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初中物理欧姆定律的应用分层练习

2026-11-09 13:02:38教育资讯0
23.小阳利用学生电源、5 个阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻,标有“25Ω,2A”的滑动变阻器,电压表、电流表、开关、导线等器材做“探究电流与电阻的关系”实验。2Se物理好资源网(原物理ok网)
(1)甲图中有一根导线连接错误,请在该导线上画“×”,并在图中改正;2Se物理好资源网(原物理ok网)
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(2)正确连接电路,闭合开关后,发现电流表示数如图乙所示,该电流为A。小阳发现此时电压表的示数却为零,导致这一现象的原因可能是;2Se物理好资源网(原物理ok网)
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(3)排除故障完成实验后,小阳根据实验数据作出了如图丙所示的图象。分析图象可知,用阻值为    Ω的定值电阻进行实验时操作错误,错误的原因是;2Se物理好资源网(原物理ok网)
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(4)小阳同学的实验中,所采用的电源电压最大可能是V。2Se物理好资源网(原物理ok网)
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【答案】(1)2Se物理好资源网(原物理ok网)
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(2)0.2电压表断路2Se物理好资源网(原物理ok网)
(3)10          没有控制电压不变(4)62Se物理好资源网(原物理ok网)
【详解】(1)此实验中,电流表、电阻、滑动变阻器需要串联,电压表测量定值电阻两端电压。2Se物理好资源网(原物理ok网)
改正后的实物图如图所示:2Se物理好资源网(原物理ok网)
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14.4  欧姆定律的应用分层练习(解析版)2Se物理好资源网(原物理ok网)
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(2)[1]电流表接的是0~0.6A的量程,指针指在0.2A 处,所以电流表的读数为0.2A。2Se物理好资源网(原物理ok网)
[2]电路中有电流,并且电路中电流比较小,故可能用电器都正常,此时电压表无示数,说明可能是电压表短路或断路,短路时,电路中电流可能较大,断路时,电路中电流不会较大,故可能的原因是电压表断路。2Se物理好资源网(原物理ok网)
(3)[1][2]由图丙可知,在电阻为5Ω、15Ω、20Ω、25Ω时,电流分别为0.6A、0.2A、0.15A、0.12A,根据欧姆定律可知,它们的两端的电压均为3V,则实验中是保持定值电阻两端电压3V 不变。由图丙可知,当电阻为10Ω时,通过的电流为0.24A,此时的电压U = IR = 0.24A×10W= 2.4V≠3V,即当电阻为10Ω时,没有保持其两端电压不变,故此次数据错误。2Se物理好资源网(原物理ok网)
(4)次实验中定值电阻两端的电压保持3V 不变,根据串联串联电路中电流处处相等可知2Se物理好资源网(原物理ok网)
 要保证实验的正常进行,则定值电阻阻值最大、滑动变阻器的阻值调到最大时,2Se物理好资源网(原物理ok网)
电源电压U 也会最大,即有  解得电源最大电压U =6V。2Se物理好资源网(原物理ok网)
24.科技社团同学利用图甲所示电路探究电流与电阻的关系,电源电压恒定,有5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻各一个,滑动变阻器标有“10Ω1A”。2Se物理好资源网(原物理ok网)
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(1)请用笔画线代替导线将图甲的电路连接完整。2Se物理好资源网(原物理ok网)
(2)连接电路前发现电压表指针如图乙所示,则需要对电压表。电路连接时开关应该始终处于状态,闭合开关前应将滑动变阻器滑片P 移至端。2Se物理好资源网(原物理ok网)
(3)电路连接完成后,闭合开关,发现电压表有示数,电流表无示数,可能是电阻。2Se物理好资源网(原物理ok网)
