浙教版科学中考复习优中选优-物理-第23节-欧姆定律和电路动态分析

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名称 浙教版科学中考复习优中选优-物理-第23节-欧姆定律和电路动态分析
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科目 科学
更新时间 2024-03-11 18:03:13

文档简介

浙教版科学中考复习优中选优-物理-第23节-欧姆定律和电路动态分析
一、单选题
1.(2023八上·德清期末)在如图所示的电路中,电源电压保持不变,由于电阻R或小灯泡L可能出现了故障,开关S闭合前后,电流表有示数且示数不变。下列判断中正确的是(  )
A.电阻R断路 B.电阻R短路 C.小灯泡L断路 D.小灯泡L短路
2.如图是小科利用实验室常用仪器,设计测量未知电阻Rx阻值的四种电路,电源电压恒定且未知,R0是已知阻值的定值电阻,滑动变阻器R最大阻值未知,实验中只能闭合或断开开关及移动滑动变阻器滑片,其中能够测量出Rx阻值的电路是()
A.只有① B.只有② C.只有②③ D.只有②③④
3.在如图所示的电路中,电源电压恒为6 V,R1=10Ω,R3=30Ω。开关S1闭合,开关S2接a,滑动变阻器R2的滑片P位于图示位置时,电压表的示数为1.2 V。开关S1闭合,开关S2接b,滑片Р移动到另一位置时,电压表的示数为2.0 V。前后两次滑动变阻器接入电路的电阻变化了(  )
A.5Ω B.10Ω C.20Ω D.40Ω
4.在如图所示电路中,电源电压保持不变。闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P向下滑动时,四个电表的示数都发生了变化,电表的示数分别用、U 、U 和U 表示,电表示数变化量的大小分别用△、△U 、△U 和△U 表示,电阻R 、R 、R 消耗的电功率分别用P 、P 、P 表示,下列选项正确的是(  )
A.变小,不变
B.变大,变大
C.变大,不变
D.滑动变阻器的滑片P向下滑动时,P 变大,P 变小,P 变大
5.多功能煲汤炖锅可以实现保温、慢炖、快炖三种功能,使用时可通过旋钮开关实现功能切换。如图是模拟加热原理图,其中测试电源的电压为5伏,四段电热丝电阻均为5欧,保温、慢炖、快炖所需加热功率依次增大。下列说法正确的是(  )
A.开关旋至“1”挡,开启快炖功能
B.开启保温功能,电路中的总电阻为5欧
C.从快炖到慢炖,电路总电流变化0.5安
D.快炖与慢炖电路总功率之比为2:1
6.如图甲是某同学“探究定值电阻R 的发热功率P 、滑动变阻器R消耗的电功率和电源总功率总随电流变化的关系”的实验电路图,通过实验得到的数据用描点法在同一坐标系中作出a、b、c三条图线(如图乙)。下列叙述正确的是(  )
A.图线a为定值电阻R。的发热功率曲线
B.电源电压为4.5V
C.滑动变阻器接入电路的最大阻值为6Ω
D.滑动变阻器消耗的最大功率为2.25W
7.(2021·绥化)图甲是通过小灯泡L的电流与其两端电压的关系图像。现将小灯泡L与电阻R连入如图乙所示的电路中。闭合开关S,小灯泡的实际功率为1.8W,电压表示数为3V。下列结果正确的是(  )
①电源电压为9V
②电阻R的阻值为10 Ω
③电路消耗的总功率为2.7 W
④通过电阻R的电流为0.6 A
A.只有①②③正确 B.只有②③④正确
C.只有①③正确 D.只有②④正确
8.如图甲所示电路,电源电压恒定不变,R。为定值电阻,R为电阻箱,调整电阻箱R的电阻值,电流表示数I的倒数与电阻箱阻值R的关系如图乙所示,以下说法中正确的是(  )
A.电源电压为3.6V
B.通过R的最大电流为2 A
C.调整电阻箱R的阻值,则R的最大功率为0.75 W
D.调整电阻箱R的阻值,则R。的最大功率为0.48 W
9.(2023九上·余姚期末)如图甲所示的电路,在滑动变阻器R2的滑片P从B向A滑动的过程中,电压表与电流表示数的变化关系如图乙所示,则下列说法中正确的是(  )
A.电源电压是16V
B.当电流表的示数是0.4A时,R2接入电路的阻值是30Ω
C.R1的阻值是20Ω
D.该电路的最大电功率为7.2W
10.(2016·温州)如图所示,电源电压保持6 V不变,电流表的量程为0~0.6 A,电压表的量程为0~3 V,定值电阻的规格为“10Ω 0.5A”,滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”。闭合开关,为了保证电路安全,在变阻器滑片移动过程中,下列说法正确的是(  )
A.变阻器R2接入电路的阻值允许变化范围为2 Ω~20 Ω
B.电流表示数允许的变化范围为0.2 A~0.5 A
C.电阻R1消耗功率允许的变化范围为0.4 W~0.9 W
D.电路消耗总功率允许的变化范围为1.2 W~3 W
11. 现有“6V 3W”的灯泡L1和“6V 6W”的灯泡L2,将他们接入电路中,不考虑灯丝电阻的变化,下列关于两只灯泡的说法正确的是(  )
A.串联后接到12V电源的两端.两灯均能正常发光
B.串联工作时,L1和L2两端的电压之比为1:2
C.串联工作时,L1和L2中的电流之比为2:1
D.串联工作时,L1和L2的功率之比为2:1
12.(2023九上·温州月考)如图甲所示电路,电源电压保持不变,R0为定值电阻,R为滑动变阻器。闭合开关S,滑动变阻器的滑片从一端移动到另一端的过程中,电压表和电流表的示数与R的关系分别如图乙、丙所示。下列说法正确的是(  )
A.电源电压为8V
B.滑动变阻器R的最大阻值是10Ω
C.R0的最小电功率为0.2W
D.当滑片P置于中点时,R的电功率为0.9W
13.探究“通过电阻的电流与电阻的大小关系”时,我们一般需要先预设一个电压值,实验中保持电阻两端电压为预设值不变,现采用如图所示的电路进行探究,器材:学生电源(6V),滑动变阻器(“20Ω1A”),电流表,电压表,开关,三个定值电阻(5Ω、10Ω、20Ω)及导线若干,以下说法正确的是(  )
A.要获得3组实验数据,电压预设值范围可以为1.5~5V
B.要获得3组实验数据,电压预设值范围可以为1~4V
C.电压预设值越大,在获得3组实验数据的过程中,滑动变阻器阻值调节范围越小
D.实验中电压预设值为2V时,要获得3组实验数据,需更换最大阻值为30Ω的滑动变阻器
14.小丽设计了如图所示的简易电子距离测量仪,R是一根粗细均匀的电阻丝,其每厘米长的电阻为0.5Ω,电路各部分均接触良好。物体M只能在导轨上做直线运动,并带动与之相连的金属滑片P移动,电压表示数可反映物体M移动的距离。开始测量前,将金属滑片P置于电阻丝中点处,此时电压表和电流表的示数分别为1.5V和0.2A。由此可知 (  )
A.电阻丝的总电阻为7.5Ω
B.当电压表的示数为2V时,物体M向左移动了10cm
C.当电压表的示数为1V时,物体M向左移动了5cm
D.若开始测量前,将金属滑片P置于电阻丝某端点,则可测量的最大距离为30cm
15.(2023九上·杭州期中)小明按下图甲所示的电路进行实验,当开关闭合后,两只规格相同的电压表V1和V2的指针位置完全一样,如图乙所示,造成这一现象的原因是(  )
A.可能电路各处完好,V1和V2所选量程不相同,并且灯L两端电压为10V
B.可能电路各处完好,V1和V2所选量程不相同,并且灯L两端电压为8V
C.可能是电路出现故障,灯L1短路
D.可能是电路出现故障,灯L2短路
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
17.用伏安法测导体电阻的实验中,连接电路时,下列要求中没有必要的是(  )。
A.连接滑动变阻器的时候,应该使滑片位于变阻器阻值最大的位置
B.连接开关时,应该先将开关断开
C.开关应该在靠近电源、电流流出的一端,即接在电源的正极上
D.电压表应与待测电阻并联,电流表应与待测电阻串联,并使电流从正接线柱流进,由负接线柱流出
18.(2023九上·镇海区期中)如图为某物理兴趣小组设计的电子身高测量仪电路图。其中,定值电阻R1=10Ω,电源电压恒为4.5V,R2的规格为“20Ω 0.5A”,闭合开关S,下列说法正确的是(  )
A.当R2接入电路中的电阻为5Ω时,电压表示数为3V
B.身高越高,电压表示数与电流表示数的比值越大
C.身高越矮,整个电路消耗的电功率越小
D.考虑电路安全,此电路消耗的最大电功率为2.25w
19.(2023九上·余姚月考)如图所示,电源电压恒为6V,电流表量程0-0.6A,电压表量程0-3V,滑动变阻器规格“50Ω1A”,小灯泡规格为“2.5V0.625W”,若不考虑小灯泡阻值随温度的变化,在电路安全的前提下,下列说法正确的是(  )
A.滑片向右滑动时,电流表示数变小,电压表示数变大
B.电路的最大电功率是1.8W
C.滑动变阻器的阻值允许调节的范围是14-50Ω
D.电流表的示数变化范围是0.1-0.3A
二、填空题
20.(2023九上·杭州月考)在图(1)的电路中,R0、R1均为定值电阻,R1=4Ω,电源电压U保持不变,在滑动变阻器R2的滑片P由a端移动到b端的过程中,电流表A1、A2的示数I1与I2对应关系所得到的完整图线如图(2),其中C点位图线最低点,对应的横坐标和纵坐标分别为1.0A和0.50A,A点对应的横坐标为0.75A,则电源电压U的大小为   V,图2中A点对应的纵坐标为   A。
21.如图(a)所示的电路,电源电压保持不变。闭合开关S,调节滑动变阻器,两电压表的示数随电路中电流变化的图线如图(b)所示,根据图线的信息可知:图线   (填“甲”或“乙”)是电压表V1变化的曲线,电阻R1的阻值是   Ω;当电路中的电流为0.25A时,R1与R2的比值为   。
22.(2019八上·温州期末)某同学按如图电路测量电阻 Rx 的阻值,其中 R
为已知规格的滑动变阻器,①、②为电表。
(1)图中 1 号位置应该填入的元件是   。
(2)正确连接电路后闭合开关,若将滑动变阻器滑片移到 a 端会损坏电源,其原因是   。
(3)在不改变电路连接和元件的前提下,若要测得 Rx 的阻值,必须进行的操作是   。
三、实验探究题
23.据史料记载,欧姆曾用如图电路来研究电流的影响因素。该电路的温差电源中,铜与铋的两个接触面分别放在冰水混合物和沸水中,AB两端存在电压,其电压大小由温度差决定。
欧姆将粗细均匀的铁丝两端插入水银中,接通电路。当电路中有电流通过时,小磁针会发生偏转,转动金属丝上端手柄,扭转金属丝,使小磁针回到原位置,记录手柄转过角度。他用粗细相同、长度不同的铁丝多次重复上述实验,部分数据如表。已知手柄转过角度与电流大小成正比,粗细相同的铁丝电阻阻值与其长度成正比。
实验组别 1 2 3 4
铁丝长度 (英寸) 2 4 6 10
手柄转过 角度(度) 305 281.5 259 224
(1)在实验中始终保持“温差电源”的温度差不变的目的是   。
(2)小明查阅资料发现:除铁丝外,欧姆还考虑了电路中水银、铜丝等导体的电阻R',才得出正确的电流与电阻关系,结合表中数据,判断R'的阻值大约相当于本实验中多少长度铁丝的阻值 ____。
A.5英寸 B.10英寸 C.15英寸 D.20英寸
(3) 欧姆用粗细相同的金丝、铅丝代替铁丝重复上述实验,发现当手柄转过角度相同时,金丝的长度比铅丝长,据此推测,若金丝和铅丝的长度与粗细都相同,哪一金属丝阻值更大 简要说明理由   。
四、解答题
24.(2023八上·椒江期末)随着社会的发展和科技的进步,电路元件在各行得到广泛的应用,热敏电阻就是其中之一。热敏电阻的阻值会随温度的改变而改变。图甲是用热敏电阻测量环境温度的电路。电路中电流表的量程为0~0.02A,滑动变阻器R的铭牌上标有“150Ω 0.3A”字样。Rt为热敏电阻,其阻值随环境温度变化关系如图乙所示,电源电压保持不变。请完成下列各题:
(1)将此电路放入温度为20℃的环境中,闭合开关S,调节滑片P,使滑动变阻器接入电路的电阻R=100Ω,此时电流表的读数为0.01A,求电源电压;
(2)若环境温度为40℃时,要保证整个电路元件的安全,求滑动变阻器的变化范围。
25.(2022八下·象山期中)某同学在“伏安法测电阻”的实验中,画出了如图甲所示的电路图:
(1)按该图将乙中未连好的线连好,电源电压为6伏。要求:滑片向右滑动时电阻变大.
