初中科学浙教版 八年级上册 第四章 第7节 电路的分析与应用同步练习
一、单选题
1.某同学在测定灯泡电阻的实验中将电压表、电流表接入电路,当开关闭合后,发现电压表有示数(等于电源电压),电流表示数为零,移动变阻器的滑片,电压表示数基本上没有变化,电流表示数始终为零,其原因可能是( )。
A.滑动变阻器接触不良 B.开关接触不良
C.小灯泡两端短路 D.灯泡的灯丝断了
2.(2023八上·南浔期末)为了减少碳排放,国家大力推行电动汽车。小浔设计的电动汽车的模拟电路,向下踩“油门”踏板时( )
A.电流表示数变大,电压表示数变大
B.电流表示数变大,电压表示数变小
C.电流表示数变小,电压表示数变大
D.电流表示数变小,电压表示数变小
3.某同学用两节干电池串联起来做电源,做伏安法测电阻的实验,因不慎将电流表和电压表相互接错了,如图所示,则开关闭合后,各仪表将( )
A.电流表、电压表均被烧坏 B.电流表、电压表不会被烧坏
C.只有电流表被烧坏 D.只有电压表被烧坏
4.如图所示,电源电压保持不变,开关S闭合后,灯L1和L2都正常发光,一段时间后,一盏灯突然熄灭,而电压表和电流表示数都不变,则故障原因可能是( )
A.灯L1短路 B.灯L2短路 C.灯L1开路 D.灯L2开路
5.(2021八上·温州期末)用如图电路进行伏安法测电阻实验时,小明闭合开关后发现电压表、电流表示数如图。他排除某处故障后即能正常实验,则发生故障的位置可能是( )
A.①②之间断路 B.①②之间短路
C.②③之间断路 D.②③之间短路
6.(2021八上·苍南竞赛)在如图的电路中,电源两端的电压保持不变,闭合开关S后,滑动变阻器的滑片P由图示位置向左端滑动的过程中,有关判断正确的是( )
A.电流表A1示数变小 B.电流表A2示数变大
C.电压表V示数变小 D.电压表V示数变大
7.(2021八上·平阳期中)如图所示是一个电热器电路。电热丝、指示灯、开关构成串联电路,接在电源上,已知该电路中有一个元件断路,有一个元件短路,但不知道是哪两个元件有故障。今用一个校验电灯分别并联接入某电路两端,得到如表所示的结果。
校验次数 1 2 3 4 5 6
校验电灯接入点 a、f a、b c、d e、f a、d c、f
较验电灯发光情况 正常发光 不发光 亮度较暗 不发光 亮度较暗 正常发光
根据表格内容可判断( )
A.指示灯断路,开关短路 B.指示灯断路,电热丝短路
C.电热丝断路,开关短路 D.开关断路,指示灯短路
8.(2020八上·余杭期末)如图所示,电源电压不变,闭合开关,两灯正常发光,电压表和电流表都有示数。一段时间之后,一个电表示数突然变为0,另一个不变,电表均无损坏,则故障可能是( )
A.L1开路 B.L1短路 C.L2开路 D.L2短路
9.(2020八上·余杭月考)如图所示,闭合开关,两灯并联,各电表都能正常工作。下列判断正确的是( )
A.甲、乙、丙都是电流表 B.甲、乙、丙都是电压表
C.甲、乙是电压表,丙是电流表 D.甲、丙是电流表,乙是电压表
10.(2020八上·杭州月考)某品牌电饭锅有"高温烧煮"和"保温"两档模式,其内部电路原理如图所示。按下温控开关按钮,进入"高温烧煮"模式煮饭;当达到设定温度(饭煮熟)时,温控开关会自动弹起进入"保温"模式。该电饭锅处于"高温烧煮"模式时,以下判断正确的是( )
A.只有R1接入电路 B.只有R2接入电路电饭锅
C.R1与R2串联接入电路 D.R1与R2并联接入电路
11.(2020八上·杭州月考)在如图所示的电路中,闭合开关S,灯L不亮,电压表有示数,若电路故障在灯L或电阻R上某一处,对于故障的分析,下列判断正确的是( )
A.一定是电阻R断路
B.用导线连接R两端,根据灯的亮暗可以检测出故障原因
C.在电路中再串联一个电流表,根据电流表有无示数可以检测出故障原因
D.在L两端再并联一个电压表,根据电压表有无示数可以检测出故障原因
12.(2020八上·滨江月考)如图是电吹风的简化电路图,其中M是电动机可吹风,R是电热丝,可知( )
A.只将开关S1闭合,吹出的是热风
B.M和R是串联在电路中的
C.将S1和S2都闭合,吹出的是热风
D.开关S2可以控制整个电路
13.(2020八上·义乌月考)在做电学实验时,有时会遇到电路元件接触不良现象,一般要利用电压表来检测故障发生的位置。小强同学连接了如图所示电路,开关闭合后灯泡不亮,电流表的示数为零,此时用电压表测得a、d间电压不为零,a、c间电压为零,c、d间的电压不为零,这说明( )
A.电源接线柱接触不良 B.开关的触片或接线柱接触不良
C.电流表连接柱接触不良 D.灯泡灯丝断了或灯座接触不良
14.(浙教版科学八年级上学期4. 7 电路分析与应用(第2课时))某同学采用如图所示电路图做实验,开关闭合后,电路出现一处故障,以下分析中正确的是( )
A.若电流表无示数,电压表有示数,则R1短路
B.若电流表无示数,电压表无示数,则R2断路
C.若电流表有示数,电压表有示数,则R1断路
D.若电流表有示数,电压表无示数,则R2短路
15.(浙教版科学八年级上学期4. 7 电路分析与应用(第1课时))如图所示,是一种测定油箱内油量的装置,其中R是滑动变阻器的电阻片,滑动变阻器的滑片和滑杆相连,滑杆可绕固定轴O转动,另一端固定着一个浮子。下列说法正确的是( )
A.油量变少,电流表示数不变
B.油量越少,电流表示数越大 B.
C.油量越多,电流表示数越小
D.油量越多,电流表示数越大
16.(2023八上·东阳期末)新型PTC发热材料可以自动调节电路的电流,在生活中广泛应用。图甲是PTC调试工作电路,电源电压恒定,R0为定值电阻;RT是PTC电阻,阻值随温度变化的图像如图乙所示。闭合开关S,当温度从20℃升高到60℃的过程中,下列说法错误的是( )
A.定值电阻R0有保护电路的作用
B.定值电阻R0两端的电压不变
C.温度为40℃时,电压表的示数最小
D.电压表与电流表示数的比值先变小后变大
二、填空题
17.(2023八上·长兴期末)如图所示电路中,若电路中仅有一处故障,类型为断路,且只发生在电阻R1、R2上。现通过接入一个电表来判断故障位置。
(1)应选择如下方案 。
A.将一个电流表接入到Q点
B.将一个电压表接入到QM之间
C.将一个电压表接入到MN之间
(2)请写出选择方案后,闭合开关S后的操作、电表的示数变化情况及其对应的故障: 。(写出一种情况即可)
18.(2022八上·临海期中)如图所示,有“3.8V”字样的两个小灯泡串联并接在电源电压为3V的电路中,在闭合开关时,两个小灯泡都发光。如果把一根完好导线接在小灯泡L2的两端,你所看到两小灯泡的变化情况是:(1)L1 ;(2)L2 (选填“熄灭”“变亮”或“变暗”)。
19.(2021八上·舟山月考)恐怖分子在公共场所安装了定时炸弹,其引爆装置如图所示,起爆前定时开关S是闭合的,当设定起爆时间一到,定时开关S会自动断开.为使引爆装置停止工作,拆弹专家应在图中 (填“a”或“b”)处剪断导线.拆除前起爆器上 (填“有”或“没有”)电流通过.
20.(2021八上·温州期中)如图所示是一种英语听力播放控制装置的原理图。“播放器”是有电流通过时会播放声音的装置;“播放器”播放声音时,指示灯和播放器的连接方式为 ,此时定时开关处于 (填“闭合”或“断开”)
21.(2021八上·温州期中)如图甲所示的电路中,电源电压恒定不变,图乙是小灯泡L和定值电阻R1的电流与电压关系的图像。当只闭合S1、S2时,电压表示数为2V;当只闭合S2、S3时,电压表示数为4V。则电源电压U= V,R2= Ω。
22.(第7节电路分析与应用(二))如图所示电路,电阻R1=3欧,R2=2欧。闭合开关S,电流表A的示数 (选填“变大”“变小”或“不变"),电流表A1的示数 (选填“变大”“变小”或“不变"),电压表V的示数变化与电流表A的示数变化之比等于 欧。
23.(浙教版科学八年级上学期4. 7 电路分析与应用(第2课时))如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关电路正常工作,但过一段时间,小灯泡L1发生断路,这时电流表的示数 ,电压表的示数 。(选填“变大”、“变小”或“不变”)
三、实验探究题
24.(2021八上·温州期中)小明设计了如图实验电路来探究“铅笔芯的电阻随温度变化的规律”。其中:电流表(量程为0~0.6A),学生电源(输出电压恒为24V),滑动变阻器R1(最大阻值为10Ω),滑动变阻器R2(最大阻值为20Ω),滑动变阻器R3(最大阻值为50Ω),单刀双掷开关,用防水绝缘材料包裹的铅笔芯RT,导线若干。实验步骤如下:
a.按照电路图连接好实验器材;
b.为不烧坏电流表,将滑动变阻器的滑片P调节到a端;然后将单刀双掷开关掷于c端,调节滑片P,使电流表指针指在满刻线位置,并在以后的操作中使滑片P位置不变;
c.水浴使温度维持在20℃,将单刀双掷开关掷于d端,电流表示数稳定后记录电流表示数。
d.改变水浴温度40℃、60℃、80℃,重复实验。
(1)根据实验要求,电路中的滑动变阻器应选 (填“R1”“R2”或“R3”)。
(2)小明检查电路后认为电路设计存在问题,实验过程中没有保持铅笔芯两端的电压相同,通过电流表变化不能判断铅笔芯的电阻的变化。小明的观点是否正确?理由是 。
(3)实验测得的数据如下表所示,由此可以得出的结论:
实验次数 1 2 3 4
温度/℃ 20 40 60 80
电流/A 0.16 0.19 0.21 0.22
25.(2021八上·温州期中)在探究电流与电阻的关系的实验过程中,小明选择了5欧、10欧、20欧、25欧四个定值电阻进行实验,电路图如图甲所示。最后记录数据绘成如图丙所示的坐标图
(1)请用笔画线代替导线完成图乙中未完成的电路。(导线不能交叉)
(2)连接好电路,闭合开关,发现电流表没有示数,移动滑动变阻器的滑片,电压表示数始终接近电源电压。造成这一现象的原因可能是 。
(3)排除电路故障进行实验 ,当完成5欧的电阻后,现将用10欧的电阻实验,写出他完成此次实验的操作 。
26.(2020八上·柯桥月考)某兴趣小组的同学欲采用以下的实验器材探究串联电路电压的特点。
(1)请在答题卷的框中画出对应的电路图。
(2)连接好电路,闭合开关发现两灯都不亮,电压表指针有明显偏转,则故障是: 。
(3)某同学在测量了L1两端的电压后,断开开关,然后将AE导线的A端松开,接到D接线柱上,测量小灯泡L2两端的电压,这一做法存在的问题是 。
27.(2023八上·东阳期末)科学兴趣小组的同学们在探究”电流与电阻的关系”的实验中,设计了如图甲所示的电路。已知电源电压为6V保持不变,所给的定值电阻的阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、30Ω,滑动变阻器有”20Ω,2A”、”60Ω,1A”两种规格。
(1)图乙是该组同学尚未完成连接的实物电路,请你用笔画线代替两根导线完成连接(连线不交叉)。要求:滑动变阻器的滑片P向A端移动,电压表示数变大。
(2)他们在电路连接好后,闭合开关,发现电流表示数较大、电压表示数为零,则电路故障原因可能是______。
A.电压表的量程太大 B.电阻R发生断路
C.电阻R发生短路 D.滑动变阻器发生短路
(3)为了使所给的五个定值电阻都能进行实验,滑动变阻器应选用的规格为 。
(4)兴趣小组的同学按正确的操作方式,将获得的相关数据绘制成图丙所示的I-R图像。请分析图中阴影部分的面积表示 。据图可得电流与电阻的定量关系。
28.(浙教版科学八年级上学期4. 7 电路分析与应用(第2课时))在如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S,电路正常工作。一段时间后,发现电路中至少有一个电表的示数变大,故障发生在电阻R1、R2上,其他元件仍保持完好。
(1)用一个完好的小灯泡替换R2后,小灯泡 (填“一定发光”或“可能发光”)。
(2)在原故障电路中,将电流表与R1位置互换后,电压表的示数不发生变化,电路中可能存在的故障是 。
四、解答题
29.(2023八上·南浔期末)某款水位自动测控仪的测量原理如图甲所示,电源电压U恒为15V,定值电阻R0=10Ω,R1为一竖直固定光滑金属棒,总长40cm,阻值为20Ω。弹簧上端固定,滑片P固定在弹簧下端且与R1接触良好,滑片及弹簧的阻值、重力均不计。圆柱体M通过无伸缩的轻绳挂在弹簧下端,重80N。当水位处于最高位置A时,M刚好浸没在水中,此时滑片P恰在R1最上端;当水位降至最低位置B时,M的下表面刚好离开水面。已知弹簧所受拉力F与其伸长量△L的关系如图乙所示。闭合开关S,试问:
(1)水位下降时,金属棒接入电路的长度 ,电压表示数 。(两空均选填“增大”或“减小”)
(2)当水位降至最低位置B时,弹簧伸长量△L是 cm。
(3)当水位处于位置A时,电压表的示数为多少?
