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第十九章 电压和电阻
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■考点一:电压
1.什么是电压:电压是使电路中的自由电荷 ,形成电流;电源是提供 的装置。
2.电路中获得持续电流的条件:①电路中有 (或电路 有电压);②电路是 。
3.说电压时,要说“某电路或AB” 的电压;说电流时,要说通过“某电阻、某 或某 的电流。www-2-1-cnjy-com
4.电压的单位:在国际单位制中,电压单位 ( http: / / www.21cnjy.com )是 (简称为伏,符号是 );电压常用单位还有: (kV)、毫伏(mV)、微伏(μV)。换算关系:1kV= V,1V= mV,1mV= μV。
5.生活中常见电压值:一节干电池 V,一节蓄电池 V,家庭用电电压 V,安全电压 V。
6.电压测量:(1)测量仪器: ,符号是;(2)读数时,看清接线柱上标的 (3V、15V两个量程)、 (3V量程分度值是0.1V,15V路程分度值是0.5V);(3)使用规则:①电压表要 联在电路中;②电流从电压表的“ 接线柱”流入,“ 接线柱”流出,否则指针会 。③被测电压 超过电压表的最大量程。
7.注意:①被测电压超过电压表的最大量程时 ( http: / / www.21cnjy.com ),不仅测不出电压值,电压表的指针还会被打弯,甚至 电压表。②选择量程:实验室用电压表有 个量程, V和 V。测量时,先选大量程,若被测电压在3V~15V可 ;若被测电压小于3V则换用 的量程,若被测电压大于15V则换用 量程的电压表。
8.利用电流表、电压表判断 ( http: / / www.21cnjy.com )电路故障:(1)电流表示数正常而电压表无示数,则故障原因可能是:① ;② ;③ 。
(2)电压表有示数而电流表无示数,则故障原因可能是:① ② 。
(3)电流表电压表均无示数,除了两表同时短路外,最大的可能是 导致无电流。
■考点二:电阻
二、电阻:
9.定义:电阻表示导体对 的大小;用符号 表示。
10.单位:在国际单位制中,电阻的单位 ( http: / / www.21cnjy.com )是 (符号是Ω)(规定:如果导体两端的电压是1V,通过导体的电流是1A,这段导体的电阻是1Ω);常用单位还有 (符号kΩ)、 (MΩ);换算:1MΩ= Ω,1kΩ= Ω。
11.影响导体电阻大小的因素:导体 ( http: / / www.21cnjy.com )的电阻是导体 ,它的大小决定于导体的 、 和 ,还与 有关。材料、横截面积一定时,导体越 ,电阻越大;材料、长度一定时,导体横截面积越 ,电阻越大;大多数导体的电阻随温度的升高而 。
12.分类:(1)定值电阻:电路符号:;(2)可变电阻(变阻器):电路符号。
13.滑动变阻器:由瓷筒、线圈、滑片、金属棒、接线柱组成;变阻原理:通过改变 来改变电阻。
14.电阻箱:a.旋盘式电阻箱:读 ( http: / / www.21cnjy.com )数时,各旋盘对应的指示点的示数乘以面板上标记的 ,然后加在一起,就是接入电路的电阻。b.插孔式电阻箱:读数时,拔出铜塞所对应的电阻丝的阻值相加,就是连入电路的电阻值;优缺点:能表示出连入电路的阻值,但不能够逐渐改变连入电路的电阻。
■易错提示
电炉子工作时,电炉丝热得发红,而连接电炉子的导线并不太热,是因为导线的电阻比电炉丝的电阻小。
在家庭电路中,同时工作的用电器越多,总电阻越小。
家庭电路中总电流过大,是由于电路中用电器的实际功率过大引起的是错误的。
如果家庭电路中不安装保险丝,那么发生短路时,会因为通过用电器的电流过大而烧毁用电器是错误的。
有电压和电流通过导体时,导体才有电阻是错误的。
并联电阻越多,总电阻越小;串联电阻越多,总电阻越大。
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■考点一:电压
◇典例1:(多选题)如图所示电路中,电源电压保持不变。当开关S闭合时,电路正常工作。当滑片P向左移动时,下列说法正确的是( )。
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A.电流表示数变大;B.电流表示数变小;C.电压表示数变大;D.电压表示数变小
【考查角度】电路分析、滑动变阻器。
【解析】由电路图可知,定值电阻与滑动变阻器串联,电压表测定值电阻两端的电压,电流表测电路中的电流;当滑动变阻器的滑片P向左移动时,接入电路的电阻变小,电路的总电阻变小,由可知,电路中的电流变大,即电流表的示数变大;故A正确,B错误。根据U=IR可知,定值电阻两端的电压变大,即电压表的示数变大,故C正确,D错误。故应选A、C。
【答案】A、C。
◆变式训练
1.1下列表述符合实际的是( )。
A.人体的正常温度约是37℃;B.一个鸡蛋的质量约是200g;
C.家庭电路的电压是380V ;D.手电筒中的电流约是2A
1.2如图所示的电路,闭合开关S,当滑片P向左移动时,不考虑灯丝电阻受温度影响。下列说法正确的是( )。
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A.小灯泡变亮;B.电流表示数变大;C.电压表示数变小;D.电路的总功率不变
■考点二:电阻
◇典例2:如图甲所示,额定电压为6V的灯泡L ( http: / / www.21cnjy.com )与滑动变阻器R串联接入电路,电源电压一定.滑动变阻器的滑片从最右端滑到最左端时,灯泡L的I﹣U图象如图乙所示,以下说法正确的是( )。【来源:21·世纪·教育·网】
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A.灯泡正常发光时的电流为0.5A;
B.灯泡两端的电压为3V时,它消耗的电功率为1.5W;
C.灯泡正常发光时,滑动变阻器接入电路的阻值为3Ω;
D.当滑动变阻器接入电路的阻值为2.5Ω时,灯泡消耗的电功率为3.2 W,此时灯丝的阻值为5Ω
【考查角度】欧姆定律及电功率公式的应用。
【解析】A、根据图象,灯泡 ( http: / / www.21cnjy.com )两端的电压等于额定电压时,灯泡正常发光,此时电流等于其额定电流;B、根据图象确定电压为3V时的电流,可得电功率值;C、根据题意,当灯泡两端电压为6V时,变阻器的滑片在最左端,从而可得其阻值;D、根据电源电压、灯泡的实际功率及欧姆定律求出灯丝的电阻值。21教育名师原创作品
【答案】A:由题意知,灯泡的额定电压为6V,由图乙知,当灯泡两端的电压为6V时,灯泡的电流为1A,A错误。
B:由图乙知,当灯泡两端的电压为3V时,灯泡中的电流大于0.5A,由P=UI可知,此时灯泡消耗的电功率大于1.5W,B错误。21教育网
C:由图知,当变阻器滑片在最左端时,灯泡两端的电压等于6V,可知此时变阻器的阻值为零,C错误。
D:当变阻器阻值为零时,灯泡两端的电压等于6V,可知电源电压为6V;
设灯泡两端的电压为U,此时电阻为R,根据题意可知:,故:
,;
根据两式解得U=2V或U ( http: / / www.21cnjy.com )=4V,根据灯泡的实际功率,U=2V时,其实际功率小于3.2W,不符合题意,所以U=4V,代入②得R=5Ω,D正确。
故选D。
◆变式训练
2.1 下列电路中,属于并联电路的是( )。
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A B C D
2.2 如图所示,电源电压,闭合开关S,当滑片P向上移动时,下列说法正确的是( )。
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A.电压表示数变大,小灯泡变暗;B.电流表示数变小,小灯泡变暗;
C.电压表示数不变,小灯泡变亮;D.电流表示数不变,小灯泡变亮
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一、选择题
1.下列数据与事实相接近的是( )。
A.手电筒中的电流约2A;B.我国家庭电路电压为220V
C.家用节能灯的电功率约200W;D.人正常骑自行车的速度约50m/s
2.某兴趣小组为了研究电子温控装置,连 ( http: / / www.21cnjy.com )接成如图所示电路,R1为热敏电阻,热敏电阻的阻值随温度的升高而减小,闭合开关,当温度降低时,下列说法中正确的是( )。
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A.电压表V2和电流表A示数均变大;B.电压表V1和电流表A示数之比不变;
C.电压表V2和电流表A的乘积不变D.电压表V2变化量和电流表A变化量之比不变
3.实用调光时,旋转旋钮,滑片在弧形电阻丝上滑动,即可调节灯泡亮度,这是通过下列哪个因素改变电阻丝接入电路中电阻的( )。
A.长度;B.横截面积;C.材料;D.温度
4.电阻这一物理量的单位是( )。
A.安培;B.欧姆;C.伏特;D.瓦特
5.用一个导体制成长度相等但横截面积不 ( http: / / www.21cnjy.com )同的圆柱体a和b(a和b互相连接),a比b的横截面积大,将它们接入电路中,如图所示,通过a、b电流分别为Ia,Ib,a、b两端电压分别为Ua,Ub,则下列说法正确的是( )。
A.Ia>Ib、Ua=Ub;B.Ia<Ib、Ua=Ub;C.Ia=Ib、Ua>Ub;D.Ia=Ib、Ua<Ub
6.如图所示,电源电压保持不变,闭合开关S,灯不亮,电流表有示数,电压表没有示数。则电路的故障情况可能是( )。
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A.灯L断路;B.灯L短路;C.电阻R断路;D.电阻R短路
7.小明在实验室里连接了如图所示的电路,对此电路的认识,正确的是( )。
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小灯泡并联,电压表测电源电压;小灯泡串联,电压表测L2的电压;
若灯L1短路,则电压表示数为零;若灯L2短路,则电压表示数为3V
8.在如图所示的电路中,闭合开关S后,两灯都不亮,电压表有示数,电流表无示数,则该电路故障可能是( )。
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A.灯泡L1开路;B.灯泡L2开路;C.灯泡L2短路;D.电流表短路
9.在如图所示的电路中,电源电压保 ( http: / / www.21cnjy.com )持不变,闭合开关S,电路正常工作,一段时间后,发现两个电表的示数都变大,则出现这种故障的可能原因是( )。
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A.R1短路;B.R1断路;C.R2短路;D.R2断路
10.如图所示,闭合开关后两灯均能发光,则( )。
A.甲为电流表,乙为电压表;B.甲为电压表,乙为电流表;
C.甲、乙均为电流表;D.甲、乙均为电压表
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11.小雅同学在做电学实验时,不小心将电压表和电流表的位置互换了,如图所示,如果此时将开关闭合,则( )。
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A.两表都可能被烧坏;B.两表都不会被烧坏;
C.电流表不会被烧坏;D.电压表不会被烧坏,电流表可能被烧坏
12.关于导体的电阻,下列说法正确的是( )。
A.导体容易导电说明它对电流没有任何阻碍作用;
B.导体的电阻越大,它对电流的阻碍作用越小;
C.相同条件下,铜导线比铁导线的导电性能好,说明导体的电阻和材料有关;
D.导体的电阻由它两端的电压和通过的电流决定
13.如图所示的电路中,闭合开关S1、S2,电流表、灯泡L1和L2均能正常工作。则下列说法正确的是( )。
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A.开关S1闭合,S2断开,电源外部电流流向为a→b→c→d;
B.开关S1、S2都闭合,灯泡L1和L2并联;
C.开关S1、S2都闭合,通过灯泡L1的电流一定大于通过灯泡L2的电流;
D.闭合S1、S2中任意一个开关,都会有灯泡发光
二、填空题
14.如图所示的电路中,若同时闭合开关S ( http: / / www.21cnjy.com )1和S3、断开S2,电阻R1与R2是 的;若只闭合开关S2,电阻R1和R2是 的。(均选填“串联”或“并联”)
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15.将两片不同的金属片A、B浸在盐 ( http: / / www.21cnjy.com )水中,这就是一个电池,该电池对外供电时,将 能转化为电能,把金属片A、B分别用导线连接到电压表接线柱上,电压表的指针发生如图所示的偏转,则金属片A是 (选填正、负)极。
