
注意事項(xiàng):
1.測試范圍:人教版九年級第17章。
第Ⅰ卷 選擇題
一、選擇題(本題共16小題,每小題2分,共32分。在每小題給出的四個選項(xiàng)中,只有一項(xiàng)是符合題目要求的)
1.小剛同學(xué)用如圖所示的電路研究電流跟電阻的關(guān)系。在實(shí)驗(yàn)過程中,當(dāng)A、B兩點(diǎn)間的電阻由5Ω更換為10Ω后,他下一步的操作是( )
A.記錄電流表和電壓表的示數(shù)
B.將變阻器滑片向左移動
C.將變阻器滑片向右移動
D.增加電池的個數(shù)
【答案】C
【分析】(1)電流跟電壓、電阻有關(guān),用控制變量法研究電流跟電壓和電阻的關(guān)系。
(2)研究電流跟電阻的關(guān)系時,保持電壓不變,改變定值電阻的阻值,討論電流跟電阻的關(guān)系。
【解答】解:在滑動變阻器的電阻值不變的情況下,電路中由于將5Ω的定值電阻換成10Ω的定值電阻,使整個電路的電阻值變大;
利用公式I=可知,電路中的電流減小,此時滑動變阻器兩端的電壓減??;
要使電阻兩端的電壓不變,應(yīng)減小電路中的電流,增大滑動變阻器接入電路的電阻值,即將變阻器滑片適當(dāng)向右移動,使電壓表的示數(shù)不變。
故選:C。
2.如圖電路中R1<R2,開關(guān)閉合,電壓表V的示數(shù)為6V,電壓表V1的示數(shù)( )
A.等于6VB.大于3VC.小于3VD.等于3V
【答案】C
【分析】由圖可知,R1與R2串聯(lián),電壓表V1測量R1兩端的電壓,電壓表V測量電源電壓。已知R1<R2和電壓表V的示數(shù),即電源電壓,根據(jù)串聯(lián)電路的電流規(guī)律和歐姆定律可知兩電阻兩端的電壓關(guān)系,根據(jù)串聯(lián)電路的電壓規(guī)律可知R1兩端的電壓大小,即電壓表V1的示數(shù)大小。
【解答】解:由圖可知,R1與R2串聯(lián),電壓表V1測量R1兩端的電壓,電壓表V測量電源電壓。
已知R1<R2,電壓表V的示數(shù)為6V,即電源電壓為6V,
因?yàn)榇?lián)電路中各處電流相等,由U=IR可知,U1<U2,則電壓表V1的示數(shù)小于3V,故C正確。
故選:C。
3.某同學(xué)用如圖所示的2個燈泡設(shè)計(jì)“探究串聯(lián)電路電壓特點(diǎn)”的特點(diǎn),燈泡L1“6V 6W”、L2“6V 3W”開關(guān)閉合后,對于實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)的現(xiàn)象及分析正確的是( )
A.如果燈泡L1不亮,一定是L1短路
B.如果電壓表示數(shù)為零,不一定是燈泡L2開路
C.如果燈泡L1比L2暗,是因?yàn)長1的電流比L2小
D.如果讓其中一個燈泡正常發(fā)光,電源電壓為12V
【答案】B
【分析】根據(jù)電路圖可知,兩燈泡串聯(lián),電壓表測量L1兩端電壓;電路故障包括斷路和短路,斷路時電路中沒有電流;短路時,電路中有電流,被短路的用電器兩端電壓為零,結(jié)合串聯(lián)電路的電流規(guī)律、電壓規(guī)律和電功率公式,對每個選擇逐個分析。
【解答】解:A、燈泡L1不亮,可能是L1短路,也可能是L2斷路,故A錯誤;
B、當(dāng)燈泡L1短路或L2斷路,電壓表示數(shù)都為0,故B正確;
C、L1和L2是串聯(lián)電路,流過L1和L2的電流相等,故C錯誤;
D、根據(jù)P=UI,得兩燈的額定電流:I1===1A,I2===0.5A,
由歐姆定律I=,得兩燈泡的電阻:R1=,R2===12Ω,
L1和L2串聯(lián)時,讓其中一個燈泡正常發(fā)光,此時路通過的電流為0.5A,電源最大電壓:U=I2(R1+R2)=0.5A×(6Ω+12Ω)=9V,故D錯誤;
故選:B。
4.在如圖所示的伏安法測電阻實(shí)驗(yàn)中,閉合開關(guān)S,小明發(fā)現(xiàn)電流表有示數(shù),但示數(shù)較小,小燈泡不亮。接下來應(yīng)進(jìn)行的操作是( )
A.更換一個同樣規(guī)格的小燈泡
B.更換電壓表所使用的量程
C.檢查電路中是否存在斷路故障
D.減小變阻器接入電路的阻值
【答案】D
【分析】閉合開關(guān)后,發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮,但電流表有示數(shù),說明電路是通路,不用更換燈泡,也不用檢查電路是否斷路,
可能是連入電阻太大,電路中電流太小所致,分析電阻過大的原因,然后進(jìn)行下一步操作。
【解答】解:閉合開關(guān)后,電流表有示數(shù),說明電路是通路,燈泡沒壞,也不是斷路,
可能是連入電阻太大,電路中電流太小所致,燈泡實(shí)際功率太小不足以引起燈泡發(fā)光造成的,下一步操作:
移動滑動變阻器滑片,減小變阻器接入電路的阻值,使電路電流變大,燈泡實(shí)際功率變大,看燈泡能否發(fā)光。
故選:D。
5.在“探究通過導(dǎo)體的電流與電阻的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中,當(dāng)電壓一定時,得到I﹣R圖像如圖所示,其中正確的是( )
A.B.
C.D.
