江苏省12地市2025年中考物理真题按难易度分层专题训练-13 欧姆定律 较难题
一、单选题
1.(2025·江苏南京·中考真题)如图所示,电源电压U恒定,R1是定值电阻,滑动变阻器R2标有“20Ω 2A”,灯L标有“6V 6W”。滑片P在阻值最大端时,闭合开关S,电压表V1示数为2V,电压表V2(未画出)示数为4V;P移到某一位置时,V2示数为10V,电流表示数为1A。上述滑片移动过程中,R2阻值的变化量为ΔR,电路总功率的变化量为ΔP。下列说法正确的是( )
A.U=16V B.R1=5Ω C.ΔR=12Ω D.ΔP=7W
2.(2025·江苏无锡·中考真题)如图所示,是小红连接的测量小灯泡额定功率的电路,小灯泡的额定电流为0.3A,电源电压保持不变,R为定值电阻,滑动变阻器的最大阻值为20Ω,她将滑动变阻器的滑片P置于B端,断开开关S2,闭合开关S、S1,电流表示数为0.1A;移动滑片P置于A端,电流表的示数为0.2A;重新将滑片P移至B端,断开开关S1,闭合开关S、S2,移动滑片P使电流表的示数为0.3A;保持滑片P的位置不变,断开开关S2,闭合开关S、S1,电流表示数为0.16A。下列说法中正确的是( )
A.电源的电压为3V B.定值电阻R的阻值为10Ω
C.小灯泡的额定电压为3.8V D.小灯泡的额定功率为0.75W
3.(2025·江苏扬州·中考真题)如图,电源电压U可调,是阻值为5Ω的定值电阻,为敏感元件,其阻值随电流增大而减小。电源电压从零增大,电路中电流逐渐增大。当电流为0.3A时,两端电压为1.5V。的功率为,的功率为。则( )
A.时,可能等于 B.时,一定小于
C.时,一定等于 D.时,一定小于
4.(2025·江苏宿迁·中考真题)噪声是污染环境的公害之一,某科技小组为了监测噪声的强弱,用学生电源、电压表、定值电阻、声敏电阻R等实验器材进行探究,设计如图甲所示电路。其中R的阻值随声音强弱变化如图乙所示。某次测试中,当噪声为70dB时,电压表示数为6V;当噪声为40dB时,电压表示数为3V。下列说法正确的是( )
A.阻值为20Ω
B.电源电压为24V
C.电路中电压表示数随声音强弱增大而减小
D.当电压表示数为4.5V时,噪声强度为50dB
二、填空题
5.(2025·江苏南京·中考真题)如图所示,电源电压U=6V,R1=5Ω,R2=10Ω;仅闭合S2,电路的总电阻为_______Ω;仅闭合S3,电压表示数为4.5V,R3=_______Ω;当S1、S2、S3均闭合时,电流表的示数为_____A。R2消耗的功率为________W。
6.(2025·江苏无锡·中考真题)按照图甲连接电路,探究通过导体的电流与电压、电阻的关系,电源电压值为3V,三个定值电阻Ra、Rb、Rc。探究通过导体的电流与它两端电压的关系时,先将电阻Ra接入电路,将滑动变阻器的滑片P移至阻值最大端,闭合开关,读出电压表、电流表的示数。移动滑片P,改变电阻两端电压继续探究,根据实际所测数据,以电流I为纵坐标,以电压U为横坐标,在坐标系中描点画出Ra的I-U图像a、再分别将Rb、Rc接入电路,采用同样的方式探究,得到图像b、c,如图乙所示。则Ra的阻值为___________Ω;单独分析图乙中每条I-U图像,可知,当导体电阻一定时,___________,实验中滑动变阻器的最大阻值为___________Ω,为了探究电流与电阻的关系,分别将三个电阻接入电路,需要保持电阻两端电压不变,则该电压的最小值为___________V。
7.(2025·江苏镇江·中考真题)某种灯泡的电阻R与电流I关系图像如图1所示,当两个该种灯泡串联接在电压恒为的电源上时,通过灯泡的电流为1A,此时灯泡的电阻为________Ω,为________V。若将该种灯泡L按图2的方式接在电压为3V的电源上,其中定值电阻的阻值为3.5Ω,闭合开关后,电阻两端的电压为_____V,灯泡L的电功率为________W。