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16.如图所示,闭合开关后小灯泡L1、 ( http: / / www.21cnjy.com )L2均正常发光,它们的连接方式是 联;过一会发现有一个小灯泡熄灭,而电流表的示数不变,则电路中出现的故障是 。
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17.如图甲所示,小华用电阻箱和滑动变阻器研究通过导体的电流与电阻的关系。
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(1)图甲中电阻箱R1和滑动变阻器R2的连接方式是 联。
(2)连接电路前,开关应处于 状态。
(3)第1次实验时,电流表示数如图乙所示,则电流为 A。
(4)经过3次测量,得到表格中 ( http: / / www.21cnjy.com )的实验数据,由此总结出电流与电阻的关系,请你指出小华实验过程中存在的问题: 。
次数 R1/Ω I/A
1 3.0
2 6.0 0.33
3 9.0 0.25
18.在图中所示电路中,电源电压恒为6 ( http: / / www.21cnjy.com )V。闭合S后,发现两个小灯泡(均标有”3V、1W“)都不亮,用电压表测得Uac=Ubd=6V,如果电路中的各段导线及连接处均无问题且故障只有一处,那么电路故障是 (须指明那个元件出了什么故障);如果此时用电压表去测灯泡L1两端电压,则电压表的示数为 。
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19.两个相同的小灯泡串联起来接入电路中, ( http: / / www.21cnjy.com )正常工作。如果其中一只灯泡发生了断路,另一只灯泡也不能工作。用一根导线或电压表与其中一只小灯泡并联,就能检测出发生断路的小灯泡。你认为用 (选填“导线”或“电压表”)检测更好些,理由是 。
三、计算题
20.如图,将标有“6V、3 ( http: / / www.21cnjy.com )W”字样的灯泡L1和标有“6V、6W”字样的灯泡L2串联在电路中,使其中一个灯泡正常发光,另一个灯泡的实际功率不超过其额定功率,不考虑温度对电阻的影响。求:2·1·c·n·j·y
(1)灯泡L1正常工作时的电流;
(2)灯泡L2的电阻;
(3)电源电压;
(4)此电路工作2分钟消耗的电能。
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21.冬天,人们常用电热毯来取暖。如图所示,是某品牌电热毯的等效电路,有高温档和低温档,低温档电功率为25W,已知电阻R=484Ω.求:
(1)开关S闭合时电热毯处于 档;
(2)电热毯在低温档下工作1小时所消耗的电能;
(3)电阻R0的阻值。
四、实验探究题
22.小尧为探究“电流与电阻的关系”,设计了如图甲所示的电路,用到的器材有:电源(电压3V不变),标有”20Ω、1A“字样的滑动变阻器、电流表、电压表、三个阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω的定值电阻、开关及导线若干。2-1-c-n-j-y
(1)电路连接完毕,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于 端(选填A或B);
(2)闭合开关,发现电流表示数几乎为零,电压表示数不为零,出现这种现象的原因可能是定值电阻R (选填“断路”或“短路”);
(3)小尧排除故障后,电路中接入5Ω电 ( http: / / www.21cnjy.com )阻时,移动滑动变阻器的滑片使电压表示数为U,此时电流表的示数如图乙所示;接着用10Ω电阻替换5Ω电阻接入电路再次实验,此时应将电压表的示数调为 V,再记录此时电流表的示数;然后用15Ω电阻替换10Ω电阻继续实验,她发现无论如何调节滑动变阻器的阻值,电压表示数都无法调至U,原因可能是 (答一种情况即可)。21*cnjy*com
23.在“探究串联电路的电压”实验中,小涵同学设计了如图所示的电路。
(1)在连接电路中,开关应该处于 (选填“闭合”或“断开”)状态。
(2)根据如图连接好电路,闭合开关后, ( http: / / www.21cnjy.com )她发现两只灯泡都不亮,且电压表示数为0,若只有L1或L2中的一处发生故障,则故障是 (选填“L1开路”、“L1短路”、“L2开路”、“L2短路”)。【出处:21教育名师】
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(3)故障排除后,小涵选用不同的灯泡,完 ( http: / / www.21cnjy.com )成了三次实验,并记录了数据。分析下表中的数据,可得出的结论为:串联电路两端的电压 串联电路中各部分电路两端的电压之和。
实验次数 L1两端的电压/V L2两端的电压/V 串联总电压/V
1 1.4 1.4 2.8
2 1.2 1.6 2.8
3 1.1 1.7 2.8
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一、选择题
1.(2017·南山区模拟)在如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S后,将滑动变阻器滑片向右移动时,以下说法不正确的是( )。
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A.电流表A1的示数变小;
B.电压表的示数不变,电流表A2的示数不变;
C.电压表V示数与电流表A2示数的比值不变;
D.电压表V示数与电流表A2示数的比值变小
2.(2016·深圳二模)如图所示的电路,电源电压恒定不变,当开关S闭合后,滑动变阻器的滑片P向右移动的过程中( )。
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A. 电压表示数变大,灯变暗;B. 电压表示数变小,灯变亮;
C.电流表示数变大,灯变亮;D.电流表示数变小,灯变暗
3.(2016·龙岗区模拟)如图所示,电源电 ( http: / / www.21cnjy.com )压保持不变,闭合开关S1、S2,电压表示数为10V,电流表示数为1A,断开S2后,电压表示数变为2V,则R2的电阻和电源电压分别是( )。
A.10Ω、15V;B.40Ω、10V;C.40Ω、15V;D.10Ω、10V
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4.(2016·盐田区模拟)如图所示 ( http: / / www.21cnjy.com )的电路中,电源电压不变,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,开关S闭合后,滑动变阻器滑片向左移动的过程中,下列说法不正确的是( )。
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A.电压表示数变大,电流表示数减小;B.电压表示数变小,电流表示数不变;
C.电压表与电流表示数的比值变小;D.电压表与电流表示数的比值不变
5.(2016·宝山、嘉定区模拟)在图 ( http: / / www.21cnjy.com )中所示的电路中,电源电压保持不变。闭合电键S,电路正常工作。一段时间后,有一个电表的示数增大;然后将电流表A与电阻R1位置互换后,发现电压表的示数不变。若故障只发生在电阻R1、R2上,则( )。
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A.R1一定短路;B.R2一定短路;C.R1可能短路;D.R2可能断路
6.(2016·深圳市四模)两定值电阻甲 ( http: / / www.21cnjy.com )、乙中的电流与电压关系如图所示,现在将甲和乙串联后接在电压为3V的电源两端,下列分析正确的是 ( )。
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A.甲的电阻值大于乙的电阻值;B.甲两端的电压大于乙两端的电压;
C.通过甲的电流大于通过乙的电流;D.通过甲的电流等于通过乙的电流
7.(2016·南山区五校联考)如 ( http: / / www.21cnjy.com )图所示,电源电压保持不变,开关S闭合后,当滑动变阻器R2的滑片P向左移动时,电流表和电压表示数的变化情况是( )。
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A.电流表的示数变小,电压表的示数变大;B.电流表的示数变小,电压表的示数变小;
C.电流表的示数变大,电压表的示数变大;D.电流表的示数变大,电压表的示数变小
8.(2016·盐田区联考)如图所示 ( http: / / www.21cnjy.com )的家庭照明电路,已知其中一只灯泡的灯头接线处存在故障。电工师傅为查明故障,在保险丝处接入一只“220V、40W”的灯泡L0。当只闭合开关S、S1时,灯泡L0和L1都呈暗红色(比正常发光状态暗得多);当只闭合开关S、S2时,灯泡L0正常发光,L2不发光。由此可以确定( )。
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A.L1灯头接线处断路;B.L1灯头接线处短路;
C.L2灯头接线处断路;D.L2灯头接线处短路
9.(2016·龙岗区模拟)在如图所示 ( http: / / www.21cnjy.com )的电路中,电源电压为3伏特,电阻R的阻值为5欧姆,滑动变阻器标有“20Ω、2A“字样,当滑片由A端滑到B端的过程中( )。
A.电阻R两端的电压不断变大;B.电阻R的功率不断变小;
C.滑动变阻器两端的电压不断变小;D.滑动变阻器的功率不断变大
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10.(2016·17所名校联考)在如图所示的电路中,能用电压表正确测出灯L1两端电压的是( )。
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A B C D
11.(2016·龙华新区模拟)如图所示的四种电路,其中滑片向右滑动时,电表示数增大的电路是( )。www.21-cn-jy.com
A B C D
12.(2016·深圳九模)如右图所示,当滑片向b端移动时,电路中电流表与电压表的变化情况是( )。21世纪教育网版权所有
A.电流表变大,电压表变小;B.电流表变小,电压表变大;
C.量表读数均变大;D.两表读数均变小
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13.(2016 深圳七模) ( http: / / www.21cnjy.com )在如图所示的电路中,当闭合开关S后,发现两灯都不亮,电流表指针几乎指在零刻度线,电压表指针则有明显偏转,如果把灯L1和L2对调位置,两个表均无示数,该电路中的故障可能是( )。【来源:21cnj*y.co*m】
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A.灯泡L1断路;B.灯泡L2短路;C.灯泡L2断路;D.两个灯泡都断路
14.(2017·深圳市南 ( http: / / www.21cnjy.com )山区模拟)如图甲所示电路,电源电压保持不变.闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P从一端滑到另一端的过程中,R1、R2的I-U关系图象如图乙所示。则下列判断不正确的是( )。
A.图线A是电阻R1的I-U关系图象;B.电源电压为18V;
C.R1的阻值是20Ω;D.滑动变阻器R2的最大阻值为70Ω
15.(2016·17所名校联考)有两只定值电阻RA和RB,各自的电流与电压关系如图象中的A、B。则( )。
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A.若将它们串联接在电源两端,RA的电流是RB的2倍;
B.若将它们并联接在电源两端,RA的电压是RB的2倍;
C.若将它们串联接在电源两端,RA的电功率是RB的2倍;
D.若将它们并联接在电源两端,RA的电功率是RB的2倍
16.(2016·南山区模拟)如图所示电路中,电源电压保持不变,闭合开关S后,将滑动变阻器R2的滑片P向右移动,在此过程中( )。
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A.电流表A示数变大,电压表V2示数变小;B.电流表A示数变大,电压表V1示数变小;
C.电压表V1示数变小,电压表V2示数变大;D.电压表V1示数不变,电压表V2示数变大
17.(2016·17所名校联考)如图所示,是文文同学设计的用滑动变阻器调节灯泡亮度的几种方案,你认为可以达到目的方案是( )。21·世纪*教育网
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A B C D