30.(2021八上·椒江期末)肥胖对青少年身体健康造成的影响不可轻视。为监测身高体重,某科学兴趣小组在课外活动中设计了一种身高体重计,如图甲所示,用电流表A1、A2的示数分别反映体重和身高。已知电源电压为12伏,R0为滑动变阻器,R为力敏电阻,其阻值随压力变化关系如图乙所示。
(1)在某阶段,小明的身高变化不明显,但体重明显增加,则A1和A2的示数比值将 。
(2)没有人站在体重计上时,闭合开关S,则A1的示数为多少?此时A1的指针位置对应的体重为多少?
(3)小明在测量时,A2示数恰好为A示数的一半。若小明体重为400N,则滑动变阻器R0接入电路的阻值为多少欧
31.(2021八上·柯桥月考)在综合实践活动中,为了防止某器械所受压力过大,科技小组设计了一个由压敏电阻控制的报警电路,如图所示,电源电压恒为15V,报警器(电阻不计)通过的电流达到或超过10mA会报警,超过25 mA会损坏。其阻值随压力F的变化规律如下表所示。
压力F/N 0 50 100 150 200 250 300 …
电阻RX/Ω 500 480 460 440 420 380 …
(1)当压敏电阻不受压力时,滑动变阻器能否移到最小阻值端?
(2)当压敏电阻Rx所受压力达到250N时,报警电路就实现报警功能,则此时滑动变阻器的接入阻值是多少?
(3)现要提高该器械其所受的最大压力,则该电路应做如何调整?
32.(2020八上·浙江期中)如图甲所示,电源电压为U保持不变,R0为定值电阻。闭合开关,电流表A的示数为I,电压表V1的示数为U1,电压表V2的示数为U2。移动滑动变阻器得到在不同电流下的U1—I图线和U2—I图线,如图乙所示。
(1)随着电路中电流的增大,电压表V1的示数U1 (选填“减小”或“增大”)
(2)在U—I坐标中两条图线在Q点相交,此状态滑动变阻器连入电路的阻值是 Ω;
(3)请根据图像求电源电压U 和定值电阻R0的阻值。
33.(2023八上·东阳期末)如图为电子秤测量原理图。电源电压恒为6V,定值电阻R的阻值为20欧,电流表量程选择”0~0.6A”,电压表量程选择”0~3V”。滑动变阻器上标有”30Ω,1A”,内置电阻丝绕成的线圈总长为12cm。当秤盘不放任何重物时,滑片P恰好处于a点。
(1)根据需求,可以将 表的表盘进行改装,用来显示重力大小(填”电压”或”电流”)。
(2)当秤盘不放任何重物时,电流表的示数为多少安?
(3)若下图使用的弹簧所受拉力与弹簧的伸长量的关系为:=300N/m。为保证电路安全,图中电子秤最大可以称量多重的物体?
答案解析部分
1.【答案】D
【知识点】电流表、电压表在判断电路故障中的应用
【解析】【分析】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】A.滑动变阻器接触不良时,整个电路发生断路,此时电流表和电压表都没有示数,故A不合题意;
B.开关接触不良时,整个电路发生断路,此时电流表和电压表都没有示数,故B不合题意;
C.小灯泡两端短路时,灯泡不发光,此时电压表也被断路,那么电压表此时没有示数, 故C不合题意;
D.灯泡的灯丝断了,此时电压表串联在电路中。由于电压表的电阻很大,因此电流表的示数几乎为零。串联电路中电压与电阻成正比,则电压表几乎分得全部电压,则示数接近电源电压,故D符合题意。
故选D。
2.【答案】A
【知识点】电路的动态分析
【解析】【解答】
向下踩“油门”踏板时,滑动变阻器有效阻值减小,电路中总电阻减小,在电源电压不变的情况下,电路总电流增大,所以电流表示数增大,电动机的电阻不变,通过的电流增大,所以电压表读数也增大,A符合题意。
故答案为:A。
【分析】
①串联电路电流处处相等,
②串联电路分压特点,,即用电器电阻越大,分得的电压越大。
③串联电路总电压等于各用电器电压之和。
④串联电路总电阻等于各用电器电阻之和。
3.【答案】B
【知识点】电流表、电压表在判断电路故障中的应用
【解析】【分析】电压表内阻很大,可以看作断路;电流表内阻很小,可以看作导线,据此分析判断。
【解答】根据图片可知,此时电流表将定值电阻R短路,而电压表串联在电路上。由于电压表的内阻很大,因此通过电流表的示数很小,即电流表不会被烧坏。电压表的示数等于电源电压,在不超量程的情况下不会被烧坏,故B正确,而A、C、D错误。
故选B。
4.【答案】D
【知识点】电流表、电压表在判断电路故障中的应用
【解析】【分析】根据图片确定灯泡的串并联关系,以及电表所测的物理量,然后对各个选项中的故障进行分析,推测可能出现的现象,哪个与题目描述一致,哪个就是正确选项。
【解答】根据图片可知,两个灯泡并联,电压表测总电压,电流表测通过L1的电流。
无论灯泡L1短路,还是灯泡L2短路,此时整个电路都会发生短路,此时灯泡全部熄灭,故A、B不合题意;
灯泡L1开路时,电流表的示数会变成零,故C不合题意;
灯泡L2开路时,对灯泡L1没有影响,即电流表和电压表的示数保持不变,故D符合题意。
故选D。
5.【答案】C
【知识点】电流表、电压表在判断电路故障中的应用
【解析】【分析】根据图片确定电流出现的不正常现象,然后对各个选项中的故障现象进行推测,并与其进行比较即可。
【解答】根据图片可知,此时电压表的示数接近电源电压3V,而电流表的示数几乎为零。
A.①②之间断路时,整个电路被切断,此时没有电流经过电流表和电压表,所以它们的示数都是零,故A不合题意;
B.①②之间短路,那么电流表的示数为零,而此时电压表的示数肯定小于电源电压3V,故B不合题意;
C.②③之间断路时,电压表串联在电路中。因为电压表的内阻很大,所以它几乎分得全部电压,示数接近3V,但是电路电流很小,则电流表示数几乎为零,故C符合题意;
D.②③之间短路时,电压表同时被短路,则它的示数为零,故D不合题意。
故选C。
6.【答案】A
【知识点】电路的动态分析
【解析】【分析】根据图片确定电路的串并联关系,以及电表测量的物理量,然后根据欧姆定律和串并联电路的特点分析即可。
【解答】根据图片可知,电阻R1和R2并联,电流表A1测总电流,A2测通过R2的电流,电压表测电源电压。
当滑片P向左滑动时,变阻器R1的阻值增大,而它的电压不变,那么通过它的电流I1减小。此时R2两端的电压不变,且电阻不变,根据欧姆定律可知,通过它的电流I2不变,则电流表A2不变。根据I总=I1+I2可知,电路的总电流减小,即电流表A1的示数减小。
变阻器的阻值增大时,电源电压保持不变,则电压表的示数保持不变。
故A正确,B、C、D错误。
故选A。
7.【答案】D
【知识点】电流表、电压表在判断电路故障中的应用
【解析】【分析】校验电灯分别并联接入某电路两端,若不能发光,说明接入的两点不能接到电源的两极,若能正常发光,说明得到220V电压,若发光较暗,说明与指示灯或电热丝串联后形成通路。
【解答】接a、f时能正常发光,说明电源正常;
接a、b时,不发光,说明c不能接到电源上;
接c、d时,发光暗,说明c、d能接到电源上;
接e、f时,不发光,说明e不能接到电源上;
接a、d时发光暗,说明电热丝正常;
接c、f时,正常发光说明灯短路了,故开关处也断路了。
故选D。
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】对各个选项中的故障进行分析,推测可能出现的现象,哪个与题目描述一致,哪个就是正确选项。
【解答】根据图片可知,灯泡L1与L2并联,电压表测电源电压,电流表测灯泡L1的电流。
A.L1开路时,它不发光,电流表的示数为零;灯泡L2不受影响,正常发光。电源电压不变,那么电压表的示数保持不变,故A符合题意;
B. L1短路时,灯泡L2和电压表同时被短路, 两个灯泡都不发光,电压表的示数为零;电流表的示数增大,故B不合题意;
C.L2开路时,它不发光,电压表仍然测电源电压,保持不变;灯泡L1不受影响,照常发光,电流表的示数保持不变,故C不合题意;
D.L2短路时,电压表和灯泡L1同时被短路,两个灯泡都不发光。电压表的示数为零,电流表的示数增大,故D不合题意。
故选A。
9.【答案】D
【知识点】电流表、电压表在判断电路故障中的应用
【解析】【分析】电流表可以看作导线,电压表可以看作断路,据此分析判断。
【解答】根据图片可知,如果两个灯泡并联,那么电流从正极出发后分叉,首先经过灯泡L1,电表丙然后流回负极,因为丙为电流必经支路,因此不能为断路,只能是电流表。
另一支电流经过电表甲和灯泡L2,然后经过电表丙流回负极。因为甲为电流的必经支路,所以甲也是电流表。电流不能从乙流出,否则会发生短路,因此乙为电压表。
故D正确,而A、B、C错误。
故选D。
10.【答案】A
【知识点】电路的动态分析
【解析】【分析】当温控开关闭合后,电饭锅处于高温烧煮模式,对电路图进行分析即可。
【解答】根据电路图可知,当温控开关闭合后,会将电阻R2短路,此时电路中只有电阻R1,故A正确,而B、C、D错误。
故选A。
11.【答案】C
【知识点】电流表、电压表在判断电路故障中的应用
【解析】【分析】对各个选项中的故障进行分析,推测可能出现的现象,然后与题干比较即可。
【解答】A.闭合开关S,灯L不亮,电压表有示数,说明电压表的两极与电源的两极相连,故障可能是电阻R断路,也可能是灯泡短路,故A错误;
B.若灯泡L短路,用导线连接R两端时,电源被短路,不仅灯泡不亮,而且烧坏电源,故B错误;
C.在电路中串联一个电流表,如果电流表有示数,那么说明灯泡有示数,那么说明灯泡被短路;如果电流表没有示数,说明电阻R断路,故C正确;
D.在灯泡L两端并联一个电压表,如果电压表无示数,那么可能是灯泡短路,也可能是R断路,无法确定故障原因,故D错误。
故选C。
12.【答案】C
【知识点】电路的动态分析
【解析】【分析】(1)(3)只有电热丝和电动机同时工作,才能吹热风;
(2)如果只有一条通路,那么为串联;如果有两条通路,那么为并联;
(4)根据并联电路开关的控制作用分析。
【解答】根据图片可知,电动机和电阻丝各在一条通路上,互不影响,因此M和R并联,故B错误;
开关S2与电热丝串联,只能控制电热丝的工作,故D错误;
开关S1在干路上,当两个开关同时闭合时,电热丝和电动机同时工作,可以吹热风,故C正确,A错误。
故选C。
13.【答案】B
【知识点】电流表、电压表在判断电路故障中的应用
【解析】【分析】对各个选项中的故障进行分析,推测可能出现的现象,哪个与题目描述一致,哪个就是正确选项。
【解答】A.电源接线柱接触不良时,电压表连接在a、d两点时示数为零,与题目不符,故A错误;
