考點一 探究電流與電壓的關系
1.(23-24九年級上·河北石家莊·期中)如圖所示,探究“電流跟電壓的關系”實驗中,下列說法不正確的是( )
A.探究電流跟電壓的關系時,需要控制導體的電阻一定
B.滑動變阻器可以起到改變定值電阻兩端電壓的作用
C.實驗的結論是:電流跟電壓成正比
D.多次實驗是為了得到普遍規(guī)律
【答案】C
【解析】AB.根據(jù)控制變量法可知,在探究電流跟電壓的關系時,需要控制導體的電阻一定,通過調節(jié)滑動變阻器可以改變接入電路中的電阻,從而改變定值電阻兩端的電壓,故AB正確,不符合題意;
C.由歐姆定律可知,當電阻一定時,通過導體的電流跟導體兩端的電壓成正比,故C錯誤,符合題意;
D.在該實驗中,通過多次實驗可以避免偶然性,從而得到電流跟電壓之間的普遍規(guī)律,故D正確,不符合題意。
故選C。
2.(23-24九年級上·廣東珠?!て谥校┠惩瑢W利用如圖所示的電路探究“電流與電壓的關系”,下列有關說法正確的是( )
A.為了方便觀察實驗現(xiàn)象,可以將R1換成小燈泡
B.可調節(jié)滑動變阻器得滑片,使電壓表的示數(shù)產生變化
C.實驗開始前,滑動變阻器滑片應該移至最左端
D.實驗的結論是:電阻一定時,電壓與電流成正比
【答案】B
【解析】A.探究電流與電壓的關系,需要保持電阻不變,而燈絲的電阻隨溫度的變化而變化,所以不可以將R1換成小燈泡,故A錯誤;
B.探究電流與電壓的關系時,需要改變定值電阻兩端的電壓,進而改變電路中的電流,因此可調節(jié)滑動變阻器得滑片,使電壓表的示數(shù)產生變化,故B正確;
C.為了保護電路,閉合開關前,應將滑動變阻器的滑片移到最大阻值處,由圖可知,滑片左側電阻絲接入電路,所以滑片應移至阻值最大的最右端,故C錯誤;
D.實驗中使用的是同一個電阻,控制的是電阻不變,改變電壓電阻兩端的電壓,電路中的電流也跟著變化,電壓變化是因,電流變化是果,所以實驗的結論為:電阻一定時,電流與電壓成正比,故D錯誤。
故選B。
3.(23-24九年級上·四川內江·期中)小明利用如圖所示的實驗裝置探究“電流跟電壓的關系”,電源電壓為3V,定值電阻的阻值為5Ω,滑動變阻器標有“20Ω 1A”字樣。
(1)請用筆畫線代替導線將圖中元件連成完整的實驗電路(要求符合實驗規(guī)范) ;
(2)剛連完最后一條導線,小明發(fā)現(xiàn)兩電表的指針都發(fā)生了偏轉, 其原因可能是( )
A.滑動變阻器連接錯誤
B.電阻R開路
C.開關未斷開
(3)小明把上面的問題解決后,檢查發(fā)現(xiàn),開關斷開時,電壓表的指針指到零刻度的左邊,其原因是 ;
(4)解決了所有問題后,小明通過實驗得到了五組數(shù)據(jù)如下表所示:
在獲得第3組數(shù)據(jù)后,要得到第4組數(shù)據(jù),應將滑片P向 端移;(選填“A”或“B”)
(5)通過分析表中數(shù)據(jù),可以知道第3次實驗中滑動變阻器的阻值為 Ω。
(6)分析討論時,同組的小李通過計算發(fā)現(xiàn)表格中有一組錯誤數(shù)據(jù),你認為是第 組。
(7)排除錯誤數(shù)據(jù)分析可得,電阻一定時,導體中的電流跟導體兩端的電壓成 比。
【答案】(1)見解析 (2)C (3)電壓表沒有調零 (4)A
(5)5 (6)1 (7)正
【解析】(1)電源電壓3V,故電壓表選用小量程,滑動變阻器選一上一下接線柱接入電路,如圖所示:
(2)連接電路時,開關要斷開。剛連完最后一條導線,小明發(fā)現(xiàn)兩電表的指針都發(fā)生了偏轉, 其原因可能是連接電路時,開關未斷開。
故選C。
(3)電壓表使用前,要觀察量程,認清分度值,指針調零;開關斷開時,電壓表的指針指到零刻度的左邊,其原因是電壓表沒有調零。
(4)定值電阻和滑動變阻器串聯(lián),根據(jù)串聯(lián)電路電壓規(guī)律,在獲得第3組數(shù)據(jù)后,要得到第4組數(shù)據(jù),定值電阻兩端電壓增大,則變阻器兩端電壓減小,再根據(jù)串聯(lián)電壓分壓規(guī)律,變阻器接入阻值減小,按所連接電路可知,變阻器滑片P向A端移動。
(5)由表格數(shù)據(jù)可知,第3次實驗電路中電流為0.3A,則電路中總電阻為
根據(jù)串聯(lián)電路電阻規(guī)律,可知此時變阻器接入的阻值為
(6)當定值電阻兩端電壓為0.5V時,變阻器兩端電壓為
則此時變阻器需接入電路的阻值為
大于滑動變阻器的最大阻值,故第一組數(shù)據(jù)是錯誤的。
(7)分析表格中數(shù)據(jù)可得,數(shù)據(jù)分析可得,電阻一定時,導體中的電流跟導體兩端的電壓成正比。
4.(23-24九年級上·山東煙臺·期中)在“探究電流與電壓關系”的實驗中,圖甲是某實驗小組設計的電路,電源電壓3V保持不變。
(1)請用筆畫線代替導線,在圖甲中完成電路連接,要求滑片P向右端滑動時,電流表的示數(shù)變大;
(2)連接電路時,開關應該 ;
(3)檢查無誤后,閉合開關發(fā)現(xiàn)電流表幾乎無示數(shù),電壓表示數(shù)接近0V。移動滑片P,兩電表示數(shù)均無變化,則電路故障可能是 ;
(4)排除故障后,實驗中測得五組數(shù)據(jù),并繪制出定值電阻R的I-U圖像如圖乙所示。由圖像可得:
①實驗中所用定值電阻R的阻值為 Ω;
②實驗結論: ;
③多次實驗的目的是 ;
(5)實驗結束后,小卓同學向老師提出可以用小燈泡來代替定值電阻,進行電流與電壓關系的實驗探究,你認為這個實驗操作 (填“可行”或“不可行”),原因是 。
【答案】(1)見解析 (2)斷開 (3)滑動變阻器斷路 (4)5
導體電阻一定時,通過導體的電流與導體兩端的電壓成正比 為了尋找普遍規(guī)律
(5) 不可行 燈泡燈絲的電阻隨溫度的變化而變化
【解析】(1)[1]滑片P向右端滑動時,電流表的示數(shù)變大,說明變阻器連入電路的阻值變小,故滑動變阻器應接右下接線柱,如圖所示
(2)[2]為了保護電路,連接電路時開關應斷開。
(3)[3]閉合開關,電流表幾乎無示數(shù),說明電路可能有斷路,電壓表示數(shù)接近0V,說明除定值電阻外的電路出現(xiàn)斷路,所以電路故障可能是滑動變阻器斷路或開關斷路等。
(4)①[4]由圖像可知,當定值電阻兩端的電壓為2.5V時,通過定值電阻的電流為0.5A,由歐姆定律可知,定值電阻的阻值為
②[5]由題圖乙可知,繪制出電阻R的I-U圖像為過原點的直線,據(jù)此可得結論:導體電阻一定時,通過導體的電流與導體兩端的電壓成正比。
③[6]由于一次實驗得到的結論具有偶然性,所以多次實驗的目的是為了尋找普遍規(guī)律。
(5)[7][8]探究電流與電壓的關系,需要保持電阻不變,而燈泡燈絲的電阻隨溫度的變化而變化,所以不能用小燈泡做此實驗。
考點二 探究電流與電阻的關系
5.(23-24九年級上·重慶江津·期中)如圖所示,在“探究電流與電阻的關系”時,電源電壓恒為4.5V,R1可選用5Ω、10Ω、20Ω的電阻,滑動變阻器R2規(guī)格為“25Ω 0.5A”,電壓表(量程為0V~3V),電流表(量程為0~0.6A)。下列說法正確的是( )
A.多次實驗是為了減小誤差
B.實驗中可保持R1兩端電壓為3V
C.將R1由10Ω換成20Ω,需要向右調節(jié)滑動變阻器的滑片
D.若實驗電壓的預設值為1.5V,要獲得3組實驗數(shù)據(jù),要更換最大阻值為40Ω的滑動變阻器
【答案】D
【解析】A.多次實驗是為了尋找普遍規(guī)律,故A錯誤;
B.實驗中若保持兩端電壓為3V,當時,電路電流為
會損壞滑動變阻器,故B錯誤;
C.探究電流與電阻的關系,要控制電壓不變,將R1由10Ω換成20Ω,根據(jù)串聯(lián)分壓原理可知,兩端電壓會增大,要使電壓保持不變,需增大滑動變阻器所分電壓,需向左調節(jié)滑動變阻器,故C錯誤;
D.實驗電壓預設值為1.5V時,定值電阻為最大20Ω,此時變阻器分壓為3V,此時電路中電流
此時變阻器連入電路的阻值
故D正確。
故選D。
6.(23-24九年級上·山東臨沂·期中)某同學在探究“導體電流與電阻關系”時,選擇了5Ω、10Ω、15Ω、20Ω四個電阻進行實驗,實驗電路圖如圖所示。關于實驗下列說法正確的是( )
A.閉合開關前,滑動變阻器的滑片應置于最左邊
B.滑動變阻器的作用是控制電阻兩端的電壓一定
C.將5Ω的電阻換成10Ω時,應將滑片向左移
D.實驗獲得多組數(shù)據(jù)是為了減小實驗誤差
【答案】B
【解析】A.閉合開關前,為保護電路,滑動變阻器的滑片P應置于最大阻值處,由圖可知該實驗中P應置于右端,故A錯誤;
B.在探究“導體電流與電阻關系”時,更換定值電阻時,要用滑動變阻器來保持電阻兩端電壓不變,故B正確;
C.實驗過程中電源電壓不變,定值電阻兩端的電壓不變,則滑動變阻器兩端的電壓不變,因串聯(lián)電路中導體兩端的電壓之比等于電阻之比,則定值電阻和滑動變阻器接入電路的阻值之比不變,所以將5Ω電阻換成10Ω電阻時,需增大滑動變阻器接入電路的阻值,所以滑動變阻器的滑片應向右移動,故C錯誤;
D.探究電流跟電阻的關系時,要控制電壓不變,多次改變定值電阻的阻值,記錄電流值,判斷電流跟電阻的關系,得出普遍規(guī)律,故D錯誤。
故選C。
7.(23-24九年級上·四川瀘州·期中)在探究“導體的電流與電阻的關系”的過程中,小潞和同學們用6V的直流電源,電流表(0~0.6A),電壓表(0~3V),開關,阻值分別為5Ω、10Ω、15Ω、20Ω和25Ω的定值電阻各1個,滑動變阻器1個(50Ω 1A),導線若干,進行了以下實驗:
(1)小潞連接的實物電路如圖甲所示,有一根導線沒有連接,請你用筆畫線代替導線幫他連接完整。要求:開關閉合前無需移動滑片 ;
(2)小潞連好電路并檢查無誤后閉合開關,調節(jié)滑動變阻器,使電壓表的示數(shù)為3V,此時電流表示數(shù)如圖乙所示,此時接入的定值電阻為 Ω;
(3)接著小潞將(2)問中的定值電阻換成15Ω電阻,接下來她應將滑動變阻器的滑片向 (填“左”或“右”)移動,當觀察到電壓表示數(shù)為3V時,再次記錄電流表示數(shù);
(4)為了用上所有的定值電阻正確完成五次實驗,所選滑動變阻器的最大阻值不能小于 Ω;
(5)為了用上所有的定值電阻正確完成五次實驗,并保證電路及元件安全,電壓表示數(shù)設置的范圍為 V~3V;
(6)小潞完成五次實驗后,根據(jù)所得數(shù)據(jù)畫出電流與電阻關系的圖像如圖丙,且實驗中各電路元件完好,讀數(shù)、記錄均正確。但老師發(fā)現(xiàn)五次實驗中有一次未移動滑動變阻器滑片控制電壓表示數(shù)一定,根據(jù)圖丙中的數(shù)據(jù)分析,阻值為 的定值電阻連入電路時未移動滑片;
(7)去掉出錯的實驗數(shù)據(jù),分析可得到的結論是:當電壓一定時,通過導體的電流與導體的電阻成 比。
【答案】(1)見解析 (2)10 (3)右 (4)25
(5)2 (6) (7)反
【解析】(1)閉合開關前,變阻器滑片要位于阻值最大處,所以滑動變阻器選擇左下接線柱串聯(lián)到電路中,作圖如下:
(2)由圖乙可知,電流表選擇小量程,分度值為0.02A,讀數(shù)為0.3A。電壓表測量定值兩端的電壓,示數(shù)為3V。由歐姆定律知,接入電路的定值電阻為
(3)將(2)問中的定值電阻換成15Ω電阻,接入電路的定值電阻的阻值變大,由分壓原理可知,定值電阻兩端的電壓變大,在探究導體的電流與電阻關系的實驗中,應控制定值電阻兩端的電壓保持不變,根據(jù)串聯(lián)電路電壓特點,應增大滑動變阻器兩端的電壓,由分壓原理可知,滑動變阻器接入電路的阻值要變大,因此應將滑片向右移動,當觀察到電壓表示數(shù)為3V時,再次記錄電流表的示數(shù)。
