初中物理人教版九年级全册第2节 欧姆定律优秀备课复习课件ppt
展开1.知道:伏安法测电阻的工作原理;2.能:利用欧姆定律解答电路问题3.掌握:欧姆定律内容;欧姆定律的理解及应用;4.会:利用欧姆定律进行简单计算;利用伏安法测量导体电阻;使用欧姆定律分析解决电阻的串并联问题;分析动态电路;5.理解:欧姆定律各物理量的意义;电阻的概念以及影响导体电阻大小的因素;电阻串、并联电路的基本规律;6.通过实验探究掌握导体上电流与导体两端电压的关系;探究掌握导体上电流与导体电阻的关系;7.进一步理解控制变量法在实验探究活动的应用;8.培养学生通过实验发现与总结规律的基本素养。
欧姆定律( )把电流、电压和电阻三者联系起来,可用来解决串、并联电路中比较复杂的电学问题。欧姆定律的应用是历年中考的重点,考查的形式几乎包含所有题型。利用欧姆定律分析电路的一般步骤:(1)画出等效电路,分析各元件的连接方式;(2)分析电压表、电流表的测量对象,并注明已知量的符号、数值;(3)找出各物理量的关系,根据欧姆定律及串并联电路中的电流、电压规律,列出方程式,求出待测量。
两定值电阻甲、乙的电流与电压关系图像如图所示,现在将甲和乙并联后接在电压为3V的电源两端.下列分析正确的是( )。A.甲的电阻是乙的电阻的两倍;B.甲的电压是乙的电压的两倍;C.流过甲的电流是流过乙的两倍;D.流过乙的电流是流过甲的两倍
【解析】A.B的电阻是A电阻的2倍,故A错误;B.并联电路中各支路两端的电压相等,故B错误;CD.通过A的电流为IA=0.6A,通过B的电流为IB=0.3A,流过A电阻的电流是流过B电阻的两倍,故C正确,D错误。故选C。
图是电阻甲和乙的I-U图像,小明对图像信息做出的判断,正确的是( )。A.当甲两端电压为0.5V时,通过它的电流为0.3A;B.当乙两端电压为2.5V时,其电阻值为10Ω;C.将甲和乙串联,若电流为0.3A,则它们两端的电压为2V;D.将甲和乙并联,若电压为1V,则它们的干路电流为0.4A
【解析】A. 由I-U图象可知,A.当甲两端电压为0.5V时,通过它的电流为0.1A,故A错误;B. 当乙两端电压为2.5V时,通过乙的电流为0.5A,所以此时乙的阻值为,故B错误;C. 将甲和乙串联,若电流为0.3A,则它们两端的电压:U=U甲+U乙=1.5V+0.5V=2 V,故C正确为答案;D.将甲和乙并联,若电压为1V,则它们的干路电流:I =I甲+I乙=0.2A+0.4A=0.6A。故D错误。
当某导体两端电压是3V时,通过它的电流是0.15A,则该导体的电阻是______Ω;当它两端电压为0V时,该导体的电阻为_______Ω。
【解析】[1]根据欧姆定律可得导体的电阻[2]因电阻是导体本身的一种性质,与导体两端的电压和通过的电流无关,所以,当导体两端电压为零时,导体的电阻仍为20Ω不变。【答案】20;20。
如下图,R1与R2并联在电路中,只闭合开关S1时,电流表的示数为0.15 A;同时闭合开关S1和S2,电流表的示数为0.25 A,若R1=10Ω,则R2=______Ω。
【解析】由电路图可知,只闭合开关S1时,只有电阻R1接入电路,此时电路中的电流为I1=0.15A,故由欧姆定律可知,电源电压为同时闭合开关S1和S2后,电阻R1与R2并联接在电源两端,此时电流表测干路电流,故可知流过电阻R2的电流为故由欧姆定律可知,电阻R2的阻值为
电阻测量是中考的常考热点,考查形式以实验探究题为主,考查的重点包括电学仪器的使用、电路图的设计、实物图的连接、实验操作、电路故障的判断、实验数据的处理等。
利用电压表与电流表测电阻的方法叫做“伏安法”,如图所示,“伏安法”测电阻R的电路图应该是( )。
【解析】伏安法测电阻的原理是欧姆定律,即A、伏安法测电阻时,电源、开关、滑动变阻器、电流表、待测电阻组成串联电路,电压表并联在待测电阻两端,故A图正确;B、电流表和电压表的位置接反了,故B错误;C、电压表测量电源电压,不能随滑动变阻器的调整而变化,故C错误;D、电压表测量的是滑动变阻器的电压,正确的连接应该是测量待测电阻的电压,故D错误。
为了测出未知电阻Rx的阻值,某同学利用阻值已知的电阻R0和一只电流表或电压表分别设计了如图所示的四种电路,其中可行的是(电源电压未知且不变)( )。A.(2)(4)B.(2)(3)C.(1)(3)D.(3)(4)
【解析】(1)开关S1闭合,S2断开时,R0和Rx串联,电流表可以测出通过Rx的电流Ix;S2闭合时为Rx的简单电路,不能直接或间接测量出Rx的电压,所以不能求出Rx的电阻,故(1)不符合题意;(2)开关S1闭合,S2接1时电路为R0的简单电路,电流表测电路中的电流,根据欧姆定律求出电源的电压;当S2接2时电路为未知电阻Rx的简单电路,电流表测通过Rx的电流Ix,根据求出Rx的电阻,故(2)符合题意;
