【中考易错集训】易错专练16:欧姆定律(解析版)

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名称 【中考易错集训】易错专练16:欧姆定律(解析版)
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科目 物理
更新时间 2020-02-02 14:11:03

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易错专练16:欧姆定律
易错点一:不能正确理解电流与电压电阻的关系,在叙述电流与电压、电阻关系的结论时,易忽略条件“在电压一定“或在”电阻一定”,颠倒三者的因果关系。
典例1:(2019秋?南充期末)在“探究电流与电阻关系”的实验中,小轩先将两节新干电池装入电池盒,并按甲图连好了电路。实验时他又分别将阻值为5Ω、10Ω、20Ω的三个定值电阻分别接入电路并进行了相关的调节与测量。已知:滑动变阻器规格为“20Ω 2A”。请根据以上情况回答下列问题:
(1)闭合开关前,他应将滑动变阻器的滑片置于最 端(选填“左”或“右”);
(2)根据所选器材估算,电流表应选择 A的量程较为合适;
(3)闭合开关后,发现电流表示数为0,而电压表示数约为3V,出现该现象的原因可能是 (电表和导线连接完好);
(4)在排除故障后,通过实验他得到了图乙所示的图象,则实验中他控制定值电阻两端的电压为 V不变;如果要完成该实验,定值电阻两端电压最小能控制到 V;
(5)由图象乙可得出的结论是 。
【错解】(1)右;(2)0-0.6;(3)电阻断路;(4)2.0;1.5;(5)电阻与电流成反比。理由:没有控制电压不变,且不理解意思造成叙述颠倒。
【析错】(1)闭合开关前,他应将滑动变阻器的滑片置于阻值最大处;(2)根据图乙电流大小分析;(3)若电流表示数为0,说明电路可能断路;电压表示数接近电源电压,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的支路以外的电路是完好的,则与电压表并联的支路断路了;(4)根据图乙所示的图象求出电阻的电压;由电阻的串联和分压原理得出定值电阻两端的最小电压;(5)由电流与电阻之积为一定值分析。
【正解】答案:(1)右;(2)0-0.6;(3)电阻断路;(4)2.0;1.5;(5)电压不变时,电流与电阻成反比。理由:(1)闭合开关前,他应将滑动变阻器的滑片置于阻值最大处,即最右端;
(2)根据图乙知,电流表选用0-0.6A的量程较为合适;
(3)闭合开关后,发现电流表示数为0,而电压表示数约为3V,出现该现象的原因可能是电阻断路;
(4)在排除故障后,通过实验他得到了图乙所示的图象,则实验中他控制定值电阻两端的电压为:
UV=IR=0.4A×5Ω=---0.1A×20Ω=2.0V----①;
由电阻的串联和分压原理:
???
??
??
??
??
=
??

??

,方程左边为一定值,故右边也为一定值,当变阻器最大电阻连入电路时,对应的定值电阻最大,这时电压表控制的电压最小,

3?????′
??
/
=
20?
20?

??
/
=1.5??;如果要完成该实验,定值电阻两端电压最小能控制到1.5V;
(5)由①可得出的结论是电压不变时,电流与电阻成反比。
针对训练1:(2019秋?保定期末)探究“通过导体的电流跟电阻的关系”,实验器材:可调压电源、滑动变阻器(标有“10Ω 2A”字样)、阻值是5Ω、10Ω、15Ω和20Ω的电阻各一个、导线若干。
/
(1)连接电路如图甲所示,其中有一根导线连接错误,请在错误的导线上打“×”,并用笔画线代替导线画出正确的连线。
(2)电源电压调至4V,把5Ω的电阻连入电路,移动滑片,电流表示数如图乙所示。此时电压表示数是 V.断开开关,将5Ω电阻换成10Ω电阻;再闭合开关,要保持电压表示数不变,需要将滑片向 (选填“A”或“B”)端移动。
(3)把10Ω电阻换成15Ω电阻,移动滑片到合适位置,此时滑动变阻器阻值是 Ω,此时,电流表示数是 A。
(4)把15Ω电阻换成20Ω电阻,为了让实验可以进行下去,需要将电源电压调 (选填“高”或“低”)。
(5)实验结论: 。
【解析】(1)原电路中,电流表与电阻并联,电压表串联在电路中是错误的,电流表应与电阻串联,电压表与电阻并联,如下所示:
/
(2)由图知电流表的量程为0-0.6A,分度值为0.02A,图乙中电流表的示数为0.48A,
根据欧姆定律I=
??
??
知,此时电压表示数是:U=IR=0.48A×5Ω=2.4V;
根据串联分压原理可知,将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻,电阻增大,其分得的电压增大;
探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,应保持电阻两端的电压不变,根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压,由分压原理,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向A端移动,使电压表的示数不变;
(3)实验中保持定值电阻两端电压不变,由串联电路电压的规律,变阻器的电压为:4V-2.4V=1.6V,由分压原理,滑动变阻器连入电路阻值与电路中定值电阻阻值之比为1.6V:2.4V=2:3,所以把10Ω电阻换成15Ω电阻,此时滑动变阻器阻值是10Ω,
此时,电流表示数是I′=
??
??
=
2.4??
15?
=0.16??
(4)由于滑动变阻器连入电路阻值与电路中定值电阻阻值之比为1.6V:2.4V=2:3,当将15Ω电阻换成20Ω电阻后,即使滑动变阻器接入电路的阻值最大,电压表的示数仍大于2.4V,实验无法进行下去,所以定值电阻的分压较大,所以可以更换电压更小的电源,或更换更大阻值的滑动变阻器;
(5)电流和电阻的关系为:当电压一定时,通过导体中的电流与电阻成反比。
【答案】(1)见上图;(2)2.4;A;(3)10;0.16;(4)低;(5)电压一定时,电流与电阻成反比。
易错点二:不理解并联电路电阻公式,在计算并联电路的总电阻时,常将=+误认为R=+。
典例2:(2019?高密市模拟)把一根电阻为24Ω的粗细均匀的电阻丝变成一个圆环,并以如图所示的方式接入电路,则该圆环在电路中的阻值为(  )
A.10Ω B.20Ω C.6Ω D.4.5Ω
【错解】无答案,理由:因分成一个电阻R1=6Ω的导体与另一个电阻为R2=18?的两个电阻并联。所以R1与R2并联后总电阻R=
1
??
1
+
1
??
2
=
1
6?
+
1
18?
=
2
9
?,故无答案。
【析错】该圆环上的两个连接点之间的电阻值可以认为是四分之一的电阻丝与四分之三的电阻丝并联,然后根据并联电路总电阻的倒数等于各并联电阻的倒数之和可以求解。
【正解】选D,理由:阻值为24Ω的电阻丝弯成一圆环,四分之一电阻值为6Ω,四分之三的电阻为18Ω,两段电阻丝并联后的总阻值:??=
??
1
??
2
??
1
+
??
2
=
6Ω×18Ω
6??+18??
=4.5?。故选:D。
针对训练2:(2019?张家界模拟)两个阻值相等的电阻每个阻值均为RΩ,现将其中一个电阻增大,另一个电阻减小同样的值,那么它们相互并联后的总电阻为(  )
A.小于R B.大于R小于2R C.仍然等于R D.无法确定
【解析】根据并联电路总电阻与支路电阻的关系进行分析,即总电阻的倒数等于支路电阻倒数之和。因为并联电路总电阻的倒数等于支路电阻倒数之和,所以并联电路总电阻小于任一电阻值,即两个电阻并联后总电阻小于较小电阻的阻值,故选项A正确。故选:A。
【答案】A
易错点三:不能灵活应用欧姆定律进行计算,根据电表的量程确定变阻器应接入的阻值范围易出错。
典例3:(2019秋?二道区期末)如图所示是一种测量环境湿度仪器的简化工作原理图。电源电压恒为6V,定值电阻R2上标有“l5Ω0.3A”字样,R1为湿敏电阻,其阻值随环境湿度的增加而减小,阻值变化范围为10Ω~30Ω,电压表量程为0~3V,电流表量程为0~0.6A.闭合开关S,环境湿度适当,在保证两电表安全的情况下,下列说法中正确的是(  )
A.湿度增大时,电压表示数变大
B.湿度增大时,电流表示数减小
C.电流表的变化范围是0.2A~0.24A
D.电路的最大总功率是1.8W
【错解】选D,理由:电路中允许通过的最大电流为0.3A,电源电压为6V,由P=UI可以计算出电路的最大功率为1.8W。
【析错】根据电阻的串联求出R1=10Ω时电路中的电流,然后比较电流表量程和定值电阻R2允许通过的最大电流相比较确定电路中的最大电流,此时电路的总功率最大,根据P=UI求出电路的最大总功率。
【正解】选C,理由:由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流。(1)因湿敏电阻R1的阻值随环境湿度的增加而减小,所以,湿度增大时,R1的阻值减小,电路中的总电阻减小,由I=
??
??
可知,电路中的电流增大,即电流表的示数增大,故B错误;由U=IR可知,R2两端的电压增大,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,R1两端的电压减小,即电压表的示数减小,故A错误;(2)因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,当R1小=10Ω时电路中的电流: I=
??
??
1小
+
??
2
=
6??
10Ω+15Ω
=0.24A,因串联电路中各处的电流相等,且电流表量程为0~0.6A,定值电阻R2允许通过的最大电流为0.3A,所以,电路中的最大电流I大=0.24A,此时电路的总功率最大,则电路的最大总功率: P大=UI大=6V×0.24A=1.44W,故D错误;
当R1大=30Ω时,电路中的最小电流: I′=
??
R1大+R2
=
6??
30Ω+15Ω
=
2
15
??,
此时R1两端的电压: U1=I′R1大=
2
15
A×30Ω=4V>3V,
所以,当电压表的示数U1大=3V时,电路中的电流最小,则
I小=
?????1大
??
2
=
6???3??
15?
=0.2??,所以,电流表的变化范围是0.2A~0.24A,故C正确。故选:C。
针对训练3:如图所示,电源电压为4.5V,电压表量程为“0~3V”,电流表量程为“0~0.6A”,滑动变阻器规格为“10Ω 1A”,小灯泡L标有“2.5V 1.25W”(灯丝电阻不变),在保证小灯泡L电流不超过额定电流的情况下,移动滑动变阻器的滑片,下列说法正确的是(  )
A.小灯泡的额定电流是0.6A
B.滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是4Ω~10Ω
C.电压表示数变化范围是0~3V
D.电流表示数范围是0.2~0.5A
【解析】由电路图可知,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。(1)由P=UI可得,灯泡的额定电流: IL=
??
