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浙教版科学八上第四章第7节电路分析与应用 第1课时串联电路中电流、电压和电阻的关系
一、单选题
1.()在“探究串联电路电压关系”的实验中,科学实验小组按如图所示的电路测得电压表V的示数是3.8 V,V1的示数是2.3 V,V2的示数应为( )
A.1.5 V B.3.8 V C.2.3 V D.6.1 V
2.()如图所示的电路中,灯泡L1、L2的电阻分别为20 Ω、10 Ω。闭合开关S,通过灯L1、L2的电流分别为I1、I2;它们两端的电压分别为U1、U2。则 ( )
A.I1∶I2=1∶1,U1∶U2=1∶2 B.I1∶I2=1∶1,U1∶U2=2∶1
C.I1∶I2=1∶2,U1∶U2=1∶1 D.I1∶I2=2∶1,U1∶U2=1∶1
3.()某同学要把一个阻值为15 Ω、正常工作电压为3 V的灯泡接在9 V的电源上使其正常工作,那么需给灯泡( )
A.串联一只45 Ω的电阻 B.并联一只45 Ω的电阻
C.串联一只30 Ω的电阻 D.并联一只30 Ω的电阻
4.(2019八上·仙居期中)如图所示是学习兴趣小组探究“串联电路电压特点”的电路图,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片向右移动时( )
A.V1示数增大,V2示数减小,V3示数变大,A的示数变大
B.V1示数增大,V2示数减小,V3示数不变,A的示数变大
C.V1示数增大,V2示数增大,V3示数变小,A的示数变小
D.V1示数减小,V2示数增大,V3示数不变,A的示数变大
5.()两个电路元件甲和乙中的电流与其两端电压的关系如图所示,若把它们串联接在电路中,总电阻是 Ω,甲、乙两端电压之比U1∶U2= 。
6.()定值电阻R1=10 Ω,R2=20 Ω,接入如图所示的电路中,闭合开关S,则通过R1、R2的电流之比I1∶I2= ,R1、R2两端的电压之比U1∶U2=
7. 如图所示,电源电压恒为12V,电阻R1为20Ω,当开关S闭合后,电压表的示数为8V,求:
(1)电阻R1两端的电压;
(2)通过电阻R2的电流.
8.()如图所示,电源电压为6 V且保持不变,当闭合开关S后,电压表的示数为零,则不可能的原因是 ( )
A.L1灯丝断了 B.L2灯丝断了 C.开关S处开路 D.电源处开路
9.()在如图(a)所示的电路中,当闭合开关后,两个电压表指针偏转均如图(b)所示,则灯L1和L2的电阻之比为 ( )
A.5∶1 B.4∶1 C.1∶2 D.1∶1
10.()如图甲所示,电源电压恒为6 V,R为热敏电阻,其阻值随温度变化的关系如图乙所示,R0是阻值为10 Ω的定值电阻,闭合开关S,通过分析,下列说法错误的是 ( )
A.图甲中的R0有保护电路的作用
B.温度升高时,电压表的示数会变小
C.温度为40 ℃时,电流表的示数为0.2 A
D.温度降低时,电压表与电流表示数的比值变小
11.()在探究“串联电路各点间电压关系”的实验时,有多个不同规格的灯泡可供选择,小明把其中两只灯泡L1、L2串联起来接到电源上,如图所示。
(1)当分别把电压表连在图中AB两点、BC两点及AC两点时,闭合开关后测得的数据是:UAB=12 V、UBC=0 V、UAC=12 V,则故障可能是 。(答出一处即可)
(2)故障排除后,小明进行了实验,测得UAB=4 V、UBC=8 V、UAC=12 V,于是他就得到结论:串联电路中,总电压等于各部分电路两端电压之和。请你对他的实验进行评估: 。
12.()如图所示,电源电压保持不变,R1、R2为阻值未知的定值电阻。 在闭合开关S的情况下,断开S1时,电压表的示数U1=4 V,电流表的示数I=0.1 A;闭合S1时,电压表的示数U1'=6 V。求:
(1)电源电压。
