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第十四章 欧姆定律单元综合测试(Word版 含答案)

第十四章欧姆定律单元综合测试(Word版含答案)

一、初三物理第十四章欧姆定律易错压轴题提优(难)

1.有一只阻值未知的定值电阻R x和一只标有“2.5V”的小灯泡L:

(1)图甲是用伏安法测定值电阻R x阻值的实物电路。电源电压恒为3V,滑动变阻器R1的最大阻值为10Ω:

①请用笔画线代替导线将图甲的实验电路补充完整;

(________)

②电路正确连接闭合开关后,发现仅有一只电表指针明显偏转,造成该现象的原因可能是_____;

A.R1断路 B.R x断路 C.开关短路 D.R x短路

③故障排除后,移动滑动变阻器滑片P,当电压表示数为1.2V时,电流表示数如图乙所示,则待测电阻R x=_____Ω;

④现有以下三组数据,分析可知,不可能通过以上实验获得的数据有_____(填序号);实验序号电压U/V电流I/A

10.80.2

2 1.60.4

3 2.40.6

(2)小华利用如图丙所示电路,巧测出小灯泡L的额定功率。两只滑动变阻器R1和R2的最大阻值分别为10Ω和20Ω,电源电压恒定。请完成实验步骤:

①闭合开关S 、S 2,断开S 1,______,调节滑动变阻器R 2的滑片P ,使电压表的示数为

2.5V ;

②断开开关S 2,闭合S 、S 1,调节________的滑片P ,使电压表的示数仍为2.5V ; ③保持滑动变阻器R 1的滑片P 不动,将滑动变阻器R

2的滑片P 移到最左端,读出电压表的示数为2.7V ,再将R 2的滑片P 移到最右端,读出电压表的示数0.9V ;

④小灯泡的额定功率为_____W 。

【答案】 BD 4 1 滑动变阻器R 1滑片移至最左端 滑动变阻器R 1 0.625

【解析】

【分析】

【详解】

(1)①[1]滑动变阻器R 1与R x 串联接入电路中,因为已经将右端的上接线柱接入了电路中,要使滑动变阻器能保护电路,必须将一个下接线柱接入电路中,比如左下接线柱;因为电源电压恒为3V ,电压表测R x 两端电压,要与R x 并联,并选择0~3V 的小量程。如图所示:

②[2] A .若R 1断路,整个电路断路,两表都没有示数,故A 不符合题意;

B .若R x 断路,电流表无示数,电压表串联在电路中测电源电压,有示数,故B 符合题意;

C .若开关短路,等同于开关闭合,两个电表均有示数,故C 不符合题意;

D .若R x 短路,电流表有示数,电压表相当于接在导线两端,无示数,故D 符合题意。 故选BD 。

③[3]故障排除后,移动滑片P ,当电压表示数为1.2V 时,电流表示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A ,电流为0.3A ,由欧姆定律,则待测电阻

x 1.2V 40.3A

U R I =

==Ω ④[4]根据电阻的串联和欧姆定律,电路的最小电流为

x 3V 0.21A 0.2A 410U I R R ==≈ΩΩ小滑大>++ 即不可能通过以上实验获得的数据有1。

(2)①[5]要测出小灯泡额定电功率的原理是

P =UI ,已经灯泡的额定电压是2.5V ,所以要测出小灯泡的额定电流,再通过计算可以得到小灯泡额定电功率。因此闭合开关S 、S 2,断开S 1,滑动变阻器R 1滑片移至最左端,使R 1接入电路中电阻为0,调节滑动变阻器R 2的滑片P ,使电压表的示数为2.5V ,即达到小灯泡的额定电压。

②[6]断开开关S 2,闭合S 、S 1,调节滑动变阻器R 1的滑片P ,使电压表的示数仍为2.5V ,使得通过R 1、R x 的电流等于小灯泡的额定电流。

④[7]由③保持滑动变阻器R 1的滑片P 不动,将滑动变阻器R 2的滑片P 移到最左端,此时R 2接入电路中的电阻为0,R 1R x 串联,电压表测得路端电压为2.7V ;再将R 2的滑片P 移到最右端,此时R 2全部接入电路,R 1R x R 2串联,电压表测得R 1R x 两端电压0.9V ,所以R 2两端电压为

