13动态电路分析(期末常考提升题)-江苏省2023-2024九年级物理上学期期末突击练习
展开这是一份13动态电路分析(期末常考提升题)-江苏省2023-2024九年级物理上学期期末突击练习,共24页。试卷主要包含了单选题,填空题,实验题,计算题等内容,欢迎下载使用。
一、单选题
1.如图甲所示,电源电压不变,小灯泡L的额定电流为0.6A,滑动变阻器R的最大阻值为50Ω,电流表量程为“0~0.6A”,电压表量程为“0~15V”,闭合开关S,在保证电路安全的前提下,最大范围调节滑动变阻器的滑片P,分别绘制了电流表示数与电压表示数电流表示数与滑动变阻器R连入申路阻值的变化关系图像,如图乙、丙所示。则下列说法中正确的是( )
①小灯泡的额定功率为3.6w;②电源电压为16V;
③当电流表示数为0.25A时,滑动变阻器消耗的电功率为2.25W;
④若将电压表量程换为0~3V,滑动变阻器允许连入电路的阻值范围为18Ω~50Ω
A.①②B.①③C.①④D.③④
2.如图甲所示电路,电源电压保持不变,R1为定值电阻,当闭合开关S,滑动变阻器滑片P从a端移到b端,两电表示数变化关系用图乙中线段AB表示,则电源电压和定值电阻R1的阻值分别为( )
A.6V 10ΩB.4V 10ΩC.6V 20ΩD.4V 20Ω
3.疫情期间,小明设计了如图所示的测量体温的电路,用电表的示数大小反映温度高低,热敏电阻R1的阻值随温度的升高而增大,定值电阻R2起保护电路的作用。下列分析正确的是( )
A.温度变化时,R1两端电压不变B.温度降低时,电路总功率变大
C.电表是电压表D.温度降低时电路中电流变小
4.如图所示的电路,已知电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V,定值电阻R1的阻值为10Ω,滑动变阻器R2的最大阻值为50Ω,电源电压为6V。开关S闭合后,在滑动变阻器滑片滑动的过程中,保证电流表、电压表不被烧坏的条件是( )
A.滑动变阻器滑片允许滑到最左端
B.电压表最小示数是1V
C.电路中允许通过的最大电流是0.6A
D.滑动变阻器滑片移动的过程中,电流表先达到最大量程
5.如图所示,电源电压保持6V不变,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V,定值电阻R1的规格为“10Ω 0.5A”,滑动变阻器R2的规格为“20Ω 1A”。闭合开关,为了保证电路安全,在变阻器滑片移动过程中,下列判断正确的是( )
①电流表示数允许的变化范围为0.2~0.5A
②电阻R1消耗电功率允许的变化范围为0.4~0.9W
③滑动变阻器R2允许接入电路阻值的变化范围为10~20Ω
④电路消耗总电功率允许的变化范围为1.2~3W
A.①②B.①④C.②③D.①③
6.如图甲是定值电阻 R和标有“8V 8W”灯泡L的I-U关系图像。如图乙所示,电源电压恒定不变,电流表量程为0~3A,滑动变阻器标有20Ω 1A字样,当闭合开关S、S2,断开开关S1,将滑动变阻器R的滑片移到b端时,灯泡L的实际功率为1W。在保证电路安全的情况下,下列说法错误的是( )
A.电源电压为12V
B.定值电阻R1的阻值为10Ω
C.灯泡正常发光时的电流为1A
