浙教版科学八上期末复习专题学案5-电压和欧姆定律(含解析)

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名称 浙教版科学八上期末复习专题学案5-电压和欧姆定律(含解析)
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文件大小 11.0MB
资源类型 试卷
版本资源 浙教版
科目 科学
更新时间 2021-12-09 13:57:33

文档简介

例1-1.(2020 成都)工作和生活中,手机已成为人们常用的工具。华为智能手机的电池电压最接近(  )
A.4V B.110V C.220V D.380V
例1-2.现代人的生活已经离不开电了,为了安全用电,我们对生活中一些“电”常识的了解必不可少。下列有关常见电压值的表述,错误的是( )
A. 产生闪电的电压是104~109 V B. 家庭电路的电压是220 V
C. 手机电池电压是3.7 V D. 对人体安全的电压是36 V
◆变式训练
1.一节新干电池的电压为( )
A. 1.5 V B. 24 V C. 110 V D. 220 V
2.一节干电池的电压是________ 伏,家庭电路的电压是________ 伏;对人体安全的电压________ 伏。如图所示的语言复读机工作时需要6伏的电源,这可以由________ 节干电池________ 联提供。
例2-1.关于电压表,下列说法中不正确的是( )
A.若不能预先估计被测电压的大小,应先用大量程试触
B.电压表必须并联在被测电路的两端
C.电流必须从电压表的“+”接线柱流入,从“-”接线柱流出
D.绝对不允许不经用电器而把电压表直接连到电源两极上
例2-2.如图若将电流表与电压表位置互换,当开关S闭合后,造成的后果为( )
A.电流表、电压表都会烧坏 B.电流表、电压表都不会烧坏
C.电压表烧坏,电流表不会烧坏 D.电流表会烧坏,电压表不会烧坏
例2-3.如图所示,闭合开关S,要使R1、R2并联,请在A、B圆圈内填出电压表“V”或电流表“A”,并标出两表的“+”、“-”接线柱。
◆变式训练
1.如图所示,L1、L2是灯泡,a、b、c三处接入的是电流表或电压表,若两灯均正常发光,则下列判断正确的是(  )
A.a为电压表,b为电压表,c为电流表
B.a为电流表,b为电压表,c为电流表
C.a为电流表,b为电流表,c为电压表
D.a为电流表,b为电流表,c为电流表
2.如图所示电路中,a、b、c是电压表或电流表,其中(  )
A.a、b为电流表,c为电压表
B.a为电压表,b、c为电流表
C.a为电流表,b、c为电压表
D.c为电流表,a、b为电压表
例3-1.如图所示电路,电压表测量(  )
A.L1、L2两端的电压 B.L2两端的电压
C.L1两端的电压 D.电源两端的电压
例3-2.如图所示的电路中,闭合开关S,电压表是测量L1两端电压的正确电路是(  )
例3-3.在如图的四个电路中,根据电压表的读数,能测得灯L2两端的电压的电路图有(  )
A.只有(1) B.(1)和(2) C.(1)(3)和(4) D.(1)(2)(3)和(4)
◆变式训练
1.如图所示,能正确地测出小灯泡L1两端电压的电路是( )
A. B.
C. D.
2.(2020八上·滨江期末)如图所示各电路图中,闭合开关后,电压表能测灯L1两端电压的是( )
A. B.
C. D.
例4-1.在如图甲所示电路中,当闭合开关后,两个电压表指针偏转均如图乙所示,则电阻R1和R2两端的电压分别为(  )
A.5.6V 1.4V B.7V 1.4V C.1.4V 7V D.1.4V 5.6V
例4-2.在图示的电路中,电压表、、的示数分别为U1、U2、U3,电流表、的示数分别为I1、I2,那么下列关系式正确的是(  )
A.U2=U1+U3,I1=I2
B.U2=U1=U3,I1=I2
C.U1+U2=U3,I1D.U2=U1+U3,I1>I2
例4-3.如图所示,在“研究串联电路中电压的规律”时,小雨同学用电压表测出ab、bc、ac两端的电压分别为Uab=3V,Ubc=3V,Uac=6V,在表中记录数据后,下步应该做的是(  )
A.整理器材,分析数据,得出结论
B.对换L1和L2的位置,再测出一组电压值
C.改变电源电压,再测出几组电压值
D.换用不同规格的小灯泡,再测出几组电压值
例4-4.(2019八上·柯桥月考)给充电宝充电时,充电宝相当于________(填“电源”或“用电器”)。如图甲所示,当开关S由接点1转到接点2时,电压表、电流表示数变化如图乙所示,则灯泡L2两端的电压是________伏,电源电压是________伏。
◆变式训练
1.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
2.(2020·衢州)为探究影响水果电池电压大小的因素,小科利用铜片、锌片作电极的水果电池(图甲)和电压传感器(精密电压测量仪)等器材进行实验,数据记录如下表:
实验组别 水果种类 电极插入深度/cm 电极之间距离/cm 测得电压/V
1 哈密瓜 1.0 2.0 0.886
2 哈密瓜 1.0 4.0 0.885
3 哈密瓜 1.0 6.0 0.886
4 苹果 1.0 2.0 1.009
5 苹果 1.5 2.0 1.011
6 苹果 2.0 2.0 1.010
