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物理部分--------电流、电压和电阻
1.电路结构的分析是学习的难点。分析时可以先将电表移去,让电路变得简洁。方法是把电流表看作一根导线,把电压表看作断开电路,再用电流方向和流动路径判断是串联电路还是并联电路。21世纪教育网版权所有
2.电压是形成电流的原因,因而有电流就一定有电压,但有电压不一定有电流(例如:开路中,有电源提供电压,但电路不通,没有电流)。要在电路中得到持续的电流,必须同时满足两个条件:①有电源;②电路是通路。电压表在电路中必须和被测部分电路并联。www-2-1-cnjy-com
3.滑动变阻器在电路中是通过改变连入电路的有效电阻丝的长短来改变电阻大小的,找准有效电阻丝的长度是解答问题的关键。
4.电源外部:电流从电源正极流回负极;电源内部:电流从电源负极流向正极。
5.使用前应先将滑动变阻器滑片移到阻值最大处,通过滑动变阻器的电流不要超过滑动变阻器的额定电流。
6.为比较电路中电阻的大小,通常是在一定的电压下,通过比较电流的大小来判定。这里我们运用了转化法和控制变量法。在研究分析多因素变量引起的变化时,我们应注意控制变量的单一性。www.21-cn-jy.com
知识点1、电流表、电压表的使用
1、(多选)实际测量中使用的大量程电流表是由小量程电流表改装而成的。图中是满偏电(即小量程电流表允许通过的最大电流)为Ig=1mA的电流表,其电阻Rg=100Ω.下图为某同学改装后的电流表电路图,R1、R2为定值电阻,其中R1=5Ω,R2=20Ω.则( )
A.若使用a和b两个接线柱,电表的量程为0~5mA
B.若使用a和c两个接线柱,电表的量程为0~25mA
C.若使用b和c两个接线柱,电表的量程为0~10mA
D.若先用导线将b和c两个接线柱连接起来,再使用a和b两个接线柱,电表的量程为0~30mA
知识点2、探究电阻大小
2、用如图甲所示的电路可以测量一个未知电阻的阻值,其中RX为待测电阻,R为电阻箱,S为单刀双掷开关,R0为定值电阻。某同学用该电路进行实验,主要步骤有:
A、把开关S接b点,调节电阻箱,使电压表的示数为U,
B、读出电阻箱的示数R,
C、把开关S接a点,读出电压表示数为U,
D、根据电路图,连接实物,将电阻箱的阻值调至最大。
(1)上述步骤的合理顺序是 (只需填写序号)。
(2)步骤A中电阻箱调节好以后,其示数如图乙所示,可知待测电阻的阻值RX= Ω。
(3)本实验所采用的物理思想方法可称为 (选填“控制变量法”或“等效替代法”)。
3.在金属导体中,自由电子的定向移动形成电流,电流的大小等于1s内通过导体横截面的电荷量。学了以上知识后,某学校初中物理科技小组的同学提出了这样一个问题:在金属导体中,自由电子定向移动的速度大小是多少呢?
他们利用手中现有器材:粗细均匀的横截面积为S的圆环形电阻丝,圆环半径为r,电压为U的电源(圆环接入电源的那个小缺口的长度忽略不计),组成了如图所示的电路,来探究这个问题。通过查找资料,得知这种电阻丝单位长度电阻为R0,单位体积的自由电子数为n,每个电子的电荷量为e。
请你根据以上条件推算:
(1)电阻丝中的电流;
(2)电阻丝中自由电子电荷总量;
(3)自由电子在电阻丝中定向移动的速度大小。
1.如图所示,有两个分开的不带电甲、乙金属半球壳,用一带负电的小球接触乙球壳,再用一根金属杆连接甲、乙两半球壳,则金属杆中( )21教育网
A.无电流通过,因两半球均不带电
B.有瞬间电流通过,其方向由甲半球流向乙半球
C.有瞬间电流通过,其方向由乙半球流向甲半球
D.有持续电流通过,其方向由甲半球流向乙半球
2.某科学兴趣小组的同学在实验室发现一个有趣的元件(如图甲所示):透明玻璃壳内有一个标有“6V 3W”字样的小灯泡L(阻值不变)和一个由一种特殊金属丝制成的导体R0,A、B、C是其外露的三个接线柱。为进一步了解导体R0的某些特征,他们使用了如图乙所示电源电压恒为6伏的实验装置:把导线M,N分别与A、C接线柱相连,闭合开关岛移动滑动变阻器的滑片P,测得了一组电流表和电压表的读数,并绘制成图丙所示曲线。若把导线M、N分别接到A、B接线柱上,闭合开关S,把滑片P移到a端。当小灯泡消耗的电功率为1.08W时,导体R0消耗的功率为( )
A.0.5W B.0.72W C.1W D.1.2W
3、AB、BC、AC、AD、BD、CD六根阻值均为R的电阻丝连接如图所示,则A、D之间的等效电阻为( )
A.R B. C. D.
