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2025年中考物理一轮复习练与测专题16 欧姆定律(5题型)(练习)(解析版)
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TOC \ "1-3" \h \u \l "_Tc4892" PAGEREF _Tc4892 \h 2
\l "_Tc128" 题型01 应用欧姆定律进行简单的电路分析 PAGEREF _Tc128 \h 2
\l "_Tc30990" 题型02 I-U图像 PAGEREF _Tc30990 \h 5
\l "_Tc4960" 题型03 简单电路的计算 PAGEREF _Tc4960 \h 9
\l "_Tc9701" 题型04 应用欧姆定律进行定性分析(动态电路分析) PAGEREF _Tc9701 \h 13
\l "_Tc16793" 题型05 应用欧姆定律进行定量分析 PAGEREF _Tc16793 \h 18
\l "_Tc19881" PAGEREF _Tc19881 \h 24
\l "_Tc16678" PAGEREF _Tc16678 \h 31
题型01 应用欧姆定律进行简单的电路分析
1.由欧姆定律公式可得,下列说法正确的是( )。
A.导体的电阻跟导体两端的电压和导体的电流无关;
B.导体的电阻与电压成正比,与电流成反比;
C.加在导体两端的电压越大,则导体的电阻越大;
D.当导体两端的电压为零时,导体的电阻也为零
【答案】A。
【解析】ABC.电阻是导体本身的一种性质,只与导体的材料、长度、横截面积、温度有关,与两端的电压和通过的电流无关,故A正确,BC错误;
D.由欧姆定律公式变形得,只是计算导体电阻的一种方法,因电阻是导体本身的一种性质,两端的电压为零时导体的电阻不为零,故D错误。
故选A。
2.将光敏电阻、定值电阻、电流表、电压表。开关和电源连接成如图所示电路。光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小。闭合开关,逐渐增大光敏电阻的光照强度,观察电表示数的变化情况应该是( )。
A.电流表和电压表示数均变小 B.电流表示数变大,电压表示数变小
C.电流表示数变小,电压表示数变大 D.电流表和电压表示数均变大
【答案】D。
【解析】由图知,光敏电阻和定值电阻串联,电流表测电路中的电流,电压表测两端的电压。逐渐增大光敏电阻的光照强度,则光敏电阻的阻值逐渐减小,根据串联电阻的规律,电路总电阻减小,因电源电压不变,根据欧姆定律可知,电路中电流变大,即电流表的示数变大;的阻值不变,电路中电流变大,由
可知,两端的电压也变大,即电压表示数变大。故选D。
3.有两个电阻R1和R2,当它们两端的电压之比是4:3时,通过它们的电流之比是2:5,则R1和R2的电阻之比是( )。
A.5:3 B.8:15 C.3:5 D.10:3
【答案】D。
【解析】它们两端的电压之比是
通过它们的电流之比是
则R1和R2的电阻之比;故选D。
4.已知R1>R2,按图中的四种方式分别接在同一电源上,下列电路中电流最大的是( )。
A. B. C. D.
【答案】D。
【解析】由于串联电路中的总电阻大于任何一个分电阻,并联电路中的总电阻小于任何一个分电阻;
因此四个选项中的总电阻关系是R并<R2<R1<R串
又因为同一电源的电压相等,所以由可知,电阻越小,电路中的电流越大,故两电阻并联时,电路中的电流最大,即D图中电流I4最大;故选D。
5.如图所示的钨丝是将一个白炽灯去除玻璃罩制成的,闭合开关S,小灯泡L发光,钨丝不发光,向钨线吹气时,小灯泡L变亮,用酒精灯给钨丝加热,小灯泡L逐渐变暗直至熄灭,由实验可知( )。
A.钨丝的电阻随温度升高而减小;
B.向钨丝吹气时,钨丝电阻变小;
C.给钨丝加热时,电路中的电流变大;
D.小灯泡L发光而钨丝不发光是因为通过钨丝的电流小于小灯泡L的电流
【答案】B。
【解析】AC.用酒精灯对白炽灯的钨丝加热,钨丝的温度升高,观察到小灯泡L的亮度明显变暗,说明通过小灯泡L的电流变小,钨丝的电阻增大,故AC不符合题意;
B.闭合开关S,小灯泡L发光,钨丝不发光,向钨丝吹气时,小灯泡L变亮,说明通过小灯泡的电流变大,则钨丝的电阻减小,故B符合题意;
D.由于钨丝和小灯泡串联接入电路中,则通过它们的电流是相同的,故D不符合题意。
故选B。
6.图甲所示是一款雾霾浓度检测仪,其检测原理如图乙所示,R0是定值电阻,传感器 R1的电阻随雾霾浓度的增大而减小。当雾霾浓度增大时,下列说法正确的是( )。
A.电压表示数变大,电流表示数变小B.电压表示数变小,电流表示数变大
C.电压表示数变大,电流表示数变大D.电压表示数变小,电流表示数变小
【答案】C。
【解析】由电路图可知,R0与R1串联接入电路,电流表测电路中电流,电压表测R0两端电压,由题意可知,当雾霾浓度增大时,R1的阻值减小,故可知电路中的总电阻减小,电源电压不变,故由欧姆定律可知,电路中的电流变大,即电流表示数变大;由串联电路电阻等比例分压可知,R1两端电压减小,R0两端电压增大,即电压表示数变大。故ABD错误,C正确。
故选C。
7.在图所示的电路中,电阻R1的阻值为10Ω,滑动变阻器滑片位于中点。用一阻值为20Ω的电阻替换R1,可能使电压表示数与替换R1前相等的方法是( )。
A.电源电压不变,不移动滑片PB.电源电压不变,向左移动滑片P
C.减小电源电压,不移动滑片PD.增大电源电压,向左移动滑片P
【答案】C。
【解析】由于电路为串联电路,根据串联分压特点,电阻R1阻值变大,则电压变大。
A.电源电压不变,不移动滑片P,由串联分压规律可知电压表示数变大,故A不符合题意;
B.电源电压不变,向左移动滑片,R2阻值变小,R2电压变小,R1电压变大,故B不符合题意;
C.减小电源电压,总电阻不变。根据串联分压特点R1电压变小,可能使电压表示数与替换R1前相等,故C符合题意;
D.增大电源电压,向左移动滑片P,电源电压变大,总电阻变小,根据串联分压特点R1电压会变大,故D不符合题意。故选C。
8.如下图所示是一种自动测定油箱内油面高度的装置。R2是滑动变阻器,它的金属滑片连在杠杆端,闭合开关,从油量表指针所指的刻度就可以知道油箱内油面的高度,当油箱内油量减少时滑动变阻器电阻将______,油量表示数______。
【答案】变大;减小。
【解析】[1][2]由电路图可知,R1与R2串联,油量表串联在电路中,故为电流表,油量表测电路中的电流,当油量减少时,浮球下降,滑片向上移动,R2接入电路的电阻变大,电路中的总电阻变大,根据可知,电路中的电流变小,即油量表的示数变小。
题型02 I-U图像
1.在“探究电流与电压关系”的实验中,分别用R1、R2两个电阻进行探究,并根据各自的实验数据绘制出如图所示的U -I关系图像,从图中可以看出R1与R2的大小关系是( )。
A.R2 > R1B.R2 = R1C.R2 < R1D.无法确定
【答案】A。
【解析】由图示可知,当电流相等时,电阻R2两端的电压较高,由可知,电阻R2的电阻值较大,故A项符合题意,BCD项不符合题意。
故选A。
2.两定值电阻甲、乙的电流与电压关系图像如图所示,现在将甲和乙并联后接在电压为3V的电源两端.下列分析正确的是( )。
A.甲的电阻是乙的电阻的两倍 B.甲的电压是乙的电压的两倍
C.流过甲的电流是流过乙的两倍 D.流过乙的电流是流过甲的两倍
【答案】C。
【解析】A.,B的电阻是A电阻的2倍,故A错误.
