浙教版科学八年级上第四章电压与欧姆定律
一、单选题
1.(2021八下·奉化期末)如图甲所示,电源电压不变,小灯泡L允许通过的最大电流为0.6A,滑动变阻器R的最大阻值.为50Ω,电流表量程为“0~0.6A”,电压表量程为“0~15V”。闭合开关S,在保证电路安全的前提下,最大范围调节滑动变阻器的滑片P,分别绘制了电流表示数与电压表示数、电流表示数与滑动变阻器R连入电路阻值的变化关系图象,如图乙、丙所示。则下列说法中正确的是( )
A.电源电压为16V
B.当电流表示数为0.25A时,滑动变阻器连入电路的阻值为45Ω
C.若滑动变阻器连入电路的阻值变小,则电压表V与电流表A示数之比变小
D.若将电压表量程换为0~3V,滑动变阻器允许连入电路的阻值范围为18Ω ~ 50Ω
【答案】D
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】由电路图可知,小灯泡L与滑动变阻器R串联,电压表测小灯泡L两端电压,电流表测电路中的电流;
(1)由图丙可知电流为0.6A时滑动变阻器连入电路的电阻为10Ω,此时灯泡两端电压为6V,由U变=I变R变可求得滑动变阻器两端电压,由串联电路电压特点U总=UL+U变可求出电源电压;
(2)由图乙可知电流为0.25A时灯泡两端电压,由串联电路分压特点可求得滑动变阻器两端电压,由P计算变阻器接入的阻值;
(3)根据确定电压表和电流表比值的意义,然后结合“灯丝电阻随温度的升高而增大”的规律判断即可;
(4)若将电压表量程换为0~3V,则灯泡两端电压最大为3V,滑动变阻器两端电压最小为9V,此时滑动变阻器接入电路电阻最小,由图乙可知此时电路中电流,由 可得滑动变阻器连入电路中的电阻最小值,而变阻器接入的最大阻值就是变阻器的最大阻值,据此确定变阻器的阻值范围。
【解答】A.根据乙图可知,当电路中电流为0.6A时,小灯泡两端电压为6V;由图丙可知,滑动变阻器R连入电路中的电阻R=10Ω;
此时变阻器两端的电压为U变=I变R变=0.6A×10Ω=6V;
则电源的电压U总=UL+U变=6V+6V=12V,故A错误;
B.由图乙可知,当电流表示数为0.25A时,灯泡两端电压UL'=1V,此时滑动变阻器R两端的电压U变=U-UL'=12V-1V=11V;
滑动变阻器接入的阻值为:,故B错误;
C.电压表测灯泡的电压,电流表测通过灯泡的电流,根据可知,电压表与电流表的比值为灯泡的电阻。当变阻器的阻值变小时,通过电路的电流变大,根据乙图可知,则灯泡的电阻变大,即比值变大,故C错误;
D.若将电压表量程换成0~3V,则灯泡两端电压最大为3V,此时滑动变阻器接入电路电阻最小;
由图乙可知当灯泡两端电压为3V时,通过小灯泡L即电路中的电流I''=0.5A,
此时滑动变阻器R两端电压U滑′=U UL″=12V 3V=9V;
则滑动变阻器R接入电路中的最小阻值;
滑动变阻器R接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,小灯泡L两端电压最小,由图丙可知,滑动变阻器R接入电路中的最大阻值为50Ω,
所以滑动变阻器R允许接入电路的阻值范围为:18Ω~50Ω,故D正确;
故选D。
2.(2021八下·镇海期末)灯泡L上标有“6V 1A”字样(正常发光时的电压和电流),测得该灯泡的电流随电压变化关系如图甲所示。现把灯泡L接入如图乙所示的电路中,若电源电压为10V不变,电流表的量程为“0-0.6A”,电压表的量程为“0-15V”。则下列说法正确的是( )
A.该电路中通过调节滑动变阻器可实现灯泡L正常发光
B.当电流表示数为0.4A时,电压表的示数为7.6V
C.灯泡L的电阻值随电压表的示数的增大而增大
D.滑动变阻器接入电路中的最小电阻约为13.3Ω
【答案】D
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)将灯泡的额定电流与电流表的量程进行比较;
(2)根据甲图确定电流表示数为0.4A时灯泡两端的电压,再根据U变=U总-UL计算电压表的示数;
(3)根据U变=U总-UL分析电压表示数增大时灯泡的电压变化,再根据甲图确定灯泡的阻值变化;
(4)根据电流表的量程确定最大电流为0.6A,根据甲图确定此时灯泡的电压,再根据U变=U总-UL计算出变阻器的电压,最后根据欧姆定律计算出变阻器的最小电阻。
【解答】根据乙图可知,变阻器与灯泡L串联,电压表测变阻器的电压,电流表测总电流。
A.通过灯泡的额定电流为1A,而通过电流表的最大电流为0.6A,则通过灯泡的最大电流只能到达0.6A,即灯泡不能正常发光,故A错误;
B.根据甲图可知,当电流表的示数为0.4A时,灯泡的电压为1V,此时变阻器两端的电压为:U变=U总-UL=10V-1V=9V,故B错误;
C.根据甲图可知,灯泡的电阻随它两端电压的增大而增大。根据U变=U总-UL可知,当电压表示数增大时,灯泡的电压减小,则灯泡的电阻变小,故C错误;
D.通过电路的最大电流为0.6A,此时灯泡的电压为2V;
此时变阻器的电压为:U变'=U总'-UL'=10V-2V=8V;
则变阻器接入的最小电阻:,故D正确。
故选D。
3.(2021八下·宁波期末)小丽设计了如图所示的简易电子距离测量仪,R是一根粗细均匀的电阻丝,其每厘米长的电阻为0.5Ω,电路各部分均接触良好。物体M只能在导轨上做直线运动,并带动与之相连的金属滑片P移动,电压表示数可反映物体M移动的距离。开始测量前,将金属滑片P置于电阻丝中点,此时电压表和电流表示数分别为1.5V和0.2A.由此可知( )
A.电阻丝的总电阻为7.5Ω
B.当电压表示数为变小时,说明物体M在向左移动
C.当电压表示数为2V时,物体M向左移动了5cm
D.当金属滑片P向右移动时,电流表示数变小
【答案】C
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)首先根据计算出的阻值,再乘以2计算出电阻丝的总电阻;
(2)根据电压表的示数判断与它并联的电阻的长度变化即可;
(3)首先根据计算出此时电压表并联的电阻丝的电阻,再根据计算出即可;
(4)根据欧姆定律判断电流表的示数变化。
【解答】A.一半电阻丝的阻值:;
则电阻丝的总电阻为:R总=2R=2×7.5Ω=15Ω,故A错误;
B.当电压表的示数减小时,根据U=IR可知,与电压表并联的电阻丝的电阻变小,根据“电阻与长度成正比”可知,与电压表并联的电阻丝的长度变小,即物体M在向右移动,故B错误;
C.当电压表示数为2V时,与电压表并联的电阻丝的阻值为:,则物体N向左移动: ;
原来滑片所在的位置为:;
则物体M向左移动了:20cm-15cm=5cm,故C正确;
D.当金属滑片P向右移动时,电阻丝R接入电路的电阻不变,因此电流表的示数不变,故D错误。
故选C。
4.(2021八下·鄞州期中)如图1所示电路,电源电压保持不变,闭合开关S,调节滑片的位置,使变阻器的阻值从最大变化到最小,得到两个电阻的“U-I”关系图象如图2所示。下列判断正确的是( )
A.图象乙反映了R2的“U-I”关系
B.定值电阻R1的阻值为20Ω
C.变阻器滑片在中点时,电流表示数为0.4A
D.滑动变阻器R2的阻值变化范围为0~20Ω
【答案】D
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)在串联电路中,电压与电阻成正比,据此分析变阻器两端电压的变化;
(2)根据公式计算出即可;
(3)根据甲图确定变阻器阻值最大时的电压和电流,根据欧姆定律计算出它的最大阻值。当变阻器滑片在中点时,首先根据R总=R1+R变'计算总电阻,再根据计算即可;
(4)根据前面的计算结果判断。
【解答】根据图1可知,电阻R1与变阻器R2串联,电压表V1测R1的电压,V2测R2的电压。
A.当变阻器的阻值从大到小变化时,根据“串联电路电压与电阻成正比”可知,变阻器两端的电压减小,即V2的示数变小,那么图像甲反映了R2的U-I关系,故A错误;
B.图像乙为R1的U-I图像,当电压为2V时,通过它电流为0.2A,则,故B错误;
C.根据图2可知,当R2的电压为4V时,R1的电压为2V,通过它的电流为0.2A,此时变阻器的阻值最大。那么总电压U总=4V+2V=6V。则R2的阻值:。当变阻器滑片在中点时,总电阻R总=R1+R变'=10Ω+=20Ω,此时电流表的示数,故C错误;
D.滑动变阻器R2的最大阻值为20Ω,则它的阻值变化范围为0~20Ω,故D正确。
故选D。
5.如图甲所示电路,电源电压保持不变。闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P从右端滑到左端的过程中,R1、R2的I-U关系图像如图乙所示。则下列判断正确的是( )
A.图线A是电阻R1的I-U关系图像
B.电源电压为14 V
C.R1的阻值是20 Ω
D.滑动变阻器R2的最大阻值为30 Ω
【答案】C
【知识点】串、并联电路的电流特点;串、并联电路的电压特点;欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)根据甲图确定电路串并联关系以及电表所测的电压值,然后根据欧姆定律判断两个电压表的示数变化,最后与乙图进行比照即可;
(2)串联电路中的总电压等于各处电压之和。根据乙图确定同一电流下两个电压表的示数,然后根据U总=U1+U2计算电源电压;
(3)从图乙中找到R1的电压和对应的电流,然后根据计算即可;
(4)当滑动变阻器的阻值最大时,通过电路的电流最小,根据乙图确定电路的最小电流和此时变阻器两端的电压,然后根据计算即可。
【解答】根据甲图可知,电阻R1与变阻器R2串联,电压表V1测R1的电压,而V2测R2的电压。
当滑动变阻器的滑片P从右端滑到左端的过程中,变阻器R2的阻值减小,根据“串联电路电压与电阻成正比”可知,此时电压表V2的示数减小,那么图像A是电阻R2的I-U图像,而图像B是电阻R1的I-U图像,故A错误;
根据乙图可知,当电流为0.2A时,电压表V2的示数为14V,V1的示数为4V,那么电源电压U总=U1+U2=4V+14V=18V,故B错误;
当电流为0.2A时,电压表V1的示数为4V,那么电阻,故C正确;
根据乙图可知,电路的最小电流为0.2A,此时变阻器的阻值最大,它两端的电压为14V,那么变阻器的最大阻值为:,故D错误。
故选C。
6.在研究“一定电压下,电流与电阻的关系”时,电路如图所示。电源电压恒为3 V,滑动变阻器上标有“15 Ω 1 A”字样。在a、b间先后接入不同阻值的定值电阻R,移动滑片P,使电压表示数为1.5 V,读出电流表的示数。当20 Ω的电阻接入a、b间时,电压表示数始终无法达到1.5 V,其原因可能是( )
A.滑动变阻器阻值太小 B.电源电压3 V太低
C.20 Ω的阻值太小 D.控制的电压1.5 V太高
【答案】A
【知识点】串、并联电路的电压特点;欧姆定律及其应用
【解析】【分析】根据串联电路的分压规律分析判断。
【解答】在串联电路中,电压的分配与电阻成正比。定值电阻R与变阻器串联,电压表测R的电压。既然电压表的示数保持不变,那么变阻器的电压也保持不变。根据串联电路的分压规律得到:,定值电阻R越大,滑动变阻器接入的阻值越大。当R=20Ω时得到:,解得:R变=20Ω>15Ω,即变阻器的阻值太小,从而使电压表的示数始终大于1.5V,故A正确,而B、C、D错误。
故选A。
7.如图所示电路,电源电压不变。R0为定值电阻,R为滑动变阻器。闭合开关S,当滑片P从a点滑到b点过程中,电流表示数从Ia变为Ib。下列各图能表示这一过程中电压表示数U与电流表示数I之间关系的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】根据串联电路的特点和欧姆定律,分析电压表的示数随电流变化的规律即可。
【解答】根据图片可知,定值电阻R0与变阻器R串联,电压表测变阻器的电压,电流表测总电流。
那么电阻R0两端的电压为:;
根据U总=U0+U可知,电压表的示数为:U=U总-IR0=-R0×I+U总;
根据上面的关系式可知,电压表的示数与电流的关系为一次函数关系,即图像为一条直线。
且电压表的示数随电流的增大而减小,故B正确,A、C、D错误。
故选B。
8.(2020八上·滨江期中)利用伏安法测量电阻时,由于电表本身电阻的影响,造成测量结果有误差。现采用图所示电路,能较准确的测量Rx的阻值,已知A、B之间的电压U保持不变。当S接通a时,电压表示数为9.6V,电流表示数为0.3A,当S接通b时,电压表示数为12V,电流表示数为0.25A,则待测电阻Rx的阻值为( )
A.32Ω B.40Ω C.48Ω D.70Ω
【答案】B
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】S接a时,电压表测RX两端的电压,电流表测电路电流,由串联电路的特点及欧姆定律列方程;
S接b时,电压表测RX与电流表的串联电压,即AB间的总电压U,电流表测电路电流,由欧姆定律列方程;
最后联立可求出待测电阻RX的阻值。
【解答】设电流表的内阻为RA,
S接a时,电压表测Rx两端的电压,电流表测电路电流,
由串联电路的特点可得电源电压:U=UX+UA=UX+I1RA,
即:U=9.6V+0.3A×RA①
S接b时,电压表测Rx与电流表两端的总电压U,电流表测电路电流,
此时电压表示数为12V,则电源电压U=12V,
将U=12V代入①式,解得RA=8Ω;
由电阻的串联和欧姆定律可得:U=I2(RX+RA),
即:12V=0.25A×(RX+8Ω);
解得:RX=40Ω。
故选B。
9.如图所示的电路中,闭合开关,电压表V1的示数是7V,电压表V2的示数为9V,若L3两端的电压是L1两端电压的两倍,则电源的电压是( )
A.9 V B.10V C.11V D.12 V
【答案】C
【知识点】串、并联电路的电压特点
【解析】【分析】三个灯泡串联,电压表V2测L2和L3的总电压,电压表V1测L1和L2的总电压。根据串联电路中电压的特点,利用电压表的示数列出两个方程,最后将两个方程相减,分别计算出灯泡L1的电压,最后将它的电压与V1的示数相加即可。
【解答】三个灯泡串联,
电压表V2测L2和L3的总电压,根据串联电路的电压特点得到:9V=U2+U3 ①;
电压表V1测L1和L2的总电压,根据串联电路的电压特点得到:7V=U2+U1 ②;
①-②得到:2V=U3-U1③;
因为U3=2U1④;
③④联立解得:U1=2V;
那么电源电压:U总=U1+U2+U3=U1+(U2+U3)=2V+9V=11V。
故选C。
10.(2020八下·余姚期中)如图所示的电路中,电源电压保持不变,当开关S1、S2都闭合时,电流表的示数为0.5A,电压表的示数为6V;将电压表、电流表的位置互换,当开关S1断开、S2闭合,电流表的示数为0.3A,则正确的是( )
A.R1=8Ω B.R2=8Ω C.R1=20Ω D.R2=20Ω
【答案】B
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】 当开关S1、S2都闭合时, 电压表测电源电压,而电流表测通过电阻R1的电流,根据公式计算它的阻值即可。 电压表、电流表的位置互换, 两个电阻串联,电流表测总电流,电压表测总电压,根据计算出总电阻,再根据公式R总=R1+R2计算电阻R2的阻值。
【解答】当开关S1、S2都闭合时, 电压表测电源电压,而电流表测通过电阻R1的电流,
电阻R1的阻值为:,故A、C错误;
电压表、电流表的位置互换, 两个电阻串联,电流表测总电流,电压表测总电压,
电路的总电阻为:;
电阻R2的阻值为:R2=R总-R1=20Ω-12Ω=8Ω,
故B正确,D错误。
故选B。
11.如图甲所示,电源电压恒为6伏,R为热敏电阻,其阻值随温度的变化关系如图乙所示,R0是阻值为10欧的定值电阻。闭合开关S,下列说法中,错误的是( )
A.图甲中的R0有保护电路的作用
B.温度升高时,电压表的示数会变小
C.温度为40℃时,电流表的示数为0.2安
D.温度降低时,电压表与电流表示数的比值变小
【答案】D
【知识点】串、并联电路的电流特点;欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)如果没有电阻R0,那么当温度升高,热敏电阻的阻值减小时,会由于电流过大对用电器造成伤害;
(2)在串联电路中,电压的分配与电阻成正比;
(3)首先根据乙图确定温度40℃时R的阻值,然后根据R总=R0+R计算出总电阻,最后根据公式计算电流;
(4)电压表和电流表的比值为对应的电阻值。
【解答】定值电阻R0与热敏电阻R串联,电压表测R的电压,电流表测总电流;
A.图甲中的R0有保护电路的作用,故A正确不合题意;
B.根据乙图可知,当温度升高时,R的阻值变小,根据公式可知,电压表的示数变小,故B正确不合题意;
C.根据乙图可知,当温度为40℃时,R的阻值为20Ω,
总电阻为:R总=R0+R=20Ω+10Ω=30Ω;
总电流为:;
故C正确不合题意;
D.电压表和电流表的比值为R的阻值;当温度降低时,R的阻值增大,故D错误符合题意。
故选D。
