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2025年秋-教科版初中物理九年级上册单元测试-第五单元《欧姆定律》提升卷
姓名:__________ 班级:__________考号:__________
题号 一 二 三 四 总分
评分
阅卷人 一、选择题(本题共15小题;每小题2分,共30分)
得分
1.(2025九上·广州期末)某同学利用如图甲所示的电路进行实验,电源电压恒为3V, 更换5个定值电阻Rx, 得到如图乙所示的图像,以下叙述正确的是
A.该同学研究的是电阻一定时,电流和电压的关系
B.实验中电压表的示数要保持3V不变
C.多次实验是为了求平均值,以减小实验误差
D.将Rx从5Ω换成 10Ω后,未调节滑动变阻器时,电压表示数变大
2.(2025·涪城模拟)探究“电压一定时,电流与电阻的关系”。实验过程中,移动滑片,使电压表示数为一固定值,记录电流表示数,多次更换定值电阻重复实验,得到电流I与定值电阻R的倒数关系如图甲中图线A所示,从而得出结论。在整理器材时,发现电压表指针位置如图乙所示。其他同学通过正确实验操作也进行了上述实验,他们的实验结论一致。下述评估中错误的是( )
A.该实验遗漏的实验操作是电压表调零(校零)
B.实验结束后,应先断开开关,再拆除电源两端的导线
C.遗漏的实验操作并未影响结论,是因为实验时定值电阻两端电压仍保持为定值
D.电压表调零(校零)后重新进行实验,得到的电流I与定值电阻R的倒数关系应为图甲中的图线C
3.(2024九上·溆浦期中)如图甲所示的电路中,电源电压保持不变,R是定值电阻,Rt是一个由半导体材料制成的热敏电阻,其阻值随温度变化曲线如图乙所示,则正确的是( )
A.温度升高时,电流表示数减小
B.当Rt断路时,电压表的示数变小
C.电流表可以改装成温度计
D.温度升高时,电压表的示数变大
4.(2024九上·自贡期中)关于实验方法,下列说法错误的是( )
A.探究压力的作用效果实验采用了控制变量法
B.用真空罩探究声音的传播条件用了理想实验法
C.用灯泡亮度反映电阻的大小用了转换法
D.探究电流和电阻的关系实验用了转换法
5.(2025九上·濠江月考)酒驾易造成交通事故,利用图示电路可以检测司机是否酒驾,图中的 R1为定值电阻,R2是一个气敏传感器,它的电阻值会随着其周围酒精蒸气浓度的增大而减小。检测时,喝了酒的司机对着气敏传感器吹气,则( )
A.电流表的示数增大,电压表的示数减小
B.电流表的示数增大,电压表的示数增大
C.电流表的示数减小,电压表的示数减小
D.电流表的示数减小,电压表的示数增大
6.(2025九上·南海月考) 今年华为发布了全球首款三折叠屏手机,其屏幕解锁系统支持三种方式:密码解锁、指纹解锁和人脸解锁,任意一种方式均可独立解锁手机。现用小灯泡L代表手机屏幕,三个开关分别对应三种解锁方式。下列电路图中,能正确模拟该解锁逻辑的是( )
A. B.
C. D.
7.(2024九上·蓬莱期中)实验小组利用如图所示电路进行电学探究实验,灯丝电阻不随温度变化。闭合开关后,下列说法正确的是( )
A.向左移动滑动变阻器滑片,灯泡变暗
B.向右移动滑动变阻器滑片,电流表示数变大
C.向右移动滑动变阻器滑片,电压表示数变小
D.向左移动滑动变阻器滑片,电压表与电流表示数之比变小
8.(2025九上·湘阴月考)如图所示的电路中,L1和L2是两个完全相同的小灯泡,下列说法中正确的是( )
A.闭合开关S,小灯泡L1和L2都能发光
B.闭合开关S,只有L1发光
C.要使小灯泡L1、L2串联,可去掉AC之间的导线1
D.要使小灯泡L1和L2并联,可将导线3与接线柱B连接的一端改接到接线柱A上
9.在如图所示的电路中,当开关S闭合后,滑动变阻器滑片 P 向右移动时,对电表读数的变化分析正确的是( )
A.电流表A、电压表V1示数都减小,电压表 V2示数增大
B.电流表A、电压表 V1示数都变大,电压表 V2示数变小
C.电流表A的示数减小,两电压表示数不变
D.三个电表的示数都不变
10.如图所示是小燕利用实验室常用仪器,设计测量未知电阻Rx阻值的三种电路,电源电压恒定且未知,R0是已知阻值的定值电阻,实验中只能闭合或断开开关,其中能够测量出Rx阻值的电路是( )
A.①②③都可以 B.只有①③
C.只有②③ D.只有①②
11.(2025九上·唐山期中)如图是小湘设计的一款测定水箱内水量的装置。其中R是滑动变阻器的电阻片,滑片跟滑杆相连,滑杆可以绕着O点转动,另一端固定着浮子。电源电压保持不变,当水箱内水位上升时( )
A.水对箱底的压强变小 B.R接入电路的电阻变大
C.电路中的电流变小 D.电压表的示数变大
12.(2025九上·青岛期末)某同学利用图甲所示电路测量标有“2.5V”字样的小灯泡电阻。关于该实验,下列说法错误的是( )
A.该实验的原理是
B.若灯泡正常工作时测得的电流如图乙所示,则此时电阻约为
C.闭合开关前滑动变阻器滑片应移至最右端
D.可以多次实验求平均值减小误差
13.(2024九上·安庆期末)小乐想利用两块电流表和阻值已知的电阻R0测量电阻Rx的阻值。小乐选择了满足实验要求的电源、电流表A1和A2,并连接好了实验电路,如图所示。闭合开关S1、S2读出电流表A1的示数为I1,电流表A2的示数为I2。则下列四个选项中,Rx的表达式正确的是( )
A. B.
C. D.
14.(2023九上·烟台期中)用“伏安法测电阻”的实验中,丹丹分别选用定值电阻和小灯泡为测量对象,在处理实验数据时,分别画出了的图像,如图所示。对于图像的分析,以下说法错误的是( )
A.图甲是定值电阻的图像,图乙是小灯泡的图像
B.由图像可知,通过定值电阻的电流和定值电阻两端的电压成正比
C.由乙图及实验现象可知小灯泡的电阻随灯丝温度的增加而增大
D.为了减小误差,应该用多次测量的方法,计算小灯泡的电阻
15.(2025九上·凤凰期末)如图是一种测定油箱内油量的装置,其中R是滑动变阻器的电阻片,滑动变阻器的滑片跟滑杆连接,滑杆可以绕固定轴O转动,另一端固定着一个浮子,油箱中的油量减少时,油面下降,浮子随液面落下,带动滑杆使滑动变阻器滑片向上移动,从而改变电路中电压表示数。下列分析正确的是( )
A.油量减少时,滑动变阻器阻值变大,电压表示数变大
B.油量减少时,滑动变阻器阻值变小,电压表示数变小
C.油量增加时,滑动变阻器阻值变大,电压表示数变小
D.油量增加时,滑动变阻器阻值变小,电压表示数变大
阅卷人 二、填空题(本题共9小题;每空1分,共26分)
得分
16.小芳为了探究“通过导体的电流与导体两端电压的关系”,设计了如图甲所示的电路图(电源电压3 V恒定,电阻R一定).
(1)连接电路时,开关应 (填“断开”或“闭合”).闭合开关前,滑动变阻器的滑片 P 应处于 (填“A”或“B”)端.
(2)闭合开关,调节滑动变阻器滑片的位置,得到下表中数据.
实验次数 1 2 3 4 5
电压U/V 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
电流I/A 0.10 0.20 0.30 0.40
①导体两端的电压为2.5V时,电流表示数如图乙所示,读数是 A.
②由实验可以得出:电阻一定时,通过导体的电流与它两端的电压成 比.
17.(2025·无锡)按照图甲连接电路,探究通过导体的电流与电压、电阻的关系,电源电压恒为3V,三个定值电阻Ra、Rb、Rc.探究通过导体的电流与它两端电压的关系时,先将电阻 接入电路:将滑动变阻器的滑片P移至阻值最大端,闭合开关,读出电压表、电流表的示数.移动滑片P,改变电阻两端电压继续探究,根据实际所测数据,以电流F为纵坐标,以电压U 为横坐标,在坐标系中描点画出Ra的I-U图像a、再分别将Rb、R,接入电路,采用同样的方式探究,得到图像b、c,如图乙所:示.则Ra的阻值为 Ω;单独分析图乙中每条I-U图.像,可知:当导体电阻,一定时, ;实验中滑动变阻器的最大阻值为 Ω.为了探究.电流与电阻的关系,分别将三个电阻接入电路,需要保持电、阻两端电压不变,则该电压的最小值为 V.
18.(2025九上·唐山期中)如图所示电路中,电阻R1和R2的连接方式为 联。已知电源电压为9V且保持不变,R1的阻值为10Ω。闭合开关后,通过R1的电流为 A,此时电流表的示数为1.2A,R2的阻值为 Ω。
19.(2025九上·濠江月考)电阻R和灯泡L 的 I-U图像如图所示,当电阻R和灯泡L并联在某一电源上时,干路中的电流为0.9A,则电源电压为 V;若将电阻R和灯泡L串联在电压为9V的电源上,此时电路中的电流为 A,灯泡L的电阻为 Ω。
20.(2025九上·濠江月考)如图甲所示是测量未知电阻 Rx的实验电路,定值电阻 。请完善实验步骤。
只闭合开关S、S1,读出并记录电压表示数U1=1.5V。
再闭合开关 ,读出并记录电压表示数U2。U2的大小如图乙所示,为 V,则Rx= Ω。
21.(2025九上·崆峒期末)如图所示,这是通过两个电阻的电流随电压变化的图像,由图中信息可推断,R1 (选填“>”“=”或“<”)R2。将它们串联后接入电路,R1、R2两端的电压分别为U1、U2,则U1∶U2= 。
22.(2025·青羊模拟)小慧同学用如图甲所示的电路测量未知电阻R1的阻值,其中滑动变阻器R的规格为“50Ω 1A”。实验中,移动滑片使电压表示数为2.0V,此时电流表的指针位置如图乙所示,则本次测得R1的阻值为 Ω;若想利用这套器材测量另一个未知电阻R2的阻值(阻值约为150Ω),可将 (填电路中的器材名称)去掉,利用剩余的器材设法测量。
23.(2024九上·兴隆期中)如图所示是测量未知电阻Rx的实验电路,电源两端的电压保持不变,定值电阻R0=10Ω。请补充完成主要实验步骤,并进行数据处理。
(1)实验步骤:
①只闭合开关S和S1,读出并记录电流表的示数I1。
② ,读出并记录电流表的示数I2。
③计算Rx的阻值。
(2)I1=0.3A,I2=0.5A,则Rx= Ω。
24.(2025九上·深圳月考)深圳市聚龙科学中学探究电源与电压关系时,电源电压为24V且保持不变,滑动变阻器的最大阻值为40Ω。当滑动变阻器的滑片在最右端时:闭合开关S1、断开开关S2,电路为 R1与滑动变阻器串联,电流表的示数为0.4A,则电阻R1的阻值为 Ω;保持滑片位置不变,断开开关S1、闭合开关S2,电路为R3与滑动变阻器串联,电流表的示数为0.3A,则电阻R3的阻值为 Ω;若将滑片移至最左端(滑动变阻器接入电阻为0),同时闭合S1和S2,此时R1与 R3的连接方式为 ,电路中的总电流为 A。
阅卷人 三、实验探究题(本题共13小题;每空1分,共33分)
得分
25.(2024九上·江门期中)如图甲是“探究电流与电阻的关系”的实验电路图,实验器材有:电源(输出电压为6V)、电流表、电压表、滑动变阻器和开关各一个,定值电阻5个(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω)和导线若干。
(1)连接电路,闭合开关,电流表指针偏到零刻度线左边,如图乙,原因是 ;
(2)小明先把5Ω电阻接入电路,闭合开关,调节滑动变阻器,使电压表示数为 V,并记下电流表示数,接着小明将“5Ω”的定值电阻换为“10Ω”,滑动变阻器的滑片位置不变,闭合开关,电压表示数 (选填变大,变小或不变),滑动变阻器应该向 (选填“右”或“左”)调节,以保持电压表示数不变;
(3)正确连接电路,用上述5个定值电阻进行实验得到5组数据,作出电流与电阻的关系图像如图丙,由此可得出实验结论:当 相同时,通过导体的电流与导体的电阻成 ;
(4)滑动变阻器的最大阻值应不小于 Ω。
26.(2025·海南)某实验小组用以下电路探究电流与电压的关系,电源电压保持不变,R为定值电阻。
实验次数 电压 U/V 电流 I/A
1 1.0 0.10
2 1.4 0.14
3 2.0 0.20
4 2.6 0.26
(1)连接电路时,开关应处于 (选填“闭合”或“断开”)状态;
(2)闭合开关s后,向左移动滑动变阻器的滑片P,发现电压表无示数,电流表示数不 断变小,则电路故障可能是定值电阻R发生了 (选填“断路”或“短路”):
(3)排除故障后,进行实验得到实验数据如上表所示。分析数据可得出结论: 。
(4)物理实验常常需要多次测量,以下实验多次测量的目的与本实验相同的是 (选填“①”“②”或“③”)。
①探究电流与电阻的关系 ②测量定值电阻的阻值 ③测量物体的长度
27.(2025九上·海珠期中) 某实验小组用如图甲所示电路“探究电流与电阻的关系”。
(1)开关闭合前;应将滑动变阻器滑片P移到最 (填“左”或“右”)端;
(2)请在图乙所示虚线框内画出图甲对应的电路图;
(3)闭合开关,移动滑片P发现,电压表始终无示数,电流表始终有示数,其原因可能____;(只填序号)
A.R短路 B.R断路 C.滑动变阻器短路
(4)下列图中,能正确描述该实验电流随电阻变化的图像是____;
