【精品解析】浙教版科学八上第四章 第6节 电流与电压、电阻的关系同步练习(优生加练)

文档属性

名称 【精品解析】浙教版科学八上第四章 第6节 电流与电压、电阻的关系同步练习(优生加练)
格式 zip
文件大小 1.1MB
资源类型 试卷
版本资源
科目 科学
更新时间 2021-07-29 12:16:05

文档简介

浙教版科学八上第四章 第6节 电流与电压、电阻的关系同步练习(优生加练)
一、单选题
1.(2021·衢州)如图是小科利用实验室常用仪器,设计测量未知电阻Rx阻值的四种电路,电源电压恒定且未知,R0是已知阻值的定值电阻,滑动变阻器R最大阻值未知,实验中只能闭合或断开开关及移动滑动变阻器滑片,其中能够测量出Rx阻值的电路(  )
A.只有① B.只有② C.只有②③ D.只有②③④
2.(2021八下·镇海期末)灯泡L上标有“6V 1A”字样(正常发光时的电压和电流),测得该灯泡的电流随电压变化关系如图甲所示。现把灯泡L接入如图乙所示的电路中,若电源电压为10V不变,电流表的量程为“0-0.6A”,电压表的量程为“0-15V”。则下列说法正确的是(  )
A.该电路中通过调节滑动变阻器可实现灯泡L正常发光
B.当电流表示数为0.4A时,电压表的示数为7.6V
C.灯泡L的电阻值随电压表的示数的增大而增大
D.滑动变阻器接入电路中的最小电阻约为13.3Ω
3.(2021八下·宁波期末)小丽设计了如图所示的简易电子距离测量仪,R是一根粗细均匀的电阻丝,其每厘米长的电阻为0.5Ω,电路各部分均接触良好。物体M只能在导轨上做直线运动,并带动与之相连的金属滑片P移动,电压表示数可反映物体M移动的距离。开始测量前,将金属滑片P置于电阻丝中点,此时电压表和电流表示数分别为1.5V和0.2A.由此可知(  )
A.电阻丝的总电阻为7.5Ω
B.当电压表示数为变小时,说明物体M在向左移动
C.当电压表示数为2V时,物体M向左移动了5cm
D.当金属滑片P向右移动时,电流表示数变小
4.(2021·鄞州模拟)如图甲所示滑动变阻器的滑片从a端滑到b端的过程中,电流表和电压表示数变化的规律如图乙所示。下列说法正确的是(  )
A.滑片向左移动时,电压表示数变大
B.滑动变阻器的最大阻值为60Ω
C.电源电压为5V,R0的阻值为10Ω
D.滑片移动过程中,两电表变化量的比值不变
5.(2021·温州模拟)某LED灯规格为“3伏0.9瓦",其内置稳压装置,保证LED灯正常工作,工作原理如图。闭合开关后,电源电压为U总(U总>3伏),稳压装置消耗的功率为p则下列关于P-U总变化的图像正确是(  )
A. B.
C. D.
6.(2021八下·鄞州期中)如图1所示电路,电源电压保持不变,闭合开关S,调节滑片的位置,使变阻器的阻值从最大变化到最小,得到两个电阻的“U-I”关系图象如图2所示。下列判断正确的是(  )
A.图象乙反映了R2的“U-I”关系
B.定值电阻R1的阻值为20Ω
C.变阻器滑片在中点时,电流表示数为0.4A
D.滑动变阻器R2的阻值变化范围为0~20Ω
7.(华师大版初中科学八年级下学期 第4章 电与电路 单元试卷)如图所示的电路,已知电流表的量程为0~0.6 A,电压表的量程为0~3 V,定值电阻R1的阻值为10 Ω,滑动变阻器R2的最大阻值为50 Ω,电源电压为 6 V。开关S闭合后,在滑动变阻器滑片滑动的过程中,保证电流表、电压表不被烧坏的情况下,下列说法正确的是(  )
A.电压表最小示数是1 V
B.滑动变阻器滑片允许滑到最左端
C.电路中允许通过的最大电流是0.6 A
D.滑动变阻器滑片移动的过程中,电流表先达到最大量程
8.(华师大版初中科学八年级下学期4.5 欧姆定律(第2课时)串联电路 )如图所示电路,电源电压不变。R0为定值电阻,R为滑动变阻器。闭合开关S,当滑片P从a点滑到b点过程中,电流表示数从Ia变为Ib。下列各图能表示这一过程中电压表示数U与电流表示数I之间关系的是(  )
A. B.
C. D.
9.(华师大版初中科学八年级下学期4.5 欧姆定律(第2课时)串联电路 )如图为灯L1、L2的U-I图像,根据图像可知(  )
A.通过L2的电流为0.2 A时,L2两端的电压为100 V
B.电压为160 V时,通过L1的电流较大
C.电压为160 V时,L1的电阻较大
D.把两灯串联接入220 V的电路中,L1两端的电压较小
10.(2020八上·余杭期末)图甲中当开关S转到2时,电流表和电压表对应的示数是乙图中相对应的a点;当开关S转到1时,两表对应的示数是乙图中相对应的b点。有关判断正确的是(  )
A.电源电压为8V B.R2的阻值为10Ω
C.R1的阻值为20Ω D.S接2时通过R2的电流为0.2A
11.(2020八上·滨江期中)利用伏安法测量电阻时,由于电表本身电阻的影响,造成测量结果有误差。现采用图所示电路,能较准确的测量Rx的阻值,已知A、B之间的电压U保持不变。当S接通a时,电压表示数为9.6V,电流表示数为0.3A,当S接通b时,电压表示数为12V,电流表示数为0.25A,则待测电阻Rx的阻值为(  )
A.32Ω B.40Ω C.48Ω D.70Ω
12.(2020八上·滨江期中)如图所示,是小明测量未知电阻Rx的实验电路,电源电压不变,其中R0为阻值已知的定值电阻。当闭合开关S1和S2时,电流表的示数为I1;当只闭合开关S1时,电流表的示数为I2。则下列四个选项中,Rx的表达式正确的是(  )
A.Rx= B.Rx=
C.Rx= D. Rx=
13.(浙教版科学八年级上学期4. 7 电路分析与应用(第4课时))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(  )
A.4V B.6V C.10V D.12V
14.(浙教版科学八年级上学期4. 7 电路分析与应用(第4课时))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
15.(浙教版科学八年级上学期4. 7 电路分析与应用(第1课时))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(  )
A. B.
C. D.
16.(2020九上·海曙开学考)如图所示的电路中,电源两端电压为6V且保持不变,定值电阻R1的阻值为10 ,滑动变阻器R2 的最大阻值为20 ,电压表接入电路的量程(0~3)V,电流表接入电路的量程(0~0.6)A。闭合开关 S,将滑动变阻器的滑片P由b端缓慢向a端移动,直至某一电表的指针达到满偏。有关变化下列说法正确的是(  )
①电压表的示数变大,电流表的示数变大 ②电流表的示数变化范围为 0.2A~0.6A
③电压表的示数变化范围为 2V~6V ④R2 阻值变化范围为 20 ~10
⑤指针达到满偏的是电流表
A.只有①②正确 B.只有③④正确
C.只有①④正确 D.都正确
17.(2020八下·奉化期末)为了能自动记录跳绳的次数,某科技小组设计了一种自动计数器,其简化电路如图甲所示。R1是一种光敏元件,每当绳子挡住了射向R1的红外线时,R1的电阻会变大,自动计数器会计数一次,信号处理系统能记录AB间每一时刻的电压。若已知电源电压为12V,某一时段AB间的电压随时间变化的图象如图乙所示,则下列说法正确的是(  )
A.AB两端电压为6V时,跳绳自动计数器会计数一次
B.绳子挡住了射向R1的红外线时,R1和R2的阻值相等
C.绳子没有挡住射向R1的红外线时,R1的阻值是R2的3倍
D.绳子挡住了射向R1的红外线时,R1的阻值会变为原来的5倍
18.(2020八下·镇海期末)如图甲所示电路中,电源电压不变,R1是定值电阻,R2由三段材料不同、横截面积相同的均匀直导体EF、FG、GH连接而成,其中一段是铜导体,其电阻可忽略不计,另两段导体的阻值与自身长成正比,P是与R2良好接触并能移动的滑动触头。闭合开关S将P从H端移到E端时,电流表示数I与P向左移动距离x之间的关系如图乙所示。已知R1=10Ω,则下列判断正确的是(  )
A.电源电压为12V
B.GH导体的电阻为10Ω
C.当电流表示数为0.5A时,x的值为31cm
D.P位于x=0cm时,R1两端的电压为4V
19.(2020八下·鄞州期末)如图甲所示电路中,电源电压不变,R1是定值电阻,R2由三段材料不同、横截面积相同的均匀直导体EF、FG、GH连接而成,其中一段是铜导体,其电阻可忽略不计,另两段导体的阻值与自身长度成正比,P是与R2良好接触并能移动的滑动触头。闭合开关S将P从H端移到E端时,电流表示数I与P向左移动距离x之间的关系如图乙所示。已知R1为10Ω,则下列判断正确的是(  )
A.EF段是铜导体
B.电源电压为12V
C.当电流表示数为0.5A时,x的值为31cm
D.导体GH的阻值为10Ω,导体EF的阻值为5Ω
20.(2020八下·余姚期中)如图所示的电路中,电源电压保持不变,当开关S1、S2都闭合时,电流表的示数为0.5A,电压表的示数为6V;将电压表、电流表的位置互换,当开关S1断开、S2闭合,电流表的示数为0.3A,则正确的是(  )
A.R1=8Ω B.R2=8Ω C.R1=20Ω D.R2=20Ω
二、填空题
21.(2021·婺城模拟)如图电路,电源电压不变,Rr为定值电阻,闭合开关S,小楚将滑动变阻器R2的滑片P从a端移动到b端的过程中,电压表和电流表的示数变化情况如乙图所示,滑动变阻器R2的最大阻值是   Ω;滑动变阻器的滑片P在中点时,电流表的示数为   A。
22.如图甲所示,电源电压恒定,导体电阻的阻值不随温度的变化而变化。某同学把不同的定值电阻分别接入ab之间,得到ab两端的电压与接入电阻大小的关系如图乙所示。当ab间只接入电阻R1时,电压表的示数U1如图丙所示;当ab间只接入电阻R2时,电压表的示数为3.6 V。则U1的示数是   V,电源电压为   V。
23.(2021九下·绍兴月考)实验室里可以用欧姆表来直接测量电阻。如图虚线框内是欧姆表的简化结构图,它由灵敏电流表、电源、变阻器等组成。在a、b间接入一个电阻R,路中就有一个对应电流I,即电阻R与电流表的读数I有一一对应关系。所以,由电流表的指针位置可以知道电阻R大小。为了方便,事先在电流表的刻度盘上标出了电阻的欧姆值。欧姆表在测量电阻前都需要调零,即把a、b两接线柱短接,调节变阻器的滑片位置,使电流表满偏(指在最大刻度处)
(1)普通电流表示数标识情况为左小右大,那么改装后的欧姆表示数的标识情况为   。
(2)若某欧姆表的刻度值是按电源电压为1.5V来刻度的,满偏电流为10mA.那么5mA位置时,对应的电阻值为   Ω.在使用一段时间后,发现电源电压降为1.2V,用这个欧姆表测得某电阻为350Ω,则这个电阻的实际值为(不考虑电源本身的电阻)   Ω。
24.(华师大版初中科学八年级下学期 第四章 专题突破—动态电路)如图所示,电阻R0=20 Ω,R=30 Ω,电源电压保持9 V不变,当滑动变阻器滑片P在a端时,电压表的示数是   V,电流表示数是   A。滑动变阻器滑片P移到b端时,电压表的示数是   V,电流表示数是   A。
25.(华师大版初中科学八年级下学期 第4章 电与电路 单元试卷)图甲是小伟探究“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关系图像。由图像可知:当电压一定时,电流与电阻成   (选填“正比”或“反比”);他每次控制电阻的两端电压为   V不变。若电源电压为 4.5 V,实验中R的阻值分别为5 Ω、10 Ω、15 Ω、20 Ω、25 Ω,那么滑动变阻器的阻值至少为   Ω。
26.(华师大版初中科学八年级下学期4.5 欧姆定律(第4课时)伏安法测电阻)小明为测量小灯泡正常发光时的电阻(阻值约为10 Ω),设计了如图所示的电路图。已知电源电压为6 V,灯泡的额定电压为3.8 V,滑动变阻器标有“20 Ω 1 A”字样。
(1)若电压表0~15 V的量程损坏,为完成实验,请你使用原有器材重新设计一个串联电路,并将设计的电路图画在虚线框内。
(2)根据你的设计重新连接电路进行实验。闭合开关,移动滑动变阻器的滑片使电压表示数为   V,小灯泡正常发光,此时电流表的示数为0.4 A,则小灯泡的电阻是   Ω。
27.(华师大版初中科学八年级下学期4. 5 欧姆定律 (第1课时) 一段电路中电流、电压和电阻的关系)小明利用图甲所示的电路探究“通过导体的电流与电阻的关系”,根据实验的数据绘出了I-图像,如图乙所示。分析图像可知,当导体的电阻为   Ω时,通过它的电流为0.2 A;当电流分别为0.25 A和0.5 A时,接入电路的导体的电阻之比为   ;实验过程中,小明控制导体两端的电压为   V。
28.(2020八上·滨江期末)如图甲所示是一种家庭水箱水位测量装置示意图,电源电压18V保持不变,电压表量程0 15V,电流表量程0 3A,R0是阻值为10Ω的定值电阻,R1是长20cm、阻值为20Ω的电阻丝,滑片P把电阻丝与轻质弹簧的指针连在一起。圆柱体M长80cm,底面积为200cm2.当水位处于最高处时,M刚好浸没在水中,滑片P恰好在R1的最上端。轻质弹簧阻值不计,M全部露出水面前,弹簧的伸长长度△L始终与受到的拉力F成正比,如图乙所示。
(1)如要求电表指针偏转的幅度随水位的上升而增大,则选用电路中   表的示数来显示水位变化。
(2)当水位处于最高处时,电压表的示数为多少?
(3)当水位下降,圆柱体露出水面部分的长度为50cm时,电流表示数为多少?(g取10N/kg)
29.(2020九上·鄞州期中)在如图甲的电路中,电源电压保持不变,R为滑动变阻器,其规格为“20Ω 1A”,闭合开关S,当滑片P从一端滑到另一端的过程中测到R的电功率与通过它的电流关系图象如图乙所示,则电源电压为   V,定值电阻R0的阻值为   Ω。
30.(2020八上·滨江期中)如图所示的电路中,电源电压为4.5V,且恒定不变,电压表的量程0~3V,电流表的量程为0~0.6A,定值电阻R1的阻值为5Ω,滑动变阻器的最大阻值为50Ω。闭合开关S,移动滑片P,则滑动变阻器接入电路中的阻值变化范围为   ,电流表的示数变化范围为   。
三、解答题
31.(2021八下·余姚期中)如图甲所示是一种自动测定油箱内油量多少的装置.R是滑动变阻器,它的金属滑片连在杠杆的一端.从油量表(将某电流表的刻度进行重新标注改装而成)指针所指的刻度,就可以知道油箱内油量的多少,司机王师傅发现他的汽车油量表坏了,打开一看是电阻R'坏了,想了解它的参数,只看到变阻器的铭牌上标有“50Ω 1A”的字样,为确定坏了的电阻R'的阻值,他只拆下车上的油量表(量程:0~50L),另外找来电源、 滑动变阻器R1、定值电阻R2=5Ω和电压表、开关等器材,用导线连接了如图乙所示的电路进行了实验,调节变阻器R1的阻值,得到下表所记录的数据:
电压表示数/V 0.50 0.60 0.75 1.00 1.50 3.00
油量表示数/L 0 10 20 30 40 50
试求:
(1)观察分析图甲可知,油量增加时,电路甲的R将   (填“变大”或者“变小”);
(2)当油量表的示数为0L时,通过油量表的电流是   A;
(3)如图甲所示,已知油箱无油时,金属滑片在b端:油箱装满油时,金属滑片在a端(油箱容积为50L).请你分析计算出图甲中损坏的电阻R'的阻值是多大?
(4)如果油量表有电阻(记作r)但未知,王师傅按照用上述方法测得的阻值去更换电阻R'后,油量表的示数L与真实值相比,会   (填“偏多”、“偏少”或“仍然正确”)。
32.(2021·余杭模拟)小乐设计了一个电子拉力计,其原理图(部分)如图甲所示,其中电源电压U=3V,定值电阻R0=5Ω,R1是一根长为L=5cm的均匀电阻线(阻值跟长度成正比,最大阻值为25Ω),轻质弹簧一端固定,另一端和金属滑片P固定在一起(弹簧的电阻不计,P与R1接触良好且摩擦不计),当不拉拉环时,金属滑片P刚好处于a端。已知该轻质弹簧伸长的长度△L与所受拉力F的关系如图乙所示。
(1)小乐利用一量程为0~3V的电压表改装成拉力示数表,要求拉力越大,电压表指针向右偏转越大,则该电压表应并联在   (选填“R0”或“R1”)两端。
(2)当拉力为0N时,电压表的读数是多少?
(3)当电压表示数为1.5V时,拉环上受到水平向右的拉力为多大?
