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欧姆定律 章末能力综合试题 2025-2026学年
初中物理人教版(2024)九年级全一册
一、单选题
1.有两个用电器甲和乙,其电流与其两端电压关系如图所示,其中直线表示用电器甲的电流与其两端电压关系图。下列说法正确的是( )
A.甲用电器的电阻随它两端电压的增大而增大
B.当甲用电器两端电压为0V时,甲的电阻大小为0Ω
C.若把甲和乙串联在电压为6.5V的电路中,电流是0.25A
D.若把甲和乙并联在电压为4V的电路中,干路电流是0.55A
2.对欧姆定律的理解,下列说法中错误的是( )
A.对同一导体,导体中的电流强度与这段导体两端电压成正比
B.在电压不变时,导体的电阻愈大,通过的电流则愈小
C.在相同电压时,导体的电阻与电流成反比
D.对同一导体,导体两端电压与通过电流的比值不变
3.如图所示电路,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P向右滑动时,电流表A、电压表V1和V2的示数分别用I、U1和U2表示,这3个电表示数变化量的绝对值大小分别用ΔI、ΔU1和ΔU2表示。下列比值变化正确的是( )
A.变小,变大 B.变大,变大
C.不变,不变 D.不变,不变
4.PM2.5对人体健康危害非常严重,如图甲所示是一款PM2.5检测仪,其电路原理图如图乙所示。R1为“PM2.5传感器”,它的阻值与空气中PM2.5浓度的关系如图丙所示,R2为定值电阻,阻值为60欧,电源电压恒为12伏。若空气中PM2.5浓度为0.2毫克/米3时,则判定为空气质量严重污染。以下说法正确的是( )
A.被检测的空气PM2.5浓度越高,电流表示数越小
B.电流表的示数为0.12安时,判定被检空气质量严重污染
C.电压表的最小示数为4伏
D.若空气PM2.5浓度为0.3毫克/米3时,电压表的示数为9伏
5.在图所示的电路中,电源电压保持不变。当电键S闭合后,小灯L不发光。若电路中只有一处故障,且只发生在小灯L或电阻R上。现尝试用下列三种方法来检测电路中的故障:①用完好的小灯L′替换L;②用完好的小灯L′替换R;③将一个完好的电流表串联在电路中,并将一个完好的电压表与L并联。其中能够检测出具体故障的方法是( )
A.①和② B.②和③
C.只有③ D.①、②和③
6.在科学实验时,为了减小误差或寻找普遍规律,经常需要进行反复多次实验。
①“测量物体的长度”时,多次测量
②“研究杠杆的平衡”时,改变动力(臂)和阻力(臂),多次测量
③“研究串、并联电路的电流特点”时,换用不同定值电阻,多次测量
④“用电压表和电流表测导体的电阻”时,多次测量电阻两端电压和通过电阻的电流值
上述实验中寻找普遍规律的是( )
A.①② B.①③ C.②③ D.②④
7.如图所示,两电表可能是量程为0~0.6A、0~3A的电流表或量程为0~3V、0~15V的电压表,电源电压保持不变,两灯均发光,(不考虑灯丝电阻受温度影响),甲、乙两电表指针偏转角度相同,下列判断正确的是( )
A.若开关S断开,L1、L2的电阻之比为
B.若开关S断开,甲、乙两表示数比为
C.若开关S闭合,L1、L2的电阻之比为
D.若开关S闭合,甲、乙两表示数比为
8.有一个铭牌模糊不清的定值电阻估计阻值约为500Ω左右,小明想利用实验室的器材测其阻值。提供的器材有两节干电池、学生电压表(量程为0-3V;0-15V)、学生电流表(量程为0-0.6A;0-3 A)、电阻箱R0(0-9999Ω、5A)和滑动变阻器(10Ω、1 A)各一个,开关、导线若干。下列四个设计方案中,能测出阻值的是( )
