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沪粤版九年级物理上册第十四章探究欧姆定律章节训练
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、一根导线的电阻为R,要使这根导线的电阻变大,可以采用的方法是( )
A.将导体拉长 B.将导体对折
C.增大导体两端的电压 D.减小通过导体的电流
2、如图所示,电源电压不变,同时闭合开关S、S1,待电路稳定后再断开S1,则( )
A.电流表A的示数减小,电流表A1的示数不变,电压表V的示数不变
B.电流表A的示数不变,电流表A1的示数增大,电压表V的示数减小
C.电流表A的示数、电流表A1的示数、电压表V的示数均不变
D.电流表A的示数、电流表A1的示数、电压表V的示数均增大
3、关于电学知识,下列法正确的( )
A.
B.
C.
D.
4、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
5、石墨烯被认为是一种未来革命性的材料。用石墨烯制成的湿敏电阻的阻值(Rx)随相对湿度(RH)变化曲线如图所示。为了能从外部检测植物含水量的变化,科学家用条状石墨烯制成的湿敏电阻附着在植物的叶片上,并将湿敏电阻接入电路中,要求植物含水量增加时,电表示数变大。如图中的电路图符合要求的是(R0为定值电阻,电源电压恒定)( )
A. B.
C. D.
6、关于图所示的实物电路,在S1、S2都闭合后,下列说法正确的是( )
A.通过L1与L2的电流一定相等
B.通过L1与L2的电流一定不相等
C.L1与L2两端的电压一定相等
D.L1与L2两端的电压之和等于电源电压
7、学习了电学知识后,小宇同学设计了如图所示的汽车油量表的工作原理图,油量表是由电压表或电流表改装的,已知R'为定值电阻,R相当于滑动变阻器,电源电压保持不变,则下列说法正确的是( )
A.油量表是由电压表改装的
B.油量表的“0”刻度线一定与改装前的电表原“0”刻度线重合
C.当油箱内的燃油减少时,滑动变阻器R的阻值变小
D.当油箱内的燃油增多时,油量表的示数变大
8、小兰利用如图甲所示电路,测量标有“2.5V”字样的灯泡L的电功率,电源电压为5V。实验中,当电压表示数为2.5V时,电流表示数如图乙所示,根据实验过程和现象,下列说法中错误的是( )
A.电流表示数是0.5A
B.灯泡L的额定功率是2.5W
C.灯泡L正常发光时的电阻为5Ω
D.当电压表示数为2.5V时,灯泡L正常发光
9、洋洋设计一个自动测高仪,各选项中的的四个电路,R是定值电阻,R′是滑动变阻器,其中能够实现身高越高,电压表示数越大的电路是( )
A. B.
C. D.
10、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
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、如图甲所示电路中,电源电压、灯泡、的电阻均保持不变,且灯泡的电阻为5Ω。只闭合开关时,电流表指针如图乙所示。随后断开开关,调整电流表接线柱后,同时闭合开关和时,电流表指针如图乙所示。同时闭合开关和时,通过灯泡的电流为___________A,电压表示数为___________V。
2、如图所示电路中,R0=20Ω,滑动变阻器规格“40Ω 1A”。滑片P在最左端时,电流表示数为0.3A,则电源电压为_____V。将滑片P移至最右端时,电流表A的示数为_____A,电压表V示数为_____V。
3、如图(甲)所示电路,电源电压不变,R1为定值电阻.闭合开关S,将滑动变阻器R2的滑片P从最右端移动到最左端的过程中,电压表和电流表的示数变化情况如(乙)图所示,则定值电阻R1的阻值为______Ω,电源电压为U为______V。
4、小毅同学用图所示电路测未知电阻的阻值,闭合开关前,他应将滑动变阻器的滑片移到______端。实验时,他移动滑片,多次测量求的平均值是为了______。
