沪粤版九年级物理上册第十四章探究欧姆定律必考点解析试卷(含解析)

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名称 沪粤版九年级物理上册第十四章探究欧姆定律必考点解析试卷(含解析)
格式 docx
文件大小 1.8MB
资源类型 教案
版本资源 沪粤版
科目 物理
更新时间 2024-03-31 21:44:29

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文档简介

沪粤版九年级物理上册第十四章探究欧姆定律必考点解析
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 20分)
一、单选题(10小题,每小题2分,共计20分)
1、在“探究电流与电压的关系”的实验中,小军分别画出了电阻R1和R2的I-U图像如图所示,下列说法正确的是(  )
A.当R1与R2两端的电压为0时,它们的电阻也为0
B.用不同的电阻研究电流与电压的关系得出的结论不一样
C.在电阻一定时,导体两端的电压与通过导体的电流成正比
D.R1与R2的阻值之比为1:2
2、图甲所示是一款雾霾浓度检测仪,其检测原理如图乙所示,R0是定值电阻,传感器 R1的电阻随雾霾浓度的增大而减小。当雾霾浓度增大时,下列说法正确的是(  )
A.电压表示数变大,电流表示数变小 B.电压表示数变小,电流表示数变大
C.电压表示数变大,电流表示数变大 D.电压表示数变小,电流表示数变小
3、在如图所示的电路中,电源电压保持不变。闭合电键S后,滑动变阻器R2的滑片P由中点向右移动,下列说法正确的是(  )
A.电流表A示数与电流表Al示数的差变大
B.电流表A1示数与电流表A2示数的比值变大
C.电流表A1示数与电流表A2示数的和不变
D.电流表A示数与电流表A2示数的比值不变
4、如图的所示的四个电路中,电源电压U相同,R1<R2,电路的总电阻最小的是(  )
A. B.
C. D.
5、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.
6、洋洋设计一个自动测高仪,各选项中的的四个电路,R是定值电阻,R′是滑动变阻器,其中能够实现身高越高,电压表示数越大的电路是(  )
A. B.
C. D.
7、如图所示的电路,电源电压不变,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,A、B为其两端点,闭合开关S,当滑片P在某一端点时,电流表示数为0.2A,R2的电功率为2W,当滑片P移动至某一位置C时,电流表示数为0.6A,R2的电功率为3.6W。下列说法正确的是(  )
A.R1的阻值为50Ω B.P在A端时电流表示数为0.8A
C.P在C点时电压表示数为10V D.P在A端时R1的电功率为14.4W
8、图示为电阻R1和R2的I-U图像,由图可知(  )
A.R1的阻值为5Ω
B.R1的阻值小于R2的阻值
C.将R1、R2串联接入电路,通电后R1两端的电压大于R2两端的电压
D.将R1、R2并联接入电路,通电后通过R1的电流大于通过R2的电流
9、如图所示,电源电压恒定,闭合S1、S2,断开S3,将滑动变阻器R2的滑片P2调到最下端,滑动变阻器R1的滑片P1从最左端滑到最右端,最终总电流为I。闭合S3,断开S1、S2,把滑动变阻器R2的滑片P2从下往上滑,滑到中点时电压表V2的读数为3V,P2移动到最上端时,最大总电流为I′。两次实验中电流表随两电压表变化的关系图像如图所示。以安全为前提,下列描述正确的是( )
A.电源电压为4V
B.R1的最大电阻为40Ω
C.前后两次实验的电流比I'︰I=2︰1
D.闭合任意开关和调节滑片位置,电路的最大电流与最小电流之差为0.4A
10、由欧姆定律I=变形可得R=,以下说法正确的是(  )
A.导体的电阻跟它两端的电压成正比