(2)闭合开关前应将滑片移到   (填A或B);该实验中滑动变阻器的作用是   (写出一个即可)
(3)某次测量中该同学得到两电表的示数如丙图所示,求Rx的电阻以及滑动变阻器连路电路的阻值。
26.(2022·鹿城模拟)小科同学计划做一个电子秤模型,如图1是他设计的结构图。U0=6V,R0=15Ω,AB是一根长度为15cm,阻值为15Ω的均匀导体,O是一个能在滑杆上自由移动的滑块,滑片P和轻质杠杆OD均连接在滑块O上,且OC:CD=1:9。轻质杠杆始终水平平衡。弹簧受力时伸长量变化如图2所示,轻质托盘上未放置物体时,滑片P刚好位于A处,此时弹簧的伸长量为0。当被测物体放置于托盘上时,可以通过电压表示数读出被测物体的质量。
[项目一]标注刻度
(1)当托盘上未放置物体时,闭合开关,电压表指针对准   V处,标为0刻度。
(2)当电压表读数为1V时,托盘中物体质量是多少?
(3)[项目二]评价与改进
小科认为该模型还不够完善,若使用-段时间后,电源电压减小,则测量结果会不准确。针对这一问题,他提出了如下改进方案:①将定值电阻R0改为大小合适的滑动变阻器,且在滑动变阻:器两端并联一个电压表;②将定值电阻R0改为大小合适的滑动变阻器,且在电路中串联一个电流表;③将定值电阻R0改为大小合适的滑动变阻器,且分别在电源和滑动变阻器两端各并联一个电压表。选择一种你认为合理的方案,并说出当电源电压减小时.该如何调整滑动变阻器,才会使测量结果准确。
答案解析部分
1.【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.电阻R断路时,开关S断开时,电流表没有示数,故A不合题意;
B.电阻R短路时,电路里只有灯泡;当开关S闭合时,电路里还是只有灯泡,因此电流表有示数且示数不变,故B正确;
C.小灯泡L断路时,电流表没有示数,故C不合题意;
D.小灯泡L短路时,开关S断开,则只有电阻R工作;开关S闭合时,则没有电阻工作,此时发生短路,因此电流表的示数不同,故D不合题意。
故选B。
2.【答案】D
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【分析】对各个电路图分析,根据欧姆定律和串并联电路的特点确定是否能够计算出待测电阻的阻值即可。
【解答】①由电路图可知,当开关S从1改接2时,电压表的正负接线柱接反了,电压表的指针会反向偏转,无法读取电压表的示数,故①错误;
②闭合S1、S2时,电路为Rx的简单电路,电压表测量电源的电压U;只闭合开关S1,两只电阻串联,电压表测量Rx两端电压为Ux,定值电阻两端的电压为:U0=U-Ux;
此时电路中的电流为:,
则根据Rx两端的电压和电流可以求出Rx阻值,故②正确;
③闭合S1、S2时,电路是只有Rx的基本电路,电流表测量通过Rx的电流Ix;闭合S1、断开S2,两电阻串联,电流表测电路中电流I;根据电源电压不变列式I(R0+Rx)=IxRx可求出Rx的阻值,故③正确;
④闭合S1,S接2时,R0和R串联接入电路中,把R的阻值调到0,根据电流表的示数和定值电阻的阻值可以求出电源电压U;闭合S1,S接1时,Rx和R串联接入电路中,把R的阻值调到0,读出电流表的示数,根据电流表示数和电源电压,利用可以求出Rx的阻值,故④正确。
故选D。
3.【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)S2接a时,三个电阻串联,电压表测R1两端的电压,根据串联电联电流、电压特点,结合欧姆定律求得Ra的大小;
(2)S2接b时,三个电阻串联,电压表测R1、R2两端的电压之和,根据串联电联电流、电压规律,结合欧姆定律求得Rb的大小,进一步计算前后两次滑动变阻器接入电路的电阻变化即可。
【解答】(1)开关S1闭合,S2接a时,三个电阻串联,电压表测R1两端的电压为1.2V,
串联电路各处电流相等,根据欧姆定律可得通过电路的电流为:,
R3两端的电压为:U3=I3R3=0.12A×30Ω=3.6V,
R2两端的电压为:U2=U-U1-U3=6V-1.2V-3.6V=1.2V,
滑动变阻器R2接入电路的阻值为:;
(2)开关S1闭合,S2接b时,三个电阻串联,电压表测R1、R2两端的电压之和为2V,此时:
R3两端的电压为:U3′=U-(U1+U2)=6V-2V=4V,
电路中的电流为:,
电路的总电阻为:,
滑动变阻器R2接入电路的阻值为:Rb=R-R1-R3=45Ω-10Ω-30Ω=5Ω,
则前后两次滑动变阻器接入电路的电阻变化了:ΔR2=Ra-Rb=10Ω-5Ω=5Ω,故A正确,B、C、D错误。
故选A。
4.【答案】C
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】由电路图可知,R1、R2、R3串联,V1测R1两端电压,V2测R2两端的电压,V3测R1和R2两端的电压,电流表测电路中电流;根据滑动变阻器的滑片的移动判断电路中电阻的变化,根据欧姆定律判断电路中电流的变化,利用P=I2R判断电阻R1、R3的电功率的变化,最后利用欧姆定律判断电压和电流的比值,以及电压的变化量和电流变化量的比值变化关系。
【解答】由电路图可知,R1、R2、R3串联,V1测R1两端电压,V2测R2两端的电压,V3测R1和R2两端的电压。P向下滑动时,R2电阻变大,电路中总电阻变大;
根据欧姆定律和串联电路电压特点可知,电路中电流I变小,U1变小,U2变大,U3变大;
D.根据P=I2R可知,电阻R1、R3的电功率变小,故D错误;
A.根据可知:,所以是不变的。当电压改变时,,根据比例的性质得到:,所以也不变,故A错误;
B.根据可知:,所以变大,
根据串联电路的电压规律得到:
U2=U-I(R1+R3),U2′=U-I′(R1+R3),
则ΔU2=U2′-U2=(I′-I)(R1+R3),
则,所以不变,故B错误;
C.根据可知:,所以变大,
根据串联电路的电压规律得到:U3=U-IR3,U3′=U-I′R3,ΔU3=U3-U3′=(I′-I)R3,
则,所以不变,故C正确。
故选C。
5.【答案】D
【知识点】欧姆定律及其应用;电功率计算公式的应用
【解析】【分析】AB.根据图片分析开关旋至不同位置时电路连接情况,根据分别求出不同挡位下的总电阻和加热功率,最后比较大小确定对应的工作状态即可;
C.由分别计算快炖到慢炖时电路的电流,然后相减即可;
D.根据快炖与慢炖的功率得出快炖与慢炖电路的总功率之比。
【解答】A.根据图片可知,开关旋至“1”挡,两个电阻串联,
此时电路总电阻:R串=2R=2×5Ω=10Ω;
此时的总功率;
开关旋至“2”挡,只有一个电阻工作,
此时的总功率;
开关旋至“3”挡,两个电阻并联,并联的电阻为:,
此时的总功率;
因此开关旋至“1”挡,为保温挡;接“2”时为慢炖,接“3”时为快炖,故A错误;
B.开关旋至“1”挡,为保温挡,总电阻为10Ω,故B错误;
C.快炖时,两个电阻并联,总电流为:;
慢炖时,只有一个电阻,总电流为:;
则从快炖到慢炖,电路总电流变化:ΔI=I并-I=2A-1A=1A,故C错误;
D.快炖与慢炖电路总功率之比:P3:P2=10W:5W=2:1,故D正确。
故选D。
6.【答案】D
【知识点】欧姆定律及其应用;电功率计算公式的应用
【解析】【分析】A.根据P=I2R分析定值电阻的电功率随电流变化的关系,从而确定图像形状。当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时,电路中的电流最大,R0的电功率最大,根据图像读出对应的示数,根据P=I2R求出R0的阻值;
B.根据P=UI确定总功率随电流变化的图像性质,根据其中一组数据求出电源电压;
C.当滑动变阻器接入电路的阻值最大时,电路电流最小,由图像读出电路的最小电流,根据串联电路电压规律求出电路总电阻,再根据串联电路电阻规律求出滑动变阻器接入电路的最大阻值;
D.当滑动变阻器的阻值等于定值电阻的阻值时,此时它的电功率最大。
【解答】A.由P=I2R可知,定值电阻R0的发热功率P0与电流I是二次函数关系,则定值电阻R0的发热功率P0随电流I变化的关系图线是b。
定值电阻R0的最大功率P0=9W,此时电路中的电流I=3A,
由P=I2R可得:9W=(3A)2R0;
解得:R0=1Ω,故A错误;
B.电源电压U不变,由P=UI可知,电源总功率P总与电流I成正比,图像是一条倾斜的直线,
由图像可知,电源总功率P总随电流I变化的关系图线是a;
由图像可知,电源总功率P总=9W时,电流I=3A,
则电源电压:;故B错误;
C.图像c为滑动变阻器R消耗的电功率PR和电流I的变化曲线,
当滑动变阻器接入电路的阻值最大时,电路最小电流:I小=0.5A,
此时电路的总电阻:,
滑动变阻器接入电路的最大阻值:R滑大=R总-R0=6Ω-1Ω=5Ω,故C错误;
D.当变阻器的阻值等于R0的阻值时,变阻器的功率最大,
滑动变阻器消耗的电功率最大为:,
故选D。
7.【答案】A
【知识点】欧姆定律及其应用;电功率计算公式的应用
【解析】【分析】①②④根据图像,利用P=UI确定灯泡两端的电压和对应的电流,然后根据U总=UL+U计算电源电压,根据计算R的阻值。
③根据P总=U总I总计算电路的总功率。
【解答】根据图片可知,定值电阻R与灯泡L串联,电压表测R的电压。
①②④根据甲图可知,当通过灯泡的电流为0.3A,灯泡的电压为6V时,根据P=UI可知,此时灯泡的功率为1.8W。则电源电压为:U总=UL+U=6V+3V=9V,则定值电阻,故①②正确,④错误;
③电路的总功率为:P总=U总I总=9V×0.3A=2.7W,故③正确。
故A正确,而B、C、D错误。
故选A。
8.【答案】C
【知识点】欧姆定律及其应用;电功率计算公式的应用
【解析】【分析】根据图片可知,R和R0串联,电流表测量电路电流。
AB.根据乙图确定电路的最大电流和最小电流,以及对应变阻器的阻值,然后根据U总=U+U0列出两个方程联立求解即可;
C.当变阻器的阻值等于定值电阻的阻值时,滑动变阻器的电功率最大;
D.根据前面的条件确定电路的最大电流,然后根据P0大=I大2R0计算R0的最大功率。
【解答】根据图片可知,R和R0串联,电流表测量电路电流。
AB.当电流表示数I的倒数为2A-1时,电路中电流为0.5A,此时R接入电路的电阻值为0,
根据欧姆定律可知此时通过R0的电流最大,为0.5A,故B错误;
根据欧姆定律可知电源电压U=IR0=0.5A×R0..........①,
当电流表示数I的倒数为5A-1时,电路中电流为0.2A,此时R接入电路的电阻值为18Ω,
根据欧姆定律和串联电路的电压特点可知电源电压U=I′R′+I′R0=0.2A×18Ω+0.2A×R0..........②,
联立①②可得:U=6V,R0=12Ω,故A错误;
CD.调整电阻箱R的阻值,当R=R0=12Ω时,R的电功率最大,
根据串联电路电压与电阻成正比可知,此时R的电压为总电压的一半,即为3V,
则变阻器的最大功率为:,故C正确;
通过R0的电流最大为0.5A,R0的最大功率为:P0大=I大2R0=(0.5A)2×12Ω=3W,故D错误。
故选C。
9.【答案】C
