第十七章 欧姆定律
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
时间60min 满分90分
一、单选题(每小题3分,共30分)
1.通过大量实验研究,得出电流与电压关系的物理学家是( )
A.伏特 B.库仑 C.安培 D.欧姆
2.关于电流、电压、电阻的关系,下列说法正确的是( )
A.导体电阻与其两端电压和通过的电流没有关系
B.只要电路中有电压,就一定有电流
C.通过导体的电流越大,导体的电阻一定越小
D.电压一定时,导体电阻跟通过的电流成反比
3.如图所示,在做“探究电流与电阻的关系”实验中,先在A、B间接入10Ω的电阻,移动滑片,使电压表示数为3V,读出电流表示数。接着用15Ω的电阻替换10Ω的电阻,闭合开关,此时电压表示数及应进行的操作是( )
A.大于3V,应将滑片P向左滑 B.大于3V,应将滑片P向右滑
C.小于3V,应将滑片P向左滑 D.小于3V,应将滑片P向右滑
4.如图所示是科技创新小组设计的风力传感器的原理图,其中弹簧左端固定,右端和滑动变阻器的滑片P固定在一起,A、B间有可收缩的导线,为定值电阻。当风吹来时,使B向左移动;风力减小时,弹簧又把B推向右端。闭合开关S,下列说法正确的是( )
A.风力减小时,电阻连入电路的阻值变大,电压表的示数变小
B.风力增大时,电阻连入电路的阻值变小,电流表示数将变小
C.风力增大时,电流表示数将变大,电压表的示数将变大
D.风力减小时,电流表示数将变小,电压表的示数将变大
5.已知,按下列四种方式分别接在同一电源上,则电路中电流最大的是( )
A. B.
C. D.
6.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
7.下列四个电路中,为已知阻值的定值电阻,不能测出未知电阻阻值的电路是( )
A. B. C. D.
8.如图所示,电路中导体AB、BC是连接在一起的电阻元件,AB、BC两段材料和长度相等,BC段比AB段粗。开关S闭合后,电路处于通路,各段中的电流分别为、,各段两端电压分别为、,关于该电路判断正确的是( )
A.因为AB段较细,所以通过的电流
B.因为BC段较粗,所以
C.当变阻器R的滑片P移动时,AB段两端和BC段两端电压的改变量相等
D.当变阻器R的滑片P移动时,通过AB段和BC段中电流的改变量相等
9.如图所示,把一根粗细均匀的电阻丝弯成等边三角形ABC,D点为AB边的中点。若C、D之间的电阻为9Ω,则A、B之间的电阻为( )
A.36Ω B.12Ω C.8Ω D.4Ω
10.如图甲所示,电源电压恒定,电压表V1量程为0~15V,电压表V2量程为0~3V,电流表A量程为0~0.6A,滑动变阻器规格为“20Ω 1A”。在保证电路元件安全的前提下,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P,某一电压表示数与电流表示数关系图像如图乙所示。则下列说法正确的有( )
①电源电压为4.5V
②定值电阻R1的阻值为2.5Ω
③定值电阻R1的最小电功率为0.45W
④滑动变阻器的调节范围2.5~20Ω
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
二、填空及作图题(每空1分,作图每个1分,共21分)
11.在探究“电压一定时,电流跟电阻的关系”的实验中,设计电路图如图甲所示.
(1)请根据图甲电路图用笔画线代替导线将答题卡中图示实物连接成完整电路(导线不允许交叉);
( )
(2)在图乙中,闭合开关前滑动变阻器的滑片应移到 (选填“A”或“B”)端;
(3)连接好电路,闭合开关,发现电流表没有示数,移动滑动变阻器的滑片,电压表示数始终接近电源电压.造成这一现象的原因可能是
A.电流表坏了B.滑动变阻器短路 C.电阻处接触不良D.电阻短路
(4)排除电路故障进行实验,多次改变R的阻值,并调节滑动变阻器,使电压示数保持不变,实验数据记录如下表.其中第5次实验电流表示数如图丙所示,其读数为 ;
实验次数 1 2 3 4 5
电阻R/Ω 5 10 15 20 25
电流I/A 0.6 0.3 0.2 0.15
(5)分析实验数据可得实验结论: ;
(6)本实验采用的方法是控制变量法,在探究“焦耳定律“的实验时也采用了这个方法,即:在探究电流通过导体产生的热量与通电时间的关系时,就应该控制 和电流不变.
