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第十七章 欧姆定律 单元综合能力测评卷
一、单选题
1.已知R1=3R2,分别把R1、R2接到6 V的电源上,通过它们的电流比I1∶I2等于( )
A.1∶3 B.3∶1 C.2∶1 D.4∶1
2.通过导体a、b的电流随电压的变化情况如图所示,则导体a、b的电阻相比较( )
A.Ra>Rb B.Ra=Rb C.Ra<Rb D.无法确定
3.用两节五号电池、小灯泡、电流表、开关、导线连接一个电路,闭合开关后,灯泡发光,电流表有一定示数.能使电流表的示数增大的做法是( )
A.将五号电池更换为一号电池
B.将小灯泡更换为另一种规格
C.将电流表更换为大量程的
D.将连接电路的导线换用较粗一些的
4.如图所示,电源电压为4.5 V,电压表量程为“0~3 V”,电流表量程为“0~0.6 A”,滑动变阻器规格为“10 1 A”,小灯泡L标有“2.5 V 1.25 w”(灯丝电阻不变)。在保证小灯泡L电流不超出额定电流的情况下,移动滑动变阻器的滑片,下列说法正确的是( )
①小灯泡的额定电流是0.6 A ②滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是4~10 ③电压表示数变化范围是0~3 V④电流表示数变化范围是0.3~0.5 A
A.②④ B.②③ C.①④ D.①③
5.在如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P向右移动时,下列分析正确的是( )
A.电流表A示数与电流表A2示数的差变大
B.电流表A1示数与电流表A2示数的和变大
C.电压表V示数与电流表A2示数的比值变大
D.电压表V示数与电流表A1示数的乘积变大
6.在 “伏安法测电阻” 的实验中,关于滑动变阻器的作用,下列说法中正确的是( )
A.控制电源的电压,以免损坏电压表
B.改变电阻两端的电压和电路中的电流,实现多次测量
C.使电压表和电流表的读数更加准确
D.能使电阻两端的电压升高,电阻变大
7.如图所示的电路,电源电压不变。闭合开关S,将滑片P向右移动的过程中(忽略灯丝电阻的变化),下列说法中正确的是( )
A.电流表A1示数变小,电压表V示数不变
B.电流表A示数变小,灯泡亮度不变
C.电压表V示数与电流表A示数的比值不变
D.电流表A和A1示数之差不变
8.灯L1标有“6V 6W”字样,灯L2标有“12V 12W”字样,将L1、L2连成如图所示电路,闭合开关S,两灯都能发光,则( )
A.灯L2比L1亮
B.灯L1、L2实际电压之比为1:2
C.保证两个小灯泡都安全工作时,电流表A1的示数最大为2A
D.保证两个小灯泡都安全工作时,电流表A1的示数最大为1.5A
9.如图所示的电路中,电阻阻值R1>R2。开关S闭合后,电阻R1、R2两端的电压分别为U1、U2。通过R1、R2的电流分别为I1、I2,下列判断正确的是( )
A.U1I2 D.I1=I2
10.某同学在课外活动中设计了如图所示的电路,关于该电路的说法正确的是( )
A.只闭合S1,R2的滑片从左向右移动时,电压表示数减小,电流表示数变大
B.只闭合S2,R2的滑片从左向右移动时,电压表示数增大,电流表示数减小
C.滑片在R2的最左端时,先闭合S1,再闭合S2,电压表示数不变,电流表示数减小
D.滑片在R2的最右端时,先闭合S1,再闭合S2,电压表示数减小,电流表示数变大
二、填空题
11.如图所示,R1=4Ω,R2=6Ω,当开关S闭合时,通过R1与R2的电流之比为 ;加在R1与R2两端的电压之比为
12.小军采用如图的电路,研究“通过某导体的电流与它的电阻关系”,他分别用5Ω和10Ω的电阻做两次实验,当完成第一次实验后,小军将A、B两点间的电阻R由5Ω更换为10Ω,闭合开关后,发现电压表的示数 ,为了保持R的 ,他应该将滑动变阻器的滑片 (“向左移”、“向右移”或“保持不变”)
13.在某一温度下,两个电路元件甲和乙中的电流与电压的关系如图所示.由图可知,元件甲的电阻是 Ω,将元件甲、乙串联后接在电压为3 V的电源两端,则元件乙两端的电压是 V。
14.如图所示是分别测量定值电阻R和小灯泡L两端电压和通过的电流后得到的U﹣I关系图线。现将R和L串联在三节干电池的两端,则通过电路中的电流是 A,此时L的电阻是 Ω。
15.近期,深圳市创城行动中,交警在检查酒驾时,首先通过嗅觉感知其是否饮酒,交警能闻到酒精味是因为 ,然后通过酒精检测仪定量检测.该仪器原理可以简化成如图所示电路,其中R0为定值电阻,R为气敏电阻,当酒精气体浓度增大时,R的阻值减小.若驾驶员饮酒,酒精检测仪上电压表的示数将 (填“变大”或“变小”).
16.如图所示的电路,电源电压不变闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P向右移动时,电流表A1的示数 ,电压表V与电流表A2示数的比值
(选填“变大”“变小”或“不变”)。
17.如图所示电路,电源电压不变,当滑动变阻器滑片P向下端移时,增加了电阻丝的 (选填“长度”“横截面积”“材料”“温度”),同时电流表的示数 ,电压表的示数 (选填:“变大”、“变小”或“不变”)。
18.如图所示,是小明设计的一个简易电子身高测量仪的示意图.电源电压恒为 6V,保护电阻 R0=20Ω;R 是一根总长为40cm的固定并竖直放置的硬电阻棒,其接入电路的电阻值与接入电路的棒长成正比;金属杆 cd 和 MP(右端 P 是滑片)与电路接触良好,电阻不计.小明用该测量仪对小聪、小英和小亮的身高进行了测量,其数据如表.若小英测量时,滑片恰在电阻棒 ab 的中点.则电阻棒的总电阻是 Ω,小聪的身高是 m,该测量仪的身高测量范围是 m.
三、计算题
19.如图所示的电路,电源电压为12V且保持不变,电阻R1=10Ω。求:
(1)当S1闭合、S2断开时,电流表A的示数为1.5A,则R2的阻值多大?
(2)当S1、S2均闭合时,电流表A的示数多大?
(3)当S1、S2均断开时,电压表V1的示数为4V,则R3的阻值多大?
20.如何用一个电压表和一个已知电阻来测量某未知电阻?小听关于这一问题设计了如图所示的电路。已知R1为10Ω,闭合S,断开S1时,电压表的读数是2.0V,再闭合S1时电压表的示数是3.0V。(已知整个实验过程中电池的电压不变),求被测电阻R2的阻值。
四、作图题
21.在如图所示的电路中,有三根导线尚未连接,请用笔线代替导线补上,补上后要求:当电键S闭合后,向左移动滑动变阻器的滑片时,电流表示数变大,灯L亮度不变。
22.如题图所示的电路中,有两根导线尚未连接,请用笔画线代替导线补上、要求:①电压表测小灯泡两端电压;②闭合开关S,向右端移动滑动变阻器的滑片P,小灯泡变亮。
23.
