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【好题汇编】5年(2020-2024)中考2年模拟物理真题分类汇编(四川版)
专题13 欧姆定律及其应用
1. (2024四川广元)小文设计并连接了如图的电路,电源两端电压和小灯泡的电阻都不变。闭合开关S,保证电路安全的前提下,滑动变阻器的滑片从右向左滑动的过程中( )
A. 滑动变阻器接入电路的电阻变大,灯泡变暗 B. 电流表示数变大,电压表示数变小
C. 电压表示数与电流表示数的比值变小 D. 可以将滑动变阻器滑片滑到最左端
2. (2024四川成都)小张用如图所示的电路测量小灯泡的电阻,电流表和电压表选用小量程。闭合开关前,将滑动变阻器的滑片移到最右端的目的是________。闭合开关,她发现灯泡不亮,两电表的示数均很小,经过检查,确认电路连接正确,两电表均完好,小张的下一步操作应该是________。
3. (2024四川南充)如图所示电路,若甲、乙两表为图中电流表,闭合开关,断开开关,两表指针位置相同,则______;若甲、乙两表为图中电压表,闭合开关、,则两表示数之比是______(电表每次测量均未超过量程)。
4. (2024四川达州)小明在老师的指导下对“电流与电阻的关系”进行探究,现提供如下器材:电压恒定为4.5V的电源;阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的五个定值电阻;标有“15Ω 2A”的滑动变阻器和“30Ω 1A”的滑动变阻器;电压表(0~3V)、电流表(0~0.6A)、开关各1只,导线若干。
(1)小明同学设计了如图甲所示的实验电路图,请根据电路图帮助他将图乙中的实物图连接完整。____
(2)若电路连接正确,小明在闭合开关前,发现电流表指针如图丙所示,那么他接下来的操作应该是________。
(3)排除电路故障后,将滑动变阻器的滑片P移动到最右端,闭合开关,调节滑片P,使电压表的示数为2.5V时,电流表的指针如图丁所示,此时电路中电流为________A,他此时接入电路的定值电阻R的阻值为________Ω。
(4)完成步骤(3)后,若保持滑片P位置不变,断开开关,将定值电阻替换成10Ω,闭合开关,向________(选填“左”或“右”)移动滑片P直到电压表示数再次变为2.5V为止,并读出此时电流表的示数。
(5)_____次改变接入电路的定值电阻R,并重复步骤(4)。最终得出电流与电阻的关系。
(6)为确保后续所有定值电阻接入电路后都能完成该探究内容,应选择滑动变阻器________(选填“”或“”)接入电路。
(7)在完成上述探究内容后,小明将电路中定值电阻替换成未知电阻,并利用伏安法成功测量出了的阻值。在他兴奋地向老师汇报成果后,老师告诉他还有其他的方法也能够测出未知电阻的阻值,下列电路不能成功测出未知电阻阻值的是________(阻值已知,电源电压不变)
5. (2024四川广安)小华和同学们进行了“探究电流与电阻的关系”实验。实验器材有:三节干电池(每节恒为1.5V)、电流表一只、电压表一只、滑动变阻器两个(分别标有“20Ω 2A”“40Ω 1A”字样)、定值电阻4个(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω)、开关一个、导线若干。他们利用这些器材设计了如图甲所示的电路。
(1)小华先将5Ω的电阻接入电路,闭合开关,发现电流表有示数、电压表无示数,出现该故障的原因可能是______;(写出一种即可)
(2)排除故障后,闭合开关,移动滑片至某一位置,观察并记录两电表示数。接着将5Ω的电阻换成10Ω,闭合开关,为控制定值电阻两端电压不变,应将滑动变阻器的滑片向______(选填“A”或“B”)端移动;
(3)多次更换定值电阻进行实验,并根据实验数据画出电流随电阻变化的图像,如图乙所示。通过观察发现:在误差范围内,图像上的任意点和坐标轴围成的矩形面积大小都相等,因此可以得出的实验结论是______;
(4)为了完成整个实验,他们选取的滑动变阻器规格是______。
6. (2024四川广元)“天和”学习小组在实验室探究一个热敏电阻阻值随温度变化的关系,设计了如图甲所示的电路图,电源两端电压恒为12V,是定值电阻,R是热敏电阻,电流表的量程是0~0.6A,电压表的量程是0~15V。
(1)同学们按电路图连接实物后,闭合开关,发现电压表示数接近电源电压,电流表无示数,则故障可能是热敏电阻R处发生_________(选填“短路”或“断路”);
(2)排除故障后,闭合开关S,他们测量了该热敏电阻不同温度下的电阻值,并绘制成如图乙所示的图像。由图像可知,热敏电阻的阻值R随温度t增大而_________;(选填“增大”“不变”或“减小”)
(3)某次测量中,电压表示数如图丙所示,电流表示数为0.2A,则此时热敏电阻R的温度为_________℃;
(4)探究过程中,热敏电阻的温度变化范围为0~100℃,则电压表示数的变化范围为_________。
7. (2024四川泸州)某校物理兴趣小组在课后拓展活动中对一未知电阻进行探究;选用了3V的电源、待测电阻、电阻箱、电压表、开关和导线若干。
(1)连接好如图甲所示的电路后,闭合开关,电压表示数约为3V,无论怎样调节电阻箱,电压表示数几乎不变,其原因可能是________;
(2)排除故障后,调节电阻箱,电压表示数如图乙所示,则电阻箱两端的电压为________V;此时,电阻箱示数如图丙所示,则电阻箱接入电路的阻值为________Ω,的阻值为________Ω;
(3)同学们交流中发现,电阻箱接入电路的阻值不同,电压表示数不同。当电阻箱接入电路的阻值增大时,电压表示数将________(选填“变大”“变小”或“不变”);
(4)同学们进行了深入探究,闭合开关,多次调节电阻箱,记录电阻箱接入电路的阻值R和与之对应的电压表示数U,分别算出待测电阻的阻值,求其平均值是为了________;利用测得的多组数据,描绘出电压U随电阻R的变化关系图像如下图,其中正确的是________。
8. (2024四川南充)小红想测量标有“1.5V”字样小灯泡正常发光时的电阻,从实验室找来了电源、电压表、电流表、滑动变阻器、开关和导线若干,进行了如下实验;
(1)用笔画线代替导线,将图甲电路连接完整;______
(2)检查无误后,闭合开关,发现电流表无示数,小灯泡不亮,电压表示数接近电源电压;造成这一故障的原因可能是小灯泡______(选填“断路”或“短路”);
(3)排除电路故障后,闭合开关,移动滑片,当小灯泡正常发光时,电流表示数如图乙所示,则小灯泡正常发光时的电阻为______;接下来她又测量了几组对应的电压值和电流值,并绘制了小灯泡的图象,如图丙所示;
(4)小红认为不能利用图甲的装置探究电流与电压的关系,理由是______;
(5)小红还想测出另一个额定电压为的小灯泡正常发光时的电阻,在保证电路安全的前提下,设计了如图丁所示的电路(电源电压恒定大于且未知,滑动变阻器R最大阻值未知,定值电阻阻值为R0);请将实验步骤补充完整:
①闭合、,断开,移动滑片,使电流表示数为______时,小灯泡正常发光;
②闭合、,断开,保持滑片位置不变,读出电流表的示数为;
③小灯泡正常发光时的电阻RL=______。(用、、R0表示)
9. (2024四川遂宁)老师带领芳芳所在的班到实验室进行分组实验,利用两节干电池、电流表、电压表、滑动变阻器(最大阻值为)等器材测量未知电阻的阻值,实验所用的电路如甲图。
(1)根据甲图,用笔画线代替导线,在乙图中完成实物电路的连接(要求滑片P向右移动时,滑动变阻器阻值变小);________
(2)芳移动滑片P到最大阻值处,闭合开关后发现电压表无示数,电流表有示数,电路故障可能是出现了_________(选填“开路”或“短路”);
(3)排除故障后,闭合开关,调节滑片P,直到电压表、电流表示数如丙图所示,则的阻值为_________Ω;
(4)改变待测电阻两端电压进行多次测量,目的是_________(选填序号);
A.避免偶然性,寻找普遍规律 B.求平均值减少误差
(5)另一实验小组的电流表损坏不能使用,小组成员找老师更换电流表。老师向他们指出:不用电流表,利用现有器材也能进行测量。测量电路如丁图,操作步骤如下:
①闭合开关,滑片P移至A端,电压表示数为;
②再将滑片P移至B端,电压表示数为;
③则_________(用、、表示)。
10. (2023四川自贡)由欧姆定律变形可得,下列说法正确的是( )
A. 导体电阻大小跟它两端的电压成正比
B. 导体电阻大小跟通过它的电流成反比
C. 导体电阻大小由它两端电压和通过电流决定
D. 导体电阻大小等于它两端电压与通过电流的比值
11. (2023四川自贡)在如图所示的电路中,电源电压保持不变。闭合开关S后,当滑动变阻器的滑片P由最右端向中点移动时,变小的是( )
A. 电流表A2的示数
B. 电压表V的示数
C. 电流表A示数与电流表A2示数的差值
D. 电压表V示数与电流表A示数的比值
12. (2023四川宜宾)如图所示,电源电压保持不变,是定值电阻,R是光敏电阻,其阻值随光照的增强而减小。闭合开关,逐渐减小R的光照强度,电表示数的变化情况是( )
A. A表和V表示数均变大 B. A和V表示数均变小
C. A表示数变大,V表示数变小 D. A表示数变小,V表示数变大
13. (2023四川广安)某科技兴趣小组为检测水流速度变化的情况,设计了检测水流速度变化的模拟电路。已知电源电压保持不变,是定值电阻,机翼状的探头始终浸没在水中,通过连杆带动滑动变阻器的滑片上下移动(注:水流速度越大,探头上下表面的压力差越大)。下列能实现水流速度越大,电表示数越大的电路图是( )