B.并联电路中各支路两端的电压相等,故B错误;
CD.通过A的电流为IA=0.6A,通过B的电流为IB=0.3A,流过A电阻的电流是流过B电阻的两倍,故C正确,D错误。
3.如图是电路元件甲和乙的I﹣U图像,下列说法正确的是( )。
A.乙为定值电阻;
B.当甲两端电压为2V时,R甲=0.2Ω;
C.甲和乙两个元件串联接入电路中,电路电流为0.2A时,电路的电源电压为3V;
D.甲和乙两个元件并联接入电路中,当电源电压为2V时,电路总电流为0.4A
【答案】C。
【解析】A.由I﹣U图像可知,元件乙对应的电流与电压不成正比,根据欧姆定律可知乙不是定值电阻,故A错误;
B.由图像可知,当甲两端电压为2V时,通过甲的电流为0.4A,则R甲==5Ω
故B错误;
C.甲和乙两个元件串联接入电路中,电路电流为0.2A时,由图像可知,两元件两端的电压分别为
U甲=1V,U乙=2V
因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以电源电压U=U甲+U乙=1V+2V=3V
故C正确;
D.甲和乙两个元件并联接入电路中,当电源电压为2V时,它们两端的电压均为2V,由图像可知,此时通过的电流分别为I甲=0.4A,I乙=0.2A
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以干路电流I′=I甲+I乙=0.4A+0.2A=0.6A
故D错误。故选C。
4.如图所示电路中,电源电压不变,R1为定值电阻, R2为滑动变阻器。闭合开关S,移动滑片 P,多次记录电压表示数U和对应的电流表示数I,则绘出如图中的 I-U关系图像正确的是 ( )。
A. B. C. D.
【答案】A。
【解析】由电路图知道,定值电阻R1与滑动变阻器R2串联,电压表测量变阻器两端的电压,电流表测量电路中的电流;设定值电阻的阻值为R,电源电压为U总,变阻器两端的电压为U,则有U=U总-IR
R为定值,电流越大,变阻器两端的电压越小;当I为最大时,U=0,且电流越大,变阻器两端的电压越小;而U与I的关系是一次函数,一次函数图象为直线,故A正确,BCD不正确。
故选A。
5.如图甲所示,电源电压恒定不变,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器。闭合开关S,将滑片P从最右端逐步移到最左端,记录电流表、电压表的示数,并根据记录的数据作出R1和R2的“U﹣I”关系图象如图乙所示。则下列正确的是( )。
A.图Ⅱ为R2的“U﹣I”图象B.当R2=R1时,电流的大小为0.2A
C.电源电压为8VD.R1的阻值为30Ω
【答案】C。
【解析】A.两电阻串联,电压表V1测R1的电压,电压表V2测R2的电压,滑片在最左端时,R2接入电路的阻值为零,因此此时电压表V2示数为零,由图象可得,图线I反映电压表V2示数(即R2的电压)随电流的变化,则图Ⅱ为R1的“U﹣I”图象,故A错误;
B.串联电路各处的电流相等,当 时,由 ,则两电阻的电压相同,由图乙知,即为两图线的交点,可知电流为0.4A,故B错误;
C.由图知,当电流为0.4A时,两电压表示数均4V,因电路的电压等于两电压表示数之和,即电源电压,C正确;
D.当滑片移动到最左端时,电路中只有R1,电压表V2示数为0,电路的电流最大为0.8A,由欧姆定律
故D错误。故选C。
6.甲、乙两灯泡中的电流与电压变化的关系如图所示。甲灯的电阻 ______乙灯电阻(选填“大于”、“小于”或“等于” );将甲、乙两灯泡串联接入电路后,通过它们的电流为,则电源电压为 ______。
【答案】小于;8。
【解析】[1]由图可知,甲、乙的图像中,甲的图线位于乙的上方,即在相同电压下,通过甲的电流均大于乙的电流,由
可知
[2]将甲、乙两灯泡串联接入电路后,通过它们的电流相等,当通过它们的电流为,由图知甲两端的电压为,乙两端的电压为,根据串联电路电压的规律知电源电压为。
7.如图1所示的电路中,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,电源电压保持不变,闭合开关S后,滑片P从b端移动到a端的过程中,电压表示数U与电流表示数I的关系图像如图2所示,则电源电压为U=___________V,R1的阻值为___________Ω。
【答案】3;5。
【解析】[1][2]由图1可知,两电阻串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。当滑片于a端时,滑动变阻器接入电路的电阻为0,电路中的电流最大,由图乙可知I1=0.6A
由欧姆定律可得,电源的电压U=I1R1=0.6A×R1①
当滑片于b端时,其接入电路中的电阻最大,电路中的电流最小,由图乙可知I2=0.2A,U2=2V
由欧姆定律,则滑动变阻器的最大阻值
因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,电源的电压U=I2R1+U2=0.2A×R1+2V ②
因电源的电压不变,由①②可得0.6A×R1=0.2A×R1+2V
解得R1=5Ω
代入①得U=0.6A×R1=0.6A×5Ω=3V
即电源的电压为3V,R1的阻值为5Ω。
题型03 简单电路的计算
1.两个定值电阻,甲标有“12V,0.2A”,乙标有“6V,0.3A”,现把它们串联起来,电路允许加的最大电压为( )。
A.18VB.16VC.6VD.12V
【答案】B。
【解析】由欧姆定律可得,甲乙两电阻分别为,
因为串联电路中各处的电流相等,所以当两电阻串联时,电路中的最大电流
因为串联电路中的总电阻等于各分电阻之和,所以该串联电路两端允许加的最高电压
