2022-2023学年沪粤版九年级物理上册第十四章探究欧姆定律专题练习练习题(含答案解析)
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沪粤版九年级物理上册第十四章探究欧姆定律专题练习
考试时间:90分钟;命题人:物理教研组
考生注意:
1、本卷分第I卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,满分100分,考试时间90分钟
2、答卷前,考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、班级填写在试卷规定位置上
3、答案必须写在试卷各个题目指定区域内相应的位置,如需改动,先划掉原来的答案,然后再写上新的答案;不准使用涂改液、胶带纸、修正带,不按以上要求作答的答案无效。
第I卷(选择题 20分)
一、单选题(10小题,每小题2分,共计20分)
1、如图所示电路,电源电压为6V且保持不变,定值电阻R1=10Ω,R2=20Ω,滑动变阻器R3的最大阻值为30Ω。
下列说法正确的是()
①闭合开关S1、S2、S3,电流表的示数为0.9A;②闭合开关S1、S2、S3,通过R1和R2的电流之比为1∶2;③只闭合开关S1,R3的滑片由a端移动到b端的过程中,电流表和电压表的示数均变小;④只闭合开关S1,R3的滑片由a端移动到b端的过程中,电压表示数的变化范围是6V~1.5V
A.①②③正确B.①③④正确
C.②③④正确D.①②④正确
2、图乙是图甲所示电子秤的工作原理图。
电子秤的示数表是由电流表改装的,R1是一根长6厘米,阻值15欧的均匀电阻丝,滑片P在a端时,电流表示数为0.15安;在b端时,电流表示数为0.6安,弹簧c受到压力F与压缩量ΔL的关系如图丙。
挂钩的重力不计,不称重物时滑片P刚好在电阻丝的a端,所称物重最大时P在b端,电路中电源电压不变。
下列判断正确的是()
A.R2阻值为6欧
B.电源电压为6伏
C.当电子秤示数为2千克时,电路中的电流为0.2安
D.当电子秤示数为4千克时,电路中的电流为0.2安
3、如图所示,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,电源电压恒定。
当闭合开关,滑动变阻器滑片向右端移动时,下列判断正确的是()
A.电流表的示数变大B.V1示数变小,V1示数和电流表示数之比不变
C.V1示数不变,V2示数变大D.电压表V1示数的减少量小于V2示数的增加量
4、如图所示电路,灯泡L1标有“9Ω 1A”,L2标有“4Ω 1.5A”,电流表选“0~3A”量程,则保证两灯长时间工作的最大电源电压为()
A.15V B.13V C.19.5V D.无法判断
5、将两只滑动变阻器按图所示的方法连接,如果把a、b两根导线接入电路里,要使这两只变阻器接入电路中的总电阻最大,应把滑片P1、P2放在()。
A.P1放在最右端,P2放在最右端B.P1放在最左端,P2放在最左端
C.P1放在最右端,P2放在最左端D.P1放在最左端,P2放在最右端
6、图甲所示是一款雾霾浓度检测仪,其检测原理如图乙所示,R0是定值电阻,传感器R1的电阻随雾霾浓度的增大而减小。
当雾霾浓度增大时,下列说法正确的是()
A.电压表示数变大,电流表示数变小B.电压表示数变小,电流表示数变大
C.电压表示数变大,电流表示数变大D.电压表示数变小,电流表示数变小
7、下列关于电流、电压、电阻的叙述正确的是()
A.电压是电路中形成电流的原因
B.电路中只要有电压就一定有电流
C.电路中电流小是因为电阻大
D.某导体电阻随通过电流的增大而减小
8、如图所示是小明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。
下列判断错误的是()
A.水位升高时,小灯泡亮度不变
B.水位升高时,电流表示数变大
C.水位升高时,电压表示数变大
D.水位最低时,电压表示数为零
9、如图所示的电路中,闭合开关S,让开关S1和S2断开,调节滑动变阻器的滑片P使其位于变阻器的a处(非端点),此时灯泡L恰好正常发光,电流表A和电压表V均有示数。
