人教版九年级物理同步训练培优卷:17.3电阻的测量
一、选择题
1.(2024·西昌模拟)如图所示,电源电压保持不变,闭合开关S1、L2均发光,两电表均有示数,过一会儿,其中一个灯泡突然熄灭,一只电表示数增大,另一只电表示数减小为零,则此电流的故障为( )
A.灯泡L1开路 B.灯泡L2开路 C.灯泡L1短路 D.灯泡L2短路
【答案】D
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验;伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】如电路图所示,灯泡电压,电流表测通过的电流。
A.如果灯泡L开路,两个灯泡都熄灭,两电表均没示数,故A不符合题意;
B.如果灯泡
数都变大,故C不符合题意;
D.如果灯泡,电压表示数减小为0,电流表示数变大,故D符合题意。故选D。
【分析】根据由电路图可知,L1、L2串联,电压表测L2两端的电压,电流表测电路中的电流,根据选项逐一分析找出符合要求的选项。
2.(2024九上·武昌月考)某同学利用如图所示的电路做“伏安法测电阻”的实验,已知小灯泡的额定电压为2. 5V。实验中该同学按正确的实验操作闭合开关后记录了第一组数据,然后通过实验依次填写的其他实验数据及现象如表所示。
序号 1 2 3 4 5
U/V 1. 0 2. 0 2. 5 3. 0 6. 0
I/A 0. 2 0. 22 0. 25 0. 26 0
灯泡亮度 不亮 微亮 亮 很亮 不亮
R/Ω
①实验前,小灯泡的阻值等于5Ω。
②实验选用的滑动变阻器的最大阻值为25Ω。
③当小灯泡两端电压为1. 5V时,其电功率为0. 225W。
④第5组数据出现的原因可能是小灯泡发生了断路。上述关于实验的几种说法中正确的是( )
A.①④ B.②③ C.③④ D.②④
【答案】D
【知识点】电路故障的判断;欧姆定律及其应用;伏安法测电阻的探究实验;电路的动态分析;电功率的计算
【解析】【解答】
①实验前,小灯泡电阻未知。故①错误。
②小灯泡和滑动变阻器串联,由表格可知,当U1=1.0V时I=0.2A,U电源=6V.串联电路中,U2=U电源-U1=6V-1V=5V.
此时滑动变阻器分到的电压最大,所以滑动变阻器的阻值至少是:R2= 故②正确 。
③当小灯泡两端电压为1. 5V时 ,电流未知,无法求出其电功率。故③ 错误。
④第5组数据 可知,当I=0A 时,U=6V.此时小灯泡可能断路,电压表测电源电压。故④正确
由以上分析可知:②④正确。故D正确。
【分析】在串联电路中,U电源=-U1+U2。P=UI.电压表串联在电路中测电源电压。在串联电路中,根据分压原理可知,电阻阻值越大分到的电压越大。
3.(2023九上·浠水期中)某同学设计了以下四种电路,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,能够测量出未知电阻Rx阻值的电路是( )
A.只有①②③ B.只有②③④
C.只有②③ D.①②③④都可以
【答案】B
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】①由图知道,断开S,两电阻串联,电压表测量电源电压U,U=I(R0+Rx),闭合S,Rx被短路,电压表还是测量电源电压U,因串联时无法测量出电路中电流,所以不能测量出未知电阻的阻值。
②由图知道,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S2,两只电阻串联,电流表测量电路中的电流I,由于电源电压不变,则I0R0 =I(Rx+R0),故可求出Rx的阻值;
③由图知道,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,由于电源电压不变,则
I0R0 =(I-I0)Rx,故可求出Rx的阻值;
④两只电阻串联,闭合开关S,电压表测量电源电压为U;断开开关S,电压表测量Rx两端电压为Ux,根据欧姆定律可以计算出电路电流I=Ux/Rx,利用串联电路中电流相等,则Ux/Rx=U/(R0+Rx),故可求出Rx的阻值。
综上所述,B符合题意。
