阻值为最大,则闭合开关后,电流最小,对电路起到保护作用. ②根据U?U0?IRX,将坐标中任意两组数据代入式子可得:
U0?2.4V?0.1A?Rx; U0?1.8V?0.2A?Rx;
联合两式解得:Rx?6Ω,U0?3V.
点睛:关键是欧姆定律的应用,有一定难度,最后一问根据坐标图任意找出两个标点的数据,列出电源电压的关系式,即可解出答案.
10.某同学利用如图甲所示的电路探究电流与电阻的关系,实验中电源电压保持不变,选用的5个定值电阻的阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω和25Ω,滑动变阻器的规格为“30Ω 1.5A”。
(1)如果连完电路、闭合开关后,发现仅有一只电表有示数,则造成这一现象的原因可能是____________(选填下面的字母代号); A.电流表断路 B.定值电阻短路 C.滑动变阻器断路 D.滑动变阻器短路 E.定值电阻处接触不良
(2)电路连接完好后,先用5Ω的定值电阻进行实验,闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,当电流表的示数如图乙所示时,记下电压表的示数,此时电路中的电流为
______________A;再将5Ω的定值电阻换成10Ω定值电阻进行实验时,滑动变阻器的滑片应向_______________(选填“左”或“右”)滑动直至电压表示数为______ V, 并记录电流表的示数;
(3)若实验中有电压为4V、6V、和8V的三种电源可选,为完成5组实验,该同学选用的电源电压可能是________________V;
(4)小明想用本实验中的器材测定未知电阻的阻值,可是发现电流表损坏,所以他设计了如图丙所示的电路图来测量未知定值电阻Rx的阻值,其中R0为已知电阻,步骤如下: a.闭合开关S、S1,断开S2时,测得电压表的示数U1; b._________________时,测得电压表示数为U2;
c. 则被测电阻Rx的阻值为: Rx=_____________(写出表达式)。
【答案】BE 0.4 左 2 4 闭合开关S、S2,断开S1 【解析】 【分析】 【详解】
U1?R0
U2?U1(1)[1] A.电流表断路时,整个电路断路,电流表和电压表都没有示数,故A不符合题意; B.定值电阻短路电压表示数为0,只有滑动变阻器接入电路,所以电流表有示数,故B符合题意;
C.滑动变阻器断路,整个电路断路,电流表和电压表都没有示数,故C不符合题意; D.滑动变阻器短路,只有定值电阻工作,电压表测量的是定值电阻的电压,电流表测量的是定值电阻的电流,两表都有示数,故D不符合题意;
E.定值电阻处接触不良相当于定值电阻断路,这样电压表示数为电源电压,由于电压表电阻极大,电流表无示数,故E符合题意。 故选B和E。
(2)[2]根据电流表的接线可知,电流表使用的是小量程,分度值是0.2A,电流表示数为0.40A。
(2)[3][4]将5Ω的定值电阻换成10Ω定值电阻进行实验时,由于定值电阻变大,根据串联分压,定值电阻两端电压变大,由于实验探究的是电流与电阻的关系,应该控制定值电阻两端的电压不变,这时增大滑动变阻器的电阻,使滑动变阻器两端电压增大,从而可以减小定值电阻两端的电压,直至电压表示数与原来相同为止,所以滑动变阻器滑片应向左滑动,电压表示数为原来电压的大小即
U?I1R1?0.40A?5Ω?2V
(3)[5]实验选用的5个定值电阻的阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω和25Ω,定值电阻与滑动变阻器串联,串联分压与电阻成正比,当用25Ω电阻实验时,为保证定值电阻两端电压2V不变时,滑动变阻器两端电压与定值电阻两端电压之和就是电源电压,而滑动变阻器的最大电阻只有30Ω,当电源电压为4V时,滑动变阻器能把定值电阻两端电压调整为2V,当电源电压6V和8V时,滑动变阻器的的滑片就是滑到最大阻值处定值电阻两端电压也超过2V,故该同学实验时选择的是4V的电源。
(4)[6][7]闭合开关S、S1,断开S2时,测得电压表的示数U1,这时Rx和R0是串联,电压表测量的是Rx两端电压,根据串联分压的原理,还需要测量出R0两端电压或者是电源电压,根据电路图可知只能闭合S、S2,断开S1,这时RX和R0还是串联,而这时电压表测量的是电源电源,这两种情况两电阻的工作情况没有改变,由串联分压原理故有
