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2022年辽宁省中考物理专题练8-电路与欧姆定律
展开这是一份2022年辽宁省中考物理专题练8-电路与欧姆定律,共25页。
A.摩擦过的吸管一定不带电
B.摩擦过的吸管一定带负电
C.摩擦过的吸管失去电子
D.摩擦过的纸巾得到电子
2.(2021•鞍山)如图所示的电路中,电源电压不变。闭合开关S,将滑片P向右移动的过程中(忽略灯丝电阻的变化),下列说法中正确的是( )
A.电流表A1示数变小,电压表V示数不变
B.电流表A示数变大,灯泡亮度变亮
C.电压表V示数与电流表A1示数的比值不变
D.电压表V示数与电流表A和A1示数之差的比值不变
3.(2021•朝阳)如图所示,电源电压恒定,闭合开关后,将滑动变阻器的滑片从左向右移动的过程中,下列说法正确的是( )
A.电压表V1的示数变小,电压表V2的示数不变
B.电流表A的示数变大,电压表V2的示数变大
C.电压表V2示数的变化量小于电压表V1示数的变化量
D.电压表V1的示数和电流表A的示数比值不变
4.(2022•葫芦岛模拟)如图所示电路,电源电压不变,开关闭合后,将滑动变阻器的滑片P从中点向右滑动过程中,下列说法正确的是( )
A.小灯泡L的亮度变暗
B.电压表V与电流表A1示数的比值变小
C.电压表V与电流表A2示数的乘积变大
D.电流表A1与电流表A2示数之差变小
5.(2022•本溪模拟)如图所示电路,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P由图中所示位置向左移动,下列说法中正确的是( )
A.电流表A1和A3的示数将保持不变
B.电流表A1的示数始终等于A2表的示数
C.电压表V与电流表A2的示数之比将变大
D.电压表V与电流表A3的示数之积将变小
6.(2022•千山区校级模拟)下列物理量最接近实际的是( )
A.电脑USB的输出电压均为5V
B.眨眼一次时间约为3s
C.初中生百米成绩约为6s
D.洗澡时适宜的水温约为60℃
7.(2022•铁岭模拟)如图在探究串联电路中的电压关系时,小华同学用电压表测出ab、bc、ac两端的电压分别为Uab=2V,Ubc=2V,Uac=4V,在表格中记录数据后,下一步应该做的是( )
A.换用不同规格的小灯泡,再测出几组电压值
B.换用电压表的另一量程,再测出一组电压值
C.分析数据,得出结论
D.整理器材,结束实验
8.(2022•溪湖区校级模拟)如图所示,取两个相同的验电器A和B,使A带负电,B不带电,用带有绝缘手柄的金属棒把A和B连接起来。下列说法正确的是( )
A.金属棒中瞬间电流的方向从A流向B,B金属箔的张角增大
B.B中负电荷通过金属棒流向A,B金属箔的张角减小
C.A中正电荷通过金属棒流向B,同时B中负电荷通过金属棒流向A
D.A中负电荷通过金属棒流向B,A金属箔的张角减小
9.(2022•溪湖区校级模拟)如图所示,取两个相同的验电器A和B,使A带正电,B不带电。用手拿中部套有绝缘橡胶的铜棒把A和B连接起来的瞬间,铜棒中( )
A.有正电荷流向 A,B 金属箔的张角减小
B.有负电荷流向 B,A 金属箔的张角增大
C.有负电荷流向 A,此时电流的方向从 A 到 B
D.有正电荷流向 B,此时电流的方向从 A 到 B
10.(2022•溪湖区校级模拟)如图所示,在带正电的验电器A和不带电的验电器B中间连接一根杆,验电器B的金属箔也张开了,对此过程,下列说法正确的是( )
A.验电器A、B之间的杆不一定是绝缘体
B.正电荷从验电器A转移到验电器B
C.电子由验电器B移动到验电器A
D.电流方向从验电器B到验电器A
11.(2022•顺城区模拟)如图所示,用丝绸摩擦两根玻璃棒甲和乙,手持甲棒靠近乙棒,乙棒被推开。下列说法中正确的是( )
A.丝绸摩擦过的两根玻璃棒都带负电荷
B.丝绸与玻璃棒摩擦后,丝绸不带电荷
C.乙棒被推开,是因为甲比乙所带的电荷多
D.乙棒被推开,是因为甲、乙带同种电荷互相排斥
12.(2022•铁岭模拟)现代社会倡导“遵守交通规则,安全文明出行”的理念。学了电路后,小亮同学对十字路口人行横道的红、绿信号灯进行设计,并绘制如下电路图,你认为可行的是( )
A.B.
C.D.
