05电流电路电压电阻欧姆定律-山东省聊城市五年(2018-2022)中考物理真题分类汇编
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一、单选题
1.(2022·山东聊城·中考真题)小聪设计并组装了一个智能门锁灯电路,只有在夜间且有人摸门把手时,锁孔旁的灯才亮,从而方便夜间开锁。它利用感应开关(有人摸门把手时,闭合;无人摸门把手时,断开)和光敏开关(天暗时闭合,天亮时断开)控制电路,下列符合这种“智能”要求的电路图是( )
A. B.
C. D.
2.(2022·山东聊城·中考真题)甲、乙、丙三个轻质小球用绝缘细线悬挂,相互作用情况如图所示。如果丙带正电,则甲( )
A.一定带正电 B.一定带负电 C.一定不带电 D.可能带正电
3.(2022·山东聊城·中考真题)以下说法正确的是( )
A.只有正电荷的定向移动才能形成电流
B.金属容易导电是因为内部有大量电子
C.导体的电阻越大,导体对电流的阻碍作用越大
D.电流通过用电器产生的热量等于消耗的电能
4.(2019·山东聊城·中考真题)在小明的卧室里,同一盏吊顶灯用两个开关控制,一个安装在进门处,另一个安装在床头附近.操作任意一个开关均能独立地开灯和关灯,下面四幅图中能够满足要求的是(其中A中的S1及C中的S1,S2为单刀双掷开关)
A. B.
C. D.
5.(2018·山东聊城·中考真题)下列说法中正确的是( )
A.二极管是用半导体材料制成的
B.光盘是用磁性材料制成的
C.建筑物上的避雷针是用绝缘材料制成的
D.在橡皮泥上能留下漂亮的指印,说明橡皮泥具有弹性
6.(2018·山东聊城·中考真题)如图是常用的带有多插孔的插排.小明家插排的指示灯已经损坏,但闭合开关后插孔上连接的用电器仍可以正常工作.某一天小明家装修时将切割机插入插排,切割机工作时,家中的空气开关出现了“跳闸”现象.则下列说法中正确的是( )
A.插排上的插孔与指示灯是串联关系
B.“跳闸”的原因一定是电路发生了断路
C.“跳闸”的原因一定是电路发生了短路
D.“跳闸”的原因可能是电路总功率过大
7.(2021·山东聊城·中考真题)关于家庭电路和安全用电,下列说法正确的是( )
A.不高于220V的电压对人体都是安全的
B.闭合教室里一个开关,三盏灯同时亮,说明这三盏灯是串联的
C.使用试电笔时不能接触笔尾的金属体
D.家庭电路中电流过大导致空气开关跳闸,原因是电路短路或者总功率过大
8.(2019·山东聊城·中考真题)如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P向左滑动时,下列判断正确的是
A.电压表V1示数变小
B.电压表V2示数不变
C.灯泡L的亮度不变
D.电压表V1与电流表A示数比值变小
9.(2018·山东聊城·中考真题)如图,R为光敏电阻,其阻值随光照强度的增大而减小,R1是定值电阻.闭合开关,逐渐增大光敏电阻上的光照强度,电表示数变化情况是( )
A.电流表示数变小,电压表示数变大
B.电流表示数变大,电压表示数变小
C.电压表和电流表示数的比值将变小
D.电流表和电压表示数均变大
二、多选题
10.(2020·山东聊城·中考真题)电冰箱是现代家庭的常用电器,它内部的电路元件主要包括压缩机(其主要部件是电动机)和冷藏室内的照明灯。如图是一台能正常工作的电冰箱的简化电路图,下列判断正确的是( )
A.电路图中的照明灯与电动机是串联的
B.冰箱门关闭时,灯开关断开,照明灯熄灭
C.冰箱内温度降低到设定温度时,电动机停止工作
D.电动机利用了电磁感应的原理使线圈转动起来
11.(2021·山东聊城·中考真题)如甲图所示的电路,在滑动变阻器 R1的滑片从 A 端向 B 端滑动的过程中,电压表与电流表示数的变化关系如乙图所示,下列说法正确的是( )
A.滑动变阻器的最大电阻为20Ω
B.R2的阻值为20Ω
C.电源电压为4.5V
D.该电路消耗的最大电功率为0.45W