18.(2016·深圳)如图所示,电源电压不变,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P向左移动的过程中,下列说法中正确的是( )。21·cn·jy·com
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A.小灯泡变亮,电压表 ( http: / / www.21cnjy.com )示数变大;
B.小灯泡变暗,电压表 ( http: / / www.21cnjy.com )示数不变;
C.电流表 ( http: / / www.21cnjy.com )示数不变,电流表 ( http: / / www.21cnjy.com )示数变大;
D.电流表 ( http: / / www.21cnjy.com )示数变大,电流表 ( http: / / www.21cnjy.com )示数变大
二、填空题
19. (2016·龙华新区模拟)小明用图甲所示的电路测量额定电压为2.5V的小灯泡电阻,图乙是小明未完成连接的实验电路。【版权所有:21教育】
(1)请你按照电路图,用笔画线代替导线,完成图乙中实验电路的连接;
(2)小明将电路连接正确后,闭合开关,发现电流表的示数为零,产生故障的原因可能是 ;
(3)排除电路故障后,闭合开关,调节滑片, ( http: / / www.21cnjy.com )使小灯泡刚好正常发光,此时电流表的示数如图丙所示,电流表的读数是 A,小灯泡的阻值是 Ω(保留一位小数);
(4)小明又想测某未知电阻Rx的阻值,设计了 ( http: / / www.21cnjy.com )如图所示电路(R0为已知阻值的定值电阻),并设计了如下实验步骤,请帮他把缺少的步骤补全,并写出Rx的表达式。实验步骤:
A.按照设计的电路图连接电路;
B.断开S2、闭合S1记录电流表示数为I1;
C. 。
表达式:Rx= (用已知和测量的物理量的符号表示)
20.(2017·深圳三模)如题图所示是电阻 ( http: / / www.21cnjy.com )甲和乙的I-U图像。由图可知:电阻乙的阻值为 Ω。若将电阻甲和乙并联后接在电压为6V的电源两端时,则干路的总电阻为 Ω,总电功率为 W。
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三、计算题
21.(2017·深圳)如图 ( http: / / www.21cnjy.com )是一个油量表的示意图,滑动变阻器规格为“20Ω、1A”。闭合开关,当浮球最低时滑片P滑到a端,电流表示数为0.3A,当浮球最高时,滑片P滑到b端,电流表示数为0.5A。下列说法错误的是( )。
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A.电阻R1的阻值为30Ω;
B.电源电压为15V;
C.在加满油后,1min内电阻R1产生的热量为450J;
D.电阻R1最小功率为7.5W
22.(2017·深圳)如图甲是 ( http: / / www.21cnjy.com )某电子秤的原理示意图,R1为定值电阻,托盘下方的电阻R2为压敏电阻,其电阻大小与托盘内所放物体质量m大小的关系图如图乙所示。已知电源电压为6V保持不变。
(1)当托盘为空时,R2电阻 ;
(2)若托盘为空时,电流表示数为I1=0.01A,求定值电阻R1的阻值;
(3)若放入某物体后,电流表示数为I2=0.02A,求该物体的质量大小。
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三、探究题
23.(2017·深圳)小明探究“电流与电 ( http: / / www.21cnjy.com )压“的关系,设计的实验电路图如图1所示,已知电源电压为3V,定值电阻R1的阻值为5Ω。完成下列题目:
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①在记录数据时,小明由于粗心,忘记将第三组电压表示数填入表格,同学们可以帮忙算出这里的电压值应该为 V。
I/A 0.1 0.2 0.3 0.4
U/V 0.5 1.0 2.0
②接下来,小明利用上述电路原理图来探究 ( http: / / www.21cnjy.com )“电流与电阻”关系,闭合开关后移动滑动变阻器式的电压表的读数为2V,然后断开开关,将CD间的电阻R1从5Ω换成10Ω.再闭合开关,此时电压表的示数 (填“大于”、“小于”或“等于”)2V,接下来小明应将滑动变阻器的滑片向 端(填“A”或“B”)移动。
③最后小明在桌子上发现一个阻值未知 ( http: / / www.21cnjy.com )的定值电阻,为了测量电阻阻值的大小,小明用这个定值电阻换掉原电路中的R1,调节滑动变阻器,电路中电表的示数如图2所示,测电压表的示数为 V,电流表示数为 A,通过计算可得此定值电阻的阻值为 Ω。小明认为这样通过一组数据直接计算的定值电阻阻值不准确,为了使得结果更加准确,他接下来应该 。
24.(2017·南山区模拟)用如图所示电路探究“电流与电阻的关系”实验中:
(1)闭合开关前,滑动变阻器应处于 (选填“A”或“B”)端;
(2)探究“电流与电阻的关系”,所测的数据如表二所示:
U=2V 电阻/Ω 5 10 20
电流/A 0.4 0.2 0.1
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①依据表格和电路图分析,将电阻R ( http: / / www.21cnjy.com )由5Ω换成10Ω,闭合开关进行实验时,应向 (选填“A”或“B”)端移动滑片P,使电压表的示数保持 V不变;21cnjy.com
②根据表中数据可得:在电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成 比。
25.(2016·南山区模拟)李明和小 ( http: / / www.21cnjy.com )亮利用如图(甲)所示的电路探究“电流与电阻的关系”。已知电源电压为6V且保持不变,实验用到的电阻R的阻值分别为10Ω、15Ω、20Ω、25Ω。21*cnjy*com
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(1)李明根据图(甲)所示电路图, ( http: / / www.21cnjy.com )将图(乙)中的实验器材连接成实验电路,小亮在检查时认为,从实验目的来看,实验电路上有一根导线连接错了,建议李明改线。
①请在接错的那根线上打“×”;
②另画一根导线,使电路连接正确;
③如果不改接这根导线,对实验的影响是: (具体说明是什么影响)。
(2)李明将电路改接正确后,闭合开关 ( http: / / www.21cnjy.com ),调节变阻器的滑片到某位置,保持电压表的示数为2.5V,电流表的指示如图(丙)所示,则电流表的读数是 A,连接电路的电阻R的阻值是 Ω。
(3)实验中,若保证电压表的示数为2. ( http: / / www.21cnjy.com )5V不变,将定值电阻R的阻值由25Ω更换为15Ω,为了保持电压表的示数不变,应将滑动变阻器的滑片向 (选填“左”或“右”)移动;当定值电阻为10Ω,移动滑动变阻器滑应接入电路的阻值为 Ω。
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第十九章 电压和电阻
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■考点一:电压
1.什么是电压:电压是使电路中的自由电荷定向移动,形成电流;电源是提供电压的装置。
2.电路中获得持续电流的条件:①电路中有电源(或电路两端有电压);②电路是通路。
3.说电压时,要说“某电路或AB”两端的电压;说电流时,要说通过“某电阻、某支路或某元件的电流。
4.电压的单位:在国际单位制中,电压单位是伏 ( http: / / www.21cnjy.com )特(简称为伏,符号是V);电压常用单位还有:千伏(kV)、毫伏(mV)、微伏(μV)。换算关系:1kV=1000V,1V=1000mV,1mV=1000μV。【版权所有:21教育】
5.生活中常见电压值:一节干电池1.5V,一节蓄电池2V,家庭用电电压220V,安全电压不高于36V。
6.电压测量:(1)测量仪器: ( http: / / www.21cnjy.com )电压表,符号是;(2)读数时,看清接线柱上标的量程(3V、15V两个量程)、分度值(3V量程分度值是0.1V,15V路程分度值是0.5V);(3)使用规则:①电压表要并联在电路中;②电流从电压表的“正接线柱”流入,“负接线柱”流出,否则指针会反偏。③被测电压不要超过电压表的最大量程。
7.注意:①被测电压超过电压表的最 ( http: / / www.21cnjy.com )大量程时,不仅测不出电压值,电压表的指针还会被打弯,甚至烧坏电压表。②选择量程:实验室用电压表有两个量程,0~3V和0~15V。测量时,先选大量程,若被测电压在3V~15V可测量;若被测电压小于3V则换用小的量程,若被测电压大于15V则换用更大量程的电压表。
8.利用电流表、电压表判断电 ( http: / / www.21cnjy.com )路故障:(1)电流表示数正常而电压表无示数,则故障原因可能是:①电压表损坏;②电压表接触不良;③与电压表并联的用电器短路。
(2)电压表有示数而电流表无示数,则故障原因可能是:①电流表短路②和电压表并联的用电器开路。
(3)电流表电压表均无示数,除了两表同时短路外,最大的可能是主电路断路导致无电流。
■考点二:电阻
二、电阻:
9.定义:电阻表示导体对电流阻碍作用的大小;用符号R表示。
10.单位:在国际单位制中,电阻的单位是欧姆 ( http: / / www.21cnjy.com )(符号是Ω)(规定:如果导体两端的电压是1V,通过导体的电流是1A,这段导体的电阻是1Ω);常用单位还有千欧(符号kΩ)、兆欧(MΩ);换算:1MΩ=1000kΩ,1kΩ=1000Ω。【出处:21教育名师】
11.影响导体电阻大小的因素:导体的电阻是 ( http: / / www.21cnjy.com )导体本身的一种性质,它的大小决定于导体的材料、长度和横截面积,还与温度有关。材料、横截面积一定时,导体越长,电阻越大;材料、长度一定时,导体横截面积越小,电阻越大;大多数导体的电阻随温度的升高而增大。
12.分类:(1)定值电阻:电路符号:;(2)可变电阻(变阻器):电路符号。
13.滑动变阻器:由瓷筒、线圈、滑片、金属棒、接线柱组成;变阻原理:通过改变接入电路中的电阻线的长度来改变电阻。
14.电阻箱:a.旋盘式电阻箱:读数时,各旋 ( http: / / www.21cnjy.com )盘对应的指示点的示数乘以面板上标记的倍数,然后加在一起,就是接入电路的电阻。b.插孔式电阻箱:读数时,拔出铜塞所对应的电阻丝的阻值相加,就是连入电路的电阻值;优缺点:能表示出连入电路的阻值,但不能够逐渐改变连入电路的电阻。
■易错提示
电炉子工作时,电炉丝热得发红,而连接电炉子的导线并不太热,是因为导线的电阻比电炉丝的电阻小。
在家庭电路中,同时工作的用电器越多,总电阻越小。
家庭电路中总电流过大,是由于电路中用电器的实际功率过大引起的是错误的。
如果家庭电路中不安装保险丝,那么发生短路时,会因为通过用电器的电流过大而烧毁用电器是错误的。
有电压和电流通过导体时,导体才有电阻是错误的。
并联电阻越多,总电阻越小;串联电阻越多,总电阻越大。
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■考点一:电压
◇典例1:(多选题)如图所示电路中,电源电压保持不变。当开关S闭合时,电路正常工作。当滑片P向左移动时,下列说法正确的是( )。www-2-1-cnjy-com
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A.电流表示数变大;B.电流表示数变小;C.电压表示数变大;D.电压表示数变小
【考查角度】电路分析、滑动变阻器。
【解析】由电路图可知,定值电阻与滑动变阻器串联,电压表测定值电阻两端的电压,电流表测电路中的电流;当滑动变阻器的滑片P向左移动时,接入电路的电阻变小,电路的总电阻变小,由可知,电路中的电流变大,即电流表的示数变大;故A正确,B错误。根据U=IR可知,定值电阻两端的电压变大,即电压表的示数变大,故C正确,D错误。故应选A、C。
【答案】A、C。
◆变式训练
1.1下列表述符合实际的是( )。
A.人体的正常温度约是37℃;B.一个鸡蛋的质量约是200g;
C.家庭电路的电压是380V ;D.手电筒中的电流约是2A
【考查角度】温度、质量的估测、电流的大小、电压。
【解析】正常情况下,人的体温在37℃左右,变化幅度很小;故A符合实际。
10个鸡蛋的质量大约1斤,而1斤=500g,所以一个鸡蛋的质量在50g左右;故B不符合实际。
我国家用电器的额定电压为220V,与之配套的家庭电路电压也是220V;故C不符合实际。
