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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、如图所示,电源电压不变,a、b、c为电流表或电压表。只闭合S1时,a表无示数,b表有示数,c表有示数且示数随滑片P的移动发生变化。则( )
A.a表是电压表
B.先闭合S1、S2,再闭合S3,a表示数无变化
C.S1、S2、S3都闭合,移动滑片P,a、b两表示数无变化
D.S1、S2、S3都闭合,b表示数除以a表示数等于电阻R1的阻值
2、在如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S后,将滑动变阻器的滑片P缓慢向右移动,下列说法中正确的是( )
A.电流表A1的示数变大,电压表V的示数变小
B.电流表A2与电流表A1的示数之差变大
C.电流表A2的示数变小,电压表V的示数变大
D.电压表V与电流表A2的示数之比变大
3、如图所示是小明设计的水位计工作原理图,绝缘浮子随水位的升降带动滑动变阻器R的金属滑杆P升降,水位最低时,滑杆P位于R的a端处。下列判断错误的是( )
A.水位升高时,小灯泡亮度不变
B.水位升高时,电流表示数变大
C.水位升高时,电压表示数变大
D.水位最低时,电压表示数为零
4、如图所示,当滑动变阻器的滑片P向左移动时,能使电路中的电阻变小的接法是( )
A. B.
C. D.
5、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
6、以下为某同学在“伏安法测导体电阻”实验过程中的部分操作,其中正确的是( )
A.连接电路时,应先闭合开关
B.连接电表时,应先选小量程
C.闭合开关时,应先将变阻器滑片移到阻值最大处
D.计算电阻时,应先计算电压平均值与电流平均值
7、如图所示为某压力传感器的原理图,R1为定值电阻,滑动变阻器R2的滑片P通过AB间可以伸缩的导线与电路相连,导线位于弹簧内部,当闭合开关S,压力F增大时,下列说法正确的是( )
A.电压表V1的示数变大
B.电压表V2的示数变小
C.电压表V2的示数与电流表A的示数比值变大
D.电压表V1的示数与电流表A的示数比值变小
8、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
9、图乙是图甲所示电子秤的工作原理图。电子秤的示数表是由电流表改装的,R1是一根长6厘米,阻值15欧的均匀电阻丝,滑片P在a端时,电流表示数为0.15安;在b端时,电流表示数为0.6安,弹簧c受到压力F与压缩量ΔL的关系如图丙。挂钩的重力不计,不称重物时滑片P刚好在电阻丝的a端,所称物重最大时P在b端,电路中电源电压不变。下列判断正确的是( )
A.R2阻值为6欧
B.电源电压为6伏
C.当电子秤示数为2千克时,电路中的电流为0.2安
D.当电子秤示数为4千克时,电路中的电流为0.2安
10、在“探究电流与电压关系”的实验中,分别用R1、R2两个电阻进行探究,并根据各自的实验数据绘制出如图所示的U﹣I关系图象,从图中可以看出R1与R2的大小关系是( )
A.R1>R2 B.R1=R2
C.R1<R2 D.无法确定
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、如图所示的电路中,电源电压为U0且保持不变,电阻R1、R2的阻值均为R0,闭合开关S,电路正常工作,一段时间后,发现电路中至少有一个电表的示数变大,故障只发生在电阻R1、R2上,将电流表A与R1位置互换后,电压表与电流表的示数不发生变化,写出两电表的示数及对应的故障______。
2、如图所示,电压U=8V,滑动变阻器的阻值变化范围是0~15Ω,在滑动变阻器的滑片从a移至b的过程中,电流表的最大示数为1.6A,则电阻R0=_______Ω,电压表的示数变化范围是_______V。
