课件17张PPT。PART THREE第三部分 八年级·上册第18课时
电流、电压和电阻间的关系考点一 解释欧姆定律的内容和数学表达式[b]1. 欧姆定律研究的是导体中的 与导体的 、导体两端的 的关系。?
2. 内容:通过导体的电流,跟? 成正比,跟 成反比。?
3. 欧姆定律的表达式是 。?电流电阻电压这段导体两端的电压这段导体的电阻考点二 应用欧姆定律解决简单的电学问题(不超过两个电阻的电路)[c]1. 在应用欧姆定律时要注意三性:①同体性(针对同一段电路而言);②同时性(同一时刻的数值);③统一性(单位必须是统一的)。
2. 电阻是导体的一种特性,不会因为电压、电流的改变而改变,因此电阻不与电压成正比,不与电流成反比。考点三 说明伏安法测量电阻的实验原理[b]1. 用 和 测电阻,简称伏安法测电阻。?
2. 原理: 。?电压表电流表考点四 绘制伏安法测量电阻的电路图[b]考点五 应用电压表和电流表测量导体的电阻[c]1. 连接电路时,开关必须 ,滑动变阻器滑片移到 。?
2. 为了减小误差,应 。?
3. 测量时,不要超过电流表、电压表的 。?断开阻值最大处多次测量取电阻的平均值量程考点六 收集和整理实验数据得出实验结论[b]考点七 概述串联电路的电流、电压和电阻的特点[b]1. 电流:串联电路中的电流处处 ,?
即I=I1=I2=……=In(等流)。
2. 电压:串联电路两端的总电压等于各串联导体两端电压之 ,即U=U1+U2+……+Un(分压) 。?
3. 电阻:串联电路的总电阻等于各串联导体的电阻之 ,即R=R1+R2+……+Rn(电阻和)。(把几个导体串联起来,相当于增加了导体的长度,所以几个导体串联后的总电阻比任何一个串联导体的电阻都大)?
[提醒要点] 串联电路分压特点:电压与电阻成正比,即U1∶U2=R1∶R2。相等和和考点八 概述并联电路的电流、电压和电阻的特点[b]和相等倒数之和探究一 欧姆定律及其应用例1 [2016·枣庄] 某学习小组在一次实验中利用电压表和电流表测量出了多组数据,并记录下表中,请根据表中给出的数据,分析判断出他们实验时所使用的电路图可能是 ( )D例2 在如图18-3所示的电子压力计中,滑动变阻器滑片P与弹簧上端固定在一起,弹簧的压缩长度与受到的压力大小成正比,滑动变阻器PB段电阻为R1,当闭合开关S后 ( )
图18-3
A. 电路中电流表的读数随压力的增大而增大
B. 电路中电压表的读数随压力的增大而增大
C. 滑动变阻器PB段R1的阻值随压力增大而增大
D. 把电压表改成压力计时表盘刻度均匀【答案】D例3 在如图18-4所示的电路中,电源电压保持不变,当开关S1、S2闭合,甲、乙两表为电压表时,两表的示数之比U甲∶U乙=5∶3,则R1∶R2= ;当开关S1闭合S2断开,甲、乙为电流表时,两表示数之比是I甲∶I乙= 。?
图18-42:32:5探究二 伏安法测电阻以及电流与电压、电阻的关系的探究(2)检查电路连接无误后,闭合开关,灯泡不亮,电压表有示数,电流表示数为零。导致这一现象的原因可能是 。(选填序号)?
A. 电压表断路 B. 小灯泡断路
C. 滑动变阻器断路 D. 电压表短路
(3)故障排除后,闭合开关,当滑动变阻器滑片P移到某一位置时,电压表示数如图乙所示,要测量小灯泡正常发光时的电阻,应将滑动变阻器的滑片向 (选填“左”或“右”)移。?