(1)为探究电极之间距离对水果电池电压大小的影响,应选用实验________(填组别)进行对比。
(2)分析实验数据,可以得出的结论是________。
(3)于电池与水果电池原理类似,其结构如图乙。若要改变一节干电池的电压,根据本实验的结论,你的做法是________。
例5-1.下列图象中,正确反映物理量之间关系的是( A )
◆变式训练
1.某同学在探究“电流跟电压、电阻的关系”时,根据收集到的数据画出了如图所示的I-R图像,下列结论与图像相符的是( )
A. 电阻一定时,电流与电压成正比 B. 电阻一定时,电压与电流成正比
C. 电压一定时,电流与电阻成反比 D. 电压一定时,电阻与电流成反比
例6-1.在如图所示的电路中,电源电压为6V,R1=3Ω,R2=6Ω。闭合开关S,下列说法正确的是(  )
A.通过R1的电流为1A
B.R1两端的电压为2V
C.干路的电流为3A
D.电路的总电阻为9Ω
例6-2.(2021八下·浙江期末)如图所示的电路中,电源电压6 V保持不变,定值电阻阻值为10 Ω,滑动变阻器的最大阻值为20 Ω,当开关闭合,滑片由b端向a端移动的过程中,以下说法正确的是( )
A. 电压表的示数减小
B. 电压表与电流表的示数之比不变
C. 当滑片移到中点时,电压表示数为2 V
D. 当滑片移到a端时,电流表示数为0.2 A
例6-3.如图是表示阻值不同的两个电阻的电流随电压变化的图线,从图中可知(  )
A.R1<R2
B.R1与R2并联后,R总在图的第Ⅲ区域
C.R1与R2串联后,R总在图的第Ⅱ区域
D.R1与R2串联后,R总在图的第Ⅲ区域
例6-4.如图所示的电路,电源电压为12V,R1=R3=4Ω,R2=6Ω,求:
(1)当S1、S2都断开时,电流表和电压表的示数各是多少?
(2)当S1、S2都闭合时,电流表和电压表的示数各是多少?
例6-5.有一种半导体材料的电阻值随着温度的变化而明显改变,用这种材料制作的电阻称为热敏电阻.图1是某热敏电阻的阻值随温度变化的图象,小马同学用该热敏电阻和电压表设计了一只测量范围为0~100℃的水温表,图2是这个水温表的原理图,图中的电压表量程为0~3V;定值电阻R0的阻值为100Ω.当水温达到100℃时,要求电压表的示数达到最大值.
(1)根据图象回答该热敏电阻在100℃时的电阻值为多大?
(2)小马同学将电压表的刻度盘改画为指示温度的刻度盘,如果每10℃画一条刻度线,这个刻度盘的刻度是否均匀?
(3)通过计算说明改画的水温表刻度盘上的0℃应该与电压表刻度盘的什么位置对应?
◆变式训练
1.如图所示的电路中,电阻R1的阻值为10Ω。闭合开关S,电流表A1的示数为2A,电流表A2的示数为0.8A,则电阻R2的阻值为________Ω。
2.如图所示的电路,电源电压保持不变,R1=10Ω.当闭合开关S,滑动变阻器滑片P在中点时,电流表的示数为0.3A;当把滑片P移到最右端时,电流表的示数为0.2A.则电源电压为   V,滑动变阻器的最大阻值为   Ω.
3. 为防止酒驾事故的出现,酒精测试仪被广泛应用。有一种由酒精气体传感器制成的呼气酒精测试仪,当接触到的酒精气体浓度增加时,其电阻值降低,如图21甲所示。当酒精气体的浓度为0时,R1的电阻为60 Ω。在图21乙所示的工作电路中,电源电压恒为8V,定值电阻R2=20Ω。求:
(1) 当被检测者的酒精气体的浓度为0时,电压的示数是多少;
(2)现在国际公认的酒驾标准是0.2mg/ml 酒精气体浓度0.8mg/ml,当电流表的示数为0.2A时,试通过计算判断被检测者是否酒驾。
例7-1.如图所示的四个电路中,R0为已知阻值的定值电阻,不可以测出未知电阻Rx的电路是(  )
例7-2.如图所示,几个同学在只有电流表或电压表时,利用一个已知阻值的电阻R0设计了四个测未知电阻Rx的电路,其中不可行的是(  )
例7-3.在测量小灯泡电阻的实验中,小明设计了如图所示的三个电路图,正确的是(  )
A.甲、丙 B.乙、丙
C.甲、乙 D.甲、乙、丙
◆变式训练
1.(2021·衢州)如图是小科利用实验室常用仪器,设计测量未知电阻Rx阻值的四种电路,电源电压恒定且未知,R0是已知阻值的定值电阻,滑动变阻器R最大阻值未知,实验中只能闭合或断开开关及移动滑动变阻器滑片,其中能够测量出Rx阻值的电路( )
A. 只有① B. 只有② C. 只有②③ D. 只有②③④
2.如何利用阻值已知的电阻R0和一个电流表或一个电压表,测出未知电阻Rx的阻值,几个同学分别设计了如图所示的四种电路,其中可行的方法有(电源电压未知)(  )
A.(1)(3) B.(2)(3) C.(2)(4) D.(1)(4)
例8-1..如图所示,在探究“一段电路中的电流与电阻关系”的实验中,当A、B两点间的电阻由5Ω更换为10Ω后,为了探究上述问题,应该采取的唯一操作是(   )
A.保持变阻器滑片不动 B.增加电池个数
C.将变阻器滑片适当向左移动 D.将变阻器滑片适当向右移动
例8-2.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3V,滑动变阻器上标有“15Ω 1A”字样。在a、b间先后接入不同阻值的定值电阻,移动滑片P,使电压表示数为1.5V,读出电流表的示数。当20Ω的电阻接入a、b间时,电压表示数始终无法达到1.5V,其原因可能是(  )
A.电源电压3V太高 B.滑动变阻器阻值太大 C.20Ω的阻值太小 D.控制的电压1.5V太高