B.开关的触片或接线柱接触不良时,电压表接在a、c两点时,它与电源之间存在断路,示数应该为零。当电压表接在c、d两点时,电压表与电源之间没有断路,因此有示数,与题目相符,故B正确;
C.电流表连接柱接触不良时,电压表接在c、d两点间时,与电源之间存在断路,则电压表无示数,与题目不符,故C错误;
D.灯泡灯丝断了或灯座接触不良,电压表接在c、d两点间时,与电源之间存在断路,则电压表无示数,与题目不符,故D错误。
故选B。
14.【答案】D
【知识点】电流表、电压表在判断电路故障中的应用
【解析】【分析】分析电路的串并联关系和各个电表的测量值,然后对两个电阻的故障进行推测,哪个现象与故障一致,哪个就是正确选项。
【解答】根据图片可知,两个电阻串联,电压表测电阻R2的电压,电流表测总电流。
如果R1短路,那么总电阻变小,总电流变大,即电流表示数变大;由于此时电压表的示数等于电源电压,所以电压表的示数增大,故A错误;
如果R1断路,那么整个电路都断开,没有电流产生,因此电流表和电压表的示数都变成零,故C错误;
如果R2短路,那么电压表的示数为零;由于电阻变小,所以电流表的示数增大,故D正确;
如果R2断路,那么几乎没有电流经过电流表,因此电流表的示数几乎为零;电压表与电源并联,示数等于电源电压,故B错误。
故选D。
15.【答案】D
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析
【解析】【分析】根据油箱内油量的变化确定浮子的运动方向,进而推断滑片的移动方向,然后根据变阻器的接线分析接入电阻的变化,最终得到电流表示数的变化。
【解答】当油量变少时,浮子向下运动,而变阻器的滑片向上运动;由于变阻器使用的是下半部分,因此它的阻值变大,电流表的示数变小,故A、B错误;
当油量越多时,浮子向上运动,而变阻器的滑片向下运动;由于变阻器使用的是下半部分,因此它的阻值变小,电流表的示数变大,故C错误,D正确。
故选D。
16.【答案】B
【知识点】电路的动态分析
【解析】【分析】通过电路图分析,R0和RT是串联的,电流表测量串联电路中的电流,电压表测量RT两端的电压;
串联电路中电流相等,俩电阻进行分压,电阻越大,其两端的电压就越大
【解答】A. RT会随温度的变化而变化,如果RT阻值变的较小时,电路中电流较大,可能会超过电流表的量程,因此R0有保护电路的作用,A正确
B. 从乙图可以看出当温度从20℃升高到60℃的过程中,RT的阻值先变小后变大,因此其两端的电压先变小后变大,B错误
C. 温度为40℃时,RT的阻值最小,故其两端的电压最小,C正确
D. 根据欧姆定律,,电压表与电流表示数的比值就是RT的阻值,RT阻值是先变小后变大,D正确
故答案为:B
17.【答案】(1)A
(2)滑动滑动变阻器的滑片,若电流表示数有变化,则 R1断路;若电流表示数不变,则 R2断路
【知识点】电流表、电压表在判断电路故障中的应用
【解析】【分析】(1)根据电流表和电压表判断电路故障的知识判断;
(2)根据选择的实验方案确定对应的现象即可。
【解答】(1)根据图片可知,定值电阻R1与变阻器R2并联。
将电流表接入Q点时,如果R1发生断路,那么此时电路表只测变阻器的电流,因此移动滑片时,电流表的示数会发生改变。否则,电流表的示数不发生改变,故A符合题意;
将电压表接入QM之间,此时电压表被并联的导线短路。无论哪个电阻断路,电压表都没有示数,故B不合题意;
将电压表接入MN之间时,电压表与R2并联,此时测电源电压。无论哪个电阻断路,它的示数始终为电源电压,故C不合题意。
故选A。
(2)闭合开关S后的操作、电表的示数变化情况及其对应的故障:滑动滑动变阻器的滑片,若电流表示数有变化,则 R1断路;若电流表示数不变,则 R2断路。
18.【答案】变亮;熄灭
【知识点】电路的动态分析
【解析】【分析】根据短路的知识分析解答。
【解答】根据图片可知,当开关闭合后,两个灯泡串联在电路中,它们的电压都小于电源电压,此时二者都会发光。将一根导线连接在灯泡L2两端时,灯泡L2被短路,此时它不会发光。灯泡L1两端的电压等于电源电压,即电压变大,因此它的亮度变大。
19.【答案】a;没有
【知识点】电路的动态分析
【解析】【分析】(1)分析整个装置的工作过程,然后确定哪个点可以切断起爆器的工作电流。
(2)分析小灯泡是否有电流经过即可。
【解答】当开关S闭合时,起爆器被短路,电路中只有灯泡在工作。当定时开关S自动断开时,起爆器和灯泡串联,此时灯泡发光,起爆器有电流经过从而完成引爆。
为使引爆装置停止工作,必须切断起爆器所在的电路,因此拆弹专家必须在a处剪断导线。
拆除前,拆除前起爆器上 没有电流通过。
20.【答案】串联;断开
【知识点】电路的动态分析
【解析】【分析】由图可知当定时开关闭合时播放器被短路,电路为指示灯亮的简单电路;
定时开关断开时,播放器和指示灯串联, 播放器”播放声音时 。
【解答】 播放器”播放声音时,指示灯和播放器的连接方式串联 。此时定时开关处于断开状态 。
21.【答案】8;5
【知识点】电路的动态分析
【解析】【分析】结合电路图,理清开关处于不同状态时元件的连接方式及电压表的测量对象,由图像判断此时灯泡的电流,由串联电路特点和欧姆定律计算R1的电压,从而得到电源电压;同理,由图像读出此时灯泡的电流,由串联电路特点和欧姆定律计算R2的阻值.
【解答】(1)由电路图可知,当只闭合S1、S2时,R1与L串联,电压表测灯泡两端电压,
由图象知,灯泡两端电压为2V时的电流为0.6A,串联电路中电流处处相等,即通过R1的电流也为0.6A,
R1的电流为0.2A时,电压为2V,R1的电流与电压成正比,所以R1的电流为0.6A,它两端电压为6V,
所以电源电压U=UL+U1=2V+6V=8V;
(2)当只闭合S2、S3时,R2与L串联,电压表仍测灯泡两端电压,
灯泡两端电压为4V,由图象知,此时通过灯泡的电流为0.8A,
由串联电路特点可知,I2=IL=0.8A,
U2=U-UL=8V-4V=4V,
由欧姆定律可得R2的阻值:R2=
22.【答案】变大;不变;2
【知识点】电路的动态分析
【解析】【分析】首先根据开关的闭合判断电路的串并联关系,然后确定各个电表所测的物理量,最后利用欧姆定律和串并联电路的电流、电压和电阻特点分析判断即可。
【解答】当开关S断开时,只有电阻R1工作,此时电流表A和A1都测通过R1的电流,电压表的示数为零;
当开关S闭合后,电阻R1与R2并联,电流表A1测R1的电流,A测干路电流,电压表测R2的电压,且等于电源电压。
比较可知,电流表A原来只测R1的电流,后来测干路电流,根据I总=I1+I2可知,它的示数变大了;
电流表A1始终测量电R1的电流,因此保持不变;
电压表原来的示数为零,后来测电阻R2的电压,即总电压,那么电压表的示数变化量等于R2两端的电压;
而电流表A的示数变化量就是通过电阻R2的电流;根据可知,二者的比值就等于R2的阻值,因此为2Ω。
23.【答案】变小;不变
【知识点】电路的动态分析
【解析】【分析】分析两个灯泡的串并联关系以及电表的测量值,然后结合并联电路的特点和欧姆定律进行判断即可。
【解答】根据图片可知,两个灯泡并联,电压表测电源电压,电流表测干路电流。
如果小灯泡L1发生断路,那么通过它的电流I1变成零,根据I总=I1+I2可知,电流表的示数变小;由于电源电压保持不变,所以电压表的示数不变。
24.【答案】(1)R3
(2)不正确,电路中电源电压及定值电阻不变,若电流变大,则总电阻变小,即可说明铅笔芯电阻变小(合理即可)
(3)同一 铅笔芯,电阻随温度的升高而减小
【知识点】滑动变阻器的原理及其使用;电路的动态分析
【解析】【分析】 (1) 电路的动态分析:将滑片P调节到a端且单刀双掷开关掷于c端时,电路为滑动变阻器的简单电路,电流表测电路中的电流,根据电流表的量程可知电流表指针指在满刻线位置时电路中的电流,根据欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的电阻,然后确定电路中滑动变阻器的规格。
(2) 根据串联电路电流、电压、电阻三者的关系进行分析解答。
(3) 根据表格记录分析解答。
【解答】(1) 当接入滑动变阻器R1时,电路中最大电流为,
当接入滑动变阻器R2,电路中最大电流为
当接入滑动变阻器R3,电路中最大电流为
电流表(量程为0~0.6A) ,为保证电流表不超量程,应选择的滑动变阻器为R3;
(2)小明的观点不正确,电路中电源电压及定值电阻不变,若电流变大,则总电阻变小,即可说明铅笔芯电阻变小(
(3) 根据表格分析可知:同一 铅笔芯,电阻随温度的升高而减小 。
25.【答案】(1)
(2)电阻断路
(3)断开开关,将5欧换成10欧,闭合开关,调节滑动变阻器,使电压表示数为2.5V,记录电流表的示数。
【知识点】电流表、电压表在判断电路故障中的应用;电路的动态分析
【解析】【分析】(1)探究“电流与电阻的关系”的实验,电源、开关、待测电阻、电流表串联接入电路,电压表并联在待测电阻两端,据此作出电路图。
(2)探究“电流与电阻的关系”的实验,应保持电阻两端电压不变,更换电阻后,调节滑动变阻器接入电路的阻值,使电阻两端电压保持不变,滑动变阻器与定值电阻串联,根据串联电路电压特点、滑动变阻器阻值与定值电阻间的大小关系分析答题。
(3)排除电路故障进行实验 ,操作步骤分析解答。
【解答】 (1)图乙中未完成的电路 :
(2)连接好电路,闭合开关,发现电流表没有示数,移动滑动变阻器的滑片,电压表示数始终接近电源电压。造成这一现象的原因可能是电阻断路 。
(3)排除电路故障进行实验 ,当完成5欧的电阻后,现将用10欧的电阻实验,写出他完成此次实验的操作断开开关,将5欧换成10欧,闭合开关,调节滑动变阻器,使电压表示数为2.5V,记录电流表的示数。
26.【答案】(1)
(2)L1开路
(3)电压表的正负接线柱接反了
【知识点】根据实物图画电路图;电压的测量及电压表的使用;电流表、电压表在判断电路故障中的应用
【解析】【分析】(1)根据实物图确定串并联关系和连接的顺序,然后依次用电路符号替代,从而画出对应的电路图即可。
(2)当灯泡L1开路时,电压表与L2串联,由于它的内阻很大,因此通过灯泡的电流很小,则L2不发光。在串联电路中,电压与电阻成正比,则电压表几乎分得全部电压,即电压表的指针偏转明显。
(3)注意电表的正负接线柱连接是否正确。
【解答】(1)根据实物图可知,灯泡L1与L2串联,电压表测L1的电压。
①电流从正极出发,依次经过开关、L2、L1,然后回到电源灯负极;
②将电压表并联在L1的左右两端即可,如下图所示:
(2)连接好电路,闭合开关发现两灯都不亮,电压表指针有明显偏转,则故障是:L1开路。
(3)原来AE与电源的负极相连,则E肯定为“-”接线柱。如果将A改接到D上,那么E与电源正极相连,违反了电压表的使用规范,则存在的问题是:电压表的正负接线柱接反了。
27.【答案】(1)
(2)C
(3)“60Ω,1A”
(4)定值电阻两端的电压为3V
【知识点】串、并联电路的电压特点;滑动变阻器的原理及其使用;电流表、电压表在判断电路故障中的应用;欧姆定律及其应用;探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【分析】串联电路中电流处处相等,电阻越大,其两端的电压也越大,根据欧姆定律可得出串联电路中各电阻两端的电压之比
【解答】(1)根据甲图可以看出电压表是测量定值电阻R两端的电压,想要滑动变阻器的滑片P向A端移动,电压表示数变大,则需要滑片P向A端移动时,滑动变阻器的阻值减小,连接方式见答案
(2)A. 电压表量程太大,电压表的偏转角度会比较小,但不会示数为零,A错误
B. 电阻R发生断路,则电路中没有电路通过,电流表示数为零,电压表有示数,B错误
C. 电阻R短路,相当于电阻R变成导线了,导线电阻为零,其两端的电压为零,因此电压表的示数为零,且由于电阻变小了,电流会变得较大,C正确
D. 滑动变阻器短路,电压表还是有示数的,D错误
故选C
(3)本实验探究电流与电阻的关系,应控制R两端的电压相同,根据丙图可以看出该实验控制电阻R两端的电压U1=3V,电源电压U=6V,则滑动变阻器两端的电压U2=6V-3V=3V
根据,U1=U2=3V,可以得出R=RP,故RP的最大值为30Ω
故为了使所给的五个定值电阻都能进行实验,滑动变阻器应选用的规格为60Ω,1A
(4)阴影部分的面积=I×R,根据欧姆定律U=I×R,可以得出阴影部分的面积表示定值电阻两端的电压为3V
故答案为(1)
(2)C (3) 60Ω,1A (4) 定值电阻两端的电压为3V
28.【答案】(1)一定发光
(2)R2断路(或R1短路或R2断路且R1短路)
【知识点】电流表、电压表在判断电路故障中的应用
【解析】【分析】①电路故障有两种情况:短路或断路。电流表示数变大,说明电路电阻减小,对两个电阻的故障情况进行逐一分析,最终判断灯泡是否发光;
②根据电压表所测电路的变化及电压表的示数大小关系得出结论。
【解答】①若是电流表的示数变大,则电路有短路处,若是R2短路造成,用完好的灯泡替换R2,便排除了短路问题,灯泡便会发光;
若只有电压表示数变大,则R2断路,用小灯泡代替R2后,小灯泡能够发光;
若电流表和电压表示数同时变大,则R1短路,用灯泡代替后,小灯泡能够发光。
由上分析知,用一个完好的小灯替换R2后,小灯一定发光;
②分析电路图知,两电阻串联,电压表测量R2两端的电压,
(1)若是电流表的示数变大,则电路有短路处,
a.若是R2短路造成,电流表示数变大,电压表示数减小,若将电流表A与R1位置互换后,电压表测量电路中的总电压,电压表示数增大,不合题意;
b.若是R1短路造成,电流表示数变大,电压表示数测量电压,若将电流表A与R1位置互换后,电压表测量电路中的总电压,电压表示数不变,符合题意;
c.若R1和R2都短路,电流表示数变大,电压表示数为零,若将电流表A与R1位置互换后,电压表被短路,示数为零,电流表示数不变,但由于电流过大,将电流表烧坏,不符合题意;
(2)若只有电压表示数变大,则电路有断路处,
a.若R2断路,电流表示数为零,电压表测量电源电压,若将电流表A与R1位置互换后,电压表测量电源电压,示数不变,符合题意;
b.若R1断路,电压表和电流表示数都为零,若将电流表A与R1位置互换后,电压表测量电源电压,示数增大,不符合题意;
c:若同时断路,电压表和电流表示数都为零,不符合题意;
d:若电流表和电压表示数同时变大,则R1短路,但若将电流表A与R1位置互换后,电压表示数增大,符合题意。
e:若R2断路且R1短路,电压表示数示数变大,电流表示数减小,若将电流表A与R1位置互换后,电压表和电流表示数都不变,符合题意。
那么电路可能存在的故障为:R2断路或R1短路或R2断路且R1短路。
29.【答案】(1)减小;减小
(2)40
(3)解:I=U/R =15V/(20Ω+10Ω)=0.5A
U1=IR1=0.5A×20Ω=10V
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析
【解析】【分析】
①水位下降时,圆柱体M受到浮力减小,对弹簧测力计的拉力增大,P向下滑动,金属棒接入电路的长度减小。根据串联电路分压特点可知,R1两端电压减小,即电压表示数减小。
②(3)也可以利用串联电路分压特点进行计算。
【解答】
(1)①水位下降时,圆柱体M受到浮力减小,对弹簧测力计的拉力增大,P向下滑动,金属棒接入电路的长度减小。
②根据串联电路分压特点可知,R1两端电压减小,即电压表示数减小。
(2)当水位降至最低位置B时,M的下表面刚好离开水面,说明此时M不再受到水的浮力,所以此时弹簧拉力等于物体重力80N,故△L=40cm。
(3)利用欧姆定律计算出串联电路的电流,再根据电流和电阻计算电压。
30.【答案】(1)变大
(2)解:没人站在体重计上时,压敏电阻受到压力为0,
由图乙可知R=100Ω
I1= =0.12A
此时A1的指针对应位置应该对应的体重示数为0牛
(3)解:当F=G=400N时,由图乙可知R=20Ω
I1= =0.6安
I2=0.6A×0.5=0.3A
R0= =40Ω
【知识点】电路的动态分析
【解析】【分析】(1)图甲电路图为并联电路,电流表A1和力敏电阻R在一条支路上,又根据图乙可知压力越大,R的阻值越小,即体重增加,R的阻值减小,A1的示数增大。电流表A2和滑动变阻器R0在一条支路上,当身高增大时,R0的有效阻值减小,A2的示数增大。
(2)当没人站在体重计上时,即体重示数为0N时,压敏电阻受到压力为0N,由图乙可知R=100Ω,电源电压已知,即可通过公式进行计算。
(3)已知小明体重为400N,即压力为400N,由图乙可知R=20Ω,根据公式求出I1,A2示数恰好为A1示数的一半,可知I2=,再根据公式 求出R0的阻值。
【解答】(1)当小明的身高变化不明显,即A2示数变化不明显,但体重明显增加,即A1示数明显增大,A1和A2的示数比值将变大。
31.【答案】(1)解:I=15V/500Ω=30mA>25mA,不能
(2)解: 报警时电路中的最小电流是10mA=0.01A,
由欧姆定律可得,此时报警电路的总电阻为:,
由表格数据可知,压敏电阻受到的压力每增加50N,其电阻会减小20Ω,
则压敏电阻受到的压力为250时,
其阻值为,
所以,滑动变阻器的最大阻值至少为:R滑=R-Rx=1500-400=1100Ω。
(3)解:可在电路中串联电阻
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析
【解析】【分析】从表格数据知,压敏电阻每增加50N,电阻减小20.求出压力为500N时的电阻,进一步求出电路总电阻,根据电阻的串联求出滑动变阻器的最大阻值至少为多少。
【解答】(1)由于报警器超过25mA会损坏,而I=15V/500Ω=30mA,30mA>25mA,因此当压敏电阻不受压力时,滑动变阻器不能移到最小阻值端。
(2)解:报警时电路中的最小电流是10mA=0.01A,由欧姆定律可得,此时报警电路的总电阻为:,由表格数据可知,压敏电阻受到的压力每增加50N,其电阻会减小20Ω,则压敏电阻受到的压力为250时,其阻值为,所以,滑动变阻器的最大阻值至少为:R滑=R-Rx=1500-400=1100Ω。
(3)现要提高该器械其所受的最大压力,可在电路中串联电阻。
故答案为:(1)解:I=15V/500Ω=30mA>25mA,不能(2)1100Ω(3)解:可在电路中串联电阻
32.【答案】(1)减小
(2)0
(3)解:由图像可知:电源电压U=4.5V
U1=1.5V时,电路中的电流I=3.0A
两端的电压Uo=U-U1=4.5V-1.5V=3.0V
的电阻 =
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析
【解析】【分析】(1)根据甲图可知,灯泡与两个电阻串联,电压表V1测变阻器和灯泡的总电压。首先根据U0=I0R0判断R0两端的电压变化,再根据U1=U总-U0判断电压表V1的示数变化。
(2)两个电压表的图像相交,说明它们的示数相同,据此分析即可;
(3)根据(1)中的结果可知,直线是电压表V1的示数图像,曲线是电压表V2的图像。根据乙图可知,当电流为0时,电压表V1的示数为4.5V,这相当于灯泡发生断路,此时V1与电源并联,那么电源电压就是4.5V。当电压表V1的示数为1.5V时,电流为3A,根据公式U0=U-U1计算出此时定值电阻的电压,再根据 计算它的阻值。
【解答】(1)根据甲图可知,灯泡与两个电阻串联,电压表V1测变阻器和灯泡的总电压。根据公式U0=I0R0可知,当电流增大时,定值电阻两端的电压U0增大;根据公式U1=U总-U0可知,电压表V1的示数减小。
(2)电压表V1的示数等于变阻器的电压和灯泡电压之和,而电压表V2的示数等于灯泡的电压;如果两个图像相交,那么它们的示数相等,即变阻器的电压为零,根据U=IR可知,变阻器的阻值为零;
(3)由图像可知:电源电压U=4.5V;
当U1=1.5V时,电路中的电流I=3.0A;
定值电阻R0两端的电压U0=U-U1=4.5V-1.5V=3.0V;
R0的电阻 = 。
33.【答案】(1)电压
(2)解:R=R1+R2=20Ω+30Ω=50Ω
I= 0.12A
(3)解:当秤盘内物体越重,电压表示数越大。为保证电路安全,电压表最大为3伏。
滑动变阻器被测部分电阻为:R'= =25Ω
弹簧身长量为:△x=12cm× =10cm=0.1m
最大称重为:G=F=300N/m×0.1m=30N
【知识点】影响电阻大小的因素;滑动变阻器的原理及其使用;欧姆定律及其应用;电路的动态分析
【解析】【分析】当开关闭合时,电路中电流如下图所示
从图中可以看出移动滑动变阻器的滑片,R2接入电路的阻值不变,电流表的示数不变,电压表测量的是R2中a到滑片p两端的电压,因此滑片往下滑时,电压表的示数变大
【解答】(1)根据需求,放的物体越重,电表的示数越大,故应选择电压表的表盘进行改装,用来显示重力的大小
(2)无论秤盘放不放任何重物,接入电路的总电阻R始终不变,R=R1+R2
