人教版九年级物理同步训练培优卷:17.4欧姆定律在串、并联电路的应用

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名称 人教版九年级物理同步训练培优卷:17.4欧姆定律在串、并联电路的应用
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资源类型 试卷
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科目 物理
更新时间 2024-05-31 19:44:57

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人教版九年级物理同步训练培优卷:17.4欧姆定律在串、并联电路的应用
一、选择题
1.(2024九下·邵阳模拟)如图1所示为厨房燃气报警装置,图2为其简化电路图。R为可燃性气体浓度感应器。当可燃性气体浓度升高时,电路中的电流增大,当电流表示数增大到警报值时,会使外部的警报器发出警报声,以提醒人员采取疏散、强制排风、切断天然气供给等安全措施。下列说法正确的是(  )
A.当可燃性气体浓度升高时,灯泡变亮
B.当可燃性气体浓度升高时,感应器R的电阻变大
C.当可燃性气体浓度升高时,电压表示数变大
D.可燃性气体浓度感应器是由超导材料制成
【答案】A
【知识点】电路的动态分析
2.(2024·贵港模拟) 交通警察部门定期开展交通违法专项治理行动。如图甲是查处饮酒驾驶行为中使用的某酒精测试仪工作原理图,电源电压恒定,为定值电阻,为气敏电阻,其阻值随气体酒精浓度的变化情况如图乙所示。闭合开关S,下列说法正确的是(  )
A.检测气体的酒精浓度越小,电压表示数越大
B.检测气体的酒精浓度越小,电压表示数越小
C.检测气体的酒精浓度越大,阻值越大
D.检测气体的酒精浓度越大,电路中电流越小
【答案】B
【知识点】电路的动态分析
【解析】【解答】AB、由图乙可知,检测气体的酒精浓度越小,气敏电阻R2的阻值减大,电路在总电阻变大,电源电压不变,根据欧姆定律可知通过电路的电流变小,由于R1的阻值不变,根据U=IR可知R1两端的电压变小,即电压表的示数变小,故A错误,B正确。
C、由图乙可知,气敏电阻的阻值随气体酒精浓度的增大而减小,故C错误。
D、检测气体的酒精浓度越小大,气敏电阻R2的阻值减小,电路在总电阻减小,电源电压不变,根据欧姆定律可知通过电路的电流变大,故D错误。
故答案为:B。
【分析】由图乙可知,气敏电阻的阻值随气体酒精浓度的增大而减小,由图甲可知,R1与R2串联,电压表测量R1两端的电压,根据串联电路电阻规律结合欧姆定律可知通过电路的电流变化,根据U=IR可知R1两端的电压即电压表示数变化情况。
3.(2024·盐田模拟) 图所示,是一科技创新小组同学们设计的水位计工作原理图,绝缘浮子随水位的升降带动滑动变阻器R的金属滑杆P升降,水位计(电表改装)显示的数据来反应水位升降情况。水位最低时,滑杆P位于R的a端处。L是一个指示灯,电路各部分接触良好,不计导线电阻。下列判断正确的是(  )
A.水位计中的电压表也可以直接替换为电流表
B.电压表测的是小灯泡两端的电压
C.当水位上升时,电压表示数变小,指示灯变亮
D.当电压表示数变大时,指示灯变暗,则表明水位上升
【答案】D
【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】A、水位上升时,电阻变大,有串联分压可知,电压表示数增加,所以电压表示数和水位上升下降一致,当换 电流表 时,水位上升,电阻变大,电流减小,所以不能转化为电流表,AC错误
B、 电压表测的是变阻器两端的电压,B错误
D、 当电压表示数变大时,指示灯变暗,则表明水位上升 ,D正确
综上选D
【分析】根据电路动态分析、串联分压判识选项
1、电路动态分析: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,水位上升时,电阻变大
