登录二一教育在线组卷平台 助您教考全无忧
登录二一教育在线组卷平台 助您教考全无忧
沪科版物理九年级全一册第十六章《探究电路》单元测试提升卷
考试时间:90分钟
题号 一 二 三 四 总分
评分
第Ⅰ卷 客观题
阅卷人 一、选择题(每题2分,共30分)
得分
1.(2025九上·平武期中)如图所示,是某种调光型台灯中使用的电位器示意图,P为旋片,可随转动旋钮改变在碳膜(相当于一根电阻丝)上的位置,A、B分别连在碳膜两端,现要求顺时针转动旋钮使灯泡亮度增加,下列接线方案正确的是( )
A.A接D,C接E B.A接D,B接E C.B接D,C接E D.C接D,A接E
【答案】B
【知识点】变阻器及其应用;滑动变阻器的原理及其使用
【解析】【解答】ABCD、旋片P顺时针旋转时,灯泡变亮,原因是电流变大,电源电压不变时,电阻变小,一定连入了接线柱A,如果把A、C连在电路中,电位器相当于定值电阻,不符合题意。所以把A、B连入电路。即A接D,B接E符合题意。故ACD错误,B正确。
故选:B。
【分析】 顺时针转动旋片P可使灯泡亮度增加,电流变大,电阻变小,连入电路的部分应该是PA段,A接线柱一定接入,如果连入电位器的A、C,电位器相当于一个定值电阻,移动旋片P不能改变连入电路的电阻。所以把A、B连入电路。
2.(2025九上·平武期中)如图所示的电路中,电源电压不变。当闭合开关S,滑动变阻器的滑片P向右移动时,下列判断正确的是( )
A.三个电流表示数都变大,电压表示数变大
B.三个电流表示数都变小,电压表示数变小
C.A1示数变小,A2、A3示数不变,电压表示数不变
D.A1示数不变,A2、A3示数变小,电压表示数不变
【答案】D
【知识点】并联电路的电流规律;并联电路的电压规律;变阻器及其应用;滑动变阻器的原理及其使用
【解析】【解答】ABC.根据电路图可知,闭合开关S,R1和R2并联,电流表A3测干路中的电流,电流表A1测量通过电阻R1的电流,电流表A2测通过滑动变阻器R2的电流,电压表测量电源的电压;由于并联电路互不影响,所以滑动变阻器的滑片P向右移动时,电流表A1示数不变,故ABC错误;
D.滑动变阻器的滑片P向右移动时,滑动变阻器接入电路中的阻值增大,根据欧姆定律可知,通过R2的电流变小,则A2的示数变小,根据并联电路电流规律可知,干路电流等于各支路电流之和,所以电流表A3的示数变小,故D正确。
故选:D。
【分析】根据电路图分析电路的连接方式、四个电表的作用;根据滑片的移动方向分析滑动变阻器接入电路中电阻的变化,根据欧姆定律分析通过滑动变阻器电流的变化,然后根据并联电路的特点解答。
3.(2025九上·平武期中)2025年物理创新实验中,用新型导电橡胶代替铅笔芯探究电阻特性,将导电橡胶接入电路,移动夹子改变接入长度时灯泡亮度变化。下列说法正确的是( )
A.导电橡胶与灯泡是并联连接
B.接入橡胶长度越长,电阻越小,灯泡越亮
C.该实验可说明“电阻与导体长度有关”
D.换用绝缘橡胶后,灯泡仍能正常发光
【答案】C
【知识点】导体与绝缘体;串、并联电路的设计;影响电阻大小的因素
【解析】【解答】A.由图可知,将导电橡胶接入电路,移动夹子改变接入长度时灯泡亮度变化,电路中只有一条路径,所以导电橡胶与灯泡串联,故A错误;
B.接入电路的导电橡胶长度越长,导电橡胶的电阻越大,总电阻越大,根据欧姆定律可知,通过小灯泡的电流越小,小灯泡越暗,故B错误;
C.将导电橡胶接入电路,移动夹子改变接入长度时,即改变了导电橡胶的电阻,通过灯泡的电流也发生了改变,所以灯泡的亮度会变化,该实验可说明“电阻与导体长度有关”,故C正确;
D.绝缘橡胶导电性能差,属于绝缘体,所以没有电流通过,灯泡不发光,故D错误。
故选:C。
【分析】(1)影响电阻大小的因素:材料、长度、横截面积和温度;
(2)电源电压不变,接入电路的电阻越大,电路中的电流越小,灯泡会越暗;
(3)铅笔芯通过改变接入电路的长度来改变接入电路的阻值;
(4)容易导电的物体叫导体,不容易导电的物体叫绝缘体,铅笔芯是导体,橡胶是绝缘体。
4.(2025九上·成都期中)如图所示是电阻甲和乙的图像,下列说法正确的是( )
A.电阻乙为定值电阻
B.当电阻甲两端电压为0时,甲的电阻为0
C.当甲乙串联,电路电流为0.2A时,电路总电压是3V
D.当甲乙并联,电源电压为2V时,总电流为0.4A
【答案】C
【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;影响电阻大小的因素
【解析】【解答】A、定值电阻的I-U图像是过原点的直线(电流与电压成正比)。甲的图像为直线,是定值电阻;乙的图像为曲线,电阻随电压/电流变化,不是定值电阻。A错误。
B、电阻是导体本身的属性,与两端电压无关,即使甲的电压为0,电阻也不会变为0。B错误。
C、甲乙串联,电流均为0.2A。从图像中查得:甲两端电压U甲=1V,乙两端电压U乙=2V。根据串联电路总电压U=U甲+U乙=1V+2V=3V。C正确。
D、甲乙并联,电源电压为2V时,各支路电压均为2V。从图像查得:甲的电流I甲=0.4A,乙的电流I乙=0.2A。根据并联电路总电流I=I甲+I乙=0.4A+0.2A=0.6A0.4A。D错误。
故答案为:C。
【分析】1、定值电阻与可变电阻的I-U图像特征
定值电阻:I-U图像为过原点的直线,电流与电压成正比;
可变电阻:I-U图像为曲线,电阻随电压/电流变化(如灯丝电阻随温度变化)。
2、电阻的特性:电阻是导体本身的属性,与电压、电流无关。
3、串、并联电路的规律
串联:电流处处相等(I=I1=I2),总电压等于各部分电压之和(U=U1+U2);
并联:各支路电压相等(U=U1=U2),总电流等于各支路电流之和(I=I1+I2)。
4. 从I-U图像中读取数据:根据电压/电流值,在图像上找到对应点,读取另一物理量的数值。
5.(2025九上·深圳期中)关于欧姆定律,下列说法中正确的是( )
A.电路两端有电压,电路中一定有电流
B.欧姆定律是只通过理论推导得出的规律
C.由可知,导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比
D.由可知,导体的电阻与其两端的电压成正比,与其通过的电流成反比
【答案】C
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【解答】A、形成电流的条件是有电压和闭合电路,电路两端有电压,电路中不一定有电流,A错误;
B、欧姆定律通过实验探究了电流和电压、电阻的关系,不是理论推导得出的,B错误;
C、根据,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,C正确;
D、根据,可以计算电阻,电阻是导体的特性,电阻和电压、电流无关,D错误。
故选C。
【分析】形成电流的条件是:有电压、电路闭合;欧姆定律探究了电流和电压、电阻的关系,通过实验探究得知,电流和电压成正比,和电阻成反比。
6.(2025九上·平武期中)探究“电流跟电压的关系”实验中,下列说法不正确的是( )
A.探究电流跟电压的关系时,需要控制导体的电阻一定
B.实验的结论是:通过导体的电流跟导体两端的电压成正比
C.滑动变阻器可以起到改变定值电阻两端电压的作用
D.多次实验是为了得到电流跟电压之间的定量关系
【答案】B
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验;欧姆定律及其应用
【解析】【解答】A、探究电流跟电压的关系时,由控制变量法可知,需要控制导体的电阻一定,故A正确;
B、由欧姆定律可知,在电阻不变时,通过导体的电流跟导体两端的电压成正比,故B错误;
C、滑动变阻器可以改变接入电路中的电阻,使得电路中电流发生改变,从而起到改变定值电阻两端电压的作用,故C正确;
D、多次实验得到多组实验数据,从而可以得到电流跟电压之间的定量关系,故D正确。
故选:B。
【分析】(1)根据控制变量法知,在探究电流跟电压的关系时,需要控制导体的电阻一定,通过滑动变阻器可以改变定值电阻两端电压和通过电阻的电流;
(2)在电阻不变时,通过导体的电流跟导体两端的电压成正比;
(3)多次实验得到普遍规律。
7.(2024九上·朝阳期中)如图所示,在“探究电流与电压关系”的实验时。正确的操作是( )
A.保持R2滑片的位置不动
B.保持电路中电流不变
C.保持R1不变,调节R2的滑片到不同的适当位置
D.更换R1,调节R2的滑片到不同的适当位置
【答案】C
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】根据控制变量法的要求可知,在“探究电流与电压关系”的实验时,要控制电阻R1大小不变,只改变R1两端的电压,并记录对应的电流,即通过移动变阻器R2的滑片改变电阻两端的电压和电路中的电流,故ABD错误,C正确。
故选C。
【分析】根据控制变量法的要求分析对应的实验操作即可。
8.(2025九上·邛崃期中)如图甲所示为滑动变阻器的结构示意图,a、b、c、d分别为四个接线柱,P为滑片,将它连入如图乙所示的电路的M、N两点之间,使P向左移动时,电路中电流增大,那么正确的连法是( )
A.a、d B.c、d C.a、b D.b、d
【答案】A
【知识点】变阻器及其应用;滑动变阻器的原理及其使用;探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】电路中电流增大,说明滑动变阻器接入电路的电阻减小;滑片P向左移动时电阻减小,需让接入电路的电阻丝长度变短,因此要接左下方的a接线柱,再配合上方任意一个接线柱(c或d):
A、接a、d,接入的是aP段电阻丝,P向左移,aP段变短,电阻减小,电流增大,正确。
B、接c、d,相当于接入导线,电阻为0,滑片移动不改变电阻,电流不变,错误。
C、接a、b,相当于接入全部电阻丝,电阻最大且滑片移动不改变电阻,电流不变,错误。
D、接b、d,接入的是bP段电阻丝,P向左移,bP段变长,电阻增大,电流减小,错误。
故答案为:A。
【分析】1、滑动变阻器的工作原理:通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变电阻,从而改变电路中的电流。
2、滑动变阻器的接线规则:一上一下接线;若接上面两个接线柱,电阻为0(相当于导线);若接下面两个接线柱,电阻最大且不可调(相当于定值电阻)。
3、电阻与电流的关系:在电源电压不变时,电路电阻减小,根据,电流会增大;电阻增大,电流会减小。
9.(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。
10.(2025九上·庐阳期末)如图所示的电路图,在A、B两点间分别接入不同元件,可以进行不同的实验。下列描述正确的是( )
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,电压大小也不能变
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;物理学方法
【解析】【解答】A.根据控制变量法的要求可知,探究电流与电阻的关系时,需要改变电阻大小,但需要控制电阻两端电压不变,故A错误;
B.根据控制变量法的要求可知,探究电流与电压关系时,需要改变电阻两端的电压,而控制电阻大小相同,故B错误;
C.在测量未知电阻的阻值的实验中, 滑动变阻器用于改变电阻两端电压和通过的电流 ,故C正确;
D.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错误。
故选C。
【分析】分析各个选项描述的实验中的操作过程以及注意事项,然后与右侧描述对照即可。
11.(2025九上·东区期末)如图甲所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关,电流表与电压的变化如乙图所示,下列说法正确的是( )
A.定值电阻R0的阻值是15Ω
B.电源电压为5V
C.滑动变阻器的最大阻值10Ω
