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贵州省各地市2022年中考物理真题分项汇编-07电磁学(欧姆定律)
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这是一份贵州省各地市2022年中考物理真题分项汇编-07电磁学(欧姆定律),共30页。试卷主要包含了单选题,多选题,填空题,实验题,计算题,综合题等内容,欢迎下载使用。
一、单选题
1.(2022·贵州安顺·中考真题)图甲是一种测温电路,温度表由量程为3V的电压表改装而成,电源电压U恒为6V,R的阻值为40Ω,热敏电阻的阻值Rt随温度t变化的关系如图乙所示。则( )
A.电路可测量的最高温度为50℃
B.温度表的10℃应标在电压表1V刻度处
C.若将U增大3V,R增大60Ω,电路可测量的最高温度将增大
D.若仅将U减小,电路可测量的最高温度将减小
2.(2022·贵州六盘水·统考中考真题)如图甲所示电路中,电源电压保持不变,滑动变阻器R的最大阻值为5Ω。闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P从b端移动到a端的过程中,电流表与电压表示数变化关系如图乙所示。已知小灯泡L正常发光时滑片位于a端,下列说法正确的是( )
A.电源电压为4V
B.电路消耗的最小电功率为1.2W
C.小灯泡L正常发光时电阻为2.5Ω
D.滑片在b端时L与R两端电压之比为2∶1
3.(2022·贵州毕节·统考中考真题)在做“测量小灯泡的电功率”实验时,将标有“0.2A”的小灯泡L与滑动变阻器R接入电路,如图所示。闭合开关S,当滑片P移到最右端时,小灯泡正常发光,电压表示数为2V。下列结果正确的是( )
A.电源电压为2V
B.滑动变阻器R的最大阻值为10Ω
C.通过滑动变阻器R的电流为0.1A
D.电路消耗的总功率为0.4W
4.(2022·贵州黔东南·统考中考真题)如图所示,电源电压为4.5V保持不变,电压表的量程为,电流表的量程为,滑动变阻器R的规格是“25Ω 1A”,灯泡L上标有“2.5V 1.25W”的字样。若闭合开关S,在保证电路安全的情况下,忽略温度对灯丝电阻的影响,则下列说法正确的是( )
A.小灯泡的电阻为2Ω
B.电流表的示数变化范围是
C.滑动变阻器允许调节的阻值范围是
D.电路消耗的最大总功率为2.7W
二、多选题
5.(2022·贵州铜仁·统考中考真题)如图所示,电源电压12V保持不变,小灯泡标有“4V 1.6W”字样(灯丝电阻不受温度影响),滑动变阻器标有“50Ω 1A”字样,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~15V;闭合开关,保证各元件不损坏,下列选项正确的是( )
A.移动滑动变阻器滑片,小灯泡可能正常发光
B.电路中消耗的最大功率为4.8W
C.滑动变阻器两端电压变化范围为9~10V
D.当滑动变阻器滑片P置于b端时,滑动变阻器通电1min产生的热量为140J
6.(2022·贵州遵义·统考中考真题)如图甲所示电路,电源电压保持不变,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~15V,滑动变阻器R1的阻值变化范围为0~20Ω,R2为定值电阻。闭合开关S,滑片P在某两点间移动时电流表示数与电压表示数的变化关系图像如图乙所示。在保证电路安全的情况下,下列说法正确的是( )
A.R2的阻值为5Ω
B.R1消耗的最大电功率为4.05W
C.R2消耗的最大和最小电功率之差为1.152W
D.电压表的最小示数与最大示数之比为13∶14
7.(2022·贵州贵阳·统考中考真题)如图所示电路,电源电压恒为6V。闭合开关S,滑动变阻器R接入电路的阻值为10Ω时,电流表的示数为1.8A。下列说法正确的是( )
A.通过R0的电流是1.2AB.R0的阻值是5Ω
C.当R为20Ω时,其电功率是7.2WD.当R为30Ω时,电路总功率是8.4W
三、填空题
8.(2022·贵州铜仁·统考中考真题)如图所示电路中,R1=R2=10Ω。当开关S闭合时,电流表的示数为0.6A,电源电压为______ V;若把电流表换成电压表,电压表示数为______ V;这两种情况下R2消耗的功率之比为______。