D.当开关S、S1闭合,S2断开时,调节滑片P,整个电路的最大总功率为14.4W
7.如图所示是某种压力传感器的原理图,其中弹簧上端和滑动变阻器R2的滑片P固定在一起,AB间有可收缩的导线,R1为定值电阻,电源电压保持不变。闭合开关S( )
A.压力F增大时,电流表示数变大、电压表示数变大
B.压力F减小时,电流表示数变小、电压表示数变小
C.压力F增大时,电压表示数跟电流表示数乘积不变
D.压力F减小时,电压表示数跟电流表示数之比不变
8.如图甲是某款额温枪,图乙是它内部的原理图,其中电源电压保持不变,Rt为热敏电阻,定值电阻R0为保护电阻;在测量体温时,当被测者体温较高时,显示仪的示数也会较大。正常条件下关于此测温仪,下列分析正确的是( )
A.显示仪是由电流表改装成的
B.被测温者温度越高,电路消耗的电功率越大
C.热敏电阻随着温度的升高阻值增大
D.将R0更换为阻值更大的电阻,测相同温度,显示仪示数变大
9.小明为了监测家人体重,设计了一个简易体重计,电路如图甲所示,已知:电源电压6V;定值电阻R0=6Ω;R为压敏电阻,其阻值与所受到的压力关系如图乙所示;电压表量程为0~3V,改装后用于显示被测人体重,分析题中信息可得(踏板重力不计)( )
A.体重越大,电压表示数越小
B.改装后,显示体重大小的刻度是均匀的
C.踏板上无人时,电压表示数为零
D.电压表2V刻度处应标为300N
10.如图甲所示电路,电源电压恒为6V,滑动变阻器R的规格为“25Ω,1A”,电流表量程选择“0~0.6A”,电压表量程选择“0~3V”,小灯泡上标有“4.5V,0.3A”字样,其I﹣U图像如图乙所示,闭合开关S,为保证电路安全,在移动滑片P的过程中,下列选项正确的是( )
A.电路的最大功率是3.6WB.小灯泡的最小功率是0.75W
C.电流表的示数范围是0.15~0.3AD.滑动变阻器接入的阻值为5~25Ω
二、填空题
11.如图所示的电路,电源电压保持不变,假设灯丝电阻不随温度改变,闭合开关后,当滑片P向右移动时,电压表V的示数 ,电流表A2示数 ,电路消耗的总功率 (变大/变小/不变)。
12.如图1所示,RG是光敏电阻,R是阻值为15kΩ的定值电阻,电源电压U=12V。光敏电阻RG的阻值与光的照度(光照越强,照度越大,单位为Lux)关系如图2所示。小芳将量程为3V的电压表接入图1电路,将其改装成照度表,为使光的照度增大时电压表的示数也增大,则该电压表应并联在 两端,能够测量的最大照度为 Lux。改装完成后,若小芳将电源换为电压可调电源(调节范围为9V~15V),且将R换为可调电阻(调节范围为7.5kΩ~20kΩ),则该装置所能测量的最大照度为 Lux。
13.如图甲是某生产流水线上均匀正方体产品的输送及计数装置示意图,其中S为激光源,R1为光敏电阻(有光照射时,阻值较小;无光照射时,阻值较大),R2=400Ω。水平传送带匀速前进,每当传送带上的产品通过S与R1之间时,射向光敏电阻的光线会被产品挡住。电压表示数随时间变化的关系如图乙所示。已知电源电压恒为6V,则有光照射时光敏电阻R1的阻值为 Ω,有光照射和无光照射时保护电阻R2两端的电压之比为 ,每小时通过S与R1之间的产品个数为 个,每小时电流通过R2做的功是 J。