21x 2.7V-0.9V=1.8V U U U =-=路

根据串联电路的特点

11x 22

x U R R R U += 带入数据

140.9V 20 1.8V

R +Ω=Ω 解得此时R 1接入电路中的电阻为

16R =Ω

所以当R 1R x 两端电压为2.5V 时,电路中的电流

1 2.5V 0.25A 64x U I R R ===+Ω+Ω

小灯泡额定电流也为0.25A ,所以小灯泡的额定电功率

==2.5V 0.25A=0.625W P U I ?额额额

2.小红和同学们用“伏安法”测小灯泡正常发光时的电阻,小灯泡额定电压为3.8V ,电源电压保持9V 不变,滑动变阻器规格为“40Ω、1A ”,连接电路如图甲所示。

(1)如图甲是小红同学连接的实物电路图。图中只有一处连接错误,请在错误处画“×”,并用笔画线代替导线将电路连接正确_________________(注意不能与其它导线交叉);

(2)改正错误后,闭合开关,过了一段时间,灯突然熄灭,电流表、电压表示数均变为0,则产生的故障可能是_________________(只有灯泡或滑动变阻器发生故障);

(3)排除故障后,调节滑动变阻器滑片,并绘制出了小灯泡的电流随电压变化的图像如图乙所示,则灯泡正常发光时的电阻为____________________Ω(保留一位小数)。向右调节滑动变阻器滑片的过程中,小灯泡变化的阻值?R L滑动变阻器变化的阻值______________?R滑(选填“大于”、“小于”或“等于”);

(4)小红又找来10Ω、20Ω、40Ω定值电阻想要继续探究“电流与电阻的关系”,只将10Ω的定值电阻代替小灯泡连入电路,调节滑动变阻器使定值电阻两端电压为U0=4V。接下来断开开关,取下10Ω的定值电阻,换成20Ω的定值电阻,保持滑动变阻器滑片P位置不变,则闭合开关后,应将滑动变阻器的滑片向_________________(选填“左”或“右”)移动。在用40Ω的定值电阻替换20Ω的定值电阻时,他发现电压表示数始终不能调为U0。为完成四次探究,小红设计了如下方案,你认为不可行的一项是_________;

A.如果只更换电源,则更换的电源电压范围是4~8V

B.如果只调整电压表的示数,则应该控制电压表示数U0的范围为4.5~9V

C.如果只更换滑动变阻器,则更换的滑动变阻器最大阻值至少为50Ω,允许通过的最大电流至少为0.4A

D.如果只更换定值电阻,则更换的定值电阻阻值范围是6.67~32Ω

(5)实验结束后,小红还想知道所用的滑动变阻器的最大值与铭牌标注是否一致,但是发现电源意外损坏了,于是他找来另一个未知电压的电源(电压恒定不变),并设计了如图丙所示的电路,请你将他的实验步骤补充完整(已知定值电阻的阻值为R0)。

①将滑动变阻器滑片P移到最右端,闭合开关,记录此时电流表示数为I1;

②再将滑动变阻器滑片P移到__________,记录此时电流表示数为I2;

③滑动变阻器的最大阻值R滑动=__________(用测出的物理量和已知量的字母表示)。

【答案】滑动变阻器断路 12.7 小于左 C

最左端()

210

1

-

I I R

I

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]电压表测小灯泡两端的电压,所以电压表应该和小灯泡并联,如下图:

(2)[2]若灯短路,电流表有示数,若灯断路,电压表有示数,但题意中电流表和电压表均无示数,故假设不成立;若滑动变阻器短路,则电流表和电压表均有示数不符合题意,则电路故障为滑动变阻器断路。

