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文檔簡介
專題13歐姆定律
1.(2024·廣西·中考真題)【新情境——地磅檢測汽車載重情況】公路部門往往通過地磅檢測汽車載重情況。
圖甲是跨學(xué)科學(xué)習(xí)團(tuán)隊(duì)設(shè)計的可視化地磅的電路原理圖,主要由踏板(重力不計)、壓力傳感器R、顯
示承重的儀表(實(shí)質(zhì)為電流表,量程0~0.6A)等組成,R的阻值與所受壓力F大小關(guān)系如圖乙所示。
電源電壓為12V,定值電阻R0的阻值為5Ω。求:
(1)當(dāng)R的阻值為35Ω時,電路的電流;
(2)當(dāng)通過電路的電流為0.4A時,地磅的測量值;
(3)為了增加地磅的最大測量值,請你寫出一種可行的方案,并列出關(guān)系式進(jìn)行說明。
【答案】(1)0.3A;(2)1000kg;(3)需要增大R0的阻值
【詳解】解:(1)由圖可知:壓力傳感器R和定值電阻R0串聯(lián),電流表測量電路中的電流,當(dāng)R的阻
值為35Ω時,電路的電流
U12V
I0.3A
RR0355
(2)當(dāng)通過電路的電流為0.4A時,電路的總電阻
U12V
R總30R的阻值
I0.4A
R′=R總-R0=30Ω-5Ω=25Ω
由圖乙可知壓力是1×104N,地磅的測量值
GF1104N
m1000kg
gg10N/kg
(3)電流表的示數(shù)最大為0.6A,電源電壓不變,電路的總電阻為
U12V
R總20
I大0.6A
為了增加地磅的最大測量值,即壓力增大,R的阻值減小,而R的阻值為
R=20Ω-R0
所以需要增大R0的阻值。
答:(1)當(dāng)R的阻值為35Ω時,電路的電流是0.3A;
(2)當(dāng)通過電路的電流為0.4A時,地磅的測量值是1000kg;
(3)為了增加地磅的最大測量值,需要增大R0的阻值。
2.(2022·廣西賀州·中考真題)【新情境——水文站測量桂江水位】賀州市水利資源豐富,小明設(shè)計了如圖
甲所示的水文站測量桂江水位的原理圖。電源電壓U=3V,定電阻R0=10Ω,滑動變阻器R長20cm,最
大阻值20Ω。且滑動變阻器的阻值隨滑片P從最上端C位置移動到最下端D位置的過程中均勻變化(滑
片P移動過程中摩擦不計)。彈簧下端懸掛一重為50N的物體AB,其底面積為0.01m2、長為0.3m。彈
簧伸長量與它受到拉力的關(guān)系如圖乙所示(不計彈簧質(zhì)量,連接彈簧兩端的絕緣細(xì)繩不可伸長)。求:
(1)當(dāng)物體AB上表面與水面相平時,物體AB受到的浮力大?。?/p>
(2)當(dāng)水面從物體AB的上表面逐漸下降至下表面剛好離開水面的過程中,彈簧伸長了多少cm?
(3)閉合開關(guān)S后,當(dāng)水面在物體AB上表面時,滑片剛好在滑動變阻器R的最上端C位置,水面從
物體AB上表面逐漸下降至下表面剛好離開水面時,電壓表的示數(shù)是多少?
【答案】(1)30N;(2)15cm;(3)1V
【詳解】解:(1)當(dāng)物體AB上表面與水面相平時,物體AB剛好浸沒水中,故
233
V排V物Sh0.01m0.3m310m
物體AB所受浮力
3333
F浮G排水gV排1.010kg/m10N/kg310m30N
(2)水面與物體AB上表面相平時,彈簧對物體的拉力
F彈G物F浮50N30N20N
水面下降至與物體AB下表面相平時,彈簧對物體的拉力
F彈G物50N
水面從物體AB上表面逐漸下降至與下表面相平過程中,彈簧拉力的變化量
F彈F彈F彈50N20N30N
由乙圖可知
F40N
2N/cm
L20cm
物體剛好離開水面時
F彈F
LL
得彈簧伸長的長度
30N
L15cm
2N/cm
(3)水面從物體AB上表面逐漸下降至下表面相平時,彈簧伸長15cm,即滑片下移15cm,接入電路
的電阻變化量
20
R15cm15
20cm
此時滑動變阻器接入電路中的電阻為
RRR20155R′與R0串聯(lián),R′的電流為
U3V
II0.2A
R總510
電壓表的示數(shù)為
UIR0.2A51V
答:(1)當(dāng)物體AB上表面與水面相平時,物體AB受到的浮力是30N;
(2)當(dāng)水面從物體AB的上表面逐漸下降至下表面剛好離開水面的過程中,彈簧伸長了15cm;
(3)閉合開關(guān)S后,當(dāng)水面從物體AB上表面逐漸下降至下表面剛好離開水面時,電壓表的示數(shù)是1V。
一.電流與電壓和電阻的關(guān)系
1.(2025·廣西·中考真題)用圖甲所示的電路探究電流與電阻的關(guān)系。已知電源電壓為9V,滑動變阻器最
大阻值為20Ω,四個定值電阻的阻值分別為16Ω、20Ω、40Ω和80Ω。
