专题十二 欧姆定律与U-I关系图--【高效二轮复习】2023-2024学年中考科学二轮复习(浙教版)

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名称 专题十二 欧姆定律与U-I关系图--【高效二轮复习】2023-2024学年中考科学二轮复习(浙教版)
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资源类型 试卷
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科目 科学
更新时间 2024-03-28 06:33:01

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专题十二 欧姆定律与U-I关系图--【高效二轮复习】2023-2024学年中考科学二轮复习(浙教版)
一、选择题
1.(2023八下·海曙期末)某同学利用如图甲所示的电路进行实验,电源电压恒为6V,更换5个定值电阻Rx,得到如图乙所示的图像。以下有关叙述正确的是(  )
A.该同学研究的是电流和电压的关系
B.实验中电压表的示数保持0.5V不变
C.选用最大阻值40Ω的滑动变阻器能完成该实验
D.将Rx从15Ω换成10Ω后,电流表示数变化了0.2A
2.(2023八上·上虞期末)图示为电阻R1和R2的I-U图像,由图可知(  )
A.R1的阻值为5Ω
B.R1的阻值小于R2的阻值
C.将R1、R2串联接入电路,通电后R1两端的电压大于R2两端的电压
D.将R1、R2并联接入电路,通电后通过R1的电流大于通过R2的电流
3.(2022九上·临海期中)如图所示是电阻甲和乙的U—I图像,下列说法正确的是(  )
A.甲、乙两元件的电流与电压都成正比
B.甲、乙并联在电路中,当电源电压为2V时,电路的总电流为0.3A
C.乙元件是一个定值电阻且阻值大小为10Ω
D.甲、乙串联在电路中,当电路电流为0.2A时,甲的功率为0.6W
4.小红同学在探究“通过导体的电流与其两端电压的关系”时,将记录的实验数据通过整理作出了如图所示的图像,下列说法中正确的是(  )
A.导体甲的电阻大于导体乙的电阻
B.导体两端的电压为零时,导体的电阻也为零
C.将甲、乙两导体并联接到电压为2 V的电源上时,干路中的电流为0.6 A
D.根据数据和图像得出的结论是:同一导体两端的电压与通过它的电流成正比
5.(2022·舟山模拟)红外额温枪是测量体温的重要工具,其电路原理简化为图乙, 是定值电阻, 是热敏电阻,电压表 和 随电流的变化图像分别为丙图中的a和b、据此判断下列说法错误的是(  )
A.该电路是串联电路
B.电源电压为6伏
C. 的阻值为40欧
D.当电路中的电流为0.2A时,热敏电阻的功率为0.4W
6.(2022八下·慈溪期中)甲、乙两个电阻的U-I图线如图所示,若把两个电阻并联接在同一电路中,下列说法正确的是(  )
A.甲的电阻值小于乙的电阻值
B.通过甲、乙两个电阻的电流之比是2:1
C.甲、乙两个电阻两端电压之比是2:1
D.当两端电压为2V时,电路中的总电流为0.6A
7.(2021八上·三门期末)如图是一个定值电阻R和一个小灯泡L的U- I图象,下列说法中正确的是(  )
A.L为定值电阻
B.R的电阻为5Ω
C.若把R和L并联,电源电压为2V时,电路中的总电流为0.25A
D.若把R和L串联,电路电流为0.1A时,电路中的总电阻为15Ω
8.(2021九下·柯桥月考)额定电压为8V的甲,乙两个电阻,图象I-U如图所示,下说法正确的是(  )
A.若甲乙并联,两端电压0一8V范围内(不含0V),R甲总是大于R乙
B.若甲乙并联,两端电压在0一8V范围内(不含0V),P甲是小于P乙
C.若甲乙串联接在电压为9V的电源两端,R甲∶R乙=1∶2
D.若甲乙并联接在电压为3V的电源两端,P甲∶P乙=3∶2
9.(2024八上·武义期末)如图1所示连接电路,电源电压保持不变。闭合开关,滑动变阻器的滑片P从b端滑到a端,电压表示数U与电流表示数I的变化关系如图2所示,下列说法不正确的是(  )
A.电源电压是9V
B.定值电阻R的阻值是6Ω
C.滑动变阻器的阻值范围是0~12Ω
D.滑片处在a端时两表的示数对应图2中A点
10.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
二、填空题
11.(2022八上·武义期末)如图所示电路中,电源电压不变,R1=20Ω,R2=30Ω,回答下列问题。
(1)当开关S断开,甲乙两表为电流表时,两电流表的示数之比I甲:I乙=   ;
(2)当开关S闭合,甲乙两表为电压表时,发现两电压表的示数一样且接近电源电压,若出现此现象是由于电路中某一处故障引起的,则此故障可能是   。
12.图甲所示的电路中,电阻R的阻值为8欧姆,灯泡L标有”6V3W”的字样,通过灯泡的电流与灯泡两端的电压关系如图乙所示。在a、b间接人电源,为保证通过电阻R的最大电流不超过0.5安且灯泡L不损坏,则允许接入的最大电源电压为   伏,闭合开关S,此时通过电流表A1的电流为   安。
13.(2023八上·嘉兴期末)如图为甲、乙两电器元件的电流与电压关系图。
(1)随着电流增大,甲元件的电阻   (选填“增大”、“不变”或“减小”)。
(2)当将甲、乙两元件并联在6V电源电压下,则电路中总电流为   A。
14.(2023八上·拱墅期末)电阻R1和R2的I-U关系图线如图所示。则R1的阻值为   Ω;若两个电阻串联后,通过电阻R1的电流为0.3A时,电源电压是   V;若这两个电阻并联后接在3伏电源上,干路中的电流为   A。
15.(2022·宁波模拟)如图所示电路图,电源电压恒定。当开关S1、S2断开,S3闭合时,电流表的读数为0.5安,电压表的读数为2.5伏。当开关S1、S2闭合,S3断开时,由于电阻R1、R2中有一个电阻出现故障,电流表的读数为0.6安,电压表的读数为3伏。则R1的阻值是   欧姆,电路中出现的故障是   。
三、实验探究题
16.在如图甲所示的电路中,电阻R的阻值为8Ω,灯泡L标有“6V3W”的字样,通过灯泡的电流与灯泡两端的电压关系如图乙所示。在a,b间接入电源,为保证通过电阻R的最大电流不超过0.5A且灯泡L不损坏,则允许接入的最大电源电压为   V;闭合开关S,此时通过电流表A1的电流为   A。