(2)定值电阻R1、R2的阻值。
二、自我提升
13.()如图甲所示的电路,电源电压保持不变,电阻R1=10 Ω。闭合开关S,滑动变阻器R2的滑片P从最右端滑到最左端的过程中,电压表示数U与电流表示数I的变化关系如图乙中ab线段所示,由此可知,电源电压为 V,滑动变阻器的最大阻值是 Ω。
14.()如图甲所示,电源电压恒定,R0为定值电阻,将滑动变阻器的滑片从a端滑到b端的过程中,电压表示数U与电流表示数I的关系图像如图乙所示。求:
(1)滑动变阻器R的最大阻值。
(2)R0的阻值及电源电压。
答案解析部分
1.【答案】A
【知识点】串、并联电路的电压特点
【解析】【分析】根据串联电路的分压规律分析判断。
【解答】根据图片可知,两个灯泡串联,电压表V测总电压,V1测灯泡L1的电压,V2测灯泡L2的电压。
根据U总=U1+U2可知,电压表V2的示数U2=U总-U1=3.8V-2.3V=1.5V。
故选A。
2.【答案】B
【知识点】串、并联电路的电流特点;串、并联电路的电压特点
【解析】【分析】根据串联电路的电流特点和电压分配规律判断。
【解答】在串联电路中,各处电流都相等,即I1=I2,那么I1:I2=1:1;
在串联电路中,电压与电阻成正比,即。
故选B。
3.【答案】C
【知识点】串、并联电路的电压特点
【解析】【分析】根据串联电路的分压规律分析计算。
【解答】根据U总=U1+U2可知,串联电路具有分压作用,因此应该串联应该阻值合适的电阻。
则这个电阻分担的电压为:U2=U总-U1=9V-3V=6V;
在串联电路中,电压的分配与电阻成正比,即:;
;
解得:R2=30Ω。
故选C。
4.【答案】B
【知识点】电路的动态分析
【解析】【分析】(1)在串联电路中,电压的分配与电阻成正比,即电阻越大,它分得的电压越大;
(2)根据公式可知,当电压不变时,电流与电阻成反比。
【解答】根据电路图可知,电阻R1、R2串联,电压表V1测电阻R1的电压,V2测电阻R2的电压,V3测总电压,电流表测串联电路的总电流。
当滑动变阻器的滑片向右移动时,变阻器R2的阻值变小,根据串联电路的分压规律可知,电压表V2的示数变小;根据U1=U总-U2可知,电压表V1的示数变大;根据R总=R1+R2可知,电路的总电阻变小,而总电流变大,即电流表A的示数变大;
由于V3测电源电压,所以它的示数保持不变。
故选B。
5.【答案】40;3∶1
【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】串联电路中各处电流都相等,从图像中找到电流都是0.3A时它们两端的电压,然后求出电压之比,根据U总=U1+U2计算出总电压,再根据计算出总电阻即可。
【解答】根据图像可知,当电流为0.3A时,甲两端的电压为9V,乙两端的电压为3V;
则二者两端的电压之比为:U甲:U乙=9V:3V=3:1;
此时的总电压为:U总=U1+U2=9V+3V=12V;
此时的总电阻为:。
6.【答案】1∶1;1∶2
【知识点】串、并联电路的电流特点;串、并联电路的电压特点
【解析】【分析】根据串联电路的电流规律和分压规律分析计算。
【解答】根据图片可知,两个电阻串联。在串联电路中,各处电流都相等,即通过R1、R2的电流之比为:I1:I2=1:1。
在串联电路中,电压的分配与电阻成正比,即:。
7.【答案】(1)解:由图知,两电阻串联,电压表测量R2两端的电压,R1两端的电压:
U1=U﹣U2=12V﹣8V=4V;
答:电阻R1两端的电压为4V;
(2)解:两电阻串联,所以通过R2的电流:
I2=I1===0.2A.
答:通过电阻R2的电流为0.2A.
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)根据串联电路的电压规律得出电阻R1两端的电压;
(2)根据公式I= 计算出R1的电流,串联电路的电流相等.