A. B.
C. D.
(5)在电学实验中,下面的三个实验都用到图甲的电路,以下说法正确的是____。
A.研究“电流与电压的关系”可以用灯泡代替定值电阻进行实验
B.研究“电流与电阻的关系”每次更换电阻后,都要移动滑动变阻器使电流表示数不变
C.“伏安法”测定值电阻,多次实验的目的是求平均值,减小误差
D.在A、B、C选项的三个实验中,滑动变阻器的作用是完全一样的
28.(2024九上·石家庄期中)探究“电流与电阻的关系”时,实验器材有:学生电源、电流表、电压表、滑动变阻器(标有“20Ω 2A”字样)、定值电阻5个(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、50Ω)、开关一个、导线若干。
(1)请用笔画线代替导线将图甲中的实物图连接完整,要求:滑片P向右移动时电压表示数变大,导线不交叉。
(2)连接好电路,将电源电压调至4.5V,滑动变阻器阻值调到最大,闭合开关S,移动滑片P,发现电流表无示数,电压表示数始终接近电源电压,导致这一现象的原因可能是_________(填序号)。
A.滑动变阻器断路 B.定值电阻R断路 C.定值电阻R短路
(3)排除故障后利用前四个定值电阻进行实验,图乙是根据实验数据得到的I-R图像:
①其中阴影部分面积表示的物理量是 ,其值为 ;
②由实验图像可得出结论:在电压一定时, 。
(4)实验时更换为50Ω的定值电阻后,无论怎样移动滑动变阻器的滑片都不能使电压表示数达到原来的数值,为了能完成这次实验,下列措施可行的是_________(填序号)。
A.调高电源电压
B.将电压表改接到滑动变阻器两端
C.在电源和开关之间串联一个15Ω的电阻
(5)实验结束后,该小组用电压表和一个已知最大阻值为R0的滑动变阻器,测量未知电阻Rx的阻值。他们设计了如图丙所示电路图,实验操作如下:
①将滑动变阻器滑片P移到最右端,闭合开关S,此时电压表的示数为U1;
②将滑动变阻器滑片P移到最左端,此时电压表的示数为U2;
③则Rx= (用R0、U1、U2表示)。
29.(2025·无锡)小红和小华设计一种能自动测定油箱内油面高度的装置。器材有:电源(电压可调)、电流表、电压表、阻值约为 100Ω的电阻片、定值电阻R、细金属杆OABC、浮子(体积为20cm2)、开关、导线、油箱、汽油;汽油为绝缘体.(p油=0.75g/cm3,g取10N/ kg)
(1)她们首先要从电阻片上截取一段阻值为40Ω的电阻,为此连接了如图甲所示的电路。
将鳄鱼夹置于电阻片的B'端,闭合开关S,电压表示数如图乙所示为 V。向A'端缓慢移动鳄鱼夹,观察电流表示数,当示数为 A时,标记幅鱼夹的位置,则该位置到A2端的阻值即为40Ω。
(2)她们重新调节了电源电压,连接了如图丙所示的装置,电阻R'=40Ω;它与金属杆OA接触良好(摩擦不计).金属杆OABC 可以绕固定点O-自由转动,其重心在OC连线上.浮子可以绕CD轴自由转动。
①在油箱内倒入汽油,当浮子处于图丙所示的位置时,浮子浮在汽油中静止,恰好一半体积浸入汽油,此时浮子所受浮力大小为 N.继续倒油,油面上升、浮子再次静止时,浸在汽油中的体积 (选填“变大”“变小”或“不变”).
②为了在电流表的刻度盘上标出油箱内油面高度,闭合开关S,当OA处于M端的位置,在电流表的刻度盘上标定此时油面高度为0cm,此时电流表示数为0.12A、继续向油箱内倒入汽油,记录油面高度k和对应的电流表示数I,当OA处于N端的位置时,电流表示数为0.6A,数据记录在下表中.则该装置中电源电压为 V,电阻R 阻值为 Ω;当电流表示数为0.5A时,油面高度为 cm.
油面高度h/ cin 0 2.5 5 7.5 10
电流表示数 0.12 0.15 0.2 0.3. 0.6
阅卷人 四、计算题(本题共3小题;30、31题各5分,32题6分,共16分)
得分
30.(2025九上·海珠期中)如图所示的电路中,电源电压不变,R2的阻值为15Ω,闭合开关之后,电压表的示数为3V,电流表的示数为0.1A,求:
(1)R1的阻值;
(2)通过R2的电流;
(3)电源电压?
31.(2025九上·金平期末) 如图所示的电路,电源电压不变,电阻R1的阻值为15Ω,当开关S1闭合、S2断开时,电流表的示数为0.4A;当开关 S1、S2均闭合时,电流表的示数为0.6A.求:
(1)电源电压.
(2)电阻R2的阻值.
32.(2025九上·武都期末)为了防止酒驾事故的出现,酒精测试仪已被广泛应用。交警使用的某型号酒精测试仪的工作原理如图所示,电源电压恒为8V,传感器电阻R2的电阻值随酒精气体浓度的增大而减小,当酒精气体的浓度为0时,R2的电阻为60Ω,使用前要通过调零旋扭(即滑动变阻器R1的滑片)对酒精测试仪进行调零,此时电压表的为6V;
(1)电压表的示数为6V时,电流表的示数为多少?
(2)电压表的示数为6V时,滑动变阻器R1的电阻值为多少?
(3)调零后,R1的电阻保持不变,某驾驶员对着酒精测试仪吹气10s,若电流表的示数达到0.2A,表明驾驶员酒驾,此时电压表的示数为多少?
答案解析部分
1.【答案】D
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】 A、根据控制变量法,更换5个定值电阻Rx,即改变电阻的大小,研究的是电流与电阻的关系,故A错误;
B、由图中数据知:电阻的电压为:U=IR=0.5A×5Ω=0.1A×25Ω=2.5V,实验中电压表的示数保持2.5V不变,故B错误;
C、多次实验是为了得出普遍性的规律,故C错误;
D、将Rx从5Ω换成10Ω后,电阻变大,根据分压原理,电压表示数变大,故D正确。
故答案为:D。
【分析】 电流与电压和电阻有关,研究与其中一个因素的关系时,要控制另外一个因素不变;由图中数据,得出电阻的电压分析;多次实验是为了得出普遍性的规律。
2.【答案】D
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】A、连接电路前,发现电压表指针如图乙所示,说明电压表没有调零,故A正确;
B、为避免电源短路,实验结束后,应先断开开关,拆除电源两端的导线后,再拆除其他导线并整理器材,故B正确;
C、探究电流与电阻关系,需控制定值电阻两端电压一定,改变定值电阻阻值;故遗漏的实验操作并未影响结论,原因是实验时定值电阻两端电压保持为定值,故C正确;
D、正确操作重新进行实验,电压表示数比之前增大,则电流与电阻倒数,即IR增大,故选B图像,故D错误。
故选:D。
【分析】(1)连接电路前,发现电压表指针如图乙所示,说明电压表没有调零;
(2)为避免电源短路,实验结束后,应先断开开关,拆除电源两端的导线后,再拆除其他导线并整理器材;
(3)探究电流与电阻关系,需控制定值电阻两端电压一定,改变定值电阻阻值
(4)正确操作重新进行实验,电压表示数比之前增大,由此分析。
3.【答案】C
【知识点】电路的动态分析
【解析】【解答】ACD.由图甲可知:电阻R和Rt串联,电流表测量电路中的电流,电压表测量Rt两端的电压,由图乙知,当温度升高时,Rt的阻值减小,由串联电路分压原理可知,热敏电阻Rt两端的电压减小,电压表示数变小;R是定值电阻,由串联电路电阻规律可知,电路的总电阻减小,由欧姆定律可知,电源电压保持不变,电路中的电流增大,电流表示数增大,据此可知电流表示数随着温度的升高而增大,随着温度的降低而减小,所以电流表可以改装成温度计,故AD错误,C正确;
B.当Rt断路时,电压表通过定值电阻和电流表分别接在电源两级,测量电源电压,电压表的示数等于电源电压,故电压表的示数变大,故B错误;
故选C。
【分析】由图可知,电阻R和Rt串联,电压表测量Rt两端的电压,电流表测量电路中的电流;热敏电阻阻值随着温度的升高而降低,所以当温度升高时,热敏电阻阻值降低,据此分析电路总电阻的变化,根据欧姆定律分析电路中电流的变化;根据串联电路的分压规律分析电压表示数的变化。
4.【答案】D
【知识点】探究压力的作用效果跟什么因素有关的实验;声音的传播条件;影响电阻大小的因素;探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】A.探究压力的作用效果时,需要控制压力或受力面积等变量,采用了控制变量法,故A正确,不符合题意;
B.用真空罩探究声音的传播条件,由于无法真正达到绝对真空,是在实验基础上进行科学推理的理想实验法,故B正确,不符合题意;
C.用灯泡亮度反映电阻的大小,将电阻大小这种不易直接观察的量,通过灯泡亮度这种易观察的现象体现,用了转换法,故C正确,不符合题意;
D.探究电流和电阻的关系实验,需要控制电压不变,改变电阻,观察电流变化,采用的是控制变量法,不是转换法,故D错误,符合题意。
故选D。
【分析】准确识别每种实验方法的定义和典型应用,能根据具体实验情境判断所采用的研究方法,避免不同方法的混淆。
1.控制变量法。这是物理实验中最常用的方法之一,核心是当研究多个因素对某一物理量的影响时,只改变其中一个因素,控制其他因素保持不变,从而单独探究该因素的作用。适用场景:如探究压力的作用效果与压力大小、受力面积的关系,探究电流与电压、电阻的关系等。
2.理想实验法(科学推理法)。该方法的特点是实验条件无法完全达到理想状态,需在真实实验的基础上,通过逻辑推理得出理想情况下的结论。适用场景:如探究声音的传播条件(无法达到绝对真空,通过真空罩实验中声音逐渐减弱,推理出 “真空不能传声”)、牛顿第一定律的推导等。
3.转换法。核心是将不易直接观察、测量的物理量,通过转换为易观察、易测量的物理现象或物理量来研究。适用场景:如用 U 形管液面高度差反映液体内部压强大小,用温度计示数变化反映物体吸热多少,用灯泡亮度反映电流大小(或电阻大小,需结合实验逻辑)等。
5.【答案】B
【知识点】串联电路的电流规律;欧姆定律及其应用;电路的动态分析
【解析】【解答】本题考查串联电路的动态分析,需结合欧姆定律和电阻变化规律解题。
电路中与串联,电压表测两端电压,电流表测电路电流。
喝酒后吹气,酒精蒸气浓度增大,电阻减小,电路总电阻总减小。
电源电压不变,由欧姆定律总可知,电路电流增大,即电流表示数增大。
由(为定值电阻)可知,两端电压增大,即电压表示数增大。
综上,答案为。
【分析】本题核心是串联电路的动态分析,需明确“电阻变化→总电阻变化→电流变化→定值电阻电压变化”的逻辑链条。关键在于识别气敏传感器的电阻随酒精浓度的变化规律,结合串联电路的欧姆定律应用,逐步推导电流和电压的变化趋势。
6.【答案】C
【知识点】串、并联电路的设计;电路的动态分析
【解析】【解答】A、此电路中在干路,、并联,若断开,即使或闭合,灯泡也不亮,不符合“任意一种方式均可独立解锁”的逻辑,A错误;
B、此电路中、、串联,需三个开关都闭合灯泡才亮,不符合“任意一种方式均可独立解锁”的逻辑,B错误;
C、此电路中、、并联后与灯泡串联,任意一个开关闭合,灯泡都能亮,符合“任意一种解锁方式均可独立解锁手机”的逻辑,C正确;
D、此电路中、串联后与并联,需闭合或、同时闭合灯泡才亮,不符合“任意一种方式均可独立解锁”的要求,D错误;
故选C
【分析】本题考查串并联电路的应用:
电路逻辑分析:题目要求“任意一种解锁方式(、、)均可独立解锁(灯泡亮)”,即三个开关需并联,且都能独立控制灯泡。
串并联电路的特点:并联电路中各支路独立工作、互不影响,因此三个开关并联时,任意一个闭合都能使电路导通,灯泡发光;串联电路需所有开关闭合才导通,不符合题意。
易错点:易误判开关的连接逻辑,需明确“独立控制”对应并联结构,“同时控制”对应串联或干路结构。
解题关键:紧扣“任意一种方式均可独立解锁”的需求,分析开关的连接方式需满足并联逻辑。
7.【答案】D
【知识点】串联电路的电压规律;滑动变阻器的原理及其使用;欧姆定律及其应用
【解析】【解答】解:由图可知,该电路为串联电路,电流表测量电路中的电流,电压表测量滑动变阻器两端的电压;
AD、向左移动滑动变阻器滑片,滑动变阻器接入电路的电阻变小,根据串联电路的电阻关系可知总电阻变小,根据欧姆定律可知,电路中的电流变大,即电流表示数变大;滑动变阻器接入电路的电阻变小,其分担的电压变小,电压表的示数变小;根据串联电路的分压规律可知,灯泡两端的电压变大,根据P=UI可知,灯泡的实际功率变大,灯泡的亮度变亮,故A错误;
根据可知,电压表与电流表示数之比为滑动变阻器接入电路电阻,滑动变阻器接入电路的电阻变小,则电压表与电流表示数之比变小,故D正确;
BC、向右移动滑动变阻器滑片,滑动变阻器接入电路的电阻变大,根据串联电路的电阻关系可知总电阻变大,根据欧姆定律可知,电路中的电流变小,即电流表示数变小,滑动变阻器接入电路的电阻变大,其分担的电压变大,电压表的示数变大,故BC错误。
故选:D。
【分析】由图可知,该电路为串联电路,电流表测量电路中的电流,电压表测量滑动变阻器两端的电压;根据滑片的移动方向判定滑动变阻器接入电路电阻的变化,根据串联电路的电阻关系可知电路总电阻的变化,根据欧姆定律分析电路中电流的变化,根据串联电路的分压规律可知滑动变阻器两端电压的变化,根据串联的电压特点可知,灯泡两端电压的变化,根据P=UI分析灯泡实际功率的变化;根据分析电压表与电流表示数之比的变化。
8.【答案】D
【知识点】电路的构成及电路图;电路的动态分析
【解析】【解答】A、 闭合开关S后,电流经导线1、3直接从电源正极回到负极,造成电源短路,L1和L2都不发光,A错误。
B、 同理,因短路,L1也不发光,B错误。
C、 去掉AC之间的导线1后,电流仍会经导线3短路,无法实现L1、L2串联,C错误。
D、 将导线3与接线柱B连接的一端改接到接线柱A上,电流从电源正极流出后,会分成两条支路分别经过L1和L2,再汇合回到电源负极,此时L1和L2并联,D正确。
故选D。
【分析】本题考查电路的连接方式(串联、并联)与短路判断:短路分析:闭合开关后,若电流不经过用电器直接从电源正极回到负极,即为电源短路,此时用电器不工作。本题中初始电路存在短路,导致灯不发光。
串联与并联的实现:串联:电流只有一条路径,依次经过各用电器。并联:电流有多条路径,各用电器独立工作。
选项D的操作使电流出现两条支路,符合并联的定义;其他选项因短路或路径错误,无法实现对应连接方式。
解题关键:明确短路的危害、串联和并联的电流路径特点,通过分析电流走向判断电路状态。常见易错点是忽略短路对电路的影响,或对串、并联的电流路径理解不清晰。
9.【答案】A
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析
【解析】【解答】图中,灯泡和滑动变阻器串联,电压表V1串联灯泡分压,V2测量滑动变阻器的分压,滑片P向右移动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大,则电路中电流减小,电流表示数变小;
根据U=IR,灯泡分压变小,V1示数变小,根据串联电路电压规律,V2示数变大,A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
【分析】【学找切入点】去掉电压表分析电路,灯L和滑动变阻器R是串联的,电压表V1测灯L两端电压,电压表V2测滑动变阻器R两端电压,电流表测串联电路的电流.当滑片P向右移动时,滑动变阻器R的阻值增大,电流减小,根据欧姆定律可知灯L两端电压变化;再根据串联电路电压规律 可知滑动变阻器R 两端电压变化.