2、串联分压:用电器串联时,其两端的电压和电阻成正比,当变阻器电阻变大时,其两端电压变大
3、欧姆定律:水位上升时,电阻变大,根据欧姆定律可知,电路电流减小,灯泡功率减小,灯变暗。
4.(2021·贺州)如图所示的电路中,电源电压和 的阻值均保持不变,闭合开关S后,将滑动变阻器的滑片P从中点向左移动的过程中,下列说法正确的是(  )
A.电流表A1的示数变小,电压表V的示数变小
B.电流表A2的示数不变,电压表V的示数不变
C.电压表V的示数与电流表A1的示数比值不变
D.电路的总功率变大
【答案】C
【知识点】电路的动态分析
【解析】【解答】由电路图可知,R1和R2并联,电压表测量并联支路(电源电压)电压,电流表A1测R2支路的电流,电流表A2测干路上的电流。
A.当滑动变阻器滑片P向左移动时,电源电压不变,即电压表V示数不变,R1电阻不变,那么通过R1的电流不变,即A1示数不变,A不符合题意;
B.滑片P向左移动,电源电压不变,总电阻增大,干路电流减小, 即A2示数减小,B不符合题意;
C.R1与R2并联, A1示数不变,V示数不变,那么电压表V示数与电流表A1示数比值不变,C符合题意;
D.电源电压不变,干路电流减小,由P=UI可知,电路的总功率变小,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】滑动变阻器滑片向左端移动,接入电路中的电阻变大,再结合串并联电路的电流、电压规律和欧姆定律分析电路中电流和电压的变化。
5.(2022·昆明模拟)如图所示的电路, 与 的电阻之比为3︰2,则下列说法正确的是(  )
A.若只闭合开关 时, 与 组成串联电路,电流表 和 的示数之比为2︰5
B.当 与 组成串联电路时, 与 消耗的电功率之比为2︰3
C.要使 与 组成并联电路,应闭合开关 、 ,断开
D.同时闭合开关 、 、 ,电流表 可能损坏
【答案】C
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析;电功率的计算
【解析】【解答】A.只闭合开关 S2 时 ,R1 与 R2 组成串联电路,两电流表示数相同,A不符合题意;
B.由P=I2R可知,当两电阻串联时,功率之比等于电阻之比,为3︰2,B不符合题意;
C.闭合开关S1、S3,断开S2时,电流从电源正极出发,分别经过两电阻后回到负极,此时两电阻是并联的,C符合题意;
D.同时闭合三个开关,电流表A1和两个电阻被短路,电流表A2接入电路中,此时电路中电流很大,可能会损坏,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】理清开关处于不同状态时元件的连接方式及电表的测量对象,根据串联电路电流的规律算出两电流表示数之比;根据串联电路电流的规律、电阻之比以及P=I2R算出R1与R2消耗的电功率之比。
6.(2023九下·揭西月考)如图所示电路,电源两端电压保持不变.闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P向右滑动时,下列说法中正确的是(  )
A.电压表V1示数和电流表A示数的比值变小
B.电压表V2示数和电流表A示数的比值变小
C.电压表V1示数变化量和电流表A示数变化量的比值不变
D.电压表V2示数变化量和电流表A示数变化量的比值变大
【答案】C
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析
二、填空题
7.(2024九下·重庆市开学考)如图甲所示电路,电源电压保持不变,当闭合开关S,滑动变阻器滑片P从a端移到b端,两电表示数变化关系用图乙中线段AB表示。则电源电压U=    V,滑片P滑到ab中点时,变阻器消耗的电功率P2=    W。
【答案】6;0.9
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析
