浙教版科学八上4.6电流与电压、电阻的关系 同步练习
一、单选题
1.(2021八上·淳安期末)如图所示, 小金正在做“用滑动变阻器控制灯泡亮暗”的实验, 电源电压保持不变, 闭 合开关,将变阻器的滑片向 B 端移动,则( )
A.灯泡变暗, 电压表示数变大 B.灯泡变亮, 电压表示数变小
C.灯泡变暗, 电压表示数变小 D.灯泡变亮, 电压表示数变大
2.(2022八上·临海期末)下列电路中,已知电源电压相等,且R1A. B.
C. D.
3.(2022八上·临海期末)如图甲所示的电路中,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,电源电压不变。闭合开关S后,滑片P从a端移动到b端,电流表示数I与电压表示数U的变化关系如图乙所示,则下列判断错误的是 ( )
A.电源电压为6V
B.R2的最大阻值为20
C.当滑片P位于a点时,电流表示数为0.6A
D.图乙中C点表示滑片P位于滑动变阻器的中点
4.(2021八上·三门期末)如图是一个定值电阻R和一个小灯泡L的U- I图象,下列说法中正确的是( )
A.L为定值电阻
B.R的电阻为5Ω
C.若把R和L并联,电源电压为2V时,电路中的总电流为0.25A
D.若把R和L串联,电路电流为0.1A时,电路中的总电阻为15Ω
5.(2021八上·天台期末)如图甲所示,电源电压保持不变。闭合开关S后,当滑动变阻器的阻值从最大变到最小时,两个电阻的“U-I”关系如图乙所示。则下列判断不正确的是( )
A.电源电压为3V
B.R1的阻值为5Ω
C.R2的阻值变化范围为0~10Ω
D.变阻器滑片在中点时,电流表示数为0.4A
6.(2021八上·天台期末)交警的酒驾测试仪上,电源电压保持不变,R0为定值电阻,R为气敏电阻,它的阻值随酒精气味的增大而减小。要求随酒精气味的增大,电表的示数也增大,则下列电路设计中符合要求的是 ( )
A. B.
C. D.
7.(2021八上·吴兴期末)如图所示,是某同学在探究“电流与电阻关系”实验中设计的电路图、数据收集以及绘制的图像,对此提出了以下的见解,其中说法不正确的是( )
A.该实验中滑动变阻器的作用既保护了电路又可以控制定值电阻两端的电压不变
B.实验中无论如何调节滑片始终达不到预定电压值的原因可能是滑动变阻器最大阻值过小
C.由图中数据可知I﹣R图像中的阴影部分面积为2V
D.本实验需要控制定值电阻两端的电压不变,不需要再改变定值电阻两端电压多次实验
8.(2021八上·普陀期末)为了测定风速的大小,小明设计了四种装置,其中探头、金属杆和滑动变阻器的滑片P相连,可上下移动。现要求:当风吹过探头时,滑动变阻器的滑片P向下移动,且风速增大时电压表的示数增大。其中符合要求的是( )
A. B.
C. D.
9.(2021八上·青田期末)如图所示,将滑动变阻器R1与定值电阻 R2 接入电源电压不变的电路中。闭合开关S,各表均有示数,将滑动变阻器的滑片向右滑动到某一位置,电压表V1、V2示数变化量的大小分别为ΔU1、ΔU2,下列说法正确的是( )
A.V1 示数变大,V2 示数不变
B.V1 示数变大,ΔU1>ΔU2
C.V2 示数变小,V2 示数和电流表示数之比变小
D.V2 示数变小,V2 示数和电流表示数之比不变
10.(2021八上·青田期末)如图所示是电阻甲和乙的 I U 图像,下列说法中正确的是( )
A.电阻甲和乙都是阻值不变的电阻
B.当乙两端电压为2 伏时,R乙=5 欧
C.甲、乙串联在电路中,当电路中电流为0.2 安时,电源电压为2 伏
D.甲、乙并联在电路中,当电源电压为2 伏时,电路总电流为0.6 安
11.(2021八上·椒江期末)利用如图所示的电路可以开展许多实验, 下列有关说法正确的是( )
A.闭合开关前, 应该先将滑片 P 滑到最右端
B.利用该电路可以测定 R 的阻值
C.研究电流与电压的关系时, 滑动变阻器只有保护电路的作用
D.研究电流与电阻的关系时, 更换更大的 R 后, 应将滑动变阻 器的滑片向右移到适当位置
12.(2021八上·嘉兴期末)小李同学闭合开关后,亮着的白炽灯突然熄灭,检查后发现灯丝断了,小李重新把灯丝搭接起来(如图所示)继续使用,发现灯泡更亮了,则此时灯丝的( )
A.电阻增大,电流减小 B.电阻减小,电流增大
C.电阻和电流都增大 D.电阻和电流都减小
13.(2021八上·拱墅期末)如图所示的实物电路,在S1、S2都闭合时,若灯泡L1电阻比L2大,则下列说法正确的是( )
A.通过L1中的电流大于L2中的电流
B.通过L1中的电流小于L2中的电流
C.L1两端的电压大于L2两端的电压
D.L1两端的电压小于L2两端的电压
14.(2021八上·瑞安月考)如图所示的四个电路中,电源电压不变,R2为定值电阻,R1为滑动变阻器。闭合开关S,移动滑片P,使电路中的电表示数随P与a端之间的电/阻值R的变化如图所示,则下列四个电路图符合要求的是( )
A. B.
C. D.
15.(2021八上·瑞安月考)图甲是一种测力装置部分结构的示意图。横梁OA上下表面各贴一张完全一样的应变电阻片R1和R2,串联在有恒定电流的电路中(图乙)。在A端施加向下的力F,横梁向下弯曲,R1被拉伸,R2被压缩,根据它们两端电压的差值即可测量力F的大小。下列分析正确的是( )
A.R1的阻值减小,R2的电阻增大
B.通过R1的电流大于R2的电流
C.R1两端的电压小于R2两端的电压
D.R1和R2两端电压的差值越大,A端受到的压力越大
二、填空题
16.(2022八上·临海期末)某同学利用左图的电路测量电阻Rx的阻值。检查无误后闭合开关S,观察到电压表的示数为1.6V,电流表的示数如右图,则通过电阻Rx的电流为 A,Rx的阻值为 Ω。
17.(2021八上·三门期末)甲同学连接好如图所示电路,闭合开关,按一定操作来测量“小灯泡的电阻”,获得实验数据如表。
实验次数 1 2 3 4
电压U/伏 2.5 2.0 1.5 1.0
电流I/安 0.21 0.18 0.15 0.11
电阻R/欧 11.90 11.11 ? 9.09
(1)表中第3次实验时,小灯泡的电阻为 欧。
(2)将表中电流、电压数据转换为I-U图像,正确的是 。
(3)乙同学按甲同学的方法连接好电路,闭合开关后发现小灯泡不发光,电流表指针偏转,电压表指针不偏转,若此电路只有一处故障,你认为故障是 。
18.(2021八上·三门期末)如图甲是科学兴趣小组在课外活动中设计的一种身高体重秤,用电流表的示数大小表示身高和体重。已知电源电压为12伏,R0为滑动变阻器,R为压敏电阻,其阻值随压力变化关系如图乙。
(1)滑动变阻器R0和压敏电阻R的连接方式是 (选填“串联”或“并联")。
(2)随着测量者体重的增加,电流表A1的示数将 (选填“变大”、“变小”或“不变")。
(3)小明在测量时,A2示数恰好为A示数的一半,滑动变阻器R0接入电路的阻值为80Ω,则小明的体重为 N。
19.(2021八上·温州期末)为减少碳排放,我国大力推行电动汽车。电动汽车中电动机的转速由电流大小控制,工作原理如图。利用旋扭变阻器实现对转速的控制,图中O、E、F为变阻器的三个接线柱。
(1)变阻器上旋扭滑片的材料应选用 。(选填“导体”或“绝缘体”)
(2)驾驶员踩下“油门”,电路中变阻器阻值减小,电流变大而加快电动机的转速。用画线代表导线将旋扭变阻器接入电路M、N处。
(3)车速仪可由电路中的电压表或电流表改装。要求:驾驶员踩下“油门”,车速仪示数变大。则下列电路图符合要求的有 。(可多选)
20.(2021八上·天台期末)如图所示的电路中,已知电阻R1:R2=2:3。
(1)如果甲、乙两表均为电压表,S闭合时,两表的示数U甲: U乙= 。
(2)如果甲、乙两表均为电流表,S断开,R1与R2的连接方式是 联,两表的示数之比I甲: I乙= 。
21.(2021八上·天台期末)如图是某同学制作的一个“电子秤”,能在电压表上读出秤盘上所放物体的重力大小。
(1)当秤盘不放重物时,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 (选填“变大”“变小”或“不变”,下同),电路中的电流将 。
(2)使用一段时间后,在秤盘上放 1 牛重的钩码时,表盘读数比 1 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。产生这一现象的原因可能是 。
A.R1短路 B.R1断路 C.R2短路 D.R2断路
22.(2022八上·缙云期末)如图A所示的电路中,电源电压保持不变,已知R1的阻值为20Ω,当开关S闭合,甲、乙两表为电压表时,R1与R2的连接方式为 ,两表的示数均如图B所示;当开关S断开,甲、乙为电流表,R1、R2均能正常工作,则电流表乙的示数为 A。
23.(2021八上·普陀期末)如图表示一种自动测定油箱内油面高度的装置。电源电压不变,R′是定值电阻, 是滑动变阻器,它的金属滑片是杠杆的一端。从油量表(由电流表改装而成)指针所指的刻度,就可以知道油箱内油面的高度。
(1)当油量表的示数变小,说明油箱向 (选填“外”或“内”)输油。
(2)若图中电源电压为12V不变,电流表的量程为0~0.6A,滑动变阻器最大阻值为50Ω。为了保证无论怎样移动滑片电流表都不超量程,保护电阻R′的最小阻值应为 Ω。
24.(2021八上·普陀期末)图甲为某校“一日三检”所用的电子测温仪,其内部结构原理图如图乙所示,电源电压保持不变,R是热敏电阻,用于靠近人体额头测温,定值电阻R0为保护电阻。
(1)由图可知显示仪是由 (选填“电流表”成“电压表”)改装成的;
(2)在测体温时,被测者体温越高,显示仪的示数就越大,可知热敏电阻R的阻值随着温度的升高而 。
25.(2021八上·青田期末)在如图所示的电路图中,电源电压U=4.5伏,电阻R1=5欧,滑动变阻器R2的铭牌上标有“20欧 0.5安”的字样,电流表的量程为0~0.6安,电压表的量程为0~3伏。
(1)当滑动变阻器的滑片置于中点位置时,电流表的示数为 安。
(2)为保证电路及各电表仪器的安全,滑动变阻器连入电路的阻值范围是 。
三、实验探究题
26.(2022八上·临海期末)某同学为了探究“通过导体的电流与电阻的关系”,利用电压恒为3伏的电源、标有“20欧,1.5安”的滑动变阻器、开关、电压表、电流表等仪器进行实验。
(1)根据图甲的电路图,请用笔画线代替导线完成图乙的实物图连接。
(2)第一次用5欧姆的定值电阻进行实验,闭合开关后,记下电流表的示数为I1;第二次实验,仅将电阻换成10欧姆的定值电阻,闭合开关后,记下电流表的示数为I2,可以发现:I2 I1(填“<”、“=”或“>”)。因此,该同学认为,当导体两端的电压一定时,电流跟电阻不成反比。你认为该同学得出错误结论的原因是 。
27.(2022八上·衢江期末)为了探究“电流与电阻的关系”,小科用阻值不同的定值电阻、电压为6伏的电源、滑动变阻器(25Ω,2.5A)等器材按图甲方式连接电路,进行如下实验。
①将4欧的R1接入电路,当电压表示数为4伏时,记录电流表的示数。
②用R2替换R1发现无论如何左右移动滑片P,电压表指针在4伏的刻度左右摆动,但无法准确指在4伏的刻度线上。
老师告知小科,滑动变阻器的线圈结构如图乙所示,因此无法连续改变接入电路的有效阻值,当定值电阻与滑动变阻器最大阻值相比过小时,会导致步骤②现象发生。
③用一根阻值为0.5欧的电阻丝制作一个可连续改变阻值的旋钮式变阻器,并按图丙方式接入电路,继续实验。通过调节滑片P和旋钮触片Q使电压表示数为4伏,此时电流表示数如图丁所示。
(1)图丁中电流表的示数为 安。
(2)步骤③中滑片P和旋钮触片Q处在如图丙所示的位置时,电压表示数略小于4伏,则小科应如何操作? 。
(3)小科利用图甲电路继续他的探究实验,仍保持定值电阻两端的电压为4伏,则下列定值电阻可用来替换R,进行实验的有 (可多选 )。
A.15欧 B.25欧 C.35欧 D.45欧
28.(2021八上·三门期末)在探究“电流与电阻的关系"的实验中,所用的器材有:学生电源(选择4V档),阻值为5Ω、8Ω、10Ω、 20Ω、25Ω的定值电阻,“30Ω 1A” 的滑动变阻器,电流表,电压表,开关和导线若干。小明连好电路后,按下列步骤进行实验:
实验次数 1 2 3 4 5
电流I/A 0.4 0.25 0.2 0.1 0.08
电阻R/Ω 5 8 10 20 25
步骤一:将R=5Ω的定值电阻接入电路,调节滑动变阻器,当滑片位于A点(如图甲)时,电压表的示数为2V,观察电流表示数(如图乙)。
步骤二:将定值电阻换成8Ω接入电路,移动滑动变阻器滑片,当电压表的示数为2V时,滑片位于B点。
步骤三:小明再将定值电阻换成其他阻值接入电路后,重复上述实验,将结果记录在表格丙中。
请结合上述过程回答下列问题:
(1)连接图甲电路时,应将开关断开,滑动变阻器的滑片P应处在 端(选填“左”或“右”),以保护电路。
(2)步骤一中电流表指针偏转过小,为了提高测量的准确性,应进行的操作是 。
(3)步骤一、二中,滑片位置B应该在A点的 (选填“左边”或“右边”)。
(4)由表格丙可得,该实验的结论是 。
29.(2021八上·天台期末)如图所示电路中,电源电压为4.5V,滑动变阻器的规格为“30 1A”。
(1)甲同学想用该电路研究“电流与电阻的关系”,有一根导线接错了,请在这根接错的导线上打“×”,然后画出正确的连接线。
(2)以下是甲同学的一些操作步骤:
①将阻值为10 的定值电阻R1接入电路,滑动变阻器的滑片移至 (选填“左”或“右”)端,闭合开关。调节滑动变阻器,当电压表示数为2.0V时,读出电流表示数并记录;
②断开开关,拆下R1,接上阻值为20 的定值电阻R2,……,使电压表示数为2.0V,读出电流表示数并记录;
③断开开关,拆下R2,接上阻值为30 的定值电阻R3,重复②的操作。此时发现,无论如何移动滑动变阻器的滑片都无法使定值电阻两端电压到达2.0V。经检查电路完好,为顺利完成实验,可行的措施有 (写一种即可)。
(3)乙同学将定值电阻换成小灯泡,将电压表量程改为“0—15V”,连接好电路进行实验。闭合开关后测得数据如表,则最可能的原因是 。
电灯亮暗 电流表示数I/A 电压表示数U/V
不亮 0 4.5
A.电流表断路 B.电流表短路 C.小灯泡断路 D.小灯泡短路
30.(2021八上·椒江期末)学习小组的同学合作进行探究“串联电路的电压特点”, 设计了图Ⅰ电路, 并连接了图 Ⅱ电路。
(1)图Ⅱ的实验电路连接中有一处错误,无法完成实验,连接错误的导线是 (选填 “a”、“b”或“c”)。
(2)正确连接后,继续实验,根据测得的实验数据,绘制了如图Ⅲ所示的曲线图。
①图Ⅲ中甲、乙两条曲线是根据图Ⅰ电路测得的实验数据所绘制的曲线,其中与图Ⅰ电路中电压表V2 对应的曲线是 (选填“甲”或“乙”) 曲线。
②已知电源电压恒为 6 V,根据探究目的分析图Ⅲ中的曲线,得出的实验结论是 。
③由图中数据可知,滑动变阻器的最大阻值为 欧
(3)拓展探究:同学们根据串联电路的电压特点,重新设计如图Ⅳ电路(电源电压未知),利用电压表和定值电阻R0(已知阻值)测量未知定值电阻Rx的阻值。
①闭合开关S和S1,断开开关S2,测得电压表的示数U1;
②闭合开关S和S2,断开开关S1,测得电压表的示数U2;
③计算: Rx= 。
31.(2021八上·嘉兴期末)在探究电流与电压关系的实验中,老师为同学们准备了下列器材:学生电源(3V,且保持不变),电流表,电压表,定值电阻,开关,滑动变阻器和导线若干。同学们设计了如下两种电路:
(1)有同学认为乙电路比甲电路好,其理由是: 。
(2)请根据图乙将实物电路图连接完整。
(3)正确连接实物电路后,闭合开关,电压表指针明显偏转,电流表指针不偏转,原因可能是 。
四、解答题
32.(2022八上·临海期末)如图所示电路,开关闭合后,电流表 A1 示数为1.2A,电流表 A2 示数为0.8A,电压表 V示数为6V,请回答:
(1)灯泡L1和L2的连接方式为 。
(2)电源电压是 V。
(3)求灯L1的阻值。
33.(2022八上·临海期末)如图是水果自动筛选装置,原理如下:传送带上的水果经过检测点时,压敏电阻R的阻值发生变化,AB间的电压也随之发生改变,当R0两端的电压小于某一值时,机械装置启动,将质量较小的水果推出传送带,实现自动筛选的目的。已知:电源电压恒为6伏,R0为20欧姆,压敏电阻R的阻值随压力的变化关系如下表所示,请回答下列问题:
压力(牛) 0 1 2 3 4 5
R的大小(欧) 100 60 43 30 22 20
(1)根据表中数据,当0.3千克的水果经过检测点时,压敏电阻的阻值为 欧。
(2)当检测点上没有水果时,求电路中的电流是多大?