(4)通过移动滑动变阻器滑片P记录了多组数据,并作出了如图丙所示的I-U图像。由图可知小灯泡正常发光时的电阻为 Ω。?B右12.5例5 在探究通过导体的电流与导体两端电压关系的活动中,同学们进行了如下实验探究。
[实验步骤] ①按图18-6甲所示电路图连接好电路;
图18-6
②闭合开关,改变滑动变阻器滑片P的位置,读出电压表和电流表的示数,并记录数据;
③对数据进行处理,并绘制成如图乙所示的图像。实验时要增大定值电阻两端的电压,滑动变阻器滑片P应向 (选填“左”或“右”)移动。?
[实验结论] 根据图像,可以得到的结论是:? 。?
[实验反思] 某小组的同学在处理数据时发现,电压与电流的比值恰好等于R的阻值,这是一种巧合吗?于是同学们想利用其他小组的实验数据来进一步论证,并提出了以下两种收集数据的方案。
方案一:收集电阻阻值均为10 Ω的几个小组的数据;
方案二:收集电阻阻值不同的几个小组的数据。
你认为方案 更合理。?左电阻一定时,通过导体的电流与其两端的电压成正比二高效课时训练(十八) 电流、电压和电阻间的关系
一、选择题
1.在用伏安法测电阻的实验中,滑动变阻器不能起到的作用是 ( )
A.改变待测电阻两端的电压
B.改变电路中的电流
C.保护电路
D.改变待测电阻的阻值
2.甲、乙两地相距50 km,在甲、乙两地之间沿直线架设了两条输电线。已知输电线的电阻与其长度成正比,现输电线在某处发生了短路,为确定短路的位置,甲、乙两地检修员先后用相同的电源和电流表做成的测量仪(如图K18-1所示)进行了如下测量:将测量仪接入ab时,电流表的示数为0.3 A,将测量仪接入cd时,电流表的示数为1.2 A,则短路位置离甲地( )
图K18-1
A.40 km B.33.3 km
C.16.7 km D.10 km
3.请根据下表给出的多组电压表和电流表的数据,判断分析,该电路可能是电路图中的 ( )
U/V
1.0
1.5
2.0
2.2
2.5
2.7
I/A
0.20
0.30
0.40
0.44
0.50
0.54
图K18-2
4.[2015·宁波] 如图K18-3所示电路,电源两端电压不变,R为定值电阻。开关S闭合后,在滑动变阻器的滑片P由A向B移动的过程中,下列判断正确的是 ( )
图K18-3
A.电流表的示数变小
B.电压表V1的示数变小
C.电压表V2的示数变小
D.电压表V2示数与电流表示数的比值变大
5.[2018·广东] 如图K18-4甲所示,电源电压保持不变,闭合开关S时,滑动变阻器的滑片P从b端滑到a端,电压表示数U与电流表示数I的变化关系如图乙所示,下列说法错误的是 ( )
图K18-4
A.电源电压是9 V
B.定值电阻R的阻值是6 Ω
C.滑动变阻器的阻值范围是0~18 Ω
D.若定值电阻R出现接触不良时,电流表示数为0,电压表示数为9 V
6.如图K18-5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。闭合开关S,移动滑片P,多次记录电压表示数U和对应的电流表示数I,则绘出的U-I关系图像正确的是 ( )
图K18-5
图K18-6
7.[2015·苏州] 压敏电阻的阻值是随所受压力的增大而减小的。小聪同学想设计一个通过电表示数反映压敏电阻所受压力大小的电路,要求压力增大时电表示数增大。以下电路不符合要求的是 ( )
图K18-7
