专题七 电路分析与欧姆定律重难点突破
考点解析☆目标分解
b级目标:能根据具体要求绘制简单的电路图;正确使用电流表,会使用试触法选择合适的量程;正确使用电压表;使用滑动变阻器改变电路中的电阻;解释欧姆定律的内容和数学表达式;掌握伏安法测电阻的实验原理和电路图,并能收集和整理实验数据得出实验结论;概述串、并联电路的电流和电压的特点。
c级目标:应用欧姆定律解决简单的电学问题;应用电压表和电流表测导体的电阻。
目标分解:
①简单电路及变化分析
②伏安法测电阻实验解析
③应用欧姆定律的问题分析
④串、并联电路的电流和电压的特点解析
考点剖析☆聚焦高频
考点一:简单电路及变化分析
1.(2016?杭州)如图所示电路,当开关闭合时可以读出各电表的示数,当开关断开后,下列电表示数不变的是(? )【来源:21·世纪·教育·网】
A.?A1?????????????????????????????????B.?A2???????????????????????????????????C.?V1??????????????????????????????????D.?V2
【答案】C
【解析】由电路图可知,开关断开后电路断路,电流表A1、A2和电压表V2断路,电压表V1始终测电源的电压,据此进行解答.本题考查了电路的三种状态和电表的使用,是一道较为简单的应用题.21·世纪*教育网
【解答】解:由电路图可知,开关断开后电路断路,电流表A1、A2和电压表V2断路,电压表V1始终测电源的电压,2-1-c-n-j-y
所以,只有电压表V1无论开关闭合、断开都会测量电源的电压,示数不变.
故选C.
2.(2016?温州)如图所示电路,闭合开关S,灯泡L1、L2都发光.现将一根导线接在该电路中的某两个接线柱上,会导致两灯同时熄灭的是(? )
A.?a和b?????????????????????????B.?c和d???????????????????????????C.?e和f????????????????????????D.?g和h
【答案】D
【解析】用电器中有电流通过时,用电器能够工作;将用电器两端用导线直接连接,会造成用电器短路,用电器不能工作.本题考查对用电器短路现象的判断和分析,用电器短路会造成部分电路短路,被短路的用电器不能工作,其它用电器可以工作(在允许的最大电压范围内).结合图中连接不同接线柱时电路的变化进行分析是解决该题的关键.
【解答】解:
A、导线连接a、b两接线柱,灯泡L2被短路,只有灯泡L1工作.故A不符合题意;
B、导线连接c、d两接线柱,灯泡L1被短路,只有灯泡L2工作,故B不符合题意;
C、导线连接e、f两接线柱,相当于闭合开关,两灯都能发光,故C不符合题意;
D、导线连接g、h两接线柱,电源短路,两灯都不能发光(即两灯同时熄灭),故D符合题意.
故选D.
3.(2017?温州)某电热水壶正常状态下,闭合开关,指示灯L亮,同时电热丝R工作;断开开关,指示灯L熄灭,电热丝R不工作。小明用该电热水壶烧水时,发现电热丝R断了,指示灯L仍然亮。四位同学设计了该电热水壶的模拟电路,其中可能正确的是( ?)
A.????????????????????????????????????B.?
C.????????????????????????????????????D.?
【答案】B
【解析】本题考察电路的串并联电路的设计,知道电热水壶的原理、分析清楚电热水壶电路图是正确解题的关键。本题需要闭合开关时,灯泡和电阻丝同时工作,开关应该置于电路的干路,电热丝R断了,指示灯L仍然亮,说明电路采用的是并联结构,据此分析。
【解答】闭合开关时,灯泡和电阻丝同时工作,开关应该置于电路的干路,电热丝R断了,指示灯L仍然亮,说明电路采用的是并联结构,图中采用并联结构,且开关位于干路的是B。21cnjy.com
故选B
考点二:伏安法测电阻实验解析
1.?图甲是用伏安法测未知电阻R的实验图.
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中实物电路连接完整.
(2)闭合开关,将滑片P向左滑动时,此时电压表示数为2.4V,电流表示数如图乙所示,其读数为I=________?A,则未知电阻R=________?Ω.
(3)实验中只有一个电压表和一个已知电阻R0 , 小明设计了如图丙所示的电路,同样可以测量未知电阻Rx,请在空格内将实验步骤补充完整.
①闭合S、断开S1 , 用电压表测出待测电阻Rx两端的电压为U1;
②________?,用电压表测出电源的电压U;
③请写出用测量值U、U1及R0来表示Rx的表达式:Rx=________?
【答案】(1)
(2)0.3;8
(3)闭合开关S、S1;
【解析】(1)变阻器应串联在电路中,可将导线一端接在变阻器上端,另一端接在电阻R右端,如图所示.
(2)读图可知,电流表的量程为0~0.6A,其分度值为0.02A,则电流表的示数为0.3A.
由公式I=得,R===8Ω;
(3)实验步骤:
①闭合开关S、断开S1,用电压表测出待测电阻Rx两端的电压为U1;
②闭合开关S、S1,用电压表测出电源的电压U;
③因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,R0两端的电压:U0=U﹣Ux=U﹣U1 ,
因串联电路中各处的电流相等,
所以,I==, 即=, 解得:Rx=.
故答案为:(1)如上图所示;
(2)0.3;8;
(3)②闭合开关S、S1;③.
【分析】(1)变阻器应串联在电路中,且要一上一下接线柱进行连接;
(2)明确电流表的量程和分度值,读出示数,再利用欧姆定律的变形公式计算电阻的大小;
(3)由电路图可知,当开关S、S1均闭合时电路为Rx的简单电路,电压表测电源的电压;当开关S闭合、S1断开时,R0、Rx串联,电压表测Rx两端的电压;根据串联电路的分压特点和定值电阻的阻值求出Rx的阻值,据此设计实验步骤得出结果.
2.实验桌上有如下实验器材:满足实验要求的电源、阻值已知的定值电阻各一个,电阻箱(电路图符号 )一个,已调零的电流表两块,开关两个,导线若干.请选用上述实验器材,设计一个实验证明“两个电阻R1与R2并联时,干路电流I与支路电流I2的关系为:I=I2+b(b为常量)”.请你画出实验电路图,写出实验步骤,画出实验数据记录表.
【答案】解:定值电阻R1与电阻箱R2并联,两电流表分别测通过变阻箱的电流和干路电流,如图所示:
实验步骤:①按电路图将已调好的各电路元件连入电路.
②闭合开关,调节电阻箱R2的阻值,用电流表A1测量通过干路的电流I,用电流表A2测量通过电阻箱的电流I2,并记录I和I2.www.21-cn-jy.com
③仿照步骤②,分别改变5次电阻箱R2的阻值,用电流表A1测量通过干路的电流I,用电流表A2测量通过电阻箱的电流I2,并分别将测量数据记录在实验数据记录表中.
④分析实验数据,得出结论.
实验数据记录表
I2/A
I/A
【解析】根据实验目的可知定值电阻与电阻箱并联,且电源的电压不变;根据并联电路:各用电器独立工作、互不影响可知,通过定值电阻的电流不变即为b;调节电阻箱使其接入电路的电阻发生变化,分别用电流表测出通过变阻箱的电流和干路电流,将数据记录在实验记录表中;再分别多次改变电阻箱的阻值,把电流表的示数记录在实验记录表中.最后利用并联电路的电流特点,分析数据即可得出关系.21*cnjy*com
考点三:应用欧姆定律的问题分析
1.(2016?宁波)如图甲所示是一种家庭水箱水位测量装置示意图,电源电压18V保持不变,电压表量程0﹣15V,电流表量程0﹣3A,R0是阻值为10Ω的定值电阻,R1是长20cm、阻值为20Ω的电阻丝,滑片P【来源:21cnj*y.co*m】
把电阻丝与轻质弹簧的指针连在一起.圆柱体M长80cm,底面积为200cm2.当水位处于最高处时,M刚好浸没在水中,滑片P恰好在R1的最上端.轻质弹簧阻值不计,M全部露出水面前,弹簧的伸长长度△L始终与受到的拉力F成正比,如图乙所示.
(1)当水位下降时,电路中示数会随之减小的电表是________.
(2)当水位处于最高处时,电压表的示数为多少?
(3)当水位下降,圆柱体露出水面部分的长度为50cm时,电流表示数为多少?(g取10N/kg) 【出处:21教育名师】
【答案】(1)电压表
(2)当水位处于最高处时,滑片P恰好在R1的最上端,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,电路中的电流:I= = =0.6A,
电压表的示数:U1=IR1=0.6A×20Ω=12V;
(3)当水位下降,圆柱体露出水面部分的长度为50cm时,圆柱体受到的浮力减小,
△F浮=ρgV排=ρgSV露=1.0×103kg/m3×10N/kg×200×10﹣4m2×50×10﹣2m=100N,
弹簧对圆柱体增加的拉力:△F=△F浮=100N,
由图象可知,此时弹簧测力计的伸长量增加10cm,即轻质弹簧指针从最高处下降10cm,
此时变阻器接入电路中的阻值:R1′=20Ω﹣ ×10cm=10Ω,
电流表示数:I′= = =0
【解析】由电路图可知,R0与R1串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流.(1)当水位下降时,圆柱体M排开水的体积变小,受到的浮力减小,弹簧测力计受到的拉力变大,据此可知滑片移动的方向和接入电路中电阻的变化,根据欧姆定律可知电路中电流的变化和R0两端的电压变化,根据串联电路的电压特点可知R1两端的电压变化;(2)当水位处于最高处时,滑片P恰好在R1的最上端,根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流,再根据欧姆定律求出电压表的示数;(3)当水位下降时,圆柱体受到的浮力减小,弹簧测力计的示数增大,弹簧测力计增大的示数即为圆柱体所受浮力减小的量,根据阿基米德原理求出圆柱体减小的浮力即为弹簧对圆柱体增加的拉力,根据图象读出弹簧测力计的伸长量即轻质弹簧指针从最高处下降的高度,根据题意得出此时变阻器接入电路中的阻值,利用电阻的串联和21教育名师原创作品
欧姆定律求出电流表的示数.本题考查了电路的动态分析和串联电路的特点以及欧姆定律、阿基米德原理的综合应用,根据题意得出圆柱体露出水面部分的长度为50cm时弹簧测力计伸长量的变化是解题的关键.