已知滑动变阻器的总电阻大于灯泡L的电阻,不计温度对电阻的影响,以下判断正确的是()
A.若保持S1和S2断开,让P缓慢向右滑动,灯泡L变亮甚至可能被烧毁
B.若保持P在a处不动,同时闭合S1和S2后,A表和V表示数均变大
C.若保持P在a处不动,S1仍断开,闭合和S2后,A表和V表示数均变大
D.若保持S1和S2断开,让P缓慢向右滑动,A表示数变化量和V表示数变化量的比值变大
10、如图所示,甲验电器的金属箔片张开,乙验电器的金属箔片闭合。
用绝缘手套选取以下哪种材料连接两验电器的金属球,可以观察到乙验电器的金属箔片张开()
A.干木条B.橡胶棒C.玻璃棒D.石墨棒
第Ⅱ卷(非选择题 80分)
二、填空题(5小题,每小题4分,共计20分)
1、2020年12月17日,嫦娥五号探测器带回1731g月壤,“可上九天揽月”的梦想变成了现实,与在月球上相比,带回的月壤样品质量__________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
通常情况下,玻璃杯、塑料瓶、不锈钢勺、陶瓷碗等物品中,__________是导体。
2、如图,电源电压为6V,电阻R0=10Ω,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V,滑动变阻器R上标有“20Ω0.5A”字样。
当电路中电流最大时,滑动变阻器的阻值为______Ω。
3、已知电阻R1=10Ω,R2=20Ω,现将它们串联在如图所示的电路中,当开关S闭合后,通过它们的电流之比I1:I2=______,电压表V1、V2的示数之比U1:U2=______。
4、如图所示,电源电压保持不变,电阻R1=15Ω,闭合开关S,电流表A1的示数为0.8A,电流表A 的示数为1.2A,则电阻R2=______Ω。
5、当某定值电阻两端加上4.5V电压时,通过它的电流为0.15A,它的阻值是______Ω;当两端压再增加1.5V时,通过它的电流是______A。
当电阻两端电压0V时,电阻是______Ω。
三、计算题(5小题,每小题8分,共计40分)
1、如图所示电路中,电源电压为3V,定值电阻R1上标有“8Ω0.5A”,定值电阻R2上标有“■Ω0.5A”,电阻箱R阻值可调范围是0~999.9Ω。
(1)将电阻箱阻值调至0Ω,当S1、S2均闭合时,电流表示数为0.5A,求R2的阻值;
(2)若更换电池,电源电压为6V,则当S1闭合、S2断开时,在确保电路安全的情况下:
①求电阻箱接入电路的阻值范围;
②若将定值电阻R1更换为定值电阻R x,仅通过调节电阻箱的方式使电压表和电流表示数分别发生变化,若调节前后电阻箱的阻值分别为5Ω和10Ω,发现其中一只电表示数变化的数值为另一电表的0.1倍,求R x的阻值。
2、物理兴趣小组设计了一个便携式水深测量仪,如图甲所示,它主要是由探头A和控制盒B构成,
A、B之间用有绝缘皮的细导线相连。
探头A是一个装配有压敏电阻R X的圆柱体,压敏电阻R X所受压力等于圆柱体底部所受压力。
圆柱体底面积为-32
⨯、高0.05m、重3N,工作时底部始终与水平面
110m
相平。
A、B之间的电路连接如图乙所示,电源电压恒为12V,当压敏电阻R X受到的压力达到最大值800N时,电路中的电流为10mA,报警器(电阻不计)开始报警。
正常工作时,压敏电阻R X阻值随压力F的变化规律如图丙所示。
(不考虑大气压强的影响,细导线重力与体积均不计湖水的密度为33
⨯,g取10N/kg)。
1.010kg/m
(1)探头A的密度是多少?
(2)为保证压敏电阻R X受到的压力达到最大值时报警器能正常报警,接入电路的定值电阻0R阻值为多大?
(3)小组同学将该装置带到湖面进行测量,当探头A在细导线的牵引下,下沉到湖中某深度处时,电压表示数是8V,求此处的深度和此时细导线对探头A的拉力。
3、如图所示电路,电源电压保持不变。
(1)当只闭合S1、S2时,A2的示数为0.5A,当只闭合S1、S3时,A1的的示数为0.1A,当闭合开关
S1、S2、S3时电流表A1的示数为0.4A,则此时A2表的示数?
