沪粤版物理九年级上册 第十四章探究欧姆定律 单元检测
一、选择题
1. 下列措施中,不可能改变导体电阻大小的是(?? )
A.?改变导体的长度??????????????????????????????????????????????????B.?改变导体的材料C.?改变导体的横截面积???????????????????????????????????????????D.?改变导体在电路中连接的位置
2.关于导体中的电流跟导体两端的电压和导体的电阻之间的关系,说法正确的是(??)
A.?导体中的电流跟导体两端的电压成正比B.?导体中的电流跟导体的电阻成反比C.?在电压一定时,导体中的电流跟导体的电阻成反比D.?导体的电阻与导体中的电流成反比,跟导体两端的电压成正比
3.当将滑动变阻器的滑片P向右移动时.如图中的哪一种连接方法可使变阻器连入电路部分的电阻增大( )
A.????????????????????????????????????????????B.?????C.?????????????????????????????????????????D.?
4.如图所示,电源电压不变,电阻 R1 的阻值为 6Ω,电阻 R2 的阻值为 18Ω.当开关 S 闭合时, 电压表示数为 3V,则(?? )
A.通过电流表的电流为 5AB.R2 两端的电压为 3VC.电源两端的电压为 12VD.电阻 R1 的功率为 3W
5.如图所示,在m、n两点间接一滑动变阻器来控制电灯的亮度,电路图的上方为滑动变阻器的结构示意图,要求变阻器的滑片向右滑动时,电灯逐渐变亮,则变阻器连入电路的方式应采用( )?
A.?m接a,n接b?????????????????B.?m接d,n接b?????????????????C.?m接b,n接a???????????????????????D.?m接c,n接d
6.将如图所示的滑动变阻器连入电路,要求当滑动变阻器滑片P向B端移动时,接入电路中电阻变小,则滑动变阻器连入电路的接线柱应是
A.?B和D???????????????????????????????????B.?A和B???????????????????????????????????C.?A和C???????????????????????????????????D.?C和D
7.如图所示,电源电压保持不变,开关S闭合后,当滑动变阻器R2的滑片P向a移动时,电流表和电压表示数的变化情况是(?? )
A.?电流表的示数变大,电压表的示数变大???????????????B.?电流表的示数变小,电压表的示数变小C.?电流表的示数变小,电压表的示数变大???????????????D.?电流表的示数变大,电压表的示数变小
8.一段导线的电阻是4Ω,将它对折后接入电路中,则对折后的电阻(? )
A.?大于4Ω??????????????????????????????B.?小于Ω??????????????????????????????C.?等于4Ω??????????????????????????????D.?无法判断
9. 为维护消费者权益,我市某技术监督部门对市场上的电线产品进行抽査,发现有一个品牌的铜芯电线不符合规格:电线直径明显比说明书上标有的直径要小.这种电线不符合规格的主要原因是( )
A.?电线的温度引起电阻偏大????????????????????????????????????B.?电线的材料引起电阻偏大C.?电线的长度引起电阻偏大????????????????????????????????????D.?电线的横截面积引起电阻偏大
10.如图电路所示,若要求变阻器的滑片P向右移动时,电流表的示数减小,应将滑动变阻器哪两个接线柱接到M、N之间(??? )
A.?b、c或b、d?????????????????????????????B.?a、c或a、d?????????????????????????????C.?a与b?????????????????????????????D.?c与d
11.如图,电源电压和电灯L的电阻均保持不变.当开关S闭合后,在变阻器的滑片P从中点向下滑动的过程中,下列说法正确的是() ??
A.?电压表的示数变大??????B.?电灯L的亮度变暗??????C.?电流表A1的示数不变??????D.?电流表A2的示数变小
12.如图所示电路,电源两端的电压一定,当开关S1闭合、S2断开时,电流表和电压表示数分别为I1、U1;当再闭合S2 , 且将滑片P适当右移后,电流表和电压表示数分别为I2、U2 , 则下列叙述一定正确的是(??? )
A.?I1﹥I2 , U1﹥U2 ????????????????????????????????????????????????B.?U1﹤U2 , I1大于、小于或等于I2都有可能C.?U1﹤U2 , I1=I2????????????????????????????????????????????????D.?I1﹥I2 , U1大于、小于或等于U2都有可能
二、填空题
13.如图,导体A、B的材料相同、长度相等,A比B的横截面积大,则A的电阻________B 的电阻;若将它们串联在电路中,则通过A的电流________B的电流.(两空均填“大于”、“小于”或“等于”)
14.如图甲的电路中,电源电压保持不变.闭合开关后,滑片P由b端滑到a端,电流表示数I与电压表示数U的变化关系如图乙所示,则可判断电源电压是 ________ V,定值电阻R0的阻值是 ________ Ω.
