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浙教版八年级科学上册讲练测专题提升Ⅲ欧姆定律的计算(原卷版+解析)
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这是一份浙教版八年级科学上册讲练测专题提升Ⅲ欧姆定律的计算(原卷版+解析),共37页。
专题提升Ⅲ 欧姆定律的计算学习目录目录 TOC \o "1-4" \h \z \u HYPERLINK \l "_Toc142060720" 模块一 知识掌握 PAGEREF _Toc142060720 \h 1 HYPERLINK \l "_Toc142060721" 知识点一、欧姆定律的比值、取值问题 PAGEREF _Toc142060721 \h 1 HYPERLINK \l "_Toc142060722" 类型1“极值”问题 PAGEREF _Toc142060722 \h 1 HYPERLINK \l "_Toc142060723" 类型2“取值范围”问题 PAGEREF _Toc142060723 \h 2 HYPERLINK \l "_Toc142060724" 类型3“比值”问题 PAGEREF _Toc142060724 \h 2 HYPERLINK \l "_Toc142060725" 知识点二、欧姆定律的图像与方程 PAGEREF _Toc142060725 \h 4 HYPERLINK \l "_Toc142060726" 知识点三、电路的动态分析 PAGEREF _Toc142060726 \h 7 HYPERLINK \l "_Toc142060727" 【巩固提高】 PAGEREF _Toc142060727 \h 10知识重点模块一 知识掌握 知识点一、欧姆定律的比值、取值问题类型1“极值”问题(1)判断定值电阻的最值电压时,抓住不变量(R),其电压的最值取决于通过定值电阻的电流最值。(2)判断电路中阻值的最大值或者最小值时,抓住不变量(电源电压 U),则电路中阻值的最值取决于电路中电流的最大值或最小值。需要注意:电流的最大值或最小值的限制因素有灯泡的额定电流、滑动变阻器的规格、电流表和电压表选择的量程。类型2“取值范围”问题(1)若电压表并联在滑动变阻器两端,则滑动变阻器分得的最大电压U为电压表量程的最大值,先利用定值电阻(或灯泡)分得的电压及其电阻求出电路中的最小电流I小,再求出变阻器接入电路中的最大阻值为 R大=U 大I小;(2)若电压表并联在定值电阻(或灯泡)两端,根据电流的限制条件,先确定电路中的最大电流I大,再求出定值电阻(或灯泡)分得的最大电压 U大=I大R,最后求出滑动变阻器分得的最小电压U小=U电源一U大,则变阻器接入电路的最小阻值为 R小=(U电源一U 大)I大。类型3“比值”问题解答比值(例)问题的关键是灵活运用串、并联电路电流、电压规律和欧姆定律,弄清是哪两部分之比。串联电路电流相等,即I1:I2=1:1,电压跟其电阻成正比,即 U1:U2=R1/R2。并联电路各支路两端的电压相等,即 U1:U2=1:1,各支路电流跟其电阻成反比,即I1:I2=R2/R1。(2023春•鄞州区期中)如图所示,电源电压恒为4.5V,R1=5Ω,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.0~2.5Ω B.2.5~20Ω C.7.5~10Ω D.2.5~10Ω(2023春•余姚市月考)如图所示,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V,定值电阻R1的阻值为10Ω,滑动变阻器R2的最大阻值为50Ω,电源电压为6V。开关S闭合后,在滑动变阻器的滑片P滑动过程中,在保证电流表、电压表不被烧坏的情况下,下列说法正确的是( )A.滑动变阻器的滑片P允许滑到最左端 B.电流表的示数范围为0.3A~0.6A C.电压表最小示数是1V D.滑动变阻器允许接入的最大阻值为10Ω(2023春•鄞州区校级月考)如图所示,电源电压为3V保持不变,闭合开关,电压表示数为2V.下列选项符合题意的是( )A.电压表测R2两端电压 B.R1、R2组成并联电路 C.若开关断开,电压表示数为0 D.R1、R2电阻之比2:1(2023•嘉兴模拟)如图所示的电路中,电源电压保持不变,当开关S1、S2都闭合时,电流表的示数为0.5A,电压表的示数为6V;将电压表、电流表的位置互换,当开关S1断开、S2闭合,电流表的示数为0.3A,则正确的是( )A.R1=8Ω B.R2=8Ω C.R1=20Ω D.R2=20Ω(2023春•鄞州区期中)将两个不同阻值的电阻R1、R2连成如图甲所示的电路,当闭合开关S后,电流表的示数为0.5A,现将图甲中的电阻改接成如图乙所示的电路,则闭合开关S后,电流表的示数( )A.I≤0.5A B.0.5A≤I<1A C.1A≤I<2A D.I>2A知识点二、欧姆定律的图像与方程1、I-U 关系图像是一条直线时,说明是定值电阻,阻值不发生变化;I-U 图像是曲线的,说明是非定值电阻,阻值会发生变化,该图像上的每个点表示的都是在该位置时对应的电阻值,故计算时只能从图像中读出相应的电流、电流值代入计算。2、方程思想是围绕着串、并联电路进行展开计算,根据题目进行串联分压以及等流思想列出等式,同理,并联电路根据等压以及分流列出等式。然后把题干中的信息代入计算。(2023春•鄞州区期末)如图甲所示的电路,电源电压保持不变,闭合开关S,滑动变阻器的滑片从最右端移到最左端的整个过程中,电流表示数l与电压表示数U的关系图像如图乙所示。则下列说法正确的是( )A.电源电压是6V B.定值电阻R1的阻值是10Ω C.滑动变阻器R2接入电路的阻值范围为0Ω~10Ω D.当电流表示数为0.2A时,定值电阻R1和滑动变阻器R2两端电压之比是2:1(2023春•鄞州区期中)如图甲所示电路,电源电压保持不变。闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P从右端滑到左端的过程中,R1、R2的I﹣U关系图象如图乙所示。则下列判断正确的是( )A.图线A是电阻R1的I﹣U关系图象 B.电源电压为16V C.R1的阻值是20Ω D.滑动变阻器R2的最大阻值为30Ω(2023春•余姚市月考)如图所示,电源电压保持不变,R1=10Ω,当闭合开关S,滑动变阻器滑片P从a端移到b端,两电表示数变化关系用图乙中线段AB表示,则电源电压和滑动变阻器的最大值分别为( )A.6V 20Ω B.4V 20Ω C.6V 10Ω D.4V 10Ω(2023春•柯桥区期中)如图甲所示电路,电源电压保持不变。闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P从右端滑到左端的过程中,R1、R2的I﹣U关系图象如图乙所示。则下列判断正确的是( )A.图线A是电阻R1的I﹣U关系图象 B.电源电压为14V C.R1的阻值是20Ω D.滑动变阻器R2的最大阻值为30Ω(2023春•鄞州区期中)如图甲所示,利用电压表和电流表测定R1的电阻,闭合开关后,在滑片P由a端向b端移动的过程中,电压表示数U随滑动变阻器的电阻R2变化的关系图像如图乙所示,当滑片P在a端时,下列判断不正确的是( )A.电压表的示数为2V B.滑动变阻器两端的电压为4V C.电流表的示数为0.2A D.R1的阻值为20Ω知识点三、电路的动态分析分析:闭合电键开关 S 后,滑动变阻器的滑片 P 可以向右移或者向左移,判断各电表的变化情况;首先,确定这是一个串联电路还是一个并联电路;其次,判断滑动变阻器接入电路的部分以及各电表测量的对象,滑动变阻器的接线柱“一上一下”接,其中接入电路的电阻大小由电阻丝长度决定,根据接线柱中下方的接线柱决定,如接左侧则接入电路的是滑动变阻器滑片P左侧部分;最后,串联按照电阻-电流-电压的顺序,并联根据电压-电阳-电流的顺序,再结合电路的特点和欧姆定律来判断电路中各物理量的变化趋势。(2023•下城区模拟)为了测定风速的大小,小明设计了四种装置,如图所示。图中探头、金属杆和滑动变阻器的滑片P相连,可上下移动。现要求:当风吹过探头时,滑动变阻器R2的滑片P向上移动,且风速增大时电压表的示数增大。以下四个图中符合要求的是( )A. B. C. D.(2022秋•平湖市期末)如图为高温超导限流器的核心部件的模拟电路图,虚线框内为高温超导限流器,它由超导部件和限流电阻并联组成。超导部件有一个临界电流IC,当通过限流器的电流I>IC时,超导部件从超导态(电阻为零,即R1=0)转变为正常态(一个纯电阻,且R1=3Ω),以此来限制电力系统的故障电流。已知超导临界电流,IC=1.2A,限流电阻R2=6Ω,小灯泡L正常工作时的电压为6V,电阻RL=6Ω,电源电压稳定,内阻r=2Ω。灯泡L正常工作时,超导部件处于超导态,当灯泡L突然发生短路时,下列分析正确的是( )A.灯泡L短路前通过R2的电流为1A B.电源电压为9V C.灯泡L短路后通过R1的电流为43A D.灯泡L短路后R2两端的电压为3V(2023春•义乌市校级月考)为了能自动记录跳绳的次数,某科技小组设计了一种自动计数器,其简化电路如图甲所示,R1是一种光敏元件,每当绳子挡住了射向R1的红外线时,R1的电阻会变大,自动计数器会计数一次,信号处理系统能记录AB间每时刻的电压若已知电源电压为12V,某时段AB间的电压随时间变化的图象如图所示,则下列说法正确的是( )A.AB两端电压为6V时,跳绳自动计数器会计数一次 B.绳子挡住了射向R1的红外线时,R1和R2的阻值相等 C.绳子没有挡住射向R1的红外线时,R1的阻值是R2的3倍 D.绳子挡住了射向R1的红外线时,R1的阻值会变为原来的5倍(2022秋•乐清市校级期末)图甲是小明设计的电子秤模型图,AB为一阻值为R的均匀金属棒,两边分别有P1、P2两个滑片,与P1相连的金属细杆,可在竖直光滑的金属固定杆MN上保持水平面上下运动,金属细杆与塑料托盘和弹簧下端相连,弹簧上端固定不动。当物体放在托盘上时,电压表能自动显示物体质量。(1)图甲中托盘上不放物体,P1和P2刚好都指在A处。闭合开关,电压表的示数将随被测物体质量增大而 。(填“增大”、“不变”或“减小”)(2)实际电子秤有归零功能,即放上被测物体的容器后按归零键,可使示数归零。小明设计的电子秤也具有该功能,放上烧杯后如图乙,要使电压表的示数归零,滑片P2的具体操作是 。(2023春•滨江区校级月考)某科技小组设计了一个监测水位的装置。其原理如图甲,电路中电源电压保持不变,R0为定值电阻,AP与R组成滑动变阻器(最大阻值60Ω),浮子可带动金属滑杆AP在竖直方向上下移动。当水位上升时,浮子和金属滑杆AP一起向上滑动,当电压表的示数达到某一数值时提醒监测员水位达到警戒值。R接入电路的阻值随水位的变化关系如图乙,电路工作时电压表与电流表示数变化关系如图丙。求:(1)当滑片P置于最下端时,电流表示数为0.1A,则电压表示数为多少?(2)电源电压和R0的阻值。(3)当电压表的示数为3V时,报警装置发出警报,则警戒水位为多少米?【巩固提高】(2021秋•上虞区期末)某输液警报器能在药液流完时,通过电铃发声报警。该报警器内部有一可变电阻R,其阻值随管内液体的减少而减小。通过电铃的电流需要达到一定大小时电铃才能发声。下列几个电路中符合报警要求,且当输液管内液体越少,电表的示数也越小的是( )A. B. C. D.(2022春•镇海区校级期中)如图所示电路,已知电压表V1的量程为0~3伏,电压表V2的量程为0~15伏,电流表A的量程为0~0.6安,定值电阻R1阻值为10Ω,滑动变阻器R2的规格是“20Ω 0.5A”,电源电压为6伏。开关S闭合后,在滑动变阻器滑片滑动过程中,保证电流表电压表、滑动变阻器正常使用的情况下,下列说法中正确的是( )A.电流表A的变化范围为0.2~0.5A B.R2可变化范围为2~20Ω C.电压表V1的变化范围为2~3V D.电压表V2的变化范围为0~4V(2022春•海曙区期中)如图所示是小明在科技创新大赛中设计的一个火警报警装置的简易电路图。R为可变电阻,过压报警器检测到AB间电压高于警戒值时,会触发蜂鸣器报警。Rt为热敏电阻,一般有两种:阻值随温度升高而增大的正温度系数热敏电和阻值随温度升高而减小的负温度系数热敏电阻。要做到低温时电铃不响,火警时产生高温,电铃响起,则下列说法中正确的是( )A.Rt必须是负温度系数热敏电阻 B.当高温时Rt阻值增大,A、B之间电压升高,报警器响起 C.环境温度不变时,使可变电阻增大,A、B之间电压减小 D.为了提高灵敏度,应适当减小可变电阻R的阻值(2022春•镇海区期末)如图甲所示的电路,电源电压保持不变,滑动变阻器上标有“20Ω,2A”,闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片,使其从最右端向左滑动到a点时,小灯泡恰好正常发光;在图乙中绘制出电流表与两电压表示数关系的图像;下列说法中正确的是( )A.电源电压为16V B.