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攻克
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,电源电压恒定,闭合S1、S2,断开S3,将滑动变阻器R2的滑片P2调到最下端,滑动变阻器R1的滑片P1从最左端滑到最右端,最终总电流为I。闭合S3,断开S1、S2,把滑动变阻器R2的滑片P2从下往上滑,滑到中点时电压表V2的读数为3V,P2移动到最上端时,最大总电流为I′。两次实验中电流表随两电压表变化的关系图像如图所示。以安全为前提,下列描述正确的是( )
A.电源电压为4V
B.R1的最大电阻为40Ω
C.前后两次实验的电流比I'︰I=2︰1
D.闭合任意开关和调节滑片位置,电路的最大电流与最小电流之差为0.4A
2、如图所示,图甲是某款即热式电热水龙头,图乙是它的电路原理图,R1和R2是阻值分别为22Ω和44Ω的电热丝。通过旋转手柄改变与开关S接触的两个相邻触点,实现冷水、温水、热水挡的切换。则 ( )
A.开关S接触2、3触点时,水龙头放出的是热水
B.开关S接触3、4触点时,电热丝R1,R2串联
C.水龙头在温水挡正常工作时的电流是15A
D.水龙头在热水挡正常工作时的功率是3300W
3、如图的电路,电源电压保持不变。小灯泡L标有“4V,1.6W”字样,忽略温度对灯泡电阻的影响,滑动变阻器R1标有“50Ω,0.5A”,电阻R2阻值为20Ω。电压表的量程为0∼3V,电流表的量程为0∼3A。将变阻器的滑片P移至最左端,只闭合开关S、S2和S3,R2消耗的电功率为1.8W。改变开关的通断和滑片P的位置,电路状态以及电路中的诸多物理量会发生变化。在保证各元件安全的情况下移动滑片,下列选项对应的图像趋势及数据完全正确的是( )
A.如图甲,闭合S、S1,横轴表示R1接入的阻值,纵轴表示电流表示数
B.如图乙,闭合S、S1,横轴表示R1接入的阻值,纵轴表示R1的电功率
C.如图丙,闭合开关S、S2和S3,横轴表示R1接入的阻值,纵轴表示电路总功率
D.如图丁,闭合开关S、S2和S3,横轴表示电路总电阻的倒数,纵轴表示电流表示数
4、如图,电源电压保持不变,闭合开关S,滑动变阻器滑片向右滑动过程中,说法正确的( )
A.滑动变阻器接入电路电阻变大,电压表V示数变大
B.电流表A1示数变小,电流表A示数变大,电压表V示数不变
C.电流表A与A1示数之差变小,电压表V与A示数之比变大
D.电压表V与电流表A1示数之比变大,电压表V与电流表A示数的乘积变小
5、如图所示的电路中,电源电压保持不变,R为定值电阻。闭合开关,在保证电路元件安全的前提下,将滑动变阻器的滑片由B端向A端移动的过程中( )
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
6、如图所示的电路中,闭合开关S,让开关S1和S2断开,调节滑动变阻器的滑片P使其位于变阻器的a处(非端点),此时灯泡L恰好正常发光,电流表A和电压表V均有示数。已知滑动变阻器的总电阻大于灯泡L的电阻,不计温度对电阻的影响,以下判断正确的是( )
A.若保持S1和S2断开,让P缓慢向右滑动,灯泡L变亮甚至可能被烧毁
B.若保持P在a处不动,同时闭合S1和S2后,A表和V表示数均变大
C.若保持P在a处不动,S1仍断开,闭合和S2后,A表和V表示数均变大
D.若保持S1和S2断开,让P缓慢向右滑动,A表示数变化量和V表示数变化量的比值变大
7、二氧化锡传感器能用于汽车尾气中一氧化碳浓度的检测,它的原理是其中的电阻随一氧化碳浓度的增大而减小,将二氧化锡传感器接入如图所示的电路中,则当二氧化锡传感器所处空间中的一氧化碳浓度增大时,电压表示数U与电流表示数I发生变化,下列说法正确的是( )
A.U变大,I变小 B.U变小,I变小
C.U变小,I变大 D.U变大,I变大
8、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
9、如图是利用数字化电压—电流传感器测量电阻后绘出的不同电阻的图像。由图可知,以下判断正确的是( )