12.(2019·山东聊城·中考真题)有一只标有“6V 3W”字样的灯泡A和一只定值电阻B,A和B的电流随两端电压变化关系的图象如图甲所示.则正确的有
A.定值电阻B的阻值为6Ω
B.将A、B串联接在9V电源两端,灯泡A正常发光
C.将A,B井联接在6V电源两端,10s内电路消耗的电能是30J
D.将A与一个滑动变阻器串联接在6V电源两端,如图乙所示,当灯泡的功率与滑动变阻器的功率相等时,滑动变阻器的功率为0.9W
三、填空题
13.(2021·山东聊城·中考真题)和毛皮摩擦过的橡胶棒带______电荷;如图所示,将这根摩擦后的橡胶棒接触验电器的金属球,金属箔片张开,是因为______。
14.(2020·山东聊城·中考真题)如图所示,两只气球自由地悬挂在空中,下面两种方法都能使两气球靠拢:
方法一、向两气球中间吹气;这是因为在气体中,流速大的位置,压强______;
方法二、把丝绸摩擦过的玻璃棒放在两气球之间;这是因为玻璃棒摩擦后______,能吸引轻小物体。
15.(2020·山东聊城·中考真题)小明用如图所示的电路“探究电流与电压的关系”,所用电源电压为4.5V,闭合开关S时,发现电压表无示数,但电流表有示数,电路故障可能是电阻R1______(选填“断路”或“短接”)。排除故障后,他移动滑动变阻器的滑片,发现当电压表示数是1.2V时,电流表示数是0.30A;继续移动滑片,使电压表示数从1.2V增加到2.4V,那么该过程中滑动变阻器R2连入电路的阻值减小了______Ω。
16.(2021·山东聊城·中考真题)针对新冠疫情,我国采取了各项措施,例如图甲所示,在公共场所的入口设有自动测温设备,当人通过时,可以显示出人的体温,受其启发,小明同学为学校的图书馆设计了“自动测温门”,电路如图乙所示,R是定值电阻,Rt是一个由半导体材料制成的热敏电阻,其阻值随温度变化关系如图丙所示,电源电压不变,则被测者体温越高,电流表的示数______(选填“越大”或“越小”),电压表的示数______(选填“越大”或“越小”)。
四、实验题
17.(2022·山东聊城·中考真题)如图甲所示,小聪同学设计了用“伏安法”测电阻的实验。
(1)同组的小丽发现他的连接中有一处错误,而且只需改动一根导线的连接,就可以顺利进行实验。请你在需要改动的导线上打“×”,并用笔画线代替导线画出正确的接线;( )
(2)电路连接正确后,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应该滑到最______(选填“左”或“右”)端;
(3)小聪闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P时,发现两个电表只有一个有示数,初步检查确认,电路接线完好,两个电表均无故障,则发生故障的元件应是______(填字母);
A.电源 B.滑动变阻器 C.定值电阻R D.开关
(4)排除故障后,小聪正常进行实验并将实验数据记录在下表中。若第2次测量时电流表的示数如图乙所示,为______,根据三次实验数据可得定值电阻______(结果保留一位小数);
实验次数
电压
电流
电阻
1
1.5
0.16
9.4
2
2.0
3
2.5
0.24
10.4
(5)在物理实验中,经常要对物理量进行多次测量,下列实验与本次实验进行多次测量的目的相同的是______(填字母)。
A. 用刻度尺测量作业本的长度
B. 探究同种物质的质量与体积的关系
C. 测量小灯泡的电功率
18.(2021·山东聊城·中考真题)小华同学在“探究电流与电阻关系”的实验时,电阻R有5Ω、10Ω、20Ω三种规格,滑动变阻器有型号一“20Ω、2A”和型号二“50Ω、1A”两种规格,电源电压保持6V不变,他设计的电路图如图甲所示。
(1)根据电路图,用笔画线将乙图的实物图连接完整______;
(2)小华完成第一次实验后,做第二次实验时将电阻由5Ω更换为10Ω,闭合开关,应调节滑动变阻器的滑片P______(选填“A”或“B”)端移动,直到______为止,按照同样的方法,完成了第三次实验,三次实验的数据如下表所示,整个实验过程中应选择型号______的滑动变阻器;
