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沪粤版九年级物理上册第十四章探究欧姆定律定向练习
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、如图所示的电路中,电阻R1=6Ω,与规格为“12Ω 0.5A”的滑动变阻器R2串联在电源电压为4.5V的电路中,其中电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V,为了保证电路中各元件的安全使用,则下列说法正确的是( )
A.电流表的示数变化范围为0.25~0.6A
B.滑动变阻器的取值范围为3~12Ω
C.电阻R1的最小功率与最大功率之比为9∶25
D.滑动变阻器R2的最小功率与最大功率之比为25∶27
2、如图所示的电路,电源电压和灯泡L的电阻不变,闭合开关S,将滑片P向右移动时( )
A.电压表示数变小,电流表示数变小
B.电压表示数变小,电流表示数变大
C.电压表示数变大,电流表示数变大
D.电压表示数变大,电流表示数变小
3、如图甲是常用的一种可调风速的小风扇,图乙为其用于调风速的电位器结构图,a、b、c是它的三个接线柱,a、c分别与弧形电阻丝的两端相连,b与金属滑片相连,转动旋钮,通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变风扇风速,下列分析正确的是( )
A.若将a、c接入电路中,逆时针转动旋钮时,风扇风速加快
B.若将a、c接入电路中,顺时针转动旋钮时,风扇风速减弱
C.若将a、b接入电路中,顺时针转动旋钮时,风扇风速加快
D.若将b、c接入电路中,顺时针转动旋钮时,风扇风速加快
4、如图所示电路,若甲、乙均为电流表时,断开开关S,两电流表读数为,若甲、乙均为电压表时,闭合开关S,则两电压表的读数( )
A. B.
C. D.
5、如图所示,将一根铜丝拉长,一定变大的物理量是( )
A.质量 B.体积 C.密度 D.电阻
6、下列四组物质中,通常情况下都属于导体的一组是( )
A.玻璃、陶瓷、人体 B.铁、大地、铅笔芯
C.塑料尺、空气、橡胶棒 D.橡皮擦、煤油、石墨
7、如图所示电路,灯泡L1标有“9Ω 1A”,L2标有“4Ω 1.5A”,电流表选“0~3A”量程,则保证两灯长时间工作的最大电源电压为( )
A.15V B.13V C.19.5V D.无法判断
8、利用如图所示的电路探究影响导体电阻大小的因素,演示板上固定有a、b、c、d四根合金丝,长度关系为La=Lb==,横截面积关系为Sa=Sb=Sc=,其中a、c、d均为镍铬合金丝,b为锰铜合金丝。将导线P、Q分别接在同一根合金丝两端的接线柱上,下列说法正确的是( )
A.选用a和b进行实验,可以探究导体电阻跟导体材料的关系
B.选用c和d进行实验,可以探究导体电阻跟导体长度的关系
C.选用a和c进行实验,可以探究导体电阻跟横截面积的关系
D.选用b和d进行实验,可以探究导体电阻跟导体材料的关系
9、图示为电阻R1和R2的I-U图像,由图可知( )
A.R1的阻值为5Ω
B.R1的阻值小于R2的阻值
C.将R1、R2串联接入电路,通电后R1两端的电压大于R2两端的电压
D.将R1、R2并联接入电路,通电后通过R1的电流大于通过R2的电流
10、小明在“探究电流跟电阻关系”的实验中,已知电源电压保持4.5V不变,滑动变阻器上标有“30Ω 1A”,有5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻各一只,实验前设置定值电阻两端的预设值为1.5V,阻值为5Ω、10Ω的电阻完成实验后,发现阻值20Ω电阻时实验无法继续,为了不让前两组数据失效,并顺利完成阻值20Ω电阻实验数据,下列可行的方案是( )
A.换一个电压值较大的电源
B.增大定值电阻两端的电压预设值
C.将阻值为10Ω的电阻串联在a、b之外的电路中
D.换一个最大阻值为35Ω的滑动变阻器
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、如图所示的电路,电源电压保持不变,R1、R2为定值电阻,其中R 1=10Ω。当只闭合开关S1时,电流表示数为0.6A,则电源电压为______V;当同时闭合开关S1、S2时,电流表的示数增大了0.5A,则R 2的阻值是______Ω。