4.(2019九上·西安月考)如图所示是小成测量未知电阻 的实验电路,电源两端电压不变,其中 为阻值已知的定值电阻.当开关 、 闭合,开关 断开时,电流表示数为 ;当开关 、 闭合,开关 断开时,电流表示数为 .则下列四个选项中, 的表达式正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【知识点】欧姆定律及其应用;伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】与题图对应的电路图如图所示
当开关 、 闭合,开关 断开时, 与 并联,电流表测量 所在支路的电流,已知此时电流表示数为 ,则电源电压可表示为 ;当开关 、 闭合,开关 断开时, 与 仍并联,电流表测量干路中的总电流,已知此时电流表示数为 ,则电源电压可表示为
电源电压不变,故
整理得
故答案为:D
【分析】根据电阻并联,可以分别测量支路电流和干路总电流,根据电流和电阻的乘积计算电源电压,利用电压和电流的比值计算电阻。
5.(2019九上·龙岗期中)某同学利用下图所示的电路做“伏安法测电阻”的实验,已知电源电压恒为6V,滑动变阻器标有“20Ω 1A”字样,实验中该同学填写的实验数据如表所示。下列关于实验的几种说法中正确的是( )
序号 1 2 3 4 5
U/V 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0
I/A 0.10 0.21 0.30 0.40 0.49
①序号“1”的实验数据不是本实验中测得的
②序号“4”的实验中,滑动变阻器与待测电阻的阻值之比为2:1
③序号“2”和“5”的实验数据表明待测电阻R,不是定值电阻
④仅用该同学的实验器材就能探究电流与电压的关系
A.①④ B.③④ C.①②③ D.①③④
【答案】A
【知识点】欧姆定律及其应用;伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】解:①由表中数据结合欧姆定律可得,定值电阻R= = =10Ω,
根据分压原理可知,当滑动变阻器的最大电阻连入电路中时,电压表示数最小,
定值电阻两端的最小电压U最小= ×R= ×10Ω=2V>1V,所以第1组数据不是本实验中测得的,故①正确;
②序号“4”的实验中,滑动变阻器和定值电阻两端的电压之比为2V:4V=1:2,根据U滑:U定=IR滑:IR定=1:2,因为串联电路电流处处相等,故滑动变阻器与待测电阻的阻值之比为1:2,故②错误;
③根据I= 得,序号“2”的电阻为:R2= = ≈9.5Ω;序号“5”的电阻为:R5= = ≈10.2Ω,由于存在误差,序号“2”和“5”的待测电阻R相差不大,是定值电阻,故③错误;
④根据控制变量法要探究电流与电压的关系需要控制电阻一定,改变电压和电流,故仅用该同学的实验器材就能探究电流与电压的关系,故④正确。
综合分析①④正确,A符合题意。
故答案为:A
【分析】根据电压和电流的比值计算电阻,利用总电压和总电阻计算电流,进行判断是否合理。
6.(2017九上·白云期中)小明在用“伏安法”测电阻的实验中,根据测量数据绘制出如图所示 图象,对此作出的判断中,正确的是( )
A.通过 的电流与它两端所加电压不成正比
B. 的电阻比 的阻值大
C.将 、 并联接入到同一电路中, 两端的电压较大
D.将 、 串联接入到同一电路中,通过 的电流较大
【答案】B
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】A.电阻R1的函数图象是一条过原点的向上的直线,所以通过的电流跟它两端所加电压成正比.A不符合题意;
B.电阻R2的函数图象像是一条弯曲的曲线,所以通过R2的电流与它两端所加电压不成正比,但也不是反比关系,在相同环境下R2的电阻比R1的阻值大;B符合题意;
C. 将 、 并联接入到同一电路中,根据并联电路特点可知 、 两端电压相等;C不符合题意;
D.若将它们串联接入到同一电路中,因串联电路中电流处处相等,所以通过R1和R2电流相同.D不符合题意.
故答案为:B
【分析】从图象中获取有用的信息,结合串并联电路的特点和欧姆定律分析即可.
