2024-2025学年九年级上册物理单元测试
第十四章《欧姆定律》(培优卷)
一、选择题(本题共10小题,每小题3分,共30分,每小题只有一个选项符合题意)
1.两个定值电阻,甲标有“16Ω 1.5A”,乙标有“22Ω 0.5A”,现把它们串联起来,则该串联电路中允许通过的最大电流和它们两端加的最高电压是( )
A.1.5A 57V B.0.5A 41V C.2A 35V D.0.5A 19V
2.如图所示电路中,R1=3Ω,R2=6Ω,当开关S1与S2闭合、S3断开时,电流表的示数为I1;当开关S1与S3闭合、S2断开时,电流表的示数为I2,则I1与I2的比值为( )
A.1:2 B.2:1 C.2:3 D.3:2
3.如图所示是一个自动体重测试仪的工作原理图,有关它的说法正确的是( )
A.体重测试仪电路由于缺少开关,始终处于通路
B.体重显示表是用电压表改装成的
C.体重测试仪所测体重越大,电路总电阻越大
D.体重测试仪所测体重越大,电路中的电流越大
4.如图所示,电源电压不变,闭合开关S,当滑动变阻器R2的滑片由最右端向中点滑动过程中,下列说法正确的是( )
A.电压表示数不变,电流表A1示数不变
B.电压表示数变大,电流表A2示数变大
C.电压表示数不变,两个电流表示数的差不变
D.电压表示数变小,电压表与电流表A2示数的比值变小
5.煤气炉一旦因故熄火而又没有被及时发现,将是十分危险的。某科技小组同学设计了煤气炉熄火报警装置,他们将光敏电阻R、阻值为9Ω的定值电阻R0和电流表串联接在电压为9V的电源上,电压表并联接在定值电阻R0两端,电路如图甲所示。该装置可以对煤气炉进行监视和报警使用时,光敏电阻对准火焰,报警器不报警;火焰熄灭时报警器报警。光敏电阻的阻值随光照射的强弱而改变。“光强”是表示光的强弱程度的物理量,照射光越强,光强越大。光强符号用E表示,国际单位为坎德拉(cd)。光敏电阻的阻值R与光强E间的变化关系图像如图乙所示。则下列说法正确的是( )
A.由图像可得出光敏电阻阻值随光强的增大而增大
B.光强增大,电流表示数减小
C.若火焰熄灭,则电流表示数为1A
D.若光强由1cd增加到3cd,电压表的示数由3V增加到5.4V
6.如图所示,已知电源电压恒定不变,闭合开关S,将滑片P由图示位置向下滑动的过程中,下列说法正确的是( )。
A.电流表A1的示数变小 B.电流表A2的示数变大
C.电压表的示数变大 D.灯泡L的亮度不变
7.小刚用图所示电路探究一段电路中电流跟电阻的关系,在此实验过程中,当A、B两点间的电阻由5Ω更换为10Ω后,为了探究上述问题,他应该采取的唯一操作是( )
A.变阻器滑片不动
B.将变阻器滑片适当向左移动
C.将变阻器滑片适当向右移动
D.适当增加电池的节数
8.如图所示的电路中,电源电压不变,滑动变阻器标有“20Ω 2A”字样,灯L的额定电压为6V,其I-U图像如图所示。当滑片P处于最右端,分别闭合开关S1和S2时,电路中的电流都为0.3A,则下列说法错误的是( )
A.电源电压为9V
B.定值电阻R=10Ω
C.只闭合S2,使电流表示数为0.5A,再断开S2,闭合S1后,灯L能正常发光
D.只闭合S1,移动滑片P,使灯L正常发光时,滑动变阻器接入电路的阻值为6Ω
9.为了测出未知电阻Rx的阻值,某同学利用阻值已知的电阻R0和一只电流表或电压表分别设计了如图所示的四种电路,其中可行的是(电源电压未知且不变)( )
A.(2)(3) B.(2)(4) C.(1)(3) D.(3)(4)
10.如图所示的电路,电源电压恒为4.5V,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V,定值电阻阻值为5Ω,滑动变阻器规格为“20Ω 0.5A”。闭合开关S,移动滑片的过程中,下列说法正确的是( )
A.若滑片P向右移动,电流表示数变大 B.若滑片P向右移动,电压表示数变小
C.电流表示数变化范围为0.3A~0.5A D.滑动变阻器的阻值变化范围4Ω~20Ω
二、填空题(每空1分)
11.如图为一种测量体重的装置,其中体重示数计是由_______表改装成的,R2相当于一个_____________,电路中R1的作用是_____________。
12.把R1=5Ω和R2=20Ω的两个电阻并联在电路中,它们的总电阻是_______Ω,R1两端电压与R2两端电压之比是_______。
13.如图所示的电路中,小明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,电压表的示数_______,电流表的示数_______(两空均选填“增大”、“减小”或“不变”)。
14.如图甲所示,R′是滑动变阻器,R是定值电阻,电源电压恒定.当滑片P向下滑动时,电流表示数将________(填“变大”“变小”或“不变”).小军根据此电路设计一种自动测高仪如图乙,要求:身高越高,仪表示数越大(指针右偏),他应把_______(填“电流表”或“电压表”)改装为测高计.