2、图中电源电压保持不变,当S1、S2都闭合时,电压表示数为U1;当S1闭合、S2断开时,电压表示数为U2;灯L1的电阻为R1,那么当S1断开、S2闭合时,通过灯L2的电流是 ______。如果S1,S2都断开,灯L2的电阻是 ______。
3、如图所示, R1=10Ω ,电源电压不变。只闭合 S1,电流表示数为 0.3A;S1、S2均闭合,电流表示数为 0.5A,此时通过 R1 的电流为_________A ,R2的阻值为___________Ω 。
4、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。
5、如图所示,已知R1:R2=3:1,当开关S闭合,甲、乙两表为电压表时,两表示数之比U甲:U乙=_________;当开关S断开,甲、乙两表为电流表时,两表示数之比I甲:I乙=_________。
三、计算题(5小题,每小题8分,共计40分)
1、如图所示,电源电压恒定,R1为定值电阻,灯泡L电阻为10Ω且保持不变,正常工作时的电压为6V,将R2的滑片P至于b端,先闭合S、S2,电流表示数I=0.12A;再将R2的滑片P至于a端,L正常发光。
(1)求电源电压U;
(2)最后闭合S1,电流表示数变为I'=0.9A,求R1的阻值;
(3)求滑片P在b时R2的阻值。
2、如图所示电路中,R1为定值电阻,R为滑动变阻器,灯泡L标有“4V 2W”字样。滑动变阻器的滑片P滑到某一位置,把滑动变阻器分为左右两部分,且右边电阻比左边电阻小3Ω。只闭合开关S1,电压表V1的示数为U1;只闭合开关S2,电压表V2的示数为U2,两次灯泡均正常发光,且U1:U2=4:3,求:
(1)灯泡正常发光时的电流;
(2)滑动变阻器的总电阻。
3、如图是某流水线上的产品输送、计数装置示意图及接收器计数工作原理图,电源电压恒为6V,定值电阻R1为500Ω,R2为光敏电阻,有光照射时,阻值为500Ω,无光照射时,阻值为1000Ω。接收器根据A、B间输出的电压信号可以进行计数。现将一批边长为10cm的正方体工件,每隔1s放在水平匀速运动的传送带上的同一起始位置,每个工件的速度与时间的关系图象如图所示。
(1)当工件通过激光源与接收器之间时,求A、B之间的电压;
(2)求相邻两个工件之间的最大距离;
(3)若输送过程中传送带对每一个工件所做的功为1.2J,求工件受到的摩擦力。
4、小明家电热饮水机有加热和保温两种工作状态,它的简化电路图如图甲所示,R1和R2均为用来加热且阻值不变的电热丝,饮水机部分参数如表所示。
(1)求该饮水机加热时的电流;
(2)求电阻R2的阻值;
(3)某一天,小明断开家中其他用电器,使饮水机处于加热状态,发现家中标着“3000r/(kW·h)”字样的电能表转盘在3min内转了120转,求此饮水机加热的实际功率。
额定电压
220V
额定功率
加热功率
880W
保温功率
242W
容量
2.5L
5、如图所示,电源电压保持不变,电阻R1=20,电流表A1的示数为0.4A,A2的示数为0.8A。求:
(1)电源电压;
(2)R2的电阻值。
四、实验探究(2小题,每小题10分,共计20分)
1、小红用伏安法测电阻,实验电路如图甲所示。
(1)该实验的实验原理是 _____;
(2)连接好电路,开关S刚闭合,电压表、电流表立即偏转较大,则该操作过程中不妥之处是 _____;
(3)小红在实验中的某次测量,电压表与电流表的读数如图乙所示,则此时待测电阻的阻值为 _____Ω;接下来她的操作是 _____;
(4)实验中,如果电压表突然损坏,已知滑动变阻器的最大阻值为R,电源电压保持不变,但电源电压未知,实验电路图已设计如图丙所示,请根据实验过程写出U、Rx的表达式。实验过程:
①先将滑片移至最右端,测出此时的电流I1,则电源电压U=I1Rx;
②再将滑片移至最左端,测出此时的电流I2,则电源电压U=_____;
③Rx的表达式:Rx=_____。
拓展:通过小红的实验,大家对测电阻的讨论很热烈,纷纷设计了单表测电阻的电路图(R0为已知阻值的定值电阻),下列方案中不能测出Rx阻值电路是 _____。