17.(2023八下·宁波期末)利用如图电路研究“电流与电阻的关系”,其中电源电压3伏保持不变,电流表量程为“0~0.6A”,电压表量程为“0~3V”,滑动变阻器的规格为“10欧1A”。依次将阻值为5欧、10欧、20欧的定值电阻接入AB之间完成实验,获得数据如下表。
实验组别 1 2 3
电阻R(欧) 5 10 20
电流I(安) 0.4 0.2 0.1
请回答:
(1)完成第一组实验后,断开开关,拆下5欧的电阻,改接10欧的电阻。继续进行以下操作:
①闭合开关;②将滑动变阻器的滑片移到最右端;③记录电流表示数;④将滑动变阻器的滑片移到合适位置。从安全和规范角度考虑,正确的顺序是   ;
(2)上述操作④中判断滑片已处于合适位置的依据是   ;
(3)根据表中数据,可以得出的实验结论是   ;
(4)为使结论更有说服力,某同学进行了第4次实验,他将30欧的电阻接入电路,却没有取得成功。为此,同学们提出了下列解决方案,其中可行的有______。(选填字母)
A.仅将电源电压调至2.5V
B.仅将电源电压调到6V
C.仅将滑动变阻器换为“20Ω1A”
D.仅将定值电阻两端控制的电压换为2.5V
18.(2023·慈溪模拟)小科同学为了探究“电流与电阻的关系”,设计了如图甲的实验电路,她在学校实验室找来了如下一些实验器材:电压恒为3V的电源,电流表、电压表各一只,一个开关,阻值分别为10Ω,20Ω,50Ω的定值电阻各一个,滑动变阻器上标有“20Ω,1A”字样,导线若干。
(1)小科连接好电路,闭合开关后,移动滑变阻器滑片时,发现电流表指针正常偏转,电压表示数为零,则发生这种故障的原因可能是    。
(2)故障排除后,小科先把10Ω的电阻接入电路,移动滑变阻器滑片,使电压表示数为2V,读出电流表示数后,断开开关,他直接拆下10Ω的电阻,改换成阻值为20Ω的电阻继续做实验,闭合开关,电压表示数如图丙所示,其示数是     V,接下来他向右调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为2V。
(3)当小科改用50Ω的电阻继续实验时,发现无论怎样移动滑片,都无法使电压表示数达到实验要求的值,你认为造成该现象的原因可能是 。
A.电源电压太小 B.电压表量程太小
C.滑动变阻器阻值太小 D.滑动变阻器烧坏了
答案解析部分
1.【答案】C
【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
【解析】【分析】(1)根据图乙确定探究的目的;
(2)根据图乙找到对应的一组电阻和电流,然后根据U=IR计算电压表的示数;
(3)根据图乙确定电路的最小电流,然后根据计算总电阻,最后根据R变=R总-R计算变阻器的最大阻值。
(4)根据图乙确定对应的电流,然后相减即可。
【解答】A.根据图乙可知,横轴表示电阻,纵轴表示电流,则该同学研究的是电流与电阻的关系,故A错误;
B.根据图乙可知,当电流为0.1A时,此时电阻为25Ω,则保持不变的电压表的示数为:U=IR=25Ω×0.1A=2.5V,故B错误;
C.根据图乙可知,通过电流最小为0.1A,那么总电阻为:;
则滑动变阻器的最大阻值为:R变=R总-R=60Ω-25Ω=35Ω;
故C正确;
D.当Rx为15Ω时,电流为;当Rx=10Ω时,电流为,那么电流表的示数变化:0.25A-0.17A=0.08A,故D错误。
故选C。
2.【答案】C
【知识点】串、并联电路的电流特点;串、并联电路的电压特点;欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)(2)根据公式分别计算二者的电阻,并比较大小;
(3)根据表格提取信息比较两个电阻串联时的电压大小;
(4)根据表格提取信息比较两个电阻并联时的电流大小。
【解答】AB.根据图片可知,电阻;
电阻;
则R1的阻值大于R2的阻值,故A、B错误;
C.将R1、R2串联接入电路,当它们的电流为0.2A时,R1的电压为2V,R2的电压为1V,故C正确;
D.将R1、R2并联接入电路,当它们的电压为1V时,通过R1的电流为0.1A,通过R2的电流为0.2A,故D错误。
故选C。
3.【答案】B
【知识点】串、并联电路的电流特点;串、并联电路的电压特点;欧姆定律及其应用;电功率计算公式的应用
【解析】【分析】(1)根据图像的形状判断;
(2)并联时各支路两端电压相等,据此确定通过它们的电流,然后根据I总=I1+I2计算即可;
(3)根据公式计算即可;
(4)根据P=UI计算甲的功率。
【解答】甲的图像为一条通过坐标原点的斜线,那么电流与电压成正比,那么甲为定值电阻。乙的图像为一条曲线,即电流与电压不成正比,肯定不是定值电阻,故A、C错误;
当甲乙并联时,电源电压为2V时,它们两端的电压都是2V,此时通过甲的电流为0.1A,通过乙的电流为0.2A,那总电流:I总=I甲+I乙=0.1A+0.2A=0.3A,故B正确;
甲乙串联时,通过它们的电流相等,都是0.2A,此时甲的电压为4V,那么此时甲的功率P=UI=4V×0.2A=0.8W,故D错误。
故选B。
4.【答案】C
【知识点】串、并联电路的电流特点;探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【分析】(1)根据可知,当电压相同时,电阻与电流成反比;
(2)根据导体电阻的影响因素判断;
(3)根据图像确定电压为2V时,通过甲和乙的电流,然后根据I总=I甲+I乙计算即可;
(4)根据图像的形状分析电压与电流的关系。
【解答】A.根据图像可知,当甲和乙的电压都是3V时,通过甲的电流为0.6A,通过乙的电流为0.3A,即I甲>I乙。根据可知,导体甲的电阻小于乙的电阻,故A错误;
B.电阻是导体的一种性质,只与材料、长度、横截面积和长度有关,与电压大小无关,即电压为零时,电阻肯定不为零,故B错误;
C.当电压为2V,通过甲的电流为0.4A,通过乙的电流为0.2A,那么干路电流为:I总=I甲+I乙=0.4A+0.2A=0.6A,故C正确;
D.根据图片可知,甲和乙的电流随电压的变化规律图像都是通过坐标原点的斜线,因此得到结论:同一导体两端的电压与通过它的电流成正比,故D错误。
故选C。
5.【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)用电器首尾相连为串联,并排连接为并联;
(2)根据U总=U1+U2计算电源电压;
