9.某兴趣小组设计了酒精浓度检测仪的模拟电路,在如图所示的电路图中,电源电压保持不变,$R_0$是定值电阻,$R$是气敏电阻,它的阻值随酒精气体浓度的增大而减小,能实现酒精气体浓度越大,电压表示数越大的电路图是(

B
)答案
9.B
解析
【分析】
要解决本题,需先明确气敏电阻R的特性:阻值随酒精气体浓度增大而减小;再逐一分析各选项的电路结构,确定电压表的测量对象,结合欧姆定律和串并联电路的规律,判断电压表示数随酒精浓度的变化是否符合要求。
步骤1:判断每个选项的电路连接方式(串联/并联),明确电压表测量的是哪部分电路的电压;
步骤2:根据酒精浓度变化分析R的阻值变化,结合电路规律推导电压表示数的变化,选出符合“酒精浓度越大,电压表示数越大”的选项。
【解析】
逐一分析各选项:
选项A:R₀与R串联,电压表测R两端电压。当酒精浓度增大时,R阻值减小,总电阻R总=R₀+R减小,电路电流I=U总/R总增大。根据串联分压规律,R两端电压U_R = U总·R/(R₀+R),R减小时,该比值减小,电压表示数减小,不符合要求。
选项B:R₀与R串联,电压表测R₀两端电压。当酒精浓度增大时,R阻值减小,总电阻减小,电路电流I增大。R₀为定值电阻,由U₀=IR₀可知,I增大则U₀增大,即电压表示数变大,符合要求。
选项C:电压表测R₀与R的总电压(电源电压),电源电压保持不变,电压表示数始终不变,不符合要求。
选项D:R与R₀并联,电压表测电源电压,并联电路各支路电压等于电源电压,电压表示数不变,不符合要求。
【答案】
B
【知识点】
欧姆定律、串联电路电压规律、并联电路电压规律
【点评】
本题结合气敏电阻的特性考查电路动态分析,关键是明确电路连接方式和电压表测量对象,再利用欧姆定律和串并联电路规律判断电表示数变化,属于中等难度的电路分析题。
【难度系数】
0.5
要解决本题,需先明确气敏电阻R的特性:阻值随酒精气体浓度增大而减小;再逐一分析各选项的电路结构,确定电压表的测量对象,结合欧姆定律和串并联电路的规律,判断电压表示数随酒精浓度的变化是否符合要求。
步骤1:判断每个选项的电路连接方式(串联/并联),明确电压表测量的是哪部分电路的电压;
步骤2:根据酒精浓度变化分析R的阻值变化,结合电路规律推导电压表示数的变化,选出符合“酒精浓度越大,电压表示数越大”的选项。
【解析】
逐一分析各选项:
选项A:R₀与R串联,电压表测R两端电压。当酒精浓度增大时,R阻值减小,总电阻R总=R₀+R减小,电路电流I=U总/R总增大。根据串联分压规律,R两端电压U_R = U总·R/(R₀+R),R减小时,该比值减小,电压表示数减小,不符合要求。
选项B:R₀与R串联,电压表测R₀两端电压。当酒精浓度增大时,R阻值减小,总电阻减小,电路电流I增大。R₀为定值电阻,由U₀=IR₀可知,I增大则U₀增大,即电压表示数变大,符合要求。
选项C:电压表测R₀与R的总电压(电源电压),电源电压保持不变,电压表示数始终不变,不符合要求。
选项D:R与R₀并联,电压表测电源电压,并联电路各支路电压等于电源电压,电压表示数不变,不符合要求。
【答案】
B
【知识点】
欧姆定律、串联电路电压规律、并联电路电压规律
【点评】
本题结合气敏电阻的特性考查电路动态分析,关键是明确电路连接方式和电压表测量对象,再利用欧姆定律和串并联电路规律判断电表示数变化,属于中等难度的电路分析题。
【难度系数】
0.5
10.(2024·东台期末)在探究电流与电阻的关系的实验中.电源为两节新干电池,5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻各一个,滑动变阻器的规格为“20Ω 0.5A”.

(1)在图甲中连接电路,要求滑动变阻器的滑片往右移动时,电流表的示数变大.
(2)先接入20Ω的电阻,闭合开关移动滑片P,使电压表的示数为2.0V,电流表的示数如图乙所示,读数为
(3)换接10Ω的电阻,闭合开关后,发现电流表有示数,而电压表无示数,移动滑片P,电流表的示数随之变化,且最小值为0.15A,电压表的指针始终不动,则电路故障可能是
(4)排除故障后,依次更换不同阻值的定值电阻再测几组数据记录如表,请在图丙坐标系中描点,画出$I-\frac{1}{R}$图像.由图像可得出结论:

(1)在图甲中连接电路,要求滑动变阻器的滑片往右移动时,电流表的示数变大.
