初中物理欧姆定律的应用实验题

某同学在做“调节灯泡亮度”的电学实验时，电路如图所示。电源电压恒为4.5V，电压表量程“0～3V”，滑动变阻器规格“20Ω  1A”，灯泡L标有“2.5V  1.25W”字样（忽略灯丝电阻变化）。在不损坏电路元件的情况下，下列判断正确的是（    ）

A．电路中电流变化的范围是0.18A～0.5A	B．滑动变阻器阻值变化的范围是2.5Ω～10Ω
C．灯泡的最小功率是0.162W	D．该电路的最大功率是2.25W

现有一个电器元件R，为了探究其电阻随温度变化的规律，采用了如图所示的实验电路．用滑动变阻器R₀改变电路中的电流，随着R两端电压的增大，R的温度升高．若忽略滑动变阻器R₀的电阻随温度变化的因素，测得通过电器元件R的电流与加在它两端的电压值，测量的数据如表所示．

U/V	0.40	0.60	0.80	1.00	1.20	1.50
I/A	0.20	0.45	0.80	1.25	1.80	2.81

（1）根据表中数据，可以得出该电器元件的电阻R随温度的变化规律是      ．
（2）已知电路中的电源两端电压为3V，闭合开关后，当电流表示数为0.80A时，滑动变阻器R₀的电功率为      W．

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。

小洋和同学们通过暑期的勤工俭学为残疾人老王买了一辆电动轮椅。为了帮助老王正确使用，小洋研究了说明书，电动轮椅的原理简图如图所示。他了解到，操纵杆可操纵双刀双掷开关 $S$以及滑动变阻器 $R_1$的滑片 $P$．前推操纵杆时轮椅慢慢前进，继续前推操纵杆时轮椅快速前进；后拉操纵杆时轮椅慢慢后退。蓄电池的电压 $U=24V$（保持不变）， $R_2$为定值电阻。

（1）原理图中双刀双掷开关 $S$中间的连接物（深色部分）为　　（选填“导体”或“绝缘体” $)$；

（2）从原理图和以上描述可知，当开关接到　　、　　两个接线柱时，轮椅前进。若轮椅以 $3m/s$的速度匀速前进了 $8s$，此过程中轮椅受到的平均阻力为 $5N$，电池的输出功率为 $25W$，求此过程中轮椅工作的效率；

（3）当轮椅后退时电动机的功率是 $7W$，此时电流表示数为 $0.5A$，求 $R_2$的阻值。

如图所示是某同学设计的一种测定油箱内油面高度的实验装置．

(1)它的工作原理是：油箱内油面        时(选填上升或下降)，金属滑片向上端移动，电流表示数会      (填“变大”或“变小”)．
(2)请你对该同学在设计中使用电阻R₁做出评价：                   ．
(3)你认为该设计中值得改进的方面是：                  ．

LED灯是一种新型的环保节能灯，小梦为了探究LED灯与家用普通白炽灯、普通节能灯的发光效率，他用如图所示的装置进行了实验（其中R₀为光敏电阻，其电阻值与光照强度成反比）其实验步骤如下：

先把“220V 15W”的普通白炽灯接入灯座，通过调整，使灯泡与温度计的玻璃泡距离约为2cm，灯泡与光敏电阻的距离约为30cm。闭合开关，通电10min，分别读出温度计和电流表的示数，并填入下表。

灯泡类型	盒内初温	盒内末温	电流表示数
白炽灯	20℃	78℃	6mA
普通节能灯	20℃	50℃	15 mA
LED灯	20℃	35℃	60 mA

 
②接着分别把规格相同的普通节能灯和LED灯接入灯座，重复上述实验。
根据小梦的探究，请回答：
(1)电能转化为内能最多的灯是           ，这是通过观察           来比较的。
(2)电能转化为光能最多的灯是            ，这是通过观察                来比较的。
(3)LED灯的发光效率较       (填“高”或“低”)。
(4)综合分析表中数据可知，15W的LED灯的发光亮度与         的白炽灯发光亮度相当。

