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三年湖北中考物理模拟题分类汇编---电路和欧姆定律
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这是一份三年湖北中考物理模拟题分类汇编---电路和欧姆定律,共88页。
A.一个篮球的质量约为50g
B.课桌的高度大约是78cm
C.教室里一盏照明用日光灯正常工作时电流约为5A
D.教室内气温高达60℃
2.(2023•咸宁模拟)小宇自制了一个简易的验电器,如图所示,用来检验物体是否带电,效果还真不错,关于验电器下列说法正确的是( )
A.用验电器可以直接检验出物体是正电还是带负电
B.验电器是根据同种电荷互相排斥的原理工作的
C.验电器的金属箔用塑料片代替效果会更好
D.在阴雨天气使用验电器效果比在晴朗干燥天气效果更好
3.(2023•曾都区模拟)如图所示为气体打火机中的点火装置——压电点火器。当按下打火按钮时,会使压电材料两端分别出现异种电荷,通过相连的导线,在打火机的排气嘴处放电产生电火花,从而点燃燃料。如果导线A端带负电与导线B端之间形成放电,则关于气体打火机被点燃的过程,下列说法中正确的是( )
A.按钮下压压电材料带电过程,是下压时创造了电荷
B.按钮下压压电材料,压电材料将电能转化为机械能
C.在AB间放电时,其间形成的电流方向是由B到A
D.排气嘴喷出燃料的过程中,气体对外膨胀做功,气体的内能逐渐增大
4.(2023•广水市三模)如图是装有静电除尘纸的拖把,扫地时除尘纸与地板摩擦就可以轻松的将灰尘和头发清扫干净。下列说法正确的是( )
A.静电除尘纸和地面摩擦创造了电荷
B.静电除尘纸和地面摩擦后带有同种电荷
C.静电除尘纸和地面摩擦后带电能吸引轻小物体
D.静电除尘纸吸附灰尘是利用同种电荷相互吸引
5.(2023•武汉模拟)如图所示,用一段细铁丝做一个支架,作为转动轴,把一根中间戳有小孔(没有戳穿)的饮料吸管放在转动轴上,吸管能在水平面内自由转动。用餐巾纸与吸管的一端摩擦使其带电,再用丝绸摩擦过的玻璃棒去靠近吸管带电的一端,发现吸管被玻璃棒吸引。下列说法错误的是( )
A.丝绸摩擦过的玻璃棒带正电
B.餐巾纸摩擦过的吸管的一端带负电
C.丝绸与玻璃棒摩擦起电时,丝绸失去电子
D.通过实验可以判断出吸管的原子核束缚电子的本领比餐巾纸强
6.(2023•猇亭区校级模拟)将口香糖的锡箔纸包装剥下来,剪成如图所示形状,把它用手摁在干电池的正负极上,3秒钟左右,锡箔纸中间狭窄部分即开始燃烧起来。这是因为狭窄处( )
A.电流较大B.电阻较小
C.电压较小D.发热功率较大
7.(2022•茅箭区校级模拟)西丰县在政府改造解放路时,在大通街与解放路交叉路口放置了如图所示的可移动式红绿灯,保证交通安全。下列有关说法中正确的是( )
A.红、绿灯是发光二极管,主要制造材料为超导体
B.发光二极管具有双向导电性
C.红灯与绿灯交替发光,它们连接方式为并联
D.白天,蓄电箱储能过程中,蓄电箱相当于电路中的电源
8.(2022•江夏区模拟)如图所示,甲为可调亮度台灯,乙为台灯中电位器的结构图,b与金属滑片相连,转动旋钮可调节灯泡亮度。下列分析正确的是( )
A.若只将a、c接入电路,旋钮顺时针转动时灯泡变亮
B.若只将b、c接入电路,转动旋钮灯泡亮度不变
C.电位器调节灯泡亮度与滑动变阻器的原理相同
D.电位器是通过改变接入电路中电阻丝的横截面积来改变灯泡亮度
9.(2022•洪山区模拟)如图所示的电路中,在M、N两点间接入滑动变阻器,要求闭合开关S后,在滑片P向右滑动的过程中,灯泡的亮度逐渐变暗。在如图所示的四种接法中,能实现上述要求的是( )
A.B.
C.D.
10.(2022•硚口区模拟)如图所示,是用滑动变阻器改变小灯泡亮度的实验装置,下列有关说法错误的是( )
A.电阻丝是导体,缠绕电阻丝的圆筒是绝缘体
B.闭合开关前,应该将滑动变阻器的滑片置于最右端
C.闭合开关后,当滑片向左滑动时,小灯泡的亮度由亮变暗
D.为了使滑片与电阻丝接触良好,需要将接触部位的绝缘层刮掉
11.(2022•恩施州模拟)图中各设备的工作电压与华为智能手机的电池电压最接近的是( )
A.装有2节七号干电池的体温枪
B.用家庭电路工作的紫外线消毒灯
C.高铁动车
D.我国工厂的数控机床水泵
12.(2023•蔡甸区模拟)如图为封闭小区常见的智能门禁系统,住户可以通过刷卡或人脸识别进入小区,当门禁系统接通电源后,指示灯发光。住户刷卡或人脸识别成功时(相当于分别闭合对应的开关),电动机工作,控制门打开。下列关于门禁系统的简化电路设计合理的是( )
A.B.
C.D.
13.(2023•湖北三模)周末回家,小龙同学端热水给奶奶泡脚、爸爸给奶奶搓脚、妈妈为奶奶梳头,下列说法正确的是( )
A.泡脚和搓脚改变脚的内能方式相同
B.水温下降比较慢,是因为水的比热容小的缘故
C.用橡胶梳子梳头发,头发蓬松起来是因为同种电荷相互排斥
D.橡胶梳子梳头发过程中,若橡胶梳子失去电子将带负电荷
14.(2023•洪山区校级模拟)如图所示,将A、B两种不同的金属片分别插入土豆,制成“土豆电池”。闭合开关S,发光二极管发光,电压表有示数。以下关于电路的理解,说法正确的是( )
A.闭合开关后,“土豆电池”内部的自由电荷移动形成了电流
B.“土豆电池”内部电流方向为从A流向B
C.闭合开关S,若发光二极管“正”、“负”极接反,电压表将没有示数
D.若断开开关S,电压表无示数,A、B两金属片间仍有电压
15.(2023•青山区校级模拟)如图是测量小灯泡(U额=2.5V) 电阻的电路,如表是实验记录的有关数据。电源电压恒为4V,有三个滑动变阻器:R1“20Ω 1A”、R2“40Ω 0.5A”、R3“50Ω 0.2A”。下列说法正确的是( )
A.滑片P向左滑动时电灯变亮
B.实验中,滑动变阻器除了保护电路外,还控制灯泡电压不变
C.灯泡的灯丝电阻随电压的减小而增大
D.为了完成这5次实验,只能选取的滑动变阻器是R2
16.(2022•谷城县校级模拟)如图电路,两盏相同的电灯在闭合开关后都能发光。过了一会儿,两盏电灯突然同时都不亮了,且电压表和电流表的示数均变为零。如果电路只有一处故障,则故障可能是( )
A.电灯L1短路B.电灯L2短路C.电灯L1断路D.电灯L2断路
17.(2022•武汉模拟)如图所示是某同学探究串联电路的电压规律所连接的电路。闭合开关后,发现小灯泡L1不发光,但小灯泡L2正常发光,且电压表有示数。下列说法正确的是( )
A.电压表测量的是小灯泡L2两端的电压
B.小灯泡L1不发光可能是小灯泡L1断路
C.将导线①的左端改接到a接线柱,闭合开关后电压表会被短路
D.要测量L1两端的电压,可以直接将导线②的上端改接到a接线柱
18.(2023•武汉模拟)在根据电路图连接实物电路的教学中,林老师要求同学们用笔画线表示导线,根据电路图把实物连接起来,下面是三位同学的连接,其中正确的是( )
A.只有甲B.只有甲、乙C.只有乙、丙D.只有甲、丙
19.(2022•武汉模拟)如图所示,在“探究影响导体电阻大小的因素”的实验中,分别将三根横截面积相同的金属丝接入电路。下列说法错误的是( )
A.电流表示数越大,表明接入电路中的金属丝的电阻越小
B.该电路可以探究导体的电阻大小是否跟导体的材料有关
C.该电路可以探究导体的电阻大小是否跟导体的长度有关
D.仅将电路中的电流表换成电压表也能完成本实验
20.(2022•谷城县二模)亲爱的同学们,经过两年的初中物理学习,相信聪明的你一定学到了很多物理知识。下列数据最接近实际的是( )
A.人的正常体温约为39℃
B.初中物理课本的长度约为27cm
C.对人体的安全电压不高于220V
D.一位中学生的体重约为40N
21.(2022•武汉模拟)下图是滑动变阻器的结构和连入电路的示意图,当滑片P向右滑动时,连入电路的电阻变小的是( )
A.B.
C.D.
22.(2022•恩施州模拟)如图所示,电源电压15V保持不变,滑动变阻器的滑片在最右端。闭合开关S1,断开开关S2,滑片P移至中点附近时,电流表的示数是0.5A,保持滑片P不动,闭合开关S2,断开开关S1时,电流表的示数是0.2A,则电阻R3的阻值是( )
A.20ΩB.30ΩC.45ΩD.40Ω
23.(2022•咸宁模拟)节约粮食是餐饮文明的重要标志之一。某自助餐厅利用电子秤开展“吃多少,称多少”的活动。如图是电子秤的原理图,R0是定值电阻,R是滑动变阻器,它的金属滑片P与弹簧顶端固定在一起。下列说法正确的是( )
A.电路中R0是没有作用的
B.电子秤仪表是由电压表改装而成的
C.食品质量越小,R两端的电压越小
D.食品质量越大,电路中的电流越大
24.(2022•新洲区模拟)在探究“电流与电阻的关系”的实验中,某同学连接的电路如图所示,电源电压恒为6V,用到的电阻阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω,实验中多次改变R的阻值,调节滑动变阻器的滑片,得到的实验数据如下表。下列说法正确的是( )
A.正确连接电路,闭合开关后,电流表有示数,电压表无示数,则故障原因可能是电阻断路
B.第3次实验出现操作失误,该同学更换电阻后,应该先移动滑片,使电压表示数为2.5V时,再读出电流表的示数
C.选用的滑动变阻器的规格可能是“30Ω 1A”
D.该实验得出的结论是:电压一定时,导体的电阻与通过导体的电流成反比
25.(2022•黄陂区校级模拟)某同学利用如图所示的电路做“伏安法测电阻“的实验,已知Rx为待测定值电阻,电源电压恒为6V,滑动变阻器R标有“20Ω 1A”字样,实验中他填写的实验数据如表所示,下列说法不正确的是( )
A.第1次实验的数据不是他实验中实际测得的
B.对比第2、3次实验的数据可判定:待测电阻Rx的阻值并非严格不变
C.第4次实验时滑动变阻器接入电路电阻R与待测电阻Rx的阻值之比为1:2
D.为减小实验误差,可利用每次实验测得的U、I求出电阻R,再求其平均值
26.(2023•咸宁模拟)如图所示老师做的“静电章鱼”演示实验,已知毛皮比塑料更容易失去电子,用毛皮分别摩擦塑料丝和塑料管,然后把塑料丝往空中抛出,将塑料管放在下面,此时塑料丝散开静止在空中,形状像章鱼,下列分析正确的是( )
A.塑料管被毛皮摩擦后带正电
B.这种现象与验电器的工作原理相同
C.塑料丝和塑料管带电是因为摩擦创造了电荷
D.塑料丝是绝缘体,不带有电荷,因质量小而悬浮在空中
27.(2023•广水市模拟)小明在超市购物时,发现超市提供的一次性薄膜塑料袋的袋口很难打开。小明想出了一个好办法:将塑料袋在衣服上摩擦几下,就很容易地打开了。下列说法正确的是( )
A.摩擦起电实质上是正负电荷的相互转移
B.塑料袋带电是通过摩擦的方法创造了电荷
C.摩擦过的塑料袋与手相吸,一定是因为带有异种电荷
D.塑料袋口容易分开与验电器的工作原理相同
28.(2022•武汉模拟)如图所示的电路中,电源电压恒为12V,灯泡L上标有“12V 6W”字样,滑动变阻器R的规格是“50Ω 2A”,电流表A1的量程是“0~0.6A”,电流表A2的量程是“0~3A”。闭合开关S,移动滑动变阻器滑片,在不损坏电路元件的情况下,下列说法正确的是( )
A.电压表V的示数和电流表A2的示数之比不变
B.滑动变阻器接入电路的最小阻值是4.8Ω
C.电路消耗的最大功率是30W
D.电流表A2的示数变化范围是0.74~3A
29.(2022•江岸区模拟)如图所示电路中,R1>R2。当开关S闭合时,电压表V1、V2的示数分别为U1、U2、电流表A1、A2的示数分别为I1、I2。以下结论正确的是( )
A.R1与R2并联连接B.U1>U2
C.D.
30.(2022•江汉区校级模拟)在探究电压一定时电流与电阻关系的实验中,某同学连接的电路如图所示,电源电压保持4.5V不变。更换不同定值电阻,得到的实验数据如表,其中更换25Ω、30Ω两个电阻时发现不能继续完成实验。下列说法正确的是( )
A.多次实验的目的是减小误差
B.选用的滑动变阻器的规格可能是“20Ω 2A”
C.为了接着完成5、6两次实验,可在电路中串联一个5Ω电阻
D.为了接着完成5、6两次实验,可以控制电压表示数保持4V不变
二.填空题(共20小题)
31.(2023•猇亭区校级模拟)取一个橙子,把铜片、铁片插入其中,就制成了一个水果电池。用电压表测量其电压如图所示,铁片是水果电池的 (选填“正极”或“负极”),该水果电池的电压是 V。
32.(2021•谷城县模拟)如图所示是“伏安法”测电阻电路图。一般情况下电流表(电阻较小)和电压表(电阻很大)的电阻我们是忽略不计的,但它们都还是有电阻且能形成通路。如图所示,我们称之为外接法,用这种方法测得的电阻值比真实值会 (填“偏大”或“偏小”),为减小外接法带来的测量误差,应选用电压表内阻 (填“大”或“小”)一些的。
33.(2021•鄂州模拟)将光敏电阻R和定值电阻R0、电流表、电压表连成如图所示的电路,接在9V的电源上,光敏电阻的阻值随光强增强而变大。观察发现电流表的示数增大,表明光强在 ,电压表的示数将 。
34.(2022•房县一模)图甲为小明使用的调光台灯,图乙是调光的电位器结构图,顺时针转动旋钮,滑片在弧形电阻丝上同向滑动,灯泡变亮。电位器与台灯的灯泡是 (选填“串联”或“并联”)的,此时是将电位器的接线柱 (选填“a和b”、“b和c”或“a和c”)接入电路中。小明收集了很多材料和长度都相同但粗细不同的铅笔芯,图丙是他用身边器材自制的简易调光灯电路。闭合开关,当夹子A从最左端移动到右端的过程中,他发现灯泡亮度变化不明显,他应该调换更 (选填“粗”或“细”)的铅笔芯来做实验。
35.(2023•咸宁模拟)如图甲所示,课外小组同学们将铜片和锌片插入柠檬或橙子中,就制成了一个水果电池。在用橙子做电池时,把铜片、锌片插入其中,用导线将电压表的两个接线柱分别连在铜片和锌片上,观察到电压表指针发生了偏转,如图乙所示。由此可知:水果电池实现的是 能转化为电能,在此电路中水果扮演的角色是 ;铜片是橙子电池的 极(正/负)。为提高水果电池的输出电压,可以把若干个水果电池 (串联/并联)起来。
36.(2023•汉阳区校级一模)一段铜丝,如果把它对折起来,它的电阻变 ,这是因为 。
37.(2023•荆州一模)如图是关于电阻R1、R2的电流与电压关系的图象,则R1 R2(选填“>”、“=”或“<”),其中R2= Ω.
