初中物理欧姆定律的应用实验题

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。

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。

某同学利用如图甲所示的电路进行探究，电源电压恒为 $9V$，更换5个定值电阻 $R_x$，得到如图乙所示的图象。则

（1）该同学探究的是　　的关系；

（2）五次记录实验数据中，电压表的示数为多少？滑动变阻器阻值变化范围是多少？

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。

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　　 $V$。

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　　 $V$。

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。

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”）。

在做“研究相同电压下不同导体中电流与电阻的关系”实验时，电源电压恒为 $3V$，滑动变阻器规格为“ $20\Omega 1.0A$”，还有多个阻值不小于 $5\Omega$的定值电阻可供选择。

（1）实验电路如图所示，小科检查电路时发现有一个元件连接错误（其它元件连接正确），该元件和错误分别是　　。

（2）改正错误后，正确操作，测得实验数据如下表所示。

实验次数	第一次	第二次	第三次
定值电阻 $/\Omega$	5	10	★
电流表示数 $/A$	0.40	0.20	0.10

表中“★“处所选用定值电阻的阻值是　　 $\Omega$。

（3）小科用更多不同阻值的定值电阻重复上述实验，并将滑动变阻器的功率 $P_{变}$与其电阻值 $R_{变}$的关系绘制图象。该图象最接近于下列图象中的　　。

小柯用如图甲电路进行实验。

（1）请在图甲中导线 $\mathit{AB}$上用箭头标出通电后导线 $\mathit{AB}$中的电流方向。

（2）闭合开关后，电流表的示数如图乙，则通过灯泡 $L$的电流为　　安。

（3）图丙为通过电阻 $R$的电流与它两端电压的关系图，则 $R$的阻值为　　欧。

如图为某些型号玩具电动机的工作电路图，电动机铭牌上标有“ $6V6W$，线圈电阻 $2\Omega$”字样，当开关闭合的瞬间，电动机尚未转动，此时通过电动机的电流称为启动电流，为了保护电动机，启动电流不得超过 $2A$，求：

（1）启动时，变阻箱 $R$的阻值至少多大？

（2）当电动机启动后，再次调节变阻箱 $R$，使电动机进入正常工作状态，此时 $R$消耗的电功率为多大？

物理学中，用磁感应强度（用字母 $B$表示）来描述磁场的强弱，国际单位是特斯拉（用字母 $T$表示），磁感应强度 $B$越大表示磁场越强； $B=0$表明没有磁场。有一种电阻，其阻值大小随周围磁感应强度的变化而变化，这种电阻叫磁敏电阻，为了探究电磁铁磁感应强度的大小与哪些因素有关，小超设计了如甲、乙两图所示的电路，图甲中电源电压恒为 $6V$， $R$为磁敏电阻，图乙中的电磁铁左端靠近且正对图甲中的磁敏电阻 $R_1$磁敏电阻 $R$的阻值随周围磁感应强度变化的关系图象如图丙所示。

（1）当图乙 $S_2$断开，图甲 $S_1$闭合时，磁敏电阻 $R$的阻值是　　 $\Omega$，电流表的示数为　　 $\mathit{mA}$。

（2）闭合 $S_1$和 $S_2$，图乙中滑动变阻器的滑片 $P$向右移动时，小超发现图甲中的电流表的示数逐渐减小，说明磁敏电阻 $R$的阻值变　　，电磁铁的磁感应强度变　　。

（3）闭合 $S_1$和 $S_2$，图乙中滑动变阻器的滑片 $P$保持不动，将磁敏电阻 $R$水平向左逐渐远离电磁铁时，小超将测出的磁敏电阻与电磁铁左端的距离 $L$、对应的电流表的示数 $I$及算出的磁感应强度 $B$同时记录在下表中，请计算当 $L=5\mathit{cm}$时，磁敏电阻 $R$所在位置的磁感应强度 $B=$　　 $T$。

$L/\mathit{cm}$	1	2	3	4	5	6
$I/\mathit{mA}$	10	12	15	20	30	46
$B/T$	0.68	0.65	0.60	0.51		0.20

（4）综合以上实验可以看出：电磁铁磁感应强度随通过电流的增大而　　；离电磁铁越远，磁感应强度越　　。

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 $U_1=$　　 $V$， $R_2=$　　 $\Omega$。

电加热眼罩对缓解眼疲劳有一定效果，如图甲是一款市场上的产品，小敏查阅使用说明书，其相关参数如下

表乙。

乙

型号	$***$
额定充电电压	$4.8V$
充电电流	$500\mathit{mA}$
电池容量	$800\mathit{mAh}$

（1）当该款眼罩还剩 $10\%$的电池容量时，在额定电压下充电，充满电至少需要多少时间？

（2）图丙是小敏设计的可以手动调节高、中、低三档加热的电热眼罩原理图。电源电压 $U$恒为4.8伏，已

知电热丝 $R_1$阻值为4欧，电热丝 $R_2$阻值为6欧，开关 $S_3$只接 $a$或 $b$。

①丙图电路中 $S_1$闭合， $S_2$断开， $S_3$接 $a$时，加热电路为　　（选填“高”、“中”或“低” $)$温挡。

②中温挡功率为多少瓦？

③高温挡工作20分钟，眼罩消耗的电能为多少焦？