(3)根据计算电阻;
(4)根据公式P2=U2I2计算即可。
【解答】根据图乙可知,两个电阻首尾相连,应该为串联,故A正确不合题意;
电压表V1测R1的电压,V2测R2的电压。根据U=IR可知,定值电阻R1两端的电压随电流的增大而增大,则图丙中从左下到右上的图像为R1的图像,另一个为R2的图像。当电流为0.1A时,R1的电压为2V,R2的电压为4V,则总电压为:U总=U1+U2=2V+4V=6V,故B正确不合题意;
那么R1的阻值:,故C错误符合题意;
当电路中的电流为0.2A时,热敏电阻的电压为2V,则它的电功率P2=U2I2=2V×0.2A=0.4W,故D正确不合题意。
故选C。
6.【答案】D
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)由图象可知通过两电阻的电流与两端的电压成正比即两电阻是定值电阻,从图象中读出任意一点的电流和电压值,根据欧姆定律求出两电阻的阻值,然后比较两电阻的阻值;
(2)(3)若把两个电阻并联接在同一电路中,它们两端的电压相等,根据欧姆定律求出通过的电流之比;
(4)当两端电压为2V时,根据图象得出对应的电流,根据并联电路的电流特点求出干路电流。【解答】由图象可知,通过两电阻的电流与两端的电压成正比即两电阻是定值电阻,
且U甲=U乙=2V时,I甲=0.2A、I乙=0.4A,
由可得,两电阻的阻值分别为,,
则甲的电阻值大于乙的电阻值,故A错误;
因并联电路中各支路两端的电压相等,
把两个电阻并联接在同一电路中时,它们两端的电压相等,即两端的电压之比为1:1,故C错误;
通过甲、乙两个电阻的电流之比;
故B错误;
当两端电压为2V时,两电阻的电流为I甲=0.2A、I乙=0.4A,
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I=I甲+I乙=0.2A+0.4A=0.6A,故D正确。
故选D。
7.【答案】D
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)根据图像的形状确定L是否为定值电阻;
(2)根据欧姆定律计算;
(3)根据图像确定电源电压为2V时,分别通过灯泡与R的电流,然后根据并联电路的电流特点I总=IL+I计算即可;
(4)根据图像确定电流为0.1A时它们两端的电压,然后根据U总=UL+U计算出此时的总电压,最后根据计算出总电阻。
【解答】A.根据图片可知,L的电压随电流的变化图像为曲线,说明电压和电流的比值在不断变化,即L的电阻不断变化,故A错误;
B.R的阻值:,故B错误;
C.若把R和L并联,电源电压为2V时,通过L的电流为0.25A,通过R的电流为0.2A,则电路中的总电流为:I总=IL+I=0.25A+0.2A=0.45A,故C错误;
D.若把R和L串联,电路电流为0.1A时,灯泡L的电压为0.5V,R的电压为1V;
则总电压为:U总=UL+U=0.5V+1V=1.5V;
则总电阻为:,故D正确。
故选D。
8.【答案】C
【知识点】串、并联电路的电流特点;串、并联电路的电压特点;欧姆定律及其应用;电功率计算公式的应用
【解析】【分析】(1)根据公式比较;
(2)根据P=UI比较;
(3)串联电路中各处电流都相等,总电压等于各处电压之和,据此确定甲和乙的电压,最后根据计算二者的比值;
(4)从图像中找到电压为3V时通过两个电阻的电流,然后根据P=UI计算它们的功率之比。
【解答】若甲乙并联,那么它们的电压相等。根据图像可知,在0~8V的电压范围内,电流I甲>I乙,根据可知,电阻R甲若甲乙并联,那么它们的电压相等。根据图像可知,在0~8V的电压范围内,电流I甲>I乙,根据P=UI可知,功率P甲>P乙,故B错误;
根据图像可知,当电流为0.8A时,甲的电压为3V,乙的电压为6V,此时总电压为9V,根据得到,甲和乙的电阻之比:,故C正确;
若甲乙并联接在电压为3V的电源两端,通过甲的电流为0.8A,通过乙的电流为0.4A,根据P=UI可知,二者的功率之比P甲:P乙=U甲I甲:U乙I乙=I甲:I乙=0.8A:0.4A=2:1,故D错误。
故选C。
9.【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】考查电路的动态分析,属于综合题,滑片在a端时,滑动变阻器阻值最小,电流最大,电压表读数 即电源电压。滑片在b端时,阻值最大,电流最小,电压表读数最小。
【解答】A.滑片最左端时,电阻最小电流最大,电压表读数即电源电压为9V,所以A正确;
B.电阻=电压/电流=9V/1.5A= 6Ω ,所以B正确;
C.b端时,电压为3V,滑动变阻器电压为6V,电流为0.5A,电阻=6V/0.5A=12Ω ,所以C正确;
DA点时,电流最小,电阻最大,应该是b端,所以D错误。
故答案为D
10.【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。
11.【答案】(1)2: 5
(2)R1短路或R2断路
【知识点】串、并联电路的电流特点;串、并联电路的电压特点;欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)首先确定串并联关系,以及电流表所测的物理量,然后根据串并联电路的电流特点完成计算即可;
(2)根据电压表的示数变化确定电路故障的类型。
【解答】(1)当开关S断开,甲乙两表为电流表时,两个电阻并联,电流表甲测通过R2的电流,乙测干路电流。在并联电路中,电流与电阻成反比,即;
则I甲:I乙=I2:(I2+I1)=2:(2+3)=2:5;
(2)开关S闭合,甲乙两表为电压表时,两个电阻串联,电压表甲测总电压,乙测R2的电压。甲的示数接近电源电压是正常的,而乙的示数接近电源电压时,它的电压值肯定是变大了。如果R1发生短路,此时只有电阻R2,自然它的电压等于电源电压。如果R2发生断路,此时电压表串联在电路中,由于电压表的内阻很大,因此几乎分得全部电压,即示数也接近电源电压。
12.【答案】4;0.9
【知识点】串、并联电路的电流特点;欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)根据甲图可知,R与灯泡并联,电流表A1测总电流,A2测灯泡电流。此时R的电压邓愈电源电压,极根据U=IR计算电源电压。
(2)根据乙图确定此时通过灯泡的电流,然后根据并联电路的电流特点I=IR+IL计算电流表A1的示数即可。