【答案】D
【分析】在電壓一定時,通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比。
【解答】解:根據(jù)歐姆定律可知,在電壓一定時,通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比,故D正確。
故選:D。
6.從歐姆定律可以導(dǎo)出R=。對導(dǎo)體電阻的理解,正確的是( )
A.同一導(dǎo)體的電阻與加在它兩端的電壓成正比
B.同一導(dǎo)體的電阻與通過它的電流成反比
C.導(dǎo)體兩端電壓為零時,導(dǎo)體的電阻也為零
D.電阻由導(dǎo)體本身性質(zhì)決定,與電流、電壓無關(guān)
【答案】D
【分析】電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì),只與導(dǎo)體的材料、長度、橫截面積和溫度有關(guān),與兩端的電壓和通過電流無關(guān),R=這個導(dǎo)出公式只說明導(dǎo)體電阻的大小是導(dǎo)體兩端的電壓與通過導(dǎo)體的電流大小的比值。
【解答】解:因電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì),只與導(dǎo)體的材料、長度、橫截面積和溫度有關(guān),與導(dǎo)體兩端的電壓和通過的電流無關(guān);導(dǎo)體兩端電壓為零時,其阻值不為零;故D正確,ABC錯誤。
故選:D。
7.獅山某住宅樓,夜間有居民經(jīng)過,左側(cè)的樓道燈和右側(cè)的走廊燈“自動”亮起,如圖所示。白天居民經(jīng)過,不會出現(xiàn)這種情況。已知S1為聲控開關(guān)(有聲閉合、無聲斷開),S2為光控開關(guān)(夜間閉合、白天斷開),該大樓每層連接樓道燈L1、走廊燈L2的電路為圖中的( )
A.B.
C.D.
【答案】B
【分析】根據(jù)題意分析兩個開關(guān)的連接方式;家庭電路中,用電器是并聯(lián)的,工作時互不影響。
【解答】解:
A.如圖,當(dāng)天黑時光控開關(guān)S2閉合,有人經(jīng)過時,聲控開關(guān)S1閉合,燈L1、走廊燈L2亮,但是在家庭電路中,燈泡是獨(dú)立工作的,故A錯誤;
B.當(dāng)天黑時光控開關(guān)S2閉合,有人經(jīng)過時,聲控開關(guān)S1閉合,燈L1、走廊燈L2亮,且兩燈泡是獨(dú)立工作,故B正確;
CD.若天黑了,光控開關(guān)S2閉合,不論是否有人,兩個燈都亮,與題意不符,故CD錯誤。
故選:B。
8.在電學(xué)實(shí)驗(yàn)中,遇到電路故障時常用電壓表來檢測。如圖所示,電源電壓恒為4.5V,閉合開關(guān)后兩燈均不亮,用電壓表先后測得ad、ac和ab兩端的電壓均為4.5V,則故障可能是( )
A.燈L1斷路B.燈L2斷路C.燈L1短路D.燈L2短路
【答案】A
【分析】根據(jù)電路圖可知,兩個燈泡串聯(lián)接入電路中;閉合開關(guān)后兩燈均不亮,這說明電路出現(xiàn)了斷路故障,根據(jù)電壓表示數(shù)分析電路故障的原因。
【解答】解:根據(jù)電路圖可知,兩個燈泡串聯(lián)接入電路中;閉合開關(guān)后兩燈均不亮,這說明電路出現(xiàn)了斷路故障;
用電壓表先后測得ad、ac和ab兩端的電壓均為4.5V,這說明a到電源負(fù)極、b到電源正極之間是接通的,所以故障是ab之間出現(xiàn)了斷路現(xiàn)象,即燈L1斷路。
故選:A。
9.在“探究電流與電壓的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中,小軍分別畫出了電阻R1和R2的I﹣U圖像如圖所示,下列說法正確的是( )
A.當(dāng)R1與R2兩端的電壓為0時,它們的電阻也為0
B.用不同的電阻研究電流與電壓的關(guān)系得出的結(jié)論不一樣
C.在電阻一定時,通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比
D.R1與R2的阻值之比為2:1
【答案】C
【分析】(1)電阻是導(dǎo)體阻礙電流的性質(zhì),其大小與導(dǎo)體的材料、長度,橫截面積以及導(dǎo)體的溫度有關(guān),與電壓、電流大小無關(guān);
(2)由圖像可知,兩個定值電阻R1和R2,通過它們電流都與它們兩端的電壓成正比;
(3)電阻一定時,通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比;
(4)由電阻的計(jì)算式R=可得R1與R2的阻值之比。
【解答】解:A、電阻是導(dǎo)體阻礙電流的性質(zhì),其大小與導(dǎo)體的材料、長度,橫截面積以及導(dǎo)體的溫度有關(guān),與電壓、電流大小無關(guān),故A錯誤;
B、由圖像可知,兩個定值電阻R1和R2,通過它們電流都與它們兩端的電壓成正比,用不同的電阻研究電流與電壓的關(guān)系得出的結(jié)論是一樣的,故B錯誤;
C、由圖像可知,電阻一定時,通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比,故C正確;
D、由電阻的計(jì)算式R=可得:當(dāng)I=0.2A時,U1=1V,U2=2V,故R1:R2=U1:U2=1:2,故D錯誤。
故選:C。
10.如圖所示的電路,電源電壓和燈泡L的電阻不變,閉合開關(guān)S,將滑片P向右移動時( )
A.電壓表示數(shù)變小,電流表示數(shù)變小
B.電壓表示數(shù)不變,電流表示數(shù)變大
C.電壓表示數(shù)變大,電流表示數(shù)變大
D.電壓表示數(shù)不變,電流表示數(shù)變小
【答案】D
【分析】由電路圖可知,閉合開關(guān)S,燈泡與滑動變阻器并聯(lián),電流表測流過滑動變阻器的電流,電壓表測電源兩端的電壓。根據(jù)滑片的移動可知變阻器接入電路中電阻的變化,根據(jù)歐姆定律可知通過滑動變阻器的電流變化。
【解答】解:由電路圖知,燈泡L與滑動變阻器R并聯(lián),電壓表測電源電壓,電流表測滑動變阻器支路的電流。
因電源電壓保持不變,所以,滑片移動時電壓表的示數(shù)不變;
將滑動變阻器的滑片P緩慢向右移動的過程中,變阻器接入電路中的電阻變大,由I=可知,通過滑動變阻器的電流變小,即電流表的示數(shù)變??;
綜上所述,D正確。
故選:D。
11.如圖是某款電子秤的原理圖,表盤由電壓表改裝而成,當(dāng)所稱量物體的質(zhì)量增大時( )
A.電壓表的示數(shù)增大B.電阻R的阻值增大
C.通過電阻R的電流減小D.電阻R消耗的功率增大
【答案】A
【分析】根據(jù)電路圖可知,R與R0串聯(lián)接入電路中,電壓表測量滑動變阻器滑片P上方的電壓;根據(jù)物體質(zhì)量的變化分析滑片位置的變化,根據(jù)滑動變阻器接入電路中電阻的變化分析總電阻的變化,根據(jù)歐姆定律分析電路中電流的變化;根據(jù)U=IR分析電壓表示數(shù)的變化;根據(jù)P=UI分析總功率的變化;根據(jù)P=I2R分析R功率的變化。
