【课时培优】浙教版科学八上 4.6电流与电压、电阻的关系

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名称 【课时培优】浙教版科学八上 4.6电流与电压、电阻的关系
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资源类型 试卷
版本资源 浙教版
科目 科学
更新时间 2024-10-08 18:05:38

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八年级上册科学第4章 电路探秘
第6节 电流与电压、电阻的关系
一、基础达标
1.如图是甲、乙两电阻的电流随电压变化的曲线,据图判断(   )
A.R甲R乙 D.无法确定
2.一电阻两端的电压为6V,通过的电流为1A;如果将它接在另一电路中电流变为0.5A,则另一电路中的电压为(   )
A.6V B.3V C.9V D.12V
3.某导体中的电流与它两端电压的关系如图所示,下列分析正确的是(  )
A.当导体两端的电压为0时,电阻为0
B.该导体的电阻随电压的增大而减小
C.当导体两端的电压为0时,电流为0
D.当导体两端的电压为2伏时,电流为0.6安
4.在如图甲所示电路中,当开关S闭合后,两电流表的指针偏转角度均如图乙所示。已知电阻R1的阻值为10Ω。则:
(1)通过R1的电流为   A;
(2)电路中R2的电阻为   Ω。
5.两只电阻之比R1:R2=3:5,把它们串联在某电路中,则通过的电流之比I1:I2=   ,两端电压之比U1:U2=   。
6.欧姆定律的内容是:导体中的电流跟   成正比,跟   成反比,其公式是   ,它是由物理学家欧姆经过大量的   研究得出的。
7.“胜哥”利用如图的电路测量电阻Rx的阻值。检查无误后闭合开关S,观察到电压表的示数为1.6V,电流表的示数如图,则通过电阻Rx的电流为   A,Rx的阻值为   Ω。
8.小科正通过微信公众号“胜哥课程”观看科学视频,如图所示,“胜哥”在研究电流跟电压、电阻的关系时,应首先选取一定值电阻,通过改变滑动变阻器的阻值,记录若干组电流值和相应的   值,得到在   不变时,电流跟   成正比的关系;然后选取不同阻值的电阻连人电路,调节滑动变阻器的滑片,使每次   保持不变,记录每次连人电路的电阻值和相应的   值,得到电流跟   成反比的关系。
9.“胜哥”学校举行的科技节,小科设计了一款模拟网红产品“可调节加热桌垫”的电路图,如图所示,电源电压为3V,电阻R2的阻值为5Ω,滑动变阻器R1的铭牌是“25Ω 1A”。 求:
(1)电压表的读数为1V时,电流表的示数是多少?
(2)当滑动变阻器的阻值调到最大时,电压表的示数是多少?
二、巩固提升
10.在如图所示的电路中,和皆为定值电阻,为可变电阻,电源的电压不变,设电流表的读数为,电压表的读数为,当的滑动触点向图中端移动时(  )
A.I变大,U变小 B.I变大,变大
C.I变小,变大 D.I变小,变小
11.已知图甲中滑动变阻器最大阻值为50Ω,图乙为一个等边三角形电阻,由一根导线和两段相同金属材料制成。当滑动变阻器连入电路的阻值为20Ω时,将两触头直接接触,闭合开关,电流表示数为0.6A;将两触头分别接触图乙中的a、c两点,两表示数不发生改变;将两触头分别接触a、b两点,电流表示数变为0.4A。下列说法错误的是(  )
图甲 图乙
A.三角形电阻中ac是导线
B.两触头直接接触时,电压表示数为12V
C.三角形电阻中ab和bc的电阻都为10Ω
D.当两触头分别接触b、c点时,电路消耗的电功率为4.8W
12.如图所示电路,电源电压不变,R0为定值电阻,R为滑动变阻器。闭合开关S,当滑片P从a点滑到b点过程中,电流表的示数从Ia变为Ib。下列各图中,能表示这一过程中电压表示数U与电流表示数I之间关系的是(  )
A. B.
C. D.
13.通过微信公众号“胜哥课程”学习了电路的课程后,小科动手利用定值电阻R0和一只电流表或一只电压表,测出未知电阻Rx的阻值,小科设计了如图所示四种电路,其中可行的方法有(电源电压未知)(  )
A.①③ B.②③ C.②④ D.①④
14.如图所示的电路中,为滑动变阻器,为定值电阻,且为电压恒定的电源.当开关闭合后,滑动变阻器的滑片向右滑动时,流过三个电流表、的电流将发生变化,其变化量的大小(绝对值)分别为;电阻、两端的电压也发生变化,其变化量的大小(绝对值)分别为。则下列说法中正确的是(  )
A. B.
C. D.
15.如图甲所示的电路中电源电压不变,小灯泡L的额定电压为24V,当把滑片P滑到最左端时,小灯泡恰好正常发光。图乙为通过灯泡L的电流与其两端电压的关系,当小灯泡正常发光时灯丝的电阻为   Ω。调节滑动变阻器R,当其连入电路的阻值是   Ω时,小灯泡的实际功率为3.6W。
16.在探究电阻两端的电压跟通过电阻的电流的关系时,小东选用了两个定值电阻R1、R2分别做实验,他根据实验数据画出了如图所示的图像,请你根据图像比较电阻R1与R2的大小,则R1   (填“大于”“等于”或“小于”)R2。当把这两个电阻并联在电源电压为3V的电路中,干路中的电流是   A;当把这两个电阻串联在电源电压为3V的电路中,R1两端电压为   V。
17.如图所示,已知R1=2Ω,R3=7Ω,电压表V1的示数为4V,电压表V2的示数为8V,则电流表的读数为   A,A、B两端的电压为   V.
