连通,则原因可能是与电压表并联的电阻断路。
(3)[4]探究“电流与电阻关系”时要控制定值电阻两端的电压不变,每次更换电阻后,都要移动滑动变阻器的滑片,此时眼睛应注意观察电压表示数。
(4)[5][6]探究电流与电阻的实验中应控制定值电阻两端的电压不变,由乙图图象可知,实验中控制定值电阻两端的电压为
根据串联分压原理可知,将定值电阻由5Ω改换成10Ω的电阻,定值电阻增大,其分得的电压增大,要控制定值电阻两端的电压不变,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,由分压原理知,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向B端移动,使电压表的示数仍为2V。
[7]由图乙可知,电阻两端的电压始终保持
为一定值,故由图像可以得到的结论是:电压一定时,电流与电阻成反比。
(5)[8]电阻两端的电压始终保持UV=2V,根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压
变阻器分得的电压为电压表示数的2倍,根据分压原理,当接入30Ω电阻时,变阻器连入电路中的电阻为
故为了完成整个实验,应该选取最大阻值至少60Ω的滑动变阻器,而现有变阻器的最大电阻为50Ω,故将15Ω电阻换成30Ω电阻时,无论怎样移动滑片,都无法使电压表的示数达到2V,原因是滑动变阻器的最大阻值过小。
26. 断开 B R断路 0.4 B 2 在电压一定时,电流和电阻成反比 10
【详解】(1)[1]滑动变阻器滑片向右移动时电阻变大,故变阻器左下接线柱连入电路中与电阻串联,如图:
(2)[2][3]为了保护电路,连接电路时,开关必须断开;闭合开关前,滑动变阻器滑片P应该位于阻值最大处的B端。
(3)[4]闭合开关后,同学们发现,无论怎样调节滑动变阻器的滑片,电流表始终没有示数,电路可能断路,电压表示数接近电源电压,电压表与电源连通,原因可能是R断路,使电压表串联在电路中了。
(4)[5]排除故障后,先将5Ω定值电阻接入电路,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为某一定值,此时电流表的示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,示数为0.4A。
(5)[6][7]由欧姆定律可得,电阻的电压为
U=IR=0.4A×5Ω=2V
根据串联分压原理可知,将定值电阻R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定值电阻两端的电压不变,即应保持电阻两端的电压不变,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,即应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向B端移动,使电压表的示数为2V,读出电流表的示数。
(6)[8]由表中所示的实验数据可知
可以得出结论:在电压一定时,电流和电阻成反比。
(7)[9]由表格数据知定值电阻的阻值最大为20Ω,根据串联电路电压的规律,变阻器的电压为
定值电阻的电压为滑动变阻器两端电压的2倍,根据分压原理,当定值电阻的阻值最大为20Ω时,滑动变阻器连入电路的最大电阻为
27. 减小 0~3A 0 1.5
【详解】(1)[1]由图1可知,电阻随风速的增大而减小,所以当风速v增大时,热敏电阻R的阻值减小。
(2)[2]由图象可知,热敏电阻的最小阻值为6Ω,电路中的最小电流
因此电流表应选择0~3A的量程。
[3][4]由题意可知,电路中的最大电流为3A,此时热敏电阻的阻值
由图象可知,此时风速为1.5m/s;所以该装置的风速测量范围为0~1.5m/s。
(3)[5]电压表的量程为0~3V,而电源电压为9V,由串联电路的电压特点可知,至少需要3个同规格的热敏电阻串联;由图象可知,热敏电阻的阻值随风速的增大而减小,根据分压原理可知,热敏电阻两端的随着风速的增大而减小,如果将电压表直接并联在受风吹的热敏电阻两端不符合常规认知,因此需要在电路中再串联一个定值电阻,而题目条件中没有定值电阻,但由题意可知,热敏电阻不受风吹时电阻保持6Ω不变,此时热敏电阻相当于一个定值电阻;由图象可知当风速为6m/s时,热敏电阻的阻值为1Ω,由串联电路的分压原理可知,需要用4个完全相同的热敏电阻R串联,其中一个放在风速测量通道,其他3个不受风吹,电压表与不受风吹的一个电阻并联,如图所示:
28.(1)2V;(2)20Ω
【详解】解:(1)由电路图知,两个电阻串联在电路中,据串联电路的特点知,通过电路的电流
I=I2=0.2A
电路中的总电阻
据串联电路的分压特点有
30Ω:10Ω=6V:U1
所以电阻R1两端的电压
U1=2V
(2)电阻R2的阻值
R2=R-R1=30Ω-10Ω=20Ω
答:(1)R1两端的电压为2V;
电阻R2的阻值为20Ω。
29.(1)12V;(2)1.2A;(3)1.6A
【详解】解:(1)由图可知,开关S闭合后,电压表测R1两端的电压,已知电压表V的示数为12V,则由并联电路的电压特点可知电源电压
U=U2=U1=12V
(2)通过R2的电流
(3)通过R1的电流
由并联电路的电流特点可知,干路中的电流
I总=I1+I2=0.4A+1.2A=1.6A
答:(1)电源电压为12V;
(2)通过R2的电流为1.2A;
(3)干路中的电流为1.6A。
30.(1)0.003A;(2)5mm;(3) ;20mm
【详解】解:(1)闭合开关,两电阻串联接入电路,电压表测力敏电阻两端的电压,串联电路总电压等于各部分电压之和,当电压表示数为3V时,定值电阻两端的电压
U0=U-UR=4.5V-3V=1.5V
串联电路各处电流相等,此时通过电路的电流
(2)当电压表示数为3V时,力敏电阻接入电路的阻值
由图丙可知力敏电阻受到的压力为10N,则钢片下垂量
(3)外加压力为零时,由于钢片自重,力敏电阻R受到的压力F0=5N,由图丙可知力敏电阻接入电路的阻值为2000Ω,此时力敏电阻接入电路最大阻值,串联电路总电阻等于各部分电阻之和,根据欧姆定律可得此时通过电路的电流
此时力敏电阻两端的电压
UR′=I′R′=0.0018A×2000Ω=3.6V>3V
所以电压表会损坏,为保证电路安全,可以将电压表并联在定值电阻两端,如图
当电压表示数最大为3V时,根据欧姆定律可得通过电路的最大电流
此时力敏电阻两端的电压
UR″=U-U0大=4.5V-3V=1.5V
力敏电阻接入电路的阻值
由图丙可知力敏电阻受到的压力为40N,则改进后仪器能测量的最大下垂量
答:(1)当电压表示数为3V时,电路中的电流为0.003A;
(2)当电压表示数为3V时,钢片下垂量h为5mm;
(3)改进后的电路图见上图,改进后仪器能测量的最大下垂量为20mm。
31.(1)0.15A;(2)20Ω
【详解】解:根据电路图可知,闭合开关,定值电阻R1、R2并联,电流表测量干路电流,电压表测量电源电压。
(1)因并联电路各支路两端电压相等,所以
U1=U2=U=6V
则通过R1的电流为
(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
由欧姆定律可得,电阻R2的阻值为
答:(1)通过电阻R1的电流是0.15A;
(2)电阻R2的阻值为20Ω。
32.(1)0.4A;(2)10Ω
【详解】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的电流为
(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R2两端的电压为
根据欧姆定律可知电阻R2的阻值
答:(1)通过电阻R1的电流为0.4A;
(2)电阻R2的阻值为10Ω。
33.(1)12V;(2)5Ω或30Ω
【详解】解:(1)电源电压
(2)若串联一个电阻,总电阻变大,则电流变小,则此时电路中的电流为
则此时的总电阻为
电阻 R2 的阻值
若并联一个电阻,则电流表测量干路电流,则通过R2的电流为0.4A,则电阻R2的阻值为
答:(1)电源电压为12V;
(2)电阻 R2 的阻值为5Ω或者30Ω。
34.(1)30V;(2)0.1A;(3)300Ω
【详解】解:(1)阻值为100Ω的电阻R1接入该电源两端,通过R1的电流为0.3A,由欧姆定律得,电源电压为
(2)根据并联电路电流特点,通过R2的电流为
(3)由欧姆定律可知,R2的电阻为
答:(1)电源电压是30V;
(2)通过R2的电流是0.1A;
(3)R2的电阻300Ω。
35.(1)1 A;(2)4Ω;(3)50
【详解】解:(1)由电路图可知,R与R0串联,电压表测R0两端的电压。通过R0的电流
(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
电阻R的阻值
(3)由R=4Ω可得
由乙图可以得出,此时的空气质量指数为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。15.3 “伏安法”测电阻
一、单选题
1.(2022秋·福建福州·九年级统考期末)某同学在没有电流表的情况下,利用电压表和已知阻值的定值电阻R0,测量未知电阻Rx的阻值,图中不能实现测量Rx阻值的电路图是( )
A. B.
C. D.
2.(2022秋·福建莆田·九年级统考期末)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.
