【核心概念】浙教版(2024)科学八上 专题9欧姆定律(含答案)

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【核心概念】浙教版(2024)科学八上 专题9欧姆定律(含答案)

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编写说明:根据义务教育科学课程标准(2022年版)相关条目编写
【核心概念】浙教版科学八上 专题九 欧姆定律(教师版)
【内容要求1】通过实验探究电流与电压、电阻的关系,理解欧姆定律,并解决简单的电学问题。
1.通过实验探究电流与电压、电阻的关系。
2.会运用控制变量法进行实验设计,写出相应的实验方案。
3.会运用表格或图像对实验数据进行处理,寻找相应科学量之间的关系。
4.通过探索活动,提高学生的动手操作能力,养成细致的观察能力和准确读数的技能,培养严谨和实事求是的科学态度。
1.小科为探究“电压一定时,电流与电阻之间的关系”,设计了如图实验。先在AB间接入10Ω的定值电阻R1,移动滑片P,读取电压表、电流表示数并记录;然后用15欧的定值电阻R2替换R1后,接下来的操作和操作后的电路分析正确的是(  )
A.闭合开关,电压表示数变大
B.闭合开关,电流表示数不变
C.注视电压表,并向左调节滑片
D.注视电流表,并向右调节滑片
【答案】A
【解析】根据串联分压原理可知,将定值电阻由10Ω改接成15Ω的电阻,电阻增大,其分得的电压增大;电路中的电阻增大,电源电压不变,所以电流表示数减小;
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,所以滑片应向右端移动,注视电压表,使电压表的示数不变;故A正确,BCD错误。
2.如图所示(甲)是某同学探究电流与电压关系的电路图,开关S闭合后,将滑动变阻器的滑片P从a端移至b端,电流表和电压表的示数变化关系如图(乙),则图象可知(  )
A.电阻R0两端电压与通过R0的电流成正比
B.R0的电阻值是10Ω
C.滑动变阻器R的最大阻值是25Ω
D.该电路最大电流为0.7A
【答案】C
【解析】A、因为电流随电压的变化图象为正比例函数图象,所以通过R0的电流与R0两端的电压成正比,
由于电压是产生电流的原因可知,不能说电阻R0两端电压与通过R0的电流成正比,故A错误;
BD、当滑片位于b端时,接入电路的阻值为零,电路为R0的简单电路,电压表测电源的电压,电路中的电流最大,
由图乙可知,电源的电压U=3.0V,电路中的最大电流Imax=0.6A,故D错误;
由I可得,R0的阻值:R05Ω,故B错误;
C、当滑片位于a端时接入电路中的电阻最大,电路中的电流最小,
由图乙可知,电路中的最小电流Imin=0.1A,
由I可得,电路中的总电阻:R总30Ω,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,滑动变阻器的最大阻值:R最大=R总﹣R0=30Ω﹣5Ω=25Ω,故C正确。
3.图甲为小科研究“电流与电阻关系”的实验电路示意图。其中电源电压恒为3伏,分别接5个不同阻值的定值电阻Rx并进行实验,并依据测得的实验数据绘制成图乙所示曲线。下列有关实验分析不正确的是(  )
A.每次更换定值电阻后,均需移动滑片P使电压表示数为2.5伏
B.将5欧的定值电阻替换成10欧后,应将滑片P向左移动
C.实验中滑动变阻器接入电路的阻值变化范围为1~5欧
D.实验得出结论:电压一定时,通过定值电阻的电流与电阻成反比
【答案】B
【解析】A、由题意和图像可知,该同学研究的是电流和电阻的关系,实验中要控制R。两端的电压不变(即电压表示数不变);由图乙知,电流与电阻之积(即Rx两端的电压):U=IRx=0.5A×5Ω=….=0.1A×25Ω=2.5V,即电压表保持2.5伏不变,故A正确;
B、根据串联分压原理可知,将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻,电阻增大,其分得的电压增大(大于2.5V);探究电流与电阻的实验中应控制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使电压表的示数减小为2.5V,由分压原理,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向右端移动,故B错误;
C、由图乙知,电流最大为0.5A时,对应的电阻为5Ω,根据欧姆定律和串联电路的规律,变阻器连入电路中的电阻:R滑1=R总﹣R1R15Ω=1Ω,由图乙知,电流最小为0.1A时,对应的电阻为25Ω,根据欧姆定律和串联电路的规律,变阻器连入电路中的电阻:
R滑2=R总﹣R2R225Ω=5Ω,所以,滑动变阻器阻值变化范围为1Ω~5Ω,故C正确;
D、由图像乙可知,电阻两端的电压:UV=IR=0.1A×25Ω=…=0.5A×5Ω=2V;由图像可知:导体两端电压一定时,通过导体的电流与导体两端的电阻成反比,故D正确。
4.在探究“电流与电阻关系”实验中,某同学根据实验数据作出如图所示的图象,下列说法正确的是(  )
A.导体中的电流与导体的电阻成正比
B.电源至少选用两节新干电池
C.换用2Ω电阻做实验时,需要更换电压表量程
D.多次实验是为了求平均值,以减小实验误差
【答案】B
【解析】A、电流与电阻在反比,A错误;
B、由图知,这个不变的电压为:
U=IR=0.4A×5Ω=2V;电源至少选用两节新干电池(3V),B正确;
C、换用2Ω电阻做实验时,控制电阻的电压不变,故不需要更换电压表量程,C错误;
D、多次实验是为了得出普遍性的规律,D错误。
5.小华用如图所示的电路探究电流与电阻的关系。已知电源电压为6V,滑动变阻器R2的最大电阻为20Ω,电阻R1为10Ω.实验过程中,将滑动变阻器滑片移到某一位置时,读出电阻R1两端电压为4V,并读出了电流表此时的示数。紧接着小华想更换与电压表并联的电阻再做了两次实验,可供选择的电阻有15Ω、30Ω、45Ω和60Ω各一个,为了保证实验成功,小华应选择的电阻(  )
A.15Ω、30Ω B.15Ω、45Ω C.45Ω、60Ω D.30Ω、45Ω
【答案】A
【解析】由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流,
要探究电流与电阻的关系,应控制电阻两端的电压不变,即U1=4V,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,滑动变阻器两端的电压:U2=U﹣U1=6V﹣4V=2V,
因串联电路中各处的电流相等,
所以,电路中的电流:
I,
解得:R1R2R2=2R2,
当R2=20Ω时,R1的阻值最大,则R1=2R2=2×20Ω=40Ω,即定值电阻的阻值不能大于40Ω,
由选项可知,A正确、BCD错误。
6.如图是小莲探究电流与电阻关系的电路图,R为定值电阻,R′为滑动变阻器,下列有关说法错误的是(  )
A.实验过程中要更换电阻R,以改变电阻大小
B.调节R′的目的是控制R两端电压不变
C.R′滑片向左移时,电压表示数会变大
D.本实验得出的结论是电阻与电流成反比
【答案】D
【解析】AB、根据控制变量法知要探究电流与电阻关系,需要控制电阻两端的电压不变,改变电路的电阻,故AB正确;
C、当R′滑片向左移时,滑动变阻器接入电路的电阻变小,电路的总电阻变小,由I知电路中的电流变大,电压表示数会变大,由串联电路电压的规律知定值电阻R两端的电压变大,电压表的示数变大,故C正确;
D、本实验得出的结论是在电压不变时,通过导体的电流与导体的电阻成反比,故D错误。
7.在探究“导体电流与电阻关系”时,选择了5Ω、10Ω、15Ω、20Ω四个电阻进行实验,实验电路图如图所示。下列说法正确的是(  )
A.闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于最左端
B.用10Ω电阻实验,读数时的滑片位置比5Ω电阻读数时更靠左
C.实验过程中移动滑片的作用是控制电阻两端的电压一定
D.实验获得多组数据是为了减小实验误差
【答案】C
【解析】A、闭合开关前,为保护电路,滑动变阻器的滑片P应置于最大阻值处,由图可知该实验中P应置于右端,故A错误;
B、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,用10Ω电阻替换5Ω电阻时,由分压原理可知,电压表示数变大,要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,由图可知,此时应将滑片向右适当调节,即用10Ω电阻实验,读数时的滑片位置比5Ω电阻读数时更靠右,故B错误;
C、在探究“导体电流与电阻关系”时,更换定值电阻时,要用滑动变阻器来保持电阻两端电压不变,故C正确;
D、探究电流跟电阻的关系时,要控制电压不变,多次改变定值电阻的阻值,记录电流值,目的是使实验结论具有普遍性,故D错误。
8.在探究一个用电器中电流随电压变化关系时,小明连接好的电路如图所示,闭合开关,发现电流表、电压表均有示数,调节滑动变阻器,电流表、电压表示数都不变化,小明连接的电路有不妥之处,改正的方法是(  )
A.将导线K的a端移至接线柱A B.将导线M的c端移至接线柱B
C.将导线M的c端移至接线柱C D.将导线L的b端移至接线柱C
【答案】B
【解析】
A、将导线K的a端移至接线柱A时,滑动变阻器可以改变用电器两端的电压,但电压表测电源电压示数不变,不能进行实验探究,故A不可行;
B、将导线M的c端移至接线柱B时,电压表测用电器两端的电压,通过移动滑片可以改变用电器两端的电压,进行实验探究,故B可行;
C、将导线M的c端移至接线柱C时,滑动变阻器被断路,不能改变用电器两端的电压,无法进行实验探究,故C不可行;
D、将导线L的b端移至接线柱C时,滑动变阻器被断路,不能改变用电器两端的电压,无法进行实验探究,故D不可行。
9.小红同学在“探究通过导体的电流与其两端电压的关系”时,将记录的实验数据通过整理作出了如图所示的图象,下列说法中正确的是(  )
A.导体甲的电阻大于导体乙的电阻
B.导体两端的电压为零时,导体的电阻也为零
C.将甲、乙两导体并联接到电压为2V的电源上时,干路中的电流为0.6A
D.根据数据和图象得出的结论是:同一导体两端的电压与通过它的电流成正比