8.【答案】A
【知识点】电流表、电压表在判断电路故障中的应用
【解析】【分析】根据图片确定电路的串并联关系和电表所测的物理量,然后对各个选项中的故障进行分析,推测可能出现的现象即可。
【解答】根据图片可知,两个灯泡串联,电压表测灯泡L1的电压。
A.L1灯丝断了时,电压表串联在电路中,由于它的内阻很大,因此几乎分得全部电压,肯定有示数,故A符合题意;
B.L2灯丝断了时,整个电路没有电流,此时电压表的示数为零,故B不合题意;
C.开关S处开路时, 整个电路没有电流,此时电压表的示数为零,故C不合题意;
D.电源处开路时, 整个电路没有电流,此时电压表的示数为零,故D不合题意。
故选A。
9.【答案】B
【知识点】串、并联电路的电压特点
【解析】【分析】根据串联电路的电压规律比较两个电压表示数的大小关系,然后根据b图确定两个电压表的示数,最后根据串联电路的分压规律计算出电阻之比即可。
【解答】根据a图可知,灯泡L1与L2串联,电压表V1测电源电压,V2测L2两端电压;
根据串联电路中总电压等于各处电压之和可知,V1的示数大于V2;
根据b图可知,当电压表选择量程0~3V时,分度值为0.1V,则示数为1.4V;
当电压表选择量程0~15V时,分度值为0.5V,则示数为7V;
则V1的示数为7V,V2的示数为1.4V;
那么L2的电压为1.4V,L1的电压为:U1=U总-U2=7V-1.4V=5.6V;
在串联电路中,电压与电阻成正比,
即:.
故选B。
10.【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)根据定值电阻的作用判断;
(2)在串联电路中,电压的分配与电阻成正比;
(3)根据图乙确定40℃时热敏电阻的阻值,然后根据R总=R0+R计算出总电阻,最后根据计算出电流表的示数;
(4)根据,结合图乙分析判断。
【解答】A.根据图乙可知,热敏电阻的阻值随温度的升高而减小,此时电路中的电流会增大。如果电流太大,那么可能会烧毁电源,但是由于R0的存在,这种情况不会出现,故A正确不合题意;
B.温度升高时,热敏电阻的阻值减小,根据串联电路的分压规律可知,此时电压表的示数减小,故B正确不合题意;
C.温度为40℃时,热敏电阻的阻值为20Ω,此时的总电阻R总=R0+R=20Ω+10Ω=30Ω,则此时电流表的示数为:,故C正确不合题意;
D.电压表测R的电压,而电流表测通过R的电流,根据可知,二者的比值就是热敏电阻R。当温度降低时,热敏电阻的阻值增大,即二者的比值增大,故D错误符合题意。
故选D。
11.【答案】(1)L2短路,或L1开路,或L2短路同时L1开路(答出任一种即可)
(2)没有更换不同规格的灯泡进行多次实验,实验结论不具有普遍性
【知识点】串、并联电路的电压特点
【解析】【分析】(1)当电压表有示数时,说明它的两个接线柱与电源正负极之间正常连接,据此对故障进行分析即可。
(2)在科学探究中,往往需要换用不同的实验器材反复进行多次实验,从而收集多组数据,这样得到的结论会更客观,具有普遍意义。
【解答】(1)根据图片可知,两个灯泡串联。当电压表接在BC两端时,电压表的示数为零,说明此时灯泡L2没有分担电压,即L2可能发生短路。此外,当灯泡L1断路时,电压表和灯泡L2串联,由于电压表的内阻很大,因此它几乎分得全部电源电压,此时AB之间电压也是12V,则故障可能是:L2短路,或L1开路,或L2短路同时L1开路。
(2)我认为它的实验结论不具有普遍意义,理由是:没有更换不同规格的灯泡进行多次实验。
12.【答案】(1)解:在闭合开关S的情况下,闭合S1时,R2短路,电路为R1的简单电路,电压表测电源电压, 则电源电压U=U1'=6 V
(2)解:在闭合开关S的情况下,断开S1时,两电阻串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流, 因串联电路中总电压等于各个分电阻两端的电压之和,所以R2两端的电压为 U2=U-U1=6 V-4 V=2 V,
由I=可得,两电阻的阻值分别为R1===40 Ω,
R2===20 Ω。