33.(华师大版初中科学八年级下学期 第4章 电与电路 单元试卷)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。
34.(华师大版初中科学八年级下学期 第4章 电与电路 单元试卷)甲、乙两地相距40 km,在甲、乙两地之间沿直线架设了两条输电线,已知每条输电线每千米的电阻为0.2 Ω。现输电线在某处发生了短路,为确定短路位置,抢修员进行了如下操作:在甲地利用电源(电压恒为6 V)、定值电阻R0(阻值为20 Ω)、电压表(量程为0~3 V)以及开关等与输电线组成了一个检测电路(如图所示,电压表未画出),闭合开关后,电压表示数为2 V。解答如下问题:
(1)根据题意判定电压表的连接位置,将它接入检测电路。
(2)计算出短路位置离甲地的距离。
35.(华师大版初中科学八年级下学期4.5 欧姆定律(第3课时)并联电路)如图所示,电路的电源电压和灯泡电阻不变,R1=5 Ω,灯L标有“8 V 10 Ω”字样(“8 V”是指灯泡正常工作时的电压,超过此电压灯泡容易损坏),电流表量程为0~3 A,滑动变阻器R2标有“2 A”字样。
(1)只闭合S1时,电流表的示数为0.6 A,求电源电压。
(2)闭合S1、S2、S3,滑片移到b端时,电流表的示数为I总=2 A,求变阻器的最大阻值。
(3)若电压表的量程为0~3 V,电流表的量程为0~3 A,只闭合S2时,在保证电路安全的情况下,求变阻器连入电路的阻值范围。
四、实验探究题
36.(2021八下·镇海期末)在探究测定小灯泡电阻的实验中,所用小灯泡正常发光电压为2.5V,电阻约为10Ω。
(1)实验过程如下:
①如图甲所示是某同学连接的实验电路,其中有一根导线连接错误,请你在错误的导线上画×,并用笔画线代替导线,将甲图的实验电路连接完整   。
②实验中当变阻器滑片移到某一位置时,电流表指针如图乙,这时通过小灯泡的电流是   A。
③该同学又根据实验数据绘制成了U﹣I图像如图丙,根据图像提供的信息,可计算出小灯泡正常发光的电阻是   Ω。
(2)若另一位同学想利用如图丁所示的电路测量未知电阻Rx的大小(R0阻值已知)。下面是他的实验过程,请你帮他完成实验。
①闭合开关S和S2,断开S1,读出此时电压表的示数为U1。
②闭合开关S和S1,断开S2,读出此时电压表的示数为U2。
③未知电阻阻值的表达式为:Rx=   。
37.(2021八下·镇海期末)某同学利用如图甲所示的电路探究电流跟电阻的关系。实验用到的电阻阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω。
(1)实验中多次改变R的阻值,并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   。
②先用5Ω的电阻接入电路,调节滑动变阻器滑片,使电压处于某一值,读出电流表的示数;然后保持滑动变阻器滑片的位置不变,接着把R换为10Ω的电阻接入电路,闭合开关,应向   (填“左”或“右”)端移动滑动变阻器滑片,直至电压表示数为   V,读出电流表的示数。
(2)某同学又试图把R换为30Ω的电阻接入电路,闭合开关,无论怎样移动滑片,电压表都不能达到所控制的电压值,若保持电压表、电流表测量对象不变,下列选项可能有助于完成该步骤的是:_______。
A.换一个阻值更大的滑动变阻器
B.适当减小电源电压
C.滑动变阻器左侧再串联一个定值电阻
D.改变电压表、电流表所用量程
38.(2021八下·余姚期中)在探究“电流与电阻的关系”的实验过程中,甲、乙、丙、丁四位同学按如图甲所示的电路图连接实物进行如下实验:保持每次定值电阻两端电压不变,换用不同的定值电阻,分别读出并记录对应于不同阻值的电流表的示数。
(1)请你用笔画代替导线,帮助他们将实物图(图乙)连接完整(限连两根线)。
(2)甲同学先选用一个“5Ω”的电阻,测得电流表示数为0.2A,当换成“10Ω”来做时,发现电流表的示数不是0.1A(不考虑温度对电阻的影响),你认为造成这一现象的原因可能是:   。
(3)乙同学实验时发现当他把“5Ω”的电阻换成“10Ω”,无论如何移动滑动变阻器的滑片,发现电压表读数都达不到自己想要的数值,请你提出一个建议来帮助该同学:   。
(4)丙同学闭合开关S后,突然发现电流表没有示数,而电压表示数接近于电源电压,则造成此现象的原因是(只有一处故障):   。
(5)丁同学实验时选用的恒定电源电压为6V,电流表量程为0—0.6A,电压表量程为0—3V,滑动变阻器R2规格为“20Ω 1A”,当他选用定值电阻R1规格为“10Ω 0.5A”时,闭合开关,你认为他必须使滑动变阻器在   范围内滑动,才能保证电路安全。
39.(2021八下·台州开学考)一个小灯泡的额定电压U额=2.5V,表示只有在小灯泡两端电压为2.5V时,小灯泡才能正常工作。现要测量这个小灯泡正常工作时的电阻,提供的器材除上述小灯泡外,还有:电源(电压恒为3V)、电压表和电流表各一只、滑动变阻器(20Ω 1A)、开关、导线若干。为了完成任务,小乐设计了如图甲所示电路。
(1)用笔画线代替导线,将图甲中的实物图连接完整,要求滑动变阻器滑片向右移动时小灯泡变亮。得到了如图乙所示的通过小灯泡的电流随其两端电压变化的图像
(2)通过实验,小乐正确测出了小灯泡正常工作时的电阻,还通过多次改变滑动变阻器的阻值。分析图像可知,随着小灯泡两端电压的增大,其电阻的阻值   (选填“不变”“变大”或“变小”)。
(3)若实验时发现电压表坏了,小乐设计了如图丙所示的电路,其中R0=10Ω。也测出了小灯泡正常工作时的电阻,其操作步骤为:
①先闭合开关S、S1,断开S2,移动滑动变阻器滑片P,使电流表的示数I1=   A,此时小灯泡正常工作;
②保持滑动变阻器滑片P的位置不变,闭合开关S、S2,断开S1,读出电流表的示数为I2。
则小灯泡的正常工作时的电阻R=   。(用U额、I1、I2表示)
40.(2021八下·杭州开学考)小聪同学用伏安法测电阻,实验电路图如图甲所示。
(1)闭合开关S前,滑动变阻器滑片P应置于   端(选填“A”或“B”)。
(2)小聪同学重新按图甲所示的实验电路图正确连接电路,进行实验,某次实验中电压表示数如图乙所示,电流表示数如图丙所示,被测电阻Rx=   Ω。
(3)若滑动变阻器的最大阻值为R,被测电阻的阻值为Rx,实验过程中电流表突然烧坏,不能正常使用了,他想出一个方法,应用现有的器材,也能测出电阻Rx的阻值。
实验步骤如下:
①将滑动变阻器滑到A端,闭合开关S,读出电压表的读数,记为U;
②   ;
③读出滑动变阻器的最大值R;
④则被测电阻Rx的阻值为:Rx=   (写出表达式)。
答案解析部分
1.【答案】D
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【分析】对各个电路图进行分析,通过开关的组合,结合欧姆定律,确定是否能够测量除Rx的阻值即可。
【解答】①:当开关S接1时,电压表测R0的电压,此时电压表上面的接线柱为“-”接线柱;当开关S接2时,电压表测Rx的电压,但是此时电压表的上面接线柱却与正极相连,接法错误,不能测定Rx的阻值,故A错误;
②:当开关S2闭合时,R0被短路,此时电压表测电源电压U总;当开关S2断开时,电压表测Rx的电压Ux。可根据U0=U总-Ux计算出R0的电压,再根据“串联电路电压与电阻成正比”计算出Rx的阻值,即,故②可以测出Rx;
③:当开关S2闭合时,R0被短路,只有Rx,记下电流表的示数Ix;根据U总=I总R总得到:U总=IxRx;
当开关S2断开时,R0与Rx串联,记下电流表的示数I总;根据U总=I总R总得到:U总=I总(Rx+R0)。两个方程联立可以计算出Rx的阻值,故③可以测出Rx;
④:当开关S接2时,只有R0,记下电流表的示数I0;当开关S接1时,只有Rx,记下电流表的示数Ix。
根据并联电路U0=Ux得到:I0R0=IxRx,故④可以测出Rx。
那么能够测出Rx的电路为②③④。
故D正确,而B、C错误。
故选D。
2.【答案】D
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)将灯泡的额定电流与电流表的量程进行比较;
(2)根据甲图确定电流表示数为0.4A时灯泡两端的电压,再根据U变=U总-UL计算电压表的示数;
(3)根据U变=U总-UL分析电压表示数增大时灯泡的电压变化,再根据甲图确定灯泡的阻值变化;
(4)根据电流表的量程确定最大电流为0.6A,根据甲图确定此时灯泡的电压,再根据U变=U总-UL计算出变阻器的电压,最后根据欧姆定律计算出变阻器的最小电阻。
【解答】根据乙图可知,变阻器与灯泡L串联,电压表测变阻器的电压,电流表测总电流。
A.通过灯泡的额定电流为1A,而通过电流表的最大电流为0.6A,则通过灯泡的最大电流只能到达0.6A,即灯泡不能正常发光,故A错误;
B.根据甲图可知,当电流表的示数为0.4A时,灯泡的电压为1V,此时变阻器两端的电压为:U变=U总-UL=10V-1V=9V,故B错误;
C.根据甲图可知,灯泡的电阻随它两端电压的增大而增大。根据U变=U总-UL可知,当电压表示数增大时,灯泡的电压减小,则灯泡的电阻变小,故C错误;
D.通过电路的最大电流为0.6A,此时灯泡的电压为2V;
此时变阻器的电压为:U变'=U总'-UL'=10V-2V=8V;
则变阻器接入的最小电阻:,故D正确。
故选D。
3.【答案】C
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)首先根据计算出的阻值,再乘以2计算出电阻丝的总电阻;
(2)根据电压表的示数判断与它并联的电阻的长度变化即可;
(3)首先根据计算出此时电压表并联的电阻丝的电阻,再根据计算出即可;
(4)根据欧姆定律判断电流表的示数变化。
【解答】A.一半电阻丝的阻值:;
则电阻丝的总电阻为:R总=2R=2×7.5Ω=15Ω,故A错误;
B.当电压表的示数减小时,根据U=IR可知,与电压表并联的电阻丝的电阻变小,根据“电阻与长度成正比”可知,与电压表并联的电阻丝的长度变小,即物体M在向右移动,故B错误;
C.当电压表示数为2V时,与电压表并联的电阻丝的阻值为:,则物体N向左移动: ;
原来滑片所在的位置为:;
则物体M向左移动了:20cm-15cm=5cm,故C正确;
D.当金属滑片P向右移动时,电阻丝R接入电路的电阻不变,因此电流表的示数不变,故D错误。
故选C。
4.【答案】D
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)在串联电路中,电压的分配与电阻成正比,据此分析电压表的示数变化;
(2)根据乙图,确定变阻器阻值最大时电压表的示数和电流表的示数,然后根据计算变阻器的最大阻值;
(3)根据乙图,确定变阻器的阻值最大和最小时电压表的示数和电流表的示数,然后根据串联电路U总=I总R总列出方程组,计算出电源电压和定值电阻R0的阻值即可;
(4)根据公式分析判断即可。
【解答】根据图甲可知,变阻器R与定值电阻R0串联,电压表测变阻器的电压。
A.滑片向左移动时,变阻器的阻值减小,根据串联电路的分压规律可知,电压表的示数变小,故A错误;
B.根据乙图可知,当变阻器全部接入电路时,总电阻最大,总电流最小为0.1A,此时电压表的示数为5V,那么变阻器的最大阻值,故B错误;
C.根据乙图可知,当变阻器全部接入电路时,总电阻最大,总电流最小为0.1A,
根据U总=I总R总得到:U总=0.1A×(R0+50Ω) ①;
当变阻器接入电路阻值为零时,总电阻最小,总电流最大为0.6A,
根据U总=I总R总得到:U总=0.6A×R0②;
①②联立解得:U总=6V,R0=10Ω,故C错误;
D.在滑片移动过程中,根据U总=U+U0可知,电压表的示数的变化量与U0的变化量相等,即△U0;在串联电路中,各处电流都相等,因此电流表示数的变化量就等于电阻R0电流的变化量△I0.
因为;
所以;
则两个电表的示数变化量的比值保持不变,故D正确。
故选D。
5.【答案】A
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】根据串联电路的电压特点和功率公式P=UI分析判断。
【解答】根据图片可知,LED与稳压装置串联,则U总=UL+U稳。灯泡两端的电压保持不变,当电源电压越大时,稳压装置两端的电压U稳越大。由于灯泡正常发光,因此通过电路的电流保持不变。根据P稳=U稳I=(U总-UL)I=U总I-ULI可知,其中I和UL为定值,则稳压装置的电功率与电源电压的关系为一次函数关系,图像为一条倾斜的直线。当U总=UL=3V时,稳压装置的电功率为0,故A正确,而B、C、D错误。
故选A。
6.【答案】D
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)在串联电路中,电压与电阻成正比,据此分析变阻器两端电压的变化;
(2)根据公式计算出即可;
(3)根据甲图确定变阻器阻值最大时的电压和电流,根据欧姆定律计算出它的最大阻值。当变阻器滑片在中点时,首先根据R总=R1+R变'计算总电阻,再根据计算即可;
(4)根据前面的计算结果判断。
【解答】根据图1可知,电阻R1与变阻器R2串联,电压表V1测R1的电压,V2测R2的电压。
A.当变阻器的阻值从大到小变化时,根据“串联电路电压与电阻成正比”可知,变阻器两端的电压减小,即V2的示数变小,那么图像甲反映了R2的U-I关系,故A错误;
B.图像乙为R1的U-I图像,当电压为2V时,通过它电流为0.2A,则,故B错误;
C.根据图2可知,当R2的电压为4V时,R1的电压为2V,通过它的电流为0.2A,此时变阻器的阻值最大。那么总电压U总=4V+2V=6V。则R2的阻值:。当变阻器滑片在中点时,总电阻R总=R1+R变'=10Ω+=20Ω,此时电流表的示数,故C错误;
D.滑动变阻器R2的最大阻值为20Ω,则它的阻值变化范围为0~20Ω,故D正确。
故选D。
7.【答案】A
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)当电压表的示数最小时,通过电路的电流也最小,此时变阻器接入的阻值最大,根据欧姆定律计算出最小电流,再根据U=IR计算电压表的最小示数;
(2)当变阻器的滑片到达最左端时,它的阻值为零,计算出此时电压表的示数和电流表的示数,与其量程比较即可;
(3)根据电压表的量程确定通过电路的最大电流,然后再与电流表的量程比较;
(4)计算出滑片到达最左端时,两个电表的示数是否超过量程即可。
【解答】A.根据串联电路的分压特点可知,滑动变阻器接入电路中的阻值最大时电压表的示数最小,电路中的最小电流Imin= = =0.1 A,电压表的最小示数Umin=IminR1=0.1 A×10 Ω=1 V,故A正确;
B.由电路图可知,当滑动变阻器的滑片位于最左端时,电压表测电源的电压,电源电压6 V大于电压表的最大量程3 V,所以滑动变阻器的滑片不能移到最左端,故B错误;
C.当滑片到达最左端时,此时变阻器的阻值为零,只有R1,根据欧姆定律可得,此时电路中的电流I= = =0.6 A,此时电压表的示数为6V>3V,超过量程,所以电路中的最大电流不可能为0.6 A,故C错误;
D.根据上面的分析可知,当滑片在最左端时,电流表刚好达到量程,而电压表已经超过量程,所以两电表中电压表先达到最大量程,故D错误。
故选A。
8.【答案】B
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】根据串联电路的特点和欧姆定律,分析电压表的示数随电流变化的规律即可。
【解答】根据图片可知,定值电阻R0与变阻器R串联,电压表测变阻器的电压,电流表测总电流。
那么电阻R0两端的电压为:;
根据U总=U0+U可知,电压表的示数为:U=U总-IR0=-R0×I+U总;
根据上面的关系式可知,电压表的示数与电流的关系为一次函数关系,即图像为一条直线。
且电压表的示数随电流的增大而减小,故B正确,A、C、D错误。
故选B。
9.【答案】C
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)(2)根据图像,分别找到对应的电压值和电流值,然后进行比较和判断;
(3)根据公式比较电阻大小即可;
(4)在串联电路中,电压的分配与电阻成正比,据此分析比较。
【解答】A.通过L2的电流为0.2 A时,L2两端的电压为50 V ,故A错误;
B.电压为160 V时,通过L1的电流为0.25A,通过L2的电流为0.45A,故B错误;
C.电压为160 V时,通过灯泡的电流I1R2,故C正确;
D.把两灯串联接入220 V的电路中,它们两端的电压与电阻成正比,即。因为R1>R2,所以U1>U2,故D错误。
故选C
10.【答案】D
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】根据开关的开合情况,判断电路的串并联关系以及电表所测的物理量,然后利用欧姆定量结合串并联电路的特点,对相关物理量进行计算即可。
【解答】当开关接1时,只有电阻R1工作,电压表测R1的电压;
根据乙图可知,此时电压表的示数为6V,通过它的电流为0.6A;
那么电阻为:;
此时R1两端的电压等于电源电压,因此电源电压为6V。
故A、C错误;
当开关接2时,电阻R1与R2串联,电压表仍然测R1的电压;
根据乙图可知,此时电压表的示数为2V,通过电路的电流为0.2A;
串联电路各处电流都相等,
因此通过R2的电流为0.2A;
此时它两端的电压:U2=U总-U1=6V-2V=4V;
R2的阻值为:;
故B错误,D正确。
故选D。
11.【答案】B
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】S接a时,电压表测RX两端的电压,电流表测电路电流,由串联电路的特点及欧姆定律列方程;
S接b时,电压表测RX与电流表的串联电压,即AB间的总电压U,电流表测电路电流,由欧姆定律列方程;
最后联立可求出待测电阻RX的阻值。
【解答】设电流表的内阻为RA,
S接a时,电压表测Rx两端的电压,电流表测电路电流,
由串联电路的特点可得电源电压:U=UX+UA=UX+I1RA,
即:U=9.6V+0.3A×RA①
S接b时,电压表测Rx与电流表两端的总电压U,电流表测电路电流,
此时电压表示数为12V,则电源电压U=12V,
将U=12V代入①式,解得RA=8Ω;
由电阻的串联和欧姆定律可得:U=I2(RX+RA),
即:12V=0.25A×(RX+8Ω);
解得:RX=40Ω。
故选B。
12.【答案】D
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【分析】在并联电路中,电流与电阻成反比,即,据此分析解答。
【解答】当闭合开关S1和S2时,两个电阻并联,电流表测通过干路的电流,示数为I1;
当只闭合开关S1时,电流表测通过R2的电流,示数为I2。
那么通过Rx的电流为:Ix=I1-I2;
根据公式得到:;

解得:Rx=。
故选D。
13.【答案】D
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】①在串联电路中,电压与电阻成正比,据此计算出滑片P在中点时变阻器两端的电压,然后根据U总=U1+U2计算出电源电压。
②根据串联电路的分压规律再次计算出电压表的示数为6V时变阻器的电阻,然后与滑片在中点时的电阻比较,计算出移动s后电阻的变化值△R2。由于导体的电阻与长度成正比,所以滑片从中点向a端移动时,变阻器电阻的减少值也应该是△R2,最后再次利用串联电路的分压规律计算电压表的示数即可。
【解答】①滑片P置于滑动变阻器的中点时,变阻器的阻值为5Ω,此时电压表的示数为8V;
根据串联电路的分压规律得到:;
解得:U2=10V;
那么电源电压U总=U1+U2=8V+10V=18V;
②当滑片从中点向b端移动距离s后,电压表示数变为6V;
根据串联电路的分压规律得到:;
解得:R2'=8Ω;
那么变阻器的滑片移动s后电阻的增大值为:△R2=8Ω-5Ω=3Ω;
③当滑片从中点向a端移动距离s后,变阻器的阻值会减小3Ω,