??
??
??
=
1.25??
2.5??
=0.5??,故A错误;
(2)灯泡正常发光时的电压UL=2.5V,功率PL=1.25W,因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,电压表的最小示数: UR=U-UL=4.5V-2.5V=2V,
又因电压表的量程为0~3V,所以,电压表示数变化范围是2V~3V,故C错误;
(3)因串联电路中各处的电流相等,且灯泡正常发光时的电流为0.5A,电流表的量程为0~0.6A,变阻器允许通过的最大电流为1A,所以,电路中的最大电流I大=0.5A,此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小,由I=
??
??
可得,滑动变阻器接入电路中的最小阻值: R小=
??
??
??

=
2??
0.5??
=4Ω,
灯泡的电阻: RL=
??
??
??
??
=
2.5??
0.5??
=5Ω,当电压表的示数UR′=3V时,电路中的电流最小,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,此时灯泡两端的电压: UL′=U-UR′=4.5V-3V=1.5V,
电路中的最小电流: I小=
??
??
/
??
??
=
1.5??
5?
=0.3A,则电流表示数变化范围是0.3A~0.5A,故D错误;
滑动变阻器接入电路中的最大阻值: R大=
??
??
/
??

=
3??
0.3??
=10Ω,
则滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是4Ω~10Ω,故B正确。故选:B。
【答案】B
易错点四:不会解决开关状态变化引起的电路变化的动态电路问题。
典例4:(2019秋?呼伦贝尔期末)如图所示,电路中电源电压不变,闭合开关S后,下列说法正确的是(  )
A.电压表的示数变大,电流表示数变大
B.电压表的示数变大,电流表示数不变
C.电压表的示数不变,电流表示数变大
D.电压表的示数不变,电流表示数不变
【错解】选B,理由:开关S闭合后,用电器增多,电压表示数变大,电流表示数也变大。
【析错】由电路图可知,开关闭合后,两灯泡并联,电压表测并联电压,即电源电压,电流表测干路电流;根据并联电路特点、欧姆定律分析答题。
【正解】选C。(1)由电路图可知,电压表测电源电压,闭合开关后,电源电压不变,则电压表示数不变,故AB错误;(2)由电路图可知,闭合开关后,两灯泡并联,电路总电阻变小,由欧姆定律可知,电路总电流变大,电流表测干路电流,因此电流表示数变大,故C正确,D错误。
故选:C。
针对训练4:(2020?望花区一模)如图所示,电源电压保持不变,闭合开关S,电压表和电流表均有示数,再闭合开关S1,则下列说法正确的是(  )
A.电压表示数与电流表示数比值不变
B.电流表示数变大、电压表示数变小
C.此时电流表测量R1电流
D.只闭合开关S时,电压表测量电源电压
【解析】由电路图可知,只闭合开关S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,故D错误;若再闭合开关S1时,R1被短路,电路为R2的简单电路,电压表测R2两端的电压,电流表测R2中的电流,故C错误;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,即电流表示数变大;由U=IR可知,R2两端的电压变大,即电压表的示数变大,故B错误;由R=
??
??
可知,电压表示数与电流表示数的比值等于R2的阻值,则其比值不变,故A正确。故选:A。
【答案】A
易错点五:不会解决滑片移动引起电路变化的动态电路问题。
典例5:(2019秋?平谷区期末)如图所示的电路中,电源两端电压保持不变,当开关S闭合时,如果将滑动变阻器的滑片P向左滑动,下列说法中正确的是(  )
A.电压表的示数变大,电流表示数变大
B.电压表的示数变小,电流表示数变大
C.电压表的示数变大,电流表示数变小
D.电压表的示数不变,电流表示数变小
【错解】选D,理由:当滑片P向左移动时R2电阻变大,电路总电阻变大,根据欧姆定律可知,当电源电压不变时,电路电流变小,又由U=IR可知,R2两端电压由于通过其电流减小,本身电阻增大,因此二者的乘积不变。.
【析错】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。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和R1两端的电压变化,根据串联电路的电压特点可知电压表示数的变化。
【正解】选C,理由: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。当开关S闭合时,如果将滑动变阻器的滑片P向左滑动,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,即电流表的示数变小,故AB错误;由U=IR可知,R1两端的电压变小,又因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,R2两端的电压变大,即电压表的示数变大,故C正确、D错误。故选:C。
针对训练5:(2019秋?鄂城区期末)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(  )
A.电流表A的示数变大,电压表V2示数变小
B.电流表A的示数变大,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示数变小
【解析】由电路图可知,R1与R2串联,电压表V1测R1两端的电压,电压表V2测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。将滑动变阻器R2的滑片P向右移动时,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,即电流表A的示数变大,由U=IR可知,R1两端的电压变大,即电压表V1的示数变大,故BCD错误;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,即电压表V2的示数变小,故A正确。故选:A。
【答案】A
探究电流与电压、电阻的关系
1.教材实验原理图
2.实验注意问题
(1)实验开始前,要选取合适的实验仪器,选用合适规格的器材;
(2)为保护电路,连接电路时,滑动变阻器的滑片处于最大值端;
(3)在探究通过导体的电流与导体两端电压关系时,控制电阻一定,研究电流随电压的变化关系;
(4)在探究通过导体的电流与导体的电阻关系时,根据控制变量法,控制导体的电压不变。
3.实验拓展
(1)拓展:滑动变阻器的作用。(保护电路;定值电阻不变的情况下,改变定值电阻两端的电压;改变定值电阻时,保持定值电阻两端的电压不变。)
(2)拓展:电路故障判断。
(3)拓展:控制变量法的应用。
(4) )拓展:采集多组实验数据的目的,使实验结论更具有普遍性。
(5) )拓展:会设计实验表格。
(6) )拓展:表格数据处理。会根据数据画电流与电压或电阻关系的图像。
(7) )拓展:图像信息处理。判断电流与电压、电阻关系图像;根据图像或数据总结实验结论。
(8) )拓展:实验中不能用小灯泡代替定值电阻进行研究(灯丝电阻随温度的升高增大)。
(9) )拓展:更换更大阻值的电阻后,滑动变阻器滑片的移动方向。
(10) )拓展:移动滑片不能使电压表示数保持不变的的原因(电源电压太大或滑动变阻器的最大阻值太小)。
(11) )拓展:电路中定值电阻的最大阻值的确定。
(12) )拓展:利用该实验器材还可以完成的实验。
典例6:(2019秋?徐州期末)某学习为了“探究电流与电阻的关系”,设计了如图甲的实验电路,用到的实验器材有:电压恒为6V的电源、电流表、电压表各一只,一个开关,阻值分别为5Ω、15Ω、25Ω的定值电阻各1个,滑动变阻器一个,导线若干。
(1)实验过程中将5Ω的电阻更换成阻值为15Ω的电阻后,接下来应向 端(填“左”或“右”)移动滑动变阻器的滑片。
(2)实验过程中始终保持电阻R两端电压为 V。
(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。
(4)学习小组完成了多组实验,并利用收集到的数据,作出了如图乙所示的电流I随电阻R变化的关系图象,分析图象可得结论 。
【解析】(1)根据串联分压原理可知,将定值电阻R由5Ω改接成15Ω的电阻,电阻增大,其分得的电压增大;探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,即应保持电阻两端的电压不变,根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压,由分压原理,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向右端移动变阻器的滑片;
(2)由图乙知,电阻的电压为:
UV=IR=0.5A×5Ω=---0.1A×25Ω=2.5V-----①,
故实验过程中始终保持电阻R两端电压为2.5V;
(3)电阻两端的电压始终保持UV=2.5V,根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压:
U滑=U-UV=6V-2.5V=3.5V,变阻器分得的电压为电压表示数的1.4倍,根据分压原理,当接入25Ω电阻时,变阻器连入电路中的电阻为: R滑=1.4×25Ω=35Ω,故为了完成整个实验,应该选取最大阻值不小于35Ω的滑动变阻器;
(4)由①知,因电流与电阻之积为一定值,故分析图象得出的结论:导体两端电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比。 【答案】(1)右;(2)2.5;(3)35;(4)导体两端电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比。
电阻的测量
1.教材实验原理图
/
2.实验注意问题
(1)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处;
3.实验拓展
拓展(1):滑动变阻器的作用。(保护电路;改变待测电阻两端的电压和通过的电流。)
拓展(2):连接实物图或设计电路图。
拓展(3):电压表和电流表的使用及读数。
拓展(4):实验步骤的补充。
拓展(5):电路故障分析。
拓展(6):绘制电压电流关系的图像。
拓展(7):数据和图像的分析。
拓展(8):多次测量的目的,对定值电阻多次测量是为了求平均值减小误差;对小灯泡多次测量是为了研究小灯泡的电阻受温度的影响。
拓展(9):实验误差分析。
拓展(10):特殊方法测电阻。无电流表测量,一般用串联的方式间接求出电流,再利用伏安法求出电阻;无电压表测量,一般用并联的方式间接求出电压,再利用伏安法求出电阻。
冷冻温度/℃
-40
-30
-20
-10
0
枝条电阻/Ω
21.1
27.2
39.0
45.1
典例7:(2019?鼓楼区校级一模)树木在低温时细胞受伤,会造成枝条电阻发生变化。用电阻测量法可以鉴别树木的耐寒能力。实验时,取某待测树种当年生长的粗细、长短相同的一些枝条分别放入不同的冷冻箱内,在不同的温度下冷冻,24h后取出。等恢复至室温时,测量这些枝条上相同距离的两点间电阻。该树种的部分测量数据如表所示。
/
(1)如图a所示为测量枝条电阻的电路,请用笔画线代替导线将电路连接完整。
(2)在测量冷冻温度为-20℃的枝条电阻时,电压表读数为8.6V,电流表示数如图b所示,请算出此时枝条电阻 Ω。
(3)在图c中画出枝条电阻和冷冻温度关系的图象。
(4)在测量过程中,突然发现枝条折断分成两段,则电路中电压表示数将会 。
【解析】(1)将变阻器的最大电阻连入电路中,电压表与枝条电阻并联,如下左所示:
(2)在测量冷冻温度为-20℃的枝条电阻时,电压表读数为8.6V,
电流表示数如图b所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流为0.26A,
由欧姆定律,此时枝条电阻: R=
??
??
=
8.6??
0.26??