(1)请根据图甲所示的电路图,用笔画线代替导线将图乙所示的实物图连接起来。
(2)如图所示的电路图是学习小组为某汽车厂家设计一款提醒驾驶员系好安全带的电路。要求:驾驶员坐上驾驶座位开关S1闭合,未系安全带时,提示灯亮;系上安全带后,开关S2也闭合,提示灯灭。请你根据设计要求将电路图补画完整。
五、实验探究题
24.一只小灯泡的额定电压为2V(正常发光时的电阻约为8Ω),小明想准确测量这个小灯泡正常发光时的电阻,实验室中有如下器材:一个电压表、一个电流表、一个开关,电压为6V的电源,滑动变阻器,导线若干。
(1)若滑动变阻器有A规格:“10Ω,2A”、B规格:“30Ω,1A”可选。本实验应该选择 (选填“A”或“B”)规格的滑动变阻器。
(2)请用笔画线代替导线,将图甲所示电路连接完整(要求滑片向左滑动时变阻器阻值变小)。
(3)小明在连接好电路的最后一根导线时。发现电压表指针立刻偏到最大刻度处,小灯泡却不亮,且电流表也没有示数,上述现象反映他在操作中存在的不规范之处是 ,出现上述故障的原因可能是 。
(4)排除故障后,小明检查各器材都正常开始进行测量,调节滑动变阻器滑片位置直到电压表读数为2.0V,小灯泡正常发光,此时电流表示数如图乙所示,为 A.则该小灯泡正常发光时的电阻为 。(结果保留两位有效数字)
(5)若(3)中将电压表损坏了,经过思考,小明用了一个已知阻值为R0的电阻和一个单刀双掷开关,借助部分现有的实验器材,设计了如图丙所示的电路,也测出了小灯泡正常发光时的电阻,请完成下列实验步骤:
①闭合开关S1,将S2拨到触点“1”,移动滑片,使电流表的示数为 ;
②再将开关S2拔到触点“2”,保持滑片的位置不动,读出电流表的示数I;
③小灯泡正常发光时的电阻为R1= 。(用已知量和测量量表示)
25.某学习小组测量未知电阻的阻值,他们分成A、B两组用不同方法进行实验。
(1)A组设计了如图甲所示的电路图。
①连接电路,闭合开关S,发现电流表和电压表都有较小的示数,且无论怎样移动滑动变阻器的滑片P,电流表和电压表的示数都不变。造成这一现象的原因可能是 。(选填“电阻断路”“电阻短路”或“滑动变阻器接了下面的两个接线柱”)
②排除问题后,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P滑至某一位置后,电压表的示数为,电流表的示数如图乙所示,待测电阻 Ω。
(2)B组设计了如图丙所示的电路图,其中电源电压未知且不变,另一定值电阻的阻值为。
①闭合开关,断开开关时,电压表的示数为;
②同时闭合开关、时,电压表的示数为。
根据上述步骤测得电阻 (用表示)。
(3)评估A、B两组实验,使用A组实验的优点是 。
26.小明在“探究电流与电阻关系”的实验中,所用实验器材有:两节新干电池,阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻,标有“1A 20Ω”和“0.6A 50Ω”的滑动变阻器R1和R2,开关和导线若干。
(1)小明按照如图甲所示电路图进行连接, 接好最后一根导线时, 立即发现电流表和电压表都有示数,这是因为在连接电路前____
A.没有将电表调零
B.没有断开开关
C.滑动变阻器没有移到最大阻值处
(2) 小明更正错误后开始用 的定值电阻进行实验, 调节滑片, 当电压表的示数为某一值时,电流表示数如图乙所示。接着小明再用 电阻替换 电阻,并移动滑动变阻器的滑片, 使电压表的示数为 。
(3) 为确保小明所选的定值电阻接人电路后都能正常进行实验, 应选滑动变阻器 (选填“ " 或 “ ")。
(4)通过实验探究, 小明得出结论: 当电压一定时, 导体的电阻与通过导体的电流成反比;你认为小明的结论是 (选填“正确”或“错误”) 的, 原因是
【拓展】实验结束后, 小明想测一个额定电压为 的小灯泡的额定功率, 但电流表损坏。于是他选用三节全新干电池串联作电源, 连接成图丙所示电路的实物图。请你帮他完成测量过程:
①闭合开关,调节电阻箱, 使电压表示数为 V,小灯泡正常发光。
②此时电阻箱的示数如图丁所示, 则小灯泡的额定功率为 W。
27.如图甲,是小勇实验小组在探究“电流与电阻关系”时的电路图,电源电压恒为6V.电压表、电流表无损坏,有阻值为5Ω、10Ω、20Ω、30Ω、40Ω定值电阻5个。
(1)根据图甲,用笔画线代替导线连接完成图乙的实物图。
(2)开关闭合前,小亮发现电流表的指针如图丙所示,其原因是 。
(3)正确操作后,进行实验。实验过程中,需要改变定值电阻,观察电流的变化。为了科学地得出实验结论,当每次更换电阻后,都要移动滑动变阻器的滑片,此时眼睛应注意观察_____(选填序号)。
A.变阻器滑片 B.电压表 C.电流表 D.电源
(4)某次实验,更换电阻R,合上开关后,电压表示数为0,电流表示数正常,其原因可能是 。
(5)在老师的引导下,他们将5次实验数据描绘在图丁中。图中阴影部分“面积”表示的物理量是_____(选填序号)。
A.电流 B.电压 C.电阻 D.电功率
(6)实验中,他们选择下列哪个滑动变阻器最合适_____(选填序号)。
A.10Ω0.5A B.50Ω0.5A C.50Ω1A D.200Ω1A
(7)请你用平滑曲线将图丁中5个点连接起来 ,观察图象你可以得出实验结论:当电压一定时,导体中的电流与导体的电阻 。
六、综合题
28.如图甲所示,是用伏安法测定电阻的实验装置.
(1)闭合开关前滑动变阻器滑片的位置如图甲所示,这是 (选填“合理”或“不合理”)的;
(2)如果闭合开关后发现,电流表指针向左偏转(如图乙所示),产生故障的原因可能是 ,排除故障后,调节滑动变阻器滑片的位置,当电压表的示数为2.4V 时,电流表的示数如图丙所示为 A,则被测电阻的阻值为 Ω.
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第十七章 欧姆定律 单元综合能力测评卷
一、单选题
1.已知R1=3R2,分别把R1、R2接到6 V的电源上,通过它们的电流比I1∶I2等于( )
A.1∶3 B.3∶1 C.2∶1 D.4∶1
【答案】A
【解析】【解答】∵R1=3R2,∴ = ,又∵电压均为6V,故 = ,
由欧姆定律得, = = = .
故答案为:A
【分析】在并联电路中电源电压相等,根据欧姆定律,当电压一定时,电流和电阻成反比.