(2)当只闭合S1时,R3两端电压为6V,求此时R2两端电压?
4、在如图的电路中,R 1=10Ω、R 2=20Ω、R 3=30Ω,电源电压恒定不变。
当S 1闭合,S 2 断开时,电流表的读数为0.3A 。
求:
①电源电压;
②S 1、S 2均断开时,R 2两端的电压;
③S 1、S 2均闭合时,干路中的总电流;
④S 1断开、S 2闭合时,干路中的总电流。
(保留两位小数)
5、在图所示的电路中,电源电压为12伏且保持不变,电阻1R 的阻值为10欧,滑动变阻器2R 上标有“1安”字样。
闭合开关S ,电压表示数为6伏。
①求通过电阻1R 的电流和变阻器连入电路的阻值2R ;
②移动变阻器滑片P 过程中,电压表最大示数和最小示数的差值为6伏,求电流表最小示数min I 。
四、实验探究(2小题,每小题10分,共计20分)
1、在“测定小灯泡的电阻”实验中,有如下器材:电压表、电流表、开关、电压为6V的电源,“3.8V0.4A”的小灯泡、标有“20Ω 1.5A”的滑动变阻器、导线若干。
(1)甲组同学接好最后一根导线,灯泡立即发出耀眼的光并很快熄灭,则他一定是将导线接在了如图中滑动变阻器的______(选填“A”或“B”)接线柱上了,此外他们还存在一个不当的实验操作:______;
(2)为了保证实验安全,滑动变阻器的调节范围为______Ω~20Ω;
(3)下表是乙组同学将如图连接完整后并按正确的操作测得的数据。
当他们做完第1次实验后做第2次,应将滑动变阻器的滑片向______(选填“A”或“B”)端移动;
(4)在乙组中小洋是负责数据分析的,他认为用表格中的数据求出小灯泡电阻的平均值为8.1Ω,即为小灯泡电阻的测量值。
请你对此做出简要的评估:______。
2、在“探究通过导体的电流与电压和电阻的关系”实验中,小明利用可调电压电源(可调为1.5V、
3.0V、
4.5V、6.0V之一)、5个定值电阻(阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、30Ω)、滑动变阻器(10Ω1A)、电压表和电流表做了如下实验:
(1)他根据图甲所示电路图连接成了图乙所示的实物电路,其中只有一根导线连接错误,请在这根导线上打“×”,并用笔重新画一根正确连接的导线;(连线不要交叉)___________
(2)改正图乙电路后,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于___________端;
(3)实验时小明设计了如下表格,通过表格可以看出,他的实验目的是探究通过导体的电流与
___________的关系;
(4)小明将电源电压调为3V时,按(3)设计的方案进行实验;
①图是第2次实验时电流表的示数,示数为___________A;
②当其中某个定值电阻接入电路时,无法满足实验条件,这个定值电阻的阻值为___________Ω;
(5)小明根据实验数据描绘出了如图所示的图像,可以得出结论:___________;
【拓展】小红利用现有器材又做了下面的实验:
①按图甲连接电路,将电源电压调到某个值,在电路安全条件下闭合开关,移动滑片直到电压表示数为2.5V;
②保持滑片不动,换接入另一个定值电阻,调节电源电压,在电路安全条件下闭合开关,发现电压表示数恰好为2.5V;
通过以上实验现象可以推断:此时滑动变阻器接入电路的阻值为___________Ω。
-参考答案-
一、单选题
1、B
【详解】
闭合开关S1、S2、S3,电路为R1、R2的并联电路,电压表测量支路两端的电压,电流表测干路电流,根据欧姆定律可知,此时通过R1的电流为
1
1
6V
0.6A 10Ω
U
I
R
===通过R2的电流为
2
26V
0.3A 20Ω
U
I
R
===
由并联电路的电流特点可知,电流表的示数为
120.6A0.3A0.9A
I I I
=+=+=通过R1和R2的电流之比为