8.(2025·江苏镇江·中考真题)某电蚊香器中所用加热片的电阻与温度的关系图像如图所示,将此加热片接在电压恒定的电源两端,初温为25℃,刚开始时,随着温度的升高,加热片中的电流不断_________,温度达到_________℃时功率达到最大值。若该电蚊香器的实际功率为10W,则工作12h,可使标有“”字样的电能表指示灯闪烁_________次。
三、实验题
9.(2025·江苏南京·中考真题)现要测量两个小灯泡L1、L2正常发光时的电阻。
(1)图甲是用“伏安法”测量L1(U额=2.5V)正常发光时电阻的实物电路。
①用笔画线代替导线,将图甲电路连接完整(导线不允许交叉)____;
②闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表指针几乎不动,电压表指针明显偏转,故障原因可能是小灯泡_______ (选填“断路”或“短路”);
③排除故障后,闭合开关,移动滑片,当电压表示数为2.5V时,电流表示数如图乙所示,则小灯泡正常发光时的电阻为________Ω(精确到0.1)。
(2)为了测量额定电流为I0的小灯泡L2正常发光时的电阻,小明和小华设计了图丙所示的电路,定值电阻的阻值为R0,电源电压恒为U。(I0、R0、U已知,且满足测量要求)
①将滑动变阻器R的滑片移至阻值最大端;
②闭合S、S1,断开S2,调节滑片P,使电压表示数为___________ 时,小灯泡正常发光;
③共同完成上述操作后,小明和小华分别只进行了以下一步操作。
小明:保持滑片不动,断开S1,闭合S、S2,读出电压表的示数。
小华:保持滑片不动,闭合S、S1、S2,读出电压表的示数。
综合以上信息,对小明、小华的方案能否测量出小灯泡正常发光时的电阻进行评价_____ (填字母)。
A.只有小明的方案可行
B.只有小华的方案可行
C.两人的方案都可行
D.两人的方案都不可行
10.(2025·江苏镇江·中考真题)小华在实验室中测量铅笔芯的电阻大小。测量电路如图1所示,电源电压为4.5V。
(1)闭合开关前,图1中的滑动变阻器滑片应置于最__________端;
(2)请按照图1的电路图将图2的实物图连接完整__________;
(3)将滑动变阻器滑片从初始位置移动到另一端,逐次记录电压表示数U和电流表示数I,完成后作出图像,如图3所示,由图可知,铅笔芯的阻值为_______Ω,滑动变阻器的最大阻值为_______Ω;
(4)小华想用实验室一只刻度线清晰,但所标数字模糊不清的电流表,制作一个可直接测定电阻的仪器,他设计的电路如图4所示,电路中电源电压恒定且未知,操作如下。
①在a、b接线柱间接入导线,闭合开关,移动滑动变阻器滑片,直到电流表指针指到最大刻度;
②保持滑片位置不变,ab间改接入10Ω的定值电阻,此时电流表指针偏转到最大刻度的处;
③取下ab间的定值电阻,接入待测电阻,电流表指针偏转到最大刻度的处,可知待测电阻的大小为_______Ω;
④在电流表表盘刻度线处标相应的电阻值,则电阻值分布是_________(选填“均匀”或“不均匀”)的。
11.(2025·江苏连云港·中考真题)小明想测量标有“”字样的小灯泡正常发光时的电阻,连接的部分电路如图甲所示。
(1)请用笔画线代替导线将电路连接完整;
(2)小明连接电路后闭合开关,发现小灯泡不发光,电压表和电流表均无示数,产生这一现象的原因可能是___________;
A.小灯泡断路 B.滑动变阻器断路 C.小灯泡短路 D.滑动变阻器短路
(3)排除故障后,移动滑动变阻器的滑片,当电压表示数为时,电流表示数如图乙所示。此时小灯泡的电阻是______(结果保留一位小数);
(4)利用现有器材,能否“探究通过导体的电流与电压的关系”?______,理由是______。
12.(2025·江苏宿迁·中考真题)在“测量定值电阻的阻值”实验中,某学习小组用如图甲所示的器材进行实验。
实验序号 U/V I/A
1 1.0 0.10
2 2.0 0.20
3 2.5 0.24
(1)在图甲中,请用笔画线代替导线将电路补充完善,要求滑动变阻器接入电路阻值最大。
(2)该实验的原理是___________。
(3)闭合开关,电流表无示数,电压表有示数,则发生的故障是___________。