12.(2019八下·宁波期末)如图所示,R为定值电阻。闭合开关后,当滑片P在某两点之间滑动时,电流表示数变化范围是0.5~1.5A,电压表示数变化范围是6~3V。则下列几种情况中说法错误的是( )
A.R的电阻为3Ω
B.电源电压为7.5V
C.变阻器连入电路的电阻变化范围为12~2Ω
D.实验中R两端的电压变化范围为2~4.5V
【答案】D
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)(2)定值电阻R与变阻器串联,根据串联电路U总=U1+U2列出两个方程,将对应的电流值和电压值代入求解得到电源电压和电阻R的值;
(3)根据计算出变阻器对应的阻值即可;
(4)根据U=U总-U变计算出R两端的电压变化范围。
【解答】定值电阻R与变阻器串联,电压表测变阻器的阻值,电流表测总电流。
当电流为0.5A时,电压表的示数为6V,
根据公式U总=U1+U2得到:U总=6V+0.5A×R ①;
当电流为1.5A时,电压表的示数为3V,
根据公式U总=U1+U2得到:U总=3V+1.5A×R ②;
①②联立解得:U总=7.5V,R=3Ω;
故A、B正确不符合题意;
当电流为1.5A时,电压表的示数为3V,变阻器的阻值:;
当电流为1.5A时,电压表的示数为3V,变阻器的阻值:;
故C正确不合题意;
当电压表的示数为3V时,R两端的电压为:U=U总-U变=7.5V-6V=1.5V;
当电压表的示数为1.5V时,R两端的电压为:U'=U总-U变'=7.5V-3V=4.5V;
那么R两端电压的变化范围为:1.5V~4.5V,故D错误符合题意。
故选D。
13.(2018八上·天台月考)洋洋设计了一个自动测高仪,给出了四个电路,如图所示,R是定值电阻,R 是滑动变阻器。其中能够实现身高越低,电压表示数越小的电路是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【知识点】串、并联电路的电压特点;电路的动态分析
【解析】【分析】A、无论串联电路中的电阻如-何变,电源电压不变;B、电压表的内部电阻较大,电压表串联在电路中时相当于直接接在电源两端;C、D串联电路的总电压等于各部分两端的电压之和,各部分电路两端的电压与电阻成正比。
【解答】解:A、 R和R 是 串联,电压表并在电源两端,当被测量者的身高增大时电压表的示数不变,A不符合题意;
B、 R和R 是 并联,电压表串在电路中,当被测量者的身高增大时电压表的示数不变,B不符合题意;
C、 R和R 是 串联,电压表并在R 的两端,当被测量者的身高增大时,R 的电阻增大,电压表的示数增大,C符合题意;
D、 R和R 是 串联,电压表并在R的两端,当被测量者的身高增大时,R 的电阻增大,其两端的电压增大,电压表的示数减小,D不符合题意。
故答案为:C。
14.某同学在没有电流表的情况下,利用电压表和已知阻值的定值电阻R0,测量未知电阻Rx阻值,图中不能实现测量Rx阻值的电路图是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】本题各选项的共同特征都最缺少电流表,利用已知阻值的R0和开关的控制,推导出通过RX中的电流,是分析的关键。缺少电流表测电阻的问题,要用到数学的推理思维,常以电流处处相等为突破口;如果缺少电压表测电阻,也常以各支路电压相等为突破口。
【解答】解:
A、当开关闭合时,R0短路,电压表测电源电压,设此时示数为U1,当开关断开时,R0与RX串联,电压表测RX的电压,设此时示数为U2,则此时R0两端的电压为U1-U2。
根据串联电路电流处处相等可列出等式: ,推导得出 ,故此电路可以测出RX阻值。
B、当开关闭合时,RX被短路,电压表测电源电压,当开关断开时,RX与R0串联,电压表仍测电源电压,无法推导出通过RX的电流,故此电路不能测出RX阻值。
C、当开关掷到1档时,只有RX接入电路,电压表示数等于电源电压,设此时示数为U1,当开关掷到2档时,RX与R0串联,电压表测RX的电压,设此时示数为U2,则此时R0两端电压为U1-U2。根据串联电路电流处处相等可列出等式: ,推导得出 ,故此电路可以测出RX阻值。
D、当开关掷到1档时,只有R0接入电路,电压表示数等于电源电压,设此时示数为U1,当开关掷到2档时,RX与R0串联,电压表测R0的电压,设此时示数为U2,则此时RX两端电压为U1-U2。根据串联电路电流处处相等可列出等式: ,推导得出 ,故此电路可以测出RX阻值。
故答案为:B
15.(2021八下·镇海期末)如图所示为某电路实物图,以下判断正确的是( )
A.灯L1与灯L2并联,电压表测灯L1两端的电压
B.灯L1与灯L2并联,电压表测灯L2两端的电压
C.灯 L1与灯L2串联,电压表测灯L1两端的电压
D.灯L1与灯L2串联,电压表测灯L2两端的电压
【答案】C
【知识点】串联电路和并联电路的辨别;电压的测量及电压表的使用
【解析】【分析】①如果只有一条通路,那么用电器串联;如果有两条或多条通路,那么用电器并联;
②电压表与谁并联,它就测量谁的电压,据此分析判断。
【解答】如下图所示,电路只有一条通路,则灯泡L1与L2串联;
电压表与灯泡L1并联,测L1两端的电压;
故C正确,而A、B、D错误。
故选C。
16.(2021八下·余姚竞赛)如图甲所示是电阻A和B的I-U图像,乙、丙是它们的部分电路连接示意图,下列说法错误的是( )
A.当电阻B两端的电压为2.5伏时,它的阻值和A的阻值相等
B.图乙中,当电压U为3伏时,B的电阻为5欧
C.图丙中,当电压U为2伏时,干路总电流为0.6安
D.图丙中,在电压U从0增大到2.5伏的过程中,通过A、B两电阻的电流之差先变大后变小
【答案】B
【知识点】串、并联电路的电流特点;串、并联电路的电压特点;电阻和电阻的串联、并联
【解析】【分析】(1)根据图甲确定电压和电流,根据公式比较二者电阻大小;
(2)根据乙图可知,两个电阻串联,根据U总=UA+UB从图甲中找到对应的电流和电压,然后计算B的电阻;
(3)图丙中,两个电阻并联,根据图甲确定通过它们的电流,然后根据I总=IA+IB计算出干路电流;
(4)根据图甲确定通过二者电流之差的大小变化。
【解答】A.根据甲图可知,当A和B的电压都为2.5V时,通过二者的电流都是0.5A,根据可知,它们的阻值相等,故A正确不合题意;
B.根据乙图可知,两个电阻串联,那么它们的电压之和等于3V。根据甲图可知,当电流为0.2A时,A的电压为1V,B的电压为2V,二者电压之和恰好等于3V。那么此时B的电阻为:,故B错误符合题意;
C.图丙中,两个电阻并联,当电压都为2V时,根据甲图可知,通过A的电流为0.4A,通过B的电流为0.2A,则干路电流为:I总=IA+IB=0.4A+0.2A=0.6A,故C正确不合题意;
D.根据甲图可知,当电压从0增大到2.5V的过程中,通过A和B的电流之差先变大后变小,故D正确不合题意。
故选B。
17.(2021八下·慈溪期中)下列电表示数为1.4 伏的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【知识点】电压的测量及电压表的使用
【解析】【分析】首先根据表盘中间的字母判断电表的种类,然后根据量程和分度值读出电表的示数即可。
【解答】A和B中表盘中央为“A”,为电流表,不是电压表,故A、B错误;
C中电压表量程为0~15V,分度值为0.5V,示数为7V,故C错误;
D中电压表的量程为0~3V,分度值为0.1V,示数为1.4V,故D正确。
故选D。
18.(2021八下·余姚期中)如图所示电路,电源电压不变,R0为定值电阻,R为滑动变阻器。闭合开关S,当滑片P从a点滑到b点过程中,电流表的示数从Ia变为Ib。下列各图中,能表示这一过程中电压表示数U与电流表示数I之间关系的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】根据图片确定a点和b点时变阻器的阻值变化,进而判断通过它们的电流大小变化,最后根据“串联电路中电压与电阻成正比”分析电压表的示数变化规律。
【解答】根据图片可知,定值电阻R0与变阻器R串联,电压表测R的电压,电流表测总电流。
当滑片P从a点滑到b点过程中,变阻器的阻值变大,那么通过电路的电流变小,因此在图像中,Ia在右,Ib在左;
在从b到a的过程中,电流不断变大,则变阻器的阻值变小。根据串联电路的分压规律可知,电压表的示数逐渐变小,故B正确,而A、C、D错误。
故选B。
19.(2021八下·余姚期中)如图所示电路中,电源电压为3V且保持不变,R=10Ω,滑动变阻器的最大阻值R′=20Ω。当开关S闭合后,在将滑动变阻器的滑片由B端移动到A端的过程中,电流表示数的变化是由( )
A.0.1A~0.3A B.0A~0.1A
C.0.3A~0.1A D.0.3A~0A
【答案】A
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】首先分析滑片移动时电路的串并联情况,然后计算出总电阻,最后根据欧姆定律计算出总电流即可。
【解答】根据图片可知,当滑片在B端时,定值电阻R与变阻器串联。
此时总电流为:;
当滑片在A端时,变阻器的阻值为零,只有定值电阻R,
此时的总电流为:;
则电流表的示数变化范围为0.1A~0.3A。
故选A。
20.(2021八下·余姚期中)如图所示,长度相同、横截面积不同的同种金属棒AB和CD连接在一起后接在电源两端。关于AB和CD的电阻R及两端电压U的判断,正确的是( )
A.RAB>RCD,UAB<UCD B.RAB>RCD,UAB>UCD
C.RAB<RCD,UAB<UCD D.RAB<RCD,UAB>UCD
【答案】B
【知识点】串、并联电路的电流特点;影响电阻大小的因素;欧姆定律及其应用
【解析】【分析】①电阻与长度成正比,与横截面积成反比,据此比较电阻大小;
②根据串联电路的电流特点和U=IR比较电阻两端的电压大小。
【解答】①AB与CD材料和长度相同,因为SABRCD;
②在串联电路中,各处电流都相等,因此IAB=ICD。根据公式U=IR可知,因为RAB>RCD,所以电压UAB>UCD。
故B正确,而A、C、D错误。
故选:B.
二、填空题
21.如图所示,电阻R0=20 Ω,R=30 Ω,电源电压保持9 V不变,当滑动变阻器滑片P在a端时,电压表的示数是 V,电流表示数是 A。滑动变阻器滑片P移到b端时,电压表的示数是 V,电流表示数是 A。
【答案】3.6;0.18;9;0.18
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】根据电路图可知,定值电阻R0与变阻器串联,且无论滑片怎样移动,变阻器都是全部阻值接入电路。
(1)当滑动变阻器滑片P在a端时,电压表只与定值电阻R0并联,只测R0两端的电压。首先根据计算出总电流,再根据U0=I0R0计算电压表的示数即可;
(2)滑动变阻器滑片P移到b端时,电压表测它们的总电压,但是电流表的示数不变,根据(1)中的分析计算即可。
【解答】根据电路图可知,定值电阻R0与变阻器串联,且无论滑片怎样移动,变阻器都是全部阻值接入电路。
(1)当滑动变阻器滑片P在a端时,电压表只与定值电阻R0并联,只测R0两端的电压。
此时通过电路的总电流;
此时电压表的示数U0=I0R0=0.18A×20Ω=3.6V。
(2)滑动变阻器滑片P移到b端时,电压表测它们的总电压,
那么此时电压表的示数U=U总=9V;
由于总电阻保持不变,所以总电流保持不变;
那么此时电流表的示数还是0.18A。
22.图甲是小伟探究“导体中电流与电阻的关系”的实验电路图。图乙是他根据实验数据描绘出的I-R关系图像。由图像可知:当电压一定时,电流与电阻成 (选填“正比”或“反比”);他每次控制电阻的两端电压为 V不变。若电源电压为 4.5 V,实验中R的阻值分别为5 Ω、10 Ω、15 Ω、20 Ω、25 Ω,那么滑动变阻器的阻值至少为 Ω。
【答案】反比;2.5;20
【知识点】欧姆定律及其应用;探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【分析】(1)如果两个物理量的乘积相等,那么它们成反比例关系;如果两个物理量的比值相等,那么它们成正比例关系;
(2)从图乙中找到一组对应的电阻和电流值,然后根据U=IR计算电阻两端不变的电压;
(3)从图乙找到最小的电流和对应的阻值,首先根据经计算此时的总电阻,再根据R变=R总-R计算出变阻器的阻值即可。
【解答】(1)根据图乙可知,每组对应的电流和电阻的乘积都相等,因此得到:当电压一定时,电流与电阻成反比;
(2)根据乙图可知,当R=5Ω时,电流I=0.5A,那么每次控制电阻的电压为:U=IR=0.5A×5Ω=2.5V;
(3)根据乙图可知,电路的最小电流为0.1A,此时R=25Ω;
此时的总电阻;
此时变阻器接入的阻值为:R变=R总-R=45Ω-25Ω=20Ω。
23.小明利用图甲所示的电路探究“通过导体的电流与电阻的关系”,根据实验的数据绘出了I-图像,如图乙所示。分析图像可知,当导体的电阻为 Ω时,通过它的电流为0.2 A;当电流分别为0.25 A和0.5 A时,接入电路的导体的电阻之比为 ;实验过程中,小明控制导体两端的电压为 V。
【答案】10;2∶1;2
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)从图像中找到电流0.2A时对应的的值,再利用倒数计算出对应的阻值;
(2)在探究电流与电阻的关系时,控制电压相等,那么电流与电阻成反比,据此计算;
(3)根据U=IR计算出电压表的示数。
【解答】(1)当电流为0.2A时,=0.1Ω-1,那么对应的电阻:;
(2)根据“电流与电阻成反比”得到:;
(3)小明控制导体两端的电压为:U=IR=0.2A×10Ω=2V。
24.(2019八上·仙居期中)如图甲所示的电路中,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,电源电压不变。闭合开关S后,滑片P从a端移动到b端,电流表示数I与电压表示数U的变化关系如图乙所示,则电源电压为 V,R2的最大阻值为 Ω。
【答案】3;10
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】通过乙图,确定变阻器的滑片在a端和b端时电压表和电流表的示数,然后根据U总=U1+U2为等量关系,利用欧姆定律列出两个方程,最后联立求解即可。
【解答】根据甲图可知,电阻R1与变阻器R2串联,电压表测R2的电压,电流表测总电流;
当变阻器的滑片在a端时,只有R1工作,此时电阻最小,电流最大;根据乙图可知,这时的电流为0.6A;
根据U总=U1+U2得到:U总=0.6A×R1 ①;
当变阻器的滑片在b端时,R1和R2串联,此时电阻最大,电流最小;根据乙图可知,这时的电流为0.2A,电压表的示数为2V;
根据U总=U1+U2得到:U总=0.2A×R1+2V ②;
根据U=IR得到:2V=0.2A×R2③;
解得:U总=3V,R1=5Ω,R2=10Ω。
25.如图甲所示的电路,开关闭合以后,将滑动变阻器的滑片从最左端移到最右端,得到电路中两个电压表的示数随电流变化的图像,如图乙所示,则电源电压为 V,滑动变阻器的最大阻值为 Ω,其中 (填“A”或“B”)是电压表V2的示数随电流变化的图像。
【答案】9;20;A
【知识点】串、并联电路的电压特点;欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)在串联电路中,电路两端的总电压保持不变,据此确定电源电压的大小;
(2)当滑片在最左端时,R2的阻值为0,只有R1,此时电流最大,根据乙图和电源电压计算出R1的阻值;当滑片在最右端时,R2与R1串联,此时电流表的示数最小,根据乙图和电源电压计算出总电阻,再根据R总=R1+R2计算出变阻器的最大阻值;
(3)根据U=IR判断电阻两端电压的变化规律,然后与乙图对照即可。
【解答】(1)根据甲图可知,电阻R1与R2串联,电压表V测总电压,V1测R1的电压,V2测R2的电压;
当变阻器的滑片移动时,电源电压保持不变,
根据乙图可知,图像B就是电压表V的图像,因此电源电压为9V;
(2)当滑片在最左端时,R2的阻值为0,只有R1,此时电流最大,即为0.9A,
那么电阻R1的阻值为:;
当滑片在最右端时,R2与R1串联,此时电流表的示数最小,即为0.3A,
那么总电阻为:;
变阻器的阻值为:R2=R总-R1=30Ω-10Ω=20Ω;
(3)当滑片从左向右移动的过程中,变阻器的阻值变大,总电阻变大,总电流变小;根据U=IR可知,电压表V1的示数变小;根据U总=U1+U2可知,电压表V2的示数增大,因此乙图中A是电压表V1的示数随电流变化的图像。
26.如图所示电路,闭合开关S后,甲、乙两表是电压表,示数之比是5∶2,当开关S断开,甲、乙两表是电流表,则两表的示数之比为 。
【答案】3∶5
【知识点】串、并联电路的电流特点;串、并联电路的电压特点;电路的动态分析
【解析】【分析】先分析电路的连接和电表的作用,再根据串联电路的电压分配特点和并联电路的电流分配特点进行计算.