15.如图所示,电源电压不变,R1和R2是两段长度相同、材料相同的电阻丝,R2=40Ω,闭合开关S,断开开关S1,电流表的示数是0.2A;若再闭合S1,电流表的示数是0.6A,则电源电压为_______V。开关都闭合时,通过R1和R2的电流之比为_______,电阻丝_______(选填“R1”或“R2” )的横截面积较大。
16.三个定值电阻串联后接在电压恒定的电路两端,其阻值R1=5Ω,R2=10Ω,R3=15Ω。某同学将一只电流表接在R2的两端,如图所示,发现其示数为1.5A,电路两端的电压_______V。若将图中的电流表换成电压表,则电压表的示数为_______V。
17.在如图甲所示的电路中,当滑片P由b移到a的过程中,电压表示数U及滑动变阻器接入电路的电阻R2的变化情况如图乙所示。则电阻R1的阻值为_______Ω;电源电压为_______V;当滑片P移到中点时,通过R1的电流为_______A。
18.如图甲所示,在“伏安法测小灯泡的阻值”实验中,开关闭合前,应将滑动变阻器的滑片移到最_______端。闭合开关后,要使小灯泡的亮度增加,应将滑片向_______端移动。考虑温度对灯泡阻值的影响,乙图中能正确反映通过灯泡的电流和灯泡两端电压关系的图像是_______。
19.汕头某校创客小组自制肺活量比较装置,吹气时,气球胀大,隔板向上运动,总电阻_______,电压表示数_______。(均选填“变大”、“不变”或“变小”)
20.小红想利用一块电流表和阻值已知的定值电阻R0测量未知电阻Rx的阻值。小红设计了如图所示的实验电路。
(1)以下是小红设计的部分实验方案,请你帮她补充完整:
①只闭合开关S、S1,读出并记录电流表示数I1。
②______________,读出并记录电流表示数I2。
(2)请你用电流表两次的示数I1、I2和定值电阻R0表示出Rx,Rx=______________。
三、解答探究题(计算型问题解答时要有必要的文字说明、公式和计算过程,直接写出结果不能得分)
21.如下图所示,电源电压恒定,R1=20Ω,闭合开关S,断开开关S1,电流表示数是0.3A;若再闭合S1,发现电流表示数变化了0.6A,求:
(1)电路的电源电压为多少?
(2)R2的阻值是多少?