滑片在a点时滑动变阻器的阻值为5Ω C.滑片在a点时,流经小灯泡的电流为0.3A D.滑片在a点时,滑动变阻器与小灯泡两端的电压之比为5:1(2022春•北仑区期末)如图甲所示电路,电源电压保持不变。闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P从右端滑到左端的过程中,R1、R2的I﹣U关系图像如图乙所示。则下列判断正确的是( )A.图像A是电阻R1的I﹣U关系图像 B.电源电压为18V C.R1的阻值是70Ω D.滑动变阻器R2的最大阻值为30Ω(2022秋•温岭市校级月考)实际的电压表可以等效为一个能显示电压的电阻,现有完全相同的三只电压表,如图所示接入电路,已知V1的示数为12V,V2的示数为4V,则V3的示数为( )A.12V B.大于8V小于12V C.8V D.大于4V小于8V(2022秋•温岭市校级月考)在如图所示的电路中,电阻R1=6Ω,R2=8Ω.当开关S接位置1时,电流表的示数为0.4A,则当开关S接位置2时,电流表的示数可能是( )A.0.25 A B.0.3 A C.0.35 A D.0.4 A(2022春•鄞州区期中)如图所示电路中,当开关S闭合,甲、乙两表是电压表时,示数之比U甲:U乙=3:2,当开关S断开,甲、乙两表都是电流表时,则两表的示数之比I甲:I乙为( )A.2:1 B.3:1 C.2:3 D.1:3(2022春•鹿城区校级月考)某STEM小组设计了一台能快速测量液体密度的仪器,其电路设计如图甲。电源电压为3V,R为压敏电阻,其阻值随压力变化如图乙。压敏电阻放置于M筒下,M筒重0.2N。测量时,每次定量将10cm3待测液体装入M筒内,处理电流表示数,可得到液体密度大小。下列图像能正确表示电流表示数和液体密度关系的是( )A. B. C. D.(2022•常山县二模)如图是某同学设计的测风速的装置,图中探头、金属杆和滑动变阻器的滑片P相连,可上下移动。现要求:当风吹过探头时,滑动变阻器的滑片P向上移动,且风速增大时电压表的示数增大。以下四个图中符合要求的是( )A. B. C. D.(2022•金华模拟)图乙是图甲所示电子秤的工作原理图。电子秤的示数表是由电流表改装的,R1是一根长6厘米,阻值15欧的均匀电阻丝,滑片P在a端时,电流表示数为0.15安;在b端时,电流表示数为0.6安,弹簧c受到压力F与压缩量ΔL的关系如图丙。挂钩的重力不计,不称重物时滑片P刚好在电阻丝的a端,所称物重最大时P在b端,电路中电源电压不变下列判断正确的是( )A.R2阻值为6欧 B.电源电压为6伏 C.当电子秤示数为2千克时,电路中的电流为0.2安 D.当电子秤示数为4千克时,电路中的电流为0.2安专题提升Ⅲ 欧姆定律的计算学习目录目录 TOC \o "1-4" \h \z \u HYPERLINK \l "_Toc142060720" 模块一 知识掌握 PAGEREF _Toc142060720 \h 1 HYPERLINK \l "_Toc142060721" 知识点一、欧姆定律的比值、取值问题 PAGEREF _Toc142060721 \h 1 HYPERLINK \l "_Toc142060722" 类型1“极值”问题 PAGEREF _Toc142060722 \h 1 HYPERLINK \l "_Toc142060723" 类型2“取值范围”问题 PAGEREF _Toc142060723 \h 1 HYPERLINK \l "_Toc142060724" 类型3“比值”问题 PAGEREF _Toc142060724 \h 2 HYPERLINK \l "_Toc142060725" 知识点二、欧姆定律的图像与方程 PAGEREF _Toc142060725 \h 5 HYPERLINK \l "_Toc142060726" 知识点三、电路的动态分析 PAGEREF _Toc142060726 \h 10 HYPERLINK \l "_Toc142060727" 【巩固提高】 PAGEREF _Toc142060727 \h 16知识重点模块一 知识掌握 知识点一、欧姆定律的比值、取值问题类型1“极值”问题(1)判断定值电阻的最值电压时,抓住不变量(R),其电压的最值取决于通过定值电阻的电流最值。(2)判断电路中阻值的最大值或者最小值时,抓住不变量(电源电压 U),则电路中阻值的最值取决于电路中电流的最大值或最小值。需要注意:电流的最大值或最小值的限制因素有灯泡的额定电流、滑动变阻器的规格、电流表和电压表选择的量程。类型2“取值范围”问题(1)若电压表并联在滑动变阻器两端,则滑动变阻器分得的最大电压U为电压表量程的最大值,先利用定值电阻(或灯泡)分得的电压及其电阻求出电路中的最小电流I小,再求出变阻器接入电路中的最大阻值为 R大=U 大I小;(2)若电压表并联在定值电阻(或灯泡)两端,根据电流的限制条件,先确定电路中的最大电流I大,再求出定值电阻(或灯泡)分得的最大电压 U大=I大R,最后求出滑动变阻器分得的最小电压U小=U电源一U大,则变阻器接入电路的最小阻值为 R小=(U电源一U 大)I大。类型3“比值”问题解答比值(例)问题的关键是灵活运用串、并联电路电流、电压规律和欧姆定律,弄清是哪两部分之比。串联电路电流相等,即I1:I2=1:1,电压跟其电阻成正比,即 U1:U2=R1/R2。并联电路各支路两端的电压相等,即 U1:U2=1:1,各支路电流跟其电阻成反比,即I1:I2=R2/R1。(2023春•鄞州区期中)如图所示,电源电压恒为4.5V,R1=5Ω,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.0~2.5Ω B.2.5~20Ω C.7.5~10Ω D.2.5~10Ω【解答】解:由电路图可知,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)串联电路各处电流相等,电流表的量程为0~0.6A,所以,电路中的最大电流I=0.6A,根据欧姆定律可知此时变阻器接入电路中的电阻最小,则电路中的最小总电阻:R=UI=4.5V0.6A=7.5Ω,串联电路总电阻等于各部分电阻之和,变阻器接入电路中的最小阻值:R2小=R﹣R1=7.5Ω﹣5Ω=2.5Ω;(2)电源的电压大于电压表的量程,由串联分压原理可知电压表的示数最大为3V时变阻器接入电路中的电阻最大,串联电路中总电压等于各分电压之和,此时R1两端的电压:U1=U﹣U2=4.5V﹣3V=1.5V,串联电路中各处的电流相等,所以电路中的电流:I′=U1R1=U2R2大,即 1.5V5Ω=3VR2大,解得:R2大=10Ω,所以,为保护电表,变阻器接入电路的阻值范围是2.5Ω~10Ω。故选:D。(2023春•余姚市月考)如图所示,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V,定值电阻R1的阻值为10Ω,滑动变阻器R2的最大阻值为50Ω,电源电压为6V。开关S闭合后,在滑动变阻器的滑片P滑动过程中,在保证电流表、电压表不被烧坏的情况下,下列说法正确的是( )A.滑动变阻器的滑片P允许滑到最左端 B.电流表的示数范围为0.3A~0.6A C.电压表最小示数是1V D.滑动变阻器允许接入的最大阻值为10Ω【解答】解:A、当滑片滑到最左端时,电源电压全部提供给R1,其电压为6V,超过电压表量程,故A不符合题意;B、由于电压表最大示数为3V,此时电路中电流最大,I=UR=3V10Ω=0.3A,故B不符合题意;C、当滑片在最右端时,电压表示数最小,R=R1+R2=10Ω+50Ω=60Ω,I=UR=6V60Ω=0.1A,U1=IR1=0.1A×10Ω=1V,故C符合题意;D、此电路中电压表示数越大,电流表示数也越大,当电压表为3V时,为了安全,不能再大了,此时电流才是0.3A,所以电压表先达到最大量程,此时滑动变阻器接入电阻为10Ω,所以滑动变阻器接入电阻最小为10Ω,故D不符合题意;故选:C。(2023春•鄞州区校级月考)如图所示,电源电压为3V保持不变,闭合开关,电压表示数为2V.下列选项符合题意的是( )A.电压表测R2两端电压 B.R1、R2组成并联电路 C.若开关断开,电压表示数为0 D.R1、R2电阻之比2:1【解答】解:ABD、由图知,开关闭合后,电阻R1、R2串联,电压表并联在R1两端的电压,测量电阻R1两端的电压,其大小U1=2V;电阻R2两端的电压U2=U﹣U1=3V﹣2V=1V,因为两电阻串联,所以由欧姆定律可知I=U1R1=U2R2,则R1:R2=U1:U2=2V:1V=2:1;故AB错、D正确;C、若开关断开,电压表通过电阻R2接在电源上,测量电源电压,示数不为0,故C错。故选:D。(2023•嘉兴模拟)如图所示的电路中,电源电压保持不变,当开关S1、S2都闭合时,电流表的示数为0.5A,电压表的示数为6V;将电压表、电流表的位置互换,当开关S1断开、S2闭合,电流表的示数为0.3A,则正确的是( )A.R1=8Ω B.R2=8Ω C.R1=20Ω D.R2=20Ω【解答】解:当开关S1、S2都闭合,两电阻并联,电压表测量电源电压,电流表测量通过R1的电流,由I=UR得:R1=UI1=6V0.5A=12Ω;将电压表、电流表的位置互换,S1断开、S2闭合,两电阻串联,由I=UR得:电路总电阻R=UI=6V0.3A=20Ω,所以根据串联电路的总电阻等于各电阻之和可知:R2=R﹣R1=20Ω﹣12Ω=8Ω。故选:B。(2023春•鄞州区期中)将两个不同阻值的电阻R1、R2连成如图甲所示的电路,当闭合开关S后,电流表的示数为0.5A,现将图甲中的电阻改接成如图乙所示的电路,则闭合开关S后,电流表的示数( )A.I≤0.5A B.0.5A≤I<1A C.1A≤I<2A D.I>2A【解答】解:由甲电路图可知,R1、R2串联,电流表测电路中的电流,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,根据欧姆定律可得电路中电流表的示数:I1=UR1+R2,由乙电路图可知,R1、R2并联,电流表测干路电流,因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和,根据并联电路电阻规律可得电路的总电阻:R=R1R2R1+R2,根据欧姆定律可得干路中电流表的示数:I=UR=U(R1+R2)R1R2,则II1=U(R1+R2)R1R2UR1+R2=(R1+R2)2R1R2=(R1−R2)2+4R1R2R1R2=(R1−R2)2R1R2+4,因R1≠R2,所以II1>4,即I>4I1=4×0.5A=2A。故选:D。知识点二、欧姆定律的图像与方程1、I-U 关系图像是一条直线时,说明是定值电阻,阻值不发生变化;I-U 图像是曲线的,说明是非定值电阻,阻值会发生变化,该图像上的每个点表示的都是在该位置时对应的电阻值,故计算时只能从图像中读出相应的电流、电流值代入计算。2、方程思想是围绕着串、并联电路进行展开计算,根据题目进行串联分压以及等流思想列出等式,同理,并联电路根据等压以及分流列出等式。然后把题干中的信息代入计算。(2023春•鄞州区期末)如图甲所示的电路,电源电压保持不变,闭合开关S,滑动变阻器的滑片从最右端移到最左端的整个过程中,电流表示数l与电压表示数U的关系图像如图乙所示。则下列说法正确的是( )A.电源电压是6V B.定值电阻R1的阻值是10Ω C.滑动变阻器R2接入电路的阻值范围为0Ω~10Ω D.当电流表示数为0.2A时,定值电阻R1和滑动变阻器R2两端电压之比是2:1【解答】解:AB.由图甲知,电路为定值电阻和滑动变阻器组成的串联电路,电流表测量电路电流,电压表测量滑动变阻器两端电压,由图乙数据,根据欧姆定律和串联电路电压规律可列出方程:U总=2V+0.2AR1……①U总=0.6AR1……②解得:U总=3V,R1=5Ω,故AB错误。C.由图乙知,当滑动变阻器接入电路的阻值最大时,其两端的电压最大,电流最小,故滑动变阻器的最大阻值R2最大=U2I2=2V0.2A=10Ω,故C正确。D.当电流表示数为I2=0.2A时,定值电阻R1两端的电压U1=U总﹣U2=3V﹣2V=1V,定值电阻R1和滑动变阻器R2两端电压之比是1:2,故D错误。故选:C。(2023春•鄞州区期中)如图甲所示电路,电源电压保持不变。闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P从右端滑到左端的过程中,R1、R2的I﹣U关系图象如图乙所示。则下列判断正确的是( )A.图线A是电阻R1的I﹣U关系图象 B.电源电压为16V C.R1的阻值是20Ω D.滑动变阻器R2的最大阻值为30Ω【解答】解:由电路图可知,R1与R2串联,电压表V1测R1两端的电压,V2测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。