14.某电子元件检测电路,如图甲所示,电源电压恒定,R1、R2是定值电阻,R3是滑动变阻器。闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P由a端移到b端,两电压表示数随电流表示数变化的关系如图乙所示,则 (选填“AB”或“BC”)段是电压表V2示数变化的图像,R2阻值 Ω,电源电压为 V。
15.检查是否饮酒的设备的电路如图甲所示,R为酒精气体传感器,其阻值随酒精气体浓度的变化的图像如图乙所示,R0为定值电阻,电源电压不变,当检测到酒精气体的浓度增大时,则电流表的示数 ,电压表示数 。(选填“变大”、“变小”或“不变”)
16.如图所示的电路中,灯L标有“3V 0.9W”、滑动变阻器R上标有“20Ω 1A”的字样,电压表量程为0~3V,则灯L正常工作时的电流为 A。当滑片P在正常发光的基础上向右移动,则电流表示数 ,电压表示数 。若电源电压为4.5V,为了保证电路中各元件安全工作,滑动变阻器连入电路中的最小阻值是 Ω。
三、实验题
17.综合实践活动时,小明设计了一个“双电表”显示拉力大小的装置,如图所示。电压表量程为0~3V,定值电阻R0的阻值为8Ω;MN是长为40cm、阻值为40Ω的电阻丝R,其阻值与长度成正比,P与电阻丝R接触且摩擦不计,弹簧电阻恒为2Ω,滑片P恰停至M端,电流表的示数为0.18A,电压表示数为2V。
(1)电路中的接线柱“C”应与电阻丝R的 (选填“A”或“B”)接线柱连接。
(2)该装置中的电源电压多大?( )
(3)当电压表的示数为2V时,电路消耗的总功率为多少?( )此时拉力大小为多少?( )
(4)为了让该装置在弹簧允许的最大范围内“双电表”均可使用,应在该电路中的 (选填“D”或“E”)位置处串联一个至少为 Ω的电阻。
18.某学习小组在“探究通电导体电流与电阻的关系”的实验中,小明连接了如图甲所示的电路(电源电压保持4.5V不变);
(1)连接好电路,闭合开关,发现电压表示数接近于电源电压,电流表几乎无示数,则故障可能为定值电阻R (选填“短路”或“断路”);
(2)图乙是小组根据测得的实验数据所绘制的电流Ⅰ随电阻R变化的图象,由图象可知R两端的电压为 V;当R的电阻由5Ω更换为10Ω时,闭合开关后,为使R两端的电压 (选填“改变”或“不变”),滑动变阻器的滑片应向 (选填“左”或“右”)端滑动;若实验中R的阻值分别是5Ω、10Ω、15Ω,则滑动变阻器的阻值至少是 Ω;
(3)实验中不断需要更换电阻,操作比较麻烦,请你写出一条改进措施 。
四、计算题
19.如图甲为某电子测温仪的内部简化电路图,测温仪探头内有一热敏电阻 Rt,其阻值随温度变化关系如图乙所示。R1为阻值可调的电阻箱,其最大电阻为300Ω,允许通过的最大电流为0.02A,电流表的量程0~0.6A,电压表的量程是0~3V,电源电压恒定。某次测试时,将电阻箱的阻值调为R,发现电流表示数为0.015A,此时Rt两端电压为4.5V。
(1)此时电路中Rt的电阻是多少?
(2)当电流表示数为0.015A时,环境温度是多少?
(3)当环境温度为20℃,将电阻箱的阻值调为2R时,发现电流表示数为0.01A,求电源电压是多少?
(4)若温度为40℃,则电阻箱允许接入电路的阻值调节范围是多少?