4、实验室里可以用欧姆表来直接测量电阻。如图虚线框内是欧姆表的简化结构图,它由灵敏电流表、电源、变阻器等组成。在a、b间接入一个电阻R,电路中就有一个对应电流I,即电阻R与电流表的读数I有一一对应关系。所以,由电流表的指针位置可以知道电阻R大小。为了方便,事先在电流表的刻度盘上标出了电阻的欧姆值。欧姆表在测量电阻前都需要调零,即把a、b两接线柱短接,调节变阻器的滑片位置,使电流表满偏(指在最大刻度处)。21教育名师原创作品
(1)普通电流表示数标识情况为左小右大,那么改装后的欧姆表示数的标识情况为 。
(2)欧姆表示数标识是不均匀的,示数分布特点是 。
(3)若某欧姆表的刻度值是按电源电压为1.5V来刻度的,满偏电流为10mA.那么5mA位置时,对应的电阻值为 Ω.在使用一段时间后,发现电源电压降为1.2V,用这个欧姆表测得某电阻为350Ω,则这个电阻的实际值为(不考虑电源本身的电阻) Ω。
5、通常情况下电阻的阻值会随温度的变化而改变,利用电阻的这种特性可以制成电阻温度计,从而来测量较高的温度。在图甲所示的电路中,电流表量程为0~25毫安,电源电压恒为3伏,R为滑动变阻器,电阻R1作为温度计的测温探头。当T≥0℃时,R1的阻值随温度t的变化关系如图乙所示,先把R1放入0℃环境中,闭合电键中S,调节滑动变阻器R1,使电流表指针正好满偏。则:【版权所有:21教育】
(1)请推导出测温探头R1的阻值随温度t变化的关系式。
(2)当把测温探头R1放在某待定温度环境中时,发现电流表的示数为10毫安,该环境的温度为多少摄氏度?
(3)如果把图甲中的电流表改装成温度计,其表盘上刻度有何特征?至少描述两点并做简要说明。
1.一个验电器由于带了负电而使金属箔张开了一定的角度。若用一根不带电的绝缘金属棒靠近验电器的金属小球时,验电器金属箔的张角( )
A.变小 B.变大
C.不变 D.以上三种情况都有可能
2.从图中的长方形金属薄板abdc中剪出一块金属条,让电流沿着金属条的“长”方向流过,下列哪种剪法得到的金属板条电阻最大( )
A.剪出abfe
B.剪出efcd
C.保留整块金属板
D.剪出阴影部分的细金属条
3.把一根均匀电阻丝弯折成一个封闭的等边三角形ABC,如图所示。图中D为AB边的中点。如果A、C之间的电阻大小为8欧,则B、D之间的电阻大小为( )
A.8欧 B.6欧 C.5欧 D.4欧
4.每种金属导体中单位体积内的自由电子数有确定的值。若两段长度之比为2:1、横截面积之比为1:3的镍铬合金丝并联在某电路中使用时,则这两根电阻丝内电子定向移动的平均速度之比为( )21·世纪*教育网
A.1:2 B.3:1 C.2:1 D.1:1
5.阻值都是3R的五个电阻连接如图所示,则A、B之间的等效电阻值为( )
A.0.5R B.R C.1.5R D.2R
6.2015个阻值均为R的电阻通过导线首尾相连组成一圆环,相邻的两个电阻之间均可引出一接线柱,任意两个接线柱之间可以构成一个电阻,则利用这种方法获得不同阻值的个数为 个,其中最大阻值为 。
7.如图所示电路由8个不同的电阻组成,已知R1=12Ω,其它电阻阻值未知,测A、B间的总电阻为4Ω。今将R1换成3Ω,则A、B间的总电阻变为 Ω。
8.如图所示,一块电阻均匀的矩形薄片,长是宽的两倍以长边的中点为圆心,挖一个半圆形的孔。若ab间,电阻为R,则cd间电阻为 ,试解释原因: 。【来源:21cnj*y.co*m】
9.如图所示,黑匣子上有A、B、C三个接线柱,内部只有一个电压恒为6V的电源和两个定值电阻R1、R2(R1>R2).当电流表分别连接到接线柱AB、AC、BC时,电流表示数如表所示:
实验序号 1 2 3