(4)由串聯(lián)分壓原理可知,定值電阻的阻值越大,所需滑動變阻器的阻值越大,當定值電阻的阻值為25Ω時,所需滑動變阻器的阻值最大。由串聯(lián)電路電流處處相等和串聯(lián)電壓特點可得
解得,所以為了用上所有的定值電阻正確完成五次實驗,所選滑動變阻器的最大阻值不能小于。
(5)當定值電阻選25Ω、滑動變阻器為最大阻值時,此時電路中的電流最小,電路中的電流為
此時定值電阻兩端的電壓為電壓表示數(shù)范圍設置最小值,最小的電壓為
U小=I小R5=0.08A×25Ω=2V
電壓表的量程為0~3V,由上述實驗可知,電壓表設置的最大值為3V。因此為了用上所有的定值電阻正確完成五次實驗,并保證電路及元件安全,電壓表示數(shù)設置的范圍為2V~3V。
(6)由實驗可知,定值電阻兩端的電壓為3V且保持不變。由圖丙可知,當定值電阻阻值為20Ω時,電流為0.18A。此時定值電阻兩端的電壓為
因此該次實驗中未移動滑動變阻器滑片控制電壓表示數(shù)一定。
(7)去掉出錯的實驗數(shù)據(jù),分析圖丙可知,對應電流和電阻的乘積為定值,所以可得:當電壓一定時,通過導體的電流與導體的電阻成反比。
8.(23-24九年級上·河北邯鄲·期中)“探究電流與電壓和電阻的關系”的實驗中,準備的電學器材如下:電源是、電流表、電壓表、滑動變阻器R標有“”、定值電阻(、、、)、開關、導線若干。
(1)“探究電流與電壓的關系”實驗。
①按如圖甲所示電路圖連接實物,某同學閉合開關前,發(fā)現(xiàn)電流表指針如圖乙所示,則原因是: ;
②糾正錯誤后開始實驗,移動滑動變阻器的滑片使電阻兩端電壓由逐漸增大到2V、,讀出所對應的電流值。其中第二次電流表示數(shù)如圖丙所示為 A.實驗數(shù)據(jù)如表所示;
③分析數(shù)據(jù),得出結論: ;
④分析表中數(shù)據(jù)可知該同學所用的定值電阻阻值為 Ω。
(2)“探究電流與電阻的關系”實驗。
①將的定值電阻接入A、B兩點間,調節(jié)滑動變阻器的滑片P,使電壓表示數(shù)為2V,讀出電流表示數(shù);
②接下來用的電阻替換的電阻,閉合開關,調節(jié)滑動變阻器的滑片P,使滑片向 移動(選填“左”或“右”),使電壓表示數(shù)保持2V不變,讀出電流表示數(shù);
③將實驗器材中 (選填“、、、”)定值電阻接入A、B兩點間,無論怎樣移動滑片P都無法完成實驗。
【答案】(1)電流表未調零 0.2 當
導體電阻一定時,通過導體的電流與導體兩端的電壓成正比 10
(2)右 30Ω
【解析】(1)①[1]開關閉合前,發(fā)現(xiàn)電流表指針在零刻度線左端,其原因是電流表未調零。
②[2]由圖丙可知,電流表選用小量程,分度值為0.02A,其示數(shù)為0.2A。
③[3]探究通過導體的電流與導體兩端電壓的關系時,需控制電阻不變,結論是:當導體電阻一定時,通過導體的電流與導體兩端的電壓成正比。
④[3]根據(jù)歐姆定律可得,定值電阻的阻值
(2)②[1]根據(jù)串聯(lián)分壓原理可知,將定值電阻20歐姆替換10歐姆的電阻,電阻增大,其分得的電壓增大,探究電流與電阻的實驗中應控制電壓不變,應保持電阻兩端的電壓不變,根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律可知應增大滑動變阻器分得的電壓,由分壓原理可知,應增大滑動變阻器接入電路的電阻,即向右移動滑片使定值電阻兩端的電壓保持不變,為2V。
③[2]圖中電源電壓為4.5V,當AB間換成30歐姆的電阻時,電路的電流為
根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律可知,滑動變阻器兩端的電壓為
此時滑動變阻器接入電路的電阻為
即變阻器的最大阻值至少為37.5歐姆,所以當AB間換成30歐姆的電阻時,無論怎樣移動滑片P,都無法完成實驗是因為滑動變阻器的電阻太小了。
9.(23-24九年級上·山東青島·期中)小明在“探究電流跟電阻的關系”的實驗中,設計的電路圖如圖所示,電源電壓為6V。
(1)閉合開關S,發(fā)現(xiàn)電流表、電壓表均無示數(shù),若電路中只有一處故障,則可能是 ;
(2)排除故障后,小明進行實驗,實驗數(shù)據(jù)記錄如表。表格中有一組數(shù)據(jù)是錯誤的,錯誤的數(shù)據(jù)及原因是 ;
(3)小明想多做一組實驗,于是把20Ω的定值電阻換成30Ω的定值電阻,發(fā)現(xiàn)無論怎樣移動滑動變阻器滑片,都無法完成實驗,則滑動變阻器的最大阻值 (填“大于”或“小于”)60Ω;
(4)在探究“通過電阻的電流跟電壓的關系”時,需要改變定值電阻R兩端的電壓,從而得到多組電壓、電流值,具體操作方法是 。
【答案】(1)滑動變阻器(或開關或電流表)斷路
(2)第3次實驗數(shù)據(jù)錯誤,原因是定值電阻為20Ω時沒有控制電壓不變
(3)小于 (4)保持定值電阻不變,調節(jié)滑片
【解析】(1)閉合開關發(fā)現(xiàn)電流表無示數(shù),可能是整個電路斷路,電壓表無示數(shù),則電壓表到電源兩極有斷路,所以原因可能是滑動變阻器(或開關或電流表)斷路。
(2)探究“電流跟電阻的關系”實驗中,要控制定值電阻兩端的電壓不變,由表中數(shù)據(jù)可知,通過電阻的電流與電阻之積為
0.4A×5Ω=0.2A×10Ω=2V≠0.15A×20Ω=3V
因此第3組數(shù)據(jù)錯誤,原因是沒有控制定值電阻兩端的電壓不變。
(3)根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律,滑動變阻器分得的電壓
U滑=U-UV=6V-2V=4V
滑動變阻器分得的電壓為定值電阻的2倍,根據(jù)串聯(lián)分壓原理,當接入30Ω定值電阻時,滑動變阻器連入電路中的電阻應為
R滑=2×30Ω=60Ω
若此時無法完成實驗,原因可能是滑動變阻器的最大電阻小于60Ω。
(4)探究通過電阻的電流跟電壓的關系時,按控制變量法的要求,需控制電阻不變,通過調節(jié)滑動變阻器滑片改變電阻兩端的電壓,此時電路中的電流也隨之改變。
考點三 對歐姆定律的理解
10.(23-24九年級上·安徽淮南·期中)關于歐姆定律中,公式變形為。下列說法正確的是( )
A.說明當電壓U一定時,導體的電流I越大,導體的電阻越小
B.說明當電流I一定時,導體的電壓U越大,導體的電阻越大
C.說明當電壓U為0V時,導體的電阻為0Ω
D.導體的電阻與導體兩端的電壓和通過導體的電流無關
【答案】D
【解析】電阻是導體本身的一種性質,它的大小與導體的長度、材料、橫截面積等因素有關,與電阻兩端的電壓和通過的電流無關,故ABC錯誤,D正確。
故選D。
11.(23-24九年級上·陜西榆林·期中)對于歐姆定律的理解,下列說法正確的是( )
A.導體電阻越大,通過導體的電流越小
B.當導體兩端的電壓為0時,導體的電阻為0
C.導體的電阻等于導體兩端的電壓和通過它的電流之比
D.導體的電阻跟導體兩端的電壓成正比,跟導體的電流成反比
【答案】C
【解析】A.由得,導體電阻越大,通過導體的電流不一定小,故A錯誤;
BD.電阻是導體本身的一種性質、長度,與兩端的電壓和通過的電流無關,故BD錯誤;
C.由知,導體的電阻等于導體兩端的電壓和通過它的電流之比故C正確。
故選C。
12.(23-24九年級上·廣東深圳·期中)對于歐姆定律的公式的理解,以下說法正確的是( )
A.導體電阻是由加在它兩端的電壓和通過它的電流來決定的
B.導體的電阻越大,通過導體的電流越小
C.由可知,可知導體電阻與電壓成正比,與電流成反比
D.導體中的電流是由加在它兩端的電壓和它的電阻來決定的
【答案】D
【解析】A.導體電阻與由加在它兩端的電壓和通過它的電流無關,故A錯誤;
B.需要強調電壓一定時,導體的電阻越大,通過導體的電流越小,故B錯誤;
C.電阻是導體本身的性質,導體電阻與由加在它兩端的電壓和通過它的電流無關,故C錯誤;
D.導體中的電流是由加在它兩端的電壓和它的電阻來決定的,當電阻一定時,通過導體中的電流與導體兩端的電壓成正比;當導體兩端的電壓一定時,通過導體中的電流與導體的電阻成反比,故D正確。
故選D。
考點四 I-U 圖像
13.(23-24九年級上·山西大同·期中)舒舒分別利用電阻R和小燈泡L探究電流與電壓的關系,并將實驗數(shù)據(jù)畫到同一坐標圖上,得出了如圖所示的圖像,由圖像可知( )
A.甲為定值電阻,阻值為5Ω
B.甲為小燈泡,阻值為5Ω
C.若將電阻R和燈泡L并聯(lián)接在2V的電源上,干路電流為1.2A
D.若將電阻R和燈泡L串聯(lián)接入電路中,當電路中電流為0.4A時,電源電壓為5V
【答案】D
【解析】AB.由I﹣U圖像知,通過乙的電流與電壓成正比,而通過甲的電流與電壓不成正比,因此乙為定值電阻,甲為燈泡,且燈泡的阻值隨溫度的變化而變化,根據(jù)圖像可知,,,乙的阻值為
故AB不符合題意;
C.若將電阻R和燈泡L并聯(lián)在2V電源的兩端時,則U=2V,由圖像可知,IR=0.2A,IL=0.6A,則干路電流為
故C不符合題意;
D.若將電阻R和燈泡L串聯(lián),根據(jù)圖像可知,當電路中電流為0.4A時,燈泡和定值電阻兩端的電壓分別為
,
由串聯(lián)電路的特點可知
故D符合題意。
故選D。
14.(23-24九年級上·四川自貢·期中)如圖甲所示,當開關S由接點1轉到接點2時,電流表和電壓表的示數(shù)變化如圖乙所示,則以下結論正確的是( )
A.電源電壓是8V
B.當開關擲到接點1時,通過燈泡L2的電流為0.6A
C.當開關擲到接點2時,通過燈泡L2的電流為0.4A
D.當開關擲到接點2時,燈泡L2兩端的電壓為4V
【答案】D
【解析】AB.由電路圖可知,當S接1時,電路為L1的簡單電路,電壓表測電源的電壓,由圖乙可知,電源的電壓U=6V,通過燈泡L1的電流為0.6A,通過燈泡L2的電流為0,故AB錯誤;
CD.當S接2時,兩燈泡串聯(lián),此時電路中電阻最大,由歐姆定律可知電路中的電流最小,電壓表測L1兩端的電壓,電流表測串聯(lián)電路的電流;由圖乙可知,此時電路中的電流
I2=I串=0.2A
由圖乙可知,此時L1兩端的電壓U1=2V,由串聯(lián)電路的電壓特點可知,燈泡L2兩端的電壓
U2=U-U1=6V-2V=4V
故C錯誤,D正確。
故選D。
15.(23-24九年級上·山東濟寧·期中)如圖是電阻甲和乙的圖象,小明對圖象信息做出的判斷,正確的是( )
A.當甲兩端電壓為0.5V時,通過它的電流為0.3A
B.當乙兩端電壓為2.5V時,其電阻值為10Ω
C.將甲和乙串聯(lián),若電流為0.3A,則它們兩端的電壓為2V
D.將甲和乙并聯(lián),若電壓為1V,則它們的干路電流為0.5A
【答案】C
【解析】
A.由圖象可知,當甲兩端電壓為0.5V時,通過它的電流為0.1A,故A錯誤;
B.由圖象可知,當乙兩端電壓為2.5V時,通過的電流為0.5A,由可得,此時乙的電阻為
故B錯誤;
C.將甲和乙串聯(lián),若電流為0.3A,則通過兩電阻的電流均為0.3A,由圖象可知此時,甲兩端的電壓為1.5V,乙兩端的電壓為0.5V,由串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和可知,它們兩端的電壓為
故C正確;
D.若甲和乙并聯(lián),若電壓為1V,則它們兩端的電壓均為1V,由圖象可知此時,通過甲的電流為0.2A,通過乙的電流為0.4A,由并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和可知,干路電流為
故D錯誤。
故選C。
16.(23-24九年級上·廣東肇慶·期中)如圖,關于歐姆定律有關知識錯誤的是( )
A.導體的電阻與導體兩端的電壓和通過導體的電流無關