10.【答案】A
【知识点】欧姆定律及其应用;伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】 ① 开关位于1可以测量R0两端电压,通过欧姆定律计算此时电路的电流,位于2可以测量Rx两端电压,结合欧姆定律计算Rx,故可以测量电阻;
② 开关S1闭合,两电阻串联,电压表测量Rx两端电压, 开关S1、S2闭合,电压表测量电源电压,根据测量电路电压规律和欧姆定律计算R0的电压和电路的电流,结合欧姆定律计算Rx,故可以测量电阻;
③ 两开关同时闭合,此时电路为Rx的简单电路,此时电流为I1则I1RX=U;当S2断开,两电阻串联,此时电流为I2,根据电阻的串联和欧姆定律计算电源电压I2RX+R0=U;二者连列计算Rx。
综上选A。
【分析】 要判断每个电路能否测量未知电阻的阻值,需依据等效替代法或欧姆定律。串联电路的电压、电阻规律,分析电路中能否通过已知量 R0、电流表/电压表示数推导出Rx的阻值。
11.【答案】D
【知识点】液体压强计算公式的应用;滑动变阻器的原理及其使用;欧姆定律及其应用
【解析】【解答】A.水位上升即水的深度h增加,根据液体压强公式,可知水对箱底的压强变大,故A不符合题意;
BCD.由图可知,定值电阻与滑动变阻器串联,电压表并联在定值电阻两端,当水位上升时,滑片向下移动,滑动变阻器电阻变小,根据串联分压可知定值电阻两端电压增大,即电压表示数变大,根据欧姆定律计算可知,电路电流增加,故BC不符合题意,D符合题意。
故选 D。
【分析】1、串联电路的电路规律:串联电路,电流处处相等,电源的电压为用电器电压之和,总电阻为用电器电阻之和;
2、电压表与待测用电器并联测量电压,电流表串联测量用电器电流,根据欧姆定律U=IR计算用电器的电流和电阻以及电压。
12.【答案】D
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】A.根据可知,只要测灯泡两端的电压和流过小灯泡的电流,就能计算出灯泡的电阻,故该实验的原理是,故A正确不符合题意;
B.由乙图可知,电流表选择0-0.6A量程,分度值为0.02A,示数为0.3A,则此时灯泡的电阻为
,
故B正确不符合题意;
C.根据图片可知,滑片在最右端时阻值最大,则为了保护电路,闭合开关前滑动变阻器滑片应移至最右端,故C正确不符合题意;
D.灯泡的电阻与温度有关,是变化的,求平均值无意义,故D错误符合题意。
故选D。
【分析】A.根据公式分析;
B.根据图片确定电流表的量程和分度值,根据指针位置读出示数,根据计算灯泡的电阻;
C.为了电路安全,变阻器的滑片要调到阻值最大的一端;
D.注意灯泡的电阻随温度的变化而变化。
13.【答案】C
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】A、 电路中R0与Rx并联,A1测量干路电流I1,A2测量R0所在支路的电流I2。该推导式在推导过程中未结合并联电路电压相等的规律,仅依据错误的电流关系代入公式,导致Rx的表达式不符合欧姆定律的应用逻辑,故A错误;
B、 推导Rx的表达式时,B选项误将干路电流I1当作通过Rx的电流,忽略了并联电路中干路电流等于各支路电流之和的规律(即Rx的电流应为),因此表达式推导错误,故B错误;
C、 闭合开关后,R0与Rx并联,A1测量干路电流I1,A2测量R0所在支路的电流I2,具体推导如下:
① 根据欧姆定律,可得R0两端的电压;
② 由并联电路电流规律可知,通过的电流;
③ 因并联电路各支路电压相等,故Rx两端的电压;
④ 再根据欧姆定律,可推导出,推导过程正确,故C正确;
D、 D选项在推导时混淆R0与Rx的电流,误将A2测量的R0的电流I2当作通过Rx的电流,导致Rx的表达式错误,故D错误;
故选C。
【分析】本题考查并联电路的电流、电压规律及欧姆定律的综合应用:
1. 明确电路结构与电表测量对象:R0与Rx并联,A1测干路总电流I1,A2测R0的支路电流,这是推导的前提;
2. 利用已知条件求电压:通过R0的电阻和电流,结合欧姆定律计算其两端电压(即并联电路的总电压,也是Rx的电压);
3. 依据电路规律求电流:根据并联电路“干路电流等于各支路电流之和”,计算通过Rx的电流;
4. 推导未知电阻表达式:结合Rx的电压和电流,通过欧姆定律得出其电阻表达式。
解题的关键在于准确区分干路电流与支路电流,严格遵循并联电路的电压、电流规律及欧姆定律的应用条件,避免因电路规律混淆导致推导错误。
14.【答案】D
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】AB.在甲图中,图像是一条通过坐标原点的斜线,则说明电流与电压成正比,因此该电阻为定值电阻,所以图甲是定值电阻的图像。乙中,图像为一条曲线,即电流与电压不成正比,也就是电阻是变化的,则图乙是灯泡的图像,故A、B正确不符合题意;
C.根据乙图可知,但电压增大相同的数值时,电流的增大值越来越小,所以灯泡电阻越来越大,由此可知,小灯泡的电阻随灯丝温度的增加而增大,故C正确不符合题意;
D.综上所述,灯泡的电阻是变化的,多次测量求其平均值是没有意义的,故D错误符合题意。
故选D。
【分析】 AB.电阻一定时,电流与电压成正比;由此分析图像可知两图像是哪个的U-I图像;
C.根据作图法,分析灯泡U-I图像可知灯泡电阻与温度的关系;
D.灯泡的电阻随温度的变化而变化,不能用取平均值的方法来减小误差,多次测量是为了寻找普遍规律,得出灯的电阻与温度的关系。
15.【答案】D
【知识点】电阻的串联;欧姆定律及其应用;电路的动态分析
【解析】【解答】AB.根据图片可知,定值电阻R0与变阻器R串联,电压表测量R0的电压。当油量减少时,变阻器的滑片向上移动,此时它连入电路的阻值变大。根据R总=R1+R2可知,电路的总电阻增大。根据欧姆定律可知,电路中的电流减小。根据U=IR可知,电压表示数变小,故AB错误;
CD.根据图片可知,当油箱中的油量增加时,变阻器的滑片向下移动,它连入电路的阻值变小。根据R总=R1+R2可知,电路的总电阻减小。根据欧姆定律可知,电路中的电流增大。根据U=IR可知,电压表示数变大,故D正确,C错误。
故选D。
【分析】 由电路图可知,R0与R串联,电压表测量R0的电压;
分析油箱中油量变化时,滑动变阻器接入电路的电阻如何变化,电路总电阻如何变化,然后由欧姆定律判断电流表示数如何变化,根据U=IR知电压表示数的变化。
16.【答案】(1)断开;B
(2)0.50;正
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】探究通过导体的电流与导体两端电压的关系时,
(1)实验前,连接电路时,开关应断开,闭合开关前,滑动变阻器取值最大,滑片P应处于B端,可保护电路;
(2)①实验时,当导体两端的电压为2.5V时,电流表如图乙,量程为0~0.6A,分度值为0.02A,根据指针位置,电流表读数是0.50A;
②根据实验数据,当电压为原来的几倍,电流也是原来的几倍,即电压和电流的比值一定,可以得出:电阻一定时,通过导体的电流与它两端的电压成正比.
【分析】【学找切入点】(1)在连接电路的过程中,开关要断开;由图可知,要使滑动变阻器接入电路的电阻最大,滑片应位于 B端;
(2)①由图可知,电流表选择的是0~0.6A量程,对应的分度值为0.02 A,此时电流表的示数为0.50 A;②观察实验数据可知,电压都是以第一组电压数值的整数倍增加的,电流也是以第一组电流数值的整数倍增加的,并且同一组电流与电压增大的程度相同,所以成正比。
17.【答案】5;通过导体的电流与导体两端的电压成正比;25;1.3
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】据图可知Ra的电流为0.5A时,电压为2.5V,根据欧姆定律计算可知Ra=,据图可知,电阻一定时,电压和电流成正比,变阻器电阻最大,则变阻器分压最大,根据串联电路电压规律可知,定值电阻电压最小,据图可知,最小电压为0.5V,此时电流为0.1A,所以变阻器电压为3.0V-0.5V=2.5V,所以变阻器的阻值为,探究电流和电阻的关系,变量为电阻,所以电压控制不变,根据串联分压可知,定值电阻越大,分到电压越大,据图分析可知,三个电阻最大值为Rc=,变阻器最大电阻为25Ω,根据串联分压计算此时电压值即为最小电压,解得Umin=1.3V.
【分析】 本题围绕探究电流与电压、电阻的关系展开,需运用欧姆定律 I = U R 及控制变量法分析。对于求电阻,利用I - U图像中电流与电压的比值(即斜率)对应电阻;分析图像规律需关注电阻一定时电流与电压的关系;求滑动变阻器最大阻值需结合电源电压与电阻两端最小电压;确定电流与电阻关系实验中电压最小值需考虑滑动变阻器能提供的最小电压。
18.【答案】并;0.9;30
【知识点】并联电路的电流规律;并联电路的电压规律;欧姆定律及其应用
【解析】【解答】由图可知,两个电阻首首相连,尾尾相接属于并联,根据欧姆定律计算通过R1的电流为;结合并联电路电流规律计算可知通过R2的电流I2=I-I1=1.2A-0.9A=0.3A,根据并联电路电压的规律和欧姆定律可知R2的阻值。
【分析】并联电路规律:并联电路电压相等、支路电流之和为干路电流,
电压表与待测用电器并联测量电压,电流表串联测量用电器电流,根据欧姆定律U=IR计算用电器的电流和电阻以及电压。
19.【答案】4;0.6;5
【知识点】串联电路的电流规律;并联电路的电流规律;串联电路的电压规律;并联电路的电压规律;欧姆定律及其应用
【解析】【解答】本题考查串并联电路的规律及欧姆定律的应用,需结合图像提取信息解题。
(1)并联时的电源电压
电阻和灯泡并联时,电源,干路电流。
从图像中可知,当时,,,满足。因此,电源电压为。
(2)串联时的电路电流和灯泡电阻
电阻和灯泡串联时,,且。
从图像中可知,当时,,,满足。
电路电流为;
灯泡的电阻。
【分析】本题核心是结合串并联电路的电压、电流规律,从图像中提取有效信息。需明确:
并联时,各支路电压相等,干路电流为支路电流之和;
串联时,电流处处相等,总电压为各用电器电压之和。
同时,灯泡的电阻随电压(温度)变化(图像为曲线),因此必须通过图像找到对应电流、电压的匹配点,再运用欧姆定律计算电阻,体现了对图像信息提取和电路规律综合应用能力的考查。
20.【答案】S2;2.5;10
【知识点】串联电路的电流规律;电压的测量及电压表的使用;欧姆定律及其应用
【解析】【解答】实验步骤:再闭合开关。
电压表读数:图乙中电压表量程为,分度值,示数为。
计算未知电阻:
通过的电流:。
两端的电压:。
未知电阻阻值:。
【分析】本题核心是利用串联电路的电流、电压规律和欧姆定律,通过开关的通断改变电压表的测量对象(先测电压,再测电源电压),进而推导未知电阻的阻值。需明确串联电路中电流处处相等,总电压等于各部分电压之和,结合电压表的读数方法(量程、分度值),逐步计算电流和电阻,体现了对间接测量电阻方法的理解与应用。
21.【答案】<;1∶2
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【解答】图中,当电压为4V时,通过R1、R2的电流为0.8A、0.4A,根据,R1和R2的阻值分别为,,可知,。
当串联接入电路时,串联电路中各处的电流相等,通过R1和R2的电流相等,根据,R1和R2两端的电压之比为:。故第1空填:<;第2空填:1:2。
【分析】根据,计算电阻大小;利用U=IR,计算分压,再计算分压比。
22.【答案】12.5;滑动变阻器
【知识点】欧姆定律及其应用;伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)根据乙图可知,电流表的量程为0-0.6A,分度值为0.02A,那么示数为0.16A,则R1的阻值为;
(2)根据题意可知,未知电阻R2 阻值约为 150Ω,变阻器的最大阻值为50Ω。由于R2的阻值较大,滑动变阻器的最大阻值可能不足以调节到合适的电压和电流,则可以将滑动变阻器去掉。
【分析】(1)读出电流表示数,根据计算本次测得R1的阻值。
(2)将未知电阻R2 与滑动变阻器的最大阻值比较,从而确定变阻器是否有存在的意义即可。
23.【答案】断开开关S1,闭合开关S和S2;15
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】测量未知电阻时,
(1)①闭合开关S和S1,电阻并联,电流表测量R0的电流,记录电流表的示数I1。
②实验时,断开开关S1,闭合开关S和S2,电流表测量干路电流,记录电流表的示数I2。
(2)根据①,计算定值电阻两端的电压为:
根据并联电路电压的规律,Rx两端的电压为:,
根据②,Rx的电流为:,计算Rx的阻值为:;
已知I1=0.3A,I2=0.5A,则。
【分析】(1)利用电流表测量未知电阻时,电流表分别测量支路电流、测量干路电流;
(2)根据U=IR,计算电压,结合并联电路电流规律,计算支路电流,根据,计算电阻。
24.【答案】20;40;并联;1.8
【知识点】串联电路和并联电路的辨别;并联电路的电流规律;电阻的串联;欧姆定律及其应用
【解析】【解答】 滑动变阻器的滑片在最右端时,滑动变阻器最大阻值接入电路,将滑片移至最左端(滑动变阻器接入电阻为0),说明右端电阻最大,为40Ω;闭合开关S1,断开开关S2,电路为 R1与滑动变阻器串联,电路中的总电阻为:
电阻R1的阻值为:
R1=R-RP=60Ω-40Ω=20Ω;
保持滑片位置不变,电阻最大,为40Ω;断开开关S1,闭合开关S2,电路为R3与滑动变阻器串联,电流表的示数为0.3A,电路中的总电阻为:
电阻R3的阻值为:
R3=R'-RP=80Ω-40Ω=40Ω;
若将滑片移至最左端(滑动变阻器接入电阻为0),闭合开关S1、断开开关S2,电路为 R1与滑动变阻器串联,断开开关S1、闭合开关S2,电路为R3与滑动变阻器串联,说明R1与 R3相互独立互不影响,同时闭合S1和S2,此时R1与 R3的连接方式为并联。
并联电路干路电流等于各支路电流之和,并联电路各用电器两端电压等于电源电压,则电路中的总电流为:
。
故答案为:20;40;并联;1.8。
【分析】 将滑片移至最左端(滑动变阻器接入电阻为0),当滑动变阻器的滑片在最右端时电阻最大,得出接入电路的电阻,闭合开关S1、断开开关S2,电路为R1与滑动变阻器串联,根据欧姆定律结合电源电压分析;
根据串联电路的特点和欧姆定律计算电阻R3的阻值;
根据并联电路的特点分析解答。
25.【答案】(1)电流表正负接线柱接反了
(2)2;变大;右
(3)导体两端的电压;反比
(4)50
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】探究电流与电阻的关系时,
(1)实验时,电流表指针如图乙,指针在零刻度线左边,是电流表正负接线柱接反了。
(2)图丙中,当定值电阻的阻值为5Ω,通过其的电流为0.4A,电压表示数为:
实验时,电压表测定值电阻两端电压,示数为2V,当5Ω的定值电阻换为10Ω,电阻变大,分压变大,为控制电压不变,应增大滑动变阻器分得的电压,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,则滑片应向右调节;
(3)图丙中,电流和电阻的乘积为:UV=IR=0.4A×5Ω=……=0.1A×20Ω=2V,电压为一定值,得出实验结论:当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)电阻两端的电压保持UV=2V,根据串联电路电压的规律,计算变阻器分得的电压为
U滑=6V-2V=4V,接入25Ω电阻时,根据分压规律,,解得:R滑=50Ω,
故滑动变阻器的最大阻值应不小于50Ω。
【分析】(1)电流表连接时,正入负出,接线柱接反,指针会向表盘左侧偏转;
(2)根据U=IR,计算定值电阻两端的电压;当电压表处的电阻变大,为使电压表示数不变,滑动变阻器的电阻变大;
(3)根据实验数据,当电压一定时,提供导体的电流和导体的电阻成反比;
(4)根据串联电路分压规律,结合定值电阻的最大电阻和分压,计算滑动变阻器的取值。
(1)电流表的正负接线柱连接正确时,电流表的指针应该向表盘的右侧偏转,如果电流表正负接线柱接反了,指针会向表盘左侧偏转。如图乙,电流表指针偏到零刻度线左边,原因是电流表正负接线柱接反了。
(2)[1]由图丙可知,当定值电阻的阻值为5Ω,通过其的电流为0.4A,所以,此时电压表示数为
[2][3]由图甲可知,两电阻串联,电压表测的是定值电阻的两端电压,电流表测的是电路电流;根据串联分压原理可知,将“5Ω”的定值电阻换为“10Ω”,电阻变大,其分得的电压变大,即电压表示数变大;探究电流与电阻的关系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,所以滑片应向右调节,以保持电压表示数不变。
(3)[1][2]由图丙可知,电阻两端的电压始终保持为
UV=IR=0.4A×5Ω=……=0.1A×20Ω=2V
为一定值,故由此得出实验结论:当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)电阻两端的电压始终保持UV=2V,根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压为
U滑=6V-2V=4V
则变阻器分得的电压为电压表示数的
倍,根据分压原理,当接入25Ω电阻时,变阻器连入电路中的电阻为
R滑=2×25Ω=50Ω
故滑动变阻器的最大阻值应不小于50Ω。
26.【答案】(1)断开
(2)短路
(3)电阻一定,电流和电压成正比
(4)①
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】(1)为了保护电路,所以在连接电路中,开关处于断开状态;
(2)电压表测量定值电阻的电压,电压表示数为0,电流表有示数,所以电路处于通路,即定值电阻短路;
(3)据表分析可知,电阻一定时,电压增加多少倍,电流也增加多少倍,所以电阻一定,电流和电压成正比;
(4)本实验多次测量是为了获取普遍规律,探究 电流与电阻的关系 多次测量也是获取普遍规律,测量定值电阻的阻值,和物体的长度时多次测量是为了求取平均值,减小误差。故① 正确。
【分析】1、电路连接的基本操作:连接电路时,为保护电路开关应断开,变阻器调节至最大阻值处,对电表进行试触,根据电表偏转角度选择合适的电表量程;同时电表的正负极接线柱要符合电流的正进负出;
2、电压表与待测用电器并联测量电压,电流表串联测量用电器电流,根据欧姆定律U=IR计算用电器的电流和电阻以及电压;
3、多次实验的目的有求取平均值,减小误差,获得普遍性规律等。
27.【答案】(1)右
(2)
(3)A
(4)D
(5)C
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】 解:(1)为保护电路,连接电路时应断开开关,开关闭合前,应将滑动变阻器滑片P移到阻值最大处,离下接线柱最远的方向,即滑动变阻器的最右端。
(2)由图甲可知,滑动变阻器与定值电阻串联,电压表并联在定值电阻两端,电流表串联在电路中,依据电流经过的路径和电路特点画出对应的电路图,如图所示:
(3)闭合开关,移动滑片P发现电压表始终无示数,电流表始终有示数,则电路已接通,其原因可能是电压表所并联的元件短路。若滑动变阻器短路,则移动滑片时,起不到改变电阻的作用,电流表示数不会变,且电压表有示数。故A符合题意,BC不符合题意。
故选A。
(4)因电压表示数不变,即电流I与R之积为一定值,电流I随电阻R的变化关系为反比例函数关系,据此可知I-R图象为反比例函数图象。
故选D。
(5)A.在研究电流与电压关系时,应当控制电阻是定值,因此本实验选用的是定值电阻,而小灯泡的电阻会受温度的变化而变化,所以本实验不能用小灯泡;故A错误;
B.研究“电流与电阻的关系”,应当保证定值电阻两端的电压不变,因此每次更换电阻后,都要移动滑动变阻器使电压表示数不变,所以滑动变阻器的目的是控制定值电阻两端电压不变;故B错误;
C.“伏安法”测定值电阻的阻值,通过滑动变阻器改变通过电阻的电流和它两端的电压进行多次实验,并求平均值,减小误差,故C正确;
D.研究“电流与电压的关系”滑动变阻器的作用是1.保护电路;2.改变定值电阻两端的电压,获得多组“电压-电流”数据,便于寻找规律。
研究“电流与电阻的关系”滑动变阻器的作用是 1.保护电路;2.控制定值电阻两端电压不变(更换电阻后调节),满足控制变量要求。
“伏安法”测定值电阻滑动变阻器的作用是1.保护电路;2.改变定值电阻两端的电压和电路电流,获得多组数据,用于求平均值减小误差。
综上可知,在以上实验中滑动变阻器的作用是不同的,故D错误。
故选C。
故答案为:(1)右;(2); (3)A;(4)D;(5)C。
【分析】 (1)开关闭合前,应将滑动变阻器滑片P移到阻值最大处;
(2)由图甲可知,滑动变阻器与定值电阻串联,电压表并联在定值电阻两端,电流表串联在电路中,依据电流经过的路径和电路特点画出对应的电路图;
(3)电流表有示数,说明电路是通路,电压表无示数,说明与电压表并联的部分电路是短路,或者电压表断路;
(4)在电压不变时导体中的电流与导体的电阻成反比,据此分析;
(5)根据选项进行分析作答。
28.【答案】(1)
(2)B
(3)电压;;通过导体的电流与导体的电阻成反比
(4)C
(5)
【知识点】电路故障的判断;探究电流与电压、电阻的关系实验;伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】探究电流与电阻的关系时,
(1)图甲中,电压表与定值电阻并联,滑片P向右移动时,电压表示数变大,通过定值电阻的电流变大,则滑动变阻器与定值电阻串联,接入阻值变小,连接右下接线柱与定值电阻的右接线柱,如图所示:
(2)闭合开关,电流表无示数,电压表示数接近电源电压,则电压表两接线柱到电源是通路,则是定值电阻R断路,故B符合题意,AC不符合题意。
故选B。
(3)图乙中,阴影部分的面积为I×R,表示的是电压,其值为I×R=0.2A×15Ω=3V,
图像上各点电流与电阻的乘积:0.6A×5Ω=3V,0.3A×10Ω=3V,0.2A×15Ω=3V,乘积一定,可得出结论:在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
(4)A.根据串联电路电流、电压特点和欧姆定律可得:,
则。实验时,更换为的定值电阻,即变大,则变大,应减小至原来的数值,可减小或增大,调高电源电压,即增大,则增大,故A错误;
B.将电压表改接到滑动变阻器两端,不能改变定值电阻两端电压,故B错误;
C.电源和开关之间串联一个的电阻,相当于增大了,则减小,故C正确。
故选C。
(5)图丙中,步骤②,滑动变阻器连入电路的阻值为0,则电源电压等于电压表的示数;步骤①,根据串联电路的电压,两端电压:,电路中的电流:,
则。
【分析】(1)滑动变阻器和定值电阻串联,接线柱一上一下,滑片远离下面的接线柱,电阻变大;
(2)在串联电路中,电流表无示数,电压表接近电源电压,电压表测量的位置断路;
(3)电流和电阻的乘积是电压;电压一定时,电流和电阻成反比;
(4)当电压表处的电阻较大,需要换用更大的滑动变阻器的取值,若滑动变阻器阻值偏小,可以在电路中串联电阻,可以减小电源电压;
(5)根据滑片的位置不同,利用电压表分别测量电源电压和未知电阻的分压,结合滑动变阻器的分压和电阻,计算电流,根据,计算电阻。
(1)由图甲可知,电压表测定值电阻两端电压,滑片P向右移动时电压表示数变大,根据欧姆定律可知,通过定值电阻的电流变大,则滑动变阻器与定值电阻串联,滑片P向右移动时其连入电路的阻值变小,因此将滑动变阻器的右下接线柱与定值电阻的右接线柱连接,如图所示:
(2)电流表无示数,说明电路中某处断路,电压表示数始终接近电源电压,说明电压表两接线柱到电源两极之间是通路,则可能的原因是定值电阻R断路,故B符合题意,AC不符合题意。
故选B。
(3)[1][2]由图乙可知,图中阴影部分的面积为I×R,则表示的物理量是电压,其值为
I×R=0.2A×15Ω=3V
[3]由图乙可知,图像上各点电流与电阻的乘积
0.6A×5Ω=3V
0.3A×10Ω=3V
0.2A×15Ω=3V
乘积为一定值,可得出结论:在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
(4)A.根据串联电路电流、电压特点和欧姆定律可得
则。实验时更换为的定值电阻,即变大,则变大,下一步应减小至原来的数值,可减小或增大,调高电源电压,即增大,则增大,故A错误;
B.将电压表改接到滑动变阻器两端,不能改变定值电阻两端电压,故B错误;
C.在电源和开关之间串联一个的电阻,相当于增大了,则减小,故C正确。
故选C。
(5)步骤②,滑动变阻器连入电路的阻值为0,则电源电压等于此时电压表的示数;步骤①,根据串联电路的电压特点可知,两端电压
根据欧母定律可知,电路中的电流
则
29.【答案】(1)12;0.3
(2)0.075;不变;6;10;9.5
【知识点】浮力大小的计算;物体的浮沉条件及其应用;电阻的串联;欧姆定律及其应用
【解析】【解答】(1)电压表量程为0-15V,示数为12V,电阻为40Ω,根据欧姆定律计算可知此时的电流
(2) 浮子(体积为20cm3) ,一半体积汽油为10cm3,根据密度公式计算可知汽油的重力G=ρ油Vg= 0.75g/cm3×10×10-6m3×10N/kg=0.075N,浮子漂浮,所以重力等于浮力,即F浮=0.075N,浮子在倒油的过程中,处于漂浮状态,所以浮力等于重力,浮子的重力不变,所以浮力不变,根据F浮 = ρgV排可知,ρ、g不变时V排不变,故浸在汽油中的体积不变。 当OA处于M端的位置,在电流表的刻度盘上标定此时油面高度为0cm,此时电流表示数为0.12A ,此时R和R'串联,根据欧姆定律可列U=I(R+R')=0.12A×(40Ω+R); 当OA处于N端的位置时,电流表示数为0.6A, 此时电路为R的简单电路,根据欧姆定律可列U=IR=0.6A×R,连列解得R=10Ω,U=6V;当电流为0.5A,总电阻为R总=12Ω,所以接入电路的变阻器电阻R'=12Ω-10Ω=2Ω;分析表格数据可知,当油面h=2.5cm时,电流表示数0.15A,根据欧姆定律计算接入电路的变阻器电阻R''=,当油面h=5cm时,电流表示数0.2A,根据欧姆定律计算接入电路的变阻器电阻R'''=,当油面h=7.5cm时,电流表示数0.3A,根据欧姆定律计算接入电路的变阻器电阻R'''=,所以油面上升2.5cm,接入电路变阻器的电阻下降10Ω,二者的关系式为R=40Ω-,电流表示数0.5A,此时接入电路的变阻器电阻R'=12Ω-10Ω=2Ω,解得h=9.5cm。
【分析】 (1)通过观察电压表指针位置确定示数,再利用欧姆定律结合目标电阻计算电流。
(2)依据阿基米德原理计算浮力,根据浮力平衡分析浸入体积变化;利用电源电压不变列方程求 R 和电源电压,再通过电流与油面高度的关系求特定电流下的油面高度。
30.【答案】(1)解: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。
由可得,R1的阻值:;
(2)解:因串联电路中各处的电流相等,
所以,通过R2的电流即为电流表的示数0.1A;
(3)解:因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以由欧姆定律可得,电源的电压:U=I(R1+R2)=0.1A×(30Ω+15Ω)=4.5V。
【知识点】电阻的串联;电阻的并联;欧姆定律及其应用
【解析】【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。
(1)根据欧姆定律求出R1的阻值;
(2)利用串联电路的电流特点可知通过R2的电流;
(3)根据电阻的串联和欧姆定律求出电源电压。
31.【答案】(1)解: 只闭合 时,电路中只有 工作;
答:电源电压为 6 V ;
(2)解: 都闭合时, 与 并联:
答:电阻 阻值为 .
