5.2 电压和电阻
一、电压及其测量
1.电压概念:电压是使电路中形成________的原因,________是提供电压的装置,不同电源提供电压值各不相同。
2.电压单位:电压用字母________表示,其国际主单位是________,用字母________表示,还有单位kV、mV。换算关系:1kV=________V=________mV。
3.常见电压值:一节干电池的电压是________V,家庭电路中电压是________V。
4.电压表:测电路两端电压的仪表是电压表,电路符号是________,实验室用的电压表有0~3V和0~15V两个量程,其分度值分别是0.1A、0.5A。
5.电压表的使用:A.电压表要________联在电路中;B.“+”“-”接线柱要正确,“+”________ “-”________;C.所测电压值不能超过其________。可采用________的方法选择合适的量程。
6.电压表与电流表比较
仪表比较
电压表
电流表
用途
测量电路两端的电压
测量电路中的电流
符号
连接方法
________联在被测电路的两端
________联在被测电路中
与电源相接
________直接并联在电源两极上
绝对________不经过用电器直接连接到电源两极上
等效识图技巧
因电阻很________,识别电路连接方式时,________电压表简化电路
因电阻很________,识别电路连接方式时,看成________简化电路
相同点
使用前要调零,弄清分度值、量程。使用时都要使电流从正接线柱流进,负接线柱流出,都要选择合适量程,都要等指针稳定时再读数,不能估计出电流值、电压值时可用试触法选择合适的量程
二、串并联电路电压规律
7.串、并联电路中电压规律
电路
文字表述
表达式
串联
串联电路中,各部分电路两端电压和等于________
________
并联
并联电路中,各支路两端电压________
________
三、电阻与变阻器
8.电阻及其单位:电阻是导体本身的一种性质,表示导体对电流________作用大小的物理量,用符号________表示,电路符号,电阻的单位有兆欧(MΩ)、千欧(kΩ)、________。
9.影响电阻大小的因素:导体电阻是导体本身的一种性质,其大小取决于导体的________、________、________,还与________有关,与导体两端电压和流过的电流________关。
10.半导体和超导现象:半导体导电性能介于________体和________体之间,某些物质在很低的________时电阻变为零,这种现象叫超导现象。应用有:超导体磁悬浮,超导电子元件等。
11.滑动变阻器的构造:由电阻率大,________高且外面涂有绝缘层的电阻丝绕在绝缘管上制成。
12.滑动变阻器的原理:靠改变接入电路中电阻线________来改变电阻,电路符号。
13.滑动变阻器的作用:改变接入电路中的电阻从而改变电路中的________或改变某一导体两端的________;有时还起到________作用。
14.滑动变阻器接法
(1)断路式接法:如图甲所示,变阻器右边的电阻线被断路,左边的电阻线接入电路。
(2)短路式接法:如图乙所示,变阻器右边的电阻线被短路,左边的电阻线接入电路。
(3)定值电阻式:如图丙所示,变阻器的电阻线全部接入电路中,其滑片的移动不能改变自身连入电路中的电阻,只能改变与其并联的电压表的示数。
15.使用口诀:变阻器,常串联;一上一下连接线。开关S闭合前,P放阻值最大边。连入电阻看下边,远离大,靠近小,这样使用错不了。
16.每一个滑动变阻器都有规定的________电阻值和________的最大电流值,在使用时,不能让电流超过其允许通过的最大电流值。
考点一:电压 电压表的使用
例1(2018?益阳)在右图所示电路中,开关闭合后电压表测量的是( )
A.L1两端的电压 B.L1和L2两端的电压
C.L3和电源两端电压 D.电源两端电压
【解析】由图知,三个灯泡串联,电压表与灯泡L1、L2并联,所以测量灯泡L1和L2两端的电压,故B正确。故选:B。
【答案】B。【点评】此题考查了电压表的连接,解决此题的关键是分析出电压表与哪段电路并联,此题很容易分析错误。
【变式跟进1】(2018?邵阳)在如图所示的实验电路中,电源电压为3伏,L1、L2发光时的电阻均为5欧,下列说法错误的是( )
A.灯L1、L2是串联的 B.电流表的量程应选0-3A
C.电压表的量程应选0~3V D.电压表测的是灯L1两端的电压
考点二:串、并联电路电压规律
例2(2018?广西)如图所示,在探究“串联电路电压的关系”时,闭合开关S后,电压表V1的示数是2.5V,V2的示数是3.8V,则电压表V3的示数是( )
A.1.3V B.2.5V C.3.8V D.6.3V
【解析】由电路图可知,两灯泡串联,电压表V1测L1两端的电压,电压表V2测L2两端的电压,电压表V3测电源的电压,因为串联电路中总电压等于各分电压之和,所以电压表V3的示数即电源的电压为:U3=U1+U2=2.5V+3.8V=6.3V。故选:D。
【答案】D。【点评】本题考查了串联电路的电压特点,分清电路的连接方式和电表所测的电路元件是关键。
【变式跟进2】(2018?梧州)小明和小华同学在“探究串联电路电压的规律”实验中,都设计了如图甲所示的电路。
(1)连接电路前,小明发现电压表指针如图乙所示,接下来他要对电压表进行的操作是____________。(2)小明根据图甲连接好电路,闭合开关后,发现电压表示数为零,若只有L1或L2中的一处发生故障,则故障可能是____________(写出一种即可)。(3)排除故障后,小明完成了实验,并把数据记录在下表中。
UAB/V
UBC/V
UAC/V
1.4
1.4
2.8
分析实验数据得出两个实验结论:①串联电路两端的电压____________各部分电路两端电压之和:②串联电路中,各部分电路两端电压相等。(4)实验结束后小明和小华互相交流,小华指出结论②是错误的,造成结论错误的原因是________________________,另外,小明的实验在设计方案上还存在另一个不足之处是________________________________________________。(5)小明和小华还进行了深入交流,为了节省时间,利用原来的电路图,在测L2两端的电压时,电压表所接的B接点不动,只断开A接点,并把接线改接到C接点上,这个方法____________(选填“能”或“不能”)测出L2两端的电压,理由是________________________。
考点三:电阻 变阻器
例3(2018?玉林)下列关于导体电阻的说法正确的是( )
A.长度长的导体,电阻一定大
B.横截面积大的导体,电阻一定小
C.导体的电阻由其两端的电压和通过的电流来决定
D.导体的电阻与导体的材料、长度和横截面积等因素有关
【解析】ABD、导体的电阻由导体的长度、横截面积、材料和温度决定;在相同条件下,长度长的导体,其电阻大;在相同条件下,横截面积大的导体,其电阻小;故AB错误,D正确;C、导体的电阻是导体的一种性质,反映了导体对电流阻碍作用的大小;导体的电阻与导体两端电压和通过的电流无关;故C错误。故选:D。
【答案】D。【点评】深入理解电阻的概念及影响电阻大小的因素是解答此题的关键。
【变式跟进3】(2018?潍坊)如图是实验电路连接完毕后,滑动变阻器接入电路的四种情形,已经可以闭合开关进行实验的是( )