A. B.
C. D.无法比较、、大小
10、在如图所示电路中,当闭合开关后,滑动变阻器的滑动片P向右移动时( )
A.电压表示数变大,电流表A1示数变大
B.电压表示数不变,电流表A2示数变大
C.电流表A2示数与电流表A1示数之差不变
D.电压表与两电流表示数之差的比值变大
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,电源电压保持不变,电阻R1=15Ω,闭合开关S,电流表A1的示数为0.8A, 电流表A的示数为1.2A,则电阻 R2=______Ω。
2、现有两只定值电阻,标有“10 Ω 0.3 A”、标有“30Ω 0.6 A”,在保证所有电路元件安全、不烧毁的前提下,若将两定值电阻串联接入电路,则电路中允许通过的最大电流为___________A,电源电压最大为___________V。
3、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。
4、在如图所示的电路中,电阻R0为6Ω,电源电压不变。把“6V 3W”的小灯泡接在 AB间,CD间接电流表,闭合开关S,小灯泡正常发光,则电源电压为______V,电流表的示数为______A。如果把这个小灯泡接在CD间,AB间接电压表,闭合开关S,若灯丝电阻与正常发光时相同,则电压表的示数为______V。
5、如图所示为某实验小组用铜片、锌片、水果和发光二极管组成的电路,二极管此时正在发光。二极管消耗的电能是由水果的______能转化而来,若想让二极管更亮,可将多个水果______(选填“串”或“并”)联接在电路中,现在只对调接在铜片和锌片上的导线,发现二极管不再发光,说明二极管具有______特性。
三、计算题(5小题,每小题8分,共计40分)
1、体感器的可以把力学物理量转化成电学信号,然后通过相互之间的函数关系,直接引用力的大小,测量压力大小的压力传感器,工作原理如图所示,其中M、N均为绝缘材料,M、N间有可收缩的导线(电阻大小不计),弹簧上端和滑动变阻器的滑片P固定在一起,电源电压恒为18V,已知压力F的大小与的阻值大小成正比例关系,闭合开关S,压力时,滑片P在最上端;压力时,电流表示数为2A,电压表示数为6V,当滑片P滑至最下端时,电压表示数为12V。求:
(1)定值电阻的大小;压力与阻值之比k;
(2)当滑片P滑至最下端时,压力的大小;
(3)压力F的大小与电压表示数之间的函数关系表达式。
2、如图甲所示是某实验小组设计的电子秤装置,其中为定值电阻,是力敏电阻,其阻值随压力变化的图象如图乙所示。在电子秤托盘内放一薄壁容器(托盘的质量忽略不计,电源电压保持不变),容器的重力为,底面积为。往容器中加入的水时,电压表的示数为;往容器中加入的水时,电压表的示数为。求:
(1)当往容器中加入的水时,托盘受到的压强;
(2)电源电压和定值电阻的阻值;
(3)往容器中加入的水后,再将一个体积为、底面积为的物体放入水中,此时,容器对地面的压强刚好等于水对容器底部压强的1.2倍,求此时电压表的示数。
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、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。
5、如图所示电路,电源电压恒定不变,定值电阻R1的阻值为30Ω。只闭合开关S1时,电流表示数为0.2A。再闭合开关S2,电流表示数为0.5A。求:
(1)电源电压为多少?
(2)定值电阻R2的阻值为多少?