【答案】C
【解析】A、当甲、乙两端电压都为2V时,I甲=0.4A,I乙=0.2A,I甲>I乙,所以R甲<R乙,故A错误;
B、电阻的大小与两端的电压无关,所以导体两端的电压为零时电阻的阻值不变,故B错误;
C、当甲、乙两导体并联后接到电压为2V的电源上时,U甲=U乙=2V,由图知I甲=0.4A,I乙=0.2A,干路电流:I=I甲+I乙=0.4A+0.2A=0.6A,故C正确;
D、根据数据和图象得出的结论是:同一导体,电阻一定,通过它的电流与两端的电压成正比,故D错误。
10.在探究一个用电器中电流随电压变化关系时,小明连接好的电路如图所示,闭合开关,发现电流表、电压表均有示数,调节滑动变阻器,电流表、电压表示数都不变化,小明连接的电路有不妥之处,改正的方法是(  )
A.将导线K的a端移至接线柱A
B.将导线M的c端移至接线柱B
C.将导线M的c端移至接线柱D
D.将导线L的b端移至接线柱D
【答案】B
【解析】
A、将导线K的a端移至接线柱A时,滑动变阻器可以改变用电器两端的电压,但电压表测电源电压示数不变,不能进行实验探究,故A不可行;
B、将导线M的c端移至接线柱B时,电压表测用电器两端的电压,通过移动滑片可以改变用电器两端的电压,进行实验探究,故B可行;
C、将导线M的c端移至接线柱D时,滑动变阻器被断路,不能改变用电器两端的电压,无法进行实验探究,故C不可行;
D、将导线L的b端移至接线柱D时,滑动变阻器被断路,不能改变用电器两端的电压,无法进行实验探究,故D不可行。
11.如图所示(甲)是某同学探究电流与电压关系的电路图,开关S闭合后,将滑动变阻器的滑片P从a端移至b端,电流表和电压表的示数变化关系如图(乙),则图象可知(  )
A.电阻R0两端电压与通过R0的电流成正比 B.R0的电阻值是10Ω
C.滑动变阻器R的最大阻值是25Ω D.该电路最大电流为0.7A
【答案】C
【解析】A、因为电流随电压的变化图象为正比例函数图象,所以通过R0的电流与R0两端的电压成正比,
由于电压是产生电流的原因可知,不能说电阻R0两端电压与通过R0的电流成正比,故A错误;
BD、当滑片位于b端时,接入电路的阻值为零,电路为R0的简单电路,电压表测电源的电压,电路中的电流最大,
由图乙可知,电源的电压U=3.0V,电路中的最大电流Imax=0.6A,故D错误;
由I可得,R0的阻值:R05Ω,故B错误;
C、当滑片位于a端时接入电路中的电阻最大,电路中的电流最小,
由图乙可知,电路中的最小电流Imin=0.1A,
由I可得,电路中的总电阻:R总30Ω,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,滑动变阻器的最大阻值:R最大=R总﹣R0=30Ω﹣5Ω=25Ω,故C正确。
12.请你与小虞一起完成下列电学实验并解决遇到的问题。
实验一:探究电流与电阻关系实验。
(1)连接好如图甲所示电路,闭合开关前检查发现没有连接完整。请把缺失的导线连接好。
(2)纠正错误后,保持定值电阻两端电压为2V不变,得到实验数据如表所示。
(3)整理表中数据可得结论是    。
数据序号 1 2 3 4 5
电阻R/Ω 30 25 20 10 5
电流IA 0.07 0.08 0.10 0.20 0.40
实验二:用如图乙所示电路测电阻Rx的阻值。实验步骤如下:
(1)将电压表接在B、C两点间,闭合开关,将滑动变阻器滑片移到b端、电阻箱R调为某一阻值R1使电压表和电流表示数为合适的值。
(2)断开开关,将电压表右端由C点改接到D点。
(3)闭合开关,反复调节电阻箱和滑动变阻器使两表的示数与步骤(1)中相同,此时电阻箱R的阻值为R2,则待测电阻Rx=    。(用题中字母表示)
(4)实验二涉及的步骤中所使用的科学方法是   (等效替代法/转换法)。
【答案】实验一
(1);(3)电压一定时,电流与电阻成反比;
实验二
(3)R1﹣R2;等效替代法。
【解析】实验一
(1)为保护电路,将变阻器最大电阻连入电路中与R串联,电源电压为3V,故电压表选用小量程与R并联,如下所示:
(3)根据表中数据,考虑到误差因素有
U=IR=0.07A×30Ω≈0.08A×25Ω=﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣=2V
为一定值,故得出:电压一定时,电流与电阻成反比;
实验二
(1)将电压表接在B、C两点间,闭合开关,将滑动变阻器滑片移到b端、电阻箱R调为某一阻值R1使电压表和电流表示数为合适的值,此时电阻箱和待测电阻串联,电压表测电阻箱的电压,电流表测电路的电流;
(2)断开开关,将电压表右端由C点改接到D点。
(3)(4)闭合开关,反复调节电阻箱和滑动变阻器使两表的示数与步骤(1)中相同,此时电阻箱和待测电阻串联后再与变阻器串联,电压表测电阻箱和待测电阻的总电压,电流表测电路的电流,因两表的示数与步骤(1)中相同,由等效替代法有
R2+Rx=R1
待测电阻Rx=R1﹣R2
【内容要求2】能用伏安法测电阻
1.知道伏安法测电阻的工作原理。
2.练习用电压表和电流表测电阻。
3.通过伏安法测电阻,进一步提高学生电学实验设计能力。
13.比较法是一种科学研究方法,是通过观察、分析,找出研究对象的相同点和不同点。它是认识事物的一种基本方法。在学习电学过程中,小明对“探究电流跟电阻的关系”和“伏安法测量电阻”的这两个实验进行比较,下列说法不正确的是(  )
A.两个实验采用的都是控制变量的研究方法
B.两实验的实验电路在教科书中是相同的
C.前者收集多组数据的目的,是为了得出电流跟电阻的定量关系
D.后者收集多组数据的目的,是为了取电阻的平均值,减小误差
【答案】A
【解析】A、在“探究电流跟电阻的关系”时需要采用控制(电压不变)变量法,而“伏安法测量电阻”时不需要利用控制变量法,故A符合题意;
B、这两个实验的实验电路图都相同,故B不符合题意;
C、探究电流与电压的关系实验,进行多次测量的目的是分析多组数据,得出电流跟电阻的关系,故C不符合题意;
D、伏安法测电阻阻值实验,后者多次测量的目的是取电阻的平均值,减小误差,故D不符合题意。
14.在“伏安法测电阻”的实验中,如果被测电阻大约为80Ω,选用的电源电压为1.5V,选用的电流表量程为0.6A,对于电流表和电源电压的选择,下列说法中正确的是(  )
A.电源选择错误,因此会烧坏电源
B.电流表量程不合适,因此电流表无示数
C.电源电压选择不当,电路中电流过小,电流表指针偏转角度太小,读数误差大
D.电流表量程选择错误,读数误差较大
【答案】C
【解析】当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时,电路中的最大电流:
I0.01875A。
所以,在“伏安法”测电阻的实验中,电源选择不当,造成通过电阻的电流太小,电流表的指针偏转角度太小,误差太大;也不可能因量程选错,烧坏电流表。
15.如图是伏安法测电阻的电路图,下列有关叙述不正确的(  )
A.该实验的原理是R
B.闭合开关前,滑片P应处在B端
C.滑动变阻器的作用是保护电路、改变电路中的电流等
D.实验中当滑片向A端移动时,电压表的示数变小
【答案】D
【解析】A、在伏安法测电阻的实验中,用电压表测电阻两端的电压,用电流表测通过电阻的电流,所以伏安法测电阻的实验原理是R,故A正确;
B、为了保护电路,在闭合开关前,应将变阻器滑片调至阻值最大处,即B端,故B正确;
C、在伏安法测电阻的实验中,滑动变阻器一方面可以保护电路,另一方面可以改变电路中的电流与电阻两端的电压,故C正确;
D、实验中当滑片向A端移动时,滑动变阻器接入电路的电阻变小,根据串联电路的分压规律,则滑动变阻器两端的电压变小,根据串联电路的电压规律,定值电阻两端的电压变大,即电压表的示数变大,故D错误。
16.在“伏安法测电阻”的实验中,关于滑动变阻器的作用,下列说法中正确的是(  )
A.控制电源的电压,以免损坏电压表
B.改变电阻两端的电压和电路中的电流,实现多次测量
C.使电压表和电流表的读数更加准确
D.能使电阻两端的电压升高,电阻变大
【答案】B
【解析】实验中移动滑动变阻器的滑片,改变了电路中的电流,根据U=IR,电阻不变,电流变化,所以被测电阻两端的电压变化,电流和电压的变化可以是增大、升高,也可以是减小、降低,从而实现多次测量,故B正确,CD错误;
实验中滑动变阻器不能改变电源电压,故A错误。
17.要测未知电阻Rx的阻值,现提供电压未知的电源、2只电流表、阻值为20欧姆的定值电阻R0、未知电阻Rx、开关、导线若干。小路同学设计了如图甲所示电路图,并据图连接电路,闭合开关S,电流表A1和A2的示数分别如图乙和图丙所示,则Rx的阻值为(  )
A.5欧姆 B.10欧姆 C.15欧姆 D.20欧姆
【答案】B
【解析】由图可知,两电阻并联,电流表A1测量R0支路的电流,电流表A2测量干路电流,由乙图可知,流经R0支路的电流I1=0.1A,由丙图可知,干路电流I=0.3A,
由I可得,R0两端电压U1=I1R0=0.1A×20Ω=2V,
根据并联电路的电流规律可得,流经未知电阻Rx的电流I2=I﹣I1=0.3A﹣0.1A=0.2A,
并联电路中各支路电压都相等,则未知电阻Rx两端电压U2=U1=2V,
由I可得,Rx10Ω。
18.用如图电路“测量电阻R的阻值”。为了改变电阻R两端的电压,有三种方案可选:
甲:改变接入MN的串联电池的个数;
乙:将电池与不同阻值的电阻串联接入MN;
丙:将电池与滑动变阻器串联接入MN,改变滑动变阻器滑片的位置。
其中可行的方案是(  )
A.仅有甲可行 B.仅有丙可行 C.仅甲、丙可行 D.甲、乙、丙都可行
【答案】D
【解析】测量电阻R的阻值时,为了多次测量求平均值减小误差,需要改变电阻两端的电压和通过电路的电流,则
甲:多节干电池串联接入MN时,改变干电池串联的节数时电源的电压发生变化,R两端的电压发生变化,故甲可行;
乙:将电池与不同阻值的电阻串联接入MN,定值电阻的阻值不同,分得的电压不同,定值电阻R两端的电压不同,故乙可行;
丙、电池与滑动变阻器串联接入MN时,移动滑动变阻器滑片P改变接入电路中的电阻,从而改变电路中的电流和R两端的电压,故丙可行;
综上可知,甲、乙、丙三种方案均可行。
19.如下图所示四个电路中,电阻R的阻值和电源电压已知,根据已知条件和电表的示数能测出电阻Rx阻值的电路是(  )
A.B. C.D.
