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2022年广西中考物理专题练8-电路与欧姆定律
展开这是一份2022年广西中考物理专题练8-电路与欧姆定律,共27页。
A.通过灯L1的电流为1.5AB.通过灯L1的电流为0.3A
C.通过灯L2的电流为1.2AD.通过灯L2的电流为0.3A
2.(2021•贺州)如图所示,所有开关都闭合时,下列电路属于串联电路的是( )
A.B.
C.D.
3.(2021•河池)如图所示的电路中,R是滑动变阻器,L是小灯泡,闭合开关S,在确保各元件安全的前提下,把滑动变阻器的滑片P自左向右移动,下列选项正确的是( )
A.电流表示数变大B.电流表示数不变
C.小灯泡L变亮D.小灯泡L变暗
4.(2021•玉林)由欧姆定律I=UR变形可得R=UI,以下说法正确的是( )
A.导体的电阻跟它两端的电压成正比
B.导体的电阻跟通过它的电流成反比
C.导体的电阻跟它两端的电压和通过它的电流无关
D.导体的电阻由它两端的电压和通过它的电流的比值决定
5.(2022•扶绥县一模)如图所示,电源电压恒定不变,闭合开关S后,开关S1由断开到闭合,下列说法正确的是( )
A.电流表A1示数不变,电流表A示数变大
B.电流表A1示数变小,电流表A示数也减小
C.电流表A1示数变小,电流表A示数变大
D.电流表A1示数变大,电流表A示数也变大
6.(2022•凤山县模拟)如图所示,是一种测定油箱内油量的装置。其中R是滑动变阻器的电阻片,滑动变阻器的滑片跟滑杆链接,滑杆可以绕固定轴O转动,另一端固定着一个浮子。下列说法正确的是( )
A.油面下降,电流表示数变大
B.油面下降,电流表示数变小
C.油面升高,电流表示数不变
D.油面升高,电流表示数变小
7.(2022•广西模拟)如图所示的电路中,电源两端电压保持不变,定值电阻阻值R1<R2。闭合开关S后,电阻R1、R2两端的电压分别为U1、U2,通过两个电阻的电流分别为IA、IB,C点电流为IC。下列四个选项中,判断正确的是( )
A.U1<U2B.U1>U2C.IC<IAD.IC>IB
8.(2022•梧州模拟)如图所示的电路中,电源电压不变,R1为定值电阻,开关S闭合后,滑片向左移动时( )
A.电流表示数变大,电压表与电流表示数之比变大
B.电流表示数变大,电压表与电流表示数之比不变
C.电流表示数变小,电压表与电流表示数之比不变
D.电压表示数变大,电压表与电流表示数之比变大
9.(2021•梧州模拟)如图所示的电路中,电源两端的电压保持不变,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P向右移,下列说法中错误的是( )
A.电流表A的示数变小
B.电压表V1的示数变小
C.电压表V2的示数不变
D.电压表V1与电压表V2的示数之和保持不变
10.(2021•梧州模拟)如图甲所示,电源电压保持不变,R0为定值电阻。闭合开关S,将滑动变阻器的滑片从a端滑到b端的过程中,电压表示数U与电流表示数I间的关系图象如图乙所示,电源电压和滑动变阻器的最大阻值分别是( )
A.12V 20ΩB.12V 10ΩC.8V 30ΩD.8V 10Ω
11.(2021•蓬安县模拟)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.电流表A1的示数变大B.电流表A2的示数不变
C.电压表V的示数变小D.小灯泡L的亮度变暗
12.(2021•西乡塘区校级三模)如图所示,将滑动变阻器R1与定值电阻R2接入电源电压不变的电路中,闭合开关S,各表均有一定示数,滑动变阻器的滑片向右滑动到某一位置,电压表V1、V2示数的变化量分别为ΔUl、ΔU2,下列说法正确的是( )
A.V1示数变大,V2示数不变
B.V1示数变大,ΔUl>ΔU2
C.V1示数变小,V2示数和电流表示数之比变小
D.V1示数变大,V2示数和电流表示数之比不变
二.填空题(共5小题)
13.(2021•百色)丝绸摩擦过的玻璃棒带正电是因为玻璃棒 (选填“得到”或“失去”)电子;用丝绸摩擦过的玻璃棒接触验电器,验电器金属箔张开,如图所示。接触瞬间 (选填序号即可:①“有正电荷从玻璃棒转移到验电器”、②“有电子从验电器转移到玻璃棒”或③“没有电荷转移”)。
