【正文】
的示數(shù);(4)為了獲得普遍規(guī)律,他想利用上述五個電阻分別單獨接入電路,進行五次實驗,則他選擇的滑動變阻器的最大阻值不能小于______Ω;(5)完成上述實驗后,小爽又設計了如圖丙所示的電路,來測量一個小燈泡的額定功率。已知小燈泡的額定電壓為U額,電源電壓為U,滑動變阻器A的最大阻值為R0,請完成實驗步驟并寫出表達式:①閉合開關S、S1,斷開S2,移動滑動變阻器A的滑片,使電壓表的示數(shù)為______,此時小燈泡正常發(fā)光;②閉合開關S、S2,斷開S1,保持滑動變阻器A的滑片位置不變,______,使電壓表的示數(shù)為U額,此時燈泡正常發(fā)光時的電阻就等于滑動變阻器______(選填“A”或“B”)接入電路的電阻;再保持滑動變阻器B的滑片位置不變,將滑動變阻器A的滑片移動到______(選填“左”或“右”)端,讀出電壓表的示數(shù)為U39。;③小燈泡的額定功率表達式為P額=______?!敬鸢浮? 斷路 左 2 15 U額 移動滑動變阻器B的滑片 B 右 【解析】【分析】【詳解】(1)[1]定值電阻應該串聯(lián)到電路中,所以導線連接左側(cè)接線柱;滑動變阻器滑片已經(jīng)滑到最左端,要是滑動變阻器接入電路的阻值最大,導線連接滑動變阻器下端的右側(cè)接線柱,如圖所示:。(2)[2]將5Ω的定值電阻接入電路后,閉合開關,發(fā)現(xiàn)電流表無示數(shù)而電壓表有示數(shù),說明電路出現(xiàn)了斷路,因為電壓表有示數(shù),所以是并聯(lián)在電壓表兩接線柱內(nèi)的電路器件發(fā)生斷路,電壓表測量的是定值電阻兩端的電壓,所以電路故障可能是電阻斷路。[3]如圖乙所示,電流表的量程是0~。(3)[4]將5Ω的定值電阻換成10Ω的定值電阻后,電壓表示數(shù)變大,要控制電壓不變,就需要增大滑動變阻器接入電路的阻值,所以滑動變阻器滑片需要向左移動。[5]已知剛接入的電阻為5Ω,則定值電阻兩端的電壓為U=IR=5Ω=2V探究電流與電阻的關系,要控制電阻兩端的電壓不變,保持為2V。(4)[6]根據(jù)串聯(lián)分壓的原理可知電阻R的電壓為2V,滑動變阻器兩端的電壓為1V,當R為最大值,選擇滑動變阻器的最小阻值RL為則他選擇的滑動變阻器的最大阻值不能小于15Ω。(5)①[7]已知小燈泡的額定電壓為U額, 閉合開關S、S1,斷開S2,移動滑動變阻器A的滑片,使電壓表的示數(shù)為U額,此時小燈泡正常發(fā)光。②[8]閉合開關S、S2,斷開S1,保持滑動變阻器A的滑片位置不變,移動滑動變阻器B的滑片,使電壓表的示數(shù)為U額。[9]此實驗利用的是等效電阻的方法,通過控制開關的閉合,讓滑動變阻器B的電阻等效等于燈泡電阻,則此時燈泡正常發(fā)光時的電阻就等于滑動變阻器B接入電路的電阻。[10]滑動變阻器A的最大阻值為R0,借助滑動變阻器的最大阻值求出電流的大小,故需要將滑動變阻器的滑片滑到最大阻值處,故將滑動變阻器A的滑片移動到右端,讀出電壓表的示數(shù)為U39。③[11]電路中的電流為滑動變阻器B接入電路的阻值為小燈泡的額定功率為24.P額=U0I額=R0(I?I額)I額小明同學利用電流表和電阻箱測量小燈泡的功率,設計并接了如圖甲所示的實物電路.(1)為了保護電路,閉合開關S1前,應將滑片P移到動變阻器的_____(“A”或“B”)端.