3、学校食堂为了减少食物浪费,在自助餐厅开展了“吃多少,拿多少”的活动。在台上放了一个电子秤,其电路原理如图甲所示,电源电压为6V,经过多次实验,电阻R2与盘中食物质量的关系如图乙所示。则:当盘中无食物时,R2=________Ω,此时I1=0.01A,则R1=________Ω;当盘中有食物时,I2=0.02A,那么食物的质量是________g。
4、如图所示电路,电源电压为3V,R1、R2、R3,阻值均为10Ω,闭合开关S,电压表示数为______V,电流表示数为______A。
5、如图所示是常温下各种物质的导电能力的排列顺序,常用导线有内外层之分,外层一般用______(选填“橡胶”或“碳”)材料制成,起到绝缘作用;不考虑温度对电阻的影响,长度、横截面积相同的铜线和铝线,铜线的电阻较______(选填“大”或“小”)。
三、计算题(5小题,每小题8分,共计40分)
1、在图所示的电路中,电源电压为12伏且保持不变,电阻的阻值为10欧,滑动变阻器上标有“1安”字样。闭合开关S,电压表示数为6伏。
①求通过电阻的电流和变阻器连入电路的阻值;
②移动变阻器滑片P过程中,电压表最大示数和最小示数的差值为6伏,求电流表最小示数。
2、如图所示,电源电压保持不变,已知R1=20Ω,当只闭合开关时,电流表的示数为0.6A;当只闭合开关时,电流表的示数为0.2A。求:
(1)电源电压;
(2)阻值;
(3)当和都闭合,断开时,电流表的示数。(要求:画出不同状态的等效电路图,标图再求解)
3、如图所示,当开关S闭合时,电压表示数是3V,电流表示数是0.6A,R1=10Ω。求:
求:(1)滑动变阻器接入电路中的阻值;
(2)电源电压。
4、在如图所示的电路中,电源电压6V保持不变,滑动变阻器R2标有“50Ω 1A”字样,闭合开关S后,电压表的示数为2V,电流表的示数为0.2A,求:
(1)定值电阻R1的阻值;
(2)此时滑动变阻器连入电路中的电阻R2为多少Ω?
(3)当滑动变阻器连入电路中的电阻为最大值时,电压表的示数为多少?
5、图甲为超声波加湿器,图乙为其内部湿度监测装置的简化电路图。已知电源电压为12V,定值电阻R0的阻值为30Ω。湿敏电阻R的阻值随湿度变化的关系如图丙所示。求:
(1)当空气中的湿度为90%时,湿敏电阻R的阻值;
(2)电压表的示数为9V时,电流表的示数;
(3)电流表的示数为0.2A时,空气中大约的湿度。
四、实验探究(2小题,每小题10分,共计20分)
1、如图甲为某中学同学在学科综合实践活动中制作的“多档位调光台灯”,图乙是其电路简图(注:添加的电压表、电流表是为研究用)。现对其电路进行模拟研究,供选用的器材有:直流电源(电压为4.5V)、小灯泡(2.4V0.5A)、电流表A1(00.6A)和电流表A2(03A)、电压表V1(03V)和V2(015V)、定值电阻R0和阻值相同调档电阻R若干、若干导线与开关。
(1)该多档位调光台灯是根据改变连入电路的______从而改变灯泡亮度的原理制成;
(2)当首次闭合电路测试时发现灯泡比正常工作时亮,推测可能是先将开关拔到了接线柱______;(选“1”或“4”)
(3)为了让读数更精确,该电路中电流表应该选用______,电压表应该选用______;(用电表对应字母代号)
(4)再次测试时,闭合开关后发现不亮且电流表上示数为零,但电压表有示数且超过满偏,检查电路发现线路完好,则电路可能出现的故障为______;
(5)若将开关打到“2”接线柱时灯泡恰好正常发光,则R0的阻值为______Ω;(已知R0=2R)
(6)若想继续探究该灯泡的电流随电压变化情况,现只保留图乙虚线框内的电路,并将R0改换成了滑动变阻器,得到如表所示的电压表、电流表示数,请在图丙中作出灯泡I-U变化图像______;请对你所作图像表达的物理意义做解释:______。
电流/(A)
0.15
0.30
0.40
0.47
0.52
0.55
电压/(V)
0.50
1.00
1.50