四、实验探究(2小题,每小题10分,共计20分)
1、在“探究电流与电压关系”的实验中,图甲是某实验小组设计的电路,电源电压3V保持不变。
(1)请用笔画线代替导线,在图甲中完成电路连接,要求滑片P向B端滑动时,电流表的示数变小;______
(2)连接电路时,开关应该______。闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应置于______(选填“A”或“B”)端;
(3)检查无误后,闭合开关发现电流表几乎无示数,电压表示数接近3V。移动滑片P,两电表示数均无变化,则电路故障可能是______;
(4)排除故障后,移动滑片P到某一位置时电流表示数如图乙所示,此时通过定值电阻R的电流为______A;
(5)实验中测得五组数据,并绘制出定值电阻R的I﹣U图像如图丙所示。由图像可得:
①实验中所用定值电阻R的阻值为______Ω;
②实验结论:______;
(6)结合所测数据分析,本实验所用滑动变阻器的最大阻值应不小于______Ω。
2、小霞用如图甲所示电路探究“电流与电阻的关系”,电源电压3V,电阻R有4个阻值(5Ω、10Ω、20Ω、30Ω)供选用,滑动变阻器R2规格为“10Ω 1A”。
实验序号
R1/Ω
I/A
①
5
②
10
0.20
③
20
0.10
(1)开关闭合前,应将滑动变阻器R2滑片移到最_________(选填“左”或“右”)端;当开关闭合后,发现电压表有明显偏转,电流表无示数,则发生的故障可能是R1_________(选填“短路”或“断路”);
(2)当接入的电阻R1阻值为5Ω时,闭合开关,调节滑片,使电压表示数到达_________V时,此时电流表示数如图乙所示,该示数为_________;
(3)保持滑片位置不变,将R1换为10Ω后,滑动变阻器的滑片要向_________(选填“右”或“左”)移动。再将R1换为20Ω后,再次进行实验。实验所得的三组数据如表格所示,由此可得出的结论是:电压一定时,通过导体的电流和导体电阻成_________(选填“正比”或“反比”);
(4)小微换用30Ω定值电阻继续进行第4次实验,即使将滑动变阻器滑片移到最左端,也无法满足实验要求。仔细分析后,发现只需将电源电压适当_________(选填“调大”或“调小”)即可;
(5)若下图是上述实验过程中电压表示数U、电流表示数I、定值电阻R1和滑动变阻器R2建立关系的图像,则一定错误的是_________。
A. B. C. D.
-参考答案-
一、单选题
1、CD
【详解】
A.闭合S1、S2,断开S3,并将R2的滑片置于最下端,R1与R2串联,向右移动R1滑片P1时,电流表A示数不变,电压变V1示数不断变小。当R1滑片P1在最左端时,电压表V1示数最大,即为电源电压,由图乙可知电源电压为6V。故A错误;
B.断开S1、S2,闭合S3,当R2滑片的滑片P2滑至中点时,变阻器R2与小灯泡串联,根据串联电路的总电压等于各部分电路两端电压之和,得出此时R2两端电压为
根据串联电路电流处处相等,可知电流表A示数等于流过R2的电流,由图乙得出为0.15A,根据得出,R2的滑片P2滑至中点时阻值为
R2最大阻值为。闭合S1、S2,断开S3,并将R2的滑片置于最下端,R1滑片P1移至最左端的过程中,电流不变,电压变V1示数不断变小至4V,根据得
所以R1两端电压为U1
根据得
故B错误;
C.闭合S3,断开S1、S2,滑动变阻器R2的滑片P2从下往上滑,滑到中点时电压表V2读数为3V,P2移动到最上端时,由图乙知I′=0.2A,由B分析知I=0.1A,所以
故C正确;
D.当S2,S3闭合,P2滑至最上端时,电路中总电阻最小,灯泡电流为0.2A,最大电流为
当仅闭合S2,P2滑至最下端时,电路中阻值最大,电流最小为
则电路的最大电流与最小电流之差为0.4A,故D正确。
故选CD。
2、D
【详解】
A.当开关S接触2、3触点时,只有电阻R2接入电路,电路的电阻最大,由知道,电源的电压一定时,电路的电功率最小,水龙头放出的是温水,故A错误;
BD.由图知道,当开关S接触3、4触点时,电阻R1和R2并联,电路的总电阻最小,总功率最大,水龙头处于热水挡,由于并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和,所以,电路中的总电阻
由知道,热水挡正常工作时的功率
故B错误,D正确。
C.温水挡时,电路的总电阻
R总=R1 +R2 =22Ω+44Ω=66Ω
由知道,电路的电流
故C错误。
故选D。
3、C
【详解】
D.将变阻器的滑片P移至最左端,只闭合开关S、S2和S3时,R1的最大阻值和R2并联,
因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,由知道,电源的电压
通过R2的电流
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,当电流表的示数I=3A时通过R1的电流