38.(2023•通城县校级二模)有三个定值电阻并联在电路中,它们的电阻值之比R1:R2:R3=1:3:5,则通过它们的电流之比I1:I2:I3= 。
39.(2023•青山区校级模拟)4月26日国内首条悬挂式空中轨道列车光谷空轨试乘发车,光谷空轨在车厢地板部分区域设置了透明式观景窗,拥有270°观景功能,实现“人在天上跑,景在地上追”。
(1)该车在行驶过程中,电池对外供电时将 能转化为 能。
(2)一期工程线路全长约10.5km,最高运行时速为60km/h,光谷空轨行驶完全程至少需要 s。
40.(2023•浠水县模拟)如图所示是汽车静电拖地带,能将汽车外壳因 现象所带的电荷通过内部 (选填“导体”或“绝缘体”)导入大地。若通过拖地带瞬间电流方向向上,说明汽车外壳带有 (选填“正”或“负”)电荷。
41.(2021•洪湖市校级模拟)如图所示的电路图,电源电压6V保持不变,灯L2的阻值是10Ω,闭合开关S,电流表A1的示数如图乙所示。不考虑温度对灯丝电阻的影响,则灯L1的阻值是 Ω.电流表A的示数是 A。
42.(2023•武汉模拟)如图展示的是不同材料在导电性能上的排序,从左至右,材料的导电性能依次 (填“增强”或“减弱”)。图中的银、铜、铝属于 (填“导体”“半导体”或“绝缘体”)。第五届中国国际进口博览会上展示了全球首个量产的3nm芯片,芯片主要利用 (填“导体”“半导体”或“绝缘体”)材料制作而成。
43.(2023•浠水县校级三模)如图甲所示,这是一款自动清洁地面的扫地机器人,扫地机器人以60W的恒定功率工作10min做的功是 J。扫地机器人工作一段时间后,需要充电,充电时,扫地机器人与家庭电路的电视机之间是 (选填“串联”或“并联”)连接的。
44.(2021•鄂州模拟)如图a所示的电路,电源电压保持不变。闭合开关S,调节滑动变阻器,两电压表的示数随电路中电流变化的图象如图b所示,根据图象的信息可知: (选填“甲”或“乙”)是电压表V1示数变化的图象,电源电压为 V,电阻R1的阻值为 Ω。
45.(2022•黄冈模拟)如图为某实验小组用铜片、锌片、水果和发光二极管组成的电路,二极管此时正在发光。若想让二极管更亮,可将多个水果 (选填“串”或“并”)联接在电路中,现在只对调接在铜片和锌片上的导线,发现二极管不再发光,说明二极管具有 特性。
46.(2022•通山县校级模拟)如图a所示的电路,电源电压保持不变。闭合开关S,调节滑动变阻器,两电压表的示数随电路中电流变化的图象如图b所示,根据图象的信息可知: (选填“甲”或“乙”)是电压表V1示数变化的图象,电源电压为 V,电阻R1的阻值为 Ω。
47.(2023•南漳县模拟)如图所示,电阻R1为30Ω,R2为10Ω。当开关S闭合后,通过电阻R1、R2的电流之比为 ,电压表V1、V2的示数之比为 。
48.(2023•利川市校级三模)如图所示,电源电压保持不变,R1、R2为定值电阻,其中R1=10Ω,R2=15Ω。当开关S1、S2都闭合时,电流表示数为1.0A,若此时断开开关S1,则电流表的示数将变为 A。
49.(2023•通城县校级二模)如图所示,变阻器的最大值是10Ω,定值电阻R为30Ω,AB间的电压为10V且保持不变,当滑片P移动时,电压表的示数的变化范围是从 V到 V.定值电阻上最大电流与最小电流之比为 。
50.(2023•咸宁一模)为延长食物保质期,可对食物进行真空包装。真空包装机(如图甲)先抽出塑料袋内的气体,再利用电热丝加热塑料袋口进行密封。图乙是模拟该真空包装机功能的简易电路图。
(1)该电路图中,要使抽气机工作,需闭合的开关是 。
(2)密封时温度过高导致袋口破损。为降低电热丝温度,应将滑动变阻器滑片向 移动。
三.实验探究题(共6小题)
51.(2023•武汉模拟)为了探究并联电路中干路电流与各支路电流的关系,某同学设计了如图甲所示的电路,用电流表分别测量A、B、C三点的电流。
(1)应选用规格 的小灯泡进行实验。
(2)电流表测A点的电流时,还有一根导线未连接,请你用笔画线代替导线,将图乙所示的实物电路补充完整。
(3)该同学用电流表测C点的电流,闭合开关两灯发光,电流表有示数。过了一会儿,发现灯L1突然熄灭,灯L2仍然发光,此时灯L2发光的亮度 (填“变亮”“变暗”或“不变”),电流表的示数 (填“变大”“变小”或“不变”)。
52.(2023•武汉模拟)用图甲所示的电路探究并联电路的电流规律。
(1)按图甲连接电路时,开关S应该 (填“断开”或“闭合”)。在闭合开关前,他观察了电流表,发现指针指在如图乙所示的位置,他接下来应该是 。
(2)闭合开关S后,观察到两个小灯泡,一个很亮,一个发光微弱,造成这种现象的原因可能是 。
(3)他在测量B处的电流时,发现电流表的示数如图丙所示,则电流表的示数为 A。
(4)为寻找普遍规律,小明进行了多次实验,并把实验数据记录在下列表格中。
分析数据可知小明是通过 (填“换不同规格的灯泡”或“改变电源电压”)进行了多次实验。
53.(2023•猇亭区校级模拟)小明同学“探究并联电路的电压关系”的实验电路如图甲所示。
(1)小明根据图甲连接好电路,并将电压表连入电路中,闭合开关,电压表示数如图乙所示,为了使读数更准确,接下来他应该怎么做? 。
(2)小明完成第一次实验,并把数据记录在表中后,接下来他的操作是: 。
(3)在纠正了上面实验中的问题后,小明继续探究“并联电路中的电流关系”。在A处安装电流表并闭合开关后,电流表示数为0.1A,小明猜想:电流经过用电器后,大小应该有所衰减,为了验证这条猜想,他下一步应该将电流表安装在图甲中 处。看到现象 ,即证明他的猜想是错的。
(4)当他把电流表接到C处时,刚读完数,仅有L2突然熄灭,此时电流表的读数会 。(选填“增大”“减小”或“不变”)
54.(2023•洪山区校级模拟)在“探究影响导体电阻大小的因素”实验时,小红作出了如下猜想:①导体的电阻与导体的长度有关; ②导体的电阻与导体的横截面积有关; ③导体的电阻与导体的材料有关。实验室提供了4根电阻丝,规格、材料如表。
为了验证上述猜想,小红设计了如图所示的实验电路。
(1)在M、N之间分别接上不同的导体,则通过观察 来比较导体电阻的大小。
(2)分别将A和B的两根电阻丝接入电路中M、N两点间时,电阻丝A接入时电流表示数较大,由此得到的结论是: 。
(3)在选用编号为A和D的两根电阻丝进行实验时,有同学认为小灯泡的电阻会随温度的变化而变化,无法控制锰铜合金与锰铬合金的两端电压一定,所以无法通过电流比较它们的电阻大小。你 (“赞同”或“反对”)这样的观点,理由是 。
55.(2023•武汉模拟)在“探究电流与电阻的关系”实验中,某实验小组设计了如图甲所示电路。其中电源电压为6V,定值电阻阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω,滑动变阻器规格为“20Ω 1A”。
(1)小明利用甲电路图连接实物电路进行实验,请帮小明将乙图连接完整。
(2)小明检查电路连接无误后闭合开关,移动滑片,使电压表的示数等于2V,读出此时电流表的示数为0.4A,然后小明断开开关,取下5Ω电阻,换上10Ω电阻,闭合开关,并 ,使10Ω电阻两端电压为 ,读出此时电流,填入表格。
(3)实验小组用10Ω电阻做完实验后,又换用15Ω的电阻,同学们发现无论怎样调节滑动变阻器,都无法使电压表示数达到刚才的示数,他想到可以利用在电路中再串联一个定值电阻的方法,若他想利用这个方法顺利完成本次和余下实验,则串联的定值电阻阻值可选用范围为 Ω。
56.(2023•武汉模拟)某同学在测量标有电压为2.5V的小灯泡电阻的实验中,连接了如图所示的实验电路。
(1)该同学接错了一根导线,请你在这根导线上打“×”,并补画出正确的那根导线。
(2)正确连线后,该同学共进行了7次实验,测量的数据如表所示。
①小灯泡正常发光时的电阻为 (结果保留一位小数)Ω。
②第2次与第4次实验中,小灯泡的实际功率之比为 。
③在相邻的某两次实验中,若滑动变阻器接入电路的电阻增加了ΔR1,小灯泡的电阻减小了ΔR2,则ΔR1 (选填“大于”、“等于”或“小于”)ΔR2。
四.计算题(共4小题)
57.(2023•潜江四模)如图甲所示,某工厂要研发一种新型材料,要求对该材料的承受的撞击力进行测试。在测试时将材料样品(不计质量)平放在压力传感器上,闭合开关S,由静止自由释放重物,经撞击后样品材料仍完好无损。从重物开始下落到撞击样品的这个过程中,电流表的示数I随时间t变化的图像如图乙所示,压力传感器的电阻R随压力F变化的图像如图丙所示。电源的电压为24V,定值电阻R0=10Ω。求:
(1)在重物下落的过程中(未撞击),压力传感器的电阻是多少?
(2)当撞击力为400N时,电流表的示数为多少?
(3)在撞击过程中,样品受到的最大撞击力是多少?(g=10N/kg)
58.(2023•湖北二模)如图所示是科技小组设计的测温报警器,电源电压恒为12V,R0为定值电阻,阻值为100Ω。当通过报警器(电阻不计)的电流超过0.02A时就会报警,热敏电阻Rt随温度t的变化的关系是Rt=600Ω−(10Ω/℃)•t。求:
(1)将开关S拨到c端,滑动变阻器R的滑片P从b端向a端移动,直至报警器报警时停止移动,此时滑动变阻器R接入电路中的电阻值为多少?
(2)保持滑片P不动,当开关S拨到d端时,电流表的示数变为0.015A,则环境温度为多少?
59.(2022•江岸区模拟)亮亮设计了一个用电压表的示数变化反映被测温度变化的电路。其电路原理图如图甲所示。电压表量程为0~3V,R0是定值电阻,R0=300Ω,R1是热敏电阻,其电阻随环境温度变化的关系如图乙所示。闭合开关S后,当环境温度为40℃时,电压表的示数为2.4V,求:
(1)当环境温度为40℃时,通过R0的电流;
(2)电源电压;
(3)当被测温度为80℃时,电压表的示数。
60.(2022•谷城县二模)如图所示,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,R1=20Ω,滑动变阻器R2的规格为“100Ω 1A”。
(1)闭合开关S1,断开开关S2、S3,电流表示数为0.4A,求电源电压;
(2)闭合开关S3,断开开关S1、S2,滑动变阻器滑片置于中点位置时,电压表的示数为4V,求R3的阻值;
(3)闭合开关S1、S2和S3,在不损坏电流表、电压表的情况下,求滑动变阻器R2的最小阻值。
湖北(2021-2023)中考物理模拟题分类汇编---电路和欧姆定律
参考答案与试题解析
一.选择题(共30小题)
1.(2023•咸宁模拟)“估测”是学习物理的一种常用方法,小涛同学在学校作了以下估测,其中数据与实际最符合的是( )
A.一个篮球的质量约为50g
B.课桌的高度大约是78cm
C.教室里一盏照明用日光灯正常工作时电流约为5A
D.教室内气温高达60℃
【考点】电流的单位和大小;摄氏温度;质量的估测;长度的估测.
【专题】估算综合应用题;理解能力.
【答案】B
【分析】不同物理量的估测,有的需要生活经验,有的需要换算单位,有的需要简单计算,最后判断哪个选项符合实际。
【解答】解:A、一个篮球的质量约为500g,故A不符合实际;
B、课桌的高度大约是78cm,故B符合实际;
C、普通日光灯的额定功率约为40W,正常工作电流约为I=≈0.18A,故C不符合实际;
D、教室内气温不可能达到60℃,故D不符合实际。
故选:B。
【点评】物理与社会生活联系紧密,多了解一些生活中常见物理量的数值可帮助我们更好地学好物理,同时也能让物理更好地为生活服务。
2.(2023•咸宁模拟)小宇自制了一个简易的验电器,如图所示,用来检验物体是否带电,效果还真不错,关于验电器下列说法正确的是( )
A.用验电器可以直接检验出物体是正电还是带负电
B.验电器是根据同种电荷互相排斥的原理工作的
C.验电器的金属箔用塑料片代替效果会更好
D.在阴雨天气使用验电器效果比在晴朗干燥天气效果更好
【考点】验电器的原理及使用.
【专题】电流和电路.
【答案】B
【分析】验电器是检验物体是否带电的仪器,是利用同种电荷相互排斥的原理制成的,验电器张开的角度越大,说明带电体所带的电荷越多。
【解答】解:A、验电器只能检验物体是否带电,不可以直接检验出物体是带正电还是带负电,故A错误;
B、验电器是根据同种电荷互相排斥的原理工作的,故B正确;
C、塑料片是绝缘体,不能导电,因此验电器的金属箔不能用塑料片代替,故C错误;
D、阴雨天气空气比较潮湿,电荷容易导走,晴朗的天气则不会发生这种情况,故D错误。
故选:B。
【点评】本题考查对验电器使用原理的掌握情况,本类题型的关键是对记忆性知识要有扎实基础。
3.(2023•曾都区模拟)如图所示为气体打火机中的点火装置——压电点火器。当按下打火按钮时,会使压电材料两端分别出现异种电荷,通过相连的导线,在打火机的排气嘴处放电产生电火花,从而点燃燃料。如果导线A端带负电与导线B端之间形成放电,则关于气体打火机被点燃的过程,下列说法中正确的是( )
A.按钮下压压电材料带电过程,是下压时创造了电荷
B.按钮下压压电材料,压电材料将电能转化为机械能
C.在AB间放电时,其间形成的电流方向是由B到A
D.排气嘴喷出燃料的过程中,气体对外膨胀做功,气体的内能逐渐增大
【考点】摩擦起电的实质;电流的方向;能量转化和转移;做功改变物体内能.
【专题】电流和电路;应用能力.
【答案】C
【分析】(1)压电材料工作时带电不是创造了电荷,是电荷从一个物体转移到另一物体。
(2)按钮下压压电材料,压电材料将机械能转化为电能。
(3)物理学中规定:正电荷定向移动的方向为电流的方向。
(4)排气嘴喷出燃料的过程中,气体对外膨胀做功,气体的内能减少。
【解答】解:A、按钮下压压电材料带电过程,是下压时电荷发生了转移,并不是创造了电荷,故A错误;
B、按钮下压压电材料,压电材料将机械能转化为电能,故B错误;
C、在AB间放电时,电子从A到B,电子带负电,电子实际移动得到方向与电流的方向相反;物理学中规定正电荷定向移动的方向为电流的方向,所以其间形成的电流方向是由B到A,故C正确;
D、排气嘴喷出燃料的过程中,气体对外膨胀做功,气体的内能逐渐减少,故D错误。
故选:C。
【点评】知道摩擦起电的实质;知道电流方向的规定;知道压电材料工作时的能量转化过程;知道物体对外做功,内能减少。
4.(2023•广水市三模)如图是装有静电除尘纸的拖把,扫地时除尘纸与地板摩擦就可以轻松的将灰尘和头发清扫干净。下列说法正确的是( )
A.静电除尘纸和地面摩擦创造了电荷
B.静电除尘纸和地面摩擦后带有同种电荷
C.静电除尘纸和地面摩擦后带电能吸引轻小物体
D.静电除尘纸吸附灰尘是利用同种电荷相互吸引
【考点】摩擦起电的实质;电荷间的相互作用规律;物体带电现象;静电现象.
【专题】电路和欧姆定律;应用能力.
【答案】C
【分析】①摩擦起电的实质是电子从一个物体转移到另一个物体;
②带电体具有吸引轻小物体的性质;
【解答】解:A、静电的实质是电子在物体间发生了转移,并没有创造电荷,故A错误;
B、静电除尘纸和地面摩擦时,一个物体失去电子,另一个物体得到电子,所以它们带有异种电荷,故B错误;
C、静电除尘纸和地面摩擦后,静电除尘纸吸附灰尘利用了带电体可以吸引轻小物体的性质,故C正确;
D、静电除尘纸吸附灰尘,利用了带电体可以吸引轻小物体的性质,故D错误。
故选:C。
【点评】此题考查了带电体的性质,从两个角度考查了摩擦起电的实质,正确理解概念是解答的基础。
5.(2023•武汉模拟)如图所示,用一段细铁丝做一个支架,作为转动轴,把一根中间戳有小孔(没有戳穿)的饮料吸管放在转动轴上,吸管能在水平面内自由转动。用餐巾纸与吸管的一端摩擦使其带电,再用丝绸摩擦过的玻璃棒去靠近吸管带电的一端,发现吸管被玻璃棒吸引。下列说法错误的是( )
A.丝绸摩擦过的玻璃棒带正电
B.餐巾纸摩擦过的吸管的一端带负电
C.丝绸与玻璃棒摩擦起电时,丝绸失去电子
D.通过实验可以判断出吸管的原子核束缚电子的本领比餐巾纸强
【考点】摩擦起电的实质.