A. B.
C. D.
二、多选题
9.图为某款电加热器的简化电路图,R1、R2、R3为定值电阻,a、b、c、d为金属触点,S为旋钮开关,转动旋钮可以将相邻两个触点连通。则开关( )
A.连接a、b时,R1和R2串联
B.连接c、d时,R1和R3串联
C.从连接a、b旋转至c、d时,通过R1的电流变小
D.从连接a、b旋转至c、d时,通过R1的电流变大
10.小明和同学们在做电学实验过程中,他们经过讨论,依次改进了“探究电流跟电压的关系”的实验电路图,如图甲、乙、丙所示。下列说法正确的是( )
A.图甲改进为图乙:为保证实验过程中电压这一因素不变
B.图乙改进为图丙:实现多次实验,得到电流跟电压之间的定量关系
C.图丙:移动滑动变阻器的目的是改变电阻两端电压和通过电阻的电流
D.图丙:不添加其他器材,仅利用本实验中的器材可探究电流与电阻的关系
11.如图所示的四个电路中,为阻值已知的定值电阻,可以测出未知电阻阻值的电路是( )
A. B.
C. D.
三、填空题
12.小鹏想用电压表、电流表测量R2的阻值,接好电路后才发现电压表坏了,于是他从电学实验箱找来一个已知阻值的R1和另一个开关,设计了如图的电路图。他只闭合S,测出流经 的电流为I1; ,测出干路的电流为I2;整个实验过程电池电压不变,则 R2的阻值为 。
13.如图所示的圆环是由阻值R粗细均匀的金属丝制成的。A、B、C三点将圆环分成三等份(每等份电阻为),若将BC接入电路,则连入电路的电阻值为 。
14.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3V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4V的电路中,则L与R的电阻之比为 。
15.如图所示的电路中,电源电压不变,定值电阻,只闭合开关S,电流表示数为0.15A,再闭合开关,电流表示数为0.2A,则定值电阻的阻值为 Ω。
16.如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S,电路正常工作。一段时间后,电流表示数变小。若故障只发生在电阻、上,现用完好的小灯泡替换电流表,若灯亮,则电压表示数 ,若灯不亮,则电压表示数 。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
四、作图题
17.为确保安全,强排式燃气热水器使用时,先闭合开关S1,排气电机工作,再闭合开关S2,燃烧室工作;若只闭合开关S2,燃烧室无法工作。请你按要求完成如图虚线框内电路图。
18.在虚线框内画出下图实物电路所对应的电路图。
五、实验题
19.电学实验中使用的电流表和电压表都是由小量程电流表G(如图甲)改装而成的,从电路的角度看,表头就是一个电阻,同样遵从欧姆定律。电流表G的电阻Rg叫做电流表内阻,指针偏转到最大刻度时的电流Ig叫做满偏电流,加在它两端的电压Ug叫做满偏电压。则:
(1)电流表G的满偏电压Ug为 。
(2)如图所示,有一个电流表G,内阻Rg=10Ω,满偏电流为30mA,如图乙将电流表G串联一个电阻R为 Ω后,就将它改装成了一个量程为3V的电压表。
(3)将该电流表G改装成了一个量程为0. 6A的电流表,应 (选填“串联”或者“并联”)一个R' = Ω的电阻。(结果保留2位小数)
20.小明选用电源(电压恒为4.5V)、定值电阻(若干)、滑动变阻器(20Ω2A)、电流表、电压表、开关及导线,探究电流与电压的关系。
(1)如图甲所示,小明选取阻值为10Ω的电阻进行实验。用笔画线代替导线将电路连接完整;
(2)将滑动变阻器的滑片移至最右端。闭合开关,移动滑片,当电压表示数为2V时,电流表的示数如图乙所示,为 A;
(3)小明测得多组数据,分析得出结论:导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。为验证结论是否具有普遍性,小明应更换 重复上述实验;
(4)第(2)问中,若预先未将滑动变阻器的滑片移至最右端,闭合开关时, 可能损坏;
(5)另一组的小华记录的数据比较杂乱,如图丙所示。请指出小华操作中存在的问题: 。
