【满分备考攻略】中考物理高频考点精练专题16电流和电压电阻
一、电流和电流的测量
1.(2024·江汉模拟)用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电,让橡胶棒去接触不带电的验电器的金属球时,验电器的金属箔带上了负电,如图甲所示;同样,让橡胶棒去靠近不带电的验电器的金属球时,验电器的金属箔也带上了负电,如图乙所示;下列说法中正确的是( )
A.毛皮比橡胶棒对电子的束缚能力强
B.图甲中,、间会有短暂的电流,方向从橡胶棒到金属球
C.图乙中,橡胶棒靠近金属球时,橡胶棒所带电荷量减小
D.图乙中,验电器金属球上一部分电子转移到验电器的金属箔上
2.(2024·金堂模拟)估测是测量的一个重要组成部分。下列估测最接近实际的是( )
A.智能手表的工作电流约为10A
B.电饭煲工作1h消耗的电能约为20J
C.一只教室节能护眼LED灯的功率约为100W
D.教学用翻页笔USB接口的充电电压约为5V
3.(2024九下·凤翔模拟)19世纪中期人们成功进入“电气时代”,现如今我们的生活已经与“电”息息相关。下列关于“电”的说法正确的是( )
A.电路的两端有电压时,电路中一定有持续电流
B.忽略温度的影响,两根长度相同的铝导线,电阻一定相等
C.家庭电路中安装了漏电保护器,就不用安装空气开关
D.当人触电时,应及时切断电源或用干木棒挑开电源线
4.(2024九下·奉贤模拟)若10秒内通过某导体横截面的电荷量为4库,则通过导体的电流为 安;若此时导体两端的电压为4伏,则该导体的电阻 欧。
5.(2024·从江模拟)如图所示,将一个螺线管从中间悬挂并使其在水平面内能自由转动。通电后,螺线管静止时A端指向北方。请在图中标出通电螺线管A端磁极和电源的正、负极。
6.(2024九下·鹤山模拟)测量是生活和学习中一项基本技能。
(1)如图甲,用刻度尺测量物体的长度为 cm;
(2)如图乙,电流表的读数为 A;
(3)如图丙,电能表的读数是 kW·h;
(4)如图丁,温度计示数是 ℃。
二、串井联电路的电流规律
7.(2024·镇远县模拟)(多项选择)如图甲所示,电源电压保持不变,将滑动变阻器的滑片P从一端移到另一端的过程中,电阻R1滑动变阻器R2消耗的电功率随电流变化的关系图像如图乙所示。下列判断正确的是
A.电源电压为
B.电阻R1的阻值为
C.滑动变阻器R2的最大阻值为
D.电阻R1的最小功率为
8.(2024九下·台山模拟)如图所示,电源电压恒为6V,小灯泡L上标“3V 1.5W”字样(灯丝电阻不随温度变化),灯泡正常发光时的电流为 A。闭合开关S,移动滑动变阻器R的滑片P,使小灯泡L正常发光,滑动变阻器接入电路的电阻为 Ω,滑动变阻器R的电功率为 W。
9.(2024九下·岳阳模拟)如图所示的电路中,灯泡L1和L2是 (选填“串联”或“并联”)连接的;若闭合开关,电压表的示数为3V,电流表A1的示数为0.5A,电流表A2的示数为0.2A,则通过灯L1的电流为 A。
10.(2024九下·碧江模拟)在“探究并联电路的电流规律”实验中,某小组的同学在老师的指导下,设计了如图甲所示的电路图。
(1)某小组刚连完最后一根导线灯泡就亮了,实验过程中不当之处 ;
(2)小丽把电流表接入C点,当闭合开关时,发现电流表指针如图乙所示 ;
(4)连接正确后,测出三点的电流并记录数据,将电流表的读数写入表格;
C处的电流/IC B处的电流/IB A处的电流/IA
第一次测量 0.52A 0.3A 0.22A
(5)分析表中的数据,可以得出结论是: ;
(6)评估交流:实验过程存在的问题 ;改进方案 。
三、电压和电压的测量
11.(2024·苍溪二诊)下列对一台智能手机涉及的物理量的估测中,最接近实际的是( )
A.使用一周耗电约1kW·h B.电池电压2×105mV
C.长度约为2×107nm D.质量约为2×10-4t
12.(2024九下·十堰模拟)如图是某款电子测温仪及其内部原理图,电源电压保持不变,显示仪由电表改装而成。为热敏电阻,其阻值随温度的升高而减小,为定值电阻。下列说法正确的是( )
A.显示仪是由电流表改装而成
B.被测体温越高,电路中的电流越小
C.被测体温越高,显示仪示数越大
D.被测体温越高,消耗的功率越小
13.(2024九上·丹徒期末)如图所示的电路中,在图中空缺处填上电源和电压表的元件符号,使开关闭合后,电流方向如图所示,且两灯串联连接.
14.(2024九下·碧江模拟)如图甲所示,当开关S由接点1转到接点2时,电压表示数变化如图乙所示,则灯泡L2两端的电压是 V;此时L1和L2消耗的电能之比W1∶W2= 。
15.(2024·新余模拟) 如图所示,电源电压保持不变,若在甲、乙两处分别接入电压表,闭合开关、,测得;则 ;若只闭合开关,拆去电压表,并在甲、乙两处分别接入电流表,则此时 。
16.(2024·从江模拟)在如图所示的电路中,电源两端的电压恒为7.5 V,灯L上标有“6.3 V 0.3 A”字样,滑动变阻器R的最大阻值为10 Ω。若灯L的电阻保持不变,闭合开关S,求:
(1)灯L的阻值;
(2)灯L正常工作时,滑动变阻器接入电路中的阻值;
(3)当滑动变阻器接入电路的阻值为9 Ω时,灯L的实际功率。
四、串井联电路的电压规律
17.(2024·从江模拟)图甲所示电路的电源电压保持不变,闭合开关后,将滑动变阻器的滑片由最右端向最左端移动的过程中,两电压表与电流表的示数变化关系如图乙所示,则( )
A.a是滑动变阻器的U-I图线 B.灯泡电阻的最小值为10Ω
C.R的最大阻值为25Ω D.电路的最大功率为3.6W
18.(2024·惠州模拟) 额定电压均为6V的小灯泡L1、L2,它们的电流随两端电压的变化关系如图甲所示,则灯L2的额定功率为 W;将L1、L2先后按图乙、图丙连接在电源电压均为6V的电路中,按图 (选填“乙”或“丙”)连接能使L1、L2均正常发光;闭合开关,图乙电路的总功率为 W。
19.(2024·安源模拟)如图甲电路探究“电流与电压和电阻的关系”。器材有:两节新干电池,开关,滑动变阻器,阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω和25Ω的定值电阻各一个,电压表和电流表各一个,导线若干。
甲 乙 丙 丁
实验一:探究“电流与电压的关系”
(1)图甲中,电表1应为 表(选填“电压”或“电流”)。为了保护电路,实验开始时,滑动变阻器的滑片P应移动到最 (选填“左”或“右”)端;
(2)①小堰将5Ω的电阻接入电路,检查电路无误后开始实验,移动滑动变阻器的滑片,依次记录了五组数据,并根据数据绘制如图14乙所示的图像(图中省略了横纵坐标标度),根据图像可得出结论: ;
②测量的5组数据中,滑动变阻器阻值最大的时候是图像中的 点(选填“A”“B”“C”“D”或“E”);
(3)为了使实验结论更具有普遍性,小堰换用10Ω的电阻重复前面操作,得到多组数据,根据实验数据,在相同的坐标系中画出了图像,下列a、b、c图像中,最合理的是 (选填:“a”“b”或“c”);
(a) (b) (c)
(4)实验二:探究“电流与电阻的关系”
小堰将5Ω的电阻更换为10Ω的电阻接入电路,拆下5Ω电阻后,发现电压表、电流表指针偏转如图丙所示,则不规范的操作可能是:
(5)小堰用测量数据绘制图像如图14丁,为了确保实验的顺利进行,选取的滑动变阻器最大阻值至少为 Ω。
20.(2024·修水模拟) 如图所示,电源电压保持不变,,,当开关闭合,、都断开时,电流表示数是。求:
(1)电源电压;
(2)当开关、、都闭合时,通过的电流;
(3)当开关、、都闭合时,电流表的示数及电路中消耗的总功率。
五、电阻和滑动变阻器
21.(2024·库尔勒模拟) 如图所示,电源电压保持不变。闭合开关,滑片P分别移到A和C两点时,滑动变阻器消耗的电功率相等,移到B点时,滑动变阻器消耗的电功率最大。若AB段和BC段电阻之比为2∶3,则滑片P移到A和C两点时,滑动变阻器接入电路的电阻之比为( )
A.1∶6 B.2∶3 C.4∶9 D.8∶27
22.(2024九下·长春模拟)某大功率用电器,用铝导线接到电源上,工作不久发现导线过热,为使导线不过热,下列措施中可行的是( )
A.将原铝导线加长
B.将原铝导线减短
C.换上比原铝线更粗的铝线,长短相同
D.换上长短粗细与铝线相同的铜线
23.(2024·南京模拟)小杰和小亮在“测量小灯泡电阻”的实验中,准备了以下器材:电源、小灯泡(额定电压为2.5V、电流表、电压表、规格为“20Ω,1A”的滑动变阻器、开关、导线若干。
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲中的电路连接完整。要求:滑动变阻器的滑片P向右移动时,小灯泡变暗。
(2)连接电路时,开关S应 ,闭合开关前应将滑动变阻器的滑片P调至 端;
(3)正确连接电路后,闭合开关S,移动滑片P,小杰发现小灯泡始终不亮,电流表指针几乎不偏转,电压表有示数,则故障原因是 ;
(4)故障排除后,小杰进行多次测量,将测得的数据用描点法作出了小灯泡的I-U图像,如图乙所示,根据图像可得:小灯泡在电压为2.5V时的电阻为 Ω;
(5)小亮用该灯泡和电压表,测未知电阻Rx的阻值,电路图如图丙。步骤如下:
①断开S2,只闭合S0、S1,移动滑片,使电压表示数为1V;
②保持滑片位置不变, ,读出电压表示数为2.8V;
③Rx的阻值为 Ω。
24.(2024九下·当阳模拟)请用笔画线代替导线将图中电路连接完整,并标出磁感线的方向。要求:闭合开关S后,小磁针指向如图所示,旋钮顺时针转动时通电螺线管的磁性减弱,导线不得交叉。
六、能力提升
25.(2023九上·东莞期中)如图所示电路中,电源电压恒为6V,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~15V,滑动变阻器R2规格为“50Ω0.5A”。滑片P在中点时,电流表示数为0.2A,电压表示数为5V。下列说法中正确的有( )
A.定值电阻R1为5Ω
B.如果出现电压表示数为6V,可能是R1断路
C.滑动变阻器阻值可调节范围为5Ω~50Ω
D.R2的功率占电路总功率的比值最小时,电流表示数为0.6A
26.(2024九下·台山模拟)阅读材料,回答问题。
光敏电阻
“光强”是表示光的强弱程度的物理量,照射光越强,光强越大,国际单位为坎德拉(cd)。某光敏电阻的阻值随光强变化的关系如图甲所示。科技小组的同学利用光敏电阻R设计了一个烟雾报警器,电源电压恒为6V,定值电阻R0的阻值为12Ω。当有烟雾时,射入光敏电阻的光线减少,电流表的示数小于或等于0.25A时,装置报警。
(1)光敏电阻是用 (选填“半导体”“超导体”或“绝缘体”)材料制成的;当光强增大时,光敏电阻的阻值 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
(2)当光强为6cd时,电流表的示数为 A。
(3)当报警器刚好报警时,光强为 cd。
(4)若在如图乙所示的电路中加入一电压表,且烟雾越大,电压表的示数越大,则电压表应 。当电压表的示数为 V,报警器刚好报警。
27.(2024九下·岳阳模拟)2023年10月26日,神舟十七号载人飞船发射成功,小明通过查阅资料了解到,飞船在发射前,科技人员要检验飞船舱体的气密性,他设计了如图甲所示的模拟检测电路,电源电压保持不变,为的定值电阻,R为压力传感器,其阻值随环境气压的变化规律如图乙所示,将R置于舱体中,舱体置于真空室中,舱体不漏气时,电压表示数为,舱体内气压为;
(1)随着舱体气压的变大,压力传感器R的阻值 ,电压表的示数 (均选填“变大”、“变小”或“不变”);
(2)当舱体不漏气时,压力传感器R的阻值为 ;通过定值电阻的电流为 A;
(3)若电压表示数为,此时舱内的气压值为 ;
(4)若舱体内质量为的空气温度升高,空气吸收的热量相当于完全燃烧 的天然气放出的热量。[]
28.(2024九下·武汉模拟)太阳能热水器的电脑芯片可以通过“水位水温传感器”的电阻变化来检测水位和水温变化,从而自动控制进水、加热等.某型号的太阳能热水器的“水位水温传感器”有红、蓝、白、绿四根不同颜色的引出线,其内部结构示意图如图1,其中的水位传感器利用不纯净的水能导电的性质来工作.问:
(1)当水箱内的水面由图1的C处降低到D处时,红、蓝两线间的电阻变化了多少kΩ?(四个电阻阻值都等于10kΩ,水箱内A、B、C、D、E、F、G、H均为裸露的金属触点,忽略水的电阻);如果实际水位已经下降了,但它的显示屏总显示水是满的,那么水位传感器的故障原因是什么?
(2)阴雨天时需要电辅助加热.已知加热功率为1500W,要把水箱里的150kg水从40℃加热到60℃,需要多长时间?[c水=4.2×103J/(kg ℃);不计热损失]
(3)张杨手头有一个维修师傅换下来的“水位水温传感器”,其热敏电阻还是好的,于是就想自制一个指针式热敏温度计,他设计的电路如图2所示.如果电路中电源电压等于l2V,定值电阻R0的阻值是2kΩ,上网查到这种热敏电阻的阻值随温度变化的关系如图3所示,那么,这个指针式热敏温度计的25℃温度刻度跟电压表多少伏的刻度对应?
