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2025年秋-鲁科版(五四制)初中物理九年级上册单元测试 第十五单元《欧姆定律》提升卷
姓名:__________ 班级:__________考号:__________
题号 一 二 三 四 总分
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阅卷人 一、选择题(本题共15小题;每小题2分,共30分)
得分
1.(2024九上·成都期中)探究“电流与电阻的关系”时,我们一般需要先预设一个电压值,实验中保持电阻两端电压为预设值不变,现采用如图所示电路进行探究,器材:理想电源()、滑动变阻器()、电流表、电压表、开关、三个定值电阻()及导线若干,以下说法错误的是( )
A.要获得3组实验数据,电压的预设值最小为
B.要获得3组实验数据,电压表量程应选“0~15V”
C.若该实验中更换定值电阻后,需要改变滑动变阻器的阻值保持定值电阻两端的电压保持不变
D.若实验电压的预设值为,要获得3组实验数据,可以更换最大阻值为的滑动变阻器
【答案】D
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】AB.图中,两电阻串联,电压表测定值电阻两端的电压,探究电流和电阻关系时,电压不变,电压表处的电阻变大,滑动变阻器的取值变大,根据串联分压原理可得:,定值电阻的最大阻值为20Ω,滑动变阻器阻值40Ω,代入数据:,解得UV=3V;则电压的预设值最小为3V,电源电压为9V,当滑动变阻器接入电路中的阻值为零时,定值电阻两端的电压最大为9V,电压表量程应选“0~15V”,故AB正确,不符合题意;
C.探究电流与电阻的关系时,保持定值电阻两端的电压不变,更换定值电阻后,提供改变滑动变阻器的阻值,保持定值电阻两端的电压不变,故C正确,不符合题意;
D.若实验电压的预设值为2V,定值电阻的最大阻值为20Ω,代入数据可得:,则滑动变阻器接入电路的阻值RP=70Ω,可更换最大阻值为70Ω的滑动变阻器,故D错误,符合题意。
故选D。
【分析】探究电流和电阻关系时,定值电阻分压保持不变,实验时更换电阻,移动滑片保持电压表示数一定,根据分压规律,计算滑动变阻器的电阻或电压表示数值。
2.(2024九上·哈尔滨月考)小松同学在“探究通过导体的电流与其两端电压的关系”时,将记录的实验数据通过整理作出了如图所示的图像,下列说法中错误的是( )
A.当在导体乙的两端加上2V的电压时,通过乙导体的电流为0.2A
B.将甲、乙两导体并联接到电压3V的电源上时,干路中的电流为0.9A
C.导体两端的电压为零时,导体的电阻不为零
D.依据图像可得导电阻分别为R乙=5Ω R甲=10Ω
【答案】D
【知识点】串联电路和并联电路的辨别;电阻;探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】A.根据图像可知,当乙两端电压为2V时,通过乙的电流为0.2A,故A正确不符合题意;
B.根据图片可知,当电压为3V时,通过甲的电流为0.6A,通过乙的电流为0.3A,所以干路电流为
,
故B正确不符合题意;
C.电阻是导体本身的性质,与外加的电压、电流值无关,故C正确不符合题意;
D.根据图片可知,当甲两端电压为3V时,通过甲的电流为0.6A,
所以甲的电阻为;
当乙两端电压为3V时,通过乙的电流为0.3A,
所以乙的电阻为,
故D错误符合题意。
故选D。
【分析】A.根据图片分析解答;
B.将甲、乙两导体并联接到电压3V的电源上时,根据并联电路中电压是相等的,由图可知甲、乙两导体两端电压是3V时通过甲、乙两导体的电流,根据并联电路的电流特点得出干路电流;
C.导体的电阻是导体的属性,与导体两端电压无关;
D.根据图片确定电流和对应的电压,根据计算二者的电阻值。
3.(2024九上·武侯期中)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:移动滑动变阻器目的是保持电阻R两端电压不变
D.图丙:在不增加任何器材的情况下,仅利用本实验的器材可探究电流与电阻的关系
【答案】B
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】A.探究电流与电压的关系时,应控制电阻不变,灯丝电阻随温度的改变而改变,不能利用灯泡进行实验,故A错误;
BCD.图乙到图丙,串联滑动变阻器,通过调节滑片使定值电阻R两端的电压改变,进行多次实验,探究电流和电压规律的普遍性,故B正确,CD错误。
故选B。
【分析】探究电流跟电压的关系时,通过滑片位置,改变定值电阻两端的电压,并多次实验,探究电流和电压规律的普遍性。
4.(2024九上·北京市期中)如图是两个定值电阻R1、R2的内部结构图,R1、R2所用的金属丝(涂有绝缘漆)材料相同、粗细均匀,分别缠绕在相同的圆柱形绝缘棒上,圈数分别为43圈和33圈,R1的金属丝比R2的金属丝细。将R1、R2连接在同一电路中,下列说法正确的是( )
A.R1的电阻小于R2的电阻
B.R1两端的电压一定不小于R2两端的电压
C.通过R1的电流一定不小于通过R2的电流
D.若R1突然烧断,R2一定也会停止工作
【答案】B
【知识点】串联电路的电流规律;并联电路的电压规律;影响电阻大小的因素;欧姆定律及其应用
【解析】【解答】A.根据题意可知,R1与R2的材料相同,根据缠绕圈数可知,R1比R2更长、更细,所以R1的电阻比R2的电阻更大,故A错误;
BC.根据题意可知,如果将R1、R2串联,那么通过R1的电流等于通过R2的电流。R1>R2,根据U=IR可知,R1两端的电压大于R2两端的电压。如果将R1、R2并联,那么二者电压肯定相等。R1>R2,根据可知,通过R1的电流小于通过R2的电流,故B正确,C错误;
D.串联时各用电器互相影响,R1突然烧断,整个电路断路,R2也会停止工作;并联时各用电器互不影响,R1突然烧断,R2不会停止工作,故D错误。
故选B。
【分析】A.导体电阻与长度成正比,与横截面积成反比;
BC.从串联和并联两个角度,结合欧姆定律比较它们的电压和电流大小;
D.从并联和串联两个角度分析二者是否相互影响。
5.(2025九上·荣县期中)如图所示是某科技创新小组的同学们自己发明的电子握力器的内部结构。电源电压不变,滑动变阻器b端固定在绝缘底座上,手柄A与变阻器滑片固定在一起。握力为0时,滑片处于a端;L是一个电阻不变的指示灯,力量计由一个电流表改装而成。使用时,先闭合开关S,再用手握住手柄,手柄A向下运动压缩弹簧,握力就显示在力量计的表盘上。下列有关此握力计的说法中正确的是( )
A.握力越大,灯泡越亮,力量计的示数越大
B.改装成的力量计的零刻度线就是原电流表的零刻度线
C.握力器的手柄必须用金属材料制成
D.握力越大,弹簧的长度越长;握力越小,弹簧的长度越短
【答案】A
【知识点】弹力;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.根据图片可知,握力越大,滑片越向下移动,则滑动变阻器连入电路的电阻越小。根据可知,此时电路中的电流越大,那么灯泡越亮。力量计串联在电路中,应该为电流表,则此时力量计的示数越大,故A正确;
B.根据图片可知,当滑片在a端时,弹簧没有受到压力,即压力为0。闭合开关,此时电路中的电流最小不是0,即力量计的零刻线与电流表的零刻线不重合,故B错误;
C.在使用过程中,手柄只是用来控制滑片移动,不需要导电,所以不一定必须用金属材料制成,故C错误;
D.根据图片可知,握力越大,弹簧的形变越大,长度越短;握力越小,弹簧的形变越小,长度越长,故D错误。
故选A。
【分析】A.当握力增大时,根据滑片移动方向确定变阻器的阻值变化,根据欧姆定律确定电流的大小变化即可;
B.注意分析握力为零时通过电路的电流是否为零即可;
C.根据使用过程确定手柄位置应该导电还是绝缘即可;
D.根据弹簧形变程度确定长度变化。
6.(2025九上·兰州期中)如图甲是呼气式酒精测试仪的电路原理图,R1为气敏电阻,它的阻值随酒精气体浓度的变化曲线如图乙,R2为定值电阻,电源电压保持不变。若驾驶员酒驾,则( )
A.测试仪中电流表的示数变小
B.测试仪中电压表的示数变小
C.气敏电阻两端的电压变小
D.电压表与电流表示数的比值越小
【答案】C
【知识点】串联电路的电压规律;欧姆定律及其应用;电路的动态分析
【解析】【解答】图中,气敏电阻R1与定值电阻R2串联,电压表测电阻R2的电压,电流表测电路中的电流。
ABC.图乙中,气敏电阻的阻值随酒精气体浓度的增大而减小,当驾驶员酒驾时,酒精气体浓度变大,气敏电阻的阻值变小,电流变大,电流表的示数变大;间隔U=IR,定值电阻R2两端的电压变大,即电压表的示数变大;气敏电阻R1两端电压变小;故AB不符合题意,故C符合题意;
D.电压表与电流表示数的比值等于定值电阻R2的阻值,电压表与电流表示数的比值不变,故D不符合题意。
故选C。
【分析】在串联电路中,电阻减小,电流变大,减小的电阻分压减小,其他位置分压变大。
7.(2025九上·武冈竞赛)如图所示,R1为定值电阻,R2为标有“20Ω 1A”的滑动变阻器,电源电压保持不变。当滑片P在某位置时,电流表示数为0.2A,此时在电路中接入一个电压表,闭合开关,电压表示数为2V。已知电流表的量程为,电压表的量程为,在保证电路安全的情况下向某一方向移动滑片,发现电压表示数最大变化量为1V,下列判断正确的是( )
①若电压表接在R1两端且滑片向左滑动,则电源电压可能为6V且R1=10Ω
②若电压表接在R1两端且滑片向右滑动,则电源电压只能为3V且R1=10Ω
③若电压表接在R2两端且滑片向左滑动,则电源电压只能为2.5V且R1=2.5Ω
④若电压表接在R2两端且滑片向右滑动,则电源电压只能为6V且R1=20Ω
A.仅①③ B.仅②④ C.仅①②③ D.①②③④
【答案】C
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析
【解析】【解答】(1)闭合开关,两电阻串联接入电路,电流表测通过电路的电流,若电压表接在R1两端,则电压表测定值电阻两端的电压,根据欧姆定律可得定值电阻的阻值
①滑片向左滑动,滑动变阻器接入电路的电阻变小,根据欧姆定律可知,通过电路的电流变大,则电压表示数变大,电压表示数最大变化量为1V,所以,电压表示数最大为
则此时通过电路的电流
若此时滑动变阻器接入电路的电阻为10Ω,则滑动变阻器两端的电压
串联电路总电压等于各部分电压之和,所以,电源电压可能是
故①正确;
②滑片向右滑动,滑动变阻器接入电路的电阻变大,根据欧姆定律可知,通过电路的电流变小,则电压表示数变小,电压表示数最大变化量为1V,所以,电压表示数最大为
则此时通过电路的电流
若此时滑动变阻器接入电路最大阻值,则滑动变阻器两端的电压
串联电路总电压等于各部分电压之和,所以,电源电压可能是
故②正确;
(2)闭合开关,两电阻串联接入电路,电流表测通过电路的电流,若电压表接在R2两端,则电压表测滑动变阻器两端的电压,根据串联电路电压规律结合欧姆定律可得
③滑片向左滑动,滑动变阻器接入电路的电阻变小,根据欧姆定律可知,通过电路的电流变大,R2为标有“20Ω 1A”的滑动变阻器,电流表的量程为,电路安全,所以,通过电路的最大电流为0.6A,根据串联分压原理可知,电压表示数变小,电压表示数最大变化量为1V,所以,电压表示数最小为
根据串联电路电压规律结合欧姆定律可得
⑤⑥联立可得
故③正确;
④滑片向右滑动,滑动变阻器接入电路的电阻变大,根据欧姆定律可知,通过电路的电流变小,根据串联分压原理可知,电压表示数变大,电压表示数最大变化量为1V,所以,电压表示数最大为
题目中未确定滑动变阻器移到何处,所以,滑动变阻器的阻值不能确定,所以,定值电阻R1的阻值和电源电压不会是一个定值,故④错误。
综上,故ABD错误,C正确。
故选C。
【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。
8.(2025九上·北川期中)小明利用如图甲所示的电路来测量R的阻值,电源电压为3V,R的阻值约为10Ω,闭合开关后,电压表指针的位置如图乙所示。对于该实验,下列说法正确的是( )
A.闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移至a端
B.电流表的量程应该选择0 3A
C.图乙中电压表的读数为2.3V
D.多次测量求平均值是为了让结论更具普遍性
【答案】C
【知识点】电流的测量及电流表的使用;电压的测量及电压表的使用;欧姆定律及其应用;伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】选项A:闭合开关前,滑动变阻器应调至最大阻值处(滑片移到端),而非端,A错误。
选项B:电源电压,约,由得最大电流,故电流表应选量程,B错误。
选项C:电源电压,电压表测的电压,因此选量程(分度值),图乙指针读数为,C正确。
选项D:多次测量求平均值是为了减小误差,“让结论更具普遍性”是探究性实验的目的(如探究电阻与因素的关系),此处测电阻多次测量的目的是减小误差,D错误。
故选C
【分析】电路结构:与滑动变阻器串联,电压表测两端电压,电流表测电路电流。本题核心考查伏安法测电阻的“实验操作(滑动变阻器调节)、量程选择(欧姆定律)、电表读数、实验目的”等关键知识点,需逐一分析选项的逻辑合理性。
9.(2024九上·成都期中)如图所示,是电学中常见的电路图,在A、B两点间分别接入元件,并进行对应实验。关于不同实验的描述中,正确的是( )
A.探究电流与电阻的关系——改变接入AB间电阻大小和电压大小
B.探究电流与电压的关系——AB间电阻大小不变,必须使AB间电压成倍数变化