例8-3.图甲是利用“伏安法”测小灯泡电阻的实验电路图,图乙是根据实验数据画出的通过小灯泡的电流I与它两端电压U之间的关系图象.通过图象可以得出小灯泡两端的电压为4V时,灯丝电阻为 Ω;当小灯泡两端的电压增大时,灯丝的电阻将 ,其原因是 。
◆变式训练
1.(2018·台州)某同学利用如图甲所示的电路进行实验,电源电压恒为3伏,更换5个定值电阻Rx , 得到如图乙所示的图象。以下有关叙述正确的是(  )
A. 该同学研究的是电流和电压的关系 B. 实验中电压表的示数保持0.5伏不变
C. 滑动变阻器阻值变化范围为1欧~5欧 D. 将Rx从5欧换成10欧后,应将滑片P向左移
2.(2019·宁波)小科利用仅有的一个规格为“10Ω 1.0A”的滑动变阻器和其他器材来“检验欧姆定律”,该变阻器的电阻丝上有一处断点。实验电路如图所示,电源电压恒为3V。实验步骤如下:
①用4Ω的定值电阻进行实验,连接电路。
②闭合开关,调节滑动变阻器,使定值电阻两端电压为2V,读出电流表的示数并记录。断开开关,把滑片P移到A端。
③依次用阻值为6Ω、8Ω和1OΩ的定值电阻替换原来的电阻,重复步骤②。
(1)小科设计上述实验步骤,是要研究通过导体的电流与 之间的关系。
(2)小科发现,滑片P向右移动过程中,每次实验开始时电压表都没有示数,移到某一点(该点记为C)时突然有了示数。但在完成8Ω电阻的实验后,再做10Ω电阻的实验时,当电压表有示数后,示数一直大于2V。分析可得,电阻丝BC的阻值RBC的范围是 。
(3)为了完成10Ω电阻实验,将滑片P移到C点,只要在原来电路的接线柱上再接上一根导线,就能继续完成实验。请在图中用笔画线补上这根导线。
2例1-1.(2020 成都)工作和生活中,手机已成为人们常用的工具。华为智能手机的电池电压最接近(  )
A.4V B.110V C.220V D.380V
【解答】华为智能手机的电池电压在3.7V左右,根据各个选项可知,4V是最接近的,故A正确。
故选:A。
例1-2.现代人的生活已经离不开电了,为了安全用电,我们对生活中一些“电”常识的了解必不可少。下列有关常见电压值的表述,错误的是( )
A. 产生闪电的电压是104~109 V B. 家庭电路的电压是220 V
C. 手机电池电压是3.7 V D. 对人体安全的电压是36 V
【答案】 D
【考点】电压
【解析】【分析】根据有关电压的知识分析判断。
【解答】产生闪电的电压是104~109 V ,家庭电路的电压是220 V ,手机电池电压是3.7 V,故A、B、C正确不合题意;
对人体安全的电压不高于36 V,故D错误符合题意。故选D。
◆变式训练
1.一节新干电池的电压为( )
A. 1.5 V B. 24 V C. 110 V D. 220 V
【答案】 A
【考点】电压
【解析】【分析】根据对电压的认识分析判断。
【解答】一节新干电池的电压为1.5V,故A正确,而B、C、D错误。
故选A。
2.一节干电池的电压是________ 伏,家庭电路的电压是________ 伏;对人体安全的电压________ 伏。如图所示的语言复读机工作时需要6伏的电源,这可以由________ 节干电池________ 联提供。
【答案】 1.5;220;不高于36;4;串 【考点】电压
【解析】【分析】家庭电路电压和安全电压是常量,需要我们记住;一节干电池的电压是1. 5V,电池的串联可提高电压,串联起来的总电压等于各个电池的电压之和。
【解答】家庭电路的电压是220V;安全电压是不高于36V的电压;一节干电池的电压是1. 5V,要得到6V的电压,需要4节干电池串联起来故答案为:1.5;220;36;4;串联。
例2-1.关于电压表,下列说法中不正确的是〔 D 〕
A.若不能预先估计被测电压的大小,应先用大量程试触
B.电压表必须并联在被测电路的两端
C.电流必须从电压表的“+”接线柱流入,从“-”接线柱流出
D.绝对不允许不经用电器而把电压表直接连到电源两极上
例2-2.如图若将电流表与电压表位置互换,当开关S闭合后,造成的后果为( )
A.电流表、电压表都会烧坏 B.电流表、电压表都不会烧坏
C.电压表烧坏,电流表不会烧坏 D.电流表会烧坏,电压表不会烧坏
答案: B
例2-3.如图所示,闭合开关S,要使R1、R2并联,请在A、B圆圈内填出电压表“V”或电流表“A”,并标出两表的“+”、“-”接线柱。
答案:
◆变式训练
1.如图所示,L1、L2是灯泡,a、b、c三处接入的是电流表或电压表,若两灯均正常发光,则下列判断正确的是( A )
A.a为电压表,b为电压表,c为电流表
B.a为电流表,b为电压表,c为电流表
C.a为电流表,b为电流表,c为电压表
D.a为电流表,b为电流表,c为电流表
【解析】由题图可知a表跟灯泡L1并联,应为电压表;b表与灯泡L2并联,应为电压表;c表跟灯泡L2串联,应为电流表。故选A。
2.如图所示电路中,a、b、c是电压表或电流表,其中( B )
A.a、b为电流表,c为电压表
B.a为电压表,b、c为电流表
C.a为电流表,b、c为电压表
D.c为电流表,a、b为电压表
【解题思路】 在a、b、c三处分别换上一根导线,则在a处灯泡L1发生短路,所以a应为电压表,b、c处电路未出现短路,所以b、c处为电流表。故选B。
例3-1.如图所示电路,电压表测量( C )
A.L1、L2两端的电压 B.L2两端的电压
C.L1两端的电压 D.电源两端的电压
【解析】由图知,电压表与L1并联,则电压表测量的是L1两端的电压。故选C。