29.(2024九下·武汉模拟)如图所示电路中,电源电压不变闭合开关后,当滑片在滑动变阻器的某一端点A时,电流表示数为0.3A,小灯泡消耗的电功率为0.9W;当滑片移至滑动变阻器的中点时,电压表示数变化了2V,此时小灯泡恰好正常发光,且消耗的电功率为2W,求:
(1)当滑片在A端点时,电压表的示数;
(2)小灯泡正常发光时的电阻;
(3)电源电压。
七、直击中考
30.(2024·凉山州)如图甲所示,电源电压保持不变,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~15V,滑动变阻器R1的规格为“50Ω 0.5A”。闭合开关S后,调节滑动变阻器的滑片P,测得多组数据。用测得的数据绘制了电流与滑动变阻器阻值的变化关系图(如图乙所示)。在保证电路安全的情况下,下列计算结果中正确的是( )
A.电源电压为12V
B.R0的阻值为15Ω
C.滑动变阻器的阻值变化范围是10Ω~50Ω
D.滑动变阻器的最大功率为0.9W
31.(2024·北京)图甲为自动气象站中的测温装置,它的测温电路可简化为图乙,其中的“恒流源”是一个特殊电源,电流大小由电源内部结构决定,当电阻变化时,通过的电流大小保持不变。电阻的阻值随温度的变化规律如图丙所示,通过数字电压表的示数可反映环境的温度。某次环境温度从上升到,电压表的示数变化了。当温度的变化值相同时,电压表示数的变化值越大,该测温装置的灵敏度越高。下列说法正确的是( )
A.每升高,的阻值增大
B.通过的电流为
C.环境温度为时,电压表的示数为
D.若要增大该测温装置的灵敏度,可换一个电流值更小的恒流源
32.(2024·宿迁)在“探究并联电路电流特点”的活动中,部分电路如图所示,,,电流表有“”和“”两个量程,测量了电阻的电流为.为完成实验探究,做法正确的是( )
A.使用“”量程,只测量的电流
B.使用“”量程,只测量的电流
C.使用“”量程,分别测量支路和干路的电流
D.使用“”量程,分别测量支路和干路的电流
33.(2024·乐山)小嘉同学设计了一款身高测量仪,其工作原理如图所示。已知电压表、电流表示数分别为U、I,电压表、电流表示数变化量分别为、( )
A.被测人员身高越高,整个电路中的总电阻越小
B.被测人员身高越高,整个电路中的电功率越大
C.无论被测人员身高如何,的值不变
D.无论被测人员身高如何,的值不变
34.(2024·凉山州)小灯泡上标有“6V3W”的字样,则小灯泡正常发光时的电阻为 Ω;若将小灯泡接在电源电压为9V的电路中,要使小灯炮正常发光,需要串联一个阻值为 Ω的定值电阻。
35.(2024·凉山州)小灯泡L和定值电阻R接在如图甲所示的电路中,其两者的I-U关系图象如图乙所示,(选填“A”或“B”)图象是灯泡的I-U关系图象,B图象所代表元件的阻值为 ,当电压表示数为8V时,小灯泡L和定值电阻R在10s内消耗的总电能为 J。
36.(2024·镇江)小明用图电路探究“电压一定时,电流与电阻的关系”。
(1)用笔画线代替导线将图中的电压表正确接入电路 。
(2)开关闭合前,滑动变阻器的滑片应置于最 选填“左”或“右”端。
(3)闭合开关,小明发现无论怎样调节滑动变阻器,电流表指针不偏转,电压表指针有明显偏转且保持不变,已知导线及各接线柱连接完好,则电路中 出现了 故障,故障排除后,移动滑片,使电压表示数为,记录电流表示数,多次更换定值电阻重复实验,得到电流与定值电阻的倒数关系如图中图线甲所示,从而得出结论。
(4)实验结束后,小明应先断开开关,再拆除 两端的导线,在整理器材时,他突然发现电压表指针位置如图所示。
小明遗漏的实验操作是 。
小华通过正确实验操作也进行了上述实验,小明发现他与小华的实验结论一致。
遗漏的实验操作并未影响结论,你认为其原因是 。
小明按正确操作重新进行实验,你认为他得到的电流与定值电阻的倒数关系应为图中的图线 选填“甲”、“乙”或“丙”。
37.(2024·镇江)图是小华设计的天然气浓度测试仪,电源电压恒为,为定值电阻,电压表量程为,将电压表作为气体浓度的显示装置,气敏电阻阻值与气体浓度的关系如图所示,当气体浓度增加时,的阻值将 ,电压表的示数会 ,要求将电压表示数为处标为气体浓度,电阻的阻值应为 ,若长时间使用后,电源电压降低,则测量结果 选填“大于”、“小于”或“等于”实际的气体浓度。
38.(2024·北京)如图所示的是某款两挡电热器的简化电路,、为阻值一定的电热丝,,,该电热器接入电压为的电路中。求:
(1)低温挡时电路中的电流。
(2)高温挡时电热器的电功率。
39.(2024·北京)利用两端电压不变的电源、两个电流表、两个不同规格的小灯泡、滑动变阻器、开关和导线若干,探究在串联电路中,流入第二个灯泡的电流与流入第一个灯泡的电流是否相等。
(1)画出实验电路图。
(2)画出实验数据记录表格。
40.(2024·宿迁)新房装修时,工人经常用普通量角器测量一些角度,不方便读数.小明根据所学的知识设计了电子量角器,电路如图所示,电流表的量程为,电压表的量程为,为半圆弧电阻的圆心,金属滑片为半径,与半圆弧接触良好,接入电路的电阻与指针旋转角度成正比,电源电压恒为,为电阻箱.将滑片旋转至处,调节的阻值,使电路中电流为0.6A.
(1)求电阻箱接入电路的阻值;
(2)调节为时,电流表示数为0.3A,求此时电压表示数;
(3)为能满足测量的要求,重新调节电阻箱,求满足要求的的最小阻值.
答案解析部分
1.【答案】D
【知识点】验电器的原理及使用;电流的形成;电流的方向
【解析】【解答】A、摩擦起电的实质是电子的转移,原子核对电子的束缚能力强,物体得到电子带负电,橡胶棒A带负电,说明橡胶棒的到电子,即橡胶棒的原子核对电子的束缚能力强,则毛皮的原子核对电子的束缚能力弱,故A错误;
B、图甲中,橡胶棒A接触验电器时,橡胶棒上的负电荷由金属球转移到金属箔片上,所以此时的电流方向是从金属箔片到金属球,故B错误;
C、橡胶棒A没有接触验电器的金属球B,所以橡胶棒A所带电荷量不变,故C错误;
D、橡胶棒A带负电,接近金属球B上,B上的自由电子被排斥而远离,转移到金属箔上,故D正确。
故选:D。
【分析】(1)发生摩擦起电现象的两个物体,束缚核外电子能力强的得到电子,束缚核外电子能力弱的失去电子,得到电子带负电,据此分析判断;
(2)正电荷定向移动的方向为电流方向;
(3)通过接触的方式使物体带点需要相互接触;
(4)同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
2.【答案】D
【知识点】电流的大小
【解析】【解答】A、智能手表的工作电流很小,约为,故A错误;
B、家用电饭锅的电功率约为1000W=1kW,正常工作1h消耗的电能约为:,故B错误;
C、一只教室节能护眼LED灯的功率约为40W,故C错误;
D、教学用翻页笔USB接口的充电电压约为5V,故D正确。
故选:D。
【分析】根据不同物理量的估算,有的需要凭借生活经验,有的需要简单的计算,有的要进行单位的换算,最后判断最合理的是哪一个。
3.【答案】D
【知识点】有持续电流的条件;影响电阻大小的因素;家庭电路的组成;安全用电原则
【解析】【解答】A.电路中有持续电流的条件:有电压,有闭合的路径,故A错误;
B.忽略温度的影响,两根长度相同的铝导线,电阻大小与横截面积有关,电阻不一定相等,故B错误;
C.漏电保护器防止漏电和触电事故,空气开关防止电流过大,故家庭电路中安装了漏电保护器,也要安装空气开关,故C错误;
D.发现有人触电,首先要切断电源,或用干木棒把电线挑开,然后进行相应的救治,故D正确。
故选D。
【分析】产生持续电流,需要有电压,电路闭合;电阻和导体的材料、长度、横截面积有关;空气开关对电流过大时自动断开电路;发生人体触电时,先断开电源。
4.【答案】0.4;10
【知识点】电流和电流的单位换算;欧姆定律及其应用
【解析】【解答】(1)电流为;
(2)电阻为。
【分析】由计算通过导体的电流;根据欧姆定律计算导体的电阻。
5.【答案】
【知识点】电流的方向;通电螺线管的磁场;安培定则
【解析】【解答】通电后,螺线管静止时A端指向北方,则通电螺线管A端为北极(N极),由安培定则可知,通电螺线管中电流方向向下,则电流从电源的左端流出,回到电源的右端,故电源左端为正极,右端为负极,如图所示:
【分析】通电螺线管作为存在着磁场;
悬挂的磁体静止时,指南的磁极叫做南极,指北的磁极叫做北极;
安培定则:用右手握住螺线管,让四指指向螺线管中电流的方向,则拇指所指的那端就是螺线管的N极。
6.【答案】(1)1.45
(2)0.3
(3)12615.6
(4)-12
【知识点】温度及温度计的使用与读数;刻度尺的使用;电流的测量及电流表的使用;电能表参数的理解
【解析】【解答】(1)如图甲,刻度尺的分度值为1mm,读数时要估读到分度值下一位,物体的长度为;
(2)如图乙,电流表选用0~0.6A量程,分度值为0.02A,示数为0.3A。
(3)如图丙,电能表的单位是,最后一位是小数位,电能表的读数是。
(4)如图丁,温度计分度值为1℃,刻度上小下大,是零下,示数为-12℃。
【分析】(1)根据物体对应刻度尺的位置,测量长度;
(2)根据电流表的量程和指针位置,测量电流;
(3)根据电能表窗口示数,测量消耗的电能;
(4)根据温度计液柱位置,测量温度。
(1)如图甲,刻度尺的分度值为1mm,读数时要估读到分度值下一位,则物体的长度为
(2)如图乙,电流表选用小量程,分度值为0.02A,示数为0.3A。
(3)如图丙,电能表的单位是,最后一位是小数位,则电能表的读数是。
(4)如图丁,温度计分度值为1℃,刻度上小下大,说明为零下,示数为-12℃。
7.【答案】A,C,D
【知识点】串联电路的电流规律;串联电路的电压规律;欧姆定律及其应用;电功率的计算
【解析】【解答】B、由图可知,当Imax=I2时,导体R1的电功率P,滑动变阻器R2消耗的电功率P2=0W滑动变阻器R2接入的阻值R2=0Ω,所以,由P=I2R得,导体R1的阻值:,故B错误;
A、当Imax=I2时,由欧姆定律得,,此时两端的电压等于电源电压,故电源电压,故A正确;
C、由图知,电路的最小电流为I1,此时滑动变阻器R2的阻值最大,此时电路的总电阻为:,则滑动变阻器的最大电阻为:,故C正确;
D、电阻R1消耗的最小功率为:,故D正确。
故选:ACD。
【分析】根据图象分析出电流最大时两个电阻的功率,根据P=I2R算出导体R1的阻值;根据U=IR算出电源电压;根据R2电功率与电流关系P2=UI -I2R1分析出功率最大的情况,根据P= I2R求出滑动变阻器的阻值。
8.【答案】0.5;6;1.5
【知识点】串联电路的电流规律;串联电路的电压规律;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】根据小灯泡规格,计算灯泡正常发光时的电流为:
灯泡和滑动变阻器串联,闭合开关S,灯泡正常发光时,根据串联电路电压规律,滑动变阻器两端电压为:,
根据串联电路电流规律,计算滑动变阻器接入电路的电阻为
计算滑动变阻器R的电功率为:P=UI=3V×0.5A=1.5W。
【分析】根据,计算电流;利用,计算电阻;根据P=UI,计算电功率。
9.【答案】并联;0.3
【知识点】串联电路和并联电路的辨别;并联电路的电流规律
【解析】【解答】如图电路中,灯泡L1和L2是并联连接的,电流表A2测量通过灯L2的电流,电流表A1测量干路电流,电压表测量电源电压,根据并联电路电流规律可知通过灯L1的电流为
【分析】各用电器并列连接是并联电路;干路电流等于各支路电流之和。
10.【答案】连接电路时开关没有断开;电流表的正负接线柱接反了;并联电路中干路电流等于各支路电流之和;实验次数太少,结论有偶然性;换用不同规格的灯泡进行多次实验
【知识点】探究串并联电路中的电流特点实验
【解析】【解答】探究并联电路的电流规律时,
(1)刚连完最后一根导线灯泡就亮了,是连接电路时,开关未断开,接完最后一根导线电路就接通。
(2)由图乙,闭合开关后,电流表的指针反向偏转,是电流表的正负接线柱接反了。
(5)根据表格中数据,,并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,即
;
(6)表格中只有一组数据,得出的结论不具有普遍性,为了使得出的结论具有普遍性,应换用不同规格的灯泡进行多次实验。
【分析】(1)连接电路时,开关断开;
(2)电流表正如接线柱接反,指针反向偏转;
(5)根据电流大小,总结并联电路电流规律;
(6)探究并联电路电流规律,需要多次实验,探究普遍性。
11.【答案】D
【知识点】质量及其特性;长度的估测;电压和电压的单位换算;电能表参数的理解
【解析】【解答】A.手机的功率约5W,一天耗电量约0.12kW,使用一周耗电约0.84kW·h,A不符合题意;
B.手机电池电压3.7V=3700mV,B不符合题意;
C.长度约为15cm,C不符合题意;
D.质量约为2×10-4t=200g,D符合题意。
故答案为:D.