【解答】解:由电路图可知,R0与R1串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流.(1)当水位下降时,圆柱体M排开水的体积变小,受到的浮力减小,弹簧测力计受到的拉力变大,滑片下移,接入电路中电阻变小,电路中的总电阻变小,
由I= 可知,电路中的电流变大,即电流表的示数变大,
由U=IR可知,R0两端的电压变大,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,R1两端的电压变小,即电压表的示数变小,
故当水位下降时,电路中示数会随之减小的电表是电压表;
2)当水位处于最高处时,滑片P恰好在R1的最上端,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,电路中的电流:I= = =0.6A,
电压表的示数:U1=IR1=0.6A×20Ω=12V;
3)当水位下降,圆柱体露出水面部分的长度为50cm时,圆柱体受到的浮力减小,
△F浮=ρgV排=ρgSV露=1.0×103kg/m3×10N/kg×200×10﹣4m2×50×10﹣2m=100N,
弹簧对圆柱体增加的拉力:△F=△F浮=100N,
由图象可知,此时弹簧测力计的伸长量增加10cm,即轻质弹簧指针从最高处下降10cm,此时变阻器接入电路中的阻值:R1′=20Ω﹣ ×10cm=10Ω,
电流表示数:I′= = =0.9A.
答:(1)电压表;(2)当水位处于最高处时,电压表的示数为12V;(3)当水位下降,圆柱体露出水面部分的长度为50cm时,电流表示数为0.9A.
2.(2014·杭州)图甲是一个电子拉力计原理图。硬质弹簧右端和金属滑片P固定在一起(P与R1间的摩擦不计)。电压表量程为0~3V,a、b是一根长为6cm的均匀电阻丝,阻值R1=30Ω,电源电压U=6V 。
(1)要保证电压表能正常工作,电路中R0至少应为________。
(2)当拉环不受拉力时,滑片P处于a端,闭合开关后电压表的读数为________V。
(3)已知该弹簧伸长的长度ΔL与所受拉力F间的关系如图乙所示,若R0=45Ω,通过计算说明, 开关S闭合后,当电压表指针指在0.8V处,作用在拉环上水平向右的拉力为多大?此拉力器的量程为多少?
【答案】(1)30Ω
(2)0
(3)电路电流:I==0.08A,
与电压表并联电阻的阻值:RaP==10Ω,弹簧的伸长量:L=2cm,
由图乙所示图象可知,此时拉力为:200N;
由图乙所示图象可知,拉力器的量程为:0~600N;
【解析】(1)根据串联电路特点与欧姆定律求出电阻阻值。
(2)根据电路图分析答题。
(3)由串联电路特点与欧姆定律求出与电压表并联的电阻阻值,然后求出弹簧的伸长量,再求出拉力大小;最后由图象求出拉力器的量程。
【解答】
(1)电压表示数为3V时,
电路电流:I===0.1A,
此时电阻R0的阻值:R0====30Ω。
(2)由图示可知,滑片在a端时,电压表所测电压为零,电压表示数为0V。
?(3)电路电流:I==0.08A,
与电压表并联电阻的阻值:RaP==10Ω,弹簧的伸长量:L=2cm,
由图乙所示图象可知,此时拉力为:200N;
由图乙所示图象可知,拉力器的量程为:0~600N。
故答案为:
(1)30Ω;(2)0;
(3)作用在拉环上水平向右的拉力为200N,此拉力器的量程为0~600N。
考点四:串、并联电路的电流和电压的特点解析
1.(2017?湖州)小明按图连接电路,闭合开关,观察到L1比L2亮.下列说法正确的是( )
A.?通过L1的电流大于L2的电流???????????????????????B.?L1的电阻小于L2的电阻
C.?L1两端的电压大于L2两端的电压?????????????????????????
D.?如果把L1和L2的位置对调的位置对调,L1会变暗
【答案】C
【解析】由图可知两灯串联,由串联电路电流特点可知两灯电流的大小关系;
灯泡亮度有灯泡的实际功率决定,由L2比L1亮知两灯实际功率关系,从而判断两灯电阻和电压关系.
【解答】解:(1)由电路图可知,两个灯泡组成串联电路,串联电路中电流处处相等,所以通过两灯电流相等,故AD错误;(2)灯泡亮度有灯泡的实际功率决定,L1比L2亮,即L1的实际功率比L2的实际功率大.
而两灯电流相等,由P=I2R可知,L1的电阻比L2的电阻大,故B错误;
由U=IR知,L1两端电压比L2两端电压大,故C正确.
故选C.
2.(2015?宁波)小科家有几盏相同的照明灯,如图甲所示,按要求连接在家庭电路上,并由一个开关控制。
(1)取下任何一个灯泡后,闭合开关,其余的灯仍能发光,则这几盏灯之间是?? 联的,断开开关,装上灯泡;
(2)小科觉得连接灯泡的金属导线没有用绝缘材料包裹,可能有安全隐患,如果照明灯的额定电压是220V,要辨别连接灯泡的两根金属导线中与火线相连的一根,请写出检测工具及步骤;
(3)小科用第(2)题的检测方法也无法辨别,于是怀疑照明灯的额定电压不是220V,观察灯泡外包装,上面有如图乙所示信息,请你对这种接线方法的安全性进行分析。
【答案】(1)并;
(2)检测工具:测电笔;
检测步骤:
①断开开关,将灯泡拧下;
②闭合开关,用测电笔对连接灯泡的两根金属线分别进行检测,氖管发光的是火线;
(3)从灯泡铭牌可以知道,这盏灯泡的额定电压是12V,低于人体安全电压,对人体是安全的;但如果导线不用绝缘材料包裹,很容易在意外情况下被短路,造成火灾等事故。
【解析】(1)串联电路用电器工作过程中互相影响;并联电路中用电器工作过程互不影响。
(2)家庭电路常用测电笔区分火线和零线。
(3)人体安全电压不超过36V,导线表面没有绝缘皮可能造成短路或漏电。
【解答】(1)几盏相同的照明灯连接在家庭电路上,由一个开关控制.取下任何一个灯泡后,闭合开关,其余的灯仍能发光,说明彼此没有影响,所以则这几盏灯之间是并联关系。21世纪教育网版权所有
(2)检测工具:测电笔
检测步骤:
①断开开关,将灯泡拧下
②闭合开关,用测电笔对连接灯泡的两根金属线分别进行检测,氖管发光的是火线;
(3)从灯泡铭牌可以知道,这盏灯泡的额定电压是12V,低于人体安全电压,对人体是安全的;但如果导线不用绝缘材料包裹,很容易在意外情况下被短路,造成火灾等事故。
故答案为:
(1)并
(2)检测工具:测电笔
检测步骤:
①断开开关,将灯泡拧下。
②闭合开关,用测电笔对连接灯泡的两根金属线分别进行检测,氖管发光的是火线。
(3)从灯泡铭牌可以知道,这盏灯泡的额定电压是12V,低于人体安全电压,对人体是安全的;但如果导线不用绝缘材料包裹,很容易在意外情况下被短路,造成火灾等事故。
3.(2017?舟山)小明在研究并联电路电流特点时,按图示电路图连接好电路,闭合开关S和S1 ,观察示数。再闭合开关S2 ,示数保持不变的电流表是________(电源电压不变),同时小明观察到电流表A的示数如图所示,为了使测量更精确,断开开关后,接下来的操作是 ________。(电源电压不变)
【答案】A1;把导线从3安接线柱接到0.6安接线柱
【解析】(1)并联电路电压相等,干路电流等于各支路电流之和;(2)用试触法进行试触,根据电流表指针的偏转大小选择合适的量程,量程过大时,指针的偏转角度会较小;量程过小时,指针的偏转会过大。
【解答】(1)闭合开关S和S1时,A1测的是通过R1电流,A的示数等于A1示数,A2示数为零,闭合开关S2后,A1依旧测的是R1电流,由于R1与R2是并联的,因此R1两端的电压不变,A1示数保持不变,A测的是干路总电流,示数改变,A2测通过R2电流,示数改变;(2)从图中可以看出电流表的指针偏转角度很小,为了使测量更精确,应该换用小的量程,即0~0.6A的量程;
故答案为:A1;把导线从3安接线柱接到0.6安接线柱
考点过关☆专项突破
考点一:简单电路及变化分析
1.如图所示是小灯泡和滑动变阻器连人电路的四种不同情况,能利用滑动变阻器调节小灯泡从亮到灭的正确电路是(?????????? )
A.??????B.??????C.???D.?
2.如图所示是小红测定小灯泡电阻的电路图,当闭合开关S时,发现灯L不亮,电流表、电压表均无示数.若电路故障只出现在灯L和变阻器R中的一处,则下列判断正确的是
?
A.?灯L短路????????????????B.?灯L断路???????????????C.?变阻器R短路?????????????????D.?变阻器R断路
3.如图所示是小明设计的电子秤的原理图,其中弹簧上端和滑动变阻器的滑片P固定在一起,AB间有可收缩的导线,R1为定值电阻。当闭合开关S,压力F增大时,电流表与电压表示数变化情况是( )
A.?电流表示数变大,电压表示数变小??????????????B.?电流表示数变小,电压表示数变大
C.?两表示数都变大??????????????????????????????????????????????D.?两表示数都变小
4.如图所示的电路中,闭合开关S,已知电源电压为6V,L1两端的电压为2V,则下列说法正确的是(? )
A.?电压表的示数为2V???? ???B.?电压表的示数为4V???????
