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中考物理专题训练 考点21:欧姆定律
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一、选择题
1. (2018北京,9,2) 图3所示的电路中,电阻阻值R1
A. I1 = I2 B. I1 > I2
C. U1 = U2 D. U1 > U2
【答案】A
【解析】本题主要考查欧姆定律、串联电路电流特点。串联电路电流,处处相等,故A选项正确;B选项错误;由欧姆定律可知,电流相等,因为故C、D选项均错。
2. (2018北京,12,2)小海设计了一种测定油箱内油量的模拟装置,如图5所示,其中电源两端电压保持不变,R0是定值电阻,R是滑动变阻器的电阻片,滑动变阻器的滑片P跟滑杆的一端连接,滑杆可以绕固定轴O转动,另一端固定着一个浮子。油箱中的油量减少时,浮子随油面下降,带动滑杆使变阻器的滑片P向上移动,从而引起电流表的示数发生变化。下列说法中正确的是
A.电流表示数变小时,表明油箱中的油量减少
B.电流表示数变小时,电阻R0两端电压变大
C.当油箱中的油量减少时,电流表示数变大
D.当油箱中的油量减少时,变阻器R连入电路的电阻变小
【答案】B
【解析】本题主要考查欧姆定律、滑动变阻器、串联电路电压电流特点、杠杆、浮力多个知识点。当电流表示数变小时说明电路中电阻在变大由此可知滑片P向上移动,由杠杆饶支点转动则浮子向下移动,表明油量减少,故A选项正确;电阻R0两端电压,当电流表示数变小时,电阻R0两端电压也随之变小,故B选项错误;当油箱中的油量减少时,浮子向下移滑片P向上移动电阻在变大电流表示数变小,故C、D选项错误。
3. (2018广东省,题号6,分值3)如题6-1图所示,电源电压保持不变,闭合开关时,滑动变阻器的滑片P从b端滑到a端,电压表示数U与电流表示数I的变化关系如题6-2图所示,下列说法不正确的是( )
A.电源电压是9V
B.定值电阻R的阻值是6Ω
C.滑动变阻器的阻值范围是0~18Ω
D.若定值电阻R出现接触不良时,电流表示数为0,电压表示数为9V
【答案】C
【解析】当P滑到a端时,RP=0,此时电压表示数即电源电压,由图2可知,电源电压是9V,故A正确,不符合题意;定值电阻的阻值:,故B正确,不符合题意;当电压表示数为3V时,通过电路的电流为0.5A,此时滑动变阻器接入电路的阻值最大,则滑动变阻器两端的电压为9V-3V=6V ,最大阻值为6V/0.5A=12Ω,即滑动变阻器的阻值范围是0—12Ω,故C错误,符合题意;若R接触不良,即断路,则相当于将电流表、电压表和滑动变阻器串联在电路中,由于电压表内阻很大,所以此时电路中的电流几乎为零,电流表示数为零,电压表示数等于电源电压9V,故D正确,不符合题意。
4. (2018贵州省遵义市,25题,3分)
【答案】B
【解析】由图可知两电阻串联,电流表测量电路中的电流;图乙中当R2接入电路的阻值为0时,电路中的电流为I0=0.5A,所以有U=I0R1=0.5A×R1①;当R2接入电路的阻值为10Ω时,电路中的电流为I1=A,此时有U=I1(R1+R2)=A×(R1+10Ω)②;联立①②,解得R1=5Ω,U=0.5A×5=2.5V.故选B.
5. (2018龙东市,11,2分)
【答案】C
【解析】酒精浓度增大时,气敏电阻R的阻值减小,因为根据串联电路中,电压的分配与电阻大小成正比,所以气敏电阻两端电压变小,因为电源电压不变,所以定值电阻R0两端电压变大,即电压表示数变大,因为气敏电阻阻值变小,所以串联电路的总电阻变小,根据公式可知,电源电压不变时,电路中电流变大,即电流表示数变大,故A、B不正确;酒精浓度减小时,气敏电阻R的阻值增大,因为根据串联电路中,电压的分配与电阻大小成正比,所以气敏电阻两端电压变大,因为电源电压不变,所以定值电阻R0两端电压变小,即电压表示数变小,因为气敏电阻阻值变大,所以串联电路的总电阻变大,根据公式可知,电源电压不变时,电路中电流变小,即电流表示数变小,故C正确;D不正确.
6.(2018年黑龙江省齐齐哈尔市,10,2分)
【答案】B
【解析】根据开关通断时电路的连接情况和电压表、电流表的作用,结合欧姆定律和电功率的计算公式的相关知识来分析解答;
由电路图可知,先闭合S1时,两电阻串联,电压表测电阻R1两端电压,电流表测电路中的电流,再闭合S2时,电阻R2被短路,此时电压表测量电源电压,电流测电路中的电流,
A. 由题意可知,再闭合S2后,电路中的总电阻减小,电路中的电流变大,电流表示数变大,电压表测电源电压,电压表示数变大,故A错误;
B. 由A可知,电压表示数变大,由于总电阻减小,由公式可知,电路的总功率变大,故B正确;
C. 由A可知,电压表示数变大,总电阻变小,电流表示数变大,故C错误;
由于电压表测量定值电阻R1两端的电压,所以电压表与电流表的示数比值为电阻R1的阻值,是大小不变的,故D错误.
7. (2018湖北省黄石市,题号13,分值2)
【答案】A
【解析】欧姆对电流、电压与电阻之间的关系进行研究得出了欧姆定律,故A符合题意;法拉第对电磁感应现象进行大量的研究,故B不符合题意;伽利略对摆的等时性、力与运动的关系进行了研究,故C不符合题意;焦耳对电流的热效应进行研究得出了焦耳定律,故D不符合题意。
8. (2018湖北省荆州市,题号22,分值2)22. 如图所示,将滑动变阻器R1与定值电阻R2接入电源电压不变的电路中. 闭合开关S,各表均有一定示数,滑动变阻器的滑片向右滑动到某一位置,电压表V1、V2示数的变化量分别为△U1、△U2.下列说法正确的是
A.V1示数变大,V2示数不变
B.V1示数变大,△U1>△U2
C.V2示数变小,V2示数和电流表示数之比变小
D.V2示数变小,V2示数和电流表示数之比不变
【答案】D
【解析】滑动变阻器的滑片右移,滑动变阻器连入电路的电阻变大,电路中的电流变小,所以V2的示数变小,R1 与R2串联,V1、V2示数之和为电源电压,不变,所以V1的示数变大,且△U1=△U2,A、B两项都错误;V2示数和电流表示数之比为R2阻值,不变,C错误,D正确。
9.(2018湖南娄底,10,3)甲图是灯泡L和定值电阻R的I﹣U图象,将L和R先后以乙图和丙图两种方式连在同电源上,若乙图中U1:U2=m,丙图中,I1:I2=n,则下述正确的是( )
A.m=n B.m>n C.m<n D.mn=1
【答案】B
【思路分析】本题考查的是串并联电路和欧姆定律。图乙中,灯泡与电阻串联,U1:U2=m;图丙中,灯泡与电阻并联,I1:I2=n,分别根据串联电路的电压规律和并联电路的电压规律求得两电阻之比,然后即可得出结论。
【解题过程】由图乙知,灯泡与电阻串联,由I=可知,当电流相同时,电压与电阻成正比,即:
==m,
由图丙知,灯泡与电阻并联,由I=可知,当电压相同时,电流与电阻成反比,即:
==n,则=,
由图象甲可知,灯泡电阻随电压增大而增大,而乙图中灯泡两端电压比丙图中小,所以RL乙
<,则m<,即mn<1,故D错误;
由图象甲可知,在电流相同时,灯泡的电压较大,即U1>U2,则U1:U2=m>1,
由前面的解答可知1<m<,则可得n<1,
比较可知m>n,故AC错误,B正确。
10. (2018辽宁省抚顺,第8题,2分)
【答案】C
【解析】由图可知,闭合开关后,灯泡与滑动变阻器并联,电流表A1测量干路电流,A2测量通过滑动变阻器的电流,电压表测量电源电压,因而示数不变,故A错误;滑片P向右移动,滑动变阻器接入电路的阻值减小,两电流表示数均变大,故B错误;电压表V示数与电流表A2示数的比值等于滑动变阻器接入电路的阻值,是变小的,故C正确;两电流表示数的差值等于通过灯泡的电流,是不变的,故D错误。
11. (2018山东聊城,10,3)如图,R为光敏电阻,其阻值随光照强度的增大而减小,R1是定值电阻。闭合开关,逐渐增大光敏电阻上的光照强度,电表示数变化情况是( )
A.电流表示数变小,电压表示数变大
B.电流表示数变大,电压表示数变小
C.电压表和电流表示数的比值将变小
D.电流表和电压表示数均变大
【答案】D
【思路分析】(1)分析电路的连接及电表测量的量,根据已知条件分析R减小,由电阻的串联判断总电阻变化,由欧姆定律,确定电路电流变化;
根据U=IR分析R1的电压变化,根据串联电路电压的规律,R的电压即电压表示数变化;
(2)由欧姆定律分析电压表和电流表示数的比值变化。
【解题过程】解:
(1)由图知,两电阻串联,电压表测定值电阻R1的电压,电流表测电路中的电流;
逐渐增大光敏电阻上的光照强度,由题意可知光敏电阻R的阻值减小,则电路的总电阻变小,由欧姆定律可知,电流变大,即电流表示数变大;
根据U=IR可知,定值电阻R1的电压变大,即电压表示数变大,故D正确,AB错误。
(2)由欧姆定律可知,电压表和电流表示数的比值等于定值电阻R1的阻值,则该比值保持不变,故C错误。
故选:D。
12. (2018山东临沂,17,2) 如图所示的电路中,电流表A1的示数为0.5A,A2的示数为0.3A,电阻R2的阻值为10Ω.下列说法正确的是( )
A.通过电阻R1的电流为0.5A
B.电源电压为5V
C.电阻R1的阻值为15Ω
D.若断开开关S2,电流表A1示数变大
【答案】C
【思路分析】由电路图可知,两电阻并联,电流表A2测R2支路的电流,电流表A1测干路的电流;开关S1控制整个电路,开关S2控制电阻R1;
根据并联电路的电流特点求出通过电阻R1的电流,再根据并联电路的电压特点求出电源的电压,利用欧姆定律求出电阻R1的阻值,若断开开关S2,只有R1支路的电流,判断出电流表A1示数的变化。
【解题过程】解:由电路图可知,两电阻并联,电流表A2测R2支路的电流,电流表A1测干路的电流;开关S1控制整个电路,开关S2控制电阻R1;
因为并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以通过电阻R1的电流:
I1=I﹣I2=0.5A﹣0.3A=0.2A,故A错误;
又因为并联电路中各支路两端的电压相等,
故根据欧姆定律可得,电源的电压:
U=U2=I2R2=0.3A×10Ω=3V,故B错误;
电阻R1的阻值:
R1===15Ω,故C正确。
若断开开关S2,电流表A1只测量R2的电流,电流表A1示数变小,故D错误。
故选:C。
13. (2018山东省烟台市,14,2分)
在图9所示的电路中,闭合开关后,当滑片P向左移动时,下列说法正确的是
A.灯泡L变亮 B.电压表V示数变大
C.电流表A1示数变小 D.电流表A2示数变大
【答案】C
【解析】由图可知,该电路为并联电路;电流表测量干路中的电流,电流表测量通过灯泡的电流;电压表测量的是支路两端的电压;
根据滑动变阻器滑片移动的方向判定其阻值变化,根据欧姆定律判定其电流变化,根据并联电路的电流、电压特点判定电表示数的变化。
由图可知,该电路为并联电路;电流表测量干路中的电流,电流表测量通过灯泡的电流;电压表测量的是支路两端的电压,测量的也是电源电压,保持不变,故B错误;
根据并联电路的特点可知,滑动变阻器滑片移动时,对灯泡所在的支路无影响,灯泡的电流和电压都不变,故电流表A2示数不变,灯泡亮度不变,故AD错误;
当滑片P向左移动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大,根据欧姆定律可知,通过滑动变阻器的电流减小;通过灯泡的电流不变,根据并联电路的电流关系可知,干路中的电流减小,即电流表A1示数变小,故C正确。
故选:C。
14. (2018山东枣庄,10,2)在如图所示的电路中,闭合开关,电源电压保持不变,当滑动变阻器的滑片P向右移动的过程中,下列说法正确的是( )
A.电流表的示数变小,电压表的示数变大
B.电流表的示数变大,电压表的示数变小
C.电流表的示数不变,电压表的示数不变
D.电流表的示数变小,电压表的示数不变
【答案】C
【思路分析】由电路图可知,灯泡与滑动变阻器并联,电流表A测L的电流,电压表测电源的电压。根据电源的电压可知滑片移动时电压表V示数的变化,根据灯泡两端的电压和电阻可以知道电流表示数的变化。
【解题过程】解:由电路图可知,灯泡与滑动变阻器并联,电流表A测L的电流,电压表测电源的电压,由于电源电压不变,故电压表示数不变;
当滑动变阻器的滑片P向右移动的过程中,由于灯泡两端的电压和灯泡的电阻都不变,故通过灯泡的电流不变,即电流表示数不变;故C正确。
故选:C。
15. (2018四川眉山,10,3)如图所示,电源电压保持不变,闭合开关后,两灯都能正常工作,灯L1,L2的电阻之比为R1:R2=1:2,此时甲、乙两电表的示数之比为( )
A.2:1 B.1:2 C.3:2 D.2:3
【答案】D
【思路分析】根据电路的连接,乙表与电源连接,故为电压表,甲表不能是电流表,故两表都为电压表,甲表测L2的电压,乙表测电源电压,两灯串联,根据分压原理和串联电路电压的规律得出答案。
【解题过程】解:乙表与电源连接,故为电压表,甲表不能是电流表,否则S闭合时,将灯短路,不发光,故两表都为电压表,甲表测L2的电压,乙表测电源电压,两灯串联,灯L1、L2的电阻之比为R1:R2=1:2,根据分压原理,L2的电压为灯L1的2倍,即2UL1,根据串联电路电压的规律,总电压为:
U=UL1+2UL1=3UL1,
甲、乙两电表的示数之比为2UL1:3UL1=2:3.只有D正确。
故选:D。
16.(2018天津,9,3) 如图所示电路,电源电压保持不变,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P向右滑动时,下列说法正确的是( )
A.两个电流表的示数都变大
B.两个电流表的示数都变小
C.电流表A1示数不变,电流表A2示数变大
D.电流表A1示数不变,电流表A2示数变小
【答案】D
【思路分析】本题考查并联电路的规律及欧姆定律的运用,难度中等:(1)两电阻并联,电流表A1测R1的电流,A2测总电流:并联电路各支路独立工作、互不影响,故电流表A1示数不变;(2)当滑动变阻器的滑片P向右滑动时,变阻器连入电路中的电阻变大,由欧姆定律分析通过其的电流变化,因通过R1的电流不变,根据串联电路电流的规律,分析电流表A2示数变化。
【解题过程】解:
(1)由图知,两电阻并联,电流表A1测R1的电流,A2测总电流:
因为并联电路各支路独立工作、互不影响,所以滑片移动时通过定值电阻R1的电流不变,即电流表A1示数不变,故AB错误;
(2)当滑动变阻器的滑片P向右滑动时,变阻器连入电路中的电阻变大,由欧姆定律可知,通过变阻器的电流变小,因通过R1的电流不变,根据并联电路的电流规律可知,总电流变小,即电流表A2示数变小,故D正确,C错误。
故选:D。
17. (2018浙江嘉兴,6,3)图象法是利用图象这种特殊且形象的工具,表达各科学量之间存在的内在关系或规律的方法。下列从图象中获得的结论错误的是( )
A.
ρ1>ρ2
B.
R1>R2
C.
υ1>υ2
D.
p1>p2
【答案】B
【思路分析】分析图象,确定图象反应的物理量间的关系,然后根据图象反应的物理量间的关系作出判断,然后答题。
【解题过程】解:
A、根据ρ=可知,在物体的体积相同时,质量越大,密度越大,由图象可知ρ1>ρ2,故A正确;
B、根据R=可知,在电压相同时,电流越大,导体的电阻越小,由图象可知R1<R2,故B错误;
C、根据v=可知,在时间相同时,路程越大,速度越大,由图象可知v1>v2,故C正确;
D、根据p=可知,在受力面积相同时,压力越大,压强越大,由图象可知p1>p2,故D正确。
故选:B。
18. (2018浙江省台州市,题号14,分值4)某同学利用如图甲所示的电路进行实验,电源电压恒为3伏,更换5个定值电阻Rx,得到如图乙所示的图象。以下有关叙述正确的是( )
A.该同学研究的是电流和电压的关系
B.实验中电压表的示数保持0.5伏不变
C.滑动变阻器阻值变化范围为1欧~5欧
D.将Rx从5欧换成10欧后,应将滑片P向左移
【答案】C
【解析】研究电流和电压的关系时,要控制电阻不变,由图乙知,电阻是变化的,故A错误;由题意和图象可知,该同学研究的是电流和电阻的关系,实验中要控制Rx两端的电压不变(即电压表示数不变);
由图乙知,电流与电阻之积(即Rx两端的电压):U=IRx=0.5A×5Ω=﹣﹣﹣﹣﹣0.1A×25Ω=2.5V,即电压表保持2.5伏不变,故B错误;由图乙知,电流最大为0.5A时,对应的电阻为5Ω,根据欧姆定律和串联电路的规律,变阻器连入电路中的电阻:;
由图乙知,电流最小为0.1A时,对应的电阻为25Ω,根据欧姆定律和串联电路的规律,变阻器连入电路中的电阻:;
所以,滑动变阻器阻值变化范围为1欧~5欧,故C正确;根据串联分压原理可知,将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻,电阻增大,其分得的电压增大(大于2.5V);
探究电流与电阻的实验中应控制电阻两端的电压不变,根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压使电压表的示数减小为2.5V,由分压原理,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向右端移动,故D错误。故选:C。
19.(2018广西玉林,12,3)为了检测酒驾行为,如图甲所示是小明设计一款酒精浓度检测仪的电路图,其电源电压保持不变,R0为定值电阻,R为酒精气体浓度传感器(气敏电阻),R的阻值与酒精浓度的关系如图乙所示。接通电源,当传感器酒精浓度增大时,下列说法正确的是( )
A.电流表的示数变小
B.电压表的示数变大
C.电流表的示数与电压表的示数的比值变小
D.电流表的示数与电压表的示数的比值变大
【答案】D
【思路分析】由电路图可知,定值电阻R0与气敏电阻R串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流;根据图象可知R的阻值随酒精浓度的变化,根据欧姆定律可知电路中电流的变化和R0两端的电压变化,根据串联电路的电压特点可知电压表示数的变化,进一步可知电压表与电流表示数的比值的变化。
【解题过程】解:
由电路图可知,定值电阻R0与气敏电阻R串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流。
由图象可知,当酒精浓度增大,R的阻值变小,电路中的总电阻变小,由I=可知,电路中的电流变大,即电流表的示数变大,
由U=IR可知,R0两端的电压变大,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,且电源的电压恒定不变,
所以,R两端的电压变小,即电压表的示数变小,故AB错误;
由电压表的示数变小、电流表的示数变大可知,电流表的示数与电压表的示数的比值变大,故C错误、D正确。
故选:D。
20. (2018绥化市,8,2分)
【答案】B
【解析】因为物体所受重力跟物体质量成正比,所以A不正确;因为某种物质质量与体积成正比,即质量与体积之比是一个定值,所以B正确;因为电阻一定时,导体中的电流与电压成正比,所以C不正确;因为电压一定时,导体中的电流与电阻成反比,所以D不正确.
21. (2018湖北咸宁,9,2) 如图所示的电路,电源电压保持不变,R为定值电阻。下列说法正确的是( )
A.开关闭合前,电压表和电流表均无示数
B.开关闭合后,滑片P向右移动的过程中,电压表的示数变大
C.开关闭合后,滑片P向右移动的过程中,电压表与电流表示数的比值不变
D.开关闭合后,滑片P向右移动的过程中,电压表与电流表示数的乘积变大
【答案】C
【思路分析】(1)由电路图可知,开关闭合前,电路处于开路状态,但是电压表的两个接线柱通过变阻器与电源的正负极相连通;
(2)开关闭合后,定值电阻R与滑动变阻器串联,电流表A测电路中的电流,电压表测定值电阻R两端的电压。根据滑片的移动可知接入电路中电阻的变化,根据欧姆定律、串联电路的特点即可分别判断;
由于电压表与电流表示数的乘积为定值电阻R的功率,根据P=I2R判断R功率的变化即可得出电压表与电流表示数的乘积的变化。
【解题过程】解:
(1)开关闭合前,电路处于开路状态,则电流表没有示数;但电压表的两个接线柱通过变阻器与电源的正负极相连通,此时电压表测量电源电压,所以电压表有示数;故A错误;
(2)开关闭合后,定值电阻R与滑动变阻器串联,电流表A测电路中的电流,电压表测定值电阻R两端的电压;
滑片P向右移动的过程中,接入电路中的电阻变大,总电阻变大,
由I=可知,电路中的电流变小,即电流表示数变小;
根据U=IR可知,定值电阻R两端的电压变小,即电压表的示数变小,故B错误;
由欧姆定律可知,电压表与电流表示数的比值为定值电阻的阻值,所以,电压表与电流表示数的比值不变,故C正确;
电压表与电流表示数的乘积为定值电阻R的功率,根据P=I2R可知R的功率变小,所以电压表与电流表示数的乘积变小,故D错误。
故选:C。
22. (2018湖北襄阳,6,2)如图所示,电源电压恒定。当开关S1、S2闭合,甲、乙两表为电压表时,两表示数之比U甲:U乙=4:1;当开关S1闭合、S2断开,若甲、乙两表均为电流表时,两表的示数之比为( )
A.4:3 B.3:2 C.3:4 D.3:l
【答案】C
【思路分析】当S1、S2闭合,甲乙两表为电压表时,两电阻串联,甲测电源的电压,乙测R2两端的电压,根据串联电路电流的规律和欧姆定律表示出电阻之比;
当开关S1闭合、S2断开,甲乙两表为电流表时,两电阻并联,甲测R2支路的电流,乙测干路电流,根据并联电路电压规律和欧姆定律表示出两支路的电流之比,根据两电阻的关系即可求出两表示数比值。
【解题过程】解:
由电路图可知,当S1、S2闭合,甲乙两表为电压表时,两电阻串联,甲测电源的电压,乙测R2两端的电压,
由串联电路电流相等和I=可得:
=,
且已知U甲:U乙=4:1,
化简可得:=,则R1=3R2;
当S1闭合、S2断开,甲乙两表为电流表时,两电阻并联,甲测R2支路的电流,乙测干路电流,
由并联电路中各支路两端的电压相等和I=可得,两电流表的示数之比:
====。
故选:C。
23. (2018湖北省孝感市,题号4,分值3)
【答案】C。
【解析】如图所示,滑动变阻器与灯泡串联,且电压表V1测灯泡的电压,V2测滑动变阻器的电压,当滑片P向左滑动时,接入电路中的电阻变大,则电路中的电流变小,即A示数变小,灯泡电阻不变,所以电压变小,即V1示数变小,电源电压不变,即电压表V1、V2的和不变,则电压表V2的示数变大。电压表V1与灯泡并联,互不影响,所以V1短路,小灯泡亮度不变。故选C。
24. (2018湖南娄底,10,3)甲图是灯泡L和定值电阻R的I﹣U图象,将L和R先后以乙图和丙图两种方式连在同电源上,若乙图中U1:U2=m,丙图中,I1:I2=n,则下述正确的是( )
A.m=n B.m>n C.m<n D.mn=1
【答案】B
【思路分析】图乙中,灯泡与电阻串联,U1:U2=m;图丙中,灯泡与电阻并联,I1:I2=n,
分别根据串联电路的电压规律和并联电路的电压规律求得两电阻之比,然后即可得出结论。
【解题过程】解:
由图乙知,灯泡与电阻串联,所以通过它们的电流相同,
由I=可知,当电流相同时,电压与电阻成正比,
所以:==m,
由图丙知,灯泡与电阻并联,各支路两端的电压相同,
由I=可知,当电压相同时,电流与电阻成反比,
所以:==n,则=,
由图象甲可知,灯泡电阻随电压增大而增大,而乙图中灯泡两端电压比丙图中小,所以RL乙小于RL丙,
所以:<,则m<,即mn<1,故D错误;
由图象可知,在电流相同时,灯泡的电压较大,即U1>U2,则U1:U2=m>1,
由前面的解答可知1<m<,则可得n<1,
比较可知m>n,故B正确,AC错误。
故选:B。
25. (2018吉林长春市,9,2分)
【答案】C
【解析】根据电路图判断出开关通断时电路的连接情况和各电表在电路中的作用,再结合选项来分析解答;
由题意可知,只闭合开关S1时,灯L1与L2串联,电压表测电源电压,电流表测电路中的电流,当再闭合S2时,灯L2被短路,电路中只有L1,电压表测电源电压,
A.由题意可知,灯L1两端的电压变大,灯L1变亮,故A错误;
B.由题意可知,灯L2被短路,灯熄灭,故B错误;
C.由题意可知,电压表测得都是电源电压,所以示数不变,故C正确;
D.由于电路中的电阻变小,所以电路中的电流变大,故D错误.
26.(2018江苏省苏州市,题号11,分值2)
【答案】D
【解析】由图可知,闭合S,定值电阻R1与滑动变阻器R2并联,电压表测量电源电压,示数不变,故A错误;电流表A1测量干路电流,A2测量通过R1的电流;当滑片P向右滑动时,R2增大,电流表A2的示数不变,故B错误;电压表V的示数与电流表A1的示数的乘积等于电路的总功率,由于R1的功率不变,R2的功率变小,所以总功率变小,故C错误;电压表V的示数与电流表A1的示数的比值等于电路的总电阻,由于R2变大,所以总电阻变大,故D正确。
27. (2018辽宁省鞍山市,第7题,2分)
【答案】D
【解析】两开关均闭合时,灯与滑动变阻器R串联,P向右移动时,R接入电路的阻值变大,它两端的电压即电压表的示数变大,故A错误;此时电路中的总电阻变大,电流变小,小灯泡变暗,故B错误;只闭合S1,灯与滑动变阻器的最大阻值串联,电压表测量滑动变阻器左侧部分两端的电压,P向左移动,电压表示数变小,故C错误;此时电路中的总电阻等于灯泡电阻与滑动变阻器的最大阻值之和,大小不变,且电源电压也不变,所以移动滑片,电流表示数不变,故D正确。
28. (2018呼和浩特,8,2)早在19世纪20年代,德国物理学家欧姆就对导体中电流、导体两端电压的关系进行了大量的实验研究,发现对于大多数导体而言,导体中电流跟导体两端电压成正比,并于1827年在《动电电路的数学研究》一书中,把他的实验规律总结成如下公式:S=γ·E(S表示导体中的电流;E表示导体两端的电压;γ表示导体对电流的传导率,简称电导率)。关于这一规律,下列说法正确的是
( )
A.对于不同的导体,给它们两端加相同的电压,通过的电流与导体的电导率成反比
B.对于不同的导体,如果通过的电流相同,电压与导体的电导率成正比
C.电导率反映的是导体对电流的导通作用
D.电导率的大小是由加在导体两端的电压与通过导体的电流决定的
【答案】C
【解析】本题考查欧姆定律。由欧姆定律的内容理解公式S=γ·E可知:对于不同的导体,它们两端的电压相同时,通过的电流与导体的电导率成正比,故A错误;对于不同的导体,通过的电流相同时,电压与导体的电导率的乘积是定值,故B错误;电导率能够反映导体对电流的导通作用,故C正确;电导率的大小是由导体本身决定的,故D错误。
29.(2018四川省德阳市,24,3分)
如图所示,电源的电压不变,闭合开关S,滑动变阻器的滑片P向左移动过程中,下列说法中正确的是( )
A. 电流表A的示数减小,电压表V的示数增大
B. 电流表A的示数增大,电压表V的示数减小
C. 电流表A和电压表V的示数都减小
D. 电流表A和电压表V的示数都增大
【答案】B
【解析】由电路图可知,定值电阻与滑动变阻器串联,电压表V测滑动变阻器两端的电压,电流表A测电路中的电流,根据滑片的移动可知接入电路中电阻的变化,根据欧姆定律可知电路中电流的变化和定值电阻两端的电压变化,利用串联电路的电压特点求出电压表示数的变化。
由电路图可知,定值电阻与滑动变阻器串联,电压表V测滑动变阻器两端的电压,电流表A测电路中的电流,
将滑动变阻器的滑片P向左端移动过程中,接入电路中的电阻变小,电路中的总电阻变小,
由I=U/R可知,电路中的电流变大,即电流表A的示数增大,故AC错误;
由U=IR可知,定值电阻两端的电压变大,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,滑动变阻器两端的电压变小,即电压表V的示数减小,故B正确、D错误。
故选:B。
30. (2018四川遂宁,7,3)如图所示电路,电源电压保持不变,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P向b端移动,则在移动过程中( )
A.电压表V的示数变小,电流表A1的示数变大
B.电压表V的示数不变,电流表A2的示数变小
C.电压表V的示数与电流表A1的示数的乘积变小
D.电压表V的示数与电流表A1和A2的示数差的比值不变
【答案】C
【解析】本题考查欧姆定律.由图可知:电阻R1和R2并联,电压表测量电源电压,电流表A1测量干路中的电流,电流表A2测量通过R1的电流.闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P向b端移动时,电压表V的示数不变,滑动变阻器接入电路的阻值变大,根据欧姆定律I=可知通过滑动变阻器R2的电流变小,通过R1的电流不变,因此电流表A1的示数变小,电流表A2的示数不变,故A、B均错误;电压表V的示数与电流表A1的示数的乘积变小,故C正确;因为电流表A1和A2的示数差为通过滑动变阻器R2的电流,在滑动变阻器的滑片P向b端移动的过程中,通过R2的电流变小,因此电压表V的示数与电流表A1和A2的示数差的比值变大,故D错误.
31. (2018福建B卷,15,2) 如图电路中,闭合开关S1、S2,电流表和电压表均有示数。若断开S2,则( )
A.电流表示数变小,电压表示数变小
B.电流表示数变小,电压表示数变大
C.电流表示数变大,电压表示数变小
D.电流表示数变大,电压表示数变大
【答案】A
【思路分析】闭合开关S1、S2,灯泡L2被短路,电路中只有L1工作,电压表测量电源电压,电流表测量电流;若断开S2,L1和L2串联,电压表测量L1两端的电压,电流表测量电流。
【解题过程】 解:
由图知,闭合开关S1、S2,灯泡L2被短路,电路中只有L1工作,电压表测量电源电压,
此时电流表的示数为I=;
若断开S2,L1和L2串联,电压表测量L1两端的电压,其示数小于电源电压,所以电压表示数变小;
此时电流表示数I′=,
因R1+R2>R1,所以,电流表示数变小。
故选:A。
32. (2018海南,1,3) 下列著名物理学家中,用其名字命名为力的单位的是( )
A.牛顿 B.阿基米德 C.欧姆 D.焦耳
【答案】A
【思路分析】根据对常见物理量及其单位的掌握作答。
【解题过程】解:在物理学中,
A、牛顿是力的基本单位。故A符合题意;
B、阿基米德是伟大的科学家、哲学家,但目前为止其名字没有被命名为物理量的单位。故B不符合题意;
C、欧姆是电阻的基本单位。故C不符合题意;
D、焦耳是功和能量的基本单位。故D不符合题意。
故选:A。
33. (2018江苏常州,11,2) .如何外部检测植物含水量的变化呢?科学家用条状石墨烯制成的湿敏电阻R,附着在叶片上,植物含水量变低,Rx变小,电表示数变小;植物含水量变高,Rx变大,电表示数变大。电源电压恒定,R0为定值电阻,下列电路图中符合要求的是
【答案】C 【解析】本题考查了电路的辨别、欧姆定律、动态电路知识点。A图植物含水量变低,Rx变小,电流表示数变大,不符合题意;B图植物含水量变低,Rx变小,电路中电流变大,电压表示数变大,不符合题意;C图物含水量变低,Rx变小,电路中电流变大,R0两端变大,电压表示数变小,符合题意;D图植物含水量变低,Rx变小,电路中电流变大,电压表示数不变,不符合题意。
34. (2018江苏淮安,8,2) 如图所示,电源电压恒定,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器。S闭合,滑动变阻器滑片P由a向b滑动,下列说法正确的是( )
A.电压表V1示数与电压表V2示数之和变大
B.电压表V1示数与电流表A示数的乘积变大
C.电压表V1示数与电流表A示数的比值变大
D.电压表V2示数与电流表A示数的比值变大
【答案】D
【思路分析】画出等效电路图,确认电路的连接方式为串联和电表的测量对象,根据串联电路的特点分析。
【解题过程】解:
等效电路图如下,R1与R2串联,V1测R1两端的电压,V2测R2两端的电压。
A、开关S闭合,当滑片P由a向b滑动时,由串联电路的电压特点可知,电压表V1示数与电压表V2示数之和等于电源电压,则两个电压表示数之和不变,故A错误;
BCD、滑片P由a向b滑动,变阻器R2接入电路的阻值变大,总电阻变大,由I=知电路中电流变小,电流表A的示数变小;由U=IR可知,定值电阻Rl两端电压变小,即V1的示数变小,则V2示数就会变大;
所以,电压表V1示数与电流表A示数的乘积变小,故B错误;
电压表V2示数与电流表A示数的比值变大,故D正确;
由欧姆定律可知,电压表V1与A的示数之比等于定值电阻R1的阻值,所以该比值不变,故C错误。
故选:D。
35. (2018江苏泰州,11,2) 如图所示,电源电压保持不变,闭合开关,调节变阻器,各电表示数变化情况是( )
A.滑片向右移动,甲表示数变小,乙表示数变大
B.滑片向左移动,甲表示数变大,乙表示数变大
C.滑片向左移动,甲表示数变大,乙表示数变小
D.滑片向右移动,甲表示数变小,乙表示数不变
【答案】D
【思路分析】根据实物图判定电路的连接方式,根据电表的连接方式判定电表的种类,然后根据滑动变阻器滑片的移动方向和串并联电路的电流、电压特点判定各表的示数变化。
【解题过程】解:
由实物图可知,电阻和滑动变阻器并联接入电路中,该电路为并联电路;电表乙并联在滑动变阻器两端,故乙为电压表,测量的是电源的电压,保持不变;电表甲串联在干路中,故甲为电流表,测量的是电源电压;
滑片向右移动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大,根据欧姆定律可知,通过滑动变阻器的电流减小;由于定值电阻两端的电压、电阻不变,故通过定值电阻的电流不变,根据并联电路的电流关系可知,干路中的电流减小,电流表示数减小,即甲表示数变小,乙表示数不变,故D正确,A错误;
滑片向左移动时,滑动变阻器接入电路的电阻变小,根据欧姆定律可知,通过滑动变阻器的电流增大;由于定值电阻两端的电压、电阻不变,故通过定值电阻的电流不变,根据并联电路的电流关系可知,干路中的电流增大,电流表示数增大,即甲表示数增大,乙表示数不变,故BC错误;
故选:D。
36.(2018山东东营,9,3) 如图所示,电源电压不变,闭合开关,当滑动变阻器滑片向左移动时,下列判断正确的是( )
A.电压表示数与电流表A1示数的乘积变大
B.电压表示数与电流表A2示数的乘积变大
C.电压表示数与电流表A1示数的比值不变,电流表A2示数变小
D.电压表示数与电流表A1示数的比值变大,电流表A2示数变大
【答案】B
【思路分析】AB、两电阻并联,电流表A2测总电流,电流表A1测R1的电流,电压表测电源电压,分析当滑动变阻器滑片向左移动时,变阻器连入电路小的电阻变化,根据并联电路的特点,得出通过R1的电流变化,确定 电压表示数与电流表A1示数的乘积变化;
由欧姆定律确定通过变阻器的电流变化,根据并联电路电流的规律确定总电流变化,确定电压表示数与电流表A2示数的乘积变化;
CD、由前面解答可知,电流表A2示数变大,电压表示数、电流表A1示数均不变,据此分析。
【解题过程】解:
AB、由图知,两电阻并联,电流表A2测总电流,电流表A1测R1的电流,电压表测电源电压,则滑片移动时电压表的示数不变;
因并联电路各支路互不影响,所以,滑片移动时,通过定值电阻R1的电流不变,即电流表A1示数不变,则电压表示数与电流表A1示数的乘积不变,故A错误;
当滑动变阻器滑片向左移动时,变阻器连入电路的电阻变小,由欧姆定律可知,通过变阻器的电流变大;根据并联电路电流的规律可知,总电流即A2示数变大,则电压表示数与电流表A2示数的乘积变大,故B正确;
CD、由前面解答可知,电流表A2示数变大,电压表示数、电流表A1示数均不变,所以,电压表示数与电流表A1示数的比值不变,故CD错误。
故选:B。
37. (2018四川成都,9,2)如图所示的串联和并联电路,两个灯泡阻值不等,开关S闭合,关于电路中的电流或电压关系,下列说法正确的是( )
A.甲电路中,U=U1=U2 B.甲电路中,U>U1=U2
C.乙电路中,I=Il+I2 D.乙电路中,I>I1=I2
【答案】C
【思路分析】(1)把几个用电器首尾相接,连入电路就是串联。把几个用电器首首相接,尾尾相接,再连入电路,就是并联,
(2)串联分压U=U1+U2,并联分流即I=Il+I2。
【解题过程】解:
A、甲电路中,两个灯泡首尾相接,则两个灯泡串联,串联分压,即U=U1+U2,故A错误;
B、甲电路中,因为两个灯泡阻值不等,所以根据串联分压规律可知U1≠U2,故A错误;
C、乙电路中,电流从电源正极出发后,分别经过灯泡L1、L2,然后汇合回到电源的负极,所以两个灯泡并联,并联电路中干路的电流等于各支路电流之和,即I=Il+I2,故C正确,
D、乙电路中,因为两个灯泡阻值不等,所以根据并联分流规律可知I1≠I2,故D错误。
故选:C。
38. 2018湖北省黄冈市,3题,3分) 如图所示是调光台灯的简化电路图,L标有“220 V 40 W”.闭合开关S,不考虑灯泡电阻的变化,则 ( )
A.当滑片P从b端向a端移动时,电路总电阻变大 B.当滑片P从a端向b端移动时,灯泡变亮
C.当滑片P在a端时,灯泡正常发光 D.当滑片P在b端时,电路总功率最大
【答案】C
【解析】根据题图可知电路是一个灯泡和滑动变阻器组成的串联电路,滑动变阻器接入电路的为aP部分,当滑片P从b端向a端移动时,滑动变阻器接入电路的电阻减小,因为电路总电阻等于灯泡电阻和滑动变阻器接入电路电阻之和,所以总电阻减小,A选项错误;当滑片P从a端向b端移动时,滑动变阻器接入电路的电阻增大,电路总电阻增大,根据欧姆定律可知,电路电流减小,灯泡变暗,B选项错误;当滑片P在a端时,滑动变阻器接入电路电阻为0,小灯泡两端电压为电源电压220 V,是小灯泡的额定电压,所以小灯泡可以正常发光,C选项正确;当滑片P在b 端时,电路电阻最大,电流最小,因为电路总功率P=UI,U为电源电压,电流最小,所以总功率最小,D选项错误;故选C.
39.(2018江苏连云港,10,2分) 如图所示,电源电压恒为15V,定值电阻R的阻值为20Ω,闭合开关后,使变阻器的阻值减小5Ω,电流表示数变化了0.1A,则下列说法正确的是
( )
A. 电流表示数减小了0.1A
B. 电压表示数减小了0.5V
C. 定值电阻的电功率增大了0.2W
D. 电路总功率增大了1.5W
【答案】D
【解析】本题主要考查欧姆定律、电功率、滑动变阻器的使用。在电压不变时,电流与电阻成反比电阻减小电流增加,所以A选项错误;由图可以看出电压表测滑动变阻器两端电压,当滑动变阻器电阻减小时,它两端的电压也会减小电压表示数减小量等于定值电阻两端增加的电压U,据 U=IR可知电压表示数减小了2V。故B选项错误;由可知定值电阻功率变化,故C错;总功率变化,故D正确。
40.(2018山东省滨州市,14题,4分) 如图所示的电路中,电源电压恒定不变,R1 为定值电阻。闭合开关S,在滑动变阻器的滑片P向右滑动的过程中,下列四个选项中判断正确的是
A.电流表、电压表的示数均变小
B.电流表、电压表的示数均变大
C.电流表示数变大、电压表示数变小
D.电压表与电流表示数的比值变小
【答案】CD
【解析】由图可以看出电路为电阻R1与滑动变阻器R2串联,电压表测滑动变阻器R2的电压。当滑动变阻器滑片P向右滑动的过程中,连入电路中的电阻减小,总电阻减小,电路中的电流变大,则电流表的示数变大,因滑动变阻器连入电路中的电阻变小,由串联电路电压分配关系,可知滑动变阻器所分得的电压变小,则电压表的示数变小,故C正确,A、B错误;电压表与电流表的示数之比为滑动变阻器的电阻,滑动变阻器的电阻变小,则电压表与电流表示数的比值变小,故D正确。故选C、D。
41. (2018山东省滨州市,15题,4分) 如图甲电路中,电源电压保持不变,R1 是定值电阻。当开关S闭合,滑动变阻器R2的滑片P由a端移动到b端,两电表示数变化关系如图乙所示,则下列说法中正确的是
A.电源电压为14 V
B. R2的最大阻值为30 Ω
C.滑片P由a向b恰好移动三分之一长度时R1的电功率为1.25 W
D.滑片P在a端时,2分钟内R2消耗的电能是144 J
【答案】BD
【解析】由图甲可以看出电路为电阻R1与滑动变阻器R2串联,电压表测电阻R1的电压。由图乙可以看出,当电流表的示数为0.5A时,电压表的示数为10V,因此时电路中的电流最大,则滑动变阻器连入电路中的电阻为0,电路中只有电阻R1,故此时电压表的示数为电源电压,即电源电压为10V,故A选项错误;当电流表的示数为0.2A时,电压表的示数为4V。此时电路中的电流最小,则滑动变阻器全部连入电路。电源电压为10V不变,由串联电路电压规律及欧姆定律可得10V=4V+0.2AR2 ,解可得R2=30Ω,即滑动变阻器的最大阻值为30Ω,故B正确。若滑片P由a向b恰好移动三分之一长度时,连入电路中的电阻为其总电阻的三分之二,。由上分析可知,当电流表的示数为0.5A时,电压表的示数为10V,此时可求出R1阻值为:。此时电路中的总电阻为,则此时电路中的电流为,则R1的电功率为,故C错误;滑片P在a端时,滑动变阻器全部连入,由前面分析可知,此时电路中的电流为0.2A,R2两端的电压为10V-4V=6V。2min=120s,则两分钟内R2消耗的电能是,故D选项正确。故选B、D。
42. (2018四川达州,6,3分)甲乙两地相距30km,在甲、乙两地之间沿直线假设了两条输电线,已知输电线的电阻与其长度成正比,现输电线在某处发生了短路,为确定短路位置,甲地检修员先用如图所示的测量仪接入AB时,电流表的示数为0.2A,乙地检测员用相同的测量仪接入CD时,电流表的示数为0.3A.则短路位置离甲地( )
A.18km B.15km C.12km D.10km
【答案】A
【解析】测量仪接入A时,电阻:,,甲乙两地间的总电阻:,因为输电线的电阻与其长度成正比,所以,所以,所以短路处距甲地的距离:,故A正确;B、C、D不正确.
43.(2018四川达州,7,3分)如图所示电路,电源两端电压保持不变,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片向右滑动时,下列判断正确的是( )
A.电压表V1示数与电流表A的比值变大
B.电压表V2示数与电流表A的比值不变
C.电压表V1示数的变化量大于电压表V2示数的变化量
D.电压表V1示数的变化量小于电压表V2示数的变化量
【答案】D
【解析】当滑动变阻器的滑片向右滑动时,滑动变阻器R2接入电路的阻值增大,滑动变阻器两端电压增大,即电压表V2示数增大,因为电源电压不变,所以电阻R1两端电压减小,即电压表V1示数减小,因为电压表V1示数与电流表A的比值等于定值电阻R1的阻值,所以电压表V1示数与电流表A的比值不变,所以A不正确;因为为电压表V2示数与电流表A的比值等于滑动变阻器接入电路的阻值,所以电压表V2示数与电流表A的比值变大,所以B不正确;电压表V1示数的变化量等于R1两端减小的电压,电压表V2示数的变化量等于滑动变阻器两端增大的电压,而滑动变阻器两端增大的电压等于电阻R0与R1两端电压减小的值,所以电压表V1示数的变化量小于电压表V2示数的变化量,故C不正确;D正确.
44. (2018四川省广安市,题号12,分值1.5)如图所示的电路,电源电压恒为4.5V,电流表的量程为0-0.6A,电压表的量程为0-3V,定值电阻阻值5Ω,滑动变阻器R的最大阻值50Ω.闭合开关S,移动滑片P的过程中,下列说法正确的是( )
A.若滑片P向左移,电流表的示数变小
B.电压表与电流表的比值不变
C.滑动变阻器允许的调节范围是2.5Ω—50Ω
D.电流表的变化范围是0.3A-0.6A
【答案】D
【解析】从电路图分析可以知道:两个电阻串联,电压表测量滑动变阻器上的电压,电流表测量电路中的电流。若滑片P向左移,滑动变阻器的有效电阻变小,整个电路的总电阻变小,根据欧姆定律,电路中的电流变大,选项A错误;电压表与电流表的比值变小,选项B错误;当电压表的示数为3V时,定值电阻上的电压为:,电路中的电流为:,此时滑动变阻器接入电路的有效电阻为:,当电路中的最大电流为0.6A,此时定值电阻上的电压为:,滑动变阻器上的电压为:,此时滑动变阻器接入电路的有效电阻为:,所以滑动变阻器允许的调节范围是2.5Ω—10Ω,选项C错误;电流表的变化范围是0.3A—0.6A,选项D正确。故选D。
45. (2018四川省内江市,11题,4分)如图是电阻甲和乙的U-I图像,由图像可知下列判断正确的是( )
A.甲乙都是定值电阻
B.当乙两端电压为1V,其电阻值为10Ω
C.将甲和乙串联,若甲的电流为0.4 A时,电路的总功率为1.2W
D.将甲和乙并联,若甲两端电压为1V时,干路上的电流为0.4 A
【答案】C
【解析】电阻甲的U-I图像是直线,说明它是定值电阻,电阻乙的U-I图像是曲线,说明它是非定值电阻,故A项错误;从图中可知,当乙两端电压为1V时,对应的电流为0.4A,此时它的电阻为R==2.5Ω ,故B项错误;将甲、乙串联,若甲的电流为0.4A,则乙的电流也为0.4A,从图像中可分别读出对应的电压分别为2V、1V,则总电压为3V,电路的总功率为P=U总I=3V×0.4A=1.2W,故C项正确;若将甲、乙并联,则其两端电压相等,甲两端电压为1V时,乙两端电压也为1V,从图像中读出对应的电流分别为0.2A、0.4A,则干路电流为0.2A+0.4A=0.6A,故D项错误。故选C。
46.(2018重庆(B卷),6,3分)如图所示的电路中电源电压保持不变,用合开关S,灯泡L发光.移动滑动变阻器的P,下列说法正确的是( )
A.向右移动滑片P,电流表示数减小,电压表示数增大[
B.向右移动滑片P,电流表示數增大,电压表示数减小
C.向左移动滑片P,电流表示数减小,电压表示数减小
D.向左移动滑片P,电流表示数增大,电压表示数增大
【答案】A
【解析】由图可知,灯L与滑动变阻器R串联,电压表测滑动变阻器两端电压,电流表测串联电路的电流,向右移动滑片P时,滑动变阻器接入电路的阻值增大,滑动变阻器两端电压增大,即电压表示数增大,∵电路的总电阻增大,而电源电压表不变,∴电路中电流减小,即电流表示数减小,故A正确;B不正确;向左移动滑片P时,滑动变阻器接入电路的阻值减小,滑动变阻器两端电压减小,即电压表示数减小,∵电路的总电阻减小,而电源电压表不变,∴电路中电流增大,即电流表示数增大,故C、D不正确.