【专题】电流和电路;应用能力.
【答案】C
【分析】(1)摩擦起电的实质是电荷的转移,得到电子带负电,失去电子带正电;
(2)同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
【解答】解:A、丝绸摩擦过的玻璃棒失去电子带正电,故A正确;
B、餐巾纸与吸管的一端摩擦使其带电,再用丝绸摩擦过的玻璃棒去靠近吸管带电的一端,发现吸管被玻璃棒吸引,说明吸管带负电,故B正确;
C、丝绸与玻璃棒摩擦起电时,玻璃棒失去电子,丝绸得到电子,故C错误;
D、吸管带负电,得到电子,则吸管的原子核束缚电子的本领比餐巾纸强,故D正确。
故选:C。
【点评】本题考查了摩擦起电的实质,属于基础知识的考查。
6.(2023•猇亭区校级模拟)将口香糖的锡箔纸包装剥下来,剪成如图所示形状,把它用手摁在干电池的正负极上,3秒钟左右,锡箔纸中间狭窄部分即开始燃烧起来。这是因为狭窄处( )
A.电流较大B.电阻较小
C.电压较小D.发热功率较大
【考点】影响电阻大小的因素.
【专题】应用题;电压和电阻;应用能力.
【答案】D
【分析】锡箔纸串联在电路中,根据串联电路的电流特点可知通过它们的电流关系,根据影响电阻大小的因素可知较窄处和较宽处的电阻关系,根据P=I2R分析功率的大小关系。
【解答】解:锡箔纸较窄和较宽处可看成是串联的,因串联电路中各处的电流相等,所以通过较窄和较宽处锡箔纸的电流相等;材料和长度相同时,导体越细,电阻越大,所以锡箔纸较窄处电阻较大;根据P=I2R可知,狭窄处的发热功率变大,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查了电阻影响因素、串联电路的特点和欧姆定律的应用,属于一道基础题。
7.(2022•茅箭区校级模拟)西丰县在政府改造解放路时,在大通街与解放路交叉路口放置了如图所示的可移动式红绿灯,保证交通安全。下列有关说法中正确的是( )
A.红、绿灯是发光二极管,主要制造材料为超导体
B.发光二极管具有双向导电性
C.红灯与绿灯交替发光,它们连接方式为并联
D.白天,蓄电箱储能过程中,蓄电箱相当于电路中的电源
【考点】半导体材料的特点与作用;电路的组成;串、并联电路的概念与辨别.
【专题】应用题;电流和电路;理解能力.
【答案】C
【分析】(1)二极管是由半导体材料制成的;
(2)二极管具有单项导电性;
(3)并联电路中,各支路互不影响;
(4)蓄电池充电时会消耗电能。
【解答】解:
A、红、绿灯是发光二极管,主要制造材料为半导体,故A错误;
B、发光二极管是由半导体制成的,具有单向导电性,故B错误;
C、红灯与绿灯交替发光,它们互不影响,所以是并联的,故C正确;
D、对蓄电池充电时,蓄电池消耗了电能,因此相当于电路中的用电器,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查了半导体的特点和应用、电路的连接方式、电路元件的作用,属于基础知识,要熟记。
8.(2022•江夏区模拟)如图所示,甲为可调亮度台灯,乙为台灯中电位器的结构图,b与金属滑片相连,转动旋钮可调节灯泡亮度。下列分析正确的是( )
A.若只将a、c接入电路,旋钮顺时针转动时灯泡变亮
B.若只将b、c接入电路,转动旋钮灯泡亮度不变
C.电位器调节灯泡亮度与滑动变阻器的原理相同
D.电位器是通过改变接入电路中电阻丝的横截面积来改变灯泡亮度
【考点】滑动变阻器的使用.
【专题】应用题;电压和电阻;应用能力.
【答案】C
【分析】电位器的实质是滑动变阻器,串联在电路中,靠通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变电路的电流,从而改变灯泡亮度。
【解答】解:
A、若只将a、c接入电路,电阻丝全部接入电路,旋钮顺时针转动时,变阻器接入电路的电阻不变,灯泡亮度不变,故A错误;
B、若只将b、c接入电路,转动旋钮,变阻器接入电路的电阻改变,电路中的电流改变,灯泡亮度会发生变化,故B错误;
CD、电位器是通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变电阻,从而改变电路的电流达到改变灯泡亮度的目的,与滑动变阻器的工作原理相同,故C正确,D错误。
故选:C。
【点评】此题考查对滑动变阻器的理解和掌握。熟知使用和接线原则是解题关键。
9.(2022•洪山区模拟)如图所示的电路中,在M、N两点间接入滑动变阻器,要求闭合开关S后,在滑片P向右滑动的过程中,灯泡的亮度逐渐变暗。在如图所示的四种接法中,能实现上述要求的是( )
A.B.
C.D.
【考点】滑动变阻器的使用.
【专题】应用题;电压和电阻;应用能力.
【答案】C
【分析】先根据滑片移动的方向和灯泡的发光情况判断滑动变阻器接入电路阻值的变化,然后根据滑动变阻器接入电路的两个接线柱以及滑片移动时确定接入电路阻值的变化,从而找出符合要求的选项。
【解答】解:滑片右移时,灯泡的亮度逐渐变暗,说明通过灯泡的电流减小,根据欧姆定律可知,电路中的电阻变大,滑动变阻器接入电路的阻值增大;所以滑动变阻器应接左下接线柱和上方的一个接线柱,根据四个选项可知,C正确。
故选:C。
【点评】滑动变阻器是通过调节接入电路的导线长度来调节电阻的,应熟练掌握其接线方法。
10.(2022•硚口区模拟)如图所示,是用滑动变阻器改变小灯泡亮度的实验装置,下列有关说法错误的是( )
A.电阻丝是导体,缠绕电阻丝的圆筒是绝缘体
B.闭合开关前,应该将滑动变阻器的滑片置于最右端
C.闭合开关后,当滑片向左滑动时,小灯泡的亮度由亮变暗
D.为了使滑片与电阻丝接触良好,需要将接触部位的绝缘层刮掉
【考点】滑动变阻器的使用.
【专题】应用题;电压和电阻;欧姆定律;应用能力.
【答案】C
【分析】(1)容易导电的物体是导体,不容易导电的物体是绝缘体;
(2)闭合开关前,为了保护电路,应该将滑动变阻器的滑片置于最大阻值处;
(3)根据滑动变阻器滑片位置的变化分析滑动变阻器接入电路中电阻的变化,根据欧姆定律分析电路中电流的变化和灯泡亮度的变化;
(4)滑片与电阻丝连接的部分之间应该是接通的。
【解答】解:
A、电阻丝容易导电,是导体;缠绕电阻丝的圆筒不容易导电,是绝缘体,故A正确;
B、闭合开关前,为了保护电路,滑动变阻器阻值应调至最大,故滑片应置于最右端,故B正确;
C、闭合开关后,当滑片向左滑动时,滑动变阻器接入电路的电阻变小,总电阻变小,根据欧姆定律可知,电路中的电流变大,小灯泡的亮度由暗变亮,故C错误;
D、为了使滑片与电阻丝接触良好,使电路中有电流通过,需要将接触部位的绝缘层刮掉,故D正确。
故选:C。
【点评】本题考查了滑动变阻器的使用、欧姆定律的应用、滑动变阻器的结构,属于基础题。
11.(2022•恩施州模拟)图中各设备的工作电压与华为智能手机的电池电压最接近的是( )
A.装有2节七号干电池的体温枪
B.用家庭电路工作的紫外线消毒灯
C.高铁动车
D.我国工厂的数控机床水泵
【考点】电压的概念、单位及大小.
【专题】应用题;电压和电阻;应用能力.
【答案】A
【分析】要记住一些生活中常见的电压值,如:一节干电池的电压是1.5V;一节铅蓄电池的电压是2V;家庭电路的电压为220V;动力电压为380V;对人体安全的电压为不高于36V;手机电池电压3.7V。
【解答】解:华为智能手机的电池电压为3.7V,与2节七号干电池电压接近。BCD电压均为220V。
故选:A。
【点评】知道常见电压值,可解答此题。
12.(2023•蔡甸区模拟)如图为封闭小区常见的智能门禁系统,住户可以通过刷卡或人脸识别进入小区,当门禁系统接通电源后,指示灯发光。住户刷卡或人脸识别成功时(相当于分别闭合对应的开关),电动机工作,控制门打开。下列关于门禁系统的简化电路设计合理的是( )
A.B.
C.D.
【考点】串、并联电路的设计与应用.
【专题】应用题;电流和电路;应用能力.
【答案】B
【分析】根据只要其中一种方式识别成功,则相应开关闭合,电动机启动分析解答;用电器工作时互不影响,是并联的。
【解答】解:
由题知,人脸识别、刷卡识别,只要其中一种方式识别成功,则相应开关闭合从而使电动机启动工作,所以两个开关应并联后再与电动机串联在电源上;灯泡与电动机能独立工作,是并联的;故B符合题意。
故选:B。
【点评】本题考查根据要求设计电路,关键是明确两个开关的连接方式。
13.(2023•湖北三模)周末回家,小龙同学端热水给奶奶泡脚、爸爸给奶奶搓脚、妈妈为奶奶梳头,下列说法正确的是( )
A.泡脚和搓脚改变脚的内能方式相同
B.水温下降比较慢,是因为水的比热容小的缘故
C.用橡胶梳子梳头发,头发蓬松起来是因为同种电荷相互排斥
D.橡胶梳子梳头发过程中,若橡胶梳子失去电子将带负电荷
【考点】电荷间的相互作用规律;热传递改变物体内能;做功改变物体内能;比热容解释简单的自然现象;摩擦起电的实质.
【专题】分子热运动、内能;比热容、热机、热值;电流和电路;应用能力.
【答案】C
【分析】(1)改变物体内能的方式有两种:做功和热传递。
(2)水的比热容较大,同样质量的水和其它液体相比,放出相同的热量时,水温降低慢。
(3)同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引。
(4)摩擦起电时,失去电子的物体带正电。
【解答】解:A、泡脚是用热传递的方式改变物体的内能,搓脚是用做功的方式改变物体的内能,故A错误;
B、水的比热容较大,同样质量的水和其它液体相比,放出相同的热量时,水温降低慢,故B错误;
C、用橡胶梳子梳头发,头发蓬松起来是因为同种电荷相互排斥,故C正确;
D、橡胶梳子梳头发过程中,若橡胶梳子失去电子将带正电荷,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查的知识点比较多,知道改变物体内能的方式;知道摩擦起电的实质;会用比热容解释生活中的现象;知道电荷间的相互作用规律。
14.(2023•洪山区校级模拟)如图所示,将A、B两种不同的金属片分别插入土豆,制成“土豆电池”。闭合开关S,发光二极管发光,电压表有示数。以下关于电路的理解,说法正确的是( )
A.闭合开关后,“土豆电池”内部的自由电荷移动形成了电流
B.“土豆电池”内部电流方向为从A流向B
C.闭合开关S,若发光二极管“正”、“负”极接反,电压表将没有示数
D.若断开开关S,电压表无示数,A、B两金属片间仍有电压
【考点】电压表的使用;电流的形成;电流的方向.
【专题】应用题;电流和电路;电压和电阻;应用能力.
【答案】D
【分析】(1)电荷的定向移动形成电流;
(2)在电源外部,电流总是从电源的正极流向负极,内部是从负极流向正极;
(3)电压表需要并联接入电路中,电流从电压表的正接线柱流入,从负接线柱流出;
(4)电源两端存在电压。
【解答】解:
A、闭合开关后,“土豆电池”内部的自由电荷定向移动形成了电流,故A错误;
B、根据电压表正向偏转知,A是电源的正极,在电源内部,电流总是从电源的负极流向正极;则由图可知,“土豆电池”内部电流从金属片B流向A,故B错误;
C、闭合开关S,若发光二极管“正”、“负”极接反,此时电压表测量的是电源电压,有示数,故C错误;
D、电源的两端是存在电压的,与外部电路的通断情况无关,故D正确。
故选:D。
【点评】本题主要考查了电压表的使用,能根据电压表的接法判断电源的正负极是本题的关键。
15.(2023•青山区校级模拟)如图是测量小灯泡(U额=2.5V) 电阻的电路,如表是实验记录的有关数据。电源电压恒为4V,有三个滑动变阻器:R1“20Ω 1A”、R2“40Ω 0.5A”、R3“50Ω 0.2A”。下列说法正确的是( )
A.滑片P向左滑动时电灯变亮
B.实验中,滑动变阻器除了保护电路外,还控制灯泡电压不变
C.灯泡的灯丝电阻随电压的减小而增大
D.为了完成这5次实验,只能选取的滑动变阻器是R2
【考点】实验 伏安法测电阻.
【专题】定性思想;欧姆定律;测量型实验综合题;实验基本能力.
【答案】D
【分析】(1)滑片P向左滑动时远离下接线柱,电阻变大,电流变小,电灯变暗;
(2)滑动变阻器滑片滑到最大阻值处,电路中电流最小,对电路起保护作用;移动滑动变阻器滑片,改变电路电流,改变灯泡的电压和电流,能完成多次实验,以便发现电阻和温度的关系;
(3)根据灯丝的电阻与温度的关系进行判断,当电压越大,灯丝的温度越高;
(4)当灯泡两端的电压最小时滑动变阻器接入电路中的电阻最大,根据串联电路的电压特点求出滑动变阻器两端的电压,利用串联电路的电流特点和欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的阻值即可得出滑动变阻器的最小的最大阻值。
【解答】解:A、滑片P向左滑动时远离下接线柱,电阻变大,根据I=知,电压不变,电流变小,根据P=UI知灯泡的电功率减小,电灯变暗,故A错误;
B、闭合开关前,滑动变阻器的滑片处于最大阻值处,电路电阻最大,电流最小,对电路起保护作用;
移动滑动变阻器的滑片,改变灯泡的电压和电流,计算灯泡电阻,完成多次实验,以便寻找灯泡电阻与温度的关系,故B错误;
C、由表中数据知:第一次的电阻为:R1===10Ω,第二次的电阻为R2==≈9.1Ω;第三次的电阻为R3==≈7.9Ω,可见电压越大,电流越大,灯泡的功率越大,温度越高,电阻越大,即灯泡的灯丝电阻随温度的降低而减小,电阻与电压没有关系,故C错误;
D、当灯泡两端的电压最小UL=0.5V时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,
滑动变阻器两端的电压U滑=U﹣UL=4V﹣0.5V=3.5V,
串联电路中各处的电流相等,所以滑动变阻器接入电路中的电阻R滑===35Ω,故滑动变阻器的最大阻值不小于35Ω。
由于R3“50Ω 0.2A”允许通过的电流太小,故选用R2.故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查了滑动变阻器的正确使用和作用、影响电阻的因素、滑动变阻器的选择,其中D是本题的难度。
16.(2022•谷城县校级模拟)如图电路,两盏相同的电灯在闭合开关后都能发光。过了一会儿,两盏电灯突然同时都不亮了,且电压表和电流表的示数均变为零。如果电路只有一处故障,则故障可能是( )
A.电灯L1短路B.电灯L2短路C.电灯L1断路D.电灯L2断路
【考点】电流表、电压表在判断电路故障中的应用.
【专题】电流和电路.
【答案】D
【分析】电路故障分为短路和断路。如图灯L1和灯L2串联,电压表测灯L1两端电压。在闭合开关后两盏电灯突然同时都不亮了,且电压表和电流表的示数均变为零。如果是电路短路,电路中还有电流。则电路为断路,电路中无电流。
【解答】解:A、电灯L1短路,灯L2会分担电源电压,会变亮,电流表有示数。不合题意。
B、电灯L2短路,灯L1会分担电源电压,会变亮,电压表、电流表均有示数。不合题意。
C、电灯L1断路,则电压表会与灯L2串联,电压表分担电源电压有示数,灯不亮,电流表无示数。不合题意。
D、电灯L2断路,则整个电路中都没有电流,灯都不亮,电压表、电流表均无示数。符合题意。
故选:D。
【点评】此题考查了电路故障,要学会使用电流表、电压表来检测电路故障。
17.(2022•武汉模拟)如图所示是某同学探究串联电路的电压规律所连接的电路。闭合开关后,发现小灯泡L1不发光,但小灯泡L2正常发光,且电压表有示数。下列说法正确的是( )
A.电压表测量的是小灯泡L2两端的电压
B.小灯泡L1不发光可能是小灯泡L1断路
C.将导线①的左端改接到a接线柱,闭合开关后电压表会被短路
D.要测量L1两端的电压,可以直接将导线②的上端改接到a接线柱
【考点】电流表、电压表在判断电路故障中的应用;电压表的使用.