【答案】D
【解析】A、两个电阻并联,电压表的示数即为它们的电压,但无法测出通过Rx的电流,所以不能测出电阻,不符合题意;
B、Rx被电流表短路,所以不能测出电阻,不符合题意;
C、两个电阻是并联的,所以电压一样,电压可以通过U=IR求出,但无法测出电流,所以不能测出电阻,不符合题意;
D、两个电阻是串联的,电压表测的是Rx的电压值,而电源电压已知,所以可以求出电阻R的电压,利用公式I可以求出通过它们的电流,然后再利用公式R求出Rx的电阻,可以测出阻值,符合题意;
20.如图所示的四个电路中,电源电压保持不变,R0为已知阻值的定值电阻。不能测出未知电阻Rx阻值的电路是(  )
A.B. C.D.
【答案】B
【解析】A.由电路图可知,开关S断开时,电路为R0的简单电路,电流表测通过R0的电流I0,则电源电压U=I0R0;开关S闭合时,R0与Rx并联,电流表测干路电流I,此时通过Rx的电流Ix=I﹣I0,由并联电路中各支路两端的电压相等可得未知电阻Rx阻值Rx,故A可行;
B.由电路图可知,开关S闭合时,电路为R0的简单电路,电压表测电源两端的电压U;当开关S断开时,R0与Rx串联,电压表仍测电源两端的电压U,无法测出Rx两端的电压,从而无法测出Rx的阻值,故B不可行;
C.由电路图可知,开关S闭合时,电路为R0的简单电路,电流表测电路中的电流I1,则电源电压U=I1R0;当开关S断开时,R0与Rx串联,电流表测电路中的电流I2,则电路中的总电阻R,由串联电路中总电阻等于各分电阻之和可得Rx=R﹣R0R0,故C可行;
D.由电路图可知,开关S闭合时,电路为Rx的简单电路,电压表测电源两端的电压U;当开关S断开时,R0与Rx串联,电压表测Rx两端的电压Ux,由串联电路中总电压等于各分电压之和可得,R0两端的电压U0=U﹣Ux,由串联电路中各处的电流相等可得,电路中的电流I,则RxR0R0,故D可行。
21.如图是小科利用实验室常用仪器,设计测量未知电阻Rx阻值的四种电路,电源电压恒定且未知,R0是已知阻值的定值电阻,滑动变阻器R最大阻值未知,实验中只能闭合或断开开关及移动滑动变阻器滑片,其中能够测量出Rx阻值的电路(  )
A.只有①② B.只有③④
C.只有②③④ D.①②③④均可以
【答案】C
【解析】
①由电路图可知,S接1或2时,通过电压表的电流的方向会发生变化,电压表的指针会反向偏转,无法读取电压表的示数,故①不可行;
②根据图可知,闭合S1、S2,电路为Rx的简单电路,电压表测量电源的电压U;只闭合开关S1,两只电阻串联,电压表测量Rx两端电压为Ux;
根据串联电路的电压关系可知,定值电阻两端的电压为:U0=U﹣Ux;
此时电路中的电流为:I,
根据串联电路的电流关系可知,通过Rx的电流为I,则根据Rx两端的电压和电流可以求出Rx阻值,故②可行;
③闭合S1、S2时,电路是只有Rx的基本电路,电流表测量通过Rx的电流Ix;闭合S1、断开S2,两电阻串联,电流表测电路中电流I;根据电源电压不变列式I(R0+Rx)=IxRx可求出Rx的阻值,故③可行;
④闭合S1,S接2时,R0和R串联接入电路中,把R的阻值调到0,根据电流表的示数和定值电阻的阻值可以求出电源电压U;闭合S1,S接1时,Rx和R串联接入电路中,把R的阻值调到0,读出电流表的示数,根据电流表示数和电源电压,利用R可以求出Rx的阻值,故④可行。
22.用伏安法测电阻Rx的阻值,实验电路如图所示。
(1)实验前,若发现电流表指针未指向“0”刻度线,应调节旋钮甲、乙、丙、丁中的    进行调零。
(2)实验中,变阻器滑片向左滑动的过程中,电流表和电压表的读数变化情况为     。
A.都变大 B.电流表变大,电压表变小 C.都变小 D.电流表变小,电压表变大
(3)实验数据处理有两种方法:
方法一:根据公式,由多次测量得到的电压、电流值分别算出电阻值,再求平均值。
方法二:先分别算出三次电压、电流的平均值,再根据公式用这两个平均值算出电阻。其中的方法
    是科学的。
(4)若实验过程中Rx的阻值不随温度的变化而变化。利用上述电路及器材还能完成的探究实验是
    (写出一个即可)。
【答案】(1)甲;(2)A;(3)一;(4)探究电流和电压关系。
【解析】(1)实验前,若发现电流表指针未指向“0”刻度线,要调零,乙、丙、丁为三个接线柱,应调节旋钮甲、乙、丙、丁中的甲进行调零。
(2)待测电阻与变阻器串联,电压表测待测电阻的电压,电流表测电路的电流,实验中,变阻器滑片向左滑动的过程中,变阻器连入电路的电阻变小,电路的电阻变小,由欧姆定律可知,电路的电池变大,根据U=IR,电阻的电压变大,故电流表和电压表的读数变化情况为都变大,故选:A。
(3)根据一组数据得出的电阻误差较大,由多次测量得到的电压、电流值分别算出电阻值,再求平均值,可减小测量的误差,故方法一是科学的。
(4)若实验过程中Rx的阻值不随温度的变化而变化,即是一个定值电阻,由控制变量法,利用上述电路及器材还能完成的探究实验是 探究电流和电压关系。
23.小刚利用如图甲所示的电路测定额定电压为2.5V的小灯泡的电阻,小灯泡正常发光时的电阻约为8Ω。实验器材如下:电源电压6V、电流表、电压表、开关各一个、导线若干、滑动变阻器的规格有:R1(10Ω 600mA)、R2(15Ω 200mA)、R3(20Ω 500mA)。
(1)滑动变阻器规格应选    。(选填“R1”、“R2”或“R3”)
(2)连接好电路,正确操作,移动滑动变阻器的滑片,发现小灯泡始终不亮,电压表、电流表示数均为0,经检查电表完好,则故障可能是    。
A.小灯泡断路 B.滑动变阻器断路 C.小灯泡短路 D.滑动变阻器短路
(3)排除故障后,小刚利用实验数据绘制成了如图乙所示的I﹣U关系图像,可知小灯泡正常发光时的电阻值为    Ω。(保留一位小数)
(4)同组的小林只利用了电压表和R1、R3两只滑动变阻器,也巧妙地测出了灯正常发光的电阻,如图丙所示。他闭合开关S后,先将R1的滑片移至最左端,并调节R3的滑片至适当位置使灯正常发光,接下来他的操作是    并读出电压表的示数为U,从而就可以测量出小灯泡正常发光的电阻。
【答案】(1)R3;(2)B;(3)8.3;(4)将R1的滑片移到最右端。
【解析】(1)当小灯泡正常发光时,由图象知,要灯泡两端的电压为2.5V,此时的电流为0.3A,则滑动变阻器两端的电压为6V﹣2.5V=3.5V,则此时滑动变阻器的阻值为:R滑11.7Ω,排除掉R1,但R2允许通过的最大电流为0.2A不符合,所以滑动变阻器选择“20Ω 500mA”,即选择滑动变阻器R3;
(2)正确连接电路闭合开关后,发现无论怎样移动滑动变阻器滑片,灯泡都不亮,电压表、电流表示数均为0,电路的故障可能是滑动变阻器断路,故选:B;
(3)由图象知,在额定电压下,通过灯泡的电流为I=0.3A,所以灯泡的电阻R8.3Ω;
(4)闭合开关,为了使小灯泡正常发光,使小灯泡两端电压为额定电压,应先将R1的滑片调至最左端,调节滑动变阻器R2,使电压表示数等于小灯泡的额定电压,然后再将R1的滑片调至最右端电压表示数为U,这样就知道R1两端的电压,由串联电路中电压的分配规律求出小灯泡正常发光时的电阻。
24.小张做了“伏安法测小灯泡电阻”的实验(电路图同上题),请根据实验回答下列问题。
(1)“伏安法”测电阻的实验原理是 ;
(2)闭合开关后,发现小灯泡不亮,但电流表有示数,则接下来应进行的操作是     ;
A.更换小灯泡
B.检查电路是否断路
C.移动滑动变阻器滑片,观察小灯泡是否发光
(3)某次测量时,小张观察到某一电表的示数如图2所示,则此电表的读数为     ;
(4)测量过程中,灯丝突然烧断,则电压表的示数     。更换相同规格的灯泡,重测的数据如下表所示,绘出I﹣U图象如图3中的     所示;
(5)依据表格中的数据,小张求出小灯泡电阻的平均值,你同意这种做法吗?说出你的理由: 
  ;
电压(V) 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
电流(A) 0.10 0.16 0.20 0.23 0.25 0.27
电阻(Ω) 5.0 6.3 7.5 8.7 10.0 11.1
平均电阻(Ω) 8.1
(6)另外一组同学用相同的器材和电路也做这个实验时,由于接线错误,根据测量的数据绘出的I﹣U图象如图3中的B所示。你认为错误的原因可能是     。
【答案】(1);(2)C;(3)0.26A;(4)变大;A;
(5)不同意,由于灯泡电阻的阻值受温度影响发生改变;
(6)电压表并联在滑动变阻器两端,测滑动变阻器的电压。
【解析】(1)该实验需要电压表和电流表分别测量未知电阻两端电压和电流,利用得出未知电阻的阻值,因此测量电阻的原理是;
(2)串联电路,电压表测灯泡两端电压,发现小灯泡不亮,但电流表有示数,说明电路是通路,可能原因是电路中电阻过大,因此应调节滑动变阻器的滑片,使滑动变阻器接入阻值变小,同时观察灯泡是否发光,故C符合题意,AB不符合题意,故选C;
(3)如图2所示,电流表的量程为0~0.6A,分度值是0.02A,读数为0.26A;
(4)由于电压表测灯泡两端电压,若灯丝突然烧断,电压表串联接入电路,测电源电压,因此电压表的示数会变大;
当灯泡两端电压增大时,通过灯泡的电流也会变大,发热功率变大,温度升高,由于灯泡电阻随温度升高会变大,因此图3中的A图像是灯泡的I﹣U图像;
(5)不同意,因为灯泡的电阻受温度的影响会发生改变,因此不能求电阻的平均值;
(6)观察图3中的B所示,当电路中电流变大时,此用电器两端电压变小,分析电路可知:当滑动变阻器的阻值变小,根据串联分压原理,变阻器两端电压会变小,因此错误的原因是将电压表并联在变阻器两端,测滑动变阻器两端电压。
25.如图甲所示是测量定值电阻Rx阻值的实验电路,器材可以满足实验要求。
实验次数 1 2 3
电压U/V 1.0 1.6 1.8
