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中考物理重难点复习:23-热点12 欧姆定律及其计算(精练)17
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这是一份中考物理重难点复习:23-热点12 欧姆定律及其计算(精练)17,共20页。试卷主要包含了选择题,计算题等内容,欢迎下载使用。
热点12 欧姆定律及相关计算(精练)
一、选择题
1.由欧姆定律公式R=可知,下列说法正确的是( )
A.当导体两端的电压为零时,导体的电阻也为零
B.导体的电阻与电压成正比,与电流成反比
C.加在导体两端的电压越大,则导体的电阻越大
D.导体的电阻跟导体两端的电压和导体的电流无关
2.关于欧姆定律,下列说法中正确的是( )
A.从I=可知,导体中的电流跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比
B.从R=可知,导体的电阻跟其两端的电压成正比,跟导体中的电流成反比
C.从U=IR可知,导体两端的电压跟其电阻成正比,跟导体中的电流成正比
D.以上说法都不正确
3.电源电压不变,电阻R=10Ω,电路中电流为I,要使电路中电流变为原来的,可以( )
A.串联30Ω电阻B.并联30Ω电阻
C.串联40Ω电阻D.并联40Ω电阻
4.某小灯泡正常工作时的电压为6V,通过它的电流为0.5A,若把该小灯泡接在电压为9V的电路上正常工作,应( )
A.给它并联一个6Ω的电阻
B.给它串联一个12Ω的电阻
C.给它串联一个6Ω的电阻
D.给它并联一个12Ω的电阻
5.如图所示电路中,两电流表的规格相同(两个量程为0﹣0.6A和0﹣3A),闭合开关S,两个电阻均有电流通过,R1和R2的电阻之比是1:3,电流表A1和A2的示数之比是( )
A.1:3B.1:1C.3:4D.4:1
6.如图甲所示,电源电压不变。闭合开关S,将滑动变阻器R2的滑片P从a端移到b端,两电表示数变化关系如图乙中线段AB所示。则电源电压和滑动变阻器的最大值分别为( )
A.6V、15ΩB.6V、30ΩC.9V、15ΩD.9V、30Ω
7.有两只定值电阻,上面分别标有“0.5A 10Ω”和“1A 6Ω”的字样,若将它们串联在电路中使用,则电源电压不能超过( )
A.11VB.5VC.6VD.8V
8.小灯泡L和定值电阻R接在如图甲所示的电路中,其两者的I﹣U关系图象如图乙所示,下列说法中正确的是( )
A.图乙中曲线A表示电阻R的I﹣U关系图象
B.当电源电压为4V时,电流表示数为0.5A
C.当电源电压为4V时,小灯泡L的电阻为40Ω
D.如果将小灯泡L和电阻R串联接在电压为10V的电源两端时,电路中的电流为0.2A
9.如图甲所示,电源电压恒为6V,滑动变阻器最大阻值为100Ω,电路电流在0.1~0.4A之间时电子元件均能正常工作,通过电子元件的电流与其两端电压的关系如图乙所示,电子元件正常工作时( )
A.通过电子元件的电流与其两端的电压成正比
B.滑动变阻器取值范围为5Ω~40Ω
C.当电流为0.1A时,电子元件的阻值为10Ω
D.当电流为0.4A时,滑动变阻器接入电路的阻值为20Ω
10.有两个电路元件A和B,流过元件的电流与其两端电压的关系如图所示,由图像可知,下列说法错误的是( )
A.元件A的电阻是10Ω
B.当元件A和B并联接3V电源时,干路电流是0.6A
C.当元件A和B串联接4.5V电源时,电流是0.2A
D.元件B的电阻是12.5Ω
11.如图所示电路的电源电压保持不变,R1的阻值为10Ω,R2的阻值为20Ω。开关S闭合后,电压表的示数为4V,则电源电压为( )
A.4VB.8VC.12VD.16V
12.图甲是电阻甲和乙的I﹣U图象,下列说法正确的是( )
A.甲的电阻总是大于乙的电阻
B.电阻乙电流为0.4A时,阻值为5Ω
C.图乙中,当开关闭合,电源电压为3V时,电路电流为0.2A
D.图丙中,当开关闭合,电源电压为2V时,电路总电流为0.4A
13.如图电源电压6V保持不变,S1闭合、S2断开,电流表的示数为0.4A。断开电路后,将电压表、电流表的位置互换,当开关S1、S2均闭合,电流表的示数为0.6A,则R1与R2的电阻之比是( )
