【胜券在握】2026中考复习 物理篇 专题10 物质导电性和欧姆定律

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【胜券在握】中考复习 物理篇 专题10 物质导电性和欧姆定律
班级__________ 座号_____ 姓名__________ 分数__________
一、选择题
1.当小科按下门铃按钮,喇叭响起铃声,其内部简易电路如图所示,则图中的甲材料必须具有( )
A.吸水性 B.导热性 C.导电性 D.透光性
2. 小明测量不同型号铅笔在纸上涂划所得线条的电阻,实验步骤如下:
(1)用铅笔在纸上画出两段长为15cm的线条,在其中一段线条上重复涂划3次,另一段6次;
(2)换用不同型号铅笔重复(1)的操作,得到多组等长等宽的线条如图;
(3)测出每段线条两端的电阻记录在表中。
2B 4B 6B 8B 9B
低高
3 ① 0.79 0.67 0.49 ③
6 ② 0.65 0.43 0.28 ④
根据实验数据,可推测电阻最小的是( )
A.① B.② C.③ D.④
3. 图甲是常用的一种可调风速的小风扇,图乙为其用于调风速的电位器结构图,a、b、c是它的三个接线柱,a、c分别与弧形电阻丝的两端相连,b与金属滑片相连,转动旋钮,通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变风扇风速,下列分析正确的是( )
A.若将a、c接入电路中,逆时针转动旋钮时,风扇风速加快
B.若将a、c接入电路中,顺时针转动旋钮时,风扇风速减弱
C.若将a、b接入电路中,顺时针转动旋钮时,风扇风速加快
D.若将b、c接入电路中,顺时针转动旋钮时,风扇风速加快
4. 为了测量电源电压和定值电阻,某物理小组设计了如图甲所示的电路。电源电压恒为U0,定值电阻的阻值为R1。电压表示数用U表示,电流表示数用I表示,检查电路无误后,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P,进行多次实验,记录电流表和电压表的读数,并画出了U﹣I图象,如图乙所示图象是一条直线,其延长线与U、I坐标轴分别交于3V和0.6A处。由此可知,电源电压U0和定值电阻R1分别为( )
A.2V,10Ω B.3V,10Ω C.3V,5Ω D.2V,5Ω
5. 某校实验小组设计了一种自动记录跳绳次数的装置,其简化电路如图甲所示。AB间接信号记录仪,R0是定值电阻,R′是一种光敏元件,当R′接收不到红外线时,其电阻会变大,信号记录仪会计数一次,已知电源电压为6V,AB间的电压随时间变化的图像如图乙所示,则下列说法正确的是( )
A.AB两端电压为3V时,信号记录仪计数一次 B.绳子遮挡红外线时,R′和R0的阻值相等
C.R′接收到红外线时,R′的阻值是R0的3倍 D.绳子遮挡红外线时,R′的阻值会增加1.5倍
6. 如图a所示,在一个电阻均匀的金属圆环上有两A、B、C、D四点。其中O为圆心,AB、CD为圆环的两条互相垂直的直径。现把A、B两点接入电源电压保持不变的如图b所示的电路MN两端时,发现电流表示数为I0,当换接A、D两点,则此时电流表的示数应为( )
A.I0/4 B.3I0/4 C.I0 D.4I0/3
7. “闪电在水里导电!但敖丙的冰是绝缘体!”是热映电影《哪吒之魔童闹海》中的一句台词。已知自然环境中的水溶解有许多矿物质,则下列推断不正确的是( )
A.冰的电阻比水大 B.水中自由移动的离子比冰多
C.冰的导电能力比水强 D.电器发生火灾时不能用水扑救
8.如图所示,在探究“电流跟电压的关系”实验中,下列说法中( )
(1)探究电流跟电压的关系时,需要控制导体的电阻一定
(2)滑动变阻器可以起到改变定值电阻两端电压的作用
(3)多次实验是为了减小实验误差
(4)实验的结论是:电流跟电阻成反比
A.只有(1)(4)正确 B.只有(1)(2)正确
C.只有(1)(2)(4)正确 D.有(1)(2)(3)(4)正确
9. 如图所示电路,电源电压不变,闭合开关,当滑动变阻器R1的滑片向上移动时。以下说法正确的是( )
A.V1、V2示数不变,A示数变大 B.V1示数变小,V2示数变大,A示数变大
C.V1示数不变,V2示数变大,A示数变大 D.V1和V2示数的和不变,A示数变大
10.如图甲所示,利用电压表和电流表测定R1的电阻,闭合开关后,在滑片P由a端向b端移动的过程中,电压表示数U随滑动变阻器的电阻R2变化的关系图像如图乙所示,当滑片P在a端时,下列判断不正确的是( )
A.电压表的示数为2V B.滑动变阻器两端的电压为4V
C.电流表的示数为0.2A D.R1的阻值为20Ω
11.学习了《质量测量工具的进化》的STEAM课程,小曙认识并使用了如图的台秤,发现所测物体质量越大,指针偏转角度也越大。小曙想选用电流表或电压表的示数来反映所测物体质量大小,要求所测物体质量越大,电表示数也越大。下列设计的电路最合理的是( )
A. B. C. D.
12.一个黑匣子内装有3个阻值都是500Ω的电阻,它们分别和匣外的四个接线柱1、2、3、4相连,测量任意两个接线柱之间的电阻,结果有三次测量值是500Ω,另有三次测量值是1000Ω,则匣内电阻的接法是如图所示电路中的哪一个?( )
A. B.
C. D.
13.青少年科技创新材料中有一种变光二极管,电流从其P端流入时发红光,从其Q端流入时发绿光,奥秘在于其内部封装有一红一绿两个发光二极管,发光二极管具有单向导电性,其符号为,当电流从“+”极流入时二极管能通电且发光,当电流从“﹣”极流入时二极管不能发光,则该变光二极管的内部结构可能是下图中的( )
A.B.C. D.