A. B. C. D.
一.选择题
1.(2018?株洲)图示电路中各元件完好,a、b、c、d、e、f为接线柱,将电压表接在其中两个接线柱上后,开关闭合时,电压表示数为0;开关断开时,电压表有示数。则与电压表相连的两个接线柱可能是( )
A.a和b B.c和d C.a和f D.e和f
2.(2016?龙岩)如图,表头的示数读为( )
A.4.0伏特 B.0.80伏特 C.4.0安培 D.0.80安培
3.(2017?柳州)如图所示的电路中,开关S闭合时,电压表V、V1、V2的示数分别是U、U1、U2,关于它们的关系正确的是( )
A.U=U1=U2 B.U>U1+U2 C.U<U1+U2 D.U=U1+U2
4.(2016?宜昌)如图所示电路。开关闭合后两灯发光。以下说法正确的是( )
A.电压表V的示数一定等于V1的示数
B.电压表V的示数一定大于V1的示数
C.电流表A的示数一定等于A1的示数
D.电流表A的示数一定等于A1的示数的2倍
5.(2016?西宁)小红在做“探究串联电路电压的规律”实验时,连好了如图所示的电路,闭合开关S后发现L1正常发光,L2只能微弱发光,以下对于这一现象产生原因的分析中,合理的是( )
A.灯泡L2发生了断路
B.灯泡L2发生了短路
C.由于灯泡L2的电阻较大,其实际功率较小
D.由于灯泡L2的电阻较小,其实际功率较小
6.(2018?大连)如图是电子体温计,它是通过感温头中电流的大小来反映人的体温。感温头是用半导体材料制成的,这是应用了半导体的( )
A.单向导电特性 B.良好的绝缘特性
C.电阻随压力变化而变化的特性 D.电阻随温度变化而变化的特性
7.(2017?长沙)关于导体的电阻,下列说法中正确的是( )
A.导体导电说明它对电流没有任何阻碍作用
B.导体的电阻越大,说明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,说明导体的电阻与材料有关
D.导体的电阻由它两端的电压和通过的电流决定
8.(2018?贺州)用如图所示电路探究“影响电阻大小的因素”实验时,下列说法正确的是( )
A.该电路中不可以用小灯泡代替电流表判断电流强弱
B.实验只需控制导体的材料相同
C.该电路探究导体的电阻大小与导体长度有关
D.根据图中的实验可以得出:导体电阻的大小与导体的材料有关
9.(2018?怀化)如图所示,当滑片向左滑动时连入电路的电阻变大的是( )
A. B. C. D.
10.(2018?嘉兴)如图是未连接完整的电路,若要求闭合开关后,滑动变阻器的滑片P向左移动时,灯泡变亮。则下列接法符合要求的是( )
A.M接A,N接D B.M接B,N接C
C.M接A,N接B D.M接C,N接D
二.填空题
11.(2018?江西)快乐学习,轻松考试,请你写出:一节新干电池的电压为_______V,我国家庭电路的电压为_______V。
12.(2017?安徽)如图所示,电源电压保持不变,a是从电压表的负接线柱引出的导线接头。a与b处相接时,电压表示数为6.0V;使a与b处断开,然后与c处相接,闭合开关S后,电压表示数为4.5V,这时灯泡L2两端的电压为_______V。
13.(2018?宜昌)把很多二极管,三极管和电阻等电子元件做在芯片上,就成了集成电路,其中二极管、三极管是用_______材料制成的。随着科技的进步,未来的电子元件如果用_______材料来制作,由于没有电阻,不必考虑散热问题,就可以实现电子设备的微型化。
14.(2017?北京)如图所示的电阻箱的示数是_______Ω。
三.实验探究题
15.(2018?贵阳)实验小组完成了“探究串联电路电压规律”的实验后,得到“电源两端电压总大于各用电器两端电压之和”的结论,这与之前“电源两端电压等于各用电器两端电压之和”的猜想不符。老师引导同学们用如图甲所示的电路继续进行了深入探究:
(1)测量电源及灯泡两端电压。电压表接在CD两点,是为了测量灯泡_______的电压,闭合开关,电压表的示数(如图乙所示)是_______V。
(2)测量电路中导线的电压。测出导线BC间的电压大约为0.05V,由此得知导线分压可能是造成结论与猜想不符的原因。为了能更明显地观察到导线分压的现象,应选择较_______(选填:“粗”或“细”)的导线,原因是_____________________。
(3)完成以上步骤后,他们准备测量开关两端的电压,你认为这一步骤是否有必要,理由是___________________________________。
16.(2018?巴彦淖尔)某兴趣小组要探究电阻的大小与哪些因素有关。他们设计了如图甲所示的实验电路,电源电压不变,保持滑动变阻器滑片位置不变,分别将a、b、c、d四根电阻丝接入电路,得到表格所示的数据。
导体编号
长度/m
横截面积/mm2
材料
电流大小/A
a
0.5
0.4
锰铜合金
0.20
b
0.5
0.4
镍铬合金
0.16
c
0.5
0.2
镍铬合金
0.08
d
1.0
0.2
镍铬合金
0.04
(1)在MN间分别接入a、b电阻丝,探究的是电阻跟导体的_______的关系。a电阻丝的阻值_______b电阻丝的阻值(填“大于”、“等于”或“小于”)。
(2)要探究电阻与横截面积的关系,可选择_______(填编号)进行实验。其结论是:其它因素相同时,导体横截面积越大,导体的电阻越_______。
(3)某同学在MN间接入d电阻丝后,又在其两端并联一块电压表,这样测出了d电阻丝的电阻大小,其测量原理是_______。画出实验电路图(电阻丝可看成定值电阻)。
(4)另一位同学不用电压表,在已知滑动变阻器最大阻值为R0的情况下,利用甲图电路测出d电阻丝的电阻大小,操作如下:
①在MN之间接入d电阻丝,闭合开关,将滑片P滑到最左端,读出电流表示数为I1;
②将滑片P滑到最右端,读出电流表示数为I2;
③d电阻丝的阻值表达式为Rd=_______(用I1、I2、R0表示)。
一.选择题
1.(2018?东坡区模拟)关于电压、电流和电阻,下列说法中正确的是( )
A.电荷移动就能形成电流 B.电流总是由电源的正极流向负极的
C.导体中有电流,导体两端一定有电压 D.一段铁丝和一段铜丝的电阻肯定不同
2.(2018?奎文区二模)如图所示,电源电压保持不变,a是从电压表的负接线柱引出的导线接头。a与b处相接时,电压表示数为6.0V;使a与b处断开,然后与c处相接,闭合开关S后,电压表示数为4.5V,则以下说法正确的是( )
A.电源电压为4.5V
B.当a与c接触时,电压表测L2两端电压
C.当a与c接触时,灯泡L1两端的电压为4.5V
D.当a与c接触时,灯泡L2两端的电压为4.5V
3.(2017?大兴区一模)如图所示,小阳利用“伏安法”测量未知电阻Rx的阻值,进行了如下实验:小阳选择了满足实验要求的实验器材,连接的部分实验电路如图所示,则从电压表“﹣”号接线柱连出的导线应连接到接线柱上。( )
A.E B.C C.D D.B
4.(2018?越秀区二模)图所示电路,L1的电阻比L2的小。开关闭合,灯均发光,则( )
A.V示数等于V1示数 B.V1示数大于V2示数
C.A示数等于A2示数 D.A1示数大于A2示数
5.(2018?长春模拟)有两个电路元件A、B,把它们串联在电路中,如图乙所示,流过元件的电流与其两端的电压关系如图甲所示。闭合开关S,这时电流表的示数为0.2A,若将A、B两元件并联接在原来的电源上,则此时电路中的总电流为( )
A.1.2A B.0.6A C.0.7A D.0.5A
6.(2018?靖江市一模)在探究串联电路电压特点时,某同学连接的电路如图所示。对于实验过程中出现的现象及分析,下列判断正确的是( )
A.开关闭合后,若灯泡L2不亮、L1亮,一定是L2灯丝断了
B.如果只有灯泡L1断路,则开关闭合后电压表示数一定为零
C.开关闭合后,如果电压表示数为零,灯泡L2一定不发光
D.如果所有元件均完好,闭合开关,向右移动滑动变阻器的滑片时,两灯都变亮
7.(2018?无锡模拟)LED灯带在装饰材料中被广泛应用,灯带中的LED灯串联后经电流适配器接入照明电路,如图所示。她取下一只LED灯接在电池两端,灯不亮,对调电池正负极后灯亮了,但用手触摸几乎不发热。以下推断符合上述事实的是( )
A.一只LED正常工作的电压是220V
B.灯带中一只LED灯断路后其它灯还亮
C.LED灯工作时主要是将内能转化为光能
D.LED灯具有单向导电性
8.(2018?三明模拟)最近,中国学生曹原和他的团队在石墨烯超导材料研究上的新突破震惊了世界。超导体材料适合制作以下的( )
A.输电线 B.电阻丝 C.灯丝 D.电炉丝
9.(2018?阳信县校级模拟)下列几种关于电阻的说法中正确的是( )
A.长导线的电阻比短导线的电阻大
B.粗导线的电阻比细导线的电阻小
C.铁导线的电阻比铜导线的电阻大
D.电阻是导体对电流的阻碍作用,即使导体中没有电流,导体还仍然有电阻
10.(2018?通州区一模)通常情况下,关于一段镍铬合金丝的电阻,下列说法中正确的是( )
A.合金丝的电阻跟该合金丝的横截面积无关
B.合金丝的电阻等于该合金丝两端电压与通过其电流的比值
C.合金丝两端的电压越大,合金丝的电阻越大
D.通过合金丝的电流越小,合金丝的电阻越大
11.(2017?门头沟区二模)如图所示,电阻箱的示数是________Ω( )
A.5670Ω B.6750Ω C.675Ω D.765Ω
12.(2018?临沂模拟)下列关于电阻的说法正确的是( )
A.滑动变阻器是通过改变连入电路中电阻线的横截面积的大小来改变电阻的
B.长度和横截面积均相同的铜导线和保险丝,在同一温度下,它们的电阻不同
C.一切导体的电阻都随着温度的升高而增大
D.当导体中电流为零时,导体的电阻也为零
(2)记住影响电阻大小的四个因素。
13.(2018?江汉区一模)如图是滑动变阻器的四种接线方法。把它们分别连接在电路中,当滑片P向左移动时,可使滑动变阻器接入电路的电阻变大的接法是( )