7.(人教版物理九年级第十七章第2节欧姆定律同步练习)如图所示,电源电压不变,闭和开关S,当滑动变阻器滑片P向右移动时()
A.电流表A1示数变小,电压表V示数变小
B.电流表A2示数变大,电压表V示数变大
C.电压表V示数与电流表A1示数比值不变
D.电压表V示数与电流表A2示数比值不变
【答案】C
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验;伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】由图可知,滑动变阻器R2与电阻R1并联,电流表A1测量电阻R1的电流,电流表A2测量干路电流,电压表测电源的电压;
A、在并联电路中,各支路两端的电压相等且等于电源电压,当滑动变阻器滑片P向右移动时,其电阻变大,但电压表的示数不变;由于定值电阻的阻值和两端电压不变,所以A1的示数不变,A错误;
B、滑片向右滑动,变阻器的阻值变大,这条支路的电流变小,通过定值电阻的电流不变,则通过干路中的电流变小,B错误;
C、电压表与电流表A1的比值是定值电阻的阻值,其阻值不变,所以电压表与A1的示数比值不变,C正确;
D、电压表的示数不变,由B分析知,A2的示数变小,所以电压表与A2的比值变大,D错误.
故选C.
【分析】本题考查欧姆定律的应用和并联电路电流和电压的特点,关键能够正确分析电阻的连接情况,搞清电表所测的电路,并知道滑动变阻器滑片移动过程中电路电阻的变化情况.
二、填空题
8.(2024九下·通榆月考)如图所示为灯泡 L 和定值电阻R 的U-I 图像,若将L 和R 并联在电源电压为6 V的电路中,则整个电路的总电流为 A.;若将 L 和 R 串联在电源电压为4 V 的电路中, 则 L 的电功率为 W。
【答案】0.9;0.2
【知识点】欧姆定律及其应用;伏安法测电阻的探究实验;电功率与电压、电流的关系;电功率的计算
【解析】【解答】1)若将L和R并联在电源电压为6V的电路中,并联电路各支路两端电压相等,由图可知,当电源电压为6V时,I=0.5A,Ir=0.4A,则整个电路的总电流为:I=I+Ip=0.5A+0.4A=0.9A;(2)若将其串联在电源电压为4V的电路中,由图可知,当I=0.2A时,UL=1V,UR=3V,电源电压U=Uц+Up=1V+3V=4V,符合要求;则L电功率PL=UI=1VX0.2A=0.2W。故答案为:0.9;0.2。
【分析】根据(1)若将L和R并联在电源电压为6V的电路中,根据并联电路规律可知,小灯泡和定值电阻两端电压相同且等于电源电压,通过小灯泡和定值电阻的电流之和等于干路电流,由图可知,当电源电压为6V时,通过灯泡的电流和通过定值电阻的电流,进一步计算此时的干路电流;
(2)若将其串联在电源电压为4V的电路中,根据串联电路规律可知,通过小灯泡和定值电阻的电流相同,且小灯泡和定值电阻两端电压之和等于电源电压,由图可知此时灯泡和定值电阻两端的电压和电路中的电流,根据P=UI得出灯泡功率分析得出。
9.(2023九上·建华期中) 如图甲的实验电路,电源电压恒定,R1是滑动变阻器,R2是定值电阻;图乙中的a、b分别是将滑动变阻器R1的滑片从最左端移动到最右端的过程中,电流表A的示数随两电压表V1、V2的示数变化关系图象,图 (选填a、b)是电流表A的示数随电压表V1的示数变化图像,电源电压 V。
【答案】a;6
【知识点】滑动变阻器的原理及其使用;伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)由图甲知,R1与R2串联,电流表测串联电路中的电流,电压表V1测R1的电压,电压表V2表测R2的电压,当滑动变阻器R1的滑片从最左端移动到最右端的过程中,R1的阻值在减小,串联电路中的电流在变大,R2两端的电压在增大,R1两端的电压在减小,所以在乙图所示的图像中“a”是电流表A的示数随电压表V1的示数变化图像;
