(期末复习-重难点集训)4.7 电路分析与应用(4课时)

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名称 (期末复习-重难点集训)4.7 电路分析与应用(4课时)
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文件大小 3.3MB
资源类型 教案
版本资源 浙教版
科目 科学
更新时间 2019-12-21 11:47:10

文档简介

浙教版科学八年级上册 期末复习-重难点集训
专题4.7.1 电路分析与应用-欧姆定律动态变化
重难点1:滑动变阻器移动时,电表及灯泡亮度变化
步 骤:(1)判断用电器的串并联方式(电路较复杂时,电压表=断路;电流表=短路);
(2)弄清电表的测量对象;
(3)认清滑动变阻器滑片的移动或开关开、闭对电路阻值的影响;
(4)利用欧姆定律及其变形公式,结合串联或并联电路的特点进行分析。
重难点2:实际生活应用中改装电表(传感器、压力表等),动态变化
原 理:将变阻器改装成传感器或拉力计等,等同于变阻器原理。当变阻器改变时,根据【重难点1】步骤分析即可。
难 点:分析改装的电表刻度是否均匀,结合数学函数方程带入。
重难点3:实际电路图或复杂电路题简化,转换原理图判断电路变化
步 骤:(1)先简化:电压表当成断路,电流表当成短路
(2)再看电流流向:考虑一条支路,用电器是否全部通过,则串联,反之并联
(3)最后将电流复位(电流表流经哪个用电器即测量哪个;电压表结合节点法)
【总结】
常规分析方法:局部电阻变化→总电阻变化→总电流变化→局部电流、电压变化(先分析定值电阻的电流、电压的变化,再分析局部电阻变化的那部分电路的变化情况)
简便分析方法:串反并同,即测量对象与变阻器串联时,变化与变阻器相同,反之相反。
滑动变阻器移动时,电表及灯泡亮度变化
1、如图所示电路中,电源电压保持不变,闭合开关S,滑动变阻器滑片向左移动时。下列判断正确是(??D )

A.电路的总电流不变????????????B.电压表与电流表示数的比值不变 C.电压表的示数变大?????????????D.电流表的示数变小
2、如图所示电路中,电源电压保持不变,闭合开关S,滑动变阻器滑片向左移动时。下列判断正确是(??AC )
A.电路的总电流不变??????????? ?B.电压表与电流表示数的比值不变 C.电压表的示数变大?????????????D.电流表的示数变小

【注 意】与第一题比较
①电表改变时,对整体电路是否有影响;
②电压表与电流表测量对象
3.在如图所示的电路中,电源电压保持不变,当闭合开关S后,将滑动变阻器的滑片向左滑动时(??B )

A.灯L1变亮,灯L2变暗???? B.灯L1变亮,灯L2不变????
C.灯L2变亮,灯L1变暗?? D.灯L1、L2都变亮
【解析】由图可知,滑动变阻器与L1串联后与L2并联,并联电路互不影响,所以L2的亮度不变; 由滑片的移动可知滑动变阻器接入电阻的变化,则可知支路电阻的变化,由欧姆定律可得出所在支路中电流的变化,则可知L1亮度的变化;
【解答】由图可知,滑动变阻器与L1串联后与L2并联,当滑片向左移动时,滑动变阻器接入的电阻变小,通过它的电流变大,则可知L1亮度的变亮;而并联电路互不影响,所以L2的亮度不变. 故答案为:B.
4.如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S,向右移动滑动变阻器滑片P的过程中(D)
A. 电流表A示数变大
B. 电压表V2示数变小
C. 电压表V1示数与电压表V2示数的差值变大
D. 电压表V1示数与电流表A示数的比值变大
【解析】 由题图可知,R1与R2串联,电压表V1测电源电压,电压表V2测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。滑片P向右移动的过程中,R2↑→R总↑→I↓→U1↓→U2↑(↑表示“变大”,↓表示“变小”),所以电流表示数变小,电压表V2的示数变大,故A、B错误;电压表V1示数与电压表V2示数的差值等于R1两端的电压U1,是变小的,故C错误;电压表V1示数与电流表A示数的比值,即为电路中的总电阻R总,它是变大的,故D正确。
5、如图所示电路中,电源电压保持不变,闭合开关S后,电路正常工作, 过了一会儿,灯L变亮,两只电表中只有一只电表示数变大。则下列判断正确的是( ?B??)

A.R0短路,电流表示数变大?????????B.R1断路,电压表示数变大 C.R1断路,电流表示数变大?????????D.R0短路,电压表示数变大
6.如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P向右移动时,下列分析正确的是(?? )
A.电流表A示数与电流表A2示数的差不变? B.电流表A1示数与电流表A2示数的和变大 C.电压表V示数与电流表A示数的比值变? D.电压表V示数与电流表A2示数的乘积变大

【答案】A
【解析】电阻R1与R2并联,电压表测R1的电压,即电源电压,电流表A1测通过R1的电流,A2测通过R2的电流,A测干路电流。当滑动变阻器的滑片P向右移动时,电阻R2的阻值变大。 A.电流表A示数与电流表A2示数的差就是通过R1的电流;因为R1的电压和电阻都保持不变,所以通过它的电流保持不变,故A正确; B.R2的阻值变大,它两端的电压不变,根据公式可知,电流表A2的示数变小;因为A1的示数不变,根据公式A=A1+A2可知,它们的和示数变小,故B错误; C.电压表测总电压,电流表A测总电流,那么二者的比值就是并联电路的总电阻;总电压保持不变,总电流变小,那么总电阻变大,故C错误; D.电压表V的示数不变,电流表A2的示数变小,因此二者乘积变小,故D错误。
7、如图所示闭合开关S,调节滑片P,使灯泡正常发光,若灯泡灯丝烧断,则两电表示数的变化情况是(?A )

A.电流表示数变小,电压表示数变大??????? ????B.电流表示数变小,电压表示数变小 C.电流表示数不变,电压表示数变小????????????D.电流表、电压表示数均不变
8.如图所示电路中,电阻R1=300Ω,电源电压为6V,滑动变阻器R2的最大阻值为200Ω,则滑动变阻器的滑片P从A移到B时,电压表示数的变化为__由6V减小到3.6V__。
【答案】当滑片P在A端时,电压表测电源电压,电压表示数等于电源电压,为6V。电路电流I==0.012A,滑片在B端时,电压表测电阻R1两端电压,电压表示数U1=IR1=0.012A×300Ω=3.6V。
实际生活应用中改装电表(传感器、压力表等),动态变化
1. 酒精测试仪可检测驾驶员是否酒后驾车,如图甲所示是它的原理图,酒精气体传感器的电阻跟酒精气体浓度的关系如图乙所示。如果测试到的酒精气体浓度越大,那么(?B? )