A. B. C. D.
二.填空题
14.(2018?温江区模拟)如图1所示的实物图,闭合开关S,灯泡L1与L2的连接方式是_______,如图2所示,电压表测得L2的电压是_______V。
15.(2018?安徽模拟)如图a所示电路中,当闭合开关后,两个电压表的指针均为图b所示,灯泡L1两端的电压_______V。
16.(2018?柳江区校级模拟)电位器实际是滑动变阻器,如图是电位器的结构示意图。把电位器与灯串联来调节灯的亮暗,如把电位器的A、B两端接在电路中,把旋钮顺时针转时,灯的亮暗变化是_______(选填“变亮”“不变”“变暗”),说明导体电阻大小与_______有关。
17.(2018?锦江区模拟)如图甲所示,当滑片向C端移动时,它的电阻值_______(选填“变大”、“变小”或“不变”);电阻箱是一种能够表示出电阻值的变阻器,如图乙中电阻箱的读数是_______Ω。
三.实验探究题
18.(2018?潮南区模拟)小刚和小丽用如图所示的器材探究串联电路的电压关系:
(1)根据电路图,请用笔画线代替导线,连接图乙中的实物图;
(2)小刚用电压表测量L1两端的电压时,直接选用0~3V的量程,小丽说这样不行,规范的操作方法是先用_______进行试触,如果试触结果不超过3V,再改用小量程测量;
(3)在测L2两端的电压时,小丽同学为了节省实验时间,采用以下方法:电压表所接的B接点不动,只断开A接点,并改接到C接点上,这样做_______(选填“正确”或“不正确”),原因是_____________________;
(4)同学们排除故障后继续实验,得出了下表所示的一组数据,接下来他们还应当_______
A.更换电压表的量程重做实验
B.改变两个小灯泡的规格重做实验
L1两端电压/V
L2两端电压/V
L串联后的总电压/V
1.4
3.1
4.5
(5)小刚接下来又按正确的方法测出了L1、L2及AC间的电压分别为:U1=2.4V,U2=1.4V,可读出UAC=_______V。
根据测量结果,在误差允许范围内你认为串联电路中用电器两端电压和电源电压的关系是_______。
19.(2018?武侯区模拟)实验小组用如图所示的装置进行探究“导体的电阻与哪些因素有关”实验记录数据如下表。
步骤
材料
长度/cm
横截面积/mm2
M接
N接
灯泡亮度
1
镍铬合金丝
30
0.5
a
a'
暗
2
镍铬合金丝
30
1.0
b
b'
较亮
3
镍铬合金丝
15
0.5
c
c'
较亮
4
锰铜合金丝
15
0.5
d
d'
亮
(1)比较步骤1和2,得出结论:_____________________。
(2)比较步骤_______,得出结论:导体的电阻与材料有关。
(3)王刚同学在完成上述实验后,将M同时接到c、d,N同时接到c′、d′,此时小灯泡的亮度比只单独接c、d或者c′、d′时小灯泡还亮,是因为____________________________。
5.2 电压和电阻
一、电压及其测量
1.电压概念:电压是使电路中形成电流的原因,电源是提供电压的装置,不同电源提供电压值各不相同。
2.电压单位:电压用字母U表示,其国际主单位是伏特,用字母V表示,还有单位kV、mV。换算关系:1kV=1000V=106mV。
3.常见电压值:一节干电池的电压是1.5V,家庭电路中电压是220V。
4.电压表:测电路两端电压的仪表是电压表,电路符号是,实验室用的电压表有0~3V和0~15V两个量程,其分度值分别是0.1A、0.5A。
5.电压表的使用:A.电压表要并联在电路中;B.“+”“-”接线柱要正确,“+”进“-”出;C.所测电压值不能超过其量程。可采用试触的方法选择合适的量程。
6.电压表与电流表比较
仪表比较
电压表
电流表
用途
测量电路两端的电压
测量电路中的电流
符号
连接方法
并联在被测电路的两端
串联在被测电路中
与电源相接
能够直接并联在电源两极上
绝对不允许不经过用电器直接连接到电源两极上
等效识图技巧
因电阻很大,识别电路连接方式时,去掉电压表简化电路
因电阻很小,识别电路连接方式时,看成导线简化电路
相同点
使用前要调零,弄清分度值、量程。使用时都要使电流从正接线柱流进,负接线柱流出,都要选择合适量程,都要等指针稳定时再读数,不能估计出电流值、电压值时可用试触法选择合适的量程
二、串并联电路电压规律
7.串、并联电路中电压规律
电路
文字表述
表达式
串联
串联电路中,各部分电路两端电压和等于__总电压(电源电压)__
U=U1+U2
并联
并联电路中,各支路两端电压__相等__
U=U1=U2
三、电阻与变阻器
8.电阻及其单位:电阻是导体本身的一种性质,表示导体对电流阻碍作用大小的物理量,用符号R表示,电路符号,电阻的单位有兆欧(MΩ)、千欧(kΩ)、欧姆(Ω)。
9.影响电阻大小的因素:导体电阻是导体本身的一种性质,其大小取决于导体的材料、长度、横截面积,还与温度有关,与导体两端电压和流过的电流无关。
10.半导体和超导现象:半导体导电性能介于导体和绝缘体之间,某些物质在很低的温度时电阻变为零,这种现象叫超导现象。应用有:超导体磁悬浮,超导电子元件等。
11.滑动变阻器的构造:由电阻率大,熔点高且外面涂有绝缘层的电阻丝绕在绝缘管上制成。
12.滑动变阻器的原理:靠改变接入电路中电阻线长度来改变电阻,电路符号。
13.滑动变阻器的作用:改变接入电路中的电阻从而改变电路中的电流或改变某一导体两端的电压;有时还起到保护电路作用。
14.滑动变阻器接法
(1)断路式接法:如图甲所示,变阻器右边的电阻线被断路,左边的电阻线接入电路。
(2)短路式接法:如图乙所示,变阻器右边的电阻线被短路,左边的电阻线接入电路。
(3)定值电阻式:如图丙所示,变阻器的电阻线全部接入电路中,其滑片的移动不能改变自身连入电路中的电阻,只能改变与其并联的电压表的示数。
15.使用口诀:变阻器,常串联;一上一下连接线。开关S闭合前,P放阻值最大边。连入电阻看下边,远离大,靠近小,这样使用错不了。
16.每一个滑动变阻器都有规定的最大电阻值和允许通过的最大电流值,在使用时,不能让电流超过其允许通过的最大电流值。
考点一:电压 电压表的使用
例1(2018?益阳)在右图所示电路中,开关闭合后电压表测量的是( )
A.L1两端的电压 B.L1和L2两端的电压 C.L3和电源两端电压 D.电源两端电压
【解析】由图知,三个灯泡串联,电压表与灯泡L1、L2并联,所以测量灯泡L1和L2两端的电压,故B正确。故选:B。
【答案】B。【点评】此题考查了电压表的连接,解决此题的关键是分析出电压表与哪段电路并联,此题很容易分析错误。
【变式跟进1】(2018?邵阳)在如图所示的实验电路中,电源电压为3伏,L1、L2发光时的电阻均为5欧,下列说法错误的是( )
A.灯L1、L2是串联的 B.电流表的量程应选0-3A
C.电压表的量程应选0~3V D.电压表测的是灯L1两端的电压
【解析】由图知,两灯泡L1、L2串联,电流表测量电路中电流,电压表测量灯L1两端的电压;而两灯的电阻相等,因此两灯泡分得的电压相同,即;电路中的电流:;所以电压表的量程应为0~3V,电流表的量程应为0~0.6A.故ACD正确、B错。故选:B。
【答案】B【点评】本题考查了串联电路的特点、欧姆定律的应用以及电流表和电压表的量程选择,属于基础题目。
考点二:串、并联电路电压规律
例2(2018?广西)如图所示,在探究“串联电路电压的关系”时,闭合开关S后,电压表V1的示数是2.5V,V2的示数是3.8V,则电压表V3的示数是( )