(2)由乙图知:当电路中的电流为最大值:I=0.6A时,电压表V1的示数为0V;电压表V2的示数为6V;即此时只有R2工作,有:U源=U2=“6”V;
综上可知,本题正确答案为:第1 空应填:“a”,第2 空应填:“6” 。
【分析】(1)由图甲知,R1与R2串联,电流表测串联电路中的电流,电压表V1测R1的电压,电压表V2表测R2的电压,当滑动变阻器R1的滑片从最左端移动到最右端的过程中,R1的阻值在减小,串联电路中的电流在变大,R2两端的电压在增大,R1两端的电压在减小,可推知乙图所示的图像中“a”是电流表A的示数随电压表V1的示数变化图像;
(2)由乙图知:当电路中的电流为最大值时,电路中的总电阻最小,可推知此时R1短路,只有R2工作,根据U源=U2可求出电源电压;或者根据任意一组数据,比方:当I=0.3A时,U1=U2=3V,也可得出电源电压:U源=U1+U2=6V;余此类推 。
10.(2023九下·广州月考)小湛同学用伏安法测量小灯泡的电阻,待测小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)请根据图甲电路图,用笔画线代替导线,在图乙中完成实物电路图的连接,要求滑片P向右移动时,电流表的示数变小;
(2)按图乙连接好电路后,开关闭合,发现小灯泡不亮。请你根据电流表和电压表不同情况下的示数,推测导致小灯泡不亮的电路故障或原因并填写在表格内;
电压表示数情况 电流表示数情况 导致小灯泡不亮的电路故障或原因
情况① 示数接近电源电压 示数为零
情况② 示数为零 有示数
情况③ 有示数 有示数
(3)排除故障后,小明测得通过小灯泡的电流与小灯泡两端电压的关系如图所示。
①通过小灯泡的电流为0.1A时,滑动变阻器两端的电压U2=2.6V,求此时小灯泡的电阻R1 ,以及电源两端电压U ;
②小灯泡正常工作时,滑动变阻器10s消耗的电能为2.5J,求滑动变阻器两端的电压;
③若滑动变阻器电阻丝的比热容为0.2×103J/(kg·C),质量为10g,忽略电阻丝对外放热,求②中滑动变阻器电阻丝升高的温度。
【答案】;小灯泡断路;小灯泡短路;滑动变阻器接入电路的阻值太大;5Ω;3.1V;1V;1.25℃
【知识点】比热容;欧姆定律及其应用;伏安法测电阻的探究实验;电功的计算
三、计算题
11.(2024·西昌模拟)如图所示,是某种电热饮水机的简化电路示意图。它有加热和保温两种工作状态(由温控开关S0自动控制),阅读该饮水机说明书可知:饮水机的额定电压为220V,加热时的功率为400W,保温时的功率为40W,热水箱容积为2L(,,)求:
(1)将装满水箱的水从20℃加热至100℃,水所吸收的热量?
(2)R1的电阻值是多大?
(3)如果电能转化为水的内能的效率是80%,饮水机正常工作时,将装满水箱的水从20℃加热至100℃,需要多长时间?
【答案】(1)解: 装满水箱的水的质量m=ρV==2kg
水从20℃加热至100℃所吸收的热量Q吸=cmΔt=×2kg×(100℃-20℃)=6.72×105J
答:水所吸收的热量6.72×105J;
(2)解: 开关S0闭合时,只接入R1,饮水机处于加热状态,即R1的功率为400W,根据电功率推导式可得R1的电阻
答:R1的电阻值是121Ω;
(3)解: 根据题意可得
由功率定义式变形可得
答:将装满水箱的水从20℃加热至100℃需要2100s。
【知识点】欧姆定律及其应用;伏安法测电阻的探究实验
【解析】【分析】(1)由已知条件和密度公式求出水的质量,根据Q吸=cm(t-to)得出水吸收的热量;
(2)开关断开时,两电阻串联,电路电阻较大,根据可知,电功率较小,饮水机处于保温状态,
开关闭合时,电路为R1的简单电路,电路电阻较小,根据可知,电功率较大,饮水机处于加热
状态,根据和串联电路电阻特点求出R2的阻值。
(3)在加热过程中,根据W=Pt求出消耗的电能;根据η=x100%求出热效率;
1 / 1人教版九年级物理同步训练培优卷:17.3电阻的测量
一、选择题