(2)閉合開關S1,將單刀雙擲開關S2扳向“1”,調(diào)節(jié)滑動變阻器調(diào)節(jié)電阻箱的阻值使電流表的示數(shù)為I1,如圖乙所示,I1=_____A;(3)將開關S2扳向“2”,保待滑動變阻器的阻值不變,調(diào)節(jié)滑動變阻箱的阻值R,使電流表的示數(shù)仍為I1,此時R=5Ω;則步驟(2)中小燈泡的電阻R1=_____Ω,測量小燈泡電阻的方法是_____(選填“控制變量法”或“等效替代法”);(4)步驟(2)小燈泡的實際功率P1=_____W;(5)若小燈泡的額定電流為I0=2I1,以下關于燈泡額定功率P0與實際功率P1的數(shù)值關系,你認為最有可能的是_____.A.P0=2P1 B.P0=3P1 C.P0=4P1 D.P0=5P1【答案】B 5 等效替代法 D 【解析】【分析】(1)為了保護電路,閉合開關S2前,應將滑片P移到動變阻器的阻值最大處;(2)根據(jù)電流表選用的小量定分度值讀數(shù);(3)根據(jù)等效替代法求電阻大?。唬?)根據(jù)P1=I12RL求小燈泡的實際功率;(5)由于燈泡的阻值不是定值,會隨溫度的升高而變大,所以,根據(jù)P=I2R分析額定功率P0的變化.【詳解】(1)為了保護電路,閉合開關S1前,應將滑片P移到動變阻器的阻值最大處的B端.(2)閉合開關S1,將單刀雙擲開關S2扳向“1”,調(diào)節(jié)滑動變阻器調(diào)節(jié)電阻箱的阻值使電流表的示數(shù)為I1,如圖乙所示,電流表選用小量程,I1=;(3)將開關S2扳向“2”,保待滑動變阻器的阻值不變,調(diào)節(jié)滑動變阻箱的阻值R,使電流表的示數(shù)仍為I1,此時R=5Ω;則步驟(2)中小燈泡的電阻R1=5Ω,測量小燈泡電阻的方法是等效替代法;(4)步驟(2)小燈泡的實際功率P1=I12RL=()25Ω=;三、初三物理 電與磁 易錯壓軸題(難)25.如圖所示電路,是某學校樓道自動控制照明系統(tǒng),R3是一光敏電阻,其阻值隨“光照度E“的增大而減小,且成反比,其具體關系如下表所示(光照度E的單位是:勒克斯,符號Lx:光越強,光照度越大),光照度E/Lx123光敏電用R3阻值/Ω603020151210(1)根據(jù)表格中數(shù)據(jù)寫出光敏電阻的阻值R3與光照度E的函數(shù)關系式_________________。(2)當線圈中電流減小至10mA時,電磁繼電器銜鐵被彈簧拉起,啟動照明系統(tǒng),利用該裝置可以實現(xiàn)當光照度低至某一設定值E0 Lx時,照明系統(tǒng)內(nèi)照明燈自動工作。若已知控制電路電源電壓Uv。閉合開關,把滑片移到b端,則可得到照明系統(tǒng)啟動時的光照度E0=______________。【答案】 【解析】【詳解】(1)[1]由表格數(shù)據(jù)可知,光照度與光敏電阻R3阻值的乘積相等,ER3=60Ω=30lx?Ω即:;(2)[2]閉合開關S,將滑片P移至b端,變阻器接入電路中的電阻最大,由題可知,當線圈中電流減小至I0=10mA=,電磁繼電器銜鐵被彈簧拉起,啟動照明系統(tǒng),所以,電路中的總電阻:因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和,所以,R3的阻值:R3=R總R1R2=100UR1R2,根據(jù)第一步的結(jié)果可知: 。26.如圖,在“磁場對通電直導線的作用”實驗中,小明把一根輕質(zhì)的鋁棒AB用細線懸掛后置于蹄形磁體的磁場中(1)接通電源,鋁棒AB向左運動,說明磁場對電流有的_____作用,_____(選填“電動機“或“發(fā)電機”)利用這一原理工作的.(2)若只將磁體的兩極對調(diào),接通電源,觀察到鋁棒AB向_____(選填“左”成“右”)運動,說明力的方向與_____方向有關.