【专题】电压和电阻;应用能力.
【答案】A
【分析】(1)分析电路图可知两灯泡串联,电压表并联在灯泡L2两端,由此分析;
(2)根据串联电路的特点进行分析;
(3)图中导线①的左端改接到a接线柱,效果相同,电压表的测量对象不变;
(4)根据电压表要并联在电路中,电流从正接线柱流入、负接线柱流出,否则,指针会反偏。
【解答】解:A、由电路图可知两灯泡串联,电压表并联在灯泡L2两端,测量的是小灯泡L2两端的电压,故A正确;
B、因串联电路中各用电器互相影响,如果灯泡L1断路,则灯泡L1、L2都不发光,电压表无示数,所以小灯泡L1不发光是小灯泡L1短路,故B错误;
C、由B知小灯泡L1短路,若将导线①的左端改接到a接线柱,电压表测量对象不变,测量的仍是灯泡L2两端的电压,故C错误;
D、由图可知,若直接将导线②的上端改接到a接线柱会导致电压表正负接线柱接反,闭合开关后,电压表指针反偏,会向0刻线左侧偏转,故D错误。
故选:A。
【点评】本题考查了通过探究串联电路的电压规律考查了电压表的使用,属于基础题目。
18.(2023•武汉模拟)在根据电路图连接实物电路的教学中,林老师要求同学们用笔画线表示导线,根据电路图把实物连接起来,下面是三位同学的连接,其中正确的是( )
A.只有甲B.只有甲、乙C.只有乙、丙D.只有甲、丙
【考点】实物的电路连接.
【专题】应用题;电流和电路;应用能力.
【答案】D
【分析】先分析电路图的连接情况,再选择与之对应的实物图。
【解答】解:
由电路图知,两灯并联,开关S1在干路上,S2在L2支路上,由实物图知,甲和丙的实物图连接与之对应;乙图中两灯并联,S2在L2支路上,但开关S1在L1支路上,与电路图不对应。
故选:D。
【点评】本题考查根据电路图连接实物图,正确分析电路的连接方式以及开关的位置是关键,注意实物图要与电路图一一对应。
19.(2022•武汉模拟)如图所示,在“探究影响导体电阻大小的因素”的实验中,分别将三根横截面积相同的金属丝接入电路。下列说法错误的是( )
A.电流表示数越大,表明接入电路中的金属丝的电阻越小
B.该电路可以探究导体的电阻大小是否跟导体的材料有关
C.该电路可以探究导体的电阻大小是否跟导体的长度有关
D.仅将电路中的电流表换成电压表也能完成本实验
【考点】探究影响导体电阻大小的因素.
【专题】错解分析题;电流和电路;电压和电阻;理解能力.
【答案】D
【分析】(1)根据欧姆定律可知在导体两端的电压不变的条件下,导体的阻值越大通过导体的电流就越小,所以可以通过比较导体电流的大小比较导体阻值的大小;
(2)电阻的大小在不考虑温度的前提下,有三个决定因素:材料、长度、横截面积。因此要研究电阻的大小与每一个因素的具体关系时,要用到控制变量法。即:研究电阻的大小与哪个因素有关,就要让这个因素变化,其余的因素都相同,去做对比实验。根据这个思路可以解决此题。
【解答】解:
A、在导体两端的电压不变的条件下,导体的阻值越大通过导体的电流(电流表的示数)就越小,所以本实验可以通过电流表的示数比较导体电阻的大小,电流表示数越大,所接电阻阻值越小,故A正确;
B、在研究电阻与导体的材料的关系时,由于最上面的导线和最下面的导线是长度、横截面积均相同,而材料不同,所以可以把最上面的导线和最下面的导线单独连入电路进行比较,可以探究导体的电阻大小是否跟导体的材料有关,故B正确;
C、中间的导线和最下面的导线都是镍铬合金,且长度不同,所以可以研究电阻与导体长度的关系,故C正确;
D、在图示情况下,仅将电路中的电流表换成电压表,由于电压表相当于开路,电压表示数为电源电压,所以不能完成本实验,故D错误。
故选:D。
【点评】此题主要考查的是电阻大小的影响因素和转换法、控制变量法在物理实验中的熟练运用,是中考的常见题型。
20.(2022•谷城县二模)亲爱的同学们,经过两年的初中物理学习,相信聪明的你一定学到了很多物理知识。下列数据最接近实际的是( )
A.人的正常体温约为39℃
B.初中物理课本的长度约为27cm
C.对人体的安全电压不高于220V
D.一位中学生的体重约为40N
【考点】电压的概念、单位及大小;摄氏温度;长度的估测;重力的大小估测.
【专题】温度计、熔化和凝固;电压和电阻;质量及其测量;应用能力.
【答案】B
【分析】首先对题目中涉及的物理量有个初步的了解,对于选项中的单位,可根据需要进行相应的换算或转换,排除与生活实际相差较远的选项,找出符合生活实际的答案。
【解答】解:A.正常情况下,人的体温在37℃左右,变化幅度很小,故A不符合实际;
B.一根筷子的长度在25cm左右,初中物理课本的长度略大于25cm,在27cm左右,故B符合实际;
C.对人体的安全电压不高于36V,故C不符合实际;
D.一位中学生的质量(一般说体重)约50kg,“N”是力的单位,故D不符合实际。
故选:B。
【点评】对物体长度、质量、重力等进行估测,是初中物理的一项基本要求,平时结合所学知识对身边的如:人高、教室高、一步长、步行速度、楼梯阶梯数、物理课本长和宽、教室内空气质量等等,多观察多思考,必要时做出正确判断。
21.(2022•武汉模拟)下图是滑动变阻器的结构和连入电路的示意图,当滑片P向右滑动时,连入电路的电阻变小的是( )
A.B.
C.D.
【考点】滑动变阻器的使用.
【专题】定性思想;电压和电阻;应用能力.
【答案】D
【分析】滑动变阻器是通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变电阻大小的。
滑动变阻器正确接法是上下接线柱各接一个,若要连入电路的电阻变小,则下边的D接线柱要接入电路。
【解答】解:
A、滑片向右移动时,电阻丝接入部分的长度增大,接入电路中的电阻变大,故A不合题意;
B、同时接入上方两接线柱,相当于接入一导线,滑片移动时,接入的电阻不变,故B不合题意;
C、同时接入下方两接线柱,相当于接入一定值电阻,滑片移动时,接入的电阻不变,故C不合题意;
D、滑片向右移动时,电阻丝接入部分的长度减小,接入电路中的电阻变小,故D符合题意。
故选:D。
【点评】本题考查了滑动变阻器的接法。要使滑动变阻器的电阻变大或变小,关键是要看下边的接线柱接哪个。
22.(2022•恩施州模拟)如图所示,电源电压15V保持不变,滑动变阻器的滑片在最右端。闭合开关S1,断开开关S2,滑片P移至中点附近时,电流表的示数是0.5A,保持滑片P不动,闭合开关S2,断开开关S1时,电流表的示数是0.2A,则电阻R3的阻值是( )
A.20ΩB.30ΩC.45ΩD.40Ω
【考点】欧姆定律的应用.
【专题】应用题;电路和欧姆定律;应用能力.
【答案】C
【分析】闭合开关S1,断开开关S2,滑片P移至中点附近时,R2与R1串联,电流表测电路的电流,根据电阻的串联和欧姆定律求出电路的总电阻;保持滑片P不动,闭合开关S2,断开开关S1时,R1、R2、R3串联,电流表测电路中的电流,再根据欧姆定律求出电路中的总电阻,进一步求出电阻R3的阻值。
【解答】解:闭合开关S1,断开开关S2,滑片P移至中点附近时,R2与R1串联,电流表测电路的电流,此时电流表的示数是0.5A,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,电路的总电阻:R总=R1+R2===30Ω,
保持滑片P不动,闭合开关S2,断开开关S1时,R1、R2、R3串联,电流表测电路中的电流,此时电流表的示数是0.2A,
此时电路的总电阻:R总′=R1+R2+R3===75Ω,
则电阻R3的阻值:R3=(R1+R2+R3)﹣(R1+R2)=R总′﹣R总=75Ω﹣30Ω=45Ω。
故选:C。
【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用,分清开关闭合、断开时电路的连接方式是关键。
23.(2022•咸宁模拟)节约粮食是餐饮文明的重要标志之一。某自助餐厅利用电子秤开展“吃多少,称多少”的活动。如图是电子秤的原理图,R0是定值电阻,R是滑动变阻器,它的金属滑片P与弹簧顶端固定在一起。下列说法正确的是( )
A.电路中R0是没有作用的
B.电子秤仪表是由电压表改装而成的
C.食品质量越小,R两端的电压越小
D.食品质量越大,电路中的电流越大
【考点】欧姆定律的应用.
【专题】定性思想;欧姆定律;应用能力.
【答案】D
【分析】(1)由图可知,定值电阻R0、滑动变阻器R、电子秤仪表串串联接入电路,根据电流表、电压表的使用规则可判断电子秤仪表属于哪种电表;
(2)由图可知,滑动变阻器接入电路的电阻线是滑片P以下的那一段电阻丝,当电子秤中食物较多时,滑片P移到最下端时,滑动变阻器接入电路的阻值为0,若电路中无定值电阻R0,电路会发生短路,由此可知定值电阻R0在电路中的作用;
(3)当食品质量越小,滑片P越往上,滑动变阻器接入电路中的阻值越大,根据串联电路电阻规律可知,电路中的总电阻越大,根据欧姆定律可知,当电源电压一定时,电路中的电流越小,根据U=IR可知,定值电阻R0两端的电压的变化,根据串联电路电压规律可知,滑动变阻器R两端的电压变化;当食品质量越大,滑片P越往下,滑动变阻器接入电路中的阻值越小,根据串联电路电阻规律可知,电路中的总电阻越小,根据欧姆定律可知,电路中的电流的变化。
【解答】解:B、由图可知,定值电阻R0、滑动变阻器R、电子秤仪表串串联接入电路,根据电流表、电压表的使用规则可知,电子秤仪表是电流表改装而成的,故B错误;
A、由图可知,滑动变阻器接入电路的电阻线是滑片P以下的那一段电阻丝,当电子秤中食物较多时,滑片P移到最下端时,滑动变阻器接入电路的阻值为0,若电路中无定值电阻R0,电路会发生短路,所以定值电阻R0在电路中起保护电路的作用,故A错误;
CD、当食品质量越小,滑片P越往上,滑动变阻器接入电路中的阻值越大,根据串联电路电阻规律可知,电路中的总电阻越大,根据欧姆定律可知,当电源电压一定时,电路中的电流越小,根据U=IR可知,定值电阻R0两端的电压的越小,根据串联电路电压规律U=U滑+U0可知,滑动变阻器R两端的电压越大,故C错误;
当食品质量越大,滑片P越往下,滑动变阻器接入电路中的阻值越小,根据串联电路电阻规律可知,电路中的总电阻越小,根据欧姆定律可知,当电源电压一定时,电路中的电流越大,故D正确。
故选D。
【点评】本题主要考查欧姆定律的应用,串联电路电流、电压、电阻规律的应用,其中理解电子秤中食品质量变化时,滑片P的移动方向,从而得出滑动变阻器接入电路中的阻值的变化是解题的关键。
24.(2022•新洲区模拟)在探究“电流与电阻的关系”的实验中,某同学连接的电路如图所示,电源电压恒为6V,用到的电阻阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω,实验中多次改变R的阻值,调节滑动变阻器的滑片,得到的实验数据如下表。下列说法正确的是( )
A.正确连接电路,闭合开关后,电流表有示数,电压表无示数,则故障原因可能是电阻断路
B.第3次实验出现操作失误,该同学更换电阻后,应该先移动滑片,使电压表示数为2.5V时,再读出电流表的示数
C.选用的滑动变阻器的规格可能是“30Ω 1A”
D.该实验得出的结论是:电压一定时,导体的电阻与通过导体的电流成反比
【考点】探究电流与电压、电阻的关系.
【专题】定量思想;控制变量法;欧姆定律;实验基本能力.
【答案】B
【分析】(1)正确连接电路,闭合开关后,电流表有示数,说明电路故障为通路,再结合电压表无示数,说明可能出现的故障是定值电阻短路或电压表短路或电压表断路,据此作答;
(2)在探究“电流与电阻的关系”的实验中,应保持电阻两端电压不变,通过改变接入的电阻大小来读出对应的电流,结合表格中数据规律分析解答;
(3)由表中第5数据,根据串联电路的规律和欧姆定律求变阻器连入电路中的电阻确定实验中选用的滑动变阻器规格;
(4)知道导体的电阻是导体本身的一种属性并结合表格中数据分析并总结规律。
【解答】解:
A、正确连接电路,闭合开关后,电流表有示数,说明电路为通路,可能部分电路出现了短路故障,再结合电压表无示数,说明可能出现的故障是定值电阻短路或电压表短路或电压表断路,而不可能是电阻断路,故A错误;
B、分析表格中据可知实验1、2、4、5次中IR=0.5A×5Ω=0.25A×10Ω=0.1A×25Ω=2.5V≈0.12A×20Ω=2.4V,说明在此实验中电阻两端电压始终应保持2.5V,而第3次实验中IR=0.20A×15Ω=3.0V≠2.5V,说明此次实验出现了操作失误,根据串联分压原理可知在更换电阻后应该先移动滑片,使电压表示数为2.5V时,再读出电流表的示数,故B正确;
C、由表中第5数据,根据串联电路电压规律和欧姆定律,变阻器连入电路中的电阻:R滑=>30Ω,故选用的滑动变阻器的规格不可能是“30Ω 1A”,故C错误;
D、由表格数据分析可知在电阻两端电压保持不变的情况下,导体电阻增大为原来的几倍,通过导体的电流为原来的几分之一,因此可知结论应为电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比,因为导体的电阻是导体本身的一种属性,因此不能说成是电压一定时,导体的电阻与通过导体的电流成反比,故D错误。
故选:B。
【点评】本题考查了探究“电流与电阻的关系”的实验中电路故障的判断、实验操作过程的掌握、数据的分析和结论的归纳以及串联分压原理的运用,难度一般。
25.(2022•黄陂区校级模拟)某同学利用如图所示的电路做“伏安法测电阻“的实验,已知Rx为待测定值电阻,电源电压恒为6V,滑动变阻器R标有“20Ω 1A”字样,实验中他填写的实验数据如表所示,下列说法不正确的是( )
A.第1次实验的数据不是他实验中实际测得的
B.对比第2、3次实验的数据可判定:待测电阻Rx的阻值并非严格不变
C.第4次实验时滑动变阻器接入电路电阻R与待测电阻Rx的阻值之比为1:2
D.为减小实验误差,可利用每次实验测得的U、I求出电阻R,再求其平均值
【考点】实验 伏安法测电阻.
【专题】实验题;实验分析法;欧姆定律;应用能力.