9.(2022·贵州六盘水·统考中考真题)如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S,当滑片P位于最右端时,电流表的示数为I1;当滑片P位于中点时,电流表的示数为I2,电压表的示数为7.2V。若I1∶I2=5∶8,则电源电压为 _____V。
10.(2022·贵州黔东南·统考中考真题)如图所示,电源电压为12V保持不变,R1=10Ω。只闭合开关S时,电流表的示数为0.3A,则R1两端的电压U1=___________V,R2=___________Ω;当断开开关S,闭合S1、S2时,则电流表的示数为_______A。
四、实验题
11.(2022·贵州安顺·中考真题)某实验小组“探究电流与电阻的关系”。实验电路如图所示,电源电压恒定,R1可分别选用5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的电阻。
(1)先用5Ω的电阻实验,闭合开关,发现无论怎样移动滑片P,电流表无示数,电压表有示数且几乎不变。则电路中的故障可能是_______(填字母序号);
A.R1断路 B.R2断路 C.R1短路
(2)故障排除后,移动滑片P使电压表示数为3V,记录此时电流表的示数。把R1由5Ω换成10Ω,为保证电压表示数与更换前相同,滑片P应向_______(选填“A”或“B”)端移动;
(3)继续完成实验,得出数据如下表。根据表中数据,请在图坐标中画出电流I与电阻倒数变化关系的图象_______;
(4)根据你画出的图象得出结论:电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成______比;
(5)为能完成上述操作,若R2选用“20Ω 1.0A”,电源电压应选择______(填字母序号)。
A.6V B.9V C.12V
12.(2022·贵州遵义·统考中考真题)某同学用如图甲所示的实物图测量额定电压为2.5V的小灯泡的电功率,其中电源为两节新干电池。
(1)请用笔画线代替导线帮该同学完成电路连接______;
(2)正确连接电路后,闭合开关,调节滑动变阻器,当小灯泡正常发光时,电流表的示数如图乙所示。此时小灯泡的电功率为______W;
(3)该同学还想利用此电路探究“电流与电阻的关系”,他分别用5Ω、10Ω、15Ω和20Ω的定值电阻替换小灯泡,并控制定值电阻两端电压始终为1.5V,则要完成实验,所用滑动变阻器的最大阻值不小于______Ω。
13.(2022·贵州六盘水·统考中考真题)在探究“电流与电阻的关系”实验中,小明设计了如图甲所示电路图,选用器材如下:2节新干电池、阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻、滑动变阻器(20Ω 1A)、电压表、电流表、开关及导线若干。
请回答下列问题:
(1)连接电路时,开关应处于_____状态;
(2)实验过程中小明发现电压表示数接近3V,电流表几乎无示数,造成此故障的原因可能是_____;
(3)排除故障后,小明更换定值电阻,调节滑动变阻器的滑片,将实验数据填入表中。当更换20Ω的定值电阻进行实验时,电流表的示数如图乙所示,则通过定值电阻的电流为_____A,由此可知,小明控制定值电阻两端的电压为_____V;
(4)分析实验数据可知,在实验过程中,滑动变阻器接入电路的最大阻值为_____Ω。
14.(2022·贵州黔西·统考中考真题)在“探究电流与电压的关系”实验中,用2节新干电池做电源,其他器材如图甲所示。
(1)电路中滑动变阻器的主要作用是 ___________;
(2)小明将实物连接成如图甲所示电路。经查,其中有一条连线错误,在错误的连线上画“×”并用笔画线代替导线画出正确的连线;___________
(3)正确连接电路后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,发现电流表无示数,电压表有示数,其原因可能是 ___________(填一种即可);
(4)排除故障后进行实验,将滑动变阻器的滑片P逐渐向右移动,发现随着电压表示数的变大,电流表示数 ___________,依次记录电压表与电流表的示数。;
(5)根据实验数据,作出I﹣U图像。分析图像可得结论:当导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端电压成 ___________比;
(6)进一步分析I﹣U图像,结合实验器材规格可知:当电压表示数为3V时,滑动变阻器的滑片P位于 ___________端,当电压表示数为1V时,滑动变阻器连入电路的电阻为 ___________Ω。