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)在闭合开关S的情况下,再闭合S1时,R2被短路,电路为R1的简单电路,电压表测电源电压, 据此计算电源电压;
(2)在闭合开关S的情况下,断开S1时,两电阻串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流。首先根据 U2=U-U1 计算R2两端的电压,再根据 计算出R2的阻值,根据 计算出R1的阻值。
13.【答案】6;20
【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】根据图乙确定滑片在最左端和最右端时电压表的示数和电流表的示数,然后根据欧姆定律,结合串联电路的电压规律U总=U1+U2列出方程计算即可。
【解答】根据图片可知,当变阻器的滑片在最右端时,R1与R2串联,此时电压表测R2的电压,此时总电阻最大而总电流最小;
根据图乙可知,此时电压表示数为4V,电流表示数为0.2A,
根据U总=U1+U2得到:U总=0.2A×R1+4V ①;
当变阻器的滑片在最左端时,变阻器的阻值为零,此时只有R1,此时总电流最大;
根据图乙可知,此时电压表的示数为0,而电流表示数为0.6A;
根据U总=I总R总得到:U总=0.6A×10Ω ②;
①②联立解得:U总=6V,R2=20Ω。
14.【答案】(1)解:当滑片位于a端时,R0与R串联,电流表测电路中的电流,电压表测R两端的电压,此时电路中的电流最小,由图乙可知,电路中的电流I小=0.4A,UR=8.0V,
由I=可得,滑动变阻器的最大阻值:
R===20Ω
(2)解:因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,电源电压:U=I小(R0+R)=0.4A×(R0+20Ω),
当滑片位于b端时,电路为R0的简单电路,电路中的电流最大,
由图乙可知,电路中的最大电流I大=1.2A,
则电源电压:U=I大R0=1.2A×R0,
因电源电压不变,
所以,0.4A×(R0+20Ω)=1.2A×R0,
解得R0=10Ω,
电源电压:U=I大R0=1.2A×10Ω=12V。
【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)当滑片位于a端时,R0与R串联,电流表测电路中的电流,电压表测R两端的电压,此时电路中的电流最小。根据乙图确定此时电压表的示数和电流表的示数,然后根据 计算出变阻器的最大阻值。
(2)根据图乙确定滑片在最左端和最右端时电压表的示数和电流表的示数,然后根据U总=I总R总分别列出两个方程计算即可。
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浙教版科学八上第四章第7节电路分析与应用 第1课时串联电路中电流、电压和电阻的关系
一、单选题
1.()在“探究串联电路电压关系”的实验中,科学实验小组按如图所示的电路测得电压表V的示数是3.8 V,V1的示数是2.3 V,V2的示数应为( )
A.1.5 V B.3.8 V C.2.3 V D.6.1 V
【答案】A
【知识点】串、并联电路的电压特点
【解析】【分析】根据串联电路的分压规律分析判断。
【解答】根据图片可知,两个灯泡串联,电压表V测总电压,V1测灯泡L1的电压,V2测灯泡L2的电压。
根据U总=U1+U2可知,电压表V2的示数U2=U总-U1=3.8V-2.3V=1.5V。
故选A。
2.()如图所示的电路中,灯泡L1、L2的电阻分别为20 Ω、10 Ω。闭合开关S,通过灯L1、L2的电流分别为I1、I2;它们两端的电压分别为U1、U2。则 ( )
A.I1∶I2=1∶1,U1∶U2=1∶2 B.I1∶I2=1∶1,U1∶U2=2∶1
C.I1∶I2=1∶2,U1∶U2=1∶1 D.I1∶I2=2∶1,U1∶U2=1∶1
【答案】B
【知识点】串、并联电路的电流特点;串、并联电路的电压特点
【解析】【分析】根据串联电路的电流特点和电压分配规律判断。