手电筒工作电流很小,一般不超过0.2A,故D不符合实际。
故应选A。
【答案】A。
1.2如图所示的电路,闭合开关S,当滑片P向左移动时,不考虑灯丝电阻受温度影响。下列说法正确的是( )。
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A.小灯泡变亮;B.电流表示数变大;C.电压表示数变小;D.电路的总功率不变
【考查角度】电路分析、欧姆定律的应用、电功率的计算。
【解析】因电压表的内阻很大,在电路中相当于断路,所以,滑片移动时,接入电路中的电阻不变,此时灯泡与滑动变阻器的最大阻值串联,电压表测滑片右侧部分两端的电压,电流表测电路中的电流,由可知,电路中的电流不变,即电流表的示数不变,故B错误;因灯泡的亮暗取决于实际功率的大小,所以,由P=I2R可知,灯泡的实际功率不变,亮暗不变,故A错误;由P=UI可知,电路的总功率不变,故D正确;当滑片P向左移动时,电压表并联部分的电阻变大,由U=IR可知,电压表的示数变大,故C错误。
正确答案是D。
【答案】D。
■考点二:电阻
◇典例2:如图甲所示,额定电压 ( http: / / www.21cnjy.com )为6V的灯泡L与滑动变阻器R串联接入电路,电源电压一定.滑动变阻器的滑片从最右端滑到最左端时,灯泡L的I﹣U图象如图乙所示,以下说法正确的是( )。
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A.灯泡正常发光时的电流为0.5A;
B.灯泡两端的电压为3V时,它消耗的电功率为1.5W;
C.灯泡正常发光时,滑动变阻器接入电路的阻值为3Ω;
D.当滑动变阻器接入电路的阻值为2.5Ω时,灯泡消耗的电功率为3.2 W,此时灯丝的阻值为5Ω
【考查角度】欧姆定律及电功率公式的应用。
【解析】A、根据图象,灯泡两端的电压等于额定 ( http: / / www.21cnjy.com )电压时,灯泡正常发光,此时电流等于其额定电流;B、根据图象确定电压为3V时的电流,可得电功率值;C、根据题意,当灯泡两端电压为6V时,变阻器的滑片在最左端,从而可得其阻值;D、根据电源电压、灯泡的实际功率及欧姆定律求出灯丝的电阻值。
【答案】A:由题意知,灯泡的额定电压为6V,由图乙知,当灯泡两端的电压为6V时,灯泡的电流为1A,A错误。
B:由图乙知,当灯泡两端的电压为3V时,灯泡中的电流大于0.5A,由P=UI可知,此时灯泡消耗的电功率大于1.5W,B错误。
C:由图知,当变阻器滑片在最左端时,灯泡两端的电压等于6V,可知此时变阻器的阻值为零,C错误。
D:当变阻器阻值为零时,灯泡两端的电压等于6V,可知电源电压为6V;
设灯泡两端的电压为U,此时电阻为R,根据题意可知:,故:
,;
根据两式解得U=2V或U= ( http: / / www.21cnjy.com )4V,根据灯泡的实际功率,U=2V时,其实际功率小于3.2W,不符合题意,所以U=4V,代入②得R=5Ω,D正确。
故选D。
◆变式训练
2.1 下列电路中,属于并联电路的是( )。
( http: / / www.21cnjy.com ) ( http: / / www.21cnjy.com ) ( http: / / www.21cnjy.com ) ( http: / / www.21cnjy.com )
A B C D
【考查角度】串联电路和并联电路的辨别。
【解析】该电路有两条电流的 ( http: / / www.21cnjy.com )路径,即两电阻并联,属于并联电路,故A符合题意;该电路只有R1连入,为R1的基本电路;故B不符合题意;该电路只有R2连入,为R2的基本电路;故C不符合题意;电流从电源正极出发依次经两个灯泡回到电源的负极,只有一条电流的路径,故为串联电路;故D不符合题意;故应选A。
【答案】A。
2.2 如图所示,电源电压,闭合开关S,当滑片P向上移动时,下列说法正确的是( )。
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A.电压表示数变大,小灯泡变暗;B.电流表示数变小,小灯泡变暗;
C.电压表示数不变,小灯泡变亮;D.电流表示数不变,小灯泡变亮
【考查角度】电路分析。
【解析】由电路图可知,灯和滑动变阻器串联,电压表测电源电压,则电压表示数不变;故A错误;电流表测电路中的电流,当滑片P向上移动时,接入电路中的电阻变小,电路中的总电阻变小,由可得,电路中的电流变大,即电流表的示数变大,故B、D错误;由P=I2R可知灯泡实际功率变大,因灯泡的亮暗取决于实际功率的大小,所以,小灯泡变亮,故C正确;故应选C。
【答案】C。
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一、选择题
1.下列数据与事实相接近的是( )。
A.手电筒中的电流约2A;B.我国家庭电路电压为220V
C.家用节能灯的电功率约200W;D.人正常骑自行车的速度约50m/s
【考查角度】电流、速度与物体运动、电压、电功率。
【解析】根据物理实验室中的经验可知, ( http: / / www.21cnjy.com )普通手电筒小灯泡工作时的电流都不会超过电流表的小量程,即一般在0.6A以下,不可能达到2A,故A与事实不符;我国家庭电路电压为220V,故B与事实相接近;家用节能灯的电功率在10W左右,不会达到200W,故C与事实不符;人正常骑自行车的速度约5m/s,不会达到50m/s,故D与事实不符;故应选B。
【答案】B。
2.某兴趣小组为了研究电子温控装置,连接 ( http: / / www.21cnjy.com )成如图所示电路,R1为热敏电阻,热敏电阻的阻值随温度的升高而减小,闭合开关,当温度降低时,下列说法中正确的是( )。
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A.电压表V2和电流表A示数均变大;B.电压表V1和电流表A示数之比不变;
C.电压表V2和电流表A的乘积不变D.电压表V2变化量和电流表A变化量之比不变
【考查角度】电路分析、欧姆定律。
【解析】由电路图可知,R1与R2并联后再与R0串联,电压表V1测并联部分的电压,电压表V2测R0两端的电压,电流表测干路中的电流;因热敏电阻的阻值随温度的升高而减小,所以,当温度降低时,热敏电阻R1的阻值变大,并联部分的电阻变大,电路中的总电阻变大,由可知,干路中的电流变小,即电流表A的示数变小,由U=IR可知,R0两端的电压变小,即电压表V2的示数变小,故A错误;由电压表V2示数变小、电流表A示数变小可知,电压表V2和电流表A的乘积变小,故C错误;因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,并联部分的电压变大,即电压表V1的示数变大,由电压表V1的示数变大、电流表A示数变小可知,电压表V1和电流表A示数之比变大,故B错误;设温度变化前后,干路中的电流分别为I1、I2,则电压表V2示数的变化量:△U2=I2R0﹣I1R0=(I2﹣I1)R0=△IR0,即,且R0的阻值不变,所以,电压表V2变化量和电流表A变化量之比不变,故D正确.
故应选D。
【答案】D。
3.实用调光时,旋转旋钮,滑片在弧形电阻丝上滑动,即可调节灯泡亮度,这是通过下列哪个因素改变电阻丝接入电路中电阻的( )。2·1·c·n·j·y
A.长度;B.横截面积;C.材料;D.温度
【考查角度】影响电阻大小的因素。
【解析】滑动变阻器其工作原理是通过改变接入电路中的电阻丝的长度来改变电路中的电流,从而达到调节灯泡亮度的目的,故应选A。
【答案】A。
4.电阻这一物理量的单位是( )。
A.安培;B.欧姆;C.伏特;D.瓦特
【考查角度】电阻。
【解析】安培是电流的国际单位,故A ( http: / / www.21cnjy.com )错误;电阻的国际单位是欧姆,简称欧,符号为Ω,故B正确;伏特是电压的国际单位,故C错误;瓦特是功率的国际单位,故D错误;故应选B。
【答案】B。
5.用一个导体制成长度相等但横截面 ( http: / / www.21cnjy.com )积不同的圆柱体a和b(a和b互相连接),a比b的横截面积大,将它们接入电路中,如图所示,通过a、b电流分别为Ia,Ib,a、b两端电压分别为Ua,Ub,则下列说法正确的是( )。
A.Ia>Ib、Ua=Ub;B.Ia<Ib、Ua=Ub;C.Ia=Ib、Ua>Ub;D.Ia=Ib、Ua<Ub
【考查角度】串联电路的电流规律、影响电阻大小的因素、欧姆定律的应用。
【解析】同时a和b是由同种材 ( http: / / www.21cnjy.com )料制成的长度相同、横截面积不同的两端导体,Sa>Sb,所以b段电阻大,所以Ra<Rb;因两电阻串联,故两部分导体电流相等,即Ia=Ib,根据欧姆定律可知,电阻越大,分担的电压越多,即Ua<Ub;故应选D。
【答案】D。
6.如图所示,电源电压保持不变,闭合开关S,灯不亮,电流表有示数,电压表没有示数。则电路的故障情况可能是( )。
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A.灯L断路;B.灯L短路;C.电阻R断路;D.电阻R短路
【考查角度】电流表、电压表在判断电路故障中的应用。
【解析】由电路图可知,灯泡L与电阻R串联,电压表测灯泡L两端的电压,电流表测电路中的电流,逐个分析每个选项找出符合要求的选项。21·世纪*教育网
A.若灯L断路,电路断路,电压表串联在电路中测电源的电压,则电流表无示数,电压表有示数,故A不符合题意。
B.若灯L短路,灯泡不亮,此时电压表被短路无示数,电路为R的简单电路,电流表测电路中的电流有示数,故B符合题意。
C.若电阻R断路,电路断路,电压表和电流表均无示数,灯泡不亮,故C不符合题意。
D.若电阻R短路,电路为灯泡L的简单电路,电压表测电源的电压,电流表测电路中的电流,则两电表都有示数,故D不符合题意。
故选B。
【答案】B。
7.小明在实验室里连接了如图所示的电路,对此电路的认识,正确的是( )。
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小灯泡并联,电压表测电源电压;小灯泡串联,电压表测L2的电压;
若灯L1短路,则电压表示数为零;若灯L2短路,则电压表示数为3V
【考查角度】电流与电路、电压与电阻。
【解析】在观察电路的连接时,可以 ( http: / / www.21cnjy.com )直接拆掉电压表,电流表视为一根导线,在观察电路,就简单了。本题中拆去电压表,可以看到电流只有一条路径,所以两灯泡串联;电压表并联在L2两端测L2的电压;B正确,A错误;电压表测量的是L2的电压,所以灯L1短路,则电压都加到L2两端,电压表示数为3V,若灯L2短路,则电压表示数为零,C、D错误。
正确答案是B。
【答案】B。
8.在如图所示的电路中,闭合开关S后,两灯都不亮,电压表有示数,电流表无示数,则该电路故障可能是( )。
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A.灯泡L1开路;B.灯泡L2开路;C.灯泡L2短路;D.电流表短路
【考查角度】电流表、电压表在判断电路故障中的应用。
【解析】由图可知,两灯串联;两个灯泡 ( http: / / www.21cnjy.com )都不亮,电流表无示数,说明电路中有断路现象;电压表有示数,说明电压表到电源两极是连通的,所以在L1处有断路故障。
由图可知,两灯串联,电压表测量L1两 ( http: / / www.21cnjy.com )端的电压;闭合开关S后,L1、L2都不亮,电流表无示数,说明电路中有断路现象;电压表有示数,说明电压表两端能与电源两极连通,灯泡L2是完好的,所以故障原因是L1开路。
故A正确。
【答案】A。
9.在如图所示的电路中,电源电压保 ( http: / / www.21cnjy.com )持不变,闭合开关S,电路正常工作,一段时间后,发现两个电表的示数都变大,则出现这种故障的可能原因是( )。
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A.R1短路;B.R1断路;C.R2短路;D.R2断路
【考查角度】电流表、电压表在判断电路故障中的应用。
【解析】判断电路故障问题,是中考题中 ( http: / / www.21cnjy.com )常见的题型,在不能直接确定故障原因时,可以采用数学上的“反证法”,将选项逐一代入题干,检查是否符合题意。
A.如果灯R1发生了短路,电压表示数变为零;故A错误。
B.如果灯R1发生了断路,电流表示数变为零;故B错误。
C.如果R2出现短路,电压表测量电源电压,示数变大;电路总电阻减小,电路电流增大,电流表示数增大;故C正确。21·cn·jy·com
D.如果R2出现断路,电流表示数变为零;故D错误。
故选C。
【答案】C。
10.如图所示,闭合开关后两灯均能发光,则( )。
A.甲为电流表,乙为电压表;B.甲为电压表,乙为电流表;
C.甲、乙均为电流表;D.甲、乙均为电压表
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【考查角度】电压表、电流表的使用,串并联电路。
