第十七章 欧姆定律 单元综合复习提优卷(原卷版 解析版)

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名称 第十七章 欧姆定律 单元综合复习提优卷(原卷版 解析版)
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资源类型 试卷
版本资源 人教版
科目 物理
更新时间 2025-04-05 09:39:11

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第十七章 欧姆定律 单元综合复习提优卷
一、单选题
1.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
2.在如图所示的电路中,定值电阻 ,滑动变阻器 的最大阻值为 ,电源两端的电压恒为 .闭合开关 ,滑动变阻器的滑片 从 端移到 端的过程中,定值电阻两端的电压的变化范围是(  )
A. B.2.5V~20V C. D.10V~20V
3.一个定值电阻两端电压为3V时,通过它的电流为0.15A,当定值电阻两端电压降低为原来的一半时,则下列说法正确的是(  )
A.电流为原来的 B.电阻为原来的2倍
C.电流为原来的2倍 D.电阻为原来的
4.如图是科技社团设计的监测河水流速变化的装置原理图。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,电源电压保持4.5V不变,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V,定值电阻阻值为,滑动变阻器的规格为“ 1A”。闭合开关S,随着水流速度的改变,下列说法正确的是(  )
A.当水流速度增大时,电压表的示数变大
B.当水流速度减小时,电压表与电流表的比值变大
C.在不损坏仪器的情况下,电流表的最大电流为0.3A
D.滑动变阻器允许接入电路的阻值变化范围是
5.如图所示是手持式电子测温仪以及它的内部原理图,其中电源电压保持不变。是热敏电阻,其阻值随温度升高而减小,定值电阻是保护电阻。下列说法正确的是(  )
A.显示仪是由电流表改装而成的
B.热敏电阻与定值电阻是并联的
C.在使用过程中,当被测温者体温较高时,电路中的电流会增大
D.在使用过程中,当被测温者体温较高时,显示仪的示数会减小
6.在图所示的电路中,电源电压保持不变。当S断开时,电流表示数为I1;当S闭合时,电流表示数为I2。如果I1︰I2=2︰3,则R1、R2的电阻之比为(  )
A.2︰3 B.3︰2. C.1︰2 D.2︰1
7.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,它的金属滑片是杜杆的一端,且由定位挡板限制只能在电阻上滑动。从油量表(由电流表改装而成)指针所指的刻度,就可以知道油箱内油面的高度h。下列分析正确的是(  )
A.油箱内的油越少,流过油量表的电流越大
B.油箱内的油增加,电流表指针向左偏转
C.油量表的刻度值从左往右是逐渐减小的
D.油量表的零刻度线与电流表零刻度线不重合
8.如图,电源两端电压恒定,闭合开关,发现灯泡L1比L2暗,则(  )
A.L1的实际功率比L2的大
B.通过L1 的电流比L2的小
C.L1的电阻比L2的小
D.若L1烧断,则L2两端的电压变大
9.一个灯泡正常发光时的电流强度为0.2安,电压为3伏.现要把它接在4伏电源上仍能正常发光,该灯泡必须
A.串联一个10欧电阻 B.并联一个10欧电阻
C.串联一个5欧电阻 D.并联一个5欧电阻
10.定值电阻R1、R2的U一I图像如图所示,定值电阻R、R的阻值之比是
A.1:2 B.2:1 C.2:3 D.3:2
二、填空题
11.如图所示是一种自动测定油箱内油面高度的装置。R2是滑动变阻器,它的金属滑片连在杠杆的一端,从油量表(由电流表改装而成)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,油量表示数将   ;电压表示数将   ;电压表与油量表示数的比值将   (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
12.学校教室有三组共9盏相同的白炽灯并联连接成的灯带,由一个开关控制。9盏灯中有1盏灯突然不亮了,另8盏正常发光,已知家庭电路电压为220V,每只白炽灯工作时电阻为2200Ω,则此时通过开关的电流为   A,不亮的那1盏灯可能发生了   (选填“短路”或“开路”)。
