欧姆定律及其应用
1.在图所示的电路中,电源电压不变,闭合开关S,电压表V1与电压表V2的示数之比为2:3,电流表A的示数为l安;若将电压表V1换成电流表A1 . 则电流表A1的示数为2安.那么电阻R1和电阻R3的阻值之比为( ?)
A.?2:1????????????????????????????????????B.?1:2????????????????????????????????????C.?4:3????????????????????????????????????D.?3:4
2.如图所示,电源电压保持不变,闭合开关S,在滑动变阻器滑片由中点向右移动的过程中,下列说法错误的是(???)
A.?灯泡L的亮度不变????????B.?电流表A1示数变小????????C.?电流表A2的示数变小????????D.?电压表V示数变大
3.如图所示的电路,电源电压恒定,R0为定值电阻,R为滑动变阻器。闭合开关S后,在滑动变阻器滑片P向左滑动的过程中(????? )
A.?电流表A1的示数变小??????B.?电流表A2的示数变大??????C.?电压表V的示数变小??????D.?电灯的亮度变暗
4.如图所示,甲乙两个电路的电源电压相等且保持不变,两个灯泡的规格相同.闭合开关后,当滑动变阻器的滑片都从中点向右滑动的过程中,关于灯泡亮度的说法,正确的是(?? )
A.?灯泡L1和L2都变亮?????????????B.?灯泡L1和L2都变暗?????????????C.?L1始终比L2亮?????????????D.?L1始终比L2暗
5.如图所示的电路中,当只闭合开关S1时,电流表、电压表的示数分别为I1、U1 , 当开关S1、S2都闭合时,电流表、电压表的示数分别为I2、U2 , 则下列关系式正确的是(?? )
A.?I2=I1、U2<U1??????????????B.?I2>I1、U2=U1??????????????C.?I2>I1、U2>U1??????????????D.?I2<I1、U2<U1
6.通过初中物理的学习,同学们知道了一些物理学家以及他们的研究成果,以下叙述错误的是(?? )
A.?牛顿第一定律是牛顿直接从自己做的实验中得出的结论B.?欧姆对“电流跟电阻和电压之间的关系”进行了深入的研究并得到了正确的结论C.?焦耳最先发现了“电流通过导体产生的热量与电流、电阻、通电时间的关系”D.?奥斯特发现了电流的磁效应,法拉第发现了电磁感应现象
7.如下图甲所示,闭合开关后,在滑片P由b端向a端移动的过程中,电压表示数U随滑动变阻器的电阻R2变化的关系图像如下图乙所示,下列说法错误的是(??? )
A.?电源电压是6V??????????????????????????????????????????????????B.?R2的最大阻值是20ΩC.?R1的电阻是是10Ω??????????????????????????????????????????D.?当滑片P移动中点时,10s内电流通过R1产生的热量是18J
8.如题图所示,电源电压保持不变,闭合开关时,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的变化关系如题图所示,下列说法不正确的是(??? )
A.?电源电压是9V????????????????????????????????????????????????????
B.?定值电阻R的阻值是6ΩC.?滑动变阻器的阻值范围是0~18Ω???????????????????????
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9V
9.某兴趣小组为了研究电子温控装置,连接成如图所示电路,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(?? )
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
10.如图所示,电路中的两只电压表的规格完全相同,均有两个量程(0~3V,0~15V).闭合开关,两只电压表的指针偏转角度相同,则电阻R1与R2的比值为()
A.?1∶5????????????????????????????????????B.?5∶1????????????????????????????????????C.?1∶4????????????????????????????????????D.?4∶1
11.如右图所示,电源电压保持不变,当闭合开关后,滑动变阻器 的滑片向左移动的过程中,下列说法正确的是(???)
A.?电流表示数变大,灯泡变亮????????????????????????????????B.?电流表示数变大,电压表示数变大,灯泡变暗C.?电压表示数变大,灯泡变亮????????????????????????????????D.?电流表示数变小,电压表示数就小,灯泡变暗
12.高速公路收费站对过往的超载货车实施计重收费,某同学结合所学物理知识设计了如图所示的计重秤原理图,以下说法正确的是()
A.?称重表相当于一个电压表????????????????????????????????????B.?电路中的R1是没有作用的C.?当车辆越重时,称重表的示数越小??????????????????????D.?当车辆越重时,称重表的示数越大
13.下图是某同学设计的测风速的装置,图中探头、金属杆和滑动变阻器的滑片P相连,可上下移动.现要求:当风吹过探头时,滑动变阻器的滑片P向上移动,且风速增大时电压表的示数增大.以下四个图中符合要求的是(? )
A.?B.?C.?D.?