【分析】根据手机的长度、质量、电压和电功率,结合数据解答。
12.【答案】C
【知识点】电压的测量及电压表的使用;电路的动态分析;电功率的计算
【解析】【解答】 A.R与R0串联,显示仪与电阻R0并联,显示仪由电压表改装而成,测R0两端的电压,故A错误;
BCD.结合题意,被测者体温越高,R的阻值越小,电路的总电阻越小,根据欧姆定律可知,电路中的电流越大;根据U=IR可知,定值电阻R0两端电压越大,电压表的示数越大,即显示仪示数越大,由P=UI可知,R0消耗的功率越大,故C正确,BD错误。
故选:C。
【分析】由电路图可知,R与R0串联,显示仪(电压表)测R0两端的电压;
因热敏电阻R的阻值随温度的升高而减小,所以可知被测者体温越高时,热敏电阻的阻值变化以及总电阻的变化;根据欧姆定律可知电路中电流的变化和定值电阻R0两端电压的变化;根据P=UI可知整个电路消耗电功率的变化。
13.【答案】
【知识点】电流表的连接;电压表的连接
【解析】【解答】两灯串联,所以右侧为电压表,电源正极在上端,据此作图
【分析】电压表相当于断路,电流表相当于导线
14.【答案】4;1∶2
【知识点】串联电路的电压规律;电功的计算
【解析】【解答】根据电路图,当S接1时,电路为L1的简单电路,电压表测电源的电压,由图乙,电源的电压U=6V,当S接2时,两灯泡串联,电压表测L1两端的电压,由图乙,此时L1两端的电压U1=2V,由串联电路的电压特点可知,灯泡L2两端的电压:U2=U-U1=6V-2V=4V,
串联电路中各处的电流相等,此时L1和L2消耗的电能之比
W1∶W2=U1It∶U2It= U1∶U2=2V∶4V=1∶2。
【分析】串联电路中,总电压等于各用电器分压之和;根据W=UIt,计算消耗电能的多少。
15.【答案】4∶3;4∶3
【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;欧姆定律及其应用
【解析】【解答】(1)在甲、乙两处分别接入电压表,闭合开关S1、S2时,两电阻串联在电路中,甲表测的是R1两端的电压,乙表测的是R2两端的电压,因串联电路中各处的电流相等,所以,由可得,两电阻的阻值之比:;
(2)只闭合开关S1,拆去电压表,并在甲、乙两处分别接入电流表时,两电阻并联在电路中,甲表测的是通过R2的电流,乙表测的是通过R1的电流,因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,两电流表的示数之比:。
【分析】(1)在甲、乙两处分别接入电压表,闭合开关S1、S2时,两电阻串联在电路中,甲表测的是R1两端的电压,乙表测的是R2两端的电压,根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出两电阻的阻值之比;
(2)只闭合开关S1,拆去电压表,并在甲、乙两处分别接入电流表时,两电阻并联在电路中,甲表测的是通过R2的电流,乙表测的是通过R1的电流,根据并联电路的电压特点和欧姆定律求出两电流表的示数之比。
16.【答案】(1)解:由电路图可知,闭合开关S,灯泡L与滑动变阻器R串联,电压表测滑动变阻器R两端的电压,电流表测电路中的电流。
由可得,灯L的电阻
(2)解:由题意可知灯泡正常工作时的电流:I额=0.3 A,因为串联电路总电压等于各部分电路电压之和,则灯L正常工作时滑动变阻器两端的电压:;
因为串联电路中各处的电流相等,则滑动变阻器接入电路中的电阻值:
(3)解:当滑动变阻器接入电路的阻值为9 Ω时,电路中的总电阻,
此时电路中的电流,
灯L的实际功率
【知识点】串联电路的电压规律;电阻的串联;欧姆定律及其应用;电功率的计算
【解析】【分析】由电路图可知,灯泡L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。
(1)知道灯泡的额定电压和额定电流,根据欧姆定律求出灯L的电阻值;
(2)灯L正常工作时其两端的电压和额定电压相等,通过的电流和额定电流相等,根据串联电路的电压特点求出滑动变阻器两端的电压,根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的电阻值;
(3)灯L正常工作时,根据P=UI求出滑动变阻器的电功率。
17.【答案】A,C,D
【知识点】串联电路的电流规律;串联电路的电压规律;电阻的串联;欧姆定律及其应用;电路的动态分析
【解析】【解答】A、闭合开关,灯泡和滑动变阻器串联接入电路,电压表V测灯泡两端的电压,电压表V1测滑动变阻器两端的电压,电流表测通过电路的电流,将滑动变阻器的滑片由最右端向最左端移动的过程中,滑动变阻器接入电路的电阻变小,串联电路总电阻等于各部分电阻之和,则电路总电阻变小,根据欧姆定律可知通过电路的电流变大,根据串联分压原理可知滑动变阻器两端的电压变小,根据串联电路电压规律可知灯泡两端的电压变大,所以a是滑动变阻器的图像,b是灯泡的图像,故A正确;
B、通过灯泡的电流最小时,灯泡的电阻最小,由图可知此时灯泡两端的电压为1V,通过灯泡的电流为0.2A,此时滑动变阻器两端的电压为5V,根据欧姆定律可得灯泡的最小阻值
,故B错误;
C、滑动变阻器的最大阻值,故C正确;
D、电源电压U=UL+UR=1V+5V=6V,由图可知通过电路的最大电流为0.6A,电路的最大功率为P =UI'=6V×0.6A=3.6W,故D正确;
故选:ACD。
【分析】闭合开关,灯泡和滑动变阻器串联接入电路,电压表V测灯泡两端的电压,电压表V2测滑动变阻器两端的电压,电流表测通过电路的电流,将滑动变阻器的滑片由最右端向最左端移动的过程中,滑动变阻器接入电路的电阻变小,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,
根据串联分压原理可知滑动变阻器两端的电压变化,根据串联电路电压规律可知灯泡两端的电压变化,据此确定a、b对应的元件;通过灯泡的电流最小时,灯泡的电阻最小,由图可知此时灯泡两端的电压为1V,通过灯泡的电流为0.2A,此时滑动变阻器两端的电压为5V,根据欧姆定律计算灯泡的最小阻值和滑动变阻器的最大阻值;根据串联电路电压规律计算电源电压,由图可知通过电路的最大电流,根据P=UI计算电路的最大功率。
18.【答案】3.3;丙;1.5
【知识点】并联电路的电流规律;并联电路的电压规律;电功率的计算
【解析】【解答】 L2的额定电压为6V,额定电流为0.55A,所以 L2的额定功率 P=UI=6V×0.55A=3.3W; 并联电路用电器电压核电源电压相等,所以图丙方式能使灯泡正常发光,据图可知,当电流为0.25A时,两灯泡电压之和为6V,图乙电路的总功率P=UI=6V×0.25A=1.5W
综上第1空为3.3;第2空为丙;第3空为1.5
【分析】根据电功率的计算、串联电路电流规律、并联电路电压规律填空
1、电功率的计算:公式为P=UI, L2的额定电压为6V,额定电流为0.55A,据此计算额定电功率,当电流为0.25A时,两灯泡电压之和为6V,据此计算电路总功率
2、并联电路电压相等,串联电路电流相等
19.【答案】(1)电压;左
(2)体电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比;A
(3)b
(4)开关在连接电路时没有断开
(5)12.5
【知识点】探究串、并联电路中的电压规律实验
【解析】【解答】(1)电压表应与被测电路并联,电流表应与被测电路串联。由图甲中,电表1并联在电阻R两端,应为电压表。
由图甲知,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,即最左端。
(2) ①由图乙知,因为绘制出电阻R的I-U图象为过原点的直线,所以可得结论:导体电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
②滑动变阻器阻值最大的时候,电路中的电流最小,所以为A点。
(3)由U=IR可知,当电流一定时,电阻越大,电阻两端的电压越大,所以在I-U图像中,相同的电流下,阻值为10Ω电阻电压为阻值为5Ω电阻电压的2倍,故b符合题意。
(4)如图丙所示,电流表示数为零,表明电路中可能存在断路,电压表接近电源电压,表明电压表与电源两极是通路,则定值电阻存在断路。由题意知,拆下5Ω电阻后,电路断路,电流表示数为零,电压表示数接近电源电压(两节干电池约3V),说明此时电路是通路的,由此可知,小明不规范的操作可能是开关在连接电路时没有断开。
(6)如图丁图像所示,定值电阻两端的电压为U=IR=0.08A×25Ω=0.1A×20Ω=……=0.4A×5Ω=2V;保持不变,根据串联电压规律,变阻器分得的电压为U滑=U-UR=3V-2V=1V;定值电阻最大为25Ω,根据串联电路分压原理可得,解得R滑大=12.5Ω,即滑动变阻器的最大阻值至少为12.5Ω。
【分析】(1)电压表应与被测电路并联,电流表应与被测电路串联;连接电路时为保证电路不出现短路,保护电路安全,开关应断开,电路电阻应调到最大,滑动变阻器的滑片移到阻值最大处;
(2)根据所画图像为一条过原点的直线分析得出结论,根据串联分压原理进行分析;
(3)在I-U图像中,相同的电流下,阻值为10Ω电阻电压为阻值为5Ω电阻电压的2倍,据此选出正确图像;
(4)电流表示数为零,表明电路中可能存在断路,电压表接近电源电压,表明电压表与电源两极是通路,则定值电阻存在断路,由此分析;
(5)探究电流与电阻的关系,应保持电阻两端的电压不变,根据串联电路电压的规律求出变阻器分得的电压,根据分压原理分析解答滑动变阻器的最大,根据图线得出结论。
20.【答案】(1)当开关闭合,、都断开时,与串联,则电源电压为
(2)当开关、、都闭合时,与并联,电流表测干路电流。根据并联电路电压规律,两端的电压为
则通过的电流为
(3)解:当开关、、都闭合时,根据并联电路电压规律,两端的电压为
则通过的电流为
根据并联电流规律,电流表示数为
则电路消耗的总功率为
【知识点】并联电路的电压规律;欧姆定律及其应用
【解析】【分析】1)当开关闭合,、都断开时,与串联,则电源电压为
2)当开关、、都闭合时,与并联,电流表测干路电流。根据并联电路电压规律,两端的电压为则通过的电流为
3)解:当开关、、都闭合时,根据并联电路电压规律,两端的电压为
则通过的电流为根据并联电流规律,电流表示数为则电路消耗的总功率为
21.【答案】C
【知识点】电阻;变阻器;滑动变阻器的原理及其使用
【解析】【解答】根据电功率公式的变形可表示滑动变阻器的功率
当R滑=R0时,滑动变阻器的电功率最大,
已知AB段和BC段电阻之比为2:3,设AB段电阻为RAB=2Rx,则RBC=3Rx,
滑片位于A点时,RA=R0-2Rx,滑片位于C点时,RC=R0+3Rx,
闭合开关,滑片P分别移到A和C两点时,滑动变阻器消耗的电功率相等,根据电功率公式P=I2R可得:,
解得:
,
则
,。
所以滑片P移到A和C两点时,滑动变阻器接入电路的电阻之比为:
。
故答案为:C。
【分析】根据电功率公式的变形可表示滑动变阻器的功率,分析可知当R滑=R0时,滑动变阻器的电功率最大,设AB段电阻为RAB=2Rx,则RBC=3Rx,进一步表示滑片P分别移到A和C两点时的电阻阻值,根据电功率公式P=I2R可表示滑片P分别移到A和C两点时消耗的电功率,已知滑片P分别移到A和C两点时,滑动变阻器消耗的电功率相等,列出方程可得Rx与R0的关系,根据其关系分别表示滑片P移到A和C两点时,滑动变阻器接入电路的电阻,最后计算其电阻之比。
22.【答案】B,C,D
【知识点】影响电阻大小的因素;焦耳定律的应用
【解析】【解答】A.电阻的大小与长度、电阻率成正比、和横截面积成反比,结合Q=I2Rt可知,电阻越大,电热越大, 将原铝导线加长 ,电热变大,A错误,B正确,C正确
D.铜电阻率较小,电热变小,故D符合题意。
故选BCD。
【分析】根据电阻的影响因素、电热判识选项
1、电阻的影响因素: 当导体的材料和横截面积相同时,电阻的长度越长,导体的电阻越大 ;当导体的材料和长度相同时,电阻的横截面积越小,导体的电阻越大,欧姆定律的含义R=U/I只用于计算用电器两端电压以及通过用电器电流计算电阻的公式,并不具有物理含义进行选项判识。
2、电热:公式为Q=I2Rt,所以电热与电流的平方成正比,与电阻成正比
23.【答案】(1)
(2)断开;B
(3)小灯泡断路
(4)10
(5)断开S1,只闭合S0、S2;12
【知识点】电路故障的判断;变阻器;欧姆定律及其应用
【解析】【解答】1)变阻器连接一上一下, 滑动变阻器的滑片P向右移动时,电阻变大所以作图如下
2) 连接电路时,开关S应 断开 ,滑动变阻器的滑片P调节到最大阻值处,即B端 ,保护电路
综上第1空、断开;第2空、B
3) 电流表指针几乎不偏转,电压表有示数 ,所以与电压表并联的灯泡断路
综上 第1空、小灯泡断路
4) 小灯泡在电压为2.5V时 ,电流为0.25A,根据欧姆定律U=IR可知,灯泡电阻为10Ω
综上 第1空、10
5) 断开S2,只闭合S0、S1,移动滑片,使电压表示数为1V; 保持滑片位置不变 断开S1,只闭合S0、S2 电压表示数为2.8V ,此时待测电阻电压为1.8V,通过待测电阻的电流为0.15A,所以待测电阻为12Ω
【分析】根据变阻器连接、电路连接的基本操作
变阻器:变阻器的连接为一上一下,通过改变电阻丝接入电路的长度进而改变电阻,根变阻器的作用除了改变电阻外还可以起到保护电路的作用,所以在连接好电路后,变阻器阻值应该调节到最大阻值处
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;
电路的故障分析: 题目中电流表指针几乎没有偏转,电压表指针迅速偏转到满偏刻度外 ,表明电压表接入电路,所以和电压表并联的用电器断路
欧姆定律:U=IR,据题可知断开S2,只闭合S0、S1,移动滑片,使电压表示数为1V即,小灯泡电压为1V, 断开S1,只闭合S0、S2 ,此时点灯泡电压不变,还为1V,据此计算待测电阻电压,据图识别电路电流,据此计算待测电阻
24.【答案】
【知识点】滑动变阻器的原理及其使用;通电螺线管的磁场;通电螺线管的极性和电流方向的判断
【解析】【解答】由小磁针指向可知螺线管的下端为N极,由安培定则(右手螺旋定则)可知螺线管中电流的方向从上方流入,由于旋钮顺时针转动时通电螺线管的磁性减弱,说明此时电流变小,电阻变大,所以应将滑片左侧部分接入电路,连接a、b接入电路,将螺线管、电位器串联在电路中;磁体外部的磁感线从N出发进入S极,磁感线的方向竖直向上; 将图中电路连接完整,并标出磁感线的方向,如图所示:
【分析】将螺线管、电位器串联在电路中。滑动变阻器要接一上一下;根据小磁针指向判断出螺线管的N、S极,根据安培定则判断螺线管中电流的方向,确定电路的连接,磁体外部的磁感线从N出发进入S极。在连电位器时,滑片与端点接线柱距离越远,电阻值越大,电流越小。
25.【答案】A
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析
【解析】【解答】A.由电路图可知,滑动变阻器和定值电阻串联在电路中,电压表并联在滑动变阻器两端测其电压,电流表串联在电路中测量其电流;由于电压表示数是5V,电源电压是6V,则根据串联分压可知,R1两端的电压为,根据欧姆定律,电阻R1的阻值为,故A正确;
B.由于电源电压为6V,滑动变阻器和定值电阻串联在电路中,则当电压表示数为6V时,说明定值电阻R1短路,故B错误;
C.由于滑动变阻器允许通过的最大电流为0.5A,则由欧姆定律可知,定值电阻两端的电压为,由串联分压可知,滑动变阻器两端的电压为,则此时滑动变阻器接入的最小阻值为;滑动变阻器向右移动时电阻变大,分压变大,电路中的电流变小,并且电源电压是6V,不会超过电压表的量程,则滑动变阻器可以接入50Ω的电阻,因此滑动变阻器的取值范围7Ω~50Ω,故C错误;
D.由于滑动变阻器和定值电阻串联在电路中,且滑动变阻器允许通过的最大电流为0.5A,所以电路中电流不会为0.6A,故D错误。
故选:A。
【分析】(1)滑动变阻器和定值电阻串联在电路中,电压表测量滑动变阻器的电压,电流表测量串联电路的电流,滑片P在中点时,电流表示数为0.2A,电压表示数为5V,求出定值电阻两端的电压,知道电流求出定值电阻的阻值。
(2)电源电压是6V,当电压表示数是6V时,说明定值电阻是短路的。
(3)根据电流表的量程和滑动变阻器允许通过的最大电流,判断电路中的最大电流,知道定值电阻的阻值求出定值电阻两端电压,根据串联电路电压特点求出滑动变阻器两端的电压,根据欧姆定律求出滑动变阻器最小电阻;滑动变阻器向右移动时电阻变大,分担的电压变大,但是电源电压是6V,不会超过电压表量程,所以滑动变阻器可以在最大阻值处,向右滑动时电流表示数变小,也不会超过电流表量程,所以滑动变阻器可以处在最大阻值处。
(4)滑动变阻器和定值电阻串联在电路中,滑动变阻器允许通过的最大电流是0.5A,所以电路电流不会达到0.6A。
26.【答案】(1)半导体;变小
(2)0.4
(3)1.5
(4)并联在光敏电阻两端;3
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析
【解析】【解答】(1)半导体的导电性能介于导体和绝缘体之间,光敏电阻是用半导体材料制成的。
根据图甲,光敏电阻的阻值随着光照强度增加而变小。
(2)由图乙,光敏电阻R和定值电阻R0串联,电流表测量电路中的电流。由图甲,当光强为6cd时,光敏电阻为3Ω,计算电路中的电流:
(3)当电流表的示数小于或等于0.25A时,报警器报警,此时电路的总电阻
;
根据串联的电阻特点,此时光敏电阻R'=R总'-R0=24Ω-12Ω=12Ω;结合图甲可知,当报警器刚好报警时,光强为1.5cd。
(4)由图甲,烟雾越大,即光强越弱时,光敏电阻阻值越大,根据串联电路的分压原理可知,并联在光敏电阻两端的电越大,电压表的示数越大。报警器刚好报警时,光敏电阻两端的电压
【分析】(1)光敏电阻随光照变化电阻变化,属于半导体;根据图像,分析电阻变化规律;
(2)根据,计算电流;
(3)根据,计算电阻,结合串联电路电阻规律,计算部分电阻;
(4)根据U=IR,计算电压,结合串联电路分压规律,计算分压。
27.【答案】变小;变大;10;0.2;0.6×105;2×10-3
【知识点】比热容;燃料的热值;欧姆定律及其应用
【解析】【解答】(1)由图乙,随着舱体气压的变大,压力传感器R的阻值减小。
由甲图,定值电阻R0与压敏电阻R串联,电压表测R0两端的电压,当压力传感器R的阻值减小,由串联分压可知,压力传感器R两端电压减小,则R0两端的电压增大,则电压表的示数增大。
(2)由图乙,当舱体不漏气时,舱体内气压为1.0×105Pa时,压敏电阻R的阻值为10Ω。
电压表示数为10V,根据串联电路的电流特点,通过定值电阻R0的电流:
计算电源电压,
(3)电压表示数为8V时,电路中电流:,
计算压敏电阻R的阻值,由乙图,此时舱内的气压值为0.6×105Pa。
(4)舱体内质量为500g的空气温度升高40℃,空气吸收的热量
空气吸收的热量等于完全燃烧天然气放出的热量,则完全燃烧天然气质量
【分析】(1)根据图像,分析电阻和压力的关系;在串联电路中电阻减小,分压变小,其他位置分压变大;
(2)根据,可以计算电流;根据U=IR,计算电压的大小;
(3)根据,可以计算电阻;
(4)根据Q=cmΔt,计算水吸收的热量;利用,计算消耗的燃料。
28.【答案】解:(1)由电路图可知,当水面在C处时,R3、R4被水短路,红、蓝线之间的电阻:
同理,水面在D处时:,
所以,当水箱内的水面由图1的C处降低到D处时,红、蓝两线间的电阻变化了10kΩ;
(2)水吸收的热量:,
根据题意有,
根据 得:;
(3)从图线可知,25℃时热敏电阻的阻值为10kΩ,因为串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以此时电路中的电流: ,
定值电阻两端的电压:,即25℃的刻度对应电压表2V的刻度位置.