C.测量未知电阻阻值——滑动变阻器用于改变电阻两端电压和通过的电流
D.测量小灯泡的阻值——需多次测量求平均值,减小误差
【答案】C
【知识点】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】 解:A、探究电流与电阻的关系,需要改变电阻大小,但需要控制电阻两端电压不变,故A选项错误;
B、探究电流与电压关系,需要改变电阻两端的电压,但并不需要成倍数变化,电压的取值可以任意,最终画出函数图象即可,故B选项错误;
C、测量电阻的阻值,应该多次改变电阻的电压和通过的电流,多次测量求平均值,故C选项正确;
D、测量小灯泡的阻值时,小灯泡电阻会随着温度的变化而变化,故一般只要一组正常发光的数据即可,不能多次测量求平均值,故D选项错误。
故选:C。
【分析】 不同的实验目的不同,所需要的条件也不同。
探究电流与电阻的关系,需要改变电阻大小而控制电阻两端电压不变;探究电流与电压关系,需要改变电阻两端的电压;测量电阻的阻值应该注意多次测量求平均值;测量小灯泡的阻值一般只要一组正常发光的数据即可。据此对选项详细分析,判断正误。
10.(2024九上·江门期中)以下四种电路,电源电压不变且未知,R0 是已知阻值的定值电阻,在不拆改电路的情况下,不能测出未知电阻Rx阻值的电路是
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.当闭合开关S、S2时,定值电阻R0与未知电阻Rx串联接入电路,电压表测量未知电阻Rx两端的电压,读出电压表的示数为Ux。当闭合开关S、S1时,定值电阻R0与未知电阻Rx串联接入电路,电压表测量未知电阻Rx和已知电阻R0两端的总电压,读出电压表的示数为U,所以电阻R0两端的电压U0=U-Ux,根据串联电路电流规律可知,I0=Ix,即,解得未知电阻,故A不合题意;
B.只闭合S,只有未知电阻Rx接入电路,读出电流表的示数I1,此时电源电压U=I1Rx------①,
再闭合S1,定值电阻R0与未知电阻Rx并联接入电路,读出电流表示数为I,根据并联电路电流规律可知,通过定值电阻R0的电流I0=I-I1,
此时电源电压U=U0=I0R0=(I-I1)R0------②,
联立①②,解得未知电阻,故B不合题意;
C.闭合开关S1,电压表测量电源电压,再闭合开关S2,电压表测量的还是电源电压,不能得到Rx的电流,故C符合题意;
D.只闭合S,定值电阻R0与未知电阻Rx串联接入电路,读出电流表的示数为I1,
此时电源电压U=I1R总=I1(R0+Rx)------③,再闭合S1 时,只有定值电阻R0接入电路,读出电流表的示数为I2,
此时电源电压U=I2R0------④,
联立③④,解得未知电阻,故D不合题意。
故选C。
【分析】测未知电阻的阻值,其实就是想办法测出它两端的电压和通过它的电流,利用欧姆定律、串并联电路的特点,结合各个电路图分析判断即可。
11.(2024九上·衡阳期末)在测未知电阻时,电源电压保持不变,并且电压未知,如果缺少电流表或电压表,可以通过增加一个阻值已知的定值电阻和开关来解决,下面的四种方案中正确的是( )
A.只有①②③ B.只有②③④
C.只有②③ D.①②③④都可以
【答案】A
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】①.当开关、闭合时,电路为Rx的简单电路,此时电压表的示数等于电源电压;断开时,电压表测量待测电阻两端的电压,根据串联电路电压规律可计算出两端的电压,结合欧姆定律可计算出电路中的电流和被测电阻的阻值,故方案①能测出;
②.先闭合S1,测量此时的电路电流,根据欧姆定律可计算电源电压,只闭合可测出通过被测电阻的电流,根据并联电路各支路两端电压相等的关系可得被测电阻两端的电压,结合欧姆定律计算待测电阻的阻值,故方案②能测出;
③.只当闭合,电流表测出通过的电流,由可计算出电源电压,根据并联电路各支路两端电压相等的关系可得被测电阻两端的电压;当两开关都闭合时,电流表测干路电流,则可根据并联电路的电流规律可计算出通过的电流,结合欧姆定律计算出的阻值。故方案③能测出;
④.电压表串联在电路中,电阻较大,示数始终等于电源电压,故方案④不能测出其阻值。
故选A。
【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、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,电阻规律。
3、欧姆定律:公式为U=IR,测量电路的电阻,需要计算分析电路的电压和通过电阻的电流,据此计算电阻。
12.三个电阻的阻值分别为 R1,R2,R3,用不同的连接方法把它们接到同一个电源两端,所能获得的最大总电流和最小总电流之比应是 ( )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【知识点】电阻的串联;电阻的并联;欧姆定律及其应用
【解析】【解答】 三个电阻串联时,总电阻R串=R1+R2+R3,
三个并联:,,
最大总电流与最小总电流之比:
,故A正确;
故选A。
【分析】 三个电阻串联时电阻最大,三个电阻并联时总电阻最小,由欧姆定律求出电流,然后求出电流之比。
13.一个电阻R 允许通过的最大电流是I,为了把它串联到电流是nI 的电路中去(n>1).必须给它并联一个电阻R ,R 和R 的阻值之比是 ( )
A. B. C. D.
【答案】C
【知识点】电阻的并联
【解析】【解答】 因为一个电阻R允许通过的最大电流是I,
所以串联到电流是nI的电路中,则应给电阻R并联一个电阻Rx,
根据并联电路的电流特点知:
Rx应分担的电流为nI-I=(n-1)I,
因为并联电路的电流与电阻之间成反比,
所以。
故选C。
【分析】 把它串联到电流是nI的电路中,则根据并联电路的电流特点可知:给它并联一个电阻Rx,应分担的电流为nI-I,然后利用并联电路的电流与电阻之间成反比的特点即可求出。
14.在如图所示电路中,电流表和电压表均为理想电表,则下列判断中正确的是( )
A.且RBC最大,RAC最小 B.且RBC最大,RAC最小
C.且 RBC最大,RAD最小 D.且 RBC最大,RAD最小
【答案】C
【知识点】电阻的串联;电阻的并联
【解析】【解答】 理想电流表短路,所以A点相当于D.所以RAB=RBD,RAC=RCD,故A、B、D选项不正确;
RAD为短路,电阻为0,所以电阻是最小的;
故选C。
【分析】 根据电阻的串并联和电流表相当与导线,电压表相等于断路,电压表的电阻非常大相当于断路,对电路逐项分析,进行解答。
15.(2024九下·万载月考)轿车上设有安全带未系提示系统,不系安全带属于违章行为,如违反规定,将对机动车乘坐人处以警告或罚款。当乘客坐在座椅上时,开关S1闭合,指示灯亮起,若系安全带,开关S2闭合,指示灯熄灭。如图所示,电路图设计最合理的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【知识点】串、并联电路的设计
【解析】【解答】根据题目描述可知,当乘客坐在座椅上时,开关S1闭合,指示灯亮起,说明S1控制指示灯,即二者串联。
开关S2闭合,指示灯熄灭,这不符合串联的情形,则开关S2与灯泡并联。为了避免灯被短路,需再串联电阻R保护电路。
故选D。
【分析】用电器相互影响为串联,用电器不相互影响为并联,据此结合题目描述分析判断即可。
阅卷人 二、填空题(本题共13小题;每空1分,共34分)
得分
16.在探究“电流与电阻的关系”的过程中:
(1)连接电路时,开关应处于 (填“断开”或“闭合”)状态.
(2)小刚按如图甲所示连好电路后,闭合开关,移动滑动变阻器滑片,发现电流表无示数,电压表有示数,其原因可能是____(只填序号).
A.电流表断路 B.R 断路 C.R 短路
(3)排除故障后,小刚将5 Ω的电阻接入电路,调节滑动变阻器,使电压表示数为1.5V,电流表示数(如图乙所示)为 A.
(4)小刚再分别换接10Ω、15Ω的电阻,重复实验,得到表一中的另两组数据.分析表一数据,可得出结论:保持电压不变时,导体中的电流跟导体的电阻成 比.
表一
电阻R/Ω 5 10 15
电流I/A 0.15 0.10
表二
电阻R/Ω 5 10 15
电流I/A 0.3 0.2 0.15
(5)小红在做此实验时,每次只更换电阻,测得相应的电流值,如表二所示.根据表中数据,她无法得到与小刚相同的结论,其原因是 .
【答案】(1)断开
(2)B
(3)0.3
(4)反
(5)没有调节滑动变阻器,使电压表的示数保持不变
【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)连接电路时,开关要断开,可以保护电路;
(2)图中,电阻串联,闭合开关,电流表无示数,电路中有断路,电压表有示数,能连接在电源两端,则与电压表并联的位置发生断路,即R断路,B符合题意,AC不符合题意;
故选B;
(3)实验时,接入5Ω电阻时,电流表如图乙,量程为0~0.6A,分度值为0.02A,结合指针位置,电流表示数为0.3A;
(4)根据实验数据,电阻增大几倍,电流变为原来电流的几分之一,即电压一定时,导体中的电流跟导体的电阻成反比;
(5)探究电流和电阻关系时,需要保持电压表示数移动,通过调节滑动变阻器的滑片位置,可以保持电压表示数一定,而小红实验时,更换电阻后,没有调节滑动变阻器,使电压表的示数保持不变,测量的结果中,电流和电阻不能成反比关系。
【分析】【学找切入点】(1)在连接电路时,开关应当断开;
(2)闭合开关,移动滑动变阻器滑片,电流表无示数,则电路可能是断路;而电压表有示数,则说明电阻R 断路;
(3)电流表示数为0.3A;
(4)保持电压不变,当电阻R的阻值增大2倍和3倍时,电流的大小为原来的 和 ,所以导体中的电流跟导体的电阻成反比;
(5)当电阻R的阻值为5Ω、10Ω和15Ω时,所对应的电流为0.3 A、0.2 A 和0.15 A,所以电阻R 两端的电压为1.5 V、2 V 和2.25 V,这说明电阻R 两端的电压不同,其原因是没有调节滑动变阻器,使电压表的示数保持不变。
17.(2024九上·简阳期中)小张在探究电流与电阻关系实验时,闭合开关前,将滑动变阻器的滑片移到最大阻值处的目的是 ;在实验过程中,多次移动滑动变阻器其目的是 。
【答案】保护电路;控制电压不变
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】(1)在闭合开关前,要将滑动变阻器的滑片移至阻值最大处,其目的是为了保护电路,防止用电器被烧坏;
(2)根据控制变量法的要求可知,在探究电流与电阻的关系时,只改变电阻的大小,而要控制定值电阻两端的电压保持不变,所以实验时移动滑动变阻器的滑片的目的是:控制定值电阻两端的电压保持不变。
【分析】根据探究电流与电阻关系实验中滑动变阻器的作用解答。
18.(2024九上·达州月考)如图所示,电源电压保持不变,在“探究电流与电阻的关系”的实验中,当S闭合前,滑动变阻器的滑片P应置于最 端,在探究的过程中,如要将20Ω的定值电阻更换为15Ω的电阻后,为了达到实验目的,应将滑片P向 端滑动(均选填“左”或“右”),使电压表的示数 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】右;左;不变
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】当S闭合前,滑动变阻器接入电路的电阻应最大,目的为保护电路,所以滑片P应置于最右端。
探究电流与电阻的关系的过程中,变量为电阻,应控制定值电阻两端的电压保持不变。将20Ω的定值电阻更换为15Ω的电阻,由串联分压规律可知,定值电阻两端的电压将减小,为了达到实验目的,应减小滑动变阻器两端的电压,即减小滑动变阻器的电阻,应将滑片P向左端滑动。
【分析】串联分压:用电器串联时,其两端的电压和电阻成正比;
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。
19.(2025九上·北川期中) 现有一个灯L和一个定值电阻R,两者的I-U图像如图所示。将灯L和定值电阻R并联在2V的电源两端,通过灯的L电流为 A;将灯L和定值电阻R串联在电压恒为5V的电源两端,通过灯L的电流为 A,定值电阻R两端的电压为 V。
【答案】0.6;0.4;4
【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】(1)灯L和R并联在2V电源两端时的电流
并联电路中,各支路电压相等(均为电源电压)。
从I-U图像中找到灯在时的电流:灯的曲线在时,电流为。
(2)灯L和R串联在5V电源两端时的电流与R的电压
串联电路中,电流处处相等,且总电压等于各部分电压之和()。
先分析定值电阻:其I-U图像是直线,说明是定值电阻。取、,由得,因此。
设串联电流为,则。从图像中找满足此关系的点:
当时,灯的,此时,且,符合总电压要求。
因此,通过灯的电流为,定值电阻两端的电压为。
【分析】本题核心考查“串并联电路的电压、电流规律”与“I-U 图像的数据分析能力”,需明确并联时电压相等、串联时电流相等且总电压相加的特点,结合图像中灯L(非线性)和定值电阻R(线性)的电流--电压关系,分别提取或计算对应物理量。解题关键是将电路连接方式与图像信息结合,准确读取或推导电流、电压值。
20.(2025九上·珠海期中)如图所示,AB和BC是由同种材料制成的长度相同、横截面积不同的两段导体,则RAB RBC,将它们串联后连入电路中,则流过AB段和CD段的电流电流和其两端的电压关系分别为IAB IBC,UAB UBC(选填“>"、"<"或"=").