(3)小明猜想磁場對通電直導線作用力的大小可能與導線中電流大小有關,請在圖中器材的基礎上,添加一只器材,設計一個簡單實驗,探究這一猜想.添加器材:_____簡要做法:_____【答案】力 電動機 右 磁場 滑動變阻器 將滑動變阻器串聯(lián)在電路中,改變滑片的位置,觀察鋁棒擺動的幅度 【解析】(1)把一根輕質(zhì)的鋁棒作為直導線放在蹄形磁體的磁場里,接通電源,看到直導線向左運動,說明磁場對通電導線有力的作用;電動機就是利用該原理制成的;(2)只將磁體的兩極對調(diào),接通電源,導體的運動方向會改變,所以觀察到直導線向右運動;說明力的方向與磁場的方向有關;(3)探究磁場中通電導線作用力大小與導線中電流的大小是否有關,可以在其他條件不變的情況下,添加一滑動變阻器來改變電路中的電流.其做法如下:在圖所示的電路中串聯(lián)一個滑動變阻器,移動變阻器的滑片,改變導線中電流的大小,觀察通電導線擺動的幅度;以此判斷磁場對通電導線作用力大小與導線中電流的大小是否有關.27.某次旅游,密閉大巴內(nèi)坐滿了游客,司機忘了打開換氣設備,時間一久,車內(nèi)二氧化碳濃度上升,令人頭暈腦脹.為此,小明設計了車載自動換氣設備(一)小明找來二氧化碳氣敏電阻Rx,其電阻值與空氣中二氧化碳濃度關系如表格所示,其中二氧化碳濃度為0時,Rx阻值模糊不清,他對該電阻阻值進行測量氧氣濃度/%051015202530Rx/Ω28221713108小明把空氣通過氫氧化鈉溶液,得到二氧化碳濃度為0的空氣,并收集于集氣瓶中,再將Rx置于其中(1)圖甲電源電壓恒為6V,請以筆畫導線完成電路圖剩余部分的連接.要求,滑片P向B端移動時,電壓表、電流表的示數(shù)都變大.(___)(2)開關S閉合前,滑片P應移至_____(選填“A”或“B”)端.(3)閉合開關S,發(fā)現(xiàn)電流表無示數(shù),電壓表有示數(shù).電路某一故障可能為_____.A、S斷路 B、R39。斷路 C、Rx短路 D、Rx斷路(4)排除故障后,移動滑片P,電壓表、電流表示數(shù)如圖乙所示,二氧化碳為0時,Rx的阻值為_____Ω(5)請在丙圖中畫出Rx阻值與空氣中二氧化碳濃度的關系圖象.(___)(二)小明利用電磁繼電器設計車載自動換氣設備,如圖丁所示,控制電路,恒為6V的蓄電池,開關S,定值電阻R0,二氧化碳氣敏電阻Rx,電磁繼電器的線圈電阻不計,,受控電路包括,恒為24V的蓄電池,額定電壓均為24V的綠燈、紅燈、換氣扇.(6)請以筆畫線完成電路連接,要求:閉合開關S,周圍空氣中二氧化碳濃度小于8%時,綠燈亮;大于8%時,紅燈亮且換氣扇正常工作.(___)(7)定值電阻R0的阻值應為_____Ω.【答案】 A D 35 35 【解析】【分析】(1)由圖乙確定兩表的量程,根據(jù)要求滑片P向B端移動時,電壓表、電流表的示數(shù)變大確定變阻器的連接與電壓表的連接;(2)為保護電路,開關S閉合前,滑片P應移至阻值最大處;(3)若電流表示數(shù)為0,說明電路可能斷路;電壓表有示數(shù),說明電壓表與電源連通,則與電壓表并聯(lián)的支路以外的電路是完好的,則與電壓表并聯(lián)的電阻斷路了;(4)分別圖中電壓表大量程和電流表小量程讀數(shù),根據(jù)歐姆定律求電阻;(5)根據(jù)描點作圖;(6)將控制電路串聯(lián)起來;,電磁鐵將銜鐵吸下,紅燈亮且換氣扇正常工作,同時綠燈斷開不亮;,綠燈亮:故紅燈亮與換氣扇并聯(lián),根據(jù)銜鐵吸下時與下觸點接觸,按要求連接工作電路;(7)由圖2可知,當周圍空氣中二氧化碳濃度為8%時,氣敏電阻大小為R′X=25歐姆,根據(jù)歐姆定律和電阻的串聯(lián)求出定值電阻的大小.