故ACD不符合题意,B符合题意。故选B。
2.用电器R1和R2上都标有“6V”字样,它们的电流随电压变化关系如图所示。下列说法不正确的是( )。
A.R1和R2的阻值不随温度的变化而变化;
B.R1:R2=2: 1;
C.R1和R2并联在4V电源上,通过电流I1:I2=2:1;
D.R1和R2并联在4V电源上,消耗总功率为1.2W
【答案】C。
【解析】A.由图像可知,两条线都是直线电压和电流的比值是一个定值,所以R1和R2的阻值不随温度的变化而变化,故A正确,A不符合题意;
B.由图像可知,两条直线都过坐标原点,符合正比例函数的关系,我们取电压都为2V时,流经R1的电流为0.05A,流经R2的电流为0.1A,根据欧姆定律变形式可知,R1: R2=2: 1,故B正确,B不符合题意;
C.由选项B可知R1: R2=2: 1,R1和R2并联,加在其两端的电压相等,根据公式可知,I1:I2=1:2,故C错误,C符合题意;
D.R1和R2并联,加在其两端的电压相等都是4V,根据公式,由图可知R1=40Ω,R2=20Ω,消耗的总功率为
故D正确,D不符合题意。故选C。
3.图甲是小灯泡L和定值电阻R的电流与电压的关系,则R的电阻为______Ω,现将它们并联后接在电压为2V的电源两端,如图乙,则干路中的电流是______A;若将它们串联接在电压为5V的电源两端,如图丙,则电路中电流是______A。
【答案】10;0.8;4。
【解析】[1][2]小灯泡L和定值电阻R并联后接在电压为2V的电源两端时,因并联电路中各支路两端的电压相等,所以UL=UR=U=2V
由图像可知,对应的电流分别为IL=0.6A,IR=0.2A
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,电路中的总电流I=IL+IR=0.6A+0.2A=0.8A
定值电阻的阻值
[3]小灯泡L和定值电阻R串联后接在5V的电源两端时,因串联电路中各处的电流相等,且总电压等于各分电压之和,所以,由图象可知,电路中的电流为0.4A,灯泡两端的电压为1V、电阻R两端的电压为4V时,电源电压U=1V+4V=5V,符合题意。
4.如图所示电路,R1=5Ω,R2为未知电阻,电源电压不变。只闭合开关S1,电流表示数为0.4A;开关S1、S2均闭合,电流表示数为0.5A,则电源电压为______V,电阻R2的阻值为______Ω。
【答案】2;20。
【解析】[1]由电路图知,只闭合开关S1,电路中只有R1工作,则电源电压U=I1R1=0.4A×5Ω=2V
[2]开关S1、S2均闭合,则两个电阻并联连接,电流表测干路电流,通过R2的电流
I2=I-I1=0.5A-0.4A=0.1A
电阻R2的阻值。
5.如图所示的电路,电源电压保持不变,R1、R2为定值电阻,其中R 1=10Ω。当只闭合开关S1时,电流表示数为0.6A,则电源电压为______V;当同时闭合开关S1、S2时,电流表的示数增大了0.5A,则R 2的阻值是______Ω。
【答案】6;12。
【解析】[1]只闭合开关S1时,电路为R1的简单电路,由可得电源电压
[2]当同时闭合开关S1、S2时,两电阻并联,电流表测干路电流,因为并联电路各支路独立工作、互不影响,所以通过R1的电流不变,仍为0.6A,而电流表的示数增大了0.5A,即通过R2的电流
因为并联电路各支路两端的电压相等,由可得R2的电阻。
6.如图所示,开关闭合时,电压表V和电阻R是________联的,电流表A的示数是________A;电压表V表的示数是________V,如果电源电压6V不变,则变阻器此时接入电路的电阻R=________Ω。
【答案】并;0.4;2;10。
【解析】[1]电压表并联在定值电阻两端。
[2]如图电流表,选择小量程,分度值为0.02A,故读数为0.4A。
[3]如图电压表,选择小量程,分度值为0.1V,故读数为2V。
[4]电源电压为6V,定值电阻的电压为2V,由串联电路电压分配规律可知,滑动变阻器的电压为4V,此时滑动变阻器接入的阻值为。
7.如图1所示电路,当开关S闭合后,两个电流表A1、A2的指针偏转角度一样,如图2所示,则其中通过小灯泡L1的电流为______A,通过小灯泡L2的电流为______A,此时两小灯泡L1、L2的电阻之比为______
【答案】0.24;0.96;4∶1。
【解析】[1][2]由电路图知道,开关S闭合后,L1、L2并联,电流表A1测量L1支路电流,电流表A2测量干路电流;由于并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,所以电流表A1的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.24A,即通过小灯泡L1的电流为0.24A。电流表A2量程为0~3A,分度值为0.1A,示数为1.2A,则通过小灯泡L2的电流为I2=I-I1=1.2A-0.24A=0.96A
[3]由于并联电路中,各支路两端电压相等,所以由知道,小灯泡L1、L2的电阻之比
8.甲醛对人体的危害非常大,因此装修房屋时检测甲醛污染指数很重要。如图甲是一款甲醛检测仪的工作原理图。电源电压恒为6V,R0是阻值为10Ω的定值电阻,R为可以感知甲醛污染浓度的可变电阻,其阻值随甲醛污染指数的变化图象如图乙所示。当污染指数在50以下为轻度污染,50﹣150之间为中度污染,150以上为重度污染。问:
(1)由分析图甲和图乙可知当污染指数越大,电阻R的阻值越______(填“大”或“小”),电压表的示数越______(填“大”或“小”)。
(2)污染指数为100时,电路中的电流是______A.
(3)通过计算说明当电压表示数为3V时,属于什么污染______?