47. (2018四川省自贡市,题号15,分值2)如右图所示的电路,电源电压保持不变,团合开关s,当滑片P向左移动时,下列说法正确的是( )
A.电流表示数变小
B.电流表示数变大
C.电压表示数变小
D.电压表示数不变
【答案】B
【解析】当滑动变阻器向左移动时,滑动变阻器的有效电阻变小,串联电路的总电阻变小,根据欧姆定律,电路中的电流变大,电流表的示数变大,电压表测量的是定值电阻R0上的电压U0,根据,它上面的电压变大,电压表的示数变大,选项B正确;选项ACD错误。故选B。
48.(2018山东滨州,14题,4分) 如图所示的电路中,电源电压恒定不变,R1 为定值电阻。闭合开关S,在滑动变阻器的滑片P向右滑动的过程中,下列四个选项中判断正确的是
A.电流表、电压表的示数均变小
B.电流表、电压表的示数均变大
C.电流表示数变大、电压表示数变小
D.电压表与电流表示数的比值变小
【答案】CD
【解析】由图可以看出电路为电阻R1与滑动变阻器R2串联,电压表测滑动变阻器R2的电压。当滑动变阻器滑片P向右滑动的过程中,连入电路中的电阻减小,总电阻减小,电路中的电流变大,则电流表的示数变大,因滑动变阻器连入电路中的电阻变小,由串联电路电压分配关系,可知滑动变阻器所分得的电压变小,则电压表的示数变小,故C正确,A、B错误;电压表与电流表的示数之比为滑动变阻器的电阻,滑动变阻器的电阻变小,则电压表与电流表示数的比值变小,故D正确。故选C、D。
49. (2018四川省南充市,题号8,分值2)在如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S,向右移动滑动变阻器滑片P的过程中( )
A.电压表V1示数不变,电压表V2示数变大
B.电流表A示数变大
C.电压表V2示数与电流表A示数的比值变小
D.电压表V1示数与电流表A示数的比值不变
【答案】D
【解析】从图中可以看出:定值电阻和滑动变阻器串联,电压表V1测量R1上的电压,电压表V2测量R2上的电压,电流表A测量电路中的电流,当滑片P向右移动时,R2的有效电阻变大,整个串联电路的总电阻变大,根据欧姆定律,电流变小,选项B错误;变小,电压表V1的示数变小,选项A错误;电压表V2示数与电流表A示数的比值变大,选项C错误;电压表V1示数与电流表A示数的比值不变,选项D正确。故选D。
50.(2018湖南省邵阳市,17,2分)已知R1∶R2=2∶3,将它们接在如右图所示电源电压为12V的电路中,闭合S则通过它们的电流之比及它们两端的电压之比是( )
A.I1∶I2 =3∶2 U1∶U2 =1∶1
B.I1∶I2 =3∶2 U1∶U2 =3∶2
C.I1∶I2 =2∶3 U1∶U2 =1∶1
D.I1∶I2 =1∶1 U1∶U2 =2∶3
【答案】A
【解析】首先根据串并联电路的电压规律,R1∶R2属于并联,因此,它们两端的电压比为1:1,R1∶R2=2∶3,根据欧姆定律电流比应该为I1∶I2 =3∶2,故选A
51. (2018湖南省邵阳市,13,2分)在如右图所示的实验电路中,电源电压为3伏,L1、L2发光时的电阻均为5欧,下列说法错误的是
A.灯 L1、L2 是串联的
B.电流表的量程应选0~3A
C.电压表的量程应选0~3V
D.电压表测的是灯 L1两端的电压
【答案】B
【解析】A、观察电路图,灯 L1、L2 是串联的,故A正确;B、电路中的电流,在电流表小量程范围内,所以电流表的量程应选0~0.6A,读数更精确,故B错误;C、电压表测的是L1的电压
D、电压表测的是L1的电压,故D正确;因此选B。
52.(2018安徽,16,3分)如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关,在保证电路元件安全的前提下,向左移动滑动变阻器的滑片。在移动滑片的过程中,下列说法正确的是
A.电流表的示数变大,电压表的示数变大
B.电流表的示数变小,电压表的示数变大
C.电流表的示数变小,电压表的示数变小
D.电流表的示数变大,电压表的示数变小
【答案】D
【解析】在电路中电阻R1与滑动变阻器R2串联,电流表测量电路的电流,电压表测量的是滑动变阻器的电压,当滑片向左移动时,接入的电阻变小,电路的总电阻变小,由于电源电压保持不变,根据欧姆定律可知电路的电流变大,电流表示数变大,电阻R1两端的电压变大,所以滑动变阻器的电压变小,即电压表的示数变小。
53.(2018江西省,17,4分)如图7所示,电源电压保持不变,闭合开关S1、S2,断开开关S3,当滑片P向左滑动时( )
A.灯泡L2亮度变亮,电流表示数减小
B.灯泡L1亮度不变,电压表示数增大
C.电流表示数不变,电压表示数增大
D.电流表示数不变,电压表示数不变
【答案】BC
【解析】根据电路图判断出开关通断时,电路的连接情况和各电表在电路中的作用,再根据滑动变阻器的滑片的移动情况,结合欧姆定律和串联、并联电路的特点来分析解答;
由电路图可知,闭合开关S1、S2,断开开关S3时,灯L1与滑动变阻器串联,电压表测量滑动变阻器的部分电压,电流表测电路中的电流,灯L2断路,所以当滑片向左移动时,滑动变阻器连入电路的电阻不变,所以电路中的电流不变,灯的亮度不变,电流表的示数不变,但电压表两接线柱间的电阻增大,所以电压表的示数增大,故选BC。
54.(2018四川省攀枝花市,题号10,分值3)如图所示,电源电压不变,开关闭合,当滑动变阻器滑片P向右移动时,下列判断正确的是( )
A.电流表的示数变大,电压表V1的示数变小,V2的示数不变
B.电流表的示数变大,电压表V1的示数变小,V2的示数变大
C.电流表的示数变小,电压表V1的示数变大,V2的示数变小
D.电流表的示数变大,电压表V1的示数不变,V2的示数变小
【答案】B
【解析】由电路图可知:定值电阻R1与滑动变阻器R2串联,V1测变阻器两端的电压,V2测R1两端的电压,电流表测电路中的电流;当滑动变阻器的滑片P向右移动时,接入电路中的电阻变小,电路中的总电阻变小,则电路中的电流变大,即电流表A的示数变大,故C不正确;据U=IR可知,R1两端电压变大,即电压表V2的示数变大,因为串联电路中总电压等于各分电压之和,所以电压表V1的示数变小,故B正确,BD不正确。
55.(2018四川省攀枝花市,题号11,分值3)如图所示,电源电压保持不变,开关S闭合后,灯L1和L2都正常发光,甲、乙两个电表示数之比为4:3.此时灯L1和L2的电阻之比为( )
A.1:3 B.3:1 C.3:4 D.4:3
【答案】A
【解析】如果甲乙任何一个为电流表,将会形成短路,所以甲乙都为电压表,此时灯L1、L2串联,电压表甲测量电源电压,电压表乙测量L2两端电压;已知甲、乙两个电表的示数之比是4:3,即U:U2=4:3;所以灯L1、L2两端电压之比为U1:U2=(U-U2):U2=(4-3):3=1:3;根据串联电路中的电阻与电压成正比,可得L1、L2的电阻之比:R1:R2=U1:U2=1:3,故选A。
56.(2018年山东省潍坊市,10,2分)某同学设计的煤气检测电路如图所示,电源电压不变,R为定值电阻,Q为气敏元件,其阻值随煤气浓度的升高而增大,闭合开关S,当煤气深度升高昱,下列判断正确的是( )
A.电流表示数变小,输出信号电压Uab变大
B.电流表示数变大,输出信号电压Uab变大
C.电流表示数变小,输出信号电压Uab不变
D.电流表示数变大,输出信号电压Uab减小
【答案】A
【解析】由电路图可知,电阻R与气敏元件Q串联,电流表测电路电流;
根据题意可知煤气浓度增大时其阻值的变化,根据欧姆定律可知电路中电流的变化和R两端的电压变化,利用串联电路的电压特点可知输出信号电压的变化,利用串联电路的电压特点和欧姆定律并结合R的阻值判断输出信号电压和电流表示数变化情况。
由电路图可知,电阻R与气敏元件Q串联,电流表测电路电流。由题意可知,气敏元件的阻值随被测煤气浓度的增大而增大,所以当气敏元件所测煤气的浓度增大时,Q的阻值变大,电路中的总电阻变大,由可知,电路中的电流变小,即电流表的示数变小,由U=IR可知,R两端的电压变小,因为串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,气敏元件Q两端的电压变大,即输出信号电压Uab变大。
故A正确,BCD错误。
57.(2018湖北武汉,11,3) 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间每一时刻的电压。若已知电源电压为12V,某一时段AB间的电压随时间变化的图象如图乙所示,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
【答案】D
【解析】由电路图知,两电阻串联,AB间电压为R2两端电压。由题知,射向R1的激光被挡时它的电阻变化,由串联电路分压原理,结合图象分析射向R1的激光被挡和没挡时AB间电压以及两电阻的大小关系从而解题。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:==,即:=,
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:==,即:=,
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。
58.(2018湖南省常德市,题号14,分值3)如图是小刚同学测定小灯泡电功率的电路图,当闭合开关时,发现灯L不亮,电流表有明显示数,电压表示数为零,若故障只出现在灯L和变阻器R中的一处,则下列判断正确的是( )
A.灯L断路
B.灯L短路
C.变阻器R断路
D.变阻器R短路
【答案】B
【解析】因为电流表有明显示数,所以电路是通路,选项A和C不符合题意;因为电压表并联在灯L两端,所以测的是灯L两端的电压,电压表的示数为零,则可判断灯L短路,选项B符合题意,选项D不符合题意。故选B。
59. (2018湖南省常德市,题号16,分值3)如图所示,R0为定值电阻,R1为滑动变阻器,A1 、A2为实验室用电流表(接线柱上标有“-”“0.6”“3”),闭合开关后,调节滑片P,使两电流表所指位置相同,下列说法正确的是( )
A. 电流表A1 与A2的示数之比为14
B. 通过R0与R1的电流之比为41
C. R0与R1两端的电压之比为14
D. R0与R1的阻值之比为41
【答案】D
【解析】和并联,电流表A1测所在支路中的电流,电流表A2测干路中的电流,因为两电流表指针所指的位置相同,所以电流表A1选用的是“00.6A”量程,电流表A2选用的是“03A”量程,量表的示数之比为1:5, 选项A错误;由选项A的解析可知:通过干路的电流为5份,通过的电流为1份,且并联分流,所以通过的电流为4份,则通过与的电流之比1:4,选项B错误;并联电路各支路两端的电压相同,所以与两端的电压之比为1:1,选项C错误;:=, 选项D正确。故选D。
二、填空题
1. (2018广东省,题号11,分值3)如题11-1图所示,闭合开关时,电压表示数如题11-2图所示为___V;将滑动变阻器的滑片P向右移动时,电流表示数将_____,电压表示数将______.(后两空选填“变大”、“变小”或“不变”)
【答案】2.2;不变;变大。
【解析】由图2可知,此时电压表使用小量程,分度值为0.1V,示数为2.2V;图1中,滑片P向右移动时,滑动变阻器接入电路的阻值不变,仍为其最大阻值,所以电流表示数不变;与电压表并联的滑动变阻器的阻值增大,所以电压表示数变大。
2. (2018安顺市,13,2分)
【答案】9;0.45
【解析】当开关S3闭合,S1、S2断开时,R1与R2串联,电路的总电阻:,电源电压:;当开关S3断开,S1、S2闭合时,R1与R2并联,电流表测干路电流,通过R1的电流:,通过R2的电流:,干路电流:,即电流表示数为0.45A.
3. (2018龙东市,26,2分)
【答案】1:1;2:1
【解析】∵并联电路中各支路两端电压都相等,∴元件A、B并联接入电路中时,元件A、B两端电压相等,即电压之比为1:1;由图可知,当元件A两端电压为3.0V时,电流为0.6A,元件A的阻值:,当元件A两端电压为3.0V时,电流为0.3A,元件A的阻值:,根据公式:可知,电压相等时,电流与电阻成反比,∴电流之比:.
4. (2018江苏省扬州市,题号20,分值4)
【答案】12 0.25 1.5 225
【解析】当S1、S2闭合,S3断开时,电路为R1的简单电路,R1的阻值:R1=U/I1=6V/0.5A=12Ω;当S1、S3断开,S2闭合时,R1与R2串联,R1两端的电压:U1=U-U2=6V-3V=3V,电路中的电流:I=U1/R1=3V/12Ω=0.25A;电路的总电功率P=UI=6V×0.25A=1.5W;通电5min=300s电路中R2产生的热量是Q2=U2It=3V×0.25A×300s=225J。关键点解读:开关闭合、断开时电路连接方式的判断。
5. (2018辽宁省抚顺,第21题,3分)
【答案】9 3 9
【解析】由图可知,闭合开关,滑片P在最左端时,R0与R串联,两电压表V1和V2分别测L和R0两端的电压,则电源电压等于两电压表示数之和,即U=3V+6V=9V;小灯泡的额定功率P=UI=3V×1A=3W;灯L和定值电阻的阻值分别为:;滑片P向右移动时,三电阻串联,电压表V1测量L与R串联后的总电压,示数增大了3V,为,则此时R0两端的电压为;此时电路中的电流为,则灯L两端的电压,滑动变阻器两端的电压,滑动变阻器接入电路中的电阻为:。
6.(2018山东临沂,25,3) 如图所示,在探究串联电路的电压关系实验时,小明先用电压表测量了电阻R1两端的电压为1V,然后保持电压表接A点不动,将接B点的那一段导线改接到电路中的C点,电压表示数为3V.已知R1=5Ω,则电阻R2两端的电压为 V,通过R2的电流为 A.如果他保持电压表接B点不动,将电压表接A点的那一段导线改接到电路中的C点,这种接法是错误的,理由是 。
【答案】2;0.2;电流从电压表负接线柱流入了
【思路分析】(1)根据串联电路电压的规律求出电阻R2两端的电压为:3V﹣1V=2V,由欧姆定律求通过R1的电流,根据串联电路电流的规律求通过通过R2的电流;
(2)电压表测电压时,电流要从电压表正接线柱流入,从负接线柱流出,否则电压表指针反向偏转。
【解题过程】解:(1)用电压表测量了电阻R1两端的电压为1V,然后保持电压表接A点不动,将接B点的那一段导线改接到电路中的C点,电压表示数为3V,即为总电压,根据串联电路电压的规律,电阻R2两端的电压为:
UR2=U﹣UR1=3V﹣1V=2V,由欧姆定律,通过R1的电流为:
I1===0.2A;
根据串联电路电流的规律,通过通过R2的电流为0.2A;
(2)如果他保持电压表接B点不动,将电压表接A点的那一段导线改接到电路中的C点,则会造成电流从电压表负接线柱流入,这种接法是错误的。
故答案为:2;0.2;电流从电压表负接线柱流入了。
7. (2018山东淄博,第20题,3分)
【答案】如图所示:
【解析】本题考查的是电压表和电流表的使用方法。电流表串联使用,电压表并联使用,滑动变阻器阻值变小电流变大,灯泡变亮,又因为电压表示数变小,因此判断电压表是和滑动变阻器并联的。
8. (2018天津,17,4) 当某导体两端电压是3V时,通过它的电流是0.2A,则该导体的电阻是 Ω;当它两端电压为0V时,该导体的电阻为 Ω。
【答案】15;15
【思路分析】本题考查了欧姆定律的简单应用,关键是知道电阻的大小与其两端的电压和通过的电流无关,是一道基础题目。(1)已知导体两端的电压和通过的电流,根据欧姆定律求出导体的电阻;
(2)电阻是导体本身的一种性质,只与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,与其两端的电压无关。
【解题过程】解:
根据I=可得,导体的电阻:
R===15Ω;
∵电阻是导体本身的一种性质,与两端的电压和通过的电流无关,
∴在这个导体两端电压为0时,导体的电阻仍为15Ω不变。
故答案为:15;15。
9.(2018哈尔滨市,42,2分)
【答案】0.8;2.5
【解析】通过R1的电流:,根据串联电路的电流关系得:,根据串联电路的电压关系得:R1两端电压:,R2的阻值:.
10. (2018绥化市,19,2分)
【答案】2:3;8:9
【解析】只闭合S1时,电阻R1与R0串联,电压表V1测电源电压,电压表V2测R1两端电压,∵电压表V1与V2示数之比为3:2,∴,∴,根据串联电路的电压关系得:,根据串联电路的分压关系得:,∴,只闭合S2时,电阻R2与R0串联,电压表V1测电源电压,电压表V2测R2两端电压,∵电压表V1与V2示数之比为4:3,∴,∴,根据串联电路的电压关系得:,根据串联电路的分压关系得:,∴,∴R1与R2阻值之比:;电压U1与U2之比:.
11. (2018绥化市,23,2分)
【答案】10;24
【解析】由乙图可知,当滑动变阻器接入电路的阻值为20Ω,即时,电流表示数为0.8A,即电路中电流:I=0.8A,电源电压:,由丙图可知,当滑动变阻器接入电路的阻值为30Ω,即时,电压表示数为6V,即定值电阻R0两端电压:,电源电压:,∵电源电压不变,∴,∴, (舍去);电源电压:.
12. (2018湖北咸宁,12,2)如图甲所示的电路中,电源电压恒定不变,图乙是小灯泡L和定值电阻R1的电流与电压关系的图象。当只闭合S1、S2时,电压表示数为2V;当只闭合S2、S3时,电压表示数为4V.则电源电压U= V,R2= Ω。
【答案】8;5
【思路分析】(1)当只闭合S1、S2时,R1与L串联,电压表测灯泡两端电压,由图象此时灯泡的电流,由串联电路特点和欧姆定律计算R1的电压,从而得到电源电压;
(2)当只闭合S2、S3时,R2与L串联,电压表仍测灯泡两端电压,由图象读出此时灯泡的电流,由串联电路特点和欧姆定律计算R2的阻值。
【解题过程】解:
(1)由电路图可知,当只闭合S1、S2时,R1与L串联,电压表测灯泡两端电压,
由图象知,灯泡两端电压为2V时的电流为0.6A,串联电路中电流处处相等,即通过R1的电流也为0.6A,
R1的电流为0.2A时,电压为2V,R1的电流与电压成正比,所以R1的电流为0.6A,它两端电压为6V,
所以电源电压U=UL+U1=2V+6V=8V;
(2)当只闭合S2、S3时,R2与L串联,电压表仍测灯泡两端电压,
灯泡两端电压为4V,由图象知,此时通过灯泡的电流为0.8A,
由串联电路特点可知,I2=IL=0.8A,
U2=U﹣UL=8V﹣4V=4V,
由欧姆定律可得R2的阻值:
R2===5Ω。
故答案为:8;5。
13. (2018湖北襄阳,14,2)电阻R1与R2的I﹣U图象如图所示。当R2上的电压为1.5V时,R2的阻值是 Ω;若将它们并联连接到电压为2.5V的电源上,则干路的电流是 A。
【答案】10;0.7
【思路分析】(1)由图象可知,R2阻值是变化的,则通过它的电流与它两端所加电压就不成正比。由欧姆定律计算R2的电阻值;
(2)并联电路各支路两端的电压相等,通过干路的电流可通过图象直接读出各自的电流,然后求和。
【解题过程】解:电阻R2的函数图象是一条过原点的曲线,所以通过的电流跟它两端所加电压不成正比。
当U2=1.5V时,通过它的电流I2=0.15A,由欧姆定律可得:R2===10Ω;
电阻R1的函数图象是一条过原点的直线,所以通过的电流跟它两端所加电压成正比。
当U1=1V时,通过它的电流I1=0.2A,由欧姆定律可得:R1===5Ω;
将它们并联连接到两端电压为2.5V的电路中时,由图象中可知:R2电流为0.2A,
通过R1的电流:I1′===0.5A,
则通过干路的电流大约是0.2A+0.5A=0.7A。
故答案为:10;0.7。
14. (2018辽宁省辽阳市,第21题,4分)
【答案】不变 不变 变小
【解析】由图可知,闭合开关S,定值电阻R1与滑动变阻器R2并联,电压表测量电源电压,示数不变;电流表A2测量干路电流,A1测量通过R1的电流;电压表V与电流表A1的示数之比等于定值电阻R1的阻值,因而是不变的;当滑片P向左移动时,R2接入电路的阻值变大,通过R2的电流变小,干路电流也变小,两电流表示数之差等于通过滑动变阻器R2的电流,因而是变小的。
15. (2018江苏淮安,15,2) 如图甲所示是电阻R和灯泡L的I﹣U图象。由图可知,电阻R的阻值是 Ω.将电阻R和灯泡L接在图乙电路中,S闭合,电流表示数为0.3A,则电源电压为 V。
【答案】10;4
【思路分析】由图示图象求出电阻两端电压与对应的电流,然后由欧姆定律求出电阻阻值;
由图示图象求出电流对应的电阻与灯泡两端电压,然后由串联电路特点求出电源电压。
【解题过程】解:
(1)根据图象,由I=可得,电阻R的阻值:R===10Ω;
(2)由电路图可知,电阻R和灯泡L串联,电流表测电路中的电流,
串联电路中各处的电流相等,由图象可知,电流I=0.3A时,UL=1V,UR=3V,
则电源电压:U=UL+UR=1V+3V=4V;
故答案为:10;4。
16.(2018江苏淮安,18,2) 如图所示为小王同学设计的遮光感应烟雾探测器部分工作原理图。在一个外部光线无法进入的烟室中,装有一个激光发生器及带有一光敏电阻R0(光照越强,R0阻值越小,反之则越大)的电路,R为定值电阻,电源电压恒定。烟雾进入烟室后,激光被烟雾遮挡而使光敏电阻的阻值发生变化,烟雾越来越浓时,电路中电流表示数逐渐 ,当电压表示数达到某一固定值时,探测器便会发出警报。如果要使烟雾浓度较小时探测器就能发出警报,你认为对电路中的R应如何调整?答:
【答案】减小;R应调小一点
【思路分析】(1)分析电路的连接方式,电压表和电流表测哪个元件的电压和电流,由感光电阻性质可知R0电阻值的变化,利用欧姆定律可求得电路中电流的变化及R0两端电压的变化。
(2)如果要使烟雾浓度较小时探测器就能发出警报,即电压表示数在R0阻值较小时就达到某一固定值,此时根据串联电路的分压特点可知电阻R的变化。
【解题过程】解:(1)由图可知R与R0串联,电压表测量光敏电阻两端的电压,电流表测量电路中的电流;
由感光电阻的性质知:当烟雾进入烟室并越来越浓时,使光照变弱,感光电阻阻值增大,则电路中的总电阻增大,
电源电压不变,由I=可知:电路中电流减小,即电流表示数减小;
由U=IR可知,定值电阻R两端的电压会减小,则根据串联电路的电压特点知,感光电阻R0两端的电压增大,即电压表的示数会变大。
(2)如果要使烟雾浓度较小时探测器就能发出警报,即电压表示数在R0阻值较小时就达到某一固定值,根据串联电路的分压特点可知:应减小R的电阻值,所以,电路中的R应调小一点。
故答案为:减小;R应调小一点。
17. (2018江苏泰州,18,3)如图是电阻A、B的I﹣U图象。由图可知:B电阻的阻值是 Ω;将电阻A、B串联后接入电路,当通过A的电流为0.3A时,A和B两端的总电压是 V;将电阻A、B并联后接入某电路,当通过B的电流为0.2A时,A两端的电压是 V。
【答案】10;4.5;2.0
【思路分析】(1)由图象可知,A、B的U﹣I图象是一次函数,则两元件是定值电阻,根据欧姆定律可以求出B的电阻。
(2)将A、B串联后接入电路时,通过它们的电流相等,根据图象读出A、B两端的电压,利用串联电路的电压特点求出AB两端的电压之和;
(3)A、B并联时,各支路两端的电压相等,根据图象读出通过B的电流为0.2A时两端的电压即为A两端的电压。
【解题过程】解:(1)由图象可知,A、B两元件是定值电阻,由I=的变形式R=可知,
B的电阻:RB===10Ω;
(2)因串联电路中各处的电流相等,
所以,通过A的电流为0.3A时,通过B的电流也为0.3A,
由图象可知,通过AB两端的电压分别为UA=1.5V,UB=3V,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,A和B两端的电压总和:
UAB=UA+UB=1.5V+3V=4.5V;
(2)因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,将A、B并联后接入电路中时,它们两端的电压相等,
由图象可知,当通过B的电流为0.2A时,两端的电压为2.0V,也是A两端的电压。
故答案为:10;4.5;2.0。
18. (2018四川巴中,21,1) 小汽车GPS导航是利用 传输信息。
【答案】电磁波
【思路分析】卫星导航、移动通信都是利用电磁波来传递信息的。
【解题过程】解:电磁波可以在真空中传播,故小汽车“GPS导航”是利用电磁波来传递信息的。
故答案为:电磁波。
【知识点】电磁波的传播.
22.(2018四川巴中,22,3)如图,闭合开关S,滑片P向右滑动,电流表示数变 ,电压表示数变 (均选填“大”或“小“),灯泡亮度 (选填“变亮”、“变暗”或“不变”)。
【答案】小;大;变亮
【思路分析】由图可知:闭合开关S,变阻器与灯泡串联,电流表测量电路中的电流,电压表测量变阻器两端的电压;滑片P向右滑动,变阻器连入电路的电阻增大,根据欧姆定律即可判断电流的变化,根据串联电路的特点判断电压表示数的变化。
【解题过程】解:由图可知:闭合开关S,变阻器与灯泡串联,电流表测量电路中的电流,电压表测量变阻器两端的电压;滑片P向右滑动,变阻器连入电路的电阻增大,根据欧姆定律可知电路电流减小,即电流表示数变小;
由于通过灯泡的电流变小,则灯泡亮度变小,灯泡两端电压变小,
根据串联的分压特点可知,变阻器两端的电压变大,即电压表示数变大。
故答案为:小;大;变亮。
19.(2018四川巴中,23,2) R1、R2、R3串联在电压为15V的电路中,R1=R3=5Ω,R2=10Ω.某同学误将电流表并联接在R2两端,发现电流表的示数为 A,若用电压表替换电流表并联在R2两端,则电压表示数为 V。
【答案】1.5;7.5
【思路分析】(1)R1、R2、R3串联,电流表并联在R2两端时,R2被短路,此时R1、R3串联,由串联电路的特点和欧姆定律可求得电流;
(2)并联电压表时,三个电阻串联,则由串联电路的特点和欧姆定律可求得电流,然后利用欧姆定律可求得电压表示数。
【解题过程】解:
(1)R1、R2、R3串联,将电流表并联接在R2两端时,R2被短路,电路为R1与R3的串联电路,
则由串联电路的特点和欧姆定律可得,电路中的电流:
I===1.5A;
(2)当将电压表并联在R2两端时,三个电阻串联,
由串联电路的特点可得,此时的总电阻:R=R1+R2+R3=5Ω+10Ω+5Ω=20Ω。
此时电路中的电流为:I′===0.75A,
电压表的示数(R2两端电压):U2=I′R2=0.75A×10Ω=7.5V。
故答案为:1.5;7.5。
20. (2018贵州贵阳,11,2) 如图所示电路,电源电压不变。闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P至某位置时,电流表的示数为I1;移动滑片P至另一位置时,电流表的示数为I2,电压表示数为1V.若I1:I2=4:3,前后两次滑动变阻器的阻值之比为2:3,则电源电压为 V。
【答案】4
【思路分析】本题考查了串联电路特点和欧姆定律的应用,关键是根据两次电路中电流表和变阻器连入阻值比得到两电阻关系。由图知,两电阻串联,电压表测R两端电压,电流表测电路中电流。
已知前后再次变阻器的阻值关系,根据串联电路特点和欧姆定律表示出两次电路中电流,由电流比计算出R与第二次变阻器连入电路的阻值关系,再由串联电路特点和第二次电路中电压表示数计算电源电压。
【解答过程】解:
由图知,两电阻串联,电压表测R两端电压,电流表测电路中电流,
若前后两次滑动变阻器的阻值分别为R1、R2,则:=,即:R1=R2,
根据串联电路特点和欧姆定律有:
I1=,I2=,
则:===,
化简可得:=,
当移动滑片P至另一位置时,电流表的示数为I2,电压表示数为1V,即:UR=1V,
串联电路中电流处处相等,由欧姆定律有:=,
所以U2=×UR=3UR=3×1V=3V
所以电源电压:U=U2+UR=3V+1V=4V。
故答案为:4。
21. (2018山东省滨州市,17题,2分) 如图所示,把标有“6 V 6 W”字样的灯泡1接入电源电压恒为9 V的电路中,为使灯泡1正常发光,需要串联的定值电阻R=____Ω。
【答案】3
【解析】小灯泡正常发光的电流为,小灯泡的电阻为,灯泡L接人电源电压恒为9V的电路中,为使灯泡L正常发光,电路中的电流应为1A,此时电路中的总电阻为,由串联电路电阻关系可得应串联电阻R的阻值为:。
22. (2018四川达州市,32,3分)两个标有“5Ω 1A”和“10Ω 0.6A”定值电阻,将它们串联起来使用时等效电阻为__________Ω,电源电压最多为________V;将它们并联时干路电流最大是________A.
【答案】15;9;1.5
【解析】(1)根据串联电路的电阻关系得:串联的总电阻;
(2)∵串联电路中各处电流都相等,∴允许的最大电流:,允许的电源最大电压:;
(3)电阻R1两端允许的最大电压:,,∵并联电路中各支路两端电压都相等,∴两电阻并联时,允许的最大电压:,根据并联电路的电阻关系得: ,∴,∴并联时干路允许的最大电流:.
23. (2018四川省广安市,题号14,分值2)如图甲所示的电路,当闭合开关后两只电压表的指针偏转均如图乙所示,则R1两端的电压是 V,R1与R2的电阻之比为 。
【答案】6;4:1。
【解析】从电路图分析可以知道:电压表V1测量的是R2上的电压U2,电压表V1测量的是电源电压U。从图乙可以读出:U=7.5V,U2=1.5V,根据串联电路的电流规律,得到:;根据串联电路的电流处处相等和欧姆定律有:,即:。
24.(2018四川省内江市,19题,4分)将一段电阻丝R和一个阻值为R0的定值电阻串联.接在电压为U=2V的电源上,现改变电阻丝接入电路的长度。测得通过电阻丝的电流I和电阻丝相应的接入长度L,得到了电流的倒数与长度的关系图像(1/I—L图像)如图所示,由此可知:该定值电阻R0= Ω;当电阻丝的接入长度为L=0.5m时,相应电阻丝的电阻R′= Ω
【答案】0.8 1.6
【解析】电阻丝R与定值电阻R0串联,从图像中可以看出,当电阻丝接入电路中的长度为0时,电路中的电流2.5A,则定值电阻R0的阻值为R0=0.8Ω;当电阻丝接入电路中的长度L=0.5m时,电路中的电流为1.2A,此时电路中的总电阻为R总=2.4Ω,相应电阻丝的电阻为2.4Ω-0.8Ω=1.6Ω。
25. (2018四川省自贡市,题号23,分值2)两个电阻甲和乙,电阻值分别为20Ω、40Ω,将它们串联接入电路中,则甲乙两电阻两端的电压之比为_____;将它们并联接入电路中,通过甲乙两电阻的电流之比为____。
【答案】1:2;2:1。
【解析】串联电路的电压之比等于它们的电阻之比,即:;并联电路的各个支路的电压相等,各个支路的电流之比等于电阻的倒数之比,即:。
26.(2018山东省滨州市,17题,2分) 如图所示,把标有“6 V 6 W”字样的灯泡1接入电源电压恒为9 V的电路中,为使灯泡1正常发光,需要串联的定值电阻R=____Ω。
【答案】3
【解析】小灯泡正常发光的电流为,小灯泡的电阻为,灯泡L接人电源电压恒为9V的电路中,为使灯泡L正常发光,电路中的电流应为1A,此时电路中的总电阻为,由串联电路电阻关系可得应串联电阻R的阻值为:。
27. (2018四川省南充市,题号17,分值2)一个电压恒定的电源,在其两端只接一只电阻值为120Ω的电阻R1,电流是0.5A。如果在电阻R1两端并联一个电阻值为8 Ω的电阻R2,并联电路的总电流为_______A若将R2改为与R1串联在原电路中,电路中电流为_______A。
【答案】8;0.47。
【解析】根据欧姆定律得到电源的电压为:;如果再并联一个R2,则各个支路上的电压相等,通过R2支路的电流为:,则干路中的电流为:;串联后的总电阻为:,串联电路中的电流为:。
28.(2018安徽,6,4分)6.某定值电阻两端加上10V的电压时,测得通过它的电流为2A,则其阻值为_____,若电压为0,则它的阻值为 。
【答案】5 5
【解析】由欧姆定律可得R=U/I=10V/2A=5,电阻是导体的本身的属性,与加不加电压,通不通电流没有关系,其阻值不变。
29.(2018长沙,31,2分)如图是酒精测试仪的简化电路图.R0为定值电阻,R1为气敏电阻,它的阻值随酒精气体浓度增大而减小.闭合开关,电源电压保持不变,若驾驶员呼出的酒精气体浓度越大,测试仪的电路中电流越________,电压表示数越__________.
【答案】大;大
【解析】S闭合,R0与R1串联,酒精浓度越大,R1越小,则串联的总电阻R总越小,电源电压不变,根据公式可知,电压不变时,电阻越小,电流越大;又∵R1越小,分压越小,而电源电压不变,∴R0分压越大,即电压表示数越大.
30.(2018四川省乐山市,题号32,分值2)成绵乐高铁开通以来,极大地促进了沿线经济发展,为保障列车安全运行,列车上安装有烟雾报警装置。如图所示是列车上烟雾报警的简化原理图。电源电压保持不变,R0为定值电阻,光敏电阻R的阻值随光照强度的减弱而增大,当电路中的电流减小至某一数值时报警器开始报警。当有烟雾遮挡射向光敏电阻R的激光时,电流表示数 ,电压[表示数 。 (选填“增大”、“减小”或“不变”)
【答案】减小;增大。
【解析】。由图知,定值电阻R0与光敏电阻R串联,电压表测光敏电阻R的电压,电流表测电路中的电流;当有烟雾遮挡射向光敏电阻R的激光时,光照强度减弱,光敏电阻R的阻值增大,根据串联电阻的规律,总电阻变大,由欧姆定律可知,电路中电流变小,即电流表示数减小;根据U=IR可知,定值电阻R0的电压变小,根据串联电路电压的规律,光敏电阻R的电压增大,即电压表示数增大。
31.(2018四川省攀枝花市,题号20,分值2)如图是R1、R2两电阻的电压与电流关系图象,由图可知,电阻R1的阻值为 Ω,若将两电阻并联后接在3V电源两端,干路电流为 A。
【答案】12;0.85。
【解析】由I-U图象得:电阻R1的阻值R1=U1/I1=3V/0.25A=12Ω;由图象可知,将R1、R2两电阻并联后接在电压为3V的电源两端,则R1的电流为0.25A,R2的电流为0.6A,则干路电流I=I1+I2=0.25A+0.6A=0.85A。
三、解答题
1. (2018北京,33,3)如图24所示,电源两端电压U为9V并保持不变,电阻阻值为10Ω。闭合开关S后,电流表A的示数I为1.2A.
求:(1)电流表的示数;
(2)电阻的阻值。
【思路分析】依据并联电路电压特点可知R1两端电压,再依据欧姆定律可求通过它的电流;依据并联电路电压特点可知R2两端电压,再依据依据并联电路电流特点及欧姆定律可求R2的阻值。
【解题过程】
解:(1)由图可知R1与R2并联,A1表测通过R1的电流,则A1的示数
(2)电阻R2的阻值
2. (2018广东省,题号20,分值7)如题20-1图所示,已知定值电阻R1的阻值为30Ω,闭合开关时整个电路正常工作,两电流表的指针都在同一位置,示数如题20-2图所示.(设电源电压保持不变),求:
(1)电源电压U是多少?
(2)通过定值电阻R2的电流是多少?
(3)现用一个未知阻值的定值电阻Rx替换电阻R1或R2,替换后只有一个电流表的示数发生了变化,请判断Rx替换的是电阻R1或R2.
(4)此时替换后电流表示数减少了0.3A,求未知电阻Rx的阻值.
【答案】(1)9V;(2)1.2A;(3)R2;(4)10Ω。
【解析】(1)由图1可知,两电阻并联,电流表A1测量通过R1的电流I1,电流表A测量干路电流I,则;两电流表指针位置相同,则A1使用小量程,示数为I1=0.3A,A使用大量程,示数为I=15A;则电源电压
(2)通过R2的电流:
(3)替换后只有一个电流表的示数发生变化,则替换的是R2;
(4)通过Rx的电流:
阻值:.
3. (2018山东青岛,35,3)用毫安表测电阻可以用如图甲所示的电路测量电阻,a、b为接线柱。已知电源电压恒为U,毫安表量程为Ig、内阻为Rg。
(1)用导线将a、b直接连起来,移动滑动变阻器R1的滑片P,使毫安表指针正好偏转到满刻度Ig,Ig处就可以标为“0欧”,此时变阻器接入电路中的阻值R1= ﹣Rg 。
(2)保持变阻器R1接入电路中阻值不变,在a、b间接入被测电阻Rx,毫安表的读数Ⅰ与Rx的关系式为I= Ig 。
(3)若U=1.5V,Ig=10mA,图乙毫安表的表盘上已经标出了0Ω的位置,请标出150Ω、1100Ω的位置。
【思路分析】(1)由已知条件,根据电阻的串联和欧姆定律,求此时变阻器接入电路中的阻值;
(2)由电阻的串联求总电阻,由欧姆定律得出毫安表的读数Ⅰ与Rx的关系式;
(3)分别将150Ω、1100Ω代入Ⅰ与Rx的关系式,根据毫安表分度值为0.2mA,据此分别标出5mA和1.2mA指针的位置。
【解题过程】解:
(1)用导线将a、b直接连起来,移动滑动变阳器R1的滑片P,使毫安表指针正好偏转到满刻度Ig,Ig处就可以标为“0欧”,此时R1与Rg串联,
根据电阻的串联和欧姆定律可得,此时变阻器接入电路中的阻值:
R1=﹣Rg;
(2)保持变阻器R1接入电路中阻值不变,在a、b间接入被测电阻Rx,此时R1、Rg、Rx串联,
则此时的总电阻:
R=Rx+R1+Rg=Rx+﹣Rg+Rg=Rx+﹣,
由欧姆定律可得,毫安表的读数Ⅰ与Rx的关系式为:
I===Ig﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①,
(3)若U=1.5V,Ig=10mA=0.01A,分别将150Ω、1100Ω代入①得,对应的电流分别为:
I1=×0.01A=0.005A=5mA;
I2=×0.01A=1.2×10﹣3A=1.2mA;
乙图中,毫安表分度值为0.2mA,据此在5mA和1.2mA的位置标出标出150Ω、1100Ω,如下所示:
答:(1)﹣Rg;(2)Ig;(3)如上所示。
4. (2018山东泰安,25,11) 某物理兴趣小组设计了一个压力报警装置,工作原理如图所示。ABO为一水平杠杆,OA长120cm,O为支点,AB:OB=5:1;已知报警器R0的阻值恒为10Ω,压力传感器R固定放置,R的阻值随所受压力F变化的关系如表所示。闭合开关S,水平踏板空载时,电压表的示数为2V;当水平踏板所受压力增大,电压表示数达到5V时,报警器R0开始发出报警信号。踏板、压杆和杠杆的质量均忽略不计。求:
F/N
0
5
10
15
20
25
30
…
R/Ω
45
34
24
18
14
12
10
…
(1)电源电压为多少?
(2)当报警器开始报警时,踏板设定的最大压力值为多少?
(3)若电源电压变为14V,为保证报警器仍在踏板原设定的最大压力值时报警,应在杠杆上水平调节踏板触点B的位置。试计算说明触点B应向哪个方向移动多少厘米?
【思路分析】(1)由图乙可知当踏板空载时,压力传感器的电阻为45Ω,闭合开关时,压力传感器和报警器串联,根据欧姆定律求出电流,再求出电源电压;
(2)电压表示数达到5V时,报警器R0开始发出报警信号,根据欧姆定律求出电流,再求出压力传感器两端的电压,根据欧姆定律求出压力传感器的阻值,从图象中找出压力值,再根据杠杆平衡条件求出踏板设定的最大压力值;
(3)电源电压升高时,R0两端分得的电压增大,为保证报警器仍在踏板原设定的最大压力值时报警,应减小R0两端的电压,根据杠杆的平衡条件判断踏板触点移动的方向。
若电源电压变为14V,为保证报警器仍在踏板原设定的最大压力值时报警,电路中的电流仍变为0.5A,根据欧姆定律算出R的电电阻,从表格中判断出压力F,再根据杠杆平衡条件求出OB的长度,判断出移动的距离。
【解题过程】解:
(1)闭合开关时,压力传感器R和R报警器R0串联,电压表测报警器R0两端的电压,
由表格数据可知,当踏板空载时(F=0N),压力传感器的电阻为R=45Ω,已知R0=10Ω,电压表的示数为2V,
此时电路中的电流:I===0.2A,
电源电压为:U=I(R+R0)=0.2A×(10Ω+45Ω)=11V;
(2)报警器R0开始发出报警信号时,其电压为U0′=5V,
此时电路中的电流:I′===0.5A,
传感器两端的电压:U传=U﹣U0′=11V﹣5V=6V,
此时传感器的阻值:R′===12Ω,
由图象可知,当传感器的阻值为12Ω时,对应的压力F压=25N,
由题知,ABO为一水平杠杆,O为支点,AB:OB=5:1,则OB=OA=×120cm=20cm,
根据杠杆平衡条件可得:F压×OA=F踏×OB,即25N×6=F踏×1,
解得F踏=150N,即踏板设定的最大压力值为150N;
(3)若电源电压增大变为14V时,R0两端分得的电压增大,根据串联电路的分压特点可知,应增大压敏电阻分担的电压,保证R0两端分得的电压不变,此时就应该增大压敏电阻的阻值;
因压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小,所以应该减小压杆对传感器的压力,由杠杆平衡条件F压×OA=F踏×OB可知,OA不变,F踏不变,所以F压和OB成正比,要减小压杆对传感器的压力,应减小OB,即把踏板触点B向左移动。
若电源电压变为14V,为保证报警器仍在踏板原设定的最大压力值时报警(即电压表示数仍然为5V),电路中的电流仍为0.5A;
报警时压力传感器的电阻:R″===18Ω;
由图象可知,当传感器的阻值为18Ω时,对应的压力为F压′=15N,
根据杠杆平衡条件可得:F踏×OB′=F压′×OA,即150N×OB′=15N×1.2m,
解得OB′=0.12m=12cm;
移动的距离:s=OB﹣OB′=20cm﹣12cm=8cm,
故触点B应该向左移动8cm。
答:(1)电源电压为11V;
(2)当报警器开始报警时,踏板设定的最大压力值为150N;
(3)若电源电压变为14V,为保证报警器仍在踏板原设定的最大压力值时报警,应在杠杆上水平调节踏板触点B的位置,触点B应该向左移动8cm。
5. (2018天津,23,6) 甲、乙两地相距40km,在甲、乙两地之间沿直线架设了两条输电线,已知每条输电线每千米的电阻为0.2Ω.现输电线在某处发生了短路,为确定短路位置,枪修员进行了如下操作:在甲地利用电源(电压恒为6v)、定值电阻Ro(阻值为20Ω)、电压表(量程为0~3V)以及开关等与输电线组成了一个检测电路(如图所示,电压表未画出):闭合开关后,电压表示数为2V;解答如下问题:
(1)根据题意判定电压表的连接位置,将它接入检测电路;
(2)计算出短路位置离甲地的距离。
【思路分析】知道电表的示数,根据欧姆定律求出导线的总电阻,又知道每千米导线的电阻值,可求导线的长度,然后除以2即可求出短路位置离甲地的距离。
【解题过程】解:
(1)由题知,输电线在某处发生了短路,为确定短路位置,在甲地利用图中的检测电路进行检测;甲地是电源所在位置,电阻R0与导线电阻R线串联;要确定短路位置,需要测出甲地到短路位置两输电线串联的总电阻,电压表应测导线的总电压,所以电压表应接在甲地两点之间,如下图:
;
(2)由题知,闭合开关后,电压表示数为2V,即U线=2V,
由串联电路的电压特点可得,电阻R0两端的电压:U0=U﹣U线=6V﹣2V=4V,
因串联电路的电流处处相等,
则电路中的电流:
I===0.2A,
由I=可得,甲地到短路位置两输电线的总电阻:
R线===10Ω,
根据题意可得,甲地到短路位置两输电线的总长度:L==50km,
因两条输电线是并排架设的,
所以短路位置离甲地的距离:s=L=×50km=25km。
故答案为:甲地;25。
6.(2018湖南娄底,22,8)如图甲是测量高于湖水警戒水位装置的原理图。长方体形绝缘容器A内部左右两面插有竖直薄金属板并与电路连接,底部有一小孔与湖水相通,且容器底面与警戒水位相平。已知电源电压恒为5V,小灯泡标有“2V、2W”字样(灯丝电阻不变)。两金属板间的湖水电阻R与x的关系如图乙所示(x为容器内水柱高度h的倒数,即x=)。求:
(1)小灯泡的电阻。
(2)湖水水位高于警戒水位多少米时,灯泡正常工作。
(3)将电流表改为水位计,水位计的刻度是否均匀,说明理由。
【思路分析】(1)知道灯泡的额定电压和额定功率,根据P=UI=求出小灯泡的电阻;
(2)灯泡正常工作时两端电压为2V,根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出电路中的电流,根据串联电路的电压特点求出湖水电阻两端的电压,再根据欧姆定律求出湖水的电阻,利用图象找到对应的x求出湖水水位高于警戒线的高度;
(3)根据电阻的串联和欧姆定律得出I与h的关系式,分析关系式中I与h的关系判断将电流表改为水位计时刻度是否均匀。
【解题过程】解:(1)由P=UI=可得,小灯泡的电阻:
RL===2Ω;
(2)因串联电路中各处的电流相等,且灯泡正常发光,
所以,电路中的电流:
I=IL===1A,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,湖水电阻两端的电压:
UR=U﹣UL=5V﹣2V=3V,
则湖水的电阻:
R===3Ω,
由图象可知,R与x成正比例函数,设为R=kx,
把R=4Ω、x=0.2m﹣1代入可得:k=20Ω•m,
则R=20Ω•m×x,
当R=3Ω时,3Ω=20Ω•m×x,
解得:x=,即湖水水位高于警戒水位m米时,灯泡正常工作。
(3)R与x的关系式:
R=20Ω•m×x=,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,I与h的关系式:
I===,
由表达式可知,将电流表改为水位计时,I与h不成比例,电流表的示数变化不均匀,即水位计的刻度不均匀。
答:(1)小灯泡的电阻为6Ω;
(2)湖水水位高于警戒水位m时,灯泡正常工作;
(3)将电流表改为水位计,水位计的刻度是不均匀的,原因:R与x的关系式为20Ω•m×x,I与h的关系式为I=,由I与h不成正比可知将电流表改为水位计后,水位计的刻度是不均匀。
7. (2018呼和浩特,题号,分值)传感器可以把力学物理量转化成电学信号,然后通过相互之间的函数关系,直接表现力的大小。测量压力大小的压力传感器,工作原理如图所示 ,其中M、N均为绝缘材料。MN间有可收缩的导线(电阻大小不计),弹簧上端和滑动变阻器R2的滑片P固定在一起,电源电压恒为12V,已知压力F的大小与R2阻值大小成正比例关系。闭合开关S,压力F0=0时,滑片P在最上端;压力F1=1N时,电流表示数为1A,电压表示数为3V,当滑片P滑至最下端时,电压表的示数为7.5V,求:
(1)定值电阻R1的大小,压力F1与R2阻值之比K1;
(2)当滑片P滑至最下端时,压力F2的大小;
(3)压力F的大小与电压表示示数之间函数关系表达式。
【思路分析】本题考查欧姆定律的应用。(1)由电路图可知:定值电阻R1和滑动变阻器R2串联,电压表测量R2两端的电压,压力F1=1N时,电流表示数为1A,电压表示数为3V,根据欧姆定律可求出R1 、R2的电阻,进而求出压力F1与R2阻值之比K1;(2)当滑片P滑至最下端时,滑动变阻器R2移动到最大阻值处,此时电压表的示数为7.5V,根据欧姆定律可求出通过定值电阻R1的电流,进而求出滑动变阻器R2的最大阻值,求出压力F2的大小;(3)根据欧姆定律可写出滑动变阻器R2的阻值与电压的关系,从而求出压力F的大小与电压表示示数之间函数关系表达式。
【解题过程】(1)由电路图可知:定值电阻R1和滑动变阻器R2串联,电压表测量R2两端的电压,据欧姆定律得:
R1===9Ω
R2===3Ω
当F1=1N时,R2阻值为3Ω,故
K1===N/Ω=0.33N/Ω
(2)当滑片P滑至最下端时,据欧姆定律得:
I1===0.5A
R2大===15Ω
F=KR2大=N/Ω×15Ω=5N
(3)压力F的大小与电压表示示数之间函数关系表达式为:
F=KR2/=N/Ω×=N/Ω×=N
答:(1)定值电阻R1的大小为9Ω,压力F1与R2阻值之比K1为0.33N/Ω;(2)当滑片P滑至最下端时,压力F2的大小为5N;(3)压力F的大小与电压表示示数之间函数关系表达式为N
8. (2018年山东省潍坊市,26,9分)
某科技活动小组设计了如图所示的电路,电源电压不变,当S1闭合,S2断开,变阻器R2的滑片P滑到a端时,电流表的示数为0.8A,定值电阻R1消耗的功率为6.4W;变阻器R2的滑片P滑到b端时,电流表的示数变为0.2A;当S1和S2都闭合,变阻器R2的滑片P滑到某点时,电流表的示数为0.6A,小灯泡L消耗的功率为0.9W.求:
(1) 电源电压;
(2) 变阻器R2的最大阻值;
(3) 小灯泡两端电压及此时变阻器R2连入电路的阻值.