15.(2022·贵州贵阳·统考中考真题)如图甲所示是探究“电流与电阻关系”的实验电路。
(1)由图甲可知,电压表与定值电阻R的连接方式是___________联。根据滑片位置判断,此时___________(选填“可以”或“不可以”)直接闭合开关进行实验;
(2)更换定值电阻闭合开关后,电压表示数发生改变。若要控制R两端电压不变,应通过下列哪一操作后再记录数据:___________(填字母序号);
A.电流表与电压表交换位置
B.移动滑动变阻器的滑片
(3)当R=20Ω时,电流表示数如图乙所示,则表格空白处应记录的电流为___________A;
(4)分析表格中的实验数据可得结论:当电压一定时,电流与电阻成___________。
16.(2022·贵州毕节·统考中考真题)小华同学在“探究电流与电阻关系”的实验时,定值电阻R有5Ω、10Ω、20Ω三种规格,R1为滑动变阻器,电源电压保持3V不变。
(1)为能完成实验,用笔画线将图甲连接完整______;
(2)小华首先将阻值为5Ω的电阻接入电路,闭合开关后,发现电流表指针向左偏转如图乙所示,其原因可能是______;
(3)改正电路后,闭合开关,移动滑片P,当电压表示数为2V时,记录电流表的示数,作为第一组数据;接下来用10Ω的电阻替换5Ω的电阻做实验,移动滑片P,使电流表的示数为______A时,作为第二组数据,然后将20Ω的电阻替换10Ω的电阻继续实验,并正确记录数据,根据实验数据总结得出:在电压一定时,电流与电阻成反比。
17.(2022·贵州黔东南·统考中考真题)小华用如甲所示装置探究电流与电压的关系,电源电压3V恒定不变,滑动变阻器规格为“30Ω 2A”。
(1)请用笔画线代替导线。在图甲中完成电路连接,要求滑片P向右滑动时,电流表的示数变小;______
(2)连接好电路闭合开关后,移动滑片发现,电流表无示数,电压表有示数,则出现该故障的原因可能是____________________;
(3)排除故障后,改变滑片位置,记录实验数据如下表,空白处的电流如图乙所示,请将数据填写到下面的表格中_______,根据表中数据可归纳得出结论:_________;
(4)为了进一步探究电流与电阻的关系,又找来10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻继续实验。
①将滑动变阻器滑片置于阻值最大处,闭合开关,缓慢移动滑片,直至电压表示数为1V接下来用10Ω的电阻替换原电阻,应将滑片向__________(选填:“左”或“右)滑动,使电压表示数仍为1V,记录电流表示数。再将15Ω、20Ω的定值电阻分别接入电路,重复以上步骤;
②当将20Ω的电阻接入电路进行实验时,发现无论如何调节滑片都无法满足预设电压为1V的条件。为使该电阻也能完成实验,小华认为可以改变电压表的预设电压,该预设值应不低于__________V;他们重新进行实验,根据记录的数据绘制图丙所示的图像,由此可得结论:____________________;同组的小明认为不改变电压表预设值也可解决上述问题,只需将上述准备的10Ω电阻__________(填连接方式)在电路中就可以顺利完成实验。
五、计算题
18.(2022·贵州安顺·中考真题)在如图所示的电路中,电源电压恒为6V,滑动变阻器R2标有“20Ω 3A”的字样,闭合开关S,电流表的示数为0.3A。求
(1)R1的阻值;
(2)R2允许接入电路的最小阻值;
(3)整个电路允许消耗的最大功率与最小功率之比。
19.(2022·贵州铜仁·统考中考真题)你知道串联、并联电路的特点吗?请观察如图所示的电路,已知电源电压恒定,电阻R1=10Ω ,R3=30Ω。当开关S1、S2断开,S闭合,电流表的示数为0.3A;当开关S、S1、S2均闭合,电流表的示数变化数值为0.2A。求:
(1)电源电压;
(2)设电路中有两个电阻被烧坏,只有一个电阻处于工作状态,且电流表示数不为零,请你分析并计算电路中电流的大小。
20.(2022·贵州黔西·统考中考真题)如图所示的电路中,电源电压保持不变。电阻R1的阻值为10Ω,只闭合开关S1,电流表A1的示数为0.3A。求:
(1)电源电压;
(2)再闭合开关S2,电流表A2的示数变化了0.1A,电阻R2的阻值。
21.(2022·贵州贵阳·统考中考真题)如图所示电路,电源电压保持不变,灯泡L标有“6V 6W”。闭合开关S,灯泡正常发光,定值电阻R两端的电压是12V。求:
(1)灯丝的电阻RL;
(2)电路中的电流I;
(3)电路消耗的总功率P。
22.(2022·贵州毕节·统考中考真题)如图所示的电路,其中R1的阻值为15Ω,电源电压保持6V不变,电流表的量程为0~0.6A,求:
(1)开关S闭合、S1断开时,电流表的示数。
(2)开关S、S1都闭合时,保证电流表安全,电阻R2的最小阻值。
六、综合题
23.(2022·贵州遵义·统考中考真题)遵义某现代农业园内,一批名贵果树苗急需持续浇灌。正在园区研学的某中学创客小组为园区设计了一个自动给水系统,电路如图甲所示。控制电路的电源电压U1恒为24V,线圈电阻不计,定值电阻R0为50Ω,R为压敏电阻,其阻值随所受压力的变化图像如图乙所示。工作电路电源电压U2恒为220V,包括注水装置和给水装置两部分(图中未明确)。图丙为系统结构简图,其中压敏电阻位于圆柱形水箱底部的受力板正下方,受力板面积S1和水箱底面积S2分别为0.02m2和0.45m2。给水装置始终不停歇给水,当通过线圈的电流I=0.16A时,衔铁刚好被吸下,注水装置停止注水,此时电流表示数I1=0.2A,当水箱水位下降至0.5m时,衔铁刚好被拉回,注水装置又开始向水箱注水,此时电流表示数I2=2.2A。(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
(1)图甲中,甲、乙分别为______装置;
A.给水、注水 B.注水、给水
(2)求当注水装置停止注水时,水箱内水位的高度;( )
(3)若注水装置每分钟向水箱注水0.3m3,给水装置每分钟给水量为0.12m3,求注水装置从最低水位加注至最高水位的过程中所消耗的电能。( )
序号
1
2
3
4
电阻/Ω
5
10
15
20
电阻倒数
0.20
0.10
0.07
0.05
电流I/A
0.60
0.22
0.20
0.15
电阻R/Ω
5
10
20
电流I/A
0.4
0.2
实验序号
电阻R/Ω
电流I/A
1
5
1.2
2
10
0.6
3
15
0.4
4
20
5
30
0.2
电压U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
电流I/A
0.10
0.20
0.40
0.50
0.60
参考答案:
1.C
【详解】A.由图甲可知,R和Rt串联,温度表并联在Rt两端,由串联电路的分压规律可知电阻越大,其两端电压越大,已知电压表的最大量程为3V,即Rt两端的电压最大Ut大=3V,由串联电路的电压特点可知,R两端的最小电压
UR小=U-Ut大=6V-3V=3V
此时电路中的最小电流
则Rt的最大阻值
由图乙可知此时测得最高温度为30℃,故A不符合题意;
B.由图乙可知,当温度为10℃时,Rt′=20Ω,由串联电路的电阻特点可知总电阻
R总=R+Rt′=40Ω+20Ω=60Ω
电路中的电流
则Rt两端的电压
Ut=IRt′=0.1A×20Ω=2V
故B不符合题意;
C.若U增大3V,即
U′=3V+6V=9V
R增大60Ω,即
R′=60Ω+40Ω=100Ω
此时R两端的最小电压
UR小′=U′-Ut大=9V-3V=6V
此时电路中的最小电流
则Rt的最大阻值
此时可测最高温为50℃,大于30℃,故C符合题意;
D.若仅将U减小,则R两端的最小电压也减小,由欧姆定律可知电路中的最小电流也减小,则由可知Rt的最大值增加,由图乙可知,测得的最高温增加,故D不符合题意。
故选C。
2.B
【详解】A.由图可知,小灯泡L与滑动变阻器串联,电压表测量小灯泡两端的电压;闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P在a端时,电路中只有小灯泡L工作,此时电路中的电流最大为I最大=0.6A,由图乙可知,电压表示数为3V,即电源电压为3V,故A错误;
B.当滑动变阻器的滑片P在b端时,滑动变阻器接入电路的电阻最大,电路中的总电阻最大,根据欧姆定律可知,电路中的电流最小,由图乙可知,最小电流I最小=0.4A,电路消耗的最小电功率为
P最小=UI最小=3V×0.4A=1.2W
故B正确;
C.小灯泡L正常发光时滑片位于a端,此时通过小灯泡的电流为
IL=I大=0.6A
小灯泡两端的电压
UL=U=3V
根据欧姆定律可知,小灯泡L正常发光时电阻为
故C错误;
D.当滑动变阻器的滑片P在b端时,电路中的电流最小,由图乙可知,小灯泡两端的电压,根据串联电压的特点可知,R两端的电压为
所以,滑片在b端时灯L与R两端电压之比为