D.当滑动变阻器的滑片P移至中点时,电流表的示数是0.3A
【答案】D
【知识点】串联电路的电压规律;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.根据甲图可知,定值电阻R0和滑动变阻器串联,电压表测量滑动变阻器两端电压,电流表测量电路电流。
根据乙图可知,当电流为0.2A时,电压表的示数为3V。
根据得到:
……①;
当电流为0.6A时,电压表的示数为0,
根据得到:……②
由①②解得:U=4.5V,R0=7.5Ω,故AB错误;
C.根据乙图可知,当滑动变阻器接入电路的阻值最大时,电流最小,此时变阻器的电压为3V,电流为0.2A,
故滑动变阻器的最大阻值为,
故C错误;
D.当滑动变阻器的滑片P移至中点时,总电阻为:;
电路中的电流为,
故D正确。
故选D。
【分析】 AB.由图甲可知,电路为定值电阻和滑动变阻器组成的串联电路,电流表测量电路电流,电压表测量滑动变阻器两端电压。由图乙可知道滑动变阻器两端的电压及对应的电流,利用欧姆定律和串联电路的电压规律列方程求得电源电压和定值电阻的阻值。
C.由图乙,利用欧姆定律可得到滑动变阻器的最大阻值;
D.由串联电路电阻的规律和欧姆定律算出当滑动变阻器的滑片P移至中点时电流表的示数。
12.(2025九上·成都期中)如图所示的电路中,定值电阻,若由于某种原因,其中一个定值电阻发生短路,则两个电压表的示数之比不可能是( )
A.1∶3 B.1∶2 C.1∶4 D.3∶2
【答案】B
【知识点】串联电路的电流规律;电压表的连接;串联电路的电压规律;电阻的串联;欧姆定律及其应用
【解析】【解答】已知R1:R2:R3=1:2:4,设R1=R,R2=2R,R3=4R。
电路结构:R1、R2、R3串联,电压表V1测R2+R3的电压,电压表V2测R1+R2的电压。
分别假设单个电阻短路,计算电压表示数比:
1、假设R1短路:
R1=0,电路中电阻为R2+R3=6R,电路电流。
V1示数:U1=I(R2+R3)=U;
V2示数:U2=IR2=×2R=;
比值:U2:U1=:U=1:3(对应选项A,可能)。
2. 假设R2短路:
R2=0,电路中电阻为R1+R3=5R,电路电流。
V1示数:U1=IR3=×4R=;
V2示数:U2=IR1=×R=;
比值:U2:U1=:=1:4(对应选项C,可能)。
3. 假设R3短路:
R3=0,电路中电阻为R1+R2=3R,电路电流。
V1示数:U1=IR2=×2R=;
V2示数:U2=I(R1+R2)=U;
比值:U2:U1=U:=3:2(对应选项D,可能)。
综上,1:2的比值不可能出现,选B。
故答案为:B。
【分析】1、串联电路的特点
电流处处相等:I=I1=I2=I3;
总电阻等于各电阻之和:R总=R1+R2+R3;
电压与电阻成正比:U1:U2:U3=R1:R2:R3(串联分压规律)。
2、短路的影响:某电阻短路时,其阻值视为0,不再分得电压,电路总电阻减小,电流增大。
3、电压表的测量对象分析:需明确电压表并联的电路部分,确定其测量的电压是哪些电阻的电压之和。
4、欧姆定律的应用:、U=IR,结合串联规律计算电压、电流和电阻的关系。
13.(2023九上·邹城期末)某同学设计了以下四种电路,其中电源电压不变且未知,R0是已知阻值的定值电阻.在实验中不拆改电路的情况下,能够测量出未知电阻Rx阻值的电路是
A.只有① B.只有②③
C.只有①②③ D.①②③④都可以
【答案】C
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】①根据图片可知,只闭合S1时,此时只有R0,电流表测量通过R0的电流I0;再闭合S2,此时两个电阻并联,电流表测量干路电流I。根据电源电压不变和欧姆定律列式I0R0=(I﹣I0)Rx可求出Rx的阻值,故能测出Rx阻值;
②根据图片可知,只闭合S2时,两电阻串联,电流表测电路中电流I1,此时U总=I1(R0+Rx)。两开关都闭合时,只有R0接入电路中,电流表测此时电路中电流I0,此时U总=I0R0,前后两个式子联立能测出Rx阻值;
③根据图片可知,闭合S,断开S2,闭合S1,电压表测量电阻R0两端电压U0;闭合开关S、S2,两只电阻串联,电压表测量电源电压为U。根据电路电流相等列式=可求出Rx的阻值,故能测出Rx阻值;
④根据图片可知,闭合开关S,S1接1,两只电阻串联,电压表测量R0两端电压为U0;S1接2,电压表反接,不能测量Rx两端电压Ux,仅有一个电压值,不能测出Rx阻值。
故选C。
【分析】测量待测电阻的阻值,关键是测出它两端的电压和对应的电流,也可利用串联电路电流相等,电源电压不变等为等量关系,列式计算即可。
14.(2025九上·龙岗月考)如图是现在一般标准住宅户内配电系统图,下列分析中正确的是( )
A.三孔插座对应用电器的三线插头,插头最左边的那条导线与用电器的外壳相连
B.当插座漏电时,总开关①将跳闸
C.当空调电流过大时,漏电保护器会迅速切断电流
D.闭合空气开关③后试电笔先后插入插座的左右插孔,插入插座的左插孔氖管不发光
【答案】D
【知识点】家庭电路的连接
【解析】【解答】 A.三孔插座接线时“左零右火中间地”,对应用电器的三线插头,插头最上面的那条导线与用电器的外壳相连,这样可以防止因外壳漏电而发生触电事故,故A错误;
B.当插座漏电时电流很小,所以空气开关①不会跳闸,故B错误;
C.当空调电流过大时,空气开关②会跳闸,故C错误;
D.插座的左孔接零线,右孔接火线,闭合空气开关③后,试电笔插入插座的左插孔氖管不发光,插入插座的右孔时氖管发光,故D正确。
故选D。
【分析】A.根据三孔插座的接线方法判断;
BC.空气开关在电流过大时跳闸,漏电保护器在用电器漏电时跳闸;
D.测电笔接触火线时发光,接触零线时不发光。
15.(2025九上·三台期末)如图是正常工作的家庭电路中的一部分。下列说法中正确的是( )
A.导线A是零线
B.保险丝能在有人触电时自动切断电路
C.保险丝能在电路中电流过大时自动切断电路
D.正确使用验电笔先后插入插座的左右插孔,氖管都发光
【答案】C
【知识点】家庭电路的组成;家庭电路工作电压、零线、火线的辨别;测电笔的使用
【解析】【解答】A.根据图片可知,A线上接有保险丝,则导线A对应火线,故A错误;
BC.当电路发生故障而电流过大时,保险丝自身产生很多热量从而熔断自己,切断电路,故B错误,C正确;
D.插座左孔接零线氖管检测不发光,右孔接火线氖管检测发光,故D错误。故选C。
【分析】A.在家庭电路中,保险丝应该接在火线上;
BC.根据保险丝的特点和作用判断;
D.根据测电笔的使用方法判断。
阅卷人 二、填空题(每空1分,共22分)
得分
16.(2025九上·平武期中)电视节日《荒野求生》中展示了一个在野外获取火种的方法:将口香糖锡纸中间剪掉一些,一端接在电池的正极,另一端接在电地的负极,很快锡纸条开始冒烟、着火,如图甲所示。在如图乙中,若锡箔条ab段长度等于bc段长度,则ab段电阻 bc段电阻,此时ab段电流 bc段电流。(均选填“大于”、“小于”或“等于”)
【答案】大于;等于
【知识点】影响电阻大小的因素
【解析】【解答】第1空,第2空,由图乙可知,锡箔条ab段与bc段材料相同,长度相同,ab段横截面积较小,电阻较大,即ab段电阻大于bc段电阻,串联电路中电流处处相同,所以ab段电流等于bc段电流。
故答案为:大于;等于。
【分析】(1)导体电阻的大小跟导体的长度、横截面积、材料和温度有关;
(2)串联电路中,电流处处相等。
17.(2025九上·兴宁期中)如图所示,这是用一个充电宝同时给三部手机充电的场景。此时充电宝相当于电路中的 (选填“用电器”或“电源”);若拔掉其中一部手机,则通过充电宝的总电流将 (选填“变大”“变小”或“不变”);制造手机芯片所用的主要材料是 (选填“半导体”或“超导体”)。
【答案】电源;变小;半导体
【知识点】电路的构成及电路图;并联电路的电流规律;半导体特点及作用
【解析】【解答】充电宝给手机充电时,为手机提供电能,在电路中相当于电源(电源是提供电能的装置,用电器是消耗电能的装置)。
三部手机是并联在充电宝两端的,并联电路中干路电流等于各支路电流之和。拔掉其中一部手机,支路数量减少,支路电流之和减小,因此通过充电宝的总电流变小。
手机芯片的主要材料是半导体(如硅、锗),半导体的导电性能介于导体和绝缘体之间,可用于制作集成电路、芯片等电子元件;超导体是在特定条件下电阻为零的材料,目前尚未广泛用于芯片制造。
故答案为:电源;变小;半导体。
【分析】1、电路的基本组成:电源(提供电能)、用电器(消耗电能)、开关、导线。
2、并联电路的电流规律:干路电流I=I1+I2+...+In,支路越多,干路电流越大;支路减少,干路电流减小。
3、半导体的应用:半导体材料可制成二极管、三极管、集成电路(芯片)等,广泛应用于电子设备中。
18.(2025九上·邛崃期中)新能源汽车在全球范围内受到了越来越多的关注。如图15所示,某新能源电动汽车正在充电,此时它的蓄电池相当于电路中的 ;汽车内的音响(扬声器)声音大小可以调节,是因为在电路中接入了一个变阻器,且变阻器应该与扬声器 (选填“串”或“并”)联。
【答案】用电器;串
【知识点】串联电路的电流规律;并联电路的电流规律;滑动变阻器的原理及其使用
【解析】【解答】蓄电池充电时,是将电能转化为化学能,此时蓄电池消耗电能,在电路中相当于用电器;蓄电池放电时(供电),才相当于电源。
变阻器调节音响声音大小,是通过改变电路中的电流实现的,变阻器需与扬声器串联,才能通过改变自身电阻来改变电路总电阻,进而改变电流;若并联,变阻器无法改变扬声器支路的电流,无法调节音量。
故答案为:用电器;串。
【分析】1、电路元件的角色判断:电源:提供电能(将其他形式的能转化为电能);用电器:消耗电能(将电能转化为其他形式的能)。
2、滑动变阻器的工作原理与连接方式:原理:通过改变接入电路的电阻丝长度改变电阻,从而改变电路电流;连接:需与被控制的用电器串联,才能实现对用电器的电流调节。
3、串、并联电路的电流特点:串联电路:电流处处相等,一个元件的电阻变化会影响整个电路的电流;并联电路:各支路电压相等,支路电阻变化不影响其他支路的电流。
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.(2024九上·松原期中)一导体两端加4V的电压时,通过它的电流是0.5A。当通过它的电流为0.3A时,它两端的电压为 V;当通过它的电流为0时,它的电阻为 Ω。
【答案】2.4;8
【知识点】电阻;欧姆定律及其应用
【解析】【解答】根据导体两端的电压和通过它的电流,计算导体的阻值:,
电阻是导体自身的一种性质,与电压、电流无关,当通过它的电流为0时,电阻不变,仍为8Ω。当通过导体的电流为0.3A时,导体两端的电压:。故第1空填:2.4;第2空填:8。
【分析】根据,计算电阻;导体的电阻和电压、电流无关,利用U=IR,可以计算导体两端电压的大小。
21.(2022九上·鄂城期末)在相距15km的甲、乙两地之间有两条输电线,已知每1m输电线的电阻为0.01Ω,现输电线在某处发生短路,为确定短路位置,检修员利用电压表、电流表和电源接成如图所示电路进行检测.当电压表的示数为6V时,电流表的示数为0.06A,则甲地到短路位置之间的输电线总阻值为 Ω。短路位置到甲地的距离是 m。
【答案】;
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)根据欧姆定律计算连接短路位置到甲地的两段输电线的电阻值;
(2)首先用输电线的总电阻与“ 每1m输电线的电阻为0.01Ω”做比,计算出总长度,然后除以2得到短路的地点离甲地的距离。
【解答】(1)根据题意可知, 当电压表的示数为6V时,电流表的示数为0.06A, 则连接短路位置到甲地的两段输电线的电阻值;
(2) 已知每1m输电线的电阻为0.01Ω,
则甲地到短路位置之间的输电线总长度;
短路的地点离甲地的距离。