15.某定值电阻两端的电压是2.4V,通过它的电流是0.8A,如果将它两端的电压减小到1.5V时,通过它的电流是________?A,该定值电阻的阻值为________Ω.
16.在“探究影响导体电阻大小的因素”实验中,图中甲、乙、丙是镍铬合金丝,且l甲=l乙 , S乙=S丙 . (1)实验中,根据________?判断接入M、N两点间电阻的大小.(2)若选择甲、乙两根导线进行实验,可以探究导体电阻的大小与________?的关系.(3)为了探究电阻大小与导体材料的关系,应该再选一个实验器材是________?.(4)为了使实验更精准,请你写出一条改进本实验的建议:________?.
17.如图所示的电路中,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,电源电压不变.闭合开关S后,当滑片P从a端移动到b端时,记录的电压表示数U与电流表示数I如下表所示,请根据表中的数据在图中描点作图.________?滑动变阻器R2的最大阻值为________?Ω.
1
2
3
4
5
U/V
0
0.5
1
1.5
2
I/A
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
18. 一根镍铬合金丝两端电压一定,将镍铬合金丝对折后接入原电路中,其电阻将________,通过的电流将________.(选填“变大”、“变小”或“不变”)
19.如图所示,电源电压保持不变,闭合开关S1、S2 , 电压表示数为6V,电流表示数为0.6A;断开S2后,电压表示数变为2V,则电源电压为________?V,R2 的电阻为________Ω。
20.如图所示,定值电阻的阻值不变,电源由两节新干电池串联而成,开关闭合后,电流表的示数为0.3A,若将电源由2节新干电池串联改为3节新干电池串联,闭合开关后,电流表的示数为________?A.
21.?实验室要测量一只阻值约为数百欧的电阻RX.能提供的器材有:干电池两节、学生用电压表(量程为0~3V、0~15V)、学生用电流表(量程为0~0.6A、0~3A)、滑动变阻器R(100Ω? 2A)和电阻箱R0(0~9999Ω、5A)各一只、开关和导线若干。各组同学都提出了自己的设计方案,下面是其中三组同学的设计方案(电路图)。 (1) 你认为三种设计方案中不可行的是________?,原因是:________?。(2) 在可行的方案中,你认为________??组的设计方案可以让测量结果更准确。理由是:________?。
22.如图所示,电源电压为9 V,R0=60 Ω,滑动变阻器R的规格为“50 Ω 2 A”,电流表的量程为“0~0.6 A”,小灯泡标有“6 V 3 W”字样.不考虑灯丝电阻变化,并保证电路安全,则当开关S闭合,S1、S2断开,滑动变阻器连入电路中阻值最小时,灯与滑动变阻器两端的电压之比是________;当开关S、S1、S2都闭合且电路消耗的总功率最大时,滑动变阻器连入电路中的阻值是________ Ω.
三、实验探究题
23.如图所示,是测量一新型电子元件Z,通过的电流I跟两端所加电压U关系的电路,数据记录表中.
(1)在如图中画出电子元件Z的电流I跟电压U关系的图线.
(2)电源电压恒为5V时,接通开关,电流表的示数为0.2A,滑动变阻器接入电路的电阻值是多少________?
(3)改变滑动变阻器接入电路的电阻,电流表的示数由0.2A增大到0.6A的过程中,滑动变阻器两端的电压变化情况是________.
24.小芳在探究影响导体电阻大小的因素时,猜想导体的电阻可能与下列因素有关:A.导体的材料???? B.导体的长度 ?????C.导体的横截面积为验证上述猜想,小芳用图甲的器材进行实验,其中①、②、③是镍洛合金丝,④是锰铜丝
(1)连接电路时,开关应处于________状态,在M、N之间分别接上不同的导体,闭合开关后通过观察________来比较导体电阻的大小.
(2)为验证猜想B,应选用编号为________两根金属丝分别接入电路进行实验.
(3)分别将①、③两金属丝接入图中M、N两点间,电流表的示数不同,由此得到的结论是:当材料和长度相同时,导体电阻跟________有关.
(4)小芳同学想进一步测出②的电阻大小,把②接在M、N的同时并联上电压表测出其两端的电压为1V,电流表的示数如图乙所示,此读数为________A,则②的电阻为________Ω。
25.小明利用如图甲所示的电路探究电流跟电阻的关系.已知电源电压为6V且保持不变,实验用到的电阻阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω.?
(1)请根据图甲将图乙所示的实物电路连接完整(导线不允许交叉).