≈33.1Ω;
(3)根据表中数据,在坐标系中找出对应的点连线,如上右所示:
(4)原来枝条电阻与变阻器串联,电压表测枝条电压,
在测量过程中,突然发现枝条折断分成两段,
则电阻断路,电压表测电源电压,由串联电路电压的规律,电路中电压表示数将会变大。
【答案】(1)如上左所示:(2)33.1; (3)如上右所示;(4)变大。
强化训练
1.(2019秋?保定期末)图是“探究通过导体的电流与电压的关系”实验电路,关于这个实验的表述正确的是(  )
A.表a是电压表,表b是电流表
B.使用滑动变阻器的目的是减小实验数据的误差
C.经过实验可以得出结论:电压与电流成正比
D.更换不同阻值的电阻重复实验,是为了使实验结论更具普遍性
2.(2019秋?南宁期末)在“探究电流与电压的关系”实验中,用定值电阻进行实验,得出了电流与电压的关系,图中I﹣U图象正确的是(  )
A./ B./ C./ D./
3.(2019秋?房山区期末)如图甲所示的电路中,电源电压保持不变,R是定值电阻,Rt是由半导体材料制成的热敏电阻,其阻值随温度变化的曲线如图乙所示。则下列说法中正确的是(  )
A.温度升高时,电流表示数减小
B.温度升高时,电压表示数减小
C.温度降低时,热敏电阻的阻值变大
D.温度降低时,电路的总电功率变大
4.(2019秋?石景山区期末)冬季室内用的某款超声波加湿器如图甲所示,图乙为其内部湿度监测装置的简化电路图,图丙为湿敏电阻R的阻值随湿度RH变化的关系图象。已知电源两端的电压不变,R0为定值电阻。闭合开关,当环境湿度增大时,下列判断中正确的是(  )/
A.R的阻值减小,电流表示数变大 B.R的阻值增大,电压表示数变大
C.电压表示数变小,电流表示数变小 D.电路消耗总功率变大
5.(2019秋?武汉期末)某同学利用如图所示的电路测量小灯泡的电阻,小灯泡标有“2.5V”的字样,他记录的实验数据如下表所示,其中有一次记录的电流表示数是错误的。关于该实验,下列说法正确的是(  )
试验次数
1
2
3
4
5
电压/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
电流/A
0.10
0.14
0.16
0.24
0.28
电阻/Ω
A.第1次实验记录的电流表示数是错误的
B.多次实验的目的是为了减小误差
C.5次实验中小灯泡正常发光时的电阻最小
D.从第1次到第5次的实验过程中,滑动变阻器的滑片逐渐向左滑动
6.(2019秋?北海期末)用“伏安法测电阻”的实验中,丹丹分别选用定值电阻和小灯泡为测量对象,在处理实验数据时,分别画出了U﹣I的图象,如图甲、乙所示。对于图象的分析,以下说法错误的是(  )
A.图甲是定值电阻的U﹣I图象,图乙是小灯泡的U﹣I图象
B.由图象可知,通过定值电阻的电流和定值电阻两端的电压成正比
C.由乙图及实验现象可知小灯泡的电阻随灯丝温度的增加而增大
D.为了减小误差,应该用多次测量的方法,计算小灯泡的电阻
7.(2019秋?孟津县期末)某同学指出:在用伏安法测量电阻的实验中,连接电路时,必须注意下列几点,你认为其中不必要的一条是(  )
A.向电路中连接滑动变阻器时,应该使滑片位于滑动变阻器阻值最大的位置
B.向电路中连接开关时,应该将开关断开
C.电压表应与待测电阻并联,电流表应与待测电阻串联
D.开关应该接在靠近电源电流流出的一端
8.(2020?杨浦区一模)两个电阻R1,R2并联后的总电阻为10欧。则下列判断正确的是(  )
A.R1一定小于10欧 B.R1可能为10欧
C.R2一定大于10欧 D.R2可能为10欧
9.(2020?徐汇区一模)两个导体串联后的总电阻大于其中任何一个导体的电阻,因为导体串联相当于(  )
A.减小了导体长度 B.减小了导体横截面积
C.增大了导体长度 D.增大了导体横截面积
10.(2019秋?淮北月考)如图所示,在做“探究串联电路的电压规律”的实验时,小明用电压表测出AB、BC、AC两端的电压分别为UAB=1.5V,UBC=2.5V,UAC=4V.他在表格中记录数据后,下一步应该进行的操作是(  )
A.换用电压表的另一量程,再测出一组电压值
B.对换L1和L2的位置,再测一组电压值
C.整理器材,分析此组数据,得出实验结论
D.换用不同规格的灯泡,再测几组电压值
11.(2019秋?苏州期末)在如图所示的电路中,将两个电流表A1、A2分别正确连入电路不同位置,闭合开关S,两个电流表均有示数,且A1的示数大于A2的示数,移动滑动变阻器R1的滑片P时,观察到两个电流表的示数随之改变。
(1)电流表A1测量的是   中的电流,A2测量的是   中的电流。(均选填“R1支路”“R2支路”或“干路”)
(2)若变阻器的滑片P向右端移动,则在移动过程中电流表A1与A2示数的比值   (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
12.(2019秋?路南区期中)在测量小灯泡电阻的实验中,因缺少电压表,小军利用两个电流表和一个已知阻值为10Ω的电阻R0,同样测出了小灯泡的电阻,原理如图甲所示,小军读出电流表A1的示数为0.3A,电流表A2的示数如图乙所示,则电阻R0中的电流为   A,小灯泡L两端的电压为   V,小灯泡电阻为   Ω。
13.(2019秋?永定区期末)用均匀的电阻丝围成一个正方形ABCD,如图所示,其中E为CD边的中点。当B、D两点接入电路中时,阻值为8Ω;那么将B、E两点接入电路中时,阻值为   Ω.将C、B两点接入电路时,阻值为   Ω。
14.(2019秋?长沙期中)小海利用如图所示的电路“探究电流与电阻的关系”,其中,电流表的量程为0~0.6A,并将实验数据记录在表格中。
(1)由表中数据得出,电阻R两端的电压控制在   V;
(2)根据规律,当R=50Ω,电流表示数为   A;
(3)为了不超过电流表量程,选择的定值电阻R不能小于   Ω。
电阻/Ω
10
20
30

电流/A
0.3
0.15
0.1

15.(2019?鄂尔多斯)小月和小亮在探究“欧姆定律”的实验,用电阻箱代替定值电阻,电路如图甲所示,已知电源电压恒为6V,电阻箱R1规格为“0~999.9Ω”,滑动变阻器R2的规格为“50Ω 1A”。
(1)小月在探究电流与电阻关系时,分别将R1调到5Ω、10Ω、15Ω和20Ω接入电路,调节R2使电压表示数均为2V,记下对应电流值,依据数据作出I﹣R图象,如图乙所示,根据实验目的分析图象可得出结论   。
(2)小月继续探究电流与电压关系,调节R1和R2的阻值,获取了第一组数据,电压表示数如图丙所示,该电压为   V.接着他保持R2的滑片位置不动,调节R1的阻值,又测得三组数据,如表所示,他分析实验数据后发现通过R1的电流与其两端电压不成正比,请指出实验中存在的问题   。
试验次数
电压U/V
电流I/A
1
0.3
2
4.0
0.20
3
4.5
0.15
4
5.0
0.10
(3)正在他准备重新实验时,小亮巧妙处理了实验数据,做出了某个元件的I﹣U图象,顺利得出了正确结论,请你帮他们在图丁中画出该图象。
(4)与两实验中使用电阻箱实现多次测量的目的相同的是   。
A.测量定值电阻的阻值 B.探究平面镜成像的特点
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16.(2019?滨州)某实验小组用图甲所示电路进行“探究电流与电阻的关系”实验。
(1)请将图甲连接完整,要求滑动变阻器滑片向右移动时电阻变大。
(2)闭合开关前,滑动变阻器滑片P应该位于   端(选填“A”或“B”)。
(3)闭合开关后,同学们发现,无论怎样调节滑动变阻器的滑片,电流表始终没有示数,电压表示数接近电源电压,原因可能是   。
(4)排除故障后,先将5Ω定值电阻接入电路,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为某一定值,此时电流表的示数如图乙所示,为   A。
(5)接下来断开开关,取下5Ω的定值电阻,换成10Ω的定值电阻,闭合开关,应向   (选填“A”或“B”)端移动滑片,直至电压表示数为   V时,读出电流表的示数。再更换20Ω定值电阻继续实验,实验数据记录在表格中。由实验数据可知:当导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成   。
实验次数
1
2
3
R/Ω
5
10
20
I/A
0.2
0.1
(6)该小组想用一块电流表和一个定值电阻R0,测未知电阻Rx的阻值。于是他们设计了如图丙所示的电路图,并进行如下实验操作:
①闭合S和S1,此时电流表的示数为I1。
②闭合S断开S1,此时电流表的示数为I2。
③请用已知量R0和测出量I1、I2表示出未知电阻Rx的表达式,则Rx=   。
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17.(2019?呼伦贝尔)现有两节新的干电池、电压表、电流表、滑动变阻器、定值电阻R、开关、导线利用给定器材连接成“伏安法测电阻”的电路。
(1)请在答题卡中相应位置画出图甲所示的实物图对应的电路图;
(2)实验前为了保护电路滑动变阻器的滑片应置于   端(选填“A“或“B”);
(3)闭合开关,无论怎样移动滑片P发现电流表始终无示数,电压表有示数,其原因可能是   (写出一种原因即可)
(4)排除故障后,当电压表示数为2.7V时,电流表示数如图乙所示,则通过R的电流大小为   A,它的阻值是   Ω。
18.(2019?亭湖区校级一模)阅读短文,回答问题:
半导体如何实现运算及数据处理
2020年我国将在全球首发5nm手机芯片,芯片基本元件之一半导体二极管主要由P型半导体、N型半导体、接线端、外壳组成,其结构和电路符号分别如图甲、乙所示。当一定的电流从正接线端流入,二极管呈现良好的导电性,当电流从负接线端流入,二极管呈现高电阻特性。
N型半导体内含有容易形成电流的自由电子,而P型半导体内虽然没有自由电子,但含有可让电子停留和经过的位置(空穴)。未接通电路时,最靠近半导体交界面处一排的电子向P区扩散占据空穴,使P区交界面处带负电,N区一侧带正电,由于电荷间存在相互作用力,交界面处将阻碍电子继续扩散。
半导体与电源相连后,电源负极将发出大量电子聚集在与之相连的一端,电压增大到一定值时且电子移动方向与电子扩散方向相同,电子将突破交界面处的阻碍使电路形成通路。反之,半导体呈现的电阻很大。
多个半导体的组合,是构成芯片的基础元件。它们可实现运算及数据处理。
发光二极管(LED)是一种能够发光的半导体电子元件,其显著的特点就是具有单向导电性。其电路符号如也用图乙所示,用实验方法测得某型号发光二极管两端的电压U和通过它的电流I的数据如表所示:/
实验序号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
U/V
0
0.4
0.8
1.2
1.6
2.0
2.4
2.6
2.8
3.0
I/mA
0
0.9
2.3
4.3
6.8
12.0
19.0
24.0
30.0
37.0
(1)半导体二极管内,当电流从P到N时,二极管电阻   (较小/较大)。
(2)通路时,二极管输出信号值Uk=1,断路时,输出信号值Uk=0,在下图左所示的电路中,a、b两点信号值随时间的变化关系如图中A、B所示,请在C图坐标系中,画出电路c处信号值随时间变化的关系画线。
(3)关于半导体二极管,下列说法正确的是   。
A.电流从正接线端流入,一定会形成通路
B.电子移动方向:电源→P型半导体→N型半导体
C.半导体二极管的电阻与其两端的电压有关
D.当电流从负接线端流入时,交界面带电子处电阻变小
(4)请在图丁的坐标纸上用描点法画出该型号发光二极管的伏安特性曲线。
(5)若该型号发光二极管的最佳工作电压为2.5V,现用5V的稳压电源供电,则需要在电路中串联一个电阻R才能使其处于最佳工作状态,请根据所画出的该型号二极管的伏安特性曲线进行分析,串联的电阻R的阻值为   Ω.(结果保留三位有效数字)