【答案】>;=;>
【知识点】串联电路的电流规律;影响电阻大小的因素;欧姆定律及其应用
【解析】【解答】(1) 如图所示,AB和BC是由同种材料制成的长度相同、横截面积不同的两段导体, 根据“导体电阻与横截面积成反比”的规律可知,则电阻RAB>RBC;
(2)根据图片可知,AB和BC段串联,根据串联电路各处电流都相等的规律可知,则电流IAB=IBC。
根据公式U=IR可知,UAB>UBC。
【分析】(1)导体电阻与横截面积成反比;
(2)根据串联电路的电流规律结合U=IR比较电压大小。
21.电阻 R1与 R2的 I-U 图象如图所示.当 R2上的电压为 1.5V 时,R2的阻值是 Ω;若将它们并联连接到电压为2.5V的电源上,则干路的电流是 A.
【答案】10;0.7
【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】(1)电阻R2的函数图象是一条过原点的曲线,所以通过的电流跟它两端所加电压不成正比。
当U2=1.5V时,通过它的电流I2=0.15A,由欧姆定律可得:;
(2)电阻R1的函数图象是一条过原点的直线,所以通过的电流跟它两端所加电压成正比。
当U1=1V时,通过它的电流I1=0.2A,由欧姆定律可得:;
将它们并联连接到两端电压为2.5V的电路中时,由图象中可知:R2电流为0.2A,
通过R1的电流:,
则通过干路的电流大约是0.2A+0.5A=0.7A。
故答案为:10;0.7。
【分析】(1)由图象可知,R2阻值是变化的,则通过它的电流与它两端所加电压就不成正比。由欧姆定律计算R2的电阻值;
(2)并联电路各支路两端的电压相等,通过干路的电流可通过图象直接读出各自的电流,然后求和。
22.(2025九上·新田期末)如图所示,某创新小组设计了一个测量中学生身高的测量仪。定值电阻R1=10Ω,电源电压恒为21V,均匀电阻丝R2上标有“100Ω 1A”字样,其每1cm长度的电阻丝阻值为1Ω,电压表量程为0~15V,电流表量程为0~3A。根据以上信息,请回答下列问题。
(1)当测量者身高变高时,电流表的示数将 ;
(2)测量时电流表的示数为1.2A,则电压表示数为 V;
(3)若R2最下端离地面为110cm,小组同学发现,在保证各元件安全的前提下,该仪器测量的范围有限,为了让测量的最大值刚刚到能测量出190cm的身高,聪明的组员想到在原有的电路设计上,只需更换定值电阻R1,就可以达到目的,则R1应该更换为 Ω的电阻。
【答案】(1)变小
(2)9
(3)32
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析
【解析】【解答】(1)由电路图可知,被测身高增加时,滑动变阻器接入电路的长度增加,电阻变大,电路电源电压不变,结合欧姆定律计算可知电流变小,即电流表的示数将变小。
(2)测量时电流表的示数为1.2A,结合欧姆定律计算电路中的总电阻为,根据电阻的串联计算可知滑动变阻器接入的阻值为,同理计算可知电压表示数为
(3)R2接入电路的最大长度为,所以最大阻值为,电压表实数达到最大值,结合欧姆定律计算可知最小电流为,结合串联电路电压规律计算可知R1的最大阻值为,即R1应该更换为32Ω的电阻。
【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。
(1)由电路图可知,该电路是串联电路,电压表测滑动变阻器R2两端电压,电流表测电路中的电流,被测身高增加时,滑动变阻器接入电路的长度增加,滑动变阻器接入电路的阻值变大,电路中的总电阻变大,电流变小,即电流表的示数将变小。
(2)测量时电流表的示数为1.2A,电路中的总电阻为
滑动变阻器接入的阻值为
则电压表示数为
(3)R2接入电路的最大长度为
R2接入电路的最大阻值为
此时电压表实数达到最大值
则电路中的最小电流为
此时R1的最大阻值为
即R1应该更换为32Ω的电阻。
23.(2024·郫都模拟)在测量额定电压为2.5V小灯泡的电阻实验时,如图所示,实验元件完好,导线连接稳固,闭合开关,灯泡不亮,检查发现电路中电压表和电流表连接错误,此时电压表 (选填“有示数”或“无示数”);只需要将电压表和电流表 就成为正确的实验电路。
【答案】有示数;调换位置
【知识点】电压的测量及电压表的使用;电路故障的判断;伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】 由图知,电压表串联在被测电路中,两接线柱与电源两极通路,电压表有示数;电流表并联在灯泡两端,灯泡短路不发光;电压表电阻很大整个电路断路,电流表无示数;于是,他们断开开关,将电压表和电流表调换位置使得实验顺利完成。
故答案为:有示数;调换位置。
【分析】电压表并联在被测电路两端,可以直接接在电源两极上;电流表串联在被测电路中,不可以直接接在电源两极上。
24.(2024·松原模拟)如图是电阻甲和乙的图像,将电阻甲和乙并联,若电源电压为2V,则电路中的总电流为 A。一只小灯泡上标有“2V 0.2A”的字样,现要将该小灯泡接入3V的电源上,为使其能够正常发光,应将电阻 (选填“甲”或“乙”)与灯泡串联。
【答案】0.6;甲
【知识点】串联电路和并联电路的辨别;欧姆定律及其应用;伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】将电阻甲和乙并联在电压为2V的电源两端时,流过电阻甲乙的电流是0.4A,0.2A,电路中的总电流为:;灯泡正常发光时的电压,灯泡正常发光时,需要串联的电阻两端的电压:;电路中的电流是0.2A;由欧姆定律可得,需要串联电阻的阻值:;由题中的图像可知,甲乙电阻的分别是:;;所以为使灯泡能够正常发光,应将电阻甲与灯泡串联。
【分析】1、电路的串并联:串联:电路元件首位相连,用电器相互干扰,并联:电路元件首首相连,用电器互不干扰,开关在干路上控制整个电路的通断,开关在支路上控制单个支路的通断;家庭、公共场所的电路为并联电路;
2、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。
3、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。
25.(2024·广东) 如图所示,闭合开关,导线夹M在铅笔芯上向右移动,电流表的示数变 。若要测量铅笔芯的电阻,需补充的仪表是 。实验时铅笔芯发烫的现象,属于电流的 效应。
【答案】小;电压表;热
【知识点】欧姆定律及其应用;伏安法测电阻的探究实验;电路的动态分析
【解析】【解答】闭合开关,导线夹M在铅笔芯上向右移动, MN之间的长度增大,接入的电路的电阻变大,根据欧姆定律知,电流表的示数变小。若要测量铅笔芯的电阻,还需要测量铅笔芯的电压,需补充的仪表是电压表。实验时铅笔芯发烫的现象,是导体通电发热,属于电流的热效应。
【分析】根据电阻的变化结合欧姆定律分析,根据电流的热效应分析。
26.(2025九上·海珠期中) 一只标有“6V 3W”的小灯泡,电源电压12V,若能使小灯泡正常发光,需将小灯泡和一只 Ω的电阻 联。
【答案】12;串
【知识点】电阻;电阻的串联
【解析】【解答】 解:小灯泡正常发光时,其两端电压为6V,小于电源电压,根据串联电路分压原理可知,需要串联一个电阻来分担多余的电压;根据串联电路电压特点可得串联的电阻两端电压为:U0=U-UL=12V-6V=6V;
根据P=UI可得电路中的电流为:;
根据欧姆定律可得串联电阻的阻值为:。
故答案为:12;串。
【分析】 先根据串联电路分压原理分析电阻连接情况,再根据串联电路电压特点求出串联的电阻两端电压,然后根据P=UI求出电路中的电流,最后根据欧姆定律可得串联电阻的阻值。
27.(2023九上·开原月考)如图是大型电子地磅的电路图。当称重物时,在压力作用下滑片P向下端滑动,变阻器连入电路的电阻 ,电流表的示数 。这样把电流对应的重量刻在电流表的刻度盘上,就可以读出被称物体的重量。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
【答案】变小;变大
【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】根据图片可知,当称重物时,变阻器的滑片P向下端滑动,变阻器连入电路的长度变短,则变阻器接入电路的电阻变小;
根据R总=R+R'可知,电路的总电阻变小。根据可知,电路中的电流变大,电流表的示数变大。
【分析】 滑动变阻器是通过改变连入电路中电阻丝的长度来改变电阻的,根据题意确定滑片P的移动方向,弄清连入电路中的电阻丝长度变化,确定接入阻值变化。根据串联电路的电阻特点确定总电阻的变化,根据欧姆定律分析电路电流的大小变化即可。
28.(2025九上·临西期中)如图所示的电路中,电源电压不变,开关S1闭合后,开关S2由断开到闭合,电路中的总电阻将 .若S1仍闭合,S2断开,将滑片P向左移动,则电压表和电流表的示数的比值将 (均选填“变大”、“不变”或“变小”)
【答案】变小;不变
【知识点】电阻的串联;欧姆定律及其应用
【解析】【解答】(1)根据电路图可知,开关S1闭合、S2断开时,变阻器R2与R1串联,电压表测R1的电压。
S2闭合时, 变阻器R2被短路,此时只有R1,
根据R总=R1+R2可知,电路中总电阻将变小。
(2)根据电路图可知,若S1仍闭合,S2断开,此时电阻R1与R2串联,电压表测R1的电压U1,电流表测电路的电流I;
根据欧姆定律的变形式可知,电压表和电流表的示数的比值表示定值电阻R1的大小;
则滑片P向左移动时,电压表和电流表的示数的比值不变.
【分析】 (1)根据串联电路的电阻规律R总=R1+R2分析解答;
(2)根据欧姆定律的变形式分析解答。
阅卷人 三、实验探究题(本题共4小题;共21分)
得分
29.(2025·顺德三模)小明利用题图甲电路进行“探究电流与电压、电阻关系”的实验
(1)探究电流与电压的关系时:
①图乙是小明的实验数据描出的点,其中, (填字母)组数据是异常的,检查发现是读数时粗心所致,分折时 (选填“需要”或“不需要”)把它剔除:
②请在图乙中画出I-U图像 ;电限R的阻值为 Ω
(2)探究电流与电阻的关系时,记录的实验数据如下所示,则定值电阻两端的电压是 V.你判断的依据是 。
数据序号 1 2 3 4 5
电阻R/Ω 5 10 15 20 25
电流I/A 0.40 0.20 0.14 0.10 0.08
【答案】(1)C;需要;;10
(2)2;各组数据电流与电阻的乘积都一样
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】①② 由图中实验数据可知,电阻一定时,电流与电压成正比,ABDEF的电压与电流的比值为:
而C点电压与电流的比值为:
故第3组是明显错误的,分析时需要把它剔除掉;
过原点用直线将ABDEF五个点连接起来,如图所示:
(2)由表格中的数据可知,定值电阻两端的电压是:
U=IR=5Ω× 0.40A=10Ω× 0.20A=15Ω× 0.14A=20Ω× 0.10A=25Ω× 0.08A=2V,
各组数据电流与电阻的乘积都一样。
故答案为;(1)C;需要;;(2)2;各组数据电流与电阻的乘积都一样。
【分析】(1)①研究电流与电压的关系时,要控制电阻大小不变,由图乙中数据可知,电流随着电压的增大变大,据此分析;
②根据表格中数据,描绘出各组电流和电压对应点,用线连接起来;根据欧姆定律计算控制的电阻大小;
(2)研究电流与电阻关系时要控制电阻两端的电压不变,据此分析。
30.(2025九上·新田期末)某同学利用图所示的电路“探究电流与电阻的关系”,使用的实验器材有:电压恒为3V的电源、电流表、电压表、开关各一个,5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻各一个,规格为“15Ω 1A”的滑动变阻器一个,导线若干。
实验次数 1 2 3 4
R/Ω 5 10 15 20
I/A 0.40 0.20 0.14 0.10
(1)连接电路时,开关应该处于 状态。
(2)请你用笔画线代替导线,将如图所示的电路连接完整 (要求滑片P向左移动时,电流表示数变小)。
(3)接下来,分别用5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的电阻进行实验,正确操作,记录的数据如表所示,则实验中控制电压表的示数为 V不变,分析实验数据得出结论:在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成 。
【答案】(1)断开
(2)
(3)2;反比
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】(1)连接电路时,为了保护电路,应断开开关。
(2)滑片P向左移动时,电流表示数变小,则电阻要变大,所以滑动变阻器右下接线柱接入电路;电源电压为3V,故电压表应选0~3V的量程,且与定值电阻并联。如图所示:
(3)分析表格中的数据发现,定值电阻两端电压,实验中控制电压表的示数为2V。控制的电压为2V不变时,当增大定值电阻的阻值时,通过电阻的电流变小,且电流与电阻的乘积为2V不变。所以在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
【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、电流表、电压表的连接:电流表与待测原件串联;电压表的与待测原件并联,连接过程需要电流正极流入负极流出,同时选择合适的量程。
3、欧姆定律:公式为U=IR,所以电压一定时,导体中的电流与其电阻成反比。
(1)为保护电路,进行实物连线时应断开开关。
(2)要求滑片P向左移动时,电流表示数变小,则滑动变阻器接入电路中的电阻要变大,所以应将滑动变阻器右下接线柱接入电路中;电源电压为3V,实验中电压表示数不会超过电压表的小量程,故电压表应选0~3V的量程,且与定值电阻并联。如图所示:
(3)[1]允许误差存在的情况下,分析表格中的数据发现,定值电阻两端电压
所以实验中控制电压表的示数为2V。
[2]分析实验数据发现,当控制的电压为2V不变时,允许误差存在的情况下,当增大定值电阻的阻值时,通过电阻的电流变小,且电流与电阻的乘积为2V不变。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。
31.(2025·西藏)如图使示,某实验小组“探究电压一定时电流与电阻的关系”。
(1)实验时须注意安全用电,因此,连接电路时开关应处于 状态。
(2)请在图乙中用笔画线代替导线将实物图连接完整,要求:闭合开关前,滑动变阻器的滑片P置于A端 。
(3)闭合开关后,某同学发现电流表无示数,电压表有示数且示数接近电源电压。请你分析电路故障原因可能是: 。
(4)排除故障后,移动滑动变阻器的滑片P至适当位置,记录此时电流表的示数。更换不同阻值的定值电阻,调节滑片的位置使电压表的示数保持不变,记录电流表的示数并填入表格。图丙是第2次实验时电流表指针的位置,其示数为 A。
次数 1 2 3 4
电阻R/Ω 5 10 20 50
电流I/A 0.40 0.10 0.04
(5)分析表中的数据可知:导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成 。
【答案】(1)断开
(2)
(3)定值电阻R断路
(4)0.2
(5)反比
【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,在连接电路时,开关处于断开状态;
(2)闭合开关前,为了保护电路,需要将滑片移动到最大阻值处,据图可知移动到A端,据此作图:
(3) 电流表无示数,电压表有示数且示数接近电源电压 说明电压表接入电路中,即定值电阻断路;
(4)电流表量程为0-0.6A,示数为0.2A;
(5)分析数据可知,当电压一定时,电流和电阻的乘积为电压,即电流和电压成反比。
【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、欧姆定律:公式为U=IR,所以电压一定时,导体中的电流与其电阻成反比.
