专题16 电压 电阻及欧姆定律(一)
一、选择题
1.(2025·黑龙江) 如图,电路中的GMR是巨磁电阻(其阻值随周围磁场强度的增强而减小),当开关S1和S2闭合时,将滑片P向左移动,下列说法正确的是( )
A.电磁铁右端为S极
B.指示灯会变亮
C.巨磁电阻的阻值会变大
D.电磁铁上的线圈中的电流会变小
2.(2025·长沙) 信息、能源、材料并列为现代文明的三大支柱。下列说法正确的是( )
A.电磁波可以在真空中传播 B.石油属于可再生能源
C.太阳能属于化石能源 D.超导材料可用于制作电热丝
3.(2025·北京市)某同学用如图所示的其中一个电路做实验,电源电压恒定,R1为定值电阻,逐渐改变滑动变阻器R2连入电路中的阻值大小,记录电流表和电压表的示数如下表所示。该实验所用的电路是( )
I/A 0.08 0.09 0.10 0.14 0.16 0.19
U/V 0.82 0.90 1.05 1.44 1.65 1.94
A. B.
C. D.
4.(2025·宜宾) 物理学是一门以实验为基础的学科。如图的电学仪器中,实验室用来测量电流的是( )
A. B.
C. D.
5.(2025·德阳) 图甲为通过灯泡和定阻电阻的电流与其两端电压关系的图像。把它们按图乙接入电路,闭合开关,电流表示数为,下列选项正确的是( )
A.电源电压为 B.定值电阻的阻值为
C.通过灯泡的电流为 D.灯泡的实际功率为
6.(2025·德阳) 如图所示为风速仪的工作原理简化图,装有挡风板和滑片的轻质滑块与轻质弹簧套在滑杆上,弹簧左端固定,右端与滑块相连,为定值电阻,为电阻丝,滑片与电阻丝接触良好。无风时,滑片在A处;有风时,滑块与滑片一起向左移动。闭合开关,当风速增大时下列分析正确的是( )
A.风速越大,电流表示数越小
B.电压表示数变小,电流表示数变大
C.电压表示数与电流表示数比值变大
D.电压表示数变化量与电流表示数变化量的比值变小
7.(2025·眉山) 如图所示,电源电压保持不变,的最大阻值为。闭合开关,当滑动变阻器的滑片在中点时,的功率为;将滑动变阻器的滑片移动到最右端,电流表的示数与滑片在中点时的示数之比是。此过程中,下列判断正确的是( )
A.电压表示数为
B.滑片在中点时电流表的示数为
C.在中点时,内产生的热量
D.电路的最小功率为
8.(2025·眉山) 如图所示电路中,电源电压恒为。闭合开关,电路正常工作,电压表的示数为。一段时间后,电压表的示数由变为,电流表示数增大。若电路中仅有一处故障,且只发生在上,则电路的故障是( )
A.断路 B.断路 C.短路 D.短路
9.(2025·遂宁) 在如图所示的电路中,电源电压,滑动变阻器标有“50Ω 2A”,定值电阻,电流表A的量程为0~3A,电流表的量程为0~0.6A.闭合开关,在保证电路安全的情况下,的滑片只能在a、b两点(图中未标出)间滑动。当的滑片由a点滑至b点时,电流表A的示数由I变为,的示数由变为,下列结论正确的是( )
A.小于
B.的滑片在a点时
C.的最小值为12Ω
D.的功率变化范围为0.72W~3.6W
10.(2025·天津市)将标有“6V6W”的甲灯泡和“6V3W”的乙灯泡串联后,接在电压为9V的电源上。不考虑温度对灯丝电阻的影响,则
A.甲灯能正常发光 B.乙灯能正常发光
C.两灯均能正常发光 D.两灯均不能正常发光
二、多选题
11.(2025·天津市)图所示电路电源电压不变,将定值电阻和滑动变阻器中的一个接在A、B间,另一个接在C、D间。滑动变阻器的滑片位于某一位置,闭合开关S,电流表示数为I0,A、B间电压为U1, C、D间电压为 移动滑片至另一位置,电流表示数变大,A、B间电压减小了△U。则
A.C、D间应接滑动变阻器
B.定值电阻的阻值为
C.移动滑片前后,电路中电流的变化量为
D.移动滑片前后,电路消耗总功率的比值为
三、填空题
12.(2025·威海) 某汽车加热坐椅的工作原理如图所示,R1、R2均为发热电阻,通过控制开关通断,实现高、中、低三挡加热功能,其中高、中档位的电功率分别为60W、30W,电源电压为12V。处于低档位时开关的通断情况为 ,此时电路消耗的总功率为 W。
13.(2025·威海) 家庭电路的部分电路如图所示,进户线 (选填“甲”“乙”)是火线;只闭合开关S1,L1正常发光,再闭合开关S2,L1马上熄灭,如果故障出在L2上,则可能是L2 。
14.(2025·黑龙江) 如图,电源电压保持不变,电阻R1=10Ω,只闭合开关S1时,电流表的示数为0.3A,则电源电压为 V;若再闭合开关S2时,发现电流表的示数变化了0.2A,则电路的总功率为 W。
15.(2025·长沙) 如图所示电路中,电阻R1和R2的连接方式为 联。已知电源电压为9V且保持不变,R1的阻值为10Ω。闭合开关后,通过R1的电流为 A,此时电流表的示数为1.2A,R2的阻值为 Ω。
16.(2025·长沙) 在烧杯中加入盐水,将铜片和锌片放在盐水中,就是一个自制电池。它可以将化学能转化为 能。如图所示,用电压表测量它两端的电压为 V。
17.(2025·广东)如题图所示实验,实验前已调好器材,实验过程中通过电阻R1、R2的电流 (选填“相等”或“不相等");观察U形管内液面高度差可知 (选填“R1”或“R2")产生的热量较多;要使液面高度差变化更快,可将滑动变阻器的滑片P向 滑动
18.(2025·宜宾) 超导材料,又称为超导体,是指在一定温度下电阻降为零的导体,具有零电阻和抗磁性两个基本性质。当电流流经超导体时,不发生热损耗,还可以形成强磁场,因此人们对超导体的研究从未停歇。1911年,荷兰科学家卡末林·昂内斯用液氮冷却汞,当温度下降到4K时,汞的电阻完全消失,属于低温超导现象。为了使超导材料具有实用性,人们开始了探寻高温超导体的历程,高温超导体是指温度为77K以上的超导材料。我国科学家赵忠贤等曾在钇-钡-铜-氧系材料上把临界超导温度提高到90K。2018年,物理学家发现,氢化镧在大约170万个标准大气压、温度约为-23℃时转变为超导体。目前,已有科学家投入到15℃室温环境下的常温超导的研究,未来,超导材料可能将主要用于远距离输电、磁悬浮等科技领域。[注:热力学温标(符号为,单位为K)与摄氏温标的换算关系是]
根据以上材料判断温度约为-23℃的超导体 (填“属于”或“不属于”)高温超导体,解释超导体用于远距离输电的好处: 。
19.(2025·贵州) 如图甲所示电路中,电压表V1测量 两端的电压。电源两端电压保持不变,闭合开关S,将滑动变阻器滑片P由最右端移至最左端,此过程中,其中一个电压表示数与电流表示数的关系如图乙所示。当滑动变阻器接入电路的阻值为其最大阻值的一半时,它消耗的电功率为 W。
20.(2025·德阳) 如图所示,电源电压恒定为,定值电阻,电流表量程为,电压表量程为,滑动变阻器的最大阻值为。若闭合开关S和,且滑动变阻器的滑片P置于中点时,在内产生的热量为 ;若闭合开关S和,在保证各元件安全的情况下,电路的最小电功率和最大电功率之比为 。
21.(2025·眉山) 超速是引发交通安全事故的因素之一、物理兴趣小组设计了一种超速自动报警装置,当车速过快时,提醒驾驶员需要减速。如图甲所示为该装置的简化电路图,电源电压为,定值电阻为,RV为速度传感器,其阻值随车速变化的关系图像如图乙所示。由图乙可知,当汽车的行驶速度逐渐增大时,电压表的示数 (选填“增大”“减小”或“保持不变”)。若车速达到时,提醒语音响起,观察到电压表示数为;当电压表的示数为时,汽车速度为 km/h。
22.(2025·眉山) 甲、乙两根完全相同的电阻丝,将甲电阻丝剪去一半,电阻变为;将乙电阻丝从中间对折,电阻变为。然后将和串联到电路中,则通过的电流 (选填“大于”“等于”或“小于”)通过的电流I2,两端电压与两端电压之比 。
23.(2025·遂宁) 某同学用图甲所示的电路来测量小灯泡的电功率。他闭合开关,将滑动变阻器滑片从最右端向左滑动,直到灯泡电压达到额定值,记录了不同时刻三个电表的示数,并在同一坐标图中分别绘制了L和的图像如图乙。电源电压恒定不变,请分析:图乙中曲线 是滑动变阻器的图像;该电路的电源电压为 V;灯泡的额定电功率为 W。
24.(2025·天津市)国家标准《家用和类似用途电器的安全》中规定,电水壶电源线一般不应长于75cm。这是通过缩短电源线长度来减小 ,从而 (选填“增加”或“减少”)电源线通电时产生的热量。
25.(2025·陕西)如图-1,是室内自动换气系统的电路图。控制电路的电源电压为3V,R0为电阻箱,RK的阻值与烟雾浓度K的关系如图-2所示。当电磁铁线圈中的电流I≥0.03A时,衔铁被吸下,电风扇转动,开始排气。
(1)电磁铁工作时,利用了通电导体周围存在 ,其上端为 极。
(2)当烟雾浓度升高时,控制电路中线圈的电流 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
(3)控制电路的电源电压低于3V时,若保持空气质量的标准不变,R0的阻值应 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
四、实验探究题
26.(2025·深圳)小虞同学利用如图所示装置探究“电流与电压的关系”.
