浙教版科学八年级上册4.7电路分析与应用 同步夯实基础练习题
一、单选题
1.(2021八下·奉化期末)如图所示,闭合开关后两灯不亮,用电压表先后测得UAD=UAC=UAB=4.5V,则故障可能是( )
A.导线①断路 B.导线②断路 C.导线③断路 D.导线④断路
【答案】B
【知识点】电流表、电压表在判断电路故障中的应用
【解析】【分析】如果电压表有示数,则它的两个接线柱与电源之间连接正常;否则,这部分有问题,据此分析判断。
【解答】UAB=4.5V,则A到负极,B到正极之间连接正常,那么AB之间存在断路,故B正确,而A、C、D错误。
故选B。
2.(2021八下·奉化期末)如图所示,电源电压保持不变,开关S闭合后,调节滑动变阻器滑片,下列说法正确的是( )
A.滑片向右滑动,电流表、电压表示数都增大
B.滑片向右滑动,电流表示数减小,电压表示数增大
C.滑片向左滑动,电流表示数增大,电压表示数减小
D.滑片向左滑动,电流表、电压表示数都增大
【答案】D
【知识点】电路的动态分析
【解析】【分析】首先判断电路的串并联关系和电表测量的物理量,然后利用欧姆定律结合串并联电路的特点分析判断。
【解答】根据图片可知,灯泡与变阻器串联,电压表测灯泡电压,电流表测总电流。
当滑片向右滑动时,变阻器的阻值增大,总电阻增大,而总电流减小。根据U=IR可知,电压表的示数减小,故A、B错误;
当滑片向左滑动时,变阻器的阻值减小,总电阻减小,而总电流增大。根据U=IR可知,电压表的示数增大,故C错误,D正确。
故选D。
3.(2021八下·镇海期末)在如图所示的电路中,电源电压保持不变。由于电阻R1、R2可能出现了故障,开关S闭合后,电压表无示数。现将电压表并联在电阻R2两端,下列判断中正确的是( )
A.若电压表有示数,则一定是电阻R1短路
B.若电压表有示数,则一定是电阻R2断路
C.若电压表无示数,则可能是电阻R1断路、R2断路
D.若电压表无示数,则可能是电阻R1断路、R2短路
【答案】C
【知识点】电流表、电压表在判断电路故障中的应用
【解析】【分析】电压表没有示数,要么是电路发生断路,要么是电压表所在的位置发生短路,据此对各个选项进行分析判断。
【解答】根据电路图可知,电阻R1与R2串联,电压表测R1的电压。将电压表并联在R2两端时,
若电压表有示数,则要么是R1发生短路,要么是R2发生断路,故A、B错误;
如果电压表无示数,则说明R1可能断路;原来电压表也没有示数,则说明R2可能断路,故C正确,D错误。
故选C。
4.(2021八下·余姚竞赛)如图所示电路,闭合开关,甲、乙两灯泡均发光,过了一会儿,其中一个灯泡突然熄灭,但两电表指针仍明显偏转,造成此现象的原因可能是( )
A.甲灯泡短路 B.乙灯泡短路 C.甲灯泡开路 D.乙灯泡开路
【答案】C
【知识点】电流表、电压表在判断电路故障中的应用
【解析】【分析】对各个选项中的故障进行分析,推测可能出现的现象,哪个与题目描述一致,哪个就是正确选项。
【解答】根据图片可知,甲和乙灯泡并联,电压表测的乙的电压,电流表测乙的电流。
A.甲灯泡短路时,乙灯泡、电压表和电流表都被短路,它们都没有示数,故A不合题意;
B.乙灯泡短路时,电压表和甲灯泡同时被短路,则电压表没有示数,故B不合题意;
C.甲灯泡开路时,甲不发光,但是对乙的电路没有影响,故C符合题意;
D.乙灯泡开路时,电压表和电流表串联,电压表的示数等于电源电压,而电流表几乎没有示数,故D不合题意。
故选C。
5.(2021八下·鄞州期中)某同学做电学实验,电路如图所示,开关闭合后,小灯泡发光,两电表均有示数,在实验过程中,突然电灯熄灭、电压表示数增大、电流表示数几乎为零。请判断出现该现象的原因可能是( )
A.灯泡被短路 B.开关被断开
C.灯丝被烧断 D.滑动变阻器被烧断
【答案】C
【知识点】电流表、电压表在判断电路故障中的应用
【解析】【分析】分析各个故障对应的现象,哪个与题目描述一致,哪个就是正确选项。
【解答】A.灯泡被短路时,电压表也同时被短路,它的示数为零,故A不合题意;
B.开关被断开时,整个电路断开,电压表的示数应该为零,故B不合题意;
C.灯丝被烧断时,电压表串联在电路中。由于它的内阻很大,因此电流表的示数几乎为零;由于串联电路电压与电阻成正比,所以电压表几乎分得全部电压,因此示数增大,故C符合题意;
D.滑动变阻器被烧断时,整个电路没有电流,电压表的示数为零,故D不合题意。
故选C。
6.如图所示的电路中,电源电压恒定不变,当开关S闭合时( )
A.电压表示数变小,电流表示数变小,灯变暗
B.电压表示数变大,电流表示数变大,灯变亮
C.电压表示数不变,电流表示数不变,灯的亮度不变
D.电压表示数不变,电流表示数变小,灯变暗
【答案】C
【知识点】电路的动态分析
【解析】【分析】首先根据电路图确定电路的串并联关系,然后确定电表所测的物理量,最后利用串并联电路的特点,结合欧姆定律,对电表的示数变化进行判断即可。
【解答】根据电路图可知,灯泡L与定值电阻R并联,电压表测电源电压,而电流表测通过灯泡的电流。
当开关S断开时,电路里只有灯泡自己工作,此时电压表的示数等于电源电压,而电流表的示数为;
当开关S闭合时,电路里灯泡与定值电阻R并联,电压表的示数仍然等于电源电压,电流表的示数还是,
因此电压表和电流表的示数不变,灯泡的亮度也不变。
故C正确,而A、B、D错误。
故选C。
7.如图所示电路中,电源电压保持不变,闭合开关S后,将滑动变阻器R2的滑片P向右移动,在此过程中( )
A.电流表A示数变大,电压表V2示数变小
B.电流表A示数变大,电压表V1示数变小
C.电压表V1示数变小,电压表V2示数变大
D.电压表V1示数不变,电压表V2示数变大
【答案】A
【知识点】电路的动态分析
【解析】【分析】首先根据电路图确定电路的串并联关系,然后确定电表所测的物理量,最后利用串并联电路的特点结合欧姆定律,对电表的示数变化进行判断即可。
【解答】根据电路图可知,定值电阻R1与变阻器R2串联,电压表V1测R1的电压,V2测变阻器R2的电压,电流表测总电流。
闭合开关S后,将滑动变阻器R2的滑片P向右移动,变阻器的阻值减小,根据R总=R1+R2可知,总电阻减小,根据“电流与电阻成反比”可知,电流表的示数增大。
根据U1=I1R1可知,电流增大,而R1的阻值不变,那么电压表V1的示数U1增大;
根据U总=U1+U2可知,U1变大,而U总不变,那么电压表V2的示数U2变小。
故A正确,而B、C、D错误。
故选A。
8.如图所示当滑动变阻器的滑片自左向右移动的过程中,电路的总电阻、电流表示数和电压表示数的变化情况分别是( )
A.变小、变大、不变 B.不变、变大、变小
C.变大、变小、变小 D.变大、变大、变大
【答案】C
【知识点】电路的动态分析
【解析】【分析】首先根据电路图确定电路的串并联关系,然后确定电表所测的物理量,最后利用串并联电路的特点结合欧姆定律,根据变阻器的阻值变化对电表的示数变化进行判断即可。
【解答】根据电路图可知,电阻R1、R2和变阻器R3串联,电压表测R2的电压,电流表测总电流。
当滑动变阻器的滑片自左向右移动的过程中,变阻器R3的阻值增大,根据R总=R1+R2+R3可知,总电阻变大,根据“电流与电阻的反比关系”可知,电流表的示数变小。根据U2=I2R2可知,R2的阻值保持不变,而电流减小,那么电压表的示数减小。
故C正确,而A、B、D错误。
故选C。
9.在如图所示的电路中,电源电压保持不变。闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P向右移动时,三个电表的示数变化情况是( )
A.电流表A示数变小,电压表V1示数变小,V2示数变大
B.电流表A示数变大,电压表V1示数变大,V2示数变大
C.电流表A示数变小,电压表V1示数不变,V2示数变大
D.电流表A示数变大,电压表V1示数不变,V2示数变大
【答案】C
【知识点】电路的动态分析
【解析】【分析】首先根据电路图确定电路的串并联关系,然后确定电表所测的物理量,最后利用串并联电路的特点结合欧姆定律,根据变阻器的阻值变化对电表的示数变化进行判断即可。
【解答】根据电路图可知,灯泡L和变阻器串联,电压表V1测电源电压,V2测变阻器的电压,电流表测总电流。
当滑动变阻器的滑片向右移动的过程中,变阻器的阻值增大,根据R总=RL+R变可知,总电阻变大,根据“电流与电阻的反比关系”可知,电流表的示数变小。根据UL=ILRL可知,RL的阻值保持不变,而电流减小,那么灯泡两端的电压减小。根据U总=UL+U变可知,变阻器两端的电压,即电压表V2的示数变大。
由于电压表V1测电源电压,所以它的示数保持不变。
故C正确,而A、B、D错误。
故选C。
10.如图所示,电路中电源两端的电压保持不变,闭合开关S,电流表A1、A2的示数分别为I1、I2,电压表V的示数为U。某时刻,在滑动变阻器滑片P位置没有改变的情况下,突然出现电流表A2的示数减为I1,而电流表A1和电压表V示数不变的现象。对于此电路可能出现的故障,下列判断中正确的是( )
A.电灯L出现断路 B.电灯L出现短路
C.滑动变阻器出现断路 D.滑动变阻器出现短路
【答案】A
【知识点】电流表、电压表在判断电路故障中的应用
【解析】【分析】对各个选项中的故障进行分析,推测可能出现的现象,哪个与题目描述一致,哪个就是正确选项。
【解答】根据图片可知,灯泡L与变阻器并联,电压表测电源电压,电流表A1测变阻器的电流I1,A2测干路电流I2=I1+IL。
A.电灯L出现断路时,只有变阻器自己工作,此时A1和A2都测量变阻器的电流I1,因此A1的示数不变,而A2的示数减小;电压表仍然测量电源电压,示数保持不变,故A符合题意;
B.电灯L出现短路时,变阻器和电压表同时被短路,那么电压表的示数为零,A1的示数为零,A2的示数变得很大,故B不合题意;
C.滑动变阻器出现断路时,A1的示数变成零,而不是保持不变,故C不合题意;
D.滑动变阻器出现短路时,灯泡和电压表同时被短路,那么电压表的示数为零,A1和A2的示数变得很大,故D不合题意。
故选A。
11.如图所示电路,两盏相同的电灯在闭合开关后都能发光。过了一会儿,两盏电灯突然同时都不亮了,且电压表和电流表的示数均变为零。如果电路只有一处故障,则故障可能是( )
A.电灯L1断路 B.电灯L2断路 C.电灯L1短路 D.电灯L2短路
【答案】A
【知识点】电流表、电压表在判断电路故障中的应用
【解析】【分析】对各个选项中的故障进行分析,推测可能出现的现象,哪个与题目描述一致,哪个就是正确选项。
【解答】根据图片可知,灯泡L1与L2串联,电流表测总电流,电压表测灯泡L2的电压。
A.电灯L1断路时,整个电路被切断,即整个电路都没有电流,因此电流表和电压表的示数为零,两个灯泡不发光,故A符合题意;
B.电灯L2断路时,电压表串联在电路中,由于它的两个接线柱与电源正负两极相连,所以电压表的示数等于电源电压,故B不合题意;
C.电灯L1短路时,灯泡L2照常工作,它仍然会发光,电流表和电压表都有示数,故C不合题意;
D.电灯L2短路时,电压表同时被短路,没有示数,但是电流表没有被短路,它会有示数,故D不合题意。
故选A。
12.小红在做测定灯泡电阻的实验中,将正常的电流表、电压表接入电路,当闭合开关后,发现电流表有读数,电压表读数为零,移动滑动变阻器滑片时电流表读数有变化,电压表读数始终为零,其原因可能是( )
A.滑动变阻器接触不良 B.开关接触不良
C.小灯泡两端短路 D.灯泡的钨丝断了
【答案】C
【知识点】电流表、电压表在判断电路故障中的应用
【解析】【分析】对各个选项中的故障进行分析,推测可能出现的现象,哪个与题目描述相同,那么它就是正确选项。
【解答】根据图片可知,灯泡与变阻器串联,电压表的灯泡电压,电流表测总电流。
A.滑动变阻器接触不良时,整个电路都没有电流,电流表示数为零,电压表的示数还是零,故A不合题意;
B.开关接触不良时,整个电流没有电流,两个电表的示数都是零,故B不合题意;
C.小灯泡两端短路时,电压表同时被短路,示数为零。此时电路里只有变阻器,因此电流表有示数。当变阻器的滑片移动时,阻值发生改变,那么电流表的示数改变,故C符合题意;
D.灯泡的钨丝断了时,电压表与变阻器串联,此时电压表的示数不是零,而是等于电源电压。由于电压表的内阻很大,所以通过电路的电流为零,故D不合题意。
故选C。
13.图甲所示为气敏电阻随有害尾气浓度β变化的曲线。某科技小组利用气敏电阻设计了汽车有害尾气排放检测电路,如图乙所示,电源电压恒定不变,R为气敏电阻,L为指示灯。当有害尾气浓度β增大时( )
A.电流表的示数增大,指示灯亮度增大
B.电流表的示数减小,指示灯亮度增大
C.电流表的示数减小,指示灯亮度减小
D.电流表的示数增大,指示灯亮度减小
【答案】A
【知识点】电路的动态分析
【解析】【分析】首先根据甲图确定有害气体浓度增大时气敏电阻的阻值变化,再根据“电流和电阻的反比关系”确定电流表的示数变化,进而确定指示灯的亮度变化。
【解答】根据甲图可知,当有害尾气浓度增大时,气敏电阻的阻值将变小,那么电路的总电阻变小,而电路中的电流变大,指示灯变亮,故A正确,而B、C、D错误。