电流表位置 接AB之间 接AC之间 接BC之间
电流表示数/A 0.4 0.6 0
电路的总电阻/Ω 无法计算
(1)请将上表填写完整。
(2)第3次实验时,电流为零,说明BC之间 (填“有”或“没有”)电源。
(3)若用导线同时把AB、AC连接起来,电路的总电阻为 。
10.李芳同学在做电学实验时,发现滑动变阻器有四个接线柱,她猜想:能不能利用这四个接线柱,连接出不同电路,获得不同的作用效果。为了验证这个猜想,她取了12V的电源、阻值范围0∽48Ω的滑动变阻器、“12V 6W”的小灯泡、开关各一个和导线若干,连接出如图甲、乙两种不同电路。请你帮她分析解决下面的问题(设电源电压不变,灯的电阻不变)
(1)甲图中小灯泡两端电压的变化范围;
(2)乙图中小灯泡两端电压的变化范围;
(3)在甲乙两种电路中,滑动变阻器的作用效果有何不同?
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物理部分--------电流、电压和电阻
1.电路结构的分析是学习的难点。分析时可以先将电表移去,让电路变得简洁。方法是把电流表看作一根导线,把电压表看作断开电路,再用电流方向和流动路径判断是串联电路还是并联电路。21世纪教育网版权所有
2.电压是形成电流的原因,因而有电流就一定有电压,但有电压不一定有电流(例如:开路中,有电源提供电压,但电路不通,没有电流)。要在电路中得到持续的电流,必须同时满足两个条件:①有电源;②电路是通路。电压表在电路中必须和被测部分电路并联。www-2-1-cnjy-com
3.滑动变阻器在电路中是通过改变连入电路的有效电阻丝的长短来改变电阻大小的,找准有效电阻丝的长度是解答问题的关键。
4.电源外部:电流从电源正极流回负极;电源内部:电流从电源负极流向正极。
5.使用前应先将滑动变阻器滑片移到阻值最大处,通过滑动变阻器的电流不要超过滑动变阻器的额定电流。
6.为比较电路中电阻的大小,通常是在一定的电压下,通过比较电流的大小来判定。这里我们运用了转化法和控制变量法。在研究分析多因素变量引起的变化时,我们应注意控制变量的单一性。www.21-cn-jy.com
知识点1、电流表、电压表的使用
1、(多选)实际测量中使用的大量程电流表是由小量程电流表改装而成的。图中是满偏电(即小量程电流表允许通过的最大电流)为Ig=1mA的电流表,其电阻Rg=100Ω.下图为某同学改装后的电流表电路图,R1、R2为定值电阻,其中R1=5Ω,R2=20Ω.则( )
A.若使用a和b两个接线柱,电表的量程为0~5mA
B.若使用a和c两个接线柱,电表的量程为0~25mA
C.若使用b和c两个接线柱,电表的量程为0~10mA
D.若先用导线将b和c两个接线柱连接起来,再使用a和b两个接线柱,电表的量程为0~30mA
【解答】解:A、使用a和b两个接线柱时,R1和R2串联以后再与Rg并联,因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,由I=可得,电流表满偏时表头两端的电压:
U=IgRG=I12(R1+R2),则I12=Ig=×1mA=4mA,
则通过电流表的最大电流(干路电流):I=Ig+I12=1mA+4mA=5mA,即电表的量程为0~5mA,故A正确;
B、使用a和c两个接线柱,Rg和R2串联后再与R1并联,电流表满偏时表头两支路的电压:U=Ig(Rg+R2)=I1R1,
则I1=Ig=×1mA=24mA,
通过电表的最大电流:I=Ig+I1=1mA+24mA=25mA,即电表的量程为0~25mA,故B正确;21*cnjy*com
C、使用b和c两个接线柱,Rg和R1串联后再与R2并联,