C.?电压表的示数为6V???? ???D.?电压表的示数为10V
5.某兴趣小组为了研究电子温控装置,将热敏电阻R1、定值电阻R2以及电压表和电流表连入如图所示电路,热敏电阻的阻值随温度的升高而减小。闭合开关,当温度升高时,电压表和电流表的示数变化情况是(? )www-2-1-cnjy-com
A.?电流表和电压表示数均变小???????????????????????B.?电流表和电压表示数均变大
C.?电流表示数变小,电压表示数变大????????????D.?电流表示数变大,电压表示数变小
6.(2017?嘉兴)小明在研究并联电路电流特点时,根据如图所示电路图连接好电路,并闭合开关S和S1。当他再闭合开关S2时,电流表示数变化正确的是(?? )(电源电压不变)21·cn·jy·com
A.?A1示数变大?????????????B.?A1示数变小???????????????C.?A示数变大??????????????D.?A示数变小
7.如图所示的电路中,电源两端的电压保持不变,闭合开关S ,将滑动变阻器的滑片P向左移动过程中,下列说法中正确的是(?? )
A.?电压表V1的示数减小,电压表V2的示数增大
B.?电压表V1的示数增大,电压表V1的示数减小
C.?电压表V1的示数不变,电压表V2与电流表A示数的比值减小
D.?电压表V1的示数不变,电压表V1与电流表A示数的比值不变
考点二:伏安法测电阻实验解析
1.在测定“小灯泡的电阻”的实验中,电源电压为4.5V,小灯泡正常工作电压为2.5V、电阻约为10Ω。
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整。
(2)闭合开关前,图甲中滑动变阻器的滑片P应位于________端(选项“A”或“B”端)
(3)小华同学移动滑片P,记下多组对应的电压表、电流表的示数,并绘制成如图丙所示的I-U图象,根据图象可计算出小灯泡正常工作的电阻是________Ω.
(4)小勇同学在实验中连接好电路,闭合开关,移动变阻器滑片P,发现小灯泡始终不亮,电压表有示数,电流表无示数,原因可能是________(写出一种即可)。
2.?两个物理实验小组进进行测量未知知电阻的实验.
(1)笫一小组采用了如图甲所示的电路测量未知电阻的阻值,某次测量中,电压表、电流表示数如图乙.电压表的读数为________?V,电流表的读数为 ________?A
(2)第二小组采用如图丙所示的电路测量电阻Rx的阻值,其中R0阻值已知.
①请用笔画线代替导线.将图丁中的实物按电路图连接.(电压表接小量程)______?
②该小组实验步骤如下:先闭合S1、S2,读出此时电压表读数U1,再闭合S1,断开S2,读出此时电压表读数U2.则被测电阻Rx的阻值表达式为Rx=________?(用R0、U1、U2表示). 【版权所有:21教育】
3.(2017?衢州)小柯在拓展课上,设计了图甲电路,用来直接测出接入1、2两点间导体的电阻。
(1)用导线连接1、2两点,电流表的示数如图乙,则通过变阻器的电流为________A。此时1、2两点间的电阻为0Ω,则在电流表指针所指的刻度上标0Ω。
(2)保持变阻器滑片不动,把待测电阻Rx接入1、2两点之间,此时电流表读数为0.1A,则Rx的阻值是________Ω,然后在电流表的0.1A刻度处标上相应的阻值。依此方法,在电流表的刻度上一一标上相应的阻值,这样就可以用此电流表测出接入1、2两点间导体的电阻。
(3)干电池用久了电压会变小,此时再用导线连接1、2两点,电流表的指针就不能对准0Ω刻度线。要使指针重新对准0Ω刻度线,变阻器的滑片应向________(填字母)端移动。
4.?如图是小华测量小灯泡电阻的电路,灯泡不发光时电阻约为6Ω.
(1)请你用笔画线代替导线将电路连接完整
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移至________?端(选填“A”或“B”)
(3)闭合开关,发现灯泡不亮,电流表指针几乎不偏转,电压表示数接近电源电压,则电路故障的原因可能是________?
(4)通过数据分析,小华得到了灯泡电阻随温度升高而增大的结论.若将图中的小灯泡更换成定值电阻,下述实验可以完成的是
A.?探究电流通过导体时产生的热量与导体电阻的关系?????
B.?探究导体中的电流与导体两端电压的关系
C.?探究电流的磁场强弱与电流大小的关系???????????????????????
D.?探究导体中的电流与导体电阻的关系
5.小柯去实验室做“伏安法测电阻”的实验时,由于实验老师的疏忽,只提供了如下实验器材:电源、已知阻值的定值电阻R0、电流表两只、待测电阻Rx、开关一个、导线若干。但聪明的小柯还是用这些仪器测量得出了Rx的阻值,如图所示。
(1)请将实验过程补充完整:
①对照电路图,请你只添加一根导线,将实物电路连接完整。
②闭合开关,???????????? ;
③断开开关,整理器材。
(2)用测量所得的量和已知量符号表示待测电阻阻值:Rx=________。(通过R0和Rx的电流分别用I1和I2表示)
(3)该实验中,如果仅将两只电流表换成两只电压表,其他元件不变。请你设计一个可以测量出电阻Rx阻值的电路图。
考点三:应用欧姆定律的问题分析
1.如图甲所示的电路中,开关闭合以后,将滑动变阻器的滑片从最左端移到最右端,得到电路中两个电压表的示数随电流变化的图像,如图乙所示。则电源电压为________V,滑动变阻器的最大阻值为________Ω,其中________(选填“A”或“B”)是电压表V2的示数随电流变化的图像。
2.(2015?绍兴)如图电源电压保持不变,闭合开关S,电路正常工作,缓慢移动滑片由a到b,电压表示数将 ?? (选填“变大”、“变小”或“不变”);继续缓慢移动滑片由b到c,实验过程中突然发现电流表示数变小且不为零,电压表的示数变大,产生此现象的故障原因可能是 ???? 。
3.电阻触摸屏在笔记本电脑及手机等设备上已普遍使用,当手指在触摸屏表面施加一定的压力时,触摸屏通过分别识别触摸点的水平与竖直位置,从而确定触摸的位置。
(1)其工作原理利用了在材料、横截面积一定时,导体的长度越长,导体的电阻就越________的规律。
(2)以竖直方向为例,触摸屏相当于一根电阻丝,触摸时,触摸点P将电阻丝分为上下两部分,设上部分电阻为R1 , 下部分电阻为R2 , 结构可等效为如图所示电路,电源电压不变。当触摸点在竖直方向移动时,若测得R2两端电压增大,则可知R2阻值________,触摸点P到屏下端的距离________(以上两空均选填“增大”“减小”或“不变”)。
4.(2015?绍兴)甲图为升降机电路的部分原理图,电源电压恒定为6V,R0为定值电阻,电压表量程为0﹣3V,压敏电阻R1的阻值与所受压力大小的关系如图乙所示。
(1)在电路正常工作时,此压敏电阻能承受的最大压力为多少?
(2)在不改变电表的条件下,要增大压敏电阻的承压范围,应如何调整?(写出一条)
(3)若在升降机底板上放置一个物块,静置时电压表示数为U0 , 当升降机匀速下降时,电压表示数 (选填“大于”、“等于”或“小于”)U0。
5.在公园有一种测量瞬间打击力的游戏机,其原理示意图如图甲所示,游人手戴拳击手套, 击打可水平移动的 A 装置,A 通过压杆与压力传感器接触,压力传感器的电阻值 R 会随所受压力大小发生变化。电压表的示数可反映出打击力的大小。已知电阻 R0=120?,压力传感器表面能承受的最大压力为 4000N。压力传感器的电阻值随所受压力变化的图像如图乙所示。若在某次游戏过程中,游人用 2000N 的力击中装置 A,此时电压表的示数为 1.5V。设电源电压恒定不变。21教育网
(1)电源电压是多少?
(2)当装置 A 不受打击力作用时,电压表的示数是多少?
考点四:串、并联电路的电流和电压的特点解析
1.如图是一条刚装好的家庭电路,在未装保险丝之前,先把灯泡L0接在装保险丝的两个接线柱上,当只闭合S1时,L0和L1发光都偏暗;当只闭合S2时,L0正常发光;当只闭合S3时,L0不发光,则下列判断正确的是(四只灯泡的额定电压均为220V)(? )
A.?灯泡L1所在支路正常????????????????B.?灯泡L2所在支路断路
C.?灯泡L3所在支路短路????????????????D.?装好保险丝,合上所有开关后,灯泡都能正常发光
2.如图所示,开关闭合后小灯泡两端的电压为3 V时,通过它的电流为300 mA。而它正常工作时的电流为450 mA,为了让它正常工作,下列做法可行的是(? )
A.?并联一个阻值为20 Ω的小灯泡??????????????????B.?串联一个阻值为20 Ω的小灯泡
C.?去掉一节干电池????????????????????????????????????????????D.?再串联一节干电池
3.(2016?丽水)充电宝具有充电和供电功能,其内部单节锂电芯的输出电压为3伏~5伏,如果电芯串联,则输出电压成倍增加;如果电芯并联,则输出电压不变.
(1)在保障输出电压3伏~5伏不变时,为了增加充电宝储电能量,通常将多节锂电芯连接在一起,则其连接方式是________(选填“串联”或“并联”);
(2)手机电池标称容量“2000毫安时”,与手机相匹配的充电宝标称容量“10000毫安时”,用充电宝给耗尽电的该手机充满电,理论上能充电________次;实际使用时能充满的次数要小于理论的次数,请写出造成充电宝输出能量损失的一种因素:________. 2·1·c·n·j·y
4.如下图甲所示的电路图,开关闭合后,电压表V1和V2的指针位置完全一样,如下图乙所示,则电源电压为________,L1的电压为________;若L2的电阻为20Ω,则L2的电流为________。21*cnjy*com
5.在图所示的电路中,电源电压保持不变。闭合电键S,当滑动变阻器R2的滑片P向右移动时,电流表A1示数与电流表A2示数的和将________,电压表V示数与电流表A1示数的比值将________。(均选填“变小”、“不变”或“变大”)
6.在家庭电路中,触电事故通常是由于人们直接或间接与________(选填“火线”或“零线”)接触所造成的。如图所示,小明将台灯的两脚插头插入两孔插座AB中(图乙是台灯的电路图,CD表示台灯插头的两脚),连接情况是A与C、B与D连接。这种插入法,在断开开关情况下,手指接触台灯接点N时________(选填“会”或“不会”)触电。
专题七 电路分析与欧姆定律重难点突破
考点解析☆目标分解
b级目标:能根据具体要求绘制简单的电路图;正确使用电流表,会使用试触法选择合适的量程;正确使用电压表;使用滑动变阻器改变电路中的电阻;解释欧姆定律的内容和数学表达式;掌握伏安法测电阻的实验原理和电路图,并能收集和整理实验数据得出实验结论;概述串、并联电路的电流和电压的特点。
c级目标:应用欧姆定律解决简单的电学问题;应用电压表和电流表测导体的电阻。
目标分解:
①简单电路及变化分析
②伏安法测电阻实验解析
③应用欧姆定律的问题分析
④串、并联电路的电流和电压的特点解析
考点剖析☆聚焦高频
考点一:简单电路及变化分析
1.(2016?杭州)如图所示电路,当开关闭合时可以读出各电表的示数,当开关断开后,下列电表示数不变的是(? )
A.?A1?????????????????????????????????B.?A2???????????????????????????????????C.?V1??????????????????????????????????D.?V2
【答案】C
【解析】由电路图可知,开关断开后电路断路,电流表A1、A2和电压表V2断路,电压表V1始终测电源的电压,据此进行解答.本题考查了电路的三种状态和电表的使用,是一道较为简单的应用题.