21.某实验小组想要探究“电流与电压、电阻关系”,使用的实验器材有:电压为3V的电源。电流表、电压表各一个,开关一个、5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻各一个,规格为“20Ω 1A”的滑动变阻器一个,导线若干。小杨连接了如甲图所示的实验电路,同组的小英检查电路后,发现电路中有一根导线连接错误。
(1)请在错接的那根导线上打上“×”,再用笔画线代替导线,画出这根导线正确连接方法;
(2)改正好实验电路后,进行电流与电压的关系的探究,所测得的几组电流、电压值在坐标图像中如乙图所示,由乙图可得到结论: 。
(3)小杨继续探究“电流与电阻关系”,测得的实验数据绘制的电流I随电阻R变化的图像如图丙曲线A所示,若他想用50Ω的定值电阻继续进行实验探究,仅利用给定器材,他 (选填“能”或“不能”)完成该次实验。
(4)根据上面所测的几组实验数据,把每次实验时记录的电流值和对应变阻器RP的阻值,在图丙坐标系中描成点,也将这些点绘成曲线B,发现曲线B与曲线A (选填“有交点”或“无交点”)。
22.小明用伏安法测量未知电阻的阻值,实验器材有:电源(电压为保持不变)、待测电阻、电流表、电压表、滑动变阻器()、开关以及导线若干。
(1)连接的电路如图甲所示,图中尚有一根导线未连接,请用笔画线代替导线将电路补充完整 (导线不能交叉),使测量更加精确。
(2)完成电路连接,检查电路无误后闭合开关,发现电压表、电流表示数均为零,为排除故障,小明用一根完好的导线分别正确接在、、两端,发现只有在两端时电流表有示数,若电路只有一处故障,由此可以判断是哪部分电路发生何种故障: 。
(3)①电路故障排除后,将滑片移至阻值最大处,闭合开关,发现电压表、电流表指针偏离零刻度线角度相同,小明立即得出待测电阻的阻值为 ;
②移动滑片到某一位置,当电压表示数为,电流表示数如图乙所示,电流为 A,则未知电阻的阻值为 。(结果保留两位小数)
③继续移动滑片,进行实验并记录实验数据。
(4)同组的小亮认为,可以改进实验方法,增加一个电阻箱(如图丙所示),就能直接读出测量未知电阻的阻值。小亮设计的电路如图丁所示,实验方案如下:
①闭合开关,接时,电流表示数为;
②闭合开关,接时,调节电阻箱的电阻,直到 时,电阻箱的示数即为未知电阻的阻值。
(5)小明采纳小亮的建议进行实验,发现无论怎样调节电阻箱的阻值,都无法达到设计要求,经小组讨论,他们认为是电阻箱 造成的。
23.实验桌上有如下器材:符合实验要求的电源、阻值已知的定值电阻、电阻箱各一个,已调零的电流表、电压表各一块,开关一个,导线若干。请选用上述实验器材,设计一个实验证明:两个电阻R1与R2并联时,如果R2的阻值保持不变,则电阻R1与R2并联的等效电阻R随R1的增大而增大。要求:
(1)在方框内画出实验电路图;
(2)把实验步骤补充完整;
①开关断开,如图所示连接电路;
②闭合开关,调整电阻箱为适当阻值,记为R1,读出电压表和电流表的示数分别为U和I,将实验数据R1、U和I记入表格;
③ ,仿照步骤②,再做2次实验,将对应的实验数据记入表格;
④根据公式 ,计算出各次等效电阻阻值R。
(3)在虚线框内画出实验数据记录表。
六、计算题
24.电学实验中的电流表是由灵敏电流计G改装而成,其改装电路如图甲所示,图乙为灵敏电流计的表盘,已知灵敏电流计的内阻为Rg=10Ω,满偏电流为Ig=3mA。
(1)要想使改装后的电流表的量程为3A,则的值为多大?
(2)由于灵敏电流计的表盘刻度是均匀的,若将灵敏电流计的表盘刻度改标为电流表的表盘刻度,需要通过干路电流I′与通过灵敏电流计的电流Ig'成正比。请证明:通过干路电流I′与通过灵敏电流计的电流Ig'成正比。
25.如图所示的电路中,电阻R2的阻值为30Ω。当开关S1、S2闭合时,电流表A的示数为0.3A,电流表A2的示数为0.1A。求:
(1)电源电压。
(2)电阻R1的阻值。
(3)开关S1闭合,S2断开时,电流表A2示数。
26.如图甲所示,是一个空气质量指数检测工作电路简图,用电压表显示空气质量指数,其中R为气敏电阻,其电阻的倒数与空气质量指数A的函数关系如图乙所示。已知电源电压6V保持不变,电压表量程为,。
(1)当电压表示数为2V时空气质量指数。
(2)写出气敏电阻阻值R与空气质量指数A的关系式。
(3)若将电阻R0阻值换成为2Ω,该空气质量指数检测仪的检测范围是多少?