【思路分析】(1)根据开关的通断情况判断出电路的连接情况,结合题意计算出电源电压;
(2)根据电源电压和电路中的电流计算出电阻R1的阻值,再根据开关的通断情况判断出电路的连接情况,计算出电路的总电阻,结合题意计算出变阻器的最大阻值;
(3)设出小灯泡两端的电压,根据题意列出方程,结合题意中的数据计算出电压,根据串联电路电压的特点计算出变阻器R2两端的电压,计算出变阻器R2连入电路的电阻。
【解题过程】
解:(1)当S1闭合、S2断开,变阻器R2的滑片P滑到a端时,只有电阻R1连入电路,
电源电压:;
(2)由题意可知,电阻R1的阻值为:,
当S1闭合、S2断开,变阻器R2的滑片P滑到b端时,R1 与R2串联,
则电路的总电阻为:,
变阻器R2的最大阻值为:;
(3)设小灯泡两端的电压为U,根据题意列方程得:,,
解得:U=3V,
则变阻器R2两端的电压为:,
变阻器连入电路的电阻为:。
四、实验探究题
1. (2018广东省,题号18,分值7)在“探究电流跟电压关系”的实验中:
(1)如题18-1图所示,甲为_____,乙为_____.(选填“电流表”或“电压表”)
(2)用笔画线代替导线将题18-2图中电路连接完整,要求实验过程中滑动变阻器的滑片从右向左移动.(导线不能交叉)
(3)在实验操作过程中保持______不变,闭合开关时,调节滑动变阻器的滑片P做了三组实验数据,如题18-3图表所示,请根据该图表中数据在题18-4图中进行描点连线.
(4)对实验数据进行分析,归纳出结论是____________________________.
【答案】(1)电流表;电压表;(2)如图所示:
(3)电阻R;如图所示:
(4)电阻不变时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
【解析】(1)电流表要串联在电路中,电压表要并联在定值电阻两端,由图可知,甲为电流表,乙为电压表;(2)电压表要并联在R两端,要使滑片从右向左移动,即向左移动时电阻减小,则应接A接线柱,如图所示;(3)在探究电流与电压的关系时,要采用控制变量法,保持电阻R不变;根据表格数据描点作图,可得图像如答案图所示;(4)实验结论是:电阻不变时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
2. (2018安顺市,16,6分)
【答案】(1)见答图;(2)A;(3)控制定值电阻两端电压一定;左;电压表;(4)导体两端电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比
【解析】(1)由电路图可知,定值电阻和滑动变阻器串联,电流表测串联电路的电流,电压表测定值电阻两端电压,实物图中,将定值电阻的右接线柱与滑动变阻器金属杆的左接线柱相连,电压表的“﹣”接线柱与定值电阻的右接线柱相连,实物连接图如图所示:
;
(2)若电阻断路,电流表无示数,电压表有示数且始终接近电源电压,故A正确;若电流表坏了,电压表无示数,故B不正确;若滑动变阻器短路,电压表示数接近电源电压,电流表有示数,故C不正确;若电阻短路,电压表无示数,故D不正确;
(3)滑动变阻器在电路中的作用,除了起保护电路的作用外,还起控制定值电阻两端电压一定的作用;实验中,当把5Ω放入电阻换成10Ω电阻时,定值电阻两端电压增大,要保持电阻不变,需将滑动变阻器滑片向阻值增大的方向移动,增大滑动变阻器两端的电压,从而保持定值电阻两端电压不变,所以滑动变阻器滑片向左滑动,同时要观察电压表才能达到实验目的;
(4)由丙图可知,导体两端电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比.
3. (2018河南省,题号19,分值8)小芳利用图13所示的电路测量未知电阻Rx的阻值,阻值大约为5Ω。
(1) 请你根据电路图,用笔画线代替导线,在图14中完成实验电路的连接。
(2) 闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片置于 端(选填“A”或“B”)。
(3) 闭合开关,发现电压表和电流表均无示数。小芳利用另一只完好的电压表进行检测,把电压表分别接在a、b之间和b、c之间,电压表均有示数;接在a、c之间,电压表无示数。如果电路连接完好,只有一个元件有故障,该故障是 。
(4) 排除故障后,调节滑动变阻器,记录多组数据。画出了待测电阻Rx的I-U图像,如图15所示。由图像可得Rx= Ω。
(5) 小芳又设计了一种方案,也测出了Rx的阻值。电路如图16所示,R0为阻值已知的定值电阻,电源电压未知且恒定不变。测量步骤如下:
① 当开关 时,电流表读书为I1;
② 当开关S1、S2都闭合时,电流表读书为I2;
③ 待测电阻Rx= 。(用已知和测出的物理量符号表示)
【答案】(1)如图3;
(2)B:(3)滑动变阻器断路;(4)4
(5)S1闭合,S2断开;。
【解析】:(1)电压表与待测电阻并联,电流表与待测电阻串联,如上图
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片置于最大阻值处,故在B端
(3)闭合开关后,电路连接完好,电压表和电流表均无示数,只有一个原件有故障,故电路出现
断路.用完好电压表检测,将电压表分别接在a、b之间和b、c之间,电压表均有示数,接在a、c之间,电压表无示数,故可判断是滑动变阻器断路
(4)当待测电阻两端电压为2V时,电流为0.5A,根据欧姆定律R=U/I可知,电阻为4Ω;
(5)当开关S1闭合,S2断开时,电源电压U=I1(Ro+Rx),当开关S1、S2都闭合时,电源电压为:U=I2R0;
4. (2018年黑龙江省齐齐哈尔市,26,10分)
【思路分析】
(1) 根据电路图结合滑动变阻器和电压表的正确的连接方法,连接好实物图即可;
(2) 根据连接电路时对开关和滑动变阻器的要求以及滑动变阻器在电路中的作用,结合题意来分析解答;
(3) 根据电路中出现的现象,结合题意分析出故障的原因;
(4) 根据图丙的图像和控制变量法的相关知识,结合题意分析出实验结论;
(5) ①根据串联电路的电压关系,分析出换了电阻后电压表的示数变化情况,进而分析出滑片移动的方向,以及电压表的示数即可;
②根据串联电路的分压的特点分析出电压表不能达到所控制的电压值的原因,再结合题意判断出选用的滑动变阻器的规格.
【解题过程】
(1) 由电路图可知,电压表并联在定值电阻两端,滑动变阻器连接时应遵守一上一下的原则,连接好的实物图如下图所示:
;
(2) 在连接电路时,开关应该断开,滑动变阻器的滑片应移到阻值最大处,应位于A端,滑动变阻器在电路中的作用通过改变连入电路的阻值,改变定值电阻两端的电压;
(3) 电流表无示数,说明电路是断路或电压表串联在电路中了,电压表有示数说明整个电路不是断路,所以只能是定值电阻断路了,故选D;
(4) 由图丙可知,图像是一反比例图象,所以可以得出结论为:当电压一定时,通过导体的电流与它的电阻成反比(或当电压一定时,电阻越大,电流越小);,
(5) ①由图丙可知,此实验中控制定值电阻两端的电压为:,当把的电阻换为电阻后,电压表两端的电压增大,由串联电路的电压的特点可知,此时应增大滑动变阻器两端的电压,即增大滑动变阻器连入电路的电阻,所以滑片应向A端移动,直到电压表的示数为2V时,读出电流表的示数;
②把的电阻接入电路后,闭合开关,无论怎样移动滑片,电压表的示数都不能达到2V,是由于滑动变阻器的最大阻值太小的原因;
当定值电阻两端的电压为2V时,电路中的电流为:,此时滑动变阻器两端的电压为:,滑动变阻器的最大阻值为:,故选A.
故答案为:(1);
(2)断开;A;改变定值电阻两端的电压;
(3)D;
(4)当电压一定时,通过导体的电流与它的电阻成反比(或当电压一定时,电阻越大,电流越小);
(5)①A;2;②滑动变阻器的最大阻值过小;A.
5. (2018年黑龙江省齐齐哈尔市,28,5分)
【思路分析】
【解题过程】
故答案为:(1)B;
(2)偏小;
(3)由(或)可知,测得的电压值是准确的,电流值偏大,所在电阻值偏小。
6.(2018湖北省荆州市,题号33,分值3)小金在实验室做测量电阻实验时,设计了如图所示的电路,用来测量接入1、2两点间导体的电阻,已知电源电压为6V.
(1) 用导线直接连接1、2两点,电流表示数刚好达到最大测量值,则电阻R为 Ω.
(2)把待测电阻Rx接入1、2两点之间,此时电流表读数为0.2A,则Rx的阻值是________Ω.
(3)小金实验时,发现电流表损坏,于是找来另外一块表盘模糊不清但其他均完好的电流表做实验. 在实验过程中,先将电阻R1接在1、2两点之间,再将R2=30Ω并联在R1两端,前后两次电流表指针偏转角度之比为20:21,则
R1= Ω.
【答案】(1)10 (2)20 (3)5
【解析】(1)用导线直接连接1、2两点,则电路中只接有R一个电阻,其两端电压为电源电压,电流为0.6A,所以R=U/I=6V/0.6A=10Ω;
(2)把Rx接入电路,则电路中的总电阻;所以Rx=20Ω;
(3)把R2并联在R1两端,假设其等效电阻为R0,则,解得R根据欧姆定律及题意可知,,联立以上两个方程可以解得,R1=5Ω。
7. (2018湖南省衡阳市,题号27,分值6)某实验小组的同学用图甲所示的器材测量小灯泡的电阻,已知待测小灯泡额定电压为
3.8V,小灯泡的额定功率估计在1.0W左右右
(1)连接电流表时应选用的量程是_________(选填“0~0.6A"或“0~3A”)
(2)做出相应的电路图在图丙的虚线框内.
(3)连接好电路后,调节滑动变阻器,使电流表、电压表的指针如图乙所示,求出此时小灯泡的阻值为________Ω
【答案】(1)0~0.6A;(2)
(3)17.5。
【解析】(1)小灯泡正常发光时电流约为,所以电流表选用0~0.6A量程;
(2)实验使用伏安法,即电压表并联在小灯泡两端,电流表与小灯泡串联接入电路,电流表使用一上一下接法,所以电路图为:
(3)由图可知, ,,小灯泡的阻值。
8. (2018江苏省扬州市,题号28,分值6)
【答案】(1)A (2)没有将滑动变阻器的滑片移动到使电路中电阻最大的位置 (3)C (4)1.1 左 (5)0.625
【解析】(1)当灯正常发光时,电路中的电流约为I=0.25A,滑动变阻器两端的电压约为U滑=U-UL=6V-2.5V=3.5V,变阻器连入的电阻为R=U滑/I=3.5V/0.25A=14Ω>10Ω,所以滑动变阻器应选A:“50Ω 2A”;(2)没有将滑动变阻器的滑片移动到使电路中电阻最大的位置,使得灯两端的电压过大、实际电功率过大,使灯的亮度比正常工作时亮;(3)小灯泡不发光,电压表、电流表正常偏转,说明电路不存在断路与短路,电路正常,偏角较小,说明电路电阻太大,电路中的电流太小,小灯泡的实际功率太小,故选C;(4)根据图乙可知,电压表的量程为0~3V,分度值为0.1V,示数为1.1V;要测量灯泡的额定功率,需使电压表的示数为2.5V,因此需减小滑动变阻器两端电压,即减小滑动变阻器接入电路的阻值,故将滑片向左移动;(5)小灯泡正常发光时,电流表的示数是0.25A,则小灯泡的额定功率为:P=UI=2.5V×0.25A=0.625W。
9.(2018辽宁省抚顺,第32题,12分)
【答案】(1)如图所示 (2)滑动变阻器短路 (3)0.4 (4)右 2 (5)5 正比 (6)①上 ② ③ ④
【解析】(1)图甲中,将电流表与定值电阻并联,是错误的,应串联,如答案图所示;(2)电压表有示数,说明电路是通路;电压表示数接近于电源电压,说明滑动变阻器两端的电压为零,则故障原因是滑动变阻器短路;(3)由图乙可知,电流表使用小量程,示数为0.4A;(4)将5Ω电阻接入电路,电流表示数为0.4A,则定值电阻两端的电压U=IR=0.4A×5Ω=2V;在探究电流与电阻的关系时,要采用控制变量法,保持定值电阻两端的电压不变,换用10Ω的电阻后,阻值增大,为保持电压为2V不变,应减小电路中的电流,增大滑动变阻器接入电路的阻值,故应将滑片向右滑动;(5)本实验中,电流表使用0—0.6A的量程,电压表使用0—3V的量程,则当接入5Ω电阻,当电压表达到最大示数3V时,电流表的示数为,也达到最大示数;此时滑动变阻器两端的最大电压为6V,则电源电压的最大值为9V;当换用15Ω的电阻进行实验时,若电压表示数达到最大值3V,则滑动变阻器两端的最大电压为2V,此时电源电压的最大值为5V,所以选取电源电压的最大值不能超过5V; (6)①闭合开关S、S1,断开S2,将R1的滑片滑到最右端,此时电路中只有滑动变阻器R2,应将R2的滑片滑到最上端,此时电压表的示数U即电源电压;②闭合开关S、S2,断开S1,将R1的滑片滑到最右端,此时R1=0,L与R2串联;要使小灯泡正常发光,必须使它两端的电压为其额定电压,则应调节R2的滑片,使电压表的示数为,则小灯泡两端的电压为,小灯泡正常发光; ③同时闭合三个开关,保持R2的滑片不动,此时L被短路,两滑动变阻器串联;保持R2的滑片不动,调节R1的滑片,使电压表的示数仍为,此时R1接入电路的阻值就等于小灯泡正常发光时的电阻RL;④再保持R1的滑片不动,将R2的滑片滑到最上端,则R2接入电路的阻值为其最大阻值R0;此时电压表的示数为U1,则,可得。
10. (2018山东聊城,23,6) 在“探究电流与电压的关系”的实验中,
(1)请在方框中画出能够改变定值电阻的电压、并可以同时测量电压和电流的电路图
(2)通过实验记录电流表、电压表的示数如下表所示
R=10Ω
实验序号
1
2
3
4
5
6
电压U/V
2.0
2.2
2.4
2.6
2.8
3.0
电流I/A
0.20
0.22
0.24
0.26
1.40
0.30
对表中数据进行分析,你认为错误的数据是实验序号 ,排除错误数据,可归纳得出的结论是 。
(3)如果想用此电路继续探究“电流与电阻的关系”,每次更换电阻后,可以通过调节 ,使电阻两端的电压不变。实验得出的结论是 。
【思路分析】(1)实验中为了探究规律,需要多次测量定值电阻两端的电压,因此需要滑动变阻器,多测几组电压和电流值,需要用电流表和电压表测量电流与电压,据此画出电路图;
(2)根据数据表中电流与电压的关系可分析出错误数据,并得出结论。
(3)探究通过导体的电流与电阻的关系实验,根据控制变量法可知应通过移动滑动变阻器控制电压不变,从而得出结论。
【解题过程】解:(1)实验中要能够改变定值电阻的电压需要用滑动变阻器测量电压用电压表,测量电流用电流表,电路如图:
(2)根据数据分析可知,随着电压的增大电流在增大,并且电压与电流的比值为=﹣﹣﹣=10,所以第5次实验中的电流数应当是错误的,应该为0.28A,并且可以看出在电阻一定时,电流与电压成正比;
(3)要探究“电流与电阻的关系”,每次更换电阻后,需要通过调节滑动变阻器,使电阻两端的电压不变。可以得出结论:在导体两端电压一定时,电流与电阻成反比。
故答案为:(1)见上图;(2)5;在电阻一定时,电流与电压成正比;(3)滑动变阻器;在导体两端电压一定时,电流与电阻成反比。
11. (2018山东临沂,33,6)在“探究电流与电压的关系”实验中:
(1)请用笔画线代替导线,将甲图中电路连接完整,要求滑片P向B端滑动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大(连线时导线不允许交叉);
(2)正确连接好电路后,闭合开关发现电压表示数为2.8V,电流表无示数,滑动滑片P两表示数均无变化,则故障原因是 ;
(3)小明排除故障后,移动滑片P到某一位置时电流表示数如乙图所示,此时通过电阻的电流
为 A.若要增大电阻两端的电压,应将滑片P向 (选填“A”或“B”)端移动;
(4)实验中测得多组数据,绘制出电阻R的I﹣U图象如图丙所示:由图象可得电流与电压的关系是 ;本实验所用电阻的阻值为 Ω。
【思路分析】(1)滑动变阻器一上一下接且滑片P向B端滑动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大,接左下接线柱;
(2)若电流表示数为0,说明电路可能断路;电压表示数为电源电压,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的支路以外的电路是完好的,则与电压表并联的电阻断路了;
(3)由图示电流表确定其量程与分度值,然后读出其示数;根据分压原理,判断电压的变化,再确定滑滑片移动的方向。
(4)根据实验所得数据,绘制出如图丙所示的U﹣I图象,根据图象可得出“电流与电压关系”的结论;
根据R=算出电阻。
【解题过程】解:(1)滑片P向B端滑动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大即远离下接线柱,故接左下接线柱,如下图所示:
(2)闭合开关后,发现电流表无示数,说明电路可能断路;电压表示数为2.8V,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的支路以外的电路是完好的,则与电压表并联的电阻断路了,此时电压表串联在电路中测电源电压;
(3)图中电流表的量程为0﹣0.6A,分度值为0.02A,示数为0.12A;根据串联电路的分压作用,若要增大电阻两端的电压,应将最大滑动变阻器的电阻,滑片P向B端移动;
(4)据图象可得出“电流与电压关系”的结论是:电阻一定时,导体中的电流与其两端的电压成正比。
由图象知,当电压为0.5V是电流为0.1A,
则定值电阻的阻值为:R===5Ω。
故答案为:(1)见上图;(2)电阻断路;(3)0.12;B;(4)电阻一定时,导体中的电流与其两端的电压成正比;5。
12. (2018山东青岛,25,5) 实验探究:探究电流与电压和电阻的关系
装置
①如图甲,实验电路中接错了一根导线,在接错的导线上打“×”,再画线把它
改到正确的位置上。
数据
图象
结论
①利用改后的正确电路探究电流与电压的关系,测得数据如下表:
R=10Ω
次数
1
2
3
4
电压U/V
1.2
1.6
2.0
2.4
电流I/A
0.12
0.16
0.20
0.24
②如图乙,在电流表表盘上,画出所选的接线柱和第4次实验屮指针的位置。
③根据表屮数据,在图丙中描点并画出R的﹣U/图象。
④在电阻一定时, 成正比。
过程
⑤要探究电流与电阻的关系,只将第4次实验电路中的定值电阻由10Ω换成15Ω,闭合开关,电压表示数比第4次实验的电压表示数 (填“大”或“小”),
要保持电压表的示数仍为2.4V,应将滑动变阻器的滑片P向 移动。
【思路分析】①原电路中,电流表与电阻并联的,电压表串联在电路中是错误的,电流表与R串联,电压表与R并联;
②第4次实验电流为0.24A,根据电流表小量程分度值为0.02A,画出指针的位置;
③根据描点法作图;
④分析表中数据得出结论;
⑤根据控制变量法,研究电流与电阻的关系时,需控制定值电阻的电压相同,当换上大电阻时,根据分压原理确定电压表示数的变化,由串联电路电压的规律结合分压原理确定滑片移动的方向。
【解题过程】解:①原电路中,电流表与电阻并联的,电压表串联在电路中是错误的,电流表与R串联,电压表与R并联,如图1左所示:
②第4次实验电流为0.24A,根据电流表小量程分度值为0.02A,画出指针的位置,如图1右所示:
③根据描点法作图,如图2所示:
④由表中数据,电压是原来的几倍,通过的电流是原来的几倍,即在电阻一定时,电流与电压成正比。
⑤根据串联分压原理可知,将定值电阻R1由5Ω改接成10Ω的电阻,电阻增大,其分得的电压增大;
探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,应保持电阻两端的电压不变,根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压,由分压原理,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向右端移动,使电压表的示数为2V。
要探究电流与电阻的关系,只将第4次实验电路中的定值电阻由10Ω换成15Ω,闭合开关,根据分压原理,电压表示数比第4次实验的电压表示数大;
要保持电压表的示数仍为24V,应将滑动变阻器的滑片P向 A移动。
故答案为:①如图1左所示;②如图1右所示;③如图2;④电流与电压;⑤大;A。
13. (2018江苏省扬州市,题号24,分值6)
【答案】(1)电阻一定时,电流与电压成正比 5Ω (2)没有控制定值电阻两端的电压不变 (3)15V
【解析】(1)分析表1中的数据可以看出,导体中的电流随电压的增大而增大,并且成倍数的增大,故得出的结论是:电阻一定时,电流与电压成正比;电阻大小:R1=U/I=1.0V/0.2A=5Ω;(2)由表2可知,当R1=3Ω时,I=0.5A,则定值电阻两端的电压U1=IR1=0.5A×3Ω=1.5V;当R1′=6Ω时,I′=0.33A,则定值电阻两端的电压U1′=I′R1′=0.33A×6Ω=1.98V;显然定值电阻两端的电压发生了变化,而本实验需要控制定值电阻两端的电压不变,故实验中存在的问题是没有控制定值电阻两端的电压不变;(3)由表二第1、3次实验数据,根据电阻的串联和欧姆定律,由变阻器连入电路中的电阻不变列方程:U/I21-R1=U/I23-R3,即U/0.5A-3Ω=U/0.25A-9Ω,故电源电压:U=3V。
14. (2018山东泰安,23,10) 某物理兴趣小组利用图甲所示实验电路图同时测量电源电压U0的大小和电阻Rx的阻值,电源电压U0约为2V~3V,Rx的阻值约为6Ω~7Ω.实验室提供如下器材:导线若干、开关、电流表(量程0~0.6A,0~3A)、电压表(量程0~3V,0~15V)、滑动变阻器R(最大阻值为30Ω)。请你思考完成下列问题:
(1)按照图甲用笔画线代替导线,连接好图乙中的实物图。
(2)用物理量U0、Rx、电流表的示数I写出表示电压表示数U大小的关系式:U= 。
(3)①正确连接电路后,闭合开关前应使滑动变阻器连入电路的阻值为 (选填“最大”或“零”);
②移动滑动变阻器的滑片,读出4组电流表和电压表示数,分别以电流表的示数I和电压表的示数U为横坐标和纵坐标,在坐标纸上描点,把这4个点连接起来大致为一条直线(并虚线延长到纵轴),如图丙所示。从图丙中信息可求得:电源电压U0= V,电阻Rx= Ω。
【思路分析】(1)根据电路图连接实物图就要注意一一对应,同时注意滑动变阻器接法是一上一下、电压表和被测电阻并联并注意正负接线柱的接法。
(2)根据串联电路的电压特点和欧姆定律可求电流表的示数I写出表示电压表示数U大小的关系式;
(3)①为了保护电路,闭合开关前应使滑动变阻器连入电路的阻值为最大值;
②从图丙中选两个点,根据欧姆定律列出方程可解。
【解题过程】解:(1)连接实物图时,需要注意和电路图一一对应,另外是电压表和电流表的连接一定要注意正负接线柱,如下图所示:
(2)已知电源电压U0,电阻Rx和滑动变阻器串联,电路中电流为I,
电压表测量滑动变阻器的电压,由串联电路的电压特点和欧姆定律;
电压表的示数:U=U0﹣Ux=U0﹣IRx;
(3)①为了保护电路,闭合开关前应使滑动变阻器连入电路的阻值为最大值;
②电阻Rx和滑动变阻器串联,根据欧姆定律可得,
U0=U+IRx; U0=2.4V+0.1A×Rx;Ⅰ
U0=1.8V+0.2A×Rx;Ⅱ
由Ⅰ、Ⅱ可得,U0=3V;Rx=6Ω。
故答案为:(1)如上图;(2)U0﹣IRx; (3)①最大; ②3; 6。
15. (2018天津,21,6) 在探究电阻一定时电流与电压关系的实验中:
(1)请根据图甲所示的电路图,用笔画出导线完成图乙的电路连接:
(2)实验过程中得到的部分数据如下表所示。第3次测时,电流表的示数如图丙所示,请将该数据填入表格中
实验序号
1
2
3
…
电压U/V
0.8
1.6
2.4
…
电流I/A
0.16
0.32
…
(3)在图丁中的坐标轴上标出适当的标度,把上表中的数据在坐标系中描点并连线。
【思路分析】(1)根据电源电压为3V确定电压表选用小量程与电阻并联,由图丙知电流表选用小量程与R串联,将变阻器滑片以左电阻丝连入电路中与电阻串联;
(2)根据电流表选用小量程确定分度值为读数;
(3)根据描点法作图。
【解题过程】解:(1)电源电压为3V,故电压表选用小量程与电阻并联,由图丙知,电流表选用小量程与R串联,将变阻器滑片以左电阻丝连入电路中与电阻串联,如下左所示:
(2)第3次测时,电流表的示数如图丙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,示数为0.48A;
(3)横坐标小格表0.4V,纵坐标每小格表示0.08A,根据表中数据在图中找出对应的点,连线,如上右图所示。
故答案为:(1)如上左;(2)0.48;(3)如图所示。
16.(2018浙江杭州,10,6)下表是小金探究小灯泡L的电流与电压关系时所记录的实验数据。
实验序号
1
2
3
4
5
6
电压(V)
0
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
电流(A)
0
0.19
0.23
0.27
0.30
0.32
(1)在如图的坐标系中画出通过小灯泡电流随它两端电压变化的图象。
(2)已知该小灯泡的额定功率为0.75瓦,现有电压为6伏的电源,若要使小灯泡正常工作,请设计电路图,并说明使小灯泡L正常工作时的操作方法:
(现有器材:“20Ω,1A”的滑动变阻器、电压表、开关各一只,导线若干)。
【思路分析】本题主要考查描点法作图及设计电路图,并说明使小灯泡L正常工作时的操作方法,关键是知道串联分压。(1)根据描点法可以作出通过小灯泡电流随它两端电压变化的图象;
(2)由图可知小灯泡正常发光时,额定电压为 2.5 伏,根据串联分压分析解答。
【解题过程】解:(1)由表格中的数据,描点可得:
;
(2)电压为6伏的电源,若要使小灯泡正常工作,由图可知,U=2.5V时,I=0.3A,P=UI=2.5V×0.3A=0.75W,故串联一个滑动变阻器分压,电路图如下图:
,
操作方法:由题(1)曲线可知,当小灯泡正常发光时,额定电压为 2.5 伏,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,观察电压表的示数,当电压表的示数为 2.5 伏时,小灯泡正常工作。
故答案为:(1)如上图;(2)图如上;操作方法:由题(1)曲线可知,当小灯泡正常发光时,额定电压为 2.5 伏,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,观察电压表的示数,当电压表的示数为 2.5 伏时,小灯泡正常工作。
17. (2018浙江宁波,10,9)实验室购买了一卷标有长度为100m的铜芯漆包线,小科想通过实验测定其实际长度。他首先测得导线横截面积S为1mm2,查阅资料得知现温度下这种导线每米的电阻值为0.017Ω。
(1)利用图甲所示的实物图测出铜导线的电阻。
①实验中,小科在闭合开关前应将滑片P置于最 端。(填“左”或“右”)。
②小科通过移动滑片P,测得多组数据,绘制成U﹣I图象如图乙,据此可以判定这卷导线的实际长度 100m。(填“大于”、“等于”或“小于”)
(2)小思认为用电子秤测出这卷导线的质量m,利用铜的密度ρ也可以算出实际长度。请你写出这卷导线实际长度L的计算式:L= (用字母表示)。
【答案】(1)①右;②小于;(2)。
【思路分析】(1)①为了保护电路闭合开关前滑片在阻值最大处;
②根据图象算出电阻,根据导线每米的电阻值为0.017Ω,算出总长度;
(2)根据ρ=和V=SL表示出总长度。
【解题过程】解:(1)①为了保护电路闭合开关前滑片在阻值最大处即左右端;
②由图象知:R===1.6Ω,
因为每1m的电阻为0.017Ω,
所以导线的总长度为L线==94.11m<100m;
(2)用电子秤测出这卷导线的质量m,铜的密度ρ;
这卷导线的体积:V=;
这卷导线的长度:L==。
故答案为:(1)①右;②小于;(2)。
18. (2018浙江省衢州市,题号20,分值8)“测量小灯泡电阻”的电路连接情况如图,电源电压保持不变,小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)闭合开关后,当滑片P向右移动时,电压表示数_______(填“变大”、“变小”或“不变”)。
(2)实验中测得的小灯泡相关数据记录在表中。则小灯泡正常发光时的电阻为_______Ω(结果保留一位小数)。
【答案】(1)(2)
【解析】(1)由图知,闭合开关,将滑片P向右移动时,离下接线柱远近,接入电路的电阻变小,电路中的电流变大,灯泡两端的电压变大,故电压表示数变大;(2)灯泡正常发光时的电压为2.5V,根据表格数据知此时的电流为0.30A,小灯泡正常发光时的电阻:R=U/I=2.5V/0.30A≈8.3Ω。
19.(2018哈尔滨市,50,6分)
【思路分析】(1)滑动变阻器接入电路时,一端接金属杆,一端接线圈,金属杆两端或线圈两端不能同时接入电路,要求滑动变阻器滑片向右滑动时电流表示数变小,说明滑动变阻器的线圈的左端接入电路;(2)用10Ω电阻替换5Ω电阻继续进行实验时,发现电压表指针偏转超过量程,电流表有示数,说明闭合开关前,没有把把滑动变阻器的滑片调到最大阻值端;(3)根据表中数据,求出定值电阻两端电压,再求出换上200Ω电阻时,电路中的电流,然后与电流表的分度值作比较,得出结论.
【解题过程】由图可知,滑动变阻器金属杆两端同时接入了电路,即滑动变阻器没有接入电路中,要求滑动变阻器滑片向右滑动时电流表示数变小,所以滑动变阻器使用的AP段,即滑动变阻器的A接线柱接入电路中,正确的连接图如图所示:
;
(2)∵电流表使用的量程是0~0.6A,分度值是0.02A,∴读数为0.6A;
用10Ω电阻替换5Ω电阻继续进行实验时,发现电压表指针偏转超过量程,电流表有示数,操作中存在的问题是更换电阻后没有把滑动变阻器的滑片调到B端,就闭合了开关;
(3)分析表中数据可以得出结论:导体两端电压一定时,通过导体的电流跟它的电阻成反比;
由表中数据可知,定值电阻R4两端电压:,
通过R4的电流:,
∵I4小于电流表的分度值,误差太大,
∴200Ω电阻不适合.
20. (2018绥化市,30,4分)
【答案】(1)0.4;(2)右;2;(3)滑动变阻器的最大阻值太小
【解析】(1)由丙图可知,电流表使用的量程是0~0.6A,分度值是0.02A,读数为0.4A,即通过定值电阻R的电流为0.4A;
(2)将5Ω定值更换成10Ω的定值电阻进行实验时,因为定值电阻两端电压增大,所以闭合开关后,应将滑动变阻器的滑片向阻值增大的方向移动,即向右移动;
当接入5Ω定值电阻时,定值电阻两端电压:,所以接入10Ω定值电阻时,移动滑片,使电压表示数保持2V不变;
(3)当接入20Ω的定值电阻时,电路中的电流:,滑动变阻器两端电压:,滑动变阻器接入电路的阻值:,因为滑动变阻器的最大最值小于接入电路的阻值,所以不能选用20Ω的定值电阻进行实验.
21. (2018绥化市,32,6分)
【答案】(1)
;(2)断开;右;(3);(4)②调节滑动变阻器的滑片,使滑片位于最右端时;③
【解析】(1)由甲图可知,电压表串联在了电路中,连接错误的导线是定值电阻右接线柱与与开关右接线柱连接的导线,应将这定值电阻右接线柱与电压表的“-”接线柱相连,图如下 :
;
(2)连接电路时开关应断开,滑动变阻器的滑片应位于阻值最大端,即右端;
(3)实验原理:;
(4)②调节滑动变阻器的滑片,使滑片位于最右端时,读出此时电压表示数,即为U2;
③当滑片位于最左端时,滑动变阻器接入电路的阻值为零,电压表示数等于电源电压,即电源电压为U1,当滑片位于最右端时,滑动变阻器接入电路的阻值最大,此时定值电阻与滑动变阻器最大阻值串联,电压表测定值电阻两端电压,即定值电阻两端电压为U2,根据串联电路的电压关系得:滑动变阻器两端电压:,通过灯泡的电流:,未知电阻的阻值:.
22. (2018湖北省江汉油田、潜江市、天门市、仙桃市,题号47,分值9)
【答案】(1)
(2)A (3)电阻一定时,导体中的电流与它两端的电压成正比 (4)3V a处填3,b处填0.3 (5)I 试验次数太少 II结论缺少“电压一定”的前提条件。
【解析】(1)电路中错误地把电流表并联在电阻两端,把电压表串联在电路两端。修改时,只要把电阻连接电流表正接线柱那根导线拆下来,连接到电压表的负接线柱上就可以了。
(2)为使滑动变阻器连入电路的电阻最大,以保护电路,需要将滑片P移到A端。
(3)从表中数据可知,电阻一定时,导体中的电流与它两端的电压成正比。
(4)探究电流与电阻的关系,需要控制电压不变,所以要使电压与前一次的一样,为3V,a处填3。根据读数规则,图乙电流表示数为0.3A,b处填0.3。
(5)实验只进行了一次,结论缺少普遍性,再一个,结论叙述的时候,没有把电压一定这个前提说上。
23. (2018湖北襄阳,23,4) 在“伏安法测电阻”的实验中,电源电压U恒定不变。某同学连接了如图所示部分电路。
(1)用笔画线代替导线完成图甲电路连接;
(2)电路连接后,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应该滑到 (填“左”或“右”)端;
(3)某次测量时,电压表的示数为1.5V,电流表的示数如图乙所示,此时小灯泡灯丝的电阻值为
Ω;
(4)某小组的同学分别读取电压表和电流表的示数为U1、I1,结果发现他们实验时误将电压表与滑动变阻器并联,但也能算出电阻的阻值,其表达式为 。
【思路分析】(1)伏安法测电阻,电压表并联在灯泡两端测灯泡的电压,电流表与灯泡串联测灯泡电流。根据题目中电流表的表盘确定电流表的量程。注意电流从电压表和电流表的正接线柱流入,从负接线柱流出。
(2)连接电路时,开关应断开;闭合开关前,滑动变阻器的滑片应该滑到最大值处;
(3)确定电流表的量程和分度值,读出电流值,并根据欧姆定律计算出RL的阻值;
(4)根据串联电路的电压特点,UL=U﹣U1,根据欧姆定律可求电阻的阻值。
【解题过程】解:(1)根据(3)灯泡的电压为1.5V,所以电压表的量程为0~3V,且与灯泡并联;电流表与灯泡串联,由题目中的电流表的表盘知,电流表选择0~0.6A量程,电流表与灯泡串联,如图:
;
(2)为保护电路,连接电路时,开关应断开;闭合开关前,由图滑动变阻器的滑片应该滑到最大值即最左端;
(3)由图乙知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,所以电流表的示数0.3A;则此时小灯泡灯丝的电阻值为RL===5Ω;
(4)根据串联电路的电压特点,小灯泡两端的电压,UL=U﹣U1,
小灯泡灯丝的电阻值为RL′==。
故答案为:(1)如上图;(2)左;(3)5;(4)RL′=。
24. (2018湖北省孝感市,题号12,分值6)
【答案】(1))①如上图所示 ②右 ③(2)①R1断路 ②0.36;6。
【解析】(1)①如图所示:
②闭合开关前,滑动变阻器接入电路的阻值应该最大,所以滑片应移到右端 ③由电路图可知,电压表测未知阻值电阻两端的电压,电流表测量通过未知阻值电阻的电流,则(2)①由图可知R1、R2并联,A1测量通过R1的电路,A2测量通过R2的电流,A1的示数为0,则说明R1断路 ②如图丁,电流表接入的是0-0.6A的量程,所以示数0.36A;并联电路中,各支路的电压相等,所以U1=U2, 即I1XR1=I2XR2,
0.48AXRx=0.36AX8Ω,则Rx=6Ω。
25. (2018吉林长春市,23,3分)
【答案】
【思路分析】(1)根据电压表、电流表和滑动变阻器的正确连接方法,结合题意来分析解答;
(2)根据串联电路的电压的特点,结合实际电压和额定电压的关系,确定滑片移动的方向,再根据电流表的正确的读数方法,分析出正常发光的电流,计算出电阻;
【解题过程】(1)由题意可知,电压表应测量小灯泡两端的电压,连接好的电路图如下图所示:
;
(2)由题意可知,电压表示数为2.3V,小于2.5V,所以应减小滑动变阻器两端的电压,即减小滑动变阻器连入电路的阻值,即滑片向右移动;
由图可知,电流表使用的为0—0.6A的量程,最小刻度为0.2A,此时电流表的示数为2.6V,由于滑动变阻器连入电路的电阻减小,所以电流表的示数增大,又偏转了一个小格,则此时的电流为0.28A,则灯丝的电阻为:。
26.(2018吉林长春,25,4分)
【答案】(1)R断路;6;(3)1.8;(4)1.5;
【思路分析】(1)根据电路中出现的现象,分析出实验的故障;分析出电源电压;
(3)根据题意分析出滑动变阻器的最大功率;
(4)根据题意分析出a、b之间的电压的值。
【解题过程】(1)由题意可知,电路中出现的故障为R断路,由于图乙可知,电源电压为6V;
(2)由题意可知,当定值电阻与滑动变阻器电阻相同时,滑动变阻器消耗的功率最大,此时电路中的电流为0.6A,此时滑动变阻器两端的电压为3V,滑动变阻器消耗的功率大小为大小为1.8W,
(3)由题意可知,滑动变阻器的阻值最大,定值电阻阻值最小时,电压表示数最小,由题意可知滑动变阻器的最大阻值为15欧,当定值电阻阻值为5欧时,电压表示数最小,由串联电路的分压定律可知,此时电压表示数为5V。
27. (2018江苏省苏州市,题号29,分值9)
【答案】(1)如图所示;(2)断开;电阻箱的阻值;(3)电压表的示数仍为U0;(4)电阻箱的电阻调得太大了;(5)6;(6)当电压一定时,电流与电阻成反比;(7)这两个小组所控制的电压不相同。
【解析】(1)根据实物电路,画出相对应的电路图,如图所示;(2)连接电路时,开关应断开;闭合开关,调节电阻箱,使电压表的示数为一个适当的值U0,此时应记录电流表的求数和和电阻箱接入电路的阻值;(3)在探究电流与电阻的关系时,要保持电压不变,所以改变电阻箱的阻值,应调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数仍为U0;(4)无论怎么样都无法使电压表的示数为U0,直接原因是:电阻箱的电阻调得太大了,导致电阻箱两端的电压太大;(5)由图乙可知,当电阻为R=10Ω时,对应的电流为I=0.6A,则R两端的电压为U=IR=0.6A×10Ω=6V;(6)图中矩形的面积是电流与电阻的乘积,即IR,其值不变,可得结论是:当电压一定时,电流与电阻成反比;(7)图丙中,当电阻为R=10Ω时,对应的电流为I=0.3A,则R两端的电压为U=IR=0.3A×10Ω=3V,即这两个小组所控制的电压不相同。
28. (2018江苏省徐州市,第37题,8分)37.小明和小华分别用“伏安法”测量定值电阻的阻值.
(1)小明实验的电路如图甲所示,请用笔画线代替导线把电路连接完整.
(2)小明第1次测量时,电压表示数如图乙所示,则电压为 ▲ V.
(3)小明测量的数据如表一所示,则定值电阻的阻值为 ▲ Ω.
表一 表二
实验次数
1
2
3
电压U/V
2.0
2.5
电流I/A
0.30
0.41
0.52
实验次数
1
2
3
电压U/V
1.5
2.0
2.5
电流I/A
0.30
0.20
0.10
(4)小华测量的数据如表二所示,则小华实验中存在的问题可能是: ▲ ▲ .