(3)开关S1和S2都闭合时,R0被短路,电压表测量电源电压U;只闭合S1时,R0和Rx串联,电压表仍侧电源的电压,无法测出Rx两端的电压,所以不能求出Rx的电阻,故(3)不符合题意;(4)开关S1和S2都闭合时,R0被短路,电压表测量电源电压U;只闭合S1时,R0和Rx串联,电压表直接测量Rx两端的电压Ux.根据串联电路总电压等于各串联导体电压之和,求出定值电阻两端的电压U0=U-Ux根据求出通过定值电阻的电流。根据串联电路电流处处相等,通过Rx电流等于通过定值电阻电流Ix=I0,根据求出电阻,故(4)符合题意。故选A。
小马同学利用图甲所示的电路测量未知电阻Rx的阻值,阻值大约为5Ω。(1)请根据图甲所示的电路图,用笔画线代替导线,在图乙中完成实验电路的连接_____。(2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片置于__(选填“A”或“B”)端。(3)实验过程中得到的部分数据如下表所示。第3次测量时,电流表的示数如图丙所示,请将读数填入表格中。
(4)在图丁中,把上表中的数据在I—U坐标系上描点并连线________。(5)本实验所测得未知电阻的阻值为__Ω。(6)小马又设计了如图戊所示的另一个电路,也测出了Rx的阻值。图中电源(电压未知)。R0是滑动变阻器,R是电阻箱(可连续调节电阻值大小,且能读数的变阻器),其调节范围0~999.9Ω,A是电流表(刻度有些模糊),S和S1分别是单刀双掷开关和单刀开关。完成下列实验步骤中的填空:
①先断开S、S1将电阻箱R阻值调至最大;②将S拨向接点1,闭合S1,调节_______(选填“R”或“R0”),使电流表指针偏转到适当位置,标记电流表指针的位置;③然后将S拨向接点2,调节__(选填“R”或“R0”),使电流表指针在__,记下电阻箱R的阻值;④多次重复上述过程,计算电阻箱R读数的__,此即为被测电阻Rx的阻值。
【解析】(1)[1]根据电流表选用0~0.6A量程,电阻值约为5Ω,确定电压表选用小量程与电阻并联,滑片左移电阻减小,确定滑动变阻器使用A接线柱,连接实物图,如下图所示。(2)[2]根据电路图,为了使滑动变阻器在开关闭合时能起到保护电路的作用,要使变阻器的接入电阻最大,应将滑动变阻器的滑片置于B端。(3)[3]图丙中电流表的量程是0~0.6A,分度值是0.02A,所以电流表的读数0.48A。
(4)[4]根据表格数据,描点法作图如下。(5)[5]3次电阻分别为:电阻为
(6)[6][7][8][9]①先断开S、S1将电阻箱R阻值调至最大;②将S拨向接点1,闭合S1,调节R0,使电流表指针偏转到适当位置,标记电流表指针的位置;③然后将S拨向接点2,调节R,使电流表指针在标记处,记下电阻箱R的阻值,电源电压不变,两次电流值相等,由欧姆定律可知所以Rx=R,多次重复上述过程,计算电阻箱R读数的平均值,此即为被测电阻Rx的阻值,多次测量取平均值可以减小误差。
如图所示,甲是用“伏安法”测量未知电阻Rx的实物电路图。(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整。( )(2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处;闭合开关,发现电流表几乎无示数,电压表指针明显偏转,则出现的故障可能是 ___________。
(3)排除故障后,闭合开关,当滑片移动到某位置时,电压表示数为2.4V,电流表示数如图乙所示,则未知电阻Rx=___________。(4)若实验中电压表损坏,利用其它的原有器材也能测出未知电阻Rx的阻值。实验电路如图丙所示(滑动变阻器最大阻值为R0,电源电压未知且不变),请将下列相关实验步骤补充完整:①闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到a端,记录电流表示数为I1;②闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到 ___________端,记录电流表示数I2;③写出待测电阻的表达式,Rx=___________(用已知量和测量量符号表示)。
【解析】(1)[1]伏安法测电阻的实验中,滑动变阻器应一上一下串联入电路中,实物连接如下图所示:(2)[2]闭合开关,发现电流表几乎无示数,说明电路可能断路,电压表指针明显偏转,则电压表与电源两极连通,所以故障原因可能是Rx断路。(3)[3]根据欧姆定律可得
(4)②[4][5]闭合开关S,将滑动变阻器的滑片移到b端,此时Rx被短路,只有R0工作,电流表的示数为I2,所以电源电压:U = I2R0步骤①,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片移到a端,两电阻并联,总电流为I1,两次实验中,R0两端电压均等于电源电压,R0阻值不变,所以通过R0的电流均为I2,根据并联电路的电流特点可得,通过待测电阻的电流Ix= I1- I2并联电路电压相等,则待测电阻两端的电压Ux=U=I2R0所以待测电阻