【解答】解:根據(jù)電路圖可知,R與R0串聯(lián)接入電路中,電壓表測量滑動變阻器滑片P上方的電壓;
當(dāng)所稱量物體的質(zhì)量增大時,滑片向下移動,由于電壓表所在電路相當(dāng)于斷路,所以滑動變阻器接入電路的電阻不變,總電阻大小不變,根據(jù)歐姆定律可知,電路中的電流不變,通過電阻R的電流;
與電壓表并聯(lián)部分的電阻變大,根據(jù)U=IR可知,電壓表示數(shù)增大;
根據(jù)P=I2R可知,R消耗的功率不變;
綜上所述,A正確。
故選:A。
12.小聰利用如圖所示電路進(jìn)行伏安法測電阻實(shí)驗(yàn),正確連接電路后,閉合開關(guān),移動滑動變阻器的滑片P時,發(fā)現(xiàn)兩個電表只有一個有示數(shù),初步檢查確認(rèn),電路接線完好,兩個電表均無故障,則發(fā)生故障的元件應(yīng)是( )
A.電源B.滑動變阻器C.定值電阻R?D.開關(guān)
【答案】C
【分析】常見的電路故障現(xiàn)象有:斷路與短路,根據(jù)電路故障現(xiàn)象分析電路故障原因。
【解答】發(fā)現(xiàn)兩個電表只有一個有示數(shù),初步檢查確認(rèn),電路接線完好,兩個電表均無故障,
A、若電源有故障,電路中沒有電流通過,電流表和電壓表都沒有示數(shù),故A不符合題意;
B、若滑動變阻器有故障,兩表同時有示數(shù)或者無示數(shù),故B不符合題意;
C、若定值電阻R?有故障,若短路,電壓表無示數(shù),電流表有示數(shù),若斷路,電流表無示數(shù),電壓表有示數(shù),故C符合題意;
D、若開關(guān)有故障,電路中沒有電流通過,電流表和電壓表都沒有示數(shù),故D不符合題意。
故選:C。
13.如圖所示的電路中,電源電壓為3V,閉合開關(guān)后,電壓表示數(shù)為3V,出現(xiàn)此故障的原因( )
A.一定是R1斷路B.一定是R2斷路
C.可能是R1短路D.可能是R2短路
【答案】D
【分析】由電路圖可知,兩電阻串聯(lián),電壓表測電阻R1兩端電壓,根據(jù)電壓表示數(shù)分析電路故障原因。
【解答】解:由電路圖可知,兩電阻串聯(lián),電壓表測電阻R1兩端電壓;開關(guān)S閉合后電壓表示數(shù)為3V,電壓表示數(shù)等于電源電壓,所以電壓表測量的是電源的電壓,所以故障是電阻R1斷路或滑動變阻器R2短路;
如果R2斷路或R1短路,電壓表示數(shù)為零,故D說法正確。
故選:D。
14.在階段復(fù)習(xí)時,老師為同學(xué)們設(shè)計(jì)了“歐姆定律”這章的實(shí)驗(yàn)知識清單,小羅同學(xué)在對比“測量未知電阻”和“研究小燈泡電阻”這兩個實(shí)驗(yàn)時,她的下列說法中不正確的是( )
A.這兩個實(shí)驗(yàn)的原理相同
B.這兩個實(shí)驗(yàn)用到的測量工具相同
C.這兩個實(shí)驗(yàn)多次測量目的不相同
D.這兩個實(shí)驗(yàn)收集的證據(jù)進(jìn)行分析處理的方法相同
【答案】D
【分析】“測量未知電阻”和“研究小燈泡電阻”,兩個實(shí)驗(yàn)都是通過測量電壓和電流,由得到阻值;掌握電學(xué)實(shí)驗(yàn)中多次測量的目的:導(dǎo)體電流和電壓的關(guān)系,是為了分析多組數(shù)據(jù)得出結(jié)論,伏安法測燈泡的電阻,是為了得出電阻與溫度的關(guān)系;伏安法測定值電阻的阻值,是為了減小誤差。
【解答】解:A.兩個實(shí)驗(yàn)都是通過測量電壓和電流,由得到阻值,所以兩個實(shí)驗(yàn)的原理相同,故A正確;
B.兩個實(shí)驗(yàn)都需要測量電壓和電流,用到電壓表和電流表,所以兩個實(shí)驗(yàn)用到的測量工具相同,故B正確;
C.測量未知電阻時,多次測量求平均值,減小誤差,研究小燈泡電阻時,多次測量,發(fā)現(xiàn)燈泡阻值與溫度的關(guān)系,所以兩個實(shí)驗(yàn)多次測量目的不相同,故C正確;
D.測量未知電阻時,多次測量求平均值減小誤差,研究小燈泡電阻時,多次測量,由于燈絲電阻是變化的,求出阻值不能求平均值,所以兩個實(shí)驗(yàn)收集的證據(jù)進(jìn)行分析處理的方法不相同,故D錯誤。
故選:D。
15.如圖所示,電源電壓保持不變,閉合開關(guān)S,將滑動變阻器的滑片P向右緩慢移動,下列分析判斷正確的是( )
A.電流表A1和電流表A2示數(shù)均變小
B.電壓表V與電流表A2的示數(shù)乘積變大
C.電流表A與電流表A1的示數(shù)之差保持不變
D.電壓表V與電流表A1的示數(shù)之比保持不變
【答案】C
【分析】由電路圖可知,閉合開關(guān)S,定值電阻R2與滑動變阻器R1并聯(lián),電壓表V測電源兩端的電壓,電流表A測干路電流,電流表A1測R1支路的電流,電流表A2測R2支路的電流。
根據(jù)電源電壓保持不變可知滑片移動時電壓表V的示數(shù)變化,根據(jù)并聯(lián)電路中各支路獨(dú)立工作、互不影響可知滑片移動時通過R2支路的電流變化,進(jìn)一步判斷出電壓表V與電流表A2的示數(shù)乘積的變化以及電流表A與電流表A1的示數(shù)之差的變化;
根據(jù)滑片的移動可知變阻器接入電路中的電阻變化,利用歐姆定律可知通過變阻器支路的電流變化。
【解答】解:由電路圖可知,閉合開關(guān)S,定值電阻R2與滑動變阻器R1并聯(lián),電壓表V測電源兩端的電壓,電流表A測干路電流,電流表A1測R1支路的電流,電流表A2測R2支路的電流。
由電源電壓保持不變可知,滑片移動時電壓表V的示數(shù)不變;因并聯(lián)電路中各支路獨(dú)立工作、互不影響,所以,滑片移動時通過R2支路的電流不變,即電流表A2的示數(shù)不變,電壓表V與電流表A2的示數(shù)乘積不變,故B錯誤;
將滑動變阻器的滑片向右緩慢移動,變阻器接入電路中的電阻變大,由I=可知,通過變阻器支路的電流變小,即電流表A1的示數(shù)變小,所以電壓表V與電流表A1的示數(shù)之比變大,故AD錯誤;
由于電流表A與電流表A1的示數(shù)之差就是通過定值電阻R2的電流,由于通過R2支路的電流不變,所以電流表A與電流表A1的示數(shù)之差不變,故C正確。
故選:C。
16.在實(shí)踐活動中,小明設(shè)計(jì)的電子測力計(jì)原理如圖所示,其中M、N均為絕緣材料,M、N間有可收縮的導(dǎo)線,彈簧上端和滑動變阻器R2的滑片P固定在一起,電源電壓恒定,R1為定值電阻,壓力F與R2連入電路的阻值大小成正比。閉合開關(guān)S,則電壓表示數(shù)U、電流表示數(shù)I與壓力F的關(guān)系圖像可能正確的是( )
A.B.