二.多选题(共2小题)
(多选)13.(2022•溪湖区校级模拟)如图所示,电源电压不变,L灯丝电阻不变。下列说法正确的是( )
A.只闭合S1,将P向右移动一段距离,电压表示数与电流表示数的比值变小,电压表示数的变化量与电流表示数的变化量的比值也变小
B.只闭合S1,将P向右移动,R1消耗的功率增加
C.开关S1、S2闭合S3断开,将P向左移动,电压表示数变大,L的亮度变大,电流表示数变小
D.开关都闭合,将P向右移动,L消耗的功率不变,R2消耗的功率变大
(多选)14.(2022•铁岭模拟)小光连接了如图所示的电路,开关S1闭合,下列说法正确的是( )
A.闭合S2、S3后,电流表A1、A2的示数之和大于干路电流
B.闭合S2、S3后再断开S2,电压表示数不变
C.闭合S2、S3后再断开S1,电流表A1示数变大
D.开关S2、S3均断开,电路所消耗的总功率最小
三.填空题(共5小题)
15.(2021•鞍山)如图所示,用两个金属夹子将一根铅笔芯接入电路时小灯泡发光,说明铅笔芯是 (选填“导体”或“绝缘体”)。小夹子在铅笔芯上滑动的过程中,由于铅笔芯接入电路的 影响了电阻的大小,导致小灯泡的亮度发生了变化。通电一段时间后铅笔芯发热,这是由于 造成的。
16.(2021•丹东)如图所示,电源电压恒定,R1、R2为定值电阻。闭合开关S,将滑动变阻器R3的滑片调节到图示位置,待电路稳定后,小磁针静止时B端为 (选填“N”或“S”)极。将滑动变阻器的滑片向右滑动,电阻R1的电流变化量 (选填“大于”、“小于”或“等于”)电阻R3的电流变化量。(不考虑地磁场的影响)
17.(2021•辽阳)如图甲所示电路,电流表A1的量程为0﹣3A,A2的量程为0﹣0.6A,闭合开关S,电压表V示数为12V,小灯泡正常发光。在电路安全的情况下最大范围调节滑动变阻器R的滑片,电流表A1示数与R连入的阻值的关系图象如图乙所示。则小灯泡的额定功率为 W,滑动变阻器R连入电路的最小阻值为 Ω,当滑动变阻器的滑片置于中点时,电流表A1的示数为 A。
18.(2022•千山区校级模拟)如图所示是某家用电器的内部电路图,其中R1和R3为加热电阻,1、2、3、4分别为四个接线柱,若要让两电阻串联接入电路,则将接线柱 与接线柱3连接;此电路中,不能将接线柱 与接线柱3相连,否则会造成 。电功率最大的连接方法是将接线柱1和3连接,同时将接线柱 连接起来。
19.(2022•溪湖区校级模拟)学校食堂为了减少食物浪费,在自助餐厅开展了“吃多少,拿多少”的活动。在台上放了一个电子秤,其电路原理如图甲所示,电源电压为6V,经过多次实验,电阻R2与盘中食物质量的关系如图乙所示。则:
当盘中无食物时,R2= Ω,此时,I1=0.01A,则R1= Ω;当盘中有食物时,I2=0.02A,那么食物的质量是 g。
四.实验探究题(共7小题)
20.(2021•大连)已知导体的电阻大小与导体的长度和横截面积有关。某同学探究“导体的电阻大小与导体的材料是否有关”,实验器材有:3V稳压电源、电流表、5Ω的定值电阻、开关、刻度尺、钳子(用于截断金属丝)各一个,横截面积相同的镍铬、康铜和铜三种金属丝足量,导线若干。
(1)请设计电路图,在如图的基础上补充完整。
(2)实验中,他将长度和横截面积均相同的三种金属丝分别接入电路,测出的电流分别为I镍铬、I康铜、I铜,它们的关系为I镍铬<I康铜<I铜。则可得出的探究结论是: 。通过分析实验信息,该同学还可以判断出:镍铬材料和康铜材料比较, 的导电性较强。
(3)该同学利用上述实验器材进一步探究“导体的电阻大小与导体的长度的关系”,请画出记录实验信息的表格,表中要有必要的信息。
21.(2021•阜新)小亮在“探究电流与电阻的关系”实验中,使用的实验器材有:电池组、电流表、电压表、开关、5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻、滑动变阻器各一个、导线若干。
(1)先将5Ω的电阻接入如图甲所示电路中,将滑动变阻器的滑片放到 端;小亮在检查电路时,发现错接了一根导线,请你在这根导线上打“×”,并补画出正确的那根导线。
(2)电路正确后,闭合开关,同时调节滑动变阻器,当电压表示数如图乙所示时,此时记下的电流表示数应为 A。
(3)断开开关,将电阻由5Ω换成10Ω;再闭合开关,同时调节滑动变阻器, ,记下电流表示数(将实验过程补充完整);更换不同阻值电阻重复实验。
(4)小亮用如图丙所示电路,测量额定电压为U额的小灯泡正常发光时的电阻(U额小于电源电压),电阻R0已知,将下面实验步骤补充完整。
①只闭合开关 ,移动滑动变阻器滑片使电压表示数为U额;
②只闭合开关 ,保持滑动变阻器滑片位置不变,读出电压表示数为U1;
③小灯泡电阻RL= 。(用物理量符号表示)
22.(2021•大连)某同学探究“电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压的关系”,实验器材有:两节干电池,滑动变阻器、电流表、电压表、10Ω的定值电阻及开关各一个,导线若干。
(1)图甲是该同学连接的部分电路,请用笔画线,将图中的实验电路连接完整。
(2)闭合开关后,将滑动变阻器的滑片从b端向a端滑动,观察到电流表示数逐渐变大。当滑片滑到a端时,电流表示数如图乙所示,接下来的操作是: 。
(3)进行实验,记录的实验数据如表:
电阻R=10Ω
①请在图丙方格纸上画出电流I与电压U的关系图象。
②分析图象得出的探究结论是: 。
23.(2022•本溪模拟)媛媛做“探究电流与电阻的关系”的实验,连接的电路如图甲所示,电源电压恒为3V,可用的定值电阻有5Ω、10Ω、15Ω、20Ω和30Ω。
(1)请你用笔画线代替导线,把图甲所示的实验电路补充完整,并且使滑动变阻器连入电路的阻值最大。
(2)她将5Ω的定值电阻接入电路后,闭合开关,发现电流表无示数而电压表有示数,则电路中的故障可能是电阻 (填“短路”或“断路”);排除故障后闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,达到实验要求时,电流表示数如图乙所示,电流为 A。
(3)将5Ω的定值电阻换成10Ω的定值电阻后,闭合开关,应将滑动变阻器的滑片向 (填“左”或“右”)端移动,直到电压表的示数为 V为止,记录电流表的示数。
(4)为了获得普遍规律,她想利用上述五个电阻分别单独接入电路,进行五次实验,则她选择的滑动变阻器的最大阻值不能小于 。
(5)完成上述实验后,媛媛要测量小灯泡L的额定功率(已知额定电流为I额),于是她找来了一个已知阻值为R0的电阻,设计了如图丙所示的电路(图中电压表连接情况未画出)。请你补全实验内容:
①将电压表并联在 (选填“R0”、“L”或“RP”)两端,闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为 ,此时灯泡L2正常发光,然后断开开关S,拆下电压表;
②再将电压表并联在 (选填“R0”、“L”或“RP”)两端,闭合开关S,滑动变阻器的滑片 (选填“左移”、“不动”或“右移”),读出电压表的示数为U;
③小灯泡L额定功率的表达式P额= (用字母表示)。
24.(2022•溪湖区校级模拟)小海设计了“探究电流与电阻的关系”的实验,器材如下:电源电压恒为4.5V,五个定值电阻R分别为:5Ω、10Ω、15Ω、20Ω及25Ω,滑动变阻器、电压表、电流表、开关各1个,导线若干。
(1)实验前,小海发现电流表出现如图甲所示情况,造成该现象的原因是 ;
(2)调整后,按图乙方式连接好电路。闭合开关前,应将滑动变阻器滑片移到最 (选填“左”或“右”)端;
(3)小海把5Ω的电阻接入电路后,闭合开关,移动滑片,当电压表示数为2.5V时,记录电流表示数。断开开关,保持滑片位置不变,用10Ω的电阻替换5Ω,再次闭合开关,发现电压表示数 2.5V(选填“大于”、“等于”或“小于”),此时应向 (选填“左”或“右”)移动滑片,同时注意观察 (选填“电流表”或“电压表”),使其示数与第一次相同。
(4)根据实验数据,小海绘制了如图丙所示I﹣R关系图象。分析图象,得出该实验的结论是 。
(5)五个定值电阻均可按上述要求完成实验,推测滑动变阻器的最大阻值至少为 Ω。
25.(2022•溪湖区校级模拟)某实验小组在“探究电流与电阻的关系”实验中,按如图甲所示的电路图正确连接电路,逐次将不同阻值的定值电阻R接在a、b间,每次闭合开关前,滑动变阻器的滑片均移到阻值最大端。
(1)当接入的电阻R为5Ω时,闭合开关,电流表无示数,电压表示数如图乙所示,移动滑片,两表指针保持不动。若电路中只有一处故障,则电源两端的电压为 V。
(2)排除故障后,闭合开关,发现电流表示数为0.3A;移动滑片使电压表示数为U0时,记录电流表示数为0.6A;当接入的电阻R分别为10Ω、15Ω时,闭合开关,移动滑片使电压表示数为U0时,记录电流表示数。利用测得的数据绘制出如图丙所示的图象,根据图象可知U0= V。
(3)当接入第四个电阻R4时,闭合开关,将滑动变阻器的滑片移到阻值最大端,电压表示数大于U0,这是由于滑动变阻器最大阻值 (选填“过大”或“过小”)引起的,记录此时电流表示数为0.1A。
(4)使用原有器材,若使四个电阻都能为实验所用,应控制a、b之间的电压至少为 V。
26.(2022•宝鸡模拟)在“探究电流与电压的关系”的实验中,电源电压为3V,定值电阻为10Ω,滑动变阻器规格为“10Ω 3A”。
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲中的实验电路连接完整(导线不能交叉);
(2)闭合开关,向左移动滑动变阻器的滑片,电流表的示数将 (填“变小”“变大”或“不变”),而电压表指针偏向表盘零刻度左边,原因是 ;
(3)实验中,通过定值电阻电流的变化范围是 ;
(4)由下表实验数据可得:在电阻一定的情况下,通过导体的电流与导体两端的电压 ;
(5)若将这个定值电阻换成小灯泡,还可以利用上面的仪器测出小灯泡的电阻。
①实验时,连接好电路,发现调节滑动变阻器,电压表始终没有示数,电流表有示数,且小灯泡始终不发光,这可能是因为 ;
②解决问题后,继续实验,得到了如图乙A所示的小灯泡的I﹣U图象,它的电流与电压不成正比,其原因是小灯泡的电阻 ;
③另一组同学用相同的器材和电路图做这个实验时,由于接线错误,根据测量的数据绘出的I﹣U图象如图乙B所示,你认为错误的原因可能是 。
五.解答题(共1小题)
27.(2022•铁岭模拟)如图是一款充电式电子灭蚊拍,它利用LED照明灯吸引蚊子飞到灭蚊拍的高压网线上,高压网线碰到蚊子会释放电子产生强大电流,达到灭蚊效果。请从物理学角度分析回答下列问题:
(1)给灭蚊拍充电时的能量转化情况?