(1)在連接電路前,開關(guān)應(yīng)處于狀態(tài),滑動變阻器的滑片置于(選填“A”或“B”)
端。
(2)連接好電路后,閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)電壓表有示數(shù)、電流表無示數(shù),則電路故障的原因可能是電流表
(選填“短路”或“斷路”)。
(3)排除故障后,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。每當(dāng)更換定值電阻,就調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片,使定值電阻兩端電壓保持
不變,并記下電流表的示數(shù)。下表完整記錄了前3組數(shù)據(jù),第4組的電流如圖乙所示,則電流大小為
A。分析表格數(shù)據(jù)可知:導(dǎo)體兩端電壓一定時,導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體的電阻成。
實(shí)驗(yàn)序號12345
R/Ω16204080
I/A0.500.400.20
(4)為了得到第5組數(shù)據(jù),進(jìn)一步驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)論,現(xiàn)用一個8Ω的定值電阻和上述器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn),你認(rèn)為
是否可行?請作出判斷并說明理由。
答:(選填“可行”或“不可行”),理由:。
【答案】(1)斷開B
(2)短路
(3)0.1反比
(4)可行見解析
【詳解】(1)[1]在連接電路前,為保護(hù)電路,開關(guān)應(yīng)處于斷開狀態(tài)。
[2]電路連接完整后,閉合開關(guān)前,為保護(hù)電路,應(yīng)將滑動變阻器的阻值調(diào)到最大,即滑動變阻器的滑
片置于B端。
(2)連接好電路后,閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)電壓表有示數(shù),說明電壓表兩端與電源兩端是通路,電流表串聯(lián)
在電源負(fù)極,電流表無示數(shù),電流表不可能是斷路,則電路故障的原因可能是電流表短路。
(3)[1]如圖乙所示,電流表用的小量程,分度值為0.02A,讀數(shù)是0.1A。
[2]分析表格數(shù)據(jù):導(dǎo)體兩端電壓一定時,電流隨電阻的變大而變小,電流與電阻的乘積
U=0.50A×16Ω=0.40A×20Ω=0.20A×40Ω=8V不變??梢缘贸鼋Y(jié)論:導(dǎo)體兩端電壓一定時,導(dǎo)體中的電流
跟導(dǎo)體的電阻成反比。
(4)[1][2]為了得到第5組數(shù)據(jù),進(jìn)一步驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)論,現(xiàn)用一個8Ω的定值電阻和上述器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn),
是可行。理由如下:
U8V
為保持U=8V,當(dāng)R=8Ω時,通過R的電流I1A
R8Ω
U總U9V-8V
定值電阻和滑動變阻器串聯(lián),則需滑動變阻器阻值R滑1Ω<20Ω
I1A
此時滑動變阻器阻值小于滑動變阻器的最大阻值,說明滑動變阻器能夠通過調(diào)節(jié)使定值電阻兩端的電
壓保持設(shè)定值不變,滿足實(shí)驗(yàn)要求。
2.(2022·廣西梧州·中考真題)小玲做“探究電流與電阻的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)中電源電壓為4.5V恒定不變,
電流表選用“0~0.6A”量程,電壓表選用“0~3V”量程,滑動變阻器規(guī)格為“50Ω1A”。
(1)連接電路時,開關(guān)應(yīng)。
(2)在如圖甲所示的電路中,閉合開關(guān),移動滑片,發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)幾乎為零,電壓表有示數(shù),原因
是;經(jīng)分析有一根導(dǎo)線連接錯誤,請?jiān)谶B接錯誤的導(dǎo)線上打“×”,并補(bǔ)畫出一根導(dǎo)線連接
成正確的電路;()
(3)小玲連接好正確電路后,在AB間分別接入阻值不同的電阻R,測量了五組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),其中第2