(3)[3]由图可知,当小灯泡正常发光时,电流是0.3A ,小灯泡正常发光时的电阻为

3.8V 12.7Ω0.3A

U R I ==≈ [4]当小灯泡正常发光时,滑动变阻器的电阻为

9V -3.8V 17.3Ω0.3A

U R I ==≈滑滑 由图可知,当小灯泡的电压为3V 时,电流约为0.25A ,此时小灯泡的电阻约为 1113V 12Ω0.25A U R I =

== 滑动变阻器的电阻为

29V -3V 24Ω0.25A

U R I =

==滑2滑2 则灯的电阻的变化量为 1-12.7Ω-12Ω0.7ΩL R R R ?===

滑动变阻器阻值变化量为

2-24Ω-17.3Ω 6.7ΩR R R ?===滑滑滑

所以滑动变阻器阻值变化量大于小灯泡电阻的阻值变化量。

(4)[5]将定值电阻从10Ω换成20Ω,定值电阻阻值变大,为了保证定值电阻两端电压不变,滑动变阻器电阻也要变大,所以滑片应该向左移动。

[6]当定值电阻阻值最大时,滑动变阻器的阻值最大,此时电路中的电流为

4V 0.1A 40Ω

U I R === 所以可以小于0.4A ,故C 错误,C 符合题意。

(4)[7]第二步,应该让定值电阻和滑动变阻器的全部并联并保证电压还等于电源电压,故应该将滑片移动到最左端。

[8]流过定值电阻的电流为

021-I I I =

电源电压为

(

)00210-U I R I I R ==

滑动变阻器的最大阻值为

()21011

-I I R U R I I =

= 3

.如图(a )是学校实验室型号相同的电子温度计,有几个已经损坏.小明想探究是否是“测温 头”(“测温头”就是一个热敏电阻)损坏.

(一)他将损坏电子温度计的“测温头”拆下,用如图(b )所示的电路进行测量. (1) 请根据图(b )的电路图,将图(c )的实物电路连接完整.

(______)

(2) 小明将一个“测温头”接入电路,闭合开关,发现电流表和电压表的示数如图(d )所示,此测温头内部可能___________(断路/短路).

(3) 将其余“测温头”接入电路时,电流表、电压表的示数均如图(e )所示.小明猜想: ① 这些“测温头”内部__________(断路/短路);

② 这些“测温头”的阻值都很__________(大/小).小明将一个好的电子温度的“测温头”拆下,接入图(b )的电路中进行测量.结果电流表、电压表的示数仍如图(e )所示.由此验证了猜想②也是正确的.

(二)小明调整了实验方案,利用微安表重新实验.

(1)如图(f )所示是小明重新设计的实验装置,他记录了各“测温头”的多组“温度—电流”数据.在加热过程中,电压表的示数始终为1.5V 不变,某温度时微安表的示数如图(g )所示,此时电流大小为__________μA ,热敏电阻的阻值为__________Ω.

(2)图(h)是小明根据实验数据绘制的三个“测温头”的“温度—电流”图像.由图像可知,灵敏度最高“测温头”是__________,其阻值随温度的升高而__________(增大减小).

【答案】短路断路大 150 10000

A 减小

【解析】

【详解】

(一)(1)根据电路图连接实物图,电流从电源正极出发,依次流经开关、滑动变阻器、电流表、测温头回到电源负极,同时注意滑动变阻器应接在B处以满足滑片P向右滑时接入电路阻值变小,同时电流表选择0~0.6A、电压表选择0~3V的量程(并联在测温头两端),注意正极流入负极流出,具体连接情况如下:

(2)从图(d)中可以看出,电流表有示数,即代表电路中有电流经过,电路是通路,并且电压表示数为0,说明测温头没有断路而是处于短路状态;

(3)将其余“测温头”接入电路时,电流表、电压表的示数均如图(e)所示,电流表示数为0,说明电路中无电流通过,且电压表示数为3V,有两种可能:①可能这些“测温头”内部处于断路,所以电路中无电流通过,且此时电压表测量电源电压;②可能这些“测温头”的阻值很大,电路中电流非常微弱,所以电流表示数几乎为0,“测温头”由于阻值过大,分压增多,其两端几乎等于电源电压3V。

(二)(1)观察微安表(g )可知,其量程为400uA ,分度值为10uA ,表中示数为150uA ,根据欧姆定律可知热敏电阻的阻值为:

-41.5V 1.5V ===10000150uA 1.510A

U R I =Ω?热热热; (2)观察图像(h )可知,A 、B 、C 三个“测温头”,大的趋势均是随温度升高电流增大,且A“测温头”随温度升高电流增大最为明显(C 次之,B 几乎无变化),所以灵敏度最高的“测温头”是A 。

4.如图甲所示是一种常见的发光二极管,其电路符号如图乙所示.