故D错误。
故选B。
3.B
【详解】BC.由题意可知,闭合开关S,当滑片P移到最右端时,滑动变阻器R的最大阻值与小灯泡L串联,电压表测量滑动变阻器R两端电压,则R两端电压UR=2V,由标有“0.2A”的小灯泡正常发光,且串联电路中电流处处相等,可知流经滑动变阻器R的电流I=0.2A,滑动变阻器R的最大阻值
故B正确,C错误;
A.由串联电路的电压特点可知电源电压一定大于2V,但不知道灯泡正常发光的电压,所以无法求得电源电压,故A错误;
D.电源电压大于2V,通过电路的电流是0.2A,由P=UI可知电路消耗的总功率一定大于0.4W,故D错误。
故选B。
4.B
【详解】如图所示电路,灯泡和滑动变阻器串联,电压表测量灯泡的电压,电流表测量串联电路中的电流;
A.灯泡标有“2.5V 1.25W”字样,则灯泡的电阻为
故A错误;
B.当滑动变阻器接入阻值最大时,电路中电流最小,此时电路中的最大电阻为
此时电路中的最小电流为:
在保证电路安全的情况下,灯泡两端的电压不能超过额定电压,此时电路中的电流最大,最大电流为
电流表的示数变化范围是,故B正确;
C.当滑动变阻器接入阻值最大时,电路中电流最小,滑动变阻器允许调节的最大阻值为25Ω;电路中电流最大时,滑动变阻器的最小值
滑动变阻器允许调节的阻值范围是,故C错误。
D .电源电压不变,电路中电流最大时,电路消耗的总功率最大,最大功率为
故D错误。
故选B。
5.AB
【详解】A.小灯泡的额定电压为4V,电源电压为12V,滑动变阻器与小灯泡串联,调节滑动变阻器可以改变小灯泡两端的电压,小灯泡正常发光时的电流
当小灯泡正常发光时,滑动变阻器接入电路中的阻值
当移动滑动变阻器的滑片,让其接入电路中的电阻为20Ω时,小灯泡正常发光,故A正确;
B.当灯泡正常发光时电路中电流最大,则电路中消耗的功率最大,为
故B正确;
C.当灯泡正常发光时,则滑动变阻器两端电压最小为8V。
灯泡电阻为
当滑动变阻器接入电路中的阻值最大时,其两端电压最大,根据串联电路特点可得
解得
则滑动变阻器两端电压最大为10V;变化范围为8~10V,故C错误;
D.当滑动变阻器滑片P置于b端时,滑动变阻器阻值为
R滑m=50Ω
可知,滑动变阻器通电1min产生的热量为
故D错误。
故选AB。
6.AC
【详解】A.由图甲可知闭合开关,两电阻串联接入电路,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测通过电路的电流,串联电路总电压等于各部分电压之和,根据欧姆定律结合图乙中的数据可得电源电压
U=U1+U2=7V+0.4A×R2=6.5V+0.5A×R2
解方程可得
R2=5Ω,U=9V
故A正确;
B.电源电压
U=9V<15V
电压表安全,串联电路各处电流相等,所以通过电路的最大电流为0.6A,此时定值电阻的电功率最大,为
P2=I12R2=(0.6A)2×5Ω=1.8W
滑动变阻器的电功率等于电路总功率与定值电阻的功率之差,即
P1=UI-I2R2=9V×I-I2×5Ω
根据抛物线的性质可知,当
时,P1有最大值。因0.9A>0.6A,抛物线开口向下,所以当I=0.6A时P1有最大值,此时电路总电阻
串联电路总电阻等于各部分电阻之和,滑动变阻器接入电路的阻值
R1=R-R2=15Ω-5Ω=10Ω
此时电压表示数为
U1=I1R1=0.6A×10Ω=6V
滑动变阻器的电功率的最大值为
P1=I12R1=(0.6A)2×10Ω=3.6W
故B错误;
CD.当通过电路的电流最小时,定值电阻的电功率最小,根据串联电路电阻规律结合欧姆定律可知滑动变阻器接入电路的电阻最大时通过电路的电流最小,为
此时电压表的示数为
U1′=I′R1大=0.36A×20Ω=7.2V
电压表的最小示数与最大示数之比为
定值电阻的电功率的最小值为
P2′=I′2R2=(0.36A)2×5Ω=0.648W
R2消耗的最大和最小电功率之差为
P2﹣P2′=1.8W-0.648W=1.152W
故C正确,D错误。
故选AC。
7.ABD
【详解】AB.电源电压恒为6V,闭合开关S,滑动变阻器R接入电路的阻值为10Ω时,通过滑动变阻器R的电流IR=0.6A,则通过R0的电流
IR0=1.8A-0.6A=1.2A
则R0阻值
故AB正确;
C.当R为20Ω时,其电功率
故C错误;
D.当R为30Ω时,其电功率
R0的电功率
则电路总功率为8.4W,故D正确。
故选ABD。
8. 6 3 4∶1
【详解】[1]由图可知,开关S闭合,电阻R2接入电路中,R1被短路,电流表的示数为0.6A,则电源电压