【知识点】比热容;欧姆定律及其应用;电功率的计算
【解析】【分析】(1)水做电导体,可将水面以下的电阻短路,当水面在C处时,R3、R4被水短路,红、蓝线之间的电阻:20kΩ,同理水面在D处时:R4短路,所以此时总电阻为30kΩ,所以,红、蓝两线间的电阻变化了10kΩ;
(2) 水箱里的150kg水从40℃加热到60℃ ,根据热量的计算计算水吸收的热量, 加热功率为1500W ,根据Q=Pt计算加热时间
(3)从图线可知,25℃时热敏电阻的阻值为10kΩ,根据串联分压可知,热敏电阻/定值电阻为10:2=5,所以热敏电阻的电压/定值电阻电压=5,所以定值电阻电压为2V
29.【答案】解:由电路图可知,灯泡与滑动变阻器串联,电压表测灯泡两端的电压,电流表测电路中的电流。(1)当滑片P在某一端点时,电流表示数为0.3A,小灯泡消耗的功率为0.9W;当滑片P移至中点时,电压表示数变化了2V,此时小灯泡恰好正常发光,且消耗的功率为2W,由小灯泡消耗的功率变大可知,电路中的电流I=0.3A时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,由P=UI可得,此时灯泡两端的电压
(2)当滑片P移到中点时,变阻器接入电路中的电阻变小,电路中的电流变大,灯泡两端的电压变大,由电压表示数变化了2V可知,此时灯泡两端的电压
UL'=UL+2V=3V+2V=5V
因此时灯泡正常发光,且灯泡的功率PL'=2W,所以,由
可得,灯泡正常发光时的电阻
(3)当滑片P在最右端时,灯泡的电功率两端的电压UL=3V,电路中的电流I=0.3A,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,由可得,电源的电压
U=ULIR=3V0.3A×R滑 ①
当滑片P移到中点时,灯泡两端的电压UL'=5V,因串联电路中各处的电流相等,所以,电路中的电流
电源的电压:
②
因电源的电压不变,所以,
解得R滑=20Ω,电源的电压
U=ULIR=3V0.3A×20Ω=9V
答:(1)当滑片在A端点时,电压表的示数为3V;
(2)小灯泡正常发光时的电阻为12.5Ω;
(3)电源电压为9V。
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】由电路图可知,电压表测灯泡两端的电压,电流表测电路中的电流,灯泡与滑动变阻器串联。 当滑片P移至中点时,小灯泡消耗的功率变大可知,电路中的电流I=0.3A时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大
(1) 滑片在滑动变阻器的某一端点A时,电流表示数为0.3A,小灯泡消耗的电功率为0.9W ,由P=UI可得,此时灯泡两端的电压
(2)当滑片P移到中点时,变阻器接入电路中的电阻变小,根据串联分压可知,灯泡两端电压变大,所以此时灯泡两端的电压UL'=UL+2V,灯泡的功率PL'=2W,所以,由计算灯泡正常发光时的电阻
(3)当滑片P移到中点时,灯泡两端的电压UL'=5V,由2)可知灯泡电阻,根据欧姆定律U=IR计算电路电流,所以可列,当滑片P在最右端时,灯泡的电压UL=3V,电路中的电流I=0.3A,由可得,电源的电压U=ULIR=3V0.3A×R滑 连列求解电源电压
30.【答案】D
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析
【解析】【解答】AB、当电流为0.3A时,变阻器10Ω,此时依据欧姆定律可列U=0.3A(10Ω+R0),当电流为0.1A时,变阻器50Ω,此时依据欧姆定律可列U=0.1A(50Ω+R0),连列可知,U=6V,R0=10Ω,AB错误。
C、 电流表的量程为0~0.6A ,当电流表为0.6A,此时变阻器电阻最小,总电阻R=6V÷0.6A=10Ω,所以变阻器电阻为0Ω,C错误。
D、变阻器电阻等于定值电阻阻值时,此时变阻器功率最大P=(U÷2R0 )2×R0=(6V÷20Ω)2×10Ω=0.9W,D正确。
综上选D
【分析】根据欧姆定律、电路动态分析判识选项。
1、欧姆定律:公式为U=IR,本题中根据图片信息可列U=0.3A(10Ω+R0),U=0.1A(50Ω+R0),连列求解电源电压和定值电阻阻值。
2、电路动态分析:当变阻器阻值小时,电流表示数最大,此时电流表示数为0.6A,根据欧姆定律计算总电阻,根据串联电路总电阻为用电器电阻值和,求解用电器电阻。
3、注意:在电路动态分析中,变阻器电阻等于定值电阻阻值,此时变阻器电功率最大,根据P=UI=I2R计算电功率。
31.【答案】C
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【解答】A、据图分析可知,升高20℃,电阻增加8Ω,所以每升高,的阻值增大,A错误
B、分析图可知,电阻变化值为4Ω,电压表变化示数为 ,根据欧姆定律可知电流为8mv/4Ω=2mA,B错误
C、 环境温度为时 ,电阻为108Ω,此时通过电阻的电流为2mA,根据欧姆定律可知电压 ,C正确
D、 增大该测温装置的灵敏度 则需要温度变化时,电压表变化更大,所以应该更换一个电流值更大的恒流源 ,D错误
综上选C
【分析】根据欧姆定律判识选项
欧姆定律:公式为U=IR,变形为I=ΔU/ΔI,题目中电阻变化值为4Ω,电压表变化示数为,据此计算此时通过定值电阻的电流,根据题目分析环境温度为时 ,电阻为108Ω,此时通过电阻的电流为2mA,据此计算电压值。
32.【答案】D
【知识点】电流的测量及电流表的使用;并联电路的电流规律
【解析】【解答】 由图可知,R1和R2并联,测量了电阻R1的电流为0.3A,
根据欧姆定律可知,电阻R1两端的电压为:U1=I1R1=0.3A×10Ω=3V,
根据并联电路电压特点,U2=U1=3V,
则通过电阻R2的电流为:,
干路电流为:I=I1+I2=0.3A+0.15A=0.45A<0.6A,
在“探究并联电路电流特点”的活动中,需分别用电流表测出各支路和干路电流,
因此做法正确的是:使用“0~0.6A”量程,分别测量R2支路和干路的电流,故A、B、C错误,D正确。
故选D。
【分析】 根据并联电路的电压特点U2=U1=I1R1计算R2两端的电压,再根据欧姆定律计算通过R2的电流,接下来根据I=I1+I2计算干路电流,从而选择电流表的量程即可。
33.【答案】D
【知识点】电路的动态分析
【解析】【解答】A、 被测人员身高越高,整个电路中的总电阻越大,电流越小,根据P=UI可值,整个电路的电功率越小 ,AB错误,
C、 被测人员身高越高 ,变阻器电阻变大,电压变大,电流变小,所以的值变大,C错误
D、 电压表 、 电流表示数变化量 等于定值电阻电压和电流示数的变化量,所以 无论被测人员身高如何,的值不变,D正确。
综上选D
【分析】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; 被测人员身高越高,整个电路中的总电阻越大,电流越小,根据P=UI可值,整个电路的电功率越小
欧姆定律:本题中ΔU/ΔI=R,所以示数不变
34.【答案】12;6
【知识点】串联电路的电压规律;电功计算公式的应用
【解析】【解答】根据P=可知,当小灯泡的规格为有“6V3W”时,R=(6V)2÷3W=12Ω,根据串联分压可知,当小灯泡正常工作电压为6V,电源电压为9V,所以分压为3V,所以灯泡的阻值与串联电阻的阻值为2:1的关系,所以串联电阻为6Ω。
综上 第1空、12; 第2空、6
【分析】根据电功率的计算、串联分压填空。
1、电功率的计算:公式为P=U2/R,题目中灯泡的额点电压为6V,额定功率为3W,据此计算灯泡的电阻。
2、串联分压:用电器串联时,其两端的电压和电阻成正比,即UL:UR=RL:R。
35.【答案】40;48
【知识点】欧姆定律及其应用;电功的计算
【解析】【解答】据图分析可知,B图像是一条直线,结合欧姆定律U=IR可知,R=8V÷0.2A=40Ω,灯泡的电阻随着温度的变化而变化,所以A的图像是灯泡。据图可知,灯和定值电阻为并联,且电压表测量灯泡的电压,所以当电压表示数为8V时,定值电阻电压为8V,此时通过灯泡的电路流为0.4A,通过定值电阻的电流为0.2A,所以总电流为0.6A,根据W=Pt=UIt=8V×0.6A×10s=48J。
综上 第1空、 40Ω; 第2空、48
【分析】1、欧姆定律:据图分析,定值电阻两端电压为8V时,其电流为0.2A,根据U=IR计算此时的电阻。
2、电能的计算:公式为W=UIt,题目中t=10s,电压为8V,结合用电器为并联,总电流为支路电流之和,据W=UIt计算 小灯泡L和定值电阻R在10s内消耗的总电能。
36.【答案】(1)
(2)右
(3)定值电阻;断路
(4)电源;调零;实验时定值电阻两端电压保持为定值;乙
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】 (1)在探究电流与电阻关系的实验中,除了电压表并联在定值电阻两端,其它的都是串联。根据图片可知,此时电压表的“3V”接线柱与定值电阻右端相连即可,如图所示:
;
(2)根据图片可知,当变阻器的滑片在最右端时阻值最大,则为保护电路,滑动变阻器滑片要移至阻值最大处,即最右端;
(3)闭合开关,电流表指针不偏转,故障可能是断路;电压表指针有明显偏转,说明与电源连通,故故障在与电压表并联的部分,即可能是定值电阻断路;
(4)防止拆电路时发生短路,故拆电路时先拆电源上的导线;
①在整理器材时,他突然发现电压表指针位置如图3所示,需要调零;
②探究电流与电阻关系,需控制定值电阻两端电压一定,改变定值电阻阻值;故遗漏的实验操作并未影响结论,原因是实验时定值电阻两端电压保持为定值;
③正确操作重新进行实验,电压表示数比之前增大,则电流与电阻倒数,即IR增大,故应选乙。
【分析】 (1)根据实验目的确定电器元件的串并联关系,注意电表的量程和接线柱的选择,还要注意变阻器接线“一上一下”;
(2)为保护电路,滑动变阻器滑片要移至阻值最大处;
(3)根据实验现象,结合电表的示数变化确定故障的种类和位置;
(4)防止拆电路时发生短路,故拆电路时先拆电源上的导线;电压表在使用时要指针调零;探究电流与电阻关系,需控制定值电阻两端电压一定,改变定值电阻阻值;正确操作重新进行实验,电压表示数比之前增大,由此分析。
37.【答案】减小;增大;;小于
【知识点】欧姆定律及其应用;电功率的计算
【解析】【解答】(1) 根据图2 可知:当气体浓度增加时,Rx的阻值将减小;
(2)根据图片可知,电压表测量的是定值电阻R两端的电压。Rx的阻值将减小,根据R总=Rx+R可知, 电路中的总电阻减小。根据欧姆定律可知,电路中的电流增大。根据U=IR可知,R两端的电压增大,电压表的示数会增大。
(3)要求将电压表示数为1.5V处标为气体浓度0.5%,此时Rx=20Ω,
它两端的电压为Ux=U总-U=4 V-1.5V=2.5V,
电路中的电流为;
定值电阻的阻值为:。
(4)若长时间使用后,电源电压降低,此时电路中的电流会偏小,则测量结果会小于实际的气体浓度。
【分析】 (1)由图2分析气敏电阻Rx的阻值与气体浓度的变化关系;
(2)由图1可知,R、Rx串联,电压表测量R两端的电压,当气敏电阻Rx的阻值减小时,电路中的总电阻减小,根据欧姆定律可知电路中的电流增大。再根据欧姆定律U=IR分析R两端的电压变化即可;
(3)由图2可知,当气体浓度0.5%时气敏电阻Rx的阻值,根据串联电路的电压特点求出气敏电阻Rx两端的电压,根据欧姆定律求出电路中的电流,根据欧姆定律求出R的阻值;
(4)长时间使用后,电源电压降低,根据欧姆定律可知:此时电路中的电流会偏小,据此分析测量结果的变化。
38.【答案】(1)解: 根据可知,当闭合,断开时,电路中仅工作,电热器处于低温挡;和闭合时,和并联,电热器处于高温挡;
低温挡时电路中的电流:
答:低温挡时电路中的电流为;
(2)解: 高温挡时通过的电流为:;
高温挡时电热器的电功率为:。
答:高温挡时电热器的电功率为
【知识点】欧姆定律及其应用;电功率的计算
【解析】【分析】根据欧姆定律、电功率的计算
(1)根据P=U2/R可知,电阻越大,功率越小,所以低温档对应R1,此时电路的电压为220V,电阻为550Ω,根据欧姆定律U=I1R1计算此时电路的电流
(2)高温档时,两电阻并联,通过R2的电流为I2=U/R2,根据并联电路电流规律可知,总电流为I=I1+I2,根据P=UI计算高温挡时电热器的电功率
39.【答案】(1)
(2)如下所示:
I1/A
I2/A
【知识点】串联电路的电流规律
【解析】【解答】据题可知,探究的目的为测量串联电路电流是否相等,所以用电器彼此串联,即用电器元件之间首尾相连,据此作图,表格为每次试验下两次电流的大小
I1/A
I2/A
【分析】根据电表的连接、串联电路作图
1、电路的串并联:串联:电路元件首位相连,用电器相互干扰,并联:电路元件首首相连,用电器互不干扰,开关在干路上控制整个电路的通断,开关在支路上控制单个支路的通断
2、电流表、电压表的连接:电流表与待测原件串联;电压表的与待测原件并联,连接过程需要电流正极流入负极流出,同时选择合适的量程。
40.【答案】(1)解:将滑片OP旋转至M处时,变阻器接入电路的阻值为零,此时只有R0接入电路,已知此时电路中电流为I=0.6A,
根据欧姆定律可得,电阻箱接入电路的阻值:;
答:电阻箱接入电路的阻值为10Ω。
(2)解:由图知,电阻箱R0与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流,
调节θ为90°时,电流表示数为0.3A,则R0两端的电压:U0=I'R0=0.3A×10Ω=3V,
根据串联电路的电压特点可得,此时电压表的示数:UV=U-U0=6V-3V=3V;
答:调节θ为90°时,此时电压表示数为3V。
(3)解:设滑动变阻器的最大阻值为R滑大,调节θ为90°时变阻器接入电路的电阻为R滑大,
此时电路的总电阻:,
由串联电路的电阻特点可知变阻器接入电路的阻值:R滑大=R总-R0=20Ω-10Ω=10Ω,