14.如图所示,电源两端的电压保持不变,R0为定值电阻。将滑动变阻器的滑片P置于最右端,闭合开关S。移动滑动变阻器的滑片P到某一位置,此时滑动变阻器接入电路中的电阻为R1 , 电压表的示数为U1 , 电流表的示数为I1。继续移动滑动变阻器的滑片P , 使滑动变阻器接入电路中的电阻值减小为R1/4,此时电压表的示数增大到2U1 , 电流表的示数变为I2。则(?? )
A.?2I2= I1B.?R0:R1=1:4C.?当滑动变阻器的滑片P滑到最右端时,电压表的示数为3U1D.?当滑动变阻器的滑片P滑到最左端时,电压表的示数为3U1
15.我国刑法规定,从201年5月1日起,驾驶员醉酒后驾车要负刑事责任.为了打击酒驾行为,交警常用酒精浓度监测仪对驾驶人员进行酒精测试,如图甲所示是一款酒精浓度监测仪的简化电路图,其电源电压保持不变,R0为定值电阻,R为酒精气体浓度传感器(气敏电阻),R的阻值与酒精浓度的关系如图乙所示.当接通电源时,下列说法正确的是(? )
A.?当酒精浓度减小时,R的阻值减少B.?当酒精浓度增大时,电压表的示数与电流表的示数的比值变大C.?当酒精浓度增大时,电压表的示数变大D.?当酒精浓度增大时,电流表的示数变小
16.如图电路中,闭合开关S1、S2 , 电流表和电压表均有示数,若断开S2 , 则(?? )
A.?电流表示数变小,电压表示数变小??????????????????????B.?电流表示数变小,电压表示数变大C.?电流表示数变大,电压表示数变小??????????????????????D.?电流表示数变大,电压表示数变大
17.如图所示,电源电压保持不变,闭合开关后,两灯都能正常工作,灯L1 , L2的电阻之比为R1:R2=1:2,此时甲、乙两电表的示数之比为( )
A.?2:1????????????????????????????????????B.?1:2????????????????????????????????????C.?3:2????????????????????????????????????D.?2:3
18.灯泡L1、L2分别标有“10 V? 10 W”和“9 V? 5.4 W”的字样,若将它们串联使用时,电路两端允许加的最大电压值是(??? )
A.?11 V?????????????????????????????????????B.?9 V?????????????????????????????????????C.?15 V?????????????????????????????????????D.?19 V
19. 如图所示的电路中,电阻R1=36Ω,滑动变阻器R2标有“100Ω? 2A”字样,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~15V。闭合开关S后,移动滑动变阻器的滑片处于某一位置时,电压表的示数为6V,电流表的示数为0. 5A。求:
(1)此时滑动变阻器R2接入电路的阻值。
(2)电源电压。
(3)为了保证两个电表都能正常工作,滑动变阻器R2接入电路的阻值范围。
20. 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.
(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.
21. 如图所示,当S1闭合,S2、S3断开时,电压表示数为3V,电流表示数为0.5A;当S1断开,S2、S3闭合时,电压表示数为4.5V,求R1、R2的阻值。
22. 如图所示,甲为电路的连接情况,R1=20Ω,R2为滑动变阻器,乙为R3的I﹣U图象,电源电压保持不变.当S1闭合,S2断开时,若滑片P在a端,则电流表示数为0.6A;若滑片P在b端,则电压表示数为8V.求:
①电源电压.②滑动变阻器R2的最大阻值.③当S1、S2均闭合,且滑片P在a端时,求电流表的示数.
23. 如图所示,已知电源电压为U,三个电源的阻值分别为R1、R2和R3 , 求: ①当S1、S2均断开,电流表和电压表的示数;②当S1、S2均闭合时,电压表和电流表的示数.
24. 如图所示的电路图中,电阻R1的阻值为10Ω.闭合开关S,A1的示数为0.4A,A的示数为0.6A,求:
(1)通过R2的电流;
(2)R1两端的电压;
(3)在60s内R1产生的热量.
25. 如图所示,电源电压为6V,R1=R2=30Ω,求:
(1)当开关S断开时,R2两端的电压;
(2)当开关S闭合时,电流表的示数。
26. 目前,小汽车已进入寻常百姓家.如图1所示为某汽车公司自动测定油箱内油面高度的电路原理图.其中电源电压恒为12V,R0为定值电阻.A为油量表(实际是一只量程为0﹣0.6A的电流表),Rx为压敏电阻(其电阻值随电阻表面受到的液体压强增大而减小).关于压敏电阻Rx的阻值与所受汽油压强的关系如下表所示(汽油的密度为0.71×103kg/m3 , g取10N/kg):
Rx所受汽油的压强值/Pa
?? 0
? 426
? 852
?1278
Rx对应的电阻值/Ω?????
? 90
? 50
? 30
?10
(1)该汽车油箱是长方体形容器,底面积为0.3m2 , 油箱内汽油高度达到18cm时,油箱即装满,则油箱装满时汽油的质量是多少?
(2)油箱装满时,油量表的示数如图2所示,求定值电阻R0的值.
(3)当油箱内汽油用完时,油量表的指针指向某一位置,求此位置所对应的电流值.
(4)为了测试该汽车的油耗,将汽车油箱装满后,沿高速公路行驶300km的路程,油量表的指针向左逐渐偏转到“E”,如图3所示,问该汽车每行驶100km消耗汽油多少L(1L=1dm3)?
27. 如图所示的电路中,电源电压为3伏且保持不变,电阻R1的阻值为5欧,滑动变阻器R2上标有“20Ω 1A”字样。闭合电键后,滑片P移到某一位置时,电流表示数为1安.求:
(1)通过电阻R1的电流I1 .
(2)滑动变阻器R2连入电路的阻值.
(3)当滑动变阻器滑片移动到最右端时,电流表示数是多少?
28. 如题图1所示,已知定值电阻R1的阻值为30Ω,闭合开关时整个电路正常工作,两电流表的指针都在同一位置,示数如题图2所示.(设电源电压保持不变),求:
(1)电源电压U是多少?
(2)通过定值电阻R2的电流是多少?
(3)现用一个未知阻值的定值电阻Rx替换电阻R1或R2 , 替换后只有一个电流表的示数发生了变化,请判断Rx替换的是电阻R1或R2 .
(4)此时替换后电流表示数减少了0.3A,求未知电阻Rx的阻值.
29. 如图,电源电压为6V,电阻R0=10Ω,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V,滑动变阻器R上标有“20Ω 0.5A”字样.求:
①? 当电路中电流最小时,1min内电流通过电阻R0做的功.②? 为了保证电路安全,滑动变阻器R接入电路的最小阻值.