22.在测量小灯泡电阻的实验中,小会选用标有“2.5V”字样的小灯泡进行实验。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲所示电路补充完整_________;
(2)连接电路时,开关应处于_________状态。连接好电路,将滑片P移至最右端,接通电路后,发现小灯泡不发光,电压表示数约为3V,其原因可能是小灯泡__________________;
(3)排除故障后,闭合开关,调节滑片P,电压表示数如图乙所示为___________V,为测量小灯泡正常发光时的电阻,应将滑片P向_________端滑动;
(4)下表是记录的实验数据,则小灯泡正常发光时的电阻约为________(结果保留小数点后1位);实验中发现灯泡越亮,温度越高,结合数据可知:灯丝温度越高,电阻越__________;
次数 1 2 3 4
1 2 2.5 2.8
0.18 0.28 0.30 0.31
(5)小会在实验过程中发现用力捏滑片与电阻丝接触处,灯泡发光明显变亮。请结合影响导体电阻大小的因素,分析产生这一现象可能的原因是__________________。
23.如图所示,某工厂要研发一种新型材料,要求对该材料的承受撞击力进行测试。测试时如图(甲),该材料样品(不计质量)平放在压力传感器上,闭合开关S,由静止自由释放重物,经撞击后样品材料仍完好无损。从重物开始下落到撞击样品,最终静止在样品表面上的过程中,电流表的示数随时间t变化的图像如图(乙),压力传感器的电阻R1随压力F变化的过程如图(丙)。定值电阻R0=10Ω压力传感器不受力时,电阻为110Ω,求:
(1)电源电压是多少V?
(2)在撞击过程中,样品承受的最大撞击力为多少N?
(3)重物的重力为多少N?
24.小芳利用如图甲所示的电路,探究“电流与电压、电阻的关系”。实验器材:电源(电压恒为4.5V)、电流表、电压表各一个,一个开关,若干定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω、25Ω、30Ω),一个滑动变阻器(60Ω 3A),导线若干。
(1)请根据图甲所示的电路图,用笔画线代替导线把图乙所示的实物电路连接完整;
(2)小芳在闭合开关S时,发现电压表指针反向偏转,出现这种现象的原因可能是:_________________;
(3)小芳在探究“电流与电压的关系”,连接电路时开关应_______,滑片应置于_______端(选填“A”或“B”),通过实验得到多组实验数据,由这些数据画出如图丙所示的图像,由图像可得结论:当电阻一定时,____________________________;
(4)小芳在探究“电流与电阻的关系”时,现将5Ω定值电阻接入电路后,闭合开关S,发现电流表无示数而电压表有示数,则电路中的故障可能是______________;纠正故障后,为了保证所有定值电阻均能完成实验,实验过程中小芳应该保证电压表示数_______(选填“至多”或“至少”)为_______V不变;
(5)小芳找来一个小灯泡将定值电阻更换,测得数据后发现小灯泡两端电压与通过的电流关系如图丁所示,若闭合开关S,小灯泡发光,滑动变阻器滑片P滑动过程中,小灯泡阻值的变化量大小为 R1,滑动变阻器连入电路阻值的变化量大小为 R2,则这两个量的大小关系是: R1_______ R2(选填“大于”“小于”或“等于”)。
参考答案
1.D
【解析】甲标有“16Ω 1.5A”,乙标有“22Ω 0.5A”,因串联电路中各处的电流相等,所以,两只电阻串联时,电路中的最大电流I=I乙=0.5A
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以电路的总电阻R=R甲+R乙=16Ω+22Ω=38Ω
由欧姆定律可得,电路两端允许加的最大电压U=IR=0.5A×38Ω=19V
ABC不符合题意,D符合题意。
故答案为:D。
2.C
【解析】
当开关S1与S2闭合、S3断开时,R2被短路,R1单独接入电路,电流表测量电路中的总电流,电路中的电流为