(3)筛选不同等级的水果,质量标准是不同的。当质量小于0.3千克的水果经过压力监测点
时,R0两端的电压小于2.4伏,此时机械装置启动,将0.3千克以下的水果推出传送带,
实现自动筛选。请计算说明上述电路是否符合要求。
(4)现将水果的筛选标准提高到0.5千克,应对电路如何改进 (写出一种方法即可)。
34.(2021八上·三门期末)在某校举行的科技节中,小金设计了一款模拟网红产品“可调节加热桌垫”的电路图,如图所示,电源电压为3V,电阻R2的阻值为5Ω,滑动变阻器R1的铭牌是“25Ω 1A”。 求:
(1)电压表的读数为1V时,电流表的示数是多少?
(2)当滑动变阻器的阻值调到最大时,电压表的示数是多少?
35.(2021八上·温州期末)握力能反映上肢力量发展水平,是体质健康测试项目之一,握力测试如图甲。某项目化学习小组同学想制作简易握力计,选用电压表来显示握力的大小。他们设计的电路原理图如图乙,其中电源电压3V,定值电阻R1阻值为6欧,电压表量程为0-3V,轻质细杆将弹簧与滑动变阻器R2的滑片相连。
(1)【初步调试】用手往下拉弹簧,电压表示数如何变化? 。
(2)【表盘改造】为方便读数,小组同学想在电压表表盘上标注相应的握力值。经测定,变阻器R2接入电路的阻值与握力F关系如图丙,求在电压表刻度为1.5V的位置上所标注的握力大小。(写出计算过程)
(3)【优化改进】握力一定时,电压表指针偏转角度越大,握力计精确度就越高。以下改进方法中能提高握力计精确度的有________。(可多选)
A.定值电阻更换为3欧 B.电源电压增大到4伏
C.电压表用0~15V量程 D.电压表改接在R1两端
答案解析部分
1.【答案】C
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】根据图片确定电器元件的串并联关系,然后根据欧姆定律,结合串并联电路的特点对各个选项进行判断即可。
【解答】根据图片可知,灯泡与变阻器串联,电压表测灯泡的电压。当变阻器的滑片向B端移动时,变阻器的阻值变大,则总电阻变大,那么总电流变小,因此灯泡变暗。根据U=IR可知,灯泡两端的电压变小,即电压表的示数变小。
故选C。
2.【答案】B
【知识点】电阻和电阻的串联、并联;欧姆定律及其应用
【解析】【分析】根据串并联电路的电阻规律,结合欧姆定律分析判断。
【解答】A中只有电阻R1,D中只有电阻R2,则总电阻RAB中两个电阻并联,则总电阻小于任何一个电阻,即总电阻RBC中两个电阻串联,则总电阻大于任何一个电阻,即总电阻RD因此总电阻:RB总电压保持不变,根据U=IR可知,总电流的大小关系为:IB>IA>ID>IC。
故选B。
3.【答案】D
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】由图甲可知,两电阻串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。
(1)当滑片位于a端时,接入电路的电阻为0Ω,电路为R1的简单电路,电路中的电流最大,根据欧姆定律表示出电源的电压;
当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,电压表的示数最大,根据欧姆定律求出滑动变阻器的最大阻值,根据串联电路的特点和欧姆定律表示出电源的电压,利用电源的电压不变求出R1的阻值和电源的电压;
(2)根据电阻的串联和欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的电阻一半时电路中的电流,然后结合图象判断对应的点。
【解答】由图甲可知,两电阻串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。
(1)当滑片位于a端时,R2接入电路的电阻为0Ω,电路为R1的简单电路,此时电路中的电流最大,
由图象可知,Ia=0.6A,
由
可得,电源的电压:U=IaR1=0.6A×R1 ①,
当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中电阻最大,电流最小,电压表的示数最大,
由图象可知,Ib=0.2A,Ub=4V,
则滑动变阻器的最大阻值:
;
串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以电源的电压:U=IbR1+Ub=0.2A×R1+4V②,
由电源的电压不变,由①②可得:0.6A×R1=0.2A×R1+4V,
解得:R1=10Ω,
电源的电压:U=IaR1=0.6A×10Ω=6V,故A、B、C正确不合题意;
(2)串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
滑片在中点时滑动变阻器接入电路中的电阻一半,
电路中的电流:
,
由图象可知,对应于D点,故D错误符合题意。
故选D。
4.【答案】D
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)根据图像的形状确定L是否为定值电阻;
(2)根据欧姆定律计算;
(3)根据图像确定电源电压为2V时,分别通过灯泡与R的电流,然后根据并联电路的电流特点I总=IL+I计算即可;
(4)根据图像确定电流为0.1A时它们两端的电压,然后根据U总=UL+U计算出此时的总电压,最后根据计算出总电阻。
【解答】A.根据图片可知,L的电压随电流的变化图像为曲线,说明电压和电流的比值在不断变化,即L的电阻不断变化,故A错误;
B.R的阻值:,故B错误;
C.若把R和L并联,电源电压为2V时,通过L的电流为0.25A,通过R的电流为0.2A,则电路中的总电流为:I总=IL+I=0.25A+0.2A=0.45A,故C错误;
D.若把R和L串联,电路电流为0.1A时,灯泡L的电压为0.5V,R的电压为1V;
则总电压为:U总=UL+U=0.5V+1V=1.5V;
则总电阻为:,故D正确。
故选D。
5.【答案】D
【知识点】串、并联电路的电压特点;欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)串联电路中,总电压等于各处电压之和,从图乙中找到相同电流下两个电压表的示数,然后将它们相加即可;
(2)根据图甲确定两个电压表的示数变化规律,然后与图乙对应,最后根据欧姆定律计算R1的阻值。
(3)根据图甲确定两个电压表的示数变化规律,然后与图乙对应,最后根据欧姆定律计算R2的阻值。
(4)首先根据R总=R1+R2计算出总电阻,再根据计算出总电流。
【解答】根据图甲可知,电阻R1与变阻器R2串联,电压表V1测R1的电压,V2测R2的电压。
根据图像可知,当电流为0.2A时,两个电压表的示数分别为2V和1V,则电源电压:U总=U1+U2=2V+1V=3V,故A正确不合题意;
根据图甲可知,当电流增大时,根据U=IR可知,电压表V1的示数增大。
根据U总=U1+U2可知,V2的示数减小,则图像甲为R2的,图像乙为R1的。
则R1的阻值:。
故B正确不合题意;
当电流最小为0.2A时,R2的最大电压为2V,
则变阻器的最大阻值:,故C正确不合题意;
当变阻器在中点时,总电阻为:R总=R1+R2'=5Ω+10Ω×=10Ω;
此时电流表的示数为:,故D错误符合题意。
故选D。
6.【答案】C
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】结合题目条件,对各个电路图中电表的示数变化进行判断即可。
【解答】酒精气温增大,则气敏电阻R的阻值减小。
A.R与R0并联,电压表测电源电压。无论R的阻值如何变化,电压表的示数始终等于电源电压,即保持不变,故A不合题意;
B.R与R0并联,电流表测R0的电流。无论R的阻值如何变化,对R0的电流没用影响,即电流表的示数保持不变,故B不合题意;
C.R与R0串联,电流表测总电流。当R的阻值减小后,则总电阻减小,而总电流增大,即电流表示数增大,故C符合题意;
D..R与R0串联,电压表测R的电压。当R的阻值减小后,根据“串联电路电压与电阻成正比”可知,此时电压表的示数减小,故D不合题意。
故选C。
7.【答案】D
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【分析】(1)根据滑动变阻器在实验中的作用判断;
(2)根据串联电路电压的分配规律判断;
(3)根据长方形的面积公式分析;
(4)根据科学探究中多测测量的目的判断。
【解答】A.该实验中滑动变阻器的作用既保护了电路又可以控制定值电阻两端的电压不变,故A正确不合题意;
B.在串联电路中,电压的分配与电阻成正比,即滑动变阻器的最大阻值决定了它的分压能力。如果将变阻器的阻值调到最大时,电压表的示数仍然大于预设值,说明定值电阻分得电压多,而变阻器分得电压少,也就是变阻器的最大阻值过小,故B正确不合题意;
C.I﹣R图像中的阴影部分为长方形,它的面积=长×宽,即S=IR=U,即阴影的面积其实就是电压表的示数。根据中间的表格可知,电压表保持不变的示数为2V,则阴影面积为2V,故C正确不合题意;
D.本实验需要控制定值电阻两端的电压不变,改变定值电阻两端电压多次实验,这样收集多组数据,可以使得出的结论更客观,具有普遍意义,故D错误符合题意。
故选D。
8.【答案】A
【知识点】串、并联电路的电压特点;欧姆定律及其应用
【解析】【分析】①流体流速越大的位置压强越小,这就是流体压强和流速的关系;
②在串联电路中,电压的分配与电阻成正比,据此对各个电路图进行分析判断。
【解答】A.变阻器R2与定值电阻R1串联,电压表测R2的电压。探头下面为曲面,上面为平面,当风水平吹过时,下表面空气流速大压强小,探头受到向下的压力,因此滑片向下移动,此时变阻器的阻值变大。根据串联电路的电压规律可知,此时电压表的示数变大,故A符合题意;
B.变阻器R2与定值电阻R1串联,电压表测R1的电压。探头下面为曲面,上面为平面,当风水平吹过时,下表面空气流速大压强小,探头受到向下的压力,因此滑片向下移动,此时变阻器的阻值变大,则通过电路的电流变小。根据U=IR可知,此时电压表的示数变小,故B不合题意;
C.变阻器R2与定值电阻R1串联,电压表测R2的电压。探头上面为曲面,下面为平面,当风水平吹过时,上表面空气流速大压强小,探头受到向上的压力,因此滑片向上移动,此时变阻器的阻值变小。根据串联电路的电压规律可知,此时电压表的示数变小,故C不合题意;
D.变阻器R2与定值电阻R1串联,电压表测R1的电压。探头上面为曲面,下面为平面,当风水平吹过时,上表面空气流速大压强小,探头受到向上的压力,因此滑片向上移动,此时变阻器的阻值变小,则通过电路的电流变大。根据U=IR可知,此时电压表的示数变大,故D不合题意。
故选A。
9.【答案】D
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】根据电路图确定电路的串并联关系,以及电压测量的物理量,然后利用欧姆定律,结合串并联电路的特点对各个选项进行分析即可。
【解答】根据图片可知,R1与R2串联,电压表V1测R1,V2测R2,电流表测总电流。
变阻器的滑片向右滑动时,R1的阻值增大,根据“串联电路电压与电阻成正比”可知,电压表V1的示数增大。根据U总=U1+U2可知,电压表V2的示数减小,故A错误;
根据U总=U1+U2可知,电压表V1示数增大多少,那么V2的示数减小多少,即△U1=△U2,故B错误;
V2的示数和电流表的示数之比就是R2的阻值,因此保持不变,故C错误、D正确。
故选D。
10.【答案】D
【知识点】串、并联电路的电流特点;串、并联电路的电压特点;欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)根据图像分析电阻是否改变;
(2)根据计算出乙的电阻;
(3)根据U总=U甲+U乙计算;
(4)根据I总=I1+I2计算。
【解答】A.根据图像可知,乙的电流随电压的增大速度逐渐减小,即乙的阻值在不断减小,故A错误;
B.当乙的电压为2V时,通过它的电流为0.2A,则它的电阻,故B错误;
C.当电流为0.2A时,甲的电压为1V,乙的电压为2V,如果二者串联,那么总电压为:U总=U甲+U乙=1V+2V=3V,故C错误;
D.当电压为2V时,通过甲的电流为0.4A,通过乙的电流为0.2A,如果二者并联,那么总电流为:I总=I1+I2=0.4A+0.2A=0.6A,故D正确。
故选D。
11.【答案】B
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验;伏安法测电阻的探究实验
【解析】【分析】(1)根据电路连接的注意事项判断;
(2)根据伏安法测电阻的电路判断;
(3)根据滑动变阻器的用途判断;
(4)根据控制变量法的要求判断。
【解答】A.闭合开关前,变阻器的滑片要调到阻值最大的位置,即移动到最左端,故A错误;
B.电压表测待测电阻的电压,电流表测通过待测电阻的电流,变阻器可以改变电压和电流,从而得到多组数据,因此该电路可以测量电阻值,故B正确;
C.研究电流与电压的关系时, 滑动变阻器的作用:①保护电路;②调节改变电阻两端的电压,故C错误;
D.研究电流与电阻的关系时, 更换更大的R后,那么电压表的示数会增大。为了保持电压表的示数不变,此时需要减小R的电压,而增大变阻器的电压。根据“串联电路电压与电阻成正比”可知,此时需要增大变阻器的阻值,即滑片向左移动,故D错误。
故选B。
12.【答案】B
【知识点】影响电阻大小的因素;欧姆定律及其应用