1.(2024·西昌模拟)如图所示,电源电压保持不变,闭合开关S1、L2均发光,两电表均有示数,过一会儿,其中一个灯泡突然熄灭,一只电表示数增大,另一只电表示数减小为零,则此电流的故障为( )
A.灯泡L1开路 B.灯泡L2开路 C.灯泡L1短路 D.灯泡L2短路
2.(2024九上·武昌月考)某同学利用如图所示的电路做“伏安法测电阻”的实验,已知小灯泡的额定电压为2. 5V。实验中该同学按正确的实验操作闭合开关后记录了第一组数据,然后通过实验依次填写的其他实验数据及现象如表所示。
序号 1 2 3 4 5
U/V 1. 0 2. 0 2. 5 3. 0 6. 0
I/A 0. 2 0. 22 0. 25 0. 26 0
灯泡亮度 不亮 微亮 亮 很亮 不亮
R/Ω
①实验前,小灯泡的阻值等于5Ω。
②实验选用的滑动变阻器的最大阻值为25Ω。
③当小灯泡两端电压为1. 5V时,其电功率为0. 225W。
④第5组数据出现的原因可能是小灯泡发生了断路。上述关于实验的几种说法中正确的是( )
A.①④ B.②③ C.③④ D.②④
3.(2023九上·浠水期中)某同学设计了以下四种电路,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,能够测量出未知电阻Rx阻值的电路是( )
A.只有①②③ B.只有②③④
C.只有②③ D.①②③④都可以
4.(2019九上·西安月考)如图所示是小成测量未知电阻 的实验电路,电源两端电压不变,其中 为阻值已知的定值电阻.当开关 、 闭合,开关 断开时,电流表示数为 ;当开关 、 闭合,开关 断开时,电流表示数为 .则下列四个选项中, 的表达式正确的是( )
A. B.
C. D.
5.(2019九上·龙岗期中)某同学利用下图所示的电路做“伏安法测电阻”的实验,已知电源电压恒为6V,滑动变阻器标有“20Ω 1A”字样,实验中该同学填写的实验数据如表所示。下列关于实验的几种说法中正确的是( )
序号 1 2 3 4 5
U/V 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0
I/A 0.10 0.21 0.30 0.40 0.49
①序号“1”的实验数据不是本实验中测得的
②序号“4”的实验中,滑动变阻器与待测电阻的阻值之比为2:1
③序号“2”和“5”的实验数据表明待测电阻R,不是定值电阻
④仅用该同学的实验器材就能探究电流与电压的关系
A.①④ B.③④ C.①②③ D.①③④
6.(2017九上·白云期中)小明在用“伏安法”测电阻的实验中,根据测量数据绘制出如图所示 图象,对此作出的判断中,正确的是( )
A.通过 的电流与它两端所加电压不成正比
B. 的电阻比 的阻值大
C.将 、 并联接入到同一电路中, 两端的电压较大
D.将 、 串联接入到同一电路中,通过 的电流较大
7.(人教版物理九年级第十七章第2节欧姆定律同步练习)如图所示,电源电压不变,闭和开关S,当滑动变阻器滑片P向右移动时()
A.电流表A1示数变小,电压表V示数变小
B.电流表A2示数变大,电压表V示数变大
C.电压表V示数与电流表A1示数比值不变
D.电压表V示数与电流表A2示数比值不变
二、填空题
8.(2024九下·通榆月考)如图所示为灯泡 L 和定值电阻R 的U-I 图像,若将L 和R 并联在电源电压为6 V的电路中,则整个电路的总电流为 A.;若将 L 和 R 串联在电源电压为4 V 的电路中, 则 L 的电功率为 W。
9.(2023九上·建华期中) 如图甲的实验电路,电源电压恒定,R1是滑动变阻器,R2是定值电阻;图乙中的a、b分别是将滑动变阻器R1的滑片从最左端移动到最右端的过程中,电流表A的示数随两电压表V1、V2的示数变化关系图象,图 (选填a、b)是电流表A的示数随电压表V1的示数变化图像,电源电压 V。
10.(2023九下·广州月考)小湛同学用伏安法测量小灯泡的电阻,待测小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)请根据图甲电路图,用笔画线代替导线,在图乙中完成实物电路图的连接,要求滑片P向右移动时,电流表的示数变小;