8.如图K18-8所示是小明设计的一个简易电子身高测量仪的示意图。其中,电源电压恒为6 V,保护电阻R0=20 Ω;R是一只固定着的、竖直放置的硬电阻棒、总长为40 cm,其接入电路的电阻与接入电路的棒长成正比;金属杆cd和MP(右端P是滑片)与电路接触良好,电阻不计。小明用该测量仪对小聪、小英和小亮的身高进行了测量,其数据见下表。若已知小英测量时,滑片恰在电阻棒ab的中点位置,则根据题中提供的信息可知 ( )
图K18-8
小聪
小英
小亮
电流表示数I/A
0.20
0.15
0.12
电压表示数U/V
2.0
3.0
3.6
身高h/m
1.6
①电阻棒的总电阻是40 Ω
②小聪的身高是1.7 m,小亮的身高是1.5 m
③小聪的身高是1.5 m,小亮的身高是1.7 m
④从理论上分析,该测量仪的身高测量范围是1.2~1.8 m
A. ①④ B. ②③ C. ①③ D. ②④
9.[2015·天津] 某同学在探究“通过电阻的电流跟电阻两端电压的关系”时,利用如图K18-9甲所示的电路,在a、b两点间分别接入定值电阻R1、R2,通过调节滑动变阻器测得了多组数据,并根据数据绘制了两个电阻的U-I关系图像,如图乙所示,若将R1、R2组成并联电路,当通过R1的电流为1 A时,通过R2的电流为 ( )
图K18-9
A.0.5 A B.1 A C.2 A D.3 A
10.如图K18-10甲所示是灯泡L和电阻R的I-U关系图像,灯丝电阻受温度的影响,温度越高电阻越大,将L和R以两种不同的方式接在同一电源上,如图乙、丙所示,若图乙中U1∶U2=m,图丙中I1∶I2=n,则下列关系式中正确的是 ( )
图K18-10
A.m=n B.m=1n
C.m<1n D.m>1n
11.[2018·襄阳] 如图K18-11所示,电源电压恒定。当开关S1、S2闭合,甲、乙两表为电压表时,两表示数之比U甲∶U乙=4∶1;当开关S1闭合、S2断开,甲、乙两表均为电流表时,两表的示数之比为 ( )
图K18-11
A.4∶3 B.3∶2
C.3∶4 D.3∶1
二、填空题
12.[2018·咸宁] 如图K18-12甲所示的电路中,电源电压恒定不变,图乙是小灯泡L和定值电阻R1的电流与电压关系的图像。当只闭合S1、S2时,电压表示数为2 V;当只闭合S2、S3时,电压表示数为4 V,则电源电压U= V,R2= Ω。?
图K18-12
13.[2018·淮安] 如图K18-13所示为小王同学设计的遮光感应烟雾探测器部分工作原理图。在一个外部光线无法进入的烟室中,装有一个激光发生器及带有一光敏电阻R0(光照越强,R0阻值越小,反之则越大)的电路,R为定值电阻,电源电压恒定。烟雾进入烟室后,激光被烟雾遮挡而使光敏电阻的阻值发生变化,烟雾越来越浓时,电路中电流表示数逐渐 ,当电压表示数达到某一固定值时,探测器便会发出警报。如果要使烟雾浓度较小时探测器就能发出警报,你认为对电路中的R应如何调整?答: ? 。?
图K18-13
14.[2015·衢州] 如图K18-14甲所示,已知电源电压为10 V,将滑动变阻器滑片P移到最左端,闭合开关S,灯泡发光,电流表示数为0.35 A,电压表示数如图乙所示,则此时滑动变阻器接入电路的电阻是 Ω。当滑片P向右移动的过程中灯泡亮度 (选填“变亮”“不变”或“变暗”)。?
图K18-14
三、实验探究题
15.[2016·衢州] 小柯用如图K18-15甲所示电路进行实验。
图K18-15
(1)请在图甲中导线AB上用箭头标出通电后导线AB中的电流方向。
(2)闭合开关后,电流表的示数如图乙所示,则通过灯泡L的电流为 A。?
(3)图丙为通过电阻R的电流与它两端电压的关系图,则R的阻值为 。?