例3-2.如图所示的电路中,闭合开关S,电压表是测量L1两端电压的正确电路是( D )
【解题思路】 去掉电源后,会发现A、B、C中电压表均与L2构成回路;D
中电压表与L1、L2均构成回路。所谓“构成回路”是指电压表与其他用电器之间有导线(包括开关)相连,没有断开之处。故选D。
例3-3.在如图的四个电路中,根据电压表的读数,能测得灯L2两端的电压的电路图有( C )
A.只有(1) B.(1)和(2) C.(1)(3)和(4) D.(1)(2)(3)和(4)
【解析】(1)L1与L2并联,电压表与L1、L2、电源并联,测三者两端的电压,可以测出L2两端电压;(2)L1与L2串联,电压表与电源并联,测的是L1和L2两端的总电压,故不能测灯L2两端的电压;(3)L1与L2串联,电压表与L2并联,测的是L2两端的电压;(4)L1与L2串联,电压表V1与L1并联,测的是L1两端的电压,电压表V2测L1和L2两端的总电压,根据串联电路的电压特点可知:电压表V2、V1示数之差即为L2两端电压,故能测出灯L2两端的电压;由此分析可知能测灯L2两端的电压是(1)(3)和(4)。故选C。
◆变式训练
1.如图所示,能正确地测出小灯泡L1两端电压的电路是( )
A. B.
C. D.
【答案】 D
【考点】电压的测量及电压表的使用
【解析】【分析】电压表应该与被测的用电器并联,且注意“正进负出”,据此分析判断。
【解答】A.电压表与L1并联,但是“+”接线柱与电源负极相连,故A错误;
B.电压表与两个灯泡并联,测它们的总电压,故B错误;
C.电压表与灯泡L2并联,测L2的电压,故C错误;
D.电压表与L1并联,且正负接线柱连接正确,故D正确。
2.(2020八上·滨江期末)如图所示各电路图中,闭合开关后,电压表能测灯L1两端电压的是( )
A. B. C. D.
【答案】 A
【考点】电压的测量及电压表的使用
【解析】【分析】电压表要与被测的用电器并联,据此分析判断。
【解答】A.两个灯泡串联,电压表与L1并联,测L1的电压,故A正确;
B.两个灯泡串联,电压表与L2并联,测L2的电压,故B错误;
C.当开关闭合后,电压表被开关短路,示数为零,故C错误;
D.两个灯泡串联,电压表与电源并联,测电源电压,故D错误。
故选A。
例4-1.在如图甲所示电路中,当闭合开关后,两个电压表指针偏转均如图乙所示,则电阻R1和R2两端的电压分别为( A )
A.5.6V 1.4V B.7V 1.4V C.1.4V 7V D.1.4V 5.6V
【解题思路】 由题中的图可知:V1测的是电源电压;V2测的是R2两端的电压。即V1的示数应大于V2的示数;V1应选的量程是0~15V,其分度值是0.5V,读数(即电源电压)为7V;V2选的量程是0~3V,其分度值是0.1V,读数(即R2两端的电压)为1.4V;所以,电阻R1两端的电压为:U1=U-U2=7V-1.4V=5.6V;故选A。
例4-2.在图示的电路中,电压表、、的示数分别为U1、U2、U3,电流表、的示数分别为I1、I2,那么下列关系式正确的是( A )
A.U2=U1+U3,I1=I2
B.U2=U1=U3,I1=I2
C.U1+U2=U3,I1D.U2=U1+U3,I1>I2
【解题思路】 先用“去表法”(将电流表看成导线,电压表看成断路)简化电路,可看出此电路为两个电阻串联的电路,总电压等于各部分电路两端电压之和,电流处处相等。电压表、分别测量两个电阻两端的电压,测电路的总电压,故有U2=U1+U3,两个电流表分别测电路中两点的电流,是相等的,有I1=I2,故选A。
例4-3.如图所示,在“研究串联电路中电压的规律”时,小雨同学用电压表测出ab、bc、ac两端的电压分别为Uab=3V,Ubc=3V,Uac=6V,在表中记录数据后,下步应该做的是( D )
A.整理器材,分析数据,得出结论
B.对换L1和L2的位置,再测出一组电压值
C.改变电源电压,再测出几组电压值
D.换用不同规格的小灯泡,再测出几组电压值
【解析】因串联电路各处的电流相等,由Uab=Ubc=3V可知,两灯泡的电阻相同,即两灯泡的规格是相同的;在探究串联电路中的电压关系时,为寻找规律,应换用不同规格的小灯泡,再测出几组电压值,然后分析数据,这样的结论才具有科学性。故选D。
例4-4.(2019八上·柯桥月考)给充电宝充电时,充电宝相当于________(填“电源”或“用电器”)。如图甲所示,当开关S由接点1转到接点2时,电压表、电流表示数变化如图乙所示,则灯泡L2两端的电压是________伏,电源电压是________伏。
【答案】 用电器;4;6
【考点】串、并联电路的电压特点
【解析】【分析】(1)用电器消耗电能,电源提供电能;
(2)由电路图可知,当S接1时,电路为L1的简单电路,电压表测电源的电压;当S接2时,两电阻串联,电压表测L1两端的电压,根据U2=U-U1计算出灯泡L2两端的电压。
【解答】(1)给充电宝充电时,充电宝会消耗电能,所以它相当于一个用电器;
(2)由电路图可知,当S接1时,电路里只有L1工作,电压表测电源的电压,
由图乙可知,电源的电压U=6V;
当S接2时,两灯泡串联,电压表测L1两端的电压;
由图乙可知,U1=2V,
灯泡L2两端的电压是:U2=U-U1=6V-2V=4V。
◆变式训练
1.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