14.(2021•河池)如图所示,用A、B两个金属夹子夹住一段铅笔芯,当闭合开关后,小灯泡亮,说明铅笔芯是 ;固定夹子A,左右移动夹子B,小灯泡的亮度会随着变化,说明铅笔芯电阻大小跟 有关。
15.(2021•贵港)贵港很多“村村通”的道路两旁都安装有如图所示的太阳能LED照明路灯。它主要由
太阳能电池板、LED灯头等部件构成。LED是一种发光二极管,是由 材料制成(选填“导体”、“半导体”或“绝缘体”),通过电流能够发光,可以把电能直接转化成 能。
16.(2021•贺州)如图所示,电路中一根导线已经与滑动变阻器的B接线柱连接,当滑动变阻器的滑片P向左移动时,要使滑动变阻器的电阻变小,另一根导线应与滑动变阻器的 (选填“A”、“C”或“D”)接线柱连接;滑动变阻器是通过改变接入电路中电阻丝的 来改变电阻的大小。
17.(2021•贵港)如图甲所示的电路,电源电压恒定,滑动变阻器R上标有“20Ω 1A”的字样,R2=6Ω,两电表量程均保持不变,电路中各元件均在安全情况下工作。当闭合开关S1、断开S2,滑片P移动到某一位置时,电流表和电压表指针的位置如图乙所示;当同时闭合开关S1、S2,滑动变阻器接入电路的阻值不变,此时电流表指针刚好达到所选量程的最
大刻度值处。则R1的阻值是 Ω,电源电压是 V。
三.作图题(共1小题)
18.(2021•贵港)某科技小组为医院病房设计呼叫电路,在病人需要护理时,闭合床头开关S1或S2,护士值班室的护士就能及时看到对应的灯L1或L2亮,同时听到电铃响起。请用笔画线代替导线在图中连接符合设计要求的电路图。
四.实验探究题(共6小题)
19.(2021•柳州)压敏电阻的阻值会随压力的变化而变化,某实验小组通过如图甲的电路探究压敏电阻Rr的阻值随压力变化的关系,该小组操作如下:
(1)首先,应确保电流表指针对准 刻度线,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片置于 端;
(2)闭合开关,将滑动变阻器的滑片逐渐向另一端移动,电流表示数变 。
(3)当滑片处于b端时,电流表示数如图乙,则I= A;
(4)保持滑片处于b端不动,逐渐往压敏电阻上增加砝码来增大压力,观察到电流表示数逐渐变大,在此过程中,压敏电阻两端的电压 ;
(5)记录数据并画出电流随砝码总质量变化的图像(如图丙),根据图丙画出压敏电阻的阻值随压力变化的图像(如图丁)。由图可知,压敏电阻的阻值随压力增大而 。
(6)他们利用该电路改装成一款电子秤,将电流表的表盘换成电子秤的表盘,则原来0.6A的位置应刻成 kg,刻度线刻成 (选填“均匀”或“不均匀”)的;若将滑动变阻器的滑片向a端移动一些,则电子秤的量程 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
20.(2022•梧州模拟)小张在“测小灯泡的电阻”实验中:
(1)连接了如图甲所示的实验电路,其中有一处错误,请在错误的导线上打“×”,并重新画一根正确连接的导线(要求滑动变阻器向右移灯泡变亮)。
(2)闭合开关前,发现其中一个电表指针如图乙所示,出现这种现象的原因是 。
(3)测量过程中,某一次的电流值如图丙所示,则电流值是 A。
(4)依据表格中的数据,小张求出小灯泡电阻的平均值,你同意这种做法吗? ,说出你的理由 。
(5)另外一组同学用相同的器材和电路图也做这实验时,由于接线不正确,根据测量的数据绘出的I﹣U图象如图丁中图像B所示。你认为不正确的原因可能是 。
(6)这种实验方法是 法测小灯泡电阻,此实验装置还可以用来测量 的实验。
21.(2022•凤山县模拟)物理兴趣小组在探究电流与电压、电阻关系的实验中:
(1)在“探究电流与电压的关系”时:
①如图甲中有一根导线未连接,请用笔画线代替导线将电路连接完整;
②如图乙所示,电流表示数为 A。
(2)在“探究电流与电阻的关系“时,将原来5Ω的电阻更换为10Ω后,应移动滑动变阻器的滑片,使变阻器接入电路的阻值 (选填“增大”或“减小”),从而保持 (选填“电流表”或“电压表”)示数不变。
(3)干电池内部其实是有电阻的,如图丙所示,可以等效为一个没有电阻的电池和一个定值电阻R串联而成。为测定干电池的阻值,小聪设计了如图丁所示的电路。已知滑动变阻器最大值为R0,请完成下列的实验步骤:
①闭合开关S,断开开关S1,记录电压表示数为U;
②接着闭合开关S和S1,将变阻器滑片移动到最右端,记录电压表示数为U1;
③干电池电阻的表达式:R= (用已知量和测量的物理量符号表示).