故选A。
14.如图所示的电路,要使两个小灯泡L1、L2串联,应( )
A.断开开关S1、S2,闭合开关S3 B.断开开关S1、S3,闭合开关S2
C.断开开关S1,闭合开关S2、S3 D.断开开关S2,闭合开关S1、S3
【答案】B
【知识点】电路的动态分析
【解析】【分析】在电路中,如果只有一条通路,所有的用电器都首尾相连在这条通路上面,那么它们为串联,据此分析判断。
【解答】如下图所示,当开关S2闭合,而S1和S3断开时,从正极到负极只有一条通路,两个灯泡为串联,
故B正确,而A、C、D错误。
故选B。
15.(2020八上·西湖期末)在下图所示的电路中,闭合开关S,两个灯泡均不亮,电流表无示数,两个电压表的示数相等且等于电源电压,则电路故障可能是( )
A.L1短路 B.L2短路 C.L1断路 D.L2断路
【答案】C
【知识点】电流表、电压表在判断电路故障中的应用
【解析】【分析】分析各个选项中故障对应的现象,哪个与题目描述一致,哪个就是正确选项。
【解答】灯泡L1与L2串联,电流表测总电流,电压表V2测总电压,V1测L1的电压。
A.L1短路时,电压表V1同时被短路,示数为零,由于L2正常工作,因此电流表的示数不为零,故A错误;
B.L2短路时,L1正常工作,电压表V1和V2的示数都等于电源电压,此时电流表的示数不为零,故B错误;
C.L1断路时,灯泡L2与电压表V1串联,由于电压表的内阻很大,所以灯泡L2不发光,但是V1的示数等于电源电压。电压表V2与电流表串联,由于电压表电阻很大,所以电流表没有示数,但是电压表示数等于电源电压,故C正确;
D.L2断路时,电压表V1与电源断开,它的示数为零,故D错误。
故选C。
16.(2020八上·新昌月考)小茗同学在利用如图所示电路进行电学实验时,闭合开关,发现灯L1亮,灯L2不亮,电流表和电压表均有示数。则故障原因是( )
A.灯L1短路 B.灯L1断路 C.灯L2短路 D.灯L2断路
【答案】C
【知识点】电流表、电压表在判断电路故障中的应用
【解析】【分析】分析各个选项中的故障对应的现象,哪个与题目描述一致,哪个就是正确选项。
【解答】A.灯L1短路时,电压表同时被短路,它没有示数,与题目不符,故A错误;
B.灯L1断路时,电压表与L2串联,由于它的内阻很大,所以通过灯泡L2的电流很小,不会发光,故B错误;
C.灯L2短路时,只有灯泡L1自己工作, 此时电压表的示数等于电源电源,电流表也有示数,故C正确;
D.灯L2断路时,整个电路没有电流,电流表的示数为零,电压表示数为零,故D错误。
故选C。
17.(2020八上·杭州月考)如图将开关S1、S2都闭合后,电路正常工作,然后断开S2,则下列说法正确的是( )
A.电流表1示数不变,电流表2示数变小
B.电流表1示数不变,电流表2示数变大
C.电流表1示数变大,电流表2示数变大
D.电流表1示数变大,电流表2示数不变
【答案】A
【知识点】电路的动态分析
【解析】【分析】根据电路图,分析两个电流表所测的电流值,然后根据串并联电路的电流规律判断即可。
【解答】根据图片可知,当两个开关都闭合时,灯泡与定值电阻并联,此时电流表A1测灯泡电流IL,而A2在干路上测总电流,即I总=IL+IR。当开关S2断开时,只有灯泡自己工作,那么两个电流表都测通过灯泡的电流IL,因此A1的示数不变,而A2的示数变小。
故选A。
18.(2020八上·杭州月考)在如图所示的电路中,闭合开关S,灯L不亮,电压表有示数,若电路故障在灯L或电阻R上某一处,对于故障的分析,下列判断正确的是( )
A.一定是电阻R断路
B.用导线连接R两端,根据灯的亮暗可以检测出故障原因
C.在电路中再串联一个电流表,根据电流表有无示数可以检测出故障原因
D.在L两端再并联一个电压表,根据电压表有无示数可以检测出故障原因
【答案】C
【知识点】电流表、电压表在判断电路故障中的应用
【解析】【分析】对各个选项中的故障进行分析,推测可能出现的现象,然后与题干比较即可。
【解答】A.闭合开关S,灯L不亮,电压表有示数,说明电压表的两极与电源的两极相连,故障可能是电阻R断路,也可能是灯泡短路,故A错误;
B.若灯泡L短路,用导线连接R两端时,电源被短路,不仅灯泡不亮,而且烧坏电源,故B错误;
C.在电路中串联一个电流表,如果电流表有示数,那么说明灯泡有示数,那么说明灯泡被短路;如果电流表没有示数,说明电阻R断路,故C正确;
D.在灯泡L两端并联一个电压表,如果电压表无示数,那么可能是灯泡短路,也可能是R断路,无法确定故障原因,故D错误。
故选C。
19.(2020八上·滨江月考)小明在研究并联电路电流特点时,根据如图所示电路图连接好电路,并闭合开关S和S1。当他再闭合开关S2时,电流表示数变化正确的是(电源电压不变)( )
A.A示数变大 B.A1示数变小 C.A1示数变大 D.A示数变小
【答案】A
【知识点】电路的动态分析
【解析】【分析】根据图片弄清开关S2闭合前后电阻串并联关系的变化,弄清各个电流表测量的电流值,最后利用串并联电路的电流特点分析它们的变化即可。
【解答】只闭合开关S和S1时,电路里只有电阻R1,电流表A1与A都测量通过R1的电流I1;
再闭合开关S2时,电阻R1与R2并联,电流表A1测电阻R1的电流I1,电流表A2测电阻R2的电流I2,电流表A测干路电流。根据并联电流干路电流等于支路电流之和的规律可知,电流表A的示数变大,而A1的示数不变。
故选A。
20.(2020八上·义乌月考)如图所示,闭合开关后,无论如何移动滑片P,小灯泡始终不亮,已知导线及各处连接完好。为查找故障,开关闭合后,用电压表测得三次两接线柱间电压如表所示,则( )
两接线柱 电压表示数
A和B 3 V
A和D 3 V
A和F 0 V
A.只可能是小灯泡发生短路故障
B.只可能是小灯泡发生断路故障
C.还需测得H,G间电压,才能判定滑动变阻器是否发生断路故障
D.还需测得G,B间电压,才能判定滑动变阻器是否发生断路故障
【答案】D
【知识点】电流表、电压表在判断电路故障中的应用
【解析】【分析】用电压表检测电路时,若它有示数,说明它与电源两极之间连接正常;若它无示数,说明它与电源两极之间有断路或者并联的部分有短路,据此分析判断。
【解答】用电压表检测时,发现AB间电压不为零,说明电源完好;
若小灯泡短路,则AB、AD、AF间电压表都有示数,故A不符合题意;
若小灯泡断路,则AB、AD间电压表有示数,AF间电压表无示数;若滑动变阻器、小灯泡同时断路,则AB、AD有示数,AF间电压表无示数,故B不符合题意;
已知导线及各处连接完好,HG和AF间的电压相同,不能判断滑动变阻器是否断路,故C不符合题意;
由接A和B示数是3V,A和D示数是3V,A和F示数0V,可知小灯泡断路;若要判断变阻器和灯泡是否同时断路,所以需要将电压表两端接G、B,若电压表有示数则说明变阻器没有断路,若电压表无示数则说明滑动变阻器断路。这样就能判断灯泡和滑动变阻器是否同时断路,故D符合题意。
故选D。
二、填空题
21.(2021八下·海曙月考)小金制作了一个利用电压表测物体重力的小作品,它能在电压表盘上读出所放物体重力的大小,如图所示。
(1)当秤盘不放任何重物时,滑片P恰好处于a点。闭合开关,当秤盘上所放钩码个数增多时,电压表示数将 (填 “增大”、“减小”或“不变”);
(2)一段时间后,在秤盘放2牛重的钩码时,表盘读数比2牛大,换不同重的钩码反复试验,每次读数都不同且大于钩码的重力。产生这一现象是由于______引起的(填字母)
A.R1短路 B.R1断路 C.R2短路 D.R2断路
【答案】(1)增大
(2)A
【知识点】电流表、电压表在判断电路故障中的应用;欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)当钩码的数量增大时,首先判断变阻器上滑片的移动方向,进而判断与电压表并联的电阻的大小变化,最后根据U=IR分析电压表的示数变化。
(2)根据欧姆定律分析整个电路的阻值变化即可。
【解答】(1)根据图片可知,定值电阻R1与变阻器R2串联,由于滑片上连接的是电压表,因此无论滑片怎样移动,变阻器接入的都是全部阻值,即通过电路的电流不变。当秤盘上砝码的个数增多时,滑片向下移动,与电压表并联的电阻变大,根据U=IR可知,电压表的示数增大。
(2)电压表的示数偏大,根据U=IR可知,应该是通过电路的电流增大了,由于总电压不变,那么总电阻变小了。如果R2短路,那么电压表的示数变成0;如果R1短路,那么总电阻变小,而总电流变大,故A正确,B、C、D错误。
故选A。
22.(2021八下·杭州开学考)
(1)如图甲所示电路,开关S闭合后,两灯均发光,电压表测的是灯 (选填“L1”或“L2”)两端电压。一段时间后,两灯均熄灭,但电压表有读数且示数较大,电流表无读数,则故障可能是 ( 选填“L1短路”.“L1断路”或“L2断路”)。
(2)如图乙所示为某种灯泡的电流I与电压U的关系图象。若有6只这种灯泡串联接在电压为6 V的电源上,通过灯泡的电流为 A;若把一只这种灯泡与一电阻并联接在电压为6 V的电源上,总电流为1.5 A,则该电阻的阻值为 。
【答案】(1)L1;L2断路
(2)0.2;6
【知识点】电流表、电压表在判断电路故障中的应用;欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)电压表与哪个用电器并联,它就测哪个用电器的电压。当灯泡L1发生断路时,没有电流经过电流表,因此电流表没有示数。电压表与灯泡L2串联,此时电压表测电源电压,不但有示数且示数接近电源电压。
(2)在串联电路中,电压与电阻成正比,据此计算出每个灯泡两端的电压,再根据乙图确定通过灯泡的电流。
首先通过乙图确定电压为6V时通过灯泡的电流,再根据I=I总-IL计算出通过电阻的电流,最后根据计算它的阻值即可。
【解答】(1)根据甲图可知,灯泡L1与L2串联,电压表与灯泡L1并联,测L1的电压,电流表测总电流。一段时间后,两灯均熄灭,但电压表有读数且示数较大,电流表无读数,则故障可能是灯泡L1断路。
(2)根据串联电路的分压规律可知,6个灯泡的电阻相同,那么它们每个灯泡分得的电压为6V的,即U=,根据乙图可知,此时通过灯泡的电流为0.2A。
当灯泡两端的电压为6V时,通过它的电流IL=0.5A;
那么电阻R的电流I=I总-IL=1.5A-0.5A=1A;
那么电阻R的阻值为:。
23.如图所示,电源电压不变,R为定值电阻,当开关S闭合后,滑动变阻器的滑片P向右移动的过程中,电压表示数 ,电流表示数 ,电压表的示数与电流表的示数的比值 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】变小;变小;不变
【知识点】电路的动态分析
【解析】【分析】首先根据电路图确定电路的串并联关系,然后确定电表所测的物理量,最后利用串并联电路的特点结合欧姆定律,对电表的示数变化进行判断即可。
【解答】根据电路图可知,定值电阻R与滑动变阻器串联,电流表测总电流,电压表测R的电压。
开关S闭合后,滑动变阻器的滑片P向右移动的过程,变阻器的阻值增大,根据R总=R变+R可知,电路的总电阻变大,根据“电流与电阻的反比关系”可知,通过电路的电流变小,即电流表的示数变小。
根据U=IR可知,定值电阻R不变,通过它的电流变小,所以电压表的示数变小。
电压表测R的电压,电流表测通过R的电流,根据公式可知,电压表的示数与电流表的示数比值不变。
24.如图所示,电源电压为3 V,闭合开关,两只相同的灯泡L1、L2都亮,灯泡L2两端的电压为 V。突然两只灯泡同时熄灭,电压表的示数变为3 V,电路故障可能是灯泡 开路(选填“L1”或“L2”)。
【答案】1.5;L2
【知识点】电流表、电压表在判断电路故障中的应用
【解析】【分析】(1)首先根据图片确定两个灯泡的串并联关系,然后根据串联电流的特点和U=IR判断二者电压的大小关系,最后根据U总=U1+U2计算即可;
(2)电压表有示数,且等于电源电压,那么它的两个接线柱肯定与电源正负两极连通,据此对故障进行分析判断即可。
【解答】(1)由图可知,两灯串联,电压表测量灯泡L2两端的电压。因为串联电路中电流处处相等,所以通过灯泡L1和L2的电流相等,两个灯泡相同,电阻也相同。根据U=IR可知,两灯泡两端的电压相等,都为电源电压的一半,所以灯泡L2两端的电压为 = ×3 V=1.5 V;
(2)突然两只灯泡同时熄灭,电压表的示数变为3 V,不可能是两灯泡同时短路,所以应该是断路。因为电压表的示数为3 V,说明电压表与电源的两端相连,所以电路故障可能是灯泡 L2断路了。
25.(2020八上·余杭月考)如图所示电路,闭合开关S,当滑动变阻器滑片向右移动时,电流表示数 ,电压表示数 (以上两空选填“变大”、“变小”或“不变”),小灯泡亮度 (选填“变亮”、“变暗”或“不变”)。
【答案】变小;不变;不变
【知识点】电路的动态分析
【解析】【分析】(1)当电压不变时,通过导体的电流与电阻成反比;
(2)并联电路两端的总电压等于各支路两端电压;