30. 如图是演示巨磁电阻效应原理的示意图,GMR是巨磁电阻,它的电阻在磁场中随磁性增强而急剧减小.它所在电路的电源电压保持6V不变,L是标有“2V 0.1W”的指示灯,当它两端电压达到1.2V时开始发光,若指示灯电阻不受温度影响,则灯丝阻值为?________Ω.闭合S1、S2时,图中电磁铁的?________(选填“左”或“右”)端是S极,将滑动变阻器滑片P向左滑动,电磁铁周围的磁场?________(选填“增强”、“减弱”或“不变”),P滑到某点,L刚好开始发光,此时GMR接入电路的阻值为?________Ω,继续向左滑动滑片P,电压表示数?________
31.如图所示的电路,电源电压一定,闭合开关s后,当滑片P向右移动时,电压表的示数将________,电流表A1的示数与电流表A2的示数的比值将________?(均选填“变小”、“不变”或“变大”).
32. 如图所示电路,已知R1为40Ω,在闭合开关S的情况下,断开开关S1时电压表的读数是2.0V;闭合开关S1时电压表的读数是8.0V,通过R1的电流为?________A,通电1分钟,R1上产生的热量为?________J;电阻R2为?________Ω.
答案解析部分
一、单选题
1.【答案】B
【解析】【分析】由电路图可知电阻R1、R2、R3串联,电流为1A,电压表V1测量R1、R2两端电压,电压表V2测量R2、R3两端电压;当电压表V1换成电流表A1时,电路中R1、R2被短路,电路中只有R3 , 此时通过R3的电流为2A,【解答】由R1、R2、R3串联时,由欧姆定律可得:U1=I1(R1+R2)﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①U2=I1(R2+R3)﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②U=I1(R1+R2+R3)﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③当电压表V1换成电流表A1时,电路中R1、R2被短路,此时通过R3的电流为2A,则:I2R3=U﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣④∵U1:U2=2:3所以由①②可得: ﹣﹣﹣﹣﹣⑤由③④得出R1+R2=R3﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣⑥又由⑤⑥得 R3=2R2 , 将其代入⑤可得,解得:
故选B【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用,关键是知道电压表在电路中相当于断路,三个电阻是串联关系。
2.【答案】D
【解析】【分析】如图所示,滑动变阻器与灯泡并联接入电路,电流表A1测量通过滑动变阻器的电流,电流表A2测量干路电流;在滑动变阻器滑片由中点向右移动的过程中,该支路电阻变大,电压不变,所以电流变小,所以电流表A1示数变小,B正确;由于电压表测量的是滑动变阻器两端的电压,等于电源电压,所以电压表的示数不变,故D错误;灯泡L两端的电压不变,电阻不变,通过它的电流也不变,所以实际电功率不变,所以灯泡L的亮度不变,故A正确;由于一条支路电流不变,另一条支路电流变小,另一条支路电流减小,所以干路减小,故C正确。【点评】此题是一道综合题,考查的知识点多,设计的内容广。
3.【答案】A
【解析】
【解答】等效电路如图所示:
三个用电器并联在电源两端,RL与R的电流通过A1 , A2测R0中的电流.因电源的电压不变,所以,滑片移动时电压表V的示数不变,故C不正确;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R0的电流不变,即电流表A2的示数不变,故B不正确;同理,通过灯泡L的电流不变,灯泡的亮暗不变,故D不正确;在滑动变阻器滑片P向左滑动的过程中,接入电路中的电阻变大,由I=
可知,该支路的电流变小,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,电流表A1的示数变小,故A正确.故选A.
4.【答案】D
【解析】【解答】解:(1)甲图中灯泡L1与滑动变阻器串联,当滑动变阻器的滑片P都从中点向左滑动的过程中,接入电路中的电阻变大,电路中的总电阻变大,由I= 可知,电路中的电流变小,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L1的实际功率变小,灯泡变暗;(2)乙图中灯泡L2与滑动变阻器并联,因并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以,滑片移动时,灯泡L2的实际功率不变,亮暗不变;(3)因并联电路中各支路两端的电压相等,串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,L1两端的电压始终小于L2两端的电压,因两灯泡的规格相同,即电阻相等,所以,由P= 可知,L2的实际功率始终比L1大,则L2始终比L1亮.综上可知,ABC错误、D正确.故选D.【分析】(1)左图中灯泡与滑动变阻器串联,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,根据P=I2R可知灯泡实际功率的变化,由灯泡的亮暗取决于实际功率的大小可知其亮暗的变化;(2)右图中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实际功率和亮暗的变化;(3)根据串联电路的电压特点和并联电路的电压特点判断两灯泡两端的电压关系,根据P=UI= 可知两灯泡实际功率的关系,然后判断亮暗关系.
5.【答案】C
【解析】【解答】解:当只闭合开关S1时,R1与R2串联,电压表测R2两端的电压U1 , 电流表测电路中的电流I1;当开关S1、S2都闭合时,电路为R2的简单电路,电压表测R2两端的电压U2 , 电流表测电路中的电流I2;因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,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,则I2>I1 , 故AD错误;由U=IR可知,R2两端的电压变大,即电压表的示数变大,则U2>U1 , 故B错误、C正确.故选C.【分析】当只闭合开关S1时,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;当开关S1、S2都闭合时,电路为R2的简单电路,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流,根据电阻的串联判断电路中总电阻的变化,根据欧姆定律可知电路中电流的变化和R2两端的电压变化,然后得出答案.