【知识点】欧姆定律及其应用;电功率计算公式的应用
【解析】【分析】由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。
(1)(3)当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时,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,根据图像读出电表的示数,根据欧姆定律求出滑动变阻器的最大阻值,利用串联电路的电压特点和欧姆定律表示出电源的电压和R1的阻值,
(2)根据图乙确定电流表示数为0.4A时电压表的示数,根据欧姆定律求出R2接入电路的阻值。
(4)当电路中电流最大时电路消耗的总功率最大,根据P=UI求出电路消耗的最大功率。【解答】由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。
(1)当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时,电路中的电流最大,
由图乙可知I1=0.9A,
由可得,电源的电压:U=I1R1=0.9A×R1 ①,
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,
由图2可知,I2=0.2A,U2=14V,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以电源的电压:U=U2+I2R1=14V+0.2A×R1 ②,
①②联立解得:R1=20Ω,U=18V,故A错误,C正确;
电路的最大功率:P大=UI1=18V×0.9A=16.2W,故D错误;
当电流表的示数是0.4A时,电压表的示数为10V,
则R2的阻值为:,故B错误;
故选C。
10.【答案】C
【知识点】欧姆定律及其应用;电功率计算公式的应用
【解析】【分析】(1)根欧姆定律判断电流和电阻、电压之间的关系;
(2)根据P=UI判断电路消耗的功率。
【解答】解:A、R2的阻值最小时,也就是电流最大时,电压表的示数最大为3V,此时的电流为0.3A,电路的总电阻为20Ω,所以此时滑动变阻器的电阻为10Ω,所以A错;
B、当电压表示数最大时,此时的电流最大为I==0.3A,所以A错;
C、当电压表示数为3V时,电阻R1消耗的电功率最大为0.9W,当电压表示数最小时,也就是滑动变阻器的阻值最大时,此时电流I==0.2A,电压表的示数U=IR=0.2A×10Ω=2V,所以此时的电功率P=IR=2V×0.2A=0.4W,所以C正确;
D、电路消耗的最大功率P=UI=6V×0.3A=1.8W,最小功率P=UI=6V×0.2A=1.2W,所以D错。
故选C。
11.【答案】D
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【解答】解:(1)由灯泡的铭牌可知,两灯泡的额定电压相同,额定功率不同,
由P=UI可知,两灯泡正常发光时的电流不同,则两灯泡串联时不可能同时正常发光,故A错误;
(2)由P=可得,两灯泡的电阻之比:
====
两灯泡串联时,
因串联电路中各处的电流相等,
所以,通过L1和L2中的电流之比为1:1,故C错误;
由I=可得,两灯泡两端的电压之比:
===,故B错误;
两灯泡的功率之比:
===,故D正确.
故选D.
【分析】(1)灯泡正常发光时的功率和额定功率相等,根据P=UI判断两灯泡的额定电流是否相等,从而判断两灯泡串联时是否可以同时正常发光;
(2)两灯泡的额定电压相等,根据P=求出灯泡的电阻之比,两灯泡串联时,根据串联电路的电流特点可知通过它们的电流关系,根据欧姆定律可知两灯泡两端的电压关系,根据P=UI可知两灯泡实际功率之间的关系.
12.【答案】D
【知识点】欧姆定律及其应用;电功率计算公式的应用
【解析】【分析】A.当变阻器接入电路中的电阻为零时,电路为R0的简单电路,此时电压表测R0两端的电压,其示数最大,根据图乙读出电压表的最大示数即为电源的电压;
B.当变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,电压表的示数最小,根据图乙和图丙读出电表的示数,根据串联电路的电压特点求出滑动变阻器两端的电压,利用欧姆定律求出滑动变阻器的最大阻值;
C.当变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,R0的功率最小,根据P=UI求出其大小;
D.根据欧姆定律求出定值电阻的阻值,根据电阻的串联和欧姆定律求出滑片P置于中点时电路中的电流,根据P=I2R求出R的电功率。
【解答】根据电路图可知,定值电阻R0与滑动变阻器R串联,电压表测R0两端的电压,电流表测电路中的电流。
A.当变阻器接入电路中的电阻为零时,电路为R0的简单电路,此时电压表测R0两端的电压,其示数最大。由图乙可知,电压表的示数最大为6V,则电源的电压U=6V,故A错误;
B.当变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,电压表的示数最小。由图乙可知电压表的最小示数U0=2V,由图丙可知电路中的最小电流I小=0.2A,
则滑动变阻器两端的电压UR=U-U0=6V-2V=4V,
那么滑动变阻器的最大阻值,故B错误;
C.当变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,R0的功率最小,则R0的最小功率P0小=U0I小=2V×0.2A=0.4W,故C错误;
D.定值电阻的阻值,
当滑片P置于中点时,电路中的电流,
则R的电功率PR=I2×=(0.3A)2×=0.9W,故D正确。
故选D。
13.【答案】C
【知识点】电路的动态分析
【解析】【分析】由串联电路特点和欧姆定律计算电压在预设值最小时,电路中电流最小,变阻器连入阻值最大,由此计算、分析解答。
【解答】(1)由图知,R与变阻器串联,电压表测R两端电压,电流表测电路中电流,
当定值电阻最大R=20Ω,当电压预设值最小为1.5V时,电路中电流最小:,
由串联电路特点和欧姆定律可得,此时变阻器接入电路中的电阻最大:,所以此预设电压值不正确,即A错误;
当定值电阻最大R=20Ω,当电压预设值最小为1V时,电路中电流最小:,
由串联电路特点和欧姆定律可得,此时变阻器接入电路中的电阻最大:,所以此预设电压值不正确,即B错误;
(2)电压预设值越大,电路中电流越大,变阻器两端电压越小,由欧姆定律可知,变阻器连入阻值越小,滑动变阻器阻值调节范围越小。故C正确;
(3)实验电压预设值为2V时,当R=20Ω时,变阻器需连入阻值最大,
此时电路中电流,
此时变阻器连入电路的阻值:,故D错误。
故答案为:C。
14.【答案】D
【知识点】电路的动态分析
【解析】【分析】由电路图可知,电路为滑动变阻器最大阻值的简单电路,电流表测电路中的电流,电压表测滑片右侧部分电阻丝两端的电压。
(1)金属滑片P置于电阻丝中点时,根据欧姆定律求出被测电阻丝的电阻,进一步求出电阻丝的最大阻值,根据题意求出电阻的总长度;
(2)根据欧姆定律求出电压表的示数为2V和1V时对应的电阻,再根据题意求出物体M向左移动的距离。
【解答】由电路图可知,电路为滑动变阻器最大阻值的简单电路,电流表测电路中的电流,电压表测滑片右侧部分电阻丝两端的电压。
(1)金属滑片P置于电阻丝中点时,
由可得,被测电阻丝的电阻:

则电阻丝的总电阻:
R=2R中=2×7.5Ω=15Ω,故A错误;
电阻丝的长度,
即当开始测量前,将金属滑片P置于电阻丝某端点,可测量的最大距离30cm,故D正确;
(2)当电压表示数为2V时,接入电路的电阻:,
物体M位于:,
故物体M向左移动了:,故B错误;
(3)当电压表示数为1V时,接入电路的电阻:,
物体M位于:,
故物体M向右移动了:,故C错误。
故答案为:D。
15.【答案】C
【知识点】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】由图可知,电路是由两个电灯串联而成,两个电压表分别测的是总电压和L2两端的电压;当电路各处完好时,这两个电压值是不会相等的,指针一样,则说明选择的量程不同。
【解答】A.电路完好时,V1测的是电源电压,V2测的是L2两端电压,两表指针一样,说明V1选的是大量程,并且电源两端电压为10V。A错误。
B.电路完好时,V1测的是电源电压,V2测的是L2两端电压,两表指针一样,说明V1选的是大量程,V2用的是小量程,则灯L2两端电压为2V。B错误。
C.若L1短路,V2测的是电源电压,V1测的是电源电压,两表都有示数,并且相等。C正确。
D.若L2短路,V1测量电源电压,V2示数为零。D错误。
故答案为:C。
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】C
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【分析】根据对伏安法测电阻的实验过程、现象、结论的认识判断。
【解答】A.连接滑动变阻器的时候,应该使滑片位于变阻器阻值最大的位置,故A正确不合题意;
B.连接开关时,应该先将开关断开,防止时通时断烧坏用电器,故B正确不合题意;
C.在串联电路中,开关的控制作用与位置无关,故C错误符合题意;
D.电压表应与待测电阻并联,电流表应与待测电阻串联,并使电流从正接线柱流进,由负接线柱流出,故D正确不合题意。
故选C。
18.【答案】B
【知识点】电路的动态分析
【解析】【分析】串联电路电流处处相等,电压表示数等于与之并联的电阻的电压。
【解答】A.,A错误;
B. 身高越高,R2接入电路阻值越大,电压表示数与电流表示数的比值(即R2)越大,B正确;
C. 身高越矮,R2接入电路阻值越小,整个电路电流越大,总电压不变,整个电路消耗的电功率越大,C错误;
D. R2的规格为“20Ω 0.5A” 考虑电路安全,此电路消耗的最大电功率为P=UI=4.5v× 0.5A=2.25w,但R2完全不接入电路,电路也是安全的,此时电路电流大于0.5A,功率大于2.25w,D错误;
故答案为:B。
19.【答案】C
【知识点】欧姆定律及其应用;电功率计算公式的应用
【解析】【分析】A.当滑动变阻器滑片向右滑动,接入电路中的电阻变大时,根据欧姆定律分析电流表和电压表的示数变化即可;
B.根据P=UI求出灯泡的额定电流,然后结合电流表的量程确定电路中的最大电流,再根据P=UI求出该电路的最大功率;
C.根据欧姆定律求出灯泡的电阻和电路中的最小电阻,利用电阻的串联求出滑动变阻器接入电路中的最小阻值;
D。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,根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的最小电流。
【解答】根据电路图可知,滑动变阻器与灯泡串联,电压表测灯泡两端的电压,电流表测电路中的电流。
A.当滑动变阻器滑片向右滑动,接入电路中的电阻变大时,根据可知,电路中的电流变小,即电流表示数变小.根据U=IR可知灯泡两端的电压变小,即电压表示数变小,故A错误;