22.(2021•灵山县校级模拟)小明从网上了解到,干电池内部其实是有电阻的,分析电路时,可以把干电池看成是由一个电压为U、电阻为零的理想电源与一个电阻值为r的电阻串联而成,如图甲所示。在老师指导下,小明设计了图乙所示的电路来测量一节干电池内部的电阻。
(1)连接电路时,电压表应选 量程(选填“0~3V”或“0~15V”);闭合开关前滑动变阻器的滑片P应移到 端;
(2)实验中,移动滑动变阻器的滑片P,记录多组电流表和电压表的示数。此时,应注意避免电路造成 路,损坏电路元件;
(3)根据实验数据,绘出U﹣I图像,如图丙所示。当电流表的示数如图丁所示时,读数为 A,电压表的示数应为 V;
(4)根据实验数据,求得这节干电池内部电阻r= Ω;
(5)图乙中,当S闭合后,设此时电路中的电流为I、滑动变阻器的电阻为R,则I、R、U、r的关系为:I= (用R、U、r表示)。
23.(2021•灵山县校级模拟)在“伏安法测电阻”的实验中,电源电压恒定不变。
(1)连接电路前,开关应 。
(2)在图1中,有一根导线未连接,请用笔画线代替导线将电路连接完整(要求:当滑片P向左移动时,电流表的示数变大)。
(3)闭合开关后,无论怎样移动滑动变阻器的滑片,电流表无示数,电压表有示数。则故障原因可能是电阻R (选填“短路”或“断路”)。
(4)小明测出了多组电流和电压的数据,其目的是 (选填“减小误差”或“寻找普遍规律”)。
(5)小丽用小灯泡代替定值电阻R,用同样的方法测出了多组电流和电压的数据,并通过求平均值得到了小灯泡的电阻,小明认为不合理,理由是 。
(6)请你利用定值电阻R0、开关S、电流表A各一个、电源(未知电压),设计出测量未知电阻Rx阻值的实验电路图(必须根据串联电路电流与电压的关系),画在图2虚线方框内。
实验步骤:
①先闭合开关S,读出电流表的示数I1;
②再断开开关S,读出电流表的示数I2;
③未知电阻Rx的表达式:Rx= (用R0、I1、I2表示)。
24.(2021•南宁一模)如图所示是小明同学测量电阻实验采用的电路图。电源电压恒定为6V,待测小灯泡标有“2.5V”字样,正常发光时的电阻约为10Ω,所用滑动变阻器的规格为“50Ω、1A”。
(1)连接电路时,应将开关 (选填“断开”或“闭合”),滑动变阻器滑片调至最 端(选填“右”或“左”)。闭合开关后电流表示数为零,电压表示数接近电源电压,则电路故障是 。
(2)在实验中为了能得到比较准确的小灯泡的电阻值,改变接入电路的滑动变阻器的阻值,分别得到三组数据,如下表所示。你认为小明求平均值的数据处理方法是 (选填“正确”或“错误”)的,理由是 。
(3)在某次调节中,滑动变阻器接入电路的阻值减小了ΔR1,小灯泡的阻值变化了ΔR2,则ΔR1 ΔR2 (选填“>”、“<”或“=”)。
(4)实验室中有一个热敏电阻R,其电阻值随温度变化的图象如图所示。某同学要准确测量当温度在32℃时热敏电阻R的阻值,现有下列实验器材:一节旧干电池,两个开关S1、S2,导线若干。另外,还有再可供选择的以下器材:
A.电流表A(量程:0﹣0.6A,0﹣3A)
B.电压表V(量程:03V,0﹣15V)
C.定值电阻R1(阻值:5Ω)
D.定值电阻R2(阻值:150Ω)
该同学还需要选择的2种器材分别是 (填写器材前面字母序号)。
五.计算题(共4小题)
25.(2021•玉林模拟)如图所示,柱形“浮力柱”重40N,底面积500cm2,通过轻质连杆与压力传感器R相连;已知报警器R0的阻值恒为10Ω,压力传感器受到的压力F与阻值R的变化关系如图乙所示。当传感器承受的压力为0N时,闭合开关S,电压表的示数为1V,电压表的量程是0~3V,求:
(1)电源电压是多少?
(2)当水位高度至少为多少时,传感器开始承受到浮杆的压力?
(3)当水位上升到40cm时,报警器开始报警,则此时电压表的示数是多少?
26.(2021•玉州区模拟)如图所示,小丽利用学过的物理知识设计了一套测量货车重力的模拟装置,其工作原理如图甲所示。OAB为水平杠杆,OB长1m,O为支点,OA:AB=1:4,平板上物体所受重力的大小通过电流表读数显示。已知电源电压为12V,R0为定值电阻,压力传感器R固定放置,R的阻值随所受压力F变化的关系如图乙所示,电流表的量程为0~0.6A,平板、压杆和杠杆的质量均忽略不计。当平板上物体所受重力为100N时,闭合开关S,电流表的示数为0.4A,求:
(1)定值电阻R0的阻值;
(2)当平板空载时,电流表的示数;
(3)当电路输出电功率为电路输出最大电功率的0.5倍时,压力传感器R受到的压力;
(4)电源用久后电压变小为9V,若要求此时平板上重为100N的物体对应的电流表示数和电源电压为12V的情况下相同,如果只水平调节杠杆上触点A的位置,则触点A应向哪个方向移动?移动多少厘米?