(2)按图乙连接好电路后,开关闭合,发现小灯泡不亮。请你根据电流表和电压表不同情况下的示数,推测导致小灯泡不亮的电路故障或原因并填写在表格内;
电压表示数情况 电流表示数情况 导致小灯泡不亮的电路故障或原因
情况① 示数接近电源电压 示数为零
情况② 示数为零 有示数
情况③ 有示数 有示数
(3)排除故障后,小明测得通过小灯泡的电流与小灯泡两端电压的关系如图所示。
①通过小灯泡的电流为0.1A时,滑动变阻器两端的电压U2=2.6V,求此时小灯泡的电阻R1 ,以及电源两端电压U ;
②小灯泡正常工作时,滑动变阻器10s消耗的电能为2.5J,求滑动变阻器两端的电压;
③若滑动变阻器电阻丝的比热容为0.2×103J/(kg·C),质量为10g,忽略电阻丝对外放热,求②中滑动变阻器电阻丝升高的温度。
三、计算题
11.(2024·西昌模拟)如图所示,是某种电热饮水机的简化电路示意图。它有加热和保温两种工作状态(由温控开关S0自动控制),阅读该饮水机说明书可知:饮水机的额定电压为220V,加热时的功率为400W,保温时的功率为40W,热水箱容积为2L(,,)求:
(1)将装满水箱的水从20℃加热至100℃,水所吸收的热量?
(2)R1的电阻值是多大?
(3)如果电能转化为水的内能的效率是80%,饮水机正常工作时,将装满水箱的水从20℃加热至100℃,需要多长时间?
答案解析部分
1.【答案】D
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验;伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】如电路图所示,灯泡电压,电流表测通过的电流。
A.如果灯泡L开路,两个灯泡都熄灭,两电表均没示数,故A不符合题意;
B.如果灯泡
数都变大,故C不符合题意;
D.如果灯泡,电压表示数减小为0,电流表示数变大,故D符合题意。故选D。
【分析】根据由电路图可知,L1、L2串联,电压表测L2两端的电压,电流表测电路中的电流,根据选项逐一分析找出符合要求的选项。
2.【答案】D
【知识点】电路故障的判断;欧姆定律及其应用;伏安法测电阻的探究实验;电路的动态分析;电功率的计算
【解析】【解答】
①实验前,小灯泡电阻未知。故①错误。
②小灯泡和滑动变阻器串联,由表格可知,当U1=1.0V时I=0.2A,U电源=6V.串联电路中,U2=U电源-U1=6V-1V=5V.
此时滑动变阻器分到的电压最大,所以滑动变阻器的阻值至少是:R2= 故②正确 。
③当小灯泡两端电压为1. 5V时 ,电流未知,无法求出其电功率。故③ 错误。
④第5组数据 可知,当I=0A 时,U=6V.此时小灯泡可能断路,电压表测电源电压。故④正确
由以上分析可知:②④正确。故D正确。
【分析】在串联电路中,U电源=-U1+U2。P=UI.电压表串联在电路中测电源电压。在串联电路中,根据分压原理可知,电阻阻值越大分到的电压越大。
3.【答案】B
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】①由图知道,断开S,两电阻串联,电压表测量电源电压U,U=I(R0+Rx),闭合S,Rx被短路,电压表还是测量电源电压U,因串联时无法测量出电路中电流,所以不能测量出未知电阻的阻值。
②由图知道,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S2,两只电阻串联,电流表测量电路中的电流I,由于电源电压不变,则I0R0 =I(Rx+R0),故可求出Rx的阻值;
③由图知道,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,由于电源电压不变,则
I0R0 =(I-I0)Rx,故可求出Rx的阻值;