B.灯的额定电流:;
电流表的量程为0~0.6A,比较可知,电路中的最大电流为I大=0.25A;
电路的最大电功率是:P大=UI大=6V×0.25A=1.5W,故B错误;
C.电流最大时,电路中的最小总电阻:,
则滑动变阻器接入电路中的最小阻值:R滑小=R小-RL=24Ω-10Ω=14Ω,
所以滑动变阻器的阻值允许调节的范围是14-50Ω,
故C正确;
D.灯泡的电阻:,
当滑动变阻器全部接入电路中时,电路中的电流是最小的,
则最小电流为:;
则电流表示数变化范围是0.1A-0.25A,故D错误。
故选C。
20.【答案】6;0.75
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析
【解析】【分析】滑片P滑到a点时,R1和滑动变阻器R2并联,电阻最小,流过电源的电流最大,对应图像的B点;滑片滑到b点时,R1被短路,电阻比滑到a点时电阻大,电流比滑到a点时小,对应图像的A点;根据欧姆定律列式结合图像即可求出电源电压;
由(1)知,滑动头滑到b点时得到图2中的A点,R1被短路,电流表A1和A2示数相等,根据图2得出I1与I2的关系,从而得出A点的纵坐标。
【解答】根据图片可知,滑片P滑到a点时,R1和滑动变阻器R2并联,电阻最小,流过电源的电流最大,对应图像的B点;
滑片滑到b点时,R1被短路,电阻比滑到a点时电阻大,电流比滑到a点时小,对应图像的A点;
根据欧姆定律知,当滑动头P位于b点时,电源电压U=0.75A×(R2+R0)---①,
图2中的C点,I1=1.0A,所以I2=0.5A,
并联部分两支路电流相等,根据并联电路的特点,得RPb=R1=4Ω,
并联部分的总电阻为:R并==2Ω
设滑动变阻器的总电阻为R2,则电源电压有:U=1.0A×(R0+R2-4Ω+R并)=1.0A×(R0+R2-4Ω+2Ω) ②,
联立①②得:U=6V;
由分析知,滑动头滑到b点时得到图2中的A点,R1被短路,电流表A1和A2示数相等,根据图2知I1=0.75A,所以I2也为0.75A,即图2中A点对应的纵坐标为0.75A。
21.【答案】甲;20;5:1
【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】解决此题的关键是能看懂甲图中电压表测的是哪部分电压及乙图中电压表示数随电流的变化情况,能用欧姆定律的变形式求解电阻的大小。
【解答】通过图可知,甲线反映电压随电流的增大而增大,且电压可以为0V,所以这是电压表V1示数变化图象;
从图b中可以看出,当电阻值为6V时,电流为0.3A,故;
当电路中的电流为0.25A时,U1=5V,U2=1V,故。
故答案为:甲;20;5:1。
22.【答案】(1)电流表
(2)电路出现短路,电流过大
(3)闭合开关,将滑动变阻器移到 b 端,读出此时电压表和电流表示数
【知识点】电流的测量及电流表的使用;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;伏安法测电阻的探究实验
【解析】【分析】(1)根据电压表和电流表的使用方法判断;
(2)当变阻器的滑片移到a端时,变阻器接入的阻值为零,此时电流从正极出发,经过电流表直接流回负极,而没有经过用电器,从而发生短路造成电流过大而烧坏电源。
(3)当变阻器的滑片在b端时,它就变成一个阻值已知的定值电阻。它与Rx并联,二者的电压相等,都等于电压表的示数。通过变阻器的电流可以根据计算得到,而用电流表的示数减去它可以得到通过Rx的电流,最后再根据计算即可,据此确定实验步骤。
【解答】(1)①与Rx串联,为电流表;②与Rx并联,为电压表。
(2)正确连接电路后闭合开关,若将滑动变阻器滑片移到 a 端会损坏电源,其原因是:电路出现短路,电流过大。
(3)在不改变电路连接和元件的前提下,若要测得 Rx 的阻值,必须进行的操作是:闭合开关,将滑动变阻器移到 b 端,读出此时电压表和电流表示数。
23.【答案】(1)保持温差电源电压不变
(2)D
(3)铅丝的阻值更大;实验中长金丝和短铅丝的阻值相同,又因为横截面积相同的同种导体的长度越长,其阻值越大,则当金丝和铅丝的长度与粗细都相同,铅丝的阻值更大
【知识点】欧姆定律及其应用;探究电流与电压、电阻的关系实验;电路的动态分析
【解析】【分析】电阻的影响因素: 一、导体的材料:不同材料的导体电阻率不同。所以,当导体的长度、横截面积和温度均相同时,导体的材料变化时将会导致导体电阻值发生变化;二、导体的长度:导体越长,电阻越大;导体越短,电阻越小。所以,当导体的材料、横截面积和温度均相同时,导体的长度变化时将会导致导体电阻值发生变化;三、导体的横截面积:导体的横截面积越大,电阻越小;导体的横截面积越小,电阻越大。所以,当导体的材料、长度和温度均相同时,导体的横截面积变化时将会导致导体电阻值发生变化。四、导体的温度:同一导体的电阻会随导体温度的变化而变化,一般情况下,导体温度越高,电阻越大。所以,当导体的材料、长度和横截面积均相同时,导体的温度变化时将会导致导体电阻值发生变化。
【解答】(1)在实验中始终保持“温差电源”的温度差不变的目的是 保持温差电源电压不变;
(2)我们可以将电路等效为电阻R和R'串联后接入电源,当电源电压保持不变时,电路中电流与总电
阻即R+R'成反比;因为手柄转过角度与电流大小成正比,同种材料的 因为手柄转过角度与电流大小成正比,同种材料的电阻与长度成正比,故手柄转过角度与l + l'成反比;
2 +l' /4+ l’=281.5:305
解得:l' = 21.96,故答案选D;解得:L‘=21.96,故答案选D;
(3) 铅丝的阻值更大;实验中长金丝和短铅丝的阻值相同,又因为横截面积相同的同种导体的长度越长,其阻值越大,则当金丝和铅丝的长度与粗细都相同,铅丝的阻值更大 ;
故答案为:(1) 保持温差电源电压不变 (2)D(3) 铅丝的阻值更大;实验中长金丝和短铅丝的阻值相同,又因为横截面积相同的同种导体的长度越长,其阻值越大,则当金丝和铅丝的长度与粗细都相同,铅丝的阻值更大
24.【答案】(1)由电路图可知,滑动变阻器与热敏电阻串联,电流表测电路电流,
由图乙所示图象可知,温度为20℃时,热敏电阻的阻值为400Ω,
由电阻的串联和欧姆定律可知,电源电压:
U=I(Rt+R)=0.01A×(400Ω+100Ω)=5V
(2)由图乙所示图象可知,温度为40℃时,热敏电阻的阻值为200Ω,
电流表的量程为0~0.02A,滑动变阻器R的铭牌上标有“150Ω 0.3A”字样,则为了保证电路的安全,电路中的最大电流为0.02A,
由I= 可知,电路的最小总电阻:R总小= =250Ω,
滑动变阻器的最小阻值:R滑最小=R总小﹣Rt′=250Ω﹣200Ω=50Ω,
则滑动变阻器阻值的变化范围为50Ω~150Ω
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)首先根据图乙确定温度为20℃时热敏电阻的阻值,再根据串联电路的电阻规律R总=Rt+R计算出此时的总电阻,最后根据U总=I总R总计算电源电压。
(2)首先根据图乙确定温度为40℃时热敏电阻的阻值,再根据电流表的量程确定电路的最大电流,接下来根据公式 计算出此时的总电阻,根据公式 R滑最小=R总小﹣Rt′ 计算出变阻器接入的最小阻值,最终确定变阻器的阻值变化范围。
25.【答案】(1)
(2)B;保护电路,调节定值电阻两端的电压
(3)10Ω;15Ω
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【分析】(1)根据滑动变阻器的接线方法解答;
(2)在闭合开关前,为了避免电流过大而烧毁用电器,要求滑片调到阻值最大的位置。根据变阻器的作用分析解答;
(3)根据图片读出电压表和电流表的示数,根据计算Rx的阻值,根据U变=U总-Ux计算变阻器的电压,最后根据计算变阻器接入的阻值。
【解答】(1)当滑片向右滑动时电阻变大,则应该将左下角的接线柱A接入,如下图所示:
(2)根据图片可知,当滑片在B端时阻值最大,则闭合开关前应将滑片调到B端。该实验中滑动变阻器的作用是保护电路,调节定值电阻两端的电压。
(3)根据图片可知,电流表的量程为0~0.6A,则分度值为0.02A,那么示数为0.24A;电压表的量程为3V,分度值为0.1V,示数为2.4V,
则Rx的阻值为:;
变阻器两端的电压为:U变=U总-Ux=6V-2.4V=3.6V;
则变阻器接入的阻值为:。
26.【答案】(1)0
(2)解:已知R0=15Ω,RAB=15Ω,U0=6V
由于R0、RAB串联,所以UAB=3V
LAB=15cm,UAP=1V,设此时LAP=x
因为,故
解得x=5cm
查图2得,当x=5cm时,F=0.2N
由杠杆平衡条件可得FLOC=G物LOD
OC:CD=1:9,则LOC:LOD=1:10
故G物==0.2N×0.1=0.02N
m物==0.002kg=2g
(3)方案②,适当减小滑动变阻器连入电路的阻值,使电流表示数为0.2A。
方案③,调节滑动变阻器阻值,使电源电压与滑动变阻器两端电压差为3V。
【知识点】欧姆定律及其应用;杠杆的平衡条件
【解析】【分析】(1)根据图1可知,定值电阻R0与变阻器R滑串联,电压表与滑片上方变阻器的电阻丝并联,测这部分电压,根据欧姆定律计算未放置物体时电压表的示数即可。
(2)首先根据“串联电路电压与电阻成正比”计算出AB两端的电压,而电阻与长度成正比,则电压与变阻器接入的长度成正比,据此计算出此时滑片向下移动的距离x。接下来根据图像确定此时弹簧产生的拉力,利用杠杆的平衡条件计算出物体的重力,最后根据计算物体的质量。
(3)根据欧姆定律,结合串联电路的电流和电压规律,对各个措施进行分析判断。
【解答】(1)闭合开关,两电阻串联接入电路,当托盘上未放置物体时,滑片位于最上端,电压表与导线并联,所以电压表的示数为0,则电压表指针对准0V处,标为0刻度。
(3)使用一段时间后,电源电压减小,根据欧姆定律可知通过电路的电流变小,物体质量不变时对应的电压示数变小,测量不准确,为保证测量结果的准确,需保证通过电路的电流不变,
①将定值电阻R0改为合适大小的滑动变阻器,且在R0两端并联一个电压表,使滑动变阻器接入电路的电阻变小可保证通过电路的电流不变,但无法通过并联的电压表观察到不变的电流,故①不合题意;
②将定值电阻R0改为合适大小的滑动变阻器,且在电路中串联一个电流表,使滑动变阻器接入电路的电阻变小可保证通过电路的电流不变,通过观察电流表示数可知通过电路的电流大小,故②符合题意:
③将定值电阻R0改为合适大小的滑动变阻器,且分别在电源和R0两端各并联一个电压表,通过调节滑动变阻器接入电路的电阻使电源电压与滑动变阻器两端电压差为3V可保证AB两端的电压始终为3V不变,根据欧姆定律可知通过电路的电流不变,故③符合题意。
故选②③。
1 / 1浙教版科学中考复习优中选优-物理-第23节-欧姆定律和电路动态分析
一、单选题
1.(2023八上·德清期末)在如图所示的电路中,电源电压保持不变,由于电阻R或小灯泡L可能出现了故障,开关S闭合前后,电流表有示数且示数不变。下列判断中正确的是(  )