【解答】解:由电路图可知,开关断开后电路断路,电流表A1、A2和电压表V2断路,电压表V1始终测电源的电压,
所以,只有电压表V1无论开关闭合、断开都会测量电源的电压,示数不变.
故选C.
2.(2016?温州)如图所示电路,闭合开关S,灯泡L1、L2都发光.现将一根导线接在该电路中的某两个接线柱上,会导致两灯同时熄灭的是(? )
A.?a和b?????????????????????????B.?c和d???????????????????????????C.?e和f????????????????????????D.?g和h
【答案】D
【解析】用电器中有电流通过时,用电器能够工作;将用电器两端用导线直接连接,会造成用电器短路,用电器不能工作.本题考查对用电器短路现象的判断和分析,用电器短路会造成部分电路短路,被短路的用电器不能工作,其它用电器可以工作(在允许的最大电压范围内).结合图中连接不同接线柱时电路的变化进行分析是解决该题的关键.
【解答】解:
A、导线连接a、b两接线柱,灯泡L2被短路,只有灯泡L1工作.故A不符合题意;
B、导线连接c、d两接线柱,灯泡L1被短路,只有灯泡L2工作,故B不符合题意;
C、导线连接e、f两接线柱,相当于闭合开关,两灯都能发光,故C不符合题意;
D、导线连接g、h两接线柱,电源短路,两灯都不能发光(即两灯同时熄灭),故D符合题意.
故选D.
3.(2017?温州)某电热水壶正常状态下,闭合开关,指示灯L亮,同时电热丝R工作;断开开关,指示灯L熄灭,电热丝R不工作。小明用该电热水壶烧水时,发现电热丝R断了,指示灯L仍然亮。四位同学设计了该电热水壶的模拟电路,其中可能正确的是( ?)
A.????????????????????????????????????B.?
C.????????????????????????????????????D.?
【答案】B
【解析】本题考察电路的串并联电路的设计,知道电热水壶的原理、分析清楚电热水壶电路图是正确解题的关键。本题需要闭合开关时,灯泡和电阻丝同时工作,开关应该置于电路的干路,电热丝R断了,指示灯L仍然亮,说明电路采用的是并联结构,据此分析。
【解答】闭合开关时,灯泡和电阻丝同时工作,开关应该置于电路的干路,电热丝R断了,指示灯L仍然亮,说明电路采用的是并联结构,图中采用并联结构,且开关位于干路的是B。
故选B
考点二:伏安法测电阻实验解析
1.?图甲是用伏安法测未知电阻R的实验图.
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中实物电路连接完整.
(2)闭合开关,将滑片P向左滑动时,此时电压表示数为2.4V,电流表示数如图乙所示,其读数为I=________?A,则未知电阻R=________?Ω.
(3)实验中只有一个电压表和一个已知电阻R0 , 小明设计了如图丙所示的电路,同样可以测量未知电阻Rx,请在空格内将实验步骤补充完整.
①闭合S、断开S1 , 用电压表测出待测电阻Rx两端的电压为U1;
②________?,用电压表测出电源的电压U;
③请写出用测量值U、U1及R0来表示Rx的表达式:Rx=________?
【答案】(1)
(2)0.3;8
(3)闭合开关S、S1;
【解析】(1)变阻器应串联在电路中,可将导线一端接在变阻器上端,另一端接在电阻R右端,如图所示.
(2)读图可知,电流表的量程为0~0.6A,其分度值为0.02A,则电流表的示数为0.3A.
由公式I=得,R===8Ω;
(3)实验步骤:
①闭合开关S、断开S1,用电压表测出待测电阻Rx两端的电压为U1;
②闭合开关S、S1,用电压表测出电源的电压U;
③因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,R0两端的电压:U0=U﹣Ux=U﹣U1 ,
因串联电路中各处的电流相等,
所以,I==, 即=, 解得:Rx=.
故答案为:(1)如上图所示;
(2)0.3;8;
(3)②闭合开关S、S1;③.
【分析】(1)变阻器应串联在电路中,且要一上一下接线柱进行连接;
(2)明确电流表的量程和分度值,读出示数,再利用欧姆定律的变形公式计算电阻的大小;
(3)由电路图可知,当开关S、S1均闭合时电路为Rx的简单电路,电压表测电源的电压;当开关S闭合、S1断开时,R0、Rx串联,电压表测Rx两端的电压;根据串联电路的分压特点和定值电阻的阻值求出Rx的阻值,据此设计实验步骤得出结果.
2.实验桌上有如下实验器材:满足实验要求的电源、阻值已知的定值电阻各一个,电阻箱(电路图符号 )一个,已调零的电流表两块,开关两个,导线若干.请选用上述实验器材,设计一个实验证明“两个电阻R1与R2并联时,干路电流I与支路电流I2的关系为:I=I2+b(b为常量)”.请你画出实验电路图,写出实验步骤,画出实验数据记录表.
【答案】解:定值电阻R1与电阻箱R2并联,两电流表分别测通过变阻箱的电流和干路电流,如图所示:
实验步骤:①按电路图将已调好的各电路元件连入电路.
②闭合开关,调节电阻箱R2的阻值,用电流表A1测量通过干路的电流I,用电流表A2测量通过电阻箱的电流I2,并记录I和I2.【出处:21教育名师】
③仿照步骤②,分别改变5次电阻箱R2的阻值,用电流表A1测量通过干路的电流I,用电流表A2测量通过电阻箱的电流I2,并分别将测量数据记录在实验数据记录表中.
④分析实验数据,得出结论.
实验数据记录表
I2/A
I/A
【解析】根据实验目的可知定值电阻与电阻箱并联,且电源的电压不变;根据并联电路:各用电器独立工作、互不影响可知,通过定值电阻的电流不变即为b;调节电阻箱使其接入电路的电阻发生变化,分别用电流表测出通过变阻箱的电流和干路电流,将数据记录在实验记录表中;再分别多次改变电阻箱的阻值,把电流表的示数记录在实验记录表中.最后利用并联电路的电流特点,分析数据即可得出关系.
考点三:应用欧姆定律的问题分析
1.(2016?宁波)如图甲所示是一种家庭水箱水位测量装置示意图,电源电压18V保持不变,电压表量程0﹣15V,电流表量程0﹣3A,R0是阻值为10Ω的定值电阻,R1是长20cm、阻值为20Ω的电阻丝,滑片P
把电阻丝与轻质弹簧的指针连在一起.圆柱体M长80cm,底面积为200cm2.当水位处于最高处时,M刚好浸没在水中,滑片P恰好在R1的最上端.轻质弹簧阻值不计,M全部露出水面前,弹簧的伸长长度△L始终与受到的拉力F成正比,如图乙所示.
(1)当水位下降时,电路中示数会随之减小的电表是________.
(2)当水位处于最高处时,电压表的示数为多少?
(3)当水位下降,圆柱体露出水面部分的长度为50cm时,电流表示数为多少?(g取10N/kg)
【答案】(1)电压表
(2)当水位处于最高处时,滑片P恰好在R1的最上端,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,电路中的电流:I= = =0.6A,
电压表的示数:U1=IR1=0.6A×20Ω=12V;
(3)当水位下降,圆柱体露出水面部分的长度为50cm时,圆柱体受到的浮力减小,
△F浮=ρgV排=ρgSV露=1.0×103kg/m3×10N/kg×200×10﹣4m2×50×10﹣2m=100N,
弹簧对圆柱体增加的拉力:△F=△F浮=100N,
由图象可知,此时弹簧测力计的伸长量增加10cm,即轻质弹簧指针从最高处下降10cm,
此时变阻器接入电路中的阻值:R1′=20Ω﹣ ×10cm=10Ω,
电流表示数:I′= = =0
【解析】由电路图可知,R0与R1串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流.(1)当水位下降时,圆柱体M排开水的体积变小,受到的浮力减小,弹簧测力计受到的拉力变大,据此可知滑片移动的方向和接入电路中电阻的变化,根据欧姆定律可知电路中电流的变化和R0两端的电压变化,根据串联电路的电压特点可知R1两端的电压变化;(2)当水位处于最高处时,滑片P恰好在R1的最上端,根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流,再根据欧姆定律求出电压表的示数;(3)当水位下降时,圆柱体受到的浮力减小,弹簧测力计的示数增大,弹簧测力计增大的示数即为圆柱体所受浮力减小的量,根据阿基米德原理求出圆柱体减小的浮力即为弹簧对圆柱体增加的拉力,根据图象读出弹簧测力计的伸长量即轻质弹簧指针从最高处下降的高度,根据题意得出此时变阻器接入电路中的阻值,利用电阻的串联和
欧姆定律求出电流表的示数.本题考查了电路的动态分析和串联电路的特点以及欧姆定律、阿基米德原理的综合应用,根据题意得出圆柱体露出水面部分的长度为50cm时弹簧测力计伸长量的变化是解题的关键.
【解答】解:由电路图可知,R0与R1串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流.(1)当水位下降时,圆柱体M排开水的体积变小,受到的浮力减小,弹簧测力计受到的拉力变大,滑片下移,接入电路中电阻变小,电路中的总电阻变小,
由I= 可知,电路中的电流变大,即电流表的示数变大,
由U=IR可知,R0两端的电压变大,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,R1两端的电压变小,即电压表的示数变小,
故当水位下降时,电路中示数会随之减小的电表是电压表;
2)当水位处于最高处时,滑片P恰好在R1的最上端,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,电路中的电流:I= = =0.6A,
电压表的示数:U1=IR1=0.6A×20Ω=12V;
3)当水位下降,圆柱体露出水面部分的长度为50cm时,圆柱体受到的浮力减小,
△F浮=ρgV排=ρgSV露=1.0×103kg/m3×10N/kg×200×10﹣4m2×50×10﹣2m=100N,
弹簧对圆柱体增加的拉力:△F=△F浮=100N,
由图象可知,此时弹簧测力计的伸长量增加10cm,即轻质弹簧指针从最高处下降10cm,此时变阻器接入电路中的阻值:R1′=20Ω﹣ ×10cm=10Ω,
电流表示数:I′= = =0.9A.