则R滑大=20Ω;
由图知,所测角度越大,变阻器接入电路的阻值越大,由串联分压的规律可知变阻器分得的电压越大(即电压表示数越大),则电阻箱分得的电压越小;
当电压表的示数为最大值3V时,由串联电路的电压特点可知,R0的最小电压U0小=U-UV大=6V-3V=3V;因为两者的电压相等,所以根据串联分压的规律可知电阻箱的最小阻值与滑动变阻器的最大阻值相等,即R0小=R滑大=20Ω。
答:满足要求的R0的最小阻值为20Ω。
【知识点】串联电路的电压规律;欧姆定律及其应用
【解析】【分析】 (1)将滑片OP旋转至M处时,只有R0接入电路,根据欧姆定律计算电阻箱接入电路的阻值;
(2)由图知,电阻箱R0与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流;知道θ为90°时电流表的示数,根据欧姆定律计算R0两端的电压,再根据串联电路的电压特点求出此时电压表的示数;
(3)知道θ为90°时电流表的示数,先根据欧姆定律求出此时电路的总电阻,再根据串联电路的电阻特点求出此时变阻器接入电路的阻值,从而求出其最大阻值;根据题意和串联分压的规律计算满足要求的R0的最小阻值。
1 / 1【满分备考攻略】中考物理高频考点精练专题16电流和电压电阻
一、电流和电流的测量
1.(2024·江汉模拟)用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电,让橡胶棒去接触不带电的验电器的金属球时,验电器的金属箔带上了负电,如图甲所示;同样,让橡胶棒去靠近不带电的验电器的金属球时,验电器的金属箔也带上了负电,如图乙所示;下列说法中正确的是( )
A.毛皮比橡胶棒对电子的束缚能力强
B.图甲中,、间会有短暂的电流,方向从橡胶棒到金属球
C.图乙中,橡胶棒靠近金属球时,橡胶棒所带电荷量减小
D.图乙中,验电器金属球上一部分电子转移到验电器的金属箔上
【答案】D
【知识点】验电器的原理及使用;电流的形成;电流的方向
【解析】【解答】A、摩擦起电的实质是电子的转移,原子核对电子的束缚能力强,物体得到电子带负电,橡胶棒A带负电,说明橡胶棒的到电子,即橡胶棒的原子核对电子的束缚能力强,则毛皮的原子核对电子的束缚能力弱,故A错误;
B、图甲中,橡胶棒A接触验电器时,橡胶棒上的负电荷由金属球转移到金属箔片上,所以此时的电流方向是从金属箔片到金属球,故B错误;
C、橡胶棒A没有接触验电器的金属球B,所以橡胶棒A所带电荷量不变,故C错误;
D、橡胶棒A带负电,接近金属球B上,B上的自由电子被排斥而远离,转移到金属箔上,故D正确。
故选:D。
【分析】(1)发生摩擦起电现象的两个物体,束缚核外电子能力强的得到电子,束缚核外电子能力弱的失去电子,得到电子带负电,据此分析判断;
(2)正电荷定向移动的方向为电流方向;
(3)通过接触的方式使物体带点需要相互接触;
(4)同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
2.(2024·金堂模拟)估测是测量的一个重要组成部分。下列估测最接近实际的是( )
A.智能手表的工作电流约为10A
B.电饭煲工作1h消耗的电能约为20J
C.一只教室节能护眼LED灯的功率约为100W
D.教学用翻页笔USB接口的充电电压约为5V
【答案】D
【知识点】电流的大小
【解析】【解答】A、智能手表的工作电流很小,约为,故A错误;
B、家用电饭锅的电功率约为1000W=1kW,正常工作1h消耗的电能约为:,故B错误;
C、一只教室节能护眼LED灯的功率约为40W,故C错误;
D、教学用翻页笔USB接口的充电电压约为5V,故D正确。
故选:D。
【分析】根据不同物理量的估算,有的需要凭借生活经验,有的需要简单的计算,有的要进行单位的换算,最后判断最合理的是哪一个。
3.(2024九下·凤翔模拟)19世纪中期人们成功进入“电气时代”,现如今我们的生活已经与“电”息息相关。下列关于“电”的说法正确的是( )
A.电路的两端有电压时,电路中一定有持续电流
B.忽略温度的影响,两根长度相同的铝导线,电阻一定相等
C.家庭电路中安装了漏电保护器,就不用安装空气开关
D.当人触电时,应及时切断电源或用干木棒挑开电源线
【答案】D
【知识点】有持续电流的条件;影响电阻大小的因素;家庭电路的组成;安全用电原则
【解析】【解答】A.电路中有持续电流的条件:有电压,有闭合的路径,故A错误;
B.忽略温度的影响,两根长度相同的铝导线,电阻大小与横截面积有关,电阻不一定相等,故B错误;
C.漏电保护器防止漏电和触电事故,空气开关防止电流过大,故家庭电路中安装了漏电保护器,也要安装空气开关,故C错误;
D.发现有人触电,首先要切断电源,或用干木棒把电线挑开,然后进行相应的救治,故D正确。
故选D。
【分析】产生持续电流,需要有电压,电路闭合;电阻和导体的材料、长度、横截面积有关;空气开关对电流过大时自动断开电路;发生人体触电时,先断开电源。
4.(2024九下·奉贤模拟)若10秒内通过某导体横截面的电荷量为4库,则通过导体的电流为 安;若此时导体两端的电压为4伏,则该导体的电阻 欧。
【答案】0.4;10
【知识点】电流和电流的单位换算;欧姆定律及其应用
【解析】【解答】(1)电流为;
(2)电阻为。
【分析】由计算通过导体的电流;根据欧姆定律计算导体的电阻。
5.(2024·从江模拟)如图所示,将一个螺线管从中间悬挂并使其在水平面内能自由转动。通电后,螺线管静止时A端指向北方。请在图中标出通电螺线管A端磁极和电源的正、负极。
【答案】
【知识点】电流的方向;通电螺线管的磁场;安培定则
【解析】【解答】通电后,螺线管静止时A端指向北方,则通电螺线管A端为北极(N极),由安培定则可知,通电螺线管中电流方向向下,则电流从电源的左端流出,回到电源的右端,故电源左端为正极,右端为负极,如图所示:
【分析】通电螺线管作为存在着磁场;
悬挂的磁体静止时,指南的磁极叫做南极,指北的磁极叫做北极;
安培定则:用右手握住螺线管,让四指指向螺线管中电流的方向,则拇指所指的那端就是螺线管的N极。
6.(2024九下·鹤山模拟)测量是生活和学习中一项基本技能。
(1)如图甲,用刻度尺测量物体的长度为 cm;
(2)如图乙,电流表的读数为 A;
(3)如图丙,电能表的读数是 kW·h;
(4)如图丁,温度计示数是 ℃。
【答案】(1)1.45
(2)0.3
(3)12615.6
(4)-12
【知识点】温度及温度计的使用与读数;刻度尺的使用;电流的测量及电流表的使用;电能表参数的理解
【解析】【解答】(1)如图甲,刻度尺的分度值为1mm,读数时要估读到分度值下一位,物体的长度为;
(2)如图乙,电流表选用0~0.6A量程,分度值为0.02A,示数为0.3A。
(3)如图丙,电能表的单位是,最后一位是小数位,电能表的读数是。
(4)如图丁,温度计分度值为1℃,刻度上小下大,是零下,示数为-12℃。
【分析】(1)根据物体对应刻度尺的位置,测量长度;
(2)根据电流表的量程和指针位置,测量电流;
(3)根据电能表窗口示数,测量消耗的电能;
(4)根据温度计液柱位置,测量温度。
(1)如图甲,刻度尺的分度值为1mm,读数时要估读到分度值下一位,则物体的长度为
(2)如图乙,电流表选用小量程,分度值为0.02A,示数为0.3A。
(3)如图丙,电能表的单位是,最后一位是小数位,则电能表的读数是。
(4)如图丁,温度计分度值为1℃,刻度上小下大,说明为零下,示数为-12℃。
二、串井联电路的电流规律
7.(2024·镇远县模拟)(多项选择)如图甲所示,电源电压保持不变,将滑动变阻器的滑片P从一端移到另一端的过程中,电阻R1滑动变阻器R2消耗的电功率随电流变化的关系图像如图乙所示。下列判断正确的是
A.电源电压为
B.电阻R1的阻值为
C.滑动变阻器R2的最大阻值为
D.电阻R1的最小功率为
【答案】A,C,D
【知识点】串联电路的电流规律;串联电路的电压规律;欧姆定律及其应用;电功率的计算
【解析】【解答】B、由图可知,当Imax=I2时,导体R1的电功率P,滑动变阻器R2消耗的电功率P2=0W滑动变阻器R2接入的阻值R2=0Ω,所以,由P=I2R得,导体R1的阻值:,故B错误;
A、当Imax=I2时,由欧姆定律得,,此时两端的电压等于电源电压,故电源电压,故A正确;
C、由图知,电路的最小电流为I1,此时滑动变阻器R2的阻值最大,此时电路的总电阻为:,则滑动变阻器的最大电阻为:,故C正确;
D、电阻R1消耗的最小功率为:,故D正确。
故选:ACD。
【分析】根据图象分析出电流最大时两个电阻的功率,根据P=I2R算出导体R1的阻值;根据U=IR算出电源电压;根据R2电功率与电流关系P2=UI -I2R1分析出功率最大的情况,根据P= I2R求出滑动变阻器的阻值。
8.(2024九下·台山模拟)如图所示,电源电压恒为6V,小灯泡L上标“3V 1.5W”字样(灯丝电阻不随温度变化),灯泡正常发光时的电流为 A。闭合开关S,移动滑动变阻器R的滑片P,使小灯泡L正常发光,滑动变阻器接入电路的电阻为 Ω,滑动变阻器R的电功率为 W。
【答案】0.5;6;1.5
【知识点】串联电路的电流规律;串联电路的电压规律;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】根据小灯泡规格,计算灯泡正常发光时的电流为:
灯泡和滑动变阻器串联,闭合开关S,灯泡正常发光时,根据串联电路电压规律,滑动变阻器两端电压为:,
根据串联电路电流规律,计算滑动变阻器接入电路的电阻为
计算滑动变阻器R的电功率为:P=UI=3V×0.5A=1.5W。
【分析】根据,计算电流;利用,计算电阻;根据P=UI,计算电功率。
9.(2024九下·岳阳模拟)如图所示的电路中,灯泡L1和L2是 (选填“串联”或“并联”)连接的;若闭合开关,电压表的示数为3V,电流表A1的示数为0.5A,电流表A2的示数为0.2A,则通过灯L1的电流为 A。
【答案】并联;0.3
【知识点】串联电路和并联电路的辨别;并联电路的电流规律
【解析】【解答】如图电路中,灯泡L1和L2是并联连接的,电流表A2测量通过灯L2的电流,电流表A1测量干路电流,电压表测量电源电压,根据并联电路电流规律可知通过灯L1的电流为
【分析】各用电器并列连接是并联电路;干路电流等于各支路电流之和。
10.(2024九下·碧江模拟)在“探究并联电路的电流规律”实验中,某小组的同学在老师的指导下,设计了如图甲所示的电路图。
(1)某小组刚连完最后一根导线灯泡就亮了,实验过程中不当之处 ;
(2)小丽把电流表接入C点,当闭合开关时,发现电流表指针如图乙所示 ;
(4)连接正确后,测出三点的电流并记录数据,将电流表的读数写入表格;
C处的电流/IC B处的电流/IB A处的电流/IA
第一次测量 0.52A 0.3A 0.22A
(5)分析表中的数据,可以得出结论是: ;
(6)评估交流:实验过程存在的问题 ;改进方案 。
【答案】连接电路时开关没有断开;电流表的正负接线柱接反了;并联电路中干路电流等于各支路电流之和;实验次数太少,结论有偶然性;换用不同规格的灯泡进行多次实验
【知识点】探究串并联电路中的电流特点实验
【解析】【解答】探究并联电路的电流规律时,
(1)刚连完最后一根导线灯泡就亮了,是连接电路时,开关未断开,接完最后一根导线电路就接通。
(2)由图乙,闭合开关后,电流表的指针反向偏转,是电流表的正负接线柱接反了。
(5)根据表格中数据,,并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,即
;
(6)表格中只有一组数据,得出的结论不具有普遍性,为了使得出的结论具有普遍性,应换用不同规格的灯泡进行多次实验。
【分析】(1)连接电路时,开关断开;
(2)电流表正如接线柱接反,指针反向偏转;
(5)根据电流大小,总结并联电路电流规律;
(6)探究并联电路电流规律,需要多次实验,探究普遍性。
三、电压和电压的测量
11.(2024·苍溪二诊)下列对一台智能手机涉及的物理量的估测中,最接近实际的是( )
A.使用一周耗电约1kW·h B.电池电压2×105mV
C.长度约为2×107nm D.质量约为2×10-4t
【答案】D
【知识点】质量及其特性;长度的估测;电压和电压的单位换算;电能表参数的理解
【解析】【解答】A.手机的功率约5W,一天耗电量约0.12kW,使用一周耗电约0.84kW·h,A不符合题意;
B.手机电池电压3.7V=3700mV,B不符合题意;
C.长度约为15cm,C不符合题意;
D.质量约为2×10-4t=200g,D符合题意。
故答案为:D.
【分析】根据手机的长度、质量、电压和电功率,结合数据解答。
12.(2024九下·十堰模拟)如图是某款电子测温仪及其内部原理图,电源电压保持不变,显示仪由电表改装而成。为热敏电阻,其阻值随温度的升高而减小,为定值电阻。下列说法正确的是( )
A.显示仪是由电流表改装而成
B.被测体温越高,电路中的电流越小
C.被测体温越高,显示仪示数越大
D.被测体温越高,消耗的功率越小
【答案】C
【知识点】电压的测量及电压表的使用;电路的动态分析;电功率的计算
【解析】【解答】 A.R与R0串联,显示仪与电阻R0并联,显示仪由电压表改装而成,测R0两端的电压,故A错误;
BCD.结合题意,被测者体温越高,R的阻值越小,电路的总电阻越小,根据欧姆定律可知,电路中的电流越大;根据U=IR可知,定值电阻R0两端电压越大,电压表的示数越大,即显示仪示数越大,由P=UI可知,R0消耗的功率越大,故C正确,BD错误。
故选:C。
【分析】由电路图可知,R与R0串联,显示仪(电压表)测R0两端的电压;
因热敏电阻R的阻值随温度的升高而减小,所以可知被测者体温越高时,热敏电阻的阻值变化以及总电阻的变化;根据欧姆定律可知电路中电流的变化和定值电阻R0两端电压的变化;根据P=UI可知整个电路消耗电功率的变化。
13.(2024九上·丹徒期末)如图所示的电路中,在图中空缺处填上电源和电压表的元件符号,使开关闭合后,电流方向如图所示,且两灯串联连接.