(2)LED照明灯是由哪种材料制成的?
(3)高压网线释放的电子移动方向和电流方向是否相同?
2022年辽宁省中考物理专题练8-电路与欧姆定律
参考答案与试题解析
一.选择题(共12小题)
1.【解答】解:毛皮摩擦过的橡胶棒带负电,而吸管和橡胶棒互相排斥,根据同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引,得出吸管带负电荷。再由吸管和纸巾摩擦过,可知,摩擦过的吸管得到电子,摩擦过的纸巾失去电子。
A、摩擦过的吸管得到电子,吸管带上了负电荷,故A错误;
B、橡胶棒带负电,而吸管和橡胶棒互相排斥,摩擦过的吸管一定带负电,故B正确;
C、摩擦过的吸管得到电子,吸管带上了负电荷,故C错误;
D、摩擦过的纸巾失去电子。故D错误。
故选:B。
2.【解答】解:
由电路图可知,灯泡与滑动变阻器并联,电压表测电源的电压,电流表A测干路电流,电流表A1测滑动变阻器支路的电流;
AB、因电源电压保持不变,所以,滑片移动时,电压表V的示数不变;
因并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以,滑片移动时,通过灯泡支路的电流不变,灯泡的亮度不变;
闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P向右移动时,变阻器接入电路中的电阻变小,由I=UR可知,通过滑动变阻器的电流变大,即电流表A1示数变大;
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,干路电流变大,即电流表A的示数变大,故AB错误;
C、根据R=UI可知,电压表V示数与电流表A1示数的比值为滑动变阻器接入电路的电阻,因变阻器接入电路的电阻变小,则该比值变小,故C错误;
D、根据并联电路的电流关系可知,电流表A和A1示数之差为通过灯泡的电流;根据R=UI可知,电压表V示数与电流表A和A1示数之差的比值为灯泡的电阻(忽略灯丝电阻的变化),则该比值保持不变,故D正确。
故选:D。
3.【解答】解:由图可知,两个电阻串联,电压表V1测R1的电压;电压表V2测变阻器的电压,电流表测量电路中的电流;
AB、闭合开关后,将滑动变阻器的滑片从左向右移动的过程中,滑动变阻器接入电路的电阻变大,根据串联电路的分压规律可知,滑动变阻器分担的电压变大,即电压表V2示数变大;
根据串联电路的电压关系可知,电压表V1的示数变小;
滑动变阻器电阻变大,总电阻变大,根据欧姆定律可知,电路中的电流变小,电流表示数变小;故AB错误;
C、在串联电路中,电源电压等于各部分电压之和,所以电压表V2示数的变化量等于电压表V1示数的变化量,故C错误;
D、根据欧姆定律可知,电压表V1的示数和电流表A的示数比值为R1的阻值,保持不变,故D正确。
故选:D。
4.【解答】解:由电路图可知,开关闭合后,灯泡L与滑动变阻器R并联,电流表A1测干路电流,电流表A2测L支路的电流,电压表V测电源两端的电压。
因电源电压不变,
所以,滑片移动时,电压表V的示数不变,
因并联电路中各支路独立工作、互不影响,
所以,滑片移动时,通过灯泡的电流和灯泡的实际功率不变,
则电流表A2的示数不变、灯泡的亮暗不变,电压表V与电流表A2示数的乘积不变,故AC错误;
将滑动变阻器的滑片P从中点向右滑动过程中,变阻器R接入电路中电阻变大,
由I=UR可知,通过变阻器的电流变小,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,干路电流变小,即电流表A1的示数变小,
则电压表V与电流表A1示数的比值变大,故B错误;
由电流表A1与电流表A2示数之差等于通过变阻器的电流可知,两电流表示数之差变小,故D正确。
故选:D。
5.【解答】解:由电路图可知,灯泡、R0、RP并联,电流表A1测R0、RP两支路的电流,电流表A3测R0支路的电流,电流表A2测干路电流,电压表测电源的电压;
A、因电源电压保持不变,所以,滑片移动时,电压表的示数不变;
因并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以,滑片移动时,通过灯泡、R0的电流不变,所以电流表A3示数不变;
将滑动变阻器的滑片P由中点向左移动,接入电路中的电阻变大,由I=UR可知,通过RP的电流变小;根据并联电路的电流规律可知,电流表A1、电流表A2示数变小,故A错误;
B、根据并联电路的电流规律可知,电流表A1的示数始终小于A2表的示数,故B错误;
C、电压表V示数不变,电流表A2的示数变小,则电压表V与电流表A2的示数之比将变大,故C正确;
D、电压表V示数不变,电流表A3的示数不变,电压表V与电流表A3的示数之积不变,故D错误。
故选:C。
6.【解答】解:A、普通电脑USB接口的输出电压约为5V,故A正确;
B、人们常用“眨眼之间”形容时间短,所以眨一次眼睛的时间不到0.5s,故B错误;
C、中学生百米赛跑的成绩约为15s,故C错误;
D、洗澡时的适宜水温约40℃,故D错误。
故选:A。