22.(2024·富锦模拟)如图甲所示是某款电子秤的外观图,图乙是它的原理图,表盘是由电压表改装而成的。闭合开关S,随着电子秤所挂物体质量增大,电子秤示数 ,电路中电流 。(均填“变大”“变小”或“不变”)
【答案】变大;不变
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析
【解析】【解答】根据乙图可知,定值电阻R0与变阻器R串联,电压表测量R的滑片P上部分两端的电压。
由于电压表的内阻很大,因此无论变阻器的滑片怎样移动,变阻器都是整个接入电路,
即此时总电阻不变,根据欧姆定律可知,电路中电流大小不变。
被测物体质量增大时,滑片P向下移动,与电压表并联部分的电阻变大,根据U=IR可知,电压表示数变大,电子秤示数越大。
【分析】根据乙图确定电路的串并联关系,以及电压表所测的物理量,根据欧姆定律和电阻串联的知识分析解答。
23.(2022九上·长春期中)家庭电路中,电灯与电视机是 联的,电灯正常工作时的电压为
V。在电视机遥控器的电池盒中,安装了2节新干电池串联,遥控器正常工作时的电压为
V。
【答案】并;220;3
【知识点】电压和电压的单位换算;串联电路的电压规律;家庭电路的连接
【解析】【解答】解:家庭电路中,电灯与电视机工作时互不影响,是并联的;电灯正常工作时的电压为220V。一节新干电池的电压为1.5V,2节新干电池串联,总电压为3V,遥控器正常工作时的电压为3V。
【分析】家庭电路中,电灯与电视机工作时互不影响,是并联的;电灯正常工作时的电压为220V。一节新干电池的电压为1.5V,2节新干电池串联,总电压为3V。
24.(2025九上·崆峒期末)家庭电路中,用电器正常工作时的电压为 V;如图所示,家庭电路中,用测电笔辨别火线、零线时,正确的执笔方式是图 (选填“甲”或“乙”)。
【答案】220;甲
【知识点】电压和电压的单位换算;测电笔的使用
【解析】【解答】家庭电路中,用电器工作时的电压为220V。
使用测电笔时,笔尖接触要检测的导线,手接触笔尾金属体,故甲正确;当笔尖接触火线时,氖管发光,接触零线,氖管不发光。故第1空填:220;第2空填:甲。
【分析】家庭电路电压为220;使用测电笔时,手要接触笔尾金属。
第Ⅱ卷 主观题
阅卷人 三、实验探究题(共4题,共25分)
得分
25.(2025九上·泸县期末)某实验小组的同学用铅笔芯探究导体的电阻与长度的关系,如图所示是该实验的电路图。
(1)闭合开关,向右移动铅笔芯上的滑片P1,电路中的电流 (变大/变小/不变)。
(2)如果滑片P1滑动到铅笔芯最右端时,电压表示数很小,应该将滑动变阻器的滑片P2向 (左/右)移动。
(3)移动铅笔芯上面的滑片P1,记录铅笔芯AP1之间的距离和电压表的示数,数据如下:
AP1/mm 0 30.0 60.0 90.0 120.0 150.0 180.0
U/V 0 0.4 0.8 1.2 1.6 2.0 2.4
通过数据可以推出导体的电阻与导体的长度成 (正/反)比的结论。若滑片P2在图示位置不动时,电压表示数为0.9V,当滑片P1向右移动一段距离,电压表示数变为1.2V,滑片P1再向右移动一段相同的距离,电压表示数为 V。
(4)又若滑片P1在图示位置不动时,电压表示数为0.9V,当滑片P2向右移动一段距离,电压表示数变为1.2V,滑片P2再向右移动一段相同的距离,电压表示数为 V。
【答案】不变;右;正;1.5;1.8
【知识点】影响电阻大小的因素;欧姆定律及其应用
【解析】【解答】探究导体的电阻与长度的关系时,
(1)图中,铅笔芯和滑动变阻器串联,电压表测滑片左侧铅笔芯的电压,整个铅笔芯连入电路,则向右移动滑片P1时,电阻不变,电路中的电流不变。
(2)滑片P1滑动到铅笔芯最右端时,电压表示数很小,则滑动变阻器分压太大,应减小滑动变阻器两端的电压,减小滑动变阻器连入的电阻,滑片P2向右移动。
(3)根据表中数据,电压表的示数随AP1长度成倍数增大,铅笔芯AP1两端的电压与AP1的长度成正比;根据U=IR,铅笔芯AP1段的电压与AP1的电阻成正比;推出:导体的电阻与导体的长度成正比。
当电压表示数为0.9V,滑片P1向右移动一段距离,电路的电流是不变的,设P1向右移动一段距离时,与电压表并联部分增大的电阻为R',则增大的电压为:U'=IR'=1.2V-0.9V=0.3V;
滑片P1向右移动相同的距离,增大的电阻仍为R',则增大的电流仍为U',故电压表示数变为
1.2V+0.3V=1.5V;
(4)图中,电压表示数为0.9V,铅笔芯的电阻为R0、与电压表并联部分的电阻为R0左、滑动变阻器连入电阻为R1,串联电路的电流处处相等,电路中电流·····-①
当滑片P2向右移动一段距离,滑动变阻器连入电阻减小值为,电压表示数变为1.2V,电路中电流:·····②
联立①②解得:;化简可得,
代入①得·····-③
当滑片P2再向右移动一段相同的距离,滑动变阻器连入电阻减小值为2,铅笔芯两端电压为U3,电路中电流:······-④,联立③④,得,解得U3=1.8V。
【分析】(1)电阻串联,滑片连接电压表,移动滑片,电阻不变,电流不变;
(2)电阻和滑动变阻器串联,减小滑动变阻器的取值,分压减小,其他位置分压变大;
(3)根据实验数据,电压表测量的范围越大,分压越大;根据电压表示数,计算电压表变化情况;
(4)根据电压表测量位置的分压,结合电阻关系,计算分压比值,再,计算电压大小。
26.(2024九上·西安月考)小明同学为了探究“电流与电阻的关系”,设计了如图甲的实验电路,她在学校实验室找来了如下一些实验器材:电压恒为3V的电源,电流表、电压表各一只,一个开关,阻值分别为10Ω、20Ω、30Ω、50Ω的定值电阻各一个,标有“20Ω 1A”字样的滑动变阻器一个,导线若干。
(1)如图乙是小明连接的实物电路图。请用笔画线代替导线将实物电路图连接完整 ;
(2)闭合开关后,小明发现,无论怎样调节滑动变阻器的滑片,电流表始终没有示数,电压表示数接近电源电压,原因可能是 ;
(3)排除故障后,小华先把20Ω的电阻接入电路,移动滑动变阻器滑片,使电压表示数为2V,读出电流表示数后,断开开关,她直接拆下20Ω的电阻,改换电阻继续做实验闭合开关,电压表示数如图丙所示,其示数是 V,此时定值电阻阻值为 (填“10Ω”或“30Ω”),要完成这次实验,接下来她应将变阻器滑片向 (填“左”或“右”)端移动;
(4)当小明改用50Ω的电阻继续实验时,发现无论怎样移动滑动变阻器滑片,都无法使电压表示数达到实验要求的值,你认为“电压表的示数无法达到实验要求的值”的原因可能是 ;
A.滑动变阻器的最大阻值太大
B.控制电阻两端的电压值太大了
C.滑动变阻器的最大阻值太小
D.电源电压值太小了
(5)小明解决了上述问题后,利用收集到的多组数据。作出了如图丁所示的电流I随电阻R变化的关系图像。根据实验目的,分析图像发现图像上各点与坐标轴围成的面积都相等,可得出结论: 。
【答案】;电阻R断路;1.5;10;左;C;当电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比
【知识点】串联电路的电压规律;探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】(1)根据题意可知,电源电压为3V,则定值电阻两端的最大电压为3V,那么确定电压表选用0-3V量程,然后与定值电阻并联,如下图所示:
(2)闭合开关后,电流表无示数,则电路为断路。而电压表有示数,说明它的正负接线柱与电源两极之间正常连接,则肯定是与定值电阻并联的电阻R断路。
(3)①如图丙所示,电压表选用0-3V量程,分度值为0.1V,其读数为1.5V。
②此时1.5V<2V,由串联电路电压与电阻成正比的规律可知,更换的电阻应小于20Ω,所以此时电阻阻值为10Ω。
③要电压表示数应不变,故要增大电阻两端电压,减小变阻器两端的电压。根据串联电路电压的规律,应该减小变阻器的阻值,即应向左端移动滑动变阻器的滑片。
(4)改用50Ω的电阻时,则滑动变阻器两端的电压为U滑=U-UR=3V-2V=1V;
根据串联电路电流相同得到:;
即;
解得此时滑动变阻器的阻值为25Ω,大于了其最大阻值,
所以可能是因为小明选用的滑动变阻器最大阻值太小,电压表的示数无法达到实验要求的值。
故选C。
(5)根据丁图可知,横轴表示电阻,纵轴表示电流,二者的乘积相等,那么得出结论:当电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
【分析】 (1)根据电源电压的数值确定电压表的量程,结合连接方法解答;
(2)根据故障现象确定故障的位置和种类;
(3)根据电压表选用小量程确定分度值读数,由分压原理分析;
根据控制变量法,研究电流与电阻的关系时,根据分压原理和串联电路电压的规律结合分压原理确定滑片移动的方向;
(4)探究电流与电阻的关系,应保持电阻两端的电压不变;根据串联电路电压的规律求出变阻器分得的电压,根据分压原理,求出当接入50Ω电阻时变阻器连入电路中的电阻,据此分析回答;
(5)由欧姆定律可知在I-R图象上各点与坐标轴围成的面积等于电阻两端的电压,结合题意和图象得出结论。
27.(2025九上·沐川期末)小林利用图甲所示的电路,进行“伏安法测电阻”的实验,其中电源电压恒为3V,滑动变阻器上标有“20Ω 2A”字样。
(1)闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,结果发现电流表指针不动,但电压表有明显的示数。则电路故障可能是Rx (选填“断路”或“短路”);
(2)排除故障后,闭合开关,当滑动变阻器的滑片移到某一位置时,电压表和电流表的示数如图乙、丙所示,待测电阻Rx的阻值为 Ω;
(3)小林想利用此电路继续研究导体中电流跟电阻的关系。实验室有阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω、25Ω、30Ω、60Ω的定值电阻各一个。实验过程如下:
①小林将5Ω定值电阻R1替换Rx、接入电路后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片P,读出电压表示数为1.8V,读出此时的电流表的示数I1,记录对应数据;
②将10Ω定值电阻R2替换Rx、接入电路后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片P,直至电压表示数为1.8V,记录对应数据。
③仿照步骤②多次实验,记录对应数据。
(4)当小林用最后一个60Ω的定值电阻做此实验时,发现无论如何调节滑片P,都不能达到实验要求,无法进行实验。小林认为滑动变阻器的最大阻值太小,请你帮助小林挑选一个最大阻值至少为 Ω的滑动变阻器。
【答案】断路;5;40
【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】(1)电流表指针不动,可能电路中出现断路。电压表有明显的示数,说明电压表与电源两极之间正常连通。比较可知,只能是与电压表并联的电路断路了,可能电阻Rx断路。
(2)根据乙图可知,电压表的量程为0~3V,分度值为0.1V,示数为2V;
根据丙图可知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.4A;
根据欧姆定律可知,待测电阻Rx的阻值。
(3)根据题意可知,定值电阻的电压保持1.8V不变,
则此时变阻器分得的电压U滑=U-UV=3V-1.8V=1.2V;
根据串联电路电压与电阻成正比得到:;
;
解得:R滑=40Ω,
故挑选一个最大阻值至少为40Ω的滑动变阻器。
【分析】(1)通常的电路故障就是短路和断路,根据电流表和电压表的示数变化分析即可;
(2)根据图片确定电压表和电流表 的量程和分度值,读出示数后,根据计算Rx的阻值;
(3)根据串联电路的分压规律计算出滑动变阻器的接入阻值即可。
28.(2025九上·罗湖期中)小明用铅笔芯做变阻器,设计并制作一个模拟的调光灯,如图甲所示。器材有:电池(电压为3V)、小灯泡(正常工作电压为2.5V)、铅笔芯、金属回形针、开关、导线、定值电阻等。