A.4:1B.3:1C.2:1D.1:1
14.如图是一个简易身高测量仪的工作电路示意图。电源电压6V保持不变,电压表的量程为“0~3V”,R1=20Ω,R2是一根长为80cm的均匀电阻丝(规格为0.5Ω/cm,A、B为R2的两个端点),滑片P可在竖直放置的R2上滑动,被测者身高不同电压表示数也会不同,在电压表的刻度上标注相应的身高值,改装完成后,便可测量身高。下列说法正确的是( )
A.正常工作时,被测者的身高越矮,电路中的电流越小
B.正常工作时,被测者的身高越高,电压表的示数越大
C.为保证电压表不超量程,滑片P与B端之间的距离最大为70cm
D.如果用量程为“0~0.6A”的电流表替代电压表,身高的测量范围会变小
15.如图﹣1,电路中的电源电压保持不变,R1为定值电阻。闭合开关S,当滑动变阻器滑片P从a端滑到b端的过程中,电流表示数I与电压表示数U的关系图像如图﹣2。下列说法正确的是( )
A.将电流表与电压表互换位置后闭合开关S,两表均无示数
B.定值电阻R1的阻值为20Ω
C.电源电压为3V
D.滑动变阻器R2的最大阻值为50Ω
16.如图甲的电路,电源两端的电压不变,R1是滑动变阻器,R2是定值电阻,当开关S闭合后,逐步改变滑动变阻器接入电路的电阻值,根据电压表与电流表的示数,绘制的图像如图乙,下列判断正确的是( )
A.滑片在中点时,电压表示数为5V
B.定值电阻R2的电阻值为20Ω
C.电源两端的电压为10V
D.变阻器R1接入电路的最大阻值为120Ω
二、计算题
17.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)
18.灵敏电流计可以测量小电流,在电路图中的符号为G,在电路中可看作一个能测量电流大小的定值电阻Rg。如图所示,R1=160Ω、R2=250Ω,当只闭合S1时,灵敏电流计的示数为15mA,当只闭合S2时,灵敏电流计的示数为10mA,求电源电压和灵敏电流计电阻Rg。
19.图甲是一个检测空气质量指数的简单电路。其中R为气敏电阻,其电阻的倒数与空气质量指数的关系如图乙所示。已知:电源电压为12V且保持不变,定值电阻R0为2Ω。当闭合开关S后,电压表示数为2V时。求:
(1)通过R0的电流;
(2)电阻R的阻值;
(3)此时的空气质量指数。
答案详解
1.【分析】导体电阻可由导体两端的电压值与流过导体的电流值的比值求得,但是导体电阻是导体本身的一种性质,与导体的材料、长度、横截面积、温度有关,与流过的电流和两端的电压无关。
【解答】解:电阻是导体本身的一种性质,只与导体的材料、长度、横截面积、温度有关,与导体两端的电压和通过的电流无关;当导体两端电压为零时,通过导体的电流为零,但电阻是导体本身的一种性质,导体的电阻不为零,故D正确、ABC错误。
故选:D。
2.【分析】导体电阻由导体材料、长度、横截面积决定,与导体两端的电压和通过导体的电流无关,应用欧姆定律分析答题。
【解答】解:AD.由欧姆定律可知,导体中的电流跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比,故A正确,D错误;
B.导体电阻是导体的一种性质,只与导体的材料、长度和横截面积有关,与电压、电流无关,故B错误;
C.电源是提供电压的装置,电压的大小与电阻、电流无关,故C错误。
故选:A。
3.【分析】电路中的电阻为R时,电路中电流为I,电源电压U不变,当电路中电流变为原来的时,可利用公式R=计算此时电路中的电阻,再利用串、并联电路电阻的特点进行判断。
【解答】解:设电源电压为U不变,则电路中电流为I,则电源电压:U=IR,
当电路中电流变为原来的时,即I′=I,
根据欧姆定律可得此时电路中的电阻为:R′===4R=4×10Ω=40Ω,
A、串联一个30Ω的电阻,电路中的总电阻为:RA=R+R1=10Ω+30Ω=40Ω=R′,故A符合题意。
B、并联一个30Ω的电阻,电路中的总电阻为:RB===7.5Ω<R′,故B不符合题意。
C、串联一个40Ω的电阻,电路中的总电阻为:RA=R+R3=10Ω+40Ω=50Ω>R′,故C不符合题意。