A.传感器的电阻越大?????????????????????B.电压表的示数越大 C.通过传感器的电流越小?????????????????D.传感器两端的电压越大
2.如图所示,是一种测定油箱内油量的装置,其中R是滑动变阻器的电阻片,滑动变阻器的滑片和滑杆相连,滑杆可绕固定轴O转动,另一端固定着一个浮子。下列说法正确的是(??D? )
油量变少,电流表示数不变???????B.油量越少,电流表示数越大 C.油量越多,电流表示数越小???????D.油量越多,电流表示数越大

【解析】根据油箱内油量的变化确定浮子的运动方向,进而推断滑片的移动方向,然后根据变阻器的接线分析接入电阻的变化,最终得到电流表示数的变化。 【解答】当油量变少时,浮子向下运动,而变阻器的滑片向上运动;由于变阻器使用的是下半部分,因此它的阻值变大,电流表的示数变小,故A、B错误; 当油量越多时,浮子向上运动,而变阻器的滑片向下运动;由于变阻器使用的是下半部分,因此它的阻值变小,电流表的示数变大,故C错误,D正确。 故选D。
3、如图所示是小明设计的电子秤的原理图,其中弹簧上端和滑动变阻器的滑片P固定在一起,AB间有可收缩的导线,R1为定值电阻。当闭合开关S,压力F增大时,电流表与电压表示数变化情况是(??B )

A.电流表示数变大,电压表示数变小??????????B.电流表示数变小,电压表示数变大 C.电流表、电压表示数都变大????????????????D.电流表、电压表示数都变小
4.小明对中考体育测试使用的身高测量仪感兴趣,为了了解它的测量原理,他尝试设计了如图所示的四个电路,其中能够实现身高越高、电压表示数越大的电路是(?? )
A.B.C.D.
【答案】B
【解析】A.定值电阻R与变阻器R'串联,电压表测R'的电压。身高越大,滑片向上移动,变阻器R'的阻值变小;根据串联电路的分压规律可知,电压表的示数变小,故A不合题意; B.定值电阻R与变阻器R'串联,电压表测R的电压。身高越大,滑片向上移动,变阻器R'的阻值变小;根据串联电路的分压规律可知,R'两端的电压变小;根据公式U总=U+U'可知,定值电阻R的电压变大,即电压表的示数变大,故B符合题意; C.定值电阻R与变阻器R'串联,电压表测电源电压,始终保持不变,故C不合题意; D.定值电阻R与变阻器R'并联,电压表测电源电压,始终保持不变,故D不合题意。
5、将光敏电阻R、定值电阻R0、电流表、电压表、开关和电源连接成如图所示电路.光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小。闭合开关,逐渐增大光照强度,观察电表示数的变化情况应该是(??C )
A.?A表和V表示数均变小??????????????????B.?A表示数变小,V表示数变大 C.?A表示数变大,V表示数变小?????????D.?A表和V表示数均变大
6. 如图甲所示是一电子秤的原理示意图,电源电压为6V,保护电阻R0=60Ω,电压表量程为0~3V,压力传感器R的阻值随所受压力变化的图像如图乙所示。托盘放在传感器上,电路就接通,电源电压恒定不变,不计电源内阻和托盘的质量,取g=10N/kg,下列说法正确的是( D )

A.托盘不装物品时,电压表的示数为0.5V
B.当托盘上被测物品的质量增大时,则电压表示数减小
C.该电子秤的刻度是均匀的
D.当电压表的示数为1.5V时,托盘上被测物品的质量为20kg
7.如图所示为某地下停车场烟雾报警器的简化原理图,电源电压保持不变,R0为定值电阻,光敏电阻R的阻值随光照强度的减弱而增大,当电路中的电流减小至某一数值时报警器开始报警。当有烟雾遮挡射向光敏电阻R的激光时,电压表示数__增大__(填“增大”“减小”或“不变”);要使报警器在浓度更低的烟雾下报警,R0应选用__更大__(填“更大”或“更小”)阻值的电阻。
实际电路图或复杂电路题简化,转换原理图判断电路变化
1. 如图所示,电源电压不变,闭合开关后,下列关于电压表示数变化的说法正确的是(?? )
A.滑片P向右移动,V1表示数变大,V2表示数不变 B.滑片P向右移动,V1表示数变小,V2表示数变大 C.滑片P向左移动,V1表示数变小,V2表示数变大 D.滑片P向左移动,V1表示数变大,V2表示数不变

【答案】D
【解析】定值电阻R与变阻器串联,电压表V1测R的电压,电压表V2测总电压。 当滑片P向右移动时,变阻器的阻值增大,根据串联电路的分压规律可知,变阻器两端的电压增大;根据U=U总-U变可知,电阻R两端的电压变小,即电压表V1的示数变小,但是总电压保持不变,即电压表V2的示数不变; 当滑片P向左移动时,变阻器的阻值增小,根据串联电路的分压规律可知,变阻器两端的电压减小;根据U=U总-U变可知,电阻R两端的电压变大,即电压表V1的示数变大,但是总电压保持不变,即电压表V2的示数不变。
2、如图所示电路,电源电压保持不变,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P从a端向b端滑动时(??C )

A.电压表V2示数与电流表A示数比值变大?????B.电压表V1示数与电流表A示数比值变小 C.电流表A示数变大,电压表V1示数变大?????D.电流表A示数变大,电压表V2示数变大
3.如图所示电路中,当滑动变阻器的滑片在滑动过程中,电压表V1、V2示数的变化量的大小分别为△U1和AU2,那么( B )
A.△U1<△U2 B.△U1>△U2
C.△U1=△U2 D.因为无具体数据,所以无法比较

4.某同学在只有电流表或电压表的情况下想测量未知电阻Rx的阻值,其中电源电压未知,定值电阻R0和滑动变阻器R′的最大阻值均已知。如图所示电路中,可以测出Rx阻值的是( C )

浙教版科学八年级上册 期末复习-重难点集训
专题4.7.2 电流与电压、电阻的关系-故障分析
重难点1:根据电路故障判断电路现象
重难点2:根据电路现象判断电路故障
重难点3:复杂原理图或实际电路图转换原理图,判断故障
【判断方法】
(1).串联电路单故障判断方法