七、科普阅读题
27.阅读短文,回答问题。
“无人机”在拍摄调查、无人配送、疫情防控等方面发挥重要的作用。如图甲为某品牌“无人机”,由额定电压为12V的锂电池供电,其携带的摄像机可进行高清拍摄并实时把信号传到遥控器显示器。
(1)通过电子调速器(简称电调)来控制电动机的电流从而改变电动机的功率,每一个电动机连接一个电调,那么电动机和电调的连接方式是 (选填“并联”或“串联”);
(2)小宇利用红外探测器设计了一个“模拟自启系统”,如图乙所示。该系统由“自启电路”、“控制电路”等组成。其中电源由“无人机”的锂电池提供,R是电阻箱,RP是红外探测器,可视为可变电阻,它的阻值与红外线强度变化的对应关系如图丙RP﹣E所示(E为红外线强度,cd表示其单位);
①若a、b两端电压必须等于或大于9V时,控制电路才能启动摄像机进入工作状态。小宇设定红外线强度为4.5cd时启动摄像机工作,此时RP红外探测器阻值为 Ω,电阻箱的阻值至少应调到 Ω;
②为了能使控制电路在红外线强度较弱时就能启动摄像机进入工作状态,小宇可采取其中一种的措施是: 电阻箱R的电阻值(选填“调高”或“调低”)。
参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 C C C D B C A D AD BC
题号 11
答案 AB
1.C
【详解】A.甲用电器的电流与电压的图像为一条过原点的直线,说明其电阻为定值,不随它两端电压的增大而增大,故A错误;
B.当甲用电器两端电压为0V时,甲的电阻大小不变,为
故B错误;
C.若把甲和乙串联在电压为6.5V的电路中,由串联电路电压特点得
串联电路中电流处处相等,由图得,当甲、乙电流均为0.25A时,甲、乙的电压分别为2.5V、4V,此时
符合题意,则此时电路电流是0.25A,故C正确;
D.若把甲和乙并联在电压为4V的电路中,由并联电路中各支路的电压相等得,甲、乙的电压均为4V,由图得,此时甲、乙的电流分别为0.4A、0.25A;由并联电路电流特点得,干路电流是
故D错误。
故选C。
2.C
【详解】A.对某一段导体来说,即导体的电阻不变,由欧姆定律可得,导体中通过的电流既与导体两端的电压成正比;故A正确,不符合题意;
B.在电压不变时,导体的电阻越大,通过的电流则越小,故B正确,不符合题意;
C.对于同一段导体来说,在电压一定条件下,由欧姆定律可得,导体中的电流跟它的电阻成反比;电阻与电压和电流大小无关,故C错误,符合题意;
D.对同一导体,导体两端电压与通过电流的比值不变,故D正确,不符合题意。
故选C。
3.C
【详解】由电路图可知,定值电阻与变阻器串联,电压表测两端的电压,电压表测两端的电压,电流表测电路中的电流。
AD.当滑动变阻器的滑片向右滑动时,变阻器接入电路中的电阻变大,根据可知、,所以不变、变大,故AD错误;
BC.设滑片向右滑动前后,电路中的电流分别为、,由欧姆定律可得,两端的电压分别为,,则
即,所以不变;因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,两端的电压分别为,
则
所以,和的绝对值大小相同,则
所以该比值保持不变,故C正确,B错误。
故选C。
4.D
【详解】A.由电路图可知,传感器R1和定值电阻R2串联,电压表测定值电阻R2两端的电压,电流表测电路中的电流;由图丙可知,当空气中PM2.5的浓度增大时,传感器的电阻变小,电路中的总电阻变小,由可知,电路中的电流变大,即电流表的示数变大,故A错误;
B.当电流表的示数为0.12A时,由得电路中的总电阻
此时传感器的阻值
由图像乙可知,此时空气中PM2.5的浓度为0.1mg/m3<0.2mg/m3,所以此时被检测空气不是严重污染,故B错误;