27.(2021•广西模拟)如图甲所示电路,灯泡L电阻为5Ω,变阻器R1上标有“10Ω 1A”字样,移动滑片,当电压表示数为2V,电流表示数为0.5A时,灯泡恰好正常发光(灯丝电阻保持不变),求:
(1)此时的电源电压;
(2)若电流表采用0~0.6A量程,电压表采用0~3V量程,电路安全的情况下,滑动变阻器允许的调节范围;
(3)用另一个定值电阻R2替换小灯泡,并更换电源,移动滑片到某一个位置,电流表和电压表指针位置如图乙所示(可能与之前相比更换了量程但在后续操作中量程不变),当向某个方向移动变阻器的滑片到某位置时,其中一个电表指针达到满偏,另一个电表指针在刻度盘23处,则定值电阻R2的可能值。
28.(2021•宜州区三模)如图所示,电源电压恒定,R1=10Ω,R2=20Ω.当开关S3闭合,S1、S2都断开时,电流表的示数为0.2A.求:
(1)电源电压;
(2)当开关S3断开,S1、S2都闭合时,电流表的示数。
2022年广西中考物理专题练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:由电路图可知,两灯泡并联,右边电流表测干路电流,下方电流表测L2支路电流,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,且两个电流表的指针在同一个位置,
所以,干路电流表的量程为0~3A,分度值为0.1A,示数I=1.5A,
L2支路电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数I2=0.3A,
则灯L1中的电流:I1=I﹣I2=1.5A﹣0.3A=1.2A,故ABC错误,D正确。
故选:D。
2.【解答】解:A、该图中的两个灯泡顺次连接,因此该电路属于串联电路,故A符合题意;
B、两开关都闭合后,两电阻并联,电压表测并联电路电压,电流表测干路电流,故B不合题意;
C、两开关都闭合后,两电阻并联,电流表测干路电流,故C不合题意;
D、开关闭合后,两电阻并联,三个电流表分别测支路和干路电流,故D不合题意。
故选:A。
3.【解答】解:由图可知,灯泡和滑动变阻器并联,电流表测量干路中的电流;
闭合开关S,因并联电路中各支路互不影响,所以,移动滑片时,通过灯泡的电流和实际功率均不变,则灯泡的亮度不变,故CD错误;
把滑动变阻器的滑片P自左向右移动(在各元件安全的前提下),滑动变阻器接入电路中的电阻变小,其两端的电压不变,根据欧姆定律可知,通过滑动变阻器的电流变大;根据并联电路的电流特点可知,干路中的电流变大,即电流表示数变大,故A正确,B错误。
故选:A。
4.【解答】解:电阻是导体本身的一种性质,电阻的大小与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,与两端的电压和通过的电流无关,R=UI是计算导体电阻大小的一种方法,故C正确。
故选:C。
5.【解答】解:由电路图可知,闭合开关S、断开开关S1时,电路为下面灯泡的简单电路,两电流表均测电路中的电流;
闭合开关S、S1时,两灯泡并联,电流表A1仍侧下面灯泡支路的电流,电流表A测干路电流,
因并联电路中各支路独立工作、互不影响,且电源电压恒定不变,
所以,开关S1由断开到闭合时,下面灯泡支路的电流不变,即电流表A1的示数不变,故BCD错误;
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,开关S1由断开到闭合时,电路的总电流变大,即电流表A示数变大,故A正确。
故选:A。
6.【解答】解:由电路图可知,R0与R串联,电流表测电路中的电流;如果油面升高,浮子向上移动,滑片向下移动,滑动变阻器的阻值变小,总电阻变小,根据欧姆定律可知,电路中的电流变大,电流表示数变大;同理可知,当油面下降时,电流表示数变小,故B正确。
故选:B。
7.【解答】解:由电路图可知,R1与R2并联,C点位于干路,
因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,电阻R1、R2两端的电压关系为U1=U2,故AB错误;
因R1<R2,
所以,由I=UR可知,通过两个电阻的电流关系为IA>IB,故C错误;
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,IC>IB,故D正确。
故选:D。
8.【解答】解: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,
滑片向左移动时,接入电路的电阻变小,电路的总电阻变小,
由I=UR可知,电路中的电流变大,即电流表的示数变大,故C错误;
由U=IR可知,R1两端的电压变大,即电压表的示数变大,
由R=UI可知,电压表的示数和电流表的示数之比等于定值电阻R1的阻值,
则电压表与电流表示数之比不变,故AD错误,B正确。
故选:B。
9.【解答】解:由电路图可知,闭合开关S,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A测电路中的电流。