6.【答案】A
【解析】【解答】解:A、“一切物体在没有受到力的作用时,总保持静止或匀速直线运动状态”牛顿第一定律.由于没有不受力的物体,所以牛顿第一定律无法用实验直接验证.故A错误; B、欧姆对“电流跟电阻和电压之间的关系”进行了深入的研究并得到了正确结论,欧姆定律就是欧姆得出的.故B正确;C、焦耳最先发现了“电流通过导体产生的热量与电流、电阻、通电时间的关系”,即焦耳定律,故C正确;D、奥斯特发现了电流的磁效应,法拉第发现了电磁感应现象.故D正确.故选A.【分析】(1)牛顿第一定律是在实验的基础上经过科学的论证而得出的.不能用实验直接验证,但经受了实践的检验,是大家公认的力学基本定律之一.(2)欧姆对“电流跟电阻和电压之间的关系”进行了深入的研究;(3)焦耳得出了焦耳定律.(4)奥斯特发现了电流的磁效应,法拉第发现了电磁感应现象.
7.【答案】D
【解析】【解答】由电路图和图乙知当P在b端时电路中只有R1 , 此时电压表的示数为6V,即电源电压为6V,A不符合题意;当P在b端时R1、R2串联,此时R2=20Ω且最大,电压表的示数为2V,由I= 得I= =0.2A,R1= =10Ω,B、C不符合题意; 当滑片P移动中点时R1=10Ω,I总= =0.3A,Q1=I12R1t1=(0.3A)2×10Ω×10s=9J,D符合题意.
【分析】A、根据电路图甲、图乙分析P在b端时的电路得出电源电压的大小;B、C根据电路图甲、图乙分析P在a端时的电路得出R2的最大阻值及R1两端的电压,根据欧姆定律求出R1的值;D、先判断滑动变阻器的阻值,根据欧姆定律求出电路中的电流,根据Q=I2Rt求解。
故答案为:D。
8.【答案】C
【解析】【解答】当滑片P位于a端时,电路为R的简单电路,由图象可知,电路中的最大电流1.5A时,电压表的示数为9V,即电源的电压为9V;由可得,定值电阻R的阻值:;当滑片P位于b端时,定值电阻R与滑动变阻器的最大阻值串联,由图象可知,电路中的最小电流I1=0.5A,此时定值电阻两端的电压U=3V,滑动变阻器分得电压为U2=U-U1=9V-3V=6V,所以滑动变阻器的最大阻值:Rmax===12Ω,滑动变阻器的阻值范围是0~12Ω。若定值电阻R出现接触不良时,电路出现断路,电压表被串联在电路中,所以电流表示数为0,电压表示数为9V。
故答案为:C。
【分析】当滑片在a端时,电路中只有定值电阻,此时电流最大,电压表的示数就是电源电压,利用欧姆定律求得定值电阻阻值;当滑片在b端时,电路中电阻最大,电流最小,此时电压表的示数为定值电阻两端的电压,根据分压关系可知滑动变阻器两端的电压,根据欧姆定律解滑动变阻器的最大值;定值电阻R出现接触不良时,电路出现断路,电路中的电流为0,电压表的示数为电源电压。
9.【答案】D
【解析】【解答】解: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.(1)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I= 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;(2)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 =R0 , 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.故选D.【分析】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,电流表测电路中的电流.(1)根据热敏电阻阻值与温度的关系得出当温度降低时其阻值的变化,进一步可知并联部分的电阻变化和电路中总电阻的变化,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,然后得出电压表V2和电流表A的乘积变化;根据串联电路的电压特点和并联电路的电压特点可知电压表V1的示数变化,然后得出电压表V1和电流表A示数之比变化;(2)设出温度变化前后电路中的电流,根据欧姆定律得出电压表示数和电流表示数与R0的阻值关系,然后得出电压表V2变化量和电流表A变化量之比的变化.
10.【答案】D
【解析】
?【解答】电压表V1测的电压为电源电压U,电阻R1电压为U1=U-U2 , U2为电阻R2两端的电压,电阻R1与R2的比值== , 电压表V1的量程是0~15V,电压表V2的量程是0~3V,指针指的位置相同时,两个读数大小是5倍的关系,所以U=5U2 , 所以== . 故选D.
【分析】开关闭合后,两电阻串联,电压表V1测量的是电源电压,电压表V2测量的是电阻R2两端的电压,两电压表的指针偏转角度相同,说明电压表V1的量程是0~15V,电压表V2的量程是0~3V,根据欧姆定律可求电阻R1与R2的比值.本题考查串联电路中电压的规律和电压表的读数,关键是欧姆定律的灵活运用,难点是知道当电压表偏转角度相同但量程不同时,两个读数之间的关系.
11.【答案】A
【解析】【解答】灯泡与滑动变阻器串联,电流表串联在电路中,电压表并联在滑动变阻器两端;
滑动变阻器的滑片向左移动时,滑动变阻器接入电路的阻值减小,即总电阻减小,由欧姆定律I=可知,电路中的电流变大,即电流表的示数变大;而灯泡的阻值不变,电路中的电流变大,由U=IR可知,灯泡两端的电压变大;因为串联电路的总电压等于各部分电压之和,所以滑动变阻器两端的电压变小,即电压表示数也变小;因为电路中的电流变大和灯泡两端的电压变大,所以灯泡的实际电功率变大,则灯泡变亮.故选A.
【分析】分析电路图:灯泡与滑动变阻器串联,电流表串联在电路中,电压表并联在滑动变阻器两端;当滑片向左移时,分析滑动变阻器接入电路中的阻值的变化,结合欧姆定律I= U R 确定电流表示数的变化情况;灯泡的电阻不变,可利用公式U=IR判断出灯泡两端电压电压的变化情况,再结合串联电路电压的特点,判断出和电压表示数的变化情况;并根据P=UI分析出灯泡的电功率变化情况,而灯泡的实际电功率决定了灯泡的明暗程度,据此判断.本题关键有二:一是根据欧姆定律和滑动变阻器的变阻原理分析电压和电流的变化,二是知道灯泡的明暗程度决定于灯泡的实际电功率
12.【答案】D
【解析】【解答】A、说法错误,称重表与电阻串联,所以是一电流表;
B、说法错误,电路中的R1具有保护称重表的作用;C、说法错误,当车辆越重时,滑片向下滑,R的阻值变小,电路的电流变大,所以称重表的示数越大;D、说法正确,解释与选项C相同.故选D.
