人教版九年级物理同步训练培优卷:16.2 串、并联电路电压的规律

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名称 人教版九年级物理同步训练培优卷:16.2 串、并联电路电压的规律
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资源类型 试卷
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科目 物理
更新时间 2024-05-29 20:33:52

文档简介

人教版九年级物理同步训练培优卷:16.2 串、并联电路电压的规律
一、选择题
1.(2024·石门模拟) 如图所示电路中,三只灯泡原来都正常发光,当滑动变阻器的滑动触头P向右移动时,下面判断不正确的是(  )
A.L1和L3变暗,L2变亮
B.L1变暗,L2变亮,L3亮度不变
C.L1中电流变化值小于L3中电流变化值
D.L1上电压变化值小于L2上电压变化值
【答案】B
【知识点】串联电路和并联电路的辨别;并联电路的电流规律;串联电路的电压规律;并联电路的电压规律
【解析】【解答】由图可知L3与变阻器串联后与L2并联,再与R0、L1串联。
A:当滑片右移时,滑动变阻器接入电阻增大,则电路中总电阻增大,由欧姆定律可知电路中总电流减小,故 变暗;
电路中电流减小,由 可知 、两端的电压减小,而电源电压不变 ,故并联部分的电压增大, 电流变大,故 变亮;
因为 中电流增大,干路电流减小,故流过L3的电流减小,故L3变暗。 故A正确;
B:当滑片右移时,滑动变阻器接入电阻增大,则电路中总电阻增大,由欧姆定律可知电路中总电流减小,故. 变暗;
电路中电流减小,由 可知 、两端的电压减小,而电源电压不变 ,故并联部分的电压增大,. 电流变大,故. 变亮;
因为 中电流增大,干路电流减小,故流过L3的电流减小,故L3变暗。B错误;
C:因 中电流减小,L3中电流减小,而. 中电流增大;而 故 电流的变化值一定小于L3中电流的变化值。故 C 正确;
D:因为并联部分的电压与 、的总电压等于电源的电压; 两端的电压增大,. 、两端总电压减小,而电源电压不变,故 两端电压增大值应等于 、的电压减小值,故上电压变化值小于 上的电压变化值。故 D 正确。
综上所述,应选 B。
【分析】 首先明确电路的连接方式。当滑片移动时,滑动变阻器接入电阻的变化,从而得出总电阻的变化,再根据欧姆定律判断总电流的变化,由此确定 L1 变暗。接着因为总电流减小,根据欧姆定律确定 L2两端电压减小,而电源电压不变,所以并联部分电压增大,导致 L2 电流增大而变亮,同时干路电流减小,那么流过 L3 的电流也减小,L3 变暗。由于 L1 电流减小、L3电流减小而 L2 电流增大,且干路电流减小,通过数学关系可推出 L2 电流变化值大于 L3电流变化值。根据电压分配关系,并联部分电压与 L1 总电压等于电源电压,L2 两端电压增大则 L1 两端总电压减小,且电源电压不变,可得出 L1 电压变化值等于 L2电压变化值,进一步可推出 L1 上电压变化值小于 L3 上电压变化值。
2.一个电阻R允许通过的最大电流是I,为了把它串联到电流是nI的电路中去(n>1),必须给它并联一个电阻RX,RX和R的阻值之比是(  )
A. B. C. D.
【答案】C
【知识点】串联电路的电流规律;并联电路的电流规律;串联电路的电压规律;并联电路的电压规律;电路的基本连接方式
【解析】【解答】一个电阻R允许通过的最大电流是I,串联到电流是nI的电路中,则应给电阻R并联一个电阻,根据并联电路的电流特点知:应分担的电流为n.I-I= (n- 1)I,.并联电路的电流与电阻之间成反比,所以:;
B正确,ABD错误。
故答案为:B.
【分析】把它串联到电流是nI的电路中,则根据并联电路的电流特点可知:给它并联一个电阻,应分担的电流为nI—I,然后利用并联电路的电流与电阻之间成反比的特点即可求出。
3.(2017八上·个旧期中)如图所示的电路,闭合开关S后,两灯都不亮。用电压表并联检测得到的结果是:Uab=Ubc=Ude=Uef=0,若故障只有下列情况之一,则可能的原因是(  )
A.电路e、f间断路 B.电路a、b间短路
C.电路b、c间断路 D.电路d、e间短路或断路
【答案】D
【知识点】电路故障的判断
【解析】【解答】两个电灯都不亮,且各处电压都为零,则是电源的问题.由于电灯都不亮,用电压表测量各处都没有电压,故可能是电源发生断路或短路了,D符合题意.
故答案为:D.
【分析】此题是电路故障的分析,能够根据de间的电压为零,从电源出发作为突破口是关键.
4.(2024九上·重庆市期末)如图所示的电路中,小灯泡L1的电阻为4Ω,小灯泡L2的电阻为6Ω,电源由2节新干电池串联而成.下列说法中正确的是(  )
A.闭合开关S后,灯L1、L2并联且都能发光
B.若将导线M从接线柱B改接到接线柱A上,闭合开关S后,灯L1、L2两端的电压均为1.5V
C.将导线b拆除,闭合开关S后,通过灯L1、L2的电流均为0.3A
D.若将导线M从接线柱B改接到接线柱C上,闭合开关S后,电路中的总电流为0.75A
【答案】C
【知识点】并联电路的电流规律;串联电路的电压规律
【解析】【解答】A.闭合开关S后,电流将从电源正极经导线b和开关S回到电源负极,会造成电源短路,灯L1、L2都不能发光,故A错误;
B.若将导线M从接线柱B改接到接线柱A上,电流从电源的正极出发,分别经两灯泡后汇合后经开关回到电源的负极,则灯L1、L2并联。电源是由两节干电池串联组成的,则电源电压为3V,由并联电路中各支路两端的电压相等可知,灯L1、L2两端的电压均为3V,故B错误;
C.将导线b拆除,此时两灯泡串联。此时电路的总电阻R=R1+R2=4Ω+6Ω=10Ω,此时通过灯L1、L2的电流,故C正确;
D.若将导线M从接线柱B改接到接线柱C上时,此时灯L1、L2并联。此时通过L1的电流为:,通过L2的电流为:,则总电流I总=I1+I2=0.75A+0.5A=1.25A,故D错误。
故选C。
【分析】A.注意短路对灯泡的影响;
B.并联电路中,总电压等于各支路两端电压;
C.首先根据R总=R1+R2计算出总电阻,然后根据计算通过灯泡的电流。
D.并联电路的总电流等于各支路电流之和。
5.(2023九上·南京月考)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,发现电路中只有一个电流表的示数变大,一只灯泡变亮,下列关于其故障及元件的工作状况说法正确的是(  )
A.可能是L1断路,V表示数变大,L2变亮
B.可能是L2短路,A2表示数变大,L1变亮
C.电压表短路,A1表示数变大,L2变亮
D.可能是L1短路,A2表示数变大,L2变亮
【答案】C
【知识点】电路故障的判断
【解析】【解答】A.L1断路时,此时电压表与灯泡L2串联。由于电压表的内阻很大,因此电流很小,灯泡L2不发光,故A不合题意;
B.L2短路时,此时只有L1,此时总电阻减小,则总电流变大,即两个电流表的示数都变大,故B不合题意;