【解析】由图可知,甲表是与灯并联,所以应该是电压表;乙表是在干路上与电源串联,只能是电流表,这样才能使两个灯都发光。
【答案】B。
11.小雅同学在做电学实验时,不小心将电压表和电流表的位置互换了,如图所示,如果此时将开关闭合,则( )。
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A.两表都可能被烧坏;B.两表都不会被烧坏;
C.电流表不会被烧坏;D.电压表不会被烧坏,电流表可能被烧坏
【考查角度】考点:电压表的使用、电流表的使用。
【解析】电流表的电阻很小,相当于一段导线,将电压表和电流表位置接反了,电流表直接接到电源两极上,电路就是短路。
将电压表和电流表位置接反了,如图所 ( http: / / www.21cnjy.com )示,此时电流表直接接到电源两极上,造成电源短路;通过电流表的电流会很大,电流表将被烧坏;由于是电源短路,没有电流通过电压表,所以,电压表不会烧坏。
故选D。
【答案】D。
12.关于导体的电阻,下列说法正确的是( )。
A.导体容易导电说明它对电流没有任何阻碍作用;
B.导体的电阻越大,它对电流的阻碍作用越小;
C.相同条件下,铜导线比铁导线的导电性能好,说明导体的电阻和材料有关;
D.导体的电阻由它两端的电压和通过的电流决定
【考查角度】影响导体电阻的因素。
【解析】A:导体有电阻, ( http: / / www.21cnjy.com )对电流有阻碍作用,A错误;B:电阻越大,对电流的阻碍作用越大,B错误;C:导体电阻和材料有关,故C正确;D:电阻是物体的属性,与它两端的电压和电流无关,故D错。
故,答案是C。
【答案】C。
13.如图所示的电路中,闭合开关S1、S2,电流表、灯泡L1和L2均能正常工作。则下列说法正确的是( )。
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A.开关S1闭合,S2断开,电源外部电流流向为a→b→c→d;
B.开关S1、S2都闭合,灯泡L1和L2并联;
C.开关S1、S2都闭合,通过灯泡L1的电流一定大于通过灯泡L2的电流;
D.闭合S1、S2中任意一个开关,都会有灯泡发光
【考查角度】电流方向确定、串并联电路的辨别。
【解析】由电路图可知,开关 ( http: / / www.21cnjy.com )S1闭合,S2断开,电源外部电流流向为d→c→b→a,故A错误;由电路图可知,闭合开关S1和S2,L1与L2首首相连、尾尾相连,两灯是并联的,故B正确;开关S1、S2都闭合,L1与L2并联,由于不知道两灯泡的情况,不能判断通过灯泡L1的电流与通过灯泡L2电流的关系,故C错误;开关S1在干路上,控制所有用电器,开关s2控制灯泡L1,故只闭合S1,灯泡L2发光,S1、S2都闭合,两灯泡都发光,只闭合S2的两灯泡都不发光,故D错误。
故应选B。
【答案】B。
二、填空题
14.如图所示的电路中,若同时闭 ( http: / / www.21cnjy.com )合开关S1和S3、断开S2,电阻R1与R2是 的;若只闭合开关S2,电阻R1和R2是 的。(均选填“串联”或“并联”)
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【考查角度】并联、串联辨别。
【解析】若同时闭合开关S1和S3、 ( http: / / www.21cnjy.com )断开S2,则电流只有两条路径:正极→R1→S3→负极,正极→S1→R2→S3→负极,故R1、R2并联;若只闭合开关S2,电流只有一条路径:正极→R1→S2→R2→负极,因此R1、R2串联。
故,答案是:并联、串联。
【答案】并联、串联。
15.将两片不同的金属片A、B浸在盐 ( http: / / www.21cnjy.com )水中,这就是一个电池,该电池对外供电时,将 能转化为电能,把金属片A、B分别用导线连接到电压表接线柱上,电压表的指针发生如图所示的偏转,则金属片A是 (选填正、负)极。
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【考查角度】电压表的使用。
【解析】(1)由图中电压表指针的偏转方向可判断电流方向,同时能判断电池的极性;(2)盐水电池是将化学能转化为电能的装置。
解答:盐水电池和干电池、蓄电池类似 ( http: / / www.21cnjy.com ),都是将化学能转化为电能的装置;图中电压表指针反向偏转,则连接电压表正接线柱的是电池的负极,与连接电压表负接线柱的是电池的正极,即金属片A是电池的正极。
故答案为:化学、正。
【答案】化学、正。
16.如图所示,闭合开关后小灯泡L1、 ( http: / / www.21cnjy.com )L2均正常发光,它们的连接方式是 联;过一会发现有一个小灯泡熄灭,而电流表的示数不变,则电路中出现的故障是 。
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【考查角度】串联电路和并联电路的辨别,电流表、电压表在判断电路故障中的应用。
【解析】(1)串联电路只有一条电 ( http: / / www.21cnjy.com )流路径,流过一个元件的电流同时流过另一个元件,因此各元件相互影响;并联电路中有多条电流路径,各支路上的元件互不影响;(2)电流表的示数不变,说明小灯泡L1没有故障,则故障在L2上,根据并联电路的特点分析故障。
解答如下:(1)由电路图 ( http: / / www.21cnjy.com )可知,闭合开关S后,电流从电源正极开始分支,分别经过两个灯泡再回到电源负极,因此两灯泡并联连接;(2)图中电流表测L1支路的电流,电流表的示数不变,说明小灯泡L1没有故障,则故障在L2上;若L2短路,小灯泡L1也同时被短路,两个灯泡都不亮,所以只能是L2断路。
故答案为:并、L2断路。
【答案】并、L2断路。
17.如图甲所示,小华用电阻箱和滑动变阻器研究通过导体的电流与电阻的关系。
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(1)图甲中电阻箱R1和滑动变阻器R2的连接方式是 联。
(2)连接电路前,开关应处于 状态。
(3)第1次实验时,电流表示数如图乙所示,则电流为 A。
(4)经过3次测量,得到表格中的实验数据 ( http: / / www.21cnjy.com ),由此总结出电流与电阻的关系,请你指出小华实验过程中存在的问题: 。
次数 R1/Ω I/A
1 3.0
2 6.0 0.33
3 9.0 0.25
【考查角度】探究电流与电压、电阻的关系实验。
【解析】(1)由图甲可知,电阻箱 ( http: / / www.21cnjy.com )R1和滑动变阻器R2的连接方式是串联;(2)为了保护电路,连接电路中开关处于断开状态;(3)电流表量程为0-0.6A,分度值为0.02A,电流表示数为0.5A;(4)探究通过导体的电流与电阻的关系时应控制电阻两端电压不变,由表格中的信息可知,电阻两端的电压是变化的。21*cnjy*com
故,答案是:(1)串;(2)断开;(3)0.5;(4)小华每次改变电阻的阻值后,没有移动滑动变阻器滑片保持电阻两端的电压保持不变。【来源:21cnj*y.co*m】
【答案】(1)串;(2)断开;(3)0.5;(4)小华每次改变电阻的阻值后,没有移动滑动变阻器滑片保持电阻两端的电压保持不变。
18.在图中所示电路中,电源电压 ( http: / / www.21cnjy.com )恒为6V。闭合S后,发现两个小灯泡(均标有”3V、1W“)都不亮,用电压表测得Uac=Ubd=6V,如果电路中的各段导线及连接处均无问题且故障只有一处,那么电路故障是 (须指明那个元件出了什么故障);如果此时用电压表去测灯泡L1两端电压,则电压表的示数为 。
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【考查角度】电流表、电压表在判断电路故障中的应用。
【解析】闭合开关灯泡不亮,原因有两个:断路或短路。其中若一个灯泡短路,另一只灯泡会发光,此题中两灯都不亮,只能发生断路。
解答:将电压表接在ac两 ( http: / / www.21cnjy.com )点之间时,示数为6V,说明除灯泡L1、L2以外的电路是通路;将电压表接在bd两点之间时,示数为6V,说明除灯泡L2和滑动变阻器以外的电路是通路。由上知滑动变阻器是完好的,所以故障原因为灯泡L2灯丝断了。
因为L1是完好的,如果此时用电压表测灯泡L1两端电压,电压表示数为零。
故答案为:灯泡L2灯丝断、0V。
【答案】灯泡L2灯丝断、0V。
19.两个相同的小灯泡串联起来 ( http: / / www.21cnjy.com )接入电路中,正常工作。如果其中一只灯泡发生了断路,另一只灯泡也不能工作。用一根导线或电压表与其中一只小灯泡并联,就能检测出发生断路的小灯泡。你认为用 (选填“导线”或“电压表”)检测更好些,理由是 。
【考查角度】电流表、电压表在判断电路故障中的应用。
【解析】选择器材接入电路判断用电器故障时,应该使接入的器材和原电路安全,不能造成短路。
要检验灯泡故障,需要将所选器材 ( http: / / www.21cnjy.com )与其中的一只灯泡并联。如果选择导线,可能会造成另一灯泡两端电压过高,从而烧坏灯泡。所以不能选择导线,用电压表更好。
故答案为:电压表;如果选择导线,可能会造成另一灯泡两端电压过高,从而烧坏灯泡。
【答案】电压表;如果选择导线,可能会造成另一灯泡两端电压过高,从而烧坏灯泡。
三、计算题
20.如图,将标有“6V、3W”字 ( http: / / www.21cnjy.com )样的灯泡L1和标有“6V、6W”字样的灯泡L2串联在电路中,使其中一个灯泡正常发光,另一个灯泡的实际功率不超过其额定功率,不考虑温度对电阻的影响。求:2-1-c-n-j-y
(1)灯泡L1正常工作时的电流;
(2)灯泡L2的电阻;
(3)电源电压;
(4)此电路工作2分钟消耗的电能。
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【考查角度】电功率与电压、电流的关系;电功率与电能、时间的关系。
【解析】(1)根据公式P=UI计算电流; ( http: / / www.21cnjy.com )(2)由功率公式求灯泡的电阻;(3)根据每个灯泡的额定电流判定电路中的电流,根据欧姆定律求出电源电压;(4)根据公式W=UIt计算消耗的电能。
【答案】解:(1)由P=UI可知:灯泡L1正常工作时的电流为:I1= ( http: / / www.21cnjy.com )= ( http: / / www.21cnjy.com )=0.5A。
(2)由P= ( http: / / www.21cnjy.com )可知灯泡L2的电阻为:R2= ( http: / / www.21cnjy.com )= ( http: / / www.21cnjy.com )=6Ω。
(3)灯泡L2的额定电流为:I2= ( http: / / www.21cnjy.com )= ( http: / / www.21cnjy.com )=1A,两灯泡串联,电流相等,一灯泡达正常发光,另一灯不超过额定电压,则一定是3W灯正常发光;
则灯泡L2两端的电压为:U'2=I1R2=0.5A×6Ω=3V,电压电压为:U=U1+U'2=3V+3V=6V。
(4)此电路工作2分钟消耗的电能为:W=UIt=6V×0.5A×120s=360J.
答:(1)灯泡L1正常工作时的电 ( http: / / www.21cnjy.com )流为0.5A;(2)灯泡L2的电阻为6Ω;(3)电源电压为6V;(4)此电路工作2分钟消耗的电能为360J。
21.冬天,人们常用电热毯来取暖。如图所示,是某品牌电热毯的等效电路,有高温档和低温档,低温档电功率为25W,已知电阻R=484Ω.求:
(1)开关S闭合时电热毯处于 档;
(2)电热毯在低温档下工作1小时所消耗的电能;
(3)电阻R0的阻值。
【考查角度】电阻计算、电功率的计算、电功的计算。
【解析】(1)由电路图可知,开关S闭合 ( http: / / www.21cnjy.com )时,电路为R的简单电路;开关断开时,R与R0串联,根据P=UI=可知,电压一定时,电路中的电阻越小时,总功率越大,电热毯处于高温档,反之处于低温档;(2)根据W=Pt求出电热毯在低温档下工作1小时所消耗的电能;(3)开关断开时,R与R0串联,电路中的总电阻最大,电路的总功率最小,电热毯处于低温档,根据P=UI=求出电路的总电阻,利用电阻的串联求出电阻R0的阻值。
【答案】(1)由电路图可知,开关S闭合时 ( http: / / www.21cnjy.com ),电路为R的简单电路,电路中的总电阻最小,由P=UI=可知,电路中的总功率最大,电热毯处于高温档。
(2)由P=可得,电热毯在低温档下工作1小时所消耗的电能:
W=P低温t=25W×3600s=9×104J。
(3)开关断开时,R与R0串联,电路中的总电阻最大,电路的总功率最小,电热毯处于低温档,此时电路的总电阻:R总===1936Ω,
因电路的总电阻等于各分电阻之和,所以,电阻R0的阻值:
R0=R总﹣R=1936Ω﹣484Ω=1452Ω.