(2)实验中多次改变R的阻值,调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数保持不变,记下电流表的示数,得到如图丙所示的电流I随电阻R变化的图象.①由图象可以得出结论:电压一定时,________ .②上述实验中,小明用5Ω的电阻做完实验后,接下来的操作是________ ,然后将10Ω的电阻接入电路,闭合开关,移动滑片,使电压表示数为________ V时,读出电流表的示数.
(3)为完成整个实验,应该选取最大阻值不小于________ Ω的滑动变阻器.
四、综合题
26.某校物理兴趣小组在课外实践活动中,制作了一个测量质量的电子秤.如图是其结构原理图,它是由几个部分组成的电路:托盘、压力变阻器R(电阻值会随所受压力大小发生变化的可变电阻器)、定值电阻R0、显示质量大小的仪表V(实质是电压表)、电键、电源(电压保持不变).使用时,闭合电键,当托盘上所放物体的质量越大,仪表V的示数也越大. ①由上述信息可知:压力变阻器R所受压力越大时,通过它的电流越________,其阻值越________.②若将显示质量大小的仪表V并联在压力变阻器R两端,使用该电子秤时,会观察到的现象是________,理由是________.
27.小明利用热敏电阻设计了一个“过热自动报警电路”,如图甲所示.将热敏电阻R安装在需要探测温度的地方,当环境温度正常时,继电器的上触点接触,下触点分离,指示灯亮;当环境温度超过某一值时,继电器的下触点接触,上触点分离,警铃响.图甲中继电器的供电电压U1=3V,继电器线圈用漆包线绕成,其电阻R0为30Ω.当线圈中的电流大于等于50mA时,继电器的衔铁将被吸合,警铃响.图乙是热敏电阻的阻值随温度变化的图象.
(1)由图乙可知,当环境温度为40℃时,热敏电阻阻值为________Ω.当环境温度升高时,继电器的磁性将________.(选填“增大”、“减小”或“不变”).
(2)图甲中警铃的接线柱C应与接线柱________相连,指示灯的接线柱D应与接线柱________相连(均选填“A”或“B”).
(3)图甲中线圈下端P的磁极是________极(选填“N”或“S”).
(4)请计算说明,环境温度在什么范围内时,警铃报警.直接写出答案:________.
28.用“伏安法”测量一只额定电压为“2.5V”的小灯泡的电阻.
3
(1)如图1是实验电路图,图上的圆圈表示电表,请在圆圈内填入相应的字母.
(2)某实验小组通过改变灯泡两端的电压,进行了三次测量,部分记录见下表.若电压表的示数为2.50V时,电流表的指针位置如图2所示,请你填写表格中的两个空格.
实验次数
1
2
3
电压/V
1.00
1.70
2.50
电流/A
0.14
0.22
电阻/Ω
7.1
7.7
(3)老师看了该小组的记录,提示说:你们注意到三次测量的电阻相差较大这个现象吗?通过交流其它小组也有类似现象:灯泡电阻随电压增大、亮度增强而增大.经讨论同学们认识到:实验是有误差的,但这个现象不能单纯用误差来解释.因为如果是误差,那么三次测得的电阻值应该相差________(选填“较大”或“较小”).后来,同学们注意到灯泡发热、发光的特殊性,认为灯泡的电阻可能与________(选填“材料”、“温度”、“长度”)有关,并通过查阅课本得到了证实.
(4)有的小组还发现:伏安法不但能测量小灯泡的电阻,还能测出小灯泡的额定功率,他们是根据公式________,小灯泡的额定功率是________?W.
答案解析
一、选择题
1.【答案】D
【解析】 :A、在材料、横截面积都相同时,导线越长,电阻越大,所以当导体的长度发生改变时,电阻就会发生改变.A正确; B、在长度、横街面积都相同时,不同导体的电阻大小不同,所以当导体的材料发生改变时,电阻就会发生改变.B正确;C、在材料、长度都相同时,导线的横截面积越小,电阻越大,所以当导体的横截面积发生改变时,电阻就会发生改变.C正确;D、在不考虑温度时,导体电阻大小只与导体的材料、长度和横截面积有关,与其他因素都无关,无论导体在电路中什么位置,该导体的电阻都不会变.D错误.故选 D.【分析】导体电阻的大小决定于导体的材料、长度和横截面积.由于电阻大小是由这三个因素决定的,所以当这三个因素中的某个因素发生改变时,导体的电阻就会发生改变.