【分析】(1)分析电路图,根据称重表在电路的连接情况判断是电流表还是电压表;(2)根据电路中滑片的变化情况对选项逐一方向后,选择正确答案.此题是一道力学和电学的综合题,但比较容易分析,是基础知识.
13.【答案】B
【解析】【解答】解:AD.探头上平下凸,当风吹过探头时,探头下方空气的流速大于上方空气的流速,探头下方空气压强小于上方空气压强,产生向下的压力差使弹簧压缩,滑片下移,故AD不符合题意;
BC.探头上凸下平,当风吹过探头时,探头上方空气的流速大于下方空气的流速,探头下方空气压强大于上方空气压强,产生向上的压力差使弹簧伸长,滑片上移,R2接入电路中的电阻变小,电路中的总电阻变小;
由I= 可知,电路中的电流变大,
由U=IR可知,R1两端的电压变大,即B选项中电压表的示数变大,故B符合题意;
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,R2两端的电压变小,即C选项中电压表的示数变小,故C不符合题意.
故选B.
【分析】根据流体压强与流速的关系(流速越快的地方压强越小)判断产生压力的方向,然后判断滑片移动的方向确定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定值电阻两端的电压变化,根据串联电路的电压特点和滑动变阻器两端的电压变化.
本题是力学和电学的综合题,涉及到串联电路的特点和欧姆定律的应用,会利用流体压强和流速的关系是解题的关键.
14.【答案】D
【解析】移动滑动变阻器的滑片P到某一位置,此时滑动变阻器接入电路中的电阻为R1 , 电压表的示数为U1 , 电流表的示数为I1。继续移动滑动变阻器的滑片P,使滑动变阻器接入电路中的电阻值减小为R1/4,此时电压表的示数增大到2U1 , 电流表的示数变为I2。电压表的示数增大2倍,电流增大2倍,所以2I1= I2 , 选项A错误,前后两次电路中的电阻之比是2:1,所以R0:R1=1:2,选项B错误;当滑动变阻器的滑片P滑到最左端时,电压表的示数为3U1所以选项C错误,选项D正确。
15.【答案】C
【解析】【解答】解:根据图象可知酒精气体的浓度越小传感器的电阻越大,故A错误;
由电路图可知,定值电阻与传感器的电阻串联,电压表测量定值电阻两端的电压,所以电压表的示数与电流表的示数的比值为定值电阻的阻值,它是不变的,故B错误;
由题知,酒精气体传感器的电阻随酒精气体浓度的增大而减小,
测试到的酒精气体浓度越大,酒精气体传感器的电阻越小,
根据欧姆定律可知,电路电流越大,定值电阻两端的电压越大,即电压表示数越大;故C正确;
当酒精气体浓度增大时,酒精气体传感器的电阻减小,
根据欧姆定律可知,电阻减小,电路电流增大,电流表示数增大,故D错误.
故选C.
【分析】由电路图可知,定值电阻与传感器的电阻串联,电压表测量定值电阻两端的电压;根据图象可知酒精气体的浓度越小传感器的电阻越大,由欧姆定律可知电路中的电流的变化、定值电阻两端电压的变化,再由串联电路的电压特点可知传感器两端的电压变化.
16.【答案】A
【解析】【解答】闭合开关S1、S2时L2被短路,电路中只有L1;当断开S2时L1、L2串联,根据串联电路电压的规律知电压表的示数变小,由I= 得电路中的电流变小,A符合题意,B、C、D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】先分析闭合开关S1、S2时、断开S2时的电路连接,再根据串联电路电压的规律和欧姆定律分析判断得出答案。
17.【答案】D
【解析】【解答】解:乙表与电源两端连接,所以乙是电压表,甲如果是电流表, S闭合时,灯L2短路,与题意不符,故甲也是电压表,甲表测L2的电压,乙表测电源电压,两灯串联, ?= ,根据分压原理可知 ,根据串联电路总电压等于各用电器两端的电压之和可得,
甲、乙两电表的示数之比为 .
故答案为:D。
【分析】乙表与电源连接,故为电压表,甲表不能是电流表,故两表都为电压表,甲表测L2的电压,乙表测电源电压,两灯串联,根据分压原理和串联电路电压的规律得出答案.
18.【答案】C
【解析】【解答】由P=UI知道,两灯泡的额定电流分别是:I1 =P1/U1=10W/10V=1A,I2 =P2/U2=5.4W/9V=0.6A,因为串联电路中各处的电流相等,所以,两灯泡串联时,电路中的最大电流只能是:I=I2 =0.6A;由I=U/R知道,两灯泡的电阻分别是:R1 =U1/I1=10V/1A=10Ω,R2 =U2/I2=9V/0.6A=15Ω;又因为串联电路的总电阻等于各分电阻之和,所以由U=IR知道,电路两端允许加的最大电压是:U=I(R1 +R2)=0.6A×(10Ω+15Ω)=15V,
故答案为:C。
【分析】根据P=UI求出额定电流,根据欧姆定律R=求出两灯泡的电阻,两灯泡串联时通过它们的电流相等,电路中的最大电流为两灯泡额定电流中较小的,根据电阻的串联和欧姆定律求出电路两端允许加的最大电压值.