动态电路是根据欧姆定律及串并联电路的性质,来分析电路中由于某一部分的变化而引起的整个电路中各部分物理量及其比值关系等的变化情况。动态电路分析是中考重点考查的内容之一。当遇到比较简单的动态电路问题时,可直接利用串、并联电路的电压、电流规律进行分析;当遇到比较复杂的动态电路问题时,可依照“局部→整体→局部”的顺序,先从阻值变化入手,以电流关系为纽带,逐一判知各部分电压、电流的变化情况。
如图所示的电路,电源电压和灯泡L的电阻不变,闭合开关S,将滑片P向右移动时( )。A.电压表示数变小,电流表示数变小;B.电压表示数变小,电流表示数变大;C.电压表示数变大,电流表示数变大;D.电压表示数变大,电流表示数变小
【解析】灯泡和变阻器串联,电流表测电流,电压表测变阻器电压,将滑片P向右移动时,变阻器阻值增大,根据串联分压规律可知,变阻器分压变大,电压表示数变大,根据灯泡电阻不变,总电阻变大,电流减小,故电流表示数变小,故ABC不符合题意,D符合题意。故选D。
如图所示的电路中,电源两端电压保持不变,当开关闭合时,如果将滑动变阻器的滑片向左滑动,下列说法中正确的是( )。A.电压表的示数变大,电流表示数变大 B.电压表的示数变小,电流表示数变大C.电压表的示数变大,电流表示数变小 D.电压表的示数变小,电流表示数变小
【解析】由电路图可知,电阻R1与滑动变阻器R2串联,电压表测变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流.将滑动变阻器的滑片P向左移动时,接入电路中的电阻变大,电路中的总电阻变大,由可知,电路中的电流变小,即电流表的示数变小,故AB错误;由U=IR可知,电阻R1两端电压变小,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变大,即电压表的示数变大,故C正确,D错误。故选C。
将光敏电阻R、定值电阻R0、电流表、电压表。开关和电源连接成如图所示电路。光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小。闭合开关,逐渐增大光敏电阻的光照强度,观察电表示数的变化情况应该是( )。A.电流表和电压表示数均变小;B.电流表示数变大,电压表示数变小;C.电流表示数变小,电压表示数变大;D.电流表和电压表示数均变大
【解析】由图知,光敏电阻R和定值电阻R0串联,电流表测电路中的电流,电压表测R0两端的电压。逐渐增大光敏电阻的光照强度,则光敏电阻的阻值逐渐减小,根据串联电阻的规律,电路总电阻减小,因电源电压不变,根据欧姆定律可知,电路中电流变大,即电流表的示数变大;R0的阻值不变,电路中电流变大,由U=IR可知,R0两端的电压也变大,即电压表示数变大。故选D。
如图1所示的电路中,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,电源电压保持不变,闭合开关S后,滑片P从b端移动到a端的过程中,电压表示数U与电流表示数I的关系图像如图2所示,则电源电压为U=___________V,R1的阻值为___________Ω。
【解析】[1][2]由图1可知,两电阻串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。当滑片于a端时,滑动变阻器接入电路的电阻为0,电路中的电流最大,由图乙可知I1=0.6A由欧姆定律可得,电源的电压U=I1R1=0.6A×R1①当滑片于b端时,其接入电路中的电阻最大,电路中的电流最小,由图乙可知I2=0.2A,U2=2V
由欧姆定律,则滑动变阻器的最大阻值因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,电源的电压U=I2R1+U2=0.2A×R1+2V ②因电源的电压不变,由①②可得0.6A×R1=0.2A×R1+2V解得R1=5Ω代入①得U=0.6A×R1=0.6A×5Ω=3V即电源的电压为3V,R1的阻值为5Ω。
电路故障判断是中考常考题型,也是我们应该掌握的一项基本实验技能。首先要弄明白断路、短路故障的本质及其可能出现的现象。实际判断时可根据现象去推断故障原因,也可根据故障去推断应该发生的现象,最后综合题中已有信息,从而得出正确结论。
如图所示,闭合开关S,小灯泡发L不发光,电流表示数几乎为零,电压表示数接近电源电压,若电路中只有一处故障,则下列关于故障的判断正确的是( )。A.灯L短路B.灯L断路C.滑动变阻R短路D.电流表断路