(1)图甲中,闭合开关,回形针向左移,小灯泡亮度变
(2)小明找到A、B两根铅笔芯的长度都是17.5cm,A的直径较大,B的直径较小。调节效果可以从两个方面评价:一是小灯泡充度的变化范围:二是调节的精度,回形针移动一定距离时,电阻变化越小调节精度越高。则使用铅笔芯A、B制作的调光灯,充度调节范围较大应选择 铅笔芯,调节精度较高应选择 铅笔芯(以上两空均选填“A”或“B”)。
(3)为了使回形针在铅笔芯上的任何位置时,小灯泡都能安全工作,可以对电路进行的改进是
(4)同学小深找来两个定值电阻,设计了如图乙所示电路。此电路也能改变灯泡的亮度,但与小明设计的甲电路对比,其缺点主要是
【答案】(1)亮
(2)B;A
(3)串联一个合适的电阻
(4)电阻的调节范围太窄,且电阻的变化是跳跃的
【知识点】影响电阻大小的因素;欧姆定律及其应用
【解析】【解答】(1) 图甲中,闭合开关,回形针向左移,则铅笔芯接入的的电阻变小,根据欧姆定律可知,此时通过电路的电流变大,则小灯泡亮度变亮。
(2)根据题意可知,A、B铅笔芯的长度相同,B的直径较小,则电阻较大,那么亮度的调节范围较大。A的电阻较小,则移动相同的距离时电流变化较小,因此调节江都更高。
(3)根据题意可知,当铅笔芯接入的阻值为零时,此时灯泡电压大于2.5V,可能被烧毁。根据串联电路的电压规律可知,此时可以在电路中串联一个合适的电阻即可。
(4)图乙电路与小明设计的甲电路相比,其缺点主要是:电阻的调节范围太窄,且电阻的变化是跳跃的。
【分析】(1)根据回形针的移动方向确定铅笔芯接入阻值的变化,再根据欧姆定律确定电流变化,弄清灯泡亮度变化即可;
(2)亮度调节范围大,即电流变化范围大,也就是电阻变化较大;当移动相同的距离时,电阻变化越小,电流变化越小,则调节精度越高;
(3)当铅笔芯接入的阻值为零时,此时电流最大,可以串联一个合适的电阻控制灯泡两端的电压为2.5V;
(4)铅笔芯的电阻改变是连续的,而乙图中电路的阻值变化只有三种情况,即电阻的变化是跳跃的,据此分析解答。
阅卷人 四、计算题(共3题,共23分)
得分
29.(2025九上·南宁期中)智能快递站使用机器人分拣快递,分拣员扫描快件条形码后将其放置在分拣机器人上。如图甲,机器人便能依据快件的条形码信息和重力信息将快件运送至指定位置。图乙是快件分拣识别电路,快件信息由通过两个敏感电阻的电流决定。扫码后,根据光敏电阻R1反映的信息识别快件需送达的区域,根据压敏电阻R2反映的信息识别快件需放置的位置。已知电源电压为6V,电流表允许通过的最大电流为0.9A,光敏电阻R1扫码前阻值为10Ω,扫码后R1对应区域的阻值如下表所示,压敏电阻R2的阻值随压力的变化关系图像如图丙所示,g取10N/kg。求:
扫描后对应区域 A B C D
光敏电阻R1阻值/Ω 12 15 18 20
(1)快件扫码前通过R1的电流;
(2)运送某快件到B区域时,电流表的示数为0.5A,此时R2的阻值;
(3)最多能将重力为多少的快件投送到D区域。
【答案】(1)解:由电路图乙可知,电阻R1和R2并联,快件扫码前,光敏电阻R1的阻值为10Ω,电源电压U= 6V,根据欧姆定律可知通过R1的电流:
(2)解:运送快件到B区域时,由表格可知,光敏电阻R1的阻值为R1'=15Ω,此时通过R1的电流:;
因为R1和R2并联,电流表在干路测量总电流,所以干路电流:I=I1'+I2
此时通过R2的电流为:I2=I-I1'=0.5A-0.4A=0.1A
根据欧姆定律可知,此时R2的阻值:
(3)解:投送到D区域时,由表格可知,光敏电阻R1的阻值为R1″=20Ω,此时通过R1的电流:
电流表允许通过的最大电流为Imax=0.9A,要使快件的重力最大,根据图丙可知,压敏电阻R2的阻值应最小,根据并联电路的特点和欧姆定律可知,要使R2的阻值最小,通过R2的电流应最大,通过R2的最大电流I2max=Imax-I1″ =0.9A-0.3A=0.6A
此时R2的最小阻值为:
由图丙可知,当R2的阻值为10Ω时,其承受的压力F为100N,因为快件对压敏电阻的压力等于其重力,所以最多能投送的快件重力为Gmax=F=100N
【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】【分析】(1)根据,计算电流的大小;
(2)利用,计算电流,结合并联电路电流规律,计算支路电流,根据,计算电阻;
(3)根据电路中的最大电流,计算最新电阻时,判断压力的大小。
(1)由电路图乙可知,电阻R1和R2并联,快件扫码前,光敏电阻R1的阻值为10Ω,电源电压U= 6V,根据欧姆定律可知通过R1的电流I1===0.6A
(2)运送快件到B区域时,由表格可知,光敏电阻R1的阻值为R1'= 15Ω,此时通过R1的电流I1' ===0.4A
因为R1和R2并联,电流表在干路测量总电流,所以干路电流I = I1' + I2
此时通过R2的电流为I2=I -I1'=0.5A-0.4A=0.1A
根据欧姆定律可知,此时R2的阻值R2' ===60Ω
(3)投送到D区域时,由表格可知,光敏电阻R1的阻值为R1″=20Ω,此时通过R1的电流I1″ ===0.3A
电流表允许通过的最大电流为Imax=0.9A,要使快件的重力最大,根据图丙可知,压敏电阻R2的阻值应最小,根据并联电路的特点和欧姆定律可知,要使R2的阻值最小,通过R2的电流应最大,通过R2的最大电流I2max=Imax-I1″ =0.9A-0.3A=0.6A
此时R2的最小阻值为R2min===10Ω
由图丙可知,当R2的阻值为10Ω时,其承受的压力F为100N,因为快件对压敏电阻的压力等于其重力,所以最多能投送的快件重力为Gmax=F=100N
30.(2025九上·南宁期中)某种“烟雾报警器”的简化原理图如图所示。电源电压为,为定值电阻,激光发射器发出的激光强度恒定不变;当烟雾浓度增大时,光敏电阻上的光照强度减小,其阻值随光照强度变化情况如表格所示。当光照强度降为2级时,两端的电压刚好升至,此时,报警控制器所控制的报警器报警。求:
光照强度 1级 2级 3级 4级 5级
光敏电阻 60 40 20 10 5
(1)烟雾报警器开始报警时,电路中的电流。
(2)当两端的电压为时的光照强度。
(3)为了更保险,要求当光照强度为3级时触发烟雾报警器,请你写出一种可行的方案,并通过计算说明。
【答案】(1)解:光敏电阻与定值电阻串联,电压表测量光敏电阻两端电压;由表格数据可知,烟雾报警器开始报警时,光照强度为2级,光敏电阻的阻值R = 40Ω,电路中的电流为
(2)解:定值电阻的阻值为
当两端的电压为时,电路中的电流为
光敏电阻的阻值为
查表可知,当光敏电阻的阻值为10Ω时,对应的光照强度为4级。
(3)解:当光照强度为3级时触发烟雾报警器,此时电压表示数为4V,光敏电阻的阻值R'' = 20Ω,此时电路中的电流为
此时定值电阻的阻值为
即可将定值电阻更换为一个10Ω的电阻。
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)根据,计算电流的大小;
(2)根据,计算电阻大小,结合串联电路分压,计算电阻;
(3)利用,计算电流,根据,计算未知电阻。
(1)光敏电阻与定值电阻串联,电压表测量光敏电阻两端电压;由表格数据可知,烟雾报警器开始报警时,光照强度为2级,光敏电阻的阻值R = 40Ω,电路中的电流为
(2)定值电阻的阻值为
当两端的电压为时,电路中的电流为
光敏电阻的阻值为
查表可知,当光敏电阻的阻值为10Ω时,对应的光照强度为4级。
(3)当光照强度为3级时触发烟雾报警器,此时电压表示数为4V,光敏电阻的阻值R'' = 20Ω,此时电路中的电流为
此时定值电阻的阻值为
即可将定值电阻更换为一个10Ω的电阻。
31.(2025九上·长沙期中)如图甲所示电路中,电源电压保持不变,电压表测量范围为0~15V,电流表的测量范围为0~3A,滑动变阻器. 标有“50Ω 2A”。闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P 到某一位置时,电压表示数为10V,电流表示数为1A;移动滑动变阻器的滑片使它接入电路中的电阻为最大阻值时,电流表示数为0.5A。
(1) 求 的阻值;
(2)求电源电压;
(3)在电路中再接入一个定值电阻. 和一个电压表,改为图乙所示电路。两电压表测量范围均为0~15V,电流表改用0~0.6A 的测量范围,在保证电路安全的情况下移动滑动变阻器滑片,电压表 能达到满偏,且电流表示数的最大值与最小值之比为6∶5,求定值电阻R0可能的阻值。
【答案】(1)解:如图甲电阻与滑动变阻器串联,电压表测量电阻的电压,电流表测量电路中的电流,根据欧姆定律知,电阻
答:R1的阻值是10Ω;
(2)解:移动滑动变阻器的滑片使它接入电路中的电阻为最大阻值时,即50Ω,电流表示数为
0.5A。U1=IR1=1.5A×10Ω=15V,根据串联电压规律可得,电源电压为
U=U1+U2=IR1+IR2=0.5A×10Ω+0.5A×50Ω=30V;
答:电源电压是30V;
(3)解:在保证电路安全的情况下移动滑动变阻器滑片,电压表v2能达到满偏,且电流表示数的最大值与最小值之比为6:5,则R2两端的电压最大为15V,此时滑动变阻器接入电路的阻值最大,电路中的电流最小;
即R2最大=R1+R0若R0两端的电压可以达到15V,则此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小,电路中的电流最大,则;
即R0=R2min+R1;
分情况讨论:①若R2min=0,则R0=R1=10Ω;当R2两端的电压最大为15V,滑动变阻器接入电路的阻值最大,电路中的电流最小;
超过了电流表的量程,故舍去;
②若R2min≠0,根据电流表示数的最大值与最小值之比为6:5,可得
,
解得R0=50Ω,则电路中的最大电流
;
电路中的最小电流
;
则电路中电流最小时,滑动变阻器接入的阻值为, 超过了滑动变阻器的最大阻值,故舍去;
③综上可知, 两端的最大电压不能达到15V;又因为电路允许通过的最大电流为Imax=0.6A,则假设电路中通过的最大电流为0.6A,因在保证电路安全的情况下移动滑动变阻器滑片,电压表V2能达到满偏,且电流表示数的最大值与最小值之比为6:5,则电路通过的最小电流Imin=0.5A,此时滑动变阻器接入电路的阻值最大,则;
此时电路的总电阻为
;
根据串联电路电阻的特点可知,R0的阻值为R0=R总-R2大-R1=60Ω-30Ω-10Ω=20Ω;
当电路中的电流最大时,电路的总电阻为
;
此时滑动变阻器接入的阻值为R2小=R总-R0-R1=50Ω-20Ω-10Ω=20Ω<R2滑最大=50Ω;
此时定值电阻R0两端的电压为U0=ImaxR0=0.6A×20Ω=12V<15V,均符合电路安全的条件,因此R0的阻值可能为20Ω。
答:定值电阻R0可能的阻值是20Ω。
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析
【解析】【分析】(1)如图甲电阻与滑动变阻器串联,电压表测量电阻的电压,电流表测量电路中的电流,根据欧姆定律计算电阻;
(2)根据串联电路的特点和欧姆定律计算电源电压;
(3)滑动变阻器的允许通过的最大电流为2A,电流表能达到满偏0.6A,电路的最大电流为0.6A,根据欧姆定律可知R0的最大电压;滑动变阻器电压为15V时,根据欧姆定律可知R0电压最小值,电压表V1示数的最大值与最小值之比为6:5,结合欧姆定律可得出R0的阻值。
二一教育在线组卷平台(zujuan.21cnjy.com)自动生成 1 / 2
二一教育在线组卷平台(zujuan.21cnjy.com)自动生成 1 / 1登录二一教育在线组卷平台 助您教考全无忧
登录二一教育在线组卷平台 助您教考全无忧
沪科版物理九年级全一册第十六章《探究电路》单元测试提升卷
考试时间:90分钟
题号 一 二 三 四 总分
评分
第Ⅰ卷 客观题
阅卷人 一、选择题(每题2分,共30分)
得分