那么此时变阻器的阻值为:R2''=5Ω-3Ω=2Ω;
根据串联电路的电压规律得到:;
解得:U1=12V。
故选D。
14.【答案】C
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)根据图乙确定实验中的变量,从而确定实验探究的目的;
(2)根据控制变量发的要求可知,探究电流与电阻的关系时要保持电压不变,从乙图中找到一组对应的电流和电阻值,根据U=IR计算出Rx两端的电压即可;
(3)根据乙图,分别确定电路的最小和最大电流,已知变阻器两端的电压保持0.5V不变,根据R=计算出变阻器的阻值范围即可;
(4)在串联电路中,电压与电阻成正比,据此分析变阻器的阻值变化,然后确定滑片的移动方向。
【解答】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,故A错误;
实验中电压表测Rx两端的电压,根据图乙可知,当电阻为25Ω时电流为0.1A,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,故B错误;
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,故C正确;
将Rx从5Ω换成10Ω,由串联电路分压的特点可知,电压表的示数会变大。为保证电压表数值不变,就要减小Rx的电压而增大变阻器两端的电压。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。
故选C。
15.【答案】C
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【分析】在串联电路中,电压与电阻成正比,即,因此:在一个电阻已知,两个电压已知的情况下,可以计算出第二个电阻的阻值,据此分析判断即可。
【解答】A.当变阻器的滑片在最左端时,电压表的示数为零;当滑片在最右端时,电压表的示数为变阻器的电压U',因此无法测出二者串联时Rx两端的电压,因此无法测出它的阻值,故A不合题意;
B.电压表串联在电路中,无论变阻器的滑片在什么位置,它的示数始终等于电源电压,而无法测得Rx与R
'两端的电压,即无法计算Rx的值,故B不合题意;
C.当开关S和S1都闭合时,Rx被短路,只有R0,记下这时电流表的示数为I0,那么电源电压U总=U0=I0R0;当S闭合,S1断开时,二者串联,记下这时的电流为I总,那么Rx的阻值为:,故C符合题意;
D.无论开关S1是否闭合,电压表始终测的是Rx的电压,无法测出R0的电压,因此无法计算出Rx的阻值,故D不合题意。
故选C。
16.【答案】C
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)根据滑动变阻器的移动可知电路中总电阻的变化,根据欧姆定律求出电路中电流的变化,再根据欧姆定律求出电压表的示数变化;
(2)当滑片在b端时,根据串联电路的电阻特点和欧姆定律求出电路中的电流和电压表示数,结合电流量程判断达到满偏的仪表和变化范围;
根据串联电路电压规律和欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的最小阻值,进而得出R2阻值变化范围。
【解答】由电路图可知,电阻R1和滑动变阻器R2串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中电流。
滑片由b端移到a端的过程中,滑动变阻器的阻值变小,电路中的总电阻变小,而电源电压不变,根据欧姆定律可知电路中的电流变大,即电流表示数变大;根据U=IR可知,R1两端电压变大,即电压表示数变大,故①正确;
当滑片在b端时,电路的总电阻:R=R1+R2=10Ω+20Ω=30Ω,
电路中的电流,
由欧姆定律得,电压表的示数为:U1=IR1=0.2A×10Ω=2V;
因电压表接入电路的量程为 0~3V,
所以电压表示数为3V时,此时电路中的电流为;
故滑片由b端移到a端的过程中,达到满偏的仪表是电压表,电流表的示数变化范围是0.2A~0.3A,故②⑤错误;
电压表的示数变化范围是2V~3V,故③错误;
滑动变阻器接入电路的最小阻值:;
因此R2阻值变化范围为20Ω~10Ω,故④正确。
那么只有①④正确。
故选C。
17.【答案】D
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)在串联电路中,电压与电阻成正比,据此分析红外线被遮挡时AB的电压增大还是减小即可;
(2)根据串联电路的分压规律计算即可;
(3)弄清红外线没有被遮挡时,两个电阻上的电压,然后根据计算即可;
(4)以电阻R2为桥梁,对R1的阻值变化进行计算即可。
【解答】根据甲图可知,光敏电阻R1与定值电阻R2串联,AB之间的电压就是R2两端的电压。
A.每跳绳一次,红外线被遮挡一次,此时R1的阻值会增大,根据串联电路的分压规律可知,此时R1两端的电压会增大,而AB两端电压会变小,即变为2V,故A错误;
B.绳子挡住了射向R1的红外线时,R2的电压为2V,那么R1的电压为:U1=U-U2=12V-2V=5V。根据公式可知,,即R1=5R2,故B错误;
C.绳子没有挡住射向R1的红外线时,R2的电压为6V,那么R1的电压为:U1=U-U2=12V-6V=6V。根据公式可知,,即R1=R2,故C错误;
D.绳子挡住了射向R1的红外线时,R1=5R2,没有挡住时,R1=R2,因此它的阻值变化的倍数为5倍,故D正确。
故选D。
18.【答案】C
【知识点】欧姆定律及其应用
【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。
(1)当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时,电路中电流最大,根据图象读出电路中的最大电流,根据欧姆定律求出电源的电压;
(2)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,根据欧姆定律求出电路中的总电阻,根据电阻的串联求出滑动变阻器的最大阻值REH。根据图乙可知滑片从G向F移动时电路中的电流不变,则GF段为铜导线,根据欧姆定律求出电路的总电阻,利用电阻的串联求出EF段的总电阻,然后求出GH导体的电阻;
(3)由图象可知滑片P从H端向E端移动出现拐点,据此确定GH、FG、EF的长度,由EF段导体的阻值与自身长成正比得出导体每1cm的电阻,根据欧姆定律求出电流表示数为0.5A时电路中的总电阻,然后求出此时R2接入电路中电阻,与REF比较判断出滑片应位于EF段,进一步求出变阻器接入电路中电阻的长度,最后求出x的值。
(4)当x=0cm时,滑片P正好在H端,此时电阻最大,电流最小,根据乙图确定电流后,再利用公式U1=I1R1计算R1两端电压。
【解答】由电路图可知,R1与R2串联,电流表测电路中的电流。
根据乙图可知,电路中的最大电流0.6A,此时滑片P位于x=35cm时,滑片在E端,接入的阻值为0,电路为R1的简单电路。
电源的电压U=I大R1=0.6A×10Ω=6V,故A错误;
当P位于x=0cm时,接入电路中的电阻最大,电路中的电流最小,由图乙可知I小=0.2A,
则电路中的总电阻;
滑动变阻器的最大阻值REH=R总-R1=30Ω-10Ω=20Ω,
由图乙可知,滑片从G向F移动时,电路中的电流I=0.4A不变,即GF段为铜导线,
此时电路的总电阻
EF段的总电阻REF=R总′-R1=15Ω-10Ω=5Ω,
所以,GH导体的电阻RGH=REH-REF=20Ω-5Ω=15Ω,故B错误;
由于滑片P从H端向E端移动,由图象的拐点可知:
GH=15cm,FG=25cm-15cm=10cm,EF=35cm-25cm=10cm,
因EF段导体的阻值与自身长成正比,
所以,EF段导体每1cm的电阻;
当电流表示数为0.5A时,电路中的总电阻;
此时R2接入电路中电阻R2=R总″-R1=12Ω-10Ω=2Ω,
由REF>R2可知,滑片应位于EF段,
此时接入电路中的长度;
所以x=35cm-4cm=31cm,故C正确;
当P位于x=0cm处时,EH全部接入电路,此时电流最小为0.2A;
那么此时R1两端的电压为:U1=I1R1=0.2A×10Ω=2V,故D错误。
故选C。
19.【答案】C
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)铜导体部分几乎没有电阻,因此当滑片在这个范围内移动时,电阻保持不变,那么电流保持不变;
(2)根据乙图可知,当滑片在E点时,变阻器R2接入的阻值为零,此时只有电阻R1工作,根据U总=U1=I1R1计算电源电压;
(3)当滑片在G点时,只有EF接入电路,根据计算出总电阻,再根据REF=R总-R1计算出REF的阻值。当电流为0.5A时,根据计算出总电阻,而前后两个总电阻之差就是EF减小的阻值,然后根据电阻与长度成正比计算出EF减小的长度,最后再加上FH的总长度25cm即可;
(4)根据乙图可知,当滑片在H点时,变阻器R2全部使用,计算出这时的总电阻,然后根据RGH=R总''-R1-REF即可。
【解答】根据甲图可知,定值电阻R1与变阻器R2串联。
A.根据乙图可知,当滑片接在GF部分时,电流的大小保持不变,即这部分没有电阻,也就是铜导体,故A错误;
B.根据乙图可知,当滑片在E点时,变阻器R2接入的阻值为零,此时只有电阻R1工作,那么总电压U总=U1=I1R1=0.6A×10Ω=6V,故B错误;
C.当滑片在G点时,只有EF接入电路,总电阻;
REF的阻值:REF=R总-R1=15Ω-10Ω=5Ω;
当电流为0.5A时,
此时的总电阻:;
那么EF减小的阻值为:△R=15Ω-12Ω=3Ω;
EF减小的长度为:;
那么x的值为:x=6cm+25cm=31cm,故C正确;
D.当滑片在H点时,变阻器R2全部使用,此时的电流为0.2A,
总电阻:;
电阻值RGH=R总''-R1-REF=30Ω-10Ω-5Ω=15Ω。故D错误。
故选C。
20.【答案】B
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】 当开关S1、S2都闭合时, 电压表测电源电压,而电流表测通过电阻R1的电流,根据公式计算它的阻值即可。 电压表、电流表的位置互换, 两个电阻串联,电流表测总电流,电压表测总电压,根据计算出总电阻,再根据公式R总=R1+R2计算电阻R2的阻值。
【解答】当开关S1、S2都闭合时, 电压表测电源电压,而电流表测通过电阻R1的电流,
电阻R1的阻值为:,故A、C错误;
电压表、电流表的位置互换, 两个电阻串联,电流表测总电流,电压表测总电压,
电路的总电阻为:;
电阻R2的阻值为:R2=R总-R1=20Ω-12Ω=8Ω,
故B正确,D错误。
故选B。
21.【答案】20;0.3
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)当变阻器的阻值最大时,电流表的示数最小,根据乙图确定此时电压表的示数,根据公式计算出变阻器的最大阻值;
(2)当滑片在a端时,两个电阻串联,此时变阻器的阻值最大,电流最小;当滑片在b端时,只有R1,此时电阻最小电流最大。利用公式U总=I总R总分别列出两个方程,计算出R1和电源电压。最后根据欧姆定律计算出滑片在中点时电流表的示数。
【解答】当滑片在a端时,两个电阻串联,电压表测R2的电压,电流表测总电流。
(1)当变阻器的阻值最大时,电流表的示数最小,
根据乙图可知,最小电流为0.2A,此时电压表的示数为4V;
那么变阻器的最大阻值。
(2)当滑片在a端时,两个电阻串联,此时变阻器的阻值最大,电流最小为0.2A,
根据公式U总=I总R总得到:U总=0.2A×(R1+20Ω) ①;
当滑片在b端时,只有R1,此时电阻最小电流最大为0.6A,
根据公式U总=I总R总得到:U总=0.6A×(R1+20Ω) ②;
①②联立解得:U总=6V,R1=10Ω。
当滑动变阻器的滑片P在中点时,电流表的示数为:。
22.【答案】6;9
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)先根据乙图R1与R2两端的电压关系确定电压表的量程,根据电压表的量程和分度值,读出U1的示数。
(2)由乙图求出电阻R1:R2的值,根据欧姆定律U总=U0+U',结合欧姆定律列出两种情况下的方程,联立解得R0与R2的比例关系,然后根据“串联电路中电压与电阻成正比”计算出U0,最后根据U总=U0+U2计算总电压即可。
【解答】(1)由图乙可知,电阻R1两端的电压大于R2两端的电压3.6伏,
则图丙中电压表的量程为0~15V,分度值为0.5V,U1的示数为6V;
(2)由图乙可知,R1:R2=6:2=3:1 ①,
由串联电路的特点可得,
电源的电压:②

①、②、③联立解得:;
在串联电路中,电压与电阻成正比,即:;

解得:U0=5.4V;
那么电源电压为:U总=U0+U2=5.4V+3.6V=9V。
23.【答案】(1)左大右小
(2)150;280
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)根据电流与电阻的反比关系分析解答;
(2)①当电流最大满偏时,此时外接电阻为零,据此计算出欧姆表的内阻;当电流为5mA时,首先根据计算出总电阻,再根据R=R总-R内计算出对应的阻值;
②欧姆表的刻度值是按电源电压为1.5V来刻度的,根据欧姆定律求出电阻值为350欧时的电流;然后求出电源电压为1.2V时欧姆表的内阻,再结合串联电路的电阻特点和欧姆定律求出电阻的实际值。
【解答】(1)根据“电流与电阻的反比关系”可知,当电流偏大时,对应的电阻偏小,因此欧姆表的示数变化与电流表的示数变化正好相反,即左大右小。
(2)①电源电压为1.5V,当电路中的电流为满偏电流Ig=10mA时,
欧姆表的内阻:;
那么5mA位置时,电路的总电阻:;
对应的电阻值为:R=R总-R内=300Ω-150Ω=150Ω。
②由于欧姆表的刻度值是按电源电压为1.5V来刻度的,
所以刻度值为350Ω所对应的电流值:;
电源电压为1.2V时,此时欧姆表的内阻:;
电流为I′=0.003A时,电路的总电阻:;
则这个电阻的实际值:R实=R总′-R内′=400Ω-120Ω=280Ω。
24.【答案】3.6;0.18;9;0.18
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】根据电路图可知,定值电阻R0与变阻器串联,且无论滑片怎样移动,变阻器都是全部阻值接入电路。
(1)当滑动变阻器滑片P在a端时,电压表只与定值电阻R0并联,只测R0两端的电压。首先根据计算出总电流,再根据U0=I0R0计算电压表的示数即可;
(2)滑动变阻器滑片P移到b端时,电压表测它们的总电压,但是电流表的示数不变,根据(1)中的分析计算即可。
【解答】根据电路图可知,定值电阻R0与变阻器串联,且无论滑片怎样移动,变阻器都是全部阻值接入电路。
(1)当滑动变阻器滑片P在a端时,电压表只与定值电阻R0并联,只测R0两端的电压。
此时通过电路的总电流;
此时电压表的示数U0=I0R0=0.18A×20Ω=3.6V。
(2)滑动变阻器滑片P移到b端时,电压表测它们的总电压,
那么此时电压表的示数U=U总=9V;
由于总电阻保持不变,所以总电流保持不变;
那么此时电流表的示数还是0.18A。
25.【答案】反比;2.5;20
【知识点】欧姆定律及其应用;探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【分析】(1)如果两个物理量的乘积相等,那么它们成反比例关系;如果两个物理量的比值相等,那么它们成正比例关系;
(2)从图乙中找到一组对应的电阻和电流值,然后根据U=IR计算电阻两端不变的电压;
(3)从图乙找到最小的电流和对应的阻值,首先根据经计算此时的总电阻,再根据R变=R总-R计算出变阻器的阻值即可。
【解答】(1)根据图乙可知,每组对应的电流和电阻的乘积都相等,因此得到:当电压一定时,电流与电阻成反比;
(2)根据乙图可知,当R=5Ω时,电流I=0.5A,那么每次控制电阻的电压为:U=IR=0.5A×5Ω=2.5V;
(3)根据乙图可知,电路的最小电流为0.1A,此时R=25Ω;
此时的总电阻;
此时变阻器接入的阻值为:R变=R总-R=45Ω-25Ω=20Ω。
26.【答案】(1)解:如图所示:
(2)2.2;9.5
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【分析】(1)灯泡与变阻器串联,当灯泡电压为3.8V时,变阻器两端的电压U变=U总-UL=6V-3.8V=2.2V。如果将电压表与变阻器并联,那么当电压表的示数为2.2V时,灯泡恰好正常发光。
(2)根据(1)中的分析确定电压表的示数。根据计算灯泡的电阻。
【解答】(1)当灯泡的电压为3.8V时,变阻器的电压为2.2V<3V,可以使用0~3V的量程,因此将电压表与变阻器并联即可,如下图所示:
(2)闭合开关,移动滑动变阻器的滑片使电压表示数为2.2V,小灯泡正常发光,
此时电流表的示数为0.4 A,
则小灯泡的电阻是。
27.【答案】10;2∶1;2
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)从图像中找到电流0.2A时对应的的值,再利用倒数计算出对应的阻值;
(2)在探究电流与电阻的关系时,控制电压相等,那么电流与电阻成反比,据此计算;
(3)根据U=IR计算出电压表的示数。
【解答】(1)当电流为0.2A时,=0.1Ω-1,那么对应的电阻:;
(2)根据“电流与电阻成反比”得到:;
(3)小明控制导体两端的电压为:U=IR=0.2A×10Ω=2V。
28.【答案】(1)电压表
(2)当水位处于最高处时,总电阻为:R总=R1+R0=20Ω+10Ω=30Ω;
此时的总电流;
此时电压表的示数:U1=I1R1=0.6A×20Ω=12V。
(3)当圆柱体露出水面部分的长度为50cm时,
圆柱体减小的V排=Sh=200cm2×50cm=104cm3=0.01m3;
弹簧拉力的增大量为:F浮=ρ液gV排=103kg/m3×10N/kg×0.01m3=100N;
根据乙图可知,此时弹簧向下伸长10cm;
那么变阻器接入电路的阻值:;
此时的总电阻:R总'=R1'+R0=10Ω+10Ω=20Ω;
此时电流表的示数为:。
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)首先根据水位变化判断圆柱体受到浮力的变化,再根据F拉=G-F浮分析弹簧拉力的变化,进而确定弹簧长度的变化和滑片P的移动方向,分析变阻器的阻值变化,接下来根据“电流与电阻的反比关系”确定电流表的示数变化,根据“串联电路电压与电阻成正比”的规律判断电压表的示数变化即可。
(2)首先根据R总=R1+R0计算出总电阻,再根据计算出总电流,最后根据U1=I1R1计算电压表的示数即可;
(3)首先根据阿基米德原理F浮力=ρ液gV排计算出露出50cm时M所受浮力的减小量,也就是弹簧拉力的增大量,然后根据乙图确定此时弹簧的伸长量(即滑片向下移动的距离),接下来根据“电阻与长度的正比关系”计算出变阻器的电阻,最后根据欧姆定律计算此时电流表的示数即可。
【解答】根据甲图可知,变阻器R1与定值电阻R0串联,电压表测R1的电压,电流表测总电流。
(1)当水位上升时,圆柱体排开水的体积增大,根据阿基米德原理可知,它受到的浮力增大。根据F拉=G-F浮可知,弹簧的拉力减小,此时滑片向上移动,变阻器的阻值变大,那么此时总电流变小。根据“串联电路电压与电阻成正比”的规律可知,电压表的示数变大,因此选用电压表显示水位变化。
29.【答案】12;10
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】根据乙图确定变阻器完全使用时的电流和它的电阻为零时的电流,然后根据欧姆定律列出两个方程,最后联立求解即可。
【解答】根据乙图可知,当变阻器完全使用时,它与电阻R0串联,此时电流最小为0.4A,
根据U总=I总R总得到:U总=0.4A×(20Ω+R0) ① ;