1 20.6A
2 0.3A1
I
I
==
故①正确,②错误;
只闭合开关S1,此时电路为R1、R3的串联电路,电压表测量R1两端的电压,电流表测该电路的电流。
R3的滑片由a端移动到b端的过程中,电阻阻值逐渐增大,由串联电阻电阻特点和欧姆定律可知,该
电路总电阻变大,电流减小,故电流表示数变小。
由串联分压原理可知,滑动变阻器两端电压增大,电压表的示数变小。
故③正确;
当R 3的滑片位于a 端时,电阻阻值为0,此时电路为R 1的简单电路。
此时R 1两端的电压等于电源电源,即电压表示数为6V 。
当R 3的滑片位于b 端时,电阻阻值为30Ω,根据串联电路的电阻特点和欧姆定律,此时电路中的电流为
'136V 0.15A 10Ω30Ω
U I R R ===++大 此时R 1两端的电压即电压表示数为
''10.15A 10Ω 1.5V U I R ==⨯=
故电压表的示数的变化范围为6V~1.5V 。
故④正确;
综上可知,故ACD 错误,B 正确。
故选B 。
2、C
【详解】
由电路图可知,R 1与R 2串联,电流表测电路中的电流。
AB .当滑片在a 端时,R 1接入电路中的电阻最大,此时电路中的电流I a =0.15A ,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,由U I R
=可得,电源的电压为 ()()a 1220.15A 15ΩU I R R R =+=⨯+
当滑片在b 端时,R 1接入电路中的电阻为0,此时电路中的电流I b =0.6A ,则电源的电压
b 220.6A U I R R ==⨯
由上面两式可得
25ΩR =、3V U =
故AB 错误;
C .当电子秤示数为2kg 时,对弹簧的压力
1112kg 10N/kg 20N F G m g ===⨯=
由图丙可知此时弹簧的压缩为2cm ,因均匀电阻丝R 1的长度为6cm ,阻值为15Ω,所以,这情况下R 1连入电路的阻值
'16cm -2cm 15Ω10Ω6cm
R =⨯= 则此时电路中的电流
'
1
23V 0.2A 10Ω5ΩU I R R ===++ 故C 正确;
D .当电子秤示数为4kg 时,此时的压力
2224kg 10N/kg 40N F G m g ===⨯=
由图丙可知此时弹簧的压缩为4cm ,则R 1连入电路的阻值
''16cm -4cm 15Ω5Ω6cm
R =⨯= 此时电路的电流
'''123V 0.3A 5Ω5Ω
U I R R ===++ 故D 错误。
故选C 。
3、B
【详解】
由图可知,R 1与R 2串联,电压表V 1测R 1两端的电压,电压表V 2测R 2两端的电压,电流表测电路中的电流;
A .电源电压恒定,当闭合开关,滑动变阻器滑片向右端移动时,R 2变大,根据电阻的串联特点,总
电阻变大,由欧姆定律可知,电路中电流变小,即电流表示数变小,故A错误;
BC.滑动变阻器滑片向右端移动时,电路中电流变小,由U1=IR1可知,R1两端的电压减小,即V1示数
变小;根据串联电路的电压规律可知,V2示数变大,根据
U
R
I
=可知,V1示数和电流表示数之比为R1
的阻值,保持不变,故B正确;C错误;
D.由于电源电压不变,电压表V1示数与V2示数之和为电源电压,故电压表V1示数的减少量等于V2示数的增加量,故D错误。
故选B。
4、B
【详解】
由图可知,开关闭合后,两灯泡串联,电流表A测电路中的电流,已知灯泡L1标有“9Ω 1A”,L2标有“4Ω 1.5A”,电流表选“0~3A”量程,由于串联电路中电流处处相等,则电路中的最大电流为
11A
I I
==
根据串联电路的总电阻等于各电阻之和可得
129413
R R R
+Ω+ΩΩ===
由
U
I
R
=可得最大电源电压1A?13Ω13V
U IR
===
故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