I1=I-I2=3A-0.3A=2.7A>0.5A
所以,通过R1的最大电流I1大=0.5A,此时R1接入电路中的电阻最小,电路的总功率最大,此时电路的最大总电流
I大=I1大+I2=0.5A+0.3A=0.8A
此时电路总电阻的倒数
故D错误;
C.则电路的最大总功率
P大=UI大=6V×0.8A=4.8W
当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路的总功率最小,则
由
知道,C正确;
A.由知道,小灯泡的电阻
只闭合开关S和S1时,R1与灯泡L串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流,灯泡正常发光时通过的电流
因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0.5A,所以,电路中的最大电流I大′=0.4A,此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小,此时电路中的总电阻
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,滑动变阻器接入电路中的最小阻值
R1小=R-RL=15Ω-10Ω=5Ω
当电压表的示数最大为U1=3V时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,电路中的电流最小,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,此时灯泡两端的电压
UL′=U-U1=6V-3V=3V
电路中的最小电流
滑动变阻器接入电路中的最大阻值
所以,R1允许的取值范围是5Ω~10Ω;由电路中的电流
知道,I与R1的关系不是一次函数,故A错误;
B.电路中的电流I大′=0.4A时,R1小=5Ω,则
P1=(I大′)2R1小=(0.4A)2×5Ω=0.8W
电路中的电流I小=0.3A时,R1大=10Ω,则
P1′=I小2R1大=(0.3A)2×10Ω=0.9W
故B错误。
故选C。
4、D
【详解】
闭合开关S,两电阻并联,电压表测量电源电压,电流表A测量干路电流,电流表A1测量变阻器支路电流,滑动变阻器滑片向右滑动过程中接入电阻值变大:
A.滑动变阻器接入电路电阻变大,电压表V示数保持电源电压不变,故A错误;
B.滑动变阻器接入电路电阻变大,其所在支部电流变小,电路总电流也变小,即电流表A1示数变小,电流表A示数变小,电压表V示数不变,故B错误;
C.电流表A与A1示数之差为定值电阻支路电流,保持不变,电压表V与A示数之比为电路总电阻,将变大,故C错误;
D.电压表V与电流表A1示数之比为变阻器接入阻值,将变大;电压表示数不变、电路总电流变小,则电压表V与电流表A示数的乘积变小,故D正确。
故选D。
5、D
【详解】
由图可知,开关闭合,定值电阻R和滑动变阻器串联,电压表测量滑动变阻器两端的电压。将滑动变阻器的滑片由B端向A端移动的过程中,滑动变阻器连入电路的阻值变小,根据串联电路电阻特点可知,电路的总电阻变小,电源电压不变,由欧姆定律可知,通过电路的电流变大,即电流表示数变大;根据串联分压原理可知,滑动变阻器所分电压变小,电压表示数会变小,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
6、C
【详解】
闭合开关S,让开关S1和S2断开,P在a处时,L和滑动变阻器串联,此时灯泡正常发光,电流表测电路中电流,电压表测灯泡两端电压;
A.若当保持S1和S2断开,让P缓慢向右滑动时,变阻器接入电路的电阻变大,电路中电流变小,灯泡中的电流减小,所以灯泡变暗,故 A错误;
B.若保持P在a处不动,同时闭合S1和S2后,灯泡被短路,电压表示数减小为0;电阻R与R0并联,并联后的电阻小于R接入电路的电阻,电路中电阻变小,电流变大,故B错误.;
C,保持P在a处不动,S1仍断开,闭合S2后,电阻R与R0并联,然后再与灯泡串联,电路总电阻减小,电流增大,电流表A示数增大,灯泡两端的电压增大,电压表V示数变大,故 C正确;
D.若保持S1和S2断开,L和滑动变阻器串联,让P缓慢向右滑动,假设电流的变化量为 ,A表示数变化量和V表示数变化量的比值为
不计温度对电阻的影响,灯丝的电阻不变,则A表示数变化量和V表示数变化量的比值不变,故D错误。
故选C。
7、C
【详解】
二氧化碳传感器的电阻随一氧化碳浓度的增大而减小,当二氧化锡传感器所处空间中的一氧化碳浓度增大时,电阻变小,电源电压不变,根据得,电流表的示数I变大,定值电阻的电压变大,二氧化碳传感器的电压变小,即电压表的示数U变小,故C正确,ABD错误。
故选C。
8、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。
9、B
【详解】
由图像可知,当电压一定时,通过R1、R2、R3的电流关系大小为