将滑动变阻器的滑片P向右移,变阻器R2接入电路中的电阻变大,电路的总电阻变大,
由I=UR可知,电路中的电流变小,即电流表A的示数变小,故A正确;
由U=IR可知,R1两端的电压变小,即电压表V1的示数变小,故B正确;
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V2的示数变大,故C错误;
因电压表V1与电压表V2的示数之和等于电源的电压,
所以,由电源两端的电压保持不变可知,电压表V1与电压表V2的示数之和保持不变,故D正确。
故选:C。
10.【解答】解:当滑片位于b端时,电路为R0的简单电路,电压表测电源的电压,电流表测电路中的电流,
此时电路中的电流最大,由图乙可知,电源的电压U=12V;
当滑片位于a端时,R0与R串联,电流表测电路中的电流,电压表测R0两端的电压,此时电路中的电流最小,
由图乙可知,电路中的电流I小=0.4A,U0=4V,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,滑动变阻器两端的电压:U滑=U﹣U0=12V﹣4V=8V,
则滑动变阻器的最大阻值:R=U滑I小=8V0.4A=20Ω;故A符合题意。
故选:A。
11.【解答】解:由电路图可知,滑动变阻器和灯泡并联,电压表测量并联电路两端的电压(电源电压),电流表A1测干路的电流,电流表A2测灯泡支路的电流;
由于电源电压不变,所以滑片移动时电压表V的示数不变;
因为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不变,即电流表A2的示数不变,灯泡亮度不变;
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大,根据欧姆定律可知,通过变阻器支路的电流变小;根据并联电路的电流特点可知,干路电流变小,即电流表A1示数变小;
综上所述,B正确。
故选:B。
12.【解答】解: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。
闭合开关S,各表均有一定示数,将滑动变阻器的滑片向右滑动到某一位置时,接入电路中的电阻变大,电路中的总电阻变大,
由I=UR可知,电路中的电流变小,由U=IR可知,R2两端的电压变小,即电压表V2的示数变小;
因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,R1两端的电压变大,即电压表V1的示数变大,因电源的电压不变,且两电压表的示数之和等于电源的电压,所以,电压表V2示数的减少量等于电压表V1示数的增加量,即△U1=△U2;
由R=UI可知,V2示数和电流表示数之比等于定值电阻R2的阻值,所以,V2示数和电流表示数之比不变;
综上所述,D正确,ABC错误。
故选:D。
二.填空题(共5小题)
13.【解答】(1)与丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,是因为玻璃棒失去负电子;
(2)丝绸摩擦过的玻璃棒接触金属球时,是箔片上的电子转移到玻璃棒上,所以②正确。
故答案为:失去;②。
14.【解答】解:(1)如图所示的电路中,闭合开关后,小灯泡发光,说明铅笔芯是导体;
(2)固定夹子A,左右移动夹子B,小灯泡的亮度会随着变化,这表明电路中的电流也发生变化,接入电路的电阻发生变化,即铅笔芯的电阻大小与长度有关。
故答案为:导体;长度。
15.【解答】解:(1)二极管的制作材料为半导体;
(2)LED是一种发光二极管,通过电流时不用经过加热灯丝、直接能够发光,即把电能直接转化成光能。
故答案为:半导体;光。
16.【解答】解:滑动变阻器是通过改变连入电路中电阻线的长度来改变电阻的大小;
电路中一根导线已经与滑动变阻器的B接线柱连接,当滑动变阻器的滑片P向左移动时,要使滑动变阻器的电阻变小,则变阻器接入电路中电阻线的长度要变短,所以另一根导线应该与C接线柱连接。
故答案为:C;长度。
17.【解答】解:当闭合开关S1、断开S2,滑片P移动到某﹣位置时,R1与R2和滑动变阻器串联,电流表和电压表指针的位置如图乙所示,
电压表测量滑动变阻器的电压,由于滑动变阻器最大的电流为1A,故此时电流表选择的小量程,为0.4A,
若滑动变阻器全部接入,此时滑动变阻器的电压最大,最大为U滑=IR=0.4A×20Ω=8V,
故电压表选择的是小量程,故此时电压表的示数为2V,则滑动变阻器的电阻为R滑=UI=2V0.4A=5Ω,
则根据串联电压规律可以列等式U总=0.4A×(R1+R2+R滑)=0.4A×(R1+11Ω)﹣﹣﹣﹣﹣﹣①,
当同时闭合开关S1、S2,滑动变阻器接入电路的阻值不变,此时电流表指针刚好达到所选量程的最大刻度值处,
R2被短路,只有滑动变阻器和R1接入电路,此时的电流为0.6A,
变阻器和R1接入电路,此时的电流为0.6A,
则可以列等式U总=0.6A×(R1+R滑)=0.6A×(R1+5Ω)﹣﹣﹣﹣﹣②,
联立①②解得R1=7Ω,
则电源电压:U=0.6A×(R1+R滑)=0.6A×( 7Ω+5Ω)=7.2V。
故答案为:7;7.2。