14.甲图是灯泡L和定值电阻R的I﹣U图象,将L和R先后以乙图和丙图两种方式连在同一电源上,若乙图中UL:UR=m,丙图中IL:IR=n,则下述正确的是( )
A.m=n B.m<n C.m>n D.mn=1
15.图示电路中(R0阻值已知,表示电阻箱,电源电压恒定),能求出Rx阻值的是( )
A.①②④ B.②③④ C.①②③④ D.①③④
二、填空题
16.央视《是真的吗》节目中,主持人做了“电池+口香糖锡纸=取火工具”的实验,取口香糖锡纸将中间剪掉一些,如图甲所示,将锡纸的一端接在电池的正极,另一端接在电池的负极,很快发现锡纸条开始冒烟、着火,如图乙所示。锡纸条上  (选填“ab”、“bc”或“cd”)段的电阻最大,你判断的依据是    。
17.小明利用旋钮开关和电学工具箱中的元件,设计了一个调光台灯。将裸露的电阻丝绕成圆环,电阻丝上的A点接入电路中,滑片P能绕О点在圆环上自由转动,电路图如(注:D处弯曲导线代表交叉但不相连)。已知该电阻丝粗细均匀,阻值与其长度成正比。图中台灯最暗时,滑片Р落在圆环上的_______(选填“A”、“B”、“C”或“D”)位置。已知电源电压恒为5V,在台灯电路中接入电流表如图所示,滑片P从A点顺时针旋转一圈,划过的距离和电流表的示数变化如图所示。在某一时刻,x=25cm,那么下一个时刻,灯的亮度将________。
18.如图甲所示,电源电压保持不变,小灯泡L允许通过的最大电流为0.6A,滑动变阻器R的最大阻值为50Ω,电流表量程为“0~0.6A”,电压表量程为“0~15V”。闭合开关S,在保证电路安全的前提下,最大范围调节滑动变阻器的滑片P,分别绘制了电流表示数与电压表示数、电流表示数与滑动变阻器R连入电路阻值的变化关系如图乙、丙所示。
(1)当电压表示数为6V时,滑动变阻器的阻值为    。
(2)电源电压为    。
(3)若将电压表量程换为0~3V,滑动变阻器允许连入的最小阻值为    。
19.在如图所示的电路中,电源电压保持不变。闭合开关S,发现电路中存在断路故障且只可能发生在灯泡L1、L2上。
(1)若将灯泡L1与闭合的开关S位置互换,则互换前后电流表A的示数    ,电压表V的示数    。(均选填“一定不变”、“可能不变”或“一定改变”)
(2)若电流表A与电压表V位置互换后,如只有一个电表有示数,则故障是    ;如两个电表均无示数,则故障是:  。
20.在学习《电路》的探究活动中,某同学将带有a、b两根导线的灯泡玻璃芯接到如图电路中:
(1)从电路的基本组成来看,灯泡L属于    。
(2)在用酒精灯加热灯泡芯的玻璃至发烫变红时,灯泡L逐渐变亮;停止加热后,灯泡L又变暗直至不亮。这说明玻璃加热到一定程度后会转变成    (填“导体”或“绝缘体”)。
(3)若将图中电路的灯泡L移除,再接通灯泡芯两端的导线即灯泡芯的a、b两端,闭合开关S时保险丝熔断,其原因是电路处于    状态。
21.某人设计了一种测量身高的电路装置,设计原理为ab是一根高2米,电阻为0.1欧/厘米的均匀直金属杆竖直放置,金属杆上引出两根无电阻导线接入电路,如图。上端MN无电阻且可以按照人的身高上下移动。电源电压为12V,R0是限流保护电阻。将量程为(0~0.6A)的电流表接入电路,且在电流表的表盘上刻上相应的高度,将其改装成身高表。试分析:
(1)如果c、d为身高刻度,则c点的身高刻度    (“大于”、“小于”或“等于”)d的身高刻度。
(2)若0.3A处对应的身高是2米,则电流表上的0.4A处应该对应的身高为    米。
(3)该身高表上的电流刻度是均匀的,那么身高刻度应该是    (选填“均匀”或“不均匀”)的。
22.小科制作了一个利用电压表测物体重力的装置,它能在电压表上读出所放物体重力的大小,如图。
(1)当秤盘不放任何重物时,滑片P恰好处于a点。闭合开关,当秤盘上所放钩码个数增多时,电压表示数将    (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(2)一段时间后,在秤盘放1牛重的钩码时,电压表读数比1牛大,换不同重的钩码反复试验,每次读数都不同且大于钩码的重力。产生这一现象是由于    引起的(填字母)。
A.R1短路 B.R1断路 C.R2短路 D.R2断路
三、探究题
23.小明用如图1所示电路测量某电路元件盒中未知电阻Rx的阻值,已知未知电阻Rx的阻值不小于5Ω,电源由两节干电池组成,除了开关、导线外,可供使用的实验器材有:电压表(量程0~15V,0~3V),电流表(量程0~3A,0~0.6A),滑动变阻器R(20Ω,1A),阻值已知且大小不等的定值电阻R1和R2.
(1)为完成此实验,电压表的量程应选择   V,电流表的量程应选择   A。
(2)实验中移动滑动变阻器的滑片,当电流表的示数是0.14A时,电压表的示数是2.1V,当电流表的示数是0.2A时,电压表的示数是1.8V,电路元件盒中电源电压是   V,未知电阻Rx的阻值是   Ω.此过程中小明   (填“由左向右”或“由右向左”)移动滑片。
(3)小明的同学利用上述器材,还设计了测量未知电阻Rx的如图2四种实验电路,其中无法测出未知电阻Rx的是   。
24.某兴趣小组的同学开展“探究盐水电阻大小与哪些因素有关”的实验,他们提出了以下猜想:
A.可能与盐水的浓度有关。B.可能与盐水的液柱横截面积有关。C.可能与盐水的液柱长度有关。
他们利用玻璃管(管中带有接线柱的金属活塞可以左右移动)、电源、开关、小灯泡、导线等器材,组装成如图所示的电路进行实验。
(1)兴趣小组同学通过注水口向玻璃管内注满盐水,闭合开关后灯泡发光;根据小灯泡的亮度可以判断盐水的电阻大小,下面实例中也是运用这种研究方法的是 _________ 。
A.学习电流时,将电流比作水流
B.用压强计研究液体压强
C.利用小车运动距离研究牛顿第一定律
(2)探究猜想A时,为了增加盐水的浓度,可向玻璃管中添加______(选填“盐”或“清水”)并搅拌均匀。
(3)在探究猜想B时用注射器缓慢地从玻璃管中抽取部分盐水后观察小灯泡亮暗,接着探究猜想C时,兴趣小组调节活塞使之 ___________(选填“向中间”或“向外侧”)移动到合适位置时,观察小灯泡的亮度变化,请问何为合适位置?______________________________________________________。
25.为探究导体电阻大小的影响因素,某同学利用同种合金材料制成的a、b、c三条电阻丝(不考虑温度对电阻的影响)进行实验,a、b长度相同,b、c粗细相同,如图1所示。连接电路,分别接入电阻丝a、b、c,闭合开关后电流表的三次示数如图2所示。
(1)根据示数可以得出以下结论:
①电阻大小不仅跟导体横截面积有关,还跟导体    有关。
②   电阻丝的阻值最小(选填“a”“b”“c”)。
(2)该同学更换了电源和电流表,添加了电压表和滑动变阻器,设计了图3(甲)所示的电路来测量电阻丝的电阻。