5、如图所示,电源电压保持为3伏,电阻R或灯L中仅有一处发生故障。当开关S闭合后可以根据电压表______(选填“”或“”)的示数判断故障情况,若该电压表的示数为3伏,说明故障是______。
三、计算题(5小题,每小题8分,共计40分)
1、如图所示电路中,电源两端电压保持不变,R1和R2为两个定值电阻,其中R2=20Ω。当开关S1、S2均闭合时,电流表示数为0.9A,然后只将开关S2断开,电流表示数减小了0.6A.求:
(1)电源电压U;
(2)电阻R1的阻值。
2、空气质量指数是环境监测的重要指标。如表中的空气质量等级是按照空气质量指数A划分的。兴趣小组的同学们自制的空气质量监测仪,工作原理电路如图所示,用电压表显示空气质量指数。已知电源电压U=18V,电压表量程为0~15V,定值电阻R0的阻值为100Ω,气敏电阻阻值R与A的关系为R=6×103Ω/A。当电压表的示数为10V时,求:
(1)电路中的电流;
(2)气敏电阻的阻值;
(3)此时的空气质量等级。
空气质量指数A
0-50
51-100
101-150
151-200
201-300
>300
空气质量等级
优
良
轻度污染
中度污染
重度污染
严重污染
3、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。
4、如图所示电路中,电源电压不变,小灯泡L标有“3V 1.2W”的字样,、为定值电阻,,.当开关S闭合,S1、S2都断开时小灯泡L正常发光(不考虑温度对灯丝电阻的影响)。求:
(1)电压表的示数;
(2)当开关S,S1闭合,S2断开时,电流表的示数;
(3)当开关S、S1、S2都闭合时,整个电路消耗的电功率。
5、实际测量中所使用的电压表是由小量程电流计改装而成的。图甲中G是满偏电流(即小量程电流表允许通过的最大电流)Ig=3mA的电流计,其电阻Rg=10Ω,要把它改装为一个量程为3V的电压表(如图乙)。
(1)求电阻R0的阻值;
(2)用改装后的电压表测量定值电阻Rx的阻值,设计的电路图如图丙所示。闭合开关,移动滑片,当电压表示数为2.4V时,电流表示数为0.2A,求电阻Rx的阻值是多少欧姆?(计算结果保留一位小数)
(3)请解释为什么电压表内阻越大越好。
四、实验探究(2小题,每小题10分,共计20分)
1、小致同学利用四个定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω)、规格为“15Ω 1A”的滑动变阻器、电压为4.5V的电源、电压表、电流表、导线和开关等器材,进行“探究电流与电阻关系”的实验。
(1)小致选择10Ω的定值电阻,连接如图甲所示电路,检查发现电路中有一根导线连接错误,请你在接错的导线上画“×”,并用笔画线代替导线将电路连接正确。______
(2)排除故障后,闭合开关,调节滑动变阻器滑片,记录电流表示数如图乙所示,此时电压表示数应为_______V。
(3)小致利用以上器材继续实验,发现无法完成探究,应更换滑动变阻器规格为_______(填序号)。
A.“20Ω 1A” B.“30Ω 0.5A” C.“50Ω 0.3A”
(4)更换器材后,多次测量,根据实验数据,作出I-R图像如图丙所示,分析图像得出的结论是:在电压一定时,导体中的电流跟导体的电阻成________。
(5)小致更换电源后,利用器材进行了如图丁所示的实验,闭合开关,滑片P滑动过程中,电压表示数随滑动变阻器阻值变化的关系如图戊所示。则他更换后的电源电压为_______V。
2、如图甲所示是测量定值电阻R阻值的实验电路,器材可以满足实验要求。
(1)同学们按照电路图正确连接电路后,闭合开关前滑动变阻器滑片应该移到最______端。闭合开关后,在滑动变阻器滑片的过程中,发现电流表示数始终为零,电压表示数为3V并保持不变。其原因可能是______;