RU1?x
U2?U1R0Rx大小为
Rx?U1R0
U2?U1
11.有一只阻值未知的定值电阻Rx。图甲是用伏安法测Rx阻值的实物电路,电源电压恒为3V,滑动变阻器最大阻值为10Ω:
1 2 3 U/V 0.8 1.6 2.0 I/A 0.2 0.4 0.5 R/Ω
(1)甲图中有一根导线连接错误,请在该导线上画“×”并在图上改正(所画的导线用实线且不能交叉); (_____________)
(2)改正电路后,闭合开关,发现无论怎样移动滑动变阻器滑片,两电表均无示数,其原因可能是______(填字母);
A.滑动变阻器断路 B.Rx断路 C.Rx短路
(3)故障排除后,正确操作实验器材,移动滑片,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Rx=____________Ω;
(4)实验小组测了三组数据(如上表),进行多次实验的目的是____________;分析表中数据可知,不可能通过以上实验获得的数据是____________(填序号)。原因是________________;
[拓展]小明认为,实际中电流表和电压表都有内阻,若考虑电表的内阻,利用甲图改正后的电路测量电阻时,如果电压表和电流表的读数分别为U和I,而它们自身电阻分别为Rv和RA,则Rx更准确的表达式为__________。
【答案】 A 4 取平均值减小误差
URV1 电压表示数为0.8V时,滑动变阻器连入的电阻大于滑动变阻器的最大阻值
IRV-U【解析】 【分析】 【详解】
(1)[1]用伏安法测Rx阻值的大小,需要知道Rx两端的电压大小,流过Rx的电流大小;从图甲可以看到,可以把电阻Rx左端与电流表的接线改成电阻Rx左端与开关S右端相连,这时电流从电源正极流出,流过电流表、滑动变阻器、电阻Rx,再流过开关S,最后回负极,电压表并联在电阻Rx的两端;根据上述修改实物图,如下图所示。
(2)[2]A.假设滑动变阻器断路,那么整个电路都没有电流,电流表没有示数,电压表也没有示数,这与题中的条件相符合,所以可能是滑动变阻器断路,选项A符合题意; B.假设Rx断路,那么电路中没有电流,电流表没有示数,电压表测的是电源电压,有示数,这与题中的条件不符合,所以不可能是Rx断路,B项不合题意;
C.假设Rx短路,那么电路中有电流流过,电流表会有示数,电压表没有示数,这与题中的条件不符合,所以不可能是Rx短路,C项不合题意。 故选A。
(3)[3]从图乙可以看到,电流表的量程是0~0.6A,分度值是0.02A,它的读数是0.3A,根据
R?U可知,待测电阻Rx的大小是 I
Rx?待测电阻Rx的大小是4Ω。
Ux1.2V??4Ω Ix0.3A(4)[4]因为实验过程中会存在误差,进行多次实验的目的是取平均值减小误差。 [5][6]不可能通过以上实验获得的数据是实验序号1;因为当电压表的示数是0.8V时,这时变阻器两端的电压是
U变?3V-0.8V?2.2V
流过变阻器的电流大小是I变?0.2A,这时变阻器的电阻大小是
R变?U变I变?2.2V?11Ω 0.2A而变阻器的最大阻值是10Ω,R变与实际不符合,所以电压表的示数不可能是0.8V,不可能通过以上实验获得的数据是实验序号1。 [7]根据欧姆定律可知,流过电压表的电流是IV?过Rx的电流大小是
U,根据并联电路的电流规律可知,流RVIx?I-IV?I-根据R?U RVU可知,Rx的阻值是 IRx?URVU? IxIRV-URx的阻值是
URV。
IRV-U
12.热敏电阻的阻值会随温度的改变而改变。小张同学用如图甲所示的电路来探究热敏电阻RT的阻值与温度的关系。已知M为控温器,电源电压未知但恒定不变,R为电阻箱(一种可以改变并读出阻值的变阻器)。因实验器材的限制,利用该电路无法直接测出热敏电阻的阻值,聪明的小张进行了如下操作:
①根据图甲连接电路,闭合开关前,将电阻箱的阻值调到足够大;
②控制控温器中液体温度为10℃,闭合开关,调节电阻箱的阻值,使电流表的示数达到某数值,记录此时电阻箱的阻值为26Ω;
③依次改变控温器中的液体温度,同时……,得到相关数据记录如下表所示。
分析并回答下列问题:
(1)步骤③中“……”部分的操作是____。
【物理】人教版九年级物理下册第一次模拟考试精选试卷培优测试卷