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)根据U=IR,计算电源电压;
(2)根据并联电路电流规律,计算支路电流,根据,计算电阻。
32.【答案】解:根据图片可知,变阻器R1与定值电阻R2串联,电流表测电路中的电流,电压表测R2两端的电压。
(1)根据题意可知,酒精气体的浓度为0时,定值电阻R2的电阻为60Ω,此时电压表的示数为6V,
则此时电流表的示数。
答:电压表的示数为6V时,电流表的示数为。
(2) 电压表的示数为6V时, R1两端的电压;
根据欧姆定律可知,此时滑动变阻器R1的电阻值;
答:电压表的示数为6V时,滑动变阻器R1的电阻值为。
(3)调零后, 电流表的示数达到0.2A,
此时变阻器两端的电压;
则电压表的示数。
答:若电流表的示数达到0.2A,表明驾驶员酒驾,此时电压表的示数为。
【知识点】串联电路的电压规律;欧姆定律及其应用
【解析】【分析】 由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。
(1)由题意可知,酒精气体的浓度为0时,R2的阻值和电压表的示数,根据欧姆定律求出电路中的电流;
(2)根据串联电路的电压特点求出滑动变阻器两端的电压,利用欧姆定律求出滑动变阻器R1的电阻值;
(3)R1的电阻保持不变,根据欧姆定律求出电流表的示数达到0.25A时滑动变阻器两端的电压,利用串联电路的电压特点求出R2两端的电压,根据欧姆定律求R2的阻值。
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2025年秋-教科版初中物理九年级上册单元测试-第五单元《欧姆定律》提升卷
姓名:__________ 班级:__________考号:__________
题号 一 二 三 四 总分
评分
阅卷人 一、选择题(本题共15小题;每小题2分,共30分)
得分
1.(2025九上·广州期末)某同学利用如图甲所示的电路进行实验,电源电压恒为3V, 更换5个定值电阻Rx, 得到如图乙所示的图像,以下叙述正确的是
A.该同学研究的是电阻一定时,电流和电压的关系
B.实验中电压表的示数要保持3V不变
C.多次实验是为了求平均值,以减小实验误差
D.将Rx从5Ω换成 10Ω后,未调节滑动变阻器时,电压表示数变大
【答案】D
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】 A、根据控制变量法,更换5个定值电阻Rx,即改变电阻的大小,研究的是电流与电阻的关系,故A错误;
B、由图中数据知:电阻的电压为:U=IR=0.5A×5Ω=0.1A×25Ω=2.5V,实验中电压表的示数保持2.5V不变,故B错误;
C、多次实验是为了得出普遍性的规律,故C错误;
D、将Rx从5Ω换成10Ω后,电阻变大,根据分压原理,电压表示数变大,故D正确。
故答案为:D。
【分析】 电流与电压和电阻有关,研究与其中一个因素的关系时,要控制另外一个因素不变;由图中数据,得出电阻的电压分析;多次实验是为了得出普遍性的规律。
2.(2025·涪城模拟)探究“电压一定时,电流与电阻的关系”。实验过程中,移动滑片,使电压表示数为一固定值,记录电流表示数,多次更换定值电阻重复实验,得到电流I与定值电阻R的倒数关系如图甲中图线A所示,从而得出结论。在整理器材时,发现电压表指针位置如图乙所示。其他同学通过正确实验操作也进行了上述实验,他们的实验结论一致。下述评估中错误的是( )
A.该实验遗漏的实验操作是电压表调零(校零)
B.实验结束后,应先断开开关,再拆除电源两端的导线
C.遗漏的实验操作并未影响结论,是因为实验时定值电阻两端电压仍保持为定值
D.电压表调零(校零)后重新进行实验,得到的电流I与定值电阻R的倒数关系应为图甲中的图线C
【答案】D
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】A、连接电路前,发现电压表指针如图乙所示,说明电压表没有调零,故A正确;
B、为避免电源短路,实验结束后,应先断开开关,拆除电源两端的导线后,再拆除其他导线并整理器材,故B正确;
C、探究电流与电阻关系,需控制定值电阻两端电压一定,改变定值电阻阻值;故遗漏的实验操作并未影响结论,原因是实验时定值电阻两端电压保持为定值,故C正确;
D、正确操作重新进行实验,电压表示数比之前增大,则电流与电阻倒数,即IR增大,故选B图像,故D错误。
故选:D。
【分析】(1)连接电路前,发现电压表指针如图乙所示,说明电压表没有调零;
(2)为避免电源短路,实验结束后,应先断开开关,拆除电源两端的导线后,再拆除其他导线并整理器材;
(3)探究电流与电阻关系,需控制定值电阻两端电压一定,改变定值电阻阻值
(4)正确操作重新进行实验,电压表示数比之前增大,由此分析。
3.(2024九上·溆浦期中)如图甲所示的电路中,电源电压保持不变,R是定值电阻,Rt是一个由半导体材料制成的热敏电阻,其阻值随温度变化曲线如图乙所示,则正确的是( )
A.温度升高时,电流表示数减小
B.当Rt断路时,电压表的示数变小
C.电流表可以改装成温度计
D.温度升高时,电压表的示数变大
【答案】C
【知识点】电路的动态分析
【解析】【解答】ACD.由图甲可知:电阻R和Rt串联,电流表测量电路中的电流,电压表测量Rt两端的电压,由图乙知,当温度升高时,Rt的阻值减小,由串联电路分压原理可知,热敏电阻Rt两端的电压减小,电压表示数变小;R是定值电阻,由串联电路电阻规律可知,电路的总电阻减小,由欧姆定律可知,电源电压保持不变,电路中的电流增大,电流表示数增大,据此可知电流表示数随着温度的升高而增大,随着温度的降低而减小,所以电流表可以改装成温度计,故AD错误,C正确;
B.当Rt断路时,电压表通过定值电阻和电流表分别接在电源两级,测量电源电压,电压表的示数等于电源电压,故电压表的示数变大,故B错误;
故选C。
【分析】由图可知,电阻R和Rt串联,电压表测量Rt两端的电压,电流表测量电路中的电流;热敏电阻阻值随着温度的升高而降低,所以当温度升高时,热敏电阻阻值降低,据此分析电路总电阻的变化,根据欧姆定律分析电路中电流的变化;根据串联电路的分压规律分析电压表示数的变化。
4.(2024九上·自贡期中)关于实验方法,下列说法错误的是( )
A.探究压力的作用效果实验采用了控制变量法
B.用真空罩探究声音的传播条件用了理想实验法
C.用灯泡亮度反映电阻的大小用了转换法
D.探究电流和电阻的关系实验用了转换法
【答案】D
【知识点】探究压力的作用效果跟什么因素有关的实验;声音的传播条件;影响电阻大小的因素;探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】A.探究压力的作用效果时,需要控制压力或受力面积等变量,采用了控制变量法,故A正确,不符合题意;
B.用真空罩探究声音的传播条件,由于无法真正达到绝对真空,是在实验基础上进行科学推理的理想实验法,故B正确,不符合题意;
C.用灯泡亮度反映电阻的大小,将电阻大小这种不易直接观察的量,通过灯泡亮度这种易观察的现象体现,用了转换法,故C正确,不符合题意;
D.探究电流和电阻的关系实验,需要控制电压不变,改变电阻,观察电流变化,采用的是控制变量法,不是转换法,故D错误,符合题意。
故选D。
【分析】准确识别每种实验方法的定义和典型应用,能根据具体实验情境判断所采用的研究方法,避免不同方法的混淆。
1.控制变量法。这是物理实验中最常用的方法之一,核心是当研究多个因素对某一物理量的影响时,只改变其中一个因素,控制其他因素保持不变,从而单独探究该因素的作用。适用场景:如探究压力的作用效果与压力大小、受力面积的关系,探究电流与电压、电阻的关系等。
2.理想实验法(科学推理法)。该方法的特点是实验条件无法完全达到理想状态,需在真实实验的基础上,通过逻辑推理得出理想情况下的结论。适用场景:如探究声音的传播条件(无法达到绝对真空,通过真空罩实验中声音逐渐减弱,推理出 “真空不能传声”)、牛顿第一定律的推导等。
3.转换法。核心是将不易直接观察、测量的物理量,通过转换为易观察、易测量的物理现象或物理量来研究。适用场景:如用 U 形管液面高度差反映液体内部压强大小,用温度计示数变化反映物体吸热多少,用灯泡亮度反映电流大小(或电阻大小,需结合实验逻辑)等。
5.(2025九上·濠江月考)酒驾易造成交通事故,利用图示电路可以检测司机是否酒驾,图中的 R1为定值电阻,R2是一个气敏传感器,它的电阻值会随着其周围酒精蒸气浓度的增大而减小。检测时,喝了酒的司机对着气敏传感器吹气,则( )
A.电流表的示数增大,电压表的示数减小
B.电流表的示数增大,电压表的示数增大
C.电流表的示数减小,电压表的示数减小
D.电流表的示数减小,电压表的示数增大
【答案】B
【知识点】串联电路的电流规律;欧姆定律及其应用;电路的动态分析
【解析】【解答】本题考查串联电路的动态分析,需结合欧姆定律和电阻变化规律解题。
电路中与串联,电压表测两端电压,电流表测电路电流。
喝酒后吹气,酒精蒸气浓度增大,电阻减小,电路总电阻总减小。
电源电压不变,由欧姆定律总可知,电路电流增大,即电流表示数增大。
由(为定值电阻)可知,两端电压增大,即电压表示数增大。
综上,答案为。
【分析】本题核心是串联电路的动态分析,需明确“电阻变化→总电阻变化→电流变化→定值电阻电压变化”的逻辑链条。关键在于识别气敏传感器的电阻随酒精浓度的变化规律,结合串联电路的欧姆定律应用,逐步推导电流和电压的变化趋势。
6.(2025九上·南海月考) 今年华为发布了全球首款三折叠屏手机,其屏幕解锁系统支持三种方式:密码解锁、指纹解锁和人脸解锁,任意一种方式均可独立解锁手机。现用小灯泡L代表手机屏幕,三个开关分别对应三种解锁方式。下列电路图中,能正确模拟该解锁逻辑的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【知识点】串、并联电路的设计;电路的动态分析
【解析】【解答】A、此电路中在干路,、并联,若断开,即使或闭合,灯泡也不亮,不符合“任意一种方式均可独立解锁”的逻辑,A错误;
B、此电路中、、串联,需三个开关都闭合灯泡才亮,不符合“任意一种方式均可独立解锁”的逻辑,B错误;
C、此电路中、、并联后与灯泡串联,任意一个开关闭合,灯泡都能亮,符合“任意一种解锁方式均可独立解锁手机”的逻辑,C正确;
D、此电路中、串联后与并联,需闭合或、同时闭合灯泡才亮,不符合“任意一种方式均可独立解锁”的要求,D错误;
故选C
【分析】本题考查串并联电路的应用:
电路逻辑分析:题目要求“任意一种解锁方式(、、)均可独立解锁(灯泡亮)”,即三个开关需并联,且都能独立控制灯泡。
串并联电路的特点:并联电路中各支路独立工作、互不影响,因此三个开关并联时,任意一个闭合都能使电路导通,灯泡发光;串联电路需所有开关闭合才导通,不符合题意。
易错点:易误判开关的连接逻辑,需明确“独立控制”对应并联结构,“同时控制”对应串联或干路结构。
解题关键:紧扣“任意一种方式均可独立解锁”的需求,分析开关的连接方式需满足并联逻辑。
7.(2024九上·蓬莱期中)实验小组利用如图所示电路进行电学探究实验,灯丝电阻不随温度变化。闭合开关后,下列说法正确的是( )
A.向左移动滑动变阻器滑片,灯泡变暗
B.向右移动滑动变阻器滑片,电流表示数变大
C.向右移动滑动变阻器滑片,电压表示数变小
D.向左移动滑动变阻器滑片,电压表与电流表示数之比变小
【答案】D
【知识点】串联电路的电压规律;滑动变阻器的原理及其使用;欧姆定律及其应用
【解析】【解答】解:由图可知,该电路为串联电路,电流表测量电路中的电流,电压表测量滑动变阻器两端的电压;
AD、向左移动滑动变阻器滑片,滑动变阻器接入电路的电阻变小,根据串联电路的电阻关系可知总电阻变小,根据欧姆定律可知,电路中的电流变大,即电流表示数变大;滑动变阻器接入电路的电阻变小,其分担的电压变小,电压表的示数变小;根据串联电路的分压规律可知,灯泡两端的电压变大,根据P=UI可知,灯泡的实际功率变大,灯泡的亮度变亮,故A错误;
根据可知,电压表与电流表示数之比为滑动变阻器接入电路电阻,滑动变阻器接入电路的电阻变小,则电压表与电流表示数之比变小,故D正确;
BC、向右移动滑动变阻器滑片,滑动变阻器接入电路的电阻变大,根据串联电路的电阻关系可知总电阻变大,根据欧姆定律可知,电路中的电流变小,即电流表示数变小,滑动变阻器接入电路的电阻变大,其分担的电压变大,电压表的示数变大,故BC错误。
故选:D。
【分析】由图可知,该电路为串联电路,电流表测量电路中的电流,电压表测量滑动变阻器两端的电压;根据滑片的移动方向判定滑动变阻器接入电路电阻的变化,根据串联电路的电阻关系可知电路总电阻的变化,根据欧姆定律分析电路中电流的变化,根据串联电路的分压规律可知滑动变阻器两端电压的变化,根据串联的电压特点可知,灯泡两端电压的变化,根据P=UI分析灯泡实际功率的变化;根据分析电压表与电流表示数之比的变化。
8.(2025九上·湘阴月考)如图所示的电路中,L1和L2是两个完全相同的小灯泡,下列说法中正确的是( )
A.闭合开关S,小灯泡L1和L2都能发光
B.闭合开关S,只有L1发光
C.要使小灯泡L1、L2串联,可去掉AC之间的导线1
D.要使小灯泡L1和L2并联,可将导线3与接线柱B连接的一端改接到接线柱A上
【答案】D
【知识点】电路的构成及电路图;电路的动态分析
【解析】【解答】A、 闭合开关S后,电流经导线1、3直接从电源正极回到负极,造成电源短路,L1和L2都不发光,A错误。
B、 同理,因短路,L1也不发光,B错误。
C、 去掉AC之间的导线1后,电流仍会经导线3短路,无法实现L1、L2串联,C错误。
D、 将导线3与接线柱B连接的一端改接到接线柱A上,电流从电源正极流出后,会分成两条支路分别经过L1和L2,再汇合回到电源负极,此时L1和L2并联,D正确。
故选D。
【分析】本题考查电路的连接方式(串联、并联)与短路判断:短路分析:闭合开关后,若电流不经过用电器直接从电源正极回到负极,即为电源短路,此时用电器不工作。本题中初始电路存在短路,导致灯不发光。
串联与并联的实现:串联:电流只有一条路径,依次经过各用电器。并联:电流有多条路径,各用电器独立工作。
选项D的操作使电流出现两条支路,符合并联的定义;其他选项因短路或路径错误,无法实现对应连接方式。
解题关键:明确短路的危害、串联和并联的电流路径特点,通过分析电流走向判断电路状态。常见易错点是忽略短路对电路的影响,或对串、并联的电流路径理解不清晰。
9.在如图所示的电路中,当开关S闭合后,滑动变阻器滑片 P 向右移动时,对电表读数的变化分析正确的是( )
A.电流表A、电压表V1示数都减小,电压表 V2示数增大
B.电流表A、电压表 V1示数都变大,电压表 V2示数变小
C.电流表A的示数减小,两电压表示数不变
D.三个电表的示数都不变
【答案】A
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析
【解析】【解答】图中,灯泡和滑动变阻器串联,电压表V1串联灯泡分压,V2测量滑动变阻器的分压,滑片P向右移动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大,则电路中电流减小,电流表示数变小;
根据U=IR,灯泡分压变小,V1示数变小,根据串联电路电压规律,V2示数变大,A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
【分析】【学找切入点】去掉电压表分析电路,灯L和滑动变阻器R是串联的,电压表V1测灯L两端电压,电压表V2测滑动变阻器R两端电压,电流表测串联电路的电流.当滑片P向右移动时,滑动变阻器R的阻值增大,电流减小,根据欧姆定律可知灯L两端电压变化;再根据串联电路电压规律 可知滑动变阻器R 两端电压变化.