2.【答案】C
【解析】【分析】欧姆定律内容:导体中的电流跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比.在电压一定时,导体中的电流跟导体的电阻成反比;在电阻一定时,导体中的电流跟导体两端的电压成正比。故选C【点评】掌握欧姆定律的内容,电流跟电压成正比,电流跟电阻成反比都是有条件的.
3.【答案】C
【解析】 A、这种连接方式接入电路的是右半部分,当滑动变阻器的滑片P向右移动时,接入电路的电阻丝长度变小,电阻变小,A不符合题意;B、连接下面两个接线柱,连入电路中的是一个定值电阻(最大电阻),这种接法是不能变阻的,B不符合题意;C、这种连接方式接入电路的是左半部分,当滑动变阻器的滑片P向右移动时,接入电路的电阻丝长度变大,电阻变大,C符合题意;D、这种连接方式接入电路的是右半部分,当滑动变阻器的滑片P向右移动时,接入电路的电阻丝长度变小,电阻变小,D不符合题意;故答案为:C.【分析】滑动变阻器连入电路中时接线柱要一上一下.
4.【答案】C
【解析】 开关S闭合时,两电阻串联,电压表测量的是电阻R1两端的电压,电路中的电流 ,即电流表示数为0.5A;A不符合题意;根据欧姆定律可得,R2两端的电压 ,B不符合题意;则电源电压 .C符合题意; ,D不符合题意。故答案为:C.【分析】利用欧姆定律计算电流或电压,串联电路中总电压等于各分电压之和.
5.【答案】B
【解析】 :A、当m接a,n接b时,相当于往电路中接入一段导线(金属杆),无论滑片怎样移动,电灯亮度不会发生变化,而且很亮甚至灯被烧坏,不符合题意;B、当m接d,n接b时,滑片向右滑动时,接入电路的电阻变小,根据欧姆定律I=可知,电路中电流变大,电灯会变亮,符合题意;C、当m接b,n接a时,效果同A,不符合题意;C、当m接c,n接d时,相当于往电路中接入一个定值电阻,无论滑片怎样移动,电灯都不会发光或很暗,且亮度不变,不符合题意.故选B.【分析】滑动变阻器是靠改变接入电路的电阻丝的长度来工作的,一般采用“一上一下”接入电路.当滑片移动时,连入电路的电阻大小发生变化,由欧姆定律I=可知,将引起电路中电流大小发生变化.
6.【答案】A
【解析】
【分析】(1)滑动变阻器有四个接线柱,接线时选择上面一个接线柱,下面一个接线柱.(2)接入电路的电阻丝变短,接入电路的电阻变小.
【解答】滑动变阻器滑片P向B端移动时,接入电路中电阻变小,则接入电路的电阻丝变短.需要接入B接线柱,上面的接线柱接入C或D.即接B、C或B、D.故选A.
【点评】掌握滑动变阻器的结构、原理、接线柱的接法、连入电路的方法、在电路中的作用.
7.【答案】A
【解析】【解答】解:∵R1和R2串联,电流表测串联电路中的电流; ∴在电源电压不变的条件下,当滑动变阻器的滑片P向a移动时,滑动变阻器接入电路的电阻减小,电路中电流变大,则电流表示数变大;∵电阻R1的阻值不变,根据公式U1=IR1 , 电流变大,则电阻R1两端的电压变大,即电压表示数变大.故选A.【分析】由电路图可知,R1和R2串联,电流表测串联电路中的电流;电压表与R1并联,测量的是R1两端的电压,当滑动变阻器的滑片P向a移动时,R2连入电路的阻值变小,根据欧姆定律可知,可知电路电流和电阻R1两端电压的变化.
8.【答案】B
【解析】【分析】①导体的电阻大小与导体的长度、横截面积和材料有关;同种材料的导体长度越大,横截面积越小,电阻越大;反之,电阻越小.②当导线被拉长或对折后,长度和横截面积都发生变化,根据两者对电阻的影响判断电阻变化.【解答】将导线对折后,由于导体的材料和体积都没有变化,但导体的长度变为原来的,所以横截面积变为原来的二倍,根据导体电阻与横截面积的关系可知,所以此时导体的电阻变为原来的,即4Ω×=1Ω.小于4Ω.故选B.【点评】本题考查了导体的电阻大小与导体的长度、横截面积和材料有关.理解导体对折后,导体的长度和横截面积都发生变化是解决此题的关键.
9.【答案】D
【解析】【解答】当导体的长度、材料、温度不变时,横截面积越小,电阻越大.本题中的条件即为电线的横截面积小引起电阻偏大.故选D.【分析】依据影响电阻大小的因素来判断.影响电阻大小的因素共有四个:材料、长度、横截面积、温度.
