2023-2024学年人教版九年级物理同步训练基础卷:17.4欧姆定律在串、并联电路中的应用
一、选择题
1.(2022·内江)如图所示,电源电压保持不变,灯泡的电阻不受温度影响,当开关闭合,将滑动变阻器的滑片向右移动,下列说法正确的是( )
A.电流表示数变小,电压表示数变大
B.电流表示数不变,电压表示数变小
C.电流表示数不变,电压表示数不变
D.电流表示数变小,电压表示数变小
2.(2024九上·东昌府期末)图所示的电路中,电源两端电压保持不变.闭合开关后,滑动变阻器的滑片向右移动,下列说法中正确的是( )
A.电流表示数变小,电压表示数不变
B.电流表示数变大,电压表示数变大
C.电流表示数变小,电压表示数变大
D.电压表与电流表的示数之比保持不变
3.(2024九上·农安期末)节约粮食是餐饮文明的重要标志之一。某自助餐厅利用电子秤开展“吃多少,称多少”的活动。如图是电子秤的原理图,R0是定值电阻,R是滑动变阻器,它的金属滑片P与弹簧顶端固定在一起。下列说法正确的是( )
A.电路中R0是没有作用的
B.电子秤仪表是由电压表改装而成的
C.食品质量越小,R两端的电压越小
D.食品质量越大,电路中的电流越大
4.(2022九上·怀宁期末)如图是小亮设计的“挂钩式电子秤”的电路原理图.电源电压恒定,R 为定值电阻,R 为滑动变阻器,滑片P 与挂钩固定在一起.不挂物体时,滑片P在R 最 上端.挂上物体时,滑片P随挂钩向下移动,在电子秤量程范围内,则
A.不挂物体时,电压表示数为电源电压
B.所挂物体越重,电流表示数越大
C.所挂物体越轻,电路消耗的总功率越大
D.所挂物体重量发生变化,电压表示数与电流表示数的比值不变
5.(2022·长春模拟)学习了电路后,小明设计了四个如下体重计原理图,用它测量体重时,体重越大,则相应电表的示数越大。你认为可行的是( )
A. B.
C. D.
6.(2017九上·利州期中)如图所示的电路中,电源电压不变,当闭合开关S,滑动变阻器的滑片P向右移动时,下列判断正确的是( )
A.电流表示数变大,电压表示数变小
B.电流表示数变小,电压表示数不变
C.电流表示数变小,电压表示数变大
D.电流表示数变大,电压表示数不变
7.(2024九上·临洮期末)如图所示是一种自动测定油箱油量装置的示意图,电路中电源电压保持不变,R是滑动变阻器的电阻片,它的金属滑片是杠杆的一端,滑杆可以绕固定轴O转动,另一端固定着一个浮标,则下列说法正确的是( )
A.油量表是由电压表改装而成的
B.电阻的作用是为了防止油量最少时烧坏油量表
C.油量增加时,油量表指针偏转角度变小
D.油量最少时,电路的总功率最小
8.(2023九上·茂名月考)如图所示,R是压敏电阻,它的阻值随压力的增大而增大,闭合开关S,当压敏电阻R受到的压力增大时( )
A.电流表示数变小 B.电压表示数变小
C.灯L变亮 D.电路总功率变大
9.(2023九上·新洲月考)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(R上标有“50Ω,1A”的字样),滑动变阻器的滑片跟滑杆连接,滑杆可以绕固定轴O转动,其一端滑片可以在R滑动,另一端固定着一个浮子,油面下降时,浮子随油面落下,带动滑杆使滑片向上移动,从而在油量表上显示对应的油面高度;若油箱内油量最多或最少时,滑片刚好移到R的两端,使电路中电流变化范围为0.1A﹣0.6A,下列说法正确的是( )
①此油量表是由电流表改装而成
②定值电阻R0的阻值为10Ω
③电源电压为6V
④当油箱中油量均匀变化时,油量表示数均匀变化
A.①② B.①②③ C.①②④ D.①②③④
10.(2024九上·徐州期末)如图是一火灾报警系统的原理图,其中为用半导体热敏材料制成的传感器,其电阻会随温度升高而减小,为定值电阻,电源电压恒定不变。当所在处出现火灾时,下列判断正确的是( )
A.电流表示数减小 B.电压表示数减小
C.电路总功率减小 D.电阻的功率减小
11.(2022九上·吴忠期末)如图,闭合开关S,向右移动滑片P的过程中,电流表、电压表的示数变化是( )
A.电流表的示数变大,电压表的示数变小
B.电流表的示数变小,电压表的示数变大
C.电流表、电压表的示数都变小
D.电流表、电压表的示数都变大
12.(2017九上·仙游期中)如图所示,电源电压不变,闭合开关S,当滑动变阻 器滑片P向右移动时( )
A.电流表A1示数变小,电压表V示数变小
B.电流表A2示数变大,电压表V示数变大
C.电压表V示数与电流表A1示数比值不变
D.电压表V示数与电流表A2示数比值不变
13.(2020九上·铁西期末)如图所示,电源电压保持不变,当开关S闭合时,滑动变阻器R1的滑片P从a端滑到b端的过程中,下列说法正确的是()
A.两表示数均变小
B.电压表示数变大,电流表示数不变
C.电流表的示数变小
D.电压表的示数变小,电流表的示数不变
14.(2024九上·期末)如图所示是交警用来检测酒精浓度的检测仪及其原理图,它实际上是由一节干电池(电压不变)、一个气敏电阻(相当于阻值随酒精气体浓度变化的变阻器,酒精浓度越大时阻值越小)、定值电阻及一个电压表组成的。交警检查酒驾时,当驾驶员呼出的酒精气体浓度越大时,则
A.气敏电阻的阻值越小,电压表的示数越小
B.通过电阻的电流越大,电压表的示数越小
C.通过电阻的电流越大,电阻两端的电压越大
D.气敏电阻的阻值越大,通过电阻的电流越大
二、多选题
15.(2024九上·绥化期末)如图所示,电源电压恒为4.5V、灯泡L标有“2.5V 1.25W”的字样(忽略灯丝电阻变化),滑动变阻器规格为“20 1A”,电流表接入量程为“0~0.6A”,电压表接入量程为“0~3V”,则在不损坏电路元件的情况下,下列说法正确的是( )
A.电路中电流表示数的取值范围0.3A~0.5A
B.电路中电压表示数的取值范围2V~3V
C.滑动变阻器接入电路的阻值范围4~20
D.电路消耗的总电功率的范围0.81W~2.25W
16.如图所示的电路,电源电压不变.闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P从中点滑到b端.下列说法正确的是( )
A.电流表的示数变大
B.R2的功率变大
C.电压表示数变化量与电流表示数变化量的比值不变
D.R1电流的变化量大于滑动变阻器电流的变化量
17.(2024九上·贵池期末)如图甲所示,电源电压为保持不变,为定值电阻.闭合开关,电流表的示数为,电压表的示数为,电压表的示数为移动滑动变阻器得到在不同电流下的图线和图线,如图乙所示.则下列判断中正确的是( )
A.当滑片向右移动时,电压表的示数增大,电压表的示数减小
B.图中,表示图线,表示图线
C.在坐标中两条图线在点相交,此状态滑动变阻器连人电路的阻值是
D.电源电压,定值电阻的阻值
三、填空题
18.(2024九上·农安期末)如图所示,是简化了的电冰箱电路图,图中M是压缩机用的电动机,L是电冰箱内的照明灯,电动机和照明灯的连接方式为 ,当冰箱门打开时,开关S1应处于 (选填“断开”或“闭合”)状态。
19.(2022九上·怀宁期末)如图甲所示电路中,电源电压保持不变闭合开关S后,滑片P在左右两端间滑动的过程中,小灯泡的I-U 关系图象如图乙所示,则电源电压为 V, 变阻器的最大阻值为 Ω。
20.(2023·惠城期末)某种金属温度降低时,电阻变小。如图所示为该金属的电阻随时间变化的图象,则时刻的温度比时刻 选填“高”或“低”,当其温度降得足够低时,它的电阻将变为 ,这种现象叫做 现象。
21.(2023九上·湖北月考) 图所示,定值电阻 R=10Ω,R2=10Ω,电源电压为 6V。当开关 S 接位置 1 时,电流表的示数为0.2A,则 R1= Ω。当开关 S 接位置 2 时,电阻 R 两端的电压 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