B.通過導體的電流與導體兩端的電壓成正比,與導體的電阻成反比
C.由圖可知,電阻,電阻
D.由圖可知,電阻,電阻
【答案】D
【解析】A.導體的電阻與導體的長度、橫截面積和材料有關,與導體兩端的電壓和通過導體的電流無關,故A正確,不符合題意;
B.根據(jù)歐姆定律的內容可知,通過導體的電流與導體兩端的電壓成正比,與導體的電阻成反比,故B正確,不符合題意;
CD.由圖象可知,當電流是0.2A時,電阻R1兩端電壓是4V,電阻R2兩端電壓是2V,根據(jù)可知,電阻R1,R2的電阻分別是
故C正確,不符合題意,D錯誤,符合題意。
故選D。
17.(23-24九年級上·山東泰安·期中)張華同學在“探究通過導體的電流與其兩端電壓的關系”時,根據(jù)記錄的實驗數(shù)據(jù)作出了如圖所示的I-U圖像,下列說法正確的是( )
①通過導體甲的電流與其兩端的電壓成反比
②導體甲的電阻小于導體乙的電阻
③若將甲、乙兩導體串聯(lián),當電路電流為0.1A時,甲乙兩端的總電壓為3V
④將甲、乙兩導體并聯(lián)后接到電壓為3V的電源上時,干路中的電流為0.9A
A.只有②④B.只有①③C.只有①②D.只有③④
【答案】A
【解析】①由圖像可知,甲的圖像是過原點的傾斜直線,故可得結論:電阻不變時,通過導體甲的電流與其兩端的電壓成正比;
②由圖可得,甲的電阻
乙的電阻
故導體甲的電阻小于導體乙的電阻;
③若將甲、乙兩導體串聯(lián),電路總電阻
則兩電阻兩端的總電壓
④將甲、乙兩導體并聯(lián)后接到電壓為3V的電源上時,甲導體所在支路電流
乙導體所在支路電流
干路中的電流
故A正確,BCD錯誤;
故選A。
考點五 歐姆定律的簡單計算
18.(23-24九年級上·吉林長春·期中)如圖所示電路中,電源電壓不變,R是定值電阻,當a、b兩點接入10Ω的電阻時,通過定值電阻R的電流是0.5A;若a、b間改接20Ω的電阻,通過定值電阻R的電流可能是( )
A.0.25AB.0.3AC.0.5AD.0.6A
【答案】B
【解析】由電路圖和題意可知,定值電阻R與ab間電阻串聯(lián),當a、b兩點接入R1=10Ω的電阻時,因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和,所以,由可得,電源的電壓
若a、b間改接R2=20Ω的電阻時,電路中的電流
即通過定值電阻R的電流大于0.25A。由于當a、b兩點接入10Ω的電阻時通過定值電阻R的電流是0.5A,所以若a、b間改接R2=20Ω的電阻時,電路中的電流應小于0.5A,則可能是0.3A。故B符合題意,ACD不符合題意。
故選B。
19.(23-24九年級上·黑龍江雙鴨山·期中)如圖所示,R1=10Ω,R2=20Ω,閉合開關S后電壓表示數(shù)為2V。下列說法正確的是( )
A.電源電壓為3VB.電流表的示數(shù)為0.1A
C.R2兩端電壓為2VD.R1、R2兩端的總電壓為6V
【答案】D
【解析】圖中兩個電阻串聯(lián),電壓表測量R1的電壓;閉合開關S后電壓表示數(shù)為2V,U1=2V;電路中電流
根據(jù)串聯(lián)電流相等
R2兩端電壓為
則R1、R2兩端的總電壓即電源電壓為
故D正確,ABC錯誤。
故選D。
20.(23-24九年級上·江蘇南通·期中)某導體兩端的電壓為4V時,流過它的電流為0.5A;若該導體兩端的電壓變?yōu)?V,忽略溫度影響,則此時導體的電阻和導體中的電流分別為( )
A.8Ω?0.5AB.8Ω?1AC.16Ω?0.5AD.16Ω?1A
【答案】B
【解析】某導體兩端的電壓為4V時,流過它的電流為0.5A,則導體電阻為
因電阻是導體本身的一種性質,與兩端的電壓和通過的電流無關,所以,若該導體兩端的電壓變?yōu)?V時,導體的電阻仍為8Ω不變,此時通過導體的電流為
故B符合題意,ACD不符合題意。
故選B。
21.(23-24九年級上·河北邯鄲·期中)在如圖所示的電路中,合上開關S后,電壓表V1的示數(shù)為,電壓表V的示數(shù)為6V,電流表A的示數(shù)為,則電流表的示數(shù)為 A,的電阻為 Ω,的電阻為 Ω。
【答案】 8 12
【解析】[1][2][3]由電路圖可知,與串聯(lián),電流表A和電流表測電路中的電流,電壓表V測電源的電壓,電壓表V1測兩端的電壓,電壓表V2測兩端的電壓;因為串聯(lián)電路中各處的電流相等,所以電流表的示數(shù)為0.3A;的電阻為
因為串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和,所以小燈泡兩端的電壓為
的電阻為
22.(23-24九年級上·安徽淮南·期中)如圖所示的電路中,電源電壓恒定不變,電阻R的阻值為30Ω。當S1、S2均閉合時,電流表的讀數(shù)為0.4A;斷開開關S2時,電流表的讀數(shù)為0.1A。(假設燈絲電阻不隨溫度的變化而變化)
(1)求電源電壓U;
(2)小燈泡的電阻RL。
【答案】(1)3V (2)10Ω
【解析】(1)由圖可知,閉合開關S1、斷開開關S2時,電路為電阻R的簡單電路。
根據(jù)歐姆定律可得,電源電壓為
(2)S1、S2均閉合時,電阻R與小燈泡并聯(lián)。由于并聯(lián)電路各支路互不影響,所以通過電阻R的電流不變,由于并聯(lián)電路干路中的電流等于各支路中的電流之和,所以通過小燈泡的電流
并聯(lián)電路各支路兩端的電壓相等,等于電源電壓3V,根據(jù)歐姆定律可得,小燈泡的電阻為
23.(23-24九年級上·江蘇南通·期中)如圖所示的電路,電阻R1的阻值為10Ω,電源電壓不變。當S1、S2斷開,S3閉合時,電流表的示數(shù)為1.2A;當S1斷開,S2、S3閉合時,電流表的示數(shù)為1.5A.求:
(1)電源電壓;
(2)R2的阻值;
(3)S1閉合,S2、S3斷開時,電阻R2兩端的電壓。
【答案】(1)12V;(2)40Ω;(3)9.6V
【解析】解:(1)當S1、S2斷開,S3閉合時,電源電壓等于R1兩端電壓,根據(jù)歐姆定律可得,電源電壓
(2)當S1斷開,S2、S3閉合時,R1和R2并聯(lián),電流表測干路電流,并聯(lián)電路互不影響,并聯(lián)電路干路電流等于各支路電流之和,則流過R2的電流為
并聯(lián)電路各支路兩端電壓相等,根據(jù)歐姆定律可得,R2的電阻為
(3)S1閉合,S2、S3斷開時,R1和R2串聯(lián),電流表測通過電路的電流,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,此時電路中的電流為
電阻R2兩端電壓為
答:(1)電源電壓為12V;
(2)R2的阻值為40Ω;
(3)S1閉合,S2、S3斷開時,電阻R2兩端的電壓為9.6V。
考點六 伏安法測電阻
24.(多選)(23-24九年級上·河北邢臺·期中)用“伏安法測電阻”的實驗中,小雪和曉彤分別選用定值電阻和小燈泡為測量對象,在處理實驗數(shù)據(jù)時,分別畫出了圖象,如圖甲、乙所示。對于圖象的分析,以下說法正確的是( )
A.由圖甲可知,定值電阻的阻值為
B.由圖乙及實驗現(xiàn)象可知:小燈泡的電阻隨燈絲溫度的升高而增大
C.為了減小誤差,應該用多次測量取平均值的方法,計算小燈泡的電阻
D.由圖甲可知,通過定值電阻的電流跟定值電阻兩端的電壓成正比
【答案】ABD
【解析】A.圖甲中,定值電阻的阻值
故A正確;
B.由圖乙知,U-I圖線的傾斜度隨著電壓增大而增大,即小燈泡燈絲的阻值隨之增大,而電壓增大時,小燈泡燈絲的溫度升高,所以小燈泡電阻隨燈絲溫度升溫而增大,故B正確;
C.在測量小燈泡的電阻時,多次測量是為了尋找普遍規(guī)律,因為燈絲電阻是變化的,不能通過求平均值來減小誤差,故C錯誤;
D.由圖甲知,定值電阻的U-I圖線是過原點的傾斜直線,說明通過電阻的電流與電壓成正比,故D正確。
故選ABD。
25.(23-24九年級上·云南曲靖·期中)小明用如圖甲所示的電路測量未知電阻Rx的阻值。
(1)連接電路時開關應該 ,連接好電路,閉合開關后,發(fā)現(xiàn)移動滑片時電流表示數(shù)變小,但電壓表示數(shù)變大,原因: ;
(2)清除故障后,某次測量電壓表和電流表的示數(shù)分別如圖乙和圖丙所示,根據(jù)本次測量的數(shù)據(jù)可知R?的阻值為 Ω;
(3)小明用一個小燈泡替換了電路中的R?,改變滑動變阻器的滑片位置后測出若干組電壓表和電流表的示數(shù),然后根據(jù)測得的數(shù)據(jù)畫出了電流隨電壓變化的圖像如圖丁所示;
①當小燈泡兩端的電壓為3V時,小燈泡的電阻為 Ω;
②電流隨電壓變化的圖像是曲線而不是一條直線,原因是 ;
A.小燈泡燈絲的電阻是恒定的
B.測量誤差引起的
C.小燈泡燈絲的電阻隨溫度變化
D.作圖錯誤引起的
(4)小明測燈泡電阻時的實驗記錄和有關計算如表所示。從表格設計看,小明計劃把三次電阻的平均值作為小燈泡的電阻值。他認為這樣可以減小誤差,你認為小明的做法是 (選填“正確”或“錯誤”)的。
【答案】(1)斷開 電壓表并聯(lián)在滑動變阻器兩端 (2)6 (3) 7.5 C
(4)錯誤
【解析】(1)[1]為保護電路,連接電路時開關應該保持斷開狀態(tài)。
[2]閉合開關后,發(fā)現(xiàn)移動滑片時電流表示數(shù)變小,此時電路總電阻變大,滑動變阻器的阻值在變大,但電壓表示數(shù)變大,根據(jù)串聯(lián)電路電壓規(guī)律,說明電壓表測量的是滑動變阻器兩端電壓。
(2)[3]由圖可知,此時電壓表示數(shù)為2.4V,電流表示數(shù)為0.4A,根據(jù)可知,R?電阻值為
(3)[4]由圖可知,當小燈泡兩端的電壓為3V時,小燈泡的電流值為0.4A,根據(jù)可知,此時小燈泡的電阻為
[5]影響電阻大小的因素包括材料種類、長度、橫截面積和溫度,本題中小燈泡燈絲的電阻隨溫度變化而變化,使得電流隨電壓變化的圖像是一條曲線,故選C。
[6]小明的做法是錯誤的。小燈泡燈絲的電阻隨溫度變化而變化,在不同電壓值下的電阻各不相同,取平均值沒有意義,無法減小誤差。
26.(23-24九年級上·廣東清遠·期中)用電流表、電壓表測量未知電阻的阻值。請你完成下列步驟。
(1)如圖甲所示,用筆畫線代替導線,將實驗電路連接完整,使滑動變阻器接入電路的阻值最大 ;
(2)電路連接無誤后,閉合開關,移動滑動變阻器的滑片,發(fā)現(xiàn)電流表指針不發(fā)生偏轉,電壓表指針有偏轉,發(fā)生故障的原因可能是 ;
(3)當電壓表的示數(shù)為2.4V時,電流表的示數(shù)如圖乙所示,這時電路中的電流是 A,未知電阻的阻值是 Ω。這位同學通過改變被測電阻兩端的電壓,共測得三組實驗數(shù)據(jù),最后計算出電阻的平均值,這樣做的目的是: ;
(4)不改變上面連好的電路,還可以利用這個實驗裝置完成的探究實驗是 ;
(5)若將上面實驗中的定值電阻換成小燈泡,后來這位同學在多次測量電阻的過程中,發(fā)現(xiàn)當電壓表的示數(shù)增大時,電壓表示數(shù)與電流表示數(shù)的比值將增大,造成這一現(xiàn)象的原因是 。
【答案】(1)見解析 (2)定值電阻斷路
(3)0.24 10 多次測量求平均值,以減小誤差
(4)通過導體的電流與導體兩端電壓的關系或測電阻的電功率
(5)小燈泡燈絲的溫度升高,電阻增大
【解析】(1)如圖甲所示,滑動變阻器的滑片在最右端,要使滑動變阻器接入電路的阻值最大,根據(jù)滑動變阻器“一上一下”的接線原則可知,應該把變阻器左下端的接線柱和接到開關的右端接線柱上,如下圖所示:
(2)電路連接無誤后,閉合開關,移動滑動變阻器的滑片,發(fā)現(xiàn)電壓表指針有偏轉,說明電壓表和電源之間形成通路,電流表指針不發(fā)生偏轉,說明通過電流表的電流小到可以忽略不計,則發(fā)生故障的原因可能是與電壓表并聯(lián)的定值電阻斷路。