2.通过导体a、b的电流随电压的变化情况如图所示,则导体a、b的电阻相比较( )
A.Ra>Rb B.Ra=Rb C.Ra<Rb D.无法确定
【答案】C
【解析】【解答】在图中作出一条垂直于U轴的直线,则由图可知,通过导体a的电流大于通过导体b的电流;则由欧姆定律I= U/ R,可得:R= U/ I;因电压相等,Ia>Ib;故Ra<Rb,C符合题意.
故答案为:C.
【分析】根据图像中的电流和电压的大小分析电阻的大小关系。
3.用两节五号电池、小灯泡、电流表、开关、导线连接一个电路,闭合开关后,灯泡发光,电流表有一定示数.能使电流表的示数增大的做法是( )
A.将五号电池更换为一号电池
B.将小灯泡更换为另一种规格
C.将电流表更换为大量程的
D.将连接电路的导线换用较粗一些的
【答案】B
【解析】【解答】解:所有干电池的电压都一样,为1.5V,与型号无关,故A选项错;只有更换灯泡才能改变电路电阻,故B正确.初中阶段认为电流表为理想电表,内阻为0,故C选项错;要使电流表的示数增大,就要减小电路中的电阻,导线电阻在初中阶段忽略不计,故D选项错;
故选B.
【分析】解答本题需要掌握电路的连接、欧姆定律的应用以及会分析电路变化.
4.如图所示,电源电压为4.5 V,电压表量程为“0~3 V”,电流表量程为“0~0.6 A”,滑动变阻器规格为“10 1 A”,小灯泡L标有“2.5 V 1.25 w”(灯丝电阻不变)。在保证小灯泡L电流不超出额定电流的情况下,移动滑动变阻器的滑片,下列说法正确的是( )
①小灯泡的额定电流是0.6 A ②滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是4~10 ③电压表示数变化范围是0~3 V④电流表示数变化范围是0.3~0.5 A
A.②④ B.②③ C.①④ D.①③
【答案】A
【解析】【解答】根据灯泡的规格计算电流为
,灯泡的电阻为
,滑动变阻器的最小电阻为:
,电压表示数最大时,滑动变阻器的阻值最大,此时电流为
电阻为
,电压表示数最小为U
小=3V-2.5V=0.5V,综上分析,合理是是②、④,A符合题意。
故答案为:A.
【分析】结合电路图,利用灯泡的规格计算灯泡的电流和电阻,结合电源电压计算滑动变阻器的最大和最小阻值,分析电压表和电流表的取值范围。
5.在如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P向右移动时,下列分析正确的是( )
A.电流表A示数与电流表A2示数的差变大
B.电流表A1示数与电流表A2示数的和变大
C.电压表V示数与电流表A2示数的比值变大
D.电压表V示数与电流表A1示数的乘积变大
【答案】C
【解析】【解答】由电路图可知,电阻R1与滑动变阻器R2并联,电压表测R1两端电压,亦即并联电路各支路两端电压。电流表A测干路电流,电流表A1测通过R1的电流,电流表A2测通过R2的电流.当滑动变阻器的滑片P向右移动时,滑动变阻器连入电路的阻值变大,根据可得,通过R2的电流变小,即电流表A2的示数变小。
A.根据并联电路电流关系,电流表A示数与电流表A2示数的差即电流表A1的示数,由于并联电路各支路互不影响,A1示数不变,A不符合题意;
B.A1示数不变,A2示数变小,电流表A1示数与电流表A2示数的和变小,B不符合题意;
C.根据欧姆定律,电压表V示数与电流表A2示数的比值为电阻R2,由题可知滑动变阻器的滑片P向右移动时,R2变大,C符合题意;
D.并联电路各支路互不影响,电阻R1两端电压不变,通过R1的电流不变,所以电压表V示数与电流表A1示数的乘积不变,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】理清元件的连接方式及电表的测量对象,根据滑片的移动方向判断滑动变阻器接入电路的阻值如何变化,然后应用串联电路特点与欧姆定律分析答题。
6.在 “伏安法测电阻” 的实验中,关于滑动变阻器的作用,下列说法中正确的是( )
A.控制电源的电压,以免损坏电压表
B.改变电阻两端的电压和电路中的电流,实现多次测量
C.使电压表和电流表的读数更加准确
D.能使电阻两端的电压升高,电阻变大
【答案】B
【解析】【解答】A.实验中滑动变阻器能改变被测电阻两端的电压,但不能改变电源电压,A不符合题意;
BD.“伏安法测电阻” 的实验中移动滑动变阻器的滑片,滑动变阻器接入电路的阻值发生改变,从而可以改变电路中的电流;待测电阻的阻值不变,根据U=IR可知,待测电阻两端的电压也会变化,电流和电压的变化可以是增大、升高,也可以是减小、降低,从而实现多次测量,B符合题意,D不符合题意;
C.电流表和电流表读数的准确程度由它的分度值来决定,实验中滑动变阻器对电流表、电压表的读数准确程度没有影响,C不符合题意。
故答案为:B。
【分析】“伏安法测电阻”的实验中,滑动变阻器和被测电阻串联在电路中,滑片处于最大阻值处,电源电压不变,电流中的电流最小,起到保护作用。移动变阻器的滑片,改变了连入电路的电阻,电源电压不变,电路中的电流变化,根据U=IR知,电阻两端的电压也随之变化。
7.如图所示的电路,电源电压不变。闭合开关S,将滑片P向右移动的过程中(忽略灯丝电阻的变化),下列说法中正确的是( )
A.电流表A1示数变小,电压表V示数不变
B.电流表A示数变小,灯泡亮度不变
C.电压表V示数与电流表A示数的比值不变
D.电流表A和A1示数之差不变
【答案】D
【解析】【解答】由电路图可知,灯泡与滑动变阻器并联,电压表测电源的电压,电流表A测干路电流,电流表A1测滑动变阻器支路的电流。
AB.因电源电压保持不变,所以,滑片移动时,电压表V的示数不变;因并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以,滑片移动时,通过灯泡支路的电流不变,灯泡的亮度不变;闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P向右移动时,变阻器接入电路中的电阻变小,由 可知,通过滑动变阻器的电流变大,即电流表A1示数变大; 因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,干路电流变大,即电流表A的示数变大,AB不符合题意;
C.根据 可知,电压表V示数与电流表A示数的比值为总电阻,因变阻器接入电路的电阻变小,总电阻变小,所以该比值变小,C不符合题意;
D.根据并联电路的电流关系可知,电流表A和A1示数之差为通过灯泡的电流,保持不变,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】在并联电路中,支路电阻减小,电流变大;干路电流等于各支路电流之和;各支路电压等于电源电压相等。