【答案】
【知识点】电流表的连接;电压表的连接
【解析】【解答】两灯串联,所以右侧为电压表,电源正极在上端,据此作图
【分析】电压表相当于断路,电流表相当于导线
14.(2024九下·碧江模拟)如图甲所示,当开关S由接点1转到接点2时,电压表示数变化如图乙所示,则灯泡L2两端的电压是 V;此时L1和L2消耗的电能之比W1∶W2= 。
【答案】4;1∶2
【知识点】串联电路的电压规律;电功的计算
【解析】【解答】根据电路图,当S接1时,电路为L1的简单电路,电压表测电源的电压,由图乙,电源的电压U=6V,当S接2时,两灯泡串联,电压表测L1两端的电压,由图乙,此时L1两端的电压U1=2V,由串联电路的电压特点可知,灯泡L2两端的电压:U2=U-U1=6V-2V=4V,
串联电路中各处的电流相等,此时L1和L2消耗的电能之比
W1∶W2=U1It∶U2It= U1∶U2=2V∶4V=1∶2。
【分析】串联电路中,总电压等于各用电器分压之和;根据W=UIt,计算消耗电能的多少。
15.(2024·新余模拟) 如图所示,电源电压保持不变,若在甲、乙两处分别接入电压表,闭合开关、,测得;则 ;若只闭合开关,拆去电压表,并在甲、乙两处分别接入电流表,则此时 。
【答案】4∶3;4∶3
【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;欧姆定律及其应用
【解析】【解答】(1)在甲、乙两处分别接入电压表,闭合开关S1、S2时,两电阻串联在电路中,甲表测的是R1两端的电压,乙表测的是R2两端的电压,因串联电路中各处的电流相等,所以,由可得,两电阻的阻值之比:;
(2)只闭合开关S1,拆去电压表,并在甲、乙两处分别接入电流表时,两电阻并联在电路中,甲表测的是通过R2的电流,乙表测的是通过R1的电流,因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,两电流表的示数之比:。
【分析】(1)在甲、乙两处分别接入电压表,闭合开关S1、S2时,两电阻串联在电路中,甲表测的是R1两端的电压,乙表测的是R2两端的电压,根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出两电阻的阻值之比;
(2)只闭合开关S1,拆去电压表,并在甲、乙两处分别接入电流表时,两电阻并联在电路中,甲表测的是通过R2的电流,乙表测的是通过R1的电流,根据并联电路的电压特点和欧姆定律求出两电流表的示数之比。
16.(2024·从江模拟)在如图所示的电路中,电源两端的电压恒为7.5 V,灯L上标有“6.3 V 0.3 A”字样,滑动变阻器R的最大阻值为10 Ω。若灯L的电阻保持不变,闭合开关S,求:
(1)灯L的阻值;
(2)灯L正常工作时,滑动变阻器接入电路中的阻值;
(3)当滑动变阻器接入电路的阻值为9 Ω时,灯L的实际功率。
【答案】(1)解:由电路图可知,闭合开关S,灯泡L与滑动变阻器R串联,电压表测滑动变阻器R两端的电压,电流表测电路中的电流。
由可得,灯L的电阻
(2)解:由题意可知灯泡正常工作时的电流:I额=0.3 A,因为串联电路总电压等于各部分电路电压之和,则灯L正常工作时滑动变阻器两端的电压:;
因为串联电路中各处的电流相等,则滑动变阻器接入电路中的电阻值:
(3)解:当滑动变阻器接入电路的阻值为9 Ω时,电路中的总电阻,
此时电路中的电流,
灯L的实际功率
【知识点】串联电路的电压规律;电阻的串联;欧姆定律及其应用;电功率的计算
【解析】【分析】由电路图可知,灯泡L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。
(1)知道灯泡的额定电压和额定电流,根据欧姆定律求出灯L的电阻值;
(2)灯L正常工作时其两端的电压和额定电压相等,通过的电流和额定电流相等,根据串联电路的电压特点求出滑动变阻器两端的电压,根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的电阻值;
(3)灯L正常工作时,根据P=UI求出滑动变阻器的电功率。
四、串井联电路的电压规律
17.(2024·从江模拟)图甲所示电路的电源电压保持不变,闭合开关后,将滑动变阻器的滑片由最右端向最左端移动的过程中,两电压表与电流表的示数变化关系如图乙所示,则( )
A.a是滑动变阻器的U-I图线 B.灯泡电阻的最小值为10Ω
C.R的最大阻值为25Ω D.电路的最大功率为3.6W
【答案】A,C,D
【知识点】串联电路的电流规律;串联电路的电压规律;电阻的串联;欧姆定律及其应用;电路的动态分析
【解析】【解答】A、闭合开关,灯泡和滑动变阻器串联接入电路,电压表V测灯泡两端的电压,电压表V1测滑动变阻器两端的电压,电流表测通过电路的电流,将滑动变阻器的滑片由最右端向最左端移动的过程中,滑动变阻器接入电路的电阻变小,串联电路总电阻等于各部分电阻之和,则电路总电阻变小,根据欧姆定律可知通过电路的电流变大,根据串联分压原理可知滑动变阻器两端的电压变小,根据串联电路电压规律可知灯泡两端的电压变大,所以a是滑动变阻器的图像,b是灯泡的图像,故A正确;
B、通过灯泡的电流最小时,灯泡的电阻最小,由图可知此时灯泡两端的电压为1V,通过灯泡的电流为0.2A,此时滑动变阻器两端的电压为5V,根据欧姆定律可得灯泡的最小阻值
,故B错误;
C、滑动变阻器的最大阻值,故C正确;
D、电源电压U=UL+UR=1V+5V=6V,由图可知通过电路的最大电流为0.6A,电路的最大功率为P =UI'=6V×0.6A=3.6W,故D正确;
故选:ACD。
【分析】闭合开关,灯泡和滑动变阻器串联接入电路,电压表V测灯泡两端的电压,电压表V2测滑动变阻器两端的电压,电流表测通过电路的电流,将滑动变阻器的滑片由最右端向最左端移动的过程中,滑动变阻器接入电路的电阻变小,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,
根据串联分压原理可知滑动变阻器两端的电压变化,根据串联电路电压规律可知灯泡两端的电压变化,据此确定a、b对应的元件;通过灯泡的电流最小时,灯泡的电阻最小,由图可知此时灯泡两端的电压为1V,通过灯泡的电流为0.2A,此时滑动变阻器两端的电压为5V,根据欧姆定律计算灯泡的最小阻值和滑动变阻器的最大阻值;根据串联电路电压规律计算电源电压,由图可知通过电路的最大电流,根据P=UI计算电路的最大功率。
18.(2024·惠州模拟) 额定电压均为6V的小灯泡L1、L2,它们的电流随两端电压的变化关系如图甲所示,则灯L2的额定功率为 W;将L1、L2先后按图乙、图丙连接在电源电压均为6V的电路中,按图 (选填“乙”或“丙”)连接能使L1、L2均正常发光;闭合开关,图乙电路的总功率为 W。
【答案】3.3;丙;1.5
【知识点】并联电路的电流规律;并联电路的电压规律;电功率的计算
【解析】【解答】 L2的额定电压为6V,额定电流为0.55A,所以 L2的额定功率 P=UI=6V×0.55A=3.3W; 并联电路用电器电压核电源电压相等,所以图丙方式能使灯泡正常发光,据图可知,当电流为0.25A时,两灯泡电压之和为6V,图乙电路的总功率P=UI=6V×0.25A=1.5W
综上第1空为3.3;第2空为丙;第3空为1.5
【分析】根据电功率的计算、串联电路电流规律、并联电路电压规律填空
1、电功率的计算:公式为P=UI, L2的额定电压为6V,额定电流为0.55A,据此计算额定电功率,当电流为0.25A时,两灯泡电压之和为6V,据此计算电路总功率
2、并联电路电压相等,串联电路电流相等
19.(2024·安源模拟)如图甲电路探究“电流与电压和电阻的关系”。器材有:两节新干电池,开关,滑动变阻器,阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω和25Ω的定值电阻各一个,电压表和电流表各一个,导线若干。
甲 乙 丙 丁
实验一:探究“电流与电压的关系”
(1)图甲中,电表1应为 表(选填“电压”或“电流”)。为了保护电路,实验开始时,滑动变阻器的滑片P应移动到最 (选填“左”或“右”)端;
(2)①小堰将5Ω的电阻接入电路,检查电路无误后开始实验,移动滑动变阻器的滑片,依次记录了五组数据,并根据数据绘制如图14乙所示的图像(图中省略了横纵坐标标度),根据图像可得出结论: ;
②测量的5组数据中,滑动变阻器阻值最大的时候是图像中的 点(选填“A”“B”“C”“D”或“E”);
(3)为了使实验结论更具有普遍性,小堰换用10Ω的电阻重复前面操作,得到多组数据,根据实验数据,在相同的坐标系中画出了图像,下列a、b、c图像中,最合理的是 (选填:“a”“b”或“c”);
(a) (b) (c)
(4)实验二:探究“电流与电阻的关系”
小堰将5Ω的电阻更换为10Ω的电阻接入电路,拆下5Ω电阻后,发现电压表、电流表指针偏转如图丙所示,则不规范的操作可能是:
(5)小堰用测量数据绘制图像如图14丁,为了确保实验的顺利进行,选取的滑动变阻器最大阻值至少为 Ω。
【答案】(1)电压;左
(2)体电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比;A
(3)b
(4)开关在连接电路时没有断开
(5)12.5
【知识点】探究串、并联电路中的电压规律实验
【解析】【解答】(1)电压表应与被测电路并联,电流表应与被测电路串联。由图甲中,电表1并联在电阻R两端,应为电压表。
由图甲知,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,即最左端。
(2) ①由图乙知,因为绘制出电阻R的I-U图象为过原点的直线,所以可得结论:导体电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
②滑动变阻器阻值最大的时候,电路中的电流最小,所以为A点。
(3)由U=IR可知,当电流一定时,电阻越大,电阻两端的电压越大,所以在I-U图像中,相同的电流下,阻值为10Ω电阻电压为阻值为5Ω电阻电压的2倍,故b符合题意。
(4)如图丙所示,电流表示数为零,表明电路中可能存在断路,电压表接近电源电压,表明电压表与电源两极是通路,则定值电阻存在断路。由题意知,拆下5Ω电阻后,电路断路,电流表示数为零,电压表示数接近电源电压(两节干电池约3V),说明此时电路是通路的,由此可知,小明不规范的操作可能是开关在连接电路时没有断开。
(6)如图丁图像所示,定值电阻两端的电压为U=IR=0.08A×25Ω=0.1A×20Ω=……=0.4A×5Ω=2V;保持不变,根据串联电压规律,变阻器分得的电压为U滑=U-UR=3V-2V=1V;定值电阻最大为25Ω,根据串联电路分压原理可得,解得R滑大=12.5Ω,即滑动变阻器的最大阻值至少为12.5Ω。
【分析】(1)电压表应与被测电路并联,电流表应与被测电路串联;连接电路时为保证电路不出现短路,保护电路安全,开关应断开,电路电阻应调到最大,滑动变阻器的滑片移到阻值最大处;
(2)根据所画图像为一条过原点的直线分析得出结论,根据串联分压原理进行分析;
(3)在I-U图像中,相同的电流下,阻值为10Ω电阻电压为阻值为5Ω电阻电压的2倍,据此选出正确图像;
(4)电流表示数为零,表明电路中可能存在断路,电压表接近电源电压,表明电压表与电源两极是通路,则定值电阻存在断路,由此分析;
(5)探究电流与电阻的关系,应保持电阻两端的电压不变,根据串联电路电压的规律求出变阻器分得的电压,根据分压原理分析解答滑动变阻器的最大,根据图线得出结论。
20.(2024·修水模拟) 如图所示,电源电压保持不变,,,当开关闭合,、都断开时,电流表示数是。求:
(1)电源电压;
(2)当开关、、都闭合时,通过的电流;
(3)当开关、、都闭合时,电流表的示数及电路中消耗的总功率。
【答案】(1)当开关闭合,、都断开时,与串联,则电源电压为
(2)当开关、、都闭合时,与并联,电流表测干路电流。根据并联电路电压规律,两端的电压为
则通过的电流为
(3)解:当开关、、都闭合时,根据并联电路电压规律,两端的电压为
则通过的电流为
根据并联电流规律,电流表示数为
则电路消耗的总功率为
【知识点】并联电路的电压规律;欧姆定律及其应用
【解析】【分析】1)当开关闭合,、都断开时,与串联,则电源电压为
2)当开关、、都闭合时,与并联,电流表测干路电流。根据并联电路电压规律,两端的电压为则通过的电流为
3)解:当开关、、都闭合时,根据并联电路电压规律,两端的电压为
则通过的电流为根据并联电流规律,电流表示数为则电路消耗的总功率为
五、电阻和滑动变阻器
21.(2024·库尔勒模拟) 如图所示,电源电压保持不变。闭合开关,滑片P分别移到A和C两点时,滑动变阻器消耗的电功率相等,移到B点时,滑动变阻器消耗的电功率最大。若AB段和BC段电阻之比为2∶3,则滑片P移到A和C两点时,滑动变阻器接入电路的电阻之比为( )
A.1∶6 B.2∶3 C.4∶9 D.8∶27
【答案】C
【知识点】电阻;变阻器;滑动变阻器的原理及其使用
【解析】【解答】根据电功率公式的变形可表示滑动变阻器的功率
当R滑=R0时,滑动变阻器的电功率最大,
已知AB段和BC段电阻之比为2:3,设AB段电阻为RAB=2Rx,则RBC=3Rx,
滑片位于A点时,RA=R0-2Rx,滑片位于C点时,RC=R0+3Rx,
闭合开关,滑片P分别移到A和C两点时,滑动变阻器消耗的电功率相等,根据电功率公式P=I2R可得:,
解得:
,
则
,。
所以滑片P移到A和C两点时,滑动变阻器接入电路的电阻之比为:
。
故答案为:C。
【分析】根据电功率公式的变形可表示滑动变阻器的功率,分析可知当R滑=R0时,滑动变阻器的电功率最大,设AB段电阻为RAB=2Rx,则RBC=3Rx,进一步表示滑片P分别移到A和C两点时的电阻阻值,根据电功率公式P=I2R可表示滑片P分别移到A和C两点时消耗的电功率,已知滑片P分别移到A和C两点时,滑动变阻器消耗的电功率相等,列出方程可得Rx与R0的关系,根据其关系分别表示滑片P移到A和C两点时,滑动变阻器接入电路的电阻,最后计算其电阻之比。
22.(2024九下·长春模拟)某大功率用电器,用铝导线接到电源上,工作不久发现导线过热,为使导线不过热,下列措施中可行的是( )
A.将原铝导线加长
B.将原铝导线减短
C.换上比原铝线更粗的铝线,长短相同
D.换上长短粗细与铝线相同的铜线
【答案】B,C,D
【知识点】影响电阻大小的因素;焦耳定律的应用
【解析】【解答】A.电阻的大小与长度、电阻率成正比、和横截面积成反比,结合Q=I2Rt可知,电阻越大,电热越大, 将原铝导线加长 ,电热变大,A错误,B正确,C正确
D.铜电阻率较小,电热变小,故D符合题意。
故选BCD。
【分析】根据电阻的影响因素、电热判识选项
1、电阻的影响因素: 当导体的材料和横截面积相同时,电阻的长度越长,导体的电阻越大 ;当导体的材料和长度相同时,电阻的横截面积越小,导体的电阻越大,欧姆定律的含义R=U/I只用于计算用电器两端电压以及通过用电器电流计算电阻的公式,并不具有物理含义进行选项判识。
2、电热:公式为Q=I2Rt,所以电热与电流的平方成正比,与电阻成正比
23.(2024·南京模拟)小杰和小亮在“测量小灯泡电阻”的实验中,准备了以下器材:电源、小灯泡(额定电压为2.5V、电流表、电压表、规格为“20Ω,1A”的滑动变阻器、开关、导线若干。
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲中的电路连接完整。要求:滑动变阻器的滑片P向右移动时,小灯泡变暗。
(2)连接电路时,开关S应 ,闭合开关前应将滑动变阻器的滑片P调至 端;
(3)正确连接电路后,闭合开关S,移动滑片P,小杰发现小灯泡始终不亮,电流表指针几乎不偏转,电压表有示数,则故障原因是 ;
(4)故障排除后,小杰进行多次测量,将测得的数据用描点法作出了小灯泡的I-U图像,如图乙所示,根据图像可得:小灯泡在电压为2.5V时的电阻为 Ω;
(5)小亮用该灯泡和电压表,测未知电阻Rx的阻值,电路图如图丙。步骤如下:
①断开S2,只闭合S0、S1,移动滑片,使电压表示数为1V;
②保持滑片位置不变, ,读出电压表示数为2.8V;
③Rx的阻值为 Ω。
【答案】(1)
(2)断开;B
(3)小灯泡断路
(4)10
(5)断开S1,只闭合S0、S2;12
【知识点】电路故障的判断;变阻器;欧姆定律及其应用
【解析】【解答】1)变阻器连接一上一下, 滑动变阻器的滑片P向右移动时,电阻变大所以作图如下
2) 连接电路时,开关S应 断开 ,滑动变阻器的滑片P调节到最大阻值处,即B端 ,保护电路
综上第1空、断开;第2空、B
3) 电流表指针几乎不偏转,电压表有示数 ,所以与电压表并联的灯泡断路
综上 第1空、小灯泡断路
4) 小灯泡在电压为2.5V时 ,电流为0.25A,根据欧姆定律U=IR可知,灯泡电阻为10Ω
综上 第1空、10
5) 断开S2,只闭合S0、S1,移动滑片,使电压表示数为1V; 保持滑片位置不变 断开S1,只闭合S0、S2 电压表示数为2.8V ,此时待测电阻电压为1.8V,通过待测电阻的电流为0.15A,所以待测电阻为12Ω
【分析】根据变阻器连接、电路连接的基本操作
变阻器:变阻器的连接为一上一下,通过改变电阻丝接入电路的长度进而改变电阻,根变阻器的作用除了改变电阻外还可以起到保护电路的作用,所以在连接好电路后,变阻器阻值应该调节到最大阻值处
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;
电路的故障分析: 题目中电流表指针几乎没有偏转,电压表指针迅速偏转到满偏刻度外 ,表明电压表接入电路,所以和电压表并联的用电器断路
欧姆定律:U=IR,据题可知断开S2,只闭合S0、S1,移动滑片,使电压表示数为1V即,小灯泡电压为1V, 断开S1,只闭合S0、S2 ,此时点灯泡电压不变,还为1V,据此计算待测电阻电压,据图识别电路电流,据此计算待测电阻
24.(2024九下·当阳模拟)请用笔画线代替导线将图中电路连接完整,并标出磁感线的方向。要求:闭合开关S后,小磁针指向如图所示,旋钮顺时针转动时通电螺线管的磁性减弱,导线不得交叉。
【答案】
【知识点】滑动变阻器的原理及其使用;通电螺线管的磁场;通电螺线管的极性和电流方向的判断
【解析】【解答】由小磁针指向可知螺线管的下端为N极,由安培定则(右手螺旋定则)可知螺线管中电流的方向从上方流入,由于旋钮顺时针转动时通电螺线管的磁性减弱,说明此时电流变小,电阻变大,所以应将滑片左侧部分接入电路,连接a、b接入电路,将螺线管、电位器串联在电路中;磁体外部的磁感线从N出发进入S极,磁感线的方向竖直向上; 将图中电路连接完整,并标出磁感线的方向,如图所示:
【分析】将螺线管、电位器串联在电路中。滑动变阻器要接一上一下;根据小磁针指向判断出螺线管的N、S极,根据安培定则判断螺线管中电流的方向,确定电路的连接,磁体外部的磁感线从N出发进入S极。在连电位器时,滑片与端点接线柱距离越远,电阻值越大,电流越小。
六、能力提升
25.(2023九上·东莞期中)如图所示电路中,电源电压恒为6V,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~15V,滑动变阻器R2规格为“50Ω0.5A”。滑片P在中点时,电流表示数为0.2A,电压表示数为5V。下列说法中正确的有( )
A.定值电阻R1为5Ω
B.如果出现电压表示数为6V,可能是R1断路
C.滑动变阻器阻值可调节范围为5Ω~50Ω
D.R2的功率占电路总功率的比值最小时,电流表示数为0.6A
【答案】A
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析
【解析】【解答】A.由电路图可知,滑动变阻器和定值电阻串联在电路中,电压表并联在滑动变阻器两端测其电压,电流表串联在电路中测量其电流;由于电压表示数是5V,电源电压是6V,则根据串联分压可知,R1两端的电压为,根据欧姆定律,电阻R1的阻值为,故A正确;
B.由于电源电压为6V,滑动变阻器和定值电阻串联在电路中,则当电压表示数为6V时,说明定值电阻R1短路,故B错误;
C.由于滑动变阻器允许通过的最大电流为0.5A,则由欧姆定律可知,定值电阻两端的电压为,由串联分压可知,滑动变阻器两端的电压为,则此时滑动变阻器接入的最小阻值为;滑动变阻器向右移动时电阻变大,分压变大,电路中的电流变小,并且电源电压是6V,不会超过电压表的量程,则滑动变阻器可以接入50Ω的电阻,因此滑动变阻器的取值范围7Ω~50Ω,故C错误;
D.由于滑动变阻器和定值电阻串联在电路中,且滑动变阻器允许通过的最大电流为0.5A,所以电路中电流不会为0.6A,故D错误。
故选:A。
【分析】(1)滑动变阻器和定值电阻串联在电路中,电压表测量滑动变阻器的电压,电流表测量串联电路的电流,滑片P在中点时,电流表示数为0.2A,电压表示数为5V,求出定值电阻两端的电压,知道电流求出定值电阻的阻值。
(2)电源电压是6V,当电压表示数是6V时,说明定值电阻是短路的。
(3)根据电流表的量程和滑动变阻器允许通过的最大电流,判断电路中的最大电流,知道定值电阻的阻值求出定值电阻两端电压,根据串联电路电压特点求出滑动变阻器两端的电压,根据欧姆定律求出滑动变阻器最小电阻;滑动变阻器向右移动时电阻变大,分担的电压变大,但是电源电压是6V,不会超过电压表量程,所以滑动变阻器可以在最大阻值处,向右滑动时电流表示数变小,也不会超过电流表量程,所以滑动变阻器可以处在最大阻值处。
(4)滑动变阻器和定值电阻串联在电路中,滑动变阻器允许通过的最大电流是0.5A,所以电路电流不会达到0.6A。
26.(2024九下·台山模拟)阅读材料,回答问题。
光敏电阻
“光强”是表示光的强弱程度的物理量,照射光越强,光强越大,国际单位为坎德拉(cd)。某光敏电阻的阻值随光强变化的关系如图甲所示。科技小组的同学利用光敏电阻R设计了一个烟雾报警器,电源电压恒为6V,定值电阻R0的阻值为12Ω。当有烟雾时,射入光敏电阻的光线减少,电流表的示数小于或等于0.25A时,装置报警。
(1)光敏电阻是用 (选填“半导体”“超导体”或“绝缘体”)材料制成的;当光强增大时,光敏电阻的阻值 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
(2)当光强为6cd时,电流表的示数为 A。
(3)当报警器刚好报警时,光强为 cd。
(4)若在如图乙所示的电路中加入一电压表,且烟雾越大,电压表的示数越大,则电压表应 。当电压表的示数为 V,报警器刚好报警。
【答案】(1)半导体;变小
(2)0.4
(3)1.5
(4)并联在光敏电阻两端;3
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析
【解析】【解答】(1)半导体的导电性能介于导体和绝缘体之间,光敏电阻是用半导体材料制成的。
根据图甲,光敏电阻的阻值随着光照强度增加而变小。
(2)由图乙,光敏电阻R和定值电阻R0串联,电流表测量电路中的电流。由图甲,当光强为6cd时,光敏电阻为3Ω,计算电路中的电流:
(3)当电流表的示数小于或等于0.25A时,报警器报警,此时电路的总电阻
;
根据串联的电阻特点,此时光敏电阻R'=R总'-R0=24Ω-12Ω=12Ω;结合图甲可知,当报警器刚好报警时,光强为1.5cd。
(4)由图甲,烟雾越大,即光强越弱时,光敏电阻阻值越大,根据串联电路的分压原理可知,并联在光敏电阻两端的电越大,电压表的示数越大。报警器刚好报警时,光敏电阻两端的电压
【分析】(1)光敏电阻随光照变化电阻变化,属于半导体;根据图像,分析电阻变化规律;
(2)根据,计算电流;
(3)根据,计算电阻,结合串联电路电阻规律,计算部分电阻;
(4)根据U=IR,计算电压,结合串联电路分压规律,计算分压。
27.(2024九下·岳阳模拟)2023年10月26日,神舟十七号载人飞船发射成功,小明通过查阅资料了解到,飞船在发射前,科技人员要检验飞船舱体的气密性,他设计了如图甲所示的模拟检测电路,电源电压保持不变,为的定值电阻,R为压力传感器,其阻值随环境气压的变化规律如图乙所示,将R置于舱体中,舱体置于真空室中,舱体不漏气时,电压表示数为,舱体内气压为;
(1)随着舱体气压的变大,压力传感器R的阻值 ,电压表的示数 (均选填“变大”、“变小”或“不变”);
(2)当舱体不漏气时,压力传感器R的阻值为 ;通过定值电阻的电流为 A;
(3)若电压表示数为,此时舱内的气压值为 ;
(4)若舱体内质量为的空气温度升高,空气吸收的热量相当于完全燃烧 的天然气放出的热量。[]
【答案】变小;变大;10;0.2;0.6×105;2×10-3
【知识点】比热容;燃料的热值;欧姆定律及其应用
【解析】【解答】(1)由图乙,随着舱体气压的变大,压力传感器R的阻值减小。
由甲图,定值电阻R0与压敏电阻R串联,电压表测R0两端的电压,当压力传感器R的阻值减小,由串联分压可知,压力传感器R两端电压减小,则R0两端的电压增大,则电压表的示数增大。
(2)由图乙,当舱体不漏气时,舱体内气压为1.0×105Pa时,压敏电阻R的阻值为10Ω。
电压表示数为10V,根据串联电路的电流特点,通过定值电阻R0的电流:
计算电源电压,
(3)电压表示数为8V时,电路中电流:,
计算压敏电阻R的阻值,由乙图,此时舱内的气压值为0.6×105Pa。
(4)舱体内质量为500g的空气温度升高40℃,空气吸收的热量
空气吸收的热量等于完全燃烧天然气放出的热量,则完全燃烧天然气质量
【分析】(1)根据图像,分析电阻和压力的关系;在串联电路中电阻减小,分压变小,其他位置分压变大;
(2)根据,可以计算电流;根据U=IR,计算电压的大小;
(3)根据,可以计算电阻;
(4)根据Q=cmΔt,计算水吸收的热量;利用,计算消耗的燃料。
28.(2024九下·武汉模拟)太阳能热水器的电脑芯片可以通过“水位水温传感器”的电阻变化来检测水位和水温变化,从而自动控制进水、加热等.某型号的太阳能热水器的“水位水温传感器”有红、蓝、白、绿四根不同颜色的引出线,其内部结构示意图如图1,其中的水位传感器利用不纯净的水能导电的性质来工作.问:
(1)当水箱内的水面由图1的C处降低到D处时,红、蓝两线间的电阻变化了多少kΩ?(四个电阻阻值都等于10kΩ,水箱内A、B、C、D、E、F、G、H均为裸露的金属触点,忽略水的电阻);如果实际水位已经下降了,但它的显示屏总显示水是满的,那么水位传感器的故障原因是什么?
(2)阴雨天时需要电辅助加热.已知加热功率为1500W,要把水箱里的150kg水从40℃加热到60℃,需要多长时间?[c水=4.2×103J/(kg ℃);不计热损失]
(3)张杨手头有一个维修师傅换下来的“水位水温传感器”,其热敏电阻还是好的,于是就想自制一个指针式热敏温度计,他设计的电路如图2所示.如果电路中电源电压等于l2V,定值电阻R0的阻值是2kΩ,上网查到这种热敏电阻的阻值随温度变化的关系如图3所示,那么,这个指针式热敏温度计的25℃温度刻度跟电压表多少伏的刻度对应?
【答案】解:(1)由电路图可知,当水面在C处时,R3、R4被水短路,红、蓝线之间的电阻:
同理,水面在D处时:,
所以,当水箱内的水面由图1的C处降低到D处时,红、蓝两线间的电阻变化了10kΩ;
(2)水吸收的热量:,
根据题意有,
根据 得:;
(3)从图线可知,25℃时热敏电阻的阻值为10kΩ,因为串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以此时电路中的电流: ,
定值电阻两端的电压:,即25℃的刻度对应电压表2V的刻度位置.
【知识点】比热容;欧姆定律及其应用;电功率的计算
【解析】【分析】(1)水做电导体,可将水面以下的电阻短路,当水面在C处时,R3、R4被水短路,红、蓝线之间的电阻:20kΩ,同理水面在D处时:R4短路,所以此时总电阻为30kΩ,所以,红、蓝两线间的电阻变化了10kΩ;
(2) 水箱里的150kg水从40℃加热到60℃ ,根据热量的计算计算水吸收的热量, 加热功率为1500W ,根据Q=Pt计算加热时间
(3)从图线可知,25℃时热敏电阻的阻值为10kΩ,根据串联分压可知,热敏电阻/定值电阻为10:2=5,所以热敏电阻的电压/定值电阻电压=5,所以定值电阻电压为2V
29.(2024九下·武汉模拟)如图所示电路中,电源电压不变闭合开关后,当滑片在滑动变阻器的某一端点A时,电流表示数为0.3A,小灯泡消耗的电功率为0.9W;当滑片移至滑动变阻器的中点时,电压表示数变化了2V,此时小灯泡恰好正常发光,且消耗的电功率为2W,求:
(1)当滑片在A端点时,电压表的示数;
(2)小灯泡正常发光时的电阻;
(3)电源电压。
【答案】解:由电路图可知,灯泡与滑动变阻器串联,电压表测灯泡两端的电压,电流表测电路中的电流。(1)当滑片P在某一端点时,电流表示数为0.3A,小灯泡消耗的功率为0.9W;当滑片P移至中点时,电压表示数变化了2V,此时小灯泡恰好正常发光,且消耗的功率为2W,由小灯泡消耗的功率变大可知,电路中的电流I=0.3A时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,由P=UI可得,此时灯泡两端的电压
(2)当滑片P移到中点时,变阻器接入电路中的电阻变小,电路中的电流变大,灯泡两端的电压变大,由电压表示数变化了2V可知,此时灯泡两端的电压
UL'=UL+2V=3V+2V=5V
因此时灯泡正常发光,且灯泡的功率PL'=2W,所以,由
可得,灯泡正常发光时的电阻
(3)当滑片P在最右端时,灯泡的电功率两端的电压UL=3V,电路中的电流I=0.3A,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,由可得,电源的电压
U=ULIR=3V0.3A×R滑 ①
当滑片P移到中点时,灯泡两端的电压UL'=5V,因串联电路中各处的电流相等,所以,电路中的电流
电源的电压:
②
因电源的电压不变,所以,
解得R滑=20Ω,电源的电压
U=ULIR=3V0.3A×20Ω=9V
答:(1)当滑片在A端点时,电压表的示数为3V;
(2)小灯泡正常发光时的电阻为12.5Ω;
(3)电源电压为9V。
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】由电路图可知,电压表测灯泡两端的电压,电流表测电路中的电流,灯泡与滑动变阻器串联。 当滑片P移至中点时,小灯泡消耗的功率变大可知,电路中的电流I=0.3A时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大
(1) 滑片在滑动变阻器的某一端点A时,电流表示数为0.3A,小灯泡消耗的电功率为0.9W ,由P=UI可得,此时灯泡两端的电压
(2)当滑片P移到中点时,变阻器接入电路中的电阻变小,根据串联分压可知,灯泡两端电压变大,所以此时灯泡两端的电压UL'=UL+2V,灯泡的功率PL'=2W,所以,由计算灯泡正常发光时的电阻
(3)当滑片P移到中点时,灯泡两端的电压UL'=5V,由2)可知灯泡电阻,根据欧姆定律U=IR计算电路电流,所以可列,当滑片P在最右端时,灯泡的电压UL=3V,电路中的电流I=0.3A,由可得,电源的电压U=ULIR=3V0.3A×R滑 连列求解电源电压
七、直击中考
30.(2024·凉山州)如图甲所示,电源电压保持不变,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~15V,滑动变阻器R1的规格为“50Ω 0.5A”。闭合开关S后,调节滑动变阻器的滑片P,测得多组数据。用测得的数据绘制了电流与滑动变阻器阻值的变化关系图(如图乙所示)。在保证电路安全的情况下,下列计算结果中正确的是( )
A.电源电压为12V
B.R0的阻值为15Ω
C.滑动变阻器的阻值变化范围是10Ω~50Ω
D.滑动变阻器的最大功率为0.9W
【答案】D
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析