(3)[1]如乙圖所示,電流表選擇的量程是,分度值是0.02A,此時電流表讀數(shù)為0.24A;這時通過電路中的電流是0.24A。
[2]當電壓表的示數(shù)為2.4V,電流表的示數(shù)為0.24A時,未知電阻的阻值是
[3]多次測量求平均值,使測量值更接近于真實值,可以減小誤差;所以測量三組電壓與電流值,其目的是:多次測量求平均值,以減小誤差。
(4)伏安法既可以測量電阻的阻值,又可以探究電流與電阻、電壓的關系或測量電阻的功率,所以不改變上面連好的電路,用它還可以完成的實驗有:通過導體的電流與導體兩端電壓的關系或測電阻的電功率。
(5)若將上面實驗中的定值電阻換成小燈泡,隨著實驗的進行,小燈泡燈絲的溫度會逐漸升高,燈絲的電阻變大;電壓表與電流表示數(shù)的比值等于燈泡的電阻,所以當電壓表的示數(shù)增大時,電壓表與電流表示數(shù)的比值增大。
27.(23-24九年級上·安徽淮南·期中)圖中,小明想測量小燈泡正常發(fā)光時的電阻(小燈泡正常發(fā)光時的電壓為2.7V)。電路如圖甲。
(1)小明同學檢查電路時發(fā)現(xiàn)電路的連接有一根導線沒有接,應該將電壓表的3V接線柱上的導線接在 (選填下列字母符號);
a、燈泡右端
b、滑動變阻器左下角
c、滑動變阻器右下角
d、開關的左端
(2)電路鏈接正確后,閉合開關前,滑動變阻器的滑片P應該滑到最 (填“左”或“右”)端;
(3)閉合開關后,移動滑片P,使電壓表示數(shù)為2.7V,則小燈泡正常發(fā)光時電阻為 Ω;
(4)在探究過程中,由于操作有誤,在未斷開開關的情況下,那么拔出小燈泡后電壓表的示數(shù) (填“為零”“接近電源電壓”或“不變”);
(5)小明又分別測量了小燈泡在不同亮度時的電壓和電流,記錄描繪出燈泡電流隨著電壓變化的關系圖丙。根據(jù)圖中的曲線和燈泡的亮度判斷得出:小燈泡燈絲的電阻與溫度有關,燈絲的電阻隨溫度的升高而 (選填:“變大”“變小”或“不變”)。
【答案】(1)a (2)左 (3)9
(4)接近電源電壓 (5)變大
【解析】(1)電壓表應該并聯(lián)在燈泡的兩端,燈泡正常發(fā)光的電壓為2.7V,所以應該將電壓表的3V接線柱上的導線接在燈泡的右端,故a符合題意,bcd不符合題意。
故選a。
(2)為了保護電路,閉合開關前,滑動變阻器應移至阻值最大處,即最左端。
(3)如圖2所示,電流表選用小量程,通過小燈泡的電流為0.3A,由歐姆定律則小燈泡正常發(fā)光時電阻為
(4)在探究過程中,由于操作有誤,直接將小燈泡從燈座上拔出,那么拔出小燈泡后電壓表串聯(lián)接入電路,測電源電壓,因此示數(shù)接近電源電壓。
(5)燈泡實際電壓越大,電流越大,溫度越高;由圖丙可知電壓的增加量大于電流的增加量,由可知,電阻會變大。
28.(23-24九年級上·山東臨沂·期中)用伏安法測量小燈泡的電阻,電源電壓為3V,待測小燈泡的正常工作電壓為2.5V。
(1)請用筆畫線代替導線,完成圖甲中實物電路的連接,要求:①滑片 P向右移動時,電流表示數(shù)變??;②連線不能交叉;( )
(2)閉合開關前應將滑動變阻器的滑片置于 端(選填“A”或“B”);閉合開關后,兩表均有示數(shù)但燈泡不亮,導致這一現(xiàn)象的原因可能是 (選填序號);
A.燈泡斷路 B.燈泡開路 C.滑動變阻器阻值太大
(3)如圖乙所示,此時燈泡兩端的電壓為 V; 要測量小燈泡正常發(fā)光時的電阻,應將滑動變阻器的滑片向 移動(選填“左”或“右”);
(4)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出的小燈泡的Ⅰ-U圖像如圖丙所示,則小燈泡正常工作時的電阻為
Ω。
【答案】(1)見解析 (2) B C (3)2.3 左 (4) 10
【解析】(1)[1]滑動變阻器與小燈泡串聯(lián),滑片 P向右移動時,電流表示數(shù)變小,導線要接在滑動變阻器的左下A接線柱上,如圖所示:
(2)[2][3]為保護電路,閉合開關前,滑動變阻器的阻值要調到最大,即應將滑動變阻器的滑片置于B;閉合開關后,兩表均有示數(shù),說明電路沒有開路,但燈泡不亮,可能是因為電路電流太小,導致這一現(xiàn)象的原因可能是滑動變阻器阻值太大,故C符合題意,AB不符合題意。
故選C。
(3)[4][5]電源電壓為3V,待測小燈泡的正常工作電壓為2.5V,可知圖乙中電壓表用的是小量程,分度值為0.1V,示數(shù)為2.3V,即此時燈泡兩端的電壓為2.3V;要測量小燈泡正常發(fā)光時的電阻,應增大燈泡電壓至2.5V,根據(jù)串聯(lián)電路電壓特點可知,需減小滑動變阻器兩端的電壓,根據(jù)串聯(lián)分壓原理可知,需減小滑動變阻器連入電路的電阻,應將滑動變阻器的滑片向左移動。
(4)[6]由圖乙可知,當燈泡電壓為2.5V時,通過燈泡的電流為0.25A,則小燈泡正常工作時的電阻為
考點七 特殊法測電阻
29.(23-24九年級上·四川成都·期中)下列電路中,R0是已知的定值電阻,電源電壓未知。下列電路中不能測出未知電阻Rx的是( )
A.B.
C.D.
【答案】D
【解析】A.開關S閉合時,R0短路,電壓表測量電源電壓U;開關S斷開時,兩電阻串聯(lián),電壓表測量Rx兩端的電壓Ux。根據(jù)串聯(lián)電路總電壓等于各分電壓之和,R0兩端的電壓為U0,根據(jù)歐姆定律可以求出通過R0的電流為I0,根據(jù)串聯(lián)電路電流處處相等,通過Rx電流等于通過定值電阻電流I=I0,根據(jù)可求出Rx電阻,故A不符合題意;
B.由電路圖可知,當S斷開時,電路為R0的簡單電路,電流表測R0的電流,根據(jù)歐姆定律可求電源的電壓U;關S閉合時R0、Rx并聯(lián),電流表測總電流,R0電壓始終為電源電壓保持不變,由并聯(lián)電路電流特點可求得通過Rx的電流,并且Rx端電壓等于電源電壓,所以可以根據(jù)可求出Rx的電阻,故B不符合題意;
C.由電路圖可知,當開關S閉合時,電路為R0簡單電路,電流表測電路中的電流,根據(jù)歐姆定律求出電源的電壓,開關S斷開時,兩電阻串聯(lián),電流表測串聯(lián)電路的電流,根據(jù)歐姆定律求出電路的總電阻,再根據(jù)電阻的串聯(lián)可以求出Rx的阻值,故C不符合題意;
D.開關S閉合時,Rx短路,電壓表測量電源電壓;開關S斷開時,電壓表測量電源電壓;所以無法得到電路中電流,所不能計算出Rx的阻值,故D符合題意。
故選D。
30.(23-24九年級上·遼寧營口·期中)某學習小組在“測量小燈泡的電阻”的實驗中,按照如圖所示的電路進行實驗。
(1)開關閉合后,電壓表的指針如圖乙所示,可能的原因是 。
(2)正確連接電路后,進行實驗,電流表的示數(shù)如圖丙所示,為 A,完成所有實驗記錄的數(shù)據(jù)如圖丁所示,燈泡兩端電壓為2.5V時燈泡的電阻為 Ω。
(3)根據(jù)圖丁所示,圖像不是一條直線原因: 。
(4)完成實驗后,小組又設計出一種測量未知電阻Rx的方法,如圖戊所示的電路,電源電壓未知且不變,另一定值電阻的阻值為R0;請將以下實驗步驟補充完整。
①閉合S1、斷開S2時,電壓表的示數(shù)為U1;
② 時,電壓表的示數(shù)為U2;
③電阻Rx= (用U1、U2、R0表示)。
【答案】(1)電壓表正負接線柱接反了 (2)0.2 10
(3)燈絲的電阻隨溫度的升高而增大 (4)閉合S1、S2
【解析】(1)閉合開關后,發(fā)現(xiàn)電壓表指針如圖所示,即電壓表指針反向偏轉,說明電壓表正負接線柱接反了。
(2)電流表示數(shù)如圖丙所示,電流表選用小量程,分度值為0.02A,電流為0.2A,由圖丁知當電壓表的示數(shù)為2.5V時電流為0.25A,根據(jù)歐姆定律得此時小燈泡電阻為
(3)根據(jù)圖丁知伏安特性圖象是一條曲線,說明電阻受到了溫度的影響且燈絲的電阻隨溫度的升高而增大
(4)①閉合S,斷開S2兩電阻串聯(lián),R0兩端電壓即為U1;
②兩開關都閉合時,電路為只有R0的簡單電路,則電壓表測電源電壓即為U2;
閉合S1,斷開S2時,兩電阻串聯(lián),此時串聯(lián)電路的電流


31.(23-24九年級上·山東煙臺·期中)小華利用“伏安法”測定小燈泡的電阻,有如下器材:電壓表、電流表、開關、電壓為3V的電源、“2.5V”的小燈泡、標有“20Ω 1A”的滑動變阻器、導線若干;
(1)請用筆畫線代替導線,幫小華同學將圖甲的實物電路連接完整 (要求連線不得交叉;電壓表的量程選擇要恰當;滑動變阻器的滑片向左移動,小燈泡變暗);
(2)小華同學連接好電路后,在閉合開關前,應將滑動變阻器的滑片移到 (選填“A”或“B”)端;
(3)閉合開關后,發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮,電流表有示數(shù),但電壓表無示數(shù),原因可能是 ;
(4)排除故障后,小華閉合開關,移動滑片P到某一點時,電壓表示數(shù)為2.5V,電流表示數(shù)如圖乙所示,計算出的電阻值為 Ω。
(5)按正確的操作測得的數(shù)據(jù),計算出三次小燈泡的阻值不相等,其原因是 ;
(6)小華想測量手邊一個未知電阻的阻值,但是電壓表又壞了不能使用,在老師的幫助下,利用圖丙的電路圖巧妙地測出了未知電阻的阻值Rx,其中R0是定值電阻,請把實驗步驟補充完整:
①斷開開關S2、閉合開關S1,記錄電流表的示數(shù)為I0;
②閉合S1,S2,記錄電流表的示數(shù)為I2;
③未知電阻的表達式:Rx= (用已知量和測量的物理量的符號表示)。
【答案】(1)見解析 (2) A (3)小燈泡短路 (4)8.33
(5)燈絲溫度不同,使燈絲的電阻變化 (6)
【解析】(1)由題意知燈泡的額定電壓是2.5V,因此電壓表選0~3V的量程,滑動變阻器的滑片向左移動,小燈泡變暗,說明滑動變阻器接入電路的阻值變大,則滑動變阻器應接右下接線柱,連接電路如下圖所示
(2)為保護電路,閉合開關前,滑動變阻器的滑片應置于阻值最大處,也就是滑動變阻器的A端。
(3)燈泡不亮,則可能是燈泡短路,也可能是電路中有斷路,電流表有示數(shù),說明電路是通路,電壓表無示數(shù),則可能是與電壓表并聯(lián)的用電器短路或與電壓表并聯(lián)以外的電路出現(xiàn)了斷路,綜上分析,故障原因是小燈泡短路。
(4)由圖乙知,電流表的量程為0~0.6A,分度值為0.02A,示數(shù)為0.3A,則小燈泡的電阻為
(5)燈絲的長度、材料、橫截面積不變,當燈泡兩端的電壓不同時、實際電功率不同,燈絲溫度不同,使燈絲的電阻變化。
(6)斷開開關S2、閉合開關S1,記錄電流表的示數(shù)為I0,則電源電壓,閉合S1,S2,記錄電流表的示數(shù)為I2,此時電路并聯(lián),則通過待測電阻Rx的電流為
待測電阻Rx的阻值為
32.(23-24九年級上·山東青島·期中)有兩只阻值未知的定值電阻R1、R2。
(1)圖甲是用伏安法測R1阻值的實物電路,電源電壓恒為3V,滑動變阻器最大阻值為10。
①甲圖中有一根導線連接錯誤,請你在錯誤導線上打“”并用筆畫線代替導線連接正確的電路 ;
②故障排除后,正確操作實驗器材,移動滑片,當電壓表示數(shù)為1.2V時,電流表示數(shù)如圖乙,則待測電阻R1= 。
③現(xiàn)有以下三組數(shù)據(jù),分析可知,不可能通過以上實驗獲得的數(shù)據(jù)是 (填序號)。
(2)圖丙是能用等效替代法巧測R2阻值的實驗電路圖。圖中R為電阻箱,R0為定值電阻(阻值未知)。要求僅利用電阻箱讀數(shù)表達R2的阻值。請在空白處填上適當內容。