(3)根据实验数据,小华得到如下实验结论:______;
次数
第一次
第二次
第三次
电阻R/Ω
5
10
20
电流I/A
0.4
0.2
0.1
(4)利用这个电路还能完成的实验有:______。(写出一条即可)
19.(2020·山东聊城·中考真题)小明做“测量小灯泡的电阻”实验时,使用的小灯泡额定电压为2.5V,电源电压为3V。小明现已连接了部分电路,如图甲所示。
(1)在已连接的电路中,有一不当之处是______;
(2)请用笔画线代答导线。将图甲中的电路连接完整;______
(3)当小灯泡正常发光时,电流表的示数如图乙所示,电流大小为______A。小灯泡正常发光时的电阻为______Ω(电阻的计算结果保留一位小数);
(4)小明的实验记录和有关计算如下表所示。从表格设计看,小明计划把四次电阻的平均值作为小灯泡的电阻值。他认为这样可以减小误差。你认为小明的做法是______(选填“正确”或“错误”)的。从表中数据看,不同电压下小灯泡的电阻值不同,这是灯丝电阻______影响导致的。
实验序号
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
电阻平均值R/Ω
1
2.5
2
2.1
0.26
8.1
3
1.7
0.24
7.1
4
1.3
0.21
6.2
20.(2018·山东聊城·中考真题)在“探究电流与电压的关系”的实验中,
(1)请在方框中画出能够改变定值电阻的电压、并可以同时测量电压和电流的电路图____
(2)通过实验记录电流表、电压表的示数如下表所示
R=10Ω
对表中数据进行分析,你认为错误的数据是实验序号_____,排除错误数据,可归纳得出的结论是_____.
(3)如果想用此电路继续探究“电流与电阻的关系”,每次更换电阻后,可以通过调节_____,使电阻两端的电压不变.实验得出的结论是_____.
五、计算题
21.(2022·山东聊城·中考真题)如图所示,电源电压和小灯泡的灯丝电阻均保持不变。为的定值电阻,小灯泡上标有“”字样,滑动变阻器上标有“”字样,电流表使用的量程为。当所有开关都闭合,滑动变阻器的滑片移到最上端时,小灯泡正常发光,此时电流表的示数为。求:
(1)小灯泡的额定功率;
(2)开关、闭合,,断开时,定值电阻两端的电压;
(3)开关、闭合,,断开时,为了保证测量精确,要求电流表示数不小于其量程的,求滑动变阻器连入电路的最大阻值。
22.(2021·山东聊城·中考真题)如图甲所示,是通过小灯泡的电流随其两端电压变化关系的图像。将小灯泡连接到如图乙所示的电路中,已知电源电压保持3V不变,小灯泡的额定电流是0.3A,R1=20Ω, R2标有“30Ω、2A”字样。
(1)求小灯泡正常发光时的电阻;
(2)同时闭合开关 S、S2,断开 S1,调节滑动变阻器的滑片使电压表的示数为1V,求此时滑动变阻器 R2的电阻;
(3)同时闭合开关 S、S1和 S2,当滑动变阻器的滑片调至最左端时,求此时整个电路工作 lmin消耗的电能;
(4)在电路通电的情况下,调整开关 S1、S2的开闭状态,并移动滑动变阻器的滑片,求整个电路消耗的最小电功率。
23.(2020·山东聊城·中考真题)如图所示,电源电压保持不变,闭合开关S1、S2,将滑动变阻器的滑片P移到a端时,灯泡正常发光,电压表V的示数为6V,电流表A2的示数为0.4A。只闭合开关S1。将滑动变阻器的滑片P移到b端时,电流表A1的示数为0.2A,灯泡的实际功率为0.4W(不考虑温度对灯丝电阻的影响)。求:
(1)电阻R1的阻值;
(2)灯泡L的额定功率;
(3)滑动变阻器R2的最大阻值。
24.(2019·山东聊城·中考真题)如图所示,电源电压恒为12V,小灯泡上标有“6V 3.6W“字样且灯丝电阻保持不变,当只闭合S、S1时,小灯泡正常发光;当所有开关都闭合,滑动变阻器的滑片滑到最右端时,电流表A的示数是1.8A.求:
(1)定值电阻R1的阻值;
(2)滑动变阻器R2的最大阻值;
(3)小灯泡通电时消耗的最小电功率.