U=IR2=0.6A×10Ω=6V
此时R2消耗的功率
P1=UI=6V×0.6A=3.6W
[2]若把电流表换成电压表,开关S闭合,电阻R1、R2串联,电压表测量R1两端电压,电源电压为6V,电路中的总电阻
R总=R1+R2=10Ω+10Ω=20Ω
则电路中的电流
则R1两端的电压
U1=I'R1=0.3A×10Ω=3V
[3]此时R2消耗的电功率
P2=I'2R2=(0.3A)2×10Ω=0.9W
这两种情况下R2消耗的功率之比
9.12
【详解】由图可知,R1、R2串联,电压表测量R2两端的电压;当滑片P位于最右端时,R2全部接入电路,此时电路中的总电阻
R=R1+R2
根据欧姆定律可知,电流表的示数
当滑片P位于中点时,R2一半接入电路,此时电路中的总电阻
R′=R1+R2
根据欧姆定律可知,电流表的示数
则电流表示数之比
解得
R2=3R1
此时R2两端的电压U2=7.2V,根据串联分压的特点可得
则R1两端的电压
根据串联电路的电压可知,电源电压
U=U1+U2=4.8V+7.2V=12V
10. 3 30 1.6
【详解】[1]如图,只闭合开关S时,两个电阻串联,电流表测电路中的电流,电流表的示数为0.3A,则R1两端的电压
[2]R2两端的电压
R2的电阻值
[3]当断开开关S,闭合S1、S2时,两个电阻并联,电流表测干路中的电流,则电流表的示数为
11. A B 反 A
【详解】(1)[1] 闭合开关,发现无论怎样移动滑片P,电流表无示数,说明电路中无电流,存在断路,电压表有示数且几乎不变,说明R1断路,此时电压表测电源电压。
(2)[2]电路中电压表测R1电压,R1与R2串联,R1为5Ω时,电压为3V,当R1为10Ω时,根据串联电路分压原理,电压表示数也增大,要想使电压表示数与更换前相同,则P应向B端移动增大R2,使R2两端电压增大, R1两端电压恢复原值。
(3)[3]如图,横坐标为,纵坐标为I,按照表格中数据绘制图象。
(4)[4]由图象可知,电压一定时,I与成正比,因此I与R成反比。
(5)[5]本实验中,要控制电阻两端电压一定,因电源电压恒定,根据串联电路电压规律,所以滑动变阻器两端电压也是恒定的,因此R1与R2两端电压之比是定值的,根据串联电路电压与电阻的关系,R1与R2之比是定值,当R1增大时,为了保持它两端电压不变,R2也应当增大,因此应将滑片向右移。当R1达到20Ω时,电流为0.15A,则它两端电压为3V,此时滑动变阻器的阻值接入最大阻值20Ω,则两端电压也为3V,因此电源电压为6V。
12. 0.8 20
【详解】(1)[1]测量小灯泡的额定功率时,电压表并联在小灯泡的两端,电流表与小灯泡串联,小灯泡的额定电压为2.5V,所以电压表选择0~3V的量程,电路连接如图所示:
(2)[2]由图乙可知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,此时电流表的示数是0.32A,此时小灯泡的电功率为
(3)[3]电源为两节新干电池,电源电压为3V,探究“电流与电阻的关系”时,电源电压不变,定值电阻的阻值越大,根据串联分压原理可知,定值电阻两端的电压越大,为了控制定值电阻两端电压始终为1.5V,应该增大滑动变阻器两端的电压,根据串联分压原理可知,需要增大滑动变阻器接入电路中的阻值;定值电阻越大,滑动变阻器接入电路的阻值也应变大,所以当20Ω的定值电阻接入电路中时,电路中的电流为
滑动变阻器两端的电压为
则滑动变阻器接入电路中的阻值为
要完成实验,所用滑动变阻器的最大阻值不小于20Ω。
13. 断开 定值电阻R断路 0.1 2 10
【详解】(1)[1]连接电路时,为了保护电路,开关应处于断开状态。
(2)[2]实验过程中小明发现电流表几乎无示数,说明电路发生断路,电压表示数接近3V,说明电源、开关、滑动变阻器、电流表与电压表形成通路,因此造成此故障的原因可能是定值电阻R断路。
(3)[3][4]图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流表的示数为0.1A;串联电路中各处电流相等,则通过定值电阻的电流为0.1A。由欧姆定律,电阻的电压为
U=IR=0.1A×20Ω=2V