①將開關接a,調節(jié)電阻箱和滑動變阻器滑片P至適當位置,記下電阻箱示數(shù)Ra和電流表示數(shù)I;
②將開關接b,讓滑動變阻器滑片P的位置 (選填:“左移”或“不動”或“右移”),調節(jié)電阻箱,讓電流表的示數(shù)為I,并記下電阻箱示數(shù)Rb;則R2= (用題中已知的物理量字母表示)。
【答案】(1)見解析 4 1、3 (2) 不動 Ra-Rb
【解析】(1)[1]原電路中,電流表與變阻器串聯(lián)后再與電阻并聯(lián),電壓表串聯(lián)在電路中是錯誤的,電流表應與電阻串聯(lián),電壓表與電阻并聯(lián),定值電阻的左側接線柱與開關右側接線柱相連,如下圖所示:
[2]由圖可知電流表接入電路的量程為0~0.6A,分度值為0.02A,示數(shù)為0.3A,由歐姆定律得則待測電阻
[3]根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律,電路的最小電流為
即第1組不可能通過以上實驗獲得;因電流表選用小量程,分度值為0.02A,所以也不能得到0.475A的電流值,即第3組實驗數(shù)據(jù)也不可能得到;
(2)[4][5]將開關接a,調節(jié)電阻箱和滑動變阻器滑片P至適當位置,記下電流表的示數(shù)I和電阻箱的阻值Ra,將開關接b,讓滑動變阻器滑片P的位置不變,調節(jié)電阻箱,保持電流表示數(shù)I不變,記下電阻箱R的阻值Rb;根據(jù)等效替代法,則
Ra=R2 +Rb

R2=Ra-Rb
考點八 串、并聯(lián)電路電阻的關系
33.(23-24九年級上·內蒙古通遼·期中)有兩個阻值不同的定值電阻R1、R2,它們的電流隨電壓變化的I-U圖線,如圖所示,如果R1、R2串聯(lián)后的總電阻為R串,并聯(lián)后的總電阻為
R并,下列說法中不正確的是( )
A.R1>R2B.R并在Ⅲ區(qū)域
C.R串在Ⅱ區(qū)域D.R串在Ⅰ區(qū)域
【答案】C
【解析】A.根據(jù)圖像可知,當電流相同時,R1兩端的電壓要大于R2兩端的電壓,根據(jù)可知,,故A正確,不符合題意;
B.根據(jù)并聯(lián)電路中電阻的特點可知:R并比每一個并聯(lián)電路的分電阻都要小, R并在Ⅲ區(qū)域,故B正確,B不符合題意;
CD.根據(jù)串聯(lián)電路的電阻特點知:R串比每一個串聯(lián)的分電阻都要大,R串在Ⅰ區(qū)域,故C錯誤,符合題意;D正確,不符合題意。
故選C。
34.(23-24九年級上·山東泰安·期中)將電阻R1、R2(R1>R2)按如下四種方式分別接在同一電源上,電路中總電流最小的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】根據(jù)串聯(lián)電路的總電阻大于任一串聯(lián)導體的電阻,并聯(lián)電路的總電阻小于任一并聯(lián)導體的電阻可知,四種連接方式中總電阻大小關系
R串>R1>R2>R并圖A只有R1接入電路,圖B只有R2接入電路,圖C兩電阻R1、R2串聯(lián)接入電路,電阻最大,圖D兩電阻R1、R2并聯(lián)接入電路,電阻最小,由于電源電壓相同,根據(jù)可知,四種連接方式中總電流大小關系
IC<IA<IB<ID所以四種連接方式中,電路中總電流最小的是C。故C符合題意,ABD不符合題意。
故選C。
35.(23-24九年級上·河北邢臺·期中)以下幾組電阻并聯(lián)后總電阻最小的是( )
A.2Ω和12ΩB.8Ω和12ΩC.0.2Ω和100ΩD.2Ω和100Ω
【答案】C
【解析】由于并聯(lián)電路的總電阻比任何一個分電阻都小,則、、、,故C符合題意,ABD不符合題意。
故選C。
36.(23-24九年級上·黑龍江齊齊哈爾·期中)現(xiàn)有兩個電阻R1、R2,把它們串聯(lián)起來,總電阻為9Ω,若R1的電阻為6Ω,則R2的電阻為 Ω;若把R1、R2并聯(lián)起來,并聯(lián)后的總電阻為 Ω。
【答案】 3 2
【解析】[1]串聯(lián)電阻的總電阻等于各串聯(lián)電阻之和,R2的電阻為
R2=R總-R1=9Ω-6Ω=3Ω
[2]若把R1、R2并聯(lián)起來,并聯(lián)后的總電阻為
37.(23-24九年級上·重慶·期中)為了得到一個阻值為的電阻,可以將的電阻與 的電阻串聯(lián);或者將一個的電阻與 的電阻并聯(lián)。
【答案】7 30
【解析】[1]因為串聯(lián)電路的總電阻等于各部分電阻之和,所以到得到10Ω的電阻,則需要7Ω的電阻與3Ω的電阻串聯(lián)。
[2]因為并聯(lián)電路的總電阻的倒數(shù)等于各支路電阻倒數(shù)之和,則由可得
解得
考點九 比值計算
38.(23-24九年級上·山東菏澤·期中)如圖所示,電源電壓U保持不變,在甲、乙兩處分別接入電壓表,閉合開關S,測得U甲∶U乙=1∶3;斷開開關,拆去電壓表,并在甲、乙兩處分別接入電流表,則此時I甲∶I乙是( )
A.1∶3B.3∶1C.1∶1D.4∶3
【答案】A
【解析】由圖可知,當甲、乙都是電壓表時,閉合開關,電路為串聯(lián)電路,甲電壓表測R1兩端電壓,乙電壓表測R2兩端電壓,根據(jù)串聯(lián)電路分壓規(guī)律可得
當甲、乙都是電流表時,斷開開關,電路為并聯(lián)電路,甲電流表測通過R2的電流,乙電流表測通過R1的電流,根據(jù)并聯(lián)電路分流規(guī)律可得
故BCD不符合題意,A符合題意。
故選A。
39.(23-24九年級上·重慶長壽·期中)如圖所示,開關S閉合,甲、乙兩表為電壓表時,兩表讀數(shù)之比,則 ;開關S斷開,甲、乙兩表為電流表時,兩電表的讀數(shù)之比 。
【答案】
【解析】[1] 分析電路可知,開關S閉合,甲、乙兩表為電壓表時,、串聯(lián),甲表測電源電壓,乙表測電壓,兩表讀數(shù)之比,根據(jù)串聯(lián)分壓規(guī)律可知、電壓之比為,根據(jù)串聯(lián)分壓原理,則。
[2] 開關S斷開,甲、乙兩表為電流表時,、并聯(lián),甲表測電流,乙表測干路電流。,根據(jù)并聯(lián)分流規(guī)律,則、電流之比為,則兩電表的讀數(shù)之比。
40.(23-24九年級上·四川眉山·期中)當S1、S2都斷開時,電壓表的示數(shù)為U1,當S1閉合、S2斷開時,電壓表的示數(shù)為U2,兩次電壓表指針偏轉角度相同,則R1∶R2= ;當S1閉合、S2斷開時,電流表示數(shù)為I1,當S1、S2都閉合時,電流表示數(shù)為I2,則I1∶I2= 。
【答案】1∶4 1∶5
【解析】[1]當S1、S2都斷開時,電壓表和電阻R2串聯(lián),電壓表的示數(shù)等于電源電壓,電源電壓是U1,當S1閉合、S2斷開時,兩個電阻串聯(lián),電壓表測量R1兩端的電壓,兩次測量的結果是電壓表指針偏轉角度相同,由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律可知
U1=5U2R2兩端的電壓
U′2=5U2-U2=4U2
串聯(lián)電路中各處的電流相等,R1和R2的比值
[2]設
R1=R

R2=4R
當S1閉合、S2斷開時,兩個電阻串聯(lián),電流表測量電路中的電流,當S1、S2都閉合時,只有R1的簡單電路,電流表測量電路中的電流,則
41.(23-24九年級上·河南信陽·期中)定值電阻R1、R?的電流和電壓關系圖象如圖所示,當把R1、R2并聯(lián)在某一 電路中時,兩電阻的阻值之比R1∶R2= , 兩電阻兩端的電壓之比U1∶U2= ,通過兩電阻的電流之比I1∶I2= 。
【答案】1∶4 1∶1 4∶1
【解析】[1][2][3]當把R1、R2并聯(lián)在某一電路中時,根據(jù)并聯(lián)電路的電壓特點,兩電阻兩端的電壓相等,兩電阻兩端的電壓之比
由圖像可知,當
U1=U2=2V
時,對應的電流I1=0.4A,I2=0.1A,可得,通過兩電阻的電流之比
則兩電阻的阻值之比為
42.(23-24九年級上·遼寧沈陽·期中)把A、B兩段導體并聯(lián)在電路中,測得通過它們的電流之比IA∶IB=5∶4,則它們的電阻值比RA∶RB= ;導體A、B兩端的電壓UA∶UB= 。
【答案】 4∶5 1∶1
【解析】[1][2]把A、B兩端導體并聯(lián)在電路中,兩個導體兩端的電壓相同,電壓之比
UA∶UB=1∶1
它們的電阻之比
考點十 動態(tài)電路分析
43.(23-24九年級上·安徽淮南·期中)濟寧市教育局利用如圖所示的“坐位體前屈測試儀”對初中畢業(yè)生進行了身體柔韌性測試,測試者向前推動滑塊,滑塊被推動的距離越大,儀器的示數(shù)就越大。小希同學設計了如圖所示的四種電路,其中滑動變阻器的滑片向左滑動時,電表示數(shù)增大的電路是( )
A.B.C.D.
【答案】A
【解析】A.電路為并聯(lián)電路,電流表測量干路上的電流,當滑片向左滑動時,滑動變阻器接入電路的阻值減小,電路中的總電阻減小,由可知,電流表的示數(shù)增大,故A符合題意;
B.電路為并聯(lián)電路,電流表測量定值電阻的電流,由并聯(lián)電路中各支路獨立工作、互不影響可知,電流表的示數(shù)不變,故B不符合題意;
C.電路為串聯(lián)電路,電壓表測量電源電壓,當滑片向左滑動時,電壓表的示數(shù)不變,故C不符合題意;
D.電路為串聯(lián)電路,電壓表測量變阻器兩端的電壓,當滑片向左滑動時,滑動變阻器接入電路的電阻減小,由串聯(lián)電路的分壓規(guī)律可知,變阻器分得的電壓變小,即電壓表的示數(shù)變小,故D不符合題意。
故選A。
44.(23-24九年級上·四川瀘州·期中)如圖所示,電源電壓恒定,閉合開關S后,將滑動變阻器的滑片由最左端向中點滑動過程中,下列說法中正確的是( )
A.電流表A1的示數(shù)不變
B.電流表A2的示數(shù)變小
C.電壓表V的示數(shù)變大
D.電壓表V示數(shù)和電流表A2示數(shù)的比值不變
【答案】D
【解析】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。
C.因電源電壓恒定,所以,將滑動變阻器的滑片由最左端向中點滑動過程中,電壓表V的示數(shù)不變,故C錯誤;
BD.因并聯(lián)電路中各支路獨立工作、互不影響,滑片移動時R1的電流不變,即電流表A2的示數(shù)不變,所以電壓表V示數(shù)與電流表A2示數(shù)比值不變,故B錯誤,D正確;
A.將滑動變阻器的滑片P由最左端向中點滑動過程中,變阻器接入電路中的電阻變小,由可知通過R2的電流變大;因并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和,所以干路電流變大,即A1的示數(shù)變大,故A錯誤。
故選D。
45.(23-24九年級上·重慶長壽·期中)如圖所示是煙霧報警的簡化原理圖。電源電壓保持不變,R0為定值電阻,光敏電阻R的阻值隨光照強度的變化如圖所示,當電路中的電流減小至某一數(shù)值時報警器開始報警。當有煙霧遮擋射向光敏電阻R的激光時,下列說法正確的是( )
A.電流表的示數(shù)變小,電壓表的示數(shù)不變
B.電流表的示數(shù)變小,電壓表的示數(shù)變大
C.電流表的示數(shù)不變,電壓表的示數(shù)變大
D.電流表的示數(shù)不變,電壓表的示數(shù)不變
【答案】B
【解析】如圖所示,閉合開關,兩電阻串聯(lián),電壓表測R兩端電壓,光敏電阻R的阻值隨光照強度增強而減小,當有煙霧遮擋射向光敏電阻R的激光時,光照強度減弱,R的電阻變大,電路中總電阻變大,根據(jù)歐姆定律,電路中電流變小,電流表示數(shù)變小,R0兩端電壓變小,R兩端電壓變大,電壓表示數(shù)變大,故ACD不符合題意,B符合題意。