【答案】B
【分析】(1)求出定值电阻的大约值,根据分压原理,得出电压表的最小读数;
(2)根据R=算出电阻在进行比较;
(3)串联电路中电压与电阻成正比;
(4)在伏安法测电阻时,为减小误差应采取多次测量求平均值的方法。
【解答】解:A、由表中数据结合欧姆定律可得,定值电阻R===10Ω,
根据分压原理可知,当滑动变阻器的最大电阻连入电路中时,电压表示数最小,
定值电阻两端的最小电压U最小=×R=×10Ω=2V>1V,所以第1组数据不是本实验中测得的,故A说法正确;
B、根据I=得,序号“2”的电阻为:R2==≈9.1Ω;序号“3”的电阻为:R3==≈10.3Ω,其他几次的电阻值根据R=计算均为10Ω,由于存在误差,序号“2”和“3”的待测电阻R相差不大,再结合其他数据分析可知该待测电阻是定值电阻,故B说法错误;
C、第“4”次实验中,定值电阻两端的电压为4V,则滑动变阻器两端的电压为U滑=6V﹣4V=2V,滑动变阻器和定值电阻两端的电压之比为2V:4V=1:2,根据U滑:U定=IR滑:IR定=1:2,因为串联电路电流处处相等,故滑动变阻器与待测电阻的阻值之比为1:2,故C说法正确;
D、在测定值电阻的阻值时,由于测量存在误差,通常多次测量几组数据,分别求出电阻值求平均值来减小误差,故D说法正确。
综上所述B符合题意。
故选:B。
【点评】本题测量定值电阻的大小,考查串联电路特点、欧姆定律的应用,难度中等。
26.(2023•咸宁模拟)如图所示老师做的“静电章鱼”演示实验,已知毛皮比塑料更容易失去电子,用毛皮分别摩擦塑料丝和塑料管,然后把塑料丝往空中抛出,将塑料管放在下面,此时塑料丝散开静止在空中,形状像章鱼,下列分析正确的是( )
A.塑料管被毛皮摩擦后带正电
B.这种现象与验电器的工作原理相同
C.塑料丝和塑料管带电是因为摩擦创造了电荷
D.塑料丝是绝缘体,不带有电荷,因质量小而悬浮在空中
【考点】电荷间的相互作用规律;验电器的原理及使用;导体与绝缘体的概念;摩擦起电的实质.
【专题】应用题;电流和电路;应用能力.
【答案】B
【分析】(1)摩擦起电的实质是电荷的转移;
(2)异种电荷相互吸引,同种电荷相互排斥;
(3)用毛皮摩擦过塑料丝和塑料管后,因为毛皮易失去电子,所以毛皮失去电子带正电。塑料丝和塑料管为同种材料,得到电子带负电。
【解答】解:A、因为毛皮易失去电子,所以在与塑料管摩擦后得到电子带负电,塑料管带负电,故A错误;
B、塑料丝散开静止在空中,形状像章鱼,塑料丝和塑料管带同种电荷,同种电荷相互排斥,与验电器的工作原理相同,故B正确;
C、在摩擦起电的过程中,发生了电荷的转移,没有产生电荷,故C错误;
D、用毛皮分别摩擦塑料丝和塑料管,塑料丝和塑料管所带电荷相同,同种电荷相互排斥,悬浮在空中,不是因质量小,故D正确。
故选:B。
【点评】本题考查了摩擦起电的实质、电荷间的相互作用规律,难度不大,要掌握。
27.(2023•广水市模拟)小明在超市购物时,发现超市提供的一次性薄膜塑料袋的袋口很难打开。小明想出了一个好办法:将塑料袋在衣服上摩擦几下,就很容易地打开了。下列说法正确的是( )
A.摩擦起电实质上是正负电荷的相互转移
B.塑料袋带电是通过摩擦的方法创造了电荷
C.摩擦过的塑料袋与手相吸,一定是因为带有异种电荷
D.塑料袋口容易分开与验电器的工作原理相同
【考点】验电器的原理及使用;摩擦起电的实质;电荷间的相互作用规律.
【专题】应用题;电流和电路;应用能力.
【答案】D
【分析】摩擦过的物体有了吸引轻小物体的性质,我们就说这个物体带了电荷,简称带了电;
电荷间的相互作用规律:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引;
摩擦起电并不是创造了电荷,而是电荷的转移。
【解答】解:AB、将塑料袋在衣服上摩擦几下,就很容易地打开了,说明摩擦使塑料袋带上了电荷,简称带了电,摩擦起电的实质是电子的转移,塑料袋带电是通过摩擦的方法转移了电荷,不是创造,故AB错误;
C、手与塑料袋摩擦过后,塑料袋会与手相吸可能是因为带了异种电荷而互相吸引,也有可能是带电体吸引轻小物体的缘故,故C错误;
D、摩擦过的塑料袋会分开,是因为塑料袋带同种电荷,同种电荷相互排斥,所以这种现象与验电器的工作原理相同,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查了带电体的性质和摩擦起电的实质,是一道基础题。
28.(2022•武汉模拟)如图所示的电路中,电源电压恒为12V,灯泡L上标有“12V 6W”字样,滑动变阻器R的规格是“50Ω 2A”,电流表A1的量程是“0~0.6A”,电流表A2的量程是“0~3A”。闭合开关S,移动滑动变阻器滑片,在不损坏电路元件的情况下,下列说法正确的是( )
A.电压表V的示数和电流表A2的示数之比不变
B.滑动变阻器接入电路的最小阻值是4.8Ω
C.电路消耗的最大功率是30W
D.电流表A2的示数变化范围是0.74~3A
【考点】电路的动态分析.
【专题】应用题;欧姆定律;电能和电功率;应用能力.
【答案】C
【分析】由电路图知,小灯泡和滑动变阻器并联,电流表A1测量通过滑动变阻器的电流,电流表A2测量电路的总电流,电压表测量电源电压。
(1)电压表V的示数和电流表A2的示数之比为电路的总电阻;
(2)根据电流表A2的量程和滑动变阻器的规格判断出滑动变阻器的最大电流,感觉欧姆定律算出滑动变阻器的最小电阻;
(3)(4)电流表A2的示数最大为小灯泡的电流加上滑动变阻器的最大电流;当滑动变阻器的电阻最大时,滑动变阻器的电流最小,根据欧姆定律算出最小电流,进而判断出电流表A2的示数变化范围;根据电流表A2的最大示数,知道电路的最大电流,根据P=UI算出电路消耗的最大功率。
【解答】解:由电路图知,小灯泡和滑动变阻器并联,电流表A1测量通过滑动变阻器的电流,电流表A2测量电路的总电流,电压表测量电源电压。
(1)电压表V测量电源电压,也测量小灯泡L两端的电压,由I=可知,电压表V的示数和电流表A2的示数之比为电路总电阻,移动滑动变阻器滑片,滑动变阻器接入电路中的电阻改变,总电阻改变,电压表V的示数和电流表A2的示数之比改变,故A错误;
(2)因为电源电压恒为12V,灯泡L的额定电压为12V,所以小灯泡正常发光,
通过小灯泡的电流为:IL===0.5A,
因为电流表A2的量程是“0~3A”,滑动变阻器R的规格是“50Ω 2A”,
所以通过滑动变阻器R的电流,最大为2A,
滑动变阻器接入电路的最小阻值是:R最小===6Ω,故B错误;
(3)电流表A2的示数最大为2A+0.5A=2.5A;
当滑动变阻器电阻最大时,通过滑动变阻器的电流最小,
最小为:I滑小===0.24A;
所以电流表A2的示数最小为0.24A+0.5A=0.74A;
所以电流表A2的示数变化范围是0.74~2.5A,故D错误;
(4)因为电路的最大电流为2.5A,
所以电路消耗的最大功率为:P=UI最大=12V×2.5A=30W,故C正确。
故选:C。
【点评】本题考查了并联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用,分清电路的连接方式和电表的测量范围是解题的基础和关键。
29.(2022•江岸区模拟)如图所示电路中,R1>R2。当开关S闭合时,电压表V1、V2的示数分别为U1、U2、电流表A1、A2的示数分别为I1、I2。以下结论正确的是( )
A.R1与R2并联连接B.U1>U2
C.D.
【考点】欧姆定律的应用;串、并联电路的概念与辨别;串联电路的电流规律.
【专题】应用题;错解分析题;推理法;电流和电路;电压和电阻;欧姆定律;分析、综合能力.
【答案】C
【分析】由电路图知,两电阻串联,电流表A1、A2都测电路中电流,电压表V1测R1两端电压,V2测电源电压,根据串联电路的电流、电压特点和欧姆定律分析解答。
【解答】解:由电路图知,R1与R2串联连接,电流表A1、A2都测电路中电流,电压表V1测R1两端电压,V2测电源电压,故A错误;
因为串联电路中电源电压等于各用电器两端电压之和,所以,电源电压U=U2=UR1+UR2=U1+UR2,
则:U2>U1,故B错误;
由于串联电路中电流处处相等,所以两电流表示数相等,即I1=I2;
根据I=可得:R1=;故C正确;
R2==,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查串联电路电流和电压特点以及欧姆定律公式的应用,正确分析电路的连接方式以及电表所测物理量是关键。
30.(2022•江汉区校级模拟)在探究电压一定时电流与电阻关系的实验中,某同学连接的电路如图所示,电源电压保持4.5V不变。更换不同定值电阻,得到的实验数据如表,其中更换25Ω、30Ω两个电阻时发现不能继续完成实验。下列说法正确的是( )
A.多次实验的目的是减小误差
B.选用的滑动变阻器的规格可能是“20Ω 2A”
C.为了接着完成5、6两次实验,可在电路中串联一个5Ω电阻
D.为了接着完成5、6两次实验,可以控制电压表示数保持4V不变
【考点】探究电流与电压、电阻的关系.
【专题】实验题;欧姆定律;应用能力;实验基本能力.
【答案】C
【分析】A、在探究电压一定时电流与电阻关系的实验中,要进行多次测量是为了得出普遍规律;
B、由表格数据知得出电阻两端的电压,根据串联电路电压的规律得出滑动变阻器分得的电压,由分压原理得出当接入30Ω电阻时变阻器连入电路中的电阻,据此分析;
C、当接入20Ω电阻时由分压原理得出变阻器连入电路中的电阻,可知滑动变阻器的电阻不少于10Ω,根据串联电阻的规律分析;
D、根据电表选用的量程分析。
【解答】解:A、在探究电压一定时电流与电阻关系的实验中,为了得出普遍规律,要进行多次测量,故A错误;
B、由表格数据知控制电阻两端的电压为:
UV=IR=5Ω×0.6A=3V,
滑动变阻器分得的电压为:
U滑=U﹣UV=4.5V﹣3V=1.5V,
变阻器分得的电压为电压表示数的=;
根据分压原理,当接入30Ω电阻时,变阻器连入电路中的电阻为:
R滑=×30Ω=15Ω,
即变阻器的最大电阻至少为15Ω才能完成所有的实验,因更换25Ω、30Ω两个电阻时发现不能继续完成实验,是因为原有的变阻最大电阻太小,故B错误;
C、当接入20Ω电阻时,变阻器连入电路中的电阻为:
R滑′=×20Ω=10Ω;
所以题中的滑动变阻器的电阻不少于10Ω,根据串联电阻的规律,所以为了接着完成5、6两次实验,可在电路中串联一个15Ω﹣10Ω=5Ω电阻,故C正确;
D、若控制电压表示数保持4V(大于3V)不变,则当接入电阻为5欧姆时,电路的电流为:
I′=>0.6A;
故电压超过电压表量程,电流超过电流表的量程;
故D错误。
故选:C。
【点评】本题探究“电流与电压、电阻的关系”,考查归纳法的运用及控制变量法和对器材的要求,有一定难度。
二.填空题(共20小题)
31.(2023•猇亭区校级模拟)取一个橙子,把铜片、铁片插入其中,就制成了一个水果电池。用电压表测量其电压如图所示,铁片是水果电池的 负极 (选填“正极”或“负极”),该水果电池的电压是 0.6 V。
【考点】电压表的使用.
【专题】应用题;电流和电路;电压和电阻;应用能力.
【答案】负极;0.6
【分析】根据电压表的正确使用方法(电流从电压表的正接线柱流入、负接线柱流出)确定电源的正负极;先确定电压表的量程和分度值,再根据指针位置读数。
【解答】解:电压表使用时,电流从电压表的正接线柱流入、负接线柱流出,即电压表的正接线柱与电源的正极相连接,因此铜片为正极,铁片为负极;由图知电压表的量程为0~3V,分度值为0.1V,该水果电池的电压为0.6V。
故答案为:负极;0.6。
【点评】本题考查了电压表的使用方法、电压表的读数方法,属于基础题。
32.(2021•谷城县模拟)如图所示是“伏安法”测电阻电路图。一般情况下电流表(电阻较小)和电压表(电阻很大)的电阻我们是忽略不计的,但它们都还是有电阻且能形成通路。如图所示,我们称之为外接法,用这种方法测得的电阻值比真实值会 偏小 (填“偏大”或“偏小”),为减小外接法带来的测量误差,应选用电压表内阻 大 (填“大”或“小”)一些的。
【考点】实验 伏安法测电阻.
【专题】应用题;电流和电路;应用能力.
【答案】偏小;大。
【分析】电流表外接法,电流表的测量值含有电压表的分流,故大于通过电阻的电流真实值。则由R=可分析所测电阻的差异。
【解答】解:由图可知,电流表的“外接法”中电压表测的是被测电阻RX两端电压,电流表所测电流为被测电阻R与电压表的电流之和,即I测>I真,
则由R测=<=RX,即所测电阻要比实际值偏小;
要想减小外接法带来的测量误差,应减小通过电压表的电流,所以应选用内阻大一些的电压表。
故答案为:偏小;大。
【点评】本题考查伏安法测电阻的电路结构,明确外接法的电流含有电压表的分流,从而分析误差。
33.(2021•鄂州模拟)将光敏电阻R和定值电阻R0、电流表、电压表连成如图所示的电路,接在9V的电源上,光敏电阻的阻值随光强增强而变大。观察发现电流表的示数增大,表明光强在 减弱 ,电压表的示数将 减小 。
【考点】欧姆定律的应用.
【专题】欧姆定律;应用能力.
【答案】减弱;减小。
【分析】由电路图可知R与R0串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中电流,由串联电路特点和欧姆定律可知,电流增大时,电路中电阻减小,由此根据光敏电阻的阻值随光强增强而变大判断光强变化和电压表的示数变化情况。
【解答】解:由电路图可知R与R0串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中电流,电源电压一定。由串联电路电阻特点和I=可知,当电流表的示数增大时,电路中总电阻减小,则R阻值变小,根据光敏电阻的阻值随光强增强而变大可知光强在减弱;根据串联电路的分压原理可知,R阻值减小,R两端分得电压减小,即电压表示数减小。
故答案为:减弱;减小。
【点评】本题考查了串联电路特点和欧姆定律的应用,会识别电路,能够灵活应用欧姆定律是解题的关键。
34.(2022•房县一模)图甲为小明使用的调光台灯,图乙是调光的电位器结构图,顺时针转动旋钮,滑片在弧形电阻丝上同向滑动,灯泡变亮。电位器与台灯的灯泡是 串联 (选填“串联”或“并联”)的,此时是将电位器的接线柱 b和c (选填“a和b”、“b和c”或“a和c”)接入电路中。小明收集了很多材料和长度都相同但粗细不同的铅笔芯,图丙是他用身边器材自制的简易调光灯电路。闭合开关,当夹子A从最左端移动到右端的过程中,他发现灯泡亮度变化不明显,他应该调换更 细 (选填“粗”或“细”)的铅笔芯来做实验。
【考点】滑动变阻器的使用;串、并联电路的概念与辨别.
【专题】应用题;电流和电路;电压和电阻;应用能力.
【答案】串联;b和c;细
【分析】(1)电位器的实质是滑动变阻器,串联在电路中能改变电路中电流的大小;
(2)根据灯泡的亮度分析电路中电流的变化和电阻的变化;
(3)影响电阻大小的因素是材料、长度和横截面积和温度。
【解答】解:
(1)电位器串联在电路中能改变电路中电流的大小,所以图中电位器应与灯泡串联;
(2)顺时针转动旋钮,滑片在弧形电阻丝上同向滑动,灯泡变亮,这说明电流变大,电阻变小,所以应将b和c接入电路;
(3)夹子A从最左端移动到最右端的过程中,他发现灯泡亮度变化不明显,说明电流的变化比较小,根据欧姆定律可知,电阻变化较小,故应选用电阻较大的铅笔芯,即换用更细的铅笔芯。
故答案为:串联;b和c;细。
【点评】本题考查学生对于滑动变阻器的理解和掌握,知道电位器的原理是解题的关键,难度不大。
35.(2023•咸宁模拟)如图甲所示,课外小组同学们将铜片和锌片插入柠檬或橙子中,就制成了一个水果电池。在用橙子做电池时,把铜片、锌片插入其中,用导线将电压表的两个接线柱分别连在铜片和锌片上,观察到电压表指针发生了偏转,如图乙所示。由此可知:水果电池实现的是 化学 能转化为电能,在此电路中水果扮演的角色是 电源 ;铜片是橙子电池的 正 极(正/负)。为提高水果电池的输出电压,可以把若干个水果电池 串联 (串联/并联)起来。
【考点】电压表的使用;串联电路的电压规律;电源及其能量转化.
【专题】应用题;简答题;定性思想;推理法;电压和电阻;应用能力.