C.D.
【答案】C
【分析】由圖可知,R1、R2串聯(lián),電壓表測R2兩端電壓,電流表測電路中的電流,
壓力F與R2連入電路的阻值大小成正比,所以壓力F與R2阻值之比為k=,即F=kR2,
(1)根據(jù)串聯(lián)電路電阻規(guī)律結(jié)合歐姆定律表示通過電路的電流,分析函數(shù)關(guān)系可知通過電路的電流I隨壓力F的增大而如何變化;
(2)根據(jù)歐姆定律表示出電壓表的示數(shù),分析函數(shù)關(guān)系可知電壓表的示數(shù)U隨壓力F的增大而如何變化。
【解答】解:由圖可知,R1、R2串聯(lián),電壓表測R2兩端電壓,電流表測電路中電流,
壓力F與R2連入電路的阻值大小成正比,即F=kR2,即R2=;
CD、串聯(lián)電路總電阻等于各部分電阻之和,根據(jù)歐姆定律可得通過電路的電流:I==,分析函數(shù)關(guān)系可知通過電路的電流I隨壓力F的增大而減小,但不是線性函數(shù)關(guān)系,故C正確,D錯誤;
AB、根據(jù)歐姆定律可得出電壓表的示數(shù):U=IR2=×,分析函數(shù)關(guān)系可知電壓表的示數(shù)U隨壓力F的增大而增大,但不是線性函數(shù)關(guān)系,而且無論F怎么增大,只能無限貼近電源電壓,因而圖像是隨著F增大,增大速度越來越慢,貼近電源電壓的,故A、B錯誤。
故選:C。
第Ⅱ卷 非選擇題
二、填空題(本題共6小題,每題2分,共12分)
17.某導(dǎo)體兩端電壓為3V,通過的電流為0.1A,則該導(dǎo)體的電阻為 30Ω 。若它兩端的電壓變?yōu)?,則它的電阻是 30Ω 。
【答案】30Ω;30Ω。
【分析】知道導(dǎo)體兩端的電壓和通過的電流,根據(jù)歐姆定律求出導(dǎo)體的電阻;電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì),只與導(dǎo)體的材料、長度、橫截面積和溫度有關(guān),與兩端的電壓和通過的電流無關(guān)。
【解答】解:由I=可知,導(dǎo)體的電阻:
R===30Ω,
因電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì),與兩端的電壓和通過的電流無關(guān),
所以,電阻兩端的電壓變?yōu)?時,其阻值仍為30Ω不變。
故答案為:30Ω;30Ω。
18.如圖所示,電源電壓恒定,R1的阻值為20Ω,R2的阻值為10Ω。當(dāng)S、S2閉合,S1斷開時,電流表的示數(shù)為0.3A,則電源電壓為 6 V;當(dāng)S、S1、S2都閉合時,電流表示數(shù)為0.9A,則R3的阻值是 10 Ω。
【答案】6;10。
【分析】(1)當(dāng)S、S2閉合,S1斷開時,R3開路,R2短路,只有R1連入電路,電流表測量電路電流,根據(jù)歐姆定律求出電源電壓;
(2)當(dāng)S、S1、S2都閉合時,R2被短路,R1、R3并聯(lián),電流表測干路中的電流;先根據(jù)歐姆定律求出通過R1的電流,然后根據(jù)并聯(lián)電路電流特點(diǎn)求出通過R3的電流,再根據(jù)歐姆定律求出R3的電阻。
【解答】解:(1)當(dāng)S、S2閉合,S1斷開時,R3開路,R2被短路,只有R1連入電路,電流表測量電路電流;
由I=可知,電源電壓為:U=IR1=0.3A×20Ω=6V;
(2)當(dāng)S、S1、S2都閉合時,R2被短路,R1、R3并聯(lián),電流表測干路中的電流;
因并聯(lián)電路中各支路兩端電壓相等,所以通過R1的電流:I1===0.3A,
因并聯(lián)電路中,干路電流等于各支路電流之和,所以通過R3的電流:I3=I﹣I1=0.9A﹣0.3A=0.6A,
則由I=可得R3的電阻為:R3===10Ω。
故答案為:6;10。
19.如圖所示的電路,閉合開關(guān),流過鉛筆芯的電流IA = IB(選填“大于”“小于”或“等于”);若正常發(fā)光的燈泡突然熄滅,此時電壓表示數(shù)為0V,若只有一處故障,可能是 鉛筆芯 (選填“燈泡”或“鉛筆芯”)斷路。
【答案】=;鉛筆芯
【分析】由圖可知,燈泡與鉛筆芯串聯(lián)接入電路中,電壓表測量燈泡兩端的電壓;在串聯(lián)電路中,電流處處相等;
若正常發(fā)光的燈泡突然熄滅,此時電壓表示數(shù)為0V,這說明電壓表與電源之間是斷開的,或者與電壓表并聯(lián)的用電器短路,據(jù)此分析電路的故障。
【解答】解:由圖可知,燈泡與鉛筆芯串聯(lián)接入電路中,電壓表測量燈泡兩端的電壓;由于串聯(lián)電路中電流處處相等,所以鉛筆芯中電流從A至B的過程中,電流大小相等;
若正常發(fā)光的燈泡突然熄滅,此時電壓表示數(shù)為0V,這說明電壓表與電源之間是斷開的或者與電壓表并聯(lián)的部分短路,所以故障可能是鉛筆芯斷路或燈泡短路。
故答案為:=;鉛筆芯。
20.如圖,電源電壓為3V,開關(guān)閉合后,發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)為3V。如果電路中故障只有一處,可能是L1 斷路 或L2 短路 。
【答案】斷路;短路
【分析】根據(jù)電路圖可知,兩個燈泡串聯(lián)在電路中,電壓表測量燈泡L1兩端的電壓;電路的故障有兩種:斷路和短路;根據(jù)電壓表示數(shù)分析電路故障的原因。
【解答】解:根據(jù)電路圖可知,兩個燈泡串聯(lián)在電路中,電壓表測量燈泡L1兩端的電壓;
電源電壓為3V,開關(guān)閉合后,發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)為3V,此時電壓表測量的是電源電壓,所以故障可能是燈泡L2短路,也可能是燈泡L1斷路。
故答案為:斷路;短路。
21.如圖所示,當(dāng)開關(guān)S閉合S1斷開時,滑動變阻器的滑片向左移動,燈泡的亮度 不變 (填“變亮”、“變暗”或“不變”),電壓表的示數(shù) 變大 (填“變大”、“變小”或“不變”)。
【答案】不變;變大。