3.(2022秋·福建泉州·九年级期末)如图所示,小明同学在做测量小灯泡电阻的实验时不小心将电压表和电流表互换了位置,如果此时将开关闭合,则( )
A.两表都有示数 B.电压表有示数,电流表无示数
C.两表都可能被烧坏 D.电流表有示数,电压表无示数
4.(2022秋·福建三明·九年级统考期末)如图所示是甲、乙两个电阻的电流I与电压U的关系图像,将它们并联接入电路,下列说法正确的是( )
A.通过甲的电流大于通过乙的电流
B.通过甲的电流小于通过乙的电流
C.甲、乙并联的总电阻随它们两端电压的升高而减小
D.甲、乙并联的总电阻随它们两端电压的升高而增大
二、实验题
5.(2022秋·福建三明·九年级统考期末)小明所在的实验小组利用图甲的电路测量未知电阻Rx的阻值(阻值大约为5Ω)。电源电压保持3V不变,滑动变阻器的最大阻值为20Ω。
(1)请根据电路图甲用笔画线代替导线,将图乙的实物电路连接完整;
(2)当小明连接好电路时,闭合开关,发现电流表和电压表都有较小示数,电流表和电压表的示数都不变,造成这一现象的原因是 ;
(3)排除故障,向左移动滑片时,电压表示数 (选填“变大”“变小”或“不变”);
(4)小明将实验中相关数据记录在表中,当电压表示数为2.5V时,电流表示数如图丙为 A。老师看了后发现有一组数据不是本实验中测得的,它是第 组(选填实验序号);
实验序号 1 2 3 4 5
电压U/V 0.5 1 1.5 2 2.5
电流I/A 0.1 0.2 0.3 0.4
(5)排除不符合实际的数据,通过计算得出定值电阻Rx的阻值为 Ω;
(6)如图丁所示是另一小组同学小亮设计的测量未知电阻的实验电路图,和同学讨论,它有哪些不完备的地方 ,应怎样改进 。
6.(2022秋·福建厦门·九年级统考期末)小华在实验室发现一只仅能看清“0.3A”字样的小灯泡,为了测量它正常发光时的电阻,设计了如下图所示的电路,其中定值电阻R0=5Ω。
(1)连接电路后试触,电流表指针偏转如图,问题是 ;
(2)故障排除后,断开S2、闭合S1,要使小灯泡正常发光,需调节滑动变阻器滑片P,直至 ;
(3)滑片P ,闭合S1、S2,记录电流表示数,I1=0.6 A;
(4)将滑片P移到左端,记录电流表示数,如图,I2= A,则电源电压为 V;
(5)经计算,小灯泡正常工作时的电阻为 Ω。
7.(2022秋·福建泉州·九年级期末)如图甲为“伏安法”测未知电阻阻值的电路,电源电压保持不变;
(1)第1组同学实验时,连接好电路的最后一根导线时,电流表指针立即发生偏转,造成这一现象的原因是 。如图甲,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应该调到最 端;
(2)闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到某处时,电压表的示数为3V、电流表的示数如图乙,读数为 A,则被测电阻R的阻值为 Ω;
(3)第2组同学用相同的器材连接电路并进行实验,根据所记录的实验数据绘制了U﹣I图像如图丙。第1组同学发现第2组同学绘制的U﹣I图像和自己绘制的U﹣I图像不同,你认为第2组同学在实验操作中出现的问题是 ;
(4)第3组同学在测量过程中发现电压表已损坏,他们通过思考,认为增加一个已知最大阻值为R0的滑动变阻器,按照图丁的实验电路,进行如下步骤实验,同样可以测出该未知阻值的电阻的阻值:
①闭合开关S,调节滑片位于最左端时,读出电流表的示数为I1;
②闭合开关S, ,读出电流表的示数为I2;
③未知电阻的阻值:Rx= 。(用I1、I2、R0表示)
8.(2022秋·福建泉州·九年级统考期末)如图所示的电路测量小灯泡的电阻,小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)连接电路后,闭合开关,灯泡不亮,电流表和电压表都有较小的示数,无论怎样移动滑片,灯泡都不发光,两表示数均无变化,其原因可能是: ;
A.灯泡短路
B.灯泡断路
C.滑动变阻器接的是下端两接线柱
(2)故障排除后,移动滑片到某一位置,电压表的示数如图2所示,灯泡两端的电压为 V。要测量灯泡正常发光时的电流,应将图1中滑动变阻器的滑片向 端移动,使电压表的示数为 V;
(3)移动滑片,记下多组数据,并绘制成图3所示图像,则灯泡正常发光时电阻为 Ω(结果保留一位小数);
(4)用该灯泡和电压表,测未知电阻Rx的阻值,电路图如图4。步骤如下:
①只闭合S0、S1,移动滑片,使电压表示数为1V,由图3可知灯泡的电流为 A,即为Rx的电流;
②保持滑片位置不变,只闭合S0、S2,电压表示数为2.6V,则此时Rx的两端的电压为 V;
③Rx的阻值为 Ω。
9.(2022秋·福建莆田·九年级期末)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“30Ω1A”,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
10.(2022秋·福建福州·九年级统考期末)小叶和小奕要测定额定电压为3.8V的小灯泡正常发光时的电阻。小叶连接了如图甲所示的电路(电源电压6V保持不变,电路元件完好,接线柱接线牢固。滑动变阻器标有“50Ω 1A”字样,电压表两个量程分别为:0~3V、0~15V,电流表两个量程分别为:0~0.6A、0~3A):
(1)如图甲所示,小叶在未检查电路连接是否正确的情况下,闭合开关,调节滑动变阻器滑片,电压表的示数将 (选填“变化”或“不变”);
(2)检查电路,小奕发现导线“a”、“b”、“c”、“d”有一根连接错误,请在连接错误的导线上画“×”,并用笔画线代替导线将电路连接正确 ;
(3)排除故障后,闭合开关,当滑片P移到某处,电压表示数为2V时,要使小灯泡正常发光,应向将滑动变阻器滑片向 (选填“左”或“右”)移动;
(4)小叶继续实验,分别记下了多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制了如图乙所示的U﹣I图像。由图像可知:小灯泡的电阻是变化的,小叶和小奕认真分析后得知小灯泡电阻变化的原因是 ;某次实验时电流表示数如图丙所示,电流表的示数为 A,此时小灯泡的电阻是 Ω;根据图像还可以知道小灯泡的额定功率是 W;
(5)小叶和小奕用定值电阻(阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω)替换小灯泡,其它器材保持不变,继续探究电流与电阻的关系
①进行多次实验后,小叶绘制出I﹣R图像如图丁,根据图像信息可知,实验中电压表的示数恒定为U= V(我们将这个恒定不变的电压称为预设电压),根据图像,可得出结论: ;
②为了使得结论更具普遍性,两位同学继续使用50Ω的定值电阻进行该实验,结果发现无论怎么调节滑动变阻器,无法完成实验。通过尝试后,小奕提出可以将预设电压调整为 V,恰好可以将六个定值电阻全部用上顺利完成实验。进一步分析后,两位同学指出:为了保护各个元件(电流表和电压表的两个量程均可以使用),预设电压不能超过 V。
11.(2022秋·福建龙岩·九年级统考期末)如图甲是用伏安法测一只阻值未知的定值电阻R,阻值的实物电路,电源电压恒为4.5V。
(1)图甲中有一根导线连接错误,请在该导线上画“×”并在图上改正(所画的导线用实线且不能交叉);( )
(2)改正电路后,闭合开关,发现电压表示数接近4.5V,电流表示数接近0,其原因可能是 (填字母);
A.滑动变阻器断路
B.Rx断路
C.Rx短路
(3)故障排除后,移动滑片,当电压表示数为2.4V时,电流表示数如图乙所示,则待测电阻Rx= Ω;
(4)现有三组数据如下表所示,分析可知,实验中应选择最大阻值为 的滑动变阻器;
实验次数 电压U/V 电流I/A 电阻R/Ω
1 1.0 0.10
2 1.5 0.15
3 3.0 0.30
A.10Ω
B.20Ω
C.50Ω
(5)图丙是能巧测Rx阻值的实验电路,图中R为电阻箱。请在空白处填上适当内容。
①将开关接b,调节电阻箱和滑动变阻器滑片P至适当位置,记下电流表的示数I和电阻箱R的阻值R1;
②将开关接a,调节 ,保持 不变,记下 ;
③则Rx= (用已知量和测量量表示)。
12.(2022秋·福建宁德·九年级统考期末)在探究“影响电阻大小的因素”的实验中,采用如图所示实验装置,其中a、b、c、d导体的材料、规格及实验记录如下表:
序号 材料 长度/m 横截面积/mm2 电流表读数/A
a 镍铬合金 1.0 0.2 0.5
b 镍铬合金 1.0 0.4 0.9
c 镍铬合金 0.5 0.2 1.0
d 锰铜合金 1.0 0.4 2.4
(1)实验中电流表的示数越小,对应的导体电阻越 ;
(2)选导体a、b比较是为了探究导体电阻的大小与 的关系;探究导体电阻的大小与材料的关系,应选用的两根导体是 (填写导体序号);
(3)若想进一步用“伏安法”测量导体a的电阻,除了如图所示的器材外,至少还需要在此电路接入一个 和滑动变阻器,连接好电路后,经多次测量,绘得导体a的U-I图像,如题图所示,则其电阻为 Ω;
(4)若实验中只有一个电压表和一个已知阻值为R0的定值电阻,小明设计了如图所示的电路,同样可以测量未知电阻Rx的阻值:
①闭合开关S、断开开关S1,用电压表测出待测电阻Rx两端的电压为U1;
②闭合开关S、S1,用电压表测出电压为U;
③请写出未知电阻Rx阻值的表达式:Rx= (用U、U1和R0表示)。
13.(2022秋·福建莆田·九年级统考期末)小辉学习了电学的有关知识后,做如下实验。
(1)小辉利用如图甲的电路测量某定值电阻R的阻值。
①连接实物电路时,滑动变阻器的滑片P应置于 (选填“a”或“b”)端,开关应 ;
②实验中,移动滑片P至某位置,若电流表和电压表示数为分别0.2A、2V,则R的阻值为 Ω;
③为减小误差,改变R两端电压,多次测量电压及电流值,算出对应的电阻,最后求出电阻的 值,作为R的阻值;
(2)小辉得知某热敏电阻的阻值随温度变化图像如图乙,就利用该热敏电阻制作温控报警器,报警器电路的一部分如图丙所示,电源电压为12V。当环境温度达到或超过50℃时,电压U2达到或超过9V并触发报警器(图中未画出)报警。则图中 (选填“R1”或“R2”)应使用热敏电阻,另一定值电阻的阻值为 Ω。