故選B。
46.(23-24九年級上·四川眉山·期中)如圖甲所示是身高、體重測量儀,當體檢者站在臺面上時,能自動顯示身高和體重。電路原理如圖乙所示,電壓表、電流表分別顯示身高和體重的大小,壓敏電阻R的阻值隨壓力增大而減小,滑片P隨身高增高而上滑。下列分析正確的是( )
A.體重越大電流表示數(shù)越小B.身高越高通過R0的電流越大
C.身高越高電壓表示數(shù)越小D.體重越大,電路的總電流越大
【答案】D
【解析】ABD.由電路圖可知,R與R0并聯(lián),電壓表測滑片P下方電阻絲兩端的電壓,電流表測壓敏電阻R支路的電流,因電壓表的內阻很大,在電路中相當于斷路,所以,人的身高變化即滑片移動時,R0接入電路中的電阻不變,則R0支路電流不變;體重越大,壓敏電阻R受到的壓力越大,則壓敏電阻R的阻值減小,根據(jù)可知電流表示數(shù)變大;根據(jù)并聯(lián)電流規(guī)律可知電路的總電流越大。故AB錯誤,D正確;
C.身高越高,滑片越往上移,電壓表所測滑片P下方電阻絲的長度越長,阻值越大,R0支路電流不變,根據(jù)可知電壓表示數(shù)越大,故C錯誤。
故選D。
47.(23-24九年級上·河北邢臺·期中)如圖所示,當開關S由閉合到斷開后,電流表A1的示數(shù)將 (選填“不變”“變大”或“變小”),電流表A2的示數(shù)將 (選填“不變”“變大”或“變小”)。
【答案】不變 變小
【解析】[1]電流表A1測量通過電阻R1的電流,當開關S由閉合到斷開后,電阻R1的兩端的電壓不變,定值電阻的阻值不變,故電流的大小不變,電流表A1的示數(shù)將不變。
[2]開關S閉合時,電流表A2的示數(shù)測量總電流,開關S斷開后,電流表A2測量通過電阻R1的電流,故電流表的示數(shù)變小。
48.(23-24九年級上·山東濟寧·期中)如圖所示的電路中,電源電壓不變,開關閉合后,開關由斷開到閉合,電壓表示數(shù) ,電流表示數(shù) (均選填“變大”“變小”或“不變”)
【答案】變大 變大
【解析】[1][2]開關S1閉合后,兩電阻串聯(lián),電壓表測量電阻R1兩端的電壓,電流表測量電路中的電流, 閉合開關S2時,滑動變阻器被短路,只有R1工作,電壓表測電源電壓,所以電壓表示數(shù)變大, 根據(jù)串聯(lián)電路電阻規(guī)律可知總電阻變小,電壓不變,由歐姆定律可知電路中電流變大,即電流表示數(shù)變大。
考點十一 動態(tài)電路計算
49.(23-24九年級上·重慶長壽·期中)如圖所示,電源電壓為6V且保持不變,電壓表的量程為0~3V,電壓表的量程為0~5V,電流表的量程為0~0.6A,小燈泡L標有“4V 10Ω”的字樣(不考慮溫度對燈絲電阻的影響),滑動變阻器標有“30Ω 1A”的字樣,閉合開關S,移動滑片P,在保證電路中各元件都不損壞的情況下,下列說法中錯誤的是( )
A.電流表A示數(shù)的變化范圍是0.15A~0.3A
B.電壓表示數(shù)的變化范圍是1.5V~3V
C.滑動變阻器接入電路的阻值變化范圍是10Ω~30Ω
D.電壓表示數(shù)的變化范圍是3V~5V
【答案】D
【解析】分析電路可知,燈泡L和變阻器串聯(lián),電壓表測燈泡電壓,電壓表測變阻器電壓,電流表測電路電流。電壓表量程為0~3V,則電壓表示數(shù)最大為3V,此時電路中電流最大為
則此時電壓表示數(shù)最小為
此時變阻器阻值最小為
滑動變阻器標有“30Ω 1A”的字樣,則變阻器阻值最大為30Ω,此時電路中電流最小為
此時電壓表示數(shù)最小為
此時電壓表示數(shù)最大為
所以電流表A示數(shù)的變化范圍是0.15A~0.3A,電壓表示數(shù)的變化范圍是1.5V~3V,滑動變阻器接入電路的阻值變化范圍是10Ω~30Ω,電壓表示數(shù)的變化范圍是3V~4.5V,故ABC正確,不符合題意,D錯誤,符合題意。
故選D。
50.(23-24九年級上·重慶·期中)如圖所示電路中,燈泡L的額定電流為0.25A(超過此電流燈泡極易燒壞),其電流與電壓關系如圖2所示,滑動變阻器R的規(guī)格為“,1A”,電流表量程為0~0.6A,電壓表量程為0~3V。閉合開關S,調節(jié)R,當電壓表的示數(shù)為1.5V時,L恰好正常發(fā)光。下列說法正確的是( )
A.燈泡正常工作時電阻為
B.電壓表的調節(jié)范圍為1.5-3V
C.電源電壓為6V
D.滑動變阻器的調節(jié)范圍是
【答案】B
【解析】A.燈泡L的額定電流為0.25A,小燈泡的額定電壓為2.5V,燈泡正常工作時電阻為
故A錯誤;
B.當電壓表的示數(shù)為1.5V時,L恰好正常發(fā)光,此時電路中的電流最大,滑動變阻器阻值最小,電壓表的示數(shù)最小,最小電壓為1.5V,根據(jù)電壓表的量程可知,當滑動變阻器兩端的最大電壓為3V,故B正確;
C.當電壓表的示數(shù)為1.5V時,L恰好正常發(fā)光,此時電源電壓為
故C錯誤;
D.L恰好正常發(fā)光,滑動變阻器接入的阻值為
當滑動變阻器兩端的電壓為3V時,小燈泡兩端的電壓為1V,則此時的電流為0.15A,此時滑動變阻器的阻值為
滑動變阻器的調節(jié)范圍是6Ω~20Ω,故D錯誤。
故選B。
51.(23-24九年級上·江蘇宿遷·期中)如下圖甲所示,電源電壓恒定,R0是定值電阻。當滑片從b端滑到a端過程中,電流表示數(shù)I與電壓表示數(shù)U的關系圖像如圖乙。下列不正確的是( )
A.電源電壓為6V
B.滑動變阻器最大電阻為20Ω
C.定值電阻R0的阻值為20Ω
D.當滑片從b端滑到a端過程中,電壓表示數(shù)與電流表示數(shù)的比值變小
【答案】C
【解析】AC.根據(jù)電路圖可知,定值電阻與滑動變阻器串聯(lián),電壓表測量滑動變阻器兩端電壓,電流表測量電路電流;滑動變阻器的阻值最大時,電路中的電流最小,由乙圖可知,電路中的電流最小I1=0.2A,電源電壓
U=I1(R0+R1)=0.2A×(R0+20Ω)……①
由乙圖可知,當滑動變阻器的阻值最小為0時,電路中的電流最大I2=0.6A,電源電壓
U=I2R0=0.6A×R0……②
由①②可得U=6V,R0=10Ω,故A正確,不符合題意,C錯誤,符合題意;
B.根據(jù)圖象可知,滑動變阻器的阻值最大時,電路中的電流最小I1=0.2A,此時加在滑動變阻器兩端的電壓U1=4V,由歐姆定律得,滑動變阻器R1的最大阻值為
故B正確,不符合題意;
D.當滑片從b端滑到a端過程中,滑動變阻器接入電路的阻值變小,由歐姆定律可知電壓表示數(shù)與電流表示數(shù)的比值等于滑動變阻器接入電路的阻值,因此比值變小,故D正確,不符合題意。
故選C。
52.(23-24九年級上·湖南永州·期中)如圖所示,R是阻值為10Ω的定值電阻,R′為滑動變阻器。
(1)調節(jié)滑動變阻器滑片,當電壓表V2示數(shù)為3V時,求滑動變阻器兩端電壓。
(2)調節(jié)滑動變阻器滑片,當電流表A示數(shù)為0.4A時,求定值電阻R兩端電壓。
(3)閉合開關S,將滑動變阻器的滑片從a端逐漸滑動到b端,發(fā)現(xiàn)電壓表V1示數(shù)從2V變化到6V,而電壓表V2表示數(shù)從4V變化到0,求電流表的示數(shù)變化范圍。
【答案】(1)3V;(2)4V;(3)0.2A~0.6A
【解析】解:(1)由圖可知,R和R′是串聯(lián),電壓表V1測R的電壓,V2測R′兩端的電壓,所以當電壓表V2示數(shù)為3V時,即滑動變阻器R′電壓是3V。
(2)當電流表A示數(shù)為0.4A時,根據(jù)串聯(lián)電路中電流處處相等可計算出定值電阻R兩端的電壓
(3)當滑片P在b端時,此時滑動變阻器沒有接入電路,即電壓表V2的示數(shù)為0,電路中只有R一個用電器,所以電壓表V1的示數(shù)即為電源電壓,是6V。此時電路中的電流為
當滑片在a端時,電壓表V1的示數(shù)是2V,電壓表V2的示數(shù)是4V,所以此時電流表的示數(shù)是
所以電流表的示數(shù)變化范圍是0.2A~0.6A。
答:(1)調節(jié)滑動變阻器滑片,當電壓表V2示數(shù)為3V時,滑動變阻器兩端電壓是3V;
(2)調節(jié)滑動變阻器滑片,當電流表A示數(shù)為0.4A時,定值電阻R兩端電壓是4V;
(3)電流表的示數(shù)變化范圍0.2A~0.6A。
考點十二 限流、限壓問題
53.(23-24九年級上·云南曲靖·期中)某實驗小組同學手里有兩只分別標有“10Ω 1A”的甲燈和“15Ω 0.6A”的乙燈。下列選項正確的是( )
A.若把它們串聯(lián)起來使用,則電路中允許通過的最大電流為0.6A
B.若把它們串聯(lián)起來使用,則電路兩端允許的最大電壓為19V
C.若把它們并聯(lián)在電路中,干路電流最大為1.6A
D.若把它們并聯(lián)在電路中,電源電壓不能超過10V
【答案】A
【解析】AB.若把它們串聯(lián)起來使用,串聯(lián)電路的電流處處相等,故電路中的電流最大為
I=I2=0.6A
根據(jù)串聯(lián)電路的電阻規(guī)律和歐姆定律可知,電路兩端允許加的最大電壓
U=I(R1+R2)=0.6A×(10Ω+15Ω)=15V
故A正確,B錯誤;
CD.根據(jù)U=IR可知,甲、乙兩端允許的最大電壓分別為
U1=I1R1=1A×10Ω=10V
U2=I2R2=0.6A×15Ω=9V
若把它們并聯(lián)在電路中,根據(jù)并聯(lián)電路的電壓特點可知,電源電壓最大為
U′=U2=9V
則通過乙的電流為0.6A,根據(jù)歐姆定律可知,通過甲的電流
根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點可知,干路電流最大為
I″=I1′+I2=0.9A+0.6A=1.5A
故CD錯誤。
故選A。
54.(23-24九年級上·遼寧沈陽·期中)兩只定值電阻,甲標有“5Ω,1A”,“10Ω,0.6A”,把它們串聯(lián)在同一電路中,兩端允許加的最大電壓為 V;若把它們并聯(lián)在同一電路中,干路中允許通過的最大電流為 A。
【答案】 9 1.5
【解析】[1]因為串聯(lián)電路中各處的電流相等,所以兩只電阻串聯(lián)時,電路中的最大電流
因為串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和,所以根據(jù)歐姆定律可得,兩端允許加的最大電壓
[2]根據(jù)歐姆定律可得,兩電阻兩端允許所加的最大電壓
因為并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等,所以兩只電阻并聯(lián)時,電路中的最大電壓
此時通過甲的電流為1A,通過乙的電流為
因為并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和,所以干路最大電流
55.(23-24九年級上·廣東惠州·期中)兩個標有“10Ω,10V”和“20Ω,12V”的定位電阻,把它們串聯(lián)起來使用時允許通過的最大電流為 A,這時電路兩端允許加的最大電壓為 V,把它們并聯(lián)時干路允許通過的電流最大電流是 A。
【答案】 0.6 18 1.5
【解析】[1]由知道,定值電阻允許通過的最大電流分別為
因串聯(lián)電路中電流處處相等,且1A>0.6A,所以,若兩電阻串聯(lián)起來,為保證電阻元件的安全,則電流最大只可取0.6A。
[2]電路的總電阻
電路兩端允許加的最大電壓