C.由图知若空气中PM2.5浓度为0毫克/米3时传感器电阻最大为60Ω,此时电路中的电流最小,最小电流为
电压表的最小示数为
故C错误;
D.根据图像可知,被检测空气浓度为0.3mg/m3时,传感器的阻值为R1=20Ω,根据欧姆定律可知此时电流为
根据欧姆定律可得定值电阻两端电压
即为电压表示数为9V,故D正确。
故选D。
5.B
【详解】①用完好的小灯L′替换L,若小灯L′亮,则可能是灯L短路,也可能是灯L断路,故不能检测出具体故障;②用完好的小灯L′替换R,若两灯都亮,则是R断路,若两灯都不亮,则是灯L断路,若L′亮L不亮,则是灯L短路,能够检测出具体故障;③将一个完好的电流表串联在电路中,并将一个完好的电压表与L并联,若两表都无示数则是R断路,若电流表有示数、电压表无示数则是灯L短路,若是电流表无示数、电压表有示数则是灯L断路,能够检测出具体故障;故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
6.C
【详解】①“测量物体的长度”时,多次测量的目的是通过取平均值来减小误差,故①不符合题意;
②“研究杠杆的平衡”时,改变动力(臂)和阻力(臂)多次测量,是为了验证杠杆平衡条件在不同情况下是否普遍成立,属于寻找普遍规律,故②符合题意;
③“研究串、并联电路的电流特点”时,换用不同定值电阻多次测量,是为了避免实验结论的偶然性,确保结论的普遍性,故③符合题意;
④“用电压表和电流表测导体的电阻”时,多次测量是为了计算电阻后取平均值以减小误差,故④不符合题意。
综上,寻找普遍规律的实验是②和③,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
7.A
【详解】CD.当开关S闭合时,两灯均发光,则乙表不能是电流表,否则,电源被短路,故乙表只能是电压表(测电源电压)。甲表也不能是电流表,否则,闭合开关后,L2被短路,L2不发光,故甲表也是电压表,此时L1、L2串联。甲电压表测L2 两端的电压U2 ,乙电压表测电源电压U。因为甲、乙两电表指针偏转角度相同,且电压表大量程是小量程的5倍,所以U=5U2 。根据串联电路电压规律U=U1 +U2
可得U1 =U U2 =5U2 U2 =4U2
由串联电路分压原理
可得L1、L2的电阻之比
同时,开关S闭合,甲、乙两表示数比,故CD错误;
AB.当开关S断开时,若两表是电压表,两灯均不发光,题目要求两灯均发光,两表不能是电压表,则两表是电流表,此时L1、L2并联。乙电流表测通过L2的电流I2,甲电流表测通过干路的电流I。因为甲、乙两电表指针偏转角度相同,且电流表大量程是小量程的5倍,所以I=5I2。根据并联电路电流规律I=I1 +I2
可得通过L1的电流I1=I I2=5I2 I2=4I2
由并联电路分流原理
可得L1、L2的电阻之比
同时,开关S断开,甲、乙两表示数比,故A正确,B错误。
故选A 。
8.D
【详解】AB.阻值过大,电源电压较小,根据可知电路中电流会过小,电流表可能无法读数或者误差过大,AB选项中都用到电流表,所以不能测出阻值,故AB不符合题意;
C.电压表始终测电源电压,示数不变,所以不能测出阻值,故C不符合题意;
D.将电阻箱阻值调到较大的程度,闭合、时,电压表测电源电压,只闭合时,、串联,电压表测电压,根据串联分压原理列式可以得到阻值,故D符合题意。
故选D。
9.AD
【详解】A.如图所示,当连接a、b时,电路中只有R1和R2串联,故A符合题意;
B.如图所示,当连接c、d时,电路由R1和R3并联,故B不符合题意;