A. B.
C. D.
14. (2023四川内江)有一只小灯泡上标有“3.6V 0.3A”字样,灯泡正常发光时的电流是________A。如果我们只有电压为6V的电源,要使小灯泡正常发光,需要串联一个________Ω的电阻。
15.(2023四川眉山) 如图所示电路中,电源电压保持不变,已知R1∶R2=2∶3。当开关S闭合时R1、R2两端的电压之比为_________,电流表A1和A2的示数之比为_________。
16. (2023四川广安)如图所示为灯泡L和定值电阻RU—I图像,若将L和R并联在电源电压为6V的电路中,则整个电路的总电流为______A;若将其串联在电源电压为4V的电路中,则L与R的阻值之比为______。
17. (2023四川宜宾)已知小灯泡L的额定电压为2.5V,通过灯丝的电流与其两端的电压关系如图所示,则灯泡正常发光时的电阻为________Ω。把此灯泡与15Ω的定值电阻并联在电源电压为1.5V的电路中,则并联电路的总电流是________A。
18. (2023四川南充)在综合实践活动课上,小龙同学设计了如图甲所示的模拟调光灯电路。电源电压恒定,R1为定值电阻。闭合开关S后,将滑动变阻器R2的滑片P由最右端向左移动,直至灯泡L正常发光。此过程中,电流表A的示数随两电压表V1、V2(电压表V2未画出)示数变化关系图像如图乙所示。小灯泡正常发光时的电阻为_________Ω;若R2的滑片可任意滑动,为了保证灯泡的安全,电路中至少再串联一个________Ω的电阻。
19. (2023四川凉山州)小李利用以下器材探究“电流与电阻的关系”:学生电源、电流表(0~0.6A)、电压表(0~3V)、定值电阻(5Ω、10Ω、20Ω各一个)、开关、滑动变阻器和导线若干。
(1)请根据图甲所示的电路图,用笔画线代替导线将图乙所示的实物连接成完整电路(连线不得交叉);________
(2)连接电路时,开关应_____(选填“断开”或“闭合”),且应将滑动变阻器的滑片移到最______(选填“左”或“右”)端;
(3)小李把学生电源调至6V,将定值电阻依次接入电路,调节滑动变阻器的滑片,保持电压表示数不变,记下电流表的示数,得到图丙所示的电流I随电阻R变化的图像,由图像可以得出结论:电压一定时,电流与电阻成______(选填“正比”或“反比”);
(4)正确连接电路后,实验中小李发现电压表示数突然变大,电流表示数几乎为零,则可能是定值电阻出现______故障;
(5)在图丙中,定值电阻的阻值为5Ω和20Ω时,滑动变阻器的电功率分别为P1和P2,则P1∶P2=______。
20. (2023四川广元)同学们“探究电流与电阻的关系”时,实验室提供的器材有:电压恒为6V的电源一个,定值电阻5个(阻值分别为、、、、),规格为“ 1A”的滑动变阻器一个,电流表、电压表、开关各一个,导线若干。
(1)同学们设计并连接了如图甲所示的实验电路,想用电压表的3V量程测量定值电阻R两端的电压,请你用笔画线代替导线,帮助他们把电压表正确连接在电路中(导线不能交叉);( )
(2)他们先将的电阻接在图甲中a、b间,移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数为;保持滑片不动,用的电阻替换a、b间的电阻后,需将滑动变阻器的滑片P向______(选填“左”或“右”)端移动,才能保持a、b间的电压不变;再依次更换a、b间电阻为、继续实验。他们根据测量数据作出了电流表示数I与a、b间电阻R阻值的关系图像,如图乙所示。由乙图可知:a、b间电压的值为______V;a、b间电压一定时。通过a、b间导体的电流与导体的电阻成_______比;
(3)当他们用的电阻替换的电阻后,发现电压表示数始终不能调为。为继续完成此次探究,同学们一起设计了如下方案,下列方案不正确的一项是___________;
A.将滑动变阻器更换为“ 1A”的滑动变阻器,其余不变
B.将电压为6V的电源更换为电压为5.2V的电源,其余不变
C.只调节滑动变阻器,使为2.3V
21. (2023四川绵阳)用如图甲所示的电路探究电流与电压、电阻的关系。实验器材有:1节干电池、1只电流表、多只电压表、多个阻值不同的定值电阻、1只滑动变阻器、1个开关、导线若干。
(1)电压表量程应选__________(填序号)。
A.0~0.6V B.0~1.5V C.0~6V D.0~15V
(2)探究电流与电压的关系:
①先将5Ω的定值电阻接入电路,闭合开关,调节滑动变阻器滑片至不同位置,并将相应的电压表和电流表示数记录在下表中。建立I-U坐标系并描点,根据描点情况,小绵同学说,表中数据有一组是明显错误的,可能是读取不当造成的。这组数据序号是_________;
数据序号 1 2 3 4 5 6 7
电压U/V 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4
电流I/A 0.04 0.08 0.11 0.16 0.26 0.24 0.29
②删除这组数据后,根据实验数据绘制的I-U图象如图乙所示,分析图象初步得到:电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成_________;
(3)探究电流与电阻的关系
断开开关,将5Ω的定值电阻换为另一只定值电阻,为使定值电阻两端的电压保持1.2V不变。小绵同学提出两种操作:
甲:先闭合开关,再将滑片向左移动,使电压表示数为1.2V。
乙:先将滑片移到最左端,再闭合开关,将滑片向右移动,使电压表示数为1.2V。你认为哪种操作合理:_________。
22. (2023四川眉山)探究“电流与电阻的关系”时,实验器材有:三节新的干电池(电压为4.5V)、电流表、电压表、滑动变阻器(标有“20Ω 2A”字样)、定值电阻4个(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω),开关一个,导线若干。小静等同学设计了如图甲所示的电路图。
(1)请用笔画线代替导线将图乙中的实物图连接完整,要求:滑片P向右移动时电流表示数变小。____
(2)滑片P位于滑动变阻器阻值最大处,闭合开关,电流表有示数,电压表无示数,则电路故障原因是电阻R_________。
(3)排除故障后,将定值电阻由5Ω更换为10Ω时,应向______(选填“左”或“右”)适当调节滑动变阻器的滑片P,使电压表示数保持3V不变。
(4)图丙是根据实验数据画出的定值电阻的I-R图像,由此可得,当电压一定时,________
(5)小静同学继续探究,再次换接50Ω的定值电阻后,发现无论怎样移动滑片P,都不能使电压表示数达到原来的3V,为了完成这次实验,她采取的措施可行的是_________。
A.调高电源电压 B.再串联一个10Ω的电阻 C.将电压表改接到滑动变阻器两端
(6)下列图像中能大致反映本实验各物理量之间关系的是_________。
A. 电流表示数I与R阻值的关系
B. 电压表示数U与R阻值的关系
C. 变阻器接入电路阻值RP与R阻值的关系
D. 电阻R的功率RP与R阻值的关系
23. (2023四川内江)某中学的物理课外实验小组,用如图所示的电路来测量待测电阻Rx的阻值。其中,R0为定值电阻(R0=10Ω),V为电压表,S1为单刀开关,S2为单刀双掷开关,R为滑动交阻器,E为电源,采用如下步骤完成该实验:
(1)按照实验电路图,用笔画线表示导线将实物进行连线,组成完整电路(部分导线已连接)。________
(2)在连线时开关S1应_______(选填“断开”或“闭合”),滑动变阻器的滑片P应移到________(选填“A”或“B”)端。
(3)闭合开关S1,将开关S2掷于1端,改变滑动变阻器滑片P的位置,记下此时电压表V的示数U1;然后,将开关S2掷于2端,记下此时电压表V的示数U2。待测电阻阻值的表达式Rx=________(用R、U1、U2表示)。
(4)重复步骤(3)的实验操作,得到数据记录表。利用表中5次测量的数据,可得的平均值为________,待测电阻的阻值Rx=________Ω。
实验次数 1 2 3 4 5
电压U1/V 0.6 07 0.8 0.9 1.0
电压U2/V 1.8 2.1 2.5 2.7 2.9
3 3 3.1 3 2.9
24. 小明与小军用两节干电池作为电源,测量未知电阻Rx的阻值。
(1)小明设计如图甲所示电路进行测量,请用笔画线代替导线,在图乙中替小明完成实验电路的连接_____;
(2)闭合开关前,小明应将滑动变阻器的滑片置于 _____端(选填“A”或“B”)。
(3)设计电路时,使用了滑动变阻器(0~20Ω),其作用除了保护电路之外,还有 _____________;
(4)闭合开关,小明发现电压表和电流表均无示数。经检测,出现故障的元件为Rx或滑动变阻器中的一个,则故障原因是 ____________;
(5)排除故障后,闭合开关,观察到电流表的示数很小,电压表的示数接近3V,移动滑动变阻器的滑片,两表示数无明显变化,这是因为未知电阻Rx的阻值 _______;
(6)小明用电阻箱(0~9999Ω)代替待测电阻Rx,用等效替代法测量其阻值。他调节电阻箱的阻值为1000Ω时,电压表的示数接近3V,电流表示数很小,于是他得出Rx=1000Ω。小军指出他的测量不正确,理由是 ____________;
(7)小军用电阻箱(0~9999Ω)代替滑动变阻器,他将电阻箱的阻值调为1000Ω时,电压表的示数为2V,电流表的示数仍很小,小军通过计算得出待测电阻Rx=_____Ω。
25. (2023四川宜宾)为测量某待测电阻的阻值,实验探究小组设计了如图甲所示的电路图,并进行了实验。
(1)在连接如图乙的电路时,开关S应处于________状态,闭合开关前应将滑动变阻器的滑片置于________(选填“A”或“B”)端;
(2)在如图乙所示的电路中,闭合开关,移动滑片,发现电压表示数为零,电流表有示数,经分析电路连接不完整,具体原因是________,请在图乙中用笔画线代替导线将电路连接完整;( )
(3)正确连接电路后,某次测量时,电压表的示数为1.5V,电流表的示数为0.3A,则待测电阻的阻值为________Ω;实验时应多测几组数据,求电阻的平均值,目的是________;
(4)某实验小组实验时发现电压表已损坏,为测量的阻值,他们经过讨论设计了如图丙的电路图。已知电源电压不变,定值电阻的阻值为R,闭合开关、断开时电流表读数为;同时闭合开关和时电流表读数为,则________(用R、、表示);
(5)实验小组完成实验后,他们经过讨论,认为用图甲的电路图还可以完成________实验。(至少填写一个实验名称)
26. (2023四川广安)小明利用甲图所示的器材“测量小灯泡的电阻”,其中电源电压恒为3V,小灯泡的额定电流为0.2A。
(1)请用笔画线代替导线,将甲图电路连接完整(要求:滑片P向右移,电路中电流变大,导线不得交叉);( )
(2)检查电路连接无误后,闭合开关,移动滑片P,小明发现小灯泡始终不亮,电压表示数接近电源电压,电流表几乎无示数,经检查电表完好,则故障可能是_______;
(3)故障排除后,小明移动滑片P,使小灯泡正常发光,此时电压表的指针位置如图乙所示,由此可知小灯泡正常发光时的电阻为______;
(4)小明发现在相同情况下,长期使用的灯泡的亮度明显不如规格相同的新灯泡亮。请你帮他分析灯泡变暗的原因可能是:______(写出1条即可)。
27.(2022四川德阳)历史上许多重大科学发现源于科学家不懈的实验探究。早在1862年,有位科学家通过大量实验探究得出了导体中电流跟电压、电阻的关系,这位科学家是( )
A.焦耳 B.欧姆 C.牛顿 D.法拉第
28. (2022四川广安)某物理兴趣小组为医院设计了一个输液自动报警器,它能在药液将要输完时,通过电铃发声报警。该报警器内部有一可变电阻R,其阻值随管内液体质量减少而减小,通过电铃的电流需要达到一定大小时才能发声。当输液管内液体质量减少,电表示数也变小(电源电压恒定)。下列几个电路图符合报警要求的是( )
A. B. C. D.
29. (2022四川广元)下面几个实验探究中,采用了相同研究方法的是( )
①“探究压力的作用效果与受力面积的关系”时,保持压力不变,改变受力面积
②“比较不同物质吸热的情况”时,用加热时间的长短表示吸收热量的多少
③“探究电流与电压的关系”时,保持电阻的阻值不变,改变电阻两端的电压
④在研究“阻力对物体运动的影响”实验中,运用科学推理得出牛顿第一定律
A. ①和④ B. ②和③ C. ①和③ D. ②和④
30. (2022四川成都)图是小华探究电流与电阻关系的实验电路,AB间可以换接多个不同阻值的电阻。在每次换接电阻后,他应调节滑动变阻器滑片控制AB间______不变。换接电阻多次实验,是为了______。
31. (2022四川广元)小张根据老师提供的器材设计了如图甲所示的电路,已知电源电压恒定不变,R0=18Ω。当只闭合开关S1时,电流表的示数为0.3A;当开关S1、S2均闭合时,电流表示数如图乙所示。则电源电压为___________V,Rx为___________Ω。
32. (2022四川广元)如图所示电路中,a、b、c分别是三只电表(电压表或电流表),R1=10Ω,R2=20Ω,电源电压恒为6V,闭合开关S。当电表a、b为电流表,c为电压表时,电表a的示数为___________A;当电表a、b为电压表,c为电流表,电表b的示数为___________V。
33.(2022四川达州)现有下列实验器材:学生电源、定值电阻三个(5Ω、10Ω、15Ω)、小灯泡RL(额定电压为2.5V)、滑动变阻器“50Ω 1A”、电流表、电压表、开关和导线若干。
(1)小聪利用部分实验器材探究电流跟电压的关系:
①请用笔画线代替导线,将图甲所示的实物连接完整(要求:滑片向右移动时电压表示数减小)。
②在探究过程中多次移动滑动变阻器滑片,读出电压表和电流表示数并记录如下:
A.其中第6次实验电流表示数如图乙所示,请将读数填入表中。
实验次数 1 2 3 4 5 6
U/V 0.5 1 1.5 2 2.5 3
I/A 0.05 0.1 0.15 0.2 0.24
B.分析数据可以得出的初步结论是: 。
C.该实验所用的探究方法是 。
③换用另外两个定值电阻重复上面的实验步骤,分析数据得出结论。
(2)小聪同学把定值电阻换成小灯泡RL,接着进行“研究小灯泡的电阻”实验。在实验过程中,多次移动滑片,读出电压表和电流表示数并记录,然后描绘出小灯泡的I﹣U关系图像(图丙)。请分析论证:
①需要测量多组数据的目的是 (选填“A”或“B”)。
A.求小灯泡阻值的平均值,减小误差
B.找出小灯泡阻值的变化规律
②小灯泡的灯丝由暗变亮的过程,即灯丝的温度逐渐升高的过程。由实验数据结合实验现象得出结论:导体的电阻与 有关;与其他同学评估交流发现,小灯泡的亮度是由小灯泡的 (选填“额定功率”或“实际功率”)决定的。
34.(2022四川德阳)小均同学为了探究“电流与导体两端电压的关系”,连接了如图甲所示的电路(电源电压为3V恒定)。
(1)用笔画线将甲图中电路连接完整,要求滑动变阻器的滑片P向左端滑动时,接入电路的电阻变小。
(2)小均接好电路闭合开关后,电流表无示数,电压表示数为3V,发生该现象的原因是 。(选填“电阻R处短路”“电阻R处断路”或“电流表断路”)
(3)排除故障后闭合开关,移动滑片P,小均同学进行多次实验,根据数据绘制了电阻R的I﹣U图象(乙图中的图线a),根据乙图中的图线a可得出结论是: ;小均同学所用R的阻值为R= Ω。
(4)小均同学又将实验中的电阻R拆下,其它条件都不变的情况下,换用一个额定电压为2.5V的小灯泡,继续多次实验得到小灯泡的I﹣U图象如乙图中的图线b,可知小灯泡正常发光时的功率为 W。本次实验中如果滑片P滑至某点时电压表示数如图丙所示,电流表显示读数是0.22A,那么此时滑动变阻器连入电路的电阻为 Ω(结果在小数点后保留两位)。
35. (2022四川广安)当做“探究电流与电压、电阻关系”实验时,需准备以下器材:两节新的干电池、电流表、电压表、滑动变阻器、定值电阻(5、10、15、20)、开关、导线若干。
(1)根据电路图甲连接实物图乙,在闭合开关S之前,应将滑动变阻器的滑片移到__________选填“最左端”或“最右端”);
(2)如图乙所示的实物图,导线连接有误,请你找出这根连错的导线,在这根导线上打“×”,并用笔重新画一根正确连接的导线__________;
(3)问题解决后,接入10的电阻进行实验,得到下表数据,进行分析后得出的实验结论是:__________;
电压U/V 1 1.5 2 25
电流I/A 0.1 0.15 0.2 0.25
(4)接下来分别接人其他电阻,再次对“电流与电阻关系”的实验进行探究,并作出了如图丙所示图像。请你通过图像中所给信息,计算出实验过程中滑动变阻器R两端的电压UR=__________V。
36. (2021四川达州)如图所示电路,,为未知电阻,电源电压不变。只闭合,电流表示数为;、均闭合,电流表示数为,此时通过的电流为____ A,的阻值为____ 。
37.(2021四川成都)小毅同学用如图所示电路测未知电阻Rx的阻值,闭合开关前,他应将滑动变阻器的滑片移到 端。实验时,他移动滑片,多次测量求Rx的平均值是为了 。
38.(2021四川攀枝花)物理组小组做“探究小灯泡的电流与电压的关系”实验,电源电压为3V。
序号 电压/V 电流/A
1 1.00 0.17
2 2.00 0.25
3 0.28
4 3.00 0.30
(1)他们连接的实物电路如图甲所示。
(2)闭合开关,发现灯泡不亮,电流表无示数,而电压表示数接近3V。取下灯泡,两表的示数仍然不变,出现故障的原因可能是 。
(3)故障排除后,当滑动变阻器的滑片P在如图所示的位置时,小灯泡亮度较暗,要让小灯泡亮度增大,应把滑片P向 (选填“左”或“右”)适当移动。
(4)他们测出的小灯泡电流I与电压U变化的情况如上表所示,第3次实验时,电压表的示数如图乙所示,则小灯泡的电压为 V;功率为 W。
(5)他们根据上表数据想测出小灯泡的电阻。为了减小误差,他们把四次测量所得电阻的平均值作为小灯泡的电阻值,你认为他们的做法是 (选填“正确”或“错误”)的,理由是: 。
39. (2020四川自贡市)如图是实验室伏安法测电阻的电路图,其中a、b电表应分别为( )
A. a为电流表,b为电流表 B. a为电压表,b为电压表
C. a为电流表,b为电压表 D. a为电压表,b为电流表
40.(2020四川南充)一灯泡标有“6V、3W”的字样,现仅有8V的电源,要使小灯泡正常发光,应该给小灯泡________(选填“串”或“并")联一个________Ω的电阻。(不考虑灯泡电阻受温度的影响)
41.(2020四川成都)图甲所示电路,闭合开关S,滑片P从a向b移动的过程中,小灯泡的亮度_________;当P移动到b端时,电压表的指针位置如图乙所示,则此时灯泡两端的电压为_____________V。
42.(2020四川成都)实验小组利用图所示的电路探究“电流与电阻的关系”。实验过程中,电阻箱阻值由50调为90,电压表示数会_________,要继续探究,应该将滑片P向______移。
43.(2020四川南充)用如下图甲所示的电路“探究电流与电阻的关系”,电源电压恒为6V,定值电阻R备有(5Ω、10Ω、20Ω、40Ω)各一个。
(1)闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应滑到最___________(选填“左“或“右”)端;
(2)将5Ω的定值电阻接入电路闭合开关,移动滑片P发现电流表示数始终为零,电压表示数不为零,其原因可能是___________(填选项);
A.定值电阻R短路
B.定值电阻R断路
C.滑动变阻器短路
(3)不改变滑动变阻器滑片的位置,将5Ω的电阻换成10Ω的电阻,闭合开关后,为保证电压表示数与更换前相同,滑片P应向___________(选填“左”或“右”)端滑动;
(4)实验中依次接入定值电阻,调节滑片使定值电阻两端电压相同,记下电流表读数,绘出电流I与电阻倒数变化的图像乙,由图乙可知:电压一定时电流与电阻成___________比;
(5)为完成整个实验,应该选择___________(填选项)种规格的滑动变阻器。
A.50Ω、1.0A
B.100Ω、1.2A
C.200Ω、0.6A
44.(2020四川成都)小华找到了一张测定汽车油箱内油量的装置图,如图所示,他与同组同学对相关问题进行了探究。
(1)把油量信息转化为电信息,有利于信息的传递。装置中,信息转化的关键环节为:油量变化→杠杆绕O点转动→电路的______变化→电流变化;
(2)若圆弧形电阻丝最大阻值为100Ω,其他可供选择的器材有:恒压电源E1(电压3V)和E2(电压18V);电流表A1(量程0~0.6A)和A2(量程0~0.1A);定值电阻R1=5Ω、R2=30Ω和R3=100Ω。为了节约能源,并且实现油量最大时,电流表示数最大,器材选择的最佳组合为______;
A.E2、A2、R3
B.E1、A2、R2
C.E1、A2、R1
D.E2、A1、R3
(3)合理选择器材后,他们通过测量,得到了下表所示的结果(其中V是油箱的容积,Ig是电流表的最大示数):
液体体积 V 0
电流表示数 Ig
依据测量结果,可以将电流表的刻度改为油量体积。分析数据可知,当液体体积为时,电流表示数______(选填“大于”、“等于”或“小于);
(4)关于探究过程的反思,下列说法中不正确的是____。
A.调整圆弧形电阻丝的位置,要让圆心在O点
B.为保证安全和方便,测量时用水来灌装油箱
C.为节约空间,应该使电路元件尽量靠近油箱
D.该装置还存在一些缺陷,应继续探究并改进
45. (2024自贡一模)图是测量小灯泡电阻阻值的实物电路图,其中有一根导线连接错误,请你在错误的导线上画“×”,并用笔画线代替导线画出正确的连接方式。
46. (2024攀枝花一模)如图所示,电源两端电压为3V,。闭合开关S,电流表示数为0.1A,下列说法正确的是( )
A. 通过的电流为0.6A B. 的电阻为25Ω
C. 两端的电压为3V D. 两端的电压为2.5V
47. (2023绵阳四诊)在探究“电流与电阻的关系”的实验中,可使用的器材有:电源、滑动变阻器R(50Ω1A)、电阻箱R0、电流表、电压表、开关及导线若干。
(1)按图甲连好电路闭合开关,电流表有示数,电压表示数为零,则电路故障原因可能是____(填序号);
A.电压表的量程选大了
B.电阻箱R0发生了短路
C.滑动变阻器发生了断路
D.滑动变阻器发生了短路
(2)排除故障后利用该电路研究电流与电阻的关系,实验数据记录如表。
序号 1 2 3 4 5
电流表示数I/A 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50
电阻箱电阻R0/Ω 48.0 20.0 16.0 12.0 9.6
①实验中有组实验数据有错误,造成该错误的可能原因为滑动变阻器接入电路的阻值偏_______(选填“大”或“小”);
②实验中所用电源的电压可能是______V(选填“4”“8”或“10”);
(3)请在图乙的方格中建立有关坐标轴并确定标度,利用表中的数据在坐标系中正确描点绘线_______。
48. (2023绵阳四诊)甲、乙两地相距30km,在甲、乙两地之间沿直线架设两条输电线,已知输电线每千米的电阻为0.4Ω。现输电线在某处发生了短路。
(1)为确定短路位置,检修员在甲地利用电压表、电流表和电源接成如图①所示的电路进行测量。当电压表的示数为3.0V时,电流表的示数为0.5A,则短路位置离甲地的距离为多少__________?
(2)在甲地利用电源(电压恒为6V)、标有“8V,4W”的灯泡L、电压表(量程为0~3V)以及开关等与输电线组成了一个检测电路如图②所示(电压表未画出);闭合开关后,电压表示数为2V(不计温度对灯泡电阻的影响)。则电压表应接在__________(选填“AC”“AB”“BD”或“CD”)间(通过计算说明理由);短路位置离甲地的距离为多少__________?
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【好题汇编】5年(2020-2024)中考2年模拟物理真题分类汇编(四川版)
专题13 欧姆定律及其应用
1. (2024四川广元)小文设计并连接了如图的电路,电源两端电压和小灯泡的电阻都不变。闭合开关S,保证电路安全的前提下,滑动变阻器的滑片从右向左滑动的过程中( )
A. 滑动变阻器接入电路的电阻变大,灯泡变暗 B. 电流表示数变大,电压表示数变小
C. 电压表示数与电流表示数的比值变小 D. 可以将滑动变阻器滑片滑到最左端
【答案】C
【解析】A.如图所示,滑动变阻器和灯泡并联,滑动变阻器的滑片从右向左滑动的过程中,滑动变阻器的电阻在减小,滑动变阻器所在支路的电流变大,因为并联,小灯泡的电流、电压都不变,灯泡亮度不变,故A错误;
B.滑动变阻器和灯泡并联,电压表测电源电压,则电压表示数始终不变,滑动变阻器的电阻在减小,滑动变阻器所在支路的电流变大,则总电流变大,故B错误;
C.电压表示数始终不变,总电流变大,电流表示数变大,电压表示数与电流表示数的比值变小,故C正确;
D.将滑动变阻器滑片滑到最左端,会造成电路短路,所以不能将滑动变阻器滑片滑到最左端,故D错误。
故选C。
2. (2024四川成都)小张用如图所示的电路测量小灯泡的电阻,电流表和电压表选用小量程。闭合开关前,将滑动变阻器的滑片移到最右端的目的是________。闭合开关,她发现灯泡不亮,两电表的示数均很小,经过检查,确认电路连接正确,两电表均完好,小张的下一步操作应该是________。
【答案】 保护电路 移动滑动变阻器滑片
【解析】为了保护电路中各元件安全,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处,所以将滑动变阻器的滑片移到最右端的目的是保护电路。
连接好电路,闭合开关后,灯泡不亮,两电表的示数均很小,说明电路是通的,只是电流比较小,导致灯泡不亮,故下一步的操作应该是移动滑动变阻器的滑片,减小滑动变阻器连入电路的阻值。
3. (2024四川南充)如图所示电路,若甲、乙两表为图中电流表,闭合开关,断开开关,两表指针位置相同,则______;若甲、乙两表为图中电压表,闭合开关、,则两表示数之比是______(电表每次测量均未超过量程)。
【答案】
【解析】若甲、乙两表为图中电流表,闭合开关,断开开关,R1和R2并联,甲测量通过R1的电流,乙测量干路电流,两表指针位置相同,则乙的示数大于甲的示数,故
根据并联分流知识可知
根据可知,在电压相同时,电流和电阻成反比,故
若甲、乙两表为图中电压表,闭合开关、,R1和R2串联,甲测量电源电压,乙测量R1两端的电压,根据可知,在电流相同时,电阻两端的电压和电阻的阻值成正比,即
4. (2024四川达州)小明在老师的指导下对“电流与电阻的关系”进行探究,现提供如下器材:电压恒定为4.5V的电源;阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的五个定值电阻;标有“15Ω 2A”的滑动变阻器和“30Ω 1A”的滑动变阻器;电压表(0~3V)、电流表(0~0.6A)、开关各1只,导线若干。
(1)小明同学设计了如图甲所示的实验电路图,请根据电路图帮助他将图乙中的实物图连接完整。____
(2)若电路连接正确,小明在闭合开关前,发现电流表指针如图丙所示,那么他接下来的操作应该是________。
(3)排除电路故障后,将滑动变阻器的滑片P移动到最右端,闭合开关,调节滑片P,使电压表的示数为2.5V时,电流表的指针如图丁所示,此时电路中电流为________A,他此时接入电路的定值电阻R的阻值为________Ω。
(4)完成步骤(3)后,若保持滑片P位置不变,断开开关,将定值电阻替换成10Ω,闭合开关,向________(选填“左”或“右”)移动滑片P直到电压表示数再次变为2.5V为止,并读出此时电流表的示数。
(5)_____次改变接入电路的定值电阻R,并重复步骤(4)。最终得出电流与电阻的关系。
(6)为确保后续所有定值电阻接入电路后都能完成该探究内容,应选择滑动变阻器________(选填“”或“”)接入电路。
(7)在完成上述探究内容后,小明将电路中定值电阻替换成未知电阻,并利用伏安法成功测量出了的阻值。在他兴奋地向老师汇报成果后,老师告诉他还有其他的方法也能够测出未知电阻的阻值,下列电路不能成功测出未知电阻阻值的是________(阻值已知,电源电压不变)
【答案】 (1) (2)将电流表指针调零 (3)0.5 5
(4) 右 (5)多 (6) R2 (7) B