答:(1)高温;(2)电热毯在低温档下工作1小时所消耗的电能为9×104J;(3)电阻R0的阻值为1452Ω。
四、实验探究题
22.小尧为探究“电流与电阻的关系”,设计了如图甲所示的电路,用到的器材有:电源(电压3V不变),标有”20Ω、1A“字样的滑动变阻器、电流表、电压表、三个阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω的定值电阻、开关及导线若干。
(1)电路连接完毕,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于 端(选填A或B);
(2)闭合开关,发现电流表示数几乎为零,电压表示数不为零,出现这种现象的原因可能是定值电阻R (选填“断路”或“短路”);
(3)小尧排除故障后,电路中 ( http: / / www.21cnjy.com )接入5Ω电阻时,移动滑动变阻器的滑片使电压表示数为U,此时电流表的示数如图乙所示;接着用10Ω电阻替换5Ω电阻接入电路再次实验,此时应将电压表的示数调为 V,再记录此时电流表的示数;然后用15Ω电阻替换10Ω电阻继续实验,她发现无论如何调节滑动变阻器的阻值,电压表示数都无法调至U,原因可能是 (答一种情况即可)。
【考查角度】电流、电阻关系探究实验。
【解析】(1)为了保护电 ( http: / / www.21cnjy.com )路,由图知甲知闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于最大值B端;(2)闭合开关,发现电流表示数几乎为零,说明电路可能有断路,电压表示数不为零,说明电压表到电源间是通路,所以故障可能是R断路了;(3)电路中接入5Ω电阻时,定值电阻两端电压:U=IR=0.2A×5Ω=1V,探究通过导体的电流与电阻的关系时,应控制电阻两端的电压不变,所以用10Ω电阻替换5Ω电阻接入电路,移动滑片P,应使电压表示数为1V时再记录此时电流表示数;由于滑动变阻器的最大阻值太小,把滑动变阻器阻值全部接入电路时,滑动变阻器分得的电压还是较小,定值电阻两端的电压值过高,不能使电阻两端电压达到要求的值。
故答案是:(1)B;(2)断路;(3)1;滑动变阻器最大值太小。
【答案】(1)B;(2)断路;(3)1;滑动变阻器最大值太小。
23.在“探究串联电路的电压”实验中,小涵同学设计了如图所示的电路。
(1)在连接电路中,开关应该处于 (选填“闭合”或“断开”)状态。
(2)根据如图连接好电路,闭合开关后,她 ( http: / / www.21cnjy.com )发现两只灯泡都不亮,且电压表示数为0,若只有L1或L2中的一处发生故障,则故障是 (选填“L1开路”、“L1短路”、“L2开路”、“L2短路”)。
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(3)故障排除后,小涵选用不同的灯泡, ( http: / / www.21cnjy.com )完成了三次实验,并记录了数据。分析下表中的数据,可得出的结论为:串联电路两端的电压 串联电路中各部分电路两端的电压之和。
实验次数 L1两端的电压/V L2两端的电压/V 串联总电压/V
1 1.4 1.4 2.8
2 1.2 1.6 2.8
3 1.1 1.7 2.8
【考查角度】电路连接探究实验。
【解析】(1)为了保护电路,连接电路时 ( http: / / www.21cnjy.com ),开关应该处于断开状态;(2)两灯泡串联,电压表测灯泡L1两端的电压,闭合开关S后,两个电灯都不亮,说明是断路,而电压表没有读数说明L2没有连到电源,故在L2处断路;(3)串联电路总电压等于各用电器两端的电压之和。21世纪教育网版权所有
【答案】(1)为了保护电路,连接电路时,开关应该处于断开状态。
(2)由电路图知,两灯泡串联,电 ( http: / / www.21cnjy.com )压表测灯泡L1两端的电压,闭合开关S后,灯L1、L2均不亮,且只有L1或L2中的一处发生故障,说明电路发生断路,而电压表的没有示数,说明L1的两端不能与电源连通,故是L2开路。21教育名师原创作品
(3)由表中数据知:第一次 ( http: / / www.21cnjy.com )实验1.4V+1.4V=2.8V;第二次实验1.2V+1.6V=2.8V;第三次实验1.1V+1.7V=2.8V,因此可以得出:串联电路总电压等于各用电器两端的电压之和。
故答案为:(1)断开;(2)L2开路;(3)等于。
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一、选择题
1.(2017·南山区模拟)在如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S后,将滑动变阻器滑片向右移动时,以下说法不正确的是( )。21cnjy.com
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A.电流表A1的示数变小;
B.电压表的示数不变,电流表A2的示数不变;
C.电压表V示数与电流表A2示数的比值不变;
D.电压表V示数与电流表A2示数的比值变小
【考查角度】电路的分析、欧姆定律的应用。
【解析】由电路图可知,两电阻并联, ( http: / / www.21cnjy.com )电压表V测电源的电压,电流表A1测滑动变阻器支路的电流,电流表A2测R2支路的电流.根据电源的电压可知滑片移动时电压表示数的变化,根据并联电路中各支路独立工作、互不影响可知滑片移动时通过R2电流的变化,进一步可知电压表V示数与电流表A2示数的比值变化;根据滑片的移动可知接入电路中电阻的变化,根据欧姆定律可知通过R1电流的变化。
解答:由电路图可知,两电阻并联,电压表V测电源的电压,电流表A1测滑动变阻器支路的电流,电流表A2测R2支路的电流。
因电源电压保持不变,所以,滑 ( http: / / www.21cnjy.com )片移动时,电压表V的示数不变,因并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以,滑片移动时,通过R2的电流不变,即电流表A2的示数不变,故B正确;
则电压表V示数与电流表A2示数的比值不变,故C正确、D错误;
将滑动变阻器滑片向右移动时,接入电路中的电阻变大,由可知,通过R1的电流变小,即电流表A1的示数变小,故A正确。
故选D。
【答案】D。
2.(2016·深圳二模)如图所示的电路,电源电压恒定不变,当开关S闭合后,滑动变阻器的滑片P向右移动的过程中( )。
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A. 电压表示数变大,灯变暗;B. 电压表示数变小,灯变亮;
C.电流表示数变大,灯变亮;D.电流表示数变小,灯变暗
【考查角度】电路电流、电压变化,电流、电压测量。
【解析】滑动变阻器滑片向右移动,电路电 ( http: / / www.21cnjy.com )阻增大,电流减小,故电流表示数变小;电流减小,灯泡两端电压变小,电压表测量灯泡两端电压,故电压表示数变小;灯泡的电压变小,灯泡亮度变暗。
从以上选项可知,正确答案是D。
【答案】D。
3.(2016·龙岗区模拟)如图所示,电源 ( http: / / www.21cnjy.com )电压保持不变,闭合开关S1、S2,电压表示数为10V,电流表示数为1A,断开S2后,电压表示数变为2V,则R2的电阻和电源电压分别是( )。
A.10Ω、15V;B.40Ω、10V;C.40Ω、15V;D.10Ω、10V
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【考查角度】串联电路特点、欧姆定律的应用。
【解析】由电路图知,闭合开关S1、S2时,只有R1连入电路中,此时电压表示数为10V,所以电源电压:U=10V;由欧姆定律可得:;当断开S2后,R1、R2串联,电压表测R1两端电压,由串联电路的电压特点知,U2=U﹣U1=10V﹣2V=8V;由串联电路的分压原理知:,即:,所以:R2=40Ω。
故选B。
【答案】B。
4.(2016·盐田区模 ( http: / / www.21cnjy.com )拟)如图所示的电路中,电源电压不变,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,开关S闭合后,滑动变阻器滑片向左移动的过程中,下列说法不正确的是( )。
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A.电压表示数变大,电流表示数减小;B.电压表示数变小,电流表示数不变;
C.电压表与电流表示数的比值变小;D.电压表与电流表示数的比值不变
【考查角度】欧姆定律的应用。
【解析】(1)由电路图可知,电阻R1与滑动变 ( http: / / www.21cnjy.com )阻器R2串联,电流表测电路电流,电压表测电阻R1两端电压;当P向左移动时,滑动变阻器接入电路的阻值变小,电路总电阻变小,电源电压不变,由欧姆定律可以判断电流表示数变化情况;(2)由电路图知,电流表测电路电流,电压表测电阻R1两端电压,由欧姆定律可以判断电压表与电流表示数之比如何变化。
(1)当P向左移动时,滑动变阻器接入电路的阻值变小,电路总电阻R变小,电源电压U不变,由可知电路电流变大,电流表示数变大,故A、B错误。
(2)由可知,电路中电流变大;由U=IR可知,电阻R1两端电压变大,即电压表示数变大;又因为电压表是电流表示数的比值等于R1的阻值,而R1为定值电阻,所以电压表与电流表示数的比值不变,故C错误、D正确。
故选A、B、C。
【答案】D。
5.(2016·宝山、嘉定区模 ( http: / / www.21cnjy.com )拟)在图中所示的电路中,电源电压保持不变。闭合电键S,电路正常工作。一段时间后,有一个电表的示数增大;然后将电流表A与电阻R1位置互换后,发现电压表的示数不变。若故障只发生在电阻R1、R2上,则( )。
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A.R1一定短路;B.R2一定短路;C.R1可能短路;D.R2可能断路
【考查角度】电路分析、电流表、电压表。
【解析】电流表内阻看做零,电压表内阻看作 ( http: / / www.21cnjy.com )无穷大,电流表测量的是电路总电流,电压表示数是电源电压;如果电流表与电阻R1互换,电压表示数不变,说明电流表和电阻R1对电路影响相同;故应该是电阻R1短路。正确答案是A。
【答案】A。
6.(2016·深圳市四模)两定 ( http: / / www.21cnjy.com )值电阻甲、乙中的电流与电压关系如图所示,现在将甲和乙串联后接在电压为3V的电源两端,下列分析正确的是 ( )。
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A.甲的电阻值大于乙的电阻值;B.甲两端的电压大于乙两端的电压;
C.通过甲的电流大于通过乙的电流;D.通过甲的电流等于通过乙的电流
【考查角度】串联电路特点、电阻计算。
【解析】由图可知,甲乙两个电阻阻值分别是:,,故A错;甲乙两电阻串联后,甲阻值小,故甲电阻两端电压小,故B错;两电阻串联,电流相同,故C错。
正确答案是D。
【答案】D。
7.(2016·南山区五校 ( http: / / www.21cnjy.com )联考)如图所示,电源电压保持不变,开关S闭合后,当滑动变阻器R2的滑片P向左移动时,电流表和电压表示数的变化情况是( )。
( http: / / www.21cnjy.com )
A.电流表的示数变小,电压表的示数变大;B.电流表的示数变小,电压表的示数变小;
C.电流表的示数变大,电压表的示数变大;D.电流表的示数变大,电压表的示数变小
【考查角度】欧姆定律的应用、电流表、电压表的使用、滑动变阻器的使用。
【解析】从图可知,定值电阻和滑动变阻 ( http: / / www.21cnjy.com )器组成的是串联电路,电流表测量的是整个电路中的电流,电压表测量的是滑动变阻器两端的电压,首先判断滑动变阻器的滑片向左移动时其阻值的变化,再根据串联电路电阻的特点判断电路中总电阻的变化,从而利用欧姆定律分析电流的变化,再利用公式U=IR判断定值电阻两端电压的变化,最后再根据串联电路电压的特点判断滑动变阻器两端电压的变化。
解答:因为定值电阻和滑动变阻器串联,当滑动变阻器的滑片向左移动时,连入电路中的电阻变大,即电路中的总电阻R变大;因为电源电压保持不变,由公式可知,电路中的电流I变小。
由公式U1=IR1可知,定值电阻两端的电压变小,因此滑动变阻器两端的电压变大;故电流表的示数变小,电压表的示数变大。
故选A。
【答案】A。
8.(2016·盐田区联考) ( http: / / www.21cnjy.com )如图所示的家庭照明电路,已知其中一只灯泡的灯头接线处存在故障。电工师傅为查明故障,在保险丝处接入一只“220V、40W”的灯泡L0。当只闭合开关S、S1时,灯泡L0和L1都呈暗红色(比正常发光状态暗得多);当只闭合开关S、S2时,灯泡L0正常发光,L2不发光。由此可以确定( )。
( http: / / www.21cnjy.com )
A.L1灯头接线处断路;B.L1灯头接线处短路;
C.L2灯头接线处断路;D.L2灯头接线处短路
【考查角度】家庭电路的故障分析。