8.灯L1标有“6V 6W”字样,灯L2标有“12V 12W”字样,将L1、L2连成如图所示电路,闭合开关S,两灯都能发光,则( )
A.灯L2比L1亮
B.灯L1、L2实际电压之比为1:2
C.保证两个小灯泡都安全工作时,电流表A1的示数最大为2A
D.保证两个小灯泡都安全工作时,电流表A1的示数最大为1.5A
【答案】D
【解析】【解答】由P= 得R1= = =6
R2= = =12
由电路图得,L1与L2并联,电压表测电源电压,电流表A1测干路电流,电流表A2测L2电流。
AB.L1与L2并联,它们两端电压相等,电压之比为1:1,但R1 R2由P= 可知所以, ,故灯L1比L2亮,AB不符合题意;
CD.两个小灯泡都安全工作,电路中申源电压最大为6v
过L1的流为I1= = =1A
通过L2的为I2= = =0.5A
电流表A1的示数最大为I=I1+I2=1A+0.5A=1.5A
C不符合题意,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】分析电路结构,两个小灯泡是并联关系,电压相等,干路电流等于两条支路电流之和,明确电流表和电压表的测量对象,利用并联电路电流规律和欧姆定律求解电流、电压即可。
9.如图所示的电路中,电阻阻值R1>R2。开关S闭合后,电阻R1、R2两端的电压分别为U1、U2。通过R1、R2的电流分别为I1、I2,下列判断正确的是( )
A.U1I2 D.I1=I2
【答案】B
【解析】【解答】AB.由于并联电路,各支路的电压等于电源电压,则U1=U2,A不符合题意,B符合题意;
CD.由 知道,电阻大的电流小,由于R1>R2,所以,I1故答案为:B。
【分析】理清元件的连接方式及电表的测量对象,结合并联电路的电压特点及欧姆定律分析判断。
10.某同学在课外活动中设计了如图所示的电路,关于该电路的说法正确的是( )
A.只闭合S1,R2的滑片从左向右移动时,电压表示数减小,电流表示数变大
B.只闭合S2,R2的滑片从左向右移动时,电压表示数增大,电流表示数减小
C.滑片在R2的最左端时,先闭合S1,再闭合S2,电压表示数不变,电流表示数减小
D.滑片在R2的最右端时,先闭合S1,再闭合S2,电压表示数减小,电流表示数变大
【答案】D
【解析】【解答】解:
A、滑片从左向右移动时,R2连入阻值变大,电路的总电阻变大,电源电压一定,根据I= ,可知电路中电流小,即A表示数减小,
根据U1=IR1,可知U1变小,即电压表示数变小,故A错误;
B、只闭合S2,电路断路,电压表和电流表无示数,故B错误;
C、闭合S1后再闭合S2,R1、R2并联,根据并联电路的电压特点,电压表示数始终等于电源电压不变,R1电流不变,电流表测两支路电流之和,所以电流表示数变大,故C错误;
D、滑片在R2的最右端时,连入阻值最大,闭合S1,R1、R2串联,U=U1+U2,总电阻R=R1+R2,
再闭合S2,R1被短路,只有R2接入电路,电压表示数等于总电压,所以电压表示数为0,即电压表示数减小,
总电阻R=R2,根据I= ,所以电路中电流变大,即电流表示数变大,故D正确.
故选D.
【分析】(1)只闭合S1,R1、R2串联,电流表测电路中电流,电压表测R1两端电压,根据滑片的移动,根据串联电路特点和欧姆定律,判断电阻、电流和电压变化情况;(2)只闭合S2,电路断路,由此判断;(3)滑片在R2的最左端时,闭合S1时,只有R1连入电路,再闭合S2,R1、R2并联,由此根据并联电路特点分析判断;(3)滑片在R2的最右端时,闭合S1,R1、R2串联,电压表测R1两端电压,再闭合S2,R1被短路,只有R2接入电路,由此根据电路特点和欧姆定律判断.
二、填空题
11.如图所示,R1=4Ω,R2=6Ω,当开关S闭合时,通过R1与R2的电流之比为 ;加在R1与R2两端的电压之比为
【答案】1:1;2:3
【解析】【解答】解:两电阻串联,因串联电路中各处的电流相等,
所以,通过它们的电流之比I1:I2=1:1;
由I=可得,两电阻两端的电压之比:==== .
故答案为:1:1;2:3
【分析】两电阻串联时通过它们的电流相等,根据欧姆定律求出它们两端的电压之比
12.小军采用如图的电路,研究“通过某导体的电流与它的电阻关系”,他分别用5Ω和10Ω的电阻做两次实验,当完成第一次实验后,小军将A、B两点间的电阻R由5Ω更换为10Ω,闭合开关后,发现电压表的示数 ,为了保持R的 ,他应该将滑动变阻器的滑片 (“向左移”、“向右移”或“保持不变”)
【答案】变大;电压不变;向右移
【解析】【解答】将AB两点间5Ω的电阻更换为10Ω的电阻,AB间电阻变大,所分得的电压增大,故电压表的示数变大,探究电流和电阻的关系,保持电压不变,为保持AB间的电压不变,需要移动滑片使AB间的电压减小:由串联电路电压的规律可知需要增大变阻器两端的电压,由串联分压可知,需要增大滑动变阻器连入电路的电阻,将变阻器滑片向右移动,滑动变阻器连入电路的电阻增大。
【分析】在探究电流和电阻关系时,电阻变大,分压变大;为保持电阻的分压保持不变,滑动变阻器的电阻变大。
13.在某一温度下,两个电路元件甲和乙中的电流与电压的关系如图所示.由图可知,元件甲的电阻是 Ω,将元件甲、乙串联后接在电压为3 V的电源两端,则元件乙两端的电压是 V。
【答案】5;2
【解析】【解答】根据电压和电流计算电阻为,当电阻串联时,各用电器分压和等于电源电压,当电源电压为3V时,电阻甲和乙电压和为3V,根据图像,此时乙电阻分压2V。
故答案为:5;2.
【分析】根据电压和电流的比值计算电阻,在串联电路中各用电器分压和等于电源电压。
14.如图所示是分别测量定值电阻R和小灯泡L两端电压和通过的电流后得到的U﹣I关系图线。现将R和L串联在三节干电池的两端,则通过电路中的电流是 A,此时L的电阻是 Ω。
【答案】0.5;4
【解析】【解答】根据题意知道,三节干电池组成电源,所以电源电压是:U=1.5V×3=4.5V,现将R和L串联在三节干电池的两端,由于串联电路中各处的电流相等,且总电压等于各分电压之和,所以,由图象知道,当电路中的电流是I=0.5A时,UR=2.5V,UL=2V,符合R和L串联时的特点,说明将R和L串联在三节干电池的两端时通过电路中的电流是0.5A,此时L两端的电压是2V,由欧姆定律知道L的电阻是: =4Ω。
故答案为:0.5;4.
【分析】结合题意,可知电源电压的值;因串联电路中各处的电流相等,且总电压等于各分电压之和,根据图像读出符合要求的电流与电压值;再根据欧姆定律求出此时L的电阻.