再根据欧姆定律带入计算
(3 )当秤盘内物体越重,电压表示数越大。为保证电路安全,电压表最大为3伏,当电压为3V时,根据R'= 可以算出滑动变阻器被测部分电阻
根据电阻丝的阻值与长度成正比可以计算出弹簧的伸长量△x
再利用 =300N/m 可以算出弹簧的拉力F,拉力即等于称的重力
故答案为(1)电压 (2)0.12A (3)30N
1 / 1初中科学浙教版 八年级上册 第四章 第7节 电路的分析与应用同步练习
一、单选题
1.某同学在测定灯泡电阻的实验中将电压表、电流表接入电路,当开关闭合后,发现电压表有示数(等于电源电压),电流表示数为零,移动变阻器的滑片,电压表示数基本上没有变化,电流表示数始终为零,其原因可能是( )。
A.滑动变阻器接触不良 B.开关接触不良
C.小灯泡两端短路 D.灯泡的灯丝断了
【答案】D
【知识点】电流表、电压表在判断电路故障中的应用
【解析】【分析】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】A.滑动变阻器接触不良时,整个电路发生断路,此时电流表和电压表都没有示数,故A不合题意;
B.开关接触不良时,整个电路发生断路,此时电流表和电压表都没有示数,故B不合题意;
C.小灯泡两端短路时,灯泡不发光,此时电压表也被断路,那么电压表此时没有示数, 故C不合题意;
D.灯泡的灯丝断了,此时电压表串联在电路中。由于电压表的电阻很大,因此电流表的示数几乎为零。串联电路中电压与电阻成正比,则电压表几乎分得全部电压,则示数接近电源电压,故D符合题意。
故选D。
2.(2023八上·南浔期末)为了减少碳排放,国家大力推行电动汽车。小浔设计的电动汽车的模拟电路,向下踩“油门”踏板时( )
A.电流表示数变大,电压表示数变大
B.电流表示数变大,电压表示数变小
C.电流表示数变小,电压表示数变大
D.电流表示数变小,电压表示数变小
【答案】A
【知识点】电路的动态分析
【解析】【解答】
向下踩“油门”踏板时,滑动变阻器有效阻值减小,电路中总电阻减小,在电源电压不变的情况下,电路总电流增大,所以电流表示数增大,电动机的电阻不变,通过的电流增大,所以电压表读数也增大,A符合题意。
故答案为:A。
【分析】
①串联电路电流处处相等,
②串联电路分压特点,,即用电器电阻越大,分得的电压越大。
③串联电路总电压等于各用电器电压之和。
④串联电路总电阻等于各用电器电阻之和。
3.某同学用两节干电池串联起来做电源,做伏安法测电阻的实验,因不慎将电流表和电压表相互接错了,如图所示,则开关闭合后,各仪表将( )
A.电流表、电压表均被烧坏 B.电流表、电压表不会被烧坏
C.只有电流表被烧坏 D.只有电压表被烧坏
【答案】B
【知识点】电流表、电压表在判断电路故障中的应用
【解析】【分析】电压表内阻很大,可以看作断路;电流表内阻很小,可以看作导线,据此分析判断。
【解答】根据图片可知,此时电流表将定值电阻R短路,而电压表串联在电路上。由于电压表的内阻很大,因此通过电流表的示数很小,即电流表不会被烧坏。电压表的示数等于电源电压,在不超量程的情况下不会被烧坏,故B正确,而A、C、D错误。
故选B。
4.如图所示,电源电压保持不变,开关S闭合后,灯L1和L2都正常发光,一段时间后,一盏灯突然熄灭,而电压表和电流表示数都不变,则故障原因可能是( )
A.灯L1短路 B.灯L2短路 C.灯L1开路 D.灯L2开路
【答案】D
【知识点】电流表、电压表在判断电路故障中的应用
【解析】【分析】根据图片确定灯泡的串并联关系,以及电表所测的物理量,然后对各个选项中的故障进行分析,推测可能出现的现象,哪个与题目描述一致,哪个就是正确选项。
【解答】根据图片可知,两个灯泡并联,电压表测总电压,电流表测通过L1的电流。
无论灯泡L1短路,还是灯泡L2短路,此时整个电路都会发生短路,此时灯泡全部熄灭,故A、B不合题意;
灯泡L1开路时,电流表的示数会变成零,故C不合题意;
灯泡L2开路时,对灯泡L1没有影响,即电流表和电压表的示数保持不变,故D符合题意。
故选D。
5.(2021八上·温州期末)用如图电路进行伏安法测电阻实验时,小明闭合开关后发现电压表、电流表示数如图。他排除某处故障后即能正常实验,则发生故障的位置可能是( )
A.①②之间断路 B.①②之间短路
C.②③之间断路 D.②③之间短路
【答案】C
【知识点】电流表、电压表在判断电路故障中的应用
【解析】【分析】根据图片确定电流出现的不正常现象,然后对各个选项中的故障现象进行推测,并与其进行比较即可。
【解答】根据图片可知,此时电压表的示数接近电源电压3V,而电流表的示数几乎为零。
A.①②之间断路时,整个电路被切断,此时没有电流经过电流表和电压表,所以它们的示数都是零,故A不合题意;
B.①②之间短路,那么电流表的示数为零,而此时电压表的示数肯定小于电源电压3V,故B不合题意;
C.②③之间断路时,电压表串联在电路中。因为电压表的内阻很大,所以它几乎分得全部电压,示数接近3V,但是电路电流很小,则电流表示数几乎为零,故C符合题意;
D.②③之间短路时,电压表同时被短路,则它的示数为零,故D不合题意。
故选C。
6.(2021八上·苍南竞赛)在如图的电路中,电源两端的电压保持不变,闭合开关S后,滑动变阻器的滑片P由图示位置向左端滑动的过程中,有关判断正确的是( )
A.电流表A1示数变小 B.电流表A2示数变大
C.电压表V示数变小 D.电压表V示数变大
【答案】A
【知识点】电路的动态分析
【解析】【分析】根据图片确定电路的串并联关系,以及电表测量的物理量,然后根据欧姆定律和串并联电路的特点分析即可。
【解答】根据图片可知,电阻R1和R2并联,电流表A1测总电流,A2测通过R2的电流,电压表测电源电压。
当滑片P向左滑动时,变阻器R1的阻值增大,而它的电压不变,那么通过它的电流I1减小。此时R2两端的电压不变,且电阻不变,根据欧姆定律可知,通过它的电流I2不变,则电流表A2不变。根据I总=I1+I2可知,电路的总电流减小,即电流表A1的示数减小。
变阻器的阻值增大时,电源电压保持不变,则电压表的示数保持不变。
故A正确,B、C、D错误。
故选A。
7.(2021八上·平阳期中)如图所示是一个电热器电路。电热丝、指示灯、开关构成串联电路,接在电源上,已知该电路中有一个元件断路,有一个元件短路,但不知道是哪两个元件有故障。今用一个校验电灯分别并联接入某电路两端,得到如表所示的结果。
校验次数 1 2 3 4 5 6
校验电灯接入点 a、f a、b c、d e、f a、d c、f
较验电灯发光情况 正常发光 不发光 亮度较暗 不发光 亮度较暗 正常发光
根据表格内容可判断( )
A.指示灯断路,开关短路 B.指示灯断路,电热丝短路
C.电热丝断路,开关短路 D.开关断路,指示灯短路
【答案】D
【知识点】电流表、电压表在判断电路故障中的应用
【解析】【分析】校验电灯分别并联接入某电路两端,若不能发光,说明接入的两点不能接到电源的两极,若能正常发光,说明得到220V电压,若发光较暗,说明与指示灯或电热丝串联后形成通路。
【解答】接a、f时能正常发光,说明电源正常;
接a、b时,不发光,说明c不能接到电源上;
接c、d时,发光暗,说明c、d能接到电源上;
接e、f时,不发光,说明e不能接到电源上;
接a、d时发光暗,说明电热丝正常;
接c、f时,正常发光说明灯短路了,故开关处也断路了。
故选D。
8.(2020八上·余杭期末)如图所示,电源电压不变,闭合开关,两灯正常发光,电压表和电流表都有示数。一段时间之后,一个电表示数突然变为0,另一个不变,电表均无损坏,则故障可能是( )
A.L1开路 B.L1短路 C.L2开路 D.L2短路
【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】对各个选项中的故障进行分析,推测可能出现的现象,哪个与题目描述一致,哪个就是正确选项。
【解答】根据图片可知,灯泡L1与L2并联,电压表测电源电压,电流表测灯泡L1的电流。
A.L1开路时,它不发光,电流表的示数为零;灯泡L2不受影响,正常发光。电源电压不变,那么电压表的示数保持不变,故A符合题意;
B. L1短路时,灯泡L2和电压表同时被短路, 两个灯泡都不发光,电压表的示数为零;电流表的示数增大,故B不合题意;
C.L2开路时,它不发光,电压表仍然测电源电压,保持不变;灯泡L1不受影响,照常发光,电流表的示数保持不变,故C不合题意;
D.L2短路时,电压表和灯泡L1同时被短路,两个灯泡都不发光。电压表的示数为零,电流表的示数增大,故D不合题意。
故选A。
9.(2020八上·余杭月考)如图所示,闭合开关,两灯并联,各电表都能正常工作。下列判断正确的是( )
A.甲、乙、丙都是电流表 B.甲、乙、丙都是电压表
C.甲、乙是电压表,丙是电流表 D.甲、丙是电流表,乙是电压表
【答案】D
【知识点】电流表、电压表在判断电路故障中的应用
【解析】【分析】电流表可以看作导线,电压表可以看作断路,据此分析判断。
【解答】根据图片可知,如果两个灯泡并联,那么电流从正极出发后分叉,首先经过灯泡L1,电表丙然后流回负极,因为丙为电流必经支路,因此不能为断路,只能是电流表。
另一支电流经过电表甲和灯泡L2,然后经过电表丙流回负极。因为甲为电流的必经支路,所以甲也是电流表。电流不能从乙流出,否则会发生短路,因此乙为电压表。
故D正确,而A、B、C错误。
故选D。
10.(2020八上·杭州月考)某品牌电饭锅有"高温烧煮"和"保温"两档模式,其内部电路原理如图所示。按下温控开关按钮,进入"高温烧煮"模式煮饭;当达到设定温度(饭煮熟)时,温控开关会自动弹起进入"保温"模式。该电饭锅处于"高温烧煮"模式时,以下判断正确的是( )
A.只有R1接入电路 B.只有R2接入电路电饭锅
C.R1与R2串联接入电路 D.R1与R2并联接入电路
【答案】A
【知识点】电路的动态分析
【解析】【分析】当温控开关闭合后,电饭锅处于高温烧煮模式,对电路图进行分析即可。
【解答】根据电路图可知,当温控开关闭合后,会将电阻R2短路,此时电路中只有电阻R1,故A正确,而B、C、D错误。
故选A。
11.(2020八上·杭州月考)在如图所示的电路中,闭合开关S,灯L不亮,电压表有示数,若电路故障在灯L或电阻R上某一处,对于故障的分析,下列判断正确的是( )
A.一定是电阻R断路
B.用导线连接R两端,根据灯的亮暗可以检测出故障原因
C.在电路中再串联一个电流表,根据电流表有无示数可以检测出故障原因
D.在L两端再并联一个电压表,根据电压表有无示数可以检测出故障原因