(1)在如图所示的虚线框内,小虞同学应填入 (填一种用电器)。
(2)在开关闭合前,俊俊同学指出应将滑动变阻器的滑片P移到最 (填“左”或“右”)端。
(3)在闭合开关后,志诚同学发现电流表指针无偏转,电压表指针有较大偏转,若电路中只有一处故障,则可能是 。
实验次数 1 2 3 4
电流I/A 1 1.6 2.4 2.8
电压U/V 0.2 0.32 0.48 0.56
(4)由上面表格数据可知,电压与电流的比值 ,小虞由此得出结论,“在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比”。
(5)分析如上坐标图,小虞同学发现导致丙组数据与甲和乙不同的原因是 。
27.(2025·黑龙江)
(1)小王同学用如图1甲所示的电路探究影响导体电阻大小的因素。如图1乙,导体A、B、D的横截面积为S,C的横截面积为2S,导体A、B、C的长度相同。
①为了探究导体的电阻与其横截面积的关系,小王同学在MN之间接入的两段导体应是 (选填导体的字母名称)。
②实验中可以通过观察 来粗略地比较导体电阻的大小。若接入MN之间的导体的阻值比较接近而无法判断它们的阻值大小时,请你给小王同学提一条解决方案: 。
(2)在探究“电流与电阻的关系”的实验中,设计了如图2甲所示的电路,电源电压恒为6V,滑动变阻器规格为“40Ω,1A”,阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻R。
①根据图2甲,用笔画线代替导线将图2乙中的电路连接完整;
②根据图2丙,该实验保持定值电阻两端的电压为 V不变;
③闭合开关后,无论如何移动滑动变阻器的滑片,电流表和电压表均无示数,电路中可能出现的故障是: (写出一个即可);
④用5Ω的电阻进行实验后,再换用10Ω的电阻继续实验,若想保持定值电阻两端的电压不变,滑片应该适当向 (填“左”或“右”)移动;
⑤当接入25Ω的定值电阻时,无论如何移动滑动变阻器的滑片都无法完成实验,需要在电路中串联一个 Ω的电阻才能完成实验。
28.(2025·长沙) 如图是测量额定电压为2.5V的小灯泡电阻的实验电路。
(1)连接电路时,开关应处于 状态;
(2)请你用笔画线表示导线将电路连接完整 ;
(3)为了测量小灯泡正常工作时的电阻,小星在调节滑动变阻器时,应该通过观察____(选填序号)来判断小灯泡是否正常工作;
A.灯泡亮度 B.电压表示数 C.电流表示数
(4)小灯泡正常发光后,调节滑动变阻器,让电压逐次下调,灯泡变暗直至完全不发光,测量的数据如下表所示。检查小星的数据表,你认为第 次实验的数据存在明显错误。
实验次数 1 2 3 4 5 6 7
电压U/V 2.5 2.1 1.7 1.3 0.9 0.5 0.1
电流I/A 0.28 0.26 0.24 0.21 0.9 0.16 0.05
小灯泡的电阻R/Ω 8.9 8.1 7.1 6.2 1 3.1 2
29.(2025·吉林) 某学习小组在“探究电流与电压的关系”实验中,所用的实验器材有:电源(电压恒为4.5V)、滑动变阻器(20Ω1A)、定值电阻、开关、电流表、电压表各一个,导线若干。
(1)按照图甲连接电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片调至最 端。
(2)经过多次实验,将测得的数据绘制成图像,如图乙所示。由图像可得:在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成 比。
(3)实验后,小组内同学提出两个观点并进行交流与讨论:
观点一:用小灯泡替换定值电阻也可以完成该实验。讨论后认为该观点不可行,原因是 。
观点二:利用原实验电路和器材,再增加几个不同阻值的定值电阻,还可以进行“探究电流与电阻的关系”实验。讨论后认为该观点可行,并进行实验。小组同学将15Ω的定值电阻接入a、b间,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片到适当位置,电流表示数如图丙所示,示数为 A,记录此时的电阻值和电流值。为了完成实验,a、b间可更换的定值电阻阻值应不超过 Ω。
30.(2025·广东)探究电流与电阻的关系实验如题图,使用的器材如下:电压恒为6V的电源,规格为“50Ω1.2A”的滑动变阻器,规格为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻各1个等
实验序号①Ω ②/A
1 5
2 10
3 15
4 20
(1)连接电路时,开关应处于 状态.请用笔画线代替导线将图甲所示实物图连接完整 .
(2)将题表所示的实验记录表①、②处补充完整:① ,② 。
(3)将5Ω的定值电阻接入电路,并将滑动变阻器调到最大阻值处,闭合开关,直到电压表的示数为2V,此时电流表的示数如下图所示,为 A,记录数据
(4)依次更换定值电阻,重复实验。
(5)若计划将定值电阻两端的电压U取1.5V,是否仍能依次用上述4个定值电阻完成实验?请判断并说明理由: 。
31.(2025·北京市)某同学利用滑动变阻器RP、电阻箱R、电压表、电压恒定的电源、开关等器材设计了测量电阻Rx的实验电路,如图所示。
(1)请补充主要实验步骤:
①按电路图连接电路,将滑动变阻器的阻值调到最大端。
②闭合S1, ,记录电压表的示数U。
③闭合S1, 闭合 ,使电压表的示数仍为U。
④记录电阻箱的阻值R0.
(2)待测电阻的阻值Rx= 。(用测量量表示)
32.(2025·北京市)某同学利用干电池、数字电流表 、数字电压表②、多个阻值不同且已知的定值电阻、滑动变阻器、开关及导线,探究通过导体的电流与导体的电阻的关系。
(1)请画出实验电路图 。
(2)该同学分析下表实验数据,发现 ,通过导体的电流变小, ,由此可得实验结论: 。
电阻R/Ω 5 10 15 20 25 40
电流I/A 0.4 0.2 0.14 0.1 0.08 0.05
33.(2025·宜宾) 某学习小组在探究压敏电阻阻值随压力变化的关系时,设计了如图甲所示的电路图,电源电压恒为12V,R是滑动变阻器。回答下列问题:
(1)小组成员选择合适的测量范围,按电路图连接好电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于 (填“a”或“b”)端。
(2)滑动变阻器的滑片置于正确的位置后,闭合开关S发现电压表示数接近电源电压,电流表无示数,则故障可能是压敏电阻处发生 (选填“短路”或“断路”)。
(3)排除故障后,闭合开关S,该压敏电阻在无压力情况下,调节滑动变阻器,电流表与电压表的指针稳定后如图乙所示,电流表的读数为 A,电压表的读数为 V,此时压敏电阻的阻值为 Ω。
(4)闭合开关S,改变压力F的大小,调节滑动变阻器,直到电流表的示数与图乙中电流表示数相同,记录下此时电压表测得的电压U,描绘出不同压力下的U-F图,如图丙,结合图像可知,该压敏电阻的阻值随压力的增大而 (填“增大”或“减小”),其中压力F较小时的敏感程度更 (填“高”或“低”)。
(5)实验后,学习小组将该压敏电阻与电阻丝熔断器、电源构成串联电路,如图丁,电源电压恒为12V,电阻丝熔断器的熔断电流为0.8A。若要该压敏电阻受到的压力增加到10N时熔断器的电阻丝熔断,则熔断器的阻值应设计为 Ω。
34.(2025·贵州) 在“测量小灯泡正常发光时的电阻”的实验中,实验小组连接了如图甲所示的电路,小灯泡标有“2.5V”字样;
(1)连接电路时,开关应处于 状态;
(2)如图甲所示,还有一根导线未连接滑动变阻器,为使滑动变阻器能起到调节作用,这根导线应连接在滑动变阻器的 (选填“B”或“C”)接线柱上;
(3)移动滑动变阻器滑片,当电压表示数为 V时,小灯泡正常发光,此时电流表示数如图乙所示,为 A,由此便可计算出小灯泡此时的电阻。
35.(2025·广西) 用图甲所示的电路探究电流与电阻的关系。已知电源电压为,滑动变阻器最大阻值为,四个定值电阻的阻值分别为和。
(1)在连接电路前,开关应处于 状态,滑动变阻器的滑片置于 (选填“A”或“B”)端。
(2)连接好电路后,闭合开关,发现电压表有示数、电流表无示数,则电路故障的原因可能是电流表 (选填“短路”或“断路”)。
(3)排除故障后,进行实验。每当更换定值电阻,就调节滑动变阻器的滑片,使定值电阻两端电压保持不变,并记下电流表的示数。下表完整记录了前3组数据,第4组的电流如图乙所示,则电流大小为 A。分析表格数据可知:导体两端电压一定时,导体中的电流跟导体的电阻成 。
实验序号 1 2 3 4 5
R/Ω 16 20 40 80
I/A 0.50 0.40 0.20
(4)为了得到第5组数据,进一步验证实验结论,现用一个的定值电阻和上述器材进行实验,你认为是否可行?请作出判断并说明理由。
答: (选填“可行”或“不可行”),理由: 。
36.(2025·德阳) 某实验小组在测量未知电阻阻值的实验中,用到的实验器材有:学生电源、未知电阻、电压表、电流表、开关、滑动变阻器、导线若干。
(1)请画一根导线把图甲所示的实验电路补充完整,并且使滑动变阻器接入电路的阻值最大 ;
(2)电路连接正确后,闭合开关,发现电流表无示数而电压表有示数,则电路中的故障可能是未知电阻 (选填“断路”或“短路”);
(3)排除故障后闭合开关,当电流表示数为时,电压表示数如图乙所示,由该组数据初步计算被测电阻的阻值为 ;通过调节滑动变阻器,测得多组电压值和电流值,最后算出的电阻平均值,这样做的目的是 ;
(4)完成上述实验后,实验小组的同学利用阻值已知的定值电阻和另一个电压表,设计了如图丙所示的电路来测量额定电压为的小灯泡正常发光时的阻值。
①闭合开关,调节滑片的位置,使电压表的示数为 ;
②保持滑片位置不变,读出电压表的示数为;
③计算出小灯泡正常发光时的阻值 。
37.(2025·眉山) 在测量小灯泡发光时的电阻实验中,小灯泡的额定电压为,电源电压恒为。