电流表满偏时两支路的电压:U=Ig(Rg+R1)=I2R2,则I2=Ig=×1mA=5.25mA,通过电表的最大电流:I=Ig+I1=1mA+5.25mA=6.25mA,即电表的量程为0~6.25mA,故C错误;
D、先用导线将b和c两个接线柱连接起来,再使用a和b两个接线柱,Rg和R1并联,
电流表满偏时表头两端的电压:U=IgRg=I1R1,则I1=Ig=×1mA=20mA,
通过电表的最大电流:I=Ig+I1=1mA+20mA=21mA,即电表的量程为0~21mA,故D错误。
故选:AB。
知识点2、探究电阻大小
2、用如图甲所示的电路可以测量一个未知电阻的阻值,其中RX为待测电阻,R为电阻箱,S为单刀双掷开关,R0为定值电阻。某同学用该电路进行实验,主要步骤有:
A、把开关S接b点,调节电阻箱,使电压表的示数为U,
B、读出电阻箱的示数R,
C、把开关S接a点,读出电压表示数为U,
D、根据电路图,连接实物,将电阻箱的阻值调至最大。
(1)上述步骤的合理顺序是 (只需填写序号)。
(2)步骤A中电阻箱调节好以后,其示数如图乙所示,可知待测电阻的阻值RX= Ω。
(3)本实验所采用的物理思想方法可称为 (选填“控制变量法”或“等效替代法”)。
【解答】解:(1)根据电路图,连接实物,将电阻箱的阻值调至最大;然后把开关S接b点,读出电压表的示数为U;再把开关S接a点,调节电阻箱,使电压表的示数仍变为原来的数值U;最后读出电阻箱的示数R即为Rx的大小。所以上述步骤合理的顺序为:DACB。21*cnjy*com
(2)待测电阻的阻值Rx=5×100Ω+1×10Ω+2×1Ω=512Ω。
(3)本实验所采用的物理思想方法为等效替代法。
故答案为:(1)DACB;(2)512;(3)等效替代法。
3.在金属导体中,自由电子的定向移动形成电流,电流的大小等于1s内通过导体横截面的电荷量。学了以上知识后,某学校初中物理科技小组的同学提出了这样一个问题:在金属导体中,自由电子定向移动的速度大小是多少呢?
他们利用手中现有器材:粗细均匀的横截面积为S的圆环形电阻丝,圆环半径为r,电压为U的电源(圆环接入电源的那个小缺口的长度忽略不计),组成了如图所示的电路,来探究这个问题。通过查找资料,得知这种电阻丝单位长度电阻为R0,单位体积的自由电子数为n,每个电子的电荷量为e。
请你根据以上条件推算:
(1)电阻丝中的电流;
(2)电阻丝中自由电子电荷总量;
(3)自由电子在电阻丝中定向移动的速度大小。
【解答】解:(1)电阻丝中的电流为I=,
电阻丝的总电阻为R=2πrR0,
所以I=﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
(2)电阻丝中自由电子的总数为N=2πrSn
电阻丝中自由电子电荷总量为 Q=Ne=2πrSne﹣﹣﹣﹣②
(3)根据电流的定义I=﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③
设自由电子定向移动的速度大小为v
则自由电子沿圆环运动一周所需时间t=﹣﹣﹣﹣④
在时间t内,通过电阻丝横截面的电量即为电阻丝中的自由电子电荷总量Q
联立①②③④式,
得:v=。
答:(1)电阻丝中的电流为;
(2)电阻丝中自由电子电荷总量为2πrSne;
(3)自由电子在电阻丝中定向移动的速度为。
1.如图所示,有两个分开的不带电甲、乙金属半球壳,用一带负电的小球接触乙球壳,再用一根金属杆连接甲、乙两半球壳,则金属杆中( )21教育网
A.无电流通过,因两半球均不带电
B.有瞬间电流通过,其方向由甲半球流向乙半球