25.(2018·山东聊城·中考真题)如图所示电路,电源电压保持不变,定值电阻R1=20Ω,R2=10Ω,R是滑动变阻器.当滑动变阻器滑片P移动到最右端,开关S1闭合,开关S2断开时,电流表的示数为0.3A;当滑动变阻器滑片P移动到中点时,开关S1闭合S2断开时,电压表的示数为U1,保持滑动变阻器滑片P位置不变,开关S2闭合S1断开时,电压表的示数为U2,且U1:U2=2:3,求:
(1)电源电压_____;
(2)滑动变阻器的最大阻值______;
(3)要使整个电路消耗的电功率为最小,请写出:开关S1、S2的开闭状态,滑动变阻器滑片P移动到的位置,并计算出最小电功率是多少_____?
参考答案:
1.B
【解析】
【详解】
智能门锁灯电路,只有在夜间且有人摸门把手时,锁孔旁的灯才亮,从而方便夜间开锁。有人摸门把手时闭合,天暗时闭合,即只有两个开关同时闭合,电路才能工作;
A.开关S2闭合时电源短路,不符合安全用电的要求,故A不符合题意;
B.开关S1、S2同时闭合时,灯泡才能发光,故B符合题意;
C.开关S1闭合时电源短路,不符合安全用电的要求,故C不符合题意;
D.闭合任何一个开关灯泡都发光,两个开关都闭合时,灯泡也发光,故D不符合题意。
故选B。
2.B
【解析】
【详解】
如果丙带正电,图中乙、丙相互吸引,根据异种电荷相互吸引、带电体具有吸引轻小物体的性质可知,乙可能带负电或不带电,图中甲、乙相互排斥,说明甲、乙一定带同种电荷,则乙带负电,则甲一定也带负电,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
3.C
【解析】
【详解】
A.电荷的定向移动形成电流,不管是正电荷还是负电荷只要是发生定向移动都能形成电流,故A错误;
B.金属容易导电,是因为金属内部有大量的自由电子,自由电子定向移动时可以形成电流,故B错误;
C.电阻表示导体对电流阻碍作用的大小,导体的电阻越大,表示导体对电流的阻碍作用越大,故C正确;
D.用电器把电能转化成了各种形式的能,而内能只是其中的一种,故D错误。
故选C。
4.C
【解析】
【详解】
A、图中S1为单刀双掷开关,S2为单刀开关,当S2断开时,无论S1往哪个方向掷,灯泡都不能发光,故不能满足要求;
B、图中两个单刀开关串联,相互影响,只有两个开关都闭合时,灯泡才发光,故不能满足要求;
C、图中S1和S2为单刀双掷开关,S1接1时灯泡不发光,S1接2时灯泡发光;S2接1时灯泡发光,S2接2掷时灯泡不发光,任意一个开关都可以开灯、关灯,故可以满足要求;
D、图中两个单刀开关并联,闭合S1或S2都能使灯泡发光,但是只有两个开关都断开时,灯泡才熄灭,故不能满足要求.
5.A
【解析】
【详解】
A、电视机集成电路中使用的二极管是用半导体材料制成的,故A正确;B、光盘是利用光来进行工作的,它在光驱中利用激光头发出的光来读取信息,没有用到磁性材料,故B错误;C、现代建筑物上的避雷针是用导体材料制成的,故C错误;D、橡皮泥发生形变后不能恢复原状,不是弹性形变,故D错误.故选A.
点睛:(1)二极管是半导体材料制成的;(2)磁性材料在我们生活中应用广泛,如:磁带、磁卡、磁盘、收音机里面的天线磁棒、录音机的磁头等;(3)根据导电性的不同,材料可分为导体,半导体,绝缘体三大类,容易导电的物体叫导体,不容易导电的物体叫绝缘体,导电性能介于导体与绝缘体之间的叫半导体;(4)物体发生形变后,不能恢复原状的性质叫塑性.
6.D
【解析】
【详解】
A、插排上的插孔与指示灯是并联的,故A错误;BCD、小明家将切割机插入插排,切割机工作时,家中的空气开关出现了“跳闸”现象,这说明切割机的功率过大,造成干路中电流过大,故D正确,BC错误.故选D.
点睛:插座中接入的所有用电器是并联的,开关处于干路上;电流过大的原因是短路或总功率过大.