(1)如图甲所示电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片置于 (选填“左”或“右”)端;闭合开关,移动滑片到某一位置,电压表的示数如图乙所示,此时灯泡两端的电压为 V。
(2)根据实验测得的数据,作出小灯泡的图像如图丙所示,则小灯泡正常发光时的电阻为 ;进一步分析发现,小灯泡的电阻在发生变化,原因是小灯泡电阻随 的改变而改变。
(3)另一组同学在没有电流表的情况下,测量另一只额定电压为的小灯泡的额定功率,设计了如图丁所示的电路,电源电压恒为,滑动变阻器最大阻值为。实验步骤如下:
①闭合开关和,断开,移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数为 V,这时小灯泡正常发光;
②闭合开关和,断开,保持①步骤中滑动变阻器滑片的位置不变,此时电压表示数为;
③小灯泡的额定功率 。
38.(2025·遂宁) 某实验小组利用以下器材探究电流与电阻的关系。
器材:学生电源、阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻;标有“30Ω;2A”的滑动变阻器;电压表、电流表;开关及导线。
方法:控制变量法,控制定值电阻R两端电压为2V。
步骤:⑴请根据图甲所示电路图,用笔画线代替导线将图乙中的实物电路图补充完整 。
⑵将学生电源电压调至6V,闭合开关后,发现电流表、电压表均无示数。若故障只出现在或R,则故障是 ;
⑶排除故障后,移动滑动变阻器滑片直到电压表示数为2V,读出此时电流表的示数0.4A;
⑷断开开关,只将定值电阻由5Ω更换为10Ω。闭合开关,他们应该向 (选填“左”、“右”)端调节滑片,直至电压表示数仍为2V;
⑸当换用20Ω电阻后,发现无论怎样移动滑片,电压表示数始终无法达到2V。请你帮他们解决问题,从下面两种方法中任选一种作答。
方法一:更换一个最大阻值至少为 Ω的滑动变阻器。
方法二:调节电源电压,使其最大不超 V。
⑹根据实验数据得出结论:电压一定时,导体中的电流跟导体的电阻成反比。
⑺他们完成探究实验后,想利用电流表和阻值为的电阻,测量未知电阻的阻值。
他们设计的电路如图丙所示,并完成了下列实验步骤:
①闭合开关,,读出电流表示数为;
②断开开关,读出电流表示数为;
③未知电阻 (用和表示)。
39.(2025·陕西)在测量小灯泡电阻的实验中,小明设计了如图-1所示的电路。已知小灯泡的额定电压为2.5V,电源电压为3V,滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”。
数据序号 1 2 3 4 5
电压U/V 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
电流I/A 0.14 0.18 0.22 0.24
电阻R/Ω 3.6 5.6 6.8 8.3
(1)该实验的原理是 。
(2)连接电路时,开关应处于 状态,且将滑动变阻器的滑片P移至图-1中所示的 (选填“a”或“b”)端,电压表应选择 (选填“0~3V”或“0~15V”)的量程。
(3)正确连接电路,闭合开关,移动滑片P的过程中,小灯泡不发光,电流表、电压表均无示数;直至移动滑片P到图-1中M点时,小灯泡突然发光,电流表、电压表均有明显示数,小明立即断开开关,查找原因。出现以上现象的原因可能是____(填选项字母)。
A.滑动变阻器短路
B.滑动变阻器M点右侧附近有断路
C.滑动变阻器M点左侧附近有断路
(4)排除故障后,改变滑片P的位置,记录电压表的示数U和电流表的示数I,并计算出对应的阻值。当电压表示数为2.5V时,电流表示数如图-2所示,其读数为 A。
(5)请结合表中信息分析,能否用该实验的器材探究电流与电压的关系,并说明理由 。
五、计算题
40.(2025·威海) 采摘机器人在智慧农业中广泛使用,兴趣小组设计的某采摘机器人部分工作原 理如图所示,可以“前进”“后退”“照明”;开关S1、S2用绝缘柄相连,可同时连接触点“1”或“2”,电动机均正常工作。部分元件参数:电动机(24V 96W),灯泡L(18V 5.4W),滑动变阻器R(50Ω 1A),电流表(0~0.6A)。
(1)通过控制开关S1、S2,可实现前进、后退,原因是什么?
(2)电动机(线圈电阻为2Ω)正常工作5min消耗的电能和产生的热量分别为多少?
(3)闭合S3,调节灯泡亮度时,为保证各元件安全,R连入电路的最小阻值为多少?(灯丝电阻随温度变化忽略不计)
41.(2025·深圳)某简易植物工厂,为了给植物提供光和热,君君、辉辉、阳阳共同设计了如图乙所示的电路图。小灯泡L的规格是“12V,6W”。电源电压为12V,R为加热电阻,阻值大小为6Ω,求:
(1)请帮助君君同学算出只闭合 通过R的电流;
(2)请帮助辉辉同学算出只闭合 灯泡L的电阻;
(3)阳阳同学闭合 后,通电10min,求R 产生的热量和电路消耗的总电能。
42.(2025·长沙) 冬天,为了给鱼缸内的水加热,小星购买了标有“220V 440W”的电热丝和标有“220V 275W”的电热丝各一根,电热丝的电阻不随温度变化。
(1)求电热丝正常工作时的电流;
(2)将和串联接入电路中,求与两端的电压之比;
(3)为了给鱼缸提供适宜的水温,小星想设计的加热电路需要满足以下要求:
(a)当水温低于20℃时,启动高挡快速加热,功率为440W;
(b)当水温在20℃至30℃之间时,启动低挡保温;
(c)当水温高于30℃时,断开整个电路。
为此,他找到了4个温控开关(功能见下表),从中选择两个开关设计了如图所示的电路。
元件类型 符号 功能
温控开关 温度低于20℃时闭合,高于20℃时断开
温度低于20℃时断开,高于20℃时闭合
温度低于30℃时闭合,高于30℃时断开
温度低于30℃时断开,高于30℃时闭合
①请在电路图相应的位置标出电热丝和所选开关的符号;
②按设计连好电路后,为调整功率,小星取下某一根电热丝,剪掉一截后接回原电路。再启动低挡,测得其中一根电热丝两端的电压为99V,请计算此时电路的总功率。
43.(2025·吉林) 如图所示的电路中,电源电压恒定,R2的阻值为15Ω。闭合开关S,电流表A的示数为1.2A,电流表A1的示数为0.4A。求:
(1)电阻R2的电流
(2)电源电压。
44.(2025·广东)小明设计了可改变灯泡亮度的电路,如题图.电源电压U为6V,灯泡L标有“6V0.5A”,定值电阻R为12Ω
(1)S2拨到1处时,闭合开关S1,求L的电功率
(2)S2拨到2处时,闭合开关S1,电流表示数为0.3A,
①R两端的电压:
②L工作100s消耗的电能
45.(2025·德阳) 在如图甲所示的电路中,电源电压保持不变,电阻的阻值为。闭合开关,断开开关,电流表的示数如图乙所示;闭合开关和,电流表的示数为,求:
(1)电源电压;
(2)闭合开关和,电阻的电功率;
(3)闭合开关和,通电,电路消耗的电能。
46.(2025·眉山) 图甲为某款电热煲汤锅,其简化电路如图乙所示。S为手动开关,为自动温控开关,温度达到时,自动切换到保温状态,和均为阻值不变的电热丝。煲汤锅部分参数如下表,求:
额定电压 额定功率
220V 加热 保温
1100W 100W
(1)煲汤锅处于加热状态时,电路中的电流;
(2)电热丝的阻值;
(3)某次煲汤锅对初温为、质量为的汤汁加热(汤汁沸点),不考虑汤汁质量变化和热量损失,煲汤锅正常工作20min所消耗的电能。
47.(2025·遂宁) 小聪为学校的鱼池设计自动补水装置,实现鱼池中水位处在1.4m到1.6m之间,适宜鱼儿生长。他设计的装置如图甲,L为一根上端固定的轻质弹簧(可视为导线),弹簧拉力大小与伸长量的关系如图乙。塑料圆柱形密闭浮筒A的底面积,高0.2m,质量0.3kg。电源电压恒为6V,,为一根足够长的电阻丝,其阻值与接入电路中的长度成正比,滑片P可随浮筒A竖直上下移动。电压传感器(对电路无影响,未画出)监测两端的电压,当两端电压达到4V,传感器控制注水阀门打开;当两端电压低于2V时,传感器控制注水阀门关闭。通过调试:当水位降到最低1.4m时,浮筒A底部刚好接触水面,滑片P位于的某一位置,注水阀门打开:当水位上升到最高1.6m时,注水阀门关闭。(,g取10N/kg)求:
(1)浮筒A的重力;
(2)水位最低1.4m时的阻值;
(3)到达最高水位1.6m时,浮筒A底部受到水的压强,以及接入电路中的总长度;
(4)小聪还想在电路中串联一个电流表,将其改装为一个水位计,请帮他找出水位高度在1.4m到1.6m时,电路中电流I(单位:A)与水位高度H(单位:m)的函数关系式。
48.(2025·陕西)劳动实践小组为温室育苗基地制作了一个保温箱,其电路如图-1所示。
(1)电热丝R1的阻值为220Ω,则电路中的电流是多少
(2)已知保温箱内空气的质量为11 kg,图-1所示电路工作300s产生的热量,可使保温箱内空气的温度升高多少 [不计热损失,空气的比热容为1.0×103J/(kg·℃)]
(3)现增加一个阻值为44Ω的电热丝R2,根据实际需求,利用电热丝R1与R2,为保温箱设计两个档位,高温挡的电功率为1100W,低温挡的电功率为220W。请根据需求,在图-2的虚线框内将电路连接完整。
六、综合题
49.(2025·贵州) 如图所示电路,电源两端电压恒为3V,定值电阻R1阻值为10Ω。闭合开关S,电流表示数为0.2A。
(1)通过电阻R1的电流为 A;
(2)求R1两端电压U1;
(3)求电路消耗的总功率P。
50.(2025·齐齐哈尔) 中医药是中华优秀传统文化的瑰宝,在疾病治疗方面具有重要的作用。图甲是某品牌小型电中药锅,图乙是其工作电路简化的等效电路图,通过开关和的不同状态组合,可以实现三挡加热功能。定值电阻都是发热电阻,其中。该电中药锅部分参数如下表所示。已知:。求:
额定电压/V 220
额定功率/W 高温挡880
中温挡440
低温挡220
(1)当闭合开关,将开关接时,电中药锅使用的是 (选填“低温”“中温”或“高温”)挡;
(2)将药液从加热到的过程中,药液吸收的热量是多少?
(3)使用该电中药锅的中温挡正常工作,加热,消耗的电能是多少?
(4)的阻值是多少?