【解析】【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。当滑片P 在a端时,由两电表的关系变化图可知,R2两端的电压U2=4V,电路中的电流为0.2A,R1的阻值为,当滑片P 在b 端时,由两电表的关系变化图可知,R2两端的电压为0,R1两端的电压为电源电压,电路中的电流为0.6A,R1的阻值为,R1为定值电阻,阻值不变,根据以上两式,解得,R1的阻值为R1=10Ω,电源电压U=6V。当滑片P 在a端时,由两电表的关系变化图可知,R2两端的电压U2=4V,电路中的电流为0.2A,R2的最大阻值为:,滑片P滑到ab中点时,R2的阻值为10Ω,根据串联电路中电压特点,R1和R2两端的电压同为3V,滑动变阻器消耗的电功率为:。
【分析】(1)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。当滑片P 在a端时,由两电表的关系变化图可知,R2两端的电压U2=4V,电路中的电流为0.2A,根据串联电路的特点和欧姆定律得出R1的阻值表达式;当滑片P 在b 端时,由两电表的关系变化图可知,R2两端的电压为0,R1两端的电压为电源电压,电路中的电流为0.6A,根据欧姆定律得出R1的阻值表达式,R1为定值电阻,阻值不变,根据以上两式得出R1的阻值和电源电压;
(2)当滑片P 在a端时,由两电表的关系变化图可知,R2两端的电压U2=4V,电路中的电流为0.2A,根据欧姆定律得出R2的最大阻值,滑片P滑到ab中点时,R2的阻值为10Ω,根据串联电路中电压特点,R1和R2两端的电压同为3V,根据得出滑动变阻器消耗的电功率。
三、实验探究题
8.(2024·广东模拟)小玲连接了如甲图所示的电路,探究电流与电阻的关系,实验中电源电压为4.5V恒定不变,电流表选用“0~0.6A”量程,电压表选用“0~3V”量程,滑动变阻器规格为“20Ω 1A”。
(1)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移至   (选填“最右”或“最左”)端;
(2)闭合开关后,电流表和电压表示数为0,移动滑片P,两表指针不偏转。将与电压表“-”接线柱相连的导线从D端拆下,试触C点,电压表指针不偏转,试触B点,电压表指针偏转,若电路中只有一处故障,则可能是   ;
(3)排除故障后,在实验进行中,得到电流表示数如乙图所示,其示数为   A;
(4)若要控制电阻R两端的电压为3V不变,则所选取的定值电阻的阻值范围是   Ω;
(5)小玲在得出电流与电阻的定量关系后,要测量一个标记不清的定值电阻阻值(约为20Ω),利用现有器材,设计了如乙图所示的电路(电压表改用0—15V)。
①闭合开关,将滑动变阻器接入最大阻值R0时,记录电压表示数为U1;
②   ,记录电压表示数为U2;
③得出了定值电阻阻值的表达式:Rx=   (用U1、U2、R0表示)。
【答案】最左;导线BC断路;0.2;5~40;闭合开关,滑片移到最左端时;
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验;欧姆定律及其应用;伏安法测电阻的探究实验;电路的动态分析
【解析】【解答】(1)闭合开关S前,为了保护电路,应将滑动变阻器的滑片移到最左端,阻值最大处。
(2)电流表无示数,说明电路中出现断路,使用电压试触的原理:电压表并联在断路两侧,导致电压表串联在电路中,示数为电源电压,试触B点,电压表指针偏转,说明断路点出现在BC段,即故障可能是导线BC断路。
(3)由图可得,电流表示数为0.2A。
(4)由题意可得,滑动变阻器与定值电阻串联,电路中最大的电流为0.6A,定值电阻的阻值为;当电路中滑动变阻器接入电路的阻值最大时,根据串联分压可知,此时定值电阻阻值最大,根据欧姆定律可知,代入数据可知,所以,定值电阻的阻值范围是5~40Ω。