2.00
2.50
3.00
2、小明做“测量小灯泡的电阻”实验时,使用的小灯泡额定电压为2.5V,电源电压为3V。小明现已连接了部分电路,如图甲所示。
(1)在已连接的电路中,有一不当之处是______;
(2)请用笔画线代答导线。将图甲中的电路连接完整;______
(3)当小灯泡正常发光时,电流表的示数如图乙所示,电流大小为______A。小灯泡正常发光时的电阻为______Ω(电阻的计算结果保留一位小数);
(4)小明的实验记录和有关计算如下表所示。从表格设计看,小明计划把四次电阻的平均值作为小灯泡的电阻值。他认为这样可以减小误差。你认为小明的做法是______(选填“正确”或“错误”)的。从表中数据看,不同电压下小灯泡的电阻值不同,这是灯丝电阻______影响导致的。
实验序号
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
电阻平均值R/Ω
1
2.5
2
2.1
0.26
8.1
3
1.7
0.24
7.1
4
1.3
0.21
6.2
-参考答案-
一、单选题
1、C
【详解】
A.只闭合S1时,a、b两表串联,由a表无示数、b表有示数可知,a表应为电流表,b表应为电压表,c表在干路中有示数且示数随滑片P的移动发生变化,说明c表是电流表,此时只有R3的简单电路,电流表测量通过R3的电流,故A不符合题意;
B.先闭合S1、S2,c电流表将R1和R2短路,只有R3的简单电路,a电流表和b电压表串联,a表示数为零,再闭合S3,R1、R2和R3并联,a电流表测量R1和R2的电流,a电流表有示数,故B不符合题意;
CD.S1、S2、S3都闭合,R1、R2和R3并联,a电流表测量R1和R2的电流,电压表测量电源电压,移动滑片P,电压表示数不变,由并联电路的特点可知a表的示数不变,由欧姆定律可知b表示数除以a表示数等于电阻R1和R2的总阻值,故C符合题意,D不符合题意。
故选C。
2、B
【详解】
A.由电路图可知,滑动变阻器R1与定值电阻R2并联接入电路,电流表A1测R2支路电流,电流表A2测干路总电流,电压表V测电源电压,当滑动变阻器的滑片P缓慢向右移动时,定值电阻R2两端电压等于电源电压不变,故由欧姆定律可知,流过R2的电流不变,即电流表A1的示数不变,电压表V的示数也不变,故A错误;
B.由并联电路的电流规律可知,电流表A2与电流表A1的示数之差为流过滑动变阻器的电流大小,当滑动变阻器的滑片P缓慢向右移动时,接入电路中的阻值变小,故由欧姆定律可得,流过滑动变阻器的电流变大,即电流表A2与电流表A1的示数之差变大,故B正确;
C.因滑动变阻器的滑片P缓慢向右移动时,流过定值电阻的电流不变,流过滑动变阻器的电流变大,故电路的总电阻变大,即电流表A2的示数变大,电压表V的示数不变,故C错误;
D.因电流表A2的示数变大,电压表V的示数不变,故电压表V与电流表A2的示数之比变小,故D错误。
故选B。
3、B
【详解】
由图可知,该电路为串联电路,电流表测量电路中的电流,电压表测量滑动变阻器下端部分两端的电压。
ABC.水位升高时,滑片向上移动,滑动变阻器接入电路的电阻不变,总电阻不变,根据欧姆定律可知,电路中的电流不变,电流表示数不变,灯泡亮度不变。与电压表并联部分的电阻变大,根据U=IR可知,电压表示数变大。故AC正确,不符合题意,B错误,符合题意。
D.水位最低时,与电压表并联部分的电阻为0,电压表示数为0。故D正确,不符合题意。
故选B。
4、B
【详解】
A.当滑动变阻器的滑片P向左移动时,接入电阻BP长度变大,电阻变大,故A不符合题意;
B.而当滑动变阻器的滑片P向左移动时,接入的部分AP长度变小,电阻变小,故B符合题意;
C.当滑动变阻器的滑片P向左移动时,接入电阻BP长度变大,电阻变大,故C不符合题意;
D.滑动变阻器接法是“一上一下”,才能改变电阻的大小,不能都接到滑动变阻器下端的接线柱,故D不符合题意。
故选B。