当开关S1与S3闭合、S2断开时,R1和R2并联接入电路,电流表测量干路中的总电流,根据并联电路的电流规律可知,干路中的电流为
I1与I2的比值为故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
3.D
【解析】A.当自动体重测试仪不工作时,滑片位于绝缘体的位置,电路断路,A不符合题意;
B.由电路图可知,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,B不符合题意;
CD.体重测试仪所测体重越大时,变阻器接入电路中的电阻越小,电路总电阻越小;根据欧姆定律I= 可知,电路中的电流越大,C不符合题意,D符合题意。
故答案为:D。
4.A
【解析】由电路图可知,R1、R2并联,电压表测并联电路两端电压,即电源电压,电流表A1测通过R1的电流,电流表A2测干路中的电流;
ABD.因为电压表测电源电压,所以当滑动变阻器R2的滑片由最右端向中点滑动过程中,电压表的示数不变,也不会对R1造成任何影响,所以通过R1的电流不变,即电流表A1的示数不变,A符合题意,BD不符合题意;
C.根据并联电路电流特点可知,在并联电路中,干路中的电流等于各支路电流之和,所以两个电流表示数的差实际上是通过R2的电流,当滑动变阻器R2的滑片由最右端向中点滑动过程中,R2阻值减小,根据可得,通过R2的电流增大,所以两个电流表示数的差应变大,C不符合题意。
故答案为:A。
5.D
【解析】
由电路图可知,R与R0串联,电压表测R0两端的电压,电流表测电路中的电流。
A.由图象可知,光敏电阻R的阻值随光强的增大而减小,故A错误;
B.当光强增大时,R的阻值减小,电路的总电阻减小,由可知,电路中的电流增大,电流表示数增大,故B错误;
C.若电路中只有R0,则电流表的示数
因火焰熄灭时,照射的光最弱,光强最小,由图象可知,光敏电阻的阻值最大,则电流表的示数应最小,小于1A,故C错误;
D.由图乙可知,光强为1cd时光敏电阻的阻值R1=18Ω,电路中的电流
电压表的示数
U1=I1R0=×9Ω=3V
光强为3cd时光敏电阻的阻值R2=6Ω,电路中的电流
电压表的示数
U2=I2R0=×9Ω=5.4V
故D正确。
故选D。
6.D。
【解析】如图所示,闭合开关S,滑动变阻器和灯泡并联,电流表A1测干路电流,电流表A2测灯泡电流,电压表测电源电压,滑片向下滑动的过程,滑动变阻器接入电路阻值变小;
A.滑动变阻器接入电路阻值变小,干路电流增大,,故A错误;
B.电流表A2测灯泡电流,调节滑片P位置不影响灯泡电流,故B错误;
C.电压表测电源电压,保持不变,故C错误;
D.滑动变阻器和灯泡并联,互不影响,故D正确。故选D。
7.C
【解析】在探究电流与电阻的关系实验中,应控制电阻两端的电压不变。
A.变阻器滑片不动,定值电阻两端电压会变大,不符合保持电压不变的要求,故A不符合题意;
B.当A、B两点间的电阻由5Ω更换为10Ω后,定值电阻两端的电压会增大,将变阻器滑片适当向左移动,滑动变阻器电阻会减小,根据串联分压,滑动变阻器的电压减小,定值电阻的电压会继续增大,不符合保持电压不变的要求,故B不符合题意;
C.当A、B两点间的电阻由5Ω更换为10Ω后,定值电阻两端的电压会增大,将变阻器滑片适当向右移动,滑动变阻器电阻会增大,根据串联分压,滑动变阻器的电压增大,当定值电阻的电压减小到原来的电压即符合保持电压不变的要求,故C符合题意;
D.适当增加电池的节数,电源电压会增大,定值电阻和滑动变阻器的电压都会增大,不符合定值电阻电压保持不变的要求,故D不符合题意。
故选C。
8.C
【解析】
A.当滑片P处于最右端,滑动变阻器接入电路的阻值为20Ω,闭合开关S1,滑动变阻器和灯泡串联,电路中电流为0.3A,从图乙可知灯泡两端的电压为3V,根据欧姆定律可知滑动变阻器两端的电压为U滑=IR滑=0.3A×20Ω=6V
则电源电压U=6V+3V=9V
故A正确,不符合题意;
B.当滑片P处于最右端,滑动变阻器接入电路的阻值为20Ω,闭合开关S2,滑动变阻器和定值电阻串联,电路中电流为0.3A,则滑动变阻器两端的电压为6V不变,根据欧姆定律可知定值电阻的阻值R=
