资源描述
沪粤版九年级物理上册第十四章探究欧姆定律专项测评
考试时间:90分钟;命题人:物理教研组
考生注意:
1、本卷分第I卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,满分100分,考试时间90分钟
2、答卷前,考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、班级填写在试卷规定位置上
3、答案必须写在试卷各个题目指定区域内相应的位置,如需改动,先划掉原来的答案,然后再写上新的答案;不准使用涂改液、胶带纸、修正带,不按以上要求作答的答案无效。
第I卷(选择题 20分)
一、单选题(10小题,每小题2分,共计20分)
1、超载是道路交通中的重要危害之一,高速公路入口都有测量超载的装置:地磅。地磅工作时,重物越重,电表的示数就越大。下列的四幅电路图中,R'是滑动变阻器,R是定值电阻,其中符合地磅工作原理的是( )
A. B.
C. D.
2、某同学利用表格中的几种导体探究影响导体电阻大小的因素。下列说法正确的是( )
导体代号
长度m
横截面积/mm2
材料
①
1.0
0.2
锰铜
②
1.0
0.4
锰铜
③
0.5
0.4
锰铜
④
1.0
0.4
镍铬合金
A.为检验“导体电阻跟导体长度有关”的猜想,应选用导体①与②
B.为检验“导体电阻跟导体长度有关”的猜想,应选用导体①与③
C.为检验“导体电阻跟导体横截面积有关”的猜想,应选用导体①与④
D.为检验“导体电阻跟导体材料有关”的猜想,应选用导体②与④
3、某实验小组用如图所示的电路进行实验,下列分析正确的是( )
A.电路中R1、R2串联
B.实验中,滑动变阻器的滑片可以任意滑动
C.将R2的滑片向右移动,电压表V与电流表A1的示数比值变大
D.实验中,若一只电表示数突然变小,另两只电表示数不变,则可能是R2断路
4、如图所示电路,开关闭合,向右调节滑动变阻器的滑片。下列判断正确的是( )
A.电流表示数变大 B.电路的总功率变大
C.电压表V2与电压表V1示数之差变小 D.电压表V1与电流表A示数之比变小
5、如图所示电路,电源电压为6V且保持不变,定值电阻R1=10Ω,R2=20Ω,滑动变阻器R3的最大阻值为30Ω。下列说法正确的是( )
①闭合开关S1、S2、S3,电流表的示数为0.9A;②闭合开关S1、S2、S3,通过R1和R2的电流之比为1∶2;③只闭合开关S1,R3的滑片由a端移动到b端的过程中,电流表和电压表的示数均变小;④只闭合开关S1,R3的滑片由a端移动到b端的过程中,电压表示数的变化范围是6V~1.5V
A.①②③正确 B.①③④正确
C.②③④正确 D.①②④正确
6、在图所示的电路中,电源电压保持不变,若将电流表A1接入电路中,闭合开关S,移动滑片P,下列操作中能使电流表A1和A的示数的比值变大是( )
①电流表A1接在a点,滑片P向右移动
②电流表A1接在a点,滑片P向左移动
③电流表A1接在b点,滑片P向右移动
④电流表A1接在b点,滑片P向左移动
A.①和③ B.②和④ C.②和③ D.①和④
7、在新型冠状病毒疫情防治期间,经常使用图甲所示的非接触式红外线测温枪。图乙是它的工作原理图,是定值电阻,R是红外线热敏电阻,其阻值随人体温度变化的图象如图丙所示。闭合开关S后,对该电路分析正确的是( )
A.体温越高,R的阻值越大 B.体温越高,电压表的示数越大
C.体温越低,R两端的电压越小 D.体温越低,通过的电流越大
8、如图所示,定值电阻R1=5Ω,R2=10Ω,开关S闭合时,R1∶R2两端的电压分别是U1、U2,通过的电流分别是I1、I2,下列关系正确的是( )
A.I1∶I2=1∶1 B.I1∶I2=1∶2
C.U1∶U2=1∶1 D.U1∶U2=2∶1
9、如图所示的电路中,MN为粗细均匀的电阻丝,电阻丝的阻值与其长度成正比。将电压表的左端连接在M处,电压表的右端可以自由滑动,电压表的右端到M处的距离为x。闭合开关,将电压表的右端从M处向N处滑动的过程中,电压表示数U与电流表示数I随x变化的图像正确的( )