15.近期,深圳市创城行动中,交警在检查酒驾时,首先通过嗅觉感知其是否饮酒,交警能闻到酒精味是因为 ,然后通过酒精检测仪定量检测.该仪器原理可以简化成如图所示电路,其中R0为定值电阻,R为气敏电阻,当酒精气体浓度增大时,R的阻值减小.若驾驶员饮酒,酒精检测仪上电压表的示数将 (填“变大”或“变小”).
【答案】分子不停地做无规则运动(或扩散现象);变大
【解析】【解答】交警能闻到酒味.是因为酒精分子不停地做无规则运动,通过饮酒驾驶员的呼吸扩散到空气中;由图可知,R0与R串联,电压表测R0两端电压,当的司机饮酒时,呼出的气体酒精浓度增大,R的阻值减小,电路中的总电阻减小,根据欧姆定律可判断电路中电流变大,因为R0为定值电阻,根据公式,可判断R0两端的电压变大,即电压表的示数变大。
故答案为:分子不停地做无规则运动(或扩散现象);变大。
【分析】(1)一切物质的分子都在不停地做无规则运动.
(2)根据气敏电阻的变化,判断电路中的总电阻的变化,根据欧姆定律可判断电路中电流的变化,R0为定值电阻,根据公式,可判断R0两端的电压变化情况,即电压表的示数变化情况。
16.如图所示的电路,电源电压不变闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P向右移动时,电流表A1的示数 ,电压表V与电流表A2示数的比值
(选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】不变;变大
【解析】【解答】由图可知,电阻R1和R2并联在电源两端,电流表A2测的是干路中的电流,电流表A1测的是通过R1的电流,电压表测的是电源电压;并联电路中各个支路互不影响,当滑动变阻器的滑片P向右移动时,通过R1的电流不变,电流表A1示数不变;滑动变阻器R2接入电路的阻值变大,滑动变阻器两端电压等于电源电压不变,由I= 可知,通过滑动变阻器的电流变小,由并联电路电流的规律可知干路中的电流变小,即电流表A2示数变小,电压表示数不变,因此电压表V示数与电流表A2示数的比值变大。
【分析】在并联电路中,支路上的电阻变大,电流减小,电源电压不变,干路电流减小。
17.如图所示电路,电源电压不变,当滑动变阻器滑片P向下端移时,增加了电阻丝的 (选填“长度”“横截面积”“材料”“温度”),同时电流表的示数 ,电压表的示数 (选填:“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】长度;变小;变大
【解析】【解答】滑动变阻器的工作原理是通过改变接入电路部分电阻丝的长度来改变电阻的,则当滑动变阻器滑片P向下端移时,增加了电阻丝的长度;由电路图可知, 与 串联,电压表测 两端的电压,电流表测电路中的电流;当滑动变阻器的滑片P向下移动时,接入电路中的电阻变大,电路中的总电阻变大,而电源电压不变,则电路中的电流变小,即电流表的示数变小;根据欧姆定律 可知,当电流变小时, 两端的电压也变小;又串联电路中总电压等于各分电压之和,且电源的电压不变,则 两端的电压变大,即电压表的示数变大。
【分析】根据滑动变阻器的工作原理判断即可;由电路图可知, 与 串联,电压表测 两端的电压,电流表测电路中的电流;根据滑片的移动可知接入电路中电阻的变化,根据欧姆定律可知电路中电流的变化和 两端的电压变化,根据串联电路的电压特点可知 两端的电压变化。
18.如图所示,是小明设计的一个简易电子身高测量仪的示意图.电源电压恒为 6V,保护电阻 R0=20Ω;R 是一根总长为40cm的固定并竖直放置的硬电阻棒,其接入电路的电阻值与接入电路的棒长成正比;金属杆 cd 和 MP(右端 P 是滑片)与电路接触良好,电阻不计.小明用该测量仪对小聪、小英和小亮的身高进行了测量,其数据如表.若小英测量时,滑片恰在电阻棒 ab 的中点.则电阻棒的总电阻是 Ω,小聪的身高是 m,该测量仪的身高测量范围是 m.
【答案】40;1.5;1.4~1.8
【解析】【解答】由图知道,保护电阻与滑动变阻器串联,电压表测量滑动变阻器两端的电压,电流表测量总电流;由于小英测量时,滑片恰在电阻棒 ab 的中点,所以,此时电阻棒连入电路的电阻是:R′=U2/I2=3V/0.15A=20Ω,即总电阻是:R=2×R′=2×20Ω=40Ω。又因为R的总长是40cm,所以1cm的电阻为1Ω,因为当小聪量身高时接入电路的电阻是:R1 =U1/I1=2V/0.2A=10Ω,所以接入电路的长度为10cm,由于小英的身高是160cm,故小聪的身高是:160cm-20cm+10cm=150cm=1.5m。当滑片在a点时,滑动变阻器全部接入电路,所以测量的最大值是160cm-20cm+40cm=180cm=1.8m,当滑片在b点时,滑动变阻器接入电路电阻为0,所以测量的最小值是160cm-20cm=140cm=1.4m。则测量范围是:1.4m~1.8m.
【分析】运用欧姆定律可求出小英测量时电阻棒连入电路的电阻,滑片恰在电阻棒 ab 的中点,可求出总电阻,R的总长是40cm,所以1cm的电阻为1Ω,可求出小聪量身高时接入电路的电阻,可求出聪的身高;当滑片在a点时,滑动变阻器全部接入电路,当滑片在b点时,滑动变阻器接入电路电阻为0,可求出测量范围.
三、计算题
19.如图所示的电路,电源电压为12V且保持不变,电阻R1=10Ω。求:
(1)当S1闭合、S2断开时,电流表A的示数为1.5A,则R2的阻值多大?
(2)当S1、S2均闭合时,电流表A的示数多大?
(3)当S1、S2均断开时,电压表V1的示数为4V,则R3的阻值多大?