二极管的导电能性很特殊,它只允许电流从它的正极流向负极,不允许从负极流向正极,这很像自行车气流从打气筒流向车胎.小丽和小明认真查阅资料后,决定一起验证二极管的这一特殊导电性.

(1)闭合开关前,滑片应位于________(选填“a ” 或“b ”)端。

①当电源反接时(如图丙),无论怎么移动滑片,电流表都________(选填有或无)示数 ②当电源正接时(如图丁),闭合开关,观察发现电流表无示数,二极管也不发光,于是他们找来一电压表,接在c 、d 两端,发现电压表有示数,为1.4 V ,电路无断路情况,移动滑片,发现电压表示数变大,电流表也有示数,对此,他们猜想当电源正接时二极管导电性能与它两端的电压大小有关.他们认真完成实验,并将记录的部分数据填入下表中。 电压/V

1.4 1.5 1.7 1.9

2.0 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 电流/mA 0 0 2.0 4.0 12.0 22.0 32.0 42.0 52.0 60.0 (2)分析以上实验可知发光二极管具有________(选填“单”或“双”)向导电的特性。 (3)根据表中实验数据用描点法在所给的坐标纸上作出这个二极管的U -I 图像

________。

(4)当二极管两端的正向电压达到1.9 V后,二极管正常工作,从表格中收集到的数据以及U-I图像可以看出该二极管正常工作前后的导电情况的区别是_____________。

(5)若电源电压为5 V,当电流表示数为12.0 mA时,滑动变阻器接入电路的阻值为

________Ω。

(6)使用发出两种色光的二极管,分别指示电动机正反两个转动方向,可以帮助操作人员及时发现电动机转动方向是否符合需要.为此小丽和小明设计了符合需要的模拟电路。

实验步骤:

①接通开关,二极管a导通,发红光,电动机正转。

②调换电池组正、负极,接通开关,二极管b导通,发绿光,电动机反转。

请你根据小丽和小明的设计思路,在图己虚线框内画出二极管a的连接方式________。【答案】b无单正常工作前电阻大,正常工作后电阻小250

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]滑动变阻器在电路中起保护电路的作用,所以在实验开始之前滑片要处于阻值最大处,故实验开始前,滑片要位于b端。

[2]电源反接时,电流从正极出发,经过滑动变阻器,再经过二极管负极,因为二极管不允许从负极流向正极,故此时电路处于短路状态,故无论怎么移动滑片,电流表都无示数。

(2)[3]二极管接正向电流时,电路通路,而接反向电流时,电路短路,故二极管具有单向导电的特性。

(3)[4]将表格中数据所对应的坐标描在坐标系中,再用线将点连起来如图所示:

(4)[5]由图可知,正常工作后,二极管的电阻减小,即正常工作后导电性良好,正常工作前导电性能差,故正常工作前电阻大,正常工作后电阻小。

(5)[6]当电流表的示数为12.0mA时,由表格可知:发光二极管两端电压为2V

故滑动变阻器两端电压

=5V2V3V

U-=

故滑动变阻器接入电路的阻值

3V =2500.012A

U R I ==Ω滑滑 (6)[7]当a 二极管导通时,b 二极管应该是断开的连接电路如图所示:

5.如图甲是小华设计了一个“用电流表、电压表测x R 阻值”的实验电路,其中电源电压6V U ,滑动变阻器两个(A “10Ω2A ”、 B “20Ω1A ”)可供选择。

(1)连好电路后闭合开关,发现电流表示数为零,而电压表示数为6V ,若电路中只有一处发生故障,则故障的原因可能是______;

(2)排除故障后闭合开关,当移动变阻器滑片到某个位置时,电压表、电流表的示数分别如乙图所示,此次测出的待测电阻的阻值为______Ω;

(3)接着小华将滑片P 从滑动变阻器的一端滑到另一端,她发现电流表示数由最小值10.2A I =增大到最大值20.58A I =:此过程中电压表的示数减小了4V U ?=,则: ①小华所选用的滑动变阻器为______(选填序号“A ”或“B ”);