【考点】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-U1 ③;
因为U3=2U1 ④;
③④联立解得:U1=2V;
那么电源电压:U总=U1+U2+U3=U1+(U2+U3)=2V+9V=11V。
2.(2020·衢州)为探究影响水果电池电压大小的因素,小科利用铜片、锌片作电极的水果电池(图甲)和电压传感器(精密电压测量仪)等器材进行实验,数据记录如下表:
实验组别 水果种类 电极插入深度/cm 电极之间距离/cm 测得电压/V
1 哈密瓜 1.0 2.0 0.886
2 哈密瓜 1.0 4.0 0.885
3 哈密瓜 1.0 6.0 0.886
4 苹果 1.0 2.0 1.009
5 苹果 1.5 2.0 1.011
6 苹果 2.0 2.0 1.010
(1)为探究电极之间距离对水果电池电压大小的影响,应选用实验________(填组别)进行对比。
(2)分析实验数据,可以得出的结论是________。
(3)于电池与水果电池原理类似,其结构如图乙。若要改变一节干电池的电压,根据本实验的结论,你的做法是________。
【答案】 (1)1、2、3
(2)电极材科不变时,水果电池的电压大小与水果种类有关,与电极插入深度和电极之间距离无关
(3)改变化学填充剂的成分
【考点】电压
【解析】【分析】(1)根据控制变量法的要求进行选择;
(2)根据表格数据对比,分析水果电池电压与水果种类、电极深度和电极之间的距离是否有关;
(3)根据(2)中的结论分析解答。
【解答】(1)为探究电极之间距离对水果电池电压大小的影响,必须控制水果种类和电极深度相同,故选1、2、3;
(2)对比实验1、2、3可知,当水果种类和电极深度相同时,电池电压与电极之间的距离无关;
对比实验4、5、6可知,当水果种类和电极距离相同时,水果电池电压与电极深度无关;
对比实验1、4可知,当电极深度和电极距离相同时,水果电池电压与水果种类有关。
最终得到结论:电极材科不变时,水果电池的电压大小与水果种类有关,与电极插入深度和电极之间距离无关。
(3)根据(2)结论可知,要改变水果电池的电压,只能改变水果的种类;据此类推,要改变干电池的电压,就要改变干电池内化学填充剂的成分。
例5-1.下列图象中,正确反映物理量之间关系的是( A )
答案:A
◆变式训练
1.某同学在探究“电流跟电压、电阻的关系”时,根据收集到的数据画出了如图所示的I-R图像,下列结论与图像相符的是( )
A. 电阻一定时,电流与电压成正比 B. 电阻一定时,电压与电流成正比
C. 电压一定时,电流与电阻成反比 D. 电压一定时,电阻与电流成反比
【答案】 C
【考点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【分析】如果图像为一条通过坐标原点的斜线,那么二者为正比例关系;如果图像为一条双曲线,那么二者为反比例关系,据此分析判断。
【解答】电阻是导体本身的性质,它的大小只与导体的材料、长度、横截面积以及温度有关。图像的横坐标表示电阻,纵坐标表示电流,是个反比例函数图像,说明:电压一定时,电流随电阻的增大而减小,即电流与电阻成反比,故C正确,而A、B、D错误。
故选C。
例6-1.在如图所示的电路中,电源电压为6V,R1=3Ω,R2=6Ω。闭合开关S,下列说法正确的是( C )
A.通过R1的电流为1A
B.R1两端的电压为2V
C.干路的电流为3A
D.电路的总电阻为9Ω
例6-2.(2021八下·浙江期末)如图所示的电路中,电源电压6 V保持不变,定值电阻阻值为10 Ω,滑动变阻器的最大阻值为20 Ω,当开关闭合,滑片由b端向a端移动的过程中,以下说法正确的是( )
A. 电压表的示数减小
B. 电压表与电流表的示数之比不变
C. 当滑片移到中点时,电压表示数为2 V
D. 当滑片移到a端时,电流表示数为0.2 A
【答案】 B
【考点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)根据滑片移动方向确定电阻变化,进而判断电流变化,然后根据U=IR分析电压表的示数变化;
(2)根据公式分析;
(3)当滑片移动到中点时,首先根据计算出总电流,再根据U=IR计算出电压表的示数;
(4)当滑片移动到a点时,变阻器接入的阻值为零,此时只有定值电阻,根据计算电流表的示数即可。
【解答】根据图片可知,定值电阻R与变阻器串联,电压表测定值电阻的电压。
当开关闭合,滑片由b端向a端移动的过程中,变阻器的阻值变小,那么总电阻变小,总电流变大,根据U=IR可知,电压表的示数变大,故A错误;
电压表测定值电阻的电压,电流表测通过定值电阻的电流,根据可知,两个电表的示数之比就是定值电阻R,因此它们的比值不变,故B正确;
当滑片移动到中点时,总电流;
此时电压表的示数:U=IR=0.3A×10Ω=3V,故C错误;
当滑片移动到a点时,变阻器接入的阻值为零,此时只有定值电阻,此时电流表的示数: , 故D错误。
例6-3.如图是表示阻值不同的两个电阻的电流随电压变化的图线,从图中可知( B )
A.R1<R2
B.R1与R2并联后,R总在图的第Ⅲ区域
C.R1与R2串联后,R总在图的第Ⅱ区域
D.R1与R2串联后,R总在图的第Ⅲ区域
例6-4.如图所示的电路,电源电压为12V,R1=R3=4Ω,R2=6Ω,求:
(1)当S1、S2都断开时,电流表和电压表的示数各是多少?