A.1.3V B.2.5V C.3.8V D.6.3V
【解析】由电路图可知,两灯泡串联,电压表V1测L1两端的电压,电压表V2测L2两端的电压,电压表V3测电源的电压,因为串联电路中总电压等于各分电压之和,所以电压表V3的示数即电源的电压为:U3=U1+U2=2.5V+3.8V=6.3V。故选:D。
【答案】D。【点评】本题考查了串联电路的电压特点,分清电路的连接方式和电表所测的电路元件是关键。
【变式跟进2】(2018?梧州)小明和小华同学在“探究串联电路电压的规律”实验中,都设计了如图甲所示的电路。
(1)连接电路前,小明发现电压表指针如图乙所示,接下来他要对电压表进行的操作是____________。(2)小明根据图甲连接好电路,闭合开关后,发现电压表示数为零,若只有L1或L2中的一处发生故障,则故障可能是____________(写出一种即可)。(3)排除故障后,小明完成了实验,并把数据记录在下表中。
UAB/V
UBC/V
UAC/V
1.4
1.4
2.8
分析实验数据得出两个实验结论:①串联电路两端的电压____________各部分电路两端电压之和:②串联电路中,各部分电路两端电压相等。(4)实验结束后小明和小华互相交流,小华指出结论②是错误的,造成结论错误的原因是________________________,另外,小明的实验在设计方案上还存在另一个不足之处是________________________________________________。(5)小明和小华还进行了深入交流,为了节省时间,利用原来的电路图,在测L2两端的电压时,电压表所接的B接点不动,只断开A接点,并把接线改接到C接点上,这个方法____________(选填“能”或“不能”)测出L2两端的电压,理由是________________________。
【解析】(1)由图知,连接电路前,在检查实验器材时发现电压表指针没有指在零刻度线上,则应对电压表进行调零,使指针指在零刻度线上;(2)由电路图知,两灯泡串联,电压表测灯泡L1两端的电压;闭合开关S后,电压表示数为零,且只有L1或L2中的一处发生故障;若灯L1、L2均不亮,说明电路发生断路,而电压表没有示数,说明电压表的两端不能与电源连通,则是L2断路;若L2亮、L1不亮,而电压表没有示数,则可能是灯L1短路;(3)由表中实验数据可知,串联电路的总电压等于各部分电路电压之和。(4)由实验数据可知,各部分电路两端电压相等,该结论是错误的,造成结论错误的原因是选用了规格相同的灯泡做实验;由实验数据可知,只测出了一组实验数据,实验次数太少,得出的实验结论具有偶然性和片面性,为得出普遍结论,应改变灯泡的规格进行多次实验或改变电源电压进行多次实验;(5)为了节省时间,利用原来的电路图,在测L2两端的电压时,电压表所接的B接点不动,只断开A接点,并把接线改接到C接点上,这样做不能测出L2两端的电压,因为根据电路图分析可以看出,直接改接一端连线,会造成电压表的正负接线柱接反了;【答案】(1)对电压表进行调零;(2)L2断路(或L1短路);(3)等于;(4)选用相同规格的灯泡做实验;只测出了一组实验数据,实验次数太少,得出的实验结论具有偶然性和片面性;(5)不能;电压表的正负接线柱接反了。
【点评】此题为探究串联电路中的电压规律实验,考查电压表的正确使用以及串联电路的电压特点,还考查了学生对实验数据的处理能力和分析、归纳、总结能力。
考点三:电阻 变阻器
例3(2018?玉林)下列关于导体电阻的说法正确的是( )
A.长度长的导体,电阻一定大
B.横截面积大的导体,电阻一定小
C.导体的电阻由其两端的电压和通过的电流来决定
D.导体的电阻与导体的材料、长度和横截面积等因素有关
【解析】ABD、导体的电阻由导体的长度、横截面积、材料和温度决定;在相同条件下,长度长的导体,其电阻大;在相同条件下,横截面积大的导体,其电阻小;故AB错误,D正确;C、导体的电阻是导体的一种性质,反映了导体对电流阻碍作用的大小;导体的电阻与导体两端电压和通过的电流无关;故C错误。故选:D。
【答案】D。【点评】深入理解电阻的概念及影响电阻大小的因素是解答此题的关键。
【变式跟进3】(2018?潍坊)如图是实验电路连接完毕后,滑动变阻器接入电路的四种情形,已经可以闭合开关进行实验的是( )
A. B. C. D.
【解析】根据滑动变阻器的使用规则可知,滑动变阻器的接法是一上一下的原则;在闭合开关前,应将滑动变阻器阻值应调至最大,故A正确,BCD错误。故选:A。
【答案】A。【点评】本题考查了滑动变阻器在电路中的使用方法,属于基础知识。
一.选择题
1.(2018?株洲)图示电路中各元件完好,a、b、c、d、e、f为接线柱,将电压表接在其中两个接线柱上后,开关闭合时,电压表示数为0;开关断开时,电压表有示数。则与电压表相连的两个接线柱可能是( )
A.a和b B.c和d C.a和f D.e和f
【解析】图示电路中各元件完好,电压表有示数说明电压表与电源的两端相连;电压表没有示数,说明电压表与电源的两端不相连,或电压表被短路;A、将电压表接在a和b之间,开关闭合时,电压表测电阻两端的电压,电压表有示数;开关断开时,整个电路断路,电压表没有示数,故A不符合题意;B、将电压表接在c和d之间,开关闭合时,电压表测变阻器两端的电压,电压表有示数;开关断开时,整个电路断路,电压表没有示数,故B不符合题意;C、将电压表接在a和f之间,电压表直接与电源两端相连,开关断开或闭合时,电压表都有示数,故C不符合题意;D、将电压表接在e和f之间,开关闭合时,电压表被短路,没有示数;开关断开时,电压表与电源两端相连,电压表有示数,故D符合题意。故选D。
【答案】D
【点评】应用电压表判断电路故障,电压表无示数,可能是电压表并联部分短路或电路其它部分存在断路,电压表与电源正负极不能相连接;判断电路故障应根据电路结构结合电压表示数综合分析,作出判断。
2.(2016?龙岩)如图,表头的示数读为( )
A.4.0伏特 B.0.80伏特 C.4.0安培 D.0.80安培
【解析】由图知,表盘上标有“V”,电表为电压表,使用的是0﹣15V量程,分度值为0.5V,读数为4.0V。故选A。
【答案】A
【点评】本题考查了电压表的读数方法,确定使用的量程及相应的分度值是关键。
3.(2017?柳州)如图所示的电路中,开关S闭合时,电压表V、V1、V2的示数分别是U、U1、U2,关于它们的关系正确的是( )
A.U=U1=U2 B.U>U1+U2 C.U<U1+U2 D.U=U1+U2
【解析】由电路图可知,两灯串联,电压表V1测L1两端电压,电压表V2测L2两端电压,电压表V测两灯的总电压(电源电压)。串联电路中,总电压等于各部分电路两端电压之和,即U=U1+U2.所以ABC错误,D正确。故选D。
【答案】D
【点评】本题考查对串联电路电压特点的认识,解题的关键是正确分析电路,明确各电压表所测的物理量。
4.(2016?宜昌)如图所示电路。开关闭合后两灯发光。以下说法正确的是( )
A.电压表V的示数一定等于V1的示数
B.电压表V的示数一定大于V1的示数
C.电流表A的示数一定等于A1的示数
D.电流表A的示数一定等于A1的示数的2倍
【解析】(1)由图可知,两灯泡并联,电流表A1测量支路L1的电流,电流表A测量干路上的电流,电压表V测量电源电压,电压表V1测量灯泡L1两端电压;故A正确;(2)由于并联电路各支路电压等于电源电压,故电压表V的示数一定等于V1的示数;由于并联电路中干路上的电流等于各支路电流之和,所以电流表A的示数一定大于A1的示数,由于不知道两灯的规格,所以不能确定电流表A的示数一定等于A1的示数的2倍,故BCD错误;故选A。