13.如图甲所示,是小华做探究串联电路电压特点的电路图,其中R1=10Ω,开关闭合时两只电压表的指针恰好指在同一位置处,电压表V1指针如图乙所示,则电源电压为   V,R2=   Ω。
14.在图甲所示的电路中,闭合开关,两灯泡均发光,两个电流表指针偏转均如图乙所示,则通过灯泡L2的电流为   A,灯泡L1、L2两端的电压之比是   ,灯泡L1、L2的电阻之比是   。
15.如图所示,电源电压不变,R2的电阻为20Ω,闭合开关后,电压表的示数为2V,电流表的示数为0.2A,则电源电压为    V。
16.某滑动变阻器的铭牌上标有“50Ω 1A”字样,其中“50Ω”的含义是滑动变阻器的   ;某个导体通过0.5A的电流时,电阻为10Ω,若通过1A的电流时,该导体的电阻为   ,此时它两端的电压为   V。
17.用图甲所示电路探究电流与电阻的关系,电源电压恒为5V,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V,定值电阻阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、25Ω、30Ω。图乙是小明根据实验数据绘制的I-R图像。由图像可知:实验中,控制定值电阻两端的电压为   V,滑动变阻器接入电路的最大和最小阻值之比为   ,接入15Ω电阻进行实验并开始对电流表读数时,电路中的总电阻为   Ω。
18.如图所示电路中,R是一个定值电阻,R1是一个半导体材料制成的热敏电阻,其阻值随温度变化的曲线如图所示,当开关闭合且电阻Rt所处的环境温度升高时,电流表示数   ,电压表示数   。(填“增大”、“减小”或“不变”)
三、实验探究题
19.在“测量小灯泡的电阻”的实验中
(1)请你设计一个测量小灯泡的电阻的电路图,画到下边的方格内;   
(2)邓南同学按此电路测得了通过灯泡的电流为0.2A,电压表示数如下图所示,则电压表示数是   V,此时该灯泡的电阻是   Ω。
20. 实验小组的同学探究小灯泡发光时的电阻实验。选用的器材有小灯泡、电源(电压恒为4.5V)、滑动变阻器(规格为“100Ω 1A”)、开关、电流表、电压表和导线若干。
(1)请在图甲中用笔画线代替导线,完成实物电路的连接;   
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应处于最   (选填“左”或“右”)端;
(3)闭合开关进行实验,当停止移动滑片时,发现电表指针左右摆动,再观察小灯泡也忽明忽暗,其原因可能是   ;
(4)排除故障后继续实验,发现电压表示数较小时,电流表有示数,但小灯泡灯丝不亮。原因是   ;
(5)当电压表示数为3V时,电流表示数如图乙所示,小灯泡的灯丝电阻为   Ω(保留一位小数);
拓展:图丙是根据实验中数据画出小灯泡的I-U图像,当电流表示数为0.2A时,电压表的示数应为   V,若此时改变滑片位置,使变阻器连入电路中的阻值变化,电流表示数变化了0.04A,改变后小灯泡的功率为   W。
21.小明和同学们在探究“电流和电压关系”的实验中,电源电压保持不变。
(1)小明和同学们经过讨论,依次完成了“探究电流与电压的关系”三次实验电路的设计,如图1甲、乙、丙所示。
①探究电流与电压关系时,应保持   不变,图1甲中,因为   所以不能用于该实验探究。
②由图1乙改进为图1丙是因为用滑动变阻器既能保护电路,又能通过调节滑动变阻器的滑片使电阻两端的电压   (选填“改变”或“保持不变”)。
(2)请用笔画线代替导线,帮助小明按图1丙将图2甲中实物电路连接完整,要求滑片P向B端滑动时,电流表的示数变大。   
(3)实验中测得五组数据,并绘制出定值电阻R的图像如图2乙所示。由图像得:
①实验中所用定值电阻R的阻值为   。
②实验结论:   。
③结合所测数据分析,本实验所用滑动变阻器的最大阻值应不小于   。
四、计算题
22.如图所示的电路中,电源两端电压不变,电阻R2的阻值为10Ω,闭合开关S,电流表A1的示数为1.2A,电流表A2的示数为0.8A,求:
(1)电源电压U;
(2)电阻R1的阻值。
23.图甲为某型号电子秤,其原理结构如图乙所示,R0=30Ω;R是压敏电阻,其阻值随所受压力变化的关系如图丙所示。改写电压表(量程为3V)的表盘数值后可直接读出所称量物体的质量,设踏板的质量为5kg,电源电压保持9V不变。
(1)空载时,踏板对R的压力为多少N?此时R的阻值为多少Ω?
