【精品解析】人教版物理九年级上第十七章第四节综合同步练习——欧姆定律在串、并联中的应用(4)

文档属性

名称 【精品解析】人教版物理九年级上第十七章第四节综合同步练习——欧姆定律在串、并联中的应用(4)
格式 zip
文件大小 633.6KB
资源类型 试卷
版本资源
科目 物理
更新时间 2022-10-07 18:54:03

文档简介

人教版物理九年级上第十七章第四节综合同步练习——欧姆定律在串、并联中的应用(4)
一、单选题
1.(2021九上·深圳期末)小华同学设计了一个检测天然气泄漏的电路如图所示.电源电压恒定不变;R0为定值电阻;R为气敏电阻,其阻值随天然气浓度变化曲线如图乙所示.下列说法正确的是(  )
A.天然气浓度增大时,电压表示数变小
B.天然气浓度增大时,电路消耗的总功率变小
C.天然气浓度减小时,电流表示数变大
D.天然气浓度减小时,电压表与电流表示数的比值不变
2.(2021九上·昌黎期中)如图是小虹设计的一种“身高测量仪”,其中滑片P将电阻丝分成上下两部分,阻值分别为R1、R2,身高数据可通过电压表的示数来反映。测量时,身高越高(  )
A.电压表示数越小 B.电压表示数越大
C.电路中的电流越大 D.电路中的电流越小
3.(2021九上·邮亭月考)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,下列分析正确的是(  )
A.电流表A示数与电流表A2示数的差变大
B.电流表A1示数与电流表A2示数的和变大
C.电压表V示数与电流表A2示数的比值变大
D.电压表V示数与电流表A1示数的乘积变大
4.(2021九上·孝感月考)如图(a)所示是电阻甲和乙的I-U图像;(b)、(c)是它们的部分电路连接示意图,下列说法错误的是(  )
A.当电阻乙两端电压为2.5 V时,它的阻值和甲的阻值相等
B.图(b)中,当电压U为3 V时,乙的电阻为5 Ω
C.图(c)中,当电压U为2 V时,干路总电流为 0.6 A
D.图(c)中,在电压U从0增大到2.5 V的过程中,通过甲、乙两电阻的电流之差先变大后变小
二、多选题
5.(2021九上·寻乌月考)如图所示,电源电压保持不变,闭合开关S1、S2,断开开关S3,当滑片P向左滑动时(  )
A.灯泡L2亮度变亮,电流表示数减小
B.灯泡L1亮度不变,电压表示数增大
C.电流表示数不变,电压表示数增大
D.电流表示数不变,电压表示数不变
6.(2021九上·玉田期中)如图所示电路中的元件均完好,定值电阻R1的阻值小于滑动变阻器R2的最大阻值。闭合开关后移动R2的滑片时,关于三个电压表的示数,可能出现的情况是(  )
A.V1的示数等于V2的示数
B.V2的示数等于V的示数
C.V1与V2的示数之和增大
D.V1示数的变化量等于V2示数的变化量
7.(2021九上·路北期中)如图所示的电路,电源电压保持不变,闭合开关S,滑动变阻器的滑片P由a端向b端移动过程中,小灯泡L始终发光(忽略温度对小灯泡电阻的影响)。下列说法正确的是(  )
A.小灯泡亮度逐渐变暗
B.电流表示数变小
C.电压表V1示数与电流表示数的比值变小
D.电压表V2示数变化量与电流表示数变化量的比值不变
三、填空题
8.(2021九上·临江期末)如图所示,电源电压不变。R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,闭合开关S后,滑片向右移动过程中,电流表示数   ,电压表示数   ,电压表与电流表示数之比   。(选填“变大”、“变小”或“不变”)
9.(2021九上·灌阳期末)将光敏电阻R、定值电阻R0、电流表、电压表、开关和电源连接成如图所示电路。光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小。闭合开关,逐渐增大光敏电阻的光照强度,则电流表的示数   (选填“增大”、 “减小”或“不变”),电压表的示数   (选填“增大”、“减小”或“不变”)
10.(2021九上·芜湖月考)如图所示,电源电压保持不变,若在甲、乙两处分别接入电压表,闭合开关S1、S2,测得甲、乙电表的示数之比为4∶3,断开开关,拆去电压表,并在甲、乙两处分别接入电流表,只闭合开关S1,则此时两电表示数I甲∶I乙=   。
四、实验探究题
11.(2022九上·蓬江期末)小明设计了一款电子测温计,电路如图甲所示。温度表由量程为3V的电压表改装而成,电源电压为6V,R的阻值为40Ω,热敏电阻的阻值Rt随温度t变化的关系如图乙所示。
(1)温度表是   联在Rt两端的;
(2)随温度升高,该热敏电阻的阻值   ,温度表示数   (以上两空选填“增大”或“减小”);
(3)小明所设计的电路温度表能测得最高温度是   ℃,0℃刻度线   (选填“在”或“不在”)电压表零刻度处;
(4)若电源电压增大3V,R增大45Ω,电路可测量的最高温度将   (选填“增大”、“减小”或“不变”)。
12.(2021九上·曲阳期中)如图所示是一种自动测定油箱内油面高度的装置,R 是滑动变阻器,它的金属滑片是杠杆的一端,且由定位挡板限制只能在电阻上滑动,从油量表指针所指的刻度,就可以知道油箱内油面的高度。
(1)油量表是由   (选填“电压”或“电流”)表改装而成的,理由是   。
(2)图中有一定值电阻 R’,R’在电路中的作用是   。
(3)从油量表指针所指的刻度,就可以知道油箱内油面的高度,当油面上升时,油量表的示数   。
五、计算题
13.(2021九上·灌阳期末)如图甲是一个检测空气质量指数的电路。其中R为气敏电阻,其电阻的倒数与空气质量指数的关系如图乙所示。已知:电源电压为6V且保持不变,定值电阻R0为4Ω。当闭合开关S后,电压表示数为2V时,求:
(1)通过R0的电流。
(2)电阻R的阻值。
(3)若电压表的量程为0-3V,为保证电路安全工作,当电压表示数为最大值3V时电阻R的阻值变为多少?空气质量指数最大为多少?
14.(2021九上·曲阳期中)如图甲所示是某电子秤原理图,托盘与弹簧相连,滑片P固定在弹簧上并能随弹簧的伸缩上下滑动,R是一根长为10cm的均匀电阻丝;空盘时,滑片P位于R的最上端,称量最大值时,滑片P位于R的最下端,R最大阻值为40Ω,电源电压恒为3V。请完成以下问题:
(1)空盘时,闭合开关S,若电路中的电流为0.3A,求R0的阻值。
(2)当电路中电流为0.1A时,求托盘内物体的质量。(g=10N/kg)
15.(2021九上·邮亭月考)在图示的电路中,电源电压为30V,电阻R=30Ω,滑动变阻器的最大阻值为50Ω.