【答案】A
【点评】此题考查了对并联电路的电压、电流规律的掌握,关键是正确分析电路。
5.(2016?西宁)小红在做“探究串联电路电压的规律”实验时,连好了如图所示的电路,闭合开关S后发现L1正常发光,L2只能微弱发光,以下对于这一现象产生原因的分析中,合理的是( )
A.灯泡L2发生了断路
B.灯泡L2发生了短路
C.由于灯泡L2的电阻较大,其实际功率较小
D.由于灯泡L2的电阻较小,其实际功率较小
【解析】(1)灯泡L2发生了断路时,电路中无电流,两灯泡均不发光,故A不正确;(2)灯泡L2发生短路时,没有电流通过L2,则不能发光,故B不正确;(3)因串联电路中各处的电流相等,所以图中通过两灯泡的电流相等;因为灯泡的亮暗取决于实际功率大小,且灯泡L1较亮,灯泡L2只能微弱发光,所以灯泡L1的实际功率功率大于L2的实际功率;由P=I2R可知,灯泡L1的电阻大于灯泡L2的,故D正确、C不正确。故选D。
【答案】D
【点评】本题考查了串联电路的电流特点和电功率公式的灵活应用,关键是知道灯泡的亮暗取决于实际功率的大小。
6.(2018?大连)如图是电子体温计,它是通过感温头中电流的大小来反映人的体温。感温头是用半导体材料制成的,这是应用了半导体的( )
A.单向导电特性 B.良好的绝缘特性
C.电阻随压力变化而变化的特性 D.电阻随温度变化而变化的特性
【解析】半导体的阻值随着温度的变化而发生变化,根据欧姆定律,流过感温头的电流也随之发生变化,以此来反映人的体温。故选D。
【答案】D
【点评】因为半导体的阻值随着光照或温度的变化而发生变化,故在电子产品中应用非常广泛,应注意了解其应用。
7.(2017?长沙)关于导体的电阻,下列说法中正确的是( )
A.导体导电说明它对电流没有任何阻碍作用
B.导体的电阻越大,说明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,说明导体的电阻与材料有关
D.导体的电阻由它两端的电压和通过的电流决定
【解析】A、任何导体都对电流有阻碍作用;导体导电的同时,也对电流有阻碍作用;故A错误;B、导体的电阻越大,说明它对电流的阻碍作用越大;故B错误;C、电阻大小与导体的材料、长度、横截面积有关;相同条件下,铜导线比铁导线的导电性能好,说明导体的电阻与材料有关;故C正确;D、电阻大小与导体的材料、长度、横截面积有关,与导体中的电流、导体两端的电压大小无关。故D错误;故选C。
【答案】C
【点评】此题考查对电阻概念的理解和影响电阻大小因素的认识;要抓住导体的电阻是导体本身具有的一种性质。
8.(2018?贺州)用如图所示电路探究“影响电阻大小的因素”实验时,下列说法正确的是( )
A.该电路中不可以用小灯泡代替电流表判断电流强弱
B.实验只需控制导体的材料相同
C.该电路探究导体的电阻大小与导体长度有关
D.根据图中的实验可以得出:导体电阻的大小与导体的材料有关
【解析】A、在探究“影响电阻大小的因素”实验中,电阻的大小可以通过电流的大小和小灯泡的亮度来体现的,故A错误;BCD、由图可知,两根电阻丝的材料、横截面积相同,材料不同,所以此实验可以探究导体电阻的大小与导体的长度是否有关,故BD错误,C正确。故选C。
9.(2018?怀化)如图所示,当滑片向左滑动时连入电路的电阻变大的是( )
A. B. C. D.
【解析】A.滑动变阻器的左下方接线柱和左上方接线柱接入电路中,当滑片向左滑动时,电阻丝接入电路的长度变短,所以电阻变小,故A不符合题意;B.滑动变阻器的两个上方接线柱接入电路中,此时滑动变阻器接入电路的电阻为零且不变,故B不符合题意。C.滑动变阻器的两个下方接线柱接入电路中,此时滑动变阻器接入电路的电阻最大且不变,故C不符合题意;D.滑动变阻器的左上方接线柱和右下方接线柱接入电路中,当滑片向左滑动时,电阻丝接入电路的长度变长,所以电阻变大,故D符合题意。故选D。
【答案】D
【点评】本题考查了滑动变阻器的使用,要注意滑动变阻器的滑片移动时,其接入电路的阻值变化,取决于它所选取的下面的接线柱是哪一个,上面的两个接线柱实质上是一个。
10.(2018?嘉兴)如图是未连接完整的电路,若要求闭合开关后,滑动变阻器的滑片P向左移动时,灯泡变亮。则下列接法符合要求的是( )
A.M接A,N接D B.M接B,N接C
C.M接A,N接B D.M接C,N接D
【解析】灯泡变亮,表明通过灯泡的电流变大,即电路中的电阻减小,故滑动变阻器的滑片P向左移动时,其接入的电阻是减小的,则滑片左侧的电阻丝应接入电路(即一定要接A接线柱),滑动变阻器采用“一上一下”的接法,故M接A,N接D。故选A。
【答案】A
【点评】本题考查了电路的动态分析、滑动变阻器的接法,属于基础知识。
二.填空题
11.(2018?江西)快乐学习,轻松考试,请你写出:一节新干电池的电压为_______V,我国家庭电路的电压为_______V。
【解析】一节新干电池的电压为1.5V,我国家庭电路的电压为220V。
【答案】1.5;220。
【点评】此题考查了电池电压、家庭电路电压,属于基础题目。
12.(2017?安徽)如图所示,电源电压保持不变,a是从电压表的负接线柱引出的导线接头。a与b处相接时,电压表示数为6.0V;使a与b处断开,然后与c处相接,闭合开关S后,电压表示数为4.5V,这时灯泡L2两端的电压为_______V。
【解析】a接b时,电压表测量的是电源电压为:U=6V,a接c时,电压表测量灯L1两端电压为:U1=4.5V, 据串联电路中电压的规律可知,灯L2两端电压为:U2=U﹣U1=6V﹣4.5V=1.5V。
【答案】1.5。
【点评】本题考查了串联电路电压的特点,以及电压表测量的是哪一个用电器两端的电压,此为易错点,需要让学生明确,电压表与哪一用电器并联测量的就是哪一用电器两端的电压。
13.(2018?宜昌)把很多二极管,三极管和电阻等电子元件做在芯片上,就成了集成电路,其中二极管、三极管是用_______材料制成的。随着科技的进步,未来的电子元件如果用_______材料来制作,由于没有电阻,不必考虑散热问题,就可以实现电子设备的微型化。
【解析】把很多二极管,三极管和电阻等电子元件做在芯片上,常用的各种二极管,三极管是由半导体材料制成的,在社会各领域应用广泛;超导材料的特点就是在温度很低时电阻为零。当电阻为零时用超导材料传输电能可以减少热损耗,用作输电导线或制作电子元件。制造电子元件时,由于没有电阻,不必考虑散热问题。
【答案】半导体;超导体。
【点评】知道二极管,三极管是由半导体材料制成,并知道超导现象以及它的应用,这是本题考查的重点,属物理常识。
14.(2017?北京)如图所示的电阻箱的示数是_______Ω。
【解析】电阻箱的示数,R=2×1000Ω+0×100Ω+9×10Ω+8×1Ω=2098Ω。
【答案】2098。
【点评】本题考查的是电阻箱的读数方法,在计算电阻箱的读数时不要忘记乘以各指针所对应的倍数,在现实生活中,水表的读数与之类似。
三.实验探究题
15.(2018?贵阳)实验小组完成了“探究串联电路电压规律”的实验后,得到“电源两端电压总大于各用电器两端电压之和”的结论,这与之前“电源两端电压等于各用电器两端电压之和”的猜想不符。老师引导同学们用如图甲所示的电路继续进行了深入探究:
(1)测量电源及灯泡两端电压。电压表接在CD两点,是为了测量灯泡_______的电压,闭合开关,电压表的示数(如图乙所示)是_______V。