C.电压表短路,则灯泡L1和A2都被短路,则灯泡L1不发光,A2的示数减小。由于总电阻减小,所以总电流变大,即A1表示数变大,L2变亮 ,故C符合题意;
D.L1短路时,总电阻变小,则总电流增大,那么A1和A2的示数都变大,故D不合题意。
故选C。
【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。
6.(2023九上·武昌期中)如图所示电路中,电源两端的电压保持不变。S1和S3闭合,S2断开,电压表V1的示数为U1,电流表的示数为I1;S1闭合,S2和S3断开,滑动变阻器的滑片P在中点,电压表V1的示数为U2,电压表V2的示数为U3,电流表的A示数为I2;S2闭合,S1和S3断开,滑动变阻器的滑片P在A端,电压表V2的示数为U4,电流表的示数为I3;S1、S2和S3都闭合,电压表V1的示数V1为U5,电流表的示数为I4。则(  )
A.U1=U2=U5 B.U3=U4=U5
C.U1=U5=U2+U3 D.I4<I1<I2
【答案】C
【知识点】串联电路和并联电路的辨别;串联电路的电流规律;并联电路的电流规律;串联电路的电压规律;电路的基本连接方式
【解析】【解答】只S1和S3闭合,则R1接入电路,电压表V1测R1两端电压,也是电源电压,所以电源电压U=U1,电流表测经过R1的电流,示数为I1,所以;只S1闭合,滑动变阻器的滑片P在中点,则R1和滑动变阻器串联接入电路,电压表V1测R1两端电压,示数为U2,电压表V2测两端电压,示数为U3,由串联电路电压规律可知,电源电源U=U2+U3,此时电流表示数为;所以I1>I2,故D错误;只S2闭合,滑动变阻器的滑片P在A端,则R2和R3串联接入电路,电压表V2测R3两端电压,由串联电路电压规律可知,电源电压U=UR2+U4;S1、S2和S3都闭合,则R1和R2并联接入电路,电压表V1测R1两端电压,有并联电路电压规律可知,电源电压U=U5,所以U1=U5=U2+U3<U4,故AB错误,C正确;
故答案为:C。
【分析】根据开关的通断,判断各电学元件的串并联关系;根据电流表和电压表的使用方法,判断其测量对象;根据串并联电路电流、电压规律和欧姆定律,即可判断电压的大小关系和电流的大小关系。
7.(2018·陕西)如图所示的电路中,闭合开关S1、S2,小灯泡L1和L2正常发光,电流表和电压表均有示数,下列关于该电路的说法正确的是(  )
A.电流表测量干路中的电流
B.电压表不能测量L1两端的电压
C.取下L1时,L2正常发光
D.只断开开关S2时,电压表有示数
【答案】C
【知识点】电路故障的判断
【解析】【解答】解:A.由图可知,闭合开关S1、S2,小灯泡L1和L2并联,电流表在L1支路上,测通过L1的电流,A不符合题意。
B.由图可知,闭合开关S1、S2,小灯泡L1和L2并联,电压表测并联电路两端的电压,即电压表也测量L1两端的电压,B不符合题意。
C.并联电路各支路互不影响,取下L1时,L2正常发光,C符合题意。
D.只断开开关S2时,电压表只有一个接线柱连入电路,无示数,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】理清电路连接方法以及电流表和电压表的位置,结合并联电路的特点、电流表和电压表的使用方法分析判断.
8.(2023九上·临潼期中)如图所示,闭合开关S1、S2,小灯泡L1和L2均正常发光,两电表都有示数,下列判断正确的是(  )
A.电流表A1只测量通过L2的电流
B.断开S1,电流表A1的示数变小
C.L1被短路时,L2正常发光
D.若L1比L2更亮,则说明L1两端的电压比L2两端的电压大
【答案】B
【知识点】串联电路和并联电路的辨别;电流表的连接;电压表的连接;并联电路的电压规律
【解析】【解答】A. 灯泡L1和L2并联,电流表A1测量干路电流,故A错误
B.当断开开关S1、灯泡L1不发光,只有L2正常发光 ,干路电流变小,故B正确
C.灯泡L1和L2并联,L1被短路时,L2也短路,故C错误
D.灯泡L1和L2并联,无论灯的亮暗如何,两灯两端的电压一样,故D错误
【分析】理解并联电路的电流规律是干路电流等于支路电流和,并联电路电压处处相等,各用电器可以独立工作,也可以同时工作
9.(2023九上·齐齐哈尔期中)如图所示的电路,对连接关系判断正确的是(  )
A.所有开关都闭合时,电源短路
B.闭合开关S、S2、S3时,滑动变阻器R1与电阻R2并联再和L串联
C.闭合开关S、S1、S3时,滑动变阻器R1与灯L串联,电压表测电源电压
D.只闭合S、S1时,滑动变阻器R1与灯L串联,电压表测R1的电压
【答案】D
【知识点】电路的三种状态;串联电路和并联电路的辨别;探究串、并联电路中的电压规律实验
【解析】【解答】A、由图可知,闭合所有开关时,L被短路,滑动变阻器R1与R2串联,故A错误;
B、 闭合开关S、S2、S3时,滑动变阻器R1与电阻R2并联,故B错误;
C、闭合开关S、S1、S3时,仅滑动变阻器R1工作,灯L被短路,故C错误;
D、只闭合S、S1时,滑动变阻器R1与灯L串联,电压表测R1的电压,故D正确;
综上可知,本题正确答案为:D 。
【分析】串联电路是指各用电器依次连接的电路,其特点是:只有一条电流路径;并联电路是指各用电器并列连接的电路,其特点是:有两条或两条以上的电路;根据开关所处的状态以及用电器连接的方式可进行判断。
10.(2021九上·綦江月考)如右图所示的电路,灯L1、L2均发光。关于电压表V1、V2、V3的示数,下列各组数据中正确的是(  )
A.9V、6V、3V B.9V、3V、6V C.9V、9V、9V D.6V、9V、3V
【答案】D
【知识点】串联电路的电压规律
【解析】【解答】图中灯泡L1和L2串联,电压表V1测量L2两端电压,电压表V2测量电源电压,电压表V3测量L1两端电压,所以三个电表示数满足,所以符合要求的是D。
故选D。
【分析】关键是分析电路连接情况,判断三个电压表所测电压,由串联电路电压电压等于各用电器两端电压之和即可判断符合要求的选项。
二、填空题
11.(2024九下·南宁开学考)如图所示,电源电压恒定,开关So始终闭合。当开关S闭合、甲、乙两表均为电压表时,两表示数之比U甲:U乙=7:5;R1:R2=   ;当S断开,甲、乙两表为电流表时,此时两表示数之比l甲:l乙=     。
【答案】2:5;2:7
【知识点】串联电路和并联电路的辨别;并联电路的电流规律;串联电路的电压规律;并联电路的电压规律
【解析】【解答】 开关S0 始终闭合。当开关S闭合,甲、乙两表均为电压表时 ,R1和R2串联,电压表甲测电源电压,电压表乙测R2两端的电压。
已知U甲:U乙=7:5,根据串联电路的电压规律得:U甲:U乙=(R1+R2):R2
解得:R1:R2=2:5.
当断开S,甲、乙两电表为电流表时,两电阻并联,电流表甲测通过R2的电流,电流表乙测干路电流,由于并联电路各支路两端电压相等,则I1:I2=R2:R1=5:2,
并联电路干路电流等于各支路电流之和,则I甲:I乙=I2:(I1+I2)=2:7.