答:(1)电压表;(2)当水位处于最高处时,电压表的示数为12V;(3)当水位下降,圆柱体露出水面部分的长度为50cm时,电流表示数为0.9A.
2.(2014·杭州)图甲是一个电子拉力计原理图。硬质弹簧右端和金属滑片P固定在一起(P与R1间的摩擦不计)。电压表量程为0~3V,a、b是一根长为6cm的均匀电阻丝,阻值R1=30Ω,电源电压U=6V 。
(1)要保证电压表能正常工作,电路中R0至少应为________。
(2)当拉环不受拉力时,滑片P处于a端,闭合开关后电压表的读数为________V。
(3)已知该弹簧伸长的长度ΔL与所受拉力F间的关系如图乙所示,若R0=45Ω,通过计算说明, 开关S闭合后,当电压表指针指在0.8V处,作用在拉环上水平向右的拉力为多大?此拉力器的量程为多少?
【答案】(1)30Ω
(2)0
(3)电路电流:I==0.08A,
与电压表并联电阻的阻值:RaP==10Ω,弹簧的伸长量:L=2cm,
由图乙所示图象可知,此时拉力为:200N;
由图乙所示图象可知,拉力器的量程为:0~600N;
【解析】(1)根据串联电路特点与欧姆定律求出电阻阻值。
(2)根据电路图分析答题。
(3)由串联电路特点与欧姆定律求出与电压表并联的电阻阻值,然后求出弹簧的伸长量,再求出拉力大小;最后由图象求出拉力器的量程。
【解答】
(1)电压表示数为3V时,
电路电流:I===0.1A,
此时电阻R0的阻值:R0====30Ω。
(2)由图示可知,滑片在a端时,电压表所测电压为零,电压表示数为0V。
?(3)电路电流:I==0.08A,
与电压表并联电阻的阻值:RaP==10Ω,弹簧的伸长量:L=2cm,
由图乙所示图象可知,此时拉力为:200N;
由图乙所示图象可知,拉力器的量程为:0~600N。
故答案为:
(1)30Ω;(2)0;
(3)作用在拉环上水平向右的拉力为200N,此拉力器的量程为0~600N。
考点四:串、并联电路的电流和电压的特点解析
1.(2017?湖州)小明按图连接电路,闭合开关,观察到L1比L2亮.下列说法正确的是( )
A.?通过L1的电流大于L2的电流???????????????????????B.?L1的电阻小于L2的电阻
C.?L1两端的电压大于L2两端的电压?????????????????????????
D.?如果把L1和L2的位置对调的位置对调,L1会变暗
【答案】C
【解析】由图可知两灯串联,由串联电路电流特点可知两灯电流的大小关系;
灯泡亮度有灯泡的实际功率决定,由L2比L1亮知两灯实际功率关系,从而判断两灯电阻和电压关系.
【解答】解:(1)由电路图可知,两个灯泡组成串联电路,串联电路中电流处处相等,所以通过两灯电流相等,故AD错误;(2)灯泡亮度有灯泡的实际功率决定,L1比L2亮,即L1的实际功率比L2的实际功率大.【来源:21·世纪·教育·网】
而两灯电流相等,由P=I2R可知,L1的电阻比L2的电阻大,故B错误;
由U=IR知,L1两端电压比L2两端电压大,故C正确.
故选C.
2.(2015?宁波)小科家有几盏相同的照明灯,如图甲所示,按要求连接在家庭电路上,并由一个开关控制。www-2-1-cnjy-com
(1)取下任何一个灯泡后,闭合开关,其余的灯仍能发光,则这几盏灯之间是?? 联的,断开开关,装上灯泡;
(2)小科觉得连接灯泡的金属导线没有用绝缘材料包裹,可能有安全隐患,如果照明灯的额定电压是220V,要辨别连接灯泡的两根金属导线中与火线相连的一根,请写出检测工具及步骤;
(3)小科用第(2)题的检测方法也无法辨别,于是怀疑照明灯的额定电压不是220V,观察灯泡外包装,上面有如图乙所示信息,请你对这种接线方法的安全性进行分析。
【答案】(1)并;
(2)检测工具:测电笔;
检测步骤:
①断开开关,将灯泡拧下;
②闭合开关,用测电笔对连接灯泡的两根金属线分别进行检测,氖管发光的是火线;
(3)从灯泡铭牌可以知道,这盏灯泡的额定电压是12V,低于人体安全电压,对人体是安全的;但如果导线不用绝缘材料包裹,很容易在意外情况下被短路,造成火灾等事故。
【解析】(1)串联电路用电器工作过程中互相影响;并联电路中用电器工作过程互不影响。
(2)家庭电路常用测电笔区分火线和零线。
(3)人体安全电压不超过36V,导线表面没有绝缘皮可能造成短路或漏电。
【解答】(1)几盏相同的照明灯连接在家庭电路上,由一个开关控制.取下任何一个灯泡后,闭合开关,其余的灯仍能发光,说明彼此没有影响,所以则这几盏灯之间是并联关系。
(2)检测工具:测电笔
检测步骤:
①断开开关,将灯泡拧下
②闭合开关,用测电笔对连接灯泡的两根金属线分别进行检测,氖管发光的是火线;
(3)从灯泡铭牌可以知道,这盏灯泡的额定电压是12V,低于人体安全电压,对人体是安全的;但如果导线不用绝缘材料包裹,很容易在意外情况下被短路,造成火灾等事故。
故答案为:
(1)并
(2)检测工具:测电笔
检测步骤:
①断开开关,将灯泡拧下。
②闭合开关,用测电笔对连接灯泡的两根金属线分别进行检测,氖管发光的是火线。
(3)从灯泡铭牌可以知道,这盏灯泡的额定电压是12V,低于人体安全电压,对人体是安全的;但如果导线不用绝缘材料包裹,很容易在意外情况下被短路,造成火灾等事故。
3.(2017?舟山)小明在研究并联电路电流特点时,按图示电路图连接好电路,闭合开关S和S1 ,观察示数。再闭合开关S2 ,示数保持不变的电流表是________(电源电压不变),同时小明观察到电流表A的示数如图所示,为了使测量更精确,断开开关后,接下来的操作是 ________。(电源电压不变)
【答案】A1;把导线从3安接线柱接到0.6安接线柱
【解析】(1)并联电路电压相等,干路电流等于各支路电流之和;(2)用试触法进行试触,根据电流表指针的偏转大小选择合适的量程,量程过大时,指针的偏转角度会较小;量程过小时,指针的偏转会过大。
【解答】(1)闭合开关S和S1时,A1测的是通过R1电流,A的示数等于A1示数,A2示数为零,闭合开关S2后,A1依旧测的是R1电流,由于R1与R2是并联的,因此R1两端的电压不变,A1示数保持不变,A测的是干路总电流,示数改变,A2测通过R2电流,示数改变;(2)从图中可以看出电流表的指针偏转角度很小,为了使测量更精确,应该换用小的量程,即0~0.6A的量程;
故答案为:A1;把导线从3安接线柱接到0.6安接线柱
考点过关☆专项突破
考点一:简单电路及变化分析
1.如图所示是小灯泡和滑动变阻器连人电路的四种不同情况,能利用滑动变阻器调节小灯泡从亮到灭的正确电路是(?????????? )
A.??????B.??????C.???D.?
【答案】D
【解析】本题考查滑动变阻器的使用,需要结合相关的电路图才能进行分析,在使用滑到变阻器时与用电器是串联关系,但是根据题意是要求熄灭,能够通过滑动得到熄灭结果的只能让灯泡处于被短路状态。
【解答】ABC电路图两者是串联关系,可以使灯泡由亮变暗,但是不能灭,错误;D图是并联关系,当变阻器滑到最右端时,电灯被短路,熄灭。符合条件。选D。
2.如图所示是小红测定小灯泡电阻的电路图,当闭合开关S时,发现灯L不亮,电流表、电压表均无示数.若电路故障只出现在灯L和变阻器R中的一处,则下列判断正确的是
?
A.?灯L短路????????????????B.?灯L断路???????????????C.?变阻器R短路?????????????????D.?变阻器R断路
【答案】D
【解析】解:A、灯泡L短路,灯不亮,电压表示数为0,电流表有示数,不符合题意,故A错
B、灯泡L发生断路,灯不亮,电压表的正负接线柱与电源正负极之间连接是连通的,电压表有示数;电压表的电阻无限大,使得电路中的电流为0,电流表的示数为0,不符合题意,故B错;
C、变阻器短路,灯亮,电压表和电流表都有示数,不符合题意,故C错;
D、变阻器断路,灯不亮,电流表和电压表都无示数,符合题意,故D正确.
故选D
【分析】灯泡不亮说明电路某处断路或灯短路;
若电压表无示数,说明电压表被短路或与电源不能相通;
电流表无示数说明是某处断路或电流表短路;综合分析进行判断
3.如图所示是小明设计的电子秤的原理图,其中弹簧上端和滑动变阻器的滑片P固定在一起,AB间有可收缩的导线,R1为定值电阻。当闭合开关S,压力F增大时,电流表与电压表示数变化情况是( )
A.?电流表示数变大,电压表示数变小??????????????B.?电流表示数变小,电压表示数变大
C.?两表示数都变大??????????????????????????????????????????????D.?两表示数都变小
【答案】B
【解析】首先分析电路的连接方式,然后判断电流表和电压表测哪个电路元件的电流和电压,进一步根据欧姆定律判断电流和电压的变化。21教育网
【解答】滑动变阻器和定值电阻串联在电路中,压力F增大时,滑动变阻器接入电路的电阻变大,根据欧姆定律可知通过电路的电流变小,电流表测电路电流,故示数变小。
R1为定值电阻,所以其两端的电压变小,串联电路总电压等于各分电压之和,所以滑动变阻器两端电压变大,电压表测其电压故示数变大.则ACD错误,B正确。
故答案为:B
4.如图所示的电路中,闭合开关S,已知电源电压为6V,L1两端的电压为2V,则下列说法正确的是(? )
A.?电压表的示数为2V???? ???B.?电压表的示数为4V???????