I1<I2<I3
根据欧姆定律可得
所以三个电阻的大小关系为
故ACD错误,B正确。
故选B。
10、D
【详解】
由图可知,定值电阻R1与滑动变阻器R2并联,电压表V测量电源电压,因电源电压不变,所以电压表V的示数不变。。
电流表A1在定值电阻R1所在的支路,所以电流表A1测量流过定值电阻R1的电流I1,根据并联电路电压的特点U1=U2=U可知,定值电阻R1两端的电压U1不变。根据知,流过定值电阻R1的电流I1不变,即电流表A1的示数不变。所以滑动变阻器的滑动片P向右移动时,电压表V的示数和电流表A1的示数都不变。
电流表A2在干路上,测干路电流I,当滑动变阻器的滑动片P向右移动时,滑动变阻器R2接入电路中的阻值变大,则流过R2的电流I2变小,根据并联电路电流规律I=I1+I2可知,电路中的总电流I变小,即电流表A2示数变小。
综上所述可知电流表A2示数与电流表A1示数之差变小,所以电压表与两电流表示数之差的比值变大。故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
二、填空题
1、30
【详解】
由图可知,闭合开关S,R1和R2并联,电流表A测量干路电流,电流表A1测量R1的电流。根据欧姆定律可得R1两端的电压为
U1=I1R1=0.8A×15Ω=12V
根据并联电路电压关系,R2两端电压
U2=U1=12V
根据并联电路电流特点,通过R2的电流
I2=I-I1=1.2A-0.8A=0.4A
则
2、 0.3 12
【详解】
[1]标有“10Ω 0.3A”的定值电阻,所允许通过的最大电流为0.3A;标有“30Ω 0.6A”的定值电阻,所允许通过的最大电流为0.6A,因为串联电路处处电流相等,所以电路中的最大电流为0.3A
[2]因为串联电路的总电阻等于各分电阻之和,所串联电路的总电阻
R=10Ω+30Ω=40Ω
即串联电路两端允许加的最大电压
U=IR=0.3A×40Ω=12V
3、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
4、 6 1.5 2
【详解】
[1]灯泡接在AB之间,电路为并联电路,此时小灯泡正常发光,所以电压为灯泡的额定电压 6V。
[2]电流表接在CD之间,测量干路电流,其中R0的电流
小灯泡的电流为
所以干路电流
电流表的示数为1.5A。
[3]改换电路后小灯泡和电阻R0串联,电压表测量R0两端的电压,小灯泡的电阻
串联分压可得
并且
由此可得,电压表的示数为2V。
5、 化学 串 单向导电
【详解】
[1]水果电池通过化学变化,将化学能转化为电能,二极管消耗的电能是由水果的化学能转化而来。
[2]一个水果电池产生的电压较低,为了提高总电压,根据串联电路电压的规律,可以将多个水果电池串联起来,总电压等于几个水果电池电压之和。
[3]水果电池的铜片一般为正极,锌片一般为负极,对调接在铜片和锌片上的导线,相当于改变了流入二极管电流方向,此时二极管不发光,表明电流无法通过,说明二极管具有单身导电性。
三、计算题
1、(1)6Ω;N/Ω;(2)4N;(3)
【详解】
解:(1)由图可知,R1、R2串联,电压表测R2两端电压,电流表测电路中电流,当F1=1N时,电流表示数为2A,电压表示数为6V,由串联电路特点可知,此时R1两端的电压
U1=U-U2=18V-6V=12V
通过R1的电流
I1=I2=2A
由欧姆定律可得R1的阻值
R1=
此时R2连入电路的阻值
压力F1与R2阻值之比
(2)当滑片P滑至最下端时,变阻器连入阻值最大,电压表示数为12V,此时电路中电流
I'=I2′=I1′=
R2的最大值
R2最大=
因为压力F的大小与R2的阻值大小成正比例关系,即F=kR2,所以压力
(3)由F=kR2有
R2=
串联电路特点和欧姆定律表示电压表示数
UV=IR2=
化简可得
答:(1)定值电阻R1为6Ω;压力F1与R2阻值之比k为N/Ω;
(2)当滑片P滑至最下端时,压力F2为4N;
(3)压力F的大小与电压表示数之间的函数关系表达式为。
2、(1)300Pa;(2)9V,6Ω;(3)1V或0.53V
【详解】
解:(1)当往容器中加入4N的水时,托盘受到的压力
托盘受到的压强
(2)往容器中加入4N的水时,托盘受到的压力,由图乙可知,此时力敏电阻的大小,此时电压表的示数,由串联电路的电压规律可得
……①
往容器中加入16N的水时,托盘受到的压力
由图乙可知,此时力敏电阻的大小,此时电压表的示数,由串联电路的电压规律可得
……②
结合①②可得
,
(3)若物体A放入水中后漂浮,则A所受的浮力
容器内水对容器底部的压强
容器对地面的压强
因容器对地面的压强刚好等于水对容器底部压强的1.2倍,所以
解得
物体A的密度
符合题意,此时容器对托盘的压力
由图乙可知,此时力敏电阻的大小,由串联电路的分压规律可知
即
解得此时电压表的示数
若物体A在水中浸没,则排开水的体积
16N水的体积
则容器内水的深度