10.如图所示是小燕利用实验室常用仪器,设计测量未知电阻Rx阻值的三种电路,电源电压恒定且未知,R0是已知阻值的定值电阻,实验中只能闭合或断开开关,其中能够测量出Rx阻值的电路是( )
A.①②③都可以 B.只有①③
C.只有②③ D.只有①②
【答案】A
【知识点】欧姆定律及其应用;伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】 ① 开关位于1可以测量R0两端电压,通过欧姆定律计算此时电路的电流,位于2可以测量Rx两端电压,结合欧姆定律计算Rx,故可以测量电阻;
② 开关S1闭合,两电阻串联,电压表测量Rx两端电压, 开关S1、S2闭合,电压表测量电源电压,根据测量电路电压规律和欧姆定律计算R0的电压和电路的电流,结合欧姆定律计算Rx,故可以测量电阻;
③ 两开关同时闭合,此时电路为Rx的简单电路,此时电流为I1则I1RX=U;当S2断开,两电阻串联,此时电流为I2,根据电阻的串联和欧姆定律计算电源电压I2RX+R0=U;二者连列计算Rx。
综上选A。
【分析】 要判断每个电路能否测量未知电阻的阻值,需依据等效替代法或欧姆定律。串联电路的电压、电阻规律,分析电路中能否通过已知量 R0、电流表/电压表示数推导出Rx的阻值。
11.(2025九上·唐山期中)如图是小湘设计的一款测定水箱内水量的装置。其中R是滑动变阻器的电阻片,滑片跟滑杆相连,滑杆可以绕着O点转动,另一端固定着浮子。电源电压保持不变,当水箱内水位上升时( )
A.水对箱底的压强变小 B.R接入电路的电阻变大
C.电路中的电流变小 D.电压表的示数变大
【答案】D
【知识点】液体压强计算公式的应用;滑动变阻器的原理及其使用;欧姆定律及其应用
【解析】【解答】A.水位上升即水的深度h增加,根据液体压强公式,可知水对箱底的压强变大,故A不符合题意;
BCD.由图可知,定值电阻与滑动变阻器串联,电压表并联在定值电阻两端,当水位上升时,滑片向下移动,滑动变阻器电阻变小,根据串联分压可知定值电阻两端电压增大,即电压表示数变大,根据欧姆定律计算可知,电路电流增加,故BC不符合题意,D符合题意。
故选 D。
【分析】1、串联电路的电路规律:串联电路,电流处处相等,电源的电压为用电器电压之和,总电阻为用电器电阻之和;
2、电压表与待测用电器并联测量电压,电流表串联测量用电器电流,根据欧姆定律U=IR计算用电器的电流和电阻以及电压。
12.(2025九上·青岛期末)某同学利用图甲所示电路测量标有“2.5V”字样的小灯泡电阻。关于该实验,下列说法错误的是( )
A.该实验的原理是
B.若灯泡正常工作时测得的电流如图乙所示,则此时电阻约为
C.闭合开关前滑动变阻器滑片应移至最右端
D.可以多次实验求平均值减小误差
【答案】D
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】A.根据可知,只要测灯泡两端的电压和流过小灯泡的电流,就能计算出灯泡的电阻,故该实验的原理是,故A正确不符合题意;
B.由乙图可知,电流表选择0-0.6A量程,分度值为0.02A,示数为0.3A,则此时灯泡的电阻为
,
故B正确不符合题意;
C.根据图片可知,滑片在最右端时阻值最大,则为了保护电路,闭合开关前滑动变阻器滑片应移至最右端,故C正确不符合题意;
D.灯泡的电阻与温度有关,是变化的,求平均值无意义,故D错误符合题意。
故选D。
【分析】A.根据公式分析;
B.根据图片确定电流表的量程和分度值,根据指针位置读出示数,根据计算灯泡的电阻;
C.为了电路安全,变阻器的滑片要调到阻值最大的一端;
D.注意灯泡的电阻随温度的变化而变化。
13.(2024九上·安庆期末)小乐想利用两块电流表和阻值已知的电阻R0测量电阻Rx的阻值。小乐选择了满足实验要求的电源、电流表A1和A2,并连接好了实验电路,如图所示。闭合开关S1、S2读出电流表A1的示数为I1,电流表A2的示数为I2。则下列四个选项中,Rx的表达式正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】A、 电路中R0与Rx并联,A1测量干路电流I1,A2测量R0所在支路的电流I2。该推导式在推导过程中未结合并联电路电压相等的规律,仅依据错误的电流关系代入公式,导致Rx的表达式不符合欧姆定律的应用逻辑,故A错误;
B、 推导Rx的表达式时,B选项误将干路电流I1当作通过Rx的电流,忽略了并联电路中干路电流等于各支路电流之和的规律(即Rx的电流应为),因此表达式推导错误,故B错误;
C、 闭合开关后,R0与Rx并联,A1测量干路电流I1,A2测量R0所在支路的电流I2,具体推导如下:
① 根据欧姆定律,可得R0两端的电压;
② 由并联电路电流规律可知,通过的电流;
③ 因并联电路各支路电压相等,故Rx两端的电压;
④ 再根据欧姆定律,可推导出,推导过程正确,故C正确;
D、 D选项在推导时混淆R0与Rx的电流,误将A2测量的R0的电流I2当作通过Rx的电流,导致Rx的表达式错误,故D错误;
故选C。
【分析】本题考查并联电路的电流、电压规律及欧姆定律的综合应用:
1. 明确电路结构与电表测量对象:R0与Rx并联,A1测干路总电流I1,A2测R0的支路电流,这是推导的前提;
2. 利用已知条件求电压:通过R0的电阻和电流,结合欧姆定律计算其两端电压(即并联电路的总电压,也是Rx的电压);
3. 依据电路规律求电流:根据并联电路“干路电流等于各支路电流之和”,计算通过Rx的电流;
4. 推导未知电阻表达式:结合Rx的电压和电流,通过欧姆定律得出其电阻表达式。
解题的关键在于准确区分干路电流与支路电流,严格遵循并联电路的电压、电流规律及欧姆定律的应用条件,避免因电路规律混淆导致推导错误。
14.(2023九上·烟台期中)用“伏安法测电阻”的实验中,丹丹分别选用定值电阻和小灯泡为测量对象,在处理实验数据时,分别画出了的图像,如图所示。对于图像的分析,以下说法错误的是( )
A.图甲是定值电阻的图像,图乙是小灯泡的图像
B.由图像可知,通过定值电阻的电流和定值电阻两端的电压成正比
C.由乙图及实验现象可知小灯泡的电阻随灯丝温度的增加而增大
D.为了减小误差,应该用多次测量的方法,计算小灯泡的电阻
【答案】D
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】AB.在甲图中,图像是一条通过坐标原点的斜线,则说明电流与电压成正比,因此该电阻为定值电阻,所以图甲是定值电阻的图像。乙中,图像为一条曲线,即电流与电压不成正比,也就是电阻是变化的,则图乙是灯泡的图像,故A、B正确不符合题意;
C.根据乙图可知,但电压增大相同的数值时,电流的增大值越来越小,所以灯泡电阻越来越大,由此可知,小灯泡的电阻随灯丝温度的增加而增大,故C正确不符合题意;
D.综上所述,灯泡的电阻是变化的,多次测量求其平均值是没有意义的,故D错误符合题意。
故选D。
【分析】 AB.电阻一定时,电流与电压成正比;由此分析图像可知两图像是哪个的U-I图像;
C.根据作图法,分析灯泡U-I图像可知灯泡电阻与温度的关系;
D.灯泡的电阻随温度的变化而变化,不能用取平均值的方法来减小误差,多次测量是为了寻找普遍规律,得出灯的电阻与温度的关系。
15.(2025九上·凤凰期末)如图是一种测定油箱内油量的装置,其中R是滑动变阻器的电阻片,滑动变阻器的滑片跟滑杆连接,滑杆可以绕固定轴O转动,另一端固定着一个浮子,油箱中的油量减少时,油面下降,浮子随液面落下,带动滑杆使滑动变阻器滑片向上移动,从而改变电路中电压表示数。下列分析正确的是( )
A.油量减少时,滑动变阻器阻值变大,电压表示数变大
B.油量减少时,滑动变阻器阻值变小,电压表示数变小
C.油量增加时,滑动变阻器阻值变大,电压表示数变小
D.油量增加时,滑动变阻器阻值变小,电压表示数变大
【答案】D
【知识点】电阻的串联;欧姆定律及其应用;电路的动态分析
【解析】【解答】AB.根据图片可知,定值电阻R0与变阻器R串联,电压表测量R0的电压。当油量减少时,变阻器的滑片向上移动,此时它连入电路的阻值变大。根据R总=R1+R2可知,电路的总电阻增大。根据欧姆定律可知,电路中的电流减小。根据U=IR可知,电压表示数变小,故AB错误;
CD.根据图片可知,当油箱中的油量增加时,变阻器的滑片向下移动,它连入电路的阻值变小。根据R总=R1+R2可知,电路的总电阻减小。根据欧姆定律可知,电路中的电流增大。根据U=IR可知,电压表示数变大,故D正确,C错误。
故选D。
【分析】 由电路图可知,R0与R串联,电压表测量R0的电压;
分析油箱中油量变化时,滑动变阻器接入电路的电阻如何变化,电路总电阻如何变化,然后由欧姆定律判断电流表示数如何变化,根据U=IR知电压表示数的变化。
阅卷人 二、填空题(本题共9小题;每空1分,共26分)
得分
16.小芳为了探究“通过导体的电流与导体两端电压的关系”,设计了如图甲所示的电路图(电源电压3 V恒定,电阻R一定).
(1)连接电路时,开关应 (填“断开”或“闭合”).闭合开关前,滑动变阻器的滑片 P 应处于 (填“A”或“B”)端.
(2)闭合开关,调节滑动变阻器滑片的位置,得到下表中数据.
实验次数 1 2 3 4 5
电压U/V 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
电流I/A 0.10 0.20 0.30 0.40
①导体两端的电压为2.5V时,电流表示数如图乙所示,读数是 A.
②由实验可以得出:电阻一定时,通过导体的电流与它两端的电压成 比.
【答案】(1)断开;B
(2)0.50;正
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】探究通过导体的电流与导体两端电压的关系时,
(1)实验前,连接电路时,开关应断开,闭合开关前,滑动变阻器取值最大,滑片P应处于B端,可保护电路;
(2)①实验时,当导体两端的电压为2.5V时,电流表如图乙,量程为0~0.6A,分度值为0.02A,根据指针位置,电流表读数是0.50A;
②根据实验数据,当电压为原来的几倍,电流也是原来的几倍,即电压和电流的比值一定,可以得出:电阻一定时,通过导体的电流与它两端的电压成正比.
【分析】【学找切入点】(1)在连接电路的过程中,开关要断开;由图可知,要使滑动变阻器接入电路的电阻最大,滑片应位于 B端;
(2)①由图可知,电流表选择的是0~0.6A量程,对应的分度值为0.02 A,此时电流表的示数为0.50 A;②观察实验数据可知,电压都是以第一组电压数值的整数倍增加的,电流也是以第一组电流数值的整数倍增加的,并且同一组电流与电压增大的程度相同,所以成正比。
17.(2025·无锡)按照图甲连接电路,探究通过导体的电流与电压、电阻的关系,电源电压恒为3V,三个定值电阻Ra、Rb、Rc.探究通过导体的电流与它两端电压的关系时,先将电阻 接入电路:将滑动变阻器的滑片P移至阻值最大端,闭合开关,读出电压表、电流表的示数.移动滑片P,改变电阻两端电压继续探究,根据实际所测数据,以电流F为纵坐标,以电压U 为横坐标,在坐标系中描点画出Ra的I-U图像a、再分别将Rb、R,接入电路,采用同样的方式探究,得到图像b、c,如图乙所:示.则Ra的阻值为 Ω;单独分析图乙中每条I-U图.像,可知:当导体电阻,一定时, ;实验中滑动变阻器的最大阻值为 Ω.为了探究.电流与电阻的关系,分别将三个电阻接入电路,需要保持电、阻两端电压不变,则该电压的最小值为 V.
【答案】5;通过导体的电流与导体两端的电压成正比;25;1.3
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】据图可知Ra的电流为0.5A时,电压为2.5V,根据欧姆定律计算可知Ra=,据图可知,电阻一定时,电压和电流成正比,变阻器电阻最大,则变阻器分压最大,根据串联电路电压规律可知,定值电阻电压最小,据图可知,最小电压为0.5V,此时电流为0.1A,所以变阻器电压为3.0V-0.5V=2.5V,所以变阻器的阻值为,探究电流和电阻的关系,变量为电阻,所以电压控制不变,根据串联分压可知,定值电阻越大,分到电压越大,据图分析可知,三个电阻最大值为Rc=,变阻器最大电阻为25Ω,根据串联分压计算此时电压值即为最小电压,解得Umin=1.3V.