(2)所称量物体的质量为45kg时电压表的示数为多少?
(3)该电子秤的最大称量值是多少千克?
24.如图甲所示,电源电压为9V且不变,小灯泡L正常发光时的电压为3V,滑动变阻器R1标有“?Ω 1.5A”,只闭合开关时,当滑动变阻器接入最大阻值四分之一时,小灯泡L正常发光且电流表指针满偏(电流表取0~0.6A量程),电表表盘如图乙所示。求:
(1)正常发光时灯丝阻值为多少Ω?
(2)滑动变阻器的最大阻值为多少Ω?
(3)闭合,断开,再将电压表接入电路,其它部分电路连接不变。当滑片P置于某一位置时,三个电表指针偏转格数相同,且表示数大于表的示数,求R2可能的阻值?
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第十七章 欧姆定律 单元综合复习提优卷
一、单选题
1.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
【答案】D
【解析】【解答】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。
【分析】在串联电路中,电阻减小,电流变大。
2.在如图所示的电路中,定值电阻 ,滑动变阻器 的最大阻值为 ,电源两端的电压恒为 .闭合开关 ,滑动变阻器的滑片 从 端移到 端的过程中,定值电阻两端的电压的变化范围是(  )
A. B.2.5V~20V C. D.10V~20V
【答案】D
【解析】【解答】(1)由实物电路图可知,两电阻串联,当滑片位于 端时,电阻 与滑动变阻器的最大阻值串联,此时电路中的电流最小、定值电阻两端的电压最大,因为串联电路中的总电阻等于各分电阻之和,所以电路中的最小电流: ,定值电阻两端的最小电压: ;(2)当滑片位于 端时,电路为 的简单电路,定值电阻两端的电压就是电源电压, ,故滑动变阻器的滑片 从 端移到 端的过程中,定值电阻两端的电压的变化范围是 .
故答案为:D.
【分析】根据电压和总电阻计算电路中的电流,并根据电流计算电阻两端的电压.
3.一个定值电阻两端电压为3V时,通过它的电流为0.15A,当定值电阻两端电压降低为原来的一半时,则下列说法正确的是(  )
A.电流为原来的 B.电阻为原来的2倍
C.电流为原来的2倍 D.电阻为原来的
【答案】A
4.如图是科技社团设计的监测河水流速变化的装置原理图。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,电源电压保持4.5V不变,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V,定值电阻阻值为,滑动变阻器的规格为“ 1A”。闭合开关S,随着水流速度的改变,下列说法正确的是(  )
A.当水流速度增大时,电压表的示数变大
B.当水流速度减小时,电压表与电流表的比值变大
C.在不损坏仪器的情况下,电流表的最大电流为0.3A
D.滑动变阻器允许接入电路的阻值变化范围是
【答案】B
5.如图所示是手持式电子测温仪以及它的内部原理图,其中电源电压保持不变。是热敏电阻,其阻值随温度升高而减小,定值电阻是保护电阻。下列说法正确的是(  )
A.显示仪是由电流表改装而成的
B.热敏电阻与定值电阻是并联的
C.在使用过程中,当被测温者体温较高时,电路中的电流会增大
D.在使用过程中,当被测温者体温较高时,显示仪的示数会减小
【答案】C
【解析】【解答】根据图片可知,热敏电阻与定值电阻R0首尾相连,应该为串联,故B错误;
显示仪与R0并联,应该为电压表,故A错误;
在使用过程中,当被测温者体温较高时,热敏电阻阻值减小,根据“电流与电阻的反比关系”可知,电流会变大,故C正确;
当被测温者体温较高时,电路中的电流增大,根据U=IR可知,显示仪的示数会增大,故D错误。
故选C。
【分析】(1)电流表与用电器串联,电压表与用电器并联;
(2)用电器首尾相连为串联,并排连接在两点之间为并联;
(3)根据温度变化确定总电阻变化,再根据“电流与电阻成反比”确定电流大小变化;
(4)根据U=IR分析显示仪的示数变化。