【解析】小灯泡发L不发光,电流表示数几乎为零,说明断路,电压表示数接近电源电压,说明有电流经过电压表,说明电压表所在的电路是通的,那么只能是电压表测量的灯泡断路,故B正确。故选B。
如图所示的电路,闭合开关,观察发现灯泡L1亮、L2不亮。调节变阻器滑片P,灯泡L1的亮度发生变化,但灯泡L2始终不亮。出现这一现象的原因可能是( )。A.灯泡L2灯丝断了;B.滑动变阻器短路了;C.灯泡L2短路了;D.滑动变阻器接触不良
【解析】分析实物图,看出灯泡L1和L2是串联连接,闭合开关,观察发现灯泡L1亮,说明电路不是断路,AD错误;L2不亮有可能是L2这里发生了短路故障;正确选C。
如图所示电路,闭合开关,甲乙两灯均发光,两电表均有示数,过一会儿,观察到一个灯泡突然熄灭,两只电表示数均增大,造成此现象的原因可能是( )。A.甲灯断路 B.乙灯断路 C.甲灯短路 D.乙灯短路
【解析】A.甲灯断路会导致电路中电流为0,即电流表示数为0,电压表未接入电路,示数也为0,即两表示数均变小,故A不符合题意;B.乙灯断路会导致电路中电流为0,电压表与乙灯串联,相当于测电压电源,即电流表示数变小,电压表示数变大,故B不符合题意;C.甲灯短路则电路中总阻变小,根据欧姆定律,电压一定,电流变大,即电流表示数变大,乙灯两端电压变为电源电压,即电压表示数变大,故C符合题意;D.乙灯短路则电路中总阻变小,根据欧姆定律,电压一定,电流变大,即电流表示数变大,乙灯两端电压为0,故电压表示数变小,故D不符合题意。故选C。
如图所示电路,开关S闭合后电路正常工作。一段时间后其中一盏灯突然熄灭,两只电表的示数均变大,这可能是( )。A.灯L1断路 B.灯L1短路C.灯L2断路 D.灯L2短路
【解析】如图所示,两灯串联,电压表测L2两端电压。A.如果灯L1断路,则电流表示数为零,电压表因未接入电路,示数也为零,即电流表、电压表均变小,故A不符合题意;B.如果灯L1短路,因总电阻变小,则电流表示数变大,L2两端电压为电源电压,即电压表示数变大,故B符合题意;C.如果灯L2断路,则电流表示数为零,电压表与L1串联,相当于测电源电压,示数变大,即电流表示数变小,电压表示数变大,故C不符合题意;D.如果灯L2短路,因总电阻变小,则电流表示数变大,L2两端电压为零,即电压表示数变小,故D符合题意。故选B。
电流表、电压表、滑动变阻器、用电器(小灯泡等)工作时都有允许通过的最大电流或最大电压,如果把它们组合在一起,接入电路,就须对电路中最大电流及其最大电压有所限制,否则容易烧坏部分电路元件。电路安全问题有以下三方面:(1)用电器安全问题:为了保证用电器安全,应使用电器两端电压不高于其所能承受的最大电压,通过用电器的电流不超过其所能允许通过的最大电流;(2)滑动变阻器安全问题:为了保证滑动变阻器安全,应使通过滑动变阻器的电流不能超过其所能允许通过的最大电流;(3)电流表、电压表安全问题:为了保证电流表、电压表安全,电路中电流表、电压表的测量值应不超过其所使用的量程。解答电路安全问题时,应依据“照顾弱者”的原则进行取值,即串联取小电流、并联取小电压。
如图所示电路中,电源电压U=4.5V,且保持不变,定值电阻R1=5Ω,变阻器R2最大阻值为20Ω,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V。为保护电表,变阻器接入电路的阻值范围是( )。A.0~10Ω B.0~20Ω C.5~20Ω D.2.5~10Ω
【解析】如图电路,当电流表示数为最大,即电流为0.6A时,电路总电阻为:则变阻器接入电路阻值最小为:R2=R总-R1=7.5Ω-5Ω=2.5Ω,此时电压表示数:U2=IR2=0.6A×2.5Ω=1.5V,没有超过其量程,符合要求;当电压表示数最大,即U2=3V时,则电路中电流为:此电流不超过电流表量程,此时变阻器接入电路电阻最大为:所以变阻器接入电路的阻值范围是2.5Ω~10Ω;故D正确。
两个定值电阻,甲标有“10 1A”,乙标有“15 0.6A”。现将它们并联接入由某电源组成的电路中,在保证各定值电阻均安全的情况下,则电路中允许的最大电压_______V,干路中允许通过的最大电流为_______A。
【解析】[1]甲的最大电压U甲=1A×10Ω=10V乙的最大电压U乙=0.6A×15Ω=9V两电阻并联,在保证各定值电阻均安全的情况下,并联电路电压最大只能取9V。[2]甲的实际电流通过乙的实际电流等于0.6A,所以干路最大电流为I总=I'甲+I'乙=0.9A+0.6A=1.5A。【答案】9;1.5。
在如图所示的电路中,电源电压6V保持不变,滑动变阻器R2标有“50Ω 1A”字样,闭合开关S后,电压表的示数为2V,电流表的示数为0.2A,求:(1)定值电阻R1的阻值;(2)此时滑动变阻器连入电路中的电阻R2为多少Ω?(3)当滑动变阻器连入电路中的电阻为最大值时,电压表的示数为多少?