12.如图所示,这是小明同学“探究电流与电阻的关系”的实验电路,选用的器材:新干电池两节,5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻各一个,“30Ω 1A”的滑动变阻器、电压表、电流表、开关各一个,导线若干。
(1)请你检查一下甲图中的电路,把接错的那一根导线找出来并画“×”,再用笔画线代替导线把它改到正确的位置上。
(2)小明先把5Ω的电阻接入电路,连接好电路,闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片时,发现电流表无示数,电压表示数接近电源电压,则发生这种现象的原因可能是 。
(3)排除故障后,将5Ω的定值电阻接入电路开始实验,移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数达到设定值,此时电流表的示数如图乙所示,则实验设定的定值电阻两端的电压为 V。
(4)实验中,将5Ω的定值电阻换为10Ω的定值电阻后,电压表的示数会 (选填“不变”“变小”或“变大”),接下来应将滑动变阻器的滑片向 (选填“左”或“右”)移动。
(5)小明逐一将15Ω、20Ω的电阻接入电路,继续进行实验。当将 Ω的电阻接入电路时,无法将电压表示数调节到设定值。于是,他只改变定值电阻两端的电压,重新依次进行实验,改变后的电压值应该不低于 V。
13.小华在实验室中测量铅笔芯的电阻大小。测量电路如图1所示,电源电压为4.5V。
(1)请按照图1的电路图将图2的实物图连接完整; ;
(2)将滑动变阻器滑片从初始位置移动到另一端,逐次记录电压表示数U和电流表示数I,完成后作出图像,如图3所示,由图可知,铅笔芯的阻值为 Ω,滑动变阻器的最大阻值为 Ω;
(3)小华想用实验室一个刻度线清晰,但所标数字模糊的电流表,制作一个可直接测定电阻的仪器,他设计的电路如图4所示,电路中电源电压恒定且未知,操作如下。
①在a、b间接入导线,闭合开关,移动滑动变阻器滑片,直到电流表指针指到最大刻度;
②保持滑片位置不变,ab间改接10Ω的定值电阻,此时指针偏转到最大刻度的处;
③取下ab间的定值电阻,接入待测电阻,电流表指针偏转到最大刻度的处,可知待测电阻的大小为 Ω;
④在电流表表盘刻度线处标相应的电阻值,则电阻值分布是 (选填“均匀”或“不均匀”)的。
14.(1)如图,请按要求设计一个由电压表改装的油量表电路,使油量减少时,电压表示数减小。
(2)如图所示,电源电压为6V保持不变,现有5Ω、10Ω、30Ω电阻各一个,请你用其中两个在图中虚线框内连成电路,使图中的电流表的示数为0.8A,要求画出电路图,并标明连入电路的电阻阻值。
(3)请按照图甲的电路图把图乙连好,要求电压表选0~3V量程,电流表选0~0.6A量程。
三、计算题(15题14分,16题8分,共22分)
15.如图所示,电源电压恒定,灯泡L标有“3V,0.5A”字样(忽略温度对灯丝电阻的影响),滑动变阻器R的最大阻值为20Ω。当S、、均闭合,滑动变阻器滑片移至a端时,灯泡正常发光,此时电流表示数为0.8A。求:
(1)电源电压;
(2)定值电阻的阻值;
(3)整个电路的最小电流。
16.某科技小组的同学在学习了欧姆定律后,对实验室的一台电子秤进行了研究。从说明书中的简化电路(图甲)得知,当秤盘中放有物体时,秤盘向下移动并带动滑动变阻器的滑片P向下滑动。电源两端电压为12V且保持不变,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,经过多次实验测量,绘制出电阻R2接入电路中的阻值与台秤盘中物体质量m的关系图像如图乙所示,电流表示数I与电阻R2接入电路中的阻值的关系图像如图丙所示。求:
(1)当盘中放入400g的物体时,电阻R2接入电路中的阻值;
(2)电阻R1的阻值。
四、实验题(每空1分,共17分)