16.在“探究电流与电压、电阻的关系”的实验中,实验室老师给同学们准备了以下器材:“5 Ω、10 Ω、15 Ω、20 Ω”的定值电阻各1个,“15 Ω 1 A”的滑动变阻器一个,电流表、电压表、电源、开关和导线若干。
(1)根据如图K18-16甲所示的实物图,在图乙虚线框内画出电路图。
图K18-16
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于最 (选填“左”或“右”)端。?
(3)在“探究电流与电压的关系”时,记录的电流表与电压表的示数如下表所示,请在图K18-17中画出U-I图像,由此得出的实验结论是 。?
图K18-17
实验次数
1
2
3
4
5
电压U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
电流I/A
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
(4)连好电路闭合开关,发现电流表示数较大、电压表示数为零,则电路故障原因可能是 。?
A.电阻R发生了短路
B.滑动变阻器发生了断路
C.滑动变阻器发生了短路
(5)在“探究电流与电阻的关系”的实验中,先将5 Ω电阻连入电路中,闭合开关,移动滑片,使电压表的示数为1.5 V,读出电流表的示数;再分别改接10 Ω、15 Ω、20 Ω的电阻,重复上述实验。当改接20 Ω的电阻进行实验时,发现无论怎样移动滑动变阻器滑片,电压表的示数始终无法达到1.5 V。经检查,电路连接无误,各元件均完好,请你找出一种可能的原因: 。?
17.某实验小组做“测定一组电阻R1、R2、R3的阻值”的实验,电路图如图K18-18甲所示。已知电阻R1约为2 Ω,电阻R2约为5 Ω,电阻R3约为20 Ω。该实验供选用的器材有:
图K18-18
A.电源(电压恒定9 V)
B.电流表(量程0~0.6 A)
C.电压表(量程0~3 V)
D.开关、导线若干
E.滑动变阻器(最大电阻10 Ω,额定电流1.5 A)
F.滑动变阻器(最大电阻20 Ω,额定电流1.5 A)
G.滑动变阻器(最大电阻60 Ω,额定电流0.6 A)
H.滑动变阻器(最大电阻70 Ω,额定电流0.1 A)
(1)为了测定R1、R2、R3的阻值,实验中应选用的滑动变阻器是 (填字母编号)。?
(2)根据实验电路图,请用笔画线代替导线完成实物图乙的连接。
(3)某次实验中,实验操作正确,电流表的示数和电压表的示数如图丙所示,则电阻两端的电压为 V,电阻的阻值为 Ω。?
18.[2015·台州] 为完成“测定小灯泡正常发光时电阻”的实验,小柯同学选取了相应器材,小灯泡上标有“2.5 V”字样。
(1)利用如图K18-19甲所示电路无法正常完成实验,有一处导线连接错误,错误导线是 (选填“①”或“②”)。?
(2)改正电路后,小柯调节滑动变阻器使小灯泡正常发光,此时电流表的示数如图乙所示,则小灯泡正常发光时的电阻是 Ω。?
图K18-19
19.[2018·金华模拟] 在测量“小灯泡正常发光时的电阻”的实验中,选用电压恒为6 V的电源,额定电压3.8 V的小灯泡,滑动变阻器“20 Ω 1 A”。
图K18-20
(1)请你用笔画线代替导线,将图K18-20甲所示的实物电路连接完整。(要求:滑动变阻器的滑片P向B端移动时,小灯泡变暗,连线不能交叉)
(2)闭合开关后,调节滑动变阻器的滑片P,当小灯泡正常发光时电流表的示数如图乙所示,则灯泡正常发光时的电阻为 Ω。?
(3)若实验时,上述电路中电压表上标有“15 V”的接线柱已损坏,且暂无条件修复。在不更换、不损坏器材的情况下为了能继续完成实验,你的方法及完整操作是:? 。?
(4)爱探究的小强用另一只电流表A2和一个10 Ω的定值电阻R,连接了如图丙所示的电路,同样测出了额定电压为3.8 V的小灯泡的额定功率。具体操作是:闭合开关,移动滑动变阻器的滑片使小灯泡正常发光。此时电流表A1的示数如图丁所示,则小灯泡的额定功率为 W。?