【解答】通过电阻R的最大电流不超过0.5A,则电阻R两端的最大电压为U1=IRR=0.5A×8Ω=4V。闭合开关S后,电阻R与灯泡L并联,由于灯泡L的额定电压为6V,则灯泡L两端的电压不能超过6V,所以允许接入的最大电源电压为4V。由题图可得,当灯泡L两端的电压为4V时,通过灯泡L的电流为0.4A,电流表A1测的是干路电流,它的示数为I=IR+IL=0.5A+0.4A=0.9A。
13.【答案】(1)不变
(2)0.8A
【知识点】串、并联电路的电流特点;欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)根据图像分析甲元件的电阻随电流的变化规律;
(2)首先根据图片确定电压为6V时通过两个电阻的电流,再根据并联电路电流I总=I甲+I乙计算即可。
【解答】(1)根据图像可知,随着电流增大,甲元件的电压也在增大。由于二者变化的图像为一条通过坐标原点的斜线,因此甲的电流与电阻成正比,即比值一定。根据可知,甲元件的电阻不变。
(2)当电压为6V时,通过甲的电流为0.2A,通过乙的电流为0.6A,
则通过电路的总电流为:I总=I甲+I乙=0.2A+0.6A=0.8A。
14.【答案】5;4;1.2
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】根据串联电路的电压特点:电源的电压等于各用电器的电压之和;并联电路的电流特点:干路的电流等于各支路的电流之和。欧姆定律计算公式:。
【解答】 (1)由图像可知,通过R1的电流与其两端电压成正比,故R1为定值电阻。从图像中读出:当R1两端的电压为U1=3V时,对应的电流值:I1=0.6A,根据欧姆定律可知,R1的电阻值:
(2)R1、R2串联后接入电路,通过它们的电流为0.3A时,根据图像可知,电阻R1、R2两端的电压分别为U1=1.5V, U2=2.5V,根据串联电路的电压特点可得,电源的电压:U=U1+U2=1.5V+2.5V=4V;
(3)R1、R2并联,各支路两端的电压U=3V时,根据图像可知,通过R1、R2的电流分别为:I1=0.6A,12=0.6A,根据并联电路的电流特点可得,干路的电流:I=l1+I2=0.6A+0.6A=1.2A。
15.【答案】1;R1断路
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】由电路图可知,当开关S1、S2闭合,S3断开时,R1、R2并联;当开关S1、S2断开,S3闭合时R1、R2串联。利用串、并联电路中电流、电压、电阻规律结合欧姆定律可解决此题。【解答】当开关S1、S2闭合,S3断开时,由于R1、R2并联,电压表的读数即为电源电压U=3V,
则并联电路的总电阻;
当开关S1、S2断开,S3闭合时,R1、R2串联,电压表的读数即R2两端电压为U2=2V,
所以,

则R=R1=5Ω,
所以,当开关S1、S2闭合,S3断开时,电路中出现的故障是电阻R1断路。
16.【答案】4;0.9
【知识点】串、并联电路的电流特点;串、并联电路的电压特点;欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)根据甲图可知,灯泡与定值电阻R并联,电压表测总电压,电流表A2测通过L的电流,A1测总电流。首先根据U=IR计算定值电阻两端的最大电压,然后与灯泡的额定电压比较,从而确定电路的最大电压;
(2)根据乙图确定此时通过灯泡的电流,再根据I总=I+IL计算通过电流表A1的电流。
【解答】(1)根据甲图可知,灯泡与定值电阻R并联,电压表测总电压,电流表A2测通过L的电流,A1测总电流。
定值电阻两端的最大电压U=IR=0.5A×8Ω=4V;
灯泡的额定电压为6V,因为4V<6V,所以最大电源电压为4V。
(2)根据乙图可知,当电压为4V时,通过灯泡的电流为0.4A,
那么通过电流表A1的示数为:I总=I+IL=0.5A+0.4A=0.9A。
17.【答案】(1)②①④③
(2)电压表示数为2V
(3)当导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比
(4)A;C
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【分析】(1)在探究电流与电阻关系的实验中,要控制电阻两端的电压相等,只改变电阻,并记录对应的电流。在闭合开关前,为了避免电流过大而烧毁用电器,要求变阻器的阻值调到最大,据此分析解答。
(2)根据表格,利用U=IR计算电压表保持不变的示数;
(3)将电阻和对应的电流相乘,比较乘积大小,进而确定电流与电阻的数量关系;
(4)电压表的示数保持不变,那么变阻器两端的电压也要保持不变,那么二者电压的比值相同。在串联电路中,电压与电阻成正比,当定值电阻增大时,滑动变阻器的阻值要相应的增大。当变阻器的阻值较小不能满足需要时,就会出现电压表的示数过大的现象,据此分析判断。
【解答】(1)完成第一组实验后,断开开关,拆下5欧的电阻,改接10欧的电阻。继续进行以下操作:
②将滑动变阻器的滑片移到最右端;
①闭合开关;
④将滑动变阻器的滑片移到合适位置;
③记录电流表示数。
从安全和规范角度考虑,正确的顺序是②①④③ 。
(2)根据表格可知,U=IR=0.4A×5Ω=2V,则判断滑片已处于合适位置的依据是电压表示数为2V;
(3)将电阻和对应的电流相乘,乘积都相等,那么得到结论:当导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
(4)将30Ω的定值电阻接入后,电压表的示数大于2V,那么应该是变阻器的最大阻值太小所致,此时可以换用更大的变阻器,故C正确,D错误;
如果变阻器不能更换,那么可以减小电源电压,从而减小电压表的示数,直至达到2V,故A正确,B错误。
故选AC。
18.【答案】(1)R短路
(2)2.4
(3)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;探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【分析】电路中电流表示数正常,电压表没有示数,说明与电压表并联的电阻为零。电压表读数需要注意量程。研究电流与电阻的关系,需要控制电压不变。串联电路中,各用电器两端的电压与各用电器的电阻成正比。