2、如图,小明同学设计了“探究电流与电阻的关系”的实验,器材如下:电源电压恒为4.5V,五个定值电阻分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω及25Ω,标有“50Ω 1A”的滑动变阻器R'、电压表(0~3V)、电流表(0~0.6A)、开关各1只,导线若干。
(1)请根据图甲所示电路图将图乙所示的实物电路连接完整;(要求:导线不允许交叉);( )
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器滑片P移动到最 ___________端(填“左”或“右”);
(3)电路连接完整后闭合开关,电流表有示数,电压表无示数,可能是电阻 ___________(填“断路”或“短路”)。处理好故障以后,适当调整滑动变阻器,当电压表示数为2.5V时,读出了对应的电流值;
(4)断开开关,保持滑片P位置不变,用10Ω的电阻替换5Ω的电阻,闭合开关,应向 ___________(填“左”或“右”)移动滑片P才能达到实验要求;
(5)小明再分别将定值电阻15Ω、20Ω、25Ω连入,将实验所得的五组数据绘制出I﹣R图像,如图丙所示,由图像可得出的结论是:___________;
(6)为完成该实验探究,滑动变阻器允许连入电路的最小阻值为 ___________Ω。
-参考答案-
一、单选题
1、B
【详解】
由电路图可知,滑动变阻器与电阻R1串联,电压表测量滑动变阻器两端的电压,电流表测量电路中的电流;
AB.串联电路中电流处处相等,所以为了既不烧坏电流表,又不烧坏电阻,比较各电流值可知,电路中的最大电流为,当电流最大为0.5A时,电阻R1两端的最大电压为
则滑动变阻器两端的最小电压
由串联分压的规律可知,当滑动变阻器两端的电压最小时,其连入电路的电阻最小,滑动变阻器连入电路的最小阻值
由于电压表的量程为“0~3V”,则电压表示数最大为,当变阻器两端的电压最大时,R1两端的电压最小,则
电路中最小电流为
此时滑动变阻器接入电路的最大阻值为
所以电路中的电流范围为0.25~0.5A,滑动变阻器的取值范围为3~12Ω,故A错误,B正确;
C.电阻R1的最小功率为
电阻R1的最大功率
电阻R1的最小功率与最大功率之比为
故C错误;
D.由串联电路的规律和欧姆定律可得,变阻器R2的功率为
①
由①知,当
(电流大于0.25A 而小于0.5A),变阻器的功率达到最大,其最大功率为
②
因为功率为关于电流的一元二次方程,且开口向下,当取电流最小值0.25A,变阻器的功率
③
当取电流最大值0.5A,变阻器的功率
④
二者取值相同,同为最小功率,滑动变阻器R的最小功率与最大功率之比为
故D错误。
故选B。
2、D
【详解】
灯泡和变阻器串联,电流表测电流,电压表测变阻器电压,将滑片P向右移动时,变阻器阻值增大,根据串联分压规律可知,变阻器分压变大,电压表示数变大,根据,灯泡电阻不变,总电阻变大,电流减小,故电流表示数变小,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
3、D
【详解】
AB.若将a、c接入电路中,等于是把电阻片最大阻值接入,旋转旋钮无法改变其阻值,故无法改变风扇速度,故错误。
C.若将a、b接入电路中,顺时针转动旋钮时,接入的电阻片长度变大,阻值变大,电路中电流变小,风扇风速减慢,故错误。
D.若将b、c接入电路中,顺时针转动旋钮时,接入的电阻片长度变小,阻值变小,电路中电流变大,风扇风速加快,故正确。
故选D。
4、D
【详解】
若甲、乙均为电流表时,断开开关S,R1和R2并联,由于并联电路各支路两端的电压相等,则
若甲、乙均为电压表时,闭合开关S,R1和R2串联,则电源电压U=U甲,U2=U乙,根据串联电路的分压特点知道,两电压表的读数比是
故选D。
5、D
【详解】
质量是物体体所具有的一种物理属性,是物质的量的量度。密度是物质的属性之一。将一根铜丝拉长,铜丝的质量和密度都没有发生改变,所以铜丝的体积也没有发生改变。而电阻大小与导体的横截面积与长度有关,将铜丝拉长,铜丝的长度变长、横截面积小,所以铜丝的电阻变大。
故选D。
6、B
【详解】
A.玻璃、陶瓷、人体中,人体属于导体,玻璃和陶瓷属于绝缘体,故A不符合题意;
B.铁、大地、铅笔芯都易导电,属于导体,故B符合题意;
C.塑料尺、空气、橡胶棒都属于绝缘体,故C不符合题意;
D.橡皮擦、煤油、石墨中,石墨属于导体,橡皮擦和煤油属于绝缘体,故D不符合题意。
故选B。
7、B
【详解】