17.在“测量小灯泡的电阻”的实验中,电源电压6V恒定不变,小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)闭合开关前,应将滑片移到 端(选填“A”或“B”);
(2)闭合开关,发现灯泡不亮,电流表没有示数,电压表示数超量程,出现这种故障的原因是( )
A.开关短路 B.灯泡短路 C.电压表断路 D.灯泡开路
(3)排除故障,再次闭合开关,移动滑片,当小灯泡正常发光,此时电流表的示数如图乙所示,则此时小灯泡的电阻为 Ω(保留一位小数);
(4)调节滑动变阻器,使灯泡两端电压取不同数值,多次实验,目的是: ;
(5)现有规格为“10Ω 2A”、“20Ω 1A”和“50Ω 0.2A”的甲、乙、丙三个滑动变阻器,为了实验的顺利进行,小明应在其中选择 (选填“甲”“乙”或“丙”)滑动变阻器接入电路;
(6)将灯泡换成定值电阻,做“探究通过定值电阻的电流与电阻的关系”的实验,当电阻由5Ω更换为10Ω时,闭合开关后,为使电阻两端的电压不变,滑动变阻器的滑片应向 (选填“左”或“右”)端滑动;
(7)完成上述实验后,小明还想测量一段电炉丝的电阻Rx,可是在连接电路时,发现电流表和滑动变阻器都已损坏。于是老师给他提供一个阻值已知为R的定值电阻,让他重新设计了如图丙所示的电路,就可以测出电炉丝Rx的电阻。电源电压未知且恒定不变,请把下列测量的实验步骤补充完整:
①只闭合开关S1, ;
② ;
③电阻表达式:Rx= (用已知和已测的物理量表示)。
18.宏帆社团第一组小王利用下列器材:恒定电源(15V)、定值电阻(10Ω、20Ω、25Ω和30Ω各一个)、电流表、电压表、开关、滑动变阻器(100Ω 1A)和导线若干,设计了如图甲所示的电路图探究“电流与电阻的关系”,并按照图甲连接图乙的实物图。
(1)图乙有一根导线连接错误,请在改导线上打“×”,并画出正确的连线;
(2)正确连线后,第一组小王先将10Ω的定值电阻接入电路,调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数为3V,测得电流表示数为0.3A;断开开关,保持滑片位置不动,直接用20Ω的电阻替换10Ω的电阻,接下来他应将滑动变阻器的滑片向 (选填“左”或“右”)移到合适位置;更换定值电阻并移动滑片前后,电路中通过的电流之比为 ;
(3)小王将10Ω、20Ω、25Ω三个定值电阻分别接入电路中,眼睛盯着 (选填“电压表”或“电流表”)适当调节滑动变阻器的滑片,读出电流表示数,并绘制图像如图丙所示,分析图像后可得出结论: 一定,电流与电阻成反比;
(4)第二组小吕更换器材后在相同的坐标系中画出的图像如图丁所示,你认为图像不同的原因是 ;
(5)第三组小聪利用小王相同的实验器材继续探究“电流与电阻的关系”时,发现电压表0~3V的量程损坏了,已知在实验时电表指针偏转幅度大于1/3为最佳,若他们想继续控制定值电阻两端电压为3V,则在不更换原有实验器材的情况下,他们可以 ,也能继续进行实验。但小聪将30Ω的定值电阻接入电路中时,闭合开关,发现无论怎样移动滑动变阻器滑片,都无法完成实验。为顺利完成以上所有探究,继续利用此设计方案,更换下列器材,你认为不可行的是 。
A.如果只更换滑动变阻器,则更换的滑动变阻器最大阻值不小于120Ω
B.如果只更换定值电阻,则更换的电阻阻值范围是5Ω~25Ω
C.如果只调整电压表的示数,则应控制电压表示数范围为6V~12V
D.如果只更换电源,则更换的电源电压范围是3V~13V
/ 让教学更有效 高效备课 | 物理学科
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
《第十七章》参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 D A B D D D D D C B
1.D
【详解】研究得出电流与电压关系的物理学家是欧姆。
故选D。
2.A
【详解】A.导体电阻是导体本身具有的性质,只与材料、长度、横截面积、温度有关,导体电阻与其两端电压和通过的电流没有关系,故A正确;