10.【答案】B
【解析】【解答】A、 滑动变阻器a、c两个接线柱接到M、N之间,滑动变阻器的左半段接入电路,滑片右移,滑动变阻器连入电路的电阻增大,电路电流减小;滑动变阻器b、d两个 接线柱接到M、N之间,滑动变阻器的右半段接入电路,滑片右移,滑动变阻器连入电路的电阻减小,电路电流增大.不符合题意.
B、滑动变阻器a、c或a、d两个接线柱接到M、N之间,滑动变阻器的左半段接入电路,滑片右移,滑动变阻器连入电路的电阻增大,电路电流减小.符合题意.C、滑动变阻器a与b两个接线柱接到M、N之间,滑动变阻器全部接入电路,滑片右移,滑动变阻器连入电路的电阻不变,电路电流不变.不符合题意.D、滑动变阻器c与d两个接线柱接到M、N之间,滑动变阻器被短路,滑动变阻器不能改变电路中的电流.不符合题意.故选B.
【分析】要使电流表的示数减小,就必须使滑片P向右滑动时变阻器的电阻增大,一定选择a接线柱,据滑动变阻器“一上一下”接法,可知应将a、c或a、d接入M、N.滑动变阻器接入电路时,一定要选择一上一下接线柱,并且滑动变阻器连入电路的部分,取决于连入电路的下面接线柱.
11.【答案】D
【解析】解答:由图可知,电压表测量电源电压,且电源电压不变,所以电压表示数不变;当滑片从中点向下滑动时,滑动变阻器接入电路的阻值变大,根据 可知,通过滑动变阻器的电流变小,而电流表A2与滑动变阻器串联,故电流表A2的示数变小;又因为灯泡两端的电压和电阻均不变,所以通过灯泡的电流不变,灯泡的亮暗不变;根据并联电路中干路电流等于各支路电流之和可知,滑片从中点向下滑动时,干路电流减小,电流表A1的示数减小.故选D.分析:本题考查的是由滑动变阻器引起的变化电路的分析,分析的前提是先搞清楚电路的连接情况,然后再根据欧姆定律进行判断.
12.【答案】B
【解析】【解答】开关S2闭合前后,电压表测量的对象发生了变化,电源电压一定,S2闭合前测的是滑动变阻器两端的电压,闭合后测的是电源电压,所以U1<U2;因为滑片发生了移动,滑动变阻器连入的电阻发生了变化,故无法判断电流的大小,I1大于、小于或等于I2都有可能;故选B。【分析】本题考查电路动态变化下欧姆定律的应用。
二、填空题
13.【答案】小于;等于
【解析】【解答】解:(1)∵导体A和B由同种材料制成、长度相同,由图可知导体A的横截面积比B的大,∴A的电阻小于B的电阻;(2)∵两段导体串联,∴通过两导体的电流相等;故答案为:小于;等于.【分析】导体A和B由同种材料制成、长度相同,由图可知导体A的横截面积比B的大,横截面积大电阻小,串联电路中电流处处相等.
14.【答案】9;6
【解析】【解答】如图甲,当滑动变阻器的滑片滑至a端时,滑动变阻器接入电路的电阻为零,即电路中只有R0工作,所以电压表的最大示数即为电源电压,根据乙图,电压表示数最大为9V,即电源电压为9V。电压表示数为9V时,电流为1.5A,故电阻为: 。故答案为:9;6.【分析】利用坐标图像,根据电压和电流计算电阻.
15.【答案】0.5;3
【解析】【解答】解: 当电阻两端的电压是2.4V,通过它的电流是0.8A时,由I= 可得导体电阻:R= = =3Ω;当它两端电压为1.5V时的电流:I′= = ═0.5A,导体电阻与电压、电流无关,此时导体电阻仍为3Ω.故答案为:0.5;3.【分析】已知电压与电流,由欧姆定律可以求出导体电阻;已知电压与电阻,由欧姆定律可以求出电流;导体电阻由导体材料、长度与横截面积决定,与电压和电流无关.