(1)当滑动变阻器R2接入电路中的电阻为0时,电路中的电流最大,R1两端的电压最大,R2两端的电压为0,由图象可知,A为滑动变阻器R2的I﹣U关系图象,B为电阻R1的I﹣U图象,故A错误;(2)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,由I﹣U图象可知,电路中的最小电流I=0.2A,R1两端的电压U1=4V,R2两端的电压U2=14V,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以电源电压:U=U1+U2=14V+4V=18V,故B错误;由I=UR可得,定值电阻R1的阻值:R1=U1I=4V0.2A=20Ω,滑动变阻器的最大阻值:R2=U2I=14V0.2A=70Ω,故C正确,D错误。故选:C。(2023春•余姚市月考)如图所示,电源电压保持不变,R1=10Ω,当闭合开关S,滑动变阻器滑片P从a端移到b端,两电表示数变化关系用图乙中线段AB表示,则电源电压和滑动变阻器的最大值分别为( )A.6V 20Ω B.4V 20Ω C.6V 10Ω D.4V 10Ω【解答】解:当滑片P在a端时,滑动变阻器接入的电阻最大,由图乙可知,此时电压表的示数为4V,电流表示数为0.2A,RP最大=UaIa=4V0.2A=20Ω,当滑片P在b端时,滑动变阻器接入的电阻为0,此时电压表的示数为0,电流表示数为0.6A,电源电压:U=IbR1=0.6A×10Ω=6V。故选:A。(2023春•柯桥区期中)如图甲所示电路,电源电压保持不变。闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P从右端滑到左端的过程中,R1、R2的I﹣U关系图象如图乙所示。则下列判断正确的是( )A.图线A是电阻R1的I﹣U关系图象 B.电源电压为14V C.R1的阻值是20Ω D.滑动变阻器R2的最大阻值为30Ω【解答】解:A、当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时,电路中的电流最大,R1两端的电压最大,R2两端的电压为0,由图象可知,A为滑动变阻器R2的U﹣I关系图象,B为电阻R1的U﹣I图象,故A错误;B、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,由U﹣I图象可知,电路中的最小电流I=0.2A,R1两端的电压U1=4V,R2两端的电压U2=14V,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,电源电压:U=U1+U2=14V+4V=18V,故B错误;C、由图乙中的B线(R1的I﹣U)可知,当R1两端电压为4V时,通过的电流为0.2A,则R1的电阻:R1=U1I1=4V0.2A=20Ω,故C正确;D、由图甲可知,当R2接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,由图乙中的A线(R2的I﹣U)可知,通过R2的最小电流为0.2A,此时R2两端电压为14V时,则R2的电阻:R2=U2I2=14V0.2A=70Ω;故D错误。故选:C。(2023春•鄞州区期中)如图甲所示,利用电压表和电流表测定R1的电阻,闭合开关后,在滑片P由a端向b端移动的过程中,电压表示数U随滑动变阻器的电阻R2变化的关系图像如图乙所示,当滑片P在a端时,下列判断不正确的是( )A.电压表的示数为2V B.滑动变阻器两端的电压为4V C.电流表的示数为0.2A D.R1的阻值为20Ω【解答】解:由图甲所示电路图可知,定值电阻R1与滑动变阻器R2串联,电压表测定值电阻R1两端电压;电流表测量电路中的电流。由图甲所示电路可知,当滑片在b端时,电路为R1的简单电路,电压表测电源两端电压,由图乙所示图象可知,电源电压U=6V;当滑片位于a端时,R1与R2的最大阻值串联,此时电压表的示数最小,由图乙所示图象可知,变阻器的最大阻值R2=20Ω,电压表的示数最小为U1最小=2V,所以,此时电压表的示数为U1=2V,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以此时滑动变阻器两端的电压:U2=U﹣U1=6V﹣2V=4V,则电路中电流为I=U2R2=4V20Ω=0.2A,R1的阻值为:R1=U1I=2V0.2A=10Ω,故ABC正确,D错误。故选:D。知识点三、电路的动态分析分析:闭合电键开关 S 后,滑动变阻器的滑片 P 可以向右移或者向左移,判断各电表的变化情况;首先,确定这是一个串联电路还是一个并联电路;其次,判断滑动变阻器接入电路的部分以及各电表测量的对象,滑动变阻器的接线柱“一上一下”接,其中接入电路的电阻大小由电阻丝长度决定,根据接线柱中下方的接线柱决定,如接左侧则接入电路的是滑动变阻器滑片P左侧部分;最后,串联按照电阻-电流-电压的顺序,并联根据电压-电阳-电流的顺序,再结合电路的特点和欧姆定律来判断电路中各物理量的变化趋势。(2023•下城区模拟)为了测定风速的大小,小明设计了四种装置,如图所示。图中探头、金属杆和滑动变阻器的滑片P相连,可上下移动。现要求:当风吹过探头时,滑动变阻器R2的滑片P向上移动,且风速增大时电压表的示数增大。以下四个图中符合要求的是( )A. B. C. D.【解答】解:A、当风速增大时,弹簧被压缩,滑片下移,而不是上移,故与题干要求不符,故A错误;B、当风速增大时,弹簧被压缩,滑片下移,即滑动变阻器接入电路的阻值变大,根据串联电路分压的特点可知,滑动变阻器两端电压变大,则定值电阻两端电压减小,即电压表示数变小,故B错误;C、当风速增大时,弹簧被拉伸,滑片上移,即滑动变阻器接入电路的阻值变小,根据串联电路分压的特点可知,滑动变阻器两端电压变小,即电压表示数变小,故C错误;D、当风速增大时,弹簧被拉伸,滑片上移,即滑动变阻器接入电路的阻值变小,根据串联电路分压的特点可知,滑动变阻器两端电压变小,则定值电阻两端电压增大,即电压表示数变大,故D正确。故选:D。(2022秋•平湖市期末)如图为高温超导限流器的核心部件的模拟电路图,虚线框内为高温超导限流器,它由超导部件和限流电阻并联组成。超导部件有一个临界电流IC,当通过限流器的电流I>IC时,超导部件从超导态(电阻为零,即R1=0)转变为正常态(一个纯电阻,且R1=3Ω),以此来限制电力系统的故障电流。已知超导临界电流,IC=1.2A,限流电阻R2=6Ω,小灯泡L正常工作时的电压为6V,电阻RL=6Ω,电源电压稳定,内阻r=2Ω。灯泡L正常工作时,超导部件处于超导态,当灯泡L突然发生短路时,下列分析正确的是( )A.灯泡L短路前通过R2的电流为1A B.电源电压为9V C.灯泡L短路后通过R1的电流为43A D.灯泡L短路后R2两端的电压为3V【解答】解:AB、短路前,灯泡与超导部件、r串联接入电路,R2被短路,通过R2的电流为零,故A错误;因灯泡正常发光,则电路中电流IL=ULRL=6V6Ω=1A,电源电压为:U=I(RL+r)=1A×(6Ω+2Ω)=8V,故B错误;C、短路后,R1与R2并联后再与r串联,R1与R2并联的总电阻为:R′=R1R2R1+R2=3Ω×6Ω3Ω+6Ω=2Ω,并联电路各支路两端的电压相等,由欧姆定律可得,R2两端的电压为:U2=U1=U′=UR'+r×R′=8V2Ω+2Ω×2Ω=4V,故D错误;通过R1的电流为:I1=U1R1=4V3Ω=43A,故C正确。故选:C。(2023春•义乌市校级月考)为了能自动记录跳绳的次数,某科技小组设计了一种自动计数器,其简化电路如图甲所示,R1是一种光敏元件,每当绳子挡住了射向R1的红外线时,R1的电阻会变大,自动计数器会计数一次,信号处理系统能记录AB间每时刻的电压若已知电源电压为12V,某时段AB间的电压随时间变化的图象如图所示,则下列说法正确的是( )A.AB两端电压为6V时,跳绳自动计数器会计数一次 B.绳子挡住了射向R1的红外线时,R1和R2的阻值相等 C.绳子没有挡住射向R1的红外线时,R1的阻值是R2的3倍 D.绳子挡住了射向R1的红外线时,R1的阻值会变为原来的5倍【解答】解:由甲图电路知,R1与R2串联,AB间电压为R2两端电压。(1)由题知,当射向R1的激光被挡时,R1阻值变大,根据串联电路的分压原理知,R1分得电压增大,R2分得电压减小,由图象知,此时U2=UAB=2V,因为R1的电阻变大,自动计数器会计数一次,即AB间电压为2V计数一次,故A错误;由串联电路的分压原理有:U1U2=U−U2U2=R1R2,即:12V−2V2V=R1R2,所以:R1=5R2,故B错误;(2)当射向R1的激光没有被挡时,R1阻值变小,R1分得电压减小,R2分得电压增大,由图象知,此时,U2'=UAB'=6V,由串联电路的分压原理有:U1U2'=U−U2'U2'=R1'R2,即:12V−6V6V=R1'R2,所以:R1'=R2,故C错误;且R1=5R1',即绳子挡住了射向R1的红外线时,R1的阻值会变为原来的5倍,故D正确。故选:D。(2022秋•乐清市校级期末)图甲是小明设计的电子秤模型图,AB为一阻值为R的均匀金属棒,两边分别有P1、P2两个滑片,与P1相连的金属细杆,可在竖直光滑的金属固定杆MN上保持水平面上下运动,金属细杆与塑料托盘和弹簧下端相连,弹簧上端固定不动。当物体放在托盘上时,电压表能自动显示物体质量。(1)图甲中托盘上不放物体,P1和P2刚好都指在A处。闭合开关,电压表的示数将随被测物体质量增大而 。(填“增大”、“不变”或“减小”)(2)实际电子秤有归零功能,即放上被测物体的容器后按归零键,可使示数归零。小明设计的电子秤也具有该功能,放上烧杯后如图乙,要使电压表的示数归零,滑片P2的具体操作是 。【解答】解:(1)因电压表的内阻很大,在电路中相当于断路,所以,滑片移动时,R接入电路中的电阻不变,由I=UR可知,电路中的电流不变,由题意可知,电压表测P1、P2之间的电压,当托盘放上物体时,滑片P1下移,P1和P2之间的距离变大,P1和P2之间的电阻变大,所以,由U=IR可知,P1和P2之间的电压变大,即电压表的示数变大;(2)实际电子秤有归零功能,即放上被测物体的容器后按归零键,可使示数归零。小明设计的电子秤也具有该功能,放上烧杯后如图乙,要使电压表的示数归零,由于电流不变,根据U=IR,据此判断P1、P2之间的电阻为0,也就是将P2调到与P1相平的位置。故答案为:(1)增大;(2)将P2调到与P1相平的位置。(2023春•滨江区校级月考)某科技小组设计了一个监测水位的装置。其原理如图甲,电路中电源电压保持不变,R0为定值电阻,AP与R组成滑动变阻器(最大阻值60Ω),浮子可带动金属滑杆AP在竖直方向上下移动。当水位上升时,浮子和金属滑杆AP一起向上滑动,当电压表的示数达到某一数值时提醒监测员水位达到警戒值。R接入电路的阻值随水位的变化关系如图乙,电路工作时电压表与电流表示数变化关系如图丙。求:(1)当滑片P置于最下端时,电流表示数为0.1A,则电压表示数为多少?(2)电源电压和R0的阻值。(3)当电压表的示数为3V时,报警装置发出警报,则警戒水位为多少米?【解答】解:(1)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,当滑片P置于最下端时,滑动变阻器接入电路最大阻值,电流表示数为0.1A,则电压表示数为:UP=IRP=0.1A×60Ω=6V;(2)当滑动变阻器接入电路的电阻为0时,电路为定值电阻的简单电路,根据欧姆定律可知此时通过电路的电流最大,由丙图可知通过电路的最大电流为0.3A,根据欧姆定律可得电源电压:U=IR0=0.3A×R0﹣﹣﹣﹣﹣﹣①,因串联电路总电压等于各部分电压之和,通过电路的电流为0.1A时,根据欧姆定律可得电源电压:U=UP+I′R0=6V+0.1A×R0﹣﹣﹣﹣﹣﹣②,联立①②可得:R0=30Ω,U=9V;(3)当电压表的示数为3V时,定值电阻两端的电压:U0=U﹣UP′=9V﹣3V=6V,此时通过定值电阻的电流:I0=U0R0=6V30Ω=0.2A,串联电路各处电流相等,此时滑动变阻器接入电路的阻值:RP′=UP'I0=3V0.2A=15Ω,由乙图可知滑动变阻器的长度为195m﹣175m,滑片位于最下端时水位的高度为175m,,浮子上升的距离:ΔL=60Ω−15Ω60Ω×(195m﹣175m)=15m,则此时的警戒水位为175m+15m=190m。答:(1)当滑片P置于最下端时,电流表示数为0.1A,电压表示数为6V;(2)电源电压为9V,R0的阻值为30Ω;(3)当电压表的示数为3V时,报警装置发出警报,警戒水位为190m。【巩固提高】(2021秋•上虞区期末)某输液警报器能在药液流完时,通过电铃发声报警。该报警器内部有一可变电阻R,其阻值随管内液体的减少而减小。通过电铃的电流需要达到一定大小时电铃才能发声。下列几个电路中符合报警要求,且当输液管内液体越少,电表的示数也越小的是( )A. B. C. D.【解答】解:(1)当输液管内液体越少,R的阻值越小,能使通过电铃的电流增大,所以R与电铃应串联在电路,而C图中电铃与R并联,故C图不符合题意;(2)R与电铃串联,R的阻值越小,电路总电阻变小,电源电压一定,由I=UR知电路中电流变大,故A图不符合题意;由U=IR知,此时电铃两端电压变大,由串联电路的电压特点知,R两端电压变小,故B错误,D正确。