(2)故障排除后,闭合开关,移动滑动变阻器滑片,当电压表示数为1.6伏时,电流表实数如图乙,由乙图可知示数为______安,此时Rx的电阻为______欧;
(3)改变电阻Rx、两端的电压进行了三次测量,你认为下列实验中多次测量的目的与本实验相同的是______(填序号);
A.探究重力大小与质量的关系 B.测量物体的长度 C.研究杠杆的平衡条件
(4)同学们又设计了两种测量方案,方案中定值电阻的阻值为R0;
①方案一:闭合开关S,如果电压表V1和V2的读数分别为U1和U2,则电阻Rx的阻值表达式为Rx=______;
②方案二:电路中Rx≠R0,将开关S接到a,读出电流表的示数I1,在将开关S接到b,读出电流表的示数I2;由I1R0=I2Rx可得,则该结果______(选填“正确”或“不正确”)。理由:______。若将方案二中的R0换成电阻箱,该实验电路______(选填“能”或“不能”)测量Rx的阻值;若将方案二中的变阻器换成电阻箱,电源电压恒定,该实验电路______(选填“能”或“不能”)测量Rx的阻值。
-参考答案-
一、单选题
1、A
【详解】
导体的电阻是导体本身的一种性质,电阻大小与导体的材料、长度、横截面积有关,与导体两端的电压和通过的电流无关。将导体拉长,导体长度变长,横截面积变小,导体电阻变大;将导体对折,导体长度变短,横截面积变大,导体电阻变小。
故选A。
2、A
【详解】
由图可知,闭合开关S、S1时,电阻R1、R2并联,电流表A测干路中的电流,电流表A1测通过R2的电流,根据并联电路电流的特点可知,电流表A的示数大于电流表A1的示数,电压表测电源电压;当只闭合S时,电阻R1没有接入电路,此时电流表A与电流表A1相等,都是测通过R2的电流,而通过R2的电流根据欧姆定律可知,其前后不变,所以电流表A的示数减小,电流表A1的示数不变,电压表仍然测电源电压,所以电压表的示数也不变。
故选A。
3、B
【详解】
A、“3000r/kW•h”表示电路中每消耗1kW•h的电能,电能表的转盘转3000转,故A错误;
B、在家庭电路中,开关要接在火线和灯之间,这样断开开关时,灯没有电,便于维修或换灯泡,三孔插座“左零、右火、上地”,故B正确;
C、由于灯丝电阻随温度的升高而增大,在“伏安法测小灯泡电阻”的实验中,调节滑动变阻器在电路中的阻值,多次测量求平均值无意义,故C错误;
D、由Q=I2Rt可知在电流相同、通电时间相同的情况下,电阻越大,这个电阻产生的热量越多,故D错误.
故选B.
【点睛】
本题为电学综合题,考查了电能表参数的理解、开关的连接方法、灯丝电阻与温度的关系、焦耳定律,知识点较多,要求认真审题,属于易错题!
4、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。
5、B
【详解】
由图可知,随着相对湿度的增大,Rx的阻值变小。
A.由电路图可知,R0与Rx并联,电流表测通过R0的电流,由于并联电路各支路互不影响,所以Rx阻值变化时,电流表的示数不变,故A不符合要求;
B.由电路图可知,R0与Rx串联,电压表测R0两端的电压,植物含水量增大时,Rx的阻值变小,总电阻变小,根据欧姆定律可知,电路中的电流变大,根据 U=IR可知,R0两端的电压变大,即电压表的示数变大,故B符合要求;
C.由电路图可知,R0与Rx串联,电压表测Rx两端的电压,植物含水量增大时Rx变小可知,电路的总电阻变小,由欧姆定律可知,电路中的电流变大, R0两端的电压也变大,根据串联电路的电压特点可知,Rx两端的电压会变小即电压表的示数变小,故C不符合要求 ;
D.由电路图可知,R0与Rx串联,电压表测电源两端的电压,根据电源电压不变可知,植物含水量增大时,电压表的示数不变,故D不符合要求。
故选B。
6、C
【详解】
AB.如图可知,在S1、S2都闭合后,两灯泡并联,故有
U=U1=U2
各支路电流
,
因为电阻R1、R2未知,所以I1、I2的关系也不能确定,故AB错误;
CD.因为在S1、S2都闭合后,两灯泡并联,所以有
U=U1=U2
故C正确,D错误。