7.D
【解析】
【详解】
A.对人体安全的电压是不高于36V,故A错误;
B.教室中的灯工作时互不影响,是并联连接,闭合开关,灯同时亮,是因为开关接在干路上,可同时控制所有的灯,故B错误;
C.使用试电笔时,不能接触笔尖金属体,但手要与笔尾金属体接触,才能构成回路,接触火线时,氖管才能发光,故C错误;
D.家庭电路中空气开关跳闸是电路中的电流过大引起的,而造成电流过大的原因有:一是电路短路,因为电路电压一定,短路时,电路中的电阻几乎为0,则电流非常大;二是总功率过大,据P=UI知,电路电压一定时,电路的总功率越大,电路中的总电流也越大。故D正确。
故选D。
8.D
【解析】
【详解】
A. 由电路图可知,灯泡L与滑动变阻器R串联,电压表V1测电源两端的电压,电压表V2测R两端的电压,电流表测电路中的电流,因电源电压保持不变,所以,滑片移动时,电压表V1示数不变,故A错误;
B. 变阻器接入电路中的电阻变小,由串联电路的分压特点可知,R两端分得的电压变小,即电压表V2示数变小,故B错误;
C. 电源电压不变,R两端分得的电压变小,则灯泡L两端的电压变大,因灯泡的亮暗取决于实际功率的大小,所以,由P=UI可知,灯泡的实际功率变大,灯泡变亮,故C错误;
D. 当滑动变阻器的片P向左滑动时,变阻器接入电路中的电阻变小,电路的总电阻变小,由可知,电路中的电流变大,即电流表A的示数变大,则电压表V1与电流表A示数比值变小,故D正确.
9.D
【解析】
【详解】
(1)由图知,两电阻串联,电压表测定值电阻R1的电压,电流表测电路中的电流;逐渐增大光敏电阻上的光照强度,由题意可知光敏电阻R的阻值减小,则电路的总电阻变小,由欧姆定律可知,电流变大,即电流表示数变大;根据U=IR可知,定值电阻R1的电压变大,即电压表示数变大,故D正确,AB错误.(2)由欧姆定律可知,电压表和电流表示数的比值等于定值电阻R1的阻值,则该比值保持不变,故C错误.故选D.
点睛:(1)分析电路的连接及电表测量的量,根据已知条件分析R减小,由电阻的串联判断总电阻变化,由欧姆定律,确定电路电流变化;根据U=IR分析R1的电压变化,根据串联电路电压的规律,R的电压即电压表示数变化;(2)由欧姆定律分析电压表和电流表示数的比值变化.
10.BC
【解析】
【详解】
AB.由图可知,电路是两条支路,一条是温控开关控制电动机,另一条是灯开关控制照明灯,电动机和照明灯是并联的,冰箱门关闭时,灯开关断开,照明灯不亮,故A错误,B正确;
C.冰箱内温度降低到设定温度时,温控开关自动断开,电动机停止工作,故C正确;
D.电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的,故D错误。
故选BC。
11.AC
【解析】
【详解】
A.如图,两个电阻串联,电压表测变阻器R1两端的电压,滑片P在最左端时,电路中电阻最大,电流最小为0.15A,滑片在最右端时电路中电阻最小,电流最大为0.45A,所以
故A正确;
BC.滑片在最左端时, 电源电压
①
滑片在最右端时,电源电压
②
联立①②解得
,
故B错误,C正确;
D.电路中的最大功率
故D错误。
故选AC。
12.ABD
【解析】
【详解】
A、由图象B知,当电压为6V时通过定值电阻的电流为1A,由可得,定值电阻B的阻值,故A正确;
B、A与B串联时,通过它们的电流相等,由图象知,当通过它们的电流为0.5A时,UA=6V,UB=3V,且它们的电压之和等于9V,符合题意,UA=U额=6V,所以A能正常发光,故B正确;
C、将A、B并联接在6V电源两端时,UA=UB=6V,由图象知,此时IA=0.5A,IB=1A,所以干路电流I=IA+IB=0.5A+1A=1.5A,10s内电路消耗的电能:,故C错误;
D、A与滑动变阻器串联时的电流相等,且A与滑动变阻器功率相等,由P=UI可知UA=U滑,而UA+U滑=6V,所以UA=3V,由图象知,此时通过A的电流为0.3A,所以,故D正确.