A. B.
C. D.
10、如图所示的电路中电源电压恒定,闭合开关S,电流表A示数为,电压表V1示数为,电压表V2示数为;将滑动变阻器R的滑片向右移动少许,电流表A示数为,电压表V1示数为,电压表V2示数为,则( )
A. B.
C. D.
第Ⅱ卷(非选择题 80分)
二、填空题(5小题,每小题4分,共计20分)
1、如图所示是一种自动测定油箱内油面高度的装置,R 是滑动变阻器,它的金属滑片是杠杆的一端,且由定位挡板限制只能在电阻上滑动,从油量表指针所指的刻度,就可以知道油箱内油面的高度。
(1)油量表是由______(选填“电压”或“电流”)表改装而成的,理由是______。
(2)图中有一定值电阻 R’,R’在电路中的作用是______。
(3)从油量表指针所指的刻度,就可以知道油箱内油面的高度,当油面上升时,油量表的示数______。
2、如图甲,电源电压恒定,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器。当把滑片P分别移到a、b、c三个位置时,得到电流表示数I和电压表示数U的三组数据。因为粗心,记录时三组数据没有对应,如图乙。则滑片P处于c点时电压表示数为______V;电源电压为______V。
3、如图是由电流表改装而成的体重计装置,其中R2是下端带绝缘体AB的滑动变阻器,R1是电路保护电阻。当人站在测试台上时,杠杆带动滑片移到 ___________(选填“AB间”或“BC间”)位置,接通电路,电流表(体重计)有一定的示数。当体重增大时,滑片P向 ___________滑,使连入电路的电阻(PC部分)变 ___________,所以电路中的电流变大,体重显示表的示数变大。
4、如图所示电路中,电源电压6V,定值电阻R1标有“10Ω”字样,定值电阻R2模糊不清。当开关S闭合后,电流表A2的示数为0.9A,则电压表的示数为___________V, R2的阻值为___________Ω。
5、如图,电源电压为6V,电阻R0=10Ω,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V,滑动变阻器R上标有“20Ω0.5A”字样。当电路中电流最大时,滑动变阻器的阻值为______Ω。
三、计算题(5小题,每小题8分,共计40分)
1、已知电源电压恒定,现将阻值为100Ω的电阻R1接入该电源两端,通过R1的电流为0.3A。若将电阻R2并联在R1两端,通过电路的总电流为0.4A。求:
(1)电源电压;
(2)通过R2的电流;
(3)R2的电阻。
2、如图所示的电路,电源电压大小保持不变,电阻R1=30Ω,R2=15Ω,滑动变阻器R3的规格为“40Ω 0.5A”,电压表和电流表接入电路的量程分别为0~3V和0~0.6A。
(1)只闭合S1,电流表的示数为0.1A,求电源电压;
(2)同时闭合S1、S2、S3,当P置于R3中点时,求通过电流表的电流;
(3)只闭合S2,在保证电路各元件安全的前提下,求滑动变阻器R3可调节的阻值范围。
3、如图,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~15V,电阻R0=30Ω,电源电压恒为24V,滑动变阻器最大阻值为100Ω,求:
(1)当电流表示数为0.4A时,R0两端电压是多少V?此时滑动变阻器连入电路的阻值是多少Ω?