故选:D。(2022春•镇海区校级期中)如图所示电路,已知电压表V1的量程为0~3伏,电压表V2的量程为0~15伏,电流表A的量程为0~0.6安,定值电阻R1阻值为10Ω,滑动变阻器R2的规格是“20Ω 0.5A”,电源电压为6伏。开关S闭合后,在滑动变阻器滑片滑动过程中,保证电流表电压表、滑动变阻器正常使用的情况下,下列说法中正确的是( )A.电流表A的变化范围为0.2~0.5A B.R2可变化范围为2~20Ω C.电压表V1的变化范围为2~3V D.电压表V2的变化范围为0~4V【解答】解:由电路图知:电阻R1与电阻R2串联,电压表V1测R1的电压,电压表V2测R2的电压,电流表测电路电流;AC、电源电压为6伏,电压表V2的量程为0~15伏,故移动滑动变阻器时,滑动变阻器两端的电压不会超过电压表V2的量程,滑动变阻器接入电路的最大电阻为20Ω;电压表V1的量程为0~3伏,当电压表V1示数为3V时,电路中的电流最大,则最大电流为:I大=U1R1=3V10Ω=0.3A;当滑动变阻器接入电路的电阻最大时,电路中的电流最小,则最小电流为:I小=UR1+R2=6V10Ω+20Ω=0.2A;此时电压表V1的示数为:U'1=I小R1=0.2A×10Ω=2V;故电压表V1的变化范围为2~3V,A的变化范围为0.2~0.3A,故A错误,C正确;B、电路中电流最大时,滑动变阻器接入电路的电阻最小,则最小电阻为:R2小=U2小I大=6V−3V0.3A=10Ω,所以滑动变阻器的变化范围为10~20Ω,故B错误;D、电压表V1的变化范围为2~3V,电压表V1和电压表V2示数的和为电源电压,则电压表V2的变化范围为4~3V,故D错误。故选:C。(2022春•海曙区期中)如图所示是小明在科技创新大赛中设计的一个火警报警装置的简易电路图。R为可变电阻,过压报警器检测到AB间电压高于警戒值时,会触发蜂鸣器报警。Rt为热敏电阻,一般有两种:阻值随温度升高而增大的正温度系数热敏电和阻值随温度升高而减小的负温度系数热敏电阻。要做到低温时电铃不响,火警时产生高温,电铃响起,则下列说法中正确的是( )A.Rt必须是负温度系数热敏电阻 B.当高温时Rt阻值增大,A、B之间电压升高,报警器响起 C.环境温度不变时,使可变电阻增大,A、B之间电压减小 D.为了提高灵敏度,应适当减小可变电阻R的阻值【解答】解:由图知,热敏电阻与可变电阻串联,过压报警器检测AB间的电压;已知过压报警器检测到AB间电压高于警戒值时,会触发蜂鸣器报警:A、要做到低温时电铃不响,火警时产生高温,电铃响起,即温度变低(升高)时,AB间电压降低(升高),根据串联电路电压的规律,热敏电阻的电压变大(减小),由串联分压原理可知,热敏电阻的阻值应变大(减小),即用阻值随温度升高而减小的负温度系数热敏电阻;故A正确;B、由A项解答可知,当高温时热敏电阻Rt的阻值应减小,故B错误;C、环境温度不变时,使可变电阻增大,根据串联分压原理可知,A、B之间电压也增大,故C错误;D、根据电阻的串联和欧姆定律可得,A、B之间电压为:UAB=UR+Rt×R=11+RtR×U﹣﹣﹣﹣①由①知,在温度变化同样的情况下(即Rt的阻值变化相同),当R增大时,UAB变大,更易触发蜂鸣器报警,故为了提高灵敏度应适当增大可变电阻R的阻值,故D错误。故选:A。(2022春•镇海区期末)如图甲所示的电路,电源电压保持不变,滑动变阻器上标有“20Ω,2A”,闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片,使其从最右端向左滑动到a点时,小灯泡恰好正常发光;在图乙中绘制出电流表与两电压表示数关系的图像;下列说法中正确的是( )A.电源电压为16V B.滑片在a点时滑动变阻器的阻值为5Ω C.滑片在a点时,流经小灯泡的电流为0.3A D.滑片在a点时,滑动变阻器与小灯泡两端的电压之比为5:1【解答】解:由电路图可知,变阻器R与灯泡L串联,电压表V1测R两端的电压,电压表V2测L两端的电压,电流表测电路中的电流。(1)当滑片位于最右端时,变阻器接入电路中的电阻最大,此时电路中的电流最小,由图乙可知,电路中的最小电流I=0.3A,此时灯泡和滑动变阻器两端的电压相等,即:UL=UR,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,由欧姆定律可得电源的电压:U=UL+UR=2UR=2IR=2×0.3A×20Ω=12V,故A错误;(2)当滑片从最右端向左滑动到a点时,变阻器接入电路中的电阻变小,电路中的电流变大,由串联电路的分压特点可知,变阻器R两端的电压变小,灯泡两端的电压变大,则图乙中左侧的曲线是变阻器R的I﹣U图像,右侧的曲线是灯泡的I﹣U图像,当小灯泡恰好正常发光时,电路中的电流最大,由图乙可知,灯泡正常发光时的电流I′=0.4A,灯泡两端的电压UL′=10V,故C错误;根据串联电路的电压特点可知变阻器两端的电压UR′=U﹣UL′=12V﹣10V=2V,滑动变阻器与小灯泡两端的电压之比为2V:10V=1:5,故D错误;由欧姆定律可得滑片在a点时变阻器的电阻为:Ra=UR'I'=2V0.4A=5Ω,故B正确。故选:B。(2022春•北仑区期末)如图甲所示电路,电源电压保持不变。闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P从右端滑到左端的过程中,R1、R2的I﹣U关系图像如图乙所示。则下列判断正确的是( )A.图像A是电阻R1的I﹣U关系图像 B.电源电压为18V C.R1的阻值是70Ω D.滑动变阻器R2的最大阻值为30Ω【解答】解:由电路图可知,R1与R2串联,电压表V1测R1两端的电压,V2测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。(1)当滑动变阻器R2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,R1两端的电压最大,R2两端的电压为0,由图象可知,A为滑动变阻器R2的I﹣U关系图象,B为电阻R1的I﹣U关系图象,故A错误;(2)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,由U﹣I图象可知,电路中的最小电流I=0.2A,R1两端的电压U1=4V,R2两端的电压U2=14V,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以电源电压:U=U1+U2=14V+4V=18V,故B正确;由I=UR可得,定值电阻R1的阻值和滑动变阻器的最大阻值分别为:R1=U1I=4V0.2A=20Ω,R2=U2I=14V0.2A=70Ω,故C、D错误。故选:B。(2022秋•温岭市校级月考)实际的电压表可以等效为一个能显示电压的电阻,现有完全相同的三只电压表,如图所示接入电路,已知V1的示数为12V,V2的示数为4V,则V3的示数为( )A.12V B.大于8V小于12V C.8V D.大于4V小于8V【解答】解:三个相同的电压表接入电路中,则三个电压表的内阻相等,设为R。通过电压表V3的电流为 I3=I1﹣I2=U1R−U2R=U1−U2R=12V−4VR=8VR,则电压表V3的示数为 U3=I3R=8V,故C正确。故选:C。(2022秋•温岭市校级月考)在如图所示的电路中,电阻R1=6Ω,R2=8Ω.当开关S接位置1时,电流表的示数为0.4A,则当开关S接位置2时,电流表的示数可能是( )A.0.25 A B.0.3 A C.0.35 A D.0.4 A【解答】解:当开关S接位置1时,R1与R串联,由欧姆定律得:U=0.4(R1+R)当开关接位置2时,R2与R串联,由欧姆定律得:U=I(R2+R)因电压值不变,故可得:0.4A(6Ω+R)=I(8Ω+R)解得:I=(6Ω+R)×0.4A8Ω+R,由分式的加减法可得:I=(8Ω+R−2Ω)×0.4A8Ω+R=0.4A−0.8V8Ω+R,因R未知,故R可能为从0到无穷大的任意值,当R=0时,I=0.4A﹣0.1A=0.3A,当R取无穷大时,I无限接近于0.4A。故电流值可以从0.3A到0.4A,故C符合题意。故选:C。(2022春•鄞州区期中)如图所示电路中,当开关S闭合,甲、乙两表是电压表时,示数之比U甲:U乙=3:2,当开关S断开,甲、乙两表都是电流表时,则两表的示数之比I甲:I乙为( )A.2:1 B.3:1 C.2:3 D.1:3【解答】解:当甲、乙均为电压表时,闭合开关S,R1和R2串联,∵U:U2=3:2,∴U1:U2=(3﹣2):2=1:2又∵串联电路各部分电压之比等于电阻之比,∴R1:R2=1:2。当甲、乙均为电流表时,断开开关S,R1和R2并联,∵并联电路中各支路电流之比等于各电阻的反比,∴I1:I2=R2:R1=2:1∴I2:I=1:(2+1)=1:3。故选:D。(2022春•鹿城区校级月考)某STEM小组设计了一台能快速测量液体密度的仪器,其电路设计如图甲。电源电压为3V,R为压敏电阻,其阻值随压力变化如图乙。压敏电阻放置于M筒下,M筒重0.2N。测量时,每次定量将10cm3待测液体装入M筒内,处理电流表示数,可得到液体密度大小。下列图像能正确表示电流表示数和液体密度关系的是( )A. B. C. D.【解答】解:AC、未注入液体时,M筒有自重,此时压敏电阻接入电路中的阻值最大,此时电流I=UR=3V12Ω=0.25A,所以当无液体时,有电流,故AC错误;BD、每次定量将10cm3待测液体装入M筒内,注入液体的密度越大,液体的质量越大,由F=G=mg=ρVg可知,筒对电阻的压力越大,根据图像可知,压敏电阻的阻值与它所受压力成反比,且FR=2.4N•Ω,电源电压不变,根据I=UR可得,I=U2.4N⋅ΩρVg+0.25A=UρVg2.4N⋅Ω+0.25A,即在电压和液体体积一定时,电流表示数与液体密度成一次函数关系,故B正确,D错误。故选:B。(2022•常山县二模)如图是某同学设计的测风速的装置,图中探头、金属杆和滑动变阻器的滑片P相连,可上下移动。现要求:当风吹过探头时,滑动变阻器的滑片P向上移动,且风速增大时电压表的示数增大。以下四个图中符合要求的是( )A. B. C. D.【解答】解:AD.探头上平下凸,当风吹过探头时,探头下方空气的流速大于上方空气的流速,探头下方空气压强小于上方空气压强,产生向下的压力差使弹簧压缩,滑片下移,故AD不符合题意;BC.探头上凸下平,当风吹过探头时,探头上方空气的流速大于下方空气的流速,探头下方空气压强大于上方空气压强,产生向上的压力差使弹簧伸长,滑片上移,R2接入电路中的电阻变小,电路中的总电阻变小;由I=UR可知,电路中的电流变大,由U=IR可知,R1两端的电压变大,即B选项中电压表的示数变大,故B符合题意;因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,R2两端的电压变小,即C选项中电压表的示数变小,故C不符合题意。故选:B。(2022•金华模拟)图乙是图甲所示电子秤的工作原理图。电子秤的示数表是由电流表改装的,R1是一根长6厘米,阻值15欧的均匀电阻丝,滑片P在a端时,电流表示数为0.15安;在b端时,电流表示数为0.6安,弹簧c受到压力F与压缩量ΔL的关系如图丙。挂钩的重力不计,不称重物时滑片P刚好在电阻丝的a端,所称物重最大时P在b端,电路中电源电压不变下列判断正确的是( )A.R2阻值为6欧 B.电源电压为6伏 C.当电子秤示数为2千克时,电路中的电流为0.2安 D.当电子秤示数为4千克时,电路中的电流为0.2安【解答】解:由电路图可知,R1与R2串联,电流表测电路中的电流。(1)当滑片在a端时,R1接入电路中的电阻最大,此时电路中的电流Ia=0.15A,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,由I=UR可得,电源的电压:U=Ia(R1+R2)=0.15A×(15Ω+R2)﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①当滑片在b端时,R1接入电路中的电阻为0,此时电路中的电流Ib=0.6A,则电源的电压:U=IbR2=0.6A×R2﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②由①②可得:R2=5Ω,U=3V,故AB错误;(2)当电子秤示数为2kg时,对弹簧的拉力:F1=G1=m1g=2kg×10N/kg=20N,由图丙可知此时弹簧的压缩为2cm,因均匀电阻丝R1的长度为6cm,阻值为15Ω,所以,R1连入电路的阻值:R1′=15Ω×6cm−2cm6cm=10Ω,则此时电路中的电流:I=UR'1+R2=3V10Ω+5Ω=0.2A,故C正确;当电子秤示数为4kg时,此时的拉力:F2=G2=m2g=4kg×10N/kg=40N,由图丙可知此时弹簧的压缩为4cm,则R1连入电路的阻值:R1″=15Ω×6cm−4cm6cm=5Ω,此时电路的电流:I'=UR″1+R2=3V5Ω+5Ω=0.3A,故D错误。故选:C。