C.?电压表的示数为6V???? ???D.?电压表的示数为10V
【答案】A
【解析】由电路图可知,两灯泡串联,电压表测L1的电压;根据串联电路的电流特点和欧姆定律可知电压表的示数.本题考查了串联电路的电压特点,关键是电压表所测电路原件的判断.
【解答】解:两灯泡串联,电压表测L1两端的电压,已知L1两端的电压为2V,则电压表的示数为2V.
故选A.
5.某兴趣小组为了研究电子温控装置,将热敏电阻R1、定值电阻R2以及电压表和电流表连入如图所示电路,热敏电阻的阻值随温度的升高而减小。闭合开关,当温度升高时,电压表和电流表的示数变化情况是(? )
A.?电流表和电压表示数均变小???????????????????????B.?电流表和电压表示数均变大
C.?电流表示数变小,电压表示数变大????????????D.?电流表示数变大,电压表示数变小
【答案】D
【解析】由电路图知:热敏电阻与定值电阻串联,电压表测量热敏电阻两端的电压,电流表测量总电流,当温度升高时,热敏电阻的阻值减小,根据欧姆定律可知电路电流的变化,进一步求出电压表示数的变化.本题考查欧姆定律的应用,关键知道温度升高时电路电阻的变化,从而引起的电流和电压的变化,要熟记串联电路电压的规律。
【解答】当温度升高时,热敏电阻的阻值减小,电路总电阻减小,电源电压不变,根据欧姆定律 可知电路电流增大,即电流表示数变大;定值电阻R2阻值不变,通过的电流增大,根据公式U=IR可知定值电阻R2两端的电压变大,因为热敏电阻与定值电阻串联,所以热敏电阻两端的电压减小,即电压表示数变小。
故选:D
6.(2017?嘉兴)小明在研究并联电路电流特点时,根据如图所示电路图连接好电路,并闭合开关S和S1。当他再闭合开关S2时,电流表示数变化正确的是(?? )(电源电压不变)
A.?A1示数变大?????????????B.?A1示数变小???????????????C.?A示数变大??????????????D.?A示数变小
【答案】C
【解析】本题是一道电路动态分析题,分析清楚电路结构是正确解题的关键,分析清楚电路结构后应用并联电路特点与欧姆定律可以解题。分析清楚图示电路结构,明确各电路元件的连接方式,然后应用并联电路特点与欧姆定律分析答题。
【解答】由图示电路图可知,电流表A测干路电流,电流表A1A2测支路电流,闭合开关S和S1 ,只有R1所在支路接入电路,两电流表串联在同一电路中,两电流表示数相同,再闭合S2 ,两电阻并联,电流表A测干路电流,电流表A示数变大,电流表A1所在支路电压与电阻不变,该支路电流不变。
故选C
7.如图所示的电路中,电源两端的电压保持不变,闭合开关S ,将滑动变阻器的滑片P向左移动过程中,下列说法中正确的是(?? )
A.?电压表V1的示数减小,电压表V2的示数增大
B.?电压表V1的示数增大,电压表V1的示数减小
C.?电压表V1的示数不变,电压表V2与电流表A示数的比值减小
D.?电压表V1的示数不变,电压表V1与电流表A示数的比值不变
【答案】C
【解析】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用,关键是电压表V2的示数的变化与电流表A的示数的变化的比值转化为电阻的阻值来处理。由电路图可知,定值电阻R1与滑动变阻器R2串联,电压表V1测电源电压,电压表V2测R2两端的电压,电流表测电路中的电流;根据滑片的移动可知接入电路中电阻的变化,根据欧姆定律可知电路中电流的变化和R1两端的电压,根据串联电路的电压特点可知电压表V2的示数;根据串联电路的特点和欧姆定律求出电压表V2的示数的变化与电流表A的示数的变化的比值的变化。
【解答】因电源电压不变,所以电压表V1的示数不变;将滑动变阻器滑片向右滑动时,接入电路中的电阻变大,电路中的总电阻变大, 由可知,电路中的电流变大,即电流表的示数变小; 由U=IR可知,R1两端的电压变大,串联电路中总电压等于各分电压之和,滑动变阻器R2两端的电压变小,即A、电压表V2的示数变小,故A错误;
B、V1测的是电源电压,故保持不变,故B错误;
C、V1测的是电源电压,故保持不变,电压表V2与电流表A的示数之比等于滑动变阻器接入电路的阻值,即电压表V2与电流表A的示数比值减小,故C正确;
D、电压表V1的示数不变,电流表A示数减小,电压表V1与电流表A示数的增大,故D错误;
故选C
考点二:伏安法测电阻实验解析
1.在测定“小灯泡的电阻”的实验中,电源电压为4.5V,小灯泡正常工作电压为2.5V、电阻约为10Ω。21*cnjy*com
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整。
(2)闭合开关前,图甲中滑动变阻器的滑片P应位于________端(选项“A”或“B”端)
(3)小华同学移动滑片P,记下多组对应的电压表、电流表的示数,并绘制成如图丙所示的I-U图象,根据图象可计算出小灯泡正常工作的电阻是________Ω.
(4)小勇同学在实验中连接好电路,闭合开关,移动变阻器滑片P,发现小灯泡始终不亮,电压表有示数,电流表无示数,原因可能是________(写出一种即可)。
【答案】(1)
(2)A
(3)12.5
(4)灯泡的灯丝断了
【解析】(1)①根据欧姆定律求出灯泡的额定电流的大约值,然后确定电流表的量程且与灯泡串联;②根据实物电路画出电路图时,可以根据电流流向法,从电源的正极出发依次画出串联的电路原件,最后把电压表并联在灯泡的两端;(2)在闭合开关前,为防止电路中的电流过大烧坏电路元件,保护电路的滑动变阻器处于最大阻值处;(3)灯泡正常发光时的电压和额定电压相等,根据图象读出对应的电流,根据欧姆定律求出此时灯泡的电阻;(4)电压表有示数说明电压表两接线柱与电源之间是通路,灯泡不亮、电流表无示数说明电路断路,即电压表并联部分断路.本题考查了测定“小灯泡电阻”的实验,涉及到实物图的连接和电路图的画法以及实验的注意事项、欧姆定律的应用、电路故障的判断,要注意根据灯泡额定电流的大约值确定电流表的量程.
【解答】解:(1)灯泡的额定电流约为 ,则电流表的量程为0~0.6A,且与灯泡串联,如下图所示:
按电流流向法,先画出电源的符合,从电源的正极出发依次画出开关、滑动变阻器、灯泡、电流表回到电源的负极,再把电压表并联在灯泡的两端,如下图所示:
(2)在闭合开关前,保护电路的滑动变阻器的滑片位于最大阻值处的A端;(3)灯泡正常发光时的电压U=2.5V,由图象可知对应的电流I=0.2A,则此时灯泡的电阻 ;(4)闭合开关,移动变阻器滑片P,发现小灯泡不亮,电压表有示数,电流表无示数,说明电压表并联部分断路,原因可能是灯泡的灯丝断了.
2.?两个物理实验小组进进行测量未知知电阻的实验.
(1)笫一小组采用了如图甲所示的电路测量未知电阻的阻值,某次测量中,电压表、电流表示数如图乙.电压表的读数为________?V,电流表的读数为 ________?A
(2)第二小组采用如图丙所示的电路测量电阻Rx的阻值,其中R0阻值已知.
①请用笔画线代替导线.将图丁中的实物按电路图连接.(电压表接小量程)______?
②该小组实验步骤如下:先闭合S1、S2,读出此时电压表读数U1,再闭合S1,断开S2,读出此时电压表读数U2.则被测电阻Rx的阻值表达式为Rx=________?(用R0、U1、U2表示). 21cnjy.com
【答案】(1)1.8;0.24
(2)?;R0
【解析】(1)电压表选择的是0~3V量程,对应的分度值为0.1V,此时的示数为1.8V;
电流表选择的是0~0.6A量程,对应的分度值为0.02A,此时的电流为0.24A;
(2)①采用“电流流向法”,电流从电源正极出发,依次将电阻Rx、R0、开关S1串联起来,再将电压表并联在R0两端;开关S2并联在Rx两端,如下图所示:
②先闭合S1、S2,电压表测量电源电压,再闭合S1,断开S2,电压表测量R0两端的电压;
此时电路中的电流为I=,
根据串联电路的总电压等于各电阻两端的电压之和得:
被测电阻Rx两端的电压Ux=U1﹣U2 ,
根据欧姆定律得:被测电阻Rx===R0 .