(2)当滑动变阻器连入电路的电阻太小时,电路中的电流会超过电流表量程,当滑动变阻器连入电路的电阻太大时,变阻器两端电压会超过电压表量程,求:在不超过电表量程的情况下,滑动变阻器连入电路的电阻范围。
4、小明在课外调查中知道,有一类电阻值会随所受压力大小改变的元件,通常称为压敏电阻,在生产生活中,压敏电阻有许多实际应用。小明与同学们利用压敏电阻设计并制作出了一个电子秤,图甲为其工作原理图。电路中的R0为定值电阻,R是压敏电阻,其电阻值随所受压力F变化的关系如图乙所示。他们将电路中电压表的表盘数值改写成对应物体质量的数值后,可直接从表盘上读出所称量物体的质量。已知电源电压为6V且保持不变,g取10N/kg,则:
(1)未放物体时,电压表示数为1V,求R0的阻值;
(2)当所称量物体的质量为75kg时,求电压表示数;
(3)若所选电压表量程为0~3V,求该电子秤的量程。
5、酒驾、醉驾会给交通安全带来巨大隐患,便携式酒精测试仪给交警执法带来了极大的便利。如图1所示,是便携式酒精测试仪的原理图,电源电压恒为3V,Rp是酒精气体传感器,其阻值随酒精气体浓度变化的规律如图2所示,R0是报警器,其电阻值恒定为50。问:
(1)当气体中酒精浓度为0时,电路中的电流是多少?
(2)当气体中酒精浓度为0时,电路通电10s消耗电能是多少?
(3)我国法律规定,当每100ml的气体中酒精浓度大于或等于20mg小于80mg为酒驾,大于或等于80mg为醉驾。在对某司机的检测中,电压表的示数为2V,通过计算分析该司机属于酒驾还是醉驾。
四、实验探究(2小题,每小题10分,共计20分)
1、小江同学在“探究通过导体的电流与电阻的关系”时,他用如图甲所示的电路进行实验,可供选择的定值电阻分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω、30Ω,滑动变阻器的规格为“30Ω1A”。
(1)他按照图甲所示的电路图连接图乙的实物图,经检查,其中一根导线连接错误,请你用黑色字迹签字笔在答题卡的实物图中将连接错误的导线打“×”,并补画出正确的连线;_________
(2)为了保护电路,连接电路前开关应该______(选填“断开”或“闭合”),滑动变阻器的滑片应置乙电路图的_______(选填“A”或“B”)端;
(3)当电压表的示数如图丙所示时,电流表的示数如图丁所示,则定值电阻的阻值是_______Ω;
(4)小明实验前电压表选用“0~15V”的量程,并预设电压表示数为6V不变。为了电路安全,小明不能选用______Ω的定值电阻来做实验。某次实验时,将20Ω的电阻换成15Ω后,他应该将滑动变阻器的滑片向_______(选填“A”或“B”)端移动;
(5)根据收集的实验数据小明绘出了I与的图像,如图戊,由图像可得:在电压不变时,通过导体的电流与导体的电阻成_______(选填“正比”或“反比”);
(6)本实验中,滑动变阻器不变,仍预设电压表示数为6V不变,为了保证除第(4)问中不能用的定值电阻以外的所有定值电阻均能正常进行实验,可选择稳压电源的电压范围应该在6~_____V之间。
2、在“探究电流与电压和电阻的关系”的实验中,有如下器材:电压表、电流表、滑动变阻器、开关、三节干电池、定值电阻R(分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω)、导线若干。小明在实验时连接的电路如图甲所示。
(1)画出图甲中的实验电路图;( )
(2)在“探究电流与电压的关系”实验中,将10Ω的电阻接入电路中进行实验;
①闭合开关前,要将滑动变阻器滑片移至___________(填“C”或“D”)端;电路中滑动变阻器起到保护电路元件安全和___________的作用;