(3)通过灯泡的电流越大,灯泡的亮度越亮,据此分析判断即可。
【解答】闭合开关后,灯泡L与变阻器并联,电流表测通过变阻器的电流,电压表测变阻器两端的电压。
当变阻器的滑片向右移动时,变阻器的阻值增大,而它两端的电压始终等于电源电压保持不变,因此通过它的电流变小,即电流表的示数变小,而电压表的示数不变。
变阻器的阻值变化不会影响灯泡,因此通过灯泡的电流大小不变,即亮度不变。
26.(2020八上·滨江月考)
(1)如图一所示电路,开关S闭合后,两灯均发光,电压表测的是灯 (选填“L1”或“L2”)两端电压。一段时间后,两灯均熄灭,但电压表有读数且读数较大,电流表无读数,则故障可能是 (选填“L1短路”、“L2短路”、“L1断路”或“L2断路”)。
(2)如图二是为某种灯泡的电流I与电压U的关系图像。若有6只这种灯泡串联接在电压为6V的电源上,通过灯泡的电流为 A;若把一只这种灯泡与一电阻并联接在电压为6V的电源上,总电流为1.5A,则该电阻的阻值为 Ω。
【答案】(1)L1;L1断路
(2)0.2;6
【知识点】电阻和电阻的串联、并联;欧姆定律及其应用;电路的动态分析
【解析】【分析】(1)电压表与哪个用电器并联,它就测哪个用电器的电压。当灯泡L1断路时,电压表与灯泡L2串联,由于它的内阻很大,因此通过灯泡L2的电流很小,它不发光。在串联电路中,电压与电阻成正比,因此电压表几乎分得全部电源电压,则示数较大;电流表没有电流经过,因此没有示数。
(2)首先根据串联电路电压与电阻成正比计算出每个灯泡两端的电压,再根据图二确定通过灯泡的电流。当灯泡与电阻并联时,首先根据图二确定灯泡电压为6V时的电流,再根据并联电流特点I=I总-IL计算出通过电阻的电流,最后根据计算它的阻值。
【解答】(1)如图一所示电路,开关S闭合后,两灯均发光,电压表测的是灯L1两端电压。一段时间后,两灯均熄灭,但电压表有读数且读数较大,电流表无读数,则故障可能是L1断路。
(2)这6只灯泡的电阻都相等,根据串联电路电压与电阻成正比的规律可知,每个灯泡两端的电压。根据图二可知,当灯泡电压为1V时,通过灯泡的电流为0.2A。
当灯泡与电阻并联时,它们两端的电压都等于电源电压6V。根据图二可知,当灯泡电压为6V时,通过灯泡的电流为0.5A,那么通过电阻的电流为:I=I总-IL=1.5A-0.5A=1A,那么该电阻的阻值为:。
三、实验探究题
27.(2020八上·椒江月考)为了验证并联电路的电流特点,小薇设计了如图所示的电路进行实验。
(1)小薇先将电流表接在L1所在的支路上,画了电路图甲,请你在图乙中用笔画线代替导线,分别将导线a,B符合题意的连接到相应的接线柱上。
(2)实验中,两个小灯泡的规格应选择 (填“相同”或“不相同”)的更加合理。
(3)当她刚正确连接完所有的导线,两个灯泡立即发光,电流表指针偏向零刻度线左方,其原因分别是 和 。
(4)过了一会后,观察到灯L2继续发光,但灯L1不发光,电流表的示数为零,电路可能存在的故障是 。
(5)排除故障后,她测出了L1支路的电流后想再测L2支路以及干路上的电流,于是她连接了如图丙所示的电路,当开关闭合后,两灯都发光,两个电流表的指针所指位置均为图丁所示,则通过灯L1的电流为 A,通过灯L2的电流为 A。
【答案】(1)
(2)不相同
(3)开关未断开;电流表接线柱接反
(4)L1断路
(5)1.92;0.48
【知识点】实物的电路连接;电流的测量及电流表的使用;串、并联电路的电流特点;电流表、电压表在判断电路故障中的应用
【解析】【分析】(1)根据甲图确定电路的串并联关系、电表所测的物理量和各个元件的先后顺序,然后将导线连接在相应位置即可;
(2)如果两个灯泡完全相同,那么通过两个灯泡的电流也相同,那么很容易得到“并联电路各支路电流相等”的结论,这个结论肯定是错误的,所以必须选择规格不同的灯泡;
(3)在连接电路时,为了防止电路时通时断,烧毁灯泡,因此开关必须闭合;电流必须从“+”接线柱流入,从“-”接线柱流出,据此寻找故障原因;
(4)L2正常发光,说明它的电路部分连接正常。L1不发光,且电流表无示数,那么可能L1发生短路,也可能发生断路。如果L1短路,那么L2也被短路,它不会发光,则只能是L1断路。
(5)根据并联电路的电流规律比较两个电路表的示数大小,然后根据丁图读出两个示数,最后与电流表对应起来,最后再计算通过两个灯泡的电流即可。
【解答】(1)根据甲图可知,灯泡L1与L2并联,电流表与L1串联。根据乙图可知,只需将L1右端的a线与电流表的“-”接线柱相连,再将L2右端的b线与电流表的“3”接线柱相连即可,如下图所示:
(2)实验中,两个小灯泡的规格应选择不相同的更加合理。
(3)连接完导线灯泡立即发光,说明:开关没有断开。正常情况下,电流表的指针应该向右偏转,而现在向左偏转,说明:电流表接线柱接反。
(4)过了一会后,观察到灯L2继续发光,但灯L1不发光,电流表的示数为零,电路可能存在的故障是L1断路。
(5)根据丙图可知,两个灯泡并联,电流表A1在干路上测总电流,A2测L2的电流。
在并联电路中,总电流等于各支路电流之和,那么A1的示数大于A2.
根据丁图可知,当电流表量程为0~3A时,分度值为0.1A,示数为2.4A;
当电流表量程为0~0.6A时,分度值为0.02A,示数为0.48A;
则通过灯泡L2的电流为0.48A,总电流为2.4A;
那么通过灯泡L1的电流为:I1=I总-I2=2.4A-0.48A=1.92A。
28.(2019八上·吴兴期末)在研究通过导体的电流与两端电压关系的活动中,同学们进行了如下实验探究。
①按图甲所示电路图连接好电路;
②闭合开关,改变滑动变阻器滑片P的位置,读出电压表和电流表的示数,并记录数据;
③对数据进行处理。
(1)实验时滑动变阻器滑片P向左移动时,电流表无读数,电压表有读数但不变。判断电路的故障是 。
(2)排除故障,得出实验数据,绘制成乙图像。根据乙图像,可以得到的结论是 。
(3)某小组的同学在处理数据时发现,电压与电流的比值恰好等于R的阻值,这是一种巧合吗 于是同学们想利用其他小组的实验数据来进一步论证,他们选用了前面小组R=10Ω的数据,发现和自己小组的结果一致。于是就得出了电压与电流的比值恰好等于R的阻值的结论。请你对该小组的论证提出自己的看法 。
【答案】(1)R开路
(2)当电阻不变时,电流与电压成正比
(3)这种说法错误,应该实验当R≠10Ω的情况下,电压与电流的比值。
【知识点】电流表、电压表在判断电路故障中的应用;探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【分析】(1)如果电阻R断路,那么电压表串联在电路中,由于它的内阻很大,因此通过电路的电流很小,以至于电流表的指针几乎不动,而电压表则测量电源电压保持不变;
(2)在数学上,如果两个量之间变化的图像是一条通过坐标原点的斜线,那么它们成正比例关系;
(3)为了保证实验结论的客观准确性,该小组的同学应该选择与自己电阻值不同的数据选择的电阻值不同的进行分析。
【解答】(1)实验时滑动变阻器滑片P向左移动时,电流表无读数,电压表有读数但不变。判断电路的故障是R开路;
(2)根据乙图可知,电流随电压变化的图像是一条通过坐标原点的斜线,因此得到结论:当电阻不变时,电流与电压成正比 ;
(3)我对该小组的论证提出的看法是:这种说法错误,应该实验当R≠10Ω的情况下,电压与电流的比值。
29.(2018八上·义乌月考)在“探究影响导体电阻大小的因素”实验中,小明设计了如图电路.
(1)在连接电路时发现,还缺少一个元件,他应该在电路中再接入的元件是 .
(2)为粗略判断a、b两点间导体电阻的大小,可观察 .
(3)另有甲、乙两位同学分别对小明的电路作了如下的改进:甲把灯泡更换为电流表;乙在原电路中串联接入电流表.你认为 同学的改进更好一些,理由是 .
【答案】(1)开关
(2)灯泡亮度
(3)乙;保护电路
【知识点】电流表、电压表在判断电路故障中的应用
【解析】【分析】(1)构成电路的基本元件有电源、开关、导线和用电器;(2)电路中电流与电阻存在一定的关系,电流的变化又会引起灯泡亮度的变化;(3)电流表电阻很小,不能直接接到电源两端,否则会因电流过大损坏电流表。
【解答】(1)根据构成电路的基本元件可知,他应该在电路中再接入的元件是开关;
(2)当电路中的导体电阻发生变化时,会引起电路中的电流变化,使灯泡亮度发生变化,所以可观察灯泡亮度;
(3)甲同学的方法会使电源短路。乙同学的方法较好,理由是:灯泡起到了保护电路的作用。
故答案为:(1)开关;(2)灯泡亮度;(3)乙;保护电路
30.(2018八下·台州开学考)为了研究小灯泡电流与电压的关系,小明选择额定电压为2.5伏的小灯泡、电压为4伏的电源以及其它相关器材按图甲连接电路,进行实验。
(1)在实验过程中,小明将滑动变阻器的滑片从A端开始移动,直到灯泡正常发光,在此过程中测得小灯泡电流和电压的几组数据,并正确画出曲线a,如图乙所示。该实验中小明选择的滑动变阻器可能是 。
A.滑动变阻器R1(20欧,3安)
B.滑动变阻器R2(50欧,2安)
C.滑动变阻器R3(2000欧,0.25安)
(2)小明在图乙中还画出了本实验中滑动变阻器的电流随电压变化的曲线b,老师据图指出该曲线是错误的,其理由是 。
【答案】(1)B
(2)小灯泡与滑动变阻器串联,两者电压之和应等于4V,而图中电流为0.2A时,电压之和大于4V,故曲线b是错误的
【知识点】伏安法测电阻的探究实验;电路的动态分析
【解析】【分析】伏安特性曲线图常用纵坐标表示电流I、横坐标表示电压U,以此画出的I-U图像叫做导体的伏安特性曲线图。伏安特性曲线是针对导体的,也就是耗电元件,图像常被用来研究导体电阻的变化规律,是物理学常用的图像法之一。
【解答】(1)由图可知,I=0.1A时,U=U1+U2=4V;
当小灯泡电流最小时,滑动变阻器的阻值最大;
R=;故B符合;
(2)图中a、b的交点,电压之和大于4V,超过了电源电压;故图像错误;
故答案为:(1)B;(2)小灯泡与滑动变阻器串联,两者电压之和应等于4V,而图中电流为0.2A时,电压之和大于4V,故曲线b是错误的。
31.(2017八上·温岭期末) 如图1所示,电源电压为6V,图甲为伏安法测电阻的电路图;图乙为连接不完整的实物图.
(1)对照电路图甲,用笔画线代替导线将图乙中未连接部分连接起来.
(2)连接好电路,闭合开关前滑动变阻器滑片应该移到 ;(选填”最左端”或”最右端”)
(3)如果实验操作中出现:电流表有示数,电压表示数为0的现象,其故障可能是( )
A.电流表的正、负接线柱接反
B.电压表的量程选小了
C.电阻Rx发生了短路
D.把滑动变阻器下端两接线柱连入电路
(4)电流表和电压表的示数如图2所示, 电流表的示数为 ,电压表的示数为 。
(5)此实验要多次测量电阻值,最后求电阻值的平均值,其目的是 .
【答案】(1)
(2)最右端
(3)C
(4)0.5A;2.5V
(5)减小误差
【知识点】电流的测量及电流表的使用;电压的测量及电压表的使用;电流表、电压表在判断电路故障中的应用;伏安法测电阻的探究实验
【解析】【分析】(1)本题连接实物电路要求:滑动变阻器要求一上一下接入电路,电压表并联在RX两端;
(2)连接电路时,闭合开关前滑动变阻器滑片应该移到阻值最大的位置;
(3)当滑片向右滑时,按这样的顺序分析:局部电阻的变化(依据滑片的移动方向判断)→电路中总电阻的变化(依据总电阻等于各电阻之和判断)→电路中总电流的变化(依据欧姆定律I=
判断)→定值电阻两端电压的变化(依据U=IR判断);(4)读出电流表和电压表的示数,根据R=算出电阻值;
(5)很多物理实验都需要多次测量求平均值,有的为了求平均值减小误差,有的为了找到更普通的规律.
【解答】解:(1)滑动变阻器上方任意一个接线柱与Rx右接线柱联起来,电压表的“+”接线柱与RX左接线柱相连,具体如图
伏安法测电阻的原理是R=;
(2)连接好电路,闭合开关前滑动变阻器滑片应该移到阻值最大,由图知滑片应该移到最右端;
(3)A、电流表的正、负接线柱接反会使电流表指针会反偏,故A错;
B、电压表的量程选小了会使导致电压表指针偏转角度过大,故B错;
C、如果RX部分短路,那么电流表示数较大,电压表示数为零,故此选项正确;
D、把滑动变阻器下端两接线柱连入电路会使电流表示数很小,RX两端电压也很小,故D错。
故选C。
(4)电流表和电压表读数分别为:0.5A、2.5V
(5)本实验中定值电阻阻值是不变的,多次测量求平均值可以减小误差。
故答案为:(1);(2)最右端;(3)C;(4)0.5A、2.5V;(5)减小误差。
32.海右中学到产品质量监督部门参加社会实践活动,碰到技术员正在处理一批假冒的“名牌”小灯泡.小明被安排用如图所示的器材检测这些小灯泡的质量是否合格.
小明一看,检测器材跟平时在学校做实验用的器材差不多;再看那些小灯泡,做工明显粗糙,尽管标注的有点模糊,但依稀还能辨认出“2.5V 0.3A”字样
(1)如图已画出了小明连接检测小灯泡的实物电路的一部分,请用笔画线代替导线帮助小明完成该实物电路的连接.