(2)当S1、S2都闭合时,电流表和电压表的示数各是多少?
【答案】(1)当S1、S2都断开时,电流表的示数为1.2A,电压表的示数为4.8V;(2)当S1、S2都闭合时,电流表的示数为5A,电压表的示数为0V。
例6-5.有一种半导体材料的电阻值随着温度的变化而明显改变,用这种材料制作的电阻称为热敏电阻.图1是某热敏电阻的阻值随温度变化的图象,小马同学用该热敏电阻和电压表设计了一只测量范围为0~100℃的水温表,图2是这个水温表的原理图,图中的电压表量程为0~3V;定值电阻R0的阻值为100Ω.当水温达到100℃时,要求电压表的示数达到最大值.
(1)根据图象回答该热敏电阻在100℃时的电阻值为多大?
(2)小马同学将电压表的刻度盘改画为指示温度的刻度盘,如果每10℃画一条刻度线,这个刻度盘的刻度是否均匀?
(3)通过计算说明改画的水温表刻度盘上的0℃应该与电压表刻度盘的什么位置对应?
解:(1)由图可知,当温度100℃时电阻为100Ω;
(2)由图可知,电阻随温度的变化越来越慢,即电阻不与温度成正比,则变化相同温度时,电阻的变化值不同,那么干路电流的变化值也不同;故定值电阻两端电压的变化值不是定值,因此所改表盘的刻度不均匀.
(3)当温度t=100℃时,由图知热敏电阻的阻值为:R热=100Ω;
由于此时电压表的示数达到最大值,故U0=3V;
因为R热与R0串联,根据串联分压的原理(串联电路中,电阻两端的电压之比等于电阻之比),得:
则电源电压:U==6V;
当温度t′=0℃时,R热′与R0串联,根据串联电路的电压规律,可得:U0′==1V;
此时电压表示数为1V,即改画的水温度表刻度盘上的0℃应对应在电压表刻度表上1V的位置.
答:(1)100℃时电阻为100Ω;(2)刻度盘上的刻度不均匀;(3)0℃所对应的电压表刻度在电压表刻度的1V位置.
◆变式训练
1.如图所示的电路中,电阻R1的阻值为10Ω。闭合开关S,电流表A1的示数为2A,电流表A2的示数为0.8A,则电阻R2的阻值为________Ω。
【答案】15。【解题思路】 闭合开关S,R1与R2并联,电流表A1测R1与R2中的电流之和;电流表A2测R2中的电流I2,则I1=I-I2=2A-0.8A=1.2A,电源电压U=I1R1=1.2A×10Ω=12V,则R2===15Ω。
2.如图所示的电路,电源电压保持不变,R1=10Ω.当闭合开关S,滑动变阻器滑片P在中点时,电流表的示数为0.3A;当把滑片P移到最右端时,电流表的示数为0.2A.则电源电压为 6 V,滑动变阻器的最大阻值为 20 Ω.