①图3(乙)是根据图3(甲)连接的实物图,请在错误的导线上打“×”并连接正确。
②闭合开关后,当滑片P向右移动时,电压表示数    (选填“变大”“变小”“不变”);当滑片P移到某一位置时,电压表的示数为1.2V,电流表的示数如图丙所示,则Ra=   Ω;接着他多次改变滑片位置测量a电阻丝的电阻值,并求出平均值Ra′,其目的是    ;
③若电源电压为6V,Ra′=Ra且保持不变,要使图3(乙)连接方式中各电路元件安全,则滑动变阻器的最大值应不小于    Ω。
26.小科用如图甲所示电路探究“电流与电压的关系”,其中电源电压3V恒定不变。
(1)请你用笔画线代替导线将图甲中的实物图连接完整。
(2)小宁用获得的数据作出U﹣I关系图像如图乙所示,分析实验过程中出现的问题可能是 _____________________ 。
(3)小科认为需要重新实验,才能知道R的阻值,小宁同学却认为不用重新实验。你认为哪位同学说法正确?若小宁正确,则R的阻值是多少?___________________ 。
四、综合题
27.定值电阻是一种常见的电路元件。某种定值电阻的组成结构如图甲所示,工人将金属膜覆盖在陶瓷圆筒上,然后将其雕刻成螺旋状,从而生产出不同阻值的定值电阻。
(1)定值电阻的组成结构中属于绝缘体的是__________________ 。
(2)定值电阻的阻值由金属膜决定,a、b、c三种材料的电阻随温度变化情况如图乙所示,其中最适合作为金属膜材料的是__________(选填“a”、“b”或“c”)。
(3)用相同的金属膜雕刻成下列三个阻值不同的定值电阻R1、R2、R3(虚线表示背面剩余金属膜),你认为哪个电阻阻值最大,并说明理由。____________________________________________________
28.立定跳远能反映人体下肢爆发力和弹跳力,是体质健康测试项目之一。某兴趣小组开展了“立定跳远自动测距垫设计”的项目活动,包括电路设计、表盘改造、优化改进三个环节。
【电路设计】
立定跳远的距离是指身体落地时离起跳线最近的点到起跳线的垂直距离,如图甲所示。小组同学设计了如图乙所示的电路原理图,其中电源电压恒为3伏,定值电阻R0的阻值为10欧,AB是长度为3米的均匀电阻丝,其阻值与长度的关系如图丙所示。设定A为起跳线位置,电阻丝上每隔1厘米设置一个压力开关,当压力开关受到一定压力时会自动闭合(图中“…”处部分开关未画出)。
(1)分析图乙可知,跳远距离越远,电压表的示数____________ 。
【表盘改造】
(2)为方便读数,小组同学想在电压表表盘上标注相应的跳远距离。请通过计算说明电压表示数为1.8伏时测试者的跳远距离。
【优化改进】
起跳前,脚尖不能超过起跳线,否则成绩无效。根据评价量表本电路中缺少“踩线提醒”设计,需要改进。小组同学提出:利用小灯泡、电铃、压力开关S1等元件在原电路图上增加一条电路,使“踩线提醒”评价指标达到★★★。
(3)改进后的部分电路连接如图丁所示,请自选元件,将电路图补充完整。
立定跳远自动测距垫设计评价量表(节选)
29.小明设计了如图所示的实验装置,通过测电流表的示数来探究不同物体在木板上所受摩擦力的大小。将物体放置在水平的长木板上,导电性能良好的弹簧右端与物体及滑动变阻器R1滑片P相连(不计滑片与滑动变阻器线圈间的摩擦);滑动变阻器长18cm,其阻值随长度均匀变化;弹簧处于原长时,指针正好指在a端。探究过程中,滑片P始终在a、b间,弹簧的左端固定在墙壁上。R0=5Ω,电源电压为3V.问:
(1)用F1=10N的力向右拉动长木板,当指针P稳定时,指在变阻器离b端15cm处,此时物体A受到的摩擦力为9N,电流表的示数为0.1A,求变阻器R1的最大电阻。
(2)将物体B放在长木板上,用F2=20N的力向右拉动长木板,当指针P稳定时,指在变阻器离b端13cm处,B物体所受的摩擦力是多少?
30.2022年北京冬奥会上使用创可贴大小的体温计(如图1所示),运动员只需要把体温计“创可贴”贴在皮肤上,体温会自动测量、上报,一旦超过安全值,防疫人员将第一时间处理,某物理兴趣小组受此启发,设计了一个皮肤温度检测装置,当检测到温度≥37℃时,电压表的示数≤3V发出报警;如图2所示为该装置的感温区电路图,电源电压恒定不变,R0为定值电阻,R为热敏电阻,R的阻值与温度t的关系如下表所示,电流表量程为0﹣10mA,数字式电压表量程为0﹣4V;当检测温度为33℃时,电压表示数为3.6V,求:
(1)当电压表示数为3V恰好报警时,电流表的示数;
(2)电源电压和定值电阻R0的阻值;
(3)在保证电路各元件安全的情况下,该装置能测量的温度范围。
t/℃ 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42
R/Ω 900 850 800 750 700 650 600 550 500 450 400 350 300 250 200 150
【胜券在握】中考复习 物理篇 专题10 物质导电性和欧姆定律(参考答案)
一、选择题
1. 【答案】C
【解析】【考点】导体和绝缘体.
【分析】物质的物理属性:物质与物质之间总是有一些区别的,一种物质与其他物质的明显不同之处称为物质的属性.如果这种区别是物理的,我们就称之为物质的物理属性.物质的物理属性包含:密度、比热容、硬度、透明度、导电性、导热性、弹性、磁性等等。
【解答】解:图中的甲材料作为电路的一部分,必须能够让电流通过,即必须具有导电性,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选:C。
2. 【答案】D
【解析】【分析】由表中数据分析,重复涂划次数越多,铅笔的含碳量越高。
【解答】解:由表格数据可知,重复涂划相同时,铅笔的含碳量越高,电阻越小,铅笔的含碳量相同时,重复涂划次数越多,电阻越小,故电阻最小的是④,故D正确,ABC错误。
故选:D。
【点评】本题为信息给予题,根据表中数据分析可得答案。
3. 【答案】D
【解析】【分析】(1)电位器的实质是滑动变阻器;
(2)串联在电路中能改变电路中电流的大小;
(3)若将图乙中a、c接入则接入了全部电阻片,不能改变电阻大小,接线时a、c只能选择其一接入电路。
【解答】解:
AB、若只将a、c接入电路,电位器的全部电阻丝都接入电路,不能改变电路的电流,所以不能改变风扇风速,故AB错误;
C、若只将a、b接入电路,滑片左边的电阻丝接入电路;顺时针转动旋钮时,电位器接入电路的电阻变大,电路中电流变小,风扇风速减弱,故C错误;
D、将b、c接入电路中,滑片的右侧电阻接入电路,故若顺时针转动旋钮时,电阻变小,故电流变大,风扇风速加快,故D正确。
故选:D。
【点评】此题考查学生对于滑动变阻器的理解和掌握。熟知使用和接线原则是解题关键。
4. 【答案】C
【解析】【考点】欧姆定律的应用.
