初中物理串联电路的电流规律实验题

（4分) 如图甲所示的电路，电源电压保持不变。闭合开关S，调节滑动变阻器，两电压表的示数随电路中电流变化的图线如图乙所示。根据图线的信息可知:     (甲/乙)是电压表V₂示数变化的图线，电源电压为     V,电阻R₁的阻值为     ；当电流表的示数为0.2A时，滑动变阻器接入电路中的阻值为    。

科技小组的同学设计了一种简易的电子拉力计，图甲是其原理图．弹簧的一端固定水平地面上，另一端和金属滑片P固定在一起（弹簧的电阻不计，P与R₂接触良好且不计摩擦）．已知物体A的质量为100kg，定值电阻R₁= 6Ω，R₂是一根长为6cm的均匀电阻线（阻值与其长度成正比），其最大阻值为24Ω，电源电压为6V，电流表的量程为0~0.6A．当不拉拉环是时，金属滑片P刚好处于a端．已知该弹簧伸长的长度△l与所受竖直向上的拉力F间的关系如图乙所示，问：

⑴要把电流表的表盘改为拉力计的表盘，则拉力计表盘的零刻度应标在电流表表盘的何处？
⑵闭合开关，当电流表示数为0.6A时，R₂接入电路中的电阻为多少？
⑶在保证电路安全的条件下，拉环拉力的最大值为多大？

有一未知电源和电阻R组成的装置，如图所示。只有A、B两个接线柱可供接线测量，现手边有电流表和已知电阻R₀各一只，要求测出电源电压。

　　①画出两个测量电路图。
　　②简要测量步骤和需测的物理量为:
　　（a）__________
　　（b）__________
　　③计算电源电压U的表达式为U=________。

给你一只标有“10Ω 0.3A”的定值电阻和一只标有“30Ω 0.6A”的定值电阻，在保证所有电路元件安全的前提下，若串联接入电路，则电路中允许通过的最大电流为______A，它们两端允许加的最大电压为______V；若并联接入电路，则干路允许通过的最大电流为______A，它们两端允许加的最大电压为______V。

图像法是物理学中研究问题的一种重要方法。陆晨同学在研究电阻、电压、电流三者之间的关系时，他分别测出甲、乙电阻两端的电压和分别通过它们的电流，并通过描点法画出了它们大概图像，如图（1）所示。

(1) 从图像(1)可看出　　  的电阻较大；
(2) 该同学又将两个小灯泡串联在同一电路中，他通过滑动变阻器使小灯泡由暗到亮，并记录了两个灯泡的多组数据，可根据数据画出的图却是曲线，如图(2)所示。经分析，其原因可能是：　　　　　　　            。当通过两个灯泡的电流为0.25A时，灯泡两端的总电压是     V。

如图所示，电源电压恒定不变，R₁的阻值为12Ω，小灯泡L上标有“6V3W”字样，小灯泡电阻不随温度改变。若闭合S₁、S₂，断开S₃，小灯泡刚好正常发光，此时电压表的示数为3V，那么：

（1）小灯泡L的电阻为多大？

（2）电源电压为多少？

（3）R₂阻值为多大？

（4）若闭合S₁、S₃，断开S₂，并移动滑动变阻器R的滑片，滑动变阻器接入电路的电阻为多大时，电路的总功率最大，这个最大的功率等于多少？

某物理兴趣小组利用图甲所示实验电路图同时测量电源电压 $U_0$的大小和电阻 $R_x$的阻值，电源电压 $U_0$约为 $2V~3V$， $R_x$的阻值约为 $6\Omega ~7\Omega$．实验室提供如下器材：导线若干、开关、电流表（量程 $0~0.6A$， $0~3A)$、电压表（量程 $0~3V$， $0~15V)$、滑动变阻器 $R$（最大阻值为 $30\Omega )$。请你思考完成下列问题：