【答案】C
【知识点】电流表、电压表在判断电路故障中的应用
【解析】【分析】对各个选项中的故障进行分析,推测可能出现的现象,然后与题干比较即可。
【解答】A.闭合开关S,灯L不亮,电压表有示数,说明电压表的两极与电源的两极相连,故障可能是电阻R断路,也可能是灯泡短路,故A错误;
B.若灯泡L短路,用导线连接R两端时,电源被短路,不仅灯泡不亮,而且烧坏电源,故B错误;
C.在电路中串联一个电流表,如果电流表有示数,那么说明灯泡有示数,那么说明灯泡被短路;如果电流表没有示数,说明电阻R断路,故C正确;
D.在灯泡L两端并联一个电压表,如果电压表无示数,那么可能是灯泡短路,也可能是R断路,无法确定故障原因,故D错误。
故选C。
12.(2020八上·滨江月考)如图是电吹风的简化电路图,其中M是电动机可吹风,R是电热丝,可知( )
A.只将开关S1闭合,吹出的是热风
B.M和R是串联在电路中的
C.将S1和S2都闭合,吹出的是热风
D.开关S2可以控制整个电路
【答案】C
【知识点】电路的动态分析
【解析】【分析】(1)(3)只有电热丝和电动机同时工作,才能吹热风;
(2)如果只有一条通路,那么为串联;如果有两条通路,那么为并联;
(4)根据并联电路开关的控制作用分析。
【解答】根据图片可知,电动机和电阻丝各在一条通路上,互不影响,因此M和R并联,故B错误;
开关S2与电热丝串联,只能控制电热丝的工作,故D错误;
开关S1在干路上,当两个开关同时闭合时,电热丝和电动机同时工作,可以吹热风,故C正确,A错误。
故选C。
13.(2020八上·义乌月考)在做电学实验时,有时会遇到电路元件接触不良现象,一般要利用电压表来检测故障发生的位置。小强同学连接了如图所示电路,开关闭合后灯泡不亮,电流表的示数为零,此时用电压表测得a、d间电压不为零,a、c间电压为零,c、d间的电压不为零,这说明( )
A.电源接线柱接触不良 B.开关的触片或接线柱接触不良
C.电流表连接柱接触不良 D.灯泡灯丝断了或灯座接触不良
【答案】B
【知识点】电流表、电压表在判断电路故障中的应用
【解析】【分析】对各个选项中的故障进行分析,推测可能出现的现象,哪个与题目描述一致,哪个就是正确选项。
【解答】A.电源接线柱接触不良时,电压表连接在a、d两点时示数为零,与题目不符,故A错误;
B.开关的触片或接线柱接触不良时,电压表接在a、c两点时,它与电源之间存在断路,示数应该为零。当电压表接在c、d两点时,电压表与电源之间没有断路,因此有示数,与题目相符,故B正确;
C.电流表连接柱接触不良时,电压表接在c、d两点间时,与电源之间存在断路,则电压表无示数,与题目不符,故C错误;
D.灯泡灯丝断了或灯座接触不良,电压表接在c、d两点间时,与电源之间存在断路,则电压表无示数,与题目不符,故D错误。
故选B。
14.(浙教版科学八年级上学期4. 7 电路分析与应用(第2课时))某同学采用如图所示电路图做实验,开关闭合后,电路出现一处故障,以下分析中正确的是( )
A.若电流表无示数,电压表有示数,则R1短路
B.若电流表无示数,电压表无示数,则R2断路
C.若电流表有示数,电压表有示数,则R1断路
D.若电流表有示数,电压表无示数,则R2短路
【答案】D
【知识点】电流表、电压表在判断电路故障中的应用
【解析】【分析】分析电路的串并联关系和各个电表的测量值,然后对两个电阻的故障进行推测,哪个现象与故障一致,哪个就是正确选项。
【解答】根据图片可知,两个电阻串联,电压表测电阻R2的电压,电流表测总电流。
如果R1短路,那么总电阻变小,总电流变大,即电流表示数变大;由于此时电压表的示数等于电源电压,所以电压表的示数增大,故A错误;
如果R1断路,那么整个电路都断开,没有电流产生,因此电流表和电压表的示数都变成零,故C错误;
如果R2短路,那么电压表的示数为零;由于电阻变小,所以电流表的示数增大,故D正确;
如果R2断路,那么几乎没有电流经过电流表,因此电流表的示数几乎为零;电压表与电源并联,示数等于电源电压,故B错误。
故选D。
15.(浙教版科学八年级上学期4. 7 电路分析与应用(第1课时))如图所示,是一种测定油箱内油量的装置,其中R是滑动变阻器的电阻片,滑动变阻器的滑片和滑杆相连,滑杆可绕固定轴O转动,另一端固定着一个浮子。下列说法正确的是( )
A.油量变少,电流表示数不变
B.油量越少,电流表示数越大 B.
C.油量越多,电流表示数越小
D.油量越多,电流表示数越大
【答案】D
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析
【解析】【分析】根据油箱内油量的变化确定浮子的运动方向,进而推断滑片的移动方向,然后根据变阻器的接线分析接入电阻的变化,最终得到电流表示数的变化。
【解答】当油量变少时,浮子向下运动,而变阻器的滑片向上运动;由于变阻器使用的是下半部分,因此它的阻值变大,电流表的示数变小,故A、B错误;
当油量越多时,浮子向上运动,而变阻器的滑片向下运动;由于变阻器使用的是下半部分,因此它的阻值变小,电流表的示数变大,故C错误,D正确。
故选D。
16.(2023八上·东阳期末)新型PTC发热材料可以自动调节电路的电流,在生活中广泛应用。图甲是PTC调试工作电路,电源电压恒定,R0为定值电阻;RT是PTC电阻,阻值随温度变化的图像如图乙所示。闭合开关S,当温度从20℃升高到60℃的过程中,下列说法错误的是( )
A.定值电阻R0有保护电路的作用
B.定值电阻R0两端的电压不变
C.温度为40℃时,电压表的示数最小
D.电压表与电流表示数的比值先变小后变大
【答案】B
【知识点】电路的动态分析
【解析】【分析】通过电路图分析,R0和RT是串联的,电流表测量串联电路中的电流,电压表测量RT两端的电压;
串联电路中电流相等,俩电阻进行分压,电阻越大,其两端的电压就越大
【解答】A. RT会随温度的变化而变化,如果RT阻值变的较小时,电路中电流较大,可能会超过电流表的量程,因此R0有保护电路的作用,A正确
B. 从乙图可以看出当温度从20℃升高到60℃的过程中,RT的阻值先变小后变大,因此其两端的电压先变小后变大,B错误
C. 温度为40℃时,RT的阻值最小,故其两端的电压最小,C正确
D. 根据欧姆定律,,电压表与电流表示数的比值就是RT的阻值,RT阻值是先变小后变大,D正确
故答案为:B
二、填空题
17.(2023八上·长兴期末)如图所示电路中,若电路中仅有一处故障,类型为断路,且只发生在电阻R1、R2上。现通过接入一个电表来判断故障位置。
(1)应选择如下方案 。
A.将一个电流表接入到Q点
B.将一个电压表接入到QM之间
C.将一个电压表接入到MN之间
(2)请写出选择方案后,闭合开关S后的操作、电表的示数变化情况及其对应的故障: 。(写出一种情况即可)
【答案】(1)A
(2)滑动滑动变阻器的滑片,若电流表示数有变化,则 R1断路;若电流表示数不变,则 R2断路
【知识点】电流表、电压表在判断电路故障中的应用
【解析】【分析】(1)根据电流表和电压表判断电路故障的知识判断;
(2)根据选择的实验方案确定对应的现象即可。
【解答】(1)根据图片可知,定值电阻R1与变阻器R2并联。
将电流表接入Q点时,如果R1发生断路,那么此时电路表只测变阻器的电流,因此移动滑片时,电流表的示数会发生改变。否则,电流表的示数不发生改变,故A符合题意;
将电压表接入QM之间,此时电压表被并联的导线短路。无论哪个电阻断路,电压表都没有示数,故B不合题意;
将电压表接入MN之间时,电压表与R2并联,此时测电源电压。无论哪个电阻断路,它的示数始终为电源电压,故C不合题意。
故选A。
(2)闭合开关S后的操作、电表的示数变化情况及其对应的故障:滑动滑动变阻器的滑片,若电流表示数有变化,则 R1断路;若电流表示数不变,则 R2断路。
18.(2022八上·临海期中)如图所示,有“3.8V”字样的两个小灯泡串联并接在电源电压为3V的电路中,在闭合开关时,两个小灯泡都发光。如果把一根完好导线接在小灯泡L2的两端,你所看到两小灯泡的变化情况是:(1)L1 ;(2)L2 (选填“熄灭”“变亮”或“变暗”)。
【答案】变亮;熄灭
【知识点】电路的动态分析
【解析】【分析】根据短路的知识分析解答。
【解答】根据图片可知,当开关闭合后,两个灯泡串联在电路中,它们的电压都小于电源电压,此时二者都会发光。将一根导线连接在灯泡L2两端时,灯泡L2被短路,此时它不会发光。灯泡L1两端的电压等于电源电压,即电压变大,因此它的亮度变大。
19.(2021八上·舟山月考)恐怖分子在公共场所安装了定时炸弹,其引爆装置如图所示,起爆前定时开关S是闭合的,当设定起爆时间一到,定时开关S会自动断开.为使引爆装置停止工作,拆弹专家应在图中 (填“a”或“b”)处剪断导线.拆除前起爆器上 (填“有”或“没有”)电流通过.
【答案】a;没有
【知识点】电路的动态分析
【解析】【分析】(1)分析整个装置的工作过程,然后确定哪个点可以切断起爆器的工作电流。
(2)分析小灯泡是否有电流经过即可。
【解答】当开关S闭合时,起爆器被短路,电路中只有灯泡在工作。当定时开关S自动断开时,起爆器和灯泡串联,此时灯泡发光,起爆器有电流经过从而完成引爆。
为使引爆装置停止工作,必须切断起爆器所在的电路,因此拆弹专家必须在a处剪断导线。
拆除前,拆除前起爆器上 没有电流通过。
20.(2021八上·温州期中)如图所示是一种英语听力播放控制装置的原理图。“播放器”是有电流通过时会播放声音的装置;“播放器”播放声音时,指示灯和播放器的连接方式为 ,此时定时开关处于 (填“闭合”或“断开”)
【答案】串联;断开
【知识点】电路的动态分析
【解析】【分析】由图可知当定时开关闭合时播放器被短路,电路为指示灯亮的简单电路;
定时开关断开时,播放器和指示灯串联, 播放器”播放声音时 。
【解答】 播放器”播放声音时,指示灯和播放器的连接方式串联 。此时定时开关处于断开状态 。
21.(2021八上·温州期中)如图甲所示的电路中,电源电压恒定不变,图乙是小灯泡L和定值电阻R1的电流与电压关系的图像。当只闭合S1、S2时,电压表示数为2V;当只闭合S2、S3时,电压表示数为4V。则电源电压U= V,R2= Ω。
【答案】8;5
【知识点】电路的动态分析
【解析】【分析】结合电路图,理清开关处于不同状态时元件的连接方式及电压表的测量对象,由图像判断此时灯泡的电流,由串联电路特点和欧姆定律计算R1的电压,从而得到电源电压;同理,由图像读出此时灯泡的电流,由串联电路特点和欧姆定律计算R2的阻值.