【分析】當(dāng)開關(guān)S閉合、S1斷開時,滑動變阻器與燈泡L串聯(lián),確定出電壓表所測的電壓,滑片移動時,判斷出接入電路的電阻的變化,根據(jù)歐姆定律可知電路中電流的變化,利用P=UI可知燈泡實(shí)際功率的變化,從而得出燈泡的亮暗變化,再根據(jù)U=IR判斷出電壓表的示數(shù)。
【解答】解:當(dāng)開關(guān)S閉合、S1斷開時,滑動變阻器與燈泡L串聯(lián),電壓表測滑動變阻器右半部分的電阻和燈分得的電壓之和,當(dāng)滑動變阻器的滑片P向左移動時,變阻器接入電路中的電阻不變,電路的總電阻不變,由I=可知,電路中的電流不變,因燈泡的亮暗取決于實(shí)際功率的大小,所以,由P=UI可知,燈泡的實(shí)際功率不變,燈泡亮度不變,滑片P向左移動時,與電壓表并聯(lián)的滑動變阻器的阻值變大,根據(jù)U=IR可知,電壓表的示數(shù)變大。
故答案為:不變;變大。
22.如圖所示,電源電壓保持不變。閉合開關(guān)S,當(dāng)滑動變阻器的滑片P向左移動時,電壓表V的示數(shù)與電流表A1的示數(shù)之比 變大 ,電流表A1的示數(shù)與電流表A2的示數(shù)的差 變小 (以上兩空均選填“變大”、“變小”或“不變”)。
【答案】變大;變小。
【分析】由電路圖可知,R1與R2并聯(lián),電壓表測電源兩端的電壓,電流表A2測R1支路的電流,電流表A1測干路電流;
根據(jù)電源電壓不變可知滑片移動時電壓表示數(shù)的變化,根據(jù)并聯(lián)電路中各支路獨(dú)立工作、互不影響可知滑片移動時通過R1的電流變化;根據(jù)滑片的移動可知變阻器接入電路中電阻的變化,根據(jù)歐姆定律可知通過R2的電流變化,從而得出總電流的變化;電流表A1的示數(shù)與電流表A2的示數(shù)的差為通過滑動變阻器的電流。
【解答】解:由圖可知,R1與R2并聯(lián),電壓表測電源兩端的電壓,電流表A2測R1支路的電流,電流表A1測干路電流。
因電源電壓保持不變,所以,滑片移動時,電壓表V的示數(shù)不變;
因并聯(lián)電路中各支路獨(dú)立工作、互不影響,所以,滑片移動時,通過R1的電流不變;
電壓表V的示數(shù)不變,電流表A2的示數(shù)不變;
將變阻器的滑片P向左移動時,變阻器接入電路中的電阻變大,根據(jù)歐姆定律可知,通過滑動變阻器的電流變?。桓鶕?jù)干路電流等于各支路電流之和可知電流表A1的示數(shù)變小,則電壓表V的示數(shù)與電流表A1的示數(shù)之比變大;
電流表A1的示數(shù)與電流表A2的示數(shù)的差為通過滑動變阻器的電流,故差值變小。
故答案為:變大;變小。
三.作圖題(本題共2小題,共6分)
23.小京在復(fù)習(xí)時,用兩端電壓不變的電源及其他器材再次做了如圖所示的實(shí)驗(yàn)。她將電阻絲R1、R2先后分別接入電路中的a、b兩端,閉合開關(guān)后,觀察到接入R2時,小燈泡的亮度更亮,電流表的示數(shù)更大。已知燈泡亮度變亮?xí)r,燈絲電阻變大。請分析并判斷R1與R2阻值的大小關(guān)系。(可畫電路圖輔助說明)
【答案】R1、R2分別接入電路中,等效電路如圖甲、乙所示
電源電壓U不變,電流I1<I2,燈絲電阻RL<RL′,
由歐姆定律可得:UL=I1RL,UL′=I2RL′,可知UL<UL′
由串聯(lián)電路的電壓關(guān)系可得:U1=U﹣UL,U2=U﹣UL′,U1>U2,
由歐姆定律I=可得,,,可知,R1>R2。
【分析】根據(jù)電源電壓不變,串聯(lián)電路中電源電壓等于各用電器兩端電壓之和,利用歐姆定律分析。
【解答】答:R1、R2分別接入電路中,等效電路如圖甲、乙所示
電源電壓U不變,電流I1<I2,燈絲電阻RL<RL′,
由歐姆定律可得:UL=I1RL,UL′=I2RL′,可知UL<UL′
由串聯(lián)電路的電壓關(guān)系可得:U1=U﹣UL,U2=U﹣UL′,U1>U2,
由歐姆定律I=可得,,,可知,R1>R2。
24.如圖1是一個充電式便攜榨汁杯,它內(nèi)部電路的主要部件是電動機(jī)。使用時,將蓋子擰好(安全開關(guān)S1閉合),按下工作按鈕(電源開關(guān)S2閉合),榨汁杯就會工作。為防止果汁外溢,若蓋子沒有擰好,即使按下工作按鈕,榨汁杯也不會工作。請圖2所示的虛線框內(nèi)(已畫出電源部分)完成其內(nèi)部的電路圖。
【答案】
【分析】根據(jù)兩個開關(guān)的控制作用,判斷出它們的連接關(guān)系,再根據(jù)電路的基本組成畫出電路圖。
【解答】解:由題意可知,電路中的用電器是電動機(jī),使用時,將蓋子擰好(安全開關(guān)S1閉合),按下工作按鈕(電源開關(guān)S2閉合),榨汁杯就會工作;若蓋子沒有擰好,即使按下工作按鈕,榨汁杯也不會工作,說明兩個開關(guān)是串聯(lián)的,共同控制電動機(jī)的工作,故電路圖如圖所示:
四.實(shí)驗(yàn)題(本題共3小題,共20分)
25.如圖所示,在“探究電流與電壓的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中:
(1)為了能夠完成實(shí)驗(yàn),在圖甲中用筆畫線代替導(dǎo)線將實(shí)驗(yàn)電路連接完整。
(2)閉合開關(guān)前,應(yīng)將滑動變阻器的滑片置于圖中 A (選填“A”或“B”)端。
(3)閉合開關(guān),移動滑片,記錄電流表和電壓表示數(shù),進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn),繪制出I﹣U圖象,如圖乙中a所示。根據(jù)圖象得出結(jié)論: 在電阻一定時,通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比 。
(4)實(shí)驗(yàn)完成后,將電阻換成小燈泡,重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)過程,繪制出I﹣U圖象,如圖乙中b所示。試寫出分析圖象中 A、B、C三點(diǎn)電阻RA、RB、RC大小關(guān)系的過程: RA<RC<RB 。