【答案】化学;电源;正;串联。
【分析】(1)水果电池是将化学能转化为电能的装置。
(2)由图中电压表指针的偏转方向可判断电流方向,同时能判断水果电池的极性。
(3)根据电压表的正确使用方法确定电源的正负极;根据串联电路的电压规律分析。
【解答】解:(1)水果电池和伏打电池、蓄电池类似,属于将化学能转化为电能的装置,相当于电源;
(2)图中电压表指针正常偏转,则与电压表正接线柱相连的是电池的正极,即铜片为水果电池的正极,则锌片是水果电池的负极。
(3)为提高水果电池的输出电压,根据串联电路的电压规律可知,可以把若干个水果电池串联起来。
故答案为:化学;电源;正;串联。
【点评】运用电压表判断水果电池的正负极时,若电压表正常偏转,则与电压表正接线柱相连的是电池的正极;若电压表反向偏转,与电压表正接线柱相连的是电池的负极。
36.(2023•汉阳区校级一模)一段铜丝,如果把它对折起来,它的电阻变 小 ,这是因为 铜丝长度变短,横截面积变大 。
【考点】影响电阻大小的因素.
【专题】电压和电阻;应用能力.
【答案】小;铜丝长度变短,横截面积变大。
【分析】电阻大小和材料,温度,长度,横截面积都有关系;导体的长度、材料相同时,横截面积越小,电阻越大;导体的横截面积、材料相同时,长度越长,电阻越大。
【解答】解:导体的电阻与导体的材料、长度、横截面积有关,在材料相同时,长度越大,横截面积越小,电阻越大;
一段铜丝,对折起来扭成一股后,它的长度变短,而横截面积变大,所以它的电阻变小。
故答案为:小;铜丝长度变短,横截面积变大。
【点评】解决此类问题的关键是弄清导体电阻大小与导线长度和横截面积的关系,属于基础性题目,比较简单。
37.(2023•荆州一模)如图是关于电阻R1、R2的电流与电压关系的图象,则R1 < R2(选填“>”、“=”或“<”),其中R2= 20 Ω.
【考点】欧姆定律的应用.
【专题】计算题;图析法;欧姆定律;理解能力.
【答案】见试题解答内容
【分析】由图可知当电流为0.2A时,R1和R2的电压大小,由欧姆定律分别求出电阻大小,然后即可比较。
【解答】解:由图知,当电流为0.2A时,R1的电压U1=1V,R2的电压U2=4V,
由I=得:
R1===5Ω;R2===20Ω。
所以,R1<R2。
故答案为:<;20。
【点评】本题考查欧姆定律的应用,关键是从图中获取有效的信息。
38.(2023•通城县校级二模)有三个定值电阻并联在电路中,它们的电阻值之比R1:R2:R3=1:3:5,则通过它们的电流之比I1:I2:I3= 15:5:3。 。
【考点】欧姆定律的应用;并联电路中的电压规律.
【专题】应用题;电路和欧姆定律.
【答案】见试题解答内容
【分析】已知三电阻的阻值之比可设电阻的大小,根据并联电路中的电压关系和欧姆定律表示出通过三电阻的电流,进一步求出电流之比。
【解答】解:并联电路中各支路两端电压相等,即U1=U2=U3,且R1:R2:R3=1:3:5,
由I=可得,通过它们的电流之比为:
I1:I2:I3=::=::=15:5:3。
故答案为:15:5:3。
【点评】本题考查了并联电路的特点和欧姆定律的应用,要注意各量之间的关系,不要颠倒。
39.(2023•青山区校级模拟)4月26日国内首条悬挂式空中轨道列车光谷空轨试乘发车,光谷空轨在车厢地板部分区域设置了透明式观景窗,拥有270°观景功能,实现“人在天上跑,景在地上追”。
(1)该车在行驶过程中,电池对外供电时将 化学 能转化为 电 能。
(2)一期工程线路全长约10.5km,最高运行时速为60km/h,光谷空轨行驶完全程至少需要 630 s。
【考点】电源及其能量转化;速度的计算和公式的应用.
【专题】电能和电功率;长度、时间、速度;应用能力.
【答案】(1)化学;电;(2)630。
【分析】(1)电池对外供电时,将化学能转化为电能,给电池充电时,将电能转化为化学能;
(2)利用速度公式可直接计算运行时间。
【解答】解:(1)该车在行驶过程中,电池对外供电时将化学能转化为电能;
(2)光谷空轨行驶完全程需要的时间:t==0.175h=630s。
故答案为:(1)化学;电;(2)630。
【点评】本题考查了对电池能量转化的判断,对速度计算公式的运用,属基础题,难度不大。
40.(2023•浠水县模拟)如图所示是汽车静电拖地带,能将汽车外壳因 摩擦起电 现象所带的电荷通过内部 导体 (选填“导体”或“绝缘体”)导入大地。若通过拖地带瞬间电流方向向上,说明汽车外壳带有 负 (选填“正”或“负”)电荷。
【考点】电流的方向;摩擦起电;导体与绝缘体的概念.
【专题】电流和电路;理解能力.
【答案】摩擦起电;导体;负。
【分析】摩擦起电;导体容易导电,绝缘体不容易导电;电流方向是正电荷定向移动的方向。
【解答】解:汽车在运动过程中,外壳与空气摩擦而带上电荷,这种现象称作摩擦起电现象。
汽车静电拖地带中的导体能将汽车外壳带的电荷导入大地。
电流方向是正电荷定向移动的方向,金属导体中定向移动的是自由电子,自由电子带负电荷;通过拖地带瞬间电流方向向上,则负电荷移动方向向下,所以汽车外壳带有负电荷。
故答案为:摩擦起电;导体;负。
【点评】此题考查了导体和绝缘体的认识,电流方向的认识,属于基础知识。
41.(2021•洪湖市校级模拟)如图所示的电路图,电源电压6V保持不变,灯L2的阻值是10Ω,闭合开关S,电流表A1的示数如图乙所示。不考虑温度对灯丝电阻的影响,则灯L1的阻值是 12 Ω.电流表A的示数是 1.1 A。
【考点】欧姆定律的应用;并联电路的电流规律.
【专题】应用题;电流和电路;电压和电阻;欧姆定律;应用能力.
【答案】12;1.1。
【分析】由电路图可知,两灯泡并联,电流表A测干路电流,电流表A1测L1支路的电流;
(1)根据图乙电流表A1的量程、分度值以及指针的位置读出电流表的示数,再根据并联电路的电压特点和欧姆定律求出灯L1的阻值;
(2)根据欧姆定律求出灯L2的电流,利用并联电路的电流特点求出电流表A的示数。
【解答】解:由电路图可知,两灯泡并联,电流表A测干路电流,电流表A1测L1支路的电流;
(1)由图乙可知,电流表A1的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.5A;
由I=可得,灯L1的阻值:R1===12Ω;
(2)通过R2的电流:I2===0.6A,
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:I=I1+I2=0.5A+0.6A=1.1A。
故答案为:12;1.1。
【点评】本题考查了并联电路的特点和欧姆定律的应用,属于基础题。
42.(2023•武汉模拟)如图展示的是不同材料在导电性能上的排序,从左至右,材料的导电性能依次 减弱 (填“增强”或“减弱”)。图中的银、铜、铝属于 导体 (填“导体”“半导体”或“绝缘体”)。第五届中国国际进口博览会上展示了全球首个量产的3nm芯片,芯片主要利用 半导体 (填“导体”“半导体”或“绝缘体”)材料制作而成。
【考点】半导体材料的特点与作用.
【专题】定性思想;粒子与宇宙、材料世界;理解能力.
【答案】减弱;导体;半导体
【分析】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,具有一些特殊的物理性质,可以制成二极管、三极管和芯片等。
【解答】解:根据图中的导电性能可知,由左向右看,其导电能力减弱,绝缘能力增强,图中的银、铜、铝属于导体;芯片的核心部分主要是由半导体材料制成的。
故答案为:减弱;导体;半导体。
【点评】本题考查了导体、半导体及绝缘体相关知识,以能从图中找出相关信息是正确解题的关键,同时还考查了半导体在芯片制作方面的运用,难度不大。
43.(2023•浠水县校级三模)如图甲所示,这是一款自动清洁地面的扫地机器人,扫地机器人以60W的恒定功率工作10min做的功是 36000 J。扫地机器人工作一段时间后,需要充电,充电时,扫地机器人与家庭电路的电视机之间是 并联 (选填“串联”或“并联”)连接的。
【考点】串、并联电路的概念与辨别;功率的计算及公式的应用.
【专题】电流和电路;电能和电功率;应用能力.
【答案】36000;并联。
【分析】(1)根据P=求出扫地机器人工作10min做的功;
(2)串并联电路的特点:串联电路,电流只有一条通路,开关控制整个电路。并联电路电流有多条通路,各支路互不影响。
【解答】解:(1)由P=得,扫地机器人工作10min做的功是:W=Pt=60W×10×60s=36000J;
(2)充电时,扫地机器人与家庭电路的电视机互不影响,是并联的。
故答案为:36000;并联。
【点评】本题考查了电功率公式P=的应用、串并联电路的识别,难度不大。
44.(2021•鄂州模拟)如图a所示的电路,电源电压保持不变。闭合开关S,调节滑动变阻器,两电压表的示数随电路中电流变化的图象如图b所示,根据图象的信息可知: 甲 (选填“甲”或“乙”)是电压表V1示数变化的图象,电源电压为 6 V,电阻R1的阻值为 20 Ω。
【考点】欧姆定律的应用.
【专题】欧姆定律;应用能力.
【答案】甲;6;20。
【分析】由图a可知,该电路为R1和R2的串联电路,电流表测电路中的电流,电压表V1测R1两端的电压,电压表V2测R2两端的电压;由欧姆定律可知,当导体的电阻一定时,通过的导体的电流与导体两端的电压成正比,据此判断定值电阻R1两端的电压与电流的关系图象,即电压表V1的示数变化图象;
当R2接入电路的阻值为0Ω时,其两端的电压为0V,即V2示数为0V,由图读出此时V1的示数,即电源电压;
通过图中数据,利用欧姆定律的变形式求出R1的阻值。
【解答】解:由图a可知,该电路为R1和R2的串联电路,电流表测电路中的电流,电压表V1测R1两端的电压,电压表V2测R2两端的电压;
R1是定值电阻,由欧姆定律可知,当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比,因此图b中的甲代表V1示数变化的图象;
当R2接入电路的阻值为0Ω时,其两端的电压为0V,即V2示数为0V,此时电路中只有R1,则V1的示数就是电源电压,由图乙可知,电源电压为U=U1=6V;
由欧姆定律可知R1的阻值为:R1===20Ω。
故答案为:甲;6;20。
【点评】本题考查了欧姆定律的应用,解题关键是根据欧姆定律判断出定值电阻R1的U﹣I图象。
45.(2022•黄冈模拟)如图为某实验小组用铜片、锌片、水果和发光二极管组成的电路,二极管此时正在发光。若想让二极管更亮,可将多个水果 串 (选填“串”或“并”)联接在电路中,现在只对调接在铜片和锌片上的导线,发现二极管不再发光,说明二极管具有 单向导电 特性。
【考点】半导体材料的特点与作用;串联电路的电压规律.
【答案】串;单向导电。
【分析】(1)串联电池组的电压等于各串联部分的电压之和;
(2)二极管具有单向导电性,其两端即使有电压,接线反了也没电流通过。
【解答】解:
(1)将多个水果串联在电路中,可增大电压;
(2)二极管接线对调,其两端仍存在电压,没有电流,产生这种结果的原因只能是二极管的单向导电的特性。
故答案为:串;单向导电。
【点评】了解水果电池的原理及作用,知道二极管的单向导电性是解题的关键。
46.(2022•通山县校级模拟)如图a所示的电路,电源电压保持不变。闭合开关S,调节滑动变阻器,两电压表的示数随电路中电流变化的图象如图b所示,根据图象的信息可知: 甲 (选填“甲”或“乙”)是电压表V1示数变化的图象,电源电压为 6 V,电阻R1的阻值为 20 Ω。
【考点】欧姆定律的应用.
【专题】应用题;电路和欧姆定律;电路变化分析综合题.
【答案】见试题解答内容
【分析】(1)由a电路图可知,当滑动变阻器的滑片P向右移动时,连入电阻变大,电路中电流变小,R1两端的电压同时变小,电源电压保持不变,R2两端的电压就要变大;由此可知,对于R1:通过的电流随两端电压的增大而增大;对于R2:通过的电流随两端电压的增大而减少;据此判断,甲是R1的U﹣I图象,乙是R2的U﹣I图象;
(2)由图象可知,当U1=U2=3V时,I=0.15A,根据串联电路的电压特点求出电源的电压,根据欧姆定律求出电阻R1的阻值。
【解答】解:(1)由a电路图可知,当滑动变阻器的滑片P,向右移动时,连入电阻变大,电路中电流变小,R1两端的电压同时变小,电源电压保持不变,R2两端的电压就要变大;
结合图b可知,甲是R1的U﹣I图象即电压表V1示数变化的图象,乙是R2的U﹣I图象即电压表V2示数变化的图象;
(2)由图象可知,当U1=U2=3V时,I=0.15A,
∵串联电路中总电压等于各分电压之和,
∴电源电压U=U1+U2=3V+3V=6V;
∵I=,
∴R1===20Ω。
故答案为:甲;6;20。
【点评】本题考查串联电路电压的规律以及滑动变阻器的使用,关键是欧姆定律的应用,会从图象中读出相关信息是解答本题的关键。
47.(2023•南漳县模拟)如图所示,电阻R1为30Ω,R2为10Ω。当开关S闭合后,通过电阻R1、R2的电流之比为 1:1 ,电压表V1、V2的示数之比为 3:4 。
【考点】欧姆定律的应用;串联电路的电流规律.
【专题】应用题;欧姆定律;应用能力.
【答案】1:1;3:4。
【分析】闭合开关,两电阻串联接入电路,电压表V1测R1两端的电压,电压表V2测电源电压,根据串联电路电流特点可知通过电阻R1、R2的电流之比;根据串联电路电阻规律结合欧姆定律可知电压表V1、V2的示数之比。
【解答】解:闭合开关,两电阻串联接入电路,电压表V1测R1两端的电压,电压表V2测电源电压,串联电路各处电流相等,所以通过电阻R1、R2的电流之比为1:1;
串联电路总电阻等于各部分电阻之和,根据U=IR可得电压表V1、V2的示数之比为:===。
故答案为:1:1;3:4。
【点评】本题考查串联电路特点和欧姆定律的灵活运用,属于基础题。
48.(2023•利川市校级三模)如图所示,电源电压保持不变,R1、R2为定值电阻,其中R1=10Ω,R2=15Ω。当开关S1、S2都闭合时,电流表示数为1.0A,若此时断开开关S1,则电流表的示数将变为 0.4 A。
【考点】欧姆定律的应用.
【专题】计算题;应用题;电压和电阻;欧姆定律;应用能力.
【答案】0.4。
【分析】由电路图可知,当开关S1、S2都闭合时,电阻R1、R2并联,电流表测量干路电流,根据并联电路的电阻特点出总电阻,根据欧姆定律求出电源电压;
若此时断开开关S1,电路为R2的简单电路,电流表测量电路电流,根据欧姆定律求出电路中的电流,即为电流表的示数。
【解答】解:由电路图可知,当开关S1、S2都闭合时,电阻R1、R2并联,电流表测量干路电流,
根据电阻的并联特点可得总电阻:R===6Ω,
则I=可知电源电压:U=IR=1A×6Ω=6V;
若此时断开开关S1,电路为R2的简单电路,电流表测量电路电流,
则电流表的示数为:I′===0.4A。
故答案为:0.4。
【点评】本题考查了并联电路的特点和欧姆定律的应用,是一道基础题目。
49.(2023•通城县校级二模)如图所示,变阻器的最大值是10Ω,定值电阻R为30Ω,AB间的电压为10V且保持不变,当滑片P移动时,电压表的示数的变化范围是从 7.5 V到 10 V.定值电阻上最大电流与最小电流之比为 4:3 。
【考点】欧姆定律的应用.
【专题】应用题;电路和欧姆定律.