B.导体的电阻跟通过它的电流成反比
C.导体的电阻跟它两端的电压和通过它的电流无关
D.导体的电阻由它两端的电压和通过它的电流的比值决定
第Ⅱ卷(非选择题 80分)
二、填空题(5小题,每小题4分,共计20分)
1、如图所示是一种自动测定油箱内油面高度的装置,R 是滑动变阻器,它的金属滑片是杠杆的一端,且由定位挡板限制只能在电阻上滑动,从油量表指针所指的刻度,就可以知道油箱内油面的高度。
(1)油量表是由______(选填“电压”或“电流”)表改装而成的,理由是______。
(2)图中有一定值电阻 R’,R’在电路中的作用是______。
(3)从油量表指针所指的刻度,就可以知道油箱内油面的高度,当油面上升时,油量表的示数______。
2、如图所示,电源电压恒定,R1的阻值为20Ω,R2的阻值为10Ω。当S闭合,S1、S2断开时,电流表的示数为0.5A,电源电压是______;当S、S1、S2都闭合时,电流表的示数变化了0.4A,则R3的阻值是______。
3、如图甲所示的电路中,电源电压恒定,R1、R2是定值电阻,R3是滑动变阻器。闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P由a端移到b端,两电压表示数随电流表示数变化的关系如图乙所示,则______ (“AB”或“BC”)段是电压表示V2数变化的图像,电源电压为______ V。
4、如图甲所示电路中,电源电压、灯泡、的电阻均保持不变,且灯泡的电阻为5Ω。只闭合开关时,电流表指针如图乙所示。随后断开开关,调整电流表接线柱后,同时闭合开关和时,电流表指针如图乙所示。同时闭合开关和时,通过灯泡的电流为___________A,电压表示数为___________V。
5、如图所示的电路中,电源两端电压不变,当甲乙都为电流表时,只闭合开关S1,R1与R2两个电阻是___________联(选填“串”或“并”),此时甲乙两表的示数比是2∶3:如果把甲乙全部换成电压表,再闭合S1和S2,则甲乙两表示数之比是___________。
三、计算题(5小题,每小题8分,共计40分)
1、在图示的电路中,电源电压为12伏,电阻R1的阻值为30欧。
(1)闭合电键S,求电流表的示数I;
(2)电路中有A、B、C三点,现将标有“50Ω1.5A”的滑动变阻器R2并联接入其中的某两点后,在移动变阻器滑片P的过程中,滑片P的位置(序号)及对应的电流表示数如下表所示,请根据表中相关信息,
(a)判断变阻器R2并联接入的位置及开关S所处的状态;
(b)求从序号2到序号3时,变阻器R2接入电路中阻值的变化量ΔR2。
序号 1 2 3
电流(安) 0.7 1.0 1.6
2、如图所示,电阻R2=5Ω,电源电压保持6V不变,当开关S闭合时,电压表的示数为1.5V,求:
(1)电阻R1的阻值;
(2)电阻R2的电功率。
3、如图所示,已知电源电压为6V,三个电阻的阻值分别是R1为30Ω、R2为20Ω和R3为10Ω。求:
(1)当S1 S2均断开时,电流表和电压表的示数;
(2)当S1 S2均闭合时,电压表和电流表的示数。
4、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。
5、综合实践活动中,同学们设计了一款可用电流表示数显示拉力大小的测力计模型,并且电流表示数随拉力的增大而增大。模型电路如图甲所示,虚线框里面接线柱“1”与接线柱“2”或“3”相连,图中未画出,请自行判断。ab为长10cm、阻值25Ω的电阻丝,电源电压恒为6V,弹簧电阻恒为1Ω,R0为4Ω,其余部分电阻不计,电流表量程为0~0.6A。忽略弹簧、拉杆和拉环的重力及滑片与电阻丝的摩擦。
(1)闭合开关,弹簧处于原长状态时刚好对准a处,R0消耗的功率多大?
(2)图甲中若去掉电流表,用一只电压表(量程0~3V)与R0并联,利用电压表的示数来显示拉力的大小,则与利用电流表相比,电压表所能显示的最大拉力将提升多少N?