【解析】(1)探究“电流与电阻的关系”时,采用电压表测量定值电阻两端电压,故电压表并联在定值电阻两端,电流表测量电路电流,电流表串联进电路中,故将定值电阻右端接线柱与电压表的负接线柱连接,如下图所示:
(2)如图丙所示,在闭合开关前,电流表指针在零刻度线的左侧,说明此时电流表没有调零,故他接下来的操作应该是将电流表指针调零。
(3)如图丁所示,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.5A,故此时电路中电流为0.5A。
[4]接入电路的定值电阻R的阻值为
(4)由(3)可知,原定值电阻阻值为5Ω,替换成10Ω后,根据串联分压知识可知,阻值越大,分压越多,即定值电阻两端的分压会变大,在本实验中需要保持定值电阻两端的电压不变,故可以增大变阻器的分压来减小定值电阻两端的电压,即减小变阻器的阻值,故可以向右移动滑片P直到电压表示数再次变为2.5V为止。
(5)多次改变接入电路的定值电阻R,并重复步骤(4)。
(6)根据串联分压知识可知,定值电阻与变阻器两端电压和电阻的关系可表示为
则当定值电阻的阻值最大时,变阻器的阻值也最大,电源电压为4.5V,定值电阻最大阻值为25Ω,故可得
解得,故选择应选择滑动变阻器接入电路。
(7)A.当开关S1、S2闭合时,电压表测量电源电压U,当开关S1闭合、S2断开时,电压表测量未知电阻两端电压U1,根据串联分压知识可知
则未知电阻的阻值为
故A不符合题意;
B.当S1、S2闭合时,电压表测量电源电压,当S1闭合、S2断开时,电压表仍然测量电源电压,无法得到其他信息,无法测量未知电阻的阻值,故B符合题意;
C.当S1闭合,S2接上接线柱时,电流表测量通过R0的电流I2,则电源电压可表示为
当S1闭合,S2接下接线柱时,电流表测量通过未知电阻的电流I3,则未知电阻的阻值为
故C不符合题意;
D.当S1、S2闭合时,未知电阻单独工作,电流表测量通过未知电阻的电流I4,电源电压可表示为
①
当S1闭合,S2断开时,R0和未知电阻串联,电流表测量串联电路电流I5,则电源电压可表示为
②
联立①②式可得,未知电阻的阻值为
故D不符合题意。
故选B。
5. (2024四川广安)小华和同学们进行了“探究电流与电阻的关系”实验。实验器材有:三节干电池(每节恒为1.5V)、电流表一只、电压表一只、滑动变阻器两个(分别标有“20Ω 2A”“40Ω 1A”字样)、定值电阻4个(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω)、开关一个、导线若干。他们利用这些器材设计了如图甲所示的电路。
(1)小华先将5Ω的电阻接入电路,闭合开关,发现电流表有示数、电压表无示数,出现该故障的原因可能是______;(写出一种即可)
(2)排除故障后,闭合开关,移动滑片至某一位置,观察并记录两电表示数。接着将5Ω的电阻换成10Ω,闭合开关,为控制定值电阻两端电压不变,应将滑动变阻器的滑片向______(选填“A”或“B”)端移动;
(3)多次更换定值电阻进行实验,并根据实验数据画出电流随电阻变化的图像,如图乙所示。通过观察发现:在误差范围内,图像上的任意点和坐标轴围成的矩形面积大小都相等,因此可以得出的实验结论是______;
(4)为了完成整个实验,他们选取的滑动变阻器规格是______。
【答案】 (1)定值电阻短路 (2)B (3)导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比 (4)“40Ω 1A”
【解析】(1) 电流表有示数,说明电路不是断路,电压表无示数,可能是与电压表并联的电路短路,因此故障可能是与电压表并联的定值电阻R短路了。
(2)研究电流与电阻的关系时,需控制定值电阻两端的电压相同。将5Ω的电阻换成10Ω,根据串联分压原理,闭合开关后,电压表示数会变大,为控制定值电阻两端的电压不变,应减小定值电阻的电压,则应增大变阻器的电压,所以应增大变阻器的阻值,即将滑动变阻器的滑片向B端移动。
(3)由图乙可知图线上的任一点和坐标轴围成的矩形“面积”大小是电流与电阻的乘积,矩形“面积”大小都相等,说明通过导体的电流与导体的电阻的乘积保持不变,故可得出结论:导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
(4)由图乙可知20Ω的定值电阻接入电路时,电流为0.1A,电源电压为4.5V,则此时总电阻为
此时变阻器阻值为
所以选用的是“40Ω 1A”的滑动变阻器。
6. (2024四川广元)“天和”学习小组在实验室探究一个热敏电阻阻值随温度变化的关系,设计了如图甲所示的电路图,电源两端电压恒为12V,是定值电阻,R是热敏电阻,电流表的量程是0~0.6A,电压表的量程是0~15V。
(1)同学们按电路图连接实物后,闭合开关,发现电压表示数接近电源电压,电流表无示数,则故障可能是热敏电阻R处发生_________(选填“短路”或“断路”);
(2)排除故障后,闭合开关S,他们测量了该热敏电阻不同温度下的电阻值,并绘制成如图乙所示的图像。由图像可知,热敏电阻的阻值R随温度t增大而_________;(选填“增大”“不变”或“减小”)
(3)某次测量中,电压表示数如图丙所示,电流表示数为0.2A,则此时热敏电阻R的温度为_________℃;
(4)探究过程中,热敏电阻的温度变化范围为0~100℃,则电压表示数的变化范围为_________。
【答案】 (1)断路 (2)减小 (3) 20 (4) 6V 11V
【解析】(1)在电路连接正确的情况下,闭合开关后,如果电压表示数接近电源电压,而电流表无示数,这通常意味着电路中存在断路。由于电压表测量的是热敏电阻R两端的电压,且示数接近电源电压,因此可以判断断路发生在热敏电阻R处,即热敏电阻R处发生断路。
(2)观察图乙所示的图像,我们可以看到随着温度的升高,热敏电阻的阻值在逐渐减小。因此,我们可以得出结论:热敏电阻的阻值R随温度t的增大而减小。
(3)在图丙中,电压表的示数为10V,电流表的示数为0.2A。由于热敏电阻R与定值电阻R0 是串联的,根据串联电路的电压分配原则,我们可以得到定值电阻R0 两端的电压为
U0 =U UR =12V 10V=2V
然后,我们可以利用欧姆定律求出定值电阻R0 的阻值
接着,我们可以求出此时热敏电阻R的阻值
最后,我们根据图乙所示的图像,可以找出对应阻值为50Ω时的温度为20℃。
(4)当热敏电阻的温度为0℃时,为110Ω。此时,电路中的电流最小,定值电阻分担的电压最小,电压表的示数最大。根据欧姆定律和串联电路的电压分配原则,我们可以求出此时电压表的示数
当热敏电阻温度为100℃时,为10Ω。此时,电路中的电流最大,电流最大为0.6A,未超过电流表量程,此时电压表的示数为
所以,电压表示数的变化范围为6V 11V。
7. (2024四川泸州)某校物理兴趣小组在课后拓展活动中对一未知电阻进行探究;选用了3V的电源、待测电阻、电阻箱、电压表、开关和导线若干。
(1)连接好如图甲所示的电路后,闭合开关,电压表示数约为3V,无论怎样调节电阻箱,电压表示数几乎不变,其原因可能是________;
(2)排除故障后,调节电阻箱,电压表示数如图乙所示,则电阻箱两端的电压为________V;此时,电阻箱示数如图丙所示,则电阻箱接入电路的阻值为________Ω,的阻值为________Ω;
(3)同学们交流中发现,电阻箱接入电路的阻值不同,电压表示数不同。当电阻箱接入电路的阻值增大时,电压表示数将________(选填“变大”“变小”或“不变”);
(4)同学们进行了深入探究,闭合开关,多次调节电阻箱,记录电阻箱接入电路的阻值R和与之对应的电压表示数U,分别算出待测电阻的阻值,求其平均值是为了________;利用测得的多组数据,描绘出电压U随电阻R的变化关系图像如下图,其中正确的是________。
【答案】(1)电阻Rx断路 (2) 0.5 5 25 (3) 变小 (4)减小误差 B
【解析】(1)电源电压是3V,闭合开关,电压表示数约为3V,说明电压表和电源的两极连接,无论怎样调节电阻箱,电压表示数几乎不变,可能电阻Rx断路。
(2)图甲中电压表测量电阻Rx两端的电压,由图乙可知电压表的量程是0~3V,分度值是0.1V,电压表的示数是2.5V,由串联电路电压的规律可知电阻箱两端的电压
UR=U-Ux=3V-2.5V=0.5V
由图丙可知,电阻箱的阻值
R=0×100Ω+0×10Ω+5×1Ω+0×0.1Ω=5Ω
通过电路的电流
的阻值为
(3)当电阻箱接入电路的阻值增大时,由串联分压可知电阻箱两端的电压增大,由串联电路电压的规律可知电阻Rx两端的电压变小,即电压表的示数变小。
(4)实验中,测量多组数据,求平均值,是为了减小误差。
[7]电压表的示数为
电压表的示数随R的增大而减小,图像不是直线,是曲线,电压表的示数不为零,故选B。
8. (2024四川南充)小红想测量标有“1.5V”字样小灯泡正常发光时的电阻,从实验室找来了电源、电压表、电流表、滑动变阻器、开关和导线若干,进行了如下实验;
(1)用笔画线代替导线,将图甲电路连接完整;______
(2)检查无误后,闭合开关,发现电流表无示数,小灯泡不亮,电压表示数接近电源电压;造成这一故障的原因可能是小灯泡______(选填“断路”或“短路”);
(3)排除电路故障后,闭合开关,移动滑片,当小灯泡正常发光时,电流表示数如图乙所示,则小灯泡正常发光时的电阻为______;接下来她又测量了几组对应的电压值和电流值,并绘制了小灯泡的图象,如图丙所示;
(4)小红认为不能利用图甲的装置探究电流与电压的关系,理由是______;
(5)小红还想测出另一个额定电压为的小灯泡正常发光时的电阻,在保证电路安全的前提下,设计了如图丁所示的电路(电源电压恒定大于且未知,滑动变阻器R最大阻值未知,定值电阻阻值为R0);请将实验步骤补充完整:
①闭合、,断开,移动滑片,使电流表示数为______时,小灯泡正常发光;
②闭合、,断开,保持滑片位置不变,读出电流表的示数为;
③小灯泡正常发光时的电阻RL=______。(用、、R0表示)
【答案】 (1) (2)断路 (3)5 (4) 灯泡的电阻随温度的增大而增大,不能保持一定 (5)
【解析】(1)实验中通过调节滑动变阻器的阻值,改变灯泡两端的电压,所以滑动变阻器与灯泡串联,滑动变阻器连接时,按照一上一下连接,如下图所示:
(2)电流表无示数,灯泡不亮,说明电路是断路,电压表示数接近电源电压,说明与电压表并联部分以外的电路是通路,与电压表并联的部分断路,故造成这一现象的原因可能是小灯泡断路。
(3)图乙中电流表选用0~0.6A量程,分度值为0.02A,示数为0.3A,则通过小灯泡的电流为0.3A,则小灯泡正常发光时的电阻
(4)探究电流与电压的关系时,需要控制与电压表并联的电阻的阻值不变,根据图丙可知,小灯泡灯丝的电阻是变化的,所以不能完成实验探究。
(5)①闭合S、S2,断开S1,此时定值电阻与灯泡并联,电流表测量通过定值电阻的电流,为了使灯泡正常发光,则灯泡两端电压达到U额,由于定值电阻与灯泡并联,定值电阻两端电压等于灯泡两端电压,所以通过定值电阻的电流为时,灯泡正常发光,所以移动滑片P使电流表示数为,此时灯泡正常发光。
③闭合S、S1,断开S2,此时定值电阻与灯泡并联,电流表测量干路中的电流,保持滑片P位置不变,灯泡仍正常发光,读出电流表的示数为I,则通过在灯泡的电流
则小灯泡正常发光时的电阻
9. (2024四川遂宁)老师带领芳芳所在的班到实验室进行分组实验,利用两节干电池、电流表、电压表、滑动变阻器(最大阻值为)等器材测量未知电阻的阻值,实验所用的电路如甲图。
(1)根据甲图,用笔画线代替导线,在乙图中完成实物电路的连接(要求滑片P向右移动时,滑动变阻器阻值变小);________
(2)芳移动滑片P到最大阻值处,闭合开关后发现电压表无示数,电流表有示数,电路故障可能是出现了_________(选填“开路”或“短路”);
(3)排除故障后,闭合开关,调节滑片P,直到电压表、电流表示数如丙图所示,则的阻值为_________Ω;
(4)改变待测电阻两端电压进行多次测量,目的是_________(选填序号);
A.避免偶然性,寻找普遍规律 B.求平均值减少误差
(5)另一实验小组的电流表损坏不能使用,小组成员找老师更换电流表。老师向他们指出:不用电流表,利用现有器材也能进行测量。测量电路如丁图,操作步骤如下:
①闭合开关,滑片P移至A端,电压表示数为;
②再将滑片P移至B端,电压表示数为;
③则_________(用、、表示)。
【答案】(1) (2)短路 (3) 10 (4)B (5)
【解析】(1)滑动变阻器的滑片P向右移动时,滑动变阻器阻值变小,所以,滑动变阻器接右下接线柱,电压表并联在Rx两端,如下图
(2)闭合开关S后,滑片P到最大阻值处时,电流表有示数,则电路为通路,发现电压表无示数,则说明电路故障可能是定值电阻Rx发生了短路。
(3)由图丙知道,电压表的量程应为0~3V,分度值为0.1V,示数为2.0V,电流表的量程应为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.20A,由欧姆定律知道,的阻值为
(4)在测电阻的实验中,为了减小误差,应多次测量取平均值,所以本实验中多次测量的目的是求平均值减小误差,故B符合题意,A不符合题意。
故选B。
(5)①闭合开关,Rx与滑动变阻器串联,将滑动变阻器滑片移到A端时,电压表示数为U1,为Rx两端的电压;
②将滑动变阻器滑片移到B端时,只有Rx接入,此时电压表示数为U2,即为电源电压;
③根据串联电路电流规律有
10. (2023四川自贡)由欧姆定律变形可得,下列说法正确的是( )
A. 导体电阻大小跟它两端的电压成正比
B. 导体电阻大小跟通过它的电流成反比
C. 导体电阻大小由它两端电压和通过电流决定
D. 导体电阻大小等于它两端电压与通过电流的比值
【答案】D
【解析】ABC.导体电阻是导体自身的一种特性,大小取决于导体的材料、长度、横截面积、温度等因素,与加在它两端的电压及通过它的电流无关,故ABC错误;
D.由公式可知,导体电阻大小在数值上等于它两端电压与通过电流的比值,故D正确。故选D。
11. (2023四川自贡)在如图所示的电路中,电源电压保持不变。闭合开关S后,当滑动变阻器的滑片P由最右端向中点移动时,变小的是( )
A. 电流表A2的示数
B. 电压表V的示数
C. 电流表A示数与电流表A2示数的差值
D. 电压表V示数与电流表A示数的比值
【答案】D