【解析】【分析】首先根据影响电阻的因素的变化确定灯丝电阻变化,再根据欧姆定律分析通过灯泡的电流变化即可。
【解答】灯丝搭起来使用后,减小了导体的长度,即灯丝电阻变小。根据可知,电压不变,电阻变小,则通过灯泡的电流变大,因此灯泡变得更加亮了。
故B正确,而A、C、D错误。
故选B。
13.【答案】B
【知识点】串、并联电路的电压特点;欧姆定律及其应用
【解析】【分析】根据并联电路的电压规律比较灯泡电压的大小,再根据比较通过灯泡的电流大小。
【解答】根据图片可知,在S1、S2都闭合时,灯泡L1与L2并联。
并联电路各支路两端电压相等,即L1的电压等于L2的电压,故C、D错误;
根据可知,当电压相等时,通过电阻的电流与电阻成反比。因为R1>R2,所以电流I1故B正确,而A、C、D错误。
故选B。
14.【答案】D
【知识点】串、并联电路的电压特点;欧姆定律及其应用
【解析】【分析】根据电路图确定电路的串并联关系,以及电表所测的物理量,利用欧姆定律结合串并联电路的特点对各个选项进行分析判断。
【解答】根据图像可知,电表的示数与P与a端之间的电阻成正比。
A.变阻器R1与R2串联,电流表测总电流。当aP之间的电阻增大时,总电阻也增大,而总电流变小,二者不呈正比关系,故A不合题意;
B.变阻器R1与R2串联,电压表测R2的电压。当aP之间的电阻增大时,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B不合题意;
C.变阻器R1与R2串联,电压表测R1的电压。当aP之间的电阻增大时,根据“串联电路电压与电阻成正比”可知,电压表的示数会增大。根据可知,二者不成正比,故C错误;
D.变阻器R1与R2串联,电压表测R1的电压。由于变阻器R1的阻值始终全部接入电路,所以总电阻保持不变,即总电流保持不变。根据U1=I1R1可知,电压表的示数与aP的电阻成正比,故D正确。
故选D。
15.【答案】D
【知识点】串、并联电路的电流特点;串、并联电路的电压特点;欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)根据影响导体电阻的因素的知识判断;
(2)根据串联电路的电流特点判断;
(3)根据U=IR比较电压的大小;
(4)根据电压的差值与力的大小的关系判断。
【解答】根据图甲可知,在A端施加向下的力F,横梁向下弯曲,R1被拉伸,R2被压缩,即前者电阻变长,而后者电阻变短,根据“电阻与长度成正比”可知,R1的电阻增大,而R2的电阻减小,故A错误;
根据图乙可知,两个电阻串联,根据“串联电路各处电流都相等”可知,通过它们的电流相等,故B错误;
电阻R1>R2,且I1=I2,根据U=IR可知,电压的值U1>U2,故C错误;
R1和R2两端电压的差值越大,则二者的电阻差值越大,也就是二者的长度差值越大,其实就是A端形变程度增大,即A端受到的压力越大,故D正确。
故选D。
16.【答案】0.32;5
【知识点】电流的测量及电流表的使用;欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)根据右图确定电流表选择的量程和分度值,并根据指针的位置读出电流表的示数。
(2)根据
计算出Rx的阻值。
【解答】(1)根据图片可知,电流表选择量程0~0.6A,分度值为0.02A,那么电流表的示数为0.32A;
(2)则Rx的阻值为:
。
17.【答案】(1)10
(2)C
(3)小灯泡短路
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【分析】(1)根据公式计算出灯泡的电阻;
(2)根据表格分析电阻的变化规律,然后对图像进行判断;
(3)在测量灯泡电阻的实验中,如果灯泡被短路,那么与它并联的电压表同时被短路,因此电压表没有示数。而电流表与变阻器正常连接,因此电流表有示数,据此分析解答。
【解答】(1)第3次实验时,灯泡的电阻为:;
(2)分别计算出每组实验中灯泡的电阻后分析可知,随着电压的不断增大,电流增大的幅度在不断减小,因此灯泡的电流与电压变化的图像逐渐向横轴弯曲,故选C。
(3)乙同学按甲同学的方法连接好电路,闭合开关后发现小灯泡不发光,电流表指针偏转,电压表指针不偏转,若此电路只有一处故障,我认为故障是小灯泡短路。
18.【答案】(1)并联
(2)变大
(3)600
【知识点】串联电路和并联电路的辨别;欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)用电器首位相连为串联,用电器并排连接在两点之间为并联;
(2)首先根据乙图确定压敏电阻的阻值变化,再根据“电流与电阻的反比关系”确定电流的变化方向;
(3)在并联电路中,电流与电阻成反比,据此计算出压敏电阻的阻值,再根据图乙确定它受到的压力,也就是小明的重力。
【解答】(1)根据图片可知,变阻器与压敏电阻并排连接在电路两点之间,二者为并联。
(2)根据图乙可知,随着体重的增加,压敏电阻受到的压力增大,那么压敏电阻的阻值逐渐减小。根据“电流与电阻的反比关系”可知,电流表A1的示数变大。
(3)在并联电路中,电流与电阻成反比,
则:;
;
解得:R=40Ω;
根据图乙可知,小明的体重为600N。
19.【答案】(1)导体
(2)
(3)BC
【知识点】导体和绝缘体;滑动变阻器的原理及其使用;欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)容易导电的物体叫导体,不容易导电的物体叫绝缘体;
(2)根据图片确定踩下踏板后滑片的移动方向,根据变阻器的阻值变化确定使用的接线柱即可;
(3)分析各个选项中电表的示数变化,分析哪个与题目描述相同即可。
【解答】(1)根据图片可知,变阻器上的旋钮滑片是电流的必经之路,应该选用导体。
(2)根据图片可知,踩下油门踏板后,旋钮滑片向上移动,此时E到滑片之间的部分变长,电阻变短;而滑片到F之间的部分变短,电阻变小,则接入的应该是OF,如下图所示:
(2)A.变阻器R2与定值电阻R1串联,电压表测R2的电压。当踩下油门踏板,滑片向下移动时,变阻器R2的阻值减小,根据“串联电路电压与电阻呈正比”可知,电压表的示数变小,故A不合题意;
B..变阻器R2与定值电阻R1串联,电压表测R1的电压。当踩下油门踏板,滑片向下移动时,变阻器R2的阻值减小,则总电阻变小,而总电流变大。根据U=IR可知,此时电压表的示数变大,故B符合题意;
C.变阻器R2与定值电阻R1串联,电流表测总电流。当踩下油门踏板,滑片向下移动时,变阻器R2的阻值减小,则总电阻变小,而总电流变大,即电流表的示数变大,故C符合题意;
D.变阻器R2与定值电阻R1串联,电流表测总电流。当踩下油门踏板,滑片向下移动时,变阻器R2的阻值增大,则总电阻变大,而总电流变小,即电流表的示数变晓,故D不合题意。
故选BC。
20.【答案】(1)2∶5
(2)并;5∶3
【知识点】串、并联电路的电流特点;串、并联电路的电压特点;欧姆定律及其应用
【解析】【分析】电压表相当于断路,电流表相当于导线,据此对电路的串并联关系和电表测量的物理量进行判断,然后利用欧姆定律和串并联电路特点分析计算即可。
【解答】(1)如果两个都是电压表,则R1与R2串联,电压表甲测R1的电压,乙测总电压。
在串联电路中,电压的分配与电阻成正比,
即;
则两个电压表的示数之比:.
(2)如果过两个电表都是电流表,则R1与R2并联,电流表甲测总电流,乙测R1的电流。
在并联电路中,电流与电阻成反比,
即;
则两个电流表的示数之比:。
21.【答案】(1)变大;不变
(2)A
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)首先分析电路的串并联关系,以及电表测量的物理量,最后根据欧姆定律分析相关量的变化即可。
(2)当秤盘上放上1N的物体时,弹簧的伸长量肯定相同,即电压表并联的电阻大小不变,而电压表的示数偏大,其实就是通过电路的电流偏大所致,据此分析判断。
【解答】(1)根据图片可知,变阻器与定值电阻R1串联,电压表测滑片P到a之间电阻对应的电压。由于电压表的存在,因此R2始终全部接入电路,因此无论滑片怎样移动,总电阻都保持不变,则总电流保持不变。
闭合开关,当秤盘上所放钩码个数增多时,弹簧受到的拉力增大,于是变阻器的滑片P向下移动,此时电压表对应的阻值增大。根据U=IR可知,电压表示数将变大。
(2)当秤盘上放上1N的物体时,弹簧的伸长量肯定相同,即电压表并联的电阻大小不变,而电压表的示数偏大,其实就是通过电路的电流偏大所致。
A.R1短路时,只有变阻器自己,总电阻变小,总电流变大,则电压表的示数增大,故A符合题意;
B.R1断路时,整个电路断开,则电压表的示数为零,故B不合题意;
C.R2短路时,电压表同时被短路,则它的示数为零,故C不合题意;
D.R2断路时,整个电路没用电流,电压表的示数为零,故D不合题意。
故选A。
22.【答案】串联;2.5
【知识点】串联电路和并联电路的辨别;欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)电压表相当于断路,电流表相当于导线,据此将电路简化,判断两个电阻的串并联关系。根据串联电路的电压规律比较两个电压表的示数大小,并与B图比较,从而确定两表示数,根据欧姆定律计算出两个电阻的阻值;
(2)根据欧姆定律分别计算出两个电阻的电流大小,最后根据并联电路的电流规律I总=I1+I2计算即可。
【解答】(1)电压表相当于断路,据此将两个电压表去掉,此时只有一条通路,且依次通过两个电阻,那么它们为串联。电压表甲测总电压,乙测R2的电压,
根据串联电路的电压规律可知,甲的示数肯定大于乙的示数。
根据B图可知,当量程为0~15V时,分度值为0.5V,此时示数为10V;
当量程为0~3V时,分度值为0.1V,示数为2V;
则U总=10V,U2=2V;
在串联电路中,电压与电阻成正比,得到:;
;
解得:R2=5Ω。
(2)当开关S断开,甲、乙为电流表,它们相当于导线,此时R1与R2并联
。电流表乙在干路上测总电流。
那么乙的示数为:。
23.【答案】(1)外
(2)20
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)根据油量表的示数变化确定变阻器的阻值变化,进而确定滑片的移动方向,最终确定浮子的运动方向,弄清加油还是输油;
(2)当变阻器的阻值为零时,总电阻最小,此时只有R',根据欧姆定律计算它的最小阻值即可。
【解答】(1)油量表与电阻R'串联,则它为电流表。当电流表的示数变小时,电路的总电阻增大,根据R总=R'+R变可知,变阻器的阻值变大,此时滑片向上移动,那么浮标向下移动,即油箱向外输油。
(2)当变阻器的阻值为零时,总电阻最小,此时只有R',
则R'的最小阻值为:。
24.【答案】(1)电压表
(2)减小
【知识点】电压的测量及电压表的使用;欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)根据电压表和电流表的使用方法分析;
(2)根据欧姆定律分析即可。
【解答】(1)电压表与用电器并联,电流表与用电器串联,根据图乙可知,显示仪应该为电压表。
(2)根据图乙可知,热敏电阻R与定值电阻R0串联,电压表测R0的电压。当体温升高时,显示仪的示数增大,说明R0两端的电压增大,根据U=IR可知,此时通过R的电流增大,而热敏电阻R的阻值减小,则:热敏电阻R的阻值随着温度的升高而减小。
25.【答案】(1)0.3
(2)4Ω~10Ω
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)变阻器的滑片位于中点时,它接入的阻值为最大阻值的一半,此时它与R1串联,电压表测R2的电压。首先根据R总=R1'+R2计算出总电阻,再根据计算出此时电流表的示数。
(2)根据电路图可知,当电流表的示数最大时,电压表的示数最小;当电压表的示数最大时,电流表的示数最小。根据两个电表的量程,利用欧姆定律分别计算出变阻器接入的最大和最小阻值即可。
【解答】(1)变阻器的滑片位于中点时,它接入的阻值为最大阻值的一半,此时它于变阻器R2串联,电压表测R2的电压。
此时的总电阻;
此时电流表的示数为;。
(2)电流表的量程为0~0.6A,而变阻器R2的最大电流为0.5A,
二者比较可知,当电流表的示数为0.5A时,变阻器接入的阻值最小,
此时的总电阻为:;
则变阻器接入的最小电阻:R2小=R总-R1=9Ω-5Ω=4Ω;
电压表的最大示数为3V时,变阻器接入的阻值最大;
此时R1的电压:U1'=U总-U2'=4.5V-3V=1.5V;
此时通过电路的电流:;
此时变阻器接入的最大阻值:;
那么变阻器接入的阻值范围为:4Ω~9Ω。
26.【答案】(1)
(2)>;没有控制R两端电压相同
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【分析】(1)根据图甲确定各个电器元件的串并联关系,确定电表的量程和接线柱的选择,以及变阻器的接线情况,然后对乙图进行补充即可。
(2)在串联电路中,电压与电阻成正比,据此分析10Ω电阻两端电压的变化,再根据欧姆定律分析前后两个电流的大小关系。根据控制变量法的要求可知,探究通过导体的电流与电阻的关系时,必须控制电阻两端的电压相等,而改变电阻的大小,据此分析解答。
【解答】(1)根据甲图可知,除了电压表与定值电阻R并联外,其它的都是串联。由于电源电压为3V,因此电压表选择量程0~3V。根据乙图可知,电压表的“3”接线柱连接在R的左端;再将电流表的“-”接线柱与R的左端相连即可,如下图所示:
(2)设电压表的实数为U,原来接的是5Ω的电阻,那么通过它的电流:
。换成10Ω的电阻后,电压表的实数肯定会增大,即现在的电流
。后面的式子与前面的式子相除得到:
,即
。
该同学认为,当导体两端的电压一定时,电流跟电阻不成反比。我认为该同学得出错误结论的原因是没有控制R两端电压相同。
27.【答案】(1)2
(2)将滑片P向右移,使电压表示数略小于4V,再将触片Q沿逆时针转动,直到电压表示数为4V
(3)A;B;C;D
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【分析】(1)根据图丁中电流表选用大量程确定分度值读数;
(2)在串联电路中,电压与电阻成正比,根据串联电路的分压规律和欧姆定律分析小科的操作。
(3)根据串联电路电压的规律和分压原理求出定值电阻的最大电阻分析。
【解答】(1)图丁中电流表选用0~3A的量程,分度值为0.1A,则电流大小为2A。
(2) 步骤③中滑片P和旋钮触片Q处在如图丙所示的位置时,电压表示数略超过4伏,为使电压表示数略小于4V,即应减小电路中的电流大小,由欧姆定律可知,要增大电路的电阻,故将滑片P向右移,使电压表示数略小于4V,再将触片Q沿逆时针转动(电路中总电阻变小,总电流变大),根据U=IR,电压表示数变大,直到电压表示数为4V。
(3)根据串联电路电压的规律和分压原理:
;
;
解得:R定=50Ω,
即定值电阻的最大电阻为50Ω,
故用来替换R1进行实验的有15欧、25欧、35欧、45欧的电阻,
即选ABCD。
28.【答案】(1)右
(2)断开开关,电流表改接到0—0.6A的量程
(3)右边
(4)当电压一定时,通过导体的电流跟导体的电阻成反比
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【分析】(1)在闭合开关前,为了保护电路,滑片要在阻值最大的位置;
(2)每个电流表都有两个量程,在电流允许的情况下,尽量使用小量程,因为它的分度值小,测量精度高。
(3)在串联电路中,电压的分配与电阻成正比,据此比较变阻器接入阻值的大小即可;
(4)将表格中的电流与电阻相乘,比较乘积的大小关系,然后根据控制变量法的要求描述结论。
【解答】(1)根据甲图可知,滑片在最右端时阻值最大,因此:连接图甲电路时,应将开关断开,滑动变阻器的滑片P应处在右端。
(2)步骤一中电流表指针偏转过小,为了提高测量的准确性,应进行的操作是:断开开关,电流表改接到0—0.6A的量程。
(3)在实验中,电压表的示数保持不变,
即定值电阻和变阻器两端的电压比值不变。根
据“在串联电路中,电压的分配与电阻成正比”得到:;
则R变'>R变;
即滑片位置B应该在A点的右边。
(4)将表格中每组数据中的电阻和电流相乘,乘积都等于2,那么得到结论:当电压一定时,通过导体的电流跟导体的电阻成反比。
29.【答案】(1)
(2)右;换用阻值更大的变阻器/减小电源电压
(3)C
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【分析】(1)在探究电流与电阻关系的实验中,除了电压表与电阻并联外,其他的都是串联,还要注意电表量程和接线柱的选择,滑动变阻器接线“一上一下”。
(2)①在闭合开关前,为了防止电流过大烧毁用电器,变阻器的滑片必须调到阻值最大的位置。
③在串联电路中,电压的分配与电阻成正比,即变阻器的最大阻值决定了它的电压调节能力。定值电阻两端的电压始终大于2V,则说明定值电阻分得多,而变阻器分得少,则可以换用阻值更大的变阻器。如果变阻器不变,那么可以相应减小电源电压,从而达到减小定值电阻两端电压的目的。
(3)对各个选项的故障进行分析,推测可能出现的现象,然后与表格对比即可。
【解答】(1)在探究电流与电阻关系的实验中,电流表应该与定值电阻串联,而不是与电压表串联,则错误的导线为电流表的“-”接线柱与定值电阻的连线。只需将其从电流表上拆下,改接在“0.6”的接线柱上即可,如下图所示:
(2)①将阻值为10 的定值电阻R1接入电路,滑动变阻器的滑片移至右端,闭合开关。调节滑动变阻器,当电压表示数为2.0V时,读出电流表示数并记录;
③断开开关,拆下R2,接上阻值为30 的定值电阻R3,重复②的操作。此时发现,无论如何移动滑动变阻器的滑片都无法使定值电阻两端电压到达2.0V。经检查电路完好,为顺利完成实验,可行的措施有:换用阻值更大的变阻器/减小电源电压。
(3)A.电流表断路时,整个电路短路,此时没用电流经过电压表,则它的示数为零,故A不合题意;
B.电流表短路时,它的示数为零,由于灯泡与变阻器都正常工作,所以电压表的示数肯定小于4.5V,故B不合题意;
C.小灯泡断路时,电压表串联在电路中。由于它的内阻很大,所以通过电流表的示数很小,几乎为零。由于串联电路中电压与电阻成正比,所以电压表几乎分得全部电源电压,接近4.5V,故C符合题意;
D.小灯泡短路时,电流表的示数不应该是零,故D不合题意。
故选C。
30.【答案】(1)b
(2)乙;串联电路的总电压等于各段电路的分电压之和;40
(3)
【知识点】串、并联电路的电压特点;欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)根据电压表的使用方法判断;
(2)①根据欧姆定律分析电流增大时两个电压表的示数变化规律,然后与图III进行比照即可;
②将每组中的两个电压值相加,然后比较得到的和与电源电压的关系即可;
③根据图像确定变阻器两端的最大电压和通过的电流,然后根据计算出它的最大阻值。
(3)测量未知电阻的阻值,关键是测量出通过它的电流和它两端的电压,根据欧姆定律和串联电路的电压和电流特点分析解答。
【解答】(1)根据图I可知,电压表V2应该与滑动变阻器并联,它的“+”接线柱已经与变阻器右上角的接线柱连接,只需将“-”接线柱与变阻器左下角的接线柱连接即可,因此错误的导线是b。
(2)①当电流增大时,根据U=IR可知,电压表V1的示数增大,根据U总=U1+U2可知,电压表V2的示数减小,因此中与图Ⅰ电路中电压表V2 对应的曲线是乙。
②根据图III可知,当电流为0.1A时,两个电压表的示数分别为4V和2V;当电流为0.3A时,两个电压表的示数分别为4.5V和1.5V,它们的和都等于电源电压6V,那么得到:串联电路的总电压等于各段电路的分电压之和。
③根据图像可知,最小电流为0.1A,此时变阻器两端的最大电压为4V,因此变阻器的最大电阻为:。
(4)闭合开关S和S1,断开开关S2,此时电压表测Rx的电压,示数U1;
闭合开关S和S2,断开开关S1,此时电压表测总电压,示数U2;
则通过Rx的电流;
则Rx的阻值:。
31.【答案】(1)图乙中的滑动变阻器便于改变R两端的电压,从而起到多次测量的作用
(2)
(3)电阻断路
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【分析】(1)在探究电流与电压关系的实验中,需要保持电阻R不变,多次改变它两端的电压,从而收集多组电流。在图乙中,滑动变阻器则可以达到这个目的。
(2)根据实验目的,确定电路元件的串并联关系,最后完成实物图的连接;
(3)在探究电流与电压关系的实验中,如果定值电阻断路,那么电压表串联在电路中。因为电压表的内阻很大,所以通过电路的电流很小,即电流表的指针几乎不偏转。在串联电路中,电压的分配与电阻成正比,因此电压表几乎分得全部电压,则电压表的指针明显偏转,据此分析解答。
【解答】(1)有同学认为乙电路比甲电路好,其理由是:图乙中的滑动变阻器便于改变R两端的电压,从而起到多次测量的作用。
(2)在探究电流与电压关系的实验中,除了电压表与电阻并联,其它的都是串联,要注意电压表和电流表的量程和正负接线柱的选择,变阻器接线一上一下,如下图所示:
(3)正确连接实物电路后,闭合开关,电压表指针明显偏转,电流表指针不偏转,原因可能是电阻断路。
32.【答案】(1)并联
(2)6
(3)解:I1=I总-I2=1.2A-0.8A=0.4A
R1= = =15Ω
【知识点】串联电路和并联电路的辨别;欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)在电路中,如果只有一条通路,那么为串联;如果有两条或两条以上的通路,那么为并联;
(2)根据并联电路的电压规律计算;
(3)首先根据并联电路的电流规律 I1=I总-I2 计算出通过L1的电流,再根据计算出 的阻值。
【解答】(1)根据图片可知,电流从正极出发后分为两支,一支经过灯泡L1,另一支经过灯泡L2,则存在两条通路,因此灯泡L1和L2为并联。
(2)根据图片可知,电压表测L1两端的电压。根据并联电路的总电压等于各支路两端电压可知,此时的电源电压为6V。
(3)电流表A1测总电流,A2测通过灯泡L2的电流。
则通过灯泡L1的电流 I1=I总-I2=1.2A-0.8A=0.4A ;
灯泡L1的电阻:
。
33.【答案】(1)30
(2)解:当检测点上没有水果时,R=100欧姆,
所以 R总= R+ R0 =100Ω+20Ω=120Ω
I= = =0.05A
(3)UAB=U总×20Ω/50Ω=6V×0.4=2.4V
当m<0.3千克时,R>30Ω,所以UAB<2.4V,因此符合。
(4)减小电源电压或减小R0的阻值(写出一种即可)
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)根据F=G=mg计算出水果对传送带的压力,再根据表格确定压敏电阻的阻值;
(2)当检测点上没有水果时,传送带受到的压力为零,根据表格确定此时压敏电阻的阻值,再根据 R总= R+ R0 计算出此时的总电阻,最后根据 计算出电路中的电流。
(3)在串联电路中,电压与电阻成正比,据此计算出m=0.3kg时定值电阻两端电压值,再根据此规律分析质量小于0.3kg时的阻值压敏电阻的阻值变化,以及AB之间电压变化,并与2.4V进行比较即可。
(4)如果水果的筛选标准提高倒0.5kg,那么压敏电阻受到的压力增大,而它的阻值减小,此时AB两端的电压也会减小。根据U总=U0+UAB可知,此时R0两端的电压会增大。为了使R0两端的电压减小,根据串联电路的分压规律可知,可以适当减小R0的阻值,或者减小电源电压。
【解答】(1)0.3kg水果对传送带的压力:F=G=mg=0.3kg×10N/kg=3N。根据表格可知,此时压敏电阻的阻值为30Ω。
34.【答案】(1)解:
(2)解:
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】根据图片可知,定值电阻R2与变阻器R1串联,电压表测R2的电压,电流表测总电流。
(1)已知R2的电压和电阻,根据公式 计算电流表的示数;
(2)首先根据R总=R1+R2计算出总电阻,再根据 计算出总电流,最后根据 计算电压表的示数。
35.【答案】(1)增大
(2)解:定值电阻R1两端的电压U1=U总-U2=3伏-1.5伏=1.5伏
通过定值电阻R1的电流I=U1/R1=1.5伏/6欧=0.25安
变阻器R2接入电路的阻值R2=U2/I=6欧
查图丙可知:当R2=6欧时,握力F=400牛
答:电压表刻度为1.5V的位置上应标注的握力值为400牛。
(3)A;B
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)首先判断电路的串并联关系和电压表测量的物理量,然根据滑片的移动方向确定变阻器的阻值变化,最后根据“串联电路中电压与电阻呈正比”分析电压表的示数变化。
(2)首先根据 U1=U总-U2 计算出R1两端的电压,再根据计算出通过R1的电流,根据计计算处变阻器R2接入的阻值,最后查表得到对应的握力F即可。
(3)根据乙图可知,握力计其实是一个电压表,则它的示数越大,即电压表的示数越大,据此分析判断即可。
【解答】(1)根据乙图可知,定值电阻R1与变阻器R2串联,电压表测R2的电压。用手向下拉弹簧时,变阻器的阻值变大,根据“串联电路电压与电阻成正比”可知,此时电压表的示数增大。
(3)当握力一定时,滑片的位置不变,则变阻器R2的阻值不变。
A.定值电阻从6Ω减小到3Ω时,总电阻变小,而总电流变大,根据U=IR可知,电压表的示数增大,故A符合题意;
B.电源电压增大后,通过电路的电流增大,根据U=IR可知,电压表的示数增大,故B符合题意;
C.换用量程,对电压表的示数没有影响,故C不合题意;
D.电压表改接再R1两端时,电压表的示数随握力的增大而减小,故D不合题意。
故选AB。
1 / 1浙教版科学八上4.6电流与电压、电阻的关系 同步练习
一、单选题
1.(2021八上·淳安期末)如图所示, 小金正在做“用滑动变阻器控制灯泡亮暗”的实验, 电源电压保持不变, 闭 合开关,将变阻器的滑片向 B 端移动,则( )
A.灯泡变暗, 电压表示数变大 B.灯泡变亮, 电压表示数变小
C.灯泡变暗, 电压表示数变小 D.灯泡变亮, 电压表示数变大
【答案】C
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】根据图片确定电器元件的串并联关系,然后根据欧姆定律,结合串并联电路的特点对各个选项进行判断即可。
【解答】根据图片可知,灯泡与变阻器串联,电压表测灯泡的电压。当变阻器的滑片向B端移动时,变阻器的阻值变大,则总电阻变大,那么总电流变小,因此灯泡变暗。根据U=IR可知,灯泡两端的电压变小,即电压表的示数变小。
故选C。
2.(2022八上·临海期末)下列电路中,已知电源电压相等,且R1A. B.