容器内水对容器底部的压强
容器对地面的压强
因容器对地面的压强刚好等于水对容器底部压强的1.2倍,所以
解得
物体A的密度
符合题意,此时容器对托盘的压力
由图乙可知,此时力敏电阻的大小,由串联电路的分压规律可知
即
解得此时电压表的示数
因此,此时电压表的示数为1V或0.53V。
答:(1)当往容器中加入4N的水时,托盘受到的压强为300Pa;
(2)电源电压为9V,定值电阻R0的阻值为6Ω;
(3)此时电压表的示数为1V或0.53V。
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);(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%。
5、(1)6V;(2)20Ω
【详解】
解:(1)只闭合开关S1时,只有定值电阻R1工作,此时电流表示数为0.2A,定值电阻R1的阻值为30Ω,电源电压为
(2)再闭合开关S2,电流表示数为0.5A,两电阻并联,电流表测量干路电流,那么通过定值电阻R2的电流为
定值电阻R2的阻值为
答:(1)电源电压为6V;
(2)定值电阻R2的阻值为20Ω。
四、实验探究
1、 断开 B 定值电阻R开路 0.30 5 保持电阻不变,导体中的电流与导体两端电压成正比 25
【详解】
(1)[1]滑片P向B端滑动时,电流表的示数变小,滑动变阻器接入电路电阻变大,下端接线柱应接C点,如下图所示:
(2)[2][3]连接电路时,开关应该处于断开状态,闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应置于阻值最大处,即B端。
(3)[4]闭合开关发现电流表几乎无示数,说明电路是开路;电压表示数接近3V,测电源电压,移动滑片P,两电表示数均无变化,则电路故障可能是定值电阻R开路。
(4)[5]图乙中,电流表量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.30A。
(5)[6]定值电阻R的阻值为
[7]由图丙图像可得出:保持电阻不变,导体中的电流与导体两端电压成正比。
(6)[8]当电路中电流最小时总电阻最大,为
此时滑动变阻器接入电路中的电阻为
故本实验所用滑动变阻器的最大阻值应不小于25Ω。
2、 左 断路 2 0.4A 左 反比 调小 D
【详解】
(1)[1]开关闭合前,为保护电路,应将滑动变阻器R2滑片移到阻值最大处,即最左端。
[2] 当开关闭合后,若电流表无示数,说明电路可能断路;电压表示数明显偏转,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,则发生的故障可能是R1断路。
(2)[3][4]当接入的电阻R1阻值为5Ω时,闭合开关,调节滑片,此时电流表示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,该示数为0.4A,由欧姆定律的变形公式,电压表示数为
UV=IR=0.4A×5Ω=2V
即调节滑片,使电压表示数到达2V时,此时电流表示数为0.4A。
(3)[5]保持滑片位置不变,将R1换为10Ω后,电阻变大,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,即应保持电阻两端的电压不变,根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压,由分压原理,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向左端移动,使电压表的示数为2V。
[6]由表中数据可知,电阻增大为原来的几分之一,通过电阻的电流减小为原来的几分之一,可得出的结论是:电压一定时,通过导体的电流和导体电阻成反比。
(4)[7]根据串联电路的规律及分压原理有
等式左边为一定值,故右边也为一定值,当变阻器最大电阻连入电路中时,对应的定值电阻也最大,这时电源电压最大,即
故电源电压最大为
故小微换用30Ω定值电阻继续进行第4次实验,即使将滑动变阻器滑片移到最左端,也无法满足实验要求。仔细分析后,发现只需将电源电压适当调小即可。
(5)[8] A.R1的电压控制不变,即U不随R1的变化而变化,故A正确,不符合题意;
B.R1的电压控制不变,由欧姆定律变形公式U=IR,通过R1的电流I与R1的阻值成反比,故B正确,不符合题意;
C.R1的电压控制不变,电源电压为一定值,由串联电路电压的规律,滑动变阻器的电压不变,由分压原理,R1的阻值与变阻器连入电路的电阻R2的比值为一定值,故D正确,不符合题意;
D.因滑动变阻器的电压不变,根据欧姆定律的变形公式U=IR,故通过变阻器的电流I与滑动变阻器连入电路的电阻R2成反比,电流I随R2的变化关系为一曲线,故D错误,符合题意。
故选D。
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