(2)小明连接好检测电路后,对其中一只小灯泡进行检侧,得到了下表中的检测数据.
电压/V 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 2.7
电流/A 0.22 0.25 0.28 0.30 0.32 /
亮度 微亮→较亮→亮→很亮 烧坏
由这些数据可以看出:
小灯泡在标注电压下工作时,通过它的实际电流比标注电流要
(3)如果小灯泡生产厂家制作灯丝的原材料质量是合格的,则造成这一问题的根本原因是 .
【答案】(1)电压表并联接入电路,小灯泡的额定电压为3V,电压表选择0~3V量程;电流表串联接入电路,小灯泡正常发光的电流为0.3A,电流表选择0~0.6A量程;如下图所示:
(2)大
(3)温度
【知识点】电流表、电压表在判断电路故障中的应用;电路的动态分析
【解析】【分析】(1)根据小灯泡标注的额定电流和额定电压确定电压表和电流表选择的量程;
(2)根据表中的实际电流和标称电流比较得出结论;
(3)温度影响灯丝的电阻;
【解答】解:(1)电压表并联接入电路,小灯泡的额定电压为3V,电压表选择0~3V量程;电流表串联接入电路,小灯泡正常发光的电流为0.3A,电流表选择0~0.6A量程;如下图所示:
(2)根据表中数据可知,小灯泡在标称电压下工作时,通过它的实际电流为0.320A>0.3A,故实际电流大于标称电流;
(3)因为温度影响灯丝的电阻,导致实际电流大于标称电流的原因可能是在不同温度下测量的.
故答案为:(1)如上图;(2)大;(3)温度.
四、解答题
33.(2021八上·柯桥月考)在综合实践活动中,为了防止某器械所受压力过大,科技小组设计了一个由压敏电阻控制的报警电路,如图所示,电源电压恒为15V,报警器(电阻不计)通过的电流达到或超过10mA会报警,超过25 mA会损坏。其阻值随压力F的变化规律如下表所示。
压力F/N 0 50 100 150 200 250 300 …
电阻RX/Ω 500 480 460 440 420 380 …
(1)当压敏电阻不受压力时,滑动变阻器能否移到最小阻值端?
(2)当压敏电阻Rx所受压力达到250N时,报警电路就实现报警功能,则此时滑动变阻器的接入阻值是多少?
(3)现要提高该器械其所受的最大压力,则该电路应做如何调整?
【答案】(1)解:I=15V/500Ω=30mA>25mA,不能
(2)解: 报警时电路中的最小电流是10mA=0.01A,
由欧姆定律可得,此时报警电路的总电阻为:,
由表格数据可知,压敏电阻受到的压力每增加50N,其电阻会减小20Ω,
则压敏电阻受到的压力为250时,
其阻值为,
所以,滑动变阻器的最大阻值至少为:R滑=R-Rx=1500-400=1100Ω。
(3)解:可在电路中串联电阻
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析
【解析】【分析】从表格数据知,压敏电阻每增加50N,电阻减小20.求出压力为500N时的电阻,进一步求出电路总电阻,根据电阻的串联求出滑动变阻器的最大阻值至少为多少。
【解答】(1)由于报警器超过25mA会损坏,而I=15V/500Ω=30mA,30mA>25mA,因此当压敏电阻不受压力时,滑动变阻器不能移到最小阻值端。
(2)解:报警时电路中的最小电流是10mA=0.01A,由欧姆定律可得,此时报警电路的总电阻为:,由表格数据可知,压敏电阻受到的压力每增加50N,其电阻会减小20Ω,则压敏电阻受到的压力为250时,其阻值为,所以,滑动变阻器的最大阻值至少为:R滑=R-Rx=1500-400=1100Ω。
(3)现要提高该器械其所受的最大压力,可在电路中串联电阻。
故答案为:(1)解:I=15V/500Ω=30mA>25mA,不能(2)1100Ω(3)解:可在电路中串联电阻
34.(2020八上·浙江期中)如图甲所示,电源电压为U保持不变,R0为定值电阻。闭合开关,电流表A的示数为I,电压表V1的示数为U1,电压表V2的示数为U2。移动滑动变阻器得到在不同电流下的U1—I图线和U2—I图线,如图乙所示。
(1)随着电路中电流的增大,电压表V1的示数U1 (选填“减小”或“增大”)
(2)在U—I坐标中两条图线在Q点相交,此状态滑动变阻器连入电路的阻值是 Ω;
(3)请根据图像求电源电压U 和定值电阻R0的阻值。
【答案】(1)减小
(2)0
(3)解:由图像可知:电源电压U=4.5V
U1=1.5V时,电路中的电流I=3.0A
两端的电压Uo=U-U1=4.5V-1.5V=3.0V
的电阻 =
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析
【解析】【分析】(1)根据甲图可知,灯泡与两个电阻串联,电压表V1测变阻器和灯泡的总电压。首先根据U0=I0R0判断R0两端的电压变化,再根据U1=U总-U0判断电压表V1的示数变化。
(2)两个电压表的图像相交,说明它们的示数相同,据此分析即可;
(3)根据(1)中的结果可知,直线是电压表V1的示数图像,曲线是电压表V2的图像。根据乙图可知,当电流为0时,电压表V1的示数为4.5V,这相当于灯泡发生断路,此时V1与电源并联,那么电源电压就是4.5V。当电压表V1的示数为1.5V时,电流为3A,根据公式U0=U-U1计算出此时定值电阻的电压,再根据 计算它的阻值。
【解答】(1)根据甲图可知,灯泡与两个电阻串联,电压表V1测变阻器和灯泡的总电压。根据公式U0=I0R0可知,当电流增大时,定值电阻两端的电压U0增大;根据公式U1=U总-U0可知,电压表V1的示数减小。
(2)电压表V1的示数等于变阻器的电压和灯泡电压之和,而电压表V2的示数等于灯泡的电压;如果两个图像相交,那么它们的示数相等,即变阻器的电压为零,根据U=IR可知,变阻器的阻值为零;
(3)由图像可知:电源电压U=4.5V;
当U1=1.5V时,电路中的电流I=3.0A;
定值电阻R0两端的电压U0=U-U1=4.5V-1.5V=3.0V;
R0的电阻 = 。
35.(2019八下·绍兴期中)物理学中常用磁感线来形象地描述磁场,用磁感应强度(用字母B表示)来描述磁场的强弱,它的国际单位是特斯拉(符号是T),磁感应强度B越大表明磁场越强;B=0表明没有磁场。有一种电阻,它的大小随磁场强弱的变化而变化,这种电阻叫做磁敏电阻,图1所示是某磁敏电阻R的阻值随磁感应强度B变化的图象。为了研究某磁敏电阻R的性质,小刚设计了如图2所示的电路进行实验,请解答下列问题:
【进行实验】
(1)当S1断开,S2闭合时,电压表的示数为3V,则此时电流表的示数为 A。
(2)闭合S1和S2,移动两个滑动变阻器的滑片,当电流表示数为0.04A时,电压表的示数为6V,由图象可得,此时该磁敏电阻所在位置的磁感应强度为 T。
(3)【分析与结论】闭合S1和S2,R2滑片固定不动,将R1的滑片向右滑动,则电压表示数 ,(选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】(1)0.03
(2)0.3
(3)变小
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析
【解析】【分析】(1)当S1断开,S2闭合时,定值电阻R与变阻器R2串联,电压表测R的电压;这时电磁铁没有磁性,据图1可知,这时R的阻值是100Ω,根据计算电流表的示数;
(2)闭合S1和S2,移动两个滑动变阻器的滑片,根据计算出R的阻值,根据图1确定这时的磁感应强度;
(3)闭合S1和S2,R2滑片固定不动,将R1的滑片向右滑动,根据变阻器R1阻值变化判断甲图中电磁铁磁场强度的变化,进而判断磁敏电阻R的阻值变化,最后根据串联电路电压与电阻成正比的规律判断电压表的示数变化。
【解答】(1)当S1断开,S2闭合时,定值电阻R与变阻器R2串联,电压表测R的电压;
这时电磁铁没有磁性,根据图1可知,当B=0时,磁敏电阻R的阻值是100Ω,
这时电流表的示数为:;
(2)闭合S1和S2,移动两个滑动变阻器的滑片,
这时磁敏电阻的阻值:;
据图1可知,这时磁感应强度为0.3T;
(3)闭合S1和S2,R2滑片固定不动,将R1的滑片向右滑动,甲图电路电阻增大,电流变小,因此电磁铁的磁场变弱;根据图1可知,这时磁敏电阻R的阻值变小,根据串联电路的电压分配规律可知,电压表的示数变小。
故答案为:(1)0.03A;(2)0.3;(3)变小
36.(2019八上·黄岩期末)国家规定燃气灶须安装熄火自动保护装置,在意外熄火时,装置能自动关闭气路。该装置由电源、热敏电阻R1、滑动变阻器R0及控制元件A等组成。其模拟装置示意图如图1所示。已知电源电压U=6V,控制元件A的电阻不计,热敏电阻Rt的阻值与温度的关系如图2中的线①所示,其工作原理是:当电路控制装置中的电流I≤0.02A时,控制元件A启动保护,关闭气路,反之打开气路。
(1)停止加热(意外熄火)后,随着Rt温度降低,电路中电流将变 。
(2)在某次启动保护时Rt的温度为80℃,求此时滑动变阻R0接入电路的阻值大小;
(3)若仅将Rt更换为图2中的线②所示热敏电阻(两只热敏电阻的吸、放热本领相同),小黄发现装置启动保护的灵敏度会降低,你认为其中的原由是: 。
【答案】(1)变小
(2)装置启动保护功能时,由题知此时电路中的电流I=0.02A,设此时电阻箱接入电路的阻值为R0,Rt的温度为80℃,由图2中图线①可知,热敏电阻的阻值Rt=100Ω;
此时电路的总电阻为:
R总= =300Ω
由电阻的串联可得,R1的电阻为:R0=R总-Rt=300Ω-100Ω=200Ω
(3)随着熄火后Rt温度降低,图线②所对应的热敏电阻要比图线①所对应的热敏电阻需降温至更低的温度才能启动保护,因此灵敏度降低
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析
【解析】【分析】(1)由图2分析出电阻与温度的关系,然后根据欧姆定律公式即可判断出电路中电流的变化;
(2)已知Rt的温度,即可由图2得出 Rt的电阻大小,已知串联电路中允许通过的最大电流为0.02A和电源电压,即可计算出电路的总阻值,串联电路中总电阻等于各元件电阻之和,可以得出滑动变阻器接入的最大阻值;
(3)由图2分析出②所示热敏电阻与①的电阻不同点,然后根据欧姆定律分析电流的变化;
【解答】(1)由图2可知,温度越低, Rt 的阻值越大,电路的总电阻增大,电压不变,电流减小;
(2) 装置启动保护功能时,由题知此时电路中的电流I=0.02A,设此时电阻箱接入电路的阻值为R0,Rt的温度为80℃,由图2中图线①可知,热敏电阻的阻值Rt=100Ω;
此时电路的总电阻为:
R总= =300Ω
由电阻的串联可得,R1的电阻为:R0=R总-Rt=300Ω-100Ω=200Ω;
(3)由图2可知, 线②代表的电阻随着温度的降低,其电阻升高的更慢,即电路中的电流减小的更慢,这样会导致保护装置需要降低到更低的温度才能启动保护,所以灵敏度就会降低;
故答案为:(1)变小;(2)200Ω;(3) 随着熄火后Rt温度降低,图线②所对应的热敏电阻要比图线①所对应的热敏电阻需降温至更低的温度才能启动保护,因此灵敏度降低。
37.学习了电学相关知识后,学校举办了一次综合实践活动,活动的主题是利用电流表或电压表制作一个简易电子秤。如图是小红设计的电子秤原理图,其中E为干电池(2节);A是电流表(电子秤示数表盘);R0是定值电阻(5Ω);R是一根长为6cm阻值为15Ω的均匀电阻丝。C是一根弹簧,其所受压力F与压缩量△L的关系如图所示(塑料盘的重力不计,g取10N/kg,制作时,调整弹簧的长度,使之不称重物时滑片P刚好在电阻丝的a端。
(1)该电子秤的最大称量是 ;
(2)当电流表的指针指在0.3A处时,所称重物的质量是多少?
(3)从理论上说明该方案的二处最大不足是 ;并画出你设计的原理电路图。
【答案】(1)6kg
(2)当电流表的指针指在0.3A处时,此时滑动变阻器连入电路的阻值为R′;
由欧姆定律得:
R′=5Ω;
由题意分析可知此时弹簧的压缩量: ;
由图象可知,此时弹簧所受压力为20N,即G′=F′=20N,所以物体的质量 ;
(3)刻度不均匀,而且当物重增加时,电表示数反而要降低
【知识点】电路的动态分析
【解析】【分析】(1)根据题意得出最大称量时,弹簧的压缩量,并从图象中读出此时弹簧受到的压力,并且压力等于重力,利用 即可求出最大称量;当滑片在a端时,电路中电流最大,利用欧姆定律求出此时电路中的最大电流,根据最大电流即可确定电流表的量程;(2)已知电源电压、电流以及R0的阻值,利用欧姆定律即可求出此时接入电路的阻值,再根据题意求出弹簧的压缩量,从图象中读出此时的压力,利用 即可求出此时物体的质量;(3)根据欧姆定律表示出电流与R的关系,分析关系式即可得出电流I与电阻R不成正比,也不成反比;根据这一特点分析其方案的最大不足之处。本题主要考查欧姆定律的应用以及滑动变阻器使用的掌握情况,本题的难点为(3)小题分析其方案的不足,只有找出不足之处,才会设计出符合要求的电路.