(4)[5]探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,即应保持定值电阻两端的电压2V不变,根据串联电路电压的规律可知:当定值电阻的阻值增大,由分压原理,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑动变阻器接入电路的最大阻值时,定值电阻的阻值也最大,此时电压表的示数仍为2V,根据串联电路的特点及欧姆定律知,滑动变阻器此时的接入电路的最大阻值为
14. 保护电路以及改变电阻的电压和电流 定值电阻断路 变大 正 B 20
【详解】(1)[1]在“探究电流与电压的关系”时,为得出普遍性的规律,要多次测量,故滑动变阻器除了保护电路外还有改变电阻的电压和电流的作用。
(2)[2]原电路中,电压表串联在电路中是错误的,应与定值电阻并联,改正后如下图所示:
(3)[3]若电流表示数为0,说明电路可能断路;电压表有示数,说明电压表与滑动变阻器、电流表、开关与电源连通,则与电压表并联的支路以外的电路是完好的,则与电压表并联的定值电阻断路了。
(4)[4]排除故障后进行实验,将滑动变阻器的滑片P逐渐向右移动时,滑动变阻器接入电路的电阻减小,电路的总电阻减小,由知电路中的电流增大,电流表示数增大。
(5)[5]分析图像可得结论:当导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端电压成正比。
(6)[6]由题意知电源电压为3V,电压表测量定值电阻两端的电压,当电压表示数为3V时,即电压表测量电源电压,所以滑动变阻器移到的电压为零,所以滑动变阻器的电阻为零,所以滑动变阻器的滑片P位于B端。
[7]由图像知,当电压表示数为1V时,通过电路的电流为0.1A,由串联电路特点和欧姆定律可得,滑动变阻器连入电路的阻值
15. 并 可以 B 0.3 反比
【详解】(1)[1]由图甲可知,电压表接在定值电阻R的两端,即电压表与定值电阻R并联在电路中。
[2] 根据滑片位置判断,滑动变阻器接入电路的电阻是最大的,起到保护电路的作用,所以可以闭合开关进行实验。
(2)[3]要控制R两端电压不变,只需通过移动滑动变阻器的滑片即可。
(3)[4]电流表接线柱是接在0~0.6A,分度值为0.02A,电流表示数为0.3A。
(4)[5]分析表格中的实验数据可得结论:当电压一定时,电流与电阻成反比。
16. 电流表正负接线柱接反 0.2
【详解】(1)[1]电压表并联在定值电阻两端,故可将电压表的“﹣”接线柱和定值电阻的左接线柱相连。如图
(2)[2]由乙图可知,闭合开关后,电流表指针向左偏转,出现这种现象的原因可能是电流表正负接线柱接反。
(3)[3]在“探究电流与电阻关系”的实验时,应控制定值电阻两端的电压不变,第一次控制电压为2V,所以用10Ω的电阻替换5Ω的电阻做实验时,移动滑片P,控制定值电阻两端的电压不变为2V,此时电流表的示数为
17. 定值电阻断路 0.30 电阻一定时,电流跟电压成正比 右 1.2 在电压一定时,电流跟电阻成反比 串联
【详解】(1)[1]要求滑片P向右滑动时,电流表的示数变小,即滑动变阻器接入电路的阻值变大,所以,应把滑动变阻器的左下接线柱接入电路,电路连接如图:
(2)[2]电流表无示数,说明可能断路了,电压表有示数,则电压表和电源形成的回路没有断路,所以是定值电阻发生了断路。
(3)[3]电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,该示数为0.30A。
[4]根据表中数据可知,电压与电流的比值不变,所以,可得结论:电阻一定时,电流跟电压成正比。
(4)①[5]原来接入的电阻为5Ω,电压表示数为1V,即UR=1V,由串联分压可知
U滑=U总-UR=3V-1V=2V
由于串联电路中,各串联导体起分担电压的作用,电压之比等于电阻之比
所以接下来用10Ω的电阻替换原电阻,应将滑片向右滑动,使电压表示数仍为1V,记录电流表示数。
②[6]当将20Ω的电阻接入电路进行实验时
滑动变阻器需要40Ω,才能控制定值电阻两端的电压为1V,此实验中滑动变阻器的规格是“30Ω2A”,所以不能完成实验。把滑动变阻器的最大阻值30Ω接入电路时,定值电阻两端的电压即为电压表的预设最小电压。把滑动变阻器的最大阻值30Ω接入电路时,电路中的电流最小为
电压表的预设最小电压为
U最小=I最小R=0.06A×20Ω=1.2V
[7]根据图像可知,电流跟电阻的乘积不变,得到的实验结论:在电压一定时,电流跟电阻成反比。
[8]当将20Ω的电阻接入电路进行实验时
滑动变阻器的最大阻值是30Ω,可以把10Ω或15Ω的电阻串联接入电路,也是可以完成实验的。
18.(1)20Ω;(2)2Ω;(3)11:2