18.通常,我们认为:电流表的内阻为零,电压表的内阻为无限大。实际上,电流表和电压表都有一定的电阻值,因而我们可以把电流表看成一个能显示通过自身电流大小的阻值很小的电阻;可以把电压表看成一个能显示自身两端电压大小的阻值很大的电阻。这样,把电流表或电压表与被测电阻Rx连接时,就相当于Rx串联或并联了一个电阻。此时,电流表的两端就会有电压,电压表中就要通过电流,因此,实际上很难同时精确地测出Rx两端的电压和通过Rx的电流。
(1)伏安法测电阻的原理是欧姆定律。若采用图甲所示接法测电阻时,Rx的测量值   (选填“偏大”或“偏小”);采用图乙所示接法测电阻时,Rx的测量值   (选填“偏大”或“偏小”)。
(2)一待测电阻Rx,阻值在100Ω左右,电流表的内阻为10Ω,电压表的内阻为5kΩ,若仅考虑电压表的分压或电流表的分流对测量的影响,应该选择    (选填“甲”或“乙”)电路来测量Rx的阻值。
19.弹性导电绳已逐步成为智能控制系统中传感器的敏感元件。小科欲探究某款弹性导电绳的阻值与其拉伸后长度的关系(横截面积的变化忽略不计),进行如下实验:
(1)断开开关S,连接如图甲所示电路图,其中电压表选择的量程为0~3V,电流表选择的量程正确,弹性导电绳处于原长状态。在闭合开关进行实验前,应将滑动变阻器的滑片 P 移到最   端。
(2)闭合开关S,调节滑动变阻器阻值,使电流表读数为1mA,此时电压表示数如图乙所示,读数为   V。
(3)多次改变弹性导电绳的拉伸后长度 L,重复以上操作,得到了多组数据,描绘R -L 图线如图丙所示,由此得出结论:弹性导电绳的阻值变化量与   成正比。
(4)该弹性导电绳的原长为   cm。
20.小平为测定一只标有“2.5V”的灯泡正常发光时的电阻,按照如下图电路开展实验,其中电源为2节新干电池,电流表的量程为0~0.6安,电压表量程为0~3伏,滑动变阻器的最大阻值为20欧。
(1)闭合开关后,为测得小灯泡正常发光时电阻需进行的操作:
   。
(2)小平改变小灯泡两端的电压,测得的电压和相应的电流记录如下表:
电压(伏) 0.6 1.0 1.5 2.0 2.5
电流(安) 0.15 0.2 0.23 0.26 0.3
则灯泡正常发光时的电阻是   欧(小数点后保留2位有效数字)。
(3)通过对表中数据的计算,小平发现小灯泡的电阻会随电压的增大而增大,他认为可能是温度影响了小灯泡灯丝的电阻。为验证猜想,他打破小灯泡的玻璃,将小灯泡的灯丝浸泡在20℃的蒸馏水恒温水浴中重复实验。如此设计是基于蒸馏水能满足实验的哪些需求:   (答出一点即可)
21.“胜哥”在探究电流与电阻的关系时,进行如下研究:
【实验器材】电源(电压恒为4.5V)、滑动变阻器(20Ω,1A),电流表、电压表、开关及阻值不同的定值电阻、导线若干。
【实验步骤】①按图甲电路图连接电路,图乙为小科连接的部分电路,请你补充完整:   ②选5Ω的定值电阻,闭合开关S,移动滑片P,使电压表的示数为2V,将电流表的示数记录于表中;
实验次数 1 2. 3
电阻/欧姆 5 10 15
电流/安培 0.4 0.2 0.13
③更换其它定值电阻,重复上述操作,将测得的数据记录在表中。
【实验结论】以电流为纵坐标,电阻为横坐标,建立直角坐标系,请你将表中数据在坐标系上描点,画出电流与电阻关系的图像   。
【交流表达】“胜哥”认为3 次实验次数太少,于是用 20欧的电阻进行了第四次实验,发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片,都无法使定值电阻两端的电压为2V,原因是:
 。
22.小明利用图甲电路研究“电流与电压的关系”,其中R为定值电阻,电源电压恒定不变.
(1)小明在连接完电路后,闭合开关时发现,电流表没有示数,电压表示数接近电源电压,则可能的原因是   .
(2)处理完故障后,闭合开关,发现电流表指针只有微小偏转,如图乙所示.为了能更精确测量电流大小,小明接下来应该进行的操作是: 
 .
(3)调整后移动滑动变阻器,多次测量获取实验数据,绘制成图丙中的曲线a,根据图像可以得出的结论为   .
(4)小红利用相同的电路也进行了实验,依据实验数据绘制出的是图丙中的曲线b,小明认为小红把电压表接在了滑动变阻器两端,进行测量.请从图丙中找出小明判断的依据是   .
