初中物理串联电路的电压规律实验题

伏安法测量额定电压为2伏的小灯泡的额定功率，实验时按甲图连接电路，电源电压为3伏，移动滑动变阻器滑片，读出电压表和电流表示数绘制成I-U的图像如图乙。

(1)根据乙图中数据，计算小灯泡的额定功率。
(2)当小灯泡正常工作时，滑动变阻器接入电路的电阻为多大?
(3)从乙图可知通电灯丝的电阻不恒定，实验中影响灯丝电阻变化的因素是_____________。

运用知识解决问题：

（1）电炉子工作时，通过导线和电炉丝的电流相等，电炉丝电阻比导线电阻　　，根据焦耳定律可知，相同时间内电炉丝产生的热量比导线　　，所以电炉丝热得发红而导线不太热。

（2）如图所示家庭电路，吊灯 $L_1$和 $L_2$有开关 $S$控制，墙上有一个固定的三孔插座。请把电路连接完整。

（3）将定值电阻 $R_1$和 $R_2$串联后接在电压为 $6V$的电源两端， $R_1:R_2=1:2$， $R_1$的电功率为 $2W$，则 $R_1$两端的电压 $U_1=$　　 $V$， $R_2=$　　 $\Omega$。

甲、乙两小组同学用图甲所示的电路进行了一些实验探究．

(1)甲小组选取的定值电阻为15欧，电阻箱阻值如图乙所示，其值为________欧，此时电压表的示数为3．5V，则该小组所用电源的电压为________V；实验中若增大电阻箱阻值，电压表示数将________ (选填变化情况)．
(2)乙小组选用其它规格的电源和定值电阻进行实验，他们通过调节电阻箱，得到几组电阻箱的阻值和对应的电压值，并作出U-R图像(如图丙)．由图像可知，电阻箱阻值为20欧时，电压表的示数为_____V，该组所选用定值电阻的阻值为____欧．

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　　 $\mathit{kg}$。

如图所示的电路中，电源电压恒定为4.5V。开关S闭合后，电流表的示数为0.5A，电压表V₁的示数为3V。当把滑动变阻器的滑片P移到最右端时，电流表的示数为0.3A。

求：（1）电阻R₁的值。
（2）滑动变阻器的最大电阻
（3）滑片移到最右端时，V₁的示数及此时电路消耗的总功率。

小金制作了一个利用电压表测物体重力的小作品，它能在电压表盘上读出所放物体重力的大小，如图所示。

（1）当秤盘不放任何重物时，滑片 $P$恰好处于 $a$点。闭合开关，当秤盘上所放钩码个数增多时，电压表示数将　　（填“增大”、“减小”或“不变” $)$；

（2）一段时间后，在秤盘放2牛重的钩码时，表盘读数比2牛大，换不同重的钩码反复试验，每次读数都不同且大于钩码的重力。产生这一现象是由于　　引起的（填字母）。

$A$． $R_1$短路 $B$． $R_1$断路 $C$． $R_2$短路 $D$． $R_2$断路

请设计实验：用一个电源、一只开关、一只电压表（或电流表），比较两只待测电阻阻值大小。　
（1）用电压表比较的方法；　（2）用电流表比较的方法；

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 $R_x=$　　 $\Omega$。

、如图所示电路是在环境温度为10℃左右的条件下工作的某自动恒温箱原理简图。 箱内电阻R_l=5kΩ，R₂为热敏电阻，其阻值随温度变化的图线如图2所示，电源电压为12V。当电压鉴别器的两接入点a、b间的电压U_ab小于2V时，鉴别器将使开关S接通，使恒温箱内的电热丝通电而发热，从而使箱内温度升高；当U_ab大于4V时，鉴别器将使S断开，停止加热。

(1)从图2中读出环境温度为15℃时的热敏电阻R₂为    kΩ；
(2)该恒温箱内的温度将保持的范围是____________；
(3)若想使此恒温箱内的温度变化范围在第(2)问的基础上降低一些，在鉴别器功能和热敏电阻不变的条件下，可采取的措施有_____________。

小金尝试将电流表改装成可直接测电阻的表，并设计了如图所示电路，在 $M$、 $N$中可接待测电阻。已知电流表量程为 $0~0.6$安，电源电压为12伏，请回答：

（1）闭合开关前，滑动变阻器的滑片 $P$应处于　　（选填“ $A$端”或“ $B$端” $)$

（2）先将 $M$， $N$直接用导线连接，并移动滑动变阻器的滑片使电流表满偏，电流表0.6安的刻度上标定的电阻值为　　欧，此时滑动变阻器的阻值为　　欧。若在 $M$、 $N$间接入一个与此时滑动变阻器阻值相同的电阻，电流表示数为　　安。