【详解】解:(1)由电路图可知,电阻R1与滑动变阻器R2并联,故
电流表测量通过R1的电流,为0.3A,由可知,电阻R1的阻值
(2)滑动变阻器R2标有“20Ω 3A”的字样,表示允许通过的最大电流为3A,则R2允许接入电路的最小阻值
(3)当变阻器接入电路的电阻最小时,通过滑动变阻器的电流最大,干路电流最大,为
当变阻器接入电路的电阻最大时,电流最小,则通过变阻器的最小电流
此时干路电流最小,为
由可知,当电压相同时,电功率之比等于电流之比,整个电路允许消耗的最大功率与最小功率之比
答:(1)R1的阻值为20Ω;
(2)R2允许接入电路的最小阻值为2Ω;
(3)整个电路允许消耗的最大功率与最小功率之比为11:2。
19.(1)12V;(2)0.5A
【详解】解:(1)由图可知,当开关S1、S2断开,S闭合,电路为R1、R3的串联电路,电阻R1=10Ω ,R3=30Ω,此时电流表的示数为0.3A,电源电压
U=IR=I(R1+R3)=0.3A×(10Ω+30Ω)=12V
(2)由图可知,当开关S、S1、S2均闭合,电阻R1被短路,R2、R3并联在电路中,电路中有两个电阻被烧坏,若电阻R2、R3被烧坏,则电路断路,电流表没有示数,所以电阻R2、R3中有一个是正常工作的,则被烧坏的电阻中一定有R1,若电阻R2被烧坏,电路是R3的简单电路,电源电压是12V,则电路中的电流
此时电流表示数的变化量
与题中电流表变化0.2A不符,所以电阻R2正常工作,电阻R3烧坏,电流表的示数变化数值为0.2A,此时电路中的电流为
I2=I+0.2A=0.3A+0.2A=0.5A
答:(1)电源电压为12V;
(2)电路中电流的大小为0.5A。
20.(1)3V;(2)30Ω
【详解】解:(1)只闭合开关S1,电路为R1的简单电路,电流表A1测量通过R1的电流,电源电压为
U=U1=I1R1=0.3A×10Ω=3V
(2)再闭合开关S2,电阻R2和电阻R1并联,电流表A2的示数变化了0.1A,即干路上的电流增大了0.1A,由于R1两端电压仍为电源电压,所以通过R1的电流I1保持不变,所以通过R2的电流等于干路中电流的增加量,即
I2=ΔI=0.1A
R2的阻值为
答:(1)电源电压为3V;
(2)电阻R2的阻值为30Ω。
21.(1)6Ω;(2)1A;(3)18W
【详解】解:(1)由可知,灯泡正常发光时灯丝的电阻
(2)由P=UI可知,正常发光时通过灯泡的电流
根据串联电路的电流特点可知,电路中的电流
I=IL=1A
(3)根据串联电路的电压特点可知,电源电压
U=UL+UR=6V+12V=18V
电路消耗的总功率
P=UI=18V×1A=18W
答:(1)灯丝的电阻RL为6Ω;
(2)电路中的电流I为1A;
(3)电路消耗的总功率P为18W。
22.(1)0.4A;(2)30Ω
【详解】解:(1)由图可知,开关S闭合、S1断开时,只有R1工作,电流表测量的是通过R1的电流,通过R1的电流为
即电流表示数为0.4A。
(2)开关S、S1都闭合时,R1、R2并联,根据电流表量程可知,干路的总电流最大为0.6A,根据并联电路的电流特点可知,通过电阻R2的最大电流为
根据并联电路的电压特点可知,R2两端的电压为
U2=U=6V
由欧姆定律可知,R2的最小阻值为
答:(1)开关S闭合、S1断开时,电流表的示数为0.4A;
(2)开关S、S1都闭合时,保证电流表安全,电阻R2的最小阻值为30Ω。
23. A 2.5m 1.32×105J
【详解】(1)[1]因为给水装置始终不停歇给水,甲装置不受衔铁影响,所以甲装置是给水装置;当衔铁刚好被吸下,此时动触点与静触点断开,乙装置不工作,注水装置停止注水,所以乙装置是注水装置,故A符合题意,B不符合题意。
故选A。
(2)[2]当通过线圈的电流I=0.16A时,衔铁刚好被吸下,注水装置停止注水,此时控制电路的总电阻
此时压敏电阻的阻值
由图象乙可知,当压敏电阻的阻值为100Ω时,受力板受到的压力F=500N,此时受力板的压强
则水箱内水的的高度
(3)[3]由工作电路可知,注水和给水系统是并联的,都工作时干路电流I2=2.2A,当水箱水位下降至0.5m时,注水系统又开始注水,则注水系统从水位0.5m开始注水到2.5m,注水的总体积
注水的同时给水系统一直工作,所以注水时间
注水装置工作时的电流
注水装置从最低水位加注至最高水位的过程中所消耗的电能
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