A.电阻R断路 B.电阻R短路 C.小灯泡L断路 D.小灯泡L短路
【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.电阻R断路时,开关S断开时,电流表没有示数,故A不合题意;
B.电阻R短路时,电路里只有灯泡;当开关S闭合时,电路里还是只有灯泡,因此电流表有示数且示数不变,故B正确;
C.小灯泡L断路时,电流表没有示数,故C不合题意;
D.小灯泡L短路时,开关S断开,则只有电阻R工作;开关S闭合时,则没有电阻工作,此时发生短路,因此电流表的示数不同,故D不合题意。
故选B。
2.如图是小科利用实验室常用仪器,设计测量未知电阻Rx阻值的四种电路,电源电压恒定且未知,R0是已知阻值的定值电阻,滑动变阻器R最大阻值未知,实验中只能闭合或断开开关及移动滑动变阻器滑片,其中能够测量出Rx阻值的电路是()
A.只有① B.只有② C.只有②③ D.只有②③④
【答案】D
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【分析】对各个电路图分析,根据欧姆定律和串并联电路的特点确定是否能够计算出待测电阻的阻值即可。
【解答】①由电路图可知,当开关S从1改接2时,电压表的正负接线柱接反了,电压表的指针会反向偏转,无法读取电压表的示数,故①错误;
②闭合S1、S2时,电路为Rx的简单电路,电压表测量电源的电压U;只闭合开关S1,两只电阻串联,电压表测量Rx两端电压为Ux,定值电阻两端的电压为:U0=U-Ux;
此时电路中的电流为:,
则根据Rx两端的电压和电流可以求出Rx阻值,故②正确;
③闭合S1、S2时,电路是只有Rx的基本电路,电流表测量通过Rx的电流Ix;闭合S1、断开S2,两电阻串联,电流表测电路中电流I;根据电源电压不变列式I(R0+Rx)=IxRx可求出Rx的阻值,故③正确;
④闭合S1,S接2时,R0和R串联接入电路中,把R的阻值调到0,根据电流表的示数和定值电阻的阻值可以求出电源电压U;闭合S1,S接1时,Rx和R串联接入电路中,把R的阻值调到0,读出电流表的示数,根据电流表示数和电源电压,利用可以求出Rx的阻值,故④正确。
故选D。
3.在如图所示的电路中,电源电压恒为6 V,R1=10Ω,R3=30Ω。开关S1闭合,开关S2接a,滑动变阻器R2的滑片P位于图示位置时,电压表的示数为1.2 V。开关S1闭合,开关S2接b,滑片Р移动到另一位置时,电压表的示数为2.0 V。前后两次滑动变阻器接入电路的电阻变化了(  )
A.5Ω B.10Ω C.20Ω D.40Ω
【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)S2接a时,三个电阻串联,电压表测R1两端的电压,根据串联电联电流、电压特点,结合欧姆定律求得Ra的大小;
(2)S2接b时,三个电阻串联,电压表测R1、R2两端的电压之和,根据串联电联电流、电压规律,结合欧姆定律求得Rb的大小,进一步计算前后两次滑动变阻器接入电路的电阻变化即可。
【解答】(1)开关S1闭合,S2接a时,三个电阻串联,电压表测R1两端的电压为1.2V,
串联电路各处电流相等,根据欧姆定律可得通过电路的电流为:,
R3两端的电压为:U3=I3R3=0.12A×30Ω=3.6V,
R2两端的电压为:U2=U-U1-U3=6V-1.2V-3.6V=1.2V,
滑动变阻器R2接入电路的阻值为:;
(2)开关S1闭合,S2接b时,三个电阻串联,电压表测R1、R2两端的电压之和为2V,此时:
R3两端的电压为:U3′=U-(U1+U2)=6V-2V=4V,
电路中的电流为:,
电路的总电阻为:,
滑动变阻器R2接入电路的阻值为:Rb=R-R1-R3=45Ω-10Ω-30Ω=5Ω,
则前后两次滑动变阻器接入电路的电阻变化了:ΔR2=Ra-Rb=10Ω-5Ω=5Ω,故A正确,B、C、D错误。
故选A。
4.在如图所示电路中,电源电压保持不变。闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P向下滑动时,四个电表的示数都发生了变化,电表的示数分别用、U 、U 和U 表示,电表示数变化量的大小分别用△、△U 、△U 和△U 表示,电阻R 、R 、R 消耗的电功率分别用P 、P 、P 表示,下列选项正确的是(  )
A.变小,不变
B.变大,变大
C.变大,不变
D.滑动变阻器的滑片P向下滑动时,P 变大,P 变小,P 变大
【答案】C
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】由电路图可知,R1、R2、R3串联,V1测R1两端电压,V2测R2两端的电压,V3测R1和R2两端的电压,电流表测电路中电流;根据滑动变阻器的滑片的移动判断电路中电阻的变化,根据欧姆定律判断电路中电流的变化,利用P=I2R判断电阻R1、R3的电功率的变化,最后利用欧姆定律判断电压和电流的比值,以及电压的变化量和电流变化量的比值变化关系。
【解答】由电路图可知,R1、R2、R3串联,V1测R1两端电压,V2测R2两端的电压,V3测R1和R2两端的电压。P向下滑动时,R2电阻变大,电路中总电阻变大;
根据欧姆定律和串联电路电压特点可知,电路中电流I变小,U1变小,U2变大,U3变大;
D.根据P=I2R可知,电阻R1、R3的电功率变小,故D错误;
A.根据可知:,所以是不变的。当电压改变时,,根据比例的性质得到:,所以也不变,故A错误;
B.根据可知:,所以变大,
根据串联电路的电压规律得到:
U2=U-I(R1+R3),U2′=U-I′(R1+R3),
则ΔU2=U2′-U2=(I′-I)(R1+R3),
则,所以不变,故B错误;
C.根据可知:,所以变大,
根据串联电路的电压规律得到:U3=U-IR3,U3′=U-I′R3,ΔU3=U3-U3′=(I′-I)R3,
则,所以不变,故C正确。
故选C。
5.多功能煲汤炖锅可以实现保温、慢炖、快炖三种功能,使用时可通过旋钮开关实现功能切换。如图是模拟加热原理图,其中测试电源的电压为5伏,四段电热丝电阻均为5欧,保温、慢炖、快炖所需加热功率依次增大。下列说法正确的是(  )
A.开关旋至“1”挡,开启快炖功能
B.开启保温功能,电路中的总电阻为5欧
C.从快炖到慢炖,电路总电流变化0.5安
D.快炖与慢炖电路总功率之比为2:1
【答案】D
【知识点】欧姆定律及其应用;电功率计算公式的应用
【解析】【分析】AB.根据图片分析开关旋至不同位置时电路连接情况,根据分别求出不同挡位下的总电阻和加热功率,最后比较大小确定对应的工作状态即可;
C.由分别计算快炖到慢炖时电路的电流,然后相减即可;
D.根据快炖与慢炖的功率得出快炖与慢炖电路的总功率之比。
【解答】A.根据图片可知,开关旋至“1”挡,两个电阻串联,
此时电路总电阻:R串=2R=2×5Ω=10Ω;
此时的总功率;
开关旋至“2”挡,只有一个电阻工作,
此时的总功率;
开关旋至“3”挡,两个电阻并联,并联的电阻为:,
此时的总功率;
因此开关旋至“1”挡,为保温挡;接“2”时为慢炖,接“3”时为快炖,故A错误;
B.开关旋至“1”挡,为保温挡,总电阻为10Ω,故B错误;
C.快炖时,两个电阻并联,总电流为:;
慢炖时,只有一个电阻,总电流为:;
则从快炖到慢炖,电路总电流变化:ΔI=I并-I=2A-1A=1A,故C错误;
D.快炖与慢炖电路总功率之比:P3:P2=10W:5W=2:1,故D正确。
故选D。
6.如图甲是某同学“探究定值电阻R 的发热功率P 、滑动变阻器R消耗的电功率和电源总功率总随电流变化的关系”的实验电路图,通过实验得到的数据用描点法在同一坐标系中作出a、b、c三条图线(如图乙)。下列叙述正确的是(  )
A.图线a为定值电阻R。的发热功率曲线
B.电源电压为4.5V
C.滑动变阻器接入电路的最大阻值为6Ω
D.滑动变阻器消耗的最大功率为2.25W
【答案】D
【知识点】欧姆定律及其应用;电功率计算公式的应用
【解析】【分析】A.根据P=I2R分析定值电阻的电功率随电流变化的关系,从而确定图像形状。当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时,电路中的电流最大,R0的电功率最大,根据图像读出对应的示数,根据P=I2R求出R0的阻值;
B.根据P=UI确定总功率随电流变化的图像性质,根据其中一组数据求出电源电压;
C.当滑动变阻器接入电路的阻值最大时,电路电流最小,由图像读出电路的最小电流,根据串联电路电压规律求出电路总电阻,再根据串联电路电阻规律求出滑动变阻器接入电路的最大阻值;
D.当滑动变阻器的阻值等于定值电阻的阻值时,此时它的电功率最大。
【解答】A.由P=I2R可知,定值电阻R0的发热功率P0与电流I是二次函数关系,则定值电阻R0的发热功率P0随电流I变化的关系图线是b。
定值电阻R0的最大功率P0=9W,此时电路中的电流I=3A,
由P=I2R可得:9W=(3A)2R0;
解得:R0=1Ω,故A错误;
B.电源电压U不变,由P=UI可知,电源总功率P总与电流I成正比,图像是一条倾斜的直线,
由图像可知,电源总功率P总随电流I变化的关系图线是a;
由图像可知,电源总功率P总=9W时,电流I=3A,
则电源电压:;故B错误;
C.图像c为滑动变阻器R消耗的电功率PR和电流I的变化曲线,
当滑动变阻器接入电路的阻值最大时,电路最小电流:I小=0.5A,
此时电路的总电阻:,
滑动变阻器接入电路的最大阻值:R滑大=R总-R0=6Ω-1Ω=5Ω,故C错误;
D.当变阻器的阻值等于R0的阻值时,变阻器的功率最大,
滑动变阻器消耗的电功率最大为:,
故选D。
7.(2021·绥化)图甲是通过小灯泡L的电流与其两端电压的关系图像。现将小灯泡L与电阻R连入如图乙所示的电路中。闭合开关S,小灯泡的实际功率为1.8W,电压表示数为3V。下列结果正确的是(  )
①电源电压为9V
②电阻R的阻值为10 Ω
③电路消耗的总功率为2.7 W
④通过电阻R的电流为0.6 A
A.只有①②③正确 B.只有②③④正确
C.只有①③正确 D.只有②④正确
【答案】A
【知识点】欧姆定律及其应用;电功率计算公式的应用
【解析】【分析】①②④根据图像,利用P=UI确定灯泡两端的电压和对应的电流,然后根据U总=UL+U计算电源电压,根据计算R的阻值。
③根据P总=U总I总计算电路的总功率。
【解答】根据图片可知,定值电阻R与灯泡L串联,电压表测R的电压。
①②④根据甲图可知,当通过灯泡的电流为0.3A,灯泡的电压为6V时,根据P=UI可知,此时灯泡的功率为1.8W。则电源电压为:U总=UL+U=6V+3V=9V,则定值电阻,故①②正确,④错误;
③电路的总功率为:P总=U总I总=9V×0.3A=2.7W,故③正确。
故A正确,而B、C、D错误。
故选A。
8.如图甲所示电路,电源电压恒定不变,R。为定值电阻,R为电阻箱,调整电阻箱R的电阻值,电流表示数I的倒数与电阻箱阻值R的关系如图乙所示,以下说法中正确的是(  )
A.电源电压为3.6V
B.通过R的最大电流为2 A
C.调整电阻箱R的阻值,则R的最大功率为0.75 W