19.(2019?中山市校级模拟)为响应市政府提出的“创建海绵型城市”的号召,小科设计了如图所示的市政自动排水装置模型,控制电路由电压为12V、最大容量为6000mAh的蓄电池供电,蓄电池用“发电玻璃”制成的太阳能电板充电。R0为定值电阻,R为压敏电阻,压敏电阻通过杠杆ABO与圆柱形浮体相连,AO:BO=4:1,压敏电阻的阻值随压力变化
的关系如下表。(压板、杠杆和硬质连杆的质量及电磁铁线圈电阻忽略不计,所用绿灯红灯及排水泵的额定电压均为220V)
压敏电阻受到的压力
F/N
60
120
180
240
300
360
420
480

压敏电阻R阻值/Ω
400
260
180
125
100
80
65
55

(1)“发电玻璃”面积为0.2m2,其光电转化率为10%,要对没有电的控制电路蓄电池充满电需要   小时。(太阳能辐射到每平方米地面上的平均功率按1KW计算)
(2)按照设计要求,当水位上升到浮体刚好全部浸入水中时,压敏电阻受到压力为360N,通过电磁铁线圈的电流为100mA,排水泵启动;定值电阻R0的阻值为   Ω.该浮体重力为10N,浮体刚好全部浸入水中时受到的浮力为   N。
(3)制作压敏电阻的材料属于   (填“导体”或“半导体“)。在实际调试过程中,小科发现水位已达到安全位置上限,但排水装置还未启动。如果在其他条件保持不变的前提下,要使排水装置符合设计要求,应该将与压敏电阻相连的压板向   (填“左”或“右“)移动。
(4)若选用额定功率为5kW的排水电动机,排水泵机械效率为80%,工作2小时能将   kg的水抽到6米高处。(g=10N/kg)
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20.(2019秋?沙坪坝区校级期中)如图甲的电路中,电源电压保持不变。灯泡L的电流随电压U的变化关系如图乙。定值电阻R1=60Ω,R2为标有“90Ω 1A”的滑动变阻器。
(1)滑动变阻器的滑片在中点时,只闭合开关S2,电流表的示数为0.2A,求电源电压;
(2)若将滑动变阻器的滑片移至a端,只闭合开关S2、S3后,求电流表的示数;
(3)只闭合开关S1,若灯泡两端电压不能超过6V,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0﹣15V,为了保护电路的安全,求滑动变阻器R2的取值范围。
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1.(2019秋?龙岩期中)“低碳生活,从我做起”。同学们在不影响书写、阅读的前提下,坚持在教室少开两盏照明灯。当这两盏灯熄灭后,下列说法正确的是(  )
A.电路中的电流增大了 B.电路中的电阻减小了
C.电路两端的电压降低了 D.教室里的灯是并联的
2.(2019秋?娄底期中)长沙市区2019年实验考试“探究串联电路的电压关系”,某同学按如图(a)所示连接电路。闭合开关后,用电压表分别测量Uab、Ubc、Uac三处电压,关于在实验过程中出现的情况,下列说法正确的是(  )
A.连接电路的过程中不用考虑开关的状态
B.测出Uab间电压后,保持b不动,将a改接到c,可以测出Ubc
C.连接好电路,闭合开关后电压表示数如图b所示的情况,必须将电压表校零
D.实验时电压表示数Uab=Uac,且示数不为0,可能是a、b之间发生了断路
3.(2019?肥西县三模)如图所示是利用伏安法测电阻的部分电路,若考虑电表内阻对电路的影响,则关于测量误差和产生原因,下列说法正确的是(  )
A.测量值偏小,是由于电流表所测通过Rx电流偏小
B.测量值偏小,是由于电压表所测Rx两端电压偏小
C.测量值偏大,是由于电流表所测通过Rx电流偏大
D.测量值偏大,是由于电压表所测Rx两端电压偏大
4.(2019?武昌区模拟)某同学利用如图所示的电路做“伏安法测电阻”的实验,已知电源电压恒为6V,滑动变阻器标有“20Ω1A”字样,实验中该同学填写的实验数据如表所示。下列关于实验的几种说法中正确的是(  )
序号
1
2
3
4
5
U/V
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
I/A
0.10
0.21
0.30
0.40
0.49
①序号“1”的实验数据不是本实验中测得的
②序号“4”的实验中,滑动变阻器与待测电阻的阻值之比为2:1
③序号“2”和“5”的实验数据表明待测电阻Rx,不是定值电阻
④仅用该同学的实验器材就能探究电流与电压的关系
A.①④ B.③④ C.①③ D.①③④
5.(2019秋?苏州期末)在学过欧姆定律后,同学们有以下认识,其中不正确的是(  )
A.欧姆定律揭示了导体中的电流与电压、电阻的关系
B.当电压一定时,导体中的电流与电阻成反比
C.在研究导体中的电流与电压、电阻的关系过程中使用了控制变量法
D.根据欧姆定律的变形公式R=/可知:导体的电阻随电压和电流的变化而变化
6.(2019秋?石景山区期末)材料和长度相同的甲乙两金属丝,横截面积分别为S甲、S乙,电阻分别为R甲、R乙,其I﹣U图象如图所示。将甲乙串联在电路中,其两端的电压分别为U甲、U乙,则下列判断中正确的是(  )
A.R甲 >R乙 B.U甲 <U乙 C.U甲>U乙 D.S甲 <S乙
7.(2019秋?桃江县期末)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、乙两电表及示数之比为(  )
A.甲、乙均为电流表,示数之比为2:1
B.甲、乙均为电流表,示数之比为1:2
C.甲、乙均为电压表,示数之比为2:3
D.甲、乙均为电压表,示数之比为3:2
8.(2019秋?河东区期末)用如图所示的实验电路探究电流与电阻的关系,下列注意事项错误的是(  )
A.连接电路时,开关应该是断开的
B.闭合开关前,滑片应处于滑动变阻器的最右端
C.更换电阻后,应调节滑片让电压表的示数相同
D.应测多组数据,以减小实验误差
9.(2019秋?黄石期末)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象。以下有关叙述错误的是(  )
A.该同学研究的是电流和电阻的关系
B.闭合开关,发现电流表示数过大,原因可能是滑动变阻器连入电路阻值过小
C.实验中电压表的示数保持2.5V不变
D.将Rx从5Ω换成10Ω后,应将滑片P向左移
10.(2019秋?东城区期末)小文同学在探究“电流与电压关系”实验中,分别测量了定值电阻R和小灯泡L在不同电压下的电流值,并根据数据绘制了I﹣U图象,如图所示。下列说法中正确的是(  )
A.①是小灯泡的I﹣U图象,②是定值电阻的I﹣U图象
B.当通过定值电阻R的电流为0.2A时,它消耗的电功率为0.4W
C.把定值电阻R和小灯泡L串联后接在电源电压恒为9V的电路中,电路中的电流是0.4A
D.当定值电阻R和小灯泡L并联在电压为4V电路中,电路中总电流为1A
11.(2019秋?黄陂区期中)为探究并联电路中电压的规律,实验室提供的器材有:干电池组(电压约为3V)、电压表、多个小灯泡、开关、导线若干。
/
(1)用笔画线代替导线,在图(甲)中把电路连接完整,要求电压表测量灯L1两端的电压。
(2)电路连接正确后进行实验,某小组分别测出灯L1和L2两端的电压和并联电路两端的电压,电压表示数相同,如图(乙)所示,其值为   V;根据这组数据,该小组为了得出并联电路中电压的规律,接下来的应进行的实验是   ;记录、分析   ,得出实验结论。
12.(2019?杭州三模)小明同学在做“用电流表、电压表测电阻”的实验中,电源电压保持不变。所用电压表“0~15伏”量程损坏,但“0~3伏”量程完好。所用滑动变阻器上标有“20Ω,2A”字样。
(1)小明连接的实物电路如图,其中有一根导线未连接,请用笔线代替导线在图中正确连接,要求:当滑片向左移时,电压表示数变大。
(2)小明正确连接电路后,闭合开关,观察到电压表、电流表的示数分别为2.4伏和0.18安,则所用的电源电压为   伏。
(3)小明接着减小变阻器连入电路的阻值,发现电压表会超过量程,他在不更改器材的情况下很快解决了这一问题,他的方法是   。
(4)若按如图闭合开关时,小明观察到电压表、电流表的示数都为0,若电路中只有一处故障且只发生在电阻Rx或滑动变阻器R上,这一处故障原因是   。
13.(2019秋?潮南区期末)在如图所示的电路中,电源电压保持不变。闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P向右移动,电压表V1的示数将   ,电压表V2示数   ,电压表V2与电流表A示数的比值   (均选填“变大”、“变小“或“不变”)
14.(2019秋?高州市期中)小娟在探究“电阻中的电流跟两端电压的关系”时,将记录整理的实验数据绘制成图所示I﹣U关系图象。由图可知甲、乙两电阻的大小关系为R甲   R乙(“大于”或“小于”);当甲、乙两电阻并联在电压为3V的电路中时,干路的电流为   A,此时电路的总电阻是   Ω。
15.(2019?本溪)利用所学知识完成下面的电学实验。
探究电流与电阻关系
(1)用四个定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω)、电压恒为8V的电源、“40Ω 1A”的滑动变阻器、量程为0~0.6A的电流表和量程合适的电压表连接了如图甲所示电路。闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片调至最   (填“左”或“右”)端。实验中分别将四个定值电阻单独接入电路,并调节滑动变阻器的滑片,控制定值电阻两端电压保持不变并记录对应的电流值,为了完成四次实验,实验中定值电阻两端控制不变的电压最高不应超过   V。
(2)根据实验数据绘制了如图乙所示的图象,通过分析图象得出结论:当   一定时,通过导体的电流与导体的电阻成   。
16.(2019?铁岭)小久利用电压恒为6V的电源,额定电压为3.8V的小灯泡,10Ω、20Ω、30Ω、40Ω、50Ω的定值电阻,铭牌上标有“20Ω 1A”的滑动变阻器,电压表电流表,开关,导线完成了下列电学实验。
(1)探究电流与电阻关系。
①他设计的电路图如图甲所示,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应调到最   (填“左”或“右”)端。他将10Ω的定值电阻接入电路中,调节滑动变阻器的滑片,使定值电阻两端电压为4V读出电流表示数。保
持滑动变阻器的滑片位置不变,把10Ω的定值电阻换成20Ω的定值电阻,为了使电压表的示数保持不变,应将滑动变阻器的滑片向   (填“左”或“右”)端移动。
②他将定值电阻分别单独接入电路中,保持定值电阻两端电压为4V,最多可以完成   次实验。通过实验可得出结论:电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成   。
(2)测量小灯泡额定功率。
①小久设计了如图乙所示的电路。闭合开关,观察到小灯泡不发光,电流表无示数,则电压表示数为   V。
②小久检查电路时,发现所连接电路存在一处错误。请你在错误的导线上画“×”,用笔画线代替导线,画出正确的连线。
③排除故障后闭合开关,移动滑动变阻器的滑片。当电压表示数为3.8V时,电流表的示数如图丙所示,则电流表示数为   A,小灯泡的额定功率为   W。
(3)小久找来额定电压为2.5V的小灯泡和开关,利用上述实验用过的电压为6V的电源和“20Ω 1A”的滑动变阻器,设计了如图丁所示的电路,测出了额定电压为2.5V小灯泡的额定功率。请帮他将实验过程补充完整:
①闭合开关S、S1、S2,调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数为   V时,小灯泡正常发光。
②闭合开关S、S1,断开S2,保持滑片位置不变,读出电压表示数为2.5V。
③   (填所有开关的闭合或断开状态),读出电压表的示数为5V。
④小灯泡的额定功率P额=   W.