(4)某小组实验数据如上表所示,则该电阻值是___________Ω(结果保留1位小数),接着,换用不同阻值的电阻继续实验,画出a、b电阻的I-U图像如图乙,则其中___________(选填“a”或“b”)阻值更大。
四、计算题
13.(2025·江苏盐城·中考真题)图甲为科技小组设计的模拟电路,用于测量仰卧起坐次数。电源电压恒定不变,R1为定值电阻,R2为光敏电阻,其阻值随光照强度的减小而增大。当射向R2的红外线被遮挡时,R2两端的电压达到设定值,触发计数系统计数。测试过程中,R2两端电压与时间的关系图像如图乙所示,电流表示数与时间的关系图像如图丙所示,且完成每次仰卧起坐的时间相同。
(1)求1min内完成仰卧起坐的个数。
(2)求触发计数时,光敏电阻R2的阻值。
(3)求电路中的电源电压。
14.(2025·江苏宿迁·中考真题)如图甲所示,是某跨学科学习小组设计的装置结构图,它可以根据水量多少自动控制受控电路,控制电路由电源、电磁铁、保护开关S、敏感电阻、T形绝缘硬杆、圆柱形浮体A、保护电阻等组成;受控电路由电源、加热电阻等组成。当通过电磁铁的电流达到0.15A,衔铁恰好被吸下,动、静触点接触,受控电路接通;当电流达到0.3A,保护开关S自动断开,衔铁在弹簧弹力作用下与电磁铁分离,动、静触点脱开,受控电路断开。由特殊材料制成,其阻值与所受压力关系如图乙所示;浮体A的密度比水小,在容器中注水至一定深度后浮体A就会竖直上浮,通过T形杆对产生向上压力。已知浮体A质量为50g、T形杆质量不计,,,,,其余部分电阻忽略不计,g取10N/kg,。求:
(1)受控电路工作时,的电功率。
(2)当电流等于0.15A,衔铁恰好被吸下时,受到T形杆的压力。
(3)要让受控电路工作,浮体A浸入水中体积的范围。
五、综合题
15.(2025·江苏南京·中考真题)在跨学科实践中,科技小组设计了如图所示的无土栽培营养液自动添加装置简图。控制电路电源电压U=10V,电磁铁线圈电阻R0=50Ω;当线圈中的电流I1≥25mA时,衔铁被吸合,当线圈中的电流I2≤20mA时,衔铁被释放。R2是阻值为600Ω的半圆形(O为圆心)电阻丝,其阻值与长度成正比;QP为电阻不计可绕O点转动的金属细杆,P端可在R2上滑动且接触良好,QO长50cm。当液面到达最高位置A处时,添加营养液的电动水泵停止工作,杆QP水平且P位于R2中点。
(1)电磁铁通电时上端为_____极。电动水泵应接在_______ (选填“C、D”或“E、F”)之间;
(2)最高液面在A处时,电阻箱R1的阻值为多大____?
(3)当液面从最高位置A处下降_______cm时开始添加营养液。(设浮球随液面升降时,浸入液体中的体积不变,且细杆NQ始终处于竖直方向)
(4)该装置长期使用后,U会变小,营养液最高液面会如何变化?为保持最高液面位置不变,除更换电源外,再提出一个解决措施____。
16.(2025·江苏镇江·中考真题)如图1所示为某水位自动控制的模拟装置。柱形物体Q的横截面积,高,密度,用一硬杆将Q连接在力敏电阻的下方,硬杆的质量和体积均不计,Q的下端到水池底部的距离。通过调节电阻箱的阻值,可使水位控制在某一范围内。已知电源电压,的阻值与硬杆对的作用力F的关系图像如图2所示;当电磁铁线圈中的电流时,衔铁K被吸住,位于位置a,此时水池停止排水,开始注水;当时,衔铁K才会被释放,位于位置b,此时水池停止注水,开始排水。不计线圈电阻,,g取。
(1)Q的质量为_________kg。若硬杆对的作用力F不断增大,则的阻值将_________。
(2)开始时水池中无水,要确保闭合开关后,即开始注水。
①求接入电路的电阻的最大值。
②若接入电路的电阻取①中的最大值,求最高水位到池底的距离。
(3)为了能将水位控制在一定范围内,R1接入电路的电阻的最小值是_________Ω;此时最高水位和最低水位的高度差是_________m。
六、科普阅读题
17.(2025·江苏南通·中考真题)阅读短文,回答问题。
跨学科实践——制作智能垃圾箱模型
【任务要求】为保护环境、节约资源,同学们设计制作智能垃圾箱模型,实现对可回收垃圾的收集、自动称量、压缩的目的。