②下列是小华给出的待测电阻x R 的表达式,其中错误的一项为______;

A .1x U R I =

B .21x U R I I =

- C .2x U R I =

D .1

x U U R I -= (4)根据小华在该实验得到的所有数据,可求得x R 阻值应该为______(结果保留一位小数);

(5)利用以上器材,小华还可以探究通过导体的电流与______的关系。

【答案】滑动变阻器断路 10.0 B A 10.2 电压

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]甲图中,变阻器与待测电阻串联,电压表测变阻器的电压,连好电路后闭合开关,发现电流表示数为零,电路可能断路,而电压表示数为6V ,则电压表与电源连通,若电路中只有一处发生故障,则故障的原因可能是滑动变阻器断路;

(2)[2]电压表、电流表的示数分别如乙图所示,电压表选用大量程,分度值为0.5V ,电压为3V ,电流表选用小量程,分度值为0.02A ,电流为0.3A ,由欧姆定律,此次测出的待测电阻的阻值为

3V 10.0Ω0.3A

U R I === (3)[3][4]接着小华将滑片P 从滑动变阻器的一端(第1次操作)滑到另一端(第2次操作),她发现电流表示数由最小值0.2A 增大到最大值0.58A ,可知原来变阻器连入电路的电阻最大,对应的电流最小,为0.2A ,滑片P 移动到另一端时,变阻器连入电路的电阻为0,电流最大为0.58A ,此时电压表示数为0,为此过程中电压表的示数减小了

4V U ?=

故可知,原来电压表的示数为4V ,由欧姆定律,小华所选用的滑动变阻器的最大电阻

114V 20Ω0.2A

U R I ===滑滑 故变阻器选用的为B ;在第1次操作中,根据欧姆定律可得R X 为待测电阻与变阻器最大电阻的阻值之和,故A 错误,根据串联电路电压的规律,电压表示数变化等于待测电阻电压的变化,根据欧姆定律

1x x U I R =,

2x x U I R '=,

两式相减得

1212()x x x x x U U I R I R I I R -'=-=-,

X x U IR ?=?

21

x U R I I =- 故B 正确,在第2次操作中,由欧姆定律可得

2

x U R I = 故C 正确,在第1次操作中,根据串联电路的规律及欧姆定律,待测电阻为

1

x U U R I -?=

故D 正确,故选A 。

(4)[5]在第1次操作中,根据(3)D 选项可得

1

1

6V4V

10.0Ω

0.2A

x

U U

R

I

-?-

===

在第2次操作中,根据C选项

2

2

6V

10.3Ω

0.58A

x

U

R

I

==≈

由①②③,取平均值作为测量结果可得

10.0Ω10.0Ω10.3

10.1Ω

3

x

R

++Ω

==

(5)[6]因待测电阻大小不变,故利用以上器材,小华还可以探究通过导体的电流与电压的关系。

6.小明利用如图甲电路“探究电流跟电阻”的关系,已知电源电压保持不变,实验用到的电阻阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω。

(1)请根据图甲的电路图将图乙实物图补充完整,要求向右移动滑片电流表的示数变大。(导线不允许交叉)。

(______)

(2)实验中多次改变R的阻值,调节滑动变阻器,使电压表示数保持不变,记下电流表的示数,得到如图丙I-R图象。

①由实验图象可得出的结论:______。

②上述实验中,小明利用5Ω的电阻完成实验后,接下来的操作是:将10Ω的电阻接入电路中,闭合开关,向_________(选填“左”“右”)移动滑片,使电压表示数为

______V,读出电流表的示数。

③图丙中阴影部分的面积表示____________。

(3)实验后为测量R2阻值,小明设计了如图所示的两个实验电路图,其中电源电压未知,定值电阻R1的阻值已知。实验步骤如下:

①闭合开关S,断开开关S1,记录电流表示数I1,计算出电源电压U=I1R1;

②闭合开关S和S1,记录电流表示数I2;