【解答】解:(1)当弹簧的压缩量为6cm时,称为最大称量;
由图象可知,此时弹簧所受的压力为60N,即G=F=60N,
所以 ;
由图可知,当滑片P在R的a端时,电路中的电流最大,
即 ;
即为电流表的最大量程为0~0.6A;(3)由 可知,U、R0为定值,I与R不成正比,也不成反比,即I不能随R的变化而均匀变化,故该方案的最大不足是表盘刻度不均匀.如图所示:
1 / 1浙教版科学八年级上册4.7电路分析与应用 同步夯实基础练习题
一、单选题
1.(2021八下·奉化期末)如图所示,闭合开关后两灯不亮,用电压表先后测得UAD=UAC=UAB=4.5V,则故障可能是( )
A.导线①断路 B.导线②断路 C.导线③断路 D.导线④断路
2.(2021八下·奉化期末)如图所示,电源电压保持不变,开关S闭合后,调节滑动变阻器滑片,下列说法正确的是( )
A.滑片向右滑动,电流表、电压表示数都增大
B.滑片向右滑动,电流表示数减小,电压表示数增大
C.滑片向左滑动,电流表示数增大,电压表示数减小
D.滑片向左滑动,电流表、电压表示数都增大
3.(2021八下·镇海期末)在如图所示的电路中,电源电压保持不变。由于电阻R1、R2可能出现了故障,开关S闭合后,电压表无示数。现将电压表并联在电阻R2两端,下列判断中正确的是( )
A.若电压表有示数,则一定是电阻R1短路
B.若电压表有示数,则一定是电阻R2断路
C.若电压表无示数,则可能是电阻R1断路、R2断路
D.若电压表无示数,则可能是电阻R1断路、R2短路
4.(2021八下·余姚竞赛)如图所示电路,闭合开关,甲、乙两灯泡均发光,过了一会儿,其中一个灯泡突然熄灭,但两电表指针仍明显偏转,造成此现象的原因可能是( )
A.甲灯泡短路 B.乙灯泡短路 C.甲灯泡开路 D.乙灯泡开路
5.(2021八下·鄞州期中)某同学做电学实验,电路如图所示,开关闭合后,小灯泡发光,两电表均有示数,在实验过程中,突然电灯熄灭、电压表示数增大、电流表示数几乎为零。请判断出现该现象的原因可能是( )
A.灯泡被短路 B.开关被断开
C.灯丝被烧断 D.滑动变阻器被烧断
6.如图所示的电路中,电源电压恒定不变,当开关S闭合时( )
A.电压表示数变小,电流表示数变小,灯变暗
B.电压表示数变大,电流表示数变大,灯变亮
C.电压表示数不变,电流表示数不变,灯的亮度不变
D.电压表示数不变,电流表示数变小,灯变暗
7.如图所示电路中,电源电压保持不变,闭合开关S后,将滑动变阻器R2的滑片P向右移动,在此过程中( )
A.电流表A示数变大,电压表V2示数变小
B.电流表A示数变大,电压表V1示数变小
C.电压表V1示数变小,电压表V2示数变大
D.电压表V1示数不变,电压表V2示数变大
8.如图所示当滑动变阻器的滑片自左向右移动的过程中,电路的总电阻、电流表示数和电压表示数的变化情况分别是( )
A.变小、变大、不变 B.不变、变大、变小
C.变大、变小、变小 D.变大、变大、变大
9.在如图所示的电路中,电源电压保持不变。闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P向右移动时,三个电表的示数变化情况是( )
A.电流表A示数变小,电压表V1示数变小,V2示数变大
B.电流表A示数变大,电压表V1示数变大,V2示数变大
C.电流表A示数变小,电压表V1示数不变,V2示数变大
D.电流表A示数变大,电压表V1示数不变,V2示数变大
10.如图所示,电路中电源两端的电压保持不变,闭合开关S,电流表A1、A2的示数分别为I1、I2,电压表V的示数为U。某时刻,在滑动变阻器滑片P位置没有改变的情况下,突然出现电流表A2的示数减为I1,而电流表A1和电压表V示数不变的现象。对于此电路可能出现的故障,下列判断中正确的是( )
A.电灯L出现断路 B.电灯L出现短路
C.滑动变阻器出现断路 D.滑动变阻器出现短路
11.如图所示电路,两盏相同的电灯在闭合开关后都能发光。过了一会儿,两盏电灯突然同时都不亮了,且电压表和电流表的示数均变为零。如果电路只有一处故障,则故障可能是( )
A.电灯L1断路 B.电灯L2断路 C.电灯L1短路 D.电灯L2短路
12.小红在做测定灯泡电阻的实验中,将正常的电流表、电压表接入电路,当闭合开关后,发现电流表有读数,电压表读数为零,移动滑动变阻器滑片时电流表读数有变化,电压表读数始终为零,其原因可能是( )
A.滑动变阻器接触不良 B.开关接触不良
C.小灯泡两端短路 D.灯泡的钨丝断了
13.图甲所示为气敏电阻随有害尾气浓度β变化的曲线。某科技小组利用气敏电阻设计了汽车有害尾气排放检测电路,如图乙所示,电源电压恒定不变,R为气敏电阻,L为指示灯。当有害尾气浓度β增大时( )
A.电流表的示数增大,指示灯亮度增大
B.电流表的示数减小,指示灯亮度增大
C.电流表的示数减小,指示灯亮度减小
D.电流表的示数增大,指示灯亮度减小
14.如图所示的电路,要使两个小灯泡L1、L2串联,应( )
A.断开开关S1、S2,闭合开关S3 B.断开开关S1、S3,闭合开关S2
C.断开开关S1,闭合开关S2、S3 D.断开开关S2,闭合开关S1、S3
15.(2020八上·西湖期末)在下图所示的电路中,闭合开关S,两个灯泡均不亮,电流表无示数,两个电压表的示数相等且等于电源电压,则电路故障可能是( )
A.L1短路 B.L2短路 C.L1断路 D.L2断路
16.(2020八上·新昌月考)小茗同学在利用如图所示电路进行电学实验时,闭合开关,发现灯L1亮,灯L2不亮,电流表和电压表均有示数。则故障原因是( )
A.灯L1短路 B.灯L1断路 C.灯L2短路 D.灯L2断路
17.(2020八上·杭州月考)如图将开关S1、S2都闭合后,电路正常工作,然后断开S2,则下列说法正确的是( )
A.电流表1示数不变,电流表2示数变小
B.电流表1示数不变,电流表2示数变大
C.电流表1示数变大,电流表2示数变大
D.电流表1示数变大,电流表2示数不变
18.(2020八上·杭州月考)在如图所示的电路中,闭合开关S,灯L不亮,电压表有示数,若电路故障在灯L或电阻R上某一处,对于故障的分析,下列判断正确的是( )
A.一定是电阻R断路
B.用导线连接R两端,根据灯的亮暗可以检测出故障原因
C.在电路中再串联一个电流表,根据电流表有无示数可以检测出故障原因
D.在L两端再并联一个电压表,根据电压表有无示数可以检测出故障原因
19.(2020八上·滨江月考)小明在研究并联电路电流特点时,根据如图所示电路图连接好电路,并闭合开关S和S1。当他再闭合开关S2时,电流表示数变化正确的是(电源电压不变)( )
A.A示数变大 B.A1示数变小 C.A1示数变大 D.A示数变小
20.(2020八上·义乌月考)如图所示,闭合开关后,无论如何移动滑片P,小灯泡始终不亮,已知导线及各处连接完好。为查找故障,开关闭合后,用电压表测得三次两接线柱间电压如表所示,则( )
两接线柱 电压表示数
A和B 3 V
A和D 3 V
A和F 0 V
A.只可能是小灯泡发生短路故障
B.只可能是小灯泡发生断路故障
C.还需测得H,G间电压,才能判定滑动变阻器是否发生断路故障
D.还需测得G,B间电压,才能判定滑动变阻器是否发生断路故障
二、填空题
21.(2021八下·海曙月考)小金制作了一个利用电压表测物体重力的小作品,它能在电压表盘上读出所放物体重力的大小,如图所示。
(1)当秤盘不放任何重物时,滑片P恰好处于a点。闭合开关,当秤盘上所放钩码个数增多时,电压表示数将 (填 “增大”、“减小”或“不变”);
(2)一段时间后,在秤盘放2牛重的钩码时,表盘读数比2牛大,换不同重的钩码反复试验,每次读数都不同且大于钩码的重力。产生这一现象是由于______引起的(填字母)
A.R1短路 B.R1断路 C.R2短路 D.R2断路
22.(2021八下·杭州开学考)
(1)如图甲所示电路,开关S闭合后,两灯均发光,电压表测的是灯 (选填“L1”或“L2”)两端电压。一段时间后,两灯均熄灭,但电压表有读数且示数较大,电流表无读数,则故障可能是 ( 选填“L1短路”.“L1断路”或“L2断路”)。
(2)如图乙所示为某种灯泡的电流I与电压U的关系图象。若有6只这种灯泡串联接在电压为6 V的电源上,通过灯泡的电流为 A;若把一只这种灯泡与一电阻并联接在电压为6 V的电源上,总电流为1.5 A,则该电阻的阻值为 。
23.如图所示,电源电压不变,R为定值电阻,当开关S闭合后,滑动变阻器的滑片P向右移动的过程中,电压表示数 ,电流表示数 ,电压表的示数与电流表的示数的比值 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
24.如图所示,电源电压为3 V,闭合开关,两只相同的灯泡L1、L2都亮,灯泡L2两端的电压为 V。突然两只灯泡同时熄灭,电压表的示数变为3 V,电路故障可能是灯泡 开路(选填“L1”或“L2”)。
25.(2020八上·余杭月考)如图所示电路,闭合开关S,当滑动变阻器滑片向右移动时,电流表示数 ,电压表示数 (以上两空选填“变大”、“变小”或“不变”),小灯泡亮度 (选填“变亮”、“变暗”或“不变”)。
26.(2020八上·滨江月考)
(1)如图一所示电路,开关S闭合后,两灯均发光,电压表测的是灯 (选填“L1”或“L2”)两端电压。一段时间后,两灯均熄灭,但电压表有读数且读数较大,电流表无读数,则故障可能是 (选填“L1短路”、“L2短路”、“L1断路”或“L2断路”)。
(2)如图二是为某种灯泡的电流I与电压U的关系图像。若有6只这种灯泡串联接在电压为6V的电源上,通过灯泡的电流为 A;若把一只这种灯泡与一电阻并联接在电压为6V的电源上,总电流为1.5A,则该电阻的阻值为 Ω。
三、实验探究题
27.(2020八上·椒江月考)为了验证并联电路的电流特点,小薇设计了如图所示的电路进行实验。
(1)小薇先将电流表接在L1所在的支路上,画了电路图甲,请你在图乙中用笔画线代替导线,分别将导线a,B符合题意的连接到相应的接线柱上。
(2)实验中,两个小灯泡的规格应选择 (填“相同”或“不相同”)的更加合理。
(3)当她刚正确连接完所有的导线,两个灯泡立即发光,电流表指针偏向零刻度线左方,其原因分别是 和 。
(4)过了一会后,观察到灯L2继续发光,但灯L1不发光,电流表的示数为零,电路可能存在的故障是 。
(5)排除故障后,她测出了L1支路的电流后想再测L2支路以及干路上的电流,于是她连接了如图丙所示的电路,当开关闭合后,两灯都发光,两个电流表的指针所指位置均为图丁所示,则通过灯L1的电流为 A,通过灯L2的电流为 A。
28.(2019八上·吴兴期末)在研究通过导体的电流与两端电压关系的活动中,同学们进行了如下实验探究。
①按图甲所示电路图连接好电路;
②闭合开关,改变滑动变阻器滑片P的位置,读出电压表和电流表的示数,并记录数据;
③对数据进行处理。
(1)实验时滑动变阻器滑片P向左移动时,电流表无读数,电压表有读数但不变。判断电路的故障是 。
(2)排除故障,得出实验数据,绘制成乙图像。根据乙图像,可以得到的结论是 。
(3)某小组的同学在处理数据时发现,电压与电流的比值恰好等于R的阻值,这是一种巧合吗 于是同学们想利用其他小组的实验数据来进一步论证,他们选用了前面小组R=10Ω的数据,发现和自己小组的结果一致。于是就得出了电压与电流的比值恰好等于R的阻值的结论。请你对该小组的论证提出自己的看法 。
29.(2018八上·义乌月考)在“探究影响导体电阻大小的因素”实验中,小明设计了如图电路.
(1)在连接电路时发现,还缺少一个元件,他应该在电路中再接入的元件是 .
(2)为粗略判断a、b两点间导体电阻的大小,可观察 .
(3)另有甲、乙两位同学分别对小明的电路作了如下的改进:甲把灯泡更换为电流表;乙在原电路中串联接入电流表.你认为 同学的改进更好一些,理由是 .
30.(2018八下·台州开学考)为了研究小灯泡电流与电压的关系,小明选择额定电压为2.5伏的小灯泡、电压为4伏的电源以及其它相关器材按图甲连接电路,进行实验。
(1)在实验过程中,小明将滑动变阻器的滑片从A端开始移动,直到灯泡正常发光,在此过程中测得小灯泡电流和电压的几组数据,并正确画出曲线a,如图乙所示。该实验中小明选择的滑动变阻器可能是 。
A.滑动变阻器R1(20欧,3安)
B.滑动变阻器R2(50欧,2安)
C.滑动变阻器R3(2000欧,0.25安)
(2)小明在图乙中还画出了本实验中滑动变阻器的电流随电压变化的曲线b,老师据图指出该曲线是错误的,其理由是 。
31.(2017八上·温岭期末) 如图1所示,电源电压为6V,图甲为伏安法测电阻的电路图;图乙为连接不完整的实物图.
(1)对照电路图甲,用笔画线代替导线将图乙中未连接部分连接起来.
(2)连接好电路,闭合开关前滑动变阻器滑片应该移到 ;(选填”最左端”或”最右端”)
(3)如果实验操作中出现:电流表有示数,电压表示数为0的现象,其故障可能是( )
A.电流表的正、负接线柱接反
B.电压表的量程选小了
C.电阻Rx发生了短路
D.把滑动变阻器下端两接线柱连入电路
(4)电流表和电压表的示数如图2所示, 电流表的示数为 ,电压表的示数为 。
(5)此实验要多次测量电阻值,最后求电阻值的平均值,其目的是 .
32.海右中学到产品质量监督部门参加社会实践活动,碰到技术员正在处理一批假冒的“名牌”小灯泡.小明被安排用如图所示的器材检测这些小灯泡的质量是否合格.
小明一看,检测器材跟平时在学校做实验用的器材差不多;再看那些小灯泡,做工明显粗糙,尽管标注的有点模糊,但依稀还能辨认出“2.5V 0.3A”字样
(1)如图已画出了小明连接检测小灯泡的实物电路的一部分,请用笔画线代替导线帮助小明完成该实物电路的连接.