【解析】B.由电路图可知,与并联,电流表测干路电流,电流表测支路电流,电压表测量电源的电压;由于电源电压不变,移动滑片时,电压表V示数保持不变,故B不符合题意;
AC.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支路的电流不变;闭合开关,当滑动变阻器的滑片P由最右端向中间移动时,滑动变阻器接入电路中的电阻变小,根据可知,通过滑动变阻器的电流变大,电流表A2的示数变大, 根据并联电路的电流关系可知,干路中的电流变大,即电流表示数变大;电流表示数与电流表A2示数的差值为通过定值电阻的电流,所以电流表示数与电流表A2示数的差值不变,故AC不符合题意;
D.由于电压表V的示数不变,电流表示数变大,所以电压表V示数与电流表示数的比值变小,故D符合题意。故选D。
12. (2023四川宜宾)如图所示,电源电压保持不变,是定值电阻,R是光敏电阻,其阻值随光照的增强而减小。闭合开关,逐渐减小R的光照强度,电表示数的变化情况是( )
A. A表和V表示数均变大 B. A和V表示数均变小
C. A表示数变大,V表示数变小 D. A表示数变小,V表示数变大
【答案】D
【解析】逐渐减小光源电阻的光照强度,光敏电阻的阻值增大,电路的总电阻R总变大,电源电压U不变,电路电流变小,电流表示数变小;定值电阻R0阻值不变,定值电阻两端电压变小,光敏电阻两端电压变大,电压表示数变大,故ABC不符合题意,D符合题意。故选D。
13. (2023四川广安)某科技兴趣小组为检测水流速度变化的情况,设计了检测水流速度变化的模拟电路。已知电源电压保持不变,是定值电阻,机翼状的探头始终浸没在水中,通过连杆带动滑动变阻器的滑片上下移动(注:水流速度越大,探头上下表面的压力差越大)。下列能实现水流速度越大,电表示数越大的电路图是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】A.如图所示,两个电阻串联,电压表测定值电阻两端的电压。当水流速度增大时,机翼状的探头上方流速较大,压强较小,变阻器滑片向上移动,电路总电阻减小,根据欧姆定律可知,通过电路的电流增大,根据可知,电压表示数增大,故A符合题意;
B.如图所示,两个电阻串联,电压表测变阻器两端的电压。当水流速度增大时,机翼状的探头上方流速较大,压强较小,变阻器滑片向上移动,根据串联电路分压原理可知,电阻越小,其两端电压越小,所以电压表示数会减小,故B不符合题意;
C.如图所示,两个电阻串联,电流表测通过电路的电流。当水流速度增大时,机翼状的探头下方流速较大,压强较小,变阻器滑片向下移动,电路总电阻增大,根据欧姆定律可知,电阻增大,通过电路的电流会减小,即电流表示数变小,故C不符合题意;
D.如图所示,两个电阻并联,电流表测通过干路的电流。当水流速度增大时,机翼状的探头下方流速较大,压强较小,变阻器滑片向下移动,变阻器接入电路的电阻变大,根据欧姆定律可知,支路的电流变小;在并联电路中,总电流等于各支路电流之和,定值电阻支路的电流不受影响,所以干路电流变小,即电流表示数变小,故D不符合题意。故选A。
14. (2023四川内江)有一只小灯泡上标有“3.6V 0.3A”字样,灯泡正常发光时的电流是________A。如果我们只有电压为6V的电源,要使小灯泡正常发光,需要串联一个________Ω的电阻。
【答案】 0.3 8
【解析】小灯泡上标有“3.6V 0.3A”字样,灯泡正常发光时的电流为0.3A。
电源电压为6V,要使小灯泡正常发光,则要使小灯泡两端的电压为3.6V,此时通过小灯泡的电流为0.3A,根据串联电路电压、电流关系,串联电阻两端的电压
通过串联电路的电流为0.3A,由欧姆定律得,需要串联的电阻
15.(2023四川眉山) 如图所示电路中,电源电压保持不变,已知R1∶R2=2∶3。当开关S闭合时R1、R2两端的电压之比为_________,电流表A1和A2的示数之比为_________。
【答案】 1∶1 5∶2
【解析】由电路图可知,闭合开关S,R1、R2并联,根据并联电路中各支路两端电压相等可知R1、R2两端的电压之比
U1∶U2=1∶1
闭合开关S,R1、R2并联,A1表测干路电流,A2表测流过R2电流。则电路总电阻
①
又因
R1∶R2=2∶3 ②
将②式带入①式得
假设电源电压为U,则A1表示数
A2表示数
则电流表A1和A2的示数之比
16. (2023四川广安)如图所示为灯泡L和定值电阻RU—I图像,若将L和R并联在电源电压为6V的电路中,则整个电路的总电流为______A;若将其串联在电源电压为4V的电路中,则L与R的阻值之比为______。
【答案】 0.9 1︰3
【解析】将L和R并联在电源电压为6V的电路中,由并联电路中各支路电压等于电源电压可知,L和R两端电压都为6V,并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,由图可得
将其串联在电源电压为4V的电路中,由串联电路中各用电器电压之和等于电源电压,串联电路中处处电流相等,由图可得,L电压为1V,电流为0.2A,R电压为3V,电流为0.2A,则L与R的阻值之比
17. (2023四川宜宾)已知小灯泡L的额定电压为2.5V,通过灯丝的电流与其两端的电压关系如图所示,则灯泡正常发光时的电阻为________Ω。把此灯泡与15Ω的定值电阻并联在电源电压为1.5V的电路中,则并联电路的总电流是________A。
【答案】 10 0.3
【解析】由图可知,小灯泡L的电压达到额定电压2.5V时,通过灯泡的电流为0.25A,则灯泡正常发光时的电阻
把此灯泡与15Ω的定值电阻并联在电源电压为1.5V的电路中,由于并联电路中,各支路电压等于电源电压,则定值电阻和灯泡两端电压都为1.5V,通过定值电阻的电流
由图可知,灯泡两端电压为1.5V时,通过灯泡的电流为0.2A,由于并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,则并联电路的总电流
I总=I1+IL=0.1A+0.2A=0.3A
18. (2023四川南充)在综合实践活动课上,小龙同学设计了如图甲所示的模拟调光灯电路。电源电压恒定,R1为定值电阻。闭合开关S后,将滑动变阻器R2的滑片P由最右端向左移动,直至灯泡L正常发光。此过程中,电流表A的示数随两电压表V1、V2(电压表V2未画出)示数变化关系图像如图乙所示。小灯泡正常发光时的电阻为_________Ω;若R2的滑片可任意滑动,为了保证灯泡的安全,电路中至少再串联一个________Ω的电阻。
【答案】 5 1.5
【解析】由于R1为定值电阻,电流与电压成正比,则电流与电压的图像是正比例函数图像,所以图乙中①②图像是灯泡和滑动变阻器的图像,将滑动变阻器R2的滑片P由最右端向左移动,则滑动变阻器的阻值减小,由串联分压可知,滑动变阻器的电压逐渐减小,灯泡两端电压逐渐增大,所以①为灯泡的图像,②为滑动变阻器的图像,滑动滑片P,直至灯泡L正常发光,由①可知,灯泡电压增大至2.5V为止,所以小灯泡正常发光时的电压为2.5V,由图像①可知,灯泡正常发光时的电流为0.5A,所以小灯泡正常发光时的电阻
由于电源电压不变,所以滑动变阻器R2的滑片P在最右端时,由乙图中数据可知,电源电压
③
滑动变阻器R2的滑片P滑至灯泡正常发光时,由乙图中数据可知,电源电压
④
联合③④解得
R=2.5Ω,U=4.5V
若R2的滑片可任意滑动,则滑动变阻器R2的滑片P滑至最左端时,滑动变阻器R2的阻值为0,灯泡正常发光的电流为0.5A,则需要串联一个电阻
19. (2023四川凉山州)小李利用以下器材探究“电流与电阻的关系”:学生电源、电流表(0~0.6A)、电压表(0~3V)、定值电阻(5Ω、10Ω、20Ω各一个)、开关、滑动变阻器和导线若干。
(1)请根据图甲所示的电路图,用笔画线代替导线将图乙所示的实物连接成完整电路(连线不得交叉);________
(2)连接电路时,开关应_____(选填“断开”或“闭合”),且应将滑动变阻器的滑片移到最______(选填“左”或“右”)端;
(3)小李把学生电源调至6V,将定值电阻依次接入电路,调节滑动变阻器的滑片,保持电压表示数不变,记下电流表的示数,得到图丙所示的电流I随电阻R变化的图像,由图像可以得出结论:电压一定时,电流与电阻成______(选填“正比”或“反比”);
(4)正确连接电路后,实验中小李发现电压表示数突然变大,电流表示数几乎为零,则可能是定值电阻出现______故障;
(5)在图丙中,定值电阻的阻值为5Ω和20Ω时,滑动变阻器的电功率分别为P1和P2,则P1∶P2=______。
【答案】(1)见解析 (2)断开 右 (3)反比 (4)断路 (5)4∶1
【解析】(1)由图甲可知,电压表测定值电阻两端电压,电流表测电路中电流,电压表应并联在定值电阻两端,电路连接如下图所示:
(2)连接开关时,为了保护电路,开关应断开,且为了防止电路中电流过大,应将滑动变阻器的滑片滑到阻值最大处,故由图乙可知,应将滑动变阻器的滑片移到最右端。
(3)由图丙可知,流过定值电阻的电流值与对应的定值电阻两端的电阻值的乘积不变,故可得出结论:电压一定时,电流与电阻成反比。
(4)实验中若电压表示数突然变大,电流表示数几乎为零,则可能是电路中出现了断路,此时电压表直接并联进电路,测量电源电压,故此时可能是定值电阻出现了断路故障。
(5)由图丙中可知,当定值电阻阻值为R1=5Ω时,此时流过定值电阻的电流为I1=0.4A,则此时流过滑动变阻器的电流也为I1=0.4A,当定值电阻阻值为R2=20Ω时,此时流过定值电阻的电流为I2=0.1A,则此时流过滑动变阻器的电流也为I2=0.1A,且定值电阻两端的电压不变,电源电压也保持不变,则由串联电路的电压规律可知,滑动变阻器两端的电压也保持不变,故由P=UI可得
P1∶P2=UI1∶UI2=I1∶I2=0.4A∶0.1A=4∶1
20. (2023四川广元)同学们“探究电流与电阻的关系”时,实验室提供的器材有:电压恒为6V的电源一个,定值电阻5个(阻值分别为、、、、),规格为“ 1A”的滑动变阻器一个,电流表、电压表、开关各一个,导线若干。
(1)同学们设计并连接了如图甲所示的实验电路,想用电压表的3V量程测量定值电阻R两端的电压,请你用笔画线代替导线,帮助他们把电压表正确连接在电路中(导线不能交叉);( )
(2)他们先将的电阻接在图甲中a、b间,移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数为;保持滑片不动,用的电阻替换a、b间的电阻后,需将滑动变阻器的滑片P向______(选填“左”或“右”)端移动,才能保持a、b间的电压不变;再依次更换a、b间电阻为、继续实验。他们根据测量数据作出了电流表示数I与a、b间电阻R阻值的关系图像,如图乙所示。由乙图可知:a、b间电压的值为______V;a、b间电压一定时。通过a、b间导体的电流与导体的电阻成_______比;
(3)当他们用的电阻替换的电阻后,发现电压表示数始终不能调为。为继续完成此次探究,同学们一起设计了如下方案,下列方案不正确的一项是___________;
A.将滑动变阻器更换为“ 1A”的滑动变阻器,其余不变
B.将电压为6V的电源更换为电压为5.2V的电源,其余不变
C.只调节滑动变阻器,使为2.3V
【答案】(1) 见解析 (2)右 2 反 (3) C
【解析】(1)电压表与定值电阻并联接入电路,注意接线柱正进负出,电压表选用3V的量程,如下图所示:
(2)实验中,用10Ω的电阻替换5Ω,根据分压原理,电阻两端的电压变大,即电压表示数变大;研究电流与电阻关系时要控制电压不变,根据串联电路电压的规律,要增大变阻器两端的电压,由分压原理,要增大变阻器电阻阻值,故应向右移动滑片才能达到实验要求;根据图乙所示的图象可知,a、b两端的电压为
U=IR=0.4A×5Ω==2V
为一定值,故可得出:当电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
(3)A.由图可知,电源电压为6V,定值电阻两端电压为2V,滑动变阻器两端电压为
U变=6V-2V=4V
根据串联分压原理得
R定∶R变=UV∶U变=2V∶4V=1∶2
滑动变阻器的阻值是定值电阻的2倍,当他们用25Ω的电阻替换20Ω的电阻后,则解得R变=50Ω,如果只更换滑动变阻器,则更换的滑动变阻器最大阻值至少为50Ω,因此该方法可行,故A正确,不符合题意;
B.如果重新开始实验,只更换电源,将电压为6V的电源更换为电压为5.2V的电源,定值电阻两端电压保持不变为2V,滑动变阻器两端电压为
U变=6V-5.2V=3.2V
根据串联分压原理得
R定∶R变=UV∶U变=2V∶3.2V=1∶1.6
滑动变阻器的阻值是定值电阻的1.6倍,当他们用25Ω的电阻替换20Ω的电阻后,则解得R变=40Ω,因此该方法可行,故B正确,不符合题意;
C.如果重新开始实验,只改变控制电压U0,使U0为2.3V,电源电压为6V,定值电阻两端电压为2.3V,滑动变阻器两端电压为
U变=6V-2.3V=3.7V
根据串联分压原理得
R定∶R变=UV∶U变=2.3V∶3.7V=23∶37
滑动变阻器的阻值是定值电阻的倍,当他们用25Ω的电阻替换20Ω的电阻后,则解得
变阻器的最大阻值是40Ω,因此该方法不可行,故C错误,符合题意。故选C。
21. (2023四川绵阳)用如图甲所示的电路探究电流与电压、电阻的关系。实验器材有:1节干电池、1只电流表、多只电压表、多个阻值不同的定值电阻、1只滑动变阻器、1个开关、导线若干。
(1)电压表量程应选__________(填序号)。
A.0~0.6V B.0~1.5V C.0~6V D.0~15V
(2)探究电流与电压的关系:
①先将5Ω的定值电阻接入电路,闭合开关,调节滑动变阻器滑片至不同位置,并将相应的电压表和电流表示数记录在下表中。建立I-U坐标系并描点,根据描点情况,小绵同学说,表中数据有一组是明显错误的,可能是读取不当造成的。这组数据序号是_________;
数据序号 1 2 3 4 5 6 7
电压U/V 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4
电流I/A 0.04 0.08 0.11 0.16 0.26 0.24 0.29
②删除这组数据后,根据实验数据绘制的I-U图象如图乙所示,分析图象初步得到:电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成_________;