C D.如图所示,当连接a、b时,电路总电阻是R1和R2电阻之和,当连接c、d时,R1支路上电阻只有自己的电阻,根据欧姆定律可知,电压不变时,电阻越小,电流越大,故从连接a、b旋转至c、d时,通过R1的电流变大。故C不符合题意,D符合题意。
故选AD。
10.BC
【详解】A.探究“电流与电压的关系”实验中,应控制电阻不变,而灯的电阻随温度的改变而改变,由图甲改进为图乙是为保证实验过程中电阻这一因素不变,故A错误;
B.由图乙改进为图丙是因为使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定值电阻R两端的电压改变,得到电流跟电压之间的定量关系,故B正确;
C.丙图中探究电流跟电压的关系实验中,需多次改变电流和电压的数值,移动滑动变阻器目的是改变电阻两端电压和通过电阻的电流,故C正确;
D.在“探究电流跟电阻关系”的实验中,需控制电阻两端电压不变,多次改变电阻阻值,故需要添加几个阻值不同的电阻,故D错误。
故选BC。
11.AB
【详解】A.当开关S断开时,只有R0与电流表串联在电路中,电源电压为,当开关S闭合时,R0与Rx并联,电流表测量干路电流I,未知电阻阻值为
故A符合题意;
B.当开关S断开时,R0与Rx串联,电流表测量电路中的电流,此时;当开关S闭合时,Rx被短路,只有R0与电流表串联在电路中,电源电压为,所以,则未知电阻阻值为
故B符合题意;
C.当开关S断开时,R0与Rx串联,电压表测量电源电压U;当开关S闭合时,Rx被短路,只有R0接入电路中,电压表测量电源电压U;无法测出未知电阻阻值,故C不符合题意;
D.当开关S断开时,R0与Rx串联,电压表测量电源电压U;当开关S闭合时,R0被短路,只有Rx接入电路中,电压表测量电源电压U;无法测出未知电阻阻值,故D不符合题意。
故选AB。
12. R1 闭合开关S、S1
【详解】[1][2]只闭合开关S时,只有R1接入电路,电流表测通过R1的电流。闭合S、S1时,R1与R2并联,电流表测干路电流。
[3]通过R2的电流
R2的电压
R2的阻值
13.
【详解】阻值为R的电阻丝弯成一圆环,A、B、C三点将圆环三等分,所以BC段的电阻,BAC段的电阻,因为两段导体并联,根据并联电路电阻规律可得
解得。
14. 0.6 1∶3
【详解】[1]并联电路电压处处相等,若将L和R并联在电源电压为3V的电路中,则L和R两端电压都为3V,由图可知通过L和R的电流分别为0.4A、0.2A,根据并联电路电流规律可知电路总电流为
[2]若将L和R串联在电源电压为4V的电路中,由图可知,当电路中电流为0.2A时,灯泡两端电压为1V,定值电阻两端电压为3V,则电源电压为
符合题意;根据串联分压的规律,可得L与R的电阻之比为
15.10
【详解】由图得,只闭合开关S,两电阻串联,电流表测量电路电流;再闭合开关,电路变化为的简单电路。由欧姆定律得,电源电压为
由欧姆定律得,两电阻串联时电路的总电阻为
定值电阻的阻值为
16. 变小 不变
【详解】[1]由图可知,该电路为并联电路,电压表测量的是电源电压,电流表测量干路中的电流。一段时间后,电流表示数变小,这表明电路出现了断路现象,用完好的小灯替换电流表,若灯泡发光,说明有一条支路断路,另外一条支路完好,此时该电路为串联电路,电压表测量电阻两端的电压,由于此时电阻两端的电压小于电源电压,所以电压表示数会变小。
[2]若灯泡不发光,这表明干路中无电流,即两条支路都发生了断路,电压表与灯泡串联在电路中,测量的是电源电压,示数保持不变。
17.
【详解】根据题意知道,先闭合开关S1,排气电机工作,说明S1与排气电机串联;再闭合开关S2,燃烧室工作,说明S2与燃烧室串联,且与排气电机并联,又因为只闭合开关S2,燃烧室无法工作,说明S1在干路,故电路图如下图
18.