【分析】由图甲可知:R1与滑动变阻器R2串联,根据串联电路的规律及欧姆定律得出U与I的关系式;
根据图象,已知两个点的坐标,将其代入U与I的关系式求解;根据图象,已知两个点的坐标,将其代入U与I的关系式求解。
【解答】解:由图甲可知:R1与滑动变阻器R2串联,电压表测量R2两端的电压,示数用U表示,电流表测量电路中电流,示数用I表示,已知电源电压恒为U0,定值电阻的阻值为R1。
根据串联电路的规律及欧姆定律可得:U+IR1=U0﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①,
图象是一条直线,与U、I坐标轴分别交于3V和0.6A处,将(0,3V)代入①得:电源电压U0=3V;
将(0.6A,0)代入①得:0+0.6A×R1=3V,故R1=5Ω。故选:C。
5. 【答案】D
【解析】【考点】欧姆定律的应用.
【分析】(1)根据题意得出R′接收不到红外线时的阻值变化,根据欧姆定律可知电路中的电流变化和R0两端的电压变化,根据图乙读出AB间的最小电压即为信号记录仪计数一次的电压;根据串联电路的电压特点求出此时光敏电阻两端的电压,根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出光敏电阻与定值电阻R0的阻值关系;
(2)R′接收到红外线时,AB间的电压最大,根据图乙读出AB间的最大电压,利用串联电路的电压特点求出此时光敏电阻两端的电压,根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出光敏电阻与定值电阻R0的阻值关系,进一步得出绳子遮挡红外线时R′的阻值变化。
【解答】AB、由题意可知,当R′接收不到红外线时,其电阻会变大,电路的总电阻变大,由I=可知,电路中的电流变小,R0两端的电压变小,
由图乙可知,AB间的最小电压为UAB=1V,即AB两端电压为1V时,信号记录仪计数一次,故A错误;
因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以此时光敏电阻两端的电压U光=U﹣UAB=6V﹣1V=5V,
因串联电路中各处的电流相等,所以====,即R′=5R0,故B错误;
CD、R′接收到红外线时,AB间的电压最大,由图乙可知,AB间的最大电压为UAB′=2V,
此时光敏电阻两端的电压U光′=U﹣UAB′=6V﹣2V=4V,
此时R′与R0的阻值之比====,即R″=2R0,则R′的阻值是R0的2倍,故C错误;由R′=5R0和R″=2R0可知,绳子遮挡红外线时,R′的阻值会增加1.5倍,故D正确。
故选:D。
6. 【答案】D
【解析】【考点】欧姆定律的应用;电阻的并联.
【分析】(1)由电路图可知,把A、B两点接入电源时,ACB弧的电阻与ADB弧的电阻并联,根据电阻的并联特点表示出电流表的示数;
(2)当换接A、D两点时,ACBD弧的电阻与AD弧的电阻并联,根据电阻的并联特点表示出电流表的示数,联立等式即可求出电流表的示数。
【解答】解:设每圆周弧的电阻为R,电源的电压为U
(1)把A、B两点接入电源时,ACB弧的电阻与ADB弧的电阻并联,则:RACB=RADB=2R,
电路中的总电阻R总=R,电流表的示数I==,
(2)当换接A、D两点时,ACBD弧的电阻与AD弧的电阻并联,则:RACBD=3R,RAD=R,
电路的总电阻R总′==R,电流表的示数I′===×=I。
故选:D。
7. 【答案】C
【解析】【考点】导体和绝缘体.
【分析】(1)(2)(3)电阻是导体对电流的阻碍作用;容易导电的物体属于导体,不容易导电的物体属于绝缘体;导体是靠自由电荷导电的;
(4)家用电器或电线着火时,应先切断电源,再进行灭火,若用水来直接灭火,容易引发触电。
【解答】解:ABC、“闪电在水里导电”,说明水是导体,容易导电,“敖丙的冰是绝缘体”,说明冰不容易导电,所以冰的电阻比水大,导电能力比水弱;自然环境中的水溶解有许多矿物质,主要靠自由移动的离子导电,因此水中自由移动的离子比冰多,故AB正确,C不正确;
D、电器发生火灾时不能用水扑救,否则容易发生触电事故,故D正确。
故选:C。
8. 【答案】B
【解析】【考点】探究电流与电压的关系.
【分析】探究电流与电压的关系
①控制不变的量:电阻;
怎样控制:采用同一个定值电阻实验;
②改变的量:电压;
怎样改变:改变电池节数;调节学生电源的旋钮;串联滑动变阻器,调节滑片;
③滑动变阻器在实验中的作用:保护电路;改变定值电阻两端的电压;
④结论:当导体的电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成正比。
【解答】解;(1)根据控制变量法,探究电流与电压的关系时,需要控制导体的电阻不变,改变导体两端的电压,观察电流如何变化,故(1)正确。
(2)滑动变阻器在实验中,一方面可以保护电路,另一方面通过改变自身接入电路的电阻,能改变定值电阻两端的电压,从而得到多组电流与电压的数据,故(2)正确。
(3)本实验中多次实验的目的是为了寻找普遍规律,避免实验结论的偶然性,使结论更具有普遍性,而不是为了减小实验误差,故(3)错误。
(4)“电流跟电阻成反比”是探究电流与电阻关系实验的结论,且前提是电压一定。而探究电流与电压关系实验的结论是在电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成正比,故(4)错误。(1)(2)正确,
故选:B。
9. 【答案】C
【解析】【解答】解:由电路图可知,滑动变阻器R1与定值电阻R2串联,电压表V2测量R2两端的电压,电压表V1测电源两端的电压,电流表A测电路中的电流。
因电源电压不变,
所以,滑片移动时,电压表V1的示数不变,故B错误;
当滑动变阻器R1的滑片向上移动时,接入电路中的电阻变小,电路中的总电阻变小,
由I=可知,电路中的电流变大,即电流表A的示数变大,
由U=IR可知,定值电阻R2两端的电压变大,即电压表V2的示数变大,故A错误、C正确;
则V1和V2示数的和变大,故D错误。
故选:C。
10.【答案】D
【解析】 【解答】解:由图甲所示电路图可知,定值电阻R1与滑动变阻器R2串联,电压表测定值电阻R1两端电压;电流表测量电路中的电流。
由图甲所示电路可知,当滑片在b端时,电路为R1的简单电路,电压表测电源两端电压,
由图乙所示图象可知,电源电压U=6V;
当滑片位于a端时,R1与R2的最大阻值串联,此时电压表的示数最小,
由图乙所示图象可知,变阻器的最大阻值R2=20Ω,电压表的示数最小为U1最小=2V,
所以,此时电压表的示数为U1=2V,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以此时滑动变阻器两端的电压:U2=U﹣U1=6V﹣2V=4V,则电路中电流为I===0.2A,R1的阻值为:R1===10Ω,
故ABC正确,D错误。
故选:D。
11.【答案】B
【解析】【解答】解:A、图A中,电流表与滑动变阻器并联接入电路,滑动变阻器被短路,故A错误;