电流I/A 0.32     0.56
电阻Rx/Ω 3.13     3.21
电阻的平均值Rx/Ω    
(1)现要求滑动变阻器滑片向左移动时,电流表示数增大。请你按照对电压表量程的选择和对滑动变阻器连接的要求,用笔画线代替导线,完成图中实验电路的连接。
(2)同学们按照电路图中正确连接电路后,闭合开关,改变电阻Rx两端的电压进行了三次测量,其中第二次实验中电流表的示数如图乙所示,请将表格中的实验数据补充完整。
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     。
②方案二:电路中Rx≠R0,将S接到a,读出电流表的示数I1,再将S接到b,读出电流表的示数I2。由I1R0=I2Rx可得Rx,请判断结果是否正确并简要说明理由     。
【答案】(1)见解答图;(2)0.5;3.20;3.18;①Rx R0;②该方案不正确,因为:在串联电路中,根据分压原理,用电器两端电压与其阻值成正比,因Rx≠R0,当开关S由a拨到b时,电阻R0和Rx两端的电压不相等,所以实验过程中没有保持Rx和R0两端的电压相等。
【解析】(1)滑动变阻器滑片向左移动时,电流表示数增大,说明滑动变阻器阻值变小,故滑动变阻器选用左下接线柱与灯泡串联在电路中,如下图所示:

(2)第二次实验中电流表的示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值0.02A,其示数为0.5A,则Rx的阻值为:
R23.20Ω;
则Rx3.18Ω;
①闭合开关S,如果电压表V1和V2的读数分别为U1和U2,根据串联分压原理可知,
,解得:Rx R0;
②该方案不正确,因为:在串联电路中,根据分压原理,用电器两端电压与其阻值成正比,因Rx≠R0,当开关S由a拨到b时,电阻R0和Rx两端的电压不相等,所以实验过程中没有保持Rx和R0两端的电压相等。
【内容要求3】应用欧姆定律,进行简单的电路分析和计算。
1.会利用欧姆定律以及串、并联电路的电压和电流特点,推导出串、并联电路中电阻的特点。
2.在分析串、并联电路中电流、电压及电阻的特点过程中,树立电路的整体与局部关系的系统观。
3.能利用欧姆定律分析简单电路,强化逻辑推理和定量分析的科学思维。
4.初步利用建模思想应用于电学计算。
5.领会等效电阻的含义,了解等效替代的科学研究方法。
26.小敏同学在“探究通过导体的电流与其两端电压的关系”时,将记录的实验数据通过整理作出了如图所示的图像,下列说法中错误的是(  )
A.导体甲的电阻为5欧
B.当在导体乙的两端加上1V的电压时,通过乙导体的电流为0.1A
C.将甲、乙两导体串联接到电路中,当通过甲导体的电流为0.2A时,电源两端的电压为2V
D.将甲、乙两导体并联接到电压为2V的电源上时,干路中的电流为0.6A
【答案】C
【解析】A、由图知当U甲=3V时,I甲=0.6A,由I可得甲的电阻为:R甲5Ω;
B、由图知当在导体乙的两端加上1V的电压时,通过乙导体的电流为0.1A,故B正确;
C、由图知,将甲、乙两导体串联接到某电源上时,电路中的电流为0.2A,甲两端的电压为U甲′=1V,乙两端的电压为U乙′=2V,因串联电路的总电压等于各电阻两端的电压,
所以电源电压为:U=U甲′+U乙′=1V+2V=3V,故C错误,
D、将甲、乙两导体并联到电压为2V的电源上时,因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,两电阻两端的电压均为2V,由图象可知,通过两电阻的电流分别为I甲=0.4A,I乙=0.2A,因并联电路中干路电流等于各支路电路之和,所以,干路电流:I=I甲+I乙=0.4A+0.2A=0.6A,故D正确。
27.如图表示阻值不同的两个电阻的电流强度随电压变化的I﹣U曲线,从图中可知错误的是(  )
A.电阻不变时,电流与电压成正比
B.R1>R2
C.R1、R2串联后的总电阻的I﹣U曲线在区域Ⅲ
D.R1、R2并联后的总电阻的I﹣U曲线在区域Ⅰ
【答案】B
【解析】A.两条图线都是过原点的直线,说明在电阻一定时,电流与电压成正比,故A正确;
B.从图像中可以看出,相同的电压下,通过R2的电流小,所以R1<R2,故B错误;
C.两电阻串联后,总电阻等于两电阻之和,所以其图像在区域Ⅲ中,故C正确;
D.两电阻并联后,总电阻小于任一分电阻,所以其图像在区域Ⅰ中,故D正确。
28.小欣通过整理甲、乙两个元件的电流与电压的数据,绘制出了如图所示的图像,据图像分析,下列判断正确的是(  )
A.甲、乙两元件中的电流与电压都成正比
B.乙元件是一个定值电阻且阻值大小为10Ω
C.若将甲、乙两元件串联起来接到电路中,当通过甲元件的电流为0.2A时,甲、乙两元件电压之比为 2:1
D.若甲、乙元件并联后,接在电压为2V的电源上,干路的总电流是0.6A
【答案】D
【解析】AB、由图像可知,乙元件中电流与两端电压图像不是过原点直线,说明乙元件的电流与电压不成正比,即乙元件不是定值电阻,
由图知当甲两端的电压为3V时,通过它的电流为0.6A,其电阻为:R5Ω,故AB错误;
C、若将甲、乙两元件串联起来接到电路中,当通过甲元件的电流为0.2A时,由串联电路中各处的电流相等可知通过两元件的电流均为0.2A,
由图像可知,两元件两端的电压U甲=1V、U乙=2V,故甲、乙两元件电压之比为:1V:2V=1:2,故C错误;
D、若甲、乙元件并联后,接到2V的电路中,根据并联电路中各支路两端的电压相等可知,两元件两端的电压均为2V,
由图像可知,通过两元件的电流分别为I甲=0.4A,I乙=0.2A,由并联电路电流的规律知干路的总电流是:I=I甲+I乙=0.4A+0.2A=0.6A,故D正确。
29.如图甲所示电路,电源电压保持不变,当闭合开关S,调节滑动变阻器R2阻值从最大变化到最小,其“U﹣I”关系图象如图乙所示,则下列判断正确的是(  )
A.电源电压为10V B.定值电阻R1的阻值为20Ω
C.变阻器滑片在中点时,电流表示数为0.3A D.滑动变阻器R2的阻值变化范围为0~10Ω
【答案】C
【解析】设电源电压为U,由U﹣I图象可知,随电路电流的增大,电阻两端的电压减小,结合电路图可知,图示U﹣I图象是滑动变阻器R2的U﹣I图象;
D、当滑动变阻器阻值全部接入电路时U滑=4V,电路电流I1=0.2A,则滑动变阻器的最大阻值R220Ω,则滑动变阻器接入电路的阻值范围是0~20Ω,D错误;
AB、由串联电路特点及欧姆定律得:U=U滑+I1R1,即U=4V+0.2A×R1 ①;
当滑动变阻器接入电路的阻值为零时,U滑′=0V,电路电流I2=0.6A,
由串联电路特点及欧姆定律得:U=U滑′+I1R1,即U=0.6A×R1 ②;
由①②解得:U=6V,R1=10Ω,所以A、B错误;
C、当滑动变阻器滑片在中点时,电路电流I0.3A,所以C正确。
30.如图为自动测定油箱内油量的装置原理图,电源电压为36V,R为滑动变阻器,R0为定值电阻,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~36V。油箱中的油量是通过电流表或电压表的示数反映出来的,且表的最大量程对应油箱最大油量,当油箱内的油面在最高或最低位置时,滑动变阻器的滑片P恰好能分别滑至两端,当油面达到最低位置时,反映油量的电表示数为最大量程的1/6。下列说法错误的是(  )
A.R0阻值为60Ω
B.滑动变阻器的阻值变化范围为0~300Ω
C.当滑动变阻器的滑片P在中点时,电压表的示数为21V
D.当滑动变阻器的滑片P在中点时,电流表的示数为0.17A
【答案】C
【解析】A、由图可知:油箱内油面达到最高(或最低)位置时,滑动变阻器接入电路的阻值为零,根据I可知;电流表的示数最大,由于电压表测量滑动变阻器两端的电压,则电压表为零;根据要求可知:表的最大量程对应油箱的最大油量,所以反映油量的电表是电流表;
滑动变阻器接入电路的阻值为零,电流表的示数最大,根据I可知:校准电阻R0的阻值应为R060Ω,故A正确;
B、当油箱内油面达到最低位置时,滑动变阻器接入电路的阻值最大,电路的电流最小;根据反映油量的电表的最小示数为最大量程的可知:I最小0.6A=0.1A,
根据I可知电路总电阻:R总360Ω;
根据串联电路的总电阻等于各电阻之和可知:
滑动变阻器的最大阻值为R大=R总﹣R0=360Ω﹣60Ω=300Ω;
所以滑动变阻器的阻值变化范围为0~300Ω,故B正确;
CD、当滑动变阻器的滑片P在中点时,电路中的总电阻为:
R串R060Ω=210Ω,
根据I可知,电路中的电流为:I串0.17A,即电流表示数为0.17A,故D正确;
此时滑动变阻器两端的电压为:UV=I串0.17A25.5V,即电压表示数为25.5V,故C错误。
31.科学小组利用定值电阻R0、声敏电阻R(阻值会随声音强弱发生变化,如图甲所示)、电流表(0~0.6A)、学生电源等器材,设计了可用电流表的示数来反映噪声强弱的装置。该装置电路如图乙所示。在某次测试中,当噪声为80dB时,电流表示数为0.4A;当噪声为50dB时,电流表示数为0.2A。下列说法正确的是(  )
A.该电路中的电流随声音强度增大而减小 B.R0阻值是5Ω,电源电压为10V
C.当电流表示数0.3A,噪声强度为60dB D.若要增大噪声的测量范围,可以减小R0的阻值
【答案】C
【解析】A、从图乙可知,闭合开关,两电阻串联,电流表测量电路电流,从图甲可知,随着声音强度的增加,声敏电阻R的阻值逐渐减小,则电路总电阻减小,电源电压不变,根据I可知电路电流增大,故A错误;
B、当噪声80dB时,R=10Ω,电流表示数为0.4A,根据欧姆定律及串联电路的特点可知电源电压U=0.4A×10Ω+0.4A×R0.....①;
当噪声50dB时,R′=25Ω,电流表示数为0.2A,根据欧姆定律及串联电路的特点可知电源电压U=0.2A×25Ω+0.2A×R0.....②;