【解析】将“220V、40W”的电灯按表格 ( http: / / www.21cnjy.com )中提供的接法接入电路,是把此灯串联接入电路;若电灯恰能正常发光,说明开关闭合的那条支路短路,使该灯直接接在电源上;若电灯比正常发光暗,说明开关闭合的那条支路的灯与该灯串联接入电路,所分电压低于220V,这条支路正常;若电灯不发光,说明开关闭合的那条支路有开路。
据此分析判断,当只闭合S、S ( http: / / www.21cnjy.com )1时L0和L1都呈暗红色,是因为L1与该灯串联接入电路,所分电压低于220V,所以L1正常;当只闭合S、S2时,L0正常发光,L2不发光,是因为L2被短路,使L0直接接在电源上,正常发光。
故选D。
【答案】D。
9.(2016·龙岗区模拟)在 ( http: / / www.21cnjy.com )如图所示的电路中,电源电压为3伏特,电阻R的阻值为5欧姆,滑动变阻器标有“20Ω、2A“字样,当滑片由A端滑到B端的过程中( )。
A.电阻R两端的电压不断变大;B.电阻R的功率不断变小;
C.滑动变阻器两端的电压不断变小;D.滑动变阻器的功率不断变大
( http: / / www.21cnjy.com )
【考查角度】滑动变阻器的使用、串联电路的电压规律、欧姆定律、电功率的计算。
【解析】滑片右移,连入电路的电阻增大,总电压不变,电路中的电流减小,根据U=IR,电流减小,电阻不变,电压减小。根据P=UI可以判断定值电阻的功率变化;对于滑动变阻器,首先用电功率公式表示出其功率,为:,此时可结合数学中二次函数性质的相关内容,来判断功率的变化情况。
A:滑片右移,连入电路的电阻增大,总电压不变,电路中的电流减小,根据U=IR,电流减小,定值电阻R不变,电压减小.不符合题意。
B:定值电阻两端的电压减小,电流减小,根据P=UI,定值电阻的功率减小;符合题意。
C:串联电路的总电压等于各串联导体的电压之和,定值电阻的电压减小,电源电压不变,滑动变阻器的电压增大;不符合题意。
D:,根据数学知识,P是关于I的一元二次函数,P是一条抛物线,开口朝下,有最大值,功率先增大后减小;不符合题意。
故选B。
【答案】B。
10.(2016·17所名校联考)在如图所示的电路中,能用电压表正确测出灯L1两端电压的是( )。
( http: / / www.21cnjy.com ) ( http: / / www.21cnjy.com ) ( http: / / www.21cnjy.com ) ( http: / / www.21cnjy.com )
A B C D
【考查角度】电压测量、电路连接。
【解析】A:由图可知,电压表接到了L1的两端,且正负接线柱接反了,故A错误。
B:由图可知,电压表测的是两灯串联的总电压,或电源电压,故B错误。
C:由图可知,电压表接到了L2的两端,测的是L2的两端电压,故C错误。
D:由图可知,电压表与L1并联,正负接线柱正确,故D正确。
故选D。
【答案】D。
11.(2016·龙华新区模拟)如图所示的四种电路,其中滑片向右滑动时,电表示数增大的电路是( )。
A B C D
【考查角度】电路分析。
【解析】先识别电路,然后判断滑动变阻器接入电路的阻值的变化,再根据欧姆定律判断电压表或电流表示数的变化。www.21-cn-jy.com
A:电路为并联电路,电流表测量干路上的电流,当滑片向右滑动时,滑动变阻器接入电路的阻值增大,则电流表的示数减小,故A错误。
B:电路为并联电路,电流表测量定值电阻的电流,电流表的示数不变,故B错误。
C:电路为串联电路,电压表测量电源电压,当滑片向右滑动时,电压表示数不变,故C错误。
D:电路为串联电路,电压表测量变阻器 ( http: / / www.21cnjy.com )两端的电压,当滑片向右滑动时,滑动变阻器接入电路的电阻增大,串联电路起分压作用,所以变阻器分得的电压变大,电压表的示数变大,故D正确。
故选D。
【答案】D。
12.(2016·深圳九模)如右图所示,当滑片向b端移动时,电路中电流表与电压表的变化情况是( )。
A.电流表变大,电压表变小;B.电流表变小,电压表变大;
C.量表读数均变大;D.两表读数均变小
( http: / / www.21cnjy.com )
【考查角度】电路电流、电压测量、变阻器。
【解析】变阻器滑片向b移动,电路电阻增大,电流减小,电流表示数变小;电压表测量的是变阻器两端电压,故电压表示数变大。【来源:21·世纪·教育·网】
所以,正确答案是B。
【答案】B。
13.(2016 深圳七模)在如图 ( http: / / www.21cnjy.com )所示的电路中,当闭合开关S后,发现两灯都不亮,电流表指针几乎指在零刻度线,电压表指针则有明显偏转,如果把灯L1和L2对调位置,两个表均无示数,该电路中的故障可能是( )。
( http: / / www.21cnjy.com )
A.灯泡L1断路;B.灯泡L2短路;C.灯泡L2断路;D.两个灯泡都断路
【考查角度】电路分析、电路电流、电压测量。
【解析】由电路图可知,L1与L2串联,电压 ( http: / / www.21cnjy.com )表测L2两端的电压,电流表测电路中的电流,因电压表指针则有明显偏转,所以,电压表两接线柱与电源之间是通路,因电流表指针几乎指在零刻度线,所以,电路断路,即电压表并联部分断路,该电路中的故障可能是灯泡L2断路,故A、B错误,C正确。
两个灯泡都断路时,电路断路,电压表无示数,故D错误。
故选C。
【答案】C。
14.(2017·深圳市南山区模拟 ( http: / / www.21cnjy.com ))如图甲所示电路,电源电压保持不变.闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P从一端滑到另一端的过程中,R1、R2的I-U关系图象如图乙所示。则下列判断不正确的是( )。
A.图线A是电阻R1的I-U关系图象;B.电源电压为18V;
C.R1的阻值是20Ω;D.滑动变阻器R2的最大阻值为70Ω
【考查角度】欧姆定律的应用电路分析。
【解析】由电路图可知,R1与R2串联, ( http: / / www.21cnjy.com )电压表V1测R1两端的电压,V2测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。(1)根据电压变化的范围进行判断,定值电阻两端电压不会等于零;(2)当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,电阻R1的功率最小,根据图象读出电路中的最小电流和两电阻两端的电压,根据串联电路的电压特点求出电源的电压,根据欧姆定律求出R1的阻值和滑动变阻器的最大阻值。
解答:由电路图可知,R1与R2串联,电压表V1测R1两端的电压,V2测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。
(1)当滑动变阻器接入电路中的电 ( http: / / www.21cnjy.com )阻为0时,电路中的电流最大,R1两端的电压最大,R2两端的电压为0,由图象可知,A为滑动变阻器R2的U﹣I关系图象,B为电阻R1的U-I图象,故A错误。
(2)当滑动变阻器接入电路中的电阻最 ( http: / / www.21cnjy.com )大时,电路中的电流最小,由U-I图象可知,电路中的最小电流I=0.2A,R1两端的电压U1=4V,R2两端的电压U2=14V,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,电源电压:U=U1+U2=14V+4V=18V,故B正确。
由可得,定值电阻R1的阻值和滑动变阻器的最大阻值:,,故C、D正确。
故选A。
【答案】A。
15.(2016·17所名校联考)有两只定值电阻RA和RB,各自的电流与电压关系如图象中的A、B。则( )。
( http: / / www.21cnjy.com )
A.若将它们串联接在电源两端,RA的电流是RB的2倍;
B.若将它们并联接在电源两端,RA的电压是RB的2倍;
C.若将它们串联接在电源两端,RA的电功率是RB的2倍;
D.若将它们并联接在电源两端,RA的电功率是RB的2倍
【考查角度】功率计算、电流、电压计算。
【解析】从图中可知,当IA=I0时,UA=2U0;当IB=I0时,UB=U0,
所以:,,由此可知RA=2RB,所以。
A:电阻RA和RB是串联,在串联电路中电流处处相等,A不符合题意。
B:电阻RA和RB是并联,在并联电路中UA=UB=U,B不符合题意。
C:因为电阻RA和RB是串联,电流相等,,PA=2PB,C符合题意。
D:电阻RA和RB是并联,电压相等,,2PA=PB,D不符合题意。
故选C。
【答案】C。
16.(2016·南山区模拟)如图所示电路中,电源电压保持不变,闭合开关S后,将滑动变阻器R2的滑片P向右移动,在此过程中( )。
( http: / / www.21cnjy.com )
A.电流表A示数变大,电压表V2示数变小;B.电流表A示数变大,电压表V1示数变小;
C.电压表V1示数变小,电压表V2示数变大;D.电压表V1示数不变,电压表V2示数变大
【考查角度】欧姆定律的应用、电流表的使用、电压表的使用。
【解析】由电路分析可知滑动 ( http: / / www.21cnjy.com )变阻器和R1串联在电路中,电压表V1测R1两端电压,电压表V2测R2两端的电压,电流表测总电流;根据滑动变阻器的滑动可知接入电阻的变化,然后根据欧姆定律可知电路中电流的变化;再由欧姆定律可分析出R1两端的电压变化,由串联电路的特点可求得R2两端的电压变化。
滑动变阻器和R1串联在电路中电流表测电路电流 ( http: / / www.21cnjy.com ),电压表V1测R1的电压,电压表V2测滑动变阻器的电压,滑动变阻器滑片向右移动,接入电路的电阻变小,根据欧姆定律可知电流变大,R1的电压变大,滑动变阻器的电压变小.即电流表A示数变大,电压表V1示数变大,总电压不变,则电压表V2示数变小所以B,C,D错误,A正确。
故选A。
【答案】A。
17.(2016·17所名校联考)如图所示,是文文同学设计的用滑动变阻器调节灯泡亮度的几种方案,你认为可以达到目的方案是( )。
( http: / / www.21cnjy.com ) ( http: / / www.21cnjy.com ) ( http: / / www.21cnjy.com ) ( http: / / www.21cnjy.com )
A B C D
【考查角度】电路分析、变阻器使用。
【解析】A.由电路图可知,因电压表的内阻很大、在电路中相当于断路,所以滑片移动时变阻器接入电路中的电阻不变,灯泡的亮暗不变,故A错误。
B.由电路图可知,灯泡与滑动变阻器串联 ( http: / / www.21cnjy.com ),电流表测电路中的电流,滑片移动时接入电路中的电阻发生变化,灯泡两端分得的电压发生变化,灯泡的实际功率随之发生变化,可以调节灯泡亮度,故B正确。
C.由电路图可知,灯泡与滑片左侧部分电阻被短路,滑片移动时,灯泡始终不亮,故C错误。
D.由电路图可知,灯泡与滑动变阻器并联,根据并联电路中各支路独立工作、互不影响可知,滑片移动时灯泡的亮暗不变,故D错误。
【答案】B。
18.(2016·深圳)如图所示,电源电压不变,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P向左移动的过程中,下列说法中正确的是( )。
( http: / / www.21cnjy.com )
A.小灯泡变亮,电压表 ( http: / / www.21cnjy.com )示数变大;
B.小灯泡变暗,电压表 ( http: / / www.21cnjy.com )示数不变;
C.电流表 ( http: / / www.21cnjy.com )示数不变,电流表 ( http: / / www.21cnjy.com )示数变大;
D.电流表 ( http: / / www.21cnjy.com )示数变大,电流表 ( http: / / www.21cnjy.com )示数变大
【考查角度】电流、电压测量,电路电流、电压的变化。
【解析】该电路为并联电路,电流表A2测量的 ( http: / / www.21cnjy.com )是干路电流,A1测量的是灯泡的电流;电压表测量支路电压,也是测量电源电压,电源电压不变,故电压表示数不变;将滑动变阻器的滑片P向左移动的过程中,电阻变小,电流变大;灯泡两端的电压不变,故通过灯泡的电流不变,即A1的示数不变,灯泡的亮度不变,由并联电路的电流规律可知,电流表A2示数变大。
正确答案是C。
【答案】C。
二、填空题
19. (2016·龙华新区模拟)小明用图甲所示的电路测量额定电压为2.5V的小灯泡电阻,图乙是小明未完成连接的实验电路。
(1)请你按照电路图,用笔画线代替导线,完成图乙中实验电路的连接;
(2)小明将电路连接正确后,闭合开关,发现电流表的示数为零,产生故障的原因可能是 ;
(3)排除电路故障后,闭合开关,调节滑片,使 ( http: / / www.21cnjy.com )小灯泡刚好正常发光,此时电流表的示数如图丙所示,电流表的读数是 A,小灯泡的阻值是 Ω(保留一位小数);
(4)小明又想测某未知电阻Rx的阻值, ( http: / / www.21cnjy.com )设计了如图所示电路(R0为已知阻值的定值电阻),并设计了如下实验步骤,请帮他把缺少的步骤补全,并写出Rx的表达式。实验步骤:
A.按照设计的电路图连接电路;
B.断开S2、闭合S1记录电流表示数为I1;
C. 。
表达式:Rx= (用已知和测量的物理量的符号表示)
【考查角度】伏安法测电阻的探究实验。