B、图B中,电阻R0与滑动变阻器R串联,电压表测滑动变阻器R上端的电压,
因为电压表内阻很大,在电路中相当于开路,因此滑片移动的过程中,电路中的总电阻不变,电路中的电流不变,
物体的质量越大,重力越大,滑动变阻器的滑片向下滑动,因此电压表的示数UV=IR上,由数学知识可知,UV与R上成正比,故B正确;
C、电阻R0与滑动变阻器R串联,电压表测滑动变阻器R两端的电压,
物体的质量越大,重力越大,滑动变阻器的滑片向下滑动,滑动变阻器接入电路的电阻变小,
由串联电路的电压特点和欧姆定律可知电压表的示数:UV=U﹣U0=U﹣IR0=U﹣ R0,由数学知识可知,UV与R不成正比,故C错误;
D、图D中,物体的质量越大,重力越大,滑动变阻器的滑片向下滑动,电流表和滑动变阻器R上端的电阻被短路,故D错误。
故选:B。
12.【答案】D
【解析】【分析】四个接线柱,任意两个接线柱相连,共有六种连接方法,可测出6个电阻值,根据有三次测量值是500Ω,另有三次测量值是1000Ω,若某一图中将某两个接线柱相连,只要出现电阻值不是500Ω也不是1000Ω,就不合题意。
【解答】解:A、若将1、4相连电阻是1500Ω,故A不合题意;
B、若将1、2相连电阻是0,故B不合题意;
C、若将1、3相连电阻是1500Ω,故C不合题意;
D、分别将1、2相连,1、3相连2、3相连电阻都是1000Ω;分别将1、4相连2、4相连3、4相连电阻都是500Ω,故D符合题。
故选:D。
【点评】本题考查串联电路中总电阻与各串联部分的电阻关系,属简单问题。
13.【答案】C
【解析】【分析】当电流从二极管的正接线柱流入,负接线柱流出时,二极管将电路接通;当电流从二极管的负接线柱流入时,二极管在电路中处于断开状态。
【解答】解:
因为二极管具有单向导电性,当电流从二极管的正接线柱流入,负接线柱流出时,二极管将电路接通;当电流从二极管的负接线柱流入时,二极管在电路中处于断开状态;根据题意可知,电流从其P端流入时发红光,从其Q端流入时发绿光,所以两二极管并联,且红发光二极管的正接线柱在P端,负接线柱在Q端,绿发光二极管的正接线柱在Q端,负接线柱在P端,所以C图正确。
故选:C。
【点评】本题考查电路的基本连接方式以及二极管单向导电性的特点。
14.【答案】C
【解析】【考点】欧姆定律;电阻的串联与电阻的并联.
【分析】图乙中,灯泡与电阻串联UL:UR=m;图丙中,灯泡与电阻并联IL:IR=n,分别根据串联电路的电压规律和并联电路的电压规律求得两电阻之比,然后即可得出结论。
【解答】解:
由图乙知,灯泡与电阻串联,所以通过它们的电流相同,
由I可知,当电流相同时,电压与电阻成正比,
所以:m,
由图丙知,灯泡与电阻并联,各支路两端的电压相同,
由I可知,当电压相同时,电流与电阻成反比,
所以:n,则,
由图象甲可知,灯泡电阻随电压增大而增大,而乙图中灯泡两端电压比丙图中小,所以RL乙小于RL丙,
所以:,则m,即mn<1;
由图象可知,在电流相同时,灯泡的电压较大,即UL>UR,则UL:UR=m>1,
由前面的解答可知1<m,则可得n<1,
比较可知m>n,故C正确。
故选:C。
15.【答案】A
【解析】【考点】欧姆定律.
【分析】测量电阻的原理是:R=,所以要测量未知电阻的阻值,需要测出未知电阻两端的电压和通过的电流,根据各选项的电路逐个分析判断。
【解答】解:①由电路图可知,被测电阻和电阻箱串联,电压表测量电阻Rx两端电压,当电阻箱接入电路的电阻为0时,电压表示数即电源电压,在调节电阻箱的阻值,读取电压表的示数,根据串联电路电压规律计算此时电阻箱两端的电压,根据欧姆定律计算通过电路的电流,根据欧姆定律计算待测电阻的阻值,故①能测出Rx阻值;
②若开关接1,对Rx短路,电流表能测出通过R0的电流,根据U=IR计算电源电压,但当接2时,电流表测量通过Rx的电流,根据R=可求出Rx阻值,故②能测出Rx阻值;
③关闭合,两电阻并联接入电路,电流表测干路电流,因不知电源电压,所以无法计算通过R0的电流,则不能确定待测电阻两端的电压和通过待测电阻的电流,故③不能测出Rx阻值;
④若开关接1,移动滑动变阻器的滑片,读出电压表的示数,然后保持滑动变阻器的滑片位置不变,让开关接2,调节电阻箱,使电压表的示数不变,得出电阻箱连入的示数,即为Rx阻值,故④能测出Rx阻值;
故选:A。
二、填空题
16.【答案】故答案为:bc;在材料和长度相同时,横截面积越小、电阻越大。
【解析】【分析】导体电阻的大小跟导体的长度、横截面积、材料、温度有关。
【解答】解:由图知,锡纸条上相同长度的ab段、bc段和cd段,bc段横截面积较小,在材料和长度相同时,横截面积越小、电阻越大。
故答案为:bc;在材料和长度相同时,横截面积越小、电阻越大。
【点评】电阻是导体本身的属性,导体的电阻大小决定于导体的长度、横截面积、材料和温度。
17.【答案】C; 变亮
【解析】解:(1)当灯的电阻不变时,灯的亮度随电流的增大而增大,所以灯最暗时,也就是电流最小电阻最大的时候。而电阻丝围成的金属圆环,在滑片P滑动时,可以视为左侧电阻丝与右侧电阻丝并联。根据并联电路电阻的特点:如果R1+R2=定值,那么当R1=R2时,R并最大,所以当滑片P移到C点时,灯最暗。
(2)有图可知,当X=25cm时,处于20-40cm的区间,该区间内X增大电流增大,所以灯将变亮。
18.【答案】(1)10Ω;(2)12V;(3)18Ω。
【解析】【分析】(1)(2)由图甲可知,灯泡L与滑动变阻器R串联接入电路,电流表测量电路中的电流,电压表测量灯泡两端的电压;
由图乙可知,当电流表的示数为0.6A时,电压表的示数为6V;由图丙可知,当电流表示数为0.6A时,滑动变阻器接入电路的阻值为10Ω,根据欧姆定律可求出滑动变阻器两端的电压,根据串联电路电压规律可求出电源电压;
(3)将电压表量程换为0~3V时,当电压表示数为3V时,由图乙可知,通过灯泡的电流为0.5A,根据串联电路电流规律可知通过滑动变阻器的电流是0.5A,由串联电路电压规律可知滑动变阻器两端的电压,利用欧姆定律可求出此时滑动变阻器接入电路中的最小阻值。
【解答】解:(1)(2)由图甲可知,灯泡L与滑动变阻器R串联接入电路,电流表测量电路中的电流,电压表测量灯泡两端的电压;
由图乙可知,当电压表的示数为6V时,电流表的示数为0.6A,即灯泡L两端的电压UL=6V,
由图丙可知,当电流表示数为0.6A时,滑动变阻器接入电路的阻值为10Ω;
滑动变阻器两端的电压U滑=I滑R滑=0.6A×10Ω=6V,
串联电路总电压等于各部分电压之和,则电源电压U=UL+U滑=6V+6V=12V;
(3)将电压表量程换为0~3V时,当电压表示数为3V时,由图乙可知,通过灯泡的电流为0.5A,
串联电路各处电流相等,所以通过滑动变阻器的电流是0.5A,
此时滑动变阻器两端的电压U滑″=U﹣UL″=12V﹣3V=9V,此时滑动变阻器接入电路中的最小阻值:R滑最小===18Ω。
故答案为:(1)10Ω;(2)12V;(3)18Ω。
19.【答案】(1)一定不变;可能不变;(2)灯泡L1断路;灯泡L2断路或灯泡L1、L2同时断路。