二、计算题
19.【答案】(1)解:由图示可知,两个电阻是串联的,在串联电路中电流处处相等,所以通过变阻器的电流也是0.5A,所以此时滑动变阻器R2接入电路的阻值为R===12Ω;答:此时滑动变阻器R2接入电路的阻值为12Ω;(2)解:电阻R1两端的电压为==36Ω×0.5A=18V,串联电路的总电压等于各部分电压之和,所以电源电压为=+=18V+6V=24V;答:电源电压为24V;(3)当电流表的示数为最大值0.6A时,变阻连入的电阻最小,此时电路中的总电阻为R===40Ω,变阻器的最小电阻为40Ω-36Ω=4Ω;当电压表的示数为最大值15V,变阻器连入的电阻最大,此时电路中的电流为I===0.25A,变阻器的最大电阻为===60Ω。答:为了保证两个电表都能正常工作,滑动变阻器R2接入电路的阻值范围为4~60Ω
【解析】【分析】由电路图可知,R1与R2串联,电流表测电路中的电流,电压表测R2两端的电压.(1)根据欧姆定律求出此时滑动变阻器R2接入电路的阻值;(2)根据欧姆定律求出电阻R1两端的电压,利用串联电路的电压特点求出电源的电压;(3) 当电流表的示数为0.6A时滑动变阻器接入电路的电阻最小,根据欧姆定律求出电路中的总电阻,再根据电阻的串联求出其大小;当电压表的示数为15V时滑动 变阻器接入电路中的电阻最大,根据串联电路的电压特点求出定值电阻两端的电压,利用欧姆定律求出电路中的电流,再利用欧姆定律求出滑动变阻器R2接入电路的最大值,即可得出R2接入电路的阻值范围.
20.【答案】(1)500Ω(2)若托盘为空时,电流表示数为I1=0.01A, 由I= 可得,电路的总电阻:R= = =600Ω;根据串联电路的特点可得,R1的阻值:R1=R﹣R2=600Ω﹣500Ω=100Ω;答: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, 则此时电路的总电阻:R'= = =300Ω,则R2的电阻:R2'=R'﹣R1=300Ω﹣100Ω=200Ω;由图象可知,此时物体质量为600g.答:若放入某物体后,电流表示数为I2=0.02A,该物体的质量为600g.
【解析】【解答】解:(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; 【分析】(1)根据图象分析电阻的大小;(2)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.
21.【答案】【解】当S1闭合,S2、S3断开,R1、R2串联 当S1断开,S2、S3闭合,R1、R2并联U=4.5V
【解析】【分析】在此题中注意会运用欧姆定律的内容进行简单的计算。
22.【答案】①当S1闭合,S2断开时,滑片P在a端,电路为R1的简单电路,电流表测电路中的电流,由I= 可得,电源电压:U=IaR1=0.6A×20Ω=12V;②当S1闭合,S2断开时,滑片P在b端,R2接入电路的电阻最大,电压表测R2两端的电压,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:U1=U﹣U2=12V﹣8V=4V,因串联电路中各处的电流相等,所以,电路中的电流:Ib= = ,即 = ,解得:R2=40Ω;③当S1、S2均闭合,且滑片P在a端时,R1与R3并联,电流表测干路电流,由图乙可知,当R3两端的电压U3=6V时,通过的电流I3=0.3A,则R3的阻值:R3= = =20Ω,因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和,所以,电路中的总电阻:R= = =10Ω,干路电流表的示数:I= = =1.2A.答:①电源电压为12V;②滑动变阻器R2的最大阻值为40Ω;③当S1、S2均闭合,且滑片P在a端时,电流表的示数为1.2A.
【解析】【分析】①当S1闭合,S2断开时,滑片P在a端,变阻器接入电路中的电阻为零,电路为R1的简单电路,电流表测电路中的电流,根据欧姆定律求出电源的电压;②当S1闭合,S2断开时,滑片P在b端,接入电路中的电阻最大,电压表测R2两端的电压,根据串联电路的电压特点求出R1两端的电压,根据串联电路的电流特点和欧姆定律得出等式即可求出滑动变阻器R2的最大阻值;③根据图乙读出任意一组电流和电压值,根据欧姆定律求出R3的阻值,当S1、S2均闭合,且滑片P在a端时,R1与R3并联,电流表测干路电流,根据电阻的并联求出电路中的总电阻,利用欧姆定律求出干路电流.
23.【答案】①当S1、S2均断开时,R2与R3串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,电路中电流表的示数:I= ,电压表的示数:U2=IR2= ×R2= ;②当S1、S2均闭合时,R1与R2并联,电压表测电源的电压,电流表测干路电流,则电压表的示数为U,因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和,所以,电路中的总电阻:R= ,电流表的示数:I′= = = .答:①当S1、S2均断开,电流表的示数为 ,电压表的示数为 ;②当S1、S2均闭合时,电压表的示数为U,电流表的示数为 .
【解析】【分析】①当S1、S2均断开时,R2与R3串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流,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;②当S1、S2均闭合时,R1与R2并联,电压表测电源的电压,电流表测干路电流,根据电阻的并联求出总电阻,利用欧姆定律求出干路电流.
24.【答案】(1)∵并联电路中干路电流等于各支路电流之和, ∴通过R2的电流I2=I﹣I1=0.6A﹣0.4A=0.2A答:通过R2的电流为0.2A(2)根据欧姆定律可得,R1两端的电压: U1=I1R1=0.4A×10Ω=4V答:R1两端的电压为4V(3)在60s内R1产生的热量: Q1=I12R1t=(0.4A)2×10Ω×60s=96J答:在60s内R1产生的热量为96J
【解析】【分析】由电路图可知,两电阻并联,电流表A测干路电流,电流表A1测R1支路的电流.(1)根据并联电路的电流特点求出通过R2的电流;(2)根据欧姆定律求出R1两端的电压;(3)根据Q=I2Rt求出在60s内R1产生的热量.