16.【答案】小灯泡的亮度;导线横截面积;与甲、乙、丙中任何一个长度、横截面积相同的不同材料的导线;在电路中串联一只电流表
【解析】【解答】解:(1)因为通过灯泡的电流越大,灯泡越亮,因此M、N间的电阻越大,电路中的电流越小,灯泡的越暗;反之,灯泡越亮;故根据灯泡的亮度反映M、N间电阻的大小;(2)由于甲、乙两根导线的材料、长度相同,横截面积不同,因此可探究导体电阻的大小与横截面积的关系;(3)要探究电阻大小与导体材料的关系,应选横截面积相同、长度相同,材料不同的导体,所以应该再选择与甲、乙、丙中任何一个长度、横截面积相同的不同材料的导线进行实验;(4)导体阻值差别较小时,灯泡的亮度变化不明显,可以在电路中串联一只电流表,通过电流表示数的变化,来比较电阻的大小.故答案为:(1)小灯泡的亮度;(2)导线横截面积;(3)与甲、乙、丙中任何一个长度、横截面积相同的不同材料的导线;(4)在电路中串联一只电流表.【分析】(1)电阻大小可以通过电流大小来反映,而电流大小可以通过电流表的示数和灯泡的亮度来反映,;(2)(3)影响电阻大小的因素有:材料、长度、横截面积这三个,要研究电阻与某个决定因素的关系,就要根据控制变量法的思路,来选取合适符合条件的金属丝:即只有要研究的那个因素不同,其余的其他的几个因素相同;(4)导体阻值差别较小时,灯泡的亮度变化不明显,可以通过电流表测量电路中电流的变化.
17.【答案】10;
【解析】【分析】(1)将表中对应的电流值和电压值组成坐标在坐标系中描出,用平滑的曲线将各点相连;如下图图所示: (2)由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流.当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小。滑片P从a端移动到b端时,接入电路中的电阻逐渐变大,在b端时滑动变阻器的电阻最大,此时电路中的电流最小,由表格数据可知,最小电流I=0.2A时,电压表的示数(即滑动变阻器两端电压)U2=2V,根据欧姆定律可得,滑动变阻器的最大阻值:R2=U2/I=2V/0.2A=10Ω考点:欧姆定律的应用,电路分析,描点画图像
18.【答案】变小;变大
【解析】【解答】解:将镍铬合金丝对折后,合金丝的长度变短、横截面积变大,所以镍铬合金丝的电阻变小.因为合金丝两端的电压不变,根据公式I= ,电压不变,导体中的电流与导体的电阻成反比,电阻变小,所以电流将变大. 故答案为:变小;变大.【分析】要解决此题,需要掌握影响电阻大小的因素,知道导体越短、横截面积越大,则电阻越小.同时掌握欧姆定律的内容,根据I= ,能够分析电流和电压、电流和电阻之间的关系,在分析时要注意运用控制变量法.
19.【答案】6;20
【解析】【解答】解:(1)闭合开关S1、S2 , 电阻R2被短路,电路为只有R1的简单电路,电压表测R1两端的电压,亦即电源电压,所以电源电压为6V。已知电流表测通过R1的电流 I1=0.6A,由 可得,电阻R1的阻值 ;(2)断开S2后,电阻R1、R2串联,电压表测R1两端的电压,根据 可得,串联电路的电流 ,电阻R2两端的电压U2=U-U1=6V-2V=4V,电阻R2的阻值 .故答案为:6,20.【分析】先会分析电路闭合开关S1、S2 , 电阻R2被短路,电路为只有R1的简单电路,电压表测R1两端的电压,即电源电压,断开S2后,电阻R1、R2串联,电压表测R1两端的电压,再用欧姆定律分析本题.
20.【答案】0.45
【解析】【解答】解:由电路图可知,电路为定值电阻的简单电路,电流表测电路中的电流, 因串联电路中总电压等于各分电压之和,且一节干电池的电压为1.5V,所以,两节新干电池串联组成电源的电压U=1.5V×2=3V,由I= 可得,定值电阻的阻值:R= = =10Ω;三节新干电池串联组成电源的电压U′=1.5V×3=4.5V,此时电流表的示数:I′= = =0.45A.故答案为:0.45.【分析】一节干电池的电压为1.5V,根据串联电路的电压特点求出两节新干电池串联组成电源的电压,根据欧姆定律求出电阻的阻值;再根据串联电路的电压特点求出三节新干电池串联组成电源的电压,利用欧姆定律求出电流表的示数.