17.(2019?玉林)如图所示,图甲是“伏安法测电阻”的实验电路图。
(1)请你根据图甲的电路图,用笔画线代替导线,将图乙中的实物图连接完整。(要求滑动变阻器滑片P向右移动时阻值变大)
(2)在连接电路时,开关必须   。
(3)闭合开关S后,发现电流表无示数,电压表有示数,则出现的故障可能是   。
(4)排除故障后,闭合开关S,当滑片P移动到某一个位置时,电流表的示数为0.2A,电压表的示数如图丙所示,其读数为   V,则待测电阻Rx=   Ω。
(5)若实验中电流表不慎损坏,现给你一个已知阻值为R0的电阻、一个单刀双掷开关和导线若干,请你用上述器材和原有器材完成图丁的电路图,要求能测量Rx的阻值。
18.(2019?绍兴一模)小明同学在医院看到一个自动输液报警器,如图1所示。闭合开关,当输液报警器处输液管中有药液流过,绿灯亮,无药液流过,喇叭报警。小明运用自己所学知识和所查找的资料自己设计一个类似的自动输液报警器,如图2所示。
资料1:光敏电阻阻值随光照变化的关系如图3。
资料2:当输液管内有药水时,LED灯发出的光将被会聚到光敏电阻上,如图2;当输液管内无药水时,LED灯发出的光仅有很少一部分照射到光敏电阻上。
资料3:图2中U1=12伏,喇叭上标有“7V0.35W”,线圈的电阻忽略不计。
(1)当输液报警器处输液管中没有药液流过时,控制电路线圈中的电流比有药液流经时要   (填“大”或“小”)。
(2)为了能使喇叭正常工作,定值电阻R的阻值应选多大?
(3)按图2正确安装自动输液报警器,调试时发现输液报警器处输液管中有无药液流过都会发出警报,请写出出现这种情况的一种可能的原因,并根据原因提出具体的改进措施。
19.(2019?成华区模拟)电学量往往能够反映力学、热学等物理量的变化。如图所示是王斌同学设计的测量装置,他能通过电表读数算出球体的直径。图中M、N是两块平行夹板,N板固定,M板可以带动划片P上下移动,并使Pb的长度始终与被测量直径相同,电阻线ab总长度为15cm,其每厘米的电阻为4Ω,除上述器材之外,他还准备了以下器材:
A.电源(提供4V稳定电压) B.电流表A1(量程0~0.6A)一个
C.电流表A2(量程0~3A)一个 D.电压表V1(量程0~3V)一个
E.电压表V2(量程0~15V)一个F.定值电阻R0(10Ω,20Ω,30Ω各一个)
G.开关S一个,导线若干(足够长)
(1)王就同组的其他同学认真研究该原理图之后认为:首先,该图中有一个电表是没有作用的,应该去掉;其次,改进电路应该使电表的刻度均匀,为帮他解决这个问题,同学们用理想电压表或电流表设计了如下四个改进的电路,其中可行的是   。
/
(2)王斌老师看过设计图后肯定了同学们的设计,还提出进一步的要求:应该尽量增大该装置能测量的直径范围,如果希望电表上的每条刻度线都能表示出移动的距离值,要达到此目的,电表应该选   (选填B、C、D、E),定值电阻应该选择   Ω。
(3)在听取了同学和老师的建议之后,王斌改进并完善了设计方案之后再次做该实验,当被测球体的直径是7.5cm时,则电路中的电表的读数是   。
20.(2019秋?萧山区月考)如图1为一恒温水箱电路结构示意图,包括控制电路和工作电路两部分,控制电路:电源电压恒为12V,R1为热敏电阻(置于水箱中),阻值随温度变化的关系如图2所示,R0为滑动变阻器,线圈电阻不计,线圈中电流大于0.2A时衔铁被吸下;工作电路:R2为电热器,L1、L2为红绿指示灯,其额定电压均为220V,加热时红灯正常发光,绿灯不亮,停止加热时绿灯正常发光,红灯不亮。
/
(1)按要求连接好工作电路;
(2)为了使水箱内温度保持在60℃(水温低于60℃时电热器工作,高于60℃时停止加热),滑动变阻器接入电路阻值应为多少?
(3)为了使恒温水箱内设定的温度降低一些,请你想出两种办法?

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参考答案与试题解析
1.【解答】A、由图可知,a串联在电路中,为电流表,b并联在电阻两端,为电压表,故A错误;
B、本实验中,滑动变阻器的作用是保护电路,故B错误;
C、通过实验可以得出的结论是:在电阻一定时,导体的电流与导体两端的电压成正比,故C错误;
D、更换不同阻值的电阻重复实验,这样做的目的是防止偶然性的发生,使实验结论更具普遍性,故D正确。
故选:D。
2.【解答】用定值电阻进行实验,电阻不变,故电流与电压成正比,所以电流随电压的变化关系图象为过原点的直线,只有B正确。
故选:B。
3.【解答】由图甲可知两电阻串联,电压表测量R两端的电压,电流表测量电路中的电流;
AB、温度升高时,热敏电阻的阻值减小,电路的总电阻减小,由欧姆定律可知电路中的电流增大,即电流表示数增大,根据U=IR可知,电压表示数变大,故AB错误;
CD、温度升高时,热敏电阻的阻值增大,电路的总电阻变大,由欧姆定律可知电路中电流变小,根据P=UI可知,电路的总电功率变小,故C正确,D错误。
故选:C。
4.【解答】由电路图可知,定值电阻R0与湿敏电阻R串联,电压表测量电阻R两端的电压,电流表测电路电流;
根据图象可知湿敏电阻R的阻值随湿度RH的增大而增大,当环境湿度增大时,湿敏电阻R的阻值增大,总电阻增大,根据欧姆定律I=/可知,电路中电流减小,即电流表示数减小;
根据P=UI可知,电路消耗总功率变小;电路中电流减小,根据U=IR知,定值电阻两端的电压U0减小,根据串联电路的电压特点可知,湿敏电阻R两端的电压增大,即电压表的示数增大;
综上所述,ACD错误,B正确。
故选:B。
5.【解答】(1)由表格数据,根据欧姆定律分别计算5次实验灯泡的电阻:
R1=/=/=5Ω;R2=/=/≈7.14Ω;R3=/=/=9.375Ω;R4=/=/≈8.33Ω;R5=/=/≈8.93Ω;
电压越大,电流越大,灯泡实际功率越大,温度越高,电阻也越大,所以1到5次实验灯泡电阻应逐渐增大,
但第3次实验中电阻比第4、5次电阻大,所以第3次实验测得的电流是错误的,故AC错误;
(2)这5次实验中灯泡电阻本就不同,不能取多次测量的平均值减小误差,故B错误;
(3)由表中数据知,从第1到第5次实验中,灯泡两端电压不断增大,由串联电路的分压原理知,应减小变阻器连入电路的阻值,从而减小变阻器分得电压,所以滑片应逐渐向左滑动,故D正确。
故选:D。
6.【解答】A、根据图甲可知,电压与电流成正比,因此该电阻为定值电阻,所以图甲是定值电阻的U﹣I图象,则图乙是灯泡的U﹣I图象,故A正确;
B、由图象甲可知,通过定值电阻的电流和定值电阻两端的电压成正比,故B正确;
C、由乙图可知,电流与电压不成正比,且电压变化比电流变化快,所以灯泡电阻逐渐增大,灯泡电压和电流越大,其实际功率越大,温度越高,由此可知,小灯泡的电阻随灯丝温度的增加而增大,故C正确;
D、灯泡的电阻是变化的,不能取多次测量的平均值减小误差,是为了寻找灯丝电阻与温度的关系,故D错误。
故选:D。
7.【解答】A、滑动变阻器在实验中起保护电路的作用,在开关闭合前,应把滑动变阻器的阻值调到最大处可以防止电流过大烧毁元件,故A是必要的;
B、实验开始前,开关应处于断开的状态,防止在连接线路时,某些地方不合适引起电路中的电流过大烧坏元件;故B是必要的;
C、电压表与被测电阻并联,电流表与被测电阻串联,属于正确的接法。故C是必要的;
D、开关在电路中的作用是控制电路的通断,与开关是否靠近电源正极一端无关;故D是不必要的。故选:D。
8.【解答】由于并联后的总电阻小于其中最小的一个,所以将两个电阻R1,R2并联后的总电阻为10Ω,则两个电阻的阻值都大于10Ω,故ABD错误,C正确。
故选:C。
9.【解答】导体的电阻与长度、横截面积以及材料的电阻率有关,两个电阻串联相当于长度加长,长度越大,电阻越大。
故选:C。
10.【解答】在做“探究串联电路的电压规律”的实验时,小明用电压表测出AB、BC、AC两端的电压分别为UAB=1.5V,UBC=2.5V,UAC=4V.他在表格中记录数据,测量完成一次实验,一组数据不能得出规律,否则具有偶然性,所以下一步的操作是换用不同规格的灯泡,再测几组电压值,通过多组数据的分析得出串联电路电压规律,
所以ABC错误,D正确;故选:D。
11.【解答】(1)由电路图可知,R2与滑动变阻器R1并联,由“A1的示数大于A2的示数”知电流表A1测量的是干路中的电流,A2测量的是支路中的电流,
移动滑动变阻器R1的滑片P时,观察到两个电流表的示数随之改变,故A2测量的是R1支路中的电流。
(2)当滑片P由图中所指位置向右移动时,滑动变阻器接入电阻变大,
由欧姆定律可得,通过A2的电流I2减小;
而R1两端的电压不变,所以通过A1的示数I1不变;
根据干路电流等于各支路电流之和可知,干路电流变小;
电流表A1的示数与电流表A2的示数的比值为:/=/+1,所以比值会变大。
故答案为:(1)干路;R1支路;(2)变大。
12.【解答】(1)甲图中,灯与电阻并联,电流表A2测L的电流,电流表A1测并联电路的总电流:
由图乙可知,电流表A2的量程是0~0.6A,最小分度值是0.02A,电流表示数是IA2=0.2A;
由并联电路的特点知,流过定值电阻R0的电流:
IR0=IA1﹣IA2=0.3A﹣0.2A=0.1A,
由并联电路电压的规律,定值电阻的电压即电源电压,由欧姆定律I=/,
电源电压:
U=IR0R0=0.1A×10Ω=1V;
(2)灯接在电源两端,灯泡两端的电压是1V,由欧姆定律,灯泡电阻:
RL=/=/=5Ω。
故答案为:0.1;1;5。