【答案】(1)解:当S1闭合、S2断开时,电路为只有R2的简单电路,电流表测R2的电流,由 可得,R2的阻值
答:R2的阻值为8Ω;
(2)解:当S1、S2均闭合时,R1与R2并联,电流表测干路中电流,则通过R1的电流
因并联电路中各支路互不影响,且干路电流等于各支路电流之和,所以电流表的示数I=I1+I2=1.2A+1.5A=2.7A
答:当S1、S2均闭合时,电流表A的示数为2.7A;
(3)解:当S1、S2均断开时,R2与R3串联,电压表V1测R2两端电压,则电路电流
因串联电路两端电压等于各部分电压之和,所以由 可得,R3的阻值
答:R3的阻值为16Ω。
【解析】【分析】(1)根据公式,可求出电阻;
(2)根据公式,可求出电流;并联电路中各支路互不影响,且干路电流等于各支路电流之和;
(3)根据串联电路两端电压等于各部分电压之和及公式,可求出电阻。
20.如何用一个电压表和一个已知电阻来测量某未知电阻?小听关于这一问题设计了如图所示的电路。已知R1为10Ω,闭合S,断开S1时,电压表的读数是2.0V,再闭合S1时电压表的示数是3.0V。(已知整个实验过程中电池的电压不变),求被测电阻R2的阻值。
【答案】解:由电路图可知,开关S、S1闭合时,电路为R1的简单电路,则电源的电压U=3V;当开关S闭合、S1断开时,R1与R2串联,电压表测R1两端的电压为2V,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以R2两端的电压U2=U-U1=3V-2V=1V
因串联电路中各处的电流相等,所以,电路中的电流
即
解得R2=5Ω。
答:被测电阻R2的大小为5Ω。
【解析】【分析】电压表与测量部分并联; 串联电路中总电压等于各分电压之和, 电流处处相等;根据,可求出电阻。
四、作图题
21.在如图所示的电路中,有三根导线尚未连接,请用笔线代替导线补上,补上后要求:当电键S闭合后,向左移动滑动变阻器的滑片时,电流表示数变大,灯L亮度不变。
【答案】解:灯泡与滑动变阻器并联后再与电流表组成串联电路,注意滑动变阻器的接法,电路图如图所示。故答案为:电路图如图所示。
【解析】【分析】(1)向左移动滑动变阻器滑片,电流表示数变大,而灯泡亮度不变,说明灯泡与滑动变阻器并联;
(2)灯泡与滑动变阻器并联,并联电路再与电流表串联组成电路,画出电路图。
22.如题图所示的电路中,有两根导线尚未连接,请用笔画线代替导线补上、要求:①电压表测小灯泡两端电压;②闭合开关S,向右端移动滑动变阻器的滑片P,小灯泡变亮。
【答案】解:如图所示:
或
【解析】【解答】按照题意,应将电压表并联在小灯泡两端,滑动变阻器要调节小灯泡的高度,应与小灯泡串联,而滑片向右滑动时,小灯泡变亮,说明此时电路中的电流变大,那么变阻器接入电路的阻值变小,所以变阻器下边的接线柱接在右端,作图如下
或
【分析】电压表应与被用电器并联,滑动变阻器应与被控制用电器串联,根据向右端移动滑动变阻器的滑片P,小灯泡变亮,分析判断变阻器的接线柱。
23.
(1)请根据图甲所示的电路图,用笔画线代替导线将图乙所示的实物图连接起来。
(2)如图所示的电路图是学习小组为某汽车厂家设计一款提醒驾驶员系好安全带的电路。要求:驾驶员坐上驾驶座位开关S1闭合,未系安全带时,提示灯亮;系上安全带后,开关S2也闭合,提示灯灭。请你根据设计要求将电路图补画完整。
【答案】(1)
(2)
【解析】【解答】(1) 实物电路连接
根据图甲电路图,电流从电源正极流出,经、开关s、后回到电源负极。连接实物电路时,需将电源、、开关s、依次用导线连接,确保电路导通(连接后的实物电路如题目中示例图所示,实现开关控制整个电路,两灯串联)。
(2) 电路图补画
要求:驾驶员坐上驾驶座开关闭合,未系安全带时(断开)提示灯亮;系上安全带后(闭合)提示灯灭。因此需将与提示灯并联(闭合时短路提示灯),同时串联电阻R保护电路。补画后的电路图为:开关在干路,与并联,R串联在电路中(与题目中示例图逻辑一致)。
综上,(1) 实物电路按电路图连接完成;(2) 电路图补画符合“并联提示灯,控制干路”的逻辑。
【分析】本题考查电路连接与电路图设计,属于电学作图题:
实物电路连接:需明确电流路径,遵循“串联电路元件依次连接”的原则,确保导线连接与电路图的元件顺序、连接方式一致。
电路图设计:根据“用电器的通断逻辑”设计电路,本题中提示灯的“亮灭”由的并联短路实现,同时串联电阻防止电源短路,体现了电路设计中“功能实现”与“安全保护”的双重要求。
解题关键:熟练掌握串联电路的连接方法,理解“短路实现用电器熄灭”的电路设计逻辑,以及保护电阻在电路中的作用。常见易错点是实物电路连接时导线交叉或元件顺序错误,或电路图设计时忽略保护电阻、误将串联导致逻辑错误。
五、实验探究题
24.一只小灯泡的额定电压为2V(正常发光时的电阻约为8Ω),小明想准确测量这个小灯泡正常发光时的电阻,实验室中有如下器材:一个电压表、一个电流表、一个开关,电压为6V的电源,滑动变阻器,导线若干。
(1)若滑动变阻器有A规格:“10Ω,2A”、B规格:“30Ω,1A”可选。本实验应该选择 (选填“A”或“B”)规格的滑动变阻器。
(2)请用笔画线代替导线,将图甲所示电路连接完整(要求滑片向左滑动时变阻器阻值变小)。
(3)小明在连接好电路的最后一根导线时。发现电压表指针立刻偏到最大刻度处,小灯泡却不亮,且电流表也没有示数,上述现象反映他在操作中存在的不规范之处是 ,出现上述故障的原因可能是 。
(4)排除故障后,小明检查各器材都正常开始进行测量,调节滑动变阻器滑片位置直到电压表读数为2.0V,小灯泡正常发光,此时电流表示数如图乙所示,为 A.则该小灯泡正常发光时的电阻为 。(结果保留两位有效数字)
(5)若(3)中将电压表损坏了,经过思考,小明用了一个已知阻值为R0的电阻和一个单刀双掷开关,借助部分现有的实验器材,设计了如图丙所示的电路,也测出了小灯泡正常发光时的电阻,请完成下列实验步骤:
①闭合开关S1,将S2拨到触点“1”,移动滑片,使电流表的示数为 ;
②再将开关S2拔到触点“2”,保持滑片的位置不动,读出电流表的示数I;
③小灯泡正常发光时的电阻为R1= 。(用已知量和测量量表示)
【答案】(1)B
(2)
(3)连接电路时没有断开开关;灯泡断路或灯泡与接线柱接触不良
(4)0.26;7.7Ω
(5)I1;2V×(I﹣I1)
【解析】【解答】(1)一只小灯泡的额定电压为2V(正常发光时的电阻约为8Ω),由欧姆定律,灯泡正常发光时的电流约为
由串联电路的规律及欧姆定律,灯泡正常发光时滑动变阻器接入电路的阻值为
则滑动变阻器应选B。
(2)滑片向左滑动时变阻器阻值变小,变阻器的滑片接左下接线柱与灯串联接入电路,因灯的额定电压为2V,故电压表选用小量程与灯并联,实物图连接如下图所示:
(3)连接好电路的最后一根导线时,电压表指针立刻偏到最大刻度处,说明连接电路时没有断开开关;小灯泡不亮,电流表没有示数,说明电路存在断路,电压表指针指到最大刻度处,说明电压表与电源两端相连,电压表并联电路之外电路不存在断路,则与电压表并联的灯泡断路或灯泡与接线柱接触不良。
(4)由图示电流表可知,其量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.26A。
由欧姆定律,则该小灯泡正常发光时的电阻为
(5)①闭合开关S1,将S2拨到触点“1”,此时电流表测定值电阻电流,要使灯泡正常发光,灯泡两端电压应为额定电压2V,此时定值电阻两端电压也是2V,所以要移动滑片,使电流表的示数为I1。
③在②中,因电路的连接关系没有改变,各电阻的电压不变,灯仍正常发光,通过定值电阻的电流保持不变,根据并联电路电流的规律,通过灯的电流 ,灯泡额定功率的表达式为
【分析】(1)灯泡和滑动变阻器串联,电流相同,分得的电压与电阻成正比,结合灯泡的阻值和额定电压求解滑动变阻器的最小电阻;
(2)电流表串联在电路中,电压表并联在电路中,滑动变阻器的接线柱一上一下,连接实物图即可;
(3)为了保证电路安全,拆装电路时,开关应处于断开状态,分析电路结构,电路为串联电路,结合电流表、电压表示数的变化,分析电路存在的故障即可;
(4)明确电流表的量程和对应的分度值,结合表盘的指针读数;结合电流与电压值,利用欧姆定律求解电阻即可;
(5)结合题目给出的电流和电压值,利用功率公式求解功率的表达式即可。
25.某学习小组测量未知电阻的阻值,他们分成A、B两组用不同方法进行实验。
(1)A组设计了如图甲所示的电路图。
①连接电路,闭合开关S,发现电流表和电压表都有较小的示数,且无论怎样移动滑动变阻器的滑片P,电流表和电压表的示数都不变。造成这一现象的原因可能是 。(选填“电阻断路”“电阻短路”或“滑动变阻器接了下面的两个接线柱”)
②排除问题后,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P滑至某一位置后,电压表的示数为,电流表的示数如图乙所示,待测电阻 Ω。
(2)B组设计了如图丙所示的电路图,其中电源电压未知且不变,另一定值电阻的阻值为。
①闭合开关,断开开关时,电压表的示数为;
②同时闭合开关、时,电压表的示数为。
根据上述步骤测得电阻 (用表示)。
(3)评估A、B两组实验,使用A组实验的优点是 。
【答案】(1)滑动变阻器接了下面的两个接线柱;10
(2)
(3)见解析
【解析】【解答】(1)当开关S闭合时,电流表都有较小的示数,说明电路是通路。而电路电流极小,说明电路的总电阻较大,并且无论怎样移动滑动变阻器的滑片,对电流表和电压表的示数并没有影响,说明明滑动变阻器失效不能改变接入电阻 ,因为电流很小说明同时接入滑动变阻器下面的两个接线柱,答案为: 滑动变阻器接了下面的两个接线柱 。
电流表的量程是0~0.6A,分度值是0.02A,读出电流表的示数为0.24A,待测电阻;
(2)在①中,闭合S1,断开S2时,电压表的示数为U1,因为电压表和电阻构成了串联回路(与电压表串联的所有元件当导线处理),所以此时电压表的示数是电源电压;在②中闭合S1、S2时,电压表的示数为U2,此时电压表测的是待测电阻的电压,由串联电路电压的规律计算出定值电阻的电压U0=U1-U2
此时电路中的电流
测得电阻
代入数据,得出电阻阻值为2 Ω;
(3)A组实验中,多次移动滑动变阻器可以有多组数据进行分析,更精确,B组不可以。
【分析】测量未知电阻阻值核心方法用伏安法(欧姆定律),如果缺表(特殊法测电阻),像本题第二问缺了电流表,那我们就必须要将通过未知电阻的电流间接算出来,再用欧姆定律去算。
(1)[1]连接电路,闭合开关S,发现电流表和电压表都有较小的示数,说明电路是通路,电路的电流较小,电路的电阻较大,且无论怎样移动滑动变阻器的滑片,电流表和电压表的示数都不变,说明变阻器没有了变阻的作用,造成这一现象的原因可能是:滑动变阻器接了下面的两个接线柱(此时滑动变阻器相当于一个定值电阻)。
[2]电流表的量程是0~0.6A,分度值是0.02A,读出电流表的示数为0.24A,待测电阻
(2)在①中,闭合S1,断开S2时,电压表的示数为U1,此时电压表和定值电阻串联在电路中,所以此时电压表的示数是电源电压;在②中闭合S1、S2时,电压表的示数为U2,此时电压表测的是待测电阻的电压,由串联电路电压的规律计算出定值电阻的电压U0=U1-U2
此时电路中的电流
测得电阻
(3)A组实验中,通过移动滑动变阻器的滑片可多次测量取平均值,达到减小误差的目的,而B组实验却不可以。
26.小明在“探究电流与电阻关系”的实验中,所用实验器材有:两节新干电池,阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻,标有“1A 20Ω”和“0.6A 50Ω”的滑动变阻器R1和R2,开关和导线若干。
(1)小明按照如图甲所示电路图进行连接, 接好最后一根导线时, 立即发现电流表和电压表都有示数,这是因为在连接电路前____
A.没有将电表调零
B.没有断开开关
C.滑动变阻器没有移到最大阻值处
(2) 小明更正错误后开始用 的定值电阻进行实验, 调节滑片, 当电压表的示数为某一值时,电流表示数如图乙所示。接着小明再用 电阻替换 电阻,并移动滑动变阻器的滑片, 使电压表的示数为 。
(3) 为确保小明所选的定值电阻接人电路后都能正常进行实验, 应选滑动变阻器 (选填“ " 或 “ ")。
(4)通过实验探究, 小明得出结论: 当电压一定时, 导体的电阻与通过导体的电流成反比;你认为小明的结论是 (选填“正确”或“错误”) 的, 原因是
【拓展】实验结束后, 小明想测一个额定电压为 的小灯泡的额定功率, 但电流表损坏。于是他选用三节全新干电池串联作电源, 连接成图丙所示电路的实物图。请你帮他完成测量过程:
①闭合开关,调节电阻箱, 使电压表示数为 V,小灯泡正常发光。
②此时电阻箱的示数如图丁所示, 则小灯泡的额定功率为 W。
【答案】(1)B
(2)1.5
(3)R2
(4)错误;电阻是导体本身的一种特性,与通过导体的电流无关;2;1
【解析】【解答】(1)接好最后一根导线时,立即发现电流表和电压表都有示数,说明电路此时时通路,据此分析可知连接电路时未断开开关,故选B。
(2)图乙中电流表选用的是小量程0~0.6A,分度值为0.02A,则读数为0.3A。
在“探究电流与电阻关系”的实验中应保持电阻两端的电压不变,因此更换定值电阻应保证电压表示数不变,根据U=IR可极端出电压表的示数U=IR=5Ω×0.3A=1.5V。
(3)因为在此实验中电源为两节新干电池,根据串联电路电压规律可知滑动变阻器两端的分压为3V-1.5V=1.5V,由此可知滑动变阻器分压与定值电阻分压相等,结合串联分压原理可知实验过程中滑动变阻器接入电路的电阻大小等于每次定值电阻阻值大小,则当25Ω的最大定值电阻接入电路时,滑动变阻器接入电路的电阻也为25Ω,结合给出的滑动变阻器的规格分析应选用滑动变阻器R2。