【解析】(1)按电路图连接电路时,注意电路的连接顺序及连接方式,电压表与电阻并联,滑动变阻器应接一上一下;(2)灯泡不发光,电流表指针不发生偏转,电路断路,电压表有偏转,电压表与电源接通,与电压表并联的电路断路;(3)根据图确定电压表的量程和分度值,读出电流表的示数,根据公式计算出其电阻;(4)在没有电压表时,使定值电阻与待测电阻并联,根据开关的状态、电流表的示数以及欧姆定律得出定值电阻两端电压,然后根据公式计算出被测电阻的阻值。
【答案】(1)电压表与灯泡并联,由于电源电压为3V,灯泡的额定电压为2.5V,所以电压表可选择0~3V量程。
由电路图中,滑动变阻器应再连接下面左边的接线柱,如图所示:
(2)连好电路,闭合开关,电流表无示数,出现故障的原因可能是灯泡短路或电压表接触不良或电压表坏了。
(3)由图丙知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.3A;由可得,小灯泡的阻值。
(4)实验步骤:
①按电路图连接电路。
②断开S2、闭合S1记录电流表示数为I1;
③断开S1、闭合S2记录电流表示数为I2(或S1和S2都闭合记录电流表示数为I2);
表达式:Rx===R0(或R0)。
故答案为:(1)见上图; ( http: / / www.21cnjy.com )(2)可能是灯泡短路或电压表接触不良;(3)0.3;8.3;(4)断开S1、闭合S2记录电流表示数为I2(或S1和S2都闭合记录电流表示数为I2);R0(或R0)。
20.(2017·深圳三模)如题图所示 ( http: / / www.21cnjy.com )是电阻甲和乙的I-U图像。由图可知:电阻乙的阻值为 Ω。若将电阻甲和乙并联后接在电压为6V的电源两端时,则干路的总电阻为 Ω,总电功率为 W。
( http: / / www.21cnjy.com )
【考查角度】电阻计算、并联总电阻的计算、功率计算。
【解析】题图表示的是电阻电流随电压变化规律,由欧姆定律,可求得电阻:;所以,甲电阻的阻值为:,;两电阻并联后,干路总电阻为:;电压为6V,故功率为:。
故,答案是:6、3.75、9.6。
【答案】6、3.75、9.6。
三、计算题
21.(2017·深圳)如图 ( http: / / www.21cnjy.com )是一个油量表的示意图,滑动变阻器规格为“20Ω、1A”。闭合开关,当浮球最低时滑片P滑到a端,电流表示数为0.3A,当浮球最高时,滑片P滑到b端,电流表示数为0.5A。下列说法错误的是( )。
( http: / / www.21cnjy.com )
A.电阻R1的阻值为30Ω;
B.电源电压为15V;
C.在加满油后,1min内电阻R1产生的热量为450J;
D.电阻R1最小功率为7.5W
【考查角度】欧姆定律的应用、电功率的计算、焦耳定律的计算公式及其应用。
【解析】由电路图可知,R ( http: / / www.21cnjy.com )1与R2串联,电流表测量的是电路电流。(1)当滑片位于a端时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,根据电阻的串联和欧姆定律表示出电源的电压;当滑片位于b端时,电路为R1的简单电路,根据欧姆定律表示出电源的电压,利用电源的电压不变得出等式即可求出R1的阻值,进一步求出电源的电压。(2)在加满油后,滑片位于b端,根据Q=I2Rt求出1min内电阻R1产生的热量;当滑片位于a端时,电阻R1的功率最小,根据P=I2R求出其大小。
解答如下:由电路图可知,R1与R2串联,电流表测电路中的电流。
(1)当滑片位于a端时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,由可得,电源的电压:U=Ia(R1+R2)=0.3A×(R1+20Ω);
当滑片位于b端时,电路为R1的简单电路,则电源的电压:U=IbR1=0.5A×R1;
因电源的电压不变,所以,0.3A×(R1+20Ω)=0.5A×R1,解得:R1=30Ω,故A正确;
电源的电压U=IbR1=0.5A×30Ω=15V,故B正确。
(2)在加满油后,滑片位于b端,则1min内电阻R1产生的热量:
Q1=Ib2R1t=(0.5A)2×30Ω×60s=450J,故C正确。
当滑片位于a端时,电阻R1的功率最小,则P1=Ia2R1=(0.3A)2×30Ω=2.7W,故D错误。
故选D。
【答案】D。
22.(2017·深圳) ( http: / / www.21cnjy.com )如图甲是某电子秤的原理示意图,R1为定值电阻,托盘下方的电阻R2为压敏电阻,其电阻大小与托盘内所放物体质量m大小的关系图如图乙所示。已知电源电压为6V保持不变。21*cnjy*com
(1)当托盘为空时,R2电阻 ;
(2)若托盘为空时,电流表示数为I1=0.01A,求定值电阻R1的阻值;
(3)若放入某物体后,电流表示数为I2=0.02A,求该物体的质量大小。
( http: / / www.21cnjy.com )
【考查角度】串联电路的特点及电流、电压、质量的计算。
【解析】(1)根据图象分析电阻的大小;(2) ( http: / / www.21cnjy.com )根据电流表示数求出电路的总电阻,根据串联电路的电阻关系求出R1的阻值;(3)根据电流求出总电阻,从而求出R2电阻,根据图象分析质量大小。
解答:(1)当托盘为空时,物体质量为0,根据图象可知R2的电阻为500Ω;
(2)若托盘为空时,电流表示数为I1=0.01A,由可得,电路的总电阻:
;
根据串联电路的特点可得,R1的阻值:R1=R﹣R2=600Ω﹣500Ω=100Ω;
(3)若放入某物体后,电流表示数为I2=0.02A,
则此时电路的总电阻:,
则R2的电阻:;
由图象可知,此时物体质量为600g。
答:(1)当托盘为空时,R2电阻为50 ( http: / / www.21cnjy.com )0Ω;(2)若托盘为空时,电流表示数为I1=0.01A,定值电阻R1的阻值为100Ω;(3)若放入某物体后,电流表示数为I2=0.02A,该物体的质量为600g。
【答案】(1)当托盘为空时,R2电阻为500 ( http: / / www.21cnjy.com )Ω;(2)若托盘为空时,电流表示数为I1=0.01A,定值电阻R1的阻值为100Ω;(3)若放入某物体后,电流表示数为I2=0.02A,该物体的质量为600g。
三、探究题
23.(2017·深圳)小 ( http: / / www.21cnjy.com )明探究“电流与电压“的关系,设计的实验电路图如图1所示,已知电源电压为3V,定值电阻R1的阻值为5Ω。完成下列题目:
( http: / / www.21cnjy.com )
①在记录数据时,小明由于粗心,忘记将第三组电压表示数填入表格,同学们可以帮忙算出这里的电压值应该为 V。
I/A 0.1 0.2 0.3 0.4
U/V 0.5 1.0 2.0
②接下来,小明利用上述电路 ( http: / / www.21cnjy.com )原理图来探究“电流与电阻”关系,闭合开关后移动滑动变阻器式的电压表的读数为2V,然后断开开关,将CD间的电阻R1从5Ω换成10Ω.再闭合开关,此时电压表的示数 (填“大于”、“小于”或“等于”)2V,接下来小明应将滑动变阻器的滑片向 端(填“A”或“B”)移动。
③最后小明在桌子上发现一个阻值未知的定值电阻 ( http: / / www.21cnjy.com ),为了测量电阻阻值的大小,小明用这个定值电阻换掉原电路中的R1,调节滑动变阻器,电路中电表的示数如图2所示,测电压表的示数为 V,电流表示数为 A,通过计算可得此定值电阻的阻值为 Ω。小明认为这样通过一组数据直接计算的定值电阻阻值不准确,为了使得结果更加准确,他接下来应该 。
【考查角度】探究电流与电压、电阻的关系实验。
【解析】①根据表格中电流和电压的关系分析;②根据串分压的知识判断电压表的示数变化情况并判断出滑片的移动方向;③根据所选的量程,确定最小分度值,结合指针位置进行读数,利用计算电阻;定值电阻多次测量求平均值是为了减小误差。
解答:①由表格中的信息可知,在电阻不变的情况下,当电压变为原来的几倍时,电流就会变为原来的几倍,故表格中的数据为1.5V。
②用5Ω的电阻完成实验后,然后将10Ω的电 ( http: / / www.21cnjy.com )阻接入电路,则电压表的示数会变大,大于2V;要使电压表的示数不变,应增大滑动变阻器的阻值,增大滑动变阻器的电压,从而减小电压表的示数,故将滑片向B端滑动。
③如图2所示,电压表采用了0~3V量程,最小分度为0.1V,因此示数为2.0V;电流表采用0~0.6A量程,最小分度为0.02A,因此示数为0.5A;电阻R的值为。
通过一组数据直接计算的定值电阻阻值不准确,实验中应通过调节滑动变阻器来多次测量定值电阻的阻值并取平均值,其目的是为了减小误差。
故答案为:①1.5;②大于、B;③2.0、0.5、4;调节滑动变阻器重复以下操作,多算几组定值电阻阻值,再求平均值。
【答案】①1.5;②大于、B;③2.0、0.5、4;调节滑动变阻器重复以下操作,多算几组定值电阻阻值,再求平均值。
24.(2017·南山区模拟)用如图所示电路探究“电流与电阻的关系”实验中:
(1)闭合开关前,滑动变阻器应处于 (选填“A”或“B”)端;
(2)探究“电流与电阻的关系”,所测的数据如表二所示:
U=2V 电阻/Ω 5 10 20
电流/A 0.4 0.2 0.1
( http: / / www.21cnjy.com )
①依据表格和电路图分析,将电阻R由5Ω换成 ( http: / / www.21cnjy.com )10Ω,闭合开关进行实验时,应向 (选填“A”或“B”)端移动滑片P,使电压表的示数保持 V不变;
②根据表中数据可得:在电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成 比。
【考查角度】电流与电阻关系实验、电路分析。
【解析】在进行此实验时,变阻器的作用是减小电路电流,以免损坏仪表。故,(1)在闭合开关前,应将变阻器处于阻值最大位置,及B端。
要使电压表示数不变,在电阻R增加时,就应减小电流,故应将滑片向B端移动;从图表中可以看出,在电压保持不变时,导体中电流与导体电阻成反比。
故,答案是:(1)B;(2)①B、2,②反。
【答案】(1)B;(2)①B、2,②反。
25.(2016·南山区模拟)李明和小亮利 ( http: / / www.21cnjy.com )用如图(甲)所示的电路探究“电流与电阻的关系”。已知电源电压为6V且保持不变,实验用到的电阻R的阻值分别为10Ω、15Ω、20Ω、25Ω。
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(1)李明根据图(甲)所示电路图,将 ( http: / / www.21cnjy.com )图(乙)中的实验器材连接成实验电路,小亮在检查时认为,从实验目的来看,实验电路上有一根导线连接错了,建议李明改线。
①请在接错的那根线上打“×”;
②另画一根导线,使电路连接正确;
③如果不改接这根导线,对实验的影响是: (具体说明是什么影响)。
(2)李明将电路改接正确后,闭合开关 ( http: / / www.21cnjy.com ),调节变阻器的滑片到某位置,保持电压表的示数为2.5V,电流表的指示如图(丙)所示,则电流表的读数是 A,连接电路的电阻R的阻值是 Ω。
(3)实验中,若保证电压表 ( http: / / www.21cnjy.com )的示数为2.5V不变,将定值电阻R的阻值由25Ω更换为15Ω,为了保持电压表的示数不变,应将滑动变阻器的滑片向 (选填“左”或“右”)移动;当定值电阻为10Ω,移动滑动变阻器滑应接入电路的阻值为 Ω。
【考查角度】探究电流与电压、电阻的关系实验。
【解析】(1)根据(甲)中电路图,顺着 ( http: / / www.21cnjy.com )电流的方向连接(乙)中的实物图,电流表测干路电流,电压表测待测电阻Rx两端的电压,发现电压表的连接出现了问题。
(2)分清电压表与电流表的量程与分度值,读出指针指示的数值,然后利用公式计算电阻。
(3)要探究电流与电阻的关系,需要改变接入 ( http: / / www.21cnjy.com )电路的定值电阻的阻值,同时保持两端电压一定;定值电阻变化,两端电压相应变化,要保持电阻两端电压不变,就要调节滑动变阻器的滑片,调整接入电路的阻值大小。
当定值电阻R的阻值由25Ω换成10Ω时,根 ( http: / / www.21cnjy.com )据欧姆定律求出此时电路中的电流,根据串联电路的电压特点可知滑动变阻器两端的电压,再根据欧姆定律求出滑动变阻器接入电路的阻值。
(1)根据电路图连接实物图,发现电压表测的是滑动变阻器与Rx两端的电压,显然与实验要求不符,这样不能测出待测电阻两端的电压,修改如图所示。
(2)由图知:电流表采用量程是0~0.6A,分度值是0.02A;所以电压U=2.5V,电流I=0.25A;根据欧姆定律得:。
(3)定值电阻R的阻值由25Ω更换为1 ( http: / / www.21cnjy.com )5Ω,因为串联电路电压与电阻成正比,所以电阻两端电压会减小;要保持电压不变,需要将滑动变阻器的电阻也减小;应将滑动变阻器的滑片向左滑动。
当定值电阻R的阻值由25Ω换成10Ω时,电路中的电流:,
滑动变阻器的阻值:。
故答案为:(1)电路连接改正如图所示;不能测出待测电阻两端的电压。
(2)0.25;10;
(3)左;14。
【答案】(1)电路连接改正如图所示;不能测出待测电阻两端的电压;(2)0.25;10;(3)左;14。21教育网
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