当变阻器的阻值为零时,只有电阻R0,此时电流最大为1.2A;
根据U总=I总R总得到:U总=1.2A×R0②;
①②联立求解,解得:U总=12V,R0=10Ω。
30.【答案】2.5~10Ω;0.3~0.6A
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)当电流表的示数最大时,滑动变阻器接入电路中的电阻最小,根据欧姆定律求出电路中的总电阻;根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出电路中的电流,再根据欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的最小电阻;
(2)当电压表的示数最大时,电路中的电流最小,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R1两端的电压,再根据欧姆定律求出电路中的最小电流和滑动变阻器接入电路中的最大电阻。
【解答】由电路图可知,定值电阻R1与滑动变阻器R2串联,电流表测量串联电路中的电流,电压表测量滑动变阻器R2两端的电压;
由电流表的量程可知,电路中的电流不能超过0.6A,
则电路中总电阻的最小值;
那么变阻器接入电路的最小电阻R2最小=R最小-R1=7.5Ω-5Ω=2.5Ω。
由电压表的量程可知,滑动变阻器R2两端的电压不能超过3V,
则定值电阻R1两端的最小电压:U1最小=U-U2最大=4.5V-3V=1.5V。
则电路中的最小电流为。
此时滑动变阻器接入电路的最大电阻:;
由此可知:滑动变阻器R2接入电路中的电阻值变化范围为:2.5~10Ω;电流表的示数变化范围为:0.3~0.6A。
31.【答案】(1)变小
(2)0.1
(3)解:Ia= Ua/ R2=3.00V/5Ω=0.6A
Ib= Ub/ R2=0.50V/5Ω=0.10A
U= Ib×R总=0.10A×(50Ω+ R')
U= Ia×R总'=0.60A×R'
R'=10Ω
答:损坏的电阻R'的阻值是10Ω
(4)偏少
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)首先确定油面上升时滑片的移动方向,再根据滑片的移动方向确定电路的阻值变化。
(2)根据表格确定油量表为0时电压表的示数,再根据计算通过油量表的电流。
(3)根据表格可知,当油量表示数为零时,电压表的示数为0.5V,根据计算出此时通过油量表的电流,此时R'与变阻器串联;当油量表示数最大为50L时,电压表的示数为3V,根据计算出此时通过油量表的电流,此时只有R';然后根据U总=I总R总分别列出两个方程,联立求解R'即可。
(4)如果油量表有电阻,那么会使总电阻变大,通过油量表的电流变小,即油量表的示数会比真实值偏少。
【解答】(1)根据甲图可知,油量增加时,浮标上浮,滑片向下移动,则变阻器的阻值减小,那么电路甲的总电阻将变小。
(2)根据表格可知,当油量表的示数为0时,电压表的示数为0.5V,那么通过油量表的电流为:。
(3)当油量表示数最大为50L时,电压表的示数为3V,
此时通过油量表的电流:;
此时只有R',根据U总=I总R总得到:U= Ia×R总'=0.60A×R' ①;
当油量表示数为零时,电压表的示数为0.5V,
此时通过油量表的电流:;
此时R'与变阻器串联,根据U总=I总R总得到:U= Ib×R总=0.10A×(50Ω+ R') ②
①②联立解得:R'=10Ω。
(4)如果油量表有电阻(记作r)但未知,王师傅按照用上述方法测得的阻值去更换电阻R'后,油量表的示数与真实值相比,会偏少。
32.【答案】(1)R0
(2)解:当拉力为0N时,R0与R1串联,电路中的总电阻:R总=R0+R1=5Ω+25Ω=30Ω
根据欧姆定律 可得,电路中的电流:
电压表的示数:U0=IR0=0.1A×5Ω=0.5V。
(3)解:当电压表的示数 时,R1两端的电压:
电路中的电流:
根据欧姆定律 可得,
R1是一根长为L=5cm的均匀电阻线,最大阻值为25Ω,
此时电阻丝接入电路中的长度:
弹簧伸长的长度: ;由图乙可知,F=400N。
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)在串联电路中,电压的分配与电阻成正比;变阻器R1与R0串联,当拉力增大时,滑片向右移动,变阻器的阻值变小,则它两端的电压变小。根据U总=U1+U0可知,此时R0两端的电压变大,据此确定电压表的位置。
(2)当拉力为0N时,弹簧没有伸长,此时变阻器R1全部接入。首先根据 R总=R0+R1 计算出电路的总电阻,然后根据 欧姆定律计算出电流表的示数,最后根据 U0=IR0 计算出电压表的示数。
(3)当电压表示数为1.5V时,首先 根据计算出R1两端的电压,然后根据 计算出通过电路的电流,再根据根据 计算出R1的阻值,接下来根据“电阻与长度成正比”计算出电阻丝接入的长度,再根据 计算出弹簧伸长的长度,最后根据图乙确定拉环上受到的拉力大小。
33.【答案】(1)解:小灯泡正常发光,电压为6 V,电流为0.5 A,则滑动变阻器接入电路中的阻值为0 Ω,故电压表的示数为0 V。电流表示数I=0.6 A,则R0= = = =60 Ω。
(2)解:①为了保证电路安全,当电压表示数U1=3 V时,可求滑动变阻器连入电路的最大阻值。灯的电阻RL= = =12 Ω,电路中的电流I′= = = = A,Rmax= = =7.2 Ω。②为了保证电路安全,当电路中的电流I2=IL=0.5 A时,可求滑动变阻器连入电路的最小阻值Rmin=R总-RL= -RL= -12 Ω=4 Ω。滑动变阻器的阻值变化范围为4 Ω≤R≤7.2 Ω。
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)根据电路图可知,灯泡L与变阻器串联,电压表测变阻器的电压。根据题目条件可知,灯泡正常发光的电压为6V,而电源电压恰好为6V,根据U变=U总-UL计算此时电压表的示数。
此时灯泡正常发光,那么通过电路的电流为0.5A,根据并联电路I0=I总-IL计算出通过R0的电流,最后根据计算即可。
(2)断开开关S1,闭合开关S2,灯泡L与变阻器串联,电压表测变阻器的电压。
①根据电压表的量程确定变阻器的最大电压,此时它的阻值最大而电流最小。首先根据 计算灯泡的电阻,再根据 计算出此时电路的电流,最后根据 计算出变阻器的最大阻值;
②当变阻器的阻值最小时,通过电路的电流最大,根据电流表的量程和灯泡的额定电流比较,确定电路的最大电流。首先根据计算出此时的总电阻,再根据Rmin=R总-RL计算出此时变阻器的最小阻值即可。
34.【答案】(1)解:如图所示:
(2)解:由题可知,闭合开关后,电压表示数为2 V,即U线=2 V,
由串联电路的电压特点可得,电阻R0两端的电压U0=U-U线=6 V-2 V=4 V,
因串联电路的电流处处相等,则电路中的电流:
I= = =0.2 A,
由I= 可得,甲地到短路位置两输电线的总电阻:
R线= = =10 Ω,
根据题意可得,甲地到短路位置两输电线的总长度L= =50 km,
因两条输电线是并排架设的,所以短路位置离甲地的距离s= L= ×50 km= 25 km。
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)甲地是电源所在位置,电阻R0与导线电阻R线串联;要确定短路位置,需要测出甲地到短路位置两输电线串联的总电阻。只要用电压表应测导线的总电压,就能根据U0=U总-U线计算出R0的电压,从而计算出通过电路的电流,最后再根据计算出导线的电阻,最后得到短路位置到甲地的导线长度即可。
(2)首先根据U0=U总-U线计算出R0两端的电压,然后根据 计算出通过电路的电流,接下来根据 计算出导线的电阻,根据计算出导线的总电阻。由于导线并排架设,因此短路位置到甲地的距离等于导线长度的一半,即。
【解答】(1)电压表应该与甲地的两根导线并联,测导线的总电压,如下图所示:
(2)由题可知,闭合开关后,电压表示数为2 V,即U线=2 V,
由串联电路的电压特点可得,电阻R0两端的电压U0=U-U线=6 V-2 V=4 V,
因串联电路的电流处处相等,则电路中的电流:
I== 0.2 A,
由I=可得,甲地到短路位置两输电线的总电阻:
R线== =10 Ω,
根据题意可得,甲地到短路位置两输电线的总长度L= 50 km,
因两条输电线是并排架设的,所以短路位置离甲地的距离s=L=×50 km=25 km。
35.【答案】(1)解:只闭合S1时,灯L和R1串联,如图甲,电源电压U=I(R1+RL)= 0.6 A×(5 Ω+10 Ω)=9 V。
(2)解:闭合S1、S2、S3,滑片移到b端(R2全连入电路)时,R1和R2并联,如图乙,通过R2的电流I2=I总-I1=2 A- =0.2 A,变阻器的最大阻值R2= = = 45 Ω。
(3)解:只闭合S2时,灯L和R2串联,如图丙,为保证电路安全,要考虑电压表的量程、电流表的量程是否合适,以及灯两端的电压要小于等于8 V。①对于电流表,量程为0~3 A,当滑动变阻器连入电阻为0时,电流最大Imax= = =0.9 A<3 A,所以当滑片左右移动时,电路中的电流始终不会超出电流表的量程;②对于电压表,量程为0~3 V,滑动变阻器两端的最大电压Umax=3 V,此时连入的电阻最大。根据I= = ,得Rmax= = =5 Ω;③由题可知,UL=8 V是灯泡正常工作时的电压,超过此电压灯泡容易损坏,此时滑动变阻器两端的电压最小(Umin=U-UL=9 V-8 V=1 V),连入电路的电阻最小。根据I′= = ,得Rmin= = =1.25 Ω。综上可知,为保证电路安全,滑动变阻器连入的电阻范围是1.25~5 Ω。
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)只闭合S1时,灯L和R1串联,根据欧姆定律的变形式U=I(R1+RL)计算即可;
(2)闭合S1、S2、S3,滑片移到b端(R2全连入电路)时,R1和R2并联。首先根据计算出通过R1的电流I1,再根据I2=I总-I1计算出通过R2的电流,最后根据 计算出它的电阻值。
(3)只闭合S2时,灯L和R2串联。
①当变阻器的阻值为零时,只有灯泡工作,此时总电阻最小,总电流最大,最后与电流表的量程比较;
②电压表测变阻器的电压,根据串联电路的分压规律可知,它两端的电压最大时,它接入的阻值也达到最大。根据电压表的量程确定它的最大电压,然后根据各处电流相等,即I变=IL和列出方程,计算变阻器的最大电阻;
③根据U总=UL+U变可知,当灯泡两端的电压达到最大时,变阻器两端的电压最小,此时变阻器接入的阻值最小。首先根据Umin=U-UL计算出变阻器的最小电压,再根据I变=IL和列出方程,计算出变阻器的最小电阻即可。
36.【答案】(1);0.16;12.5
(2)
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【分析】(1)①在测量小灯泡电阻的实验中,除了电压表与灯泡并联外,其它的都是串联,要注意电表的量程和接线柱的选择,变阻器接线“一上一下”。
②根据乙图确定电流表的量程和分度值,根据指针的位置读出示数;
③根据丙图确定正常发光时的电流,然后根据公式计算出灯泡的电阻。
(2)在串联电路中,电压的分配与电阻成正比,将一个已知阻值的电阻和Rx串联,通过开关的切换分别测量出定值电阻和Rx两端的电压,最后根据计算即可。
【解答】(1)①变阻器应该与灯泡串联,电压表应该与灯泡并联。根据甲图可知,只需将灯泡右端与电流表相接的导线拆下,然后将其改接在灯泡右端与电压表的“-”接线柱之间即可,如下图所示:
②根据乙图可知,电流表选择量程0~0.6A,分度值为0.02A,则通过灯泡的电流为0.16A;
③根据丙图可知,当灯泡两端的电压为2.5V时,通过灯泡的额定电流为0.2A,则灯泡正常发光时的电阻为:。
(2)①闭合开关S和S2,断开S1,此时两个电阻串联,电压表测总电压,读出此时电压表的示数为U1。
②闭合开关S和S1,断开S2,此时两个电阻串联,电压表测R0,读出此时电压表的示数为U2。
③则Rx两端的电压为:Ux=U1-U2;
根据“串联电路中,电压的分配与电阻成正比”得到:;

解得: 。
37.【答案】(1)电压一定时,电流跟电阻成反比;左;2.5
(2)A;B;C
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【分析】(1)①根据图像丙的形状分析通过导体的电流与电阻的关系;
②在串联电路中,电压的分配与电阻成正比。首先根据串联电路的分压规律确定电压表的示数变化,然后根据U总=U1+U2分析变阻器的电压变化,接下来分析要恢复原来电压表示数时变阻器的电压变化,最后再确定滑片的移动方向。
根据丙图,找到对应的电阻和电流,然后根据U=IR计算出电压表的示数即可。
(2)根据欧姆定律计算出换为30Ω电阻后电压表的示数,然后与既定的示数进行比较,从而确定改进措施。
【解答】(1)①根据丙图可知,电流随电阻变化的图像为一条双曲线,那么二者成反比关系,结论为:电压一定时,电流跟电阻成反比。
②将5Ω换成10Ω后,R的阻值变大,根据串联电路的分压规律可知,电压表的示数增大,根据U总=U1+U2可知,变阻器的电压变小。要使电压表的示数恢复原来示数,那么变阻器的电压要增大,根据串联电路的分压规律可知,变阻器的阻值要增大,即滑片向左移动。
电压表保持不变的示数为:U=IR=0.5A×5Ω=2.5V。
(2)当R=30Ω时,根据“在串联电路中,电压的分配与电阻成正比”得到:;
由于R的阻值增大,那么电压表的示数会偏大。要保持电压表的示数不变,要求变阻器的阻值也要增大,故A符合题意;
根据公式可知,在R和R总保持不变时,如果减小电源电压,那么电压表的示数会相应减小,从而恢复原来示数,故B符合题意;
在滑动变阻器左侧串联一个定制电阻,相当于增大了滑动变阻器的阻值,故C符合题意;
改变电压表和电流表的量程,对示数大小没有影响,故D不合题意。
故选ABC。
38.【答案】(1)
(2)未移动滑动变阻器使电压表示数保持不变
(3)增大滑动变阻器电阻或者减小电源电压
(4)电阻R1断路
(5)20Ω到10Ω
【知识点】欧姆定律及其应用;探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【分析】(1)根据实物图确定电器元件的串并联关系,注意电表量程和接线柱的选择,变阻器接线“一上一下”。
(2)在串联电路中,电压的分配与电阻成正比,将5Ω的换成10Ω后,电阻变大,那么电压表的示数肯定变大,即示数肯定大于0.1A。为了保持电压表的示数不变,此时需要将变阻器的阻值调大,直到电压表的示数恢复原值即可。
(3)变阻器的最大阻值决定了它调节电压的能力,将将5Ω的换成10Ω后,电压表的示数不能恢复到原值,应该是电压表的示数偏大,也就变阻器的最大阻值偏小,因此可以换用阻值更大的变阻器;如果变阻器的阻值不变,可以适当减小电源电压,也可以使电压表的示数减小。
(4)在探究电流与电阻关系的实验中,如果定值电阻断路,那么电压表串联在电路中。由于它的内阻很大,因此通过电流表的电流很小,几乎没有示数;因为电压的分配与电阻成正比,所以电压表的示数接近电源电压。
(5)计算出电压表的示数为3V时通过电流表的示数,然后与电流表的量程和定值电阻的最大电流比较,从而确定整个电路的最大电流,再计算出总电阻,用总电阻减去定值电阻的阻值得到变阻器的最小电阻;而变阻器的阻值越大,电流越小,电压表的示数越小,据此确定变阻器接入的最大阻值即可。
【解答】(1)根据甲图可知,电阻R1应该与变阻器R2串联,由于变阻器下面的接线柱已经接好,因此将R1的右端与变阻器左上方的接线柱相连即可。电压表应该与R1并联,由于它的“3”接线柱已经通过变阻器与R1的右端相连,那么只需将R1的左端与“-”接线柱相连即可,如下图所示:
(2)甲同学先选用一个“5Ω”的电阻,测得电流表示数为0.2A,当换成“10Ω”来做时,发现电流表的示数不是0.1A(不考虑温度对电阻的影响),我认为造成这一现象的原因可能是:未移动滑动变阻器使电压表示数保持不变。
(3)乙同学实验时发现当他把“5Ω”的电阻换成“10Ω”,无论如何移动滑动变阻器的滑片,发现电压表读数都达不到自己想要的数值,那么改进措施为:增大滑动变阻器电阻或者减小电源电压。
(4)丙同学闭合开关S后,突然发现电流表没有示数,而电压表示数接近于电源电压,则造成此现象的原因是:电阻R1断路。
(5)当电压表的示数为3V时,通过电路的电流为:;
电流表的量程为0.6A,定值电阻的最大电流为0.5A;
比较可知,通过电路的最大电流为0.3A。
此时总电阻:;
此时变阻器接入的最小阻值为:R变=R总-R1=20Ω-10Ω=10Ω;
变阻器的阻值越大,电流越小,电压表的示数越小,
因此变阻器接入的最大阻值为20Ω。
那么变阻器的阻值应该在20Ω~10Ω之间。
39.【答案】(1)
(2)变大
(3)0.25;U额/I2 I1
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【分析】(1)滑动变阻器接线需要“一上一下”,并根据灯泡亮度的变化判断接线柱的选择情况。
(2)根据丙图可知,定值电阻R0与灯泡并联,那么它们的电压相等。当灯泡两端的电压为2.5V时,它正常发光,此时通过R0的电流为。通过开关的切换,如果能够测量出通过干路的总电流,然后根据并联电路的电流规律就能计算出灯泡的额定电流,关键是开关切换时,电流表的位置发生改变,但是二者的并联关系要保持不变。
【解答】(1)变阻器与灯泡串联;当滑片向右移动时灯泡变亮,那么电流变大,电阻变小,因此变阻器使用滑片右边的部分,接线柱选择右下角的和上面的一个即可,如下图所示:
(2)①先闭合开关S、S1,断开S2,移动滑动变阻器滑片P,使电流表的示数,此时小灯泡正常工作;
②保持滑动变阻器滑片P的位置不变,闭合开关S、S2,断开S1,读出电流表的示数为I2,这是总电流。
则小灯泡的正常工作时的电阻。
40.【答案】(1)B
(2)8
(3)将滑片移到B端,闭合开关S,读出电压表的示数U1;Rx=U1R/(U-U1)
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【分析】(1)为了防止电流过大损坏电源或用电器,在闭合开关前,变阻器的滑片要调到阻值最大的位置;
(2)根据两图,分别确定电压表和电流表的量程和分度值,然后根据指针位置读出电压和电流值,最后根据计算即可;
(3)在串联电路中,电压与电阻成正比,即,只要用电压表分别测出待测电阻Rx与变阻器两端的电压,就能计算出Rx。首先将变阻器的电阻变成零,此时只有Rx,此时电压表的示数就是电源电压U;再将变阻器的阻值调到最大R,记下这时电压表的示数为U1,前后两个示数之差就是变阻器两端的电压,到此问题就解决了。
【解答】(1)根据甲图可知,变阻器使用部分为AP,当滑片在B端时阻值最大,因此闭合开关前,滑动变阻器滑片P应置于B端;
(2)根据乙图可知,电压表选择0~3V量程,分度值为0.1V,示数为2.4V;根据丙图可知,电流表选择量程0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.3A,那么;
(3)实验步骤如下:
①将滑动变阻器滑到A端,闭合开关S,读出电压表的读数,记为U;
②将滑片移到B端,闭合开关S,读出电压表的示数U1;
③读出滑动变阻器的最大值R;
④根据串联电路电压与电阻成正比得到:;

解得:。
1 / 1浙教版科学八上第四章 第6节 电流与电压、电阻的关系同步练习(优生加练)
一、单选题
1.(2021·衢州)如图是小科利用实验室常用仪器,设计测量未知电阻Rx阻值的四种电路,电源电压恒定且未知,R0是已知阻值的定值电阻,滑动变阻器R最大阻值未知,实验中只能闭合或断开开关及移动滑动变阻器滑片,其中能够测量出Rx阻值的电路(  )
A.只有① B.只有② C.只有②③ D.只有②③④
【答案】D
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【分析】对各个电路图进行分析,通过开关的组合,结合欧姆定律,确定是否能够测量除Rx的阻值即可。