联立①②得:U=6V,R0=5Ω;故B错误;
C、当电流表示数0.3A,根据欧姆定律可知总电阻R总20Ω;
根据电阻串联的特点可知R的阻值R=R总﹣R0=20Ω﹣5Ω=15Ω,从图中可知噪声强度为60dB,故C正确;
D、若要增大噪声的测量范围,电路中的电流不变,故总电阻不变,而声敏电阻阻值减小,故需要增大R0的阻值,故D错误。
32.如图所示的电路中,电源电压恒定不变,已知R1=3R2,当S和S1闭合、S2断开时,电压表和电流表的示数分别为U1和I1;当S1断开、S和S2闭合时,电压表和电流表的示数分别为U2和I2,则U1:U2、I1:I2分别是(  )
A.1:1、4:3 B.1:2、1:3 C.1:1、1:4 D.1:4、1:1
【答案】A
【解析】当S1闭合、S2断开时,等效电路图如图1所示;当S1断开、S2闭合时,等效电路图如图2所示。
电源的电压不变,且两种情况下电压表测电源的电压,
所以两次电压表的示数不变,即U1:U2=1:1;
两电阻并联,
I1,I2
则I1:I2=4:3。
33.如图所示电路中,电表均为实验室学生用电表,当开关S断开,甲、乙两表是电流表时,两表指针偏转角度相同,当开关S闭合,甲、乙两表都是电压表时,则两表的示数之比U甲:U乙为(  )
A.5:4 B.5:1 C.4:5 D.4:1
【答案】A
【解析】由图可知,当开关S断开,甲、乙两表是电流表时,电阻R1与R2并联,甲电流表测通过R2的电流,乙电流表测干路电流。
两表指针偏转角度相同,由于并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以甲电流表的示数小于乙电流表的示数,则甲电流表用的是小量程(0~0.6A),乙电流表用的是大量程(0~3A),
所以乙电流的示数为甲电流表示数的5倍,即I=5I2,
根据并联电路的电流规律可得,通过R1的电流为I1=I I2=5I2 I2=4I2,
根据并联电路的分流关系可得,R1与R2的阻值之比为R1:R2=I2:I1=I2:4I2=1:4;
当开关S闭合,甲、乙两表都是电压表时,R1与R2串联,甲电压表测电源电压,乙表测R2两端的电压。
根据串联电路的分压关系可得R1与R2两端的电压之比为U1:U2=R1:R2=1:4,
根据串联电路的电压规律可得两电压表的示数之比为
U甲:U乙=U:U2=(U1+U2):U2=(1+4):4=5:4,故A正确。
34.小科同学设计如图甲所示电路,电源电压保持不变,电流表的量程为0~3A,电压表的量程均为0~15V。当闭合开关S,调节滑动变阻器,两电压表的示数与电路中电流变化如图乙所示。当他用最大阻值为15Ω的滑动变阻器替换电阻R2,同时将电流表改成小量程,为了保证电路安全,则此时两电压表的示数与电路中电流变化的图像为下列图中的(  )
A. B. C.D.
【答案】B
【解析】由电路图可知,R1、R2串联,电流表测量串联电路中的电流,电压表V1测量R1两端电压,电压表V2测量滑动变阻器两端的电压;
从图中信息可以看出,向下的图像中的电压值可以为零,因此向下的图像对应的电压表为V2示数变化的图像,向上的图像对应的电压表为V1示数变化的图像;
当滑动变阻器两端电压为零时,电压表V1示数即为电源电压,故从图像中可以看出,电源电压为12V;
由图象可知,电路中的电流I1=0.2A,R1两端的电压U1=3V,
电阻R1的阻值:R115Ω;
当他用最大阻值为15Ω的滑动变阻器替换电阻R2,同时将电流表改成小量程,即电路中的最大电流为0.6A;
电路中的最小电流为:
I小0.4A,此时定值电阻与滑动变阻器的电阻相同,它们两端的电压也相同,都为6V,故B图符合题意。
35.在如图所示电路中,当闭合开关后,两个电压表指针都向右偏转相同角度,则电阻R1和R2阻值之比为(  )
A.1:1 B.1:5 C.4:1 D.4:5
【答案】C
【解析】由电路图可知,闭合开关后,两电阻串联,电压表V2测电源的电压,电压表V1测R2两端的电压;
因串联电路的总电压等于各分电压之和,且两个电压表指针都向右偏转相同角度,
所以V2用的是大量程,V1用的是小量程,则电压表V2的示数等于电压表V1示数的5倍,即U=5U2,
因串联电路各处的电流相等,
所以,由I可得,电阻R1、R2的阻值之比:。
36.小科设计的电子量角器电路如图甲所示,电源电压为6V,半圆形电阻丝MN的总阻值为20Ω,滑动触头OP随角度θ变化在MN上滑动(OP电阻忽略不计)。调整电阻箱R0使电压表示数U与角度θ成正比,即U=kθ,并在电压表刻度上标注对应角度(图乙)。下列说法正确的是(  )
A.电阻箱R0的阻值应调整为10Ω
B.若电源电压降低,则需减小R0
C.移动过程中随着角度θ的增加,电流表示数不断减小
D.电压表示数U与角度θ比例系数k的数值为
【答案】B
【解析】因电压表在电路中相当于断路,则由图甲可知,电阻箱R0始终与半圆形电阻丝MN的最大电阻串联,电压表测电阻丝MP两端的电压,电流表测电路中的电流;
A、由图乙可知,当θ=180°时,电压表的示数UMN=3V,电源电压U总=6V,
则电阻箱两端的电压:U0=U﹣UMN=6V﹣3V=3V,
已知RMN=20Ω,且U0=UMN,则由串联分压的规律可知R0=RMN=20Ω,即电阻箱R0的阻值应调整为20Ω,故A错误。
B、若电源电压降低,要使电压表刻度上标注对应角度也不变,即电阻丝MN两端的电压不变(即UMN始终为3V),由串联电路的电压特点可知电阻箱分得的电压减小,根据串联分压的规律可知应减小电阻箱R0的阻值,故B正确。
C、调整电阻箱R0使电压表示数U与角度θ成正比,调整后电阻箱R0的阻值不变,且电阻丝MN的最大电阻不变,则角度θ增加时电路的总电阻不变,又因为电源电压不变,所以根据I可知电流表的示数不变,故C错误。
D、当θ=180°时,电压表的示数UMN=3V,由U=kθ可得kV/°,即比例系数k的数值为,故D错误。
37.如图,某科技小组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,L是一个指示灯,电路各部分接触良好,不计导线电阻,下列说法正确的是(  )
A.当水位下降时,电流表示数变小,指示灯变暗
B.当电压表示数变大,指示灯变亮,则表明水位上升
C.滑片P升降过程中,电压表示数与电流表示数的比值始终不变
D.若将电压表改装成水位计,则电压表零刻度线即为水位计零刻度线
【答案】D
【解析】由图知,灯泡与滑动变阻器串联,电流表串联在电路中,电压表测变阻器两端的电压;
A.当水位下降时,浮子带动滑片下移,变阻器接入电路中的电阻变小,电路中的总电阻变小,由可知,电路中的电流变大,指示灯两端的电压变大,由P=UI可知,指示灯的实际功率变大,由于灯泡的亮暗取决于实际功率的大小,所以灯泡变亮,故A错误;
B.当水位上升时,浮子带动滑片上移,变阻器接入电路中的电阻变大,电路中的总电阻变大,由可知,电路中的电流变小,指示灯两端的电压变小,由P=UI可知,指示灯的实际功率变小,由于灯泡的亮暗取决于实际功率的大小,所以灯泡变暗;因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以变阻器两端的电压变大,即电压表的示数变大,故B错误;
C.滑片P升降过程中,电压表示数与电流表示数的比值为R的阻值,而R的阻值在滑片P升降过程中改变,所以其比值也改变,故C错误;
D.若将电压表改装成水位计,指针指在电压表零刻度线时,变阻器接入电路的阻值为0,即滑杆P位于R的a端处,此时水位最低,则电压表零刻度线即为水位计零刻度线,故D正确。
38.小科学习了关于电的基础知识后,连接了如图所示的电路,电源电压不变,闭合开关后,当滑动变阻器的滑片P向右移动时,下列说法正确的是(  )
A.电压表V的示数变小
B.电流表A1的示数不变
C.当滑片P滑到最右端时,L与R串联
D.电流表A2的示数不变
【答案】D
【解析】A、根据图片可知,灯泡与变阻器并联,电压表测灯泡的电压,电流表A2测灯泡的电流,A1测干路电流。电压表测量并联支路电压始终等于电源电压,由于电源电压不变,故电压表V的示数不变,故A错误;
BCD、闭合开关后,当滑动变阻器的滑片P向右移动时,由于电源电压不变,A2测灯泡电流,不受变阻器的影响,即A2的示数不变。变阻器的阻值变大,由知道,通过变阻器的电流变小。根据并联电路的特点是I总=IL+I变,所以,电流表A1的示数变小,故D正确,BC错误。
39.物理学中常用磁感线来形象地描述磁场,用磁感应强度(用字母B表示)来描述磁场的强弱,它的国际单位是特斯拉(符号是T),磁感应强度B越大表明磁场越强;B=0表明没有磁场。有一种电阻,它的大小随磁场强弱的变化而变化,这种电阻叫做磁敏电阻,图1所示是某磁敏电阻R的阻值随磁感应强度B变化的图象。为了研究某磁敏电阻R的性质,小刚设计了如图2所示的电路进行实验,请解答下列问题:
(1)当S1断开,S2闭合时,电压表的示数为3V,则此时电流表的示数为    。
(2)只闭合S1,通电螺线管的左端为   极;闭合S1和S2,移动两个滑动变阻器的滑片,当电流表示数为0.04A时,电压表的示数为6V,由图象可得,此时该磁敏电阻所在位置的磁感应强度为   T。
(3)实验中小刚通过改变滑动变阻器连入电路中的阻值来改变磁敏电阻所在位置的磁感应强度,请你再提供一种改变磁感应强度的方法    。
【答案】(1)0.03A;(2)S;0.3;(3)改变通电螺线管的线圈匝数。
【解析】(1)当S1断开,甲图中电路断开,螺线管中没有磁性,即B=0,由图象知此时R=100Ω,
乙图中R与R2串联,电压表测R两端电压,电流表测电路中的电流,
根据欧姆定律得,此时电流表的示数为:I0.03A;
(2)只闭合开关S1时,根据安培定则可知,通电螺线管的左端为S极,