(4)排除故障后,当接入5Ω的定值电阻,调节滑片P 使电压表示数达到所要控制的电压U1时,电流表指针如图丙所示,其示数为A。更换为10Ω的电阻继续实验,发现滑动变阻器调到最大阻值时才能使电压表示数达到U1,则电源电压为。2Se物理好资源网(原物理ok网)
(5)在不增加和不更换器材的情况下,为了顺利完成实验,你的方法是: 。2Se物理好资源网(原物理ok网)
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【答案】(1)2Se物理好资源网(原物理ok网)
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(2)调零断开     B2Se物理好资源网(原物理ok网)
(3)断路2Se物理好资源网(原物理ok网)
(4)0.442Se物理好资源网(原物理ok网)
(5)见解析2Se物理好资源网(原物理ok网)
【详解】(1)在探究电流与电阻关系的实验中,电压表需并联在定值电阻的两端。由图乙可知,2Se物理好资源网(原物理ok网)
实验中电压表接小量程,如图所示:2Se物理好资源网(原物理ok网)
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(2)[1][2][3]连接电路前,由图乙可知,电压表的指针未指在零刻度线处,因此需进行调零;为保护电路安全,连接电路时开关要断开,滑动变阻器的滑片要调至最大阻值处即调至B 端。2Se物理好资源网(原物理ok网)
(3)闭合开关,电路为串联电路,电流表无示数说明电路有断路故障。电压表有示数,说明电压表与电源的正负极相通,则故障可能为电阻R断路。2Se物理好资源网(原物理ok网)
(4)[1][2]由图丙可知,电流表接0-0.6A的量程,分度值为0.02A,则示数为0.4A,电压表示数为U1=I1R1=0.4A×5Ω=2V2Se物理好资源网(原物理ok网)
当接入10Ω电阻时,调节滑动变阻器的滑片,滑动变阻器调到最大阻值为10Ω时,才能使电压表示数达到2V。根据串联电路分压规律,则滑动变阻器两端的电压同样为2V,可得电源电压为U=U1+U滑=2V+2V=4V2Se物理好资源网(原物理ok网)
(5)当接入20Ω电阻时,电路中电流为 滑动变阻器需接入电路中的电阻为R滑  2Se物理好资源网(原物理ok网)
滑动变阻器的最大阻值为10Ω, 需要接入的阻值大于滑动变阻器的最大阻值。在不增加和不更换器材的情况下,为了顺利完成实验,根据串联电阻的大小关系可知,可将原10Ω的电阻串联入电路中。2Se物理好资源网(原物理ok网)
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25.小岳和小阳在“探究电流跟电阻的关系”实验中所用器材:电压为 6V  的电源、电流表、电压表、滑动变阻器规格为“60Ω  0.5A”、定值电阻 R(阻值分别为 5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω、40Ω)、开关和若干导线。2Se物理好资源网(原物理ok网)
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(1)用笔画线代替导线将图甲电路连接完整,要求:滑片P向右移动时,滑动变阻器接入电路的阻值变大;闭合开关前,将滑动变阻器滑片 P  移到最右端,起到 的作用;2Se物理好资源网(原物理ok网)
(2)正确连接电路后,闭合开关,电流表和电压表均无示数,移动滑动变阻器时两电表示数均不发生变化,电路故障可能为滑动变阻器 ;2Se物理好资源网(原物理ok网)
(3)小岳和小阳根据各自前四次实验数据作出了如图乙所示的 I-R图像,其中 的实验操作是错误的。经检查发现,是因为该同学在做完第一次实验之后一直忘记调节滑动变阻器。修正错误后,他们发现无论怎么调节滑动变阻器,都无法完成这六组实验,请依据所掌握的知识,在不调整两个电表量程的前提下,提出一个具体的解决方案,并附上相应的数据支持: 。2Se物理好资源网(原物理ok网)
【答案】(1)          保护电路2Se物理好资源网(原物理ok网)
(2)断路2Se物理好资源网(原物理ok网)
(3)          小岳     更换最大阻值至少为80Ω的滑动变阻器2Se物理好资源网(原物理ok网)
【详解】(1)[1]要使滑片P向右移动时,滑动变阻器接入电路的阻值变大,所以应该将滑动变阻器的D 接线柱与开关相连,如下图所示:2Se物理好资源网(原物理ok网)
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[2]将滑动变阻器滑片 P  移到最右端,能够保证电路的阻值最大,电流最小,能够起到保护电路的作用。2Se物理好资源网(原物理ok网)