5、D
【详解】
根据题意要求,图中的两个滑动变阻器是串联接入电路的,要使接入电路的总电阻最大,必须让每个变阻器的电阻丝都全部接入电路。
对于左边的变阻器来说,电阻丝的右端接入电路,所以应该把滑片P1移到最左端;对于右边的变阻器来说,电阻丝的左端接入电路,所以应该把滑片P2移到最右端。
故选D。
6、C
【详解】
由电路图可知,R0与R1串联接入电路,电流表测电路中电流,电压表测R0两端电压,由题意可知,当雾霾浓度增大时,R1的阻值减小,故可知电路中的总电阻减小,电源电压不变,故由欧姆定律可知,电路中的电流变大,即电流表示数变大;由串联电路电阻等比例分压可知,R1两端电压减小,R0两端电压增大,即电压表示数变大。
故ABD错误,C正确。
故选C。
7、A
【详解】
A.电压是电路中形成电流的原因,在电压的作用下电荷发生定向移动形成电流,故A正确;
B.有电压,且必须是闭合的回路,才会有电流,故B错误;
C.电路中电流小可能是因为电阻大,也可能是因为电压低,故C错误;
D.电阻是导体的一种属性,与电流的大小、电压的大小无关,故D错误。
故选A。
8、B
【详解】
由图可知,该电路为串联电路,电流表测量电路中的电流,电压表测量滑动变阻器下端部分两端的电压。
ABC.水位升高时,滑片向上移动,滑动变阻器接入电路的电阻不变,总电阻不变,根据欧姆定律可知,电路中的电流不变,电流表示数不变,灯泡亮度不变。
与电压表并联部分的电阻变大,根据
U=IR可知,电压表示数变大。
故AC正确,不符合题意,B错误,符合题意。
D.水位最低时,与电压表并联部分的电阻为0,电压表示数为0。
故D正确,不符合题意。
故选B。
9、C
【详解】
闭合开关S ,让开关S 1和S 2断开,P 在a 处时,L 和滑动变阻器串联,此时灯泡正常发光,电流表测电路中电流,电压表测灯泡两端电压;
A .若当保持S 1和S 2断开,让P 缓慢向右滑动时,变阻器接入电路的电阻变大,电路中电流变小,灯泡中的电流减小,所以灯泡变暗,故 A 错误;
B .若保持P 在a 处不动,同时闭合S 1和S 2后,灯泡被短路,电压表示数减小为0;电阻R 与R 0并联,并联后的电阻小于R 接入电路的电阻,电路中电阻变小,电流变大,故B 错误.;
C ,保持P 在a 处不动,S 1仍断开,闭合S 2后,电阻R 与R 0并联,然后再与灯泡串联,电路总电阻减小,电流增大,电流表A 示数增大,灯泡两端的电压增大,电压表V 示数变大,故 C 正确;
D .若保持S 1和S 2断开,L 和滑动变阻器串联,让P 缓慢向右滑动,假设电流的变化量为I ∆ ,A 表示数变化量和V 表示数变化量的比值为
L L L L
1()I I U I I R IR R ∆∆==∆+∆- 不计温度对电阻的影响,灯丝的电阻不变,则A 表示数变化量和V 表示数变化量的比值不变,故D 错误。
故选C 。
10、D
【详解】
验电器甲金属箔张开,说明甲带电。
连接两验电器的金属球,原来不带电的验电器乙金属箔张开,说明验电器乙带上了电,所以连接甲乙的物体应该是导体,干木条、橡胶棒、玻璃棒都是绝缘体,石墨棒是导体,故ABC 不符合题意,D 符合题意。
故选D 。
二、填空题
1、 不变 不锈钢勺
【详解】
[1]质量不随物体的位置改变而改变,从月球带回的1731克月壤样品,到达地球表面时其质量将会不
变。
[2]通常情况下,玻璃杯、塑料瓶、陶瓷碗是绝缘体,不锈钢勺是导体。
2、10
【详解】
由电流表量程为0~0.6A ,滑动变阻器R 上标有“20Ω0.5A”字样,可知允许通过的最大电流为0.5A 。
由电阻R 0=10Ω,电压表量程为0~3V ,可知,允许通过的最大电流为0.3A 。
综上,电路的最大电流为0.3A 。
此时电压表示数为3V ,即电阻R 0两端的电压为3V ,又因为电源电压为6V ,根据串联电路电压特点:电路两端电压等于各部分两端电压之和可知,滑动变阻器两端的电压为3V ,通过的电流为0.3A ,由欧姆定律知,滑动变阻器的阻值为