13.【解答】设每一个边的电阻为R,
当B、E两点接入电路中时,边长BAD和边长BCD相等,则RBAD=RBCD=2R,
因/=/+/,
所以/+/=/,
解得:R=8Ω;
当B、E两点接入电路时,RBADE与RBCE并联,且RBADE=/×8Ω=20Ω,RBCE=/×8Ω=12Ω,
则/=/+/=/+/=/
解得:RBE=7.5Ω。
当C、B两点接入电路时,RCDAB与RCB并联,且RCDAB=3×8Ω=24Ω,RBCE=8Ω,
则/=/+/=/+/=/
解得:RBE=6Ω。
故答案为:7.5;6。
14.【解答】(1)根据表格数据电阻R两端的电压:U=IR=0.3A×10Ω=3V;
(2)在探究电流与电阻的关系时,应控制电阻两端的电压不变,即U=3V不变,当R′=50Ω时,
电流表示数为:I′=/=/=0.06A;
(3)电流表的量程为0~0.6A,
为了不超过电流表量程,选择的定值电阻R不能小于:R″=/=/=5Ω。
故答案为:(1)3; (2)0.06; (3)5。
15.【解答】(1)依据作出的I﹣R图象知,电阻两端的电压始终保持:
UV=IR=0.1A×20Ω=﹣﹣﹣﹣﹣=0.4A×5Ω=2V,为一定值,故分析图象可得出的结论:电压一定时,电流与电阻成反比;
(2)电压表示数如图丙所示,电压表选用大量程,分度值为0.5V,该电压为3V;
研究电流与电压的关系时,要控制电阻大小不变,电压表并联在电阻箱的两端,电阻箱为研究对象,故应控制电阻箱的电阻R1大小不变,通过改变变阻器连入电路中的电阻大小改变电阻箱的电压大小;而实验中改变了R1大小,故通过R1的电流与其两端的电压不能正比;
(3)在原操作中,因变阻器的滑片位置不动,可视为一定值,根据串联电路电压的规律,变阻器的电压:
U滑=U﹣U表,故在实验中,变阻器的电压分别为:
6V﹣4V=2V;6﹣4.5V=1.5V;6V﹣5V=1V,对应通过变阻器的电流分别为0.2A、0.15A、0.1A,根据描点作图,如下图所示:
/
(4)使用电阻箱实现多次测量的目的是得出普遍性的结论:
A.测量定值电阻的阻值,多次测量是为了取平均值减小误差;
B.探究平面镜成像的特点,多次测量的目的是得出普遍性的结论。
故答案为:(1)电压一定时,电流与电阻成反比;
(2)3;调节R1的阻值,R2的滑片位置不动;
(3)如上所示;
(4)B。
16.【解答】(1)滑动变阻器与电阻串联,要求滑片向右移动时,连入电路的电阻变大,所以应将滑动变阻器的A接线柱与开关的右接线柱相连,如下图所示:
/
(2)为保护电路,变阻器连入电路中电阻最大即B端;
(3)闭合开关,移动变阻器滑片P,发现电流表无示数,电路可有断路发生,而电压表有示数,说明电压表到电源两极间是通路,所以故障原因可能是定值电阻断路;
(4)小明同学首先将5Ω定值电阻接入电路,将滑片P滑到b端,再闭合开关,调节滑片P,使电压表示数到达某一数值,电流表的示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,示数0.4A;
(5)研究电流与电阻的关系时,要控制电压表示数不变,由欧姆定律的变形公式,电压表示数U=IR=0.4A×5Ω=2V;
根据串联分压原理可知,将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻,电阻增大,其分得的电压增大;
探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,即应保持电阻两端的电压不变,根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压,由分压原理,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向B端移动,使电压表的示数为2V,读出电流表的示数;
由表格中数据发现:电阻为原来的几倍,通过的电流为原来的几分之一,故在电压一定时,电流与电阻成反比。
(6)①闭合S、S1,此时两电阻并联,电流表测量干路电流,示数为I1,
②闭合S、断开S1,此时为只有Rx工作的电路,电流表测量Rx的电流,示数为I2,可测出电源电压U=I2Rx,
根据并联电路电流的规律知,R0的电流:I0=I1﹣I2,则电源电压为U=(I1﹣I2)R0
根据电源电压相等知:U=U=I2Rx=(I1﹣I2)R0
未知电阻Rx的表达式为:Rx=/。
故答案为:(1)如上所示;(2)B;(3)定值电阻断路;(4)0.4;(5)B;2;反比;(6)③/。
17.【解答】(1)根据实物图画出电路图,如下所示:
/
(2)实验前为了保护电路滑动变阻器的滑片应置于阻值最大处B端;
(3)经分析,闭合开关,无论怎样移动滑片P发现电流表始终无示数,电压表有示数,其原因可能是电阻R断路(或电流表短路);
(4)排除故障后,当电压表示数为2.7V时,电流表示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流为0.3A,由欧姆定律,它的阻值是:
R=/=/=9Ω。
故答案为:(1)如上所示;(2)B;(3)电阻R断路;(4)0.3; 9。
18.【解答】(1)当一定的电流从正接线端流入,二极管呈现良好的导电性,说明此时二极管的电阻较小。
(2)根据图A可知,在0﹣1s、2﹣3s、4﹣5s、6﹣7s时间内,a处输出信号值Uk=1,其它时间内输出信号值Uk=0;
根据图B可知,在0﹣2s、4﹣6s时间内,b处输出信号值Uk=1,其它时间内输出信号值Uk=0;
所以在0﹣3s、4﹣7s时间内,c处输出信号值Uk=1,3﹣4s和7﹣8s时间内,c处输出信号值Uk=0,如下图所示:
/
(3)A、因为当二极管两端电压增大到一定程度时,电路才会形成通路,因此电流从正接线端流入,不一定会形成通路,故A错误;
B、当二极管形成通路时,电流从P到N,而电子定向移动的方向与电流方向相反,因此电子移动方向:电源→N型半导体→P型半导体,故B错误;
C、根据表中数据可知,电压与电流的比值各不相同,因此半导体二极管的电阻与其两端的电压有关,故C正确;
D、当电流从负接线端流入,二极管呈现高电阻特性,即交界面带电子处电阻变大,故D错误。
故选:C。
(4)先根据表中数据描点,然后用平滑曲线将各点连接起来,如下图所示:
/
(5)由图象可知,二极管的工作电压为2.5V时,电流I=21mA=0.021A,
由串联电路电压特点和欧姆定律得,串联电阻的阻值:
R=/=/≈119Ω。
故答案为:(1)较小;(2)如上图所示;(3)C;(4)如上图所示;(5)119。
19.【解答】(1)蓄电池充满电时储存的电能:
W=UIt=12V×6000×10﹣3A×3600s=2.592×105J=0.072kW?h,
因发电玻璃的光电转化率为10%,
所以,发电玻璃接收到的太阳能:
E=/=/=0.72kW?h,
由E=PSt可得,蓄电池充满电需要的时间:
t=/=/=3.6h;
(2)当浮体刚好全部浸入水中时,压敏电阻受到压力为360N,通过电磁铁线圈的电流I=100mA=0.1A,
由表中数据知,此时压敏电阻的阻值R=80Ω,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,由I=/可得,定值电阻R0的阻值:
R0=R总﹣R=/﹣R=/﹣80Ω=40Ω,
设此时连杆对A端的作用力为FA,压敏电阻对B处的作用力为FB,
由杠杆的平衡条件FA?OA=FB?OB可得:
FA=/FB=/×360N=90N,
由力作用的相互性可知,A端对浮体向下的压力:FA'=FA=90N,
由力的平衡条件可得,此时浮体受到的浮力:F浮=G+FA'=10N+90N=100N;
(3)制作压敏电阻的材料属于半导体;
在实际调试过程中,小科发现水位已达到安全位置上限,但排水装置还未启动,
则控制电路的电流太小,如果在其他条件保持不变的前提下,要使排水装置符合设计要求,
应减小控制电路中的电阻以增大控制电路中电流,由表格数据可知,应增大压敏电阻受到的压力,
在A端作用力和动力臂不变的情况下,由杠杆平衡条件知,将压板向右移动时,减小了阻力臂,可增大对压敏电阻的压力;
(4)由P=/可得,排水电动机工作2h消耗的电能:
W电=P电t′=5×103W×2×3600s=3.6×107J,
电动机消耗的电能转化为水的机械能:
W机械=W电η=3.6×107J×80%=2.88×107J,
由W=Gh=mgh可得,能抽到6m高处水的质量:
m=/=/=4.8×105kg。
答:(1)3.6;(2)40;100;(3)半导体;右;(4)4.8×105。
20.【解答】(1)滑动变阻器的滑片在中点时,只闭合开关S2时,电路为R2的简单电路,电流表测电路中的电流,
因电压表的内阻很大,在电路中相当于断路,
所以,此时变阻器接入电路中的电阻最大,
由I=/可得,电源的电压:
U=IR2=0.2A×90Ω=18V。
(2)若将滑动变阻器的滑片移至a端,只闭合开关S2、S3后,R1与R2并联,电压表测电源电压,电流表测干路电流,
因并联电路中各支路两端的电压相等,且干路电流等于各支路电流之和,
所以,干路电流表的示数:
I′=/+/=/+/=0.5A。
(3)只闭合开关S1时,灯泡L与变阻器R2串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流,
由图乙可知,灯泡两端的电压为6V时,通过的电流为0.5A,