【答案】小;大;0.15;重度污染。
【解析】(1)[1][2]由图乙可知当污染指数越大,电阻R的阻值越小;由图甲知R0和R串联,电压表测R0两端电压,R的阻值变小,电路中电流变大,根据得,R0两端电压为,因为R0是定值电阻,故电压表的示数变大。
(2)[3]由图乙知当污染指数为100时,,由图甲知R0和R串联。根据得,电路中电流为
(3)[4]当电压表示数为3V时,根据得,电路中电流为
此时R的阻值为
由图乙知当R的阻值为时,污染指数大于150,为重度污染。
题型04 应用欧姆定律进行定性分析(动态电路分析)
1.如图所示的电路中,电源电压保持不变,R为定值电阻.闭合开关,向左移动滑片P,则( )。
A.电压表的示数变大,电流表的示数变大 B.电压表的示数变大,电流表的示数变小
C.电压表的示数不变,电流表的示数变大 D.电压表的示数变小,电流表的示数变大
【答案】A。
【解析】由电路图可知,滑动变阻器与定值电阻串联,闭合开关后,滑片向左滑动时,接入的阻值变小,则电路中总电阻变小,由可知,在电源电压不变时,电路中的电流变大,电流表实示数变大;R为定值电阻,由可知其两端电压变大,故电压表示数变大;故A正确,BCD错误。
2.如图,电源的电压不变。闭合开关后,当滑动变阻器的滑片P向左滑动时( )。
A.电压表的示数不变,电流表的示数增大;
B.电压表的示数减小,电流表的示数减小;
C.两表的示数都减小;
D.两表的示数都不变
【答案】A。
【解析】由电路图可知,R1与R2并联,电流表测干路电流,电压表测电源的电压。因电源的电压不变,所以,滑片移动时,电压表的示数不变。因并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以,滑片移动时,通过R1的电流不变,当滑动变阻器的滑片P向左滑动时,变阻器接入电路中的电阻变小,通过R2的电流变大;因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,干路电流变大,即电流表的示数增大,故A正确、BCD错误。故选A。
3.(多选)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的示数不变;
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】BC。
【解析】由图知,闭合开关S,电压表V、电阻R1与滑动变阻器R2并联接入电路,电流表A2与R1串联,电流表A1在干路上。
A.闭合开关S,由并联电路电压特点知,各支路两端电压相等,等于电源电压。电源电压保持不变,电压表V的示数不变;故A不符合题意;
B.电压表V的示数不变,电阻R1的阻值根据得,电流表A2的示数不变,故B符合题意;
C.闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P向b端移动,R2接入电路的阻值变大,根据得,通过滑动变阻器R2的电流变小,即通过电阻R1的电流不变,并联电路干路电流等于各支路电流之和,故电流表A1的示数变小,所以电压表V的示数与电流表A1的示数的乘积变小,故C符合题意;
D.由题意得,电流表A1的示数减小,电流表A2的示数不变,则电流表A1和A2的示数差变小,电压表V的示数与电流表A1的示数差的比值变大,故D不符合题意。
故选BC。
4.(多选)为全班全校师生安全,学校坚持每天对进入校园的人员进行体温监测。如图甲所示,这是某款电子测温仪,其内部的原理图如图乙所示,电源电压保持不变,为定值电阻,显示仪由电压表改装而成,为热敏电阻,其阻值随温度变化的图像如图丙所示。下列说法正确的是( )。
A.所测体温越高,热敏电阻的阻值越大;
B.被测者体温越高,电路中的电流越小;
C.定值电阻具有保护电路的作用;
D.将定值电阻换为阻值更大的电阻,测相同温度时,显示仪示数变大
【答案】CD。
【解析】已知显示仪由电压表改装而成,根据电路图可知,与串联,显示仪(电压表)测两端的电压。
AB.由图乙可知,热敏电阻的阻值随温度的升高而减小;被测者体温越高,的阻值越小,电路的总电阻越小,根据欧姆定律可知,电路中的电流越大,故AB错误;
C.当的阻值较小时,电路中的电流会变大,定值电阻具有保护电路的作用,故C正确;
D.温度相同时,说明热敏电阻的阻值不变,将更换为阻值更大的电阻,由串联电路的分压特点可知,两端分得的电压变大,即显示仪示数会变大,故D正确。
故选CD。
5.(多选)为了能自动记录跳绳的次数,某科技小组设计了一种自动计数器,其简化电路如图甲所示,R1是一种光敏元件,每当绳子挡住了射向R1的红外线时,R1的电阻会变大,自动计数器会计数一次,信号处理系统能记录AB间每时刻的电压,若已知电源电压为12V,某时段AB间的电压随时间变化的图象如图所示,则下列说法正确的是( )。
A.AB两端电压为6V时,跳绳自动计数器会计数一次;
B.绳子挡住了射向R1的红外线时,电路的电功率会增大;
C.绳子没有挡住射向R1的红外线时,R1的阻值和R2的阻值相等;
D.绳子挡住了射向R1的红外线时,R1的阻值会变为R2的5倍
【答案】CD。
【解析】B.由甲图电路知,R1与R2串联,AB间电压为R2两端电压。由题知,当射向R1的激光被挡时,R1阻值变大,电路的总电阻变大,根据 可知,电路的总功率变小,故B错误;
A.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;
D.由串联电路的分压原理有
即:
所以:R1=5R2,故D正确;
C.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正确。故选CD。
6.如图所示,电源电压保持不变,S始终保持闭合,以下说法正确的是( )。
A.若滑片不动,闭合S1,电流表A示数不变;
B.若滑片不动,闭合S1,电压表示数变大;
C.S1断开,若滑动变阻器滑片向右滑动,电流表A1示数变小;
D.S1断开,若滑动变阻器滑片向右滑动,电压表和电流表A1的比值变小
【答案】D。
【解析】只闭合S时,此时R2与滑动变阻器并联,A测干路的电流,A1测变阻器的电流,电压表测电源电压。
A.若滑片不动,闭合S1,则三个电阻并联,根据并联电路各支路可独立工作、互不影响,故通过R2与滑动变阻器的电流保持不变,根据并联电路电流的规律,电流表A示数变大,故A错误;
B.无论是否闭合S1,电压表始终测电源电压,故电压表示数不变,故B错误;
CD.S1断开,R2与滑动变阻器并联,A1测滑动变阻器的电流,若滑动变阻器滑片向右滑动,变阻器连入电路的电阻变小,由欧姆定律,电流表A1示数变大;根据欧姆定律,电压表和电流表A1的比值即滑动变阻器连入电路的电阻,这个比值变小,故C错误,D正确。故选D。
7.(多选)如图所示,电源电压保持不变,开关S闭合后,当S1由断开变为闭合时,则( )。
A.A1的示数不变 B.A1的示数变大 C.A2的示数不变 D.A2的示数变大
【答案】BC。
【解析】电源电压保持不变,开关S闭合、S1断开时,电路中只有灯泡 L2 工作,其电压等于电源电压,当开关S 、S1闭合时,两灯泡并联,其电压都等于电源电压,由 可知,通过灯泡 L2 的电流不变,即A2的示数不变;电流表 A1 测干路的电流,干路电流等于支路电流之和,通过 L2 的电流不变,但干路多了通过 L1 的电流,所以A1的示数变大,故AD不符合题意,BC符合题意。
故选BC。
8.如图所示的电路中,R1、R2均为定值电阻,电源电压不变,闭合开关S1、S2,两电表均有示数.若断开开关S2,则( )。