23.小海设计了“探究电流与电阻的关系”的实验,器材如下:电源电压恒为4.5V,五个定值电阻R分别为:5Ω、10Ω、15Ω、20Ω及25Ω,滑动变阻器、电压表、电流表、开关各1个,导线若干。
(1)实验前,小海发现电流表出现如图甲所示情况,造成该现象的原因是
   ;
(2)调整后,按图乙方式连接好电路;闭合开关前,应将滑动变阻器滑片移到最   (选填“左”或“右”)端;
(3)小海把5Ω的电阻接入电路后,闭合开关,移动滑片,当电压表示数为2.5V时,记录电流表示数。断开开关,保持滑片位置不变,用10Ω的电阻替换5Ω,再次闭合开关,发现电压表示数   2.5V(选填“大于”、“等于”或“小于”),此时应向   (选填“左”或“右”)移动滑片,同时注意观察   (选填“电流表”或“电压表”),使其示数与第一次相同;
(4)根据实验数据,小海绘制了如图丙所示I﹣R关系图像;分析图像,得出该实验的结论是   。
24. 小明用如图甲所示的电路测量定值电阻Rx的阻值。
(1)连接电路时开关应   ,滑动变阻器的滑片应移动到最   (选填“左”或“右”)端。
(2)闭合开关,移动滑片,当电压表示数为2.4V,电流表示数如图乙所示,其读数为   A,则待测电阻的阻值为   Ω。
(3)实验中通过移动滑片位置得到多组实验数据计算出Rx的平均值,这样做的目的是为了____(填字母)。
A.寻找普遍规律 B.减小误差
(4)上述实验完成后,他们想测量铭牌模糊不清的滑动变阻器Rx的最大阻值,在保证电路安全的情况下,设计了如图丙所示的电路(电源电压恒定但未知,定值电阻的阻值为R0),请将他们的实验步骤补充完整:
①闭合开关S,将滑动变阻器的滑片移至最左端,读出电流表的示数为I1;
②闭合开关S,   ,读出电流表的示数为I2;
③滑动变阻器最大阻值Rx=   (用I1、I2和R0表示)。
25.小温用如图所示的电路探究通过导体的电流与其电阻的关系。已知电源电压恒为3伏,滑动变阻器的规格为“10欧、1安”,电路中分别接入阻值为5欧、10欧、15欧三个定值电阻,得到的电流与对应电阻的数据如表所示。
序号 定值电阻阻值 电压表示数 电流表示数
1 5欧 2伏 0.40安
2 10欧 2伏 0.20安
3 15欧 2伏 0.14安
(1)实验过程中,移动滑动变阻器的滑片时,眼睛应注视:   。
(2)根据实验数据可得出结论:   。
(3)小温将阻值为30欧的定值电阻接入电路,发现无论怎么移动滑动变阻器的滑片,都无法完成实验,请说明原因。
26.在测量未知电阻Rx(阻值约为150Ω)的实验中,提供的实验器材有:电源(电压3V)、滑动变阻器R(0~50Ω)、电阻箱R0(0~9999Ω)、电流表(0~0.6A)、电压表(0~3V)、开关及导线若干。
(1)小宝同学设计了图甲所示的电路,不能较准确测出Rx的阻值,理由是   。
(2)大宝同学设计了图乙所示的电路进行测量,正确连接电路后,小明先将开关S拨至   ,调节变阻器的滑片至某一位置记下此时电压表的示数U1;再将开关S拨至另一位置,调节   ,使电压表的示数恰为U1,记下电阻箱的示数为   。
(3)该同学又设计了如图丙所示的测量电路,同样可以测量未知电阻,其中R0是定值电阻,请在空格内把实验步骤补充完整。
①闭合S、S1,用电压表测出电源的电压为U;
②   ,用电压表测出待测电阻Rx两端的电压为U1;
③请用测量值U和U1,已知量R0来表示Rx=   。
27.亮亮设计了一个用电压表的示数变化反映的环境温度变化的电路,其电路原理图如图甲所示。其中,电源两端电压U=4V(恒定不变),电压表量程为0~3V,R0是定值电阻,R0=300Ω,R1是热敏电阻,其电阻环境温度变化的关系如图乙所示。闭合开关S后,求:
(1)当环境温度为60℃时,热敏电阻R1的阻值为   。环境温度升高时,电压表示数将   。
(2)当环境温度为40℃时,电压表的示数是多少?
(3)此电路所允许的最高环境温度是多少?
28.如图所示的电路中,电源电压恒为15V,电阻R1、R3的阻值分别为10Ω、15Ω,闭合开关S,断开S1、S2,电压表的示数为5V,求:(要有电路分析)
(1)电流表的示数;
(2)R2的阻值;
(3)S、S1、S2都闭合时,电压表、电流表的示数各是多少?