32.(2025九上·龙岗月考)小明家新进购置了一台某品牌的温合动力汽车,如图甲所示,小明结合课堂上学到的物理知识对该汽车进行了细致的研究。
(1)该混合动力汽车的内燃机是一台单缸四冲程汽油机,如图乙所示是汽油机的 冲程;汽车行驶一段时间后,油箱中剩余燃油的热值 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
(2)车上装有一个用来提醒司机是否关好车门的指示灯,四个车门中只要有一个门没关好(相当于一个开关断开)。该指示灯就会发光,如图丁所示的模拟电路图符合要求的是 ;
(3)汽车中有如图丙所示的电路,其中上端带金属细杆的金属滑块M与两侧金属弹簧相连接并接入电路中,金属滑块M 与弹簧套在光滑绝缘的水平细杆上,当汽车静止时,滑块M上的金属细杆与红、绿灯一端的触头(图中箭头)都不接触,当汽车向前启动时, 灯亮;当汽车急刹车时, 灯亮(均填“红”或“绿”)。
(4)汽油机使用水做冷却剂,若23kg的水的温度升高60℃,水吸收的热量相当于完全燃烧多少克汽油所提供的热量。[不考虑热量的损失,c水=4.2x103J/(kg·℃);汽油热值 q=4.6x107J/kg](要有计算过程)
【答案】(1)做功;不变
(2)B
(3)绿;红
(4)解:水吸收的热量为;
不考虑热量的损失,则汽油的质量为。
【知识点】热量的计算;燃料的热值;热机的四个冲程;串、并联电路的设计;我国科技发展的成就
【解析】【解答】解:(1)图乙中火花塞点火,活塞向下运动,故图乙是汽油机的做功冲程。
热值是燃料的一种特性,与质量无关,汽车行驶一段时间后,油箱中剩余燃油的热值不变。
(2)开关没闭合灯就亮,显然开关与灯是并联的,且四个开关中任意一个未闭合指示灯都会发光,故四个开关要串联。
在A中,四个开关串联,但只有开关全部闭合,灯泡才会发光,不符合题意;
在B中,四个开关串联,开关全部闭合时,灯泡被短路,不发光,只要一个开关断开,灯泡就发光,符合题意。
在C中,四个门中对应的一个开关在干路中,因此其它三个开关串联后与灯泡并联,因此当四个门都关好时会形成电源短路,故不符合题意;
D、其中一个门对应的开关与灯泡串联,另外三个开关串联,串联后两路并联连接,当串联的三个开关对应的门关好后,会形成电源短路,因此不符合题意。
故选:B。
(3)当汽车静止时,滑块M上的金属细杆与红、绿灯一端的触头(图中箭头)都不接触,当汽车向前启动时,金属滑块M具有惯性保持静止,压缩后弹簧,此时绿灯接入电路发亮;当汽车急刹车时,金属滑块M具有惯性继续保持运动,压缩前弹簧,此时红灯接入电路发亮。
故答案为: (1)做功;不变;(2)B;(3)绿;红。
【分析】(1)汽油机一个工作循环有四个冲程,分别是吸气、压缩、做功和排气冲程,各冲程的特点不同,因此根据气门的状态和活塞的运行方向确定哪个冲程,同时还可参考火花塞的状态进行判断;在四冲程内燃机工作过程中有两个冲程存在能量转化:一个是压缩冲程,将机械能转化为内能;另一个是做功冲程,将内能转化为机械能。
热值是燃料的一种特性,只决定于燃料的种类,与质量和燃烧情况等无关。
(2)四个车门中任意一个车门(相当于开关)未关好,该指示灯会发光,说明只要一个开关断开,灯泡就发光,所有开关闭合,灯泡不发光。对各选项逐一分析。
(3)当车的运动状态发生变化时,滑块会由于惯性还要保持原来的状态,会使不同的触头接触,从而使不同的灯亮。
(4)利用Q吸=cm(t-t0)计算热量,结合Q=qm计算燃料质量。
阅卷人 四、计算题(本题共3小题;33题3分,34题6分,35题6分,共15分)
得分
33.(2025九上·临西期中)如图所示的电路中,电源电压不变,电阻R1的阻值为20Ω。当断开开关S1和S2,闭合开关S3时,电流表的示数为0.50A;当断开开关S2,闭合开关S1、S3,电流表的示数为0.90A。求:
(1)求电源电压;
(2)电阻R2的阻值。
【答案】解:(1)根据电路图可知,当只闭合开关S3时,电路里只有R1,电流表测电路中的电流,
此时电源电压等于R1两端电压,即U=I1R1=0.50A×20Ω=10V。
答:电源电压是10V。
(2)根据电路图可知,当闭合开关S1、S3时,电阻R1和R2并联,电流表测量的是干路中的总电流,以此时通过R1的电流仍为0.50A,
此时通过电阻R2的电流为I2=I总-I1=0.90A-0.50A=0.40A,
那么电阻R2的阻值是。
答:电阻R2的阻值是25Ω。
【知识点】并联电路的电流规律;欧姆定律及其应用
【解析】【分析】 (1)当断开开关S1和S2,闭合开关S3时,电路为R1的简单电路,电流表测电路中的电流,根据欧姆定律求出电源的电压;
(2)当断开开关S2,闭合开关S1、S3时,电阻R1和R2并联,电流表测量的是干路电流;根据并联电路的特点和并联电路的电流的规律求出求出通过R2的电流,再根据并联电路的电压特点和欧姆定律求出电阻R2的阻值。
34.(2024九上·安新期中)一个定值电阻R和一个小灯泡L,当定值电阻R两端的电压为1V时,通过定值电阻R的电流为0.1A。将定值电阻R和小灯泡L连接成图甲所示的电路,电源电压不变,只闭合开关S1时,电流表的示数如图乙所示;只闭合开关S2时,小灯泡L正常发光。通过小灯泡L的电流与其两端的电压的关系图像如图丙所示,求:
(1)定值电阻R的阻值;
(2)电源电压;
(3)小灯泡L正常发光时的阻值。
【答案】(1)解:定值电阻R的阻值
(2)解:只闭合开关S1时,电路为定值电阻R的简单电路,电流表测量通过R的电流,由图乙可知,电流表的量程是0~0.6A,分度值是0.02A,电流表的示数是0.3A,电路中的电流为0.3A,电源电压
(3)解:只闭合开关S2时,电路为小灯泡L的简单电路,小灯泡L两端的电压等于电源电压为3V,由图丙可知,此时通过小灯泡L的电流为0.5A,小灯泡L正常发光时的阻值
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)根据,计算电阻的大小;
(2)结合开关,判断电路的连接,利用U=IR,计算电源电压;
(3)根据并联电路的规律,利用,计算电阻。
(1)定值电阻R的阻值
(2)只闭合开关S1时,电路为定值电阻R的简单电路,电流表测量通过R的电流,由图乙可知,电流表的量程是0~0.6A,分度值是0.02A,电流表的示数是0.3A,电路中的电流为0.3A,电源电压
(3)只闭合开关S2时,电路为小灯泡L的简单电路,小灯泡L两端的电压等于电源电压为3V,由图丙可知,此时通过小灯泡L的电流为0.5A,小灯泡L正常发光时的阻值
35.(2025九上·横州期末)为了测量邕江江面的风速,某项目小组设计了如图所示的风速测量仪,弹簧左端固定,右端连接有滑块,并套在光滑水平杆AB上。当风速为零时,滑片P恰好位于M端。电阻丝MN总电阻为100Ω,阻值与其长度成正比;电源电压恒定,的阻值为20Ω,电压表量程为0~15V;电压表的示数U与电流I和风速v的关系为(k为定值)。当闭合开关时,电压表示数为4V时,电路中的电流为0.25A,测得风速为6m/s。求:
(1)两端的电压;
(2)当电压表示数为9V时的风速;
(3)为了保证电路安全,需将更换为至少多大的定值电阻,并计算出风速测量仪的最大测量值。
【答案】(1)解:闭合开关,两电阻串联接入电路,滑动变阻器接入电路的阻值不变,根据欧姆定律可知,电路中电流不变。根据欧姆定律可得,R0两端的电压U0=R0I=20Ω×0.25A=5V
(2)解:电压表的示数U与电流I和风速v的关系为U=kIv2(k为定值),当闭合开关时,电压表示数为4V时,电路中的电流为0.25A,测得风速为6m/s,即4V=k×0.25A×(6m/s)2,解得;当电压表示数为9V时,代入数据可得;解得风速v=9m/s。
(3)解:串联电路总电阻等于各部分电阻之和,根据欧姆定律可得电源电压U=I(R0+RMN)=0.25A×(20Ω+100Ω)=30V
电压表测滑片右端部分的电压,电压表量程为0~15V,电压表示数最大为15V时,滑动变阻器接入电路最大阻值,根据欧姆定律可得此时通过电路的电流
根据串联电路电压规律结合欧姆定律可得定值电阻的阻值
风速测量仪的测量风速最大时通过电路的电流为0.15A,电压表示数为15V,即
解得风速v'=15m/s。
【知识点】串联电路的电压规律;欧姆定律及其应用
【解析】【分析】1.掌握串联电路电流规律,结合欧姆定律计算得出电压;
2.正确理解题中所给 电压表的示数U与电流I和风速v的关系,利用已知条件得出常数k的值,再将U=9V代入公式中,可得出此时风速;
3.注意理解当风速最大时电路的连接情况:滑片P位于N端,电压表示数达到最大值,根据电压表量程得出此时电压,结合串联电路电流特点再通过欧姆定律可计算得出定值电阻阻值,将所得电流电压带入题中所给公式中,可计算最大风速。
(1)闭合开关,两电阻串联接入电路,滑动变阻器接入电路的阻值不变,根据欧姆定律可知,电路中电流不变。根据欧姆定律可得,R0两端的电压U0=R0I=20Ω×0.25A=5V
(2)电压表的示数U与电流I和风速v的关系为U=kIv2(k为定值),当闭合开关时,电压表示数为4V时,电路中的电流为0.25A,测得风速为6m/s,即4V=k×0.25A×(6m/s)2,解得
当电压表示数为9V时,代入数据可得
解得风速v=9m/s。
(3)串联电路总电阻等于各部分电阻之和,根据欧姆定律可得电源电压U=I(R0+RMN)=0.25A×(20Ω+100Ω)=30V
电压表测滑片右端部分的电压,电压表量程为0~15V,电压表示数最大为15V时,滑动变阻器接入电路最大阻值,根据欧姆定律可得此时通过电路的电流
根据串联电路电压规律结合欧姆定律可得定值电阻的阻值
风速测量仪的测量风速最大时通过电路的电流为0.15A,电压表示数为15V,即
解得风速v'=15m/s。
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2025年秋-鲁科版(五四制)初中物理九年级上册单元测试 第十五单元《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.(2024九上·成都期中)探究“电流与电阻的关系”时,我们一般需要先预设一个电压值,实验中保持电阻两端电压为预设值不变,现采用如图所示电路进行探究,器材:理想电源()、滑动变阻器()、电流表、电压表、开关、三个定值电阻()及导线若干,以下说法错误的是( )
A.要获得3组实验数据,电压的预设值最小为
B.要获得3组实验数据,电压表量程应选“0~15V”
C.若该实验中更换定值电阻后,需要改变滑动变阻器的阻值保持定值电阻两端的电压保持不变
D.若实验电压的预设值为,要获得3组实验数据,可以更换最大阻值为的滑动变阻器
2.(2024九上·哈尔滨月考)小松同学在“探究通过导体的电流与其两端电压的关系”时,将记录的实验数据通过整理作出了如图所示的图像,下列说法中错误的是( )
A.当在导体乙的两端加上2V的电压时,通过乙导体的电流为0.2A
B.将甲、乙两导体并联接到电压3V的电源上时,干路中的电流为0.9A
C.导体两端的电压为零时,导体的电阻不为零
D.依据图像可得导电阻分别为R乙=5Ω R甲=10Ω
3.(2024九上·武侯期中)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:移动滑动变阻器目的是保持电阻R两端电压不变
D.图丙:在不增加任何器材的情况下,仅利用本实验的器材可探究电流与电阻的关系
4.(2024九上·北京市期中)如图是两个定值电阻R1、R2的内部结构图,R1、R2所用的金属丝(涂有绝缘漆)材料相同、粗细均匀,分别缠绕在相同的圆柱形绝缘棒上,圈数分别为43圈和33圈,R1的金属丝比R2的金属丝细。将R1、R2连接在同一电路中,下列说法正确的是( )
A.R1的电阻小于R2的电阻
B.R1两端的电压一定不小于R2两端的电压
C.通过R1的电流一定不小于通过R2的电流
D.若R1突然烧断,R2一定也会停止工作
5.(2025九上·荣县期中)如图所示是某科技创新小组的同学们自己发明的电子握力器的内部结构。电源电压不变,滑动变阻器b端固定在绝缘底座上,手柄A与变阻器滑片固定在一起。握力为0时,滑片处于a端;L是一个电阻不变的指示灯,力量计由一个电流表改装而成。使用时,先闭合开关S,再用手握住手柄,手柄A向下运动压缩弹簧,握力就显示在力量计的表盘上。下列有关此握力计的说法中正确的是( )
A.握力越大,灯泡越亮,力量计的示数越大
B.改装成的力量计的零刻度线就是原电流表的零刻度线
C.握力器的手柄必须用金属材料制成
D.握力越大,弹簧的长度越长;握力越小,弹簧的长度越短
6.(2025九上·兰州期中)如图甲是呼气式酒精测试仪的电路原理图,R1为气敏电阻,它的阻值随酒精气体浓度的变化曲线如图乙,R2为定值电阻,电源电压保持不变。若驾驶员酒驾,则( )
A.测试仪中电流表的示数变小
B.测试仪中电压表的示数变小
C.气敏电阻两端的电压变小
D.电压表与电流表示数的比值越小