(3)探究电流与电阻的关系
断开开关,将5Ω的定值电阻换为另一只定值电阻,为使定值电阻两端的电压保持1.2V不变。小绵同学提出两种操作:
甲:先闭合开关,再将滑片向左移动,使电压表示数为1.2V。
乙:先将滑片移到最左端,再闭合开关,将滑片向右移动,使电压表示数为1.2V。你认为哪种操作合理:_________。
【答案】 (1) B (2)5 正比 (3)乙
【解析】(1)因为电源为1节干电池,即电源电压为1.5V,所以电压表量程应选0~1.5V,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
(2)①由题表中数据可知,当定值电阻两端电压增大时,通过定值电阻的电流逐渐增大,而第6组实验数据中的电流比第5组实验数据中的电流小,所以第5组实验数据是错误的。
②分析题图乙可知,电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
(3)若将5Ω的定值电阻换为比5Ω大的定值电阻,此时由串联分压原理可知,定值电阻两端的电压变大,电压表示数变大,若先闭合开关,有可能烧坏电压表,甲操作错误;正确的做法是:先将滑动变阻器滑片移到最左端,即滑动变阻器连入电路阻值最大处,再闭合开关,此时电压表的示数较小,然后将滑动变阻器滑片向右移动,使电压表示数为1.2V,故乙操作合理。
22. (2023四川眉山)探究“电流与电阻的关系”时,实验器材有:三节新的干电池(电压为4.5V)、电流表、电压表、滑动变阻器(标有“20Ω 2A”字样)、定值电阻4个(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω),开关一个,导线若干。小静等同学设计了如图甲所示的电路图。
(1)请用笔画线代替导线将图乙中的实物图连接完整,要求:滑片P向右移动时电流表示数变小。____
(2)滑片P位于滑动变阻器阻值最大处,闭合开关,电流表有示数,电压表无示数,则电路故障原因是电阻R_________。
(3)排除故障后,将定值电阻由5Ω更换为10Ω时,应向______(选填“左”或“右”)适当调节滑动变阻器的滑片P,使电压表示数保持3V不变。
(4)图丙是根据实验数据画出的定值电阻的I-R图像,由此可得,当电压一定时,________
(5)小静同学继续探究,再次换接50Ω的定值电阻后,发现无论怎样移动滑片P,都不能使电压表示数达到原来的3V,为了完成这次实验,她采取的措施可行的是_________。
A.调高电源电压 B.再串联一个10Ω的电阻 C.将电压表改接到滑动变阻器两端
(6)下列图像中能大致反映本实验各物理量之间关系的是_________。
A. 电流表示数I与R阻值的关系
B. 电压表示数U与R阻值的关系
C. 变阻器接入电路阻值RP与R阻值的关系
D. 电阻R的功率RP与R阻值的关系
【答案】(1)见解析 (2)短路 (3)右 (4)通过导体的电流与导体电阻成反比(5) B(6) B
【解析】(1)根据滑片P向右移动时电流表示数变小可知,滑动变阻器电阻变大,因此如图所示:
(2)电流表有示数证明电路故障是短路,电压表无示数证明与之并联的定值电阻短路。
(3)根据串联分压可知,当定值电阻换用较大时,为使其两端电压不变,应增大滑动变阻器的阻值,由题可知,滑片向右调。
(4)由图丙可知,电流随电阻的增大而减小,因而可以得出结论:当电压一定时,通过导体的电流与导体电阻成反比。
(5)根据串联分压可知,当换用50Ω的定值电阻后,滑动变阻器的阻值应为
解得R滑=25Ω,超过了滑动变阻器的最大阻值,因此为了完成这次实验,她采取的措施可行的是换用较大阻值的滑动变阻器,或者串联一个阻值大于5Ω的定值电阻。
故选B。
(6)A.电流表示数I随R阻值的增大而减小,故A不符合题意;
B.实验时,保持定值电阻两端电压不变,电压表示数U不随R阻值的增大而改变,故B符合题意;
C.根据串联分压可知,变阻器接入电路阻值RP随R阻值的增大而增大,故C不符合题意;
D.实验时,保持定值电阻两端电压不变,根据可知,电阻R的功率RP随R阻值的增大而减小,故D不符合题意。故选B。
23. (2023四川内江)某中学的物理课外实验小组,用如图所示的电路来测量待测电阻Rx的阻值。其中,R0为定值电阻(R0=10Ω),V为电压表,S1为单刀开关,S2为单刀双掷开关,R为滑动交阻器,E为电源,采用如下步骤完成该实验:
(1)按照实验电路图,用笔画线表示导线将实物进行连线,组成完整电路(部分导线已连接)。________
(2)在连线时开关S1应_______(选填“断开”或“闭合”),滑动变阻器的滑片P应移到________(选填“A”或“B”)端。
(3)闭合开关S1,将开关S2掷于1端,改变滑动变阻器滑片P的位置,记下此时电压表V的示数U1;然后,将开关S2掷于2端,记下此时电压表V的示数U2。待测电阻阻值的表达式Rx=________(用R、U1、U2表示)。
(4)重复步骤(3)的实验操作,得到数据记录表。利用表中5次测量的数据,可得的平均值为________,待测电阻的阻值Rx=________Ω。
实验次数 1 2 3 4 5
电压U1/V 0.6 07 0.8 0.9 1.0
电压U2/V 1.8 2.1 2.5 2.7 2.9
3 3 3.1 3 2.9
【答案】(1)见解析 (2)断开 B (3) ⑤.(4) 3 20
【解析】(1)按照电路图,电压表的负接线柱接单刀双掷开关中间的接线柱,定值电阻的右端接单刀双掷开关的1接线柱,如图所示:
(2)连接电路时,开关要断开;滑动变阻器要移到阻值最大处,即滑片P移动到B端。
(3)和串联,单刀双掷开关的选择不影响电阻的串联关系。闭合开关S1,将开关S2掷于1端,此时电压表测R0两端的电压,两端的电压为;然后,将开关S2掷于2端,此时电压表测和两端的总电压,和两端的总电压为,根据串联电阻的电压关系可知,Rx两端的电压
因为两电阻串联,所以通过的电流等于通过的电流
由欧姆定律可得,的阻值
(4)由表中数据可得的平均值为
由于和串联,两端的电压为,和两端的总电压为,由串联电路的电压关系可得
又因为的平均值为3,且
所以,待测电阻的阻值
24. 小明与小军用两节干电池作为电源,测量未知电阻Rx的阻值。
(1)小明设计如图甲所示电路进行测量,请用笔画线代替导线,在图乙中替小明完成实验电路的连接_____;
(2)闭合开关前,小明应将滑动变阻器的滑片置于 _____端(选填“A”或“B”)。
(3)设计电路时,使用了滑动变阻器(0~20Ω),其作用除了保护电路之外,还有 _____________;
(4)闭合开关,小明发现电压表和电流表均无示数。经检测,出现故障的元件为Rx或滑动变阻器中的一个,则故障原因是 ____________;
(5)排除故障后,闭合开关,观察到电流表的示数很小,电压表的示数接近3V,移动滑动变阻器的滑片,两表示数无明显变化,这是因为未知电阻Rx的阻值 _______;
(6)小明用电阻箱(0~9999Ω)代替待测电阻Rx,用等效替代法测量其阻值。他调节电阻箱的阻值为1000Ω时,电压表的示数接近3V,电流表示数很小,于是他得出Rx=1000Ω。小军指出他的测量不正确,理由是 ____________;
(7)小军用电阻箱(0~9999Ω)代替滑动变阻器,他将电阻箱的阻值调为1000Ω时,电压表的示数为2V,电流表的示数仍很小,小军通过计算得出待测电阻Rx=_____Ω。
【答案】 (1)见解析 (2) A (3)改变定值电阻两端的电压的作用 (4)滑动变阻器断路 (5)太大
(6)没有控制电压表的示数不变(7) 2000
【解析】(1)电源由两节干电池组成,电源电压
U=1.5V×2=3V
电压表选择0~3V量程,滑动变阻器一上一下的串联在电路中,根据电路图连接实物电路图,实物电路图如下图
(2)为保护电路,在开关闭合前,应将滑动变阻器的滑片置于A端,此时滑动变阻器接入电路的阻值最大。
(3)本实验中,为提高测量电阻的准确度,要多次测量取平均值,故实验中滑动变阻器的作用除了保护电路还有改变电阻两端的电压和通过它的电流多次测量的作用。
(4)闭合开关,电流表无示数,说明电路可能断路发生,电压表没有示数,说明电压表不与电源连通,所以故障为滑动变阻器断路。
(5)闭合开关发现电流表示数很小,说明电路的总电阻大,移动滑动变阻器的滑片,两表示数无明显变化,这是因为未知电阻Rx的阻值太大。
(6)小明用电阻箱代替待测电阻Rx,此时电阻箱和滑动变阻器串联,电压表测量电阻箱两端的电压,根据串联电路的分压作用知当电阻箱的示数和待测电阻的阻值相同时,电压表的示数与原来相同,所以实验时应该保持滑动变阻器的电阻和电压表的示数不变,改变电阻箱的示数,当电压表的示数和原来相同时,电阻箱的电阻值就等于待测电阻的阻值,而实验中电压表示数只是近似3V,不能确保电压表的示数不变,所以电阻箱的电阻值就不等于待测电阻的阻值。
(7)小军用电阻箱(0~9999Ω)代替滑动变阻器,此时电阻箱和待测电阻Rx串联,电压表测量待测电阻Rx两端的电压,当将电阻箱的阻值调为1000Ω时,电压表的示数为2V,根据串联电路的分压作用知道
即
代入数据得
则待测电阻
Rx=2000Ω
25. (2023四川宜宾)为测量某待测电阻的阻值,实验探究小组设计了如图甲所示的电路图,并进行了实验。
(1)在连接如图乙的电路时,开关S应处于________状态,闭合开关前应将滑动变阻器的滑片置于________(选填“A”或“B”)端;
(2)在如图乙所示的电路中,闭合开关,移动滑片,发现电压表示数为零,电流表有示数,经分析电路连接不完整,具体原因是________,请在图乙中用笔画线代替导线将电路连接完整;( )
(3)正确连接电路后,某次测量时,电压表的示数为1.5V,电流表的示数为0.3A,则待测电阻的阻值为________Ω;实验时应多测几组数据,求电阻的平均值,目的是________;
(4)某实验小组实验时发现电压表已损坏,为测量的阻值,他们经过讨论设计了如图丙的电路图。已知电源电压不变,定值电阻的阻值为R,闭合开关、断开时电流表读数为;同时闭合开关和时电流表读数为,则________(用R、、表示);
(5)实验小组完成实验后,他们经过讨论,认为用图甲的电路图还可以完成________实验。(至少填写一个实验名称)
【答案】 (1)断开 B (2) 电压表没有测量电阻两端的电压 见解析。 (3)5 减小实验误差 (4) (5)探究电流与电压的关系
【解析】(1)为了保护电路,连接电路时,开关应处于断开状态。
为了保护电路,实验前应将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处,由图可知,应将滑动变阻器的滑片置于B端。
(2)电压表没有连接进去测量电阻两端的电压,应并联在定值电阻的两端。如图所示:
(3)由式子,待测电阻
进行了多次测量,目的是计算电阻的平均值从而减小实验误差。
(4)已知电源电压不变,定值电阻的阻值为R,闭合开关、断开时电流表读数为,这时与R串联,所以电源电压为
……①
闭合开关和时电流表读数为,这时电路中只有连接到电路中,所以
……②
由①②式子解得
(5)在“伏安法测电阻”的实验中,为定值电阻,电压表测两端的电压,电流表测电路中的电流。若探究电流与电压的关系,应控制电阻的阻值不变,可以通过调节滑动变阻器改变两端的电压和通过的电流,所以该电路能完成该实验。
26. (2023四川广安)小明利用甲图所示的器材“测量小灯泡的电阻”,其中电源电压恒为3V,小灯泡的额定电流为0.2A。
(1)请用笔画线代替导线,将甲图电路连接完整(要求:滑片P向右移,电路中电流变大,导线不得交叉);( )
(2)检查电路连接无误后,闭合开关,移动滑片P,小明发现小灯泡始终不亮,电压表示数接近电源电压,电流表几乎无示数,经检查电表完好,则故障可能是_______;
(3)故障排除后,小明移动滑片P,使小灯泡正常发光,此时电压表的指针位置如图乙所示,由此可知小灯泡正常发光时的电阻为______;
(4)小明发现在相同情况下,长期使用的灯泡的亮度明显不如规格相同的新灯泡亮。请你帮他分析灯泡变暗的原因可能是:______(写出1条即可)。
【答案】(1) 见解析(2)小灯泡断路 (3) 12.5 (4)见解析
【解析】(1)由于滑片P向右移,电路中电流变大,则可知,滑动变阻器的阻值变小,故完整的电路图如下图所示
(2)由于小灯泡始终不亮,且电流表几乎无示数,经检查电表完好,说明电路中没有电流,电压表示数接近电源电压,说明电压表与电源并联,则可能的故障可能是小灯泡断路。
(3)由图乙可知,电压表接入电路的是小量程,小量程的分度值为0.1V,故电压表的示数为2.5V,又小灯泡的额定电流为0.2A,则根据可知,小灯泡正常发光时的电阻为
(4)小灯泡长期使用,灯丝由于表面升华而变细,在材料和长度不变的情况下,灯丝的横截面积越小,灯丝电阻越大,根据可知,灯泡的实际功率变小,会导致小灯泡变暗。
27.(2022四川德阳)历史上许多重大科学发现源于科学家不懈的实验探究。早在1862年,有位科学家通过大量实验探究得出了导体中电流跟电压、电阻的关系,这位科学家是( )
A.焦耳 B.欧姆 C.牛顿 D.法拉第
【答案】B
【解析】德国物理学家欧姆经过大量的实验研究,得出了电流与电压、电阻的关系:导体中的电流,跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比,这就是著名的欧姆定律。
故选:B。
28. (2022四川广安)某物理兴趣小组为医院设计了一个输液自动报警器,它能在药液将要输完时,通过电铃发声报警。该报警器内部有一可变电阻R,其阻值随管内液体质量减少而减小,通过电铃的电流需要达到一定大小时才能发声。当输液管内液体质量减少,电表示数也变小(电源电压恒定)。下列几个电路图符合报警要求的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】A.电铃与可变电阻R并联,当管内液体质量减少时,通过电铃的电流不变,电铃不会响,故A不符合题意;
B.当输液管内液体质量减少,可变电阻R的阻值变小,分担的电压变小,那么电铃分担的电压变大,故电表示数也变大,故B不符合题意;
C.电铃与可变电阻R并联,当管内液体质量减少时,通过电铃的电流不变,电铃不会响,故C不符合题意;