(2)测量电路中导线的电压。测出导线BC间的电压大约为0.05V,由此得知导线分压可能是造成结论与猜想不符的原因。为了能更明显地观察到导线分压的现象,应选择较_______(选填:“粗”或“细”)的导线,原因是_____________________。
(3)完成以上步骤后,他们准备测量开关两端的电压,你认为这一步骤是否有必要,理由是___________________________________。
【解析】(1)电压表接在CD两点,与灯泡L1并联,测量灯泡L1的电压;闭合开关,电压表的量程为0~3V,分度值为0.1V,则电压表的示数1.7V;(2)在长度和材料相同时,横截面积越小电阻越大,故为了能更明显地观察到导线分压的现象,需要选用较细的导线使导线的电阻大,分压多;(3)有必要,开关容易接触不良,造成电阻变大,分压增多,故有必要测量开关两端的电压。
【答案】(1)L1;1.7;(2)细;在长度和材料相同时,横截面积越小电阻越大,分压大,更容易观察到实验现象;(3)有必要,开关容易接触不良,造成电阻变大,分压增多。
【点评】本题考查了电压表的使用和读数、影响电阻大小的因素以及探究影响“电源两端电压总大于各用电器两端电压之和”的原因等知识,其中(3)有一定的难度。
16.(2018?巴彦淖尔)某兴趣小组要探究电阻的大小与哪些因素有关。他们设计了如图甲所示的实验电路,电源电压不变,保持滑动变阻器滑片位置不变,分别将a、b、c、d四根电阻丝接入电路,得到表格所示的数据。
导体编号
长度/m
横截面积/mm2
材料
电流大小/A
a
0.5
0.4
锰铜合金
0.20
b
0.5
0.4
镍铬合金
0.16
c
0.5
0.2
镍铬合金
0.08
d
1.0
0.2
镍铬合金
0.04
(1)在MN间分别接入a、b电阻丝,探究的是电阻跟导体的_______的关系。a电阻丝的阻值_______b电阻丝的阻值(填“大于”、“等于”或“小于”)。
(2)要探究电阻与横截面积的关系,可选择_______(填编号)进行实验。其结论是:其它因素相同时,导体横截面积越大,导体的电阻越_______。
(3)某同学在MN间接入d电阻丝后,又在其两端并联一块电压表,这样测出了d电阻丝的电阻大小,其测量原理是_______。画出实验电路图(电阻丝可看成定值电阻)。
(4)另一位同学不用电压表,在已知滑动变阻器最大阻值为R0的情况下,利用甲图电路测出d电阻丝的电阻大小,操作如下:
①在MN之间接入d电阻丝,闭合开关,将滑片P滑到最左端,读出电流表示数为I1;
②将滑片P滑到最右端,读出电流表示数为I2;
③d电阻丝的阻值表达式为Rd=_______(用I1、I2、R0表示)。
【解析】(1)a、b电阻丝的长度、横截面积相同,材料不同,故研究电阻与材料的关系;闭合开关,通过观察电流表的示数和灯泡的亮度来比较电阻丝电阻的大小;a中电流较大,说明电阻较小。即a电阻丝的阻值小于b电阻丝的阻值;(2)要探究电阻与横截面积的关系,需要控制材料、长度相同,改变横截面积,bc两次实验符合要求;由图知b的横截面积大,电流大,说明电阻小,故其结论是:其它因素相同时,导体横截面积越大,导体的电阻越小。(3)根据R=用伏安法测量出电阻,电路图如图所示:
(4)步骤如下;①将在MN之间接入d电阻丝,闭合开关,将滑片P滑到最左端,移动滑动变阻器使接入电阻为零,读出电流表示数为I1;②②将滑片P滑到最右端,滑动变阻器到最大阻值处,读出电流表示数为I2;
计算方法:当滑动变阻器的电阻为零时,只有被测电阻Rd接入电路,测得电流为I1,电源电压为I1Rd,当滑动变阻器的电阻最大为R0时,R0与Rd串联,测得电路电流为I2,电源电压为I2(R0+Rd),所以根据电源电压不变:I1Rd=I2(R0+Rd),解得:Rd=。
【答案】(1)材料;小于;(2)bc;小;(3)R=;见上图;(4)。
【点评】此题考查了影响电阻的因素和特殊的方法测量电阻,注意控制变量法的应用,是一道电学综合试题。
一.选择题
1.(2018?东坡区模拟)关于电压、电流和电阻,下列说法中正确的是( )
A.电荷移动就能形成电流 B.电流总是由电源的正极流向负极的
C.导体中有电流,导体两端一定有电压 D.一段铁丝和一段铜丝的电阻肯定不同
【解析】A、电荷的定向移动才能形成电流;故A错误;B、在电源的外边电流由电源正极流向电源负极;在电源的内部电流从电源的负极流向电源的正极,故B错误;C、导体中有电流通过时,导体两端就一定有电压,故C正确;D、导体的电阻与材料、长度和横截面积都有关系,长度确定,其它物理量不确定,电阻大小无法比较,故D错误。故选C。
【答案】C
【点评】本题考查了电流的形成、电流方向的规定、电路中电流的方向等,本题属于基础性习题,掌握基础知识很重要。
2.(2018?奎文区二模)如图所示,电源电压保持不变,a是从电压表的负接线柱引出的导线接头。a与b处相接时,电压表示数为6.0V;使a与b处断开,然后与c处相接,闭合开关S后,电压表示数为4.5V,则以下说法正确的是( )
A.电源电压为4.5V
B.当a与c接触时,电压表测L2两端电压
C.当a与c接触时,灯泡L1两端的电压为4.5V
D.当a与c接触时,灯泡L2两端的电压为4.5V
【解析】由图可知,当a接b时,电压表测的是电源电压,则电源电压U=6.0V,a接c时,电压表测量灯L1两端的电压,U1=4.5V,根据串联电路中电压的规律可知,灯L2两端电压为:U2=U﹣U1=6V﹣4.5V=1.5V,可见,C正确、ABD错。故选C。
【答案】C
【点评】本题考查了串联电路电压的特点,关键是从图中正确找到电压表所测电压,要知道电压表与哪一用电器并联测量的就是哪一用电器两端的电压。
3.(2017?大兴区一模)如图所示,小阳利用“伏安法”测量未知电阻Rx的阻值,进行了如下实验:小阳选择了满足实验要求的实验器材,连接的部分实验电路如图所示,则从电压表“﹣”号接线柱连出的导线应连接到接线柱上。( )
A.E B.C C.D D.B
【解析】因为电压表应与被测用电器并联,所以实验中应该把电压表并联在未知电阻Rx的两端,根据电流的流向,电压表的正接线柱已经接好,所以从电压表“﹣”号接线柱连出的导线应连接到定值电阻的另一端,即图中E接线柱上。故选A。
【答案】A
【点评】本题主要考查了通过实物电路判断电压表的连接方法,要注意电压表的连接要求,并使电流正进负出。
4.(2018?越秀区二模)图所示电路,L1的电阻比L2的小。开关闭合,灯均发光,则( )
A.V示数等于V1示数 B.V1示数大于V2示数
C.A示数等于A2示数 D.A1示数大于A2示数
【解析】AB、由左图知,两灯串联,电压表V1测L1两端电压,V2测L2两端电压,V测电源电压,串联电路中总电压等于各部分电路两端电压之和,则有:UV=UV1+UV1,所以V示数大于V1示数,故A错误;串联电路中电流处处相等,L1的电阻比L2的小,由U=IR知,V1示数小于V2示数,故B错误;CD、由右图知,两灯并联,电流表A1测L1支路的电流,电流表A2测L2支路的电流,电流表A测干路电流,并联电路中干路电流等于各支路电流之和,则有:IV=IA1+IA2,所以A示数大于A2示数,故C错误;并联电路中各支路两端电压都与电源电压相等,L1的电阻比L2的小,由I=可知,A1示数大于A2示数,故D正确。故选D。
【答案】D
【点评】本题考查了串联和并联电路特点以及欧姆定律的应用,解题的关键是正确分析电路的连接方式以及电表的作用。