④两只电阻串联,闭合开关S,电压表测量电源电压为U;断开开关S,电压表测量Rx两端电压为Ux,根据欧姆定律可以计算出电路电流I=Ux/Rx,利用串联电路中电流相等,则Ux/Rx=U/(R0+Rx),故可求出Rx的阻值。
综上所述,B符合题意。
4.【答案】D
【知识点】欧姆定律及其应用;伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】与题图对应的电路图如图所示
当开关 、 闭合,开关 断开时, 与 并联,电流表测量 所在支路的电流,已知此时电流表示数为 ,则电源电压可表示为 ;当开关 、 闭合,开关 断开时, 与 仍并联,电流表测量干路中的总电流,已知此时电流表示数为 ,则电源电压可表示为
电源电压不变,故
整理得
故答案为:D
【分析】根据电阻并联,可以分别测量支路电流和干路总电流,根据电流和电阻的乘积计算电源电压,利用电压和电流的比值计算电阻。
5.【答案】A
【知识点】欧姆定律及其应用;伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】解:①由表中数据结合欧姆定律可得,定值电阻R= = =10Ω,
根据分压原理可知,当滑动变阻器的最大电阻连入电路中时,电压表示数最小,
定值电阻两端的最小电压U最小= ×R= ×10Ω=2V>1V,所以第1组数据不是本实验中测得的,故①正确;
②序号“4”的实验中,滑动变阻器和定值电阻两端的电压之比为2V:4V=1:2,根据U滑:U定=IR滑:IR定=1:2,因为串联电路电流处处相等,故滑动变阻器与待测电阻的阻值之比为1:2,故②错误;
③根据I= 得,序号“2”的电阻为:R2= = ≈9.5Ω;序号“5”的电阻为:R5= = ≈10.2Ω,由于存在误差,序号“2”和“5”的待测电阻R相差不大,是定值电阻,故③错误;
④根据控制变量法要探究电流与电压的关系需要控制电阻一定,改变电压和电流,故仅用该同学的实验器材就能探究电流与电压的关系,故④正确。
综合分析①④正确,A符合题意。
故答案为:A
【分析】根据电压和电流的比值计算电阻,利用总电压和总电阻计算电流,进行判断是否合理。
6.【答案】B
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】A.电阻R1的函数图象是一条过原点的向上的直线,所以通过的电流跟它两端所加电压成正比.A不符合题意;
B.电阻R2的函数图象像是一条弯曲的曲线,所以通过R2的电流与它两端所加电压不成正比,但也不是反比关系,在相同环境下R2的电阻比R1的阻值大;B符合题意;
C. 将 、 并联接入到同一电路中,根据并联电路特点可知 、 两端电压相等;C不符合题意;
D.若将它们串联接入到同一电路中,因串联电路中电流处处相等,所以通过R1和R2电流相同.D不符合题意.
故答案为:B
【分析】从图象中获取有用的信息,结合串并联电路的特点和欧姆定律分析即可.
7.【答案】C
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验;伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】由图可知,滑动变阻器R2与电阻R1并联,电流表A1测量电阻R1的电流,电流表A2测量干路电流,电压表测电源的电压;
A、在并联电路中,各支路两端的电压相等且等于电源电压,当滑动变阻器滑片P向右移动时,其电阻变大,但电压表的示数不变;由于定值电阻的阻值和两端电压不变,所以A1的示数不变,A错误;
B、滑片向右滑动,变阻器的阻值变大,这条支路的电流变小,通过定值电阻的电流不变,则通过干路中的电流变小,B错误;
C、电压表与电流表A1的比值是定值电阻的阻值,其阻值不变,所以电压表与A1的示数比值不变,C正确;
D、电压表的示数不变,由B分析知,A2的示数变小,所以电压表与A2的比值变大,D错误.
故选C.
【分析】本题考查欧姆定律的应用和并联电路电流和电压的特点,关键能够正确分析电阻的连接情况,搞清电表所测的电路,并知道滑动变阻器滑片移动过程中电路电阻的变化情况.