(2)电流表无示数,说明电路出现断路,电压表也没有示数,说明是与电压表并联部分以外的部分出现断路,所以可能是滑动变阻器断路。2Se物理好资源网(原物理ok网)
(3)[1]由图可知,两位同学第一次实验均控制定值电阻两端的电压保持在U1=I1R1=0.4A×5Ω=2V2Se物理好资源网(原物理ok网)
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而小岳第二次实验定值电阻两端的电压U2=I2R2=0.3A×10Ω=3V所以小岳的实验操作是错误的。2Se物理好资源网(原物理ok网)
[2]由串联电路的电压规律可知,滑动变阻器两端的电压保持在UP=U-U1=6V-2V=4V2Se物理好资源网(原物理ok网)
由串联电路的分压规律可知,定值电阻的阻值与滑动变阻器的阻值之比等于其两端的电压之比,即1∶2,所以当定值电阻的阻值为40Ω时,滑动变阻器的阻值为80Ω,所以要能够完成实验,可以将滑动变阻器换为最大阻值至少为80Ω的。2Se物理好资源网(原物理ok网)
26.用图甲所示的电路来探究电流与电阻的关系。电源为三节新干电池串联而成,电压表(0-3V)、电流表(0-0.6A),阻值分别为5Ω 、10Ω、15Ω、20Ω 、25Ω的定值电阻各一个,另有规格为“50Ω0.3A”“20Ω  0.6A”“10Ω 2A”的滑动变阻器可供选择。2Se物理好资源网(原物理ok网)
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(1)请用笔画线代替导线在图乙中完成实物连接;(要求滑片向右滑电流表示数变小)2Se物理好资源网(原物理ok网)
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(2)连接好电路后,闭合开关,电压表指针迅速偏转到表盘最右端,电流表无示数,其原因可能是;2Se物理好资源网(原物理ok网)
(3)排除故障后,当5Ω电阻接入电路时,电流表示数如图丙所示,更换为10Ω电阻后,为保证电压表示数不变,需调节滑动变阻器滑片向(A/ B)侧移动。为能完成五组实验,应选择规格为的滑动变阻器。2Se物理好资源网(原物理ok网)
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【答案】(1)2Se物理好资源网(原物理ok网)
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(2)R断路2Se物理好资源网(原物理ok网)
(3)B          “20Ω      0.6A”2Se物理好资源网(原物理ok网)
【详解】(1)由图甲可知,电压表并联在定值电阻两端,要求滑片向右滑时电流表示数变小,即滑动变阻器接入电路中的阻值变大,故应接入左下接线柱,如图所示:2Se物理好资源网(原物理ok网)
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(2)连接好电路后,闭合开关,电流表无示数,说明电路中有断路,而电压表指针迅速偏转到表盘最右端,即电压表直接并联在了电源两端,测量电源电压,故其原因可能是R断路。2Se物理好资源网(原物理ok网)
(3)[1]根据串联分压可知,将5Ω电阻更换为10Ω电阻后,定值电阻两端电压变大,为保证电压表示数不变,应增大滑动变阻器两端电压,即应增大滑动变阻器接入电路中的阻值,即需调节滑动变阻器的滑片向B 侧移动。2Se物理好资源网(原物理ok网)
[2]当5Ω电阻接入电路时,电流表示数如图丙所示,由图丙可知,电流表接小量程,分度值为0.02A,示数为0.5A;此时电路中电流为0.5A>0.3A,则实验中控制定值电阻两端电压为2Se物理好资源网(原物理ok网)
U1  =I1R1  = 0.5A×5Ω = 2.5V2Se物理好资源网(原物理ok网)
电源为三节新干电池串联而成,则电源电压为4.5V,则滑动变阻器两端电压始终为2Se物理好资源网(原物理ok网)
U= U—U  = 4 5V—2 5V =2V2Se物理好资源网(原物理ok网)
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若能完成五组实验,定值电阻最大电阻为25Ω,则滑动变阻器的最大阻值应为2Se物理好资源网(原物理ok网)
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故应选择规格为“20Ω      0.6A”的滑动变阻器。2Se物理好资源网(原物理ok网)