20.如图甲所示为一个超声波加湿器,图乙所示为其内部湿度监测装置的简化电路图;已知电源电压为12V,定值电阻R0=20Ω,电压表的量程为0~9V,湿敏电阻R的阻值随湿度RH变化的关系图象如图丙所示;在电路安全工作的前提下,求:
(1)湿度为30%时,R的阻值;
(2)电流表示数为0.3A时,电压表的示数;
(3)该装置能监测的湿度最大值。
F/N
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
x/cm
5
10
15
20
25
30
35
40
参考答案:
1.C
【详解】由甲图可知,滑动变阻器和灯泡串联,电压表测灯泡L两端的电压,电流表测量电路中的电流。
①小灯泡L的额定电流为0.6A,由图乙可知灯泡两端的电压是6V,灯泡的额定功率
故①正确;
②由图丙可知,通过变阻器的电流为0.6A时,变阻器连入电路的电阻为10Ω,变阻器两端的电压
电源电压为
故②错误;
③当电流表示数为0.25A时,由图乙可知,灯泡两端的电压是1V,变阻器两端的电压
由串联电路电流的规律和电功率的公式得到变阻器消耗的电功率
故③错误;
④将电压表量程换为0~3V,当电压表的示数为3V时,变阻器连入电路的电阻最小,由图乙可知,通过灯泡的电流为0.5A,由串联电路电流的规律可知通过变阻器的电流为0.5A,变阻器连入电路的最小阻值
由图丙可知变阻器连入电路的最大电阻为50Ω,滑动变阻器允许连入电路的阻值范围为18Ω~50Ω,故④正确。
故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
2.A
【详解】当滑片P在端时,滑动变阻器接入的电阻最大,此时电路最小,由图乙可知,此时电压表的示数为,电流表示数为,可得
电源电压为
当滑片在端时,滑动变阻器接入的电阻为,此时电压表的示数为,电流表示数为,电源电压为
联立可得
,
故BCD错误,A正确。
故选A。
3.B
【详解】A.温度变化时,热敏电阻R1的阻值变化,R1两端电压变化,故A错误;
B.温度降低时,热敏电阻R1的阻值减小,电路的总电阻减小,由可知,电路总功率变大,故B正确;
C.电表串联在电路中,所以是电流表,故C错误;
D.温度降低时,热敏电阻R1的阻值减小,电路的总电阻减小,由可知,电路中电流变大,故D错误。
故选B。
4.B
【详解】A.由电路图可知,当滑动变阻器的滑片位于最左端时,电路为R1的简单电路,电压表测R1两端电压,也是电源的电压。电源的电压6V,电压表所能测量的最大值为3V,所以滑动变阻器的滑片不能移到最左端,故A不符合题意;
B.根据串联电路的分压特点可知,滑动变阻器接入电路中的阻值最大时电压表的示数最小,此时电路的总电阻
电路中的最小电流
电压表的最小示数
故B符合题意;
CD.已知电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V,随着滑动变阻器的阻值减小,电压表跟电流表的示数都增大,且两电表中电压表先达到最大量程。当电压表的示数为3V最大时,电路中的电流最大,故最大电流为
故CD不符合题意。
故选B。
5.C
【详解】由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流;当电压表的最大示数为3V时,此时电路中的电流为
因电流表的量程为0.6A,定值电阻R1允许通过的最大电流为0.5A,变阻器R2允许通过的最大电流为1A,所以,电路中的最大电流Imax=0.3A;此时电路中的最小总电阻为
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,滑动变阻器接入电路中的最小阻值
R2=R-R1=20Ω-10Ω=10Ω
则变阻器R2接入电路的阻值允许变化范围为10Ω~20Ω,故③正确;
电阻R1消耗功率最大功率
P1=Imax2R1=(0.3A)2×10Ω=0.9W
电路消耗的最大功率
P=UImax=6V×0.3A=1.8W