C.有瞬间电流通过,其方向由乙半球流向甲半球
D.有持续电流通过,其方向由甲半球流向乙半球
【解答】解:
(1)用一带负电的小球接触乙球壳,乙球壳也带负电;
(2)用金属杆连接甲、乙两半球壳,金属杆中出现瞬间电流,电子从乙到甲,而规定正电荷定向运动的方向为电流的方向,所以金属杆中的瞬间电流方向是从甲到乙。
故选:B。
2.某科学兴趣小组的同学在实验室发现一个有趣的元件(如图甲所示):透明玻璃壳内有一个标有“6V 3W”字样的小灯泡L(阻值不变)和一个由一种特殊金属丝制成的导体R0,A、B、C是其外露的三个接线柱。为进一步了解导体R0的某些特征,他们使用了如图乙所示电源电压恒为6伏的实验装置:把导线M,N分别与A、C接线柱相连,闭合开关岛移动滑动变阻器的滑片P,测得了一组电流表和电压表的读数,并绘制成图丙所示曲线。若把导线M、N分别接到A、B接线柱上,闭合开关S,把滑片P移到a端。当小灯泡消耗的电功率为1.08W时,导体R0消耗的功率为( )
A.0.5W B.0.72W C.1W D.1.2W
【解答】解:
由P=可得,灯泡的电阻:
RL===12Ω,
把导线M、N分别接到A、B接线柱上,闭合开关S,把滑片P移到a端时,R0与L串联,
当小灯泡消耗的电功率为1.08W时,
由P=可得,此时灯泡L两端的电压:
UL===3.6V,
串联电路中总电压等于各分电压之和,所以电阻R0两端的电压:
U0=U﹣UL=6V﹣3.6V=2.4V,
由图象可知,此时通过R0的电流I0′=0.3A,
导体R0消耗的功率:
P0=U0′I0′=2.4V×0.3A=0.72W。
故选:B。
3、AB、BC、AC、AD、BD、CD六根阻值均为R的电阻丝连接如图所示,则A、D之间的等效电阻为( )
A.R B. C. D.
【解答】解:等效电路图如图:
因为各电阻的阻值相等,则图中电阻R0两端电压为零,所以R0没有电流通过;
上边的两个电阻串联的总电阻为2R,
中间的两个电阻串联的总电阻也是2R,
上边的两个串联和中间的两个串联后再并联,
所以这四个电阻的总电阻是:R′==R,
R′又与下边的电阻R并联,所以,RAD==。
故选:B。
4、实验室里可以用欧姆表来直接测量电阻。如图虚线框内是欧姆表的简化结构图,它由灵敏电流表、电源、变阻器等组成。在a、b间接入一个电阻R,电路中就有一个对应电流I,即电阻R与电流表的读数I有一一对应关系。所以,由电流表的指针位置可以知道电阻R大小。为了方便,事先在电流表的刻度盘上标出了电阻的欧姆值。欧姆表在测量电阻前都需要调零,即把a、b两接线柱短接,调节变阻器的滑片位置,使电流表满偏(指在最大刻度处)。21教育名师原创作品
(1)普通电流表示数标识情况为左小右大,那么改装后的欧姆表示数的标识情况为 。
(2)欧姆表示数标识是不均匀的,示数分布特点是 。
(3)若某欧姆表的刻度值是按电源电压为1.5V来刻度的,满偏电流为10mA.那么5mA位置时,对应的电阻值为 Ω.在使用一段时间后,发现电源电压降为1.2V,用这个欧姆表测得某电阻为350Ω,则这个电阻的实际值为(不考虑电源本身的电阻) Ω。
【解答】解:
(1)由题知,欧姆表是由灵敏电流表、电源、变阻器等组成的;
由欧姆定律可知,当电流比较大时(电流表指针偏右),说明a、b间的电阻比较小,则标出的电阻值较小;当电流比较小时(电流表指针偏左),说明a、b间的电阻比较大,则标出的电阻值较大;【出处:21教育名师】
所以,改装后的欧姆表示数的标识情况为左大右小。
(2)在a、b 间接入一个电阻R时,电路中电流I=;
当接入的电阻较小(电流表指针偏右),且电阻变化量相同时,由欧姆定律可知对应的电流变化量较大;而接入的电阻较大(电流表指针偏左),且电阻变化量相同时,则对应的电流变化量较小;
