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【挑战期末满分】考点8:欧姆定律综合复习(原卷版)
一、单选题
1.有两个可变电阻,开始时阻值相等,都为R,现将其中一个电阻的阻值增大,将另一个电阻的阻值减小,则两个电阻并联后总电阻将( )21世纪教育网版权所有
A.一定小于R B.一定大于R C.一定等于R D.以上结果都有可能
2.(2021·上海静安· ( http: / / www.21cnjy.com )二模)在图所示的电路中,电源电压不变。若将一个电流表串接在电路A、B两点中的某处。则闭合开关后,在向右移动滑动变阻器滑片P的过程中,电压表示数与电流表示数的比值( )21·cn·jy·com
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A.一定变小 B.可能变小 C.一定不变 D.可能变大
3.(2021·上海徐汇·二模)在图所示电路,电源电压保持不变。闭合开关S,向右移动滑动变阻器滑片P过程中( )【出处:21教育名师】
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A.电流表A1的示数变大
B.电压表V的示数变大
C.电压表V示数与电流表A示数的比值变大
D.电流表A示数与电流表A1示数的差值变大
4.(2021·上海闵行·二模 ( http: / / www.21cnjy.com ))如图所示的电路,电源电压保持不变,闭合开关S,发现灯L不亮,电阻R和灯L中仅有一个出现了故障。关于S闭合前后两电表示数的变化情况及相应的故障,下列说法中正确的是( )www.21-cn-jy.com
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A.两电表示数都不变,L断路 B.两电表示数都变化,R短路
C.两电表示数都变化,R断路 D.仅一个电表示数变化,L短路
5.已知R1 A. ( http: / / www.21cnjy.com / )
B.
C.
D.
6.(2021·上海崇明·一模)在如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合电键S,当滑动变阻器的滑片向右移动时,电表示数保持不变的是( )21*cnjy*com
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A.A1和V B.A和V C.只有V D.只有A1
7.(2021·上海市廊下中学九年级 ( http: / / www.21cnjy.com )期末)如图所示,电源电压为3伏,闭合开关S,电路正常上作。现有如下两种操作:①将开关S断开;②将电源电压替换为4伏。其中可以使电流表A示数与电流表A1示数的比值变小的操作有( )
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A.只有①可行 B.只有②可行
C.①②都可行 D.①②都不行
8.(2021·上海·一模)在图所示的电路中,电源电压保持不变。闭合开关S后,当滑动变阻器R1的滑片P由中点向右端移动时( )21教育名师原创作品
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A.电流表A1的示数变大 B.电压表V的示数变小
C.电流表A示数与电流表A1示数的差值变小 D.电压表V示数与电流表A示数的比值变大
9.(2021·上海·中考真 ( http: / / www.21cnjy.com )题)在图所示的电路中,电阻R1的阻值为10Ω,滑动变阻器滑片位于中点。用一阻值为20Ω的电阻替换R1,可能使电压表示数与替换R1前相等的方法是( )
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A.电源电压不变,不移动滑片P B.电源电压不变,向左移动滑片P
C.减小电源电压,不移动滑片P D.增大电源电压,向左移动滑片P
10.如图所示,图象1和图象2分别是电阻R ( http: / / www.21cnjy.com )1与R2的U﹣I图象,分别是图中的1,2,则R1与R2的大小及两电阻串联和并联后的U﹣I图象所在的区域分别是( )
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A.R1<R2,两电阻并联后图线在区域Ⅰ
B.R1<R2,两电阻串联后图线在区域Ⅰ
C.R1>R2,两电阻并联后图线在区域Ⅲ
D.R1>R2,两电阻串联后图线在区域Ⅲ
二、填空题
11.如图所示,电源电压不 ( http: / / www.21cnjy.com )变,R1为3Ω,R2为6Ω,将R1和R2串联后总电阻为______Ω;并联后仍接在该电源上,则总电阻为______Ω。【版权所有:21教育】
12.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0.2A;当电流分别为0.25A和0.5A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。
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13.(2021·上海浦东新·二模)在如图所 ( http: / / www.21cnjy.com )示的电路中,电源电压为6伏且保持不变,电阻R1、R2的阻值均为30欧。当开关S闭合后,电流表A的示数为______安。一段时间后,由于R1、R2中的一个出现故障,有一个电表的示数发生了变化,则这个电表是______选填“V”、“A”或“A1”)表。请写出两个没有发生变化的电表的示数及对应的故障______。
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14.如图所示,当开关S ( http: / / www.21cnjy.com )闭合时两灯均发光。滑片P向右移动时,电流表A1的示数______;电流表A的示数______(前两空填“变大”、“不变”或“变小”)。经过一段时间后有一盏灯熄灭,电流表A的示数变小,且滑片P无论怎样滑动,电流表A的示数都不发生变化,由此判断,电路的故障是______。
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15.(2021·上海崇明·一模)若10 ( http: / / www.21cnjy.com )秒内通过某导体横截面的电荷量为4库,则通过导体的电流为______安;若此时导体两端的电压为4伏,则该导体的电阻______欧;若增大导体两端的电压,导体的电阻______(选填“变大”、“不变”或“变小”)。
16.(2021·上海市廊下中学九年级期末)长度相同、横截面积不同的同种材料组成的金属导体甲与乙,分别如图(a)、(b)方式连接在相同电路中。则_____________,(a)图中________________,(b)图中___________________。(均选填“”、“”或“”)。
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17.(2021·上海浦东新·一模)如 ( http: / / www.21cnjy.com )图所示的电路中,电源电压为6伏且保持不变,电阻R2的阻值为30欧。闭合开关后,电流表的示数为0.8安。
①求通过R2的电流。 (__________)
②求R1的阻值。 (__________)
③现用电阻R0替换R1、R2中的一个 ( http: / / www.21cnjy.com ),要求替换后电流表示数比替换前减小0.5安。请判断:用R0替换的电阻是 ___________ ,求R0的阻值。 (__________)