当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,R1的功率和电路消耗的总功率最小,此时电路中的电流
则电流表示数允许的变化范围为0.2A~0.3A,故①错误;
电阻R1的最小功率
P1′=Imin2R1=(0.2A)2×10Ω=0.4W
则电阻R1消耗功率允许的变化范围为0.4W~0.9W,故②正确;
电路消耗的最小功率
P′=UImin=6V×0.2A=1.2W
则电路消耗总功率允许的变化范围为1.2W~1.8W,故④错误;
综上所述:故ABD错误,故C正确。
故选C。
6.D
【详解】A.当闭合开关S、S2,断开开关S1时,灯泡L和R2串联;将滑动变阻器R2的滑片P移到b端时,滑动变阻器接入最大阻值20Ω;由题可知,此时灯泡L的实际功率为lW,观察图甲可得,此时小灯泡两端的电压UL实=2V,IL实=0.5A;即串联电路中的电流I'=0.5A;则滑动变阻器两端的电压
电源电压
故A正确,不符合题意;
B.由图甲可知,定值电阻
故B正确,不符合题意;
C.已知灯泡标有“8V 8W”,则灯泡正常发光时的电流
故C正确,不符合题意;
D.当开关S、S1闭合,S2断开时,R1和R2串联,根据P=UI可知,电流越大,电路的总功率越大;在保证电路中各元件都安全的前提下,减小滑动变阻器接入电路的阻值,可增大电路中的电流;若R2接入的电阻为0Ω,此时电路中的电流
大于滑动变阻器能承受的最大电流1A,因此为保证电路安全,电路允许通过的最大电流Imax=1A,则整个电路的最大总功率
Pmax=UImax=l2V×lA=12W
故D错误,符合题意。
故选D。
7.D
【详解】由电路图可知,定值电阻R1与滑动变阻器R2串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流;
AC.当压力F增大时,滑片下移,R2接入电路的电阻变大,电路中的总电阻变大,由可知,电路中的电流变小,即电流表的示数变小;由U=IR可知,定值电阻R1两端的电压变小,即电压表的示数变小,则电压表示数跟电流表示数乘积变小,故AC不符合题意;
BD.同理可知,压力F减小时,电流表和电压表的示数均变大;由可知,电压表示数跟电流表示数之比等于R1的阻值,所以,电压表示数跟电流表示数之比不变,故B不符合题意,D符合题意。
故选D。
8.C
【详解】A.根据电路图知道,与 串联,显示仪与并联,所以显示仪是由电压表改装成的,故A错误;
BC.在测量体温时,当被测者体温较高时,显示仪的示数也会较大,即的电压变大,根据串联电路分压原理,阻值变大,说明热敏电阻随着温度的升高阻值增大;根据可知此时电路中电流变小,再根据可得,被测温者温度越高,电路消耗的电功率越小。故B错误,C正确;
D.温度相同,说明热敏电阻的阻值不变,将更换为阻值更大的电阻,由串联电路分压特点可知,两端分得的电压变大,则分得的电压变小,因此显示仪示数会变小,故D错误。
故选C。
9.D
【详解】A.由图甲知道,该电路为R和R0的串联电路,电压表测R0两端的电压;体重越大,压敏电阻受到的压力越大,由图乙可知,压敏电阻所受的压力越大,阻值越小,由串联电路的分压规律可知压敏电阻两端的电压越小,由串联电路的电压特点可知R0两端的电压越大,即电压表示数越大,故A错误;
B.串联电路总电阻等于各部分电阻之和,根据欧姆定律知道,通过电路的电流
则电压表的示数
分析函数关系可知该函数不是一次函数,所以改装后,显示体重大小的刻度是不均匀的,故B错误;
C.由图乙知道,踏板上无人时,压敏电阻接入电路的阻值为
R大=24Ω
此时电压表示数
故C错误;
D.若电压表示数为2V,即R0两端的电压为U01=2V,由串联电路的电压特点知道,压敏电阻R两端的电压为
UR=U-U01=6V-2V=4V
电路中的电流为
压敏电阻的阻值为
由图乙知道,此时压力为300N,故D正确。
故选D。
10.B