C. D.
【答案】B
【知识点】电阻和电阻的串联、并联;欧姆定律及其应用
【解析】【分析】根据串并联电路的电阻规律,结合欧姆定律分析判断。
【解答】A中只有电阻R1,D中只有电阻R2,则总电阻RAB中两个电阻并联,则总电阻小于任何一个电阻,即总电阻RBC中两个电阻串联,则总电阻大于任何一个电阻,即总电阻RD因此总电阻:RB总电压保持不变,根据U=IR可知,总电流的大小关系为:IB>IA>ID>IC。
故选B。
3.(2022八上·临海期末)如图甲所示的电路中,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,电源电压不变。闭合开关S后,滑片P从a端移动到b端,电流表示数I与电压表示数U的变化关系如图乙所示,则下列判断错误的是 ( )
A.电源电压为6V
B.R2的最大阻值为20
C.当滑片P位于a点时,电流表示数为0.6A
D.图乙中C点表示滑片P位于滑动变阻器的中点
【答案】D
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】由图甲可知,两电阻串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。
(1)当滑片位于a端时,接入电路的电阻为0Ω,电路为R1的简单电路,电路中的电流最大,根据欧姆定律表示出电源的电压;
当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,电压表的示数最大,根据欧姆定律求出滑动变阻器的最大阻值,根据串联电路的特点和欧姆定律表示出电源的电压,利用电源的电压不变求出R1的阻值和电源的电压;
(2)根据电阻的串联和欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的电阻一半时电路中的电流,然后结合图象判断对应的点。
【解答】由图甲可知,两电阻串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。
(1)当滑片位于a端时,R2接入电路的电阻为0Ω,电路为R1的简单电路,此时电路中的电流最大,
由图象可知,Ia=0.6A,
由
可得,电源的电压:U=IaR1=0.6A×R1 ①,
当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中电阻最大,电流最小,电压表的示数最大,
由图象可知,Ib=0.2A,Ub=4V,
则滑动变阻器的最大阻值:
;
串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以电源的电压:U=IbR1+Ub=0.2A×R1+4V②,
由电源的电压不变,由①②可得:0.6A×R1=0.2A×R1+4V,
解得:R1=10Ω,
电源的电压:U=IaR1=0.6A×10Ω=6V,故A、B、C正确不合题意;
(2)串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
滑片在中点时滑动变阻器接入电路中的电阻一半,
电路中的电流:
,
由图象可知,对应于D点,故D错误符合题意。
故选D。
4.(2021八上·三门期末)如图是一个定值电阻R和一个小灯泡L的U- I图象,下列说法中正确的是( )
A.L为定值电阻
B.R的电阻为5Ω
C.若把R和L并联,电源电压为2V时,电路中的总电流为0.25A
D.若把R和L串联,电路电流为0.1A时,电路中的总电阻为15Ω
【答案】D
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)根据图像的形状确定L是否为定值电阻;
(2)根据欧姆定律计算;
(3)根据图像确定电源电压为2V时,分别通过灯泡与R的电流,然后根据并联电路的电流特点I总=IL+I计算即可;
(4)根据图像确定电流为0.1A时它们两端的电压,然后根据U总=UL+U计算出此时的总电压,最后根据计算出总电阻。
【解答】A.根据图片可知,L的电压随电流的变化图像为曲线,说明电压和电流的比值在不断变化,即L的电阻不断变化,故A错误;
B.R的阻值:,故B错误;
C.若把R和L并联,电源电压为2V时,通过L的电流为0.25A,通过R的电流为0.2A,则电路中的总电流为:I总=IL+I=0.25A+0.2A=0.45A,故C错误;
D.若把R和L串联,电路电流为0.1A时,灯泡L的电压为0.5V,R的电压为1V;
则总电压为:U总=UL+U=0.5V+1V=1.5V;
则总电阻为:,故D正确。
故选D。
5.(2021八上·天台期末)如图甲所示,电源电压保持不变。闭合开关S后,当滑动变阻器的阻值从最大变到最小时,两个电阻的“U-I”关系如图乙所示。则下列判断不正确的是( )
A.电源电压为3V
B.R1的阻值为5Ω
C.R2的阻值变化范围为0~10Ω
D.变阻器滑片在中点时,电流表示数为0.4A
【答案】D
【知识点】串、并联电路的电压特点;欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)串联电路中,总电压等于各处电压之和,从图乙中找到相同电流下两个电压表的示数,然后将它们相加即可;
(2)根据图甲确定两个电压表的示数变化规律,然后与图乙对应,最后根据欧姆定律计算R1的阻值。
(3)根据图甲确定两个电压表的示数变化规律,然后与图乙对应,最后根据欧姆定律计算R2的阻值。
(4)首先根据R总=R1+R2计算出总电阻,再根据计算出总电流。
【解答】根据图甲可知,电阻R1与变阻器R2串联,电压表V1测R1的电压,V2测R2的电压。
根据图像可知,当电流为0.2A时,两个电压表的示数分别为2V和1V,则电源电压:U总=U1+U2=2V+1V=3V,故A正确不合题意;
根据图甲可知,当电流增大时,根据U=IR可知,电压表V1的示数增大。
根据U总=U1+U2可知,V2的示数减小,则图像甲为R2的,图像乙为R1的。
则R1的阻值:。
故B正确不合题意;
当电流最小为0.2A时,R2的最大电压为2V,
则变阻器的最大阻值:,故C正确不合题意;
当变阻器在中点时,总电阻为:R总=R1+R2'=5Ω+10Ω×=10Ω;
此时电流表的示数为:,故D错误符合题意。
故选D。
6.(2021八上·天台期末)交警的酒驾测试仪上,电源电压保持不变,R0为定值电阻,R为气敏电阻,它的阻值随酒精气味的增大而减小。要求随酒精气味的增大,电表的示数也增大,则下列电路设计中符合要求的是 ( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】结合题目条件,对各个电路图中电表的示数变化进行判断即可。
【解答】酒精气温增大,则气敏电阻R的阻值减小。
A.R与R0并联,电压表测电源电压。无论R的阻值如何变化,电压表的示数始终等于电源电压,即保持不变,故A不合题意;
B.R与R0并联,电流表测R0的电流。无论R的阻值如何变化,对R0的电流没用影响,即电流表的示数保持不变,故B不合题意;
C.R与R0串联,电流表测总电流。当R的阻值减小后,则总电阻减小,而总电流增大,即电流表示数增大,故C符合题意;
D..R与R0串联,电压表测R的电压。当R的阻值减小后,根据“串联电路电压与电阻成正比”可知,此时电压表的示数减小,故D不合题意。
故选C。
7.(2021八上·吴兴期末)如图所示,是某同学在探究“电流与电阻关系”实验中设计的电路图、数据收集以及绘制的图像,对此提出了以下的见解,其中说法不正确的是( )
A.该实验中滑动变阻器的作用既保护了电路又可以控制定值电阻两端的电压不变
B.实验中无论如何调节滑片始终达不到预定电压值的原因可能是滑动变阻器最大阻值过小
C.由图中数据可知I﹣R图像中的阴影部分面积为2V
D.本实验需要控制定值电阻两端的电压不变,不需要再改变定值电阻两端电压多次实验
【答案】D
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【分析】(1)根据滑动变阻器在实验中的作用判断;
(2)根据串联电路电压的分配规律判断;
(3)根据长方形的面积公式分析;
(4)根据科学探究中多测测量的目的判断。
【解答】A.该实验中滑动变阻器的作用既保护了电路又可以控制定值电阻两端的电压不变,故A正确不合题意;
B.在串联电路中,电压的分配与电阻成正比,即滑动变阻器的最大阻值决定了它的分压能力。如果将变阻器的阻值调到最大时,电压表的示数仍然大于预设值,说明定值电阻分得电压多,而变阻器分得电压少,也就是变阻器的最大阻值过小,故B正确不合题意;
C.I﹣R图像中的阴影部分为长方形,它的面积=长×宽,即S=IR=U,即阴影的面积其实就是电压表的示数。根据中间的表格可知,电压表保持不变的示数为2V,则阴影面积为2V,故C正确不合题意;
D.本实验需要控制定值电阻两端的电压不变,改变定值电阻两端电压多次实验,这样收集多组数据,可以使得出的结论更客观,具有普遍意义,故D错误符合题意。
故选D。
8.(2021八上·普陀期末)为了测定风速的大小,小明设计了四种装置,其中探头、金属杆和滑动变阻器的滑片P相连,可上下移动。现要求:当风吹过探头时,滑动变阻器的滑片P向下移动,且风速增大时电压表的示数增大。其中符合要求的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【知识点】串、并联电路的电压特点;欧姆定律及其应用
【解析】【分析】①流体流速越大的位置压强越小,这就是流体压强和流速的关系;
②在串联电路中,电压的分配与电阻成正比,据此对各个电路图进行分析判断。
【解答】A.变阻器R2与定值电阻R1串联,电压表测R2的电压。探头下面为曲面,上面为平面,当风水平吹过时,下表面空气流速大压强小,探头受到向下的压力,因此滑片向下移动,此时变阻器的阻值变大。根据串联电路的电压规律可知,此时电压表的示数变大,故A符合题意;
B.变阻器R2与定值电阻R1串联,电压表测R1的电压。探头下面为曲面,上面为平面,当风水平吹过时,下表面空气流速大压强小,探头受到向下的压力,因此滑片向下移动,此时变阻器的阻值变大,则通过电路的电流变小。根据U=IR可知,此时电压表的示数变小,故B不合题意;
C.变阻器R2与定值电阻R1串联,电压表测R2的电压。探头上面为曲面,下面为平面,当风水平吹过时,上表面空气流速大压强小,探头受到向上的压力,因此滑片向上移动,此时变阻器的阻值变小。根据串联电路的电压规律可知,此时电压表的示数变小,故C不合题意;
D.变阻器R2与定值电阻R1串联,电压表测R1的电压。探头上面为曲面,下面为平面,当风水平吹过时,上表面空气流速大压强小,探头受到向上的压力,因此滑片向上移动,此时变阻器的阻值变小,则通过电路的电流变大。根据U=IR可知,此时电压表的示数变大,故D不合题意。
故选A。
9.(2021八上·青田期末)如图所示,将滑动变阻器R1与定值电阻 R2 接入电源电压不变的电路中。闭合开关S,各表均有示数,将滑动变阻器的滑片向右滑动到某一位置,电压表V1、V2示数变化量的大小分别为ΔU1、ΔU2,下列说法正确的是( )
A.V1 示数变大,V2 示数不变
B.V1 示数变大,ΔU1>ΔU2
C.V2 示数变小,V2 示数和电流表示数之比变小
D.V2 示数变小,V2 示数和电流表示数之比不变
【答案】D
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】根据电路图确定电路的串并联关系,以及电压测量的物理量,然后利用欧姆定律,结合串并联电路的特点对各个选项进行分析即可。
【解答】根据图片可知,R1与R2串联,电压表V1测R1,V2测R2,电流表测总电流。
变阻器的滑片向右滑动时,R1的阻值增大,根据“串联电路电压与电阻成正比”可知,电压表V1的示数增大。根据U总=U1+U2可知,电压表V2的示数减小,故A错误;
根据U总=U1+U2可知,电压表V1示数增大多少,那么V2的示数减小多少,即△U1=△U2,故B错误;
V2的示数和电流表的示数之比就是R2的阻值,因此保持不变,故C错误、D正确。
故选D。
10.(2021八上·青田期末)如图所示是电阻甲和乙的 I U 图像,下列说法中正确的是( )
A.电阻甲和乙都是阻值不变的电阻
B.当乙两端电压为2 伏时,R乙=5 欧
C.甲、乙串联在电路中,当电路中电流为0.2 安时,电源电压为2 伏
D.甲、乙并联在电路中,当电源电压为2 伏时,电路总电流为0.6 安
【答案】D
【知识点】串、并联电路的电流特点;串、并联电路的电压特点;欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)根据图像分析电阻是否改变;
(2)根据计算出乙的电阻;
(3)根据U总=U甲+U乙计算;
(4)根据I总=I1+I2计算。
【解答】A.根据图像可知,乙的电流随电压的增大速度逐渐减小,即乙的阻值在不断减小,故A错误;