答案解析部分
1.B
A.由图可知,电流从电磁铁的左端流入,右端流出,根据安培定则可知,电磁铁的右端为N极,左端为S极,故A错误;
BCD.当滑片P向左滑动时,滑动变阻器接入电路的电阻变小,根据欧姆定律可知,左侧控制电路中的电流变大,电磁铁的磁性增强,因巨磁电阻的阻值随周围磁场强度的增强而减小,所以此时巨磁电阻的阻值减小。在右侧工作电路中,电源电压不变,巨磁电阻阻值减小,根据欧姆定律可知,电路中的电流变大,根据P=I2R可知,指示灯的实际功率变大,指示灯会变亮,故B正确,CD错误;
故选B。
(1)根据安培定则,用右手握住螺线管,让四指指向螺线管中电流的方向,则大拇指所指的那端就是螺线管的N极;根据安培定则先判断出通电螺线管的极性;
(2)当滑片P向左滑动时,根据欧姆定律判定控制电路中电流的变化和电磁铁磁性强弱的变化,进而知道巨磁电阻的阻值的变化,根据欧姆定律判定工,作电路中通过灯泡电流的变化,根据P=I2R分析灯泡亮度的变化。
2.A
A、电磁波的传播不需要介质,所以真空也可以传播,故A正确;
B、石油使用后不能源源不断再生,属于不可再生能源,故B错误;
C、太阳能属于可再生资源,新能源,故C错误;
D、超导体在特殊条件下电阻为0,不能通过电流的热效应产生热量,故D错误;
综上选A。
1、信息的传递:无线网络通信依靠电磁波来传递信;
2、可再生能源:使用后短期可以恢复的能源、如风能、太阳能、不可再生能源:使用内短期不能再生的能源,如核能、化石能源;
3、超导体:在特殊情况电阻为0,所以电饭锅中的电热丝不是由超导材料制成的, 用超导体材料制作输电线能够减少电能的损失。
3.B
根据表格数据知,在误差范围内,电压增大几倍,电流也增大几倍,即电流与电压成正比,表示所测部分的电阻保持不变,因而电压表必须接在定值电阻的两端,故B正确;
A测的是滑动变阻器的电压,而CD电压表测量的是电源电压,故ACD错误。
故选B。
根据表格数据分析规律,得出电阻是否变化,结合电路图分析。
4.B
A.验电器是用来检验物体是否带电的,故A不符合题意;
B.电流表是用来测量通过用电器的电流的,故B符合题意;
C.滑动变阻器作用:保护电路或改变电路中的电路或改变用电器两端的电压,故C不符合题意;
D.电能表是用来计量用电器在一段时间内消耗的电能的,故D不符合题意。
故选B。
1.验电器原理:同种电荷相互排斥,用来检验物体是否带电;
2.电流表与被测用电器串联,用来测量通过用电器的电流;
3.滑动变阻器原理:通过改变接入电路电阻丝的有效长度来改变接入电路的电阻的,用来保护电路或改变电路中的电路或改变用电器两端的电压;
4.电能表是用来计量用电器在一段时间内消耗的电能的。
5.D
A、据图可知,通过R的电流为0.2A,此时其两端电压为3V,故A错误;
B、定值电阻的电流为0.2A,其两端电压为3V,根据欧姆定律计算其电阻,故BC错误。
CD、灯泡两端电压为3V,此时其电流为0.3A,其功率P=UI=3V×0.3A=0.9W,故C错误,D正确。
综上选D。
并联电路规律:并联电路电压相等、支路电流之和为干路电流;
电压表与待测用电器并联测量电压,电流表串联测量用电器电流,根据欧姆定律U=IR计算用电器的电流和电阻以及电压;
电功率的计算:公式为P=UI。
6.B
A、风速越大,变阻器接入电路的电阻越小,电源电压不变,根据U=IR可知,此时电路的电流变大,故A错误;
B、根据串联分压可知,变阻器电阻变小,电压变小,结合A可知,电流表示数增加,所以B正确;
C、电压表和电流表示数的比值为变阻器的阻值,其阻值变小,所以比值变小,故C错误;
D、电压表示数变化量和电流表示数的变化量为定值电阻的阻值,所以比值不变,故D错误。
综上选B。
1、串联分压:串联电路中,电阻的阻值的比值等于其电压的比值,
2、串联电路的电路规律:串联电路,电流处处相等,电源的电压为用电器电压之和,总电阻为用电器电阻之和;
3、电压表与待测用电器并联测量电压,电流表串联测量用电器电流,根据欧姆定律U=IR计算用电器的电流和电阻以及电压。
7.D
当滑动变阻器的滑片在中点时 ,此时R2=5Ω,根据欧姆定律和并联电路电流规律计算干路电流; 滑动变阻器的滑片移动到最右端 ,此时R'2=10Ω,根据欧姆定律和并联电路电流规律计算干路电流,I:I'=3:4,解得R1=5Ω, 当滑动变阻器的滑片在中点时,的功率为,此时电压为,所以 当滑动变阻器的滑片在中点时 电流表示数为;1min产生热量Q=UIt=6V×1.2A×60s=432J,当变阻器电阻最大时,干路电流最小,此时电流为,此时最小功率P=UI=6V×1.8A=10.8W.故ABC错误,D正确。
综上选D。
1、并联电路规律:并联电路电压相等、支路电流之和为干路电流。
2、功率的计算:公式为P=UI=
3、电压表与待测用电器并联测量电压,电流表串联测量用电器电流,根据欧姆定律U=IR计算用电器的电流和电阻以及电压。
8.C
,电压表的示数由变为,电流表示数增大 ,所以电路不可能断路,只能为短路,如果R2短路,则电压表示数为0,所以只能为R1短路,电阻变小,电路种只有R2,电流示数增加,故C错误,ABD错误。
综上选C。
电路的三种状态:断路:电路中存在接触不良、或者损害电路中无电流;短路:电路中电流直接连接在用电器两端,用电器无电流,通路:电路正常工作。
9.C
由题可知,R1与R2并联,电流表A测干路电流,电流表A1测R1支路的电流。
C.根据并联电路各支路独立工作、互不影响的特点,滑片移动时通过R2的电流不变。则通过R2的电流,因为电流表A的量程为0 3A,电流表A1的量程为0-0.6A,所以R1支路的最大电流I1max=3A-2.5A=0.5。此时R1接入电路的电阻最小为:,又因为滑动变阻器R1标有“50Ω 2A”,所以R1的取值范围是12Ω~50Ω,
故C正确。
A.当R1的滑片由a点滑至b点时,R1接入电路的电阻变小,根据欧姆定律可知,R1支路的电流变大,同时,干路电流I=I1+I2也变大,由于R2支路电流不变,R1支路电流变化量等于干路电流变化量,
即,故A错误;
B.因为R1与R2并联,电流表A测干路电流,电流表A1测R1支路的电流,所以不论R1的滑片在哪个位置,它们两端的电压相等,即:,故B错误。
D.因为R1的取值范围是12Ω~50Ω。所以功率范围为:,,所以R1的功率变化范围为0.72W-3W,故D错误。
故选:C。
由题可知,R1与R2并联,电流表A测干路电流,电流表A1测R1支路的电流。
C.根据并联电路各支路独立工作、互不影响的特点,滑片移动时通过R2的电流不变。则通过R2的电流,因为电流表A的量程为0 3A,电流表A1的量程为0-0.6A,所以可得R1支路的最大电流I1max。此时R1接入电路的电阻最小为:,据此计算出R1的阻值变化范围;
A.根据并联电路的电流规律比较两个电流表示数变化量的关系,再根据欧姆定律比较A是否正确;
B.根据并联电路各支路两端电压相等,结合欧姆定律分析判断;
D.根据计算功率R1的功率变化范围。
10.B
根据题意可知,甲灯灯丝电阻;
乙灯灯丝电阻;
两灯串联后接在9V的电源上,电路的总电阻R=R甲+R乙=6Ω+12Ω=18Ω,
电路中的电流;
根据P=UI=I2R得:甲灯消耗的实际功率P实甲=I2R甲=(0.5A)2×6Ω=1.5W;
乙灯消耗的实际功率P实乙=I2R乙=(0.5A)2×12Ω=3W;
因甲灯消耗的实际功率小于其额定功率,不能正常发光;乙灯消耗的实际功率等于其额定功率,能正常发光。
故选B。
不考虑温度对灯丝电阻的影响时,可以根据求出灯丝的电阻,并根据串联电路的特点求出两灯消耗的实际功率,从而得出两灯的发光情况。
11.B,C
A.依题意可知:定值电阻和滑动变阻器串联,电流表测量电路中电流,根据U=IR可知:电流表示数变大时,定值电阻两端的电压也变大,所以AB间应接滑动变阻器,CD间应接定值电阻,故A错误;
B.CD间接定值电阻,根据欧姆定律可知:定值电阻的阻值为,故B正确;
CD.移动滑片至另一位置,电流表示数变大,AB间的电压减小了ΔU,根据串联电路的电压规律,CD间的电压增加了ΔU;根据欧姆定律。移动滑动变阻器前后,电路中电流的变化量为:
;
根据P=UI,电压不变时,电功率和电流成正比,移动滑片前后,电源电压不变,则电路中消耗的总功率的比值为:,C符合题意,D不符合题意。
故选BC。
AB.根据题图可知:定值电阻和滑动变阻器串联,根据欧姆定律分析定值电阻上的电流和电压的关系确定定值电阻的位置。
CD.根据欧姆定律和电功率的公式分析电功率的比值。
12.S1断开,S2接2;15
据图可知,低温档位,两个电阻串联,此时电阻最大,根据电功率公式P=可知,此时电功率最小处于低温档位,即此时S1断开,S2接2。
高温挡,电路中两电阻并联,并联的总电阻R=;中温档电路中只有R1,结合P=可知,,根据电阻的并联可知,代入数据解得R2=4.8Ω。低温档位的电阻为R‘=R2+R1=9.6Ω;根据电功率公式P=可知,总功率P=
1、并联电路电压相等、支路电流之和为干路电流,电阻为;
2、串联电路的电路规律:串联电路,电流处处相等,电源的电压为用电器电压之和,总电阻为用电器电阻之和;
3、电功率的计算:公式P=UI。
13.甲;短路
开关连接在火线和用电器之间,所以甲为火线,两个灯泡处于并联,如果某个灯泡发生短路,则用电器全不能正常工作。
电灯和开关的接法:零线直接进入灯泡的螺旋套;火线先接入开关,再进入灯泡顶端的金属点;
电路故障分析:并联电路发生短路,则所有的用电器均短路。
14.3;1.5
只闭合开关S1时,电路为R1的简单电路,电流I1=0.3A,根据欧姆定律可得,电源电压:U=I1R1=0.3A×10Ω=3V;
当同时闭合开关S1、S2时,R1和R2并联,电流表测干路电流,因为并联电路各支路互不影响,所以通过R1的电流不变,仍为0.3A,电流表的示数变化了0.2A,则通过R2的电流I2=0.2A;
根据并联电路中总电流等于各支路电流之和可知,干路电流为:
I=I1+I2=0.3A+0.3A=0.5A,
则电路消耗的总功率为:
P=UI=3V×0.5A=1.5W;
故答案为:3;1.5。
(1)只闭合开关S1时,电路为R1的简单电路,根据欧姆定律求出电源的电压;
(2)当同时闭合开关S1、S2时,R1和R2并联,电流表测干路电流,根据并联电路各支路互不影响可知通过R1的电流不变,由电流表示数的变化可知通过R2的电流;根据并联电路电流的规律可知干路电流的大小,根据P=UI计算电路消耗的总功率。
15.并;0.9;30
据图可知,两电阻首首相连尾尾相接,属于并联,根据并联电路电压规律可知,R1两端电压为9V,根据欧姆定律计算可知 通过R1的电流为,根据并联电路电流规律计算可知通过R2电流,所以。
1、并联电路规律:并联电路电压相等、支路电流之和为干路电流;
2、电压表与待测用电器并联测量电压,电流表串联测量用电器电流,根据欧姆定律U=IR计算用电器的电流和电阻以及电压。
16.电;0.5
电池是将化学能转化为电能的装置,电压表量程为为0-3V,示数为0.5V.