(3)在汇报交流阶段,同学们对模型设计的不足提出了改进措施。如图甲的方案,从电路的安全性考虑,其他条件不变,R0的阻值应不小于多少Ω。
四、实验探究(2小题,每小题10分,共计20分)
1、在电阻一定时“探究电流与电压关系”的实验中,小凯所在的兴趣小组用导线将开关、电源、定值电阻、电流表、电压表和规格为“20Ω 2A”的滑动变阻器连接成如图所示的电路。
(1)连接电路时,开关应处于______状态。连接好电路闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应置于______(选填“A”或“B”)端;
(2)小凯正准备闭合开关时,旁边的小兰急忙告诉他,电路连接有错,只要改接一根导线就可以了。请你在图中把小凯接的那根导线找出来,并打上“×”符号,再用画线代替导线连接到正确的位置上______;
(3)小凯排除故障闭合开关,调节滑动变阻器,得到的实验数据如下表所示:
数据序号 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实验中,调节滑动变阻器滑片P的目的是______;
②分析表格中的数据可得出结论:______;
(4)小凯想将定值电阻换成小灯泡完成以上实验,但这种方案其实是不可行的,其原因主要是______。
2、小刚用如图所示的实验器材来研究调光台灯的工作原理,并连接了部分实验电路。
(1)小刚在连接实验电路之前,应该首先将开关______;
(2)请你用笔画线代替导线,帮小刚连接成完整的实验电路,并让开关闭合时滑动变阻器连入电路的电阻最大______;
(3)小刚连接完成上述实验电路,检查无误后,闭合开关。发现小灯泡不亮。小刚想:是不是电路中某处发生了断路?此时,小刚检验实验电路是否发生断路最简单的操作是:______,观察小灯泡是否发光;
(4)小强认为在电路中连入一只电流表,观察电流表是否有示数也能判断电路是否发生了断路。若按照小强的方法进行判断,电流表可以串联在这个电路中的 ______。
A.电源和开关之间 B.开关和小灯泡之间
C.小灯泡和滑动变阻器之间 D.滑动变阻器和电源之间
-参考答案-
一、单选题
1、D
【详解】
A.电阻是导体的属性,与他两端是否加电压无关,当R1与R2两端的电压为0时,仍有电阻,故A错误;
B.导体电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比,用不同的电阻研究电流与电压的关系得出的结论应该是一样的,故B错误;
C.在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比,是导体两端的电压大小决定了通过导体的电流大小,电压是由电源提供的,不由电流大小决定,故C错误;
D.R1与R2的阻值之比为
故D正确。
故选D。
2、C
【详解】
由电路图可知,R0与R1串联接入电路,电流表测电路中电流,电压表测R0两端电压,由题意可知,当雾霾浓度增大时,R1的阻值减小,故可知电路中的总电阻减小,电源电压不变,故由欧姆定律可知,电路中的电流变大,即电流表示数变大;由串联电路电阻等比例分压可知,R1两端电压减小,R0两端电压增大,即电压表示数变大。故ABD错误,C正确。
故选C。
3、B
【详解】
由电路图可知,R1与R2并联,电流表A1测R1支路的电流,电流表A2测R2支路的电流,电流表A测干路电流,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,电流表A1的示数不变;滑动变阻器R2的滑片P由中点向右移动,接入电路中的电阻变大,由可知,通过R2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A的示数变小。
A.由并联电路电流的规律可知电流表A示数与电流表Al示数的差等于电流表A2示数,电流表A2的示数变小,所以电流表A示数与电流表Al示数的差变小,故A错误;
B.由电流表A1示数不变、电流表A2示数变小可知,电流表A1示数与电流表A2示数的比值变大,故B正确;
C.由电流表A1示数不变、电流表A2示数变小可知,电流表A1示数与电流表A2示数的和变小,故C错误;
D.电流表A示数与电流表A2示数的比值