A.电流表的示数变大,电压表的示数变小;
B.电流表的示数变小,电压表的示数变大;
C.电流表和电压表的示数都变小;
D.电流表和电压表的示数都变大
【答案】C。
【解析】由图可知,当两个开关都闭合时,电阻R1被短路了,电路中只有R2,电压表测的是电阻R2两端电压,即电源电压U(因为电路中只有电阻R2,所以电阻R2两端电压就是电源电压),电流表的示数为:I=;
若断开开关S2,则电阻R1与R2是串联,此时电压表与电阻R2并联,测的是R2两端的电压U2,电流表的示数为:I′=,
根据串联电路电压规律可知,U2<U,所以电压表的示数变小了;
因为串联时的总电阻大于各串联电阻,根据欧姆定律可知,在电源电压一定时,电流与电阻成反比,所以I′<I,即电流表的示数变小了,故选 C。
题型05 应用欧姆定律进行定量分析
1.如图所示,电源电压不变,闭合开关S,当变阻器R2的滑片P从b端滑到a端的过程中,电流表示数I与电压表示数U的关系如图乙所示,则下列选项正确的是( ) 。
A.R1的阻值为0.1Ω;
B.变阻器R2的最大阻值为10Ω;
C.电流表示数为0.2A时,R1与R2的电压相等;
D.电压表示数为2.5V时,R2接入电路的阻值为2Ω
【答案】D。
【解析】开关闭合后,两电阻串联,电压表测量定值电阻两端电压,滑片P从b端滑到a端的过程中接入电阻变小,电路中电流变大,电压表示数变大;当滑片P移到a端时变阻器接入电阻为零,此时电压表的示数为电源电压3V,则R1的阻值为
当滑片P移到b端时接入最大阻值,变阻器R2的最大阻值为
电流表示数为0.2A时,电压表示数为2V,则R2的两端电压为
可知R1与R2的电压不相等;电压表示数为2.5V时,电流为0.25A时,根据串联分压,R2接入电路的阻值为;故选D。
2.如图1所示电路,电源电压保持不变,当闭合开关S,调节滑动变阻器阻值从最大变化到最小,两个电阻的“U﹣I”关系图像如图2所示。则下列判断正确的是( )。
A.电源电压为10V;
B.定值电阻R1的阻值为20Ω;
C.滑动变阻器R2的阻值变化范围为0~10Ω;
D.变阻器滑片在中点时,电流表示数为0.3A
【答案】D。
【解析】由电路图可知,当闭合开关S,两个电阻串联,电压表V1测量R1两端电压,电压表V2测量R2两端电压,滑动变阻器阻值从最大变化到最小时,根据串联分压特性可知,图2中甲为R2,乙为R1:
AB.滑动变阻器接入阻值为零时,R1两端电压达到最大,为电源电压,即6V,此时定值电阻R1的阻值为,故A、B错误;
C.滑动变阻器接入阻值为最大值时,电路中电流为0.2A,此时
则滑动变阻器R2的最大值为,故C错误;
D.变阻器滑片在中点时,根据欧姆定律可知
故D正确。故选D。
3.如图甲所示电路,电源电压为6V且不变,R1为定值电阻。闭合开关S,将滑动变阻器R2的滑片P从a端向b端移动过程中,电压表和电流表的示数变化情况如乙图所示。则( )。
A.定值电阻的阻值是20Ω;
B.滑动变阻器的最大阻值是10Ω;
C.当滑动变阻器的滑片P在中点时,两电表的示数对应于乙图中的“B”点;
D.当滑动变阻器的滑片P在中点时,两电表的示数对应于乙图中的“C”点
【答案】C。
【解析】AB.如图,R1与R2串联,电流表测电路中的电流,电压表测滑动变阻器两端的电压,当滑片P在a端时,由图象可知电路中电流为Ia=0.2A,R2两端的电压U2=4V,由可得,滑动变阻器R2的最大阻值为
因为电源电压U=6V,所以定值电阻R1两端的电压为U1=U-U2=6V-4V=2V
所以定值电阻R1的阻值为,故AB不符合题意;
CD.当滑动变阻器的滑片P在中点时,则滑动变阻器连入电路的阻值为
则电流表的示数为
电压表的示数为U2′′=I′R2′=0.3A×10Ω=3V
由图象可知:电流表示数为0.3A时对应的点是“B”,故C符合题意,D不符合题意。故选C。
4.如图甲所示的电路,电源电压保持不变。闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片,使其从最右端向左滑动到a点时,小灯泡恰好正常发光。在图乙中绘制出电流表与两电压表示数关系的图象,则电源电压为 ___________V,滑动变阻器的最大阻值为 ________Ω,小灯泡正常发光时的电阻为________Ω。
【答案】6;10;12.5。
【解析】[1][2]闭合开关S,该电路为R和L的串联电路,电流表测电路中的电流,电压表V1测R两端的电压,电压表V2测L两端的电压。当滑动变阻器的滑片在最右端时,连入电路的阻值最大,由串联电阻的规律,电路的总电阻最大,由欧姆定律可知,电路中的电流最小,由图乙可知最小电流为I小=0.3A
此时两压表的示数 U1=U2=3V
由串联电路的电压特点,可知电源电压为U=U1+U2=3V+3V=6V
滑动变阻器的最大阻值为
[3]当滑动变阻器的滑片从最右端向左滑动到a点时,连入电路的阻值变小,电路总电阻变小,电路中的电流变大,由图乙可知此时电流为I=0.4A
此时灯正常发光,因滑动变阻器连入电路的阻值变小,由串联电路分压原理可知,其两端的电压也变小,则此时滑动变阻器两端的电压为UR=1V
由串联电路的电压特点可知此时L两端的电压UL=U﹣UR=6V﹣1V=5V
则小灯泡正常发光时的电阻为。
5.图甲中标有“”字样小灯泡的电流电压关系如图乙所示。定值电阻。由三段材料不同、横截面积相同的均匀直导体、、连接而成(总长度为35),其中一段是铜导体,其电阻可忽略不计,另两段导体的阻值与自身长度成正比,是与接触良好并能移动的滑动触头。小灯泡正常发光时电阻为________;若只闭合、时,电流表示数与向左移动距离之间的关系如图丙所示,导体间电阻为________;若只闭合与,为确保灯丝不被烧坏,滑片向左移动距离的变化范围___________。
【答案】9;15;x≤9cm(或0~9cm)。
【解析】[1]从图乙可知,当小灯泡的电压为2.7V时,电流为0.3A,则小灯泡正常发光时电阻为
[2]若只闭合、时,滑动变阻器与R1串联,当x=35cm时,此时的电流为0.6A,此时只有定值电阻R1接入,则电源电压为
当x为零时,全部接入,则根据串联电路电压规律可以列等式为
经整理可知,当x=15cm时,此时的电流为0.4A,则根据串联电路电压规律可以列等式为
经整理可知,当15cm≤x≤25cm,此时电流不变,电源电压不变,故滑动变阻器的阻值不变,即FG段的电阻为零。那么GH段的电阻为
[3]若只闭合与,灯泡与滑动变阻器串联,为确保灯丝不被烧坏,电流不超过0.3A,此时滑动变阻器的阻值为
则滑动变阻器的阻值为
,则滑片P在GH段,且此时的阻值为
另两段导体的阻值与自身长度成正比,从长度为15cm,总阻值也为15Ω,故每厘米的阻值为1Ω,故滑片P离最左端的距离为6cm,则此时滑片向左移动距离的变化范围
故滑片向左移动距离的变化范围x≤9cm。
6.如图,电源电压恒定,,,当开关闭合,、都断开时,电流表的示数为,则电源电压是______V;当开关断开,、都闭合时,电流表的示数是______A。
【答案】9;。
【解析】由电路图知道,当开关S3 闭合,S1、S2 都断开时,R1与R2 串联,电流表测电路中电流,由串联电路电压的特点和欧姆定律知道,电源电压是:U=I(R1 +R2 )=0.1A×(30Ω+60Ω)=9V;
当开关S3 断开,S1、S2 都闭合时,两电阻并联,电流表测干路电流,由并联电路电流的特点和欧姆定律知道,此时电流表的示数是:I′=I1 +I2 =U/R1+U/R2=9V/30Ω+9V/60Ω=0.45A。
7.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。