D、并联一个40Ω的电阻,电路中的总电阻为:RD===8Ω<R′,故D不符合题意。
故选:A。
4.【分析】灯泡正常发光时的电压和额定电压相等,电源的电压大于灯泡的额定电压时,要使灯泡正常发光应串联一个电阻进行分压,根据串联电路的电压特点求出串联电阻两端的电压,根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出串联电阻的阻值。
【解答】解:灯泡正常发光时的电压UL=6V,要使灯泡在9V的电源上正常发光应串联一个电阻分压;
根据串联电路中总电压等于各分电压之和可得,串联电阻两端的电压:
UR=U﹣UL=9V﹣6V=3V,
根据串联电路中各处的电流相等可知电路中的电流:I=IL=0.5A,
根据欧姆定律可得,串联电阻的阻值:
R===6Ω。
故选:C。
5.【分析】由电路图可知,闭合开关S,R1与R2并联,电流表A1测R1支路的电流,电流表A2测干路电流;
根据欧姆定律可知通过两电阻的电流之比,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,据此可知电流表A1和A2的示数之比。
【解答】解:由电路图可知,闭合开关S,R1与R2并联,电流表A1测R1支路的电流,电流表A2测干路电流;
根据欧姆定律可知通过两电阻的电流之比:===;
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,据此可知电流表A1和A2的示数之比是:===。
故选:C。
6.【分析】由图甲可知,R1与R2串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。
(1)当滑动变阻器滑片P在b端时,接入电路中的电阻为0时,电路为R1的简单电路,此时电路中的电流最大,根据图象读出电路中的最大电流,根据欧姆定律表示出电源的电压;当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时电路中的电流最小,根据图象读出电路中的最小电流和电压表的示数,根据欧姆定律求出滑动变阻器的最大阻值,根据电阻的串联和欧姆定律表示出电源的电压,利用电源的电压不变得出等式即可求出R1的阻值,进一步求出电源的电压。
【解答】解:由图甲可知,R1与R2串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。
(1)当滑动变阻器滑片P在b端时,接入电路中的电阻为0时,电路为R1的简单电路,电路中的电流最大,
由图乙可知,电路中的电流I1=0.6A,
由I=可得,电源的电压:
U=I1R1=0.6A×R1,
当滑动变阻器滑片P在a端时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,
由图乙可知,电路中的电流I2=0.2A,R2两端的电压U2=4V,
则滑动变阻器的最大阻值:
R2===30Ω,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,电源的电压:
U=I2(R1+R2)=0.2A×(R1+30Ω),
因电源的电压不变,
所以,0.6A×R1=0.2A×(R1+30Ω),
解得:R1=15Ω,
电源的电压U=I1R1=0.6A×15Ω=9V,故D正确。
故选:D。
7.【分析】串联电路处处电流相等,为了不损坏电阻,比较两电阻允许通过的最大电流,选其中较小的电流,然后根据电阻的串联特点和欧姆定律求出电路两端所加的电压。
【解答】解:当它们串联接到电路里时,各处的电流相等,
由于I1=2A,I2=1A,即I1<I2,
所以,为了让每一个电阻都工作,电路中允许通过的最大电流I=I1=0.5A,
根据串联电路中总电阻等于各分电阻之和可得:
R=R1+R2=10Ω+6Ω=16Ω,
根据欧姆定律可得,电路两端所加的电压:
U=IR=0.5A×16Ω=8V。
故选D。
8.【分析】(1)根据电阻一定时,电流与电压成正比,结合两图线特点得出结论;
(2)由图甲可知灯泡与定值电阻并联,根据并联电路的电压特点结合图象读出对应的电流,根据并联电路的电压特点得出干路电流;