四、解答题
20.[2015·南京] 如图K18-21所示是某压力测力计的电路原理示意图。图中电源电压为7.5 V并保持不变;定值电阻R0的规格是“400 Ω 15 mA”,起保护电路的作用;G是由灵敏电流表改装成的指针式测力显示器(电阻忽略不计);R是一种新型电子元件,在压力不超过600 N的前提下,其阻值随压力大小的变化规律如下表中数据所示。
压力F/N
0
50
100
150
200
250
300
…
电阻R/Ω
300
280
260
240
220
200
180
…
(1)R0上允许消耗的最大功率是多少?
(2)分析表格数据可知:电子元件的阻值R随压力F变化的关系式是R= 。?
(3)该测力计的量程是多少?
(4)若要增大该测力计的量程,请说出两种改进方法。
图K18-21
21.小敏看到超载车损坏公路的新闻报道,设计了一个称量车载的模拟电路,将载重量转化成电流表示数,如图K18-22甲所示。电路由电源、称重计(电流表,量程0~0.6 A)、定值电阻R0、滑动变阻器R1、弹簧和开关组成。已知电源电压8 V,滑动变阻器R1长40 cm、最大阻值20 Ω,且电阻的大小与其接入的长度成正比,弹簧的长度与受到压力之间的关系如图乙所示。当没有载物时,变阻器滑片指在上端,电流表示数是0.1 A。
图K18-22
(1)定值电阻R0多大?
(2)弹簧的长度与受到的力的关系是:在弹性限度内, 。?
(3)最大载重时,该模拟电路的电流表示数多大?(结果保留两位小数)
(4)小华觉得最大称量时,该模拟电路的电流表示数应该超过满量程的一半,则应选择定值电阻:R2=20 Ω、R3=5 Ω、R4=1 Ω中哪个替换R0,替换后,最大称量时,电流表示数多大?
★自主招生
22.现代家庭电器化越来越高,用电安全是一个十分突出的问题。下表提供了一组人体电阻数据:
测量项目
完全干燥时
出汗或潮湿时
手与手之间电阻
200 kΩ
5 kΩ
手与脚之间的电阻
300 kΩ
8.8 kΩ
手与塑料鞋底之间电阻
8000 kΩ
10 kΩ
如图K18-23所示,用电器R接在电压为220 V的电源上时,工作时的电阻是44 Ω,电路中还有额定电流为10 A的熔断丝(俗称保险丝)。则:
图K18-23
(1)用电器R接入电路时,熔断丝是否会熔断?
(2)一个潮湿的人,赤脚站在地上,由于不小心,手接触火线,发生触电事故,则通过人体的电流是多少?(上表电阻数据适用此人)并分析为什么熔断丝不会断(为什么熔断丝不能救人命)?
23.如图K18-24所示,电源电压可调,小灯泡上标有“6 V 0.5 A”的字样(不考虑温度对小灯泡电阻的影响),电流表量程0~0.6 A,电压表量程0~3 V,滑动变阻器规格为“20 Ω 1 A”。
(1)电源电压调至6 V,闭合开关S1和S2,移动滑动变阻器滑片P,使小灯泡正常发光,电流表示数为0.6 A,则电压表的示数是多少?R0的阻值是多少?
(2)电源电压调至8 V,断开开关S1,闭合开关S2,为了保证电路安全,求滑动变阻器的阻值变化范围。
图K18-24
24.滑动变阻器在电路中用于调控用电器或其他电路的电压、电流,常用的有两种:利用串联分压原理,称为限流电路(如图K18-25甲所示);另一种是利用并联分流原理,称之为分压电路(如图乙所示)。两图中用电器、滑动变阻器以及电路的总电压均相同。求:(U、R、R0为已知)
(1)两图中用电器R上的电压调节范围分别为多少?
(2)两图中用电器R上的电流调节范围分别为多少?