14.(2022秋·福建莆田·九年级统考期末)在水果中平行插入两片不同金属制成的极板,就组成了一个水果电池,如图所示。物理兴趣小组的同学在课外实践活动中探究影响水果电池电压大小的因素,实验前,他们的部分实验猜想如下:
猜想一:水果电池电压可能与水果的种类有关
猜想二:水果电池电压可能与极板的材料有关
(1)为了验证猜想一和猜想二,在不同水果中插入不同金属制成的极板,并保持两块极板间的距离、极板插入水果的深度不变,分别测出电压,实验记录如下表所示。
实验序号 水果种类 两极板间电压U/V
铁—锌 铁—铜 铜—锌
1 苹果 0.6 0.7 1.0
2 菠萝 0.5 0.6 0.9
3 梨 0.4 0.5 0.8
4 橙 0.7 0.8 1.1
①为了验证猜想一,保持 不变,改变水果种类,多次实验后,得出结论:猜想一是 (选填“正确”或“错误”)的;
②分析数据可知,水果电池电压与极板材料有关,表中效果最好的两极板材料是 ;
③图中,与电压表标有“3”字样的接线柱相连的极板是水果电池的 极,若要使电压表指针偏转角度更大,可将多个水果电池 联。
(2)将两极板插入水果更深些,发现电压表示数发生了变化,由此,可以提出一个可探究的科学问题是 ;
(3)兴趣小组的同学将两极板都换成铜片,发现两铜极板间无电压,于是提出一个新的探究问题:水果的电阻是多大?为此,利用一个电源(未知电压)、已知阻值的定值电阻、导线、三个开关及原有的电压表进行电路设计,测出此时水果的电阻,请在虚线框内画出可行的电路图 。(水果的电阻用“”这样的符号表示)
15.(2022秋·福建泉州·九年级统考期末)为测量一定值电阻的阻值,某实验小组选用的实验器材有:待测电阻Rx、两节干电池、电流表、电压表、滑动变阻器、开关及导线若干。
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整 ;
(2)小组设计了一个记录与处理数据的表格,请将表中①②处的内容填写完整。
实验次数 ① ② 电阻R/Ω
1
2
3
(3)某次测量时,电压表示数为2.5V,电流表指针位置如图乙所示,则电流表示数为 A,本次测得Rx的阻值为 Ω;
(4)实验后,小张同学设计了另外一种测电阻的方法,电路图如图丙所示。电源电压未知且恒定不变,Rx为待测电阻,定值电阻R0已知。实验步骤如下:
①保持开关S2断开,闭合开关S、S1,读出并记录电流表示数I1;
②断开开关S1,闭合开关S、S2,读出并记录电流表示数I2;
③待测电阻的阻值的表达式Rx= Ω(用R0、I1、I2表示)。
16.(2022秋·福建莆田·九年级统考期末)小聪同学用伏安法测电阻,实验电路图如图所示。
(1)该实验的原理是: ;
(2)小聪同学按图所示的实验电路图正确连接电路,进行实验,某次实验中电压表示数和电流表示数如图所示,被测电阻Rx = Ω;
(3)实验中,如果电压表突然损坏,小芳又设计了一种方案,也测出了Rx的阻值。电路如图所示,R0为阻值已知的定值电阻,电源电压未知且恒定不变。测量步骤如下:
①当只闭合开关 时,电流表读数为I1;
②当开关S1、S2都闭合时,电流表读数为I2;
③待测电阻Rx= 。(用已知和测出的物理量符号表示)
17.(2022秋·福建福州·九年级期末)某校兴趣小组的同学们做了如下两个电学实验:甲组在测量额定电压为2.5V小灯泡正常发光时的电阻实验。
(1)用笔画线代替导线,将图甲的电路连接完整。要求:滑动变阻器向左移动时,电流表示数变大;( )
(2)闭合开关前,应将滑片移到最 端,闭合开关后,移动滑片使电压表示数为2.5V,此时电流表示数如图乙所示,则小灯泡正常发光时电阻为 Ω(结果保留一位小数);
(3)甲组同学还测出了小灯泡在不同电压下的电阻,发现差别很大,你认为原因是: ;
(4)在实验过程中,由于操作有误,在未断开开关的情况下,直接将小灯泡从灯座上拔出,那么拔出小灯泡后电压表的示数 (选填“变大”、“变小”或“不变”);
乙组同学设计了一种测定值电阻的方案如图丙所示,方案中定值电阻的阻值为R0,电源电压未知,步骤如下:
①闭合S、S1,断开S2,电压表的示数为U1;
② ,电压表的示数为U2;
③电阻Rx的表达式为Rx= 。(用U1、U2、R0表示)
18.(2022秋·福建泉州·九年级统考期末)中学阶段,通常将电流表视为理想电表(即不考虑电流表内阻),实际上电流表有内阻。为测量电流 表 A1的内阻,某同学设计了如图所示的电路,图中 A0是标准电流表,R0和 R1分别是滑动变阻器和电阻箱,S 和 S1分别是单刀双掷开关和单刀开关,E 是电池。请完成下列实验:
(1)将 S 拨向接点1,接通 S1,调节 ,使待测电表指针偏转到适当位置,记下此时标准电表 A0的读数 I;
(2)然后将 S 拨向接点2,调节 ,使 ,记下此时 R1的读数;
(3)多次重复上述过程,计算 R1读数的平均值,此值即为待测电表 A1内阻的测量值。
(4)此实验运用了以下哪一种物理研究方法?( )
A.控制变量 B.等效替代 C.理想模型
19.(2022秋·福建南平·九年级统考期末)在“伏安法测电阻”的实验中:
(1)将图甲的实物电路用笔画线连接完整:
( )
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应置于 端(选填“左”或“右”).闭合开关后,发现电流表示数为零,电压表示数约为3V,电路中的故障可能是 .
(3)排除故障后进行实验.移动滑片P,当电压表的示数为1.3V时,电流表的示数如图乙,其示数为 A,待测电阻Rx= Ω.若要将电压表的示数调到2.0V,需将滑片P向 移动(选填“左”或“右”)
(4)某同学利用一个电压表和一个已知阻值的电阻R0,设计如图丙的电路,同样测出待测电阻Rx的阻值.
实验步骤如下:
①闭合S、断开S1,用电压表测出待测电阻Rx两端的电压为U1:
② ,用电压表测出电源的电压U;
③可得待测电阻Rx= .(用U、U1和R0表示)
参考答案:
1.B
【详解】A.由A图知,当开关闭合时,R0短路,电压表测电源电压,设此时示数为U1;当开关断开时,R0与Rx串联,电压表测Rx的电压,设此时示数为U2,则此时R0两端的电压为U1﹣U2;根据串联电路电流处处相等可列出等式
推导得出
所以此电路可以测出Rx的阻值,故A不符合题意;
B.由B图知,当开关闭合时,Rx被短路,电压表测电源电压;当开关断开时,Rx与R0串联,电压表仍测电源电压,无法推导出通过Rx的电流,所以此电路不能测出Rx的阻值,故B符合题意;
C.由C图知,当开关掷到1挡时,只有Rx接入电路,电压表测电源电压,设此时示数为U1,当开关掷到2挡时,Rx与R0串联,电压表测Rx的电压,设此时示数为U2,则此时R0两端电压为U1﹣U2;根据串联电路电流处处相等可列出等式
推导得出
所以此电路可以测出Rx的阻值,故C不符合题意;
D.由D图知,当开关掷到1挡时,只有R0接入电路,电压表测电源电压,设此时示数为U1;当开关掷到2挡时,Rx与R0串联,电压表测R0的电压,设此时示数为U2,则此时Rx两端电压为U1-U2;根据串联电路电流处处相等可列出等式
推导得出
所以此电路可以测出Rx的阻值,故D不符合题意;
故选B。
2.A
【详解】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各自电压,无法求出待测电阻,故A符合题意;
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,则电源电压为
U=I(R0+Rx)
把滑动变阻器滑片移到最右端,只有Rx接入电路,由电流表测出电路电流I',则电源电压为
U=I'Rx
可以求出未知电阻的阻值为
故B不符合题意;
C.由电路图可知,开关S、S1闭合时,电路为Rx的简单电路,电压表测电源两端的电压U;当开关S闭合、S1断开时,R0与Rx串联,电压表测Rx两端的电压Ux,串联电路中各处的电流相等,所以
可以求出未知电阻的阻值为
故C不符合题意;
D.两电阻并联,断开开关S1时,电流表测量R0的电流I1,电源电压为
U=I1R0
闭合开关S1时,电流表测量干路电流I,通过Rx的电流为
Ix=I﹣I1
可以求出未知电阻的阻值为
故D不符合题意。
故选A。
3.B
【详解】电流表和电压表位置互换后,电压表并联在电源两端,测量电源电压,电压表示数近似等于电源电压,电源电压较小,电压表不会被烧坏,由于电压表电阻很大,因此干路电流就很小,通过电流表的电流几乎为零,电流表不会被烧坏;故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
4.D
【详解】(1)由I﹣U图象可知:当电压较小,两电阻两端电压相等时,流过甲电阻的电流大于流过乙电阻的电流,当电压较大时,通过甲电阻的电流小于通过乙的电流;由此可见两电阻并联时,电压较小时通过甲的电流大于通过乙的电流,电压较大时通过甲电阻的电流小于乙电阻的电流,故AB错误;
(2)由图象知,乙电阻不随电压的变化而变化,是一个定值;甲电阻阻值随电压的增大而变大,由并联电路的电阻特点知,随电阻阻值的增大,并联电阻阻值变大,所以甲、乙并联的总电阻随它们两端电压的升高而增大,故C错误,D正确;
5. 滑动变阻器接了下面的两个接线柱 变大 0.5 1 5 只能测一组数据 在电路中串联一个滑动变阻器
【详解】(1)[1]电源电压保持3V不变,Rx的阻值大约为5Ω,则电路中最大电流约为
滑动变阻器上下各选一个接线柱与Rx串联在电路中,由图甲可知,故滑动变阻器选用左下接线柱,如图所示:
(2)[2]闭合开关,发现电流表和电压表都有较小的示数,说明电路中电阻较大,电流表和电压表的示数都不变,可能是滑动变阻器接了下面的两个接线柱,使得移动滑片时接入电路的电阻不变,从而电流表和电压表的示数都不变。
(3)[3]当滑动变阻器的滑片P向左移动时,滑动变阻器连入电路的电阻变小,滑动变阻器两端的电压减小,根据串联电路电压特点可知,电压表的示数变大。
(4)[4]由(1)可知,电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流表示数如图丙,其示数为0.5A。
[5]由表格可知,当电压表示数为0.5V时,根据串联电路电压规律
则滑动变阻器接入电路在阻值为
而滑动变阻器的最大阻值为20Ω,故第1组数据不是本实验中测得的。
(5)[6]由表中数据可知,定值电阻Rx的阻值为