D.调整电阻箱R的阻值,则R。的最大功率为0.48 W
【答案】C
【知识点】欧姆定律及其应用;电功率计算公式的应用
【解析】【分析】根据图片可知,R和R0串联,电流表测量电路电流。
AB.根据乙图确定电路的最大电流和最小电流,以及对应变阻器的阻值,然后根据U总=U+U0列出两个方程联立求解即可;
C.当变阻器的阻值等于定值电阻的阻值时,滑动变阻器的电功率最大;
D.根据前面的条件确定电路的最大电流,然后根据P0大=I大2R0计算R0的最大功率。
【解答】根据图片可知,R和R0串联,电流表测量电路电流。
AB.当电流表示数I的倒数为2A-1时,电路中电流为0.5A,此时R接入电路的电阻值为0,
根据欧姆定律可知此时通过R0的电流最大,为0.5A,故B错误;
根据欧姆定律可知电源电压U=IR0=0.5A×R0..........①,
当电流表示数I的倒数为5A-1时,电路中电流为0.2A,此时R接入电路的电阻值为18Ω,
根据欧姆定律和串联电路的电压特点可知电源电压U=I′R′+I′R0=0.2A×18Ω+0.2A×R0..........②,
联立①②可得:U=6V,R0=12Ω,故A错误;
CD.调整电阻箱R的阻值,当R=R0=12Ω时,R的电功率最大,
根据串联电路电压与电阻成正比可知,此时R的电压为总电压的一半,即为3V,
则变阻器的最大功率为:,故C正确;
通过R0的电流最大为0.5A,R0的最大功率为:P0大=I大2R0=(0.5A)2×12Ω=3W,故D错误。
故选C。
9.(2023九上·余姚期末)如图甲所示的电路,在滑动变阻器R2的滑片P从B向A滑动的过程中,电压表与电流表示数的变化关系如图乙所示,则下列说法中正确的是(  )
A.电源电压是16V
B.当电流表的示数是0.4A时,R2接入电路的阻值是30Ω
C.R1的阻值是20Ω
D.该电路的最大电功率为7.2W
【答案】C
【知识点】欧姆定律及其应用;电功率计算公式的应用
【解析】【分析】由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。
(1)(3)当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时,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,根据图像读出电表的示数,根据欧姆定律求出滑动变阻器的最大阻值,利用串联电路的电压特点和欧姆定律表示出电源的电压和R1的阻值,
(2)根据图乙确定电流表示数为0.4A时电压表的示数,根据欧姆定律求出R2接入电路的阻值。
(4)当电路中电流最大时电路消耗的总功率最大,根据P=UI求出电路消耗的最大功率。【解答】由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。
(1)当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时,电路中的电流最大,
由图乙可知I1=0.9A,
由可得,电源的电压:U=I1R1=0.9A×R1 ①,
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,
由图2可知,I2=0.2A,U2=14V,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以电源的电压:U=U2+I2R1=14V+0.2A×R1 ②,
①②联立解得:R1=20Ω,U=18V,故A错误,C正确;
电路的最大功率:P大=UI1=18V×0.9A=16.2W,故D错误;
当电流表的示数是0.4A时,电压表的示数为10V,
则R2的阻值为:,故B错误;
故选C。
10.(2016·温州)如图所示,电源电压保持6 V不变,电流表的量程为0~0.6 A,电压表的量程为0~3 V,定值电阻的规格为“10Ω 0.5A”,滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”。闭合开关,为了保证电路安全,在变阻器滑片移动过程中,下列说法正确的是(  )
A.变阻器R2接入电路的阻值允许变化范围为2 Ω~20 Ω
B.电流表示数允许的变化范围为0.2 A~0.5 A
C.电阻R1消耗功率允许的变化范围为0.4 W~0.9 W
D.电路消耗总功率允许的变化范围为1.2 W~3 W
【答案】C
【知识点】欧姆定律及其应用;电功率计算公式的应用
【解析】【分析】(1)根欧姆定律判断电流和电阻、电压之间的关系;
(2)根据P=UI判断电路消耗的功率。
【解答】解:A、R2的阻值最小时,也就是电流最大时,电压表的示数最大为3V,此时的电流为0.3A,电路的总电阻为20Ω,所以此时滑动变阻器的电阻为10Ω,所以A错;
B、当电压表示数最大时,此时的电流最大为I==0.3A,所以A错;
C、当电压表示数为3V时,电阻R1消耗的电功率最大为0.9W,当电压表示数最小时,也就是滑动变阻器的阻值最大时,此时电流I==0.2A,电压表的示数U=IR=0.2A×10Ω=2V,所以此时的电功率P=IR=2V×0.2A=0.4W,所以C正确;
D、电路消耗的最大功率P=UI=6V×0.3A=1.8W,最小功率P=UI=6V×0.2A=1.2W,所以D错。
故选C。
11. 现有“6V 3W”的灯泡L1和“6V 6W”的灯泡L2,将他们接入电路中,不考虑灯丝电阻的变化,下列关于两只灯泡的说法正确的是(  )
A.串联后接到12V电源的两端.两灯均能正常发光
B.串联工作时,L1和L2两端的电压之比为1:2
C.串联工作时,L1和L2中的电流之比为2:1
D.串联工作时,L1和L2的功率之比为2:1
【答案】D
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【解答】解:(1)由灯泡的铭牌可知,两灯泡的额定电压相同,额定功率不同,
由P=UI可知,两灯泡正常发光时的电流不同,则两灯泡串联时不可能同时正常发光,故A错误;
(2)由P=可得,两灯泡的电阻之比:
====
两灯泡串联时,
因串联电路中各处的电流相等,
所以,通过L1和L2中的电流之比为1:1,故C错误;
由I=可得,两灯泡两端的电压之比:
===,故B错误;
两灯泡的功率之比:
===,故D正确.
故选D.
【分析】(1)灯泡正常发光时的功率和额定功率相等,根据P=UI判断两灯泡的额定电流是否相等,从而判断两灯泡串联时是否可以同时正常发光;
(2)两灯泡的额定电压相等,根据P=求出灯泡的电阻之比,两灯泡串联时,根据串联电路的电流特点可知通过它们的电流关系,根据欧姆定律可知两灯泡两端的电压关系,根据P=UI可知两灯泡实际功率之间的关系.
12.(2023九上·温州月考)如图甲所示电路,电源电压保持不变,R0为定值电阻,R为滑动变阻器。闭合开关S,滑动变阻器的滑片从一端移动到另一端的过程中,电压表和电流表的示数与R的关系分别如图乙、丙所示。下列说法正确的是(  )
A.电源电压为8V
B.滑动变阻器R的最大阻值是10Ω
C.R0的最小电功率为0.2W
D.当滑片P置于中点时,R的电功率为0.9W
【答案】D
【知识点】欧姆定律及其应用;电功率计算公式的应用
【解析】【分析】A.当变阻器接入电路中的电阻为零时,电路为R0的简单电路,此时电压表测R0两端的电压,其示数最大,根据图乙读出电压表的最大示数即为电源的电压;
B.当变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,电压表的示数最小,根据图乙和图丙读出电表的示数,根据串联电路的电压特点求出滑动变阻器两端的电压,利用欧姆定律求出滑动变阻器的最大阻值;
C.当变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,R0的功率最小,根据P=UI求出其大小;
D.根据欧姆定律求出定值电阻的阻值,根据电阻的串联和欧姆定律求出滑片P置于中点时电路中的电流,根据P=I2R求出R的电功率。
【解答】根据电路图可知,定值电阻R0与滑动变阻器R串联,电压表测R0两端的电压,电流表测电路中的电流。
A.当变阻器接入电路中的电阻为零时,电路为R0的简单电路,此时电压表测R0两端的电压,其示数最大。由图乙可知,电压表的示数最大为6V,则电源的电压U=6V,故A错误;
B.当变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,电压表的示数最小。由图乙可知电压表的最小示数U0=2V,由图丙可知电路中的最小电流I小=0.2A,
则滑动变阻器两端的电压UR=U-U0=6V-2V=4V,
那么滑动变阻器的最大阻值,故B错误;
C.当变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,R0的功率最小,则R0的最小功率P0小=U0I小=2V×0.2A=0.4W,故C错误;
D.定值电阻的阻值,
当滑片P置于中点时,电路中的电流,
则R的电功率PR=I2×=(0.3A)2×=0.9W,故D正确。
故选D。
13.探究“通过电阻的电流与电阻的大小关系”时,我们一般需要先预设一个电压值,实验中保持电阻两端电压为预设值不变,现采用如图所示的电路进行探究,器材:学生电源(6V),滑动变阻器(“20Ω1A”),电流表,电压表,开关,三个定值电阻(5Ω、10Ω、20Ω)及导线若干,以下说法正确的是(  )
A.要获得3组实验数据,电压预设值范围可以为1.5~5V
B.要获得3组实验数据,电压预设值范围可以为1~4V
C.电压预设值越大,在获得3组实验数据的过程中,滑动变阻器阻值调节范围越小
D.实验中电压预设值为2V时,要获得3组实验数据,需更换最大阻值为30Ω的滑动变阻器
【答案】C
【知识点】电路的动态分析
【解析】【分析】由串联电路特点和欧姆定律计算电压在预设值最小时,电路中电流最小,变阻器连入阻值最大,由此计算、分析解答。
【解答】(1)由图知,R与变阻器串联,电压表测R两端电压,电流表测电路中电流,
当定值电阻最大R=20Ω,当电压预设值最小为1.5V时,电路中电流最小:,
由串联电路特点和欧姆定律可得,此时变阻器接入电路中的电阻最大:,所以此预设电压值不正确,即A错误;
当定值电阻最大R=20Ω,当电压预设值最小为1V时,电路中电流最小:,
由串联电路特点和欧姆定律可得,此时变阻器接入电路中的电阻最大:,所以此预设电压值不正确,即B错误;
(2)电压预设值越大,电路中电流越大,变阻器两端电压越小,由欧姆定律可知,变阻器连入阻值越小,滑动变阻器阻值调节范围越小。故C正确;
(3)实验电压预设值为2V时,当R=20Ω时,变阻器需连入阻值最大,
此时电路中电流,
此时变阻器连入电路的阻值:,故D错误。
故答案为:C。
14.小丽设计了如图所示的简易电子距离测量仪,R是一根粗细均匀的电阻丝,其每厘米长的电阻为0.5Ω,电路各部分均接触良好。物体M只能在导轨上做直线运动,并带动与之相连的金属滑片P移动,电压表示数可反映物体M移动的距离。开始测量前,将金属滑片P置于电阻丝中点处,此时电压表和电流表的示数分别为1.5V和0.2A。由此可知 (  )