【分析】 本题围绕探究电流与电压、电阻的关系展开,需运用欧姆定律 I = U R 及控制变量法分析。对于求电阻,利用I - U图像中电流与电压的比值(即斜率)对应电阻;分析图像规律需关注电阻一定时电流与电压的关系;求滑动变阻器最大阻值需结合电源电压与电阻两端最小电压;确定电流与电阻关系实验中电压最小值需考虑滑动变阻器能提供的最小电压。
18.(2025九上·唐山期中)如图所示电路中,电阻R1和R2的连接方式为 联。已知电源电压为9V且保持不变,R1的阻值为10Ω。闭合开关后,通过R1的电流为 A,此时电流表的示数为1.2A,R2的阻值为 Ω。
【答案】并;0.9;30
【知识点】并联电路的电流规律;并联电路的电压规律;欧姆定律及其应用
【解析】【解答】由图可知,两个电阻首首相连,尾尾相接属于并联,根据欧姆定律计算通过R1的电流为;结合并联电路电流规律计算可知通过R2的电流I2=I-I1=1.2A-0.9A=0.3A,根据并联电路电压的规律和欧姆定律可知R2的阻值。
【分析】并联电路规律:并联电路电压相等、支路电流之和为干路电流,
电压表与待测用电器并联测量电压,电流表串联测量用电器电流,根据欧姆定律U=IR计算用电器的电流和电阻以及电压。
19.(2025九上·濠江月考)电阻R和灯泡L 的 I-U图像如图所示,当电阻R和灯泡L并联在某一电源上时,干路中的电流为0.9A,则电源电压为 V;若将电阻R和灯泡L串联在电压为9V的电源上,此时电路中的电流为 A,灯泡L的电阻为 Ω。
【答案】4;0.6;5
【知识点】串联电路的电流规律;并联电路的电流规律;串联电路的电压规律;并联电路的电压规律;欧姆定律及其应用
【解析】【解答】本题考查串并联电路的规律及欧姆定律的应用,需结合图像提取信息解题。
(1)并联时的电源电压
电阻和灯泡并联时,电源,干路电流。
从图像中可知,当时,,,满足。因此,电源电压为。
(2)串联时的电路电流和灯泡电阻
电阻和灯泡串联时,,且。
从图像中可知,当时,,,满足。
电路电流为;
灯泡的电阻。
【分析】本题核心是结合串并联电路的电压、电流规律,从图像中提取有效信息。需明确:
并联时,各支路电压相等,干路电流为支路电流之和;
串联时,电流处处相等,总电压为各用电器电压之和。
同时,灯泡的电阻随电压(温度)变化(图像为曲线),因此必须通过图像找到对应电流、电压的匹配点,再运用欧姆定律计算电阻,体现了对图像信息提取和电路规律综合应用能力的考查。
20.(2025九上·濠江月考)如图甲所示是测量未知电阻 Rx的实验电路,定值电阻 。请完善实验步骤。
只闭合开关S、S1,读出并记录电压表示数U1=1.5V。
再闭合开关 ,读出并记录电压表示数U2。U2的大小如图乙所示,为 V,则Rx= Ω。
【答案】S2;2.5;10
【知识点】串联电路的电流规律;电压的测量及电压表的使用;欧姆定律及其应用
【解析】【解答】实验步骤:再闭合开关。
电压表读数:图乙中电压表量程为,分度值,示数为。
计算未知电阻:
通过的电流:。
两端的电压:。
未知电阻阻值:。
【分析】本题核心是利用串联电路的电流、电压规律和欧姆定律,通过开关的通断改变电压表的测量对象(先测电压,再测电源电压),进而推导未知电阻的阻值。需明确串联电路中电流处处相等,总电压等于各部分电压之和,结合电压表的读数方法(量程、分度值),逐步计算电流和电阻,体现了对间接测量电阻方法的理解与应用。
21.(2025九上·崆峒期末)如图所示,这是通过两个电阻的电流随电压变化的图像,由图中信息可推断,R1 (选填“>”“=”或“<”)R2。将它们串联后接入电路,R1、R2两端的电压分别为U1、U2,则U1∶U2= 。
【答案】<;1∶2
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【解答】图中,当电压为4V时,通过R1、R2的电流为0.8A、0.4A,根据,R1和R2的阻值分别为,,可知,。
当串联接入电路时,串联电路中各处的电流相等,通过R1和R2的电流相等,根据,R1和R2两端的电压之比为:。故第1空填:<;第2空填:1:2。
【分析】根据,计算电阻大小;利用U=IR,计算分压,再计算分压比。
22.(2025·青羊模拟)小慧同学用如图甲所示的电路测量未知电阻R1的阻值,其中滑动变阻器R的规格为“50Ω 1A”。实验中,移动滑片使电压表示数为2.0V,此时电流表的指针位置如图乙所示,则本次测得R1的阻值为 Ω;若想利用这套器材测量另一个未知电阻R2的阻值(阻值约为150Ω),可将 (填电路中的器材名称)去掉,利用剩余的器材设法测量。
【答案】12.5;滑动变阻器
【知识点】欧姆定律及其应用;伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)根据乙图可知,电流表的量程为0-0.6A,分度值为0.02A,那么示数为0.16A,则R1的阻值为;
(2)根据题意可知,未知电阻R2 阻值约为 150Ω,变阻器的最大阻值为50Ω。由于R2的阻值较大,滑动变阻器的最大阻值可能不足以调节到合适的电压和电流,则可以将滑动变阻器去掉。
【分析】(1)读出电流表示数,根据计算本次测得R1的阻值。
(2)将未知电阻R2 与滑动变阻器的最大阻值比较,从而确定变阻器是否有存在的意义即可。
23.(2024九上·兴隆期中)如图所示是测量未知电阻Rx的实验电路,电源两端的电压保持不变,定值电阻R0=10Ω。请补充完成主要实验步骤,并进行数据处理。
(1)实验步骤:
①只闭合开关S和S1,读出并记录电流表的示数I1。
② ,读出并记录电流表的示数I2。
③计算Rx的阻值。
(2)I1=0.3A,I2=0.5A,则Rx= Ω。
【答案】断开开关S1,闭合开关S和S2;15
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】测量未知电阻时,
(1)①闭合开关S和S1,电阻并联,电流表测量R0的电流,记录电流表的示数I1。
②实验时,断开开关S1,闭合开关S和S2,电流表测量干路电流,记录电流表的示数I2。
(2)根据①,计算定值电阻两端的电压为:
根据并联电路电压的规律,Rx两端的电压为:,
根据②,Rx的电流为:,计算Rx的阻值为:;
已知I1=0.3A,I2=0.5A,则。
【分析】(1)利用电流表测量未知电阻时,电流表分别测量支路电流、测量干路电流;
(2)根据U=IR,计算电压,结合并联电路电流规律,计算支路电流,根据,计算电阻。
24.(2025九上·深圳月考)深圳市聚龙科学中学探究电源与电压关系时,电源电压为24V且保持不变,滑动变阻器的最大阻值为40Ω。当滑动变阻器的滑片在最右端时:闭合开关S1、断开开关S2,电路为 R1与滑动变阻器串联,电流表的示数为0.4A,则电阻R1的阻值为 Ω;保持滑片位置不变,断开开关S1、闭合开关S2,电路为R3与滑动变阻器串联,电流表的示数为0.3A,则电阻R3的阻值为 Ω;若将滑片移至最左端(滑动变阻器接入电阻为0),同时闭合S1和S2,此时R1与 R3的连接方式为 ,电路中的总电流为 A。
【答案】20;40;并联;1.8
【知识点】串联电路和并联电路的辨别;并联电路的电流规律;电阻的串联;欧姆定律及其应用
【解析】【解答】 滑动变阻器的滑片在最右端时,滑动变阻器最大阻值接入电路,将滑片移至最左端(滑动变阻器接入电阻为0),说明右端电阻最大,为40Ω;闭合开关S1,断开开关S2,电路为 R1与滑动变阻器串联,电路中的总电阻为:
电阻R1的阻值为:
R1=R-RP=60Ω-40Ω=20Ω;
保持滑片位置不变,电阻最大,为40Ω;断开开关S1,闭合开关S2,电路为R3与滑动变阻器串联,电流表的示数为0.3A,电路中的总电阻为:
电阻R3的阻值为:
R3=R'-RP=80Ω-40Ω=40Ω;
若将滑片移至最左端(滑动变阻器接入电阻为0),闭合开关S1、断开开关S2,电路为 R1与滑动变阻器串联,断开开关S1、闭合开关S2,电路为R3与滑动变阻器串联,说明R1与 R3相互独立互不影响,同时闭合S1和S2,此时R1与 R3的连接方式为并联。
并联电路干路电流等于各支路电流之和,并联电路各用电器两端电压等于电源电压,则电路中的总电流为:
。
故答案为:20;40;并联;1.8。
【分析】 将滑片移至最左端(滑动变阻器接入电阻为0),当滑动变阻器的滑片在最右端时电阻最大,得出接入电路的电阻,闭合开关S1、断开开关S2,电路为R1与滑动变阻器串联,根据欧姆定律结合电源电压分析;
根据串联电路的特点和欧姆定律计算电阻R3的阻值;
根据并联电路的特点分析解答。
阅卷人 三、实验探究题(本题共13小题;每空1分,共33分)
得分
25.(2024九上·江门期中)如图甲是“探究电流与电阻的关系”的实验电路图,实验器材有:电源(输出电压为6V)、电流表、电压表、滑动变阻器和开关各一个,定值电阻5个(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω)和导线若干。
(1)连接电路,闭合开关,电流表指针偏到零刻度线左边,如图乙,原因是 ;
(2)小明先把5Ω电阻接入电路,闭合开关,调节滑动变阻器,使电压表示数为 V,并记下电流表示数,接着小明将“5Ω”的定值电阻换为“10Ω”,滑动变阻器的滑片位置不变,闭合开关,电压表示数 (选填变大,变小或不变),滑动变阻器应该向 (选填“右”或“左”)调节,以保持电压表示数不变;
(3)正确连接电路,用上述5个定值电阻进行实验得到5组数据,作出电流与电阻的关系图像如图丙,由此可得出实验结论:当 相同时,通过导体的电流与导体的电阻成 ;
(4)滑动变阻器的最大阻值应不小于 Ω。
【答案】(1)电流表正负接线柱接反了
(2)2;变大;右
(3)导体两端的电压;反比
(4)50
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】探究电流与电阻的关系时,
(1)实验时,电流表指针如图乙,指针在零刻度线左边,是电流表正负接线柱接反了。
(2)图丙中,当定值电阻的阻值为5Ω,通过其的电流为0.4A,电压表示数为:
实验时,电压表测定值电阻两端电压,示数为2V,当5Ω的定值电阻换为10Ω,电阻变大,分压变大,为控制电压不变,应增大滑动变阻器分得的电压,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,则滑片应向右调节;
(3)图丙中,电流和电阻的乘积为:UV=IR=0.4A×5Ω=……=0.1A×20Ω=2V,电压为一定值,得出实验结论:当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)电阻两端的电压保持UV=2V,根据串联电路电压的规律,计算变阻器分得的电压为
U滑=6V-2V=4V,接入25Ω电阻时,根据分压规律,,解得:R滑=50Ω,
故滑动变阻器的最大阻值应不小于50Ω。
【分析】(1)电流表连接时,正入负出,接线柱接反,指针会向表盘左侧偏转;
(2)根据U=IR,计算定值电阻两端的电压;当电压表处的电阻变大,为使电压表示数不变,滑动变阻器的电阻变大;
(3)根据实验数据,当电压一定时,提供导体的电流和导体的电阻成反比;
(4)根据串联电路分压规律,结合定值电阻的最大电阻和分压,计算滑动变阻器的取值。
(1)电流表的正负接线柱连接正确时,电流表的指针应该向表盘的右侧偏转,如果电流表正负接线柱接反了,指针会向表盘左侧偏转。如图乙,电流表指针偏到零刻度线左边,原因是电流表正负接线柱接反了。
(2)[1]由图丙可知,当定值电阻的阻值为5Ω,通过其的电流为0.4A,所以,此时电压表示数为
[2][3]由图甲可知,两电阻串联,电压表测的是定值电阻的两端电压,电流表测的是电路电流;根据串联分压原理可知,将“5Ω”的定值电阻换为“10Ω”,电阻变大,其分得的电压变大,即电压表示数变大;探究电流与电阻的关系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,所以滑片应向右调节,以保持电压表示数不变。
(3)[1][2]由图丙可知,电阻两端的电压始终保持为
UV=IR=0.4A×5Ω=……=0.1A×20Ω=2V
为一定值,故由此得出实验结论:当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)电阻两端的电压始终保持UV=2V,根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压为
U滑=6V-2V=4V
则变阻器分得的电压为电压表示数的
倍,根据分压原理,当接入25Ω电阻时,变阻器连入电路中的电阻为
R滑=2×25Ω=50Ω
故滑动变阻器的最大阻值应不小于50Ω。
26.(2025·海南)某实验小组用以下电路探究电流与电压的关系,电源电压保持不变,R为定值电阻。
实验次数 电压 U/V 电流 I/A
1 1.0 0.10
2 1.4 0.14
3 2.0 0.20
4 2.6 0.26
(1)连接电路时,开关应处于 (选填“闭合”或“断开”)状态;
(2)闭合开关s后,向左移动滑动变阻器的滑片P,发现电压表无示数,电流表示数不 断变小,则电路故障可能是定值电阻R发生了 (选填“断路”或“短路”):
(3)排除故障后,进行实验得到实验数据如上表所示。分析数据可得出结论: 。
(4)物理实验常常需要多次测量,以下实验多次测量的目的与本实验相同的是 (选填“①”“②”或“③”)。
①探究电流与电阻的关系 ②测量定值电阻的阻值 ③测量物体的长度
【答案】(1)断开
(2)短路
(3)电阻一定,电流和电压成正比
(4)①
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】(1)为了保护电路,所以在连接电路中,开关处于断开状态;
(2)电压表测量定值电阻的电压,电压表示数为0,电流表有示数,所以电路处于通路,即定值电阻短路;
(3)据表分析可知,电阻一定时,电压增加多少倍,电流也增加多少倍,所以电阻一定,电流和电压成正比;
(4)本实验多次测量是为了获取普遍规律,探究 电流与电阻的关系 多次测量也是获取普遍规律,测量定值电阻的阻值,和物体的长度时多次测量是为了求取平均值,减小误差。故① 正确。
【分析】1、电路连接的基本操作:连接电路时,为保护电路开关应断开,变阻器调节至最大阻值处,对电表进行试触,根据电表偏转角度选择合适的电表量程;同时电表的正负极接线柱要符合电流的正进负出;
2、电压表与待测用电器并联测量电压,电流表串联测量用电器电流,根据欧姆定律U=IR计算用电器的电流和电阻以及电压;
3、多次实验的目的有求取平均值,减小误差,获得普遍性规律等。
27.(2025九上·海珠期中) 某实验小组用如图甲所示电路“探究电流与电阻的关系”。
(1)开关闭合前;应将滑动变阻器滑片P移到最 (填“左”或“右”)端;
(2)请在图乙所示虚线框内画出图甲对应的电路图;
(3)闭合开关,移动滑片P发现,电压表始终无示数,电流表始终有示数,其原因可能____;(只填序号)
A.R短路 B.R断路 C.滑动变阻器短路
(4)下列图中,能正确描述该实验电流随电阻变化的图像是____;