答案解析部分
1.【答案】A
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】根据欧姆定律的变形式分析判断即可。
【解答】根据公式可知,当电压相等时,电流与电阻成反比。
如下图所示,当电压相同时,通过它们的电流:I甲>I乙;
那么R甲故选A。
2.【答案】B
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【分析】根据电流与电压的正比关系计算即可。
【解答】当电阻一定时,通过它的电流与它两端的电压成正比,那么得到:;
解得:U=3V。
故选B。
3.【答案】C
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【分析】图象横坐标表示电压,纵坐标表示电流,这是一个正比例函数图象,电流随电压的增大而增大;电阻是导体本身的一种性质,与导体两端的电压和通过的电流大小无关。
【解答】A.电阻不能为零,因为电阻是导体本身的一种性质,与电压和电流没有关系,故A错误;
B.电阻是导体本身的一种性质,与电压无关,不随电压的改变而改变,故B错误;
C.由欧姆定律可知,当导体两端的电压为零时,电流也为零,故C正确;
D.当导体电压为2V时,由图象可以找到此时对应的电流0.4A,故D错误。
故答案为:C。
4.【答案】(1)0.3
(2)2.5
【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】考查电流表读数,并联电路电流的特点和电阻计算。
【解答】(1)根据并联电路干路电流等于支路电流和,所以两个电流表读数不同,但指针角度相同,说明干路电流为支路电流的5倍,因此 R1的电流为 小量程读数0.3A,故答案0.3A;
(2)干路电流为大量程读数1.5A,因此 R2 电流为1.5A-0.3A=1.2A,并联电路中支路电压相等,所以电流与电阻成反比, R1R2 电流比为0.3:1.2,电阻比为4:1,所以 R2 电阻为2.5 Ω。 故答案为2.5 Ω 。
5.【答案】1:1;3:5
【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】首先根据串联电路的电流特点求出通过它们的电流之比,再根据公式U=IR计算出各自的电压,最后求出对应的电压之比即可。
【解答】根据“串联电路各处电流都相等”的规律可知,通过两个电阻的电流之比I1:I2=1:1。根据公式U=IR可知,两端电压之比:U1:U2=(I1R1):(I2R2)=(1×3):(1×5)=3:5。
6.【答案】导体两端的电压;导体的电阻;I= ;实验
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】根据欧姆定律的内容,公式分析解答。
【解答】欧姆定律的内容是:导体中的电流跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比,其公式是 ,它是由物理学家欧姆经过大量的实验研究得出的。
7.【答案】0.32;5
【知识点】电流的测量及电流表的使用;欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)根据图片确定电流表的量程和分度值,然后根据指针位置确定电流表的示数;
(2)根据公式计算Rx的阻值。
【解答】(1)根据图片可知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,则通过Rx的电流为0.32A;
(2)那么Rx的阻值为:。
8.【答案】电压;电阻;电压;电压;电流;电阻
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【分析】根据探究电流与电压、电阻关系的实验过程分析解答。
【解答】如图所示,在研究电流跟电压、电阻的关系时,应首先选取一定值电阻,通过改变滑动变阻器的阻值,记录若干组电流值和相应的电压值,得到在电阻不变时,电流跟电压成正比的关系;然后选取不同阻值的电阻连人电路,调节滑动变阻器的滑片,使每次电压保持不变,记录每次连人电路的电阻值和相应的电流值,得到电流跟电阻成反比的关系。
9.【答案】(1)解:
(2)解:
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】根据图片可知,定值电阻R2与变阻器R1串联,电压表测R2的电压,电流表测总电流。
(1)已知R2的电压和电阻,根据公式 计算电流表的示数;
(2)首先根据R总=R1+R2计算出总电阻,再根据 计算出总电流,最后根据 计算电压表的示数。
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,R2与R4串联后再与R5并联,它们再与R、R1、R3串联,电压表测电路图中电压表右侧总电阻两端的电压,电流表测R5支路的电流。根据滑片的移动可知接入电路中电阻的变化,然后得出电路中总电阻的变化,根据欧姆定律可知电路中电流的变化和R、R1、R3两端的电压变化,根据串联电路的电压特点判断出电压表示数的变化和并联部分的电压变化,根据并联电路的电压特点和欧姆定律可知R2与R4串联支路的电流变化,根据并联电路的电流特点可知R5支路的电流变化。
【解答】 由电路图可知,R2与R4串联后再与R5并联,它们再与R、R1、R3串联,电压表测电路图中电压表右侧总电阻两端的电压,电流表测R5支路的电流。
当R5的滑动触点向图中b端移动时,接入电路中的电阻变大,电路的总电阻变大,
由可知,电路中的总电流变小,R、R1、R3两端的电压均变小,
因电压表的示数等于电源的电压减去R两端的电压,
所以,电压表的示数变大,即U变大,故A、D错误;
因并联部分的电压等于电源的电压减去R、R1、R3两端的电压之和,
所以,并联部分的电压变大,