組實(shí)驗(yàn)的電流表示數(shù)如圖乙所示為A;測得的其他四組數(shù)據(jù)如表所示,小玲檢查后發(fā)現(xiàn)有
一組數(shù)據(jù)存在錯誤,導(dǎo)致出錯的原因是。
實(shí)驗(yàn)組次12345
電阻R/Ω510152530
電流I/A0.610.120.1
(4)小玲根據(jù)正確的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論:電壓一定時,通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻
成;
(5)以上實(shí)驗(yàn)控制AB間的電壓為V不變,為了使實(shí)驗(yàn)結(jié)論更可靠,小玲想繼續(xù)保持此
電壓不變再多測幾組數(shù)據(jù),請計算AB間允許接入電阻R的阻值范圍是。
【答案】斷開電壓表串聯(lián)在電路中了0.3電
流表量程看錯反比3100ΩR5Ω
【詳解】(1)[1]為保護(hù)電路,在連接電路過程中,開關(guān)要處于斷開狀態(tài)。
(2)[2]由圖甲知道,電壓表串聯(lián)在電路中,由于電壓表自身電阻非常大,所以造成電壓表有示數(shù),電
流表無示數(shù)。
[3]滑動變阻器、定值電阻應(yīng)串聯(lián),電壓表應(yīng)與定值電阻并聯(lián),可以將電阻右側(cè)連接滑動變阻器的導(dǎo)線
改接到電壓表負(fù)接線柱上,如下圖
(3)[4]由圖乙知道,電流表所選量程是0~0.6A,分度值為0.02A,電流表的示數(shù)是0.3A。
[5]在探究電流與電阻的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中應(yīng)控制定值電阻兩端的電壓一定,根據(jù)表中數(shù)據(jù)知道,第1次實(shí)
驗(yàn)所控制的電壓
U1=I1R1=0.6A×5Ω=3V
第3次實(shí)驗(yàn)所控制的電壓
U3=I3R3=1A×15Ω=15V
第4次實(shí)驗(yàn)所控制的電壓
U4=I4R4=0.12A×25Ω=3V
第5次實(shí)驗(yàn)所控制的電壓
U5=I5R5=0.1A×30Ω=3V
所以錯誤的數(shù)據(jù)是第3次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù),其原因是第3次電壓值是其他的5倍,應(yīng)該是電流表量程看錯,
讀數(shù)錯誤。
(4)[6]根據(jù)正確的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論是:當(dāng)電壓一定時,通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比。
(5)[7][8]由(3)知道,實(shí)驗(yàn)控制AB間的電壓為3V不變。繼續(xù)保持此電壓不變,當(dāng)電流表示數(shù)是
0.6A時,電路電阻最小,此時允許接入電阻R的阻值最小
U3V
R最小=5Ω
I大0.6A
當(dāng)滑動變阻器全部接入時,允許接入電阻R的阻值最大
RU3V
滑電源
R最大3V
解得
R最大100ΩAB間允許接入電阻R的阻值范圍是
100ΩR5Ω
二.歐姆定律
3.(2022·廣西貴港·中考真題)如圖所示是電阻甲和乙的I﹣U圖像,下列選項(xiàng)對圖像信息判斷錯誤的是()
A.甲是一個定值電阻,阻值為5Ω
B.當(dāng)乙兩端的電壓為2.5V時,其阻值為5Ω
C.將甲和乙串聯(lián),若電路中電流為0.3A.則電路的總功率為0.6W
D.將甲和乙并聯(lián),若電源電壓為1V,則干路中的電流為0.3A
【答案】D
【詳解】A.從圖中可以看出甲電阻的電流隨著電壓增大而增大,并且成正比例關(guān)系,故可判斷甲是一
個定值電阻,阻值為
U3V
R=5
I0.6A
故A正確,不符合題意;
B.當(dāng)乙兩端的電壓為2.5V時,由表可知其電流為0.5A,故由歐姆定律可得其阻值為5Ω,故B正確,
不符合題意;
C.將甲和乙串聯(lián),若電路中電流為0.3A,從表中可得此時乙電阻電流為0.3A時,其兩端電壓為0.5V,
甲電阻兩端電壓為1.5V,故總的電壓為2V,由功率公式
P總U總I2V0.3A=0.6W
故C正確,不符合題意;
D.將甲和乙并聯(lián),若電源電壓為1V,根據(jù)圖表可知此時通過乙電阻的電流為0.4A,通過甲電阻的電流
為0.2A,故干路中電流應(yīng)該為0.6A,故D錯誤,符合題意。
故選D。