(2)并联电路单故障判断方法

(3)注 意:
①在复杂电路故障判断时,先列出故障原因,再把电表变化现象列出,寻找合适选项。
②并联电路基本上不考短路故障,只会涉及电压表(测电源)与干路电流;因此重点需要放在串联电路故障分析上,增加总结环节。
根据电路故障判断电路现象
1.电源电压保持不变。闭合开关S,电路正常工作。一段时间后,电压表的示数突然变大,若电路中只有一处故障,且只发生在电阻R1或R2处,则下列排查故障实验正确的是(?? A ) ?
A.?如果将电流表并联在R1两端,可能会导致电源短路
B.?如果将电流表并联在R2两端,电流表一定有示数 C.?如果将电流表串联在电路中,电流表一定有示数
D.?如果将图中电压表换成一小灯泡,灯泡发光,则故障一定在R1处
2.如图所示,电压不变,两只电表均完好,开关S闭合后,发现只有一只电表的指针发生偏转,若电路中只有一个灯泡出现了故障,则可能是( C )
A.电压表指针发生偏转,灯泡L1短路
B.电流表指针发生偏转,灯泡L2断路
C.电压表指针发生偏转,灯泡L1断路
D.电流表指针发生偏转,灯泡L2短路

3、如图所示电路中,电源电压保持不变,闭合开关S后,电路正常工作, 过了一会儿,灯L变亮,两只电表中只有一只电表示数变大。则下列判断正确的是( ? B ??)

A.R0短路,电流表示数变大??????????B.R1断路,电压表示数变大 C.R1断路,电流表示数变大??????????D.R0短路,电压表示数变大
根据电路现象判断电路故障
1、某同学在探究串联电路电流规律的实验中,按如图所示接好电路,闭合开关后,发现灯L1、L2都不发光,电流表示数为零。他用电压表分别接到电流表、灯L1、灯L2两端测量电压,发现电流表、灯L1两端电压均为零,灯L2两端电压不为零。电路的故障可能是(??C )

电流表断路?????????????B.灯L1断路????????C.灯L2断路???????????D.灯L2短路
2.如图所示为小明用伏安法测定灯泡电阻的电路图。当闭合开关S时,小明发现电流表的示数为零,出现这种故障的原因不可能是( A )
A. Rx短路 B. 开关S接触不良 C. Rx开路 D. 滑动变阻器开路
3.在如图所示的电路中,开关电压保持不变,闭合开关S,电路正常工作。一段时间后,电流表A的示数变小,电压表V的示数不变。若故障只发生在电阻R1、R2上,用某完好的定值电阻R(R>R2)替换R2,替换后电流表A的示数变大,电压表V的示数不变,则( C )
A.R1一定断路 B.R1可能短路
C.R2一定断路   D.R2可能断路

4.如图所示,当开关S闭合时,发现电流表指针偏转,电压表指针不动。该电路的故障可能是(?A? )
A.灯L1的接线短路???????B.灯L2的接线短路??????C.灯L1的灯丝断了???????D.灯L2的灯丝断了
5、某同学采用如图所示电路图做实验,开关闭合后,电路出现一处故障,以下分析中正确的是( D )
A.若电流表无示数,电压表有示数,则R1短路 B.若电流表无示数,电压表无示数,则R2断路
C.若电流表有示数,电压表有示数,则R1断路 D.若电流表有示数,电压表无示数,则R2短路

6.如图所示的串联电路,当闭合开关后两灯都不亮,为了检测电路故障,小华将电压表接在灯L1两端,发现电压表有明显示数,而电流表示数几乎为零,则电路故障可能是( D )
A.灯L1短路???????????B.灯L2断路???????????C.电流表烧坏???????D.灯L1断路
7.在如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S,电路正常工作。一段时间后,发现电路中至少有一个电表的示数变大,故障发生在电阻R1、R2上,其他元件仍保持完好。
(1)用一个完好的小灯泡替换R2后,小灯泡__一定发光__(填“一定发光”或“可能发光”)。
(2)在原故障电路中,将电流表与R1位置互换后,电压表的示数不发生变化,电路中可能存在的故障是__R2断路(或R1短路或R2断路且R1短路)__。

8.如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关电路正常工作,但过一段时间,小灯泡L1发生断路,这时电流表的示数___变小__,电压表的示数__不变_。(选填“变大”、“变小”或“不变”)

9.如图所示电路图,电源电压恒定。当开关S1、S2断开,S3闭合时,电流表的读数为0.50安,电压表的读数为2.50伏。当开关S1、S2闭合,S3断开时,由于电阻R1、R2中有一个电阻出现故障,电流表的读数为0.60安,电压表的读数为3.00伏。则电源电压为__3__伏,电路中出现的故障是__电阻R1断路___。

复杂原理图或实际电路图转换原理图,判断故障
1、如图当闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P在图示位置时,小灯泡正常发光,电流表、电压表有示数。若突然发现电压表的示数变大了,则发生的情况是( D )
A.一定是滑动变阻器的滑片P向左移动
B.一定是滑动变阻器发生了断路
C.可能是灯泡发生了断路
D.可能是灯泡发生了短路

2.如图所示的电路中,小灯泡L1和L2都标有“3V? 0.25A”字样,电源由2节1.5V的干电池串联而成,则下列说法中正确的是( B???)
A.S闭合后,L1、L2并联且都能发光??????B.S闭合后,电路将发生短路 C.要使L1、L2串联,可去掉导线a???????D.若将导线M从接线柱B改接到接线柱A上,则电路发生短路
3.在做电学实验时,有时会遇到电路元件接触不良现象,一般要利用电压表来检测故障发生的位置。小强同学连接了如图所示的电路,开关闭合后灯泡不亮,电流表的示数为零,此时用电压表测得a、d间电压不为零,a、c间电压为零,c、d间的电压不为零,这说明( B )
A.电源接线柱接触不良 B.开关的触片或接线柱接触不良
C.电流表连接柱接触不良 D.灯泡灯丝断了或灯座接触不良