由图可知,开关闭合后,两灯泡串联,电流表A测电路中的电流,已知灯泡L1标有“9Ω 1A”,L2标有“4Ω 1.5A”,电流表选“0~3A”量程,由于串联电路中电流处处相等,则电路中的最大电流为
根据串联电路的总电阻等于各电阻之和可得
由 可得最大电源电压
故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
8、A
【详解】
a、b、c、d四根合金丝,a、c、d均为镍铬合金丝,b为锰铜合金丝,长度关系为
横截面积关系为
A.选用a和b进行实验,a和b长度相同,横截面相同,材料不同,因此根据控制变量法,可以探究导体电阻跟导体材料的关系,故A正确;
B.选用c和d进行实验,c和d长度相同,横截面不相同,材料相同,因此根据控制变量法,可以探究导体电阻跟导体横截面的关系,故B错误;
C.选用a和c进行实验,a和c长度不相同,横截面相同,材料不同,因此根据控制变量法,可以探究导体电阻跟长度的关系,故C错误;
D.选用b和d进行实验,b和d长度不相同,横截面不相同,材料不同,有多个变量,无法得出结果,故D错误。
故选A。
9、C
【详解】
AB.由图知电阻R1和R2的I-U图像,都是过原点的斜线,说明电阻R1和R2两端的电压与通过它们的电流成正比,两电阻的阻值是固定不变的。当电压为1V时,通过电阻R1和R2的电流分别为0.10A、0.20A,由欧姆定律可知,电阻R1和R2的阻值分别为
由计算可知,R1的阻值大于R2的阻值。故AB不符合题意;
C.将R1、R2串联接入电路,由串联电路电流处处都相等可知,通过电阻R1和R2的电流相同,因R1的阻值大于R2的阻值,由U=IR可知,通电后R1两端的电压大于R2两端的电压。故C符合题意;
D.将R1、R2并联接入电路,根据并联电路的电压特点可知,电阻R1和R2两端的电压相等,因R1的阻值大于R2的阻值,由可知,通电后通过R1的电流小于通过R2的电流。故D不符合题意。
故选C。
10、C
【详解】
A.已知电源电压保持4.5V不变,实验前设置定值电阻两端的预设值为1.5V。由串联电路的电压特点可知,滑动变阻器两端的电压为
根据串联电路的电压与电阻的比例关系可知
接入阻值为20Ω的定值电阻时,实验无法完成,是因为滑动变阻器不能分担足够多的电压,导致定值电阻两端电压不能减小到1.5V而造成的;由题可知滑动变阻器的最大阻值为30Ω,设定值电阻两端电压为1.5V时,滑动变阻器以最大阻值接入电路,其两端电压为 ,则有
解得,当滑动变阻器以最大阻值接入电路时,其两端电压应为
U滑=2.25V
此时定值电阻和滑动变阻器两端的的总电压为
U总=U定+U滑=1.5V+2.25V=3.75V
因此,可以换一个电压值为3.75V的电源,比之前的电源电压值小,但不能换用电压值更大的电源,故A不符合题意;
B.因为探究电流与电阻的关系时,要控制定值电阻两端电压不变,所以若在此时增大定值电阻两端的电压预设值,将使得前两次测量的数据失效,故B不符合题意;
C.由题意知,更换为20Ω的定值电阻后,其两端的电压仍为1.5V。根据欧姆定律,此时通过该电路的电流为
由A选项分析可知,若控制定值电阻两端电压为1.5V,则电源电压大于定值电阻和滑动变阻器两端的总电压。由串联电路分压特点可知,此时可以串联一个电阻,串联的电阻需要分担的电压为
U串=U0-U总=4.5V-3.75V=0.75V
由欧姆定律可知,串联的电阻的阻值应为
所以,可以在将滑动变阻器调至最大阻值30Ω的情况下,在a、b之外的电路中串联阻值为10Ω的电阻使实验得以完成,故C符合题意;
D.由以上分析可知,若更换滑动变阻器,则滑动变阻器的阻值至少应为
故D不符合题意。
故选C。
二、填空题
1、 6 12
【详解】
[1]只闭合开关S1时,电路为R1的简单电路,由可得电源电压
[2]当同时闭合开关S1、S2时,两电阻并联,电流表测干路电流,因为并联电路各支路独立工作、互不影响,所以通过R1的电流不变,仍为0.6A,而电流表的示数增大了0.5A,即通过R2的电流
因为并联电路各支路两端的电压相等,由可得R2的电阻
2、
【详解】
[1]当S1、S2都闭合时,L2被短路,电路为L1的简单电路,电压表测量电源电压,电压表示数为U1,则电源电压为U1,当S1闭合、S2断开时,两灯泡串联,电压表测量L1两端的电压,电压表示数为U2,根据欧姆定律可知电路中的电流为