B.电路中产生持续电流的条件有两个,一个是有电压,另一个是电路处处连通,所以电路中有电压,不一定有电流,故B错误;
C.电阻是导体本身具有的性质,与电流无关,故C错误;
D.电压一定时,通过导体的电流跟电阻成反比,而电阻和电流无关,故D错误。
故选A。
3.B
【详解】由图可知,R与变阻器串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路的电流。将定值电阻R由10Ω改接成15Ω的电阻,根据串联分压原理可知,因电阻增大,其分得的电压增大,电压表示数大于3V;探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,即应保持电阻两端的电压不变,根据串联电路电压的规律可知,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,所以滑片应向右端移动,使电压表的示数为3V。故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
4.D
【详解】由电路图可知,和组成串联电路,电压表测两端的电压,由串联电路特点可知,和是串联分压关系。
AD.当风力减小时,电阻连入电路的阻值变大,电路的总电阻将增大,由公式可得,电流表示数将变小,定值电阻分得的电压将减小,两端的电压将变大,即电压表示数变大,故A错误,D正确;
BC.当风力增大时,电阻连入电路的阻值变小,电路的总电阻将变小,由公式可得,电流表示数将变大,定值电阻分得的电压将变大,两端的电压将变小,即电压表示数变小,故BC错误。
故选D。
5.D
【详解】串联电阻的总电阻R串 =R1+R2,总电阻比任一单个电阻都大;并联电阻的总电阻,总电阻比任一单个电阻都小。根据欧姆定律(电源电压U相同),电阻越小,电流越大。
选项D的两电阻并联,总电阻最小,电流最大。故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
6.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。
7.D
【详解】A.开关S闭合时,R0、Rx串联,电压表测量Rx两端的电压,电流表测量电路中的电流;根据串联电路电流处处相等,通过Rx电流等于电路中的电流,根据可求出Rx的电阻,故A不符合题意;
B.由电路图可知,当S断开时,电路为R0的简单电路,电流表测电路中的电流,根据欧姆定律可求电源的电压;当开关S闭合时,R0、Rx并联,电流表测干路电流,因通过R0的电流不变,根据并联电路的电流特点可求通过Rx的电流,再根据并联电路的电压特点和欧姆定律即可求出Rx阻值,故B不符合题意;
C.由电路图可知,当开关S闭合时,电路为R0的简单电路,电流表测电路中的电流,根据欧姆定律可求出电源电压;当开关S断开时,两电阻串联,电流表测串联电路的电流,根据欧姆定律和电阻的串联特点即可求出Rx阻值,故C不符合题意。
D.开关S闭合时,Rx被短路,电压表测量电源电压;开关S断开时,电压表测量电源电压;所以无法得到电路中的电流或Rx两端电压,不能用欧姆定律计算出Rx的值,故D符合题意。
故选D。
8.D
【详解】A.在串联电路中,各处电流相等,即 IAB=IBC,故A错误;
B.根据串联分压,AB段更细,电阻更大,电压UAB>UBC,故B错误;
C.当变阻器滑片P移动时,电路电流改变,AB段电压变化量为,BC段的电压变化量为,因为,所以电压改变量不相等,故C错误;
D.串联电路中,各段电流始终相等,电流的任何变化量相同,故D正确。
故选D。
9.C
【详解】三角形ABC是等边三角形,设三角形一条边的电阻为R,则AD=BD=,AC=BC=AB=R
由图可知,CD之间的总电阻等于两个并联,则有
解得;AB之间的电阻是三角形两条边的电阻串联后,再与另一边的电阻并联,所以有
解得,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