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18.(2021·上海杨浦· ( http: / / www.21cnjy.com )一模)在图示的电路中,电源电压保持不变。闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P向左移动,电流表A的示数 ______ ,电压表V的示数 ______ ,电压表V示数和电压表V1示数的差值与电流表A示数的比值 ______ 。(均选填“变大”、“变小”或“不变”)
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19.(2021·上海交大 ( http: / / www.21cnjy.com )附中九年级期末)如图电路中,电源电压保持不变。闭合开关S,当滑动变阻器的滑片向左移动时,电压表V2的示数U2将 ______ 。电压表V1示数U1与电流表A示数I的比值将 ______ 。电压表V1示数的变化量 U1与电流表A示数的变化量 I的比值 ______ (选填“变大”、“不变”或“变小”)。
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20.(2021·上海黄浦·一模)在图所示的电路中,电源电压为保持不变,、的阻值均为 ,若电阻或中的某一个发生故障,闭合开关S,至少有一个电表指针发生偏转。请根据以上信息,写出闭合开关S后各电表的示数及其对应的故障 ________ 。21·世纪*教育网
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三、实验题
21.小明同学在做“探究 ( http: / / www.21cnjy.com )电流与电压的关系”实验时,准备了以下器材:干电池(1.5V)两节,电流表(0~0.6A ,0~3A)、电压表(0~3V,0~15V)、滑动变阻器(20Ω、2A)、定值电阻(5Ω)、开关各一只、导线若干。根据图甲所示的电路图进行实验。
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(1)用笔画线代替导线,按照图甲所示电路,将乙图中的实物图连接完整。(_______)
(2)连接电路。闭合开关前,滑动变阻器滑片P应处于___________(选填“A”或“B”)端。
(3)闭合开关,发现电流表无示数,电压表指针有明显偏转,原因可能是___________。
(4)实验过程中,要使电压表示数逐渐变大,滑动变阻器滑片P应向___________(选填“左”或“右”)移动。
(5)实验过程中,电流表的示数如图丙所示,此时电路中的电流为___________A。
(6)试验中通过调节滑动变阻器滑片P, ( http: / / www.21cnjy.com )测出通过定值电阻R的不同电流和对应的电压值如表所示。老师看后说其中一次是错误的。帮小明分析出错的是第___________次,原因是___________。
1 2 3 4 5 6
电压U/V 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
电流I/A 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6
22.(2021·上海嘉定·一模 ( http: / / www.21cnjy.com ))小嘉同学做“用电流表、电压表测电阻”的实验,现有电源(电压为2伏的整数倍且保持不变)、待测电阻Rx、电流表、电压表(只有0~3伏档完好)、滑动变阻器(标有“20Ω 2A”字样)、开关及导线若干。实验中,他正确连接电路,实验步骤正确。闭合开关时电表的示数如图(a)、(b)所示。
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实验序号 电压(伏) 电流(安)
1 1.7 0.22
2 … …
3 … …
(1)请画出此时的电路图 (____) ;
(2)实验所用电源电压是 ________ 伏;
(3)小嘉同学观察到图(a)、(b)的现象后,发现继续实验存在困难,思考后他调整了电路元件的连接位置,重新实验。21cnjy.com
①小嘉同学调整电路的原因是 ________ ,他是怎样调整实验电路的? (____) 。
②重新实验后所记录的一组实验数据如上表所示,计算待测电阻Rx的阻值 ______ 。(精确到0.1 欧)【来源:21cnj*y.co*m】
23.(2021·上海崇明·二模)在探究电流与电压关系的实验中,同学们设计了如图中的三种电路,试完成下列问题:21*cnjy*com
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①甲同学认为图中的(b)电路比(a)电路好,理由是定值电阻能更好地保持______不变;
②乙同学认为图中的(c)电路比(b)更好,其理由是图(c)中的电路便于______;
③乙同学利用图(c)电路完成了本实验,测得数据如下:
实验次数 电压U(V) 电流I(A)
1 1 0.2
2 2 0.4
3 4 0.8
处理数据时,请你为该同学把上表中第四列(第一行)补上合适的栏目名称是______;
④估算图(c)中导体R的阻值是______欧;
⑤实验操作过程中,丙同学发现滑动变阻器已损坏,但经过思考后利用图(b)电路最终也能完成多次实验,该同学的做法是______。
24.(2021·上海长宁·二模 ( http: / / www.21cnjy.com ))现有器材:电源(电压为6伏保持不变)、电流表、电压表和开关各两个,滑动变阻器(标有“20欧 2安”和“10欧 1安”字样各一个)、待测小灯泡(标有“2.5伏”字样)和待测电阻Rx各一个,以及导线若干。小华做“用电流表、电压表测电阻”实验,小红同时做“测定小灯泡的电功率”实验,两位同学各用一个变阻器进行实验。正确串联好电路后,两位同学分别将电压表并联在电路中,闭合开关,移动变阻器滑片,小华记录下三组数据,小红在小灯泡发光偏暗、偏亮和正常发光情况下记录下三组数据,表一、表二是他们各自记录的数据。
表一 表二
实验序号 电压表示数(V) 电流表示数(A) 实验序号 电压表示数(V) 电流表示数(A)
1 3.0 0.50 1 3.0 0.32
2 3.5 0.40 2 3.5 0.36
3 4.0 0.30 3 4.0 0.40
请根据相关实验信息回答问题:
①判断小红记录数据的表格并说明理由;__________________
②通过计算说明小红所用的变阻器规格;_____________
③小华实验中测得的待测电阻Rx为__ ( http: / / www.21cnjy.com )______________欧(精确到0.1欧);小红实验中小灯泡的额定功率P额为_____________瓦。21教育网
25.(2021·上海崇明·一模)为了用电流表、电压表测定值电阻的阻值,实验小组设计了如图甲所示的电路.请你回答下列问题:2·1·c·n·j·y
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(1)接电路时,电键应处于 ______ 状态,滑动变阻器的滑片应位于 ______ (选填“a”或“b”)端;2-1-c-n-j-y
(2)实验中当滑动变阻器的滑片置于某位置时,电流表和电压表的示数如图乙所示,则此时电阻的测量值______。
(3)滑动变阻器在电路中的作用是 ______ 。
A.保护电路B.分压作用
C.便于寻找普遍规律D.便于多次测量
四、计算题
26.(2021·上海·中考真题)在图 ( http: / / www.21cnjy.com )所示电路中,电源电压为 6V 且保持不变,滑动变阻器 R2允许通过最大电流为 3A。电流表 A、A1的表盘均如图所示。变阻器滑片 P 位于最大阻值处,闭合开关 S,电流表 A1示数为 0.3A。两电流表指针偏离零刻度线角度相同。【来源:21·世纪·教育·网】
(1)求电阻 R1的阻值;
(2)求此时经过变阻器 R2的电流I2;
(3)移动变阻器滑片 P,在电路安全工作的前提下,求变阻器 R2消耗的最小电功率与最大电功率之比P2min∶P2max。