所以欧姆表的示数分布特点是左密右疏。
(3)①电源电压为1.5V,当电路中的电流为满偏电流Ig=10mA时,欧姆表的内阻:
R内===150Ω,
那么5mA位置时,电路的总电阻:
R总===300Ω,
由串联电路的电阻特点可知,对应的电阻值为:
R=R总﹣R内=300Ω﹣150Ω=150Ω。
②由于欧姆表的刻度值是按电源电压为1.5V来刻度的,
所以,刻度值为350Ω所对应的电流值:
I′===0.003A,
电源电压为1.2V时,此时欧姆表的内阻:
R内′===120Ω,
电流为I′=0.003A时,电路的总电阻:
R总′===400Ω;
则这个电阻的实际值:
R实=R总′﹣R内′=400Ω﹣120Ω=280Ω。
故答案为:(1)左大右小;(2)左密右疏;(3)150;280。
5、通常情况下电阻的阻值会随温度的变化而改变,利用电阻的这种特性可以制成电阻温度计,从而来测量较高的温度。在图甲所示的电路中,电流表量程为0~25毫安,电源电压恒为3伏,R为滑动变阻器,电阻R1作为温度计的测温探头。当T≥0℃时,R1的阻值随温度t的变化关系如图乙所示,先把R1放入0℃环境中,闭合电键中S,调节滑动变阻器R1,使电流表指针正好满偏。则:【版权所有:21教育】
(1)请推导出测温探头R1的阻值随温度t变化的关系式。
(2)当把测温探头R1放在某待定温度环境中时,发现电流表的示数为10毫安,该环境的温度为多少摄氏度?
(3)如果把图甲中的电流表改装成温度计,其表盘上刻度有何特征?至少描述两点并做简要说明。
【解答】解:(1)根据图象知:直线关系式应为:Rt=at+bΩ。
任取两点坐标:(0,20)、(20,30)代入可得:
解得:
故R1的阻值随温度t变化的关系式:Rt=20+0.5t(单位为欧);
(2)当把Rt放入0℃的环境中,电路总电阻R1===120Ω,
由图象知:Rt1的阻值为Rt1=20Ω,
故滑动变阻器阻值:R变=R1﹣Rt1=120Ω﹣20Ω=100Ω;
当电流表示数为10mA时,电路总电阻R2===300Ω,
故Rt2的阻值为Rt2=R2﹣R变=300Ω﹣100Ω=200Ω,
由Rt=20+0.5t可知:Rt2的阻值为200Ω对应的温度:t2=360℃;
(3)电流与温度的关系可以表示为:I=,显然指针偏转越大,对应的温度越低,同时,电流与温度不成正比,所以刻度不均匀。2-1-c-n-j-y
答:(1)R1的阻值随温度t变化的关系式为Rt=20+0.5t(单位为欧);
(2)当把测温探头R1放在某待定温度环境中时,发现电流表的示数为10毫安,该环境的温度为360摄氏度;
(3)①刻度不均匀;②指针偏转越大,对应的温度越低。
1.一个验电器由于带了负电而使金属箔张开了一定的角度。若用一根不带电的绝缘金属棒靠近验电器的金属小球时,验电器金属箔的张角( )
A.变小 B.变大
C.不变 D.以上三种情况都有可能
【解答】解:验电器原来带负电,在不带电的绝缘金属棒靠近验电器的金属小球时,发生静电感应,由于金属棒上靠近验电器的一端感应的正电荷,吸引了验电器上一部分负电荷,验电器金属箔的张角变小。
故选:A。
2.从图中的长方形金属薄板abdc中剪出一块金属条,让电流沿着金属条的“长”方向流过,下列哪种剪法得到的金属板条电阻最大( )
A.剪出abfe
B.剪出efcd
C.保留整块金属板
D.剪出阴影部分的细金属条
【解答】解:
同一块金属板要想电阻最大,只需要使得金属板条最长、最细就可以,对题目中所提供的四种方法进行比较可以发现D的剪裁方法可以使得金属板条最长最细,故电阻最大,故D符合题意。
故选:D。