(1)滑动变阻器的滑片P由a端滑到b端的过程,电压表的最大读数是多少?
(2)若改用电压表的量程为0-15V,要使它接在电路中不烧坏,滑动变阻器的滑片P只能在阻值多大的范围内滑动?
(3)若把一只量程为0-0.6A的电流表接在图甲中的C、D两点上,如图乙所示,为了不损坏电流表和电压表,滑动变阻器的滑片P只有在阻值多大范围内滑动?
16.(2021九上·河西期中)如图所示,电源电压保持不变,电阻R3的阻值为R0。仅闭合开关S1,当滑动变阻器的滑片P从一端滑动到另一端的过程中,两块电压表的示数与电流表示数的关系图象如图所示。求:
(1)电阻R1的阻值及R2的最大阻值;
(2)图中,A点缺少的纵坐标;
(3)任意闭合开关并移动滑片P的位置,电路中电流的最大值。
答案解析部分
1.【答案】D
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析
【解析】【解答】观察乙图,发现浓度增大,气敏电阻阻值变小.回到甲图,天然气浓度增大,气敏电阻变小,根据串联电路电阻等于各个电阻之和,有欧姆定律,当变小,电流I变大,电压表测量的电压,电流变大,电压变大,A不符合题意.电路消耗的总功率,总电压不变,I变大,总功率变大B不符合题意.天然气浓度减小,气敏电阻变大可判断电流I变小C不符合题意.此时,不管电流怎么变化,定值电阻不变,比值不变,D符合题意.
故答案为:D
【分析】理清元件的连接方式及电表的测量对象,由图乙可知气敏电阻的性质,由电阻的变化利用欧姆定律可求得电路中电流的变化及R0两端电压的变化。
2.【答案】B
【知识点】电路的动态分析
【解析】【解答】如图,电压表测R2两端的电压,被测量者身高越高滑片越往上移,R1越小,R2的电阻越大,根据串联分压原理,它两端的电压越大;由于RI、R2之和不变,即电路的总电阻不变,电路中的电流不变,综上分析,B符合题意,ACD不符合题意。
故答案为:B。
【分析】在串联电路中,滑片上连接电压表,滑片移动时,电阻不变,电流不变,电压表测量的范围越大, 电压表示数变大。
3.【答案】C
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析
【解析】【解答】由电路图可知,电阻R1与滑动变阻器R2并联,电压表测R1两端电压,亦即并联电路各支路两端电压。电流表A测干路电流,电流表A1测通过R1的电流,电流表A2测通过R2的电流.当滑动变阻器的滑片P向右移动时,滑动变阻器连入电路的阻值变大,根据可得,通过R2的电流变小,即电流表A2的示数变小。
A.根据并联电路电流关系,电流表A示数与电流表A2示数的差即电流表A1的示数,由于并联电路各支路互不影响,A1示数不变,A不符合题意;
B.A1示数不变,A2示数变小,电流表A1示数与电流表A2示数的和变小,B不符合题意;
C.根据欧姆定律,电压表V示数与电流表A2示数的比值为电阻R2,由题可知滑动变阻器的滑片P向右移动时,R2变大,C符合题意;
D.并联电路各支路互不影响,电阻R1两端电压不变,通过R1的电流不变,所以电压表V示数与电流表A1示数的乘积不变,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】理清元件的连接方式及电表的测量对象,根据滑片的移动方向判断滑动变阻器接入电路的阻值如何变化,然后应用串联电路特点与欧姆定律分析答题。
4.【答案】B
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析
【解析】【解答】A:由图(a)可知当电阻乙两端电压为2.5 V时,电阻甲两端电压也是2.5V,通过甲乙的电流都为0.5A,所以它的阻值和甲的阻值相等,A正确;
B:图(b)中,两电阻串联,由图(a)可知当电路中电流为0.2A时,甲电阻两端电压为1V,乙电阻两端电压为2V,所以当按照图(a)连接,且电压U为3 V时,乙的电阻为,B错误;
C:图(c)中,两电阻并联,当电压U为2 V时,图(a)可知通过电阻甲的电流为0.4A,通过电阻乙的电流为0.2A,所以干路总电流为 0.6 A,C正确;
D:图(c)中,在电压U从0增大到2.5 V的过程中,由图(a)可知通过甲、乙两电阻的电流之差先变大后变小,D正确。
故选B。
【分析】本题关键是从图(a)中获取关键信息,结合串并联电路电流和电压规律分析求解。
5.【答案】B,C
【知识点】电路的动态分析
【解析】【解答】A.如图电路,闭合开关S1、S2,断开开关S3,变阻器与灯L1串联,L2没有接入电路,电压表测P以右电阻丝的电压,电流表测电路中的电流;因电压表接在滑片处,故滑动变阻器的全部电阻丝接入电路,滑片移动不影响接入电路中电阻的大小,故由欧姆定律可知,电路的电流不变,即电流表示数不变,A不符合题意;
BCD.电路的电流不变,则灯L1的实际功率不变,亮度不变;
滑片P向左滑动时,滑片P以右电阻丝的阻值变大,由U=IR可知,电压表示数变大,BC符合题意,D不符合题意。
故答案为:BC。
【分析】当滑动变阻器的滑片连接电压表时,滑片移动,电路中电阻不变,电压表测量的范围变大,电压表示数变大。
6.【答案】A,D
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析
【解析】【解答】A.闭合开关后,R1与R2串联,电压表V测电源两端的电压,电压表V1测R1两端的电压,电压表V2测R2两端的电压。因串联电路中各处的电流相等,且定值电阻R1的阻值小于滑动变阻器R2的最大阻值,所以,由U=IR可知,当滑动变阻器R2接入电路的阻值等于定值电阻R1的阻值时,两者两端的电压相等,即V1的示数等于V2的示数,A符合题意;
B.因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以电源的电压大于R2两端的电压,即V2的示数小于V的示数,B不符合题意;
CD.又因V1与V2的示数之和等于电源电压,所以由电源的电压不变可知,这两个电压表的示数之和不变、V1示数的变化量等于V2示数的变化量,C不符合题意、D符合题意。
故答案为:AD。
【分析】理清元件的连接方式及电表的测量对象,根据串联电路的电流特点和欧姆定律结合定值电阻R1的阻值小于滑动变阻器R2的最大阻值得出V1、V2的示数关系;再根据串联电路的电压特点结合电源的电压不变得出V2与V的示数关系、V1与V2的示数之和关系、V1与V2示数的变化量关系。
7.【答案】A,B,D
【知识点】串联电路的电压规律;电路的动态分析
【解析】【解答】由电路图可知,灯泡L与滑动变阻器串联,电压表V1测L两端的电压,电压表V2测变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流。
AB.滑动变阻器的滑片P由a向b端移动过程中,接入电路中的电阻变大,电路中的总电阻变大,由I= 可知,电路中的电流变小,即电流表A的示数变小;由P=I2R可知,灯泡的实际功率变小,灯泡变暗;AB符合题意;
C.电压表V1示数与电流表示数的比值为灯泡的电阻,因灯泡电阻不变,则该比值不变,C不符合题意;