10.B
【详解】①②闭合开关,定值电阻和滑动变阻器串联,电压表V1测量电源电压,示数不变,电压表V2测量滑动变阻器两端的电压,示数变化,如图乙;滑动变阻器接入电路的阻值较小时,总电阻较小,根据欧姆定律可知,电路电流较大,从图中可知为0.6A,此时变阻器两端的电压为1.5V,根据欧姆定律及串联电路的电压特点可知,电源电压
滑动变阻器接入电路的阻值较大时,总电阻较大,根据欧姆定律可知,电路电流较小,从图中可知为0.3A,此时变阻器两端的电压为3V,根据欧姆定律及串联电路的电压特点可知,电源电压
联立两式解得,,故①正确,②错误;
④根据欧姆定律可知变阻器接入电路的阻值分别为
则滑动变阻器的调节范围2.5~10Ω,故④错误;
③定值电阻R1的最小电功率为,故③正确;
综上可知,①③正确,②④错误,则正确的有2个,故B正确,ACD错误。
故选B。
11. A C 0.12A 电压一定时,导体中的电流与其电阻成反比 电阻
【详解】(1)电压表并联在电阻两端,滑动变阻器串联在电路中,接线要按照“一上一下”的原则,连接电路图如下:
(2)为保护电路,开闭合开关前,滑动变阻器的滑片在阻值最大处,即A端;
(3)电流表无示数,说明电路为断路或电流表坏了,移动滑动变阻器的滑片,电压表示数始终接近电源电压,说明电流表没坏且电压表的两端和电源的两端相连,说明电压表以外无断路,故是电阻处接触不良或断路,故ABD错误,C正确;
(4)图丙中电流表用的是0.6A量程,分度值为0.02A,故其示数为0.12A;
(5)分析表格数据可知,电压一定时,通过电阻电流的变化倍数和电阻阻值变化倍数的倒数相等,故可得结论:电压一定时,导体中的电流与其电阻成反比.
(6)为了研究电流通过导体产生的热量跟通电时间的关系,应控制电阻和电流不变,改变通电时间.
12.(1)
(2)定值电阻断路
(3)1
(4) 变大 左
(5) 20 1.2
【详解】(1)“探究电流与电阻关系”的实验中,除电压表外,其余元件串联,电压表并联在定值电阻两端,而原图中,电流表和定值电阻并联,电压表串联,是错误的,故改正如下:
(2)连接好电路,闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片时,发现电流表无示数,说明电路出现断路故障,电压表示数接近电源电压,说明与电压表并联的部分出现了断路故障,则发生这种现象的原因可能是定值电阻断路。
(3)由图乙可知,电流表接的是小量程,分度值为0.02A,故电流表示数为0.2A,定值电阻为5Ω,由欧姆定律可知,设定的定值电阻两端电压为UV=IR=0.2A×5Ω=1V
(4)[1][2]实验中,当把5Ω的电阻换成10Ω的电阻后,根据分压原理,定值电阻两端的电压变大,电压表的示数会变大,研究电流与电阻关系时,要控制定值电阻两端的电压不变,根据串联电路电压的规律,要增大滑动变阻器两端的电压,由分压原理,要增大滑动变阻器接入电路的阻值,故应把滑动变阻器滑片向左移动。
(5)[1]实验中使用的定值电阻阻值最大为20Ω,定值电阻两端的电压始终保持Uv=1V,根据串联电路电压的规律,滑动变阻器分得的电压为U滑=U-Uv=3V-1V=2V
滑动变阻器分得的电压为电压表示数的2倍,根据分压原理,当接入20Ω电阻时,滑动变阻器连入电路中的电阻为R滑=2×20Ω=40Ω>30Ω
故当20Ω的电阻接入电路后,无法将电压表示数调节到设定值。
[2]研究电流与电阻的关系,要控制电压表示数不变,滑动变阻器与定值电阻串联,设电压表示数为,根据串联电路电的规律,滑动变阻器分得的电压为
根据分压原理可得
即
因电压表示数为定值,上式中,左边为一定值,故右边也为一定值,故当定值电阻取最大时,滑动变阻器连入电路中的电阻最大,故有
解得电压表的示数为,所以为完成实验,电压表的最小电压为1.2V。
13.(1)
(2) 5 10
(3) 15 不均匀
【详解】(1)由图1可知,滑动变阻器选择左下接线柱串联到电路中,应将电源的正极与滑动变阻器的左下接线柱相连,作图如下:
(2)[1][2]由图1得,电压表测量铅笔芯的电压,电流表测量铅笔芯的电流。由图3得,铅笔芯的电阻为定值,且当其电压为1.5V时,电流最小为0.3A,由欧姆定律得,铅笔芯的阻值为
根据串联电压规律,此时滑动变阻器电压为
则此时滑动变阻器的阻值最大为
(3)[1]①在a、b间接入导线,闭合开关,移动滑动变阻器滑片,直到电流表指针指到最大刻度,设此时滑动变阻器阻值为,电流表示数为,则电源电压为 ①
②保持滑片位置不变,ab间改接10Ω的定值电阻,此时指针偏转到最大刻度的处。此时定值电阻和变阻器串联,则电源电压为 ②
③取下ab间的定值电阻,接入待测电阻,电流表指针偏转到最大刻度的处,此时待测电阻和变阻器串联,则电源电压为 ③
联立①②③,解得待测电阻。
[2]根据题意可得电阻的变化量之比为
电流变化量之比为
由于电阻的变化量之比与电流的变化量之比不等,说明电流与待测电阻阻值不成线性关系,则在电流表表盘刻度线处标相应的电阻值,电阻值分布是不均匀的。
14.(1)
(2)
(3)
【详解】(1)由图可知,当油量减少时,滑动变阻器连入电路当中的电阻增大,根据串联电路分压规律可知滑动变阻器两端电压升高、定值电阻R'两端的电压降低,由题意可知油量减少时电压表示数减小,因此电压表应并联在定值电阻R'两端。如图所示:
(2)由可得,电路中的总电阻
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,三个电阻5Ω、10Ω、30Ω选任意两个串联都不符合要求,所以只能并联,又因并联电路中总电阻小于任何一个分电阻,所以,选用的电阻为10Ω、30Ω,即总电阻,符合要求。如图所示:
(3)由甲图知,定值电阻与变阻器串联,电压表选用0~3V量程与定值电阻并联,电流表选用0~0.6A量程串联在电路中。注意电流从电表正接线柱流入,根据甲图可知,变阻器滑片以左电阻丝入电路中,滑动变阻器左下接线柱连入电路,上面接线柱任选,根据电路图连接实物图。如图所示:
15.(1)3V
(2)10Ω
(3)0.1A
【详解】(1)当S、S1、S2均闭合,滑动变阻器滑片移至a端时,滑动变阻器R接入电路的电阻为0,灯泡L与电阻R1并联,电流表测量干路电流。因为灯泡L正常发光,所以并联电路两端的电压等于灯泡的额定电压。由于滑动变阻器接入电路的电阻为0,所以电源电压等于并联电路两端的电压。因此,电源电压
(2)灯泡L与电阻R1并联,干路电流
灯泡正常发光,通过灯泡的电流
根据并联电路的电流特点,通过电阻R1的电流为
根据欧姆定律,定值电阻R1的阻值为
(3)要使整个电路的电流最小,根据欧姆定律,在电源电压U不变的情况下,电路的总电阻应最大。分析电路可知,当只闭合S和S1,断开S2,且滑动变阻器的滑片P移至b端时,滑动变阻器R的最大阻值与定值电阻R1串联,此时电路的总电阻最大。此时电路的最大总电阻为
整个电路的最小电流为
16.(1)300Ω
(2)100Ω
【详解】(1)由图乙可知,横坐标代表物体质量m,纵坐标代表R2的阻值。在横坐标上找到m=400g的点,向上作垂线与图像相交,再从交点向左作垂线与纵坐标相交,读出对应的电阻值为300Ω。所以,当盘中放入400g的物体时,电阻R2接入电路中的阻值为300Ω。
(2)由电路图甲可知,定值电阻R1与滑动变阻器R2串联,电流表测量电路中的电流。电源电压U=12V。从图丙中选取一组数据,例如,当滑动变阻器接入电路的电阻R2=200Ω时,电路中的电流I=40mA=0.04A
电路的总电阻为
则定值电阻
17.(1)B
(2)D
(3)8.3
(4)寻找普遍规律
(5)乙
(6)右
(7) 电压表的示数记为U1 再闭合开关S2,电压表的示数记为U2
【详解】(1)为了保护电路,闭合开关前,应将滑片移到阻值最大处,如图滑动变阻器左下接线柱接入电路中,则滑动变阻器的滑片应滑到B端。