7.【解答】解:由题意可知,本次实验采用了相同规格的灯泡,单单由本次实验数据不能说明串联电路中电压的普遍关系,还会出现串联电路中各部分电压相等的错误结论;应换用不同规格的小灯泡,再测出几组电压值。
故选:A。
8.【解答】解:A带负电,有多余的负电荷,B不带电,用金属棒把A和B连接起来的瞬间A上的部分自由电子转移到B上,金属棒中瞬间电流方向从B流向A,与带负电的自由电子定向移动方向相反,验电器A金属箔的张角减小,B金属箔的张角增大。
A、金属棒中瞬间电流方向从B流向A,B金属箔的张角增大。故A错误;
B、A中负电荷通过金属棒流向B,B金属箔的张角增大。故B错误;
C、A中正电荷不能通过金属棒流向B,A中负电荷通过金属棒流向B。故C错误;
D、A中负电荷通过金属棒流向B,A金属箔的张角减小。故D正确。
故选:D。
9.【解答】解:A带正电,B不带电,用带有绝缘橡胶的铜棒把A和B连接起来,自由电子由B向A移动;自由电子的定向移动方向与电流方向相反,所以瞬间电流的方向从A流向B,同时A验电器所带的部分正电荷被中和,则A的张角变小,B因失去电子带正电,张角增大。
A、金属导体中的正电荷不能自由移动,B失去电子后带电,B 金属箔的张角增大,故A选项错误;
B、有负电荷流向A,A 金属箔的张角减小,故B选项错误;
C、有负电荷流向A,此时电流的方向从A到B,故C选项正确;
D、金属导体中的正电荷不能自由移动,自由电子由B向A移动形成电流,电流的方向从A到B,故D选项错误。
故选:C。
10.【解答】解:ABC、由题知,A带正电(缺少电子),B不带电,用导体把A和B连接起来,则B上的一部分电子会通过导体转移到A上,A带的正电会减少从而张角变小,而B因为失去电子也带上了正电荷,B的两金属箔带上同种电荷,同种电荷相互排斥,使B金属箔张角变大,故AB错误,C正确;
D、用导体把A和B连接起来时,自由电子会发生定向移动,从B移动到A,形成瞬间电流,因自由电子定向移动的方向与电流的方向相反,所以瞬间电流方向为从A到B,故D错误。
故选:C。
11.【解答】解:AB、丝绸与玻璃棒摩擦,玻璃棒失去电子带正电,丝绸得到电子带负电;故AB错误;
CD、用丝绸摩擦两根玻璃棒都带正电,同种电荷相互排斥,所以手持甲棒靠近乙棒,乙棒被推开;故C错误,D正确。
故选:D。
12.【解答】解:由生活经验可知,红绿交通信号灯不能同时工作,且互不影响,所以红灯和绿灯应并联;
A.当只闭合开关S1时,两灯泡都发光;只闭合S2时会造成电源短路,故A错误;
B.两开关均闭合时,红绿交通信号灯同时发光,只闭合一个开关均不发光,故B错误;
C.只闭合开关S1时红灯亮,只闭合开关S2时绿灯亮,两灯独立工作,互不影响,故C正确;
D.当只闭合开关S2时两灯泡都发光,只闭合开关S1时,绿灯发光;故D错误;
故选:C。
二.多选题(共2小题)
13.【解答】解:
AB、由图知,只闭合S1,R1、R2串联,电压表测R2两端电压,电流表测电路中电流。
P向右移动时,R2连入阻值变小,电路的总电阻变小,由欧姆定律可知,电路中电流变大,即电流表示数变大,由P=I2R知R1消耗的功率增大,故B正确;
电压表示数与电流表示数的比值为R2的阻值,R2连入电路的阻值变小,故电压表示数与电流表示数的比值变小;
由串联电路的分压原理可知,R2分得电压减小,R1分得电压增大,因为串联电路中总电压等于各部分电路两端电压之和不变,所以有:ΔU2=ΔU1,
R1为定值电阻,由欧姆定律知,R1=△U1△I=△U2△I,即电压表示数的变化量与电流表示数的变化量的比值不变,故A错误;
C、闭合S1、S2,断开S3,此时灯泡与滑动变阻器并联后再与R1串联,电压表测滑动变阻器两端电压,电流表测干路电流,将P向左移动,滑动变阻器接入电路的电阻变大,总电阻变大,总电流变小,所以电流表示数变小;滑动变阻器接入电路的电阻变大使得其分担的电压变大,故电压表示数增大,灯泡与滑动变阻器并联,故灯泡两端的电压也变大,由P=U2R可知,灯泡的功率变大,灯泡变亮,故C正确;
D、由图知,开关都闭合,L与R2并联,R1短路,电压表测电源电压,电流表测干路电流,并联电路中各支路间互不影响,所以灯泡功率不变,由并联电路电压特点知,将P向右移动,电压表示数不变,R2连入电路的阻值变小,由P=U2R可知,R2消耗的功率变大,故D正确。
故选:BCD。
14.【解答】解:
A、开关S1闭合,闭合S2、S3后,由图可知,该电路为并联电路,三个电阻并联,电流表A1测量的是R2、R3的电流,电流表A2测量的是R2、R1的电流,电流表A1、A2的示数之和为总电流加上通过R2的电流,所以要大于干路电流,故A正确;
B、开关S1闭合,闭合S2、S3后,电压表测量的是电源电压,再断开S2,R2、R3被短路,电压表未接入电路中,电压表示数为0,故B错误;
C、开关S1闭合,闭合S2、S3后,电流表A1测量的是R2、R3的电流,再断开S1,整个电路断路,此时电流表A1示数为0,即示数变小了,故C错误;
D、开关S1闭合,开关S2、S3均断开,此时三个电阻是串联的,根据串并联电路的电阻特点可知,此时的电阻是最大的,电流最小,根据P=UI可知,电路所消耗的总功率最小,故D正确。
故选:AD。
三.填空题(共5小题)