13. 负 同种电荷相互排斥
【解析】
【详解】
[1]毛皮和橡胶棒摩擦时,毛皮束缚电子的本领弱,失去电子带正电,橡胶棒得到电子带负电。
[2]将这根摩擦后的橡胶棒接触验电器的金属球,橡胶棒上的电子转移到验电器的两个金属箔上,金属箔片因带同种电荷而相互排斥而张开。
14. 小 带了电(荷)
【解析】
【详解】
[1]向两气球中间吹气,气球中间流速较大,压强较小,气球外侧流速较小,压强较大,气球在压强差的作用小向中间靠拢。
[2]把丝绸摩擦过的玻璃棒放在两气球之间,玻璃棒摩擦后带了电(荷),因为带电体能吸引轻小物体,所以两气球靠拢。
15. 短接 7.5
【解析】
【详解】
[1]如图所示电路串联,电压表测定值电阻R1两端电压,电流表测电路电流,闭合开关S时,发现电流表有示数,说明电路中有电流通过,故障不可能为断路;电压表无示数,说明电压表测量部分短路,即电阻R1被短接。
[2]当电压表示数是1.2V时,电流表示数是0.30A时,由可得定值电阻R1阻值
根据串联分压可得此时滑动变阻器R2两端电压
则由可得此时滑动变阻器接入阻值
继续移动滑片,使电压表示数从1.2V增加到2.4V,则定值电阻R1两端电压为2.4V,此时电路电流为
根据串联分压可得此时滑动变阻器R2两端电压
则由可得此时滑动变阻器接入阻值
则该过程中滑动变阻器R2连入电路的阻值减小了
16. 越大 越小
【解析】
【详解】
[1][2]由电路图可知定值电阻R与热敏电阻Rt串联,电压表测Rt两端的电压,电流表测电路中的电流。由图丙可知,被测者体温越高,Rt的阻值变小,电路中的总电阻变小,由可知,电路中的电流变大,即电流表的示数变大;由U=IR可知,定值电阻R两端的电压变大,由串联电路的电压特点知,Rt两端的电压变小,即电压表的示数变小。
17. 右 C 0.20 9.9 A
【解析】
【详解】
(1)[1] 用“伏安法”测电阻时,电压表应与定值电阻并联,由图甲可知,电压表接在定值电阻与滑动变阻器两端,测定值电阻与滑动变阻器串联电压,即电源电压,电压表连接错误,电压表应并联在定值电阻两端,电路图如图所示
(2)[2]为保护电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应调到最大值,即右端。
(3)[3]A.若电源有故障,电流表和电压表都无示数,故A不符合题意;
B.若滑动变阻器有故障,两表同时有示数或无示数,故B不符合题意;
C.若定值电阻R有故障,若断路,电压表有示数,电流表无示数;若短路,电压表无示数,电流表有示数,故C符合题意;
D.若开关有故障,两表同时有示数或无示数,故D不符合题意。
故选C。
(4)[4]由图乙知,电流表的量程为0-0.6A,分度值为0.02A,示数为0.2A。
[5]由表中数据可计算第2次实验电阻的阻值
则定值电阻R的阻值
即三次实验数据可得定值电阻的阻值为9.9Ω。
(5)[6]本实验多次测量是为了取平均值是为了提高测量的准确度,减小误差;
A.用刻度尺测量物理课本的长与宽,需要多次测量,是为了取平均值减小误差,故A符合题意;
B.探究同种物质的质量与体积的关系时,也需要多次测量得到多组数据,分析数据从而得到一个普遍规律,故B不符合题意;
C.测量小灯泡的电功率时,也需要多次测量,是为了探究灯泡亮度与实际功率的关系,找到普遍规律,故C不符合题意。
故选A。
18. B 电压表示数到2V 二 电压一定时,通过导体的电流跟导体的电阻成反比 探究电流和电压的关系(测量导体的电阻、测量导体的电功率)
【解析】
【详解】
(1)[1]电压表的负接线柱和电阻丝左边接线柱相连,滑动变阻器向右滑动时电阻变大,所以电阻丝右边接线柱应和滑动变阻器的A接线柱相连。作图如下:
(2)[2][3]探究电流与电阻的关系时,应当保持被测电阻两端的电压不变,将5Ω的电阻更换为10Ω的电阻后,电路中电阻变大,电流变小,滑动变阻器两端的电压变小,被测电阻两端的电压变大,所以滑动变阻器应当向右移动,即向B端移动,直到电压表的示数为2V(根据从表中可以看出定值电阻两端电压恒为2V)。