【详解】A.由图可知,小灯泡与滑动变阻器串联,电压表测量滑动变阻器两端的电压,电流表测量电路中的电流;滑动变阻器的最大电流是1A,小灯泡的额定电流是0.3A,电流表的量程是0~0.6A,为保证电路安全,电路中允许通过的最大电流是0.3A,即电流表的最大示数是0.3A,电路的最大功率是
P大=UI=6V×0.3A=1.8W
故A错误;
BC.由串联电路的分压特点可知,当滑动变阻器接入电路的电阻最大时,电压表的示数最大,由串联电路电压的规律可知灯泡两端的电压最小,由欧姆定律可知此时通过小灯泡的电流也最小,即电流表的示数最小;电压表量程选择“0~3V”,变阻器两端的最大电压是3V,当电压表的示数为3V时,此时小灯泡两端的最小电压为
UL=U﹣U滑=6V﹣3V=3V
由图乙可知,此时流过小灯泡的最小电流是0.25A,小灯泡的最小功率是
PL小=ULIL=3V×0.25A=0.75W
根据上面的分析,电路中的电流范围是0.25~0.3A,故B正确,C错误。
D.当滑动变阻器接入电路的电阻最大时,滑动变阻器两端的电压最大,电压表量程选择“0~3V”,变阻器两端的最大电压是3V,当电压表的示数为3V时,灯泡L两端的电压
UL=U﹣U滑=6V﹣3V=3V
由图乙可知,此时电路中的电流
I′=IL=0.25A
滑动变阻器的最大电阻
当滑动变阻器接入电路的电阻最小时,电路的总电阻最小,由可知通过电路的电流最小,通过电路的最小电流为I=0.3A,此时灯泡两端的电压是4.5V,滑动变阻器的电压
U小=U﹣UL=6V﹣4.5V=1.5V
由欧姆定律知,滑动变阻器的最小电阻
滑动变阻器接入的阻值为5~12Ω,故D错误。
故选B。
11. 不变 不变 变小
【详解】[1]闭合开关,灯泡与滑动变阻器R并联,电流表A2测灯泡支路的电流,电流表A1测干路电流,电压表测电源的电压。由于电路为并联电路,电压表始终测电源的电压,且电源的电压保持不变,所以电压表V的示数不变。
[2][3]并联电路各用电器独立工作、互不影响,所以当滑动变阻器的滑片P向右移动时,通过灯泡支路的电流不变,电流表A2示数不变;滑动变阻器所在支路的电阻变大,根据欧姆定律可知,所在支路的电流变小,又因为并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以干路电流变小,根据P=UI可知,电路消耗的总功率变小。
12. 定值电阻R 0.6 1.4
【详解】[1]由图1可知,两电阻串联,由图2可知,光敏电阻RG的阻值随光的照度的增大而变小,根据串联分压原理可知,当照度增大时,光敏电阻分得的电压变小,根据串联电路电压规律可知,定值电阻R两端的电压变大,为使光的照度增大时电压表的示数也增大,所以应将电压表并联在定值电阻R的两端。
[2]串联电路各处电流相等,当电压表示数最大为3V时,根据欧姆定律可得电路中的电流为
根据串联电路电压规律可知RG两端的电压为
UG=U-UR=12V-3V=9V
RG的阻值
对照图2可得此时的最大照度为0.6Lux。
[3]因光敏电阻RG的阻值随光的照度的增大而变小,且电压表的最大示数不变,则换成可调电源和可调电阻后,根据串联电路电压规律结合欧姆定律可知,为提高该装置能测量的最大照度,应选择较低的电源电压和较小的定值电阻。当电压表示数最大为3V时,电路中的电流
RG的阻值
对照图2可得,此时能测量的最大照度为1.4Lux。
13. 200 2∶1 6000 108
【详解】[1]由图甲可知,R1与R2串联,R1为光敏电阻,有光照射时,阻值较小,无光照射时,阻值较大,根据串联分压原理可知有光照射时光敏电阻两端的电压较小,由图象可得有激光照射R1时,U1=2V,根据串联电路的总电压等于各电阻两端的电压之和可得定值电阻两端的电压
U2=U-U1=6V-2V=4V
串联电路的电流处处相等,根据欧姆定律可得通过电路的电流
根据欧姆定律可得此时光敏电阻的阻值
[2][3][4]无激光照射R1时,由图象可得,U1′=4V,根据串联电路的总电压等于各电阻两端的电压之和可得定值电阻两端的电压