(3)在保证用电器正常工作的前提下,哪种电路供电效率更高?请说明原因。
图K18-25
参考答案
1.D [解析] 被测电阻的阻值大小跟电阻的长度、材料、横截面积有关,实验过程中三者没有发生变化,故电阻的阻值不变。
2. A [解析] 已知输电线的电阻与其长度成正比,设每千米输电线的电阻为R0,导线的短路位置离甲地距离为s,短路位置离乙地距离为50 km-s,则Ra b=2s R0,Rc d=2(50 km-s)R0,由欧姆定律得:U=Ia bRa b,U=Ic dRc d,所以Ia bRa b=Ic dRc d,即:0.3 A×2s R0=1.2 A×2×(50 km-s)R0,解得s=40 km。
3.D [解析] 由表可知当电压表示数变大时,电流表示数也变大,且比值不变,故电压表测的是定值电阻两端的电压,D选项符合题意。
4.B [解析] 电阻与滑动变阻器是串联的,电流表测量电路中的电流,开关闭合后,电压表V1测滑动变阻器两端的电压,电压表V2测定值电阻两端的电压,电压表V2的示数与电流表示数的比值为定值电阻的阻值,保持不变,滑动变阻器的滑片P由A向B移动时,电路中的总电阻变小,由欧姆定律知,电流要变大,即电流表的示数变大,再由串联电路的电压特点知,各个电阻的电压之比等于电阻之比,故电压表V1的示数变小,电压表V2的示数变大。
5.C [解析] 由图甲可知,R与滑动变阻器串联,电压表测R两端电压,当滑片P滑到a端时,电路为R的简单电路,电压表示数即电源电压,由图乙可知,电源电压是9 V,故A正确,不符合题意。定值电阻的阻值R=UI=9 V1.5 A=6 Ω,故B正确,不符合题意。当电压表示数为3 V时,通过电路的电流为0.5 A,此时滑动变阻器接入电路的阻值最大,则滑动变阻器两端的电压UP=U-UR=9 V-3 V=6 V,最大阻值RP=UPI'=6 V0.5 A=12 Ω,即滑动变阻器的阻值范围是0~12 Ω,故C错误,符合题意。若R接触不良,即断路,则相当于将电流表、电压表和滑动变阻器串联在电路中,由于电压表内阻很大,所以此时电路中的电流几乎为零,电流表示数为零,电压表示数等于电源电压9 V,故D正确,不符合题意。
6.A [解析] 由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,R2两端的电压U2=U-IR1,由表达式可知,电压表的示数U2与电流表的示数I是一次函数的关系,且电压表的示数随电流表示数的增大而减小,故B、D错误。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,但不为零,故A正确,C错误。
7.D [解析] A项,压敏电阻与定值电阻并联,当压力增大时,压敏电阻阻值减小,并联电路总电阻减小,电源电压一定,所以干路电流增大,电流表示数增大。
B项,压敏电阻与定值电阻并联,当压力增大时,压敏电阻阻值减小,其两端电压一定,所以电流表示数增大。
C项,压敏电阻与定值电阻串联,当压力增大时,压敏电阻阻值减小,根据串联电路用电器两端电压与其阻值成正比可知,压敏电阻两端电压减小,所以定值电阻两端电压增大,电压表示数增大。
D项,压敏电阻与定值电阻串联,当压力增大时,压敏电阻阻值减小,根据串联电路用电器两端电压与其阻值成正比可知,压敏电阻两端电压减小,所以电压表示数减小。
8.C [解析] 由电路图可知,滑动变阻器与电阻R0串联,电流表测电路中的电流,电压表测滑动变阻器两端的电压,被测量的人越高,滑动变器接入电路的电阻越大,根据欧姆定律可知电路中电流的变化,根据串联电路的电压特点可知电压表示数的变化。已知小英测量时,滑片恰在电阻棒ab的中点位置,根据公式R=UI,可求滑动变阻器一半的电阻,进一步求出总电阻和每厘米代表的电阻值;然后根据欧姆定律分别求出小聪和小亮对应接入电路的电阻和电阻丝的长度,进一步求出两者的高度以及a点、b点的高度即该测量仪的身高测量范围。