【解答】(1)由电路图可知,当只闭合S1、S2时,R1与L串联,电压表测灯泡两端电压,
由图象知,灯泡两端电压为2V时的电流为0.6A,串联电路中电流处处相等,即通过R1的电流也为0.6A,
R1的电流为0.2A时,电压为2V,R1的电流与电压成正比,所以R1的电流为0.6A,它两端电压为6V,
所以电源电压U=UL+U1=2V+6V=8V;
(2)当只闭合S2、S3时,R2与L串联,电压表仍测灯泡两端电压,
灯泡两端电压为4V,由图象知,此时通过灯泡的电流为0.8A,
由串联电路特点可知,I2=IL=0.8A,
U2=U-UL=8V-4V=4V,
由欧姆定律可得R2的阻值:R2=
22.(第7节电路分析与应用(二))如图所示电路,电阻R1=3欧,R2=2欧。闭合开关S,电流表A的示数 (选填“变大”“变小”或“不变"),电流表A1的示数 (选填“变大”“变小”或“不变"),电压表V的示数变化与电流表A的示数变化之比等于 欧。
【答案】变大;不变;2
【知识点】电路的动态分析
【解析】【分析】首先根据开关的闭合判断电路的串并联关系,然后确定各个电表所测的物理量,最后利用欧姆定律和串并联电路的电流、电压和电阻特点分析判断即可。
【解答】当开关S断开时,只有电阻R1工作,此时电流表A和A1都测通过R1的电流,电压表的示数为零;
当开关S闭合后,电阻R1与R2并联,电流表A1测R1的电流,A测干路电流,电压表测R2的电压,且等于电源电压。
比较可知,电流表A原来只测R1的电流,后来测干路电流,根据I总=I1+I2可知,它的示数变大了;
电流表A1始终测量电R1的电流,因此保持不变;
电压表原来的示数为零,后来测电阻R2的电压,即总电压,那么电压表的示数变化量等于R2两端的电压;
而电流表A的示数变化量就是通过电阻R2的电流;根据可知,二者的比值就等于R2的阻值,因此为2Ω。
23.(浙教版科学八年级上学期4. 7 电路分析与应用(第2课时))如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关电路正常工作,但过一段时间,小灯泡L1发生断路,这时电流表的示数 ,电压表的示数 。(选填“变大”、“变小”或“不变”)
【答案】变小;不变
【知识点】电路的动态分析
【解析】【分析】分析两个灯泡的串并联关系以及电表的测量值,然后结合并联电路的特点和欧姆定律进行判断即可。
【解答】根据图片可知,两个灯泡并联,电压表测电源电压,电流表测干路电流。
如果小灯泡L1发生断路,那么通过它的电流I1变成零,根据I总=I1+I2可知,电流表的示数变小;由于电源电压保持不变,所以电压表的示数不变。
三、实验探究题
24.(2021八上·温州期中)小明设计了如图实验电路来探究“铅笔芯的电阻随温度变化的规律”。其中:电流表(量程为0~0.6A),学生电源(输出电压恒为24V),滑动变阻器R1(最大阻值为10Ω),滑动变阻器R2(最大阻值为20Ω),滑动变阻器R3(最大阻值为50Ω),单刀双掷开关,用防水绝缘材料包裹的铅笔芯RT,导线若干。实验步骤如下:
a.按照电路图连接好实验器材;
b.为不烧坏电流表,将滑动变阻器的滑片P调节到a端;然后将单刀双掷开关掷于c端,调节滑片P,使电流表指针指在满刻线位置,并在以后的操作中使滑片P位置不变;
c.水浴使温度维持在20℃,将单刀双掷开关掷于d端,电流表示数稳定后记录电流表示数。
d.改变水浴温度40℃、60℃、80℃,重复实验。
(1)根据实验要求,电路中的滑动变阻器应选 (填“R1”“R2”或“R3”)。
(2)小明检查电路后认为电路设计存在问题,实验过程中没有保持铅笔芯两端的电压相同,通过电流表变化不能判断铅笔芯的电阻的变化。小明的观点是否正确?理由是 。
(3)实验测得的数据如下表所示,由此可以得出的结论:
实验次数 1 2 3 4
温度/℃ 20 40 60 80
电流/A 0.16 0.19 0.21 0.22
【答案】(1)R3
(2)不正确,电路中电源电压及定值电阻不变,若电流变大,则总电阻变小,即可说明铅笔芯电阻变小(合理即可)
(3)同一 铅笔芯,电阻随温度的升高而减小
【知识点】滑动变阻器的原理及其使用;电路的动态分析
【解析】【分析】 (1) 电路的动态分析:将滑片P调节到a端且单刀双掷开关掷于c端时,电路为滑动变阻器的简单电路,电流表测电路中的电流,根据电流表的量程可知电流表指针指在满刻线位置时电路中的电流,根据欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的电阻,然后确定电路中滑动变阻器的规格。
(2) 根据串联电路电流、电压、电阻三者的关系进行分析解答。
(3) 根据表格记录分析解答。
【解答】(1) 当接入滑动变阻器R1时,电路中最大电流为,
当接入滑动变阻器R2,电路中最大电流为
当接入滑动变阻器R3,电路中最大电流为
电流表(量程为0~0.6A) ,为保证电流表不超量程,应选择的滑动变阻器为R3;
(2)小明的观点不正确,电路中电源电压及定值电阻不变,若电流变大,则总电阻变小,即可说明铅笔芯电阻变小(
(3) 根据表格分析可知:同一 铅笔芯,电阻随温度的升高而减小 。
25.(2021八上·温州期中)在探究电流与电阻的关系的实验过程中,小明选择了5欧、10欧、20欧、25欧四个定值电阻进行实验,电路图如图甲所示。最后记录数据绘成如图丙所示的坐标图
(1)请用笔画线代替导线完成图乙中未完成的电路。(导线不能交叉)
(2)连接好电路,闭合开关,发现电流表没有示数,移动滑动变阻器的滑片,电压表示数始终接近电源电压。造成这一现象的原因可能是 。
(3)排除电路故障进行实验 ,当完成5欧的电阻后,现将用10欧的电阻实验,写出他完成此次实验的操作 。
【答案】(1)
(2)电阻断路
(3)断开开关,将5欧换成10欧,闭合开关,调节滑动变阻器,使电压表示数为2.5V,记录电流表的示数。
【知识点】电流表、电压表在判断电路故障中的应用;电路的动态分析
【解析】【分析】(1)探究“电流与电阻的关系”的实验,电源、开关、待测电阻、电流表串联接入电路,电压表并联在待测电阻两端,据此作出电路图。
(2)探究“电流与电阻的关系”的实验,应保持电阻两端电压不变,更换电阻后,调节滑动变阻器接入电路的阻值,使电阻两端电压保持不变,滑动变阻器与定值电阻串联,根据串联电路电压特点、滑动变阻器阻值与定值电阻间的大小关系分析答题。
(3)排除电路故障进行实验 ,操作步骤分析解答。
【解答】 (1)图乙中未完成的电路 :
(2)连接好电路,闭合开关,发现电流表没有示数,移动滑动变阻器的滑片,电压表示数始终接近电源电压。造成这一现象的原因可能是电阻断路 。
(3)排除电路故障进行实验 ,当完成5欧的电阻后,现将用10欧的电阻实验,写出他完成此次实验的操作断开开关,将5欧换成10欧,闭合开关,调节滑动变阻器,使电压表示数为2.5V,记录电流表的示数。
26.(2020八上·柯桥月考)某兴趣小组的同学欲采用以下的实验器材探究串联电路电压的特点。
(1)请在答题卷的框中画出对应的电路图。
(2)连接好电路,闭合开关发现两灯都不亮,电压表指针有明显偏转,则故障是: 。
(3)某同学在测量了L1两端的电压后,断开开关,然后将AE导线的A端松开,接到D接线柱上,测量小灯泡L2两端的电压,这一做法存在的问题是 。
【答案】(1)
(2)L1开路
(3)电压表的正负接线柱接反了
【知识点】根据实物图画电路图;电压的测量及电压表的使用;电流表、电压表在判断电路故障中的应用
【解析】【分析】(1)根据实物图确定串并联关系和连接的顺序,然后依次用电路符号替代,从而画出对应的电路图即可。
(2)当灯泡L1开路时,电压表与L2串联,由于它的内阻很大,因此通过灯泡的电流很小,则L2不发光。在串联电路中,电压与电阻成正比,则电压表几乎分得全部电压,即电压表的指针偏转明显。
(3)注意电表的正负接线柱连接是否正确。
【解答】(1)根据实物图可知,灯泡L1与L2串联,电压表测L1的电压。
①电流从正极出发,依次经过开关、L2、L1,然后回到电源灯负极;
②将电压表并联在L1的左右两端即可,如下图所示:
(2)连接好电路,闭合开关发现两灯都不亮,电压表指针有明显偏转,则故障是:L1开路。
(3)原来AE与电源的负极相连,则E肯定为“-”接线柱。如果将A改接到D上,那么E与电源正极相连,违反了电压表的使用规范,则存在的问题是:电压表的正负接线柱接反了。
27.(2023八上·东阳期末)科学兴趣小组的同学们在探究”电流与电阻的关系”的实验中,设计了如图甲所示的电路。已知电源电压为6V保持不变,所给的定值电阻的阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、30Ω,滑动变阻器有”20Ω,2A”、”60Ω,1A”两种规格。
(1)图乙是该组同学尚未完成连接的实物电路,请你用笔画线代替两根导线完成连接(连线不交叉)。要求:滑动变阻器的滑片P向A端移动,电压表示数变大。
(2)他们在电路连接好后,闭合开关,发现电流表示数较大、电压表示数为零,则电路故障原因可能是______。
A.电压表的量程太大 B.电阻R发生断路
C.电阻R发生短路 D.滑动变阻器发生短路
(3)为了使所给的五个定值电阻都能进行实验,滑动变阻器应选用的规格为 。
(4)兴趣小组的同学按正确的操作方式,将获得的相关数据绘制成图丙所示的I-R图像。请分析图中阴影部分的面积表示 。据图可得电流与电阻的定量关系。
【答案】(1)
(2)C
(3)“60Ω,1A”
(4)定值电阻两端的电压为3V
【知识点】串、并联电路的电压特点;滑动变阻器的原理及其使用;电流表、电压表在判断电路故障中的应用;欧姆定律及其应用;探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【分析】串联电路中电流处处相等,电阻越大,其两端的电压也越大,根据欧姆定律可得出串联电路中各电阻两端的电压之比
【解答】(1)根据甲图可以看出电压表是测量定值电阻R两端的电压,想要滑动变阻器的滑片P向A端移动,电压表示数变大,则需要滑片P向A端移动时,滑动变阻器的阻值减小,连接方式见答案
(2)A. 电压表量程太大,电压表的偏转角度会比较小,但不会示数为零,A错误
B. 电阻R发生断路,则电路中没有电路通过,电流表示数为零,电压表有示数,B错误
C. 电阻R短路,相当于电阻R变成导线了,导线电阻为零,其两端的电压为零,因此电压表的示数为零,且由于电阻变小了,电流会变得较大,C正确
D. 滑动变阻器短路,电压表还是有示数的,D错误
故选C
(3)本实验探究电流与电阻的关系,应控制R两端的电压相同,根据丙图可以看出该实验控制电阻R两端的电压U1=3V,电源电压U=6V,则滑动变阻器两端的电压U2=6V-3V=3V
根据,U1=U2=3V,可以得出R=RP,故RP的最大值为30Ω
故为了使所给的五个定值电阻都能进行实验,滑动变阻器应选用的规格为60Ω,1A
(4)阴影部分的面积=I×R,根据欧姆定律U=I×R,可以得出阴影部分的面积表示定值电阻两端的电压为3V
故答案为(1)
(2)C (3) 60Ω,1A (4) 定值电阻两端的电压为3V
28.(浙教版科学八年级上学期4. 7 电路分析与应用(第2课时))在如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S,电路正常工作。一段时间后,发现电路中至少有一个电表的示数变大,故障发生在电阻R1、R2上,其他元件仍保持完好。
(1)用一个完好的小灯泡替换R2后,小灯泡 (填“一定发光”或“可能发光”)。
(2)在原故障电路中,将电流表与R1位置互换后,电压表的示数不发生变化,电路中可能存在的故障是 。
【答案】(1)一定发光
(2)R2断路(或R1短路或R2断路且R1短路)
【知识点】电流表、电压表在判断电路故障中的应用
【解析】【分析】①电路故障有两种情况:短路或断路。电流表示数变大,说明电路电阻减小,对两个电阻的故障情况进行逐一分析,最终判断灯泡是否发光;
②根据电压表所测电路的变化及电压表的示数大小关系得出结论。
【解答】①若是电流表的示数变大,则电路有短路处,若是R2短路造成,用完好的灯泡替换R2,便排除了短路问题,灯泡便会发光;
若只有电压表示数变大,则R2断路,用小灯泡代替R2后,小灯泡能够发光;
若电流表和电压表示数同时变大,则R1短路,用灯泡代替后,小灯泡能够发光。
由上分析知,用一个完好的小灯替换R2后,小灯一定发光;
②分析电路图知,两电阻串联,电压表测量R2两端的电压,
(1)若是电流表的示数变大,则电路有短路处,
a.若是R2短路造成,电流表示数变大,电压表示数减小,若将电流表A与R1位置互换后,电压表测量电路中的总电压,电压表示数增大,不合题意;
b.若是R1短路造成,电流表示数变大,电压表示数测量电压,若将电流表A与R1位置互换后,电压表测量电路中的总电压,电压表示数不变,符合题意;
c.若R1和R2都短路,电流表示数变大,电压表示数为零,若将电流表A与R1位置互换后,电压表被短路,示数为零,电流表示数不变,但由于电流过大,将电流表烧坏,不符合题意;
(2)若只有电压表示数变大,则电路有断路处,
a.若R2断路,电流表示数为零,电压表测量电源电压,若将电流表A与R1位置互换后,电压表测量电源电压,示数不变,符合题意;
b.若R1断路,电压表和电流表示数都为零,若将电流表A与R1位置互换后,电压表测量电源电压,示数增大,不符合题意;
c:若同时断路,电压表和电流表示数都为零,不符合题意;
d:若电流表和电压表示数同时变大,则R1短路,但若将电流表A与R1位置互换后,电压表示数增大,符合题意。
e:若R2断路且R1短路,电压表示数示数变大,电流表示数减小,若将电流表A与R1位置互换后,电压表和电流表示数都不变,符合题意。
那么电路可能存在的故障为:R2断路或R1短路或R2断路且R1短路。
四、解答题
29.(2023八上·南浔期末)某款水位自动测控仪的测量原理如图甲所示,电源电压U恒为15V,定值电阻R0=10Ω,R1为一竖直固定光滑金属棒,总长40cm,阻值为20Ω。弹簧上端固定,滑片P固定在弹簧下端且与R1接触良好,滑片及弹簧的阻值、重力均不计。圆柱体M通过无伸缩的轻绳挂在弹簧下端,重80N。当水位处于最高位置A时,M刚好浸没在水中,此时滑片P恰在R1最上端;当水位降至最低位置B时,M的下表面刚好离开水面。已知弹簧所受拉力F与其伸长量△L的关系如图乙所示。闭合开关S,试问:
(1)水位下降时,金属棒接入电路的长度 ,电压表示数 。(两空均选填“增大”或“减小”)
(2)当水位降至最低位置B时,弹簧伸长量△L是 cm。
(3)当水位处于位置A时,电压表的示数为多少?