(2)小明连接好检测电路后,对其中一只小灯泡进行检侧,得到了下表中的检测数据.
电压/V 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 2.7
电流/A 0.22 0.25 0.28 0.30 0.32 /
亮度 微亮→较亮→亮→很亮 烧坏
由这些数据可以看出:
小灯泡在标注电压下工作时,通过它的实际电流比标注电流要
(3)如果小灯泡生产厂家制作灯丝的原材料质量是合格的,则造成这一问题的根本原因是 .
四、解答题
33.(2021八上·柯桥月考)在综合实践活动中,为了防止某器械所受压力过大,科技小组设计了一个由压敏电阻控制的报警电路,如图所示,电源电压恒为15V,报警器(电阻不计)通过的电流达到或超过10mA会报警,超过25 mA会损坏。其阻值随压力F的变化规律如下表所示。
压力F/N 0 50 100 150 200 250 300 …
电阻RX/Ω 500 480 460 440 420 380 …
(1)当压敏电阻不受压力时,滑动变阻器能否移到最小阻值端?
(2)当压敏电阻Rx所受压力达到250N时,报警电路就实现报警功能,则此时滑动变阻器的接入阻值是多少?
(3)现要提高该器械其所受的最大压力,则该电路应做如何调整?
34.(2020八上·浙江期中)如图甲所示,电源电压为U保持不变,R0为定值电阻。闭合开关,电流表A的示数为I,电压表V1的示数为U1,电压表V2的示数为U2。移动滑动变阻器得到在不同电流下的U1—I图线和U2—I图线,如图乙所示。
(1)随着电路中电流的增大,电压表V1的示数U1 (选填“减小”或“增大”)
(2)在U—I坐标中两条图线在Q点相交,此状态滑动变阻器连入电路的阻值是 Ω;
(3)请根据图像求电源电压U 和定值电阻R0的阻值。
35.(2019八下·绍兴期中)物理学中常用磁感线来形象地描述磁场,用磁感应强度(用字母B表示)来描述磁场的强弱,它的国际单位是特斯拉(符号是T),磁感应强度B越大表明磁场越强;B=0表明没有磁场。有一种电阻,它的大小随磁场强弱的变化而变化,这种电阻叫做磁敏电阻,图1所示是某磁敏电阻R的阻值随磁感应强度B变化的图象。为了研究某磁敏电阻R的性质,小刚设计了如图2所示的电路进行实验,请解答下列问题:
【进行实验】
(1)当S1断开,S2闭合时,电压表的示数为3V,则此时电流表的示数为 A。
(2)闭合S1和S2,移动两个滑动变阻器的滑片,当电流表示数为0.04A时,电压表的示数为6V,由图象可得,此时该磁敏电阻所在位置的磁感应强度为 T。
(3)【分析与结论】闭合S1和S2,R2滑片固定不动,将R1的滑片向右滑动,则电压表示数 ,(选填“变大”“变小”或“不变”)。
36.(2019八上·黄岩期末)国家规定燃气灶须安装熄火自动保护装置,在意外熄火时,装置能自动关闭气路。该装置由电源、热敏电阻R1、滑动变阻器R0及控制元件A等组成。其模拟装置示意图如图1所示。已知电源电压U=6V,控制元件A的电阻不计,热敏电阻Rt的阻值与温度的关系如图2中的线①所示,其工作原理是:当电路控制装置中的电流I≤0.02A时,控制元件A启动保护,关闭气路,反之打开气路。
(1)停止加热(意外熄火)后,随着Rt温度降低,电路中电流将变 。
(2)在某次启动保护时Rt的温度为80℃,求此时滑动变阻R0接入电路的阻值大小;
(3)若仅将Rt更换为图2中的线②所示热敏电阻(两只热敏电阻的吸、放热本领相同),小黄发现装置启动保护的灵敏度会降低,你认为其中的原由是: 。
37.学习了电学相关知识后,学校举办了一次综合实践活动,活动的主题是利用电流表或电压表制作一个简易电子秤。如图是小红设计的电子秤原理图,其中E为干电池(2节);A是电流表(电子秤示数表盘);R0是定值电阻(5Ω);R是一根长为6cm阻值为15Ω的均匀电阻丝。C是一根弹簧,其所受压力F与压缩量△L的关系如图所示(塑料盘的重力不计,g取10N/kg,制作时,调整弹簧的长度,使之不称重物时滑片P刚好在电阻丝的a端。
(1)该电子秤的最大称量是 ;
(2)当电流表的指针指在0.3A处时,所称重物的质量是多少?
(3)从理论上说明该方案的二处最大不足是 ;并画出你设计的原理电路图。
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】电流表、电压表在判断电路故障中的应用
【解析】【分析】如果电压表有示数,则它的两个接线柱与电源之间连接正常;否则,这部分有问题,据此分析判断。
【解答】UAB=4.5V,则A到负极,B到正极之间连接正常,那么AB之间存在断路,故B正确,而A、C、D错误。
故选B。
2.【答案】D
【知识点】电路的动态分析
【解析】【分析】首先判断电路的串并联关系和电表测量的物理量,然后利用欧姆定律结合串并联电路的特点分析判断。
【解答】根据图片可知,灯泡与变阻器串联,电压表测灯泡电压,电流表测总电流。
当滑片向右滑动时,变阻器的阻值增大,总电阻增大,而总电流减小。根据U=IR可知,电压表的示数减小,故A、B错误;
当滑片向左滑动时,变阻器的阻值减小,总电阻减小,而总电流增大。根据U=IR可知,电压表的示数增大,故C错误,D正确。
故选D。
3.【答案】C
【知识点】电流表、电压表在判断电路故障中的应用
【解析】【分析】电压表没有示数,要么是电路发生断路,要么是电压表所在的位置发生短路,据此对各个选项进行分析判断。
【解答】根据电路图可知,电阻R1与R2串联,电压表测R1的电压。将电压表并联在R2两端时,
若电压表有示数,则要么是R1发生短路,要么是R2发生断路,故A、B错误;
如果电压表无示数,则说明R1可能断路;原来电压表也没有示数,则说明R2可能断路,故C正确,D错误。
故选C。
4.【答案】C
【知识点】电流表、电压表在判断电路故障中的应用
【解析】【分析】对各个选项中的故障进行分析,推测可能出现的现象,哪个与题目描述一致,哪个就是正确选项。
【解答】根据图片可知,甲和乙灯泡并联,电压表测的乙的电压,电流表测乙的电流。
A.甲灯泡短路时,乙灯泡、电压表和电流表都被短路,它们都没有示数,故A不合题意;
B.乙灯泡短路时,电压表和甲灯泡同时被短路,则电压表没有示数,故B不合题意;
C.甲灯泡开路时,甲不发光,但是对乙的电路没有影响,故C符合题意;
D.乙灯泡开路时,电压表和电流表串联,电压表的示数等于电源电压,而电流表几乎没有示数,故D不合题意。
故选C。
5.【答案】C
【知识点】电流表、电压表在判断电路故障中的应用
【解析】【分析】分析各个故障对应的现象,哪个与题目描述一致,哪个就是正确选项。
【解答】A.灯泡被短路时,电压表也同时被短路,它的示数为零,故A不合题意;
B.开关被断开时,整个电路断开,电压表的示数应该为零,故B不合题意;
C.灯丝被烧断时,电压表串联在电路中。由于它的内阻很大,因此电流表的示数几乎为零;由于串联电路电压与电阻成正比,所以电压表几乎分得全部电压,因此示数增大,故C符合题意;
D.滑动变阻器被烧断时,整个电路没有电流,电压表的示数为零,故D不合题意。
故选C。
6.【答案】C
【知识点】电路的动态分析
【解析】【分析】首先根据电路图确定电路的串并联关系,然后确定电表所测的物理量,最后利用串并联电路的特点,结合欧姆定律,对电表的示数变化进行判断即可。
【解答】根据电路图可知,灯泡L与定值电阻R并联,电压表测电源电压,而电流表测通过灯泡的电流。
当开关S断开时,电路里只有灯泡自己工作,此时电压表的示数等于电源电压,而电流表的示数为;
当开关S闭合时,电路里灯泡与定值电阻R并联,电压表的示数仍然等于电源电压,电流表的示数还是,
因此电压表和电流表的示数不变,灯泡的亮度也不变。
故C正确,而A、B、D错误。
故选C。
7.【答案】A
【知识点】电路的动态分析
【解析】【分析】首先根据电路图确定电路的串并联关系,然后确定电表所测的物理量,最后利用串并联电路的特点结合欧姆定律,对电表的示数变化进行判断即可。
【解答】根据电路图可知,定值电阻R1与变阻器R2串联,电压表V1测R1的电压,V2测变阻器R2的电压,电流表测总电流。
闭合开关S后,将滑动变阻器R2的滑片P向右移动,变阻器的阻值减小,根据R总=R1+R2可知,总电阻减小,根据“电流与电阻成反比”可知,电流表的示数增大。
根据U1=I1R1可知,电流增大,而R1的阻值不变,那么电压表V1的示数U1增大;
根据U总=U1+U2可知,U1变大,而U总不变,那么电压表V2的示数U2变小。
故A正确,而B、C、D错误。
故选A。
8.【答案】C
【知识点】电路的动态分析
【解析】【分析】首先根据电路图确定电路的串并联关系,然后确定电表所测的物理量,最后利用串并联电路的特点结合欧姆定律,根据变阻器的阻值变化对电表的示数变化进行判断即可。
【解答】根据电路图可知,电阻R1、R2和变阻器R3串联,电压表测R2的电压,电流表测总电流。
当滑动变阻器的滑片自左向右移动的过程中,变阻器R3的阻值增大,根据R总=R1+R2+R3可知,总电阻变大,根据“电流与电阻的反比关系”可知,电流表的示数变小。根据U2=I2R2可知,R2的阻值保持不变,而电流减小,那么电压表的示数减小。
故C正确,而A、B、D错误。
故选C。
9.【答案】C
【知识点】电路的动态分析
【解析】【分析】首先根据电路图确定电路的串并联关系,然后确定电表所测的物理量,最后利用串并联电路的特点结合欧姆定律,根据变阻器的阻值变化对电表的示数变化进行判断即可。
【解答】根据电路图可知,灯泡L和变阻器串联,电压表V1测电源电压,V2测变阻器的电压,电流表测总电流。
当滑动变阻器的滑片向右移动的过程中,变阻器的阻值增大,根据R总=RL+R变可知,总电阻变大,根据“电流与电阻的反比关系”可知,电流表的示数变小。根据UL=ILRL可知,RL的阻值保持不变,而电流减小,那么灯泡两端的电压减小。根据U总=UL+U变可知,变阻器两端的电压,即电压表V2的示数变大。
由于电压表V1测电源电压,所以它的示数保持不变。
故C正确,而A、B、D错误。
故选C。
10.【答案】A
【知识点】电流表、电压表在判断电路故障中的应用
【解析】【分析】对各个选项中的故障进行分析,推测可能出现的现象,哪个与题目描述一致,哪个就是正确选项。
【解答】根据图片可知,灯泡L与变阻器并联,电压表测电源电压,电流表A1测变阻器的电流I1,A2测干路电流I2=I1+IL。
A.电灯L出现断路时,只有变阻器自己工作,此时A1和A2都测量变阻器的电流I1,因此A1的示数不变,而A2的示数减小;电压表仍然测量电源电压,示数保持不变,故A符合题意;
B.电灯L出现短路时,变阻器和电压表同时被短路,那么电压表的示数为零,A1的示数为零,A2的示数变得很大,故B不合题意;
C.滑动变阻器出现断路时,A1的示数变成零,而不是保持不变,故C不合题意;
D.滑动变阻器出现短路时,灯泡和电压表同时被短路,那么电压表的示数为零,A1和A2的示数变得很大,故D不合题意。
故选A。
11.【答案】A
【知识点】电流表、电压表在判断电路故障中的应用
【解析】【分析】对各个选项中的故障进行分析,推测可能出现的现象,哪个与题目描述一致,哪个就是正确选项。
【解答】根据图片可知,灯泡L1与L2串联,电流表测总电流,电压表测灯泡L2的电压。
A.电灯L1断路时,整个电路被切断,即整个电路都没有电流,因此电流表和电压表的示数为零,两个灯泡不发光,故A符合题意;
B.电灯L2断路时,电压表串联在电路中,由于它的两个接线柱与电源正负两极相连,所以电压表的示数等于电源电压,故B不合题意;
C.电灯L1短路时,灯泡L2照常工作,它仍然会发光,电流表和电压表都有示数,故C不合题意;
D.电灯L2短路时,电压表同时被短路,没有示数,但是电流表没有被短路,它会有示数,故D不合题意。
故选A。
12.【答案】C
【知识点】电流表、电压表在判断电路故障中的应用
【解析】【分析】对各个选项中的故障进行分析,推测可能出现的现象,哪个与题目描述相同,那么它就是正确选项。
【解答】根据图片可知,灯泡与变阻器串联,电压表的灯泡电压,电流表测总电流。
A.滑动变阻器接触不良时,整个电路都没有电流,电流表示数为零,电压表的示数还是零,故A不合题意;
B.开关接触不良时,整个电流没有电流,两个电表的示数都是零,故B不合题意;
C.小灯泡两端短路时,电压表同时被短路,示数为零。此时电路里只有变阻器,因此电流表有示数。当变阻器的滑片移动时,阻值发生改变,那么电流表的示数改变,故C符合题意;
D.灯泡的钨丝断了时,电压表与变阻器串联,此时电压表的示数不是零,而是等于电源电压。由于电压表的内阻很大,所以通过电路的电流为零,故D不合题意。
故选C。
13.【答案】A
【知识点】电路的动态分析
【解析】【分析】首先根据甲图确定有害气体浓度增大时气敏电阻的阻值变化,再根据“电流和电阻的反比关系”确定电流表的示数变化,进而确定指示灯的亮度变化。