解答: 设电压为U,滑动变阻器的最大阻值为R, 则当滑片在中点时,由欧姆定律得电流表的示数(即干路电流):I1= 当滑片移到最右端时,电流表的示数(即干路电流):I2= 代入数据得:U=0.3A×(10Ω+)﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣(1) U=0.2A×(10Ω+R)﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣(2) 联立解得:U=6V,R=20Ω 答案:6,20
3. 为防止酒驾事故的出现,酒精测试仪被广泛应用。有一种由酒精气体传感器制成的呼气酒精测试仪,当接触到的酒精气体浓度增加时,其电阻值降低,如图21甲所示。当酒精气体的浓度为0时,R1的电阻为60 Ω。在图21乙所示的工作电路中,电源电压恒为8V,定值电阻R2=20Ω。求:
(1) 当被检测者的酒精气体的浓度为0时,电压的示数是多少;
(2)现在国际公认的酒驾标准是0.2mg/ml 酒精气体浓度0.8mg/ml,当电流表的示数为0.2A时,试通过计算判断被检测者是否酒驾。
【答案】(1)当被检测者的酒精气体的浓度为0时,R1的电阻为60 Ω。
由公式I===0.1A U1=IR1=0.1A×60=6V
(2)当电流表的示数为0.2A时, 由公式I=得 R1=— R2=—20=20
由甲图可知,被检测者的酒精气体浓度为0.3 mg/ml。
2mg/ml<0.3mg/ml<0.8mg/ml,所以被检测者属于酒驾。
例7-1.如图所示的四个电路中,R0为已知阻值的定值电阻,不可以测出未知电阻Rx的电路是( D )
【解题思路】 A.开关S闭合时,电压表测量电源电压;开关S断开时,电压表测量Rx两端的电压;根据串联电路总电压等于各分电压之和,求出定值电阻两端的电压,根据I=求出通过定值电阻的电流,根据串联电路电流处处相等,通过Rx电流等于通过定值电阻电流Ix=I0,根据Rx=求出电阻,故A可以。B.由电路图可知,当S断开时,电路为R0的简单电路,电流表测电路中的电流,根据欧姆定律可求电源的电压;当开关S闭合时,R0、Rx并联,电流表测干路电流,因通过R0的电流不变,根据并联电路的电流特点可求通过Rx的电流,再根据并联电路的电压特点和欧姆定律即可求出Rx阻值,故B可以;
例7-2.如图所示,几个同学在只有电流表或电压表时,利用一个已知阻值的电阻R0设计了四个测未知电阻Rx的电路,其中不可行的是( C )
【解析】A.Rx和定值电阻串联,电压表V1测量定值电阻两端的电压,根据I=,求出通过定值电阻的电流。根据串联电路电流处处相等,通过Rx电流等于通过定值电阻电流Ix=I0。电压表V2测量Rx两端的电压Ux,根据Rx=求出电阻,不符合题意。B.Rx和定值电阻并联,电流表A1测量定值电阻的电流,根据U=IR,求出定值电阻两端的电压。根据并联电路各支路电压相等,Rx两端电压等于定值电阻两端的电压Ux=U0。电流表A2测量Rx的电流Ix,根据Rx=求出电阻,不符合题意。
C.Rx和定值电阻串联,电流表测量串联电路的电流,不能直接或间接测量Rx两端的电压,不能求出Rx电阻,符合题意。D.开关S和S1都闭合时,电压表测量电源电压。开关S闭合S1断开时,电压表直接测量Rx两端的电压。根据串联电路总电压等于各串联导体电压之和,求出定值电阻两端的电压,根据I=,求出通过定值电阻的电流。根据串联电路电流处处相等,通过Rx电流等于通过定值电阻电流Ix=I0。根据Rx=求出电阻,不符合题意。故选C。
例7-3.在测量小灯泡电阻的实验中,小明设计了如图所示的三个电路图,正确的是( C )
A.甲、丙 B.乙、丙
C.甲、乙 D.甲、乙、丙
【解析】为了测量小灯泡的电阻,电流表与灯泡串联测量通过灯泡中的电流,电压表与灯泡并联,测量灯泡两端的电压;故甲、乙电路图正确,丙图错误。故选C。
◆变式训练
1.(2021·衢州)如图是小科利用实验室常用仪器,设计测量未知电阻Rx阻值的四种电路,电源电压恒定且未知,R0是已知阻值的定值电阻,滑动变阻器R最大阻值未知,实验中只能闭合或断开开关及移动滑动变阻器滑片,其中能够测量出Rx阻值的电路( )
A. 只有① B. 只有② C. 只有②③ D. 只有②③④
【答案】 D
【考点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【分析】对各个电路图进行分析,通过开关的组合,结合欧姆定律,确定是否能够测量除Rx的阻值即可。
【解答】①:当开关S接1时,电压表测R0的电压,此时电压表上面的接线柱为“-”接线柱;当开关S接2时,电压表测Rx的电压,但是此时电压表的上面接线柱却与正极相连,接法错误,不能测定Rx的阻值,故A错误;
②:当开关S2闭合时,R0被短路,此时电压表测电源电压U总;当开关S2断开时,电压表测Rx的电压Ux。可根据U0=U总-Ux计算出R0的电压,再根据“串联电路电压与电阻成正比”计算出Rx的阻值,即 , 故②可以测出Rx;
③:当开关S2闭合时,R0被短路,只有Rx,记下电流表的示数Ix;根据U总=I总R总得到:U总=IxRx;
当开关S2断开时,R0与Rx串联,,记下电流表的示数I总;根据U总=I总R总得到:U总=I总(Rx+R0)。两个方程联立可以计算出Rx的阻值,故③可以测出Rx;
④:当开关S接2时,只有R0 , 记下电流表的示数I0;当开关S接1时,只有Rx , 记下电流表的示数Ix。
根据并联电路U0=Ux得到:I0R0=IxRx , 故④可以测出Rx。
那么能够测出Rx的电路为②③④。
故D正确,而B、C错误。
2.如何利用阻值已知的电阻R0和一个电流表或一个电压表,测出未知电阻Rx的阻值,几个同学分别设计了如图所示的四种电路,其中可行的方法有(电源电压未知)( B )