(2)先接入20Ω的电阻,闭合开关移动滑片P,使电压表的示数为2.0V,电流表的示数如图乙所示,读数为
0.1
A.断开开关,换接15Ω的电阻,闭合开关,移动滑片P使电压
表的示数与上次相同,记录数据.(3)换接10Ω的电阻,闭合开关后,发现电流表有示数,而电压表无示数,移动滑片P,电流表的示数随之变化,且最小值为0.15A,电压表的指针始终不动,则电路故障可能是
10Ω的定值电阻短路
.(4)排除故障后,依次更换不同阻值的定值电阻再测几组数据记录如表,请在图丙坐标系中描点,画出$I-\frac{1}{R}$图像.由图像可得出结论:
电压一定时,电流与电阻成反比
.答案
10.(1)如答图甲所示
(2)0.1 电压
(3)10Ω的定值电阻短路
(4)如答图乙所示
解析
【分析】
本题是探究电流与电阻关系的电学实验题,需结合实验原理、电路连接规则、控制变量法、故障分析等知识解题:
1. 第(1)问:滑动变阻器滑片右移电流变大,说明接入电阻变小,需接右下接线柱,同时电流表串联、电压表并联在定值电阻两端,注意量程和正负接线柱;
2. 第(2)问:电流表读数需看量程和分度值,探究电流与电阻关系要控制定值电阻两端电压不变,所以需保持电压表示数为2.0V;
3. 第(3)问:电流表有示数说明电路通路,电压表无示数且定值电阻换为10Ω时故障,结合现象判断定值电阻短路;
4. 第(4)问:根据I-1/R图像的正比例关系,结合实验控制变量,得出电压一定时电流与电阻成反比的结论。
【解析】
(1) 滑动变阻器滑片右移电流变大,说明接入电路电阻丝长度变短,故滑动变阻器应接右下接线柱;电流表串联在电路中,电压表并联在定值电阻两端;电源为两节干电池(总电压3V),电压表选0~3V量程,电流表选0~0.6A量程,连接电路如答图甲;
(2) 电流表量程为0~0.6A,分度值0.02A,图乙中电流读数为0.1A;探究电流与电阻的关系时,需控制定值电阻两端电压不变,因此换接电阻后,移动滑片使电压表示数与上次相同;
(3) 电流表有示数说明电路是通路,电压表无示数,移动滑片电流变化,说明故障为10Ω的定值电阻短路(短路时电压表测短路部分电压为0,电路仍通路,电流随滑动变阻器变化);
(4) 根据I-1/R图像为过原点的直线,说明电流与1/R成正比,结合实验控制定值电阻两端电压不变,描点画图如答图乙,得出结论:电压一定时,电流与电阻成反比。
【答案】
(1) 如答图甲所示
(2) 0.1;电压
(3) 10Ω的定值电阻短路
(4) 如答图乙所示
;电压一定时,电流与电阻成反比
【知识点】
探究电流与电阻的关系、电路故障分析、欧姆定律
【点评】
本题考查探究电流与电阻关系的电学实验,涵盖电路连接、实验操作、故障分析及实验结论,需掌握控制变量法的应用,是电学实验的基础题型,难度适中。
【难度系数】
0.6
本题是探究电流与电阻关系的电学实验题,需结合实验原理、电路连接规则、控制变量法、故障分析等知识解题:
1. 第(1)问:滑动变阻器滑片右移电流变大,说明接入电阻变小,需接右下接线柱,同时电流表串联、电压表并联在定值电阻两端,注意量程和正负接线柱;
2. 第(2)问:电流表读数需看量程和分度值,探究电流与电阻关系要控制定值电阻两端电压不变,所以需保持电压表示数为2.0V;
3. 第(3)问:电流表有示数说明电路通路,电压表无示数且定值电阻换为10Ω时故障,结合现象判断定值电阻短路;
4. 第(4)问:根据I-1/R图像的正比例关系,结合实验控制变量,得出电压一定时电流与电阻成反比的结论。
【解析】
(1) 滑动变阻器滑片右移电流变大,说明接入电路电阻丝长度变短,故滑动变阻器应接右下接线柱;电流表串联在电路中,电压表并联在定值电阻两端;电源为两节干电池(总电压3V),电压表选0~3V量程,电流表选0~0.6A量程,连接电路如答图甲;
(2) 电流表量程为0~0.6A,分度值0.02A,图乙中电流读数为0.1A;探究电流与电阻的关系时,需控制定值电阻两端电压不变,因此换接电阻后,移动滑片使电压表示数与上次相同;