4.(2022·廣西·中考真題)在“探究電流與電壓的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中,采用圖像法得到如圖所示的I-U圖像,由
圖可知,電阻R一定時,通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓的關(guān)系及R的阻值分別是()
A.成正比,R=10ΩB.成正比,R=1Ω
C.成反比,R=10ΩD.成反比,R=1Ω
【答案】A
【詳解】由圖所示的I-U圖像是一條過原點(diǎn)的直線,所以當(dāng)電阻R一定時,通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩
U
端的電壓成正比;當(dāng)電壓為2V時,電流為0.2A,根據(jù)歐姆定律I可得R的阻值為
R
U2V
R=10Ω
I0.2A
故A符合題意,BCD不符合題意。
故選A。
5.(2021·廣西河池·中考真題)如圖所示的電路中,R是滑動變阻器,L是小燈泡,閉合開關(guān)S,在確保各
元件安全的前提下,把滑動變阻器的滑片P自左向右移動,下列選項(xiàng)正確的是()
A.電流表示數(shù)變大B.電流表示數(shù)不變
C.小燈泡L變亮D.小燈泡L變暗
【答案】A
【詳解】AB.燈泡和變阻器并聯(lián),把滑動變阻器的滑片P自左向右移動,變阻器阻值減小,電壓不變,
U
根據(jù)I,變阻器支路電流變大,燈泡支路電流不變,總電流變大,電流表示數(shù)變大,故A正確,B
R
錯誤;
CD.因?yàn)椴⒙?lián),所以變阻器支路不影響燈泡,燈泡亮度不變,故CD錯誤。
故選A。
UU
6.(2021·廣西玉林·中考真題)由歐姆定律I=變形可得R=,以下說法正確的是()
RI
A.導(dǎo)體的電阻跟它兩端的電壓成正比
B.導(dǎo)體的電阻跟通過它的電流成反比
C.導(dǎo)體的電阻跟它兩端的電壓和通過它的電流無關(guān)
D.導(dǎo)體的電阻由它兩端的電壓和通過它的電流的比值決定
【答案】C
【詳解】導(dǎo)體的電阻是導(dǎo)體的一種屬性,導(dǎo)體兩端的電壓及通過它的電流的大小不會影響導(dǎo)體電阻的大
小,而電路中導(dǎo)體的電阻一定時,通過導(dǎo)體的電流與其兩端的電壓成正比,當(dāng)電路中的電壓一定時,改
變電路中的電阻大小,通過電阻的電流會與電阻成反比,故ABD錯誤,C正確。
故選C。
7.(2022·廣西桂林·中考真題)在物理興趣小組的活動中,小桂按如圖所示的電路圖連接電路,電源電壓恒
定為10V,R0為滑動變阻器,R、Rx為定值電阻,且RRx,R15。閉合開關(guān)S前,應(yīng)將R0的滑
片移動至最(選填“左”或“右”)端;閉合開關(guān)S,將滑片移至某點(diǎn)固定不動,當(dāng)開關(guān)S1由
a點(diǎn)切換到b點(diǎn)時,電壓表示數(shù)變化了0.5V,電流表示數(shù)變化了0.1A,則Rx。
【答案】右20
【詳解】[1]閉合開關(guān)前,為保護(hù)電路,滑動變阻器接入阻值應(yīng)最大,如圖所示,滑片應(yīng)調(diào)到最右端。
[2]閉合開關(guān)S,將滑片移至某點(diǎn)固定不動,當(dāng)開關(guān)S1在a點(diǎn)時,滑動變阻器與R串聯(lián),電壓表測定值
電阻R兩端電壓U1,電流表測電流I1,電源電壓可表示為
UU1U0U1I1R0---------①
當(dāng)開關(guān)在點(diǎn)時,滑動變阻器與串聯(lián),電壓表測電阻兩端電壓,電流表測電流,由于
S1bRXRXU1I1
RRX
根據(jù)串聯(lián)分壓
U1U1
開關(guān)S1切換過程中,電壓表示數(shù)變化了0.5V,可得
U1U10.5V
接入電路電阻增大,電流會減小
I1I10.1A
電源電壓可表示為
②
UU1U0(U10.5V)I1R0(U10.5V)(I10.1A)R0---------
聯(lián)立①②式,可得
0.5V0.1AR0R0接入的阻值為
R05Ω
代入由①式
UU1U0I1R1I1R0
10VI115ΩI15Ω
解得
I10.5A
U1I1R10.5A15Ω7.5V
則Rx兩端電壓和電流為
U1U10.5V7.5V0.5V8V
電阻為
I1I10.1A0.5A0.1A0.4ARx
U8V
R120Ω
X0.4A
I1
8.(2022·廣西·中考真題)圖中,甲、乙為兩只相同的電壓表或電流表,若斷開開關(guān),甲、乙兩表示數(shù)之比
為2:1,通過R1的電流為I1,此時R1與R2聯(lián)。更換兩表種類,閉合開關(guān),兩表均有示數(shù),此時
兩表均為表,通過R2的電流為I2,則I1:I2。