三.作图题(共1小题)
18.【解答】解:经分析可知,灯L1和L2并联,且开关S1和S2分别位于两支路上,电铃位于干路,干路上的开关S控制整个电路,电路图的连接如下图所示:
四.实验探究题(共6小题)
19.【解答】解:
(1)使用电流表前,要检查其指针是否对准零刻度线;所以应确保电流表指针对准零刻度线;闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移动到阻值最大处,即a端;
(2)闭合开关,将滑动变阻器的滑片逐渐向另一端移动时,变阻器连入电路的电阻变小,由电阻的串联特点可知电路的总电阻变小,由欧姆定律可知电流表示数变大;
(3)图乙中:电流表选用的是小量程,分度值为0.02A,示数为0.18A;
(4)保持滑片处于b端不动,电路中只有压敏电阻连入电路,由于电源电压不变,则压敏电阻两端的电压不变;
(5)分析图像中的数据可知:压力增大时,压敏电阻的阻值减小,所以,压敏电阻随压力增大而减小;
(6)利用该电路改装成一款电子秤,将电流表的表盘换成电子秤的表盘,由丙图可知电路中电流为0.6A时,物体的质量为2kg,所以,则原来0.6A的位置应刻成2kg;
由丙图可知电路中电流与砝码的总质量成正比,所以刻度线是均匀的;
由于电源电压和电流表的量程不变,则欧姆定律可知电路中总电阻的最小值不变,若将滑动变阻器的滑片向a端移动一些,滑动变阻器连入电路的电阻变大,根据电阻串联的特点可知压敏电阻的阻值变小,根据图丁可知:压敏电阻的阻值随压力的增大而减小,所以电子秤的量程变大。
故答案为:
(1)零;a; (2)大; (3)0.18; (4)不变; (5)减小;(6)2;均匀;变大。
20.【解答】解:(1)原电路中,变阻器上面两个接线柱连入电路是错误的,滑动变阻器应选择一上一下两个接线柱接入电路,要求滑动变阻器向右移灯泡变亮,说明滑片右移接入电路的电阻变小,所以选择右下接线柱接入电路,如图:
;
(2)闭合开关前,发现其中一个电表指针如图乙所示,出现这种现象的原因是使用前电表没有调零;
(3)由图可知电流表接入电路的量程为小量程,分度值为0.02A,示数为0.26A;
(4)灯泡电阻受温度的影响很大,求平均值无意义,所以不同意该做法;
(5)丙图中的B图象,随着电流的增大,电压减小,正好与A图象相反,符合滑动变阻器两端电压的变化规律,因此电压表接在了滑动变阻器两端;
(6)实验中测量灯泡两端的电压和通过灯泡的电流,根据欧姆定律计算灯泡的电阻,这种实验方法是伏安法;根据P=UI可知此实验装置还可以用来测量电功率的实验。
故答案为:(1)如图;(2)电表没有调零:(3)0.26:(4)不同意,灯泡电阻受温度的影响很大,求平均值无意义(5)电压表与滑动变阻器并联;(6)伏安;电功率。
21.【解答】解:(1)①根据甲图可知,电源为两节干电池串联,电压为3V,故电压表选用小量程并联在电阻两端,如下图所示:
;
②如图乙所示,电流表选用小量程,分度值0.02A,电流表示数为0.3A;
(2)在“探究电流与电阻的关系”时,将原来5Ω的电阻更换为10Ω后,电压表示数变大,因要控制电阻的电压不变,故应增大变阻器的电压,由分压原理使变阻器接入电路的阻值增大,从而保持电压表示数不变;
(3)实验步骤:
①只闭合开关S,断开开关S1,记录电压表示数为U;
②接着闭合开关S和S1,将变阻器滑片移动到最右端,记录电压表示数为U1;
③在①中,电压表与电源连通测电源电压U;
在②中,电压表测R0的电压,由欧姆定律,电路中的电流:
I=U1R0,根据串联电路的规律及欧姆定律,干电池电阻的表达式:
R=U−U1I=U−U1U1R0=U−U1U1×R0。
故答案为:(1)①如上图所示;②0.3;(2)增大;电压表;(3)③U−U1U1×R0。
22.【解答】解:(1)一节干电池电压1.5V,所以连接电路时,电压表应选0~3V量程;为了保护电路,闭合开关前滑动变阻器的滑片P应移到阻值最大处,即最左端;
(2)实验时,移动滑动变阻器的滑片P,记录多组电流表和电压表的示数,此时应注意避免电路造成短路,损坏电路元件;
(3)由图丁电流表使用的是0~0.6A量程,分度值0.02A,示数为0.2A,由U﹣I图像知:电压表示数为1.1V;
(4)由图可知:UV1=1.3V,I1=0.1A,UV2=1.1V,I2=0.2A,已知电源电压U=1.5V,
在闭合电路中由于:U=UV+Ir,所以:
U=UV1+I1r,U=UV2+I2r,
即:1.5V=1.3V+0.1A×r…①
1.5V=1.1V+0.2A×r…②
由①②解得:r=2Ω;
(5)图乙中,当S闭合后,滑动变阻器与干电池内部电阻r串联,此时电路中的电流为I、滑动变阻器的电阻为R,电源电压为U,干电池内部电阻为r,根据串联电路电阻关系和欧姆定律I=UR可知:
I=UR+r。
故答案为:(1)0~3V;(2)短;(3)0.2;1.1;(4)2;(5)UR+r。
23.【解答】解:(1)连接电路前,为保护电路,开关应该断开;
(2)滑动变阻器采用一上一下的接法;滑片往左移动时,电流表的示数变大,滑动变阻器阻值变小,故滑动变阻器应接左下接线柱,如下图所示:
;