完整的电路包括电源(提供电压);导线,开关(控制电路通断);用电器(消耗电能)。
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。
17.相等;R2;右
由图可知,R1和R2串联,通过电阻R1、R2的电流相等;根据焦耳定律Q=I2Rt可知,电流和通电时间一定时,电阻越大,产生的热量越多,由于R2>R1,所以观察U形管内液面高度差可知R2产生的热量较多;要使液面高度差变化更快,则电阻产生的热量越多,根据焦耳定律Q=I2Rt可知,R1和R2的电阻不变时,增大电流可以产生更多的热量,故可将滑动变阻器的滑片P向右滑动。
故答案为:相等;R2;右。
根据焦耳定律Q=I2Rt可知,电流通过导体产生的热量与电流的平方成正比、与导体的电阻成正比、与通电时间成正比。
18.属于;超导体的电阻为零,输电时不会因电流的热效应造成能量损耗,提高输电效率
温度约为-23℃时热力学温度为:
由题意,高温超导体是指温度为77K以上的超导材料,故温度约为-23℃的超导体属于高温超导体;
超导体用于远距离输电,根据Q=I2Rt可知,超导体的电阻为零,输电时不会因电流的热效应造成能量损耗,提高输电效率。
根据材料,高温超导体是指温度为77K以上的超导材料,结合焦耳定律进行分析。
19.灯泡;0.9
由图甲可知,灯泡L与滑动变阻器R串联,电压表V1测量灯泡两端的电压,电压表V2测量滑动变阻器R两端的电压,电流表测电路中的电流;
将滑动变阻器滑片P由最右端移至最左端,滑动变阻器接入电路的阻值变小,根据串联电路电阻规律及欧姆定律可知,电路中的电流变大,即电流表示数变大,根据串联分压的原理可知,滑动变阻器两端的电压变小,即电压表V2示数变小,根据串联电路电压的规律可知,灯泡两端的电压变大,即电压表V1示数变大,所以图乙表示的是电压表V1与电流表的关系;由图可知,当滑动变阻器的滑片在最左端时,滑动变阻器阻值为0,只有灯泡接入电路,电路中的电流 I=0.5A,UL=5V,可知电源电压为:
U=UL=5V
当滑动变阻器的滑片在最右端时,滑动变阻器阻值最大,电路中的电流 I'=0.2A,U'L=1V,此时滑动变阻器两端的电压为:
U滑=U-U'L=5V-1V=4V
滑动变阻器的最大值为:
由图乙可知,当电路中的电流 I''=0.3A时,UL''=2V,此时滑动变阻器两端的电压为:
U'滑=U-UL''=5V-2V=3V
滑动变阻器的阻值为:
此时滑动变阻器接入电路的阻值为其最大阻值的一半,它消耗的电功率为:
1.电压表与被测的用电器并联;
2.由图可知,灯泡L与滑动变阻器R串联,电压表V1测量灯泡两端的电压,电压表V2测量滑动变阻器R两端的电压,电流表测电路中的电流,将滑动变阻器滑片P由最右端移至最左端,滑动变阻器接入电路的阻值变小,根据串联电路电阻规律及欧姆定律分析电路中的电流变化,即电流表示数变化,根据串联分压的原理分析滑动变阻器两端的电压变化,即电压表V2示数变化,根据串联电路电压的规律分析灯泡两端的电压变化,即电压表V1示数变化,即可确定图乙表示的是哪个电压表与电流表的关系;
3.当滑动变阻器的滑片在最左端时,滑动变阻器阻值为0,只有灯泡接入电路,由图可知此时灯泡两端的电压,即电源电压;
当滑动变阻器的滑片在最右端时,滑动变阻器阻值最大,由此可知电路中的电流与灯泡两端的电压,根据串联电路电压的规律求出滑动变阻器两端的电压,根据求出滑动变阻器的最大值;
由图乙可知,当电路中的电流为0.3A,灯泡两端的电压为2V时,此根据串联电路电压的规律求出滑动变阻器两端的电压,根据求出滑动变阻器的阻值,此时滑动变阻器接入电路的阻值为其最大阻值的一半,根据求出它消耗的电功率。
20.240;1∶2
闭合开关S和,且滑动变阻器的滑片P置于中点时 ,此时R1和变阻器串联,总电阻R总=R1+0.5R=30Ω,所以电路电流I=, 在内产生的热量 Q=;电压表量程为3V,根据串联分压可知,此时变阻器电阻的阻值等于R0等于10Ω,此时电阻最大,电流最小,所以存在最小电功率,P小=,电流最大为0.6A,P大=6V×0.6A=3.6W.所以 电路的最小电功率和最大电功率之比为 1:2.
1、电功率的计算:公式P=UI=。
2、串联电路的电路规律:串联电路,电流处处相等,电源的电压为用电器电压之和,总电阻为用电器电阻之和。
3、电压表与待测用电器并联测量电压,电流表串联测量用电器电流,根据欧姆定律U=IR计算用电器的电流和电阻以及电压。
21.增大;20
据图可知,速度越大,速度传感器的电阻越大,根据串联分压可知,速度传感器两端电压越大,所以电压表实数越大;电源电压为12V,车速达到时,电压表示数为10V,根据串联电路电压规律可知,R两端电压为2V,根据串联分压可知,Rv:R=URV:UR=5:1,Rv=5R=50Ω。所以RV和V之间的关系为Rv=0.5V+10;当电压表示数为8V,根据串联电路电压规律可知,R两端电压为4V,根据串联分压可知,Rv:R=URV:UR=2:1,所以Rv=2R=20Ω,代入公式可知,此时v=20km/h。
1、串联分压:用电器串联时,其两端的电压和电阻成正比。
2、串联电路的电路规律:串联电路,电流处处相等,电源的电压为用电器电压之和,总电阻为用电器电阻之和。
22.等于;2∶1
串联电路中,电路电流处处相等,所以I1=I2,将甲电阻丝剪去一半,电阻和长度成正比,电阻变为,所以此时电阻减半,将乙电阻丝从中间对折,电阻变为,此时长度减半,横截面积增加原来的2倍,所以此时电阻为原来的0.25倍,所以:=2:1。根据串联分压可知2:1.
串联电路的电路规律:串联电路,电流处处相等,电源的电压为用电器电压之和,总电阻为用电器电阻之和;
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U=IR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。
23.a;6;1.2
(1)滑片往左移,电路电流变大,根据U=IR可知,电压表V1的示数变大。根据U总=U1+U2可知,电压表V2示数变小,则乙图中a图像为滑动变阻器的U-I图像;
(2)根据乙图可知,当变阻器的电压为5V时,灯泡的电压为1V,而电源电压等于两个电压表的电压之和,即电源电压U总=UL+Up=5V+1V=6V;
(3)乙图中,电流为0.3A时,小灯泡达到额定电压,此时变阻器的电压为2V,故小灯泡的额定功率为:P额=U额I额=0.3A×(6V-2V)=1.2W。
(1)滑片往左移,电流变大,根据欧姆定律和串联电路的电压规律分析两个电表的示数变化,再与图乙对照即可;
(2)电源电压等于两个电压表的电压之和;
(3)滑片滑到最小值时,灯泡正常发光,根据图像乙确定灯泡的额定电压和额定电流,根据P=UI计算灯泡的额定功率。
24.电阻;减少
导体的电阻与导体长度成正比‘,当导线较长时,电阻较大,为了减小导线的电阻,控制电水壶电源线的长度不长于75cm;由电阻产生的热量Q=I2Rt知,电阻越小导体产生的热量越少,消耗的电能越小。
导体的电阻与长度成正比与横截面积成反比;从电阻产生的热量Q=I2Rt来分析说明。
25.(1)磁场;S
(2)变大
(3)减小
(1)电磁铁的工作原理为通电导体周围存在磁场,根据安培定则可知,电磁铁上端为S极,下端为N极。
(2)据图2可知,随着K的增加,气敏电阻的阻值会减小,电源电压不变,根据欧姆定律U=IR可知,电路的电流变大。
(3)电源电压减小时,需要气敏电阻更小才能达到报警时的电流,题目要求空气质量不变,所以气敏电阻的阻值不变,只能降低定值电阻的阻值。
1、通电螺线管:由通电线圈组成,磁性方向可通过安培定则判断:用右手握住通电螺线管,让四指指向电流的方向,那么大拇指所指的那一端就是通电螺线管的N极,磁性与电流、线圈匝数有关。
2、串联电路的电路规律:串联电路,电流处处相等,电源的电压为用电器电压之和,总电阻为用电器电阻之和。
3、电压表与待测用电器并联测量电压,电流表串联测量用电器电流,根据欧姆定律U=IR计算用电器的电流和电阻以及电压。
26.(1)定值电阻
(2)右
(3)定值电阻断路
(4)不变
(5)选用的定值电阻阻值不同
(1)探究“电流与电压的关系”需要控制电阻不变,所以需要定值电阻;
(2)为了保护电路,连接电路时,需要将滑片移动到最大阻值处,即右端;
(3) 电流表指针无偏转,电压表指针有较大偏转 ,所以电压表串联在电路中,所以定值电阻断路;
(4)据表分析可知,电压和电流的比值为定值所以不变。
(5)图中,图像的斜率不同,是由于电阻的阻值不同。
1、欧姆定律:公式为U=IR,所以电压一定时,导体中的电流与其电阻成反比.