【解析】【解答】解:由题知,闭合开关S,发现电路中存在断路故障,只可能发生在灯泡L1、L2上。
(1)若L1断路,L1与S位置未换前,电路断路,电流表示数为0,电压表串联在电路中,测量电源电压,其示数等于电源电压;交换之后,电路仍然断路,电流表没有示数,电压表不能与电源连通,其示数为0,故电流表示数不变,电压表示数变化;
若L2断路,则L1与S位置未换前,电路断路,电流表示数为0,电压表示数为0;交换位置之后,电路仍然断路,电流表示数仍为0,电压表示数为0,所以电流表和电压表示数都不变;
若灯泡L1、L2 同时断路,L1与S位置未换前,电流表和电压表示数都为零,L1与S位置互换后,电流表和电压表示数仍都等于零,即电流表和电压表示数都不变;
综上可知,电流表A示数一定不变,电压表V示数可能不变,也可能改变;
(2)电流表A与电压表V位置互换后,此时电压表串联在电路中,电流表与L1并联,如只有一个电表有示数,肯定是电压表有示数(电压表内阻大,即使电压表与某盏灯构成通路,电路中电流也非常小,即电流表肯定无示数),此时电压表通过电流表、灯泡L2与电源相连,则故障为灯泡L1断路;
如两个电表均无示数,即电压表通过电流表、灯泡L2与电源不相连,则故障为灯泡L2断路或灯泡L1、L2同时断路。
故答案为:(1)一定不变;可能不变;(2)灯泡L1断路;灯泡L2断路或灯泡L1、L2同时断路。
20.【答案】(1)用电器;(2)导体;(3)短路。
【解析】【解答】解:(1)从电路的基本组成来看,灯泡L消耗电能,属于用电器。
(2)在用酒精灯加热灯泡芯的玻璃至发烫变红时,灯泡L逐渐变亮,说明玻璃容易导电了;停止加热后,灯泡L又变暗直至不亮,玻璃不容易导电。这说明玻璃加热到一定程度后会转变成导体;
(3)若将图中电路的灯泡L移除,再接通灯泡芯两端的导线即灯泡芯的a、b两端,导线将电源正负极直接连接了,闭合开关S时形成短路,因而保险丝熔断。
故答案为:(1)用电器;(2)导体;(3)短路。
21.【答案】(1)大于;(2)1;(3)不均匀
【解析】【考点】欧姆定律的应用.
【分析】由电路图可知,滑动变阻器与电阻R0串联,电流表测电路中的电流。
(1)根据欧姆定律比较出c、d为身高对应接入电路的电阻和电阻丝的长度,进一步求出两者的高度以及c、d的高度;
(2)若0.3A处对应的身高是2米,根据欧姆定律确定电路中总阻值和定值电阻的阻值,然后求出电流表上的0.4A处时均匀直金属杆的阻值,得出应该对应的均匀直金属杆的长度即为此时的身高;
(3)根据串联电路的特点和欧姆定律列出身高与电流的关系式,然后分析变量之间的关系。
【解答】解:由电路图可知,滑动变阻器与电阻R0串联,电流表测电路中的电流。
(1)如果c、d为身高刻度,由电流表示数可知:Ic<Id,由于电源电压U一定,根据I=可得:Rc总>Rd总,
根据串联电路的电阻特点可知:Rc总=R0+Rc,Rd总=R0+Rd,所以,Rc>Rd,由于均匀直金属杆的阻值与长度成正比,则Hc>Hd;
(2)若0.3A处对应的身高是2米,根据均匀直金属杆的高度为2米可知:均匀直金属杆全部连入电路,
即R′=0.1Ω/cm×2×100cm=20Ω;根据I=可得:R总′===40Ω,
由于R′与R0串联,根据串联电路的电阻特点可得:R0=R总′﹣R′=40Ω﹣20Ω=20Ω;
当电流表上示数为0.4A时,根据I=可得:R总″===30Ω,
根据串联电路的电阻特点可得:R″=R总″﹣R0=30Ω﹣20Ω=10Ω,
所以,对应的身高为H″==100cm=1m;
(3)由于R总=R0+R′=,R′=kH,(k=0.1Ω/cm)所以,H=(﹣R0),即:身高与电流不成正比,即身高的刻度不是均匀的。
故答案为:(1)大于;(2)1;(3)不均匀。
22.【答案】(1)增大;(2)A
【解析】【解答】解:(1)由电路图可知,R1与R2串联,电压表测滑片上面部分电阻丝aP两端的电压;
由于电压表的内阻很大,在电路中可看作开路,所以变阻器R2始终以最大阻值接入电路,则滑片移动时,电路中的总电阻不变,电路中电流保持不变;
当秤盘上所放钩码个数增多时,滑片向下移,电阻丝aP的电阻增大,但是电路中电流保持不变,根据U=IR可知,电阻丝aP两端的电压增大,即电压表的示数增大;
(2)由题知,一段时间后,电压表表盘的读数比标注的值要大,且换不同重的钩码反复试验,每次读数都不同;因两个电阻串联,电压表有示数(且物重不同时电压表示数不同),说明电路是通路,所以电阻R1和电阻R2不可能断路;
电压表测滑片上面部分电阻丝aP两端的电压,在秤盘放1牛重的钩码时,表盘读数比1牛大,即电压表示数变大,根据U=IR可知电路中电流变大,说明电路的总电阻变小,因此R1或R2出现短路,如果R2短路,根据U=IR可知电压表示数为0,不符合题意,所以故障只能是R1短路。
故答案为:(1)增大;(2)A。
三、探究题
23.【答案】(1)0~3;0~0.6;(2)2.8;5;由右向左;(3)A
【解析】【解答】解:(1)因为电源由两节干电池组成,所以电源电压为3V,则电压表的量程为0~3V;
当滑动变阻器的电阻为零时,电路中的电阻最小,此时电流最大,Imax===0.6A;因此电流表的量程为0~0.6A;
(2)当电流表的示数是0.14A时,电压表的示数是2.1V时;则U=0.14A×Rx+2.1V﹣﹣﹣﹣﹣①
当电流表的示数是0.2A时,电压表的示数是1.8V时,则U=0.2A×Rx+1.8V﹣﹣﹣﹣﹣②
联立①②可得,Rx=5Ω,U=2.8V;因为电压表的示数变小,根据串联电路分压的特点可知,滑动变阻器接入电路的阻值逐渐变大,因此滑片由右向左移动;
(3)小明的同学利用上述器材进行实验,显然他不知道电源电压U;
A、使滑动变阻器接入电路的阻值最大,读出电压表的示数U1,并根据欧姆定律求出电路中的电流I,由于不知道电源电压U,所以不能求出Rx两端的电压,不能求出Rx的阻值;
B、使滑动变阻器接入电路的阻值为零,电路为Rx的简单电路,读出电流表的示数I1,则电源电压U=I1Rx;使滑动变阻器接入电路的阻值最大,Rx与变阻器的最大阻值串联,读出此时电流表的示数I2,则电源电压U=I2(Rx+R滑大);因电源电压不变,所以I1Rx=I2(Rx+R滑大),且已知变阻器的最大阻值,所以能测出Rx的阻值;
C、当开关S拨至1时,R1与Rx串联,读出电流表的示数为I1,则电源电压U=I1(R1+Rx);当开关S拨至2时,R2与Rx串联,读出电流表的示数为I2,则电源电压U=I2(R2+Rx);因电源电压不变,所以I1(R1+Rx)=I2(R2+Rx),已知R1和R2的阻值,所以能测出Rx的阻值;
D、先断开开关,此时电压表串联在电路中测电源电压U;再闭合开关,两电阻串联,电压表测R1两端电压,读出电压表的示数为U1,然后根据欧姆定律求出电路中的电流;再利用串联电路电压的特点和欧姆定律可求出Rx的阻值,即Rx==R1,所以能测出Rx的阻值。
故选A。
故答案为:(1)0~3;0~0.6;(2)2.8;5;由右向左;(3)A。
24.【答案】(1)B;(2)盐;(3)向中间;小灯泡亮度有明显变化时的位置。
【解析】【考点】影响电阻大小的因素.