[3]因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等,且
12V>10V
所以將它們并聯(lián)時,為保證電阻元件的安全,并聯(lián)電路的最大電壓只可取10V。此時通過R1的電流
I1=1A
通過R2的電流
根據(jù)并聯(lián)電路電流規(guī)律可得,干路允許通過的最大電流
56.(23-24九年級上·福建龍巖·期中)兩個定值電阻,甲標有“10Ω 1A”,乙標有“15Ω 0.6A”。現(xiàn)把它們串聯(lián)起來,總電阻為 Ω,該串聯(lián)電路兩端允許加的最大電壓是 V;若把它們并聯(lián)起來,總電阻為 Ω,該并聯(lián)電路干路的最大電流是 A。
【答案】 25 15 6 1.5
【解析】[1]把兩電阻串聯(lián)起來的總電阻為
R=R甲+R乙=10Ω+15Ω=25Ω
[2]由串聯(lián)電路電流的規(guī)律可知電路中的電流最大只可取0.6A,串聯(lián)電路兩端允許加的最大電壓為
U總=IR總=0.6A×25Ω=15V
[3]把兩電阻并聯(lián)起來的總電阻為
[4]若兩電阻并聯(lián),甲的最大電壓為
U甲=I甲R甲=1A×10Ω=10V
乙的最大電壓
U乙=I乙R乙=0.6A×15Ω=9V
由并聯(lián)電路電壓的規(guī)律可知并聯(lián)電路電壓最大只可取9V。通過甲的電流為
通過乙的電流為0.6A,所以該并聯(lián)電路干路的最大電流為
I總= I甲1+I乙=0.9A+0.6A=1.5A
57.(23-24九年級上·重慶潼南·期中)如圖,把一個小燈泡和一個定值電阻串聯(lián)到一個電壓可調的電路中,其電流和電壓關系如圖,下列說法錯誤的是( )
A.為定值電阻,為燈泡
B.定值電阻的阻值為10Ω
C.電路電流為0.4A時,電源電壓為6V
D.若把兩個這樣的燈泡串聯(lián)接到4V電源兩端,燈泡的電阻為7.3Ω
【答案】D
【解析】A.小燈泡的電阻隨溫度的升高而增大,所以其電阻是變化的,其電壓與電流不成正比,其圖像不是直線,而定值電阻的阻值為一定值,其電流與電壓成正比,其圖像是直線。故為定值電阻,為燈泡。故A正確,不符合題意;
B.由可得,定值電阻的阻值
故B正確,不符合題意;
C.電路電流為0.4A時,由圖像可知定值電阻兩端電壓
燈泡兩端電壓
電源電壓為
故C正確,不符合題意;
D.若把兩個這樣的燈泡串聯(lián)接到4V電源兩端,每個燈泡的兩端電壓相等,則每個燈泡兩端電壓
由圖像可知,燈泡兩端電壓為2V時,電流為,燈泡的電阻
故D錯誤,符合題意。
故選D。
58.(23-24九年級上·福建泉州·期中)如圖甲所示的電路,電源電壓保持不變,滑動變阻器上標有“20Ω 2A”字樣,閉合開關S,調節(jié)滑動變阻器的滑片,使其從最右端向左滑到a點時,小燈泡恰好正常發(fā)光;在圖乙中繪制出電流表與兩電壓表示數(shù)關系的圖象;下列說法中正確的是( )
A.滑片在a點時R的電阻為2.5Ω
B.滑片在a點時,滑動變阻器與小燈泡的電壓之比為5∶1
C.小燈泡正常發(fā)光時電壓為6V
D.電源電壓為12V
【答案】D
【解析】ABCD.甲圖中,燈泡與滑動變阻器串聯(lián),V1測滑動變阻器的電壓,V2測燈泡的電壓,電流表測電路的電流?;瑒幼冏杵鞯幕谧钣叶藭r,電路的電阻最大,電流表示數(shù)最小,由乙圖可知,最小電流為0.3A;根據(jù)歐姆定律可知變阻器的電壓為
U滑大=I小R滑大=0.3A×20Ω=6V
由乙圖可知,兩電壓表示數(shù)相同,根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律,電源電壓為
U=2×6V=12V
滑片向左滑動到a點時,變阻器連入電路的電阻變小,根據(jù)串聯(lián)電阻的規(guī)律,電路的電阻變小,電路的電流變大,此時電流為0.4A,根據(jù)U=IR,燈泡的電壓變大,小燈泡恰好正常發(fā)光,可知燈的額定電壓為10V;根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點可知,此時變阻器兩端的電壓
UR′=U-UL′=12V-10V=2V
由歐姆定律可知,滑片在a點時變阻器接入電路的電阻
滑片在a點時,滑動變阻器與小燈泡的電壓之比
UR′∶UL′=2V∶10V=1∶5
故ABC錯誤,D正確。
故選D。
59.(多選)(23-24九年級上·貴州遵義·期中)如圖所示的電路中,電源電壓保持不變,R1為定值電阻,閉合開關S,下列說法中正確的是( )
A.若滑動變阻器R2的滑片在最左端時,電路中的電流表、電壓表均有示數(shù)
B.當滑動變阻器R2的滑片P向右移動時,電壓表V的示數(shù)不變
C.當滑動變阻器R2的滑片P向右移動時,電流表A1的示數(shù)變小
D.當滑動變阻器R2的滑片P向右移動時,電壓表V與電流表A的比值變大
【答案】BD
【解析】由圖可知,閉合開關S,該電路為并聯(lián)電路,電流表A1測量通過R1的電流,電流表A測量干路的電流,電壓表測量電源的電壓。
A.若滑動變阻器R2的滑片在最左端時,滑動變阻器被短路,電源被短路,電路中的電流表A1、電壓表均無示數(shù),電流表A示數(shù)很大,容易燒壞,故A錯誤;
BCD.由于電源電壓不變,移動滑片時,電壓表示數(shù)保持不變;當滑動變阻器R2的滑片P向右移動時,滑動變阻器接入電路的電阻變大,根據(jù)可知,通過滑動變阻器的電流減?。徊⒙?lián)電路各支路互不影響,通過R1的電流不變,電流表A1示數(shù)不變;根據(jù)并聯(lián)電路電流特點可知,干路中的電流減小,即A示數(shù)減小;電壓流表V示數(shù)不變,電流表A的示數(shù)變小,所以電壓流表V與電流表A的比值變大,故BD正確,C錯誤。
故選BD。
60.(多選)(23-24九年級上·河北唐山·期中)如圖所示電路,電源電壓不變,R1和R3為定值電阻,R2為滑動變阻器,下列說法正確的是( )
A.只閉合開關S,滑片P向右滑動,電流表A1和電壓表V示數(shù)均變大
B.開關都閉合,滑片P向左滑動,電流表A2示數(shù)變小,電壓表V示數(shù)不變
C.只閉合開關S,滑片P向右滑動,電壓表V示數(shù)變化量和電流表A1示數(shù)變化量的比值不變
D.閉合開關S、S2,斷開S1,滑片P由B端逐漸向A端移動,電流表A1示數(shù)增大,A2示數(shù)不變
【答案】ABC
【解析】A.只閉合開關S,R1、R2、R3串聯(lián),電壓表測量R1兩端的電壓,電流表A1測量電路電流?;琍向右滑動,R2變小,電路總電阻變小,則通過電路的電流變大,電流表示數(shù)變大;R1電阻不變,根據(jù)歐姆定律可知,R1兩端的電壓變大,故A正確;
B.開關都閉合,三個電阻并聯(lián),電壓表測量電源電壓,電壓表示數(shù)不變;電流表A1測量干路電流,電流表A2測量通過R1、R2的電流。根據(jù)并聯(lián)電路電壓特點及歐姆定律可知,通過R1和R3的電流不變,滑片P向左滑動,R2變大,根據(jù)歐姆定律可知,通過R2的電流變小,根據(jù)并聯(lián)電路電流特點可知,電流表A2的示數(shù)變小,故B正確;
C.設滑片向右移動前后電路中的電流分別為I1、I2,則電流表示數(shù)的變化量
ΔI=I2-I1
電壓表示數(shù)變化量
ΔU=I2R1-I1R1=(I2-I1)R1=ΔIR1
由可知,電壓表示數(shù)變化量和電流表A1示數(shù)變化量的比值不變,故C正確;
D.閉合開關S、S2,斷開S1,此時R2、R3被短路,只有R1連入電路,滑片P由B端逐漸向A端移動,對電路無影響,兩電流表示數(shù)不變,故D錯誤。
故選ABC。
61.(23-24九年級上·貴州遵義·期中)如圖甲所示,電源電壓保持不變,R0、R1均為定值電阻,且R0=2Ω,R2為滑動變阻器,閉合開關,將滑動變阻器滑片由一端移到某一位置的過程中,兩電壓表示數(shù)隨電流表示數(shù)變化的圖像如圖乙所示,則R1的阻值是 Ω;圖像中電壓值Ua= V。
【答案】 8 5
【解析】[1]由電路圖可知,閉合開關,定值電阻R0、R1與滑動變阻器R2串聯(lián)接入電路,電壓表V1測滑動變阻器兩端的電壓,電壓表V2測定值電阻R1與滑動變阻器兩端的總電壓,電流表測量電路電流,根據(jù)串聯(lián)電路電壓規(guī)律可知,下方的線段表示V1的示數(shù)隨電流變化的圖像,上方的線段表示V2的示數(shù)隨電流變化的圖像;由乙圖可知通過電路的最小電流為0.3A,此時
,
因串聯(lián)電路總電壓等于各分電壓之和,所以定值電阻R1兩端的電壓
由歐姆定律可得,定值電阻R1的阻值
[2]由乙圖可知當通過電路的電流為0.5A
,
此時定值電阻R1兩端的電壓
根據(jù)串聯(lián)電路電壓規(guī)律可知

62.(23-24九年級上·北京·期中)如圖所示,滑動變阻器R2的滑片在某兩點間移動時,電流表的示數(shù)范圍是0.5A~1A;電壓表的示數(shù)范圍是3V~9V。則定值電阻R1的阻值是 Ω,電源電壓是 V。
【答案】 12 15
【解析】[1][2]由電路圖可知,定值電阻R1與滑動變阻器R2串聯(lián),電壓表測R2兩端的電壓,電流表測電路中的電流。當滑動變阻器接入電路的電阻變大時,總電阻變大,電路中的電流減小,根據(jù)歐姆定律可知,定值電阻R1的兩端電壓變小,根據(jù)串聯(lián)電路的分壓特點可知,電壓表的示數(shù)變大,則當電路中的電流I1=0.5A時,R2兩端的電壓U1=9V;根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點和歐姆定律可得,電源電壓為

當電路中的電流I2=1A時,R2兩端的電壓U2=3V;根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點和歐姆定律可得,電源電壓為

聯(lián)立①②解得電源電壓為U=15V;定值電阻R1的阻值是R1=12Ω。
63.(23-24九年級上·重慶潼南·期中)如圖,S閉合電壓表和的指針指到電壓表表盤同一位置。則 ;通過和的電流之比 。
【答案】 4:1 1:1
【解析】[1][2]由電路圖可知,R1與R2串聯(lián),電壓表V1測電源的電壓,電壓表V2測R2兩端的電壓,兩電阻串聯(lián)時,因為串聯(lián)電路中各處的電流相等,所以通過兩電阻的電流之比為
又因為串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和,所以電壓表的指針偏轉至同一位置時,電壓表V1的量程為0~15V,電壓表V2的量程為0~3V,因為指針位置相同時大量程的示數(shù)是小量程示數(shù)的5倍,即電源電壓與R2兩端的電壓之比為
即電源電壓是電阻R2兩端電壓的5倍,即
又因為串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和,所以R1兩端的電壓為
由串聯(lián)電路的分壓規(guī)律可得,則R1與R2之比
64.(23-24九年級上·河北保定·期中)如圖所示的電路中,電源電壓為6V且保持不變;滑動變阻器R1的規(guī)格“20Ω;0.5A”, R2=7.5Ω, R3=15Ω,電壓表V1接入電路的量程為0~3V,V2接入的量程為0~15V,電流表接入電路的量程為0~0.6A。
(1)閉合開關S和S1,移動滑動變阻器R1的滑片,使電流表的示數(shù)為0.3A,求此時R1接入電路的阻值是多少?
(2)閉合開關S和S1,將滑片從滑動變阻器R1的最左端移動到中點的過程中,求電流表的示數(shù)變化范圍?
(3)閉合開關S和S2,在保證電路安全的前提下,滑動變阻器R1可接入的最大阻值和最小阻值是多少?