【分析】 开关S0始终闭合,由电路图可知,当闭合S,甲、乙两表为电压表时,两电阻串联,电压表甲测电源电压,电压表乙测电阻R2电压,由串联电路电压规律求出两电阻阻值之比;
由电路图可知,当断开S,甲、乙两电表为电流表时,两电阻并联,电流表甲测通过R2的电流,电流表乙测干路电流并联电路电压、电流规律求出两电流表示数之比。
12.(2024·西昌模拟)小宇探究导体中的电流与导体电阻的关系时,设计了如图甲所示电路,图乙是根据测量数据绘制的图像。实验中,当他把10Ω定值电阻换成15Ω时,滑动变阻器的滑片P应向   (选填“左”或“右”)移动,使电压表示数保持   V不变。
【答案】右;5
【知识点】探究串、并联电路中的电压规律实验
【解析】【解答】由图象可知,电阻两端的电压:;根据串联电路的分压原理可知,将定值电阻由10Ω改接成15Ω的电阻,电阻增大,其分得的电压增大,探究电流与电阻关系的实验中应控制定值电阻两端的电压不变,根据串联电路电压的规律可知,为了保持定值电阻两端电压不变,应增大滑动变阻器分得的电压,由串联分压的分压原理可知,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向右端移动,使电压表的示数为5V不变。故答案为:右;5。
【分析】由图乙利用欧姆定律求出定值电阻两端的电压,根据控制变量法,研究电流与电阻的关系时,需控制定值电阻两端的电压相同,当换上大电阻时,根据分压原理确定电压表示数的变化,由串联电路电压的规律结合分压原理确定滑片移动的方向。
13.(2023九上·天河期末)
(1)小明要测量定值电阻R 的阻值,如图A所示连接好电路并闭合开关后,发现两表示数突然都变为0,小明将一条完好导线的两端分别接到a、d接线柱上时,发现电流表有示数,电压表示数仍为0;将该导线两端分别接到c、f接线柱上时,发现电压表有示数,电流表示数仍为0,由此判断故障可能是 ____。
A.c、d间断路 B.a、b间断路 C.f、g间断路 D.e、f间断路
(2)如图B所示,为一身高测量仪的电路图,请在中选两个填入框,要求被测人身高变高时电表的示数增大。
【答案】(1)A
(2)
【知识点】电压的测量及电压表的使用;电路故障的判断
【解析】【解答】(1)由图可知,电阻Rx与滑动变阻器串联,电流表测量电路中的电流,电压表测量Rx两端的电压;闭合开关后,发现两电表示数突然都变为0,说明电路中有断路故障;若b、c间断路,此时电压表串联在电路中测量电源电压,电压表有示数,不符合题意,所以b、c间一定没有断路;他用一条导线检查电路故障,当将该导线两端分别接到a、d接线柱上,发现电流表有示数,这说明电流表、变阻器开关和电源之间是通路,则可能是a、b间断路或c、d间断路;当将该导线两端分别接到c、f接线柱上,发现电压表有示数,说明电压表与电源是连通的,则ab间是通路,所以故障是c、d间断路。
故A正确,BCD错误。
(2)电压表的内阻很大,在电路中相当于断路,则下面方框不能是电压表,否则电路断路;
①若下面方框为电流表,当上面方框为电压表时,电路为R的简单电路,电压表测电源电压示数不变,电流表测电路中的电流;当被测人
身高变高时,滑片上移,变阻器接入电路中的电阻变大,由I=号可知电流表的示数减小,这与电表的示数增大不符:当上面方框为定值电阻时,R与定值电阻并联,电流表测干路电流,因并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以,滑片移动时通过定值电阻的电流不变,当被测人身高变高时,滑片上移,变阻器接入电路中的电阻变大,由I=一可知该支路的电流减小,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,干路电流表示数减小,这与电表的示数增大不符;
②若下面方框为定值电阻,上面方框不能为电流表,否则滑动变阻器被短路;上面方框为电压表时,定值电阻与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,当被测人身高变高时,滑片上移,变阻器接入电路中的电阻变大,电路中的总电阻变大,由1=可知电流表的示数减小,由U=IR可知,定值电阻两端的电压减小,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,滑动变阻器两端的电压增大,即电压表的示数增大,符合题意。由上述分析可知,下面方框填定值电阻的符号、上面方框填电压表的符号。
【分析】(1)由图可知,该电路为串联电路,电流表测量电路中的电流,电压表测量Ry两端的电压;闭合开关后,发现两电表示数突然都变为0,说明电路中有断路故障;他用一条导线检查电路故障,若电流表有示数,说明电路是通路;当将该导线两端分别接到c、f接线柱上,发现电压表有示数,说电压表与电源是连通的;综合分析判断故障所在。
(2)电压表的内阻很大、在电路中相当于断路,据此可知下面方框之间不能是电压表,否则电路断路;根据串联电路和并联电路的特点以及欧姆定律分别判断上面方框为定值电阻、电流表、电压表时,电表示数的变化,然后得出符合题意的答案。
14.(2024九上·龙文期末)如图,电路中电源电压不变,R1是定值电阻,R2是滑动变阻器。当开关闭合,滑动变阻器滑片向左移动一小段距离后,则电压表V2的示数   ,电压表V1示数的减少量U1与电流表A示数的增加量I1的比值   。(均选填“变大”、“变小”或“不变”)
【答案】不变;不变
【知识点】串联电路的电流规律;串联电路的电压规律
【解析】【解答】第1空,如图 电压表V2 测电源电压,所以 当开关闭合,滑动变阻器滑片无论怎样移动,电压表V2示数不变,故该空填“不变”;
第2空,电路中电源电压不变 , R1是定值电阻与R2是滑动变阻器串联。 ,电压表V1测滑动变阻器R2两端电压,滑动变阻器滑片向左移动一小段距离后 ,电压表V1示数的减少量U1 与电流表A示数的增加量I1的比值 不变。当滑动变阻器的滑片向左移动时,滑动变阻器接入电路的电阻会减小,根据欧姆定律可知,电路中的电流会增大,定值电阻两端的电压会增大,滑动变阻器两端的电压会减小。串联电路中电流电压等比例变化。
【分析】串联电路中电流处处相等,所以通过定值电阻和滑动变阻器的电流相等。当滑动变阻器的滑片向左移动时,滑动变阻器接入电路的电阻会减小,根据欧姆定律可知,电路中的电流会增大,定值电阻两端的电压会增大,滑动变阻器两端的电压会减小。
三、实验探究题
15.(2024九上·南海期末)九年级三班的同学在物理实验室进行“测量小灯泡的电功率”的实验,晓红组选用了一个额定电压为2.5V的小灯泡进行实验。
(1)图甲是已经连接的部分实验电路,请你用笔画线代替导线,在答题卡上把实物电路连接完整;
(2)晓红组连接完实验电路,检查无误后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,当电压表的示数为2V时,电流表的示数如图乙所示,此时通过灯泡的电流是    A;
(3)晓红组想继续测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器的滑片P向    (选填“左”或“右”)调节,直到观察到电压表的示数为    V;
(4)小强组连接完实验电路,检查无误后,闭合开关,电路工作正常。过一段时间后,突然发现一个电表的示数变为零,而另一个电表的示数变大。若此时实验电路中只有一处出现故障,则可能的情况是 ____。
A.小灯泡短路,电压表示数为零 B.变阻器短路,电压表示数为零
C.小灯泡开路,电流表示数为零 D.变阻器开路,电流表示数为零
【答案】(1)
(2)0.16
(3)左;2.5
(4)A;C
【知识点】根据实物图画电路图;串联电路的电流规律;串联电路的电压规律;电路故障的判断
【解析】【解答】(1)灯的额定电压为2.5V,故电压表选用小量程与灯并联,变阻器按一上一下接入电路中;
(2)由图可知,电流表选用小量程,分度值为0.02A,此时通过电阻的电流是0.16A,故该空填“0.16”;
(3)电压表示数低于灯泡的额定电压,根据串联电路的分压规律可知,需要增大灯泡两端的电压,减小滑动变阻器两端的电压,故应该减小滑动变阻器的阻值,将滑片向左滑动,直到观察到电压表的示数达到灯泡的额定电压2.5V为止,故第1空填“左”、第2空填“2.5”;
(4)A、若灯泡短路,电压表示数为零,由串联电阻的规律可知,因电路的电阻变小,由欧姆定律可知,电路的电流变大,故A符合题
意;
B、若变阻器短路,电压表测电源电压,电压表示数变大,电路的电阻变小,由欧姆定律,电流表示数变大,故B不符合题意;
C、若灯泡开路,则电流表示数为零,电压表通过变阻器与电源连通,故电压表测电源电压(原来电压表测电阻器的电压),故电压表示
数变大故C符合题音.