25.【答案】(1)解:当开关S断开时, R1和R2 串联,串联的等效电阻为R= R1+ R2= 30Ω+30Ω=60Ω, , 串联电路的电流为I =U/ R=6V/60Ω= 0.1A,R2两端的电压U2=IR2=0.1A×30Ω=3V;答:当开关S断开时,R2两端的电压为3V;(2)解:当开关S闭合时, R2 被短路。电流表的示数I /=U/ R1=6V/30Ω= 0.2A。答:当开关S闭合时,电流表的示数为0.2A
【解析】【解答】(1)当开关S断开时, R1和R2 串联,串联的等效电阻为R= R1+ R2= 30Ω+30Ω=60Ω, , 串联电路的电流为I =U/ R=6V/60Ω= 0.1A,R2两端的电压U2=IR2=0.1A×30Ω=3V;答:当开关S断开时,R2两端的电压为3V;(2)当开关S闭合时, R2 被短路。电流表的示数I /=U/ R1=6V/30Ω= 0.2A。答:当开关S闭合时,电流表的示数为0.2A
26.【答案】(1)已知:S0=0.3m2? h=18cm=0.18m? ρ=0.71×103kg/m3 g=10N/kg? U=12V? I最大=0.6A?? IE=0.3A? s=300km ∵ρ= ∴油箱装满时汽油的质量是m=ρV=ρ?S0h=0.71×103kg/m3×0.3m2×0.18m=38.34kg答:油箱装满时汽油的质量是38.34kg(2)油箱对压敏电阻的压强为p=ρgh=0.71×103kg/m3×10N/kg×0.18m=1278Pa 查表得,压敏电阻的阻值为Rx=10Ω∵I= ∴电路电阻为R= = =20Ω∴定值电阻的阻值为R0=R﹣Rx=20Ω﹣10Ω=10Ω答:定值电阻R0的值为10Ω(3)当油箱内汽油用完时,压敏电阻受到的压强为0,查表得,压敏电阻的阻值为Rx=90Ω ∴电路总电阻为R总=Rx+R0=90Ω+10Ω=100Ω∵I= ∴电流表指针的位置为I= = =0.12A答:当油箱内汽油用完时,此位置所对应的电流值为0.12A.(4)油量表的指针向左逐渐偏转到“E”,电路电阻为RE= = =40Ω ∴压敏电阻的阻值为Rx=RE﹣R0=40Ω﹣10Ω=30Ω查表得,压敏电阻受到的压强为p′=852Pa∴汽油的深度为h′= = =0.12m汽油减少的体积为△V=S?(h﹣h′)=0.3m2×(0.18m﹣0.12m)=0.018m3=18L∴100km耗油体积为V0= ?△V= ×18L=6L.答:该汽车每行驶100km消耗汽油6L
【解析】【分析】①已知油箱底面积和汽油高度,可以得到汽油的体积;已知汽油密度和体积,利用公式m=ρV得到汽油的质量;②已知汽油密度和深度,利用公式p=ρgh得到油箱对Rx的压强;由压敏电阻Rx的阻值与所受汽油压强的关系表可以得到此时Rx的阻值;由指针位置知,此时电路电流最大,已知电源电压和电路电流,可以得到电路电阻;已知电路电阻和Rx的阻值,两者之差就是定值电阻R0的阻值;③当油箱内汽油用完时,压敏电阻受到的压强为0,根据关系表可以得到此时压敏电阻的阻值;已知压敏电阻和定值电阻的阻值,可以得到电路总电阻;已知电源电压和电路总电阻,利用欧姆定律得到电路电流,也就是指针所指位置;④已知电源电压和电路电流,可以得到电路总电阻,已知电路总电阻和定值电阻阻值,可以得到压敏电阻的阻值,根据压敏电阻Rx的阻值与所受汽油压强的关系表可以得到此时的压强;已知汽油产生的压强和汽油的密度,可以得到汽油的深度;已知汽油原来的深度和现在的深度,可以得到减少的深度;已知油箱的底面积和减少的深度,可以得到减少的体积;已知行驶的路程和汽油减少的体积,得到100km消耗汽油的体积.