专题提升Ⅲ 欧姆定律的计算学习目录目录 TOC \o "1-4" \h \z \u HYPERLINK \l "_Toc142060720" 模块一 知识掌握 PAGEREF _Toc142060720 \h 1 HYPERLINK \l "_Toc142060721" 知识点一、欧姆定律的比值、取值问题 PAGEREF _Toc142060721 \h 1 HYPERLINK \l "_Toc142060722" 类型1“极值”问题 PAGEREF _Toc142060722 \h 1 HYPERLINK \l "_Toc142060723" 类型2“取值范围”问题 PAGEREF _Toc142060723 \h 2 HYPERLINK \l "_Toc142060724" 类型3“比值”问题 PAGEREF _Toc142060724 \h 2 HYPERLINK \l "_Toc142060725" 知识点二、欧姆定律的图像与方程 PAGEREF _Toc142060725 \h 4 HYPERLINK \l "_Toc142060726" 知识点三、电路的动态分析 PAGEREF _Toc142060726 \h 7 HYPERLINK \l "_Toc142060727" 【巩固提高】 PAGEREF _Toc142060727 \h 10知识重点模块一 知识掌握 知识点一、欧姆定律的比值、取值问题类型1“极值”问题(1)判断定值电阻的最值电压时,抓住不变量(R),其电压的最值取决于通过定值电阻的电流最值。(2)判断电路中阻值的最大值或者最小值时,抓住不变量(电源电压 U),则电路中阻值的最值取决于电路中电流的最大值或最小值。需要注意:电流的最大值或最小值的限制因素有灯泡的额定电流、滑动变阻器的规格、电流表和电压表选择的量程。类型2“取值范围”问题(1)若电压表并联在滑动变阻器两端,则滑动变阻器分得的最大电压U为电压表量程的最大值,先利用定值电阻(或灯泡)分得的电压及其电阻求出电路中的最小电流I小,再求出变阻器接入电路中的最大阻值为 R大=U 大I小;(2)若电压表并联在定值电阻(或灯泡)两端,根据电流的限制条件,先确定电路中的最大电流I大,再求出定值电阻(或灯泡)分得的最大电压 U大=I大R,最后求出滑动变阻器分得的最小电压U小=U电源一U大,则变阻器接入电路的最小阻值为 R小=(U电源一U 大)I大。类型3“比值”问题解答比值(例)问题的关键是灵活运用串、并联电路电流、电压规律和欧姆定律,弄清是哪两部分之比。串联电路电流相等,即I1:I2=1:1,电压跟其电阻成正比,即 U1:U2=R1/R2。并联电路各支路两端的电压相等,即 U1:U2=1:1,各支路电流跟其电阻成反比,即I1:I2=R2/R1。(2023春•鄞州区期中)如图所示,电源电压恒为4.5V,R1=5Ω,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.0~2.5Ω B.2.5~20Ω C.7.5~10Ω D.2.5~10Ω(2023春•余姚市月考)如图所示,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V,定值电阻R1的阻值为10Ω,滑动变阻器R2的最大阻值为50Ω,电源电压为6V。开关S闭合后,在滑动变阻器的滑片P滑动过程中,在保证电流表、电压表不被烧坏的情况下,下列说法正确的是( )A.滑动变阻器的滑片P允许滑到最左端 B.电流表的示数范围为0.3A~0.6A C.电压表最小示数是1V D.滑动变阻器允许接入的最大阻值为10Ω(2023春•鄞州区校级月考)如图所示,电源电压为3V保持不变,闭合开关,电压表示数为2V.下列选项符合题意的是( )A.电压表测R2两端电压 B.R1、R2组成并联电路 C.若开关断开,电压表示数为0 D.R1、R2电阻之比2:1(2023•嘉兴模拟)如图所示的电路中,电源电压保持不变,当开关S1、S2都闭合时,电流表的示数为0.5A,电压表的示数为6V;将电压表、电流表的位置互换,当开关S1断开、S2闭合,电流表的示数为0.3A,则正确的是( )A.R1=8Ω B.R2=8Ω C.R1=20Ω D.R2=20Ω(2023春•鄞州区期中)将两个不同阻值的电阻R1、R2连成如图甲所示的电路,当闭合开关S后,电流表的示数为0.5A,现将图甲中的电阻改接成如图乙所示的电路,则闭合开关S后,电流表的示数( )A.I≤0.5A B.0.5A≤I<1A C.1A≤I<2A D.I>2A知识点二、欧姆定律的图像与方程1、I-U 关系图像是一条直线时,说明是定值电阻,阻值不发生变化;I-U 图像是曲线的,说明是非定值电阻,阻值会发生变化,该图像上的每个点表示的都是在该位置时对应的电阻值,故计算时只能从图像中读出相应的电流、电流值代入计算。2、方程思想是围绕着串、并联电路进行展开计算,根据题目进行串联分压以及等流思想列出等式,同理,并联电路根据等压以及分流列出等式。然后把题干中的信息代入计算。(2023春•鄞州区期末)如图甲所示的电路,电源电压保持不变,闭合开关S,滑动变阻器的滑片从最右端移到最左端的整个过程中,电流表示数l与电压表示数U的关系图像如图乙所示。则下列说法正确的是( )A.电源电压是6V B.定值电阻R1的阻值是10Ω C.滑动变阻器R2接入电路的阻值范围为0Ω~10Ω D.当电流表示数为0.2A时,定值电阻R1和滑动变阻器R2两端电压之比是2:1(2023春•鄞州区期中)如图甲所示电路,电源电压保持不变。闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P从右端滑到左端的过程中,R1、R2的I﹣U关系图象如图乙所示。则下列判断正确的是( )A.图线A是电阻R1的I﹣U关系图象 B.电源电压为16V C.R1的阻值是20Ω D.滑动变阻器R2的最大阻值为30Ω(2023春•余姚市月考)如图所示,电源电压保持不变,R1=10Ω,当闭合开关S,滑动变阻器滑片P从a端移到b端,两电表示数变化关系用图乙中线段AB表示,则电源电压和滑动变阻器的最大值分别为( )A.6V 20Ω B.4V 20Ω C.6V 10Ω D.4V 10Ω(2023春•柯桥区期中)如图甲所示电路,电源电压保持不变。闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P从右端滑到左端的过程中,R1、R2的I﹣U关系图象如图乙所示。则下列判断正确的是( )A.图线A是电阻R1的I﹣U关系图象 B.电源电压为14V C.R1的阻值是20Ω D.滑动变阻器R2的最大阻值为30Ω(2023春•鄞州区期中)如图甲所示,利用电压表和电流表测定R1的电阻,闭合开关后,在滑片P由a端向b端移动的过程中,电压表示数U随滑动变阻器的电阻R2变化的关系图像如图乙所示,当滑片P在a端时,下列判断不正确的是( )A.电压表的示数为2V B.滑动变阻器两端的电压为4V C.电流表的示数为0.2A D.R1的阻值为20Ω知识点三、电路的动态分析分析:闭合电键开关 S 后,滑动变阻器的滑片 P 可以向右移或者向左移,判断各电表的变化情况;首先,确定这是一个串联电路还是一个并联电路;其次,判断滑动变阻器接入电路的部分以及各电表测量的对象,滑动变阻器的接线柱“一上一下”接,其中接入电路的电阻大小由电阻丝长度决定,根据接线柱中下方的接线柱决定,如接左侧则接入电路的是滑动变阻器滑片P左侧部分;最后,串联按照电阻-电流-电压的顺序,并联根据电压-电阳-电流的顺序,再结合电路的特点和欧姆定律来判断电路中各物理量的变化趋势。(2023•下城区模拟)为了测定风速的大小,小明设计了四种装置,如图所示。图中探头、金属杆和滑动变阻器的滑片P相连,可上下移动。现要求:当风吹过探头时,滑动变阻器R2的滑片P向上移动,且风速增大时电压表的示数增大。以下四个图中符合要求的是( )A. B. C. D.(2022秋•平湖市期末)如图为高温超导限流器的核心部件的模拟电路图,虚线框内为高温超导限流器,它由超导部件和限流电阻并联组成。超导部件有一个临界电流IC,当通过限流器的电流I>IC时,超导部件从超导态(电阻为零,即R1=0)转变为正常态(一个纯电阻,且R1=3Ω),以此来限制电力系统的故障电流。已知超导临界电流,IC=1.2A,限流电阻R2=6Ω,小灯泡L正常工作时的电压为6V,电阻RL=6Ω,电源电压稳定,内阻r=2Ω。灯泡L正常工作时,超导部件处于超导态,当灯泡L突然发生短路时,下列分析正确的是( )A.灯泡L短路前通过R2的电流为1A B.电源电压为9V C.灯泡L短路后通过R1的电流为43A D.灯泡L短路后R2两端的电压为3V(2023春•义乌市校级月考)为了能自动记录跳绳的次数,某科技小组设计了一种自动计数器,其简化电路如图甲所示,R1是一种光敏元件,每当绳子挡住了射向R1的红外线时,R1的电阻会变大,自动计数器会计数一次,信号处理系统能记录AB间每时刻的电压若已知电源电压为12V,某时段AB间的电压随时间变化的图象如图所示,则下列说法正确的是( )A.AB两端电压为6V时,跳绳自动计数器会计数一次 B.绳子挡住了射向R1的红外线时,R1和R2的阻值相等 C.绳子没有挡住射向R1的红外线时,R1的阻值是R2的3倍 D.绳子挡住了射向R1的红外线时,R1的阻值会变为原来的5倍(2022秋•乐清市校级期末)图甲是小明设计的电子秤模型图,AB为一阻值为R的均匀金属棒,两边分别有P1、P2两个滑片,与P1相连的金属细杆,可在竖直光滑的金属固定杆MN上保持水平面上下运动,金属细杆与塑料托盘和弹簧下端相连,弹簧上端固定不动。当物体放在托盘上时,电压表能自动显示物体质量。(1)图甲中托盘上不放物体,P1和P2刚好都指在A处。闭合开关,电压表的示数将随被测物体质量增大而 。(填“增大”、“不变”或“减小”)(2)实际电子秤有归零功能,即放上被测物体的容器后按归零键,可使示数归零。小明设计的电子秤也具有该功能,放上烧杯后如图乙,要使电压表的示数归零,滑片P2的具体操作是 。(2023春•滨江区校级月考)某科技小组设计了一个监测水位的装置。其原理如图甲,电路中电源电压保持不变,R0为定值电阻,AP与R组成滑动变阻器(最大阻值60Ω),浮子可带动金属滑杆AP在竖直方向上下移动。当水位上升时,浮子和金属滑杆AP一起向上滑动,当电压表的示数达到某一数值时提醒监测员水位达到警戒值。R接入电路的阻值随水位的变化关系如图乙,电路工作时电压表与电流表示数变化关系如图丙。求:(1)当滑片P置于最下端时,电流表示数为0.1A,则电压表示数为多少?(2)电源电压和R0的阻值。(3)当电压表的示数为3V时,报警装置发出警报,则警戒水位为多少米?【巩固提高】(2021秋•上虞区期末)某输液警报器能在药液流完时,通过电铃发声报警。该报警器内部有一可变电阻R,其阻值随管内液体的减少而减小。通过电铃的电流需要达到一定大小时电铃才能发声。下列几个电路中符合报警要求,且当输液管内液体越少,电表的示数也越小的是( )A. B. C. D.(2022春•镇海区校级期中)如图所示电路,已知电压表V1的量程为0~3伏,电压表V2的量程为0~15伏,电流表A的量程为0~0.6安,定值电阻R1阻值为10Ω,滑动变阻器R2的规格是“20Ω 0.5A”,电源电压为6伏。开关S闭合后,在滑动变阻器滑片滑动过程中,保证电流表电压表、滑动变阻器正常使用的情况下,下列说法中正确的是( )A.电流表A的变化范围为0.2~0.5A B.R2可变化范围为2~20Ω C.电压表V1的变化范围为2~3V D.电压表V2的变化范围为0~4V(2022春•海曙区期中)如图所示是小明在科技创新大赛中设计的一个火警报警装置的简易电路图。R为可变电阻,过压报警器检测到AB间电压高于警戒值时,会触发蜂鸣器报警。Rt为热敏电阻,一般有两种:阻值随温度升高而增大的正温度系数热敏电和阻值随温度升高而减小的负温度系数热敏电阻。要做到低温时电铃不响,火警时产生高温,电铃响起,则下列说法中正确的是( )A.Rt必须是负温度系数热敏电阻 B.当高温时Rt阻值增大,A、B之间电压升高,报警器响起 C.环境温度不变时,使可变电阻增大,A、B之间电压减小 D.为了提高灵敏度,应适当减小可变电阻R的阻值(2022春•镇海区期末)如图甲所示的电路,电源电压保持不变,滑动变阻器上标有“20Ω,2A”,闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片,使其从最右端向左滑动到a点时,小灯泡恰好正常发光;在图乙中绘制出电流表与两电压表示数关系的图像;下列说法中正确的是( )A.电源电压为16V B.滑片在a点时滑动变阻器的阻值为5Ω C.滑片在a点时,流经小灯泡的电流为0.3A D.滑片在a点时,滑动变阻器与小灯泡两端的电压之比为5:1(2022春•北仑区期末)如图甲所示电路,电源电压保持不变。闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P从右端滑到左端的过程中,R1、R2的I﹣U关系图像如图乙所示。则下列判断正确的是( )A.图像A是电阻R1的I﹣U关系图像 B.电源电压为18V C.R1的阻值是70Ω D.滑动变阻器R2的最大阻值为30Ω(2022秋•温岭市校级月考)实际的电压表可以等效为一个能显示电压的电阻,现有完全相同的三只电压表,如图所示接入电路,已知V1的示数为12V,V2的示数为4V,则V3的示数为( )A.12V B.大于8V小于12V C.8V D.大于4V小于8V(2022秋•温岭市校级月考)在如图所示的电路中,电阻R1=6Ω,R2=8Ω.当开关S接位置1时,电流表的示数为0.4A,则当开关S接位置2时,电流表的示数可能是( )A.0.25 A B.0.3 A C.0.35 A D.0.4 A(2022春•鄞州区期中)如图所示电路中,当开关S闭合,甲、乙两表是电压表时,示数之比U甲:U乙=3:2,当开关S断开,甲、乙两表都是电流表时,则两表的示数之比I甲:I乙为( )A.2:1 B.3:1 C.2:3 D.1:3(2022春•鹿城区校级月考)某STEM小组设计了一台能快速测量液体密度的仪器,其电路设计如图甲。电源电压为3V,R为压敏电阻,其阻值随压力变化如图乙。压敏电阻放置于M筒下,M筒重0.2N。测量时,每次定量将10cm3待测液体装入M筒内,处理电流表示数,可得到液体密度大小。下列图像能正确表示电流表示数和液体密度关系的是( )A. B. C. D.(2022•常山县二模)如图是某同学设计的测风速的装置,图中探头、金属杆和滑动变阻器的滑片P相连,可上下移动。现要求:当风吹过探头时,滑动变阻器的滑片P向上移动,且风速增大时电压表的示数增大。以下四个图中符合要求的是( )A. B. C. D.(2022•金华模拟)图乙是图甲所示电子秤的工作原理图。电子秤的示数表是由电流表改装的,R1是一根长6厘米,阻值15欧的均匀电阻丝,滑片P在a端时,电流表示数为0.15安;在b端时,电流表示数为0.6安,弹簧c受到压力F与压缩量ΔL的关系如图丙。挂钩的重力不计,不称重物时滑片P刚好在电阻丝的a端,所称物重最大时P在b端,电路中电源电压不变下列判断正确的是( )A.R2阻值为6欧 B.电源电压为6伏 C.当电子秤示数为2千克时,电路中的电流为0.2安 D.当电子秤示数为4千克时,电路中的电流为0.2安专题提升Ⅲ 欧姆定律的计算学习目录目录 TOC \o "1-4" \h \z \u HYPERLINK \l "_Toc142060720" 模块一 知识掌握 PAGEREF _Toc142060720 \h 1 HYPERLINK \l "_Toc142060721" 知识点一、欧姆定律的比值、取值问题 PAGEREF _Toc142060721 \h 1 HYPERLINK \l "_Toc142060722" 类型1“极值”问题 PAGEREF _Toc142060722 \h 1 HYPERLINK \l "_Toc142060723" 类型2“取值范围”问题 PAGEREF _Toc142060723 \h 1 HYPERLINK \l "_Toc142060724" 类型3“比值”问题 PAGEREF _Toc142060724 \h 2 HYPERLINK \l "_Toc142060725" 知识点二、欧姆定律的图像与方程 PAGEREF _Toc142060725 \h 5 HYPERLINK \l "_Toc142060726" 知识点三、电路的动态分析 PAGEREF _Toc142060726 \h 10 HYPERLINK \l "_Toc142060727" 【巩固提高】 PAGEREF _Toc142060727 \h 16知识重点模块一 知识掌握 知识点一、欧姆定律的比值、取值问题类型1“极值”问题(1)判断定值电阻的最值电压时,抓住不变量(R),其电压的最值取决于通过定值电阻的电流最值。(2)判断电路中阻值的最大值或者最小值时,抓住不变量(电源电压 U),则电路中阻值的最值取决于电路中电流的最大值或最小值。需要注意:电流的最大值或最小值的限制因素有灯泡的额定电流、滑动变阻器的规格、电流表和电压表选择的量程。类型2“取值范围”问题(1)若电压表并联在滑动变阻器两端,则滑动变阻器分得的最大电压U为电压表量程的最大值,先利用定值电阻(或灯泡)分得的电压及其电阻求出电路中的最小电流I小,再求出变阻器接入电路中的最大阻值为 R大=U 大I小;(2)若电压表并联在定值电阻(或灯泡)两端,根据电流的限制条件,先确定电路中的最大电流I大,再求出定值电阻(或灯泡)分得的最大电压 U大=I大R,最后求出滑动变阻器分得的最小电压U小=U电源一U大,则变阻器接入电路的最小阻值为 R小=(U电源一U 大)I大。类型3“比值”问题解答比值(例)问题的关键是灵活运用串、并联电路电流、电压规律和欧姆定律,弄清是哪两部分之比。串联电路电流相等,即I1:I2=1:1,电压跟其电阻成正比,即 U1:U2=R1/R2。并联电路各支路两端的电压相等,即 U1:U2=1:1,各支路电流跟其电阻成反比,即I1:I2=R2/R1。(2023春•鄞州区期中)如图所示,电源电压恒为4.5V,R1=5Ω,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.0~2.5Ω B.2.5~20Ω C.7.5~10Ω D.2.5~10Ω【解答】解:由电路图可知,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)串联电路各处电流相等,电流表的量程为0~0.6A,所以,电路中的最大电流I=0.6A,根据欧姆定律可知此时变阻器接入电路中的电阻最小,则电路中的最小总电阻:R=UI=4.5V0.6A=7.5Ω,串联电路总电阻等于各部分电阻之和,变阻器接入电路中的最小阻值:R2小=R﹣R1=7.5Ω﹣5Ω=2.5Ω;(2)电源的电压大于电压表的量程,由串联分压原理可知电压表的示数最大为3V时变阻器接入电路中的电阻最大,串联电路中总电压等于各分电压之和,此时R1两端的电压:U1=U﹣U2=4.5V﹣3V=1.5V,串联电路中各处的电流相等,所以电路中的电流:I′=U1R1=U2R2大,即 1.5V5Ω=3VR2大,解得:R2大=10Ω,所以,为保护电表,变阻器接入电路的阻值范围是2.5Ω~10Ω。故选:D。(2023春•余姚市月考)如图所示,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V,定值电阻R1的阻值为10Ω,滑动变阻器R2的最大阻值为50Ω,电源电压为6V。开关S闭合后,在滑动变阻器的滑片P滑动过程中,在保证电流表、电压表不被烧坏的情况下,下列说法正确的是( )A.滑动变阻器的滑片P允许滑到最左端 B.电流表的示数范围为0.3A~0.6A C.电压表最小示数是1V D.滑动变阻器允许接入的最大阻值为10Ω【解答】解:A、当滑片滑到最左端时,电源电压全部提供给R1,其电压为6V,超过电压表量程,故A不符合题意;B、由于电压表最大示数为3V,此时电路中电流最大,I=UR=3V10Ω=0.3A,故B不符合题意;C、当滑片在最右端时,电压表示数最小,R=R1+R2=10Ω+50Ω=60Ω,I=UR=6V60Ω=0.1A,U1=IR1=0.1A×10Ω=1V,故C符合题意;D、此电路中电压表示数越大,电流表示数也越大,当电压表为3V时,为了安全,不能再大了,此时电流才是0.3A,所以电压表先达到最大量程,此时滑动变阻器接入电阻为10Ω,所以滑动变阻器接入电阻最小为10Ω,故D不符合题意;故选:C。(2023春•鄞州区校级月考)如图所示,电源电压为3V保持不变,闭合开关,电压表示数为2V.下列选项符合题意的是( )A.电压表测R2两端电压 B.R1、R2组成并联电路 C.若开关断开,电压表示数为0 D.R1、R2电阻之比2:1【解答】解:ABD、由图知,开关闭合后,电阻R1、R2串联,电压表并联在R1两端的电压,测量电阻R1两端的电压,其大小U1=2V;电阻R2两端的电压U2=U﹣U1=3V﹣2V=1V,因为两电阻串联,所以由欧姆定律可知I=U1R1=U2R2,则R1:R2=U1:U2=2V:1V=2:1;故AB错、D正确;C、若开关断开,电压表通过电阻R2接在电源上,测量电源电压,示数不为0,故C错。故选:D。(2023•嘉兴模拟)如图所示的电路中,电源电压保持不变,当开关S1、S2都闭合时,电流表的示数为0.5A,电压表的示数为6V;将电压表、电流表的位置互换,当开关S1断开、S2闭合,电流表的示数为0.3A,则正确的是( )A.R1=8Ω B.R2=8Ω C.R1=20Ω D.R2=20Ω【解答】解:当开关S1、S2都闭合,两电阻并联,电压表测量电源电压,电流表测量通过R1的电流,由I=UR得:R1=UI1=6V0.5A=12Ω;将电压表、电流表的位置互换,S1断开、S2闭合,两电阻串联,由I=UR得:电路总电阻R=UI=6V0.3A=20Ω,所以根据串联电路的总电阻等于各电阻之和可知:R2=R﹣R1=20Ω﹣12Ω=8Ω。故选:B。(2023春•鄞州区期中)将两个不同阻值的电阻R1、R2连成如图甲所示的电路,当闭合开关S后,电流表的示数为0.5A,现将图甲中的电阻改接成如图乙所示的电路,则闭合开关S后,电流表的示数( )A.I≤0.5A B.0.5A≤I<1A C.1A≤I<2A D.I>2A【解答】解:由甲电路图可知,R1、R2串联,电流表测电路中的电流,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,根据欧姆定律可得电路中电流表的示数:I1=UR1+R2,由乙电路图可知,R1、R2并联,电流表测干路电流,因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和,根据并联电路电阻规律可得电路的总电阻:R=R1R2R1+R2,根据欧姆定律可得干路中电流表的示数:I=UR=U(R1+R2)R1R2,则II1=U(R1+R2)R1R2UR1+R2=(R1+R2)2R1R2=(R1−R2)2+4R1R2R1R2=(R1−R2)2R1R2+4,因R1≠R2,所以II1>4,即I>4I1=4×0.5A=2A。故选:D。知识点二、欧姆定律的图像与方程1、I-U 关系图像是一条直线时,说明是定值电阻,阻值不发生变化;I-U 图像是曲线的,说明是非定值电阻,阻值会发生变化,该图像上的每个点表示的都是在该位置时对应的电阻值,故计算时只能从图像中读出相应的电流、电流值代入计算。2、方程思想是围绕着串、并联电路进行展开计算,根据题目进行串联分压以及等流思想列出等式,同理,并联电路根据等压以及分流列出等式。然后把题干中的信息代入计算。(2023春•鄞州区期末)如图甲所示的电路,电源电压保持不变,闭合开关S,滑动变阻器的滑片从最右端移到最左端的整个过程中,电流表示数l与电压表示数U的关系图像如图乙所示。则下列说法正确的是( )A.电源电压是6V B.定值电阻R1的阻值是10Ω C.滑动变阻器R2接入电路的阻值范围为0Ω~10Ω D.当电流表示数为0.2A时,定值电阻R1和滑动变阻器R2两端电压之比是2:1【解答】解:AB.由图甲知,电路为定值电阻和滑动变阻器组成的串联电路,电流表测量电路电流,电压表测量滑动变阻器两端电压,由图乙数据,根据欧姆定律和串联电路电压规律可列出方程:U总=2V+0.2AR1……①U总=0.6AR1……②解得:U总=3V,R1=5Ω,故AB错误。C.由图乙知,当滑动变阻器接入电路的阻值最大时,其两端的电压最大,电流最小,故滑动变阻器的最大阻值R2最大=U2I2=2V0.2A=10Ω,故C正确。D.当电流表示数为I2=0.2A时,定值电阻R1两端的电压U1=U总﹣U2=3V﹣2V=1V,定值电阻R1和滑动变阻器R2两端电压之比是1:2,故D错误。故选:C。(2023春•鄞州区期中)如图甲所示电路,电源电压保持不变。闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P从右端滑到左端的过程中,R1、R2的I﹣U关系图象如图乙所示。则下列判断正确的是( )A.图线A是电阻R1的I﹣U关系图象 B.电源电压为16V C.R1的阻值是20Ω D.滑动变阻器R2的最大阻值为30Ω【解答】解:由电路图可知,R1与R2串联,电压表V1测R1两端的电压,V2测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。(1)当滑动变阻器R2接入电路中的电阻为0时,电路中的电流最大,R1两端的电压最大,R2两端的电压为0,由图象可知,A为滑动变阻器R2的I﹣U关系图象,B为电阻R1的I﹣U图象,故A错误;(2)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,由I﹣U图象可知,电路中的最小电流I=0.2A,R1两端的电压U1=4V,R2两端的电压U2=14V,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以电源电压:U=U1+U2=14V+4V=18V,故B错误;由I=UR可得,定值电阻R1的阻值:R1=U1I=4V0.2A=20Ω,滑动变阻器的最大阻值:R2=U2I=14V0.2A=70Ω,故C正确,D错误。