【解析】(1)由图象知,R1的电流为0.2A时,电压为2V,所以R1的阻值为:;
根据电路图,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,所以R1两端的电压为:
所以电源电压为:;
(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,
串联电路电流处处相等,所以,
R2两端的电压为:
根据得R2的阻值为:。
8.如图甲所示,这是一台智能体重秤的电路结构图,电源电压为6V保持不变,定值电阻R0=200Ω,秤盘(质量不计)下方的电阻R为压敏电阻,其阻值随所受压力大小的变化关系图像如图乙所示。
(1)压敏电阻R所受压力增大,压敏电阻R的阻值 ______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。定值电阻R0在电路中的作用是 ______。
(2)当所测人的质量为60kg时,通过定值电阻R的电流是多少?______(g取10N/kg)
(3)此体重计表盘是由电压表改装而成,请简单分析一下改装后的体重计的刻度不均匀的理由______。
【答案】变小;保护电路;0.012A;见解析。
【解析】(1)[1]由图乙可知,压敏电阻的阻值随所受压力的增大而变小;
[2]由电路图可知,电阻R0与压敏电阻R串联接入电路,电阻R0起保护电路的作用;
(2)[3]人的重力G=mg=60kg×10N/kg=600N
人对水平秤盘的压力大小等于人的重力大小,由图丙R﹣F图像可知,当F=G=600N
时,R=300Ω,根据串联电路中电流处处相等可知,通过R0的电流为
(3)[4]电压表的示数可表示为
两电阻串联接入电路,电阻R0的阻值不变,由欧姆定律可知通过电路的电流为随压敏电阻R的阻值的改变而改变,所以压敏电阻的阻值与所受的压力不成正比,所以将电压表改为体重计,改装后的体重计刻度是不均匀的。
1. (2023·绥化)由变形可得,以下理解正确的是( )。
A. 导体的电阻跟它两端的电压成正比;
B. 导体的电阻跟通过它的电流成反比;
C. 当导体两端的电压为0时,导体的电阻为0;
D. 导体的电阻是导体本身的一种性质,跟导体两端的电压和通过导体的电流无关
【答案】D。
【解析】A.导体的电阻是导体本身的固有属性,电阻大小和其两端的电压大小无关,故A错误;
B.导体的电阻是导体本身的固有属性,电阻大小和通过的电流大小无关,故B错误;
CD.无论导体两端的电压为多少,导体的电阻都不变,电阻的大小只与材料、长度、横截面积、温度有关;故C错误,故D正确。故选D。
2. (2023·黑龙江)如图所示是电阻R1、R2的电压—电流关系图像,下列说法正确的是( )。
A. 电阻 R1两端电压为4V时,通过R1的电流是0.3A;
B. 电阻 R1、R2串联,当电流为0.2A时,R1、R2两端总电压为3V;
C. 电阻 R1、R2并联到2V电压下,干路中的电流是0.3A;
D. 电阻 R1和R2的阻值之比是1∶2
【答案】B。
【解析】A.由图可知当电阻 R1两端电压为4V时,通过其电流为0.4A,故A错误;
B.由图像可知,若电阻 R1、R2串联,当电流为0.2A时,R1、R2两端电压分别为2V、1V,根据串联电路电压特点知,R1、R2两端总电压为,故B正确;
C.由图像可知,电阻 R1、R2并联到2V电压下时,通过R1、R2电流分别为0.2A、0.4A,由并联电路中干路中的电流等于各支路电流之和可知,干路中的电流,故C错误;
D.由图像可知,R1、R2为定值电阻,若电阻 R1、R2串联,当电流为0.2A时,R1、R2两端电压分别为2V、1V,根据欧姆定律知,
电阻 R1和R2的阻值之比是
故D错误。故选B。
3. (2023·龙东)如图所示,电源电压和灯泡L电阻不变,闭合开关S后,将滑片P向左移动时( )。
A. 电压表示数变大,电流表示数变大 B. 电压表示数变小,电流表示数变大
C. 电压表示数变大,灯泡变亮 D. 电压表示数变小,灯泡变暗
【答案】B。
【解析】由图知道,开关闭合后,该电路为串联电路,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;将滑片P向左移动时,滑动变阻器接入电路的电阻变小,根据串联电路的分压规律知道,滑动变阻器两端的电压变小,电压表示数变小;滑动变阻器阻值变小,总电阻变小,根据欧姆定律可知,电路中的电流变大,电流表示数变大;由知道,灯泡的实际功率变大,亮度变亮;综上所述,B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
4. (2023·绥化)如图是巨磁电阻(GMR)的特性原理示意图,巨磁电阻的阻值随所在磁场强度的增强而减小,如果闭合S1、S2并使滑片P向右滑动,下列说法正确的是( )。
A. 电压表示数变小B. 指示灯亮度变暗
C. 电流表示数变大D. 巨磁电阻(GMR)阻值变小
【答案】B。
【解析】由图可知,巨磁电阻与指示灯串联,电压表测量巨磁电阻的电压,电流表测量巨磁电阻和指示灯的电流。闭合S1、S2并使滑片P向右滑动,滑动变阻器连入电路的阻值变大,根据欧姆定律可知,通过电磁铁电流变小,磁性变弱,则巨磁电阻阻值增大,巨磁电阻所在电路的电流变小,电流表示数变小,小灯泡亮度变暗;根据串联分压规律可知,巨磁电阻所分电压变大,电压表示数变大,故B正确,ACD错误。
故选B。
5. (2023·连云港)如图是测量货车质量的地磅示意图,货车的质量可以通过电流表的示数转换测出,为定值电阻。下列说法正确的是( )。
A. 地磅的量程与大小无关;
B. 货车的质量变大时,电流表的示数变小;
C. 将电流表换成电压表也能测量货车的质量;
D. 仅增大,称量同一货车质量时,电流表示数变小
【答案】D。
【解析】A.由图可知,变阻器和电阻R0串联,电流表测量电路中的电流,电路中的电流,即电流表的示数
货车的质量可以通过电流表的示数转换测出,地磅的量程与大小有关,故A错误;
B.货车的质量变大,滑动变阻器的滑片向下移动,其接入电路的电阻变小,电路的总电阻变小,由可知电路中电流变大,电流表的示数变大,故B错误;
C.电压表内阻很大,将电流表换成电压表,电路中电流很小,电压表的指针偏转很小,不能测量货车的质量,故C错误;
D.仅增大,称量同一货车质量时,变阻器连入电路的阻值不变,由
可知电路中的电流变小,即电流表的示数变小,故D正确。故选D。
6. (2023·齐齐哈尔)如图所示,电源电压恒定,先只闭合开关,两电表均有示数;再断开,同时闭合和,此过程中( )。
A 电压表示数变大,电流表示数变小B. 电压表示数变小,电流表示数不变
C. 电压表示数与电流表示数乘积变大D. 电压表示数与电流表示数比值不变
【答案】C。
【解析】AB.只闭合开关S1时,两个电阻串联,电压表测量电源电压,电流表测量电路中的电流,电流表的示数
断开S1,同时闭合S2和S3,两个电阻并联,电压表测量电源电压,电压表的示数不变,电流表测量通过R1的电流,电流表的示数
因为
所以电流表的示数变大,故AB不符合题意;
C.电压表的示数不变,电流表的示数变大,电压表示数与电流表示数乘积变大,故C符合题意;
D.电压表的示数不变,电流表的示数变大,电压表示数与电流表示数比值变小,故D不符合题意。
故选C。
7. (2023·郴州)如图所示,电阻、为定值电阻,电源电压保持不变。当开关闭合,接a端时,电流表示数为I;当开关闭合,接b端时,电流表示数为2I,则未知电阻的阻值是( )。
A B. C. D.