21.【答案】甲;电路中电阻大,?电流小 ?电流表读数无法读取;丙 ?;?可多次测量求平均值减少误差
【解析】【解答】(1)甲图中用电流表测通过Rx的电流时,由于电阻较大,电流太小,读不出数来,无法测出。【分析】测电阻
22.【答案】2∶1;20
【解析】【解答】解:由图示可知,当开关S闭合,S1、S2断开时,灯泡L与滑动变阻器串联,根据公式P=UI可得,灯泡的额定电流:IL=PL/UL=3W/6V=0.5A,由于串联电路中各处的电流相等,且电流表的量程为0~0.6A,变阻器允许通过的最大电流为2A,故电路中的最大电流为0.5A,此时滑动变阻器连入电路中阻值最小,灯泡两端的电压UL=6V,由于串联电路中总电压等于各分电压之和,故滑动变阻器两端的电压:UR=U﹣UL=9V﹣6V=3V,则灯与滑动变阻器两端的电压之比:UL:UR=6V:3V=2:1;当开关S、S1、S2都闭合时,R0与滑动变阻器R并联,电流表测干路电流,当电流表的示数I=0.6A时,电路消耗的总功率最大,因并联电路中各支路两端的电压相等,故通过R0的电流:I0=U/R0=9V/60Ω=0.15A,由于并联电路中干路电流等于各支路电流之和,故通过滑动变阻器的电流:IR=I﹣I0=0.6A﹣0.15A=0.45A,滑动变阻器接入电路中的阻值:R=U/IR=9V/0.45A=20Ω。故答案为:2:1;20.【分析】先分析当开关S闭合,S1、S2断开时的电路连接情况,根据P=UI求出灯泡正常发光的电流,结合电流表的量程、允许通过滑动变阻器的最大电流判断电路中的最大电流,根据串联电路电流的规律、电压的规律及欧姆定律求出灯泡及滑动变阻器两端的电压;分析当开关S闭合,S1、S2断开时电路连接情况,根据电流表的量程判断干路中的最大电流及欧姆定律、并联电路电流的规律求出通过滑动变阻器的最大电流,最后根据欧姆定律求出滑动变阻器的阻值。
三、实验探究题
23.【答案】(1)解:如图所示: (2)15(3)由3V减小到1V
【解析】【解答】(1)用描点法作图:;(2)由图象知,当电流为0.2A时,电子元件两端电压U1=2V,则根据串联电路的总电压等于各电阻两端的电压之和可知:变阻器两端电压 ,根据 可得: ;(3)由图象知,当电流为0.2A时,电子元件两端电压U1=2V,则根据串联电路的总电压等于各电阻两端的电压之和可知变阻器两端电压 ;当电流为0.6A时,电子元件两端电压U1′=4V,则根据串联电路的总电压等于各电阻两端的电压之和可知:变阻器两端电压 ;所以,电流表的示数由0.2A增大到0.6A的过程中,滑动变阻器两端的电压由3V减小到1V.故答案为:(1)如图所示.(2)15;(3)由3V减小到1V.【分析】(1)根据表中电压和电流的对应值,在坐标系中描出各点,再用平滑的曲线将各点连接起来;(2)由表中数据可得出电流为0.2A时电子元件两端电压,根据串联电路电压的规律求出滑动变阻器两端的电压,利用欧姆定律计算滑动变阻器接入电路的电阻值;(3)按照(2)的计算方法求出滑动变阻器两端的电压变化范围 .
24.【答案】(1)断开;电流表示数或灯泡的亮度(2)①②(3)横截面积(4)0.2;5
【解析】【解答】(1)为避免误操作引起短路现象,连接电路时要求开关断开;通过电流表的示数或灯泡的亮度来显示电阻的大小;(2)为研究电阻长导体的长度关系,要控制材料和模截面积一定,所以要选择编号①②;(3)①③两金属丝材料都是镍铬合金,长度相同,模截面积不同,所以是研究导体电阻跟横截面积的关系;(4)电流表使用的单位是A,每一个大格代表0.2A,每一个小格代表0.02A,示数是0.2A;R=U/I=1V/0.2A=5Ω。
25.【答案】(1)(2)导体中的电流与电阻成反比;断开开关,将滑动变阻器的滑片移到最左端(或阻值最大处);2.5(3)35
【解析】【解答】(1)电压表的“3”接线柱已接入电路,需要把“﹣”接线柱接到定值电阻的右边接线柱,使电压表并联在定值电阻两端;滑动变阻器下面的接线柱已连入电路,只要把上面任意一个接线柱与定值电阻右边的接线柱相连即.要注意导线不要交叉.连好的实物图如下图所示.(2)①分析图丙图象,曲线上每点对应的电流和电阻的乘积都等于2.5V,说明电压一直保持在2.5V,此时导体中的电流与电阻成反比.②更换电阻时,必须先断开开关,并把滑动电阻器调至最大阻值处,即把滑片移到最左端;换好定值电阻后,闭合开关,并移动滑片,使电压表的示数为2.5V.(3)当定值电阻R=25Ω时,由图丙可知,此时电路中的电流I=0.1A,则电路中的总电阻为:R总= = =60Ω,所以滑动变阻器的最大阻值不能小于:R滑=R总﹣R=60Ω﹣25Ω=35Ω.故答案是:(1)实物电路连接如图所示:;(2)①导体中的电流与电阻成反比;②断开开关,将滑动变阻器的滑片移到最左端(或阻值最大处);2.5;(3)35.【分析】研究电流与电压、电阻的变化关系,涉及到电路的连接(连接电路前,开关必须断开;变阻器按一下一上接入电路中,电压表与电阻并联)、对反常现象的处理、实验中注意事项、控制变量法(电流与电压的变化关系时,应控制电阻大小不变;研究电流与电阻的变化关系时,应控制电压大小不变)的运用及滑动变阻在不同实验中的不同作用(a。保护电路;b.控制定值电阻两端的电压或电流大小)和分析数据归纳结论的能力.