【设计制作】任务一:设计制作称重系统。图甲是称重的原理图,电源为恒流源,能始终提供大小恒定的电流,压力传感器的电阻的阻值与压力的关系图线如图乙所示。某次测试中,将1kg的物体放在压力传感器上,电压表示数为8V。电压表示数能反映回收垃圾质量的大小,可在电压表上标注对应的质量值。(g取10N/kg)
任务二:设计制作压缩系统。图丙是设计制作的工作流程图。
图丁为压缩系统的模型图。当雷达监测到回收物高度超过预设值时,压缩系统启动,电动机通过减速机带动转换结构中的螺杆转动,螺杆将转动转化为推拉杆向下的直线运动。从而使压板在收集箱内移动。压缩系统的部分参数如下表,“导程”指螺杆每旋转一周推拉杆移动的直线距离,“减速机的速比”指电动机的转速与减速机的输出转速的比值,“电动机效率”指电动机将电能转化为机械能的效率。设电动机的输出功率等于减速机的输出转速、导程以及推拉杆的推力三者的乘积。
电动机额定功率/W 60 导程/(m·r-1) 1.2×10-2
电动机的额定转速/(r·s-1) 60 减速机的速比 20
电动机的效率/% 90 压板的质量/kg 10
【交流评价】同学间交流,对模型制作过程中遇到的问题、使用效果和创新改进等方面进行评价。
(1)雷达发射的超声波是由声源______产生的,改变电动机中的______方向可改变压板运动的方向;
(2)“交流评价”“反思改进”是工作流程图中的两个环节,其中环节A为______;C处提出的问题是______;
(3)关于本次实践活动,下列说法正确的是___________;
A.压力传感器受到的压力越大,通过它的电流越大
B.压力传感器受到的压力越大,它的阻值越大
C.电压表刻度上标注的质量值从左向右逐渐变大
D.当电压表示数为6V时,可回收物的质量为2kg
(4)若预设值为0.66H,雷达发射至接收到超声波的时间间隔小于______s时,电动机启动。电动机以额定功率工作时,压板与回收物的接触面积为800cm ,则压板对回收物的压强为______Pa;(超声波速度取340m/s)
(5)实验测试完成后,同学们对模型存在的问题和需要改进的地方进行了交流。他们认为若要使模型中的称重装置测量更精确,可采取的方法是______;请对模型的设计再提出一个改进的建议或创新方法______。
试卷第1页,共3页
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《江苏省12地市2025年中考物理真题按难易度分层专题训练-13 欧姆定律 较难题》参考答案
题号 1 2 3 4
答案 D D B D
1.D
【详解】AB.灯L标有“6V 6W”,灯正常工作时的电流
滑片P由最大值移到某一位置时,变阻器的电阻变小,根据串联分压可知滑动变阻器两端的电压变小,电压表V2示数由4V增大为10V,确定电压表V2测灯L和定值电阻R1的电压;电流表示数为1A,此时灯正常发光,定值电阻R1的电压
定值电阻R1的电阻
当滑片P在阻值最大端时:电压表V1示数为2V,定值电阻R1的电压为U1′=2V,通过定值电阻R1的电流
串联电路各处电流相等,滑动变阻器R2两端的电压
电源电压U=10V+4V=14V
故AB错误;
C.当滑片P在阻值最大端时,R2阻值为20Ω;当P移到某一位置时
R2阻值的变化量
故C错误;
D.当滑片P在阻值最大端时,电路总功率
当P移到某一位置时,电路总功率
电路总功率的变化量为
故D正确。
故选D。
2.D
【详解】AB.将滑动变阻器的滑片P置于B端,断开开关S2,闭合开关S、S1,R与变阻器的最大电阻串联,灯泡断路,电流表测量电路电流,电流表示数为0.1A,由欧姆定律得┄①
移动滑片P置于A端,电路为R的简单电路,电流表的示数为0.2A,由欧姆定律得┄②
由①②得,定值电阻R的阻值为
电源电压
故AB错误;
CD.重新将滑片P移至B端,断开开关S1,闭合开关S、S2,灯泡与滑动变阻器串联,电流表测量电路电流,移动滑片P使电流表的示数为0.3A,此时灯泡正常发光,保持滑片P的位置不变,则变阻器接入电路中电阻不变,断开开关S2,闭合开关S、S1,R与变阻器串联,电流表示数为0.16A,由欧姆定律得,此时电路电阻为