(3)电流表无示数,说明电路中存在断路故障;电压表的指针有明显偏转,则电压表与电源两极相连,所以故障是电阻R断路;
(4)通常情况下要进行多次测量并取平均值,其目的是减小误差;
(5)因为灯丝电阻随温度的变化而变化,不是一个定值,所以求平均值得到了小灯泡的电阻,这种数据处理方式是不合理的;
(6)必须根据串联电路电流与电压的关系得出Rx阻值,说明定值电阻R0与待测Rx电阻串联,通过开关的转换,得到两次电流,则开关应该与Rx并联,如下图所示;
;
①先闭合开关S,读出电流表的示数I1,此时Rx被短路,电路为简单电路,根据欧姆定律可知,电源电压为:
U=I1R0……①,
②再断开开关S,读出电流表的示数I2,根据串联电路电压特点和欧姆定律可知:
U=I2R0+I2Rx……②
由①②两式可得:
Rx=I1−I2I2⋅R0。
故答案为:(1)断开;(2)如上图所示;(3)断路;(4)减小误差;(5)灯丝的电阻受温度的影响是变化的,求平均值无意义;(6)如上图所示;③I1−I2I2⋅R0。
24.【解答】解:(1)连接电路时,为保护电路,开关应该断开;闭合开关前,滑动变阻器的滑片应位于阻值最大处,即最左端;闭合开关后电流表示数为零,电压表示数接近电源电压,说明电压表串联接入电路,则与电压表并联部分的电路断路,所以电路故障是灯泡断路;
(2)小灯泡两端电压与通过它的电流的比值就是小灯泡的电阻,由表格数据知,小灯泡的电阻不是定值,所以小灯泡两端电压与通过它的电流的比值不是常数;
灯泡的电压不同,电流不同,电阻不同,将不同电压下不同的电阻取平均值是没有意义的,也是错误的;
滑动变阻器接入电路的阻值减小,此时灯泡的阻值变大,但电路中的电流变大,可知电路中的总电阻变小,所以变阻器减小的阻值大于灯泡增大的阻值,ΔR1>ΔR2;
(4)根据R=UI可知,由于电源电压不知,故应该选取电压表,结合一定值电阻,即可测量待测电阻大小,
因为准确测量出当温度在32℃时热敏电阻R的阻值,
由曲线图可知,待测电阻大小在100Ω~200Ω之间,根据串联电路分压特点可知电阻越大分得的电压越大,当选取R1时,电源电压几乎全加在待测电阻两端,定值电阻不起作用,故应该选择R2定值电阻;
故选择器材有BD。
故答案为:(1)断开;左;灯泡断路;(2)错误;灯泡的电阻随温度的升高而增大;(3)>;(4)BD。
五.计算题(共4小题)
25.【解答】解:由电路图可知,闭合开关S,R与R0串联,电压表测R0两端的电压。
(1)当传感器承受的压力为0N时,电压表的示数为1V,
由图乙可知,压力传感器的阻值R=30Ω,
因串联电路中各处的电流相等,
所以,电路中的电流:I=U0R0=1V10Ω=0.1A,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,电源电压:U=IR总=I(R+R0)=0.1A×(30Ω+10Ω)=4V;
(2)当传感器承受的压力为0N时,浮力柱处于漂浮状态,受到的浮力:F浮=G=40N,
由F浮=ρ液gV排可得,浮力柱排开水的体积:V排=F浮ρ水g=40N1.0×103kg/m3×10N/kg=4×10﹣3m3=4000cm3,
浮力柱浸入水中的深度:h浸=V排S=4000cm3500cm2=8cm,
则当水位高度至少为8cm时,传感器开始承受到浮杆的压力;
(3)当水位上升到40cm时,浮力柱排开水的体积:V排′=Sh浸′=500cm2×40cm=2×104cm3=2×10﹣2m3,
浮力柱受到的浮力:F浮′=ρ水gV排′=1.0×103kg/m3×10N/kg×2×10﹣2m3=200N,
传感器承受的压力:F=F浮′﹣G=200N﹣40N=160N,
由图乙可知,压力传感器的阻值R′=10Ω,
此时电路中的电流:I′=UR总'=UR'+R0=4V10Ω+10Ω=0.2A,
则此时电压表的示数:U0′=I′R0=0.2A×10Ω=2V。
答:(1)电源电压是4V;
(2)当水位高度至少为8cm时,传感器开始承受到浮杆的压力;
(3)当水位上升到40cm时,报警器开始报警,则此时电压表的示数是2V。
26.【解答】解:(1)平板上物体对平板的压力:FA=G=100N,
由题知,OA:AB=1:4,则OA:OB=1:5,
由杠杆平衡条件FA×OA=FB×OB得杠杆B点受到的压力:FB=15FA=15×100N=20N,
由于力的作用是相互的,压力传感器受到的压力为20N,
由R的阻值随所受压力F变化关系图像得:R=20Ω,
压力传感器和定值电阻串联接入电路,串联电路总电阻等于各分电阻之和,由欧姆定律得:I=UR总=UR+R0,即12V20Ω+R0=0.4A,解得:R0=10Ω;
(2)由图可知当平板空载时,压力传感器的阻值为70Ω,此时通过电路的电流:I′=UR总'=UR'+R0=12V70Ω+10Ω=0.15A;
(3)电流表的量程为0~0.6A,所以通过电路的最大电流为0.6A,
则电路的最大功率:P=UI大=12V×0.6A=7.2W,当电路输出电功率为电路输出最大电功率的0.5倍时,P″=0.5P=0.5×7.2W=3.6W,
此时通过电路的电流:I″=P″U=3.6W12V=0.3A,
该电路的总电阻:R总″=UI″=12V0.3A=40Ω,