四、作图题
22.(2018九上·宝山期末)在如图所示电路中的A、B两点间和C、D两点间画上变阻器或电阻的元件符号,要求:合上电路中电键S后,向左移动滑片P时,电流表A1示数不变、电流表A2示数变小
五、实验探究题
23.(2024九上·农安期末)酒后驾车害己害人,酒精测试仪可以检测驾驶员是否酒后驾车,如图是小明设计的酒精测试仪原理图,图中R0定值电阻,酒精气体传感器Rm的电阻随着酒精气体浓度的增大而减小。
(1)R0与Rm的连接方式是 联;
(2)驾驶员吹出的酒精气体浓度越大,电压表的示数越 。
(3)小红认为小明的设计有待改进,因为此测试仪长久使用电池电压降低时,会使测出的酒精浓度偏 ,而且测量前电压表指针不指在酒精浓度的0刻度处,若把R0换成滑动变阻器,当电池电压降低时,测量前闭合开关,这时滑动变阻器接入电路的阻值 (选填“大于”、“小于”或“等于”)R0的阻值。
24.(2023九上·新洲月考)小明测定额定电压为3.5V的小灯泡(灯泡电阻不变)功率。用如下器材:电压表、电流表、滑动变阻器(规格分别为“50Ω 1A”、“60Ω 1.5A”)、开关、电源(电压恒定)和若干条导线,连接完电路后闭合开关,把滑动变阻器的滑片从一端滑到另一端的过程中,测得了如下表所示的六组数据。其中第1次实验数据是滑片在某一端时记录的。
实验次数 1 2 3 4 5 6
电压表示数U/V 5.0 4.5 4.0 3.5 3.0 2.5
电流表示数I/A 0.1 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35
(1)在导体电阻一定时,导体中的电流应随导体两端电压的增大而增大,可实验中电压表的示数越小,电流表的示数却越大,其原因可能是 。
(2)该实验中所用电源电压是 V,小灯泡的电阻是 Ω。小灯泡的额定功率是 W。
(3)从实验数据来看,小明所选的滑动变阻器的规格是 。
六、计算题
25.(2024九上·甘州月考)如图是一款家用电热水器简化电路图,它有高温和低温两个挡位,高温挡功率为3300W,R1、R2均为加热电阻丝,R1的阻值为。(求:
(1)低温挡通过R1的电流;
(2)R2的阻值;
(3)如果该电热水器的加热效率为60%,用高温挡把50kg的水,从27℃加热到60℃,需要的时间。
答案解析部分
1.【答案】D
【知识点】电路的动态分析
【解析】【解答】由图示可知,变阻器与灯泡为串联关系,电压表测灯泡两端的电压,当滑动变阻器的滑片P向右移动时,电阻变大,总电阻变大,电源电压不变,所以电流变小,电流示数变小;灯泡的电阻不受温度影响,电流变小时,由欧姆定律可知灯泡两端的电压增小,故电压表示数减小,ABC不符合题意,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】在串联电路中,电阻变大,分压变大,其它位置分压减小,电流减小。
2.【答案】C
【知识点】电路的动态分析
【解析】【解答】根据图像,电阻串联,电压表测量滑动变阻器的分压,当滑动变阻器的滑片向右移动,电阻变大,电路中电流减小,滑动变阻器的分压变大,C符合题意。
故答案为:C.
【分析】在串联电路中,电阻变大,分压变小,电流减小。
3.【答案】D
【知识点】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】【解答】电路中的R0起到保护电路的作用, A选项错误;
当电子秤的仪表为电压表时,无论电阻R如何变化,电压表的示数始终接近电源电压,无法通过电压表的示数反映质量的大小,电子秤的仪表是由电流表改装而成的,B选项错误;
当食品的质量越小时,电阻R的阻值增大, 通过串联电路的分压关系可知,R两端的电压也变大,C选项错误;
食品质量越大时,电阻R的阻值越小,电路中的总电阻也越小,根据欧姆定律可知,电路中的电流变大, D选项正确
【分析】当食物的质量增大时,电阻R的阻值减小,当电阻R的阻值为零时,电路中R0起到保护电路的作用;在串联电路中分压关系为:,可知当电阻R减小时,电阻R两端的电压也随之减小。
4.【答案】C
【知识点】电压表的连接;串联电路的电压规律;变阻器;滑动变阻器的原理及其使用;电路的动态分析
【解析】【解答】A、电压表测的R2的电压,当不挂物体时,R2=0,电压表被短路,示数为0,A错误;
B、所挂的物体越重,R2的阻值越大,总电阻增大,电路中的电流减小,电流表示数越小,B错误;
C、所挂的物体越轻,R2的阻值越小,总电阻减小,电路中电流I增大,电源电压U恒定,根据功率公式P=UI,电路消耗的总功率增大,C正确;
D、电压表测R2的电压,电流表测流过R2的电流,电压表与电流表的示数比值为R2的阻值,当所挂的物体重量变化时,R2的阻值改变,D错误;
故选C。
【分析】考查串联电路动态分析,滑动变阻器阻值变大,电路中的总电阻变大,电路总电流变小。
5.【答案】C
【知识点】电路的动态分析
【解析】【解答】A.图中电压表测量的是电源电压,示数始终不变。A不符合题意;
B.图中电压表串联到电路当中,闭合开关后,电压表的示数等于电源电压,始终不变。B不符合题意;
C.图中电路为R、R0的串联电路,电流表测量该电路的电流,用它测量体重时,体重越大,R的阻值会越小,电路的总电阻越小,电流表的示数越大。C符合题意;
D.图中电路中的电流表会把R短路,从而使R失去作用,所以用它测量体重时,体重不同,不会影响电流表的示数,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】在串联电路中,电阻越大, 分压越大, 电流越小。
6.【答案】B
【知识点】并联电路的电流规律;并联电路的电压规律;滑动变阻器的原理及其使用;电路的动态分析
【解析】【解答】解:由电路图可知,R1与R2并联,电压表测电源的电压,电流表测干路中的电流.
∵电源的电压不变,
∴滑片移动时,电压表的示数不变,故AC不正确;
∵并联电路中各支路独立工作、互不影响,
∴滑片移动时,通过R1的电流不变,
滑动变阻器的滑片P向右移动时,接入电路中的电阻变大,
∵I= ,
∴该支路的电流变小,
∵并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
∴干路电流变小,即电流表的示数变小,故B正确,D不正确.
故选B.
【分析】由电路图可知,R1与R2并联,电压表测电源的电压,电流表测干路中的电流.根据电源的电压可知电压表示数的变化,根据并联电路中各支路独立工作、互不影响可知通过R1的电流不变,根据滑片的移动可知接入电路中电阻的变化,根据欧姆定律可知该支路电流的变化,根据并联电路的电流特点可知干路电流的变化.
7.【答案】D
【知识点】电路的动态分析
【解析】【解答】A.根据图像,油量表串联,是由电流表改装而成的,A不符合题意;
B.电阻R'的作用,防止油量最多时,滑动变阻器电阻很小,电流很大,烧坏油量表,B不符合题意;
C.油量增加时,浮标上升,滑动变阻器电阻减小,电流变大,油量表指针偏转角度变大,C不符合题意;
D.油量最少时,浮标下沉,滑动变阻器接入电阻最大,电流最小,电路的总功率最小,D符合题意。
故答案为:D.
【分析】电流表在电路中串联;串联电路中,滑动变阻器接入的电阻减小,电流变大;根据P=UI分析电功率的变化。
8.【答案】A
【知识点】电路的动态分析
【解析】【解答】根据电路图,灯泡和电阻并联,电流表测量干路电流,压力增大,电阻变大,通过R的电流减小,干路电流变小,电流表示数变小,电压表示数测量电源电压,示数不变,A符合题意。
故答案为:A.