27.【答案】(1)I1= =0.6A(2)I2=I-I1=1A-0.6A=0.4A =7.5Ω(3)I=I1+I3=0.6A+0.15A=0.75A
【解析】【分析】R1、R2并联两端的电压都为电源电压,根据欧姆定律算出R1中的电流;根据并联电流的规律算出R2中的电流,根据欧姆定律算出R2的值;根据欧姆定律算出当R2的阻值为20Ω时的电流,再根据并联电路电流的规律即可算出总电流。
28.【答案】(1)分析电路图可知,R1与R2并联,电流表A1测R1的电流I1 , 电流表A测干路电流I;两电流表的指针都在同一位置,所以A1选择的量程为0~0.6A,示数为I1=0.3A,A选择的量程为0~3A,示数为I=1.5A;并联电路支路电压等于电源电压,U=U1=I1R1=0.3A×30Ω=9V;(2)根据并联电路的电流规律可知通过R2的电流I2=I-I1=1.5A-0.3A=1.2A;(3)并联电路中各支路是互不影响的,但是支路电流的变化会引起干路中的电流的变化,示数发生变化的一定是电流表A,由此推断未知电阻Rx替换的是R2;(4)当Rx替换R2后,干路中的电流为I′=1.5A-0.3A=1.2A,则通过Rx的电流Ix=1.2A-0.3A=0.9A,根据欧姆定律可求出Rx的阻值为Rx===10Ω。
【解析】【分析】(1)分析电路图可知,R1与R2并联,电流表A1测支路R1的电流I1 , 电流表A位于干路中;根据电流表选择的量程,读出I1与I的大小,由并联电路电压规律知电源电压U=U1;根据U=IR求出R1两端的电压U1=I1R;(2)根据并联电路的电流规律可知通过I2;(3)如果A1的示数发生变化,则A的示数也一定变化,不符合题意;示数发生变化的一定是电流表A,而电流表A1的示数不变,由此推断未知电阻Rx替换的是R2;(4)当Rx替换R2之后,电流表A的示数减少了0.3A,说明干路中的电流减少了0.3A,而R1所在支路电流不变,根据并联电路中电流特点求出通过Rx的电流,然后根据欧姆定律可求出Rx的阻值。
29.【答案】①由图R与R0 串联,当滑片在左端最大处时电路总电阻最大,电流最小,此时电路中电流:I=U/R0+R=6V/10Ω+20Ω=0.2A,W=UIt=I2 Rt1min内电流通过电阻R0 做的功:W0 =I2 R0 t=(0.2A)2 ×10Ω×60s=24J②由题电流表量程为0~0.6A,滑动变阻器R规格为“20Ω? 0.5A”,为保证电路安全,电路中最大电流为0.5A,所以:U/R0+R≤0.5A,即:6V/10Ω+R≤0.5A,解得R≥2Ω,为保证电路安全,电压表示数(R0 两端电压)不超过3V,所以:U/R0+R×R0 ≤3V,即:6V/10Ω+R×10Ω≤3V,解得R≥10Ω,由上可知:为了保证电路安全,滑动变阻器R接入电路的最小阻值为10Ω。
【解析】【分析】(1)由图R与R0 串联,当滑片在左端最大处时电路总电阻最大,电流最小,此时电路中电流:I=U/R0+R=6V/10Ω+20Ω=0.2A,W=UIt=I2 Rt1min内电流通过电阻R0 做的功:W0 =I2 R0 t=(0.2A)2 ×10Ω×60s=24J;(2)由题电流表量程为0~0.6A,滑动变阻器R规格为“20Ω? 0.5A”,为保证电路安全,电路中最大电流为0.5A,所以:U/R0+R≤0.5A,即:6V/10Ω+R≤0.5A,解得R≥2Ω,为保证电路安全,电压表示数(R0 两端电压)不超过3V,所以:U/R0+R×R0 ≤3V,即:6V/10Ω+R×10Ω≤3V,解得R≥10Ω,由上可知:为了保证电路安全,滑动变阻器R接入电路的最小阻值为10Ω。
三、填空题
30.【答案】40;右;增强;160;变小
【解析】【解答】(1)由可得,电阻R的阻值:;(2)闭合开关S1 , 由安培定则可知,螺线管左端的磁极为N极,右端为S极;(3)当滑动变阻器滑片P向左滑动时,滑动变阻器接入电路的阻值减小,则电路的总电阻变小,由欧姆定律可知,电路电流变大,因此电磁铁磁性增强,周围磁场增强;(4)当L刚好发光时,电路中的电流:由可知,此时电路中的总电阻:由串联电路电阻规律可知,GMB接入电路的阻值:RGMB=200Ω﹣40Ω=160Ω;继续向左滑动滑片P,电磁铁的磁性更强,周围磁场更强,GMB的阻值更小,由串联电路分压的规律可知,电压表的示数变小.故答案为:40;右;增强;160;变小【分析】(1)根据?的变形公式求出电阻的阻值;(2)由安培定则可以判断出螺线管的极性.(3)先根据滑片移动的方向确定电路阻值的变化,然后根据欧姆定律可知电路电流的变化,从而得出电磁铁磁性强弱的变化;(4)根据右图可知,巨磁电阻和灯泡串联,先根据欧姆定律的变形公式求出电路的总电阻,然后根据串联电路电阻的特点求出GMR接入电路阻值的大小;最后根据串联电路分压的特点判断电压表示数的变化
31.【答案】不变;变小
【解析】【解答】(1)当电键S由断开到闭合时,电压表测量的对象不会改变,始终是测量电源电压,因此电压表的示数不变;(2)开关闭合后,电灯L和R并联,当滑动变阻器的滑片P向右移动时,根据I=U/R可得:U、电灯L的电阻大小不变,R接入电路的电阻变大;所以通过电灯L的电流不变,通过R的电流IR变小;(3)根据并联电路干路电流等于各支路电流之和可知,电流表A1的示数为I1=IL+IR , 所以电流表A1示数与电流表A2示数的比值,根据可得:电流表A1的示数:电流表A2的示数:有:可知:电流表A1的示数与电流表A2的示数的比值将变小.故答案为:不变;变小.【分析】本题考查的是对欧姆定律及其变形公式的掌握和运用。分析电路图得出电路的连接方式和三表的测量对象是本题的突破口。
32.【答案】0.2;96;120
【解析】【解答】解:(1)由图开关S、S1闭合时,R2被短路,电路为R1的简单电路,电压表测电源的电压为8V,此时通过R1的电流:I1===0.2A;通电1分钟,R1上产生的热量为:W1=UI1t=8.0V×0.2A×60s=96J;(2)闭合开关S、断开S1时,R1与R2串联,电压表测R1两端的电压,即U1′=2.0V,所以I2=I1′===0.05A,所以R2==120Ω.故答案为:0.2;96;120.【分析】(1)开关S、S1闭合时,R2被短路,电路为R1的简单电路,电压表测电源的电压,据此可知电源电压的大小,根据I=计算通过R1的电流;根据W=UIt计算1分钟,R1上产生的热量;(2)闭合开关S、断开S1时,R1与R2串联,电压表测R1两端的电压,根据串联电路的电流特点和欧姆定律计算R2的阻值.