【解答】当S闭合,甲、乙两表是电压表时,两个电阻串联,电压表甲测总电压,电压表乙测量的是R2两端的电压,U:U2=U甲:U乙=5:2;
所以,U1:U2=R1:R2=3:2;
当S断开,甲乙两表是电流表时,两个电阻串联,电流表甲测量的是R2中的电流,电流表乙测量的是干路的电流,
因为R1:R2=3:2,
所以I1:I2=R2:R1=2:3,
I2:I=I甲:I乙=3:5
故答案为:3:5.
三、实验探究题
27.(2021八下·余姚期中)在探究“电流与电阻的关系”的实验过程中,甲、乙、丙、丁四位同学按如图甲所示的电路图连接实物进行如下实验:保持每次定值电阻两端电压不变,换用不同的定值电阻,分别读出并记录对应于不同阻值的电流表的示数。
(1)请你用笔画代替导线,帮助他们将实物图(图乙)连接完整(限连两根线)。
(2)甲同学先选用一个“5Ω”的电阻,测得电流表示数为0.2A,当换成“10Ω”来做时,发现电流表的示数不是0.1A(不考虑温度对电阻的影响),你认为造成这一现象的原因可能是: 。
(3)乙同学实验时发现当他把“5Ω”的电阻换成“10Ω”,无论如何移动滑动变阻器的滑片,发现电压表读数都达不到自己想要的数值,请你提出一个建议来帮助该同学: 。
(4)丙同学闭合开关S后,突然发现电流表没有示数,而电压表示数接近于电源电压,则造成此现象的原因是(只有一处故障): 。
(5)丁同学实验时选用的恒定电源电压为6V,电流表量程为0—0.6A,电压表量程为0—3V,滑动变阻器R2规格为“20Ω 1A”,当他选用定值电阻R1规格为“10Ω 0.5A”时,闭合开关,你认为他必须使滑动变阻器在 范围内滑动,才能保证电路安全。
【答案】(1)
(2)未移动滑动变阻器使电压表示数保持不变
(3)增大滑动变阻器电阻或者减小电源电压
(4)电阻R1断路
(5)20Ω到10Ω
【知识点】欧姆定律及其应用;探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【分析】(1)根据实物图确定电器元件的串并联关系,注意电表量程和接线柱的选择,变阻器接线“一上一下”。
(2)在串联电路中,电压的分配与电阻成正比,将5Ω的换成10Ω后,电阻变大,那么电压表的示数肯定变大,即示数肯定大于0.1A。为了保持电压表的示数不变,此时需要将变阻器的阻值调大,直到电压表的示数恢复原值即可。
(3)变阻器的最大阻值决定了它调节电压的能力,将将5Ω的换成10Ω后,电压表的示数不能恢复到原值,应该是电压表的示数偏大,也就变阻器的最大阻值偏小,因此可以换用阻值更大的变阻器;如果变阻器的阻值不变,可以适当减小电源电压,也可以使电压表的示数减小。
(4)在探究电流与电阻关系的实验中,如果定值电阻断路,那么电压表串联在电路中。由于它的内阻很大,因此通过电流表的电流很小,几乎没有示数;因为电压的分配与电阻成正比,所以电压表的示数接近电源电压。
(5)计算出电压表的示数为3V时通过电流表的示数,然后与电流表的量程和定值电阻的最大电流比较,从而确定整个电路的最大电流,再计算出总电阻,用总电阻减去定值电阻的阻值得到变阻器的最小电阻;而变阻器的阻值越大,电流越小,电压表的示数越小,据此确定变阻器接入的最大阻值即可。
【解答】(1)根据甲图可知,电阻R1应该与变阻器R2串联,由于变阻器下面的接线柱已经接好,因此将R1的右端与变阻器左上方的接线柱相连即可。电压表应该与R1并联,由于它的“3”接线柱已经通过变阻器与R1的右端相连,那么只需将R1的左端与“-”接线柱相连即可,如下图所示:
(2)甲同学先选用一个“5Ω”的电阻,测得电流表示数为0.2A,当换成“10Ω”来做时,发现电流表的示数不是0.1A(不考虑温度对电阻的影响),我认为造成这一现象的原因可能是:未移动滑动变阻器使电压表示数保持不变。
(3)乙同学实验时发现当他把“5Ω”的电阻换成“10Ω”,无论如何移动滑动变阻器的滑片,发现电压表读数都达不到自己想要的数值,那么改进措施为:增大滑动变阻器电阻或者减小电源电压。
(4)丙同学闭合开关S后,突然发现电流表没有示数,而电压表示数接近于电源电压,则造成此现象的原因是:电阻R1断路。
(5)当电压表的示数为3V时,通过电路的电流为:;
电流表的量程为0.6A,定值电阻的最大电流为0.5A;
比较可知,通过电路的最大电流为0.3A。
此时总电阻:;
此时变阻器接入的最小阻值为:R变=R总-R1=20Ω-10Ω=10Ω;
变阻器的阻值越大,电流越小,电压表的示数越小,
因此变阻器接入的最大阻值为20Ω。
那么变阻器的阻值应该在20Ω~10Ω之间。
28.图甲是用伏安法测未知电阻R的实验图。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中实物电路连接完整。
(2)闭合开关,将滑片P向左滑动,当电压表示数为2.4 V时,电流表示数如图乙所示。其读数为I= A,则未知电阻R= Ω。
(3)若实验中只有一个电压表和一个已知电阻R0,小明设计了如图丙所示的电路,同样可以测量未知电阻Rx,请在空格内将实验步骤补充完整。
①闭合S、断开S1,用电压表测出待测电阻Rx两端的电压为U1;
② ,用电压表测出电源的电压U;
③请写出用测量值U、U1及R0来表示Rx的表达式:Rx= 。
【答案】(1)解:如图所示:
(2)0.3;8
(3)闭合S、S1;
【知识点】欧姆定律及其应用;伏安法测电阻的探究实验
【解析】【分析】(1)根据滑动变阻器的接线要求分析解答;
(2)根据乙图,确定电流表的量程和分度值,然后根据指针位置读出示数,最后根据计算待测电阻的阻值;
(3)在串联电路中,电压的分配与电阻成正比,即。将一个定值电阻R0与待测电阻Rx串联,只要能够测出此时两个电阻的电压,就能计算出待测Rx。根据丙图可知,将两个开关都闭合时,电压表测电源电压;当开关S1断开时,电压表测Ux,二者之差就是定值电阻的电压U0,最后根据上面的关系式计算即可。
【解答】(1)根据甲图可知,滑动变阻器与待测电阻Rx串联,它左下角的接线柱已经与开关相接,只要将左上角的接线柱与定值电阻的右端接线柱相连即可,如下图所示:
(2)根据乙图可知,电流表选择量程0~0.6A,分度值为0.02A,那么示数为0.3A,
未知电阻。
(3)①闭合S、断开S1,用电压表测出待测电阻Rx两端的电压为U1;
②闭合S、S1,用电压表测出电源的电压U;
③此时R0的电压:U0=U-U1;
根据得到:;
解得: 。
29.(2020八上·滨江月考)某兴趣小组用二节新干电池,规格为“10Ω 1.5A”的滑动变阻器等器材来测导体电阻。请回答:
实验序号 电压/V 电流/A
1 2.0 0.20
2 2.4
3 2.8 0.28
(1)滑动变阻器的滑片C现处于阻值最大处,请用笔画线代替导线将图甲电路连接完整。
(2)连接好电路,闭合开关,当滑动变阻器滑片向右移动到中点处电压表和电流表才有示数,分别为2V、0.20A。继续向右调节滑动变阻器进行测量,第二次测量时电流表示数如图乙所示,据图把表中所缺数据填写完整 。
(3)该小组同学用这套器材(所有器材不变)和阻值为5Ω、15Ω、25Ω的三个定值电阻继续探究“电流与电阻的关系”。实验中要控制电阻两端电压不变,那么电阻两端电压最小能控制到 V。
【答案】(1)
(2)0.24
(3)2.5
【知识点】滑动变阻器的原理及其使用;欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)滑动变阻器接线注意“一上一下”,而它使用哪部分由下面的接线柱决定,根据题目的要求推测下面接线柱的选择情况即可。
(2)电压表测量的都是定值电阻的电压,因此通过它的电流与电压成正比,据此计算即可;
(3)当接入定值电阻25Ω时,变阻器的阻值全部使用,根据“串联电路电压与电阻成正比”的规律计算出电阻两端的最小电压。
【解答】(1)根据图片可知,当滑片C在B端时,如果此时变阻器的阻值最大,那么下面连接的应该是右边的A接线柱,如下图所示:
(2)根据“电流与电压成正比”得到:,即;
解得:I2=0.24A。
(3)变阻器的一半能够使用,那么它的阻值应该为5Ω;当定值电阻的阻值为25Ω时,根据串联电路电压与电阻成正比得到:;
即;
解得:U=2.5V。
因此电阻两端的最小电压为2.5V。
30.(2020八上·临安期末)小敏用如图甲所示的电路图,研究通过导体的电流与导体电阻的关系,电源电压恒为6V。改变电阻R的阻值,调节滑动变阻器滑片,保持R两端的电压不变,记下相应的4次实验的电流和电阻值,描绘在乙图中。
(1)在丙图中,用笔线代替导线,将电压表正确连入电路。
(2)实验过程中,移动变阻器滑片时,眼睛应注视 (选填序号)。
A.变阻器滑片 B.电压表示数 C.电流表示数
(3)从乙图可知电压表示数是 。
(4)实验中,他所选择的变阻器是 (选填序号)。
A.10Ω 0.5A B.20Ω 1A C.50Ω 2A
(5)实验过程中,如果出现了电流表示数几乎为0,电压表示数接近6V,电路发生的故障可能是: 。
(6)在此实验过程中,当电阻R由5Ω更换为10Ω后,为了探究上述问题,他应该采取的唯一操作是 。
A.保持变阻器滑片不动 B.将变阻器滑片适当向左移动
C.将变阻器滑片适当向右移动 D.适当增加电池的节数
【答案】(1)
(2)B
(3)2
(4)C
(5)小灯泡处有断路
(6)C
【知识点】欧姆定律及其应用;探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【分析】(1)电压表要与被测量的用电器并联,且接线注意“正进负出”;
(2)探究电流与电阻的关系时,要改变电阻而控制两端的电压相等,然后记录对应的电流;
(3)从乙图中找到一组对应的电流和电阻,然后相乘得到电压表的示数;
(4)当电流为0.1A时,总电阻最大,此时变阻器接入的阻值也最大,根据欧姆定律计算出此时接入电路的变阻器的阻值即可;
(5)当小灯泡发生断路时,电压表串联在电路里。由于它的内阻很大,因此电流很小,电流表的指针几乎不动。由于串联电路电压与电阻成正比,因此电源电压几乎全部分配给电压表,它的示数接近电源电压;
(6)根据串联电路的电压规律分析电阻增大后电压表示数的改变,然后再确定电压表示数要恢复原来示数的变化方向,接下来根据U总=U1+U2确定变阻器的电压变化,最后再根据串联电路的分压规律确定变阻器的阻值变化即可。
【解答】(1)根据电路图甲可知,电压表应该与电阻并联。由于电压表的“-”接线柱已经与电阻的左端接线柱相连,因此只需将电压表中间的接线柱与电阻的右端相连即可,如下图所示:
(2)为了控制电压表的示数保持不变,那么实验过程中,移动变阻器滑片时,眼睛应注视电压表的示数。当电压表的示数达到规定数值后,再记录电流表的示数,故选B。
(3)根据乙图可知,当电流表的示数为0.1A时,定值电阻的阻值为20Ω,那么电压表的示数应该为:U=IR=0.1A×20Ω=2V;
(4)根据乙图可知,当电流表的示数为0.1A时,定值电阻的阻值为20Ω,
此时变阻器两端的电压为:U变=U总-U=6V-2V=4V;
此时变阻器的阻值为:;
故选C。
(5)实验过程中,如果出现了电流表示数几乎为0,电压表示数接近6V,电路发生的故障可能是:小灯泡处有断路。
(6)根据串联电路电压与电阻成正比的规律可知,当电阻R由5Ω更换为10Ω后,电压表的示数会变大。为了使电压表的示数恢复到原来的示数,那么它的示数必须减小。根据U总=U1+U2可知,此时变阻器的电压肯定增大,根据串联电路的分压规律可知,变阻器接入的阻值增大,即滑片向右移动,故选C。
31.(2020八上·温州期末)为了探究“通过导体的电流与电阻的关系”,小明利用电压为7伏的电源,“15欧, 2.5安”的滑动变阻器、开关、电压表、电流表等仪器进行实验,步骤如下:
①将阻值为5欧的定值电阻RI按图甲电路图连接电路。
②闭合开关s,移动滑动变阻器滑片P,当电压表示数为3.5伏时,记录电流表的示数,此时滑动变阻器接入电路的有效阻值记为Ra。
③用阻值为10欧的定值电阻R2替换R1,重复步骤②,此时滑动变阻器接入电路有效阻值记Rb。
④用阻值为15欧的定值电阻R3替换R2,重复步骤②,此时滑动变阻器接入电路有效阻值记Re。
(1)在图乙相应的位置画出步骤②中电流表的示数。
(2)实验中滑动变阻器3次接入电路的有效阻值Ra、Rb、 Rc的大小关系为:
(3)若要在图甲ab间分别接入5欧、10欧、15欧、20欧四个电阻来进一步探究“通过导体的电流和电阻的关系”,实验中要控制电阻两端电压不变,那么电阻两端电压最小能控制到 伏。
【答案】(1)
(2)Ra(3)4
【知识点】欧姆定律及其应用;探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【分析】(1)已知R1的电阻和电压,根据公式计算电流表的示数;
(2)在串联电路中,电压的分配与电阻成正比,根据分析判断;
(3)当总电阻最大时,通过定值电阻的电流越小,而它两端的电压也最小。当20Ω的电阻与变阻器的最大阻值串联时,首先根据计算出最小电流,再根据U1小=I小R1计算出最小电压即可。
【解答】(1)步骤②中电流表的示数:;
如下图所示:
(2)根据图甲可知,ab两点之间的定值电阻始终和变阻器串联,
电压表的示数始终等于7V,那么变阻器两端的电压始终等于:U2=U总-U1=7V-3.5V=3.5V;
根据串联电路的分压规律得到:;
即Rab=R2;
则变阻器的有效阻值始终等于ab之间电阻的阻值。
因为ab之间的阻值分别为5Ω、10Ω和15Ω,所以变阻器的有效电阻Ra(3)变阻器的最大阻值为15Ω,当ab之间接入阻值为20Ω时,
总电流;
那么电阻两端的最小电压为:U1小=I小R1=0.2A×20Ω=4V。
32.小明和小亮探究“并联电路电压的关系”,小明先按图甲所示电路图连成图乙的实物图(电压表尚未连接)。
(1)在连接电路时,开关必须 。小亮一眼就看出了小明连接的错误,并指出如果直接闭合开关将出现 (填“断路”或“短路”)现象,小灯泡L1、L2都不会亮,还可能造成 损坏。
(2)小亮只更改跟L1、L2的四个接线柱A、B、C、D相连的某根导线的一端,就使电路连接正确了。他的做法可能是 。(指出一种即可)
(3)接下来,他们按图丙所示电路图连接了三个电压表。实验过程中,电压表V2的示数如图丁所示,则电压表V1的示数是 伏,电压表V的示数是 伏。
(4)他们在电路中串联滑动变阻器的作用是 ,闭合开关前,变阻器的滑片P应置于 (填“左”或“右”)端。
【答案】(1)断开;短路;电源
(2)将导线①的一端从接线柱C改接到D(B)[或将导线②的一端从接线柱A改接到B(D)]
(3)2.5;2.5
(4)改变电路中的电流(或改变小灯泡两端的电压);左
【知识点】基本电路与电路图;实物的电路连接;电压的测量及电压表的使用;串、并联电路的电压特点
【解析】【分析】(1)掌握短路现象,发生短路时,电路中的电流会较大,有可能损坏电源;
(2)通过改动后,能使电流分别通过两灯泡各自形成回路;
(3)确定电压表的量程和分度值,读出电压值,根据并联电路各支路两端的电压相等得出V的示数;
(4)滑动变阻器在电路中有保护电路的作用,同时可以改变电路中的电流或灯泡两端的电压;
在闭合开关前,应将滑片移至最大阻值处.