【答案】并電壓3∶1
【詳解】[1]由題意可知,若斷開開關(guān),兩表均有示數(shù)且示數(shù)不相等;若兩表均為電壓表,則兩電壓表
均測量電源電壓,示數(shù)相等;所以兩表均為電流表,甲表測通過R1的電流,乙表測通過R2的電流,且
甲、乙兩表的比值為2∶1,示數(shù)不同,所以此時R1與R2并聯(lián)。
[2]兩表原來均為電流表,更換兩表種類,所以此時兩表均為電壓表。
[3]R1與R2并聯(lián)時,甲表測通過R1的電流,乙表測通過R2的電流,且甲、乙兩表的比值為2∶1,因?yàn)?/p>
并聯(lián),所以R1、R2兩端電壓相等,根據(jù)歐姆定律可得
UU
:2:1
R1R2
U
所以R2=2R1,此時I1,當(dāng)兩表均為電壓表時,閉合開關(guān),兩個電阻串聯(lián),根據(jù)歐姆定律可得通過R2
R1
的電流為
UU
I2
R1R23R1
所以
UU
I1:I2:3:1
R13R1
9.(2021·廣西貴港·中考真題)如圖甲所示的電路,電源電壓恒定,滑動變阻器R上標(biāo)有“20Ω1A”的字樣,
R2=6Ω,兩電表量程均保持不變,電路中各元件均在安全情況下工作。當(dāng)閉合開關(guān)S1、斷開S2,滑片P
移動到某一位置時,電流表和電壓表指針的位置如圖乙所示;當(dāng)同時閉合開關(guān)S1、S2,滑動變阻器接
入電路的阻值不變,此時電流表指針剛好達(dá)到所選量程的最大刻度值處。則R1的阻值是Ω,電
源電壓是V。
【答案】77.2
【詳解】[1]當(dāng)閉合開關(guān)S1、斷開S2,滑片P移動到某一位置時,R1與R2和滑動變阻器串聯(lián),電流表
和電壓表指針的位置如圖乙所示,電壓表測量滑動變阻器的電壓,由于滑動變阻器最大的電流為1A,
故此時電流表選擇的小量程,為0.4A,若滑動變阻器全部接入,此時滑動變阻器的電壓最大,最大為
U滑IR=0.4A20=8V
故電壓表選擇的是小量程,故此時電壓表的示數(shù)為2V,則滑動變阻器的電阻為
U2V
R滑==5Ω
I0.4A
則根據(jù)串聯(lián)電壓規(guī)律可以列等式
Ω
U0.4AR1+R2+R滑=0.4AR1+11
當(dāng)同時閉合開關(guān)S1、S2,滑動變阻器接入電路的阻值不變,此時電流表指針剛好達(dá)到所選量程的最大
刻度值處,R2被短路,只有滑動變阻器和R1接入電路,此時的電流為0.6A,則可以列等式
Ω
U0.6AR1+R滑=0.6AR1+5
可以整理得出
Ω
R1=7
故則R1的阻值是7Ω。
ΩΩ
[2]經(jīng)整理可得U0.6AR1+R滑=0.6A7+5=7.2V
電源電壓是7.2V。
10.(2021·廣西·中考真題)圖是一握力計的電路示意圖,a、b、c、d是四個接線柱,儀表及定值電阻R0均
未畫出。M、N均為金屬板,N固定不動,當(dāng)金屬片P向左移動時,R接入電路的阻值變。若握
力F增大時,要求儀表的示數(shù)也增大,則接線柱a、b之間應(yīng)接入,接線柱c、d之間應(yīng)接入(后
兩空選填“定值電阻”、“電流表”
或“電壓表”)
【答案】小電壓表定值電阻
【詳解】[1]如圖所示,當(dāng)金屬片P向左移動時,滑動變阻器接入電路中電阻的長度減小,R接入電路
的阻值變小。
[2][3]當(dāng)沒有外力作用于握力計時,滑片P應(yīng)位于滑動變阻器的左端,此時若c、d間接入電流表,會導(dǎo)
致電源短路,這是不允許的。c、d間更不能接入電壓表,這樣電壓表就串聯(lián)在電路中了,相當(dāng)于斷路。
所以c、d間只能接入定值電阻,當(dāng)滑片P滑到左端時,定值電阻對電路起保護(hù)作用。a、b間不能接入
電流表,否則滑動變阻器會發(fā)生短路現(xiàn)象,則a、b間只能接入電壓表。當(dāng)握力增大時,滑片P右移,
滑動變阻器連入電路的電阻變大,電路的總電阻變大,根據(jù)歐姆定律可知電路的總電流變小,由U=IR
可知,定值電阻兩端的電壓減小,因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和,所以滑動變阻器兩端的電
壓增大,即電壓表的示數(shù)增大,符合題意。
三.電阻的測量
11.(2022·廣西柳州·中考真題)小宸利用一個電池組,兩只電流表(A1和A2),一個開關(guān),一個阻值為R0=15Ω
的定值電阻和若干導(dǎo)線,來測量未知電阻Rx的阻值,他設(shè)計好電路并正確操作,發(fā)現(xiàn)A1、A2的示數(shù)如
圖所示。
(1)A1、A2的示數(shù)I1、I2分別是多少?
(2)在你不確定電路設(shè)計的情況下,請判斷電阻Rx可能的阻值為多少?