【答案】(1)見解答圖;(2)A;(3)在電阻一定時,通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比;(4)RA<RC<RB。
【分析】(1)滑動變阻器要“一上一下”地串聯(lián)接入電路中;
(2)閉合開關(guān)前,應(yīng)將滑動變阻器的滑片置于連入電阻最大處;
(3)分析圖象a,得出電流與電壓的關(guān)系;
(4)由(3)a圖線是正比例圖線,所以B點(diǎn)電阻與a、b相交處電阻相等,即RB=R交點(diǎn),由圖線b可知,燈泡電阻隨電壓增大而增大,可得RA、RC、R交點(diǎn)的大小關(guān)系。
【解答】解:
(1)在“探究電流與電壓的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中,滑動變阻器要改變定值電阻兩端電壓,應(yīng)與定值電阻串聯(lián),并且要一上一下接入,如圖所示:
;
(2)由實(shí)物連圖,為保護(hù)電路,閉合開關(guān)前應(yīng)將滑片置于連入電阻最大處,即A端;
(3)由圖乙中a可知,電流、電壓圖象是一條過原點(diǎn)的直線,由此可得結(jié)論:在電阻一定時,通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比;
(4)由(3)a圖線是正比例圖線,所以B點(diǎn)電阻與a、b相交處電阻相等,即RB=R交點(diǎn),
由圖線b可知,燈泡電阻隨電壓增大而增大,
所以RA<RC<R交點(diǎn),即:RA<RC<RB。
故答案為:(1)見解答圖;(2)A;(3)在電阻一定時,通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比;(4)RA<RC<RB。
26.小玲做“探究電流與電阻的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)中電源電壓為4.5V恒定不變,電流表選用“0~0.6A”量程,電壓表選用“0~3V”量程,滑動變阻器規(guī)格為“50Ω 1A”。
(1)連接電路時,開關(guān)應(yīng) 斷開 ;
(2)在如圖甲所示的電路中,閉合開關(guān),移動滑片,發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)幾乎為零,電壓表有示數(shù),原因是 電壓表串聯(lián)在電路中了 ;經(jīng)分析有一根導(dǎo)線連接錯誤,請?jiān)谶B接錯誤的導(dǎo)線上打“×”,并補(bǔ)畫出一根導(dǎo)線連接成正確的電路;
(3)小玲連接好正確電路后,在AB間分別接入阻值不同的電阻R,測量了五組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),其中第2組實(shí)驗(yàn)的電流表示數(shù)如圖乙所示為 0.3 A;
(4)小玲根據(jù)正確的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論: 當(dāng)導(dǎo)體兩端的電壓一定時,通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比 ;
(5)以上實(shí)驗(yàn)控制AB間的電壓為 3 V不變,為了使實(shí)驗(yàn)結(jié)論更可靠,小玲想繼續(xù)保持此電壓不變再多測幾組數(shù)據(jù),請計(jì)算AB間允許接入電阻R的阻值范圍是 5~100 Ω。
【答案】(1)斷開;(2)電壓表串聯(lián)在電路中了;見解析;(3)0.3;(4)當(dāng)導(dǎo)體兩端的電壓一定時,通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比;(5)3;5~100。
【分析】(1)連接電路時,為保護(hù)電路,開關(guān)應(yīng)斷開;
(2)此實(shí)驗(yàn)中,電流表、滑動變阻器、燈泡應(yīng)串聯(lián),電壓表與用電器AB并聯(lián),由此分析解答;
(3)結(jié)合電流表的量程、分度值讀數(shù);
(4)根據(jù)正確的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論:當(dāng)導(dǎo)體兩端的電壓一定時,通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比;
(5)根據(jù)(3)中的分析即可得到AB間的電壓;
電路中電流最大時定值電阻和滑動變阻器接入電路中的電阻都最小,根據(jù)歐姆定律求出電路中的定值電阻的最小值;
滑動變阻器的最大電阻為50Ω,當(dāng)滑動變阻器的電阻最大時,定值電阻阻值也最大,根據(jù)歐姆定律求出此時電路中的電流,根據(jù)R=算出定值電阻的最大值。
【解答】解:(1)連接電路時,為保護(hù)電路,開關(guān)應(yīng)斷開;
(2)由圖甲知,電壓表串聯(lián)在電路中,由于電壓表自身電阻非常大,所以用電器AB不工作,電流表無示數(shù);
滑動變阻器、用電器AB應(yīng)串聯(lián),電壓表應(yīng)與用電器AB并聯(lián),可以將用電器AB右側(cè)連接滑動變阻器的導(dǎo)線改接到電壓表負(fù)接線柱上,如圖所示:
(3)電流表選小量程,則分度值為0.02A,讀數(shù)為0.3A;
(4)根據(jù)正確的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論:當(dāng)導(dǎo)體兩端的電壓一定時,通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比;