故选C。
7、D
【详解】
A.由图知,油量表是串联在电路中,由电流表和电压表的使用规则判断,油量表是由流表改装的。故A错误;
B.由电路图可知,当油箱内燃油耗尽时,滑动变阻器接入电路的电阻最大,根据串联电路的电阻特点和欧姆定律可得,此时电路中的电流为,即此处应标油量表的零刻度线。故B错误;
C.由图知,当油箱内的燃油减少时,浮标下沉,滑动变阻器R接入电路的阻值变大。故C错误;
D.当油箱内的燃油增多时,浮标上浮,滑动变阻器R接入电路的阻值变小,根据知,电路中电流增大,油量表的示数变大。故D正确。
故选D。
8、B
【详解】
A.由图乙知道,电流表所选量程是0-0.6A,分度值是0.02A,电流表的示数为0.5A,故A正确,不符合题意;
B.由图知道,灯泡与滑动变阻器串联,电压表测量的是灯泡两端的电压,由知道,当电压表示数为2.5V时,灯泡L的额定功率是
故B错误,符合题意;
CD.根据题意知道,灯泡的额定电压是2.5V,由串联电路电压的特点知道,当电压表示数为2.5V时,灯泡两端的电压是额定电压,灯泡正常发光,此时由A选项分析知道,电路的电流是0.5A,故灯泡L正常发光时的电阻为
故CD正确,不符合题意。
故选B。
9、C
【详解】
A.电压表测量的是电源电压,示数不变,故A不符合题意;
B.电压表串联在干路中,无论怎么移动滑动变阻器,电压表示数都约等于电源电压,故B不符合题意;
C.电压表测量的是R′的电压,因为R′和R串联,身高越高,R′阻值越大分压越多,电压表示数越大,故C符合题意;
D.电压表测量的是R的电压,身高越高R′越大,R分压越小,故D不符合题意。
故选C。
10、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。
二、填空题
1、 0.2 4
【详解】
[1]由图甲可知,当只闭合开关时,灯泡接入电路,电流表测通过灯泡的电流;当同时闭合开关和时,灯泡、接入电路且两者并联,根据并联电路电流的特点,所以电流表测通过灯泡、的电流之和,又因为、的大小都如图乙所示,可能为0.2A或1A,又因为,所以,。
[2] 当同时闭合开关和时,灯泡、接入电路且两者并联且电压表测的是灯泡两端电压,根据并联电路中电流的规律,可求出通过灯泡的电流为
因为灯泡的电阻为5Ω,所以根据欧姆定律可求出灯泡两端电压
故电压表的示数为4V。
2、 6 0.1 4
【详解】
[1]滑片P在最左端时,滑动变阻器接入的阻值为0,电路为R0的简单电路,则电源电压为
[2]将滑片P移至最右端时,滑动变阻器接入的阻值为40Ω,则电路中电流为
[3]电压表测R两端电压,所以电压表示数为
3、 10 6
【详解】
[1][2]由图乙可知:P在a端时,U2=4V,I=0.2A,R1两端的电压
U1=0.2A×R1
串联电路电源电压等于各串联用电器电压之和,所以
U=U1+U2=0.2A×R1+4V ——①
P在b端时,滑动变阻器连入电路阻值为0,U2=0,I=0.6A,有
U=U1=0.6A×R1 ——②
由①②得:R1=10Ω,U=6V
4、 b 减小误差
【详解】
[1][2]为保护电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到b端或右端,使其阻值最大;调整变阻器的滑片继续测量的目的是:多次测量求平均值,减小实验误差。
5、 电阻R短路或灯泡L断路
【详解】
[1]因为电压表并联在电源两端,所以闭合开关后,其示数始终为电源电压,所以应该根据电压表判断故障情况。
[2]若电压表测灯泡L的电压,其示数等于3V,若电阻R断路,则电压表无示数,不符合题意,若电阻R短路,灯泡L单联,其电压等于电源电压,符合题意,若灯泡L断路,电压表串联在电路中,根据串联分压规律,其示数等于电源电压,符合题意,若灯泡L短路,电压表无示数,不符合题意。所以若电压表的示数为3伏,说明故障是电阻R短路或灯泡L断路。
三、计算题
1、(1)12V;(2)40Ω
【详解】