【答案】(1)如图 (2)1.5 (3)4.9 (4)电压表并联在滑动变阻器两端了
【解析】(1)滑动变阻器应串联在电路中,接线方法是“一上一下”,图中已将左下接线柱接入电路,则应将开关的右接线柱接滑动变阻器的左上或右上接线柱,如图所示;(2)由图乙可知,电压表使用小量程,示数为1.5V;(3)由表一数据可得,三次测得定值电阻的阻值分别为
,则
;(4)分析表二数据可知,电压增大,电流减小,则存在的问题是:电压表并联在滑动变阻器两端了。
29.(2018湖南岳阳,21,10) 用图甲电路探究“电流与电阻的关系”,电源电压恒为3V,滑动变阻器规格为“50Ω 2A”。
(1)请用笔画线代替导线,将甲图中电压表连入电路,测R两端的电压
(2)滑片P移至阻值最大处,将5Ω电阻接入电路,闭合开关。移动滑片P发现,电压表有示数,电流表始终无示数,其原因可能是 (只填序号)
A.R短路 B.R断路 C.滑动变阻器短路
(3)排除故障后,移动滑片P使电压表示数如图乙所示,记下电压表和电流表示数
(4)将5Ω电阻换成10Ω电阻,为保持电压表示数不变,滑片P应向 (选填“A”或“B”)端移动;
(5)若每次实验均选用单个定值电阻连入电路,实验室还有“15Ω,20Ω,30Ω,35Ω,50Ω”5个电阻,你认为能供继续本实验的电阻最多还有 个
(6)利用可选电阻继续实验,得到结论:电压一定时,导体中的电流与导体电阻成 比
【思路分析】(1)根据电源电压判断电压表的量程,电压表测R两端的电压,电压表与R并联;
(2)闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P发现,电流表没有示数,说明电路是断路;电压表有示数,说明与电源两端相连,是电压表并联的部分断路;
(4)换成10Ω的电阻,定值电阻分得的电压变大,为保持电压后表示数不变,根据分压原理,确定滑动变阻器的滑片的移动方向;
(5)电压表选用小量程,判断出电压表的示数; 根据串联电路的分压作用和欧姆定律判断电阻的阻值;
(6)分析表中数据得出结论。
【解题过程】解:(1)电源电压恒为3V,故电压表的量程为0﹣3V,电压表与电阻R并联,如图所示:
(2)A.若R短路,则电压表与导线并联,电压表无示数,而电路连通,电流表有示数,故A不符合题意;
B.若R断路将导致电压表串联在电路中,因电压表内阻很大,所以电流表无示数,电压表与电源连通,有示数,故B符合题意;
C、滑动变阻器断路,将导致整个电路为断路,两表均无示数,故C不符合题意;
故选B;
(4)根据控制变量法,研究电流与电阻的关系时,要保持不同定值电阻的电压不变;换成10Ω的电阻,若滑片位置不动,根据分压原理可知,定值电阻两端的电压将变大,为保持电压表示数不变,则应减小定值电阻两端的电压,增加滑动变阻器两端的电压,增加变阻器接入电路的阻值,故滑片应向A端移动;
(5)图乙中电压表小量程分度值为0.1V,示数为1V;控制电压为1V,因为电源电压为3V,故滑动变阻器的电压为3V﹣1V=2V,
根据分压原理知=,解得R=25Ω,故定值电阻的阻值最大为25Ω,故15Ω好和20Ω的还可用,故还有2个可以用;
(6)分析表中数据有,当电阻为原来的几倍时,通过导体的电流为原来的几分之一,所以得出的结论是:当导体两端电压一定时,通过导体的电流与电阻成反比。
故答案为:(1)见上图;(2)B;(4)A;(5)2;(6)反。
30. (2018福建B卷,30,8)用“伏安法”测量电阻Rx的阻值,提供的实验器材有:待测电阻Rx、两节于电池、电流表、电压表、滑动变阻器、开关及若干导线
(1)根据图甲的电路图,用笔断线代替导线将图乙中的实物图连接完整。
(2)闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,电压表示数较大且几乎不变,电流表示数始终为零,电路故障可能是 。
(3)排除故障后,测得多组实验数据。各组数据对应的点已描在图丙中,请在图中画出Rx的l﹣U图线。由图可得Rx= Ω.(结果保留一位小数)
(4)电流表的电阻虽然很小,但也会影响本实验中R的测量结果。用图丁的电路进行测量可消除这个影响,
R0为定值电阻。实验步骤如下:
①按照图丁的电路图连接电路,将滑动变阻器的滑片置于最大阻值处;
②闭合开关S1,S2,移动滑动变阻器滑片,读出电压表的示数U1和电流表的示数I1,
③ ,移动滑动变阻器滑片,读出电压表的示数U2和电流表的示数I2;
④可得待测电阻Rx= (用U1、I1、U2和I2表示)
【思路分析】(1)根据电路图连接实物图;
(2)若电流表示数为0,说明电路可能断路;电压表示数接近电源电压,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的支路以外的电路是完好的,则与电压表并联的电路断路了;
(3)将各个点连接起来,由欧姆定律求电阻大小;
(4)经分析,②电压表测电流表和定值电阻的总电压,由欧姆定律可得出电流表和定值电阻的总电阻;
为消除电流表内阻对测量的影响,断开S2,此时电压表测待测电阻和定值电阻及电流表的总电压,由欧姆定律,可求了测待测电阻和定值电阻及电流表的串联的总电阻,两电阻相减即可得出待测电阻大小。
【解题过程】解:(1)电压表与电阻并联,如下左所示:
(2)经分析,闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,电压表示数较大且几乎不变,电流表示数始终为零,电路故障可能是电阻断路;
(3)将各点连接起来,如上右所示;
当电压为2.0V时,电流为0.36A,由欧姆定律,电阻R==≈5.6Ω;
(4)②闭合开关S1,S2,读出电压表的示数U1和电流表的示数I1,
③断开S2,移动滑动变阻器滑片,读出电压表的示数U2和电流表的示数I2;
在②中,此时待测电阻短路,电流表测定值电阻的电流,电压表测电流表和定值电阻的总电压;移动滑动变阻器滑片,由欧姆定律,定值电阻和电流表的总电阻R0A=﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①;
在③中,电流表测待测电阻和定值电阻串联后的电流,电压表测待测电阻和定值电阻及电流表的总电压,由欧姆定律,测待测电阻和定值电阻及电流表的串联的总电阻:Rx0a=﹣﹣﹣﹣﹣﹣②,定值电阻的电流表内阻不变,②﹣①得:故待测电阻:
Rx=﹣。
故答案为:(1)如上左所示;(2)电阻断路;(3)如上右所示;5.6;(4)③断开S2;④﹣。
31. (2018广东深圳,20)“探究电流与电阻的关系”实验中,老师提供了2节新干电池、电流表、电压表、开关、滑动变阻器、阻值为10Ω、20Ω和40Ω的定值电阻各一个以及导线若干:
(1)请根据图甲,用笔画线将实物图(图乙)连接完整(要求导线不交叉,当滑片向右移动时,滑动变阻器的阻值变大);
(2)将滑动变阻器阻值调到最大处,闭合开关后,发现电压表有示数且接近电源电压,电流表示数为0,其原因可能是 。
(3)排除故障后,更换不同定值电阻进行实验,测得数据填入下面表格。第一次电流表的示数如图丙所示,读数为 A.实验过程中应保持电压表示数为 V不变。
实验序号
1
2
3
电阻(Ω)
10
20
40
电流(A)
0.10
0.05
(4)由表中数据得出结论:导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成 (选填“正比”或“反比”)。
(5)根据表格中的数据判断所选用的滑动变阻器可能是 (选填“A”或“B”)。
A.“50Ω 0.5A” B.“10Ω 1A”
【思路分析】(1)根据滑片向右移动时,滑动变阻器的阻值变大确定变阻器的连接;
(2)若电流表示数为0,说明电路可能断路;电压表示数接近电源电压,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的支路以外的电路是完好的,则与电压表并联的支路断路了;
(3)根据电流表选用小量程确定分度值读数,由欧姆定律求电压表示数,研究电流与电阻关系实验中,要控制电压表示数不变;
(4)横向分析表中数据得出结论;
(5)由表中第3次数据结合欧姆定律求电路的总电阻,根据电阻的串联求出变阻器连入电路中的电阻确定选用的变阻器。
【解题过程】解:(1)当滑片向右移动时,滑动变阻器的阻值变大,故滑片以左电阻丝连入电路中,如下所示:
(2)经分析,将滑动变阻器阻值调到最大处,闭合开关后,发现电压表有示数且接近电源电压,电流表示数,其原因可能是定值电阻断路;
(3)第一次电流表的示数如图丙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,读数为0.2A.由欧姆定律,电压表示数:UV=I1R1=0.2A×10Ω=2V,根据电流与电阻关系实验中,要控制电压表示数不变,实验过程中应保持电压表示数为2V不变;
(4)横向分析表中数据,电阻为原来的几倍,通过的电流原为原来的几分之一,故得出的结论是:导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比;
(5)由表中第3次数据结合欧姆定律,电路的总电阻为:R串联===60Ω,根据电阻的串联,变阻器连入电路中的电阻:R滑=R串联﹣R=60Ω﹣40Ω=20Ω>10Ω,故选用“50Ω 0.5A”的变阻器,选A。
故答案为:(1)如上;(2)定值电阻断路;(3)0.2;2;(4)反比;(5)A。
32. (2018海南,21,10) 在“测量小灯泡电阻”实验中,小灯泡的额定电压U=2.5V。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整。
(2)闭合开关后,发现电流表指针如图乙所示,其原因是 。
(3)排除故障后,闭合开关,移动滑片P使电压表示数为2.5V,电流表示数如图丙所示I= A,则小灯泡的电阻R= Ω。
(4)如图丁所示,是小华同学利用图甲电路做实验时,测绘出的小灯泡的电流随电压变化的关系图象。在图甲电路中,电源电压U=4.5V保持不变,当滑动变阻器取值Rp=10Ω时,小灯泡电阻值为RL= Ω(保留两位小数点)
【思路分析】(1)根据灯泡的额定电压选择电压表的量程,电压表与灯泡并联;
(2)电流表要“正进负出”;
(3)根据电流表的量程和分度值读出电流表的示数,根据R=算出电阻;
(4)根据图象找出当电流为0.35A时,灯泡两端的电压为1V,滑动变阻器的电压U=IR=3.5V,两者之和为4.5V。
【解题过程】解:
(1)在“测量小灯泡电阻”实验中,电压表应与灯泡并联,因为灯泡的额定电压为2.5V,所以电压表的量程为0~3V;如图所示:
(2)闭合开关后,图乙中电流表指针反向偏转,是因为电流表的正负接线柱接反了;
(3)由图丙知,电流表的量程为0﹣0.6A,分度值为0.02A,示数为0.5A;
则小灯泡的电阻:RL===5Ω;
(4)由图丁知,当电流为0.35A时,灯泡两端的电压为1V,
滑动变阻器的电压:UP=I′RP=0.35A×10Ω=3.5V,
由串联电路电压的规律可得:UP+UL=3.5V+1V=4.5V=U电源,符合题意,
则小灯泡的电阻为:R′==≈2.86Ω。
故答案为:(1)见上图;(2)电流表的正负接线柱接反了;(3)0.5;5;(4)2.86。
33. (2018湖北荆门,18,6) 现有两节新的干电池、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线若干。在利用“伏安法”测量定值电阻R1阻值的实验中:
(1)请你按图甲所示的电路图,以笔画划线代替导线,将图乙中的电路连接完整。
(2)实验前为了保护电路,滑动变阻器的滑片应置于 端(选填“A”或“B“);
(3)闭合开关,无论怎样栘动滑片P,发现电流表始终无示数,电压表有示数,其原因可能是
(填符号)
A.滑动变阻器断路 B.Rx断路 C.Rx短路
(4)排除故障后,当电压表示数为2.7V时,电流表示数如图丙所示,则通过Rx的电流大小为 。它的阻值是 Ω。
(5)本实验要多次测量取平均值,是为了 。
【答案】(1)如上图所示;(2)B;(3)B;(4)0.3A;9;(5)减小误差
【思路分析】(1)滑动变阻器连接时“一上一下”选择接线柱;
(2)为保护电路,滑动变阻器的滑片应置于阻值最大处;
(3)根据电流表和电压表来判断故障;
(4)正确读数利用欧姆定律求值;
(5)实验要多次测量取平均值减小误差。
【解题过程】解:(1)滑动变阻器下面的接线柱已经选择,上面选择哪一个都行,如下图;
;
(2)实验前,为保护电路,应将滑动变阻器的滑片置于阻值最大处,结合实物图可知,滑片应滑到B端;
(3)闭合开关,移动滑动变阻器滑片P,发现电流表无示数,说明电路有地方发生断路;
电压表有示数,说明电阻Rx断路;故B 正确。
(4)电流表量程为0~0.6A,指针指在0.3A,故电流为0.3A,
则定值电阻的阻值:Rx===9Ω;
(5)本实验要多次测量取平均值,是为了减小误差。
故答案为:(1)如上图所示;(2)B;(3)B;(4)0.3A;9;(5)减小误差。
34. (2018山东济宁,21,5) 用如图所示的电路探究并联电路中的电流关系。
(1)闭合开关,发现L1亮,而L2不亮。小易认为L2不亮的原因是L2短路,你认为他的判断是
(填“正确”或“错误”)的。
(2)小易将电路中右侧的导线与电流表“0.6”接线柱相连的那一端改接到“﹣”接线柱上。其它都不动。这样连接的目的是测 的电流
(填“干路”或“L2”),请评价其可行性并说明理由: ;
(3)小易将实验数据记录在下表中。分析表中数据。可得出的结论是: ;
电流表的测量对象
电流表的示数I/A
L1所在的支路
0.30
L2所在的支路
0.20
干路
0.50
(4)根据上表信息,若灯泡L1的电阻大小为10Ω,则电路的总电阻为 Ω
【思路分析】(1)并联电路灯泡一个亮一个不亮,不亮的灯泡一定不是短路,若短路,两个灯泡会同时短路;
(2)在电流表的正接线柱上分叉,电流表测量支路的电流,在电流表的负接线柱上分叉是测量支路的电流,注意电流表的“正进负出”;
(3)并联电路中干路电流等于各支路电流的和;
(4)根据欧姆定律算出电源电压和总电阻。
【解题过程】解:(1)并联电路灯泡一个亮一个不亮,不亮的灯泡一定不是短路,若短路,两个灯泡会同时短路,都不发光,故障为灯泡L2断路,故他的判断错误;
(2)当将电路中右侧的导线与电流表“0.6”接线柱相连的那一端改接到“﹣”接线柱上。其它都不动,这时电流表与灯泡L2串联,测量灯泡L2的电流,但这样做电流表的正负接线柱接反了,故不可行;
(3)由表中数据知:I=I1+I2,故可以得出:并联电路中干路电流等于各支路电流的和;
(4)根据表格数据I1=0.30A,R1=10Ω,
灯泡L1两端的电压:U1=I1R1=0.30A×10Ω=3V,
根据并联电路各支路电压相同,且等于电源电压知U=U1=3V,
则电路的总电阻:R===6Ω。
故答案为:(1)错误;(2)L2;电流表的正负接线柱接反了;(3)并联电路中干路电流等于各支路电流的和;(4)6。
35. (2018四川巴中,29,7) 在探究“电流与电阻关系”的实验中,设计的实物电路如图,
(1)用笔画线代替导线,将实物图连接完整(要求:①滑片向右移动,电流表示数变大;②连线不允许交又)。
(2)某同学连好最后一根导线发现两表均有示数,造成这一现象的原因可能是:
(3)实验时,首先接入的是5Ω电阻,当滑片移动到某一位置时,电流表示数为0.5A,记下两表读数;接下来换用10Ω电阻继续实验,须向 (选填填“左”或“右”)移动滑片,同时眼睛注视 (选填“电压表”或“电流表”),直到其示数为 时,记下电流表示数。
(4)换用其他电阻进行多次实验,得得到多组数据,通过分析数据,能得到的实验结论是:当电压一定时,通过电阻的电流与电阻成 比。
【思路分析】(1)根据滑片向右移动,电流表示数变大,确定变阻器的连接,电压表与R并联;
(2)闭合开关前,开关要断开;
(3)由欧姆定律求出电压表示数;根据控制变量法,研究电流与电阻的关系时,需控制定值电阻的电压相同,当换上大电阻时,根据分压原理确定电压表示数的变化,由串联电路电压的规律结合分压原理确定滑片移动的方向;
(4)当电压一定时,通过电阻的电流与电阻成反比。
【解题过程】解:(1)滑片向右移动,电流表示数变大,即电阻变小,故P以右电阻丝连入电路中,电压表与R并联,如下所示:
(2)某同学连好最后一根导线发现两表均有示数,造成这一现象的原因可能是:闭合开关前,开关没有断开;
(3)接入的是5Ω电阻,当滑片移动到某一位置时,电流表示数为0.5A,根据欧姆定律,电压表示数:
U=IR=0.5A×5Ω=2.5V;
根据串联分压原理可知,将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻,电阻增大,其分得的电压增大;
探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,应保持电阻两端的电压不变,根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压,由分压原理,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向右左端移动,同时眼睛注视电压表直到其示数为2.5V时,记下电流表示数;
(4)换用其他电阻进行多次实验,得得到多组数据,通过分析数据,能得到的实验结论是:当电压一定时,通过电阻的电流与电阻成反比。
故答案为:(1)如上;(2)闭合开关前,开关没有断开;(3)左;电压表;2.5V;(4)反。
36.(2018四川成都,34,4)某科技小组同学发现实验室有一只标有“XkΩ”的电阻(X为模糊不清的一个数字),为了测出这只电阻的阻值,他们进行了如下探究:
(1)首先设计的实验电路如图1所示,使用的器材有:两节新干电池、待测电阻RX、电压表V (0〜3V、0〜15V量程)、电流表A(0〜0.6A、0〜3A量程)、滑动变阻器(标有“50Ω 1A”)、开关、导线若干。试验后发现,该方案无法测出电阻Rx的值,其主要原因是 。
(2)经讨论后他们利用原有器材并补充适当的器材,重新设计测量电阻Rx的实验方案。小李设计的电路图如图2所示,其中定值电阻R0=2kΩ.他连接电路后,闭合S1,断开S2,想先测出电源电压,但读出电压表示数U=2V,与两节干电池能提供的电压相差很大。请教老师后才知道,电压表相当于一个能显示自身两端电压的定值电阻。则根据小李的测量数据和电源电压(取3V),可估算出电压表自身的电阻为 kΩ。
(3)小组其他同学设计的实验电路如图所示,在电源电压恒定且己测出的条件下,能先测出电压表自身电阻后,在测出Rx阻值的电路是 。
(4)他们选择正确方案测出Rx的阻值后,又有同学提出,应该通过多次测量求平均值来减小误差。在正确方案的基础上,通过下列操作,能实现多次测量Rx阻值的是 。
A.改变电源电压 B.将R0换成50Ω的定值电阻 C.将电压表换成“0〜0.6A”的电流表
【思路分析】(1)由已知条件可求出电路中的最大电流与电流表小量程分度值比较;
(2)分析电路的连接,根据串联电路电压的规律和分压原理求出电压表自身的电阻;
(3)A、根据电流从电压表正接线柱流入分析;
B、根据并联电路各支路互不影响,开关断开与闭合时,电压表示数不变,分析;
C、开关向上打和向下打,分析电路的连接,根据串联电路电压的规律和分压原理分析;
D、选项中,只能测量出待测电阻与串联时的电压,据此分析。
【解题过程】解:(1)实验室有一只标有“XkΩ”的电阻,即电阻为几千欧姆,电源电压为3V,由欧姆定律,(若为1千欧姆)通过其的最大电流为0.003A,远小于电流表小量程的分度值为0.02A,无法用电流表直接测出;
(2)闭合S1,断开S2,电压表与定值电阻串联,电压表示数U=2V,定值电阻电压为3V﹣2V=1V,电压表示数为定值电阻电压的=2倍,根据分压原理,可估算出电压表自身的电阻为2×2kΩ=4kΩ;
(3)A选项中,开关向左打若能测量出待测电阻电压,则开关向右打时,电流从电压表负接线柱流入,无法测量定值电阻的电压;
B选项中,根据并联电路各支路互不影响,开关断开与闭合时,电压表示数不变,无法测待测电阻的电压;
C选项中,开关向上打和向下打,待测电阻和定值电阻分别与电压表串联,电压表示数分别为UX、U1,由串联电路电压的规律可分别求出两电阻的电压为:UX=U﹣U1,U0=U﹣U2,
根据分压原理有:=﹣﹣﹣﹣﹣①
=﹣﹣﹣﹣﹣﹣②,
因U、U1、U2、R0为已知量,由①②可求出待测电阻;C可行;
D选项中,只能测量出待测电阻与串联时的电压,不可行;
故选C;
(4)对上面的C方案,
A.若改变电源电压,则可得出不同的电压值,由①②可得出几组电阻值,可取平均值减小误差;可行;
B.将R0换成50Ω的定值电阻,由①②只能测量出一个电阻值,不可行;
C.将电压表换成“0〜0.6A”的电流表,因电源电压已知,S2打到上端时,也只能测量出一个电流值,求出一个电阻值,不可行;故选A。
故答案为:(1)电流太小,无法用电流表直接测出;
(2)4; (3)C; (4)A。
37. (2018贵州黔三州,19,10) 在探究“电压一定时,电流跟电阻的关系”的实验中,设计的电路如图甲所示。
(1)请根据图甲电路图用笔画线代替导线,将图乙所示实物连接成完整电路(导线不允许交叉)。
(2)连接好电路,发现电流表没有示数,移动滑动变阻器的滑片,电压表示数始终接近电源电压,造成这一现象的原因可能是 。
(3)排除电路故障后进行实验,多次改变R的阻值,调节滑动变阻器,使电压示数保持不变。若电压表示数偏小,则应将滑动变阻器向 (选填“左”或“右”)滑动实验数据记录如表,其中第5次实验电流表示数如图丙所示,其读数为 A。
实验次数
1
2
3
4
5
电阻R/Ω
5
10
15
20
25
电流I/A
0.6
0.3
0.2
0.15
(4)分析实验数据可得实验结论是: 。
【思路分析】本题探究电压一定时,电流跟电阻的关系,考查电路的连接、故障分析、操作过程、电流表读数、数据分析和控制变量法的运用。(1)根据图甲,将电压表与电阻并联;(2)若电流表示数为0,说明电路可能断路;电压表示数接近电源电压,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的支路以外的电路是完好的,则与电压表并联的电路断路了;(3)根据串联电路电压的规律和分压原理分析;根据电流表选用的量程确定分度值读数;
(4)横向分析表中数据得出结论。
【解题过程】解:(1)根据图甲,将电压表与电阻并联,如下所示:
(2)经分析,连接好电路,发现电流表没有示数,移动滑动变阻器的滑片,电压表示数始终接近电源电压,造成这一现象的原因可能是电阻断路;
(3)若电压表示数偏小,根据串联电路电压的规律,即变阻器分得的电压过大,由分压原理,变阻器连入电路中的电阻过大,故应将滑动变阻器向右滑动,以减小变阻器连入电路中的电阻大小,从而增大电压表示数;
其中第5次实验电流表示数如图丙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,其读数为0.12A;
(4)横向分析表中数据,电阻为原来的几倍,通过的电流为原来的几分之一,故得出的结论是:电阻的电压一定时,通过定值电阻的电流与电阻值成反比。
故答案为:(1)如上;(2)电阻断路;(3)右;0.12;(4)电阻的电压一定时,通过定值电阻的电流与电阻值成反比。
38. (2018江苏连云港,21,10分)小明同学在“探究通过导体的电流与电阻的关系”时,他用如图所示的电路进行实验,可供选择的定值电阻分别为2.5Ω,5Ω.10Ω、15Ω, 20Ω,25Ω.实验中电阻R两端的电压始终保持3V不变,滑动变阻器的规格为“15Ω, 1A”.
(1)请用笔画线代替导线,将图中实物电路连接完整,要求滑动变阻器的滑片P向B端移动时接入电路的电阻变大.
(2)闭合开关后,小明发现电流表示数为0,电压表示数很大故障原因可能是
(3)实验中,不能被选用的电阻为 Ω.
(4)保证可用电阻均能正常进行实验,电源电压应该控制在▲V至▲V之间.
【思路分析】1、要想让滑片向B端移动时电阻变大依据“远下阻大,近下阻小”的原则下接线柱应该选A,因此应该把A点与电源正极相连。
2、电流表示数为零说明出现断路情况,而电压表有示数说明与电压表并联部分出现断路。
3、通过题中条件可以看出滑动变阻器允许通过最大电流为1A,定制电阻两端电压3V不变,当选用2.5Ω电阻时,电流会大与1A,所以不能被选用的电阻是2.5Ω。
4、当滑变阻值始终为0时电源电压3V,当滑变阻值最大且定值电阻为25Ω时,电源电压最高。
【解题过程】(1)
(2) 电流表示数为零说明出现断路情况,而电压表有示数说明与电压表并联部分出现断路故R断路
(3) 通过题中条件可以看出滑动变阻器允许通过最大电流为1A,定制电阻两端电压3V不变,当选用2.5Ω电阻时,电流,所以不能被选用的电阻是2.5Ω。
(4) 当滑变阻值始终为0时电源电压也就是定值电阻两端的电压,此时电压最小即3V,当滑变阻值最大且定值电阻为25Ω时,电源电压最高,最高电压
39.(2018山东临沂,题号33,分值6分) 在“探究电流与电压的关系"实验中:
(1)请用笔画线代替导线,将甲图中电路连接完整,要求滑片P向B端滑动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大(连线时导线不允许交叉);
(2)正确连接好电路后,闭合开关发现电压表示数为2.8V,电流表无示数,滑动滑片P两表示数均无变化,则故障原因是 ;
(3)小明排除故障后,移动滑片P到某一位置时电流表示数如乙图所示,此时通过电阻的电流为____A。若要增大电阻两端的电压,应将滑片P向_____ (选填“A”或“B”)端移动;
(4)实验中测得多组数据,绘制出电阻R的I-U图像如图所示:由图像可得电流与电压的关系是: ;本实验所用电阻的阻值为_____Ω。
【答案要】 (1)
⑵电阻R断路。
⑶0.12A;A;
⑷电阻一定时,通过导体中的电流和电阻两端的电压成正比;5Ω。
【思路分析】(1)要求滑片P向B端滑动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大,则可以判断出滑动变阻器一定连在c点;
(2) 电流表无示数,滑动滑片P两表示数均无变化,说明电路中故障原因是电阻R断路;
(3) 通过看图即可以读出此时电流值,若要增大电阻两端的电压,需要通过滑动变阻器来实现减小电阻值。
(4) 电阻R的I-U图像可知图像可得电流与电压的关系,本实验所用电阻的阻值可以通过读图算出。
【解题过程】(1)要求滑片P向B端滑动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大,则可以判断出滑动变阻器一定连在c点,因此连接开关到c点。如图所示:
(2) 正确连接好电路后,闭合开关发现电压表示数为2.8V,接近电源电压,电流表无示数,滑动滑片P两表示数均无变化,说明说明电路中故障原因是电阻R断路。
(3) 通过看图即可以读出此时电流值为0.12A,若要增大电阻两端的电压,需要通过滑动变阻器来实现减小电阻值,应将滑片P向A端移动;
(4) 实验中测得多组数据,绘制出电阻R的I-U图像如图所示:由图像可得电流与电压的关系是: 电阻一定时,导体中的电流和电阻两端的电压成正比;通过读图任意取值,本实验所用电阻的阻值为R=U/I=2.5V/0.5A=5Ω。
40.(2018浙江省温州市,26,9分)为了探究“电流与电阻的关系”,小明用阻值不同的定值电阻、电压为6伏的电源、滑动变阻器(20Ω,2.5A)等器材按图甲方式连接电路,进行如下实验。
①将4欧的R1接入电路,当电压表示数为4伏时,记录电流表的示数。
②用R2替换R,发现无论如何左右移动滑片P,电压表指针在4伏的刻度左右摆动,但无法准确指在4伏的刻度线上
老师告知小明;滑动变阻器的线圈结构如图乙所示,因此无法连续改变接入电路的有效阻值,当定值电阻与滑动变阻器最大阻值相比过小时,会导致步骤②现象发生
③用一根阻值为0.5欧的电阻丝制作一个可连续改变阻值的旋钮式变阻器,并按图丙方式接人电路,继续实验。通过调节滑片P和旋钮触片Q使电压表示数为4伏,此时电流表示数如图丁所示。
(1)图丁中电流表的示数为_________安
(2)步骤③中滑片P和旋钮触片Q处在如图丙所示的位置时,电压表示数略超过4伏,则小明应如何调节滑片P和旋钮触片Q,使电压表示数为4伏?_______________________。
3)小明利用图甲电路继续他的探究实验,仍保持定值电阻两端的电压为4伏,则下列定值电阻可用来替换R1进行实验的有______________(可多选)。
A.15欧 B.25欧 C.35欧 D.45欧
【思路分析】(1)首先观察电流表所接的量程为0~3A,故电流表的读数为2A;(2)观察丙电路图,电压表测的是R2的电压,滑片P和旋钮触片Q处在如图丙所示的位置时,电压表示数略超过4V,要使电压表的示数减小为4V,结合串联电路电压分配与电阻关系,应该使滑动变阻器滑片P向移增大它的接入电路的电阻,因为滑动变阻器阻值较大,调节不够精确,使电压表的示数又略小于4V了,此时再通过Q精调,将Q逆时针旋转使其接入电路的阻值减小,从而使电压表示数为准确的4V;(3)因为电源电压为6V,R2两端的电压始终为4V,所以滑动变阻器两端电压则为2V,根据串联电路电压分配与电阻关系可知,定值电阻与滑动变阻器的电阻比应该为2:1,而滑动变阻器最大阻值为20欧,所以定值电阻阻值不能超过40欧,故45欧不可能,因此选ABC。
【解题过程】(1)电流表的读数为2A (2)将滑片P向右移动,使电压表示数略小于4V,再将触片Q沿逆时针转动,直至电压表示数为4V (3)ABC
41. (2018重庆(B卷),17,9分)在探究“通过导体中的电流与电阻的关系”实验中,所用电源电压恒为10V,已有的5个定值值电阻的阻值分别为20Ω、30Ω、40Ω、50Ω、60Ω.
(1)根据图甲所示电路,用笔画线代替导线将图乙所示的实物电路连接完整.(导线不交叉)
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移至最________(选填“左”或“右”)端.闭合开关后,发现电流表指针无偏转,电压表指针有明显偏转,原因可能是电阻R_________(选填“短路”或“断路”).
(3)在实验中先接入20Ω的电阻,调节滑动变阻器的滑片P至某一位置时,观察到电流表、电压表指针位置如图丙、丁所示,则电流表示数为________ A,电压表示数为________V.接下来用30Ω 代替20Ω 的电阻做实验时,应将滑动变阻器的滑片P从上一位置向________(选填“左”或“ 右”)滑动.
(4)为了完成实验探究,依次将剩下的3个定值电阻分别接入图乙的电路中,替换前一次接入的定值电阻, 调节滑动变阻器的滑片P至合适位置,再读出电流表的示数.,计算出每次接入的定值电阳R的倒数 ,以电阻的倒数为横坐标,电流I为纵坐标,在坐标系中描点并作出了I一图线,如图戊所示,由I—图线可初步一步得出结论:在电压一定时,导体中的电流跟导体电阻的倒数成________比;由此进一步得出结论:在电压一定时,导体中的电流跟导体的电阻成正________ 比.
(5)上述实验中所选滑动变阻器的最大阻值至少为________ Ω.
【思路分析】(1)滑动变阻器线圈一端接入了电路,另一端只能接金属杆,把滑动变阻器金属杆一段与灯泡的左接线柱相连;(2)闭合开关前滑动变阻器的滑片要处于最大阻值处;电流表无示数,可能是电路出现了断路,电压表有示数,说明与电压表并联部分出现断路;(3)根据电流表、电压表所使用的量程及分度值,分别读出电流表、电压表示数;由小电阻换成大电阻时,定值电阻两端电压增大,应将滑动变阻器滑片向阻值增大的方向移动;(4)分析图像,电流随电阻倒数的增大而增大,且成正比例增大,从而得出电流与电阻的关系;(5)通过题意可知,定值电阻两端电压保持8V不变,当定值电阻换成最大的值时,滑动变阻器接入的阻值最大,求出此时接入电路的阻值,即为滑动变阻器允许的的最小值.
【解题过程】(1)由甲图可知,滑动变阻器与定值电阻R串联,电流表测串联电路的电流,电压表测定值电阻两端电压,灯泡的左接线柱与滑动变阻器金属杆的右接线柱相连,实物连接图如答题图所示:
;
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移至最大阻值端,即最右端;闭合开关后,发现电流表指针无偏转,电压表指针有明显偏转,原因可能与电压表并联部分断路,即可能是电阻R断路;
(3)电流表使用的是0~0.6A量程,分度值为0.02A,读数为0.4A;电压表使用的量程是0~15V,分度值是0.5V,读数为8V;用30Ω 代替20Ω 的电阻时,定值电阻两端电压增大,为了保持电压不变,应将滑动变阻器的滑片向右移动,增大滑动变阻器接入电路的阻值,增大滑动变阻器两端电压,从而保持定值电阻两端电压不变;
(4)由I—图线可初步一步得出结论:在电压一定时,导体中的电流跟导体电阻的倒数成正比;由此进一步得出结论:在电压一定时,导体中的电流跟导体的电阻成正反比;
(5)由题意可知,定值电阻两端电压保持8V不变,∴接入60Ω的电阻时,定值电阻R两端电压:,电路中电流:,根据串联电路的电压关系得:滑动变阻器两端电压:,滑动变阻器的最大阻值:,即所选滑动变阻器的最大阻值为15Ω.
42. (2018山东省威海市,25题,7分)小明想测量标有“2.5V”小灯泡的电阻,请解答下列问题:
(1)请用笔画线代替导线,将图14中的实物电路连接完整。(导线不能交叉)
(2)连好电路后,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应处于最 端。 (选填“左”或“右”)
(3)团合开关后,发现电流表、电压表均有示数。但灯泡不亮,原因可能是 。A.小灯泡断路 B.小灯泡短路
C.滑动变阻器断路 D.滑动变阻器接入电路的阻值过大
(4)调节滑动变阻器,测得实验数据如表1所示:
在分析实验数据时,发现一个数据有明显的错误,这个数据是 ;若此错误是看错电表量程导致的,则该数据的正确值应是 。
(5)根据实验数据可知,小灯泡正常发光时的电阻是 Ω。
(6)实验完成后,分析数据发现,小灯泡电阻呈逐渐增大趋势,其原因可能是 .
【思路分析】(1)电压表应并联在小灯泡两端,必须保证电流从正接线柱流入电压表,从负接线柱流出电压表。根据小灯泡的额定电压判断电压表选择0---3V的量程。连接的实物图如图所示。(2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片位于阻值最大处(3)该电路为灯泡与滑动变阻器连成的串联电路,电流表有示数,说明电路不可能是断路,若是小灯泡短路,则电压表不会有示数,故可将答案ABC均排除。(4)电流表选择的是0—0.6A的量程,故读出的电流值不会超出0.6A,1.00A数据有明显的错误。若此错误是看错电表量程导致的,则按小量程读数应为大量程读数的五分之一。(5)小灯泡在额定电压下正常发光,故需要根据第4次数据根据计算小灯泡正常发光的电阻。(6)小灯泡的电阻发生变化是由于灯丝的电阻受温度影响
【解题过程】(1)连接的实物图如图所示(2)左 (3)D(4)1.00 0.20 (5) (6)灯丝的电阻随温度升高而增大。
43.(2018浙江省金华市,24题,4分)用如图所示的电路图研究“电流与电阻的关系”。电流表量程为“0~0.6A”,电压表量程为“0~3V”,滑动变阻器的规格为“50Ω 1A”,电源电压3伏恒定不变。在AB间分别接入阻值不同的电阻R,称动滑动变阻器的滑片,使电压表示数保持2伏不变,读出电流表示数并记录。
实验组次
1
2
3
电阻R/欧
5
10
20
电流I/安
0.4
0.2
0.1
(1)分析表中数据,可得出的实验结论是 ;
(2)为了使实验结论更可靠,控制AB间电压2伏不变,再多测几组数据,AB间允许接入电阻R的取值范围是 欧。
【答案】(1)导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比 (2)3.33~100
【解析】(1)分析表中数据不难发现,在电压表示数保持2伏不变时,电阻增大为原来的几倍,电流就减小为原来的几分之一,即导体两端电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比;(2)当电路中电流最大达到电流表的最大示数0.6A时,AB间连入的阻值最小,最小值;当滑动变阻器连入阻值最大为50Ω时,AB间连入的阻值最大。根据串联电路电流的规律,可知,由此可求得AB间连入最大电阻R max=100Ω.故AB间允许接入电阻R的取值范围是3.33~100欧。
44. (2018湖南省邵阳市,30,8分)有一实验小组用伏安法测量小灯泡的电阻,电源电压为3V,待测小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)请用笔画线代替导线,完成如图甲实物电路的连接。(要求:连线不要有交叉)
(2)检查电路连接无误后,闭合开关,灯泡不亮,电压表有示数,电流表示数为零。导致这一现象的原因可能是 。(选填序号)
A.电压表断路 B.小灯泡断路 C.滑动变阻器断路 D.电压表短路
(3)故障排除后,闭合开关,当滑动变阻器滑片P移到某一位置时,电压表示数如图乙所示,要测量小灯泡正常发光时的电阻,应将滑动变阻器的滑片向 移。(选填“左”或“右”)
(4)通过移动滑动变阻器滑片P记录了多组数据,并作出了如图丙所示的I﹣U图象。由图可知小灯泡正常发光时的电阻为 Ω。
【思路分析】(1)导线应连接灯泡右端接线柱(或电压表“3”接线柱)和滑动变阻器C(或D)接线柱。且导线不交叉。(2)根据实验中出现的故障特点,结合电路图,得出答案;(3)电压表的示数小于小灯泡正常工作时的电压,于是相当于要增大电压表的示数,根据串联电路电压分配规律可得结论;(4)根据图丙,当u=2.5V时,通过小灯泡的电流I=0.2A,根据欧姆定律可得。
【解题过程】(1)
(2)电流表示数为零,电压表的示数不为零的原因:与电压表并联的用电器断路,电压表相当于串联进入电路。(3)电压表的示数小于小灯泡正常发光时的电压,因此调滑动变阻器的目的需要增大小灯泡两端电压,根据串联电路电压分配规律知要减小滑动变阻器的接入电路的电阻,因此滑片应该向右移;(4)此时的小灯泡电阻。
45.(2018四川省泸州市,题号37,分值7)
【答案】(1)0.5;2;(2)b;(3)小;(4)如图所示:反。
【解析】(1)从图像乙可以得到:电流表的示数为0.5A,根据欧姆定律,此时电阻箱上的电压为:U=IR=0.5A×4Ω=2V;所以电压表测量的是定值电阻上的电压,为2V;
(2)将电阻箱换成一个阻值更大的电阻后,如果滑片不移动,此时电路中的电流变小,加在电阻箱上的电压会低于2V,而该实验要求控制定值电阻上的电压不变,所以应该将滑片向阻值增大的方向移动,即向b端移动;
(3)分析得到的结论是:在电压一定时,接入电路的电阻越大,通过它的电流越小。
(4)根据表格中的数据描点连线,得到:在电压一定时,电流与电阻成反比。
46.(2018安徽,20,8分)利用如图a所示的电路,可以研究通过小灯泡的电流跟加在它两端电压的关系。实验中使用小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)请按照图a,将图b中的实物电路连接完整;
(2)闭合开关S,当滑片从滑动变阻器的一端向另一端移动时,小灯泡两端的电压连续发生变化,于是可得到多组测量值(U,I),根据测量值画出小灯泡的I-U图像如图c所示。从图像可以发现;随着小灯泡两端电压从0逐渐增大(不大于额定电压),其灯丝的电阻值______(选填“不断增大”“保持不变”或“不断减小”);
(3)在图a中,闭合开关,将滑片P从A端向B端移动。在此过程中,小灯泡两端的电压_______(选填“不断变大”“保持不变”或“不断变小”);
(4)考虑到电压表的电阻对电路的影响,每次电流表的示数比测量时通过小灯泡的实际电流______(选填“偏大”或“偏小”)。
图a 图b 图c
【思路分析】(1)根据灯的额定电压确定电压表选用小量程与灯并联;
(2)由图c知,当电压为0.25V、1.0V、2.0V时,对应的电流大小分别为0.1A、0.3A、0.45A,由欧姆定律R=分别求出对应的电阻大小分析回答;
(3)在图a中,灯与变阻器PA部分并联后与变阻器的PB部分串联,闭合开关,将片P从A端向B端移动,判断PA部分电阻变化,根据并联电阻的规律得出并联部分的电阻变化,由分压原理确定并联部分的电压变化,即灯的电压变化;
(4)根据并联电路电流的规律分析。
【答案】(1)如图所示(2)不断增大(3)不断变大(4)偏大
【解析】(1)灯的额定电压为2.5V,故电压表选用小量程与灯并联,如下所示:
(2)由图c知,当电压为0.25V、1.0V、2.0V时,对应的电流大小分别为0.1A、0.3A、0.45A,由欧姆定律
R=,对应的电阻大小分别为:2.5Ω、3.3Ω、4.4Ω,故灯丝的电阻值不断增大;
(3)在图a中,灯与变阻器PA部分并联后与变阻器的PB部分串联,闭合开关,将片P从A端向B端移动。PA部分电阻越来越大,根据并联电阻的规律,并联部分的电阻变大,PB部分电阻变小,由分压原理,并联部分的电压变大,即灯的电压不断变大;
(4)因电压表与灯并联,根据并联电路电流的规律,电流表的示数比测量时通过小灯泡的实际电流偏大。
47.(2018长沙,36,6分)小明用如图所示的电路做“探究一定电压下,电流与电阻的关系”实验时,保持定值电阻两端的电压为2V不变,多次更换定值电阻进行实验,实验室提供的实验器材有:电源(3节新干电池串联),电流表、电压表各一个,开关一个,五个定值电阻(5Ω,10Ω,15Ω,20Ω,25Ω),一个滑动变阻器(规格为“20Ω 1.5A”),导线若干.
(1)请你用笔画线代替导线将图中的实物图连接完整;
(2)如图,电路连接完整后,小明应将滑动变阻器的滑片移至________端(选填“A”或“B”)后,再闭合开关进行实验.
(3)在接入25Ω的电阻进行实验时,小明发现,不管怎样移动滑片,都不能使电压表的示数为2V.小明通过在原电路中增加或减少实验室提供的原有器材,解决了上述问题,并完成了实验.他采取的操作可能是:________________(列举一种方法即可) .
【答案】(1)
;(2)A;(3)减少一节电池或在电路中串联一个10Ω或15Ω或20Ω的定值电阻
【解析】(1)电压表要并联在定值电阻两端,因为定值电阻两端电压保持2V不变,所以电压表使用0~3V量程,实物连接图如图所示;(2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片滑至最大阻值端,即A端,保护电路;(3))在接入25Ω的电阻进行实验时,定值电阻分压增大,当不管怎样移动滑片,都不能使电压表的示数为2V,可以减少一节电池或在电路中串联一个10Ω、15Ω或20Ω的定值电阻来分电压.
48. (2018浙江省绍兴市,题号28,分值8)小敏用图甲所示电路来测定某定值电阻的阻值
(1)闭合开关前,要将滑动交阻器滑片滑到________ (选填“A”或“B”)端。
(2)闭合开关后,发现只有一只电表的指针发生偏转,请结合图甲电路分析产生此现象的原因是_______。
(3)排除故障后,进行三次实验,测得数据如上表,表中第二次实验的电流可从图乙中读取,根据这三次测得的数据求得此电阻的阻值为________欧(保留一位小数)
(4)下列实验电路图中,也能够得出定值电阻Rx阻值的电路有________。
【答案】(1)A;(2)电流表和电压表的位置互换了;(3)10.3;(4)ACD。
【解析】(1)为了保护电路安全,闭合开关前,要将滑动变阻器滑片滑到阻值最大端,即A端;(2)由于连接的实验电路电压表和电流表的位置互换了,电压表串联在电路中,电路中的电阻太大,所以电流表的示数为零,指针不发生偏转,电压表指针发生偏转,测量电源电压;(3)电流表接的是0~0.6A量程,分度值为0.02A,读数为0.24A;则:R2=U2/I2=2.5V/0.24A=10.4Ω;所以Rx的阻值;(4)A图中电压表测电源电压,电流表测电路中的电流,据此可算出定值电阻两端的电压,得到Rx两端的电压,从而用伏安法可求出Rx的阻值,故A符合题意;B图中Rx和定值电阻并联,无法得到Rx中的电流,因此不能求出Rx的阻值,故B不符合题意;C图中Rx与R并联,既能算出R两端的电压即为Rx的电压,又可以得出Rx中的电流,故C符合题意;D图中可以利用滑动变阻器位于不同位置时,根据电源电压保持不变列出方程,从而求得Rx的阻值,故D符合题意。
49. (2018湖南省常德市,题号27,分值6)某学习小组想要探究相同体积导电溶液的电阻与长度的关系,他们选取了一根乳胶管,里面灌满了某导电溶液,两端用粗铜丝塞住管口,形成一段封闭的液柱,进行了如下实验:
(1) 用伏安法测该导电溶液的电阻,使用的器材为电压是12V的电源、电流表、电压表、滑动变阻器R、开关、导线等。该小组已经完成部分导线的连接,请你在图甲中将电路连接完整。
(2) 当乳胶管为原长20.0cm时,接通电路后,电压表的示数为8V,电流表的示数如图乙所示,则此时液柱电阻为 。
(3) 某同学握住乳胶管的两端把它均匀拉长,保证导电溶液始终充满乳胶管,且与粗铜丝接触良好。下表中的数据是多次实验中测得的导电溶液液柱长度L,和用测得的电压和电流数据计算出的电阻R。
实验次数
1
2
3
4
5
长度L(cm)
25.0
30.0
35.0
40.0
45.0
电阻R()
62.5
90.1
123.0
160.0
202.5
为了研究导电溶液住的电阻R与长度L的关系,该小组用纵坐标表示电阻R,作出了如图丙所示的图像,你认为横坐标表示的是 。
【答案】(1)如图所示 (2)40 (3)
【思路分析】(1)电流表应串联接入电路中,由图乙可知,电流表应选择“00.6A”量程;(2)根据电流表的量程和指针所指的位置读数,然后根据计算液柱的电阻;(3)观察可知图丙表示的是正比例函数,进而推断横坐标表示的量。
【解题过程】(1)由图乙可知,电流表应选择“0~0.6A”量程,用导线将开关右面的接线柱与电流表“0.6”的接线柱连接起来,如图所示;(2)由图乙读得电流表的示数为0.2A,又电压表的示数为8V,则此时液柱电阻为;(3)图丙表示的是正比例函数,对比长度L和电阻R对应的各组数据,可知横坐标表示的是。
50.(2018山东省菏泽市,23,6分)如图所示用电流表(0—0.6A,0--3A)、电压表0---3V,0--15V).定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、30Ω各一个)、滑动变阻器(0--50Ω)、电源(6V)、开关和导线若干,探究电流与电阻的关系.
(1)请你根据甲图所示的电路国,将乙图中的电路连接完整________。
(2)滑动变阻器在电路中的作用是____________________________。
(3)小强做此实验时,在电流表使用无误的情况下,收集测量数据,记录表格如下:
小强的五次实验操作中有一次是错误的,请你对小强记录的数据进行分析。你发现第____次测量的数据是错误的,错误的原因是________________________________。
(4)请你根据表中正确的数据,在丙图中绘制出电流随电阻变化的图象__________。
【答案】 (1).
(2). 调整定值电阻两端的电压,使其保持不变
(3). 2 没有保持定值电阻两端的电压不变
(4).
【思路分析】(1)根据电路图判断出电路的连接情况,再按照电路图连接出实物图即可;
(2)根据滑动变阻器在电路中的作用,结合题意来分析解答;
(3)根据研究电流与电阻的关系时,应保持导体两端的电压不变,由此结合表中的数据来分析解答;
(4)首先计算出错误的一组数据中正确的数据,再在图中描点连线即可。
【解题过程】
(1)如丙图,根据滑动变阻器“一上一下”的连接方式,连接滑动变阻器下面的一个接线柱到定值电阻的右端,再连接电源的负极到电流表的负接线柱即可,如图:
;
(2)研究电流与电阻的关系实验时,滑动变阻器在电路中的作用是保证定值电阻两端的电压不变,另外还有一个通用的作用,即保护电路。
(3)我们知道电流与电阻是成反比的,即电流与电阻的乘积不变,即电压不变,对小强记录的数据进行分析可知,第1、3、4、5次实验,电流与电阻的乘积都为3V,即实验时电阻两端的电压为3V,,而第2次实验,电流与电阻的乘积为1V,所以第2次测量的数据是错误的;
从题中条件知,滑动变阻器最大阻值50Ω,定值电阻为10Ω,电源电压为6V,在此条件下电流为:
,
可见是因为闭合开关后,没有调整滑动变阻器的滑片使电阻两端的电压保持不变,就直接读数了。
(4)第2次实验正确的数据应为:;
根据表中正确的数据,在丙图中描点连线绘制出电流随电阻变化的图象:
51.(2018陕西省,31题,9分)甲乙两个实验小组先后完成了如下实验:(1)甲小组根据图-1所示的电路图连接成图-2所示的实物电路,探究“通过导体的电流与电阻的关系”。
①连接电路时开关应________,滑动变阻器器的滑片应置于______(选填“A”或“B”)端。
②检查连接无误后,闭合开关,发现电流表、电压表均无示数,他们将导线EF的E端取下,依次接在滑动变阻器器的C、A 接线柱上时,观察到两种情况下电流表均无示数、电压表均为电源电压,则电路路故障可能为
A、滑动变阻器短路
B、电阻R断路
C、AE间导线断路
③排除故障后,开始实验,实验时始终保持_________表示数不变,记录数据如下,请根据表中数据,在图-3
中用描点法画出通过导体的电流I与电阻R的关系图像。
分析图像发现,在此实验中,当定值电阻阻值较大时,通过它的电流较小,进一步分析发现随着阻值的增大,电流的变化量量越来越______,可见,若连入电路路的定值电阻的阻值均太大,不易发现通过导体的电流随电阻的变化规律。
(2)甲小组试验后,乙小组用该实物电路测新买的电热毯(规格“220V 40W”)的电热毯的电阻。
在连接电路检查无误后,闭合开关,无论怎样移动滑片,发现电流表示数始终很小,电压表指针始终接近最大测量值,说明:电热毯阻值远比滑动变阻器的最大阻值______,不能较准确测量,更换合适电源并改变电压表所选量程后,较准确的测出电热毯的阻值约为120Ω,这个测量值与电热毯正常工作的阻值相______差10倍左右,这是因为导体的电阻与________有关。
【答案】(1)①断开 B ②C ③电压 如答图所示 小 (2)大 温度
【解析】(1)①连接电路时开关应断开,滑动变阻器滑片应位于最大阻值处;
②此电路为串联电路,电流表无示数说明故障类型为断路,再根据电压表所测部分的电路,若电压表无示数说明与电压表并联部分以外的电路断路,若电压表有示数说明电压表所测部分电路断路,综上所述故选择C;
③探究电流与电阻关系时应控制电阻两端电压不变,根据表格数据描点作图即可做出图像;分析图像可知当电阻变化量相同(可选择相同变化量为5Ω)时电流的变化量越来越小.