(5) 闭合开关,将滑动变阻器接入最大阻值R0时,记录电压表示数为U1;将变阻器阻值调节为0,记录此时的电压表示数为U2,即电源电压为 U2;根据欧姆定律可列:;所以。
综上 第1空、最左; 第2空、 导线BC断路;第3空、0.2; 第4空、5-40 ;第5空、闭合开关,滑片移到最左端时; 第6空、。
【分析】1、电路连接的基本操作:连接电路时,为保护电路开关应断开,变阻器调节至最大阻值处,对电表进行试触,根据电表偏转角度选择合适的电表量程;同时电表的正负极接线柱要符合电流的正进负出;
2、串联分压:用电器串联时,其两端的电压和电阻成正比,定值电阻电压保持不变,则其电阻和变阻器的电阻变化一致;
3、欧姆定律计算:公式为U=IR,题目中将滑动变阻器接入最大阻值R0时,记录电压表示数为U1;将变阻器阻值调节为0,记录此时的电压表示数为U2,即电源电压为 U2,结合欧姆定律计算未知电阻。
四、计算题
9.(2023九上·广州期中)如图甲所示是公路上的超载检测装置的简化原理图。滑动变阻器RAB的滑片P与称重平台固定在一起,和称重平台一同升降,用电流表的示数显示货车对称重平台的压力F。滑片P从A端下滑距离L与压力F的关系如图乙所示。当滑片P位于A端时为空载,当滑片P位于B端时为超载临界点,此时电流表的示数为2A,称重平台锁止不再下降。已知电源的电压为4V,RAB阻值均匀,每厘米长的电阻为1Ω,总长为8cm。求:
(1)R0的阻值;
(2)当一辆货车在称重平台上接受检测时电流表的读数为1A,此时滑动变阻器RAB连入电路的阻值以及F的大小。
【答案】(1)2Ω;(2)2Ω,6×105N
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析
五、综合题
10.(2024九下·沿河模拟)随着人民生活水平的提高,汽车已经进入寻常百姓家。为了提高汽车的性能,某科技小组设计了一个自动雨刮器控制系统,其刮水的速度能够随着雨量的大小而相应地发生变化,雨停后,刮水器自动停止工作;如图所示,图图甲是由一组手指状平行金属线组成的雨水检测网器件,图乙是自动控制系统的模拟电路。
将检测网竖立并浸入雨水中不同深度处进行实验,记录数据如下:
(1)雨水是   (选填“导体”或“绝缘体”),雨水检测金属网在电路中起到的作用更类似于   (选填“开关”或“滑动变阻器”)。
(2)根据表中的现象和数据,解释刮水器刮水的速度能够随着雨量的大小而相应地发生变化的原因是雨量变大,检测金属网浸入雨水部分变大,电阻   ,电流变大,电动机转速变快。
(3)活动小组发现无雨水时,电动机不能工作,无法实现无雨时车窗的清洗,电动机依据的原理与下列图中的实验原理相同的是   。
(4)为了实现无雨时对车窗的清洗,于是增加了一个开关改进了电路,请将“”和“”连入电路ab间,绘制在图丙中   。
(5)根据活动小组的上述设计,无雨水时能不能改变刮水器刮水的速度?   。
【答案】(1)导体;滑动变阻器
(2)变小
(3)C
(4)
(5)不能
【知识点】导体与绝缘体;电路的动态分析;通电直导线周围的磁场;磁场对通电导线的作用;电磁感应
【解析】【解答】(1)雨水容易导电,是导体,雨水检测金属网浸入雨水中深度不同,电阻不同,电流大小不同,类似于滑动变阻器;
(2)根据表中的现象和数据,雨量变大,检测金属网浸入雨水部分变大,电阻变小,电流变大,电动机转速变快,刮水速度变大;
(3)电动机工作的原理是磁场对电流的作用,
A.图像反应的是电流周围有磁场,A不符合题意;
B.图像是电磁继电器的工作,利用了电磁铁通电有磁场,B不符合题意;
C.磁场对电流有力的作用,是电动机的工作原理,C符合题意;
D.图像反应了导体切割磁感线,产生感应电流,是发电机的工作原理,D不符合题意;
(4)在无雨时雨水检测网断开,若清洗车窗,在雨水检测网处并联开关,实现电动机工作,如图
(5)无雨水时,电路直接接通,不能改变电流大小,则不能改变刮水器刮水的速度。
【分析】(1)随接入电路的长度改变,电阻改变,相当于滑动变阻器;