②闭合开关S,无论如何移动滑动变阻器的滑片P,发现电流表示数几乎为零,电压表示数约为3V。此时,电路出现的故障可能是___________;小明排除故障后继续实验,得到如表中数据,请在图乙中描点并画出此电阻的I-U图像;( )
电压U/V
1.0
1.5
2.0
2.5
电流I/A
0.10
0.16
0.20
0.24
(3)在“探究电流与电阻的关系”实验中:
①电路中滑动变阻器起到保护电路元件安全和的___________作用;
②小明先将R=10Ω的电阻接入,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,直到电压表示数为2.5V,记下电流表示数;接着在滑动变阻器的滑片位置不变情况下,把R换为15Ω的电阻时,应向___________(填“C”或“D”)方向移动滑动变阻器的滑片P,才能使电压表示数为2.5V,同时记下电流表的示数。若要使所给的5个定值电阻分别接入电路中都能正常进行实验,应该选取至少标有___________Ω的滑动变阻器,要求写出计算过程;
③根据多次测量数据描绘出电流随电阻变化的曲线如图丙所示,由图像得出的结论是___________。
-参考答案-
一、单选题
1、B
【详解】
A.由图知,定值电阻R和滑动变阻器串联,电流表测电路中的电流,重物越重时,滑片向下滑动,变阻器R接入电路的电阻变大,由可知,电路中电流变小,则电流表读数变小,故A不符合题意;
B.由图知,定值电阻R和滑动变阻器串联,电压表测定值电阻R两端的电压;重物越重时,滑片向下滑动,变阻器接入电路的电阻变小,电路中电流变大,则定值电阻R两端电压变大,即电压表示数变大,故B符合题意;
C.由图知,电流表把滑动变阻器短路,电流不经过,所以无论重物怎么变化,电流表的读数都不变,故C不符合题意;
D.由图知,电压表串联接入电路,电压表相当于测电源电压,所以无论重物怎么变化,电压表的读数都不变,故D不符合题意;
故选B。
2、D
【详解】
AB.为检验“导体电阻跟导体长度有关”的猜想,应控制导体的材料和横截面积相同,长度不同,应选用导体②和③,故AB错误;
C.为检验“导体电阻跟导体横截面积有关”的猜想,应控制导体的材料和长度相同,横截面积不同,应选用导体①和②,故C错误;
D.为检验“导体电阻跟导体材料有关”的猜想,应控制导体的长度和横截面积相同,材料不同,应选用导体②与④,故D正确、
故选D。
3、D
【详解】
A.由图可知:电流从正极流出,经过电流表A2,在R1、R2 之间分为两个支路,一条支路由R1和电流表A2组成,另一条支路为R2,汇合后回到电源负极,所以R1、R2并联,故A错误;
B.滑动变阻器的滑片滑到最左端时,阻值为零,会造成电源短路,烧坏电源,故B错误;
C.将R2的滑片向右移动,连入电路的阻值变大。电压表V与电流表A1的示数比值等于R1的阻值,因为R1是定值电阻,阻值不变,所以比值不变,故C错误;
D.两电阻并联,R1、R2不会发生短路故障,否则电源烧坏,三只电表都没示数;电压表测量电源电压,保持不变,若R1断路,电流表A1示数减小,同时干路电流减小,A2示数也会变小,不符合题意;若R2断路,则电压表、电流表A1示数不变,干路电流变小,A2示数变小,符合题意,故D正确。
故选D。
4、C
【详解】
如图所示电路,定值电阻R2和滑动变阻器R1串联,电流表测电流,电压表V1测滑动变阻器两端电压U1,电压表V2测电源电压U;
A.向右调节滑片时,滑动变阻器接入电路阻值增大,总电阻增大,总电流为
因此电流表示数变小,故A错误;
B.电路的总功率
向右调节滑片时,电流表示数变小,因此总功率变小,故B错误;
C.电路电流变小,R2值不变,电压表V2示数U与电压表V1示数U1之差为定值电阻两端电压U2
U2变小,故C正确;
D.电压表V1测滑动变阻器两端电压,电流表A测滑动变阻器电流,其示数之比即滑动变阻器电阻值,向右调节滑片,滑动变阻器电阻值增大,故D错误。
故选C。
5、B
【详解】