（1）按照图甲用笔画线代替导线，连接好图乙中的实物图。

（2）用物理量 $U_0$、 $R_x$、电流表的示数 $I$写出表示电压表示数 $U$大小的关系式： $U=$　　。

（3）正确连接电路后，移动滑动变阻器的滑片，读出4组电流表和电压表示数，分别以电流表的示数 $I$和电压表的示数 $U$为横坐标和纵坐标，在坐标纸上描点，把这4个点连接起来大致为一条直线（并虚线延长到纵轴），如图丙所示。从图丙中信息可求得：电源电压 $U_0=$　　 $V$，电阻 $R_x=$　　 $\Omega$。

压力传感器是电子秤中的测力装置，可视为阻值随压力而变化的压敏电阻。小刚从某废旧电子秤上拆下一个压力传感器，探究其阻值与所受压力大小（不超过 $250N)$的关系，如图是小刚设计的实验电路图。电源电压恒定， $R_0$为定值电阻， $R_1$为压力传感器。

（1）连接电路时开关应　　，电路中 $R_0$的作用是　　。

（2）闭合开关，发现电流表无示数，电压表示数接近电源电压，电路出现的故障是　　；排除故障后，逐渐增大 $R_1$受到的压力，闭合开关，读出电流表和电压表的示数，计算出对应的 $R_1$的阻值，记录如表，第5次测量时，电压表示数为 $4V$．电流表示数为 $0.2A$．此时 $R_1$的阻值为　　欧。请根据表中的数据在图2中画出 $R_1$随 $F$变化的关系图象。

次数	1	2	3	4	5	6
$F/N$	0	50	100	150	200	250
$R_1/\Omega$	60	50	40	30		10

（3）通过实验探究可归纳出， $R_1$的阻值随压力 $F$大小变化的关系式为　　，当 $R_1$的阻值为 $32\Omega$时， $R_1$上受到的压力是　　 $N$，若此压力为压力传感器在电子称正常工作时受到的压力，则电子秤应显示　　 $\mathit{kg}$。

某实验小组利用图甲所示电路图探究某热敏电阻的特性，虚线框为一温控装置，热敏电阻 $R$处于其中。已知电源电压为 $6V$．实验过程如下：

（1）小凯实物图如图乙。此时闭合开关，电压表指针偏转　　，电流表指针偏转　　（均填“明显”或“不明显）。

（2）小兰发现实物图连接错误，只要改接一根导线就可以。请你将小兰需要改接的导线打上“ $\times$”，再画线把它改到正确的位置。

（3）正确连接电路后，保持温控箱温度 ${30}^{°}\text{C}$不变，调整滑动变阻器的滑片处在不同位置，记录不同位置对应的电压和电流，如下表：

实验次数	1	2	3	4	5
电压 $U/V$	2	3	4	5	6
电流 $I/A$	0.2	0.3	0.4	0.5	0.6

由表中数据分析可知，温度不变时，该热敏电阻的阻值随电压增加而　　（选填“变大”、“变小”或“不变” $)$。

（4）逐渐升高温控箱内的温度，并适当调节滑动变阻器的阻值，保持电压表示数 $3V$不变，记录不同温度时对应的电流，如下表：

温度 ${/}^{°}\text{C}$	30	60	90	120	150
电压 $U/V$	3	3	3	3	3
电流 $I/A$	0.3	0.32	0.36	0.44	0.58

为保持电压表示数不变，滑动变阻器的滑片应适当向　　（选填“左”或“右” $)$滑动。由表中数据分析可知，该热敏电阻的阻值题温度的升高而　　（选填“变大”、“变小”或“不变” $)$。

热敏电阻用来测量温度的变化，灵敏度较高。某实验小组利用热敏电阻将一电流表改装为温度计，实验电路如图所示。实验室提供的实验器材有：电流表（量程为 $0.6A)$，学生电源输出电压恒为 $24V)$，滑动变阻器 $R_1$（最大阻值为 $10\Omega )$，滑动变阻器 $R_2$（最大阻值为 $50\Omega )$，单刀双掷开关，用防水绝缘材料包裹的热敏电阻 $R_T$，导线若干。已知该热敏电阻的阻值与摄氏温度 $t$的关系为 $R_T=2t-10\left(\Omega \right)$，实验步骤如下：