6.在图所示的电路中,电源电压保持不变。当S断开时,电流表示数为I1;当S闭合时,电流表示数为I2。如果I1︰I2=2︰3,则R1、R2的电阻之比为(  )
A.2︰3 B.3︰2. C.1︰2 D.2︰1
【答案】D
【解析】【解答】当S断开时,两个电阻串联,电流表测量电路中的电流,当S闭合时,R2被短路,只有R1的简单电路,电流表测量通过R1的电流, , ,
故答案为:D。
【分析】结合开关的闭合、断开状态判断电路的结构,结合串并联电路的电流、电压规律和欧姆定律分析求解即可。
7.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,它的金属滑片是杜杆的一端,且由定位挡板限制只能在电阻上滑动。从油量表(由电流表改装而成)指针所指的刻度,就可以知道油箱内油面的高度h。下列分析正确的是(  )
A.油箱内的油越少,流过油量表的电流越大
B.油箱内的油增加,电流表指针向左偏转
C.油量表的刻度值从左往右是逐渐减小的
D.油量表的零刻度线与电流表零刻度线不重合
【答案】D
8.如图,电源两端电压恒定,闭合开关,发现灯泡L1比L2暗,则(  )
A.L1的实际功率比L2的大
B.通过L1 的电流比L2的小
C.L1的电阻比L2的小
D.若L1烧断,则L2两端的电压变大
【答案】C
【解析】【解答】解:由图可知,L1和L2串联,电压表测L2两端的电压,
因为串联电路中各处的电流相等,
所以两灯泡串联时,通过它们的电流相等,故B错误;
因为灯泡的亮暗取决于实际功率的大小,且L1比L2暗,
所以L1的实际功率比L2的小,故A错误;
L1的实际功率小,由P=I2R可知,L1的电阻小,故C正确;
若L1烧断,则整个电路断路,L2两端的电压变小为零.故D错误.
故选C.
【分析】(1)灯泡的亮暗是由灯泡的实际功率决定的;(2)根据灯泡L1比灯泡L2暗结合公式P=I2R判断出电阻的大小,根据串联电路的电压、电流的规律进行分析.(3)串联电路,断路处电压变大.
9.一个灯泡正常发光时的电流强度为0.2安,电压为3伏.现要把它接在4伏电源上仍能正常发光,该灯泡必须
A.串联一个10欧电阻 B.并联一个10欧电阻
C.串联一个5欧电阻 D.并联一个5欧电阻
【答案】C
10.定值电阻R1、R2的U一I图像如图所示,定值电阻R、R的阻值之比是
A.1:2 B.2:1 C.2:3 D.3:2
【答案】B
【解析】【解答】由图像可知,。
所以
【分析】根据欧姆定律计算出阻值 。利用比例计算得出。
二、填空题
11.如图所示是一种自动测定油箱内油面高度的装置。R2是滑动变阻器,它的金属滑片连在杠杆的一端,从油量表(由电流表改装而成)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,油量表示数将   ;电压表示数将   ;电压表与油量表示数的比值将   (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】变大;变小;变小
12.学校教室有三组共9盏相同的白炽灯并联连接成的灯带,由一个开关控制。9盏灯中有1盏灯突然不亮了,另8盏正常发光,已知家庭电路电压为220V,每只白炽灯工作时电阻为2200Ω,则此时通过开关的电流为   A,不亮的那1盏灯可能发生了   (选填“短路”或“开路”)。
【答案】0.8;开路
【解析】【解答】(1)9盏灯中有1盏灯突然不亮了,另8盏正常发光,说明9盏灯工作时互不影响,故9盏灯并联连接;由一个开关控制,则开关串联在干路上,此时通过开关的电流;
(2)由题意可知,只有1盏灯泡不亮,其它灯泡仍能正常发光,即互不影响,故这盏灯泡是发生开路现象。
故答案为:0.8;开路。
【分析】根据并联电路用电器工作时互不影响的特点即可判断灯泡的连接分式;通过开关的电流根据欧姆定律和并联电路的电流特点即可求出。
13.如图甲所示,是小华做探究串联电路电压特点的电路图,其中R1=10Ω,开关闭合时两只电压表的指针恰好指在同一位置处,电压表V1指针如图乙所示,则电源电压为   V,R2=   Ω。
【答案】5;40