(3)根据串联电路电压规律和电流特点读出正确的电流和电压,从而得出结论。
【解答】解:A、由欧姆定律可知,通过定值电阻的电流与其两端的电压成正比,即定值电阻R的I﹣U关系图象是一条直线,故A错误;
BC、由图甲可知小灯泡L和定值电阻R并联,当电源电压为4V时,
因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,它们两端的电压均为4V,
由图象可知对应的电流:IL=0.3A,IR=0.1A,
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=IL+IR=0.3A+0.1A=0.4A;
小灯泡L的电阻为RL===13.3Ω,故B、C错误;
D、如果把小灯泡L和定值电阻R串联在10V电源上,由乙图可知当通过电路的电流为0.2A时,灯泡两端的电压为2V,电阻两端的电压为8V,串联电路总电压等于各部分电压之和,此时电路总电压U=UL+UR=2V+8V=10V,恰好等于电源电压,即把小灯泡L和定值电阻R串联在10V电源上,电路中的电流等于0.2A,故D正确。
故选:D。
9.【分析】(1)电流与电压成正比的图像,应该是一条过原点的直线;
(2)由题意可知,由甲图可知电子元件和滑动变阻器串联,电流在0.1A~0.4A之间时电子元件均能正常工作,当电路电流最大为0.4A时,滑动变阻器接入电路中的电阻最小,根据图象读出对应的电压,根据串联电路的电压特点求出变阻器两端的电压,根据欧姆定律求出变阻器接入电路中的最小阻值;当电路电流最小为0.1A时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,根据图象读出对应的电压,根据串联电路的电压特点求出变阻器两端的电压,根据欧姆定律求出变阻器接入电路最大阻值;
(3)在乙图中找到与电流0.1A对应的电压,根据欧姆定律计算电子元件此时的电阻;
(4)由(2)可知,当电路中的电流为0.4A时滑动变阻器接入电路的电阻。
【解答】解:A、由乙图可知,通过电子元件的电流与其两端电压的关系图象不是一条过原点的直线,所以通过电子元件的电流与其两端的电压不成正比,故A错误;
B、电流在0.1A~0.4A之间时电子元件均能正常工作,
当电路电流最大为0.4A时,滑动变阻器接入电路中的电阻最小,
由图象可知,电子元件两端的最大电压为4V,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,滑动变阻器两端的最小电压:
U1=U﹣U电子=6V﹣4V=2V,
由I=可得,滑动变阻器接入电路最小阻值:
R小===5Ω;
当电路电流最小为0.1A时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,
由图象可知,电子元件两端的最小电压为2V,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,滑动变阻器两端的最大电压:
U2=U﹣U电子′=6V﹣2V=4V,
由I=可得,滑动变阻器接入电路最大阻值:
R大===40Ω。
则滑动变阻器取值范围为5Ω~40Ω,故B正确;
C、由乙图可知,当电路中的电流为0.1A时,电子元件两端的电压为2V,电子元件的电阻为R电子===20Ω,故C错误;
D、当电路中的电流为0.4A时,滑动变阻器接入电路的阻值为R滑=R小=5Ω,故D错误。
故选:B。
10.【分析】(1)从电路元件A的U﹣I图像中读出一组电流和电压值,根据欧姆定律求出其电阻;
(2)A和B并联在电压为3V的电源两端时它们两端的电压相等,根据图像读出通过两元件的电流,再利用并联电路电流规律求出干路电流;
(3)A和B串联时,根据串联电路电流和电压规律读出电路电流和A、B两端的电压,即可作答;
(4)由图像可知,通过B的电流与其两端的电压不成正比,所以B的阻值是变化的。
【解答】解:A、由图像可知,通过A的电流与其两端的电压成正比,即A为定值电阻,当通过A的电流IA=0.2A时,A两端的电压UA=2.0V,
由I=可得,A的电阻值:RA===10Ω,故A正确;
B、A和B并联在电压为3V的电源两端时,