【解答】(1)电流表示数正常,说明电路是通的,电压表示数为零,根据U=IR可知,电压表示数为零,则电阻为零,说明R短路。
(2)电路中的总电压为3V,说明电压表接得是“-”“3”两个接线柱。所以指针所指电压为2.4V
(3)当小科改用50欧的电阻时,它两端的电压也会相应增大,为了达到实验要求的值,需要将滑动变阻器的滑片往阻值大的一侧移动,达不到实验要求说明滑动变阻器的电阻太小了。所以选C
1 / 1专题十二 欧姆定律与U-I关系图--【高效二轮复习】2023-2024学年中考科学二轮复习(浙教版)
一、选择题
1.(2023八下·海曙期末)某同学利用如图甲所示的电路进行实验,电源电压恒为6V,更换5个定值电阻Rx,得到如图乙所示的图像。以下有关叙述正确的是(  )
A.该同学研究的是电流和电压的关系
B.实验中电压表的示数保持0.5V不变
C.选用最大阻值40Ω的滑动变阻器能完成该实验
D.将Rx从15Ω换成10Ω后,电流表示数变化了0.2A
【答案】C
【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
【解析】【分析】(1)根据图乙确定探究的目的;
(2)根据图乙找到对应的一组电阻和电流,然后根据U=IR计算电压表的示数;
(3)根据图乙确定电路的最小电流,然后根据计算总电阻,最后根据R变=R总-R计算变阻器的最大阻值。
(4)根据图乙确定对应的电流,然后相减即可。
【解答】A.根据图乙可知,横轴表示电阻,纵轴表示电流,则该同学研究的是电流与电阻的关系,故A错误;
B.根据图乙可知,当电流为0.1A时,此时电阻为25Ω,则保持不变的电压表的示数为:U=IR=25Ω×0.1A=2.5V,故B错误;
C.根据图乙可知,通过电流最小为0.1A,那么总电阻为:;
则滑动变阻器的最大阻值为:R变=R总-R=60Ω-25Ω=35Ω;
故C正确;
D.当Rx为15Ω时,电流为;当Rx=10Ω时,电流为,那么电流表的示数变化:0.25A-0.17A=0.08A,故D错误。
故选C。
2.(2023八上·上虞期末)图示为电阻R1和R2的I-U图像,由图可知(  )
A.R1的阻值为5Ω
B.R1的阻值小于R2的阻值
C.将R1、R2串联接入电路,通电后R1两端的电压大于R2两端的电压
D.将R1、R2并联接入电路,通电后通过R1的电流大于通过R2的电流
【答案】C
【知识点】串、并联电路的电流特点;串、并联电路的电压特点;欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)(2)根据公式分别计算二者的电阻,并比较大小;
(3)根据表格提取信息比较两个电阻串联时的电压大小;
(4)根据表格提取信息比较两个电阻并联时的电流大小。
【解答】AB.根据图片可知,电阻;
电阻;
则R1的阻值大于R2的阻值,故A、B错误;
C.将R1、R2串联接入电路,当它们的电流为0.2A时,R1的电压为2V,R2的电压为1V,故C正确;
D.将R1、R2并联接入电路,当它们的电压为1V时,通过R1的电流为0.1A,通过R2的电流为0.2A,故D错误。
故选C。
3.(2022九上·临海期中)如图所示是电阻甲和乙的U—I图像,下列说法正确的是(  )
A.甲、乙两元件的电流与电压都成正比
B.甲、乙并联在电路中,当电源电压为2V时,电路的总电流为0.3A
C.乙元件是一个定值电阻且阻值大小为10Ω
D.甲、乙串联在电路中,当电路电流为0.2A时,甲的功率为0.6W
【答案】B
【知识点】串、并联电路的电流特点;串、并联电路的电压特点;欧姆定律及其应用;电功率计算公式的应用
【解析】【分析】(1)根据图像的形状判断;
(2)并联时各支路两端电压相等,据此确定通过它们的电流,然后根据I总=I1+I2计算即可;
(3)根据公式计算即可;
(4)根据P=UI计算甲的功率。
【解答】甲的图像为一条通过坐标原点的斜线,那么电流与电压成正比,那么甲为定值电阻。乙的图像为一条曲线,即电流与电压不成正比,肯定不是定值电阻,故A、C错误;
当甲乙并联时,电源电压为2V时,它们两端的电压都是2V,此时通过甲的电流为0.1A,通过乙的电流为0.2A,那总电流:I总=I甲+I乙=0.1A+0.2A=0.3A,故B正确;
甲乙串联时,通过它们的电流相等,都是0.2A,此时甲的电压为4V,那么此时甲的功率P=UI=4V×0.2A=0.8W,故D错误。
故选B。
4.小红同学在探究“通过导体的电流与其两端电压的关系”时,将记录的实验数据通过整理作出了如图所示的图像,下列说法中正确的是(  )
A.导体甲的电阻大于导体乙的电阻
B.导体两端的电压为零时,导体的电阻也为零
C.将甲、乙两导体并联接到电压为2 V的电源上时,干路中的电流为0.6 A
D.根据数据和图像得出的结论是:同一导体两端的电压与通过它的电流成正比
【答案】C
【知识点】串、并联电路的电流特点;探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【分析】(1)根据可知,当电压相同时,电阻与电流成反比;
(2)根据导体电阻的影响因素判断;
(3)根据图像确定电压为2V时,通过甲和乙的电流,然后根据I总=I甲+I乙计算即可;
(4)根据图像的形状分析电压与电流的关系。
【解答】A.根据图像可知,当甲和乙的电压都是3V时,通过甲的电流为0.6A,通过乙的电流为0.3A,即I甲>I乙。根据可知,导体甲的电阻小于乙的电阻,故A错误;
B.电阻是导体的一种性质,只与材料、长度、横截面积和长度有关,与电压大小无关,即电压为零时,电阻肯定不为零,故B错误;
C.当电压为2V,通过甲的电流为0.4A,通过乙的电流为0.2A,那么干路电流为:I总=I甲+I乙=0.4A+0.2A=0.6A,故C正确;
D.根据图片可知,甲和乙的电流随电压的变化规律图像都是通过坐标原点的斜线,因此得到结论:同一导体两端的电压与通过它的电流成正比,故D错误。
故选C。
5.(2022·舟山模拟)红外额温枪是测量体温的重要工具,其电路原理简化为图乙, 是定值电阻, 是热敏电阻,电压表 和 随电流的变化图像分别为丙图中的a和b、据此判断下列说法错误的是(  )
A.该电路是串联电路
B.电源电压为6伏
C. 的阻值为40欧
D.当电路中的电流为0.2A时,热敏电阻的功率为0.4W
【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)用电器首尾相连为串联,并排连接为并联;