14.在图甲所示的电路中,闭合开关,两灯泡均发光,两个电流表指针偏转均如图乙所示,则通过灯泡L2的电流为   A,灯泡L1、L2两端的电压之比是   ,灯泡L1、L2的电阻之比是   。
【答案】0.3;1:1;1:4
15.如图所示,电源电压不变,R2的电阻为20Ω,闭合开关后,电压表的示数为2V,电流表的示数为0.2A,则电源电压为    V。
【答案】6
【解析】【解答】由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流,则根据欧姆定律,求得R2两端的电压;根据串联分压,可求得电源电压U=U1+U2=2V+4V=6V。
【分析】由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流;根据欧姆定律求出R2两端的电压,根据串联电路的电压特点求出电源电压。
16.某滑动变阻器的铭牌上标有“50Ω 1A”字样,其中“50Ω”的含义是滑动变阻器的   ;某个导体通过0.5A的电流时,电阻为10Ω,若通过1A的电流时,该导体的电阻为   ,此时它两端的电压为   V。
【答案】最大阻值为50Ω;10Ω;10
17.用图甲所示电路探究电流与电阻的关系,电源电压恒为5V,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V,定值电阻阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、25Ω、30Ω。图乙是小明根据实验数据绘制的I-R图像。由图像可知:实验中,控制定值电阻两端的电压为   V,滑动变阻器接入电路的最大和最小阻值之比为   ,接入15Ω电阻进行实验并开始对电流表读数时,电路中的总电阻为   Ω。
【答案】3;6∶1;25
18.如图所示电路中,R是一个定值电阻,R1是一个半导体材料制成的热敏电阻,其阻值随温度变化的曲线如图所示,当开关闭合且电阻Rt所处的环境温度升高时,电流表示数   ,电压表示数   。(填“增大”、“减小”或“不变”)
【答案】增大;增大
【解析】【解答】由图2可知热敏电阻的阻值随温度的升高而减小,故由欧姆定律可得电路中电流增加,即电流表示数增大;而UR=IR,R不变,R两端的电压增大。
故答案为:增大,增大.
【分析】两电阻串联,电压表测量R两端的电压;由图2可知热敏电阻的性质,由电阻的变化利用欧姆定律可求得电路中电流的变化及R两端电压的变化.
三、实验探究题
19.在“测量小灯泡的电阻”的实验中
(1)请你设计一个测量小灯泡的电阻的电路图,画到下边的方格内;   
(2)邓南同学按此电路测得了通过灯泡的电流为0.2A,电压表示数如下图所示,则电压表示数是   V,此时该灯泡的电阻是   Ω。
【答案】;2;10
20. 实验小组的同学探究小灯泡发光时的电阻实验。选用的器材有小灯泡、电源(电压恒为4.5V)、滑动变阻器(规格为“100Ω 1A”)、开关、电流表、电压表和导线若干。
(1)请在图甲中用笔画线代替导线,完成实物电路的连接;   
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应处于最   (选填“左”或“右”)端;
(3)闭合开关进行实验,当停止移动滑片时,发现电表指针左右摆动,再观察小灯泡也忽明忽暗,其原因可能是   ;
(4)排除故障后继续实验,发现电压表示数较小时,电流表有示数,但小灯泡灯丝不亮。原因是   ;
(5)当电压表示数为3V时,电流表示数如图乙所示,小灯泡的灯丝电阻为   Ω(保留一位小数);
拓展:图丙是根据实验中数据画出小灯泡的I-U图像,当电流表示数为0.2A时,电压表的示数应为   V,若此时改变滑片位置,使变阻器连入电路中的阻值变化,电流表示数变化了0.04A,改变后小灯泡的功率为   W。
【答案】(1)
(2)左
(3)滑动变阻器接触不良
(4)可能是变阻器连入电路的电阻较大,通过电路的电流较小,灯泡的实际功率较小
(5)10.7;2;0.6或0.256
【解析】【解答】 (1)由图乙可知电流表的量程是0~0.6A,电流表串联在电路中,如图所示:
(2)为了保护电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应处于阻值最大处,即最左端;
(3)停止移动滑片时,发现电表指针左右摆动,再观察小灯泡也忽明忽暗(小灯泡没有短路),可知电路时通时断路,其原因可能是滑动变阻器接触不良。
(4)排除故障后继续实验,发现电压表示数较小时,电流表有示数,说明电路是通路,小灯泡灯丝不亮,可能是变阻器连入电路的电阻较大,灯泡两端的电压较小,通过电路的电流较小,灯泡的实际功率较小;
(5)当电压表示数为3V时,电流表的示数如图乙所示,电流表选用0~0.6A量程,分度值为0.02A,电流为0.28A,则小灯泡的灯丝电阻为
拓展:由图丙可知,电流表的示数是0.2A时,电压表的示数2V,使变阻器连入电路中的阻值变化5Ω,电流表示数变化了0.04A,变阻器两端的电压变化量:
ΔU滑=ΔIR滑=0.04A×5Ω=0.2V,
由串联电路电压的规律可知电压表的示数变化量:
ΔU=ΔU滑=0.2V
①电流表示数变化了0.04A,此时电流表的示数可能是:0.2A+0.04A=0.24A,
则电压表的示数是:2V+0.2V=2.2V,
小灯泡的功率:
PL1=UL1IL1=2.2V×0.24A=0.528W
②电流表示数变化了0.04A,此时电流表的示数可能是:0.2A-0.04A=0.16A
则电压表的示数是:2V-0.2V=1.8V
小灯泡的功率:
PL2=UL2IL2=1.8V×0.16A=0.288W
所以改变后小灯泡的功率为0.528W或0.288W。
故答案为:(1)电路连接如解答图; (2)左;(3)滑动变阻器接触不良;(4)可能是变阻器连入电路的电阻较大,灯泡两端的电压较小,通过电路的电流较小,灯泡的实际功率较小;(5)10.7;拓展:2;0.528或0.288。
【分析】 (1)由图乙可知电流表的量程,根据电流表使用方法连接电路;
(2)为了保护电路,在闭合开关前,变阻器滑片应处于变阻器接入电路电阻值最大处;
(3)电表指针摆动,灯泡忽明忽暗,表明电路中存在接触不良;
(4)变阻器接入电阻值大,电路中的电流较小,灯泡两端的电压低,灯泡的实际电功率较小,灯泡较暗;
(5)由乙图可知通过灯泡的电流,根据欧姆定律计算灯丝电阻;
(6)由图像读出当电流为0.2A时的电压值;讨论变化0.04A的不同情况,根据P=UI计算小灯泡的功率。
21.小明和同学们在探究“电流和电压关系”的实验中,电源电压保持不变。
(1)小明和同学们经过讨论,依次完成了“探究电流与电压的关系”三次实验电路的设计,如图1甲、乙、丙所示。
①探究电流与电压关系时,应保持   不变,图1甲中,因为   所以不能用于该实验探究。
②由图1乙改进为图1丙是因为用滑动变阻器既能保护电路,又能通过调节滑动变阻器的滑片使电阻两端的电压   (选填“改变”或“保持不变”)。
(2)请用笔画线代替导线,帮助小明按图1丙将图2甲中实物电路连接完整,要求滑片P向B端滑动时,电流表的示数变大。   
(3)实验中测得五组数据,并绘制出定值电阻R的图像如图2乙所示。由图像得:
①实验中所用定值电阻R的阻值为   。
②实验结论:   。
③结合所测数据分析,本实验所用滑动变阻器的最大阻值应不小于   。
【答案】电阻;灯丝的电阻随温度的升高而增大;改变;;5;在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比;25
四、计算题
22.如图所示的电路中,电源两端电压不变,电阻R2的阻值为10Ω,闭合开关S,电流表A1的示数为1.2A,电流表A2的示数为0.8A,求:
(1)电源电压U;
(2)电阻R1的阻值。
【答案】(1)8V
(2)20Ω
23.图甲为某型号电子秤,其原理结构如图乙所示,R0=30Ω;R是压敏电阻,其阻值随所受压力变化的关系如图丙所示。改写电压表(量程为3V)的表盘数值后可直接读出所称量物体的质量,设踏板的质量为5kg,电源电压保持9V不变。
(1)空载时,踏板对R的压力为多少N?此时R的阻值为多少Ω?
(2)所称量物体的质量为45kg时电压表的示数为多少?
(3)该电子秤的最大称量值是多少千克?