(4)因为电阻是导体本身的一种特性,与通过导体的电流无关,因此不能说当电压一定时,导体的电阻与通过导体的电流成反比。
【拓展】①要利用图丙所示的实验电路中,测量一个额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率,根据测量电功率的原理P=UI,可知由于缺少电流表,则要利用电阻箱和电压来测量出小灯泡的额定电流,
因此闭合开关,调节电阻箱,使电压表示数为2V,根据三节全新干电池串联作电源,为此时小灯泡两端的分压为
4.5-2V=2.5V,小灯泡正常发光。
②电阻箱的读数为:R=0×1000Ω+0×100Ω+0×10Ω+5×1Ω=5Ω,根据欧姆定律可得电路电流,
则小灯泡的额定功率为:P额=U额I额=2.5V×0.4A=1W。
故答案为:(1)B;(2)1.5;(3)R2;(4)错误;电阻是导体本身的一种特性,与通过导体的电流无关。
【拓展】①2;②1。
【分析】(1)接好最后一根导线时,立即发现电流表和电压表都有示数,说明电路此时时通路,据此分析。
(2)在“探究电流与电阻关系”的实验中应保持电阻两端的电压不变,因此更换定值电阻应保证电压表示数不变,结合图乙的电流表的读数,再根据U=IR可极端出电压表的示数。
(3)根据串联分压原理可计算出当最大定值电阻接入电路时,滑动变阻器接入电路的电阻大小。
(4)电阻是导体本身的一种特性,与通过导体的电流无关,据此分析。
【拓展】①要利用图丙所示的实验电路中,测量一个额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率,根据测量电功率的原理P=UI,可知由于缺少电流表,则要利用电阻箱和电压来测量出小灯泡的额定电流,据此作答。
②先根据电阻箱的读数方法:分别读出旋钮对应的读数,用数字乘以底下的倍数,最后将四个数据相加,可读出电阻箱的读数,再根据欧姆定律计算出小灯泡的额定电流,利用P=UI计算出额定功率。
27.如图甲,是小勇实验小组在探究“电流与电阻关系”时的电路图,电源电压恒为6V.电压表、电流表无损坏,有阻值为5Ω、10Ω、20Ω、30Ω、40Ω定值电阻5个。
(1)根据图甲,用笔画线代替导线连接完成图乙的实物图。
(2)开关闭合前,小亮发现电流表的指针如图丙所示,其原因是 。
(3)正确操作后,进行实验。实验过程中,需要改变定值电阻,观察电流的变化。为了科学地得出实验结论,当每次更换电阻后,都要移动滑动变阻器的滑片,此时眼睛应注意观察_____(选填序号)。
A.变阻器滑片 B.电压表 C.电流表 D.电源
(4)某次实验,更换电阻R,合上开关后,电压表示数为0,电流表示数正常,其原因可能是 。
(5)在老师的引导下,他们将5次实验数据描绘在图丁中。图中阴影部分“面积”表示的物理量是_____(选填序号)。
A.电流 B.电压 C.电阻 D.电功率
(6)实验中,他们选择下列哪个滑动变阻器最合适_____(选填序号)。
A.10Ω0.5A B.50Ω0.5A C.50Ω1A D.200Ω1A
(7)请你用平滑曲线将图丁中5个点连接起来 ,观察图象你可以得出实验结论:当电压一定时,导体中的电流与导体的电阻 。
【答案】(1)
(2)电流表指针未调零
(3)B
(4)电阻R(或电压表)短路
(5)B
(6)C
(7);成反比
【解析】【解答】(1)根据电路图,将变阻器滑片以左电阻丝连入电路中,如下图所示:
;(2)开关闭合前,小亮发现电流表的指针如图丙所示,其原因是电流表指针未调零;(3)探究“电流与电阻关系”时要控制电阻两端的电压不变,每次更换电阻后,都要移动滑动变阻器的滑片,眼睛应注意观察电压表示数,
故答案为:B;(4)某次实验,更换电阻R,合上开关后,电流表示数正常,说明电路为通路,其电压表示数为0,原因可能是电阻R(或电压表)短路。(5)图中阴影部分“面积”等于电流与电阻之积,根据欧姆定律, ,故阴影部分“面积”表示的物理量是电压,选B;(6)由图丁知,电阻两端的电压始终保持: ,根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压: ,变阻器分得的电压为电压表示数的0.5倍,根据分压原理,当接入40Ω电阻时,变阻器连入电路中的电阻为:
,故为了完成整个实验,应该选取最大阻值至少20Ω的滑动变阻器,考虑到实验中电流为0.8A>0.5A,同时也考虑实验操作的方便,
故答案为:用50Ω1A的变阻器,即选C;(7)用平滑曲线将图丁中5个点连接起来,如下图所示:
电流与电阻之积为一定值,故可得结论:当电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比。
【分析】根据电路图,将变阻器滑片左下接线柱接入电路;开关闭合前,小亮发现电流表的指针如图丙所示,其原因是电流表指针未调零; 改变定值电阻,观察电流的变化,要保证电压不变,眼睛应注意观察电压表示数;某次实验,更换电阻R,合上开关后,电压表示数为0,电流表示数正常,说明电路为通路,能是电阻R(或电压表)短路,阴影部分“面积”等于电流与电阻之积,根据欧姆定律, ,故阴影部分“面积”表示的物理量是电压,由图丁知,电阻两端的电压始终保持: ,根据串联电路电压的规律,变阻器连入电路中的电阻至少20Ω, 实验中电流为0.8A>0.5A,可确定变阻器的最大阻值;当电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比.
六、综合题
28.如图甲所示,是用伏安法测定电阻的实验装置.
(1)闭合开关前滑动变阻器滑片的位置如图甲所示,这是 (选填“合理”或“不合理”)的;
(2)如果闭合开关后发现,电流表指针向左偏转(如图乙所示),产生故障的原因可能是 ,排除故障后,调节滑动变阻器滑片的位置,当电压表的示数为2.4V 时,电流表的示数如图丙所示为 A,则被测电阻的阻值为 Ω.
【答案】(1)不合理
(2)电流表正负接线柱接反了;0.24;10
【解析】【解答】解:(1)为保护电路,闭合开关时,滑动变阻器连入电路中的电阻应最大,图中,变阻器连入电路中的电阻最小,不合理;(2)在测量电流时,指针反向偏转,说明电流表正负接线柱接反了;图中电流表使用小量程,分度值为0.02A,示数为0.24A,根据欧姆定律R= =10Ω.
故答案为:(1)不合理;(2)电流表正负接线柱接反了;.0.24;10.
【分析】(1)为保护电路,闭合开关时,滑动变阻器连入电路中的电阻应最大;(2)根据电流表指针反向偏转回答;根据图中电流表小量程读数,根据欧姆定律求电阻大小;
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