[2]如果S1、S2都断开,两灯仍然串联,电压和电流都不变,根据串联电路的电压特点可知R2两端的电压为
U′=U1﹣U2
则R2的阻值为
3、 0.3 15
【详解】
[1]由电路图可知,只闭合S1时,电路为R1的简单电路,电流表测电路中的电流,由知道,电源的电压
U=I1R1=0.3A×10Ω=3V
S1、S2均闭合时,R1与R2并联,电流表测干路电流,因并联电路中各支路独立工作、互不影响,且电源电压不变,所以,此时通过R1的电流仍为0.3A不变。
[2]由于并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,通过R2的电流
I2=I-I1=0.5A-0.3A=0.2A
因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,R2的阻值
4、 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。
5、 4:1 3:4
【详解】
[1]当开关S闭合,甲、乙两表为电压表时,两电阻串联,甲测电源电压,乙测R2电压,电压比为
[2]当开关S断开,甲、乙两表为电流表时,两电阻并联,甲测R2电流,乙测干路电流,电流比为
三、计算题
1、(1)6V;(2)20Ω;(3)40Ω
【详解】
解:(1)灯泡的额定电流
IL额==0.6A
当S、S2闭合,将R2的滑片P移至a端时,电路为灯泡L的简单电路,此时电源电压与灯泡L两端的电压相等,因为此时灯泡正常发光,所以电源电压
U=UL额=6V
(2)当S、S1、S2闭合,R2的滑片P移至a端时,电阻R1与灯泡L并联,电流表测量干路中的电流,根据并联电路的特点,此时灯泡L不受影响,仍然正常发光,通过灯泡L的电流
IL=IL额=0.6A
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以此时R1中的电流
I1=I'-IL=0.9A-0.6A=0.3A
定值电阻R1的阻值
(3)当S、S2闭合,将R2的滑片P移至b端时,滑动变阻器的最大阻值与灯泡L串联,此时电路的总电阻
因为串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以滑动变阻器的最大阻值
R2=R总-RL=50Ω-10Ω=40Ω
答:(1)电源电压是6V;
(2)R1的阻值是20Ω;
(3)滑片P在b时R2的阻值是40Ω。
2、(1);(2)5Ω
【详解】
解(1)灯泡正常发光时的电流
(2)只闭合开关S1,R的左侧、灯泡L串联,电压表V1测R左侧两端的电压,示数为U1;只闭合开关S2,R1、R的右侧、灯泡L串联,电压表V2测R1的电压,示数为U2;两次灯泡均正常发光,故两次电路中的电流相同,则有
解得:
由U1:U2=4:3得
解得
滑动变阻器的总电阻
答:(1)灯泡正常发光时的电流为;
(2)滑动变阻器的总电阻为。
3、(1)4V;(2)0.4m;(3)6N
【详解】
解:(1)由题意可知,工件通过激光源与接收器之间无光照时,R2的阻值为1000Ω,由接收器计数工作原理图可知,R1、R2串联,则电路中的总电阻
此时电路中的电流
则A、B之间的电压
(2)由图可知,工件刚放上传送带的0~1s内,速度小于前一工件,所以两工件距离越来越大;1s后,与前一工件相同速度匀速运动,两工件距离达到最大,如图所示,由前后两个工件速度变化的v-t图象分析可得,阴影区的面积即为最大距离
即最大距离为
(3)工件放上传送带,0~1s,相对传送带向后运动,受到向前的摩擦力f;1s后速度等于传送带,相对静止,摩擦力为0。由图象可得,0~1s工件运动距离为图中阴影区面积
则工件运动的距离
由W=Fs得,工件受到的摩擦力
答:(1)A、B之间的电压为4V;
(2)相邻两个工件之间的最大距离为0.4m;
(3)工件受到的摩擦力为6N。
4、(1)4A;(2)145Ω;(3)800W
【详解】
解:(1)加热时的电流
(2)当S接a时,R1单联为加热档,则R1的电阻
保温时R1和R2串联,此时电路中的电流
总电阻
R2的阻值
(3)饮水机在3min内,消耗的电能
饮水机加热的实际功率
答:(1)该饮水机加热时的电流为4A;
(2)电阻的阻值为145Ω;
(3)此饮水机加热的实际功率为800W。