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27.(2021·上海静安·二模)在图所示的电路中,电源电压为12伏,滑动变阻器R1上标有“40欧2安”字样。
(1)闭合开关后,将变阻器滑片P的位置置于右端,求此时电流表的示数I。
(2)电路中有A、B、C三点,若将 ( http: / / www.21cnjy.com )定值电阻R2并联接入其中的某两点后,在移动变阻器滑片P的过程中,滑片P的位置(序号)及对应的电流表示数如下表所示。
序号 1 2 3
电流(安) 0.2 0.3 0.6
①请写出“移动变阻器滑片P过程中”开关S所处的状态。
②求出定值电阻R2的阻值。
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28.(2021·上海黄浦·二模)R1为定 ( http: / / www.21cnjy.com )值电阻,滑动变阻器R2为标有“20欧1安”或“50欧1安”字样中的一个。现将R和R2分别按图(a)、(b)所示接入相同电源的电路。
①若电阻R1的阻值为10欧,闭合开关,通过R1的电流为0.2安,求R1两端的电压U1。
②电压表选用0~15伏量程,在电路安全工 ( http: / / www.21cnjy.com )作情况下,移动变阻器R2的滑片P,发现有一个电路中滑片不能移到变阻器的任意一端,两电路中总电流的最大变化量均为0.6安。
I、请判断图(a)、(b)中滑片不能移到变阻器任意一端的电路并简要说明理由。
Ⅱ、通过计算说明变阻器R2的规格,并求出定值电阻R1的阻值。
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29.(2021·上海浦东新·二模)在如图所示的电路中,电源电压保持不变,滑动变阻器R2上标有“1A”字样。www-2-1-cnjy-com
(1)若闭合开关S,电压表V示数为3V,通过电阻R1的电流为0.6A,求:
①电阻R1的阻值;
②10秒内电流通过R1所做的电功W1;
(2)若滑动变阻器R2的最大电阻值是定值电阻R1阻值的2倍,当电源电压为9V时,通过移动滑片能使电压表V示数的最大变化量为;当电源电压改为12V时,通过移动滑片能使电压表V示数的最大变化量仍然为。请通过计算说明滑动变阻器R2的最大电阻值。
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30.(2021·上海徐汇·二模)在图(a) ( http: / / www.21cnjy.com )所示的电路中,电源电压为6伏保持不变,电阻R1的阻值为4欧,电阻R2的阻值为6欧,滑动变阻器R3上标有“50欧2安”字样。已知电流表量程为0~3安,电压表量程为0~3伏。
(1)若仅闭合开关S1,电流表示数为1.0安;若仅闭合开关S2,电流表示数如图(b)所示。
①求电阻R1的电压U1。
②求10秒内通过电阻R2的电荷量Q2。
(2)若仅闭合开关S1,移动变阻 ( http: / / www.21cnjy.com )器滑片P使电路的总功率最大,此时电路的总功率为P1;若仅闭合开关S2,移动变阻器滑片P使电路的总功率最小,此时电路的总功率为P2,求P1与P2的比值。
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【挑战期末满分】考点8:欧姆定律综合复习(解析版)
一、单选题
1.有两个可变电阻,开始时阻值相等,都为R,现将其中一个电阻的阻值增大,将另一个电阻的阻值减小,则两个电阻并联后总电阻将( )21世纪教育网版权所有
A.一定小于R B.一定大于R C.一定等于R D.以上结果都有可能
【标答】A
【分析】
据电阻并联的特点知,两个 ( http: / / www.21cnjy.com )电阻并联后的总电阻比任何一个电阻阻值都小,而由题意知,其中一个电阻的阻值比R要小,那么两个电阻并联后的总电阻将小于R,故A符合题意,BCD不符合题意。21*cnjy*com
故选A。
2.(2021·上海静安· ( http: / / www.21cnjy.com )二模)在图所示的电路中,电源电压不变。若将一个电流表串接在电路A、B两点中的某处。则闭合开关后,在向右移动滑动变阻器滑片P的过程中,电压表示数与电流表示数的比值( )
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A.一定变小 B.可能变小 C.一定不变 D.可能变大
【标答】D
【分析】
由图可知,闭合开关后,该电路为并联电路,电压表测量的是电源的电压;电流表在A处时,测量的是通过R1的电流;电流表在B处时,测量的是干路中的电流;由于电源电压不变,滑片移动过程中,电压表示数不变;闭合开关后,在向右移动滑动变阻器滑片P的过程中,滑动变阻器接入电路的电阻变大,根据可知,通过滑动变阻器的电流变小;并联电路各支路互不影响,则通过电阻R1的电流不变,即A点的电流不变;根据并联电路电流的特点可知,干路中的电流变小,即B点的电流变小;电压表示数不变,A点电流不变,A点接电流表时,电压表示数与电流表示数的比值不变;电压表示数不变,B点电流减小,B点接电流表时,电压表示数与电流表示数的比值变大,故D符合题意。故选D。
3.(2021·上海徐汇·二模)在图所示电路,电源电压保持不变。闭合开关S,向右移动滑动变阻器滑片P过程中( )
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A.电流表A1的示数变大
B.电压表V的示数变大
C.电压表V示数与电流表A示数的比值变大
D.电流表A示数与电流表A1示数的差值变大
【标答】C
【分析】
如图所示的电路中,电阻R ( http: / / www.21cnjy.com )1和滑动变阻器R2并联,两端电压等于电源电压,电压表测电源电压,滑动变阻器的滑片向右移动,接入电路中的滑动变阻器R2的阻值变大;
A.由电流表A1测通过电阻 ( http: / / www.21cnjy.com )R1的电流,R1两端电压为电源电压不变,R1为定值电阻,由欧姆定律得,通过R1的电流不变,即电流表A1示数不变,故A不符合题意;
B.电压表V测电源电压,所以示数不变,故B不符合题意;
C.R1与R1并联,R2阻值变大, ( http: / / www.21cnjy.com )所以电路总电阻变大,电源电压保持不变,电路中干路电流变小,电流表A测干路电流,所以电流表A的示数变小,电压表V的示数不变,所以电压表V示数与电流表A示数比值变大,故C符合题意;
D.电流表A示数变小,电流表A1示数不变,所以电流表A示数与电流表A1示数比值变小,故D不符合题意。www.21-cn-jy.com
故选C。
4.(2021·上海闵行·二模)如 ( http: / / www.21cnjy.com )图所示的电路,电源电压保持不变,闭合开关S,发现灯L不亮,电阻R和灯L中仅有一个出现了故障。关于S闭合前后两电表示数的变化情况及相应的故障,下列说法中正确的是( )
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A.两电表示数都不变,L断路 B.两电表示数都变化,R短路
C.两电表示数都变化,R断路 D.仅一个电表示数变化,L短路
【标答】A
【分析】
关于S闭合前,电路没有接通,说明电压表、电流表都没有示数。
A.当闭合S开关后,两表的示数仍然不变,说明仍没有示数,说明电压表也没有电流经过,故只能是灯泡L断路,故A正确;
BC.当闭合S开关后,两 ( http: / / www.21cnjy.com )电表示数都变化,即电流表有示数,说明不存在断路,只能是短路,而电压表有示数,说明不是电压表所测量的电阻R短路,是电灯泡短路,故BC错误;
D.仅一个电表示数变化,若是电 ( http: / / www.21cnjy.com )压表有变化,电流表无示数,说明断路,而电压表有,说明有电流经过电压表,那么电压表所测量的R断路;若电流表有示数,而电压表无示数,只能说明电压表所测量的电阻短路,故D错误。
故选A。
5.已知R1 A. ( http: / / www.21cnjy.com / )
B.
C.
D.