R1的阻值不变,R2的阻值变大,所以
变大,电流表A示数与电流表A2示数的比值变大,故D错误。
故选B。
4、D
【详解】
由并联电路电阻越并越小,小于任何一个分电阻可知,R1和R2组成并联电路的总电阻小于R1的阻值,故两电阻并联后的总阻值是里面最小的。
故ABC不符合题意;
D符合题意。
故选D。
5、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。
6、C
【详解】
A.电压表测量的是电源电压,示数不变,故A不符合题意;
B.电压表串联在干路中,无论怎么移动滑动变阻器,电压表示数都约等于电源电压,故B不符合题意;
C.电压表测量的是R′的电压,因为R′和R串联,身高越高,R′阻值越大分压越多,电压表示数越大,故C符合题意;
D.电压表测量的是R的电压,身高越高R′越大,R分压越小,故D不符合题意。
故选C。
7、D
【详解】
AC.由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。P在某一端点时电压表的示数
由串联电路的特点和欧姆定律可得电源电压
U=U2+I1R1=10V+0.2A×R1……①
同理可得,P移动至某一位置C时电压表的示数
则电源电压
U=U2′+I2R1=6V+0.6A×R1……②
由①②可得
R1=10Ω,U=12V
故AC错误;
BD. P在A端时变阻器连入阻值为0,只有R1的简单电路,电流表示数为
R1的电功率为
故D正确,B错误;
故选D。
8、C
【详解】
AB.由图知电阻R1和R2的I-U图像,都是过原点的斜线,说明电阻R1和R2两端的电压与通过它们的电流成正比,两电阻的阻值是固定不变的。当电压为1V时,通过电阻R1和R2的电流分别为0.10A、0.20A,由欧姆定律可知,电阻R1和R2的阻值分别为
由计算可知,R1的阻值大于R2的阻值。故AB不符合题意;
C.将R1、R2串联接入电路,由串联电路电流处处都相等可知,通过电阻R1和R2的电流相同,因R1的阻值大于R2的阻值,由U=IR可知,通电后R1两端的电压大于R2两端的电压。故C符合题意;
D.将R1、R2并联接入电路,根据并联电路的电压特点可知,电阻R1和R2两端的电压相等,因R1的阻值大于R2的阻值,由可知,通电后通过R1的电流小于通过R2的电流。故D不符合题意。
故选C。
9、CD
【详解】
A.闭合S1、S2,断开S3,并将R2的滑片置于最下端,R1与R2串联,向右移动R1滑片P1时,电流表A示数不变,电压变V1示数不断变小。当R1滑片P1在最左端时,电压表V1示数最大,即为电源电压,由图乙可知电源电压为6V。故A错误;
B.断开S1、S2,闭合S3,当R2滑片的滑片P2滑至中点时,变阻器R2与小灯泡串联,根据串联电路的总电压等于各部分电路两端电压之和,得出此时R2两端电压为
根据串联电路电流处处相等,可知电流表A示数等于流过R2的电流,由图乙得出为0.15A,根据得出,R2的滑片P2滑至中点时阻值为
R2最大阻值为。闭合S1、S2,断开S3,并将R2的滑片置于最下端,R1滑片P1移至最左端的过程中,电流不变,电压变V1示数不断变小至4V,根据得
所以R1两端电压为U1
根据得
故B错误;
C.闭合S3,断开S1、S2,滑动变阻器R2的滑片P2从下往上滑,滑到中点时电压表V2读数为3V,P2移动到最上端时,由图乙知I′=0.2A,由B分析知I=0.1A,所以
故C正确;
D.当S2,S3闭合,P2滑至最上端时,电路中总电阻最小,灯泡电流为0.2A,最大电流为
当仅闭合S2,P2滑至最下端时,电路中阻值最大,电流最小为
则电路的最大电流与最小电流之差为0.4A,故D正确。
故选CD。
10、C
【详解】
导体的电阻是导体的一种属性,导体两端的电压及通过它的电流的大小不会影响导体电阻的大小,而电路中导体的电阻一定时,通过导体的电流与其两端的电压成正比,当电路中的电压一定时,改变电路中的电阻大小,通过电阻的电流会与电阻成反比,故ABD错误,C正确。
故选C。
二、填空题
1、 电流 串联在电路中 保护电路 变大
【详解】
(1)[1][2]油量表是串联在电路中,故是电流表,若为电压表,内阻太大,造成断路现象。
(2)[3]若滑片P滑至a处,没有定值电阻R',会造成电源短路,故需要定值电阻R'保护电路。