因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,由可知,R2与R4串联支路的电流变大,
因R5支路的电流等于总电流减去R2与R4串联支路的电流,
所以,R5支路的电流变小,即I变小,故B错误、C正确。
故选:C。
11.【答案】C
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】A、将两触头分别接触图乙中的a、c两点,两表示数不发生改变,说明三角形电阻中ac是导线,故A正确。
B、两触头直接接触时,电压表示数为U=IR=0.6A×20Ω=12V,故B正确。
C、将两触头分别接触a、b两点,电流表示数变为0.4A,电路总电阻为,则ab和bc的总电阻为10Ω,故C错误。
D、当两触头分别接触b、c点时,电路消耗的电功率为P=UI=12V×0.4A=4.8W,故D正确。
【解答】(1)根据题意可知,当接入ac时电流没有变化,则acx为导线。
(2)根据题意中的数据,由公式U=IR即可求出电源电压。
(3)根据电压和电流求出总电阻,用总电阻减去滑动变阻器的电阻,即为ab和bc的总电阻。
(4)根据公式P=UI可求出电功率大小。
12.【答案】B
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【分析】由电路图可知,定值电阻R0与滑动变阻器R串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流。根据串联单路的电压特点和欧姆定律得出电流表与电压表的示数关系,然后判断出对应的图象,再根据滑片位于a点时电流表和电压表的示数关系得出答案。
【解答】由电路图可知,定值电阻R0与滑动变阻器R串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流。
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,由可得,电压表示数U与电流表示数I的关系:
U=U电源-IR0,
据此可知,U-I图象是一次函数图象,故CD错误;
当滑片位于a点时,变阻器接入电路中的电阻较小,电路中的电流较大,
由U=U电源-IR0可知,电压表的示数较小,故A错误、B正确。
故答案为:B。
13.【答案】C
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【分析】利用电压表和电流表,结合串、并联电路电流和电压特点以及欧姆定律,直接或间接得出被测电阻两端的电压和电流,根据求出电阻,并且要注意电表正负接线柱的连接。
【解答】①开关S1闭合,S2断开时,R0和Rx串联,电流表可以测出通过Rx的电流Ix;再闭合S2时为Rx的简单电路,电流表和R0被短路,电流表无示数,不能直接或间接测量出Rx的电压,所以不能求出Rx的电阻。
(2)开关S0闭合,S接1时电路为R0的简单电路,电流表测电路中的电流,根据欧姆定律求出电源的电压;当S接2时电路为未知电阻Rx的简单电路,电流表测通过Rx的电流Ix,根据求出电阻。
(3)开关S0闭合,S接1时和S接2时电压表V的正负接线柱会连接错误,故无法测出正确的使用;
(4)开关S1和S2都闭合时,R0被短路,电压表测量电源电压U;只闭合S1时,R0和Rx串联,电压表直接测量Rx两端的电压Ux.根据串联电路总电压等于各串联导体电压之和,求出定值电阻两端的电压U0=U-Ux,根据求出通过定值电阻的电流。根据串联电路电流处处相等,通过Rx电流等于通过定值电阻电流Ix=I0.根据求出电阻。
综上可知,②④可行,①③不可行,故C正确、A、B、D错误。
故选C。
14.【答案】B
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】 根据电路图可知,R0、R2并联后与R1串联,电流表A0测量R0中的电流,电流表A1测量R1中的电流(即干路中的电流),电流表A2测量R2中的电流;
AC.根据并联电路两端电压相等可知ΔU1与ΔU2的关系;
BD.先根据滑片移动的方向确定电路总电阻的变化,然后根据欧姆定律可知干路电流的变化,再根据串联电路电压规律和欧姆定律可知通过R2电流的变化,最后并联电路电流规律可知ΔI0、ΔI1、ΔI2的关系。
【解答】 根据电路图可知,R0、R2并联后与R1串联,电流表A0测量R0中的电流,电流表A1测量R1中的电流(即干路中的电流),电流表A2测量R2中的电流;
AC.因为R0、R2并联,所以无论滑片如何移动,ΔU0和ΔU2的变化量相等,即ΔU0=ΔU2;在串联电路中,各部分电压之和等于电源电压,而电源电压不变,因此ΔU0=ΔU2=ΔU1,故A、C错误;
BD.当滑片向右移动时,滑动变阻器接入电路的阻值变大,电路中的总电阻变小,由欧姆定律可知,干路电流I1变大;
由U=IR可知,R1两端电压变大,则并联电路部分两端电压变小,由欧姆定律可知,通过定值电阻R2的电流I2变小;
因干路电流等于各支路电流之和,即I1=I0+I2,且I1变大,I2变小,所以通过滑动变阻器中的电流I0增大得更多,则ΔI0>ΔI1;
因为R1<R2,且ΔU1=ΔU2,所以由可知ΔI1>ΔI2,故B正确,D错误;
故选B。
15.【答案】60;40
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】从甲图可知,小灯泡L与滑动变阻器串联在电路中,当滑动变阻器的滑片在最左端时,接入电路的阻值为0,即小灯泡L单独接入电路,从图乙中可知,当小灯泡两端的电压为24V时,通过小灯泡的电流为0.4A,通过计算出小灯泡正常发光时的电阻;从乙图找出当小灯泡的实际功率为3.6W时,它两端的电压及通过小灯泡的电流,根据串联电路的特点计算出滑动变阻器两端的电压值,再根据计算出滑动变阻器接入电路中的阻值。
【解答】从乙图可知,当小灯泡两端的电压为24V时,此时只有小灯泡接入电路,即电源电压为24V,通过小灯泡的电流为0.4A,则灯丝的电阻为;