因串联电路中各处的电流相等,且电流表的量程为0~0.6A,
所以,电路中的最大电流I大=0.5A,此时R2接入电路中的电阻最小,
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﹣UL=18V﹣6V=12V,
则R2接入电路中的最小电阻:
R2小=/=/=24Ω,
当电压表的示数U2大=15V时,灯泡两端的电压最小,电路中的电流最小,变阻器接入电路中的电阻最大,
此时灯泡两端的电压:
UL′=U﹣U2大=18V﹣15V=3V,
由图乙可知,通过灯泡的电流为0.3A,即电路中的电流I小=0.3A,
变阻器接入电路中的最大阻值:
R2大=/=/=50Ω,
所以,滑动变阻器R2的取值范围为24Ω~50Ω。
答:(1)电源电压为18V;
(2)若将滑动变阻器的滑片移至a端,只闭合开关S2、S3后,电流表的示数为0.5A;
(3)滑动变阻器R2的取值范围为24Ω~50Ω。
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参考答案与试题解析
1.【解答】在家庭电路中,各用电器是并联的。
A、干路中的电流等于各支路电流之和,所以同时工作的用电器越多,干路中的电流越大,当这两盏灯熄灭后,干路中的电流变小,故A错误。
B、同时使用的用电器越多,则并联的电阻越多,并联的电阻就相当于增加了导体的横截面积,则总电阻越小,当这两盏灯熄灭后,电路中的总电阻变大,故B错误。
C、家庭电路的电压是220V,当这两盏灯熄灭后,电路两端的电压不变,仍为220V,故C错误。
D、教室里的各灯工作时互不影响,因此它们是并联的,故D正确。
故选:D。
2.【解答】A、为保护电路,连接电路的过程中开关要断开,故A错误;
B、用电压表测出Uab间电压后,保持b不动,将a改接到c,虽然此时电压表与L2并联,但电流从电压表负接线柱流入,闭合开关后,电压表指针会反偏,所以不能测出L2两端的电压Ubc,故B错误;
C、连接好电路,闭合开关后电压表示数如图b所示的情况,即指针反向偏转,说明电压表的正负接线柱接反了,需要将电压表的正负极接线柱互换,故C错误;
D、实验时电压表示数Uab=Uac,且示数不为0,说明a、b间的电压等于电源电压,可能是a、b之间发生了断路(此时电压表串联在电路中测电源电压),也可能是b、c间发生了短路,故D正确。故选:D。
3.【解答】图中是电流表内接法,由于电流表的分压作用,电压测量值偏大,电流测量值准确,根据欧姆定律I=/可知,电阻测量值偏大,等于电阻R与电流表内阻之和。
故选:D。
4.【解答】①由表中数据,考虑到误差因素,
Rx=/=/=/=/=﹣﹣﹣﹣﹣=/=/≈10Ω;
当变阻器的最大电阻连入电路中时,电阻的最大电阻:
R串联=10Ω+20Ω=30Ω,由欧姆定律,电路中的最小电流:
I=/=/=0.2A>0.1A;
序号“1”的实验数据不是本实验中测得的,①正确;
②序号“4”的实验中,电压表为4V,根据串联电路电压的规律,变阻器的电压为:6V﹣4V=2V,根据分压原理,滑动变阻器与待测电阻的阻值之比为:2V:4V=1:2;②错误;
③由①知,待测电阻Rx是定值电阻,故③错误;
④探究电流与电压的关系时,要控制电阻不变,因Rx是定值电阻,故能探究电流与电压的关系,④正确。故选:A。
5.【解答】A、欧姆定律研究的是电流、电压、电阻的关系,故A正确;
B、根据欧姆定律知,当电压一定时,导体中的电流与电阻成反比,故B正确;
C、在研究欧姆定律的过程中使用了研究问题的一种基本方法﹣控制变量法,故C正确;
D、导体的电阻由导体的材料、长度、横截面积决定,与导体两端的电压与流过导体的电流无关,不能说导体的电阻随电压和电流的变化而变化,故D错误。
故选:D。
6.【解答】A、由图象可知:当电阻两端的电压相同时通过甲、乙电阻的电流关系是:I甲<I乙,根据R=/可知:R甲<R乙,故A错误;
BC、将甲乙串联在电路中,由于串联电路中电流处处相等,已知:R甲<R乙,根据U=IR可知甲乙两端的电压:U甲 <U乙,故B正确,C错误;
C、材料、长度相同的导体,横截面积越小(越细),电阻越大,已知:R甲<R乙,则S甲>S乙,故D错误。故选:B。
7.【解答】乙表与电源连接,故为电压表,甲表不能是电流表,否则S闭合时,将灯短路,不发光,
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,
灯L1、L2的电阻之比为R1:R2=1:2,根据分压原理,L2的电压为灯L1的2倍,即2UL1,
根据串联电路电压的规律,总电压为:
U=UL1+2UL1=3UL1,
甲、乙两电表的示数之比为2UL1:3UL1=2:3,只有C正确。
故选:C。
8.【解答】AB、连接电路时,为保护电路,开关应该是断开,A正确;
闭合开关前,滑片应处于阻值最大处,即滑动变阻器的最右端,B正确;
C、探究电流与电阻的关系时要控制电阻的电压不变,故更换电阻后,应调节滑片让电压表的示数相同,C正确;
D、为得出普遍性的结论,应测多组数据,故D错误。故选:D。
9.【解答】AC、由图乙知,电流与电阻之积为:
U=IR=0.5A×5Ω=﹣﹣﹣0.1A×25Ω=2.5V,即控制电阻的电压不变;
由题意,更换5个定值电阻Rx,改变电阻大小,故是研究电流与电阻关系,A正确,C正确;
B、闭合开关,发现电流表示数过大,原因可能是滑动变阻器连入电路阻值过小,B正确;
D、根据串联分压原理可知,将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻,电阻增大,其分得的电压增大;
探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,即应保持电阻两端的电压不变,根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压,由分压原理,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向右端移动,使电压表的示数为2.5V,D错误。故选:D。
10.【解答】A、R为定值电阻,由I=/,故电流与电压成正比,电流随电压的变化关系为过原点的直线;而灯的电阻随温度的变化而变化,故电流随电压的变化关系为曲线,①是定值电阻的I﹣U图象,②是小灯泡的I﹣U图象,A错误;
B、由图知,当通过定值电阻R的电流为0.2A,对应的电压大小为2V,它消耗的电功率为:
P=UI=2V×0.2A=0.4W,B正确;
C、两电阻串联,电路各处的电流相等,由图知,当电路的电流为0.5A时,灯的电压为4V,R的电压为5V,由串联电路电压的规律,电路的电压为4V+5V=9V,故把定值电阻R和小灯泡L串联后接在电源电压恒为9V的电路中,电路中的电流是0.5A,C错误;
D、当定值电阻R和小灯泡L并联在电压为4V电路中,由并联电路电压的规律,R和灯的电压都为4V,由图知,R和灯的电流分别为0.4A和0.5A,由并联电路电流的规律,电路中总电流为:
I=I1+I2=0.4A+0.5A=0.9A,D错误。故选:B。
11.【解答】(1)灯L1、L2并联,要测量灯泡L1两端电压,电压表需与L1并联,因为干电池组电压为3V,则选择0~3V量程。
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(2)由图可知:因为干电池组电压为3V,选择0~3V量程,则对应的分度值为0.1V;根据指针所指位置可读出电压值为2.6V;
利用实验得出实验结论的过程中,为了避免实验的偶然性,增加实验的可信度,接下来的应进行的实验是换用不同规格的灯泡多测量几次并联电路两端的电压。才能进行记录、分析实验(得出)数据。故答案为:(1)见上图;(2)2.6;换用不同规格的灯泡多测量几次并联电路两端的电压;实验数据。
12.【解答】(1)当滑片向左移时,电压表示数变大,由U=IR,即电路中的电流变大,故变阻器连入的电阻变小,变阻器左下接线柱连入电路中,如下所示:
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(2)滑动变阻器上标有“20Ω,2A”字样,可知变阻器的最大电阻为20Ω;
小明正确连接电路后,即变阻器的最大电阻连入电路中,闭合开关,观察到电压表、电流表的示数分别为2.4V和0.18A,由欧姆定律和串联电路的规律,则所用的电源电压为:
U=UV+IR滑大=2.4V+0.18A×20Ω=6V;
(3)小明接着减小变阻器连入电路的阻值,发现电压表会超过量程,即大于3V,由串联电路电压的规律,变阻器的电压小于3V,故他在不更改器材的情况下,可将电压表接在滑动变阻器两端;
(4)电流表示数为零,说明电路为断路;电压表示数为零,说明电压表的正负接线柱不能与电源正负极相连,因电路路中只有一处故障且只发生在电阻Rx或滑动变阻器R上,因此电路故障为滑动变阻器断路。故答案为:(1)如上所示; (2)6;(3)将电压表接在滑动变阻器两端; (4)滑动变阻器断路。
13.【解答】由电路图可知,R1与R2串联,电压表V1测电源电压,电压表V2测R1两端的电压,电流表A测电路中的电流。
因电源电压保持不变,
所以,滑片移动时,电压表V1的示数不变;
将滑动变阻器的滑片P向右移动,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,
由U=IR可知,R1两端的电压变小,即电压表V2的示数变小,