D.由串联电路电压的规律可知,电压表V2示数变化量等于电压表V1示数变化量,灯泡两端的电压的变化量ΔUL=I′RL-IRL=(I′-I)RL=ΔIRL
RL=
电压表V1示数的变化量与电流表示数的变化量之比不变,所以电压表V2示数变化量与电流表示数变化量的比值不变,D符合题意。
故答案为:ABD。
【分析】在串联电路中,电阻变大,电路中电流减小;电子电阻处的电压变化量和电流变化量的比值不变。
8.【答案】变小;不变;变大
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析
【解析】【解答】由电路图知道,定值电阻R1与滑动变阻器R2并联,电压表测电源的电压,电流表测干路中的电流。
闭合开关S后,滑片向右移动过程中,接入电路中的电阻变大,R2所在支路的电阻变大,由知道,此支路中的电流变小,由于定值电阻R1所在支路电流不受滑动变阻器的影响,所以电流大小不变,由并联电路电流的特点知道,电路中的电流变小,即电流表示数变小。
由于电源电压不变,所以,滑片向右移动过程中,电压表示数不变。
由图知道,电压表与电流表示数之比是电路的总电阻,闭合开关S后,滑片向右移动过程中,接入电路中的电阻变大,由于并联电路电阻的特点是
所以,总电阻增大,即电压表与电流表示数之比变大。
【分析】理清元件的连接方式及电表的测量对象,根据电源电压判定电压表示数的变化;根据滑片的移动可知滑动变阻器接入电路中电阻的变化,根据欧姆定律可知该支路中电流的变化;根据并联电路互不影响可知通过R1电流的变化;根据并联电路电流的规律可知干路中电流的变化。
9.【答案】增大;减小
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析
【解析】【解答】由图可知,两电阻串联,电压表测光敏电阻R两端的电压,电流表测电路中的电流,逐渐增大光敏电阻上的光照强度,光敏电阻的阻值减小,由于两电阻是串联的,根据串联电路中的电阻关系,电路的总电阻减小,由可知,电路中的电流增大,电流表示数增大;根据U=IR,定值电阻两端的电压增大,由串联电路电压的规律可知光敏电阻两端的电压减小,即电压表示数减小。
【分析】理清元件的连接方式及电表的测量对象,根据光敏电阻与光照强度的关系可知R阻值的变化,根据欧姆定律可知电路中电流的变化和R0两端的电压变化,根据串联电路的电压特点可知电压表示数的变化。
10.【答案】4∶3
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析
【解析】【解答】在甲、乙两处分别接入电压表,闭合开关S1、S2时,两电阻串联在电路中,甲表测的是R1两端的电压,乙表测的是R2两端的电压,因串联电路中各处的电流相等,两电阻的阻值之比
只闭合开关S1,拆去电压表,并在甲、乙两处分别接入电流表时,两电阻并联在电路中,甲表测的是通过R2的电流,乙表测的是通过R1的电流,因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,两电流表的示数之比
【分析】理清元件的连接方式及电表的测量对象,根据串联电路电流的规律以及欧姆定律,得到串联电路各用电器两端电压与电阻的关系。再根据并联电路电压的规律以及欧姆定律,得到并联电路各支路的电流与电阻的关系。
11.【答案】(1)并
(2)增大;增大
(3)30;不在
(4)增大
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析
【解析】【解答】(1) 由电路图甲可知,R、Rt串联,温度表并联在Rt两端,所以温度表是电压表,测Rt两端电压。
(2)由图乙可知,随温度升高,该热敏电阻的阻值增大,由串联分压原理可知电压表示数增大,即温度表示数增大。
(3)当电压表的示数最大,即Ut = 3V时,电路允许测量的温度最高,根据串联电路两端的总电压等于各分电阻两端的电压之和可得定值电阻R两端的电压UR=U-Ut=6V-3V=3V
则电路中的电流
由欧姆定律可得,热敏电阻的阻值
由图象可知,此电路允许的最高环境温度为30℃。
由图乙可知温度为0℃时,热敏电阻的阻值不为0,由串联分压原理可知温度表的示数不为0,所以0℃刻度线不在电压表零刻度处。
(4)若U增大3V,即电源电压为U总=3V+ 6V= 9V
R增大45Ω,此时电压表的量程仍为0 ~ 3V,此时定值电阻两端的电压变为
由欧姆定律可得,此时电路的电流为
热敏电阻的阻值Rt的阻值为
由图乙可知,此时电路可测量的最高温度大于30℃,约40℃,所以电路可测量的最高温度将增大。
【分析】(1)电压表和所测量的位置并联连接;
(2)根据电阻和温度关系,判断电阻大小;
(3)利用电压和电阻的比值, 计算电流,根据电压和电流的比值, 计算电阻;
(4)利用电压和总电阻的比值, 计算电流,利用分压和电流的比值, 计算电阻。
12.【答案】(1)电流;串联在电路中
(2)保护电路
(3)变大
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析
【解析】【解答】(1)油量表是串联在电路中,故是电流表,若为电压表,内阻太大,造成断路现象。
(2)若滑片P滑至a处,没有定值电阻R',会造成电源短路,故需要定值电阻R'保护电路。
(3)油箱内油面的高度,当油面上升时,浮标上升,滑片向下滑,接入的电阻变小,总电阻不变,故电流变大。
【分析】(1)根据电压表并联在电路中、电流表串联在电路中判断油量表的类型。
(2)当油箱内注满油时,浮标位于最高位置,在杠杆的作用下滑片位于R的最下端,接入电路中的电阻最小,电路中的电流最大,据此判断电阻R′的作用。
(3)当油箱内油面上升时,浮标上移,在杠杆的作用下滑片下移,接入电路中的电阻最小,电路中的总电阻变小,根据欧姆定律可知电路中电流的变化,据此可知油量表刻度值从左往右的大小变化。
13.【答案】(1)解:由图知道,R与R0串联,电压表测R0两端的电压,通过R0的电流为
答:通过R0的电流为0.5A;
(2)解:由串联电路电压的特点知道,R两端的电压UR=U-U0=6V-2V=4V
由知道,R的阻值为
答:电阻R的阻值为8Ω;
(3)解:R的阻值越小时,其倒数越大,从图乙知道空气质量指数越大。电压表的量程为0-3V,故当R0两端的最大电压为3V时,空气质量指数最大,由串联电路的电压特点知道,R两端的最小电压为U小=U-U0′=6V-3V=3V=U0′
根据串联分压规律知道,R的阻值R=R0=4Ω

由图乙知道,空气质量指数最大为50。
答:当电压表示数为最大值3V时电阻R的阻值变为4Ω,空气质量指数最大为50。
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析
【解析】【分析】(1)理清元件的连接方式及电表的测量对象,根据欧姆定律求出通过R0的电流。
(2)根据串联电路的电压特点求出R两端的电压,根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出R的阻值。