【解答】在串联电路中,各处电流都相等,即I1=I2,那么I1:I2=1:1;
在串联电路中,电压与电阻成正比,即。
故选B。
3.()某同学要把一个阻值为15 Ω、正常工作电压为3 V的灯泡接在9 V的电源上使其正常工作,那么需给灯泡( )
A.串联一只45 Ω的电阻 B.并联一只45 Ω的电阻
C.串联一只30 Ω的电阻 D.并联一只30 Ω的电阻
【答案】C
【知识点】串、并联电路的电压特点
【解析】【分析】根据串联电路的分压规律分析计算。
【解答】根据U总=U1+U2可知,串联电路具有分压作用,因此应该串联应该阻值合适的电阻。
则这个电阻分担的电压为:U2=U总-U1=9V-3V=6V;
在串联电路中,电压的分配与电阻成正比,即:;
;
解得:R2=30Ω。
故选C。
4.(2019八上·仙居期中)如图所示是学习兴趣小组探究“串联电路电压特点”的电路图,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片向右移动时( )
A.V1示数增大,V2示数减小,V3示数变大,A的示数变大
B.V1示数增大,V2示数减小,V3示数不变,A的示数变大
C.V1示数增大,V2示数增大,V3示数变小,A的示数变小
D.V1示数减小,V2示数增大,V3示数不变,A的示数变大
【答案】B
【知识点】电路的动态分析
【解析】【分析】(1)在串联电路中,电压的分配与电阻成正比,即电阻越大,它分得的电压越大;
(2)根据公式可知,当电压不变时,电流与电阻成反比。
【解答】根据电路图可知,电阻R1、R2串联,电压表V1测电阻R1的电压,V2测电阻R2的电压,V3测总电压,电流表测串联电路的总电流。
当滑动变阻器的滑片向右移动时,变阻器R2的阻值变小,根据串联电路的分压规律可知,电压表V2的示数变小;根据U1=U总-U2可知,电压表V1的示数变大;根据R总=R1+R2可知,电路的总电阻变小,而总电流变大,即电流表A的示数变大;
由于V3测电源电压,所以它的示数保持不变。
故选B。
5.()两个电路元件甲和乙中的电流与其两端电压的关系如图所示,若把它们串联接在电路中,总电阻是 Ω,甲、乙两端电压之比U1∶U2= 。
【答案】40;3∶1
【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】串联电路中各处电流都相等,从图像中找到电流都是0.3A时它们两端的电压,然后求出电压之比,根据U总=U1+U2计算出总电压,再根据计算出总电阻即可。
【解答】根据图像可知,当电流为0.3A时,甲两端的电压为9V,乙两端的电压为3V;
则二者两端的电压之比为:U甲:U乙=9V:3V=3:1;
此时的总电压为:U总=U1+U2=9V+3V=12V;
此时的总电阻为:。
6.()定值电阻R1=10 Ω,R2=20 Ω,接入如图所示的电路中,闭合开关S,则通过R1、R2的电流之比I1∶I2= ,R1、R2两端的电压之比U1∶U2=
【答案】1∶1;1∶2
【知识点】串、并联电路的电流特点;串、并联电路的电压特点
【解析】【分析】根据串联电路的电流规律和分压规律分析计算。
【解答】根据图片可知,两个电阻串联。在串联电路中,各处电流都相等,即通过R1、R2的电流之比为:I1:I2=1:1。
在串联电路中,电压的分配与电阻成正比,即:。
7. 如图所示,电源电压恒为12V,电阻R1为20Ω,当开关S闭合后,电压表的示数为8V,求:
(1)电阻R1两端的电压;
(2)通过电阻R2的电流.
【答案】(1)解:由图知,两电阻串联,电压表测量R2两端的电压,R1两端的电压:
U1=U﹣U2=12V﹣8V=4V;
答:电阻R1两端的电压为4V;
(2)解:两电阻串联,所以通过R2的电流:
I2=I1===0.2A.
答:通过电阻R2的电流为0.2A.
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)根据串联电路的电压规律得出电阻R1两端的电压;
(2)根据公式I= 计算出R1的电流,串联电路的电流相等.