(2)电热毯与滑动变阻器串联,根据串联分压规律,电阻越大,分压越多,当电热毯的电阻远远大于滑动变阻器的最大阻值时,电压表的示数会非常大,滑动变阻器电阻的变化对分压影响不大;金属导体电阻随温度改变而改变。
52. (2018山东省菏泽市,24,3分)用干电池组作为电源的电路计算题中,常有“电源电压保持不变”这句话,小丽对此产生质疑。她想探究电路中电阻值改变时,电源电压是否真的不变。请你替她设计一个探究方案,简要说明探究方法。
【思路分析】要研究电路中电阻值改变时,电源电压是否真的不变,可选择滑动变阻器使电路中电阻变化,电源两端并联电压表,通过电压表的示数判断电源电压是否改变。
【解题过程】
设计电路图:
实验步骤;
①按图连接电路;
②将滑片调至最左端,闭合开关;
③多次调整滑动变阻器的滑片,改变电路中的电阻和电流,记录每次电压表的示数;
分析结论:通过比较每次电压表的示数,得出结论,即如果电压表示数没有变化,说明“电源电压保持不变”;如果电压表示数有变化,说明电源电压保持不变的方法是不够准确的。
五、作图题
1. (2018北京,9,2) 图3所示的电路中,电阻阻值R1
A. I1 = I2 B. I1 > I2
C. U1 = U2 D. U1 > U2
【答案】A
【解析】本题主要考查欧姆定律、串联电路电流特点。串联电路电流,处处相等,故A选项正确;B选项错误;由欧姆定律可知,电流相等,因为故C、D选项均错。
2. (2018北京,12,2)小海设计了一种测定油箱内油量的模拟装置,如图5所示,其中电源两端电压保持不变,R0是定值电阻,R是滑动变阻器的电阻片,滑动变阻器的滑片P跟滑杆的一端连接,滑杆可以绕固定轴O转动,另一端固定着一个浮子。油箱中的油量减少时,浮子随油面下降,带动滑杆使变阻器的滑片P向上移动,从而引起电流表的示数发生变化。下列说法中正确的是
A.电流表示数变小时,表明油箱中的油量减少
B.电流表示数变小时,电阻R0两端电压变大
C.当油箱中的油量减少时,电流表示数变大
D.当油箱中的油量减少时,变阻器R连入电路的电阻变小
【答案】B
【解析】本题主要考查欧姆定律、滑动变阻器、串联电路电压电流特点、杠杆、浮力多个知识点。当电流表示数变小时说明电路中电阻在变大由此可知滑片P向上移动,由杠杆饶支点转动则浮子向下移动,表明油量减少,故A选项正确;电阻R0两端电压,当电流表示数变小时,电阻R0两端电压也随之变小,故B选项错误;当油箱中的油量减少时,浮子向下移滑片P向上移动电阻在变大电流表示数变小,故C、D选项错误。
3. (2018广东省,题号6,分值3)如题6-1图所示,电源电压保持不变,闭合开关时,滑动变阻器的滑片P从b端滑到a端,电压表示数U与电流表示数I的变化关系如题6-2图所示,下列说法不正确的是( )
A.电源电压是9V
B.定值电阻R的阻值是6Ω
C.滑动变阻器的阻值范围是0~18Ω
D.若定值电阻R出现接触不良时,电流表示数为0,电压表示数为9V
【答案】C
【解析】当P滑到a端时,RP=0,此时电压表示数即电源电压,由图2可知,电源电压是9V,故A正确,不符合题意;定值电阻的阻值:,故B正确,不符合题意;当电压表示数为3V时,通过电路的电流为0.5A,此时滑动变阻器接入电路的阻值最大,则滑动变阻器两端的电压为9V-3V=6V ,最大阻值为6V/0.5A=12Ω,即滑动变阻器的阻值范围是0—12Ω,故C错误,符合题意;若R接触不良,即断路,则相当于将电流表、电压表和滑动变阻器串联在电路中,由于电压表内阻很大,所以此时电路中的电流几乎为零,电流表示数为零,电压表示数等于电源电压9V,故D正确,不符合题意。
4. (2018贵州省遵义市,25题,3分)
【答案】B
【解析】由图可知两电阻串联,电流表测量电路中的电流;图乙中当R2接入电路的阻值为0时,电路中的电流为I0=0.5A,所以有U=I0R1=0.5A×R1①;当R2接入电路的阻值为10Ω时,电路中的电流为I1=A,此时有U=I1(R1+R2)=A×(R1+10Ω)②;联立①②,解得R1=5Ω,U=0.5A×5=2.5V.故选B.
5. (2018龙东市,11,2分)
【答案】C
【解析】酒精浓度增大时,气敏电阻R的阻值减小,因为根据串联电路中,电压的分配与电阻大小成正比,所以气敏电阻两端电压变小,因为电源电压不变,所以定值电阻R0两端电压变大,即电压表示数变大,因为气敏电阻阻值变小,所以串联电路的总电阻变小,根据公式可知,电源电压不变时,电路中电流变大,即电流表示数变大,故A、B不正确;酒精浓度减小时,气敏电阻R的阻值增大,因为根据串联电路中,电压的分配与电阻大小成正比,所以气敏电阻两端电压变大,因为电源电压不变,所以定值电阻R0两端电压变小,即电压表示数变小,因为气敏电阻阻值变大,所以串联电路的总电阻变大,根据公式可知,电源电压不变时,电路中电流变小,即电流表示数变小,故C正确;D不正确.
6.(2018年黑龙江省齐齐哈尔市,10,2分)
【答案】B
【解析】根据开关通断时电路的连接情况和电压表、电流表的作用,结合欧姆定律和电功率的计算公式的相关知识来分析解答;
由电路图可知,先闭合S1时,两电阻串联,电压表测电阻R1两端电压,电流表测电路中的电流,再闭合S2时,电阻R2被短路,此时电压表测量电源电压,电流测电路中的电流,
A. 由题意可知,再闭合S2后,电路中的总电阻减小,电路中的电流变大,电流表示数变大,电压表测电源电压,电压表示数变大,故A错误;
B. 由A可知,电压表示数变大,由于总电阻减小,由公式可知,电路的总功率变大,故B正确;
C. 由A可知,电压表示数变大,总电阻变小,电流表示数变大,故C错误;
由于电压表测量定值电阻R1两端的电压,所以电压表与电流表的示数比值为电阻R1的阻值,是大小不变的,故D错误.
7. (2018湖北省黄石市,题号13,分值2)
【答案】A
【解析】欧姆对电流、电压与电阻之间的关系进行研究得出了欧姆定律,故A符合题意;法拉第对电磁感应现象进行大量的研究,故B不符合题意;伽利略对摆的等时性、力与运动的关系进行了研究,故C不符合题意;焦耳对电流的热效应进行研究得出了焦耳定律,故D不符合题意。
8. (2018湖北省荆州市,题号22,分值2)22. 如图所示,将滑动变阻器R1与定值电阻R2接入电源电压不变的电路中. 闭合开关S,各表均有一定示数,滑动变阻器的滑片向右滑动到某一位置,电压表V1、V2示数的变化量分别为△U1、△U2.下列说法正确的是
A.V1示数变大,V2示数不变
B.V1示数变大,△U1>△U2
C.V2示数变小,V2示数和电流表示数之比变小
D.V2示数变小,V2示数和电流表示数之比不变
【答案】D
【解析】滑动变阻器的滑片右移,滑动变阻器连入电路的电阻变大,电路中的电流变小,所以V2的示数变小,R1 与R2串联,V1、V2示数之和为电源电压,不变,所以V1的示数变大,且△U1=△U2,A、B两项都错误;V2示数和电流表示数之比为R2阻值,不变,C错误,D正确。
9.(2018湖南娄底,10,3)甲图是灯泡L和定值电阻R的I﹣U图象,将L和R先后以乙图和丙图两种方式连在同电源上,若乙图中U1:U2=m,丙图中,I1:I2=n,则下述正确的是( )
A.m=n B.m>n C.m<n D.mn=1
【答案】B
【思路分析】本题考查的是串并联电路和欧姆定律。图乙中,灯泡与电阻串联,U1:U2=m;图丙中,灯泡与电阻并联,I1:I2=n,分别根据串联电路的电压规律和并联电路的电压规律求得两电阻之比,然后即可得出结论。
【解题过程】由图乙知,灯泡与电阻串联,由I=可知,当电流相同时,电压与电阻成正比,即:
==m,
由图丙知,灯泡与电阻并联,由I=可知,当电压相同时,电流与电阻成反比,即:
==n,则=,
由图象甲可知,灯泡电阻随电压增大而增大,而乙图中灯泡两端电压比丙图中小,所以RL乙
由图象甲可知,在电流相同时,灯泡的电压较大,即U1>U2,则U1:U2=m>1,
由前面的解答可知1<m<,则可得n<1,
比较可知m>n,故AC错误,B正确。
10. (2018辽宁省抚顺,第8题,2分)
【答案】C
【解析】由图可知,闭合开关后,灯泡与滑动变阻器并联,电流表A1测量干路电流,A2测量通过滑动变阻器的电流,电压表测量电源电压,因而示数不变,故A错误;滑片P向右移动,滑动变阻器接入电路的阻值减小,两电流表示数均变大,故B错误;电压表V示数与电流表A2示数的比值等于滑动变阻器接入电路的阻值,是变小的,故C正确;两电流表示数的差值等于通过灯泡的电流,是不变的,故D错误。
11. (2018山东聊城,10,3)如图,R为光敏电阻,其阻值随光照强度的增大而减小,R1是定值电阻。闭合开关,逐渐增大光敏电阻上的光照强度,电表示数变化情况是( )
A.电流表示数变小,电压表示数变大
B.电流表示数变大,电压表示数变小
C.电压表和电流表示数的比值将变小
D.电流表和电压表示数均变大
【答案】D
【思路分析】(1)分析电路的连接及电表测量的量,根据已知条件分析R减小,由电阻的串联判断总电阻变化,由欧姆定律,确定电路电流变化;
根据U=IR分析R1的电压变化,根据串联电路电压的规律,R的电压即电压表示数变化;
(2)由欧姆定律分析电压表和电流表示数的比值变化。
【解题过程】解:
(1)由图知,两电阻串联,电压表测定值电阻R1的电压,电流表测电路中的电流;
逐渐增大光敏电阻上的光照强度,由题意可知光敏电阻R的阻值减小,则电路的总电阻变小,由欧姆定律可知,电流变大,即电流表示数变大;
根据U=IR可知,定值电阻R1的电压变大,即电压表示数变大,故D正确,AB错误。
(2)由欧姆定律可知,电压表和电流表示数的比值等于定值电阻R1的阻值,则该比值保持不变,故C错误。
故选:D。
12. (2018山东临沂,17,2) 如图所示的电路中,电流表A1的示数为0.5A,A2的示数为0.3A,电阻R2的阻值为10Ω.下列说法正确的是( )
A.通过电阻R1的电流为0.5A
B.电源电压为5V
C.电阻R1的阻值为15Ω
D.若断开开关S2,电流表A1示数变大
【答案】C
【思路分析】由电路图可知,两电阻并联,电流表A2测R2支路的电流,电流表A1测干路的电流;开关S1控制整个电路,开关S2控制电阻R1;
根据并联电路的电流特点求出通过电阻R1的电流,再根据并联电路的电压特点求出电源的电压,利用欧姆定律求出电阻R1的阻值,若断开开关S2,只有R1支路的电流,判断出电流表A1示数的变化。
【解题过程】解:由电路图可知,两电阻并联,电流表A2测R2支路的电流,电流表A1测干路的电流;开关S1控制整个电路,开关S2控制电阻R1;
因为并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以通过电阻R1的电流:
I1=I﹣I2=0.5A﹣0.3A=0.2A,故A错误;
又因为并联电路中各支路两端的电压相等,
故根据欧姆定律可得,电源的电压:
U=U2=I2R2=0.3A×10Ω=3V,故B错误;
电阻R1的阻值:
R1===15Ω,故C正确。
若断开开关S2,电流表A1只测量R2的电流,电流表A1示数变小,故D错误。
故选:C。
13. (2018山东省烟台市,14,2分)
在图9所示的电路中,闭合开关后,当滑片P向左移动时,下列说法正确的是
A.灯泡L变亮 B.电压表V示数变大
C.电流表A1示数变小 D.电流表A2示数变大
【答案】C
【解析】由图可知,该电路为并联电路;电流表测量干路中的电流,电流表测量通过灯泡的电流;电压表测量的是支路两端的电压;
根据滑动变阻器滑片移动的方向判定其阻值变化,根据欧姆定律判定其电流变化,根据并联电路的电流、电压特点判定电表示数的变化。
由图可知,该电路为并联电路;电流表测量干路中的电流,电流表测量通过灯泡的电流;电压表测量的是支路两端的电压,测量的也是电源电压,保持不变,故B错误;
根据并联电路的特点可知,滑动变阻器滑片移动时,对灯泡所在的支路无影响,灯泡的电流和电压都不变,故电流表A2示数不变,灯泡亮度不变,故AD错误;
当滑片P向左移动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大,根据欧姆定律可知,通过滑动变阻器的电流减小;通过灯泡的电流不变,根据并联电路的电流关系可知,干路中的电流减小,即电流表A1示数变小,故C正确。
故选:C。
14. (2018山东枣庄,10,2)在如图所示的电路中,闭合开关,电源电压保持不变,当滑动变阻器的滑片P向右移动的过程中,下列说法正确的是( )
A.电流表的示数变小,电压表的示数变大
B.电流表的示数变大,电压表的示数变小
C.电流表的示数不变,电压表的示数不变
D.电流表的示数变小,电压表的示数不变
【答案】C
【思路分析】由电路图可知,灯泡与滑动变阻器并联,电流表A测L的电流,电压表测电源的电压。根据电源的电压可知滑片移动时电压表V示数的变化,根据灯泡两端的电压和电阻可以知道电流表示数的变化。
【解题过程】解:由电路图可知,灯泡与滑动变阻器并联,电流表A测L的电流,电压表测电源的电压,由于电源电压不变,故电压表示数不变;
当滑动变阻器的滑片P向右移动的过程中,由于灯泡两端的电压和灯泡的电阻都不变,故通过灯泡的电流不变,即电流表示数不变;故C正确。
故选:C。
15. (2018四川眉山,10,3)如图所示,电源电压保持不变,闭合开关后,两灯都能正常工作,灯L1,L2的电阻之比为R1:R2=1:2,此时甲、乙两电表的示数之比为( )
A.2:1 B.1:2 C.3:2 D.2:3
【答案】D
【思路分析】根据电路的连接,乙表与电源连接,故为电压表,甲表不能是电流表,故两表都为电压表,甲表测L2的电压,乙表测电源电压,两灯串联,根据分压原理和串联电路电压的规律得出答案。
【解题过程】解:乙表与电源连接,故为电压表,甲表不能是电流表,否则S闭合时,将灯短路,不发光,故两表都为电压表,甲表测L2的电压,乙表测电源电压,两灯串联,灯L1、L2的电阻之比为R1:R2=1:2,根据分压原理,L2的电压为灯L1的2倍,即2UL1,根据串联电路电压的规律,总电压为:
U=UL1+2UL1=3UL1,
甲、乙两电表的示数之比为2UL1:3UL1=2:3.只有D正确。
故选:D。
16.(2018天津,9,3) 如图所示电路,电源电压保持不变,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P向右滑动时,下列说法正确的是( )
A.两个电流表的示数都变大
B.两个电流表的示数都变小
C.电流表A1示数不变,电流表A2示数变大
D.电流表A1示数不变,电流表A2示数变小
【答案】D
【思路分析】本题考查并联电路的规律及欧姆定律的运用,难度中等:(1)两电阻并联,电流表A1测R1的电流,A2测总电流:并联电路各支路独立工作、互不影响,故电流表A1示数不变;(2)当滑动变阻器的滑片P向右滑动时,变阻器连入电路中的电阻变大,由欧姆定律分析通过其的电流变化,因通过R1的电流不变,根据串联电路电流的规律,分析电流表A2示数变化。
【解题过程】解:
(1)由图知,两电阻并联,电流表A1测R1的电流,A2测总电流:
因为并联电路各支路独立工作、互不影响,所以滑片移动时通过定值电阻R1的电流不变,即电流表A1示数不变,故AB错误;
(2)当滑动变阻器的滑片P向右滑动时,变阻器连入电路中的电阻变大,由欧姆定律可知,通过变阻器的电流变小,因通过R1的电流不变,根据并联电路的电流规律可知,总电流变小,即电流表A2示数变小,故D正确,C错误。
故选:D。
17. (2018浙江嘉兴,6,3)图象法是利用图象这种特殊且形象的工具,表达各科学量之间存在的内在关系或规律的方法。下列从图象中获得的结论错误的是( )
A.
ρ1>ρ2
B.
R1>R2
C.
υ1>υ2
D.
p1>p2
【答案】B
【思路分析】分析图象,确定图象反应的物理量间的关系,然后根据图象反应的物理量间的关系作出判断,然后答题。
【解题过程】解:
A、根据ρ=可知,在物体的体积相同时,质量越大,密度越大,由图象可知ρ1>ρ2,故A正确;
B、根据R=可知,在电压相同时,电流越大,导体的电阻越小,由图象可知R1<R2,故B错误;
C、根据v=可知,在时间相同时,路程越大,速度越大,由图象可知v1>v2,故C正确;
D、根据p=可知,在受力面积相同时,压力越大,压强越大,由图象可知p1>p2,故D正确。
故选:B。
18. (2018浙江省台州市,题号14,分值4)某同学利用如图甲所示的电路进行实验,电源电压恒为3伏,更换5个定值电阻Rx,得到如图乙所示的图象。以下有关叙述正确的是( )
A.该同学研究的是电流和电压的关系
B.实验中电压表的示数保持0.5伏不变
C.滑动变阻器阻值变化范围为1欧~5欧
D.将Rx从5欧换成10欧后,应将滑片P向左移
【答案】C
【解析】研究电流和电压的关系时,要控制电阻不变,由图乙知,电阻是变化的,故A错误;由题意和图象可知,该同学研究的是电流和电阻的关系,实验中要控制Rx两端的电压不变(即电压表示数不变);
由图乙知,电流与电阻之积(即Rx两端的电压):U=IRx=0.5A×5Ω=﹣﹣﹣﹣﹣0.1A×25Ω=2.5V,即电压表保持2.5伏不变,故B错误;由图乙知,电流最大为0.5A时,对应的电阻为5Ω,根据欧姆定律和串联电路的规律,变阻器连入电路中的电阻:;
由图乙知,电流最小为0.1A时,对应的电阻为25Ω,根据欧姆定律和串联电路的规律,变阻器连入电路中的电阻:;
所以,滑动变阻器阻值变化范围为1欧~5欧,故C正确;根据串联分压原理可知,将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻,电阻增大,其分得的电压增大(大于2.5V);
探究电流与电阻的实验中应控制电阻两端的电压不变,根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压使电压表的示数减小为2.5V,由分压原理,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向右端移动,故D错误。故选:C。
19.(2018广西玉林,12,3)为了检测酒驾行为,如图甲所示是小明设计一款酒精浓度检测仪的电路图,其电源电压保持不变,R0为定值电阻,R为酒精气体浓度传感器(气敏电阻),R的阻值与酒精浓度的关系如图乙所示。接通电源,当传感器酒精浓度增大时,下列说法正确的是( )
A.电流表的示数变小
B.电压表的示数变大
C.电流表的示数与电压表的示数的比值变小
D.电流表的示数与电压表的示数的比值变大
【答案】D
【思路分析】由电路图可知,定值电阻R0与气敏电阻R串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流;根据图象可知R的阻值随酒精浓度的变化,根据欧姆定律可知电路中电流的变化和R0两端的电压变化,根据串联电路的电压特点可知电压表示数的变化,进一步可知电压表与电流表示数的比值的变化。
【解题过程】解:
由电路图可知,定值电阻R0与气敏电阻R串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流。
由图象可知,当酒精浓度增大,R的阻值变小,电路中的总电阻变小,由I=可知,电路中的电流变大,即电流表的示数变大,
由U=IR可知,R0两端的电压变大,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,且电源的电压恒定不变,
所以,R两端的电压变小,即电压表的示数变小,故AB错误;
由电压表的示数变小、电流表的示数变大可知,电流表的示数与电压表的示数的比值变大,故C错误、D正确。
故选:D。
20. (2018绥化市,8,2分)
【答案】B
【解析】因为物体所受重力跟物体质量成正比,所以A不正确;因为某种物质质量与体积成正比,即质量与体积之比是一个定值,所以B正确;因为电阻一定时,导体中的电流与电压成正比,所以C不正确;因为电压一定时,导体中的电流与电阻成反比,所以D不正确.
21. (2018湖北咸宁,9,2) 如图所示的电路,电源电压保持不变,R为定值电阻。下列说法正确的是( )
A.开关闭合前,电压表和电流表均无示数
B.开关闭合后,滑片P向右移动的过程中,电压表的示数变大
C.开关闭合后,滑片P向右移动的过程中,电压表与电流表示数的比值不变
D.开关闭合后,滑片P向右移动的过程中,电压表与电流表示数的乘积变大
【答案】C
【思路分析】(1)由电路图可知,开关闭合前,电路处于开路状态,但是电压表的两个接线柱通过变阻器与电源的正负极相连通;
(2)开关闭合后,定值电阻R与滑动变阻器串联,电流表A测电路中的电流,电压表测定值电阻R两端的电压。根据滑片的移动可知接入电路中电阻的变化,根据欧姆定律、串联电路的特点即可分别判断;
由于电压表与电流表示数的乘积为定值电阻R的功率,根据P=I2R判断R功率的变化即可得出电压表与电流表示数的乘积的变化。
【解题过程】解:
(1)开关闭合前,电路处于开路状态,则电流表没有示数;但电压表的两个接线柱通过变阻器与电源的正负极相连通,此时电压表测量电源电压,所以电压表有示数;故A错误;
(2)开关闭合后,定值电阻R与滑动变阻器串联,电流表A测电路中的电流,电压表测定值电阻R两端的电压;
滑片P向右移动的过程中,接入电路中的电阻变大,总电阻变大,
由I=可知,电路中的电流变小,即电流表示数变小;
根据U=IR可知,定值电阻R两端的电压变小,即电压表的示数变小,故B错误;
由欧姆定律可知,电压表与电流表示数的比值为定值电阻的阻值,所以,电压表与电流表示数的比值不变,故C正确;
电压表与电流表示数的乘积为定值电阻R的功率,根据P=I2R可知R的功率变小,所以电压表与电流表示数的乘积变小,故D错误。
故选:C。
22. (2018湖北襄阳,6,2)如图所示,电源电压恒定。当开关S1、S2闭合,甲、乙两表为电压表时,两表示数之比U甲:U乙=4:1;当开关S1闭合、S2断开,若甲、乙两表均为电流表时,两表的示数之比为( )
A.4:3 B.3:2 C.3:4 D.3:l
【答案】C
【思路分析】当S1、S2闭合,甲乙两表为电压表时,两电阻串联,甲测电源的电压,乙测R2两端的电压,根据串联电路电流的规律和欧姆定律表示出电阻之比;
当开关S1闭合、S2断开,甲乙两表为电流表时,两电阻并联,甲测R2支路的电流,乙测干路电流,根据并联电路电压规律和欧姆定律表示出两支路的电流之比,根据两电阻的关系即可求出两表示数比值。
【解题过程】解:
由电路图可知,当S1、S2闭合,甲乙两表为电压表时,两电阻串联,甲测电源的电压,乙测R2两端的电压,
由串联电路电流相等和I=可得:
=,
且已知U甲:U乙=4:1,
化简可得:=,则R1=3R2;
当S1闭合、S2断开,甲乙两表为电流表时,两电阻并联,甲测R2支路的电流,乙测干路电流,
由并联电路中各支路两端的电压相等和I=可得,两电流表的示数之比:
====。
故选:C。
23. (2018湖北省孝感市,题号4,分值3)
【答案】C。
【解析】如图所示,滑动变阻器与灯泡串联,且电压表V1测灯泡的电压,V2测滑动变阻器的电压,当滑片P向左滑动时,接入电路中的电阻变大,则电路中的电流变小,即A示数变小,灯泡电阻不变,所以电压变小,即V1示数变小,电源电压不变,即电压表V1、V2的和不变,则电压表V2的示数变大。电压表V1与灯泡并联,互不影响,所以V1短路,小灯泡亮度不变。故选C。
24. (2018湖南娄底,10,3)甲图是灯泡L和定值电阻R的I﹣U图象,将L和R先后以乙图和丙图两种方式连在同电源上,若乙图中U1:U2=m,丙图中,I1:I2=n,则下述正确的是( )
A.m=n B.m>n C.m<n D.mn=1
【答案】B
【思路分析】图乙中,灯泡与电阻串联,U1:U2=m;图丙中,灯泡与电阻并联,I1:I2=n,
分别根据串联电路的电压规律和并联电路的电压规律求得两电阻之比,然后即可得出结论。
【解题过程】解:
由图乙知,灯泡与电阻串联,所以通过它们的电流相同,
由I=可知,当电流相同时,电压与电阻成正比,
所以:==m,
由图丙知,灯泡与电阻并联,各支路两端的电压相同,
由I=可知,当电压相同时,电流与电阻成反比,
所以:==n,则=,
由图象甲可知,灯泡电阻随电压增大而增大,而乙图中灯泡两端电压比丙图中小,所以RL乙小于RL丙,
所以:<,则m<,即mn<1,故D错误;
由图象可知,在电流相同时,灯泡的电压较大,即U1>U2,则U1:U2=m>1,
由前面的解答可知1<m<,则可得n<1,
比较可知m>n,故B正确,AC错误。
故选:B。
25. (2018吉林长春市,9,2分)
【答案】C
【解析】根据电路图判断出开关通断时电路的连接情况和各电表在电路中的作用,再结合选项来分析解答;
由题意可知,只闭合开关S1时,灯L1与L2串联,电压表测电源电压,电流表测电路中的电流,当再闭合S2时,灯L2被短路,电路中只有L1,电压表测电源电压,
A.由题意可知,灯L1两端的电压变大,灯L1变亮,故A错误;
B.由题意可知,灯L2被短路,灯熄灭,故B错误;
C.由题意可知,电压表测得都是电源电压,所以示数不变,故C正确;
D.由于电路中的电阻变小,所以电路中的电流变大,故D错误.
26.(2018江苏省苏州市,题号11,分值2)
【答案】D
【解析】由图可知,闭合S,定值电阻R1与滑动变阻器R2并联,电压表测量电源电压,示数不变,故A错误;电流表A1测量干路电流,A2测量通过R1的电流;当滑片P向右滑动时,R2增大,电流表A2的示数不变,故B错误;电压表V的示数与电流表A1的示数的乘积等于电路的总功率,由于R1的功率不变,R2的功率变小,所以总功率变小,故C错误;电压表V的示数与电流表A1的示数的比值等于电路的总电阻,由于R2变大,所以总电阻变大,故D正确。
27. (2018辽宁省鞍山市,第7题,2分)
【答案】D
【解析】两开关均闭合时,灯与滑动变阻器R串联,P向右移动时,R接入电路的阻值变大,它两端的电压即电压表的示数变大,故A错误;此时电路中的总电阻变大,电流变小,小灯泡变暗,故B错误;只闭合S1,灯与滑动变阻器的最大阻值串联,电压表测量滑动变阻器左侧部分两端的电压,P向左移动,电压表示数变小,故C错误;此时电路中的总电阻等于灯泡电阻与滑动变阻器的最大阻值之和,大小不变,且电源电压也不变,所以移动滑片,电流表示数不变,故D正确。
28. (2018呼和浩特,8,2)早在19世纪20年代,德国物理学家欧姆就对导体中电流、导体两端电压的关系进行了大量的实验研究,发现对于大多数导体而言,导体中电流跟导体两端电压成正比,并于1827年在《动电电路的数学研究》一书中,把他的实验规律总结成如下公式:S=γ·E(S表示导体中的电流;E表示导体两端的电压;γ表示导体对电流的传导率,简称电导率)。关于这一规律,下列说法正确的是
( )
A.对于不同的导体,给它们两端加相同的电压,通过的电流与导体的电导率成反比
B.对于不同的导体,如果通过的电流相同,电压与导体的电导率成正比
C.电导率反映的是导体对电流的导通作用
D.电导率的大小是由加在导体两端的电压与通过导体的电流决定的
【答案】C
【解析】本题考查欧姆定律。由欧姆定律的内容理解公式S=γ·E可知:对于不同的导体,它们两端的电压相同时,通过的电流与导体的电导率成正比,故A错误;对于不同的导体,通过的电流相同时,电压与导体的电导率的乘积是定值,故B错误;电导率能够反映导体对电流的导通作用,故C正确;电导率的大小是由导体本身决定的,故D错误。
29.(2018四川省德阳市,24,3分)
如图所示,电源的电压不变,闭合开关S,滑动变阻器的滑片P向左移动过程中,下列说法中正确的是( )
A. 电流表A的示数减小,电压表V的示数增大
B. 电流表A的示数增大,电压表V的示数减小
C. 电流表A和电压表V的示数都减小
D. 电流表A和电压表V的示数都增大
【答案】B
【解析】由电路图可知,定值电阻与滑动变阻器串联,电压表V测滑动变阻器两端的电压,电流表A测电路中的电流,根据滑片的移动可知接入电路中电阻的变化,根据欧姆定律可知电路中电流的变化和定值电阻两端的电压变化,利用串联电路的电压特点求出电压表示数的变化。
由电路图可知,定值电阻与滑动变阻器串联,电压表V测滑动变阻器两端的电压,电流表A测电路中的电流,
将滑动变阻器的滑片P向左端移动过程中,接入电路中的电阻变小,电路中的总电阻变小,
由I=U/R可知,电路中的电流变大,即电流表A的示数增大,故AC错误;
由U=IR可知,定值电阻两端的电压变大,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,滑动变阻器两端的电压变小,即电压表V的示数减小,故B正确、D错误。
故选:B。
30. (2018四川遂宁,7,3)如图所示电路,电源电压保持不变,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P向b端移动,则在移动过程中( )
A.电压表V的示数变小,电流表A1的示数变大
B.电压表V的示数不变,电流表A2的示数变小
C.电压表V的示数与电流表A1的示数的乘积变小
D.电压表V的示数与电流表A1和A2的示数差的比值不变
【答案】C
【解析】本题考查欧姆定律.由图可知:电阻R1和R2并联,电压表测量电源电压,电流表A1测量干路中的电流,电流表A2测量通过R1的电流.闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P向b端移动时,电压表V的示数不变,滑动变阻器接入电路的阻值变大,根据欧姆定律I=可知通过滑动变阻器R2的电流变小,通过R1的电流不变,因此电流表A1的示数变小,电流表A2的示数不变,故A、B均错误;电压表V的示数与电流表A1的示数的乘积变小,故C正确;因为电流表A1和A2的示数差为通过滑动变阻器R2的电流,在滑动变阻器的滑片P向b端移动的过程中,通过R2的电流变小,因此电压表V的示数与电流表A1和A2的示数差的比值变大,故D错误.
31. (2018福建B卷,15,2) 如图电路中,闭合开关S1、S2,电流表和电压表均有示数。若断开S2,则( )
A.电流表示数变小,电压表示数变小
B.电流表示数变小,电压表示数变大
C.电流表示数变大,电压表示数变小
D.电流表示数变大,电压表示数变大
【答案】A
【思路分析】闭合开关S1、S2,灯泡L2被短路,电路中只有L1工作,电压表测量电源电压,电流表测量电流;若断开S2,L1和L2串联,电压表测量L1两端的电压,电流表测量电流。
【解题过程】 解:
由图知,闭合开关S1、S2,灯泡L2被短路,电路中只有L1工作,电压表测量电源电压,
此时电流表的示数为I=;
若断开S2,L1和L2串联,电压表测量L1两端的电压,其示数小于电源电压,所以电压表示数变小;
此时电流表示数I′=,
因R1+R2>R1,所以,电流表示数变小。
故选:A。
32. (2018海南,1,3) 下列著名物理学家中,用其名字命名为力的单位的是( )
A.牛顿 B.阿基米德 C.欧姆 D.焦耳
【答案】A
【思路分析】根据对常见物理量及其单位的掌握作答。
【解题过程】解:在物理学中,
A、牛顿是力的基本单位。故A符合题意;
B、阿基米德是伟大的科学家、哲学家,但目前为止其名字没有被命名为物理量的单位。故B不符合题意;
C、欧姆是电阻的基本单位。故C不符合题意;
D、焦耳是功和能量的基本单位。故D不符合题意。
故选:A。
33. (2018江苏常州,11,2) .如何外部检测植物含水量的变化呢?科学家用条状石墨烯制成的湿敏电阻R,附着在叶片上,植物含水量变低,Rx变小,电表示数变小;植物含水量变高,Rx变大,电表示数变大。电源电压恒定,R0为定值电阻,下列电路图中符合要求的是
【答案】C 【解析】本题考查了电路的辨别、欧姆定律、动态电路知识点。A图植物含水量变低,Rx变小,电流表示数变大,不符合题意;B图植物含水量变低,Rx变小,电路中电流变大,电压表示数变大,不符合题意;C图物含水量变低,Rx变小,电路中电流变大,R0两端变大,电压表示数变小,符合题意;D图植物含水量变低,Rx变小,电路中电流变大,电压表示数不变,不符合题意。
34. (2018江苏淮安,8,2) 如图所示,电源电压恒定,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器。S闭合,滑动变阻器滑片P由a向b滑动,下列说法正确的是( )
A.电压表V1示数与电压表V2示数之和变大
B.电压表V1示数与电流表A示数的乘积变大
C.电压表V1示数与电流表A示数的比值变大
D.电压表V2示数与电流表A示数的比值变大
【答案】D
【思路分析】画出等效电路图,确认电路的连接方式为串联和电表的测量对象,根据串联电路的特点分析。
【解题过程】解:
等效电路图如下,R1与R2串联,V1测R1两端的电压,V2测R2两端的电压。
A、开关S闭合,当滑片P由a向b滑动时,由串联电路的电压特点可知,电压表V1示数与电压表V2示数之和等于电源电压,则两个电压表示数之和不变,故A错误;
BCD、滑片P由a向b滑动,变阻器R2接入电路的阻值变大,总电阻变大,由I=知电路中电流变小,电流表A的示数变小;由U=IR可知,定值电阻Rl两端电压变小,即V1的示数变小,则V2示数就会变大;
所以,电压表V1示数与电流表A示数的乘积变小,故B错误;
电压表V2示数与电流表A示数的比值变大,故D正确;
由欧姆定律可知,电压表V1与A的示数之比等于定值电阻R1的阻值,所以该比值不变,故C错误。
故选:D。
35. (2018江苏泰州,11,2) 如图所示,电源电压保持不变,闭合开关,调节变阻器,各电表示数变化情况是( )
A.滑片向右移动,甲表示数变小,乙表示数变大
B.滑片向左移动,甲表示数变大,乙表示数变大
C.滑片向左移动,甲表示数变大,乙表示数变小
D.滑片向右移动,甲表示数变小,乙表示数不变
【答案】D
【思路分析】根据实物图判定电路的连接方式,根据电表的连接方式判定电表的种类,然后根据滑动变阻器滑片的移动方向和串并联电路的电流、电压特点判定各表的示数变化。
【解题过程】解:
由实物图可知,电阻和滑动变阻器并联接入电路中,该电路为并联电路;电表乙并联在滑动变阻器两端,故乙为电压表,测量的是电源的电压,保持不变;电表甲串联在干路中,故甲为电流表,测量的是电源电压;
滑片向右移动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大,根据欧姆定律可知,通过滑动变阻器的电流减小;由于定值电阻两端的电压、电阻不变,故通过定值电阻的电流不变,根据并联电路的电流关系可知,干路中的电流减小,电流表示数减小,即甲表示数变小,乙表示数不变,故D正确,A错误;
滑片向左移动时,滑动变阻器接入电路的电阻变小,根据欧姆定律可知,通过滑动变阻器的电流增大;由于定值电阻两端的电压、电阻不变,故通过定值电阻的电流不变,根据并联电路的电流关系可知,干路中的电流增大,电流表示数增大,即甲表示数增大,乙表示数不变,故BC错误;
故选:D。
36.(2018山东东营,9,3) 如图所示,电源电压不变,闭合开关,当滑动变阻器滑片向左移动时,下列判断正确的是( )
A.电压表示数与电流表A1示数的乘积变大
B.电压表示数与电流表A2示数的乘积变大
C.电压表示数与电流表A1示数的比值不变,电流表A2示数变小
D.电压表示数与电流表A1示数的比值变大,电流表A2示数变大
【答案】B
【思路分析】AB、两电阻并联,电流表A2测总电流,电流表A1测R1的电流,电压表测电源电压,分析当滑动变阻器滑片向左移动时,变阻器连入电路小的电阻变化,根据并联电路的特点,得出通过R1的电流变化,确定 电压表示数与电流表A1示数的乘积变化;
由欧姆定律确定通过变阻器的电流变化,根据并联电路电流的规律确定总电流变化,确定电压表示数与电流表A2示数的乘积变化;
CD、由前面解答可知,电流表A2示数变大,电压表示数、电流表A1示数均不变,据此分析。
【解题过程】解:
AB、由图知,两电阻并联,电流表A2测总电流,电流表A1测R1的电流,电压表测电源电压,则滑片移动时电压表的示数不变;
因并联电路各支路互不影响,所以,滑片移动时,通过定值电阻R1的电流不变,即电流表A1示数不变,则电压表示数与电流表A1示数的乘积不变,故A错误;
当滑动变阻器滑片向左移动时,变阻器连入电路的电阻变小,由欧姆定律可知,通过变阻器的电流变大;根据并联电路电流的规律可知,总电流即A2示数变大,则电压表示数与电流表A2示数的乘积变大,故B正确;
CD、由前面解答可知,电流表A2示数变大,电压表示数、电流表A1示数均不变,所以,电压表示数与电流表A1示数的比值不变,故CD错误。
故选:B。
37. (2018四川成都,9,2)如图所示的串联和并联电路,两个灯泡阻值不等,开关S闭合,关于电路中的电流或电压关系,下列说法正确的是( )
A.甲电路中,U=U1=U2 B.甲电路中,U>U1=U2
C.乙电路中,I=Il+I2 D.乙电路中,I>I1=I2
【答案】C
【思路分析】(1)把几个用电器首尾相接,连入电路就是串联。把几个用电器首首相接,尾尾相接,再连入电路,就是并联,
(2)串联分压U=U1+U2,并联分流即I=Il+I2。
【解题过程】解:
A、甲电路中,两个灯泡首尾相接,则两个灯泡串联,串联分压,即U=U1+U2,故A错误;
B、甲电路中,因为两个灯泡阻值不等,所以根据串联分压规律可知U1≠U2,故A错误;
C、乙电路中,电流从电源正极出发后,分别经过灯泡L1、L2,然后汇合回到电源的负极,所以两个灯泡并联,并联电路中干路的电流等于各支路电流之和,即I=Il+I2,故C正确,
D、乙电路中,因为两个灯泡阻值不等,所以根据并联分流规律可知I1≠I2,故D错误。
故选:C。
38. 2018湖北省黄冈市,3题,3分) 如图所示是调光台灯的简化电路图,L标有“220 V 40 W”.闭合开关S,不考虑灯泡电阻的变化,则 ( )
A.当滑片P从b端向a端移动时,电路总电阻变大 B.当滑片P从a端向b端移动时,灯泡变亮
C.当滑片P在a端时,灯泡正常发光 D.当滑片P在b端时,电路总功率最大
【答案】C
【解析】根据题图可知电路是一个灯泡和滑动变阻器组成的串联电路,滑动变阻器接入电路的为aP部分,当滑片P从b端向a端移动时,滑动变阻器接入电路的电阻减小,因为电路总电阻等于灯泡电阻和滑动变阻器接入电路电阻之和,所以总电阻减小,A选项错误;当滑片P从a端向b端移动时,滑动变阻器接入电路的电阻增大,电路总电阻增大,根据欧姆定律可知,电路电流减小,灯泡变暗,B选项错误;当滑片P在a端时,滑动变阻器接入电路电阻为0,小灯泡两端电压为电源电压220 V,是小灯泡的额定电压,所以小灯泡可以正常发光,C选项正确;当滑片P在b 端时,电路电阻最大,电流最小,因为电路总功率P=UI,U为电源电压,电流最小,所以总功率最小,D选项错误;故选C.
39.(2018江苏连云港,10,2分) 如图所示,电源电压恒为15V,定值电阻R的阻值为20Ω,闭合开关后,使变阻器的阻值减小5Ω,电流表示数变化了0.1A,则下列说法正确的是
( )
A. 电流表示数减小了0.1A
B. 电压表示数减小了0.5V
C. 定值电阻的电功率增大了0.2W
D. 电路总功率增大了1.5W
【答案】D
【解析】本题主要考查欧姆定律、电功率、滑动变阻器的使用。在电压不变时,电流与电阻成反比电阻减小电流增加,所以A选项错误;由图可以看出电压表测滑动变阻器两端电压,当滑动变阻器电阻减小时,它两端的电压也会减小电压表示数减小量等于定值电阻两端增加的电压U,据 U=IR可知电压表示数减小了2V。故B选项错误;由可知定值电阻功率变化,故C错;总功率变化,故D正确。
40.(2018山东省滨州市,14题,4分) 如图所示的电路中,电源电压恒定不变,R1 为定值电阻。闭合开关S,在滑动变阻器的滑片P向右滑动的过程中,下列四个选项中判断正确的是
A.电流表、电压表的示数均变小
B.电流表、电压表的示数均变大
C.电流表示数变大、电压表示数变小
D.电压表与电流表示数的比值变小
【答案】CD
【解析】由图可以看出电路为电阻R1与滑动变阻器R2串联,电压表测滑动变阻器R2的电压。当滑动变阻器滑片P向右滑动的过程中,连入电路中的电阻减小,总电阻减小,电路中的电流变大,则电流表的示数变大,因滑动变阻器连入电路中的电阻变小,由串联电路电压分配关系,可知滑动变阻器所分得的电压变小,则电压表的示数变小,故C正确,A、B错误;电压表与电流表的示数之比为滑动变阻器的电阻,滑动变阻器的电阻变小,则电压表与电流表示数的比值变小,故D正确。故选C、D。
41. (2018山东省滨州市,15题,4分) 如图甲电路中,电源电压保持不变,R1 是定值电阻。当开关S闭合,滑动变阻器R2的滑片P由a端移动到b端,两电表示数变化关系如图乙所示,则下列说法中正确的是
A.电源电压为14 V
B. R2的最大阻值为30 Ω
C.滑片P由a向b恰好移动三分之一长度时R1的电功率为1.25 W
D.滑片P在a端时,2分钟内R2消耗的电能是144 J
【答案】BD
【解析】由图甲可以看出电路为电阻R1与滑动变阻器R2串联,电压表测电阻R1的电压。由图乙可以看出,当电流表的示数为0.5A时,电压表的示数为10V,因此时电路中的电流最大,则滑动变阻器连入电路中的电阻为0,电路中只有电阻R1,故此时电压表的示数为电源电压,即电源电压为10V,故A选项错误;当电流表的示数为0.2A时,电压表的示数为4V。此时电路中的电流最小,则滑动变阻器全部连入电路。电源电压为10V不变,由串联电路电压规律及欧姆定律可得10V=4V+0.2AR2 ,解可得R2=30Ω,即滑动变阻器的最大阻值为30Ω,故B正确。若滑片P由a向b恰好移动三分之一长度时,连入电路中的电阻为其总电阻的三分之二,。由上分析可知,当电流表的示数为0.5A时,电压表的示数为10V,此时可求出R1阻值为:。此时电路中的总电阻为,则此时电路中的电流为,则R1的电功率为,故C错误;滑片P在a端时,滑动变阻器全部连入,由前面分析可知,此时电路中的电流为0.2A,R2两端的电压为10V-4V=6V。2min=120s,则两分钟内R2消耗的电能是,故D选项正确。故选B、D。
42. (2018四川达州,6,3分)甲乙两地相距30km,在甲、乙两地之间沿直线假设了两条输电线,已知输电线的电阻与其长度成正比,现输电线在某处发生了短路,为确定短路位置,甲地检修员先用如图所示的测量仪接入AB时,电流表的示数为0.2A,乙地检测员用相同的测量仪接入CD时,电流表的示数为0.3A.则短路位置离甲地( )
A.18km B.15km C.12km D.10km
【答案】A
【解析】测量仪接入A时,电阻:,,甲乙两地间的总电阻:,因为输电线的电阻与其长度成正比,所以,所以,所以短路处距甲地的距离:,故A正确;B、C、D不正确.
43.(2018四川达州,7,3分)如图所示电路,电源两端电压保持不变,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片向右滑动时,下列判断正确的是( )
A.电压表V1示数与电流表A的比值变大
B.电压表V2示数与电流表A的比值不变
C.电压表V1示数的变化量大于电压表V2示数的变化量
D.电压表V1示数的变化量小于电压表V2示数的变化量
【答案】D
【解析】当滑动变阻器的滑片向右滑动时,滑动变阻器R2接入电路的阻值增大,滑动变阻器两端电压增大,即电压表V2示数增大,因为电源电压不变,所以电阻R1两端电压减小,即电压表V1示数减小,因为电压表V1示数与电流表A的比值等于定值电阻R1的阻值,所以电压表V1示数与电流表A的比值不变,所以A不正确;因为为电压表V2示数与电流表A的比值等于滑动变阻器接入电路的阻值,所以电压表V2示数与电流表A的比值变大,所以B不正确;电压表V1示数的变化量等于R1两端减小的电压,电压表V2示数的变化量等于滑动变阻器两端增大的电压,而滑动变阻器两端增大的电压等于电阻R0与R1两端电压减小的值,所以电压表V1示数的变化量小于电压表V2示数的变化量,故C不正确;D正确.
44. (2018四川省广安市,题号12,分值1.5)如图所示的电路,电源电压恒为4.5V,电流表的量程为0-0.6A,电压表的量程为0-3V,定值电阻阻值5Ω,滑动变阻器R的最大阻值50Ω.闭合开关S,移动滑片P的过程中,下列说法正确的是( )
A.若滑片P向左移,电流表的示数变小
B.电压表与电流表的比值不变
C.滑动变阻器允许的调节范围是2.5Ω—50Ω
D.电流表的变化范围是0.3A-0.6A
【答案】D
【解析】从电路图分析可以知道:两个电阻串联,电压表测量滑动变阻器上的电压,电流表测量电路中的电流。若滑片P向左移,滑动变阻器的有效电阻变小,整个电路的总电阻变小,根据欧姆定律,电路中的电流变大,选项A错误;电压表与电流表的比值变小,选项B错误;当电压表的示数为3V时,定值电阻上的电压为:,电路中的电流为:,此时滑动变阻器接入电路的有效电阻为:,当电路中的最大电流为0.6A,此时定值电阻上的电压为:,滑动变阻器上的电压为:,此时滑动变阻器接入电路的有效电阻为:,所以滑动变阻器允许的调节范围是2.5Ω—10Ω,选项C错误;电流表的变化范围是0.3A—0.6A,选项D正确。故选D。
45. (2018四川省内江市,11题,4分)如图是电阻甲和乙的U-I图像,由图像可知下列判断正确的是( )
A.甲乙都是定值电阻
B.当乙两端电压为1V,其电阻值为10Ω
C.将甲和乙串联,若甲的电流为0.4 A时,电路的总功率为1.2W
D.将甲和乙并联,若甲两端电压为1V时,干路上的电流为0.4 A
【答案】C
【解析】电阻甲的U-I图像是直线,说明它是定值电阻,电阻乙的U-I图像是曲线,说明它是非定值电阻,故A项错误;从图中可知,当乙两端电压为1V时,对应的电流为0.4A,此时它的电阻为R==2.5Ω ,故B项错误;将甲、乙串联,若甲的电流为0.4A,则乙的电流也为0.4A,从图像中可分别读出对应的电压分别为2V、1V,则总电压为3V,电路的总功率为P=U总I=3V×0.4A=1.2W,故C项正确;若将甲、乙并联,则其两端电压相等,甲两端电压为1V时,乙两端电压也为1V,从图像中读出对应的电流分别为0.2A、0.4A,则干路电流为0.2A+0.4A=0.6A,故D项错误。故选C。
46.(2018重庆(B卷),6,3分)如图所示的电路中电源电压保持不变,用合开关S,灯泡L发光.移动滑动变阻器的P,下列说法正确的是( )
A.向右移动滑片P,电流表示数减小,电压表示数增大[
B.向右移动滑片P,电流表示數增大,电压表示数减小
C.向左移动滑片P,电流表示数减小,电压表示数减小
D.向左移动滑片P,电流表示数增大,电压表示数增大
【答案】A
【解析】由图可知,灯L与滑动变阻器R串联,电压表测滑动变阻器两端电压,电流表测串联电路的电流,向右移动滑片P时,滑动变阻器接入电路的阻值增大,滑动变阻器两端电压增大,即电压表示数增大,∵电路的总电阻增大,而电源电压表不变,∴电路中电流减小,即电流表示数减小,故A正确;B不正确;向左移动滑片P时,滑动变阻器接入电路的阻值减小,滑动变阻器两端电压减小,即电压表示数减小,∵电路的总电阻减小,而电源电压表不变,∴电路中电流增大,即电流表示数增大,故C、D不正确.