5、(1)8V;(2)
【详解】
解:(1)两电阻并联,电流表A1和A2分别测R1和R2的电流,已知电阻R1=20,电流表A1的示数为0.4A,根据欧姆定律和并联电路电压的规律,电源电压为
U=I1R1=0.4A×20=8V
(2)A2的示数为0.8A,由欧姆定律,R2的电阻值为
答:(1)电源电压为8V;
(2)R2的电阻值为。
四、实验探究
1、 滑动变阻器没有接入最大电阻 8 调节滑动变阻器接入的阻值,并记录电压表、电流表读数 I2Rx+I2R C
【详解】
(1)[1]该实验的实验原理是欧姆定律。
(2)[2]连接好电路,开关S刚闭合,电压表、电流表立即偏转较大,说明电路是通的,但电路中电流较大,操作过程中不妥之处是滑动变阻器没有接入最大电阻。
(3)[3][4]小红在实验中的某次测量,电压表与电流表的读数如图乙所示,电压表、电流表均接入小量程,电压表读数为2.4V,电流表读数为0.3A,则此时待测电阻的阻值为
为避免实验结果的偶然性,接下来她应该调节滑动变阻器接入的阻值,并记录电压表、电流表读数。
(4)[5][6]实验过程:①先将滑片移至最右端,滑动变阻器接入阻值为零,测出此时的电流I1,则电源电压U=I1Rx;②再将滑片移至最左端,滑动变阻器接入最大阻值,测出此时的电流I2,根据串联电路特点可知电源电压
U=I2Rx+I2R
联立可得
则Rx的表达式为
[7]A.方案A中,闭合开关则只有Rx接入电路,通过电压表读数可知电源电压,断开开关则两电阻串联在电路中,根据串联分压可知已知电阻两端电压,进而可求出电路中的电流,根据欧姆定律即可求出Rx阻值,故A不符合题意;
B.方案B中,断开开关则只有R0接入电路,根据电流表读数可求出电源电压,闭合开关则两电阻并联,电流表测量干路电流,根据并联分流可求出Rx阻值支路电流,根据欧姆定律进而求出其阻值,故B不符合题意;
C.方案C中,闭合开关后只有Rx接入电路,虽然电流表示数可知,但Rx未知,故求解不出电源电压,断开开关后两电阻串联,但Rx未知,故同样求解不出电源电压,只能求解出R0两端电压,不能测出Rx阻值,故C符合题意;
D.方案D中,断开开关则两电阻串联在电路中,电压表测量电源电压,闭合开关则只有R0接入电路,通过电压表读数可知R0两端电压并求出电路中的电流值,根据串联分压可知Rx两端电压,根据欧姆定律即可求出Rx阻值,故D不符合题意。
故选C。
2、 左 短路 左 导体两端电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比 4
【详解】
(1)[1]由图甲得,滑动变阻器与定值电阻串联,电流表测量电路电流,电压表测量定值电阻的电压,滑动变阻器的连线应该一上一下与电阻串联接入电路中,由电路图可知,滑片向左滑动,电阻会增大,如图所示:
(2)[2]为了保护电路,闭合开关前,应将滑动变阻器滑片P移动阻值最大处,即最左端。
(3)[3]电路连接完整后闭合开关,电流表有示数,说明电路是通路,电压表无示数,可能是与电压表并联的电阻R短路或者电压表短路,所以可能是待测电阻R短路。
(4)[4]“探究电流与电阻的关系”应控制电阻R的电压不变,根据串联分压原理可知,将定值电阻R用10Ω的电阻替换5Ω的电阻,电阻增大,其分得的电压增大,所以为使定值电阻两端电压不变,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,增大滑动变阻器分到的电压,即滑片应向左移动。
(5)[5]由图像的数据得,电流与电阻的乘积为定值,所以可以得出的结论是,当导体两端电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
(6)[6]由题可知,五个定值电阻分别为5Ω,10Ω,15Ω,20Ω及25Ω,要完成实验,需控制定值电阻两端的电压不变,根据分压原理,定值电阻最小时,滑动变阻器接入的电阻最小。由题意知,本实验控制的电阻两端的电压,即电压表的示数
根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压
设当接入
电阻时,变阻器连入电路中的电阻为R',串联电路中电流相等,由欧姆定律得
解得:滑动变阻器接入电路中的最小电阻为
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