2、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;
3、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。
27.(1)B、C;灯泡亮度;在原电路中再串联一个电流表
(2);2;滑动变阻器断路(开关断路或电流表断路);左;10
(1)①探究导体的电阻与其横截面积的关系时,应控制导体的材料和长度相同,小王同学在MN之间接入的两段导体应是B、C。
②由电路图可知,实验中可以通过观察灯泡的亮度来粗略地比较导体电阻的大小。若接入MN之间的导体的阻值比较接近而无法判断它们的阻值大小,可以在原电路中再串联一个电流表,通过电流的大小比较电阻的大小。
(2)①滑动变阻器要按照“一上一下”串联在电路中,根据电路图可知,滑片向右移动时,电阻变小,所以滑动变阻器下端接线柱应选择B接线柱,如图所示:
②根据图2丙可知,定值电阻两端的电压为:
U=IR=0.4A×5Ω=0.2A×1Ω=0.1A×20Ω=2V,
故应控制电压保持2V不变;
③ 闭合开关后,无论如何移动滑动变阻器的滑片,电流表和电压表均无示数,说明电路处于断路,故电路中可能出现的故障是滑动变阻器断路;
④用5Ω的电阻进行实验后,再换用10Ω的电阻继续实验,若滑片不动,则电路中的电流变小,根据U=IR可知,滑动变阻器两端的电压减小,定值电阻两端的电压增大,为了控制定值电阻两端的电压不变,根据串联电路分压原理可知,应该将滑动变阻器的阻值调大,滑片应该适当向左移动;
⑤当接入25Ω的定值电阻时,根据串联电路的特点有:
,
即:
解得:R滑=50Ω
此时滑动变阻器接入电路的最大阻值为:R滑=50Ω;而原来滑动变阻器的规格为“40Ω,1A”,所以需要串联一个电阻的阻值为:
R=R滑-R滑'=50Ω-40Ω=10Ω。
故答案为:(1)①B、C; ②灯泡的亮度;在原电路中再串联一个电流表;
(2)①②2; ③滑动变阻器断路(开关断路或电流表断路);④左;⑤10。
(1)①在探究电阻与横截面积的关系时,应控制材料、长度相同,改变横截面积;
②实验中通过观察灯泡的亮度来比较电阻的大小;如果更好的比较电阻的大小,可以串联一个电流表;
(2)①根据电路图和滑动变阻器的使用规则来完成实物连接图;
②在探究电流与电阻的关系时,应控制电压不变,根据图2丙计算控制的电压;
③两个电表均没有示数,电路出现断路,可能是滑动变阻器断路(开关断路或电流表断路);
④根据串联电路分压原理和欧姆定律进行分析;
⑤根据串联电路分压原理和串联电路电阻的特点进行分析。
28.(1)断开
(2)
(3)B
(4)5
(1)连接电路时,为了确保用电器的安全,开关处于断开状态;
(2)电压表连接在用电器两端,据此作图:
(3)灯泡的额定电压为2.5V,所以判断灯泡正常发光可以通过其电压是否为2.5V,进行判断,其余通过亮度灯方法判断,均不精确,B正确,AC错误。
综上选B。
(4)随着电压和电流的增加,灯泡的电阻逐渐变大,所以5组数据有明显错误;
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、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。
29.(1)右
(2)正
(3)灯丝电阻随温度的变化而变化;0.2;40
(1)闭合开关,为了保护电路,要将变阻器阻值调节到最大处,即右端;
(2)据图可知,UI曲线为一条经过原点的直线,所以电阻一定时,电压和电流成正比;
(3)灯泡的电阻随着温度增加而变大,不是定值,所以不能完成试验;电流表量程为0-0.6A,示数为0.2A,探究 探究电流与电阻的关系 ,要控制定值电阻电压不变,根据欧姆定律计算可知,定值电阻两端电压为U=0.2A×15Ω=3V,所以变阻器两端电压为4.5V-3.0V=1.5V,根据串联分压可知,变阻器两端电压为定值电阻两端电压的一半,即变阻器电阻为定值电阻的阻值一半,变阻器最大阻值为20Ω,所以定值电阻最大为40Ω。
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、串联电路的电路规律:串联电路,电流处处相等,电源的电压为用电器电压之和,总电阻为用电器电阻之和;
3、电压表与待测用电器并联测量电压,电流表串联测量用电器电流,根据欧姆定律U=IR计算用电器的电流和电阻以及电压;
4、串联分压:用电器串联时,其两端的电压和电阻成正比。
30.(1)断开;
(2)电阻R;电流I
(3)0.4
(4)若计划将定值电阻两端的电压取1.5V,变阻器两端的电压U滑=U-UV=6V-1.5V=4.5V由串联分压可知电阻为20Ω时,,变阻器的阻值R滑=60Ω>50Ω所以不能依次用上述4个定值电阻完成实验
(1)为保护电路,连接电路时,开关应处于断开状态。滑动变阻器要按照“一上一下”连入串联电路中,如下所示:
(2)探究电流与电阻的关系实验,要记录电阻和电流的大小,故①、②处应补充的内容为:①电阻R,②电流I;
(3)由图可得,电流表选择的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.4A;
(5)若计划将定值电阻两端的电压取1.5V,变阻器两端的电压:
U滑=U-UV=6V-1.5V=4.5V:
由串联分压可知:
:
电阻为20Ω时,
,
解得:R滑=60Ω,变阻器的阻值R滑=60Ω>50Ω所以不能依次用上述4个定值电阻完成实验。
故答案为:(1)断开;(2)电阻R;电流I;(3)向右移动变阻器的滑片;0.4;;(5)不能;若计划将定值电阻两端的电压取1.5V,变阻器两端的电压U滑=U-UV=6V-1.5V=4.5V由串联分压可知电阻为20Ω时,变阻器的阻值R滑=60Ω>50Ω所以不能依次用上述4个定值电阻完成实验。
(1)为保护电路,连接电路时,开关应处于断开状态;滑动变阻器要按照“一上一下”连入串联电路中,
(2)探究电流与电阻的关系实验,要记录电阻和电流的大小,据此分析;
(3)根据电流表的分度值读数;
(5)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,当接入20Ω电阻时得出变阻器连入电路中的电阻,结合滑动变阻器的最大电阻分析。
31.(1)开关S2与触点2闭合
(2)R0
(1)①按电路图连接电路,将滑动变阻器的阻值调到最大端。
②只闭合开关S1,将s2拨到2的位置,此时RP与Rx串联,调节滑动变阻器的滑片到适当位置,记录电压表的示数U;
③闭合S1,将s2拨到1的位置,此时RP与R串联,保持滑动变阻器的滑片位置不变,调节电阻箱R的阻值,使电压表的示数仍为U;
④记录此时电阻箱的阻值R0。
(2)待测电阻的阻值Rx=R0。
用电压表测出待测电阻两端电压,再将开关与电阻箱连接并调节电阻箱的阻值使电压表的示数不变,根据串联电路特点和欧姆定律可知待测电阻的阻值与电阻箱的阻值相等。
32.(1)
(2)导体的电阻变大;电流与导体的电阻的乘积不变;在电压一定时,通过导体的电流和导体的电阻成反比
(1)用导线把电源、开关、用电器、电阻、电流表串联在一起,电压表与电阻并联,电路图如下:
(2)由表格数据可知,电流与电阻的乘积为U=IR=0.4A×5Ω=...=0.05A×40Ω=2V,电流与电阻的乘积为一定值,故由表格数据可以得出结论:导体两端电压一定时,通过导体的电流跟导体的电阻成反比。
(1)用导线把电源、开关、用电器、电阻、电流表串联在一起,电压表与电阻并联;
(2)根据表格数据分析得出结论。
33.(1)b
(2)断路
(3)0.3;10.5;35
(4)减小;高
(5)5
(1)开关闭合前,为保护电路,应将滑动变阻器的滑片移到阻值最大的位置,即b端;
(2)由图甲可知,压敏电阻和滑动变阻器串联,闭合开关后,电流表无示数,说明电路可能出现断路,电压表示数接近电源电压,说明电压表与电源两端是通路,是与电压表并联的部分电路发生了断路,故故障可能是压敏电阻处发生断路;
(3)图乙电流表使用的是0~0.6A的量程,分度值为0.02A,示数为0.3A;
电压表使用的是0~15V的量程,分度值为0.5V时,示数为10.5V;
压敏电阻的阻值为:
(4)闭合开关,改变压力F的大小,调节滑动变阻器,直到电流表的示数与图乙中电流表示数相同,由图丙可知,压力越大,电压越小,根据可知,电流一定时,电压越小,则电阻越小,故该压敏电阻的阻值随压力的增大而减小;
由图丙可知,压力F较小时,电压变化较大,说明电阻变化较大,敏感程度更高;
(5)由图乙可知,当压敏电阻受到的压力为10N时,压敏电阻两端的电压为3V,此时压敏电阻的阻值为:
根据串联电路电压的规律可得,12V=0.8A(R熔断+10Ω)
解得,熔断器的阻值为:R熔断=5Ω。
(1)开关闭合前,为保护电路,应将滑动变阻器的滑片移到阻值最大的位置;
(2)串联电路中,电流表无示数,说明电路可能出现断路,电压表有示数,说明电压表与电源两端是通路,是与电压表并联的部分电路发生了断路;
(3)认清电流表和电压表的量程和分度值,再读数;
根据求出压敏电阻的阻值;
(4)由图丙分析压力和电压的关系,根据分析压敏电阻的变化;
(5)根据欧姆定律计算压力对应的电阻,结合熔断电流和串联电路电压的规律计算出熔断器的阻值。
34.(1)断开
(2)C
(3)2.5;0.3
(1)连接电路,为保护电路,开关应处于断开状态;
(2) 为使滑动变阻器能起到调节作用, 滑动变阻器应“一上一下”串联接到电路中,所以导线应连接在滑动变阻器的C接线柱上;
(3)小灯泡的额定电压为2.5V,所以应移动滑动变阻器滑片,当电压表示数为2.5V时,小灯泡正常发光;
由图乙可知,电流表使用的是0~0.6A的量程,分度值为0.02A,示数为0.3A;