利用如图甲所示的实验器材，测定额定电压为6V的小灯泡的电功率．已知滑动变阻器上标有“l2Ω 1A”的字样，电源电压保持不变．请完成下列相关问题：


(1)该实验的原理是__________(2分）
(2)在甲图上补画一根导线，使得测定小灯泡电功率的电路完整，要求滑片P向右移动时，小灯泡变暗．(2分）
(3)连好电路后，要使滑动变阻器的电阻丝全部接入电路，应先将滑片P移至__________（选填“a”“b”）端，再闭合开关S，此时电压表示数为4.2 V，对应的电流表示数如图乙所示．(2分）
(4)调节滑片P，当P移至ab中点时，小灯泡恰好正常发光．
(5)继续调节滑片P，当P移至另一点时，灯泡偏亮，读出此时电压表、电流表示数分别为6.5 V、0.52A ．
（6）根据实验过程填完下表． (2分） 

某校物理社团的学生做"测量小灯泡的电功率"和"探究电流与电压关系"的实验，电源两端电压恒定，小灯泡的额定电压为2.5V，设计的电路如图甲所示，操作如下：

（1）按图甲连接电路，将滑片移到滑动变阻器的阻值最大端，闭合开关，记录两电表示数；移动滑片，观察并记录多组数据，绘制如图乙所示的U﹣I图象，则小灯泡的额定功率为 　 　W．实验中，当电流表示数为I ₀（I ₀＜0.30A）时，小灯泡的电功率为P ₁；

（2）断开开关，用定值电阻替换小灯泡，将滑片移到滑动变阻器的阻值最大端，闭合开关，读出两电表示数，并记录在表格中；移动滑片，测出多组数据，记录在表格中。分析表格中的数据可知：当电阻一定时，通过导体的电流与导体两端电压成 　 　。实验中，当电流表示数仍为I ₀时，定值电阻的电功率为P ₂，则P ₁、P ₂的大小关系为P ₁ 　 　P ₂；

探究电流与电压关系的实验数据表

实验次数	1	2	3	4
电压U/V	0.9	1.5	2.5	3.0
电流I/A	0.18	0.30	0.50	0.60

（3）若把小灯泡和定值电阻串联后直接接到此电源两端，电路的总功率为 　 　W。

2011年5月1日开始实施的《刑法修正案(八))，对“饮酒驾车”和“醉酒驾车”制定了严格的界定标准，如下表所示。

饮酒驾车	20mg/100mL 血液中的酒精含量< 80mg/100mL
醉酒驾车	血液中的酒精含量80mg/l00mL

①沭阳交警在某次安全行车检查中，检测到某驾驶员100mL的血液中酒精含量为66mg，那么，该驾驶员属于             。
②如图甲所示，是酒精检测仪的简化电路。其中，定值电阻R₀=10Ω，电源电压为3V；R为气敏电阻，它的阻值与酒精气体含量的关系如图乙所示。如果通过检测仪检测到驾驶员的血液中酒精含量为12%时，电流表的示数为          A。

小明制作氧气浓度探测器，过程如下：
（一）小明找来氧敏电阻R_x，其电阻值与空气中氧气浓度的关系如表格所示．其中，氧气浓度为0时，氧敏电阻的阻值模糊不清，他对该电阻值进行测量．

氧气浓度/%	0	5	10	15	20	25	30
Rx/Ω		10	16	21	25	28	30

在集气瓶内，小明通过木炭燃烧制得氧气浓度为零的空气，再将R_x置于瓶内．甲图中电源电压恒为6V，①、②号导线已经连好．
（1）请用笔画线代替导线，在甲图中完成测量电路连接．

（2）开关闭合前，滑动变阻器的滑片P应移至________（A/B）端．
（3）闭合开关S，发现电流表、电压表示数均为0．小明取下电压表，将电压表分别与导线①的两端、导线②的两端并联，示数都为0；将电压表与滑动变阻器B、D两端并联，示数也为0；将电压表与开关两端的接线柱并联，示数为6V．若电路只有一处故障，则电路故障为________．
A．导线①断路  B．导线②断路  C．滑动变阻器内部断路  D．开关S内部断路
（4）排除故障后，移动滑动变阻器的滑片P，电压表、电流表示数如图乙所示，则氧气浓度为0时，R_x阻值为________Ω．
（5）请在丙图中作出氧敏电阻R_x的阻值与空气中氧气浓度的关系图象．