(5)電流表的量程為0~0.6A,變阻器允許通過的最大電流為1A,為了保證電路的安全,電路中的最大電流為0.6A,此時定值電阻和變阻器接入電路中的電阻都最?。篟小=5Ω;因變阻器的最大電阻為50Ω,當(dāng)滑動變阻器的電阻最大時,定值電阻阻值也最大;當(dāng)變阻器接入電路中的阻值最大時,此時電路中的電流I===0.03A,定值電阻的最大阻值:R大===100Ω。
故答案為:(1)斷開;(2)電壓表串聯(lián)在電路中了;見解析;(3)0.3;(4)當(dāng)導(dǎo)體兩端的電壓一定時,通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比;(5)3;5~100。
27.在“測量電阻”的實(shí)驗(yàn)中,小亮設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路,電源電壓恒為3V,小燈泡的額定電壓為2.5V。
(1)請你用筆畫線代替導(dǎo)線將圖甲所示的電路連接完整;(要求:滑動變阻器滑片向左移動時小燈泡變亮,且導(dǎo)線不交叉)
(2)連接好電路后,閉合開關(guān),小亮移動滑片,發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮,電壓表無示數(shù),電流表有示數(shù),則故障原因可能是 測量電阻短路 (選填“測量電阻短路”或“測量電阻斷路”);
(3)排除故障后,移動滑片到某一位置,電壓表的示數(shù)如圖乙所示,電壓表的讀數(shù)為 1.8 V,要測量小燈泡正常發(fā)光時的電流,應(yīng)將圖甲中滑動變阻器的滑片向 左 (選填“左”或“右”)移動;
(4)小亮根據(jù)測得的數(shù)據(jù)繪制了小燈泡的I﹣U圖像如圖丙所示,小燈泡的I﹣U圖像出現(xiàn)彎曲的原因是 燈絲的電阻隨溫度的升高而增大 ,小燈泡正常發(fā)光時的電阻是 5 Ω。
【答案】(1)見上圖;(2)測量電阻短路;(3)1.8;左;(4)燈絲的電阻隨溫度的升高而增大;5。
【分析】(1)電壓表應(yīng)與燈泡并聯(lián),同時滑動變阻器應(yīng)串聯(lián)入電路中,滑片P向左移動時燈泡變亮,由此確定其接線情況;
(2)逐一分析可能的故障情況,找出符合題意的答案;
(3)根據(jù)電壓表選用小量程確定分度值讀數(shù);
燈在額定電壓下正常發(fā)光,比較電壓表示數(shù)與額定電壓的大小,根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律及分壓原理確滑片移動的方向;
(4)燈絲的電阻隨溫度的升高而增大;根據(jù)繪制的圖丙所示圖像可知燈在額定電壓下的電流,由歐姆定律求出小燈泡正常發(fā)光時的電阻。
【解答】解:
(1)測量小燈泡電阻的實(shí)驗(yàn)中,電壓表應(yīng)與燈泡并聯(lián);滑動變阻器應(yīng)“一上一下”串聯(lián)接入電路中,由題知,滑片向左移動時燈泡變亮,說明電路中電流變大,變阻器連入阻值變小,故應(yīng)將其左下接線柱接入電路中,如圖所示:
;
(2)若小燈泡短路,燈泡不亮,電壓表沒有示數(shù),電路為通路,電流表有示數(shù),符合題意;若小燈泡斷路,電流表沒有示數(shù),電壓表串聯(lián)在電路中測電源電壓,電壓表有示數(shù),不符合題意,因此故障原因可能是測量電阻短路;
(3)按照要求正確組裝電路,閉合開關(guān)。移動滑片到某一位置,電壓表的示數(shù)如圖乙所示,電壓表選用小量程,分度值為0.1V,讀數(shù)為1.8V;
燈在額定電壓下正常發(fā)光,1.8V小于燈的額定電壓2.5V,應(yīng)增大燈的電壓,根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律,應(yīng)減小變阻器的電壓,由分壓原理,應(yīng)減小變阻器連入電路中的電阻大小,應(yīng)將圖甲中滑動變阻器的滑片向左端移動,使電壓表的示數(shù)為2.5V;
(4)小燈泡的I﹣U圖像出現(xiàn)彎曲的原因是燈絲的電阻隨溫度的升高而增大;
根據(jù)繪制的圖丙所示圖像知,燈在額定電壓下的電流為0.5A,由歐姆定律可知小燈泡正常發(fā)光時的電阻為:
R=。
故答案為:(1)見上圖;(2)測量電阻短路;(3)1.8;左;(4)燈絲的電阻隨溫度的升高而增大;5。
五.計(jì)算題(本題共3小題,共30分)
28.在圖(a)所示的電路中,電源電壓為10V且保持不變,電阻R1的阻值為5Ω,滑動變阻器R2上標(biāo)有“10Ω 1A”字樣。閉合開關(guān)S后,電路中的電流為1A。求:
①電阻R1兩端的電壓;
②變阻器R2連入電路的阻值;
③現(xiàn)用R0(阻值可能為10Ω、15Ω或20Ω)替換R1,并將一電壓表并聯(lián)在電路中,移動變阻器滑片P到某位置,電路正常工作,電壓表、電流表示數(shù)如圖(b)所示。請通過計(jì)算判斷電壓表并聯(lián)的位置及R0的阻值。
【答案】(1)電阻R1兩端的電壓為5V;(2)變阻器R2連入電路的阻值為5Ω;(3)①電壓表應(yīng)并聯(lián)在R2兩端時,此時R0=20Ω;②電壓表并聯(lián)在電源兩端,R0=15Ω或20Ω。
【分析】(1)利用歐姆定律求出電阻R1兩端的電壓;
(2)R1與R2串聯(lián),根據(jù)電壓規(guī)律可知R2的電壓,有歐姆定律可求得R2的阻值;
(3)根據(jù)電源電壓以及電流表的示數(shù)(2A或0.4A),可求出電路中的電阻值,進(jìn)一步可判斷出電流表的確切示數(shù),由此可知電路中的總電阻,進(jìn)一步可選擇可能的電阻值,通過電壓表的示數(shù)確定電壓表并聯(lián)的位置及R0的阻值。
【解答】解:(1)已知,電阻R1=5Ω,串聯(lián)電路,電流相等,即通過R1電流I=1A,由歐姆定律可知,此時電阻R1兩端的電壓為:U1=IR1=1A×5Ω=5V;
(2)已知電源電壓U=10V,根據(jù)串聯(lián)電路電壓規(guī)律:電源電壓等于各用電器電壓之和,所以U2=U﹣U1=10V﹣5V=5V,則R2===5Ω;