A.电阻丝的总电阻为7.5Ω
B.当电压表的示数为2V时,物体M向左移动了10cm
C.当电压表的示数为1V时,物体M向左移动了5cm
D.若开始测量前,将金属滑片P置于电阻丝某端点,则可测量的最大距离为30cm
【答案】D
【知识点】电路的动态分析
【解析】【分析】由电路图可知,电路为滑动变阻器最大阻值的简单电路,电流表测电路中的电流,电压表测滑片右侧部分电阻丝两端的电压。
(1)金属滑片P置于电阻丝中点时,根据欧姆定律求出被测电阻丝的电阻,进一步求出电阻丝的最大阻值,根据题意求出电阻的总长度;
(2)根据欧姆定律求出电压表的示数为2V和1V时对应的电阻,再根据题意求出物体M向左移动的距离。
【解答】由电路图可知,电路为滑动变阻器最大阻值的简单电路,电流表测电路中的电流,电压表测滑片右侧部分电阻丝两端的电压。
(1)金属滑片P置于电阻丝中点时,
由可得,被测电阻丝的电阻:

则电阻丝的总电阻:
R=2R中=2×7.5Ω=15Ω,故A错误;
电阻丝的长度,
即当开始测量前,将金属滑片P置于电阻丝某端点,可测量的最大距离30cm,故D正确;
(2)当电压表示数为2V时,接入电路的电阻:,
物体M位于:,
故物体M向左移动了:,故B错误;
(3)当电压表示数为1V时,接入电路的电阻:,
物体M位于:,
故物体M向右移动了:,故C错误。
故答案为:D。
15.(2023九上·杭州期中)小明按下图甲所示的电路进行实验,当开关闭合后,两只规格相同的电压表V1和V2的指针位置完全一样,如图乙所示,造成这一现象的原因是(  )
A.可能电路各处完好,V1和V2所选量程不相同,并且灯L两端电压为10V
B.可能电路各处完好,V1和V2所选量程不相同,并且灯L两端电压为8V
C.可能是电路出现故障,灯L1短路
D.可能是电路出现故障,灯L2短路
【答案】C
【知识点】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】由图可知,电路是由两个电灯串联而成,两个电压表分别测的是总电压和L2两端的电压;当电路各处完好时,这两个电压值是不会相等的,指针一样,则说明选择的量程不同。
【解答】A.电路完好时,V1测的是电源电压,V2测的是L2两端电压,两表指针一样,说明V1选的是大量程,并且电源两端电压为10V。A错误。
B.电路完好时,V1测的是电源电压,V2测的是L2两端电压,两表指针一样,说明V1选的是大量程,V2用的是小量程,则灯L2两端电压为2V。B错误。
C.若L1短路,V2测的是电源电压,V1测的是电源电压,两表都有示数,并且相等。C正确。
D.若L2短路,V1测量电源电压,V2示数为零。D错误。
故答案为:C。
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
17.用伏安法测导体电阻的实验中,连接电路时,下列要求中没有必要的是(  )。
A.连接滑动变阻器的时候,应该使滑片位于变阻器阻值最大的位置
B.连接开关时,应该先将开关断开
C.开关应该在靠近电源、电流流出的一端,即接在电源的正极上
D.电压表应与待测电阻并联,电流表应与待测电阻串联,并使电流从正接线柱流进,由负接线柱流出
【答案】C
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【分析】根据对伏安法测电阻的实验过程、现象、结论的认识判断。
【解答】A.连接滑动变阻器的时候,应该使滑片位于变阻器阻值最大的位置,故A正确不合题意;
B.连接开关时,应该先将开关断开,防止时通时断烧坏用电器,故B正确不合题意;
C.在串联电路中,开关的控制作用与位置无关,故C错误符合题意;
D.电压表应与待测电阻并联,电流表应与待测电阻串联,并使电流从正接线柱流进,由负接线柱流出,故D正确不合题意。
故选C。
18.(2023九上·镇海区期中)如图为某物理兴趣小组设计的电子身高测量仪电路图。其中,定值电阻R1=10Ω,电源电压恒为4.5V,R2的规格为“20Ω 0.5A”,闭合开关S,下列说法正确的是(  )
A.当R2接入电路中的电阻为5Ω时,电压表示数为3V
B.身高越高,电压表示数与电流表示数的比值越大
C.身高越矮,整个电路消耗的电功率越小
D.考虑电路安全,此电路消耗的最大电功率为2.25w
【答案】B
【知识点】电路的动态分析
【解析】【分析】串联电路电流处处相等,电压表示数等于与之并联的电阻的电压。
【解答】A.,A错误;
B. 身高越高,R2接入电路阻值越大,电压表示数与电流表示数的比值(即R2)越大,B正确;
C. 身高越矮,R2接入电路阻值越小,整个电路电流越大,总电压不变,整个电路消耗的电功率越大,C错误;
D. R2的规格为“20Ω 0.5A” 考虑电路安全,此电路消耗的最大电功率为P=UI=4.5v× 0.5A=2.25w,但R2完全不接入电路,电路也是安全的,此时电路电流大于0.5A,功率大于2.25w,D错误;
故答案为:B。
19.(2023九上·余姚月考)如图所示,电源电压恒为6V,电流表量程0-0.6A,电压表量程0-3V,滑动变阻器规格“50Ω1A”,小灯泡规格为“2.5V0.625W”,若不考虑小灯泡阻值随温度的变化,在电路安全的前提下,下列说法正确的是(  )
A.滑片向右滑动时,电流表示数变小,电压表示数变大
B.电路的最大电功率是1.8W
C.滑动变阻器的阻值允许调节的范围是14-50Ω
D.电流表的示数变化范围是0.1-0.3A
【答案】C
【知识点】欧姆定律及其应用;电功率计算公式的应用
【解析】【分析】A.当滑动变阻器滑片向右滑动,接入电路中的电阻变大时,根据欧姆定律分析电流表和电压表的示数变化即可;
B.根据P=UI求出灯泡的额定电流,然后结合电流表的量程确定电路中的最大电流,再根据P=UI求出该电路的最大功率;
C.根据欧姆定律求出灯泡的电阻和电路中的最小电阻,利用电阻的串联求出滑动变阻器接入电路中的最小阻值;
D。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,根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的最小电流。
【解答】根据电路图可知,滑动变阻器与灯泡串联,电压表测灯泡两端的电压,电流表测电路中的电流。
A.当滑动变阻器滑片向右滑动,接入电路中的电阻变大时,根据可知,电路中的电流变小,即电流表示数变小.根据U=IR可知灯泡两端的电压变小,即电压表示数变小,故A错误;
B.灯的额定电流:;
电流表的量程为0~0.6A,比较可知,电路中的最大电流为I大=0.25A;
电路的最大电功率是:P大=UI大=6V×0.25A=1.5W,故B错误;
C.电流最大时,电路中的最小总电阻:,
则滑动变阻器接入电路中的最小阻值:R滑小=R小-RL=24Ω-10Ω=14Ω,
所以滑动变阻器的阻值允许调节的范围是14-50Ω,
故C正确;
D.灯泡的电阻:,
当滑动变阻器全部接入电路中时,电路中的电流是最小的,
则最小电流为:;
则电流表示数变化范围是0.1A-0.25A,故D错误。
故选C。
二、填空题
20.(2023九上·杭州月考)在图(1)的电路中,R0、R1均为定值电阻,R1=4Ω,电源电压U保持不变,在滑动变阻器R2的滑片P由a端移动到b端的过程中,电流表A1、A2的示数I1与I2对应关系所得到的完整图线如图(2),其中C点位图线最低点,对应的横坐标和纵坐标分别为1.0A和0.50A,A点对应的横坐标为0.75A,则电源电压U的大小为   V,图2中A点对应的纵坐标为   A。
【答案】6;0.75
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析
【解析】【分析】滑片P滑到a点时,R1和滑动变阻器R2并联,电阻最小,流过电源的电流最大,对应图像的B点;滑片滑到b点时,R1被短路,电阻比滑到a点时电阻大,电流比滑到a点时小,对应图像的A点;根据欧姆定律列式结合图像即可求出电源电压;
由(1)知,滑动头滑到b点时得到图2中的A点,R1被短路,电流表A1和A2示数相等,根据图2得出I1与I2的关系,从而得出A点的纵坐标。
【解答】根据图片可知,滑片P滑到a点时,R1和滑动变阻器R2并联,电阻最小,流过电源的电流最大,对应图像的B点;
滑片滑到b点时,R1被短路,电阻比滑到a点时电阻大,电流比滑到a点时小,对应图像的A点;
根据欧姆定律知,当滑动头P位于b点时,电源电压U=0.75A×(R2+R0)---①,
图2中的C点,I1=1.0A,所以I2=0.5A,
并联部分两支路电流相等,根据并联电路的特点,得RPb=R1=4Ω,
并联部分的总电阻为:R并==2Ω
设滑动变阻器的总电阻为R2,则电源电压有:U=1.0A×(R0+R2-4Ω+R并)=1.0A×(R0+R2-4Ω+2Ω) ②,
联立①②得:U=6V;
由分析知,滑动头滑到b点时得到图2中的A点,R1被短路,电流表A1和A2示数相等,根据图2知I1=0.75A,所以I2也为0.75A,即图2中A点对应的纵坐标为0.75A。
21.如图(a)所示的电路,电源电压保持不变。闭合开关S,调节滑动变阻器,两电压表的示数随电路中电流变化的图线如图(b)所示,根据图线的信息可知:图线   (填“甲”或“乙”)是电压表V1变化的曲线,电阻R1的阻值是   Ω;当电路中的电流为0.25A时,R1与R2的比值为   。
【答案】甲;20;5:1
【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】解决此题的关键是能看懂甲图中电压表测的是哪部分电压及乙图中电压表示数随电流的变化情况,能用欧姆定律的变形式求解电阻的大小。
【解答】通过图可知,甲线反映电压随电流的增大而增大,且电压可以为0V,所以这是电压表V1示数变化图象;
从图b中可以看出,当电阻值为6V时,电流为0.3A,故;
当电路中的电流为0.25A时,U1=5V,U2=1V,故。
故答案为:甲;20;5:1。
22.(2019八上·温州期末)某同学按如图电路测量电阻 Rx 的阻值,其中 R
为已知规格的滑动变阻器,①、②为电表。
(1)图中 1 号位置应该填入的元件是   。
(2)正确连接电路后闭合开关,若将滑动变阻器滑片移到 a 端会损坏电源,其原因是   。
(3)在不改变电路连接和元件的前提下,若要测得 Rx 的阻值,必须进行的操作是   。
【答案】(1)电流表
(2)电路出现短路,电流过大
(3)闭合开关,将滑动变阻器移到 b 端,读出此时电压表和电流表示数
【知识点】电流的测量及电流表的使用;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;伏安法测电阻的探究实验
【解析】【分析】(1)根据电压表和电流表的使用方法判断;
(2)当变阻器的滑片移到a端时,变阻器接入的阻值为零,此时电流从正极出发,经过电流表直接流回负极,而没有经过用电器,从而发生短路造成电流过大而烧坏电源。