闭合开关S1、S2、S3,电路为R1、R2的并联电路,电压表测量支路两端的电压,电流表测干路电流,根据欧姆定律可知,此时通过R1的电流为
通过R2的电流为
由并联电路的电流特点可知,电流表的示数为
通过R1和R2的电流之比为
故①正确,②错误;
只闭合开关S1,此时电路为R1、R3的串联电路,电压表测量R1两端的电压,电流表测该电路的电流。R3的滑片由a端移动到b端的过程中,电阻阻值逐渐增大,由串联电阻电阻特点和欧姆定律可知,该电路总电阻变大,电流减小,故电流表示数变小。由串联分压原理可知,滑动变阻器两端电压增大,电压表的示数变小。故③正确;
当R3的滑片位于a端时,电阻阻值为0,此时电路为R1的简单电路。此时R1两端的电压等于电源电源,即电压表示数为6V。当R3的滑片位于b端时,电阻阻值为30Ω,根据串联电路的电阻特点和欧姆定律,此时电路中的电流为
此时R1两端的电压即电压表示数为
故电压表的示数的变化范围为6V~1.5V。故④正确;
综上可知,故ACD错误,B正确。
故选B。
6、D
【详解】
由电路图可知,电路中定值电阻和滑动变阻器并联在电路中,电压均等于电源电压,两个电阻的电压保持不变,电流表A测量干路中的电流,若①电流表A1接在a点,电流表A1测定值电阻的电流,滑片P向右移动时,滑动变阻器接入电路中的电阻变大,则电路中总电阻变大,由欧姆定律可知,电流表A的示数变小,由于定值电阻阻值不变,所以电流表A1的示数不变,电流表A1和A的示数的比值变大;若②电流表A1接在a点,电流表A1测定值电阻的电流,滑片P向左移动时,滑动变阻器接入电路中的电阻变小,则电路中总电阻变小,由欧姆定律可知,电流表A的示数变大,由于定值电阻阻值不变,所以电流表A1的示数不变,电流表A1和A的示数的比值变小;若③电流表A1接在b点,电流表A1测滑动变阻器的电流,滑片P向右移动时,滑动变阻器接入电路中的电阻变大,则电路中总电阻变大,由欧姆定律可知,电流表A的示数变小,电流表A1的示数变小,且两个电流表示数减小量相同,设减小量为I0,由数学知识可得
即电流表A1和A的示数的比值变小;若④电流表A1接在b点,电流表A1测滑动变阻器的电流,滑片P向左移动时,滑动变阻器接入电路中的电阻变小,则电路中总电阻变小,由欧姆定律可知,电流表A的示数变大,电流表A1的示数变大,且两个电流表示数增大量相同,设减小量为I2,由数学知识可得
即电流表A1和A的示数的比值变大;综上可知,操作中能使电流表A1和A的示数的比值变大是①和④。
故选D。
7、B
【详解】
A.体温越高,R的阻值越小,故A错误;
B.体温越高,R的阻值越小,根据串联分压,电阻阻值变小,电阻R的电压变小,而电压表测量的是定值电阻的电压故电压表的示数越大,故B正确;
C.体温越低,R的阻值越大,根据串联分压,电阻阻值变大,R两端的电压越大,故C错误;
D.体温越低,R的阻值越大,总电阻变大,电流变小,通过的电流越小,故D错误。
故选B。
8、A
【详解】
AB.由图可知,R1与R2串联,串联电路中的电流处处相等,则A正确,B错误;
CD.R1、R2两端的电压之比
故CD错误。
故选A。
9、A
【详解】
由图可知电压表右端将电阻丝分为左右两部分,电压表测量左侧电阻丝上的电压,电流表测量电路电流,因电路中总电阻为电阻丝电阻,电源电压不变,由欧姆定律可知此时电路中电流大小不变,电流表示数不变;当电压表右端向右移动时左侧电阻丝变长,电阻变大,若电路中电流大小为I,左侧电阻丝电阻为R,由可知左侧电阻丝上电压即电压表示数为
U=IR
可知U逐渐变大,即电压表示数逐渐变大,电压表的示数与x成正比;故A正确,BCD错误。
故选A。
10、C
【详解】
AB.由电路图可知,电阻与滑动变阻器串联,电压表V1测电源电压,电压表V2测电阻两侧电压,电流表A测电阻与滑动变阻器串联电路中电流。
滑动变阻器的滑片向右移动少许,串联电路中总电阻增大,测得的电流变小,则有