[4]因为定值电阻两端电压为2V,根据串联电路电压特点,可得滑动变阻器两端电压
再根据串联电路分压特点“阻比压比”,电压比为1:2固定,定值电阻阻值越大,滑动变阻器的阻值也就越大。所以当定值电阻为20Ω时,滑动变阻器阻值最大,为40Ω,故选型号二滑动变阻器。
(3)[5]由表中数据可知,电流随电阻的增大而减小,且电流与电阻的乘积为一定值。所以结论是电压一定时,通过导体的电流跟导体的电阻成反比。
(4)[6]此电路图是“伏安法”实验的电路图,可以利用此电路探究电流和电压的关系,测量导体的电阻和电功率。
19. 开关闭合 0.28 8.9 错误 温度
【解析】
【详解】
(1)[1]连接电路时,为了保护电路,开关要断开,图甲中开关是闭合的,是错误的。
(2)[2]电压表和灯泡并联,如图所示:
(3)[3]电流表的示数如图乙所示,选择小量程,分度值是0.02A,电流大小为0.28A。
[4]灯泡正常发光时的电阻为
R=≈8.9Ω
(4)[5][6]由表中数据可知,不同电压下小灯泡的电阻值不同,由于灯丝的电阻与温度有关,所以不能将四次电阻的平均值作为小灯泡的电阻值,小明的做法是错误的。
20. 见解析 5 在电阻一定时,电流与电压成正比 滑动变阻器 在导体两端电压一定时,电流与电阻成反比
【解析】
【详解】
(1)实验中要能够改变定值电阻的电压需要用滑动变阻器测量电压用电压表,测量电流用电流表,电路如图:
(2)根据数据分析可知,随着电压的增大电流在增大,并且电压与电流的比值为=﹣﹣﹣=10,所以第5次实验中的电流数应当是错误的,应该为0.28A,并且可以看出在电阻一定时,电流与电压成正比;(3)要探究“电流与电阻的关系”,每次更换电阻后,需要通过调节滑动变阻器,使电阻两端的电压不变.可以得出结论:在导体两端电压一定时,电流与电阻成反比.
点睛:(1)实验中为了探究规律,需要多次测量定值电阻两端的电压,因此需要滑动变阻器,多测几组电压和电流值,需要用电流表和电压表测量电流与电压,据此画出电路图;(2)根据数据表中电流与电压的关系可分析出错误数据,并得出结论.(3)探究通过导体的电流与电阻的关系实验,根据控制变量法可知应通过移动滑动变阻器控制电压不变,从而得出结论.
21.(1);(2);(3)
【解析】
【详解】
解:(1)所有开关都闭合时,R1被短路,灯与并联,小灯泡正常发光,则
滑动变阻器的滑片移到最上端时,滑动变阻器连入电路中的阻值为,通过滑动变阻器的电流
通过小灯泡的电流
小灯泡的额定功率
(2)开关、闭合,、断开时,定值电阻和小灯泡串联,小灯泡的灯丝电阻
电路中的电流
定值电阻两端的电压
(3)开关、闭合,、断开时,定值电阻和滑动变阻器串联,若R2接入最大值,此时电路中的电流最小,最小值为
因为0.75A大于电流表量程的最大值,电流表只能接入大量程,题中要求的电流值至少达到
则电路中最小电流
电路中的最大总电阻
则滑动变阻器连入电路的最大阻值
答:(1)小灯泡的额定功率为;
(2)开关、闭合,,断开时,定值电阻两端的电压为;
(3)开关、闭合,,断开时,要求电流表示数不小于其量程的,滑动变阻器连入电路的最大阻值为。
22.(1)10Ω;(2)4Ω;(3)81J;(4)0.18W
【解析】
【详解】
解:(1)小灯泡的额定电流是0.3A,由甲图可知,灯的额定电压为
UL=3V
由欧姆定律,小灯泡正常发光时的电阻
(2)同时闭合开关 S、S2 ,断开 S1,灯与变阻器串联,电压表测变阻器的电压,调节滑动变阻器的滑片使电压表的示数为1V,根据串联电路电压的规律,灯泡的电压为
U灯=U-UV=3V-1V=2V
由甲图可知,灯的电流为0.25A,根据串联电路电流的规律,由欧姆定律,此时滑动变阻器 R2的电阻