(3)R的阻值越小时,其倒数越大,从图乙可知空气质量指数越大。电压表的量程为0-3V,则R0两端的最大电压为3V,根据串联电路的电压特点可知R两端的最小电压,根据串联分压规律可知R的阻值,再求出的值,由图象可知此时的空气质量指数。
14.【答案】(1)解:空盘时,电路为R0的简单电路,则R0的阻值
答:R0的阻值是10Ω;
(2)解:当电路中电流为0.1A时,电路中的总电阻
滑动变阻器接入电路中的电阻
R是一根长为10cm的均匀电阻丝,且最大阻值为40Ω,弹簧的压缩量
由图乙可知托盘受到的压力F=25N,则物体的质量
答:托盘内物体的质量是2.5kg。
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析
【解析】【分析】(1)理清元件的连接方式及电表的测量对象,空盘时,电路为R0的简单电路,根据欧姆定律求出R0的阻值。
(2)当电路中电流为0.1A时,根据欧姆定律求出电路中的总电阻,利用电阻的串联求出滑动变阻器接入电路中的电阻,根据“R是一根长为10cm的均匀电阻丝,且最大阻值为40Ω”求出弹簧的压缩量,根据图乙可知托盘受到的压力,物体对水平面的压力和自身的重力相等,根据F=G=mg求出托盘内物体的质量。
15.【答案】(1)解:由电路图可知,R与R0的最大阻值串联,电压表测滑片P左侧部分电阻两端的电压,当滑片P位于b端时电压表的示数最大,因为串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以电路中的电流:I==0.375A,电压表的最大示数:U0max=IR0=0.375A×50Ω=18.75V;
答:滑动变阻器的滑片P由a端滑到b端的过程,电压表的最大读数是18.75V;
(2)解:电压表的量程为0 15V,要使电压表不烧坏,则当电压表的示数为15V时,滑片P左侧部分的电阻最大为:R0左==40Ω,所以滑片P移动的范围为0 40Ω;
答:若改用电压表的量程为0 15V,要使它接在电路中不烧坏,滑动变阻器的滑片P只能在阻值0 40Ω的范围内滑动;
(3)解:由电路图可知,定值电阻R与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流,当电流表的示数Imax=0.6A时,滑动变阻器接入电路中的电阻最小,
电路中的总电阻:R总==50Ω,因为串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以R0min=R总 R=50Ω 30Ω=20Ω;当电压表的示数U0=15V时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,
因为串联电路中总电压等于各分电压之和,所以R两端的电压:UR=U U0=30V 15V=15V,因为串联电路中各处的电流相等,所以 即 解得:R0max=30Ω,所以滑动变阻器接入电路中的最大阻值为20Ω 30Ω.
答:如图乙所示,为了不损坏电流表和电压表,滑动变阻器的滑片P只有在阻值20Ω 30Ω范围内滑动.
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析
【解析】【分析】(1)理清元件的连接方式及电表的测量对象,根据串联电路的分压特点可知,当滑片P位于b端时电压表的示数最大,根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流,再根据欧姆定律求出电压表的最大示数。
(2)由电路图可知,电压表测滑片P左侧部分电阻两端的电压,滑片的移动不能改变接入电路中的电阻,但能改变电压表所测部分的电阻,根据欧姆定律求出电压表示数为15V时电压表所测部分的最大电阻,进一步得出滑片P移动的范围。
(3)由电路图可知,定值电阻R与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流,当电流表的示数最大时,滑动变阻器接入电路中的电阻最小,根据欧姆定律求出电路中的总电阻,根据电阻的串联求出其大小;当电压表的示数最大时滑动变阻器接入电路中的电阻最大,根据串联电路的电压特点求出R两端的电压,根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的最大阻值。
16.【答案】(1)解:由右图可知,两块电压表的示数相同时都为U0,由串联分压可知,电源电压为2U0;仅闭合开关S1,当电路中电流最大为I2时,电路中只有R1接入电路,R1的大小可表示为
由图象可知,仅闭合开关S1,当电路中电流最小为I1时,电路中电阻R1和滑动变阻器R2的最大阻值串联,R总的大小可表示为
(2)A点的纵坐标
(3)闭合开关S1和S2,并移动滑片P到最左端,电阻R1、R3并联,电路中的电流最
大为
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析
【解析】【分析】(1)理清开关处于不同状态时元件的连接方式及电表的测量对象,当滑动变阻器的滑片由右向左移动时,滑动变阻器接入电路的阻值变小,电路中的电流变大,根据欧姆定律可知,定值电阻两端的电压变大,根据串联电路电压规律可知,滑动变阻器两端的电压变小,由此可知,图2中电压随电流增大而增大的图象是电压表V2与电流表的关系图象;电压随电流增大而减小的图象是电压表V1与电流表的关系图象;由图2中可知,根据两图象的交点的纵坐标可得出电源电压,当电路中的电流最大时,即电流表的示数为I2时,滑动变阻器R2接入电路中的电阻为0,根据欧姆定律可求出定值电阻R1的阻值;当电路中的电流最小时,即电流表的示数为I1,根据欧姆定律可求出电路中的总电阻,再根据串联电路电阻规律可求出滑动变阻器的最大阻值。
(2)当电路中的电流为I1时,根据U=IR可求出定值电阻两端的电压,即图2中A点的纵坐标。
(3)根据串联、并联电路电阻规律可知,串联电路的总电阻大于任意一个串联导体的电阻,并联电路的总电阻小于任意一条支路的电阻,由于电源电压一定,当电路中的电阻最小时,电路中的电流最大,由此可得出结论。
1 / 1人教版物理九年级上第十七章第四节综合同步练习——欧姆定律在串、并联中的应用(4)
一、单选题
1.(2021九上·深圳期末)小华同学设计了一个检测天然气泄漏的电路如图所示.电源电压恒定不变;R0为定值电阻;R为气敏电阻,其阻值随天然气浓度变化曲线如图乙所示.下列说法正确的是(  )
A.天然气浓度增大时,电压表示数变小
B.天然气浓度增大时,电路消耗的总功率变小
C.天然气浓度减小时,电流表示数变大
D.天然气浓度减小时,电压表与电流表示数的比值不变
【答案】D
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析
【解析】【解答】观察乙图,发现浓度增大,气敏电阻阻值变小.回到甲图,天然气浓度增大,气敏电阻变小,根据串联电路电阻等于各个电阻之和,有欧姆定律,当变小,电流I变大,电压表测量的电压,电流变大,电压变大,A不符合题意.电路消耗的总功率,总电压不变,I变大,总功率变大B不符合题意.天然气浓度减小,气敏电阻变大可判断电流I变小C不符合题意.此时,不管电流怎么变化,定值电阻不变,比值不变,D符合题意.