7.(2025九上·武冈竞赛)如图所示,R1为定值电阻,R2为标有“20Ω 1A”的滑动变阻器,电源电压保持不变。当滑片P在某位置时,电流表示数为0.2A,此时在电路中接入一个电压表,闭合开关,电压表示数为2V。已知电流表的量程为,电压表的量程为,在保证电路安全的情况下向某一方向移动滑片,发现电压表示数最大变化量为1V,下列判断正确的是( )
①若电压表接在R1两端且滑片向左滑动,则电源电压可能为6V且R1=10Ω
②若电压表接在R1两端且滑片向右滑动,则电源电压只能为3V且R1=10Ω
③若电压表接在R2两端且滑片向左滑动,则电源电压只能为2.5V且R1=2.5Ω
④若电压表接在R2两端且滑片向右滑动,则电源电压只能为6V且R1=20Ω
A.仅①③ B.仅②④ C.仅①②③ D.①②③④
8.(2025九上·北川期中)小明利用如图甲所示的电路来测量R的阻值,电源电压为3V,R的阻值约为10Ω,闭合开关后,电压表指针的位置如图乙所示。对于该实验,下列说法正确的是( )
A.闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移至a端
B.电流表的量程应该选择0 3A
C.图乙中电压表的读数为2.3V
D.多次测量求平均值是为了让结论更具普遍性
9.(2024九上·成都期中)如图所示,是电学中常见的电路图,在A、B两点间分别接入元件,并进行对应实验。关于不同实验的描述中,正确的是( )
A.探究电流与电阻的关系——改变接入AB间电阻大小和电压大小
B.探究电流与电压的关系——AB间电阻大小不变,必须使AB间电压成倍数变化
C.测量未知电阻阻值——滑动变阻器用于改变电阻两端电压和通过的电流
D.测量小灯泡的阻值——需多次测量求平均值,减小误差
10.(2024九上·江门期中)以下四种电路,电源电压不变且未知,R0 是已知阻值的定值电阻,在不拆改电路的情况下,不能测出未知电阻Rx阻值的电路是
A. B.
C. D.
11.(2024九上·衡阳期末)在测未知电阻时,电源电压保持不变,并且电压未知,如果缺少电流表或电压表,可以通过增加一个阻值已知的定值电阻和开关来解决,下面的四种方案中正确的是( )
A.只有①②③ B.只有②③④
C.只有②③ D.①②③④都可以
12.三个电阻的阻值分别为 R1,R2,R3,用不同的连接方法把它们接到同一个电源两端,所能获得的最大总电流和最小总电流之比应是 ( )
A.
B.
C.
D.
13.一个电阻R 允许通过的最大电流是I,为了把它串联到电流是nI 的电路中去(n>1).必须给它并联一个电阻R ,R 和R 的阻值之比是 ( )
A. B. C. D.
14.在如图所示电路中,电流表和电压表均为理想电表,则下列判断中正确的是( )
A.且RBC最大,RAC最小 B.且RBC最大,RAC最小
C.且 RBC最大,RAD最小 D.且 RBC最大,RAD最小
15.(2024九下·万载月考)轿车上设有安全带未系提示系统,不系安全带属于违章行为,如违反规定,将对机动车乘坐人处以警告或罚款。当乘客坐在座椅上时,开关S1闭合,指示灯亮起,若系安全带,开关S2闭合,指示灯熄灭。如图所示,电路图设计最合理的是( )
A. B.
C. D.
阅卷人 二、填空题(本题共13小题;每空1分,共34分)
得分
16.在探究“电流与电阻的关系”的过程中:
(1)连接电路时,开关应处于 (填“断开”或“闭合”)状态.
(2)小刚按如图甲所示连好电路后,闭合开关,移动滑动变阻器滑片,发现电流表无示数,电压表有示数,其原因可能是____(只填序号).
A.电流表断路 B.R 断路 C.R 短路
(3)排除故障后,小刚将5 Ω的电阻接入电路,调节滑动变阻器,使电压表示数为1.5V,电流表示数(如图乙所示)为 A.
(4)小刚再分别换接10Ω、15Ω的电阻,重复实验,得到表一中的另两组数据.分析表一数据,可得出结论:保持电压不变时,导体中的电流跟导体的电阻成 比.
表一
电阻R/Ω 5 10 15
电流I/A 0.15 0.10
表二
电阻R/Ω 5 10 15
电流I/A 0.3 0.2 0.15
(5)小红在做此实验时,每次只更换电阻,测得相应的电流值,如表二所示.根据表中数据,她无法得到与小刚相同的结论,其原因是 .
17.(2024九上·简阳期中)小张在探究电流与电阻关系实验时,闭合开关前,将滑动变阻器的滑片移到最大阻值处的目的是 ;在实验过程中,多次移动滑动变阻器其目的是 。
18.(2024九上·达州月考)如图所示,电源电压保持不变,在“探究电流与电阻的关系”的实验中,当S闭合前,滑动变阻器的滑片P应置于最 端,在探究的过程中,如要将20Ω的定值电阻更换为15Ω的电阻后,为了达到实验目的,应将滑片P向 端滑动(均选填“左”或“右”),使电压表的示数 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
19.(2025九上·北川期中) 现有一个灯L和一个定值电阻R,两者的I-U图像如图所示。将灯L和定值电阻R并联在2V的电源两端,通过灯的L电流为 A;将灯L和定值电阻R串联在电压恒为5V的电源两端,通过灯L的电流为 A,定值电阻R两端的电压为 V。
20.(2025九上·珠海期中)如图所示,AB和BC是由同种材料制成的长度相同、横截面积不同的两段导体,则RAB RBC,将它们串联后连入电路中,则流过AB段和CD段的电流电流和其两端的电压关系分别为IAB IBC,UAB UBC(选填“>"、"<"或"=").
21.电阻 R1与 R2的 I-U 图象如图所示.当 R2上的电压为 1.5V 时,R2的阻值是 Ω;若将它们并联连接到电压为2.5V的电源上,则干路的电流是 A.
22.(2025九上·新田期末)如图所示,某创新小组设计了一个测量中学生身高的测量仪。定值电阻R1=10Ω,电源电压恒为21V,均匀电阻丝R2上标有“100Ω 1A”字样,其每1cm长度的电阻丝阻值为1Ω,电压表量程为0~15V,电流表量程为0~3A。根据以上信息,请回答下列问题。
(1)当测量者身高变高时,电流表的示数将 ;
(2)测量时电流表的示数为1.2A,则电压表示数为 V;
(3)若R2最下端离地面为110cm,小组同学发现,在保证各元件安全的前提下,该仪器测量的范围有限,为了让测量的最大值刚刚到能测量出190cm的身高,聪明的组员想到在原有的电路设计上,只需更换定值电阻R1,就可以达到目的,则R1应该更换为 Ω的电阻。
23.(2024·郫都模拟)在测量额定电压为2.5V小灯泡的电阻实验时,如图所示,实验元件完好,导线连接稳固,闭合开关,灯泡不亮,检查发现电路中电压表和电流表连接错误,此时电压表 (选填“有示数”或“无示数”);只需要将电压表和电流表 就成为正确的实验电路。
24.(2024·松原模拟)如图是电阻甲和乙的图像,将电阻甲和乙并联,若电源电压为2V,则电路中的总电流为 A。一只小灯泡上标有“2V 0.2A”的字样,现要将该小灯泡接入3V的电源上,为使其能够正常发光,应将电阻 (选填“甲”或“乙”)与灯泡串联。
25.(2024·广东) 如图所示,闭合开关,导线夹M在铅笔芯上向右移动,电流表的示数变 。若要测量铅笔芯的电阻,需补充的仪表是 。实验时铅笔芯发烫的现象,属于电流的 效应。
26.(2025九上·海珠期中) 一只标有“6V 3W”的小灯泡,电源电压12V,若能使小灯泡正常发光,需将小灯泡和一只 Ω的电阻 联。
27.(2023九上·开原月考)如图是大型电子地磅的电路图。当称重物时,在压力作用下滑片P向下端滑动,变阻器连入电路的电阻 ,电流表的示数 。这样把电流对应的重量刻在电流表的刻度盘上,就可以读出被称物体的重量。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
28.(2025九上·临西期中)如图所示的电路中,电源电压不变,开关S1闭合后,开关S2由断开到闭合,电路中的总电阻将 .若S1仍闭合,S2断开,将滑片P向左移动,则电压表和电流表的示数的比值将 (均选填“变大”、“不变”或“变小”)
阅卷人 三、实验探究题(本题共4小题;共21分)
得分
29.(2025·顺德三模)小明利用题图甲电路进行“探究电流与电压、电阻关系”的实验
(1)探究电流与电压的关系时:
①图乙是小明的实验数据描出的点,其中, (填字母)组数据是异常的,检查发现是读数时粗心所致,分折时 (选填“需要”或“不需要”)把它剔除:
②请在图乙中画出I-U图像 ;电限R的阻值为 Ω
(2)探究电流与电阻的关系时,记录的实验数据如下所示,则定值电阻两端的电压是 V.你判断的依据是 。
数据序号 1 2 3 4 5
电阻R/Ω 5 10 15 20 25
电流I/A 0.40 0.20 0.14 0.10 0.08
30.(2025九上·新田期末)某同学利用图所示的电路“探究电流与电阻的关系”,使用的实验器材有:电压恒为3V的电源、电流表、电压表、开关各一个,5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻各一个,规格为“15Ω 1A”的滑动变阻器一个,导线若干。
实验次数 1 2 3 4
R/Ω 5 10 15 20
I/A 0.40 0.20 0.14 0.10
(1)连接电路时,开关应该处于 状态。
(2)请你用笔画线代替导线,将如图所示的电路连接完整 (要求滑片P向左移动时,电流表示数变小)。
(3)接下来,分别用5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的电阻进行实验,正确操作,记录的数据如表所示,则实验中控制电压表的示数为 V不变,分析实验数据得出结论:在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成 。
31.(2025·西藏)如图使示,某实验小组“探究电压一定时电流与电阻的关系”。
(1)实验时须注意安全用电,因此,连接电路时开关应处于 状态。
(2)请在图乙中用笔画线代替导线将实物图连接完整,要求:闭合开关前,滑动变阻器的滑片P置于A端 。
(3)闭合开关后,某同学发现电流表无示数,电压表有示数且示数接近电源电压。请你分析电路故障原因可能是: 。
(4)排除故障后,移动滑动变阻器的滑片P至适当位置,记录此时电流表的示数。更换不同阻值的定值电阻,调节滑片的位置使电压表的示数保持不变,记录电流表的示数并填入表格。图丙是第2次实验时电流表指针的位置,其示数为 A。
次数 1 2 3 4
电阻R/Ω 5 10 20 50
电流I/A 0.40 0.10 0.04
(5)分析表中的数据可知:导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成 。
32.(2025九上·龙岗月考)小明家新进购置了一台某品牌的温合动力汽车,如图甲所示,小明结合课堂上学到的物理知识对该汽车进行了细致的研究。
(1)该混合动力汽车的内燃机是一台单缸四冲程汽油机,如图乙所示是汽油机的 冲程;汽车行驶一段时间后,油箱中剩余燃油的热值 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
(2)车上装有一个用来提醒司机是否关好车门的指示灯,四个车门中只要有一个门没关好(相当于一个开关断开)。该指示灯就会发光,如图丁所示的模拟电路图符合要求的是 ;
(3)汽车中有如图丙所示的电路,其中上端带金属细杆的金属滑块M与两侧金属弹簧相连接并接入电路中,金属滑块M 与弹簧套在光滑绝缘的水平细杆上,当汽车静止时,滑块M上的金属细杆与红、绿灯一端的触头(图中箭头)都不接触,当汽车向前启动时, 灯亮;当汽车急刹车时, 灯亮(均填“红”或“绿”)。
(4)汽油机使用水做冷却剂,若23kg的水的温度升高60℃,水吸收的热量相当于完全燃烧多少克汽油所提供的热量。[不考虑热量的损失,c水=4.2x103J/(kg·℃);汽油热值 q=4.6x107J/kg](要有计算过程)
阅卷人 四、计算题(本题共3小题;33题3分,34题6分,35题6分,共15分)
得分
33.(2025九上·临西期中)如图所示的电路中,电源电压不变,电阻R1的阻值为20Ω。当断开开关S1和S2,闭合开关S3时,电流表的示数为0.50A;当断开开关S2,闭合开关S1、S3,电流表的示数为0.90A。求:
(1)求电源电压;
(2)电阻R2的阻值。
34.(2024九上·安新期中)一个定值电阻R和一个小灯泡L,当定值电阻R两端的电压为1V时,通过定值电阻R的电流为0.1A。将定值电阻R和小灯泡L连接成图甲所示的电路,电源电压不变,只闭合开关S1时,电流表的示数如图乙所示;只闭合开关S2时,小灯泡L正常发光。通过小灯泡L的电流与其两端的电压的关系图像如图丙所示,求:
(1)定值电阻R的阻值;
(2)电源电压;
(3)小灯泡L正常发光时的阻值。
35.(2025九上·横州期末)为了测量邕江江面的风速,某项目小组设计了如图所示的风速测量仪,弹簧左端固定,右端连接有滑块,并套在光滑水平杆AB上。当风速为零时,滑片P恰好位于M端。电阻丝MN总电阻为100Ω,阻值与其长度成正比;电源电压恒定,的阻值为20Ω,电压表量程为0~15V;电压表的示数U与电流I和风速v的关系为(k为定值)。当闭合开关时,电压表示数为4V时,电路中的电流为0.25A,测得风速为6m/s。求:
(1)两端的电压;
(2)当电压表示数为9V时的风速;
(3)为了保证电路安全,需将更换为至少多大的定值电阻,并计算出风速测量仪的最大测量值。
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】AB.图中,两电阻串联,电压表测定值电阻两端的电压,探究电流和电阻关系时,电压不变,电压表处的电阻变大,滑动变阻器的取值变大,根据串联分压原理可得:,定值电阻的最大阻值为20Ω,滑动变阻器阻值40Ω,代入数据:,解得UV=3V;则电压的预设值最小为3V,电源电压为9V,当滑动变阻器接入电路中的阻值为零时,定值电阻两端的电压最大为9V,电压表量程应选“0~15V”,故AB正确,不符合题意;
C.探究电流与电阻的关系时,保持定值电阻两端的电压不变,更换定值电阻后,提供改变滑动变阻器的阻值,保持定值电阻两端的电压不变,故C正确,不符合题意;
D.若实验电压的预设值为2V,定值电阻的最大阻值为20Ω,代入数据可得:,则滑动变阻器接入电路的阻值RP=70Ω,可更换最大阻值为70Ω的滑动变阻器,故D错误,符合题意。
故选D。
【分析】探究电流和电阻关系时,定值电阻分压保持不变,实验时更换电阻,移动滑片保持电压表示数一定,根据分压规律,计算滑动变阻器的电阻或电压表示数值。
2.【答案】D
【知识点】串联电路和并联电路的辨别;电阻;探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】A.根据图像可知,当乙两端电压为2V时,通过乙的电流为0.2A,故A正确不符合题意;
B.根据图片可知,当电压为3V时,通过甲的电流为0.6A,通过乙的电流为0.3A,所以干路电流为
,
故B正确不符合题意;
C.电阻是导体本身的性质,与外加的电压、电流值无关,故C正确不符合题意;
D.根据图片可知,当甲两端电压为3V时,通过甲的电流为0.6A,
所以甲的电阻为;
当乙两端电压为3V时,通过乙的电流为0.3A,
所以乙的电阻为,
故D错误符合题意。
故选D。
【分析】A.根据图片分析解答;
B.将甲、乙两导体并联接到电压3V的电源上时,根据并联电路中电压是相等的,由图可知甲、乙两导体两端电压是3V时通过甲、乙两导体的电流,根据并联电路的电流特点得出干路电流;
C.导体的电阻是导体的属性,与导体两端电压无关;
D.根据图片确定电流和对应的电压,根据计算二者的电阻值。
3.【答案】B
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】A.探究电流与电压的关系时,应控制电阻不变,灯丝电阻随温度的改变而改变,不能利用灯泡进行实验,故A错误;
BCD.图乙到图丙,串联滑动变阻器,通过调节滑片使定值电阻R两端的电压改变,进行多次实验,探究电流和电压规律的普遍性,故B正确,CD错误。
故选B。
【分析】探究电流跟电压的关系时,通过滑片位置,改变定值电阻两端的电压,并多次实验,探究电流和电压规律的普遍性。
4.【答案】B
【知识点】串联电路的电流规律;并联电路的电压规律;影响电阻大小的因素;欧姆定律及其应用
【解析】【解答】A.根据题意可知,R1与R2的材料相同,根据缠绕圈数可知,R1比R2更长、更细,所以R1的电阻比R2的电阻更大,故A错误;
BC.根据题意可知,如果将R1、R2串联,那么通过R1的电流等于通过R2的电流。R1>R2,根据U=IR可知,R1两端的电压大于R2两端的电压。如果将R1、R2并联,那么二者电压肯定相等。R1>R2,根据可知,通过R1的电流小于通过R2的电流,故B正确,C错误;
D.串联时各用电器互相影响,R1突然烧断,整个电路断路,R2也会停止工作;并联时各用电器互不影响,R1突然烧断,R2不会停止工作,故D错误。
故选B。
【分析】A.导体电阻与长度成正比,与横截面积成反比;
BC.从串联和并联两个角度,结合欧姆定律比较它们的电压和电流大小;
D.从并联和串联两个角度分析二者是否相互影响。
5.【答案】A
【知识点】弹力;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.根据图片可知,握力越大,滑片越向下移动,则滑动变阻器连入电路的电阻越小。根据可知,此时电路中的电流越大,那么灯泡越亮。力量计串联在电路中,应该为电流表,则此时力量计的示数越大,故A正确;
B.根据图片可知,当滑片在a端时,弹簧没有受到压力,即压力为0。闭合开关,此时电路中的电流最小不是0,即力量计的零刻线与电流表的零刻线不重合,故B错误;
C.在使用过程中,手柄只是用来控制滑片移动,不需要导电,所以不一定必须用金属材料制成,故C错误;
D.根据图片可知,握力越大,弹簧的形变越大,长度越短;握力越小,弹簧的形变越小,长度越长,故D错误。
故选A。
【分析】A.当握力增大时,根据滑片移动方向确定变阻器的阻值变化,根据欧姆定律确定电流的大小变化即可;
B.注意分析握力为零时通过电路的电流是否为零即可;
C.根据使用过程确定手柄位置应该导电还是绝缘即可;
D.根据弹簧形变程度确定长度变化。
6.【答案】C
【知识点】串联电路的电压规律;欧姆定律及其应用;电路的动态分析
【解析】【解答】图中,气敏电阻R1与定值电阻R2串联,电压表测电阻R2的电压,电流表测电路中的电流。
ABC.图乙中,气敏电阻的阻值随酒精气体浓度的增大而减小,当驾驶员酒驾时,酒精气体浓度变大,气敏电阻的阻值变小,电流变大,电流表的示数变大;间隔U=IR,定值电阻R2两端的电压变大,即电压表的示数变大;气敏电阻R1两端电压变小;故AB不符合题意,故C符合题意;
D.电压表与电流表示数的比值等于定值电阻R2的阻值,电压表与电流表示数的比值不变,故D不符合题意。
故选C。
【分析】在串联电路中,电阻减小,电流变大,减小的电阻分压减小,其他位置分压变大。
7.【答案】C
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析
【解析】【解答】(1)闭合开关,两电阻串联接入电路,电流表测通过电路的电流,若电压表接在R1两端,则电压表测定值电阻两端的电压,根据欧姆定律可得定值电阻的阻值
①滑片向左滑动,滑动变阻器接入电路的电阻变小,根据欧姆定律可知,通过电路的电流变大,则电压表示数变大,电压表示数最大变化量为1V,所以,电压表示数最大为
则此时通过电路的电流
若此时滑动变阻器接入电路的电阻为10Ω,则滑动变阻器两端的电压
串联电路总电压等于各部分电压之和,所以,电源电压可能是
故①正确;
②滑片向右滑动,滑动变阻器接入电路的电阻变大,根据欧姆定律可知,通过电路的电流变小,则电压表示数变小,电压表示数最大变化量为1V,所以,电压表示数最大为
则此时通过电路的电流
若此时滑动变阻器接入电路最大阻值,则滑动变阻器两端的电压
串联电路总电压等于各部分电压之和,所以,电源电压可能是
故②正确;
(2)闭合开关,两电阻串联接入电路,电流表测通过电路的电流,若电压表接在R2两端,则电压表测滑动变阻器两端的电压,根据串联电路电压规律结合欧姆定律可得
③滑片向左滑动,滑动变阻器接入电路的电阻变小,根据欧姆定律可知,通过电路的电流变大,R2为标有“20Ω 1A”的滑动变阻器,电流表的量程为,电路安全,所以,通过电路的最大电流为0.6A,根据串联分压原理可知,电压表示数变小,电压表示数最大变化量为1V,所以,电压表示数最小为
根据串联电路电压规律结合欧姆定律可得
⑤⑥联立可得
故③正确;
④滑片向右滑动,滑动变阻器接入电路的电阻变大,根据欧姆定律可知,通过电路的电流变小,根据串联分压原理可知,电压表示数变大,电压表示数最大变化量为1V,所以,电压表示数最大为
题目中未确定滑动变阻器移到何处,所以,滑动变阻器的阻值不能确定,所以,定值电阻R1的阻值和电源电压不会是一个定值,故④错误。
综上,故ABD错误,C正确。
故选C。
【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。
8.【答案】C
【知识点】电流的测量及电流表的使用;电压的测量及电压表的使用;欧姆定律及其应用;伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】选项A:闭合开关前,滑动变阻器应调至最大阻值处(滑片移到端),而非端,A错误。
选项B:电源电压,约,由得最大电流,故电流表应选量程,B错误。
选项C:电源电压,电压表测的电压,因此选量程(分度值),图乙指针读数为,C正确。
选项D:多次测量求平均值是为了减小误差,“让结论更具普遍性”是探究性实验的目的(如探究电阻与因素的关系),此处测电阻多次测量的目的是减小误差,D错误。
故选C
【分析】电路结构:与滑动变阻器串联,电压表测两端电压,电流表测电路电流。本题核心考查伏安法测电阻的“实验操作(滑动变阻器调节)、量程选择(欧姆定律)、电表读数、实验目的”等关键知识点,需逐一分析选项的逻辑合理性。
9.【答案】C
【知识点】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】 解:A、探究电流与电阻的关系,需要改变电阻大小,但需要控制电阻两端电压不变,故A选项错误;
B、探究电流与电压关系,需要改变电阻两端的电压,但并不需要成倍数变化,电压的取值可以任意,最终画出函数图象即可,故B选项错误;
C、测量电阻的阻值,应该多次改变电阻的电压和通过的电流,多次测量求平均值,故C选项正确;
D、测量小灯泡的阻值时,小灯泡电阻会随着温度的变化而变化,故一般只要一组正常发光的数据即可,不能多次测量求平均值,故D选项错误。
故选:C。
【分析】 不同的实验目的不同,所需要的条件也不同。
探究电流与电阻的关系,需要改变电阻大小而控制电阻两端电压不变;探究电流与电压关系,需要改变电阻两端的电压;测量电阻的阻值应该注意多次测量求平均值;测量小灯泡的阻值一般只要一组正常发光的数据即可。据此对选项详细分析,判断正误。
10.【答案】C
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】 A.当闭合开关S、S2时,定值电阻R0与未知电阻Rx串联接入电路,电压表测量未知电阻Rx两端的电压,读出电压表的示数为Ux。当闭合开关S、S1时,定值电阻R0与未知电阻Rx串联接入电路,电压表测量未知电阻Rx和已知电阻R0两端的总电压,读出电压表的示数为U,所以电阻R0两端的电压U0=U-Ux,根据串联电路电流规律可知,I0=Ix,即,解得未知电阻,故A不合题意;
B.只闭合S,只有未知电阻Rx接入电路,读出电流表的示数I1,此时电源电压U=I1Rx------①,
再闭合S1,定值电阻R0与未知电阻Rx并联接入电路,读出电流表示数为I,根据并联电路电流规律可知,通过定值电阻R0的电流I0=I-I1,
此时电源电压U=U0=I0R0=(I-I1)R0------②,
联立①②,解得未知电阻,故B不合题意;
C.闭合开关S1,电压表测量电源电压,再闭合开关S2,电压表测量的还是电源电压,不能得到Rx的电流,故C符合题意;
D.只闭合S,定值电阻R0与未知电阻Rx串联接入电路,读出电流表的示数为I1,
此时电源电压U=I1R总=I1(R0+Rx)------③,再闭合S1 时,只有定值电阻R0接入电路,读出电流表的示数为I2,
此时电源电压U=I2R0------④,
联立③④,解得未知电阻,故D不合题意。
故选C。
【分析】测未知电阻的阻值,其实就是想办法测出它两端的电压和通过它的电流,利用欧姆定律、串并联电路的特点,结合各个电路图分析判断即可。
11.【答案】A
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】①.当开关、闭合时,电路为Rx的简单电路,此时电压表的示数等于电源电压;断开时,电压表测量待测电阻两端的电压,根据串联电路电压规律可计算出两端的电压,结合欧姆定律可计算出电路中的电流和被测电阻的阻值,故方案①能测出;
②.先闭合S1,测量此时的电路电流,根据欧姆定律可计算电源电压,只闭合可测出通过被测电阻的电流,根据并联电路各支路两端电压相等的关系可得被测电阻两端的电压,结合欧姆定律计算待测电阻的阻值,故方案②能测出;
③.只当闭合,电流表测出通过的电流,由可计算出电源电压,根据并联电路各支路两端电压相等的关系可得被测电阻两端的电压;当两开关都闭合时,电流表测干路电流,则可根据并联电路的电流规律可计算出通过的电流,结合欧姆定律计算出的阻值。故方案③能测出;
④.电压表串联在电路中,电阻较大,示数始终等于电源电压,故方案④不能测出其阻值。
故选A。
【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、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,电阻规律。