4.如图所示的电路,电源电压不变。闭合开关S,正常工作一段时间后灯L2熄灭。已知电路中只有一处发生故障,且只发生在灯L1或L2上,则下列判断中错误的是( D )
A.如果只有一个电表的示数变大,这个电表一定是电压表
B.如果电压表、电流表示数均变小,一定是电灯L2断路
C.如果电压表、电流表示数均变大,一定是电灯L2短路
D.如果只有一个电表的示数变大,一定是电灯L1短路
5.在图所示的电路中,电源电压不变。闭合开关S后,灯L1、L2都发光,一段时间后,其中的一盏灯突然变亮,而电压表V1的示数变小,电压表V2的示数变大,则产生这一现象的原因是( B )。
A.灯L1断路 B.灯L1短路 C.灯L2断路 D.灯L2短路

浙教版科学八年级上册 期末复习-重难点集训
专题4.7.3 电路分析与应用-实验专题
重难点1:伏安法测电阻(小灯泡阻值或未知电阻Rx阻值)
重难点2:串并联电路电阻电流电压特点
重难点3:探究电流与电阻的关系(电压一定时)

注 意:①连接电路需要注意的问题:开关与变阻器
②伏安法测电阻需多次测量待测电阻,取平均值,避免实验偶然性
③测量小灯泡阻值时,需要注意小灯泡阻值随温度改变而改变
④实验探究所用原理图基本都是同一个,有可能会涉及实验设计需要牢记
⑤当电压表所测电压超过量程时,可能测量非待测电阻,需要注意
伏安法测电阻(小灯泡阻值或未知电阻Rx阻值)
1.某同学在没有电流表的情况下,利用电压表和已知阻值的定值电阻R0 , 测量未知电阻Rx阻值,图中不能实现测量Rx阻值的电路图是(?B )
A.?????B.?????C.??????D.?
2.在研究“一定电压下,电流与电阻的关系”时,电路图如图所示。电源电压恒为4.5V,滑动变阻器上标有“10Ω 1.5A”字样。在a、b两点间先后接入不同阻值的定值电阻,闭合开关,移动滑片P,使电压表示数为2.5V,读出电流表的示数。当20Ω的电阻接入a、b间时,电压表示数始终无法达到2.5V,其原因可能是( A )
A.20Ω的电阻阻值太大 B.电源电压4.5V太低
C.滑动变阻器的最大阻值太大 D.控制电压至2.5V太高

3.实验室中要测量一个阻值约为数百欧的电阻。提供的器材有:电源(电压约5伏)、学生用电压表(0~6伏)、电阻箱R(0~9 999欧 5安)、开关S1和S2、导线若干。现要测量待测电阻Rx的阻值,设计了如图甲所示的实验电路图。小虎进行的实验过程如下:

(1)根据实验电路图,连接成如图乙所示的实物电路,但存在连接错误,只需改动一根导线,即可使电路连接正确,请在接错的导线上打“×”,并用笔画线代替导线画出正确的接法。
(2)电路连接正确后,闭合S1,将S2拨到触点1时,电压表的读数为U1,则电源电压为________。
(3)闭合S1,将S2拨到触点2,当电阻箱阻值调为R0时,电压表的示数为U2,则待测电阻的阻值Rx=________。
【答案】(1)解: (2)U1(3)
4.现用“伏安法”测量一个未知电阻Rx的阻值(Rx约为20Ω)。在实验室中,配有的实验器材如下:
A.电源E(电压U=3V恒定); B.电流表A1(量程0~50mA);
C.电流表A2(量程0~3A); D.电压表V1(量程0~3V);
E.电压表V2(量程0~15V); F.滑动变阻器R(0~80Ω);
G.定值电阻R0=40Ω; H.开关一个,导线若干。
为了测量多组数据使结果尽量准确,在滑动变阻器的整个滑动过程中,要使两电表的测量值范围尽可能大一些,并且两电表的读数均大于其量程的1/3。则:
(1)根据实验要求,电压表选用__V1__,电流表选用__A1__。
(2)请在虚线方框内画出实验电路图,并标出所选器材的字母(部分电路已画出);并根据所画的电路图,用笔画线代替导线,将实物图连接起来。

(3)若在某次实验中,电压表的示数为U,电流表的示数为I,那么,待测电阻阻值的表达式为__Rx=-R0__。
【答案】 (2)如答图所示。

5.小华在进行“测量小彩灯的电阻”的实验时,实验台上给他提供的器材有:6伏的蓄电池、电流表(0~0.6安,0~3安)、电压表(0~3伏、0~15伏)、滑动变阻器标有“50Ω 1.5A”、正常发光时电压为3.8伏的小彩灯(估计正常发光时电阻约为12欧)、开关各一个,导线若干。
(1)在实验中电流表应选择0~0.6安的量程。
(2)他连接的实物电路如图甲所示,但还有两根导线没接好,同组的小聪同学补接后又画出该电路的电路图(如图乙所示),请用笔画线代替导线将这两根导线连接好。
(3)闭合开关后,小华发现小彩灯不发光、电流表示数为零,电压表的示数为6伏,产生故障的原因可能是下列情况中的__CD__(填字母)。
A.小彩灯短路 B.电压表的正、负接线柱接反了
C.小彩灯的灯座接触不良 D.小彩灯的灯丝断了
(4)排除故障后闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,当电压表的示数为3.8伏时,小彩灯正常发光,此时电流表的示数如图丙所示,则小彩灯正常发光时的电阻为__12.7__欧。(计算结果保留一位小数)。
串并联电路电阻电流电压特点
1.某小组同学在“用电流表、电压表测电阻”的实验中,用若干电池作电源,所用滑动变阻器上标有“10欧2安”字样。
(1)他们连接的电路中还有一根导线尚未连接,如图(a)所示。请用笔画线代替导线补上,补上后的电路能够测未知电阻Rx。
(2)实验开始,他们闭合电键,发现无论是按补上导线后的图 (a)还是按图(b)的操作,甚至改变滑动变阻器的滑片位置,所看到的现象均为电流表有示数,电压表无示数。经过讨论他们一致认为可能是电压表发生了故障。于是决定在不使用电压表的情况下继续实验,并且分别测出了电路中最小电流I1和最大电流I2。接着改变干电池的节数,又重复做了两次实验。请在虚线方框内画出他们重新设计的实验电路图。

(3)他们设计的实验数据表格如下,请你完善表格中的栏目并简单叙述设计此栏目的理由:__________。

(4)根据他们测出的物理量写出计算未知电阻的表达式:Rx=________________。
【答案】(1)略 (2)略 Rx的平均值(欧) (3)实现多次测量,求电阻Rx的平均值,减小误差(4)
2、小明和小亮探究“并联电路电压的关系”小明先按图甲所示电路图连成图乙的实物图(电压表尚未连接)