(3)已知滑動變阻器R2上標(biāo)有“10Ω 1A”字樣,所以電流表的示數(shù)不能為2A,應(yīng)為I2=0.4A,則此時電路中的電阻R′===25Ω,由于R2的最大阻值為10Ω,根據(jù)串聯(lián)電路電阻關(guān)系,所以R0不可能是10Ω,①當(dāng)R0為15Ω時,R2=25Ω﹣15Ω=10Ω,則R0的電壓U0=IR0=0.4A×15Ω=6V,R2的電壓U2=IR2=0.4A×10Ω=4V;②當(dāng)R0為20Ω時,R2=25Ω﹣20Ω=5Ω,則R0的電壓U0=IR0=0.4A×20Ω=8V,R2的電壓U2=IR2=0.4A×5Ω=2V,所以電壓表的示數(shù)為2V時,電壓表應(yīng)并聯(lián)在R2兩端時,此時R0=20Ω;當(dāng)電壓表示數(shù)為10V時,電壓表并聯(lián)在電源兩端,R0=15Ω或20Ω。
答:(1)電阻R1兩端的電壓為5V;(2)變阻器R2連入電路的阻值為5Ω;(3)①電壓表應(yīng)并聯(lián)在R2兩端時,此時R0=20Ω;②電壓表并聯(lián)在電源兩端,R0=15Ω或20Ω。
29.如圖所示的電路中,電源電壓不變,定值電阻R2的阻值為5Ω,S2為單刀雙擲開關(guān)。當(dāng)開關(guān)S1斷開,S2接b時,電流表的示數(shù)為0.6A。求:
(1)電源電壓;
(2)當(dāng)開關(guān)S1閉合、S2接b時,電流表的示數(shù)為0.9A,定值電阻R1的阻值。
【答案】答:(1)電源電壓為3V;
(2)當(dāng)開關(guān)S1閉合、S2接b時,電流表的示數(shù)為0.9A,定值電阻R1的阻值為10Ω。
【分析】(1)當(dāng)開關(guān)S1斷開,S2接b時,電路為R2的簡單電路,電流表測量電路電流且示數(shù)為0.6A,電源電壓等于R2兩端的電壓,根據(jù)歐姆定律可得出電源電壓;
(2)當(dāng)開關(guān)S1閉合、S2接b時,兩電阻并聯(lián),電流表測量干路電流,因并聯(lián)電路各支路獨(dú)立工作、互不影響,可知通過R2的電流仍為0.6A,根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)可知通過R1的電流,根據(jù)歐姆定律可知定值電阻R1的阻值。
【解答】解:(1)當(dāng)開關(guān)S1斷開,S2接b時,電路為R2的簡單電路,電流表測量電路電流且示數(shù)為0.6A,
電源電壓等于R2兩端的電壓,根據(jù)歐姆定律可知電源電壓為U=I2R2=0.6A×5Ω=3V;
(2)當(dāng)開關(guān)S1閉合、S2接b時,兩電阻并聯(lián),電流表測量干路電流,因并聯(lián)電路各支路獨(dú)立工作、互不影響,可知通過R2的電流仍為0.6A,根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)可知通過R1的電流I1=I﹣I2=0.9A﹣0.6A=0.3A,
根據(jù)歐姆定律可知定值電阻R1的阻值R1===10Ω。
答:(1)電源電壓為3V;
(2)當(dāng)開關(guān)S1閉合、S2接b時,電流表的示數(shù)為0.9A,定值電阻R1的阻值為10Ω。
30.熱敏電阻的阻值會隨溫度的改變而改變。圖甲是用熱敏電阻測量環(huán)境溫度的電路,電路中電流表的量程為0~0.02A,滑動變阻器R的銘牌上標(biāo)有“150Ω 0.3A”字樣。Rt為熱敏電阻,其阻值隨環(huán)境溫度變化關(guān)系的圖像如圖乙所示,電源電壓保持不變。請完成下列問題:
(1)將此電路放入溫度為20℃的環(huán)境中,閉合開關(guān)S,調(diào)節(jié)滑片P,使滑動變阻器接入電路的電阻R=100Ω,此時電流表的示數(shù)為0.01A,求電源電壓。
(2)若環(huán)境溫度為40℃時,要保證整個電路元件的安全,求滑動變阻器所能接入的最小阻值。
(3)求此電路能測量的最高環(huán)境溫度為多少攝氏度?
【答案】(1)電源電壓為5V;
(2)滑動變阻器所能接入的最小阻值是50Ω;
(3)此電路能測量的最高環(huán)境溫度為50℃。
【分析】(1)分析清楚電路結(jié)構(gòu),由圖示圖象讀出此時熱敏電阻的阻值,然后由電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出電源電壓。
(2)由圖示圖象讀出環(huán)境溫度為40℃時熱敏電阻的阻值,分析得出電路中的最大電流,然后應(yīng)用串聯(lián)電路特點(diǎn)與歐姆定律求出滑動變阻器的最小阻值。
(3)小量程電流表A允許通過的電流最大時,電路中的電阻最小,隨著溫度的升高熱敏電阻Rt逐漸減小,當(dāng)滑動變阻器達(dá)到最大阻值時,熱敏電阻達(dá)到最小阻值,此時熱敏電阻正常工作的環(huán)境溫度達(dá)到最高值。
【解答】解:(1)由電路圖可知,滑動變阻器與熱敏電阻串聯(lián),電流表測電路電流,
由圖乙所示圖象可知,溫度為20℃時,熱敏電阻的阻值為400Ω,
由電阻的串聯(lián)和歐姆定律可知,電源電壓:U=I(Rt+R)=0.01A×(400Ω+100Ω)=5V;
(2)由圖乙所示圖象可知,溫度為40℃時,熱敏電阻的阻值為200Ω,
電流表的量程為0~0.02A,滑動變阻器R的銘牌上標(biāo)有“150Ω 0.3A”字樣,則為了保證電路的安全,電路中的最大電流為0.02A,
由I=可知,電路的最小總電阻:R總小===250Ω,
滑動變阻器的最小阻值:R滑最小=R總小﹣Rt′=250Ω﹣200Ω=50Ω;
(3)熱敏電阻阻值越小,環(huán)境溫度最高,電路電流最大為0.02A時,根據(jù)串聯(lián)電路總電阻等于各電阻之和可知:Rt?。絉總﹣R滑最大=250Ω﹣150Ω=100Ω,由圖乙可知其工作的最高環(huán)境溫度50℃。
答:(1)電源電壓為5V;
(2)滑動變阻器所能接入的最小阻值是50Ω;
(3)此電路能測量的最高環(huán)境溫度為50℃。
實(shí)驗(yàn)組次
1
2
3
4
5
電阻R/Ω
5
10
15
25
30
電流I/A
0.6
0.2
0.12
0.1
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