(6)[7]由图丁可知,该实验电路只能测一组数据,为了减小误差,故应在电路中串联一个滑动变阻器,通过调节滑动变阻器改变电阻两端电压,进行多次测量。
6. 电流表正负接线柱接反了 电流表示数等于0.3A 位置不变(不动、相同) 1.2 6 10
【详解】(1)[1]连接电路后试触,电流表的指针向左反偏,是因为电流表正负接线柱接反了。
(2)[2]断开S2、闭合S1,灯泡L、R0、R串联,小灯泡的额定电流为0.3A,所以要使灯泡正常发光,要调节滑动变阻器滑片P直至电流表示数为0.3A。
(3)[3]由于已经使小灯泡正常发光,为了测量小灯泡正常发光时的电阻,还需要测出此状态下小灯泡两端电压,所以滑片P位置不动。
(4)[4][5]根据电流表的接线可知,电流表是0~3A的大量程,故可得电流表的读数为I2=1.2A,由于S1、S2都闭合,则可知小灯泡被短路,又滑动变阻滑片P移到左端,故R接入电路的电阻为0,此时电路中只有R0接入电路中,所以电源电压为
(5)[6]第(3)问中,滑片P不动,闭合S1、S2,R0、R串联,R0两端电压电压为
R两端电压为
此时R接入电路的电阻为
第(2)问中电流为I=0.3A,R0两端电压为
R两端电压为
故小灯泡L两端的电压为
由于此时小灯泡正常发光,故小灯泡正常发光电阻为
7. 连接电路时开关没有断开 右 0.3 10 将电压表并联在滑动变阻器两端了 调节滑片位于最右端时
【详解】(1)[1]连接好电路的最后一根导线时,电流表指针立即发生偏转,即通路,说明连接电路时开关没有断开。
[2]为了保护电路,使电路中电流最小。闭合开关前,滑动变阻器的滑片应该调到阻值最大处,即最右端。
(2)[3][4]闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到某处时,电压表的示数为3V、电流表的示数如图乙,电流表选用小量程,分度值0.02A,其示数为0.3A,则被测电阻R的阻值为
(3)[5]由图可知,待测电阻与滑动变阻器串联,当滑动变阻器连入电路的电阻变小时,由欧姆定律可知电路的电流变大,根据U=IR,待测电阻两端的电压变大,由串联联电路电压的规律可知滑动变阻器的电压变小,而图丙所示的U﹣I图像中电流增大时电压减小,这说明第2组同学在实验操作中出现的问题是将电压表并联在滑动变阻器两端了。
(4)②[6]闭合开关S,调节滑片位于最右端时,读出电流表的示数为I2。
③[7]在步骤①中,当滑片在最左端时,此时电路中只有Rx工作,则有电源电压
在步骤②中,当滑片在最右端时,滑动变阻器的阻值最大为R0,此时R0与Rx串联,则电源电压
由于电源电压不变,即
解得
8. C 1.8 B 2.5 8.3 0.2 1.6 8
【详解】(1)[1]连接电路后,闭合开关,小灯泡不亮,电流表、电压表都有示数,电路为通路,电路的电流较小,电路的电阻较大,无论怎样移动滑动变阻器的滑片,灯泡都不发光,两电表示数均无变化,则变阻器不能起到变阻的作用,产生这一现象的原因是将变阻器下面两个接线柱连入了电路中。
故选C。
(2)[2]电压表测小灯泡两端电压,图2中电压表选用小量程,分度值为0.1V,示数为1.8V,即小灯泡两端电压为1.8V。
[3][4]小于灯泡的额定电压2.5V,应增大灯泡两端的电压,根据串联电路电压的规律,应减小滑动变阻器两端的电压,由分压原理可知,应减小滑动变阻器连入电路中的电阻大小,故滑片应向B端移动,直到电压表示数为灯泡的额定电压2.5V。
(3)[5]根据图3所示的小灯泡电流随电压变化的关系图像知,灯在额定电压2.5V时的电流为0.3A,此时灯泡的电阻
(4)①[6]只闭合S0、S1,小灯泡与未知电阻Rx串联,电压表测小灯泡两端的电压,移动滑片,使电压表示数为1V,由图3可知灯泡的电流为0.2A,由串联电路的电流特点可知,此时通过Rx的电流
Ix=IL=0.2A
②[7]保持滑片位置不变,只闭合S0、S2,小灯泡与未知电阻Rx串联,电压表测小灯泡和未知电阻Rx两端的总电压,电压表示数为2.6V,由串联电路的电压特点可知,此时Rx两端的电压
Ux=U-UL=2.6V-1V=1.6V
③[8]因电路的连接关系没有改变,各电阻的大小不变,通过未知电阻Rx的电流也不变,由欧姆定律可知Rx的阻值
9. R= 断开 A 小 滑动变阻器最大阻值过小
【详解】(1)[1][2]伏安法测量电阻,是通过电压表、电流表分别测量电阻的电压、电流,通过
计算电阻的阻值,即实验原理是
[2][3]为保护电路,连接电路时开关必须断开,且将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处的A端。
[4]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
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)[5]探究“电流与电阻关系”时,需控制电阻两端的电压不变,根据表格数据和欧姆定律可知,定值电阻R两端电压保持不变为
当
时,滑动变阻器两端的电压为
通过电路的电流为
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
可见,由于滑动变阻器的最大阻值过小不能完成实验。
10. 不变 左 灯泡电阻随温度升高而增大 0.18 10 1.064 2.5 在电压一定时,通过导体的电流和导体的电阻成反比 3 5
【详解】(1)[1]由图可知电压表并联在灯泡和滑动变阻器两端,测灯泡和滑动变阻器的总电压,所以调节滑动变阻器滑片,电压表的示数将不变。
(2)[2]电压表应并联在灯泡的两端,如图所示
(3)[3]闭合开关,当滑片P移到某处,电压表示数为2V,灯泡的额定电压为3.8V,要使小灯泡正常发光,根据串联分压原理可知应减小滑动变阻器接入电路的电阻,所以应向将滑动变阻器滑片向左移动。
(4)[4]小灯泡电阻变化的原因是灯泡电阻随温度升高而增大。
[5]由图丙可知电流表接入电路的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.18A。
[6]由乙图可知此时灯泡两端的电压为1.8V,根据欧姆定律可得,此时灯泡的电阻
[7]由乙图可知灯泡两端为额定电压3.8V时,通过灯泡的电流为0.28A,灯泡的额定功率是
(5)①[8]探究电流与电阻的关系需控制电阻两端的电压不变,根据结合丁图数据可知,当电阻为25Ω时,通过电阻的电流为0.1A,所以两端电阻的电压为2.5V。
[9]图像为反比函数图像,根据图像,可得出结论:电压一定时,通过导体的电流和导体的电阻成反比。
②[10]使用50Ω的定值进行该实验,若定值电阻的电压为2.5V不变,根据串联电路电压规律可知滑动变阻器的电压为
根据串联电路分压原理可知
即
解得
实验器材中的滑动变阻器标有“50Ω 1A”字样,所得结果大于实验器材中滑动变阻器的最大阻值,无法完成实验。为了完成实验,可将预设电压调整为,此时滑动变阻器电压为6V﹣,同理可得
解得
[11]为了保护各个元件(电流表和电压表的两个量程均可以使用),根据滑动变阻器的规格可知,电路中的电流最大为1A,此时总电阻最小,故此时定值电阻的阻值为5Ω,则预设电压不能超过
11. B 10 C 电阻箱 滑动变阻器滑片P位置 电流表的示数仍为I和电阻箱R的阻值R2 R2-R1
【详解】(1)[1]根据实验要求可知,要测量定值电阻的阻值大小,应利用电流表和定值电阻串联测量通过定值电阻的电流、电压表和定值电阻并联测量它两端的电压,同时,使电流从两表的正接柱流入、负接线柱流出;为了减小测量的误差,要利用滑动变阻器与定值电阻串联,改变定值电阻两端的电压和电路中的电流,进行多次测量,求平均值,据此改正电路如下图所示
(2)[2]由上图可知,闭合开关,定值电阻与滑动变阻器串联,电流表测量电路中的电流,电压表测量定值电阻两端的电压。电流表示数接近0,说明电路中某处断路;电压表有示数,说明电压表的两接线柱与电源两极能连通,则电路的故障可能是Rx断路,此时电压表与滑动变阻器串联,由于电压表的内阻很大,由串联电路的分压规律可知,电压表两端的电压很大,接近电源电压4.5V,故AC不符合题意,B符合题意。
故选B。
(3)[3]由图乙可知,电流表选择的量程是0~0.6A,分度值为0.02A,则电流表的示数为0.24A,此时Rx的阻值为
(4)[4]在第1次实验中,电路中的电流最小,滑动变阻器接入电路的阻值最大,根据串联电路的电压规律可知,滑动变阻器两端的电压为
此时滑动变阻器接入电路的阻值为
即滑动变阻器的最大阻值至少为35Ω,故AB不符合题意,C符合题意。
故选C。
(5)由电路图可知,当开关接b时,三个电阻串联,调节电阻箱和滑动变阻器滑片P至适当位置,记下电流表的示数I和电阻箱R的阻值R1。
[5][6][7]当开关接a时,电阻箱和滑动变阻器串联,保持滑动变阻器滑片P位置不变,调节电阻箱,使电流表示数仍为I,记下电阻箱R的阻值为R2。
[8]根据欧姆定律可知,电源电压一定,两次电路中的电流相等,则两次电路中的总电阻相等,则Rx的阻值的大小为
Rx=R2-R1
12. 大 横截面积 b、d 电压表 1.25
【详解】(1)[1]电阻表示导体对电流的阻碍作用。实验中通过电流表的示数反映电阻大小,电流表示数越小,说明导体的电阻越大。
(2)[2]由题中表格数据可知,导体a、b的材料相同,长度相同,横截面积不同,所以选导体a、b比较是为了探究导体电阻的大小与横截面积的关系。
[3]探究导体电阻的大小与材料的关系,需要控制横截面积、长度相同,改变材料,故应选用的两根导体是b、d。
(3)[4]“伏安法”测电阻的原理是,要测量导体a的电阻,需要用电压表测量电压,用电流表测量电流,所以缺少电压表。
[5]由题中导体a的U-I图像可知,当电压为1.25V时,电流为1.0A,导体a的电阻阻值为
(4)[6]由电路图可知,闭合开关S、断开开关S1,此时电压表测Rx两端的电压U1;闭合开关S、S1,此时R0被短路,电路为只有Rx的简单电路,用电压表测出Rx两端的电压为U,则电源电压也为U;根据串联电路电压特点可知,闭合开关S、断开开关S1,R0两端的电压为
U0=U-U1
根据串联电路的电流特点和欧姆定律可知,此时电路的电流为
未知电阻Rx阻值为
13. b 断开 10 平均 R1 300