【解答】①:当开关S接1时,电压表测R0的电压,此时电压表上面的接线柱为“-”接线柱;当开关S接2时,电压表测Rx的电压,但是此时电压表的上面接线柱却与正极相连,接法错误,不能测定Rx的阻值,故A错误;
②:当开关S2闭合时,R0被短路,此时电压表测电源电压U总;当开关S2断开时,电压表测Rx的电压Ux。可根据U0=U总-Ux计算出R0的电压,再根据“串联电路电压与电阻成正比”计算出Rx的阻值,即,故②可以测出Rx;
③:当开关S2闭合时,R0被短路,只有Rx,记下电流表的示数Ix;根据U总=I总R总得到:U总=IxRx;
当开关S2断开时,R0与Rx串联,记下电流表的示数I总;根据U总=I总R总得到:U总=I总(Rx+R0)。两个方程联立可以计算出Rx的阻值,故③可以测出Rx;
④:当开关S接2时,只有R0,记下电流表的示数I0;当开关S接1时,只有Rx,记下电流表的示数Ix。
根据并联电路U0=Ux得到:I0R0=IxRx,故④可以测出Rx。
那么能够测出Rx的电路为②③④。
故D正确,而B、C错误。
故选D。
2.(2021八下·镇海期末)灯泡L上标有“6V 1A”字样(正常发光时的电压和电流),测得该灯泡的电流随电压变化关系如图甲所示。现把灯泡L接入如图乙所示的电路中,若电源电压为10V不变,电流表的量程为“0-0.6A”,电压表的量程为“0-15V”。则下列说法正确的是(  )
A.该电路中通过调节滑动变阻器可实现灯泡L正常发光
B.当电流表示数为0.4A时,电压表的示数为7.6V
C.灯泡L的电阻值随电压表的示数的增大而增大
D.滑动变阻器接入电路中的最小电阻约为13.3Ω
【答案】D
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)将灯泡的额定电流与电流表的量程进行比较;
(2)根据甲图确定电流表示数为0.4A时灯泡两端的电压,再根据U变=U总-UL计算电压表的示数;
(3)根据U变=U总-UL分析电压表示数增大时灯泡的电压变化,再根据甲图确定灯泡的阻值变化;
(4)根据电流表的量程确定最大电流为0.6A,根据甲图确定此时灯泡的电压,再根据U变=U总-UL计算出变阻器的电压,最后根据欧姆定律计算出变阻器的最小电阻。
【解答】根据乙图可知,变阻器与灯泡L串联,电压表测变阻器的电压,电流表测总电流。
A.通过灯泡的额定电流为1A,而通过电流表的最大电流为0.6A,则通过灯泡的最大电流只能到达0.6A,即灯泡不能正常发光,故A错误;
B.根据甲图可知,当电流表的示数为0.4A时,灯泡的电压为1V,此时变阻器两端的电压为:U变=U总-UL=10V-1V=9V,故B错误;
C.根据甲图可知,灯泡的电阻随它两端电压的增大而增大。根据U变=U总-UL可知,当电压表示数增大时,灯泡的电压减小,则灯泡的电阻变小,故C错误;
D.通过电路的最大电流为0.6A,此时灯泡的电压为2V;
此时变阻器的电压为:U变'=U总'-UL'=10V-2V=8V;
则变阻器接入的最小电阻:,故D正确。
故选D。
3.(2021八下·宁波期末)小丽设计了如图所示的简易电子距离测量仪,R是一根粗细均匀的电阻丝,其每厘米长的电阻为0.5Ω,电路各部分均接触良好。物体M只能在导轨上做直线运动,并带动与之相连的金属滑片P移动,电压表示数可反映物体M移动的距离。开始测量前,将金属滑片P置于电阻丝中点,此时电压表和电流表示数分别为1.5V和0.2A.由此可知(  )
A.电阻丝的总电阻为7.5Ω
B.当电压表示数为变小时,说明物体M在向左移动
C.当电压表示数为2V时,物体M向左移动了5cm
D.当金属滑片P向右移动时,电流表示数变小
【答案】C
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)首先根据计算出的阻值,再乘以2计算出电阻丝的总电阻;
(2)根据电压表的示数判断与它并联的电阻的长度变化即可;
(3)首先根据计算出此时电压表并联的电阻丝的电阻,再根据计算出即可;
(4)根据欧姆定律判断电流表的示数变化。
【解答】A.一半电阻丝的阻值:;
则电阻丝的总电阻为:R总=2R=2×7.5Ω=15Ω,故A错误;
B.当电压表的示数减小时,根据U=IR可知,与电压表并联的电阻丝的电阻变小,根据“电阻与长度成正比”可知,与电压表并联的电阻丝的长度变小,即物体M在向右移动,故B错误;
C.当电压表示数为2V时,与电压表并联的电阻丝的阻值为:,则物体N向左移动: ;
原来滑片所在的位置为:;
则物体M向左移动了:20cm-15cm=5cm,故C正确;
D.当金属滑片P向右移动时,电阻丝R接入电路的电阻不变,因此电流表的示数不变,故D错误。
故选C。
4.(2021·鄞州模拟)如图甲所示滑动变阻器的滑片从a端滑到b端的过程中,电流表和电压表示数变化的规律如图乙所示。下列说法正确的是(  )
A.滑片向左移动时,电压表示数变大
B.滑动变阻器的最大阻值为60Ω
C.电源电压为5V,R0的阻值为10Ω
D.滑片移动过程中,两电表变化量的比值不变
【答案】D
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)在串联电路中,电压的分配与电阻成正比,据此分析电压表的示数变化;
(2)根据乙图,确定变阻器阻值最大时电压表的示数和电流表的示数,然后根据计算变阻器的最大阻值;
(3)根据乙图,确定变阻器的阻值最大和最小时电压表的示数和电流表的示数,然后根据串联电路U总=I总R总列出方程组,计算出电源电压和定值电阻R0的阻值即可;
(4)根据公式分析判断即可。
【解答】根据图甲可知,变阻器R与定值电阻R0串联,电压表测变阻器的电压。
A.滑片向左移动时,变阻器的阻值减小,根据串联电路的分压规律可知,电压表的示数变小,故A错误;
B.根据乙图可知,当变阻器全部接入电路时,总电阻最大,总电流最小为0.1A,此时电压表的示数为5V,那么变阻器的最大阻值,故B错误;
C.根据乙图可知,当变阻器全部接入电路时,总电阻最大,总电流最小为0.1A,
根据U总=I总R总得到:U总=0.1A×(R0+50Ω) ①;
当变阻器接入电路阻值为零时,总电阻最小,总电流最大为0.6A,
根据U总=I总R总得到:U总=0.6A×R0②;
①②联立解得:U总=6V,R0=10Ω,故C错误;
D.在滑片移动过程中,根据U总=U+U0可知,电压表的示数的变化量与U0的变化量相等,即△U0;在串联电路中,各处电流都相等,因此电流表示数的变化量就等于电阻R0电流的变化量△I0.
因为;
所以;
则两个电表的示数变化量的比值保持不变,故D正确。
故选D。
5.(2021·温州模拟)某LED灯规格为“3伏0.9瓦",其内置稳压装置,保证LED灯正常工作,工作原理如图。闭合开关后,电源电压为U总(U总>3伏),稳压装置消耗的功率为p则下列关于P-U总变化的图像正确是(  )
A. B.
C. D.
【答案】A
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】根据串联电路的电压特点和功率公式P=UI分析判断。
【解答】根据图片可知,LED与稳压装置串联,则U总=UL+U稳。灯泡两端的电压保持不变,当电源电压越大时,稳压装置两端的电压U稳越大。由于灯泡正常发光,因此通过电路的电流保持不变。根据P稳=U稳I=(U总-UL)I=U总I-ULI可知,其中I和UL为定值,则稳压装置的电功率与电源电压的关系为一次函数关系,图像为一条倾斜的直线。当U总=UL=3V时,稳压装置的电功率为0,故A正确,而B、C、D错误。
故选A。
6.(2021八下·鄞州期中)如图1所示电路,电源电压保持不变,闭合开关S,调节滑片的位置,使变阻器的阻值从最大变化到最小,得到两个电阻的“U-I”关系图象如图2所示。下列判断正确的是(  )
A.图象乙反映了R2的“U-I”关系
B.定值电阻R1的阻值为20Ω
C.变阻器滑片在中点时,电流表示数为0.4A
D.滑动变阻器R2的阻值变化范围为0~20Ω
【答案】D
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)在串联电路中,电压与电阻成正比,据此分析变阻器两端电压的变化;
(2)根据公式计算出即可;
(3)根据甲图确定变阻器阻值最大时的电压和电流,根据欧姆定律计算出它的最大阻值。当变阻器滑片在中点时,首先根据R总=R1+R变'计算总电阻,再根据计算即可;
(4)根据前面的计算结果判断。
【解答】根据图1可知,电阻R1与变阻器R2串联,电压表V1测R1的电压,V2测R2的电压。
A.当变阻器的阻值从大到小变化时,根据“串联电路电压与电阻成正比”可知,变阻器两端的电压减小,即V2的示数变小,那么图像甲反映了R2的U-I关系,故A错误;
B.图像乙为R1的U-I图像,当电压为2V时,通过它电流为0.2A,则,故B错误;
C.根据图2可知,当R2的电压为4V时,R1的电压为2V,通过它的电流为0.2A,此时变阻器的阻值最大。那么总电压U总=4V+2V=6V。则R2的阻值:。当变阻器滑片在中点时,总电阻R总=R1+R变'=10Ω+=20Ω,此时电流表的示数,故C错误;
D.滑动变阻器R2的最大阻值为20Ω,则它的阻值变化范围为0~20Ω,故D正确。
故选D。
7.(华师大版初中科学八年级下学期 第4章 电与电路 单元试卷)如图所示的电路,已知电流表的量程为0~0.6 A,电压表的量程为0~3 V,定值电阻R1的阻值为10 Ω,滑动变阻器R2的最大阻值为50 Ω,电源电压为 6 V。开关S闭合后,在滑动变阻器滑片滑动的过程中,保证电流表、电压表不被烧坏的情况下,下列说法正确的是(  )
A.电压表最小示数是1 V
B.滑动变阻器滑片允许滑到最左端
C.电路中允许通过的最大电流是0.6 A
D.滑动变阻器滑片移动的过程中,电流表先达到最大量程
【答案】A
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)当电压表的示数最小时,通过电路的电流也最小,此时变阻器接入的阻值最大,根据欧姆定律计算出最小电流,再根据U=IR计算电压表的最小示数;
(2)当变阻器的滑片到达最左端时,它的阻值为零,计算出此时电压表的示数和电流表的示数,与其量程比较即可;
(3)根据电压表的量程确定通过电路的最大电流,然后再与电流表的量程比较;
(4)计算出滑片到达最左端时,两个电表的示数是否超过量程即可。
【解答】A.根据串联电路的分压特点可知,滑动变阻器接入电路中的阻值最大时电压表的示数最小,电路中的最小电流Imin= = =0.1 A,电压表的最小示数Umin=IminR1=0.1 A×10 Ω=1 V,故A正确;
B.由电路图可知,当滑动变阻器的滑片位于最左端时,电压表测电源的电压,电源电压6 V大于电压表的最大量程3 V,所以滑动变阻器的滑片不能移到最左端,故B错误;
C.当滑片到达最左端时,此时变阻器的阻值为零,只有R1,根据欧姆定律可得,此时电路中的电流I= = =0.6 A,此时电压表的示数为6V>3V,超过量程,所以电路中的最大电流不可能为0.6 A,故C错误;
D.根据上面的分析可知,当滑片在最左端时,电流表刚好达到量程,而电压表已经超过量程,所以两电表中电压表先达到最大量程,故D错误。
故选A。
8.(华师大版初中科学八年级下学期4.5 欧姆定律(第2课时)串联电路 )如图所示电路,电源电压不变。R0为定值电阻,R为滑动变阻器。闭合开关S,当滑片P从a点滑到b点过程中,电流表示数从Ia变为Ib。下列各图能表示这一过程中电压表示数U与电流表示数I之间关系的是(  )
A. B.
C. D.
【答案】B
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】根据串联电路的特点和欧姆定律,分析电压表的示数随电流变化的规律即可。
【解答】根据图片可知,定值电阻R0与变阻器R串联,电压表测变阻器的电压,电流表测总电流。
那么电阻R0两端的电压为:;
根据U总=U0+U可知,电压表的示数为:U=U总-IR0=-R0×I+U总;
根据上面的关系式可知,电压表的示数与电流的关系为一次函数关系,即图像为一条直线。
且电压表的示数随电流的增大而减小,故B正确,A、C、D错误。
故选B。
9.(华师大版初中科学八年级下学期4.5 欧姆定律(第2课时)串联电路 )如图为灯L1、L2的U-I图像,根据图像可知(  )
A.通过L2的电流为0.2 A时,L2两端的电压为100 V
B.电压为160 V时,通过L1的电流较大
C.电压为160 V时,L1的电阻较大
D.把两灯串联接入220 V的电路中,L1两端的电压较小
【答案】C
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)(2)根据图像,分别找到对应的电压值和电流值,然后进行比较和判断;
(3)根据公式比较电阻大小即可;
(4)在串联电路中,电压的分配与电阻成正比,据此分析比较。
【解答】A.通过L2的电流为0.2 A时,L2两端的电压为50 V ,故A错误;
B.电压为160 V时,通过L1的电流为0.25A,通过L2的电流为0.45A,故B错误;
C.电压为160 V时,通过灯泡的电流I1R2,故C正确;
D.把两灯串联接入220 V的电路中,它们两端的电压与电阻成正比,即。因为R1>R2,所以U1>U2,故D错误。
故选C
10.(2020八上·余杭期末)图甲中当开关S转到2时,电流表和电压表对应的示数是乙图中相对应的a点;当开关S转到1时,两表对应的示数是乙图中相对应的b点。有关判断正确的是(  )
A.电源电压为8V B.R2的阻值为10Ω
C.R1的阻值为20Ω D.S接2时通过R2的电流为0.2A
【答案】D
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】根据开关的开合情况,判断电路的串并联关系以及电表所测的物理量,然后利用欧姆定量结合串并联电路的特点,对相关物理量进行计算即可。
【解答】当开关接1时,只有电阻R1工作,电压表测R1的电压;
根据乙图可知,此时电压表的示数为6V,通过它的电流为0.6A;
那么电阻为:;
此时R1两端的电压等于电源电压,因此电源电压为6V。
故A、C错误;
当开关接2时,电阻R1与R2串联,电压表仍然测R1的电压;
根据乙图可知,此时电压表的示数为2V,通过电路的电流为0.2A;
串联电路各处电流都相等,
因此通过R2的电流为0.2A;
此时它两端的电压:U2=U总-U1=6V-2V=4V;
R2的阻值为:;
故B错误,D正确。
故选D。
11.(2020八上·滨江期中)利用伏安法测量电阻时,由于电表本身电阻的影响,造成测量结果有误差。现采用图所示电路,能较准确的测量Rx的阻值,已知A、B之间的电压U保持不变。当S接通a时,电压表示数为9.6V,电流表示数为0.3A,当S接通b时,电压表示数为12V,电流表示数为0.25A,则待测电阻Rx的阻值为(  )
A.32Ω B.40Ω C.48Ω D.70Ω
【答案】B
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】S接a时,电压表测RX两端的电压,电流表测电路电流,由串联电路的特点及欧姆定律列方程;
S接b时,电压表测RX与电流表的串联电压,即AB间的总电压U,电流表测电路电流,由欧姆定律列方程;
最后联立可求出待测电阻RX的阻值。
【解答】设电流表的内阻为RA,
S接a时,电压表测Rx两端的电压,电流表测电路电流,
由串联电路的特点可得电源电压:U=UX+UA=UX+I1RA,
即:U=9.6V+0.3A×RA①
S接b时,电压表测Rx与电流表两端的总电压U,电流表测电路电流,
此时电压表示数为12V,则电源电压U=12V,
将U=12V代入①式,解得RA=8Ω;
由电阻的串联和欧姆定律可得:U=I2(RX+RA),
即:12V=0.25A×(RX+8Ω);
解得:RX=40Ω。
故选B。
12.(2020八上·滨江期中)如图所示,是小明测量未知电阻Rx的实验电路,电源电压不变,其中R0为阻值已知的定值电阻。当闭合开关S1和S2时,电流表的示数为I1;当只闭合开关S1时,电流表的示数为I2。则下列四个选项中,Rx的表达式正确的是(  )
A.Rx= B.Rx=
C.Rx= D. Rx=
【答案】D
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【分析】在并联电路中,电流与电阻成反比,即,据此分析解答。
【解答】当闭合开关S1和S2时,两个电阻并联,电流表测通过干路的电流,示数为I1;
当只闭合开关S1时,电流表测通过R2的电流,示数为I2。
那么通过Rx的电流为:Ix=I1-I2;
根据公式得到:;

解得:Rx=。
故选D。
13.(浙教版科学八年级上学期4. 7 电路分析与应用(第4课时))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(  )
A.4V B.6V C.10V D.12V
【答案】D
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】①在串联电路中,电压与电阻成正比,据此计算出滑片P在中点时变阻器两端的电压,然后根据U总=U1+U2计算出电源电压。
②根据串联电路的分压规律再次计算出电压表的示数为6V时变阻器的电阻,然后与滑片在中点时的电阻比较,计算出移动s后电阻的变化值△R2。由于导体的电阻与长度成正比,所以滑片从中点向a端移动时,变阻器电阻的减少值也应该是△R2,最后再次利用串联电路的分压规律计算电压表的示数即可。
【解答】①滑片P置于滑动变阻器的中点时,变阻器的阻值为5Ω,此时电压表的示数为8V;
根据串联电路的分压规律得到:;
解得:U2=10V;
那么电源电压U总=U1+U2=8V+10V=18V;
②当滑片从中点向b端移动距离s后,电压表示数变为6V;
根据串联电路的分压规律得到:;
解得:R2'=8Ω;
那么变阻器的滑片移动s后电阻的增大值为:△R2=8Ω-5Ω=3Ω;
③当滑片从中点向a端移动距离s后,变阻器的阻值会减小3Ω,
那么此时变阻器的阻值为:R2''=5Ω-3Ω=2Ω;
根据串联电路的电压规律得到:;
解得:U1=12V。
故选D。
14.(浙教版科学八年级上学期4. 7 电路分析与应用(第4课时))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
【答案】C
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)根据图乙确定实验中的变量,从而确定实验探究的目的;
(2)根据控制变量发的要求可知,探究电流与电阻的关系时要保持电压不变,从乙图中找到一组对应的电流和电阻值,根据U=IR计算出Rx两端的电压即可;
(3)根据乙图,分别确定电路的最小和最大电流,已知变阻器两端的电压保持0.5V不变,根据R=计算出变阻器的阻值范围即可;
(4)在串联电路中,电压与电阻成正比,据此分析变阻器的阻值变化,然后确定滑片的移动方向。
【解答】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,故A错误;
实验中电压表测Rx两端的电压,根据图乙可知,当电阻为25Ω时电流为0.1A,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,故B错误;
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,故C正确;
将Rx从5Ω换成10Ω,由串联电路分压的特点可知,电压表的示数会变大。为保证电压表数值不变,就要减小Rx的电压而增大变阻器两端的电压。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。
故选C。
15.(浙教版科学八年级上学期4. 7 电路分析与应用(第1课时))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(  )