闭合S1和S2,当电流表示数为0.04A时,电压表的示数为6V,
此时磁敏电阻的阻值为:R′150Ω,由图象知,此时的磁感应强度B=0.3T;
(3)已知磁敏电阻的大小随磁场强弱的变化而变化,所以可以通过改变通电螺线管中线圈匝数改变螺线管的磁性强弱,即改变了磁敏电阻所在位置的磁感应强度。
40.在设计电动窗帘时,小柯将设计的电路由设计①升级为设计②,实现了窗帘升降电动化。为了进一步实现窗帘升降的自动化,小妍在原有设计上加入电磁铁、光敏电阻R 等元件,设计了设计③电路,实现窗帘能根据户外光强度控制升或降。
(1)设计②比设计①多了一个电源,能达到通过切换开关来改变    ,从而改变电动机转动方向。
(2)控制电路的电源电压为U=6V,光敏电阻Rx的阻值随光照度的变化如下表所示。当线圈中的电流达到2mA时,衔铁吸合,关闭窗帘;当线圈中的电流小于2mA时,衔铁松开,打开窗帘。衔铁刚好被吸合时,室外自然光的照度为    流明。(不考虑线圈电阻)
照度/流明 200 300 400 500 600 700 800 1000
光敏电阻R阻值/千欧 4.8 3.7 3.0 2.6 2.3 2.1 1.9 1.6
(3)为符合室内照明标准,要求室外的照度在700流明以上时才关闭窗帘,小柯还需要在控制电路串联一个阻值为多少的电阻?(写出计算过程)
(4)项目设计完成后,老师邀请其他小组来为设计③进行评价。结合评价表,你判断该设计的评价等级应为    。
评价指标 评价等级
优秀 合格 待改进
自动化程度 电动窗帘能自动打开和自动关闭,且电动机可以自动停止。 电动窗帘能自动打开和自动关闭,但电动机无法自动停止。 电动窗帘只能自动打开,或者自动关闭。
【答案】( 1 )电流方向;
(2)400;
(3)还需要在控制电路串联一个阻值为900Ω的电阻;
(4)合格。
【解析】(1)设计②比设计①多了一个电源,且电源的正负极方向相反,那么通过开关切换就能改变通过电动机的电流方向,进而改变电动机的转动方向。
(2)当线圈中的电流达到2mA时,衔铁吸合,此时光敏电阻的阻值为:;
根据表格数据可知,此时室外自然光的照度为400流明。
(3)由图可得,700流明时,光敏电阻阻值为2100Ω,
当电流I=2mA=0.002A,电源电压 U=6V时,
总电阻;
需要串联电阻的阻值R串=R总﹣RX=3000Ω﹣2100Ω=900Ω。
(4)根据图片可知,设计③中,通过光敏电阻Rx能够控制衔铁的吸合或断开,进而改变通过电动机的电流方向,从而实现窗帘的自动打开或关闭,但是无法实现电动机自动停止,因此评价等级为合格。
41.小柯利用图甲所示的电路验证欧姆定律。
次数 电压/V 电流/A
1 1.0 0.11
2 2. 0.21
3 2.5 0.26
(1)根据图甲电路图连接实物,请用笔画线代替导线完成图乙电路连接     。
(2)正确连接好电路后,闭合开关,发现电流表没有示数,电压表也无示数,(若故障只有一处)以下对于电路故障的分析正确的是:    。
A.不可能是R断路
B.可能是R短路
C.把电压表和电流表互换位置,电压表有示数,电流表无示数
D.如果是滑动变阻器断路,可以把电压表并联在滑动变阻器两端进行检测
(3)根据实验数据做出电流随电阻变化的图像如图丙所示。则可以得到的实验结论是     。
(4)小柯在研究电流与电压关系的实验中,定值电阻R的阻值为10欧,通过滑动变阻器多次实验得到相关数据如表所示。结束实验整理器材时发现,测量过程某个电表没有调零。则这个电表在未连入电路前的指针偏转情况可能是     。
A.B.C.D.
【答案】(1)见解析;
(2)AD;
(3)在电阻两端电压一定时,通过电阻的电流与电阻阻值成反比;
(4)B、C。
【解析】(1)电压表与电阻并联,变阻器滑片右下接线柱连入电路中,如下所示:
(2)正确连接好电路后,闭合开关,发现电流表没有示数,电压表也无示数,若故障只有一处,可知电路断路,电压表没有与电源连通:
A.若R断路,电流表示数为0,电压表与电源连通测电源电压,电压表有示数,不符合题意,不可能是R断路,故A符合题意;
B.若是R短路,则电路为通路,电流表有示数,故B不符合题意;
D.如果是滑动变阻器断路,可以把电压表并联在滑动变阻器两端,若有示数,确定是变阻器断路,故D符合题意;
C.把电压表和电流表互换位置,电流表与电阻并联,电压表串联在电路中,若是变阻器断路或开关断路,两表都没有示数,故C不符合题意;
故选:AD。
(3)根据实验数据做出电流随电阻变化的图像如图丙所示,可知电流与电阻之积为
UV=0.4A×5Ω=﹣﹣﹣﹣0.1A×20Ω=2V
为一定值,则可以得到的实验结论是 在电阻两端电压一定时,通过电阻的电流与电阻阻值成反比。
(4)定值电阻R的阻值为10欧,电压表与电流表示数比应为10欧姆,测量过程某个电表没有调零,可能是电流表示数多读了0.01A,即选项B;也可能是电压表示数少读了0.1V,即选项C,则这个电表在未连入电路前的指针偏转情况可能是B、C。
42.弹性导电绳已逐步成为智能控制系统中传感器的敏感元件。小科欲探究某款弹性导电绳的阻值变化量与其伸长长度的关系(横截面积的变化忽略不计),进行如下实验:
(1)断开开关S,连接如图甲所示电路图,其中电压表选择的量程为0~3V,电流表选择的量程正确,弹性导电绳处于原长状态。在闭合开关进行实验前,应将滑动变阻器的滑片P移到最     端。
(2)闭合开关S,调节滑动变阻器阻值,使电流表读数为1mA,此时电压表示数如图乙所示,导电绳的电阻Rx=     。
(3)多次改变弹性导电绳的拉伸后长度L,重复以上操作,得到了多组数据,描绘Rx﹣L图线如图丙所示,由此得出结论:    。
(4)该弹性导电绳的原长为     cm。
【答案】(1)右;(2)1200欧;(3)在一定范围内,弹性导电绳的阻值变化量与其伸长的长度成正比;(4)50.0。
【解析】(1)为了保护电路,闭合开关前,滑片放在阻值最大处,即最右端;
(2)电压表选择的量程为0~3V,分度值为0.1V,由图乙知电压表的示数为1.2V,使电流表读数为1mA,由欧姆定律可知导电绳的电阻
Rx= 1200Ω
(3)由图丙知描绘出Rx﹣L图线为一过原点的直线,故得出的结论是:弹性导电绳的阻值变化量与弹性导电绳的伸长量成正比;
(4)由图丙知:该弹性导电绳的原长为50.0cm。
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编写说明:根据义务教育科学课程标准(2022年版)相关条目编写
【核心概念】浙教版科学八上 专题九 欧姆定律(学生版)
【内容要求1】通过实验探究电流与电压、电阻的关系,理解欧姆定律,并解决简单的电学问题。
1.通过实验探究电流与电压、电阻的关系。
2.会运用控制变量法进行实验设计,写出相应的实验方案。
3.会运用表格或图像对实验数据进行处理,寻找相应科学量之间的关系。
4.通过探索活动,提高学生的动手操作能力,养成细致的观察能力和准确读数的技能,培养严谨和实事求是的科学态度。
1.小科为探究“电压一定时,电流与电阻之间的关系”,设计了如图实验。先在AB间接入10Ω的定值电阻R1,移动滑片P,读取电压表、电流表示数并记录;然后用15欧的定值电阻R2替换R1后,接下来的操作和操作后的电路分析正确的是(  )
A.闭合开关,电压表示数变大
B.闭合开关,电流表示数不变
C.注视电压表,并向左调节滑片
D.注视电流表,并向右调节滑片
2.如图所示(甲)是某同学探究电流与电压关系的电路图,开关S闭合后,将滑动变阻器的滑片P从a端移至b端,电流表和电压表的示数变化关系如图(乙),则图象可知(  )
A.电阻R0两端电压与通过R0的电流成正比
B.R0的电阻值是10Ω
C.滑动变阻器R的最大阻值是25Ω
D.该电路最大电流为0.7A
3.图甲为小科研究“电流与电阻关系”的实验电路示意图。其中电源电压恒为3伏,分别接5个不同阻值的定值电阻Rx并进行实验,并依据测得的实验数据绘制成图乙所示曲线。下列有关实验分析不正确的是(  )
A.每次更换定值电阻后,均需移动滑片P使电压表示数为2.5伏
B.将5欧的定值电阻替换成10欧后,应将滑片P向左移动
C.实验中滑动变阻器接入电路的阻值变化范围为1~5欧
D.实验得出结论:电压一定时,通过定值电阻的电流与电阻成反比
4.在探究“电流与电阻关系”实验中,某同学根据实验数据作出如图所示的图象,下列说法正确的是(  )
A.导体中的电流与导体的电阻成正比
B.电源至少选用两节新干电池
C.换用2Ω电阻做实验时,需要更换电压表量程
D.多次实验是为了求平均值,以减小实验误差
5.小华用如图所示的电路探究电流与电阻的关系。已知电源电压为6V,滑动变阻器R2的最大电阻为20Ω,电阻R1为10Ω.实验过程中,将滑动变阻器滑片移到某一位置时,读出电阻R1两端电压为4V,并读出了电流表此时的示数。紧接着小华想更换与电压表并联的电阻再做了两次实验,可供选择的电阻有15Ω、30Ω、45Ω和60Ω各一个,为了保证实验成功,小华应选择的电阻(  )
A.15Ω、30Ω B.15Ω、45Ω C.45Ω、60Ω D.30Ω、45Ω
6.如图是小莲探究电流与电阻关系的电路图,R为定值电阻,R′为滑动变阻器,下列有关说法错误的是(  )
A.实验过程中要更换电阻R,以改变电阻大小
B.调节R′的目的是控制R两端电压不变
C.R′滑片向左移时,电压表示数会变大
D.本实验得出的结论是电阻与电流成反比
7.在探究“导体电流与电阻关系”时,选择了5Ω、10Ω、15Ω、20Ω四个电阻进行实验,实验电路图如图所示。下列说法正确的是(  )
A.闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于最左端
B.用10Ω电阻实验,读数时的滑片位置比5Ω电阻读数时更靠左
C.实验过程中移动滑片的作用是控制电阻两端的电压一定