【详解】(1)①[1][2]为了保护电路,连接实物电路时,滑动变阻器的滑片P应置于阻值最大处,即b端,开关应断开。
②[3]根据欧姆定律可知,R的阻值为
③[4]为减小误差,改变R两端电压,多次测量电压及电流值,算出对应的电阻,最后求出电阻的平均值,作为R的阻值。
(2)[5]由图乙知当温度升高时,该热敏电阻阻值减小,分得电压减小,而温度高时输出电压要升高,以触发报警,所以R1为热敏电阻,由图线可知,温度为50℃时,R1=100Ω,根据串联电路电压的规律知热敏电阻R1两端的电压为
电路中的电流为
定值电阻的阻值为
14. 极板的材料 正确 铜—锌 正 串 水果电池电压可能与极板与水果的接触面积有关
【详解】(1)①[1][2]为了验证猜想一:水果电池电压可能与水果的种类有关,需要控制极板的材料不变,仅改变水果种类;由表格数据可知,当两极板材料相同,例如都为铁—锌时,改变水果种类,苹果、菠萝、梨、橙它们组成的水果电池电压都不相同,说明水果电池电压与水果的种类有关,故猜想一是正确的。
②[3]由表格数据可知,当水果的种类相同,例如都为苹果时,由铁—锌、铁—铜、铜—锌极板的材料组成的水果电池电压都不相同,且由铜—锌极板材料制成的水果电池电压最大,所以铜—锌极板材料效果最好。
③[4][5]由电压表的使用规则可知,电压表“3V”的接线柱接电源的正极;由串联电路电压规律可知,若要增大电源电压,使电压表指针偏转角度更大,可将多个水果电池串联。
(2)[6]将两极板插入水果更深些,极板与水果的接触面积就越大,发现电压表示数发生了变化,可以提出猜想:水果电池电压可能与极板与水果的接触面积有关。
(3)[7]利用一个电源(未知电压)、已知阻值的定值电阻、导线、三个开关及原有的电压表进行电路设计,测出此时水果的电阻,设计的电路图如图所示:
当闭合时,水果电阻被短路,为的简单电路,电压表测电源电压,此时电压记为,当只闭合时,两电阻串联,电压表测两端的电压,此时的电压记为,由欧姆定律可知,电路中的电流为
由串联电路电压规律可知,水果电池两端的电压为
则此时水果的电阻
15. 电压U/V 电流I/A 0.5 5
【详解】(1)[1]由图甲可知,电源由两节干电池组成,一节干电池的电压是1.5V,所以电源电压是3V,电压表的量程选择0~3V,电压表和电阻并联,如图所示:
(2)[2][3]实验中需要测量电阻两端的电压和通过电阻的电流,所以表中①②处的内容应该为电压U/V和电流I/A。
(3)[4][5]由图乙可知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.5A,待测电阻为
(4)[6]在①中,两电阻并联,电流表测R0的电流,由欧姆定律得到电源电压为
U=I1R0
在②中,电路连接关系没有改变,电流表测干路电流,因通过待测电阻的电流不变,由并联电路电流的规律,通过待测电阻的电流为
Ix=I2-I1
待测电阻阻值的表达式为
16. 5 S1
【详解】(1)[1]实验中使用电流表和电压表直接测量待测电阻的电流和电压,根据欧姆定律计算电阻,实验原理为。
(2)[2]如图所示,电压表的量程为0~3V,分度值为0.1V,电压表示数为2.0V,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,电流表示数为0.4A,根据欧姆定律可得被测电阻Rx的阻值为
(3)①[3]当只闭合开关S1时,电流表读数I1为通过电阻R0和Rx的电流,此时电源电压为
U=I1(R0+Rx)
③[4]当开关S1、S2都闭合时,电阻Rx短路,电流表读数I2为通过电阻R0的电流,此时电源电压为
U=I2R0
由于电源电压恒定不变可得
I1(R0+Rx)=I2R0
待测电阻
17. 右 8.3 小灯泡的电阻随温度的升高而增大 变大 闭合S、S2,断开S1 ×R0
【详解】(1)[1]滑动变阻器的滑片P向左移动时,电流表示数变大,根据欧姆定律可知电路中的总电阻变小,故滑动变阻器接入电路的阻值变小,滑动变阻器应选用左下接线柱与定值电阻串联,据此连接实物图如下
(2)[2]为保护电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处,即最右端。
[3]电流表选用0~0.6A量程,分度值为0.02A,示数为0.3A,根据欧姆定律可知小灯泡正常发光时的电阻
(3)[4]电阻是导体本身的一种特性,与导体的材料、长短和横截面积有关,还与导体的温度有关。甲组同学还测出了小灯泡在不同电压下的电阻,发现差别很大,原因是小灯泡的电阻随温度的升高而增大。
(4)[5]在探究过程中,由于操作有误,在未断开开关的情况下,直接将小灯泡从灯座上拔出,则电压表串联在电路中测电源电压(原来测小灯泡的电压),由串联电路电压的规律,那么拔出小灯泡后电压表的示数变大。
乙组同学设计了一种测定值电阻的方案如图丙所示,方案中定值电阻的阻值为R0,电源电压未知,步骤如下:
①闭合S、S1,断开S2,两电阻串联,电压表测量Rx两端的电压,且电压表的示数为U1;
②[6]闭合S、S2,断开S1,两电阻串联,电压表测量电源电压,且电压表的示数为U2;
③[7]由①②可知,电阻R两端的电压
U0=U2﹣U1
电路中的电流
根据欧姆定律可知电阻Rx的表达式为
18. R0 R1 标准电流表A0的读数仍为 I B
【详解】(1)[1]将 S 拨向接点1,接通 S1,调节R0,改变电路的电阻,使待测电表指针偏转到适当位置以减小测量误差,记下此时标准电表 A0的读数 I。
(2)[2][3]然后将 S 拨向接点2,调节R1,使标准电流表A0的读数仍为 I,则此时的R1阻值替代了待测电流表的内阻,记下此时 R1的读数即为待测电表 A1的 内阻。
(4)[4]实验中,当通过开关的切换,用电阻箱来替换待测电流表后,使标准电流表A0的读数仍为 I时,则此时的R1阻值和待测电流表的内阻相等,所以实验采用了等效替代法。
故选B。
19. 右 电阻断路 0.26 5 左 再闭合S1 R0
【分析】若电流表示数为0,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,则与电压表并联的支路断路了;根据电流选用小量程确定分度值读数,由欧姆定律求出待测电阻;2.0V大于1.3V,根据串联电路电压的规律及分压原理确滑片移动的方向;通过开关的转换分别使电压表测Rx两端的电压为和电源电压,根据串联电路的规律及欧姆定律得出待测电阻的表达式.
【详解】(1)变阻器按一上一下接入电路中与电阻串联,如图所示:
(2)为保护电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应置于阻值最大处的右端;闭合开关后,电流表示数为0,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,则电路中的故障可能是电阻断路;
(3)当电压表的示数为1.3V时,电流表的示数如图乙,电流选用小量程,分度值为0.02A,其示数为0.26A,由欧姆定律可得,待测电阻的阻值:Rx===5Ω;若要将电压表的示数调到2.0V,即增大电阻两端的电压,根据串联电路电压的规律,应减小变阻器的电压,由串联分压原理可知,应减小变阻器连入电路中的电阻大小,故滑片向左移动;
(4)实验步骤如下:①闭合S、断开S1,用电压表测出待测电阻Rx两端的电压为U1:②再闭合S1,用电压表测出电源的电压U;③在①中,两电阻串联,测得电阻Rx两端的电压为U1;在②中,定值电阻R0短路,电路为电阻Rx的简单电路,电源电压为U,根据串联电路电压规律,两电阻串联时,定值电阻R0的电压为:U0=U﹣U1,由欧姆定律可得,电路中的电流为: I=I0==,则待测电阻的表达式: Rx===R0.15.4 电阻的串联和并联
一、单选题
1.(2022秋·福建泉州·九年级统考期末)如图所示电路中,电阻R1=12Ω,R2=6Ω。当单刀双掷开关S置于位置1时,电压表读数为3V。则当S置于位置2时,电压表读数的可能值为( )
A.1V B.2V C.3V D.4V
2.(2022秋·福建莆田·九年级期末)两个电阻值完全相等的电阻,若并联后的总电阻是10欧姆,则将它们串联的总电阻是
A.5欧姆 B.10欧姆 C.20欧姆 D.40欧姆
3.(2022秋·福建福州·九年级期末)如图所示,电源电压不变,闭合开关,当滑动变阻器的滑片由中点向右移动时,下列说法正确的是( )
A.电压表V示数变小 B.电流表A1示数变小
C.电路的总电阻变小 D.电流表A2示数变小
4.(2022秋·福建宁德·九年级统考期末)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
5.(2022秋·福建福州·九年级期末)如图甲所示,电源电压保持不变,闭合开关时,滑动变阻器的滑片P从b端滑到a端,电压表示数U与电流表示数I的变化关系如图乙所示,下列说法正确的是( )
A.电源电压为6V B.定值电阻R的阻值为4Ω
C.电压表示数范围为0~9V D.滑动变阻器的阻值范围为0~12Ω
6.(2022秋·福建福州·九年级统考期末)如图所示是某款电子测温仪内部结构电路图,其中显示仪可视为电压表,电源电压保持不变,R是热敏电阻,用于靠近人体测温,其电阻值随温度的升高而增大,R0为定值电阻。则下列分析正确的是( )
A.被测温者体温越低,R0两端电压越小
B.被测温者体温越高,电路中的电流越大
C.被测温者体温越高,显示仪的示数越大
D.若R0阻值变小,测体温时,显示仪示数将比实际值小
7.(2022秋·福建莆田·九年级期末)抗击新型冠状病毒需要随时监测体温,小杰利用热敏电阻R和定值电阻R0设计了一个“温度计”的模拟电路。热敏电阻R的阻值随温度的升高而增大,他把电表的刻度值都改为相应的温度值,温度升高时电表的示数变大,如图所示的电路图中,符合要求的是( )
A.B.C. D.
8.(2022秋·福建莆田·九年级期末)如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S后,滑动变阻器的滑片P向右移动的过程中,电流表和电压表的示数变化情况是( )
A.电流表A1示数变大,电压表示数变小 B.电流表A2示数变大,电压表示数不变
C.电流表A2示数变小,电压表示数变大 D.电流表A1示数变小,电压表示数不变
9.(2022秋·福建龙岩·九年级期末)已知:R1A.
B.
C.
D.