从乙图中可知,小灯泡的实际功率为3.6W时,小灯泡两端的电压为UL'=12V时,通过小灯泡的电流为I'=0.3A,滑动变阻器两端的电压为:,则滑动变阻器接入的阻值为:。
故答案为:60;40。
16.【答案】大于;0.9;2
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)当电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比。从图像中读出:当R1、R2两端的电压为U=3V时,对应的电流值,通过电流的大小关系或计算出电阻值判断两电阻的阻值大小关系;
(2)根据并联电路电流特点求干路电流;
(3)根据串联电路特点,利用求出电路中电流,然后再根据欧姆定律求R1两端电压。
【解答】(1)由U-I图像得出:当U=3V时,I1=0.3A,I2=0.6A,
由知,电阻R1与R2的阻值分别为:
,;
所以,R1>R2;
(2)当把这两个电阻并联在电源电压为3V的电路中,根据并联电路的特点可知:各支路两端的电压相等,所以干路中的电流I=I1+I2=0.3A+0.6A=0.9A;
(3)当把这两个电阻串联在电源电压为3V的电路中,总电阻R=R1+R2=10Ω+5Ω=15Ω,
则电路中的电流:,
由知,R1两端电压:
U1=I'R1=0.2A×10Ω=2V。
故答案为:大于;0.9;2。
17.【答案】0.8;9.6
【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】分析电路可知,R1、R2、R3串联,电压表V1测量R1、R2两端总电压,电压表V2测量R2、R3两端总电压,根据串联电路分压特点计算R2的阻值,利用欧姆定律计算电路中电流,最后根据U总=I总R总计算总电压。【解答】根据图片可知,R1、R2、R3串联,电压表V1测量R1、R2两端总电压,电压表V2测量R2、R3两端总电压,
在串联电路中,电压的分配与电阻成正比;
即:;

解得:R2=3Ω;
则电流表的示数为:;
则总电压U总=I总R总=0.8A×(2Ω+3Ω+7Ω)=9.6V。
18.【答案】(1)偏小;偏大
(2)甲
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】 (1)电流表外接适合测量阻值比较小的电阻,此时测量的电压是准确的,测量的电流是定值电阻和电压表两部分电流之和,电流值虽然偏大,但由于电阻的阻值较小,而电压表的内阻较大,根据并联电路中电流与电阻的比例关系知通过电压表的电流比较小,对测量电阻没有影响。
(2)电流表内接适合测量阻值比较大的电阻,此时测量的电流是准确的,测量的电压是定值电阻和电流表的总电压,电压值虽然偏大,但由于电阻的阻值较大,而电流表的内阻较小,根据串联电路中电压与电阻的比例关系知电流表分得的电压较小,对测量电阻没有影响。
【解答】 (1)图甲是电流表外接电路,电压表是测量Rx两端的电压,而电流表测量的是通过Rx的电流和通过电压表的电流之和,由知电流值偏大,故Rx的测量值偏小;
图乙是电流表内接电路,电流表是测量通过Rx的电流,而电压表测量的是Rx和电流表两端的总电压,由知电压值偏大,故Rx的测量值偏大。
(2)当选择图甲时,由于电压表的内阻是Rx电阻的50倍,故通过电流表的电流比通过Rx的电流多出50分之一,这个多出的数值在误差的范围之内,测量值能够真实反映电阻的大小;当选择图乙时,由于Rx是电流表内阻的10倍,故电压表测量的电压比Rx两端的电压多出十分之一,这个偏差比较大,不适合用来测量Rx的电阻,即当待测电阻阻值比较小时要采取电流表外接的方式测量电阻,故应该选择甲。
19.【答案】(1)右
(2)1.2
(3)弹性导电绳的伸长量
(4)50.0
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】根据欧姆定律以及丙图进行分析。
【解答】(1) 在闭合开关进行实验前,应将滑动变阻器的滑片 P 移到右端即阻值最大处,可以防止电路电流过大损坏用电器;
(2)电源电压为1.5伏,所以量程为0-3V,示数为1.2V;
(3)每经过相同的伸长量,电阻变化量相同,所以弹性导电绳的阻值变化量与弹性导电绳的伸长量成正比;
(4) 闭合开关S,调节滑动变阻器阻值,使电流表读数为1mA ,电压为1.2伏,根据欧姆定律可得电阻为1200欧,根据丙图可得此时长度为50cm,所以原长为50cm。
20.【答案】(1)移动滑动变阻器滑片,直到电压表示数为2.5伏,读出电流表示数
(2)8.33
(3)比热容大,吸收灯丝热量后,温度基本保持不变;且蒸馏水是绝缘体,不会对电路的电阻效果造成影响
【知识点】欧姆定律及其应用;伏安法测电阻的探究实验
【解析】【分析】(1)当灯泡正常发光时,通过灯泡的电流为灯泡的额度电流,最后可根据计算灯泡正常发光时的电阻。
(2)根据表格数据确定灯泡的额定电压和额定电流,根据计算灯泡的电阻;
(3)可从水的比热容大和纯水为绝缘体两个角度分析解答。
【解答】(1)闭合开关后,为测得小灯泡正常发光时电阻需进行的操作:移动滑动变阻器滑片,直到电压表示数为2.5伏,读出电流表示数。
(2)根据表格可知,灯泡电压为2.5V时,灯泡的额定电流为0.3A,则灯泡正常发光时的电阻为:;
(3)为验证猜想,他打破小灯泡的玻璃,将小灯泡的灯丝浸泡在20℃的蒸馏水恒温水浴中重复实验。如此设计是基于蒸馏水是因为:蒸馏水的比热容大,吸收灯丝热量后,温度基本保持不变;且蒸馏水是绝缘体,不会对电路的电阻效果造成影响。
21.【答案】;;滑动变阻器最大电阻与定值电阻相等都为20欧,按照串联电路的电压特点,定值电阻两端电压会高于 2V。
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【分析】(1)根据电压表的连接方式进行解答;
(2)利用描点法画出电流与电阻关系的图像;