B.当乙的电压为2V时,通过它的电流为0.2A,则它的电阻,故B错误;
C.当电流为0.2A时,甲的电压为1V,乙的电压为2V,如果二者串联,那么总电压为:U总=U甲+U乙=1V+2V=3V,故C错误;
D.当电压为2V时,通过甲的电流为0.4A,通过乙的电流为0.2A,如果二者并联,那么总电流为:I总=I1+I2=0.4A+0.2A=0.6A,故D正确。
故选D。
11.(2021八上·椒江期末)利用如图所示的电路可以开展许多实验, 下列有关说法正确的是( )
A.闭合开关前, 应该先将滑片 P 滑到最右端
B.利用该电路可以测定 R 的阻值
C.研究电流与电压的关系时, 滑动变阻器只有保护电路的作用
D.研究电流与电阻的关系时, 更换更大的 R 后, 应将滑动变阻 器的滑片向右移到适当位置
【答案】B
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验;伏安法测电阻的探究实验
【解析】【分析】(1)根据电路连接的注意事项判断;
(2)根据伏安法测电阻的电路判断;
(3)根据滑动变阻器的用途判断;
(4)根据控制变量法的要求判断。
【解答】A.闭合开关前,变阻器的滑片要调到阻值最大的位置,即移动到最左端,故A错误;
B.电压表测待测电阻的电压,电流表测通过待测电阻的电流,变阻器可以改变电压和电流,从而得到多组数据,因此该电路可以测量电阻值,故B正确;
C.研究电流与电压的关系时, 滑动变阻器的作用:①保护电路;②调节改变电阻两端的电压,故C错误;
D.研究电流与电阻的关系时, 更换更大的R后,那么电压表的示数会增大。为了保持电压表的示数不变,此时需要减小R的电压,而增大变阻器的电压。根据“串联电路电压与电阻成正比”可知,此时需要增大变阻器的阻值,即滑片向左移动,故D错误。
故选B。
12.(2021八上·嘉兴期末)小李同学闭合开关后,亮着的白炽灯突然熄灭,检查后发现灯丝断了,小李重新把灯丝搭接起来(如图所示)继续使用,发现灯泡更亮了,则此时灯丝的( )
A.电阻增大,电流减小 B.电阻减小,电流增大
C.电阻和电流都增大 D.电阻和电流都减小
【答案】B
【知识点】影响电阻大小的因素;欧姆定律及其应用
【解析】【分析】首先根据影响电阻的因素的变化确定灯丝电阻变化,再根据欧姆定律分析通过灯泡的电流变化即可。
【解答】灯丝搭起来使用后,减小了导体的长度,即灯丝电阻变小。根据可知,电压不变,电阻变小,则通过灯泡的电流变大,因此灯泡变得更加亮了。
故B正确,而A、C、D错误。
故选B。
13.(2021八上·拱墅期末)如图所示的实物电路,在S1、S2都闭合时,若灯泡L1电阻比L2大,则下列说法正确的是( )
A.通过L1中的电流大于L2中的电流
B.通过L1中的电流小于L2中的电流
C.L1两端的电压大于L2两端的电压
D.L1两端的电压小于L2两端的电压
【答案】B
【知识点】串、并联电路的电压特点;欧姆定律及其应用
【解析】【分析】根据并联电路的电压规律比较灯泡电压的大小,再根据比较通过灯泡的电流大小。
【解答】根据图片可知,在S1、S2都闭合时,灯泡L1与L2并联。
并联电路各支路两端电压相等,即L1的电压等于L2的电压,故C、D错误;
根据可知,当电压相等时,通过电阻的电流与电阻成反比。因为R1>R2,所以电流I1故B正确,而A、C、D错误。
故选B。
14.(2021八上·瑞安月考)如图所示的四个电路中,电源电压不变,R2为定值电阻,R1为滑动变阻器。闭合开关S,移动滑片P,使电路中的电表示数随P与a端之间的电/阻值R的变化如图所示,则下列四个电路图符合要求的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【知识点】串、并联电路的电压特点;欧姆定律及其应用
【解析】【分析】根据电路图确定电路的串并联关系,以及电表所测的物理量,利用欧姆定律结合串并联电路的特点对各个选项进行分析判断。
【解答】根据图像可知,电表的示数与P与a端之间的电阻成正比。
A.变阻器R1与R2串联,电流表测总电流。当aP之间的电阻增大时,总电阻也增大,而总电流变小,二者不呈正比关系,故A不合题意;
B.变阻器R1与R2串联,电压表测R2的电压。当aP之间的电阻增大时,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B不合题意;
C.变阻器R1与R2串联,电压表测R1的电压。当aP之间的电阻增大时,根据“串联电路电压与电阻成正比”可知,电压表的示数会增大。根据可知,二者不成正比,故C错误;
D.变阻器R1与R2串联,电压表测R1的电压。由于变阻器R1的阻值始终全部接入电路,所以总电阻保持不变,即总电流保持不变。根据U1=I1R1可知,电压表的示数与aP的电阻成正比,故D正确。
故选D。
15.(2021八上·瑞安月考)图甲是一种测力装置部分结构的示意图。横梁OA上下表面各贴一张完全一样的应变电阻片R1和R2,串联在有恒定电流的电路中(图乙)。在A端施加向下的力F,横梁向下弯曲,R1被拉伸,R2被压缩,根据它们两端电压的差值即可测量力F的大小。下列分析正确的是( )
A.R1的阻值减小,R2的电阻增大
B.通过R1的电流大于R2的电流
C.R1两端的电压小于R2两端的电压
D.R1和R2两端电压的差值越大,A端受到的压力越大
【答案】D
【知识点】串、并联电路的电流特点;串、并联电路的电压特点;欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)根据影响导体电阻的因素的知识判断;
(2)根据串联电路的电流特点判断;
(3)根据U=IR比较电压的大小;
(4)根据电压的差值与力的大小的关系判断。
【解答】根据图甲可知,在A端施加向下的力F,横梁向下弯曲,R1被拉伸,R2被压缩,即前者电阻变长,而后者电阻变短,根据“电阻与长度成正比”可知,R1的电阻增大,而R2的电阻减小,故A错误;
根据图乙可知,两个电阻串联,根据“串联电路各处电流都相等”可知,通过它们的电流相等,故B错误;
电阻R1>R2,且I1=I2,根据U=IR可知,电压的值U1>U2,故C错误;
R1和R2两端电压的差值越大,则二者的电阻差值越大,也就是二者的长度差值越大,其实就是A端形变程度增大,即A端受到的压力越大,故D正确。
故选D。
二、填空题
16.(2022八上·临海期末)某同学利用左图的电路测量电阻Rx的阻值。检查无误后闭合开关S,观察到电压表的示数为1.6V,电流表的示数如右图,则通过电阻Rx的电流为 A,Rx的阻值为 Ω。
【答案】0.32;5
【知识点】电流的测量及电流表的使用;欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)根据右图确定电流表选择的量程和分度值,并根据指针的位置读出电流表的示数。
(2)根据
计算出Rx的阻值。
【解答】(1)根据图片可知,电流表选择量程0~0.6A,分度值为0.02A,那么电流表的示数为0.32A;
(2)则Rx的阻值为:
。
17.(2021八上·三门期末)甲同学连接好如图所示电路,闭合开关,按一定操作来测量“小灯泡的电阻”,获得实验数据如表。
实验次数 1 2 3 4
电压U/伏 2.5 2.0 1.5 1.0
电流I/安 0.21 0.18 0.15 0.11
电阻R/欧 11.90 11.11 ? 9.09
(1)表中第3次实验时,小灯泡的电阻为 欧。
(2)将表中电流、电压数据转换为I-U图像,正确的是 。
(3)乙同学按甲同学的方法连接好电路,闭合开关后发现小灯泡不发光,电流表指针偏转,电压表指针不偏转,若此电路只有一处故障,你认为故障是 。
【答案】(1)10
(2)C
(3)小灯泡短路
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【分析】(1)根据公式计算出灯泡的电阻;
(2)根据表格分析电阻的变化规律,然后对图像进行判断;
(3)在测量灯泡电阻的实验中,如果灯泡被短路,那么与它并联的电压表同时被短路,因此电压表没有示数。而电流表与变阻器正常连接,因此电流表有示数,据此分析解答。
【解答】(1)第3次实验时,灯泡的电阻为:;
(2)分别计算出每组实验中灯泡的电阻后分析可知,随着电压的不断增大,电流增大的幅度在不断减小,因此灯泡的电流与电压变化的图像逐渐向横轴弯曲,故选C。
(3)乙同学按甲同学的方法连接好电路,闭合开关后发现小灯泡不发光,电流表指针偏转,电压表指针不偏转,若此电路只有一处故障,我认为故障是小灯泡短路。
18.(2021八上·三门期末)如图甲是科学兴趣小组在课外活动中设计的一种身高体重秤,用电流表的示数大小表示身高和体重。已知电源电压为12伏,R0为滑动变阻器,R为压敏电阻,其阻值随压力变化关系如图乙。
(1)滑动变阻器R0和压敏电阻R的连接方式是 (选填“串联”或“并联")。
(2)随着测量者体重的增加,电流表A1的示数将 (选填“变大”、“变小”或“不变")。
(3)小明在测量时,A2示数恰好为A示数的一半,滑动变阻器R0接入电路的阻值为80Ω,则小明的体重为 N。
【答案】(1)并联
(2)变大
(3)600
【知识点】串联电路和并联电路的辨别;欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)用电器首位相连为串联,用电器并排连接在两点之间为并联;
(2)首先根据乙图确定压敏电阻的阻值变化,再根据“电流与电阻的反比关系”确定电流的变化方向;
(3)在并联电路中,电流与电阻成反比,据此计算出压敏电阻的阻值,再根据图乙确定它受到的压力,也就是小明的重力。
【解答】(1)根据图片可知,变阻器与压敏电阻并排连接在电路两点之间,二者为并联。
(2)根据图乙可知,随着体重的增加,压敏电阻受到的压力增大,那么压敏电阻的阻值逐渐减小。根据“电流与电阻的反比关系”可知,电流表A1的示数变大。
(3)在并联电路中,电流与电阻成反比,
则:;
;
解得:R=40Ω;
根据图乙可知,小明的体重为600N。
19.(2021八上·温州期末)为减少碳排放,我国大力推行电动汽车。电动汽车中电动机的转速由电流大小控制,工作原理如图。利用旋扭变阻器实现对转速的控制,图中O、E、F为变阻器的三个接线柱。
(1)变阻器上旋扭滑片的材料应选用 。(选填“导体”或“绝缘体”)
(2)驾驶员踩下“油门”,电路中变阻器阻值减小,电流变大而加快电动机的转速。用画线代表导线将旋扭变阻器接入电路M、N处。
(3)车速仪可由电路中的电压表或电流表改装。要求:驾驶员踩下“油门”,车速仪示数变大。则下列电路图符合要求的有 。(可多选)
【答案】(1)导体
(2)
(3)BC
【知识点】导体和绝缘体;滑动变阻器的原理及其使用;欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)容易导电的物体叫导体,不容易导电的物体叫绝缘体;
(2)根据图片确定踩下踏板后滑片的移动方向,根据变阻器的阻值变化确定使用的接线柱即可;
(3)分析各个选项中电表的示数变化,分析哪个与题目描述相同即可。
【解答】(1)根据图片可知,变阻器上的旋钮滑片是电流的必经之路,应该选用导体。
(2)根据图片可知,踩下油门踏板后,旋钮滑片向上移动,此时E到滑片之间的部分变长,电阻变短;而滑片到F之间的部分变短,电阻变小,则接入的应该是OF,如下图所示:
(2)A.变阻器R2与定值电阻R1串联,电压表测R2的电压。当踩下油门踏板,滑片向下移动时,变阻器R2的阻值减小,根据“串联电路电压与电阻呈正比”可知,电压表的示数变小,故A不合题意;
B..变阻器R2与定值电阻R1串联,电压表测R1的电压。当踩下油门踏板,滑片向下移动时,变阻器R2的阻值减小,则总电阻变小,而总电流变大。根据U=IR可知,此时电压表的示数变大,故B符合题意;
C.变阻器R2与定值电阻R1串联,电流表测总电流。当踩下油门踏板,滑片向下移动时,变阻器R2的阻值减小,则总电阻变小,而总电流变大,即电流表的示数变大,故C符合题意;
D.变阻器R2与定值电阻R1串联,电流表测总电流。当踩下油门踏板,滑片向下移动时,变阻器R2的阻值增大,则总电阻变大,而总电流变小,即电流表的示数变晓,故D不合题意。
故选BC。
20.(2021八上·天台期末)如图所示的电路中,已知电阻R1:R2=2:3。
(1)如果甲、乙两表均为电压表,S闭合时,两表的示数U甲: U乙= 。
(2)如果甲、乙两表均为电流表,S断开,R1与R2的连接方式是 联,两表的示数之比I甲: I乙= 。
【答案】(1)2∶5
(2)并;5∶3
【知识点】串、并联电路的电流特点;串、并联电路的电压特点;欧姆定律及其应用
【解析】【分析】电压表相当于断路,电流表相当于导线,据此对电路的串并联关系和电表测量的物理量进行判断,然后利用欧姆定律和串并联电路特点分析计算即可。
【解答】(1)如果两个都是电压表,则R1与R2串联,电压表甲测R1的电压,乙测总电压。
在串联电路中,电压的分配与电阻成正比,
即;
则两个电压表的示数之比:.