【分析】并联电路中,干路电流等于各之路电流之和;支路电阻变大电流减小。
9.【答案】B
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验;电路的动态分析
【解析】【解答】1分析题意可知当油量减少时,滑动变阻器的阻值增大,此时电路中的电流减小,流量变化的趋势与电流变化的趋势相同,此油量表是由电流表改装而成,并且在该电路中如果流量表由电压表改装而成,电压表的示数始终接近电源电压不发生改变。
2分析题意可知电流表最小示数为0.1A,此时滑动变阻器电阻最大,电流表最大示数为0.6A,此时滑动变阻器电阻最小,整个变化过程中电源电压始终保持不变,结合串联电路中的电压关系,可得:,可得电源电压为6V,定值电阻的阻值为10Ω。
3电流表的示数可表示为:,由该表达式可知当油量均匀变化时,即电阻R均匀变化,电流的变化并不是均匀变化的
【分析】分析图中的电路可知流量表不可能由电压表改装而成,当油量表为电压表时,电压表的示数始终等于电源电压。在滑动变阻器阻值变化的过程中,电源电压始终保持不变,可建立方程解决电源电压与定值电阻的阻值问题。
10.【答案】B
【知识点】电路的动态分析
【解析】【解答】 A、由题知,R2电阻会随温度升高而减小。当出现火灾时,温度升高,电阻R2减小,电路总电阻减小,电源电压不变,由欧姆定律可知,电路中电流变大,即电流表示数增大,故A错误。
B、由串联电路的分压原理知,R2两端电压减小,即电压表示数减小,B正确。
C、电路中电流变大,电源电压不变,根据P=UI知电路总功率变大,故C错误。
D、由P=I2R,电阻R1的功率变大,故D错误。
故答案为:B。
【分析】根据火灾报警系统的原理:“其电阻会随温度升高而减小”结合欧姆定律分析电流表的变化,根据串联分压的特点分析电压表的示数变化,根据分析功率变化。
11.【答案】C
【知识点】电路的动态分析
【解析】【解答】根据图像,灯泡和滑动变阻器串联,电压表和灯泡并联,滑片向右移动时,电阻变大,电路中电流变小,滑动变阻器分压变大,灯泡分压变小,C符合题意。
故答案为:C.
【分析】在串联电路中,滑动变阻器电阻变大,电路中电流减小,变大的电阻分压变大。
12.【答案】D
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析
【解析】【解答】AB、由电路图可知,R1与R2并联,电压表测电源的电压,电流表A1测干路电流,电流表A2测R1支路的电流,因电源的电压不变,所以,滑片移动时,电压表V的示数不变,AB不符合题意;
CD、因并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以,滑片移动时,通过R1的电流不变,即电流表A2的示数不变,当滑动变阻器滑片P向右移动时,接入电路中的电阻变大,由 可知,通过R2的电流变小,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,干路电流变小,即电流表A1的示数变小,因电压表V的示数不变,电流表A2的示数不变,电流表A1的示数变小,所以,电压表V示数与电流表A1示数比值变大,电压表V示数与电流表A2示数比值不变,C不符合题意,D符合题意.
故答案为:D.
【分析】由电路图可知,R1与R2并联,电压表测电源的电压,电流表A1测干路电流,电流表A2测R1支路的电流,根据电源的电压可知滑片移动时电压表示数的变化,根据并联电路中各支路独立工作、互不影响可知滑片移动时通过R1的电流不变,根据滑片的移动可知接入电路中电阻的变化,根据欧姆定律可知通过R2电流的变化,根据并联电路的电流特点可知干路电流的变化,然后得出电压表V示数与电流表A1示数比值和电压表V示数与电流表A2示数比值的变化.
13.【答案】B
【知识点】电路的动态分析
【解析】【解答】从图中可以看到,这是一个串联电路,当滑动变阻器R1的滑片P从a端滑到b端的过程中,R1接入电路的阻值大小不变,电路的总电阻不变,电源电压保持不变,根据 可知,电路中的电流大小不变,即电流表示数不变;滑片P移动的过程中,电压表测量的电阻阻值大小在变大,根据 可知,电压表的示数在变大。
故答案为:B。
【分析】在串联电路中,电压表测量的范围越大,电压表示数越大。
14.【答案】C
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析
【解析】【解答】 依据电路图可知,R1与R2串联在电路中,电压表测R1两端电压,因酒精浓度越大气敏电阻R2的阻值越小,所以,驾驶员呼出的酒精气体浓度越大时,R2的阻值越小,电路中的总电阻越小,依据欧姆定律,电路的电流越大,串联电路中各处的电流相等,通过R1的电压越大,故AD错误;
故选择C
【分析】 由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R1两端电压,根据气敏电阻阻值与酒精浓度的关系可知R2的阻值变化,根据欧姆定律可知电路中电流的变化和定值电阻两端的电压变化,根据串联电路的电压特点可知气敏电阻两端的电压变化
15.【答案】C,D
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析
【解析】【解答】A、由题意可得,电路为灯泡和滑动变阻器串联,当灯泡正常发光时,电路中的电流最大为:,最小电流为滑动变阻器阻值最大时,R=20 Ω,灯泡电阻为:,此时电路中电流最小,,故电路中电流表示数的取值范围为0.18A-0.5A,故A错误;
B、电压表与小灯泡并联,测量小灯泡两端电压,且量程为0-3V,当小灯泡正常发光时,电压表示数最大为2.5V,当滑动变阻器电阻变大时,电压表示数变小,即滑动变阻器连入电路电阻最大时,电压表示数最小,此时电路里中电流最小为0.18A,故此时灯泡两端电压为:UL=0.18A× 5Ω=0.9V,故电压表取值范围为:0.9V-2.5V,故B错误;
C、串联电路各用电器电压之和等于电源电压,当灯泡两端电压为2.5V时,滑动变阻器电阻最小,此时滑动变阻器两端电压为:U滑=4.5V-2.5V=2V,滑动变阻器连入电路电阻为:,且分析电路可知,滑动变阻器可调至阻值最大为20Ω,故滑动变阻器取值范围为:4Ω-20Ω,故C正确;
D、电源电压不变,最大总功率为:P大=UImax=4.5V×0.5A=2.25W,最小总功率为:
P小=UIMIN=4.5V×0.18A=0.81W,故电路消耗的总功率为:0.81W-2.25W,故D正确。
故选项为:CD。
【分析】(1)分析电路,可知串联电路当灯泡正常发光时,小灯泡的额定电流为电路中允许通过的最大电流,当滑动变阻器电阻最大时,电流最小;
(2)当小灯泡正常发光时,小灯泡两端电压最大,当滑动变阻器电阻最大时,电压表示数最小;
(3)利用小灯泡正常发光时,滑动变阻器电阻最小,利用欧姆定律计算出最小电阻,因为滑动变阻器电阻变大,电流中电流表和电压表示数变小,故滑动变阻器可调至最大即为所求最大电阻;
(4)根据P=UI,电源电压一定时,利用最大电流和最小电流计算出最大总功率和最小总功率。
16.【答案】B,C
【知识点】电路的动态分析
【解析】【解答】解:由图示电路图可知,滑动变阻器与R2并联,然后与电阻R1串联,电流表测干路电流,电压表测R1两端电压;
A、滑片P从中点向b端移动过程中,滑动变阻器接入电路的阻值变大,电路总电阻变大,电源电压不变,由欧姆定律可知,干路电流变小,电流表示数变小,故A错误;
B、电路电流I变小,电阻R1阻值不变,电阻R1两端电压:U1=IR1变小,电阻两端电压:U2=U﹣U1变大,电阻阻值R2不变,R2的功率:P2=变大,故B正确;
C、电压表示数变化量与电流表示数变化量之比:=R1,电阻R1阻值不变,电压表示数变化量与电流表示数变化量的比值不变,故C正确;
D、R1电流的变化量等于干路电流变化量,等于R2电流增加量与滑动变阻器电流减小量之差,R1电流的变化量小于滑动变阻器电流变化量,故D错误;
故选BC.
【分析】分析清楚电路结构,根据滑片的移动方向判断滑动变阻器接入电路的阻值如何变化,然后应用串并联电路特点、欧姆定律、电功率公式分析答题.