(2)电流表没有示数,说明电路可能开路;电压表有示数,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的支路以外的电路是完好的,则与电压表并联的电路开路了,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
(3)当灯泡两端的电压为额定电压时,即电压表的示数为2.5V时,灯泡正常发光;电流表所选量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.3A,灯泡的电阻
(4)调节滑动变阻器,使灯泡两端电压取不同数值,多次实验,计算小灯泡在不同电压下电阻值,目的是探究灯丝的电阻与温度的关系,则多次测量是为了寻找普遍规律。
(5)实验中,要测量小灯泡正常发光时的电阻,通过电路的电流为0.3A,丙滑动变阻器允许通过的最大电流为0.2A,小于灯泡正常发光时的电流,则丙滑动变阻器不能使实验的顺利进行;小灯泡正常发光时,滑动变阻器接入电路的阻值为
甲滑动变阻器的最大值太小,不能使实验的顺利进行;应选择“20Ω 1A”的乙滑动变阻器,故小明应选择乙滑动变阻器接入电路。
(6)做“探究通过定值电阻的电流与电阻的关系”的实验,当R的电阻由5Ω更换为10Ω时,闭合开关后,定值电阻两端的电压变大,为使R两端的电压不变,由串联分压的规律可知,应增大滑动变阻器电压,则应增大滑动变阻器的电阻,即滑动变阻器的滑片应向右端滑动。
(7)[1]由电路图可知,只闭合开关S1,R与Rx串联,电压表测Rx两端的电压,电压表的示数记为U1。
[2]由于电源电压未知,则接下来闭合开关S2,此时只有Rx接入电路,电压表的示数记为U2。
[3]当R与Rx串联时,R两端的电压
通过电路的电流
Rx的电阻
18.(1)
(2) 右
(3) 电压表 电压
(4)没有调节滑动变阻器的滑片,保持定值电阻两端电压不变
(5) 把电压表用大量程改接到滑动变阻器两端 C
【详解】(1)实物图中定值电阻并联在滑动变阻器两端了,应把定值电阻左端与滑动变阻器的接线改接到电压表的负接线柱上,改正后如下所示:
(2)[1]断开开关,保持滑片位置不动,直接用20Ω的电阻替换10Ω的电阻后,定值电阻两端的电压变大,大于3V,为保持定值电阻两端电压不变,接下来他应将滑动变阻器的滑片向右移动,增大滑动变阻器接入电路中的电阻,减小电路中的电流,直到电压表的示数回到3V;
[2] 因定值电阻两端的电压不变,所以,由可得,更换定值电阻并移动滑片前后,电路中通过的电流之比
(3)[1]将10Ω、20Ω、25Ω三个定值电阻分别接入电路中时,为保证定值电阻两端的电压不就,眼睛应盯着电压表,适当调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数不变,读出电流表的示数,并绘制图象。
[2]分析图丙图象可知,定值电阻两端的电压一定时,通过定值电阻的电流与定值电阻的阻值成反比。
(4)由图象可知,第二组定值电阻两端电压没有保持不变,电阻越大,它两端的电压越高,这是在实验时没有调节滑动变阻器造成的。
(5)[1]电压表0 3V量程损坏,定值电阻两端电压为3V时,滑动变阻器分压为15V 3V=12V
可以把电压表并联到滑动变阻器两位端,调节滑动变阻器使电压表示数为12V。
[2]A.将30Ω的定值电阻接入电路中时,电路中的电流为
此时滑动变阻器接入电路的阻值
即滑动变阻器最大阻值至少为120Ω,故A不符合题意;
B.电路中最大电流为0.6A,定值电阻两端电压最大为3V,此时定值电阻阻值最小,为
电路中最小电流为
此时定值电阻最大
故B不符合题意;
C.定值电阻两端电压最大为3V,滑动变阻器两端电压最小为12V,电压表量程选择0 15V,电压表示数变化范围为12V 15V,故C符合题意;
D.如果只更换电源,电流为0.1A时滑动变阻器的电压最大,为
故电源电压最大为
当滑动变阻器的阻值调为0Ω时,此时定值电阻的电压等于电源电压,即为3V,即如果只更换电源,电源电压范围是3V~13V。故D不符合题意。
故选C。
答案第1页,共2页
答案第1页,共2页