【解答】(1)连接电路时,开关必须断开;由图知,电流未通过两灯泡直接形成了回路,可知两灯泡被短路,此时两灯泡都不会亮;
滑动变阻器的阻值不是最大,电路中的电流会较大,有可能损坏滑动变阻器或电源;
(2)可将①的一端从接线柱C改接到D或将导线②的一端从接线柱A改接到B;
(3)由图丁知,电压表的量程为0~3V,分度值为0.1V,示数为2.5V;
因为灯泡并联,所以V的示数也为2.5V;
(4)滑动变阻器在电路中的基本作用是保护电路,还可以改变灯泡两端电压或电路中的电流;
滑动变阻器的下面接了右边的接线柱,所以在闭合开关前,应将滑片移至最左端,使其阻值最大.
故答案为:(1)断开;短路;电源;(2)将导线①的一端从接线柱C改接到D(或将导线②的一端从接线柱A改接到B);(3)2.5;(4)改变电路中的电流(或改变小灯泡两端的电压);左.
四、解答题
33.(2021八下·奉化期末)如图甲是科学兴趣小组在课外活动中设计的一种身高体重秤,体重、身高显示器是由电流表改装而成的,两个电流表满刻度都是0.6A。已知电源电压为12伏,R0为竖直固定放置的滑动变阻器,滑片P可以随身高的变化竖直上下移动,其接入电路的电阻与接入电路的长度成正比。R为压敏电阻,其阻值随压力变化关系如图乙。
(1)体重秤上不站人时,体重秤上的“0”刻度对应A.上的电流是多少?
(2)该秤的身高测量范围为125~175cm,电路中电流表A2示数相对应的变化范围为0.1A~0.6A。请计算:滑动变阻器R的滑片P每滑动1cm时阻值变化多少?
(3)该秤的电源使用时间过长后电压会变小,如果电源电压变为10.8V时,用该身高体重秤测得某位同学的身高为170cm,则这位同学的实际身高为多少?
【答案】(1)解:体重秤上不站人时,F=0N,由乙图可知R=100Ω
此时I= =0.12A
所以,体重秤上的“0”刻度对应A1上的电流是0.12A
(2)解:根据题意,当测量身高为125cm时,对应电流值I2=0.1A
变阻器连入电路的阻值R0= =120Ω
当测量身高为175cm时,对应电流值l2=0.6A
此时,变阻器连入电路的阻值R0= =20Ω。
所以,滑片P每移动1cm电阻改变 =2Ω/cm
(3)解:正常电压,身高为170 cm时,R0接入电路阻值为:20Ω+5cm*2Ω/cm=30Ω
170 cm对应A2示数I2= =0.4A
现电源电压U=10.8V,变阻器连入电路的阻值R0= =27Ω
该同学实际身高为:175cm- =171.5cm
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)根据乙图确定压力为零时压敏电阻的阻值,再根据公式 计算出此时通过电流表的电流即可;
(2)根据公式 分别计算出电流为0.1A和0.6A时变阻器接入的阻值,再根据计算出滑片移动1cm时电阻的改变量;
(3)当电压正常时,首先用最大测量值175cm-170cm计算出变阻器接入的电阻长度,再用最大测量值对应的阻值与改变的电阻值相加得到此时R0的阻值,记下来根据 计算出此时电流表的示数。
现在的电源电压为10.8V,首先根据计算出此时变阻器接入的阻值,再减去20Ω得到变阻器的阻值改变量,接下来根据“电阻与长度成正比”计算出变化的长度,最后用175cm减去变化的长度得到该同学的实际身高。
34.如图所示,电源电压可调,小灯泡上标有“6
V 0.5 A”的字样(不考虑温度对小灯泡电阻的影响),电流表量程0~0.6 A,电压表量程0~3 V,滑动变阻器规格为“20 Ω 1 A”。
(1)电源电压调至6 V,闭合开关S1和S2,移动滑动变阻器滑片P,使小灯泡正常发光,电流表示数为0.6 A,则电压表的示数是多少?R0的阻值是多少?
(2)电源电压调至8 V,断开开关S1,闭合开关S2,为了保证电路安全,求滑动变阻器的阻值变化范围。
【答案】(1)解:小灯泡正常发光,电压为6 V,电流为0.5 A,则滑动变阻器接入电路中的阻值为0 Ω,故电压表的示数为0 V。电流表示数I=0.6 A,则R0= = = =60 Ω。
(2)解:①为了保证电路安全,当电压表示数U1=3 V时,可求滑动变阻器连入电路的最大阻值。灯的电阻RL= = =12 Ω,电路中的电流I′= = = = A,Rmax= = =7.2 Ω。②为了保证电路安全,当电路中的电流I2=IL=0.5 A时,可求滑动变阻器连入电路的最小阻值Rmin=R总-RL= -RL= -12 Ω=4 Ω。滑动变阻器的阻值变化范围为4 Ω≤R≤7.2 Ω。
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)根据电路图可知,灯泡L与变阻器串联,电压表测变阻器的电压。根据题目条件可知,灯泡正常发光的电压为6V,而电源电压恰好为6V,根据U变=U总-UL计算此时电压表的示数。
此时灯泡正常发光,那么通过电路的电流为0.5A,根据并联电路I0=I总-IL计算出通过R0的电流,最后根据计算即可。
(2)断开开关S1,闭合开关S2,灯泡L与变阻器串联,电压表测变阻器的电压。
①根据电压表的量程确定变阻器的最大电压,此时它的阻值最大而电流最小。首先根据 计算灯泡的电阻,再根据 计算出此时电路的电流,最后根据 计算出变阻器的最大阻值;
②当变阻器的阻值最小时,通过电路的电流最大,根据电流表的量程和灯泡的额定电流比较,确定电路的最大电流。首先根据计算出此时的总电阻,再根据Rmin=R总-RL计算出此时变阻器的最小阻值即可。
35.如图所示,电路的电源电压和灯泡电阻不变,R1=5 Ω,灯L标有“8 V 10 Ω”字样(“8 V”是指灯泡正常工作时的电压,超过此电压灯泡容易损坏),电流表量程为0~3 A,滑动变阻器R2标有“2 A”字样。
(1)只闭合S1时,电流表的示数为0.6 A,求电源电压。
(2)闭合S1、S2、S3,滑片移到b端时,电流表的示数为I总=2 A,求变阻器的最大阻值。
(3)若电压表的量程为0~3 V,电流表的量程为0~3 A,只闭合S2时,在保证电路安全的情况下,求变阻器连入电路的阻值范围。
【答案】(1)解:只闭合S1时,灯L和R1串联,如图甲,电源电压U=I(R1+RL)= 0.6 A×(5 Ω+10 Ω)=9 V。
(2)解:闭合S1、S2、S3,滑片移到b端(R2全连入电路)时,R1和R2并联,如图乙,通过R2的电流I2=I总-I1=2 A- =0.2 A,变阻器的最大阻值R2= = = 45 Ω。
(3)解:只闭合S2时,灯L和R2串联,如图丙,为保证电路安全,要考虑电压表的量程、电流表的量程是否合适,以及灯两端的电压要小于等于8 V。①对于电流表,量程为0~3 A,当滑动变阻器连入电阻为0时,电流最大Imax= = =0.9 A<3 A,所以当滑片左右移动时,电路中的电流始终不会超出电流表的量程;②对于电压表,量程为0~3 V,滑动变阻器两端的最大电压Umax=3 V,此时连入的电阻最大。根据I= = ,得Rmax= = =5 Ω;③由题可知,UL=8 V是灯泡正常工作时的电压,超过此电压灯泡容易损坏,此时滑动变阻器两端的电压最小(Umin=U-UL=9 V-8 V=1 V),连入电路的电阻最小。根据I′= = ,得Rmin= = =1.25 Ω。综上可知,为保证电路安全,滑动变阻器连入的电阻范围是1.25~5 Ω。
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)只闭合S1时,灯L和R1串联,根据欧姆定律的变形式U=I(R1+RL)计算即可;
(2)闭合S1、S2、S3,滑片移到b端(R2全连入电路)时,R1和R2并联。首先根据计算出通过R1的电流I1,再根据I2=I总-I1计算出通过R2的电流,最后根据 计算出它的电阻值。
(3)只闭合S2时,灯L和R2串联。
①当变阻器的阻值为零时,只有灯泡工作,此时总电阻最小,总电流最大,最后与电流表的量程比较;
②电压表测变阻器的电压,根据串联电路的分压规律可知,它两端的电压最大时,它接入的阻值也达到最大。根据电压表的量程确定它的最大电压,然后根据各处电流相等,即I变=IL和列出方程,计算变阻器的最大电阻;
③根据U总=UL+U变可知,当灯泡两端的电压达到最大时,变阻器两端的电压最小,此时变阻器接入的阻值最小。首先根据Umin=U-UL计算出变阻器的最小电压,再根据I变=IL和列出方程,计算出变阻器的最小电阻即可。
36.(2020八上·余杭期末)甲醛对人体的危害非常大,因此装修房屋时检测甲醛污染指数很重要。如图甲是一款甲醛检测仪的工作原理图。电源电压恒为3V,R是阻值为10Ω的定值电阻,R0为可以感知甲醛污染浓度的可变电阻,其阻值随甲醛污染指数的变化图象如图乙所示。当污染指数在50以下为轻度污染,50-100之间为中度污染,100以上为重度污染。问:
(1)分析图甲和图乙可知,当污染指数越大,电压表的示数 (填“越大”或者“越小”)。
(2)通过计算说明,污染指数为50时,电路中的电流为多大?
(3)通过计算说明,电压表示数为1V时,是否属于重度污染?
【答案】(1)越大
(2)R0=50Ω I=U/(R+R0)=3V/(10Ω+50Ω)=0.05A;
(3)I=U/R=1V/10Ω=0.1A R0=(U0-U)/I=(3V-1V)/0.1A=20Ω 由图可知,属于重度污染。
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)首先根据乙图确定污染指数增大时可变电阻的阻值变化,再根据“串联电路电压与电阻成正比”的规律分析可变电阻的电压变化,最后根据U总=U+U0确定电压表的示数变化;
(2)根据乙图确定污染指数为50时可变电阻的阻值,然后根据R总=R+R0计算总电阻,最后根据计算电流即可;
(3)首先根据计算出电压表示数为1V时通过电路的电流,然后根据计算出此时可变电阻的阻值,最后根据乙图确定污染指数,丙判断污染等级。
37.(2020八上·拱墅期末)在如图所示的电路中,电源电压U保持不变,滑动变阻器R2上标有“50Ω 2A”字样,电压表V1的量程为0-3V,电压表V的量程为0-15V。闭合开关S,移动滑动变阻器滑片P到某位置时,电压表V1的示数为2伏,电压表V的示数为12伏,电流表A的示数为0.2安。则:
(1)电源电压是多少伏?电阻R1的阻值是多少欧?
(2)移动滑动变阻器滑片P,当两电压表指针偏离零刻度的角度恰好相同时,滑动变阻器接入电路中的阻值是多少欧?