17.【答案】B,C
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析
【解析】【解答】A、 当滑片向右移动时,滑动变阻器阻值减小, 电压表的示数为 测灯泡电压,灯泡分压变大,所以 电压表的示数增大,电压表为电滑动变阻器和电灯泡两端电压,滑动变阻器阻值减小,电压表的示数减小,A错误,B正确
C、电压表为电滑动变阻器和电灯泡两端电压, 电压表的示数为 测量灯泡电压,当滑动变阻器阻值为0时, 和 相等,C正确。
D、由图可知,电路中电流为0A,电压表为4.5V,表明此时电压表直接与电源相连,所以电源电压为4.5V,滑动变阻器阻值为0时,电路中仅有电灯和定值电阻,此时电压表示数为2.5V,所以定值电阻两端电压为2V,根据欧姆定律可知: 定值电阻的阻值 为1Ω。
综上选BC。
【分析】根据电路的动态分析、电流表、电压表的连接、欧姆定律判识选项。
1、电路的动态分析:变阻器是通过改变接入电路的电阻长度进而改变电路的电流和电压,当变阻器滑片向右移动时,接入电路中的阻值变小,导致电路中的电流变大,电流表示数变大,根据欧姆定律可知U2=UL=IRL增大,所以 表示图线 ,U电源不变,所以U1=U电源-U2减小,表示图线。
2、电流表、电压表的连接:电流表与待测原件串联;电压表的与待测原件并联,连接过程需要电流正极流入负极流出,同时选择合适的量程,电压表为电滑动变阻器和电灯泡两端电压, 电压表的示数为 测量灯泡电压,当滑动变阻器阻值为0时, 和 相等
3、欧姆定律:根据该公式U=IR,电路中电流为0A,电压表为4.5V,=V2=2.5V,据图可知电流为2A,定值电阻电压为2V,所以定值电阻阻值为2V/2A=1Ω
18.【答案】并联;闭合
【知识点】串联电路和并联电路的辨别;电路的动态分析
【解析】【解答】分析电路可知电动机和照明灯的连接方式为并联;当冰箱门打开时需要照明灯照亮,此时开关S1应处于闭合状态。
【分析】能够识别串联电路与并联电路,通过题干中的描述分析开关的断开或闭合状态。
19.【答案】12;9
【知识点】串联电路的电压规律;欧姆定律及其应用;电路的动态分析
【解析】【解答】(1)根据图甲,小灯泡L与滑动变阻器R串联,当滑动变阻器R滑片在最右端时,R=0,此时电路中只有小灯泡接在电源两端,根据图乙,小灯泡两端此时的电压为12V,即电源电压为12V;
(2)当滑动变阻器R的阻值最大时,小灯泡两端的电压为UL=3V,电路中的电流为I=1A,此时滑动变阻器两端的电压为UR=9V,根据欧姆定律有;
【分析】考查串联电路分析、串联电路中电压的特点、欧姆定律的计算。
20.【答案】高;0;超导
【知识点】超导体特点及作用;电路的动态分析
【解析】【解答】已知电阻随温度降低而变小,根据图像,金属的电阻从t1到t2在变小,是温度在降低,t1时刻的温度比t2时刻高,当温度降得足够低时,电阻更小,变为0 ,这就是超导现象。
【分析】根据电阻和温度的关系,判断温度变化;电阻为零时,是超导现象。
21.【答案】20;变大
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析
【解析】【解答】(1)当S闭合到1时,R1与R串联,电路中电流为I=0.2A,电源电压U=6V,根据欧姆定律变形式可求得,则;
(2) 当开关 S 接位置 2 时 ,R2与R串联,电路总电阻变小,根据欧姆定律可得电路中电流变大,根据R两端电压公式,则R两端的电压变大;
【分析】考查欧姆定律的计算、动态电路的分析。
22.【答案】解:如图所示:
【知识点】电路的构成及电路图;滑动变阻器的原理及其使用;电路的动态分析
【解析】【解答】根据要求:合上电路中电键S后,向左移动滑片P时,电流表A1示数不变、电流表A2示数变小 ,则电流表A1与定值电阻串联,电流表A2与滑动变阻器串联,如图所示:
【分析】根据题意可知,变阻器和电阻并联,根据要求向左移动滑片P时,电流表A1示数不变、电流表A2示数变小,结合欧姆定律分析.
23.【答案】(1)串
(2)大
(3)低;小于
【知识点】串联电路和并联电路的辨别;滑动变阻器的原理及其使用;电路的动态分析
【解析】【解答】分析电路图可知电阻R0与Rm串联;
当酒精气体浓度越大时传感器Rm的阻值减小,根据串联电路的分压关系可知,此时电阻R0两端的电压增大,电压表示数增大;
等酒精浓度相同时,由于电池的电压降低,电阻R0所分得的电压也会降低,导致测量的酒精浓度偏低,将二零换成滑动变阻器,当电压降低时,根据串联电路的分压关系可知,滑动变阻器的两端的阻值应小于R0的阻值,电压表的示数才能保持不变。
【分析】本题中需要利用串联电路的分压关系,根据电阻的比例关系确定电压表的示数变化。
24.【答案】(1)电压表并联在滑动变阻器两端
(2)6;10;1.225
(3)“50Ω,1A”
【知识点】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】【解答】1在测量小灯泡的电功率的实验中,需要测量小灯泡两端的电压以及通过小灯泡的电流,正常情况下当滑动变阻器的阻值减小,通过小灯泡的电流随小灯泡两端的电压的增大而增大,而题干中说明电流增大此时电压在减小,则电压表测量的是滑动变阻器两端的电压。
2在多次测量的过程中电源电压始终保持不变,任取表中的两组数据(例如1、2组)联立方程组,可得:,可得电源电压为U=6V,可得小灯泡的电阻为:R灯=10Ω,小灯泡的额定功率为P额定=U额定I额定=3.5V0.35A=1.225W。
3根据表格中的第一组数据可知,当滑动变阻器的电压为5V时,小灯泡两端的电压为1V,根据串联电路的分压关系可知:,第二问已经求得灯泡的电阻为10Ω,则滑动变阻器的最大阻值为50Ω。
【分析】解决第二问过程中,需要知道电压表此时测量的是滑动变阻器两端的电压,在多次测量的过程中电源电压始终保持不变,可建立方程,得出电源电压与小灯泡的电阻。在第三问中,利用串联电路中的分压关系,即可求解。
25.【答案】(1)S拨向b,单独工作,电路的电阻最大,由可知电路的电功率最小,处于低温挡,通过的电流
(2)S拨向a,与并联,电路的总电阻最小,由可知电路的电功率最大,处于高温挡,干路中的电流
通过的电流
的阻值
(3)把50kg的水,从27℃加热到60℃,水吸收的热量
如果该电热水器高温挡的加热效率为60%,则有
可得需要加热的时间
【知识点】串联电路和并联电路的辨别;探究串并联电路中的电流特点实验;欧姆定律及其应用;电路的动态分析
【解析】 【解答】(1)当开关接b时,R2短路,只有R1工作,电热水器处于低温档,由可求出通过R1的电流;
(2)当开关S接a时,R1、R2并联,两电热丝同时工作,电热水器处于高温档;由 ;则通过R2的电流为: ;故R2的阻值为: ;
(3)质量为50Kg的水,温度从从27℃加热到60℃时,水吸收的热量: ;由于不计热量损失,有Q放=Q吸;当电加热器的效率为60%时,根据的变形式: 。
【分析】(1)由电路图知,开关接a时,R1、R2并联,两电热丝同时工作,电热水器处于高温档;当开关接b时,R2短路,只有R1工作,电热水器处于低温档,由可求出通过R1的电流;
(2)当开关S接a时,R1、R2并联,两电热丝同时工作,电热水器处于高温档;根据以及题中已知高温档的功率及电源电压,可求出并联电路的总电流;然后根据并联电路的电流特点,可求出通过R2的电流;最后通过电源电压及通过R2的电流,求出电阻R2的阻值;
(3)利用水的质量、比热及初末温度,根据:Q吸=cm(t-t0)求出水吸收的热量;然后利用电热水器的加热效率,根据的变形式 求出电加热器加热的时间。
1 / 12023-2024学年人教版九年级物理同步训练基础卷:17.4欧姆定律在串、并联电路中的应用
一、选择题
1.(2022·内江)如图所示,电源电压保持不变,灯泡的电阻不受温度影响,当开关闭合,将滑动变阻器的滑片向右移动,下列说法正确的是( )
A.电流表示数变小,电压表示数变大
B.电流表示数不变,电压表示数变小
C.电流表示数不变,电压表示数不变
D.电流表示数变小,电压表示数变小
【答案】D
【知识点】电路的动态分析
【解析】【解答】由图示可知,变阻器与灯泡为串联关系,电压表测灯泡两端的电压,当滑动变阻器的滑片P向右移动时,电阻变大,总电阻变大,电源电压不变,所以电流变小,电流示数变小;灯泡的电阻不受温度影响,电流变小时,由欧姆定律可知灯泡两端的电压增小,故电压表示数减小,ABC不符合题意,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】在串联电路中,电阻变大,分压变大,其它位置分压减小,电流减小。
2.(2024九上·东昌府期末)图所示的电路中,电源两端电压保持不变.闭合开关后,滑动变阻器的滑片向右移动,下列说法中正确的是( )
A.电流表示数变小,电压表示数不变
B.电流表示数变大,电压表示数变大
C.电流表示数变小,电压表示数变大
D.电压表与电流表的示数之比保持不变
【答案】C
【知识点】电路的动态分析
【解析】【解答】根据图像,电阻串联,电压表测量滑动变阻器的分压,当滑动变阻器的滑片向右移动,电阻变大,电路中电流减小,滑动变阻器的分压变大,C符合题意。
故答案为:C.