3.把一根均匀电阻丝弯折成一个封闭的等边三角形ABC,如图所示。图中D为AB边的中点。如果A、C之间的电阻大小为8欧,则B、D之间的电阻大小为( )
A.8欧 B.6欧 C.5欧 D.4欧
【解答】解:设一个边的电阻为R,
则RAC=R,RABC=2R,
A、C两点间的电阻为RAC和RABC并联,
R并===R=8Ω,
∴R=12Ω;
一条边的电阻为12Ω,且D为AB边的中点,则BD电阻为RBD=6Ω,BCAD的电阻为RBCAD=12Ω+12Ω+6Ω=30Ω,21cnjy.com
所以B、D之间的电阻:R并′===5Ω。
故选:C。
4.每种金属导体中单位体积内的自由电子数有确定的值。若两段长度之比为2:1、横截面积之比为1:3的镍铬合金丝并联在某电路中使用时,则这两根电阻丝内电子定向移动的平均速度之比为( )21·世纪*教育网
A.1:2 B.3:1 C.2:1 D.1:1
【解答】解:因为R1和R2材料相同,长度之比为L1:L2=2:1,横截面积之比为S1:S2=1:3,所以电阻之比R1:R2=6:1,
两电阻并联电压相等,则I1:I2=1:6,
根据I=nQsv得 I1=n1Q1s1v1,I2=n2Q2s2v2,因为I1:I2=1:6,S1:S2=1:3,所以v1:v2=1:2。
故选:A。
5.阻值都是3R的五个电阻连接如图所示,则A、B之间的等效电阻值为( )
A.0.5R B.R C.1.5R D.2R
【解答】解:画出等效电路图:
左边两个并联电阻的总电阻为,右边两个并联电阻的总电阻为,左右两边四个电阻的总电阻是:相当于两个,串联,所以总电阻为R,再与下边的电阻R并联,即电路的总电阻为:=1.5R。2·1·c·n·j·y
故选:C。
6.2015个阻值均为R的电阻通过导线首尾相连组成一圆环,相邻的两个电阻之间均可引出一接线柱,任意两个接线柱之间可以构成一个电阻,则利用这种方法获得不同阻值的个数为
个,其中最大阻值为 。
【解答】解:该变阻器可以得到的电路是一个电阻与2014个电阻并联、两个电阻与2013个电阻并联、…1007个电阻与1008个电阻并联,依此类推又为n个电阻与n+1个电阻并联、…两个电阻与2013个电阻并联、一个电阻与2014个电阻并联与前面重复,因此利用该变阻器可获得不同阻值的个数为=1007个;
电阻串联,总电阻等于各部分电阻之和;
并联电路的电阻关系为:R=,在R1+R2不变的情况下,R1和R2相等时,R是最大的;由于共有2015个电阻,故当1007个电阻串联的整体与1008个串联的整体并联后,其总电阻是最大的;则总电阻为:R===503.7R。
故答案为:1007;503.7R。
7.如图所示电路由8个不同的电阻组成,已知R1=12Ω,其它电阻阻值未知,测A、B间的总电阻为4Ω。今将R1换成3Ω,则A、B间的总电阻变为 Ω。
【解答】解:用等效替代法,可把除R1外的其他电阻等效为一个电阻R2,在AB间R1与等效电阻R2为并联关系,根据=+可知:
RAB===4Ω;解得:R2=6Ω;
若R'=3Ω时,则:R'AB==
故答案为:2
8.如图所示,一块电阻均匀的矩形薄片,长是宽的两倍以长边的中点为圆心,挖一个半圆形的孔。若ab间,电阻为R,则cd间电阻为 ,试解释原因: 。【来源:21cnj*y.co*m】
【解答】解:将挖一个半圆形孔的金属片对折为相同的两部分后,因为ab间的电阻为R,而串联电路中总电阻等于各部分电阻之和,则对折后的电阻分别为R;则cd间的总电阻相当于这两部分电阻并联,根据并联电路的电阻关系可知,故cd间的总电阻R总==。