【答案】(1)解:电源电压U=12V
由 得
(2)解:由题意得
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】根据图片可知,定值电阻R1与变阻器R2串联,电流表测总电流,电压表V1测R1的电压,V测总电压。
(1)电源电压等于电压表V的示数;根据 计算R1的阻值;
(2)电压表上的两个量程分别为0~3V和0~15V,因此同一刻度对应的两个电压值的倍数为5倍。既然电压表的指针偏转角度相同,那么电压表V1的示数就是V的,即 。根据 计算出电流表的示数,再根据串联电路 计算出变阻器两端的电压,最后根据 计算变阻器接入电路的电阻即可。
1 / 1浙教版科学八年级上第四章电压与欧姆定律
一、单选题
1.(2021八下·奉化期末)如图甲所示,电源电压不变,小灯泡L允许通过的最大电流为0.6A,滑动变阻器R的最大阻值.为50Ω,电流表量程为“0~0.6A”,电压表量程为“0~15V”。闭合开关S,在保证电路安全的前提下,最大范围调节滑动变阻器的滑片P,分别绘制了电流表示数与电压表示数、电流表示数与滑动变阻器R连入电路阻值的变化关系图象,如图乙、丙所示。则下列说法中正确的是( )
A.电源电压为16V
B.当电流表示数为0.25A时,滑动变阻器连入电路的阻值为45Ω
C.若滑动变阻器连入电路的阻值变小,则电压表V与电流表A示数之比变小
D.若将电压表量程换为0~3V,滑动变阻器允许连入电路的阻值范围为18Ω ~ 50Ω
2.(2021八下·镇海期末)灯泡L上标有“6V 1A”字样(正常发光时的电压和电流),测得该灯泡的电流随电压变化关系如图甲所示。现把灯泡L接入如图乙所示的电路中,若电源电压为10V不变,电流表的量程为“0-0.6A”,电压表的量程为“0-15V”。则下列说法正确的是( )
A.该电路中通过调节滑动变阻器可实现灯泡L正常发光
B.当电流表示数为0.4A时,电压表的示数为7.6V
C.灯泡L的电阻值随电压表的示数的增大而增大
D.滑动变阻器接入电路中的最小电阻约为13.3Ω
3.(2021八下·宁波期末)小丽设计了如图所示的简易电子距离测量仪,R是一根粗细均匀的电阻丝,其每厘米长的电阻为0.5Ω,电路各部分均接触良好。物体M只能在导轨上做直线运动,并带动与之相连的金属滑片P移动,电压表示数可反映物体M移动的距离。开始测量前,将金属滑片P置于电阻丝中点,此时电压表和电流表示数分别为1.5V和0.2A.由此可知( )
A.电阻丝的总电阻为7.5Ω
B.当电压表示数为变小时,说明物体M在向左移动
C.当电压表示数为2V时,物体M向左移动了5cm
D.当金属滑片P向右移动时,电流表示数变小
4.(2021八下·鄞州期中)如图1所示电路,电源电压保持不变,闭合开关S,调节滑片的位置,使变阻器的阻值从最大变化到最小,得到两个电阻的“U-I”关系图象如图2所示。下列判断正确的是( )
A.图象乙反映了R2的“U-I”关系
B.定值电阻R1的阻值为20Ω
C.变阻器滑片在中点时,电流表示数为0.4A
D.滑动变阻器R2的阻值变化范围为0~20Ω
5.如图甲所示电路,电源电压保持不变。闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P从右端滑到左端的过程中,R1、R2的I-U关系图像如图乙所示。则下列判断正确的是( )
A.图线A是电阻R1的I-U关系图像
B.电源电压为14 V
C.R1的阻值是20 Ω
D.滑动变阻器R2的最大阻值为30 Ω
6.在研究“一定电压下,电流与电阻的关系”时,电路如图所示。电源电压恒为3 V,滑动变阻器上标有“15 Ω 1 A”字样。在a、b间先后接入不同阻值的定值电阻R,移动滑片P,使电压表示数为1.5 V,读出电流表的示数。当20 Ω的电阻接入a、b间时,电压表示数始终无法达到1.5 V,其原因可能是( )
A.滑动变阻器阻值太小 B.电源电压3 V太低
C.20 Ω的阻值太小 D.控制的电压1.5 V太高
7.如图所示电路,电源电压不变。R0为定值电阻,R为滑动变阻器。闭合开关S,当滑片P从a点滑到b点过程中,电流表示数从Ia变为Ib。下列各图能表示这一过程中电压表示数U与电流表示数I之间关系的是( )
A. B.
C. D.
8.(2020八上·滨江期中)利用伏安法测量电阻时,由于电表本身电阻的影响,造成测量结果有误差。现采用图所示电路,能较准确的测量Rx的阻值,已知A、B之间的电压U保持不变。当S接通a时,电压表示数为9.6V,电流表示数为0.3A,当S接通b时,电压表示数为12V,电流表示数为0.25A,则待测电阻Rx的阻值为( )
A.32Ω B.40Ω C.48Ω D.70Ω
9.如图所示的电路中,闭合开关,电压表V1的示数是7V,电压表V2的示数为9V,若L3两端的电压是L1两端电压的两倍,则电源的电压是( )
A.9 V B.10V C.11V D.12 V
10.(2020八下·余姚期中)如图所示的电路中,电源电压保持不变,当开关S1、S2都闭合时,电流表的示数为0.5A,电压表的示数为6V;将电压表、电流表的位置互换,当开关S1断开、S2闭合,电流表的示数为0.3A,则正确的是( )
A.R1=8Ω B.R2=8Ω C.R1=20Ω D.R2=20Ω
11.如图甲所示,电源电压恒为6伏,R为热敏电阻,其阻值随温度的变化关系如图乙所示,R0是阻值为10欧的定值电阻。闭合开关S,下列说法中,错误的是( )
A.图甲中的R0有保护电路的作用
B.温度升高时,电压表的示数会变小
C.温度为40℃时,电流表的示数为0.2安
D.温度降低时,电压表与电流表示数的比值变小
12.(2019八下·宁波期末)如图所示,R为定值电阻。闭合开关后,当滑片P在某两点之间滑动时,电流表示数变化范围是0.5~1.5A,电压表示数变化范围是6~3V。则下列几种情况中说法错误的是( )
A.R的电阻为3Ω
B.电源电压为7.5V
C.变阻器连入电路的电阻变化范围为12~2Ω
D.实验中R两端的电压变化范围为2~4.5V
13.(2018八上·天台月考)洋洋设计了一个自动测高仪,给出了四个电路,如图所示,R是定值电阻,R 是滑动变阻器。其中能够实现身高越低,电压表示数越小的电路是( )
A.
B.
C.
D.
14.某同学在没有电流表的情况下,利用电压表和已知阻值的定值电阻R0,测量未知电阻Rx阻值,图中不能实现测量Rx阻值的电路图是( )
A. B.
C. D.
15.(2021八下·镇海期末)如图所示为某电路实物图,以下判断正确的是( )
A.灯L1与灯L2并联,电压表测灯L1两端的电压
B.灯L1与灯L2并联,电压表测灯L2两端的电压
C.灯 L1与灯L2串联,电压表测灯L1两端的电压
D.灯L1与灯L2串联,电压表测灯L2两端的电压
16.(2021八下·余姚竞赛)如图甲所示是电阻A和B的I-U图像,乙、丙是它们的部分电路连接示意图,下列说法错误的是( )
A.当电阻B两端的电压为2.5伏时,它的阻值和A的阻值相等
B.图乙中,当电压U为3伏时,B的电阻为5欧
C.图丙中,当电压U为2伏时,干路总电流为0.6安
D.图丙中,在电压U从0增大到2.5伏的过程中,通过A、B两电阻的电流之差先变大后变小
17.(2021八下·慈溪期中)下列电表示数为1.4 伏的是( )
A. B.
C. D.
18.(2021八下·余姚期中)如图所示电路,电源电压不变,R0为定值电阻,R为滑动变阻器。闭合开关S,当滑片P从a点滑到b点过程中,电流表的示数从Ia变为Ib。下列各图中,能表示这一过程中电压表示数U与电流表示数I之间关系的是( )
A. B.
C. D.
19.(2021八下·余姚期中)如图所示电路中,电源电压为3V且保持不变,R=10Ω,滑动变阻器的最大阻值R′=20Ω。当开关S闭合后,在将滑动变阻器的滑片由B端移动到A端的过程中,电流表示数的变化是由( )
A.0.1A~0.3A B.0A~0.1A
C.0.3A~0.1A D.0.3A~0A
20.(2021八下·余姚期中)如图所示,长度相同、横截面积不同的同种金属棒AB和CD连接在一起后接在电源两端。关于AB和CD的电阻R及两端电压U的判断,正确的是( )
A.RAB>RCD,UAB<UCD B.RAB>RCD,UAB>UCD
C.RAB<RCD,UAB<UCD D.RAB<RCD,UAB>UCD
二、填空题
21.如图所示,电阻R0=20 Ω,R=30 Ω,电源电压保持9 V不变,当滑动变阻器滑片P在a端时,电压表的示数是 V,电流表示数是 A。滑动变阻器滑片P移到b端时,电压表的示数是 V,电流表示数是 A。
22.图甲是小伟探究“导体中电流与电阻的关系”的实验电路图。图乙是他根据实验数据描绘出的I-R关系图像。由图像可知:当电压一定时,电流与电阻成 (选填“正比”或“反比”);他每次控制电阻的两端电压为 V不变。若电源电压为 4.5 V,实验中R的阻值分别为5 Ω、10 Ω、15 Ω、20 Ω、25 Ω,那么滑动变阻器的阻值至少为 Ω。
23.小明利用图甲所示的电路探究“通过导体的电流与电阻的关系”,根据实验的数据绘出了I-图像,如图乙所示。分析图像可知,当导体的电阻为 Ω时,通过它的电流为0.2 A;当电流分别为0.25 A和0.5 A时,接入电路的导体的电阻之比为 ;实验过程中,小明控制导体两端的电压为 V。
24.(2019八上·仙居期中)如图甲所示的电路中,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,电源电压不变。闭合开关S后,滑片P从a端移动到b端,电流表示数I与电压表示数U的变化关系如图乙所示,则电源电压为 V,R2的最大阻值为 Ω。
25.如图甲所示的电路,开关闭合以后,将滑动变阻器的滑片从最左端移到最右端,得到电路中两个电压表的示数随电流变化的图像,如图乙所示,则电源电压为 V,滑动变阻器的最大阻值为 Ω,其中 (填“A”或“B”)是电压表V2的示数随电流变化的图像。
26.如图所示电路,闭合开关S后,甲、乙两表是电压表,示数之比是5∶2,当开关S断开,甲、乙两表是电流表,则两表的示数之比为 。
三、实验探究题
27.(2021八下·余姚期中)在探究“电流与电阻的关系”的实验过程中,甲、乙、丙、丁四位同学按如图甲所示的电路图连接实物进行如下实验:保持每次定值电阻两端电压不变,换用不同的定值电阻,分别读出并记录对应于不同阻值的电流表的示数。
(1)请你用笔画代替导线,帮助他们将实物图(图乙)连接完整(限连两根线)。
(2)甲同学先选用一个“5Ω”的电阻,测得电流表示数为0.2A,当换成“10Ω”来做时,发现电流表的示数不是0.1A(不考虑温度对电阻的影响),你认为造成这一现象的原因可能是: 。
(3)乙同学实验时发现当他把“5Ω”的电阻换成“10Ω”,无论如何移动滑动变阻器的滑片,发现电压表读数都达不到自己想要的数值,请你提出一个建议来帮助该同学: 。
(4)丙同学闭合开关S后,突然发现电流表没有示数,而电压表示数接近于电源电压,则造成此现象的原因是(只有一处故障): 。
(5)丁同学实验时选用的恒定电源电压为6V,电流表量程为0—0.6A,电压表量程为0—3V,滑动变阻器R2规格为“20Ω 1A”,当他选用定值电阻R1规格为“10Ω 0.5A”时,闭合开关,你认为他必须使滑动变阻器在 范围内滑动,才能保证电路安全。
28.图甲是用伏安法测未知电阻R的实验图。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中实物电路连接完整。
(2)闭合开关,将滑片P向左滑动,当电压表示数为2.4 V时,电流表示数如图乙所示。其读数为I= A,则未知电阻R= Ω。
(3)若实验中只有一个电压表和一个已知电阻R0,小明设计了如图丙所示的电路,同样可以测量未知电阻Rx,请在空格内将实验步骤补充完整。
①闭合S、断开S1,用电压表测出待测电阻Rx两端的电压为U1;
② ,用电压表测出电源的电压U;
③请写出用测量值U、U1及R0来表示Rx的表达式:Rx= 。
29.(2020八上·滨江月考)某兴趣小组用二节新干电池,规格为“10Ω 1.5A”的滑动变阻器等器材来测导体电阻。请回答:
实验序号 电压/V 电流/A
1 2.0 0.20
2 2.4
3 2.8 0.28
(1)滑动变阻器的滑片C现处于阻值最大处,请用笔画线代替导线将图甲电路连接完整。
(2)连接好电路,闭合开关,当滑动变阻器滑片向右移动到中点处电压表和电流表才有示数,分别为2V、0.20A。继续向右调节滑动变阻器进行测量,第二次测量时电流表示数如图乙所示,据图把表中所缺数据填写完整 。
(3)该小组同学用这套器材(所有器材不变)和阻值为5Ω、15Ω、25Ω的三个定值电阻继续探究“电流与电阻的关系”。实验中要控制电阻两端电压不变,那么电阻两端电压最小能控制到 V。
30.(2020八上·临安期末)小敏用如图甲所示的电路图,研究通过导体的电流与导体电阻的关系,电源电压恒为6V。改变电阻R的阻值,调节滑动变阻器滑片,保持R两端的电压不变,记下相应的4次实验的电流和电阻值,描绘在乙图中。
(1)在丙图中,用笔线代替导线,将电压表正确连入电路。
(2)实验过程中,移动变阻器滑片时,眼睛应注视 (选填序号)。
A.变阻器滑片 B.电压表示数 C.电流表示数
(3)从乙图可知电压表示数是 。
(4)实验中,他所选择的变阻器是 (选填序号)。
A.10Ω 0.5A B.20Ω 1A C.50Ω 2A
(5)实验过程中,如果出现了电流表示数几乎为0,电压表示数接近6V,电路发生的故障可能是: 。
(6)在此实验过程中,当电阻R由5Ω更换为10Ω后,为了探究上述问题,他应该采取的唯一操作是 。
A.保持变阻器滑片不动 B.将变阻器滑片适当向左移动
C.将变阻器滑片适当向右移动 D.适当增加电池的节数
31.(2020八上·温州期末)为了探究“通过导体的电流与电阻的关系”,小明利用电压为7伏的电源,“15欧, 2.5安”的滑动变阻器、开关、电压表、电流表等仪器进行实验,步骤如下:
①将阻值为5欧的定值电阻RI按图甲电路图连接电路。
②闭合开关s,移动滑动变阻器滑片P,当电压表示数为3.5伏时,记录电流表的示数,此时滑动变阻器接入电路的有效阻值记为Ra。
③用阻值为10欧的定值电阻R2替换R1,重复步骤②,此时滑动变阻器接入电路有效阻值记Rb。
④用阻值为15欧的定值电阻R3替换R2,重复步骤②,此时滑动变阻器接入电路有效阻值记Re。
(1)在图乙相应的位置画出步骤②中电流表的示数。
(2)实验中滑动变阻器3次接入电路的有效阻值Ra、Rb、 Rc的大小关系为:
(3)若要在图甲ab间分别接入5欧、10欧、15欧、20欧四个电阻来进一步探究“通过导体的电流和电阻的关系”,实验中要控制电阻两端电压不变,那么电阻两端电压最小能控制到 伏。
32.小明和小亮探究“并联电路电压的关系”,小明先按图甲所示电路图连成图乙的实物图(电压表尚未连接)。
(1)在连接电路时,开关必须 。小亮一眼就看出了小明连接的错误,并指出如果直接闭合开关将出现 (填“断路”或“短路”)现象,小灯泡L1、L2都不会亮,还可能造成 损坏。
(2)小亮只更改跟L1、L2的四个接线柱A、B、C、D相连的某根导线的一端,就使电路连接正确了。他的做法可能是 。(指出一种即可)
(3)接下来,他们按图丙所示电路图连接了三个电压表。实验过程中,电压表V2的示数如图丁所示,则电压表V1的示数是 伏,电压表V的示数是 伏。
(4)他们在电路中串联滑动变阻器的作用是 ,闭合开关前,变阻器的滑片P应置于 (填“左”或“右”)端。
四、解答题
33.(2021八下·奉化期末)如图甲是科学兴趣小组在课外活动中设计的一种身高体重秤,体重、身高显示器是由电流表改装而成的,两个电流表满刻度都是0.6A。已知电源电压为12伏,R0为竖直固定放置的滑动变阻器,滑片P可以随身高的变化竖直上下移动,其接入电路的电阻与接入电路的长度成正比。R为压敏电阻,其阻值随压力变化关系如图乙。
(1)体重秤上不站人时,体重秤上的“0”刻度对应A.上的电流是多少?