3、欧姆定律:公式为U=IR,测量电路的电阻,需要计算分析电路的电压和通过电阻的电流,据此计算电阻。
12.【答案】A
【知识点】电阻的串联;电阻的并联;欧姆定律及其应用
【解析】【解答】 三个电阻串联时,总电阻R串=R1+R2+R3,
三个并联:,,
最大总电流与最小总电流之比:
,故A正确;
故选A。
【分析】 三个电阻串联时电阻最大,三个电阻并联时总电阻最小,由欧姆定律求出电流,然后求出电流之比。
13.【答案】C
【知识点】电阻的并联
【解析】【解答】 因为一个电阻R允许通过的最大电流是I,
所以串联到电流是nI的电路中,则应给电阻R并联一个电阻Rx,
根据并联电路的电流特点知:
Rx应分担的电流为nI-I=(n-1)I,
因为并联电路的电流与电阻之间成反比,
所以。
故选C。
【分析】 把它串联到电流是nI的电路中,则根据并联电路的电流特点可知:给它并联一个电阻Rx,应分担的电流为nI-I,然后利用并联电路的电流与电阻之间成反比的特点即可求出。
14.【答案】C
【知识点】电阻的串联;电阻的并联
【解析】【解答】 理想电流表短路,所以A点相当于D.所以RAB=RBD,RAC=RCD,故A、B、D选项不正确;
RAD为短路,电阻为0,所以电阻是最小的;
故选C。
【分析】 根据电阻的串并联和电流表相当与导线,电压表相等于断路,电压表的电阻非常大相当于断路,对电路逐项分析,进行解答。
15.【答案】B
【知识点】串、并联电路的设计
【解析】【解答】根据题目描述可知,当乘客坐在座椅上时,开关S1闭合,指示灯亮起,说明S1控制指示灯,即二者串联。
开关S2闭合,指示灯熄灭,这不符合串联的情形,则开关S2与灯泡并联。为了避免灯被短路,需再串联电阻R保护电路。
故选D。
【分析】用电器相互影响为串联,用电器不相互影响为并联,据此结合题目描述分析判断即可。
16.【答案】(1)断开
(2)B
(3)0.3
(4)反
(5)没有调节滑动变阻器,使电压表的示数保持不变
【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)连接电路时,开关要断开,可以保护电路;
(2)图中,电阻串联,闭合开关,电流表无示数,电路中有断路,电压表有示数,能连接在电源两端,则与电压表并联的位置发生断路,即R断路,B符合题意,AC不符合题意;
故选B;
(3)实验时,接入5Ω电阻时,电流表如图乙,量程为0~0.6A,分度值为0.02A,结合指针位置,电流表示数为0.3A;
(4)根据实验数据,电阻增大几倍,电流变为原来电流的几分之一,即电压一定时,导体中的电流跟导体的电阻成反比;
(5)探究电流和电阻关系时,需要保持电压表示数移动,通过调节滑动变阻器的滑片位置,可以保持电压表示数一定,而小红实验时,更换电阻后,没有调节滑动变阻器,使电压表的示数保持不变,测量的结果中,电流和电阻不能成反比关系。
【分析】【学找切入点】(1)在连接电路时,开关应当断开;
(2)闭合开关,移动滑动变阻器滑片,电流表无示数,则电路可能是断路;而电压表有示数,则说明电阻R 断路;
(3)电流表示数为0.3A;
(4)保持电压不变,当电阻R的阻值增大2倍和3倍时,电流的大小为原来的 和 ,所以导体中的电流跟导体的电阻成反比;
(5)当电阻R的阻值为5Ω、10Ω和15Ω时,所对应的电流为0.3 A、0.2 A 和0.15 A,所以电阻R 两端的电压为1.5 V、2 V 和2.25 V,这说明电阻R 两端的电压不同,其原因是没有调节滑动变阻器,使电压表的示数保持不变。
17.【答案】保护电路;控制电压不变
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】(1)在闭合开关前,要将滑动变阻器的滑片移至阻值最大处,其目的是为了保护电路,防止用电器被烧坏;
(2)根据控制变量法的要求可知,在探究电流与电阻的关系时,只改变电阻的大小,而要控制定值电阻两端的电压保持不变,所以实验时移动滑动变阻器的滑片的目的是:控制定值电阻两端的电压保持不变。
【分析】根据探究电流与电阻关系实验中滑动变阻器的作用解答。
18.【答案】右;左;不变
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】当S闭合前,滑动变阻器接入电路的电阻应最大,目的为保护电路,所以滑片P应置于最右端。
探究电流与电阻的关系的过程中,变量为电阻,应控制定值电阻两端的电压保持不变。将20Ω的定值电阻更换为15Ω的电阻,由串联分压规律可知,定值电阻两端的电压将减小,为了达到实验目的,应减小滑动变阻器两端的电压,即减小滑动变阻器的电阻,应将滑片P向左端滑动。
【分析】串联分压:用电器串联时,其两端的电压和电阻成正比;
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。
19.【答案】0.6;0.4;4
【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】(1)灯L和R并联在2V电源两端时的电流
并联电路中,各支路电压相等(均为电源电压)。
从I-U图像中找到灯在时的电流:灯的曲线在时,电流为。
(2)灯L和R串联在5V电源两端时的电流与R的电压
串联电路中,电流处处相等,且总电压等于各部分电压之和()。
先分析定值电阻:其I-U图像是直线,说明是定值电阻。取、,由得,因此。
设串联电流为,则。从图像中找满足此关系的点:
当时,灯的,此时,且,符合总电压要求。
因此,通过灯的电流为,定值电阻两端的电压为。
【分析】本题核心考查“串并联电路的电压、电流规律”与“I-U 图像的数据分析能力”,需明确并联时电压相等、串联时电流相等且总电压相加的特点,结合图像中灯L(非线性)和定值电阻R(线性)的电流--电压关系,分别提取或计算对应物理量。解题关键是将电路连接方式与图像信息结合,准确读取或推导电流、电压值。
20.【答案】>;=;>
【知识点】串联电路的电流规律;影响电阻大小的因素;欧姆定律及其应用
【解析】【解答】(1) 如图所示,AB和BC是由同种材料制成的长度相同、横截面积不同的两段导体, 根据“导体电阻与横截面积成反比”的规律可知,则电阻RAB>RBC;
(2)根据图片可知,AB和BC段串联,根据串联电路各处电流都相等的规律可知,则电流IAB=IBC。
根据公式U=IR可知,UAB>UBC。
【分析】(1)导体电阻与横截面积成反比;
(2)根据串联电路的电流规律结合U=IR比较电压大小。
21.【答案】10;0.7
【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】(1)电阻R2的函数图象是一条过原点的曲线,所以通过的电流跟它两端所加电压不成正比。
当U2=1.5V时,通过它的电流I2=0.15A,由欧姆定律可得:;
(2)电阻R1的函数图象是一条过原点的直线,所以通过的电流跟它两端所加电压成正比。
当U1=1V时,通过它的电流I1=0.2A,由欧姆定律可得:;
将它们并联连接到两端电压为2.5V的电路中时,由图象中可知:R2电流为0.2A,
通过R1的电流:,
则通过干路的电流大约是0.2A+0.5A=0.7A。
故答案为:10;0.7。
【分析】(1)由图象可知,R2阻值是变化的,则通过它的电流与它两端所加电压就不成正比。由欧姆定律计算R2的电阻值;
(2)并联电路各支路两端的电压相等,通过干路的电流可通过图象直接读出各自的电流,然后求和。
22.【答案】(1)变小
(2)9
(3)32
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析
【解析】【解答】(1)由电路图可知,被测身高增加时,滑动变阻器接入电路的长度增加,电阻变大,电路电源电压不变,结合欧姆定律计算可知电流变小,即电流表的示数将变小。
(2)测量时电流表的示数为1.2A,结合欧姆定律计算电路中的总电阻为,根据电阻的串联计算可知滑动变阻器接入的阻值为,同理计算可知电压表示数为
(3)R2接入电路的最大长度为,所以最大阻值为,电压表实数达到最大值,结合欧姆定律计算可知最小电流为,结合串联电路电压规律计算可知R1的最大阻值为,即R1应该更换为32Ω的电阻。
【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。
(1)由电路图可知,该电路是串联电路,电压表测滑动变阻器R2两端电压,电流表测电路中的电流,被测身高增加时,滑动变阻器接入电路的长度增加,滑动变阻器接入电路的阻值变大,电路中的总电阻变大,电流变小,即电流表的示数将变小。
(2)测量时电流表的示数为1.2A,电路中的总电阻为
滑动变阻器接入的阻值为
则电压表示数为
(3)R2接入电路的最大长度为
R2接入电路的最大阻值为
此时电压表实数达到最大值
则电路中的最小电流为
此时R1的最大阻值为
即R1应该更换为32Ω的电阻。
23.【答案】有示数;调换位置
【知识点】电压的测量及电压表的使用;电路故障的判断;伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】 由图知,电压表串联在被测电路中,两接线柱与电源两极通路,电压表有示数;电流表并联在灯泡两端,灯泡短路不发光;电压表电阻很大整个电路断路,电流表无示数;于是,他们断开开关,将电压表和电流表调换位置使得实验顺利完成。
故答案为:有示数;调换位置。
【分析】电压表并联在被测电路两端,可以直接接在电源两极上;电流表串联在被测电路中,不可以直接接在电源两极上。
24.【答案】0.6;甲
【知识点】串联电路和并联电路的辨别;欧姆定律及其应用;伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】将电阻甲和乙并联在电压为2V的电源两端时,流过电阻甲乙的电流是0.4A,0.2A,电路中的总电流为:;灯泡正常发光时的电压,灯泡正常发光时,需要串联的电阻两端的电压:;电路中的电流是0.2A;由欧姆定律可得,需要串联电阻的阻值:;由题中的图像可知,甲乙电阻的分别是:;;所以为使灯泡能够正常发光,应将电阻甲与灯泡串联。
【分析】1、电路的串并联:串联:电路元件首位相连,用电器相互干扰,并联:电路元件首首相连,用电器互不干扰,开关在干路上控制整个电路的通断,开关在支路上控制单个支路的通断;家庭、公共场所的电路为并联电路;
2、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。
3、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。
25.【答案】小;电压表;热
【知识点】欧姆定律及其应用;伏安法测电阻的探究实验;电路的动态分析
【解析】【解答】闭合开关,导线夹M在铅笔芯上向右移动, MN之间的长度增大,接入的电路的电阻变大,根据欧姆定律知,电流表的示数变小。若要测量铅笔芯的电阻,还需要测量铅笔芯的电压,需补充的仪表是电压表。实验时铅笔芯发烫的现象,是导体通电发热,属于电流的热效应。
【分析】根据电阻的变化结合欧姆定律分析,根据电流的热效应分析。
26.【答案】12;串
【知识点】电阻;电阻的串联
【解析】【解答】 解:小灯泡正常发光时,其两端电压为6V,小于电源电压,根据串联电路分压原理可知,需要串联一个电阻来分担多余的电压;根据串联电路电压特点可得串联的电阻两端电压为:U0=U-UL=12V-6V=6V;
根据P=UI可得电路中的电流为:;
根据欧姆定律可得串联电阻的阻值为:。
故答案为:12;串。
【分析】 先根据串联电路分压原理分析电阻连接情况,再根据串联电路电压特点求出串联的电阻两端电压,然后根据P=UI求出电路中的电流,最后根据欧姆定律可得串联电阻的阻值。
27.【答案】变小;变大
【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】根据图片可知,当称重物时,变阻器的滑片P向下端滑动,变阻器连入电路的长度变短,则变阻器接入电路的电阻变小;
根据R总=R+R'可知,电路的总电阻变小。根据可知,电路中的电流变大,电流表的示数变大。
【分析】 滑动变阻器是通过改变连入电路中电阻丝的长度来改变电阻的,根据题意确定滑片P的移动方向,弄清连入电路中的电阻丝长度变化,确定接入阻值变化。根据串联电路的电阻特点确定总电阻的变化,根据欧姆定律分析电路电流的大小变化即可。
28.【答案】变小;不变
【知识点】电阻的串联;欧姆定律及其应用
【解析】【解答】(1)根据电路图可知,开关S1闭合、S2断开时,变阻器R2与R1串联,电压表测R1的电压。
S2闭合时, 变阻器R2被短路,此时只有R1,
根据R总=R1+R2可知,电路中总电阻将变小。
(2)根据电路图可知,若S1仍闭合,S2断开,此时电阻R1与R2串联,电压表测R1的电压U1,电流表测电路的电流I;
根据欧姆定律的变形式可知,电压表和电流表的示数的比值表示定值电阻R1的大小;
则滑片P向左移动时,电压表和电流表的示数的比值不变.