10.(2022秋·福建宁德·九年级期末)如图,某同学制作了一个可显示拉力大小的拉力器,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
二、填空题
11.(2022秋·福建三明·九年级统考期末)如图电路,电源两端电压U=12V保持不变,R=6Ω,虚线框内所有电阻阻值均未知。闭合开关,电流表示数为2.5A,如果用一个12Ω的定值电阻替换R,虚线框内的电阻均保持不变,则电流表示数将变为 A,电路总功率变为原来的 倍。
12.(2022秋·福建南平·九年级期末)某科技小组设计了一种能自动记录跳绳次数的计数器,其简化电路如图甲,R1是一种光敏元件,当绳子挡住射向R1的红外线时,R1的电阻会变大,计数器会计数一次,信号处理系统能记录AB两端的电压。若电源电压为12V,某时段AB两端的电压随时间变化的图象如图乙,则AB两端电压为 V时,跳绳自动计数器会计数一次;有红外线照射和无红外线照射时,光敏电阻R1的阻值之比为 。
三、实验题
13.(2022秋·福建厦门·九年级统考期末)你需要参加一项“创新小制作”活动,备选器材有:学生电源、数字电流表、数字电压表、开关、导线和两种热敏电阻RP、RN,其阻值随温度的变化如下表;
温度t/℃ 0 20 40 60 80 100
电阻 0.10 0.12 0.19 1×103 5×103 1×104
电阻 7×103 4×103 2×103 1×103 5×102 4×102
(1)Rp的阻值随温度的升高而 ;
(2)项目一:制作一个量程0~100℃的简易电子温度计;要求:热敏电阻只能使用一个,且被测温度越高,电表示数越大。你所选择的热敏电阻是 ;选择 表作为测量电表;
(3)项目二:为用电器R0加装过热保护装置用电器原电路如图,R0阻值10Ω,要求:当温度达到60℃时,通过R的电流能自动下降到10mA,R0停止工作;当温度回降,R0又能自动恢复工作;
① 请将你的设计电路画在方框内,并标明所选的热敏电阻;
② 电源电压应调至 V。
14.(2022秋·福建莆田·九年级统考期末)小明设计了如图甲所示的电路探究“电流与电压、电阻的关系”。
验序号 1 2 3
U/V 0.5 1.0 2.0
I/A 0.1 0.2 0.4
(1)连接电路过程中,开关应处于 状态;
(2)在探究“电流与电压的关系”时,小明根据电路图连接好电路后,闭合开关,移动滑片P,将多次实验测得的数据记录在表格中,请根据表格中的数据,在图乙的坐标图中画出定值电阻R的I~U图像;( )
(3)分析实验数据或图像可知,电阻一定时,电流与电压成 ;
(4)在探究“电流与电阻的关系”时,小明在上述序号3的实验基础上,用阻值为10Ω的定值电阻代替原定值电阻进行实验。此时直接闭合开关,应将滑动变阻器的滑片P向 移动,直至 ,读出电流表的示数。再更换阻值不同的电阻重复多次实验。
15.(2022秋·福建福州·九年级期末)老师给大家准备了以下器材:定值电阻六个(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω、30Ω)、滑动变阻器标有“30Ω,1A”、电流表、电压表、学生电源(电压可调,精确到0.1V)、开关、导线若干,同学们用来探究“电流与电压、电阻的关系”。
(1)在连接电路前,小明设计了如图甲所示的电路,探究“电流与电压的关系”。连接电路时,开关应该处于 状态;
(2)小明选择了一个10Ω的电阻,将电路正确连接后,闭合开关前,电流表指针位置如图乙所示,这是因为电流表 ;
(3)闭合开关后,小明发现电流表的指针几乎不偏转,但电压表示数接近电源电压,则故障原因可能是: ;
(4)在某次测量中,电流表表盘如图丙所示,则所测的电流值是 A;
(5)小明将多次测量所得数据的结果绘制成图丁,可得出结论 ;
(6)在探究“电流与电阻的关系”时,当电路中连接不同的电阻时,需要保持电阻两边的电压不变。电路连接完成后,分别用5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的电阻进行实验,正确操作,实验数据画出的定值电阻的I-R图像如图所示,其中阴影面积的物理意义是 ;
(7)在如图甲所示的电路中,当接入电阻R的阻值为10Ω,滑动变阻器滑片位于中点;用阻值为15Ω的电阻替换下这个10Ω的电阻后,以下方法中,可能使电压表示数与替换前相等的是 ;
A.电源电压不变,不移动滑片P
B.电源电压不变,向左移动滑片P
C.减小电源电压,不移动滑片P
D.增大电源电压,向左移动滑片P
(8)当使用30Ω的电阻做实验时,无论怎样调节滑动变阻器的滑片都无法使电压表的示数与前五次相同,为了继续完成第六次实验,如果只能改变电源电压,其它接线柱位置都不变,则电源电压应不高于 V。
16.(2022秋·福建莆田·九年级期末)如图甲所示是测量定值电阻Rx,阻值的实验电路图,器材可以满足实验要求。
(1)连接实物电路的过程中,开关S应处于 状态;
(2)调节滑动变阻器的滑片P,当电压表的示数为5V时,电流表的示数如图乙所示,为 A,电阻Rx的阻值为 Ω;
(3)小红设计了另一种测电阻的方案,如图丙所示,方案中定值电阻的阻值为R0,电源电压未知,步骤如下:
①断开开关S2,闭合开关S,S1,电压表的示数为U1;
② ,电压表的示数为U2;
③电阻Rx的表达式为Rx= 。(用U1、U2、R0表示)
17.(2022秋·福建龙岩·九年级期末)如图是能巧测R2阻值的实验电路。图中R为电阻箱,R0为定值电阻(阻值未知)。要求仅利用电阻箱读数表达R2的阻值,请你设计实验步骤并写出实验结果表达式。
四、计算题
18.(2022秋·福建宁德·九年级期末)如图所示电路中,电阻R1=20Ω。开关S闭合后,电流表A1、A2的示数分别为0.3A和0.5A。求:
(1)电源电压;
(2)电阻R2的阻值。
参考答案:
1.B
【详解】当单刀双掷开关S置于位置1时,电压表读数为3V,此时电阻R1与电阻R0接入电路,此时电路中电流为
则电源电压为
当单刀双掷开关S置于位置2时,此时电阻R2与电阻R0接入电路,则电路中的电流为
故电压表示数为
由于串联分压,电阻变小,故电压表示数变小,故电压表的示数一定小于3V,故电压表的示数可能为2V,故B正确。
故选B。
2.D
【详解】因为电阻并联的总电阻与各电阻的关系是:1/R=1/R1+1/R2:当两个并联电阻相等时,每一个电阻的阻值为R=2R并=2×10Ω=20Ω,串联后的总电阻R串=2R=2×20Ω=40Ω,故选D.
3.B
【详解】A.由电路图可知,灯泡与滑动变阻器并联,电压表测电源的电压,电流表A1测干路的电流,电流表A2测灯泡L的电流,因为电源的电压保持不变,所以电压表的示数不变,故A错误;
BD.因为并联电路各支路独立工作、互不影响,所以移动滑片时,不能改变通过灯泡的电流,所以电流表A2示数不变;根据欧姆定律可知,滑动变阻器所在的支路电流变小,因为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A1示数变小,故B正确,D错误;
C.滑动变阻器的滑片由中点向右移动的过程中,接入电路中的电阻变大,电路的总电阻变大,故C错误。
故选B。
4.C
【详解】AB.电路中电压表V0测R0两端的电压,电压表V1测滑动变阻器R1两端的电压,电阻R0和滑动变阻器R1串联,电流表测电路中的电流,把滑动变阻器的滑片向左移动时,滑动变阻器R1接入电路的阻值变大,电路中的总电阻变大,根据可知,电路中的总电流变小, 所以电流表A示数I0变小;由可知,R0的阻值不变,R0两端的电压变小,即电压表V0的示数U0变小;串联电路中,电源电压等于各用电器两端电压之和,由于电源电压不变,R0两端的电压变小,所以滑动变阻器R1两端的电压变大,即电压表V1的示数U1变大;故AB错误;
CD.串联电路中,电源电压等于各用电器两端电压之和,由于电源电压不变,因此R0两端的电压减小的值等于滑动变阻器R1两端的电压增大的值,电压表V1示数变化值ΔU1等于电压表V0示数变化值ΔU0,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
则有
解得R0的阻值为
因为ΔU1等于ΔU0,所以有
由于R0的阻值保持不变,所以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。
5.D
【详解】A.当滑片P位于a端时,电路为电阻R的简单电路,电压表测电源的电压,电流表测电路中的电流,此时电路中的电流最大,由图象可知,电路中的最大电流为1.5A,电压表的示数为9V,即电源电压为9V,故A错误;
B.结合上面的分析,由欧姆定律可得,定值电阻R的阻值
故B错误;
C.由上图知,电压表示数范围为3~9V,故C错误;
D.当滑片P位于b端时,定值电阻R与滑动变阻器的最大阻值串联,此时电路中的电流最小,由图象可知,电路中的最小电流
I′=0.5A
由欧姆定律,电路中的总电阻
因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为
R滑大=R总-R=18Ω-6Ω=12Ω
则滑动变阻器的阻值范围是0~12Ω,故D正确。
故选D。
6.C
【详解】A.热敏电阻与定值电阻串联,电压表测热敏电阻的电压,热敏电阻其电阻值随温度的升高而增大,随温度的降低而变小。被测温者体温越低,热敏电阻越小,根据串联电阻的规律,电路的电阻越小,由欧姆定律,电路的电流越大,R0两端电压越大,故A错误;
BC.被测温者体温越高,热敏电阻越大,根据串联电阻的规律,电路的电阻越大,由欧姆定律,电路的电流越小,R0两端电压越小,根据串联电路电压的规律,热敏电阻两端电压变大,所以显示仪的示数越大,故B错误,C正确;
D.若R0阻值变小,根据分压原理,R0两端电压变小,根据串联电路电压的规律,热敏电阻两端电压变大,所以显示仪的示数比实际值大,故D错误。
故选C。
7.C
【详解】A.图中热敏电阻R与R0串联,电流表测量电路的电流,当温度升高时,R的阻值增大,电路的总电阻增大,电源电压不变,由欧姆定律可知电路中电流变小,电流表示数减小,故A不符合题意;
B.图中热敏电阻R与R0并联,电流表测R0支路的电流,因为并联电路中各支路间互不影响,所以温度升高时,通过R0的电流不变,电流表示数不变,故B不符合题意;
C.图中热敏电阻R与R0串联,电压表测R两端电压,温度升高时,R的阻值增大,根据分压原理可知电压表示数变大,故C符合题意;