【分析】(1)串联电路,电压一定,电阻变化时,灯泡亮暗会随之发生变化;
(2)(3)盐水中增加盐的质量,可以增加盐水的浓度;从导体电阻大小的影响因素进行分析,导体的电阻跟导体的长度、材料、横截面积以及温度有关。
【解答】解:(1)盐水浓度不同,灯泡的亮度不同,可以根据灯泡的亮度判断盐水电阻的大小,运用了转换法;
A.学习电流时,将电流比作水流,采用的是类比法;
B.用压强计研究液体压强,采用了转换法;
C.利用小车运动距离研究牛顿第一定律,采用的是实验推理法;
故选:B;
(2)探究猜想A时,为了改变盐水的浓度,将会向塑料管中添加盐,并搅拌均匀,观察灯泡的亮度变化;
(3)探究猜想B时,兴趣小组断开开关,用注射器缓慢地从玻璃管中抽取部分盐水,保持活塞位置不变,此时液体的长度不变,横截面积变小,闭合开关后观察到小灯泡变暗了,说明在盐水的浓度和液柱长度一定时,盐水的液柱横截面积越小,盐水电阻越大;
接着探究猜想C时,即盐水电阻大小与盐水液柱长度的关系,需要控制盐水浓度和横截面积都不变,改变液柱的长度,所以,应调节活塞使之向中间移动到合适的位置时,盐水液柱的长度变短,观察小灯泡的亮度变化,且小灯泡亮度有明显变化时的位置为合适位置。
故答案为:(1)B;(2)盐;(3)向中间;小灯泡亮度有明显变化时的位置。
25.【答案】故答案为:(1)①长度;②c;(2)①如上图所示;②变小;4;减小误差;③6。
【解析】【分析】(1)①由题意可知,a、b、c三条电阻丝的材料相同,a、b长度相同,b、c粗细相同,不考虑温度对电阻的影响时,三电阻丝分别接入电路时,电流表的示数不同,说明三电阻丝的阻值不相等,据此得出影响电阻大小的因素;
②根据图2得出电流最大时接入电路中的电阻丝,根据欧姆定律可知,电源电压一定时,电路中的电流越大时电路的总电阻越小。
(2)①由甲电路图可知,电压表的正负接线柱接反了,且滑动变阻器接入电路的是下方两个接线柱,根据电流流向法、按先串后并的原则进行解答,要注意电路图和实物图的一一对应性;
②闭合开关后,根据滑片的移动可知接入电路中电阻的变化,根据欧姆定律可知电路中电流的变化和R两端的电压变化,从而得出电压表示数的变化;
根据电流表的量程和分度值读出示数,利用欧姆定律求出a电阻丝的电阻值;
多次测量求平均值,使测量值更接近于真实值,减小误差;
③若电源电压为6V,Ra′=Ra且保持不变,根据欧姆定律求出电压表的示数为3V时电路中的电流,然后与电流表的量程相比较确定电路中的最大电流,此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小,根据欧姆定律求出此时电路的总电阻,利用电阻的串联求出滑动变阻器接入电路中的最小阻值,然后得出答案。
【解答】解:(1)①同种合金材料制成的a、b、c三条电阻丝中,a、b长度相同,b、c粗细相同,
不考虑温度对电阻的影响时,三电阻丝分别接入电路时,电流表的示数不同,说明三电阻丝的阻值不相等,
故可得结论:电阻大小不仅跟导体横截面积有关,还跟导体长度有关;
②由图2可知,c电阻丝接入电路中时,电路中的电流最大,电源的电压一定时,由I=可知,c电阻丝的阻值最小。
(2)①根据电流流向法结合甲电路图可知,电流从电源的正极出发,依次经开关、电流表、电阻丝、滑动变阻器回到电源的负极,然后把电压表并联在电阻丝两端,
由甲电路图可知,当滑片左移时,变阻器接入电路中的电阻变小,则滑动变阻器的左下方接线柱和任意上方接线柱串联在电路中,如下图所示:
②闭合开关后,当滑片P向右移动时,变阻器接入电路中的电阻变大,电路的总电阻变大,
由I=可知,电路中的电流变小,a电阻丝两端的电压变小,即电压表的示数变小;
当滑片P移到某一位置时,电压表的示数为1.2V,由图丙可知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,电路中的电流为0.3A,
则a电阻丝的阻值Ra===4Ω;
接着他多次改变滑片位置测量a电阻丝的电阻值,并求出平均值Ra′,其目的是减小误差;
③若电源电压为6V,Ra′=Ra且保持不变,当电压表的示数Ua=3V时,电路中的电流I===0.75A>0.6A,
所以,电路中的最大电流为0.6A,此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小,
此时电路的总电阻R总===10Ω,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,滑动变阻器接入电路中的最小阻值R滑小=R总﹣Ra′=10Ω﹣4Ω=6Ω,
则滑动变阻器的最大值应不小于6Ω。
故答案为:(1)①长度;②c;(2)①如上图所示;②变小;4;减小误差;③6。
【点评】本题考查了探究导体电阻大小的影响因素和伏安法测电阻的两个实验,涉及到控制变量法和转换法的应用以及实物图的连接、电路的动态分析、电流表的读数、串联电路特点、欧姆定律的应用等,正确确定最后一问中电路的最大电流是关键。
26.【答案】(1)(2)电压表使用前没有调零;(3)12.5Ω。
【解析】【分析】(1)根据电源电压确定电压表量程,将电压表并联在电阻R两端;
(2)根据图乙分析回答;
(3)设电压表初始电压为ΔU,根据图中数据结合R=求出R的阻值。
【解答】解:(1)电源电压3V恒定不变,故电压表选用小量程并联在电阻R两端,如下图所示:

(2)由图乙可知,U﹣I关系图线不过原点,如下图所示:

说明当电路中电流为0时,电阻R两端电压不为0,即实验过程中出现的问题可能是电压表使用前没有调零;
(3)设电压表初始电压为ΔU,由图乙可知,当电路中电流为0.08A时,电阻R两端电压为1.5V﹣ΔU;同理,当电路中电流为0.12A时,电阻R两端电压为2V﹣ΔU,根据欧姆定律可知,
R==,解得:ΔU=0.5V;
则R的阻值为:R===12.5Ω。
故答案为:(1)见解答图;(2)电压表使用前没有调零;(3)12.5Ω。
四、综合题
27.【答案】(1)陶瓷圆筒;(2)b;(3)由图可知,三个电阻的材料相同,电阻R3上面的金属膜缠绕圈数最多,说明金属膜最长,且金属膜横截面积最小,故电阻R3阻值最大。
【解析】【考点】导体和绝缘体;电阻的串联与电阻的并联.