1.(2025九上·平武期中)如图所示,是某种调光型台灯中使用的电位器示意图,P为旋片,可随转动旋钮改变在碳膜(相当于一根电阻丝)上的位置,A、B分别连在碳膜两端,现要求顺时针转动旋钮使灯泡亮度增加,下列接线方案正确的是( )
A.A接D,C接E B.A接D,B接E C.B接D,C接E D.C接D,A接E
2.(2025九上·平武期中)如图所示的电路中,电源电压不变。当闭合开关S,滑动变阻器的滑片P向右移动时,下列判断正确的是( )
A.三个电流表示数都变大,电压表示数变大
B.三个电流表示数都变小,电压表示数变小
C.A1示数变小,A2、A3示数不变,电压表示数不变
D.A1示数不变,A2、A3示数变小,电压表示数不变
3.(2025九上·平武期中)2025年物理创新实验中,用新型导电橡胶代替铅笔芯探究电阻特性,将导电橡胶接入电路,移动夹子改变接入长度时灯泡亮度变化。下列说法正确的是( )
A.导电橡胶与灯泡是并联连接
B.接入橡胶长度越长,电阻越小,灯泡越亮
C.该实验可说明“电阻与导体长度有关”
D.换用绝缘橡胶后,灯泡仍能正常发光
4.(2025九上·成都期中)如图所示是电阻甲和乙的图像,下列说法正确的是( )
A.电阻乙为定值电阻
B.当电阻甲两端电压为0时,甲的电阻为0
C.当甲乙串联,电路电流为0.2A时,电路总电压是3V
D.当甲乙并联,电源电压为2V时,总电流为0.4A
5.(2025九上·深圳期中)关于欧姆定律,下列说法中正确的是( )
A.电路两端有电压,电路中一定有电流
B.欧姆定律是只通过理论推导得出的规律
C.由可知,导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比
D.由可知,导体的电阻与其两端的电压成正比,与其通过的电流成反比
6.(2025九上·平武期中)探究“电流跟电压的关系”实验中,下列说法不正确的是( )
A.探究电流跟电压的关系时,需要控制导体的电阻一定
B.实验的结论是:通过导体的电流跟导体两端的电压成正比
C.滑动变阻器可以起到改变定值电阻两端电压的作用
D.多次实验是为了得到电流跟电压之间的定量关系
7.(2024九上·朝阳期中)如图所示,在“探究电流与电压关系”的实验时。正确的操作是( )
A.保持R2滑片的位置不动
B.保持电路中电流不变
C.保持R1不变,调节R2的滑片到不同的适当位置
D.更换R1,调节R2的滑片到不同的适当位置
8.(2025九上·邛崃期中)如图甲所示为滑动变阻器的结构示意图,a、b、c、d分别为四个接线柱,P为滑片,将它连入如图乙所示的电路的M、N两点之间,使P向左移动时,电路中电流增大,那么正确的连法是( )
A.a、d B.c、d C.a、b D.b、d
9.(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
10.(2025九上·庐阳期末)如图所示的电路图,在A、B两点间分别接入不同元件,可以进行不同的实验。下列描述正确的是( )
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,电压大小也不能变
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
11.(2025九上·东区期末)如图甲所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关,电流表与电压的变化如乙图所示,下列说法正确的是( )
A.定值电阻R0的阻值是15Ω
B.电源电压为5V
C.滑动变阻器的最大阻值10Ω
D.当滑动变阻器的滑片P移至中点时,电流表的示数是0.3A
12.(2025九上·成都期中)如图所示的电路中,定值电阻,若由于某种原因,其中一个定值电阻发生短路,则两个电压表的示数之比不可能是( )
A.1∶3 B.1∶2 C.1∶4 D.3∶2
13.(2023九上·邹城期末)某同学设计了以下四种电路,其中电源电压不变且未知,R0是已知阻值的定值电阻.在实验中不拆改电路的情况下,能够测量出未知电阻Rx阻值的电路是
A.只有① B.只有②③
C.只有①②③ D.①②③④都可以
14.(2025九上·龙岗月考)如图是现在一般标准住宅户内配电系统图,下列分析中正确的是( )
A.三孔插座对应用电器的三线插头,插头最左边的那条导线与用电器的外壳相连
B.当插座漏电时,总开关①将跳闸
C.当空调电流过大时,漏电保护器会迅速切断电流
D.闭合空气开关③后试电笔先后插入插座的左右插孔,插入插座的左插孔氖管不发光
15.(2025九上·三台期末)如图是正常工作的家庭电路中的一部分。下列说法中正确的是( )
A.导线A是零线
B.保险丝能在有人触电时自动切断电路
C.保险丝能在电路中电流过大时自动切断电路
D.正确使用验电笔先后插入插座的左右插孔,氖管都发光
阅卷人 二、填空题(每空1分,共22分)
得分
16.(2025九上·平武期中)电视节日《荒野求生》中展示了一个在野外获取火种的方法:将口香糖锡纸中间剪掉一些,一端接在电池的正极,另一端接在电地的负极,很快锡纸条开始冒烟、着火,如图甲所示。在如图乙中,若锡箔条ab段长度等于bc段长度,则ab段电阻 bc段电阻,此时ab段电流 bc段电流。(均选填“大于”、“小于”或“等于”)
17.(2025九上·兴宁期中)如图所示,这是用一个充电宝同时给三部手机充电的场景。此时充电宝相当于电路中的 (选填“用电器”或“电源”);若拔掉其中一部手机,则通过充电宝的总电流将 (选填“变大”“变小”或“不变”);制造手机芯片所用的主要材料是 (选填“半导体”或“超导体”)。
18.(2025九上·邛崃期中)新能源汽车在全球范围内受到了越来越多的关注。如图15所示,某新能源电动汽车正在充电,此时它的蓄电池相当于电路中的 ;汽车内的音响(扬声器)声音大小可以调节,是因为在电路中接入了一个变阻器,且变阻器应该与扬声器 (选填“串”或“并”)联。
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.(2024九上·松原期中)一导体两端加4V的电压时,通过它的电流是0.5A。当通过它的电流为0.3A时,它两端的电压为 V;当通过它的电流为0时,它的电阻为 Ω。
21.(2022九上·鄂城期末)在相距15km的甲、乙两地之间有两条输电线,已知每1m输电线的电阻为0.01Ω,现输电线在某处发生短路,为确定短路位置,检修员利用电压表、电流表和电源接成如图所示电路进行检测.当电压表的示数为6V时,电流表的示数为0.06A,则甲地到短路位置之间的输电线总阻值为 Ω。短路位置到甲地的距离是 m。
22.(2024·富锦模拟)如图甲所示是某款电子秤的外观图,图乙是它的原理图,表盘是由电压表改装而成的。闭合开关S,随着电子秤所挂物体质量增大,电子秤示数 ,电路中电流 。(均填“变大”“变小”或“不变”)
23.(2022九上·长春期中)家庭电路中,电灯与电视机是 联的,电灯正常工作时的电压为
V。在电视机遥控器的电池盒中,安装了2节新干电池串联,遥控器正常工作时的电压为
V。
24.(2025九上·崆峒期末)家庭电路中,用电器正常工作时的电压为 V;如图所示,家庭电路中,用测电笔辨别火线、零线时,正确的执笔方式是图 (选填“甲”或“乙”)。
第Ⅱ卷 主观题
阅卷人 三、实验探究题(共4题,共25分)
得分
25.(2025九上·泸县期末)某实验小组的同学用铅笔芯探究导体的电阻与长度的关系,如图所示是该实验的电路图。
(1)闭合开关,向右移动铅笔芯上的滑片P1,电路中的电流 (变大/变小/不变)。
(2)如果滑片P1滑动到铅笔芯最右端时,电压表示数很小,应该将滑动变阻器的滑片P2向 (左/右)移动。
(3)移动铅笔芯上面的滑片P1,记录铅笔芯AP1之间的距离和电压表的示数,数据如下:
AP1/mm 0 30.0 60.0 90.0 120.0 150.0 180.0
U/V 0 0.4 0.8 1.2 1.6 2.0 2.4
通过数据可以推出导体的电阻与导体的长度成 (正/反)比的结论。若滑片P2在图示位置不动时,电压表示数为0.9V,当滑片P1向右移动一段距离,电压表示数变为1.2V,滑片P1再向右移动一段相同的距离,电压表示数为 V。
(4)又若滑片P1在图示位置不动时,电压表示数为0.9V,当滑片P2向右移动一段距离,电压表示数变为1.2V,滑片P2再向右移动一段相同的距离,电压表示数为 V。
26.(2024九上·西安月考)小明同学为了探究“电流与电阻的关系”,设计了如图甲的实验电路,她在学校实验室找来了如下一些实验器材:电压恒为3V的电源,电流表、电压表各一只,一个开关,阻值分别为10Ω、20Ω、30Ω、50Ω的定值电阻各一个,标有“20Ω 1A”字样的滑动变阻器一个,导线若干。
(1)如图乙是小明连接的实物电路图。请用笔画线代替导线将实物电路图连接完整 ;
(2)闭合开关后,小明发现,无论怎样调节滑动变阻器的滑片,电流表始终没有示数,电压表示数接近电源电压,原因可能是 ;
(3)排除故障后,小华先把20Ω的电阻接入电路,移动滑动变阻器滑片,使电压表示数为2V,读出电流表示数后,断开开关,她直接拆下20Ω的电阻,改换电阻继续做实验闭合开关,电压表示数如图丙所示,其示数是 V,此时定值电阻阻值为 (填“10Ω”或“30Ω”),要完成这次实验,接下来她应将变阻器滑片向 (填“左”或“右”)端移动;
(4)当小明改用50Ω的电阻继续实验时,发现无论怎样移动滑动变阻器滑片,都无法使电压表示数达到实验要求的值,你认为“电压表的示数无法达到实验要求的值”的原因可能是 ;
A.滑动变阻器的最大阻值太大
B.控制电阻两端的电压值太大了
C.滑动变阻器的最大阻值太小
D.电源电压值太小了
(5)小明解决了上述问题后,利用收集到的多组数据。作出了如图丁所示的电流I随电阻R变化的关系图像。根据实验目的,分析图像发现图像上各点与坐标轴围成的面积都相等,可得出结论: 。
27.(2025九上·沐川期末)小林利用图甲所示的电路,进行“伏安法测电阻”的实验,其中电源电压恒为3V,滑动变阻器上标有“20Ω 2A”字样。
(1)闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,结果发现电流表指针不动,但电压表有明显的示数。则电路故障可能是Rx (选填“断路”或“短路”);
(2)排除故障后,闭合开关,当滑动变阻器的滑片移到某一位置时,电压表和电流表的示数如图乙、丙所示,待测电阻Rx的阻值为 Ω;
(3)小林想利用此电路继续研究导体中电流跟电阻的关系。实验室有阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω、25Ω、30Ω、60Ω的定值电阻各一个。实验过程如下:
①小林将5Ω定值电阻R1替换Rx、接入电路后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片P,读出电压表示数为1.8V,读出此时的电流表的示数I1,记录对应数据;
②将10Ω定值电阻R2替换Rx、接入电路后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片P,直至电压表示数为1.8V,记录对应数据。
③仿照步骤②多次实验,记录对应数据。
(4)当小林用最后一个60Ω的定值电阻做此实验时,发现无论如何调节滑片P,都不能达到实验要求,无法进行实验。小林认为滑动变阻器的最大阻值太小,请你帮助小林挑选一个最大阻值至少为 Ω的滑动变阻器。
28.(2025九上·罗湖期中)小明用铅笔芯做变阻器,设计并制作一个模拟的调光灯,如图甲所示。器材有:电池(电压为3V)、小灯泡(正常工作电压为2.5V)、铅笔芯、金属回形针、开关、导线、定值电阻等。
(1)图甲中,闭合开关,回形针向左移,小灯泡亮度变
(2)小明找到A、B两根铅笔芯的长度都是17.5cm,A的直径较大,B的直径较小。调节效果可以从两个方面评价:一是小灯泡充度的变化范围:二是调节的精度,回形针移动一定距离时,电阻变化越小调节精度越高。则使用铅笔芯A、B制作的调光灯,充度调节范围较大应选择 铅笔芯,调节精度较高应选择 铅笔芯(以上两空均选填“A”或“B”)。