D.图中热敏电阻R与R0串联,电压表测R0两端电压,电压表测定值电阻两端的电压,温度升高时,由分压原理可知,热敏电阻的电压变大,由串联电路电压的规律,电压表示数变小,故D不符合题意。
故选C。
8.D
【详解】由电路图可知,R1与R2并联,电压表V测电源电压,电流表A1测干路电流,电流表A2测R2支路的电流;因电源电压保持不变,所以,滑片移动时,电压表V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R1的电流不变;当滑动变阻器滑片P向右移动的过程中,接入电路中的电阻变大,由可知,该支路的电流变小,即电流表A2的示数变小,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A1的示数变小。综上所述,ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
9.C
【详解】A中只有电阻R1;B中只有电阻R2;C中电阻R1和R2并联,总电阻小于任何一个并联的电阻,总电阻最小;D中两电阻串联,总电阻大于任何一个串联的电阻,总电阻最大;接在同一电源上,电压相等,由可知并联时电路中的电流最大。
故选C。
10.A
【详解】分析电路图可知,R0与R串联,电流表测量电路中的电流,电压表测量R的电压,当拉环向右拉动时,R的阻值减小,所以电路中的总电阻变小,则电流增大,即电流表示数增大,根据串联电路分压规律可知,R两端的电压减小,即电压表示数减小,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
11. 1.5 0.6
【详解】[1]根据电路图可知,R与虚线框内的电阻并联,电流表测干路电流,由 可得,电路的总电阻
虚线框内所有电阻的等效电阻为R′,由并联电路电阻的特点得
解得R′=24Ω。
用一个12Ω的定值电阻替换R,虚线框内的电阻均保持不变,此时虚线框部分电路通过的电流
通过R的电流
则干路的电流,即电流表示数将变为
I′=I1+I2=0.5A+1A=1.5A
[2]两次的总功率之比
P:P′=UI:(UI′)=I:I′=2.5A:1.5A=5:3
所以
P'=P=0.6P
即电路总功率变为原来的0.6倍。
12. 2 1: 5
【详解】[1]由甲图可知,电路为串联电路,由于绳子挡住射向R1的红外线时,R1的电阻会变大,则由串联分压可知,R2两端电压会降低,则由乙图可知,此时AB两端电压为2V,此时跳绳自动计数器会计数一次。
[2]有红外线照射时,由乙图可知,此时电阻R2两端电压为6V,电源电压为12V,则R1两端电压也为6V,由串联分压可知
①
无红外线照射时,由乙图可知,此时电阻R2两端电压为2V,电源电压为12V,则R1两端电压也为10V,由串联分压可知
②
综合①②可得有红外线照射和无红外线照射时,光敏电阻R1的阻值之比为5:1。
13. 增大 RN 数字电流(电流) 10.1
【详解】(1)[1]由表格数据可知,随着温度的升高,热敏电阻Rp的阻值变大。
(2)[2][3]因为没有分压电阻,电源电压不变,电压表不能使用,故使用数字电流表与热敏电阻串联在电路中;随着温度的升高,电表示数变大,由欧姆定律可知,需要电阻随温度升高而变小,因此选择热敏电阻RN。
(3)①[4][5]为用电器R0加装过热保护装置,当温度达到60℃时,通过R0的电流能自动下降,由欧姆定律可知,串联热敏电阻的阻值随温度升高而变大,因此选择热敏电阻RP,当温度降低时,热敏电阻的阻值变小,电路中电流变大,R0恢复工作,电路图如图所示
②当温度达到60℃时,由表格数据可知,热敏电阻RP=1×103Ω,由串联电路的电阻规律可知,电路的总电阻
此时电路中的电流
根据欧姆定律可知,电源电压
14. 断开 正比 右 电压表的示数为2.0V
【详解】(1)[1]在连接电路时,为了保护电路,连接电路时开关应处于断开状态。
(2)[2]根据表格中数据,在坐标系中找出对应的点,然后连线,如下所示:
(3)[3]根据图像可知,电流随电压的变化图像为过原点的直线,因此可得结论:当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端电压成正比。
(4)[4][5]由序号3的实验,定值电阻两端的电压为2V,电流为0.4A,由欧姆定律可知,原电阻的阻值
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,使电压表的示数为2.0V不变。
15. 断开 指针未调零 定值电阻处断路 0.2 电阻一定时,电流跟电压成正比 定值电阻两端的电压 C 5
【详解】(1)[1]在连接电路时,为了保护电路,开关应该处于断开状态。
(2)[2]小明选择了一个10Ω的电阻,将电路正确连接后,闭合开关前,电路为开路状态,即电路中无电流通过,电流表指针位置如图乙所示,电流表指针未指在零位置,这是因为电流表指针未调零。
(3)[3]由图知闭合开关后,电阻与滑动变阻器串联接入电路,小明发现电流表的指针几乎不偏转,所以电路为断路。若滑动变阻器断路,电压表并联电阻R两端,电压表示数应为零。但电压表示数接近电源电压,则故障原因可能是,定值电阻断路导致电压表与滑动变阻器串联接入电路,电压表测电源电压。
(4) [4]如图丙所示,电流表用0~0.6A量程接入电路,分度值为0.02A,且指针指在0.2A刻度线处,所以所测的电流值是0.2A。
(5)[5]由图丁知,电流-电压图像是过坐标原点的一条直线,由数学知这是正比例函数关系,可得出结论:电阻一定时,通过导体电流跟导体两端的电压成正比。
(6)[6]实验数据画出的定值电阻的I-R图像如图所示,其中阴影面积即为通过定值电阻的电流与定值电阻阻值的乘积,所以其物理意义是表示定值电阻两端的电压。
(7)[7] A.在如图甲所示的电路中,电阻R与滑动变阻器串联,电压表测电阻R两端电压,用阻值为15Ω的电阻替换下10Ω的电阻后,由串联分压原理可知,定值电阻两端电压增大,即电压表示数增大;若电源电压不变,也不移动滑片P,则电阻R两端电压不会变小到原来的值,即电压表示数变大,故A不符合题意;
B.若电源电压不变,向左移动滑片P,滑动变阻器阻值变小,分得的电压更小,则定值电阻两端电压即电压表示数变得更大,故B不符合题意;
C.若减小电源电压,不移动滑片P,由于电路两端的总电压变小,则定值电阻和滑动变阻器两端的电压都会变小,所以定值电阻两端电压即电压表示数可能与替换前相等,故C符合题意;
D.由之前的分析可知,若电源电压不变,向左移动滑片P,则电压表示数变大;所以若增大电源电压,向左移动滑片P,根据串联分压原理可知,电压表示数变得更大,,故 D不符合题意。
故选C。
(8)[8]由图戊知,前五次实验时,定值电阻两端的电压为
当使用30Ω的电阻做实验时,其两端电压仍为2.5V,此时电路中电流
滑动变阻器与30Ω的电阻串联,电路最大总电阻
此时根据 所以电源最高电压
16. 断开 0.5 10 断开开关S1,闭合开关S,S2
【详解】(1)[1]连接实物电路的过程中,为了保护电路开关S应处于断开状态。
(2)[2]电流表的示数如图乙所示,用的是0—0.6A量程,且指针与0.5A对齐,所以示数为0.5A。
[3]如图甲所示电阻Rx两端电压为5V,通过电阻Rx的电流为0.5A,由欧姆定律得Rx的阻值为
(3)[4][5]如图丙所示电阻Rx和R0串联接入电路,断开开关S2,闭合开关S,S1,电压表的示数为U1为电阻Rx两端电压;断开开关S1,闭合开关S,S2,电压表的示数为U2为电阻Rx和R0两端的总电压,所以R0两端的电压为U2- U1,由串联分压原理得
故
17.见解析
【详解】实验步骤:
①按照电路图连接电路,将开关接a,此时电阻箱和定值电阻串联,调节电阻箱的阻值到适当的位置,记下电流表的示数I和电阻箱的阻值RA;
②将开关接b,此时电阻箱、定值电阻和R2的阻值串联,调节电阻箱,直到电流表示数为I,记下电阻箱R的阻值RB;
③根据串联电路电阻特点,等效替代法,则
故
18.(1)6V;(2)30Ω
【详解】解:(1)由电路图可知,两电阻并联,电流表A1测R1支路电流,电流表A2测干路电流,因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,由可得,电源的电压
U=U1=I1R1=0.3A×20Ω=6V
(2)因并联电路中各支路两端的电压相等,干路电路等于各支路电流之和,所以通过R2的电流
I2=I-I1=0.5A-0.3A=0.2A
则电阻R2的阻值
答:(1)电源电压为6V;
(2)电阻R2的阻值为30Ω。15.5 家庭用电
一、单选题
1.(2022秋·福建三明·九年级统考期末)学校接总闸刀的导线中的电流一般比教室内某盏灯灯丝中的电流大,其原因是( )
A.总闸导线中的电流等于各用电器中电流之和
B.总闸与各灯灯丝是串联的
C.总闸导线的横截面积比灯丝的横截面积大
D.总闸导线和教室各灯灯丝并联
2.(2022秋·福建莆田·九年级统考期末)如图所示,是某住宅户内配电系统的方框图,结合方框图的情景,下列分析正确的是( )
A.空气开关①跳闸时,电路一定发生了短路
B.漏电保护器切断电路后,空调和电灯能工作
C.用试电笔辨别火线和零线时,手指要碰到金属笔尖
D.空气开关②和空调是并联的
3.(2022秋·福建莆田·九年级统考期末)关于家庭电路和安全用电,下列说法中正确的是( )
A.使用试电笔时手要接触笔尾金属体
B.家庭电路中保险丝烧断时,可用铜线替代它
C.有人发生触电时,应马上用手把人拖开,再施救
D.户外游玩时,如遇雷雨天气,可在大树下避雨
4.(2022秋·福建福州·九年级统考期末)“关爱生命,快乐成长”,关于家庭电路和安全用电,下列说法正确的是( )
A.空气开关跳闸后,重新闭合开关就可以了
B.使用测电笔时,手指不能接触笔尾金属体
C.选用插座时,所有家用电器都使用两孔插座
D.一旦发生触电事故,应先切断电源再进行抢救
5.(2022秋·福建三明·九年级统考期末)下列情境中容易发生危险的是( )
A.发现有人触电应先断开电源
B.高大建筑物上安装避雷针
C.夏天站在高压变电器旁纳凉
D.使用测电笔时手要接触金属体笔尾
6.(2022秋·福建三明·九年级统考期末)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
7.(2022秋·福建泉州·九年级统考期末)下列符合安全用电原则的是( )