$a$．按照电路图连接好实验器材；

$b$．为不烧坏电流表，将滑动变阻器的滑片 $P$调节到 $a$端；然后将单刀双掷开关掷于 $c$端，调节滑片 $P$，使电流表指针指在满刻线位置，并在以后的操作中使滑片 $P$位置不变；

$c$．将单刀双掷开关掷于 $d$端，根据热敏电阻的阻值随温度变化的关系，计算出电流表刻度盘各个电流值对应的温度值，重新标注刻度盘，改装成温度计；

$d$．在容器中倒入适量的热水，随着热水温度的下降，读出对应的温度值。

（1）根据实验要求，电路中的滑动变阻器应选　　（选填“ $R_1$”或“ $R_2$” $)$。

（2）该温度计能够测量的温度不能低于　　 ${}^{°}\text{C}$；当电流表示数为 $0.24A$时，对应的温度值为　　 ${}^{°}\text{C}$；热水温度 $t$与电流 $I$之间的函数关系式为 $t=$　　 ${}^{°}\text{C}$。

（3）改装后的刻度盘的特点是低温刻度在刻度盘的　　（选填“左”或“右” $)$侧。

物理兴趣小组为了“测量液体的密度”，设计了如图甲所示的实验装置。特制容器底部是一个压敏电阻 $R$（厚度不计），通过导线与电路相连。电源电压恒为 $12V$，定值电阻 $R_0=20\Omega$，电流表的量程 $0~0.6A$．压敏电阻 $R$上表面涂有绝缘漆，其阻值随所受液体压强的大小变化关系如图乙所示。工作时容器底部始终保持水平。 $({\rho }_{水}=1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$， $g$取 $10N/\mathit{kg})$

（1）闭合开关，电流表示数为 $0.08A$．缓慢向容器内注水，电流表示数将　   　（填“变大”、“变小”或“不变”） ，注入深度为 $50\mathit{cm}$的水时，水对压敏电阻的压强是　    　 $\mathit{Pa}$，电流表示数为　    　 $A$。

（2）断开开关，将水倒出，擦干容器，置于水平操作台上。注入深度为 $50\mathit{cm}$的待测液体，闭合开关，电流表示数为 $0.24A$．则待测液体的密度　      　水的密度，该液体的密度是　     　 $\mathit{kg}/m^3$。

（3）若注入待测液体时俯视读数，该液体密度的测量值　    　真实值。

磁场的强弱用磁感应强度（用字母“ $B$”表示）的大小来表示，磁感应强度的单位是特斯拉（用字母“ $T$”表示），某种材料的电阻随磁场的增强而增大的现象称为磁阻效应，利用这种效应可以测量磁感应强度，若 $R_B$、 $R_0$分别表示有、无磁场时磁敏电阻的阻值，如图为某磁敏电阻的电阻比值 $\frac{R_B}{R_0}$跟磁感应强度 $B$关系的图像，现在要测量磁敏电阻处于磁场中的电阻值 $R_B$．提供的实验器材如下：一节旧干电池，磁敏电阻 $R_B$（无磁场时阻值 $R_0=100\Omega )$，两个开关 $S_1$、 $S_2$，导线若干，另外，还有可供再选择的以下器材：

$A$．电流表 $A$（量程： $0-0.6A$， $0-3V)$

$B$．电压表 $V$（量程： $0-3V$， $0-15V)$

$C$．定值电阻 $R_1$（阻值： $1.5\mathit{k\Omega })$

$D$．定值电阻 $R_2$（阻值： $80\Omega )$

$E$．定值电阻 $R_3$（阻值： $5\Omega )$

（1）设计一个可以准确测量磁场中该磁敏电阻阻值的电路，磁敏电阻所处磁场磁感应强度 $B$大小约为 $1.0-1.2T$．请你从 $A$、 $B$、 $C$、 $D$、 $E$五种实验器材中再选择两种器材，并根据要求完成下列问题。