【分析】(1)陶瓷圆筒是绝缘体;
(2)定值电阻要求阻值随温度不能发生变化,据此分析;
(3)定值电阻的阻值由金属膜决定,电阻的大小与材料,长度,横截面积和温度有关,据此分析。
【解答】解:(1)定值电阻的组成结构中属于绝缘体的是陶瓷圆筒,金属膜和金属帽属于金属;
(2)定值电阻要求阻值随温度不能发生变化,由图可知金属膜b不随温度变化而变化,定值电阻的阻值由金属膜决定,故最适合作为金属膜材料的是 b;
(3)定值电阻的阻值由金属膜决定,电阻的大小与材料,长度,横截面积和温度有关,由图可知,三个电阻的材料相同,电阻R3上面的金属膜缠绕圈数最多,说明金属膜最长,且金属膜横截面积最小,故电阻R3阻值最大。
故答案为:(1)陶瓷圆筒;(2)b;(3)由图可知,三个电阻的材料相同,电阻R3上面的金属膜缠绕圈数最多,说明金属膜最长,且金属膜横截面积最小,故电阻R3阻值最大。
28.【答案】(1)越大;(2)电压表示数为1.8伏时测试者的跳远距离为1.5m;(3)。
【解析】【考点】根据现实的需要设计任务;设计的评价和改进.
【分析】(1)乙图中电阻AB与R0串联,由图乙可知,跳远距离越远,闭合的开关距离起跳点越远,接入电路的电阻越大;
(2)根据串联分压原理可以求得接入电路中的电阻;
(3)利用小灯泡、电铃、压力开关S1等元件在原电路图上增加一条电路,起跳踩线时同时有亮灯和声音提醒,说明小灯泡、电铃同时工作。
【解答】解:(1)乙图中电阻AB与R0串联,由图乙可知,跳远距离越远,闭合的开关距离起跳点越远,接入电路的电阻越大,电压表测量电阻丝两端电压,根据串联分压原理可知,电阻越大,电阻两端电压越高,因此跳远距离越远,电压表的示数越大;
(2)当电压表示数U=1.8V时,U0=3V﹣1.8V=1.2V,根据串联分压原理可以求得接入电路中的电阻:
由可得;,解得R=15Ω,由图丙可知,跳远距离为1.5m;
(3)利用小灯泡、电铃、压力开关S1等元件在原电路图上增加一条电路,起跳踩线时同时有亮灯和声音提醒,说明小灯泡、电铃同时工作,电路设计如下:。
故答案为:
(1)越大;(2)电压表示数为1.8伏时测试者的跳远距离为1.5m;(3)。
五、计算题
29.【答案】(1)30Ω;(2)15N。
【解析】【考点】欧姆定律的应用;弹簧测力计的原理.
【解答】解:(1)由图可知,R0与R1串联,电流表测电路中的电流,由I=可得,电流表的示数为0.1A时电路中的总电阻:R总===30Ω,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,滑动变阻器接入电路中的电阻:R1=R总﹣R0=30Ω﹣5Ω=25Ω,因滑动变阻器长18cm,其阻值随长度均匀变化,所以,变阻器R1的最大电阻:R1大=×25Ω=30Ω;
( 2 )当指针P稳定时,物体受到的摩擦力和拉力是一对平衡力,二力大小相等,因在弹性限度内,弹簧的伸长量与受到的拉力成正比,所以,=,即=,解得:f2=15N。
答:(1)变阻器R1的最大电阻为30Ω;
(2)当指针P稳定时,指在变阻器离b端13cm处,B物体所受的摩擦力是15N。
30.【答案】(1)0.0075A;(2)6V 400Ω;(3)29℃~41℃。
【解析】【考点】欧姆定律的应用.
【解答】解:(1)由图2可知,闭合开关,两电阻串联接入电路,电压表测热敏电阻两端的电压,电流表测通过电路的电流,由表格可知当检测温度为37℃时,热敏电阻的阻值为400Ω,由题意可知此时电压表示数为3V,根据欧姆定律可得此时通过电路的电流:I″===0.0075A;
(2)由表格可知当检测温度为33℃时,热敏电阻的阻值为600Ω,根据欧姆定律可得此时通过电路的电流:I′===0.006A,串联电路各处电流相等,串联电路总电压等于各部分电压之和,根据欧姆定律可得定值电阻的阻值:R0===,解得:U=6V,R0=400Ω;
(3)电流表量程为0~10mA,当通过电路的电流最大为10mA=0.01A时,根据U=IR可知定值电阻两端的电压最大,根据串联电路电压规律可知电压表示数最小,此时定值电阻两端的电压:U0=IR0=0.01A×400Ω=4V,热敏电阻两端的电压:UR=U﹣U0=6V﹣4V=2V,热敏电阻的阻值:R===200Ω,由表格可知此时的温度为41℃;电压表量程为0~4V,当电压表示数最大为4V时,定值电阻两端的电压最小为:U0′=U﹣UR′=6V﹣4V=2V,此时通过电路的电流:I′′′===0.005A,此时热敏电阻的阻值:R′′′===800Ω,由表格可知此时的温度为29℃,所以该装置能测量的温度范围为29℃~41℃。
答:(1)当电压表示数为3V恰好报警报警时,电流表的示数为0.0075A;
(2)电源电压为6V,定值电阻R0的阻值为400Ω;
(3)在保证电路各元件安全的情况下,该装置能测量的温度范围为29℃~41℃。
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