故答案为:D
【分析】理清元件的连接方式及电表的测量对象,由图乙可知气敏电阻的性质,由电阻的变化利用欧姆定律可求得电路中电流的变化及R0两端电压的变化。
2.(2021九上·昌黎期中)如图是小虹设计的一种“身高测量仪”,其中滑片P将电阻丝分成上下两部分,阻值分别为R1、R2,身高数据可通过电压表的示数来反映。测量时,身高越高(  )
A.电压表示数越小 B.电压表示数越大
C.电路中的电流越大 D.电路中的电流越小
【答案】B
【知识点】电路的动态分析
【解析】【解答】如图,电压表测R2两端的电压,被测量者身高越高滑片越往上移,R1越小,R2的电阻越大,根据串联分压原理,它两端的电压越大;由于RI、R2之和不变,即电路的总电阻不变,电路中的电流不变,综上分析,B符合题意,ACD不符合题意。
故答案为:B。
【分析】在串联电路中,滑片上连接电压表,滑片移动时,电阻不变,电流不变,电压表测量的范围越大, 电压表示数变大。
3.(2021九上·邮亭月考)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,下列分析正确的是(  )
A.电流表A示数与电流表A2示数的差变大
B.电流表A1示数与电流表A2示数的和变大
C.电压表V示数与电流表A2示数的比值变大
D.电压表V示数与电流表A1示数的乘积变大
【答案】C
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析
【解析】【解答】由电路图可知,电阻R1与滑动变阻器R2并联,电压表测R1两端电压,亦即并联电路各支路两端电压。电流表A测干路电流,电流表A1测通过R1的电流,电流表A2测通过R2的电流.当滑动变阻器的滑片P向右移动时,滑动变阻器连入电路的阻值变大,根据可得,通过R2的电流变小,即电流表A2的示数变小。
A.根据并联电路电流关系,电流表A示数与电流表A2示数的差即电流表A1的示数,由于并联电路各支路互不影响,A1示数不变,A不符合题意;
B.A1示数不变,A2示数变小,电流表A1示数与电流表A2示数的和变小,B不符合题意;
C.根据欧姆定律,电压表V示数与电流表A2示数的比值为电阻R2,由题可知滑动变阻器的滑片P向右移动时,R2变大,C符合题意;
D.并联电路各支路互不影响,电阻R1两端电压不变,通过R1的电流不变,所以电压表V示数与电流表A1示数的乘积不变,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】理清元件的连接方式及电表的测量对象,根据滑片的移动方向判断滑动变阻器接入电路的阻值如何变化,然后应用串联电路特点与欧姆定律分析答题。
4.(2021九上·孝感月考)如图(a)所示是电阻甲和乙的I-U图像;(b)、(c)是它们的部分电路连接示意图,下列说法错误的是(  )
A.当电阻乙两端电压为2.5 V时,它的阻值和甲的阻值相等
B.图(b)中,当电压U为3 V时,乙的电阻为5 Ω
C.图(c)中,当电压U为2 V时,干路总电流为 0.6 A
D.图(c)中,在电压U从0增大到2.5 V的过程中,通过甲、乙两电阻的电流之差先变大后变小
【答案】B
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析
【解析】【解答】A:由图(a)可知当电阻乙两端电压为2.5 V时,电阻甲两端电压也是2.5V,通过甲乙的电流都为0.5A,所以它的阻值和甲的阻值相等,A正确;
B:图(b)中,两电阻串联,由图(a)可知当电路中电流为0.2A时,甲电阻两端电压为1V,乙电阻两端电压为2V,所以当按照图(a)连接,且电压U为3 V时,乙的电阻为,B错误;
C:图(c)中,两电阻并联,当电压U为2 V时,图(a)可知通过电阻甲的电流为0.4A,通过电阻乙的电流为0.2A,所以干路总电流为 0.6 A,C正确;
D:图(c)中,在电压U从0增大到2.5 V的过程中,由图(a)可知通过甲、乙两电阻的电流之差先变大后变小,D正确。
故选B。
【分析】本题关键是从图(a)中获取关键信息,结合串并联电路电流和电压规律分析求解。
二、多选题
5.(2021九上·寻乌月考)如图所示,电源电压保持不变,闭合开关S1、S2,断开开关S3,当滑片P向左滑动时(  )
A.灯泡L2亮度变亮,电流表示数减小
B.灯泡L1亮度不变,电压表示数增大
C.电流表示数不变,电压表示数增大
D.电流表示数不变,电压表示数不变
【答案】B,C
【知识点】电路的动态分析
【解析】【解答】A.如图电路,闭合开关S1、S2,断开开关S3,变阻器与灯L1串联,L2没有接入电路,电压表测P以右电阻丝的电压,电流表测电路中的电流;因电压表接在滑片处,故滑动变阻器的全部电阻丝接入电路,滑片移动不影响接入电路中电阻的大小,故由欧姆定律可知,电路的电流不变,即电流表示数不变,A不符合题意;
BCD.电路的电流不变,则灯L1的实际功率不变,亮度不变;
滑片P向左滑动时,滑片P以右电阻丝的阻值变大,由U=IR可知,电压表示数变大,BC符合题意,D不符合题意。
故答案为:BC。
【分析】当滑动变阻器的滑片连接电压表时,滑片移动,电路中电阻不变,电压表测量的范围变大,电压表示数变大。
6.(2021九上·玉田期中)如图所示电路中的元件均完好,定值电阻R1的阻值小于滑动变阻器R2的最大阻值。闭合开关后移动R2的滑片时,关于三个电压表的示数,可能出现的情况是(  )
A.V1的示数等于V2的示数
B.V2的示数等于V的示数
C.V1与V2的示数之和增大
D.V1示数的变化量等于V2示数的变化量
【答案】A,D
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析
【解析】【解答】A.闭合开关后,R1与R2串联,电压表V测电源两端的电压,电压表V1测R1两端的电压,电压表V2测R2两端的电压。因串联电路中各处的电流相等,且定值电阻R1的阻值小于滑动变阻器R2的最大阻值,所以,由U=IR可知,当滑动变阻器R2接入电路的阻值等于定值电阻R1的阻值时,两者两端的电压相等,即V1的示数等于V2的示数,A符合题意;
B.因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以电源的电压大于R2两端的电压,即V2的示数小于V的示数,B不符合题意;
CD.又因V1与V2的示数之和等于电源电压,所以由电源的电压不变可知,这两个电压表的示数之和不变、V1示数的变化量等于V2示数的变化量,C不符合题意、D符合题意。