【答案】见试题解答内容
【分析】由电路图可知,定值电阻R与滑动变阻器串联,电压表测R两端的电压。当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时,电路为R的简单电路,通过R的电流最大,电压表的最大示数即为电源的电压,根据欧姆定律求出通过R的最大电流;当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电压表的示数最小,通过R的电流最小,根据电阻的串联和欧姆定律求出通过R的最小电流,再根据欧姆定律求出电压表的最小示数,然后得出答案。
【解答】解:由电路图可知,定值电阻R与滑动变阻器串联,电压表测R两端的电压,
当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时,电路为R的简单电路,通过R的电流最大,
则电压表的最大示数U大=U=10V,通过R的最大电流I大===A,
当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,通过R的电流最小,电压表的示数最小,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,通过R的最小电流:
I小===0.25A,
则电压表的最小示数:
U小=I小R=0.25A×30Ω=7.5V,
所以,当滑片P移动时,电压表的示数的变化范围是从7.5V到10V,
定值电阻上最大电流与最小电流之比I大:I小=A:0.25A=4:3。
故答案为:7.5; 10; 4:3。
【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用,是一道较为简单的应用题。
50.(2023•咸宁一模)为延长食物保质期,可对食物进行真空包装。真空包装机(如图甲)先抽出塑料袋内的气体,再利用电热丝加热塑料袋口进行密封。图乙是模拟该真空包装机功能的简易电路图。
(1)该电路图中,要使抽气机工作,需闭合的开关是 S和S2 。
(2)密封时温度过高导致袋口破损。为降低电热丝温度,应将滑动变阻器滑片向 左 移动。
【考点】欧姆定律的应用;串、并联电路的设计与应用.
【专题】应用题;电流和电路;电压和电阻;欧姆定律;应用能力.
【答案】(1)S和S2;(2)左。
【分析】由图乙可知,滑动变阻器与电热丝串联后再与电动机并联,开关S在干路上,控制整个电路;开关S1在滑动变阻器、电热丝所在的支路,控制滑动变阻器和电热丝;开关S2串联在电动机的支路上,控制电动机;
(1)根据串并联电路的特点,依据题意结合电路图分析是哪部分连入电路,有电流经过的部分,才能正常工作;
(2)降低电热丝温度,需要降低电路中的电流,根据串联电路的电阻特点和欧姆定律分析滑片的移动方向。
【解答】解:由图乙可知,滑动变阻器与电热丝串联后再与电动机并联,开关S在干路上,控制整个电路;开关S1在滑动变阻器、电热丝所在的支路,控制滑动变阻器和电热丝;开关S2串联在电动机的支路上,控制电动机;
(1)因为开关S2串联在电动机的支路上,控制电动机,因此要使抽气机工作,需闭合的开关是干路上的S和电动机所在支路的S2;
(2)降低电热丝温度,需要降低电路中的电流,由欧姆定律可知,需要增大电路的总电阻,由串联电路的电阻特点可知,此时应增大滑动变阻器接入电路的电阻,由图乙可知,应将滑动变阻器的滑片向左移动。
故答案为:(1)S和S2;(2)左。
【点评】本题考查串并联电路的特点和欧姆定律的应用,知识点多,但难度不大。
三.实验探究题(共6小题)
51.(2023•武汉模拟)为了探究并联电路中干路电流与各支路电流的关系,某同学设计了如图甲所示的电路,用电流表分别测量A、B、C三点的电流。
(1)应选用规格 不同 的小灯泡进行实验。
(2)电流表测A点的电流时,还有一根导线未连接,请你用笔画线代替导线,将图乙所示的实物电路补充完整。
(3)该同学用电流表测C点的电流,闭合开关两灯发光,电流表有示数。过了一会儿,发现灯L1突然熄灭,灯L2仍然发光,此时灯L2发光的亮度 不变 (填“变亮”“变暗”或“不变”),电流表的示数 变小 (填“变大”“变小”或“不变”)。
【考点】探究并联电路中干路电流与各支路电流的关系.
【专题】电流和电路;应用能力.
【答案】(1)不同;(2);(3)不变;变小。
【分析】(1)本实验为了让实验结论具有普遍性,应该用不同规格的小灯泡进行多次实验。
(2)电流表测量哪个用电器的电流,就串联在该电路中。
(3)并联电路中,干路中的电流等于各个支路的电流之和。
【解答】解:(1)应选用规格不同的小灯泡进行实验。
(2)电流表测A点的电流时,此时电流表要串联在灯泡L1支路中,如图所示:
。
(3)该同学用电流表测C点的电流,闭合开关两灯发光,电流表有示数。过了一会儿,发现灯L1突然熄灭,该支路断路;灯L2仍然发光,此时灯L2发光的亮度不变,因为灯L2两端的电压和通过的电流均不变;电流表原来测量干路中的电流,此时测量支路中的电流,因为支路中的电流小于干路上的电流,所以电流表的示数变小。
故答案为:(1)不同;(2);(3)不变;变小。
【点评】知道并联电路的电流规律;会根据要求连接实物图;会判断简单的电路故障。
52.(2023•武汉模拟)用图甲所示的电路探究并联电路的电流规律。
(1)按图甲连接电路时,开关S应该 断开 (填“断开”或“闭合”)。在闭合开关前,他观察了电流表,发现指针指在如图乙所示的位置,他接下来应该是 将电流表指针调零 。
(2)闭合开关S后,观察到两个小灯泡,一个很亮,一个发光微弱,造成这种现象的原因可能是 灯泡的规格不同 。
(3)他在测量B处的电流时,发现电流表的示数如图丙所示,则电流表的示数为 0.24 A。
(4)为寻找普遍规律,小明进行了多次实验,并把实验数据记录在下列表格中。
分析数据可知小明是通过 改变电源电压 (填“换不同规格的灯泡”或“改变电源电压”)进行了多次实验。
【考点】探究并联电路中干路电流与各支路电流的关系.
【专题】电流和电路;应用能力;科学探究能力.
【答案】(1)断开;将电流表指针调到零刻度;(2)灯泡的规格不同;(3)0.24;(4)改变电源电压。
【分析】(1)为了保护电路,连接电路时,开关S应该断开;电流表使用前要调零;
(2)并联电路各支路电压相等;根据P=分析;
(3)根据电流表的量程和分度值读出电流表的示数;
(4)分析表格中数据关系可解答。
【解答】解:(1)为了保护电路,连接电路时,开关S应该断开;
开关闭合前,若发现电流表出现如图乙所示的指针在零刻度线左侧,则原因是电流表没调零,所以他接下来应该是将电流表指针调到零刻度;
(2)并联电路各支路电压相等,根据P=可知,灯的亮度不同,是因为两个灯泡的规格不同,灯的实际功率不同;
(3)图丙中电流表的量程为0﹣0.6A,分度值为0.02A,示数为0.24A;
(4)表格中的数据可知,3次实验中通过各个灯泡的电流数值不同,但每组电流的大小都是按相同比例增大的,由此可知,这是通过改变电源电压的方法获得多组数据的,进行多次实验。
故答案为:(1)断开;将电流表指针调到零刻度;(2)灯泡的规格不同;(3)0.24;(4)改变电源电压。
【点评】本题探究并联电路中电流的规律实验,考查电路连接的注意事项、电流表的使用和读数、电路故障分析、归纳法的运用等知识,难度一般。
53.(2023•猇亭区校级模拟)小明同学“探究并联电路的电压关系”的实验电路如图甲所示。
(1)小明根据图甲连接好电路,并将电压表连入电路中,闭合开关,电压表示数如图乙所示,为了使读数更准确,接下来他应该怎么做? 换用小量程 。
(2)小明完成第一次实验,并把数据记录在表中后,接下来他的操作是: 换用规格不同的灯泡,重复前面的实验两次 。
(3)在纠正了上面实验中的问题后,小明继续探究“并联电路中的电流关系”。在A处安装电流表并闭合开关后,电流表示数为0.1A,小明猜想:电流经过用电器后,大小应该有所衰减,为了验证这条猜想,他下一步应该将电流表安装在图甲中 D 处。看到现象 电流不变 ,即证明他的猜想是错的。
(4)当他把电流表接到C处时,刚读完数,仅有L2突然熄灭,此时电流表的读数会 减小 。(选填“增大”“减小”或“不变”)
【考点】探究并联电路中的电压规律.
【专题】电压和电阻;实验基本能力.
【答案】(1)换用小量程;(2)换用规格不同的灯泡,重复前面的实验两次;(3)D;电流不变;(4)减小
【分析】(1)如果电压表的指针偏转的角度较小,应该换用较小的量程继续实验。
(2)为了让实验结论具有普遍性,应该换用规格不同的灯泡,重复前面的实验两次。
(3)串联电路的电流处处相等。
(4)并联电路中,干路中的电流等于各个支路的电流之和。
【解答】解:(1)小明根据图甲连接好电路,并将电压表连入电路中,闭合开关,电压表示数如图乙所示,为了使读数更准确,接下来他应该换用小量程。
(2)小明完成第一次实验,并把数据记录在表中后,接下来他的操作是:换用规格不同的灯泡,重复前面的实验两次。
(3)为了验证这条猜想,他下一步应该将电流表安装在图甲中D处。看到现象电流不变,即证明他的猜想是错的。
(4)当他把电流表接到C处时,刚读完数,仅有L2突然熄灭,此时电流表的读数会减小,因为干路中的电流大于支路中的电流。
故答案为:(1)换用小量程;(2)换用规格不同的灯泡,重复前面的实验两次;(3)D;电流不变;(4)减小。
【点评】本题主要考查了并联电路的电压和电流规律,属于基础性题目。
54.(2023•洪山区校级模拟)在“探究影响导体电阻大小的因素”实验时,小红作出了如下猜想:①导体的电阻与导体的长度有关; ②导体的电阻与导体的横截面积有关; ③导体的电阻与导体的材料有关。实验室提供了4根电阻丝,规格、材料如表。
为了验证上述猜想,小红设计了如图所示的实验电路。
(1)在M、N之间分别接上不同的导体,则通过观察 电流表示数 来比较导体电阻的大小。
(2)分别将A和B的两根电阻丝接入电路中M、N两点间时,电阻丝A接入时电流表示数较大,由此得到的结论是: 在导体的材料、横截面积相同的情况下,导体的长度越长,电阻越大 。
(3)在选用编号为A和D的两根电阻丝进行实验时,有同学认为小灯泡的电阻会随温度的变化而变化,无法控制锰铜合金与锰铬合金的两端电压一定,所以无法通过电流比较它们的电阻大小。你 反对 (“赞同”或“反对”)这样的观点,理由是 接入较小的电阻时,灯泡的亮度变大,灯丝的电阻变大,若此时电路中的电流变大,仍然可以说明材料会影响导体的电阻 。
【考点】探究影响导体电阻大小的因素.
【专题】实验题;电压和电阻;分析、综合能力.
【答案】(1)电流表示数;(2)在导体的材料、横截面积相同的情况下,导体的长度越长,电阻越大;(3)反对;接入较小的电阻时,灯泡的亮度变大,灯丝的电阻变大,若此时电路中的电流变大,仍然可以说明材料会影响导体的电阻
【分析】(1)电流表串联在电路中,导体电阻越大,电路电流越小,导体电阻越小,电路电流越大,可以通过电流表示数大小(或小灯泡亮度)判断导体电阻大小;
(2)(3)导体的电阻与导体的材料、长度、横截面积有关,实验探究时应采用控制变量法;
在研究导体的电阻与导体的材料是否有关时,应控制导体的长度和横截面积不变;
在研究导体的电阻与导体的长度的关系,应控制导体的材料和横截面积不变;
在研究导体的电阻与导体的横截面积是否有关时,应控制导体的材料和长度不变。
【解答】解:
(1)实验中,在M、N之间分别接上不同的导体,则通过观察电流表示数来比较导体电阻的大小;
(2)A、B两电阻丝的材料、横截面积相同而长度不同,将A和B两电阻丝接入电路中M、N两点间,电阻丝A的长度短,电阻丝A接入时电流表示数较大,这说明电阻丝A的电阻小,由此可知,在导体的材料、横截面积相同的情况下,导体的长度越长,电阻越大;
(3)在选用编号为A和D的两根电阻丝进行实验时,小灯泡的电阻会随温度的变化而变化,接入较小的电阻时,灯泡的亮度变大,灯丝的电阻变大,若此时电路中的电流变大,仍然可以说明材料会影响导体的电阻。
故答案为:(1)电流表示数;(2)在导体的材料、横截面积相同的情况下,导体的长度越长,电阻越大;(3)反对;接入较小的电阻时,灯泡的亮度变大,灯丝的电阻变大,若此时电路中的电流变大,仍然可以说明材料会影响导体的电阻。
【点评】探究影响电阻大小的因素采用了控制变量法的思想,电阻大小的变化是通过电流表的示数变化体现的,这里采用了转换法的思想。
55.(2023•武汉模拟)在“探究电流与电阻的关系”实验中,某实验小组设计了如图甲所示电路。其中电源电压为6V,定值电阻阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω,滑动变阻器规格为“20Ω 1A”。
(1)小明利用甲电路图连接实物电路进行实验,请帮小明将乙图连接完整。
(2)小明检查电路连接无误后闭合开关,移动滑片,使电压表的示数等于2V,读出此时电流表的示数为0.4A,然后小明断开开关,取下5Ω电阻,换上10Ω电阻,闭合开关,并 向右移动变阻器的滑片 ,使10Ω电阻两端电压为 2V ,读出此时电流,填入表格。
(3)实验小组用10Ω电阻做完实验后,又换用15Ω的电阻,同学们发现无论怎样调节滑动变阻器,都无法使电压表示数达到刚才的示数,他想到可以利用在电路中再串联一个定值电阻的方法,若他想利用这个方法顺利完成本次和余下实验,则串联的定值电阻阻值可选用范围为 20~40 Ω。
【考点】探究电流与电压、电阻的关系.
【专题】定量思想;控制变量法;欧姆定律;实验基本能力.
【答案】(1)见上图;(2)向右移动变阻器的滑片;2V;(3)20~40
【分析】(1)按照图甲的电路图,将图乙中还未连入的电压表和滑动变阻器接入电路,电压表应并联到定值电阻两端,滑动变阻器按照“一上一下”连入电路,且保证左侧电阻接入电路;
(2)要探究电流和电阻之间关系,必须保持电阻两端的电压不变,根据分压原理和串联电路电压的规律确定滑片移动的方向;
(3)根据串联分压原理可求出串联电路的总阻值的大小,再分两种情况:当滑动变阻器的电阻为零时,串联的定值电阻的阻值最大,根据串联电路电阻的规律算出串联的最大电阻;
而当滑动变阻器的电阻最大时,串联的定值电阻的阻值最小,根据串联电路电阻的规律算出串联的最小电阻,进而确定出串联的这个定值电阻的范围。
【解答】解:(1)按照图甲的电路图,将图乙中还未连入的电压表和滑动变阻器接入电路,电压表应并联到定值电阻两端,且保证电流从正接线柱流入,从负接线柱流出,滑动变阻器按照“一上一下”连入电路,且保证左侧电阻接入电路,
如图所示:
;
(2)换用10Ω的电阻替代5Ω的电阻,定值电阻变大,根据分压原理,电压表示数变大,因研究电流与电阻的关系时,要控制定值电阻的电压不变,应减小定值电阻的电压,根据串联电路电压的规律,应增大变阻器分得的电压,由分压强原理,就要增大变阻器连入电路中的电阻大小,即向右移动变阻器的滑片,使10Ω电阻两端电压为大小等于原来的电压即2V,读出此时电流,填入表格;
(3)在“探究电流与电阻的关系”实验中需要控制定值电阻两端的电压不变,即定值电阻两端的电压需控制在2V不变,当把20Ω的电阻接入电路中时,要保持定值电阻两端的电压不变,电路的总电阻最大,此时串联的定值电阻的阻值最大,根据串联分压作用可得,电路串联的总电阻为:
R总==60Ω,
当滑动变阻器完全接入电路时,则串联的定值电阻阻值的最小值为:
R定最小=R总﹣R滑﹣R=60Ω﹣20Ω﹣20Ω=20Ω。
当滑动变阻器完全未接入电路时,则串联的定值电阻阻值的最大值为:
R定最大=R总﹣R滑﹣R=60Ω﹣0﹣20Ω=40Ω。
由此可知串联的定值电阻阻值可选用范围为20Ω~40Ω。
故答案为:(1)见上图;(2)向右移动变阻器的滑片;2V;(3)20~40。
【点评】此题为探究“电流与电压和电阻的关系”实验,考查学生对电路的连接、滑动变阻器在电路中的作用、控制变量饭以及串联分压原理的应用等知识,考查的较全面,有一定难度。
56.(2023•武汉模拟)某同学在测量标有电压为2.5V的小灯泡电阻的实验中,连接了如图所示的实验电路。
(1)该同学接错了一根导线,请你在这根导线上打“×”,并补画出正确的那根导线。
(2)正确连线后,该同学共进行了7次实验,测量的数据如表所示。
①小灯泡正常发光时的电阻为 8.6 (结果保留一位小数)Ω。
②第2次与第4次实验中,小灯泡的实际功率之比为 2:1 。
③在相邻的某两次实验中,若滑动变阻器接入电路的电阻增加了ΔR1,小灯泡的电阻减小了ΔR2,则ΔR1 大于 (选填“大于”、“等于”或“小于”)ΔR2。
【考点】实验 伏安法测电阻.