【解析】(1)由图可知,定值电阻R1与滑动变阻器串联,电压表测量定值电阻R1两端的电压,电流表测量电路中的电流,由电压表的示数为2V,可知定值电阻R1两端的电压U1=2V,电流表的示数为0.2A,可知通过定值电阻R1的电流为0.2A,定值电阻R1的阻值(2)由串联电路电压的规律可知滑动变阻器两端的电压U2=U-U1=6V-2V=4V由串联电路电流的规律可知通过变阻器的电流为0.2A,此时滑动变阻器连入电路中的电阻
(3)当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,整个电路的总电阻为R=R1+R2大=10Ω+50Ω=60Ω通过电路中的电流 定值电阻R1两端的电压 即电压表的示数为1V。答:(1)定值电阻R1的阻值是10Ω;(2)此时滑动变阻器连入电路中的电阻R2为20Ω;(3)当滑动变阻器连入电路中的电阻为最大值时,电压表的示数为1V。
如图所示,L标有“6V 3W”字样,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~15V,滑动变阻器R的最大电阻为100Ω。只闭合S1,滑片置于a点时灯泡正常发光,滑动变阻器连入电路中的电阻为Ra,电流表示数为Ia。只闭合S2,移动滑片到b点时,滑动变阻器连入电路中的电阻为Rb,电流表示数为Ib。已知R0 =50Ω,Ra∶Rb =3∶5,Ia∶Ib =5∶2。(灯丝电阻不随温度变化;a、b两点未在图中标出)求:(1)小灯泡的电阻;(2)电阻Ra 、Rb和电源电压;(3)在电表的示数不超过量程,灯泡两端的电压不超过额定值的情况下,只闭合S1时,滑动变阻器连入电路的阻值范围是多少?
【解析】(1)L标有“6V 3W”字样,所以小灯泡的电阻(2)只闭合S1,滑片置于a点时,灯泡L与滑动变阻器串联,灯泡正常发光 ,此时电路中的电流设电源电压为U,则 U=Ia(RL+Ra)①只闭合S2,当滑片置于b点时,定值电阻R0与滑动变阻器串联,Ia∶Ib=5∶3,所以Ib=0.3A,此时U=Ib(R0+Rb)……②
已知R0 =20Ω,Ra∶Rb =3∶5……③将Ia、 Ib、RL的值带入①②③中,解得Ra=24Ω,Rb=40Ω,U=18V(3)由题意可知,当电路中电流为0.5A时,滑动变阻器阻值最小,由(2)问可知R小=Ra=24Ω当电压表示数为UV=15V时,滑动变阻器接入电路的阻值最大,此时电路中的电流滑动变阻器的阻值所以滑动变阻器的取值范围是24Ω~60Ω。答:(1)小灯泡的电阻为12Ω;(2)电阻Ra为24Ω,电阻Rb为40Ω,电源电压为18V;(3)滑动变阻器的取值范围是24Ω~60Ω。
1.(2022·北部湾)在“探究电流与电压的关系”实验中,采用图像法得到如图所示的I-U图像,由图可知,电阻R一定时,通过导体的电流与导体两端的电压的关系及R的阻值分别是( )。A. 成正比,R=10Ω B. 成正比,R=1Ω C. 成反比,R=10Ω D. 成反比,R=1Ω
【解析】由图所示的I-U图像是一条过原点的直线,所以当电阻R一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比;当电压为2V时,电流为0.2A,根据欧姆定律可得R的阻值为故A符合题意,BCD不符合题意。故选A。
2.(2022·包头) 如图所示,电源电压为3V,R0的阻值为5Ω,滑动变阻器R的最大阻值为10Ω,a、b为滑动变阻器两个端点。闭合开关,下列说法正确的是( )。A. 若将滑片移动到a端,电路仍能正常工作;B. 滑片在b端时,电流表A1示数为0.3A;C. 滑片由b端向a端移动,电流表A2示数变大;D. 滑片移动到中点时,电流表A1与A2示数比为2∶1
【解析】A.若将滑片移动到a端,滑动变阻器R没有接入电路,电路被短路,故电路不能正常工作,故A错误;B.滑片在b端时,R0与R并联,电流表A1测量电路中总电流,此时R的最大阻值为10Ω,则电流表A1示数为故电流表A1示数为0.9A,故B错误;C.滑片由b端向a端移动,R0与R并联,电流表A2测量通过R0的电流,滑动变阻器R的阻值减小,但是并联电路中各支路互不影响,则电流表A2示数不变,故C错误;