通过分析,你认为小明所使用的实验电路是________(选填相应选项字母),求得R2

=______(用R1、I1、I2表示)。

【答案】电压一定,电流与电阻成反比左 2.5 定值

电阻两端电压 A 11

21

I R

I I

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]向右移动滑片电流表的示数变大,即电阻变小,故变阻器右下接线柱连入电路与电阻串联,电压表与电阻并联,如下图所示

(2)①[2]由图丙知,电阻两端的电压始终保持

U V1=I1R1=0.1A×25Ω=2.5V

U V2=I2R2=0.25A×10Ω=2.5V

U V3=I3R3=0.5A×5Ω=2.5V

为一定值,故由实验图象可得出的结论:电压一定,电流与电阻成反比。

②[3][4]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。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,所以滑片应向左端移动,使电压表的示数为2.5V,读出电流表的示数。

③[5]图丙中阴影部分的面积S=IR,因U=IR,阴影部分的面积表示定值电阻两端电压。

(3)②[6][7]闭合开关S和S1,记录电流表示数I2。闭合开关S,断开开关S1,A图中,为R1的简单电路,由欧姆定律可得出电源电压U=I1R1。而B中,两电阻串联,不能得出电源电压大小,故小明所使用的实验电路是A;在②中,两电阻并联,电流表测干路电流,根据并联电路各支路互不影响,通过R2的电流为:I2=I2-I1,由欧姆定律得

11

2

221

I R

U

R

I I I

==

-

7.在测量电阻的实验中,用两节干电池作为电源,待测电阻的阻值约为6Ω。

(1)在实验中,电流表应该选择的合适量程是______。

(2)在实物电路图中,用“”打在错误连线上,并用笔画线代替导线改正错误连线。

(__________)

(3)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移动到______(填“左”

或“右”)端。

(4)线路正确后,闭合开关时,若发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片,电压表的示数始终为电源电压,电流表的示数几乎为零,你认为电路故障的原因可能是______。

(5)排除故障后继续实验,某次测量的电压表和电流表的示数如图所示,此时测量的待测电阻R=______Ω。

(6)通常在使用电压表时认为其电阻无穷大,不考虑电压表中流过的电流:在使用电流表时认为其电阻为零,不考虑电流表两端分得的电压,在用电压表、电流表测量电阻有如下图所示的两种测量电阻的连接方式,

若电压表的电阻不是很大,电流表电阻不是很小,你认为图______中测量出的电阻值比真实值偏大,图中测量出______的电阻值比真实值偏小。

【答案】0-0.6A右电阻断路 5 甲

【解析】

【详解】

(1)电源电压为3V,待测电阻的阻值约为6Ω,由欧姆定律,电路中的最大电流约为:

3V 6ΩU I R ===0.5A ,在实验中,电流表应该选择的合适量程是0-0.6A ; (2)变阻器按一上一下接入电路中与电阻串联,电压表与电阻并联,电流表与电阻串联,如下图所示:

(3)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移动到阻值最大处的右端;

(4)线路正确后,闭合开关时,若发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片,电压表的示数始终为电源电压,电流表的示数几乎为零,电路故障的原因可能是电阻断路;

(5)排除故障后继续实验,某次测量的电压表和电流表的示数如图所示,电压表选用小量程,分度值为0.1V ,电压为1.5V ,电流表选用小量程,分度值为0.02A ,电流为0.3A ,由欧姆定律,此时测量的待测电阻R = 1.5V 0.3A

U I ==5Ω; (6)甲图中电流表测量是准确的,电压表测电阻与电流表的电压,根据并联电路电压的规律,电压表测量的电压偏大,由欧姆定律R =U I

可知,测量的电阻偏大; 乙图中,电压表测量的电压是准确的,电阻与电压表并联,根据并联电路电流的规律,电流表示数大于R 的实际电流,由欧姆定律R =

U I 可知,测量的电阻偏小。

8.初三实验小组同学发现实验室有一只温敏电阻 R t ,其阻值与温度关系如图甲。该小组想利用此电阻和电表制作一个体温计,设想是温度越高,电表示数越大。可用器材有:电源(电压恒为 6V )、电压表(量程 0~3V )、电流表(量程 0~0.6A )、定值电阻 R