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27.小宇同学在“探究电流与电阻关系”的实验时,设计了如图甲所示的实验电路,已知电源电压为2Se物理好资源网(原物理ok网)
4.5V,实验用到的电阻阻值分别为5Ω 、10Ω、15Ω、20Ω 、25Ω。2Se物理好资源网(原物理ok网)
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(1)根据电路图,用笔画线代替导线将乙图的实物图连接完整。2Se物理好资源网(原物理ok网)
(2)小宇同学根据实验数据绘制出I -R图像如图丙所示,由图像可得出结论:。2Se物理好资源网(原物理ok网)
(3)为了完成本次实验,滑动变阻器的最大阻值至少为Ω。2Se物理好资源网(原物理ok网)
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【答案】(1)2Se物理好资源网(原物理ok网)
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(2)当电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比2Se物理好资源网(原物理ok网)
(3)202Se物理好资源网(原物理ok网)
【详解】(1)由题意可知,依据图甲所示电路图,在图乙所示实物图中电压表要与定值电阻并联,测定值电阻两端电压,滑动变阻器要采用“一上一下”的接法,故连接完整后的实物图如下图所示:2Se物理好资源网(原物理ok网)
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(2)根据图丙所示I -R 图像可知,随着电阻R阻值的增大,电阻R中的电流I在减小,且两者的 乘积电压为定值;由此可得出结论:当电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比。2Se物理好资源网(原物理ok网)
(3)由题意可知,滑动变阻器与定值电阻R串联,电源电压恒为4.5V;由图丙可知,定值电阻R两端控制不变的电压为UR=IR = 0.5A×5Ω = 2.5V2Se物理好资源网(原物理ok网)
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所以滑动变阻器两端应分担的电压为U滑 = U源 -UR= 2V2Se物理好资源网(原物理ok网)
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由此可得,要控制定值电阻R 两端的电压恒为2.5V,根据串联分压的规律,定值电阻R 与滑动变阻器阻值大小的比例必须符合 2Se物理好资源网(原物理ok网)
因为本探究实验中用到的电阻阻值分别为5Ω 、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω,所以,为了完成本次实验,滑动变阻器的最大阻值至少为R滑 2Se物理好资源网(原物理ok网)
28.如图所示的电路图,电源电压为U0且保持不变。现在将MN端分别与变阻器的ac 端相连,闭合开关,向右移动滑片P时。2Se物理好资源网(原物理ok网)
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(1)若电路无故障,则电压表示数。2Se物理好资源网(原物理ok网)
(2)若移动滑片P时,至少有一个电表示数不为0,故障只存R1或R2上;请写出电压表的示数和电流表示数的变化情况以及对应的故障 。2Se物理好资源网(原物理ok网)
【答案】(1)变小2Se物理好资源网(原物理ok网)
(2)见详解2Se物理好资源网(原物理ok网)
【详解】(1)将MN端分别与变阻器的ac 端相连,闭合开关,电压表测量变阻器两端电压,向右移动滑片P时,变阻器接入电路中的阻值变小,由串联分压特点可知,变阻器两端电压变小,所以电压表示数变小。2Se物理好资源网(原物理ok网)
(2)①若R2短路,则电压表被短路,示数等于0,电路中只有R1 ,电流表有示数,移动滑片P时,电流表示数不变,符合题意;2Se物理好资源网(原物理ok网)
若R2断路,电压表、R1、电流表、电源构成通路,电压表示数等于电源电压U0,电流表示数为0,移动滑片P时,电压表和电流表的示数不发生变化,符合题意;2Se物理好资源网(原物理ok网)
②若R1短路时,电路中只有R2、电流表、电源构成通路,电压表显示电源两端的电压,示数U0,电流表有示数,向右移动滑片P时,电压表示数不变,电流表示数增大,符合题意;2Se物理好资源网(原物理ok网)