此时压力传感器的阻值为:R″=R总″﹣R0=40Ω﹣10Ω=30Ω,由乙图可知压力传感器R受到的压力为16N;
(4)电源用久后电压变小,电路中电流变小,若要求此时平板上重为100N的物体对应的电流表示数和电源电压为12V的情况下相同,则需减小压力传感器的电阻,就要增大压力传感器受到的压力,其它条件不变,由杠杆平衡条件可知,需向左移动A触点,设调节距离为L,此时压力传感器阻值为R′,
可得:U1=IR总′=I(R′+R0),
即,9V=0.4A×(R′+10Ω),
解得R′=12.5Ω,从图像可知传感器受到的压力为:23N,
由于力的作用是相互的,杠杆B点受到的压力:FB′=23N,
由杠杆平衡条件可得:
FB′×OB=FA×(OA+L),
23N×1m=100N×(15×1m+L),
解得:L=0.03m=3cm。
答:(1)定值电阻R0的阻值为10Ω;
(2)当平板空载时,电流表的示数为0.15A;
(3)当电路输出电功率为电路输出最大电功率的0.5倍时,压力传感器R受到的压力为16N;
(4)如果只水平调节杠杆上触点A的位置,则触点A应向左移动,移动3cm。
27.【解答】解:(1)由电路图可知,灯泡与滑动变阻器R1串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,且灯正常发光,
所以,电源的电压:
U=UL+U1=IRL+U1=0.5A×5Ω+2V=4.5V;
(2)由题意可知,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,
因串联电路中各处的电流相等,
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,
此时电路中的总电阻:
R总=UI大=Ω,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,变阻器接入电路中的最小阻值:
R1小=R总﹣RL=9Ω﹣5Ω=4Ω,
当电压表的示数U1大=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小=U﹣U1大=4.5V﹣3V=1.5V,
此时电路中的电流:
I小=UL小RL=U1大R1大,即1.5V5Ω=3VR1大,
解得:R1大=10Ω,
所以,滑动变阻器在此电路中允许的调节范围为4Ω~10Ω;
(3)因滑动变阻器允许通过的最大电流为1A,
所以,由图乙可知,电流表的量程为0~0.6A,此时电路中的电流I1=0.5A,
若电压表的量程为0~15V其示数为12V,电压表的量程为0~3V其示数为2.4V,
则滑动变阻器接入电路中的电阻:
R1′=U1'I'=12V0.5A=24Ω>10Ω,R1′=U1'I'=Ω<10Ω,
所以,电压表的量程为0~3V,示数为2.4V;
①设电流表达到满量程,则电流表示数增大了△I=0.6A﹣0.5A=0.1A,
电压表示数减小了△U=2.4V−23×3V=0.4V,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,R2两端电压表示数的变化量和电压表示数的变化量相等,
则定值电阻的阻值R2=△U△I=Ω;
②设电压表达到满量程,则电压表示数增大了△U=3V﹣2.4V=0.6V,
电流表示数减小了△I=0.5A−23×0.6A=0.1A,
则定值电阻的阻值R2=△U△I=Ω。
答:(1)此时的电源电压为4.5V;
(2)滑动变阻器在此电路中允许的调节范围为4Ω~10Ω;
(3)定值电阻R2的可能值是4Ω或6Ω。
28.【解答】解:(1)当开关S3闭合,S1、S2都断开时,R1与R2串联,电流表测电路中的电流,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,由I=UR可得,电源电压:
U=I(R1+R2)=0.2A×(10Ω+20Ω)=6V;
(2)当开关S3断开,S1、S2都闭合时,R1与R2并联,电流表测干路电流,
因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和,
所以,电路的总电阻:
R=R1R2R1+R2=10Ω×20Ω10Ω+20Ω=203Ω,
则干路电流表的示数:
I′=UR=6V203Ω=0.9A。
答:(1)电源电压为6V;
(2)当开关S3断开,S1、S2都闭合时,电流表的示数为0.9A。
电压/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
电流/A
0.10
0.16
0.20
0.23
0.25
0.27
电阻/Ω
5.0
6.3
7.5
8.7
10.0
11.1
平均电阻/Ω
8.1
实验序号
电压表示数/V
电流表示数/A
电阻/Ω
灯丝电阻/Ω
1
1.5
0.22
6.8
R=6.8+8.3+9.43=8.2
2
2.5
0.30
8.3
3
3.0
0.32
9.4
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