15.【解答】解:用两个金属夹子将一根铅笔芯接入电路时小灯泡发光,这表明电路中有电流,说明铅笔芯是导体;
小夹子在铅笔芯上滑动的过程中,铅笔芯接入电路的长度发生了变化,铅笔芯接入电路的电阻发生了变化,根据欧姆定律可知,电路中的电流发生了变化,导致小灯泡的亮度发生了变化;
通电一段时间后铅笔芯发热,这是电流的热效应。
故答案为:导体;长度;电流的热效应。
16.【解答】解:闭合开关S,将滑动变阻器R3的滑片调节到图示位置,由安培定则可知,右手握住螺线管,四指指向电流的方向,大拇指指向右端,则通电螺线管的右端为N极,左端为S极,小磁针的B端应靠近螺线管的左端,根据异名磁极相互吸引可知,小磁针的B端为N极;
由图可知,该电路为混联电路:R2和R3并联后再与R1串联接在电路中;
将滑动变阻器的滑片向右滑动,滑动变阻器接入电路的电阻变大,根据欧姆定律可知,通过变阻器R3的电流变小;
变阻器接入电路的电阻变大,则并联部分的总电阻变大,根据串联电路的分压规律可知,并联部分分担的电压变大;由I=UR可知,通过R2的电流变大;
根据串联电路的电阻关系可知,整个电路的总电阻变大,根据I=UR可知,干路中的电流变小;
因并联电路中干路电流等于各支路电流的和,干路电流变小,通过R2的电流变大,通过变阻器R3的电流变小,所以通过变阻器R3的电流减小得更多,即电阻R1的电流变化量小于电阻R3的电流变化量。
故答案为:N;小于。
17.【解答】解:由电路图可知,闭合开关S,灯泡和滑动变阻器R并联,电流表A1测干路中的电流,电流表A2测通过滑动变阻器R的电流,电压表测电源电压;
(1)已知电压表示数为12V,则并联电路两端的电压为12V;
在电路安全的情况下,当通过滑动变阻器R的电流最大时干路电流最大,由于A2的量程为0﹣0.6A,所以,通过滑动变阻器R的最大电流为:I滑最大=0.6A,
根据图象可知电流表A1最大示数为1.8A,即干路最大电流:I最大=1.8A,
根据并联电路电流规律可知,通过灯泡的电流:IL=I最大﹣I滑最大=1.8A﹣0.6A=1.2A,
则灯泡的额定功率:P额=PL=UIL=12V×1.2A=14.4W;
(2)根据I=UR可得滑动变阻器R连入电路的最小阻值为:
R滑最小=UI滑最大=12V0.6A=20Ω;
(3)根据图象可知干路最小电流:I最小=1.4A,则根据并联电路电流规律可知,通过滑动变阻器R的最小电流为:I滑最小=I最小﹣IL=1.4A﹣1.2A=0.2A,
根据I=UR可得滑动变阻器R的最大阻值为:R滑最大=UI滑最小=12V0.2A=60Ω;
当滑动变阻器的滑片置于中点时,则滑动变阻器R连入电路的阻值为:R′=12R滑最大=12×60Ω=30Ω,
则:I滑=UR'=12V30Ω=0.4A,
所以电流表A1的示数:I=IL+I滑=1.2A+0.4A=1.6A。
故答案为:14.4;20;1.6。
18.【解答】解:
(1)由图知,若将接线柱2与接线柱3连接,则两电阻顺次连接在一起,电流只有一条路径,R1和R2是串联的;
(2)若用导线将接线柱4与接线柱3相连,由图知此时电源两极会直接接通,会造成电源短路,这是不允许的;
(3)电源电压一定,要用电器的电功率最大,由P=U2R可知,此时电路的总电阻最小,由电阻的串联和并联特点可知,此时两电阻应并联,由图可知应将接线柱1和3连接,同时将接线柱2和4连接。
故答案为:2;4;电源短路;2和4。
19.【解答】解:由电路图可知,R1与R2串联,电流表测电路中的电流。
(1)由图乙可知,当盘中无食物时,R2=500Ω,此时电路中的电流I1=0.01A,
由I=UR可得,电路的总电阻R总=UI1=6V0.01A=600Ω,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,定值电阻R1=R总﹣R2=600Ω﹣500Ω=100Ω;
(2)当盘中有食物时,I2=0.02A,此时电路中的总电阻R总′=UI2=6V0.02A=300Ω,
此时电阻R2的阻值R2′=R总′﹣R1=300Ω﹣100Ω=200Ω,
由图乙可知,食物质量m=600g。
故答案为:500;100;600。
四.实验探究题(共7小题)
20.【解答】解:(1)某同学探究“导体的电阻大小与导体的材料是否有关”,要取相同长度、相同横截面积的不同材料的电阻丝与定值电阻以及电流表串联,通过电流表的示数看出电阻丝电阻的大小。由欧姆定律得,电路电流越大,电路总电阻越小,由串联电路特点得,电流越大,电阻丝电阻越小,如下图所示:
(2)实验中,他将长度和横截面积均相同的三种金属丝分别接入电路,测出的电流分别为I镍铬、I康铜、I铜,它们的关系为I镍铬<I康铜<I铜,
说明长度和横截面积相同时,镍铬电阻最大、铜的电阻最小,因此可得结论:当电阻丝的长度和横截面积相同时,电阻丝的电阻与材料有关;
长度和横截面积相同时,通过镍铬的电流小于通过康铜的电流,镍铬电阻大于康铜的电阻,说明康铜的导电性较强;
(3)探究“导体的电阻大小与导体的长度的关系”,要控制导体的材料和横截面积相同,改变导体的长度进行实验,为了得到普遍规律,还应换用不同的材料的导体重复进行多组实验。应该记录的数据有所用的导体,对应导体的横截面积、长度和电流,表格如图所示。