(2)接入电路的电阻越小,电流越大;
(3)电动机的工作原理是磁场对电流的作用;
(4)在检测器处并联开关,可以分别控制电动机的工作,实现无雨水时清洗车窗;
(5)电路中的电阻不能改变,电流不变,用电器的工作不变。
1 / 1人教版九年级物理同步训练培优卷:17.4欧姆定律在串、并联电路的应用
一、选择题
1.(2024九下·邵阳模拟)如图1所示为厨房燃气报警装置,图2为其简化电路图。R为可燃性气体浓度感应器。当可燃性气体浓度升高时,电路中的电流增大,当电流表示数增大到警报值时,会使外部的警报器发出警报声,以提醒人员采取疏散、强制排风、切断天然气供给等安全措施。下列说法正确的是(  )
A.当可燃性气体浓度升高时,灯泡变亮
B.当可燃性气体浓度升高时,感应器R的电阻变大
C.当可燃性气体浓度升高时,电压表示数变大
D.可燃性气体浓度感应器是由超导材料制成
2.(2024·贵港模拟) 交通警察部门定期开展交通违法专项治理行动。如图甲是查处饮酒驾驶行为中使用的某酒精测试仪工作原理图,电源电压恒定,为定值电阻,为气敏电阻,其阻值随气体酒精浓度的变化情况如图乙所示。闭合开关S,下列说法正确的是(  )
A.检测气体的酒精浓度越小,电压表示数越大
B.检测气体的酒精浓度越小,电压表示数越小
C.检测气体的酒精浓度越大,阻值越大
D.检测气体的酒精浓度越大,电路中电流越小
3.(2024·盐田模拟) 图所示,是一科技创新小组同学们设计的水位计工作原理图,绝缘浮子随水位的升降带动滑动变阻器R的金属滑杆P升降,水位计(电表改装)显示的数据来反应水位升降情况。水位最低时,滑杆P位于R的a端处。L是一个指示灯,电路各部分接触良好,不计导线电阻。下列判断正确的是(  )
A.水位计中的电压表也可以直接替换为电流表
B.电压表测的是小灯泡两端的电压
C.当水位上升时,电压表示数变小,指示灯变亮
D.当电压表示数变大时,指示灯变暗,则表明水位上升
4.(2021·贺州)如图所示的电路中,电源电压和 的阻值均保持不变,闭合开关S后,将滑动变阻器的滑片P从中点向左移动的过程中,下列说法正确的是(  )
A.电流表A1的示数变小,电压表V的示数变小
B.电流表A2的示数不变,电压表V的示数不变
C.电压表V的示数与电流表A1的示数比值不变
D.电路的总功率变大
5.(2022·昆明模拟)如图所示的电路, 与 的电阻之比为3︰2,则下列说法正确的是(  )
A.若只闭合开关 时, 与 组成串联电路,电流表 和 的示数之比为2︰5
B.当 与 组成串联电路时, 与 消耗的电功率之比为2︰3
C.要使 与 组成并联电路,应闭合开关 、 ,断开
D.同时闭合开关 、 、 ,电流表 可能损坏
6.(2023九下·揭西月考)如图所示电路,电源两端电压保持不变.闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P向右滑动时,下列说法中正确的是(  )
A.电压表V1示数和电流表A示数的比值变小
B.电压表V2示数和电流表A示数的比值变小
C.电压表V1示数变化量和电流表A示数变化量的比值不变
D.电压表V2示数变化量和电流表A示数变化量的比值变大
二、填空题
7.(2024九下·重庆市开学考)如图甲所示电路,电源电压保持不变,当闭合开关S,滑动变阻器滑片P从a端移到b端,两电表示数变化关系用图乙中线段AB表示。则电源电压U=    V,滑片P滑到ab中点时,变阻器消耗的电功率P2=    W。
三、实验探究题
8.(2024·广东模拟)小玲连接了如甲图所示的电路,探究电流与电阻的关系,实验中电源电压为4.5V恒定不变,电流表选用“0~0.6A”量程,电压表选用“0~3V”量程,滑动变阻器规格为“20Ω 1A”。
(1)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移至   (选填“最右”或“最左”)端;