5.(2018?长春模拟)有两个电路元件A、B,把它们串联在电路中,如图乙所示,流过元件的电流与其两端的电压关系如图甲所示。闭合开关S,这时电流表的示数为0.2A,若将A、B两元件并联接在原来的电源上,则此时电路中的总电流为( )
A.1.2A B.0.6A C.0.7A D.0.5A
【解析】(1)由电路图可知,电路元件A和B串联,电流表测电路中的电流,因串联电路中各处的电流相等,所以,电流表的示数为0.2A时:IA=IB=I=0.2A,由图象可知,A和B两端的电压分别为:UA=1V,UB=2V,所以,电源的电压:U=UA+UB=1V+2V=3V;(2)若将A、B两元件并联接在原来的电源上,因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,UA′=UB′=U′=3V,由图象可知,通过两元件的电流分别为:IA′=0.6A,IB′=0.6A,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,干路电流:I′=IA′+IB′=0.6A+0.6A=1.2A。故选A。
【答案】A
【点评】本题考查了串并联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用,关键是根据图象读出电流对应的电压值。
6.(2018?靖江市一模)在探究串联电路电压特点时,某同学连接的电路如图所示。对于实验过程中出现的现象及分析,下列判断正确的是( )
A.开关闭合后,若灯泡L2不亮、L1亮,一定是L2灯丝断了
B.如果只有灯泡L1断路,则开关闭合后电压表示数一定为零
C.开关闭合后,如果电压表示数为零,灯泡L2一定不发光
D.如果所有元件均完好,闭合开关,向右移动滑动变阻器的滑片时,两灯都变亮
【解析】根据电路图可知,两灯泡和滑动变阻器串联,电压表测量L1两端电压;
A、开关闭合后,若灯泡L2不亮、L1亮,则电路故障可能时L2灯丝断了,也可能时L2被短路;故A错误;B、如果只有灯泡L1断路,则开关闭合后电压表的正负两极与电源两极相连,因此电压表有示数,故B错误;C、当L1短路时,开关闭合后,电压表示数为零,但灯泡L2仍可以发光,故C错误;D、如果所有元件均完好,闭合开关,向右移动滑动变阻器的滑片时,滑动变阻器接入电路的阻值减小,电路中的电流变大,两灯泡都变亮,故D正确。故选D。
【答案】D
【点评】本题利用了串联的电压特点进行电路故障分析。在判断故障时,电压表的示数的变化很关键,若电压表有示数,说明电压表与电源能相通,若无示数,说明电压表与电源不能相通。
7.(2018?无锡模拟)LED灯带在装饰材料中被广泛应用,灯带中的LED灯串联后经电流适配器接入照明电路,如图所示。她取下一只LED灯接在电池两端,灯不亮,对调电池正负极后灯亮了,但用手触摸几乎不发热。以下推断符合上述事实的是( )
A.一只LED正常工作的电压是220V
B.灯带中一只LED灯断路后其它灯还亮
C.LED灯工作时主要是将内能转化为光能
D.LED灯具有单向导电性
【解析】A、LED灯是串联后通过电源适配器接入照明电路的,所以一只LED灯的工作电压小于220V,故A错误;B、由于灯带中的LED灯是串联的,所以灯带中一只LED灯断路后其它灯也不能工作,故B错误;C、由于用手试摸,点亮的灯几乎不发热,说明电能几乎没有转化成内能,绝大部分都转化成了光能,故C错误;D、取下一只LED灯接在电池两端,灯不亮,对调电池正负极后灯亮了,说明LED灯具有单向导电性,故D正确。故选D。
【答案】D
【点评】本题以LED灯为题,考查了物理知识的运用,体现了物理来源于生活又应用于生活,是中考的常见题型。
8.(2018?三明模拟)最近,中国学生曹原和他的团队在石墨烯超导材料研究上的新突破震惊了世界。超导体材料适合制作以下的( )
A.输电线 B.电阻丝 C.灯丝 D.电炉丝
【解析】A、用超导体做输电导线,可以减小由电能到内能的损耗,提高传输效率,故A符合题意;BCD、电阻丝、白炽灯的灯丝、电炉丝都是利用电热工作的,不能用超导材料,故BCD不符合题意。故选A。
【答案】A
【点评】本题主要考查学生对超导体的特点,以及应用的了解和掌握,是一道基础题。
9.(2018?阳信县校级模拟)下列几种关于电阻的说法中正确的是( )
A.长导线的电阻比短导线的电阻大
B.粗导线的电阻比细导线的电阻小
C.铁导线的电阻比铜导线的电阻大
D.电阻是导体对电流的阻碍作用,即使导体中没有电流,导体还仍然有电阻
【解析】A、导体的材料和横截面积不确定,电阻大小仅从长短无法比较。故A错误;B、导线的长度和材料不确定,电阻大小仅从横截面积大小无法比较。故B错误;C、导体的长度、横截面积不确定,电阻大小仅从材料无法比较。故C错误;D、电阻的大小取决于材料、长度、横截面面积,与电阻两端电压和通过的电流无关,所以导体中没有电流时,导体仍然有电阻。故D正确。故选D。
【答案】D
【点评】电阻是导体本身的属性,导体的电阻大小决定于导体的长度、横截面积、材料和温度。
10.(2018?通州区一模)通常情况下,关于一段镍铬合金丝的电阻,下列说法中正确的是( )
A.合金丝的电阻跟该合金丝的横截面积无关
B.合金丝的电阻等于该合金丝两端电压与通过其电流的比值
C.合金丝两端的电压越大,合金丝的电阻越大
D.通过合金丝的电流越小,合金丝的电阻越大
【解析】A、电阻大小与导体的长度、材料、横截面积和温度有关,因此合金丝的电阻跟合金丝的横截面积有关,故A错误;B、根据公式R=,说明电阻的大小等于导体两端的电压与通过它的电流的比值;这是一种计算电阻大小的方法,故B正确;CD、导体的电阻是导体本身的一种性质,电阻的大小与导体的材料、长度、横截面积、温度有关,与导体两端的电压和通过导体的电流无关,故CD错误。故选B。
【答案】B
【点评】熟知电阻大小的影响因素,能用控制变量法正确分析电阻的变化是本题的解题关键。
11.(2017?门头沟区二模)如图所示,电阻箱的示数是________Ω( )
A.5670Ω B.6750Ω C.675Ω D.765Ω
【解析】由图可知,电阻箱的示数为:R=0×1000Ω+7×100Ω+6×10Ω+5×1Ω=765Ω。故选D。
【答案】D
【点评】本题考查的是电阻箱的读数方法,在计算电阻箱的读数时不要忘记乘以各指针所对应的倍数,在现实生活中,水表的读数与之类似。
12.(2018?临沂模拟)下列关于电阻的说法正确的是( )
A.滑动变阻器是通过改变连入电路中电阻线的横截面积的大小来改变电阻的
B.长度和横截面积均相同的铜导线和保险丝,在同一温度下,它们的电阻不同
C.一切导体的电阻都随着温度的升高而增大
D.当导体中电流为零时,导体的电阻也为零
【解析】A、滑动变阻器是通过改变连入电路中电阻线的长度来改变电阻的,是长度而不是横截面积,故A错误;B、铜的导电能力仅次于银,因此长度和横截面积均相同的铜导线和保险丝,在同一温度下,保险丝的电阻大,故B正确;C、钨丝、铁丝的电阻随温度的升高而增大,铅芯、玻璃、半导体的电阻随温度的升高而减小,故C错误;D、导体的电阻受材料、长度、横截面积、温度影响,不受外界的电流、电压影响,故D错误。故选B。
【答案】B
【点评】(1)当电阻一定时,电流与电压成正比,当电压为0时,电流也为0,不要误以为电压为0时,电阻变成0了;
(2)记住影响电阻大小的四个因素。
13.(2018?江汉区一模)如图是滑动变阻器的四种接线方法。把它们分别连接在电路中,当滑片P向左移动时,可使滑动变阻器接入电路的电阻变大的接法是( )