(1)连接电路,为保护电路,开关应处于断开状态;
(2) 滑动变阻器应“一上一下”串联接到电路中;
(3)当小灯泡两端的电压等于额定电压时,小灯泡正常发光;
认清电流表的量程和分度值,再读数。
35.(1)断开;B
(2)短路
(3)0.1;反比
(4)可行;为了得到第5组数据,进一步验证实验结论,现用一个8Ω 的定值电阻和上述器材进行实验,是可行。理由如下:为保持U= 8V,当 R=8Ω 时,通过R的电流,定值电阻和滑动变阻器串联,则需滑动变阻器阻值,此时滑动变阻器阻值小于滑动变阻器的最大阻值,说明滑动变阻器能够通过调节使定值电阻两端的电压保持设定值不变,满足实验要求
(1)为了保护电路,开关处于断开状态,滑片处于变阻器最大阻值处,即B端;
(2) 电流表无示数 ,电压表有示数,说明电流表发生短路,电流不通过电流表。
(3)电流表量程为0-0.6A,示数为0.1A;据表分析可知,电阻和电流的乘积为定值,所以 导体两端电压一定时,导体中的电流跟导体的电阻成 反比。
(4)电源电压为9V,定值电阻两端电压根据欧姆定律计算可知为,所以定值电阻为8Ω,电路电流为,此时电路总电阻,小于变阻器最大电阻,所以可以满足实验要求。
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、串联电路的电路规律:串联电路,电流处处相等,电源的电压为用电器电压之和,总电阻为用电器电阻之和;
3、电压表与待测用电器并联测量电压,电流表串联测量用电器电流,根据欧姆定律U=IR计算用电器的电流和电阻以及电压。
36.(1)
(2)断路
(3)5;减小误差
(4)2.5;
(1)变阻器连接原则为一上一下, 滑动变阻器接入电路的阻值最大 ,所以B接入电路中,据此作图:
(2) 电流表无示数而电压表有示数, 所以电压表串联进电路中,所以未知电阻断路。
(3)电压表量程为0-3V,示数为1.5V,R=,多次进行试验的目的为求取未知电阻的阻值的平均值,进而减小误差。
(4)测量灯泡正常发光的阻值,所以需要使得电压表V示数为2.5V;
电压表V0示数为2.0V,所以电路的电流;所以 灯泡正常发光时的阻值;所以。
1、伏安法测电阻:电压表并联待测电阻两侧测量待测电阻的电压U,电流表串联在电路中测量待测电阻的电流I,根据欧姆定律R=U/I计算待测电阻的阻值。
2、串联电路的电路规律:串联电路,电流处处相等,电源的电压为用电器电压之和,总电阻为用电器电阻之和。
3、电压表与待测用电器并联测量电压,电流表串联测量用电器电流,根据欧姆定律U=IR计算用电器的电流和电阻以及电压。
37.(1)右;2
(2)10;温度
(3)1.5;0.75
(1)为了保护电路,在连接电路时,滑片置于最大阻值处,即右端,电压表量程为0-3V,示数为2V;
(2) 小灯泡的额定电压为,此时电流为0.25A,所以正常发光的电阻;据图可知,随着通电时间的增加,电灯泡产生热效应,温度增加,灯泡的电阻随着温度的增加而增加。
(3)小灯泡正常发光,电压表示数为2.5V,电源电压为4V,据图可知,电压表测量变阻器电压,两灯泡的串联,所以此时电压表示数为4V-2.5V=1.5V; 闭合开关和,断开,保持①步骤中滑动变阻器滑片的位置不变 ,此时电压表测量变阻器左侧电阻的电压,所以右侧电阻的电压为4V-1V=3V,根据串联分压可知,左侧电阻:右侧电阻=1:3,变阻器总电阻为20Ω,所以左侧电阻为5Ω,据题 ① 知,此时左侧电阻的电压为1.5V,根据欧姆定律计算。根据P=UI计算灯泡额定功率P=2.5V×0.3A=0.75W.
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、串联电路的电路规律:串联电路,电流处处相等,电源的电压为用电器电压之和,总电阻为用电器电阻之和;
3、电压表与待测用电器并联测量电压,电流表串联测量用电器电流,根据欧姆定律U=IR计算用电器的电流和电阻以及电压;
4、串联分压:用电器串联时,其两端的电压和电阻成正比,待测电阻的电压无法降低,表明电源电压过大或者变阻器电阻较小分压过少导致。
38.;滑动变阻器断路;右;40;5;
(1)根据图甲电路图,电压表应与定值电阻并联,实验中控制定值电阻R两端电压为2V,故电压表选择0~3V量程,实物电路图如下:
;
(2)闭合开关后,电流表、电压表均无示数,电路可能出现断路。若故障只出现在Rp或R,则可能是滑动变阻器Rp断路,因为如果断路,电压表会有示数(测电源电压),而现在两表均无示数,所以是滑动变阻器断路导致整个电路不通;
(4)将定值电阻由5Ω更换为10Ω,根据串联分压原理,定值电阻增大,其两端电压会增大。要使定值电阻两端电压仍为2V,应增大滑动变阻器接入电路的电阻,即向右端调节滑片(因为滑动变阻器左下接线柱接入电路,向右滑电阻变大)。
(5)根据串联分压原理,当R=20Ω,滑动变阻器接入阻值最大,
;
解得:R滑=40Ω,
所以需要更换一个最大阻值至少为40Ω的滑动变阻器;
根据串联分压原理,当R=20Ω,滑动变阻器接入阻值最大,滑动变阻器最大阻值为30Ω,
故;
解得:U大=5V,
所以调节电源电压,使其最大不超5V;
(7)①闭合开关S1,S2,此时R0被短路,只有R,接入电路,读出电流表示数为I1,则电源电压U=I1Rx;
②断开开关S2,R0与Rx串联,读出电流表示数为I2,则电源电压U=I2Rx+I2R0;
即I1Rx=I2Rx+I2R0,
解得:。
(1)由图甲知,电压表与定值电阻并联;
(2)闭合开关后,电流表、电压表均无示数,电路可能出现断路,逐个分析断路情况;
(4)将定值电阻由5Ω更换为10Ω,根据串联分压原理,定值电阻增大,其两端电压会增大。要使定值电阻两端电压仍为2V,应增大滑动变阻器接入电路的电阻;
(5)根据串联分压原理,当R=20Ω,滑动变阻器接入阻值最大,根据串联分压原理计算滑动变阻器最大阻值,当R=20Ω,滑动变阻器接入阻值最大,滑动变阻器最大阻值为30Ω,根据串联分压原理,计算最大电压;
(7)由串联电路的规律及欧姆定律求出Rx的表示。
39.(1)
(2)断开;b;0-3V
(3)B
(4)0.28
(5)不能。因为探究电流和电压的关系,需要控制定值电阻不变,通过调节变阻器的电阻来改变定值电阻两端电压,而题目中的灯泡电阻不是定值,故不能完成实验
(1)测量小灯泡电阻的实验原理为欧姆定律,即;
(2)为了保护电路,连接电路时,开关处于断开,变阻器电阻处于最大阻值处,即b端,电源电压为3V,电压表选择0-3V的量程。
(3)电表无示数,灯泡不工作,表明电路出现断路,将变阻器移动M处,变阻器左端接入电路后,电路恢复正常,所以变阻器M右端有断路。B蒸气,AC错误。
故选B。
(4)电流表量程为0-0.6A,示数为0.28A.
(5)探究电流和电压的关系,需要控制定值电阻不变,调节变阻器的电阻,进而改变定值电阻两端电压,题目中的灯泡电阻不是定值,所以不能完成该实验。
1、伏安法测电阻:电压表并联待测电阻两侧测量待测电阻的电压U,电流表串联在电路中测量待测电阻的电流I,根据欧姆定律R=U/I计算待测电阻的阻值。
2、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;
3、电路的故障分析: 题目中电流表指针几乎没有偏转,电压表指针不偏转 ,表明存在断路,结合信息具体判断断路位置。
40.(1)解:由图可知开关S1、S2同时接1,电动机中电流方向为从右到左;开关S1、S2同时接2,电动机中电流方向为从左到右;所以通过控制开关S1、S2,改变通过电动机中电流的方向可实现前进、后退。
(2)解: 电动机正常工作5min消耗的电能
电动机正常工作电流为
产生的热量为
(3)解: 灯泡正常工作的电流为
则电路中最大电流为0.3A,由题意可知电动机正常工作,则电源电压为24V,根据欧姆定律和串联电路特点可知此时R连入电路的最小阻值为
(1)由图可知开关S1、S2同时接2,电动机中电流方向为从左到右,开关S1、S2同时接1,电动机中电流方向为从右到左;控制开关S1、S2,改变通过电动机中电流的方向实现前进、后退。
(2)根据W=Pt计算 电动机正常工作5min消耗的电能,结合电功率公式P=UI计算电动机正常工作电流;结合焦耳定律计算产生的热量;
(3) 灯泡L(18V 5.4W) ,结合P=UI计算灯泡正常工作的电流;电动机正常工作,根据并联电路电压规律分析可知,电源电压为24V,根据U=IR以及串联电路电压规律计算R连入电路的最小阻值。
41.(1)只闭合S2通过R的电流为:
答:只闭合 S2通过 R的电流是2A;
(2)只闭合S1灯泡L的电阻为:
答:只闭合S1灯泡L的电阻为24Ω;
(3)解: 阳阳同学闭合S1、S2后,通电10min,R产生的热量为:
灯泡支路的电流为:
干路中的电流为:I=IL+ Ir=0.5A+2A=2.5A;
电路消耗的总电能为: W=UIt=12V×2.5A×10×60s=1.8×104J。
答:闭合S1、S2后, 通电10min, R产生的热量是 电路消耗的总电能是
(1) R为加热电阻,阻值大小为6Ω ,电源电压为12V,根据欧姆定律计算可知只闭合S2通过R的电流;
(2)小灯泡L的规格是“12V,6W”,根据计算只闭合S1灯泡L的电阻。
(3)闭合S1、S2后,根据焦耳定律计算通电10min,R产生的热量,根据电功率公式计算灯泡支路的电流;结合并联电路电流公式I=IL+ Ir 计算干路中的电流;电路消耗的总电能为: W=UIt。
42.(1)解: 电热丝正常工作时的电流
(2)解: 电阻丝的电阻
电阻丝的电阻
串联时,电阻丝两端的电压为,电阻丝两端的电压为,通过它们的电流相等,与两端的电压之比