由欧姆定律知,两侧电压为
可见
故AB不符合题意;
CD.电压表V1测电源电压,则有
因为
则有
故C符合题意,D不符合题意。
故选C。
二、填空题
1、 电流 串联在电路中 保护电路 变大
【详解】
(1)[1][2]油量表是串联在电路中,故是电流表,若为电压表,内阻太大,造成断路现象。
(2)[3]若滑片P滑至a处,没有定值电阻R',会造成电源短路,故需要定值电阻R'保护电路。
(3)[4] 当油面上升时,浮标上升,滑片向下滑,接入的电阻变小,总电阻变小,电压不变,故电流变大。
2、 8 12
【详解】
[1]由电路图可知,开关S闭合后,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。当滑片P处于c点时,变阻器接入电路中的电阻最大,电路的总电阻最大,电路中的电流最小,电压表的示数最大,由图乙可知,此时电压表的示数Uc=8V。
[2]当电压表的示数为8V时,电路中电流表的示数Ic=0.5A,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,由I=可知,电源的电压
U=Uc+IcR1=8V+0.5A×R1
当滑片处于a点时,变阻器接入电路中的电阻最小,电路的总电阻最小,电路中的电流最大,电压表的示数最小,由图乙可知,此时电压表的示数Ua=4.8V,电路中电流表的示数Ia=0.9A,则电源的电压
U=Ua+IaR1=4.8V+0.9A×R1
由上边两个式子可得:R1=8Ω,U=12V。
3、 BC间 上 小
【详解】
[1]当人没有站在测试台上时,滑片P在电阻R2的AB间,位于绝缘部分,使电路切断;当人站在测试台上时,杠杆带动滑片移到BC间接通电路,电流表(体重计)有一定的示数。
[2][3]当体重逐渐增加时,在杠杆的作用下滑片上移,接入电路的电阻丝长度变短,连入电路的电阻变小,根据知电路中的电流变大,体重显示表的示数变大。
4、 6 20
【详解】
[1]由电路图可知,这是一个并联电路,A1测R2的电流I2,A2测干路电流I,电压表测各支路及电源电压,故电压表示数即电源电压为6V。
[2]开关S闭合时,R1中通过的电流
=0.6A
则电阻R2中通过的电流
I2=I-I2=0.9A-0.6A=0.3A
根据欧姆定律可知,电阻R2的阻值
5、10
【详解】
由电流表量程为0~0.6A,滑动变阻器R上标有“20Ω0.5A”字样,可知允许通过的最大电流为0.5A。由电阻R0=10Ω,电压表量程为0~3V,可知,允许通过的最大电流为0.3A。综上,电路的最大电流为0.3A。此时电压表示数为3V,即电阻R0两端的电压为3V,又因为电源电压为6V,根据串联电路电压特点:电路两端电压等于各部分两端电压之和可知,滑动变阻器两端的电压为3V,通过的电流为0.3A,由欧姆定律知,滑动变阻器的阻值为
三、计算题
1、(1)30V;(2)0.1A;(3)300Ω
【详解】
解:(1)阻值为100Ω的电阻R1接入该电源两端,通过R1的电流为0.3A,由欧姆定律得,电源电压为
(2)根据并联电路电流特点,通过R2的电流为
(3)由欧姆定律可知,R2的电阻为
答:(1)电源电压是30V;
(2)通过R2的电流是0.1A;
(3)R2的电阻300Ω。
2、(1)4.5V;(2)0.375A;(3)0~30Ω
【详解】
解:(1)只闭合S1,R1和R2串联,电源电压为
(2)同时闭合S1、S2、S3,当P置于R3中点时,R2短路,R2与R3并联,此时滑动变阻器接入电路的阻值为
通过电流表的电流
(3)只闭合开关S2,电流表的量程是0~0.6A,滑动变阻器的最大电流是0.5A,电流表的最大示数是0.5A,变阻器接入电路的阻值最小,电路的最小总电阻
变阻器的最小阻值为零,电压表的量程是0~3V,由串联分压可知,当变阻器两端的电压是3V时,变阻器的阻值最大,电阻R2两端的电压