5、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。
6、C
【详解】
AC.为了安全,防止电流过大,连接电路时,应断开开关,并将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处,故A错误、C正确;
B.连接电表时,为了防止电流过大损坏电表,应先选用大量程试触,再确定合适的量程,故B错误;
D.“伏安法测导体电阻”的实验中,由可知,需利用电压表测出电阻两端电压,利用电流表测量通过电阻的电流,再利用求出电阻的阻值,多次实验求出多个电阻值,最后求电阻的平均值,故D错误。
故选C。
7、C
【详解】
AB.R1和滑动变阻器R2串联,电流表测电路的电流,电压表V1测R1的电压,电压表V2测R2的电压。当压力F增大时,变阻器连入电路的电阻变大,由串联电阻的规律,电路的总电阻变大,由欧姆定律,电路的电流变小,根据U=IR,电压表V1的示数变小,由串联电路电压的规律,电压表V2的示数变大,故AB错误;
C D.根据欧姆定律,电压表V2的示数与电流表A的示数比值即变阻器连入电路的电阻,这个比值变大;电压表V1的示数与电流表A的示数比值即定值电阻的大小,这个比值不变,故C正确,D错误。
故选C。
【点睛】
本题考查串联电路的规律及欧姆定律的运用,关键是明确电压表测量的电压。
8、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。
9、C
【详解】
由电路图可知,R1与R2串联,电流表测电路中的电流。
AB.当滑片在a端时,R1接入电路中的电阻最大,此时电路中的电流Ia=0.15A,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,由可得,电源的电压为
当滑片在b端时,R1接入电路中的电阻为0,此时电路中的电流Ib=0.6A,则电源的电压
由上面两式可得
、
故AB错误;
C.当电子秤示数为2kg时,对弹簧的压力
由图丙可知此时弹簧的压缩为2cm,因均匀电阻丝R1的长度为6cm,阻值为15Ω,所以,这情况下R1连入电路的阻值
则此时电路中的电流
故C正确;
D.当电子秤示数为4kg时,此时的压力
由图丙可知此时弹簧的压缩为4cm,则R1连入电路的阻值
此时电路的电流
故D错误。
故选C。
10、A
【详解】
作横轴的垂线交两电阻的图线于A、B,分别过A、B两点作横轴的平行线,如图所示
由图可知,当电流相等时,R1两端的电压更大,由欧姆定律可得,所以R1>R2,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
二、填空题
1、电流表示数为,电压表示数为U0时,R1短路;电流表示数为0时,电压表示数为U0,R2断路
【详解】
由图可知,R1与R2串联,电流表测电路中的电流,电压表测R2两端的电压,闭合开关S,电路正常工作,一段时间后,发现电路中至少有一个电表的示数变大。且将电流表A与R1位置互换后,电压表与电流表的示数不发生变化。
①若R1短路,只有R2接入的简单电路,电压表变成测电源电压,电压表示数增大为U0;电路中总电阻减小,电流增大,电路表示数
当电流表A与R1位置互换后,电压表还是测电源电压,示数为U0,电流表示数为
前后两次电表示数不变,符合题意。
②若R1断路,电压表和电流表示数都为0,与题目中所述至少有一个电表的示数变大不符合,故R1断路不符合题意。
③若R2短路,电压表测一根导线两端的电压,示数为0;电流表示数变大,示数为
当电流表A与R1位置互换后,电压表测电源电压,示数为U0,跟电压表与电流表的示数不发生变化不符合,故不符合题意。
④若R2断路,电压表测电源电压,示数为U0,电流表示数为0,当电流表A与R1位置互换后,电压表还是测电源电压,示数为U0,电流表示数为0,符合题意。
综上所述:电流表示数为,电压表示数为U0时,R1短路;电流表示数为0时,电压表示数为U0,R2断路。