【解答】根据甲图可知,当有害尾气浓度增大时,气敏电阻的阻值将变小,那么电路的总电阻变小,而电路中的电流变大,指示灯变亮,故A正确,而B、C、D错误。
故选A。
14.【答案】B
【知识点】电路的动态分析
【解析】【分析】在电路中,如果只有一条通路,所有的用电器都首尾相连在这条通路上面,那么它们为串联,据此分析判断。
【解答】如下图所示,当开关S2闭合,而S1和S3断开时,从正极到负极只有一条通路,两个灯泡为串联,
故B正确,而A、C、D错误。
故选B。
15.【答案】C
【知识点】电流表、电压表在判断电路故障中的应用
【解析】【分析】分析各个选项中故障对应的现象,哪个与题目描述一致,哪个就是正确选项。
【解答】灯泡L1与L2串联,电流表测总电流,电压表V2测总电压,V1测L1的电压。
A.L1短路时,电压表V1同时被短路,示数为零,由于L2正常工作,因此电流表的示数不为零,故A错误;
B.L2短路时,L1正常工作,电压表V1和V2的示数都等于电源电压,此时电流表的示数不为零,故B错误;
C.L1断路时,灯泡L2与电压表V1串联,由于电压表的内阻很大,所以灯泡L2不发光,但是V1的示数等于电源电压。电压表V2与电流表串联,由于电压表电阻很大,所以电流表没有示数,但是电压表示数等于电源电压,故C正确;
D.L2断路时,电压表V1与电源断开,它的示数为零,故D错误。
故选C。
16.【答案】C
【知识点】电流表、电压表在判断电路故障中的应用
【解析】【分析】分析各个选项中的故障对应的现象,哪个与题目描述一致,哪个就是正确选项。
【解答】A.灯L1短路时,电压表同时被短路,它没有示数,与题目不符,故A错误;
B.灯L1断路时,电压表与L2串联,由于它的内阻很大,所以通过灯泡L2的电流很小,不会发光,故B错误;
C.灯L2短路时,只有灯泡L1自己工作, 此时电压表的示数等于电源电源,电流表也有示数,故C正确;
D.灯L2断路时,整个电路没有电流,电流表的示数为零,电压表示数为零,故D错误。
故选C。
17.【答案】A
【知识点】电路的动态分析
【解析】【分析】根据电路图,分析两个电流表所测的电流值,然后根据串并联电路的电流规律判断即可。
【解答】根据图片可知,当两个开关都闭合时,灯泡与定值电阻并联,此时电流表A1测灯泡电流IL,而A2在干路上测总电流,即I总=IL+IR。当开关S2断开时,只有灯泡自己工作,那么两个电流表都测通过灯泡的电流IL,因此A1的示数不变,而A2的示数变小。
故选A。
18.【答案】C
【知识点】电流表、电压表在判断电路故障中的应用
【解析】【分析】对各个选项中的故障进行分析,推测可能出现的现象,然后与题干比较即可。
【解答】A.闭合开关S,灯L不亮,电压表有示数,说明电压表的两极与电源的两极相连,故障可能是电阻R断路,也可能是灯泡短路,故A错误;
B.若灯泡L短路,用导线连接R两端时,电源被短路,不仅灯泡不亮,而且烧坏电源,故B错误;
C.在电路中串联一个电流表,如果电流表有示数,那么说明灯泡有示数,那么说明灯泡被短路;如果电流表没有示数,说明电阻R断路,故C正确;
D.在灯泡L两端并联一个电压表,如果电压表无示数,那么可能是灯泡短路,也可能是R断路,无法确定故障原因,故D错误。
故选C。
19.【答案】A
【知识点】电路的动态分析
【解析】【分析】根据图片弄清开关S2闭合前后电阻串并联关系的变化,弄清各个电流表测量的电流值,最后利用串并联电路的电流特点分析它们的变化即可。
【解答】只闭合开关S和S1时,电路里只有电阻R1,电流表A1与A都测量通过R1的电流I1;
再闭合开关S2时,电阻R1与R2并联,电流表A1测电阻R1的电流I1,电流表A2测电阻R2的电流I2,电流表A测干路电流。根据并联电流干路电流等于支路电流之和的规律可知,电流表A的示数变大,而A1的示数不变。
故选A。
20.【答案】D
【知识点】电流表、电压表在判断电路故障中的应用
【解析】【分析】用电压表检测电路时,若它有示数,说明它与电源两极之间连接正常;若它无示数,说明它与电源两极之间有断路或者并联的部分有短路,据此分析判断。
【解答】用电压表检测时,发现AB间电压不为零,说明电源完好;
若小灯泡短路,则AB、AD、AF间电压表都有示数,故A不符合题意;
若小灯泡断路,则AB、AD间电压表有示数,AF间电压表无示数;若滑动变阻器、小灯泡同时断路,则AB、AD有示数,AF间电压表无示数,故B不符合题意;
已知导线及各处连接完好,HG和AF间的电压相同,不能判断滑动变阻器是否断路,故C不符合题意;
由接A和B示数是3V,A和D示数是3V,A和F示数0V,可知小灯泡断路;若要判断变阻器和灯泡是否同时断路,所以需要将电压表两端接G、B,若电压表有示数则说明变阻器没有断路,若电压表无示数则说明滑动变阻器断路。这样就能判断灯泡和滑动变阻器是否同时断路,故D符合题意。
故选D。
21.【答案】(1)增大
(2)A
【知识点】电流表、电压表在判断电路故障中的应用;欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)当钩码的数量增大时,首先判断变阻器上滑片的移动方向,进而判断与电压表并联的电阻的大小变化,最后根据U=IR分析电压表的示数变化。
(2)根据欧姆定律分析整个电路的阻值变化即可。
【解答】(1)根据图片可知,定值电阻R1与变阻器R2串联,由于滑片上连接的是电压表,因此无论滑片怎样移动,变阻器接入的都是全部阻值,即通过电路的电流不变。当秤盘上砝码的个数增多时,滑片向下移动,与电压表并联的电阻变大,根据U=IR可知,电压表的示数增大。
(2)电压表的示数偏大,根据U=IR可知,应该是通过电路的电流增大了,由于总电压不变,那么总电阻变小了。如果R2短路,那么电压表的示数变成0;如果R1短路,那么总电阻变小,而总电流变大,故A正确,B、C、D错误。
故选A。
22.【答案】(1)L1;L2断路
(2)0.2;6
【知识点】电流表、电压表在判断电路故障中的应用;欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)电压表与哪个用电器并联,它就测哪个用电器的电压。当灯泡L1发生断路时,没有电流经过电流表,因此电流表没有示数。电压表与灯泡L2串联,此时电压表测电源电压,不但有示数且示数接近电源电压。
(2)在串联电路中,电压与电阻成正比,据此计算出每个灯泡两端的电压,再根据乙图确定通过灯泡的电流。
首先通过乙图确定电压为6V时通过灯泡的电流,再根据I=I总-IL计算出通过电阻的电流,最后根据计算它的阻值即可。
【解答】(1)根据甲图可知,灯泡L1与L2串联,电压表与灯泡L1并联,测L1的电压,电流表测总电流。一段时间后,两灯均熄灭,但电压表有读数且示数较大,电流表无读数,则故障可能是灯泡L1断路。
(2)根据串联电路的分压规律可知,6个灯泡的电阻相同,那么它们每个灯泡分得的电压为6V的,即U=,根据乙图可知,此时通过灯泡的电流为0.2A。
当灯泡两端的电压为6V时,通过它的电流IL=0.5A;
那么电阻R的电流I=I总-IL=1.5A-0.5A=1A;
那么电阻R的阻值为:。
23.【答案】变小;变小;不变
【知识点】电路的动态分析
【解析】【分析】首先根据电路图确定电路的串并联关系,然后确定电表所测的物理量,最后利用串并联电路的特点结合欧姆定律,对电表的示数变化进行判断即可。
【解答】根据电路图可知,定值电阻R与滑动变阻器串联,电流表测总电流,电压表测R的电压。
开关S闭合后,滑动变阻器的滑片P向右移动的过程,变阻器的阻值增大,根据R总=R变+R可知,电路的总电阻变大,根据“电流与电阻的反比关系”可知,通过电路的电流变小,即电流表的示数变小。
根据U=IR可知,定值电阻R不变,通过它的电流变小,所以电压表的示数变小。
电压表测R的电压,电流表测通过R的电流,根据公式可知,电压表的示数与电流表的示数比值不变。
24.【答案】1.5;L2
【知识点】电流表、电压表在判断电路故障中的应用
【解析】【分析】(1)首先根据图片确定两个灯泡的串并联关系,然后根据串联电流的特点和U=IR判断二者电压的大小关系,最后根据U总=U1+U2计算即可;
(2)电压表有示数,且等于电源电压,那么它的两个接线柱肯定与电源正负两极连通,据此对故障进行分析判断即可。
【解答】(1)由图可知,两灯串联,电压表测量灯泡L2两端的电压。因为串联电路中电流处处相等,所以通过灯泡L1和L2的电流相等,两个灯泡相同,电阻也相同。根据U=IR可知,两灯泡两端的电压相等,都为电源电压的一半,所以灯泡L2两端的电压为 = ×3 V=1.5 V;
(2)突然两只灯泡同时熄灭,电压表的示数变为3 V,不可能是两灯泡同时短路,所以应该是断路。因为电压表的示数为3 V,说明电压表与电源的两端相连,所以电路故障可能是灯泡 L2断路了。
25.【答案】变小;不变;不变
【知识点】电路的动态分析
【解析】【分析】(1)当电压不变时,通过导体的电流与电阻成反比;
(2)并联电路两端的总电压等于各支路两端电压;
(3)通过灯泡的电流越大,灯泡的亮度越亮,据此分析判断即可。
【解答】闭合开关后,灯泡L与变阻器并联,电流表测通过变阻器的电流,电压表测变阻器两端的电压。
当变阻器的滑片向右移动时,变阻器的阻值增大,而它两端的电压始终等于电源电压保持不变,因此通过它的电流变小,即电流表的示数变小,而电压表的示数不变。
变阻器的阻值变化不会影响灯泡,因此通过灯泡的电流大小不变,即亮度不变。
26.【答案】(1)L1;L1断路
(2)0.2;6
【知识点】电阻和电阻的串联、并联;欧姆定律及其应用;电路的动态分析
【解析】【分析】(1)电压表与哪个用电器并联,它就测哪个用电器的电压。当灯泡L1断路时,电压表与灯泡L2串联,由于它的内阻很大,因此通过灯泡L2的电流很小,它不发光。在串联电路中,电压与电阻成正比,因此电压表几乎分得全部电源电压,则示数较大;电流表没有电流经过,因此没有示数。
(2)首先根据串联电路电压与电阻成正比计算出每个灯泡两端的电压,再根据图二确定通过灯泡的电流。当灯泡与电阻并联时,首先根据图二确定灯泡电压为6V时的电流,再根据并联电流特点I=I总-IL计算出通过电阻的电流,最后根据计算它的阻值。
【解答】(1)如图一所示电路,开关S闭合后,两灯均发光,电压表测的是灯L1两端电压。一段时间后,两灯均熄灭,但电压表有读数且读数较大,电流表无读数,则故障可能是L1断路。
(2)这6只灯泡的电阻都相等,根据串联电路电压与电阻成正比的规律可知,每个灯泡两端的电压。根据图二可知,当灯泡电压为1V时,通过灯泡的电流为0.2A。
当灯泡与电阻并联时,它们两端的电压都等于电源电压6V。根据图二可知,当灯泡电压为6V时,通过灯泡的电流为0.5A,那么通过电阻的电流为:I=I总-IL=1.5A-0.5A=1A,那么该电阻的阻值为:。
27.【答案】(1)
(2)不相同
(3)开关未断开;电流表接线柱接反
(4)L1断路
(5)1.92;0.48
【知识点】实物的电路连接;电流的测量及电流表的使用;串、并联电路的电流特点;电流表、电压表在判断电路故障中的应用
【解析】【分析】(1)根据甲图确定电路的串并联关系、电表所测的物理量和各个元件的先后顺序,然后将导线连接在相应位置即可;
(2)如果两个灯泡完全相同,那么通过两个灯泡的电流也相同,那么很容易得到“并联电路各支路电流相等”的结论,这个结论肯定是错误的,所以必须选择规格不同的灯泡;
(3)在连接电路时,为了防止电路时通时断,烧毁灯泡,因此开关必须闭合;电流必须从“+”接线柱流入,从“-”接线柱流出,据此寻找故障原因;
(4)L2正常发光,说明它的电路部分连接正常。L1不发光,且电流表无示数,那么可能L1发生短路,也可能发生断路。如果L1短路,那么L2也被短路,它不会发光,则只能是L1断路。
(5)根据并联电路的电流规律比较两个电路表的示数大小,然后根据丁图读出两个示数,最后与电流表对应起来,最后再计算通过两个灯泡的电流即可。
【解答】(1)根据甲图可知,灯泡L1与L2并联,电流表与L1串联。根据乙图可知,只需将L1右端的a线与电流表的“-”接线柱相连,再将L2右端的b线与电流表的“3”接线柱相连即可,如下图所示:
(2)实验中,两个小灯泡的规格应选择不相同的更加合理。
(3)连接完导线灯泡立即发光,说明:开关没有断开。正常情况下,电流表的指针应该向右偏转,而现在向左偏转,说明:电流表接线柱接反。
(4)过了一会后,观察到灯L2继续发光,但灯L1不发光,电流表的示数为零,电路可能存在的故障是L1断路。
(5)根据丙图可知,两个灯泡并联,电流表A1在干路上测总电流,A2测L2的电流。
在并联电路中,总电流等于各支路电流之和,那么A1的示数大于A2.