D.滑片移动到中点时,R0与(1/2R)并联,电流表A2测量通过R0的电流为电流表A1测量电路中总电流为则两表示数比为故此时电流表A1与A2示数比为2∶1,故D正确。故选D。
3.(2022·北部湾) 如图所示电路中,电源电压保持不变,闭合开关,当滑动变阻器的滑片P向右移动时,下列说法正确的是( )。A. 电流表示数变大,灯泡变暗 B. 电流表示数变小,灯泡变亮C. 电压表示数变大,灯泡变暗 D. 电压表示数变小,灯泡变亮
【解析】由电路图可知,灯泡L与滑动变阻器R串联,电压表测量滑动变阻器两端的电压,电流表测量电路中的电流。当滑动变阻器的滑片P向右移动时,滑动变阻器接入电路中的电阻变大,串联电路中的总电阻增大,根据欧姆定律可知,电路中的电流增大,即电流表示数增大;根据串联正比分压可知,滑动变阻器两端的电压变大,即电压表示数增大;由于电源电压不变,滑动变阻器两端的电压变大,所以小灯泡两端的电压变小,通过小灯泡的电流变小,根据P=UI可知,小灯泡的实际功率减小,灯泡变暗。综上可知,C正确,ABD错误。故选C。
4.(2022·营口)某科技小组为快递公司设计的分拣计数装置简化电路如图所示。R2为定值电阻,R1为光敏电阻,当有光照射光敏电阻时其阻值变小。激光被遮挡一次,计数器会自动计数一次(计数器可视为电压表)。闭合开关,激光被遮挡瞬间,下列说法正确的是( )。A. 电阻R1的阻值变小B. 通过R2的电流变大C. 电阻R1两端的电压变大D. 电阻R2两端的电压变大
【解析】由图可知两电阻串联,计数器(电压表)测R1的电压,已知当有光照射时电阻变小,故激光被迟挡瞬间电阻R1变大,由串联电阻的规律,电路的总电阻变大,电路的电流变小,根据U=IR,R1的电压变大,由串联电路电压的规律可知,R2两端的电压变小,故ABD错误,C正确。故选C。
5.(2022·恩施)如图所示,电源两端电压保持不变,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片适当左移,下列说法正确的是( )。A. 电流表A1示数不变、电流表A2示数变小;B. 电流表A1示数变大、电压表V示数不变;C. 电流表A2示数变大、电压表V示数变小;D. 电流表A2示数变大、电压表V示数不变
【解析】如图,小灯泡与滑动变阻器并联,电流表A1测量通过小灯泡的电流,电流表A2测量干路电流;在滑动变阻器的滑片向左移动的过程中,小灯泡所在的支路两端的电压为电源电压保持不变(并联电路各支路两端的电压均等于电源电压),故通过小灯泡的电流不变,即电流表A1的示数不变;滑动变阻器所在的支路电阻变小,电流变大,故干路的电流变大(并联电路中干路电流等于各支路电流之和),即电流表A2的示数变大;电压表V测量电源电压保持不变。故选D。
6.(2022·深圳)如图所示为油量表示意图,当油量减少时,下列说法正确的是( )。A. R不断减小 B. R总不断减小 C. I总不断减小 D. R两端电压不断减小
【解析】由电路图可知,R0与R串联,电流表测量电路中的电流。当油量减少时,浮子下降,滑杆右端向上滑动,R接入电阻增大,串联电路中,电路的总电阻等于各个电阻之和,所以电路中总电阻R总增大,根据欧姆定律可知,电压不变时,电流I总减小;R接入电阻增大,根据串联正比分压可知,R两端电压不断增大,故C正确,ABD错误。故选C。
7.(2022·绥化)图甲是探究欧姆定律的实验电路,电源电压恒定,R1是滑动变阻器,R2是定值电阻;图乙中的a、b分别是将滑动变阻器R1的滑片从最左端移动到最右端的过程中,电流表A的示数随两电压表V1、V2的示数变化关系图象。下列说法中正确的是( )。A. 图线a是电流表A的示数随电压表V1的示数变化关系图象;B. 当电压表V1、V2的示数相等时,滑片在滑动变阻器的中点位置;C. 电源电压是6V;D. 定值电阻阻值是10Ω
【解析】A.通过定值电阻的电流与定值电阻两端电压成正比,所以图线b是对应的是定值电阻,a对应滑动变阻器。由甲图可知,电压表V1测定值电阻两端电压,故A正确;BD.定值电阻的阻值滑动变阻器的最大阻值当电压表V1、V2的示数相等时,即滑动变阻器的最值等于定值电阻的阻值,此时滑动变阻器的阻值故B错误,D正确;C.当电流为0.1A时,V1和V2的示数分别为1V和5V,串联电路中,电源电压等于各用电器两端电压之和,故电源电压为6V,故C正确。故选ACD。