故答案为:AD。
【分析】理清元件的连接方式及电表的测量对象,根据串联电路的电流特点和欧姆定律结合定值电阻R1的阻值小于滑动变阻器R2的最大阻值得出V1、V2的示数关系;再根据串联电路的电压特点结合电源的电压不变得出V2与V的示数关系、V1与V2的示数之和关系、V1与V2示数的变化量关系。
7.(2021九上·路北期中)如图所示的电路,电源电压保持不变,闭合开关S,滑动变阻器的滑片P由a端向b端移动过程中,小灯泡L始终发光(忽略温度对小灯泡电阻的影响)。下列说法正确的是(  )
A.小灯泡亮度逐渐变暗
B.电流表示数变小
C.电压表V1示数与电流表示数的比值变小
D.电压表V2示数变化量与电流表示数变化量的比值不变
【答案】A,B,D
【知识点】串联电路的电压规律;电路的动态分析
【解析】【解答】由电路图可知,灯泡L与滑动变阻器串联,电压表V1测L两端的电压,电压表V2测变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流。
AB.滑动变阻器的滑片P由a向b端移动过程中,接入电路中的电阻变大,电路中的总电阻变大,由I= 可知,电路中的电流变小,即电流表A的示数变小;由P=I2R可知,灯泡的实际功率变小,灯泡变暗;AB符合题意;
C.电压表V1示数与电流表示数的比值为灯泡的电阻,因灯泡电阻不变,则该比值不变,C不符合题意;
D.由串联电路电压的规律可知,电压表V2示数变化量等于电压表V1示数变化量,灯泡两端的电压的变化量ΔUL=I′RL-IRL=(I′-I)RL=ΔIRL
RL=
电压表V1示数的变化量与电流表示数的变化量之比不变,所以电压表V2示数变化量与电流表示数变化量的比值不变,D符合题意。
故答案为:ABD。
【分析】在串联电路中,电阻变大,电路中电流减小;电子电阻处的电压变化量和电流变化量的比值不变。
三、填空题
8.(2021九上·临江期末)如图所示,电源电压不变。R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,闭合开关S后,滑片向右移动过程中,电流表示数   ,电压表示数   ,电压表与电流表示数之比   。(选填“变大”、“变小”或“不变”)
【答案】变小;不变;变大
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析
【解析】【解答】由电路图知道,定值电阻R1与滑动变阻器R2并联,电压表测电源的电压,电流表测干路中的电流。
闭合开关S后,滑片向右移动过程中,接入电路中的电阻变大,R2所在支路的电阻变大,由知道,此支路中的电流变小,由于定值电阻R1所在支路电流不受滑动变阻器的影响,所以电流大小不变,由并联电路电流的特点知道,电路中的电流变小,即电流表示数变小。
由于电源电压不变,所以,滑片向右移动过程中,电压表示数不变。
由图知道,电压表与电流表示数之比是电路的总电阻,闭合开关S后,滑片向右移动过程中,接入电路中的电阻变大,由于并联电路电阻的特点是
所以,总电阻增大,即电压表与电流表示数之比变大。
【分析】理清元件的连接方式及电表的测量对象,根据电源电压判定电压表示数的变化;根据滑片的移动可知滑动变阻器接入电路中电阻的变化,根据欧姆定律可知该支路中电流的变化;根据并联电路互不影响可知通过R1电流的变化;根据并联电路电流的规律可知干路中电流的变化。
9.(2021九上·灌阳期末)将光敏电阻R、定值电阻R0、电流表、电压表、开关和电源连接成如图所示电路。光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小。闭合开关,逐渐增大光敏电阻的光照强度,则电流表的示数   (选填“增大”、 “减小”或“不变”),电压表的示数   (选填“增大”、“减小”或“不变”)
【答案】增大;减小
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析
【解析】【解答】由图可知,两电阻串联,电压表测光敏电阻R两端的电压,电流表测电路中的电流,逐渐增大光敏电阻上的光照强度,光敏电阻的阻值减小,由于两电阻是串联的,根据串联电路中的电阻关系,电路的总电阻减小,由可知,电路中的电流增大,电流表示数增大;根据U=IR,定值电阻两端的电压增大,由串联电路电压的规律可知光敏电阻两端的电压减小,即电压表示数减小。
【分析】理清元件的连接方式及电表的测量对象,根据光敏电阻与光照强度的关系可知R阻值的变化,根据欧姆定律可知电路中电流的变化和R0两端的电压变化,根据串联电路的电压特点可知电压表示数的变化。
10.(2021九上·芜湖月考)如图所示,电源电压保持不变,若在甲、乙两处分别接入电压表,闭合开关S1、S2,测得甲、乙电表的示数之比为4∶3,断开开关,拆去电压表,并在甲、乙两处分别接入电流表,只闭合开关S1,则此时两电表示数I甲∶I乙=   。
【答案】4∶3
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析
【解析】【解答】在甲、乙两处分别接入电压表,闭合开关S1、S2时,两电阻串联在电路中,甲表测的是R1两端的电压,乙表测的是R2两端的电压,因串联电路中各处的电流相等,两电阻的阻值之比
只闭合开关S1,拆去电压表,并在甲、乙两处分别接入电流表时,两电阻并联在电路中,甲表测的是通过R2的电流,乙表测的是通过R1的电流,因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,两电流表的示数之比
【分析】理清元件的连接方式及电表的测量对象,根据串联电路电流的规律以及欧姆定律,得到串联电路各用电器两端电压与电阻的关系。再根据并联电路电压的规律以及欧姆定律,得到并联电路各支路的电流与电阻的关系。
四、实验探究题
11.(2022九上·蓬江期末)小明设计了一款电子测温计,电路如图甲所示。温度表由量程为3V的电压表改装而成,电源电压为6V,R的阻值为40Ω,热敏电阻的阻值Rt随温度t变化的关系如图乙所示。
(1)温度表是   联在Rt两端的;
(2)随温度升高,该热敏电阻的阻值   ,温度表示数   (以上两空选填“增大”或“减小”);
(3)小明所设计的电路温度表能测得最高温度是   ℃,0℃刻度线   (选填“在”或“不在”)电压表零刻度处;
(4)若电源电压增大3V,R增大45Ω,电路可测量的最高温度将   (选填“增大”、“减小”或“不变”)。
【答案】(1)并
(2)增大;增大
(3)30;不在