A. B.
C. D.
【答案】C
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【分析】在串联电路中,电压与电阻成正比,即,因此:在一个电阻已知,两个电压已知的情况下,可以计算出第二个电阻的阻值,据此分析判断即可。
【解答】A.当变阻器的滑片在最左端时,电压表的示数为零;当滑片在最右端时,电压表的示数为变阻器的电压U',因此无法测出二者串联时Rx两端的电压,因此无法测出它的阻值,故A不合题意;
B.电压表串联在电路中,无论变阻器的滑片在什么位置,它的示数始终等于电源电压,而无法测得Rx与R
'两端的电压,即无法计算Rx的值,故B不合题意;
C.当开关S和S1都闭合时,Rx被短路,只有R0,记下这时电流表的示数为I0,那么电源电压U总=U0=I0R0;当S闭合,S1断开时,二者串联,记下这时的电流为I总,那么Rx的阻值为:,故C符合题意;
D.无论开关S1是否闭合,电压表始终测的是Rx的电压,无法测出R0的电压,因此无法计算出Rx的阻值,故D不合题意。
故选C。
16.(2020九上·海曙开学考)如图所示的电路中,电源两端电压为6V且保持不变,定值电阻R1的阻值为10 ,滑动变阻器R2 的最大阻值为20 ,电压表接入电路的量程(0~3)V,电流表接入电路的量程(0~0.6)A。闭合开关 S,将滑动变阻器的滑片P由b端缓慢向a端移动,直至某一电表的指针达到满偏。有关变化下列说法正确的是(  )
①电压表的示数变大,电流表的示数变大 ②电流表的示数变化范围为 0.2A~0.6A
③电压表的示数变化范围为 2V~6V ④R2 阻值变化范围为 20 ~10
⑤指针达到满偏的是电流表
A.只有①②正确 B.只有③④正确
C.只有①④正确 D.都正确
【答案】C
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)根据滑动变阻器的移动可知电路中总电阻的变化,根据欧姆定律求出电路中电流的变化,再根据欧姆定律求出电压表的示数变化;
(2)当滑片在b端时,根据串联电路的电阻特点和欧姆定律求出电路中的电流和电压表示数,结合电流量程判断达到满偏的仪表和变化范围;
根据串联电路电压规律和欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的最小阻值,进而得出R2阻值变化范围。
【解答】由电路图可知,电阻R1和滑动变阻器R2串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中电流。
滑片由b端移到a端的过程中,滑动变阻器的阻值变小,电路中的总电阻变小,而电源电压不变,根据欧姆定律可知电路中的电流变大,即电流表示数变大;根据U=IR可知,R1两端电压变大,即电压表示数变大,故①正确;
当滑片在b端时,电路的总电阻:R=R1+R2=10Ω+20Ω=30Ω,
电路中的电流,
由欧姆定律得,电压表的示数为:U1=IR1=0.2A×10Ω=2V;
因电压表接入电路的量程为 0~3V,
所以电压表示数为3V时,此时电路中的电流为;
故滑片由b端移到a端的过程中,达到满偏的仪表是电压表,电流表的示数变化范围是0.2A~0.3A,故②⑤错误;
电压表的示数变化范围是2V~3V,故③错误;
滑动变阻器接入电路的最小阻值:;
因此R2阻值变化范围为20Ω~10Ω,故④正确。
那么只有①④正确。
故选C。
17.(2020八下·奉化期末)为了能自动记录跳绳的次数,某科技小组设计了一种自动计数器,其简化电路如图甲所示。R1是一种光敏元件,每当绳子挡住了射向R1的红外线时,R1的电阻会变大,自动计数器会计数一次,信号处理系统能记录AB间每一时刻的电压。若已知电源电压为12V,某一时段AB间的电压随时间变化的图象如图乙所示,则下列说法正确的是(  )
A.AB两端电压为6V时,跳绳自动计数器会计数一次
B.绳子挡住了射向R1的红外线时,R1和R2的阻值相等
C.绳子没有挡住射向R1的红外线时,R1的阻值是R2的3倍
D.绳子挡住了射向R1的红外线时,R1的阻值会变为原来的5倍
【答案】D
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)在串联电路中,电压与电阻成正比,据此分析红外线被遮挡时AB的电压增大还是减小即可;
(2)根据串联电路的分压规律计算即可;
(3)弄清红外线没有被遮挡时,两个电阻上的电压,然后根据计算即可;
(4)以电阻R2为桥梁,对R1的阻值变化进行计算即可。
【解答】根据甲图可知,光敏电阻R1与定值电阻R2串联,AB之间的电压就是R2两端的电压。
A.每跳绳一次,红外线被遮挡一次,此时R1的阻值会增大,根据串联电路的分压规律可知,此时R1两端的电压会增大,而AB两端电压会变小,即变为2V,故A错误;
B.绳子挡住了射向R1的红外线时,R2的电压为2V,那么R1的电压为:U1=U-U2=12V-2V=5V。根据公式可知,,即R1=5R2,故B错误;
C.绳子没有挡住射向R1的红外线时,R2的电压为6V,那么R1的电压为:U1=U-U2=12V-6V=6V。根据公式可知,,即R1=R2,故C错误;
D.绳子挡住了射向R1的红外线时,R1=5R2,没有挡住时,R1=R2,因此它的阻值变化的倍数为5倍,故D正确。
故选D。
18.(2020八下·镇海期末)如图甲所示电路中,电源电压不变,R1是定值电阻,R2由三段材料不同、横截面积相同的均匀直导体EF、FG、GH连接而成,其中一段是铜导体,其电阻可忽略不计,另两段导体的阻值与自身长成正比,P是与R2良好接触并能移动的滑动触头。闭合开关S将P从H端移到E端时,电流表示数I与P向左移动距离x之间的关系如图乙所示。已知R1=10Ω,则下列判断正确的是(  )
A.电源电压为12V
B.GH导体的电阻为10Ω
C.当电流表示数为0.5A时,x的值为31cm
D.P位于x=0cm时,R1两端的电压为4V
【答案】C
【知识点】欧姆定律及其应用
【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。
(1)当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时,电路中电流最大,根据图象读出电路中的最大电流,根据欧姆定律求出电源的电压;
(2)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,根据欧姆定律求出电路中的总电阻,根据电阻的串联求出滑动变阻器的最大阻值REH。根据图乙可知滑片从G向F移动时电路中的电流不变,则GF段为铜导线,根据欧姆定律求出电路的总电阻,利用电阻的串联求出EF段的总电阻,然后求出GH导体的电阻;
(3)由图象可知滑片P从H端向E端移动出现拐点,据此确定GH、FG、EF的长度,由EF段导体的阻值与自身长成正比得出导体每1cm的电阻,根据欧姆定律求出电流表示数为0.5A时电路中的总电阻,然后求出此时R2接入电路中电阻,与REF比较判断出滑片应位于EF段,进一步求出变阻器接入电路中电阻的长度,最后求出x的值。
(4)当x=0cm时,滑片P正好在H端,此时电阻最大,电流最小,根据乙图确定电流后,再利用公式U1=I1R1计算R1两端电压。
【解答】由电路图可知,R1与R2串联,电流表测电路中的电流。
根据乙图可知,电路中的最大电流0.6A,此时滑片P位于x=35cm时,滑片在E端,接入的阻值为0,电路为R1的简单电路。
电源的电压U=I大R1=0.6A×10Ω=6V,故A错误;
当P位于x=0cm时,接入电路中的电阻最大,电路中的电流最小,由图乙可知I小=0.2A,
则电路中的总电阻;
滑动变阻器的最大阻值REH=R总-R1=30Ω-10Ω=20Ω,
由图乙可知,滑片从G向F移动时,电路中的电流I=0.4A不变,即GF段为铜导线,
此时电路的总电阻
EF段的总电阻REF=R总′-R1=15Ω-10Ω=5Ω,
所以,GH导体的电阻RGH=REH-REF=20Ω-5Ω=15Ω,故B错误;
由于滑片P从H端向E端移动,由图象的拐点可知:
GH=15cm,FG=25cm-15cm=10cm,EF=35cm-25cm=10cm,
因EF段导体的阻值与自身长成正比,
所以,EF段导体每1cm的电阻;
当电流表示数为0.5A时,电路中的总电阻;
此时R2接入电路中电阻R2=R总″-R1=12Ω-10Ω=2Ω,
由REF>R2可知,滑片应位于EF段,
此时接入电路中的长度;
所以x=35cm-4cm=31cm,故C正确;
当P位于x=0cm处时,EH全部接入电路,此时电流最小为0.2A;
那么此时R1两端的电压为:U1=I1R1=0.2A×10Ω=2V,故D错误。
故选C。
19.(2020八下·鄞州期末)如图甲所示电路中,电源电压不变,R1是定值电阻,R2由三段材料不同、横截面积相同的均匀直导体EF、FG、GH连接而成,其中一段是铜导体,其电阻可忽略不计,另两段导体的阻值与自身长度成正比,P是与R2良好接触并能移动的滑动触头。闭合开关S将P从H端移到E端时,电流表示数I与P向左移动距离x之间的关系如图乙所示。已知R1为10Ω,则下列判断正确的是(  )
A.EF段是铜导体
B.电源电压为12V
C.当电流表示数为0.5A时,x的值为31cm
D.导体GH的阻值为10Ω,导体EF的阻值为5Ω
【答案】C
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)铜导体部分几乎没有电阻,因此当滑片在这个范围内移动时,电阻保持不变,那么电流保持不变;
(2)根据乙图可知,当滑片在E点时,变阻器R2接入的阻值为零,此时只有电阻R1工作,根据U总=U1=I1R1计算电源电压;
(3)当滑片在G点时,只有EF接入电路,根据计算出总电阻,再根据REF=R总-R1计算出REF的阻值。当电流为0.5A时,根据计算出总电阻,而前后两个总电阻之差就是EF减小的阻值,然后根据电阻与长度成正比计算出EF减小的长度,最后再加上FH的总长度25cm即可;
(4)根据乙图可知,当滑片在H点时,变阻器R2全部使用,计算出这时的总电阻,然后根据RGH=R总''-R1-REF即可。
【解答】根据甲图可知,定值电阻R1与变阻器R2串联。
A.根据乙图可知,当滑片接在GF部分时,电流的大小保持不变,即这部分没有电阻,也就是铜导体,故A错误;
B.根据乙图可知,当滑片在E点时,变阻器R2接入的阻值为零,此时只有电阻R1工作,那么总电压U总=U1=I1R1=0.6A×10Ω=6V,故B错误;
C.当滑片在G点时,只有EF接入电路,总电阻;
REF的阻值:REF=R总-R1=15Ω-10Ω=5Ω;
当电流为0.5A时,
此时的总电阻:;
那么EF减小的阻值为:△R=15Ω-12Ω=3Ω;
EF减小的长度为:;
那么x的值为:x=6cm+25cm=31cm,故C正确;
D.当滑片在H点时,变阻器R2全部使用,此时的电流为0.2A,
总电阻:;
电阻值RGH=R总''-R1-REF=30Ω-10Ω-5Ω=15Ω。故D错误。
故选C。
20.(2020八下·余姚期中)如图所示的电路中,电源电压保持不变,当开关S1、S2都闭合时,电流表的示数为0.5A,电压表的示数为6V;将电压表、电流表的位置互换,当开关S1断开、S2闭合,电流表的示数为0.3A,则正确的是(  )
A.R1=8Ω B.R2=8Ω C.R1=20Ω D.R2=20Ω
【答案】B
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】 当开关S1、S2都闭合时, 电压表测电源电压,而电流表测通过电阻R1的电流,根据公式计算它的阻值即可。 电压表、电流表的位置互换, 两个电阻串联,电流表测总电流,电压表测总电压,根据计算出总电阻,再根据公式R总=R1+R2计算电阻R2的阻值。
【解答】当开关S1、S2都闭合时, 电压表测电源电压,而电流表测通过电阻R1的电流,
电阻R1的阻值为:,故A、C错误;
电压表、电流表的位置互换, 两个电阻串联,电流表测总电流,电压表测总电压,
电路的总电阻为:;
电阻R2的阻值为:R2=R总-R1=20Ω-12Ω=8Ω,
故B正确,D错误。
故选B。
二、填空题
21.(2021·婺城模拟)如图电路,电源电压不变,Rr为定值电阻,闭合开关S,小楚将滑动变阻器R2的滑片P从a端移动到b端的过程中,电压表和电流表的示数变化情况如乙图所示,滑动变阻器R2的最大阻值是   Ω;滑动变阻器的滑片P在中点时,电流表的示数为   A。
【答案】20;0.3
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)当变阻器的阻值最大时,电流表的示数最小,根据乙图确定此时电压表的示数,根据公式计算出变阻器的最大阻值;
(2)当滑片在a端时,两个电阻串联,此时变阻器的阻值最大,电流最小;当滑片在b端时,只有R1,此时电阻最小电流最大。利用公式U总=I总R总分别列出两个方程,计算出R1和电源电压。最后根据欧姆定律计算出滑片在中点时电流表的示数。
【解答】当滑片在a端时,两个电阻串联,电压表测R2的电压,电流表测总电流。
(1)当变阻器的阻值最大时,电流表的示数最小,
根据乙图可知,最小电流为0.2A,此时电压表的示数为4V;
那么变阻器的最大阻值。
(2)当滑片在a端时,两个电阻串联,此时变阻器的阻值最大,电流最小为0.2A,
根据公式U总=I总R总得到:U总=0.2A×(R1+20Ω) ①;
当滑片在b端时,只有R1,此时电阻最小电流最大为0.6A,
根据公式U总=I总R总得到:U总=0.6A×(R1+20Ω) ②;
①②联立解得:U总=6V,R1=10Ω。
当滑动变阻器的滑片P在中点时,电流表的示数为:。
22.如图甲所示,电源电压恒定,导体电阻的阻值不随温度的变化而变化。某同学把不同的定值电阻分别接入ab之间,得到ab两端的电压与接入电阻大小的关系如图乙所示。当ab间只接入电阻R1时,电压表的示数U1如图丙所示;当ab间只接入电阻R2时,电压表的示数为3.6 V。则U1的示数是   V,电源电压为   V。
【答案】6;9
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)先根据乙图R1与R2两端的电压关系确定电压表的量程,根据电压表的量程和分度值,读出U1的示数。
(2)由乙图求出电阻R1:R2的值,根据欧姆定律U总=U0+U',结合欧姆定律列出两种情况下的方程,联立解得R0与R2的比例关系,然后根据“串联电路中电压与电阻成正比”计算出U0,最后根据U总=U0+U2计算总电压即可。
【解答】(1)由图乙可知,电阻R1两端的电压大于R2两端的电压3.6伏,
则图丙中电压表的量程为0~15V,分度值为0.5V,U1的示数为6V;
(2)由图乙可知,R1:R2=6:2=3:1 ①,
由串联电路的特点可得,
电源的电压:②

①、②、③联立解得:;
在串联电路中,电压与电阻成正比,即:;

解得:U0=5.4V;
那么电源电压为:U总=U0+U2=5.4V+3.6V=9V。
23.(2021九下·绍兴月考)实验室里可以用欧姆表来直接测量电阻。如图虚线框内是欧姆表的简化结构图,它由灵敏电流表、电源、变阻器等组成。在a、b间接入一个电阻R,路中就有一个对应电流I,即电阻R与电流表的读数I有一一对应关系。所以,由电流表的指针位置可以知道电阻R大小。为了方便,事先在电流表的刻度盘上标出了电阻的欧姆值。欧姆表在测量电阻前都需要调零,即把a、b两接线柱短接,调节变阻器的滑片位置,使电流表满偏(指在最大刻度处)
(1)普通电流表示数标识情况为左小右大,那么改装后的欧姆表示数的标识情况为   。
(2)若某欧姆表的刻度值是按电源电压为1.5V来刻度的,满偏电流为10mA.那么5mA位置时,对应的电阻值为   Ω.在使用一段时间后,发现电源电压降为1.2V,用这个欧姆表测得某电阻为350Ω,则这个电阻的实际值为(不考虑电源本身的电阻)   Ω。
【答案】(1)左大右小
(2)150;280
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)根据电流与电阻的反比关系分析解答;