(1)在连接电路时,开关必须________。小亮一眼就看出了小明连接的错误,并指出如果直接闭合开关将出现________(填“断路”或“短路”)现象,小灯泡L1、L2都不会亮,还可能造成________损坏。
(2)小亮只更改跟L1、L2的四个接线柱A、B、C、D相连的某根导线的一端,就使电路连接正确了。他的做法可能是________。(指出一种即可)
(3)接下来,他们按图丙所示电路图连接了三个电压表。实验过程中,电压表V2的示数如图丁所示,则电压表V1的示数是________伏,电压表V的示数是________伏。
(4)他们在电路中串联滑动变阻器的作用是________,闭合开关前,变阻器的滑片P应置于________(填“左”或“右”)端。
【答案】(1)断开;短路;电源 (2)将导线①的一端从接线柱C改接到D(B)[或将导线②的一端从接线柱A改接到B(D)] (3)2.5;2.5 (4)改变电路中的电流(或改变小灯泡两端的电压);左
3.如图(a)是某小组同学做“用电压表、电流表测电阻”实验的电路:
(1)在连接电路时,电键应_______。(选填“闭合”或“断开”)
(2)该同学在闭合电键前,应该将滑动变阻器的滑片P移到_______端;(选填“A”或“B”)使用电流时,所测电流不得超过它的_______,必须使电流从它的_______接线柱流进。实验中如果要增大电路中的电流大小,可以_____________________。
(3)闭合电键后,该同学移动滑动变阻器滑片,电流表、电压表示数如图(b)所示,此时测得的电流为_______安,电压为_______伏,则由该组数据计算出该次实验测得的电阻值为_______欧。
【答案】(1)断开 (2)B量程正将滑动变阻器滑片向左移(或者向AC点移动) (3)0.24 2.4 10
探究电流与电阻的关系(电压一定时)
1.如图为“探究电流与电阻关系”的实验电路图,在连接电路时,开关应处于__断开__状态,为了达到探究目的,实验过程中必须保持__R0两端电压(或电压表的示数)__不变。当开关S闭合后,观察电压表的示数是3V,记下电流表的示数是0.3A,现将10Ω的电阻换成15Ω的电阻接入电路中继续探究,则下一步应进行的操作是向__A__(选填“A”或“B”)端调节滑片,使__R0两端电压仍为3V__。
2.图甲是小科探究“导体中电流与电阻的关系”的实验电路图。图乙是他根据实验数据描绘出的I-R关系图象。实验中,滑动变阻器的主要作用是 使R两端的电压不变 。由图象可知:当电压一定时,电流与电阻成 反比 (填“正比”或“反比”)。若电源电压恒为4伏,实验中R的阻值分别为10欧、20欧、30欧、50欧,那么滑动变阻器的阻值至少为 50  欧。
3.小敏用图甲所示电路来测定某定值电阻的阻值。
实验次数
U(V)
I(A)
R(Ω)
1
2.0
0.20
10.0
2
2.5
3
2.9
0.28
10.4
(1)闭合开关前,要将滑动变阻器滑片滑到________(选填“A”或“B”)端。
(2)闭合开关后,发现只有一只电表的指针发生偏转,请结合图甲电路分析产生此现象的原因是________________________________________。
(3)排除故障后,进行三次实验,测得数据如表。表中第二次实验的电流可从图乙中读取,根据这三次测得的数据求得此电阻的阻值为________Ω(保留一位小数)。
(4)下列实验电路图中,也能够得出定值电阻Rx阻值的电路有________。
A       B      C      D
解析:闭合开关前,滑动变阻器滑片应滑到阻值最大处;图甲中电压表与定值电阻串联,电流表与定值电阻并联,则电流表无示数,电压表显示电源电压;第二次实验测得电流值为0.24A,则定值电阻R2=≈10.4Ω,三次实验所得定值电阻的平均值即为此电阻的阻值;A项中Rx=-R,C项中Rx=,D项中移动滑动变阻器测得两组电流、电压值,U1+I1Rx=U2+I2Rx则Rx=。
答案:(1)A (2)电压表和电流表的位置互换了 (3)10.3 (4)ACD
4.小科利用如图甲所示的电路探究电流跟电阻的关系。已知电源电压为 6V 且保持不变,实验用到的电阻阻值分别为 5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω。

(1)请根据图甲将图乙所示的实物电路连接完整(导线不允许交叉);
(2)实验中多次改变R的阻值,调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数保持不变,记下电流表的示数,得到如图丙所示的电流 I 随电阻 R 变化的图像;
①由图像可以得出结论:电压一定时,________;
②实验中,小科用 5Ω 的电阻做完实验后,断开开关,然后用 10Ω 的电阻换下 5Ω 的电阻接入电路,闭合开关,移动滑片,使电压表示数为________V时,然后再读出电流表的示数;
(3)为完成整个实验,应该选取最大阻值不小于________Ω 的滑动变阻器。
【答案】(1)解;如图所示:
(2)通过导体的电流与电阻成反比;2.5(3)35
浙教版科学八年级上册 期末复习-重难点集训
专题4.7.4 电路分析与应用-解答计算专题
重难点1:电表偏转角度相同时的计算
重难点2:开关或变阻器不同位置电路计算
重难点3:考虑电路安全问题,变阻器取值范围
重难点4:电路在实际生活的应用
串并联电路的特点
电路
电流
I = I1= I2
I = I1 + I2
电压
U=U1+U2
U=U1=U2
电阻
R总=R1+R2
1/R总=1/R1+1/R2
串联的电阻越多,总电阻越大;几个电阻串联时总电阻最大。
并联的电阻越多,总电阻越小,并联总电阻比最小的那个电阻还要小;几个电阻并联时总电阻最小。
分压原理:U1/U2=R1/R2 (串联电路,电阻越大,分到的电压越大)
分流原理:I1/I2=R2/R1(并联电路,电阻越大的支路,分到的电流越小)
无论串联还是并联,当其它电阻不变,若其中某一个电阻变大时,则总电阻都变大;若其中某一个电阻变小时,则总电阻都变小。
公式使用
应用欧姆定律(I=U/R,U=IR,R=U/I)时,要注意公式中的三个物理量必须是针对同一电路或同一导体,不能张冠李戴(“同体性”);
还要注意“同时性”,即电路发生变化前后,同一电阻的电压、电流一般不同,要注意区分。
电表偏转角度相同时的计算
1.在图a所示电路中,当闭合开关后,两个电压表指针偏转均为图b所示,则电阻R1和R2两端的电压分别为( A )
A.4.8V,1.2V B.6V,1.2V C.1.2V,6V D.1.2V,4.8V.