【答案】(1)0.3A;0.9A;(2)45Ω或5Ω或30Ω或7.5Ω。
【詳解】解:(1)由圖可知,電流表A1選的是“0-0.6A”的量程,A1的讀數(shù)I1=0.3A;電流表A1選的是“0-3A”
的量程,A2的讀數(shù)I2=0.9A。
(2)由題意可知,本題是利用“安阻法”來測量未知電阻Rx的阻值,Rx和R0應(yīng)并聯(lián)連接,因不確定電
路設(shè)計,即不確定電流表所接的位置,綜合分析,電流表所接位置可能有四種情況:
①A1接在Rx的支路上,A2接在R0的支路上,則并聯(lián)電路兩端的電壓為
UxU0I0R00.9A15Ω13.5VRx的阻值為
Ux13.5V
Rx45Ω
Ix0.3A
②A1接在R0的支路上,A2接在Rx的支路上,則并聯(lián)電路兩端的電壓為
UxU0I0R00.3A15Ω4.5VRx的阻值為
Ux4.5V
Rx5Ω
Ix0.9A
③A1接在Rx的支路上,A2接在干路上,則并聯(lián)電路兩端的電壓為
(
UxU0I0R00.9A0.3A)15Ω9VRx的阻值為
Ux9V
Rx30Ω
Ix0.3A
④A1接在R0的支路上,A2接在干路上,則并聯(lián)電路兩端的電壓為
UxU0I0R00.3A15Ω4.5VRx的阻值為
Ux4.5V
Rx7.5Ω
Ix0.9A-0.3A
答:(1)A1、A2的示數(shù)I1、I2分別是0.3A、0.9A;
(2)在不確定電路設(shè)計的情況下,電阻Rx可能的阻值為45Ω或5Ω或30Ω或7.5Ω。
12.(2022·廣西柳州·中考真題)小輝學(xué)習(xí)了電學(xué)的有關(guān)知識后,做如下實(shí)驗(yàn)。
(1)小輝利用如圖甲的電路測量某定值電阻R的阻值。
①連接實(shí)物電路時,滑動變阻器的滑片P應(yīng)置于(選填“a”或“b”)端,開關(guān)應(yīng);
②實(shí)驗(yàn)中,移動滑片P至某位置,若電流表和電壓表示數(shù)為分別0.2A、2V,則R的阻值為Ω;
③為減小誤差,改變R兩端電壓,多次測量電壓及電流值,算出對應(yīng)的電阻,最后求出電阻的
值,作為R的阻值;
(2)小輝得知某熱敏電阻的阻值隨溫度變化圖像如圖乙,就利用該熱敏電阻制作溫控報警器,報警器
電路的一部分如圖丙所示,電源電壓為12V。當(dāng)環(huán)境溫度達(dá)到或超過50℃時,電壓U2達(dá)到或超過9V
并觸發(fā)報警器(圖中未畫出)報警。則圖中(選填“R1”或“R2”)應(yīng)使用熱敏電阻,另一定
值電阻的阻值為Ω。
【答案】b斷開10平均R1300
【詳解】(1)①[1][2]為了保護(hù)電路,連接實(shí)物電路時,滑動變阻器的滑片P應(yīng)置于阻值最大處,即b
端,開關(guān)應(yīng)斷開。
UU2V
②[3]根據(jù)歐姆定律I可知,R的阻值為R==10Ω
RI0.2A
③[4]為減小誤差,改變R兩端電壓,多次測量電壓及電流值,算出對應(yīng)的電阻,最后求出電阻的平均
值,作為R的阻值。
(2)[5]由圖乙知當(dāng)溫度升高時,該熱敏電阻阻值減小,分得電壓減小,而溫度高時輸出電壓要升高,
以觸發(fā)報警,所以R1為熱敏電阻,由圖線可知,溫度為50℃時,R1=100Ω,根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律
知熱敏電阻R1兩端的電壓為U1UU212V-9V=3V
U3V
電路中的電流為I1=0.03A
R1100Ω
U9V
定值電阻的阻值為R2=300Ω
2I0.03A
13.(2022·廣西貴港·中考真題)小華做測量定值電阻Rx阻值的實(shí)驗(yàn),現(xiàn)有器材:待測電阻Rx、兩節(jié)干電池、
電壓表、電流表、滑動變阻器、開關(guān)、導(dǎo)線若干。
(1)請按圖甲所示的電路圖,以筆畫線代替導(dǎo)線,將圖乙中的電路連接完整;()
(2)連接電路時,開關(guān)斷開,并將滑動變阻器滑片置于阻值處;
(3)正確連接電路,閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)無論怎樣移動滑片P,電流表都沒有示數(shù),而電壓表示數(shù)接近3V,
則故障可能是(選填標(biāo)號);
A.滑動變阻器斷路B.Rx斷路C.Rx短路
(4)排除故障后,當(dāng)電壓表示數(shù)為1.3V時,電流表示數(shù)如圖丙所示,則通過Rx的電流大小為
A,它的阻值是Ω;
(5)本實(shí)驗(yàn)要多次測量取平均值,目的是;