【詳解】(1)用伏安法測電阻大小,電流表要串聯(lián)在電路中,由圖乙可知,電壓表選用大量程,電流表選用小量程,因要求滑片P向B端移動時,電流表的示數(shù)變大,則電路中的電阻變小,即滑動變阻器連入電路中的電阻變小,故滑片以右電阻絲連入電路中,根據(jù)歐姆定律的變形公式U=IR,待測電阻的電壓變大,由串聯(lián)電路的電壓規(guī)律,電壓表示數(shù)變小,故電壓表并聯(lián)在待測電阻的兩端,如下圖1所示:(2)開關S閉合前,滑片P應移至陰性阻值最大處,即A端;(3)閉合開關S,發(fā)現(xiàn)電流表無示數(shù),電壓表有示數(shù).電路某一故障可能為Rx斷路,選D;(4)圖中電壓表選用大量程,;電流表選用小量程,,由歐姆定律,待測電阻:RX=;(5)由表中數(shù)據(jù),在坐標系中確定對應的點,用平滑的曲線連接起來,如下圖2所示所示:(6)閉合開關S,因周圍空氣中二氧化碳濃度越大,氣敏電阻越小,當大于8%時,電阻小于某一值,電磁鐵將銜鐵吸下,紅燈亮且換氣扇正常工作,同時綠燈斷開不亮;當周圍空氣中二氧化碳濃度小于8%時,電阻大于某一值,綠燈亮;將控制電路與電源串聯(lián)起來;,上觸點與銜鐵接觸,綠燈與電源連接,綠燈亮;,磁鐵將銜鐵吸下,下觸點與銜鐵接觸,上觸點與銜鐵分離,紅燈與換氣扇并聯(lián),紅燈亮且換氣扇正常工作,綠燈斷路;電路連接如下所示:(7)由圖2可知,當周圍空氣中二氧化碳濃度為8%時,氣敏電阻大小為R′X=25歐姆,電路中電流I=,根據(jù)歐姆定律和電阻的串聯(lián)規(guī)律,R0=﹣R′X=﹣25Ω=35Ω;【點睛】本題考查測電阻的電路連接、注意事項、故障分析、電表讀數(shù)、電阻計算,同時也考查了電磁繼電器的運用及電路的連接,并汲及運用圖象解決問題的思想,綜合性強,難度較大.28.如圖所示是老師設計的一個實驗裝置,用來探究“影響電磁鐵磁性強弱因素”,它是由電源、滑動變阻器、開關、帶鐵芯的螺線管(線圈電阻忽略不計)和自制的針式刻度板組成,通過觀察指針偏轉(zhuǎn)角度的大小,來判斷電磁鐵磁性的強弱.用竹片削制的指針下方加裝固定一物體E,導線 a 與接線柱 2 相連.(1)為了使指針在受磁場力的作用在能繞 O 點轉(zhuǎn)動,需在 E 處加裝鐵塊,加裝物體后,為了確保指針能正確指示且具有一定的靈敏度,老師在 O 點轉(zhuǎn)軸處涂抹潤滑油,目的是_____,使指針轉(zhuǎn)動更靈活.(2)按如圖所示連接好電路,閉合開關,調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片 P 到某一位置,記下此時指針偏轉(zhuǎn)的角度,保持滑片 P 位置不變,導線 a 改為與接線柱 1 相連,可以探究電磁鐵磁性強弱與_____的關系;保持接線方式不變,移動變阻器滑片 P,可以探究電磁鐵磁性強弱與另外一個因素的關系.(3)當滑動變阻器的滑片 P 向左滑動時,指針偏轉(zhuǎn)的角度將會______(選填“增大”或“減小”).(4)細心觀察的小鋒同學發(fā)現(xiàn)在實驗過程中該自制裝置的指針均向右偏轉(zhuǎn),只是偏轉(zhuǎn)角度不同,該同學向老師提出能否讓指針向左偏轉(zhuǎn),老師馬上將一塊小磁鐵換裝在如圖 E 處, 且讓磁鐵的右端為_____極,閉合開關后,同學們發(fā)現(xiàn)指針果然向左偏轉(zhuǎn).(5)你認為該裝置中指針的偏轉(zhuǎn)角度大小可能還與