若R1断路时,整个电路都没有电流通过,电流表、电压表的示数都等于0,不符合题意;2Se物理好资源网(原物理ok网)
综上所述,故障有三种情况,一是R2短路;二是R2断路;三是R1短路。2Se物理好资源网(原物理ok网)
29.小凤和小鸣为“测量小灯泡正常发光时的电阻”准备了如下器材:电源(电压恒为6V)、开关、电压表、电流表、一个额定电压为2.5V的待测小灯泡、一个最大阻值为40Ω的滑动变阻器和若干导线。2Se物理好资源网(原物理ok网)
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14.4  欧姆定律的应用分层练习(解析版)2Se物理好资源网(原物理ok网)
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(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的实物图连接完整;2Se物理好资源网(原物理ok网)
(2)小凤连接完电路,闭合开关前发现电压表的指针如图乙所示,其原因是;2Se物理好资源网(原物理ok网)
(3)故障排除后,将滑动变阻器的滑片移到(选填“A”或“B”)端,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,眼睛盯着(选填“电压表”或“电流表”),使灯泡正常发光,此时电流表的示数如图丙所示,则小灯泡正常发光时的电阻为Ω;2Se物理好资源网(原物理ok网)
(4)在测量过程中,小凤发现灯丝的电阻随温度的升高而增大,又了解到生活中电器里的热敏电阻有两类:正温度系数热敏电阻(PTC)——它的阻值随温度的升高而增大,负温度系数热敏电阻(NTC)——它的阻值随温度的升高而减小。小凤用一个铭牌模糊的热敏电阻去替换图甲中的灯泡,闭合开关,用酒精灯加热电阻,观察到电流表的示数变大,则可以判断该热敏电阻属于(选填“PTC”或“NTC”);2Se物理好资源网(原物理ok网)
(5)小鸣同学为了验证电流跟电阻的关系,他又准备了五个定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω),其余器材不变。用定值电阻更换图甲中的灯泡,其余电路连接不变,控制定值电阻两端电压为2V不变,则能完成该实验的定值电阻有个;如果想要完成上述5 个电阻的实验,可以控制定值电阻两端电压至多为V。2Se物理好资源网(原物理ok网)
【答案】(1) 2Se物理好资源网(原物理ok网)
(2)电压表未调零2Se物理好资源网(原物理ok网)
(3)          A           电压表12.52Se物理好资源网(原物理ok网)
(4)NTC2Se物理好资源网(原物理ok网)
(5)432Se物理好资源网(原物理ok网)
【详解】(1)用伏安法测量小灯泡正常发光时的电阻,小灯泡与滑动变阻器串联接入电路,电流表测电路中的电流,电压表测小灯泡两端的电压,小灯泡的额定电压为2.5V,电压表选用小量程。作图如下:2Se物理好资源网(原物理ok网)
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(2)闭合开关前,电压表指针不在零刻度线处(如图乙),则电压表尚未调零。2Se物理好资源网(原物理ok网)
(3)[1]故障排除后,为了保护电路,在闭合开关前,变阻器的滑片应置于阻值最大处的A 端。2Se物理好资源网(原物理ok网)
[2]为了让小灯泡正常发光,其两端的电压应为2.5V,所以调节滑片时,眼睛盯着电压表。2Se物理好资源网(原物理ok网)
[3]由图甲知,电流表选用小量程,分度值为0.02A,图丙中电流表的示数为0.2A。小灯泡正常发光的电阻 2Se物理好资源网(原物理ok网)
(4)用热敏电阻替换图甲中的灯泡,用酒精灯加热电阻,电流表示数变大,说明电阻的阻值变小,即热敏电阻的阻值随着温度的升高而减小,此热敏电阻属于NTC。2Se物理好资源网(原物理ok网)
(5)[1]定值电阻两端的电压为2V,则变阻器两端的电压U变= U总 -U定= 6V -2V = 4V2Se物理好资源网(原物理ok网)
据串联电路的分压特点知,当定值电阻接入电路的阻值越大,变阻器接入电路的阻值也需要越大,2Se物理好资源网(原物理ok网)
才能保持定值电阻两端的电压保持不变。而变阻器的最大阻值为40欧,则有R大:40Ω = 2V :4V 解得,R大= 20Ω,所以能完成该实验的定值电阻有4 个。2Se物理好资源网(原物理ok网)
[2]想要完成5 个电阻的实验,电压表选用小量程,定值电阻两端的最大电压为3V时,通过电路的最大电流I大  2Se物理好资源网(原物理ok网)
不超过电流表的量程,所以可以控制定值电阻两端的电压最多为3V。2Se物理好资源网(原物理ok网)