故答案为:(1)1.8;0.24;(2)①如上图;②R0
【分析】(1)读取电流表或电压表示数时,首先要明确它们选择的量程和对应的分度值,读数时视线与指针所在刻线相垂直;www.21-cn-jy.com
(2)①根据电路图连接实物图,可采用“电流流向法”,从电源的正极出发,按照电流的流向,先串主电路,再将电压表并在待测电阻的两端;21·cn·jy·com
②在“伏安法测电阻”实验中,只有电压表,没有电流表,则需要串联电路电流相等的特点,采取先后测量R0两端电压和电源电压,由此根据串联电路的特点和欧姆定律求出电阻Rx
3.(2017?衢州)小柯在拓展课上,设计了图甲电路,用来直接测出接入1、2两点间导体的电阻。
(1)用导线连接1、2两点,电流表的示数如图乙,则通过变阻器的电流为________A。此时1、2两点间的电阻为0Ω,则在电流表指针所指的刻度上标0Ω。
(2)保持变阻器滑片不动,把待测电阻Rx接入1、2两点之间,此时电流表读数为0.1A,则Rx的阻值是________Ω,然后在电流表的0.1A刻度处标上相应的阻值。依此方法,在电流表的刻度上一一标上相应的阻值,这样就可以用此电流表测出接入1、2两点间导体的电阻。
(3)干电池用久了电压会变小,此时再用导线连接1、2两点,电流表的指针就不能对准0Ω刻度线。要使指针重新对准0Ω刻度线,变阻器的滑片应向________(填字母)端移动。
【答案】(1)0.5
(2)12
(3)B
【解析】(1)可通过读图乙电流表得到此时电流;(2)新干电池可以看成一个内阻为0的电源,当干电池用久了后内阻会逐渐增大此时干电池的内阻本身会分去一部分电压,而使输出的电压减小。此题小题是将电流表改装成电阻表,利用欧姆定律的变形公式可得到电阻与电流的对应值。(3)当电池有内阻时,此时输出电压小于1.5V 要使电流表指示0.5A? 滑动变阻器阻值应小于3Ω,所以要将滑动变阻器滑片向B端移动。
【解答】(1)读图乙可得电流为0.5A;(2)当1、2之间用导线连接时由乙图可知电流I=0.5A,此时滑动变阻器的有效阻值为R滑=1.5V/0.5A=3Ω将此时电流表0.5A处标上0Ω;当电流I=0.1A时,可得R总=15Ω,R接=R总-R滑? R接=15Ω-3Ω=12Ω;(3)因为电池也产生了电阻所以滑动变阻器阻值要减小滑片向B端移动。
故答案为:1、0.5;2、12;3、B
4.?如图是小华测量小灯泡电阻的电路,灯泡不发光时电阻约为6Ω.
(1)请你用笔画线代替导线将电路连接完整
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移至________?端(选填“A”或“B”)
(3)闭合开关,发现灯泡不亮,电流表指针几乎不偏转,电压表示数接近电源电压,则电路故障的原因可能是________?
(4)通过数据分析,小华得到了灯泡电阻随温度升高而增大的结论.若将图中的小灯泡更换成定值电阻,下述实验可以完成的是 【版权所有:21教育】
A.?探究电流通过导体时产生的热量与导体电阻的关系?????
B.?探究导体中的电流与导体两端电压的关系
C.?探究电流的磁场强弱与电流大小的关系???????????????????????
D.?探究导体中的电流与导体电阻的关系
【答案】(1)解:
(2)B
(3)灯泡断路
(4)B
【解析】解:(1)读图可知,电源电压为2节干电池,不超过3V,则电路中的电流I===0.5A,因此电流表选择0~0.6A量程;变阻器选择上方任一接线柱,将它们与灯泡串联在一起,如图所示.
(2)闭合开关前,变阻器的滑片应置于最大阻值处,即移到图中的B端;
(3)闭合开关,发现灯泡不亮,电流表指针几乎不偏转,说明电路断路.电压表示数接近电源电压,说明电压表并联部分断路,则电路故障的原因可能是灯泡断路.
(4)A.探究电流通过导体时产生的热量与导体电阻的关系时,应至少有两个不同的电阻进行对比实验,故A不合题意;
B.探究导体中的电流与导体两端电压的关系,应保持电阻不变,小灯泡更换成定值电阻后,阻值不变,故B符合题意;
C.探究电流的磁场强弱与电流大小的关系,应使用通电螺线管,而不是定值电阻,故C不合题意;
D.探究导体中的电流与导体电阻的关系,应保持电压一定,多次改变阻值,一个定值电阻不能完成探究,故D不合题意.
【分析】(1)电流表应与灯泡串联,根据灯泡电阻和电源电压确定其量程;变阻器注意要一上一下选择接线柱;
(2)闭合开关前,变阻器的滑片应置于最大阻值处;
(3)根据电路故障的现象判断是短路还是断路,再进一步确定短路或断路发生的位置;
(4)小灯泡更换成定值电阻,则电阻一定,此时可探究电流与电压的关系.
5.小柯去实验室做“伏安法测电阻”的实验时,由于实验老师的疏忽,只提供了如下实验器材:电源、已知阻值的定值电阻R0、电流表两只、待测电阻Rx、开关一个、导线若干。但聪明的小柯还是用这些仪器测量得出了Rx的阻值,如图所示。
(1)请将实验过程补充完整:
①对照电路图,请你只添加一根导线,将实物电路连接完整。
②闭合开关,???????????? ;
③断开开关,整理器材。
(2)用测量所得的量和已知量符号表示待测电阻阻值:Rx=________。(通过R0和Rx的电流分别用I1和I2表示)
(3)该实验中,如果仅将两只电流表换成两只电压表,其他元件不变。请你设计一个可以测量出电阻Rx阻值的电路图。
【答案】(1)①电路连接如图所示:
②读出两个电流表的示数,记作I1和I2
(2)
(3)如图所示:
【解析】(1)①在没有电压表的情况下,可根据并联电路各支路两端电压相等的特点,添加线使两电阻并联;
②闭合开关后,读出电流表A1、A2的读数;
(2)根据U=IR计算出已知电阻两端的电压,然后根据公式R=求出待测电阻的阻值;
(3)若没有电流表,则可用定值电阻与电压表代替电流表与待测电阻串联进行测量.
【解答】(1)由电路图可知,两电阻各自在一条支路上,且两电阻分别与一只电流表串联。实验过程是,闭合开关,分别读出电流表A1、A2的示数分别为I1、I2;(2)R0两端的电压为U0=I1R0 , Rx两端的电压为Ux=I2Rx , R0与Rx并联,所以I2Rx=I1R0 , Rx=R0;(3)没有电流表,只有电压表时,需将两电阻串联,用电压表分别测出两电阻的电压,根据定值电阻的阻值和电压表的读数,结合串联电路电流的特点,利用欧姆定律,也能测出待测电阻的阻值。21世纪教育网版权所有
考点三:应用欧姆定律的问题分析
1.如图甲所示的电路中,开关闭合以后,将滑动变阻器的滑片从最左端移到最右端,得到电路中两个电压表的示数随电流变化的图像,如图乙所示。则电源电压为________V,滑动变阻器的最大阻值为________Ω,其中________(选填“A”或“B”)是电压表V2的示数随电流变化的图像。2-1-c-n-j-y
【答案】9;20;A
【解析】将图甲中V、V1、V2随滑动变阻器R2的变化情况与图乙中A、B图线的变化情况分析可得出:图线B是电压表V的示数随电流变化的图像;图像A是电压表V2的示数随电流变化关系图像。然后再此基础上解答。
【解答】电源电压不变,电压表V的示数不随电路电流变化,由图像可知,图线B是电压表V的示数随电流变化的图像,所以电源电压是9V。
由电路图可知,滑片从最左端移到最右端的过程中,滑动变阻器接入电路的阻值变大,滑动变阻器两端电压变大,与滑动变阻器串联的定值电阻两端电压减小,电压表V2示数变大,电压表V1示数变小,电路总电阻变大,电源电压不变,由欧姆定律可知,电路中电流减小。由此可知,在此过程中,电路中电流减小,
滑动变阻器两端电压增大,电压表V2示数变大,电压表V1示数变小,由图乙所示图像可知,图像A是电压表V2的示数随电流变化关系图像。
由图像可知,滑动变阻器阻值全部接入电路时,滑动变阻器两端电压为6V,电路电流为0.3A,滑动变阻器的最大阻值。
故答案为:9;20;A
2.(2015?绍兴)如图电源电压保持不变,闭合开关S,电路正常工作,缓慢移动滑片由a到b,电压表示数将 ?? (选填“变大”、“变小”或“不变”);继续缓慢移动滑片由b到c,实验过程中突然发现电流表示数变小且不为零,电压表的示数变大,产生此现象的故障原因可能是 ???? 。
【答案】变小 ? ? ?R滑片与电阻丝之间接触不良
【解析】由电路图可知,滑动变阻器R与灯泡L串联,电压表测R两端的电压,电流表A测电路中电流。滑片移动,根据电路特点和欧姆定律分析电表示数变化;根据现象分析故障可能的原因。
【解答】(1)由电路图可知,滑动变阻器R与灯泡L串联,电压表测R两端的电压,电流表A测电路中电流。
滑片由a到b的过程中,R连入阻值变小,根据串联电路的分压原理,R两端电压变小,即电压表示数变小。
(2)电压表示数变大,说明从电压表到电源是通路,所以故障的原因可能是R滑片与电阻丝之间接触不良,这样电路中电阻比较大,电流较小,所以会出现电流表示数变小且不为零,电压表的示数变大。
故答案为:变小 ? ?R滑片与电阻丝之间接触不良
3.电阻触摸屏在笔记本电脑及手机等设备上已普遍使用,当手指在触摸屏表面施加一定的压力时,触摸屏通过分别识别触摸点的水平与竖直位置,从而确定触摸的位置。
(1)其工作原理利用了在材料、横截面积一定时,导体的长度越长,导体的电阻就越________的规律。
(2)以竖直方向为例,触摸屏相当于一根电阻丝,触摸时,触摸点P将电阻丝分为上下两部分,设上部分电阻为R1 , 下部分电阻为R2 , 结构可等效为如图所示电路,电源电压不变。当触摸点在竖直方向移动时,若测得R2两端电压增大,则可知R2阻值________,触摸点P到屏下端的距离________(以上两空均选填“增大”“减小”或“不变”)。
【答案】(1)大
(2)增大;增大
【解析】(1)从影响电阻大小的因素可以知道,在材料、横截面积一定时,导体的电阻与导体的长度有关。
(2)从电路图可知,R1、R2串联,电流相等,根据公式U=IR可知,电阻越大,电阻两端的电压越大。
【解答】(1)在材料、横截面积一定时,导体的电阻与导体的长度有关。长度越长,导体的电阻就越大。
(2)当触摸点在竖直方向移动时,相当于R1、R2串联。从电路图可以看出,电路总电阻不变,根据欧姆定律可知,电路电流大小不变,根据公式U=IR可知,电阻越大,两端的电压就越大,所以由R2两端电压增大可知它的电阻在增大。
在材料、横截面积一定时,导体的电阻与导体的长度有关,所以R2增大,R2的长度变长,即触摸点P到屏下端的距离增大。2·1·c·n·j·y
故答案为:(1)大 (2)增大;增大
4.(2015?绍兴)甲图为升降机电路的部分原理图,电源电压恒定为6V,R0为定值电阻,电压表量程为0﹣3V,压敏电阻R1的阻值与所受压力大小的关系如图乙所示。
(1)在电路正常工作时,此压敏电阻能承受的最大压力为多少?