由串联电路电阻特点得,滑动变阻器接入电路中的电阻为
由串联电路电压特点与欧姆定律得,小灯泡的额定电压为
小灯泡的额定功率为
故C错误,D正确。
故选D。
3.B
【详解】当电流为0.3A时,分析电路,此时两端电压为1.5V。由欧姆定律可得
是阻值为5Ω的定值电阻,因此总电阻
此时电源电压为
此时两电阻阻值相等,串联电路电流相等,根据功率计算公式 可得
当时
A.时,电源电压小于3V,电路中总电流减小,因R为敏感元件,阻值随电流增大而减小;反之,其阻值随电流减小而增大。则此时的阻值大于5Ω,故,两电阻阻值不相等,电流相等,则,P1不可能等于P2,故A不符合题意;
B.时,电源电压小于3V,电路中总电流减小,因R为敏感元件,阻值随电流增大而减小;反之,其阻值随电流减小而增大。则此时的阻值大于5Ω,故,则两电阻阻值不相等,电流相等,则,P1一定小于P2,故B符合题意;
C.时,电源电压大于3V,电路中总电流增大,因R为敏感元件,阻值随电流增大而减小,则此时的阻值小于5Ω,故,电流相等,则,P1一定大于P2,不可能相等,故C不符合题意;
D.时,电源电压大于3V,电路中总电流增大,因R为敏感元件,阻值随电流增大而减小,则此时的阻值小于5Ω,故,电流相等,则,P1一定大于P2,故D不符合题意。
故选B。
4.D
【详解】AB.由图甲可知,两电阻串联,电压表测量定值电阻的电压,噪声为70dB时,由图乙可知,此时声敏电阻的阻值为R=20Ω,噪声为40dB时,由图乙可知,此时声敏电阻的阻值为R'=50Ω,根据串联电路的电压之比等于电阻之比,故有R0∶R=U0∶(U-U0)
则得R0∶20Ω=6V∶(U-6V)①
则得R0∶50Ω=3V∶(U-3V)②
解得U=18V,R0=10Ω,故AB错误;
C.由图乙可知,当声音强度增大时,声敏电阻的阻值减小,电路的总电阻减小,根据欧姆定律可知,电路电流增大,根据U=IR可知R0两端的电压变大,即电压表示数变大,故C错误;
D.当电压表示数为4.5V时,根据R0∶R″=U0∶(U-U0)
得到10Ω∶R″=4.5V∶(18V-4.5V)
解得R″=30Ω,根据乙图可知,噪声强度为50dB,故D正确。
故选D。
5. 15 15 1 3.6
【详解】[1]仅闭合S2,R1、R2串联,电路的总电阻为
[2]仅闭合S3,R1、R3串联,电压表测R3两端电压为4.5V,根据串联电路电压规律可知,R1两端电压为
由分压原理可知,,即
解得R3=15Ω。
[3]当S1、S2、S3均闭合时,R2、R3并联,电压表测电源电压,电流表测干路电流。
通过R2的电流
通过R3的电流
干路电流
即电流表示数为1A。
[4]R2消耗的功率
6. 5 电流与电压成正比 20 1.5
【详解】[1]由图乙得,当Ra的电压为3.0V,电流为0.6A,由欧姆定律得,Ra的阻值为
[2]单独分析图乙中每条I-U图像,可知,当导体电阻一定时,其电流与电压的图像为一条倾斜向上的直线,说明当导体电阻一定时,电流与电压成正比。
[3]由题知,每次实验时,将滑动变阻器的滑片P移至阻值最大端,闭合开关,电路电流最小,由图中b图线可知,电流最小为0.1A,此时电压表的示数为1.0V。由串联电路电阻特点与欧姆定律得,变阻器接入电路中的电阻最大为
[4]由图乙中c图线可知,当Rc的电压为3.0V,电流为0.15A,由欧姆定律得,Rc的阻值为
三个电阻分别与滑动变阻器串联,实验中需要保持电阻两端电压不变,由串联电路电压特点得,变阻器的电压也保持不变;串联电路电流处处相等,由欧姆定律得
且为定值,则定值电阻接入电路中的电阻越大,变阻器接入电路中电阻越大,当定值电阻接入电路中的电阻最大为20Ω,变阻器接入电路中电阻最大为20Ω时,定值电阻两端控制的电压最小,与定值电阻的比值最大,定值电阻的电压最小,即
解得定值电阻两端电压控制的最小值为
7. 4.5 9
【详解】[1][2]观察图1可得,当电流,对应纵坐标电阻。当两个灯泡串联,总电阻为,根据欧姆定律可得,电源电压。