(2)①当电流最大满偏时,此时外接电阻为零,据此计算出欧姆表的内阻;当电流为5mA时,首先根据计算出总电阻,再根据R=R总-R内计算出对应的阻值;
②欧姆表的刻度值是按电源电压为1.5V来刻度的,根据欧姆定律求出电阻值为350欧时的电流;然后求出电源电压为1.2V时欧姆表的内阻,再结合串联电路的电阻特点和欧姆定律求出电阻的实际值。
【解答】(1)根据“电流与电阻的反比关系”可知,当电流偏大时,对应的电阻偏小,因此欧姆表的示数变化与电流表的示数变化正好相反,即左大右小。
(2)①电源电压为1.5V,当电路中的电流为满偏电流Ig=10mA时,
欧姆表的内阻:;
那么5mA位置时,电路的总电阻:;
对应的电阻值为:R=R总-R内=300Ω-150Ω=150Ω。
②由于欧姆表的刻度值是按电源电压为1.5V来刻度的,
所以刻度值为350Ω所对应的电流值:;
电源电压为1.2V时,此时欧姆表的内阻:;
电流为I′=0.003A时,电路的总电阻:;
则这个电阻的实际值:R实=R总′-R内′=400Ω-120Ω=280Ω。
24.(华师大版初中科学八年级下学期 第四章 专题突破—动态电路)如图所示,电阻R0=20 Ω,R=30 Ω,电源电压保持9 V不变,当滑动变阻器滑片P在a端时,电压表的示数是   V,电流表示数是   A。滑动变阻器滑片P移到b端时,电压表的示数是   V,电流表示数是   A。
【答案】3.6;0.18;9;0.18
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】根据电路图可知,定值电阻R0与变阻器串联,且无论滑片怎样移动,变阻器都是全部阻值接入电路。
(1)当滑动变阻器滑片P在a端时,电压表只与定值电阻R0并联,只测R0两端的电压。首先根据计算出总电流,再根据U0=I0R0计算电压表的示数即可;
(2)滑动变阻器滑片P移到b端时,电压表测它们的总电压,但是电流表的示数不变,根据(1)中的分析计算即可。
【解答】根据电路图可知,定值电阻R0与变阻器串联,且无论滑片怎样移动,变阻器都是全部阻值接入电路。
(1)当滑动变阻器滑片P在a端时,电压表只与定值电阻R0并联,只测R0两端的电压。
此时通过电路的总电流;
此时电压表的示数U0=I0R0=0.18A×20Ω=3.6V。
(2)滑动变阻器滑片P移到b端时,电压表测它们的总电压,
那么此时电压表的示数U=U总=9V;
由于总电阻保持不变,所以总电流保持不变;
那么此时电流表的示数还是0.18A。
25.(华师大版初中科学八年级下学期 第4章 电与电路 单元试卷)图甲是小伟探究“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关系图像。由图像可知:当电压一定时,电流与电阻成   (选填“正比”或“反比”);他每次控制电阻的两端电压为   V不变。若电源电压为 4.5 V,实验中R的阻值分别为5 Ω、10 Ω、15 Ω、20 Ω、25 Ω,那么滑动变阻器的阻值至少为   Ω。
【答案】反比;2.5;20
【知识点】欧姆定律及其应用;探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【分析】(1)如果两个物理量的乘积相等,那么它们成反比例关系;如果两个物理量的比值相等,那么它们成正比例关系;
(2)从图乙中找到一组对应的电阻和电流值,然后根据U=IR计算电阻两端不变的电压;
(3)从图乙找到最小的电流和对应的阻值,首先根据经计算此时的总电阻,再根据R变=R总-R计算出变阻器的阻值即可。
【解答】(1)根据图乙可知,每组对应的电流和电阻的乘积都相等,因此得到:当电压一定时,电流与电阻成反比;
(2)根据乙图可知,当R=5Ω时,电流I=0.5A,那么每次控制电阻的电压为:U=IR=0.5A×5Ω=2.5V;
(3)根据乙图可知,电路的最小电流为0.1A,此时R=25Ω;
此时的总电阻;
此时变阻器接入的阻值为:R变=R总-R=45Ω-25Ω=20Ω。
26.(华师大版初中科学八年级下学期4.5 欧姆定律(第4课时)伏安法测电阻)小明为测量小灯泡正常发光时的电阻(阻值约为10 Ω),设计了如图所示的电路图。已知电源电压为6 V,灯泡的额定电压为3.8 V,滑动变阻器标有“20 Ω 1 A”字样。
(1)若电压表0~15 V的量程损坏,为完成实验,请你使用原有器材重新设计一个串联电路,并将设计的电路图画在虚线框内。
(2)根据你的设计重新连接电路进行实验。闭合开关,移动滑动变阻器的滑片使电压表示数为   V,小灯泡正常发光,此时电流表的示数为0.4 A,则小灯泡的电阻是   Ω。
【答案】(1)解:如图所示:
(2)2.2;9.5
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【分析】(1)灯泡与变阻器串联,当灯泡电压为3.8V时,变阻器两端的电压U变=U总-UL=6V-3.8V=2.2V。如果将电压表与变阻器并联,那么当电压表的示数为2.2V时,灯泡恰好正常发光。
(2)根据(1)中的分析确定电压表的示数。根据计算灯泡的电阻。
【解答】(1)当灯泡的电压为3.8V时,变阻器的电压为2.2V<3V,可以使用0~3V的量程,因此将电压表与变阻器并联即可,如下图所示:
(2)闭合开关,移动滑动变阻器的滑片使电压表示数为2.2V,小灯泡正常发光,
此时电流表的示数为0.4 A,
则小灯泡的电阻是。
27.(华师大版初中科学八年级下学期4. 5 欧姆定律 (第1课时) 一段电路中电流、电压和电阻的关系)小明利用图甲所示的电路探究“通过导体的电流与电阻的关系”,根据实验的数据绘出了I-图像,如图乙所示。分析图像可知,当导体的电阻为   Ω时,通过它的电流为0.2 A;当电流分别为0.25 A和0.5 A时,接入电路的导体的电阻之比为   ;实验过程中,小明控制导体两端的电压为   V。
【答案】10;2∶1;2
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)从图像中找到电流0.2A时对应的的值,再利用倒数计算出对应的阻值;
(2)在探究电流与电阻的关系时,控制电压相等,那么电流与电阻成反比,据此计算;
(3)根据U=IR计算出电压表的示数。
【解答】(1)当电流为0.2A时,=0.1Ω-1,那么对应的电阻:;
(2)根据“电流与电阻成反比”得到:;
(3)小明控制导体两端的电压为:U=IR=0.2A×10Ω=2V。
28.(2020八上·滨江期末)如图甲所示是一种家庭水箱水位测量装置示意图,电源电压18V保持不变,电压表量程0 15V,电流表量程0 3A,R0是阻值为10Ω的定值电阻,R1是长20cm、阻值为20Ω的电阻丝,滑片P把电阻丝与轻质弹簧的指针连在一起。圆柱体M长80cm,底面积为200cm2.当水位处于最高处时,M刚好浸没在水中,滑片P恰好在R1的最上端。轻质弹簧阻值不计,M全部露出水面前,弹簧的伸长长度△L始终与受到的拉力F成正比,如图乙所示。
(1)如要求电表指针偏转的幅度随水位的上升而增大,则选用电路中   表的示数来显示水位变化。
(2)当水位处于最高处时,电压表的示数为多少?
(3)当水位下降,圆柱体露出水面部分的长度为50cm时,电流表示数为多少?(g取10N/kg)
【答案】(1)电压表
(2)当水位处于最高处时,总电阻为:R总=R1+R0=20Ω+10Ω=30Ω;
此时的总电流;
此时电压表的示数:U1=I1R1=0.6A×20Ω=12V。
(3)当圆柱体露出水面部分的长度为50cm时,
圆柱体减小的V排=Sh=200cm2×50cm=104cm3=0.01m3;
弹簧拉力的增大量为:F浮=ρ液gV排=103kg/m3×10N/kg×0.01m3=100N;
根据乙图可知,此时弹簧向下伸长10cm;
那么变阻器接入电路的阻值:;
此时的总电阻:R总'=R1'+R0=10Ω+10Ω=20Ω;
此时电流表的示数为:。
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)首先根据水位变化判断圆柱体受到浮力的变化,再根据F拉=G-F浮分析弹簧拉力的变化,进而确定弹簧长度的变化和滑片P的移动方向,分析变阻器的阻值变化,接下来根据“电流与电阻的反比关系”确定电流表的示数变化,根据“串联电路电压与电阻成正比”的规律判断电压表的示数变化即可。
(2)首先根据R总=R1+R0计算出总电阻,再根据计算出总电流,最后根据U1=I1R1计算电压表的示数即可;
(3)首先根据阿基米德原理F浮力=ρ液gV排计算出露出50cm时M所受浮力的减小量,也就是弹簧拉力的增大量,然后根据乙图确定此时弹簧的伸长量(即滑片向下移动的距离),接下来根据“电阻与长度的正比关系”计算出变阻器的电阻,最后根据欧姆定律计算此时电流表的示数即可。
【解答】根据甲图可知,变阻器R1与定值电阻R0串联,电压表测R1的电压,电流表测总电流。
(1)当水位上升时,圆柱体排开水的体积增大,根据阿基米德原理可知,它受到的浮力增大。根据F拉=G-F浮可知,弹簧的拉力减小,此时滑片向上移动,变阻器的阻值变大,那么此时总电流变小。根据“串联电路电压与电阻成正比”的规律可知,电压表的示数变大,因此选用电压表显示水位变化。
29.(2020九上·鄞州期中)在如图甲的电路中,电源电压保持不变,R为滑动变阻器,其规格为“20Ω 1A”,闭合开关S,当滑片P从一端滑到另一端的过程中测到R的电功率与通过它的电流关系图象如图乙所示,则电源电压为   V,定值电阻R0的阻值为   Ω。
【答案】12;10
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】根据乙图确定变阻器完全使用时的电流和它的电阻为零时的电流,然后根据欧姆定律列出两个方程,最后联立求解即可。
【解答】根据乙图可知,当变阻器完全使用时,它与电阻R0串联,此时电流最小为0.4A,
根据U总=I总R总得到:U总=0.4A×(20Ω+R0) ① ;
当变阻器的阻值为零时,只有电阻R0,此时电流最大为1.2A;
根据U总=I总R总得到:U总=1.2A×R0②;
①②联立求解,解得:U总=12V,R0=10Ω。
30.(2020八上·滨江期中)如图所示的电路中,电源电压为4.5V,且恒定不变,电压表的量程0~3V,电流表的量程为0~0.6A,定值电阻R1的阻值为5Ω,滑动变阻器的最大阻值为50Ω。闭合开关S,移动滑片P,则滑动变阻器接入电路中的阻值变化范围为   ,电流表的示数变化范围为   。
【答案】2.5~10Ω;0.3~0.6A
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)当电流表的示数最大时,滑动变阻器接入电路中的电阻最小,根据欧姆定律求出电路中的总电阻;根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出电路中的电流,再根据欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的最小电阻;
(2)当电压表的示数最大时,电路中的电流最小,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R1两端的电压,再根据欧姆定律求出电路中的最小电流和滑动变阻器接入电路中的最大电阻。
【解答】由电路图可知,定值电阻R1与滑动变阻器R2串联,电流表测量串联电路中的电流,电压表测量滑动变阻器R2两端的电压;
由电流表的量程可知,电路中的电流不能超过0.6A,
则电路中总电阻的最小值;
那么变阻器接入电路的最小电阻R2最小=R最小-R1=7.5Ω-5Ω=2.5Ω。
由电压表的量程可知,滑动变阻器R2两端的电压不能超过3V,
则定值电阻R1两端的最小电压:U1最小=U-U2最大=4.5V-3V=1.5V。
则电路中的最小电流为。
此时滑动变阻器接入电路的最大电阻:;
由此可知:滑动变阻器R2接入电路中的电阻值变化范围为:2.5~10Ω;电流表的示数变化范围为:0.3~0.6A。
三、解答题
31.(2021八下·余姚期中)如图甲所示是一种自动测定油箱内油量多少的装置.R是滑动变阻器,它的金属滑片连在杠杆的一端.从油量表(将某电流表的刻度进行重新标注改装而成)指针所指的刻度,就可以知道油箱内油量的多少,司机王师傅发现他的汽车油量表坏了,打开一看是电阻R'坏了,想了解它的参数,只看到变阻器的铭牌上标有“50Ω 1A”的字样,为确定坏了的电阻R'的阻值,他只拆下车上的油量表(量程:0~50L),另外找来电源、 滑动变阻器R1、定值电阻R2=5Ω和电压表、开关等器材,用导线连接了如图乙所示的电路进行了实验,调节变阻器R1的阻值,得到下表所记录的数据:
电压表示数/V 0.50 0.60 0.75 1.00 1.50 3.00
油量表示数/L 0 10 20 30 40 50
试求:
(1)观察分析图甲可知,油量增加时,电路甲的R将   (填“变大”或者“变小”);
(2)当油量表的示数为0L时,通过油量表的电流是   A;
(3)如图甲所示,已知油箱无油时,金属滑片在b端:油箱装满油时,金属滑片在a端(油箱容积为50L).请你分析计算出图甲中损坏的电阻R'的阻值是多大?
(4)如果油量表有电阻(记作r)但未知,王师傅按照用上述方法测得的阻值去更换电阻R'后,油量表的示数L与真实值相比,会   (填“偏多”、“偏少”或“仍然正确”)。
【答案】(1)变小
(2)0.1
(3)解:Ia= Ua/ R2=3.00V/5Ω=0.6A
Ib= Ub/ R2=0.50V/5Ω=0.10A
U= Ib×R总=0.10A×(50Ω+ R')
U= Ia×R总'=0.60A×R'
R'=10Ω
答:损坏的电阻R'的阻值是10Ω
(4)偏少
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)首先确定油面上升时滑片的移动方向,再根据滑片的移动方向确定电路的阻值变化。
(2)根据表格确定油量表为0时电压表的示数,再根据计算通过油量表的电流。
(3)根据表格可知,当油量表示数为零时,电压表的示数为0.5V,根据计算出此时通过油量表的电流,此时R'与变阻器串联;当油量表示数最大为50L时,电压表的示数为3V,根据计算出此时通过油量表的电流,此时只有R';然后根据U总=I总R总分别列出两个方程,联立求解R'即可。
(4)如果油量表有电阻,那么会使总电阻变大,通过油量表的电流变小,即油量表的示数会比真实值偏少。
【解答】(1)根据甲图可知,油量增加时,浮标上浮,滑片向下移动,则变阻器的阻值减小,那么电路甲的总电阻将变小。
(2)根据表格可知,当油量表的示数为0时,电压表的示数为0.5V,那么通过油量表的电流为:。
(3)当油量表示数最大为50L时,电压表的示数为3V,
此时通过油量表的电流:;
此时只有R',根据U总=I总R总得到:U= Ia×R总'=0.60A×R' ①;
当油量表示数为零时,电压表的示数为0.5V,
此时通过油量表的电流:;
此时R'与变阻器串联,根据U总=I总R总得到:U= Ib×R总=0.10A×(50Ω+ R') ②
①②联立解得:R'=10Ω。
(4)如果油量表有电阻(记作r)但未知,王师傅按照用上述方法测得的阻值去更换电阻R'后,油量表的示数与真实值相比,会偏少。
32.(2021·余杭模拟)小乐设计了一个电子拉力计,其原理图(部分)如图甲所示,其中电源电压U=3V,定值电阻R0=5Ω,R1是一根长为L=5cm的均匀电阻线(阻值跟长度成正比,最大阻值为25Ω),轻质弹簧一端固定,另一端和金属滑片P固定在一起(弹簧的电阻不计,P与R1接触良好且摩擦不计),当不拉拉环时,金属滑片P刚好处于a端。已知该轻质弹簧伸长的长度△L与所受拉力F的关系如图乙所示。
(1)小乐利用一量程为0~3V的电压表改装成拉力示数表,要求拉力越大,电压表指针向右偏转越大,则该电压表应并联在   (选填“R0”或“R1”)两端。
(2)当拉力为0N时,电压表的读数是多少?
(3)当电压表示数为1.5V时,拉环上受到水平向右的拉力为多大?