8.【答案】0.9;0.2
【知识点】欧姆定律及其应用;伏安法测电阻的探究实验;电功率与电压、电流的关系;电功率的计算
【解析】【解答】1)若将L和R并联在电源电压为6V的电路中,并联电路各支路两端电压相等,由图可知,当电源电压为6V时,I=0.5A,Ir=0.4A,则整个电路的总电流为:I=I+Ip=0.5A+0.4A=0.9A;(2)若将其串联在电源电压为4V的电路中,由图可知,当I=0.2A时,UL=1V,UR=3V,电源电压U=Uц+Up=1V+3V=4V,符合要求;则L电功率PL=UI=1VX0.2A=0.2W。故答案为:0.9;0.2。
【分析】根据(1)若将L和R并联在电源电压为6V的电路中,根据并联电路规律可知,小灯泡和定值电阻两端电压相同且等于电源电压,通过小灯泡和定值电阻的电流之和等于干路电流,由图可知,当电源电压为6V时,通过灯泡的电流和通过定值电阻的电流,进一步计算此时的干路电流;
(2)若将其串联在电源电压为4V的电路中,根据串联电路规律可知,通过小灯泡和定值电阻的电流相同,且小灯泡和定值电阻两端电压之和等于电源电压,由图可知此时灯泡和定值电阻两端的电压和电路中的电流,根据P=UI得出灯泡功率分析得出。
9.【答案】a;6
【知识点】滑动变阻器的原理及其使用;伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)由图甲知,R1与R2串联,电流表测串联电路中的电流,电压表V1测R1的电压,电压表V2表测R2的电压,当滑动变阻器R1的滑片从最左端移动到最右端的过程中,R1的阻值在减小,串联电路中的电流在变大,R2两端的电压在增大,R1两端的电压在减小,所以在乙图所示的图像中“a”是电流表A的示数随电压表V1的示数变化图像;
(2)由乙图知:当电路中的电流为最大值:I=0.6A时,电压表V1的示数为0V;电压表V2的示数为6V;即此时只有R2工作,有:U源=U2=“6”V;
综上可知,本题正确答案为:第1 空应填:“a”,第2 空应填:“6” 。
【分析】(1)由图甲知,R1与R2串联,电流表测串联电路中的电流,电压表V1测R1的电压,电压表V2表测R2的电压,当滑动变阻器R1的滑片从最左端移动到最右端的过程中,R1的阻值在减小,串联电路中的电流在变大,R2两端的电压在增大,R1两端的电压在减小,可推知乙图所示的图像中“a”是电流表A的示数随电压表V1的示数变化图像;
(2)由乙图知:当电路中的电流为最大值时,电路中的总电阻最小,可推知此时R1短路,只有R2工作,根据U源=U2可求出电源电压;或者根据任意一组数据,比方:当I=0.3A时,U1=U2=3V,也可得出电源电压:U源=U1+U2=6V;余此类推 。
10.【答案】;小灯泡断路;小灯泡短路;滑动变阻器接入电路的阻值太大;5Ω;3.1V;1V;1.25℃
【知识点】比热容;欧姆定律及其应用;伏安法测电阻的探究实验;电功的计算
11.【答案】(1)解: 装满水箱的水的质量m=ρV==2kg
水从20℃加热至100℃所吸收的热量Q吸=cmΔt=×2kg×(100℃-20℃)=6.72×105J
答:水所吸收的热量6.72×105J;
(2)解: 开关S0闭合时,只接入R1,饮水机处于加热状态,即R1的功率为400W,根据电功率推导式可得R1的电阻
答:R1的电阻值是121Ω;
(3)解: 根据题意可得
由功率定义式变形可得
答:将装满水箱的水从20℃加热至100℃需要2100s。
【知识点】欧姆定律及其应用;伏安法测电阻的探究实验
【解析】【分析】(1)由已知条件和密度公式求出水的质量,根据Q吸=cm(t-to)得出水吸收的热量;
(2)开关断开时,两电阻串联,电路电阻较大,根据可知,电功率较小,饮水机处于保温状态,
开关闭合时,电路为R1的简单电路,电路电阻较小,根据可知,电功率较大,饮水机处于加热
状态,根据和串联电路电阻特点求出R2的阻值。
(3)在加热过程中,根据W=Pt求出消耗的电能;根据η=x100%求出热效率;
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