(3) 电流表有示数说明电路是通路,电压表无示数,移动滑片电流变化,说明故障为10Ω的定值电阻短路(短路时电压表测短路部分电压为0,电路仍通路,电流随滑动变阻器变化);
(4) 根据I-1/R图像为过原点的直线,说明电流与1/R成正比,结合实验控制定值电阻两端电压不变,描点画图如答图乙,得出结论:电压一定时,电流与电阻成反比。
【答案】
(1) 如答图甲所示
(2) 0.1;电压
(3) 10Ω的定值电阻短路
(4) 如答图乙所示
【知识点】
探究电流与电阻的关系、电路故障分析、欧姆定律
【点评】
本题考查探究电流与电阻关系的电学实验,涵盖电路连接、实验操作、故障分析及实验结论,需掌握控制变量法的应用,是电学实验的基础题型,难度适中。
【难度系数】
0.6
11.在测量额定电压为3V的某小灯泡电阻的实验中,电源电压恒为6V,滑动变阻器的规格分别为“20Ω 0.2A”和“30Ω 1A”。

甲
乙
丙
(1)设计电路如图甲所示,图乙是根据电路图连接的实物图,闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,发现小灯泡不亮,经检查是由于一根导线的一端连接错误,请在图乙中连接错误的导线上打“×”,并用笔将改动后的导线画出,导线不允许交叉。
(2)将电路连接改正后
(3)在小灯泡正常发光后,要让小灯泡两端的电压逐次下调应将滑动变阻器的滑片向
(4)为了完成实验,应选用规格为
(5)如果在滑动变阻器的滑片移动过程中,小灯泡的电阻变化了5Ω,则滑动变阻器的电阻变化量ΔR
甲
乙
丙
(1)设计电路如图甲所示,图乙是根据电路图连接的实物图,闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,发现小灯泡不亮,经检查是由于一根导线的一端连接错误,请在图乙中连接错误的导线上打“×”,并用笔将改动后的导线画出,导线不允许交叉。
(2)将电路连接改正后
不能
(填“能”或“不能”)闭合开关开始实验,正确连线后开始实验,调节滑片,使电压表的示数为3V,小灯泡正常发光,此时电流表的示数如图丙所示为0.3
A,则小灯泡的电阻为10
Ω。(3)在小灯泡正常发光后,要让小灯泡两端的电压逐次下调应将滑动变阻器的滑片向
B
(填“A”或“B”)端移动使小灯泡逐渐变暗直至完全不发光,计算每次的电阻,发现无法取平均值,这是因为灯泡的电阻与温度有关,求平均值没有意义
。(4)为了完成实验,应选用规格为
“30Ω 1A”
的滑动变阻器。(5)如果在滑动变阻器的滑片移动过程中,小灯泡的电阻变化了5Ω,则滑动变阻器的电阻变化量ΔR
>
(填“>”“<”或“=”)5Ω。答案
11.(1)如答图所示
(2)不能 0.3 10
(3)B 灯泡的电阻与温度有关,求平均值没有意义
(4)“30Ω 1A”
(5)>
解析
【分析】
本题为测量小灯泡电阻的实验题,需结合电路连接、欧姆定律、滑动变阻器使用、电阻特性等知识解题:
(1) 对比电路图甲和实物图乙,找出错误连接的导线并修正;
(2) 电路改正后,滑动变阻器未调至最大阻值,不能直接闭合开关;读取电流表示数,利用欧姆定律计算小灯泡电阻;
(3) 要降低灯泡两端电压,需增大滑动变阻器接入电阻,结合滑动变阻器接线判断滑片移动方向;灯泡电阻随温度变化,故不能求平均值;
(4) 根据灯泡正常发光时的电压、电流,计算滑动变阻器所需电阻,结合额定电流选择滑动变阻器;
(5) 利用串联电路电压、电流关系,推导灯泡电阻变化与滑动变阻器电阻变化的关系。
【解析】
(1) 图乙中,连接电流表负接线柱与灯泡右接线柱的导线错误,在该导线上打“×”,将其改接到滑动变阻器的D接线柱(改动后导线不交叉,如答图所示)。
(2) 电路改正后,滑动变阻器滑片未置于最大阻值处,直接闭合开关会导致电流过大,损坏元件,故不能闭合开关;电流表选用0~0.6A量程,分度值0.02A,示数为0.3A;小灯泡电阻 $ R = \frac{U_{额}}{I} = \frac{3V}{0.3A} = 10Ω $。