【答案】(1)R0
(2)解:当拉力为0N时,R0与R1串联,电路中的总电阻:R总=R0+R1=5Ω+25Ω=30Ω
根据欧姆定律 可得,电路中的电流:
电压表的示数:U0=IR0=0.1A×5Ω=0.5V。
(3)解:当电压表的示数 时,R1两端的电压:
电路中的电流:
根据欧姆定律 可得,
R1是一根长为L=5cm的均匀电阻线,最大阻值为25Ω,
此时电阻丝接入电路中的长度:
弹簧伸长的长度: ;由图乙可知,F=400N。
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)在串联电路中,电压的分配与电阻成正比;变阻器R1与R0串联,当拉力增大时,滑片向右移动,变阻器的阻值变小,则它两端的电压变小。根据U总=U1+U0可知,此时R0两端的电压变大,据此确定电压表的位置。
(2)当拉力为0N时,弹簧没有伸长,此时变阻器R1全部接入。首先根据 R总=R0+R1 计算出电路的总电阻,然后根据 欧姆定律计算出电流表的示数,最后根据 U0=IR0 计算出电压表的示数。
(3)当电压表示数为1.5V时,首先 根据计算出R1两端的电压,然后根据 计算出通过电路的电流,再根据根据 计算出R1的阻值,接下来根据“电阻与长度成正比”计算出电阻丝接入的长度,再根据 计算出弹簧伸长的长度,最后根据图乙确定拉环上受到的拉力大小。
33.(华师大版初中科学八年级下学期 第4章 电与电路 单元试卷)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。
【答案】(1)解:小灯泡正常发光,电压为6 V,电流为0.5 A,则滑动变阻器接入电路中的阻值为0 Ω,故电压表的示数为0 V。电流表示数I=0.6 A,则R0= = = =60 Ω。
(2)解:①为了保证电路安全,当电压表示数U1=3 V时,可求滑动变阻器连入电路的最大阻值。灯的电阻RL= = =12 Ω,电路中的电流I′= = = = A,Rmax= = =7.2 Ω。②为了保证电路安全,当电路中的电流I2=IL=0.5 A时,可求滑动变阻器连入电路的最小阻值Rmin=R总-RL= -RL= -12 Ω=4 Ω。滑动变阻器的阻值变化范围为4 Ω≤R≤7.2 Ω。
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)根据电路图可知,灯泡L与变阻器串联,电压表测变阻器的电压。根据题目条件可知,灯泡正常发光的电压为6V,而电源电压恰好为6V,根据U变=U总-UL计算此时电压表的示数。
此时灯泡正常发光,那么通过电路的电流为0.5A,根据并联电路I0=I总-IL计算出通过R0的电流,最后根据计算即可。
(2)断开开关S1,闭合开关S2,灯泡L与变阻器串联,电压表测变阻器的电压。
①根据电压表的量程确定变阻器的最大电压,此时它的阻值最大而电流最小。首先根据 计算灯泡的电阻,再根据 计算出此时电路的电流,最后根据 计算出变阻器的最大阻值;
②当变阻器的阻值最小时,通过电路的电流最大,根据电流表的量程和灯泡的额定电流比较,确定电路的最大电流。首先根据计算出此时的总电阻,再根据Rmin=R总-RL计算出此时变阻器的最小阻值即可。
34.(华师大版初中科学八年级下学期 第4章 电与电路 单元试卷)甲、乙两地相距40 km,在甲、乙两地之间沿直线架设了两条输电线,已知每条输电线每千米的电阻为0.2 Ω。现输电线在某处发生了短路,为确定短路位置,抢修员进行了如下操作:在甲地利用电源(电压恒为6 V)、定值电阻R0(阻值为20 Ω)、电压表(量程为0~3 V)以及开关等与输电线组成了一个检测电路(如图所示,电压表未画出),闭合开关后,电压表示数为2 V。解答如下问题:
(1)根据题意判定电压表的连接位置,将它接入检测电路。
(2)计算出短路位置离甲地的距离。
【答案】(1)解:如图所示:
(2)解:由题可知,闭合开关后,电压表示数为2 V,即U线=2 V,
由串联电路的电压特点可得,电阻R0两端的电压U0=U-U线=6 V-2 V=4 V,
因串联电路的电流处处相等,则电路中的电流:
I= = =0.2 A,
由I= 可得,甲地到短路位置两输电线的总电阻:
R线= = =10 Ω,
根据题意可得,甲地到短路位置两输电线的总长度L= =50 km,
因两条输电线是并排架设的,所以短路位置离甲地的距离s= L= ×50 km= 25 km。
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)甲地是电源所在位置,电阻R0与导线电阻R线串联;要确定短路位置,需要测出甲地到短路位置两输电线串联的总电阻。只要用电压表应测导线的总电压,就能根据U0=U总-U线计算出R0的电压,从而计算出通过电路的电流,最后再根据计算出导线的电阻,最后得到短路位置到甲地的导线长度即可。
(2)首先根据U0=U总-U线计算出R0两端的电压,然后根据 计算出通过电路的电流,接下来根据 计算出导线的电阻,根据计算出导线的总电阻。由于导线并排架设,因此短路位置到甲地的距离等于导线长度的一半,即。
【解答】(1)电压表应该与甲地的两根导线并联,测导线的总电压,如下图所示:
(2)由题可知,闭合开关后,电压表示数为2 V,即U线=2 V,
由串联电路的电压特点可得,电阻R0两端的电压U0=U-U线=6 V-2 V=4 V,
因串联电路的电流处处相等,则电路中的电流:
I== 0.2 A,
由I=可得,甲地到短路位置两输电线的总电阻:
R线== =10 Ω,
根据题意可得,甲地到短路位置两输电线的总长度L= 50 km,
因两条输电线是并排架设的,所以短路位置离甲地的距离s=L=×50 km=25 km。
35.(华师大版初中科学八年级下学期4.5 欧姆定律(第3课时)并联电路)如图所示,电路的电源电压和灯泡电阻不变,R1=5 Ω,灯L标有“8 V 10 Ω”字样(“8 V”是指灯泡正常工作时的电压,超过此电压灯泡容易损坏),电流表量程为0~3 A,滑动变阻器R2标有“2 A”字样。
(1)只闭合S1时,电流表的示数为0.6 A,求电源电压。
(2)闭合S1、S2、S3,滑片移到b端时,电流表的示数为I总=2 A,求变阻器的最大阻值。
(3)若电压表的量程为0~3 V,电流表的量程为0~3 A,只闭合S2时,在保证电路安全的情况下,求变阻器连入电路的阻值范围。
【答案】(1)解:只闭合S1时,灯L和R1串联,如图甲,电源电压U=I(R1+RL)= 0.6 A×(5 Ω+10 Ω)=9 V。
(2)解:闭合S1、S2、S3,滑片移到b端(R2全连入电路)时,R1和R2并联,如图乙,通过R2的电流I2=I总-I1=2 A- =0.2 A,变阻器的最大阻值R2= = = 45 Ω。
(3)解:只闭合S2时,灯L和R2串联,如图丙,为保证电路安全,要考虑电压表的量程、电流表的量程是否合适,以及灯两端的电压要小于等于8 V。①对于电流表,量程为0~3 A,当滑动变阻器连入电阻为0时,电流最大Imax= = =0.9 A<3 A,所以当滑片左右移动时,电路中的电流始终不会超出电流表的量程;②对于电压表,量程为0~3 V,滑动变阻器两端的最大电压Umax=3 V,此时连入的电阻最大。根据I= = ,得Rmax= = =5 Ω;③由题可知,UL=8 V是灯泡正常工作时的电压,超过此电压灯泡容易损坏,此时滑动变阻器两端的电压最小(Umin=U-UL=9 V-8 V=1 V),连入电路的电阻最小。根据I′= = ,得Rmin= = =1.25 Ω。综上可知,为保证电路安全,滑动变阻器连入的电阻范围是1.25~5 Ω。
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)只闭合S1时,灯L和R1串联,根据欧姆定律的变形式U=I(R1+RL)计算即可;
(2)闭合S1、S2、S3,滑片移到b端(R2全连入电路)时,R1和R2并联。首先根据计算出通过R1的电流I1,再根据I2=I总-I1计算出通过R2的电流,最后根据 计算出它的电阻值。
(3)只闭合S2时,灯L和R2串联。
①当变阻器的阻值为零时,只有灯泡工作,此时总电阻最小,总电流最大,最后与电流表的量程比较;
②电压表测变阻器的电压,根据串联电路的分压规律可知,它两端的电压最大时,它接入的阻值也达到最大。根据电压表的量程确定它的最大电压,然后根据各处电流相等,即I变=IL和列出方程,计算变阻器的最大电阻;
③根据U总=UL+U变可知,当灯泡两端的电压达到最大时,变阻器两端的电压最小,此时变阻器接入的阻值最小。首先根据Umin=U-UL计算出变阻器的最小电压,再根据I变=IL和列出方程,计算出变阻器的最小电阻即可。
四、实验探究题
36.(2021八下·镇海期末)在探究测定小灯泡电阻的实验中,所用小灯泡正常发光电压为2.5V,电阻约为10Ω。
(1)实验过程如下:
①如图甲所示是某同学连接的实验电路,其中有一根导线连接错误,请你在错误的导线上画×,并用笔画线代替导线,将甲图的实验电路连接完整   。
②实验中当变阻器滑片移到某一位置时,电流表指针如图乙,这时通过小灯泡的电流是   A。
③该同学又根据实验数据绘制成了U﹣I图像如图丙,根据图像提供的信息,可计算出小灯泡正常发光的电阻是   Ω。
(2)若另一位同学想利用如图丁所示的电路测量未知电阻Rx的大小(R0阻值已知)。下面是他的实验过程,请你帮他完成实验。
①闭合开关S和S2,断开S1,读出此时电压表的示数为U1。
②闭合开关S和S1,断开S2,读出此时电压表的示数为U2。
③未知电阻阻值的表达式为:Rx=   。
【答案】(1);0.16;12.5
(2)
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【分析】(1)①在测量小灯泡电阻的实验中,除了电压表与灯泡并联外,其它的都是串联,要注意电表的量程和接线柱的选择,变阻器接线“一上一下”。
②根据乙图确定电流表的量程和分度值,根据指针的位置读出示数;
③根据丙图确定正常发光时的电流,然后根据公式计算出灯泡的电阻。
(2)在串联电路中,电压的分配与电阻成正比,将一个已知阻值的电阻和Rx串联,通过开关的切换分别测量出定值电阻和Rx两端的电压,最后根据计算即可。
【解答】(1)①变阻器应该与灯泡串联,电压表应该与灯泡并联。根据甲图可知,只需将灯泡右端与电流表相接的导线拆下,然后将其改接在灯泡右端与电压表的“-”接线柱之间即可,如下图所示:
②根据乙图可知,电流表选择量程0~0.6A,分度值为0.02A,则通过灯泡的电流为0.16A;
③根据丙图可知,当灯泡两端的电压为2.5V时,通过灯泡的额定电流为0.2A,则灯泡正常发光时的电阻为:。
(2)①闭合开关S和S2,断开S1,此时两个电阻串联,电压表测总电压,读出此时电压表的示数为U1。
②闭合开关S和S1,断开S2,此时两个电阻串联,电压表测R0,读出此时电压表的示数为U2。
③则Rx两端的电压为:Ux=U1-U2;
根据“串联电路中,电压的分配与电阻成正比”得到:;

解得: 。
37.(2021八下·镇海期末)某同学利用如图甲所示的电路探究电流跟电阻的关系。实验用到的电阻阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω。
(1)实验中多次改变R的阻值,并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   。
②先用5Ω的电阻接入电路,调节滑动变阻器滑片,使电压处于某一值,读出电流表的示数;然后保持滑动变阻器滑片的位置不变,接着把R换为10Ω的电阻接入电路,闭合开关,应向   (填“左”或“右”)端移动滑动变阻器滑片,直至电压表示数为   V,读出电流表的示数。
(2)某同学又试图把R换为30Ω的电阻接入电路,闭合开关,无论怎样移动滑片,电压表都不能达到所控制的电压值,若保持电压表、电流表测量对象不变,下列选项可能有助于完成该步骤的是:_______。
A.换一个阻值更大的滑动变阻器
B.适当减小电源电压
C.滑动变阻器左侧再串联一个定值电阻
D.改变电压表、电流表所用量程
【答案】(1)电压一定时,电流跟电阻成反比;左;2.5
(2)A;B;C
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【分析】(1)①根据图像丙的形状分析通过导体的电流与电阻的关系;
②在串联电路中,电压的分配与电阻成正比。首先根据串联电路的分压规律确定电压表的示数变化,然后根据U总=U1+U2分析变阻器的电压变化,接下来分析要恢复原来电压表示数时变阻器的电压变化,最后再确定滑片的移动方向。
根据丙图,找到对应的电阻和电流,然后根据U=IR计算出电压表的示数即可。
(2)根据欧姆定律计算出换为30Ω电阻后电压表的示数,然后与既定的示数进行比较,从而确定改进措施。
【解答】(1)①根据丙图可知,电流随电阻变化的图像为一条双曲线,那么二者成反比关系,结论为:电压一定时,电流跟电阻成反比。
②将5Ω换成10Ω后,R的阻值变大,根据串联电路的分压规律可知,电压表的示数增大,根据U总=U1+U2可知,变阻器的电压变小。要使电压表的示数恢复原来示数,那么变阻器的电压要增大,根据串联电路的分压规律可知,变阻器的阻值要增大,即滑片向左移动。
电压表保持不变的示数为:U=IR=0.5A×5Ω=2.5V。
(2)当R=30Ω时,根据“在串联电路中,电压的分配与电阻成正比”得到:;
由于R的阻值增大,那么电压表的示数会偏大。要保持电压表的示数不变,要求变阻器的阻值也要增大,故A符合题意;
根据公式可知,在R和R总保持不变时,如果减小电源电压,那么电压表的示数会相应减小,从而恢复原来示数,故B符合题意;
在滑动变阻器左侧串联一个定制电阻,相当于增大了滑动变阻器的阻值,故C符合题意;
改变电压表和电流表的量程,对示数大小没有影响,故D不合题意。
故选ABC。
38.(2021八下·余姚期中)在探究“电流与电阻的关系”的实验过程中,甲、乙、丙、丁四位同学按如图甲所示的电路图连接实物进行如下实验:保持每次定值电阻两端电压不变,换用不同的定值电阻,分别读出并记录对应于不同阻值的电流表的示数。
(1)请你用笔画代替导线,帮助他们将实物图(图乙)连接完整(限连两根线)。
(2)甲同学先选用一个“5Ω”的电阻,测得电流表示数为0.2A,当换成“10Ω”来做时,发现电流表的示数不是0.1A(不考虑温度对电阻的影响),你认为造成这一现象的原因可能是:   。
(3)乙同学实验时发现当他把“5Ω”的电阻换成“10Ω”,无论如何移动滑动变阻器的滑片,发现电压表读数都达不到自己想要的数值,请你提出一个建议来帮助该同学:   。
(4)丙同学闭合开关S后,突然发现电流表没有示数,而电压表示数接近于电源电压,则造成此现象的原因是(只有一处故障):   。
(5)丁同学实验时选用的恒定电源电压为6V,电流表量程为0—0.6A,电压表量程为0—3V,滑动变阻器R2规格为“20Ω 1A”,当他选用定值电阻R1规格为“10Ω 0.5A”时,闭合开关,你认为他必须使滑动变阻器在   范围内滑动,才能保证电路安全。
【答案】(1)
(2)未移动滑动变阻器使电压表示数保持不变
(3)增大滑动变阻器电阻或者减小电源电压
(4)电阻R1断路
(5)20Ω到10Ω
【知识点】欧姆定律及其应用;探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【分析】(1)根据实物图确定电器元件的串并联关系,注意电表量程和接线柱的选择,变阻器接线“一上一下”。
(2)在串联电路中,电压的分配与电阻成正比,将5Ω的换成10Ω后,电阻变大,那么电压表的示数肯定变大,即示数肯定大于0.1A。为了保持电压表的示数不变,此时需要将变阻器的阻值调大,直到电压表的示数恢复原值即可。
(3)变阻器的最大阻值决定了它调节电压的能力,将将5Ω的换成10Ω后,电压表的示数不能恢复到原值,应该是电压表的示数偏大,也就变阻器的最大阻值偏小,因此可以换用阻值更大的变阻器;如果变阻器的阻值不变,可以适当减小电源电压,也可以使电压表的示数减小。
(4)在探究电流与电阻关系的实验中,如果定值电阻断路,那么电压表串联在电路中。由于它的内阻很大,因此通过电流表的电流很小,几乎没有示数;因为电压的分配与电阻成正比,所以电压表的示数接近电源电压。
(5)计算出电压表的示数为3V时通过电流表的示数,然后与电流表的量程和定值电阻的最大电流比较,从而确定整个电路的最大电流,再计算出总电阻,用总电阻减去定值电阻的阻值得到变阻器的最小电阻;而变阻器的阻值越大,电流越小,电压表的示数越小,据此确定变阻器接入的最大阻值即可。
【解答】(1)根据甲图可知,电阻R1应该与变阻器R2串联,由于变阻器下面的接线柱已经接好,因此将R1的右端与变阻器左上方的接线柱相连即可。电压表应该与R1并联,由于它的“3”接线柱已经通过变阻器与R1的右端相连,那么只需将R1的左端与“-”接线柱相连即可,如下图所示:
(2)甲同学先选用一个“5Ω”的电阻,测得电流表示数为0.2A,当换成“10Ω”来做时,发现电流表的示数不是0.1A(不考虑温度对电阻的影响),我认为造成这一现象的原因可能是:未移动滑动变阻器使电压表示数保持不变。
(3)乙同学实验时发现当他把“5Ω”的电阻换成“10Ω”,无论如何移动滑动变阻器的滑片,发现电压表读数都达不到自己想要的数值,那么改进措施为:增大滑动变阻器电阻或者减小电源电压。
(4)丙同学闭合开关S后,突然发现电流表没有示数,而电压表示数接近于电源电压,则造成此现象的原因是:电阻R1断路。
(5)当电压表的示数为3V时,通过电路的电流为:;
电流表的量程为0.6A,定值电阻的最大电流为0.5A;
比较可知,通过电路的最大电流为0.3A。
此时总电阻:;
此时变阻器接入的最小阻值为:R变=R总-R1=20Ω-10Ω=10Ω;
变阻器的阻值越大,电流越小,电压表的示数越小,
因此变阻器接入的最大阻值为20Ω。
那么变阻器的阻值应该在20Ω~10Ω之间。
39.(2021八下·台州开学考)一个小灯泡的额定电压U额=2.5V,表示只有在小灯泡两端电压为2.5V时,小灯泡才能正常工作。现要测量这个小灯泡正常工作时的电阻,提供的器材除上述小灯泡外,还有:电源(电压恒为3V)、电压表和电流表各一只、滑动变阻器(20Ω 1A)、开关、导线若干。为了完成任务,小乐设计了如图甲所示电路。
(1)用笔画线代替导线,将图甲中的实物图连接完整,要求滑动变阻器滑片向右移动时小灯泡变亮。得到了如图乙所示的通过小灯泡的电流随其两端电压变化的图像
(2)通过实验,小乐正确测出了小灯泡正常工作时的电阻,还通过多次改变滑动变阻器的阻值。分析图像可知,随着小灯泡两端电压的增大,其电阻的阻值   (选填“不变”“变大”或“变小”)。
(3)若实验时发现电压表坏了,小乐设计了如图丙所示的电路,其中R0=10Ω。也测出了小灯泡正常工作时的电阻,其操作步骤为:
①先闭合开关S、S1,断开S2,移动滑动变阻器滑片P,使电流表的示数I1=   A,此时小灯泡正常工作;
②保持滑动变阻器滑片P的位置不变,闭合开关S、S2,断开S1,读出电流表的示数为I2。
则小灯泡的正常工作时的电阻R=   。(用U额、I1、I2表示)
【答案】(1)
(2)变大
(3)0.25;U额/I2 I1
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【分析】(1)滑动变阻器接线需要“一上一下”,并根据灯泡亮度的变化判断接线柱的选择情况。
(2)根据丙图可知,定值电阻R0与灯泡并联,那么它们的电压相等。当灯泡两端的电压为2.5V时,它正常发光,此时通过R0的电流为。通过开关的切换,如果能够测量出通过干路的总电流,然后根据并联电路的电流规律就能计算出灯泡的额定电流,关键是开关切换时,电流表的位置发生改变,但是二者的并联关系要保持不变。
【解答】(1)变阻器与灯泡串联;当滑片向右移动时灯泡变亮,那么电流变大,电阻变小,因此变阻器使用滑片右边的部分,接线柱选择右下角的和上面的一个即可,如下图所示:
(2)①先闭合开关S、S1,断开S2,移动滑动变阻器滑片P,使电流表的示数,此时小灯泡正常工作;
②保持滑动变阻器滑片P的位置不变,闭合开关S、S2,断开S1,读出电流表的示数为I2,这是总电流。
则小灯泡的正常工作时的电阻。
40.(2021八下·杭州开学考)小聪同学用伏安法测电阻,实验电路图如图甲所示。
(1)闭合开关S前,滑动变阻器滑片P应置于   端(选填“A”或“B”)。
(2)小聪同学重新按图甲所示的实验电路图正确连接电路,进行实验,某次实验中电压表示数如图乙所示,电流表示数如图丙所示,被测电阻Rx=   Ω。
(3)若滑动变阻器的最大阻值为R,被测电阻的阻值为Rx,实验过程中电流表突然烧坏,不能正常使用了,他想出一个方法,应用现有的器材,也能测出电阻Rx的阻值。
实验步骤如下:
①将滑动变阻器滑到A端,闭合开关S,读出电压表的读数,记为U;
②   ;
③读出滑动变阻器的最大值R;
④则被测电阻Rx的阻值为:Rx=   (写出表达式)。
【答案】(1)B
(2)8
(3)将滑片移到B端,闭合开关S,读出电压表的示数U1;Rx=U1R/(U-U1)
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【分析】(1)为了防止电流过大损坏电源或用电器,在闭合开关前,变阻器的滑片要调到阻值最大的位置;
(2)根据两图,分别确定电压表和电流表的量程和分度值,然后根据指针位置读出电压和电流值,最后根据计算即可;
(3)在串联电路中,电压与电阻成正比,即,只要用电压表分别测出待测电阻Rx与变阻器两端的电压,就能计算出Rx。首先将变阻器的电阻变成零,此时只有Rx,此时电压表的示数就是电源电压U;再将变阻器的阻值调到最大R,记下这时电压表的示数为U1,前后两个示数之差就是变阻器两端的电压,到此问题就解决了。
【解答】(1)根据甲图可知,变阻器使用部分为AP,当滑片在B端时阻值最大,因此闭合开关前,滑动变阻器滑片P应置于B端;
(2)根据乙图可知,电压表选择0~3V量程,分度值为0.1V,示数为2.4V;根据丙图可知,电流表选择量程0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.3A,那么;
(3)实验步骤如下:
①将滑动变阻器滑到A端,闭合开关S,读出电压表的读数,记为U;
②将滑片移到B端,闭合开关S,读出电压表的示数U1;
③读出滑动变阻器的最大值R;
④根据串联电路电压与电阻成正比得到:;

解得:。
1 / 1