【分析】在串联电路中,电阻变大,分压变小,电流减小。
3.(2024九上·农安期末)节约粮食是餐饮文明的重要标志之一。某自助餐厅利用电子秤开展“吃多少,称多少”的活动。如图是电子秤的原理图,R0是定值电阻,R是滑动变阻器,它的金属滑片P与弹簧顶端固定在一起。下列说法正确的是( )
A.电路中R0是没有作用的
B.电子秤仪表是由电压表改装而成的
C.食品质量越小,R两端的电压越小
D.食品质量越大,电路中的电流越大
【答案】D
【知识点】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】【解答】电路中的R0起到保护电路的作用, A选项错误;
当电子秤的仪表为电压表时,无论电阻R如何变化,电压表的示数始终接近电源电压,无法通过电压表的示数反映质量的大小,电子秤的仪表是由电流表改装而成的,B选项错误;
当食品的质量越小时,电阻R的阻值增大, 通过串联电路的分压关系可知,R两端的电压也变大,C选项错误;
食品质量越大时,电阻R的阻值越小,电路中的总电阻也越小,根据欧姆定律可知,电路中的电流变大, D选项正确
【分析】当食物的质量增大时,电阻R的阻值减小,当电阻R的阻值为零时,电路中R0起到保护电路的作用;在串联电路中分压关系为:,可知当电阻R减小时,电阻R两端的电压也随之减小。
4.(2022九上·怀宁期末)如图是小亮设计的“挂钩式电子秤”的电路原理图.电源电压恒定,R 为定值电阻,R 为滑动变阻器,滑片P 与挂钩固定在一起.不挂物体时,滑片P在R 最 上端.挂上物体时,滑片P随挂钩向下移动,在电子秤量程范围内,则
A.不挂物体时,电压表示数为电源电压
B.所挂物体越重,电流表示数越大
C.所挂物体越轻,电路消耗的总功率越大
D.所挂物体重量发生变化,电压表示数与电流表示数的比值不变
【答案】C
【知识点】电压表的连接;串联电路的电压规律;变阻器;滑动变阻器的原理及其使用;电路的动态分析
【解析】【解答】A、电压表测的R2的电压,当不挂物体时,R2=0,电压表被短路,示数为0,A错误;
B、所挂的物体越重,R2的阻值越大,总电阻增大,电路中的电流减小,电流表示数越小,B错误;
C、所挂的物体越轻,R2的阻值越小,总电阻减小,电路中电流I增大,电源电压U恒定,根据功率公式P=UI,电路消耗的总功率增大,C正确;
D、电压表测R2的电压,电流表测流过R2的电流,电压表与电流表的示数比值为R2的阻值,当所挂的物体重量变化时,R2的阻值改变,D错误;
故选C。
【分析】考查串联电路动态分析,滑动变阻器阻值变大,电路中的总电阻变大,电路总电流变小。
5.(2022·长春模拟)学习了电路后,小明设计了四个如下体重计原理图,用它测量体重时,体重越大,则相应电表的示数越大。你认为可行的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【知识点】电路的动态分析
【解析】【解答】A.图中电压表测量的是电源电压,示数始终不变。A不符合题意;
B.图中电压表串联到电路当中,闭合开关后,电压表的示数等于电源电压,始终不变。B不符合题意;
C.图中电路为R、R0的串联电路,电流表测量该电路的电流,用它测量体重时,体重越大,R的阻值会越小,电路的总电阻越小,电流表的示数越大。C符合题意;
D.图中电路中的电流表会把R短路,从而使R失去作用,所以用它测量体重时,体重不同,不会影响电流表的示数,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】在串联电路中,电阻越大, 分压越大, 电流越小。
6.(2017九上·利州期中)如图所示的电路中,电源电压不变,当闭合开关S,滑动变阻器的滑片P向右移动时,下列判断正确的是( )
A.电流表示数变大,电压表示数变小
B.电流表示数变小,电压表示数不变
C.电流表示数变小,电压表示数变大
D.电流表示数变大,电压表示数不变
【答案】B
【知识点】并联电路的电流规律;并联电路的电压规律;滑动变阻器的原理及其使用;电路的动态分析
【解析】【解答】解:由电路图可知,R1与R2并联,电压表测电源的电压,电流表测干路中的电流.
∵电源的电压不变,
∴滑片移动时,电压表的示数不变,故AC不正确;
∵并联电路中各支路独立工作、互不影响,
∴滑片移动时,通过R1的电流不变,
滑动变阻器的滑片P向右移动时,接入电路中的电阻变大,
∵I= ,
∴该支路的电流变小,
∵并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
∴干路电流变小,即电流表的示数变小,故B正确,D不正确.
故选B.
【分析】由电路图可知,R1与R2并联,电压表测电源的电压,电流表测干路中的电流.根据电源的电压可知电压表示数的变化,根据并联电路中各支路独立工作、互不影响可知通过R1的电流不变,根据滑片的移动可知接入电路中电阻的变化,根据欧姆定律可知该支路电流的变化,根据并联电路的电流特点可知干路电流的变化.
7.(2024九上·临洮期末)如图所示是一种自动测定油箱油量装置的示意图,电路中电源电压保持不变,R是滑动变阻器的电阻片,它的金属滑片是杠杆的一端,滑杆可以绕固定轴O转动,另一端固定着一个浮标,则下列说法正确的是( )
A.油量表是由电压表改装而成的
B.电阻的作用是为了防止油量最少时烧坏油量表
C.油量增加时,油量表指针偏转角度变小
D.油量最少时,电路的总功率最小
【答案】D
【知识点】电路的动态分析
【解析】【解答】A.根据图像,油量表串联,是由电流表改装而成的,A不符合题意;
B.电阻R'的作用,防止油量最多时,滑动变阻器电阻很小,电流很大,烧坏油量表,B不符合题意;
C.油量增加时,浮标上升,滑动变阻器电阻减小,电流变大,油量表指针偏转角度变大,C不符合题意;
D.油量最少时,浮标下沉,滑动变阻器接入电阻最大,电流最小,电路的总功率最小,D符合题意。
故答案为:D.