因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,两元件两端的电压UA′=UB=3V,
由图像可知,通过两元件的电流IA′=IB=0.3A,
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=IA′+IB=0.3A+0.3A=0.6A,故B正确;
C、电路元件A和B串联在电源电压为4.5V电路中时,
因串联电路中各处的电流相等,且总电压等于各分电压之和,所以由图像可知,当I=0.2A时,两元件两端的电压分别为:UA′=2V、UB=2.5V,电源电压恰好为U=UA′+UB=2V+2.5V=4.5V,故C正确;
D、由图像可知,通过B的电流与其两端的电压不成正比,所以B的阻值是变化的,不是一个定值电阻,故D错误。
故选:D。
11.【分析】(1)在串联电路中,电流处处相等;电路两端电压等于各用电器的电压之和。在并联电路中,各支路两端电压相等,电路中总电流等于各支路电流之和。
(2)电压表测量与其并联的用电器两端的电压。
(3)在已知电压、电阻的情况下,我们可以根据欧姆定律求得通过其的电流。
【解答】解:由图可知,电阻R1和R2是串联的,电压表测量R1两端的电压。
根据欧姆定律可知,通过R1的电流I1===0.4A。
因串联电路中电流处处相等,则通过R2的电流I2=I1=0.4A。
根据欧姆定律可知,R2两端的电压U2=I2R2=0.4A×20Ω=8V。
在串联电路中,电源电压等于各用电器两端电压之和,则电源电压U=U1+U2=4V+8V=12V。
故选:C。
12.【分析】(1)根据图象可知甲和乙两端的电压均为2.5V时通过它们的电流相等,根据欧姆定律可知它们的电阻相等;
(2)电阻乙电流为0.4A时,两端的电压大于2V,根据欧姆定律分析乙的电阻是否为5Ω;
(3)图乙中,当开关闭合,两电阻串联,串联电路的电流处处相等,且已知电源电压为3V,根据图甲确定电电路电流;
(4)图丙中,两电阻并联,当开关闭合,电源电压为2V时,两电阻两端的电压均为2V,从图甲可知通过两电阻的电流,根据并联电路的电流特点可知电路总电流。
【解答】解:
A、由图象可知,当甲和乙两端的电压均为2.5V时,通过它们的电流均为0.5A,
由欧姆定律的变形式R=可知,两者的电阻相等,故A错误;
B、电阻乙电流为0.4A时,两端的电压大于2V,故乙的电阻大于R===5Ω,故B错误;
C、图乙中,当开关闭合,两电阻串联,串联电路的电流处处相等,从图甲可知,电路电流为0.2A,两电阻两端的电压分别为1V、2V,电源电压为3V,故C正确;
D、图丙中,两电阻并联,当开关闭合,电源电压为2V时,两电阻两端的电压均为2V,从图甲可知通过两电阻的电流分别为0.4A、0.2A,根据并联电路的电流特点可知电路总电流为:0.4A+0.2A=0.6A,故D错误。
故选C。
13.【分析】当S1闭合、S2断开时,两电阻串联,电流表测电路中的电流;
当将电压表、电流表的位置互换后开关S1、S2均闭合时,两电阻并联,电流表测R1支路的电流,根据欧姆定律即可求出两电阻的阻值。
【解答】解:已知电源电压6V保持不变,
当S1闭合、S2断开时,两电阻串联,电流表测电路中的电流,由欧姆定律可得,电路中的总电阻:R=R1+R2===15Ω;
当将电压表、电流表的位置互换后开关S1、S2均闭合时,两电阻并联,电流表测R1支路的电流,由并联电路各支路两端电压相等,等于电源电压可知,电阻R1两端的电压等于电源电压,等于6V,
根据欧姆定律可得,R1的阻值:R1=,
则R2=R﹣R1=15Ω﹣10Ω=5Ω,所以R1与R2的电阻之比为:R1:R2=10Ω:5Ω=2:1。
故选:C。
14.【分析】根据电路图可知,定值电阻R1和电阻丝R2串联,电压表测量滑片下方电阻丝两端电压;
根据电阻丝的规格和长度求出电阻R2的阻值,根据电路图可知电阻R2接入电路阻值不随滑片位置的变化而变化,再个根据串联电路电阻规律和欧姆定律求出电路电流;
(1)身高测量仪正常工作时,测量者的升高越矮,电压表测量电阻丝的长度越短,但电路的总电阻不变,根据欧姆定律可知电路电流的变化;