(2)该秤的身高测量范围为125~175cm,电路中电流表A2示数相对应的变化范围为0.1A~0.6A。请计算:滑动变阻器R的滑片P每滑动1cm时阻值变化多少?
(3)该秤的电源使用时间过长后电压会变小,如果电源电压变为10.8V时,用该身高体重秤测得某位同学的身高为170cm,则这位同学的实际身高为多少?
34.如图所示,电源电压可调,小灯泡上标有“6
V 0.5 A”的字样(不考虑温度对小灯泡电阻的影响),电流表量程0~0.6 A,电压表量程0~3 V,滑动变阻器规格为“20 Ω 1 A”。
(1)电源电压调至6 V,闭合开关S1和S2,移动滑动变阻器滑片P,使小灯泡正常发光,电流表示数为0.6 A,则电压表的示数是多少?R0的阻值是多少?
(2)电源电压调至8 V,断开开关S1,闭合开关S2,为了保证电路安全,求滑动变阻器的阻值变化范围。
35.如图所示,电路的电源电压和灯泡电阻不变,R1=5 Ω,灯L标有“8 V 10 Ω”字样(“8 V”是指灯泡正常工作时的电压,超过此电压灯泡容易损坏),电流表量程为0~3 A,滑动变阻器R2标有“2 A”字样。
(1)只闭合S1时,电流表的示数为0.6 A,求电源电压。
(2)闭合S1、S2、S3,滑片移到b端时,电流表的示数为I总=2 A,求变阻器的最大阻值。
(3)若电压表的量程为0~3 V,电流表的量程为0~3 A,只闭合S2时,在保证电路安全的情况下,求变阻器连入电路的阻值范围。
36.(2020八上·余杭期末)甲醛对人体的危害非常大,因此装修房屋时检测甲醛污染指数很重要。如图甲是一款甲醛检测仪的工作原理图。电源电压恒为3V,R是阻值为10Ω的定值电阻,R0为可以感知甲醛污染浓度的可变电阻,其阻值随甲醛污染指数的变化图象如图乙所示。当污染指数在50以下为轻度污染,50-100之间为中度污染,100以上为重度污染。问:
(1)分析图甲和图乙可知,当污染指数越大,电压表的示数 (填“越大”或者“越小”)。
(2)通过计算说明,污染指数为50时,电路中的电流为多大?
(3)通过计算说明,电压表示数为1V时,是否属于重度污染?
37.(2020八上·拱墅期末)在如图所示的电路中,电源电压U保持不变,滑动变阻器R2上标有“50Ω 2A”字样,电压表V1的量程为0-3V,电压表V的量程为0-15V。闭合开关S,移动滑动变阻器滑片P到某位置时,电压表V1的示数为2伏,电压表V的示数为12伏,电流表A的示数为0.2安。则:
(1)电源电压是多少伏?电阻R1的阻值是多少欧?
(2)移动滑动变阻器滑片P,当两电压表指针偏离零刻度的角度恰好相同时,滑动变阻器接入电路中的阻值是多少欧?
答案解析部分
1.【答案】D
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】由电路图可知,小灯泡L与滑动变阻器R串联,电压表测小灯泡L两端电压,电流表测电路中的电流;
(1)由图丙可知电流为0.6A时滑动变阻器连入电路的电阻为10Ω,此时灯泡两端电压为6V,由U变=I变R变可求得滑动变阻器两端电压,由串联电路电压特点U总=UL+U变可求出电源电压;
(2)由图乙可知电流为0.25A时灯泡两端电压,由串联电路分压特点可求得滑动变阻器两端电压,由P计算变阻器接入的阻值;
(3)根据确定电压表和电流表比值的意义,然后结合“灯丝电阻随温度的升高而增大”的规律判断即可;
(4)若将电压表量程换为0~3V,则灯泡两端电压最大为3V,滑动变阻器两端电压最小为9V,此时滑动变阻器接入电路电阻最小,由图乙可知此时电路中电流,由 可得滑动变阻器连入电路中的电阻最小值,而变阻器接入的最大阻值就是变阻器的最大阻值,据此确定变阻器的阻值范围。
【解答】A.根据乙图可知,当电路中电流为0.6A时,小灯泡两端电压为6V;由图丙可知,滑动变阻器R连入电路中的电阻R=10Ω;
此时变阻器两端的电压为U变=I变R变=0.6A×10Ω=6V;
则电源的电压U总=UL+U变=6V+6V=12V,故A错误;
B.由图乙可知,当电流表示数为0.25A时,灯泡两端电压UL'=1V,此时滑动变阻器R两端的电压U变=U-UL'=12V-1V=11V;
滑动变阻器接入的阻值为:,故B错误;
C.电压表测灯泡的电压,电流表测通过灯泡的电流,根据可知,电压表与电流表的比值为灯泡的电阻。当变阻器的阻值变小时,通过电路的电流变大,根据乙图可知,则灯泡的电阻变大,即比值变大,故C错误;
D.若将电压表量程换成0~3V,则灯泡两端电压最大为3V,此时滑动变阻器接入电路电阻最小;
由图乙可知当灯泡两端电压为3V时,通过小灯泡L即电路中的电流I''=0.5A,
此时滑动变阻器R两端电压U滑′=U UL″=12V 3V=9V;
则滑动变阻器R接入电路中的最小阻值;
滑动变阻器R接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,小灯泡L两端电压最小,由图丙可知,滑动变阻器R接入电路中的最大阻值为50Ω,
所以滑动变阻器R允许接入电路的阻值范围为:18Ω~50Ω,故D正确;
故选D。
2.【答案】D
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)将灯泡的额定电流与电流表的量程进行比较;
(2)根据甲图确定电流表示数为0.4A时灯泡两端的电压,再根据U变=U总-UL计算电压表的示数;
(3)根据U变=U总-UL分析电压表示数增大时灯泡的电压变化,再根据甲图确定灯泡的阻值变化;
(4)根据电流表的量程确定最大电流为0.6A,根据甲图确定此时灯泡的电压,再根据U变=U总-UL计算出变阻器的电压,最后根据欧姆定律计算出变阻器的最小电阻。
【解答】根据乙图可知,变阻器与灯泡L串联,电压表测变阻器的电压,电流表测总电流。
A.通过灯泡的额定电流为1A,而通过电流表的最大电流为0.6A,则通过灯泡的最大电流只能到达0.6A,即灯泡不能正常发光,故A错误;
B.根据甲图可知,当电流表的示数为0.4A时,灯泡的电压为1V,此时变阻器两端的电压为:U变=U总-UL=10V-1V=9V,故B错误;
C.根据甲图可知,灯泡的电阻随它两端电压的增大而增大。根据U变=U总-UL可知,当电压表示数增大时,灯泡的电压减小,则灯泡的电阻变小,故C错误;
D.通过电路的最大电流为0.6A,此时灯泡的电压为2V;
此时变阻器的电压为:U变'=U总'-UL'=10V-2V=8V;
则变阻器接入的最小电阻:,故D正确。
故选D。
3.【答案】C
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)首先根据计算出的阻值,再乘以2计算出电阻丝的总电阻;
(2)根据电压表的示数判断与它并联的电阻的长度变化即可;
(3)首先根据计算出此时电压表并联的电阻丝的电阻,再根据计算出即可;
(4)根据欧姆定律判断电流表的示数变化。
【解答】A.一半电阻丝的阻值:;
则电阻丝的总电阻为:R总=2R=2×7.5Ω=15Ω,故A错误;
B.当电压表的示数减小时,根据U=IR可知,与电压表并联的电阻丝的电阻变小,根据“电阻与长度成正比”可知,与电压表并联的电阻丝的长度变小,即物体M在向右移动,故B错误;
C.当电压表示数为2V时,与电压表并联的电阻丝的阻值为:,则物体N向左移动: ;
原来滑片所在的位置为:;
则物体M向左移动了:20cm-15cm=5cm,故C正确;
D.当金属滑片P向右移动时,电阻丝R接入电路的电阻不变,因此电流表的示数不变,故D错误。
故选C。
4.【答案】D
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)在串联电路中,电压与电阻成正比,据此分析变阻器两端电压的变化;
(2)根据公式计算出即可;
(3)根据甲图确定变阻器阻值最大时的电压和电流,根据欧姆定律计算出它的最大阻值。当变阻器滑片在中点时,首先根据R总=R1+R变'计算总电阻,再根据计算即可;
(4)根据前面的计算结果判断。
【解答】根据图1可知,电阻R1与变阻器R2串联,电压表V1测R1的电压,V2测R2的电压。
A.当变阻器的阻值从大到小变化时,根据“串联电路电压与电阻成正比”可知,变阻器两端的电压减小,即V2的示数变小,那么图像甲反映了R2的U-I关系,故A错误;
B.图像乙为R1的U-I图像,当电压为2V时,通过它电流为0.2A,则,故B错误;
C.根据图2可知,当R2的电压为4V时,R1的电压为2V,通过它的电流为0.2A,此时变阻器的阻值最大。那么总电压U总=4V+2V=6V。则R2的阻值:。当变阻器滑片在中点时,总电阻R总=R1+R变'=10Ω+=20Ω,此时电流表的示数,故C错误;
D.滑动变阻器R2的最大阻值为20Ω,则它的阻值变化范围为0~20Ω,故D正确。
故选D。
5.【答案】C
【知识点】串、并联电路的电流特点;串、并联电路的电压特点;欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)根据甲图确定电路串并联关系以及电表所测的电压值,然后根据欧姆定律判断两个电压表的示数变化,最后与乙图进行比照即可;
(2)串联电路中的总电压等于各处电压之和。根据乙图确定同一电流下两个电压表的示数,然后根据U总=U1+U2计算电源电压;
(3)从图乙中找到R1的电压和对应的电流,然后根据计算即可;
(4)当滑动变阻器的阻值最大时,通过电路的电流最小,根据乙图确定电路的最小电流和此时变阻器两端的电压,然后根据计算即可。
【解答】根据甲图可知,电阻R1与变阻器R2串联,电压表V1测R1的电压,而V2测R2的电压。
当滑动变阻器的滑片P从右端滑到左端的过程中,变阻器R2的阻值减小,根据“串联电路电压与电阻成正比”可知,此时电压表V2的示数减小,那么图像A是电阻R2的I-U图像,而图像B是电阻R1的I-U图像,故A错误;
根据乙图可知,当电流为0.2A时,电压表V2的示数为14V,V1的示数为4V,那么电源电压U总=U1+U2=4V+14V=18V,故B错误;
当电流为0.2A时,电压表V1的示数为4V,那么电阻,故C正确;
根据乙图可知,电路的最小电流为0.2A,此时变阻器的阻值最大,它两端的电压为14V,那么变阻器的最大阻值为:,故D错误。
故选C。
6.【答案】A
【知识点】串、并联电路的电压特点;欧姆定律及其应用
【解析】【分析】根据串联电路的分压规律分析判断。
【解答】在串联电路中,电压的分配与电阻成正比。定值电阻R与变阻器串联,电压表测R的电压。既然电压表的示数保持不变,那么变阻器的电压也保持不变。根据串联电路的分压规律得到:,定值电阻R越大,滑动变阻器接入的阻值越大。当R=20Ω时得到:,解得:R变=20Ω>15Ω,即变阻器的阻值太小,从而使电压表的示数始终大于1.5V,故A正确,而B、C、D错误。
故选A。
7.【答案】B
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】根据串联电路的特点和欧姆定律,分析电压表的示数随电流变化的规律即可。
【解答】根据图片可知,定值电阻R0与变阻器R串联,电压表测变阻器的电压,电流表测总电流。
那么电阻R0两端的电压为:;
根据U总=U0+U可知,电压表的示数为:U=U总-IR0=-R0×I+U总;
根据上面的关系式可知,电压表的示数与电流的关系为一次函数关系,即图像为一条直线。
且电压表的示数随电流的增大而减小,故B正确,A、C、D错误。
故选B。
8.【答案】B
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】S接a时,电压表测RX两端的电压,电流表测电路电流,由串联电路的特点及欧姆定律列方程;
S接b时,电压表测RX与电流表的串联电压,即AB间的总电压U,电流表测电路电流,由欧姆定律列方程;
最后联立可求出待测电阻RX的阻值。
【解答】设电流表的内阻为RA,
S接a时,电压表测Rx两端的电压,电流表测电路电流,
由串联电路的特点可得电源电压:U=UX+UA=UX+I1RA,
即:U=9.6V+0.3A×RA①
S接b时,电压表测Rx与电流表两端的总电压U,电流表测电路电流,
此时电压表示数为12V,则电源电压U=12V,
将U=12V代入①式,解得RA=8Ω;
由电阻的串联和欧姆定律可得:U=I2(RX+RA),
即:12V=0.25A×(RX+8Ω);
解得:RX=40Ω。
故选B。
9.【答案】C
【知识点】串、并联电路的电压特点
【解析】【分析】三个灯泡串联,电压表V2测L2和L3的总电压,电压表V1测L1和L2的总电压。根据串联电路中电压的特点,利用电压表的示数列出两个方程,最后将两个方程相减,分别计算出灯泡L1的电压,最后将它的电压与V1的示数相加即可。
【解答】三个灯泡串联,
电压表V2测L2和L3的总电压,根据串联电路的电压特点得到:9V=U2+U3 ①;
电压表V1测L1和L2的总电压,根据串联电路的电压特点得到:7V=U2+U1 ②;
①-②得到:2V=U3-U1③;
因为U3=2U1④;
③④联立解得:U1=2V;
那么电源电压:U总=U1+U2+U3=U1+(U2+U3)=2V+9V=11V。
故选C。
10.【答案】B
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】 当开关S1、S2都闭合时, 电压表测电源电压,而电流表测通过电阻R1的电流,根据公式计算它的阻值即可。 电压表、电流表的位置互换, 两个电阻串联,电流表测总电流,电压表测总电压,根据计算出总电阻,再根据公式R总=R1+R2计算电阻R2的阻值。
【解答】当开关S1、S2都闭合时, 电压表测电源电压,而电流表测通过电阻R1的电流,
电阻R1的阻值为:,故A、C错误;
电压表、电流表的位置互换, 两个电阻串联,电流表测总电流,电压表测总电压,
电路的总电阻为:;
电阻R2的阻值为:R2=R总-R1=20Ω-12Ω=8Ω,
故B正确,D错误。
故选B。
11.【答案】D
【知识点】串、并联电路的电流特点;欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)如果没有电阻R0,那么当温度升高,热敏电阻的阻值减小时,会由于电流过大对用电器造成伤害;