8.()如图所示,电源电压为6 V且保持不变,当闭合开关S后,电压表的示数为零,则不可能的原因是 ( )
A.L1灯丝断了 B.L2灯丝断了 C.开关S处开路 D.电源处开路
【答案】A
【知识点】电流表、电压表在判断电路故障中的应用
【解析】【分析】根据图片确定电路的串并联关系和电表所测的物理量,然后对各个选项中的故障进行分析,推测可能出现的现象即可。
【解答】根据图片可知,两个灯泡串联,电压表测灯泡L1的电压。
A.L1灯丝断了时,电压表串联在电路中,由于它的内阻很大,因此几乎分得全部电压,肯定有示数,故A符合题意;
B.L2灯丝断了时,整个电路没有电流,此时电压表的示数为零,故B不合题意;
C.开关S处开路时, 整个电路没有电流,此时电压表的示数为零,故C不合题意;
D.电源处开路时, 整个电路没有电流,此时电压表的示数为零,故D不合题意。
故选A。
9.()在如图(a)所示的电路中,当闭合开关后,两个电压表指针偏转均如图(b)所示,则灯L1和L2的电阻之比为 ( )
A.5∶1 B.4∶1 C.1∶2 D.1∶1
【答案】B
【知识点】串、并联电路的电压特点
【解析】【分析】根据串联电路的电压规律比较两个电压表示数的大小关系,然后根据b图确定两个电压表的示数,最后根据串联电路的分压规律计算出电阻之比即可。
【解答】根据a图可知,灯泡L1与L2串联,电压表V1测电源电压,V2测L2两端电压;
根据串联电路中总电压等于各处电压之和可知,V1的示数大于V2;
根据b图可知,当电压表选择量程0~3V时,分度值为0.1V,则示数为1.4V;
当电压表选择量程0~15V时,分度值为0.5V,则示数为7V;
则V1的示数为7V,V2的示数为1.4V;
那么L2的电压为1.4V,L1的电压为:U1=U总-U2=7V-1.4V=5.6V;
在串联电路中,电压与电阻成正比,
即:.
故选B。
10.()如图甲所示,电源电压恒为6 V,R为热敏电阻,其阻值随温度变化的关系如图乙所示,R0是阻值为10 Ω的定值电阻,闭合开关S,通过分析,下列说法错误的是 ( )
A.图甲中的R0有保护电路的作用
B.温度升高时,电压表的示数会变小
C.温度为40 ℃时,电流表的示数为0.2 A
D.温度降低时,电压表与电流表示数的比值变小
【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)根据定值电阻的作用判断;
(2)在串联电路中,电压的分配与电阻成正比;
(3)根据图乙确定40℃时热敏电阻的阻值,然后根据R总=R0+R计算出总电阻,最后根据计算出电流表的示数;
(4)根据,结合图乙分析判断。
【解答】A.根据图乙可知,热敏电阻的阻值随温度的升高而减小,此时电路中的电流会增大。如果电流太大,那么可能会烧毁电源,但是由于R0的存在,这种情况不会出现,故A正确不合题意;
B.温度升高时,热敏电阻的阻值减小,根据串联电路的分压规律可知,此时电压表的示数减小,故B正确不合题意;
C.温度为40℃时,热敏电阻的阻值为20Ω,此时的总电阻R总=R0+R=20Ω+10Ω=30Ω,则此时电流表的示数为:,故C正确不合题意;
D.电压表测R的电压,而电流表测通过R的电流,根据可知,二者的比值就是热敏电阻R。当温度降低时,热敏电阻的阻值增大,即二者的比值增大,故D错误符合题意。
故选D。
11.()在探究“串联电路各点间电压关系”的实验时,有多个不同规格的灯泡可供选择,小明把其中两只灯泡L1、L2串联起来接到电源上,如图所示。
(1)当分别把电压表连在图中AB两点、BC两点及AC两点时,闭合开关后测得的数据是:UAB=12 V、UBC=0 V、UAC=12 V,则故障可能是 。(答出一处即可)
(2)故障排除后,小明进行了实验,测得UAB=4 V、UBC=8 V、UAC=12 V,于是他就得到结论:串联电路中,总电压等于各部分电路两端电压之和。请你对他的实验进行评估: 。
【答案】(1)L2短路,或L1开路,或L2短路同时L1开路(答出任一种即可)
(2)没有更换不同规格的灯泡进行多次实验,实验结论不具有普遍性
【知识点】串、并联电路的电压特点
【解析】【分析】(1)当电压表有示数时,说明它的两个接线柱与电源正负极之间正常连接,据此对故障进行分析即可。
(2)在科学探究中,往往需要换用不同的实验器材反复进行多次实验,从而收集多组数据,这样得到的结论会更客观,具有普遍意义。