D.实验获得多组数据是为了减小实验误差
8.在探究一个用电器中电流随电压变化关系时,小明连接好的电路如图所示,闭合开关,发现电流表、电压表均有示数,调节滑动变阻器,电流表、电压表示数都不变化,小明连接的电路有不妥之处,改正的方法是(  )
A.将导线K的a端移至接线柱A B.将导线M的c端移至接线柱B
C.将导线M的c端移至接线柱C D.将导线L的b端移至接线柱C
9.小红同学在“探究通过导体的电流与其两端电压的关系”时,将记录的实验数据通过整理作出了如图所示的图象,下列说法中正确的是(  )
A.导体甲的电阻大于导体乙的电阻
B.导体两端的电压为零时,导体的电阻也为零
C.将甲、乙两导体并联接到电压为2V的电源上时,干路中的电流为0.6A
D.根据数据和图象得出的结论是:同一导体两端的电压与通过它的电流成正比
10.在探究一个用电器中电流随电压变化关系时,小明连接好的电路如图所示,闭合开关,发现电流表、电压表均有示数,调节滑动变阻器,电流表、电压表示数都不变化,小明连接的电路有不妥之处,改正的方法是(  )
A.将导线K的a端移至接线柱A
B.将导线M的c端移至接线柱B
C.将导线M的c端移至接线柱D
D.将导线L的b端移至接线柱D
11.如图所示(甲)是某同学探究电流与电压关系的电路图,开关S闭合后,将滑动变阻器的滑片P从a端移至b端,电流表和电压表的示数变化关系如图(乙),则图象可知(  )
A.电阻R0两端电压与通过R0的电流成正比 B.R0的电阻值是10Ω
C.滑动变阻器R的最大阻值是25Ω D.该电路最大电流为0.7A
12.请你与小虞一起完成下列电学实验并解决遇到的问题。
实验一:探究电流与电阻关系实验。
(1)连接好如图甲所示电路,闭合开关前检查发现没有连接完整。请把缺失的导线连接好。
(2)纠正错误后,保持定值电阻两端电压为2V不变,得到实验数据如表所示。
(3)整理表中数据可得结论是    。
数据序号 1 2 3 4 5
电阻R/Ω 30 25 20 10 5
电流IA 0.07 0.08 0.10 0.20 0.40
实验二:用如图乙所示电路测电阻Rx的阻值。实验步骤如下:
(1)将电压表接在B、C两点间,闭合开关,将滑动变阻器滑片移到b端、电阻箱R调为某一阻值R1使电压表和电流表示数为合适的值。
(2)断开开关,将电压表右端由C点改接到D点。
(3)闭合开关,反复调节电阻箱和滑动变阻器使两表的示数与步骤(1)中相同,此时电阻箱R的阻值为R2,则待测电阻Rx=    。(用题中字母表示)
(4)实验二涉及的步骤中所使用的科学方法是   (等效替代法/转换法)。
【内容要求2】能用伏安法测电阻
1.知道伏安法测电阻的工作原理。
2.练习用电压表和电流表测电阻。
3.通过伏安法测电阻,进一步提高学生电学实验设计能力。
13.比较法是一种科学研究方法,是通过观察、分析,找出研究对象的相同点和不同点。它是认识事物的一种基本方法。在学习电学过程中,小明对“探究电流跟电阻的关系”和“伏安法测量电阻”的这两个实验进行比较,下列说法不正确的是(  )
A.两个实验采用的都是控制变量的研究方法
B.两实验的实验电路在教科书中是相同的
C.前者收集多组数据的目的,是为了得出电流跟电阻的定量关系
D.后者收集多组数据的目的,是为了取电阻的平均值,减小误差
14.在“伏安法测电阻”的实验中,如果被测电阻大约为80Ω,选用的电源电压为1.5V,选用的电流表量程为0.6A,对于电流表和电源电压的选择,下列说法中正确的是(  )
A.电源选择错误,因此会烧坏电源
B.电流表量程不合适,因此电流表无示数
C.电源电压选择不当,电路中电流过小,电流表指针偏转角度太小,读数误差大
D.电流表量程选择错误,读数误差较大
15.如图是伏安法测电阻的电路图,下列有关叙述不正确的(  )
A.该实验的原理是R
B.闭合开关前,滑片P应处在B端
C.滑动变阻器的作用是保护电路、改变电路中的电流等
D.实验中当滑片向A端移动时,电压表的示数变小
16.在“伏安法测电阻”的实验中,关于滑动变阻器的作用,下列说法中正确的是(  )
A.控制电源的电压,以免损坏电压表
B.改变电阻两端的电压和电路中的电流,实现多次测量
C.使电压表和电流表的读数更加准确
D.能使电阻两端的电压升高,电阻变大
17.要测未知电阻Rx的阻值,现提供电压未知的电源、2只电流表、阻值为20欧姆的定值电阻R0、未知电阻Rx、开关、导线若干。小路同学设计了如图甲所示电路图,并据图连接电路,闭合开关S,电流表A1和A2的示数分别如图乙和图丙所示,则Rx的阻值为(  )
A.5欧姆 B.10欧姆 C.15欧姆 D.20欧姆
18.用如图电路“测量电阻R的阻值”。为了改变电阻R两端的电压,有三种方案可选:
甲:改变接入MN的串联电池的个数;
乙:将电池与不同阻值的电阻串联接入MN;
丙:将电池与滑动变阻器串联接入MN,改变滑动变阻器滑片的位置。
其中可行的方案是(  )
A.仅有甲可行 B.仅有丙可行 C.仅甲、丙可行 D.甲、乙、丙都可行
19.如下图所示四个电路中,电阻R的阻值和电源电压已知,根据已知条件和电表的示数能测出电阻Rx阻值的电路是(  )
A.B. C.D.
20.如图所示的四个电路中,电源电压保持不变,R0为已知阻值的定值电阻。不能测出未知电阻Rx阻值的电路是(  )
A.B. C.D.
21.如图是小科利用实验室常用仪器,设计测量未知电阻Rx阻值的四种电路,电源电压恒定且未知,R0是已知阻值的定值电阻,滑动变阻器R最大阻值未知,实验中只能闭合或断开开关及移动滑动变阻器滑片,其中能够测量出Rx阻值的电路(  )
A.只有①② B.只有③④
C.只有②③④ D.①②③④均可以
22.用伏安法测电阻Rx的阻值,实验电路如图所示。
(1)实验前,若发现电流表指针未指向“0”刻度线,应调节旋钮甲、乙、丙、丁中的    进行调零。
(2)实验中,变阻器滑片向左滑动的过程中,电流表和电压表的读数变化情况为     。
A.都变大 B.电流表变大,电压表变小 C.都变小 D.电流表变小,电压表变大
(3)实验数据处理有两种方法:
方法一:根据公式,由多次测量得到的电压、电流值分别算出电阻值,再求平均值。
方法二:先分别算出三次电压、电流的平均值,再根据公式用这两个平均值算出电阻。其中的方法
    是科学的。
(4)若实验过程中Rx的阻值不随温度的变化而变化。利用上述电路及器材还能完成的探究实验是
    (写出一个即可)。
23.小刚利用如图甲所示的电路测定额定电压为2.5V的小灯泡的电阻,小灯泡正常发光时的电阻约为8Ω。实验器材如下:电源电压6V、电流表、电压表、开关各一个、导线若干、滑动变阻器的规格有:R1(10Ω 600mA)、R2(15Ω 200mA)、R3(20Ω 500mA)。
(1)滑动变阻器规格应选    。(选填“R1”、“R2”或“R3”)
(2)连接好电路,正确操作,移动滑动变阻器的滑片,发现小灯泡始终不亮,电压表、电流表示数均为0,经检查电表完好,则故障可能是    。
A.小灯泡断路 B.滑动变阻器断路 C.小灯泡短路 D.滑动变阻器短路
(3)排除故障后,小刚利用实验数据绘制成了如图乙所示的I﹣U关系图像,可知小灯泡正常发光时的电阻值为    Ω。(保留一位小数)
(4)同组的小林只利用了电压表和R1、R3两只滑动变阻器,也巧妙地测出了灯正常发光的电阻,如图丙所示。他闭合开关S后,先将R1的滑片移至最左端,并调节R3的滑片至适当位置使灯正常发光,接下来他的操作是    并读出电压表的示数为U,从而就可以测量出小灯泡正常发光的电阻。
24.小张做了“伏安法测小灯泡电阻”的实验(电路图同上题),请根据实验回答下列问题。
(1)“伏安法”测电阻的实验原理是 ;
(2)闭合开关后,发现小灯泡不亮,但电流表有示数,则接下来应进行的操作是     ;
A.更换小灯泡
B.检查电路是否断路
C.移动滑动变阻器滑片,观察小灯泡是否发光
(3)某次测量时,小张观察到某一电表的示数如图2所示,则此电表的读数为     ;
(4)测量过程中,灯丝突然烧断,则电压表的示数     。更换相同规格的灯泡,重测的数据如下表所示,绘出I﹣U图象如图3中的     所示;
(5)依据表格中的数据,小张求出小灯泡电阻的平均值,你同意这种做法吗?说出你的理由: 
  ;
电压(V) 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
电流(A) 0.10 0.16 0.20 0.23 0.25 0.27
电阻(Ω) 5.0 6.3 7.5 8.7 10.0 11.1
平均电阻(Ω) 8.1
(6)另外一组同学用相同的器材和电路也做这个实验时,由于接线错误,根据测量的数据绘出的I﹣U图象如图3中的B所示。你认为错误的原因可能是     。
25.如图甲所示是测量定值电阻Rx阻值的实验电路,器材可以满足实验要求。
实验次数 1 2 3
电压U/V 1.0 1.6 1.8
电流I/A 0.32     0.56
电阻Rx/Ω 3.13     3.21
电阻的平均值Rx/Ω    
(1)现要求滑动变阻器滑片向左移动时,电流表示数增大。请你按照对电压表量程的选择和对滑动变阻器连接的要求,用笔画线代替导线,完成图中实验电路的连接。
(2)同学们按照电路图中正确连接电路后,闭合开关,改变电阻Rx两端的电压进行了三次测量,其中第二次实验中电流表的示数如图乙所示,请将表格中的实验数据补充完整。
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     。
②方案二:电路中Rx≠R0,将S接到a,读出电流表的示数I1,再将S接到b,读出电流表的示数I2。由I1R0=I2Rx可得Rx,请判断结果是否正确并简要说明理由     。
【内容要求3】应用欧姆定律,进行简单的电路分析和计算。