8.(2022·娄底)在测电阻的实验中,小明发现电流表已损坏,于是他设计了如图所示的电路来测量Rx的阻值,已知电源电压为12V,R1的阻值为10Ω,开关闭合后,当R2的滑片位于最左端时,电压表的示数为5V,则待测电阻Rx的阻值为______Ω。调节滑动变阻器滑片,使电压表的示教变为3V,则R2接入电路中的阻值为______Ω。
【解析】[1]如图所示,电阻Rx、R1与R2串联在电路中,电压表测量R1两端的电压,当开关闭合后,当R2的滑片位于最左端时,只有电阻与R1串联在电路中,电压表的示数为5V,则电路中电流为则待测电阻Rx的阻值为[2]调节滑动变阻器滑片,使电压表的示教变为3V,电阻Rx、R1与R2串联在电路中,则此时电路中电流为此时Rx两端的电压为则R2接入电路中的阻值为
9.(2022·锦州)如图所示电路,电源电压恒定,定值电阻R2的阻值为20Ω,电流表A1和A2的量程均为0~0.6A。闭合开关S,当滑动变阻器R1的滑片从最左端向右移动的过程中,两个电流表的示数之差始终为0.2A。则电压表的示数为______V,滑动变阻器R1允许接入电路的最小阻值为______Ω。
【解析】[1]由电路图知,开关闭合后,两个电阻并联在电路中,电流表A1测通过R1的电流,A2测通过干路的电流。电压表测电源电压。因为电源电压不变,所以通过定值电阻R2的电流不变,滑片从最左端向右移动的过程,两个电流表的示数之差始终为0.2A,说明通过R2的电流为0.2A。所以电源电压,即电压表示数U=I2R2=0.2A×20Ω=4V[2]当变阻器接入电路的阻值最小时,干路的电流最大,为0.6A,因为两个电流表选用的都是小量程。此时通过变阻器的最大电流I1=I-I2=0.6A-0.2A=0.4A变阻器允许接入电路的最小阻值
10.(2022·荆州)某学习小组计划探究电流与电阻的关系。可供使用的实验器材有:电源(电压恒为6V)、电流表、电压表、滑动变阻器、开关各一个,阻值分别为5Ω、15Ω、25Ω的定值电阻各一个、导线若干。(1)连接电路时开关应该_________(选填“断开”或“闭合”)。(2)如图甲所示的实物电路中存在错误,小兰发现只需要改接一根导线就可以了,请在那一根错误的导线上画“×”,再画线把它改到正确的位置上_________。(导线不允许交叉)
(3)图乙是小组根据测得的实验数据绘制的电流I随电阻R的变化图像,由图像可知电阻R两端的电压为________V,为保证分别使用三个定值电阻均能顺利完成实验,滑动变阻器的最大阻值至少是_________Ω。
【解析】(1)[1]连接电路时为保护电路,防止电路中的电流过大,开关应该断开。(2)[2]原来的电路中,定值电阻与电流表并联,电压表串联在电路中是错误的,电流表应与定值电阻串联,电压表与定值电阻并联,如图所示:
(3)[3]由图乙可知,电阻两端的电压始终不变,为U=IR=0.1A×25Ω=2.5V[4]根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压为U滑=6V-2.5V=3.5V变阻器分得的电压为电压表示数的 倍根据分压原理,当接入25Ω电阻时,变阻器接入电路中的电阻为所以为了完成整个实验,应该选取最大阻值至少35Ω的滑动变阻器。
11.(2022·牡丹江、鸡西地区朝鲜族学校联合体)在“用伏安法测小灯泡电阻”的实验中,待测小灯泡额定电压为2.5V。(1)请用笔画线代替导线,将图甲的实物图未连接部分补充完整(连线不得交叉)________;(2)当开关闭合后,发现小灯泡不亮,电压表示数接近电源电压,电流表无示数,可能是因为________;(3)根据I-U图像,如图乙所示,分析图像可知,小灯泡正常工作时电阻为________Ω;(4)分析图像,小灯泡灯丝两端的电压增大时,其电阻________(变化/不变)。
【解析】(1)[1]用伏安法测小灯泡电阻时,电流表要串联在电路中,电压表要并联在灯泡两端测灯泡两端的电压,依题意可知,待测小灯泡额定电压为2.5V,没有超过3V,所以电压表接0~3V的量程,由乙图可知,通过小灯泡的电流没有超过0.6A,所以电流表接0~0.6A的量程,实物图连接如图所示:
(2)[2]由电路图可知,灯泡与滑动变阻器串联,当开关闭合后,发现小灯泡不亮,电流表无示数,串联电路无电流,则故障是断路,电压表示数接近电源电压,则故障是灯泡断路,电压表串联在电路中测电源电压。(3)[3]由乙图可知,小灯泡额定电压为2.5V时,通过小灯泡的电流为0.25A,由可知,小灯泡正常工作时电阻为(4)[4]I-U图像的斜率为电阻的倒数,由图像可知,小灯泡灯丝两端的电压增大时,图像的斜率变小,说明(1R)在变小,即电阻在变大,所以小灯泡灯丝两端的电压增大时,其电阻在变化且在变大。【答案】①如图;②灯泡断路;③10;④变化。
12.(2022·包头)利用如图甲所示电路测量小灯泡正常发光时的电阻,己知电源电压为6V,R0的阻值为10Ω,小灯泡的额定电压为2.5V。(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的电路正确连接,导线不要交叉_______,闭合开关前,需将滑片移至_______端;
(2)闭合开关移动滑片,发现小灯泡不发光,电压表V1示数接近电源电压,电压表V2无示数(接线均完好,导线无断路),故障原因可能是_______;(3)排除故障后,闭合开关移动滑片,电压表V2示数如图乙所示为_______V,此时通过小灯泡的电流为_______A;(4)继续移动滑片,当电压表V1示数为5V时,小灯泡正常发光,此时小灯泡的电阻为_______Ω。
【解析】(1)[1]滑动变阻器要串联在被测电路中,接线柱要“一上一下连接”,如图所示[2]闭合开关前,需将滑动变阻器置于阻值最大端,也就滑动变阻器的最左端。
(2)[3]由实物图可知,定值电阻R0、灯泡、滑动变阻器三者串联,电压表V1测R0与灯泡两端的电压,电压表V2测R0两端的电压,闭合开关移动滑片,发现小灯泡不发光,电压表V1示数接近电源电压,电压表V2无示数,说明电路出现了断路故障,若R0断路,则电压表V1与电压表V2示数都接近电源电压,不符合题意;若灯泡断路,则电压表Vl串联在电路中测电源电压,电压表V2测导线,导线电压为0,满足题意;若滑动变阻器断路,则电压表Vl与电压表V2示数都为0,不满足题意。综上所述,电路故障是灯泡断路。
(3)[4][5]由乙图可知,电压表接的是0~3V的量程,分度值为0.1V,指针所指位置的示数为1.5V,所以电压表V2示数为1.5V;由欧姆定律可知,此时通过小灯泡的电流为(4)[6]由实物图可知,电压表V1测R0与灯泡两端的电压,当电压表V1示数为5V时,小灯泡正常发光,依题意可知,小灯泡正常发光时,额定电压为2.5V,则R0两端的电压为由串联分压原理可知,灯泡正常发光时的阻值为【答案】①如图;②左;③小灯泡断路;④1.5;⑤0.15;⑥10。
13.(2022·福建) 如图是一款摄像机自主启动装置的简化电路图,电源电压恒为12V,RP是红外线探测电阻,R是定值电阻,阻值为8Ω。当R两端的电压达到8V时,摄像机自主启动拍摄。求:(1)电路中的电流;(2)RP的阻值。
【解析】(1)根据得,电路中的电流(2)RP两端的电压RP的阻值答:(1)电路中的电流是1A;(2)RP的阻值是4Ω。
14.(2022·云南省)如图所示,电源电压恒定,R1=30Ω,当S闭合,S1断开时,电流表的示数为0.2A;当S、S1都闭合时,电流表的示数为0.5A。求(1)电源电压;(2)R2的阻值;(3)S、S1都闭合时,通电1min电流通过R2做的功。
【解析】(1)当S闭合,S1断开时,只有R1接入电路,此时电流表的示数为0.2A,电源电压为(2)当S、S1都闭合时,R1与R2并联,电流表测量电路总电流,电流表的示数为0.5A,则通过R2的电流为则R2的阻值为(3)当S、S1都闭合时,R1与R2并联,通电1min电流通过R2做的功为答:(1)电源电压为6V;(2)R2的阻值为20Ω;(3)S、S1都闭合时,通电1min电流通过R2做的功为108J。
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