9.A
10.C [解析] 根据串联分压跟电阻成正比,并联分流跟电阻成反比可知,如果是两个定值电阻,则B正确,但由于灯泡L的电阻随温度的升高而变大,即随着灯泡两端电压的升高电阻会变大,因此图丙中灯泡L的电阻比图乙中的电阻大,I1将变小,n也变小,1n将变大,故C正确。
11.C [解析] 当开关S1和S2均闭合,甲、乙均为电压表时,两电阻串联,电压表甲测电源电压,电压表乙测R2两端的电压U2,通过两电阻的电流相等,则有U甲U乙=UU2=(R1+R2)IIR2=R1+R2R2=41,可得R1R2=31。当开关S1闭合,S2断开,甲、乙均为电流表时,两个电阻并联,电流表甲测量R2支路的电流I2,电流表乙测量干路中的电流I,则I甲I乙=I2I=UR2UR1+UR2=R1R1+R2=3R24R2=34,故选C。
12.8 5
[解析] 由电路图可知,当只闭合S1、S2时,R1与L串联,电压表测灯泡两端电压,由图乙知,灯泡两端电压为2 V时的电流为0.6 A,串联电路中电流处处相等,即通过R1的电流也为0.6 A,R1的电流为0.2 A时,电压为2 V,R1的电流与电压成正比,所以R1的电流为0.6 A时,它两端电压的电压为6 V,所以电源电压U=UL+U1=2 V+6 V=8 V。
当只闭合S2、S3时,R2与L串联,电压表仍测灯泡两端电压,灯泡两端电压为4 V,由图乙知,此时通过灯泡的电流为0.8 A,由串联电路特点可知,I2=IL=0.8 A,U2=U-UL=8 V-4 V=4 V,由欧姆定律可得R2的阻值R2=U2I2=4 V0.8 A=5 Ω。
13.减小 R应调小一点
14.20 不变
[解析] 电压表量程为0~15 V,分度值为0.5 V,此时示数为7 V,由电路图可知此时电压表测量滑动变阻器两端电压,则滑动变阻器的电阻为R=UVI=7 V0.35 A=20 Ω;
由电路图分析可知,滑动变阻器的阻值全部接入电路中,无论如何移动滑片,电路中的总电阻不变,电流不变,小灯泡两端的电压不变,由P=UI可知灯的电功率不变,故其亮度不变。
15.(1)如图所示
(2)0.2 (3)20 Ω
16.(1)如图所示
(2)左 (3)如图所示
电阻一定时,导体中的电流与它两端的电压成正比
(4)A
(5)滑动变阻器的最大阻值过小
17.(1)G
(2)如图所示
(3)2 5
[解析] (1)已知电源电压为9 V,电压表的量程为0~3 V,所以要串联一个滑动变阻器至少要分6 V的电压,是电阻两端最大电压的2倍,所以滑动变阻器的最小电阻应为电阻的2倍。又电阻R3约为20 Ω,所以滑动变阻器的最大阻值至少为40 Ω。所以应选G或H,但H允许通过的最大电流太小,所以只能选G。
(2)根据图示将电压表并联在电阻两端,注意其量程和正负接线柱的接法,滑动变阻器已接了下面一个接线柱,所以还需接上面一个接线柱。
(3)由题图可知,电流表的量程为0~0.6 A,分度值为0.02 A,所以其示数为0.4 A,电压表的量程为0~3 V,分度值为0.1 V,所以其示数为2 V。
电阻的阻值R=UI=2 V0.4 A=5 Ω。
18.(1)② (2)5
[解析] (1)由题图甲知,滑动变阻器同时接了上面两个接线柱,应接一上一下,故导线②连接错误。(2)由题图乙知,电流表的量程为0~0.6 A,分度值为0.02 A,示数为0.5 A;R=UI=2.5 V0.5 A=5 Ω。
19.(1)图略