【分析】 (1)根据串联电路的电阻规律R总=R1+R2分析解答;
(2)根据欧姆定律的变形式分析解答。
29.【答案】(1)C;需要;;10
(2)2;各组数据电流与电阻的乘积都一样
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】①② 由图中实验数据可知,电阻一定时,电流与电压成正比,ABDEF的电压与电流的比值为:
而C点电压与电流的比值为:
故第3组是明显错误的,分析时需要把它剔除掉;
过原点用直线将ABDEF五个点连接起来,如图所示:
(2)由表格中的数据可知,定值电阻两端的电压是:
U=IR=5Ω× 0.40A=10Ω× 0.20A=15Ω× 0.14A=20Ω× 0.10A=25Ω× 0.08A=2V,
各组数据电流与电阻的乘积都一样。
故答案为;(1)C;需要;;(2)2;各组数据电流与电阻的乘积都一样。
【分析】(1)①研究电流与电压的关系时,要控制电阻大小不变,由图乙中数据可知,电流随着电压的增大变大,据此分析;
②根据表格中数据,描绘出各组电流和电压对应点,用线连接起来;根据欧姆定律计算控制的电阻大小;
(2)研究电流与电阻关系时要控制电阻两端的电压不变,据此分析。
30.【答案】(1)断开
(2)
(3)2;反比
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】(1)连接电路时,为了保护电路,应断开开关。
(2)滑片P向左移动时,电流表示数变小,则电阻要变大,所以滑动变阻器右下接线柱接入电路;电源电压为3V,故电压表应选0~3V的量程,且与定值电阻并联。如图所示:
(3)分析表格中的数据发现,定值电阻两端电压,实验中控制电压表的示数为2V。控制的电压为2V不变时,当增大定值电阻的阻值时,通过电阻的电流变小,且电流与电阻的乘积为2V不变。所以在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
【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、电流表、电压表的连接:电流表与待测原件串联;电压表的与待测原件并联,连接过程需要电流正极流入负极流出,同时选择合适的量程。
3、欧姆定律:公式为U=IR,所以电压一定时,导体中的电流与其电阻成反比。
(1)为保护电路,进行实物连线时应断开开关。
(2)要求滑片P向左移动时,电流表示数变小,则滑动变阻器接入电路中的电阻要变大,所以应将滑动变阻器右下接线柱接入电路中;电源电压为3V,实验中电压表示数不会超过电压表的小量程,故电压表应选0~3V的量程,且与定值电阻并联。如图所示:
(3)[1]允许误差存在的情况下,分析表格中的数据发现,定值电阻两端电压
所以实验中控制电压表的示数为2V。
[2]分析实验数据发现,当控制的电压为2V不变时,允许误差存在的情况下,当增大定值电阻的阻值时,通过电阻的电流变小,且电流与电阻的乘积为2V不变。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。
31.【答案】(1)断开
(2)
(3)定值电阻R断路
(4)0.2
(5)反比
【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,在连接电路时,开关处于断开状态;
(2)闭合开关前,为了保护电路,需要将滑片移动到最大阻值处,据图可知移动到A端,据此作图:
(3) 电流表无示数,电压表有示数且示数接近电源电压 说明电压表接入电路中,即定值电阻断路;
(4)电流表量程为0-0.6A,示数为0.2A;
(5)分析数据可知,当电压一定时,电流和电阻的乘积为电压,即电流和电压成反比。
【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、欧姆定律:公式为U=IR,所以电压一定时,导体中的电流与其电阻成反比.
32.【答案】(1)做功;不变
(2)B
(3)绿;红
(4)解:水吸收的热量为;
不考虑热量的损失,则汽油的质量为。
【知识点】热量的计算;燃料的热值;热机的四个冲程;串、并联电路的设计;我国科技发展的成就
【解析】【解答】解:(1)图乙中火花塞点火,活塞向下运动,故图乙是汽油机的做功冲程。
热值是燃料的一种特性,与质量无关,汽车行驶一段时间后,油箱中剩余燃油的热值不变。
(2)开关没闭合灯就亮,显然开关与灯是并联的,且四个开关中任意一个未闭合指示灯都会发光,故四个开关要串联。
在A中,四个开关串联,但只有开关全部闭合,灯泡才会发光,不符合题意;
在B中,四个开关串联,开关全部闭合时,灯泡被短路,不发光,只要一个开关断开,灯泡就发光,符合题意。
在C中,四个门中对应的一个开关在干路中,因此其它三个开关串联后与灯泡并联,因此当四个门都关好时会形成电源短路,故不符合题意;
D、其中一个门对应的开关与灯泡串联,另外三个开关串联,串联后两路并联连接,当串联的三个开关对应的门关好后,会形成电源短路,因此不符合题意。
故选:B。
(3)当汽车静止时,滑块M上的金属细杆与红、绿灯一端的触头(图中箭头)都不接触,当汽车向前启动时,金属滑块M具有惯性保持静止,压缩后弹簧,此时绿灯接入电路发亮;当汽车急刹车时,金属滑块M具有惯性继续保持运动,压缩前弹簧,此时红灯接入电路发亮。
故答案为: (1)做功;不变;(2)B;(3)绿;红。
【分析】(1)汽油机一个工作循环有四个冲程,分别是吸气、压缩、做功和排气冲程,各冲程的特点不同,因此根据气门的状态和活塞的运行方向确定哪个冲程,同时还可参考火花塞的状态进行判断;在四冲程内燃机工作过程中有两个冲程存在能量转化:一个是压缩冲程,将机械能转化为内能;另一个是做功冲程,将内能转化为机械能。
热值是燃料的一种特性,只决定于燃料的种类,与质量和燃烧情况等无关。
(2)四个车门中任意一个车门(相当于开关)未关好,该指示灯会发光,说明只要一个开关断开,灯泡就发光,所有开关闭合,灯泡不发光。对各选项逐一分析。
(3)当车的运动状态发生变化时,滑块会由于惯性还要保持原来的状态,会使不同的触头接触,从而使不同的灯亮。
(4)利用Q吸=cm(t-t0)计算热量,结合Q=qm计算燃料质量。
33.【答案】解:(1)根据电路图可知,当只闭合开关S3时,电路里只有R1,电流表测电路中的电流,
此时电源电压等于R1两端电压,即U=I1R1=0.50A×20Ω=10V。
答:电源电压是10V。
(2)根据电路图可知,当闭合开关S1、S3时,电阻R1和R2并联,电流表测量的是干路中的总电流,以此时通过R1的电流仍为0.50A,
此时通过电阻R2的电流为I2=I总-I1=0.90A-0.50A=0.40A,
那么电阻R2的阻值是。
答:电阻R2的阻值是25Ω。
【知识点】并联电路的电流规律;欧姆定律及其应用
【解析】【分析】 (1)当断开开关S1和S2,闭合开关S3时,电路为R1的简单电路,电流表测电路中的电流,根据欧姆定律求出电源的电压;
(2)当断开开关S2,闭合开关S1、S3时,电阻R1和R2并联,电流表测量的是干路电流;根据并联电路的特点和并联电路的电流的规律求出求出通过R2的电流,再根据并联电路的电压特点和欧姆定律求出电阻R2的阻值。
34.【答案】(1)解:定值电阻R的阻值
(2)解:只闭合开关S1时,电路为定值电阻R的简单电路,电流表测量通过R的电流,由图乙可知,电流表的量程是0~0.6A,分度值是0.02A,电流表的示数是0.3A,电路中的电流为0.3A,电源电压
(3)解:只闭合开关S2时,电路为小灯泡L的简单电路,小灯泡L两端的电压等于电源电压为3V,由图丙可知,此时通过小灯泡L的电流为0.5A,小灯泡L正常发光时的阻值
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)根据,计算电阻的大小;
(2)结合开关,判断电路的连接,利用U=IR,计算电源电压;
(3)根据并联电路的规律,利用,计算电阻。
(1)定值电阻R的阻值
(2)只闭合开关S1时,电路为定值电阻R的简单电路,电流表测量通过R的电流,由图乙可知,电流表的量程是0~0.6A,分度值是0.02A,电流表的示数是0.3A,电路中的电流为0.3A,电源电压
(3)只闭合开关S2时,电路为小灯泡L的简单电路,小灯泡L两端的电压等于电源电压为3V,由图丙可知,此时通过小灯泡L的电流为0.5A,小灯泡L正常发光时的阻值
35.【答案】(1)解:闭合开关,两电阻串联接入电路,滑动变阻器接入电路的阻值不变,根据欧姆定律可知,电路中电流不变。根据欧姆定律可得,R0两端的电压U0=R0I=20Ω×0.25A=5V
(2)解:电压表的示数U与电流I和风速v的关系为U=kIv2(k为定值),当闭合开关时,电压表示数为4V时,电路中的电流为0.25A,测得风速为6m/s,即4V=k×0.25A×(6m/s)2,解得;当电压表示数为9V时,代入数据可得;解得风速v=9m/s。
(3)解:串联电路总电阻等于各部分电阻之和,根据欧姆定律可得电源电压U=I(R0+RMN)=0.25A×(20Ω+100Ω)=30V
电压表测滑片右端部分的电压,电压表量程为0~15V,电压表示数最大为15V时,滑动变阻器接入电路最大阻值,根据欧姆定律可得此时通过电路的电流
根据串联电路电压规律结合欧姆定律可得定值电阻的阻值
风速测量仪的测量风速最大时通过电路的电流为0.15A,电压表示数为15V,即
解得风速v'=15m/s。
【知识点】串联电路的电压规律;欧姆定律及其应用
【解析】【分析】1.掌握串联电路电流规律,结合欧姆定律计算得出电压;
2.正确理解题中所给 电压表的示数U与电流I和风速v的关系,利用已知条件得出常数k的值,再将U=9V代入公式中,可得出此时风速;
3.注意理解当风速最大时电路的连接情况:滑片P位于N端,电压表示数达到最大值,根据电压表量程得出此时电压,结合串联电路电流特点再通过欧姆定律可计算得出定值电阻阻值,将所得电流电压带入题中所给公式中,可计算最大风速。
(1)闭合开关,两电阻串联接入电路,滑动变阻器接入电路的阻值不变,根据欧姆定律可知,电路中电流不变。根据欧姆定律可得,R0两端的电压U0=R0I=20Ω×0.25A=5V
(2)电压表的示数U与电流I和风速v的关系为U=kIv2(k为定值),当闭合开关时,电压表示数为4V时,电路中的电流为0.25A,测得风速为6m/s,即4V=k×0.25A×(6m/s)2,解得
当电压表示数为9V时,代入数据可得
解得风速v=9m/s。
(3)串联电路总电阻等于各部分电阻之和,根据欧姆定律可得电源电压U=I(R0+RMN)=0.25A×(20Ω+100Ω)=30V
电压表测滑片右端部分的电压,电压表量程为0~15V,电压表示数最大为15V时,滑动变阻器接入电路最大阻值,根据欧姆定律可得此时通过电路的电流
根据串联电路电压规律结合欧姆定律可得定值电阻的阻值
风速测量仪的测量风速最大时通过电路的电流为0.15A,电压表示数为15V,即
解得风速v'=15m/s。
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