D、若变阻器开路,整个电路断路,两表示数都为0,故D不符合题意;
故选AC。
【分析】(1)灯的额定电压为2.5V,故电压表选用小量程与灯并联,变阻器按一上一下接入电路中;
(2)根据电流表选用小量程确定分度值读数;
(3)根据欧姆定律和串联电路分压的特点,灯泡两端的电压太小,则应减小滑动变阻器的阻值,使灯泡两端的电压达到额定电压。
16.(2024·贵州模拟)“探究串联电路特点”时小明选用两只规格相同的灯泡连接的电路如图甲所示。
(1)闭合开关S,发现灯L1亮,L2不亮。同学有以下几种猜想:
①L2灯丝断了;②L2短路;③灯L2也工作,但L2中电流比L1中电流小。
以上猜想中正确有    填序号。
(2)为了寻找“串联电路的电流关系”,分别把图中A、B、C各点断开,然后把   接入,闭合开关前,发现其中一个电表指针如图乙所示,出现这种现象的原因是   。
(3)在寻找“串联电路的电压关系”时,小明将电压表并联在L1两端,闭合开关,电压表示数如图丙所示,为了使实验结果更准确,接下来他应该   。
(4)正确进行实验操作后,测得A、B、C三处的电流IA、IB、IC,测得AB、BC、AC两点间的电压UAB、UBC、UAC.下列说法正确的是____
A.IA>IB>IC B.IA<IB<IC C.UAB=UBC=UAC D.UAC=UAB+UBC
(5)为了使结论更有普遍性,可采用的最佳方法是:____。
换用不同规格灯泡多次实验,改变电源电压多次实验,串联滑动变阻器多次实验。
A. B. C. D.
(6)实验结束后断开开关,然后首先拆除   两端连接的导线。
【答案】(1)②
(2)电流表;指针未调零
(3)断开开关,电压表换用0 3V量程,然后再进行实
(4)D
(5)C
(6)电源
【知识点】串联电路的电流规律;串联电路的电压规律
【解析】【解答】(1) 以上猜想中正确有②,故该空填“②”;(2)第1空,为了寻找“串联电路的电流关系”,分别把图中、、各点断开,然后接入电流表,故该空填“电流表”,第2空,闭合开关前电表指针如图乙 的原因是 指针未调零,故该空填“指针未调零”;(3)小明将电压表并联在两端,电压表示数如图丙所示,应该“改用小量程”故该空填“改用小量程”;(4)正确实验操作后,测得、、三处的电流记、、,测得、、两点间的电压、、。根据串联电路的特性,下列说法正确的是 D,(5) 为了使结论更有普遍性,可采用的最佳方法是①②③,故选C;(6) 实验结束后断开开关,然后首先拆除 电源两端的导线,故该空填“电源”。
【分析】(1) 闭合开关后,发现灯发光,不发光。 串联电路中,电流仅一条路径,灯发光说明是通路,则仅有短路;(2)为了寻找“串联电路的电流关系”,分别把图中、、各点断开,然后把电流表分别接入、、三点位置测量电流, 闭合开关前,发现其中一个电表指针如图乙所示,是指针未调零 :电流表指针未调零时,其初始位置可能不在零刻度处。当电流通过电流表时,指针的偏转将从初始位置开始,而不是从零刻度开始。(3) 当电压表量程选大了时,指针的偏转情况可能会有以下两种情况:①. 指针偏转角度很小:如果电压表量程选大了,而实际电压较小,那么指针可能只会偏转一小段距离,无法准确指示出实际电压的值。②. 指针超出量程范围:如果实际电压超过了所选量程的最大值,那么指针可能会偏转到超过量程范围的位置,无法给出准确的电压读数。 (4)正确实验操作后,测得、、三处的电流记、、,测得、、两点间的电压、、, 电压关系:在串联电路中,各个元件上的电压之和等于电源电压。电流关系:在串联电路中,电流在各个元件中处处相等。这是因为在串联电路中,电流只有一条路径可以流通,因此电流在各个元件中处处相等。而电压则是由各个元件的电阻和电流决定的,根据欧姆定律U=IR,其中U为电压,I为电流,R为电阻。由于各个元件是串联的,所以电流相同,而电阻不同,因此电压也不同。
(5) 为了使结论更有普遍性 , 我们需要进行多次实验,并且在实验中改变一些因素。以下是改变这些因素的原因:
①. 使用不同的灯泡:不同的灯泡具有不同的电阻值。通过使用不同的灯泡,我们可以研究在不同电阻值的情况下,电流和电压之间的关系是否仍然成立。这样可以确保我们的结论适用于不同类型的灯泡。
②. 改变电源电压:电源电压的变化会影响电路中的电流和电压。通过改变电源电压,我们可以研究在不同电压水平下,电流和电压之间的关系是否仍然保持一致。这样可以验证结论在不同电压条件下的普遍性。
③. 串联滑动变阻器:滑动变阻器可以改变电路中的电阻值。通过串联滑动变阻器,我们可以调整电路中的电阻,从而改变电流和电压。这样可以研究在不同电阻值的情况下,电流和电压之间的关系是否仍然适用。
(6) 在实验结束后,断开开关并首先摘除电源两端的导线是为了确保安全。
断开开关可以停止电流的流通,但即使开关断开,电源仍然可能存在残留电荷或电压。如果直接触摸电源导线或电路元件,可能会导致电击或其他危险情况的发生。因此,为了确保安全,首先应该摘除电源两端的导线,以消除电源与电路之间的连接。这样可以避免意外触电或其他危险情况的发生。在进行任何与电相关的实验或操作时,始终要遵循正确的安全操作规程,并确保在操作之前对相关知识和技能有足够的了解。
四、计算题
17.(2023九上·怀远月考)如图所示,电源电压保持不变,R1为定值电阻。闭合开关S,将滑动变阻器R2的滑片P从a端向b端移动。当滑片P在b端时,电压表示数为6V,电流表示数为0.3A;当滑片P在a端时电压表示数为4V,电流表示数为0.2A。求:
(1)电源电压;
(2)滑片P在a端时,R2两端的电压和通过R2的电流大小。
【答案】(1)解: 由题图可知,电阻R1和滑动变阻器R2串联在电路中,电压表测量R1两端电压,当滑片P在b端时,R2=0Ω,电压表测量电源电压,所以电源电压为6V。
答:电源电压为6V;
(2)解: 当滑片P在a端时,R1和滑动变阻器R2串联,此时电压表测量R1两端电压,R1两端电压U1=4V,根据串联电路电压的特点可知,R2两端电压
电流表测电路电流,所以通过R2的电流大小I=0.2A。
答:滑片P在a端时,R2两端的电压为2V,通过R2的电流大小为0.2A。
【知识点】串联电路的电流规律;串联电路的电压规律
【解析】【分析】(1)由图可知,R1与R2串联,电压表测R1两端的电压,当滑片P移到b端时,R2被短路,只有R1工作,此时电压表既是测R1两端的电压,也是测电源电压,根据电压表的示数就可知电源电压的大小;
(2)当滑片P在a端时,R1与R2串联,电压表测R1两端的电压,由于题目中告诉了电压表示数,根据串联电路两端的总电压等于各串联电阻两端的电压之和的特点,可计算出R2两端的电压; 根据串联电路中的电流处处相等的特点可知,通过R2的电流大小。
1 / 1人教版九年级物理同步训练培优卷:16.2 串、并联电路电压的规律
一、选择题
1.(2024·石门模拟) 如图所示电路中,三只灯泡原来都正常发光,当滑动变阻器的滑动触头P向右移动时,下面判断不正确的是(  )
A.L1和L3变暗,L2变亮
B.L1变暗,L2变亮,L3亮度不变
C.L1中电流变化值小于L3中电流变化值
D.L1上电压变化值小于L2上电压变化值
2.一个电阻R允许通过的最大电流是I,为了把它串联到电流是nI的电路中去(n>1),必须给它并联一个电阻RX,RX和R的阻值之比是(  )