【标答】A
【分析】
根据串联电路的电阻关系可知,在 ( http: / / www.21cnjy.com )串联电路中,总电阻等于各个电阻之和,故两个电阻串联时总电阻是最大的,大于其中的任何一个电阻;在并联电路中,总电阻要小于其中的任何一个电阻,所以两个电阻并联后总电阻是最小的,故A电路的电阻最小。故选A。
6.(2021·上海崇明·一模)在如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合电键S,当滑动变阻器的滑片向右移动时,电表示数保持不变的是( )
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A.A1和V B.A和V C.只有V D.只有A1
【标答】A
【分析】
由电路图可知,电路中R1与R2并联,电压表测 ( http: / / www.21cnjy.com )电源电压,电流表A测干路电流,电流表A1测通过R1的电流,当滑动变阻器的滑片向右移动时,电源电压不变,通过R1的电流不变,通过R2的电流改变,所以只有电流表A的示数改变,电流表A1与电压表示数都不变。
故选是A。
7.(2021·上海市廊下中学九年级期末) ( http: / / www.21cnjy.com )如图所示,电源电压为3伏,闭合开关S,电路正常上作。现有如下两种操作:①将开关S断开;②将电源电压替换为4伏。其中可以使电流表A示数与电流表A1示数的比值变小的操作有( )
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A.只有①可行 B.只有②可行
C.①②都可行 D.①②都不行
【标答】A
【分析】
开关S闭合时两电阻并联,电流表A ( http: / / www.21cnjy.com )测干路电流,A1测R1电流,由干路电流大于支路电流可知此时电流表A示数与电流表A1示数的比值大于1。将开关S断开时,电路为R1的简单电路,两电流表示数相等,电流表A示数与电流表A1示数的比值等于1,故将开关S断开电流表A示数与电流表A1示数的比值变小。
开关S闭合时,电流表A示数与电流表A1示数的比值为
即电流表A示数与电流表A1示数的比值与电源电压无关,将电源电压更换为4V,这一比值不变。
综上所述,故A项符合题意,BCD项不符合题意。
故选A。
8.(2021·上海·一模)在图所示的电路中,电源电压保持不变。闭合开关S后,当滑动变阻器R1的滑片P由中点向右端移动时( )
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A.电流表A1的示数变大 B.电压表V的示数变小
C.电流表A示数与电流表A1示数的差值变小 D.电压表V示数与电流表A示数的比值变大
【标答】D
【分析】
A.由电路图可知,两电阻并联,电压表测电源电压,电流表A测干路电流,电流表A1测R1的电流。当滑动变阻器R1的滑片P由中点向右端移动时,变阻器连入电路的电阻变大,由可知,该支路的电流变小,即A1示数变小,A不符合题意;
B.电压表测电源电压,电压表V的示数不变,故B不符合题意;
C.电流表A示数与电流表A1示数的差值即为通过R2的电流,由并联电路各支路互不影响可知,故通过R2的电流不变,故C不符合题意;
D.两电阻并联,其中一个电阻变大,则总电阻变大,电压表V示数与电流表A示数的比值即为电路的总电阻,所以这个比值变大,故D符合题意。
故选D。
9.(2021·上海·中考真题)在图所示的 ( http: / / www.21cnjy.com )电路中,电阻R1的阻值为10Ω,滑动变阻器滑片位于中点。用一阻值为20Ω的电阻替换R1,可能使电压表示数与替换R1前相等的方法是( )
( http: / / www.21cnjy.com / )
A.电源电压不变,不移动滑片P B.电源电压不变,向左移动滑片P
C.减小电源电压,不移动滑片P D.增大电源电压,向左移动滑片P
【标答】C
【分析】
由于电路为串联电路,根据串联分压特点,电阻R1阻值变大,则电压变大。
A.电源电压不变,不移动滑片P,由串联分压规律可知电压表示数变大,故A不符合题意;
B.电源电压不变,向左移动滑片,R2阻值变小,R2电压变小,R1电压变大,故B不符合题意;
C.减小电源电压,总电阻不变。根据串联分压特点R1电压变小,可能使电压表示数与替换R1前相等,故C符合题意;
D.增大电源电压,向左移动滑片P,电源电压变大,总电阻变小,根据串联分压特点R1电压会变大,故D不符合题意。
故选C。
10.如图所示,图象1和图象2分别是电阻R ( http: / / www.21cnjy.com )1与R2的U﹣I图象,分别是图中的1,2,则R1与R2的大小及两电阻串联和并联后的U﹣I图象所在的区域分别是( )
( http: / / www.21cnjy.com / )
A.R1<R2,两电阻并联后图线在区域Ⅰ
B.R1<R2,两电阻串联后图线在区域Ⅰ
C.R1>R2,两电阻并联后图线在区域Ⅲ
D.R1>R2,两电阻串联后图线在区域Ⅲ
【标答】C
【分析】
由图可知,当R1与R2的电流相等时,R1两端的电压大于R2两端的电压,根据可知
R1>R2
由串联电路电阻关系可知,两电阻串联时 ( http: / / www.21cnjy.com ),R串的阻值大于任何一个电阻阻值;由并联电路电阻关系可知,两电阻并联时,R并的阻值小于任何一个电阻阻值,当它们两端的电压相同时,R串的电流最小,所以在U﹣I图象的区域Ⅰ;R并的电流最大,所以在U﹣I图像的区域Ⅲ,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
二、填空题
11.如图所示,电源电压不 ( http: / / www.21cnjy.com )变,R1为3Ω,R2为6Ω,将R1和R2串联后总电阻为______Ω;并联后仍接在该电源上,则总电阻为______Ω。
【标答】9 2
【分析】
已知两电阻的阻值,根据串并联电路的电阻规律分别求出电路的总电阻。
【分析】
[1]R1和R2串联,由电阻串联的规律得电路的总电阻
R串=R1+R2=3Ω+6Ω=9Ω
[2]R1和R2并联,由电阻并联的规律得电路的总电阻
12.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0.2A;当电流分别为0.25A和0.5A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。2·1·c·n·j·y
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【标答】10 2:1 2
【分析】
[1]根据I—图像,可知当电流为0.2A时,对应的,则电阻R=10Ω。
[2]因为电压一定时,导体中的电流与其电阻成反比,故当电流分别为I1=0.25A和I2=0.5A时,接入电路的导体的电阻之比
[3]根据I=0.2A,R=10Ω,由可得导体两端电压
13.(2021·上海浦东新 ( http: / / www.21cnjy.com )·二模)在如图所示的电路中,电源电压为6伏且保持不变,电阻R1、R2的阻值均为30欧。当开关S闭合后,电流表A的示数为______安。一段时间后,由于R1、R2中的一个出现故障,有一个电表的示数发生了变化,则这个电表是______选填“V”、“A”或“A1”)表。请写出两个没有发生变化的电表的示数及对应的故障______。
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【标答】0.4 A A1示数为0.2安,V表示数为6伏,R2断路