【分析】电流表在电路中串联;串联电路中,滑动变阻器接入的电阻减小,电流变大;根据P=UI分析电功率的变化。
8.(2023九上·茂名月考)如图所示,R是压敏电阻,它的阻值随压力的增大而增大,闭合开关S,当压敏电阻R受到的压力增大时( )
A.电流表示数变小 B.电压表示数变小
C.灯L变亮 D.电路总功率变大
【答案】A
【知识点】电路的动态分析
【解析】【解答】根据电路图,灯泡和电阻并联,电流表测量干路电流,压力增大,电阻变大,通过R的电流减小,干路电流变小,电流表示数变小,电压表示数测量电源电压,示数不变,A符合题意。
故答案为:A.
【分析】并联电路中,干路电流等于各之路电流之和;支路电阻变大电流减小。
9.(2023九上·新洲月考)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(R上标有“50Ω,1A”的字样),滑动变阻器的滑片跟滑杆连接,滑杆可以绕固定轴O转动,其一端滑片可以在R滑动,另一端固定着一个浮子,油面下降时,浮子随油面落下,带动滑杆使滑片向上移动,从而在油量表上显示对应的油面高度;若油箱内油量最多或最少时,滑片刚好移到R的两端,使电路中电流变化范围为0.1A﹣0.6A,下列说法正确的是( )
①此油量表是由电流表改装而成
②定值电阻R0的阻值为10Ω
③电源电压为6V
④当油箱中油量均匀变化时,油量表示数均匀变化
A.①② B.①②③ C.①②④ D.①②③④
【答案】B
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验;电路的动态分析
【解析】【解答】1分析题意可知当油量减少时,滑动变阻器的阻值增大,此时电路中的电流减小,流量变化的趋势与电流变化的趋势相同,此油量表是由电流表改装而成,并且在该电路中如果流量表由电压表改装而成,电压表的示数始终接近电源电压不发生改变。
2分析题意可知电流表最小示数为0.1A,此时滑动变阻器电阻最大,电流表最大示数为0.6A,此时滑动变阻器电阻最小,整个变化过程中电源电压始终保持不变,结合串联电路中的电压关系,可得:,可得电源电压为6V,定值电阻的阻值为10Ω。
3电流表的示数可表示为:,由该表达式可知当油量均匀变化时,即电阻R均匀变化,电流的变化并不是均匀变化的
【分析】分析图中的电路可知流量表不可能由电压表改装而成,当油量表为电压表时,电压表的示数始终等于电源电压。在滑动变阻器阻值变化的过程中,电源电压始终保持不变,可建立方程解决电源电压与定值电阻的阻值问题。
10.(2024九上·徐州期末)如图是一火灾报警系统的原理图,其中为用半导体热敏材料制成的传感器,其电阻会随温度升高而减小,为定值电阻,电源电压恒定不变。当所在处出现火灾时,下列判断正确的是( )
A.电流表示数减小 B.电压表示数减小
C.电路总功率减小 D.电阻的功率减小
【答案】B
【知识点】电路的动态分析
【解析】【解答】 A、由题知,R2电阻会随温度升高而减小。当出现火灾时,温度升高,电阻R2减小,电路总电阻减小,电源电压不变,由欧姆定律可知,电路中电流变大,即电流表示数增大,故A错误。
B、由串联电路的分压原理知,R2两端电压减小,即电压表示数减小,B正确。
C、电路中电流变大,电源电压不变,根据P=UI知电路总功率变大,故C错误。
D、由P=I2R,电阻R1的功率变大,故D错误。
故答案为:B。
【分析】根据火灾报警系统的原理:“其电阻会随温度升高而减小”结合欧姆定律分析电流表的变化,根据串联分压的特点分析电压表的示数变化,根据分析功率变化。
11.(2022九上·吴忠期末)如图,闭合开关S,向右移动滑片P的过程中,电流表、电压表的示数变化是( )
A.电流表的示数变大,电压表的示数变小
B.电流表的示数变小,电压表的示数变大
C.电流表、电压表的示数都变小
D.电流表、电压表的示数都变大
【答案】C
【知识点】电路的动态分析
【解析】【解答】根据图像,灯泡和滑动变阻器串联,电压表和灯泡并联,滑片向右移动时,电阻变大,电路中电流变小,滑动变阻器分压变大,灯泡分压变小,C符合题意。
故答案为:C.
【分析】在串联电路中,滑动变阻器电阻变大,电路中电流减小,变大的电阻分压变大。
12.(2017九上·仙游期中)如图所示,电源电压不变,闭合开关S,当滑动变阻 器滑片P向右移动时( )
A.电流表A1示数变小,电压表V示数变小
B.电流表A2示数变大,电压表V示数变大
C.电压表V示数与电流表A1示数比值不变
D.电压表V示数与电流表A2示数比值不变
【答案】D
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析
【解析】【解答】AB、由电路图可知,R1与R2并联,电压表测电源的电压,电流表A1测干路电流,电流表A2测R1支路的电流,因电源的电压不变,所以,滑片移动时,电压表V的示数不变,AB不符合题意;
CD、因并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以,滑片移动时,通过R1的电流不变,即电流表A2的示数不变,当滑动变阻器滑片P向右移动时,接入电路中的电阻变大,由 可知,通过R2的电流变小,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,干路电流变小,即电流表A1的示数变小,因电压表V的示数不变,电流表A2的示数不变,电流表A1的示数变小,所以,电压表V示数与电流表A1示数比值变大,电压表V示数与电流表A2示数比值不变,C不符合题意,D符合题意.
故答案为:D.
【分析】由电路图可知,R1与R2并联,电压表测电源的电压,电流表A1测干路电流,电流表A2测R1支路的电流,根据电源的电压可知滑片移动时电压表示数的变化,根据并联电路中各支路独立工作、互不影响可知滑片移动时通过R1的电流不变,根据滑片的移动可知接入电路中电阻的变化,根据欧姆定律可知通过R2电流的变化,根据并联电路的电流特点可知干路电流的变化,然后得出电压表V示数与电流表A1示数比值和电压表V示数与电流表A2示数比值的变化.