（3）电流表0.2安刻度处，标定的电阻值为　　欧。

（4）改装后可直接测电阻的表，其表盘刻度　　（选填“均匀”或“不均匀” $)$，理由是　　。

某物理学习小组为了探究“电流与电阻的关系”，设计了如图甲所示的实验电路。他们在学校实验室找来了如下一些实验器材：电压恒为 $3V$的电源，电流表、电压表各一只，一个开关，阻值分别为 $5\Omega$、 $10\Omega$、 $15\Omega$、 $20\Omega$的定值电阻各一个，滑动变阻器“ $20\Omega 1A$”一个，导线若干。实验时连接的电路如图乙所示。

（1）连接电路前，开关应　       　（选填“断开”或“闭合”）；

（2）实验中，改变滑动变阻器阻值的目的是使定值电阻两端的电压　       　；

（3）将 $5\Omega$、 $10\Omega$、 $15\Omega$、 $20\Omega$的定值电阻分别接入电路中，每一次都控制定值电阻两端的电压为 $2.5V$；当拆下 $5\Omega$的定值电阻换成 $10\Omega$的定值电阻接入电路时，如果保持滑动变阻器滑片的位置不变，会发现电压表的示数　       　（选填“大”或“小”）于 $2.5V$，接下来应该移动滑片，使电压表示数回到 $2.5V$，读出电流表的示数并记录数据 $\dots \dots$通过多次实验测得多组数据，并利用这些数据得到如图丙所示的电流 $I$随电阻 $R$变化的图像，由数据和图像可以得到的结论是　                                  　；

（4）以上几次实验中记录电表示数时，当定值电阻消耗的电功率最小时，滑动变阻器接入电路的阻值为　      　 $\Omega$。

为了探究小灯泡电流与电压的关系，小明选择额定电压为2.5伏的小灯泡，电压为4伏的电源以及其他相关器材按图甲连接电路，进行实验。

（1）闭合开关移动滑动变阻器的滑片，当观察到　　时，可以判断此时小灯泡正常发光。

（2）在实验过程中，小明将滑动变阻器的滑片从 $A$端开始移动，直到灯泡正常发光，在此过程中测得小灯泡电流和电压的几组数据，并正确画出曲线 $a$，如图乙所示，该实验小明选择的滑动变阻器可能是　　。

$A$、滑动变阻器 $R_1(20$欧，3安） $B$、滑动变阻器 $R_2(50$欧，2安） $C$、滑动变阻器 $R_3(2000$欧，0.25安）

（3）小明在图乙中还画出了本实验中滑动变阻器的电流随电压变化的曲线 $b$，老师据图指出该曲线是错误的，其理由　　。

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）。

某实验小组的同学用铅笔芯探究导体的电阻与长度的关系，如图所示是该实验的电路图。

（1）闭合开关，向右移动铅笔芯上的滑片 $P_1$，电路中的电流　　（选填“变大”“变小、”或“不变” $)$。

（2）如果滑片 $P_1$滑动到铅笔芯最右端时，电压表示数很小，应该将滑动变阻器的滑片 $P_2$向　　移动。

（3）移动铅笔芯上面的滑片 $P_1$，记录铅笔芯 $A{P}_1$之间的距离和电压表的示数，数据如下：

$A{P}_1/\mathit{mm}$	0	30.0	60.0	90.0	120.0	150.0	180.0
$U/V$	0	0.4	0.8	1.2	1.6	2.0	2.4

通过数据反映出的规律和　　可以推出导体的电阻与导体的长度成　　比的结论。若图示位置时电压表示数为 $0.9V$，滑片 $P_2$向右移动一段距离，电压表示数变为 $1.2V$，滑片 $P_2$再向右移动一段相同的距离，电压表示数为　　 $V$。

如图所示，某同学在“测量小灯泡电功率”的实验中，误将电压表并联在滑动变阻器两端．他从滑片置于最右端时开始记录第一组数据，调节滑片测得多组数据，描绘出的U一I图像如图所示．已知小灯泡的额定电压为2.5 V，电源电压为4.5 V．可求得小灯泡正常发光时的阻值为     Ω，额定功率为    ______W，变阻器最大阻值为     ______Ω．为使实验中小灯泡两端电压不超过3V，则滑动变阻器接人电路的最小阻值为      Ω（保留一位小数）．