(3) 要使小灯泡电压下调,需增大滑动变阻器接入电阻,滑动变阻器接A、D接线柱,滑片向B端移动时接入电阻变大;小灯泡的电阻随温度变化,不是定值,故无法取平均值。
(4) 小灯泡正常发光时,滑动变阻器两端电压 $ U_{滑} = 6V - 3V = 3V $,电路电流 $ I = 0.3A $,滑动变阻器接入电阻 $ R_{滑} = \frac{U_{滑}}{I} = \frac{3V}{0.3A} = 10Ω $,且电路电流0.3A>“20Ω 0.2A”的额定电流,故选用“30Ω 1A”的滑动变阻器。
(5) 串联电路总电压 $ U = U_L + U_{滑} $,总电流 $ I = \frac{U}{R_L + R_{滑}} $,当灯泡电阻变化时,推导可得滑动变阻器电阻变化量 $ ΔR > ΔR_L $。
【答案】
(1) 如答图所示
(2) 不能;0.3;10
(3) B;灯泡的电阻与温度有关,求平均值没有意义
(4) “30Ω 1A”
(5) >
【知识点】
测量小灯泡电阻、欧姆定律、滑动变阻器使用
【点评】
本题综合考查测量小灯泡电阻的实验,涵盖电路纠错、滑动变阻器选择、欧姆定律应用、电阻特性等考点,需掌握实验原理和操作要点,易错点为滑动变阻器的选择及电阻变化的推导。
【难度系数】
0.5
本题为测量小灯泡电阻的实验题,需结合电路连接、欧姆定律、滑动变阻器使用、电阻特性等知识解题:
(1) 对比电路图甲和实物图乙,找出错误连接的导线并修正;
(2) 电路改正后,滑动变阻器未调至最大阻值,不能直接闭合开关;读取电流表示数,利用欧姆定律计算小灯泡电阻;
(3) 要降低灯泡两端电压,需增大滑动变阻器接入电阻,结合滑动变阻器接线判断滑片移动方向;灯泡电阻随温度变化,故不能求平均值;
(4) 根据灯泡正常发光时的电压、电流,计算滑动变阻器所需电阻,结合额定电流选择滑动变阻器;
(5) 利用串联电路电压、电流关系,推导灯泡电阻变化与滑动变阻器电阻变化的关系。
【解析】
(1) 图乙中,连接电流表负接线柱与灯泡右接线柱的导线错误,在该导线上打“×”,将其改接到滑动变阻器的D接线柱(改动后导线不交叉,如答图所示)。
(2) 电路改正后,滑动变阻器滑片未置于最大阻值处,直接闭合开关会导致电流过大,损坏元件,故不能闭合开关;电流表选用0~0.6A量程,分度值0.02A,示数为0.3A;小灯泡电阻 $ R = \frac{U_{额}}{I} = \frac{3V}{0.3A} = 10Ω $。
(3) 要使小灯泡电压下调,需增大滑动变阻器接入电阻,滑动变阻器接A、D接线柱,滑片向B端移动时接入电阻变大;小灯泡的电阻随温度变化,不是定值,故无法取平均值。
(4) 小灯泡正常发光时,滑动变阻器两端电压 $ U_{滑} = 6V - 3V = 3V $,电路电流 $ I = 0.3A $,滑动变阻器接入电阻 $ R_{滑} = \frac{U_{滑}}{I} = \frac{3V}{0.3A} = 10Ω $,且电路电流0.3A>“20Ω 0.2A”的额定电流,故选用“30Ω 1A”的滑动变阻器。
(5) 串联电路总电压 $ U = U_L + U_{滑} $,总电流 $ I = \frac{U}{R_L + R_{滑}} $,当灯泡电阻变化时,推导可得滑动变阻器电阻变化量 $ ΔR > ΔR_L $。
【答案】
(1) 如答图所示
(2) 不能;0.3;10
(3) B;灯泡的电阻与温度有关,求平均值没有意义
(4) “30Ω 1A”
(5) >
【知识点】
测量小灯泡电阻、欧姆定律、滑动变阻器使用
【点评】
本题综合考查测量小灯泡电阻的实验,涵盖电路纠错、滑动变阻器选择、欧姆定律应用、电阻特性等考点,需掌握实验原理和操作要点,易错点为滑动变阻器的选择及电阻变化的推导。
【难度系数】
0.5
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