(3)解: ①由图可知,两个开关闭合,只有一个电阻接入电路,电路的总电阻最小,由可知,电路的总功率最大,处于高温挡,当水温低于20℃时,启动高挡快速加热,功率为440W,所以这个电阻是R2,当水温低于20℃时,两个开关都闭合,当水温在20℃至30℃之间时,启动低挡保温,与R2并联的开关断开,另一个开关闭合,两个电阻串联,电路的总电阻最大,由可知,电路的总功率最小,处于低温挡,另一个电阻是R1,S1的功能是温度低于20℃时闭合,高于20℃时断开,与R2并联的开关是S1;当水温高于30℃时,断开整个电路,另一个开关断开,S3的功能是温度低于30℃时闭合,高于30℃时断开,所以另一个开关是S3,如图所示:
②未剪前,低挡和串联,两端的电压
两端的电压
情况一:若剪短的是,将减小,将增大,都不可能变为99V;
情况二:若剪短的是,将减小,将增大,都有可能变为99V;
(i)若接回原电路后,若两端的电压
低挡时电路的实际电流
低挡总功率
(ii)若接回原电路后,两端的电压为,低挡时电路的实际电流
低挡总功率
(1)电热丝的规格为“220V 440W”,根据P=UI计算 电热丝正常工作时的电流;
(2)根据电功率公式计算电阻丝、R2的电阻,根据串联分压计算与两端的电压之比;
(3) ①由图可知,两个开关闭合,电路为R的简单电路,由可知,电路的总功率最大,处于高温挡,功率为440W,所以这个电阻是R2,当水温低于20℃时,两个开关都闭合,启动低挡保温,两个电阻串联,电路的总电阻最大,电路处于低温挡,另一个电阻是R1,S1的功能是温度低于20℃时闭合,高于20℃时断开,所以与R2并联的开关是S1;当水温高于30℃时,断开整个电路,另一个开关断开,S3的功能是温度低于30℃时闭合,高于30℃时断开,所以另一个开关是S3,如图所示:
②未剪前,和串联,根据欧姆定律计算两端的电压;根据串联电路电压规律计算
两端的电压;若剪短的是,将减小,将增大,不可能变为99V;若剪短的是,将减小,将增大,有可能变为99V;
(i)若接回原电路后,若两端的电压,根据欧姆定律计算低挡时电路的实际电流;根据P=UI计算低挡总功率;
(ii)若接回原电路后,两端的电压为,根据欧姆定律计算低挡时电路的实际电流;根据P=UI计算低挡总功率。
43.(1)解:由电路图可知R1与R2并联,电流表A测干路电流,电流表A1测R1的电流,根据并联电路电流规律可得,电阻R2的电流为I2=I-I1=1.2A-0.4A=0.8A
(2)解: 根据并联电路电压规律和欧姆定律可得,电源电压U=U2=I2R2=0.8A×15Ω=12V
(1)据题可知电流表A测干路电流,电流表A1测R1的电流,根据并联电路电流规律可计算I2=I-I1;
(2)由(1)分析 电阻R2的电流 ,结合欧姆定律计算R2两端电压,并联电路电源等于用电器电压。
44.(1)解:拨到1处时,闭合开关,只有灯泡连入电路工作,此时灯泡两端电压等于电源电压,灯泡电压刚好达到额定电压,此时灯泡的电流,
灯泡的功率:
答:S2拨到1处时,闭合开关S1,L的电功率为3W;
(2)解: ①拨到2处时,闭合开关,灯泡L与定值电阻R串联,电流表示数为0.3A,则
R两端的电压:
②根据串联分压可知,灯泡分得的电压为:
L工作100s消耗的电能:
答:S2拨到2处时,闭合开关S1,①R两端的电压为3.6V; ②L工作100s消耗的电能为72J。
(1)S2拨到1处时,闭合开关S1,电路中只有灯泡L工作,灯泡两端电压等于电源电压,灯泡的电流为灯泡的额定电流,根据公式P=UI可计算出L的电功率;
(2)S2拨到2处时,闭合开关S1,灯泡L与电阻串联,根据欧姆定律和串联电路电流的特点可以求出R两端的电压,根据串联电路电压的规律求出等L两端的电压,根据W=UIt可计算出L工作100s消耗的电能。
45.(1)解: 当闭合开关,断开开关,电路中只有R1的简单电路,电流表测量通过R1的电流,由图乙知,电流表的量程是0~0.6A,分度值是0.02A,电流表的示数,电源电压
(2)解: 闭合开关和,电路中、并联,干路电流,通过的电流
的电功率
(3)解: 闭合开关和,通电,电路消耗的电能
(1)当闭合开关,断开开关,电路中只有R1,电流表测量通过R1的电流,由图乙知,电流表的示数,根据欧姆定律计算电源电压。
(2)闭合开关和,电路中、首首相连,尾尾相接,属于并联,干路电流,通过的电流,根据P=UI计算的电功率;
(3)闭合开关和,通电,根据W=UIt计算电路消耗的电能。
46.(1)解: 由得
(2)解: 当开关和均闭合时,短路,单独工作,电路阻值小,功率大,为加热档。由得
当开关闭合,断开时,和串联,电路阻值大,功率小,为保温档。此时电路总电阻
由串联电路的电阻关系可得
(3)解: 加热汤汁直到沸腾所需吸收的热量为
不考虑汤汁质量变化和热量损失,则加热消耗的电能
加热需要的时间
正常工作20分钟,则保温的时间为
保温消耗的电能为
则煲汤锅正常工作20min所消耗的电能
(1)加热档位功率为1100W,电压为220V,根据P=UI计算 煲汤锅处于加热状态时,电路中的电流 ;
(2)当开关和均闭合时,单独工作,电路阻值小,根据可知,此时为加热档,据此计算R1,当开关闭合,断开时,和串联,电路阻值大,根据可知此时功率小,电路总电阻。根据串联电路电阻关系可知。
(3)根据Q=cmΔt计算加热汤汁直到沸腾所需吸收的热量;加热消耗的电能,根据计算加热需要的时间,正常工作20分钟,则保温的时间为;根据W=Pt计算
保温消耗的电能;则煲汤锅正常工作20min所消耗的电能。
47.(1)解: 浮筒A的质量0.3kg,g取10N/kg,浮筒A的重力
(2)解: 当水位最低1.4m时,两端电压达到4V,因为与串联,电源电压恒为6V,
所以两端电压;
电路电流为;
则。
(3)解: 当到达最高水位1.6m时,设浮筒A上升距离为h,根据图乙可知此时弹簧拉力为
当浮筒A受到的浮力为
则有
即
解得:
浮筒A底部受到水的压强
当水位上升到最高1.6m时,两端电压达到2V,因为与串联,电源电压恒为6V,所以两端电压
电路电流为
则
即滑片上升0.15m,阻值增加了
因为电阻丝阻值与接入电路中的长度成正比,则接入电路中的总长度为
(4)解: 由(3)可知,水位高度H 时有
解得:
当水位高度为H 时,电路总电阻为
电路中电流其中()
(1)根据G=mg求出浮筒A的重力;
(2)由图甲可知两电阻串联;由题意可知当水位降到最低1.4m时R1两端电压为4V,根据串联电路的电压特点和欧姆定律求出此时R2的阻值;
(3)由题意可知当水位升高到1.6m时R1两端电压为2V,根据串联电路的电压特点和欧姆定律求出此时R2的阻值,进而求出水位由1.4m升高到1.6m时,R2接入电路的电阻变化量;
根据图乙表示出弹簧拉力大小与伸长量Δx的关系,根据力的平衡条件表示出水位达到1.6m时A的重力与A受到的浮力和拉力之间的关系,结合F浮=ρ液gV排和V=Sh求出此时弹簧伸长量的变化值,进而求出此时浮筒A底部到水面的深度,根据p=ρgh求出浮筒A底部受到水的压强;根据水位从1.4m升高到1.6m时R2接入电路的电阻变化量和电阻丝长度的变化量求出R2阻值与接入电路中的长度关系,进一步求出此时R2接入电路中的总长度;
(4)根据力的平衡条件表示出水位为H时A的重力与A受到的浮力和拉力之间的关系,结合F浮=ρ液gV排和V=Sh表示出此时弹簧的伸长量,进而表示出R2接入电路的电阻,根据串联电路的电阻特点和欧姆定律表示出水位高度在1.4m到1.6m时,电路中电流I与水位高度H的函数关系式。
48.(1)解:电流的电流
(2)(2)结合焦耳定律计算300s产生的热量Q=UIt=220V×1A×300s=6.6×104J,结合热量公式计算使得空气的温度升高
(3)解:根据计算高温档位的电阻,低温挡的电阻,分析可知,低温的电阻等于 R1的阻值 ,高温档位的电阻等于 R2,所以电路设计如下
(1)根据欧姆定律U=IR计算电路的电流;
(2)结合电功公式W=UIt计算300s电路产生的热量;结合热量的公式Q=cmΔt计算空气升高的温度。
(3)结合计算高温档位和低温档位的电阻,结合已给电阻的阻值,判断不同档位对应的电阻。
49.(1)0.2
(2)解:R1两端电压为:
答:R1两端电压为2V。
(3)解:电路消耗的总功率为:
答:电路消耗的总功率为0.6W。
(1)由图可知,电阻R1与R2串联,电流表测电路中的电流,电流表的示数为0.2A,根据串联电路电流的规律可知,通过电阻R1的电流为0.2A;
(1)电阻R1与R2串联,电流表测电路中的电流,已知电流表示数,根据串联电路电流的规律可求出通过电阻R1的电流;
(2)已知通过R1的电流和R1的电阻,根据U1=IR1求出R1两端电压;
(3)已知电源电压和电路中的电流,根据P=UI求出电路消耗的总功率。
50.(1)高温
(2)解:药液吸收的热量
(3)解:加热,消耗的电能为
(4)解:低温挡时,总电阻为;
则的阻值。
(1) 由图乙可知,当开关S1闭合、S2接a时,R1、R2并联,根据并联电路的特点可知,此时电路的总电阻最小,由可知,电路的总功率最大,电中药锅处于高温挡;
当开关S1断开、S1接b时,R1、R2串联,根据串联电路的特点可知,此时电路的总电阻最大,总功率最小,电中药锅处于低温挡;
当开关S1闭合、S2接b时,只有R1工作,电中药锅处于中温挡;
(1)由图乙可知,当开关S1闭合、S2接a时,R1、R2并联;当开关S1闭合、S2接b时,只有R1工作;当开关S1断开、S1接b时,R1、R2串联,根据串并联电路的特点和可知电中药锅高温挡、中温挡和低温挡的电路连接;
(2)根据Q吸=cmΔt求出药液吸收的热量;
(3)根据W=Pt求出消耗的电能;
(4)根据低温挡功率和可求出低温挡工作时,R1、R2的串联总电阻,根据串联电路的特点求出R2的阻值。
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