1.会利用欧姆定律以及串、并联电路的电压和电流特点,推导出串、并联电路中电阻的特点。
2.在分析串、并联电路中电流、电压及电阻的特点过程中,树立电路的整体与局部关系的系统观。
3.能利用欧姆定律分析简单电路,强化逻辑推理和定量分析的科学思维。
4.初步利用建模思想应用于电学计算。
5.领会等效电阻的含义,了解等效替代的科学研究方法。
26.小敏同学在“探究通过导体的电流与其两端电压的关系”时,将记录的实验数据通过整理作出了如图所示的图像,下列说法中错误的是(  )
A.导体甲的电阻为5欧
B.当在导体乙的两端加上1V的电压时,通过乙导体的电流为0.1A
C.将甲、乙两导体串联接到电路中,当通过甲导体的电流为0.2A时,电源两端的电压为2V
D.将甲、乙两导体并联接到电压为2V的电源上时,干路中的电流为0.6A
27.如图表示阻值不同的两个电阻的电流强度随电压变化的I﹣U曲线,从图中可知错误的是(  )
A.电阻不变时,电流与电压成正比
B.R1>R2
C.R1、R2串联后的总电阻的I﹣U曲线在区域Ⅲ
D.R1、R2并联后的总电阻的I﹣U曲线在区域Ⅰ
28.小欣通过整理甲、乙两个元件的电流与电压的数据,绘制出了如图所示的图像,据图像分析,下列判断正确的是(  )
A.甲、乙两元件中的电流与电压都成正比
B.乙元件是一个定值电阻且阻值大小为10Ω
C.若将甲、乙两元件串联起来接到电路中,当通过甲元件的电流为0.2A时,甲、乙两元件电压之比为 2:1
D.若甲、乙元件并联后,接在电压为2V的电源上,干路的总电流是0.6A
29.如图甲所示电路,电源电压保持不变,当闭合开关S,调节滑动变阻器R2阻值从最大变化到最小,其“U﹣I”关系图象如图乙所示,则下列判断正确的是(  )
A.电源电压为10V B.定值电阻R1的阻值为20Ω
C.变阻器滑片在中点时,电流表示数为0.3A D.滑动变阻器R2的阻值变化范围为0~10Ω
30.如图为自动测定油箱内油量的装置原理图,电源电压为36V,R为滑动变阻器,R0为定值电阻,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~36V。油箱中的油量是通过电流表或电压表的示数反映出来的,且表的最大量程对应油箱最大油量,当油箱内的油面在最高或最低位置时,滑动变阻器的滑片P恰好能分别滑至两端,当油面达到最低位置时,反映油量的电表示数为最大量程的1/6。下列说法错误的是(  )
A.R0阻值为60Ω
B.滑动变阻器的阻值变化范围为0~300Ω
C.当滑动变阻器的滑片P在中点时,电压表的示数为21V
D.当滑动变阻器的滑片P在中点时,电流表的示数为0.17A
31.科学小组利用定值电阻R0、声敏电阻R(阻值会随声音强弱发生变化,如图甲所示)、电流表(0~0.6A)、学生电源等器材,设计了可用电流表的示数来反映噪声强弱的装置。该装置电路如图乙所示。在某次测试中,当噪声为80dB时,电流表示数为0.4A;当噪声为50dB时,电流表示数为0.2A。下列说法正确的是(  )
A.该电路中的电流随声音强度增大而减小 B.R0阻值是5Ω,电源电压为10V
C.当电流表示数0.3A,噪声强度为60dB D.若要增大噪声的测量范围,可以减小R0的阻值
32.如图所示的电路中,电源电压恒定不变,已知R1=3R2,当S和S1闭合、S2断开时,电压表和电流表的示数分别为U1和I1;当S1断开、S和S2闭合时,电压表和电流表的示数分别为U2和I2,则U1:U2、I1:I2分别是(  )
A.1:1、4:3 B.1:2、1:3 C.1:1、1:4 D.1:4、1:1
33.如图所示电路中,电表均为实验室学生用电表,当开关S断开,甲、乙两表是电流表时,两表指针偏转角度相同,当开关S闭合,甲、乙两表都是电压表时,则两表的示数之比U甲:U乙为(  )
A.5:4 B.5:1 C.4:5 D.4:1
34.小科同学设计如图甲所示电路,电源电压保持不变,电流表的量程为0~3A,电压表的量程均为0~15V。当闭合开关S,调节滑动变阻器,两电压表的示数与电路中电流变化如图乙所示。当他用最大阻值为15Ω的滑动变阻器替换电阻R2,同时将电流表改成小量程,为了保证电路安全,则此时两电压表的示数与电路中电流变化的图像为下列图中的(  )
A. B. C.D.
35.在如图所示电路中,当闭合开关后,两个电压表指针都向右偏转相同角度,则电阻R1和R2阻值之比为(  )
A.1:1 B.1:5 C.4:1 D.4:5
36.小科设计的电子量角器电路如图甲所示,电源电压为6V,半圆形电阻丝MN的总阻值为20Ω,滑动触头OP随角度θ变化在MN上滑动(OP电阻忽略不计)。调整电阻箱R0使电压表示数U与角度θ成正比,即U=kθ,并在电压表刻度上标注对应角度(图乙)。下列说法正确的是(  )
A.电阻箱R0的阻值应调整为10Ω
B.若电源电压降低,则需减小R0
C.移动过程中随着角度θ的增加,电流表示数不断减小
D.电压表示数U与角度θ比例系数k的数值为
37.如图,某科技小组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,L是一个指示灯,电路各部分接触良好,不计导线电阻,下列说法正确的是(  )
A.当水位下降时,电流表示数变小,指示灯变暗
B.当电压表示数变大,指示灯变亮,则表明水位上升
C.滑片P升降过程中,电压表示数与电流表示数的比值始终不变
D.若将电压表改装成水位计,则电压表零刻度线即为水位计零刻度线
38.小科学习了关于电的基础知识后,连接了如图所示的电路,电源电压不变,闭合开关后,当滑动变阻器的滑片P向右移动时,下列说法正确的是(  )
A.电压表V的示数变小
B.电流表A1的示数不变
C.当滑片P滑到最右端时,L与R串联
D.电流表A2的示数不变
39.物理学中常用磁感线来形象地描述磁场,用磁感应强度(用字母B表示)来描述磁场的强弱,它的国际单位是特斯拉(符号是T),磁感应强度B越大表明磁场越强;B=0表明没有磁场。有一种电阻,它的大小随磁场强弱的变化而变化,这种电阻叫做磁敏电阻,图1所示是某磁敏电阻R的阻值随磁感应强度B变化的图象。为了研究某磁敏电阻R的性质,小刚设计了如图2所示的电路进行实验,请解答下列问题:
(1)当S1断开,S2闭合时,电压表的示数为3V,则此时电流表的示数为    。
(2)只闭合S1,通电螺线管的左端为   极;闭合S1和S2,移动两个滑动变阻器的滑片,当电流表示数为0.04A时,电压表的示数为6V,由图象可得,此时该磁敏电阻所在位置的磁感应强度为   T。
(3)实验中小刚通过改变滑动变阻器连入电路中的阻值来改变磁敏电阻所在位置的磁感应强度,请你再提供一种改变磁感应强度的方法    。
40.在设计电动窗帘时,小柯将设计的电路由设计①升级为设计②,实现了窗帘升降电动化。为了进一步实现窗帘升降的自动化,小妍在原有设计上加入电磁铁、光敏电阻R 等元件,设计了设计③电路,实现窗帘能根据户外光强度控制升或降。
(1)设计②比设计①多了一个电源,能达到通过切换开关来改变    ,从而改变电动机转动方向。
(2)控制电路的电源电压为U=6V,光敏电阻Rx的阻值随光照度的变化如下表所示。当线圈中的电流达到2mA时,衔铁吸合,关闭窗帘;当线圈中的电流小于2mA时,衔铁松开,打开窗帘。衔铁刚好被吸合时,室外自然光的照度为    流明。(不考虑线圈电阻)
照度/流明 200 300 400 500 600 700 800 1000
光敏电阻R阻值/千欧 4.8 3.7 3.0 2.6 2.3 2.1 1.9 1.6
(3)为符合室内照明标准,要求室外的照度在700流明以上时才关闭窗帘,小柯还需要在控制电路串联一个阻值为多少的电阻?(写出计算过程)
(4)项目设计完成后,老师邀请其他小组来为设计③进行评价。结合评价表,你判断该设计的评价等级应为    。
评价指标 评价等级
优秀 合格 待改进
自动化程度 电动窗帘能自动打开和自动关闭,且电动机可以自动停止。 电动窗帘能自动打开和自动关闭,但电动机无法自动停止。 电动窗帘只能自动打开,或者自动关闭。
41.小柯利用图甲所示的电路验证欧姆定律。
次数 电压/V 电流/A
1 1.0 0.11
2 2. 0.21
3 2.5 0.26
(1)根据图甲电路图连接实物,请用笔画线代替导线完成图乙电路连接     。
(2)正确连接好电路后,闭合开关,发现电流表没有示数,电压表也无示数,(若故障只有一处)以下对于电路故障的分析正确的是:    。
A.不可能是R断路
B.可能是R短路
C.把电压表和电流表互换位置,电压表有示数,电流表无示数
D.如果是滑动变阻器断路,可以把电压表并联在滑动变阻器两端进行检测
(3)根据实验数据做出电流随电阻变化的图像如图丙所示。则可以得到的实验结论是     。
(4)小柯在研究电流与电压关系的实验中,定值电阻R的阻值为10欧,通过滑动变阻器多次实验得到相关数据如表所示。结束实验整理器材时发现,测量过程某个电表没有调零。则这个电表在未连入电路前的指针偏转情况可能是     。
A.B.C.D.
42.弹性导电绳已逐步成为智能控制系统中传感器的敏感元件。小科欲探究某款弹性导电绳的阻值变化量与其伸长长度的关系(横截面积的变化忽略不计),进行如下实验:
(1)断开开关S,连接如图甲所示电路图,其中电压表选择的量程为0~3V,电流表选择的量程正确,弹性导电绳处于原长状态。在闭合开关进行实验前,应将滑动变阻器的滑片P移到最     端。
(2)闭合开关S,调节滑动变阻器阻值,使电流表读数为1mA,此时电压表示数如图乙所示,导电绳的电阻Rx=     。
(3)多次改变弹性导电绳的拉伸后长度L,重复以上操作,得到了多组数据,描绘Rx﹣L图线如图丙所示,由此得出结论:    。
(4)该弹性导电绳的原长为     cm。
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