(4)增大
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析
【解析】【解答】(1) 由电路图甲可知,R、Rt串联,温度表并联在Rt两端,所以温度表是电压表,测Rt两端电压。
(2)由图乙可知,随温度升高,该热敏电阻的阻值增大,由串联分压原理可知电压表示数增大,即温度表示数增大。
(3)当电压表的示数最大,即Ut = 3V时,电路允许测量的温度最高,根据串联电路两端的总电压等于各分电阻两端的电压之和可得定值电阻R两端的电压UR=U-Ut=6V-3V=3V
则电路中的电流
由欧姆定律可得,热敏电阻的阻值
由图象可知,此电路允许的最高环境温度为30℃。
由图乙可知温度为0℃时,热敏电阻的阻值不为0,由串联分压原理可知温度表的示数不为0,所以0℃刻度线不在电压表零刻度处。
(4)若U增大3V,即电源电压为U总=3V+ 6V= 9V
R增大45Ω,此时电压表的量程仍为0 ~ 3V,此时定值电阻两端的电压变为
由欧姆定律可得,此时电路的电流为
热敏电阻的阻值Rt的阻值为
由图乙可知,此时电路可测量的最高温度大于30℃,约40℃,所以电路可测量的最高温度将增大。
【分析】(1)电压表和所测量的位置并联连接;
(2)根据电阻和温度关系,判断电阻大小;
(3)利用电压和电阻的比值, 计算电流,根据电压和电流的比值, 计算电阻;
(4)利用电压和总电阻的比值, 计算电流,利用分压和电流的比值, 计算电阻。
12.(2021九上·曲阳期中)如图所示是一种自动测定油箱内油面高度的装置,R 是滑动变阻器,它的金属滑片是杠杆的一端,且由定位挡板限制只能在电阻上滑动,从油量表指针所指的刻度,就可以知道油箱内油面的高度。
(1)油量表是由   (选填“电压”或“电流”)表改装而成的,理由是   。
(2)图中有一定值电阻 R’,R’在电路中的作用是   。
(3)从油量表指针所指的刻度,就可以知道油箱内油面的高度,当油面上升时,油量表的示数   。
【答案】(1)电流;串联在电路中
(2)保护电路
(3)变大
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析
【解析】【解答】(1)油量表是串联在电路中,故是电流表,若为电压表,内阻太大,造成断路现象。
(2)若滑片P滑至a处,没有定值电阻R',会造成电源短路,故需要定值电阻R'保护电路。
(3)油箱内油面的高度,当油面上升时,浮标上升,滑片向下滑,接入的电阻变小,总电阻不变,故电流变大。
【分析】(1)根据电压表并联在电路中、电流表串联在电路中判断油量表的类型。
(2)当油箱内注满油时,浮标位于最高位置,在杠杆的作用下滑片位于R的最下端,接入电路中的电阻最小,电路中的电流最大,据此判断电阻R′的作用。
(3)当油箱内油面上升时,浮标上移,在杠杆的作用下滑片下移,接入电路中的电阻最小,电路中的总电阻变小,根据欧姆定律可知电路中电流的变化,据此可知油量表刻度值从左往右的大小变化。
五、计算题
13.(2021九上·灌阳期末)如图甲是一个检测空气质量指数的电路。其中R为气敏电阻,其电阻的倒数与空气质量指数的关系如图乙所示。已知:电源电压为6V且保持不变,定值电阻R0为4Ω。当闭合开关S后,电压表示数为2V时,求:
(1)通过R0的电流。
(2)电阻R的阻值。
(3)若电压表的量程为0-3V,为保证电路安全工作,当电压表示数为最大值3V时电阻R的阻值变为多少?空气质量指数最大为多少?
【答案】(1)解:由图知道,R与R0串联,电压表测R0两端的电压,通过R0的电流为
答:通过R0的电流为0.5A;
(2)解:由串联电路电压的特点知道,R两端的电压UR=U-U0=6V-2V=4V
由知道,R的阻值为
答:电阻R的阻值为8Ω;
(3)解:R的阻值越小时,其倒数越大,从图乙知道空气质量指数越大。电压表的量程为0-3V,故当R0两端的最大电压为3V时,空气质量指数最大,由串联电路的电压特点知道,R两端的最小电压为U小=U-U0′=6V-3V=3V=U0′
根据串联分压规律知道,R的阻值R=R0=4Ω

由图乙知道,空气质量指数最大为50。
答:当电压表示数为最大值3V时电阻R的阻值变为4Ω,空气质量指数最大为50。
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析
【解析】【分析】(1)理清元件的连接方式及电表的测量对象,根据欧姆定律求出通过R0的电流。
(2)根据串联电路的电压特点求出R两端的电压,根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出R的阻值。
(3)R的阻值越小时,其倒数越大,从图乙可知空气质量指数越大。电压表的量程为0-3V,则R0两端的最大电压为3V,根据串联电路的电压特点可知R两端的最小电压,根据串联分压规律可知R的阻值,再求出的值,由图象可知此时的空气质量指数。
14.(2021九上·曲阳期中)如图甲所示是某电子秤原理图,托盘与弹簧相连,滑片P固定在弹簧上并能随弹簧的伸缩上下滑动,R是一根长为10cm的均匀电阻丝;空盘时,滑片P位于R的最上端,称量最大值时,滑片P位于R的最下端,R最大阻值为40Ω,电源电压恒为3V。请完成以下问题:
(1)空盘时,闭合开关S,若电路中的电流为0.3A,求R0的阻值。
(2)当电路中电流为0.1A时,求托盘内物体的质量。(g=10N/kg)
【答案】(1)解:空盘时,电路为R0的简单电路,则R0的阻值
答:R0的阻值是10Ω;
(2)解:当电路中电流为0.1A时,电路中的总电阻
滑动变阻器接入电路中的电阻
R是一根长为10cm的均匀电阻丝,且最大阻值为40Ω,弹簧的压缩量
由图乙可知托盘受到的压力F=25N,则物体的质量
答:托盘内物体的质量是2.5kg。
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析
【解析】【分析】(1)理清元件的连接方式及电表的测量对象,空盘时,电路为R0的简单电路,根据欧姆定律求出R0的阻值。
(2)当电路中电流为0.1A时,根据欧姆定律求出电路中的总电阻,利用电阻的串联求出滑动变阻器接入电路中的电阻,根据“R是一根长为10cm的均匀电阻丝,且最大阻值为40Ω”求出弹簧的压缩量,根据图乙可知托盘受到的压力,物体对水平面的压力和自身的重力相等,根据F=G=mg求出托盘内物体的质量。
15.(2021九上·邮亭月考)在图示的电路中,电源电压为30V,电阻R=30Ω,滑动变阻器的最大阻值为50Ω.