(3)为了使回形针在铅笔芯上的任何位置时,小灯泡都能安全工作,可以对电路进行的改进是
(4)同学小深找来两个定值电阻,设计了如图乙所示电路。此电路也能改变灯泡的亮度,但与小明设计的甲电路对比,其缺点主要是
阅卷人 四、计算题(共3题,共23分)
得分
29.(2025九上·南宁期中)智能快递站使用机器人分拣快递,分拣员扫描快件条形码后将其放置在分拣机器人上。如图甲,机器人便能依据快件的条形码信息和重力信息将快件运送至指定位置。图乙是快件分拣识别电路,快件信息由通过两个敏感电阻的电流决定。扫码后,根据光敏电阻R1反映的信息识别快件需送达的区域,根据压敏电阻R2反映的信息识别快件需放置的位置。已知电源电压为6V,电流表允许通过的最大电流为0.9A,光敏电阻R1扫码前阻值为10Ω,扫码后R1对应区域的阻值如下表所示,压敏电阻R2的阻值随压力的变化关系图像如图丙所示,g取10N/kg。求:
扫描后对应区域 A B C D
光敏电阻R1阻值/Ω 12 15 18 20
(1)快件扫码前通过R1的电流;
(2)运送某快件到B区域时,电流表的示数为0.5A,此时R2的阻值;
(3)最多能将重力为多少的快件投送到D区域。
30.(2025九上·南宁期中)某种“烟雾报警器”的简化原理图如图所示。电源电压为,为定值电阻,激光发射器发出的激光强度恒定不变;当烟雾浓度增大时,光敏电阻上的光照强度减小,其阻值随光照强度变化情况如表格所示。当光照强度降为2级时,两端的电压刚好升至,此时,报警控制器所控制的报警器报警。求:
光照强度 1级 2级 3级 4级 5级
光敏电阻 60 40 20 10 5
(1)烟雾报警器开始报警时,电路中的电流。
(2)当两端的电压为时的光照强度。
(3)为了更保险,要求当光照强度为3级时触发烟雾报警器,请你写出一种可行的方案,并通过计算说明。
31.(2025九上·长沙期中)如图甲所示电路中,电源电压保持不变,电压表测量范围为0~15V,电流表的测量范围为0~3A,滑动变阻器. 标有“50Ω 2A”。闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P 到某一位置时,电压表示数为10V,电流表示数为1A;移动滑动变阻器的滑片使它接入电路中的电阻为最大阻值时,电流表示数为0.5A。
(1) 求 的阻值;
(2)求电源电压;
(3)在电路中再接入一个定值电阻. 和一个电压表,改为图乙所示电路。两电压表测量范围均为0~15V,电流表改用0~0.6A 的测量范围,在保证电路安全的情况下移动滑动变阻器滑片,电压表 能达到满偏,且电流表示数的最大值与最小值之比为6∶5,求定值电阻R0可能的阻值。
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】变阻器及其应用;滑动变阻器的原理及其使用
【解析】【解答】ABCD、旋片P顺时针旋转时,灯泡变亮,原因是电流变大,电源电压不变时,电阻变小,一定连入了接线柱A,如果把A、C连在电路中,电位器相当于定值电阻,不符合题意。所以把A、B连入电路。即A接D,B接E符合题意。故ACD错误,B正确。
故选:B。
【分析】 顺时针转动旋片P可使灯泡亮度增加,电流变大,电阻变小,连入电路的部分应该是PA段,A接线柱一定接入,如果连入电位器的A、C,电位器相当于一个定值电阻,移动旋片P不能改变连入电路的电阻。所以把A、B连入电路。
2.【答案】D
【知识点】并联电路的电流规律;并联电路的电压规律;变阻器及其应用;滑动变阻器的原理及其使用
【解析】【解答】ABC.根据电路图可知,闭合开关S,R1和R2并联,电流表A3测干路中的电流,电流表A1测量通过电阻R1的电流,电流表A2测通过滑动变阻器R2的电流,电压表测量电源的电压;由于并联电路互不影响,所以滑动变阻器的滑片P向右移动时,电流表A1示数不变,故ABC错误;
D.滑动变阻器的滑片P向右移动时,滑动变阻器接入电路中的阻值增大,根据欧姆定律可知,通过R2的电流变小,则A2的示数变小,根据并联电路电流规律可知,干路电流等于各支路电流之和,所以电流表A3的示数变小,故D正确。
故选:D。
【分析】根据电路图分析电路的连接方式、四个电表的作用;根据滑片的移动方向分析滑动变阻器接入电路中电阻的变化,根据欧姆定律分析通过滑动变阻器电流的变化,然后根据并联电路的特点解答。
3.【答案】C
【知识点】导体与绝缘体;串、并联电路的设计;影响电阻大小的因素
【解析】【解答】A.由图可知,将导电橡胶接入电路,移动夹子改变接入长度时灯泡亮度变化,电路中只有一条路径,所以导电橡胶与灯泡串联,故A错误;
B.接入电路的导电橡胶长度越长,导电橡胶的电阻越大,总电阻越大,根据欧姆定律可知,通过小灯泡的电流越小,小灯泡越暗,故B错误;
C.将导电橡胶接入电路,移动夹子改变接入长度时,即改变了导电橡胶的电阻,通过灯泡的电流也发生了改变,所以灯泡的亮度会变化,该实验可说明“电阻与导体长度有关”,故C正确;
D.绝缘橡胶导电性能差,属于绝缘体,所以没有电流通过,灯泡不发光,故D错误。
故选:C。
【分析】(1)影响电阻大小的因素:材料、长度、横截面积和温度;
(2)电源电压不变,接入电路的电阻越大,电路中的电流越小,灯泡会越暗;
(3)铅笔芯通过改变接入电路的长度来改变接入电路的阻值;
(4)容易导电的物体叫导体,不容易导电的物体叫绝缘体,铅笔芯是导体,橡胶是绝缘体。
4.【答案】C
【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;影响电阻大小的因素
【解析】【解答】A、定值电阻的I-U图像是过原点的直线(电流与电压成正比)。甲的图像为直线,是定值电阻;乙的图像为曲线,电阻随电压/电流变化,不是定值电阻。A错误。
B、电阻是导体本身的属性,与两端电压无关,即使甲的电压为0,电阻也不会变为0。B错误。
C、甲乙串联,电流均为0.2A。从图像中查得:甲两端电压U甲=1V,乙两端电压U乙=2V。根据串联电路总电压U=U甲+U乙=1V+2V=3V。C正确。
D、甲乙并联,电源电压为2V时,各支路电压均为2V。从图像查得:甲的电流I甲=0.4A,乙的电流I乙=0.2A。根据并联电路总电流I=I甲+I乙=0.4A+0.2A=0.6A0.4A。D错误。
故答案为:C。
【分析】1、定值电阻与可变电阻的I-U图像特征
定值电阻:I-U图像为过原点的直线,电流与电压成正比;
可变电阻:I-U图像为曲线,电阻随电压/电流变化(如灯丝电阻随温度变化)。
2、电阻的特性:电阻是导体本身的属性,与电压、电流无关。
3、串、并联电路的规律
串联:电流处处相等(I=I1=I2),总电压等于各部分电压之和(U=U1+U2);
并联:各支路电压相等(U=U1=U2),总电流等于各支路电流之和(I=I1+I2)。
4. 从I-U图像中读取数据:根据电压/电流值,在图像上找到对应点,读取另一物理量的数值。
5.【答案】C
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【解答】A、形成电流的条件是有电压和闭合电路,电路两端有电压,电路中不一定有电流,A错误;
B、欧姆定律通过实验探究了电流和电压、电阻的关系,不是理论推导得出的,B错误;
C、根据,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,C正确;
D、根据,可以计算电阻,电阻是导体的特性,电阻和电压、电流无关,D错误。
故选C。
【分析】形成电流的条件是:有电压、电路闭合;欧姆定律探究了电流和电压、电阻的关系,通过实验探究得知,电流和电压成正比,和电阻成反比。
6.【答案】B
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验;欧姆定律及其应用
【解析】【解答】A、探究电流跟电压的关系时,由控制变量法可知,需要控制导体的电阻一定,故A正确;
B、由欧姆定律可知,在电阻不变时,通过导体的电流跟导体两端的电压成正比,故B错误;
C、滑动变阻器可以改变接入电路中的电阻,使得电路中电流发生改变,从而起到改变定值电阻两端电压的作用,故C正确;
D、多次实验得到多组实验数据,从而可以得到电流跟电压之间的定量关系,故D正确。
故选:B。
【分析】(1)根据控制变量法知,在探究电流跟电压的关系时,需要控制导体的电阻一定,通过滑动变阻器可以改变定值电阻两端电压和通过电阻的电流;
(2)在电阻不变时,通过导体的电流跟导体两端的电压成正比;
(3)多次实验得到普遍规律。
7.【答案】C
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】根据控制变量法的要求可知,在“探究电流与电压关系”的实验时,要控制电阻R1大小不变,只改变R1两端的电压,并记录对应的电流,即通过移动变阻器R2的滑片改变电阻两端的电压和电路中的电流,故ABD错误,C正确。
故选C。
【分析】根据控制变量法的要求分析对应的实验操作即可。
8.【答案】A
【知识点】变阻器及其应用;滑动变阻器的原理及其使用;探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】电路中电流增大,说明滑动变阻器接入电路的电阻减小;滑片P向左移动时电阻减小,需让接入电路的电阻丝长度变短,因此要接左下方的a接线柱,再配合上方任意一个接线柱(c或d):
A、接a、d,接入的是aP段电阻丝,P向左移,aP段变短,电阻减小,电流增大,正确。
B、接c、d,相当于接入导线,电阻为0,滑片移动不改变电阻,电流不变,错误。
C、接a、b,相当于接入全部电阻丝,电阻最大且滑片移动不改变电阻,电流不变,错误。
D、接b、d,接入的是bP段电阻丝,P向左移,bP段变长,电阻增大,电流减小,错误。
故答案为:A。
【分析】1、滑动变阻器的工作原理:通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变电阻,从而改变电路中的电流。
2、滑动变阻器的接线规则:一上一下接线;若接上面两个接线柱,电阻为0(相当于导线);若接下面两个接线柱,电阻最大且不可调(相当于定值电阻)。
3、电阻与电流的关系:在电源电压不变时,电路电阻减小,根据,电流会增大;电阻增大,电流会减小。
9.【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。
10.【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;物理学方法
【解析】【解答】A.根据控制变量法的要求可知,探究电流与电阻的关系时,需要改变电阻大小,但需要控制电阻两端电压不变,故A错误;
B.根据控制变量法的要求可知,探究电流与电压关系时,需要改变电阻两端的电压,而控制电阻大小相同,故B错误;
C.在测量未知电阻的阻值的实验中, 滑动变阻器用于改变电阻两端电压和通过的电流 ,故C正确;
D.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错误。
故选C。
【分析】分析各个选项描述的实验中的操作过程以及注意事项,然后与右侧描述对照即可。
11.【答案】D
【知识点】串联电路的电压规律;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.根据甲图可知,定值电阻R0和滑动变阻器串联,电压表测量滑动变阻器两端电压,电流表测量电路电流。
根据乙图可知,当电流为0.2A时,电压表的示数为3V。
根据得到:
……①;
当电流为0.6A时,电压表的示数为0,
根据得到:……②
由①②解得:U=4.5V,R0=7.5Ω,故AB错误;
C.根据乙图可知,当滑动变阻器接入电路的阻值最大时,电流最小,此时变阻器的电压为3V,电流为0.2A,
故滑动变阻器的最大阻值为,
故C错误;