30.小望在探究“电路中电流与电阻的关系”时,可供使用的实验器材:电源(电压恒为6V)、电 流表、电压表、滑动变阻器、开关各一个,阻值不同的定值电阻四个(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω),导线若干。2Se物理好资源网(原物理ok网)
(1)闭合开关前,他发现有一根导线连接错误,请在图甲中错误的导线上画“×”,并用笔画线代替导线把电路连接正确;2Se物理好资源网(原物理ok网)
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(2)排除故障后,闭合开关,移动滑片P 使电压表示数为U0,记录相应的电流值;然后将5Ω的电阻换成10Ω的电阻接入电路,闭合开关后,移动滑片P 直至电压表示数为V,根据数值绘制的I 与R图像如图乙所示;2Se物理好资源网(原物理ok网)
(3)小望在换用20Ω的电阻做实验时,发现电阻已经损坏,他灵机一动,利用现有的几个电阻解决了这个问题。请你帮他写出具体的做法;2Se物理好资源网(原物理ok网)
(4)选用的滑动变阻器最大阻值不小于Ω。2Se物理好资源网(原物理ok网)
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(3)见解析(4)302Se物理好资源网(原物理ok网)
【详解】(1)探究电路中电流与电阻的关系时,定值电阻与滑动变阻器应串联在电路中,电压表测定值电阻两端的电压,电流表测电路中的电流。图甲中,电压表并联在变阻器两端且不满足正入负出,则连接电压表和电源负极的导线出错,应将与电源负极相连的一端改接到定值电阻的右接线柱上,作图如下:2Se物理好资源网(原物理ok网)
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(2)由图乙知,当定值电阻的阻值为5欧时,通过的电流为0.48A,则定值电阻两端的电压2Se物理好资源网(原物理ok网)
U1  = I1R1  =0.48A ×5Ω=2.4V2Se物理好资源网(原物理ok网)
则将5欧电阻换成10欧后,移动滑片直到电压表示数为2.4V。2Se物理好资源网(原物理ok网)
(3)将5Ω和15Ω的电阻串联在一起,电压表并联在5Ω和15Ω的电阻两端,则此时电压表并联部分的总电阻R总 = R1+R2  = 5Ω+15Ω = 20Ω2Se物理好资源网(原物理ok网)
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(4)实验中,变阻器两端的电压U0  = U-U1  = 6V-2.4V =3.6V2Se物理好资源网(原物理ok网)
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据串联电路的分压特点知,定值电阻接入电路的阻值越大,变阻器需要接入电路的阻值也越大,才能保持定值电阻两端的电压不变,则有20Ω :R大= 2.4V :3.6V2Se物理好资源网(原物理ok网)
解得,变阻器的最大阻值R大= 30Ω 。2Se物理好资源网(原物理ok网)
拓展培优练2Se物理好资源网(原物理ok网)
31.小一连接电路如图所示,R1和R2是定值电阻,电源电压保持不变。他先将滑动变阻器的滑片P移到a 端,闭合开关S 读出两个电压表的示数分别为U1和U2;他又将滑动变阻器的滑片P 移到b 端, 闭合开关S 读出两个电压表的示数为U3 和U4 。小一发现电压表V1 示数的变化量ΔU1大于电压表V2示数的变化量ΔU2,请你分析并判断R1和R2  的大小关系。(可以画等效电路图进行辅助说明)2Se物理好资源网(原物理ok网)
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【答案】R2>R1(分析过程见解析)2Se物理好资源网(原物理ok网)
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【详解】当滑片P 移到a 端时,电路为R1和R2串联,电压表V1 测R1的电压U1,电压表V2测R2的电压U2  ,设电源电压为U,根据欧姆定律及串联电路的电压规律可得,R1两端的电压 R2两端的电压 2Se物理好资源网(原物理ok网)
当滑片P 移到b 端时,电路为R1、R 和R2串联,电压表V1测R1、R的电压U3  ,电压表V2测R2、R的电压U3,设电源电压为U,根据欧姆定律及串联电路的电压规律可得,电压表V1的示数2Se物理好资源网(原物理ok网)
 )③2Se物理好资源网(原物理ok网)
电压表V2的示数 2Se物理好资源网(原物理ok网)