U2′=U-U1′=6V-4V=2V
有光照射和无光照射时保护电阻R2两端的电压之比为
U2∶U2′=4V∶2V=2∶1
根据欧姆定律可知此时通过电路的电流
由图象可知每经过0.6s,就有一个产品通过计数装置,则每1h通过S与R1之间的产品个数为
1h内电流通过R2做的功
14. BC 8 12
【详解】[1]由图甲可知,电阻R2、变阻器R3和电阻R1串联,电压表V2测电阻R2的电压,V1测电阻R2与变阻器R3的总电压,电流表测电路的电流;将滑动变阻器的滑片P由a端移到b端,变阻器接入电路的电阻变大,电路的总电阻变大,根据可知电路的电流变小,根据U=IR可知R2的电压变小,即V2示数变小,故图乙中图线BC表示电压表V2的示数随电流表示数的变化规律,则图线AB表示电压表V1的示数随电流表示数的变化规律。
[2]由图乙可知,通过电阻R2的电流为0.2A,电阻R2两端的电压为U2=1.6V,R2阻值
[3]当变阻器接入电路的电阻最大时,通过电阻R2的电流为0.2A,电阻R2两端的电压为U2=1.6V,电阻R2和变阻器R3两端的电压为U23=9.6V,因为串联电路各处电流相等,串联电路总电压等于各部分电压之和,所以此时电路中的电流
①
变阻器连入电路的电阻为0时,电阻R2的电压U2′=4.8V,通过电阻R2的电流为0.6A,由串联电路的规律及欧姆定律可知,此时电路中的电流
②
由①②解得U=12V,即电源电压为12V。
15. 变大 变大
【详解】[1][2]由图象可知,随酒精浓度的增大,酒精气体传感器R阻值变小,由于串联电路总电阻等于各部分电阻之和,因此电路的总电阻变小,根据可知电路电流增大,即电流表示数变大,由可知,R0两端电压变大,即电压表示数变大。
16. 0.3 变小 变大 5
【详解】[1] 灯L正常工作时的电流为
电阻为
[2] 当滑片P在正常发光的基础上向右移动,滑动变阻器接入电路的阻值变大,总电阻也在变大,由于电源电压不变,根据欧姆定律可知,通过电路的电流会变小,即电流表示数变小。
[3]灯泡与滑动变阻器串联,根据串联分压原理,滑动变阻器接入电路的阻值变大,所分电压越大,电压表测量的是滑动变阻器两端电压,所以示数会变大。
[4] 灯L正常工作时的电流为0.3A,滑动变阻器允许通过的最大电流为1A,所以该电路的最大电流为0.3A,电路的最小电阻为
滑动变阻器连入电路中的最小阻值为
R滑=R最小-RL=15Ω-10Ω=5Ω
17. B 9V 2.25W 0.28N E 14
【详解】(1)[1]当拉力为零时,滑片P恰停至M端,电流表的示数为0.18A,此时R0两端的电压
U0=I0R0=0.18A×8Ω=1.44V
即电压表示数为1.44V,由题知,当施加某个拉力时,电压表示数为2V。所以可知,施加拉力后,电压表的示数增大,由欧姆定律可知通过R0的电流增大,即串联电路的电流增大,说明拉力增大时,滑动变阻器接入电路的电阻减小,故C点与B点相连接,故连B点;
(2)[2]由图知,定值电阻R0、滑动变阻器R和弹簧电阻串联,电压表测R0两端的电压,电流表测电路中的电流;当拉力为零时,滑片P恰停至M端,此时电源电压为
(3)[3]当电压表的示数为2V时,电路中的电流
电路消耗的总功率
[4]电压表示数为2V时,电路的总电阻
此时变阻器接入电路的电阻
由题知,MN是长为40cm,其阻值与长度成正比,所以此时电阻丝接入电路的长度
所以弹簧的伸长量
x=40cm-26cm=14cm
由表格数据知弹簧的伸长量与其受到的拉力成正比,且伸长量为10cm时拉力为0.2N,
则有
解得此时的拉力F=0.28N。
(4)[5][6]为了让该装置在弹簧允许的最大范围内“双电表”均可使用,需要让弹簧能够伸长到变阻器的N端,电路中的电流最大,R0两端的电压也最大,由电压表量程可知R0两端的最大电压U0大=3V,则电路中的最大电流为
此时电路的总电阻
由于电压表的示数已经是最大值,增加的电阻放在D点会超出量程,故放在E点。
18. 断路 3 不变 右 7.5 用电阻箱代替定值电阻