【详解】由实物图知道,灯泡与滑动变阻器滑片右侧部分串联,电压表测量灯泡两端的电压,电流表测量电路电流;电流从电源正极开始,依次串联滑动变阻器、灯泡、电流表、开关,最后电压表并联在灯泡两端,电路图如下图所示:
19. Ig Rg 90 并联 0.53
【详解】(1)[1]由知道,电流表的满偏电压:Ug =Ig Rg;
(2)[2]由于内阻为10Ω,满偏电流为30mA,由欧姆定律满偏电压是:
Ug =Ig Rg =0.03A×10Ω=0. 3V
电流表满偏电压为0. 3V,若将该电流表G改装成了一个量程为3V的电压表,根据串联分压知道,需要应串联一个电阻R;分去的电压是:
UR=3V-0. 3V=2.7V;
由于R的电压是电流表内阻电压的倍,根据分压原理知道,R的电阻应是:
9×10Ω=90Ω;
(3)[3]由于满偏电流为30mA,所以,根据并联分流知道,需要应并联一个电阻R';
[4]根据并联分流知道,通过并联一个电阻R'的电流是:
IR=I- Ig=0.6A-0.03A=0.57A,
由欧姆定律,电阻R'的阻值是:
。
20.(1)
(2)0.2
(3)阻值不同的定值电阻
(4)电压表
(5)没有记录数据单位
【详解】(1)实验中,定值电阻与滑动变阻器串联,电压表测量定值电阻的电压,电流表测量电路电流,如图所示:
(2)图乙中电流表的分度值为0.02A,示数为0.2A。
(3)为验证结论是否具有普遍性,小明应更换阻值不同的定值电阻重复上述实验,避免实验结论的偶然性。
(4)电源电压由3节干电池串联组成,电源电压为4.5V,定值电阻的阻值为10Ω,电路最大电流为
小于电流表的最大测量值,则电流表不会损坏;电压表的最大示数为电源电压的电压值,为4.5V,超过电压表的最大测量值3V,则第(2)问中,若预先未将滑动变阻器的滑片移至最右端,闭合开关时,电压表可能会损坏。
(5)物理量的大小由数值与单位组成,由图丙得,小华没有记录数据单位。
21.(1)
(2)电阻一定时,导体中的电流与其两端的电压成正比
(3)能
(4)无交点
【详解】(1)探究“电流与电压、电阻关系”实验中,定值电阻要与滑动变阻器串联,电压表测定值电阻两端电压,电流表测电流,且电流表与电压表接线柱需正进负出,如图所示:
(2)进行电流与电压的关系的探究,所测得的几组电流、电压值在坐标图像中如乙图所示,将这些点用平滑曲线连接,发现为过原点直线,因此可得结论:电阻一定时,导体中的电流与其两端的电压成正比。
(3)探究“电流与电阻关系”,测得的实验数据绘制的电流I随电阻R变化的图像如图丙曲线A所示,可得定值电阻两端电压为
用50Ω的定值电阻实验时,定值电阻两端电压需控制为2V,则电流为
滑动变阻器两端电压为
滑动变阻器阻值为
给定的滑动变阻器最大阻值为20欧,此时若在电路中串联一个5Ω或10Ω或20Ω的定值电阻,调节滑动变阻器,即可使定值电阻两端的电压等于2V,从而完成该次实验。
(4)“探究电流与电阻关系”的实验中应保持电阻两端的电压不变,又电源电压不变,所以滑动变阻器两端的电压也不变,且定值电阻与滑动变阻器串联,故电流相等。由图像丙可知,定值电阻两端的电压保持在2 V不变,故滑动变阻器两端的电压保持在1 V不变,由串联分压可知,每次实验滑动变阻器接入电路的阻值都比定值电阻小,把每次实验时记录的电流值和对应变阻器的阻值,在图丙坐标系中描成点,将这些点绘成曲线B,则曲线B与曲线A无交点。
22.(1)
(2)CD段电路断路
(3) 5 0.22 4.55
(4)电流表示数仍为
(5)阻值无法连续变化
【详解】(1)伏安法测电阻实验中,电流表应与待测电阻串联,电压表应与待测电阻并联,滑动变阻器采用“一上一下”的接法。为使测量更精确,由于电源电压为,电压表量程选,将电压表的“”接线柱与待测电阻的右接线柱相连即可,如下图所示:
(2)闭合开关后,电压表、电流表示数均为零,说明电路中存在断路故障。用导线接在、两端时电流表无示数,说明、段电路正常;当接在两端时电流表有示数,说明段电路断路。
(3)[1]由图可知电压表量程,电压表的分度值为0.1V,电流表量程,电流表的分度值为0.02A,电压表、电流表指针偏离零刻度线角度相同,即偏转的格子数相同,设格子数为n,则待测电阻
[2][3]由图乙可知,电流表量程为,分度值为,电流表示数为,则未知电阻