13.(2020九上·铁西期末)如图所示,电源电压保持不变,当开关S闭合时,滑动变阻器R1的滑片P从a端滑到b端的过程中,下列说法正确的是()
A.两表示数均变小
B.电压表示数变大,电流表示数不变
C.电流表的示数变小
D.电压表的示数变小,电流表的示数不变
【答案】B
【知识点】电路的动态分析
【解析】【解答】从图中可以看到,这是一个串联电路,当滑动变阻器R1的滑片P从a端滑到b端的过程中,R1接入电路的阻值大小不变,电路的总电阻不变,电源电压保持不变,根据 可知,电路中的电流大小不变,即电流表示数不变;滑片P移动的过程中,电压表测量的电阻阻值大小在变大,根据 可知,电压表的示数在变大。
故答案为:B。
【分析】在串联电路中,电压表测量的范围越大,电压表示数越大。
14.(2024九上·期末)如图所示是交警用来检测酒精浓度的检测仪及其原理图,它实际上是由一节干电池(电压不变)、一个气敏电阻(相当于阻值随酒精气体浓度变化的变阻器,酒精浓度越大时阻值越小)、定值电阻及一个电压表组成的。交警检查酒驾时,当驾驶员呼出的酒精气体浓度越大时,则
A.气敏电阻的阻值越小,电压表的示数越小
B.通过电阻的电流越大,电压表的示数越小
C.通过电阻的电流越大,电阻两端的电压越大
D.气敏电阻的阻值越大,通过电阻的电流越大
【答案】C
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析
【解析】【解答】 依据电路图可知,R1与R2串联在电路中,电压表测R1两端电压,因酒精浓度越大气敏电阻R2的阻值越小,所以,驾驶员呼出的酒精气体浓度越大时,R2的阻值越小,电路中的总电阻越小,依据欧姆定律,电路的电流越大,串联电路中各处的电流相等,通过R1的电压越大,故AD错误;
故选择C
【分析】 由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R1两端电压,根据气敏电阻阻值与酒精浓度的关系可知R2的阻值变化,根据欧姆定律可知电路中电流的变化和定值电阻两端的电压变化,根据串联电路的电压特点可知气敏电阻两端的电压变化
二、多选题
15.(2024九上·绥化期末)如图所示,电源电压恒为4.5V、灯泡L标有“2.5V 1.25W”的字样(忽略灯丝电阻变化),滑动变阻器规格为“20 1A”,电流表接入量程为“0~0.6A”,电压表接入量程为“0~3V”,则在不损坏电路元件的情况下,下列说法正确的是( )
A.电路中电流表示数的取值范围0.3A~0.5A
B.电路中电压表示数的取值范围2V~3V
C.滑动变阻器接入电路的阻值范围4~20
D.电路消耗的总电功率的范围0.81W~2.25W
【答案】C,D
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析
【解析】【解答】A、由题意可得,电路为灯泡和滑动变阻器串联,当灯泡正常发光时,电路中的电流最大为:,最小电流为滑动变阻器阻值最大时,R=20 Ω,灯泡电阻为:,此时电路中电流最小,,故电路中电流表示数的取值范围为0.18A-0.5A,故A错误;
B、电压表与小灯泡并联,测量小灯泡两端电压,且量程为0-3V,当小灯泡正常发光时,电压表示数最大为2.5V,当滑动变阻器电阻变大时,电压表示数变小,即滑动变阻器连入电路电阻最大时,电压表示数最小,此时电路里中电流最小为0.18A,故此时灯泡两端电压为:UL=0.18A× 5Ω=0.9V,故电压表取值范围为:0.9V-2.5V,故B错误;
C、串联电路各用电器电压之和等于电源电压,当灯泡两端电压为2.5V时,滑动变阻器电阻最小,此时滑动变阻器两端电压为:U滑=4.5V-2.5V=2V,滑动变阻器连入电路电阻为:,且分析电路可知,滑动变阻器可调至阻值最大为20Ω,故滑动变阻器取值范围为:4Ω-20Ω,故C正确;
D、电源电压不变,最大总功率为:P大=UImax=4.5V×0.5A=2.25W,最小总功率为:
P小=UIMIN=4.5V×0.18A=0.81W,故电路消耗的总功率为:0.81W-2.25W,故D正确。
故选项为:CD。
【分析】(1)分析电路,可知串联电路当灯泡正常发光时,小灯泡的额定电流为电路中允许通过的最大电流,当滑动变阻器电阻最大时,电流最小;
(2)当小灯泡正常发光时,小灯泡两端电压最大,当滑动变阻器电阻最大时,电压表示数最小;
(3)利用小灯泡正常发光时,滑动变阻器电阻最小,利用欧姆定律计算出最小电阻,因为滑动变阻器电阻变大,电流中电流表和电压表示数变小,故滑动变阻器可调至最大即为所求最大电阻;
(4)根据P=UI,电源电压一定时,利用最大电流和最小电流计算出最大总功率和最小总功率。
16.如图所示的电路,电源电压不变.闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P从中点滑到b端.下列说法正确的是( )
A.电流表的示数变大
B.R2的功率变大
C.电压表示数变化量与电流表示数变化量的比值不变
D.R1电流的变化量大于滑动变阻器电流的变化量
【答案】B,C
【知识点】电路的动态分析
【解析】【解答】解:由图示电路图可知,滑动变阻器与R2并联,然后与电阻R1串联,电流表测干路电流,电压表测R1两端电压;
A、滑片P从中点向b端移动过程中,滑动变阻器接入电路的阻值变大,电路总电阻变大,电源电压不变,由欧姆定律可知,干路电流变小,电流表示数变小,故A错误;
B、电路电流I变小,电阻R1阻值不变,电阻R1两端电压:U1=IR1变小,电阻两端电压:U2=U﹣U1变大,电阻阻值R2不变,R2的功率:P2=变大,故B正确;
C、电压表示数变化量与电流表示数变化量之比:=R1,电阻R1阻值不变,电压表示数变化量与电流表示数变化量的比值不变,故C正确;
D、R1电流的变化量等于干路电流变化量,等于R2电流增加量与滑动变阻器电流减小量之差,R1电流的变化量小于滑动变阻器电流变化量,故D错误;
故选BC.
【分析】分析清楚电路结构,根据滑片的移动方向判断滑动变阻器接入电路的阻值如何变化,然后应用串并联电路特点、欧姆定律、电功率公式分析答题.
17.(2024九上·贵池期末)如图甲所示,电源电压为保持不变,为定值电阻.闭合开关,电流表的示数为,电压表的示数为,电压表的示数为移动滑动变阻器得到在不同电流下的图线和图线,如图乙所示.则下列判断中正确的是( )
A.当滑片向右移动时,电压表的示数增大,电压表的示数减小
B.图中,表示图线,表示图线
C.在坐标中两条图线在点相交,此状态滑动变阻器连人电路的阻值是
D.电源电压,定值电阻的阻值
【答案】B,C
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析
【解析】【解答】A、 当滑片向右移动时,滑动变阻器阻值减小, 电压表的示数为 测灯泡电压,灯泡分压变大,所以 电压表的示数增大,电压表为电滑动变阻器和电灯泡两端电压,滑动变阻器阻值减小,电压表的示数减小,A错误,B正确
C、电压表为电滑动变阻器和电灯泡两端电压, 电压表的示数为 测量灯泡电压,当滑动变阻器阻值为0时, 和 相等,C正确。
D、由图可知,电路中电流为0A,电压表为4.5V,表明此时电压表直接与电源相连,所以电源电压为4.5V,滑动变阻器阻值为0时,电路中仅有电灯和定值电阻,此时电压表示数为2.5V,所以定值电阻两端电压为2V,根据欧姆定律可知: 定值电阻的阻值 为1Ω。
综上选BC。
【分析】根据电路的动态分析、电流表、电压表的连接、欧姆定律判识选项。
1、电路的动态分析:变阻器是通过改变接入电路的电阻长度进而改变电路的电流和电压,当变阻器滑片向右移动时,接入电路中的阻值变小,导致电路中的电流变大,电流表示数变大,根据欧姆定律可知U2=UL=IRL增大,所以 表示图线 ,U电源不变,所以U1=U电源-U2减小,表示图线。
2、电流表、电压表的连接:电流表与待测原件串联;电压表的与待测原件并联,连接过程需要电流正极流入负极流出,同时选择合适的量程,电压表为电滑动变阻器和电灯泡两端电压, 电压表的示数为 测量灯泡电压,当滑动变阻器阻值为0时, 和 相等
3、欧姆定律:根据该公式U=IR,电路中电流为0A,电压表为4.5V,=V2=2.5V,据图可知电流为2A,定值电阻电压为2V,所以定值电阻阻值为2V/2A=1Ω
三、填空题
18.(2024九上·农安期末)如图所示,是简化了的电冰箱电路图,图中M是压缩机用的电动机,L是电冰箱内的照明灯,电动机和照明灯的连接方式为 ,当冰箱门打开时,开关S1应处于 (选填“断开”或“闭合”)状态。
【答案】并联;闭合
【知识点】串联电路和并联电路的辨别;电路的动态分析
【解析】【解答】分析电路可知电动机和照明灯的连接方式为并联;当冰箱门打开时需要照明灯照亮,此时开关S1应处于闭合状态。
【分析】能够识别串联电路与并联电路,通过题干中的描述分析开关的断开或闭合状态。
19.(2022九上·怀宁期末)如图甲所示电路中,电源电压保持不变闭合开关S后,滑片P在左右两端间滑动的过程中,小灯泡的I-U 关系图象如图乙所示,则电源电压为 V, 变阻器的最大阻值为 Ω。
【答案】12;9
【知识点】串联电路的电压规律;欧姆定律及其应用;电路的动态分析
【解析】【解答】(1)根据图甲,小灯泡L与滑动变阻器R串联,当滑动变阻器R滑片在最右端时,R=0,此时电路中只有小灯泡接在电源两端,根据图乙,小灯泡两端此时的电压为12V,即电源电压为12V;
(2)当滑动变阻器R的阻值最大时,小灯泡两端的电压为UL=3V,电路中的电流为I=1A,此时滑动变阻器两端的电压为UR=9V,根据欧姆定律有;
【分析】考查串联电路分析、串联电路中电压的特点、欧姆定律的计算。
20.(2023·惠城期末)某种金属温度降低时,电阻变小。如图所示为该金属的电阻随时间变化的图象,则时刻的温度比时刻 选填“高”或“低”,当其温度降得足够低时,它的电阻将变为 ,这种现象叫做 现象。
【答案】高;0;超导
【知识点】超导体特点及作用;电路的动态分析
【解析】【解答】已知电阻随温度降低而变小,根据图像,金属的电阻从t1到t2在变小,是温度在降低,t1时刻的温度比t2时刻高,当温度降得足够低时,电阻更小,变为0 ,这就是超导现象。
【分析】根据电阻和温度的关系,判断温度变化;电阻为零时,是超导现象。
21.(2023九上·湖北月考) 图所示,定值电阻 R=10Ω,R2=10Ω,电源电压为 6V。当开关 S 接位置 1 时,电流表的示数为0.2A,则 R1= Ω。当开关 S 接位置 2 时,电阻 R 两端的电压 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】20;变大
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析
【解析】【解答】(1)当S闭合到1时,R1与R串联,电路中电流为I=0.2A,电源电压U=6V,根据欧姆定律变形式可求得,则;
(2) 当开关 S 接位置 2 时 ,R2与R串联,电路总电阻变小,根据欧姆定律可得电路中电流变大,根据R两端电压公式,则R两端的电压变大;
【分析】考查欧姆定律的计算、动态电路的分析。
四、作图题
22.(2018九上·宝山期末)在如图所示电路中的A、B两点间和C、D两点间画上变阻器或电阻的元件符号,要求:合上电路中电键S后,向左移动滑片P时,电流表A1示数不变、电流表A2示数变小
【答案】解:如图所示:
【知识点】电路的构成及电路图;滑动变阻器的原理及其使用;电路的动态分析
【解析】【解答】根据要求:合上电路中电键S后,向左移动滑片P时,电流表A1示数不变、电流表A2示数变小 ,则电流表A1与定值电阻串联,电流表A2与滑动变阻器串联,如图所示:
【分析】根据题意可知,变阻器和电阻并联,根据要求向左移动滑片P时,电流表A1示数不变、电流表A2示数变小,结合欧姆定律分析.