【解析】【解答】AB、当电流为0.3A时,变阻器10Ω,此时依据欧姆定律可列U=0.3A(10Ω+R0),当电流为0.1A时,变阻器50Ω,此时依据欧姆定律可列U=0.1A(50Ω+R0),连列可知,U=6V,R0=10Ω,AB错误。
C、 电流表的量程为0~0.6A ,当电流表为0.6A,此时变阻器电阻最小,总电阻R=6V÷0.6A=10Ω,所以变阻器电阻为0Ω,C错误。
D、变阻器电阻等于定值电阻阻值时,此时变阻器功率最大P=(U÷2R0 )2×R0=(6V÷20Ω)2×10Ω=0.9W,D正确。
综上选D
【分析】根据欧姆定律、电路动态分析判识选项。
1、欧姆定律:公式为U=IR,本题中根据图片信息可列U=0.3A(10Ω+R0),U=0.1A(50Ω+R0),连列求解电源电压和定值电阻阻值。
2、电路动态分析:当变阻器阻值小时,电流表示数最大,此时电流表示数为0.6A,根据欧姆定律计算总电阻,根据串联电路总电阻为用电器电阻值和,求解用电器电阻。
3、注意:在电路动态分析中,变阻器电阻等于定值电阻阻值,此时变阻器电功率最大,根据P=UI=I2R计算电功率。
31.(2024·北京)图甲为自动气象站中的测温装置,它的测温电路可简化为图乙,其中的“恒流源”是一个特殊电源,电流大小由电源内部结构决定,当电阻变化时,通过的电流大小保持不变。电阻的阻值随温度的变化规律如图丙所示,通过数字电压表的示数可反映环境的温度。某次环境温度从上升到,电压表的示数变化了。当温度的变化值相同时,电压表示数的变化值越大,该测温装置的灵敏度越高。下列说法正确的是( )
A.每升高,的阻值增大
B.通过的电流为
C.环境温度为时,电压表的示数为
D.若要增大该测温装置的灵敏度,可换一个电流值更小的恒流源
【答案】C
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【解答】A、据图分析可知,升高20℃,电阻增加8Ω,所以每升高,的阻值增大,A错误
B、分析图可知,电阻变化值为4Ω,电压表变化示数为 ,根据欧姆定律可知电流为8mv/4Ω=2mA,B错误
C、 环境温度为时 ,电阻为108Ω,此时通过电阻的电流为2mA,根据欧姆定律可知电压 ,C正确
D、 增大该测温装置的灵敏度 则需要温度变化时,电压表变化更大,所以应该更换一个电流值更大的恒流源 ,D错误
综上选C
【分析】根据欧姆定律判识选项
欧姆定律:公式为U=IR,变形为I=ΔU/ΔI,题目中电阻变化值为4Ω,电压表变化示数为,据此计算此时通过定值电阻的电流,根据题目分析环境温度为时 ,电阻为108Ω,此时通过电阻的电流为2mA,据此计算电压值。
32.(2024·宿迁)在“探究并联电路电流特点”的活动中,部分电路如图所示,,,电流表有“”和“”两个量程,测量了电阻的电流为.为完成实验探究,做法正确的是( )
A.使用“”量程,只测量的电流
B.使用“”量程,只测量的电流
C.使用“”量程,分别测量支路和干路的电流
D.使用“”量程,分别测量支路和干路的电流
【答案】D
【知识点】电流的测量及电流表的使用;并联电路的电流规律
【解析】【解答】 由图可知,R1和R2并联,测量了电阻R1的电流为0.3A,
根据欧姆定律可知,电阻R1两端的电压为:U1=I1R1=0.3A×10Ω=3V,
根据并联电路电压特点,U2=U1=3V,
则通过电阻R2的电流为:,
干路电流为:I=I1+I2=0.3A+0.15A=0.45A<0.6A,
在“探究并联电路电流特点”的活动中,需分别用电流表测出各支路和干路电流,
因此做法正确的是:使用“0~0.6A”量程,分别测量R2支路和干路的电流,故A、B、C错误,D正确。
故选D。
【分析】 根据并联电路的电压特点U2=U1=I1R1计算R2两端的电压,再根据欧姆定律计算通过R2的电流,接下来根据I=I1+I2计算干路电流,从而选择电流表的量程即可。
33.(2024·乐山)小嘉同学设计了一款身高测量仪,其工作原理如图所示。已知电压表、电流表示数分别为U、I,电压表、电流表示数变化量分别为、( )
A.被测人员身高越高,整个电路中的总电阻越小
B.被测人员身高越高,整个电路中的电功率越大
C.无论被测人员身高如何,的值不变
D.无论被测人员身高如何,的值不变
【答案】D
【知识点】电路的动态分析
【解析】【解答】A、 被测人员身高越高,整个电路中的总电阻越大,电流越小,根据P=UI可值,整个电路的电功率越小 ,AB错误,
C、 被测人员身高越高 ,变阻器电阻变大,电压变大,电流变小,所以的值变大,C错误
D、 电压表 、 电流表示数变化量 等于定值电阻电压和电流示数的变化量,所以 无论被测人员身高如何,的值不变,D正确。
综上选D
【分析】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; 被测人员身高越高,整个电路中的总电阻越大,电流越小,根据P=UI可值,整个电路的电功率越小
欧姆定律:本题中ΔU/ΔI=R,所以示数不变
34.(2024·凉山州)小灯泡上标有“6V3W”的字样,则小灯泡正常发光时的电阻为 Ω;若将小灯泡接在电源电压为9V的电路中,要使小灯炮正常发光,需要串联一个阻值为 Ω的定值电阻。
【答案】12;6
【知识点】串联电路的电压规律;电功计算公式的应用
【解析】【解答】根据P=可知,当小灯泡的规格为有“6V3W”时,R=(6V)2÷3W=12Ω,根据串联分压可知,当小灯泡正常工作电压为6V,电源电压为9V,所以分压为3V,所以灯泡的阻值与串联电阻的阻值为2:1的关系,所以串联电阻为6Ω。
综上 第1空、12; 第2空、6
【分析】根据电功率的计算、串联分压填空。
1、电功率的计算:公式为P=U2/R,题目中灯泡的额点电压为6V,额定功率为3W,据此计算灯泡的电阻。
2、串联分压:用电器串联时,其两端的电压和电阻成正比,即UL:UR=RL:R。
35.(2024·凉山州)小灯泡L和定值电阻R接在如图甲所示的电路中,其两者的I-U关系图象如图乙所示,(选填“A”或“B”)图象是灯泡的I-U关系图象,B图象所代表元件的阻值为 ,当电压表示数为8V时,小灯泡L和定值电阻R在10s内消耗的总电能为 J。
【答案】40;48
【知识点】欧姆定律及其应用;电功的计算
【解析】【解答】据图分析可知,B图像是一条直线,结合欧姆定律U=IR可知,R=8V÷0.2A=40Ω,灯泡的电阻随着温度的变化而变化,所以A的图像是灯泡。据图可知,灯和定值电阻为并联,且电压表测量灯泡的电压,所以当电压表示数为8V时,定值电阻电压为8V,此时通过灯泡的电路流为0.4A,通过定值电阻的电流为0.2A,所以总电流为0.6A,根据W=Pt=UIt=8V×0.6A×10s=48J。
综上 第1空、 40Ω; 第2空、48
【分析】1、欧姆定律:据图分析,定值电阻两端电压为8V时,其电流为0.2A,根据U=IR计算此时的电阻。
2、电能的计算:公式为W=UIt,题目中t=10s,电压为8V,结合用电器为并联,总电流为支路电流之和,据W=UIt计算 小灯泡L和定值电阻R在10s内消耗的总电能。
36.(2024·镇江)小明用图电路探究“电压一定时,电流与电阻的关系”。
(1)用笔画线代替导线将图中的电压表正确接入电路 。
(2)开关闭合前,滑动变阻器的滑片应置于最 选填“左”或“右”端。
(3)闭合开关,小明发现无论怎样调节滑动变阻器,电流表指针不偏转,电压表指针有明显偏转且保持不变,已知导线及各接线柱连接完好,则电路中 出现了 故障,故障排除后,移动滑片,使电压表示数为,记录电流表示数,多次更换定值电阻重复实验,得到电流与定值电阻的倒数关系如图中图线甲所示,从而得出结论。
(4)实验结束后,小明应先断开开关,再拆除 两端的导线,在整理器材时,他突然发现电压表指针位置如图所示。
小明遗漏的实验操作是 。
小华通过正确实验操作也进行了上述实验,小明发现他与小华的实验结论一致。
遗漏的实验操作并未影响结论,你认为其原因是 。
小明按正确操作重新进行实验,你认为他得到的电流与定值电阻的倒数关系应为图中的图线 选填“甲”、“乙”或“丙”。
【答案】(1)
(2)右
(3)定值电阻;断路
(4)电源;调零;实验时定值电阻两端电压保持为定值;乙
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】 (1)在探究电流与电阻关系的实验中,除了电压表并联在定值电阻两端,其它的都是串联。根据图片可知,此时电压表的“3V”接线柱与定值电阻右端相连即可,如图所示:
;
(2)根据图片可知,当变阻器的滑片在最右端时阻值最大,则为保护电路,滑动变阻器滑片要移至阻值最大处,即最右端;
(3)闭合开关,电流表指针不偏转,故障可能是断路;电压表指针有明显偏转,说明与电源连通,故故障在与电压表并联的部分,即可能是定值电阻断路;
(4)防止拆电路时发生短路,故拆电路时先拆电源上的导线;
①在整理器材时,他突然发现电压表指针位置如图3所示,需要调零;
②探究电流与电阻关系,需控制定值电阻两端电压一定,改变定值电阻阻值;故遗漏的实验操作并未影响结论,原因是实验时定值电阻两端电压保持为定值;
③正确操作重新进行实验,电压表示数比之前增大,则电流与电阻倒数,即IR增大,故应选乙。
【分析】 (1)根据实验目的确定电器元件的串并联关系,注意电表的量程和接线柱的选择,还要注意变阻器接线“一上一下”;
(2)为保护电路,滑动变阻器滑片要移至阻值最大处;
(3)根据实验现象,结合电表的示数变化确定故障的种类和位置;
(4)防止拆电路时发生短路,故拆电路时先拆电源上的导线;电压表在使用时要指针调零;探究电流与电阻关系,需控制定值电阻两端电压一定,改变定值电阻阻值;正确操作重新进行实验,电压表示数比之前增大,由此分析。
37.(2024·镇江)图是小华设计的天然气浓度测试仪,电源电压恒为,为定值电阻,电压表量程为,将电压表作为气体浓度的显示装置,气敏电阻阻值与气体浓度的关系如图所示,当气体浓度增加时,的阻值将 ,电压表的示数会 ,要求将电压表示数为处标为气体浓度,电阻的阻值应为 ,若长时间使用后,电源电压降低,则测量结果 选填“大于”、“小于”或“等于”实际的气体浓度。
【答案】减小;增大;;小于
【知识点】欧姆定律及其应用;电功率的计算
【解析】【解答】(1) 根据图2 可知:当气体浓度增加时,Rx的阻值将减小;
(2)根据图片可知,电压表测量的是定值电阻R两端的电压。Rx的阻值将减小,根据R总=Rx+R可知, 电路中的总电阻减小。根据欧姆定律可知,电路中的电流增大。根据U=IR可知,R两端的电压增大,电压表的示数会增大。
(3)要求将电压表示数为1.5V处标为气体浓度0.5%,此时Rx=20Ω,
它两端的电压为Ux=U总-U=4 V-1.5V=2.5V,
电路中的电流为;
定值电阻的阻值为:。
(4)若长时间使用后,电源电压降低,此时电路中的电流会偏小,则测量结果会小于实际的气体浓度。
【分析】 (1)由图2分析气敏电阻Rx的阻值与气体浓度的变化关系;
(2)由图1可知,R、Rx串联,电压表测量R两端的电压,当气敏电阻Rx的阻值减小时,电路中的总电阻减小,根据欧姆定律可知电路中的电流增大。再根据欧姆定律U=IR分析R两端的电压变化即可;
(3)由图2可知,当气体浓度0.5%时气敏电阻Rx的阻值,根据串联电路的电压特点求出气敏电阻Rx两端的电压,根据欧姆定律求出电路中的电流,根据欧姆定律求出R的阻值;
(4)长时间使用后,电源电压降低,根据欧姆定律可知:此时电路中的电流会偏小,据此分析测量结果的变化。
38.(2024·北京)如图所示的是某款两挡电热器的简化电路,、为阻值一定的电热丝,,,该电热器接入电压为的电路中。求:
(1)低温挡时电路中的电流。
(2)高温挡时电热器的电功率。
【答案】(1)解: 根据可知,当闭合,断开时,电路中仅工作,电热器处于低温挡;和闭合时,和并联,电热器处于高温挡;
低温挡时电路中的电流:
答:低温挡时电路中的电流为;
(2)解: 高温挡时通过的电流为:;
高温挡时电热器的电功率为:。
答:高温挡时电热器的电功率为
【知识点】欧姆定律及其应用;电功率的计算
【解析】【分析】根据欧姆定律、电功率的计算
(1)根据P=U2/R可知,电阻越大,功率越小,所以低温档对应R1,此时电路的电压为220V,电阻为550Ω,根据欧姆定律U=I1R1计算此时电路的电流
(2)高温档时,两电阻并联,通过R2的电流为I2=U/R2,根据并联电路电流规律可知,总电流为I=I1+I2,根据P=UI计算高温挡时电热器的电功率
39.(2024·北京)利用两端电压不变的电源、两个电流表、两个不同规格的小灯泡、滑动变阻器、开关和导线若干,探究在串联电路中,流入第二个灯泡的电流与流入第一个灯泡的电流是否相等。
(1)画出实验电路图。
(2)画出实验数据记录表格。
【答案】(1)
(2)如下所示:
I1/A
I2/A
【知识点】串联电路的电流规律
【解析】【解答】据题可知,探究的目的为测量串联电路电流是否相等,所以用电器彼此串联,即用电器元件之间首尾相连,据此作图,表格为每次试验下两次电流的大小
I1/A
I2/A
【分析】根据电表的连接、串联电路作图
1、电路的串并联:串联:电路元件首位相连,用电器相互干扰,并联:电路元件首首相连,用电器互不干扰,开关在干路上控制整个电路的通断,开关在支路上控制单个支路的通断
2、电流表、电压表的连接:电流表与待测原件串联;电压表的与待测原件并联,连接过程需要电流正极流入负极流出,同时选择合适的量程。
40.(2024·宿迁)新房装修时,工人经常用普通量角器测量一些角度,不方便读数.小明根据所学的知识设计了电子量角器,电路如图所示,电流表的量程为,电压表的量程为,为半圆弧电阻的圆心,金属滑片为半径,与半圆弧接触良好,接入电路的电阻与指针旋转角度成正比,电源电压恒为,为电阻箱.将滑片旋转至处,调节的阻值,使电路中电流为0.6A.
(1)求电阻箱接入电路的阻值;
(2)调节为时,电流表示数为0.3A,求此时电压表示数;
(3)为能满足测量的要求,重新调节电阻箱,求满足要求的的最小阻值.
【答案】(1)解:将滑片OP旋转至M处时,变阻器接入电路的阻值为零,此时只有R0接入电路,已知此时电路中电流为I=0.6A,
根据欧姆定律可得,电阻箱接入电路的阻值:;
答:电阻箱接入电路的阻值为10Ω。
(2)解:由图知,电阻箱R0与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流,
调节θ为90°时,电流表示数为0.3A,则R0两端的电压:U0=I'R0=0.3A×10Ω=3V,
根据串联电路的电压特点可得,此时电压表的示数:UV=U-U0=6V-3V=3V;
答:调节θ为90°时,此时电压表示数为3V。
(3)解:设滑动变阻器的最大阻值为R滑大,调节θ为90°时变阻器接入电路的电阻为R滑大,
此时电路的总电阻:,
由串联电路的电阻特点可知变阻器接入电路的阻值:R滑大=R总-R0=20Ω-10Ω=10Ω,
则R滑大=20Ω;
由图知,所测角度越大,变阻器接入电路的阻值越大,由串联分压的规律可知变阻器分得的电压越大(即电压表示数越大),则电阻箱分得的电压越小;
当电压表的示数为最大值3V时,由串联电路的电压特点可知,R0的最小电压U0小=U-UV大=6V-3V=3V;因为两者的电压相等,所以根据串联分压的规律可知电阻箱的最小阻值与滑动变阻器的最大阻值相等,即R0小=R滑大=20Ω。
答:满足要求的R0的最小阻值为20Ω。
【知识点】串联电路的电压规律;欧姆定律及其应用
【解析】【分析】 (1)将滑片OP旋转至M处时,只有R0接入电路,根据欧姆定律计算电阻箱接入电路的阻值;
(2)由图知,电阻箱R0与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流;知道θ为90°时电流表的示数,根据欧姆定律计算R0两端的电压,再根据串联电路的电压特点求出此时电压表的示数;
(3)知道θ为90°时电流表的示数,先根据欧姆定律求出此时电路的总电阻,再根据串联电路的电阻特点求出此时变阻器接入电路的阻值,从而求出其最大阻值;根据题意和串联分压的规律计算满足要求的R0的最小阻值。
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