(2)根据U总=U1+U2计算电源电压;
(3)根据计算电阻;
(4)根据公式P2=U2I2计算即可。
【解答】根据图乙可知,两个电阻首尾相连,应该为串联,故A正确不合题意;
电压表V1测R1的电压,V2测R2的电压。根据U=IR可知,定值电阻R1两端的电压随电流的增大而增大,则图丙中从左下到右上的图像为R1的图像,另一个为R2的图像。当电流为0.1A时,R1的电压为2V,R2的电压为4V,则总电压为:U总=U1+U2=2V+4V=6V,故B正确不合题意;
那么R1的阻值:,故C错误符合题意;
当电路中的电流为0.2A时,热敏电阻的电压为2V,则它的电功率P2=U2I2=2V×0.2A=0.4W,故D正确不合题意。
故选C。
6.(2022八下·慈溪期中)甲、乙两个电阻的U-I图线如图所示,若把两个电阻并联接在同一电路中,下列说法正确的是(  )
A.甲的电阻值小于乙的电阻值
B.通过甲、乙两个电阻的电流之比是2:1
C.甲、乙两个电阻两端电压之比是2:1
D.当两端电压为2V时,电路中的总电流为0.6A
【答案】D
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)由图象可知通过两电阻的电流与两端的电压成正比即两电阻是定值电阻,从图象中读出任意一点的电流和电压值,根据欧姆定律求出两电阻的阻值,然后比较两电阻的阻值;
(2)(3)若把两个电阻并联接在同一电路中,它们两端的电压相等,根据欧姆定律求出通过的电流之比;
(4)当两端电压为2V时,根据图象得出对应的电流,根据并联电路的电流特点求出干路电流。【解答】由图象可知,通过两电阻的电流与两端的电压成正比即两电阻是定值电阻,
且U甲=U乙=2V时,I甲=0.2A、I乙=0.4A,
由可得,两电阻的阻值分别为,,
则甲的电阻值大于乙的电阻值,故A错误;
因并联电路中各支路两端的电压相等,
把两个电阻并联接在同一电路中时,它们两端的电压相等,即两端的电压之比为1:1,故C错误;
通过甲、乙两个电阻的电流之比;
故B错误;
当两端电压为2V时,两电阻的电流为I甲=0.2A、I乙=0.4A,
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I=I甲+I乙=0.2A+0.4A=0.6A,故D正确。
故选D。
7.(2021八上·三门期末)如图是一个定值电阻R和一个小灯泡L的U- I图象,下列说法中正确的是(  )
A.L为定值电阻
B.R的电阻为5Ω
C.若把R和L并联,电源电压为2V时,电路中的总电流为0.25A
D.若把R和L串联,电路电流为0.1A时,电路中的总电阻为15Ω
【答案】D
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)根据图像的形状确定L是否为定值电阻;
(2)根据欧姆定律计算;
(3)根据图像确定电源电压为2V时,分别通过灯泡与R的电流,然后根据并联电路的电流特点I总=IL+I计算即可;
(4)根据图像确定电流为0.1A时它们两端的电压,然后根据U总=UL+U计算出此时的总电压,最后根据计算出总电阻。
【解答】A.根据图片可知,L的电压随电流的变化图像为曲线,说明电压和电流的比值在不断变化,即L的电阻不断变化,故A错误;
B.R的阻值:,故B错误;
C.若把R和L并联,电源电压为2V时,通过L的电流为0.25A,通过R的电流为0.2A,则电路中的总电流为:I总=IL+I=0.25A+0.2A=0.45A,故C错误;
D.若把R和L串联,电路电流为0.1A时,灯泡L的电压为0.5V,R的电压为1V;
则总电压为:U总=UL+U=0.5V+1V=1.5V;
则总电阻为:,故D正确。
故选D。
8.(2021九下·柯桥月考)额定电压为8V的甲,乙两个电阻,图象I-U如图所示,下说法正确的是(  )
A.若甲乙并联,两端电压0一8V范围内(不含0V),R甲总是大于R乙
B.若甲乙并联,两端电压在0一8V范围内(不含0V),P甲是小于P乙
C.若甲乙串联接在电压为9V的电源两端,R甲∶R乙=1∶2
D.若甲乙并联接在电压为3V的电源两端,P甲∶P乙=3∶2
【答案】C
【知识点】串、并联电路的电流特点;串、并联电路的电压特点;欧姆定律及其应用;电功率计算公式的应用
【解析】【分析】(1)根据公式比较;
(2)根据P=UI比较;
(3)串联电路中各处电流都相等,总电压等于各处电压之和,据此确定甲和乙的电压,最后根据计算二者的比值;
(4)从图像中找到电压为3V时通过两个电阻的电流,然后根据P=UI计算它们的功率之比。
【解答】若甲乙并联,那么它们的电压相等。根据图像可知,在0~8V的电压范围内,电流I甲>I乙,根据可知,电阻R甲若甲乙并联,那么它们的电压相等。根据图像可知,在0~8V的电压范围内,电流I甲>I乙,根据P=UI可知,功率P甲>P乙,故B错误;
根据图像可知,当电流为0.8A时,甲的电压为3V,乙的电压为6V,此时总电压为9V,根据得到,甲和乙的电阻之比:,故C正确;
若甲乙并联接在电压为3V的电源两端,通过甲的电流为0.8A,通过乙的电流为0.4A,根据P=UI可知,二者的功率之比P甲:P乙=U甲I甲:U乙I乙=I甲:I乙=0.8A:0.4A=2:1,故D错误。
故选C。
9.(2024八上·武义期末)如图1所示连接电路,电源电压保持不变。闭合开关,滑动变阻器的滑片P从b端滑到a端,电压表示数U与电流表示数I的变化关系如图2所示,下列说法不正确的是(  )
A.电源电压是9V
B.定值电阻R的阻值是6Ω
C.滑动变阻器的阻值范围是0~12Ω
D.滑片处在a端时两表的示数对应图2中A点
【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】考查电路的动态分析,属于综合题,滑片在a端时,滑动变阻器阻值最小,电流最大,电压表读数 即电源电压。滑片在b端时,阻值最大,电流最小,电压表读数最小。
【解答】A.滑片最左端时,电阻最小电流最大,电压表读数即电源电压为9V,所以A正确;
B.电阻=电压/电流=9V/1.5A= 6Ω ,所以B正确;
C.b端时,电压为3V,滑动变阻器电压为6V,电流为0.5A,电阻=6V/0.5A=12Ω ,所以C正确;
DA点时,电流最小,电阻最大,应该是b端,所以D错误。
故答案为D