(3)根据串联电路的特点计算出滑动变阻器接入电路中阻值最大时,定值电阻的分压值始终大于2V进行解答。
【解答】【实验步骤】在探究电流与电阻的关系时,利用电压表测量定值电阻两端的电压,即将电压表并联在定值电阻的两端,选用的量程为0~3V,如图所示:

【实验结论】根据表格中的数据用描点法画图像如下:

【交流表达】当开关S闭合后,定值电阻与滑动变阻器串联接入电路,当滑动变阻器接入电路中阻值最大即:R滑=20Ω,定值电阻阻值为R=20Ω,则定值电阻的分压:,所以定值电阻两端电压会高于2V。
故答案为:;;滑动变阻器最大电阻与定值电阻相等都为20欧,按照串联电路的电压特点,定值电阻两端电压会高于 2V。
22.【答案】(1)间出现断路(合理即可)
(2)断开开关,(稍增大滑动变阻器的电阻),将电流表“3”接线柱上的导线改接到“0.6”接线柱上,再闭合开关重新读数
(3)当导体两端的电阻不变时,导体的电流与电压成正比
(4)由图可知,在电流相同时,两条曲线的电压之和都为3伏,符合串联电路电压的特点
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【分析】(1)在处理电路故障时,当电压表示数最大且接近电源电压时,表示电压表被串联在电路中。
(2)当电流表偏转角度较小时,应该接小量程。
(3)当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
(4)在串联电路中,总电压等于各用电器电压之和。
【解答】(1)电压表接近电源电压,说明电压表被串联在电路中,意味着与其并联的用电器发生断路,极AB间出现断路。
(2)电流表偏转的角度比较小,说明选择了大量程,需要选择小量程,接下来应该断开开关,(稍增大滑动变阻器的电阻),将电流表“3”接线柱上的导线改接到“0.6”接线柱上,再闭合开关重新读数。
(3)当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
(4)在串联电路中,各用电器电压之和等于电源电压。
故答案为:(1)AB之间出现断路;(2)断开开关,(稍增大滑动变阻器的电阻),将电流表“3”接线柱上的导线改接到“0.6”接线柱上,再闭合开关重新读数;(3)当导体两端的电阻不变时,导体的电流与电压成正比;(4)由图可知,在电流相同时,两条曲线的电压之和都为3伏,符合串联电路电压的特点。
23.【答案】(1)电流表没有调零
(2)右
(3)大于;右;电压表
(4)电压一定时,通过导体的电流与其电阻成反比
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【分析】(1)实验前需要对电表校零;
(2)为了保护电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处;
(3)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;
(4)根据图像中电流与电阻之积为一定值分析得出结论。
【解答】(1)实验前,小海发现电流表出现如图甲所示情况,说明电流表没有调零;
(2)为了保护电路,闭合开关实验前,应将滑动变阻器的滑片移到最大阻值处,由图知,滑片左侧电阻丝接入电路,所以滑片应移到阻值最大的右端;
(3)根据串联电路的分压原理可知,将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻,电阻增大,其分得的电压增大;探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,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,同时注意观察电压表,使电压表的示数与第一次相同;
(4)由图像可知,导体的电阻增大,通过导体的电流减小,通过导体的电流与导体的电阻的乘积保持不变,故可得出结论:电压一定时,通过导体的电流与其电阻成反比。
故答案为:(1)电流表没有调零;(2)右;(3)大于;右;电压表;(4)电压一定时,通过导体的电流与其电阻成反比。
24.【答案】(1)断开;右
(2)0.24;10
(3)B
(4)②将滑动变阻器的滑片移至最右端;③ R0。
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【分析】(1)为了保护电路,连接电路时开关应断开,滑动变阻器的滑片应移动到阻值最大处;
(2)根据电流表选用量程确定分度值读数,利用求出待测电阻的阻值;
(3)为了减小误差,应多次测量取平均值;
(4)根据电源电压不变结合欧姆定律列等式求出滑动变阻器最大阻值。
【解答】(1)为了保护电路,连接电路时开关应断开,滑动变阻器的滑片应移动到阻值最大处,即右端;
(2)闭合开关,移动滑片,当电压表示数为2.4V,电流表示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值0.02A,其示数为0.24A,则待测电阻的阻值为:;
(3)实验中通过移动滑片位置得到多组实验数据,计算出Rx的平均值,这样做的目的是为了减小误差,故选:B;
(4)实验步骤:
①闭合开关S,将滑动变阻器的滑片移至最左端,读出电流表的示数为I1;
②闭合开关S,将滑动变阻器的滑片移至最右端,读出电流表的示数为I2;
③在步骤①中,电路为只有R0的简单电路,电流表测电路中的电流为I1,则电源电压为U=I1R0;
在步骤②中,R0与滑动变阻器最大阻值串联,电流表测电路中的电流为I2,则电源电压为U=I2(R0+Rx),
因电源电压不变,即I1R0=I2(R0+Rx),
解得:。
故答案为:(1)断开;右;(2)0.24;10;(3)B;(4)②将滑动变阻器的滑片移至最右端;③。
25.【答案】(1)电压表
(2)在电压一定时,通过导体的电流和导体的电阻成反比
(3)滑动变阻器的最大阻值过小