故答案为:;将挖一个半圆形孔的金属片对折为相同的两部分后,因为ab间的电阻为R,而串联电路中总电阻等于各部分电阻之和,则对折后的电阻分别为R;则cd间的总电阻相当于这两部分电阻并联。
9.如图所示,黑匣子上有A、B、C三个接线柱,内部只有一个电压恒为6V的电源和两个定值电阻R1、R2(R1>R2).当电流表分别连接到接线柱AB、AC、BC时,电流表示数如表所示:
实验序号 1 2 3
电流表位置 接AB之间 接AC之间 接BC之间
电流表示数/A 0.4 0.6 0
电路的总电阻/Ω 无法计算
(1)请将上表填写完整。
(2)第3次实验时,电流为零,说明BC之间 (填“有”或“没有”)电源。
(3)若用导线同时把AB、AC连接起来,电路的总电阻为 。
【解答】解:(1)由欧姆定律得,电路的总电阻:
RAB===15Ω;
RAC===10Ω;
(2)因为电流为零,说明电路两端中没有电压或电路处于开路,这里是一个内部结构正常的电路,
所以当电流表分别连接到接线柱BC时应是电路两端中没有提供电压的电源引起的。
(3)根据RAB=15Ω,RAC=10Ω;而内部是两个定值电阻R1,R2(R1>R2),因此可能的情况有:21·cn·jy·com
①R1=RAB=15Ω,R2=RAC=10Ω,电阻R1、R2串联在BC之间,再根据BC之间没有电源可知电源应接在AB、AC之间。【来源:21·世纪·教育·网】
如图:
所以若把AB,AC连接起来时,只有R1、R2并联连入,
则电路总电阻:R===6Ω。
②可判断AC之间是一个定值电阻R1=RAC=10Ω;AB之间是这两个定值电阻R1、R2串联,则R2=RAB﹣RAC=15Ω﹣10Ω=5Ω;
再根据BC之间没有电源可知电源应接在AB、AC之间。所以结构如图:
。
所以把AB,AC连接起来时,导线AB对R2短路,只有R1连入,
则电路总电阻:R′=R1=10Ω。
故答案为:(1)如下表:
实验序号 1 2 3
电流表位置 接AB之间 接AC之间 接BC之间
电流表示数/A 0.4 0.6 0
电路的总电阻/Ω 15 10 无法计算
(2)没有;
(3)6Ω或10Ω。
10.李芳同学在做电学实验时,发现滑动变阻器有四个接线柱,她猜想:能不能利用这四个接线柱,连接出不同电路,获得不同的作用效果。为了验证这个猜想,她取了12V的电源、阻值范围0∽48Ω的滑动变阻器、“12V 6W”的小灯泡、开关各一个和导线若干,连接出如图甲、乙两种不同电路。请你帮她分析解决下面的问题(设电源电压不变,灯的电阻不变)
(1)甲图中小灯泡两端电压的变化范围;
(2)乙图中小灯泡两端电压的变化范围;
(3)在甲乙两种电路中,滑动变阻器的作用效果有何不同?
【解答】解:(1)在甲图中,当滑片P移动到a点时,Rap=0,小灯泡两端的电压为电源电压即12V;
当滑片P移动到b点时,Rab=48Ω,灯与滑动变阻器串联;
灯泡的电阻RL===24Ω,
电路中的电流I===A,
灯泡两端的最小电压UL=IRL=A×24Ω=4V;
所以小灯泡两端电压变化范围为4V~12V。
(2)在乙图中,当滑片P移到a点时,灯被短路,U灯=0;
当滑片P移到b点时,灯与Rab并联U灯=U=12V;
则小灯泡两端电压变化范围为0~12V。
(3)在甲、乙两种电路中,滑动变阻器都可以改变小灯泡两端的电压,但在乙电路图中,滑动变阻器使小灯泡两端电压的变化范围更大,能够从0到电源电压,而甲电路变化的范围较小。
答:(1)甲图中小灯泡两端电压的变化范围为4V~12V;
(2)乙图中小灯泡两端电压的变化范围为0~12V;
(3)只要答出“乙图灯的电压变化范围比甲中图的大”即可得分。
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