(3)[4] 当油面上升时,浮标上升,滑片向下滑,接入的电阻变小,总电阻变小,电压不变,故电流变大。
2、 15V 100Ω
【详解】
[1]当S闭合,S1、S2断开时,电阻R1和R2串联在电路中,电流表测电路中电流,所以电源电压为
[2]当S、S1、S2都闭合时,电阻R1和R3并联在电路中,R2被短路,电路中的总电阻变小,所以电流变大,电流表的示数变化了0.4A,所以此时电流表的示数为0.9A,通过电阻R1的电流为
通过电阻R3的电流为
R3的阻值
3、 BC 12
【详解】
[1]由电路图可知,三个电阻串联,电压表V1测R2、R3的总电压,电压表V2测定值电阻R2的电压,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P由a端移到b端,滑动变阻器电阻连入电路的阻值变大,电路中电流变小,电阻R2电压随着电流变小,电压也变小,则BC段是电压表示V2数变化的图像。
[2]当滑片在a端时,电源电压为
U=4.8V+0.6A×R1①
当滑片在b端时,电源电压为
U=9.6V+0.2A×R1②
联立①②得
U=12V
4、 0.2 4
【详解】
[1]由图甲可知,当只闭合开关时,灯泡接入电路,电流表测通过灯泡的电流;当同时闭合开关和时,灯泡、接入电路且两者并联,根据并联电路电流的特点,所以电流表测通过灯泡、的电流之和,又因为、的大小都如图乙所示,可能为0.2A或1A,又因为,所以,。
[2] 当同时闭合开关和时,灯泡、接入电路且两者并联且电压表测的是灯泡两端电压,根据并联电路中电流的规律,可求出通过灯泡的电流为
因为灯泡的电阻为5Ω,所以根据欧姆定律可求出灯泡两端电压
故电压表的示数为4V。
5、 并 3∶1
【详解】
[1]当甲乙都为电流表时,只闭合开关S1,由图中可知,此时电流有两条流经路径,一条从电源正极出发,经过R1,再经过乙电流表回到电源负极,一条从电源正极出发,经过甲电流表,再经过R2,然后经过乙电流表,最后回到电源负极,可知此时R1与R2两个电阻是并联的。
[2]由电路图可知,此时甲电流表测过R2支路的电流,乙电流表测干路电流,此时两表的示数之比为2∶3,因干路电流等于各支路电流之和,故可知流过R1和R2支路的电流之比为
I1∶I2=1∶2
因并联电路两端电压相等,故由欧姆定律可得,R1和R2的电阻之比为
R1∶R2=2∶1
如果把甲乙全部换成电压表,再闭合S1和S2,由图中可知,此时R1和R2串联,甲电压表测R1和R2两端电压之和,乙电压表测R2两端电压,因串联电路中电流相等,故由欧姆定律可得,此时甲乙两电压表示数之比等于R1与R2电阻之和与R2的电阻之比,即
U1∶U2=(R1+R2)∶R2=3∶1
三、计算题
1、(1)I=0.4A;(2)(a)并联在AB或AC间,S闭合;(b)10Ω
【详解】
解:(1)由电路图可知,电路为R1的简单电路,电流表测电路中的电流,电源电压为U=12V,电阻R1的阻值为R1=30Ω,故由欧姆定律可得,闭合电键S后,电流表的示数为
(2)(a)由表中数据和欧姆定律可得,三次实验中电路中的总电阻分别为
因并联电路的总电阻小于任一支路电阻,故可知滑动变阻器R2与定值电阻R1并联,则可知滑动变阻器R2并联在AB或AC间,因三次实验中电流表示数均大于0.4A,故可知开关S处于闭合状态,此时电流表测干路中电流。
(b)由(a)中可知,定值电阻R1与滑动变阻器R2并联,因定值电阻阻值不变,故由欧姆定律可知,流过定值电阻的电流不变,由表中信息可知,实验2中,流过滑动变阻器R2的电流为
I2=I总2-I=1.0A-0.4A=0.6A
则由欧姆定律可得,实验2中滑动变阻器R2接入电路中的阻值为
实验3中,流过滑动变阻器R2的电流为
I′2=I总3-I=1.6A-0.4A=1.2A
则由欧姆定律可得,实验3中滑动变阻器R2接入电路中的阻值为
则从序号2到序号3时,变阻器R2接入电路中阻值的变化量为
ΔR2=R2-R′2=20Ω-10Ω=10Ω
答:(1)闭合电键S,电流表的示数为0.4A;
(2)(a)变阻器R2并联在AB或AC间,开关S闭合;
(b)从序号2到序号3时,变阻器R2接入电路中阻值的变化量为10Ω。
2、(1)15Ω;(2)0.45W