D.当滑动变阻器的滑片P移至中点时,总电阻为:;
电路中的电流为,
故D正确。
故选D。
【分析】 AB.由图甲可知,电路为定值电阻和滑动变阻器组成的串联电路,电流表测量电路电流,电压表测量滑动变阻器两端电压。由图乙可知道滑动变阻器两端的电压及对应的电流,利用欧姆定律和串联电路的电压规律列方程求得电源电压和定值电阻的阻值。
C.由图乙,利用欧姆定律可得到滑动变阻器的最大阻值;
D.由串联电路电阻的规律和欧姆定律算出当滑动变阻器的滑片P移至中点时电流表的示数。
12.【答案】B
【知识点】串联电路的电流规律;电压表的连接;串联电路的电压规律;电阻的串联;欧姆定律及其应用
【解析】【解答】已知R1:R2:R3=1:2:4,设R1=R,R2=2R,R3=4R。
电路结构:R1、R2、R3串联,电压表V1测R2+R3的电压,电压表V2测R1+R2的电压。
分别假设单个电阻短路,计算电压表示数比:
1、假设R1短路:
R1=0,电路中电阻为R2+R3=6R,电路电流。
V1示数:U1=I(R2+R3)=U;
V2示数:U2=IR2=×2R=;
比值:U2:U1=:U=1:3(对应选项A,可能)。
2. 假设R2短路:
R2=0,电路中电阻为R1+R3=5R,电路电流。
V1示数:U1=IR3=×4R=;
V2示数:U2=IR1=×R=;
比值:U2:U1=:=1:4(对应选项C,可能)。
3. 假设R3短路:
R3=0,电路中电阻为R1+R2=3R,电路电流。
V1示数:U1=IR2=×2R=;
V2示数:U2=I(R1+R2)=U;
比值:U2:U1=U:=3:2(对应选项D,可能)。
综上,1:2的比值不可能出现,选B。
故答案为:B。
【分析】1、串联电路的特点
电流处处相等:I=I1=I2=I3;
总电阻等于各电阻之和:R总=R1+R2+R3;
电压与电阻成正比:U1:U2:U3=R1:R2:R3(串联分压规律)。
2、短路的影响:某电阻短路时,其阻值视为0,不再分得电压,电路总电阻减小,电流增大。
3、电压表的测量对象分析:需明确电压表并联的电路部分,确定其测量的电压是哪些电阻的电压之和。
4、欧姆定律的应用:、U=IR,结合串联规律计算电压、电流和电阻的关系。
13.【答案】C
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】①根据图片可知,只闭合S1时,此时只有R0,电流表测量通过R0的电流I0;再闭合S2,此时两个电阻并联,电流表测量干路电流I。根据电源电压不变和欧姆定律列式I0R0=(I﹣I0)Rx可求出Rx的阻值,故能测出Rx阻值;
②根据图片可知,只闭合S2时,两电阻串联,电流表测电路中电流I1,此时U总=I1(R0+Rx)。两开关都闭合时,只有R0接入电路中,电流表测此时电路中电流I0,此时U总=I0R0,前后两个式子联立能测出Rx阻值;
③根据图片可知,闭合S,断开S2,闭合S1,电压表测量电阻R0两端电压U0;闭合开关S、S2,两只电阻串联,电压表测量电源电压为U。根据电路电流相等列式=可求出Rx的阻值,故能测出Rx阻值;
④根据图片可知,闭合开关S,S1接1,两只电阻串联,电压表测量R0两端电压为U0;S1接2,电压表反接,不能测量Rx两端电压Ux,仅有一个电压值,不能测出Rx阻值。
故选C。
【分析】测量待测电阻的阻值,关键是测出它两端的电压和对应的电流,也可利用串联电路电流相等,电源电压不变等为等量关系,列式计算即可。
14.【答案】D
【知识点】家庭电路的连接
【解析】【解答】 A.三孔插座接线时“左零右火中间地”,对应用电器的三线插头,插头最上面的那条导线与用电器的外壳相连,这样可以防止因外壳漏电而发生触电事故,故A错误;
B.当插座漏电时电流很小,所以空气开关①不会跳闸,故B错误;
C.当空调电流过大时,空气开关②会跳闸,故C错误;
D.插座的左孔接零线,右孔接火线,闭合空气开关③后,试电笔插入插座的左插孔氖管不发光,插入插座的右孔时氖管发光,故D正确。
故选D。
【分析】A.根据三孔插座的接线方法判断;
BC.空气开关在电流过大时跳闸,漏电保护器在用电器漏电时跳闸;
D.测电笔接触火线时发光,接触零线时不发光。
15.【答案】C
【知识点】家庭电路的组成;家庭电路工作电压、零线、火线的辨别;测电笔的使用
【解析】【解答】A.根据图片可知,A线上接有保险丝,则导线A对应火线,故A错误;
BC.当电路发生故障而电流过大时,保险丝自身产生很多热量从而熔断自己,切断电路,故B错误,C正确;
D.插座左孔接零线氖管检测不发光,右孔接火线氖管检测发光,故D错误。故选C。
【分析】A.在家庭电路中,保险丝应该接在火线上;
BC.根据保险丝的特点和作用判断;
D.根据测电笔的使用方法判断。
16.【答案】大于;等于
【知识点】影响电阻大小的因素
【解析】【解答】第1空,第2空,由图乙可知,锡箔条ab段与bc段材料相同,长度相同,ab段横截面积较小,电阻较大,即ab段电阻大于bc段电阻,串联电路中电流处处相同,所以ab段电流等于bc段电流。
故答案为:大于;等于。
【分析】(1)导体电阻的大小跟导体的长度、横截面积、材料和温度有关;
(2)串联电路中,电流处处相等。
17.【答案】电源;变小;半导体
【知识点】电路的构成及电路图;并联电路的电流规律;半导体特点及作用
【解析】【解答】充电宝给手机充电时,为手机提供电能,在电路中相当于电源(电源是提供电能的装置,用电器是消耗电能的装置)。
三部手机是并联在充电宝两端的,并联电路中干路电流等于各支路电流之和。拔掉其中一部手机,支路数量减少,支路电流之和减小,因此通过充电宝的总电流变小。
手机芯片的主要材料是半导体(如硅、锗),半导体的导电性能介于导体和绝缘体之间,可用于制作集成电路、芯片等电子元件;超导体是在特定条件下电阻为零的材料,目前尚未广泛用于芯片制造。
故答案为:电源;变小;半导体。
【分析】1、电路的基本组成:电源(提供电能)、用电器(消耗电能)、开关、导线。
2、并联电路的电流规律:干路电流I=I1+I2+...+In,支路越多,干路电流越大;支路减少,干路电流减小。
3、半导体的应用:半导体材料可制成二极管、三极管、集成电路(芯片)等,广泛应用于电子设备中。
18.【答案】用电器;串
【知识点】串联电路的电流规律;并联电路的电流规律;滑动变阻器的原理及其使用
【解析】【解答】蓄电池充电时,是将电能转化为化学能,此时蓄电池消耗电能,在电路中相当于用电器;蓄电池放电时(供电),才相当于电源。
变阻器调节音响声音大小,是通过改变电路中的电流实现的,变阻器需与扬声器串联,才能通过改变自身电阻来改变电路总电阻,进而改变电流;若并联,变阻器无法改变扬声器支路的电流,无法调节音量。
故答案为:用电器;串。
【分析】1、电路元件的角色判断:电源:提供电能(将其他形式的能转化为电能);用电器:消耗电能(将电能转化为其他形式的能)。
2、滑动变阻器的工作原理与连接方式:原理:通过改变接入电路的电阻丝长度改变电阻,从而改变电路电流;连接:需与被控制的用电器串联,才能实现对用电器的电流调节。
3、串、并联电路的电流特点:串联电路:电流处处相等,一个元件的电阻变化会影响整个电路的电流;并联电路:各支路电压相等,支路电阻变化不影响其他支路的电流。
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】2.4;8
【知识点】电阻;欧姆定律及其应用
【解析】【解答】根据导体两端的电压和通过它的电流,计算导体的阻值:,
电阻是导体自身的一种性质,与电压、电流无关,当通过它的电流为0时,电阻不变,仍为8Ω。当通过导体的电流为0.3A时,导体两端的电压:。故第1空填:2.4;第2空填:8。
【分析】根据,计算电阻;导体的电阻和电压、电流无关,利用U=IR,可以计算导体两端电压的大小。
21.【答案】;
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)根据欧姆定律计算连接短路位置到甲地的两段输电线的电阻值;
(2)首先用输电线的总电阻与“ 每1m输电线的电阻为0.01Ω”做比,计算出总长度,然后除以2得到短路的地点离甲地的距离。
【解答】(1)根据题意可知, 当电压表的示数为6V时,电流表的示数为0.06A, 则连接短路位置到甲地的两段输电线的电阻值;
(2) 已知每1m输电线的电阻为0.01Ω,
则甲地到短路位置之间的输电线总长度;
短路的地点离甲地的距离。
22.【答案】变大;不变
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析
【解析】【解答】根据乙图可知,定值电阻R0与变阻器R串联,电压表测量R的滑片P上部分两端的电压。
由于电压表的内阻很大,因此无论变阻器的滑片怎样移动,变阻器都是整个接入电路,
即此时总电阻不变,根据欧姆定律可知,电路中电流大小不变。
被测物体质量增大时,滑片P向下移动,与电压表并联部分的电阻变大,根据U=IR可知,电压表示数变大,电子秤示数越大。
【分析】根据乙图确定电路的串并联关系,以及电压表所测的物理量,根据欧姆定律和电阻串联的知识分析解答。
23.【答案】并;220;3
【知识点】电压和电压的单位换算;串联电路的电压规律;家庭电路的连接
【解析】【解答】解:家庭电路中,电灯与电视机工作时互不影响,是并联的;电灯正常工作时的电压为220V。一节新干电池的电压为1.5V,2节新干电池串联,总电压为3V,遥控器正常工作时的电压为3V。
【分析】家庭电路中,电灯与电视机工作时互不影响,是并联的;电灯正常工作时的电压为220V。一节新干电池的电压为1.5V,2节新干电池串联,总电压为3V。
24.【答案】220;甲
【知识点】电压和电压的单位换算;测电笔的使用
【解析】【解答】家庭电路中,用电器工作时的电压为220V。
使用测电笔时,笔尖接触要检测的导线,手接触笔尾金属体,故甲正确;当笔尖接触火线时,氖管发光,接触零线,氖管不发光。故第1空填:220;第2空填:甲。
【分析】家庭电路电压为220;使用测电笔时,手要接触笔尾金属。
25.【答案】不变;右;正;1.5;1.8
【知识点】影响电阻大小的因素;欧姆定律及其应用
【解析】【解答】探究导体的电阻与长度的关系时,
(1)图中,铅笔芯和滑动变阻器串联,电压表测滑片左侧铅笔芯的电压,整个铅笔芯连入电路,则向右移动滑片P1时,电阻不变,电路中的电流不变。
(2)滑片P1滑动到铅笔芯最右端时,电压表示数很小,则滑动变阻器分压太大,应减小滑动变阻器两端的电压,减小滑动变阻器连入的电阻,滑片P2向右移动。
(3)根据表中数据,电压表的示数随AP1长度成倍数增大,铅笔芯AP1两端的电压与AP1的长度成正比;根据U=IR,铅笔芯AP1段的电压与AP1的电阻成正比;推出:导体的电阻与导体的长度成正比。
当电压表示数为0.9V,滑片P1向右移动一段距离,电路的电流是不变的,设P1向右移动一段距离时,与电压表并联部分增大的电阻为R',则增大的电压为:U'=IR'=1.2V-0.9V=0.3V;
滑片P1向右移动相同的距离,增大的电阻仍为R',则增大的电流仍为U',故电压表示数变为
1.2V+0.3V=1.5V;
(4)图中,电压表示数为0.9V,铅笔芯的电阻为R0、与电压表并联部分的电阻为R0左、滑动变阻器连入电阻为R1,串联电路的电流处处相等,电路中电流·····-①
当滑片P2向右移动一段距离,滑动变阻器连入电阻减小值为,电压表示数变为1.2V,电路中电流:·····②
联立①②解得:;化简可得,
代入①得·····-③
当滑片P2再向右移动一段相同的距离,滑动变阻器连入电阻减小值为2,铅笔芯两端电压为U3,电路中电流:······-④,联立③④,得,解得U3=1.8V。
【分析】(1)电阻串联,滑片连接电压表,移动滑片,电阻不变,电流不变;
(2)电阻和滑动变阻器串联,减小滑动变阻器的取值,分压减小,其他位置分压变大;
(3)根据实验数据,电压表测量的范围越大,分压越大;根据电压表示数,计算电压表变化情况;
(4)根据电压表测量位置的分压,结合电阻关系,计算分压比值,再,计算电压大小。