故B正确,不符合题意;
CD.只闭合S2,滑动变阻器和定值电阻串联,电流表测量电路电流,示数为0.5A,则定值电阻两端的电压UR′=I′R=0.5A×10Ω=5V滑动变阻器两端的电压为U滑′=9V-5V=4V滑动变阻器接入电路的阻值R滑′=
断开S2,闭合S1后,滑动变阻器和灯泡串联,灯L的额定电压为6V,从图乙可知灯泡正常发光的电流为0.5A,若灯泡正常发光,则滑动变阻器两端的电压U滑″=9V-6V=3V滑动变阻器接入电路的阻值R滑″=
故再断开S2,闭合S1后,灯L不能能正常发光,只闭合S1,移动滑片P,使灯L正常发光时,滑动变阻器接入电路的阻值为6Ω;故C错误,符合题意,D正确,不符合题意。
故选C。
9.B
【解析】
(1)当开关S2闭合只有Rx接入电路,当开关S2断开,电流表与电阻R0串联,只能测量出定值电阻两端的电压,待测电阻的电压未知,电流未知,故无法测量出待测电阻的阻值,故(1)不符合题意;
(2)当开关S1接1时,可以测出电源电压,再接到2时,只有待测电阻,待测电阻的电压为电源电压,电流表测量电流,故可以测出待测电阻的阻值,故(2)符合题意;
(3)当开关S2断开时,电压表测量电源电压,开关S2闭合后,定值电阻被短路,电压表测量电源电压,无法测出串联时待测电阻两端的电压,故无法测出电流,故(3)不符合题意;
(4)开关S1闭合,开关S2闭合后,只有待测电阻接入,电压表测量电源电压,当开关S2断开后,两电阻串联,电压表测量待测电阻的电压,就可以求出定值电阻的电压,根据定值电阻的阻值,就可以求出电流,根据电流,待测电阻的电压,即可以求出电阻,故(4)符合题意。
故选B。
10.C
【解析】
A.分析电路图可知,这是一个串联电路,电压表测滑动变阻器两端的电压,当滑片向右移动时,电路中的总电阻变大,电流变小,因此电流表示数变小,故A错误;
B.电压表测滑动变阻器两端电压,根据串联电路的分压原理可知,当滑片向右移动时,滑动变阻器的电阻变大,分配的电压会变大,因此电压表示数变大,故B错误;
C.当电压表示数为3V时,电路中的电阻最大,电流最小,此时,定值电阻两端的电压为
U=4.5V-3V=1.5V
电路中的最小电流为
I==0.3A
因为滑动变阻器允许通过的最大电流为0.5A,所以电流表的最大示数为0.5A,所以电流表示数的变化范围时0.3A~0.5A,故C正确;
D.当电路中的电流为0.5A时,滑动变阻器的电阻最小,此时电路中的总电阻为
R总=
滑动变阻器的电阻为
RP小=9Ω-5Ω=4Ω
当电压表示数为3V时,滑动变阻器的阻值最大,此时电路中的电流为
I小=
则滑动变阻器的电阻为
RP大=
所以,滑动变阻器的阻值变化范围为4Ω~10Ω,故D错误。
故选C。
11.电流;滑动变阻器;保护电路
【解析】解:由电路图可知,体重示数计串联在电路中,所以体重示数计是由电流表改装成的;体重增大,滑片上移,电阻R2接入电路的电阻变小,因此R2相当于一个滑动变阻器;当体重很大时,滑片滑到最上端,R2接入电路的电阻为零,如果没有电阻R1,会造成电源短路,烧坏电源和电流表,因此电路中的R1具有保护电路的作用。
12.把R1=5Ω和R2=20Ω的两个电阻并联在电路中,它们的总电阻是 Ω,R1两端电压与R2两端电压之比是 。
【答案】4;1∶1
【解析】两个电阻并联电路中,由并联电路的电阻规律可得,电路的总电阻为
并联后各电阻两端的电压相等,故U1:U2=1:1
13.减小;增大
【解析】由图得,R0与电阻丝、滑动变阻器R串联,电压表测量电阻丝、滑动变阻器R的总电压,电流表测量电路电流,闭合S,对拉环施加水平向右的拉力的过程中,滑动变阻器R接入电路中电阻变小,则电阻丝、滑动变阻器R的总电压变小,电压表的示数减小;电路中总电阻变小,由欧姆定律得,电路电流变大,即电流表的示数增大。
14.如图甲所示,R′是滑动变阻器,R是定值电阻,电源电压恒定.当滑片P向下滑动时,电流表示数将________(填“变大”“变小”或“不变”).小军根据此电路设计一种自动测高仪如图乙,要求:身高越高,仪表示数越大(指针右偏),他应把________(填“电流表”或“电压表”)改装为测高计.