(200Ω)、开关、导线若干。

(1)小组同学首先对使用电流表还是电压表作为温度显示仪进行了讨论,小楷同学指出使用电流表无法显示温度的变化,其主要原因是______;

(2)小楷设计了如图乙的电路,并对该电路进行了说明,你认为下列说法中正确的是______;

A .电压表示数随温度的升高而增大

B .电压表示数随温度的变化是不均匀的

C . R 的主要作用是避免电流过大

D .无论温度如何变化,电压表始终不超量程

(3)小睿将图乙中的电压表的接在 R 两端,来测量温度。为了在电压表上标出人体正常体温值的位置,小睿查看了正常人腋窝温度为 37℃,如果将R t 用绝缘布包好后置于正常人腋窝中央,保持腋窝合拢,闭合S ,当电压表示数稳定后,电压表示数应为______V ;

(4)如果想要电压表更加明显地显示温度的变化,即在可测温度范围内, 电压表指针偏转角度更大,以下可行的方案有______。

A .将电源电压适当调大

B .使用量程更大的电压表

C .将 R 换成阻值更大且适当的定值电阻

D .保持其他部分不变,在电路中再串联一个阻值适当的定值电阻

E.保持其他部分不变,在 R t 两端并联一个阻值适当的定值电阻

【答案】电流很小,0~0.6A 量程的电流表不能明显显示电流的变化 B 1.5V ACE

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]由电路图可知,温敏电阻值很大,且与温度呈线性变化关系,电源电压恒为6V ,电路中的电流很小,故使用0~0.6A 量程的电流表不能明显显示电流的变化。

(2)[2]小楷设计了如图乙的电路,两个电阻串联,电压表测量温敏电阻两端电压,温度升高时温敏电阻阻值变小,电路电流变大,温敏电阻两端电压变小,则其表达示为

11t t t t

R U U U R R R R ==++ 故电压表示数随温度的升高而减小,且电压表示数随温度的变化是不均匀的;R 的主要作用是分压实现电压表示数变化;根据串联电阻分压特点

t t t U R U R R

=+ 则当t R R >时,电压表超量程;故选B 。

(3)[3]由图可推导出与的关系

402080t R t =-+

当正常人腋窝温度为37℃时,R t 阻值为

40372080600Ωt R =-?+=

闭合S ,当电压表示数稳定后,电压表示数应为

200Ω6V 1.5V 600Ω200Ω

t R U U R R '=

=?=++ (4)[4]电压表示数表达示为 11R t U U R R =

+

电压变化量为

11

()

11

R

t t

U U

R R

R R R

?=-

++

+?

如果想要电压表更加明显地显示温度的变化,即在可测温度范围内,将电源电压适当调大,或将R换成阻值更大且适当的定值电阻,或保持其他部分不变,在R t两端并联一个阻值适当的定值电阻(增大定值电阻分压比例),则电压表指针偏转角度会更大;故A、C、E符合题意。

9.图甲是实验小组用伏安法测未知电阻R x的实物电路,电源电压未知但恒定,已知滑动变阻器的最大阻值为R.(电阻均不受温度影响)

甲乙

(1)在甲图中找出连接错误的一根导线,并在导线上画“×”,用笔画线代替导线将实物图连接正确______.(所画的导线要用实线,不可用虚线,导线不能交叉)

(2)连接电路时开关应_______,滑动变阻器的滑片应位于最_______(填“左”或“右”)端;

(3)该实验的原理是________.

(4)在实验操作中,发现电流表已损坏,电压表完好,于是小组的同学设计了如图乙所示的电路图也完成了实验.请你帮助他们把以下实验步骤填写完整:

①闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片,当滑片位于最左端时,读出此时电压表的示数,记为U1;

②再________,读出此时电压表的示数,记为U2;

③则未知电阻R x=________.

【答案】断开右

R=

U

I

将滑片移动到最右端2

12

U

U U

-R

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]如图电路,电压表串联、电流表并联在了电路中,是错误的,正确的电路,电流表应串联,电压表与未知电阻并联,所以将未知电阻右端的导线拆掉,将未知电阻右端连接到电源负极即可,如图:

(2)[2][3]根据保护电路的原则,连接电路时开关应断开,滑动变阻器的滑片应位于最最大,如图应置于右端;

(3)[4]该实验的原理是

U

R

I

=.