故答案为:(1)如上图;(2)当电阻丝的长度和横截面积相同时,电阻丝的电阻与材料有关;康铜;(3)如上表。
21.【解答】解:(1)先将5Ω的电阻接入电路中,为了保护电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片放到阻值最大的一端,即最左端;
由甲图可知,电流表与R并联了,电压表串联在电路中是错误的,正确的接法是电流表与R串联,电压表与R并联,所以需要把定值电阻右端与电流表连接的导线接到电压表的负接线柱上,如图:
;
(2)由图可知,电压表选用的是小量程,分度值为0.1V,示数为2.2V;
此时电流表测量的是定值电阻的电流,则电流表的示数为:I=UR=2.2V5Ω=0.44A;
(3)断开开关,将电阻由5Ω换成10Ω;该实验中,需要控制定值电阻两端的电压不变,所以再闭合开关后,需要调节滑动变阻器,使电压表的示数保持2.2V不变,然后记下电流表示数,再更换不同阻值电阻重复实验;
(4)实验步骤:
①闭合开关S、S2,调节滑动变阻器R使电压表的示数为U额,此时灯泡正常发光;
②保持滑片的位置不动,闭合开关S、S1,读出此时电压表的示数为U1;
在②中,电压表测灯与定值电阻的电压,因此时各电阻的大小和电压不变,灯仍正常工作,根据串联电路电压的规律,此时定值电阻的电压:
U0=U1﹣U额,
由欧姆定律可灯的额定电流:IL=U0R0=U1−U额R0,
则小灯泡电阻为:RL=U额IL=U额U1−U额R0=U额U1−U额R0。
故答案为:(1)最左;如图;(2)0.44;(3)使电压表的示数保持2.2V不变;(4)①S、S2;②S、S1;③U额U1−U额R0。
22.【解答】解:(1)电源电压为3V,故电压表选用小量程与电阻并联,如下图所示:
(2)由图知电流表选用0﹣0.3A的量程,分度值为0.1A,示数为0.3A<0.6A,所以接下来断开开关,将电流表换用0﹣0.6A的小量程;
(3)①根据描点法作图,如下图所示:
②分析数据可知,在电阻一定时,电阻两端的电压增大为原来的几倍,通过电阻的电流也增大为原来的几倍,得出的结论是:在电阻一定,电流与电压成正比。
故答案为:(1)见上图;(2)断开开关,将电流表换用0﹣0.6A的小量程;(3)①见上图;②在电阻一定,电流与电压成正比。
23.【解答】解:(1)使滑动变阻器连入电路的阻值最大,故变阻器右下接线柱连入电路中并与电阻串联,如下图所示:
;
(2)若电阻断路,电压表有示数,但电路为断路,电流表没有示数,符合题意,故电路中的故障可能是电阻断路;
排除故障后闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,达到实验要求时,电流表示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值0.02A,电流表示数为0.4A;
(3)将5Ω的定值电阻换成10Ω的定值电阻后,由于串联电路起分压作用,因此定值电阻两端电压变大,即电压表的示数变大,要保持电压表示数不变,需增大滑动变阻器两端电压,由串联电路分压规律可知,需增大滑动变阻器接入电路的阻值,故将滑片向左端移动;
她将5Ω的定值电阻接入电路后,电流为0.4A,根据欧姆定律可知,定值电阻两端电压为:U=I1R1=0.4A×5Ω=2V;探究电流与电阻的关系应控制电阻两端电压不变,故将滑动变阻器的滑片向左端移动,直到电压表的示数为2V为止,记录电流表的示数;
(4)电源电压为3V,定值电阻两端电压为2V,则滑动变阻器两端电压为3V﹣2V=1V,串联电路电流相等,电阻两端电压与电阻阻值成正比,电阻两端电压是滑动变阻器两端电压的2倍,电阻阻值是滑动变阻器接入电路阻值的2倍,第5次实验的电阻为30Ω,要完成整个实验,滑动变阻器接入电路的最大阻值为15Ω;
(5)①将电压表并联在R0两端,闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片,当电压表的示数为I额R0时,此时灯泡L正常发光,然后断开开关S,拆下电压表;
②再将电压表并联L两端,闭合开关S,滑动变阻器的滑片不动,此时的灯泡是正常发光的,读出电压表的示数为U,该电压为小灯泡的额定电压;
③根据以上分析可知,通过灯泡的电流为I额,灯泡两端的电压为U,由P=UI,小灯泡L额定功率的表达式P额=UI额。
故答案为:(1)如上图所示;(2)断路;0.4;(3)左;2;(4)15Ω;(5)①R0;I额R0;②L;不动;③UI额。
24.【解答】解:(1)实验前,小海发现电流表出现如图甲所示情况,说明电流表没有调零;
(2)为了保护电路,闭合开关实验前,应将滑动变阻器的滑片移到最大阻值处,由图知,滑片左侧电阻丝接入电路,所以滑片应移到阻值最大的右端;
(3)根据串联电路的分压原理可知,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,根据串联电路电压的规律可知,为了保持定值电阻两端电压不变,应增大滑动变阻器分得的电压,由串联分压的分压原理可知,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,同时注意观察电压表,使电压表的示数与第一次相同;