A. B. C. D.
3.(2017八上·个旧期中)如图所示的电路,闭合开关S后,两灯都不亮。用电压表并联检测得到的结果是:Uab=Ubc=Ude=Uef=0,若故障只有下列情况之一,则可能的原因是(  )
A.电路e、f间断路 B.电路a、b间短路
C.电路b、c间断路 D.电路d、e间短路或断路
4.(2024九上·重庆市期末)如图所示的电路中,小灯泡L1的电阻为4Ω,小灯泡L2的电阻为6Ω,电源由2节新干电池串联而成.下列说法中正确的是(  )
A.闭合开关S后,灯L1、L2并联且都能发光
B.若将导线M从接线柱B改接到接线柱A上,闭合开关S后,灯L1、L2两端的电压均为1.5V
C.将导线b拆除,闭合开关S后,通过灯L1、L2的电流均为0.3A
D.若将导线M从接线柱B改接到接线柱C上,闭合开关S后,电路中的总电流为0.75A
5.(2023九上·南京月考)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,发现电路中只有一个电流表的示数变大,一只灯泡变亮,下列关于其故障及元件的工作状况说法正确的是(  )
A.可能是L1断路,V表示数变大,L2变亮
B.可能是L2短路,A2表示数变大,L1变亮
C.电压表短路,A1表示数变大,L2变亮
D.可能是L1短路,A2表示数变大,L2变亮
6.(2023九上·武昌期中)如图所示电路中,电源两端的电压保持不变。S1和S3闭合,S2断开,电压表V1的示数为U1,电流表的示数为I1;S1闭合,S2和S3断开,滑动变阻器的滑片P在中点,电压表V1的示数为U2,电压表V2的示数为U3,电流表的A示数为I2;S2闭合,S1和S3断开,滑动变阻器的滑片P在A端,电压表V2的示数为U4,电流表的示数为I3;S1、S2和S3都闭合,电压表V1的示数V1为U5,电流表的示数为I4。则(  )
A.U1=U2=U5 B.U3=U4=U5
C.U1=U5=U2+U3 D.I4<I1<I2
7.(2018·陕西)如图所示的电路中,闭合开关S1、S2,小灯泡L1和L2正常发光,电流表和电压表均有示数,下列关于该电路的说法正确的是(  )
A.电流表测量干路中的电流
B.电压表不能测量L1两端的电压
C.取下L1时,L2正常发光
D.只断开开关S2时,电压表有示数
8.(2023九上·临潼期中)如图所示,闭合开关S1、S2,小灯泡L1和L2均正常发光,两电表都有示数,下列判断正确的是(  )
A.电流表A1只测量通过L2的电流
B.断开S1,电流表A1的示数变小
C.L1被短路时,L2正常发光
D.若L1比L2更亮,则说明L1两端的电压比L2两端的电压大
9.(2023九上·齐齐哈尔期中)如图所示的电路,对连接关系判断正确的是(  )
A.所有开关都闭合时,电源短路
B.闭合开关S、S2、S3时,滑动变阻器R1与电阻R2并联再和L串联
C.闭合开关S、S1、S3时,滑动变阻器R1与灯L串联,电压表测电源电压
D.只闭合S、S1时,滑动变阻器R1与灯L串联,电压表测R1的电压
10.(2021九上·綦江月考)如右图所示的电路,灯L1、L2均发光。关于电压表V1、V2、V3的示数,下列各组数据中正确的是(  )
A.9V、6V、3V B.9V、3V、6V C.9V、9V、9V D.6V、9V、3V
二、填空题
11.(2024九下·南宁开学考)如图所示,电源电压恒定,开关So始终闭合。当开关S闭合、甲、乙两表均为电压表时,两表示数之比U甲:U乙=7:5;R1:R2=   ;当S断开,甲、乙两表为电流表时,此时两表示数之比l甲:l乙=     。
12.(2024·西昌模拟)小宇探究导体中的电流与导体电阻的关系时,设计了如图甲所示电路,图乙是根据测量数据绘制的图像。实验中,当他把10Ω定值电阻换成15Ω时,滑动变阻器的滑片P应向   (选填“左”或“右”)移动,使电压表示数保持   V不变。
13.(2023九上·天河期末)
(1)小明要测量定值电阻R 的阻值,如图A所示连接好电路并闭合开关后,发现两表示数突然都变为0,小明将一条完好导线的两端分别接到a、d接线柱上时,发现电流表有示数,电压表示数仍为0;将该导线两端分别接到c、f接线柱上时,发现电压表有示数,电流表示数仍为0,由此判断故障可能是 ____。
A.c、d间断路 B.a、b间断路 C.f、g间断路 D.e、f间断路
(2)如图B所示,为一身高测量仪的电路图,请在中选两个填入框,要求被测人身高变高时电表的示数增大。
14.(2024九上·龙文期末)如图,电路中电源电压不变,R1是定值电阻,R2是滑动变阻器。当开关闭合,滑动变阻器滑片向左移动一小段距离后,则电压表V2的示数   ,电压表V1示数的减少量U1与电流表A示数的增加量I1的比值   。(均选填“变大”、“变小”或“不变”)
三、实验探究题
15.(2024九上·南海期末)九年级三班的同学在物理实验室进行“测量小灯泡的电功率”的实验,晓红组选用了一个额定电压为2.5V的小灯泡进行实验。
(1)图甲是已经连接的部分实验电路,请你用笔画线代替导线,在答题卡上把实物电路连接完整;
(2)晓红组连接完实验电路,检查无误后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,当电压表的示数为2V时,电流表的示数如图乙所示,此时通过灯泡的电流是    A;
(3)晓红组想继续测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器的滑片P向    (选填“左”或“右”)调节,直到观察到电压表的示数为    V;
(4)小强组连接完实验电路,检查无误后,闭合开关,电路工作正常。过一段时间后,突然发现一个电表的示数变为零,而另一个电表的示数变大。若此时实验电路中只有一处出现故障,则可能的情况是 ____。
A.小灯泡短路,电压表示数为零 B.变阻器短路,电压表示数为零
C.小灯泡开路,电流表示数为零 D.变阻器开路,电流表示数为零
16.(2024·贵州模拟)“探究串联电路特点”时小明选用两只规格相同的灯泡连接的电路如图甲所示。
(1)闭合开关S,发现灯L1亮,L2不亮。同学有以下几种猜想:
①L2灯丝断了;②L2短路;③灯L2也工作,但L2中电流比L1中电流小。
以上猜想中正确有    填序号。
(2)为了寻找“串联电路的电流关系”,分别把图中A、B、C各点断开,然后把   接入,闭合开关前,发现其中一个电表指针如图乙所示,出现这种现象的原因是   。
(3)在寻找“串联电路的电压关系”时,小明将电压表并联在L1两端,闭合开关,电压表示数如图丙所示,为了使实验结果更准确,接下来他应该   。
(4)正确进行实验操作后,测得A、B、C三处的电流IA、IB、IC,测得AB、BC、AC两点间的电压UAB、UBC、UAC.下列说法正确的是____
A.IA>IB>IC B.IA<IB<IC C.UAB=UBC=UAC D.UAC=UAB+UBC
(5)为了使结论更有普遍性,可采用的最佳方法是:____。
换用不同规格灯泡多次实验,改变电源电压多次实验,串联滑动变阻器多次实验。
A. B. C. D.
(6)实验结束后断开开关,然后首先拆除   两端连接的导线。
四、计算题
17.(2023九上·怀远月考)如图所示,电源电压保持不变,R1为定值电阻。闭合开关S,将滑动变阻器R2的滑片P从a端向b端移动。当滑片P在b端时,电压表示数为6V,电流表示数为0.3A;当滑片P在a端时电压表示数为4V,电流表示数为0.2A。求:
(1)电源电压;
(2)滑片P在a端时,R2两端的电压和通过R2的电流大小。
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】串联电路和并联电路的辨别;并联电路的电流规律;串联电路的电压规律;并联电路的电压规律
【解析】【解答】由图可知L3与变阻器串联后与L2并联,再与R0、L1串联。
A:当滑片右移时,滑动变阻器接入电阻增大,则电路中总电阻增大,由欧姆定律可知电路中总电流减小,故 变暗;
电路中电流减小,由 可知 、两端的电压减小,而电源电压不变 ,故并联部分的电压增大, 电流变大,故 变亮;
因为 中电流增大,干路电流减小,故流过L3的电流减小,故L3变暗。 故A正确;
B:当滑片右移时,滑动变阻器接入电阻增大,则电路中总电阻增大,由欧姆定律可知电路中总电流减小,故. 变暗;
电路中电流减小,由 可知 、两端的电压减小,而电源电压不变 ,故并联部分的电压增大,. 电流变大,故. 变亮;
因为 中电流增大,干路电流减小,故流过L3的电流减小,故L3变暗。B错误;
C:因 中电流减小,L3中电流减小,而. 中电流增大;而 故 电流的变化值一定小于L3中电流的变化值。故 C 正确;
D:因为并联部分的电压与 、的总电压等于电源的电压; 两端的电压增大,. 、两端总电压减小,而电源电压不变,故 两端电压增大值应等于 、的电压减小值,故上电压变化值小于 上的电压变化值。故 D 正确。
综上所述,应选 B。
【分析】 首先明确电路的连接方式。当滑片移动时,滑动变阻器接入电阻的变化,从而得出总电阻的变化,再根据欧姆定律判断总电流的变化,由此确定 L1 变暗。接着因为总电流减小,根据欧姆定律确定 L2两端电压减小,而电源电压不变,所以并联部分电压增大,导致 L2 电流增大而变亮,同时干路电流减小,那么流过 L3 的电流也减小,L3 变暗。由于 L1 电流减小、L3电流减小而 L2 电流增大,且干路电流减小,通过数学关系可推出 L2 电流变化值大于 L3电流变化值。根据电压分配关系,并联部分电压与 L1 总电压等于电源电压,L2 两端电压增大则 L1 两端总电压减小,且电源电压不变,可得出 L1 电压变化值等于 L2电压变化值,进一步可推出 L1 上电压变化值小于 L3 上电压变化值。
2.【答案】C
【知识点】串联电路的电流规律;并联电路的电流规律;串联电路的电压规律;并联电路的电压规律;电路的基本连接方式
【解析】【解答】一个电阻R允许通过的最大电流是I,串联到电流是nI的电路中,则应给电阻R并联一个电阻,根据并联电路的电流特点知:应分担的电流为n.I-I= (n- 1)I,.并联电路的电流与电阻之间成反比,所以:;
B正确,ABD错误。
故答案为:B.
【分析】把它串联到电流是nI的电路中,则根据并联电路的电流特点可知:给它并联一个电阻,应分担的电流为nI—I,然后利用并联电路的电流与电阻之间成反比的特点即可求出。
3.【答案】D
【知识点】电路故障的判断
【解析】【解答】两个电灯都不亮,且各处电压都为零,则是电源的问题.由于电灯都不亮,用电压表测量各处都没有电压,故可能是电源发生断路或短路了,D符合题意.
故答案为:D.
【分析】此题是电路故障的分析,能够根据de间的电压为零,从电源出发作为突破口是关键.
4.【答案】C
【知识点】并联电路的电流规律;串联电路的电压规律
【解析】【解答】A.闭合开关S后,电流将从电源正极经导线b和开关S回到电源负极,会造成电源短路,灯L1、L2都不能发光,故A错误;
B.若将导线M从接线柱B改接到接线柱A上,电流从电源的正极出发,分别经两灯泡后汇合后经开关回到电源的负极,则灯L1、L2并联。电源是由两节干电池串联组成的,则电源电压为3V,由并联电路中各支路两端的电压相等可知,灯L1、L2两端的电压均为3V,故B错误;
C.将导线b拆除,此时两灯泡串联。此时电路的总电阻R=R1+R2=4Ω+6Ω=10Ω,此时通过灯L1、L2的电流,故C正确;
D.若将导线M从接线柱B改接到接线柱C上时,此时灯L1、L2并联。此时通过L1的电流为:,通过L2的电流为:,则总电流I总=I1+I2=0.75A+0.5A=1.25A,故D错误。
故选C。
【分析】A.注意短路对灯泡的影响;
B.并联电路中,总电压等于各支路两端电压;
C.首先根据R总=R1+R2计算出总电阻,然后根据计算通过灯泡的电流。
D.并联电路的总电流等于各支路电流之和。
5.【答案】C
【知识点】电路故障的判断
【解析】【解答】A.L1断路时,此时电压表与灯泡L2串联。由于电压表的内阻很大,因此电流很小,灯泡L2不发光,故A不合题意;
B.L2短路时,此时只有L1,此时总电阻减小,则总电流变大,即两个电流表的示数都变大,故B不合题意;
C.电压表短路,则灯泡L1和A2都被短路,则灯泡L1不发光,A2的示数减小。由于总电阻减小,所以总电流变大,即A1表示数变大,L2变亮 ,故C符合题意;
D.L1短路时,总电阻变小,则总电流增大,那么A1和A2的示数都变大,故D不合题意。
故选C。
【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。
6.【答案】C
【知识点】串联电路和并联电路的辨别;串联电路的电流规律;并联电路的电流规律;串联电路的电压规律;电路的基本连接方式
【解析】【解答】只S1和S3闭合,则R1接入电路,电压表V1测R1两端电压,也是电源电压,所以电源电压U=U1,电流表测经过R1的电流,示数为I1,所以;只S1闭合,滑动变阻器的滑片P在中点,则R1和滑动变阻器串联接入电路,电压表V1测R1两端电压,示数为U2,电压表V2测两端电压,示数为U3,由串联电路电压规律可知,电源电源U=U2+U3,此时电流表示数为;所以I1>I2,故D错误;只S2闭合,滑动变阻器的滑片P在A端,则R2和R3串联接入电路,电压表V2测R3两端电压,由串联电路电压规律可知,电源电压U=UR2+U4;S1、S2和S3都闭合,则R1和R2并联接入电路,电压表V1测R1两端电压,有并联电路电压规律可知,电源电压U=U5,所以U1=U5=U2+U3<U4,故AB错误,C正确;
故答案为:C。
【分析】根据开关的通断,判断各电学元件的串并联关系;根据电流表和电压表的使用方法,判断其测量对象;根据串并联电路电流、电压规律和欧姆定律,即可判断电压的大小关系和电流的大小关系。
7.【答案】C
【知识点】电路故障的判断
【解析】【解答】解:A.由图可知,闭合开关S1、S2,小灯泡L1和L2并联,电流表在L1支路上,测通过L1的电流,A不符合题意。
B.由图可知,闭合开关S1、S2,小灯泡L1和L2并联,电压表测并联电路两端的电压,即电压表也测量L1两端的电压,B不符合题意。
C.并联电路各支路互不影响,取下L1时,L2正常发光,C符合题意。
D.只断开开关S2时,电压表只有一个接线柱连入电路,无示数,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】理清电路连接方法以及电流表和电压表的位置,结合并联电路的特点、电流表和电压表的使用方法分析判断.