【解答】(1)根据图片可知,两个灯泡串联。当电压表接在BC两端时,电压表的示数为零,说明此时灯泡L2没有分担电压,即L2可能发生短路。此外,当灯泡L1断路时,电压表和灯泡L2串联,由于电压表的内阻很大,因此它几乎分得全部电源电压,此时AB之间电压也是12V,则故障可能是:L2短路,或L1开路,或L2短路同时L1开路。
(2)我认为它的实验结论不具有普遍意义,理由是:没有更换不同规格的灯泡进行多次实验。
12.()如图所示,电源电压保持不变,R1、R2为阻值未知的定值电阻。 在闭合开关S的情况下,断开S1时,电压表的示数U1=4 V,电流表的示数I=0.1 A;闭合S1时,电压表的示数U1'=6 V。求:
(1)电源电压。
(2)定值电阻R1、R2的阻值。
【答案】(1)解:在闭合开关S的情况下,闭合S1时,R2短路,电路为R1的简单电路,电压表测电源电压, 则电源电压U=U1'=6 V
(2)解:在闭合开关S的情况下,断开S1时,两电阻串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流, 因串联电路中总电压等于各个分电阻两端的电压之和,所以R2两端的电压为 U2=U-U1=6 V-4 V=2 V,
由I=可得,两电阻的阻值分别为R1===40 Ω,
R2===20 Ω。
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)在闭合开关S的情况下,再闭合S1时,R2被短路,电路为R1的简单电路,电压表测电源电压, 据此计算电源电压;
(2)在闭合开关S的情况下,断开S1时,两电阻串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流。首先根据 U2=U-U1 计算R2两端的电压,再根据 计算出R2的阻值,根据 计算出R1的阻值。
二、自我提升
13.()如图甲所示的电路,电源电压保持不变,电阻R1=10 Ω。闭合开关S,滑动变阻器R2的滑片P从最右端滑到最左端的过程中,电压表示数U与电流表示数I的变化关系如图乙中ab线段所示,由此可知,电源电压为 V,滑动变阻器的最大阻值是 Ω。
【答案】6;20
【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】根据图乙确定滑片在最左端和最右端时电压表的示数和电流表的示数,然后根据欧姆定律,结合串联电路的电压规律U总=U1+U2列出方程计算即可。
【解答】根据图片可知,当变阻器的滑片在最右端时,R1与R2串联,此时电压表测R2的电压,此时总电阻最大而总电流最小;
根据图乙可知,此时电压表示数为4V,电流表示数为0.2A,
根据U总=U1+U2得到:U总=0.2A×R1+4V ①;
当变阻器的滑片在最左端时,变阻器的阻值为零,此时只有R1,此时总电流最大;
根据图乙可知,此时电压表的示数为0,而电流表示数为0.6A;
根据U总=I总R总得到:U总=0.6A×10Ω ②;
①②联立解得:U总=6V,R2=20Ω。
14.()如图甲所示,电源电压恒定,R0为定值电阻,将滑动变阻器的滑片从a端滑到b端的过程中,电压表示数U与电流表示数I的关系图像如图乙所示。求:
(1)滑动变阻器R的最大阻值。
(2)R0的阻值及电源电压。
【答案】(1)解:当滑片位于a端时,R0与R串联,电流表测电路中的电流,电压表测R两端的电压,此时电路中的电流最小,由图乙可知,电路中的电流I小=0.4A,UR=8.0V,
由I=可得,滑动变阻器的最大阻值:
R===20Ω
(2)解:因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,电源电压:U=I小(R0+R)=0.4A×(R0+20Ω),
当滑片位于b端时,电路为R0的简单电路,电路中的电流最大,
由图乙可知,电路中的最大电流I大=1.2A,
则电源电压:U=I大R0=1.2A×R0,
因电源电压不变,
所以,0.4A×(R0+20Ω)=1.2A×R0,
解得R0=10Ω,
电源电压:U=I大R0=1.2A×10Ω=12V。
【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)当滑片位于a端时,R0与R串联,电流表测电路中的电流,电压表测R两端的电压,此时电路中的电流最小。根据乙图确定此时电压表的示数和电流表的示数,然后根据 计算出变阻器的最大阻值。
(2)根据图乙确定滑片在最左端和最右端时电压表的示数和电流表的示数,然后根据U总=I总R总分别列出两个方程计算即可。
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