根据丁图可知,当电流表量程为0~3A时,分度值为0.1A,示数为2.4A;
当电流表量程为0~0.6A时,分度值为0.02A,示数为0.48A;
则通过灯泡L2的电流为0.48A,总电流为2.4A;
那么通过灯泡L1的电流为:I1=I总-I2=2.4A-0.48A=1.92A。
28.【答案】(1)R开路
(2)当电阻不变时,电流与电压成正比
(3)这种说法错误,应该实验当R≠10Ω的情况下,电压与电流的比值。
【知识点】电流表、电压表在判断电路故障中的应用;探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【分析】(1)如果电阻R断路,那么电压表串联在电路中,由于它的内阻很大,因此通过电路的电流很小,以至于电流表的指针几乎不动,而电压表则测量电源电压保持不变;
(2)在数学上,如果两个量之间变化的图像是一条通过坐标原点的斜线,那么它们成正比例关系;
(3)为了保证实验结论的客观准确性,该小组的同学应该选择与自己电阻值不同的数据选择的电阻值不同的进行分析。
【解答】(1)实验时滑动变阻器滑片P向左移动时,电流表无读数,电压表有读数但不变。判断电路的故障是R开路;
(2)根据乙图可知,电流随电压变化的图像是一条通过坐标原点的斜线,因此得到结论:当电阻不变时,电流与电压成正比 ;
(3)我对该小组的论证提出的看法是:这种说法错误,应该实验当R≠10Ω的情况下,电压与电流的比值。
29.【答案】(1)开关
(2)灯泡亮度
(3)乙;保护电路
【知识点】电流表、电压表在判断电路故障中的应用
【解析】【分析】(1)构成电路的基本元件有电源、开关、导线和用电器;(2)电路中电流与电阻存在一定的关系,电流的变化又会引起灯泡亮度的变化;(3)电流表电阻很小,不能直接接到电源两端,否则会因电流过大损坏电流表。
【解答】(1)根据构成电路的基本元件可知,他应该在电路中再接入的元件是开关;
(2)当电路中的导体电阻发生变化时,会引起电路中的电流变化,使灯泡亮度发生变化,所以可观察灯泡亮度;
(3)甲同学的方法会使电源短路。乙同学的方法较好,理由是:灯泡起到了保护电路的作用。
故答案为:(1)开关;(2)灯泡亮度;(3)乙;保护电路
30.【答案】(1)B
(2)小灯泡与滑动变阻器串联,两者电压之和应等于4V,而图中电流为0.2A时,电压之和大于4V,故曲线b是错误的
【知识点】伏安法测电阻的探究实验;电路的动态分析
【解析】【分析】伏安特性曲线图常用纵坐标表示电流I、横坐标表示电压U,以此画出的I-U图像叫做导体的伏安特性曲线图。伏安特性曲线是针对导体的,也就是耗电元件,图像常被用来研究导体电阻的变化规律,是物理学常用的图像法之一。
【解答】(1)由图可知,I=0.1A时,U=U1+U2=4V;
当小灯泡电流最小时,滑动变阻器的阻值最大;
R=;故B符合;
(2)图中a、b的交点,电压之和大于4V,超过了电源电压;故图像错误;
故答案为:(1)B;(2)小灯泡与滑动变阻器串联,两者电压之和应等于4V,而图中电流为0.2A时,电压之和大于4V,故曲线b是错误的。
31.【答案】(1)
(2)最右端
(3)C
(4)0.5A;2.5V
(5)减小误差
【知识点】电流的测量及电流表的使用;电压的测量及电压表的使用;电流表、电压表在判断电路故障中的应用;伏安法测电阻的探究实验
【解析】【分析】(1)本题连接实物电路要求:滑动变阻器要求一上一下接入电路,电压表并联在RX两端;
(2)连接电路时,闭合开关前滑动变阻器滑片应该移到阻值最大的位置;
(3)当滑片向右滑时,按这样的顺序分析:局部电阻的变化(依据滑片的移动方向判断)→电路中总电阻的变化(依据总电阻等于各电阻之和判断)→电路中总电流的变化(依据欧姆定律I=
判断)→定值电阻两端电压的变化(依据U=IR判断);(4)读出电流表和电压表的示数,根据R=算出电阻值;
(5)很多物理实验都需要多次测量求平均值,有的为了求平均值减小误差,有的为了找到更普通的规律.
【解答】解:(1)滑动变阻器上方任意一个接线柱与Rx右接线柱联起来,电压表的“+”接线柱与RX左接线柱相连,具体如图
伏安法测电阻的原理是R=;
(2)连接好电路,闭合开关前滑动变阻器滑片应该移到阻值最大,由图知滑片应该移到最右端;
(3)A、电流表的正、负接线柱接反会使电流表指针会反偏,故A错;
B、电压表的量程选小了会使导致电压表指针偏转角度过大,故B错;
C、如果RX部分短路,那么电流表示数较大,电压表示数为零,故此选项正确;
D、把滑动变阻器下端两接线柱连入电路会使电流表示数很小,RX两端电压也很小,故D错。
故选C。
(4)电流表和电压表读数分别为:0.5A、2.5V
(5)本实验中定值电阻阻值是不变的,多次测量求平均值可以减小误差。
故答案为:(1);(2)最右端;(3)C;(4)0.5A、2.5V;(5)减小误差。
32.【答案】(1)电压表并联接入电路,小灯泡的额定电压为3V,电压表选择0~3V量程;电流表串联接入电路,小灯泡正常发光的电流为0.3A,电流表选择0~0.6A量程;如下图所示:
(2)大
(3)温度
【知识点】电流表、电压表在判断电路故障中的应用;电路的动态分析
【解析】【分析】(1)根据小灯泡标注的额定电流和额定电压确定电压表和电流表选择的量程;
(2)根据表中的实际电流和标称电流比较得出结论;
(3)温度影响灯丝的电阻;
【解答】解:(1)电压表并联接入电路,小灯泡的额定电压为3V,电压表选择0~3V量程;电流表串联接入电路,小灯泡正常发光的电流为0.3A,电流表选择0~0.6A量程;如下图所示:
(2)根据表中数据可知,小灯泡在标称电压下工作时,通过它的实际电流为0.320A>0.3A,故实际电流大于标称电流;
(3)因为温度影响灯丝的电阻,导致实际电流大于标称电流的原因可能是在不同温度下测量的.
故答案为:(1)如上图;(2)大;(3)温度.
33.【答案】(1)解:I=15V/500Ω=30mA>25mA,不能
(2)解: 报警时电路中的最小电流是10mA=0.01A,
由欧姆定律可得,此时报警电路的总电阻为:,
由表格数据可知,压敏电阻受到的压力每增加50N,其电阻会减小20Ω,
则压敏电阻受到的压力为250时,
其阻值为,
所以,滑动变阻器的最大阻值至少为:R滑=R-Rx=1500-400=1100Ω。
(3)解:可在电路中串联电阻
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析
【解析】【分析】从表格数据知,压敏电阻每增加50N,电阻减小20.求出压力为500N时的电阻,进一步求出电路总电阻,根据电阻的串联求出滑动变阻器的最大阻值至少为多少。
【解答】(1)由于报警器超过25mA会损坏,而I=15V/500Ω=30mA,30mA>25mA,因此当压敏电阻不受压力时,滑动变阻器不能移到最小阻值端。
(2)解:报警时电路中的最小电流是10mA=0.01A,由欧姆定律可得,此时报警电路的总电阻为:,由表格数据可知,压敏电阻受到的压力每增加50N,其电阻会减小20Ω,则压敏电阻受到的压力为250时,其阻值为,所以,滑动变阻器的最大阻值至少为:R滑=R-Rx=1500-400=1100Ω。
(3)现要提高该器械其所受的最大压力,可在电路中串联电阻。
故答案为:(1)解:I=15V/500Ω=30mA>25mA,不能(2)1100Ω(3)解:可在电路中串联电阻
34.【答案】(1)减小
(2)0
(3)解:由图像可知:电源电压U=4.5V
U1=1.5V时,电路中的电流I=3.0A
两端的电压Uo=U-U1=4.5V-1.5V=3.0V
的电阻 =
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析
【解析】【分析】(1)根据甲图可知,灯泡与两个电阻串联,电压表V1测变阻器和灯泡的总电压。首先根据U0=I0R0判断R0两端的电压变化,再根据U1=U总-U0判断电压表V1的示数变化。
(2)两个电压表的图像相交,说明它们的示数相同,据此分析即可;
(3)根据(1)中的结果可知,直线是电压表V1的示数图像,曲线是电压表V2的图像。根据乙图可知,当电流为0时,电压表V1的示数为4.5V,这相当于灯泡发生断路,此时V1与电源并联,那么电源电压就是4.5V。当电压表V1的示数为1.5V时,电流为3A,根据公式U0=U-U1计算出此时定值电阻的电压,再根据 计算它的阻值。
【解答】(1)根据甲图可知,灯泡与两个电阻串联,电压表V1测变阻器和灯泡的总电压。根据公式U0=I0R0可知,当电流增大时,定值电阻两端的电压U0增大;根据公式U1=U总-U0可知,电压表V1的示数减小。
(2)电压表V1的示数等于变阻器的电压和灯泡电压之和,而电压表V2的示数等于灯泡的电压;如果两个图像相交,那么它们的示数相等,即变阻器的电压为零,根据U=IR可知,变阻器的阻值为零;
(3)由图像可知:电源电压U=4.5V;
当U1=1.5V时,电路中的电流I=3.0A;
定值电阻R0两端的电压U0=U-U1=4.5V-1.5V=3.0V;
R0的电阻 = 。
35.【答案】(1)0.03
(2)0.3
(3)变小
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析
【解析】【分析】(1)当S1断开,S2闭合时,定值电阻R与变阻器R2串联,电压表测R的电压;这时电磁铁没有磁性,据图1可知,这时R的阻值是100Ω,根据计算电流表的示数;
(2)闭合S1和S2,移动两个滑动变阻器的滑片,根据计算出R的阻值,根据图1确定这时的磁感应强度;
(3)闭合S1和S2,R2滑片固定不动,将R1的滑片向右滑动,根据变阻器R1阻值变化判断甲图中电磁铁磁场强度的变化,进而判断磁敏电阻R的阻值变化,最后根据串联电路电压与电阻成正比的规律判断电压表的示数变化。
【解答】(1)当S1断开,S2闭合时,定值电阻R与变阻器R2串联,电压表测R的电压;
这时电磁铁没有磁性,根据图1可知,当B=0时,磁敏电阻R的阻值是100Ω,
这时电流表的示数为:;
(2)闭合S1和S2,移动两个滑动变阻器的滑片,
这时磁敏电阻的阻值:;
据图1可知,这时磁感应强度为0.3T;
(3)闭合S1和S2,R2滑片固定不动,将R1的滑片向右滑动,甲图电路电阻增大,电流变小,因此电磁铁的磁场变弱;根据图1可知,这时磁敏电阻R的阻值变小,根据串联电路的电压分配规律可知,电压表的示数变小。
故答案为:(1)0.03A;(2)0.3;(3)变小
36.【答案】(1)变小
(2)装置启动保护功能时,由题知此时电路中的电流I=0.02A,设此时电阻箱接入电路的阻值为R0,Rt的温度为80℃,由图2中图线①可知,热敏电阻的阻值Rt=100Ω;
此时电路的总电阻为:
R总= =300Ω
由电阻的串联可得,R1的电阻为:R0=R总-Rt=300Ω-100Ω=200Ω
(3)随着熄火后Rt温度降低,图线②所对应的热敏电阻要比图线①所对应的热敏电阻需降温至更低的温度才能启动保护,因此灵敏度降低
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析
【解析】【分析】(1)由图2分析出电阻与温度的关系,然后根据欧姆定律公式即可判断出电路中电流的变化;
(2)已知Rt的温度,即可由图2得出 Rt的电阻大小,已知串联电路中允许通过的最大电流为0.02A和电源电压,即可计算出电路的总阻值,串联电路中总电阻等于各元件电阻之和,可以得出滑动变阻器接入的最大阻值;
(3)由图2分析出②所示热敏电阻与①的电阻不同点,然后根据欧姆定律分析电流的变化;
【解答】(1)由图2可知,温度越低, Rt 的阻值越大,电路的总电阻增大,电压不变,电流减小;
(2) 装置启动保护功能时,由题知此时电路中的电流I=0.02A,设此时电阻箱接入电路的阻值为R0,Rt的温度为80℃,由图2中图线①可知,热敏电阻的阻值Rt=100Ω;
此时电路的总电阻为:
R总= =300Ω
由电阻的串联可得,R1的电阻为:R0=R总-Rt=300Ω-100Ω=200Ω;
(3)由图2可知, 线②代表的电阻随着温度的降低,其电阻升高的更慢,即电路中的电流减小的更慢,这样会导致保护装置需要降低到更低的温度才能启动保护,所以灵敏度就会降低;
故答案为:(1)变小;(2)200Ω;(3) 随着熄火后Rt温度降低,图线②所对应的热敏电阻要比图线①所对应的热敏电阻需降温至更低的温度才能启动保护,因此灵敏度降低。
37.【答案】(1)6kg
(2)当电流表的指针指在0.3A处时,此时滑动变阻器连入电路的阻值为R′;
由欧姆定律得:
R′=5Ω;
由题意分析可知此时弹簧的压缩量: ;
由图象可知,此时弹簧所受压力为20N,即G′=F′=20N,所以物体的质量 ;
(3)刻度不均匀,而且当物重增加时,电表示数反而要降低
【知识点】电路的动态分析
【解析】【分析】(1)根据题意得出最大称量时,弹簧的压缩量,并从图象中读出此时弹簧受到的压力,并且压力等于重力,利用 即可求出最大称量;当滑片在a端时,电路中电流最大,利用欧姆定律求出此时电路中的最大电流,根据最大电流即可确定电流表的量程;(2)已知电源电压、电流以及R0的阻值,利用欧姆定律即可求出此时接入电路的阻值,再根据题意求出弹簧的压缩量,从图象中读出此时的压力,利用 即可求出此时物体的质量;(3)根据欧姆定律表示出电流与R的关系,分析关系式即可得出电流I与电阻R不成正比,也不成反比;根据这一特点分析其方案的最大不足之处。本题主要考查欧姆定律的应用以及滑动变阻器使用的掌握情况,本题的难点为(3)小题分析其方案的不足,只有找出不足之处,才会设计出符合要求的电路.
【解答】解:(1)当弹簧的压缩量为6cm时,称为最大称量;
由图象可知,此时弹簧所受的压力为60N,即G=F=60N,
所以 ;
由图可知,当滑片P在R的a端时,电路中的电流最大,
即 ;
即为电流表的最大量程为0~0.6A;(3)由 可知,U、R0为定值,I与R不成正比,也不成反比,即I不能随R的变化而均匀变化,故该方案的最大不足是表盘刻度不均匀.如图所示:
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