8.【答案】B
【知识点】串联电路和并联电路的辨别;电流表的连接;电压表的连接;并联电路的电压规律
【解析】【解答】A. 灯泡L1和L2并联,电流表A1测量干路电流,故A错误
B.当断开开关S1、灯泡L1不发光,只有L2正常发光 ,干路电流变小,故B正确
C.灯泡L1和L2并联,L1被短路时,L2也短路,故C错误
D.灯泡L1和L2并联,无论灯的亮暗如何,两灯两端的电压一样,故D错误
【分析】理解并联电路的电流规律是干路电流等于支路电流和,并联电路电压处处相等,各用电器可以独立工作,也可以同时工作
9.【答案】D
【知识点】电路的三种状态;串联电路和并联电路的辨别;探究串、并联电路中的电压规律实验
【解析】【解答】A、由图可知,闭合所有开关时,L被短路,滑动变阻器R1与R2串联,故A错误;
B、 闭合开关S、S2、S3时,滑动变阻器R1与电阻R2并联,故B错误;
C、闭合开关S、S1、S3时,仅滑动变阻器R1工作,灯L被短路,故C错误;
D、只闭合S、S1时,滑动变阻器R1与灯L串联,电压表测R1的电压,故D正确;
综上可知,本题正确答案为:D 。
【分析】串联电路是指各用电器依次连接的电路,其特点是:只有一条电流路径;并联电路是指各用电器并列连接的电路,其特点是:有两条或两条以上的电路;根据开关所处的状态以及用电器连接的方式可进行判断。
10.【答案】D
【知识点】串联电路的电压规律
【解析】【解答】图中灯泡L1和L2串联,电压表V1测量L2两端电压,电压表V2测量电源电压,电压表V3测量L1两端电压,所以三个电表示数满足,所以符合要求的是D。
故选D。
【分析】关键是分析电路连接情况,判断三个电压表所测电压,由串联电路电压电压等于各用电器两端电压之和即可判断符合要求的选项。
11.【答案】2:5;2:7
【知识点】串联电路和并联电路的辨别;并联电路的电流规律;串联电路的电压规律;并联电路的电压规律
【解析】【解答】 开关S0 始终闭合。当开关S闭合,甲、乙两表均为电压表时 ,R1和R2串联,电压表甲测电源电压,电压表乙测R2两端的电压。
已知U甲:U乙=7:5,根据串联电路的电压规律得:U甲:U乙=(R1+R2):R2
解得:R1:R2=2:5.
当断开S,甲、乙两电表为电流表时,两电阻并联,电流表甲测通过R2的电流,电流表乙测干路电流,由于并联电路各支路两端电压相等,则I1:I2=R2:R1=5:2,
并联电路干路电流等于各支路电流之和,则I甲:I乙=I2:(I1+I2)=2:7.
【分析】 开关S0始终闭合,由电路图可知,当闭合S,甲、乙两表为电压表时,两电阻串联,电压表甲测电源电压,电压表乙测电阻R2电压,由串联电路电压规律求出两电阻阻值之比;
由电路图可知,当断开S,甲、乙两电表为电流表时,两电阻并联,电流表甲测通过R2的电流,电流表乙测干路电流并联电路电压、电流规律求出两电流表示数之比。
12.【答案】右;5
【知识点】探究串、并联电路中的电压规律实验
【解析】【解答】由图象可知,电阻两端的电压:;根据串联电路的分压原理可知,将定值电阻由10Ω改接成15Ω的电阻,电阻增大,其分得的电压增大,探究电流与电阻关系的实验中应控制定值电阻两端的电压不变,根据串联电路电压的规律可知,为了保持定值电阻两端电压不变,应增大滑动变阻器分得的电压,由串联分压的分压原理可知,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向右端移动,使电压表的示数为5V不变。故答案为:右;5。
【分析】由图乙利用欧姆定律求出定值电阻两端的电压,根据控制变量法,研究电流与电阻的关系时,需控制定值电阻两端的电压相同,当换上大电阻时,根据分压原理确定电压表示数的变化,由串联电路电压的规律结合分压原理确定滑片移动的方向。
13.【答案】(1)A
(2)
【知识点】电压的测量及电压表的使用;电路故障的判断
【解析】【解答】(1)由图可知,电阻Rx与滑动变阻器串联,电流表测量电路中的电流,电压表测量Rx两端的电压;闭合开关后,发现两电表示数突然都变为0,说明电路中有断路故障;若b、c间断路,此时电压表串联在电路中测量电源电压,电压表有示数,不符合题意,所以b、c间一定没有断路;他用一条导线检查电路故障,当将该导线两端分别接到a、d接线柱上,发现电流表有示数,这说明电流表、变阻器开关和电源之间是通路,则可能是a、b间断路或c、d间断路;当将该导线两端分别接到c、f接线柱上,发现电压表有示数,说明电压表与电源是连通的,则ab间是通路,所以故障是c、d间断路。
故A正确,BCD错误。
(2)电压表的内阻很大,在电路中相当于断路,则下面方框不能是电压表,否则电路断路;
①若下面方框为电流表,当上面方框为电压表时,电路为R的简单电路,电压表测电源电压示数不变,电流表测电路中的电流;当被测人
身高变高时,滑片上移,变阻器接入电路中的电阻变大,由I=号可知电流表的示数减小,这与电表的示数增大不符:当上面方框为定值电阻时,R与定值电阻并联,电流表测干路电流,因并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以,滑片移动时通过定值电阻的电流不变,当被测人身高变高时,滑片上移,变阻器接入电路中的电阻变大,由I=一可知该支路的电流减小,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,干路电流表示数减小,这与电表的示数增大不符;
②若下面方框为定值电阻,上面方框不能为电流表,否则滑动变阻器被短路;上面方框为电压表时,定值电阻与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,当被测人身高变高时,滑片上移,变阻器接入电路中的电阻变大,电路中的总电阻变大,由1=可知电流表的示数减小,由U=IR可知,定值电阻两端的电压减小,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,滑动变阻器两端的电压增大,即电压表的示数增大,符合题意。由上述分析可知,下面方框填定值电阻的符号、上面方框填电压表的符号。
【分析】(1)由图可知,该电路为串联电路,电流表测量电路中的电流,电压表测量Ry两端的电压;闭合开关后,发现两电表示数突然都变为0,说明电路中有断路故障;他用一条导线检查电路故障,若电流表有示数,说明电路是通路;当将该导线两端分别接到c、f接线柱上,发现电压表有示数,说电压表与电源是连通的;综合分析判断故障所在。
(2)电压表的内阻很大、在电路中相当于断路,据此可知下面方框之间不能是电压表,否则电路断路;根据串联电路和并联电路的特点以及欧姆定律分别判断上面方框为定值电阻、电流表、电压表时,电表示数的变化,然后得出符合题意的答案。
14.【答案】不变;不变
【知识点】串联电路的电流规律;串联电路的电压规律
【解析】【解答】第1空,如图 电压表V2 测电源电压,所以 当开关闭合,滑动变阻器滑片无论怎样移动,电压表V2示数不变,故该空填“不变”;
第2空,电路中电源电压不变 , R1是定值电阻与R2是滑动变阻器串联。 ,电压表V1测滑动变阻器R2两端电压,滑动变阻器滑片向左移动一小段距离后 ,电压表V1示数的减少量U1 与电流表A示数的增加量I1的比值 不变。当滑动变阻器的滑片向左移动时,滑动变阻器接入电路的电阻会减小,根据欧姆定律可知,电路中的电流会增大,定值电阻两端的电压会增大,滑动变阻器两端的电压会减小。串联电路中电流电压等比例变化。
【分析】串联电路中电流处处相等,所以通过定值电阻和滑动变阻器的电流相等。当滑动变阻器的滑片向左移动时,滑动变阻器接入电路的电阻会减小,根据欧姆定律可知,电路中的电流会增大,定值电阻两端的电压会增大,滑动变阻器两端的电压会减小。
15.【答案】(1)
(2)0.16
(3)左;2.5
(4)A;C
【知识点】根据实物图画电路图;串联电路的电流规律;串联电路的电压规律;电路故障的判断
【解析】【解答】(1)灯的额定电压为2.5V,故电压表选用小量程与灯并联,变阻器按一上一下接入电路中;
(2)由图可知,电流表选用小量程,分度值为0.02A,此时通过电阻的电流是0.16A,故该空填“0.16”;
(3)电压表示数低于灯泡的额定电压,根据串联电路的分压规律可知,需要增大灯泡两端的电压,减小滑动变阻器两端的电压,故应该减小滑动变阻器的阻值,将滑片向左滑动,直到观察到电压表的示数达到灯泡的额定电压2.5V为止,故第1空填“左”、第2空填“2.5”;
(4)A、若灯泡短路,电压表示数为零,由串联电阻的规律可知,因电路的电阻变小,由欧姆定律可知,电路的电流变大,故A符合题
意;
B、若变阻器短路,电压表测电源电压,电压表示数变大,电路的电阻变小,由欧姆定律,电流表示数变大,故B不符合题意;
C、若灯泡开路,则电流表示数为零,电压表通过变阻器与电源连通,故电压表测电源电压(原来电压表测电阻器的电压),故电压表示
数变大故C符合题音.