(1)滑动变阻器的滑片P由a端滑到b端的过程,电压表的最大读数是多少?
(2)若改用电压表的量程为0-15V,要使它接在电路中不烧坏,滑动变阻器的滑片P只能在阻值多大的范围内滑动?
(3)若把一只量程为0-0.6A的电流表接在图甲中的C、D两点上,如图乙所示,为了不损坏电流表和电压表,滑动变阻器的滑片P只有在阻值多大范围内滑动?
【答案】(1)解:由电路图可知,R与R0的最大阻值串联,电压表测滑片P左侧部分电阻两端的电压,当滑片P位于b端时电压表的示数最大,因为串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以电路中的电流:I==0.375A,电压表的最大示数:U0max=IR0=0.375A×50Ω=18.75V;
答:滑动变阻器的滑片P由a端滑到b端的过程,电压表的最大读数是18.75V;
(2)解:电压表的量程为0 15V,要使电压表不烧坏,则当电压表的示数为15V时,滑片P左侧部分的电阻最大为:R0左==40Ω,所以滑片P移动的范围为0 40Ω;
答:若改用电压表的量程为0 15V,要使它接在电路中不烧坏,滑动变阻器的滑片P只能在阻值0 40Ω的范围内滑动;
(3)解:由电路图可知,定值电阻R与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流,当电流表的示数Imax=0.6A时,滑动变阻器接入电路中的电阻最小,
电路中的总电阻:R总==50Ω,因为串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以R0min=R总 R=50Ω 30Ω=20Ω;当电压表的示数U0=15V时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,
因为串联电路中总电压等于各分电压之和,所以R两端的电压:UR=U U0=30V 15V=15V,因为串联电路中各处的电流相等,所以 即 解得:R0max=30Ω,所以滑动变阻器接入电路中的最大阻值为20Ω 30Ω.
答:如图乙所示,为了不损坏电流表和电压表,滑动变阻器的滑片P只有在阻值20Ω 30Ω范围内滑动.
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析
【解析】【分析】(1)理清元件的连接方式及电表的测量对象,根据串联电路的分压特点可知,当滑片P位于b端时电压表的示数最大,根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流,再根据欧姆定律求出电压表的最大示数。
(2)由电路图可知,电压表测滑片P左侧部分电阻两端的电压,滑片的移动不能改变接入电路中的电阻,但能改变电压表所测部分的电阻,根据欧姆定律求出电压表示数为15V时电压表所测部分的最大电阻,进一步得出滑片P移动的范围。
(3)由电路图可知,定值电阻R与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流,当电流表的示数最大时,滑动变阻器接入电路中的电阻最小,根据欧姆定律求出电路中的总电阻,根据电阻的串联求出其大小;当电压表的示数最大时滑动变阻器接入电路中的电阻最大,根据串联电路的电压特点求出R两端的电压,根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的最大阻值。
16.(2021九上·河西期中)如图所示,电源电压保持不变,电阻R3的阻值为R0。仅闭合开关S1,当滑动变阻器的滑片P从一端滑动到另一端的过程中,两块电压表的示数与电流表示数的关系图象如图所示。求:
(1)电阻R1的阻值及R2的最大阻值;
(2)图中,A点缺少的纵坐标;
(3)任意闭合开关并移动滑片P的位置,电路中电流的最大值。
【答案】(1)解:由右图可知,两块电压表的示数相同时都为U0,由串联分压可知,电源电压为2U0;仅闭合开关S1,当电路中电流最大为I2时,电路中只有R1接入电路,R1的大小可表示为
由图象可知,仅闭合开关S1,当电路中电流最小为I1时,电路中电阻R1和滑动变阻器R2的最大阻值串联,R总的大小可表示为
(2)A点的纵坐标
(3)闭合开关S1和S2,并移动滑片P到最左端,电阻R1、R3并联,电路中的电流最
大为
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析
【解析】【分析】(1)理清开关处于不同状态时元件的连接方式及电表的测量对象,当滑动变阻器的滑片由右向左移动时,滑动变阻器接入电路的阻值变小,电路中的电流变大,根据欧姆定律可知,定值电阻两端的电压变大,根据串联电路电压规律可知,滑动变阻器两端的电压变小,由此可知,图2中电压随电流增大而增大的图象是电压表V2与电流表的关系图象;电压随电流增大而减小的图象是电压表V1与电流表的关系图象;由图2中可知,根据两图象的交点的纵坐标可得出电源电压,当电路中的电流最大时,即电流表的示数为I2时,滑动变阻器R2接入电路中的电阻为0,根据欧姆定律可求出定值电阻R1的阻值;当电路中的电流最小时,即电流表的示数为I1,根据欧姆定律可求出电路中的总电阻,再根据串联电路电阻规律可求出滑动变阻器的最大阻值。
(2)当电路中的电流为I1时,根据U=IR可求出定值电阻两端的电压,即图2中A点的纵坐标。
(3)根据串联、并联电路电阻规律可知,串联电路的总电阻大于任意一个串联导体的电阻,并联电路的总电阻小于任意一条支路的电阻,由于电源电压一定,当电路中的电阻最小时,电路中的电流最大,由此可得出结论。
1 / 1