(2)身高测量仪正常工作时,测量者的升高越高,电压表测量电阻丝的长度越长,即电压表测量的电阻值变大,但电路的总电阻不变,根据欧姆定律可知电路电流的变化和电压表示数的变化;
(3)当电压表示数为3V时,电压表测量的阻值最大,根据欧姆定律求出滑片P与B端之间的阻值,进一步求出滑片P与B端之间的距离;
(4)如果用量程为“0~0.6A”的电流表替代电压表,定值电阻与变阻器串联(电阻丝相当于变阻器),当电阻丝接入电路的阻值为零时,根据欧姆定律求出电路电流,与电流表的量程比较可知滑片P与B端之间的距离,从而确定身高的测量范围的变化。
【解答】解:由电路图可知,定值电阻R1和电阻丝R2串联,电压表测量滑片下方电阻丝两端电压;
电阻丝R2接入电路的阻值:R2=0.5Ω/cm×80cm=40Ω,
因串联电路的总电阻等于各分电阻之和,且R2接入电路的阻值与滑片的位置无关,所以电路电流:I===0.1A;
A、身高测量仪正常工作时,测量者的升高越矮,电压表测量电阻丝的长度越短,但电路的总电阻不变,由于电源电压不变,所以根据欧姆定律可知电路电流不变,故A错误;
B、身高测量仪正常工作时,测量者的身高越高,电压表测量电阻丝的长度越长,即电压表测量的电阻值变大,由于电源电压不变,所以根据欧姆定律可知电路电流不变,由U=IR可知,电压表所测量的电阻丝两端电压变大,故B正确;
C、当电压表示数为3V时,滑片P与B端之间的阻值最大,由I=可得,滑片P与B端之间的阻值最大:R2下===30Ω,
则滑片P与B端之间的最大距离:L==60cm,故C错误;
D、如果用量程为“0~0.6A”的电流表替代电压表,定值电阻与变阻器串联,当电阻丝接入电路的阻值为零时,电路电流:I′===0.3A<0.6A,所以滑片P与B端之间距离为80cm>60cm,所以电流表替代电压表后,身高的测量范围会变大,故D错误。
故选:B。
15.【分析】A、由电路图可知,闭合开关S,定值电阻R1与滑动变阻器R2串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流,
将电流表与电压表互换位置后闭合开关S,电压表串联接入电路,电压表测电源电压,所以电压表有示数,电流表无示数;
BCD、当滑片P从a端移动到b端的过程中,变阻器R2接入电路中的电阻变大,根据串联电路电阻规律可知电路的总电阻的变化,由欧姆定律可知电路中的电流变化,
设滑片P在a端和b端的电流分别为Ia、Ib,
由图乙可知,当变阻器的滑片在b端时,电压表的示数和电流表示数,根据欧姆定律计算动变阻器的最大阻值;
根据串联电路电压规律结合欧姆定律表示电源电压,
当变阻器的滑片在a端时,此时电路为定值电阻的简单电路,由图乙可知电压表的示数和电流表示数,根据欧姆定律表示电源电压,联立解方程可得电源电压和定值电阻的阻值。
【解答】解:A、由电路图可知,闭合开关S,定值电阻R1与滑动变阻器R2串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流,
将电流表与电压表互换位置后闭合开关S,滑动变阻器被短路,电压表串联接入电路,电压表测电源电压,所以电压表有示数,电压表电阻很大,电路相当于断路所以电流表无示数,故A错误;
BCD、当滑片P从a端移动到b端的过程中,变阻器R2接入电路中的电阻变大,串联电路总电阻等于各部分电阻之和,则电路的总电阻变大,由欧姆定律可知电路中的电流变小,
设滑片P在a端和b端的电流分别为Ia、Ib,
由图乙可知,当变阻器的滑片在b端时,电压表的示数U2b=2V,电流表示数Ib=0.1A,
由欧姆定律可知,滑动变阻器的最大阻值:R2===20Ω,故D错误;
串联电路总电压等于各部分电压之和,由欧姆定律可知电源电压:U=U1b+U2b=IbR1+U2b=0.1A×R1+2V……①,
当变阻器的滑片在a端时,此时电路为定值电阻的简单电路,电压表的示数U2a=0V,电流表示数Ia=0.3A,
由欧姆定律可知电源电压:U=IaR1=0.3A×R1……②,
由①②解得:R1=10Ω,U=3V,故B错误,C正确。
故选:C。
16.【分析】由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流。