(4)由图像可知,导体的电阻增大,通过导体的电流减小,通过导体的电流与导体的电阻的乘积保持不变,故可得出结论:电压一定时,通过导体的电流与其电阻成反比;
(5)实验中使用的定值电阻阻值最大为25Ω,定值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=4.5V﹣2.5V=2V,变阻器分得的电压为电压表示数的2V2.5V=0.8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=0.8×25Ω=20Ω,即小明所选择的变阻器的最大阻值不能小于20Ω。
故答案为:(1)电流表没有调零;(2)右;(3)大于;右;电压表;(4)电压一定时,通过导体的电流与其电阻成反比;(5)20。
25.【解答】解:(1)电路闭合开关,发现电流表无示数,电压表有示数,说明电压表并联的部分断路即定值电阻R断路;此时电压表与变阻器串联,电压表内阻非常大,根据串联电路的分压特点可知,此时电压表示数即为电源电压,由图乙可知,相应0~15V的量程,分度值为0.5V,因此电压表示数即电源电压为6V;
(2)由图像可知,当定值电阻的阻值为5Ω时,电路中的电流为0.6A,因为I=UR,所以U0=IR=0.6A×5Ω=3V;
(3)当接入第四个电阻R4时,闭合开关,将滑动变阻器的滑片移到阻值最大端,电压表示数大于U0,由串联电路的电压特点和串联电路的分压原理可知,此时滑动变阻器两端分得的电压太小,这是由于滑动变阻器最大阻值过小引起的;
(4)由(2)可知,当电阻为5Ω时,刚闭合开关时,滑动变阻器的电阻最大,电流最小为0.3A,
此时定值电阻两端的电压:Uab=IR1=0.3A×5Ω=1.5V,
则变阻器的最大阻值:R滑=U−UabI=6V−Ω;
当接入的电阻R4时,闭合开关,此时滑动变阻器的阻值最大,电压表示数大于U0,由(3)可知电流表示数为0.1A;
此时电路的总电阻为:R总=UI'=6V0.1A=60Ω;
R4=R总﹣R滑=60Ω﹣15Ω=45Ω;
由题意可知,定值电阻的阻值不同,但两端的电压相同,
当阻值为45Ω的定值电阻与整个滑动变阻器串联时,电路中的电流:
I=UR总=UR4+R滑=6V45Ω+15Ω=0.1A,
定值电阻两端电压:
UR=IR=0.1A×45Ω=4.5V,
所以为保证在滑动变阻器变阻范围内完成本实验,定值电阻两端电压不能低于4.5V。
故答案为:(1)6;(2)3;(3)过小;(4)4.5V。
26.【解答】解:(1)电源电压为3V,故电压表选用小量程与电阻并联,如下所示:
(2)闭合开关,向左移动滑动变阻器的滑片,变阻器连入电路中电阻变小,根据电阻的串联规律,电路的总电阻变小,由欧姆定律可知,电流表的示数将变大;
而电压表指针偏向表盘零刻度左边,原因是:电压表正负接线柱接反了;
(3)由已知条件,变阻器的最大电阻为10Ω,电源电压为3V,定值电阻为10Ω,当滑动变阻器接入电路中的电阻最大为10Ω 时,电路中的电流最小,根据电阻的串联和欧姆定律,最小电流为:
I小=UR+R滑大=3V10Ω+10Ω=0.15A,
当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时,电路中的电流最大:
I大=UR=3V10Ω=0.3A,故通过定值电阻电流的变化范围是0.15A﹣0.3A;
(4)由表中数据可知,电压与电流大小之比:UI=−−−=(定值),
故在电阻一定的情况下,通过导体的电流与导体两端的电压成正比;
(5)①实验时,连接好电路,发现调节滑动变阻器,电流表有示数,则电路为通路,且小灯泡始终不发光,电压表始终没有示数,这可能是因为灯泡短路;
②根据欧姆定律的变形公式U=IR,因小灯泡的电阻随温度变化而变化,即R不是一个定值,故电流与电压不成正比;
③灯与变阻器串联,当电路的电流变大时,对应的灯的电压变大,由串联电路电压的规律,变阻器的电压变小说,根据丙图中的B图象,随着电流的增大,电压减小,因此电压表接在了滑动变阻器两端。
故答案为:
(1)如上所示:
(2)变大;电压表正负接线柱接反了;(3)0.15A﹣0.3A; (4)成正比;(5)①灯泡短路; ②随温度变化而变化;③电压表与滑动变阻器并联。
五.解答题(共1小题)
27.【解答】解:(1)给灭蚊拍充电时将电能转化为化学能;
(2)LED照明灯,又称发光二极管,是由半导体材料制成;
(3)我们规定正电荷定向移动的方向为电流方向。电子定向移动方向和电流的方向相反。
故答案为:(1)电能转化为化学能;(2)半导体材料;(3)不相同。
实验次数
1
2
3
4
5
6
电压U/V
0.6
1.0
1.4
1.8
2.2
2.6
电流I/A
0.06
0.10
0.14
0.18
0.22
0.26
实验次序
1
2
3
4
5
6
7
电压U/V
1.6
1.8
2.0
2.2
2.4
2.6
2.8
电流I/A
0.16
0.18
0.20
0.22
0.24
0.26
0.28
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