26.【答案】;电阻R断路;1.5;10;左;C;当电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比
【知识点】串联电路的电压规律;探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】(1)根据题意可知,电源电压为3V,则定值电阻两端的最大电压为3V,那么确定电压表选用0-3V量程,然后与定值电阻并联,如下图所示:
(2)闭合开关后,电流表无示数,则电路为断路。而电压表有示数,说明它的正负接线柱与电源两极之间正常连接,则肯定是与定值电阻并联的电阻R断路。
(3)①如图丙所示,电压表选用0-3V量程,分度值为0.1V,其读数为1.5V。
②此时1.5V<2V,由串联电路电压与电阻成正比的规律可知,更换的电阻应小于20Ω,所以此时电阻阻值为10Ω。
③要电压表示数应不变,故要增大电阻两端电压,减小变阻器两端的电压。根据串联电路电压的规律,应该减小变阻器的阻值,即应向左端移动滑动变阻器的滑片。
(4)改用50Ω的电阻时,则滑动变阻器两端的电压为U滑=U-UR=3V-2V=1V;
根据串联电路电流相同得到:;
即;
解得此时滑动变阻器的阻值为25Ω,大于了其最大阻值,
所以可能是因为小明选用的滑动变阻器最大阻值太小,电压表的示数无法达到实验要求的值。
故选C。
(5)根据丁图可知,横轴表示电阻,纵轴表示电流,二者的乘积相等,那么得出结论:当电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
【分析】 (1)根据电源电压的数值确定电压表的量程,结合连接方法解答;
(2)根据故障现象确定故障的位置和种类;
(3)根据电压表选用小量程确定分度值读数,由分压原理分析;
根据控制变量法,研究电流与电阻的关系时,根据分压原理和串联电路电压的规律结合分压原理确定滑片移动的方向;
(4)探究电流与电阻的关系,应保持电阻两端的电压不变;根据串联电路电压的规律求出变阻器分得的电压,根据分压原理,求出当接入50Ω电阻时变阻器连入电路中的电阻,据此分析回答;
(5)由欧姆定律可知在I-R图象上各点与坐标轴围成的面积等于电阻两端的电压,结合题意和图象得出结论。
27.【答案】断路;5;40
【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】(1)电流表指针不动,可能电路中出现断路。电压表有明显的示数,说明电压表与电源两极之间正常连通。比较可知,只能是与电压表并联的电路断路了,可能电阻Rx断路。
(2)根据乙图可知,电压表的量程为0~3V,分度值为0.1V,示数为2V;
根据丙图可知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.4A;
根据欧姆定律可知,待测电阻Rx的阻值。
(3)根据题意可知,定值电阻的电压保持1.8V不变,
则此时变阻器分得的电压U滑=U-UV=3V-1.8V=1.2V;
根据串联电路电压与电阻成正比得到:;
;
解得:R滑=40Ω,
故挑选一个最大阻值至少为40Ω的滑动变阻器。
【分析】(1)通常的电路故障就是短路和断路,根据电流表和电压表的示数变化分析即可;
(2)根据图片确定电压表和电流表 的量程和分度值,读出示数后,根据计算Rx的阻值;
(3)根据串联电路的分压规律计算出滑动变阻器的接入阻值即可。
28.【答案】(1)亮
(2)B;A
(3)串联一个合适的电阻
(4)电阻的调节范围太窄,且电阻的变化是跳跃的
【知识点】影响电阻大小的因素;欧姆定律及其应用
【解析】【解答】(1) 图甲中,闭合开关,回形针向左移,则铅笔芯接入的的电阻变小,根据欧姆定律可知,此时通过电路的电流变大,则小灯泡亮度变亮。
(2)根据题意可知,A、B铅笔芯的长度相同,B的直径较小,则电阻较大,那么亮度的调节范围较大。A的电阻较小,则移动相同的距离时电流变化较小,因此调节江都更高。
(3)根据题意可知,当铅笔芯接入的阻值为零时,此时灯泡电压大于2.5V,可能被烧毁。根据串联电路的电压规律可知,此时可以在电路中串联一个合适的电阻即可。
(4)图乙电路与小明设计的甲电路相比,其缺点主要是:电阻的调节范围太窄,且电阻的变化是跳跃的。
【分析】(1)根据回形针的移动方向确定铅笔芯接入阻值的变化,再根据欧姆定律确定电流变化,弄清灯泡亮度变化即可;
(2)亮度调节范围大,即电流变化范围大,也就是电阻变化较大;当移动相同的距离时,电阻变化越小,电流变化越小,则调节精度越高;
(3)当铅笔芯接入的阻值为零时,此时电流最大,可以串联一个合适的电阻控制灯泡两端的电压为2.5V;
(4)铅笔芯的电阻改变是连续的,而乙图中电路的阻值变化只有三种情况,即电阻的变化是跳跃的,据此分析解答。
29.【答案】(1)解:由电路图乙可知,电阻R1和R2并联,快件扫码前,光敏电阻R1的阻值为10Ω,电源电压U= 6V,根据欧姆定律可知通过R1的电流:
(2)解:运送快件到B区域时,由表格可知,光敏电阻R1的阻值为R1'=15Ω,此时通过R1的电流:;
因为R1和R2并联,电流表在干路测量总电流,所以干路电流:I=I1'+I2
此时通过R2的电流为:I2=I-I1'=0.5A-0.4A=0.1A
根据欧姆定律可知,此时R2的阻值:
(3)解:投送到D区域时,由表格可知,光敏电阻R1的阻值为R1″=20Ω,此时通过R1的电流:
电流表允许通过的最大电流为Imax=0.9A,要使快件的重力最大,根据图丙可知,压敏电阻R2的阻值应最小,根据并联电路的特点和欧姆定律可知,要使R2的阻值最小,通过R2的电流应最大,通过R2的最大电流I2max=Imax-I1″ =0.9A-0.3A=0.6A
此时R2的最小阻值为:
由图丙可知,当R2的阻值为10Ω时,其承受的压力F为100N,因为快件对压敏电阻的压力等于其重力,所以最多能投送的快件重力为Gmax=F=100N
【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】【分析】(1)根据,计算电流的大小;
(2)利用,计算电流,结合并联电路电流规律,计算支路电流,根据,计算电阻;
(3)根据电路中的最大电流,计算最新电阻时,判断压力的大小。
(1)由电路图乙可知,电阻R1和R2并联,快件扫码前,光敏电阻R1的阻值为10Ω,电源电压U= 6V,根据欧姆定律可知通过R1的电流I1===0.6A
(2)运送快件到B区域时,由表格可知,光敏电阻R1的阻值为R1'= 15Ω,此时通过R1的电流I1' ===0.4A
因为R1和R2并联,电流表在干路测量总电流,所以干路电流I = I1' + I2
此时通过R2的电流为I2=I -I1'=0.5A-0.4A=0.1A
根据欧姆定律可知,此时R2的阻值R2' ===60Ω
(3)投送到D区域时,由表格可知,光敏电阻R1的阻值为R1″=20Ω,此时通过R1的电流I1″ ===0.3A
电流表允许通过的最大电流为Imax=0.9A,要使快件的重力最大,根据图丙可知,压敏电阻R2的阻值应最小,根据并联电路的特点和欧姆定律可知,要使R2的阻值最小,通过R2的电流应最大,通过R2的最大电流I2max=Imax-I1″ =0.9A-0.3A=0.6A
此时R2的最小阻值为R2min===10Ω
由图丙可知,当R2的阻值为10Ω时,其承受的压力F为100N,因为快件对压敏电阻的压力等于其重力,所以最多能投送的快件重力为Gmax=F=100N
30.【答案】(1)解:光敏电阻与定值电阻串联,电压表测量光敏电阻两端电压;由表格数据可知,烟雾报警器开始报警时,光照强度为2级,光敏电阻的阻值R = 40Ω,电路中的电流为
(2)解:定值电阻的阻值为
当两端的电压为时,电路中的电流为
光敏电阻的阻值为
查表可知,当光敏电阻的阻值为10Ω时,对应的光照强度为4级。
(3)解:当光照强度为3级时触发烟雾报警器,此时电压表示数为4V,光敏电阻的阻值R'' = 20Ω,此时电路中的电流为
此时定值电阻的阻值为
即可将定值电阻更换为一个10Ω的电阻。
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)根据,计算电流的大小;
(2)根据,计算电阻大小,结合串联电路分压,计算电阻;
(3)利用,计算电流,根据,计算未知电阻。
(1)光敏电阻与定值电阻串联,电压表测量光敏电阻两端电压;由表格数据可知,烟雾报警器开始报警时,光照强度为2级,光敏电阻的阻值R = 40Ω,电路中的电流为
(2)定值电阻的阻值为
当两端的电压为时,电路中的电流为
光敏电阻的阻值为
查表可知,当光敏电阻的阻值为10Ω时,对应的光照强度为4级。
(3)当光照强度为3级时触发烟雾报警器,此时电压表示数为4V,光敏电阻的阻值R'' = 20Ω,此时电路中的电流为
此时定值电阻的阻值为
即可将定值电阻更换为一个10Ω的电阻。
31.【答案】(1)解:如图甲电阻与滑动变阻器串联,电压表测量电阻的电压,电流表测量电路中的电流,根据欧姆定律知,电阻
答:R1的阻值是10Ω;
(2)解:移动滑动变阻器的滑片使它接入电路中的电阻为最大阻值时,即50Ω,电流表示数为
0.5A。U1=IR1=1.5A×10Ω=15V,根据串联电压规律可得,电源电压为
U=U1+U2=IR1+IR2=0.5A×10Ω+0.5A×50Ω=30V;
答:电源电压是30V;
(3)解:在保证电路安全的情况下移动滑动变阻器滑片,电压表v2能达到满偏,且电流表示数的最大值与最小值之比为6:5,则R2两端的电压最大为15V,此时滑动变阻器接入电路的阻值最大,电路中的电流最小;
即R2最大=R1+R0若R0两端的电压可以达到15V,则此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小,电路中的电流最大,则;
即R0=R2min+R1;
分情况讨论:①若R2min=0,则R0=R1=10Ω;当R2两端的电压最大为15V,滑动变阻器接入电路的阻值最大,电路中的电流最小;
超过了电流表的量程,故舍去;
②若R2min≠0,根据电流表示数的最大值与最小值之比为6:5,可得
,
解得R0=50Ω,则电路中的最大电流
;
电路中的最小电流
;
则电路中电流最小时,滑动变阻器接入的阻值为, 超过了滑动变阻器的最大阻值,故舍去;
③综上可知, 两端的最大电压不能达到15V;又因为电路允许通过的最大电流为Imax=0.6A,则假设电路中通过的最大电流为0.6A,因在保证电路安全的情况下移动滑动变阻器滑片,电压表V2能达到满偏,且电流表示数的最大值与最小值之比为6:5,则电路通过的最小电流Imin=0.5A,此时滑动变阻器接入电路的阻值最大,则;
此时电路的总电阻为
;
根据串联电路电阻的特点可知,R0的阻值为R0=R总-R2大-R1=60Ω-30Ω-10Ω=20Ω;
当电路中的电流最大时,电路的总电阻为
;
此时滑动变阻器接入的阻值为R2小=R总-R0-R1=50Ω-20Ω-10Ω=20Ω<R2滑最大=50Ω;
此时定值电阻R0两端的电压为U0=ImaxR0=0.6A×20Ω=12V<15V,均符合电路安全的条件,因此R0的阻值可能为20Ω。
答:定值电阻R0可能的阻值是20Ω。
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析
【解析】【分析】(1)如图甲电阻与滑动变阻器串联,电压表测量电阻的电压,电流表测量电路中的电流,根据欧姆定律计算电阻;
(2)根据串联电路的特点和欧姆定律计算电源电压;
(3)滑动变阻器的允许通过的最大电流为2A,电流表能达到满偏0.6A,电路的最大电流为0.6A,根据欧姆定律可知R0的最大电压;滑动变阻器电压为15V时,根据欧姆定律可知R0电压最小值,电压表V1示数的最大值与最小值之比为6:5,结合欧姆定律可得出R0的阻值。
二一教育在线组卷平台(zujuan.21cnjy.com)自动生成 1 / 2
二一教育在线组卷平台(zujuan.21cnjy.com)自动生成 1 / 1