(2)10
(3)电压表并联在滑动变阻器的两端,使用0~3 V量程,闭合开关,移动滑片,直到电压表示数为2.2 V
(4)2.356
20.解:(1)电阻R0允许通过的最大电流为I0=15 mA=0.015 A,
则最大电压为U0=I0R0=0.015 A×400 Ω=6 V,
最大电功率为P0=U0I0=6 V×0.015 A=0.09 W。
(2)300-0.4 F
(3)R总=UI0=7.5 V0.015 A=500 Ω,
R=R总-R0=500 Ω-400 Ω=100 Ω,
根据R和F的关系可知F=300-RN0.4=500 N,所以该测力计的量程为0~500 N。
(4)方法一:更换R0,增大R0的阻值;方法二:更换电源,减小电源电压。
21.解:(1)当没有载物时,变阻器滑片指在上端,电流表示数是0.1 A。
电路总电阻R总=UI=8 V0.1 A=80 Ω,
R0=R总-R1=80 Ω-20 Ω=60 Ω。
(2)弹簧受到的压力越大,弹簧长度越短
(3)载重量最大时,弹簧长度为24 cm,20 Ω40 cm=R1'24 cm,解得R1'=12 Ω,
此时电路电流I=UR0+R1'=8 V60 Ω+12 Ω≈0.11 A。
(4)电流表量程为0~0.6 A,最大称量时电流要超过量程的一半,则I>0.3 A,
I=UR1'+R>0.3 A,即8 V12 Ω+R>0.3 A,解得R<14.67 Ω,
电路最大电流I≤0.6 A,I=UR1'+R=8 V12 Ω+R≤0.6 A,R≥1.33 Ω,则电阻应选择R3(5 Ω),
替换后,最大称量时,电流表示数I'=UR1'+R3=8 V12 Ω+5 Ω=0.47 A。
22.解:(1)I=UR=220 V44 Ω=5 A,5 A<10 A,
故熔断丝不会熔断。
(2)通过人体的电流I人=UR人=220 V8800 Ω=0.025 A,0.025 A<10 A,故熔断丝不会断。
23.解:(1)闭合开关S1和S2,灯泡L与滑动变阻器R串联后再与R0并联,电流表测干路电流,电压表测R两端的电压,灯泡正常发光时,电压表的示数UR=U-UL=6 V-6 V=0 V。
此时,通过灯泡的电流IL=0.5 A,
所以,通过R0的电流I0=I-IL=0.6 A-0.5 A=0.1 A。
R0的阻值:R0=UI0=6 V0.1 A=60 Ω。
(2)灯泡的电阻RL=ULIL=6 V0.5 A=12 Ω,
断开开关S1,闭合开关S2,灯泡L与滑动变阻器R串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流,
因电源电压U'>UL,
所以,灯泡正常发光时,电路中的电流最大,即I大=0.5 A,
此时电路中的总电阻:R总=U'I大=8 V0.5 A=16 Ω,
所以,滑动变阻器接入电路中的最小阻值:R小=R总-RL=16 Ω-12 Ω=4 Ω;
当电压表的示数UR大=3 V时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,
L两端的电压:U'L=U'-UR大=8 V-3 V=5 V,
电路中的电流:
I'=U'LRL=UR大R大,即5 V12 Ω=3 VR大,
解得R大=7.2 Ω,
所以,滑动变阻器的阻值变化范围为4~7.2 Ω。
24.解:(1)限流电路:用电器R上的电压调节范围RR+R0U≤UR≤U。
分压电路:用电器R上的电压调节范围0≤UR≤U。
(2)限流电路,电流调节范围UR+R0≤IR≤UR,
分压电路,电流调节范围0≤IR≤UR。
(3)在保证用电器正常工作的前提下,串联分压电路供电效率更高。因为总电流较小。