联立①③可得 联立②④可得 因为ΔU1>ΔU22Se物理好资源网(原物理ok网)
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化简可知R2>R12Se物理好资源网(原物理ok网)
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32.小杜为了测量不同液体的密度,设计了如图甲所示的装置。A 是家中常用的轻质塑料溢水杯,圆柱体B是一材质均匀的金属块,质量为3kg,用细线与力敏传感器R 相连,R的阻值随拉力的变化图像如图丙所示,B的上表面与溢水口相平;图乙是R 所在的电路,电源电压U恒为6V,定值电阻R0为100Ω,电压表量程为“0~5V”,电流表量程为“0~0.03A”。向溢水杯中加满水,电流表示数为0.02A。求:2Se物理好资源网(原物理ok网)
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(1)金属块B的重力;2Se物理好资源网(原物理ok网)
(2)金属块B的密度;2Se物理好资源网(原物理ok网)
(3)向溢水杯中加满待测液体即可测量其密度,求该装置能测量液体的最大密度。2Se物理好资源网(原物理ok网)
【答案】(1)30N2Se物理好资源网(原物理ok网)
(2)3×103kg/m32Se物理好资源网(原物理ok网)
(3)2.5×103kg/m32Se物理好资源网(原物理ok网)
【详解】(1)金属块B的重力为G=mg=3kg×10N/kg=30N2Se物理好资源网(原物理ok网)
(2)由乙图可知,两电阻串联,电压表测量R 两端的电压,电流表示数为0.02A时,金属块B 浸没于水中,排开水的体积等于金属块B的体积,此时电路中的总电阻为R总 2Se物理好资源网(原物理ok网)
电阻R的阻值为R=R总-R0=300Ω-100Ω=200Ω由图丙知,此时力敏传感器受到的拉力F=20N金属块受到的浮力为F 浮=G-F=30N-20N=10N2Se物理好资源网(原物理ok网)
金属块B的体积为VB  = V排 金属块B的密度为 2Se物理好资源网(原物理ok网)
(3)当液体密度越大,根据阿基米德原理可知,金属块B受到的浮力F 浮'越大,力敏传感器受到的拉力F'越小,由丙图可知,R 越大,根据串联分压可知,电压表示数越大。2Se物理好资源网(原物理ok网)
所以,当UR=5V时,该装置能测量的液体密度最大,此时R0两端的电压为U0  = U-UR= 6V-5V =1V电路中的电流为 2Se物理好资源网(原物理ok网)
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电阻R的阻值为 2Se物理好资源网(原物理ok网)
由图丙知,此时力敏传感器受到的拉力F'=5N金属块受到的浮力为F 浮'=G-F'=30N-5N=25N2Se物理好资源网(原物理ok网)
该装置能测量液体的最大密度为 2Se物理好资源网(原物理ok网)
33.如图甲所示,电源电压不变,灯泡L 标有“5V 0.5A”字样,滑动变阻器的阻值范围是0~15Ω。当圆圈a中接入电流表时,将S、S1闭合后,电流表示数如图乙,当圆圈a中接入电压表时,将S、S1闭合后,电压表示数如图丙,忽略温度对灯丝电阻的影响,求:2Se物理好资源网(原物理ok网)
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(1)灯泡的电阻是多少欧?2Se物理好资源网(原物理ok网)
(2)电源电压是多少伏?2Se物理好资源网(原物理ok网)
(3)当圆圈a中接入电压表时,滑动变阻器接入电路的电阻是多少欧?2Se物理好资源网(原物理ok网)
【答案】(1)102Se物理好资源网(原物理ok网)
(2)4.42Se物理好资源网(原物理ok网)
(3)122Se物理好资源网(原物理ok网)
【详解】(1)灯泡的电阻是 2Se物理好资源网(原物理ok网)
(2)当圆圈a中接入电流表时,将S、S1闭合后,滑动变阻器被短路,如图乙,电流表示数为0.44A,电路为小灯泡的简单电路,则电源电压为U = IRL= 0.44A×10Ω = 4.4V2Se物理好资源网(原物理ok网)
(3)当圆圈a中接入电压表时,将S、S1闭合后,灯泡与滑动变阻器串联,电压表测量滑动变阻器两端的电压。如图丙,电压表用的小量程,示数为2.4V,小灯泡两端电压为4.4V-2.4V=2V2Se物理好资源网(原物理ok网)
根据串联分压原理可得 2Se物理好资源网(原物理ok网)
代入数据可得 解得:R滑=12Ω。2Se物理好资源网(原物理ok网)