2.如图甲所示电路,开关闭合后两电流表的指针指在同一位置,两表的示数均如图乙所示,则灯L1的电流为__2__安,两灯电阻之比为R1∶R2为__1∶4__。
3.如图甲所示,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,两电流表的指针都指在同一位置,示数如图乙所示。(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还是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。
【答案】 (1)由图甲知,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总,根据图乙得I1=0.3A,I总=1.5A。R1两端的电压U1=I1R1=0.3A×30Ω=9V,由于并联电路支路电压等于电源电压,所以电源电压U=U1=9V。
(2)根据并联电路的电流规律有I总=I1+I2,所以通过R2的电流I2=I总-I1=1.5A-0.3A=1.2A。
(3)如果A1的示数发生变化,则A的示数也一定变化,这显然不符合题意,可见,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后,设此时总电流为I′总,据题意得I′总=I总-0.3A=1.5A-0.3A=1.2A,则通过Rx的电流Ix=I′总-I1=1.2A-0.3A=0.9A,根据欧姆定律可求出Rx===10Ω。
开关或变阻器不同位置电路计算
1.如图甲所示电路中,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2V;当只闭合S2、S3时,电压表示数为4V。电源电压U=__8_V,R2=__5_Ω

2.如图,定值电阻的阻值是4Ω,滑动变阻器的最大阻值10Ω.滑片P置于滑动变阻器的中点时,电压表示数为8V;当滑片从中点向b端移动距离s后,电压表示数变为6V;当滑片从中点向a端移动距离s后,电压表示数为( D ) A.4V B.6V C.10V D.12V

3.如图,电源电压不变,R1=6Ω,R2=4Ω。
(1)当开关S1闭合,S2、S3断开时,电流表的示数为0.6A,电路总电阻是___10___Ω。
(2)当开关全都闭合时,电流表示数为1.5A,则通过R1的电流是___1__A。

4、如图所示的电路中,电源电压不变,电阻R1的阻值为20欧。当断开开关S1和S2、闭合开关S3时,电流表的示数为0.50安;当断开开关S2 , 闭合开关S1、S3时,电流表的示数为0.90安。求:

(1)电阻R2的阻值;
(2)断开开关S1和S3 , 闭合开关S2时,加在电阻R1两端的电压。
【答案】(1)解:当S1和S2断开、S3闭合时,只有R1接入电路电源电压U=I1R1=0.50安×20欧=10伏 当S2断开、S1和S3闭合时,R1和R2并联,U2=U 通过R2的电流:I2=I-I1=0.90安-0.50安=0.40安 电阻R2的阻值:R2= = =25欧 (2)解:当S1、S3断开,S2闭合时,R1和R2串联,电路电流I′=  R1两端的电压:U1=I′R1= = ≈4.4伏
如图所示,定值电阻R1的阻值为10欧,滑动变阻器R的阻值变化范围为0~20欧,当滑片P移到R的最左端时,电流表的示数为0.6安,当滑片P移到R的最右端时,电流表和电压表的示数各是多少?

【答案】解:当滑片P移到R的最左端时,电路为R1的简单电路,电流表测电路中的电流,由I=U/R 变形可得电源电压:U=I1R1=0.6安×10欧=6伏当滑片P移到R的最右端时,R1与R的最大阻值串联,电压表测R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:I2= = =0.2安,则电压表的示数:UR=I2R=0.2安×20欧=4伏
在如图(a)所示的电路中,电源电压U=4伏,电阻R1=20欧,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P移至某处时,电路中电流表A的示数如图(b)所示。求:

(1)电流表A1的示数。
(2)滑动变阻器连入电路的阻值。
【答案】(1)解: R1、R2并联,U1=U2=U=4伏电流表A1的示数I1= 4÷20 =0.2安 (2)解:因为电流表A串联在干路上测总电流、电流表A1与R1串联测通过R1的电流,所以电流表A的示数大于电流表A1的示数,即I总要大于0.2安。结合图(b)可判断出I总可能是0.4安,也可能是2安,若I总=0.4安,则I2=I总-I1=0.4安-0.2安=0.2安R2= = =20欧 若I总=2 A,则I2=I总-I1=2安-0.2安=1.8安 R2= = ≈2.22欧 即滑动变阻器连入电路的阻值为20欧或2.22欧。
7.如图1所示的电路中,定值电阻R1为10欧,R2为滑动变阻器,电源电压保持不变。闭合开关S后,滑片P从b端移动到a端的过程,电压表示数U与电流表示数I的关系图象如图2所示。求:
(1)电源电压;(2)滑动变阻器的最大阻值。
【答案】(1)由图1可知,两电阻串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时,电路中的电流最大,由图2可知I1=0.6安,由I=可得,电源电压:U=I1R1=0.6安×10欧=6伏
由欧姆定律可知滑动变阻器的最大阻值:R2===20欧
如图所示,甲为电路的连接情况,R1=20欧,R2为滑动变阻器,乙为R3的I-U图像,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0.6安;若滑片P在b端,则电压表示数为8伏。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。
【答案】(1)解: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=0.6安×20欧=12伏 (2)解: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=12伏-8伏=4伏 因串联电路中各处的电流相等,所以电路中的电流:Ib= = ,即 = R2=40欧 (3)解: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=6伏时,通过的电流I3=0.3安 则R3的阻值:R3= = =20欧 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= = =10欧 干路电流表的示数:I= = =1.2安
考虑电路安全问题,变阻器取值范围
1.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6Ω
C.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
【解析】ABC、当滑片P位于a端时,电路为电阻R的简单电路,电压表测电源的电压,电流表测电路中的电流,此时电路中的电流最大,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,故A正确;
由I=可得,定值电阻R的阻值:R===6Ω,故B正确;
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,此时电路中的电流最小,
由图象可知,电路中的最小电流I′=0.5A,
则电路中的总电阻:R总===18Ω,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,滑动变阻器的最大阻值:R滑大=R总﹣R=18Ω﹣6Ω=12Ω,
所以滑动变阻器的阻值范围是0~12Ω,故C错误;
D、当定值电阻R出现接触不良时,则串联电路断路,电流表示数为0,此时电压表串联在电路中,相当于测量电源电压,其示数为9V,故D正确。
答案:C
2.某同学利用如图甲所示的电路进行实验,电源电压恒为3V,更换5个定值电阻Rx,得到如图乙所示的图像。以下有关叙述正确的是(  )
A.该同学研究的是电流和电压的关系 B.实验中电压表的示数保持0.5V不变
C.滑动变阻器阻值变化范围为1~5Ω D.将Rx从5Ω换成10Ω后,应将滑片P向左移
【解析】由图乙可知,实验中变量为电流和Rx,Rx两端电压为定值,所以该同学探究的是电流和电阻的关系。实验中电压表测Rx两端的电压,由图乙中任意点数值代入公式U=IR可知,电压表的示数保持2.5V不变,故滑动变阻器两端的电压保持0.5V不变。当Rx为5Ω电阻时,电路中电流为0.5A,由欧姆定律可知此时滑动变阻器的阻值R===1Ω;当Rx为25Ω时,电路中电流为0.1A,由欧姆定律可知此时滑动变阻器的阻值R===5Ω,所以滑动变阻器阻值变化范围为1~5Ω。将Rx从5Ω换成10Ω,为保证电压表数值不变,由串联电路分压的特点可知,应增大滑动变阻器的阻值,由图甲可知,滑片P应向右移。
答案:C
3.如图所示,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),电流表的量程:0~0.6 A,电压表的量程:0~3 V,滑动变阻器的规格为“ 20 Ω 1 A”。
(1)电源电压调至6 V时,闭合开关S1和S2,移动滑动变阻器的滑片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时,断开开关S1、闭合开关S2,为了保证电路安全,求滑动变阻器阻值变化范围。