47. (2018四川省自贡市,题号15,分值2)如右图所示的电路,电源电压保持不变,团合开关s,当滑片P向左移动时,下列说法正确的是( )
A.电流表示数变小
B.电流表示数变大
C.电压表示数变小
D.电压表示数不变
【答案】B
【解析】当滑动变阻器向左移动时,滑动变阻器的有效电阻变小,串联电路的总电阻变小,根据欧姆定律,电路中的电流变大,电流表的示数变大,电压表测量的是定值电阻R0上的电压U0,根据,它上面的电压变大,电压表的示数变大,选项B正确;选项ACD错误。故选B。
48.(2018山东滨州,14题,4分) 如图所示的电路中,电源电压恒定不变,R1 为定值电阻。闭合开关S,在滑动变阻器的滑片P向右滑动的过程中,下列四个选项中判断正确的是
A.电流表、电压表的示数均变小
B.电流表、电压表的示数均变大
C.电流表示数变大、电压表示数变小
D.电压表与电流表示数的比值变小
【答案】CD
【解析】由图可以看出电路为电阻R1与滑动变阻器R2串联,电压表测滑动变阻器R2的电压。当滑动变阻器滑片P向右滑动的过程中,连入电路中的电阻减小,总电阻减小,电路中的电流变大,则电流表的示数变大,因滑动变阻器连入电路中的电阻变小,由串联电路电压分配关系,可知滑动变阻器所分得的电压变小,则电压表的示数变小,故C正确,A、B错误;电压表与电流表的示数之比为滑动变阻器的电阻,滑动变阻器的电阻变小,则电压表与电流表示数的比值变小,故D正确。故选C、D。
49. (2018四川省南充市,题号8,分值2)在如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S,向右移动滑动变阻器滑片P的过程中( )
A.电压表V1示数不变,电压表V2示数变大
B.电流表A示数变大
C.电压表V2示数与电流表A示数的比值变小
D.电压表V1示数与电流表A示数的比值不变
【答案】D
【解析】从图中可以看出:定值电阻和滑动变阻器串联,电压表V1测量R1上的电压,电压表V2测量R2上的电压,电流表A测量电路中的电流,当滑片P向右移动时,R2的有效电阻变大,整个串联电路的总电阻变大,根据欧姆定律,电流变小,选项B错误;变小,电压表V1的示数变小,选项A错误;电压表V2示数与电流表A示数的比值变大,选项C错误;电压表V1示数与电流表A示数的比值不变,选项D正确。故选D。
50.(2018湖南省邵阳市,17,2分)已知R1∶R2=2∶3,将它们接在如右图所示电源电压为12V的电路中,闭合S则通过它们的电流之比及它们两端的电压之比是( )
A.I1∶I2 =3∶2 U1∶U2 =1∶1
B.I1∶I2 =3∶2 U1∶U2 =3∶2
C.I1∶I2 =2∶3 U1∶U2 =1∶1
D.I1∶I2 =1∶1 U1∶U2 =2∶3
【答案】A
【解析】首先根据串并联电路的电压规律,R1∶R2属于并联,因此,它们两端的电压比为1:1,R1∶R2=2∶3,根据欧姆定律电流比应该为I1∶I2 =3∶2,故选A
51. (2018湖南省邵阳市,13,2分)在如右图所示的实验电路中,电源电压为3伏,L1、L2发光时的电阻均为5欧,下列说法错误的是
A.灯 L1、L2 是串联的
B.电流表的量程应选0~3A
C.电压表的量程应选0~3V
D.电压表测的是灯 L1两端的电压
【答案】B
【解析】A、观察电路图,灯 L1、L2 是串联的,故A正确;B、电路中的电流,在电流表小量程范围内,所以电流表的量程应选0~0.6A,读数更精确,故B错误;C、电压表测的是L1的电压
D、电压表测的是L1的电压,故D正确;因此选B。
52.(2018安徽,16,3分)如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关,在保证电路元件安全的前提下,向左移动滑动变阻器的滑片。在移动滑片的过程中,下列说法正确的是
A.电流表的示数变大,电压表的示数变大
B.电流表的示数变小,电压表的示数变大
C.电流表的示数变小,电压表的示数变小
D.电流表的示数变大,电压表的示数变小
【答案】D
【解析】在电路中电阻R1与滑动变阻器R2串联,电流表测量电路的电流,电压表测量的是滑动变阻器的电压,当滑片向左移动时,接入的电阻变小,电路的总电阻变小,由于电源电压保持不变,根据欧姆定律可知电路的电流变大,电流表示数变大,电阻R1两端的电压变大,所以滑动变阻器的电压变小,即电压表的示数变小。
53.(2018江西省,17,4分)如图7所示,电源电压保持不变,闭合开关S1、S2,断开开关S3,当滑片P向左滑动时( )
A.灯泡L2亮度变亮,电流表示数减小
B.灯泡L1亮度不变,电压表示数增大
C.电流表示数不变,电压表示数增大
D.电流表示数不变,电压表示数不变
【答案】BC
【解析】根据电路图判断出开关通断时,电路的连接情况和各电表在电路中的作用,再根据滑动变阻器的滑片的移动情况,结合欧姆定律和串联、并联电路的特点来分析解答;
由电路图可知,闭合开关S1、S2,断开开关S3时,灯L1与滑动变阻器串联,电压表测量滑动变阻器的部分电压,电流表测电路中的电流,灯L2断路,所以当滑片向左移动时,滑动变阻器连入电路的电阻不变,所以电路中的电流不变,灯的亮度不变,电流表的示数不变,但电压表两接线柱间的电阻增大,所以电压表的示数增大,故选BC。
54.(2018四川省攀枝花市,题号10,分值3)如图所示,电源电压不变,开关闭合,当滑动变阻器滑片P向右移动时,下列判断正确的是( )
A.电流表的示数变大,电压表V1的示数变小,V2的示数不变
B.电流表的示数变大,电压表V1的示数变小,V2的示数变大
C.电流表的示数变小,电压表V1的示数变大,V2的示数变小
D.电流表的示数变大,电压表V1的示数不变,V2的示数变小
【答案】B
【解析】由电路图可知:定值电阻R1与滑动变阻器R2串联,V1测变阻器两端的电压,V2测R1两端的电压,电流表测电路中的电流;当滑动变阻器的滑片P向右移动时,接入电路中的电阻变小,电路中的总电阻变小,则电路中的电流变大,即电流表A的示数变大,故C不正确;据U=IR可知,R1两端电压变大,即电压表V2的示数变大,因为串联电路中总电压等于各分电压之和,所以电压表V1的示数变小,故B正确,BD不正确。
55.(2018四川省攀枝花市,题号11,分值3)如图所示,电源电压保持不变,开关S闭合后,灯L1和L2都正常发光,甲、乙两个电表示数之比为4:3.此时灯L1和L2的电阻之比为( )
A.1:3 B.3:1 C.3:4 D.4:3
【答案】A
【解析】如果甲乙任何一个为电流表,将会形成短路,所以甲乙都为电压表,此时灯L1、L2串联,电压表甲测量电源电压,电压表乙测量L2两端电压;已知甲、乙两个电表的示数之比是4:3,即U:U2=4:3;所以灯L1、L2两端电压之比为U1:U2=(U-U2):U2=(4-3):3=1:3;根据串联电路中的电阻与电压成正比,可得L1、L2的电阻之比:R1:R2=U1:U2=1:3,故选A。
56.(2018年山东省潍坊市,10,2分)某同学设计的煤气检测电路如图所示,电源电压不变,R为定值电阻,Q为气敏元件,其阻值随煤气浓度的升高而增大,闭合开关S,当煤气深度升高昱,下列判断正确的是( )
A.电流表示数变小,输出信号电压Uab变大
B.电流表示数变大,输出信号电压Uab变大
C.电流表示数变小,输出信号电压Uab不变
D.电流表示数变大,输出信号电压Uab减小
【答案】A
【解析】由电路图可知,电阻R与气敏元件Q串联,电流表测电路电流;
根据题意可知煤气浓度增大时其阻值的变化,根据欧姆定律可知电路中电流的变化和R两端的电压变化,利用串联电路的电压特点可知输出信号电压的变化,利用串联电路的电压特点和欧姆定律并结合R的阻值判断输出信号电压和电流表示数变化情况。
由电路图可知,电阻R与气敏元件Q串联,电流表测电路电流。由题意可知,气敏元件的阻值随被测煤气浓度的增大而增大,所以当气敏元件所测煤气的浓度增大时,Q的阻值变大,电路中的总电阻变大,由可知,电路中的电流变小,即电流表的示数变小,由U=IR可知,R两端的电压变小,因为串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,气敏元件Q两端的电压变大,即输出信号电压Uab变大。
故A正确,BCD错误。
57.(2018湖北武汉,11,3) 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间每一时刻的电压。若已知电源电压为12V,某一时段AB间的电压随时间变化的图象如图乙所示,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
【答案】D
【解析】由电路图知,两电阻串联,AB间电压为R2两端电压。由题知,射向R1的激光被挡时它的电阻变化,由串联电路分压原理,结合图象分析射向R1的激光被挡和没挡时AB间电压以及两电阻的大小关系从而解题。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:==,即:=,
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:==,即:=,
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。
58.(2018湖南省常德市,题号14,分值3)如图是小刚同学测定小灯泡电功率的电路图,当闭合开关时,发现灯L不亮,电流表有明显示数,电压表示数为零,若故障只出现在灯L和变阻器R中的一处,则下列判断正确的是( )
A.灯L断路
B.灯L短路
C.变阻器R断路
D.变阻器R短路
【答案】B
【解析】因为电流表有明显示数,所以电路是通路,选项A和C不符合题意;因为电压表并联在灯L两端,所以测的是灯L两端的电压,电压表的示数为零,则可判断灯L短路,选项B符合题意,选项D不符合题意。故选B。
59. (2018湖南省常德市,题号16,分值3)如图所示,R0为定值电阻,R1为滑动变阻器,A1 、A2为实验室用电流表(接线柱上标有“-”“0.6”“3”),闭合开关后,调节滑片P,使两电流表所指位置相同,下列说法正确的是( )
A. 电流表A1 与A2的示数之比为14
B. 通过R0与R1的电流之比为41
C. R0与R1两端的电压之比为14
D. R0与R1的阻值之比为41
【答案】D
【解析】和并联,电流表A1测所在支路中的电流,电流表A2测干路中的电流,因为两电流表指针所指的位置相同,所以电流表A1选用的是“00.6A”量程,电流表A2选用的是“03A”量程,量表的示数之比为1:5, 选项A错误;由选项A的解析可知:通过干路的电流为5份,通过的电流为1份,且并联分流,所以通过的电流为4份,则通过与的电流之比1:4,选项B错误;并联电路各支路两端的电压相同,所以与两端的电压之比为1:1,选项C错误;:=, 选项D正确。故选D。
二、填空题
1. (2018广东省,题号11,分值3)如题11-1图所示,闭合开关时,电压表示数如题11-2图所示为___V;将滑动变阻器的滑片P向右移动时,电流表示数将_____,电压表示数将______.(后两空选填“变大”、“变小”或“不变”)
【答案】2.2;不变;变大。
【解析】由图2可知,此时电压表使用小量程,分度值为0.1V,示数为2.2V;图1中,滑片P向右移动时,滑动变阻器接入电路的阻值不变,仍为其最大阻值,所以电流表示数不变;与电压表并联的滑动变阻器的阻值增大,所以电压表示数变大。
2. (2018安顺市,13,2分)
【答案】9;0.45
【解析】当开关S3闭合,S1、S2断开时,R1与R2串联,电路的总电阻:,电源电压:;当开关S3断开,S1、S2闭合时,R1与R2并联,电流表测干路电流,通过R1的电流:,通过R2的电流:,干路电流:,即电流表示数为0.45A.
3. (2018龙东市,26,2分)
【答案】1:1;2:1
【解析】∵并联电路中各支路两端电压都相等,∴元件A、B并联接入电路中时,元件A、B两端电压相等,即电压之比为1:1;由图可知,当元件A两端电压为3.0V时,电流为0.6A,元件A的阻值:,当元件A两端电压为3.0V时,电流为0.3A,元件A的阻值:,根据公式:可知,电压相等时,电流与电阻成反比,∴电流之比:.
4. (2018江苏省扬州市,题号20,分值4)
【答案】12 0.25 1.5 225
【解析】当S1、S2闭合,S3断开时,电路为R1的简单电路,R1的阻值:R1=U/I1=6V/0.5A=12Ω;当S1、S3断开,S2闭合时,R1与R2串联,R1两端的电压:U1=U-U2=6V-3V=3V,电路中的电流:I=U1/R1=3V/12Ω=0.25A;电路的总电功率P=UI=6V×0.25A=1.5W;通电5min=300s电路中R2产生的热量是Q2=U2It=3V×0.25A×300s=225J。关键点解读:开关闭合、断开时电路连接方式的判断。
5. (2018辽宁省抚顺,第21题,3分)
【答案】9 3 9
【解析】由图可知,闭合开关,滑片P在最左端时,R0与R串联,两电压表V1和V2分别测L和R0两端的电压,则电源电压等于两电压表示数之和,即U=3V+6V=9V;小灯泡的额定功率P=UI=3V×1A=3W;灯L和定值电阻的阻值分别为:;滑片P向右移动时,三电阻串联,电压表V1测量L与R串联后的总电压,示数增大了3V,为,则此时R0两端的电压为;此时电路中的电流为,则灯L两端的电压,滑动变阻器两端的电压,滑动变阻器接入电路中的电阻为:。
6.(2018山东临沂,25,3) 如图所示,在探究串联电路的电压关系实验时,小明先用电压表测量了电阻R1两端的电压为1V,然后保持电压表接A点不动,将接B点的那一段导线改接到电路中的C点,电压表示数为3V.已知R1=5Ω,则电阻R2两端的电压为 V,通过R2的电流为 A.如果他保持电压表接B点不动,将电压表接A点的那一段导线改接到电路中的C点,这种接法是错误的,理由是 。
【答案】2;0.2;电流从电压表负接线柱流入了
【思路分析】(1)根据串联电路电压的规律求出电阻R2两端的电压为:3V﹣1V=2V,由欧姆定律求通过R1的电流,根据串联电路电流的规律求通过通过R2的电流;
(2)电压表测电压时,电流要从电压表正接线柱流入,从负接线柱流出,否则电压表指针反向偏转。
【解题过程】解:(1)用电压表测量了电阻R1两端的电压为1V,然后保持电压表接A点不动,将接B点的那一段导线改接到电路中的C点,电压表示数为3V,即为总电压,根据串联电路电压的规律,电阻R2两端的电压为:
UR2=U﹣UR1=3V﹣1V=2V,由欧姆定律,通过R1的电流为:
I1===0.2A;
根据串联电路电流的规律,通过通过R2的电流为0.2A;
(2)如果他保持电压表接B点不动,将电压表接A点的那一段导线改接到电路中的C点,则会造成电流从电压表负接线柱流入,这种接法是错误的。
故答案为:2;0.2;电流从电压表负接线柱流入了。
7. (2018山东淄博,第20题,3分)
【答案】如图所示:
【解析】本题考查的是电压表和电流表的使用方法。电流表串联使用,电压表并联使用,滑动变阻器阻值变小电流变大,灯泡变亮,又因为电压表示数变小,因此判断电压表是和滑动变阻器并联的。
8. (2018天津,17,4) 当某导体两端电压是3V时,通过它的电流是0.2A,则该导体的电阻是 Ω;当它两端电压为0V时,该导体的电阻为 Ω。
【答案】15;15
【思路分析】本题考查了欧姆定律的简单应用,关键是知道电阻的大小与其两端的电压和通过的电流无关,是一道基础题目。(1)已知导体两端的电压和通过的电流,根据欧姆定律求出导体的电阻;
(2)电阻是导体本身的一种性质,只与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,与其两端的电压无关。
【解题过程】解:
根据I=可得,导体的电阻:
R===15Ω;
∵电阻是导体本身的一种性质,与两端的电压和通过的电流无关,
∴在这个导体两端电压为0时,导体的电阻仍为15Ω不变。
故答案为:15;15。
9.(2018哈尔滨市,42,2分)
【答案】0.8;2.5
【解析】通过R1的电流:,根据串联电路的电流关系得:,根据串联电路的电压关系得:R1两端电压:,R2的阻值:.
10. (2018绥化市,19,2分)
【答案】2:3;8:9
【解析】只闭合S1时,电阻R1与R0串联,电压表V1测电源电压,电压表V2测R1两端电压,∵电压表V1与V2示数之比为3:2,∴,∴,根据串联电路的电压关系得:,根据串联电路的分压关系得:,∴,只闭合S2时,电阻R2与R0串联,电压表V1测电源电压,电压表V2测R2两端电压,∵电压表V1与V2示数之比为4:3,∴,∴,根据串联电路的电压关系得:,根据串联电路的分压关系得:,∴,∴R1与R2阻值之比:;电压U1与U2之比:.
11. (2018绥化市,23,2分)
【答案】10;24
【解析】由乙图可知,当滑动变阻器接入电路的阻值为20Ω,即时,电流表示数为0.8A,即电路中电流:I=0.8A,电源电压:,由丙图可知,当滑动变阻器接入电路的阻值为30Ω,即时,电压表示数为6V,即定值电阻R0两端电压:,电源电压:,∵电源电压不变,∴,∴, (舍去);电源电压:.
12. (2018湖北咸宁,12,2)如图甲所示的电路中,电源电压恒定不变,图乙是小灯泡L和定值电阻R1的电流与电压关系的图象。当只闭合S1、S2时,电压表示数为2V;当只闭合S2、S3时,电压表示数为4V.则电源电压U= V,R2= Ω。
【答案】8;5
【思路分析】(1)当只闭合S1、S2时,R1与L串联,电压表测灯泡两端电压,由图象此时灯泡的电流,由串联电路特点和欧姆定律计算R1的电压,从而得到电源电压;
(2)当只闭合S2、S3时,R2与L串联,电压表仍测灯泡两端电压,由图象读出此时灯泡的电流,由串联电路特点和欧姆定律计算R2的阻值。
【解题过程】解:
(1)由电路图可知,当只闭合S1、S2时,R1与L串联,电压表测灯泡两端电压,
由图象知,灯泡两端电压为2V时的电流为0.6A,串联电路中电流处处相等,即通过R1的电流也为0.6A,
R1的电流为0.2A时,电压为2V,R1的电流与电压成正比,所以R1的电流为0.6A,它两端电压为6V,
所以电源电压U=UL+U1=2V+6V=8V;
(2)当只闭合S2、S3时,R2与L串联,电压表仍测灯泡两端电压,
灯泡两端电压为4V,由图象知,此时通过灯泡的电流为0.8A,
由串联电路特点可知,I2=IL=0.8A,
U2=U﹣UL=8V﹣4V=4V,
由欧姆定律可得R2的阻值:
R2===5Ω。
故答案为:8;5。
13. (2018湖北襄阳,14,2)电阻R1与R2的I﹣U图象如图所示。当R2上的电压为1.5V时,R2的阻值是 Ω;若将它们并联连接到电压为2.5V的电源上,则干路的电流是 A。
【答案】10;0.7
【思路分析】(1)由图象可知,R2阻值是变化的,则通过它的电流与它两端所加电压就不成正比。由欧姆定律计算R2的电阻值;
(2)并联电路各支路两端的电压相等,通过干路的电流可通过图象直接读出各自的电流,然后求和。
【解题过程】解:电阻R2的函数图象是一条过原点的曲线,所以通过的电流跟它两端所加电压不成正比。
当U2=1.5V时,通过它的电流I2=0.15A,由欧姆定律可得:R2===10Ω;
电阻R1的函数图象是一条过原点的直线,所以通过的电流跟它两端所加电压成正比。
当U1=1V时,通过它的电流I1=0.2A,由欧姆定律可得:R1===5Ω;
将它们并联连接到两端电压为2.5V的电路中时,由图象中可知:R2电流为0.2A,
通过R1的电流:I1′===0.5A,
则通过干路的电流大约是0.2A+0.5A=0.7A。
故答案为:10;0.7。
14. (2018辽宁省辽阳市,第21题,4分)
【答案】不变 不变 变小
【解析】由图可知,闭合开关S,定值电阻R1与滑动变阻器R2并联,电压表测量电源电压,示数不变;电流表A2测量干路电流,A1测量通过R1的电流;电压表V与电流表A1的示数之比等于定值电阻R1的阻值,因而是不变的;当滑片P向左移动时,R2接入电路的阻值变大,通过R2的电流变小,干路电流也变小,两电流表示数之差等于通过滑动变阻器R2的电流,因而是变小的。
15. (2018江苏淮安,15,2) 如图甲所示是电阻R和灯泡L的I﹣U图象。由图可知,电阻R的阻值是 Ω.将电阻R和灯泡L接在图乙电路中,S闭合,电流表示数为0.3A,则电源电压为 V。
【答案】10;4
【思路分析】由图示图象求出电阻两端电压与对应的电流,然后由欧姆定律求出电阻阻值;
由图示图象求出电流对应的电阻与灯泡两端电压,然后由串联电路特点求出电源电压。
【解题过程】解:
(1)根据图象,由I=可得,电阻R的阻值:R===10Ω;
(2)由电路图可知,电阻R和灯泡L串联,电流表测电路中的电流,
串联电路中各处的电流相等,由图象可知,电流I=0.3A时,UL=1V,UR=3V,
则电源电压:U=UL+UR=1V+3V=4V;
故答案为:10;4。
16.(2018江苏淮安,18,2) 如图所示为小王同学设计的遮光感应烟雾探测器部分工作原理图。在一个外部光线无法进入的烟室中,装有一个激光发生器及带有一光敏电阻R0(光照越强,R0阻值越小,反之则越大)的电路,R为定值电阻,电源电压恒定。烟雾进入烟室后,激光被烟雾遮挡而使光敏电阻的阻值发生变化,烟雾越来越浓时,电路中电流表示数逐渐 ,当电压表示数达到某一固定值时,探测器便会发出警报。如果要使烟雾浓度较小时探测器就能发出警报,你认为对电路中的R应如何调整?答:
【答案】减小;R应调小一点
【思路分析】(1)分析电路的连接方式,电压表和电流表测哪个元件的电压和电流,由感光电阻性质可知R0电阻值的变化,利用欧姆定律可求得电路中电流的变化及R0两端电压的变化。
(2)如果要使烟雾浓度较小时探测器就能发出警报,即电压表示数在R0阻值较小时就达到某一固定值,此时根据串联电路的分压特点可知电阻R的变化。
【解题过程】解:(1)由图可知R与R0串联,电压表测量光敏电阻两端的电压,电流表测量电路中的电流;
由感光电阻的性质知:当烟雾进入烟室并越来越浓时,使光照变弱,感光电阻阻值增大,则电路中的总电阻增大,
电源电压不变,由I=可知:电路中电流减小,即电流表示数减小;
由U=IR可知,定值电阻R两端的电压会减小,则根据串联电路的电压特点知,感光电阻R0两端的电压增大,即电压表的示数会变大。
(2)如果要使烟雾浓度较小时探测器就能发出警报,即电压表示数在R0阻值较小时就达到某一固定值,根据串联电路的分压特点可知:应减小R的电阻值,所以,电路中的R应调小一点。
故答案为:减小;R应调小一点。
17. (2018江苏泰州,18,3)如图是电阻A、B的I﹣U图象。由图可知:B电阻的阻值是 Ω;将电阻A、B串联后接入电路,当通过A的电流为0.3A时,A和B两端的总电压是 V;将电阻A、B并联后接入某电路,当通过B的电流为0.2A时,A两端的电压是 V。
【答案】10;4.5;2.0
【思路分析】(1)由图象可知,A、B的U﹣I图象是一次函数,则两元件是定值电阻,根据欧姆定律可以求出B的电阻。
(2)将A、B串联后接入电路时,通过它们的电流相等,根据图象读出A、B两端的电压,利用串联电路的电压特点求出AB两端的电压之和;
(3)A、B并联时,各支路两端的电压相等,根据图象读出通过B的电流为0.2A时两端的电压即为A两端的电压。
【解题过程】解:(1)由图象可知,A、B两元件是定值电阻,由I=的变形式R=可知,
B的电阻:RB===10Ω;
(2)因串联电路中各处的电流相等,
所以,通过A的电流为0.3A时,通过B的电流也为0.3A,
由图象可知,通过AB两端的电压分别为UA=1.5V,UB=3V,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,A和B两端的电压总和:
UAB=UA+UB=1.5V+3V=4.5V;
(2)因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,将A、B并联后接入电路中时,它们两端的电压相等,
由图象可知,当通过B的电流为0.2A时,两端的电压为2.0V,也是A两端的电压。
故答案为:10;4.5;2.0。
18. (2018四川巴中,21,1) 小汽车GPS导航是利用 传输信息。
【答案】电磁波
【思路分析】卫星导航、移动通信都是利用电磁波来传递信息的。
【解题过程】解:电磁波可以在真空中传播,故小汽车“GPS导航”是利用电磁波来传递信息的。
故答案为:电磁波。
【知识点】电磁波的传播.
22.(2018四川巴中,22,3)如图,闭合开关S,滑片P向右滑动,电流表示数变 ,电压表示数变 (均选填“大”或“小“),灯泡亮度 (选填“变亮”、“变暗”或“不变”)。
【答案】小;大;变亮
【思路分析】由图可知:闭合开关S,变阻器与灯泡串联,电流表测量电路中的电流,电压表测量变阻器两端的电压;滑片P向右滑动,变阻器连入电路的电阻增大,根据欧姆定律即可判断电流的变化,根据串联电路的特点判断电压表示数的变化。
【解题过程】解:由图可知:闭合开关S,变阻器与灯泡串联,电流表测量电路中的电流,电压表测量变阻器两端的电压;滑片P向右滑动,变阻器连入电路的电阻增大,根据欧姆定律可知电路电流减小,即电流表示数变小;
由于通过灯泡的电流变小,则灯泡亮度变小,灯泡两端电压变小,
根据串联的分压特点可知,变阻器两端的电压变大,即电压表示数变大。
故答案为:小;大;变亮。
19.(2018四川巴中,23,2) R1、R2、R3串联在电压为15V的电路中,R1=R3=5Ω,R2=10Ω.某同学误将电流表并联接在R2两端,发现电流表的示数为 A,若用电压表替换电流表并联在R2两端,则电压表示数为 V。
【答案】1.5;7.5
【思路分析】(1)R1、R2、R3串联,电流表并联在R2两端时,R2被短路,此时R1、R3串联,由串联电路的特点和欧姆定律可求得电流;
(2)并联电压表时,三个电阻串联,则由串联电路的特点和欧姆定律可求得电流,然后利用欧姆定律可求得电压表示数。
【解题过程】解:
(1)R1、R2、R3串联,将电流表并联接在R2两端时,R2被短路,电路为R1与R3的串联电路,
则由串联电路的特点和欧姆定律可得,电路中的电流:
I===1.5A;
(2)当将电压表并联在R2两端时,三个电阻串联,
由串联电路的特点可得,此时的总电阻:R=R1+R2+R3=5Ω+10Ω+5Ω=20Ω。
此时电路中的电流为:I′===0.75A,
电压表的示数(R2两端电压):U2=I′R2=0.75A×10Ω=7.5V。
故答案为:1.5;7.5。
20. (2018贵州贵阳,11,2) 如图所示电路,电源电压不变。闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P至某位置时,电流表的示数为I1;移动滑片P至另一位置时,电流表的示数为I2,电压表示数为1V.若I1:I2=4:3,前后两次滑动变阻器的阻值之比为2:3,则电源电压为 V。
【答案】4
【思路分析】本题考查了串联电路特点和欧姆定律的应用,关键是根据两次电路中电流表和变阻器连入阻值比得到两电阻关系。由图知,两电阻串联,电压表测R两端电压,电流表测电路中电流。
已知前后再次变阻器的阻值关系,根据串联电路特点和欧姆定律表示出两次电路中电流,由电流比计算出R与第二次变阻器连入电路的阻值关系,再由串联电路特点和第二次电路中电压表示数计算电源电压。
【解答过程】解:
由图知,两电阻串联,电压表测R两端电压,电流表测电路中电流,
若前后两次滑动变阻器的阻值分别为R1、R2,则:=,即:R1=R2,
根据串联电路特点和欧姆定律有:
I1=,I2=,
则:===,
化简可得:=,
当移动滑片P至另一位置时,电流表的示数为I2,电压表示数为1V,即:UR=1V,
串联电路中电流处处相等,由欧姆定律有:=,
所以U2=×UR=3UR=3×1V=3V
所以电源电压:U=U2+UR=3V+1V=4V。
故答案为:4。
21. (2018山东省滨州市,17题,2分) 如图所示,把标有“6 V 6 W”字样的灯泡1接入电源电压恒为9 V的电路中,为使灯泡1正常发光,需要串联的定值电阻R=____Ω。
【答案】3
【解析】小灯泡正常发光的电流为,小灯泡的电阻为,灯泡L接人电源电压恒为9V的电路中,为使灯泡L正常发光,电路中的电流应为1A,此时电路中的总电阻为,由串联电路电阻关系可得应串联电阻R的阻值为:。
22. (2018四川达州市,32,3分)两个标有“5Ω 1A”和“10Ω 0.6A”定值电阻,将它们串联起来使用时等效电阻为__________Ω,电源电压最多为________V;将它们并联时干路电流最大是________A.
【答案】15;9;1.5
【解析】(1)根据串联电路的电阻关系得:串联的总电阻;
(2)∵串联电路中各处电流都相等,∴允许的最大电流:,允许的电源最大电压:;
(3)电阻R1两端允许的最大电压:,,∵并联电路中各支路两端电压都相等,∴两电阻并联时,允许的最大电压:,根据并联电路的电阻关系得: ,∴,∴并联时干路允许的最大电流:.
23. (2018四川省广安市,题号14,分值2)如图甲所示的电路,当闭合开关后两只电压表的指针偏转均如图乙所示,则R1两端的电压是 V,R1与R2的电阻之比为 。
【答案】6;4:1。
【解析】从电路图分析可以知道:电压表V1测量的是R2上的电压U2,电压表V1测量的是电源电压U。从图乙可以读出:U=7.5V,U2=1.5V,根据串联电路的电流规律,得到:;根据串联电路的电流处处相等和欧姆定律有:,即:。
24.(2018四川省内江市,19题,4分)将一段电阻丝R和一个阻值为R0的定值电阻串联.接在电压为U=2V的电源上,现改变电阻丝接入电路的长度。测得通过电阻丝的电流I和电阻丝相应的接入长度L,得到了电流的倒数与长度的关系图像(1/I—L图像)如图所示,由此可知:该定值电阻R0= Ω;当电阻丝的接入长度为L=0.5m时,相应电阻丝的电阻R′= Ω
【答案】0.8 1.6
【解析】电阻丝R与定值电阻R0串联,从图像中可以看出,当电阻丝接入电路中的长度为0时,电路中的电流2.5A,则定值电阻R0的阻值为R0=0.8Ω;当电阻丝接入电路中的长度L=0.5m时,电路中的电流为1.2A,此时电路中的总电阻为R总=2.4Ω,相应电阻丝的电阻为2.4Ω-0.8Ω=1.6Ω。
25. (2018四川省自贡市,题号23,分值2)两个电阻甲和乙,电阻值分别为20Ω、40Ω,将它们串联接入电路中,则甲乙两电阻两端的电压之比为_____;将它们并联接入电路中,通过甲乙两电阻的电流之比为____。
【答案】1:2;2:1。
【解析】串联电路的电压之比等于它们的电阻之比,即:;并联电路的各个支路的电压相等,各个支路的电流之比等于电阻的倒数之比,即:。
26.(2018山东省滨州市,17题,2分) 如图所示,把标有“6 V 6 W”字样的灯泡1接入电源电压恒为9 V的电路中,为使灯泡1正常发光,需要串联的定值电阻R=____Ω。
【答案】3
【解析】小灯泡正常发光的电流为,小灯泡的电阻为,灯泡L接人电源电压恒为9V的电路中,为使灯泡L正常发光,电路中的电流应为1A,此时电路中的总电阻为,由串联电路电阻关系可得应串联电阻R的阻值为:。
27. (2018四川省南充市,题号17,分值2)一个电压恒定的电源,在其两端只接一只电阻值为120Ω的电阻R1,电流是0.5A。如果在电阻R1两端并联一个电阻值为8 Ω的电阻R2,并联电路的总电流为_______A若将R2改为与R1串联在原电路中,电路中电流为_______A。
【答案】8;0.47。
【解析】根据欧姆定律得到电源的电压为:;如果再并联一个R2,则各个支路上的电压相等,通过R2支路的电流为:,则干路中的电流为:;串联后的总电阻为:,串联电路中的电流为:。
28.(2018安徽,6,4分)6.某定值电阻两端加上10V的电压时,测得通过它的电流为2A,则其阻值为_____,若电压为0,则它的阻值为 。
【答案】5 5
【解析】由欧姆定律可得R=U/I=10V/2A=5,电阻是导体的本身的属性,与加不加电压,通不通电流没有关系,其阻值不变。
29.(2018长沙,31,2分)如图是酒精测试仪的简化电路图.R0为定值电阻,R1为气敏电阻,它的阻值随酒精气体浓度增大而减小.闭合开关,电源电压保持不变,若驾驶员呼出的酒精气体浓度越大,测试仪的电路中电流越________,电压表示数越__________.
【答案】大;大
【解析】S闭合,R0与R1串联,酒精浓度越大,R1越小,则串联的总电阻R总越小,电源电压不变,根据公式可知,电压不变时,电阻越小,电流越大;又∵R1越小,分压越小,而电源电压不变,∴R0分压越大,即电压表示数越大.
30.(2018四川省乐山市,题号32,分值2)成绵乐高铁开通以来,极大地促进了沿线经济发展,为保障列车安全运行,列车上安装有烟雾报警装置。如图所示是列车上烟雾报警的简化原理图。电源电压保持不变,R0为定值电阻,光敏电阻R的阻值随光照强度的减弱而增大,当电路中的电流减小至某一数值时报警器开始报警。当有烟雾遮挡射向光敏电阻R的激光时,电流表示数 ,电压[表示数 。 (选填“增大”、“减小”或“不变”)
【答案】减小;增大。
【解析】。由图知,定值电阻R0与光敏电阻R串联,电压表测光敏电阻R的电压,电流表测电路中的电流;当有烟雾遮挡射向光敏电阻R的激光时,光照强度减弱,光敏电阻R的阻值增大,根据串联电阻的规律,总电阻变大,由欧姆定律可知,电路中电流变小,即电流表示数减小;根据U=IR可知,定值电阻R0的电压变小,根据串联电路电压的规律,光敏电阻R的电压增大,即电压表示数增大。
31.(2018四川省攀枝花市,题号20,分值2)如图是R1、R2两电阻的电压与电流关系图象,由图可知,电阻R1的阻值为 Ω,若将两电阻并联后接在3V电源两端,干路电流为 A。
【答案】12;0.85。
【解析】由I-U图象得:电阻R1的阻值R1=U1/I1=3V/0.25A=12Ω;由图象可知,将R1、R2两电阻并联后接在电压为3V的电源两端,则R1的电流为0.25A,R2的电流为0.6A,则干路电流I=I1+I2=0.25A+0.6A=0.85A。
三、解答题
1. (2018北京,33,3)如图24所示,电源两端电压U为9V并保持不变,电阻阻值为10Ω。闭合开关S后,电流表A的示数I为1.2A.
求:(1)电流表的示数;
(2)电阻的阻值。
【思路分析】依据并联电路电压特点可知R1两端电压,再依据欧姆定律可求通过它的电流;依据并联电路电压特点可知R2两端电压,再依据依据并联电路电流特点及欧姆定律可求R2的阻值。
【解题过程】
解:(1)由图可知R1与R2并联,A1表测通过R1的电流,则A1的示数
(2)电阻R2的阻值
2. (2018广东省,题号20,分值7)如题20-1图所示,已知定值电阻R1的阻值为30Ω,闭合开关时整个电路正常工作,两电流表的指针都在同一位置,示数如题20-2图所示.(设电源电压保持不变),求:
(1)电源电压U是多少?
(2)通过定值电阻R2的电流是多少?
(3)现用一个未知阻值的定值电阻Rx替换电阻R1或R2,替换后只有一个电流表的示数发生了变化,请判断Rx替换的是电阻R1或R2.
(4)此时替换后电流表示数减少了0.3A,求未知电阻Rx的阻值.
【答案】(1)9V;(2)1.2A;(3)R2;(4)10Ω。
【解析】(1)由图1可知,两电阻并联,电流表A1测量通过R1的电流I1,电流表A测量干路电流I,则;两电流表指针位置相同,则A1使用小量程,示数为I1=0.3A,A使用大量程,示数为I=15A;则电源电压
(2)通过R2的电流:
(3)替换后只有一个电流表的示数发生变化,则替换的是R2;
(4)通过Rx的电流:
阻值:.
3. (2018山东青岛,35,3)用毫安表测电阻可以用如图甲所示的电路测量电阻,a、b为接线柱。已知电源电压恒为U,毫安表量程为Ig、内阻为Rg。
(1)用导线将a、b直接连起来,移动滑动变阻器R1的滑片P,使毫安表指针正好偏转到满刻度Ig,Ig处就可以标为“0欧”,此时变阻器接入电路中的阻值R1= ﹣Rg 。
(2)保持变阻器R1接入电路中阻值不变,在a、b间接入被测电阻Rx,毫安表的读数Ⅰ与Rx的关系式为I= Ig 。
(3)若U=1.5V,Ig=10mA,图乙毫安表的表盘上已经标出了0Ω的位置,请标出150Ω、1100Ω的位置。
【思路分析】(1)由已知条件,根据电阻的串联和欧姆定律,求此时变阻器接入电路中的阻值;
(2)由电阻的串联求总电阻,由欧姆定律得出毫安表的读数Ⅰ与Rx的关系式;
(3)分别将150Ω、1100Ω代入Ⅰ与Rx的关系式,根据毫安表分度值为0.2mA,据此分别标出5mA和1.2mA指针的位置。
【解题过程】解:
(1)用导线将a、b直接连起来,移动滑动变阳器R1的滑片P,使毫安表指针正好偏转到满刻度Ig,Ig处就可以标为“0欧”,此时R1与Rg串联,
根据电阻的串联和欧姆定律可得,此时变阻器接入电路中的阻值:
R1=﹣Rg;
(2)保持变阻器R1接入电路中阻值不变,在a、b间接入被测电阻Rx,此时R1、Rg、Rx串联,
则此时的总电阻:
R=Rx+R1+Rg=Rx+﹣Rg+Rg=Rx+﹣,
由欧姆定律可得,毫安表的读数Ⅰ与Rx的关系式为:
I===Ig﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①,
(3)若U=1.5V,Ig=10mA=0.01A,分别将150Ω、1100Ω代入①得,对应的电流分别为:
I1=×0.01A=0.005A=5mA;
I2=×0.01A=1.2×10﹣3A=1.2mA;
乙图中,毫安表分度值为0.2mA,据此在5mA和1.2mA的位置标出标出150Ω、1100Ω,如下所示:
答:(1)﹣Rg;(2)Ig;(3)如上所示。
4. (2018山东泰安,25,11) 某物理兴趣小组设计了一个压力报警装置,工作原理如图所示。ABO为一水平杠杆,OA长120cm,O为支点,AB:OB=5:1;已知报警器R0的阻值恒为10Ω,压力传感器R固定放置,R的阻值随所受压力F变化的关系如表所示。闭合开关S,水平踏板空载时,电压表的示数为2V;当水平踏板所受压力增大,电压表示数达到5V时,报警器R0开始发出报警信号。踏板、压杆和杠杆的质量均忽略不计。求:
F/N
0
5
10
15
20
25
30
…
R/Ω
45
34
24
18
14
12
10
…
(1)电源电压为多少?
(2)当报警器开始报警时,踏板设定的最大压力值为多少?
(3)若电源电压变为14V,为保证报警器仍在踏板原设定的最大压力值时报警,应在杠杆上水平调节踏板触点B的位置。试计算说明触点B应向哪个方向移动多少厘米?
【思路分析】(1)由图乙可知当踏板空载时,压力传感器的电阻为45Ω,闭合开关时,压力传感器和报警器串联,根据欧姆定律求出电流,再求出电源电压;
(2)电压表示数达到5V时,报警器R0开始发出报警信号,根据欧姆定律求出电流,再求出压力传感器两端的电压,根据欧姆定律求出压力传感器的阻值,从图象中找出压力值,再根据杠杆平衡条件求出踏板设定的最大压力值;
(3)电源电压升高时,R0两端分得的电压增大,为保证报警器仍在踏板原设定的最大压力值时报警,应减小R0两端的电压,根据杠杆的平衡条件判断踏板触点移动的方向。
若电源电压变为14V,为保证报警器仍在踏板原设定的最大压力值时报警,电路中的电流仍变为0.5A,根据欧姆定律算出R的电电阻,从表格中判断出压力F,再根据杠杆平衡条件求出OB的长度,判断出移动的距离。
【解题过程】解:
(1)闭合开关时,压力传感器R和R报警器R0串联,电压表测报警器R0两端的电压,
由表格数据可知,当踏板空载时(F=0N),压力传感器的电阻为R=45Ω,已知R0=10Ω,电压表的示数为2V,
此时电路中的电流:I===0.2A,
电源电压为:U=I(R+R0)=0.2A×(10Ω+45Ω)=11V;
(2)报警器R0开始发出报警信号时,其电压为U0′=5V,
此时电路中的电流:I′===0.5A,
传感器两端的电压:U传=U﹣U0′=11V﹣5V=6V,
此时传感器的阻值:R′===12Ω,
由图象可知,当传感器的阻值为12Ω时,对应的压力F压=25N,
由题知,ABO为一水平杠杆,O为支点,AB:OB=5:1,则OB=OA=×120cm=20cm,
根据杠杆平衡条件可得:F压×OA=F踏×OB,即25N×6=F踏×1,
解得F踏=150N,即踏板设定的最大压力值为150N;
(3)若电源电压增大变为14V时,R0两端分得的电压增大,根据串联电路的分压特点可知,应增大压敏电阻分担的电压,保证R0两端分得的电压不变,此时就应该增大压敏电阻的阻值;
因压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小,所以应该减小压杆对传感器的压力,由杠杆平衡条件F压×OA=F踏×OB可知,OA不变,F踏不变,所以F压和OB成正比,要减小压杆对传感器的压力,应减小OB,即把踏板触点B向左移动。
若电源电压变为14V,为保证报警器仍在踏板原设定的最大压力值时报警(即电压表示数仍然为5V),电路中的电流仍为0.5A;
报警时压力传感器的电阻:R″===18Ω;
由图象可知,当传感器的阻值为18Ω时,对应的压力为F压′=15N,
根据杠杆平衡条件可得:F踏×OB′=F压′×OA,即150N×OB′=15N×1.2m,
解得OB′=0.12m=12cm;
移动的距离:s=OB﹣OB′=20cm﹣12cm=8cm,
故触点B应该向左移动8cm。
答:(1)电源电压为11V;
(2)当报警器开始报警时,踏板设定的最大压力值为150N;
(3)若电源电压变为14V,为保证报警器仍在踏板原设定的最大压力值时报警,应在杠杆上水平调节踏板触点B的位置,触点B应该向左移动8cm。
5. (2018天津,23,6) 甲、乙两地相距40km,在甲、乙两地之间沿直线架设了两条输电线,已知每条输电线每千米的电阻为0.2Ω.现输电线在某处发生了短路,为确定短路位置,枪修员进行了如下操作:在甲地利用电源(电压恒为6v)、定值电阻Ro(阻值为20Ω)、电压表(量程为0~3V)以及开关等与输电线组成了一个检测电路(如图所示,电压表未画出):闭合开关后,电压表示数为2V;解答如下问题:
(1)根据题意判定电压表的连接位置,将它接入检测电路;
(2)计算出短路位置离甲地的距离。
【思路分析】知道电表的示数,根据欧姆定律求出导线的总电阻,又知道每千米导线的电阻值,可求导线的长度,然后除以2即可求出短路位置离甲地的距离。
【解题过程】解:
(1)由题知,输电线在某处发生了短路,为确定短路位置,在甲地利用图中的检测电路进行检测;甲地是电源所在位置,电阻R0与导线电阻R线串联;要确定短路位置,需要测出甲地到短路位置两输电线串联的总电阻,电压表应测导线的总电压,所以电压表应接在甲地两点之间,如下图:
;
(2)由题知,闭合开关后,电压表示数为2V,即U线=2V,
由串联电路的电压特点可得,电阻R0两端的电压:U0=U﹣U线=6V﹣2V=4V,
因串联电路的电流处处相等,
则电路中的电流:
I===0.2A,
由I=可得,甲地到短路位置两输电线的总电阻:
R线===10Ω,
根据题意可得,甲地到短路位置两输电线的总长度:L==50km,
因两条输电线是并排架设的,
所以短路位置离甲地的距离:s=L=×50km=25km。
故答案为:甲地;25。
6.(2018湖南娄底,22,8)如图甲是测量高于湖水警戒水位装置的原理图。长方体形绝缘容器A内部左右两面插有竖直薄金属板并与电路连接,底部有一小孔与湖水相通,且容器底面与警戒水位相平。已知电源电压恒为5V,小灯泡标有“2V、2W”字样(灯丝电阻不变)。两金属板间的湖水电阻R与x的关系如图乙所示(x为容器内水柱高度h的倒数,即x=)。求:
(1)小灯泡的电阻。
(2)湖水水位高于警戒水位多少米时,灯泡正常工作。
(3)将电流表改为水位计,水位计的刻度是否均匀,说明理由。
【思路分析】(1)知道灯泡的额定电压和额定功率,根据P=UI=求出小灯泡的电阻;
(2)灯泡正常工作时两端电压为2V,根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出电路中的电流,根据串联电路的电压特点求出湖水电阻两端的电压,再根据欧姆定律求出湖水的电阻,利用图象找到对应的x求出湖水水位高于警戒线的高度;
(3)根据电阻的串联和欧姆定律得出I与h的关系式,分析关系式中I与h的关系判断将电流表改为水位计时刻度是否均匀。
【解题过程】解:(1)由P=UI=可得,小灯泡的电阻:
RL===2Ω;
(2)因串联电路中各处的电流相等,且灯泡正常发光,
所以,电路中的电流:
I=IL===1A,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,湖水电阻两端的电压:
UR=U﹣UL=5V﹣2V=3V,
则湖水的电阻:
R===3Ω,
由图象可知,R与x成正比例函数,设为R=kx,
把R=4Ω、x=0.2m﹣1代入可得:k=20Ω•m,
则R=20Ω•m×x,
当R=3Ω时,3Ω=20Ω•m×x,
解得:x=,即湖水水位高于警戒水位m米时,灯泡正常工作。
(3)R与x的关系式:
R=20Ω•m×x=,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,I与h的关系式:
I===,
由表达式可知,将电流表改为水位计时,I与h不成比例,电流表的示数变化不均匀,即水位计的刻度不均匀。
答:(1)小灯泡的电阻为6Ω;
(2)湖水水位高于警戒水位m时,灯泡正常工作;
(3)将电流表改为水位计,水位计的刻度是不均匀的,原因:R与x的关系式为20Ω•m×x,I与h的关系式为I=,由I与h不成正比可知将电流表改为水位计后,水位计的刻度是不均匀。
7. (2018呼和浩特,题号,分值)传感器可以把力学物理量转化成电学信号,然后通过相互之间的函数关系,直接表现力的大小。测量压力大小的压力传感器,工作原理如图所示 ,其中M、N均为绝缘材料。MN间有可收缩的导线(电阻大小不计),弹簧上端和滑动变阻器R2的滑片P固定在一起,电源电压恒为12V,已知压力F的大小与R2阻值大小成正比例关系。闭合开关S,压力F0=0时,滑片P在最上端;压力F1=1N时,电流表示数为1A,电压表示数为3V,当滑片P滑至最下端时,电压表的示数为7.5V,求:
(1)定值电阻R1的大小,压力F1与R2阻值之比K1;
(2)当滑片P滑至最下端时,压力F2的大小;
(3)压力F的大小与电压表示示数之间函数关系表达式。
【思路分析】本题考查欧姆定律的应用。(1)由电路图可知:定值电阻R1和滑动变阻器R2串联,电压表测量R2两端的电压,压力F1=1N时,电流表示数为1A,电压表示数为3V,根据欧姆定律可求出R1 、R2的电阻,进而求出压力F1与R2阻值之比K1;(2)当滑片P滑至最下端时,滑动变阻器R2移动到最大阻值处,此时电压表的示数为7.5V,根据欧姆定律可求出通过定值电阻R1的电流,进而求出滑动变阻器R2的最大阻值,求出压力F2的大小;(3)根据欧姆定律可写出滑动变阻器R2的阻值与电压的关系,从而求出压力F的大小与电压表示示数之间函数关系表达式。
【解题过程】(1)由电路图可知:定值电阻R1和滑动变阻器R2串联,电压表测量R2两端的电压,据欧姆定律得:
R1===9Ω
R2===3Ω
当F1=1N时,R2阻值为3Ω,故
K1===N/Ω=0.33N/Ω
(2)当滑片P滑至最下端时,据欧姆定律得:
I1===0.5A
R2大===15Ω
F=KR2大=N/Ω×15Ω=5N
(3)压力F的大小与电压表示示数之间函数关系表达式为:
F=KR2/=N/Ω×=N/Ω×=N
答:(1)定值电阻R1的大小为9Ω,压力F1与R2阻值之比K1为0.33N/Ω;(2)当滑片P滑至最下端时,压力F2的大小为5N;(3)压力F的大小与电压表示示数之间函数关系表达式为N
8. (2018年山东省潍坊市,26,9分)
某科技活动小组设计了如图所示的电路,电源电压不变,当S1闭合,S2断开,变阻器R2的滑片P滑到a端时,电流表的示数为0.8A,定值电阻R1消耗的功率为6.4W;变阻器R2的滑片P滑到b端时,电流表的示数变为0.2A;当S1和S2都闭合,变阻器R2的滑片P滑到某点时,电流表的示数为0.6A,小灯泡L消耗的功率为0.9W.求:
(1) 电源电压;
(2) 变阻器R2的最大阻值;
(3) 小灯泡两端电压及此时变阻器R2连入电路的阻值.