34.如图所示的电路中,电源电压为6V 且保持不变。另有阻值为10Ω的定值电阻R1和滑动变阻器R2 。闭合开关S:2Se物理好资源网(原物理ok网)
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14.4  欧姆定律的应用分层练习(解析版)2Se物理好资源网(原物理ok网)
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(1)若电路的MN 间仅连入R1,求通过R1的电流I1;2Se物理好资源网(原物理ok网)
(2)若电路的MN 间将R1与R2  串联接入,调节R2滑片,使电流表示数为0.3A。求R2接入电路的阻值大小;2Se物理好资源网(原物理ok网)
(3)若将电阻R1与滑动变阻器R2并联后连入MN间,电流表的示数为I 并;若将电阻R1与滑动变阻 器R2串联后连入MN间,电流表的示数为I 串。在电路安全的情况下,I 并与I 串的最小差值为0.3A,I 并与I 串的最大差值为1.4A。求R2  的最大阻值和允许通过R2的最大电流。2Se物理好资源网(原物理ok网)
【答案】(1)0.6A2Se物理好资源网(原物理ok网)
(2)10Ω2Se物理好资源网(原物理ok网)
(3)20Ω,1A2Se物理好资源网(原物理ok网)
【详解】(1)若电路的MN 间仅连入R1,通过R1  的电流 2Se物理好资源网(原物理ok网)
(2)若电路的MN 间将R1与R2  串联接入,此时两电阻的等效电阻 由串联电阻关系可得R2 接入电路的阻值为R2  =R-R1  = 20Ω-10Ω = 10Ω2Se物理好资源网(原物理ok网)
(3)当并联电路的干路电流最小(滑动变阻器接入阻值最大),串联电路的电流最大(此时滑动变阻器接入阻值为0),此时I 并与I 串的差值最小,即I 并小-I 串大=0.3A2Se物理好资源网(原物理ok网)
由欧姆定律可得     代入数据可得 解得滑动变阻器的最大阻值为20Ω。2Se物理好资源网(原物理ok网)
当并联电路的干路电流最大,串联电路的电流最小(此时滑动变阻器接入阻值最大)时,此时I 并与I 串的差值最大,即I 并大-I 串小=1.4A2Se物理好资源网(原物理ok网)
并联电路最大电流为 大  大  代入数据可得 大  2Se物理好资源网(原物理ok网)
解得允许通过R2的最大电流为1A。因此滑动变阻器R2的最大阻值为20Ω,允许通过的最大电流为1A。2Se物理好资源网(原物理ok网)
35.教室灯光改造需要检测室内光照强度(简称照度,单位为Lux)。小成利用身边器材设计了一个测量照度的电路,如图甲所示。电源电压取值范围0~12V;电压表量程0~3V;R1为阻值范围2Se物理好资源网(原物理ok网)
10kΩ~30kΩ的电阻箱;R2为光敏电阻,其阻值随光照度变化的规律如图乙所示。2Se物理好资源网(原物理ok网)
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14.4  欧姆定律的应用分层练习(解析版)2Se物理好资源网(原物理ok网)
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(1)若电源电压为3V,R1为15kΩ,电压表读数为0.75V,求此时的照度大小。2Se物理好资源网(原物理ok网)
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(2)调节R1阻值,使电路能测量7Lux的照度,求电源电压的最大值。2Se物理好资源网(原物理ok网)
【答案】(1)3Lux2Se物理好资源网(原物理ok网)
(2)7.5V2Se物理好资源网(原物理ok网)
【详解】(1)由图甲可知两个电阻串联,电压表测量R1两端电压,电路中电流为 2Se物理好资源网(原物理ok网)
根据串联电路电压特点和欧姆定律可得R2的阻值为 由图乙可知此时光照强度为3Lux。2Se物理好资源网(原物理ok网)
(2)电路能测量7Lux的照度,由图乙可知R2的阻值为15kΩ,电压表量程0~3V,电压表示数最大2Se物理好资源网(原物理ok网)
为3V,R1为阻值范围10kΩ~30kΩ的电阻箱,根据串联分压原理有  2Se物理好资源网(原物理ok网)
由于U3 为3V、R2'为15kΩ 且都为定值,则当R1阻值最小时,电源电压最大,即R1的阻值为10kΩ,则电路中电流为 2Se物理好资源网(原物理ok网)
最大电源电压为U大 =I1(R1'+R2') = 3×10-4 A×(10×103Ω+15×103Ω) = 7.5V2Se物理好资源网(原物理ok网)
 
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