故选:C。(2023春•余姚市月考)如图所示,电源电压保持不变,R1=10Ω,当闭合开关S,滑动变阻器滑片P从a端移到b端,两电表示数变化关系用图乙中线段AB表示,则电源电压和滑动变阻器的最大值分别为( )A.6V 20Ω B.4V 20Ω C.6V 10Ω D.4V 10Ω【解答】解:当滑片P在a端时,滑动变阻器接入的电阻最大,由图乙可知,此时电压表的示数为4V,电流表示数为0.2A,RP最大=UaIa=4V0.2A=20Ω,当滑片P在b端时,滑动变阻器接入的电阻为0,此时电压表的示数为0,电流表示数为0.6A,电源电压:U=IbR1=0.6A×10Ω=6V。故选:A。(2023春•柯桥区期中)如图甲所示电路,电源电压保持不变。闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P从右端滑到左端的过程中,R1、R2的I﹣U关系图象如图乙所示。则下列判断正确的是( )A.图线A是电阻R1的I﹣U关系图象 B.电源电压为14V C.R1的阻值是20Ω D.滑动变阻器R2的最大阻值为30Ω【解答】解:A、当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时,电路中的电流最大,R1两端的电压最大,R2两端的电压为0,由图象可知,A为滑动变阻器R2的U﹣I关系图象,B为电阻R1的U﹣I图象,故A错误;B、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,由U﹣I图象可知,电路中的最小电流I=0.2A,R1两端的电压U1=4V,R2两端的电压U2=14V,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,电源电压:U=U1+U2=14V+4V=18V,故B错误;C、由图乙中的B线(R1的I﹣U)可知,当R1两端电压为4V时,通过的电流为0.2A,则R1的电阻:R1=U1I1=4V0.2A=20Ω,故C正确;D、由图甲可知,当R2接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,由图乙中的A线(R2的I﹣U)可知,通过R2的最小电流为0.2A,此时R2两端电压为14V时,则R2的电阻:R2=U2I2=14V0.2A=70Ω;故D错误。故选:C。(2023春•鄞州区期中)如图甲所示,利用电压表和电流表测定R1的电阻,闭合开关后,在滑片P由a端向b端移动的过程中,电压表示数U随滑动变阻器的电阻R2变化的关系图像如图乙所示,当滑片P在a端时,下列判断不正确的是( )A.电压表的示数为2V B.滑动变阻器两端的电压为4V C.电流表的示数为0.2A D.R1的阻值为20Ω【解答】解:由图甲所示电路图可知,定值电阻R1与滑动变阻器R2串联,电压表测定值电阻R1两端电压;电流表测量电路中的电流。由图甲所示电路可知,当滑片在b端时,电路为R1的简单电路,电压表测电源两端电压,由图乙所示图象可知,电源电压U=6V;当滑片位于a端时,R1与R2的最大阻值串联,此时电压表的示数最小,由图乙所示图象可知,变阻器的最大阻值R2=20Ω,电压表的示数最小为U1最小=2V,所以,此时电压表的示数为U1=2V,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以此时滑动变阻器两端的电压:U2=U﹣U1=6V﹣2V=4V,则电路中电流为I=U2R2=4V20Ω=0.2A,R1的阻值为:R1=U1I=2V0.2A=10Ω,故ABC正确,D错误。故选:D。知识点三、电路的动态分析分析:闭合电键开关 S 后,滑动变阻器的滑片 P 可以向右移或者向左移,判断各电表的变化情况;首先,确定这是一个串联电路还是一个并联电路;其次,判断滑动变阻器接入电路的部分以及各电表测量的对象,滑动变阻器的接线柱“一上一下”接,其中接入电路的电阻大小由电阻丝长度决定,根据接线柱中下方的接线柱决定,如接左侧则接入电路的是滑动变阻器滑片P左侧部分;最后,串联按照电阻-电流-电压的顺序,并联根据电压-电阳-电流的顺序,再结合电路的特点和欧姆定律来判断电路中各物理量的变化趋势。(2023•下城区模拟)为了测定风速的大小,小明设计了四种装置,如图所示。图中探头、金属杆和滑动变阻器的滑片P相连,可上下移动。现要求:当风吹过探头时,滑动变阻器R2的滑片P向上移动,且风速增大时电压表的示数增大。以下四个图中符合要求的是( )A. B. C. D.【解答】解:A、当风速增大时,弹簧被压缩,滑片下移,而不是上移,故与题干要求不符,故A错误;B、当风速增大时,弹簧被压缩,滑片下移,即滑动变阻器接入电路的阻值变大,根据串联电路分压的特点可知,滑动变阻器两端电压变大,则定值电阻两端电压减小,即电压表示数变小,故B错误;C、当风速增大时,弹簧被拉伸,滑片上移,即滑动变阻器接入电路的阻值变小,根据串联电路分压的特点可知,滑动变阻器两端电压变小,即电压表示数变小,故C错误;D、当风速增大时,弹簧被拉伸,滑片上移,即滑动变阻器接入电路的阻值变小,根据串联电路分压的特点可知,滑动变阻器两端电压变小,则定值电阻两端电压增大,即电压表示数变大,故D正确。故选:D。(2022秋•平湖市期末)如图为高温超导限流器的核心部件的模拟电路图,虚线框内为高温超导限流器,它由超导部件和限流电阻并联组成。超导部件有一个临界电流IC,当通过限流器的电流I>IC时,超导部件从超导态(电阻为零,即R1=0)转变为正常态(一个纯电阻,且R1=3Ω),以此来限制电力系统的故障电流。已知超导临界电流,IC=1.2A,限流电阻R2=6Ω,小灯泡L正常工作时的电压为6V,电阻RL=6Ω,电源电压稳定,内阻r=2Ω。灯泡L正常工作时,超导部件处于超导态,当灯泡L突然发生短路时,下列分析正确的是( )A.灯泡L短路前通过R2的电流为1A B.电源电压为9V C.灯泡L短路后通过R1的电流为43A D.灯泡L短路后R2两端的电压为3V【解答】解:AB、短路前,灯泡与超导部件、r串联接入电路,R2被短路,通过R2的电流为零,故A错误;因灯泡正常发光,则电路中电流IL=ULRL=6V6Ω=1A,电源电压为:U=I(RL+r)=1A×(6Ω+2Ω)=8V,故B错误;C、短路后,R1与R2并联后再与r串联,R1与R2并联的总电阻为:R′=R1R2R1+R2=3Ω×6Ω3Ω+6Ω=2Ω,并联电路各支路两端的电压相等,由欧姆定律可得,R2两端的电压为:U2=U1=U′=UR'+r×R′=8V2Ω+2Ω×2Ω=4V,故D错误;通过R1的电流为:I1=U1R1=4V3Ω=43A,故C正确。故选:C。(2023春•义乌市校级月考)为了能自动记录跳绳的次数,某科技小组设计了一种自动计数器,其简化电路如图甲所示,R1是一种光敏元件,每当绳子挡住了射向R1的红外线时,R1的电阻会变大,自动计数器会计数一次,信号处理系统能记录AB间每时刻的电压若已知电源电压为12V,某时段AB间的电压随时间变化的图象如图所示,则下列说法正确的是( )A.AB两端电压为6V时,跳绳自动计数器会计数一次 B.绳子挡住了射向R1的红外线时,R1和R2的阻值相等 C.绳子没有挡住射向R1的红外线时,R1的阻值是R2的3倍 D.绳子挡住了射向R1的红外线时,R1的阻值会变为原来的5倍【解答】解:由甲图电路知,R1与R2串联,AB间电压为R2两端电压。(1)由题知,当射向R1的激光被挡时,R1阻值变大,根据串联电路的分压原理知,R1分得电压增大,R2分得电压减小,由图象知,此时U2=UAB=2V,因为R1的电阻变大,自动计数器会计数一次,即AB间电压为2V计数一次,故A错误;由串联电路的分压原理有:U1U2=U−U2U2=R1R2,即:12V−2V2V=R1R2,所以:R1=5R2,故B错误;(2)当射向R1的激光没有被挡时,R1阻值变小,R1分得电压减小,R2分得电压增大,由图象知,此时,U2'=UAB'=6V,由串联电路的分压原理有:U1U2'=U−U2'U2'=R1'R2,即:12V−6V6V=R1'R2,所以:R1'=R2,故C错误;且R1=5R1',即绳子挡住了射向R1的红外线时,R1的阻值会变为原来的5倍,故D正确。故选:D。(2022秋•乐清市校级期末)图甲是小明设计的电子秤模型图,AB为一阻值为R的均匀金属棒,两边分别有P1、P2两个滑片,与P1相连的金属细杆,可在竖直光滑的金属固定杆MN上保持水平面上下运动,金属细杆与塑料托盘和弹簧下端相连,弹簧上端固定不动。当物体放在托盘上时,电压表能自动显示物体质量。(1)图甲中托盘上不放物体,P1和P2刚好都指在A处。闭合开关,电压表的示数将随被测物体质量增大而 。(填“增大”、“不变”或“减小”)(2)实际电子秤有归零功能,即放上被测物体的容器后按归零键,可使示数归零。小明设计的电子秤也具有该功能,放上烧杯后如图乙,要使电压表的示数归零,滑片P2的具体操作是 。【解答】解:(1)因电压表的内阻很大,在电路中相当于断路,所以,滑片移动时,R接入电路中的电阻不变,由I=UR可知,电路中的电流不变,由题意可知,电压表测P1、P2之间的电压,当托盘放上物体时,滑片P1下移,P1和P2之间的距离变大,P1和P2之间的电阻变大,所以,由U=IR可知,P1和P2之间的电压变大,即电压表的示数变大;(2)实际电子秤有归零功能,即放上被测物体的容器后按归零键,可使示数归零。小明设计的电子秤也具有该功能,放上烧杯后如图乙,要使电压表的示数归零,由于电流不变,根据U=IR,据此判断P1、P2之间的电阻为0,也就是将P2调到与P1相平的位置。故答案为:(1)增大;(2)将P2调到与P1相平的位置。(2023春•滨江区校级月考)某科技小组设计了一个监测水位的装置。其原理如图甲,电路中电源电压保持不变,R0为定值电阻,AP与R组成滑动变阻器(最大阻值60Ω),浮子可带动金属滑杆AP在竖直方向上下移动。当水位上升时,浮子和金属滑杆AP一起向上滑动,当电压表的示数达到某一数值时提醒监测员水位达到警戒值。R接入电路的阻值随水位的变化关系如图乙,电路工作时电压表与电流表示数变化关系如图丙。求:(1)当滑片P置于最下端时,电流表示数为0.1A,则电压表示数为多少?(2)电源电压和R0的阻值。(3)当电压表的示数为3V时,报警装置发出警报,则警戒水位为多少米?【解答】解:(1)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,当滑片P置于最下端时,滑动变阻器接入电路最大阻值,电流表示数为0.1A,则电压表示数为:UP=IRP=0.1A×60Ω=6V;(2)当滑动变阻器接入电路的电阻为0时,电路为定值电阻的简单电路,根据欧姆定律可知此时通过电路的电流最大,由丙图可知通过电路的最大电流为0.3A,根据欧姆定律可得电源电压:U=IR0=0.3A×R0﹣﹣﹣﹣﹣﹣①,因串联电路总电压等于各部分电压之和,通过电路的电流为0.1A时,根据欧姆定律可得电源电压:U=UP+I′R0=6V+0.1A×R0﹣﹣﹣﹣﹣﹣②,联立①②可得:R0=30Ω,U=9V;(3)当电压表的示数为3V时,定值电阻两端的电压:U0=U﹣UP′=9V﹣3V=6V,此时通过定值电阻的电流:I0=U0R0=6V30Ω=0.2A,串联电路各处电流相等,此时滑动变阻器接入电路的阻值:RP′=UP'I0=3V0.2A=15Ω,由乙图可知滑动变阻器的长度为195m﹣175m,滑片位于最下端时水位的高度为175m,,浮子上升的距离:ΔL=60Ω−15Ω60Ω×(195m﹣175m)=15m,则此时的警戒水位为175m+15m=190m。答:(1)当滑片P置于最下端时,电流表示数为0.1A,电压表示数为6V;(2)电源电压为9V,R0的阻值为30Ω;(3)当电压表的示数为3V时,报警装置发出警报,警戒水位为190m。【巩固提高】(2021秋•上虞区期末)某输液警报器能在药液流完时,通过电铃发声报警。该报警器内部有一可变电阻R,其阻值随管内液体的减少而减小。通过电铃的电流需要达到一定大小时电铃才能发声。下列几个电路中符合报警要求,且当输液管内液体越少,电表的示数也越小的是( )A. B. C. D.【解答】解:(1)当输液管内液体越少,R的阻值越小,能使通过电铃的电流增大,所以R与电铃应串联在电路,而C图中电铃与R并联,故C图不符合题意;(2)R与电铃串联,R的阻值越小,电路总电阻变小,电源电压一定,由I=UR知电路中电流变大,故A图不符合题意;由U=IR知,此时电铃两端电压变大,由串联电路的电压特点知,R两端电压变小,故B错误,D正确。故选:D。(2022春•镇海区校级期中)如图所示电路,已知电压表V1的量程为0~3伏,电压表V2的量程为0~15伏,电流表A的量程为0~0.6安,定值电阻R1阻值为10Ω,滑动变阻器R2的规格是“20Ω 0.5A”,电源电压为6伏。