[3][4]图2中,灯泡与定值电阻串联,电源电压。设电路中电流为,灯泡电阻为。 由图1可知,当时,当时,设关系式为。结合图像线性特征,代入以上两点值可得,,即。串联电路中总电压,代入和可得
解得。因此两端的电压
灯泡的电功率,其中,,代入公式可得,灯泡的电功率为。
8. 变大 180 360
【详解】[1][2]由图像可以看出,加热片的电阻刚开始时随温度的升高电阻减小,又加热片两端的电压恒定,所以加热片的电流不断增大,直到温度为180℃,电阻最小,电流最大,功率达到最大值。
[3]电蚊香器的实际功率为P=10W=0.01kW,工作时间t=12h,则电蚊香器消耗的电能为
则电能表指示灯闪烁的次数为
9.(1) 断路 8.3
(2) U-I0R0 C
【详解】(1)[1]伏安法测小灯泡正常发光时的电阻,电压表并联在小灯泡两端测电压,电流表串联在电路中测电流,且两表都要使电流从正接线柱流入,负接线柱流出,如图所示;
[2]闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表指针几乎不动,电路中出现断路,电压表指针明显偏转,故障原因可能是小灯泡断路。
[3]电流表的量程0~0.6A,分度值为0.02A,电流为I=0.3A,电阻为
(2)闭合S、S1,断开S2,小灯泡、滑动变阻器和定值电阻R0串联;小灯泡正常发光时,电路中的电流为I0,因此调节滑动变阻器滑片P使电压表的示数为U1=U﹣I0R0
①小明:保持滑片不动,断开S1,闭合S、S2,电压表测滑动变阻器两端的电压U2。
小灯泡正常发光时的电压为UL=U1﹣U2=U﹣I0R0﹣U2
小灯泡正常发光时的电阻为
小明的方案可行;
②小华:保持滑片不动,闭合S、S1、S2,读出电压表的示数U3。此时小灯泡被短路,电路由滑动变阻器和定值电阻R0串联;
定值电阻R0两端的电压为U0=U﹣U3
通过定值电阻R0电流为
串联电路各处电流相等,则
滑动变阻器现在的阻值为RP
当闭合S、S1,断开S2,小灯泡、滑动变阻器和定值电阻R0串联时,电压表的示数为U1=U﹣I0R0
电路中的电流为I0,滑动变阻器两端的电压为UP
小灯泡正常发光时的电阻为
小华的方案可行;
故选C。
10.(1)右
(2)
(3) 5 10
(4) 15 不均匀
【详解】(1)为了电路安全,开关闭合前滑片应滑到阻值最大处,则闭合开关前,图1中的滑动变阻器滑片应置于最右端。
(2)由图1得,滑动变阻器滑片置于最右端时滑动变阻器的阻值最大,说明滑动变阻器接的是左下接线柱,将电源的正极与滑动变阻器的左下接线柱相连,如图所示:
(3)[1]由图1得,电压表测量铅笔芯的电压,电流表测量铅笔芯的电流;由图3得,铅笔芯的电阻为定值,且当其电压为4V时,电流为0.8A,由欧姆定律得,铅笔芯的阻值为
[2]滑动变阻器与铅笔芯串联,当变阻器接入电路中电阻最大,电路电阻最大,由欧姆定律得,此时电路电流最小,串联电路电流处处相等,由图3得,电路电流最小为0.3A,此时铅笔芯的电压为1.5V,由串联电路电压特点得,此时滑动变阻器的电压为
由欧姆定律得,滑动变阻器的最大阻值为
(4)[1]①在a、b接线柱间接入导线,闭合开关,移动滑动变阻器滑片,直到电流表指针指到最大刻度,此时电路为滑动变阻器的简单电路,由欧姆定律得,电源电压为┄┄①
②保持滑片位置不变,ab间改接入10Ω的定值电阻,滑动变阻器与定值电阻串联,且滑动变阻器接入电路中电阻不变,此时电流表指针偏转到最大刻度的处,由欧姆定律得,电源电压为┄┄②
③取下ab间的定值电阻,接入待测电阻,滑动变阻器与待测电阻串联,且滑动变阻器接入电路中电阻不变,此时电流表指针偏转到最大刻度的处,,由欧姆定律得,电源电压为┄┄③
由①②得,滑动变阻器接入电路中电阻为
则待测电阻的阻值大小为
[2]由第一小问得,当电流表的偏转角度由最大变为时,电路电阻增大
当电流表的偏转角度由最大变为时,电路电阻增大
由于
即电流表指针偏转角度的改变量的比值与电阻改变量的比值不相等,说明在电流表表盘刻度线处标相应的电阻值,则电阻值分布是不均匀的。