2、 5 2~8
【详解】
[1]由电路图可知, 滑动变阻器与电阻R0串联,电压表测R0的电压,电流表测电路的电流。当滑片在滑动变阻器的a端时,滑动变阻器接入电路的阻值为0,电路中电流最大,电压表测量电源电压,因此电压表的示数(最大)为8V,由欧姆定律可得,电阻R0的阻值
[2]当滑动变阻器的滑片在b端时,滑动变阻器接入电路的阻值最大,根据串联电路的总电阻等于各分电阻之和,由欧姆定律,所以此时电路的最小电流
由欧姆定律,电压表的最小示数
U0=I小R0=0.4A×5Ω=2V
故电压表示数的变化范围为2~8V。
3、 500 100 600
【详解】
[1]由图乙知,当盘中无食物,即食物的质量为0时,R2的阻值为500Ω。
[2]盘中无食物时,电路中的电流为0.01A,由图甲知,两个电阻R1、R2串联在电路中,电流表测电路中的电流。那么此时电路中的总电阻
则电阻R1的阻值
R1=R-R2=600Ω-500Ω=100Ω
[3]当电路中的电流为0.02A时,电路中的总电阻
此时电阻R2的阻值
R2′=R′-R1=300Ω-100Ω=200Ω
由图乙知,此时盘中食物的质量为600g。
4、 3 0.6
【详解】
[1][2]由电路图可知,R1、R2和R3并联,电压表测电源电压,则电压表的示数为3V;电流表测R2和R3的电流之和,通过R2和R3的电流相等,即
I====0.3A
故电流表的示数为0.6A。
5、 橡胶 小
【详解】
[1]容易导电的物体叫导体,不容易导电的物体叫绝缘体。由上图可知,越靠左的物质导电性能越好,越靠右的物质导电性能越差。常用导线具有内外层,外层由不容易导电的橡胶料制成,起到绝缘作用。
[2]用电阻表示导体对电流的阻碍作用的大小。绝缘体对电流的阻碍作用大,导体对电流的阻碍作用小。电阻是导体本身的一种性质,它由导体的材料、长度、横截面积决定,不考虑温度对电阻的影响,结合上图知,长度、横截面积相同的铜线和铝线,铜的导电性能比铝好,故铜线的电阻较小。
三、计算题
1、(1)0.6A,10Ω;(2)0.4A
【详解】
解:(1)由题意可知,当闭合开关S时,电阻和滑动变阻器串联,且电压表测电阻两端的电压,根据串联电路中电压的规律可得
U总=U1+U2
电源电压
U总=12V
两端的电压
U1=6V
所以滑动变阻器两端电压为
U2= U总- U1=12V-6V=6V
根据公式可得通过的电流为
根据串联电路中电流的规律可知通过的电流也为0.6A,根据公式变形可得滑动变阻器接入电路部分的电阻为
(2)由题,滑动变阻器R2允许通过最大电流为1A,此时电压表示数最大为
即电压表示数为10V。
根据题意可知电压表最大示数和最小示数的差值为6V,所以电压表最小示数为4V,根据公式可知,电路中的最小电流为
答:①通过电阻的电流为0.6A,变阻器连入电路的阻值为10Ω;
②移动变阻器滑片P过程中,电压表最大示数和最小示数的差值为6伏,电流表最小示数为0.4A。
2、(1)12V;(2)40Ω;(3)0.9A
【详解】
解:(1)当只闭合开关时,此时电路中的电流I1=0.6A,电路连接情况如图1
根据欧姆定律
(2)当只闭合开关时,R1与R2串联,此时电路中的电流I2=0.2A,如图2
根据欧姆定律,此时电路中的总电阻为
所以,R2的阻值为
(3)当和都闭合,断开时,R1与R2并联,如图3所示
根据并联电路电流的规律及欧姆定律可得此时电路中的总电流为
所以电流表此时的示数为0.9A。
答:(1)电源电压为12V;
(2)阻值为40Ω;
(3)电流表此时的示数为0.9A。
3、(1);(1)
【详解】
解:(1)根据题意,电压表测R2两端电压,电路中电流为,由欧姆定律可得滑动变阻器接入电路中的阻值为
(2)如图所示,R1与R2串联,由欧姆定律可得R1两端电压为
由串联电路电压的规律可得电源电压为
答:(1)滑动变阻器接入电路中的阻值为;
(2)电源电压为。
4、(1)10Ω;(2)20Ω;(3)1V
【详解】