五、实验探究题
23.(2024九上·农安期末)酒后驾车害己害人,酒精测试仪可以检测驾驶员是否酒后驾车,如图是小明设计的酒精测试仪原理图,图中R0定值电阻,酒精气体传感器Rm的电阻随着酒精气体浓度的增大而减小。
(1)R0与Rm的连接方式是 联;
(2)驾驶员吹出的酒精气体浓度越大,电压表的示数越 。
(3)小红认为小明的设计有待改进,因为此测试仪长久使用电池电压降低时,会使测出的酒精浓度偏 ,而且测量前电压表指针不指在酒精浓度的0刻度处,若把R0换成滑动变阻器,当电池电压降低时,测量前闭合开关,这时滑动变阻器接入电路的阻值 (选填“大于”、“小于”或“等于”)R0的阻值。
【答案】(1)串
(2)大
(3)低;小于
【知识点】串联电路和并联电路的辨别;滑动变阻器的原理及其使用;电路的动态分析
【解析】【解答】分析电路图可知电阻R0与Rm串联;
当酒精气体浓度越大时传感器Rm的阻值减小,根据串联电路的分压关系可知,此时电阻R0两端的电压增大,电压表示数增大;
等酒精浓度相同时,由于电池的电压降低,电阻R0所分得的电压也会降低,导致测量的酒精浓度偏低,将二零换成滑动变阻器,当电压降低时,根据串联电路的分压关系可知,滑动变阻器的两端的阻值应小于R0的阻值,电压表的示数才能保持不变。
【分析】本题中需要利用串联电路的分压关系,根据电阻的比例关系确定电压表的示数变化。
24.(2023九上·新洲月考)小明测定额定电压为3.5V的小灯泡(灯泡电阻不变)功率。用如下器材:电压表、电流表、滑动变阻器(规格分别为“50Ω 1A”、“60Ω 1.5A”)、开关、电源(电压恒定)和若干条导线,连接完电路后闭合开关,把滑动变阻器的滑片从一端滑到另一端的过程中,测得了如下表所示的六组数据。其中第1次实验数据是滑片在某一端时记录的。
实验次数 1 2 3 4 5 6
电压表示数U/V 5.0 4.5 4.0 3.5 3.0 2.5
电流表示数I/A 0.1 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35
(1)在导体电阻一定时,导体中的电流应随导体两端电压的增大而增大,可实验中电压表的示数越小,电流表的示数却越大,其原因可能是 。
(2)该实验中所用电源电压是 V,小灯泡的电阻是 Ω。小灯泡的额定功率是 W。
(3)从实验数据来看,小明所选的滑动变阻器的规格是 。
【答案】(1)电压表并联在滑动变阻器两端
(2)6;10;1.225
(3)“50Ω,1A”
【知识点】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】【解答】1在测量小灯泡的电功率的实验中,需要测量小灯泡两端的电压以及通过小灯泡的电流,正常情况下当滑动变阻器的阻值减小,通过小灯泡的电流随小灯泡两端的电压的增大而增大,而题干中说明电流增大此时电压在减小,则电压表测量的是滑动变阻器两端的电压。
2在多次测量的过程中电源电压始终保持不变,任取表中的两组数据(例如1、2组)联立方程组,可得:,可得电源电压为U=6V,可得小灯泡的电阻为:R灯=10Ω,小灯泡的额定功率为P额定=U额定I额定=3.5V0.35A=1.225W。
3根据表格中的第一组数据可知,当滑动变阻器的电压为5V时,小灯泡两端的电压为1V,根据串联电路的分压关系可知:,第二问已经求得灯泡的电阻为10Ω,则滑动变阻器的最大阻值为50Ω。
【分析】解决第二问过程中,需要知道电压表此时测量的是滑动变阻器两端的电压,在多次测量的过程中电源电压始终保持不变,可建立方程,得出电源电压与小灯泡的电阻。在第三问中,利用串联电路中的分压关系,即可求解。
六、计算题
25.(2024九上·甘州月考)如图是一款家用电热水器简化电路图,它有高温和低温两个挡位,高温挡功率为3300W,R1、R2均为加热电阻丝,R1的阻值为。(求:
(1)低温挡通过R1的电流;
(2)R2的阻值;
(3)如果该电热水器的加热效率为60%,用高温挡把50kg的水,从27℃加热到60℃,需要的时间。
【答案】(1)S拨向b,单独工作,电路的电阻最大,由可知电路的电功率最小,处于低温挡,通过的电流
(2)S拨向a,与并联,电路的总电阻最小,由可知电路的电功率最大,处于高温挡,干路中的电流
通过的电流
的阻值
(3)把50kg的水,从27℃加热到60℃,水吸收的热量
如果该电热水器高温挡的加热效率为60%,则有
可得需要加热的时间
【知识点】串联电路和并联电路的辨别;探究串并联电路中的电流特点实验;欧姆定律及其应用;电路的动态分析
【解析】 【解答】(1)当开关接b时,R2短路,只有R1工作,电热水器处于低温档,由可求出通过R1的电流;
(2)当开关S接a时,R1、R2并联,两电热丝同时工作,电热水器处于高温档;由 ;则通过R2的电流为: ;故R2的阻值为: ;
(3)质量为50Kg的水,温度从从27℃加热到60℃时,水吸收的热量: ;由于不计热量损失,有Q放=Q吸;当电加热器的效率为60%时,根据的变形式: 。
【分析】(1)由电路图知,开关接a时,R1、R2并联,两电热丝同时工作,电热水器处于高温档;当开关接b时,R2短路,只有R1工作,电热水器处于低温档,由可求出通过R1的电流;
(2)当开关S接a时,R1、R2并联,两电热丝同时工作,电热水器处于高温档;根据以及题中已知高温档的功率及电源电压,可求出并联电路的总电流;然后根据并联电路的电流特点,可求出通过R2的电流;最后通过电源电压及通过R2的电流,求出电阻R2的阻值;
(3)利用水的质量、比热及初末温度,根据:Q吸=cm(t-t0)求出水吸收的热量;然后利用电热水器的加热效率,根据的变形式 求出电加热器加热的时间。
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