D、若变阻器开路,整个电路断路,两表示数都为0,故D不符合题意;
故选AC。
【分析】(1)灯的额定电压为2.5V,故电压表选用小量程与灯并联,变阻器按一上一下接入电路中;
(2)根据电流表选用小量程确定分度值读数;
(3)根据欧姆定律和串联电路分压的特点,灯泡两端的电压太小,则应减小滑动变阻器的阻值,使灯泡两端的电压达到额定电压。
16.【答案】(1)②
(2)电流表;指针未调零
(3)断开开关,电压表换用0 3V量程,然后再进行实
(4)D
(5)C
(6)电源
【知识点】串联电路的电流规律;串联电路的电压规律
【解析】【解答】(1) 以上猜想中正确有②,故该空填“②”;(2)第1空,为了寻找“串联电路的电流关系”,分别把图中、、各点断开,然后接入电流表,故该空填“电流表”,第2空,闭合开关前电表指针如图乙 的原因是 指针未调零,故该空填“指针未调零”;(3)小明将电压表并联在两端,电压表示数如图丙所示,应该“改用小量程”故该空填“改用小量程”;(4)正确实验操作后,测得、、三处的电流记、、,测得、、两点间的电压、、。根据串联电路的特性,下列说法正确的是 D,(5) 为了使结论更有普遍性,可采用的最佳方法是①②③,故选C;(6) 实验结束后断开开关,然后首先拆除 电源两端的导线,故该空填“电源”。
【分析】(1) 闭合开关后,发现灯发光,不发光。 串联电路中,电流仅一条路径,灯发光说明是通路,则仅有短路;(2)为了寻找“串联电路的电流关系”,分别把图中、、各点断开,然后把电流表分别接入、、三点位置测量电流, 闭合开关前,发现其中一个电表指针如图乙所示,是指针未调零 :电流表指针未调零时,其初始位置可能不在零刻度处。当电流通过电流表时,指针的偏转将从初始位置开始,而不是从零刻度开始。(3) 当电压表量程选大了时,指针的偏转情况可能会有以下两种情况:①. 指针偏转角度很小:如果电压表量程选大了,而实际电压较小,那么指针可能只会偏转一小段距离,无法准确指示出实际电压的值。②. 指针超出量程范围:如果实际电压超过了所选量程的最大值,那么指针可能会偏转到超过量程范围的位置,无法给出准确的电压读数。 (4)正确实验操作后,测得、、三处的电流记、、,测得、、两点间的电压、、, 电压关系:在串联电路中,各个元件上的电压之和等于电源电压。电流关系:在串联电路中,电流在各个元件中处处相等。这是因为在串联电路中,电流只有一条路径可以流通,因此电流在各个元件中处处相等。而电压则是由各个元件的电阻和电流决定的,根据欧姆定律U=IR,其中U为电压,I为电流,R为电阻。由于各个元件是串联的,所以电流相同,而电阻不同,因此电压也不同。
(5) 为了使结论更有普遍性 , 我们需要进行多次实验,并且在实验中改变一些因素。以下是改变这些因素的原因:
①. 使用不同的灯泡:不同的灯泡具有不同的电阻值。通过使用不同的灯泡,我们可以研究在不同电阻值的情况下,电流和电压之间的关系是否仍然成立。这样可以确保我们的结论适用于不同类型的灯泡。
②. 改变电源电压:电源电压的变化会影响电路中的电流和电压。通过改变电源电压,我们可以研究在不同电压水平下,电流和电压之间的关系是否仍然保持一致。这样可以验证结论在不同电压条件下的普遍性。
③. 串联滑动变阻器:滑动变阻器可以改变电路中的电阻值。通过串联滑动变阻器,我们可以调整电路中的电阻,从而改变电流和电压。这样可以研究在不同电阻值的情况下,电流和电压之间的关系是否仍然适用。
(6) 在实验结束后,断开开关并首先摘除电源两端的导线是为了确保安全。
断开开关可以停止电流的流通,但即使开关断开,电源仍然可能存在残留电荷或电压。如果直接触摸电源导线或电路元件,可能会导致电击或其他危险情况的发生。因此,为了确保安全,首先应该摘除电源两端的导线,以消除电源与电路之间的连接。这样可以避免意外触电或其他危险情况的发生。在进行任何与电相关的实验或操作时,始终要遵循正确的安全操作规程,并确保在操作之前对相关知识和技能有足够的了解。
17.【答案】(1)解: 由题图可知,电阻R1和滑动变阻器R2串联在电路中,电压表测量R1两端电压,当滑片P在b端时,R2=0Ω,电压表测量电源电压,所以电源电压为6V。
答:电源电压为6V;
(2)解: 当滑片P在a端时,R1和滑动变阻器R2串联,此时电压表测量R1两端电压,R1两端电压U1=4V,根据串联电路电压的特点可知,R2两端电压
电流表测电路电流,所以通过R2的电流大小I=0.2A。
答:滑片P在a端时,R2两端的电压为2V,通过R2的电流大小为0.2A。
【知识点】串联电路的电流规律;串联电路的电压规律
【解析】【分析】(1)由图可知,R1与R2串联,电压表测R1两端的电压,当滑片P移到b端时,R2被短路,只有R1工作,此时电压表既是测R1两端的电压,也是测电源电压,根据电压表的示数就可知电源电压的大小;
(2)当滑片P在a端时,R1与R2串联,电压表测R1两端的电压,由于题目中告诉了电压表示数,根据串联电路两端的总电压等于各串联电阻两端的电压之和的特点,可计算出R2两端的电压; 根据串联电路中的电流处处相等的特点可知,通过R2的电流大小。
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