(4)根据等效替代法的原理,闭合开关,接时,电流表示数为;闭合开关,接时,调节电阻箱的电阻,直到电流表示数仍为时,电流与之前相同,电源电压不变即电压与原来相同,由可知,电阻箱R的示数即为未知电阻的阻值。
(5)无论怎样调节电阻箱的阻值,都无法达到设计要求,可能是电阻箱的阻值无法连续变化,无法模拟未知电阻的阻值。
23. 增大电阻箱接入电路中的电阻 见解析
【详解】(1)[1]根据实验目的与要求,应将定值电阻R2与电阻箱R1并联,开关在干路上控制电路通断,电流表在干路测量干路电流,电压表并联在电源两端测量电源两端的电压,如图所示:
(2)[2]根据实验要求,测出一组数据后要增大电阻箱接入电路中的电阻,证明两个电阻R1与R2并联时,如果R2的阻值保持不变,则电阻R1与R2并联的等效电阻R随R1的增大而增大。
[3]测出总电压和总电流后根据算出总电阻,即计算出各次等效电阻阻值R。
(3)[4]需要记录的数据有电压表示数、电流表示数、R1、R2和R的阻值,如下表所示:
。
24.(1)999;(2)见解析
【详解】解:(1)改装后的电流表的量程为3A,则根据并联电路干路电流等于各支路电流的之和可得,通过R0的电流为
I0=I﹣Ig=3×103mA﹣3mA=2997mA
因并联电路各支路两端的电压相等,根据欧姆定律可得
(2)通过灵敏电流计的电流为Ig',根据欧姆定律可得电流计两端的电压为
Ug=Ig'Rg
根据并联电路各支路两端的电压相等可知
U0=Ug=Ig'Rg
则
干路电流为
由于Rg、R0是定值,则I′与Ig'成正比。
答:(1)的值为999;
(2)见详解。
25.(1)3V
(2)15Ω
(3)0.1A
【详解】(1)当开关S1、S2闭合时,电阻R1和R2并联,电流表A2测R2的电流I2=0.1A,电流表A1测干路电流I=0.3A
根据并联电路电压特点,电源电压U=U2=I2R2=0.1A×30Ω=3V
(2)根据并联电路电流特点可求R1的电流I1=I-I2=0.3A-0.1A=0.2A
电阻R1的阻值为
(3)开关S1闭合,S2断开时,电路中只有R2,根据并联电路中各支路相互独立互不影响,经过R2的电流不变,所以电流表A2示数为0.1A。
26.(1)50
(2)
(3)0~125
【详解】(1)由甲图可知,R与R0串联,电压表测R0两端的电压。电源电压为6V,根据串联电路电压规律可得,电阻R两端的电压UR=U-U0=6V-2V=4V
根据串联电路电流处处相等以及欧姆定律可得,,代入数值得,解得R=5Ω,则,由乙图可知,空气质量指数为50。
(2)由乙图可知,空气质量指数A与的比值是是一个常数,说明空气质量指数A与成正比,即,故
(3)R的阻值越小时,其倒数越大,从图乙可知空气质量指数越大。电压表的量程为0~3V,则R0两端的最大电压为3V,根据串联电路的电压特点可知,R两端的最小电压为
根据串联分压规律可知,此时R的阻值为R′=R0=2Ω,代入气敏电阻阻值R与空气质量指数A的关系式可得,空气质量指数最大为125。电阻越大,空气指数越小,当电阻无穷大时,空气指数无限接近于0。故气质量指数检测仪的检测范围是0~125。
27. 串联 4 12 调高
【详解】(1)[1]根据通过电子调速器(简称电调)来控制电动机的电流从而改变电动机的功率,根据串并联电路的特点可知电调与电动机的连接方式是串联。
(2)①[2]由图丙可知,红外探测器RP的阻值随红外线强度增大而减小,且红外探测器RP的阻值与红外线强度的乘积保持不变,即
RP·E=18Ω×1.0cd=18Ω·cd
所以当红外线强度为4.5cd时,红外探测器RP的阻值为
[3]红外探测器RP的两端的电压为
U红外=U﹣U电阻箱=12V﹣9V=3V
此时电路中的电流为
电阻箱的阻值为
②[4]由图丙可知,红外探测器RP的阻值随红外线强度增大而减小,当红外线强度较弱时,红外探测器RP的阻值变大,根据串联电路分压规律可知,红外探测器RP两端的电压变大,电阻箱两端的电压将减小,由于要启动摄像机,红外探测器RP两端的电压3V与电阻箱两端的电压9V的比值是一个定值,由此可知,当红外线强度较弱时也要启动摄像机,可以调高电阻箱的阻值。
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