(4)[5][6]只有电压表的实验步骤:

①闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片,当滑片位于最左端时,读出此时电压表的示数,记为U1,即电源电压;

②再将滑片移动到最右端,读出此时电压表的示数,记为U2,则滑动变阻器两端的电压为:

12

U U U

=-

③滑片移动到最右端,电路中的电流为:

12

U U U

I

R R

-

==

所以未知电阻为:

222

1212

x

U U U

R R

U U

I U U

R

===

--.

【点睛】

重点是测量未知电阻的实验,难点是缺少电流表时,结合滑动变阻器的最大阻值,根据两

次电压表的示数差可知滑动变阻器的的电压,再结合欧姆定律可得未知电阻的表达式.

10.小言利用如图甲所示的电路,探究“电流与电压、电阻的关系”。实验器材:电源(电压恒为4.5V )、电流表、电压表各一个,一个开关,若干定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω、25Ω、30Ω),一个滑动变阻器(60Ω 3A ),导线若干:

(1)小言在探究“电流与电压的关系”时,通过实验得到多组实验数据,由这些数据画出如图乙所示的图像,由图像可得结论:当电阻一定时,电流和电压成________;

(2)小言在探究“电流与电阻的关系”时,为了保证所有定值电阻均能完成实验,实验过程中小言应该保证电压表的示数至少为________V 不变;

(3)小言找来一个小灯泡将定值电阻更换,测得数据后发现小灯泡两端电压与通过的电流关系如图丙所示,若闭合开关S ,小灯泡发光,滑动变阻器的滑片P 滑动过程中,小灯泡阻值的变化量大小为1ΔR ,滑动变阻器连入电路阻值的变化量大小为2ΔR ,则这两个量的大小关系是:1ΔR ________2ΔR (选填“大于”“小于”或“等于”)。

【答案】正比 1.5 小于

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]由图乙所示的图像可知,同一个电阻的电流与电压的图像是一条过原点在直线,故在电阻一定时,电流和电压成正比。

(2)[2]由电路可知,R 和滑动变阻器串联,根据串联分压的原理,为了保证所有定值电阻均能完成实验,实验过程中小言应该保证电压表的示数至少为

' 4.5V 30Ω=1.5V 30Ω60Ω

U U R R R =?=?++小大大 (3)[3]电源电压保持4.5V 不变,R 和滑动变阻器串联,由于串联分压电流相等,根据小灯泡两端电压与通过的电流关系图丙,可以画出滑动变阻器两端电压与通过的电流关系的图像如下图,由图像可知滑动变阻器的滑片P 滑动过程中,小灯泡阻值的变化量大小1ΔR 小于滑动变阻器连入电路阻值的变化量大小2ΔR 。

11.在实验复习课上,同学们做“探究电流与电阻的关系”实验。

实验序号1234

R/ ?10203050

I/A0.600.300.200.12

(1)小明按图示电路图连接好电路,闭合开关S,移动滑片P,发现电流表指针几乎未偏转,电压表有示数,则故障原因可能是_________;

(2)排除故障后,闭合开关s进行实验,记录实验数据如表所示,分析实验数据可得出结论:在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成___________;

(3)若在第3次实验时,将定值电阻R由20 ?换为30 ?的接入电路中后,没有调节滑片P 的位置就直接读取电流表的示数,则此时电流表的示数可能为______(选填

“0.14”“0.22”或“0.36”)A;

(4)实验中,若小明所选用的定值电阻阻值分别为10?、20?、30?和50?,滑动变阻器的规格为“25? 1.5A”,则电路中的电源电压不能大于_____V。

【答案】电阻R断路反比 0.22 9

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]电流表指针几乎未偏转,说明电路故障类型为断路,电压表材测量电阻R两端电压有示数,说明电压表与电源在电路中是连通的,则故障原因可能是电阻R断路。

(2)[2]分析表中数据发现,在电阻越来越大时,通过导体的电流越来越小,可得到结论:在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。

(3)[3]在探究电流与电阻的关系的实验中需要控制定值电阻两端电压一定,由表中第1、2

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