A.(1)(3) B.(2)(3) C.(2)(4) D.(1)(4)
【解析】(1)开关S1闭合S2断开时,R0和Rx串联,电流表可以测出通过Rx的电流Ix;S2闭合时为Rx的简单电路,不能直接或间接测量出Rx的电压,所以不能求出Rx的电阻。(2)开关S0闭合,S接1时电路为R0的简单电路,电流表测电路中的电流,根据欧姆定律求出电源的电压;当S接2时电路为未知电阻Rx的简单电路,电流表测通过Rx的电流Ix,根据Rx=求出电阻。(3)开关S1和S2都闭合时,R0被短路,电压表测量电源电压U;只闭合S1时,R0和Rx串联,电压表直接测量Rx两端的电压Ux。根据串联电路总电压等于各串联导体电压之和,求出定值电阻两端的电压U0=U-Ux,
根据I0=,求出通过定值电阻的电流。根据串联电路电流处处相等,通过Rx电流等于通过定值电阻电流Ix=I0。根据Rx=求出电阻。(4)开关S0闭合,S接1时和S接2时电压表V的正负接线柱会连接错误,故无法测出正确的示数。故选B
例8-1..如图所示,在探究“一段电路中的电流与电阻关系”的实验中,当A、B两点间的电阻由5Ω更换为10Ω后,为了探究上述问题,应该采取的唯一操作是( D )
A.保持变阻器滑片不动 B.增加电池个数
C.将变阻器滑片适当向左移动 D.将变阻器滑片适当向右移动
 【解析】探究“一段电路中的电流与电阻关系”,则需保持这段导体两端的电压不变,当A、B两点间的电阻由5Ω更换为10Ω后,电压表的示数变大,所以应该增大滑动变阻器的阻值,减小电压表的示数,将滑片向右移动,D正确,AC错误;B选项增加电池个数,则电压表的示数会更大,B错误。故选D
例8-2.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3V,滑动变阻器上标有“15Ω 1A”字样。在a、b间先后接入不同阻值的定值电阻,移动滑片P,使电压表示数为1.5V,读出电流表的示数。当20Ω的电阻接入a、b间时,电压表示数始终无法达到1.5V,其原因可能是( A )
A.电源电压3V太高 B.滑动变阻器阻值太大
C.20Ω的阻值太小 D.控制的电压1.5V太高
【解析】由题意知,电源电压为3V,电阻两端的电压为1.5V,则滑动变阻器两端的电压应为3V-1.5V=1.5V;根据串联分压的知识:===;因为滑动变阻器的最大阻值为15Ω,电阻的阻值为滑动变阻器阻值的=倍,其两端的电压也为滑动变阻器两端电压的倍,其定值电阻太大或滑动变阻器的最大阻值太小,而造成了电压表示数始终大于1.5V,而无法达到1.5V,BCD错误;若减小电源电压,则电阻两端的电压会减小,故A正确。故选A。
例8-3.图甲是利用“伏安法”测小灯泡电阻的实验电路图,图乙是根据实验数据画出的通过小灯泡的电流I与它两端电压U之间的关系图象.通过图象可以得出小灯泡两端的电压为4V时,灯丝电阻为 Ω;当小灯泡两端的电压增大时,灯丝的电阻将 ,其原因是 。
答案:20;变大;温度越高,灯丝的电阻越大
◆变式训练
1.(2018·台州)某同学利用如图甲所示的电路进行实验,电源电压恒为3伏,更换5个定值电阻Rx , 得到如图乙所示的图象。以下有关叙述正确的是(  )
A. 该同学研究的是电流和电压的关系 B. 实验中电压表的示数保持0.5伏不变
C. 滑动变阻器阻值变化范围为1欧~5欧 D. 将Rx从5欧换成10欧后,应将滑片P向左移
【答案】 C 【解析】A、研究电流和电压的关系时,要控制电阻不变,由图乙知,电阻是变化的,故A说法错误。B、由题意和图象可知,,该同学研究的是电流和电阻的关系,实验中要控制Rx两端的电压不变(即电压表示数不变);由图乙知,电流与电阻之积(即Rx两端的电压)U=IRx=0.5A×5=2.5V,即电压表保持2.5伏不变,故B说法错误。
C、由图乙知,电流最大为0.5A时,对应的电阻为5 , 根据欧姆定律和串联电路的规律,变阻器接入的电阻R小=R总-R1=
由图乙知,电流最小为0.1A时,对应的电阻为25,根据欧姆定律和串联电路的规律,变阻器接入的电阻R大=R总-R2=
所以,滑动变阻器阻值变化范围为1欧~5欧,故C说法正确。
D、根据串联分压原理可知,将定值电阻由5改接成10的电阻,电阻增大,其分得的电压增大(大于2.5V);探究电流与电阻的实验中应控制电阻两端的电压不变,根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压,使电压表的示数减小为2.5V,由分压原理,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向端移动,故D说法错误。故答案为:C
2.(2019·宁波)小科利用仅有的一个规格为“10Ω 1.0A”的滑动变阻器和其他器材来“检验欧姆定律”,该变阻器的电阻丝上有一处断点。实验电路如图所示,电源电压恒为3V。实验步骤如下:
①用4Ω的定值电阻进行实验,连接电路。
②闭合开关,调节滑动变阻器,使定值电阻两端电压为2V,读出电流表的示数并记录。断开开关,把滑片P移到A端。
③依次用阻值为6Ω、8Ω和1OΩ的定值电阻替换原来的电阻,重复步骤②。
(1)小科设计上述实验步骤,是要研究通过导体的电流与 之间的关系。
(2)小科发现,滑片P向右移动过程中,每次实验开始时电压表都没有示数,移到某一点(该点记为C)时突然有了示数。但在完成8Ω电阻的实验后,再做10Ω电阻的实验时,当电压表有示数后,示数一直大于2V。分析可得,电阻丝BC的阻值RBC的范围是 。
(3)为了完成10Ω电阻实验,将滑片P移到C点,只要在原来电路的接线柱上再接上一根导线,就能继续完成实验。请在图中用笔画线补上这根导线。
(1)导体电阻 (2) 4Ω≤RBC<5Ω
(3)
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