【答案】变大电压表
【解析】
(1)当滑片P向下滑动时,电阻变小,电路的总电阻变小,根据欧姆定律可知,电路中的电流变大,即电流表的示数变大; (2)当身高越高时,滑动变阻器接入电路的电阻变大,电路的总电阻变大,根据欧姆定律可知电路中的电流变小,即电流表的示数变小,根据串联电路电阻的分压特点可知,滑动变阻器两端的电压变大,即电压表的示数变大,故应把电压表改为测高计。
15.16;1∶2;R2
【解析】闭合开关S,断开开关S1时,只有电阻R1连入电路,电流表的示数是0.2A,即通过R1的电流I1=0.2A;若再闭合S1,R1和R2并联,电流表的示数是0.6A,根据并联电路电流的规律,电流表示数增加量就是通过电阻R2的电流为I2=I- I1=0.6A-0.2A=0.4A
电源电压为U=I2R2=40Ω×0.4A=16V
开关都闭合时,R1和R2并联,通过R1和R2的电流之比
R1的电阻
因为R2=40Ω,则R1>R2
又因为R1和R2是两段长度相同、材料相同的电阻丝,R2的电阻较小,所以R2的横截面积较大。
16.30;10
【解析】将一只电流表接在R2的两端时,R2被短路,R1和R3串联,电流表测电路中的电流,根据串联电路中总电阻等于各分电阻之和可知总电阻为
由
可得电路两端的电压为
将电流表的位置改接一只电压表时,三电阻串联,电压表测量R2两端的电压,则总电阻为
则电路中的电流为
由
可得电压表的示数
17.10;6;0.3
【解析】当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时,电路为R1的简单电路,电压表测电源的电压,则由图乙可知,电源的电压U=6V。当滑动变阻器接入电路中的电阻最大即 R2=20Ω时,电压表的示数最小,由图乙可知,R1两端的电压U=2V、因串联电路中总电压等于各分电压之和所以,滑动变阻器两端的电压,因串联电路中各处的电流相等,所以电压与电流的比值相等,电阻R1的阻值,当滑片P移到中点时,由图乙可知,滑动变阻器两端的电压为3V,电阻R1两端的电压为3V,通过R1的电流
18.右 左 C
【详解】[1]由图知,滑动变阻器的下面接了左边的接线柱,所以在闭合开关前,应将滑片移至最右端,使其阻值最大,起到保护电路的作用。
[2]闭合开关后,要使小灯泡的亮度增加,则应减小滑动变阻器的阻值,应将滑片向左端滑动。
[3]灯丝的电阻随温度的升高而增大,灯泡两端的电压越大,灯泡的实际功率越大温度越高,则其电阻越大。故AB不符合题意,C符合题意。
故选C。
19.变小;变小;变大
【解析】滑动变阻器与定值电阻串联,电压表测滑动变阻器的电压,电流表测电路电流,隔板向上运动,滑动变阻器接入电路的电阻变小,阻值变小,由于串联电路总电阻等于滑动变阻器的阻值与定值电阻的和,所以总电阻变小。
总电阻变小,电源电压不变,根据可知,电路中电流变大,根据,则定值电阻两端的电压变大,根据串联电路电压的特点,滑动变阻器两端的电压为
则滑动变阻器两端的电压变小。
20.只闭合开关S、S2
【解析】
(1)②[1]开关S、S2闭合时,电路为R0、Rx并联,电流表测量干路中的电流,电流表的示数为I2。
(2)[2]只闭合开关S、S1,R0、Rx并联,电流表测量通过R0的电流,电源电压
U=U0=I1R0
开关S、S2闭合时,电路为R0、Rx并联,电流表测量干路中的电流,通过Rx的电流
Ix=I2-I1
Rx的阻值为
Rx=
21.见解析
【解析】(1)闭合开关S,断开开关S,电流表示数是0.3A,电路中只有R,工作,由欧姆定律得,电源电压为
(2)若再闭合S,R、R并联,此时发现电流表示数变化了0.6A,R电流不变,R,的电流为0.6A,由欧姆定律得,R,的阻值是