【分析】
[1]由甲图可知,Rl、R2并联且相等,电流表A测干路电流,Rl、R2的两端电压为电源电压。通过Rl、R2的电流为
通过电流表A的电流为
[2][3]若Rl出现短路,整个 ( http: / / www.21cnjy.com )电路都发生短路,则电流表A和A1均会发生变化,不符合题意;若Rl发生断路,则电流表A和A1均会发生变化,不符合题意。若R2发生短路,整个电路发生短路,3个电表均发生变化,不符合题意;若R2发生断路,电压表的示数不变仍为6V,电流表A1的示数不变,仍为0.2A,电流表A的示数变小,符合题意。
14.如图所示,当开关S闭合时两灯均发光 ( http: / / www.21cnjy.com )。滑片P向右移动时,电流表A1的示数______;电流表A的示数______(前两空填“变大”、“不变”或“变小”)。经过一段时间后有一盏灯熄灭,电流表A的示数变小,且滑片P无论怎样滑动,电流表A的示数都不发生变化,由此判断,电路的故障是______。
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【标答】不变 变小 L1断路
【分析】
[1][2]由电路图可知,L1与滑动变阻器串 ( http: / / www.21cnjy.com )联后再与L2并联,电流表A测干路电流,电流表A1测L2支路的电流。因并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以,滑片移动时,通过L2的电流不变,即电流表A1的示数不变;电流表A测量干路电流,滑片P向右移动时,接入电路电阻增大,L1电流减小,故A的读数减小。
[3]经过一段时间后有一盏灯熄灭,可能是短 ( http: / / www.21cnjy.com )路造成的,也可能是断路造成的。若L2短路,会造成电源短路,电路中的电流变大,即电流表A的示数变大,不符合题意;若L1短路,通过滑动变阻器的电流变大,干路电流变大,电流表A的示数变大。由以上分析可知,电路故障应是断路;若L2断路,滑片P滑动时,电流表A的示数会发生变化,不符合题意;若L1断路,滑片P无论怎样滑动,电流表A的示数都不发生变化,符合题意。
综上可知,电路故障是L1断路。
15.(2021·上海崇明·一模)若1 ( http: / / www.21cnjy.com )0秒内通过某导体横截面的电荷量为4库,则通过导体的电流为______安;若此时导体两端的电压为4伏,则该导体的电阻______欧;若增大导体两端的电压,导体的电阻______(选填“变大”、“不变”或“变小”)。
【标答】0.4 10 不变
【分析】
[1]通过导体的电流为
[2]该导体的电阻为
[3]导体电阻是导体本身属性,与电流、电压无关,若增大导体两端的电压,导体的电阻不变。
16.(2021·上海市廊下中学九年级期末)长度相同、横截面积不同的同种材料组成的金属导体甲与乙,分别如图(a)、(b)方式连接在相同电路中。则_____________,(a)图中________________,(b)图中___________________。(均选填“”、“”或“”)。21·cn·jy·com
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【标答】
【分析】
[1]长度相同、横截面积不同的同种材料组成的金属导体甲与乙,因为甲的横截面积小于乙的横截面积,所以甲的电阻大于乙的电阻。
[2]图(a)中,甲和乙并联,根据并联电路电压规律可知
因为甲的电阻大于乙的电阻,根据欧姆定律可得
所以
[3]图(b)中,甲和乙串联,根据串联电路电流规律可知
因为甲的电阻大于乙的电阻,根据欧姆定律可知
所以
17.(2021·上海浦东新 ( http: / / www.21cnjy.com )·一模)如图所示的电路中,电源电压为6伏且保持不变,电阻R2的阻值为30欧。闭合开关后,电流表的示数为0.8安。www-2-1-cnjy-com
①求通过R2的电流。 (__________)
②求R1的阻值。 (__________)
③现用电阻R0替换R1、R2中 ( http: / / www.21cnjy.com )的一个,要求替换后电流表示数比替换前减小0.5安。请判断:用R0替换的电阻是 ___________ ,求R0的阻值。 (__________)
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【标答】 R1
【分析】
[1] 通过R2的电流为
IR2=
[2] 通过R1的电流为
R1的阻值
[3]因为
IR1>0.5A
所以应该R0替换R1。
[4]替换后的电流
I0=0.6A-0.5A=0.1A
R0的阻值为
18.(2021·上海杨浦·一模)在图示的电 ( http: / / www.21cnjy.com )路中,电源电压保持不变。闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P向左移动,电流表A的示数 ______ ,电压表V的示数 ______ ,电压表V示数和电压表V1示数的差值与电流表A示数的比值 ______ 。(均选填“变大”、“变小”或“不变”)【版权所有:21教育】
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【标答】变大 不变 变小
【分析】
[1]闭合开关S,为串联电路,将滑动变阻器的滑片P向左移动,电阻减小,电流增大,所以电流表A的示数变大。
[2]电压表V测电源电压,所以不变。
[3]电压表V示数和电压表V1示数的差值为滑动变阻器分压,差值与电流表A示数的比值为滑动变阻器电阻,因为阻值减小,所以比值减小。
19.(2021·上海交大附中九年级 ( http: / / www.21cnjy.com )期末)如图电路中,电源电压保持不变。闭合开关S,当滑动变阻器的滑片向左移动时,电压表V2的示数U2将 ______ 。电压表V1示数U1与电流表A示数I的比值将 ______ 。电压表V1示数的变化量 U1与电流表A示数的变化量 I的比值 ______ (选填“变大”、“不变”或“变小”)。
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【标答】变小 变大 不变
【分析】
[1]由电路图可知,R1和R2串联,电压 ( http: / / www.21cnjy.com )表V1测R1两端的电压,V2测R2两端的电压,电流表测电路中的电流;根据串联电路中的电阻分压规律,当滑动变阻器的滑片P向左移动时, R1的阻值变大,电压表V1的示数变大。由串联电路电压特点可知,电压表V1示数和电压表V2示数之和为电源电压,电压表V1的示数变大,电压表V2示数变小。
[2]电压表V1示数U1 ( http: / / www.21cnjy.com )与电流表A示数I的比值为R1的电阻,滑片P向左移动时R1的阻值变大,所以电压表V1示数U1与电流表A示数I的比值变大。
[3]设滑片移动前后电流表的示数分别为I1、I2,则电压表V1的示数分为
U1=U-I1R2
=U-I2R2
所以电压表V1示数的变化量
U1=U1=I1R2-I2R2=(11-I2)R2=IR2
即
R2为定值电阻,则电压表V1示数的变化量与电流表A示数的变化量的比值不变。
20.(2021·上海黄浦·一模)在图所示的电路中,电源电压为保持不变,、的阻值均为 ,若电阻或中的某一个发生故障,闭合开关S,至少有一个电表指针发生偏转。请根据以上信息,写出闭合开关S后各电表的示数及其对应的故障 ________ 。【出处:21教育名师】