11.(1)
(2)B
(3)8.3
(4) 不能 灯丝的电阻随温度的升高而增大
【详解】(1)滑动变阻器应“一上一下”选择接线柱与灯泡串联,作图如下:
(2)连接电路后闭合开关,发现小灯泡不发光,电压表和电流表均无示数,说明发生断路且电压表的两端无法与电源相通,则产生这一现象的原因可能是滑动变阻器断路,故选B。
(3)移动滑动变阻器的滑片,当电压表示数为时,电流表示数如图乙所示,由图甲可知,电流表选用小量程,分度值为0.02A,示数为0.3A,则此时小灯泡的电阻
(4)[1][2]探究通过导体的电流与电压的关系时,要控制电阻不变。灯丝的电阻随温度的升高而增大,是变化的,所以不能利用现有器材探究通过导体的电流与电压的关系。
12.(1)
(2)
(3)电阻断路
(4) 10.1 b
【详解】(1)滑动变阻器连入电路的阻值最大,图甲中变阻器的滑片中最左端,故变阻器右下接线柱连入电路中,如下所示:
(2)测量定值电阻的阻值,需要用电压表测量电阻两端的电压,电流表测量电路中的电流,根据得到定值电阻的阻值,实验原理是。
(3)闭合开关,电流表无示数,说明电路中出现断路,电压表有示数,说明电压表和电源两极是连通的,与电压表并联的电路断路,可能电阻断路。
(4)[1]由第1次实验数据可知电阻的阻值
由第2次实验数据可知电阻的阻值
由第3次实验数据可知电阻的阻值
该电阻值
[2]由图乙可知,当电压一定时,通过b的电流较小,由,可知b电阻的阻值较大。
13.(1)50个
(2)50Ω
(3)6V
【详解】(1)由图乙可知,在0 ~ 2.4s 时间内电压出现两次达5V 的触发过程,说明2.4 s 内完成了2 次仰卧起坐,因此每次所用时间为1.2 s;则1 min 内可完成的个数为
(2)由图甲可知,R1与R2串联,当射向R2的红外线被遮挡时,触发计数,此时R2的阻值随光照强度的减小而增大,根据串联电路分压规律可知R2两端的电压最大;由图乙可知,触发计数时,光敏电阻R2两端电压U2 = 5.0 V,由图丙可知此时电路中电流I = 0.1A,此时光敏电阻R2的阻值为
(3)触发计数时,由图乙可知光敏电阻R2两端电压U2 = 5.0 V,由图丙可知此时电路中电流I = 0.1 A,由图甲可知两个电阻串联,则电源电压为 ①
未触发计数时,由图乙可知光敏电阻R2两端电压U2 = 3.0 V,由图丙可知此时电路中电流I = 0.3 A,则电源电压为 ②
解①②得,
14.(1)
2200 W
(2)
1 N
(3)
浸入水中体积应在范围内
【详解】(1)受控电路接通后,加热电阻R2 单独接在电压为 的电源上, 的电功率
(2)当衔铁恰好被吸下时,控制电路中电流为0.15 A,由欧姆定律可得 ,即
解得 ,由图乙知,此时所对应的压力为1 N。
(3)当受控电路接通时,控制电路电流,由第(2)问可知此时受到的压力。浮体A的重力
根据力的平衡,浮体A受到的浮力
浮体A浸入水中的最小体积
当受控电路断开时,控制电路电流,此时电路总电阻
所以
由图乙可知,此时受到T形杆的压力。浮体A受到的浮力
浮体A浸入水中的最大体积
因此要让受控电路工作,浸入水中体积应在范围内。
15.(1) N E、F
(2)50Ω
(3)25
(4)U变小,控制电路的电流变小,水泵继续供水,使水位升高;若增大电流,由欧姆定律可得,减小电路的电阻,即将电阻箱R1调小。
【详解】(1)[1]根据电流的流向和安培定则可知:电磁铁通电时,上端为N极。
[2]据图可知,水位越高,R2的阻值越小,控制电路中电流越大,当I1达到最小值时电磁铁吸附,应断开水泵,所以水泵应接在E、F之间。
(2)最高液面在A处时,R2=300Ω;电流I1达到最小值,I1=25mA=0.025A,依据欧姆定律得
当液面到达最高位置A处时,添加营养液的电动水泵停止工作,杆QP水平且P位于R2中点,则
则
(3)在R1=50Ω,I2=20mA,依据欧姆定律可得
所以
则可计算出
R2是阻值为600Ω的半圆形(O为圆心)电阻丝,其阻值与长度成正比,则每100Ω的阻值对应的圆心角为30°;由几何关系可知:QP绕O顺时针旋转30°角,又QO=50cm,所以浮子下降的高度h25cm。