(2)在不改变电表的条件下,要增大压敏电阻的承压范围,应如何调整?(写出一条)
(3)若在升降机底板上放置一个物块,静置时电压表示数为U0 , 当升降机匀速下降时,电压表示数 (选填“大于”、“等于”或“小于”)U0。
【答案】(1)在电路正常工作时,此压敏电阻能承受的最大压力为2500N;
(2)可以适当减小定值电阻阻值;
(3)等于
【解析】(1)压力越大,压敏电阻电压值越小,电路电流越大,电压表示数越大,求出电压表示数最大时电路电流,然后应用串联电路特点与欧姆定律求出压敏电阻阻值,最后根据图乙所示图象求出压敏电阻所受压力。
(2)根据电路图应用串联电路特点分析答题。
(3)应用平衡条件与串联电路特点、欧姆定律分析答题。
【解答】解:(1)压敏电阻所受压力最大,其阻值最小,电路电流最大,定值电阻两端电压最大,电压表量程为3V,则定值电阻两端最大电压为3V,电路最大电流:I最大===0.03A
此时压敏电阻阻值:R1′====100Ω
由图乙所示图象可知,压敏电阻阻值为100Ω时,其所受压力为2500N
(2)由图乙所示图象可知,压敏电阻所受压力越大,压敏电阻阻值越小,电路总电阻越小,电源电压不变,电路总电流越大,定值电阻两端电压越大,要增大压敏电阻的承压范围,而不改变电表的条件,可以适当减小定值电阻阻值,或减小电源电压,或在电路中再串联一个分压电阻。
(3)升降机匀速下降,重物处于平衡状态,重物对压敏电阻的压力等于其重力保持不变,压敏电阻阻值保持不变,电路总电阻保持不变,电路电流保持不变,定值电阻两端电压不变,电压表所示不变,仍等于U0。答:(1)压敏电阻不受压力时,电压表示数为2V,定值电阻R0的电功率为0.04W;
(2)在电路正常工作时,此压敏电阻能承受的最大压力为2500N;
(3)可以适当减小定值电阻阻值;
(4)等于
5.在公园有一种测量瞬间打击力的游戏机,其原理示意图如图甲所示,游人手戴拳击手套, 击打可水平移动的 A 装置,A 通过压杆与压力传感器接触,压力传感器的电阻值 R 会随所受压力大小发生变化。电压表的示数可反映出打击力的大小。已知电阻 R0=120?,压力传感器表面能承受的最大压力为 4000N。压力传感器的电阻值随所受压力变化的图像如图乙所示。若在某次游戏过程中,游人用 2000N 的力击中装置 A,此时电压表的示数为 1.5V。设电源电压恒定不变。21·世纪*教育网
(1)电源电压是多少?
(2)当装置 A 不受打击力作用时,电压表的示数是多少?
【答案】(1)电路中的电流 I=U0/R0 , 电阻 R 两端的电压 UR=IR,电源电压 U=U0+UR=6V
(2)不受打击力作用时的电流 I’=U/(R’+R0)
由 U’=I’R0得不受打击力作用时电压表的示数 U0’=1/120×120V=1V
【解析】(1)当F=2000N时,由乙图可知R的阻值为360Ω,此时电压表的示数为1.5V。先利用R0两端的电压和R0的阻值计算出电流,由电流计算出此时R两端的电压,R0和R两端的电压之和即为电源电压。21教育名师原创作品
(2)由乙图得到,不受打击力时R的阻值,利用电源电压和电路中的总电阻求出电流。由R0的阻值和电流求出R0两端的电压。
考点四:串、并联电路的电流和电压的特点解析
1.如图是一条刚装好的家庭电路,在未装保险丝之前,先把灯泡L0接在装保险丝的两个接线柱上,当只闭合S1时,L0和L1发光都偏暗;当只闭合S2时,L0正常发光;当只闭合S3时,L0不发光,则下列判断正确的是(四只灯泡的额定电压均为220V)(? )
A.?灯泡L1所在支路正常????????????????B.?灯泡L2所在支路断路
C.?灯泡L3所在支路短路????????????????D.?装好保险丝,合上所有开关后,灯泡都能正常发光
【答案】A
【解析】将额定电压220V的“校验灯”,接在保险丝的两只接线柱上,是相当于把此灯串联入电路中,它会有三种状态:“校验灯”恰能正常发光,说明该支路短路,“校验灯”发光不正常(偏暗)说明该支路工作正常,“校验灯”不发光说明该支路断路。本题考查了用校验灯检修家庭电路的故障。根据校验灯的三种发光情况得出电路是否存在故障。
【解答】A、当只闭合S1时,L0和L1都偏暗,L1所在支路正常,故A正确;
B、当只闭合S2时,L0正常发光,说明该支路存在短路,故B错误;
C、当只闭合S3时,L0不发光,说明L3所在支路断路,故C错误;
D、据上面的知识可知,装好保险丝,合上所有开关后,灯泡不可能都正常工作,故D错误。
故答案为:A
2.如图所示,开关闭合后小灯泡两端的电压为3 V时,通过它的电流为300 mA。而它正常工作时的电流为450 mA,为了让它正常工作,下列做法可行的是(? )
A.?并联一个阻值为20 Ω的小灯泡??????????????????B.?串联一个阻值为20 Ω的小灯泡
C.?去掉一节干电池????????????????????????????????????????????D.?再串联一节干电池
【答案】D
【解析】考查了学生电路的相关知识。要增大电流,在如图所示的电路中可以增加电源电压。
【解答】A、并联一个阻值为20Ω的小灯泡,并联电路互不影响,不会改变电流,不合题意
B、串联一个阻值为20Ω的小灯泡,串联后电阻变大,电流变小,不合题意
C、去掉一节干电池,电压变小,电流变小,不合题意
D、再串联一节干电池, I===0.45A=450mA,符合题意
故答案为D。
3.(2016?丽水)充电宝具有充电和供电功能,其内部单节锂电芯的输出电压为3伏~5伏,如果电芯串联,则输出电压成倍增加;如果电芯并联,则输出电压不变.
(1)在保障输出电压3伏~5伏不变时,为了增加充电宝储电能量,通常将多节锂电芯连接在一起,则其连接方式是________(选填“串联”或“并联”);
(2)手机电池标称容量“2000毫安时”,与手机相匹配的充电宝标称容量“10000毫安时”,用充电宝给耗尽电的该手机充满电,理论上能充电________次;实际使用时能充满的次数要小于理论的次数,请写出造成充电宝输出能量损失的一种因素:________. 21*cnjy*com
【答案】(1)并联
(2)5;充电时电池发热要消耗能量
【解析】考查了电池组的串并联判断,能量的转化、消耗及其应用等,难度不大.(1)电池组串联时,总电压等于各节电池的电压之和;电池组并联时,总电压与各节电池的电压相同,据此判断;(2)根据充电宝的容量和电池容量可计算理论上的充电次数;从能量消耗的损失的角度可解释实际次数减小的原因.本题以常见的充电宝为内容,
【解答】解:(1)由于充电宝的输出电压保持相对固定,所以要想增大储电量,应将多节锂电芯并联连接在一起;(2)理论上充电宝可充电的次数:n= =5(次);
实际使用时能充满的次数要小于理论的次数,这主要是因为充电时电池发热要消耗能量.
故答案为:(1)并联;(2)5;充电时电池发热要消耗能量.
4.如下图甲所示的电路图,开关闭合后,电压表V1和V2的指针位置完全一样,如下图乙所示,则电源电压为________,L1的电压为________;若L2的电阻为20Ω,则L2的电流为________。【来源:21cnj*y.co*m】
【答案】10V;8V;0.4A
【解析】解题时要注意:搞清电路的串联、并联情况,读数时要分清大格与小格所代表的电流值。
【解答】由于电压表V1测量电源电压,故电源电压为10V,而电压表V2测量灯L2的电压,且大量程是小量程的5倍,则L1的电压为8V,L2的电压为2V,当L1的电阻为20Ω时,电路中的电流I= = =0.4A
5.在图所示的电路中,电源电压保持不变。闭合电键S,当滑动变阻器R2的滑片P向右移动时,电流表A1示数与电流表A2示数的和将________,电压表V示数与电流表A1示数的比值将________。(均选填“变小”、“不变”或“变大”)
【答案】变小;不变
【解析】分析电路图,R1和R2并联,电压表测量并联支路(电源电压)电压,当滑动变阻器的滑片P向右移动时,电源电压保持不变,电压表的示数不变;根据欧姆定律可知通过R1的电流不变,但通过R2的电流变小,据此判断电流表A1示数与电流表A2示数和的变化.
【解答】如图,R1和R2并联,当滑动变阻器的滑片P向右移动时,
∵电源电压保持不变,电压表测量并联支路电压或电源电压
∴电压表V的示数不变;
∵I1= ,U、R1大小不变;
∴通过R1的电流不变,即电流表A1的示数不变.? 当滑动变阻器的滑片P向右移动时,∵I2= ,U不变、R2变大,
∴通过R2的电流变小,即电流表A2的示数变小;所以电流表A1示数与电流表A2示数的和将变小,电压表V与电流表A1示数的比值将不变。
6.在家庭电路中,触电事故通常是由于人们直接或间接与________(选填“火线”或“零线”)接触所造成的。如图所示,小明将台灯的两脚插头插入两孔插座AB中(图乙是台灯的电路图,CD表示台灯插头的两脚),连接情况是A与C、B与D连接。这种插入法,在断开开关情况下,手指接触台灯接点N时________(选填“会”或“不会”)触电。
【答案】火线;会
【解析】知道家庭电路的连接和安全用电的知识是解决该题的关键。(1)单相触电是站在地上,直接或间接接触火线,属于单相触电;双相触电是一端接触火线,一端接触零线,属于双相触电; (2)连接电路时,开关应该接在火线和用电器之间,若开关接在零线和用电器之间是不安全的。
【解答】(1)家庭电路触电事故有单线触电和双线触电两种,都是人体直接或间接跟火线接触;
(2)若按照小明的接法可知开关连在了零线和灯之间,即使断开开关的情况下台灯仍与火线相通,接触时会触电,故这样连接的电路是危险的。
故答案为:(1)火线;(2)会。