【答案】D。
【解析】根据电路图可知,当开关闭合,接a端时,电流表示数为I,由欧姆定律可知,电源电压为
当开关闭合,接b端时,电流表示数为2I,由欧姆定律可知,电源电压为
由于电源电压保持不变,则有
解得。
故选D。
8. (2023·临沂)如图所示电路的电源电压为1.5V,电阻R1的阻值为2Ω,闭合开关后,电流表的示数为0.3A,则( )。
A. 通过R1的电流大于0.3AB. 电阻R1和R2是并联的
C. 电压表的示数为0.9VD. 电阻R2的阻值为3Ω
【答案】D。
【解析】由实物图可知,电流从电源正极流出,依次流过开关、电阻R1、电流表、电阻R2、最后流回电源负极,所以电阻R1和R2是串联的,电压表并联在R1两端测R1两端的电压;
A.已知电流表的示数为0.3A,由串联电路各处电流相等可知,通过R1的电流等于0.3A,故A不符合题意;
B.电阻R1和R2是串联的,故B不符合题意;
C.由可知,电阻R1两端的电压为
电压表测R1两端的电压,所以电压表的示数为0.6V,故C不符合题意;
D.电阻R2的阻值为
故D符合题意。故选D。
9. (2023·郴州)如图所示,电源电压恒为3V。闭合开关S,电压表的示数为0.5V,则灯泡L2两端的电压为__________V,灯泡L1与L2的电阻之比为__________。
【答案】①2.5;②1∶5。
【解析】[1]分析电路可知,闭合开关S,灯泡L1与L2串联,电压表测L1两端的电压,根据串联电路电压规律可知,灯泡L2两端的电压
[2]在串联电路中,电流处处相等,假设该电路电流为I,则灯泡L1的电阻
灯泡L2的电阻
灯泡L1与L2的电阻之比。
10. (2023·常德)如图是两灯电流随电压变化的图像,两灯额定电压均为6V。若将两灯并联后接入电路,则干路电流最大为 ________A;若将两灯串联后接入电路,在保证电路安全的情况下,电源电压最大为 _____V。
【答案】①1.5;②8。
【解析】[1]两灯并联后,电源电压最大等于灯的额定电压即为6V,由图像可知甲灯和乙灯正常工作时的电流值分别为1.0A、0.5A,根据并联电路电流的特点得:干路电流最大值为
I=I甲+I乙=1.0A+0.5A=1.5A
[2]两灯串联后,由图像可知,甲灯和乙灯正常工作时的电流值分别为1.0A、0.5A,所以在保证电路安全的情况下,电路中的最大电流为I乙=0.5A,根据串联电路电流的特点得I甲=0.5A,再由图像可知,U甲=2V,U乙=6V,由串联电路电压的特点得U=U甲+U乙=2V+6V=8V。
11. (2023·连云港)两个电阻串联在电路中,已知。通过两个电阻的电流的大小关系是______(选填“>”“=”或“<”),加在两个电阻两端的电压的大小关系是_______(选填“>”“=”或“<”)。
【答案】①=;②>。
【解析】[1]因为串联电路电流处处相等,所以
[2]由题可知,而且,由可知R1两端的电压大于R2两端的电压,即。
12. (2023·达州)如图所示,电源电压为3V,闭合开关S后,电流表A的示数为0.54A,电流表A1的示数为0.2A,则通过小灯泡L1的电流为__________A,通过小灯泡L2的电流为__________A,电压表V的示数为__________V。
【答案】①0.2;②0.34;③3。
【解析】[1][2]由图知,两灯泡并联,电流表A测干路电流,A1的测量支路L1的电流,则通过小灯泡L1的电流I1=0.2A。因并联电路干路电流等于各支路电流之和,则小灯泡L2的电流为
[3]电压表V测L2两端电压,因为并联电路,各支路两端电压都相等,并等于电源电压,即
电压表V的示数为为3V。
13. (2023·泰州)如图甲所示电路,开关S1、S2闭合后两电流表的指针均指在同一位置,示数如图乙所示,则通过R1的电流为______A,两电阻之比R1∶R2=______;只断开开关S2,电流表A1的示数将______(变大/变小/不变)。
【答案】①1.44;②1∶4;③变小。
【解析】[1]由图可知,开关S1、S2闭合后,两电阻串联,电流表A1测干路电流,电流表A2测R2所在支路电流;两电流表的指针均指在同一位置,示数如图乙,根据并联电路电流规律可知,电流表A1选用分度值为0.1A的大量程,示数为1.8A,电流表A2选用分度值为0.02A的小量程,示数为0.36A,即通过R2的电流为0.36A。根据并联电路电流规律可得通过R1的电流为
[2]根据欧姆定律已经并联电路支路两端电压相等的规律可知
则;
[3]只断开开关S2,此时电路由原来的两电阻并联变为只有R1的简单电路,流表A1只测通过R1的电流,总电阻变大,电压不变,根据欧姆定律可知,通过R1的电流变小,即电流表A1的示数变小。
1. (2023·广安)某科技兴趣小组为检测水流速度变化的情况,设计了检测水流速度变化的模拟电路。已知电源电压保持不变,是定值电阻,机翼状的探头始终浸没在水中,通过连杆带动滑动变阻器的滑片上下移动(注:水流速度越大,探头上下表面的压力差越大)。下列能实现水流速度越大,电表示数越大的电路图是( )。