(3)当变阻器的滑片在b端时,它就变成一个阻值已知的定值电阻。它与Rx并联,二者的电压相等,都等于电压表的示数。通过变阻器的电流可以根据计算得到,而用电流表的示数减去它可以得到通过Rx的电流,最后再根据计算即可,据此确定实验步骤。
【解答】(1)①与Rx串联,为电流表;②与Rx并联,为电压表。
(2)正确连接电路后闭合开关,若将滑动变阻器滑片移到 a 端会损坏电源,其原因是:电路出现短路,电流过大。
(3)在不改变电路连接和元件的前提下,若要测得 Rx 的阻值,必须进行的操作是:闭合开关,将滑动变阻器移到 b 端,读出此时电压表和电流表示数。
三、实验探究题
23.据史料记载,欧姆曾用如图电路来研究电流的影响因素。该电路的温差电源中,铜与铋的两个接触面分别放在冰水混合物和沸水中,AB两端存在电压,其电压大小由温度差决定。
欧姆将粗细均匀的铁丝两端插入水银中,接通电路。当电路中有电流通过时,小磁针会发生偏转,转动金属丝上端手柄,扭转金属丝,使小磁针回到原位置,记录手柄转过角度。他用粗细相同、长度不同的铁丝多次重复上述实验,部分数据如表。已知手柄转过角度与电流大小成正比,粗细相同的铁丝电阻阻值与其长度成正比。
实验组别 1 2 3 4
铁丝长度 (英寸) 2 4 6 10
手柄转过 角度(度) 305 281.5 259 224
(1)在实验中始终保持“温差电源”的温度差不变的目的是   。
(2)小明查阅资料发现:除铁丝外,欧姆还考虑了电路中水银、铜丝等导体的电阻R',才得出正确的电流与电阻关系,结合表中数据,判断R'的阻值大约相当于本实验中多少长度铁丝的阻值 ____。
A.5英寸 B.10英寸 C.15英寸 D.20英寸
(3) 欧姆用粗细相同的金丝、铅丝代替铁丝重复上述实验,发现当手柄转过角度相同时,金丝的长度比铅丝长,据此推测,若金丝和铅丝的长度与粗细都相同,哪一金属丝阻值更大 简要说明理由   。
【答案】(1)保持温差电源电压不变
(2)D
(3)铅丝的阻值更大;实验中长金丝和短铅丝的阻值相同,又因为横截面积相同的同种导体的长度越长,其阻值越大,则当金丝和铅丝的长度与粗细都相同,铅丝的阻值更大
【知识点】欧姆定律及其应用;探究电流与电压、电阻的关系实验;电路的动态分析
【解析】【分析】电阻的影响因素: 一、导体的材料:不同材料的导体电阻率不同。所以,当导体的长度、横截面积和温度均相同时,导体的材料变化时将会导致导体电阻值发生变化;二、导体的长度:导体越长,电阻越大;导体越短,电阻越小。所以,当导体的材料、横截面积和温度均相同时,导体的长度变化时将会导致导体电阻值发生变化;三、导体的横截面积:导体的横截面积越大,电阻越小;导体的横截面积越小,电阻越大。所以,当导体的材料、长度和温度均相同时,导体的横截面积变化时将会导致导体电阻值发生变化。四、导体的温度:同一导体的电阻会随导体温度的变化而变化,一般情况下,导体温度越高,电阻越大。所以,当导体的材料、长度和横截面积均相同时,导体的温度变化时将会导致导体电阻值发生变化。
【解答】(1)在实验中始终保持“温差电源”的温度差不变的目的是 保持温差电源电压不变;
(2)我们可以将电路等效为电阻R和R'串联后接入电源,当电源电压保持不变时,电路中电流与总电
阻即R+R'成反比;因为手柄转过角度与电流大小成正比,同种材料的 因为手柄转过角度与电流大小成正比,同种材料的电阻与长度成正比,故手柄转过角度与l + l'成反比;
2 +l' /4+ l’=281.5:305
解得:l' = 21.96,故答案选D;解得:L‘=21.96,故答案选D;
(3) 铅丝的阻值更大;实验中长金丝和短铅丝的阻值相同,又因为横截面积相同的同种导体的长度越长,其阻值越大,则当金丝和铅丝的长度与粗细都相同,铅丝的阻值更大 ;
故答案为:(1) 保持温差电源电压不变 (2)D(3) 铅丝的阻值更大;实验中长金丝和短铅丝的阻值相同,又因为横截面积相同的同种导体的长度越长,其阻值越大,则当金丝和铅丝的长度与粗细都相同,铅丝的阻值更大
四、解答题
24.(2023八上·椒江期末)随着社会的发展和科技的进步,电路元件在各行得到广泛的应用,热敏电阻就是其中之一。热敏电阻的阻值会随温度的改变而改变。图甲是用热敏电阻测量环境温度的电路。电路中电流表的量程为0~0.02A,滑动变阻器R的铭牌上标有“150Ω 0.3A”字样。Rt为热敏电阻,其阻值随环境温度变化关系如图乙所示,电源电压保持不变。请完成下列各题:
(1)将此电路放入温度为20℃的环境中,闭合开关S,调节滑片P,使滑动变阻器接入电路的电阻R=100Ω,此时电流表的读数为0.01A,求电源电压;
(2)若环境温度为40℃时,要保证整个电路元件的安全,求滑动变阻器的变化范围。
【答案】(1)由电路图可知,滑动变阻器与热敏电阻串联,电流表测电路电流,
由图乙所示图象可知,温度为20℃时,热敏电阻的阻值为400Ω,
由电阻的串联和欧姆定律可知,电源电压:
U=I(Rt+R)=0.01A×(400Ω+100Ω)=5V
(2)由图乙所示图象可知,温度为40℃时,热敏电阻的阻值为200Ω,
电流表的量程为0~0.02A,滑动变阻器R的铭牌上标有“150Ω 0.3A”字样,则为了保证电路的安全,电路中的最大电流为0.02A,
由I= 可知,电路的最小总电阻:R总小= =250Ω,
滑动变阻器的最小阻值:R滑最小=R总小﹣Rt′=250Ω﹣200Ω=50Ω,
则滑动变阻器阻值的变化范围为50Ω~150Ω
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)首先根据图乙确定温度为20℃时热敏电阻的阻值,再根据串联电路的电阻规律R总=Rt+R计算出此时的总电阻,最后根据U总=I总R总计算电源电压。
(2)首先根据图乙确定温度为40℃时热敏电阻的阻值,再根据电流表的量程确定电路的最大电流,接下来根据公式 计算出此时的总电阻,根据公式 R滑最小=R总小﹣Rt′ 计算出变阻器接入的最小阻值,最终确定变阻器的阻值变化范围。
25.(2022八下·象山期中)某同学在“伏安法测电阻”的实验中,画出了如图甲所示的电路图:
(1)按该图将乙中未连好的线连好,电源电压为6伏。要求:滑片向右滑动时电阻变大.
(2)闭合开关前应将滑片移到   (填A或B);该实验中滑动变阻器的作用是   (写出一个即可)
(3)某次测量中该同学得到两电表的示数如丙图所示,求Rx的电阻以及滑动变阻器连路电路的阻值。
【答案】(1)
(2)B;保护电路,调节定值电阻两端的电压
(3)10Ω;15Ω
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【分析】(1)根据滑动变阻器的接线方法解答;
(2)在闭合开关前,为了避免电流过大而烧毁用电器,要求滑片调到阻值最大的位置。根据变阻器的作用分析解答;
(3)根据图片读出电压表和电流表的示数,根据计算Rx的阻值,根据U变=U总-Ux计算变阻器的电压,最后根据计算变阻器接入的阻值。
【解答】(1)当滑片向右滑动时电阻变大,则应该将左下角的接线柱A接入,如下图所示:
(2)根据图片可知,当滑片在B端时阻值最大,则闭合开关前应将滑片调到B端。该实验中滑动变阻器的作用是保护电路,调节定值电阻两端的电压。
(3)根据图片可知,电流表的量程为0~0.6A,则分度值为0.02A,那么示数为0.24A;电压表的量程为3V,分度值为0.1V,示数为2.4V,
则Rx的阻值为:;
变阻器两端的电压为:U变=U总-Ux=6V-2.4V=3.6V;
则变阻器接入的阻值为:。
26.(2022·鹿城模拟)小科同学计划做一个电子秤模型,如图1是他设计的结构图。U0=6V,R0=15Ω,AB是一根长度为15cm,阻值为15Ω的均匀导体,O是一个能在滑杆上自由移动的滑块,滑片P和轻质杠杆OD均连接在滑块O上,且OC:CD=1:9。轻质杠杆始终水平平衡。弹簧受力时伸长量变化如图2所示,轻质托盘上未放置物体时,滑片P刚好位于A处,此时弹簧的伸长量为0。当被测物体放置于托盘上时,可以通过电压表示数读出被测物体的质量。
[项目一]标注刻度
(1)当托盘上未放置物体时,闭合开关,电压表指针对准   V处,标为0刻度。
(2)当电压表读数为1V时,托盘中物体质量是多少?
(3)[项目二]评价与改进
小科认为该模型还不够完善,若使用-段时间后,电源电压减小,则测量结果会不准确。针对这一问题,他提出了如下改进方案:①将定值电阻R0改为大小合适的滑动变阻器,且在滑动变阻:器两端并联一个电压表;②将定值电阻R0改为大小合适的滑动变阻器,且在电路中串联一个电流表;③将定值电阻R0改为大小合适的滑动变阻器,且分别在电源和滑动变阻器两端各并联一个电压表。选择一种你认为合理的方案,并说出当电源电压减小时.该如何调整滑动变阻器,才会使测量结果准确。
【答案】(1)0
(2)解:已知R0=15Ω,RAB=15Ω,U0=6V
由于R0、RAB串联,所以UAB=3V
LAB=15cm,UAP=1V,设此时LAP=x
因为,故
解得x=5cm
查图2得,当x=5cm时,F=0.2N
由杠杆平衡条件可得FLOC=G物LOD
OC:CD=1:9,则LOC:LOD=1:10
故G物==0.2N×0.1=0.02N
m物==0.002kg=2g
(3)方案②,适当减小滑动变阻器连入电路的阻值,使电流表示数为0.2A。
方案③,调节滑动变阻器阻值,使电源电压与滑动变阻器两端电压差为3V。
【知识点】欧姆定律及其应用;杠杆的平衡条件
【解析】【分析】(1)根据图1可知,定值电阻R0与变阻器R滑串联,电压表与滑片上方变阻器的电阻丝并联,测这部分电压,根据欧姆定律计算未放置物体时电压表的示数即可。
(2)首先根据“串联电路电压与电阻成正比”计算出AB两端的电压,而电阻与长度成正比,则电压与变阻器接入的长度成正比,据此计算出此时滑片向下移动的距离x。接下来根据图像确定此时弹簧产生的拉力,利用杠杆的平衡条件计算出物体的重力,最后根据计算物体的质量。
(3)根据欧姆定律,结合串联电路的电流和电压规律,对各个措施进行分析判断。
【解答】(1)闭合开关,两电阻串联接入电路,当托盘上未放置物体时,滑片位于最上端,电压表与导线并联,所以电压表的示数为0,则电压表指针对准0V处,标为0刻度。
(3)使用一段时间后,电源电压减小,根据欧姆定律可知通过电路的电流变小,物体质量不变时对应的电压示数变小,测量不准确,为保证测量结果的准确,需保证通过电路的电流不变,
①将定值电阻R0改为合适大小的滑动变阻器,且在R0两端并联一个电压表,使滑动变阻器接入电路的电阻变小可保证通过电路的电流不变,但无法通过并联的电压表观察到不变的电流,故①不合题意;
②将定值电阻R0改为合适大小的滑动变阻器,且在电路中串联一个电流表,使滑动变阻器接入电路的电阻变小可保证通过电路的电流不变,通过观察电流表示数可知通过电路的电流大小,故②符合题意:
③将定值电阻R0改为合适大小的滑动变阻器,且分别在电源和R0两端各并联一个电压表,通过调节滑动变阻器接入电路的电阻使电源电压与滑动变阻器两端电压差为3V可保证AB两端的电压始终为3V不变,根据欧姆定律可知通过电路的电流不变,故③符合题意。
故选②③。
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