D.当输液管内液体质量减少,可变电阻R的阻值变小,分担的电压变小,电表示数也变小,可变电阻R的阻值变小,电流变大,达到一定程度,电铃会响,故D符合题意。
故选D。
29. (2022四川广元)下面几个实验探究中,采用了相同研究方法的是( )
①“探究压力的作用效果与受力面积的关系”时,保持压力不变,改变受力面积
②“比较不同物质吸热的情况”时,用加热时间的长短表示吸收热量的多少
③“探究电流与电压的关系”时,保持电阻的阻值不变,改变电阻两端的电压
④在研究“阻力对物体运动的影响”实验中,运用科学推理得出牛顿第一定律
A. ①和④ B. ②和③ C. ①和③ D. ②和④
【答案】C
【解析】A.①中保持压力不变,改变受力面积,采用的是控制变量法;④中采用的是理想实验法,①和④研究方法不同,故A不符合题意;
B.②中用加热时间的长短表示吸收热量的多少,采用了转换法;③中采用了控制变量法,②和③研究方法不同,故B不符合题意;
C.①中保持压力不变,改变受力面积,采用的是控制变量法;③中也采用了控制变量法,①和③研究方法相同,故C符合题意;
D.②中用加热时间的长短表示吸收热量的多少,采用了转换法;④中采用的是理想实验法,②和④研究方法不同,故D不符合题意。
故选C。
30. (2022四川成都)图是小华探究电流与电阻关系的实验电路,AB间可以换接多个不同阻值的电阻。在每次换接电阻后,他应调节滑动变阻器滑片控制AB间______不变。换接电阻多次实验,是为了______。
【答案】 电压 寻找普遍规律
【解析】探究电流与电阻关系的实验中,在更换电阻的过程中需控制电阻两端的电压保持不变,即控制AB间电压保持不变。
在AB间更换不同的电阻进行多次实验,得出多组数据,根据多组数据进行分析,得出电流与电阻关系,这样得出的结论具有普遍性。所以换接电阻多次实验,是为了寻找普遍规律。
31. (2022四川广元)小张根据老师提供的器材设计了如图甲所示的电路,已知电源电压恒定不变,R0=18Ω。当只闭合开关S1时,电流表的示数为0.3A;当开关S1、S2均闭合时,电流表示数如图乙所示。则电源电压为___________V,Rx为___________Ω。
【答案】 3.6 12
【解析】当开关S1、S2均闭合时,电流表示数如图乙所示,量程为0—0.6A,分度值为0.02A,该电流表的读数为0.5A,当只闭合开关S1时,只有待测电阻的接入,电流表的示数为0.3A,当开关都闭合时,两电阻并联,通过定值电阻R0的电流为
电源电压为
待测电阻的阻值为
32. (2022四川广元)如图所示电路中,a、b、c分别是三只电表(电压表或电流表),R1=10Ω,R2=20Ω,电源电压恒为6V,闭合开关S。当电表a、b为电流表,c为电压表时,电表a的示数为___________A;当电表a、b为电压表,c为电流表,电表b的示数为___________V。
【答案】 0.3 4
【解析】闭合开关S,当电表a、b为电流表,c为电压表时,R1、R2并联,电流表a测R2支路的电流,电流表b测量干路电流;根据并联电路的电压特点可知,R2两端的电压为
U2=U=6V
通过R2支路的电流
所以电表a的示数为0.3A。
当电表a、b为电压表,c为电流表,R1、R2串联,电压表a测量电源电压,电压表b测量R2两端的电压;根据串联电路的电阻特点可知,电路中的总电阻
R=R1+R2=10Ω+20Ω=30Ω
电路中的电流为
根据串联电路的电流特点可知,通过R2的电流为
I2′=I=0.2A
由可知,R2两端的电压为
U2′=I2′R2=0.2A×20Ω=4V
所以电表b的示数为4V。
33.(2022四川达州)现有下列实验器材:学生电源、定值电阻三个(5Ω、10Ω、15Ω)、小灯泡RL(额定电压为2.5V)、滑动变阻器“50Ω 1A”、电流表、电压表、开关和导线若干。
(1)小聪利用部分实验器材探究电流跟电压的关系:
①请用笔画线代替导线,将图甲所示的实物连接完整(要求:滑片向右移动时电压表示数减小)。
②在探究过程中多次移动滑动变阻器滑片,读出电压表和电流表示数并记录如下:
A.其中第6次实验电流表示数如图乙所示,请将读数填入表中。
实验次数 1 2 3 4 5 6
U/V 0.5 1 1.5 2 2.5 3
I/A 0.05 0.1 0.15 0.2 0.24
B.分析数据可以得出的初步结论是: 。
C.该实验所用的探究方法是 。
③换用另外两个定值电阻重复上面的实验步骤,分析数据得出结论。
(2)小聪同学把定值电阻换成小灯泡RL,接着进行“研究小灯泡的电阻”实验。在实验过程中,多次移动滑片,读出电压表和电流表示数并记录,然后描绘出小灯泡的I﹣U关系图像(图丙)。请分析论证:
①需要测量多组数据的目的是 (选填“A”或“B”)。
A.求小灯泡阻值的平均值,减小误差
B.找出小灯泡阻值的变化规律
②小灯泡的灯丝由暗变亮的过程,即灯丝的温度逐渐升高的过程。由实验数据结合实验现象得出结论:导体的电阻与 有关;与其他同学评估交流发现,小灯泡的亮度是由小灯泡的 (选填“额定功率”或“实际功率”)决定的。
【答案】(1)①见解答;②0.3;在电阻一定时,导体中的电流跟两端电压成正比;控制变量法;(2)①B;②温度;实际功率。
【解析】(1)①因滑片向右移动时电压表示数减小,即电流变小,电阻变大,故变阻器左下接线柱连入电路中,如下所示:
②A、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,电流为0.3A;
B、由表中数据知,各组的电压与电流之比:===﹣﹣﹣﹣=10Ω,可归纳得出的结论是:在电阻一定时,导体中的电流跟两端电压成正比;
C、探究“电流与电阻的关系”,要控制电阻两端的电压不变,所以该实验所用的探究方法是控制变量法;
(2)①研究小灯泡的电阻时,因为灯丝电阻与温度有关,为避免偶然性,使结论具有普遍性,需要测量多组数据,故选B;
②小灯泡的灯丝由暗变亮的过程,即灯丝的温度逐渐升高的过程,说明导体的电阻与温度有关;灯泡的亮度是由实际功率决定的,实际功率是由灯泡两端的实际电压决定的,灯泡两端的电压越高,等就会越亮。
34.(2022四川德阳)小均同学为了探究“电流与导体两端电压的关系”,连接了如图甲所示的电路(电源电压为3V恒定)。
(1)用笔画线将甲图中电路连接完整,要求滑动变阻器的滑片P向左端滑动时,接入电路的电阻变小。
(2)小均接好电路闭合开关后,电流表无示数,电压表示数为3V,发生该现象的原因是 。(选填“电阻R处短路”“电阻R处断路”或“电流表断路”)
(3)排除故障后闭合开关,移动滑片P,小均同学进行多次实验,根据数据绘制了电阻R的I﹣U图象(乙图中的图线a),根据乙图中的图线a可得出结论是: ;小均同学所用R的阻值为R= Ω。
(4)小均同学又将实验中的电阻R拆下,其它条件都不变的情况下,换用一个额定电压为2.5V的小灯泡,继续多次实验得到小灯泡的I﹣U图象如乙图中的图线b,可知小灯泡正常发光时的功率为 W。本次实验中如果滑片P滑至某点时电压表示数如图丙所示,电流表显示读数是0.22A,那么此时滑动变阻器连入电路的电阻为 Ω(结果在小数点后保留两位)。
【答案】(1)见解答;(2)电阻R处断路;(3)在电阻一定时,通过导体的电流与导体导体两端电压成正比;5;(4)0.625;5.45。
【解析】(1)滑动变阻器的滑片P向左端移动时接入电路的电阻变小,则应把滑动变阻器的下接线柱接入电路,实物电路图如图所示:
(2)电流表无示数而电压表有示数,说明电路中有断路,而电压表与电源接通,则电路中的故障可能定值电阻R断路;
(3)由图象a可知,电流与电压的图象为过原点的直线,是正比例函数图象,故得结论:在电阻一定时,通过导体的电流与导体导体两端电压成正比;
由图象a可知,当U=1.5V时,I=0.3A,则R的阻值为:R===5Ω;
(4)由图象b可知,当UL=2.5V时,IL=0.25A,则小灯泡正常发光时的功率为:
PL=ULIL=2.5V×0.25A=0.625W;
由图丙知,电压表量程是0~3V,最小分度值是0.1V,电压表示数是1.8V,由串联电路电压规律可知,变阻器两端的电压为:
U滑=U﹣UV=3V﹣1.8V=1.2V,
由欧姆定律可知,滑动变阻器连入电路的电阻为:
R滑==≈5.45Ω。
35. (2022四川广安)当做“探究电流与电压、电阻关系”实验时,需准备以下器材:两节新的干电池、电流表、电压表、滑动变阻器、定值电阻(5、10、15、20)、开关、导线若干。
(1)根据电路图甲连接实物图乙,在闭合开关S之前,应将滑动变阻器的滑片移到__________选填“最左端”或“最右端”);
(2)如图乙所示的实物图,导线连接有误,请你找出这根连错的导线,在这根导线上打“×”,并用笔重新画一根正确连接的导线__________;
(3)问题解决后,接入10的电阻进行实验,得到下表数据,进行分析后得出的实验结论是:__________;
电压U/V 1 1.5 2 25
电流I/A 0.1 0.15 0.2 0.25
(4)接下来分别接人其他电阻,再次对“电流与电阻关系”的实验进行探究,并作出了如图丙所示图像。请你通过图像中所给信息,计算出实验过程中滑动变阻器R两端的电压UR=__________V。
【答案】 (1)最左端 (2) (3)电阻一定时,电流与电压成正比 (4) 1
【解析】(1)为了保护电路,滑动变阻器滑片需要位于阻值最大处,故滑片需要位于最左端。
(2)定值电阻与滑动变阻器串联,故开关到定值电阻的那根导线连接错误,且电压表应该并联在定值电阻两端,电流从电池的正极出发,经过开关、滑动变阻器后需要经过定值电阻再经过电流表回到负极,故如图所示:
(3)如表格所示,电压与电流之比的比值是一个定值,故结论是电阻一定时,电流与电压成正比。
(4)如图丙,图像是一个曲线,电阻与电流乘积是一个定值,即为控制的电压,从图丙可知,当电阻为20Ω时,电流为0.1A,故控制的电压为
从图可以看出,电源电压由两节干电池组成,故电源电压为3V,那么滑动变阻器的电压为
36. (2021四川达州)如图所示电路,,为未知电阻,电源电压不变。只闭合,电流表示数为;、均闭合,电流表示数为,此时通过的电流为______ A,的阻值为______ 。
【答案】 15
【解析】由电路图可知,只闭合时,电路为的简单电路,电流表测电路中的电流,
由可得,电源的电压:;
、均闭合时,与并联,电流表测干路电流,
因并联电路中各支路独立工作、互不影响,且电源电压不变,
所以,此时通过的电流仍为不变,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,通过的电流:,
因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,的阻值:。
37.(2021四川成都)小毅同学用如图所示电路测未知电阻Rx的阻值,闭合开关前,他应将滑动变阻器的滑片移到 端。实验时,他移动滑片,多次测量求Rx的平均值是为了 。
【答案】b;减小误差。
【解析】为保护电路,在连接电路时,开关应处于断开状态,电路连好后,闭合开关前,应将滑动变阻器滑片移至阻值最大处;为减小误差可进行多次测量求平均值。
解:为了避免连线错误而烧坏电路元件,在连接电路时,开关应处于断开状态;为了保护电路,电路连好后,闭合开关前,应将滑动变阻器滑片移至阻值最大处,即最左端;
由于一次实验测量的结果误差较大,故本实验进行了多次测量的目的是求平均值减小误差。
【点评】本题是伏安法测量定值电阻Rx的阻值实验,考查电路连接和减小误差的方法。
38.(2021四川攀枝花)物理组小组做“探究小灯泡的电流与电压的关系”实验,电源电压为3V。
序号 电压/V 电流/A
1 1.00 0.17
2 2.00 0.25
3 0.28
4 3.00 0.30
(1)他们连接的实物电路如图甲所示。
(2)闭合开关,发现灯泡不亮,电流表无示数,而电压表示数接近3V。取下灯泡,两表的示数仍然不变,出现故障的原因可能是 。
(3)故障排除后,当滑动变阻器的滑片P在如图所示的位置时,小灯泡亮度较暗,要让小灯泡亮度增大,应把滑片P向 (选填“左”或“右”)适当移动。
(4)他们测出的小灯泡电流I与电压U变化的情况如上表所示,第3次实验时,电压表的示数如图乙所示,则小灯泡的电压为 V;功率为 W。
(5)他们根据上表数据想测出小灯泡的电阻。为了减小误差,他们把四次测量所得电阻的平均值作为小灯泡的电阻值,你认为他们的做法是 (选填“正确”或“错误”)的,理由是: 。
【答案】(2)灯泡断路;(3)左;(4)2.5;0.7;(5)错误;在不同电压下小灯泡的电阻值不同,取平均值没有意义。
【解析】(2)闭合开关,发现灯泡不亮,电流表无示数,说明电路中存在断路故障,根据电压表的示数可判断断路的位置;
(3)原来小灯泡亮度较暗,要让小灯泡亮度增大,应增大灯泡两端的电压,根据串联分压的知识判断滑动变阻器阻值的变化,从而确定滑片的移动方向;
(4)根据电压表的量程和分度值读出小灯泡的电压,由表格数据可知此时的电流值,根据P=UI算出小灯泡的功率;
(5)小灯泡的电阻受温度的影响,即在不同电压下小灯泡的电阻值不同。
解:(2)闭合开关,发现灯泡不亮,电流表无示数,说明电路中存在断路故障,而电压表示数接近3V,说明电压表与电源连通,取下灯泡,两表的示数仍不变(即电流表示数仍然为0,电压表示数接近3V),说明断路的地方在小灯泡处,即小灯泡断路;
(3)小灯泡亮度较暗,说明小灯泡两端的电压低于额定电压,要使灯泡正常发光,应增大灯泡两端的电压,减小滑动变阻器两端的电压,由串联分压的规律可知,应减小变阻器接入电路的电阻,所以应将滑片向左端移动;
(4)由图乙知电压表的量程为0﹣3V,分度值为0.1V,示数为2.5V,
由表格数据知此时电流值为0.28A,则此时小灯泡的电功率为:
P=UI=2.5V×0.28A=0.7W;
(5)因小灯泡的电阻受温度的影响,即在不同电压下小灯泡的电阻值不同,所以取平均值没有意义,则他们的做法是错误的。
【点评】本题是“探究小灯泡的电流与电压的关系”的实验,考查了故障分析、实验操作、电压表的读数、电功率公式的应用以及影响电阻的因素,是一道综合题,但难度不是很大。
39. (2020四川自贡市)如图是实验室伏安法测电阻的电路图,其中a、b电表应分别为( )
A. a为电流表,b为电流表 B. a为电压表,b为电压表
C. a为电流表,b为电压表 D. a为电压表,b为电流表
【答案】C
【解析】根据电路图可知,a串联在电路中,因此a电流表;b与电阻并联,因此b为电压表,故选C.