四、综合题
26.【答案】大;小;质量越大仪表V的示数越小;压力越大,压力变阻器阻值越小,压力变阻器分压越小
【解析】【解答】解:①由图示电路图可知,压力变阻器与定值电阻串联,电压表与定值电阻并联;闭合电键,当托盘上所放物体的质量越大,仪表V的示数U越大,定值电阻阻值R0不变,定值电阻两端电压:U=IR0变大,电路电流I增大,电路总电阻变小,压力变阻器R阻值减小;②将显示质量大小的仪表V并联在压力变阻器R两端,使用该电子秤时,托盘上所放物体的质量越大,压力变阻器阻值越小,压力变阻器分压越小,电压表示数越小.故答案为:①大;小;②质量越大仪表V的示数越小;压力越大,压力变阻器阻值越小,压力变阻器分压越小.【分析】根据电压表示数的变化,推出电阻的变化和电流的变化,根据电阻的变化分析电压表的变化.
27.【答案】(1)70;增大(2)B;A(3)S(4)t≥80℃.
【解析】【解答】解:(1)分析乙图,找到热敏电阻40℃对应的阻值为70Ω,并且分析图象发现:温度升高时,热敏电阻阻值减小,根据欧姆定律,电路中电流就会增大,电磁铁的磁性就会增大;(2)由题中“当环境温度超过某一值时,继电器的下触点接触,上触点分离,警铃响”,所以警铃的接线柱C应与接线柱B连,指示灯的接线柱D应与接线柱A相连;(3)由安培定则可判断出线圈的下端P的极性是S极;(4)当线圈中的电流I=50mA=0.05A时,继电器的衔铁将被吸合,警铃报警;控制电路的总电阻:R总= = =60Ω,故热敏电阻:R=R总﹣R0=60Ω﹣30Ω=30Ω由图乙可知,此时t=80℃;所以,当温度t≥80℃时,警铃报警. 故答案为:(1)70;增大;(2)B;A;(3)S;(4)t≥80℃.【分析】(1)从图乙中找出40℃对应的热敏电阻的阻值,由图象分析热敏电阻阻值随温度的变化关系,结合欧姆定律分析电路中电流的变化,从而判断出电磁铁磁性的变化;(2)由题干中“当环境温度超过某一值时,继电器的下触点接触,上触点分离,警铃响”判断出警铃和指示灯的连接情况;(3)由线圈中的电流方向,根据安培定则判断出电磁铁的NS极;(4)由题干中“当线圈中的电流大于等于50mA时,继电器的衔铁将被吸合,警铃响”,结合欧姆定律求出热敏电阻接入电路的阻值的最大阻值,从图象上找到对应的温度就可以解决问题.
28.【答案】(1)解:与灯泡并联的为电压表,与灯泡串联的为电流表,如图所示: (2)由图乙知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为为0.02A,示数为0.3A,则电阻: R= ≈8.3Ω;如下表所示;
实验次数
1
2
3
电压/V
1.00
1.70
2.50
电流/A
0.14
0.22
0.30
电阻/Ω
7.1
7.7
8.3
(3)较小;温度(4)P=U;0.75
【解析】【解答】解:(3)实验是有误差的,但这个现象不能单纯用误差来解释.因为如果是误差,那么三次测得的电阻值应该相差较小. 灯泡越亮,说明其功率越大,灯丝的温度越高,灯丝的电阻越大,可得灯丝的电阻与温度有关,且温度越高,电阻越大;(4)由上面求得的灯正常发光时的电流大小,额定功率大小:P=UI=2.5V×0.3A=0.75W.故答案为:(1)见上图;(2)如上表所示;(3)温度;(4)P=UI; 0.75.【分析】(1)根据电流表和电压表的使用规则判断出电表的种类;(2)根据图乙读出电流表的示数,由公式R= 计算出电阻值;(3)灯丝的电阻随温度的升高而增大;(4)根据P=UI求灯的额定功率.