3V 100.3A
U R I ===Ω 3、 1:1 3:2
【详解】
[1]由电路图可知,两电阻串联,电压表V 1测电源的电压,电压表V 2测R 2两端的电压。
根据串联电路电流处处相等的规律,所以通过它们的电流之比I 1:I 2=1:1;
[2]由串联分压原理可得,两电阻两端的电压之比
112210Ω120Ω2
U R U R === 因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,电压表V 1与V 2的示数之比为
122232
U U U U U +==总 4、30
【详解】
由图可知,闭合开关S ,R 1和R 2并联,电流表A 测量干路电流,电流表A 1测量R 1的电流。
根据欧姆定律可得R 1两端的电压为
U 1=I 1R 1=0.8A×15Ω=12V
根据并联电路电压关系,R 2两端电压
U 2=U 1=12V
根据并联电路电流特点,通过R 2的电流
I 2=I -I 1=1.2A-0.8A=0.4A
则
22212V 300.4A
U R I ===Ω 5、 30 0.2 30
【详解】
[1]当某定值电阻两端加上4.5V 电压时,通过它的电流为0.15A ,由欧姆定律,它的阻值是 4.5V 30Ω0.15A
U R I === [2]当两端压再增加1.5V 时,通过它的电流是
1.5V+4.5V 0.2A 30Ω
U I R ==='' [3]电阻是导体的一种性质,与导体的长度、横截面积和材料有关,与导体的电压和电流无关,故当电阻两端电压0V 时,电阻保持不变,是30Ω。
三、计算题
1、(1)24Ω;(2)①4~8Ω;②10Ω
【详解】
解:(1)如图所示,当S 1、S 2均闭合时,电阻箱阻值调至0Ω,则R 1与R 2并联,经过R 1的电流为 113V 0.375A 8Ω
U I R === 根据并联电路电流的规律可得经过R 2的电流为
210.5A 0.375A 0.125A I I I =-=-=
所以R 2的阻值为
223V 24Ω0.125A
U R I === (2)当S 1闭合、S 2断开时,R 1与电阻箱串联,电压表测电阻箱两端电压。
①R 1允许的最大电流为0.5A ,电流表允许的最大电流为0.6A ,故电路允许最大电流为0.5A I =时,电路中总电阻为
'6V 12Ω0.5A
U R I ===总小 所以此时电阻箱接入的最小阻值为
112Ω8Ω4ΩR R R =-=-=小总小
电压表接入的量程为0~3V ,即电阻箱两端最大电压为3V ,此时R 1两端电压为
''1V 6V 3V 3V U U U =-=-=
此时电路中的电流为
''
113V 0.375A 8ΩU I R === 所以电阻箱接入的最大阻值为
V '3V 8Ω0.375A
U R I ===大 所以电阻箱接入电路的阻值范围4~8Ω。
②当5ΩR =时,由欧姆定律及串联电路电阻的关系可得电流表示数为
'2x x
6V 5Ω+U I R R R ==+ 则电压表的示数为
22x
6V 5Ω5Ω+U I R R ==⨯ 同理,当'10ΩR =时,电流表示数为
''2
'x x 6V 10Ω+U I R R R ==+ 则电压表的示数为
'''22x
6V 10Ω10Ω+U I R R ==⨯ 根据欧姆定律,当接入电阻变大时,电路中电流变小,电流表示数变小,R x 两端电压变小,电阻箱两端电压变大,即电压表示数变大,则电流表和电压表示数变化量分别为
2x x
6V 6V 5Ω+10Ω+I R R ∆=- 2x x 6V 6V 10Ω5Ω10Ω+5Ω+U R R ∆=
⨯-⨯ 如图所示,电流表的量程为0~0.6A ,电压表的量程为0~3V ,所以电压表的示数变化量要大于电流表示数变化量,故2210U I ∆=∆,即