(1)当滑片位于最左端时,接入电路中的电阻为零,此时电路中的电流最大,根据乙图读出电路的最大电流,利用欧姆定律表示出电源的电压;当滑片位于最右端时,接入电路中的电阻最大,此时电路中的电流最小,电压表的示数最大,由乙图读出两电表的示数,根据欧姆定律求出变阻器R1接入电路的最大阻值,根据串联电路的电压特点和欧姆定律表示出电源的电压,然后联立等式即可求出定值电阻的阻值和电源的电压;
(2)根据电阻的串联和欧姆定律求出滑片位于中点时电路中的电流,再根据欧姆定律求出此时电压表的示数。
【解答】解:由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流。
BCD、当滑片位于最左端时,接入电路中的电阻为零,此时电路中的电流最大,由乙图可知,I大=0.6A,
由I=可得,电源的电压:U=I大R2=0.6A×R2﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
当滑片位于最右端时,接入电路中的电阻最大,此时电路中的电流最小,电压表的示数最大,
由乙图可知,U1=10V,I小=0.1A,
则变阻器R1接入电路的最大阻值:
R1===100Ω,故D错误;
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=I小R2+U1=0.1A×R2+10V﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
由①②可得:R2=20Ω,U=12V,故B正确,C错误;
A、因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,滑片位于中点时,电路中的电流:
I====A,
此时电压表的示数U1=I×R1=A××100Ω≈8.6V,故A错误。
故选:B。
17.【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。
18.【分析】当只闭合S1时,灵敏电流计和R1串联接入电路,根据串联电路电流特点、串联电路电阻规律结合欧姆定律表示电源电压,
当只闭合S2时,灵敏电流计和R2串联接入电路,根据串联电路电流特点、串联电路电阻规律结合欧姆定律表示电源电压,
根据电源电压不变解方程可得电源电压和灵敏电流计的电阻。
【解答】解:当只闭合S1时,灵敏电流计和R1串联接入电路,
串联电路各处电流相等,灵敏电流计的示数为15mA=0.015A,
串联电路总电阻等于各部分电阻之和,根据欧姆定律可得电源电压:U=I1(Rg+R1)=0.015A×(Rg+160Ω)﹣﹣﹣﹣﹣﹣①,
当只闭合S2时,灵敏电流计和R2串联接入电路,
灵敏电流计的示数为10mA,根据串联电路电阻规律结合欧姆定律可得电源电压:U=I2(Rg+R2)=0.01A×(Rg+250Ω)﹣﹣﹣﹣﹣﹣②,
电源电压不变,①②联立可得电源电压U=2.7V,灵敏电流计电阻Rg=20Ω。
答:电源电压为2.7V,灵敏电流计电阻为20Ω。
19.【分析】由电路图可知,R与R0串联,电压表测R0两端的电压。
(1)已知R0的电压,根据欧姆定律求出通过R0的电流;
(2)根据串联电路的电压特点求出R两端的电压,根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出R的阻值;
(3)求出的值,由图象可知此时的空气质量指数。
【解答】解:由电路图可知,R与R0串联,电压表测R0两端的电压。
(1)通过R0的电流:
I0===1A;
(2)因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,R两端的电压:
UR=U﹣U0=6V﹣2V=4V,
因串联电路中各处的电流相等,所以,IR=I0=1A;
由I=得:
R===4Ω;
(3)由R=4Ω可得:==0.25Ω﹣1,
由图乙可知:此时空气质量指数为50。
答:(1)通过R0的电流为1A;
(2)电阻R的阻值为4Ω;
(3)此时的空气质量指数为50。
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