【思路分析】(1)根据开关的通断情况判断出电路的连接情况,结合题意计算出电源电压;
(2)根据电源电压和电路中的电流计算出电阻R1的阻值,再根据开关的通断情况判断出电路的连接情况,计算出电路的总电阻,结合题意计算出变阻器的最大阻值;
(3)设出小灯泡两端的电压,根据题意列出方程,结合题意中的数据计算出电压,根据串联电路电压的特点计算出变阻器R2两端的电压,计算出变阻器R2连入电路的电阻。
【解题过程】
解:(1)当S1闭合、S2断开,变阻器R2的滑片P滑到a端时,只有电阻R1连入电路,
电源电压:;
(2)由题意可知,电阻R1的阻值为:,
当S1闭合、S2断开,变阻器R2的滑片P滑到b端时,R1 与R2串联,
则电路的总电阻为:,
变阻器R2的最大阻值为:;
(3)设小灯泡两端的电压为U,根据题意列方程得:,,
解得:U=3V,
则变阻器R2两端的电压为:,
变阻器连入电路的电阻为:。
四、实验探究题
1. (2018广东省,题号18,分值7)在“探究电流跟电压关系”的实验中:
(1)如题18-1图所示,甲为_____,乙为_____.(选填“电流表”或“电压表”)
(2)用笔画线代替导线将题18-2图中电路连接完整,要求实验过程中滑动变阻器的滑片从右向左移动.(导线不能交叉)
(3)在实验操作过程中保持______不变,闭合开关时,调节滑动变阻器的滑片P做了三组实验数据,如题18-3图表所示,请根据该图表中数据在题18-4图中进行描点连线.
(4)对实验数据进行分析,归纳出结论是____________________________.
【答案】(1)电流表;电压表;(2)如图所示:
(3)电阻R;如图所示:
(4)电阻不变时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
【解析】(1)电流表要串联在电路中,电压表要并联在定值电阻两端,由图可知,甲为电流表,乙为电压表;(2)电压表要并联在R两端,要使滑片从右向左移动,即向左移动时电阻减小,则应接A接线柱,如图所示;(3)在探究电流与电压的关系时,要采用控制变量法,保持电阻R不变;根据表格数据描点作图,可得图像如答案图所示;(4)实验结论是:电阻不变时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
2. (2018安顺市,16,6分)
【答案】(1)见答图;(2)A;(3)控制定值电阻两端电压一定;左;电压表;(4)导体两端电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比
【解析】(1)由电路图可知,定值电阻和滑动变阻器串联,电流表测串联电路的电流,电压表测定值电阻两端电压,实物图中,将定值电阻的右接线柱与滑动变阻器金属杆的左接线柱相连,电压表的“﹣”接线柱与定值电阻的右接线柱相连,实物连接图如图所示:
;
(2)若电阻断路,电流表无示数,电压表有示数且始终接近电源电压,故A正确;若电流表坏了,电压表无示数,故B不正确;若滑动变阻器短路,电压表示数接近电源电压,电流表有示数,故C不正确;若电阻短路,电压表无示数,故D不正确;
(3)滑动变阻器在电路中的作用,除了起保护电路的作用外,还起控制定值电阻两端电压一定的作用;实验中,当把5Ω放入电阻换成10Ω电阻时,定值电阻两端电压增大,要保持电阻不变,需将滑动变阻器滑片向阻值增大的方向移动,增大滑动变阻器两端的电压,从而保持定值电阻两端电压不变,所以滑动变阻器滑片向左滑动,同时要观察电压表才能达到实验目的;
(4)由丙图可知,导体两端电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比.
3. (2018河南省,题号19,分值8)小芳利用图13所示的电路测量未知电阻Rx的阻值,阻值大约为5Ω。
(1) 请你根据电路图,用笔画线代替导线,在图14中完成实验电路的连接。
(2) 闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片置于 端(选填“A”或“B”)。
(3) 闭合开关,发现电压表和电流表均无示数。小芳利用另一只完好的电压表进行检测,把电压表分别接在a、b之间和b、c之间,电压表均有示数;接在a、c之间,电压表无示数。如果电路连接完好,只有一个元件有故障,该故障是 。
(4) 排除故障后,调节滑动变阻器,记录多组数据。画出了待测电阻Rx的I-U图像,如图15所示。由图像可得Rx= Ω。
(5) 小芳又设计了一种方案,也测出了Rx的阻值。电路如图16所示,R0为阻值已知的定值电阻,电源电压未知且恒定不变。测量步骤如下:
① 当开关 时,电流表读书为I1;
② 当开关S1、S2都闭合时,电流表读书为I2;
③ 待测电阻Rx= 。(用已知和测出的物理量符号表示)
【答案】(1)如图3;
(2)B:(3)滑动变阻器断路;(4)4
(5)S1闭合,S2断开;。
【解析】:(1)电压表与待测电阻并联,电流表与待测电阻串联,如上图
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片置于最大阻值处,故在B端
(3)闭合开关后,电路连接完好,电压表和电流表均无示数,只有一个原件有故障,故电路出现
断路.用完好电压表检测,将电压表分别接在a、b之间和b、c之间,电压表均有示数,接在a、c之间,电压表无示数,故可判断是滑动变阻器断路
(4)当待测电阻两端电压为2V时,电流为0.5A,根据欧姆定律R=U/I可知,电阻为4Ω;
(5)当开关S1闭合,S2断开时,电源电压U=I1(Ro+Rx),当开关S1、S2都闭合时,电源电压为:U=I2R0;
4. (2018年黑龙江省齐齐哈尔市,26,10分)
【思路分析】
(1) 根据电路图结合滑动变阻器和电压表的正确的连接方法,连接好实物图即可;
(2) 根据连接电路时对开关和滑动变阻器的要求以及滑动变阻器在电路中的作用,结合题意来分析解答;
(3) 根据电路中出现的现象,结合题意分析出故障的原因;
(4) 根据图丙的图像和控制变量法的相关知识,结合题意分析出实验结论;
(5) ①根据串联电路的电压关系,分析出换了电阻后电压表的示数变化情况,进而分析出滑片移动的方向,以及电压表的示数即可;
②根据串联电路的分压的特点分析出电压表不能达到所控制的电压值的原因,再结合题意判断出选用的滑动变阻器的规格.
【解题过程】
(1) 由电路图可知,电压表并联在定值电阻两端,滑动变阻器连接时应遵守一上一下的原则,连接好的实物图如下图所示:
;
(2) 在连接电路时,开关应该断开,滑动变阻器的滑片应移到阻值最大处,应位于A端,滑动变阻器在电路中的作用通过改变连入电路的阻值,改变定值电阻两端的电压;
(3) 电流表无示数,说明电路是断路或电压表串联在电路中了,电压表有示数说明整个电路不是断路,所以只能是定值电阻断路了,故选D;
(4) 由图丙可知,图像是一反比例图象,所以可以得出结论为:当电压一定时,通过导体的电流与它的电阻成反比(或当电压一定时,电阻越大,电流越小);,
(5) ①由图丙可知,此实验中控制定值电阻两端的电压为:,当把的电阻换为电阻后,电压表两端的电压增大,由串联电路的电压的特点可知,此时应增大滑动变阻器两端的电压,即增大滑动变阻器连入电路的电阻,所以滑片应向A端移动,直到电压表的示数为2V时,读出电流表的示数;
②把的电阻接入电路后,闭合开关,无论怎样移动滑片,电压表的示数都不能达到2V,是由于滑动变阻器的最大阻值太小的原因;
当定值电阻两端的电压为2V时,电路中的电流为:,此时滑动变阻器两端的电压为:,滑动变阻器的最大阻值为:,故选A.
故答案为:(1);
(2)断开;A;改变定值电阻两端的电压;
(3)D;
(4)当电压一定时,通过导体的电流与它的电阻成反比(或当电压一定时,电阻越大,电流越小);
(5)①A;2;②滑动变阻器的最大阻值过小;A.
5. (2018年黑龙江省齐齐哈尔市,28,5分)
【思路分析】
【解题过程】
故答案为:(1)B;
(2)偏小;
(3)由(或)可知,测得的电压值是准确的,电流值偏大,所在电阻值偏小。
6.(2018湖北省荆州市,题号33,分值3)小金在实验室做测量电阻实验时,设计了如图所示的电路,用来测量接入1、2两点间导体的电阻,已知电源电压为6V.
(1) 用导线直接连接1、2两点,电流表示数刚好达到最大测量值,则电阻R为 Ω.
(2)把待测电阻Rx接入1、2两点之间,此时电流表读数为0.2A,则Rx的阻值是________Ω.
(3)小金实验时,发现电流表损坏,于是找来另外一块表盘模糊不清但其他均完好的电流表做实验. 在实验过程中,先将电阻R1接在1、2两点之间,再将R2=30Ω并联在R1两端,前后两次电流表指针偏转角度之比为20:21,则
R1= Ω.
【答案】(1)10 (2)20 (3)5
【解析】(1)用导线直接连接1、2两点,则电路中只接有R一个电阻,其两端电压为电源电压,电流为0.6A,所以R=U/I=6V/0.6A=10Ω;
(2)把Rx接入电路,则电路中的总电阻;所以Rx=20Ω;
(3)把R2并联在R1两端,假设其等效电阻为R0,则,解得R根据欧姆定律及题意可知,,联立以上两个方程可以解得,R1=5Ω。
7. (2018湖南省衡阳市,题号27,分值6)某实验小组的同学用图甲所示的器材测量小灯泡的电阻,已知待测小灯泡额定电压为
3.8V,小灯泡的额定功率估计在1.0W左右右
(1)连接电流表时应选用的量程是_________(选填“0~0.6A"或“0~3A”)
(2)做出相应的电路图在图丙的虚线框内.
(3)连接好电路后,调节滑动变阻器,使电流表、电压表的指针如图乙所示,求出此时小灯泡的阻值为________Ω
【答案】(1)0~0.6A;(2)
(3)17.5。
【解析】(1)小灯泡正常发光时电流约为,所以电流表选用0~0.6A量程;
(2)实验使用伏安法,即电压表并联在小灯泡两端,电流表与小灯泡串联接入电路,电流表使用一上一下接法,所以电路图为:
(3)由图可知, ,,小灯泡的阻值。
8. (2018江苏省扬州市,题号28,分值6)
【答案】(1)A (2)没有将滑动变阻器的滑片移动到使电路中电阻最大的位置 (3)C (4)1.1 左 (5)0.625
【解析】(1)当灯正常发光时,电路中的电流约为I=0.25A,滑动变阻器两端的电压约为U滑=U-UL=6V-2.5V=3.5V,变阻器连入的电阻为R=U滑/I=3.5V/0.25A=14Ω>10Ω,所以滑动变阻器应选A:“50Ω 2A”;(2)没有将滑动变阻器的滑片移动到使电路中电阻最大的位置,使得灯两端的电压过大、实际电功率过大,使灯的亮度比正常工作时亮;(3)小灯泡不发光,电压表、电流表正常偏转,说明电路不存在断路与短路,电路正常,偏角较小,说明电路电阻太大,电路中的电流太小,小灯泡的实际功率太小,故选C;(4)根据图乙可知,电压表的量程为0~3V,分度值为0.1V,示数为1.1V;要测量灯泡的额定功率,需使电压表的示数为2.5V,因此需减小滑动变阻器两端电压,即减小滑动变阻器接入电路的阻值,故将滑片向左移动;(5)小灯泡正常发光时,电流表的示数是0.25A,则小灯泡的额定功率为:P=UI=2.5V×0.25A=0.625W。
9.(2018辽宁省抚顺,第32题,12分)
【答案】(1)如图所示 (2)滑动变阻器短路 (3)0.4 (4)右 2 (5)5 正比 (6)①上 ② ③ ④
【解析】(1)图甲中,将电流表与定值电阻并联,是错误的,应串联,如答案图所示;(2)电压表有示数,说明电路是通路;电压表示数接近于电源电压,说明滑动变阻器两端的电压为零,则故障原因是滑动变阻器短路;(3)由图乙可知,电流表使用小量程,示数为0.4A;(4)将5Ω电阻接入电路,电流表示数为0.4A,则定值电阻两端的电压U=IR=0.4A×5Ω=2V;在探究电流与电阻的关系时,要采用控制变量法,保持定值电阻两端的电压不变,换用10Ω的电阻后,阻值增大,为保持电压为2V不变,应减小电路中的电流,增大滑动变阻器接入电路的阻值,故应将滑片向右滑动;(5)本实验中,电流表使用0—0.6A的量程,电压表使用0—3V的量程,则当接入5Ω电阻,当电压表达到最大示数3V时,电流表的示数为,也达到最大示数;此时滑动变阻器两端的最大电压为6V,则电源电压的最大值为9V;当换用15Ω的电阻进行实验时,若电压表示数达到最大值3V,则滑动变阻器两端的最大电压为2V,此时电源电压的最大值为5V,所以选取电源电压的最大值不能超过5V; (6)①闭合开关S、S1,断开S2,将R1的滑片滑到最右端,此时电路中只有滑动变阻器R2,应将R2的滑片滑到最上端,此时电压表的示数U即电源电压;②闭合开关S、S2,断开S1,将R1的滑片滑到最右端,此时R1=0,L与R2串联;要使小灯泡正常发光,必须使它两端的电压为其额定电压,则应调节R2的滑片,使电压表的示数为,则小灯泡两端的电压为,小灯泡正常发光; ③同时闭合三个开关,保持R2的滑片不动,此时L被短路,两滑动变阻器串联;保持R2的滑片不动,调节R1的滑片,使电压表的示数仍为,此时R1接入电路的阻值就等于小灯泡正常发光时的电阻RL;④再保持R1的滑片不动,将R2的滑片滑到最上端,则R2接入电路的阻值为其最大阻值R0;此时电压表的示数为U1,则,可得。
10. (2018山东聊城,23,6) 在“探究电流与电压的关系”的实验中,
(1)请在方框中画出能够改变定值电阻的电压、并可以同时测量电压和电流的电路图
(2)通过实验记录电流表、电压表的示数如下表所示
R=10Ω
实验序号
1
2
3
4
5
6
电压U/V
2.0
2.2
2.4
2.6
2.8
3.0
电流I/A
0.20
0.22
0.24
0.26
1.40
0.30
对表中数据进行分析,你认为错误的数据是实验序号 ,排除错误数据,可归纳得出的结论是 。
(3)如果想用此电路继续探究“电流与电阻的关系”,每次更换电阻后,可以通过调节 ,使电阻两端的电压不变。实验得出的结论是 。
【思路分析】(1)实验中为了探究规律,需要多次测量定值电阻两端的电压,因此需要滑动变阻器,多测几组电压和电流值,需要用电流表和电压表测量电流与电压,据此画出电路图;
(2)根据数据表中电流与电压的关系可分析出错误数据,并得出结论。
(3)探究通过导体的电流与电阻的关系实验,根据控制变量法可知应通过移动滑动变阻器控制电压不变,从而得出结论。
【解题过程】解:(1)实验中要能够改变定值电阻的电压需要用滑动变阻器测量电压用电压表,测量电流用电流表,电路如图:
(2)根据数据分析可知,随着电压的增大电流在增大,并且电压与电流的比值为=﹣﹣﹣=10,所以第5次实验中的电流数应当是错误的,应该为0.28A,并且可以看出在电阻一定时,电流与电压成正比;
(3)要探究“电流与电阻的关系”,每次更换电阻后,需要通过调节滑动变阻器,使电阻两端的电压不变。可以得出结论:在导体两端电压一定时,电流与电阻成反比。
故答案为:(1)见上图;(2)5;在电阻一定时,电流与电压成正比;(3)滑动变阻器;在导体两端电压一定时,电流与电阻成反比。
11. (2018山东临沂,33,6)在“探究电流与电压的关系”实验中:
(1)请用笔画线代替导线,将甲图中电路连接完整,要求滑片P向B端滑动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大(连线时导线不允许交叉);
(2)正确连接好电路后,闭合开关发现电压表示数为2.8V,电流表无示数,滑动滑片P两表示数均无变化,则故障原因是 ;
(3)小明排除故障后,移动滑片P到某一位置时电流表示数如乙图所示,此时通过电阻的电流
为 A.若要增大电阻两端的电压,应将滑片P向 (选填“A”或“B”)端移动;
(4)实验中测得多组数据,绘制出电阻R的I﹣U图象如图丙所示:由图象可得电流与电压的关系是 ;本实验所用电阻的阻值为 Ω。
【思路分析】(1)滑动变阻器一上一下接且滑片P向B端滑动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大,接左下接线柱;
(2)若电流表示数为0,说明电路可能断路;电压表示数为电源电压,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的支路以外的电路是完好的,则与电压表并联的电阻断路了;
(3)由图示电流表确定其量程与分度值,然后读出其示数;根据分压原理,判断电压的变化,再确定滑滑片移动的方向。
(4)根据实验所得数据,绘制出如图丙所示的U﹣I图象,根据图象可得出“电流与电压关系”的结论;
根据R=算出电阻。
【解题过程】解:(1)滑片P向B端滑动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大即远离下接线柱,故接左下接线柱,如下图所示:
(2)闭合开关后,发现电流表无示数,说明电路可能断路;电压表示数为2.8V,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的支路以外的电路是完好的,则与电压表并联的电阻断路了,此时电压表串联在电路中测电源电压;
(3)图中电流表的量程为0﹣0.6A,分度值为0.02A,示数为0.12A;根据串联电路的分压作用,若要增大电阻两端的电压,应将最大滑动变阻器的电阻,滑片P向B端移动;
(4)据图象可得出“电流与电压关系”的结论是:电阻一定时,导体中的电流与其两端的电压成正比。
由图象知,当电压为0.5V是电流为0.1A,
则定值电阻的阻值为:R===5Ω。
故答案为:(1)见上图;(2)电阻断路;(3)0.12;B;(4)电阻一定时,导体中的电流与其两端的电压成正比;5。
12. (2018山东青岛,25,5) 实验探究:探究电流与电压和电阻的关系
装置
①如图甲,实验电路中接错了一根导线,在接错的导线上打“×”,再画线把它
改到正确的位置上。
数据
图象
结论
①利用改后的正确电路探究电流与电压的关系,测得数据如下表:
R=10Ω
次数
1
2
3
4
电压U/V
1.2
1.6
2.0
2.4
电流I/A
0.12
0.16
0.20
0.24
②如图乙,在电流表表盘上,画出所选的接线柱和第4次实验屮指针的位置。
③根据表屮数据,在图丙中描点并画出R的﹣U/图象。
④在电阻一定时, 成正比。
过程
⑤要探究电流与电阻的关系,只将第4次实验电路中的定值电阻由10Ω换成15Ω,闭合开关,电压表示数比第4次实验的电压表示数 (填“大”或“小”),
要保持电压表的示数仍为2.4V,应将滑动变阻器的滑片P向 移动。
【思路分析】①原电路中,电流表与电阻并联的,电压表串联在电路中是错误的,电流表与R串联,电压表与R并联;
②第4次实验电流为0.24A,根据电流表小量程分度值为0.02A,画出指针的位置;
③根据描点法作图;
④分析表中数据得出结论;
⑤根据控制变量法,研究电流与电阻的关系时,需控制定值电阻的电压相同,当换上大电阻时,根据分压原理确定电压表示数的变化,由串联电路电压的规律结合分压原理确定滑片移动的方向。
【解题过程】解:①原电路中,电流表与电阻并联的,电压表串联在电路中是错误的,电流表与R串联,电压表与R并联,如图1左所示:
②第4次实验电流为0.24A,根据电流表小量程分度值为0.02A,画出指针的位置,如图1右所示:
③根据描点法作图,如图2所示:
④由表中数据,电压是原来的几倍,通过的电流是原来的几倍,即在电阻一定时,电流与电压成正比。
⑤根据串联分压原理可知,将定值电阻R1由5Ω改接成10Ω的电阻,电阻增大,其分得的电压增大;
探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,应保持电阻两端的电压不变,根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压,由分压原理,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向右端移动,使电压表的示数为2V。
要探究电流与电阻的关系,只将第4次实验电路中的定值电阻由10Ω换成15Ω,闭合开关,根据分压原理,电压表示数比第4次实验的电压表示数大;
要保持电压表的示数仍为24V,应将滑动变阻器的滑片P向 A移动。
故答案为:①如图1左所示;②如图1右所示;③如图2;④电流与电压;⑤大;A。
13. (2018江苏省扬州市,题号24,分值6)
【答案】(1)电阻一定时,电流与电压成正比 5Ω (2)没有控制定值电阻两端的电压不变 (3)15V
【解析】(1)分析表1中的数据可以看出,导体中的电流随电压的增大而增大,并且成倍数的增大,故得出的结论是:电阻一定时,电流与电压成正比;电阻大小:R1=U/I=1.0V/0.2A=5Ω;(2)由表2可知,当R1=3Ω时,I=0.5A,则定值电阻两端的电压U1=IR1=0.5A×3Ω=1.5V;当R1′=6Ω时,I′=0.33A,则定值电阻两端的电压U1′=I′R1′=0.33A×6Ω=1.98V;显然定值电阻两端的电压发生了变化,而本实验需要控制定值电阻两端的电压不变,故实验中存在的问题是没有控制定值电阻两端的电压不变;(3)由表二第1、3次实验数据,根据电阻的串联和欧姆定律,由变阻器连入电路中的电阻不变列方程:U/I21-R1=U/I23-R3,即U/0.5A-3Ω=U/0.25A-9Ω,故电源电压:U=3V。
14. (2018山东泰安,23,10) 某物理兴趣小组利用图甲所示实验电路图同时测量电源电压U0的大小和电阻Rx的阻值,电源电压U0约为2V~3V,Rx的阻值约为6Ω~7Ω.实验室提供如下器材:导线若干、开关、电流表(量程0~0.6A,0~3A)、电压表(量程0~3V,0~15V)、滑动变阻器R(最大阻值为30Ω)。请你思考完成下列问题:
(1)按照图甲用笔画线代替导线,连接好图乙中的实物图。
(2)用物理量U0、Rx、电流表的示数I写出表示电压表示数U大小的关系式:U= 。
(3)①正确连接电路后,闭合开关前应使滑动变阻器连入电路的阻值为 (选填“最大”或“零”);
②移动滑动变阻器的滑片,读出4组电流表和电压表示数,分别以电流表的示数I和电压表的示数U为横坐标和纵坐标,在坐标纸上描点,把这4个点连接起来大致为一条直线(并虚线延长到纵轴),如图丙所示。从图丙中信息可求得:电源电压U0= V,电阻Rx= Ω。
【思路分析】(1)根据电路图连接实物图就要注意一一对应,同时注意滑动变阻器接法是一上一下、电压表和被测电阻并联并注意正负接线柱的接法。
(2)根据串联电路的电压特点和欧姆定律可求电流表的示数I写出表示电压表示数U大小的关系式;
(3)①为了保护电路,闭合开关前应使滑动变阻器连入电路的阻值为最大值;
②从图丙中选两个点,根据欧姆定律列出方程可解。
【解题过程】解:(1)连接实物图时,需要注意和电路图一一对应,另外是电压表和电流表的连接一定要注意正负接线柱,如下图所示:
(2)已知电源电压U0,电阻Rx和滑动变阻器串联,电路中电流为I,
电压表测量滑动变阻器的电压,由串联电路的电压特点和欧姆定律;
电压表的示数:U=U0﹣Ux=U0﹣IRx;
(3)①为了保护电路,闭合开关前应使滑动变阻器连入电路的阻值为最大值;
②电阻Rx和滑动变阻器串联,根据欧姆定律可得,
U0=U+IRx; U0=2.4V+0.1A×Rx;Ⅰ
U0=1.8V+0.2A×Rx;Ⅱ
由Ⅰ、Ⅱ可得,U0=3V;Rx=6Ω。
故答案为:(1)如上图;(2)U0﹣IRx; (3)①最大; ②3; 6。
15. (2018天津,21,6) 在探究电阻一定时电流与电压关系的实验中:
(1)请根据图甲所示的电路图,用笔画出导线完成图乙的电路连接:
(2)实验过程中得到的部分数据如下表所示。第3次测时,电流表的示数如图丙所示,请将该数据填入表格中
实验序号
1
2
3
…
电压U/V
0.8
1.6
2.4
…
电流I/A
0.16
0.32
…
(3)在图丁中的坐标轴上标出适当的标度,把上表中的数据在坐标系中描点并连线。
【思路分析】(1)根据电源电压为3V确定电压表选用小量程与电阻并联,由图丙知电流表选用小量程与R串联,将变阻器滑片以左电阻丝连入电路中与电阻串联;
(2)根据电流表选用小量程确定分度值为读数;
(3)根据描点法作图。
【解题过程】解:(1)电源电压为3V,故电压表选用小量程与电阻并联,由图丙知,电流表选用小量程与R串联,将变阻器滑片以左电阻丝连入电路中与电阻串联,如下左所示:
(2)第3次测时,电流表的示数如图丙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,示数为0.48A;
(3)横坐标小格表0.4V,纵坐标每小格表示0.08A,根据表中数据在图中找出对应的点,连线,如上右图所示。
故答案为:(1)如上左;(2)0.48;(3)如图所示。
16.(2018浙江杭州,10,6)下表是小金探究小灯泡L的电流与电压关系时所记录的实验数据。
实验序号
1
2
3
4
5
6
电压(V)
0
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
电流(A)
0
0.19
0.23
0.27
0.30
0.32
(1)在如图的坐标系中画出通过小灯泡电流随它两端电压变化的图象。
(2)已知该小灯泡的额定功率为0.75瓦,现有电压为6伏的电源,若要使小灯泡正常工作,请设计电路图,并说明使小灯泡L正常工作时的操作方法:
(现有器材:“20Ω,1A”的滑动变阻器、电压表、开关各一只,导线若干)。
【思路分析】本题主要考查描点法作图及设计电路图,并说明使小灯泡L正常工作时的操作方法,关键是知道串联分压。(1)根据描点法可以作出通过小灯泡电流随它两端电压变化的图象;
(2)由图可知小灯泡正常发光时,额定电压为 2.5 伏,根据串联分压分析解答。
【解题过程】解:(1)由表格中的数据,描点可得:
;
(2)电压为6伏的电源,若要使小灯泡正常工作,由图可知,U=2.5V时,I=0.3A,P=UI=2.5V×0.3A=0.75W,故串联一个滑动变阻器分压,电路图如下图:
,
操作方法:由题(1)曲线可知,当小灯泡正常发光时,额定电压为 2.5 伏,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,观察电压表的示数,当电压表的示数为 2.5 伏时,小灯泡正常工作。
故答案为:(1)如上图;(2)图如上;操作方法:由题(1)曲线可知,当小灯泡正常发光时,额定电压为 2.5 伏,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,观察电压表的示数,当电压表的示数为 2.5 伏时,小灯泡正常工作。
17. (2018浙江宁波,10,9)实验室购买了一卷标有长度为100m的铜芯漆包线,小科想通过实验测定其实际长度。他首先测得导线横截面积S为1mm2,查阅资料得知现温度下这种导线每米的电阻值为0.017Ω。
(1)利用图甲所示的实物图测出铜导线的电阻。
①实验中,小科在闭合开关前应将滑片P置于最 端。(填“左”或“右”)。
②小科通过移动滑片P,测得多组数据,绘制成U﹣I图象如图乙,据此可以判定这卷导线的实际长度 100m。(填“大于”、“等于”或“小于”)
(2)小思认为用电子秤测出这卷导线的质量m,利用铜的密度ρ也可以算出实际长度。请你写出这卷导线实际长度L的计算式:L= (用字母表示)。
【答案】(1)①右;②小于;(2)。
【思路分析】(1)①为了保护电路闭合开关前滑片在阻值最大处;
②根据图象算出电阻,根据导线每米的电阻值为0.017Ω,算出总长度;
(2)根据ρ=和V=SL表示出总长度。
【解题过程】解:(1)①为了保护电路闭合开关前滑片在阻值最大处即左右端;
②由图象知:R===1.6Ω,
因为每1m的电阻为0.017Ω,
所以导线的总长度为L线==94.11m<100m;
(2)用电子秤测出这卷导线的质量m,铜的密度ρ;
这卷导线的体积:V=;
这卷导线的长度:L==。
故答案为:(1)①右;②小于;(2)。
18. (2018浙江省衢州市,题号20,分值8)“测量小灯泡电阻”的电路连接情况如图,电源电压保持不变,小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)闭合开关后,当滑片P向右移动时,电压表示数_______(填“变大”、“变小”或“不变”)。
(2)实验中测得的小灯泡相关数据记录在表中。则小灯泡正常发光时的电阻为_______Ω(结果保留一位小数)。
【答案】(1)(2)
【解析】(1)由图知,闭合开关,将滑片P向右移动时,离下接线柱远近,接入电路的电阻变小,电路中的电流变大,灯泡两端的电压变大,故电压表示数变大;(2)灯泡正常发光时的电压为2.5V,根据表格数据知此时的电流为0.30A,小灯泡正常发光时的电阻:R=U/I=2.5V/0.30A≈8.3Ω。
19.(2018哈尔滨市,50,6分)
【思路分析】(1)滑动变阻器接入电路时,一端接金属杆,一端接线圈,金属杆两端或线圈两端不能同时接入电路,要求滑动变阻器滑片向右滑动时电流表示数变小,说明滑动变阻器的线圈的左端接入电路;(2)用10Ω电阻替换5Ω电阻继续进行实验时,发现电压表指针偏转超过量程,电流表有示数,说明闭合开关前,没有把把滑动变阻器的滑片调到最大阻值端;(3)根据表中数据,求出定值电阻两端电压,再求出换上200Ω电阻时,电路中的电流,然后与电流表的分度值作比较,得出结论.
【解题过程】由图可知,滑动变阻器金属杆两端同时接入了电路,即滑动变阻器没有接入电路中,要求滑动变阻器滑片向右滑动时电流表示数变小,所以滑动变阻器使用的AP段,即滑动变阻器的A接线柱接入电路中,正确的连接图如图所示:
;
(2)∵电流表使用的量程是0~0.6A,分度值是0.02A,∴读数为0.6A;
用10Ω电阻替换5Ω电阻继续进行实验时,发现电压表指针偏转超过量程,电流表有示数,操作中存在的问题是更换电阻后没有把滑动变阻器的滑片调到B端,就闭合了开关;
(3)分析表中数据可以得出结论:导体两端电压一定时,通过导体的电流跟它的电阻成反比;
由表中数据可知,定值电阻R4两端电压:,
通过R4的电流:,
∵I4小于电流表的分度值,误差太大,
∴200Ω电阻不适合.
20. (2018绥化市,30,4分)
【答案】(1)0.4;(2)右;2;(3)滑动变阻器的最大阻值太小
【解析】(1)由丙图可知,电流表使用的量程是0~0.6A,分度值是0.02A,读数为0.4A,即通过定值电阻R的电流为0.4A;
(2)将5Ω定值更换成10Ω的定值电阻进行实验时,因为定值电阻两端电压增大,所以闭合开关后,应将滑动变阻器的滑片向阻值增大的方向移动,即向右移动;
当接入5Ω定值电阻时,定值电阻两端电压:,所以接入10Ω定值电阻时,移动滑片,使电压表示数保持2V不变;
(3)当接入20Ω的定值电阻时,电路中的电流:,滑动变阻器两端电压:,滑动变阻器接入电路的阻值:,因为滑动变阻器的最大最值小于接入电路的阻值,所以不能选用20Ω的定值电阻进行实验.
21. (2018绥化市,32,6分)
【答案】(1)
;(2)断开;右;(3);(4)②调节滑动变阻器的滑片,使滑片位于最右端时;③
【解析】(1)由甲图可知,电压表串联在了电路中,连接错误的导线是定值电阻右接线柱与与开关右接线柱连接的导线,应将这定值电阻右接线柱与电压表的“-”接线柱相连,图如下 :
;
(2)连接电路时开关应断开,滑动变阻器的滑片应位于阻值最大端,即右端;
(3)实验原理:;
(4)②调节滑动变阻器的滑片,使滑片位于最右端时,读出此时电压表示数,即为U2;
③当滑片位于最左端时,滑动变阻器接入电路的阻值为零,电压表示数等于电源电压,即电源电压为U1,当滑片位于最右端时,滑动变阻器接入电路的阻值最大,此时定值电阻与滑动变阻器最大阻值串联,电压表测定值电阻两端电压,即定值电阻两端电压为U2,根据串联电路的电压关系得:滑动变阻器两端电压:,通过灯泡的电流:,未知电阻的阻值:.
22. (2018湖北省江汉油田、潜江市、天门市、仙桃市,题号47,分值9)
【答案】(1)
(2)A (3)电阻一定时,导体中的电流与它两端的电压成正比 (4)3V a处填3,b处填0.3 (5)I 试验次数太少 II结论缺少“电压一定”的前提条件。
【解析】(1)电路中错误地把电流表并联在电阻两端,把电压表串联在电路两端。修改时,只要把电阻连接电流表正接线柱那根导线拆下来,连接到电压表的负接线柱上就可以了。
(2)为使滑动变阻器连入电路的电阻最大,以保护电路,需要将滑片P移到A端。
(3)从表中数据可知,电阻一定时,导体中的电流与它两端的电压成正比。
(4)探究电流与电阻的关系,需要控制电压不变,所以要使电压与前一次的一样,为3V,a处填3。根据读数规则,图乙电流表示数为0.3A,b处填0.3。
(5)实验只进行了一次,结论缺少普遍性,再一个,结论叙述的时候,没有把电压一定这个前提说上。
23. (2018湖北襄阳,23,4) 在“伏安法测电阻”的实验中,电源电压U恒定不变。某同学连接了如图所示部分电路。
(1)用笔画线代替导线完成图甲电路连接;
(2)电路连接后,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应该滑到 (填“左”或“右”)端;
(3)某次测量时,电压表的示数为1.5V,电流表的示数如图乙所示,此时小灯泡灯丝的电阻值为
Ω;
(4)某小组的同学分别读取电压表和电流表的示数为U1、I1,结果发现他们实验时误将电压表与滑动变阻器并联,但也能算出电阻的阻值,其表达式为 。
【思路分析】(1)伏安法测电阻,电压表并联在灯泡两端测灯泡的电压,电流表与灯泡串联测灯泡电流。根据题目中电流表的表盘确定电流表的量程。注意电流从电压表和电流表的正接线柱流入,从负接线柱流出。
(2)连接电路时,开关应断开;闭合开关前,滑动变阻器的滑片应该滑到最大值处;
(3)确定电流表的量程和分度值,读出电流值,并根据欧姆定律计算出RL的阻值;
(4)根据串联电路的电压特点,UL=U﹣U1,根据欧姆定律可求电阻的阻值。
【解题过程】解:(1)根据(3)灯泡的电压为1.5V,所以电压表的量程为0~3V,且与灯泡并联;电流表与灯泡串联,由题目中的电流表的表盘知,电流表选择0~0.6A量程,电流表与灯泡串联,如图:
;
(2)为保护电路,连接电路时,开关应断开;闭合开关前,由图滑动变阻器的滑片应该滑到最大值即最左端;
(3)由图乙知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,所以电流表的示数0.3A;则此时小灯泡灯丝的电阻值为RL===5Ω;
(4)根据串联电路的电压特点,小灯泡两端的电压,UL=U﹣U1,
小灯泡灯丝的电阻值为RL′==。
故答案为:(1)如上图;(2)左;(3)5;(4)RL′=。
24. (2018湖北省孝感市,题号12,分值6)
【答案】(1))①如上图所示 ②右 ③(2)①R1断路 ②0.36;6。
【解析】(1)①如图所示:
②闭合开关前,滑动变阻器接入电路的阻值应该最大,所以滑片应移到右端 ③由电路图可知,电压表测未知阻值电阻两端的电压,电流表测量通过未知阻值电阻的电流,则(2)①由图可知R1、R2并联,A1测量通过R1的电路,A2测量通过R2的电流,A1的示数为0,则说明R1断路 ②如图丁,电流表接入的是0-0.6A的量程,所以示数0.36A;并联电路中,各支路的电压相等,所以U1=U2, 即I1XR1=I2XR2,
0.48AXRx=0.36AX8Ω,则Rx=6Ω。
25. (2018吉林长春市,23,3分)
【答案】
【思路分析】(1)根据电压表、电流表和滑动变阻器的正确连接方法,结合题意来分析解答;
(2)根据串联电路的电压的特点,结合实际电压和额定电压的关系,确定滑片移动的方向,再根据电流表的正确的读数方法,分析出正常发光的电流,计算出电阻;
【解题过程】(1)由题意可知,电压表应测量小灯泡两端的电压,连接好的电路图如下图所示:
;
(2)由题意可知,电压表示数为2.3V,小于2.5V,所以应减小滑动变阻器两端的电压,即减小滑动变阻器连入电路的阻值,即滑片向右移动;
由图可知,电流表使用的为0—0.6A的量程,最小刻度为0.2A,此时电流表的示数为2.6V,由于滑动变阻器连入电路的电阻减小,所以电流表的示数增大,又偏转了一个小格,则此时的电流为0.28A,则灯丝的电阻为:。
26.(2018吉林长春,25,4分)
【答案】(1)R断路;6;(3)1.8;(4)1.5;
【思路分析】(1)根据电路中出现的现象,分析出实验的故障;分析出电源电压;
(3)根据题意分析出滑动变阻器的最大功率;
(4)根据题意分析出a、b之间的电压的值。
【解题过程】(1)由题意可知,电路中出现的故障为R断路,由于图乙可知,电源电压为6V;
(2)由题意可知,当定值电阻与滑动变阻器电阻相同时,滑动变阻器消耗的功率最大,此时电路中的电流为0.6A,此时滑动变阻器两端的电压为3V,滑动变阻器消耗的功率大小为大小为1.8W,
(3)由题意可知,滑动变阻器的阻值最大,定值电阻阻值最小时,电压表示数最小,由题意可知滑动变阻器的最大阻值为15欧,当定值电阻阻值为5欧时,电压表示数最小,由串联电路的分压定律可知,此时电压表示数为5V。
27. (2018江苏省苏州市,题号29,分值9)
【答案】(1)如图所示;(2)断开;电阻箱的阻值;(3)电压表的示数仍为U0;(4)电阻箱的电阻调得太大了;(5)6;(6)当电压一定时,电流与电阻成反比;(7)这两个小组所控制的电压不相同。
【解析】(1)根据实物电路,画出相对应的电路图,如图所示;(2)连接电路时,开关应断开;闭合开关,调节电阻箱,使电压表的示数为一个适当的值U0,此时应记录电流表的求数和和电阻箱接入电路的阻值;(3)在探究电流与电阻的关系时,要保持电压不变,所以改变电阻箱的阻值,应调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数仍为U0;(4)无论怎么样都无法使电压表的示数为U0,直接原因是:电阻箱的电阻调得太大了,导致电阻箱两端的电压太大;(5)由图乙可知,当电阻为R=10Ω时,对应的电流为I=0.6A,则R两端的电压为U=IR=0.6A×10Ω=6V;(6)图中矩形的面积是电流与电阻的乘积,即IR,其值不变,可得结论是:当电压一定时,电流与电阻成反比;(7)图丙中,当电阻为R=10Ω时,对应的电流为I=0.3A,则R两端的电压为U=IR=0.3A×10Ω=3V,即这两个小组所控制的电压不相同。
28. (2018江苏省徐州市,第37题,8分)37.小明和小华分别用“伏安法”测量定值电阻的阻值.
(1)小明实验的电路如图甲所示,请用笔画线代替导线把电路连接完整.
(2)小明第1次测量时,电压表示数如图乙所示,则电压为 ▲ V.
(3)小明测量的数据如表一所示,则定值电阻的阻值为 ▲ Ω.
表一 表二
实验次数
1
2
3
电压U/V
2.0
2.5
电流I/A
0.30
0.41
0.52
实验次数
1
2
3
电压U/V
1.5
2.0
2.5
电流I/A
0.30
0.20
0.10
(4)小华测量的数据如表二所示,则小华实验中存在的问题可能是: ▲ ▲ .