【答案】(1)减小;减小
(2)40
(3)解:I=U/R =15V/(20Ω+10Ω)=0.5A
U1=IR1=0.5A×20Ω=10V
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析
【解析】【分析】
①水位下降时,圆柱体M受到浮力减小,对弹簧测力计的拉力增大,P向下滑动,金属棒接入电路的长度减小。根据串联电路分压特点可知,R1两端电压减小,即电压表示数减小。
②(3)也可以利用串联电路分压特点进行计算。
【解答】
(1)①水位下降时,圆柱体M受到浮力减小,对弹簧测力计的拉力增大,P向下滑动,金属棒接入电路的长度减小。
②根据串联电路分压特点可知,R1两端电压减小,即电压表示数减小。
(2)当水位降至最低位置B时,M的下表面刚好离开水面,说明此时M不再受到水的浮力,所以此时弹簧拉力等于物体重力80N,故△L=40cm。
(3)利用欧姆定律计算出串联电路的电流,再根据电流和电阻计算电压。
30.(2021八上·椒江期末)肥胖对青少年身体健康造成的影响不可轻视。为监测身高体重,某科学兴趣小组在课外活动中设计了一种身高体重计,如图甲所示,用电流表A1、A2的示数分别反映体重和身高。已知电源电压为12伏,R0为滑动变阻器,R为力敏电阻,其阻值随压力变化关系如图乙所示。
(1)在某阶段,小明的身高变化不明显,但体重明显增加,则A1和A2的示数比值将 。
(2)没有人站在体重计上时,闭合开关S,则A1的示数为多少?此时A1的指针位置对应的体重为多少?
(3)小明在测量时,A2示数恰好为A示数的一半。若小明体重为400N,则滑动变阻器R0接入电路的阻值为多少欧
【答案】(1)变大
(2)解:没人站在体重计上时,压敏电阻受到压力为0,
由图乙可知R=100Ω
I1= =0.12A
此时A1的指针对应位置应该对应的体重示数为0牛
(3)解:当F=G=400N时,由图乙可知R=20Ω
I1= =0.6安
I2=0.6A×0.5=0.3A
R0= =40Ω
【知识点】电路的动态分析
【解析】【分析】(1)图甲电路图为并联电路,电流表A1和力敏电阻R在一条支路上,又根据图乙可知压力越大,R的阻值越小,即体重增加,R的阻值减小,A1的示数增大。电流表A2和滑动变阻器R0在一条支路上,当身高增大时,R0的有效阻值减小,A2的示数增大。
(2)当没人站在体重计上时,即体重示数为0N时,压敏电阻受到压力为0N,由图乙可知R=100Ω,电源电压已知,即可通过公式进行计算。
(3)已知小明体重为400N,即压力为400N,由图乙可知R=20Ω,根据公式求出I1,A2示数恰好为A1示数的一半,可知I2=,再根据公式 求出R0的阻值。
【解答】(1)当小明的身高变化不明显,即A2示数变化不明显,但体重明显增加,即A1示数明显增大,A1和A2的示数比值将变大。
31.(2021八上·柯桥月考)在综合实践活动中,为了防止某器械所受压力过大,科技小组设计了一个由压敏电阻控制的报警电路,如图所示,电源电压恒为15V,报警器(电阻不计)通过的电流达到或超过10mA会报警,超过25 mA会损坏。其阻值随压力F的变化规律如下表所示。
压力F/N 0 50 100 150 200 250 300 …
电阻RX/Ω 500 480 460 440 420 380 …
(1)当压敏电阻不受压力时,滑动变阻器能否移到最小阻值端?
(2)当压敏电阻Rx所受压力达到250N时,报警电路就实现报警功能,则此时滑动变阻器的接入阻值是多少?
(3)现要提高该器械其所受的最大压力,则该电路应做如何调整?
【答案】(1)解:I=15V/500Ω=30mA>25mA,不能
(2)解: 报警时电路中的最小电流是10mA=0.01A,
由欧姆定律可得,此时报警电路的总电阻为:,
由表格数据可知,压敏电阻受到的压力每增加50N,其电阻会减小20Ω,
则压敏电阻受到的压力为250时,
其阻值为,
所以,滑动变阻器的最大阻值至少为:R滑=R-Rx=1500-400=1100Ω。
(3)解:可在电路中串联电阻
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析
【解析】【分析】从表格数据知,压敏电阻每增加50N,电阻减小20.求出压力为500N时的电阻,进一步求出电路总电阻,根据电阻的串联求出滑动变阻器的最大阻值至少为多少。
【解答】(1)由于报警器超过25mA会损坏,而I=15V/500Ω=30mA,30mA>25mA,因此当压敏电阻不受压力时,滑动变阻器不能移到最小阻值端。
(2)解:报警时电路中的最小电流是10mA=0.01A,由欧姆定律可得,此时报警电路的总电阻为:,由表格数据可知,压敏电阻受到的压力每增加50N,其电阻会减小20Ω,则压敏电阻受到的压力为250时,其阻值为,所以,滑动变阻器的最大阻值至少为:R滑=R-Rx=1500-400=1100Ω。
(3)现要提高该器械其所受的最大压力,可在电路中串联电阻。
故答案为:(1)解:I=15V/500Ω=30mA>25mA,不能(2)1100Ω(3)解:可在电路中串联电阻
32.(2020八上·浙江期中)如图甲所示,电源电压为U保持不变,R0为定值电阻。闭合开关,电流表A的示数为I,电压表V1的示数为U1,电压表V2的示数为U2。移动滑动变阻器得到在不同电流下的U1—I图线和U2—I图线,如图乙所示。
(1)随着电路中电流的增大,电压表V1的示数U1 (选填“减小”或“增大”)
(2)在U—I坐标中两条图线在Q点相交,此状态滑动变阻器连入电路的阻值是 Ω;
(3)请根据图像求电源电压U 和定值电阻R0的阻值。
【答案】(1)减小
(2)0
(3)解:由图像可知:电源电压U=4.5V
U1=1.5V时,电路中的电流I=3.0A
两端的电压Uo=U-U1=4.5V-1.5V=3.0V
的电阻 =
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析
【解析】【分析】(1)根据甲图可知,灯泡与两个电阻串联,电压表V1测变阻器和灯泡的总电压。首先根据U0=I0R0判断R0两端的电压变化,再根据U1=U总-U0判断电压表V1的示数变化。
(2)两个电压表的图像相交,说明它们的示数相同,据此分析即可;
(3)根据(1)中的结果可知,直线是电压表V1的示数图像,曲线是电压表V2的图像。根据乙图可知,当电流为0时,电压表V1的示数为4.5V,这相当于灯泡发生断路,此时V1与电源并联,那么电源电压就是4.5V。当电压表V1的示数为1.5V时,电流为3A,根据公式U0=U-U1计算出此时定值电阻的电压,再根据 计算它的阻值。
【解答】(1)根据甲图可知,灯泡与两个电阻串联,电压表V1测变阻器和灯泡的总电压。根据公式U0=I0R0可知,当电流增大时,定值电阻两端的电压U0增大;根据公式U1=U总-U0可知,电压表V1的示数减小。
(2)电压表V1的示数等于变阻器的电压和灯泡电压之和,而电压表V2的示数等于灯泡的电压;如果两个图像相交,那么它们的示数相等,即变阻器的电压为零,根据U=IR可知,变阻器的阻值为零;
(3)由图像可知:电源电压U=4.5V;
当U1=1.5V时,电路中的电流I=3.0A;
定值电阻R0两端的电压U0=U-U1=4.5V-1.5V=3.0V;
R0的电阻 = 。
33.(2023八上·东阳期末)如图为电子秤测量原理图。电源电压恒为6V,定值电阻R的阻值为20欧,电流表量程选择”0~0.6A”,电压表量程选择”0~3V”。滑动变阻器上标有”30Ω,1A”,内置电阻丝绕成的线圈总长为12cm。当秤盘不放任何重物时,滑片P恰好处于a点。
(1)根据需求,可以将 表的表盘进行改装,用来显示重力大小(填”电压”或”电流”)。
(2)当秤盘不放任何重物时,电流表的示数为多少安?
(3)若下图使用的弹簧所受拉力与弹簧的伸长量的关系为:=300N/m。为保证电路安全,图中电子秤最大可以称量多重的物体?
【答案】(1)电压
(2)解:R=R1+R2=20Ω+30Ω=50Ω
I= 0.12A
(3)解:当秤盘内物体越重,电压表示数越大。为保证电路安全,电压表最大为3伏。
滑动变阻器被测部分电阻为:R'= =25Ω
弹簧身长量为:△x=12cm× =10cm=0.1m
最大称重为:G=F=300N/m×0.1m=30N
【知识点】影响电阻大小的因素;滑动变阻器的原理及其使用;欧姆定律及其应用;电路的动态分析
【解析】【分析】当开关闭合时,电路中电流如下图所示
从图中可以看出移动滑动变阻器的滑片,R2接入电路的阻值不变,电流表的示数不变,电压表测量的是R2中a到滑片p两端的电压,因此滑片往下滑时,电压表的示数变大
【解答】(1)根据需求,放的物体越重,电表的示数越大,故应选择电压表的表盘进行改装,用来显示重力的大小
(2)无论秤盘放不放任何重物,接入电路的总电阻R始终不变,R=R1+R2
再根据欧姆定律带入计算
(3 )当秤盘内物体越重,电压表示数越大。为保证电路安全,电压表最大为3伏,当电压为3V时,根据R'= 可以算出滑动变阻器被测部分电阻
根据电阻丝的阻值与长度成正比可以计算出弹簧的伸长量△x
再利用 =300N/m 可以算出弹簧的拉力F,拉力即等于称的重力
故答案为(1)电压 (2)0.12A (3)30N
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