(2)在串联电路中,电压的分配与电阻成正比;
(3)首先根据乙图确定温度40℃时R的阻值,然后根据R总=R0+R计算出总电阻,最后根据公式计算电流;
(4)电压表和电流表的比值为对应的电阻值。
【解答】定值电阻R0与热敏电阻R串联,电压表测R的电压,电流表测总电流;
A.图甲中的R0有保护电路的作用,故A正确不合题意;
B.根据乙图可知,当温度升高时,R的阻值变小,根据公式可知,电压表的示数变小,故B正确不合题意;
C.根据乙图可知,当温度为40℃时,R的阻值为20Ω,
总电阻为:R总=R0+R=20Ω+10Ω=30Ω;
总电流为:;
故C正确不合题意;
D.电压表和电流表的比值为R的阻值;当温度降低时,R的阻值增大,故D错误符合题意。
故选D。
12.【答案】D
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)(2)定值电阻R与变阻器串联,根据串联电路U总=U1+U2列出两个方程,将对应的电流值和电压值代入求解得到电源电压和电阻R的值;
(3)根据计算出变阻器对应的阻值即可;
(4)根据U=U总-U变计算出R两端的电压变化范围。
【解答】定值电阻R与变阻器串联,电压表测变阻器的阻值,电流表测总电流。
当电流为0.5A时,电压表的示数为6V,
根据公式U总=U1+U2得到:U总=6V+0.5A×R ①;
当电流为1.5A时,电压表的示数为3V,
根据公式U总=U1+U2得到:U总=3V+1.5A×R ②;
①②联立解得:U总=7.5V,R=3Ω;
故A、B正确不符合题意;
当电流为1.5A时,电压表的示数为3V,变阻器的阻值:;
当电流为1.5A时,电压表的示数为3V,变阻器的阻值:;
故C正确不合题意;
当电压表的示数为3V时,R两端的电压为:U=U总-U变=7.5V-6V=1.5V;
当电压表的示数为1.5V时,R两端的电压为:U'=U总-U变'=7.5V-3V=4.5V;
那么R两端电压的变化范围为:1.5V~4.5V,故D错误符合题意。
故选D。
13.【答案】C
【知识点】串、并联电路的电压特点;电路的动态分析
【解析】【分析】A、无论串联电路中的电阻如-何变,电源电压不变;B、电压表的内部电阻较大,电压表串联在电路中时相当于直接接在电源两端;C、D串联电路的总电压等于各部分两端的电压之和,各部分电路两端的电压与电阻成正比。
【解答】解:A、 R和R 是 串联,电压表并在电源两端,当被测量者的身高增大时电压表的示数不变,A不符合题意;
B、 R和R 是 并联,电压表串在电路中,当被测量者的身高增大时电压表的示数不变,B不符合题意;
C、 R和R 是 串联,电压表并在R 的两端,当被测量者的身高增大时,R 的电阻增大,电压表的示数增大,C符合题意;
D、 R和R 是 串联,电压表并在R的两端,当被测量者的身高增大时,R 的电阻增大,其两端的电压增大,电压表的示数减小,D不符合题意。
故答案为:C。
14.【答案】B
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】本题各选项的共同特征都最缺少电流表,利用已知阻值的R0和开关的控制,推导出通过RX中的电流,是分析的关键。缺少电流表测电阻的问题,要用到数学的推理思维,常以电流处处相等为突破口;如果缺少电压表测电阻,也常以各支路电压相等为突破口。
【解答】解:
A、当开关闭合时,R0短路,电压表测电源电压,设此时示数为U1,当开关断开时,R0与RX串联,电压表测RX的电压,设此时示数为U2,则此时R0两端的电压为U1-U2。
根据串联电路电流处处相等可列出等式: ,推导得出 ,故此电路可以测出RX阻值。
B、当开关闭合时,RX被短路,电压表测电源电压,当开关断开时,RX与R0串联,电压表仍测电源电压,无法推导出通过RX的电流,故此电路不能测出RX阻值。
C、当开关掷到1档时,只有RX接入电路,电压表示数等于电源电压,设此时示数为U1,当开关掷到2档时,RX与R0串联,电压表测RX的电压,设此时示数为U2,则此时R0两端电压为U1-U2。根据串联电路电流处处相等可列出等式: ,推导得出 ,故此电路可以测出RX阻值。
D、当开关掷到1档时,只有R0接入电路,电压表示数等于电源电压,设此时示数为U1,当开关掷到2档时,RX与R0串联,电压表测R0的电压,设此时示数为U2,则此时RX两端电压为U1-U2。根据串联电路电流处处相等可列出等式: ,推导得出 ,故此电路可以测出RX阻值。
故答案为:B
15.【答案】C
【知识点】串联电路和并联电路的辨别;电压的测量及电压表的使用
【解析】【分析】①如果只有一条通路,那么用电器串联;如果有两条或多条通路,那么用电器并联;
②电压表与谁并联,它就测量谁的电压,据此分析判断。
【解答】如下图所示,电路只有一条通路,则灯泡L1与L2串联;
电压表与灯泡L1并联,测L1两端的电压;
故C正确,而A、B、D错误。
故选C。
16.【答案】B
【知识点】串、并联电路的电流特点;串、并联电路的电压特点;电阻和电阻的串联、并联
【解析】【分析】(1)根据图甲确定电压和电流,根据公式比较二者电阻大小;
(2)根据乙图可知,两个电阻串联,根据U总=UA+UB从图甲中找到对应的电流和电压,然后计算B的电阻;
(3)图丙中,两个电阻并联,根据图甲确定通过它们的电流,然后根据I总=IA+IB计算出干路电流;
(4)根据图甲确定通过二者电流之差的大小变化。
【解答】A.根据甲图可知,当A和B的电压都为2.5V时,通过二者的电流都是0.5A,根据可知,它们的阻值相等,故A正确不合题意;
B.根据乙图可知,两个电阻串联,那么它们的电压之和等于3V。根据甲图可知,当电流为0.2A时,A的电压为1V,B的电压为2V,二者电压之和恰好等于3V。那么此时B的电阻为:,故B错误符合题意;
C.图丙中,两个电阻并联,当电压都为2V时,根据甲图可知,通过A的电流为0.4A,通过B的电流为0.2A,则干路电流为:I总=IA+IB=0.4A+0.2A=0.6A,故C正确不合题意;
D.根据甲图可知,当电压从0增大到2.5V的过程中,通过A和B的电流之差先变大后变小,故D正确不合题意。
故选B。
17.【答案】D
【知识点】电压的测量及电压表的使用
【解析】【分析】首先根据表盘中间的字母判断电表的种类,然后根据量程和分度值读出电表的示数即可。
【解答】A和B中表盘中央为“A”,为电流表,不是电压表,故A、B错误;
C中电压表量程为0~15V,分度值为0.5V,示数为7V,故C错误;
D中电压表的量程为0~3V,分度值为0.1V,示数为1.4V,故D正确。
故选D。
18.【答案】B
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】根据图片确定a点和b点时变阻器的阻值变化,进而判断通过它们的电流大小变化,最后根据“串联电路中电压与电阻成正比”分析电压表的示数变化规律。
【解答】根据图片可知,定值电阻R0与变阻器R串联,电压表测R的电压,电流表测总电流。
当滑片P从a点滑到b点过程中,变阻器的阻值变大,那么通过电路的电流变小,因此在图像中,Ia在右,Ib在左;
在从b到a的过程中,电流不断变大,则变阻器的阻值变小。根据串联电路的分压规律可知,电压表的示数逐渐变小,故B正确,而A、C、D错误。
故选B。
19.【答案】A
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】首先分析滑片移动时电路的串并联情况,然后计算出总电阻,最后根据欧姆定律计算出总电流即可。
【解答】根据图片可知,当滑片在B端时,定值电阻R与变阻器串联。
此时总电流为:;
当滑片在A端时,变阻器的阻值为零,只有定值电阻R,
此时的总电流为:;
则电流表的示数变化范围为0.1A~0.3A。
故选A。
20.【答案】B
【知识点】串、并联电路的电流特点;影响电阻大小的因素;欧姆定律及其应用
【解析】【分析】①电阻与长度成正比,与横截面积成反比,据此比较电阻大小;
②根据串联电路的电流特点和U=IR比较电阻两端的电压大小。
【解答】①AB与CD材料和长度相同,因为SABRCD;
②在串联电路中,各处电流都相等,因此IAB=ICD。根据公式U=IR可知,因为RAB>RCD,所以电压UAB>UCD。
故B正确,而A、C、D错误。
故选:B.
21.【答案】3.6;0.18;9;0.18
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】根据电路图可知,定值电阻R0与变阻器串联,且无论滑片怎样移动,变阻器都是全部阻值接入电路。
(1)当滑动变阻器滑片P在a端时,电压表只与定值电阻R0并联,只测R0两端的电压。首先根据计算出总电流,再根据U0=I0R0计算电压表的示数即可;
(2)滑动变阻器滑片P移到b端时,电压表测它们的总电压,但是电流表的示数不变,根据(1)中的分析计算即可。
【解答】根据电路图可知,定值电阻R0与变阻器串联,且无论滑片怎样移动,变阻器都是全部阻值接入电路。
(1)当滑动变阻器滑片P在a端时,电压表只与定值电阻R0并联,只测R0两端的电压。
此时通过电路的总电流;
此时电压表的示数U0=I0R0=0.18A×20Ω=3.6V。
(2)滑动变阻器滑片P移到b端时,电压表测它们的总电压,
那么此时电压表的示数U=U总=9V;
由于总电阻保持不变,所以总电流保持不变;
那么此时电流表的示数还是0.18A。
22.【答案】反比;2.5;20
【知识点】欧姆定律及其应用;探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【分析】(1)如果两个物理量的乘积相等,那么它们成反比例关系;如果两个物理量的比值相等,那么它们成正比例关系;
(2)从图乙中找到一组对应的电阻和电流值,然后根据U=IR计算电阻两端不变的电压;
(3)从图乙找到最小的电流和对应的阻值,首先根据经计算此时的总电阻,再根据R变=R总-R计算出变阻器的阻值即可。
【解答】(1)根据图乙可知,每组对应的电流和电阻的乘积都相等,因此得到:当电压一定时,电流与电阻成反比;
(2)根据乙图可知,当R=5Ω时,电流I=0.5A,那么每次控制电阻的电压为:U=IR=0.5A×5Ω=2.5V;
(3)根据乙图可知,电路的最小电流为0.1A,此时R=25Ω;
此时的总电阻;
此时变阻器接入的阻值为:R变=R总-R=45Ω-25Ω=20Ω。
23.【答案】10;2∶1;2
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)从图像中找到电流0.2A时对应的的值,再利用倒数计算出对应的阻值;
(2)在探究电流与电阻的关系时,控制电压相等,那么电流与电阻成反比,据此计算;
(3)根据U=IR计算出电压表的示数。
【解答】(1)当电流为0.2A时,=0.1Ω-1,那么对应的电阻:;
(2)根据“电流与电阻成反比”得到:;
(3)小明控制导体两端的电压为:U=IR=0.2A×10Ω=2V。
24.【答案】3;10
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】通过乙图,确定变阻器的滑片在a端和b端时电压表和电流表的示数,然后根据U总=U1+U2为等量关系,利用欧姆定律列出两个方程,最后联立求解即可。
【解答】根据甲图可知,电阻R1与变阻器R2串联,电压表测R2的电压,电流表测总电流;
当变阻器的滑片在a端时,只有R1工作,此时电阻最小,电流最大;根据乙图可知,这时的电流为0.6A;
根据U总=U1+U2得到:U总=0.6A×R1 ①;
当变阻器的滑片在b端时,R1和R2串联,此时电阻最大,电流最小;根据乙图可知,这时的电流为0.2A,电压表的示数为2V;
根据U总=U1+U2得到:U总=0.2A×R1+2V ②;
根据U=IR得到:2V=0.2A×R2③;
解得:U总=3V,R1=5Ω,R2=10Ω。
25.【答案】9;20;A
【知识点】串、并联电路的电压特点;欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)在串联电路中,电路两端的总电压保持不变,据此确定电源电压的大小;
(2)当滑片在最左端时,R2的阻值为0,只有R1,此时电流最大,根据乙图和电源电压计算出R1的阻值;当滑片在最右端时,R2与R1串联,此时电流表的示数最小,根据乙图和电源电压计算出总电阻,再根据R总=R1+R2计算出变阻器的最大阻值;
(3)根据U=IR判断电阻两端电压的变化规律,然后与乙图对照即可。
【解答】(1)根据甲图可知,电阻R1与R2串联,电压表V测总电压,V1测R1的电压,V2测R2的电压;
当变阻器的滑片移动时,电源电压保持不变,
根据乙图可知,图像B就是电压表V的图像,因此电源电压为9V;
(2)当滑片在最左端时,R2的阻值为0,只有R1,此时电流最大,即为0.9A,
那么电阻R1的阻值为:;
当滑片在最右端时,R2与R1串联,此时电流表的示数最小,即为0.3A,
那么总电阻为:;
变阻器的阻值为:R2=R总-R1=30Ω-10Ω=20Ω;
(3)当滑片从左向右移动的过程中,变阻器的阻值变大,总电阻变大,总电流变小;根据U=IR可知,电压表V1的示数变小;根据U总=U1+U2可知,电压表V2的示数增大,因此乙图中A是电压表V1的示数随电流变化的图像。
26.【答案】3∶5
【知识点】串、并联电路的电流特点;串、并联电路的电压特点;电路的动态分析
【解析】【分析】先分析电路的连接和电表的作用,再根据串联电路的电压分配特点和并联电路的电流分配特点进行计算.
【解答】当S闭合,甲、乙两表是电压表时,两个电阻串联,电压表甲测总电压,电压表乙测量的是R2两端的电压,U:U2=U甲:U乙=5:2;
所以,U1:U2=R1:R2=3:2;
当S断开,甲乙两表是电流表时,两个电阻串联,电流表甲测量的是R2中的电流,电流表乙测量的是干路的电流,
因为R1:R2=3:2,
所以I1:I2=R2:R1=2:3,
I2:I=I甲:I乙=3:5
故答案为:3:5.