【答案】(1)电压表的示数是0 V;R0的阻值是60 Ω;(2)滑动变阻器的阻值变化范围为4~7.2 Ω。
【解析】(1)闭合开关S1和S2,使小灯泡正常发光时,滑动变阻器没有接入电路,故电压表的示数为0。
R0的阻值:R0=60 Ω。
(2)电路中的电流最大I大=0.5 A时,RL=12 Ω,R总小==16 Ω,R小=R总小-RL=16 Ω-12 Ω=4 Ω;当电压表的示数最大时,电路中的最小电流I小=== A,滑动变阻器的最大阻值为R大===7.2 Ω,滑动变阻器的阻值变化范围为4 Ω≤R≤7.2 Ω。
4.随着社会的发展和科技的进步,电路元件在各行得到广泛的应用,其中热敏电阻就是其中之一。热敏电阻的阻值会随温度的改变而改变。图甲是用热敏电阻测量环境温度的电路,电路中电流表的量程为0~0.02A,滑动变阻器R的铭牌上标有“150Ω 0.3A”字样。Rt为热敏电阻,其阻值随环境温度变化关系如图乙所示,电源电压保持不变。请完成下列小题:

(1)将此电路放入温度为20℃的环境中,闭合开关S,调节滑片P,使滑动变阻器接入电路的电阻R=100Ω,此时电流表的读数为0.01A,求电源电压;
(2)若环境温度为40℃时,要保证整个电路元件的安全,求滑动变阻器的变化范围;
(3)此电路能测量的最高环境温度为多少?
【解析】(1)由图示电路图可知,滑动变阻器与热敏电阻串联,电流表测电路电流,由图乙所示图象可知,温度为20℃时,热敏电阻阻值为400Ω,由I=可知,电源电压:U=I(Rt+R)=0.01A×(400Ω+100Ω)=5V;(2)由图乙所示图象可知,温度为40℃时,热敏电阻阻值为200Ω,电路最大电流为0.02A,由I=可知,电路最小电阻:R最小===250Ω,滑动变阻器的最小阻值:R滑最小=R最小﹣Rt=250Ω﹣200Ω=50Ω,滑动变阻器的取值范围:50Ω~150Ω;(3)热敏电阻阻值越小,环境温度最高,电路电流最大为0.02A时,由I=可知,R总=Rt小+R滑最大===250Ω,Rt小=R总﹣R滑最大=250Ω﹣150Ω=100Ω,由图乙可知其工作的最高环境温度50℃.
答案:(1)5V (2)50Ω~150Ω (3)50℃
电路在实际生活的应用
1. 如图甲所示,是一电子秤的原理示意图,电源电压为6V,保护电阻R0=60Ω,电压表量程为0~3V,压力传感器R的阻值随所受压力变化的图像如图乙所示。托盘放在传感器上,电路就接通,电源电压恒定不变,不计电源内阻和托盘的质量,取g=10N/kg,下列说法正确的是( D )

A.托盘不装物品时,电压表的示数为0.5V
B.当托盘上被测物品的质量增大时,则电压表示数减小
C.该电子秤的刻度是均匀的
D.当电压表的示数为1.5V时,托盘上被测物品的质量为20kg
2.图甲是某物理兴趣小组设计的电子测力计。图中电源电压恒为4.5伏,定值电阻R0=10欧,电压表量程为0~3伏,当人站在平台上向下拉拉杆时,弹簧被拉长,引起滑动变阻器Rx的阻值发生改变,其阻值随拉力F的变化关系如图乙所示,为了保证仪表的安全,人对拉杆的拉力最大值是(B)
A.400牛 B.500牛 C.525牛 D.600牛
3. 汽车尾气是造成空气污染的原因之一,某实验小组的同学设计了如图所示的有害尾气排放检测原理图。已知电源电压12伏不变,R0为定值电阻,R为气敏电阻,气敏电阻的阻值随有害尾气浓度变化的部分数据如表所示。
有害尾气浓度/%VOL

5
7.5
10
12.5
15

R/欧

5.2
4
3
2.5
2

(1)当电压表的读数为8伏时,电流表的读数为1安,求电阻R0的阻值。
(2)当这种有害尾气浓度增大到15%VOL时,求电压表的示数。
【答案】(1)4Ω (2)4V
4.小强同学利用学过的科学知识设计了一个电子拉力计,图甲是其原理图。硬质弹簧右端和金属滑片P固定在一起(弹簧的电阻不计,P与R1间的摩擦不计)。定值电阻R0=5Ω,ab是一根长为5cm的均匀电阻丝,其阻值R1=25Ω,电源电压U=3V,电流表的量程为0~0.6A。请回答:
  