(6)小華對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行進(jìn)一步拓展,利用電源(電壓未知但恒定不變)、阻值為R0的定值電阻、電流表、
開關(guān)等器材,設(shè)計了如圖丁所示的電路也能測出Rx的阻值,請你完成下列實(shí)驗(yàn)步驟:
①按電路圖正確連接電路,閉合開關(guān)S,斷開開關(guān)S1,讀出電流表示數(shù)I1;
②,讀出電流表示數(shù)I2;
③根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),計算出待測電阻Rx=。(用R0、I1、I2表示)
【答案】最大B0.265
I1R0
減小誤差再閉合開關(guān)S1
I2I1
【詳解】(1)[1]滑動變阻器要采取“一上一下”的連接方式,與待測電阻串聯(lián),如圖
(2)[2]為保護(hù)電路,連接電路時,開關(guān)斷開,并將滑動變阻器滑片置于阻值最大處。
(3)[3]A.若滑動變阻器斷路,電路斷路,電流表、電壓表都無示數(shù),故A不符合題意;
B.電流表示數(shù)沒有,說明電路斷開,電壓表示數(shù)接近電源電壓,說明電壓表、電流表、滑動變阻器、
開關(guān)與電源兩極連通,所以電路故障可能是定值電阻斷路,故B符合題意;
C.若Rx短路,電壓表與Rx并聯(lián),電壓表無示數(shù),電流表有示數(shù),故C不符合題意。
故選B。
(4)[4]由圖知,電流表量程為0~0.6A,分度值為0.02A,讀數(shù)為0.26A。
[5]則待測電阻
U1.3V
R5
xI0.26A
(5)[6]為了使結(jié)果更加準(zhǔn)確,應(yīng)多測幾組電流、電壓值,計算出多組Rx的值,然后求平均值,這樣
可以減小誤差。
(6)①按電路圖正確連接電路,閉合開關(guān)S,斷開開關(guān)S1,讀出電流表示數(shù)I1,此時電阻R0兩端的電
壓即為電源電壓
UI1R0
②[7]再閉合開關(guān)S1,電阻R0、Rx并聯(lián),讀出電流表示數(shù)為電路總電流,因?yàn)殡娫措妷翰蛔?,所以流過
電阻R0電流不變,根據(jù)并聯(lián)電路電流特點(diǎn),流過電阻Rx的電流
IxI2I1
③[8]電阻Rx的值
UI1R0
Rx=
IxI2I1
14.(2022·廣西玉林·中考真題)如圖1甲所示是“測量小燈泡的電阻”的實(shí)驗(yàn)電路圖。
(1)請根據(jù)圖1甲所示電路圖,用筆畫線代替導(dǎo)線完成圖乙未連接好的實(shí)物電路(要求滑片P
向右移動時小燈泡變亮);
(2)電路連接好后閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)電流表有示數(shù),電壓表無示數(shù),小燈泡不亮,如果電路只有一個元
件有故障,該故障可能是小燈泡;
(3)排除故障后,繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn),小燈泡正常發(fā)光時電壓表示數(shù)如圖1丙所示,其讀數(shù)為V;
(4)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),作出小燈泡工作時IU的關(guān)系圖像如圖2所示,則小燈泡正常發(fā)光時的電阻為
;
(5)由圖2可知,不同電壓下,小燈泡電阻值不同,燈絲的電阻會隨溫度升高而變;
(6)若實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)電壓表損壞,現(xiàn)增加一個已知阻值為R0的定值電阻和一個開關(guān),設(shè)計如圖3所
示的電路,也能測出小燈泡正常發(fā)光時的電阻,其實(shí)驗(yàn)步驟如下:
①閉合開關(guān)S,斷開開關(guān)S1,移動滑動變阻器的滑片P,使電流表的示數(shù)為I額,并記錄下來;
②保持滑動變阻器滑片P的位置不動,閉合開關(guān)S和S1,記下此時電流表的示數(shù)為I1;
③保持開關(guān)S和S1閉合,移動滑動變阻器的滑片至最右端,記下此時電流表的示數(shù)為I2;
④則小燈泡正常發(fā)光時電阻的表達(dá)式為:R燈(用I額、I1、I2和R0表示)。
I2R0I1I額
【答案】短路2.510大
I1I額
【詳解】(1)[1]滑片P向右移動時小燈泡變亮,說明電路中電流變大,變阻器阻值變小,故變阻器右
下接線柱與燈泡串聯(lián)接入電路中,如下圖
(2)[2]電路連接好后閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)電流表有示數(shù),說明電路是通路;電壓表無示數(shù),小燈泡不亮,