解:(1)由图可知,定值电阻R1与滑动变阻器串联,电压表测量定值电阻R1两端的电压,电流表测量电路中的电流,由电压表的示数为2V,可知定值电阻R1两端的电压U1=2V,电流表的示数为0.2A,可知通过定值电阻R1的电流为0.2A,定值电阻R1的阻值
(2)由串联电路电压的规律可知滑动变阻器两端的电压
U2=U-U1=6V-2V=4V
由串联电路电流的规律可知通过变阻器的电流为0.2A,此时滑动变阻器连入电路中的电阻
(3)当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,整个电路的总电阻为
R=R1+R2大=10Ω+50Ω=60Ω
通过电路中的电流
定值电阻R1两端的电压
即电压表的示数为1V。
答:(1)定值电阻R1的阻值是10Ω;
(2)此时滑动变阻器连入电路中的电阻R2为20Ω;
(3)当滑动变阻器连入电路中的电阻为最大值时,电压表的示数为1V。
5、(1);(2);(3)20%
【详解】
解(1)由图丙可知,当空气中的湿度为90%时,
(2)根据串联电路的分压规律可得R0两端的电压
电路中的电流
(3)电流表的示数为0.2A时电路的电阻为
此时湿敏电阻R的阻值
由图丙可知当时,空气中的湿度大约为20%
答:(1)当空气中的湿度为90%时,湿敏电阻R的阻值是。
(2)电压表的示数为9V时,电流表的示数是0.1A。
(3)电流表的示数为0.2A时,空气中大约的湿度是20%。
四、实验探究
1、 电阻 1 A1 V1 小灯泡断路 2.8 灯泡的电阻随温度的变化而变化
【详解】
(1)[1]在电源电压不变时,通过改变电路的电阻可改变电路的电流,该多档位调光台灯是根据改变连入电路的电阻从而改变灯泡亮度的原理制成。
(2)[2]开关拔到了接线柱4时,三个调档电阻与定值电阻串联后再与灯泡串联,灯分得的电压较小;当开关拔到了接线柱1时,R0与灯泡串联,灯泡分得的电压较大,灯泡的实际功率较大,故当首次闭合电路测试时发现灯泡比正常工作时亮,推测可能是先将开关拔到了接线柱1。
(3)[3][4]根据[2]可知,将开关拔到了接线柱1时,灯泡比正常发光时亮,说明此时灯泡的实际电压比灯的额定电压2.4V略高,通过的电流比0.5A略大,此时灯泡的电压和电流均为最大,故为了让读数更精确,两电表都选用小量程,该电路中电流表应该选用A1,电压表应该选用V1。
(4)[5]再次测试时,闭合开关后发现小灯泡不亮且电流表上示数为零,说明电路可能断路;电压表有示数且超过满偏,检说明电压表与电源连通,则与电压表并联的电路以外的电路是完好的,则与电压表并联的电路断路了,则电路可能出现的故障为小灯泡断路。
(5)[6]若将开关打到“2”接线柱时,R与R0串联后再与灯泡串联,因灯泡正常发光,可知灯泡的电压为2.4V,电路的电流为0.5A,根据串联电路的规律及欧姆定律,R与R0串联的电阻为
已知R0=2R,根据串联电阻的规律有
R0+R=2R+R=R01=4.2Ω
可得
R=1.4Ω
则
R0=2R=2×1.4Ω=2.8Ω
(6)[7]根据表中数据,在坐标系中找出对应的点连线,用平滑的曲线连接起来,灯泡I-U变化图像;如下图所示:
[8]灯泡I-U变化图像为一曲线,说明通过灯泡的电流与灯泡的电压不成正比,灯泡的电阻不是一个定值,原因是灯泡的电阻随温度的变化而变化。
2、 开关闭合 0.28 8.9 错误 温度
【详解】
(1)[1]连接电路时,为了保护电路,开关要断开,图甲中开关是闭合的,是错误的。
(2)[2]电压表和灯泡并联,如图所示:
(3)[3]电流表的示数如图乙所示,选择小量程,分度值是0.02A,电流大小为0.28A。
[4]灯泡正常发光时的电阻为
R=≈8.9Ω
(4)[5][6]由表中数据可知,不同电压下小灯泡的电阻值不同,由于灯丝的电阻与温度有关,所以不能将四次电阻的平均值作为小灯泡的电阻值,小明的做法是错误的。
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