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【标答】电压表示数为电源电压,电流表示数为时,短路;当电压表示数为电源电压,电流表示数为0时,断路;当电压表示数为0,电流表示数为时,短路。
【分析】
由电路图知,当闭合开关S时,、串联,电流表测电路电流,电压表测两端电压。又知,若电阻或中的某一个发生故障,至少有一个电表指针发生偏转。已知,故障分断路和断路两种情况,则电阻或中的某一个发生故障的分析为:若发生故障,当断路时,电路是断路,电压表与电流表均无示数,不符合题意;当短路时,电路是只有电阻的简单电路,电压表示数为电源电压,电流表示数为,两表均发生偏转,符合题意;若发生故障,当断路时,电压表串联在电路中,电流表无示数,电压表示数为电源电压,符合题意;当短路时,电路是只有电阻的简单电路,两端无电压,电压表无示数,电流表示数为,符合题意。故闭合开关S后各电表的示数及其对应的故障为:电压表示数为电源电压,电流表示数为时,短路;当电压表示数为电源电压,电流表示数为0时,断路;当电压表示数为0,电流表示数为时,短路。
三、实验题
21.小明同学在做“探究电流与电压 ( http: / / www.21cnjy.com )的关系”实验时,准备了以下器材:干电池(1.5V)两节,电流表(0~0.6A ,0~3A)、电压表(0~3V,0~15V)、滑动变阻器(20Ω、2A)、定值电阻(5Ω)、开关各一只、导线若干。根据图甲所示的电路图进行实验。
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(1)用笔画线代替导线,按照图甲所示电路,将乙图中的实物图连接完整。(_______)
(2)连接电路。闭合开关前,滑动变阻器滑片P应处于___________(选填“A”或“B”)端。
(3)闭合开关,发现电流表无示数,电压表指针有明显偏转,原因可能是___________。
(4)实验过程中,要使电压表示数逐渐变大,滑动变阻器滑片P应向___________(选填“左”或“右”)移动。21教育网
(5)实验过程中,电流表的示数如图丙所示,此时电路中的电流为___________A。
(6)试验中通过调节滑动 ( http: / / www.21cnjy.com )变阻器滑片P,测出通过定值电阻R的不同电流和对应的电压值如表所示。老师看后说其中一次是错误的。帮小明分析出错的是第___________次,原因是___________。
1 2 3 4 5 6
电压U/V 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
电流I/A 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6
【标答】 ( http: / / www.21cnjy.com / ) B 定值电阻断路 左 0.3 1 电压最小应是0.6V,电流为0.12A 【来源:21cnj*y.co*m】
【分析】
(1)[1]已知电流表选择0 ( http: / / www.21cnjy.com )~0.6A,因此将电流表0.6A接线柱与定值电阻左端接线柱相连,把滑动变阻器B端接线柱与定值电阻右端接线柱接入电路,实物电路图如图所示
( http: / / www.21cnjy.com / )
(2)[2]在连接电路的各元件时,开关应处于断开状态;闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P置于B端,这样可以起到保护电路的作用。
(3)[3]闭合开关S,移动滑动变 ( http: / / www.21cnjy.com )阻器的滑片P,电流表无示数,说明电路存在断路;电压表的指针有明显的偏转,说明电压表与电源两极相连,电压表并联电路之外电路不存在断路,则与电压表并联的电阻断路。
(4)[4]已知定值电阻与滑动变阻器串联, ( http: / / www.21cnjy.com )根据串联分压的特点可知,实验过程中,要使电压表示数逐渐变大,应减小滑动变阻器两端电压,则滑动变阻器滑片P应向左移动。
(5)[5]图中电流表选择的是0~0.6A量程,对应的分度值都是0.02A;则这时的电流为0.3A。
(6)[6][7]已知滑动变阻 ( http: / / www.21cnjy.com )器(20Ω、2A)、定值电阻(5Ω)、干电池(1.5V)两节,即电源电压为3V,由图可知,滑动变阻器与定值电阻串联,在第一次实验时,滑动变阻器调到阻值最大处,即20Ω,因为定值电阻为5Ω,其电阻之比为4:1,根据串联分压的特点可知,定值电阻两端电压为
即出错的是第1次,原因是定值电阻两端电压最小为0.6V,电流为0.12A。
22.(2021·上海嘉定·一模)小嘉同学做 ( http: / / www.21cnjy.com )“用电流表、电压表测电阻”的实验,现有电源(电压为2伏的整数倍且保持不变)、待测电阻Rx、电流表、电压表(只有0~3伏档完好)、滑动变阻器(标有“20Ω 2A”字样)、开关及导线若干。实验中,他正确连接电路,实验步骤正确。闭合开关时电表的示数如图(a)、(b)所示。
( http: / / www.21cnjy.com / )
实验序号 电压(伏) 电流(安)
1 1.7 0.22
2 … …
3 … …
(1)请画出此时的电路图 (____) ;
(2)实验所用电源电压是 ________ 伏;
(3)小嘉同学观察到图(a)、(b)的现象后,发现继续实验存在困难,思考后他调整了电路元件的连接位置,重新实验。
①小嘉同学调整电路的原因是 ________ ,他是怎样调整实验电路的? (____) 。
②重新实验后所记录的一组实验数据如上表所示,计算待测电阻Rx的阻值 ______ 。(精确到0.1 欧)21*cnjy*com
【标答】 ( http: / / www.21cnjy.com / ) 6 见解析 将电压表改接到滑动变阻器两端 19.5Ω
【分析】
(1)[1]伏安法测量电阻,需要将电阻Rx和变阻器、电流表串联在电路中,电压表与电阻Rx并联,如图所示:
( http: / / www.21cnjy.com / )
(2)[2]电压表、电流表均选用小量 ( http: / / www.21cnjy.com )程,分度值分别为0.1V、0.02A,电压表示数为2.9V,电流表示数是0.14A,因电路连接正确,电压表测定值电阻的电压,U定=2.9V,滑动变阻器连入电器中的电阻最大,R滑=20Ω,变阻器的电压
U滑=IR滑=0.14A×20Ω=2.8V
根据串联电路电压的特点,电源电压
U=U定+U滑=2.9V+2.8V=5.7V
根据电压为2伏的整数倍且保持不变,考虑到测量中的误差,电源电压应为6V。
(3)①[3][4]因为电压表大量程损坏, ( http: / / www.21cnjy.com )且已经接近3V,继续移动滑动变阻器滑片会使电压表烧坏,所以需要调整了电路元件的连接位置。因为电压表大量程损坏,可以将电压表改接到滑动变阻器两端。21教育名师原创作品
②[5]电压表改接后的读数为1.7V,定值电阻的电压
U′定=6V-1.7V=4.3V
由表中记录的一组数据,此时电流I′=0.22A,待测电阻
Rx=≈19.5Ω
23.(2021·上海崇明·二模)在探究电流与电压关系的实验中,同学们设计了如图中的三种电路,试完成下列问题:
( http: / / www.21cnjy.com / )