10.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。
二、填空题
11.(2022八上·武义期末)如图所示电路中,电源电压不变,R1=20Ω,R2=30Ω,回答下列问题。
(1)当开关S断开,甲乙两表为电流表时,两电流表的示数之比I甲:I乙=   ;
(2)当开关S闭合,甲乙两表为电压表时,发现两电压表的示数一样且接近电源电压,若出现此现象是由于电路中某一处故障引起的,则此故障可能是   。
【答案】(1)2: 5
(2)R1短路或R2断路
【知识点】串、并联电路的电流特点;串、并联电路的电压特点;欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)首先确定串并联关系,以及电流表所测的物理量,然后根据串并联电路的电流特点完成计算即可;
(2)根据电压表的示数变化确定电路故障的类型。
【解答】(1)当开关S断开,甲乙两表为电流表时,两个电阻并联,电流表甲测通过R2的电流,乙测干路电流。在并联电路中,电流与电阻成反比,即;
则I甲:I乙=I2:(I2+I1)=2:(2+3)=2:5;
(2)开关S闭合,甲乙两表为电压表时,两个电阻串联,电压表甲测总电压,乙测R2的电压。甲的示数接近电源电压是正常的,而乙的示数接近电源电压时,它的电压值肯定是变大了。如果R1发生短路,此时只有电阻R2,自然它的电压等于电源电压。如果R2发生断路,此时电压表串联在电路中,由于电压表的内阻很大,因此几乎分得全部电压,即示数也接近电源电压。
12.图甲所示的电路中,电阻R的阻值为8欧姆,灯泡L标有”6V3W”的字样,通过灯泡的电流与灯泡两端的电压关系如图乙所示。在a、b间接人电源,为保证通过电阻R的最大电流不超过0.5安且灯泡L不损坏,则允许接入的最大电源电压为   伏,闭合开关S,此时通过电流表A1的电流为   安。
【答案】4;0.9
【知识点】串、并联电路的电流特点;欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)根据甲图可知,R与灯泡并联,电流表A1测总电流,A2测灯泡电流。此时R的电压邓愈电源电压,极根据U=IR计算电源电压。
(2)根据乙图确定此时通过灯泡的电流,然后根据并联电路的电流特点I=IR+IL计算电流表A1的示数即可。
【解答】通过电阻R的最大电流不超过0.5A,则电阻R两端的最大电压为U1=IRR=0.5A×8Ω=4V。闭合开关S后,电阻R与灯泡L并联,由于灯泡L的额定电压为6V,则灯泡L两端的电压不能超过6V,所以允许接入的最大电源电压为4V。由题图可得,当灯泡L两端的电压为4V时,通过灯泡L的电流为0.4A,电流表A1测的是干路电流,它的示数为I=IR+IL=0.5A+0.4A=0.9A。
13.(2023八上·嘉兴期末)如图为甲、乙两电器元件的电流与电压关系图。
(1)随着电流增大,甲元件的电阻   (选填“增大”、“不变”或“减小”)。
(2)当将甲、乙两元件并联在6V电源电压下,则电路中总电流为   A。
【答案】(1)不变
(2)0.8A
【知识点】串、并联电路的电流特点;欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)根据图像分析甲元件的电阻随电流的变化规律;
(2)首先根据图片确定电压为6V时通过两个电阻的电流,再根据并联电路电流I总=I甲+I乙计算即可。
【解答】(1)根据图像可知,随着电流增大,甲元件的电压也在增大。由于二者变化的图像为一条通过坐标原点的斜线,因此甲的电流与电阻成正比,即比值一定。根据可知,甲元件的电阻不变。
(2)当电压为6V时,通过甲的电流为0.2A,通过乙的电流为0.6A,
则通过电路的总电流为:I总=I甲+I乙=0.2A+0.6A=0.8A。
14.(2023八上·拱墅期末)电阻R1和R2的I-U关系图线如图所示。则R1的阻值为   Ω;若两个电阻串联后,通过电阻R1的电流为0.3A时,电源电压是   V;若这两个电阻并联后接在3伏电源上,干路中的电流为   A。
【答案】5;4;1.2
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】根据串联电路的电压特点:电源的电压等于各用电器的电压之和;并联电路的电流特点:干路的电流等于各支路的电流之和。欧姆定律计算公式:。
【解答】 (1)由图像可知,通过R1的电流与其两端电压成正比,故R1为定值电阻。从图像中读出:当R1两端的电压为U1=3V时,对应的电流值:I1=0.6A,根据欧姆定律可知,R1的电阻值:
(2)R1、R2串联后接入电路,通过它们的电流为0.3A时,根据图像可知,电阻R1、R2两端的电压分别为U1=1.5V, U2=2.5V,根据串联电路的电压特点可得,电源的电压:U=U1+U2=1.5V+2.5V=4V;
(3)R1、R2并联,各支路两端的电压U=3V时,根据图像可知,通过R1、R2的电流分别为:I1=0.6A,12=0.6A,根据并联电路的电流特点可得,干路的电流:I=l1+I2=0.6A+0.6A=1.2A。
15.(2022·宁波模拟)如图所示电路图,电源电压恒定。当开关S1、S2断开,S3闭合时,电流表的读数为0.5安,电压表的读数为2.5伏。当开关S1、S2闭合,S3断开时,由于电阻R1、R2中有一个电阻出现故障,电流表的读数为0.6安,电压表的读数为3伏。则R1的阻值是   欧姆,电路中出现的故障是   。
【答案】1;R1断路
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】由电路图可知,当开关S1、S2闭合,S3断开时,R1、R2并联;当开关S1、S2断开,S3闭合时R1、R2串联。利用串、并联电路中电流、电压、电阻规律结合欧姆定律可解决此题。【解答】当开关S1、S2闭合,S3断开时,由于R1、R2并联,电压表的读数即为电源电压U=3V,
则并联电路的总电阻;
当开关S1、S2断开,S3闭合时,R1、R2串联,电压表的读数即R2两端电压为U2=2V,
所以,

则R=R1=5Ω,
所以,当开关S1、S2闭合,S3断开时,电路中出现的故障是电阻R1断路。
三、实验探究题
16.在如图甲所示的电路中,电阻R的阻值为8Ω,灯泡L标有“6V3W”的字样,通过灯泡的电流与灯泡两端的电压关系如图乙所示。在a,b间接入电源,为保证通过电阻R的最大电流不超过0.5A且灯泡L不损坏,则允许接入的最大电源电压为   V;闭合开关S,此时通过电流表A1的电流为   A。