【详解】(1)[1]连接好电路,闭合开关,电流表几乎无示数,说明电路可能断路,发现电压表示数接近于电源电压,则电压表与电源连通,则与电压表并联的电路断路,故障原因可能为定值电阻R断路。
(2)[2]根据欧姆定律结合电流I随电阻R变化的图象可得电阻两端的电压为
UV=IR=0.6A×5Ω=3V
0.3A×10Ω=3V
0.2A×15Ω=3V
可知R两端的电压为3V。
[3][4]探究通电导体电流与电阻的关系时需保持定值电阻两端的电压不变,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,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,由分压原理可知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3V。
[5]根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压
U滑=U-UV=4.5V-3V=1.5V
变阻器分得的电压为电压表示数的0.5倍,根据分压原理,当接入15Ω电阻时,变阻器连入电路中的电阻为
R滑=0.5×15Ω=7.5Ω
故为了完成整个实验,则滑动变阻器的阻值至少是7.5Ω。
(3)[6]由于电阻箱既可以改变电阻的大小,又可以读出接入电路的电阻值,故为了减少麻烦,可用电阻箱代替定值电阻。
19.(1)300Ω;(2)30℃;(3)6V;(4)100Ω-300Ω
【详解】解:(1)由电路图可知,R1与Rt串联,电流表测电路中的电流。根据欧姆定律可知此时电路中Rt的电阻
(2)当电流表示数为0.015A时,Rt的电阻为300Ω,从图乙可知环境温度是30℃;
(3)设电源电压为U,当电流表示数为0.015A时,电源电压
U=0.015A×R+4.5V①
当环境温度为20℃,从图乙可知Rt的阻值为400Ω,将电阻箱的阻值调为2R时,发现电流表示数为0.01A,则电源电压
U=0.01A×2R+0.01A×400Ω②
由①②得到
U=6V,R=100Ω
(4)由图乙可知,环境温度为40℃时,热敏电阻的阻值R′t=200Ω,由电流表的量程为0~0.6A和电阻箱允许通过的最大电流为0.02A可知,电路中的最大电流I大=0.02A,则电路的最小总电阻
所以,电阻箱接入电路中的最小阻值
R1′=R小-R′t=300Ω-200Ω=100Ω
电阻箱最大电阻为300Ω,则电阻箱允许接入电路的阻值调节范围是100Ω~300Ω。
答:(1)此时电路中Rt的电阻是300Ω;
(2)当电流表示数为0.015A时,环境温度是30℃;
(3)当环境温度为20℃,将电阻箱的阻值调为2R时,发现电流表示数为0.01A,求电源电压是6V;
(4)若温度为40℃,则电阻箱允许接入电路的阻值调节范围是100Ω~300Ω。
20.(1)40Ω;(2)6V;(3)50%
【详解】解:(1)由图丙知,温度为30%时,R的阻值为40Ω。
(2)由图乙知,定值电阻R0与湿敏电阻R串联在电路中,电压表测湿敏电阻两端的电压,电流表测电路中的电流。当电流表的示数为0.3A时,定值电阻两端的电压
U0=IR0=0.3A×20Ω=6V
湿敏电阻两端的电压,即电压表的示数
U1=U-U0=12V-6V=6V
(3)由题意知,电压表的量程为0~9V,则电压表的示数最大为9V,此时定值电阻R0两端的电压
U01=U-U2=12V-9V=3V
据串联电路的分压特点有
9V∶3V=R1∶20Ω
所以湿敏电阻的最大阻值R1=60Ω,由图丙知,温度越大,湿敏电阻的阻值越大,所以该装置能监测的温度最大值为50%。
答:(1)温度为30%时,R的阻值为40Ω;
(2)电流表的示数为0.3A时,电压表的示数为6V;
(3)该装置能监测的温度最大值为50%。
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