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验;伏安法测电阻的探究实验
【解析】【分析】(1)实验研究的是电流与电阻的关系,因此必须控制电阻两端的电压值一定,所以眼睛应注视电压表的示数,移动滑片保持电压表示数不变;
(2)分析表格数据归纳出I与R的关系;
(3)电阻两端的电压始终保持U=2V,根据串联电路电压的规律,得出变阻器分得的电压,根据串联分压原理,结合接入阻值为30Ω的定值电阻时得出滑动变阻器接入电路的阻值大小,确定都无法完成实验的原因。
【解答】(1)探究电压一定时,电流与电阻的关系时,在不断的改变定值电阻的同时,必须不断的移动滑动变阻器,使得电压表的示数是一个定值,故在移动滑片的同时,眼睛观察电压表的示数;
(2)分析表格数据知电压表的示数始终为2V,即I与R的关系是:在电压一定时,通过导体的电流和导体的电阻成反比;
(3)电阻两端的电压始终保持UV=2V,根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压:U滑=3V-2V=1V,根据分压原理当接入阻值为30Ω的定值电阻时得出滑动变阻器接入电路的阻值大小,由此可知无论怎么移动滑片都无法使电压表示数为2V,其原因可能是滑动变阻器的最大阻值太小,无法分得相应电压值。
26.【答案】(1)电路中电流小于电流表的分度值无法精确测量
(2)1;电阻箱;R
(3)断开S1;
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【分析】(1)根据欧姆定律,求出电路中的最大电流分析;
(2)根据等效替代法分析;
(3)在没有电流表情况下,通过开关的转换,使电压表分别测量出电源电压和待测电阻的电压,根据串联电路电压的规律及分压原理求解。
【解答】 (1)由已知条件可知,未知电阻Rx的阻值约为150Ω,
因为电源电压为3V,由欧姆定律,电路中的最大电流:,
电路中电流小于电流表的分度值无法精确测量电路中的电流太小,
所以不能用伏安法测出该电阻的值。
(2)正确连接电路后,小明先将开关S拨至1,调节变阻器的滑片至某一位置,记下此时电压表的示数U1;再将开关S拨至另一位置,调节电阻箱,使电压表的示数恰为U1,记下电阻箱的示数为R,根据等效替代法,R即为待测电阻的大小;
(3)①闭合S、S1,用电压表测出电源的电压为U;
②断开S1,用电压表测出待测电阻Rx两端的电压为U1;
③在①中,电压表测电源电压U,在②中,两电阻串联,电压表测待测电阻的电压,根据串联电路电压的规律,已知电阻的电压为U-U1;
根据分压原理:;
待测电阻。
27.【答案】(1)150Ω;变大
(2)当环境温度为40℃时,电压表的示数是2.4V;
环境温度为40℃时,根据电阻的串联特点可知:
R总=R0+R1=300Ω+200Ω=500Ω,
则I===0.008A,
由欧姆定律得:R0两端的电压:
U0=IR0=0.008A×300Ω=2.4V
(3)此电路所允许的最高环境温度是80℃。
由题意可知电压表示数允许最大值为3V,且此时电路能够测量的温度最高;
所以此时电路中的电流为:
I'===0.01A,
串联电路两端的电压等于各部分电路两端的电压之和,
所以U1'=U﹣U0'=4V﹣3V=1V,
由欧姆定律得,此时热敏电阻的阻值:
R1'===100Ω,
根据图b可查得热敏电阻的阻值为100Ω时对应温度为80℃,即最高温度为80℃。
【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】(1)根据乙图分析R1的阻值;根据串联电路的分压规律判定电压表示数的变化;
(2)R0与R1是串联,根据电阻的串联求出总阻值,利用欧姆定律即可求出电流和电压;
(3)电压表两端电压达到最大测量值3V时,根据串联电路的电压特点求出定值电阻R0两端的电压,利用欧姆定律求出热敏电阻的阻值,根据图象得到温度。
【解答】(1)由图乙可知,当环境温度为60℃时,热敏电阻R1的阻值为150Ω;环境温度升高时,热敏电阻R1的阻值减小,根据串联电路的分压规律可知,其两端的电压减小,根据串联电路电压特点可知,R2两端的电压变大,即电压表示数将变大;
(2)R0与R1是串联,根据电阻的串联求出总阻值,利用欧姆定律即可求出电流和电压;
(3)电压表两端电压达到最大测量值3V时,根据串联电路的电压特点求出定值电阻R0两端的电压,利用欧姆定律求出热敏电阻的阻值,根据图象得到温度。
28.【答案】(1)电流表的示数为1A
(2)R2的阻值为5Ω
(3)S、S1、S2都闭合时,电压表、电流表的示数各为0V、2.5A。
【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】(1)闭合开关S,断开S1、S2,R1、R2串联,R3断路,电流表测量电路电流,电压表测量R2两端的电压,电压表的示数为5V,根据串联电路的电压特点可知R1两端的电压,根据欧姆定律可知电流表的示数;
(2)根据欧姆定律可知R2的阻值;
(3)开关S、S1、S2都闭合时,R1、R3并联,R2和电压表短路,电流表测量电路电流,根据欧姆定律可知通过两电阻的电流,根据并联电路的电流特点可知电流表的示数。
【解答】(1)闭合开关S,断开 S1、S2,R1、R2串联,R3断路 ,电流表测量电路电流,电压表测量R2两端的电压,电压表的示数为5V,
根据串联电路的电压特点可知,R1两端的电压U1=U-U2=15V-5V=10V,
根据欧姆定律可知,电流表的示数,
(2)根据欧姆定律可知R2的阻值;
(3)开关S、S1、S2都闭合时,R1、R3并联,R2和电压表短路,电流表测量电路电流,
电压表短路,则电压表的示数为0V,
根据欧姆定律可得,通过两电阻的电流:,,
根据并联电路的电流特点可得,电流表的示数IA=I1+I3=1.5A+1A=2.5A。
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