說明電壓表并聯(lián)的支路短路或電壓表短路,如果電路只有一個元件有故障,該故障可能是小燈泡短路。
(3)[3]排除故障后,小燈泡正常發(fā)光,此時電壓表示數(shù)如圖1丙,由圖知道,電壓表選用小量程,分
度值0.1V,故其示數(shù)為2.5V。
(4)[4]由I-U的關(guān)系圖像可知,當(dāng)燈泡兩端電壓為2.5V時,通過燈泡的額定電流為0.25A,小燈泡正
常發(fā)光時的電阻為
U2.5V
R=10Ω
I0.25A
(5)[5]由I-U的關(guān)系圖像知道,當(dāng)燈泡兩端的電壓增大,通過燈泡的電流也變大,根據(jù)P=UI知道,
燈泡的功率變大,燈絲的溫度升高,燈絲的電阻隨溫度的升高而變大。
(6)[6]在步驟①中,R、R0和L串聯(lián)在電路中,電流表測串聯(lián)電路電流,移動滑動變阻器的滑片P,
U
使電流表的示數(shù)為I額,此時燈泡正常發(fā)光;由R知道,電路的總電阻為
I
U源
R總
I額
在步驟②中,R和R0串聯(lián)在電路中,電流表測串聯(lián)電路電流,保持滑動變阻器滑片P的位置不動,此
U
時電流表的示數(shù)為I1,由R知道,電路的總電阻為
I
U源
R總1
I1
在步驟③中,電路為只有R0的簡單電路,此時電流表的示數(shù)為I2,根據(jù)U=IR知道,電源電壓為
U源=I2R0
由電阻的串聯(lián)規(guī)律知道,小燈泡正常發(fā)光時電阻的表達(dá)式為
U源U源11I2R0I1I額
RRRIR
燈總總120
I額I1I額I1I1I額
15.(2022·廣西河池·中考真題)某實(shí)驗(yàn)小組用伏安法測量待測電阻Rx的阻值,設(shè)計的實(shí)驗(yàn)電路如圖甲所示。
(1)根據(jù)圖甲用筆畫線代替導(dǎo)線將圖乙的實(shí)物圖補(bǔ)充完整;
(2)該實(shí)驗(yàn)的原理是;
(3)某次測量時,電壓表的示數(shù)為1.5V,電流表的示數(shù)為0.3A,則待測電阻的阻值為;
實(shí)驗(yàn)時應(yīng)多測幾組數(shù)據(jù),求電阻的平均值,目的是;
(4)若撤去電壓表和滑動變阻器,新增一個阻值為R0的定值電阻,利用如圖丙所示的實(shí)驗(yàn)電路,也可
以測量待測電阻Rx的阻值。實(shí)驗(yàn)步驟如下:
①首先,閉合開關(guān)S1、S2,記錄電流表的示數(shù)I1;
②接著,斷開開關(guān),記錄電流表的示數(shù)I2;則待測電阻的阻值Rx(用R0、I1、I2表
示)。
U
【答案】R5減小誤差S
I2
I1I2R0
I2
【詳解】(1)[1]由電路圖可知,待測電阻與滑動變阻器串聯(lián),電壓表測待測電阻兩端的電壓,電流表
測通過待測電阻的電流,滑動變阻器選用左下接線柱與開關(guān)串聯(lián)接入電路中,實(shí)物圖如圖所示:
(2)[2]用伏安法測量待測電阻Rx的阻值實(shí)驗(yàn)中,用電壓表測待測電阻Rx兩端的電壓,用電流表測通
UU
過R的電流,根據(jù)R計算電阻,故該實(shí)驗(yàn)的原理是R。
xII
U
(3)[3]由R可知,待測電阻的阻值為
I
U1.5V
R=5Ω
I0.3A
[4]為了提高測量的準(zhǔn)確程度,要多次測量求平均值減小誤差。
(4)[5][6]實(shí)驗(yàn)步驟:①首先,閉合開關(guān)S1、S2,記錄電流表的示數(shù)I1,此時電路為R0的簡單電路,Rx
被短路,電流表測通過R0的電流,電源電壓為
UI1R0
②接著,斷開開關(guān)S2,記錄電流表的示數(shù)I2,此時R0與Rx串聯(lián),電流表測電路中的電流,根據(jù)歐姆定
律可知,R0兩端的電壓為
U0I2R0Rx兩端的電壓為
UXUU0I1R0I2R0I1I2R0
由歐姆定律可知,待測電阻的阻值Rx為
UxI1I2R0
Rx
I2I2
16.(2022·廣西·中考真題)在水果中平行插入兩片不同金屬制成的極板,就組成了一個水果電池,如圖所
示。物理興趣小組的同學(xué)在課外實(shí)踐活動中探究影響水果電池電壓大小的因素,實(shí)驗(yàn)前,他們的部分
實(shí)驗(yàn)猜想如下:
猜想一:水果電池電壓可能與水果的種類有關(guān)
猜想二:水果電池電壓可能與極板的材料有關(guān)
(1)為了驗(yàn)證猜想一和猜想二,在不同水果中插入
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