（二）小明制作氧气浓度探测器的电路如图丁所示，其中，电源电压恒为6V，定值电阻R₀阻值为5Ω．
（6）小明将氧敏电阻包裹在塑料袋中，先用嘴吸尽其中的空气，在对塑料袋儿呼气，闭合开关S，电流表的示数为0.24A．他呼出气体中氧气浓度为________%；可见人呼吸时，________（能/不能）将吸入肺中的氧气完全转化为二氧化碳．
（7）小明制作的探测器工作时，氧气浓度越高，电流表示数越________ ．要想实现“氧气浓度越高，电表示数越大”，应选用电压表与上述电路中的________并联．

某物理兴趣小组的同学们设计了如甲图所示的电路，其中电源电压不变，灯泡 $L$标有“ $12V6W$”，滑动变阻器 $R$的规格为“ $20\Omega$　 $1A$”。如图乙是定值电阻 $R_0$和灯泡 $L$的电压与电流的关系图象。当断开开关 $S_1$、闭合开关 $S$和 $S_2$，并将滑动变阻器的滑片 $P$位于 $R$最右端时，灯泡 $L$的实际功率为 $1.6W$。

求：（1） $R_0$的阻值；

（2）灯泡正常发光 $10\mathit{min}$，电流通过灯泡所做的功；

（3）电源电压；

（4）电路消耗的最大电功率。

如图所示的电路中，电阻 $R_1=36\Omega$，闭合开关 $S$后，移动滑动变阻器 $R_2$的滑片处于某一位置时，电压表的示数为 $6V$，电流表的示数为 $0.5A$．求：

（1）此时滑动变阻器 $R_2$接入电路的阻值；

（2）此时滑动变阻器 $R_2$消耗的电功率；

（3）电源电压。

小华同学做"用电流表、电压表测电阻"实验，现有电源（电压为2伏的整数倍且保持不变）、待测电阻R、电流表、电压表（只有0～3伏档完好）、滑动变阻器（标有"20Ω2A"字样）、电键以及导线若干。实验中，小华正确连接电路，且使变阻器接入电路中的电阻最大，闭合电键时电表示数如图（a）、（b）所示。

小华的实验记录

实验序号	电压表示数（伏）	电流表示数（安）
1	1.4	0.30
2	…	…
3	…	…

①通过计算说明实验所用电源的电压。

②小华移动变阻器的滑片，观察到电表示数变化范围较小。然后他调整了电表的接入位置重新实验：

（a）根据图中电表的示数等信息判断，在闭合电键时能否使变阻器接入电路中的电阻最大，并简述理由。

（b）根据小华重新实验中所记录的一组数据（见表），计算待测电阻R _x的阻值（精确到0.1欧）。

小王、小李同学分别做“测定小灯泡的电功率”实验，他们使用的器材中，电源电压相同且不变（为2伏的整数倍），滑动变阻器两个（分别标有“10Ω  2A”和“20Ω  2A”字样），两待测小灯额定电压分别为2.2伏和3.8伏。两同学各自选取一个变阻器、小灯、电压表（0～3V）、电流表（0～0.6A）、电键和若干导线，连接电路，并进行实验。小王同学选用额定电压为2.2伏的小灯，正确连接电路，操作规范，闭合电键小灯就正常发光。小李同学闭合电键后，当滑片移动到中点时（即滑动变阻器接入一半的电阻），小灯正常发光。经过测量和计算，他们发现两灯泡的额定功率恰好相同。
（1）小李同学观察到电压表示数为   伏，小灯正常发光。所选滑动变阻器的规格是      。
（2）请根据相关条件得出电源电压为   伏，小灯的额定功率为 瓦。

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？