(2)闭合开关后,电流表和电压表示数为0,移动滑片P,两表指针不偏转。将与电压表“-”接线柱相连的导线从D端拆下,试触C点,电压表指针不偏转,试触B点,电压表指针偏转,若电路中只有一处故障,则可能是   ;
(3)排除故障后,在实验进行中,得到电流表示数如乙图所示,其示数为   A;
(4)若要控制电阻R两端的电压为3V不变,则所选取的定值电阻的阻值范围是   Ω;
(5)小玲在得出电流与电阻的定量关系后,要测量一个标记不清的定值电阻阻值(约为20Ω),利用现有器材,设计了如乙图所示的电路(电压表改用0—15V)。
①闭合开关,将滑动变阻器接入最大阻值R0时,记录电压表示数为U1;
②   ,记录电压表示数为U2;
③得出了定值电阻阻值的表达式:Rx=   (用U1、U2、R0表示)。
四、计算题
9.(2023九上·广州期中)如图甲所示是公路上的超载检测装置的简化原理图。滑动变阻器RAB的滑片P与称重平台固定在一起,和称重平台一同升降,用电流表的示数显示货车对称重平台的压力F。滑片P从A端下滑距离L与压力F的关系如图乙所示。当滑片P位于A端时为空载,当滑片P位于B端时为超载临界点,此时电流表的示数为2A,称重平台锁止不再下降。已知电源的电压为4V,RAB阻值均匀,每厘米长的电阻为1Ω,总长为8cm。求:
(1)R0的阻值;
(2)当一辆货车在称重平台上接受检测时电流表的读数为1A,此时滑动变阻器RAB连入电路的阻值以及F的大小。
五、综合题
10.(2024九下·沿河模拟)随着人民生活水平的提高,汽车已经进入寻常百姓家。为了提高汽车的性能,某科技小组设计了一个自动雨刮器控制系统,其刮水的速度能够随着雨量的大小而相应地发生变化,雨停后,刮水器自动停止工作;如图所示,图图甲是由一组手指状平行金属线组成的雨水检测网器件,图乙是自动控制系统的模拟电路。
将检测网竖立并浸入雨水中不同深度处进行实验,记录数据如下:
(1)雨水是   (选填“导体”或“绝缘体”),雨水检测金属网在电路中起到的作用更类似于   (选填“开关”或“滑动变阻器”)。
(2)根据表中的现象和数据,解释刮水器刮水的速度能够随着雨量的大小而相应地发生变化的原因是雨量变大,检测金属网浸入雨水部分变大,电阻   ,电流变大,电动机转速变快。
(3)活动小组发现无雨水时,电动机不能工作,无法实现无雨时车窗的清洗,电动机依据的原理与下列图中的实验原理相同的是   。
(4)为了实现无雨时对车窗的清洗,于是增加了一个开关改进了电路,请将“”和“”连入电路ab间,绘制在图丙中   。
(5)根据活动小组的上述设计,无雨水时能不能改变刮水器刮水的速度?   。
答案解析部分
1.【答案】A
【知识点】电路的动态分析
2.【答案】B
【知识点】电路的动态分析
【解析】【解答】AB、由图乙可知,检测气体的酒精浓度越小,气敏电阻R2的阻值减大,电路在总电阻变大,电源电压不变,根据欧姆定律可知通过电路的电流变小,由于R1的阻值不变,根据U=IR可知R1两端的电压变小,即电压表的示数变小,故A错误,B正确。
C、由图乙可知,气敏电阻的阻值随气体酒精浓度的增大而减小,故C错误。
D、检测气体的酒精浓度越小大,气敏电阻R2的阻值减小,电路在总电阻减小,电源电压不变,根据欧姆定律可知通过电路的电流变大,故D错误。
故答案为:B。
【分析】由图乙可知,气敏电阻的阻值随气体酒精浓度的增大而减小,由图甲可知,R1与R2串联,电压表测量R1两端的电压,根据串联电路电阻规律结合欧姆定律可知通过电路的电流变化,根据U=IR可知R1两端的电压即电压表示数变化情况。
3.【答案】D
【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】A、水位上升时,电阻变大,有串联分压可知,电压表示数增加,所以电压表示数和水位上升下降一致,当换 电流表 时,水位上升,电阻变大,电流减小,所以不能转化为电流表,AC错误
B、 电压表测的是变阻器两端的电压,B错误
D、 当电压表示数变大时,指示灯变暗,则表明水位上升 ,D正确