A. B.
C. D.
8.(2022秋·福建泉州·九年级统考期末)家庭电路简化后如图所示,观察该电路,下列原件之间的连接方式属于并联的是
A.电能表和空气开关 B.灯泡和开关
C.电视和台灯 D.小彩灯和小彩灯
9.(2022秋·福建泉州·九年级统考期末)在全国中小学安全教育平台中,安全用电常识是其中一项重要的教育内容。下列做法符合安全用电要求的是( )
A.家中多个大功率用电器可以在同一插线板上同时使用
B.保险装置、插座、导线等达到使用寿命应及时更换
C.使用试电笔时,手不要接触笔尾金属体,以免触电
D.家用电器起火时,应立即用水扑灭
10.(2022秋·福建莆田·九年级统考期末)“珍爱生命,远离危险!”下列做法符合安全原则的是( )
A.若家庭电路起火迅速用冷水浇灭
B.将三脚插头去掉中间脚插入两孔插座使用
C.检修家庭电路时断开总开关
D.在输电线上晾晒湿衣服
11.(2022秋·福建宁德·九年级统考期末)2020年11月,国务院办公厅印发《新能源汽车产业发展规划》,提出新能源汽车发展战略计划。如图是新能源汽车的充电桩,下列有关说法符合安全用电的是( )
A.每个充电桩在安装时都要装漏电保护器
B.安装充电桩时,不连接地线也可以
C.万一有充电桩起火,应迅速浇水扑灭
D.有经验的电工在安装充电桩时不必断开电源
12.(2022秋·福建厦门·九年级统考期末)如图的情景中,符合用电安全的是( )
A.用取暖器烘衣服
B.用湿手触摸开关
C.充电后及时断电
D.手指塞进插座孔
二、填空题
13.(2022秋·福建莆田·九年级统考期末)家庭电路中用试电笔来检测火线和零线,正确使用试电笔的方法为图 所示。在如图丙所示的电路中,闭合开关后,灯不亮,用试电笔接触A、B、C点,氖管均发光,接触D点氖管不发光,则电路故障是 。
14.(2022秋·福建漳州·九年级统考期末)电视机、电冰箱、洗衣机等家用电器的连接方式是 联;对人体的安全电压不高于 V。
15.(2022秋·福建福州·九年级期末)如图所示,正确使用试电笔的方法是图 ,若笔尖接触被测导线时氖管发光,则被测导线是 线。
三、作图题
16.(2022秋·福建三明·九年级统考期末)如图,完成家庭电路的连接,要求:开关能控制螺口灯泡。
17.(2022秋·福建泉州·九年级统考期末)请用笔画线代替导线将图中各元件正确连入家庭电路中。
18.(2022秋·福建莆田·九年级统考期末)请用笔画线代替导线将如图所示的家庭电路连接完整,开关只控制壁灯。
19.(2022秋·福建福州·九年级期末)如图所示,两灯泡的额定电压均为220V。当开关闭合后,两灯泡都正常发光,且插座不受开关控制,请将电路连接完整。
四、简答题
20.(2022秋·福建泉州·九年级统考期末)如图是家里的插排,上面接了很多用电器,当各用电器同时工作时,图中最有可能引发火灾的是哪条电线并解释原因。
参考答案:
1.A
【详解】因为学校电路与家庭电路相同,都是并联的,总闸在干路上,根据并联电路中电流的规律可知,干路电流等于各支路电流之和,所以闸刀的导线中的电流一般比教室内某盏灯灯丝中的电流大,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
2.B
【详解】A.空气开关①跳闸,有两种情况,一是用电器的总功率过大,二是电路短路,故A错误;
B.由图可知,漏电保护器接在三孔插座的支路中,当漏电保护器断开时,因为并联电路互不影响,所以空调和电灯能工作,故B正确;
C.用试电笔辨别火线和零线时,手要接触笔尾金属体,但不能接触笔尖金属体,故C错误;
D.由图可知,空气开关②和空调在同一支路中,空气开关②用来控制空调,它们是串联的,故D错误。
故选B。
3.A
【详解】A.使用试电笔时,试电笔笔尖的金属体和带电体相连接,不能用手去接触,否则会造成人身触电事故,但手要接触笔尾金属体,故A正确;
B.铜丝的电阻小、熔点高,在电流过大时,产生的热量不能自动熔断而切断电路,起不到保护电路的作用,因此不可以用铜丝代替保险丝,故B错误;
C.发现有人触电时,应赶快切断电源或用干燥木棍将电线挑开,不能用手直接拉,因人是导体,可能会触电,故C错误;
D.雷雨天,人不能在大树底下避雨,因大树比较高,容易被雷电击中,故D错误。
故选A。
4.D
【详解】A.空气开关跳闸后,应先检查线路,确认安全才能闭合开关,故A错误;
B.使用测电笔时,手指要接触笔尾金属体,构成闭合回路,故B错误;
C.选用插座时,带金属外壳和功率大的家用电器要用三孔插座,故C错误;
D.一旦发生触电事故,应先切断电源再进行抢救,避免再发生触电事故,故D正确。
故选D。
5.C
【详解】A.发现有人时,首先要切断电源,再采取救援措施,这样不会发生危险,切不可带电救人,容易造成救人者的人身伤害,故A不符合题意;
B.安装避雷针后,当有雷电时,电流会从避雷针传入大地,从而避免电流通过建筑物产生破坏作用,故B不符合题意;
C.夏天站在高压变电器旁纳凉,很容易造成高压电弧触电,故C符合题意;
D.使用测电笔时,手要与笔尾金属体接触,不能碰到笔尖及其附近的金属部分,以防触电,故D不符合题意。
故选C。
6.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。
7.A
【详解】A.由图知,人站在地面正确使用测电笔接触火线,氖管发光,不会造成触电事故,故A正确,符合题意;
B.人站在干燥的木凳上,接触火线和零线这是双线触电,故B错误,不符合题意;
C.电冰箱是大功率用电器,用三孔插座和三角插头,是为了防止外壳漏电能够让电顺着大地流走,故C错误,不符合题意;
D.由图知,开关应接在了火线上,断开开关后,灯泡不带电,保险丝应接在火线上,当电流过大使保险丝熔断后,整个电路都不带电,故D错误,不符合题意。
故选A。
8.C
【详解】A由图可知电能表和空气开关是串联的,故A错误;B开关和灯泡是串联的,以便开关控制灯泡故B错误;C电视机和开台灯是并联的,这样都可以得到220伏的电压,并且互补影响故C正确;D在串联电路中电流只有一条路径有图可知个小台灯之间是串联的故D错误.故选C.
9.B
【详解】A.多个大功率用电器同时使用一个插座,会使总功率过大,造成电流过大,容易引起火灾,故A不符合题意;
B.保险装置、插座、导线等达到使用寿命应及时更换,以防短路或断路,故B符合题意;
C.使用试电笔时,手不能接触笔尖金属体,但必须接触笔尾金属体,故C不符合题意;
D.水是导体,电路起火时不能用水灭火,否则会发生触电事故。
故选B。
10.C
【详解】A.生活中的水是导体,故电线着火时迅速泼水浇灭火焰,易造成触电;应该立即切断电源再施救,故A不符合题意;
B.三孔插座的上孔接地线,用电器的金属外壳通过三孔插座的上孔与大地相连,这样在用电器的金属外壳漏电时,可以避免出现触电事故;不能去掉中间一脚,故B不符合题意;
C.为避免发生触电事故,检修电路及更换元件时,一定断开总开关,故C符合题意;
D.湿衣服是导体,当把湿衣服晾在电线上时,一旦电线漏电,人接触衣服时会发生触电事故,故D不符合题意。
故选C。
11.A
【详解】A.为了安全电路中必须要有保险丝或空气开关,每个充电桩在安装时都要装漏电保护器,故A符合题意;
B.安装充电桩时,为了安全,要接地线,故B不符合题意;
C.万一有充电桩起火,应先关闭电源再施救,故C不符合题意,
D.安装充电桩时必须断开电源,故D不符合题意。
故选A。
12.C
【详解】A.水是导体,在取暖器上烘烤衣服,容易发生触电事故,故A不符合题意;
B.生活用水是导体,所以我们不能用湿手触摸开关,否则会触电,故B不符合题意;
C.充电器不用时及时断电,可以节约电能,同时可避免长时间通电而产生危险,故C符合题意;
D.手指塞进插座,容易接触火线引起触电,故D不符合题意。
故选C。
13. 甲 CD间断路
【详解】(1)常用测电笔辨别火线和零线,使用测电笔时,笔尖接触电线,人必须接触笔尾金属体,这样电流经过试电笔、人体、大地构成回路,正确使用试电笔的方法为甲图。
(2)开关闭合后,灯不亮,用试电笔接触A、B、C三点,三点氖管均发光,这说明从火线到ABC点之间的电路都是完好的,而试电笔测试D点时氖管不发光,这说明C点到D之间的导线出现断路。
14. 并 36
【详解】[1]电视机、电冰箱、洗衣机等家用电器独立工作,互不影响,它们是并联的。
[2]不高于36V的电压对人体是安全的。
15. 甲 火
【详解】[1][2]正确使用测电笔的方法是用手指与金属笔卡或金属帽接触,正确的图是甲;若笔尖接触被测导线时氖管发光,则被测导线是火线,若不发光,则被测导线是零线。
16.
【详解】要求开关控制螺口灯泡,则开关与螺口灯泡串联;火线先进入开关,再进入灯泡顶端的金属点,这样在断开开关时能切断火线,如图所示:
17.
【详解】火线进入开关,再进入灯泡顶端的金属点,零线直接接入灯泡的螺旋套;三孔插座的上孔接地线,左孔接零线,右孔接火线。如图所示:
18.
【详解】壁灯接法:火线进入开关,再进入灯泡,这样在断开开关能切断火线,接触灯泡不会发生触电事故。既能控制灯泡,又能更安全。另一侧接零线;三孔插座的接法:上孔接地线,左孔接零线,右孔接火线。如图所示:
19.
【详解】家庭电路电压为220V,两灯泡的额定电压均为220V,因两灯都能正常工作,则两灯应并联;开关S控制两灯,S接在干路上,根据安全用电原则,S要控制火线;三孔插座不受开关S控制,按“左零右火上接地”的原则连入电路中,作图如下:
20.见解析
【详解】图中最有可能引发火灾的是导线a。因为图中一个插排上面并联接了很多用电器,会导致电路中用电器总功率过大,使干路中的电流会变大,所以图中导线a中电流最大,根据焦耳定律知,最有可能引发火灾。