(4)U变小,控制电路的电流变小,水泵继续供水,使水位升高;若增大电流,由欧姆定律可得,减小电路的电阻,即将电阻箱R1调小。
16.(1) 0.8 不断减小
(2)
0.35m
(3) 50 0.3
【详解】(1)[1] Q 为柱形物体,其体积为
已知,根据密度公式可得,其质量为
[2]由图2可知,硬杆对的作用力不断增大时, 的阻值将不断减小。
(2)[1]开始时水池无水,此时硬杆对的作用力
由图2可知,当时,。 当时,衔铁K被吸住,开始注水,根据,可得电路总电阻为
那么R1接入电路的最大阻值为
[2]若接入电路的电阻取①中的最大值,求最高水位到池底的距离: 当时,衔铁K被释放,停止注水,此时R2的阻值为
由图2可知,此时硬杆对R2向下的拉力为。对Q进行受力分析,,,所以
根据,可得
则Q浸入水中的深度
最高水位到池底的距离
(3)[1]为了能将水位控制在一定范围内,当电流为0.03A时(停止注水),由前面解答可知此时总电阻为,若力敏电阻R2的阻值最大,则根据电阻串联的规律可知此时R1接入电路的电阻最小,由图2可知,当硬杆对R2的作用力为0N(即Q处于漂浮状态,此时浮力等于重力,浮力最大为8N)时,R2的阻值最大为,根据电阻的串联可知R1接入电路的电阻的最小值为
[2]当时,开始注水,此时水位最低,此时R2为
由图2可知,当硬杆对R2的作用力为6N,对Q受力分析,它受到的浮力为
最高水位与最低水位相比,Q受到的浮力的变化量为
则
此时最高水位和最低水位的高度差是
17.(1) 振动 电流
(2) 反思改进 模型的称重精度是否满足要求?”或“压缩系统的能耗是否过高等
(3)D
(4) 0.002 2×10
(5) 对传感器进行校准 加装自动分拣或分类识别等功能
【详解】(1)[1]声音是由物体振动产生的,所以雷达发射的超声波是由声源振动产生的。
[2]电动机的原理是通电线圈在磁场中受力转动,受到的磁场力的方向与电流的方向和磁场方向有关。所以改变电动机中的电流方向可改变压板运动的方向。
(2)[1][2]根据工作流程图的一般流程,先进行“交流评价”,再根据评价结果进行“反思改进”,所以环节A为反思改进。C处是在交流评价环节,结合“对模型制作过程中遇到的问题、使用效果和创新改进等方面进行评价”可知,C 处提出的问题可以是模型的称重精度是否满足要求?”或“压缩系统的能耗是否过高等;
(3)A.电源为恒流源,能始终提供大小恒定的电流,所以电路中电流是恒定不变的,故A错误;
B.由图乙可知,压力传感器受到的压力越大,它的阻值越小,故B错误;
C.电路中电流是恒定不变的,回收垃圾质量越大,压力传感器受到的压力越大,它的阻值越小,根据,电压表示数越小,所以电压表刻度上标注的质量值从左向右逐渐变小,故C错误;
D.将1kg的物体放在压力传感器上,电压表示数为8V,此时压力传感器受到的压力为
由图乙可知,压力传感器对应的阻值为,所以电路中的电流为
则当电压表示数为6V时,压力传感器的阻值为
由图乙可知,此时压力传感器受到的压力为20N,则可回收物的质量为
故D正确。
故选D。
(4)[1]当雷达监测到回收物高度超过预设值时,压缩系统启动,电动机通过减速机带动转换结构中的螺杆转动,螺杆将转动转化为推拉杆向下的直线运动。所以若预设值为0.66H,则超声波传播的距离为
则超声波传播的时间为
所以若预设值为0.66H,雷达发射至接收到超声波的时间间隔小于0.002s时,电动机启动。
[2]“减速机的速比”指电动机的转速与减速机的输出转速的比值,所以减速机的输出转速为
设电动机的输出功率等于减速机的输出转速、导程以及推拉杆的推力三者的乘积,则推拉杆的推力为
压板的重力为
则压板对回收物的压强为
(5)[1]若要使模型中的称重装置测量更精确,可采取的方法是对传感器进行校准,减小误差。
[2]对模型的设计提出的改进措施是:加装自动分拣或分类识别等功能,可以做到垃圾分类回收。
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