综上选D
【分析】根据电路动态分析、串联分压判识选项
1、电路动态分析: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,水位上升时,电阻变大
2、串联分压:用电器串联时,其两端的电压和电阻成正比,当变阻器电阻变大时,其两端电压变大
3、欧姆定律:水位上升时,电阻变大,根据欧姆定律可知,电路电流减小,灯泡功率减小,灯变暗。
4.【答案】C
【知识点】电路的动态分析
【解析】【解答】由电路图可知,R1和R2并联,电压表测量并联支路(电源电压)电压,电流表A1测R2支路的电流,电流表A2测干路上的电流。
A.当滑动变阻器滑片P向左移动时,电源电压不变,即电压表V示数不变,R1电阻不变,那么通过R1的电流不变,即A1示数不变,A不符合题意;
B.滑片P向左移动,电源电压不变,总电阻增大,干路电流减小, 即A2示数减小,B不符合题意;
C.R1与R2并联, A1示数不变,V示数不变,那么电压表V示数与电流表A1示数比值不变,C符合题意;
D.电源电压不变,干路电流减小,由P=UI可知,电路的总功率变小,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】滑动变阻器滑片向左端移动,接入电路中的电阻变大,再结合串并联电路的电流、电压规律和欧姆定律分析电路中电流和电压的变化。
5.【答案】C
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析;电功率的计算
【解析】【解答】A.只闭合开关 S2 时 ,R1 与 R2 组成串联电路,两电流表示数相同,A不符合题意;
B.由P=I2R可知,当两电阻串联时,功率之比等于电阻之比,为3︰2,B不符合题意;
C.闭合开关S1、S3,断开S2时,电流从电源正极出发,分别经过两电阻后回到负极,此时两电阻是并联的,C符合题意;
D.同时闭合三个开关,电流表A1和两个电阻被短路,电流表A2接入电路中,此时电路中电流很大,可能会损坏,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】理清开关处于不同状态时元件的连接方式及电表的测量对象,根据串联电路电流的规律算出两电流表示数之比;根据串联电路电流的规律、电阻之比以及P=I2R算出R1与R2消耗的电功率之比。
6.【答案】C
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析
7.【答案】6;0.9
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析
【解析】【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。当滑片P 在a端时,由两电表的关系变化图可知,R2两端的电压U2=4V,电路中的电流为0.2A,R1的阻值为,当滑片P 在b 端时,由两电表的关系变化图可知,R2两端的电压为0,R1两端的电压为电源电压,电路中的电流为0.6A,R1的阻值为,R1为定值电阻,阻值不变,根据以上两式,解得,R1的阻值为R1=10Ω,电源电压U=6V。当滑片P 在a端时,由两电表的关系变化图可知,R2两端的电压U2=4V,电路中的电流为0.2A,R2的最大阻值为:,滑片P滑到ab中点时,R2的阻值为10Ω,根据串联电路中电压特点,R1和R2两端的电压同为3V,滑动变阻器消耗的电功率为:。
【分析】(1)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。当滑片P 在a端时,由两电表的关系变化图可知,R2两端的电压U2=4V,电路中的电流为0.2A,根据串联电路的特点和欧姆定律得出R1的阻值表达式;当滑片P 在b 端时,由两电表的关系变化图可知,R2两端的电压为0,R1两端的电压为电源电压,电路中的电流为0.6A,根据欧姆定律得出R1的阻值表达式,R1为定值电阻,阻值不变,根据以上两式得出R1的阻值和电源电压;