(2)如果过两个电表都是电流表,则R1与R2并联,电流表甲测总电流,乙测R1的电流。
在并联电路中,电流与电阻成反比,
即;
则两个电流表的示数之比:。
21.(2021八上·天台期末)如图是某同学制作的一个“电子秤”,能在电压表上读出秤盘上所放物体的重力大小。
(1)当秤盘不放重物时,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 (选填“变大”“变小”或“不变”,下同),电路中的电流将 。
(2)使用一段时间后,在秤盘上放 1 牛重的钩码时,表盘读数比 1 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。产生这一现象的原因可能是 。
A.R1短路 B.R1断路 C.R2短路 D.R2断路
【答案】(1)变大;不变
(2)A
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)首先分析电路的串并联关系,以及电表测量的物理量,最后根据欧姆定律分析相关量的变化即可。
(2)当秤盘上放上1N的物体时,弹簧的伸长量肯定相同,即电压表并联的电阻大小不变,而电压表的示数偏大,其实就是通过电路的电流偏大所致,据此分析判断。
【解答】(1)根据图片可知,变阻器与定值电阻R1串联,电压表测滑片P到a之间电阻对应的电压。由于电压表的存在,因此R2始终全部接入电路,因此无论滑片怎样移动,总电阻都保持不变,则总电流保持不变。
闭合开关,当秤盘上所放钩码个数增多时,弹簧受到的拉力增大,于是变阻器的滑片P向下移动,此时电压表对应的阻值增大。根据U=IR可知,电压表示数将变大。
(2)当秤盘上放上1N的物体时,弹簧的伸长量肯定相同,即电压表并联的电阻大小不变,而电压表的示数偏大,其实就是通过电路的电流偏大所致。
A.R1短路时,只有变阻器自己,总电阻变小,总电流变大,则电压表的示数增大,故A符合题意;
B.R1断路时,整个电路断开,则电压表的示数为零,故B不合题意;
C.R2短路时,电压表同时被短路,则它的示数为零,故C不合题意;
D.R2断路时,整个电路没用电流,电压表的示数为零,故D不合题意。
故选A。
22.(2022八上·缙云期末)如图A所示的电路中,电源电压保持不变,已知R1的阻值为20Ω,当开关S闭合,甲、乙两表为电压表时,R1与R2的连接方式为 ,两表的示数均如图B所示;当开关S断开,甲、乙为电流表,R1、R2均能正常工作,则电流表乙的示数为 A。
【答案】串联;2.5
【知识点】串联电路和并联电路的辨别;欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)电压表相当于断路,电流表相当于导线,据此将电路简化,判断两个电阻的串并联关系。根据串联电路的电压规律比较两个电压表的示数大小,并与B图比较,从而确定两表示数,根据欧姆定律计算出两个电阻的阻值;
(2)根据欧姆定律分别计算出两个电阻的电流大小,最后根据并联电路的电流规律I总=I1+I2计算即可。
【解答】(1)电压表相当于断路,据此将两个电压表去掉,此时只有一条通路,且依次通过两个电阻,那么它们为串联。电压表甲测总电压,乙测R2的电压,
根据串联电路的电压规律可知,甲的示数肯定大于乙的示数。
根据B图可知,当量程为0~15V时,分度值为0.5V,此时示数为10V;
当量程为0~3V时,分度值为0.1V,示数为2V;
则U总=10V,U2=2V;
在串联电路中,电压与电阻成正比,得到:;
;
解得:R2=5Ω。
(2)当开关S断开,甲、乙为电流表,它们相当于导线,此时R1与R2并联
。电流表乙在干路上测总电流。
那么乙的示数为:。
23.(2021八上·普陀期末)如图表示一种自动测定油箱内油面高度的装置。电源电压不变,R′是定值电阻, 是滑动变阻器,它的金属滑片是杠杆的一端。从油量表(由电流表改装而成)指针所指的刻度,就可以知道油箱内油面的高度。
(1)当油量表的示数变小,说明油箱向 (选填“外”或“内”)输油。
(2)若图中电源电压为12V不变,电流表的量程为0~0.6A,滑动变阻器最大阻值为50Ω。为了保证无论怎样移动滑片电流表都不超量程,保护电阻R′的最小阻值应为 Ω。
【答案】(1)外
(2)20
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)根据油量表的示数变化确定变阻器的阻值变化,进而确定滑片的移动方向,最终确定浮子的运动方向,弄清加油还是输油;
(2)当变阻器的阻值为零时,总电阻最小,此时只有R',根据欧姆定律计算它的最小阻值即可。
【解答】(1)油量表与电阻R'串联,则它为电流表。当电流表的示数变小时,电路的总电阻增大,根据R总=R'+R变可知,变阻器的阻值变大,此时滑片向上移动,那么浮标向下移动,即油箱向外输油。
(2)当变阻器的阻值为零时,总电阻最小,此时只有R',
则R'的最小阻值为:。
24.(2021八上·普陀期末)图甲为某校“一日三检”所用的电子测温仪,其内部结构原理图如图乙所示,电源电压保持不变,R是热敏电阻,用于靠近人体额头测温,定值电阻R0为保护电阻。
(1)由图可知显示仪是由 (选填“电流表”成“电压表”)改装成的;
(2)在测体温时,被测者体温越高,显示仪的示数就越大,可知热敏电阻R的阻值随着温度的升高而 。
【答案】(1)电压表
(2)减小
【知识点】电压的测量及电压表的使用;欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)根据电压表和电流表的使用方法分析;
(2)根据欧姆定律分析即可。
【解答】(1)电压表与用电器并联,电流表与用电器串联,根据图乙可知,显示仪应该为电压表。
(2)根据图乙可知,热敏电阻R与定值电阻R0串联,电压表测R0的电压。当体温升高时,显示仪的示数增大,说明R0两端的电压增大,根据U=IR可知,此时通过R的电流增大,而热敏电阻R的阻值减小,则:热敏电阻R的阻值随着温度的升高而减小。
25.(2021八上·青田期末)在如图所示的电路图中,电源电压U=4.5伏,电阻R1=5欧,滑动变阻器R2的铭牌上标有“20欧 0.5安”的字样,电流表的量程为0~0.6安,电压表的量程为0~3伏。
(1)当滑动变阻器的滑片置于中点位置时,电流表的示数为 安。
(2)为保证电路及各电表仪器的安全,滑动变阻器连入电路的阻值范围是 。
【答案】(1)0.3
(2)4Ω~10Ω
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)变阻器的滑片位于中点时,它接入的阻值为最大阻值的一半,此时它与R1串联,电压表测R2的电压。首先根据R总=R1'+R2计算出总电阻,再根据计算出此时电流表的示数。
(2)根据电路图可知,当电流表的示数最大时,电压表的示数最小;当电压表的示数最大时,电流表的示数最小。根据两个电表的量程,利用欧姆定律分别计算出变阻器接入的最大和最小阻值即可。
【解答】(1)变阻器的滑片位于中点时,它接入的阻值为最大阻值的一半,此时它于变阻器R2串联,电压表测R2的电压。
此时的总电阻;
此时电流表的示数为;。
(2)电流表的量程为0~0.6A,而变阻器R2的最大电流为0.5A,
二者比较可知,当电流表的示数为0.5A时,变阻器接入的阻值最小,
此时的总电阻为:;
则变阻器接入的最小电阻:R2小=R总-R1=9Ω-5Ω=4Ω;
电压表的最大示数为3V时,变阻器接入的阻值最大;
此时R1的电压:U1'=U总-U2'=4.5V-3V=1.5V;
此时通过电路的电流:;
此时变阻器接入的最大阻值:;
那么变阻器接入的阻值范围为:4Ω~9Ω。
三、实验探究题
26.(2022八上·临海期末)某同学为了探究“通过导体的电流与电阻的关系”,利用电压恒为3伏的电源、标有“20欧,1.5安”的滑动变阻器、开关、电压表、电流表等仪器进行实验。
(1)根据图甲的电路图,请用笔画线代替导线完成图乙的实物图连接。
(2)第一次用5欧姆的定值电阻进行实验,闭合开关后,记下电流表的示数为I1;第二次实验,仅将电阻换成10欧姆的定值电阻,闭合开关后,记下电流表的示数为I2,可以发现:I2 I1(填“<”、“=”或“>”)。因此,该同学认为,当导体两端的电压一定时,电流跟电阻不成反比。你认为该同学得出错误结论的原因是 。
【答案】(1)
(2)>;没有控制R两端电压相同
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【分析】(1)根据图甲确定各个电器元件的串并联关系,确定电表的量程和接线柱的选择,以及变阻器的接线情况,然后对乙图进行补充即可。
(2)在串联电路中,电压与电阻成正比,据此分析10Ω电阻两端电压的变化,再根据欧姆定律分析前后两个电流的大小关系。根据控制变量法的要求可知,探究通过导体的电流与电阻的关系时,必须控制电阻两端的电压相等,而改变电阻的大小,据此分析解答。
【解答】(1)根据甲图可知,除了电压表与定值电阻R并联外,其它的都是串联。由于电源电压为3V,因此电压表选择量程0~3V。根据乙图可知,电压表的“3”接线柱连接在R的左端;再将电流表的“-”接线柱与R的左端相连即可,如下图所示:
(2)设电压表的实数为U,原来接的是5Ω的电阻,那么通过它的电流:
。换成10Ω的电阻后,电压表的实数肯定会增大,即现在的电流
。后面的式子与前面的式子相除得到:
,即
。
该同学认为,当导体两端的电压一定时,电流跟电阻不成反比。我认为该同学得出错误结论的原因是没有控制R两端电压相同。
27.(2022八上·衢江期末)为了探究“电流与电阻的关系”,小科用阻值不同的定值电阻、电压为6伏的电源、滑动变阻器(25Ω,2.5A)等器材按图甲方式连接电路,进行如下实验。
①将4欧的R1接入电路,当电压表示数为4伏时,记录电流表的示数。
②用R2替换R1发现无论如何左右移动滑片P,电压表指针在4伏的刻度左右摆动,但无法准确指在4伏的刻度线上。
老师告知小科,滑动变阻器的线圈结构如图乙所示,因此无法连续改变接入电路的有效阻值,当定值电阻与滑动变阻器最大阻值相比过小时,会导致步骤②现象发生。
③用一根阻值为0.5欧的电阻丝制作一个可连续改变阻值的旋钮式变阻器,并按图丙方式接入电路,继续实验。通过调节滑片P和旋钮触片Q使电压表示数为4伏,此时电流表示数如图丁所示。
(1)图丁中电流表的示数为 安。
(2)步骤③中滑片P和旋钮触片Q处在如图丙所示的位置时,电压表示数略小于4伏,则小科应如何操作? 。
(3)小科利用图甲电路继续他的探究实验,仍保持定值电阻两端的电压为4伏,则下列定值电阻可用来替换R,进行实验的有 (可多选 )。
A.15欧 B.25欧 C.35欧 D.45欧
【答案】(1)2
(2)将滑片P向右移,使电压表示数略小于4V,再将触片Q沿逆时针转动,直到电压表示数为4V
(3)A;B;C;D
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【分析】(1)根据图丁中电流表选用大量程确定分度值读数;
(2)在串联电路中,电压与电阻成正比,根据串联电路的分压规律和欧姆定律分析小科的操作。
(3)根据串联电路电压的规律和分压原理求出定值电阻的最大电阻分析。
【解答】(1)图丁中电流表选用0~3A的量程,分度值为0.1A,则电流大小为2A。
(2) 步骤③中滑片P和旋钮触片Q处在如图丙所示的位置时,电压表示数略超过4伏,为使电压表示数略小于4V,即应减小电路中的电流大小,由欧姆定律可知,要增大电路的电阻,故将滑片P向右移,使电压表示数略小于4V,再将触片Q沿逆时针转动(电路中总电阻变小,总电流变大),根据U=IR,电压表示数变大,直到电压表示数为4V。
(3)根据串联电路电压的规律和分压原理:
;
;
解得:R定=50Ω,
即定值电阻的最大电阻为50Ω,
故用来替换R1进行实验的有15欧、25欧、35欧、45欧的电阻,
即选ABCD。
28.(2021八上·三门期末)在探究“电流与电阻的关系"的实验中,所用的器材有:学生电源(选择4V档),阻值为5Ω、8Ω、10Ω、 20Ω、25Ω的定值电阻,“30Ω 1A” 的滑动变阻器,电流表,电压表,开关和导线若干。小明连好电路后,按下列步骤进行实验:
实验次数 1 2 3 4 5
电流I/A 0.4 0.25 0.2 0.1 0.08
电阻R/Ω 5 8 10 20 25
步骤一:将R=5Ω的定值电阻接入电路,调节滑动变阻器,当滑片位于A点(如图甲)时,电压表的示数为2V,观察电流表示数(如图乙)。
步骤二:将定值电阻换成8Ω接入电路,移动滑动变阻器滑片,当电压表的示数为2V时,滑片位于B点。
步骤三:小明再将定值电阻换成其他阻值接入电路后,重复上述实验,将结果记录在表格丙中。
请结合上述过程回答下列问题:
(1)连接图甲电路时,应将开关断开,滑动变阻器的滑片P应处在 端(选填“左”或“右”),以保护电路。
(2)步骤一中电流表指针偏转过小,为了提高测量的准确性,应进行的操作是 。
(3)步骤一、二中,滑片位置B应该在A点的 (选填“左边”或“右边”)。
(4)由表格丙可得,该实验的结论是 。
【答案】(1)右
(2)断开开关,电流表改接到0—0.6A的量程
(3)右边
(4)当电压一定时,通过导体的电流跟导体的电阻成反比
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【分析】(1)在闭合开关前,为了保护电路,滑片要在阻值最大的位置;
(2)每个电流表都有两个量程,在电流允许的情况下,尽量使用小量程,因为它的分度值小,测量精度高。
(3)在串联电路中,电压的分配与电阻成正比,据此比较变阻器接入阻值的大小即可;
(4)将表格中的电流与电阻相乘,比较乘积的大小关系,然后根据控制变量法的要求描述结论。
【解答】(1)根据甲图可知,滑片在最右端时阻值最大,因此:连接图甲电路时,应将开关断开,滑动变阻器的滑片P应处在右端。
(2)步骤一中电流表指针偏转过小,为了提高测量的准确性,应进行的操作是:断开开关,电流表改接到0—0.6A的量程。
(3)在实验中,电压表的示数保持不变,
即定值电阻和变阻器两端的电压比值不变。根
据“在串联电路中,电压的分配与电阻成正比”得到:;
则R变'>R变;
即滑片位置B应该在A点的右边。
(4)将表格中每组数据中的电阻和电流相乘,乘积都等于2,那么得到结论:当电压一定时,通过导体的电流跟导体的电阻成反比。
29.(2021八上·天台期末)如图所示电路中,电源电压为4.5V,滑动变阻器的规格为“30 1A”。
(1)甲同学想用该电路研究“电流与电阻的关系”,有一根导线接错了,请在这根接错的导线上打“×”,然后画出正确的连接线。