27.【答案】(1)
(2)未移动滑动变阻器使电压表示数保持不变
(3)增大滑动变阻器电阻或者减小电源电压
(4)电阻R1断路
(5)20Ω到10Ω
【知识点】欧姆定律及其应用;探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【分析】(1)根据实物图确定电器元件的串并联关系,注意电表量程和接线柱的选择,变阻器接线“一上一下”。
(2)在串联电路中,电压的分配与电阻成正比,将5Ω的换成10Ω后,电阻变大,那么电压表的示数肯定变大,即示数肯定大于0.1A。为了保持电压表的示数不变,此时需要将变阻器的阻值调大,直到电压表的示数恢复原值即可。
(3)变阻器的最大阻值决定了它调节电压的能力,将将5Ω的换成10Ω后,电压表的示数不能恢复到原值,应该是电压表的示数偏大,也就变阻器的最大阻值偏小,因此可以换用阻值更大的变阻器;如果变阻器的阻值不变,可以适当减小电源电压,也可以使电压表的示数减小。
(4)在探究电流与电阻关系的实验中,如果定值电阻断路,那么电压表串联在电路中。由于它的内阻很大,因此通过电流表的电流很小,几乎没有示数;因为电压的分配与电阻成正比,所以电压表的示数接近电源电压。
(5)计算出电压表的示数为3V时通过电流表的示数,然后与电流表的量程和定值电阻的最大电流比较,从而确定整个电路的最大电流,再计算出总电阻,用总电阻减去定值电阻的阻值得到变阻器的最小电阻;而变阻器的阻值越大,电流越小,电压表的示数越小,据此确定变阻器接入的最大阻值即可。
【解答】(1)根据甲图可知,电阻R1应该与变阻器R2串联,由于变阻器下面的接线柱已经接好,因此将R1的右端与变阻器左上方的接线柱相连即可。电压表应该与R1并联,由于它的“3”接线柱已经通过变阻器与R1的右端相连,那么只需将R1的左端与“-”接线柱相连即可,如下图所示:
(2)甲同学先选用一个“5Ω”的电阻,测得电流表示数为0.2A,当换成“10Ω”来做时,发现电流表的示数不是0.1A(不考虑温度对电阻的影响),我认为造成这一现象的原因可能是:未移动滑动变阻器使电压表示数保持不变。
(3)乙同学实验时发现当他把“5Ω”的电阻换成“10Ω”,无论如何移动滑动变阻器的滑片,发现电压表读数都达不到自己想要的数值,那么改进措施为:增大滑动变阻器电阻或者减小电源电压。
(4)丙同学闭合开关S后,突然发现电流表没有示数,而电压表示数接近于电源电压,则造成此现象的原因是:电阻R1断路。
(5)当电压表的示数为3V时,通过电路的电流为:;
电流表的量程为0.6A,定值电阻的最大电流为0.5A;
比较可知,通过电路的最大电流为0.3A。
此时总电阻:;
此时变阻器接入的最小阻值为:R变=R总-R1=20Ω-10Ω=10Ω;
变阻器的阻值越大,电流越小,电压表的示数越小,
因此变阻器接入的最大阻值为20Ω。
那么变阻器的阻值应该在20Ω~10Ω之间。
28.【答案】(1)解:如图所示:
(2)0.3;8
(3)闭合S、S1;
【知识点】欧姆定律及其应用;伏安法测电阻的探究实验
【解析】【分析】(1)根据滑动变阻器的接线要求分析解答;
(2)根据乙图,确定电流表的量程和分度值,然后根据指针位置读出示数,最后根据计算待测电阻的阻值;
(3)在串联电路中,电压的分配与电阻成正比,即。将一个定值电阻R0与待测电阻Rx串联,只要能够测出此时两个电阻的电压,就能计算出待测Rx。根据丙图可知,将两个开关都闭合时,电压表测电源电压;当开关S1断开时,电压表测Ux,二者之差就是定值电阻的电压U0,最后根据上面的关系式计算即可。
【解答】(1)根据甲图可知,滑动变阻器与待测电阻Rx串联,它左下角的接线柱已经与开关相接,只要将左上角的接线柱与定值电阻的右端接线柱相连即可,如下图所示:
(2)根据乙图可知,电流表选择量程0~0.6A,分度值为0.02A,那么示数为0.3A,
未知电阻。
(3)①闭合S、断开S1,用电压表测出待测电阻Rx两端的电压为U1;
②闭合S、S1,用电压表测出电源的电压U;
③此时R0的电压:U0=U-U1;
根据得到:;
解得: 。
29.【答案】(1)
(2)0.24
(3)2.5
【知识点】滑动变阻器的原理及其使用;欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)滑动变阻器接线注意“一上一下”,而它使用哪部分由下面的接线柱决定,根据题目的要求推测下面接线柱的选择情况即可。
(2)电压表测量的都是定值电阻的电压,因此通过它的电流与电压成正比,据此计算即可;
(3)当接入定值电阻25Ω时,变阻器的阻值全部使用,根据“串联电路电压与电阻成正比”的规律计算出电阻两端的最小电压。
【解答】(1)根据图片可知,当滑片C在B端时,如果此时变阻器的阻值最大,那么下面连接的应该是右边的A接线柱,如下图所示:
(2)根据“电流与电压成正比”得到:,即;
解得:I2=0.24A。
(3)变阻器的一半能够使用,那么它的阻值应该为5Ω;当定值电阻的阻值为25Ω时,根据串联电路电压与电阻成正比得到:;
即;
解得:U=2.5V。
因此电阻两端的最小电压为2.5V。
30.【答案】(1)
(2)B
(3)2
(4)C
(5)小灯泡处有断路
(6)C
【知识点】欧姆定律及其应用;探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【分析】(1)电压表要与被测量的用电器并联,且接线注意“正进负出”;
(2)探究电流与电阻的关系时,要改变电阻而控制两端的电压相等,然后记录对应的电流;
(3)从乙图中找到一组对应的电流和电阻,然后相乘得到电压表的示数;
(4)当电流为0.1A时,总电阻最大,此时变阻器接入的阻值也最大,根据欧姆定律计算出此时接入电路的变阻器的阻值即可;
(5)当小灯泡发生断路时,电压表串联在电路里。由于它的内阻很大,因此电流很小,电流表的指针几乎不动。由于串联电路电压与电阻成正比,因此电源电压几乎全部分配给电压表,它的示数接近电源电压;
(6)根据串联电路的电压规律分析电阻增大后电压表示数的改变,然后再确定电压表示数要恢复原来示数的变化方向,接下来根据U总=U1+U2确定变阻器的电压变化,最后再根据串联电路的分压规律确定变阻器的阻值变化即可。
【解答】(1)根据电路图甲可知,电压表应该与电阻并联。由于电压表的“-”接线柱已经与电阻的左端接线柱相连,因此只需将电压表中间的接线柱与电阻的右端相连即可,如下图所示:
(2)为了控制电压表的示数保持不变,那么实验过程中,移动变阻器滑片时,眼睛应注视电压表的示数。当电压表的示数达到规定数值后,再记录电流表的示数,故选B。
(3)根据乙图可知,当电流表的示数为0.1A时,定值电阻的阻值为20Ω,那么电压表的示数应该为:U=IR=0.1A×20Ω=2V;
(4)根据乙图可知,当电流表的示数为0.1A时,定值电阻的阻值为20Ω,
此时变阻器两端的电压为:U变=U总-U=6V-2V=4V;
此时变阻器的阻值为:;
故选C。
(5)实验过程中,如果出现了电流表示数几乎为0,电压表示数接近6V,电路发生的故障可能是:小灯泡处有断路。
(6)根据串联电路电压与电阻成正比的规律可知,当电阻R由5Ω更换为10Ω后,电压表的示数会变大。为了使电压表的示数恢复到原来的示数,那么它的示数必须减小。根据U总=U1+U2可知,此时变阻器的电压肯定增大,根据串联电路的分压规律可知,变阻器接入的阻值增大,即滑片向右移动,故选C。
31.【答案】(1)
(2)Ra(3)4
【知识点】欧姆定律及其应用;探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【分析】(1)已知R1的电阻和电压,根据公式计算电流表的示数;
(2)在串联电路中,电压的分配与电阻成正比,根据分析判断;
(3)当总电阻最大时,通过定值电阻的电流越小,而它两端的电压也最小。当20Ω的电阻与变阻器的最大阻值串联时,首先根据计算出最小电流,再根据U1小=I小R1计算出最小电压即可。
【解答】(1)步骤②中电流表的示数:;
如下图所示:
(2)根据图甲可知,ab两点之间的定值电阻始终和变阻器串联,
电压表的示数始终等于7V,那么变阻器两端的电压始终等于:U2=U总-U1=7V-3.5V=3.5V;
根据串联电路的分压规律得到:;
即Rab=R2;
则变阻器的有效阻值始终等于ab之间电阻的阻值。
因为ab之间的阻值分别为5Ω、10Ω和15Ω,所以变阻器的有效电阻Ra(3)变阻器的最大阻值为15Ω,当ab之间接入阻值为20Ω时,
总电流;
那么电阻两端的最小电压为:U1小=I小R1=0.2A×20Ω=4V。
32.【答案】(1)断开;短路;电源
(2)将导线①的一端从接线柱C改接到D(B)[或将导线②的一端从接线柱A改接到B(D)]
(3)2.5;2.5
(4)改变电路中的电流(或改变小灯泡两端的电压);左
【知识点】基本电路与电路图;实物的电路连接;电压的测量及电压表的使用;串、并联电路的电压特点
【解析】【分析】(1)掌握短路现象,发生短路时,电路中的电流会较大,有可能损坏电源;
(2)通过改动后,能使电流分别通过两灯泡各自形成回路;
(3)确定电压表的量程和分度值,读出电压值,根据并联电路各支路两端的电压相等得出V的示数;
(4)滑动变阻器在电路中有保护电路的作用,同时可以改变电路中的电流或灯泡两端的电压;
在闭合开关前,应将滑片移至最大阻值处.
【解答】(1)连接电路时,开关必须断开;由图知,电流未通过两灯泡直接形成了回路,可知两灯泡被短路,此时两灯泡都不会亮;
滑动变阻器的阻值不是最大,电路中的电流会较大,有可能损坏滑动变阻器或电源;
(2)可将①的一端从接线柱C改接到D或将导线②的一端从接线柱A改接到B;
(3)由图丁知,电压表的量程为0~3V,分度值为0.1V,示数为2.5V;
因为灯泡并联,所以V的示数也为2.5V;
(4)滑动变阻器在电路中的基本作用是保护电路,还可以改变灯泡两端电压或电路中的电流;
滑动变阻器的下面接了右边的接线柱,所以在闭合开关前,应将滑片移至最左端,使其阻值最大.
故答案为:(1)断开;短路;电源;(2)将导线①的一端从接线柱C改接到D(或将导线②的一端从接线柱A改接到B);(3)2.5;(4)改变电路中的电流(或改变小灯泡两端的电压);左.
33.【答案】(1)解:体重秤上不站人时,F=0N,由乙图可知R=100Ω
此时I= =0.12A
所以,体重秤上的“0”刻度对应A1上的电流是0.12A
(2)解:根据题意,当测量身高为125cm时,对应电流值I2=0.1A
变阻器连入电路的阻值R0= =120Ω
当测量身高为175cm时,对应电流值l2=0.6A
此时,变阻器连入电路的阻值R0= =20Ω。
所以,滑片P每移动1cm电阻改变 =2Ω/cm
(3)解:正常电压,身高为170 cm时,R0接入电路阻值为:20Ω+5cm*2Ω/cm=30Ω
170 cm对应A2示数I2= =0.4A
现电源电压U=10.8V,变阻器连入电路的阻值R0= =27Ω
该同学实际身高为:175cm- =171.5cm
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)根据乙图确定压力为零时压敏电阻的阻值,再根据公式 计算出此时通过电流表的电流即可;
(2)根据公式 分别计算出电流为0.1A和0.6A时变阻器接入的阻值,再根据计算出滑片移动1cm时电阻的改变量;
(3)当电压正常时,首先用最大测量值175cm-170cm计算出变阻器接入的电阻长度,再用最大测量值对应的阻值与改变的电阻值相加得到此时R0的阻值,记下来根据 计算出此时电流表的示数。
现在的电源电压为10.8V,首先根据计算出此时变阻器接入的阻值,再减去20Ω得到变阻器的阻值改变量,接下来根据“电阻与长度成正比”计算出变化的长度,最后用175cm减去变化的长度得到该同学的实际身高。
34.【答案】(1)解:小灯泡正常发光,电压为6 V,电流为0.5 A,则滑动变阻器接入电路中的阻值为0 Ω,故电压表的示数为0 V。电流表示数I=0.6 A,则R0= = = =60 Ω。
(2)解:①为了保证电路安全,当电压表示数U1=3 V时,可求滑动变阻器连入电路的最大阻值。灯的电阻RL= = =12 Ω,电路中的电流I′= = = = A,Rmax= = =7.2 Ω。②为了保证电路安全,当电路中的电流I2=IL=0.5 A时,可求滑动变阻器连入电路的最小阻值Rmin=R总-RL= -RL= -12 Ω=4 Ω。滑动变阻器的阻值变化范围为4 Ω≤R≤7.2 Ω。
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)根据电路图可知,灯泡L与变阻器串联,电压表测变阻器的电压。根据题目条件可知,灯泡正常发光的电压为6V,而电源电压恰好为6V,根据U变=U总-UL计算此时电压表的示数。
此时灯泡正常发光,那么通过电路的电流为0.5A,根据并联电路I0=I总-IL计算出通过R0的电流,最后根据计算即可。
(2)断开开关S1,闭合开关S2,灯泡L与变阻器串联,电压表测变阻器的电压。
①根据电压表的量程确定变阻器的最大电压,此时它的阻值最大而电流最小。首先根据 计算灯泡的电阻,再根据 计算出此时电路的电流,最后根据 计算出变阻器的最大阻值;
②当变阻器的阻值最小时,通过电路的电流最大,根据电流表的量程和灯泡的额定电流比较,确定电路的最大电流。首先根据计算出此时的总电阻,再根据Rmin=R总-RL计算出此时变阻器的最小阻值即可。
35.【答案】(1)解:只闭合S1时,灯L和R1串联,如图甲,电源电压U=I(R1+RL)= 0.6 A×(5 Ω+10 Ω)=9 V。
(2)解:闭合S1、S2、S3,滑片移到b端(R2全连入电路)时,R1和R2并联,如图乙,通过R2的电流I2=I总-I1=2 A- =0.2 A,变阻器的最大阻值R2= = = 45 Ω。
(3)解:只闭合S2时,灯L和R2串联,如图丙,为保证电路安全,要考虑电压表的量程、电流表的量程是否合适,以及灯两端的电压要小于等于8 V。①对于电流表,量程为0~3 A,当滑动变阻器连入电阻为0时,电流最大Imax= = =0.9 A<3 A,所以当滑片左右移动时,电路中的电流始终不会超出电流表的量程;②对于电压表,量程为0~3 V,滑动变阻器两端的最大电压Umax=3 V,此时连入的电阻最大。根据I= = ,得Rmax= = =5 Ω;③由题可知,UL=8 V是灯泡正常工作时的电压,超过此电压灯泡容易损坏,此时滑动变阻器两端的电压最小(Umin=U-UL=9 V-8 V=1 V),连入电路的电阻最小。根据I′= = ,得Rmin= = =1.25 Ω。综上可知,为保证电路安全,滑动变阻器连入的电阻范围是1.25~5 Ω。
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)只闭合S1时,灯L和R1串联,根据欧姆定律的变形式U=I(R1+RL)计算即可;
(2)闭合S1、S2、S3,滑片移到b端(R2全连入电路)时,R1和R2并联。首先根据计算出通过R1的电流I1,再根据I2=I总-I1计算出通过R2的电流,最后根据 计算出它的电阻值。
(3)只闭合S2时,灯L和R2串联。
①当变阻器的阻值为零时,只有灯泡工作,此时总电阻最小,总电流最大,最后与电流表的量程比较;
②电压表测变阻器的电压,根据串联电路的分压规律可知,它两端的电压最大时,它接入的阻值也达到最大。根据电压表的量程确定它的最大电压,然后根据各处电流相等,即I变=IL和列出方程,计算变阻器的最大电阻;
③根据U总=UL+U变可知,当灯泡两端的电压达到最大时,变阻器两端的电压最小,此时变阻器接入的阻值最小。首先根据Umin=U-UL计算出变阻器的最小电压,再根据I变=IL和列出方程,计算出变阻器的最小电阻即可。
36.【答案】(1)越大
(2)R0=50Ω I=U/(R+R0)=3V/(10Ω+50Ω)=0.05A;
(3)I=U/R=1V/10Ω=0.1A R0=(U0-U)/I=(3V-1V)/0.1A=20Ω 由图可知,属于重度污染。
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)首先根据乙图确定污染指数增大时可变电阻的阻值变化,再根据“串联电路电压与电阻成正比”的规律分析可变电阻的电压变化,最后根据U总=U+U0确定电压表的示数变化;
(2)根据乙图确定污染指数为50时可变电阻的阻值,然后根据R总=R+R0计算总电阻,最后根据计算电流即可;
(3)首先根据计算出电压表示数为1V时通过电路的电流,然后根据计算出此时可变电阻的阻值,最后根据乙图确定污染指数,丙判断污染等级。
37.【答案】(1)解:电源电压U=12V
由 得
(2)解:由题意得
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】根据图片可知,定值电阻R1与变阻器R2串联,电流表测总电流,电压表V1测R1的电压,V测总电压。
(1)电源电压等于电压表V的示数;根据 计算R1的阻值;
(2)电压表上的两个量程分别为0~3V和0~15V,因此同一刻度对应的两个电压值的倍数为5倍。既然电压表的指针偏转角度相同,那么电压表V1的示数就是V的,即 。根据 计算出电流表的示数,再根据串联电路 计算出变阻器两端的电压,最后根据 计算变阻器接入电路的电阻即可。
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