解:(1)当开关S1、S2均闭合时,两电阻并联,电流表测量干路电流,电流表示数为0.9A,当开关S1闭合、S2断开时,电路为R1的简单电路,电流表测量通过电路的电流,电流表示数减小了0.6A,由并联电路各元件独立工作、互不影响知道,通过R2的电流为0.6A,并联电路各支路两端电压相等,由欧姆定律知道,电源电压
U=I2R2=0.6A×20Ω=12V
(2)根据并联电路的电流特点可知通过R1的电流为
I1=I﹣I2=0.9A﹣0.6A=0.3A
由欧姆定律知道,电阻R1的阻值
答:(1)电源电压U为12V;
(2)电阻R1的阻值为40Ω。
2、(1)0.1A;(2)80Ω;(3)良
【详解】
解:由电路图可知,R0与R串联,电压表测R0两端的电压。
(1)因串联电路中各处的电流相等,所以,当电压表示数为10V时,流过R0的电流
(2)因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,气敏电阻R两端的电压:
UR=U-U0=18V-10V=8V
则此时气敏电阻的阻值
(3)由 可得,此时的空气质量指数
51<75<100
可知,此时空气质量等级为良。
答:(1)电路中的电流为0.1A;
(2)气敏电阻的阻值为80Ω;
(3)此时的空气质量等级为良。
3、(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。
4、 (1)6V;(2)0.64A;(3)8.1W
【详解】
(1)当开关S闭合,S1、S2都断开时,灯泡与电阻串联,电压表测两端的电压,因串联电路中各处的电流相等,且小灯泡正常发光,所以电路中的电流
由可得,电压表的示数
(2)因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,电源的电压
当开关S,S1闭合,S2断开时,电路为的简单电路,电流表测电路中电流,则电流表的示数
(3)当开关S、S1、S2都闭合时,与并联,因并联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,电路的总电阻
整个电路消耗的电功率
答:(1)电压表的示数为6V;
(2)当开关S,S1闭合,S2断开时,电流表的示数为;
(3)当开关S、S1、S2都闭合时,整个电路消耗的电功率为。
5、(1)990Ω;(2)12.1Ω;(3)见解析
【详解】
解:(1)由题意可知,图甲中G是满偏电流Ig=3mA的电流计,即小量程电流表允许通过的最大电流为3mA,要把它改装为一个量程为3V的电压表,即最大电压为3V的电压表,这时最大电流对应最大电压,从图乙可以看到,Rg和R0是串联在一起的,Rg=10Ω,当电流为时,改装好的电压表其两端电压为3V,根据欧姆定律可知
解得
(2)从图丙可以看到,电压表并联在定值电阻Rx的两端,当电压表示数为2.4V时,定值电阻Rx的两端电压也为2.4V,电压表的电阻为
流过电压表的电流为
流过电压表的电流为0.0024A;电压表与定值电阻Rx并联后,再与电流表串联,电流表示数为0.2A,即流过定值电阻Rx的电流和电压表的电流之和为0.2A,则流过定值电阻Rx的电流大小为
流过定值电阻Rx的电流大小为0.1976A,定值电阻Rx的两端电压为2.4V,根据欧姆定律的变换式可知,电阻Rx的阻值为
电阻Rx的阻值约为12.1Ω。
(3)如果电压表内阻越大,电压表两端的电压不变的情况下,根据欧姆定律可知,流过电压表的电流越小,而根据并联电路的电流规律可知,电流表的示数,大小等于电压表的电流和待测电阻的电流大小之和,则流过待测电阻电流大小更加接近电流表的示数,误差更小,实验效果更好。
答:(1)电阻R0的阻值为990Ω;
(2)电阻Rx的阻值约为12.1Ω;
(3)如果电压表内阻越大,电压表两端的电压不变的情况下,根据欧姆定律可知,流过电压表的电流越小,而根据并联电路的电流规律可知,电流表的示数,大小等于电压表的电流和待测电阻的电流大小之和,则流过待测电阻电流大小更加接近电流表的示数,误差更小,实验效果更好。