A. B.
C. D.
【答案】A。
【解析】A.如图所示,两个电阻串联,电压表测定值电阻两端的电压。当水流速度增大时,机翼状的探头上方流速较大,压强较小,变阻器滑片向上移动,电路总电阻减小,根据欧姆定律可知,通过电路的电流增大,根据可知,电压表示数增大,故A符合题意;
B.如图所示,两个电阻串联,电压表测变阻器两端的电压。当水流速度增大时,机翼状的探头上方流速较大,压强较小,变阻器滑片向上移动,根据串联电路分压原理可知,电阻越小,其两端电压越小,所以电压表示数会减小,故B不符合题意;
C.如图所示,两个电阻串联,电流表测通过电路的电流。当水流速度增大时,机翼状的探头下方流速较大,压强较小,变阻器滑片向下移动,电路总电阻增大,根据欧姆定律可知,电阻增大,通过电路的电流会减小,即电流表示数变小,故C不符合题意;
D.如图所示,两个电阻并联,电流表测通过干路的电流。当水流速度增大时,机翼状的探头下方流速较大,压强较小,变阻器滑片向下移动,变阻器接入电路的电阻变大,根据欧姆定律可知,支路的电流变小;在并联电路中,总电流等于各支路电流之和,定值电阻支路的电流不受影响,所以干路电流变小,即电流表示数变小,故D不符合题意。故选A。
2. (2023·安徽)将一根细金属丝置入柔性塑料中,可以制成用来检测物体形变的器件应变片,其结构如图1所示。将它接入图2所示的电路,电源电压不变,R为定值电阻。闭合开关S,当应变片随被检测物体发生拉伸形变时,塑料中的金属丝会被拉长变细,导致电阻变大,则电路中的( )。
A. 电压表和电流表示数都变大 B. 电压表示数变小,电流表示数变大
C. 电压表和电流表示数都变小 D. 电压表示数变大,电流表示数变小
【答案】D。
【解析】由于塑料中的金属丝会被拉长变细,导致电阻变大,则总电阻变大,又电源电压不变,可知电流变小,电流表示数变小,定值电阻R两端的电压变小,而应变片两端的电压变大,即电压表的示数变大。故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
3. (2023·重庆A)将一个定值电阻接入图甲所示电路的虚线框处,并将一个电压表(图中未画出)并联在某段电路两端,闭合开关,移动滑片P,多次记录两电表示数;断开开关,只将定值电阻更换为小灯泡,再次获取数据并记录;将记录的数据绘制成如图乙所示的图象。下列分析正确的是( )。
A. 电源电压为3.5V;
B. 图象是用接入定值电阻时记录的数据绘制得到的;
C. 定值电阻和灯泡两端的电压各为3.5V时,灯泡的电阻较大;
D. 接入小灯泡后,将滑片P向右移动时,电压表的示数将变大
【答案】C。
【解析】AB.由图乙中的图像分析,当电流越大时,所对应的电压越小,可判断此图像为滑动变阻器电压与电流的变化图像,且因为灯泡电阻受温度影响会发生改变,导致其两端电压非直线性变化,故a图像为定值电阻接入电路中时滑动变阻器的I−U图像,b为灯泡接入电路中滑动变阻器的I−U图像。
设电源电压为U,定值电阻为R,根据a图像中,电流为0.6A,电压为1V;电流为0.2A,电压为3V,可分别列出关于电源电压的公式为---------①
----------②
①②两式联立可得,
故AB错误;
C.由乙图像可知,当滑动变阻器的电压为0.5V时,定值电阻/小灯泡的电压为3.5V,定值电阻接入电路中时电流为0.7A,灯泡接入电路中时,电流为0.3A,根据可知,灯泡的电阻较大,故C正确;
D.将滑片P向右移动时,滑动变阻器接入电路中的电阻变小,根据串联分压原理可知,滑动变阻器的电压变小,因电压表测滑动变阻器的电压,故而示数会变小,故D错误。故选C。
4. (2023·南充)在综合实践活动课上,小龙同学设计了如图甲所示的模拟调光灯电路。电源电压恒定,R1为定值电阻。闭合开关S后,将滑动变阻器R2的滑片P由最右端向左移动,直至灯泡L正常发光。此过程中,电流表A的示数随两电压表V1、V2(电压表V2未画出)示数变化关系图像如图乙所示。小灯泡正常发光时的电阻为_________Ω;若R2的滑片可任意滑动,为了保证灯泡的安全,电路中至少再串联一个________Ω的电阻。
【答案】①5;②1.5。
【解析】[1]由于R1为定值电阻,电流与电压成正比,则电流与电压的图像是正比例函数图像,所以图乙中①②图像是灯泡和滑动变阻器的图像,将滑动变阻器R2的滑片P由最右端向左移动,则滑动变阻器的阻值减小,由串联分压可知,滑动变阻器的电压逐渐减小,灯泡两端电压逐渐增大,所以①为灯泡的图像,②为滑动变阻器的图像,滑动滑片P,直至灯泡L正常发光,由①可知,灯泡电压增大至2.5V为止,所以小灯泡正常发光时的电压为2.5V,由图像①可知,灯泡正常发光时的电流为0.5A,所以小灯泡正常发光时的电阻
[2]由于电源电压不变,所以滑动变阻器R2的滑片P在最右端时,由乙图中数据可知,电源电压
③
滑动变阻器R2的滑片P滑至灯泡正常发光时,由乙图中数据可知,电源电压
④
联合③④解得R=2.5Ω,U=4.5V
若R2的滑片可任意滑动,则滑动变阻器R2的滑片P滑至最左端时,滑动变阻器R2的阻值为0,灯泡正常发光的电流为0.5A,则需要串联一个电阻。
5. (2023·广元)如图所示是课外活动时,同学们设计的电子身高测量仪的电路简图,绝缘板A与滑动变阻器的滑片P固定在一起,且同步上下移动。已知电源电压恒为20V,定值电阻,滑动变阻器的规格为“ 1A”,电压表的量程为0-15V,电流表的量程为0-3A.下表为接入电路的阻值与被测者身高的对应关系。
某同学测得自己身高为165cm,测量时通过电流表的电流为___________A;为保证电路安全工作,此测量仪测量的身高最多不能超过___________cm。
【答案】①0.25;②185。
【解析】[1]由图知,电阻R1与滑动变阻器R2串联在电路中,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。由表格数据知,身高为165厘米时,变阻器接入电路的阻值为50欧,则电路中的总电阻
R=R1+R2=30Ω+50Ω=80Ω
此时电路中的电流
[2]当变阻器两端的电压最大为15V时,接入电路的阻值最大时,据串联电路的分压特点有
Rmax∶R1=Umax∶(U-Umax)
即Rmax∶15Ω=15V∶(20V-15V)
解得,此时变阻器接入电路的最大阻值Rmax=90Ω
由表格数据知,此时测量仪能测的最高身高为185厘米。故为保证电路安全工作,此测量仪测量的身高最多不能超过185cm。
身高
140
145
150
155
160
165
170
175
180
185
190
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
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