【答案】4;0.9
【知识点】串、并联电路的电流特点;串、并联电路的电压特点;欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)根据甲图可知,灯泡与定值电阻R并联,电压表测总电压,电流表A2测通过L的电流,A1测总电流。首先根据U=IR计算定值电阻两端的最大电压,然后与灯泡的额定电压比较,从而确定电路的最大电压;
(2)根据乙图确定此时通过灯泡的电流,再根据I总=I+IL计算通过电流表A1的电流。
【解答】(1)根据甲图可知,灯泡与定值电阻R并联,电压表测总电压,电流表A2测通过L的电流,A1测总电流。
定值电阻两端的最大电压U=IR=0.5A×8Ω=4V;
灯泡的额定电压为6V,因为4V<6V,所以最大电源电压为4V。
(2)根据乙图可知,当电压为4V时,通过灯泡的电流为0.4A,
那么通过电流表A1的示数为:I总=I+IL=0.5A+0.4A=0.9A。
17.(2023八下·宁波期末)利用如图电路研究“电流与电阻的关系”,其中电源电压3伏保持不变,电流表量程为“0~0.6A”,电压表量程为“0~3V”,滑动变阻器的规格为“10欧1A”。依次将阻值为5欧、10欧、20欧的定值电阻接入AB之间完成实验,获得数据如下表。
实验组别 1 2 3
电阻R(欧) 5 10 20
电流I(安) 0.4 0.2 0.1
请回答:
(1)完成第一组实验后,断开开关,拆下5欧的电阻,改接10欧的电阻。继续进行以下操作:
①闭合开关;②将滑动变阻器的滑片移到最右端;③记录电流表示数;④将滑动变阻器的滑片移到合适位置。从安全和规范角度考虑,正确的顺序是   ;
(2)上述操作④中判断滑片已处于合适位置的依据是   ;
(3)根据表中数据,可以得出的实验结论是   ;
(4)为使结论更有说服力,某同学进行了第4次实验,他将30欧的电阻接入电路,却没有取得成功。为此,同学们提出了下列解决方案,其中可行的有______。(选填字母)
A.仅将电源电压调至2.5V
B.仅将电源电压调到6V
C.仅将滑动变阻器换为“20Ω1A”
D.仅将定值电阻两端控制的电压换为2.5V
【答案】(1)②①④③
(2)电压表示数为2V
(3)当导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比
(4)A;C
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【分析】(1)在探究电流与电阻关系的实验中,要控制电阻两端的电压相等,只改变电阻,并记录对应的电流。在闭合开关前,为了避免电流过大而烧毁用电器,要求变阻器的阻值调到最大,据此分析解答。
(2)根据表格,利用U=IR计算电压表保持不变的示数;
(3)将电阻和对应的电流相乘,比较乘积大小,进而确定电流与电阻的数量关系;
(4)电压表的示数保持不变,那么变阻器两端的电压也要保持不变,那么二者电压的比值相同。在串联电路中,电压与电阻成正比,当定值电阻增大时,滑动变阻器的阻值要相应的增大。当变阻器的阻值较小不能满足需要时,就会出现电压表的示数过大的现象,据此分析判断。
【解答】(1)完成第一组实验后,断开开关,拆下5欧的电阻,改接10欧的电阻。继续进行以下操作:
②将滑动变阻器的滑片移到最右端;
①闭合开关;
④将滑动变阻器的滑片移到合适位置;
③记录电流表示数。
从安全和规范角度考虑,正确的顺序是②①④③ 。
(2)根据表格可知,U=IR=0.4A×5Ω=2V,则判断滑片已处于合适位置的依据是电压表示数为2V;
(3)将电阻和对应的电流相乘,乘积都相等,那么得到结论:当导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
(4)将30Ω的定值电阻接入后,电压表的示数大于2V,那么应该是变阻器的最大阻值太小所致,此时可以换用更大的变阻器,故C正确,D错误;
如果变阻器不能更换,那么可以减小电源电压,从而减小电压表的示数,直至达到2V,故A正确,B错误。
故选AC。
18.(2023·慈溪模拟)小科同学为了探究“电流与电阻的关系”,设计了如图甲的实验电路,她在学校实验室找来了如下一些实验器材:电压恒为3V的电源,电流表、电压表各一只,一个开关,阻值分别为10Ω,20Ω,50Ω的定值电阻各一个,滑动变阻器上标有“20Ω,1A”字样,导线若干。
(1)小科连接好电路,闭合开关后,移动滑变阻器滑片时,发现电流表指针正常偏转,电压表示数为零,则发生这种故障的原因可能是    。
(2)故障排除后,小科先把10Ω的电阻接入电路,移动滑变阻器滑片,使电压表示数为2V,读出电流表示数后,断开开关,他直接拆下10Ω的电阻,改换成阻值为20Ω的电阻继续做实验,闭合开关,电压表示数如图丙所示,其示数是     V,接下来他向右调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为2V。
(3)当小科改用50Ω的电阻继续实验时,发现无论怎样移动滑片,都无法使电压表示数达到实验要求的值,你认为造成该现象的原因可能是 。
A.电源电压太小 B.电压表量程太小
C.滑动变阻器阻值太小 D.滑动变阻器烧坏了
【答案】(1)R短路
(2)2.4
(3)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;探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【分析】电路中电流表示数正常,电压表没有示数,说明与电压表并联的电阻为零。电压表读数需要注意量程。研究电流与电阻的关系,需要控制电压不变。串联电路中,各用电器两端的电压与各用电器的电阻成正比。
【解答】(1)电流表示数正常,说明电路是通的,电压表示数为零,根据U=IR可知,电压表示数为零,则电阻为零,说明R短路。
(2)电路中的总电压为3V,说明电压表接得是“-”“3”两个接线柱。所以指针所指电压为2.4V
(3)当小科改用50欧的电阻时,它两端的电压也会相应增大,为了达到实验要求的值,需要将滑动变阻器的滑片往阻值大的一侧移动,达不到实验要求说明滑动变阻器的电阻太小了。所以选C
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