由R=/可知,电压表V2与电流表A示数的比值等于R1的阻值,则其比值不变。
故答案为:不变;变小;不变。
14.【解答】(1)由图知,甲乙的电流随电压的变化关系为过原点的直线,故甲乙均为定值电阻,当甲乙电压都为3V时,通过甲的电流为0.3A,乙的电流为0.6A,根据欧姆定律R=/,R甲大于R乙;
(2)当甲、乙两电阻并联在电压为3V的电路中时,由并联电路电压的规律,甲乙两端的电压都为3V,甲的电流是0.3A,乙的电流是0.6A,根据并联电路干路电流等于各支路的电流之和,干路电流是:
I=I1+I2=0.3A+0.6A=0.9A;
由欧姆定律,此时电路的总电阻是:
R=/=/≈3.3Ω。故答案为:大于;0.9;3.3。
15.【解答】(1)为了保护电路,闭合开关前滑动变阻器的滑片要放在阻值最大处,即最右端;
电流表的量程为0﹣0.6A,当电路中的最大电流为0.6A时,电路中的总电阻最小,即此时电路中应接入定值电阻为5Ω的电阻,
根据欧姆定律I=/得,
此时定值电阻两端的电压:U=IR=0.6A×5Ω=3V;
所以为了完成四次实验,实验中定值电阻两端控制不变的电压最高不应超过3V;
(2)根据图乙所示的图象知,当电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
故答案为:(1)右;3;(2)电压;反比。
16.【解答】(1)①为了保护电路,闭合开关前滑动变阻器的滑片在阻值最大处,即最右端;
将10Ω电阻换成20Ω电阻时,根据分压原理可知,电压表示数将增大,为保持电压表示数不变(应使电压表示数减小为原来的电压值),根据串联电路电压的规律,应增大变阻器分得的电压,应增大变阻器连入电路中的电阻大小,即滑片向右移动,直到电压表示数为4V;
②根据串联电路电压的规律知,滑动变阻器两端的电压为:U滑=U﹣UR=6V﹣4V=2V,
通过电路的最小电流为:I最小=/=/=0.1A,
定值电阻的最大值为R最大=/=/=40Ω,
所以只有10Ω、20Ω、30Ω、40Ω的定值电阻可以适用,故最多可以完成4次实验;
通过实验可得出结论:电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比;
(2)①若电流表示数为0,灯不亮,说明电路可能断路,此时电压表有示数,且等于电源电压,为6V;
②分析实物图可知,变阻器与电流表串联后与灯并联,电压表串联在电路中,是错误的,
电流表应与灯串联,变阻器与灯串联,电压表与灯并联,将小灯泡右侧连线改接到电压表的负接线柱,如下图所示:
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③图丙中电流表的量程为0﹣0.6A,分度值为0.02A,示数为0.3A,
灯泡的额定功率为:P=UI=3.8V×0.3A=1.14W;
(3)①开关S、S1闭合、S2断开,调节滑动变阻器滑片,此时电压表测量滑动变阻器两端的电压,根据串联电路电压的规律知,使电压表示数为6V﹣2.5V=3.5V时,灯泡正常发光;
②闭合开关S、S1,断开S2,保持滑片位置不变,读出电压表示数为2.5V。
③闭合开关S、S2,断开S1,此时电压表测量滑动变阻器两端的电压,读出电压表的示数为5V,此时电压表的示数为“闭合开关S、S1,断开S2”时的2倍,由图知这两次电路的连接不变,电流大小不变,只是电压表的测量范围变化了,根据串联电路的分压作用知此时滑片在中间位置,即闭合开关S、S1、S2,滑动变阻器的滑片在中点处,即滑动变阻器的电阻为10Ω,
通过滑动变阻器的电流为:I=/=/=0.35A时,小灯泡正常发光。
④小灯泡的额定功率P额=UI=2.5V×0.35A=0.875W。
故答案为:(1)①右;右;②4;反比;(2)①6;②见上图;③0.3;1.14;(3)①3.5;③闭合开关S、S2,断开S1;④0.875。
17.【解答】(1)滑动变阻器与电阻串联且一上一下的接,滑动变阻器滑片P向右移动时阻值变大,需要接左下接线柱,如图:
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(2)为了保护电路,在连接电路时开关必须断开;
(3)若电流表示数为0,说明电路可能断路;电压表有示数,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的支路以外的电路是完好的,则与电压表并联的电阻断路了;
(4)由图丙可知,电压表量程为0~3V,其分度值为0.1V,示数为2V,
则待测电阻:Rx=/=/=10Ω;
(5)只有电压表时,要想测量出电阻,需要用电压表和定值电阻来代替电流表,实验中通过单刀双掷使电压表的测量范围不同,如图:
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当闭合开关S,将S1拨到触点2,移动滑片,读出电压表的示数U1,再将开关S1拨到触点1,保持滑片的位置不动,读出电压表的示数U,则定值电阻Rx两端的电压为U﹣U1,根据电路的电流相等列等式,再表示出Rx。
故答案为:(1)见上图;(2)断开;(3)Rx断路;(4)2;10;(5)见上图。
18.【解答】(1)当输液报警器处输液管中没有药液流过时,LED灯发出的光仅有很少一部分照射到光敏电阻上,
则此时光敏电阻受到的光照强度减弱,由图3可知,光敏电阻的阻值变大,控制电路的总电阻变大,
由I=/可知,控制电路的电流减小,即控制电路线圈中的电流比有药液流经时要小;
(2)喇叭正常工作时,喇叭和定值电阻串联,此时喇叭两端的电压U喇叭=7V,功率P喇叭=0.35W,
因串联电路中各处的电流相等,
所以,由P=UI可得,电路中的电流:
I=/=/=0.05A,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,定值电阻R两端的电压:
UR=U1﹣U喇叭=12V﹣7V=5V,
则定值电阻的阻值:
R=/=/=100Ω;
(3)调试时发现输液报警器处输液管中有无药液流过都会发出警报,说明有药液时电磁铁的磁性太弱(导致衔铁被弹簧拉上去),
原因可能是控制电路电源的电压U2太小,可能是电磁铁线圈的匝数太少,可能是定值电阻R0的阻值太大等,
改进措施有:更换电压更大的控制电路电源,增加电磁铁线圈的匝数,换用阻值更小的定值电阻R0等。答:(1)小;
(2)为了能使喇叭正常工作,定值电阻R的阻值应选100Ω;
(3)原因:电磁铁线圈的匝数太少;改进措施:增加电磁铁线圈的匝数(合理即可)。
19.【解答】(1)A.由电路图可知,R0与Rab串联,电压表测Pb部分电阻线两端的电压,由电压表的内阻很大、在电路中相当于断路可知,滑片P移动时,电阻线接入电路中的电阻不变,电路中的总电阻不变,由I=/可知,电路中的电流不变,测量球体的直径不同时,Pb段电阻线的阻值不同,由U=IR可知,电压表的示数与球体的直径成正比,改进电路的电压表刻度是均匀的,故A正确;
B.由电路图可知,R0与RPb串联,电流表被短路,无示数,故B错误;
C.由电路图可知,R0与RPb串联,电压表测电源的电压,其示数不变,故C错误;
D.由电路图可知,R0与RPb串联,电流表测电路中的电流,由串联电路中总电阻等于各分电阻之和可得,电流表的示数I=/,则I与RPb不成正比,则改进电路电流表的刻度不均匀,故D错误;故选:A。
(2)因希望电表上的每条刻度线都能表示出移动的距离值,
所以,由电源提供4V稳定电压可知,电压表选0~3V的量程;
因电阻电阻线ab总长度为15cm,其每厘米的电阻为4Ω,
所以,Rab=4(Ω/cm)×15cm=60Ω,
当电阻丝接入电路中的电阻最大时,电压表的示数为3V,
因串联电路中各处的电流相等,
所以,电路中的电流:
I=/=/=0.05A,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,定值电阻两端的电压:
U0=U﹣Uab=4V﹣3V=1V,
则选择的定值电阻:
R0=/=/=20Ω;
(3)当被测球体的直径是7.5cm时,RPb=4(Ω/cm)×7.5cm=30Ω,
因滑片移动时,电路中的电流I=0.05A不变,
所以,电路中的电表的读数:
UPb=IRPb=0.05A×30Ω=1.5V。
故答案为:(1)A;(2)D;20Ω;(3)1.5V。
20.【解答】(1)由题意可知,当动触点与上方静触点接触时,电路为绿灯的基本电路;当动触点与下方静触点接触时,电路为R2与红灯的并联电路;衔铁应接在火线上,零线直接接在用电器的另一端,如下图所示:
(2)根据图2示可知,当温度为60℃时,热敏电阻R1的阻值为32Ω;
由I=/可知,当电路电流为0.2A时,控制电路的总电阻:R=/=/=60Ω;
因为R1与R0串联,所以R0接入电路的阻值:R0=R﹣R1=60Ω﹣32Ω=28Ω;
(3)由图2可知,要使恒温水箱内设定的温度降低一些,就要减小热敏电阻R1的阻值;但为了使衔铁吸合时线圈中的电流仍为0.2A,根据欧姆定律I=/可知,应增大滑动变阻器R0接入电路的阻值或减小电源电压。
所以,方案一:将滑动变阻器R0接入电路的阻值调大一些; 方案二:换电源,降低电源电压。
答:(1)如上图所示;
(2)滑动变阻器接入电路阻值应为28Ω;
(3)方案一:将滑动变阻器R0接入电路的阻值调大一些;方案二:换电源,降低电源电压。
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