22. ①. ②.断开 ③.断路(开路) ④.2.2 ⑤.左 ⑥.8.3 ⑦.大 ⑧.用力捏滑片与电阻丝接触处,增大了滑片与电阻丝接触的面积,即增大了横截面积而减小了电阻;或捏滑片减小了滑动变阻器接入电路中电阻丝的长度,从而减小了电阻。
【解析】 (1)山根据测电阻实验的要求,电路为串联电路,电压表测灯泡电压,电流表测灯泡电流,因此需要把灯泡的右接线柱,电流表的左接线柱连接在一起,如图所示:
(2)[2]为确保电路安全,连接电路时开关需要断开。
13]闭合开关后,灯泡不亮说明电路出现断路,此时电压表有示数且等于电源电压,则确定为小灯泡断路,电压表此时串联接入电路,测电源电压。
(3)[4]根据图乙可知,电压表使用的是小量程,分度值为0.1V,因此示数为2.2V51为使灯泡正常发光,需要把灯泡电压调至2.5V,即滑动变阻器的电压需要减小,根据串联分压原理可知,滑动变阻器接入电路中的电阻变小,故而滑片P向左调节
(4)[6]由表中数据可知,灯泡电压为2.5V时,电流为0.3A,则电阻为
[7]根据表中数据计算可知,随温度的升高,灯泡电阻逐渐变大。(5)8用力捏滑片与电阻丝接触处,增大了滑片与电阻丝接触的面积,即增大了横截面积而减小了电阻,或捏滑片减小了滑动变阻器接入电路中电阻丝的长度,从而减小了电阻。
23.(1)24;(2)600;(3)400
【解析】
解:(1)在重物下落的过程中,压力传感器受到的压力最小且保持不变,总电阻最大,电路中的电流最小,由图乙可知,此时的电流I=0.2A,电路中的总电阻为
R总=R0+R1=10Ω+110Ω=120Ω
电源电压为
U=IR总=0.2A×120Ω=24V
(2)在测试过程中,样品受到的撞击力最大时,压敏电阻的阻值最小,电路中的电流最大,由图乙可知,电路中的最大电流Imax=0.8A,此时电路中的总电阻为
则此时压力传感器R的阻值为
R11=R总1-R0=30Ω-10Ω=20Ω
由图丙可知,样品受到的最大撞击力为600N。
(3)当重物在样品上静止时,重物对样品的压力大小等于重物的重力大小;此时与撞击过程相比,压力减小,电阻变大,电流减小;由图乙可知,此时的电流为I2=0.4A,根据欧姆定律,此时电路的总电阻为
根据串联电路电阻的规律可得,此时压力传感器的电阻为
R2=R总2-R0=60Ω-10Ω=50Ω
由丙图可知,此时的压力F压=400N,所以物体的重力为400N。
24.(1)(2)电压表正负接线柱接反了(3)断开;B;电流与电压成正比(4)电阻断路;至少;1.5
(5)小于
【解析】(1)根据电路图,滑动变阻器A接线柱连入电路中与电阻串联,开关串联在电路中,如图所示:
(2)小芳在闭合开关S时,发现电压表指针反向偏转,出现这种现象的原因可能是电压表正负接线柱接反了。
(3)连接电路时,开关应处于断开状态,避免电路连接的过程中,电路中的电流过大烧坏用电器。连接好电路,闭合开关前滑片应置于阻值最大处,即置于B端,避免开关闭合的瞬间,电路中电流过大,烧坏用电器。由图丙可知,U-I图像是过原点的倾斜直线,表示电阻一定时,电流与电压成正比,所以可以得到的结论是当电阻一定时,电流与电压成正比。
(4)由题意可知,电流表无示数,所以电路中的故障可能是断路,电压表有示数,所以电路中的故障是定值电阻断路。由串联电路的规律及分压原理可知,方程左边为一定值,故右边也为一定值,当滑动变阻器连入电路的电阻最大时,对应的定值电阻应最大,此时,电阻的电压最小,故有,解得UV=1.5V,故为了保证所有定值电阻均能完成实验,实验过程中小芳应该保证电压表示数最小为1.5V不变。
(5)原来电路中的电流为I1,设滑片往左滑一段距离后电路中的电流为I2,滑动变阻器接入电路的电阻变小,根据分压原理,滑动变阻器分得电压变小,由串联电路电压的规律,此时灯的电压增大,通过灯的电流也增大,所以I1