x x x x 6V 6V 6V 6V 10Ω5Ω1010Ω+5Ω+5Ω+10Ω+R R R R ⎛⎫⨯-⨯=-⨯ ⎪⎝⎭
解方程可得x 10ΩR =。
答:(1)R 2的阻值24Ω;
(2)①电阻箱接入电路的阻值范围4~8Ω;
②R x 的阻值为10Ω。
2、(1)6×103kg/m 3;(2)1000Ω;(3)2.5N
【详解】
解:(1)探头A 的体积
3253110m 0.05m 510m V Sh --==⨯=⨯⨯
探头A 的密度
33533N 610kg /m 510m 10N/kg
m G V Vg ρ-====⨯⨯⨯ (2)压敏电阻受到的压力达到最大值800N 时,由图丙可求得此时压敏电阻
X1800N 520Ω20Ω200Ω50N
R =-⨯= 电源电压恒为12V ,电路中的电流为10mA=0.01A ,定值电阻为
0X1X1112V 200Ω1000Ω0.01A
U R R R R I =-=-=-=总 (3)电压表示数8V 时,电路中电流
3220
810A U I R -==⨯ 此时压敏电阻的阻值
X22X232212V 8V 500Ω810A
U U U R I I ---====⨯ 由图丙可知此时压敏电阻受到的压力
150N F =
探头A 底部所受压力
2150N F F ==
探头A 底部受到的压强
4232
50N 510Pa 110m F p S -===⨯⨯ 此处的深度
433510Pa 5m 1.010kg/m 10N/kg p
h g ρ⨯===⨯⨯湖水 探头A 受到的浮力
33531.010kg/m 10N/kg 510m 0.5N F gV gV ρρ-===⨯⨯⨯⨯=浮湖水排湖水
细导线受到的拉力
3N 0.5N 2.5N F G F =-=-=浮拉
答:(1)探头A 的密度是33610kg /m ⨯;
(2)为保证压敏电阻R X 受到的压力达到最大值时报警器能正常报警,接入电路的定值电阻R 0阻值为1000Ω;
(3)电压表示数是8V ,此处的深度为5m ,此时细导线对探头A 的拉力为2.5N 。
3、(1)0.9A ;(2)10V
【详解】
解:(1)当只闭合S 1、S 2时,只有R 3的简单电路,电流表A 2测量通过R 3的电流,当只闭合S 1、S 3时,只有R 1的简单电路,电流表A 1测量通过R 1的电流,当闭合开关S 1、S 2、S 3时,三个电阻并联,因为R 3和R 1两端的电压等于电源电压,R 3和R 1的阻值不变,通过R 3和R 1的电流不变,通过R 3的电流是0.5A ,通过R 1的电流是0.1A ,电流表A 1测量R 1和R 2的总电流,电流表A 2测量干路中的电流,A 2表的示数
I =I A1+I 3=0.4A+0.5A=0.9A
(2)由(1)可知,通过R 2的电流
I 2=I A1-I 1=0.4A-0.1A=0.3A
并联电路中各个支路的电压相等,所以R 2和R 3的阻值之比
322323
0.5A 5=0.3A 3
U
I R I U R I I ===
当只闭合S 1时,三个电阻串联,电压表测量R 1两端的电压,串联电路中各处的电流相等,所以R 2和R 3的电压之比
22233353
U IR R U IR R === U 2=3556V=10V 33
U =⨯
答:(1)此时A 2表的示数是0.9A ;
(2)当只闭合S 1时,R 3两端电压为6V ,此时R 2两端电压是10V 。
4、①6V ;②4V ;③0.5A ;④0.27A
【详解】
解:①当S 1闭合,S 2 断开时,R 1短路,电路为仅有R 2的简单电路,故电源电压为
2120.3A 20Ω6V U U I R ===⨯= ②S 1、S 2均断开时,R 1与R 2串联,根据串联电路电阻的关系及欧姆定律可得电路中的电流为 2126V 0.2A 10Ω20Ω
U U I R R R ====++总 由欧姆定律可得R 2两端的电压为
222'0.2A 20Ω4V U I R ==⨯=