通过电路的电流
变阻器的最大阻值
所以,滑动变阻器R3可调节的阻值范围是0~30Ω。
答:(1)电源电压是4.5V;
(2)通过电流表的电流0.375A;
(3)滑动变阻器R3可调节的阻值范围是0~30Ω。
3、(1)12V,30Ω;(2)10~50Ω
【详解】
解:(1)由图可知,这是一个串联电路,已知电路中的电流为0.4A,R0=30Ω,根据可知R0两端的电压
U0=IR0=0.4A×30Ω=12V
电路中的总电阻
此时滑动变阻器连入电路的阻值是
R=R总-R0=60Ω-30Ω=30Ω
(2)由题意可知,当电路中的电流为0.6A时,电流最大,此时电路中的总电阻最小,总电阻为
根据串联电路电阻的特点可知,此时滑动变阻器的电阻为
Rmin=R总min-R0=40Ω-30Ω=10Ω
当滑片向左滑动,滑动变阻器电阻变大,电压表示数变大,当示数达到15V时,滑动变阻器达到最大值,此时,R0两端的电压为
U0′=U-Umax=24V-15V=9V
此时电路中的电流为
根据串联电路电流的特点可知,滑动变阻器中通过的电流也是0.3A,根据欧姆定律可得滑动变阻器接入电路的电阻为
综上可知,滑动变阻器的阻值变化范围为10~50Ω。
答:(1)R0两端电压是12V,此时滑动变阻器连入电路的阻值是30Ω;
(2)滑动变阻器连入电路的电阻范围为10~50Ω。
4、(1)50Ω;(2)2V;(3)0~100kg
【详解】
解:(1)闭合开关,两电阻串联,电压表测定值电阻R0的电压,未放物体时,电压表的示数为1V,由乙图可知此时压敏电阻的阻值为250Ω,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以压敏电阻两端的电压
UR=U﹣U0=6V﹣1V=5V
由于串联电路中各处的电流相等,所以根据欧姆定律可得,电路中的电流
则R0的阻值
(2)当电子秤称量物体的质量为75kg时,物体的重力
G=mg=75kg×10N/kg=750N
压敏电阻受到的压力为
F=G=750N
由图乙可知此时压敏电阻的阻值R′=100Ω,由电阻的串联和欧姆定律可得,此时电路中的电流
由欧姆定律可得,此时电压表的示数为
U0′=I′R0=0.04A×50Ω=2V
(3)电子秤称量的质量越大,压敏电阻受到的压力越大,由图像可知压敏电阻的阻值越小,由分压原理可知,压敏电阻的电压越小,根据串联电路电压的规律可知R0的电压越大,即电压表示数越大,且已知电压表的量程为3V,所以电压表示数最大为3V(即R0的电压最大为3V)时,电子秤称量的质量最大,此时电路中的电流
压敏电阻分得的电压
UR′=U﹣U0′=6V﹣3V=3V
此时压敏电阻的阻值
由丙图可知,此时压敏电阻受到的压力为1000N,该电子秤的最大称量值
所以该电子秤的量程为0~100kg。
答:(1)R0的阻值为50Ω;
(2)电压表的示数为2V;
(3)该电子秤的量程为0~100kg。
5、(1);(2);(3)属于醉驾
【详解】
解:(1)根据图1可知,酒精气体传感器与报警器串联,电压表测报警器的电压,由图2可知,酒精气体浓度为0时
RP1=200Ω
根据串联电阻的规律及欧姆定律,气体中酒精浓度为0时,电路中的电流是
(2)电路通电10s消耗电能
(3)由题意知电源电压不变,电压表示数为2V,则电路的电流为
由欧姆定律电路的电阻
根据串联电阻的规律
Rp2=R总-R0=75Ω-50Ω=25
由图2知酒精浓度大于80mg/mL,该司机属于醉驾。
答:(1)当气体中酒精浓度为0时,电路中的电流是;
(2)当气体中酒精浓度为0时,电路通电10s消耗电能是;
(3)在对某司机的检测中,电压表的示数为2V,该司机属于醉驾。
四、实验探究
1、 断开 B 9 5 A 反比 12
【详解】
