初中物理欧姆定律的应用实验题

小丽同学利用如图1所示电路探究电压不变时，电流与电阻的关系。当ab间接入电阻R₁ = 5Ω时，电压表示数为6V；当ab间接入电阻R₂ = 10Ω时，闭合开关后会发现电压表示数   （填变化情况），下一步操作是向  （填“左”或“右”）移动变阻器的滑片直至电压表示数为    V。

小明在探究“电阻上的电流跟两端电压的关系”时，将记录整理的实验数据绘制成如下图所示I-U关系图象，则甲、乙两个电阻串联后总电阻是____________Ω；这两个电阻串联后接在电压为3V的电源上，电路中的电流为______A；这两个电阻并联后接在3V电源上，干路中的电流为_______A。

下面的电路图，在研究电流、电压和电阻关系时，若只改变滑动变阻器的阻值，可以探究电流与       的关系；也可用于伏安法测电阻，实验时小明观察到两个电表的示数如下，电流为       A，则小明测得的电阻是       Ω。

（单安法）小乐想用电源、一个电流表、两只开关和阻值己知的电阻R₀测量电阻Rx的阻值。并连接了如图甲所示电路进行实验。只闭合开关S₁时测得电流表的示数为I₁；闭合开关S₁和S₂时测得电流表的示数为I₂，则电阻Rx中的电流为          ，Rx＝       （用I₁、I₂和R₀表示）。小明认为此电路不妥，缺少了滑动变阻器，他设计了另外一种电路，如图乙所示，他认为只闭合开关S₁电流表测得的是R₀中的电流，只闭合开关S₂电流表测得的是Rx中的电流，这样也可以测量电阻Rx的阻值。请你帮助说明一下，在测量电阻的电路中加了滑动变阻器的好处是                                                 ，但是小明的这种测法         （选填“正确”或“不正确”），理由是                                    。

（双伏法）某物理小组的同学做实验测电阻，他们连接的实验电路如图所示，已知电源两端电压不变，电阻R₁的阻值为3Ω。当闭合开关S，滑动变阻器的滑片P位于A点时，电压表V₁的示数为3V，电压表V₂的示数为8V。当滑动变阻器的滑片P位于B点时，电压表V₁的示数为7V，电压表V₂的示数为9V。则所测电阻R₂的阻值是        Ω。

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。

小明在观看了宾馆等处的光电烟雾探测器后，自己设计了一只“火灾报警器”。该报警器由“控制电路”和“工作电路”所组成，其中“控制电路”由光敏电阻R、电磁铁（线圈阻值R₀＝15Ω）、电源U=6V、开关等组成；“工作电路”由工作电源电铃、导线等组成。小明的设计思想：当光敏电阻接收到的光照减弱到一定程度时，工作电路接通，电铃报警。

已知该光敏电阻的阻值R与光强E之间的一组实验数据如下表所示：（“光强”表示光强弱的程度，符号为E，单位为cd。）

光强E/cd	1.0	2.0	3.0	4.0	5.0	6.0
光敏电阻R/Ω	36.0	18.0	12.0	9.0	7.2	6.0

（1）分析上表数据，根据光敏电阻的阻值R随光强E变化的规律，归纳出光敏电阻的阻值R随光强E变化的关系式为R=        。
（2）闭合电键S，如果当线圈中的电流大于或等于250 mA时，继电器的衔铁被吸合，则光敏电阻接收到的光照强度需要在多少cd以上？   
（3）按小明的设计，当室内烟雾增大时，光照减弱，光敏电阻的阻值增大到一定值时，衔铁与       （“上方”或“下方” ）的M、N接触，电铃工作报警。

如图甲所示，是研究小组的同学们自制的简易电子秤原理图，它利用电压表的示数来测物体的质量，托盘、弹簧上端和滑动变阻器滑片固定在一起，托盘和弹簧的质量不计，弹簧置于绝缘底座上。不计摩擦，弹簧始终在弹性限度内，电源电压恒定。
当盘中没有放物体时，滑片P在滑动变阻器的最上端，电压表的示数为0。当称量物体的质量时，滑片P在物体对电子秤的压力作用下向下端滑动，此过程中：

（1）变阻器连入电路的电阻       ，电流表的示数       ，电压表的示数     （选填“变大”“变小”或“不变”）；
（2）经研究分析得出被测物体的质量与电压表的示数满足如乙图所示的关系，这样把电压对应的质量刻在电压表的刻度盘上，就可以直接读出被测物体的质量。若电压表的示数为1V，则被测物体的质量是       kg。

如图甲所示，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-I图像如图乙所示．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3 V，则滑动变阻器接人电路的最小阻值为      Ω（保留一位小数）．

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．

科学家们已经发现了巨磁电阻（GMR）效应，它是指某些材料的电阻在磁场中急剧减小，且磁场越强，电阻越小的现象。利用这一现象，可以用来探究磁体周围的磁场强弱。如图所示，将GMR放在螺线管的右端。

（1）闭合开关S₁，螺线管左端的磁极为_____极。
（2）闭合开关S₁、S₂，电流表示数为I。保持GMR位置不变，将电源的正负极对调，则此时电流表的示数将________I；将GMR移至螺线管的上方的中间位置，电流表的示数将________I。（选填“大于”、“等于”或“小于”）
（3）将GMR分别放入通电螺线管内部的不同位置，发现电流表的示数几乎不变。据此，你的合理猜想是_______________________________________________。

小娟在科技活动中，了解到有一种用半导体材料制成的热敏电阻，其电阻R随温度t变化的图像如图 (a)所示．现将该热敏电阻与阻值为50Ω的R₀组成（b）电路，电源电压为12V。

(1)图（b）中，如果给热敏电阻冷却，则电流表的示数将        (选填“增大”或“减小”)．
(2)当电流表示数为0.2A时，电压表的示数为        V，热敏电阻的温度为        ℃。
(3)小娟想利用热敏电阻制成温度报警器，实验室中现有两只外形完全相同的电阻R₁和R₂，其中一只为热敏电阻，另一只为定值电阻(阻值不随温度的变化而变化)．为了辨别它们，小娟设计了如图 (c)所示的电路。
①闭合开关后，对一只电阻进行       ；
②若电流表示数改变，则该电阻为       电阻；若电流表示数不变，则该电阻为
      电阻．（选填“热敏”或“定值”）

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。

在“测量小灯泡的功率”的实验中，小明要测量一个标有“2.5V”字样的小灯泡的额定功率，通过实验得到这个小灯泡的U—I关系图象，如图所示。由图可知：小灯泡的额定功率P=        W；当U=1.5V时，小灯泡的电阻R=        Ω。

在图甲所示的电路中，电阻R₁为40欧，滑动变阻器R₂上标有“20Ω  3A”字样。现有电压为6伏的电源一个，表盘如图乙（a）、（b）所示的电流表、电压表各一个，电键一个。
（1）若在AB间接入电源，CD间接入电压表，EF间接入电键。闭合电键后，滑片在某一位置时，电压表示数为2伏。求：①通过电阻R₁的电流I₁；②滑片在此位置时，10秒内变阻器R₂消耗的电功W₂。
（2）请选择一个电表，将电源、电键和所选择的电表分别接入AB、CD、EF间。要求选择合适的电表量程，移动滑片P的过程中，电路各元件能正常工作，且所选电表指针转动的角度最大。
① 应在AB间接入            ，CD间接入         ，EF间接入        。
② 所选电表所用的测量范围是             ，请计算出所选电表的示数变化范围。