(2)以下是甲同学的一些操作步骤:
①将阻值为10 的定值电阻R1接入电路,滑动变阻器的滑片移至 (选填“左”或“右”)端,闭合开关。调节滑动变阻器,当电压表示数为2.0V时,读出电流表示数并记录;
②断开开关,拆下R1,接上阻值为20 的定值电阻R2,……,使电压表示数为2.0V,读出电流表示数并记录;
③断开开关,拆下R2,接上阻值为30 的定值电阻R3,重复②的操作。此时发现,无论如何移动滑动变阻器的滑片都无法使定值电阻两端电压到达2.0V。经检查电路完好,为顺利完成实验,可行的措施有 (写一种即可)。
(3)乙同学将定值电阻换成小灯泡,将电压表量程改为“0—15V”,连接好电路进行实验。闭合开关后测得数据如表,则最可能的原因是 。
电灯亮暗 电流表示数I/A 电压表示数U/V
不亮 0 4.5
A.电流表断路 B.电流表短路 C.小灯泡断路 D.小灯泡短路
【答案】(1)
(2)右;换用阻值更大的变阻器/减小电源电压
(3)C
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【分析】(1)在探究电流与电阻关系的实验中,除了电压表与电阻并联外,其他的都是串联,还要注意电表量程和接线柱的选择,滑动变阻器接线“一上一下”。
(2)①在闭合开关前,为了防止电流过大烧毁用电器,变阻器的滑片必须调到阻值最大的位置。
③在串联电路中,电压的分配与电阻成正比,即变阻器的最大阻值决定了它的电压调节能力。定值电阻两端的电压始终大于2V,则说明定值电阻分得多,而变阻器分得少,则可以换用阻值更大的变阻器。如果变阻器不变,那么可以相应减小电源电压,从而达到减小定值电阻两端电压的目的。
(3)对各个选项的故障进行分析,推测可能出现的现象,然后与表格对比即可。
【解答】(1)在探究电流与电阻关系的实验中,电流表应该与定值电阻串联,而不是与电压表串联,则错误的导线为电流表的“-”接线柱与定值电阻的连线。只需将其从电流表上拆下,改接在“0.6”的接线柱上即可,如下图所示:
(2)①将阻值为10 的定值电阻R1接入电路,滑动变阻器的滑片移至右端,闭合开关。调节滑动变阻器,当电压表示数为2.0V时,读出电流表示数并记录;
③断开开关,拆下R2,接上阻值为30 的定值电阻R3,重复②的操作。此时发现,无论如何移动滑动变阻器的滑片都无法使定值电阻两端电压到达2.0V。经检查电路完好,为顺利完成实验,可行的措施有:换用阻值更大的变阻器/减小电源电压。
(3)A.电流表断路时,整个电路短路,此时没用电流经过电压表,则它的示数为零,故A不合题意;
B.电流表短路时,它的示数为零,由于灯泡与变阻器都正常工作,所以电压表的示数肯定小于4.5V,故B不合题意;
C.小灯泡断路时,电压表串联在电路中。由于它的内阻很大,所以通过电流表的示数很小,几乎为零。由于串联电路中电压与电阻成正比,所以电压表几乎分得全部电源电压,接近4.5V,故C符合题意;
D.小灯泡短路时,电流表的示数不应该是零,故D不合题意。
故选C。
30.(2021八上·椒江期末)学习小组的同学合作进行探究“串联电路的电压特点”, 设计了图Ⅰ电路, 并连接了图 Ⅱ电路。
(1)图Ⅱ的实验电路连接中有一处错误,无法完成实验,连接错误的导线是 (选填 “a”、“b”或“c”)。
(2)正确连接后,继续实验,根据测得的实验数据,绘制了如图Ⅲ所示的曲线图。
①图Ⅲ中甲、乙两条曲线是根据图Ⅰ电路测得的实验数据所绘制的曲线,其中与图Ⅰ电路中电压表V2 对应的曲线是 (选填“甲”或“乙”) 曲线。
②已知电源电压恒为 6 V,根据探究目的分析图Ⅲ中的曲线,得出的实验结论是 。
③由图中数据可知,滑动变阻器的最大阻值为 欧
(3)拓展探究:同学们根据串联电路的电压特点,重新设计如图Ⅳ电路(电源电压未知),利用电压表和定值电阻R0(已知阻值)测量未知定值电阻Rx的阻值。
①闭合开关S和S1,断开开关S2,测得电压表的示数U1;
②闭合开关S和S2,断开开关S1,测得电压表的示数U2;
③计算: Rx= 。
【答案】(1)b
(2)乙;串联电路的总电压等于各段电路的分电压之和;40
(3)
【知识点】串、并联电路的电压特点;欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)根据电压表的使用方法判断;
(2)①根据欧姆定律分析电流增大时两个电压表的示数变化规律,然后与图III进行比照即可;
②将每组中的两个电压值相加,然后比较得到的和与电源电压的关系即可;
③根据图像确定变阻器两端的最大电压和通过的电流,然后根据计算出它的最大阻值。
(3)测量未知电阻的阻值,关键是测量出通过它的电流和它两端的电压,根据欧姆定律和串联电路的电压和电流特点分析解答。
【解答】(1)根据图I可知,电压表V2应该与滑动变阻器并联,它的“+”接线柱已经与变阻器右上角的接线柱连接,只需将“-”接线柱与变阻器左下角的接线柱连接即可,因此错误的导线是b。
(2)①当电流增大时,根据U=IR可知,电压表V1的示数增大,根据U总=U1+U2可知,电压表V2的示数减小,因此中与图Ⅰ电路中电压表V2 对应的曲线是乙。
②根据图III可知,当电流为0.1A时,两个电压表的示数分别为4V和2V;当电流为0.3A时,两个电压表的示数分别为4.5V和1.5V,它们的和都等于电源电压6V,那么得到:串联电路的总电压等于各段电路的分电压之和。
③根据图像可知,最小电流为0.1A,此时变阻器两端的最大电压为4V,因此变阻器的最大电阻为:。
(4)闭合开关S和S1,断开开关S2,此时电压表测Rx的电压,示数U1;
闭合开关S和S2,断开开关S1,此时电压表测总电压,示数U2;
则通过Rx的电流;
则Rx的阻值:。
31.(2021八上·嘉兴期末)在探究电流与电压关系的实验中,老师为同学们准备了下列器材:学生电源(3V,且保持不变),电流表,电压表,定值电阻,开关,滑动变阻器和导线若干。同学们设计了如下两种电路:
(1)有同学认为乙电路比甲电路好,其理由是: 。
(2)请根据图乙将实物电路图连接完整。
(3)正确连接实物电路后,闭合开关,电压表指针明显偏转,电流表指针不偏转,原因可能是 。
【答案】(1)图乙中的滑动变阻器便于改变R两端的电压,从而起到多次测量的作用
(2)
(3)电阻断路
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【分析】(1)在探究电流与电压关系的实验中,需要保持电阻R不变,多次改变它两端的电压,从而收集多组电流。在图乙中,滑动变阻器则可以达到这个目的。
(2)根据实验目的,确定电路元件的串并联关系,最后完成实物图的连接;
(3)在探究电流与电压关系的实验中,如果定值电阻断路,那么电压表串联在电路中。因为电压表的内阻很大,所以通过电路的电流很小,即电流表的指针几乎不偏转。在串联电路中,电压的分配与电阻成正比,因此电压表几乎分得全部电压,则电压表的指针明显偏转,据此分析解答。
【解答】(1)有同学认为乙电路比甲电路好,其理由是:图乙中的滑动变阻器便于改变R两端的电压,从而起到多次测量的作用。
(2)在探究电流与电压关系的实验中,除了电压表与电阻并联,其它的都是串联,要注意电压表和电流表的量程和正负接线柱的选择,变阻器接线一上一下,如下图所示:
(3)正确连接实物电路后,闭合开关,电压表指针明显偏转,电流表指针不偏转,原因可能是电阻断路。
四、解答题
32.(2022八上·临海期末)如图所示电路,开关闭合后,电流表 A1 示数为1.2A,电流表 A2 示数为0.8A,电压表 V示数为6V,请回答:
(1)灯泡L1和L2的连接方式为 。
(2)电源电压是 V。
(3)求灯L1的阻值。
【答案】(1)并联
(2)6
(3)解:I1=I总-I2=1.2A-0.8A=0.4A
R1= = =15Ω
【知识点】串联电路和并联电路的辨别;欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)在电路中,如果只有一条通路,那么为串联;如果有两条或两条以上的通路,那么为并联;
(2)根据并联电路的电压规律计算;
(3)首先根据并联电路的电流规律 I1=I总-I2 计算出通过L1的电流,再根据计算出 的阻值。
【解答】(1)根据图片可知,电流从正极出发后分为两支,一支经过灯泡L1,另一支经过灯泡L2,则存在两条通路,因此灯泡L1和L2为并联。
(2)根据图片可知,电压表测L1两端的电压。根据并联电路的总电压等于各支路两端电压可知,此时的电源电压为6V。
(3)电流表A1测总电流,A2测通过灯泡L2的电流。
则通过灯泡L1的电流 I1=I总-I2=1.2A-0.8A=0.4A ;
灯泡L1的电阻:
。
33.(2022八上·临海期末)如图是水果自动筛选装置,原理如下:传送带上的水果经过检测点时,压敏电阻R的阻值发生变化,AB间的电压也随之发生改变,当R0两端的电压小于某一值时,机械装置启动,将质量较小的水果推出传送带,实现自动筛选的目的。已知:电源电压恒为6伏,R0为20欧姆,压敏电阻R的阻值随压力的变化关系如下表所示,请回答下列问题:
压力(牛) 0 1 2 3 4 5
R的大小(欧) 100 60 43 30 22 20
(1)根据表中数据,当0.3千克的水果经过检测点时,压敏电阻的阻值为 欧。
(2)当检测点上没有水果时,求电路中的电流是多大?
(3)筛选不同等级的水果,质量标准是不同的。当质量小于0.3千克的水果经过压力监测点
时,R0两端的电压小于2.4伏,此时机械装置启动,将0.3千克以下的水果推出传送带,
实现自动筛选。请计算说明上述电路是否符合要求。
(4)现将水果的筛选标准提高到0.5千克,应对电路如何改进 (写出一种方法即可)。
【答案】(1)30
(2)解:当检测点上没有水果时,R=100欧姆,
所以 R总= R+ R0 =100Ω+20Ω=120Ω
I= = =0.05A
(3)UAB=U总×20Ω/50Ω=6V×0.4=2.4V
当m<0.3千克时,R>30Ω,所以UAB<2.4V,因此符合。
(4)减小电源电压或减小R0的阻值(写出一种即可)
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)根据F=G=mg计算出水果对传送带的压力,再根据表格确定压敏电阻的阻值;
(2)当检测点上没有水果时,传送带受到的压力为零,根据表格确定此时压敏电阻的阻值,再根据 R总= R+ R0 计算出此时的总电阻,最后根据 计算出电路中的电流。
(3)在串联电路中,电压与电阻成正比,据此计算出m=0.3kg时定值电阻两端电压值,再根据此规律分析质量小于0.3kg时的阻值压敏电阻的阻值变化,以及AB之间电压变化,并与2.4V进行比较即可。
(4)如果水果的筛选标准提高倒0.5kg,那么压敏电阻受到的压力增大,而它的阻值减小,此时AB两端的电压也会减小。根据U总=U0+UAB可知,此时R0两端的电压会增大。为了使R0两端的电压减小,根据串联电路的分压规律可知,可以适当减小R0的阻值,或者减小电源电压。
【解答】(1)0.3kg水果对传送带的压力:F=G=mg=0.3kg×10N/kg=3N。根据表格可知,此时压敏电阻的阻值为30Ω。
34.(2021八上·三门期末)在某校举行的科技节中,小金设计了一款模拟网红产品“可调节加热桌垫”的电路图,如图所示,电源电压为3V,电阻R2的阻值为5Ω,滑动变阻器R1的铭牌是“25Ω 1A”。 求:
(1)电压表的读数为1V时,电流表的示数是多少?
(2)当滑动变阻器的阻值调到最大时,电压表的示数是多少?
【答案】(1)解:
(2)解:
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】根据图片可知,定值电阻R2与变阻器R1串联,电压表测R2的电压,电流表测总电流。
(1)已知R2的电压和电阻,根据公式 计算电流表的示数;
(2)首先根据R总=R1+R2计算出总电阻,再根据 计算出总电流,最后根据 计算电压表的示数。
35.(2021八上·温州期末)握力能反映上肢力量发展水平,是体质健康测试项目之一,握力测试如图甲。某项目化学习小组同学想制作简易握力计,选用电压表来显示握力的大小。他们设计的电路原理图如图乙,其中电源电压3V,定值电阻R1阻值为6欧,电压表量程为0-3V,轻质细杆将弹簧与滑动变阻器R2的滑片相连。
(1)【初步调试】用手往下拉弹簧,电压表示数如何变化? 。
(2)【表盘改造】为方便读数,小组同学想在电压表表盘上标注相应的握力值。经测定,变阻器R2接入电路的阻值与握力F关系如图丙,求在电压表刻度为1.5V的位置上所标注的握力大小。(写出计算过程)
(3)【优化改进】握力一定时,电压表指针偏转角度越大,握力计精确度就越高。以下改进方法中能提高握力计精确度的有________。(可多选)
A.定值电阻更换为3欧 B.电源电压增大到4伏
C.电压表用0~15V量程 D.电压表改接在R1两端
【答案】(1)增大
(2)解:定值电阻R1两端的电压U1=U总-U2=3伏-1.5伏=1.5伏
通过定值电阻R1的电流I=U1/R1=1.5伏/6欧=0.25安
变阻器R2接入电路的阻值R2=U2/I=6欧
查图丙可知:当R2=6欧时,握力F=400牛
答:电压表刻度为1.5V的位置上应标注的握力值为400牛。
(3)A;B
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)首先判断电路的串并联关系和电压表测量的物理量,然根据滑片的移动方向确定变阻器的阻值变化,最后根据“串联电路中电压与电阻呈正比”分析电压表的示数变化。
(2)首先根据 U1=U总-U2 计算出R1两端的电压,再根据计算出通过R1的电流,根据计计算处变阻器R2接入的阻值,最后查表得到对应的握力F即可。
(3)根据乙图可知,握力计其实是一个电压表,则它的示数越大,即电压表的示数越大,据此分析判断即可。
【解答】(1)根据乙图可知,定值电阻R1与变阻器R2串联,电压表测R2的电压。用手向下拉弹簧时,变阻器的阻值变大,根据“串联电路电压与电阻成正比”可知,此时电压表的示数增大。
(3)当握力一定时,滑片的位置不变,则变阻器R2的阻值不变。
A.定值电阻从6Ω减小到3Ω时,总电阻变小,而总电流变大,根据U=IR可知,电压表的示数增大,故A符合题意;
B.电源电压增大后,通过电路的电流增大,根据U=IR可知,电压表的示数增大,故B符合题意;
C.换用量程,对电压表的示数没有影响,故C不合题意;
D.电压表改接再R1两端时,电压表的示数随握力的增大而减小,故D不合题意。
故选AB。
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