③S 1、S 2均闭合时,R 2与R 3并联,由并联电路电流的规律及欧姆定律可得干路中的总电流为 3236V 6V 0.5A 20Ω30Ω
U U I R R =+=+= ④S 1断开、S 2闭合时,R 2与R 3并联,再与R 1串联,则由串并联电路电阻的关系可得此时电路中总电阻为
2312320Ω30Ω'10Ω22Ω20Ω30Ω
R R R R R R ⨯=+=+=++总 由欧姆定律可得此时电路中总电流为
'22Ω
R 总答:①电源电压为6V ;
②S 1、S 2均断开时,R 2两端的电压为4V ;
③S 1、S 2均闭合时,干路中的总电流为0.5A ;
④S 1断开、S 2闭合时,干路中的总电流为0.27A 。
5、(1)0.6A ,10Ω;(2)0.4A
【详解】
解:(1)由题意可知,当闭合开关S 时,电阻1R 和滑动变阻器2R 串联,且电压表测电阻1R 两端的电压,根据串联电路中电压的规律可得
U 总=U 1+U 2
电源电压
U 总=12V
1R 两端的电压
U 1=6V
所以滑动变阻器2R 两端电压为
U 2= U 总- U 1=12V-6V=6V 根据公式U I R
=可得通过1R 的电流为 116V 0.6A 10Ω
U I R === 根据串联电路中电流的规律可知通过2R 的电流也为0.6A ,根据公式U I R
=
变形可得滑动变阻器2R 接入电路部分的电阻为
20.6A
I (2)由题,滑动变阻器R 2允许通过最大电流为1A ,此时电压表示数最大为
max max 11A 10Ω10V U I R ==⨯=
即电压表示数为10V 。
根据题意可知电压表最大示数和最小示数的差值为6V ,所以电压表最小示数为4V ,根据公式U I R
=可知,电路中的最小电流为
min min 14V 0.4A 10ΩU I R === 答:①通过电阻1R 的电流为0.6A ,变阻器连入电路的阻值2R 为10Ω;
②移动变阻器滑片P 过程中,电压表最大示数和最小示数的差值为6伏,电流表最小示数min I 为0.4A 。
四、实验探究
1、 A 连接电路时没有断开开关 5.5 B 见解析
【详解】
(1)[1][2]甲组同学接好最后一根导线,灯泡立即发出耀眼的光并很快熄灭,说明电流超过了小灯泡额定电流,滑动变阻器接入阻值很小,当滑动变阻器接在A 处时,电阻为0,符合要求,此外电路中有电流,说明连接电路时,没有断开开关。
(2)[3]当电流I =0.4A 时,滑动变阻器接入阻值为最小。
此时小灯泡两端电压为3.8V ,滑动变阻器两端电压
U P =U -U L =6V-3.8V=2.2V
此时滑动变阻器接入电路的阻值为
2.2 5.50.4P P V A
U R I Ω=== (3)[4]当他们做完第1次实验后做第2次,电压表示数变大,即小灯泡两端电压变大,则滑动变阻
器两端电压变小,由于滑动变阻器下接线柱接B端,所以滑动变阻器的滑片向B端移动,电阻变小,电压变小。
(4)[5]小灯泡的电阻和温度有关,温度越高,电阻越大,小灯泡的电阻不是定值。
所以用表格中的数据求出小灯泡电阻的平均值为8.1Ω不恰当。
2、最左端电
阻 0.2 30 当导体两端电压不变时,通过导体的电流与导体的电阻成反比4Ω
【详解】
(1)[1]由图甲可知,电阻处发生了短路,同时将电压表短路,由变阻器到电阻的导线连接错误,应将变阻器的左端连接到电压表的负接线柱,如图所示:
(2)[2]闭合开关前,滑动变阻器应处于最大阻值处,由电路图可知,当滑片移到最左端时,变阻器阻值最大,故滑动变阻器的滑片应置于最左端。
(3)[3]由表格中数据可知,实验时改变导体的电阻,测量电路中通过电流的大小,故小明是探究电流与电阻的关系。
(4)[4]由图乙可知,电流表所选量程为0~0.6A,分度值为0.02A,则电流表的示数为0.2A。
[5]由①可知,开关闭合,定值电阻与变阻器串联,电路中电流为0.2A,此时定值电阻两端的电压为。