①甲同学认为图中的(b)电路比(a)电路好,理由是定值电阻能更好地保持______不变;
②乙同学认为图中的(c)电路比(b)更好,其理由是图(c)中的电路便于______;
③乙同学利用图(c)电路完成了本实验,测得数据如下:
实验次数 电压U(V) 电流I(A)
1 1 0.2
2 2 0.4
3 4 0.8
处理数据时,请你为该同学把上表中第四列(第一行)补上合适的栏目名称是______;
④估算图(c)中导体R的阻值是______欧;
⑤实验操作过程中,丙同学发现滑动变阻器已损坏,但经过思考后利用图(b)电路最终也能完成多次实验,该同学的做法是______。
【标答】(导体电阻的)阻值 多次测量(或改变电阻R两端的电压) 5 改变电源电压
【分析】
①[1]在探究电流与电压 ( http: / / www.21cnjy.com )关系时,需要保持导体电阻不变,(b)电路中用定值电阻进行实验探究,其阻值在实验过程中变化不大,而(a)电路中用小灯泡进行实验探究,小灯泡的电阻随温度的变化而变化,所以(b)电路比(a)电路好。
②[2](c)电路中将定值电阻与滑动变阻器串联在电路中,可以通过滑片移动来改变定值电阻两端的电压,进行多次测量,以得到更具普遍性的结论。
③[3]本实验探究的是电流与电压的关系,且从数据分析可知,电流与电压的比值是一个定值,所以表格中应补充的是电压U与I的比值,即。【来源:21·世纪·教育·网】
④[4]由表格数据知,电压U与I的比值是定值为5,那么导体R的阻值为5欧。
⑤[5]利用(b)电路进行多次实验, ( http: / / www.21cnjy.com )可通过改变电源电压来实现。因为电源电压改变,则电阻两端的电压及通过的电流都会发生改变,便可测得多组数据。
24.(2021·上海长 ( http: / / www.21cnjy.com )宁·二模)现有器材:电源(电压为6伏保持不变)、电流表、电压表和开关各两个,滑动变阻器(标有“20欧 2安”和“10欧 1安”字样各一个)、待测小灯泡(标有“2.5伏”字样)和待测电阻Rx各一个,以及导线若干。小华做“用电流表、电压表测电阻”实验,小红同时做“测定小灯泡的电功率”实验,两位同学各用一个变阻器进行实验。正确串联好电路后,两位同学分别将电压表并联在电路中,闭合开关,移动变阻器滑片,小华记录下三组数据,小红在小灯泡发光偏暗、偏亮和正常发光情况下记录下三组数据,表一、表二是他们各自记录的数据。
表一 表二
实验序号 电压表示数(V) 电流表示数(A) 实验序号 电压表示数(V) 电流表示数(A)
1 3.0 0.50 1 3.0 0.32
2 3.5 0.40 2 3.5 0.36
3 4.0 0.30 3 4.0 0.40
请根据相关实验信息回答问题:
①判断小红记录数据的表格并说明理由;__________________
②通过计算说明小红所用的变阻器规格;_____________
③小华实验中测得的待测电 ( http: / / www.21cnjy.com )阻Rx为________________欧(精确到0.1欧);小红实验中小灯泡的额定功率P额为_____________瓦。2-1-c-n-j-y
【标答】表一,理由见解析 20欧 2安,计算见解析 9.7 1
【分析】
①[1]表一是小红记录数据的表格。由表一 ( http: / / www.21cnjy.com )电压越大电流越小,可知电压表并接在滑动变阻器两端;由表二电压越大电流越大,可知电压表并接在待测用电器两端,而表二中的电压值没有2.5伏,所以不可能测小灯泡额定功率;故表一测小灯泡电功率,是小红记录数据的表格。
②[2]由表一序号3的数据计算滑动变阻器接入电路的阻值
故小红所用的变阻器规格为“20欧 2安”
③[3]由表二中第一组数据得
由表二中第二组数据得
由表二中第三组数据得
小华实验中测得的待测电阻Rx的阻值
[4]表一序号2实验中,小灯泡两端的电压为
U12=6V-3.5V=2.5V=U额
故小红实验中小灯泡的额定功率P额为
25.(2021·上海崇明·一模)为了用电流表、电压表测定值电阻的阻值,实验小组设计了如图甲所示的电路.请你回答下列问题:21cnjy.com
( http: / / www.21cnjy.com / )
(1)接电路时,电键应处于 ______ 状态,滑动变阻器的滑片应位于 ______ (选填“a”或“b”)端;
(2)实验中当滑动变阻器的滑片置于某位置时,电流表和电压表的示数如图乙所示,则此时电阻的测量值______。
(3)滑动变阻器在电路中的作用是 ______ 。
A.保护电路B.分压作用
C.便于寻找普遍规律D.便于多次测量
【标答】断开 b 9 ACD
【分析】
(1)[1]在电路连接时,开关要处于断开状态。
[2]在闭合开关前,滑动变阻器要调节到最大阻值处,由电路图可知,滑片要置于b端。
(2)[3]根据图中电表的量程和分度值可知,电压表的示数为2.7V,电流表的示数为0.3A,根据欧姆定律定值电阻的测量值为
(3)[4]滑动变阻器在闭合电路时要调到 ( http: / / www.21cnjy.com )最大值的作用是保护电路,在实验过程中通过改变滑动变阻器的阻值,便于多次测量获得多组实验数据,从而使实验结论具有普遍性规律。
故选ACD。
四、计算题
26.(2021·上海·中考真 ( http: / / www.21cnjy.com )题)在图所示电路中,电源电压为 6V 且保持不变,滑动变阻器 R2允许通过最大电流为 3A。电流表 A、A1的表盘均如图所示。变阻器滑片 P 位于最大阻值处,闭合开关 S,电流表 A1示数为 0.3A。两电流表指针偏离零刻度线角度相同。
(1)求电阻 R1的阻值;
(2)求此时经过变阻器 R2的电流I2;
(3)移动变阻器滑片 P,在电路安全工作的前提下,求变阻器 R2消耗的最小电功率与最大电功率之比P2min∶P2max。
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【标答】(1)20Ω;(2)1.2A;(3)4∶9
【分析】
解:由电路图可知,R1与R2并联,电流表A测干路电流,电流表A1测量通过R1的电流。
(1)电阻 R1 的阻值
R1==20Ω
(2)干路电流表和 A1 偏角相同,且干路电流大于支路电流,故干路电流为 1.5A; 通过R2的电流
I2=I-I1=1.5A-0.3A=1.2A
(3)滑动变阻器的最小电流为 1.2A;最大电流为
I最大=3A-0.3A=2.7A
最小功率和最大功率的比值为
P最小∶P最大=UI最小∶UI最大= I最小∶I最大=1.2A∶2.7A=4∶9
答:(1)电阻 R1 的阻值是20Ω;
(2)求此时经过变阻器 R2 的电流是1.2A;
(3)变阻器 R2 消耗的最小电功率与最大电功率之比是4∶9。
27.(2021·上海静安·二模)在图所示的电路中,电源电压为12伏,滑动变阻器R1上标有“40欧2安”字样。
(1)闭合开关后,将变阻器滑片P的位置置于右端,求此时电流表的示数I。
(2)电路中有A、B、C三点 ( http: / / www.21cnjy.com ),若将定值电阻R2并联接入其中的某两点后,在移动变阻器滑片P的过程中,滑片P的位置(序号)及对应的电流表示数如下表所示。
序号 1 2 3
电流(安) 0.2 0.3 0.6
①请写出“移动变阻器滑片P过程中”开关S所处的状态。
②求出定值电阻R2的阻值。
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【标答】(1)0.3A;(2)①断开;②20Ω