(1)[1]根据电路图设计要求,定值电阻与滑动变阻器应串联,电压表测定值电阻两端电压,经过电流表的电流应先流经定值电阻再到滑动变阻器,如图所示
(2)[2]为防止连接电路中出错,连接电路时应断开开关。
[3]为防止电流过大损坏电路元件,闭合开关前应将滑动变阻器滑片置于最大阻值处,即滑片应置乙电路图的B端。
(3)[4]如图丙图所示,电压表接入的量程为0~3V,分度值为0.1V,R两端电压为2.7V,如图丙图所示,电流表接入的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,R电流为0.3A,则定值电阻的阻值为
(4)[5]当R两端电压为6V时,电流表为0~0.6A量程,即最大电流为0.6A,则R允许的最小值为
故不可以选择5Ω的电阻。
[6]将20Ω的电阻换成15Ω后,根据串联电路分压的规律,R两端的电压会变大,而实验要求R两端电压不变,则滑动变阻器应多分电压,即接入的电阻要变大,故他应该将滑动变阻器的滑片向A端移动。
(5)[7]如图戊所示,当电压一定时,电流I与成正比,即电流与R反比,故在电压不变时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
(6)[8]根据题意,滑动变阻器的最大阻值为30Ω,定值电阻的最大电阻为30Ω,此时允许的电源电压为最大,根据串联电路电流电压的规律及欧姆定律可得
则
解方程可得。故可选择稳压电源的电压范围应该在6~12V之间。
2、 C 改变定值电阻两端的电压 定值电阻断路了 保持定值电阻两端的电压不变 C 20 电压一定时,通过导体的电流与其电阻成反比
【详解】
(1)[1]由实物图接连可知,电流表与定值电阻、滑动变阻器串联,电压表测定值电阻两端的电压,电路图如图所示
(2)①[2]为了保护电路,防止电路中电流过大而损坏电路,闭合开关实验前,应将滑动变阻器的滑片移到最大阻值处,由图知,滑片右侧电阻丝接入电路,所以滑片应移到阻值最大的C端。
[3]探究电流与电压的关系时,需要改变定值电阻两端的电压,因此电路中滑动变阻器除了起到保护电路元件安全的作用,还需要通过滑动变阻器来改变定值电阻两端的电压。
②[4]电流表无示数,说明电路可能断路;电压表示数接近电源电压,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的支路以外的电路是完好的,与电压表并联的定值电阻断路了。
[5]根据表中数据描点并连线画图像,如图所示
(3)①[6]探究电流与电阻的关系时,需控制定值电阻两端的电压相同,因此电路中滑动变阻器除了起到保护电路元件安全的作用,还需要通过滑动变阻器来保持定值电阻两端的电压不变。
②[7]根据串联电路的分压原理可知,将定值电阻由10Ω改接成15Ω的电阻,电阻增大,其分得的电压增大;探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,根据串联电路电压的规律可知,为了保持定值电阻两端电压不变,应增大滑动变阻器分得的电压,由串联分压的分压原理可知,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向C端移动,使电压表的示数为2.5V不变。
[8]实验中使用的定值电阻阻值最大为25Ω,定值电阻两端的电压始终保持UV=2.5V,根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压
根据分压原理,当接入25Ω电阻时,可得
解方程得,即小明所选择的变阻器的最大阻值不能小于20Ω。
③[9]由图像可知,导体的电阻增大,通过导体的电流减小,通过导体的电流与导体的电阻的乘积保持不变,故可得出结论:电压一定时,通过导体的电流与其电阻成反比。
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