A. B.
C. D.
(5)在电学实验中,下面的三个实验都用到图甲的电路,以下说法正确的是____。
A.研究“电流与电压的关系”可以用灯泡代替定值电阻进行实验
B.研究“电流与电阻的关系”每次更换电阻后,都要移动滑动变阻器使电流表示数不变
C.“伏安法”测定值电阻,多次实验的目的是求平均值,减小误差
D.在A、B、C选项的三个实验中,滑动变阻器的作用是完全一样的
【答案】(1)右
(2)
(3)A
(4)D
(5)C
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】 解:(1)为保护电路,连接电路时应断开开关,开关闭合前,应将滑动变阻器滑片P移到阻值最大处,离下接线柱最远的方向,即滑动变阻器的最右端。
(2)由图甲可知,滑动变阻器与定值电阻串联,电压表并联在定值电阻两端,电流表串联在电路中,依据电流经过的路径和电路特点画出对应的电路图,如图所示:
(3)闭合开关,移动滑片P发现电压表始终无示数,电流表始终有示数,则电路已接通,其原因可能是电压表所并联的元件短路。若滑动变阻器短路,则移动滑片时,起不到改变电阻的作用,电流表示数不会变,且电压表有示数。故A符合题意,BC不符合题意。
故选A。
(4)因电压表示数不变,即电流I与R之积为一定值,电流I随电阻R的变化关系为反比例函数关系,据此可知I-R图象为反比例函数图象。
故选D。
(5)A.在研究电流与电压关系时,应当控制电阻是定值,因此本实验选用的是定值电阻,而小灯泡的电阻会受温度的变化而变化,所以本实验不能用小灯泡;故A错误;
B.研究“电流与电阻的关系”,应当保证定值电阻两端的电压不变,因此每次更换电阻后,都要移动滑动变阻器使电压表示数不变,所以滑动变阻器的目的是控制定值电阻两端电压不变;故B错误;
C.“伏安法”测定值电阻的阻值,通过滑动变阻器改变通过电阻的电流和它两端的电压进行多次实验,并求平均值,减小误差,故C正确;
D.研究“电流与电压的关系”滑动变阻器的作用是1.保护电路;2.改变定值电阻两端的电压,获得多组“电压-电流”数据,便于寻找规律。
研究“电流与电阻的关系”滑动变阻器的作用是 1.保护电路;2.控制定值电阻两端电压不变(更换电阻后调节),满足控制变量要求。
“伏安法”测定值电阻滑动变阻器的作用是1.保护电路;2.改变定值电阻两端的电压和电路电流,获得多组数据,用于求平均值减小误差。
综上可知,在以上实验中滑动变阻器的作用是不同的,故D错误。
故选C。
故答案为:(1)右;(2); (3)A;(4)D;(5)C。
【分析】 (1)开关闭合前,应将滑动变阻器滑片P移到阻值最大处;
(2)由图甲可知,滑动变阻器与定值电阻串联,电压表并联在定值电阻两端,电流表串联在电路中,依据电流经过的路径和电路特点画出对应的电路图;
(3)电流表有示数,说明电路是通路,电压表无示数,说明与电压表并联的部分电路是短路,或者电压表断路;
(4)在电压不变时导体中的电流与导体的电阻成反比,据此分析;
(5)根据选项进行分析作答。
28.(2024九上·石家庄期中)探究“电流与电阻的关系”时,实验器材有:学生电源、电流表、电压表、滑动变阻器(标有“20Ω 2A”字样)、定值电阻5个(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、50Ω)、开关一个、导线若干。
(1)请用笔画线代替导线将图甲中的实物图连接完整,要求:滑片P向右移动时电压表示数变大,导线不交叉。
(2)连接好电路,将电源电压调至4.5V,滑动变阻器阻值调到最大,闭合开关S,移动滑片P,发现电流表无示数,电压表示数始终接近电源电压,导致这一现象的原因可能是_________(填序号)。
A.滑动变阻器断路 B.定值电阻R断路 C.定值电阻R短路
(3)排除故障后利用前四个定值电阻进行实验,图乙是根据实验数据得到的I-R图像:
①其中阴影部分面积表示的物理量是 ,其值为 ;
②由实验图像可得出结论:在电压一定时, 。
(4)实验时更换为50Ω的定值电阻后,无论怎样移动滑动变阻器的滑片都不能使电压表示数达到原来的数值,为了能完成这次实验,下列措施可行的是_________(填序号)。
A.调高电源电压
B.将电压表改接到滑动变阻器两端
C.在电源和开关之间串联一个15Ω的电阻
(5)实验结束后,该小组用电压表和一个已知最大阻值为R0的滑动变阻器,测量未知电阻Rx的阻值。他们设计了如图丙所示电路图,实验操作如下:
①将滑动变阻器滑片P移到最右端,闭合开关S,此时电压表的示数为U1;
②将滑动变阻器滑片P移到最左端,此时电压表的示数为U2;
③则Rx= (用R0、U1、U2表示)。
【答案】(1)
(2)B
(3)电压;;通过导体的电流与导体的电阻成反比
(4)C
(5)
【知识点】电路故障的判断;探究电流与电压、电阻的关系实验;伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】探究电流与电阻的关系时,
(1)图甲中,电压表与定值电阻并联,滑片P向右移动时,电压表示数变大,通过定值电阻的电流变大,则滑动变阻器与定值电阻串联,接入阻值变小,连接右下接线柱与定值电阻的右接线柱,如图所示:
(2)闭合开关,电流表无示数,电压表示数接近电源电压,则电压表两接线柱到电源是通路,则是定值电阻R断路,故B符合题意,AC不符合题意。
故选B。
(3)图乙中,阴影部分的面积为I×R,表示的是电压,其值为I×R=0.2A×15Ω=3V,
图像上各点电流与电阻的乘积:0.6A×5Ω=3V,0.3A×10Ω=3V,0.2A×15Ω=3V,乘积一定,可得出结论:在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
(4)A.根据串联电路电流、电压特点和欧姆定律可得:,
则。实验时,更换为的定值电阻,即变大,则变大,应减小至原来的数值,可减小或增大,调高电源电压,即增大,则增大,故A错误;
B.将电压表改接到滑动变阻器两端,不能改变定值电阻两端电压,故B错误;
C.电源和开关之间串联一个的电阻,相当于增大了,则减小,故C正确。
故选C。
(5)图丙中,步骤②,滑动变阻器连入电路的阻值为0,则电源电压等于电压表的示数;步骤①,根据串联电路的电压,两端电压:,电路中的电流:,
则。
【分析】(1)滑动变阻器和定值电阻串联,接线柱一上一下,滑片远离下面的接线柱,电阻变大;
(2)在串联电路中,电流表无示数,电压表接近电源电压,电压表测量的位置断路;
(3)电流和电阻的乘积是电压;电压一定时,电流和电阻成反比;
(4)当电压表处的电阻较大,需要换用更大的滑动变阻器的取值,若滑动变阻器阻值偏小,可以在电路中串联电阻,可以减小电源电压;
(5)根据滑片的位置不同,利用电压表分别测量电源电压和未知电阻的分压,结合滑动变阻器的分压和电阻,计算电流,根据,计算电阻。
(1)由图甲可知,电压表测定值电阻两端电压,滑片P向右移动时电压表示数变大,根据欧姆定律可知,通过定值电阻的电流变大,则滑动变阻器与定值电阻串联,滑片P向右移动时其连入电路的阻值变小,因此将滑动变阻器的右下接线柱与定值电阻的右接线柱连接,如图所示:
(2)电流表无示数,说明电路中某处断路,电压表示数始终接近电源电压,说明电压表两接线柱到电源两极之间是通路,则可能的原因是定值电阻R断路,故B符合题意,AC不符合题意。
故选B。
(3)[1][2]由图乙可知,图中阴影部分的面积为I×R,则表示的物理量是电压,其值为
I×R=0.2A×15Ω=3V
[3]由图乙可知,图像上各点电流与电阻的乘积
0.6A×5Ω=3V
0.3A×10Ω=3V
0.2A×15Ω=3V
乘积为一定值,可得出结论:在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
(4)A.根据串联电路电流、电压特点和欧姆定律可得
则。实验时更换为的定值电阻,即变大,则变大,下一步应减小至原来的数值,可减小或增大,调高电源电压,即增大,则增大,故A错误;
B.将电压表改接到滑动变阻器两端,不能改变定值电阻两端电压,故B错误;
C.在电源和开关之间串联一个的电阻,相当于增大了,则减小,故C正确。
故选C。
(5)步骤②,滑动变阻器连入电路的阻值为0,则电源电压等于此时电压表的示数;步骤①,根据串联电路的电压特点可知,两端电压
根据欧母定律可知,电路中的电流
则
29.(2025·无锡)小红和小华设计一种能自动测定油箱内油面高度的装置。器材有:电源(电压可调)、电流表、电压表、阻值约为 100Ω的电阻片、定值电阻R、细金属杆OABC、浮子(体积为20cm2)、开关、导线、油箱、汽油;汽油为绝缘体.(p油=0.75g/cm3,g取10N/ kg)
(1)她们首先要从电阻片上截取一段阻值为40Ω的电阻,为此连接了如图甲所示的电路。
将鳄鱼夹置于电阻片的B'端,闭合开关S,电压表示数如图乙所示为 V。向A'端缓慢移动鳄鱼夹,观察电流表示数,当示数为 A时,标记幅鱼夹的位置,则该位置到A2端的阻值即为40Ω。
(2)她们重新调节了电源电压,连接了如图丙所示的装置,电阻R'=40Ω;它与金属杆OA接触良好(摩擦不计).金属杆OABC 可以绕固定点O-自由转动,其重心在OC连线上.浮子可以绕CD轴自由转动。
①在油箱内倒入汽油,当浮子处于图丙所示的位置时,浮子浮在汽油中静止,恰好一半体积浸入汽油,此时浮子所受浮力大小为 N.继续倒油,油面上升、浮子再次静止时,浸在汽油中的体积 (选填“变大”“变小”或“不变”).
②为了在电流表的刻度盘上标出油箱内油面高度,闭合开关S,当OA处于M端的位置,在电流表的刻度盘上标定此时油面高度为0cm,此时电流表示数为0.12A、继续向油箱内倒入汽油,记录油面高度k和对应的电流表示数I,当OA处于N端的位置时,电流表示数为0.6A,数据记录在下表中.则该装置中电源电压为 V,电阻R 阻值为 Ω;当电流表示数为0.5A时,油面高度为 cm.
油面高度h/ cin 0 2.5 5 7.5 10
电流表示数 0.12 0.15 0.2 0.3. 0.6
【答案】(1)12;0.3
(2)0.075;不变;6;10;9.5
【知识点】浮力大小的计算;物体的浮沉条件及其应用;电阻的串联;欧姆定律及其应用
【解析】【解答】(1)电压表量程为0-15V,示数为12V,电阻为40Ω,根据欧姆定律计算可知此时的电流
(2) 浮子(体积为20cm3) ,一半体积汽油为10cm3,根据密度公式计算可知汽油的重力G=ρ油Vg= 0.75g/cm3×10×10-6m3×10N/kg=0.075N,浮子漂浮,所以重力等于浮力,即F浮=0.075N,浮子在倒油的过程中,处于漂浮状态,所以浮力等于重力,浮子的重力不变,所以浮力不变,根据F浮 = ρgV排可知,ρ、g不变时V排不变,故浸在汽油中的体积不变。 当OA处于M端的位置,在电流表的刻度盘上标定此时油面高度为0cm,此时电流表示数为0.12A ,此时R和R'串联,根据欧姆定律可列U=I(R+R')=0.12A×(40Ω+R); 当OA处于N端的位置时,电流表示数为0.6A, 此时电路为R的简单电路,根据欧姆定律可列U=IR=0.6A×R,连列解得R=10Ω,U=6V;当电流为0.5A,总电阻为R总=12Ω,所以接入电路的变阻器电阻R'=12Ω-10Ω=2Ω;分析表格数据可知,当油面h=2.5cm时,电流表示数0.15A,根据欧姆定律计算接入电路的变阻器电阻R''=,当油面h=5cm时,电流表示数0.2A,根据欧姆定律计算接入电路的变阻器电阻R'''=,当油面h=7.5cm时,电流表示数0.3A,根据欧姆定律计算接入电路的变阻器电阻R'''=,所以油面上升2.5cm,接入电路变阻器的电阻下降10Ω,二者的关系式为R=40Ω-,电流表示数0.5A,此时接入电路的变阻器电阻R'=12Ω-10Ω=2Ω,解得h=9.5cm。
【分析】 (1)通过观察电压表指针位置确定示数,再利用欧姆定律结合目标电阻计算电流。
(2)依据阿基米德原理计算浮力,根据浮力平衡分析浸入体积变化;利用电源电压不变列方程求 R 和电源电压,再通过电流与油面高度的关系求特定电流下的油面高度。
阅卷人 四、计算题(本题共3小题;30、31题各5分,32题6分,共16分)
得分
30.(2025九上·海珠期中)如图所示的电路中,电源电压不变,R2的阻值为15Ω,闭合开关之后,电压表的示数为3V,电流表的示数为0.1A,求:
(1)R1的阻值;
(2)通过R2的电流;
(3)电源电压?
【答案】(1)解: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。
由可得,R1的阻值:;
(2)解:因串联电路中各处的电流相等,
所以,通过R2的电流即为电流表的示数0.1A;
(3)解:因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以由欧姆定律可得,电源的电压:U=I(R1+R2)=0.1A×(30Ω+15Ω)=4.5V。
【知识点】电阻的串联;电阻的并联;欧姆定律及其应用
【解析】【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。
(1)根据欧姆定律求出R1的阻值;
(2)利用串联电路的电流特点可知通过R2的电流;
(3)根据电阻的串联和欧姆定律求出电源电压。
31.(2025九上·金平期末) 如图所示的电路,电源电压不变,电阻R1的阻值为15Ω,当开关S1闭合、S2断开时,电流表的示数为0.4A;当开关 S1、S2均闭合时,电流表的示数为0.6A.求:
(1)电源电压.
(2)电阻R2的阻值.
【答案】(1)解: 只闭合 时,电路中只有 工作;
答:电源电压为 6 V ;
(2)解: 都闭合时, 与 并联:
答:电阻 阻值为 .
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)根据U=IR,计算电源电压;
(2)根据并联电路电流规律,计算支路电流,根据,计算电阻。
32.(2025九上·武都期末)为了防止酒驾事故的出现,酒精测试仪已被广泛应用。交警使用的某型号酒精测试仪的工作原理如图所示,电源电压恒为8V,传感器电阻R2的电阻值随酒精气体浓度的增大而减小,当酒精气体的浓度为0时,R2的电阻为60Ω,使用前要通过调零旋扭(即滑动变阻器R1的滑片)对酒精测试仪进行调零,此时电压表的为6V;
(1)电压表的示数为6V时,电流表的示数为多少?
(2)电压表的示数为6V时,滑动变阻器R1的电阻值为多少?
(3)调零后,R1的电阻保持不变,某驾驶员对着酒精测试仪吹气10s,若电流表的示数达到0.2A,表明驾驶员酒驾,此时电压表的示数为多少?
【答案】解:根据图片可知,变阻器R1与定值电阻R2串联,电流表测电路中的电流,电压表测R2两端的电压。
(1)根据题意可知,酒精气体的浓度为0时,定值电阻R2的电阻为60Ω,此时电压表的示数为6V,
则此时电流表的示数。
答:电压表的示数为6V时,电流表的示数为。
(2) 电压表的示数为6V时, R1两端的电压;
根据欧姆定律可知,此时滑动变阻器R1的电阻值;
答:电压表的示数为6V时,滑动变阻器R1的电阻值为。
(3)调零后, 电流表的示数达到0.2A,
此时变阻器两端的电压;
则电压表的示数。
答:若电流表的示数达到0.2A,表明驾驶员酒驾,此时电压表的示数为。
【知识点】串联电路的电压规律;欧姆定律及其应用
【解析】【分析】 由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。
(1)由题意可知,酒精气体的浓度为0时,R2的阻值和电压表的示数,根据欧姆定律求出电路中的电流;
(2)根据串联电路的电压特点求出滑动变阻器两端的电压,利用欧姆定律求出滑动变阻器R1的电阻值;
(3)R1的电阻保持不变,根据欧姆定律求出电流表的示数达到0.25A时滑动变阻器两端的电压,利用串联电路的电压特点求出R2两端的电压,根据欧姆定律求R2的阻值。
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