【答案】(1)如图 (2)1.5 (3)4.9 (4)电压表并联在滑动变阻器两端了
【解析】(1)滑动变阻器应串联在电路中,接线方法是“一上一下”,图中已将左下接线柱接入电路,则应将开关的右接线柱接滑动变阻器的左上或右上接线柱,如图所示;(2)由图乙可知,电压表使用小量程,示数为1.5V;(3)由表一数据可得,三次测得定值电阻的阻值分别为
,则
;(4)分析表二数据可知,电压增大,电流减小,则存在的问题是:电压表并联在滑动变阻器两端了。
29.(2018湖南岳阳,21,10) 用图甲电路探究“电流与电阻的关系”,电源电压恒为3V,滑动变阻器规格为“50Ω 2A”。
(1)请用笔画线代替导线,将甲图中电压表连入电路,测R两端的电压
(2)滑片P移至阻值最大处,将5Ω电阻接入电路,闭合开关。移动滑片P发现,电压表有示数,电流表始终无示数,其原因可能是 (只填序号)
A.R短路 B.R断路 C.滑动变阻器短路
(3)排除故障后,移动滑片P使电压表示数如图乙所示,记下电压表和电流表示数
(4)将5Ω电阻换成10Ω电阻,为保持电压表示数不变,滑片P应向 (选填“A”或“B”)端移动;
(5)若每次实验均选用单个定值电阻连入电路,实验室还有“15Ω,20Ω,30Ω,35Ω,50Ω”5个电阻,你认为能供继续本实验的电阻最多还有 个
(6)利用可选电阻继续实验,得到结论:电压一定时,导体中的电流与导体电阻成 比
【思路分析】(1)根据电源电压判断电压表的量程,电压表测R两端的电压,电压表与R并联;
(2)闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P发现,电流表没有示数,说明电路是断路;电压表有示数,说明与电源两端相连,是电压表并联的部分断路;
(4)换成10Ω的电阻,定值电阻分得的电压变大,为保持电压后表示数不变,根据分压原理,确定滑动变阻器的滑片的移动方向;
(5)电压表选用小量程,判断出电压表的示数; 根据串联电路的分压作用和欧姆定律判断电阻的阻值;
(6)分析表中数据得出结论。
【解题过程】解:(1)电源电压恒为3V,故电压表的量程为0﹣3V,电压表与电阻R并联,如图所示:
(2)A.若R短路,则电压表与导线并联,电压表无示数,而电路连通,电流表有示数,故A不符合题意;
B.若R断路将导致电压表串联在电路中,因电压表内阻很大,所以电流表无示数,电压表与电源连通,有示数,故B符合题意;
C、滑动变阻器断路,将导致整个电路为断路,两表均无示数,故C不符合题意;
故选B;
(4)根据控制变量法,研究电流与电阻的关系时,要保持不同定值电阻的电压不变;换成10Ω的电阻,若滑片位置不动,根据分压原理可知,定值电阻两端的电压将变大,为保持电压表示数不变,则应减小定值电阻两端的电压,增加滑动变阻器两端的电压,增加变阻器接入电路的阻值,故滑片应向A端移动;
(5)图乙中电压表小量程分度值为0.1V,示数为1V;控制电压为1V,因为电源电压为3V,故滑动变阻器的电压为3V﹣1V=2V,
根据分压原理知=,解得R=25Ω,故定值电阻的阻值最大为25Ω,故15Ω好和20Ω的还可用,故还有2个可以用;
(6)分析表中数据有,当电阻为原来的几倍时,通过导体的电流为原来的几分之一,所以得出的结论是:当导体两端电压一定时,通过导体的电流与电阻成反比。
故答案为:(1)见上图;(2)B;(4)A;(5)2;(6)反。
30. (2018福建B卷,30,8)用“伏安法”测量电阻Rx的阻值,提供的实验器材有:待测电阻Rx、两节于电池、电流表、电压表、滑动变阻器、开关及若干导线
(1)根据图甲的电路图,用笔断线代替导线将图乙中的实物图连接完整。
(2)闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,电压表示数较大且几乎不变,电流表示数始终为零,电路故障可能是 。
(3)排除故障后,测得多组实验数据。各组数据对应的点已描在图丙中,请在图中画出Rx的l﹣U图线。由图可得Rx= Ω.(结果保留一位小数)
(4)电流表的电阻虽然很小,但也会影响本实验中R的测量结果。用图丁的电路进行测量可消除这个影响,
R0为定值电阻。实验步骤如下:
①按照图丁的电路图连接电路,将滑动变阻器的滑片置于最大阻值处;
②闭合开关S1,S2,移动滑动变阻器滑片,读出电压表的示数U1和电流表的示数I1,
③ ,移动滑动变阻器滑片,读出电压表的示数U2和电流表的示数I2;
④可得待测电阻Rx= (用U1、I1、U2和I2表示)
【思路分析】(1)根据电路图连接实物图;
(2)若电流表示数为0,说明电路可能断路;电压表示数接近电源电压,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的支路以外的电路是完好的,则与电压表并联的电路断路了;
(3)将各个点连接起来,由欧姆定律求电阻大小;
(4)经分析,②电压表测电流表和定值电阻的总电压,由欧姆定律可得出电流表和定值电阻的总电阻;
为消除电流表内阻对测量的影响,断开S2,此时电压表测待测电阻和定值电阻及电流表的总电压,由欧姆定律,可求了测待测电阻和定值电阻及电流表的串联的总电阻,两电阻相减即可得出待测电阻大小。
【解题过程】解:(1)电压表与电阻并联,如下左所示:
(2)经分析,闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,电压表示数较大且几乎不变,电流表示数始终为零,电路故障可能是电阻断路;
(3)将各点连接起来,如上右所示;
当电压为2.0V时,电流为0.36A,由欧姆定律,电阻R==≈5.6Ω;
(4)②闭合开关S1,S2,读出电压表的示数U1和电流表的示数I1,
③断开S2,移动滑动变阻器滑片,读出电压表的示数U2和电流表的示数I2;
在②中,此时待测电阻短路,电流表测定值电阻的电流,电压表测电流表和定值电阻的总电压;移动滑动变阻器滑片,由欧姆定律,定值电阻和电流表的总电阻R0A=﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①;
在③中,电流表测待测电阻和定值电阻串联后的电流,电压表测待测电阻和定值电阻及电流表的总电压,由欧姆定律,测待测电阻和定值电阻及电流表的串联的总电阻:Rx0a=﹣﹣﹣﹣﹣﹣②,定值电阻的电流表内阻不变,②﹣①得:故待测电阻:
Rx=﹣。
故答案为:(1)如上左所示;(2)电阻断路;(3)如上右所示;5.6;(4)③断开S2;④﹣。
31. (2018广东深圳,20)“探究电流与电阻的关系”实验中,老师提供了2节新干电池、电流表、电压表、开关、滑动变阻器、阻值为10Ω、20Ω和40Ω的定值电阻各一个以及导线若干:
(1)请根据图甲,用笔画线将实物图(图乙)连接完整(要求导线不交叉,当滑片向右移动时,滑动变阻器的阻值变大);
(2)将滑动变阻器阻值调到最大处,闭合开关后,发现电压表有示数且接近电源电压,电流表示数为0,其原因可能是 。
(3)排除故障后,更换不同定值电阻进行实验,测得数据填入下面表格。第一次电流表的示数如图丙所示,读数为 A.实验过程中应保持电压表示数为 V不变。
实验序号
1
2
3
电阻(Ω)
10
20
40
电流(A)
0.10
0.05
(4)由表中数据得出结论:导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成 (选填“正比”或“反比”)。
(5)根据表格中的数据判断所选用的滑动变阻器可能是 (选填“A”或“B”)。
A.“50Ω 0.5A” B.“10Ω 1A”
【思路分析】(1)根据滑片向右移动时,滑动变阻器的阻值变大确定变阻器的连接;
(2)若电流表示数为0,说明电路可能断路;电压表示数接近电源电压,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的支路以外的电路是完好的,则与电压表并联的支路断路了;
(3)根据电流表选用小量程确定分度值读数,由欧姆定律求电压表示数,研究电流与电阻关系实验中,要控制电压表示数不变;
(4)横向分析表中数据得出结论;
(5)由表中第3次数据结合欧姆定律求电路的总电阻,根据电阻的串联求出变阻器连入电路中的电阻确定选用的变阻器。
【解题过程】解:(1)当滑片向右移动时,滑动变阻器的阻值变大,故滑片以左电阻丝连入电路中,如下所示:
(2)经分析,将滑动变阻器阻值调到最大处,闭合开关后,发现电压表有示数且接近电源电压,电流表示数,其原因可能是定值电阻断路;
(3)第一次电流表的示数如图丙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,读数为0.2A.由欧姆定律,电压表示数:UV=I1R1=0.2A×10Ω=2V,根据电流与电阻关系实验中,要控制电压表示数不变,实验过程中应保持电压表示数为2V不变;
(4)横向分析表中数据,电阻为原来的几倍,通过的电流原为原来的几分之一,故得出的结论是:导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比;
(5)由表中第3次数据结合欧姆定律,电路的总电阻为:R串联===60Ω,根据电阻的串联,变阻器连入电路中的电阻:R滑=R串联﹣R=60Ω﹣40Ω=20Ω>10Ω,故选用“50Ω 0.5A”的变阻器,选A。
故答案为:(1)如上;(2)定值电阻断路;(3)0.2;2;(4)反比;(5)A。
32. (2018海南,21,10) 在“测量小灯泡电阻”实验中,小灯泡的额定电压U=2.5V。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整。
(2)闭合开关后,发现电流表指针如图乙所示,其原因是 。
(3)排除故障后,闭合开关,移动滑片P使电压表示数为2.5V,电流表示数如图丙所示I= A,则小灯泡的电阻R= Ω。
(4)如图丁所示,是小华同学利用图甲电路做实验时,测绘出的小灯泡的电流随电压变化的关系图象。在图甲电路中,电源电压U=4.5V保持不变,当滑动变阻器取值Rp=10Ω时,小灯泡电阻值为RL= Ω(保留两位小数点)
【思路分析】(1)根据灯泡的额定电压选择电压表的量程,电压表与灯泡并联;
(2)电流表要“正进负出”;
(3)根据电流表的量程和分度值读出电流表的示数,根据R=算出电阻;
(4)根据图象找出当电流为0.35A时,灯泡两端的电压为1V,滑动变阻器的电压U=IR=3.5V,两者之和为4.5V。
【解题过程】解:
(1)在“测量小灯泡电阻”实验中,电压表应与灯泡并联,因为灯泡的额定电压为2.5V,所以电压表的量程为0~3V;如图所示:
(2)闭合开关后,图乙中电流表指针反向偏转,是因为电流表的正负接线柱接反了;
(3)由图丙知,电流表的量程为0﹣0.6A,分度值为0.02A,示数为0.5A;
则小灯泡的电阻:RL===5Ω;
(4)由图丁知,当电流为0.35A时,灯泡两端的电压为1V,
滑动变阻器的电压:UP=I′RP=0.35A×10Ω=3.5V,
由串联电路电压的规律可得:UP+UL=3.5V+1V=4.5V=U电源,符合题意,
则小灯泡的电阻为:R′==≈2.86Ω。
故答案为:(1)见上图;(2)电流表的正负接线柱接反了;(3)0.5;5;(4)2.86。
33. (2018湖北荆门,18,6) 现有两节新的干电池、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线若干。在利用“伏安法”测量定值电阻R1阻值的实验中:
(1)请你按图甲所示的电路图,以笔画划线代替导线,将图乙中的电路连接完整。
(2)实验前为了保护电路,滑动变阻器的滑片应置于 端(选填“A”或“B“);
(3)闭合开关,无论怎样栘动滑片P,发现电流表始终无示数,电压表有示数,其原因可能是
(填符号)
A.滑动变阻器断路 B.Rx断路 C.Rx短路
(4)排除故障后,当电压表示数为2.7V时,电流表示数如图丙所示,则通过Rx的电流大小为 。它的阻值是 Ω。
(5)本实验要多次测量取平均值,是为了 。
【答案】(1)如上图所示;(2)B;(3)B;(4)0.3A;9;(5)减小误差
【思路分析】(1)滑动变阻器连接时“一上一下”选择接线柱;
(2)为保护电路,滑动变阻器的滑片应置于阻值最大处;
(3)根据电流表和电压表来判断故障;
(4)正确读数利用欧姆定律求值;
(5)实验要多次测量取平均值减小误差。
【解题过程】解:(1)滑动变阻器下面的接线柱已经选择,上面选择哪一个都行,如下图;
;
(2)实验前,为保护电路,应将滑动变阻器的滑片置于阻值最大处,结合实物图可知,滑片应滑到B端;
(3)闭合开关,移动滑动变阻器滑片P,发现电流表无示数,说明电路有地方发生断路;
电压表有示数,说明电阻Rx断路;故B 正确。
(4)电流表量程为0~0.6A,指针指在0.3A,故电流为0.3A,
则定值电阻的阻值:Rx===9Ω;
(5)本实验要多次测量取平均值,是为了减小误差。
故答案为:(1)如上图所示;(2)B;(3)B;(4)0.3A;9;(5)减小误差。
34. (2018山东济宁,21,5) 用如图所示的电路探究并联电路中的电流关系。
(1)闭合开关,发现L1亮,而L2不亮。小易认为L2不亮的原因是L2短路,你认为他的判断是
(填“正确”或“错误”)的。
(2)小易将电路中右侧的导线与电流表“0.6”接线柱相连的那一端改接到“﹣”接线柱上。其它都不动。这样连接的目的是测 的电流
(填“干路”或“L2”),请评价其可行性并说明理由: ;
(3)小易将实验数据记录在下表中。分析表中数据。可得出的结论是: ;
电流表的测量对象
电流表的示数I/A
L1所在的支路
0.30
L2所在的支路
0.20
干路
0.50
(4)根据上表信息,若灯泡L1的电阻大小为10Ω,则电路的总电阻为 Ω
【思路分析】(1)并联电路灯泡一个亮一个不亮,不亮的灯泡一定不是短路,若短路,两个灯泡会同时短路;
(2)在电流表的正接线柱上分叉,电流表测量支路的电流,在电流表的负接线柱上分叉是测量支路的电流,注意电流表的“正进负出”;
(3)并联电路中干路电流等于各支路电流的和;
(4)根据欧姆定律算出电源电压和总电阻。
【解题过程】解:(1)并联电路灯泡一个亮一个不亮,不亮的灯泡一定不是短路,若短路,两个灯泡会同时短路,都不发光,故障为灯泡L2断路,故他的判断错误;
(2)当将电路中右侧的导线与电流表“0.6”接线柱相连的那一端改接到“﹣”接线柱上。其它都不动,这时电流表与灯泡L2串联,测量灯泡L2的电流,但这样做电流表的正负接线柱接反了,故不可行;
(3)由表中数据知:I=I1+I2,故可以得出:并联电路中干路电流等于各支路电流的和;
(4)根据表格数据I1=0.30A,R1=10Ω,
灯泡L1两端的电压:U1=I1R1=0.30A×10Ω=3V,
根据并联电路各支路电压相同,且等于电源电压知U=U1=3V,
则电路的总电阻:R===6Ω。
故答案为:(1)错误;(2)L2;电流表的正负接线柱接反了;(3)并联电路中干路电流等于各支路电流的和;(4)6。
35. (2018四川巴中,29,7) 在探究“电流与电阻关系”的实验中,设计的实物电路如图,
(1)用笔画线代替导线,将实物图连接完整(要求:①滑片向右移动,电流表示数变大;②连线不允许交又)。
(2)某同学连好最后一根导线发现两表均有示数,造成这一现象的原因可能是:
(3)实验时,首先接入的是5Ω电阻,当滑片移动到某一位置时,电流表示数为0.5A,记下两表读数;接下来换用10Ω电阻继续实验,须向 (选填填“左”或“右”)移动滑片,同时眼睛注视 (选填“电压表”或“电流表”),直到其示数为 时,记下电流表示数。
(4)换用其他电阻进行多次实验,得得到多组数据,通过分析数据,能得到的实验结论是:当电压一定时,通过电阻的电流与电阻成 比。
【思路分析】(1)根据滑片向右移动,电流表示数变大,确定变阻器的连接,电压表与R并联;
(2)闭合开关前,开关要断开;
(3)由欧姆定律求出电压表示数;根据控制变量法,研究电流与电阻的关系时,需控制定值电阻的电压相同,当换上大电阻时,根据分压原理确定电压表示数的变化,由串联电路电压的规律结合分压原理确定滑片移动的方向;
(4)当电压一定时,通过电阻的电流与电阻成反比。
【解题过程】解:(1)滑片向右移动,电流表示数变大,即电阻变小,故P以右电阻丝连入电路中,电压表与R并联,如下所示:
(2)某同学连好最后一根导线发现两表均有示数,造成这一现象的原因可能是:闭合开关前,开关没有断开;
(3)接入的是5Ω电阻,当滑片移动到某一位置时,电流表示数为0.5A,根据欧姆定律,电压表示数:
U=IR=0.5A×5Ω=2.5V;
根据串联分压原理可知,将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻,电阻增大,其分得的电压增大;
探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,应保持电阻两端的电压不变,根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压,由分压原理,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向右左端移动,同时眼睛注视电压表直到其示数为2.5V时,记下电流表示数;
(4)换用其他电阻进行多次实验,得得到多组数据,通过分析数据,能得到的实验结论是:当电压一定时,通过电阻的电流与电阻成反比。
故答案为:(1)如上;(2)闭合开关前,开关没有断开;(3)左;电压表;2.5V;(4)反。
36.(2018四川成都,34,4)某科技小组同学发现实验室有一只标有“XkΩ”的电阻(X为模糊不清的一个数字),为了测出这只电阻的阻值,他们进行了如下探究:
(1)首先设计的实验电路如图1所示,使用的器材有:两节新干电池、待测电阻RX、电压表V (0〜3V、0〜15V量程)、电流表A(0〜0.6A、0〜3A量程)、滑动变阻器(标有“50Ω 1A”)、开关、导线若干。试验后发现,该方案无法测出电阻Rx的值,其主要原因是 。
(2)经讨论后他们利用原有器材并补充适当的器材,重新设计测量电阻Rx的实验方案。小李设计的电路图如图2所示,其中定值电阻R0=2kΩ.他连接电路后,闭合S1,断开S2,想先测出电源电压,但读出电压表示数U=2V,与两节干电池能提供的电压相差很大。请教老师后才知道,电压表相当于一个能显示自身两端电压的定值电阻。则根据小李的测量数据和电源电压(取3V),可估算出电压表自身的电阻为 kΩ。
(3)小组其他同学设计的实验电路如图所示,在电源电压恒定且己测出的条件下,能先测出电压表自身电阻后,在测出Rx阻值的电路是 。
(4)他们选择正确方案测出Rx的阻值后,又有同学提出,应该通过多次测量求平均值来减小误差。在正确方案的基础上,通过下列操作,能实现多次测量Rx阻值的是 。
A.改变电源电压 B.将R0换成50Ω的定值电阻 C.将电压表换成“0〜0.6A”的电流表
【思路分析】(1)由已知条件可求出电路中的最大电流与电流表小量程分度值比较;
(2)分析电路的连接,根据串联电路电压的规律和分压原理求出电压表自身的电阻;
(3)A、根据电流从电压表正接线柱流入分析;
B、根据并联电路各支路互不影响,开关断开与闭合时,电压表示数不变,分析;
C、开关向上打和向下打,分析电路的连接,根据串联电路电压的规律和分压原理分析;
D、选项中,只能测量出待测电阻与串联时的电压,据此分析。
【解题过程】解:(1)实验室有一只标有“XkΩ”的电阻,即电阻为几千欧姆,电源电压为3V,由欧姆定律,(若为1千欧姆)通过其的最大电流为0.003A,远小于电流表小量程的分度值为0.02A,无法用电流表直接测出;
(2)闭合S1,断开S2,电压表与定值电阻串联,电压表示数U=2V,定值电阻电压为3V﹣2V=1V,电压表示数为定值电阻电压的=2倍,根据分压原理,可估算出电压表自身的电阻为2×2kΩ=4kΩ;
(3)A选项中,开关向左打若能测量出待测电阻电压,则开关向右打时,电流从电压表负接线柱流入,无法测量定值电阻的电压;
B选项中,根据并联电路各支路互不影响,开关断开与闭合时,电压表示数不变,无法测待测电阻的电压;
C选项中,开关向上打和向下打,待测电阻和定值电阻分别与电压表串联,电压表示数分别为UX、U1,由串联电路电压的规律可分别求出两电阻的电压为:UX=U﹣U1,U0=U﹣U2,
根据分压原理有:=﹣﹣﹣﹣﹣①
=﹣﹣﹣﹣﹣﹣②,
因U、U1、U2、R0为已知量,由①②可求出待测电阻;C可行;
D选项中,只能测量出待测电阻与串联时的电压,不可行;
故选C;
(4)对上面的C方案,
A.若改变电源电压,则可得出不同的电压值,由①②可得出几组电阻值,可取平均值减小误差;可行;
B.将R0换成50Ω的定值电阻,由①②只能测量出一个电阻值,不可行;
C.将电压表换成“0〜0.6A”的电流表,因电源电压已知,S2打到上端时,也只能测量出一个电流值,求出一个电阻值,不可行;故选A。
故答案为:(1)电流太小,无法用电流表直接测出;
(2)4; (3)C; (4)A。
37. (2018贵州黔三州,19,10) 在探究“电压一定时,电流跟电阻的关系”的实验中,设计的电路如图甲所示。
(1)请根据图甲电路图用笔画线代替导线,将图乙所示实物连接成完整电路(导线不允许交叉)。
(2)连接好电路,发现电流表没有示数,移动滑动变阻器的滑片,电压表示数始终接近电源电压,造成这一现象的原因可能是 。
(3)排除电路故障后进行实验,多次改变R的阻值,调节滑动变阻器,使电压示数保持不变。若电压表示数偏小,则应将滑动变阻器向 (选填“左”或“右”)滑动实验数据记录如表,其中第5次实验电流表示数如图丙所示,其读数为 A。
实验次数
1
2
3
4
5
电阻R/Ω
5
10
15
20
25
电流I/A
0.6
0.3
0.2
0.15
(4)分析实验数据可得实验结论是: 。
【思路分析】本题探究电压一定时,电流跟电阻的关系,考查电路的连接、故障分析、操作过程、电流表读数、数据分析和控制变量法的运用。(1)根据图甲,将电压表与电阻并联;(2)若电流表示数为0,说明电路可能断路;电压表示数接近电源电压,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的支路以外的电路是完好的,则与电压表并联的电路断路了;(3)根据串联电路电压的规律和分压原理分析;根据电流表选用的量程确定分度值读数;
(4)横向分析表中数据得出结论。
【解题过程】解:(1)根据图甲,将电压表与电阻并联,如下所示:
(2)经分析,连接好电路,发现电流表没有示数,移动滑动变阻器的滑片,电压表示数始终接近电源电压,造成这一现象的原因可能是电阻断路;
(3)若电压表示数偏小,根据串联电路电压的规律,即变阻器分得的电压过大,由分压原理,变阻器连入电路中的电阻过大,故应将滑动变阻器向右滑动,以减小变阻器连入电路中的电阻大小,从而增大电压表示数;
其中第5次实验电流表示数如图丙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,其读数为0.12A;
(4)横向分析表中数据,电阻为原来的几倍,通过的电流为原来的几分之一,故得出的结论是:电阻的电压一定时,通过定值电阻的电流与电阻值成反比。
故答案为:(1)如上;(2)电阻断路;(3)右;0.12;(4)电阻的电压一定时,通过定值电阻的电流与电阻值成反比。
38. (2018江苏连云港,21,10分)小明同学在“探究通过导体的电流与电阻的关系”时,他用如图所示的电路进行实验,可供选择的定值电阻分别为2.5Ω,5Ω.10Ω、15Ω, 20Ω,25Ω.实验中电阻R两端的电压始终保持3V不变,滑动变阻器的规格为“15Ω, 1A”.
(1)请用笔画线代替导线,将图中实物电路连接完整,要求滑动变阻器的滑片P向B端移动时接入电路的电阻变大.
(2)闭合开关后,小明发现电流表示数为0,电压表示数很大故障原因可能是
(3)实验中,不能被选用的电阻为 Ω.
(4)保证可用电阻均能正常进行实验,电源电压应该控制在▲V至▲V之间.
【思路分析】1、要想让滑片向B端移动时电阻变大依据“远下阻大,近下阻小”的原则下接线柱应该选A,因此应该把A点与电源正极相连。
2、电流表示数为零说明出现断路情况,而电压表有示数说明与电压表并联部分出现断路。
3、通过题中条件可以看出滑动变阻器允许通过最大电流为1A,定制电阻两端电压3V不变,当选用2.5Ω电阻时,电流会大与1A,所以不能被选用的电阻是2.5Ω。
4、当滑变阻值始终为0时电源电压3V,当滑变阻值最大且定值电阻为25Ω时,电源电压最高。
【解题过程】(1)
(2) 电流表示数为零说明出现断路情况,而电压表有示数说明与电压表并联部分出现断路故R断路
(3) 通过题中条件可以看出滑动变阻器允许通过最大电流为1A,定制电阻两端电压3V不变,当选用2.5Ω电阻时,电流,所以不能被选用的电阻是2.5Ω。
(4) 当滑变阻值始终为0时电源电压也就是定值电阻两端的电压,此时电压最小即3V,当滑变阻值最大且定值电阻为25Ω时,电源电压最高,最高电压
39.(2018山东临沂,题号33,分值6分) 在“探究电流与电压的关系"实验中:
(1)请用笔画线代替导线,将甲图中电路连接完整,要求滑片P向B端滑动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大(连线时导线不允许交叉);
(2)正确连接好电路后,闭合开关发现电压表示数为2.8V,电流表无示数,滑动滑片P两表示数均无变化,则故障原因是 ;
(3)小明排除故障后,移动滑片P到某一位置时电流表示数如乙图所示,此时通过电阻的电流为____A。若要增大电阻两端的电压,应将滑片P向_____ (选填“A”或“B”)端移动;
(4)实验中测得多组数据,绘制出电阻R的I-U图像如图所示:由图像可得电流与电压的关系是: ;本实验所用电阻的阻值为_____Ω。
【答案要】 (1)
⑵电阻R断路。
⑶0.12A;A;
⑷电阻一定时,通过导体中的电流和电阻两端的电压成正比;5Ω。
【思路分析】(1)要求滑片P向B端滑动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大,则可以判断出滑动变阻器一定连在c点;
(2) 电流表无示数,滑动滑片P两表示数均无变化,说明电路中故障原因是电阻R断路;
(3) 通过看图即可以读出此时电流值,若要增大电阻两端的电压,需要通过滑动变阻器来实现减小电阻值。
(4) 电阻R的I-U图像可知图像可得电流与电压的关系,本实验所用电阻的阻值可以通过读图算出。
【解题过程】(1)要求滑片P向B端滑动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大,则可以判断出滑动变阻器一定连在c点,因此连接开关到c点。如图所示:
(2) 正确连接好电路后,闭合开关发现电压表示数为2.8V,接近电源电压,电流表无示数,滑动滑片P两表示数均无变化,说明说明电路中故障原因是电阻R断路。
(3) 通过看图即可以读出此时电流值为0.12A,若要增大电阻两端的电压,需要通过滑动变阻器来实现减小电阻值,应将滑片P向A端移动;
(4) 实验中测得多组数据,绘制出电阻R的I-U图像如图所示:由图像可得电流与电压的关系是: 电阻一定时,导体中的电流和电阻两端的电压成正比;通过读图任意取值,本实验所用电阻的阻值为R=U/I=2.5V/0.5A=5Ω。
40.(2018浙江省温州市,26,9分)为了探究“电流与电阻的关系”,小明用阻值不同的定值电阻、电压为6伏的电源、滑动变阻器(20Ω,2.5A)等器材按图甲方式连接电路,进行如下实验。
①将4欧的R1接入电路,当电压表示数为4伏时,记录电流表的示数。
②用R2替换R,发现无论如何左右移动滑片P,电压表指针在4伏的刻度左右摆动,但无法准确指在4伏的刻度线上
老师告知小明;滑动变阻器的线圈结构如图乙所示,因此无法连续改变接入电路的有效阻值,当定值电阻与滑动变阻器最大阻值相比过小时,会导致步骤②现象发生
③用一根阻值为0.5欧的电阻丝制作一个可连续改变阻值的旋钮式变阻器,并按图丙方式接人电路,继续实验。通过调节滑片P和旋钮触片Q使电压表示数为4伏,此时电流表示数如图丁所示。
(1)图丁中电流表的示数为_________安
(2)步骤③中滑片P和旋钮触片Q处在如图丙所示的位置时,电压表示数略超过4伏,则小明应如何调节滑片P和旋钮触片Q,使电压表示数为4伏?_______________________。
3)小明利用图甲电路继续他的探究实验,仍保持定值电阻两端的电压为4伏,则下列定值电阻可用来替换R1进行实验的有______________(可多选)。
A.15欧 B.25欧 C.35欧 D.45欧
【思路分析】(1)首先观察电流表所接的量程为0~3A,故电流表的读数为2A;(2)观察丙电路图,电压表测的是R2的电压,滑片P和旋钮触片Q处在如图丙所示的位置时,电压表示数略超过4V,要使电压表的示数减小为4V,结合串联电路电压分配与电阻关系,应该使滑动变阻器滑片P向移增大它的接入电路的电阻,因为滑动变阻器阻值较大,调节不够精确,使电压表的示数又略小于4V了,此时再通过Q精调,将Q逆时针旋转使其接入电路的阻值减小,从而使电压表示数为准确的4V;(3)因为电源电压为6V,R2两端的电压始终为4V,所以滑动变阻器两端电压则为2V,根据串联电路电压分配与电阻关系可知,定值电阻与滑动变阻器的电阻比应该为2:1,而滑动变阻器最大阻值为20欧,所以定值电阻阻值不能超过40欧,故45欧不可能,因此选ABC。
【解题过程】(1)电流表的读数为2A (2)将滑片P向右移动,使电压表示数略小于4V,再将触片Q沿逆时针转动,直至电压表示数为4V (3)ABC
41. (2018重庆(B卷),17,9分)在探究“通过导体中的电流与电阻的关系”实验中,所用电源电压恒为10V,已有的5个定值值电阻的阻值分别为20Ω、30Ω、40Ω、50Ω、60Ω.
(1)根据图甲所示电路,用笔画线代替导线将图乙所示的实物电路连接完整.(导线不交叉)
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移至最________(选填“左”或“右”)端.闭合开关后,发现电流表指针无偏转,电压表指针有明显偏转,原因可能是电阻R_________(选填“短路”或“断路”).
(3)在实验中先接入20Ω的电阻,调节滑动变阻器的滑片P至某一位置时,观察到电流表、电压表指针位置如图丙、丁所示,则电流表示数为________ A,电压表示数为________V.接下来用30Ω 代替20Ω 的电阻做实验时,应将滑动变阻器的滑片P从上一位置向________(选填“左”或“ 右”)滑动.
(4)为了完成实验探究,依次将剩下的3个定值电阻分别接入图乙的电路中,替换前一次接入的定值电阻, 调节滑动变阻器的滑片P至合适位置,再读出电流表的示数.,计算出每次接入的定值电阳R的倒数 ,以电阻的倒数为横坐标,电流I为纵坐标,在坐标系中描点并作出了I一图线,如图戊所示,由I—图线可初步一步得出结论:在电压一定时,导体中的电流跟导体电阻的倒数成________比;由此进一步得出结论:在电压一定时,导体中的电流跟导体的电阻成正________ 比.
(5)上述实验中所选滑动变阻器的最大阻值至少为________ Ω.
【思路分析】(1)滑动变阻器线圈一端接入了电路,另一端只能接金属杆,把滑动变阻器金属杆一段与灯泡的左接线柱相连;(2)闭合开关前滑动变阻器的滑片要处于最大阻值处;电流表无示数,可能是电路出现了断路,电压表有示数,说明与电压表并联部分出现断路;(3)根据电流表、电压表所使用的量程及分度值,分别读出电流表、电压表示数;由小电阻换成大电阻时,定值电阻两端电压增大,应将滑动变阻器滑片向阻值增大的方向移动;(4)分析图像,电流随电阻倒数的增大而增大,且成正比例增大,从而得出电流与电阻的关系;(5)通过题意可知,定值电阻两端电压保持8V不变,当定值电阻换成最大的值时,滑动变阻器接入的阻值最大,求出此时接入电路的阻值,即为滑动变阻器允许的的最小值.
【解题过程】(1)由甲图可知,滑动变阻器与定值电阻R串联,电流表测串联电路的电流,电压表测定值电阻两端电压,灯泡的左接线柱与滑动变阻器金属杆的右接线柱相连,实物连接图如答题图所示:
;
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移至最大阻值端,即最右端;闭合开关后,发现电流表指针无偏转,电压表指针有明显偏转,原因可能与电压表并联部分断路,即可能是电阻R断路;
(3)电流表使用的是0~0.6A量程,分度值为0.02A,读数为0.4A;电压表使用的量程是0~15V,分度值是0.5V,读数为8V;用30Ω 代替20Ω 的电阻时,定值电阻两端电压增大,为了保持电压不变,应将滑动变阻器的滑片向右移动,增大滑动变阻器接入电路的阻值,增大滑动变阻器两端电压,从而保持定值电阻两端电压不变;
(4)由I—图线可初步一步得出结论:在电压一定时,导体中的电流跟导体电阻的倒数成正比;由此进一步得出结论:在电压一定时,导体中的电流跟导体的电阻成正反比;
(5)由题意可知,定值电阻两端电压保持8V不变,∴接入60Ω的电阻时,定值电阻R两端电压:,电路中电流:,根据串联电路的电压关系得:滑动变阻器两端电压:,滑动变阻器的最大阻值:,即所选滑动变阻器的最大阻值为15Ω.
42. (2018山东省威海市,25题,7分)小明想测量标有“2.5V”小灯泡的电阻,请解答下列问题:
(1)请用笔画线代替导线,将图14中的实物电路连接完整。(导线不能交叉)
(2)连好电路后,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应处于最 端。 (选填“左”或“右”)
(3)团合开关后,发现电流表、电压表均有示数。但灯泡不亮,原因可能是 。A.小灯泡断路 B.小灯泡短路
C.滑动变阻器断路 D.滑动变阻器接入电路的阻值过大
(4)调节滑动变阻器,测得实验数据如表1所示:
在分析实验数据时,发现一个数据有明显的错误,这个数据是 ;若此错误是看错电表量程导致的,则该数据的正确值应是 。
(5)根据实验数据可知,小灯泡正常发光时的电阻是 Ω。
(6)实验完成后,分析数据发现,小灯泡电阻呈逐渐增大趋势,其原因可能是 .
【思路分析】(1)电压表应并联在小灯泡两端,必须保证电流从正接线柱流入电压表,从负接线柱流出电压表。根据小灯泡的额定电压判断电压表选择0---3V的量程。连接的实物图如图所示。(2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片位于阻值最大处(3)该电路为灯泡与滑动变阻器连成的串联电路,电流表有示数,说明电路不可能是断路,若是小灯泡短路,则电压表不会有示数,故可将答案ABC均排除。(4)电流表选择的是0—0.6A的量程,故读出的电流值不会超出0.6A,1.00A数据有明显的错误。若此错误是看错电表量程导致的,则按小量程读数应为大量程读数的五分之一。(5)小灯泡在额定电压下正常发光,故需要根据第4次数据根据计算小灯泡正常发光的电阻。(6)小灯泡的电阻发生变化是由于灯丝的电阻受温度影响
【解题过程】(1)连接的实物图如图所示(2)左 (3)D(4)1.00 0.20 (5) (6)灯丝的电阻随温度升高而增大。
43.(2018浙江省金华市,24题,4分)用如图所示的电路图研究“电流与电阻的关系”。电流表量程为“0~0.6A”,电压表量程为“0~3V”,滑动变阻器的规格为“50Ω 1A”,电源电压3伏恒定不变。在AB间分别接入阻值不同的电阻R,称动滑动变阻器的滑片,使电压表示数保持2伏不变,读出电流表示数并记录。
实验组次
1
2
3
电阻R/欧
5
10
20
电流I/安
0.4
0.2
0.1
(1)分析表中数据,可得出的实验结论是 ;
(2)为了使实验结论更可靠,控制AB间电压2伏不变,再多测几组数据,AB间允许接入电阻R的取值范围是 欧。
【答案】(1)导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比 (2)3.33~100
【解析】(1)分析表中数据不难发现,在电压表示数保持2伏不变时,电阻增大为原来的几倍,电流就减小为原来的几分之一,即导体两端电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比;(2)当电路中电流最大达到电流表的最大示数0.6A时,AB间连入的阻值最小,最小值;当滑动变阻器连入阻值最大为50Ω时,AB间连入的阻值最大。根据串联电路电流的规律,可知,由此可求得AB间连入最大电阻R max=100Ω.故AB间允许接入电阻R的取值范围是3.33~100欧。
44. (2018湖南省邵阳市,30,8分)有一实验小组用伏安法测量小灯泡的电阻,电源电压为3V,待测小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)请用笔画线代替导线,完成如图甲实物电路的连接。(要求:连线不要有交叉)
(2)检查电路连接无误后,闭合开关,灯泡不亮,电压表有示数,电流表示数为零。导致这一现象的原因可能是 。(选填序号)
A.电压表断路 B.小灯泡断路 C.滑动变阻器断路 D.电压表短路
(3)故障排除后,闭合开关,当滑动变阻器滑片P移到某一位置时,电压表示数如图乙所示,要测量小灯泡正常发光时的电阻,应将滑动变阻器的滑片向 移。(选填“左”或“右”)
(4)通过移动滑动变阻器滑片P记录了多组数据,并作出了如图丙所示的I﹣U图象。由图可知小灯泡正常发光时的电阻为 Ω。
【思路分析】(1)导线应连接灯泡右端接线柱(或电压表“3”接线柱)和滑动变阻器C(或D)接线柱。且导线不交叉。(2)根据实验中出现的故障特点,结合电路图,得出答案;(3)电压表的示数小于小灯泡正常工作时的电压,于是相当于要增大电压表的示数,根据串联电路电压分配规律可得结论;(4)根据图丙,当u=2.5V时,通过小灯泡的电流I=0.2A,根据欧姆定律可得。
【解题过程】(1)
(2)电流表示数为零,电压表的示数不为零的原因:与电压表并联的用电器断路,电压表相当于串联进入电路。(3)电压表的示数小于小灯泡正常发光时的电压,因此调滑动变阻器的目的需要增大小灯泡两端电压,根据串联电路电压分配规律知要减小滑动变阻器的接入电路的电阻,因此滑片应该向右移;(4)此时的小灯泡电阻。
45.(2018四川省泸州市,题号37,分值7)
【答案】(1)0.5;2;(2)b;(3)小;(4)如图所示:反。
【解析】(1)从图像乙可以得到:电流表的示数为0.5A,根据欧姆定律,此时电阻箱上的电压为:U=IR=0.5A×4Ω=2V;所以电压表测量的是定值电阻上的电压,为2V;
(2)将电阻箱换成一个阻值更大的电阻后,如果滑片不移动,此时电路中的电流变小,加在电阻箱上的电压会低于2V,而该实验要求控制定值电阻上的电压不变,所以应该将滑片向阻值增大的方向移动,即向b端移动;
(3)分析得到的结论是:在电压一定时,接入电路的电阻越大,通过它的电流越小。
(4)根据表格中的数据描点连线,得到:在电压一定时,电流与电阻成反比。
46.(2018安徽,20,8分)利用如图a所示的电路,可以研究通过小灯泡的电流跟加在它两端电压的关系。实验中使用小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)请按照图a,将图b中的实物电路连接完整;
(2)闭合开关S,当滑片从滑动变阻器的一端向另一端移动时,小灯泡两端的电压连续发生变化,于是可得到多组测量值(U,I),根据测量值画出小灯泡的I-U图像如图c所示。从图像可以发现;随着小灯泡两端电压从0逐渐增大(不大于额定电压),其灯丝的电阻值______(选填“不断增大”“保持不变”或“不断减小”);
(3)在图a中,闭合开关,将滑片P从A端向B端移动。在此过程中,小灯泡两端的电压_______(选填“不断变大”“保持不变”或“不断变小”);
(4)考虑到电压表的电阻对电路的影响,每次电流表的示数比测量时通过小灯泡的实际电流______(选填“偏大”或“偏小”)。
图a 图b 图c
【思路分析】(1)根据灯的额定电压确定电压表选用小量程与灯并联;
(2)由图c知,当电压为0.25V、1.0V、2.0V时,对应的电流大小分别为0.1A、0.3A、0.45A,由欧姆定律R=分别求出对应的电阻大小分析回答;
(3)在图a中,灯与变阻器PA部分并联后与变阻器的PB部分串联,闭合开关,将片P从A端向B端移动,判断PA部分电阻变化,根据并联电阻的规律得出并联部分的电阻变化,由分压原理确定并联部分的电压变化,即灯的电压变化;
(4)根据并联电路电流的规律分析。
【答案】(1)如图所示(2)不断增大(3)不断变大(4)偏大
【解析】(1)灯的额定电压为2.5V,故电压表选用小量程与灯并联,如下所示:
(2)由图c知,当电压为0.25V、1.0V、2.0V时,对应的电流大小分别为0.1A、0.3A、0.45A,由欧姆定律
R=,对应的电阻大小分别为:2.5Ω、3.3Ω、4.4Ω,故灯丝的电阻值不断增大;
(3)在图a中,灯与变阻器PA部分并联后与变阻器的PB部分串联,闭合开关,将片P从A端向B端移动。PA部分电阻越来越大,根据并联电阻的规律,并联部分的电阻变大,PB部分电阻变小,由分压原理,并联部分的电压变大,即灯的电压不断变大;
(4)因电压表与灯并联,根据并联电路电流的规律,电流表的示数比测量时通过小灯泡的实际电流偏大。
47.(2018长沙,36,6分)小明用如图所示的电路做“探究一定电压下,电流与电阻的关系”实验时,保持定值电阻两端的电压为2V不变,多次更换定值电阻进行实验,实验室提供的实验器材有:电源(3节新干电池串联),电流表、电压表各一个,开关一个,五个定值电阻(5Ω,10Ω,15Ω,20Ω,25Ω),一个滑动变阻器(规格为“20Ω 1.5A”),导线若干.
(1)请你用笔画线代替导线将图中的实物图连接完整;
(2)如图,电路连接完整后,小明应将滑动变阻器的滑片移至________端(选填“A”或“B”)后,再闭合开关进行实验.
(3)在接入25Ω的电阻进行实验时,小明发现,不管怎样移动滑片,都不能使电压表的示数为2V.小明通过在原电路中增加或减少实验室提供的原有器材,解决了上述问题,并完成了实验.他采取的操作可能是:________________(列举一种方法即可) .
【答案】(1)
;(2)A;(3)减少一节电池或在电路中串联一个10Ω或15Ω或20Ω的定值电阻
【解析】(1)电压表要并联在定值电阻两端,因为定值电阻两端电压保持2V不变,所以电压表使用0~3V量程,实物连接图如图所示;(2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片滑至最大阻值端,即A端,保护电路;(3))在接入25Ω的电阻进行实验时,定值电阻分压增大,当不管怎样移动滑片,都不能使电压表的示数为2V,可以减少一节电池或在电路中串联一个10Ω、15Ω或20Ω的定值电阻来分电压.
48. (2018浙江省绍兴市,题号28,分值8)小敏用图甲所示电路来测定某定值电阻的阻值
(1)闭合开关前,要将滑动交阻器滑片滑到________ (选填“A”或“B”)端。
(2)闭合开关后,发现只有一只电表的指针发生偏转,请结合图甲电路分析产生此现象的原因是_______。
(3)排除故障后,进行三次实验,测得数据如上表,表中第二次实验的电流可从图乙中读取,根据这三次测得的数据求得此电阻的阻值为________欧(保留一位小数)
(4)下列实验电路图中,也能够得出定值电阻Rx阻值的电路有________。
【答案】(1)A;(2)电流表和电压表的位置互换了;(3)10.3;(4)ACD。
【解析】(1)为了保护电路安全,闭合开关前,要将滑动变阻器滑片滑到阻值最大端,即A端;(2)由于连接的实验电路电压表和电流表的位置互换了,电压表串联在电路中,电路中的电阻太大,所以电流表的示数为零,指针不发生偏转,电压表指针发生偏转,测量电源电压;(3)电流表接的是0~0.6A量程,分度值为0.02A,读数为0.24A;则:R2=U2/I2=2.5V/0.24A=10.4Ω;所以Rx的阻值;(4)A图中电压表测电源电压,电流表测电路中的电流,据此可算出定值电阻两端的电压,得到Rx两端的电压,从而用伏安法可求出Rx的阻值,故A符合题意;B图中Rx和定值电阻并联,无法得到Rx中的电流,因此不能求出Rx的阻值,故B不符合题意;C图中Rx与R并联,既能算出R两端的电压即为Rx的电压,又可以得出Rx中的电流,故C符合题意;D图中可以利用滑动变阻器位于不同位置时,根据电源电压保持不变列出方程,从而求得Rx的阻值,故D符合题意。
49. (2018湖南省常德市,题号27,分值6)某学习小组想要探究相同体积导电溶液的电阻与长度的关系,他们选取了一根乳胶管,里面灌满了某导电溶液,两端用粗铜丝塞住管口,形成一段封闭的液柱,进行了如下实验:
(1) 用伏安法测该导电溶液的电阻,使用的器材为电压是12V的电源、电流表、电压表、滑动变阻器R、开关、导线等。该小组已经完成部分导线的连接,请你在图甲中将电路连接完整。
(2) 当乳胶管为原长20.0cm时,接通电路后,电压表的示数为8V,电流表的示数如图乙所示,则此时液柱电阻为 。
(3) 某同学握住乳胶管的两端把它均匀拉长,保证导电溶液始终充满乳胶管,且与粗铜丝接触良好。下表中的数据是多次实验中测得的导电溶液液柱长度L,和用测得的电压和电流数据计算出的电阻R。
实验次数
1
2
3
4
5
长度L(cm)
25.0
30.0
35.0
40.0
45.0
电阻R()
62.5
90.1
123.0
160.0
202.5
为了研究导电溶液住的电阻R与长度L的关系,该小组用纵坐标表示电阻R,作出了如图丙所示的图像,你认为横坐标表示的是 。
【答案】(1)如图所示 (2)40 (3)
【思路分析】(1)电流表应串联接入电路中,由图乙可知,电流表应选择“00.6A”量程;(2)根据电流表的量程和指针所指的位置读数,然后根据计算液柱的电阻;(3)观察可知图丙表示的是正比例函数,进而推断横坐标表示的量。
【解题过程】(1)由图乙可知,电流表应选择“0~0.6A”量程,用导线将开关右面的接线柱与电流表“0.6”的接线柱连接起来,如图所示;(2)由图乙读得电流表的示数为0.2A,又电压表的示数为8V,则此时液柱电阻为;(3)图丙表示的是正比例函数,对比长度L和电阻R对应的各组数据,可知横坐标表示的是。
50.(2018山东省菏泽市,23,6分)如图所示用电流表(0—0.6A,0--3A)、电压表0---3V,0--15V).定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、30Ω各一个)、滑动变阻器(0--50Ω)、电源(6V)、开关和导线若干,探究电流与电阻的关系.
(1)请你根据甲图所示的电路国,将乙图中的电路连接完整________。
(2)滑动变阻器在电路中的作用是____________________________。
(3)小强做此实验时,在电流表使用无误的情况下,收集测量数据,记录表格如下:
小强的五次实验操作中有一次是错误的,请你对小强记录的数据进行分析。你发现第____次测量的数据是错误的,错误的原因是________________________________。
(4)请你根据表中正确的数据,在丙图中绘制出电流随电阻变化的图象__________。
【答案】 (1).
(2). 调整定值电阻两端的电压,使其保持不变
(3). 2 没有保持定值电阻两端的电压不变
(4).
【思路分析】(1)根据电路图判断出电路的连接情况,再按照电路图连接出实物图即可;
(2)根据滑动变阻器在电路中的作用,结合题意来分析解答;
(3)根据研究电流与电阻的关系时,应保持导体两端的电压不变,由此结合表中的数据来分析解答;
(4)首先计算出错误的一组数据中正确的数据,再在图中描点连线即可。
【解题过程】
(1)如丙图,根据滑动变阻器“一上一下”的连接方式,连接滑动变阻器下面的一个接线柱到定值电阻的右端,再连接电源的负极到电流表的负接线柱即可,如图:
;
(2)研究电流与电阻的关系实验时,滑动变阻器在电路中的作用是保证定值电阻两端的电压不变,另外还有一个通用的作用,即保护电路。
(3)我们知道电流与电阻是成反比的,即电流与电阻的乘积不变,即电压不变,对小强记录的数据进行分析可知,第1、3、4、5次实验,电流与电阻的乘积都为3V,即实验时电阻两端的电压为3V,,而第2次实验,电流与电阻的乘积为1V,所以第2次测量的数据是错误的;
从题中条件知,滑动变阻器最大阻值50Ω,定值电阻为10Ω,电源电压为6V,在此条件下电流为:
,
可见是因为闭合开关后,没有调整滑动变阻器的滑片使电阻两端的电压保持不变,就直接读数了。
(4)第2次实验正确的数据应为:;
根据表中正确的数据,在丙图中描点连线绘制出电流随电阻变化的图象:
51.(2018陕西省,31题,9分)甲乙两个实验小组先后完成了如下实验:(1)甲小组根据图-1所示的电路图连接成图-2所示的实物电路,探究“通过导体的电流与电阻的关系”。
①连接电路时开关应________,滑动变阻器器的滑片应置于______(选填“A”或“B”)端。
②检查连接无误后,闭合开关,发现电流表、电压表均无示数,他们将导线EF的E端取下,依次接在滑动变阻器器的C、A 接线柱上时,观察到两种情况下电流表均无示数、电压表均为电源电压,则电路路故障可能为
A、滑动变阻器短路
B、电阻R断路
C、AE间导线断路
③排除故障后,开始实验,实验时始终保持_________表示数不变,记录数据如下,请根据表中数据,在图-3
中用描点法画出通过导体的电流I与电阻R的关系图像。
分析图像发现,在此实验中,当定值电阻阻值较大时,通过它的电流较小,进一步分析发现随着阻值的增大,电流的变化量量越来越______,可见,若连入电路路的定值电阻的阻值均太大,不易发现通过导体的电流随电阻的变化规律。
(2)甲小组试验后,乙小组用该实物电路测新买的电热毯(规格“220V 40W”)的电热毯的电阻。
在连接电路检查无误后,闭合开关,无论怎样移动滑片,发现电流表示数始终很小,电压表指针始终接近最大测量值,说明:电热毯阻值远比滑动变阻器的最大阻值______,不能较准确测量,更换合适电源并改变电压表所选量程后,较准确的测出电热毯的阻值约为120Ω,这个测量值与电热毯正常工作的阻值相______差10倍左右,这是因为导体的电阻与________有关。
【答案】(1)①断开 B ②C ③电压 如答图所示 小 (2)大 温度
【解析】(1)①连接电路时开关应断开,滑动变阻器滑片应位于最大阻值处;
②此电路为串联电路,电流表无示数说明故障类型为断路,再根据电压表所测部分的电路,若电压表无示数说明与电压表并联部分以外的电路断路,若电压表有示数说明电压表所测部分电路断路,综上所述故选择C;
③探究电流与电阻关系时应控制电阻两端电压不变,根据表格数据描点作图即可做出图像;分析图像可知当电阻变化量相同(可选择相同变化量为5Ω)时电流的变化量越来越小.
(2)电热毯与滑动变阻器串联,根据串联分压规律,电阻越大,分压越多,当电热毯的电阻远远大于滑动变阻器的最大阻值时,电压表的示数会非常大,滑动变阻器电阻的变化对分压影响不大;金属导体电阻随温度改变而改变。
52. (2018山东省菏泽市,24,3分)用干电池组作为电源的电路计算题中,常有“电源电压保持不变”这句话,小丽对此产生质疑。她想探究电路中电阻值改变时,电源电压是否真的不变。请你替她设计一个探究方案,简要说明探究方法。
【思路分析】要研究电路中电阻值改变时,电源电压是否真的不变,可选择滑动变阻器使电路中电阻变化,电源两端并联电压表,通过电压表的示数判断电源电压是否改变。
【解题过程】
设计电路图:
实验步骤;
①按图连接电路;
②将滑片调至最左端,闭合开关;
③多次调整滑动变阻器的滑片,改变电路中的电阻和电流,记录每次电压表的示数;
分析结论:通过比较每次电压表的示数,得出结论,即如果电压表示数没有变化,说明“电源电压保持不变”;如果电压表示数有变化,说明电源电压保持不变的方法是不够准确的。
五、作图题
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