【详解】
解:(1)由电路图可知,两电阻串联,电压表测R2两端的电压,因串联电路中各处的电流相等,所以电路中的电流
串联电路中总电压等于各分电压之和,R1两端的电压
则电阻R1的阻值
(2)电阻R2的电功率
答:(1)电阻R1的阻值是15Ω;
(2)电阻R2的电功率是0.45W。
3、(1)0.2A;4V;(2)6V;0.5A
【详解】
解:(1)当S1,S2均断开时,R2与R3串联,电流表示数为
电压表测量R2两端电压,其示数为
U2=I2R2=0.2A×20Ω=4V
(2)当S1 S2均闭合时,R1与R2并联,则电压表的示数为6V,电路中的总电阻
=12Ω
电流表的示数
答:(1)当S1 S2均断开时,电流表和电压表的示数分别为0.2A、4V;
(2)当S1 S2均闭合时,电压表和电流表的示数分别为6V、0.5A。
4、(1);(2);(3)20%
【详解】
解(1)由图丙可知,当空气中的湿度为90%时,
(2)根据串联电路的分压规律可得R0两端的电压
电路中的电流
(3)电流表的示数为0.2A时电路的电阻为
此时湿敏电阻R的阻值
由图丙可知当时,空气中的湿度大约为20%
答:(1)当空气中的湿度为90%时,湿敏电阻R的阻值是。
(2)电压表的示数为9V时,电流表的示数是0.1A。
(3)电流表的示数为0.2A时,空气中大约的湿度是20%。
5、(1)0.16W;(2)40;(3)9
【详解】
解:(1)根据题干可知,拉力增大时,电流表的示数增大,滑动变阻器的阻值变小,所以接线柱“1”与接线柱“3”相连;闭合开关,弹簧处于原长状态时,电阻丝接入电路中的电阻最大,即Rab=25Ω,所以电路中的电流
R0消耗的功率
(2)①当利用电流表显示拉力大小时,当电流表示数最大为0.6A时,此时电路的总电阻
此时电阻丝接入电路中的电阻
RPb=R总′-R0-R弹簧=10Ω-4Ω-1Ω=5Ω
弹簧的伸长量
由图乙可知,电流表示数最大时显示的拉力F=400N;
②当电压表的示数最大时,电路中的电流最大,此时拉力最大,电路中的最大电流
此时电路的总电阻
此时电阻丝接入电路中的电阻
RPb’=R总′′-R0-R弹簧=8Ω-4Ω-1Ω=3Ω
弹簧的伸长量
由图乙可知,电压表示数最大时显示的拉力F′=440N,则与利用电流表相比,电压表所能显示的最大拉力将提升
F=F′-F=440N-400N=40N
(3)从电路的安全性考虑,当滑片位于b端时,变阻器接入电路中的电阻为0,此时电路中的电流应不大于0.6A,由(2)的解答可知,当电路中的电流为0.6A时,电路的总电阻R总′=10Ω,所以其他条件不变,R0的阻值应不小于
R0′=R总′-R弹簧=10Ω-1Ω=9Ω
答:(1)R0消耗的功率为0.16W
(2)电压表所能显示的最大拉力将提升多少40N;
(3)R0的阻值应不小于9Ω。
四、实验探究
1、 断开 A 改变通过定值电阻的电流和两端的电压 电阻一定时,电流与电压成正比 灯泡的电阻将随温度变化而变化
【详解】
(1)[1][2]为保护电路安全,在连接实物图的时候,要把开关断开,滑动变阻器滑片应滑到阻值最大处,图中下接线在B点,故滑片P应置于A处。
(2)[3]图中电流表和定值电阻并联错误,要改为串联;电压表应并联在定值电阻的两端,如图所示:
(3)①[4]探究电流和电压关系,滑动变阻器的作用是改变通过定值电阻的电流和两端的电压。
②[5]分析表格中的数据可知:电压和电流的比值为定值,故结论为:电阻一定时,通过电阻的电流与电阻两端的电压成正比。
(4)[6]小灯泡的阻值随温度的变化而变化,其电阻不是定值,所以这种方案不可行。
2、 断开 向右移动滑片 ABCD
【详解】
(1)[1]在连接电路前,开关应处于断开状态。
(2)[2]题目所进行的探究是用滑动变阻器来调节小灯泡的亮暗程度,那么变阻器应串联在电路中,而变阻器的接线柱应是一上一下的接法。电路中,滑片置于变阻器的最左端,为了让变阻器接入电路的阻值最大,下面的接线柱应接在右端,电路连接如下:
(3)[3]闭合开关,小灯泡不亮,可能是变阻器接入电路的阻值太大,造成电路中的电流太小,那么可向右调节滑片,让变阻器接入电路的阻值变小,观察小灯泡是否发光。
(4)[4]实验所用电路是串联电路,则电流处处相等,那么可将电流表接入电路的ABCD任何一处。