①选择的两种器材是　　（填写器材前面字母序号）

②选择电表的量程是　　。

③在答题卡方框中现有电路的基础上画出实验电路图（实验测量过程中不拆接电路）。

（2）若要准确测出该磁敏电阻所处磁场磁感应强度大小约为 $0.1-0.3T$的阻值，在你设计测量的电路中，从 $A$、 $B$、 $C$、 $D$、 $E$五种实验器材中再选择两种器材是　　（填写器材前面字母序号）。

如图电路中，电阻 $R_l$的阻值为 $2\Omega$，当开关闭合后，电压表 $V_1$的示数为 $1V$， $V_2$的示数为 $2V$．求：

（1）电源两端的电压；

（2）通过 $R_1$的电流和 $R_2$的阻值；

（3） $R_2$在 $1\mathit{min}$内产生的热量。

作为电路中极其重要的元件之一，电源本身也有电阻，如干电池，我们可以把它看成由一个电压为 $U$的理想电源与一个阻值为 $r$的电阻串联而成，如图甲所示，为了测量 $U$和 $r$，某同学设计了如图乙所示电路，已知 $R_1=7\Omega$， $R_2=4.5\Omega$，当闭合开关 $S$， $S_1$时，电压表读数为 $1.40V$，当闭合开关 $S$， $S_2$时，电压表读数为 $1.35V$，则理想电源电压 $U=$　     　，电池内阻 $r=$　       　，多次测量往往能减少误差，该同学把电阻换成电阻箱，变换阻值，测出了多组电阻值（用 $R$表示）与相对应的电压表示数（用 $U\text{'}$表示），然后他做出了 $\frac{1}{U\text{'}}$与 $\frac{1}{R}$的关系图象如图丙所示，这条直线与纵轴的交点越向上远离坐标原点，说明电源电压 $U$　       　（选填“越大”、“越小”或“不变”）。

在物理学中，用磁感应强度（用字母 $B$表示，国际单位：特斯拉，符号是 $T)$表示磁场的强弱。磁感应强度 $B$越大表明磁场越强： $B=0$表明没有磁场。有一种电阻，它的大小随磁场强弱的变化而变化，这种电阻叫作电阻。图 $a$表示是某磁电阻 $R$的阻值随磁感应强度 $B$变化的图像。某实验小组用该磁敏电阻测量通电螺线管外部的磁感应强度，设计了如图 $b$所示的电路进行实验，电源电压 $U_1$、 $U_2$保持不变。请回答下列问题：

（1）由图 $a$可知磁敏电阻的阻值随磁感应强度 $B$的增大而　　；

（2）请用笔画线代替导线，根据图 $b$中的乙电路图将图 $c$中未完成的电路连接完整；

（3）当 $S_1$断开， $S_2$闭合时，电压表的示数为 $3V$，则此时电流表的示数为　　 $A$；只闭合 $S_1$，通电螺线管的左端为　　极；

（4）闭合 $S_1$，调节滑动变阻器 $R_1$的滑片 $P$在某一位置不动后，闭合 $S_2$，移动滑动变阻器 $R_2$的滑片，测得电流表示数为 $0.05A$时，电压表的示数为 $9V$，此时该磁敏电阻所在位置的磁感应强度为　　 $T$；

（5）闭合 $S_1$、 $S_2$，保持 $R_2$不变，将滑动变阻器 $R_1$的滑片 $P$向左移动，通电螺线管的磁性　　（选填“增强”或“减弱” $)$，那么电流表的示数　　，电压表的示数　　（选填“增大”、“减小”或“不变” $)$。