【专题】实验题;欧姆定律;科学探究能力.
【答案】(1)见解析;(2)①8.6;②2;1;③大于。
【分析】(1)滑动变阻器应与灯泡串联,并选择“一上一下”两个接线柱,电压表应并联在灯泡两端,据此分析并改正导线;
(2)①小灯泡正常发光时两端的电压为2.5V,从表格可知,此时通过灯泡的电流为0.29A,根据欧姆定律的变形式R=计算灯泡正常发光时的电阻;
②从表格中分别读出两次的电压和电流值,根据P=UI计算两次的实际功率,进而得出小灯泡的实际功率之比;
③电流表示数变大,说明电路中总电阻变小,通过对滑动变阻器电阻、灯泡电阻、总电阻变化情况分析的出结论;
【解答】解:(1)滑动变阻器应与灯泡串联,并选择“一上一下”两个接线柱,电压表应并联在灯泡两端,可知灯泡左端与变阻器右上相连的导线接错,应改为连接灯泡左端接线柱和电压表的“﹣”接线柱,如下图所示;
(2)①小灯泡正常发光时两端的电压为2.5V,从表格可知,此时通过灯泡的电流为0.29A,故灯泡正常发光时的电阻R==≈8.6Ω;
②第2次实验中,小灯泡的实际功率为P2=U2I2=2.1V×0.26A=0.546W,
第4次实验中,小灯泡的实际功率为P4=U4I4=1.3V×0.21A=0.273W,
小灯泡的实际功率之比为:0.546W:0.273W=2:1;
③当滑动变阻器电阻变小时,小灯泡变亮,灯丝的温度升高,电阻变大,电流表示数变大,由欧姆定律知电路的总电阻变小;
电路的总电阻R=R滑+R灯,所以滑动变阻器接入电阻增加量ΔR1大于灯泡电阻减小量ΔR2,总电阻才能变小。
故答案为:(1)见解析;(2)①8.6;②2;1;③大于。
【点评】本题测量小灯泡电阻的实验,考查实物图连接、灯泡电阻的计算、实际电功率的计算等问题,有一定难度。
四.计算题(共4小题)
57.(2023•潜江四模)如图甲所示,某工厂要研发一种新型材料,要求对该材料的承受的撞击力进行测试。在测试时将材料样品(不计质量)平放在压力传感器上,闭合开关S,由静止自由释放重物,经撞击后样品材料仍完好无损。从重物开始下落到撞击样品的这个过程中,电流表的示数I随时间t变化的图像如图乙所示,压力传感器的电阻R随压力F变化的图像如图丙所示。电源的电压为24V,定值电阻R0=10Ω。求:
(1)在重物下落的过程中(未撞击),压力传感器的电阻是多少?
(2)当撞击力为400N时,电流表的示数为多少?
(3)在撞击过程中,样品受到的最大撞击力是多少?(g=10N/kg)
【考点】欧姆定律的应用.
【专题】欧姆定律;分析、综合能力.
【答案】(1)在重物下落的过程中(未撞击),压力传感器的电阻是110Ω;
(2)当撞击力为400N时,电流表的示数为0.8A;
(3)在撞击过程中,样品受到的最大撞击力是600N。
【分析】(1)在重物撞击样品前,压力传感器受到的压力不变,电阻不变,电路中的电流不变,由图乙可知,重物下落过程电路中的电流,根据欧姆定律求出电路中的总电阻,利用电阻的串联求出压力传感器R的阻值;
(2)根据图丙找到样品受到的撞击力是400N时,压力传感器的电阻大小,根据串联电阻的规律求出总电阻,根据欧姆定律求出电流表的示数。
(3)根据图丙可知,压力传感器的电阻R随压力的变化规律,在撞击过程中,根据图乙中电路中的最大电流,根据欧姆定律求出电路中的总电阻,利用电阻的串联求出压敏电阻的阻值,然后根据图丙得出样品受到的最大撞击力。
【解答】解:(1)由图甲知,压力传感器R与R0串联,电流表测电路中电流,
在重物撞击样品前,压力传感器受到的压力不变,电阻不变,电路中的电流不变,
由图乙可知,电路中的电流I=0.2A,
由I=可得,电路中的总电阻:
R总===120Ω,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以压力传感器R的阻值:
R=R总﹣R0=120Ω﹣10Ω=110Ω;
(2)当样品受到的撞击力是400N时,压力传感器电阻为R传=20Ω,
根据串联电阻的规律,总电阻R总=R传+R0=20Ω+10Ω=30Ω,
此时电路中的电流I总===0.8A;
(3)图丙知,压力传感器的电阻R随压力的增大而减小,所以在测试过程中,样品受到的撞击力最大时,压敏电阻的阻值最小,由欧姆定律,此时电路中的电流最大,
由图乙可知,电路中的最大电流I′=1.2A,此时电路中的总电阻:
R总′===20Ω,
根据电阻的串联,则此时压力传感器R的阻值:
R′=R总′﹣R0=20Ω﹣10Ω=10Ω,
由图丙可知,压力传感器电阻为10Ω时压力(样品受到的最大撞击力)F=600N。
答:(1)在重物下落的过程中(未撞击),压力传感器的电阻是110Ω;
(2)当撞击力为400N时,电流表的示数为0.8A;
(3)在撞击过程中,样品受到的最大撞击力是600N。
【点评】本题考查了欧姆定律、串联电路的规律的灵活运用及能量的转化,关键是能从I﹣t和R﹣F的图象上获取有用的信息,有一定难度。
58.(2023•湖北二模)如图所示是科技小组设计的测温报警器,电源电压恒为12V,R0为定值电阻,阻值为100Ω。当通过报警器(电阻不计)的电流超过0.02A时就会报警,热敏电阻Rt随温度t的变化的关系是Rt=600Ω−(10Ω/℃)•t。求:
(1)将开关S拨到c端,滑动变阻器R的滑片P从b端向a端移动,直至报警器报警时停止移动,此时滑动变阻器R接入电路中的电阻值为多少?
(2)保持滑片P不动,当开关S拨到d端时,电流表的示数变为0.015A,则环境温度为多少?
【考点】欧姆定律的应用.
【专题】计算题;欧姆定律;应用能力.
【答案】(1)将开关S拨到c端,报警器报警时,滑动变阻器接入电路的阻值是500Ω;
(2)保持滑片P不动,当开关S拨到d端时,电流表的示数为0.015A,环境温度为30℃。
【分析】(1)将开关S拨到c端,定值电阻R0、报警器与滑动变阻器串联接入电路,电流表测量电路中的电流,由电源电压和报警时电路中的电流,根据欧姆定律可求出电路中的总电阻,根据串联电路电阻规律可求出报警器报警时,滑动变阻器接入电路的阻值;
(2)保持滑片P不动,当开关S拨到d端时,热敏电阻Rt、报警器与滑动变阻器串联接入电路,电流表测量电路中的电流,由电源电压和电流表的示数,根据欧姆定律可求出电路中的总电阻,根据串联电路电阻规律可求出热敏电阻Rt的阻值,根据热敏电阻Rt与温度t的关系可求出环境温度。
【解答】解:(1)将开关S拨到c端,定值电阻R0、报警器与滑动变阻器串联接入电路,电流表测量电路中的电流,
电源电压U=12V,报警时,电路中的电流I=0.02A,电路中的总电阻R总===600Ω,
报警器报警时,滑动变阻器接入电路的阻值R滑=R总﹣R0=600Ω﹣100Ω=500Ω;
(2)保持滑片P不动,当开关S拨到d端时,热敏电阻Rt、报警器与滑动变阻器串联接入电路,电流表测量电路中的电流,
电源电压U=12V,电流表的示数I′=0.015A,此时电路中的总电阻R总′===800Ω,
此时热敏电阻Rt的阻值Rt=R总′﹣R滑=800Ω﹣500Ω=300Ω,
环境温度t===30℃。
答:(1)将开关S拨到c端,报警器报警时,滑动变阻器接入电路的阻值是500Ω;
(2)保持滑片P不动,当开关S拨到d端时,电流表的示数为0.015A,环境温度为30℃。
【点评】本题主要考查欧姆定律的应用,串联电路电流、电压、电阻规律的应用,熟练分析电路的连接、掌握欧姆定律是解题的关键。
59.(2022•江岸区模拟)亮亮设计了一个用电压表的示数变化反映被测温度变化的电路。其电路原理图如图甲所示。电压表量程为0~3V,R0是定值电阻,R0=300Ω,R1是热敏电阻,其电阻随环境温度变化的关系如图乙所示。闭合开关S后,当环境温度为40℃时,电压表的示数为2.4V,求:
(1)当环境温度为40℃时,通过R0的电流;
(2)电源电压;
(3)当被测温度为80℃时,电压表的示数。
【考点】欧姆定律的应用.
【专题】计算题;欧姆定律;应用能力.
【答案】(1)当环境温度为40℃时,通过R0的电流为0.008A;
(2)电源电压为4V;
(3)当被测温度为80℃时,电压表的示数为3V。
【分析】由甲电路图可知,R1与R0串联,电压表测R0两端电压。
(1)根据图乙读出环境温度为40℃时热敏电阻,知道此时电压表的示数,根据欧姆定律求出通过R0的电流;
(2)当环境温度为40℃时,根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出R1两端的电压,根据串联电路的电压特点求出电源的电压;
(3)由图乙可知,环境温度80℃时R1的阻值,根据串联电路电阻规律结合欧姆定律计算此时通过电路的电流,根据U=IR计算此时电压表的示数。
【解答】解:由甲电路图可知,R1与R0串联,电压表测R0两端电压。
(1)环境温度为40℃时电压表的示数为2.4V,根据欧姆定律可得通过R0的电流:I0===0.008A;
(2)由图乙可知,当环境温度为40℃时,热敏电阻R1=200Ω,
串联电路中各处的电流相等,根据欧姆定律可得此时R1两端的电压:U1=IR1=0.008A×200Ω=1.6V,
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=U0+U1=2.4V+1.6V=4V;
(3)由图乙可知,环境温度80℃时,R1的阻值为100Ω,
串联电路总电阻等于各部分电阻之和,
根据欧姆定律可得此时通过电路的电流:I′===0.01A,
此时电压表的示数为:U1′=I′R0=0.01×300Ω=3V。
答:(1)当环境温度为40℃时,通过R0的电流为0.008A;
(2)电源电压为4V;
(3)当被测温度为80℃时,电压表的示数为3V。
【点评】本题考查串联电路特点、欧姆定律的灵活运用,正确读取图中信息是解题的关键。
60.(2022•谷城县二模)如图所示,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,R1=20Ω,滑动变阻器R2的规格为“100Ω 1A”。
(1)闭合开关S1,断开开关S2、S3,电流表示数为0.4A,求电源电压;
(2)闭合开关S3,断开开关S1、S2,滑动变阻器滑片置于中点位置时,电压表的示数为4V,求R3的阻值;
(3)闭合开关S1、S2和S3,在不损坏电流表、电压表的情况下,求滑动变阻器R2的最小阻值。
【考点】欧姆定律的应用.
【专题】计算题;欧姆定律;应用能力.
【答案】(1)电源电压为8V;
(2)R3的阻值为50Ω;
(3)闭合开关S1、S2和S3,在不损坏电流表、电压表的情况下,滑动变阻器R2接入电路的最小阻值为40Ω。
【分析】(1)只闭合开关S1时,电路为R1的简单电路,已知电流表示数,根据欧姆定律求出电源电压:
(2)只闭合开关S3时,R2、R3串联,根据电压表(测变阻器两端的电压)的示数为4V,由欧姆定律得出电路的电流,根据串联电路的电压规律和欧姆定律求出R3;
(3)闭合开关S1、S2和S3,R1、R2并联,电压表测电源电压,电流表测干路电流,根据并联电路各支路互不影响,可知通过R1的电流,由并联电路电流的规律得出通过变阻器的最大电流,由欧姆定律求出变阻器连入的最小电阻。
【解答】解:(1)只闭合开关S1时,电路为R1的简单电路,电流表示数为0.4A,根据欧姆定律可得电源电压:U=I1R1=0.4A×20Ω=8V;
(2)只闭合开关S3,断开开关S1、S2,R2、R3串联,滑动变阻器滑片置于中点位置时,电压表测滑动变阻器两端的电压,
串联电路各处电流相等,根据欧姆定律可得此时电路中的电流:I2===0.08A,
串联电路总电压等于各部分电压之和,根据欧姆定律可得R3的阻值:R3====50Ω;
(3)闭合开关S1、S2和S3,R1、R2并联,电压表测电源电压,电流表测干路电流,
根据并联电路各支路互不影响可知通过R1的电流为0.4A不变,
电流表的量程为0~0.6A,则干路电流最大为0.6A,由并联电路电流的规律可知通过变阻器的最大电流:I2大=I﹣I1=0.6A﹣0.4A=0.2A,
由欧姆定律可得变阻器连入电路的最小电阻:R2小===40Ω。
答:(1)电源电压为8V;
(2)R3的阻值为50Ω;
(3)闭合开关S1、S2和S3,在不损坏电流表、电压表的情况下,滑动变阻器R2接入电路的最小阻值为40Ω。
【点评】本题考查串联电路特点、并联电路特点、欧姆定律的灵活运用,分清电路连接是解题的关键实验次数
1
2
3
4
5
电压U/V
2.5
2.0
1.5
1.0
0.5
电流I/A
0.25
0.22
0.19
0.16
0.10
实验序号
1
2
3
4
5
电阻R/Ω
5
10
15
20
25
电流I/A
0.5
0.25
0.20
0.12
0.10
序号
1
2
3
4
5
U/V
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
I/A
0.10
0.22
0.29
0.40
0.50
实验序号
1
2
3
4
5
6
电阻R/Ω
5
10
15
20
25
30
电流I/A
0.6
0.30
0.20
0.15
实验次数
1
2
3
电流IA/A
0.12
0.18
0.24
电流IB/A
0.18
0.27
0.36
电流IC/A
0.30
0.45
0.60
V
/V
U电源/V
2.8
2.8
2.8
编号
材料
长度/m
横截面积/mm2
A
镍铬合金
0.5
0.5
B
镍铬合金
1.0
0.5
C
镍铬合金
0.5
1.0
D
锰铜合金
0.5
0.5
数据序号
1
2
3
4
5
6
7
发光情况
明亮
亮
较亮
较暗
微光
熄灭
熄灭
电压表示数U/V
2.5
2.1
1.7
1.3
0.9
0.5
0.1
电流表示数I/A
0.29
0.26
0.24
0.21
0.19
0.16
0.05
实验次数
1
2
3
4
5
电压U/V
2.5
2.0
1.5
1.0
0.5
电流I/A
0.25
0.22
0.19
0.16
0.10
实验序号
1
2
3
4
5
电阻R/Ω
5
10
15
20
25
电流I/A
0.5
0.25
0.20
0.12
0.10
序号
1
2
3
4
5
U/V
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
I/A
0.10
0.22
0.29
0.40
0.50
实验序号
1
2
3
4
5
6
电阻R/Ω
5
10
15
20
25
30
电流I/A
0.6
0.30
0.20
0.15
实验次数
1
2
3
电流IA/A
0.12
0.18
0.24
电流IB/A
0.18
0.27
0.36
电流IC/A
0.30
0.45
0.60
V
/V
U电源/V
2.8
2.8
2.8
编号
材料
长度/m
横截面积/mm2
A
镍铬合金
0.5
0.5
B
镍铬合金
1.0
0.5
C
镍铬合金
0.5
1.0
D
锰铜合金
0.5
0.5
数据序号
1
2
3
4
5
6
7
发光情况
明亮
亮
较亮
较暗
微光
熄灭
熄灭
电压表示数U/V
2.5
2.1
1.7
1.3
0.9
0.5
0.1
电流表示数I/A
0.29
0.26
0.24
0.21
0.19
0.16
0.05
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