【答案】(1)5Ω;(2)0.24A~0.4A;(3)7.5Ω和4.5Ω
【解析】解:(1)由可知,電路的總電阻
因串聯(lián)電路中的總電阻等于各部分電阻之和,所以R1接入電路的阻值
R1=R總-R3=20Ω-15Ω=5Ω
(2)當滑片在最左端時,電路電流
當滑片在中點時,電路電流
因此電流表的變化范圍是:0.24A~0.4A。
(3)閉合開關S和S2,R1、R2串聯(lián),電壓表V1測量R1兩端電壓,電壓表V2測量R2兩端電壓,電流表測量電路電流;當R1接入電路的阻值最大時,電路中的電流最小,電壓表V1的示數(shù)最大,電壓表V1接入電路的量程為0~3V,即R1大兩端的電壓最大為:U1大=3V,此時R2兩端的電壓為
U2=U-U1大=6V-3V=3V
根據(jù)串聯(lián)電路的電壓規(guī)律和分壓原理可知

解得:R1大=7.5Ω;當R1接入電路的阻值最小時,電路中的電流最大,已知電流表所選量程為0~0.6A,當R1接入電路的阻值最小時,電路中的電流最大分別為0.6A、0.5A,所以電路中允許的最大電流為I大=0.5A,此時電路的總電阻為
R1接入電路的最小阻值為
R1小=R總1-R2=12Ω-7.5Ω=4.5Ω
故滑動變阻器R1可接入的最大阻值和最小阻值分別為7.5Ω和4.5Ω。
答:(1)此時R1接入電路的阻值是5Ω;
(2)電流表的示數(shù)變化范圍為0.24A~0.4A;
(3)滑動變阻器R1可接入的最大阻值和最小阻值分別為7.5Ω和4.5Ω。
65.(23-24九年級上·河北石家莊·期中)現(xiàn)有下列器材:學生電源(6V),電流表(0~0.6A,0~3A)、電壓表(0~3V,0~15V)(5Ω、10Ω、20Ω各一個)、開關、滑動變阻器和導線若干,利用這些器材探究“電壓不變時電流與電阻的關系”
(1)請將圖乙連接完整 。閉合開關前,滑動變阻器滑片P應該位于 端(選填“A”或“B”);
(2)如果同學連好電路后閉合開關,移動滑動變阻器滑片P,發(fā)現(xiàn)電流表無示數(shù),則該故障可能是由R (選填“短路”或“斷路”)造成的;排除故障,實驗中依次接入三個定值電阻,保持電壓表示數(shù)不變,記下電流表的示數(shù),由圖象可以得出結論 ;
(3)上述實驗中,小強用5Ω的電阻做完實驗后,接著把R換為10Ω的電阻接入電路,移動滑片,使電壓表示數(shù)為 V時,讀出電流表的示數(shù);
(4)在該實驗中滑動變阻器的作用是除保護電路外還有 ;
(5)為完成整個實驗,應該選取哪種規(guī)格的滑動變阻器 。
A.50Ω,1.0A B.30Ω,1.0A C.20Ω,1.0A
【答案】(1)答案見解析如圖 A (2)斷路 電壓一定時,電流與電阻成反比 (3)2 (4)控制定值電阻兩端電壓一定 (4) A
【解析】解:(1)[1]根據(jù)電路圖連接實物圖,如下所示:
[2]閉合開關前,滑動變阻器滑片應移至阻值最大處。使用電阻絲右側接線柱將變阻器接入電路,則應將滑片移動到最左端(A端)。
(2)[3]電流表無示數(shù),說明電路可能斷路,說明電壓表與電源連通,與電壓表并聯(lián)的定值電阻R斷路了。
[4]電流與對應電阻的乘積是一個定值,說明通過導體的電流與導體電阻成反比。
(3)[5]由圖知,電阻兩端的電壓始終保持為
UV=IR=0.1A×20Ω=﹣﹣﹣﹣=0.4A×5Ω=2V
(4)[6]實驗中需要定值兩端電壓不變,故變阻器的重要作用是控制電阻兩端電壓不變。
(5)[7]電阻兩端的電壓始終保持2V,根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律,在實驗中,變阻器兩端電壓為
U滑=6V﹣2V=4V
因變阻器在電路中起分壓作用,為了控制電阻兩端電壓不變,根據(jù)串聯(lián)電路的分壓原理可以知道,電阻越大,變阻器的電阻就越大。當20Ω的電阻連入電路時,變阻器的阻值為
即變阻器的最小阻值為40Ω,故A符合題意,BCD不符合題意。
故選A。
66.(23-24九年級上·重慶潼南·期中)欣欣利用如圖甲所示的電路,探究通過“導體的電流跟電阻的關系”。實驗器材:電源(電壓恒為4.5V),電流表、電壓表各一只,開關,三個定值電阻(5Ω、10Ω、15Ω),兩只滑動變阻器(,)
(1)用筆畫線代替導線完成圖甲電路的連接 ;
(2)該實驗中,滑動變阻器有兩個作用,1:保護電路2: ;
(3)實驗中欣欣發(fā)現(xiàn),無論怎樣移動滑動變阻器的滑片,兩電表的指針始終處于圖乙所示的狀態(tài),則電路故障可能是定值電阻 (選填“斷路”或“短路”);
(4)排除故障后,多次改變R的阻值,根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出如圖丙所示的I-R圖像,得到的結論是 ;
(5)在上述實驗中,欣欣把5Ω的電阻換成10Ω的電阻,為了完成實驗,他應該將滑動變阻器的滑片向 端移動(選填“A”或“B”),使電壓表示數(shù)為 V;
(6)當欣欣改用15Ω的電阻繼續(xù)實驗時,發(fā)現(xiàn)無論怎樣移動滑動變阻器的滑片,都無法使電壓表的示數(shù)達到實驗要求的值,則欣欣選用的滑動變阻器的規(guī)格是 (選填“甲”或“乙”);
(7)該實驗中,如果我們選取的乙滑動變阻器,為了順利完成實驗,更換的電阻應不超過
Ω。
【答案】(1)見解析 (2)保持定值電阻兩端的電壓不變 (3) 斷路
(4)在電壓不變時,通過導體的電流與導體的電阻成反比 (5) A 2.5
(6) 甲 (7) 25
【解析】(1)[1]實驗時,電路中定值電阻應和滑動變阻器串聯(lián),將電壓表并聯(lián)在定值電阻的兩端,如圖
(2)[2]該實驗中,需要保持定值電阻兩端的電壓不變,滑動變阻器有兩個作用,1:保護電路,2:通過移動滑片,保持定值電阻兩端的電壓不變。
(3)[3]乙圖中,左表為電壓表,示數(shù)滿偏,說明電壓表與電源連通;右邊為電流表,示數(shù)為0,說明電路斷路或總電阻很大,由此可知,電路的故障是與電壓表并聯(lián)的定值電阻斷路了。
(4)[4]由圖丙所示圖像可知,通過電阻的電流與電阻值的乘積
保持不變,是一個定值,這說明:在電壓不變時,通過導體的電流與導體的電阻成反比。
(5)[5][6]在探究導體的電流跟電阻的關系時,需要保持電阻兩端的電壓2.5V不變,當用10Ω的電阻替換5Ω的電阻時,閉合開關發(fā)現(xiàn)電壓表的示數(shù)變大,為保持電阻的電壓不變,應增加變阻器分得的電壓,根據(jù)分壓原理可知,應增大變阻器連入電路中的電阻,故應將滑動變阻器的滑片向A端移動,使電壓表示數(shù)為2.5V。
(6)[7]當改用15Ω的電阻繼續(xù)實驗時,滑動變阻器兩端的電壓
滑動變阻器接入電路的阻值應為
實驗中無論怎樣移動滑動變阻器的滑片,都無法使電壓表的示數(shù)達到實驗要求的值,說明選擇的滑動變阻器阻值較小,則欣欣選用的滑動變阻器的規(guī)格是甲。
(7)[8]該實驗中,如果我們選取的乙滑動變阻器,當滑動變阻器滑到最大值時,則有
此時定值電阻的阻值
為了順利完成實驗,更換的電阻應不超過25Ω。
67.(22-23九年級上·遼寧沈陽·期中)小牛同學要測量定值電阻的阻值,提供的實驗器材有:待測電阻(大于)、兩節(jié)新干電池、電流表、電壓表、滑動變阻器、開關及導線若干。
(1)請你根據(jù)圖甲電路,用筆畫線代替導線將圖乙中的實物電路連接完整;
(2)正確連線后,閉合開關,移動滑片P,電流表示數(shù)幾乎為零,電壓表示數(shù)接近電源電壓且?guī)缀醪蛔?,若電路中只有一處故障,則可判斷該故障可能是 ;
(3)排除故障后,若某次測量時電壓表的示數(shù)為,電流表的示數(shù)如圖丙所示,則待測電阻 ;
(4)若電壓表損壞,則可用一個電流表和一個定值電阻測未知電阻的阻值,小牛設計了如圖丁所示的電路圖,并進行如下實驗操作:
①閉合開關S和,此時電流表的示數(shù)為;
②閉合開關S、斷開開關,此時電流表的示數(shù)為;
③己知電源電壓保持不變,請用已知量和測出量寫出未知電阻的表達式,則 。
(5)小牛又繼續(xù)利用阻值為的定值電阻設計了如圖戊所示電路,測量正常發(fā)光時電壓為的小燈泡正常發(fā)光時的電阻.已知電源電壓為U。請幫小牛將實驗步驟補充完整:
①只閉合開關,調節(jié)滑動變阻器,當電壓表示數(shù)為 時,小燈泡正常發(fā)光;
②只閉合開關,滑動變阻器的滑片保持不動,記下電壓表示數(shù)為;
③則小燈泡正常發(fā)光時的電阻表達式為 。
【答案】(1)見解析 (2) 斷路 (3)6 (4)
(5)
【解析】(1)[1]電源為兩節(jié)干電池串聯(lián),電源電壓為3V,定值電阻阻值大于5Ω,根據(jù)可知,電路中電流小于0.6A,則電流表使用0~0.6A量程,電路連接如下:
(2)[2]電壓表示數(shù)接近電源電壓,說明電壓表與電源是連通的;電流表示數(shù)幾乎為0,說明它與電源間是斷開的。故電路斷開處為與電壓表并聯(lián)的部分,即定值電阻斷路。
(3)[3]此時電流表示數(shù)為0.30A,定值電阻阻值為
(4)[4]兩個電阻并聯(lián),根據(jù)并聯(lián)電路電流特點,求出未知電阻中的電流 。并聯(lián)兩個電阻兩端電壓是相等的,根據(jù)已知電阻阻值與通過它的電流,可以求出電源電壓;再從而計算出未知電阻的阻值,為
(5)[5]①中、已知電阻、變阻器、小燈串聯(lián),電壓表測量已知電阻與變阻器兩端總電壓,且電源電壓U已知,根據(jù)串聯(lián)電路電壓特點可知,小燈正常工作時兩端電壓為,則電壓表示數(shù)為。
[6]②中電阻、變阻器、小燈依然串聯(lián),只是此時電壓表測量電阻兩端電壓,電阻阻值已知,則電路中的電流為
小燈的電阻為
68.(23-24九年級上·重慶·期中)如圖甲所示是樂樂同學測量小燈泡在不同電壓下電阻的電路圖(小燈泡正常發(fā)光時電壓為2.5V)。
(1)本實驗的實驗原理是 (用公式表示);
(2)連接好電路,閉合開關,移動滑動變阻器的滑片,發(fā)現(xiàn)電流表幾乎沒有示數(shù),電壓表示數(shù)始終接近電源電壓,造成這一現(xiàn)象的原因可能是 (填字母);
A.小燈泡開路 B.電流表壞了 C.滑動變阻器短路 D.小燈泡短路
(3)實驗中當電壓表的示數(shù)為2.2V時,為使小燈泡正常發(fā)光,應將滑動變阻器的滑片P向 (選填“左”或“右”)移動,當燈泡正常發(fā)光時,電流表的示數(shù)如圖乙所示,則小燈泡正常發(fā)光時的電阻是 (結果保留一位小數(shù));
(4)樂樂同學將實驗測得數(shù)據(jù)記錄在下表中:
樂樂同學發(fā)現(xiàn)小燈泡在不同電壓下的電阻值不相等,其原因是燈絲的電阻受到 的影響;
(5)樂樂同學想繼續(xù)測量定值電阻的阻值,她認為只用電壓表也可完成實驗,但通過試觸發(fā)現(xiàn)電壓表可用量程無法直接測量電源電壓,于是設計了如圖丙所示的電路進行實驗:
①將接在電路中A、B兩點間,調節(jié)滑動變阻器滑片P從最右端至適當位置,此時電壓表的示數(shù);
②斷開開關,保持滑片位置不動,將電阻箱接入A、B兩點間并將其阻值調到最大值后閉合開關,電壓表示數(shù)為;
③當樂樂正準備調節(jié)電阻箱阻值時,不小心碰到滑動變阻器滑片導致電壓表示數(shù)變?yōu)?,說明的滑片P向 (選填“左”、“右”)移動了一段距離;
④于是樂樂準備重新開始實驗,重復①操作后,他將電阻箱阻值調到52Ω時,電壓表示數(shù)又變成了,則的阻值為 。
【答案】(1) (2)A (3)左 9.6Ω (4)溫度
(5)左 52Ω
【解析】(1)[1]伏安法測電阻的原理是。
(2)[2]連接好電路,閉合開關,移動滑動變阻器的滑片,電流表幾乎沒有示數(shù),說明電路出現(xiàn)開路,電壓表示數(shù)始終接近電源電壓,說明電壓表測量對象開路,即小燈泡開路,故選A。
(3)[3][4]當電壓表的示數(shù)為2.2V時,電壓小于燈泡的正常發(fā)光的電壓,所以要增大小燈泡的電壓,要減小滑動變阻器的電壓,根據(jù)串聯(lián)分壓原理可知,滑動變阻器電阻應變小,即滑片應向左移動;由圖乙可得,I=0.26A,則小燈泡正常發(fā)光的電阻
(4)[5]小燈泡的電阻與溫度有關,小燈泡的電阻隨溫度的升高而增大。
(5)③[6]此時電壓表測量滑動變阻器兩端電壓,電壓由1V變成1.2V,電壓變大,電阻也變大,故滑片向左移動了。
④[7]這里用到了等效替代法,因為待測電阻和電阻箱的接入,都使電壓表的示數(shù)為2V,則待測電阻等于電阻箱電阻,即Rx=52Ω。
69.(23-24九年級上·廣東佛山·期中)如圖甲所示是一種自動測定油箱內油量的裝置,R是滑動變阻器的電阻片,油量表由電流表改裝而來。
(1)R0在電路中的作用 ;
(2)油箱中的油量減少時,油面下降,這時浮子的下降會帶動滑動變阻器的滑片向 移動,從而滑動變阻器連入電路的電阻變 ,從而使電流表的示數(shù)變 ;
(3)若將電流表換為電壓表,用電壓表的指針指示的刻度顯示油箱內油面的高度,要求油面升高時電壓表的讀數(shù)變大,請將電壓表的電學符號畫在圖乙中。
【答案】(1)保護電路 (2)上 大 小 (3)見解析
【解析】(1)R0在電路中可以分壓,防止因滑動變阻器滑片滑到阻值最小端時,電路電流最大,而損壞電路,起到保護電路的作用。
(2)[1][2][3]滑桿可以繞O點轉動,當油箱中的油量減少時,油面下降,此時浮子下降,帶動滑桿繞O點轉動,從而帶動滑動變阻器的滑片向上移動,此時滑動變阻器接入阻值變大,電路總電阻變大,根據(jù)歐姆定律可知電路電流變小,即電流表示數(shù)變小。
(3)油面升高時,此時浮子上升,帶動滑桿繞O點轉動,從而帶動滑動變阻器的滑片向下移動,此時滑動變阻器接入阻值變小,電路總電阻變小,據(jù)歐姆定律可知電路電流變大。根據(jù)U=IR可知,R0兩端電壓變大。所以電壓表應該并聯(lián)在R0兩端。如圖所示
實驗次數(shù)
1
2
3
4
5
電壓/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
電流/I
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
實驗次序
1
2
3
2
I/A
實驗次數(shù)
1
2
3
電阻R/Ω
5
10
20
電流I/A
0.4
0.2
0.15
實驗序號
電壓U/V
電流I/A
電阻R/Ω
電阻平均值R/Ω
1
1.8
0.26
6.92
2
1.5
0.24
6.25
3
1.1
0.2
5.5
序號
U/V
I/A
R1/Ω
1
0.8
0.2
2
1.6
0.4
3
1.9
0.475
實驗次數(shù)
1
2
3
4
5
電壓
0.5
1.0
1.5
2.2
2.5
電流
0.15
0.2
0.22
0.25
電阻
3.3
5
6.8
8.8

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