A. B. C. D.
【解析】A、图中接了下面两接线柱,相当于定值电阻,不合题意;B、图中当滑片P向左移动时,接入电路的电阻丝变短,使电阻变小,不合题意;C、图中接了上面两接线柱,相当于导线,不合题意;D、图中当滑片P向左移动时,接入电路的电阻丝变长,使电阻变大,符合题意。故选D。
【答案】D
【点评】掌握滑动变阻器的结构、接线柱的接法、作用、原理、连入电路的方法,是我们必须熟知的。
二.填空题
14.(2018?温江区模拟)如图1所示的实物图,闭合开关S,灯泡L1与L2的连接方式是_______,如图2所示,电压表测得L2的电压是_______V。
【解析】(1)由于电压表的内阻很大,所以,把电压表看作开路可知,两个电灯分别处于两条路径中,所以L1与L2是并联关系;(2)根据图2可知,电压表的量程为0~3V,分度值为0.1V,示数为2.4V。
【答案】并联;2.4。
【点评】本题考查了串、并联的辨别和电压表的读数,属于易错题。
15.(2018?安徽模拟)如图a所示电路中,当闭合开关后,两个电压表的指针均为图b所示,灯泡L1两端的电压_______V。
【解析】由电路图可知:灯泡L1、L2串联,电压表V1测的是电源电压,电压表V2测灯泡L2两端的电压;两电压表指针位置相同,根据串联电路中总电压等于各部分电路两端电压之和,电压表V1的示数应大于V2的示数,所以它们的量程不同,电压表V1的量程是0~15V,由图b知它的示数UV1=7V;电压表V2的量程是0~3V,由图知它的读数UV2=1.4V,即灯泡L2两端的电压U2=UV2=1.4V;所以灯泡L1两端的电压U1=UV1﹣UV2=7V﹣1.4V=5.6V。
【答案】5.6。
【点评】本题考查了电压表的读数和串联电路的特点,分清电路的连接方式和电压表量程的判读是解决本题的关键。
16.(2018?柳江区校级模拟)电位器实际是滑动变阻器,如图是电位器的结构示意图。把电位器与灯串联来调节灯的亮暗,如把电位器的A、B两端接在电路中,把旋钮顺时针转时,灯的亮暗变化是_______(选填“变亮”“不变”“变暗”),说明导体电阻大小与_______有关。
【解析】把电位器的A、B两端接在电路中,把旋钮顺时针转时,长度变大,电阻变大,由I=可知电流变小,灯的亮暗变化是变暗,此实验说明导体电阻大小与长度有关。
【答案】变暗;长度。
【点评】本题主要考查导体电阻大小与长度的关系以及欧姆定律的使用,常见题目。
17.(2018?锦江区模拟)如图甲所示,当滑片向C端移动时,它的电阻值_______(选填“变大”、“变小”或“不变”);电阻箱是一种能够表示出电阻值的变阻器,如图乙中电阻箱的读数是_______Ω。
【解析】(1)滑动变阻器是通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变电阻的。由图可知,变阻器接的A、C两接线柱,当滑片向C端移动时,滑片与A之间的电阻丝长度变短,所以它的电阻值变小。(2)电阻箱的读数为:1×1000Ω+1×100Ω+6×10Ω+2×1Ω=1162Ω。
【答案】变小;1162。
【点评】本题主要考查学生对:滑动变阻器的原理及变阻箱读数的了解和掌握,难度不大。
三.实验探究题
18.(2018?潮南区模拟)小刚和小丽用如图所示的器材探究串联电路的电压关系:
(1)根据电路图,请用笔画线代替导线,连接图乙中的实物图;
(2)小刚用电压表测量L1两端的电压时,直接选用0~3V的量程,小丽说这样不行,规范的操作方法是先用_______进行试触,如果试触结果不超过3V,再改用小量程测量;
(3)在测L2两端的电压时,小丽同学为了节省实验时间,采用以下方法:电压表所接的B接点不动,只断开A接点,并改接到C接点上,这样做_______(选填“正确”或“不正确”),原因是_____________________;
(4)同学们排除故障后继续实验,得出了下表所示的一组数据,接下来他们还应当_______
A.更换电压表的量程重做实验
B.改变两个小灯泡的规格重做实验
L1两端电压/V
L2两端电压/V
L串联后的总电压/V
1.4
3.1
4.5
(5)小刚接下来又按正确的方法测出了L1、L2及AC间的电压分别为:U1=2.4V,U2=1.4V,可读出UAC=_______V。
根据测量结果,在误差允许范围内你认为串联电路中用电器两端电压和电源电压的关系是_______。
【解析】(1)两灯泡、开关、电源组成串联电路,电压表并联在L1灯泡两端,且由于电源电压是三节干电池,所以电源电压是4,5V,故电压表应选择大量程,电路图如图所示;
(2)电流表和电压表在使用时,如不能估计测量值的大小,应采用试触法选择合适量程,即先选用0~15V的量程试测,如果示数小于3V,再改用0~3V量程测量。(3)当电压表B点不动,只断开A点,并改接到C点上时,虽然电压表此时与L2并联,但电压表的正负接线柱却是反的,闭合开关后,指针会反向偏转,所以不能测出L2两端的电压;(4)为得到普遍性的规律,应选用不同规格的小灯泡多测几组数据进行分析,A错误,B正确;(5)根据电路图可知,电压表是大量程,分度值是0.5A,故此时的示数是4V;在误差允许范围内串联电路中用电器两端电压之和与电源电压相等,即UAC=U1+U2.根据测量结果,在误差允许范围内你认为串联电路中用电器两端电压和电源电压的关系是不相等。
【答案】(1)如上图;(2)大量程;(3)不正确;电压表的正负接线柱接反了;(4)B;(5)4;不相等。
【点评】本题是一道实验题,做此题时要围绕串联电路的电压规律去分析解答,需要注意的是在电学实验中,连接电路时开关都必须是断开;对电表读数时,要先确定其量程与分度值,然后再读数。
19.(2018?武侯区模拟)实验小组用如图所示的装置进行探究“导体的电阻与哪些因素有关”实验记录数据如下表。
步骤
材料
长度/cm
横截面积/mm2
M接
N接
灯泡亮度
1
镍铬合金丝
30
0.5
a
a'
暗
2
镍铬合金丝
30
1.0
b
b'
较亮
3
镍铬合金丝
15
0.5
c
c'
较亮
4
锰铜合金丝
15
0.5
d
d'
亮
(1)比较步骤1和2,得出结论:_____________________。
(2)比较步骤_______,得出结论:导体的电阻与材料有关。
(3)王刚同学在完成上述实验后,将M同时接到c、d,N同时接到c′、d′,此时小灯泡的亮度比只单独接c、d或者c′、d′时小灯泡还亮,是因为____________________________。
【解析】(1)比较步骤1和2可知,两电阻线的长度和材料均相同,横截面积不同,灯泡亮度不同,说明导体的电阻跟导体的横截面积有关;(2)当研究导体的电阻与材料有关时,需控制导体的长度和横截面积均相同,改变导体的材料;由表中记录情况可知步骤3、4符合该条件;(3)M同时接到c、d,N同时接到c′、d′时,则cc′、dd′两根电阻线并联,两根电阻线并联时相当于增加了电阻线的横截面积,电阻变小,则电路中的电流变大,灯泡的实际功率变大,所以此时小灯泡的亮度比步骤4的小灯泡还亮。
【答案】(1)导体的电阻与导体的横截面积有关;(2)3、4;(3)两根电阻丝并联后,增大了导体的横截面积,总电阻变小,使灯泡中的电流变大,灯泡的实际功率变大了。
【点评】掌握电阻大小的影响因素,利用控制变量法和转换法,来探究电阻大小的影响因素;实验时利用控制变量法探究问题时,一定要明白控制什么,改变什么。