(3)同时闭合开关 S、S1 和 S2,当滑动变阻器的滑片调至最左端时,R1与灯并联,由并联电阻的规律,此时电路的电阻为
此时整个电路工作 lmin 消耗的电能
(4)根据可知,当电路的电阻最大时,电路的功率最小。根据串联电阻大于其中任一电阻,并联电路小于其中任一电阻,定值电阻R1大于灯的电阻,故当R1定值电阻与变阻器的最大电阻串联,即只闭合开关 S、S1,滑动变阻器的滑片移动到最大阻值时,电路的电阻最大,根据串联电阻的规律,则电路的小功率为
答:(1)小灯泡正常发光时的电阻为10Ω;
(2)此时滑动变阻器 R2的电阻为4Ω;
(3)此时整个电路工作 lmin消耗的电能为81J;
(4)整个电路消耗的最小电功率为0.18W。
。
23.(1)15Ω;(2)3.6W;(3)20Ω
【解析】
【详解】
(1)闭合开关S1、S2,滑动变阻器的滑片P移到a端时,电阻R1和灯泡L并联,电压表测电阻R1两端的电压,电流表A2测通过电阻R1的电流,所以电阻R1的阻值
(2)闭合开关S1、S2,滑动变阻器的滑片P移到a端时,电阻R1和灯泡L并联,灯泡正常发光,则灯泡的额定电压为6V,只闭合开关S1,滑动变阻器的滑片P移到b端时。滑动变阻器和灯泡串联,电流表A1测电路中的电流,则灯泡的灯丝电阻
灯泡L的额定功率
(3)滑动变阻器的滑片P移到b端时阻值最大,只闭合开关S1,滑动变阻器的滑片P移到b端时,电路中的总电阻
滑动变阻器R2的最大阻值
R2=R总-RL=30Ω- 10Ω=20Ω
答:(1)电阻R1的阻值是15Ω;
(2)灯泡L的额定功率是3.6W;
(3)滑动变阻器R2的最大阻值是20Ω。
24.(1)10Ω(2)20Ω(3)1.6W
【解析】
【详解】
(1)由图可知,只闭合S、S1时,L与R1串联,
小灯泡正常发光,由串联电路电流特点和P=UI可得电路中电流:
,
由串联电路的电压特点知,R1两端电压:
,
所以R1的阻值:;
(2)由图可知,当所有开关都闭合时,R1和R2并联,电流表测干路电流,滑片在最右端,其连入阻值最大,
通过R1的电流:,
通过R2的电流: ,
所以R2的最大阻值:;
(3)串联电路有分压的特点,且R1<R2,所以当S、S2闭合且滑片在右端时,灯泡和变阻器R2的最大阻值串联,此时灯泡分得电压最小,灯泡消耗的电功率最小,
灯泡的电阻:,
电路中的最小电流:,
所以灯泡通电消耗的最小电功率:
.
25. 6V 20Ω 0.9W
【解析】
【详解】
(1)由图知,滑片P移动到最右端,开关S1闭合,开关S2断开时,电路中只有R1连入电路中,电流表测电路中电流,由欧姆定律可得,电源电压:U=IR1=0.3A×20Ω=6V;(2)由图知,当滑片P移动到中点时,开关S1闭合S2断开时,R与R1串联,电压表测变阻器两端电压,由串联电路特点和欧姆定律可得电压表示数:U1=I′×R=×R,滑片P位置不变,开关S2闭合S1断开时,R与R2串联,电压表仍测变阻器两端电压,电压表示数:U2=I′×R=×R,由题知,U1:U2=2:3,即:(×R):(×R)=2:3,所以:,解得:R=20Ω;(3)因为R1>R2,根据串联和并联电路电阻的特点可知,当S1闭合、S2断开,且滑片在左端时电路的总电阻最大,电源电压一定,由P=可知,此时电路的总功率最小,Pmin==0.9W.
点睛:(1)由图知,滑片P移动到最右端,开关S1闭合,开关S2断开时,电路中只有R1连入电路中,由欧姆定律可求电源电压;(2)滑片P移动到中点时,开关S1闭合S2断开时, R与R1串联,电压表测变阻器两端电压;滑片P位置不变,开关S2闭合S1断开时, R与R2串联,电压表仍测变阻器两端电压;由串联电路特点和欧姆定律分别表示出两次电压表示数,根据两次电压表示数比计算;(3)电源电压一定,由P=知当电路中电阻最大时功率最小,由此分析解答.
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