(2)当滑片P 在a端时,由两电表的关系变化图可知,R2两端的电压U2=4V,电路中的电流为0.2A,根据欧姆定律得出R2的最大阻值,滑片P滑到ab中点时,R2的阻值为10Ω,根据串联电路中电压特点,R1和R2两端的电压同为3V,根据得出滑动变阻器消耗的电功率。
8.【答案】最左;导线BC断路;0.2;5~40;闭合开关,滑片移到最左端时;
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验;欧姆定律及其应用;伏安法测电阻的探究实验;电路的动态分析
【解析】【解答】(1)闭合开关S前,为了保护电路,应将滑动变阻器的滑片移到最左端,阻值最大处。
(2)电流表无示数,说明电路中出现断路,使用电压试触的原理:电压表并联在断路两侧,导致电压表串联在电路中,示数为电源电压,试触B点,电压表指针偏转,说明断路点出现在BC段,即故障可能是导线BC断路。
(3)由图可得,电流表示数为0.2A。
(4)由题意可得,滑动变阻器与定值电阻串联,电路中最大的电流为0.6A,定值电阻的阻值为;当电路中滑动变阻器接入电路的阻值最大时,根据串联分压可知,此时定值电阻阻值最大,根据欧姆定律可知,代入数据可知,所以,定值电阻的阻值范围是5~40Ω。
(5) 闭合开关,将滑动变阻器接入最大阻值R0时,记录电压表示数为U1;将变阻器阻值调节为0,记录此时的电压表示数为U2,即电源电压为 U2;根据欧姆定律可列:;所以。
综上 第1空、最左; 第2空、 导线BC断路;第3空、0.2; 第4空、5-40 ;第5空、闭合开关,滑片移到最左端时; 第6空、。
【分析】1、电路连接的基本操作:连接电路时,为保护电路开关应断开,变阻器调节至最大阻值处,对电表进行试触,根据电表偏转角度选择合适的电表量程;同时电表的正负极接线柱要符合电流的正进负出;
2、串联分压:用电器串联时,其两端的电压和电阻成正比,定值电阻电压保持不变,则其电阻和变阻器的电阻变化一致;
3、欧姆定律计算:公式为U=IR,题目中将滑动变阻器接入最大阻值R0时,记录电压表示数为U1;将变阻器阻值调节为0,记录此时的电压表示数为U2,即电源电压为 U2,结合欧姆定律计算未知电阻。
9.【答案】(1)2Ω;(2)2Ω,6×105N
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析
10.【答案】(1)导体;滑动变阻器
(2)变小
(3)C
(4)
(5)不能
【知识点】导体与绝缘体;电路的动态分析;通电直导线周围的磁场;磁场对通电导线的作用;电磁感应
【解析】【解答】(1)雨水容易导电,是导体,雨水检测金属网浸入雨水中深度不同,电阻不同,电流大小不同,类似于滑动变阻器;
(2)根据表中的现象和数据,雨量变大,检测金属网浸入雨水部分变大,电阻变小,电流变大,电动机转速变快,刮水速度变大;
(3)电动机工作的原理是磁场对电流的作用,
A.图像反应的是电流周围有磁场,A不符合题意;
B.图像是电磁继电器的工作,利用了电磁铁通电有磁场,B不符合题意;
C.磁场对电流有力的作用,是电动机的工作原理,C符合题意;
D.图像反应了导体切割磁感线,产生感应电流,是发电机的工作原理,D不符合题意;
(4)在无雨时雨水检测网断开,若清洗车窗,在雨水检测网处并联开关,实现电动机工作,如图
(5)无雨水时,电路直接接通,不能改变电流大小,则不能改变刮水器刮水的速度。
【分析】(1)随接入电路的长度改变,电阻改变,相当于滑动变阻器;
(2)接入电路的电阻越小,电流越大;
(3)电动机的工作原理是磁场对电流的作用;
(4)在检测器处并联开关,可以分别控制电动机的工作,实现无雨水时清洗车窗;
(5)电路中的电阻不能改变,电流不变,用电器的工作不变。
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