开关S闭合后,在滑动变阻器滑片滑动过程中,保证电流表电压表、滑动变阻器正常使用的情况下,下列说法中正确的是( )A.电流表A的变化范围为0.2~0.5A B.R2可变化范围为2~20Ω C.电压表V1的变化范围为2~3V D.电压表V2的变化范围为0~4V【解答】解:由电路图知:电阻R1与电阻R2串联,电压表V1测R1的电压,电压表V2测R2的电压,电流表测电路电流;AC、电源电压为6伏,电压表V2的量程为0~15伏,故移动滑动变阻器时,滑动变阻器两端的电压不会超过电压表V2的量程,滑动变阻器接入电路的最大电阻为20Ω;电压表V1的量程为0~3伏,当电压表V1示数为3V时,电路中的电流最大,则最大电流为:I大=U1R1=3V10Ω=0.3A;当滑动变阻器接入电路的电阻最大时,电路中的电流最小,则最小电流为:I小=UR1+R2=6V10Ω+20Ω=0.2A;此时电压表V1的示数为:U'1=I小R1=0.2A×10Ω=2V;故电压表V1的变化范围为2~3V,A的变化范围为0.2~0.3A,故A错误,C正确;B、电路中电流最大时,滑动变阻器接入电路的电阻最小,则最小电阻为:R2小=U2小I大=6V−3V0.3A=10Ω,所以滑动变阻器的变化范围为10~20Ω,故B错误;D、电压表V1的变化范围为2~3V,电压表V1和电压表V2示数的和为电源电压,则电压表V2的变化范围为4~3V,故D错误。故选:C。(2022春•海曙区期中)如图所示是小明在科技创新大赛中设计的一个火警报警装置的简易电路图。R为可变电阻,过压报警器检测到AB间电压高于警戒值时,会触发蜂鸣器报警。Rt为热敏电阻,一般有两种:阻值随温度升高而增大的正温度系数热敏电和阻值随温度升高而减小的负温度系数热敏电阻。要做到低温时电铃不响,火警时产生高温,电铃响起,则下列说法中正确的是( )A.Rt必须是负温度系数热敏电阻 B.当高温时Rt阻值增大,A、B之间电压升高,报警器响起 C.环境温度不变时,使可变电阻增大,A、B之间电压减小 D.为了提高灵敏度,应适当减小可变电阻R的阻值【解答】解:由图知,热敏电阻与可变电阻串联,过压报警器检测AB间的电压;已知过压报警器检测到AB间电压高于警戒值时,会触发蜂鸣器报警:A、要做到低温时电铃不响,火警时产生高温,电铃响起,即温度变低(升高)时,AB间电压降低(升高),根据串联电路电压的规律,热敏电阻的电压变大(减小),由串联分压原理可知,热敏电阻的阻值应变大(减小),即用阻值随温度升高而减小的负温度系数热敏电阻;故A正确;B、由A项解答可知,当高温时热敏电阻Rt的阻值应减小,故B错误;C、环境温度不变时,使可变电阻增大,根据串联分压原理可知,A、B之间电压也增大,故C错误;D、根据电阻的串联和欧姆定律可得,A、B之间电压为:UAB=UR+Rt×R=11+RtR×U﹣﹣﹣﹣①由①知,在温度变化同样的情况下(即Rt的阻值变化相同),当R增大时,UAB变大,更易触发蜂鸣器报警,故为了提高灵敏度应适当增大可变电阻R的阻值,故D错误。故选:A。(2022春•镇海区期末)如图甲所示的电路,电源电压保持不变,滑动变阻器上标有“20Ω,2A”,闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片,使其从最右端向左滑动到a点时,小灯泡恰好正常发光;在图乙中绘制出电流表与两电压表示数关系的图像;下列说法中正确的是( )A.电源电压为16V B.滑片在a点时滑动变阻器的阻值为5Ω C.滑片在a点时,流经小灯泡的电流为0.3A D.滑片在a点时,滑动变阻器与小灯泡两端的电压之比为5:1【解答】解:由电路图可知,变阻器R与灯泡L串联,电压表V1测R两端的电压,电压表V2测L两端的电压,电流表测电路中的电流。(1)当滑片位于最右端时,变阻器接入电路中的电阻最大,此时电路中的电流最小,由图乙可知,电路中的最小电流I=0.3A,此时灯泡和滑动变阻器两端的电压相等,即:UL=UR,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,由欧姆定律可得电源的电压:U=UL+UR=2UR=2IR=2×0.3A×20Ω=12V,故A错误;(2)当滑片从最右端向左滑动到a点时,变阻器接入电路中的电阻变小,电路中的电流变大,由串联电路的分压特点可知,变阻器R两端的电压变小,灯泡两端的电压变大,则图乙中左侧的曲线是变阻器R的I﹣U图像,右侧的曲线是灯泡的I﹣U图像,当小灯泡恰好正常发光时,电路中的电流最大,由图乙可知,灯泡正常发光时的电流I′=0.4A,灯泡两端的电压UL′=10V,故C错误;根据串联电路的电压特点可知变阻器两端的电压UR′=U﹣UL′=12V﹣10V=2V,滑动变阻器与小灯泡两端的电压之比为2V:10V=1:5,故D错误;由欧姆定律可得滑片在a点时变阻器的电阻为:Ra=UR'I'=2V0.4A=5Ω,故B正确。故选:B。(2022春•北仑区期末)如图甲所示电路,电源电压保持不变。闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P从右端滑到左端的过程中,R1、R2的I﹣U关系图像如图乙所示。则下列判断正确的是( )A.图像A是电阻R1的I﹣U关系图像 B.电源电压为18V C.R1的阻值是70Ω D.滑动变阻器R2的最大阻值为30Ω【解答】解:由电路图可知,R1与R2串联,电压表V1测R1两端的电压,V2测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。(1)当滑动变阻器R2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,R1两端的电压最大,R2两端的电压为0,由图象可知,A为滑动变阻器R2的I﹣U关系图象,B为电阻R1的I﹣U关系图象,故A错误;(2)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,由U﹣I图象可知,电路中的最小电流I=0.2A,R1两端的电压U1=4V,R2两端的电压U2=14V,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以电源电压:U=U1+U2=14V+4V=18V,故B正确;由I=UR可得,定值电阻R1的阻值和滑动变阻器的最大阻值分别为:R1=U1I=4V0.2A=20Ω,R2=U2I=14V0.2A=70Ω,故C、D错误。故选:B。(2022秋•温岭市校级月考)实际的电压表可以等效为一个能显示电压的电阻,现有完全相同的三只电压表,如图所示接入电路,已知V1的示数为12V,V2的示数为4V,则V3的示数为( )A.12V B.大于8V小于12V C.8V D.大于4V小于8V【解答】解:三个相同的电压表接入电路中,则三个电压表的内阻相等,设为R。通过电压表V3的电流为 I3=I1﹣I2=U1R−U2R=U1−U2R=12V−4VR=8VR,则电压表V3的示数为 U3=I3R=8V,故C正确。故选:C。(2022秋•温岭市校级月考)在如图所示的电路中,电阻R1=6Ω,R2=8Ω.当开关S接位置1时,电流表的示数为0.4A,则当开关S接位置2时,电流表的示数可能是( )A.0.25 A B.0.3 A C.0.35 A D.0.4 A【解答】解:当开关S接位置1时,R1与R串联,由欧姆定律得:U=0.4(R1+R)当开关接位置2时,R2与R串联,由欧姆定律得:U=I(R2+R)因电压值不变,故可得:0.4A(6Ω+R)=I(8Ω+R)解得:I=(6Ω+R)×0.4A8Ω+R,由分式的加减法可得:I=(8Ω+R−2Ω)×0.4A8Ω+R=0.4A−0.8V8Ω+R,因R未知,故R可能为从0到无穷大的任意值,当R=0时,I=0.4A﹣0.1A=0.3A,当R取无穷大时,I无限接近于0.4A。故电流值可以从0.3A到0.4A,故C符合题意。故选:C。(2022春•鄞州区期中)如图所示电路中,当开关S闭合,甲、乙两表是电压表时,示数之比U甲:U乙=3:2,当开关S断开,甲、乙两表都是电流表时,则两表的示数之比I甲:I乙为( )A.2:1 B.3:1 C.2:3 D.1:3【解答】解:当甲、乙均为电压表时,闭合开关S,R1和R2串联,∵U:U2=3:2,∴U1:U2=(3﹣2):2=1:2又∵串联电路各部分电压之比等于电阻之比,∴R1:R2=1:2。当甲、乙均为电流表时,断开开关S,R1和R2并联,∵并联电路中各支路电流之比等于各电阻的反比,∴I1:I2=R2:R1=2:1∴I2:I=1:(2+1)=1:3。故选:D。(2022春•鹿城区校级月考)某STEM小组设计了一台能快速测量液体密度的仪器,其电路设计如图甲。电源电压为3V,R为压敏电阻,其阻值随压力变化如图乙。压敏电阻放置于M筒下,M筒重0.2N。测量时,每次定量将10cm3待测液体装入M筒内,处理电流表示数,可得到液体密度大小。下列图像能正确表示电流表示数和液体密度关系的是( )A. B. C. D.【解答】解:AC、未注入液体时,M筒有自重,此时压敏电阻接入电路中的阻值最大,此时电流I=UR=3V12Ω=0.25A,所以当无液体时,有电流,故AC错误;BD、每次定量将10cm3待测液体装入M筒内,注入液体的密度越大,液体的质量越大,由F=G=mg=ρVg可知,筒对电阻的压力越大,根据图像可知,压敏电阻的阻值与它所受压力成反比,且FR=2.4N•Ω,电源电压不变,根据I=UR可得,I=U2.4N⋅ΩρVg+0.25A=UρVg2.4N⋅Ω+0.25A,即在电压和液体体积一定时,电流表示数与液体密度成一次函数关系,故B正确,D错误。故选:B。(2022•常山县二模)如图是某同学设计的测风速的装置,图中探头、金属杆和滑动变阻器的滑片P相连,可上下移动。现要求:当风吹过探头时,滑动变阻器的滑片P向上移动,且风速增大时电压表的示数增大。以下四个图中符合要求的是( )A. B. C. D.【解答】解:AD.探头上平下凸,当风吹过探头时,探头下方空气的流速大于上方空气的流速,探头下方空气压强小于上方空气压强,产生向下的压力差使弹簧压缩,滑片下移,故AD不符合题意;BC.探头上凸下平,当风吹过探头时,探头上方空气的流速大于下方空气的流速,探头下方空气压强大于上方空气压强,产生向上的压力差使弹簧伸长,滑片上移,R2接入电路中的电阻变小,电路中的总电阻变小;由I=UR可知,电路中的电流变大,由U=IR可知,R1两端的电压变大,即B选项中电压表的示数变大,故B符合题意;因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,R2两端的电压变小,即C选项中电压表的示数变小,故C不符合题意。故选:B。(2022•金华模拟)图乙是图甲所示电子秤的工作原理图。电子秤的示数表是由电流表改装的,R1是一根长6厘米,阻值15欧的均匀电阻丝,滑片P在a端时,电流表示数为0.15安;在b端时,电流表示数为0.6安,弹簧c受到压力F与压缩量ΔL的关系如图丙。挂钩的重力不计,不称重物时滑片P刚好在电阻丝的a端,所称物重最大时P在b端,电路中电源电压不变下列判断正确的是( )A.R2阻值为6欧 B.电源电压为6伏 C.当电子秤示数为2千克时,电路中的电流为0.2安 D.当电子秤示数为4千克时,电路中的电流为0.2安【解答】解:由电路图可知,R1与R2串联,电流表测电路中的电流。(1)当滑片在a端时,R1接入电路中的电阻最大,此时电路中的电流Ia=0.15A,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,由I=UR可得,电源的电压:U=Ia(R1+R2)=0.15A×(15Ω+R2)﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①当滑片在b端时,R1接入电路中的电阻为0,此时电路中的电流Ib=0.6A,则电源的电压:U=IbR2=0.6A×R2﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②由①②可得:R2=5Ω,U=3V,故AB错误;(2)当电子秤示数为2kg时,对弹簧的拉力:F1=G1=m1g=2kg×10N/kg=20N,由图丙可知此时弹簧的压缩为2cm,因均匀电阻丝R1的长度为6cm,阻值为15Ω,所以,R1连入电路的阻值:R1′=15Ω×6cm−2cm6cm=10Ω,则此时电路中的电流:I=UR'1+R2=3V10Ω+5Ω=0.2A,故C正确;当电子秤示数为4kg时,此时的拉力:F2=G2=m2g=4kg×10N/kg=40N,由图丙可知此时弹簧的压缩为4cm,则R1连入电路的阻值:R1″=15Ω×6cm−4cm6cm=5Ω,此时电路的电流:I'=UR″1+R2=3V5Ω+5Ω=0.3A,故D错误。故选:C。
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