【答案】(1)50N,240Ω;(2)1.5V;(3)90kg
24.如图甲所示,电源电压为9V且不变,小灯泡L正常发光时的电压为3V,滑动变阻器R1标有“?Ω 1.5A”,只闭合开关时,当滑动变阻器接入最大阻值四分之一时,小灯泡L正常发光且电流表指针满偏(电流表取0~0.6A量程),电表表盘如图乙所示。求:
(1)正常发光时灯丝阻值为多少Ω?
(2)滑动变阻器的最大阻值为多少Ω?
(3)闭合,断开,再将电压表接入电路,其它部分电路连接不变。当滑片P置于某一位置时,三个电表指针偏转格数相同,且表示数大于表的示数,求R2可能的阻值?
【答案】解:(1)由电路图知,只闭合开关S2时,灯泡L与滑动变阻器R1串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中电流,当滑动变阻器接入最大阻值四分之一时,已知电流表取0~0.6A量程,并且电流表指针满偏,所以此时IL=I1=0.6A
由于小灯泡L正常发光,则UL=U额=3V
正常发光时灯丝阻值为
(2)根据串联电路的总电压等于各用电器两端的电压之和可得R1两端的电压U1=U-UL=9V-3V=6V
滑动变阻器接入电路的阻值为R1'=
所以滑动变阻器的最大阻值R1=4R1'=4×10Ω=40Ω
(3)闭合S1,断开S2,滑动变阻器R1与R2串联,其它部分电路连接不变。①若电压表V2并联在R2两端,如图所示:
两个电压表指针偏转的角度相同,且V2示数大于表V1的示数,所以V2使用0~15V量程,V1使用0~3V量程,且
U2=5U1;U1=×9V=1.5V;U2=5×1.5V=7.5V电压表的偏转格数是=15
个格,根据串联电路的电流处处相等和欧姆定律可得
所以R2=5R1①
因电流表取0~0.6A量程,分度值是0.02A,三个电表指针偏转格数相同,电流表的示数是I=0.02×15=0.3A电路中的总电阻为R总==30Ω;根据串联电路的总电阻等于各分电阻之和可知;R总=R1+R2=30Ω----------②
由①②可得R2=25Ω
②若电压表V2并联在电源两端,如图所示:
则由于电压表V2测量电源电压,所以,电压表V2示数为U=9V不变,则U1=U2=×9V=1.8V
根据串联电路的总电压等于各用电器两端的电压之和可得U2=U-U1=9V-1.8V=7.2V
电压表的偏转格数是=18
个格,根据串联电路的电流处处相等和欧姆定律可得
所以R2=4R1①
因电流表取0~0.6A量程,分度值是0.02A,三个电表指针偏转格数相同,电流表的示数是I=0.02×18=0.36A
电路中的总电阻为R总==25Ω;根据串联电路的总电阻等于各分电阻之和可知R总=R1+R2=25Ω----------②
由①②可得R2=20Ω。
【解析】【分析】(1)由电路图知,只闭合开关S2时,灯泡L与滑动变阻器R1串联,所以通过灯泡的电流和变阻器电流相同;小灯泡L正常发光,所以UL=U额=3V,根据欧姆定律可计算正常发光时灯丝阻值。
(2)根据串联电路的总电压规律可知U1=U-UL;由(1)可知,通过变阻器电流,根据欧姆定律可知滑动变阻器接入电路的阻值为,R1'=;所以滑动变阻器的最大阻值:R1=4R1'。
(3)据图可知,闭合S1,断开S2,滑动变阻器R1与R2串联,①若电压表V2并联在R2两端:V2示数大于表V1的示数V2使用0~15V量程,V1使用0~3V量程,同时满足且两个电压表指针偏转的角度相同,U2=5U1,结合串联电路电压规律可知U1、U2;根据欧姆定律可得R2=5R1;因电流表偏转格数相同,结合欧姆定律R总=计算电路中的总电阻,结合串联电路电阻规律可知R总=R1+R2计算R2;
②若电压表V2并联在电源两端,电压表V2测量电源电压,同理可计算U1=U2,
根据串联电路电压规律可计算U2=U-U1,电压表的偏转格数是=18格子,三个电表指针偏转格数相同,由此计算电流表的示数是I;根据串联电路的电流处处相等和欧姆定律R总=,可得R2=4R1;
根据串联电路的总电阻等于各分电阻之和可知R总=R1+R2=25Ω,计算R2。
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