(1)小强在电路中连入R0的目的是__保护电流表__。
(2)当拉环不受拉力时,滑片P处于a端,闭合开关S后电流表的读数是多少安?
(3)已知该弹簧伸长的长度ΔL与所受拉力F间的关系如图乙所示。通过计算说明,开关S闭合后,当电流表指针指在0.3A处时,作用在拉环上水平向右的拉力是多大?
【答案】 (2)由图甲可知,当不拉拉环时,滑片在a端,变阻器连入阻值最大,根据串联电路特点和欧姆定律可得,此时电路中电流I===0.1A。
(3)当电路中电流为0.3A时,由欧姆定律得电路的总电阻R===10Ω,所以R1连入电路的阻值R1′=R-R0=10Ω-5Ω=5Ω,由题知,ab是一根长为5cm的均匀电阻丝,阻值Rab=25Ω,所以弹簧的伸长ΔL=×5Ω=1cm,由图乙可知,此时受到的拉力为100N
5.图甲表示一种自动测定油箱内油面高度的油量表(实际上是量程为0~0.6A的电流表改装而成),滑动变阻器R的最大值为60Ω,金属杠杆的右端是滑动变阻器的滑片。从油量表指针的刻度就可以知道油箱内油面的高度,电源电压为24V,R0为定值电阻。
(1)R0的作用是____________,当油箱油面下降时,油量表的示数将变____________。
(2)油箱装满汽油时,油量表示数为最大值(即电流表达到最大值,此时,滑动变阻器的触头在某一端),R0的阻值为____________Ω。
(3)当油箱中的汽油用完时(此时滑动变阻器的触头在另一端),电路中的电流为____________A。
(4)改装设计:用电压表代替电流表做油量表,图中的乙图已画出部分电路,请在乙图中完成电路的设计。
要求:当油箱中的油用完时,油量表(电压表)的示数为零。
【答案】(1)保护电路 小 (2)40 (3)0.24 (4)如图
6.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6伏保持不变。
(1)当托盘为空时,R2电阻为________欧;
(2)若托盘为空时,电流表示数为I1=0.01安,求定值电阻R1的阻值;
(3)若放入某物体后,电流表示数为I2=0.02安,求该物体的质量大小。
【答案】(1)500 (2)解:若托盘为空时,电流表示数为I1=0.01安,由欧姆定律公式I= 变形可得,电路的总电阻:R= = =600欧 根据串联电路的特点可得,R1的阻值:R1=R-R2=600欧-500欧=100欧 (3)解:若放入某物体后,电流表示数为I2=0.02安,则此时电路的总电阻:R′= = =300欧则R2的电阻:R2′=R′-R1=300欧-100欧=200欧 由图象可知,此时物体质量为600克。
7. 如图甲所示,在2015年某工厂要研发一种新型材料,要求对该材料承受的撞击力进行测试。在测试时将材料样品(不计质量)平放在压力传感器上,闭合开关S,由静止自由释放重物,经撞击后样品材料仍完好无损。从重物开始下落到撞击样品的这个过程中,电流表的示数I随时间t变化的图像如图乙所示,压力传感器的电阻R随压力F变化的图像如图丙所示。电源的电压为24V,定值电阻R0=10Ω。求:
(1)在重物下落的过程中,压力传感器的电阻是多少?
(2)在撞击过程中,样品受到的最大撞击力是多少?
【答案】(1)110Ω (2)600N
8.如图甲所示,是一种自动测量油箱内油量的装置,油量表(由电流表改装而成)的指针能指示油箱内油的多少。当油箱加满油时,浮标通过杠杆使滑片恰好移至变阻器的最下端;当油箱油量减少到5L时,油量表就会发出警告。油的体积V和变阻器接入电路的电阻R的关系如图乙所示,电源电压恒为6V,定值电阻R0的阻值为100Ω.闭合开关S,求:

(1)当油箱加满油时电路中的电流;
(2)油箱内油量剩余一半时变阻器R两端的电压;
(3)油量表刚报警时,通过R0的电流。
解析:(1)由题意可知,当油箱加满油时,滑片恰好移至变阻器的最下端,接入电路中的电阻为零,则电路中的电流:I===0.06A;
(2)由图乙可知R与V的关系为一次函数,设为R=kV+b,把V=0、R=1000Ω和V=50L、R=0代入可得:R=k×0V+b,0=k×50L+b,
解得:k=﹣20Ω/L,b=1000Ω,即R=﹣20Ω/L×V+1000Ω,
当油箱内油量剩余一半(即V=25L)时R的阻值:R1=﹣20Ω/L×25L+1000Ω=500Ω,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,电路中的电流:I1===0.01A,
变阻器R两端的电压:U1=I1R1=0.01A×500Ω=5V;
(3)油量表刚报警时R的阻值:R2=﹣20Ω/L×5L+1000Ω=900Ω,
电路中的电流即通过R0的电流:I2===0.006A。
答案:(1)当油箱加满油时电路中的电流为0.06A;
(2)油箱内油量剩余一半时变阻器R两端的电压为5V;
(3)油量表刚报警时,通过R0的电流为0.006A。
9、小明设计了一个用电压表的示数变化反映环境温度变化的电路。其电路原理图如图(a)所示。其中,电源两端电压U=4V(恒定不变)。电压表的量程为0~3V,R0是定值电阻,R0=300Ω,R1是热敏电阻,其电阻随环境温度变化的关系如图(b)所示。闭合开关S后。求:
①当环境温度为40℃时,热敏电阻R1的阻值是多少?
②当环境温度为40℃时,电压表的示数是多少?
③电压表两端电压不能超过其最大测量值,则此电路所允许的最高环境温度是多少?
【答案】200Ω;2.4V;80℃
【解析】(1)根据图b可读出环境温度为40℃时对应的R1的阻值为200Ω;
(2)环境温度为40℃时,根据电阻的串联特点可知:R总=R0+R1=300Ω+200Ω=500Ω,
则, 由欧姆定律得:R0两端的电压U0=IR0=0.008A×300Ω=2.4V;
(3)由题意可知电压表示数允许最大值为3V,且此时电路能够测量的温度最高;
所以此时电路中的电流为:,
串联电路两端的电压等于各部分电路两端的电压之和,
所以U1′=U-U0′=4V-3V=1V,由欧姆定律得:此时热敏电阻的阻值,
根据图b可查得热敏电阻的阻值为100Ω时对应温度为80℃,即最高温度为80℃