四、实验探究
1、 2 B 反比 6
【详解】
(1)[1]连接如图甲所示电路,电压表和定值电阻短路了,定值电阻应和电流表串联在电路中,电压表应与电阻并联,改正后电路图如下所示:
(2)[2]排除故障后,闭合开关,调节滑动变阻器滑片,记录电流表示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流为0.2A,根据欧姆定律,此时电压表示数应为
UV=I2R2=0.2A×10Ω=2V
(3)[3] 根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压
U滑=U-UV=4.5V-2V=2.5V
变阻器分得的电压为定值电阻电压的倍,根据分压原理,当接入20Ω电阻时,变阻器连入电路中的电阻为
R滑=1.25×20Ω=25Ω
故为了完成整个实验,应该选取最大阻值至少25Ω的滑动变阻器。当选用5Ω的定值电阻时,电路的电流为
>0.3A
故应更换滑动变阻器规格为30Ω 0.5A,故B符合题意,AC不符合题意。
故选B。
(4)[4]根据图丙,电阻的电流与电阻之积为
UV=IR=0.4A×5Ω=2V
……
0.2A×10Ω=2V
0.1A×20Ω=2V
电流与电阻之积为一定值,得出的结论是:在电压一定时,导体中的电流跟导体的电阻成反比。
(5)[5] 变阻器与定值电阻串联,电压表测变阻器的电压,电流表测电路的电流,根据作出的I~R图像知,当变阻器连入电路的电阻为
R滑1=10Ω
对应的电压表示数为
U滑1=4V
根据欧姆定律及串联电路电压和电流的规律,故有
即
……①
当变阻器连入电路的电阻为
R滑2=5Ω
对应的电压表示数为
U2滑=3V
同理有
……②
由①②得,他更换后的电源电压为
2、 右 电阻Rx断路 0.5 3.2 B 不正确 开关S由a拨到b时,电阻R0和RX两端的电压不相等 能 能
【详解】
(1)[1][2]闭合开关前,应将滑动变阻器调到最大阻值处以起到保护电路的作用,故滑动变阻器的滑片应移动到最右端。闭合开关后,电流表示数为0,说明该电路断路;电压表示数为3V且保持不变,说明与电压表并联的电路部分出现了断路,故原因可能是电阻Rx断路。
(2)[3][4]由图乙可知,电流表选择小量程,示数为0.5A。此时电压表示数为1.6V,由欧姆定律得,此时Rx的电阻为
(3)[5]在测量定值电阻R阻值的实验中,进行三次测量是为了取平均值,减小误差;属于测量性实验。测量物体的长度也是测量性实验,多次测量的目的也是取平均值减小误差。但探究重力大小与质量的关系、研究杠杆的平衡条件都属于探究性实验,多次测量的目的是避免实验偶然性,寻找普遍规律。故B符合题意,AC不符合题意。
故选B。
(4)①[6]方案一的电路中,没有电流表,但可根据欧姆定律和串联电路电流的特点,求得通过Rx的电流为
电阻Rx的阻值为
②[7][8]由方案二知,将开关S由a接到b时,定值电阻R0和待测电阻Rx分别与变阻器串联,因定值电阻R0和待测电阻Rx的阻值不同,根据串联电路分压原理,Rx两端的电压和R0两端的电压不相等,即I1R0≠I2Rx。所以该结果错误。
[9]若将方案二中的R0换成电阻箱,将开关S由a接到b时,需要保持滑动变阻器阻值不变,调节电阻箱的阻值,使电流表示数与之前示数相同。此时电阻箱阻值即为待测电阻Rx的阻值。故将方案二中的R0换成电阻箱,能测量Rx的阻值。
[10]若将方案二中的变阻器换成电阻箱,电源电压恒定,将开关S接到a,可根据电流表的示数与电阻箱阻值,通过欧姆定律计算出电阻箱两端的电压,因电源电压恒定,可根据串联电路分压特点,求出待测电阻两端电压,进而再次根据电流表示数和欧姆定律求出待测电阻的阻值。故若将方案二中的变阻器换成电阻箱,电源电压恒定,该实验电路能测量Rx的阻值。
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