【分析】
解:(1)根据电路图可知,电路为滑动变阻器的 ( http: / / www.21cnjy.com )简单电路,电流表测量电路电流;闭合开关,滑动变阻器的滑片位于最右端时,滑动变阻器接入电路的阻值最大,即40Ω,此时电流表的示数
I==0.3A
(2)①三次实验时电路的总电阻分别为
R1总==60Ω
R2总==40Ω
R3总==20Ω
由于并联电路的总电阻小于任一分电阻,串联的电路的总电阻大于任一分电阻,且
R1总>40Ω
所以实验中滑动变阻器与定值电阻串联,因此定值电阻并联在B、C两点,且实验中开关处于断开状态。
②因为
ΔR=R1总-R3总=60Ω-20Ω=40Ω=R1max
且串联电路的总电阻等于各分电阻之和,所以
R2=R3总=20Ω
答:(1)此时电流表的示数是0.3A;
(2)①移动变阻器滑片P过程中,开关S处于断开状态;
②定值电阻R2的阻值为20Ω。
28.(2021·上海黄浦·二模)R1为定值 ( http: / / www.21cnjy.com )电阻,滑动变阻器R2为标有“20欧1安”或“50欧1安”字样中的一个。现将R和R2分别按图(a)、(b)所示接入相同电源的电路。
①若电阻R1的阻值为10欧,闭合开关,通过R1的电流为0.2安,求R1两端的电压U1。
②电压表选用0~15伏量程,在电路 ( http: / / www.21cnjy.com )安全工作情况下,移动变阻器R2的滑片P,发现有一个电路中滑片不能移到变阻器的任意一端,两电路中总电流的最大变化量均为0.6安。
I、请判断图(a)、(b)中滑片不能移到变阻器任意一端的电路并简要说明理由。
Ⅱ、通过计算说明变阻器R2的规格,并求出定值电阻R1的阻值。
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【标答】①2V;②见解析
【分析】
①R1两端的电压
U1=I1R1=0.2A×10Ω=2V
②Ⅰ(b)不能,因为(a)为并联电路,滑片一定能移到最大阻值处,但滑片不能移到最左端,否则会造成短路,烧坏电源。21·世纪*教育网
Ⅱ、由滑动变阻器的规格可知通过滑动变阻器的最大电流为1A,两电路中总电流的最大变化量均为0.6A。
(a)中通过R1的电流不变,并联电路干路电流等于各支路电流之和,所以通过滑动变阻器的最小电流为
此时滑动变阻器接入电路的电阻最大,根据题意可知变阻器的最大阻值可能为50Ω或20Ω,由欧姆定律可得电源电压可能为
U=Ua2=Ia2minR2max=0.4A×50Ω=20V
或
U′=Ua2′=Ia2minR2max′=0.4A×20Ω=8V
因电压表选用0~15V量程, ( http: / / www.21cnjy.com )则图b中电压表的示数最大为15V,根据串联电路的电压特点可知,电源电压应大于电压表的最大示数15V,所以电源电压为20V,且滑动变阻器的规格为“50Ω 1A”。
(b)中两电阻串联接入电路,串联电路各处电流相等,所以通过电路的最大电流为1A,通过电路的最小电流为
此时滑动变阻器接入电路的电阻最大,由串联电路分压原理可知此时其两端电压最大,电压表选用0~15V量程,所以其两端电压为
Ub2max=15V
串联电路总电压等于各部分电压之和,所以R1两端的电压为
Ub1min=U-Ub2max=20V-15V=5V
由欧姆定律可得R1的电阻为
答:①R1两端的电压为2V;
②Ⅰ.(b)不能,因为(a)为并联电路,滑片一定能移到最大阻值处,但滑片不能移到最左端,否则会造成短路,烧坏电源;
Ⅱ.变阻器R2的规格为“50Ω 1A”,定值电阻R1的阻值为12.5Ω。
29.(2021·上海浦东新·二模)在如图所示的电路中,电源电压保持不变,滑动变阻器R2上标有“1A”字样。
(1)若闭合开关S,电压表V示数为3V,通过电阻R1的电流为0.6A,求:
①电阻R1的阻值;
②10秒内电流通过R1所做的电功W1;
(2)若滑动变阻器R2的最大电阻值是定值电阻R1阻值的2倍,当电源电压为9V时,通过移动滑片能使电压表V示数的最大变化量为;当电源电压改为12V时,通过移动滑片能使电压表V示数的最大变化量仍然为。请通过计算说明滑动变阻器R2的最大电阻值。
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【标答】(1)①5Ω;②18J;(2)20Ω
【分析】
解:(1)①由
可得,电阻R1的阻值为
②由电功公式可得,10秒内电流通过R1所做的电功W1为
W1=U1I1t=3V×0.6A×10s=18J
(2)由题意可知,R2的最大电流为1A,设
R1=R
则有
R2=2R
两次电压表示数变化量相同,在9V条件下,滑动变阻器可移至两端,在12V条件下其不能移至两端。因此,当U为9V时,电压表示数是Umax为9V,此时R2移至最左端,之后最小的电压为
此时,R2移至最右端,同理,当U′为12V时,最小电压值为
因为
Umax=U=9V
所以可以算出两端电压的差值为
ΔU=Umax-Umin=9V-3V=6V
则R2两端的最大电压为
Umax′=Umin′+ΔU=4V+6V=10V
由
Imax′=1A
所以,由欧姆定律可得
滑动变阻器R2的最大电阻值
Rmax=2R1=2×10Ω=20Ω
答:(1)①电阻R1的阻值为5Ω;
②10秒内电流通过R1所做的电功W1为18J;
(2)滑动变阻器R2的最大电阻值为20Ω。
30.(2021·上海徐汇· ( http: / / www.21cnjy.com )二模)在图(a)所示的电路中,电源电压为6伏保持不变,电阻R1的阻值为4欧,电阻R2的阻值为6欧,滑动变阻器R3上标有“50欧2安”字样。已知电流表量程为0~3安,电压表量程为0~3伏。
(1)若仅闭合开关S1,电流表示数为1.0安;若仅闭合开关S2,电流表示数如图(b)所示。
①求电阻R1的电压U1。
②求10秒内通过电阻R2的电荷量Q2。
(2)若仅闭合开关S1,移动变阻器滑片P使 ( http: / / www.21cnjy.com )电路的总功率最大,此时电路的总功率为P1;若仅闭合开关S2,移动变阻器滑片P使电路的总功率最小,此时电路的总功率为P2,求P1与P2的比值。
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【标答】(1)①4V;②8C;(2)3
【分析】
解:(1)①若仅闭合开关S1,电阻R1和R3串联接入电路,电流表示数为1.0A,电阻R1的阻值为4Ω,电阻R1的电压
U1=I1R1=1.0A×4Ω=4V
②10秒内通过电阻R2的电荷量
Q2=I2t2=0.8A×10s=8C
(2)由可知电路的电阻最小时,电路的电功率最大,仅闭合开关S1,电阻R1和R3串联接入电路,串联电路总电阻等于各部分电阻之和,当滑动变阻器接入电路的电阻为0时,电路的总电阻最小,此时电路为R1的简单电路,电路中的最大电流
I1max==1.5A
电流表量程为0~3A,电路中的最大电流小于3A,所以电路的最大电功率为
P1=UI1 max=6V×1.5A=9W
仅闭合开关S2,电阻R2和 ( http: / / www.21cnjy.com )R3串联接入电路,串联电路总电阻等于各部分电阻之和,当电压表的示数为3V时,变阻器连入电路的电阻最大,电路中的最小电流
I2min==0.5A
电路的最小功率
P2=UI2 min=6V×0.5A=3W
答:(1)①电阻R1的电压4V;
②10秒内通过电阻R2的电荷量是8C;
(2)P1与P2的比值是3。
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