40.(2020四川南充)一灯泡标有“6V、3W”的字样,现仅有8V的电源,要使小灯泡正常发光,应该给小灯泡________(选填“串”或“并")联一个________Ω的电阻。(不考虑灯泡电阻受温度的影响)
【答案】 (1) 串 (2)4
【解析】(1)根据题意知道,灯泡正常发光时的电压UL =6V,功率PL =3W,所以,要使灯泡接到8V的电源上时正常发光,应串联一个电阻R分压。
(2)因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,串联电阻两端的电压
UR =U-UL =8V-6V=2V
又因为串联电路中各处的电流相等,所以,由P=UI知道,灯泡正常工作时电路中的电流
由知道,串联电阻的阻值
41.(2020四川成都)图甲所示电路,闭合开关S,滑片P从a向b移动的过程中,小灯泡的亮度_________;当P移动到b端时,电压表的指针位置如图乙所示,则此时灯泡两端的电压为_____________V。
【答案】 (1) 变暗 (2) 1.7
【解析】(1)此电路为串联电路,滑动变阻器滑片P从a向b移动的过程中,阻值变大,电流变小,所以灯泡变暗。
(2)电压表连接0~3V量程,分度值为0.1V,电压表读数为1.7V。
42.(2020四川成都)实验小组利用图所示的电路探究“电流与电阻的关系”。实验过程中,电阻箱阻值由50调为90,电压表示数会_________,要继续探究,应该将滑片P向______移。
【答案】(1)变大 (2) 右
【解析】(1)从图中可以看到,这是一个串联电路,电阻箱阻值由50调为90,电阻值在变大,根据串联电路的分压原理可知,电阻箱两端的电压在变大,即电压表示数会变大。
(2)探究“电流与电阻的关系”需要保持电阻两端的电压不变,要继续探究,那么滑动变阻器接入电路的电阻应该变大,从图中可看到,应该将滑片P向右移动。
43.(2020四川南充)用如下图甲所示的电路“探究电流与电阻的关系”,电源电压恒为6V,定值电阻R备有(5Ω、10Ω、20Ω、40Ω)各一个。
(1)闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应滑到最___________(选填“左“或“右”)端;
(2)将5Ω的定值电阻接入电路闭合开关,移动滑片P发现电流表示数始终为零,电压表示数不为零,其原因可能是___________(填选项);
A.定值电阻R短路
B.定值电阻R断路
C.滑动变阻器短路
(3)不改变滑动变阻器滑片的位置,将5Ω的电阻换成10Ω的电阻,闭合开关后,为保证电压表示数与更换前相同,滑片P应向___________(选填“左”或“右”)端滑动;
(4)实验中依次接入定值电阻,调节滑片使定值电阻两端电压相同,记下电流表读数,绘出电流I与电阻倒数变化的图像乙,由图乙可知:电压一定时电流与电阻成___________比;
(5)为完成整个实验,应该选择___________(填选项)种规格的滑动变阻器。
A.50Ω、1.0A
B.100Ω、1.2A
C.200Ω、0.6A
【答案】(1)左 (2)B (3) 左 (4)反 (5) B
【解析】(1)由电路图知道,在连接电路时,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应滑至阻值最大处的左端。
(2)闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片P时,发现电流表示数始终为零,说明电路可能断路,而电压表有示数,说明与电压表并联部分断路,即此时电路可能的故障是定值电阻R断路。
故选B。
(3)由串联分压原理知道,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;由于探究电流与电阻的实验中应控制电阻两端的电压不变,所以,此时应增大滑动变阻器分得的电压,由分压原理,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向左端移动。
(4)由于电流I与电阻倒数变化的图像乙,说明电压一定时电流与电阻的倒数成正比,即说明导体中的电流跟导体的电阻成反比。
(5)由图像知道,电阻两端的电压始终保持U=IR =2V,由串联电路电压的规律知道,变阻器分得的电压
U滑 =6V-2V=4V
即变阻器分得的电压为电压表示数的2倍,由分压原理知道,当接入40Ω电阻时,变阻器连入电路中的电阻为R滑 =2×40Ω=80Ω
故为了完成整个实验,应该选取最大阻值至少80Ω的滑动变阻器。
故选B。
44.(2020四川成都)小华找到了一张测定汽车油箱内油量的装置图,如图所示,他与同组同学对相关问题进行了探究。
(1)把油量信息转化为电信息,有利于信息的传递。装置中,信息转化的关键环节为:油量变化→杠杆绕O点转动→电路的______变化→电流变化;
(2)若圆弧形电阻丝最大阻值为100Ω,其他可供选择的器材有:恒压电源E1(电压3V)和E2(电压18V);电流表A1(量程0~0.6A)和A2(量程0~0.1A);定值电阻R1=5Ω、R2=30Ω和R3=100Ω。为了节约能源,并且实现油量最大时,电流表示数最大,器材选择的最佳组合为______;
A.E2、A2、R3
B.E1、A2、R2
C.E1、A2、R1
D.E2、A1、R3
(3)合理选择器材后,他们通过测量,得到了下表所示的结果(其中V是油箱的容积,Ig是电流表的最大示数):
液体体积 V 0
电流表示数 Ig
依据测量结果,可以将电流表的刻度改为油量体积。分析数据可知,当液体体积为时,电流表示数______(选填“大于”、“等于”或“小于);
(4)关于探究过程的反思,下列说法中不正确的是____。
A.调整圆弧形电阻丝的位置,要让圆心在O点
B.为保证安全和方便,测量时用水来灌装油箱
C.为节约空间,应该使电路元件尽量靠近油箱
D.该装置还存在一些缺陷,应继续探究并改进
【答案】 (1)总电阻 (2) B (3) 小于 (4) C
【解析】(1)杠杆绕O点转动,电阻值接入电路阻值变化,电路总电阻变化,电流变化。
(2)为了节约能源,需要电压较小的,电流较小,则选择电源E1和电流表A2,当油量最大时,电流表示数最大,圆弧形电阻丝接入电路阻值为0,则需要定值电阻为
综上,故选B。
(3)如果液体体积和电流表示数成正比,则当液体体积为时,电流表示数等于,分析电流表的示数可知,电流减小的变化量越来越小,所以当液体体积为时,电流表示数小于。
(4) A.让圆心在O点,则两边力臂大小相同,变化量相同,故A正确,不符合题意;
B.水不可燃,容易获取,测量时用水来灌装油箱,故B正确,不符合题意;
C.电路元件会由于电流热效应,温度较高,油是可燃物,电路元件尽量靠近油箱容易燃烧,故C错误,不符合题意;
D.当油量最小时,电阻丝接入电路最大,电流最小,但是电流表示数不为0,所以需要对电流表的示数最小位置进行标记为油量为0,故D正确,不符合题意。
故选C。
45. (2024自贡一模)图是测量小灯泡电阻阻值的实物电路图,其中有一根导线连接错误,请你在错误的导线上画“×”,并用笔画线代替导线画出正确的连接方式。
【答案】如图所示.
【解析】测量小灯泡电阻阻值的实验中,除电压表外其余电路元件串联,电压表并在小灯泡两端。滑动变阻器一上一下接入电路,由图可知,电压表测的是电源电压,所以需要将滑动变阻器D接线柱与电压表正接线柱相连的导线画“×”,从滑动变阻器B(或小灯泡右端)接线柱引线到电压表正接线柱即可.
46. (2024攀枝花一模)如图所示,电源两端电压为3V,。闭合开关S,电流表示数为0.1A,下列说法正确的是( )
A. 通过的电流为0.6A B. 的电阻为25Ω
C. 两端的电压为3V D. 两端的电压为2.5V
【答案】B
【解析】A.该电路是串联电路,在串联电路中电流处处相等,电流表示数为0.1A,所以通过的电流为0.1A,故A错误;
B.电源电压为3V,由欧姆定律可知电路的总电阻
则的电阻
故B正确;
C.两端的电压
故C错误;
D.两端的电压
故D错误。故选B。
47. (2023绵阳四诊)在探究“电流与电阻的关系”的实验中,可使用的器材有:电源、滑动变阻器R(50Ω1A)、电阻箱R0、电流表、电压表、开关及导线若干。
(1)按图甲连好电路闭合开关,电流表有示数,电压表示数为零,则电路故障原因可能是____(填序号);
A.电压表的量程选大了
B.电阻箱R0发生了短路
C.滑动变阻器发生了断路
D.滑动变阻器发生了短路
(2)排除故障后利用该电路研究电流与电阻的关系,实验数据记录如表。
序号 1 2 3 4 5
电流表示数I/A 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50
电阻箱电阻R0/Ω 48.0 20.0 16.0 12.0 9.6
①实验中有组实验数据有错误,造成该错误的可能原因为滑动变阻器接入电路的阻值偏_______(选填“大”或“小”);
②实验中所用电源的电压可能是______V(选填“4”“8”或“10”);
(3)请在图乙的方格中建立有关坐标轴并确定标度,利用表中的数据在坐标系中正确描点绘线_______。
【答案】(1)B (2)大 10 (3)
【解析】(1)按图甲连好电路闭合开关,电流表有示数,说明电路是通路,电压表示数为零,说明与电压表并联支路可能短路,即电阻箱R0发生了短路,故选B。
(2)①研究“电流与电阻的关系”,要控制电阻两端的电压不变,而第2次实验中,电压表示数
U2=I2R2=0.20A×20.0Ω=2V
其它实验中电压表的示数
UV=IR=0.10A×48.0Ω=……=0.50A×9.6Ω=4.8V
第2次实验与其它实验电压表示数不同,故序号为2的实验数据有错误;因电压表示数小于控制的电压,则变阻器分得的电压较大,由串联分压原理可知,造成该错误的可能原因是滑动变阻器接入电路的阻值偏大。
②由表中数据第1次数据,根据欧姆定律和串联电路电压的规律,电源电压最大
U=U1+R滑大I1=4.8V+0.10A×50Ω=9.8V<10V
故实验中所用电源的电压可能是10V。
(3)横轴表示电阻,每小格表示4Ω,纵轴表示电流,每小格表示0.05A,在坐标系中找出对应的点,将各点连接起来,如下图所示:
48. (2023绵阳四诊)甲、乙两地相距30km,在甲、乙两地之间沿直线架设两条输电线,已知输电线每千米的电阻为0.4Ω。现输电线在某处发生了短路。
(1)为确定短路位置,检修员在甲地利用电压表、电流表和电源接成如图①所示的电路进行测量。当电压表的示数为3.0V时,电流表的示数为0.5A,则短路位置离甲地的距离为多少__________?
(2)在甲地利用电源(电压恒为6V)、标有“8V,4W”的灯泡L、电压表(量程为0~3V)以及开关等与输电线组成了一个检测电路如图②所示(电压表未画出);闭合开关后,电压表示数为2V(不计温度对灯泡电阻的影响)。则电压表应接在__________(选填“AC”“AB”“BD”或“CD”)间(通过计算说明理由);短路位置离甲地的距离为多少__________?
【答案】 (1)7.5km (2)BD 10km
【解析】(1)由图知,电压表测短路处到甲地两段输电线上的电压,根据欧姆定律可得,短路处到甲地两段输电线的总电阻
因所用的输电线每千米的电阻为0.4Ω,所以,导线长度
则短路位置离甲地的距离
(2)由得,小灯泡的电阻为
由图可知,定值电阻与输电线串联接入电路,由每条输电线每千米的电阻为0.4Ω,甲、乙两地相距30km可知,每条输电线的电阻
两条输电线之间的最大电阻为
根据串联电路分压规律可知
若电压表应并联在灯泡两端,即AB两端,输电线两端的电压根据串联分压原理可知输电线两端的电压最大为3V,根据串联电路电压规律可知此时的电源电压为
不符合题意;若电压表接在AC间,电压表测电源电压,电压表示数为6V,不符合题意;
若电压表接在CD间,电压表测开关电压,电压表示数为0V,不符合题意,所以电压表接在BD间。
灯泡两端的电压
此时通过电路的电流
根据欧姆定律可得,输电线短路处距甲地的电阻
由每条输电线每千米的电阻为0.4Ω,两条输电线的长度
所以输电线短路处距甲地的距离
答:(1)短路位置离甲地距离7.5km;
(2)短路处距甲地的距离是10km。
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