专题06 欧姆定律—动态电路的分析与计算(5大题型)-【好题汇编】备战2024-2025学年九年级物理上学期期中真题分类汇编(人教版)
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考点一 滑动变阻器类动态电路分析(串联电路)
1.(23-24九年级上·河北邯郸·期中)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向右端移动时,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V与电流表A示数的乘积变小
D.电压表V与电流表A示数之比不变
【答案】D
【解析】由图可知,滑动变阻器与定值电阻串联,电流表测量电路中的电流,电压表测量定值电阻两端的电压。
AB.当滑动变阻器的滑片向右移动时,滑动变阻器连入电路中的电阻变小,电路总电阻减小,而电源电压一定,由可知,电路中的电流变大,即电流表的示数变大;根据,电阻的电流增大,两端的电压也增大,即电压表示数变大,故AB错误;
C.电压表V与电流表A示数均变大,所以两者乘积变大,故C错误;
D.根据可知,电压表与电流表比值为定值电阻的阻值,保持不变,故D正确。
故选D。
2.(23-24九年级上·黑龙江哈尔滨·期中)如图电源电压恒为6V,定值电阻R1=10Ω,滑动变阻器R2的最大阻值为50Ω,电压表接入电路的量程为0~3V,电流表接入电路的量程为0~0.6A.当开关S闭合,滑动变阻器的滑片P由b端向a端的移动过程中,在保证电压表和电流表安全的情况下,下列说法不正确的是( )
A.当R2=20Ω时,通过R2的电流为0.2AB.电阻R2两端的电压由5V减小到0V
C.电流表的示数变化范围为0.1A~0.3AD.电阻R1两端的电压变化范围为1V~3V
【答案】B
【解析】A.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R2=20Ω时,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,电路中的电流
故A正确,不符合题意;
BD.由电路图可知,当滑片位于b端时,接入电路中的电阻最大,由欧姆定律可知电路中的电流最小,由串联分压可知,R2两端的电压最大,电路中的最小电流
R2两端的电压
U2大=I小R最大=0.1A×50Ω=5VR1两端的最小电压
U1小=U-U2大=6V-5V=1V
因电源的电压大于电压表的量程,所以,电压表的最大示数为3V,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,R2两端的最小电压
U2小=U-U1大=6V-3V=3V
则电阻R2两端的电压由5V减小到3V;电源电压为6V,根据串联电路的电压规律可知,电阻R1两端的电压变化范围为1V~3V,故B错误,符合题意,D正确,不符合题意;
D.电路中的电流最大
电流表的示数变化范围为0.1A~0.3A,故C正确,不符合题意。
故选B。
3.(23-24九年级上·北京·期中)在图所示的电路中,电源电压保持不变,电阻R为定值电阻,闭合开关S,滑片P置于滑动变阻器的中间部分。现将滑片向A端移动,则下列判断正确的是( )
A.电流表示数变小
B.电压表示数不变
C.滑动变阻器两端电压变小
D.电压表示数与电流表示数之比变大
【答案】C
【解析】分析电路图可知,定值电阻R和滑动变阻器串联,电压表测定值电阻R两端的电压,电流表测电路中电流。
ABC.当滑片向A端移动时,滑动变阻器阻值变小,则该串联电路的总电阻变小,根据欧姆定律可知电路中电流变大,即电流表示数变大;根据,则定值电阻R的电压变大,即电压表示数变大;根据串联电路的分压作用,滑动变阻器两端电压变小。故AB错误,C正确;
D.根据,电压表示数与电流表示数之比即为定值电阻R的阻值,电阻R为定值电阻,所以电压表示数与电流表示数之比不变,故D错误。
故选C。
4.(23-24九年级上·北京西城·期中)如图所示电路的电源两端电压不变,R为定值电阻。开关S闭合后,在滑动变阻器的滑片P由A向B移动的过程中,下列判断正确的是( )
A.滑动变阻器与电阻R是并联的
B.电压表测量电阻R两端的电压
C.电流表的示数变小
D.电压表示数与电流表示数的比值不变
【答案】D
【解析】AB.由实物图知,定值电阻R与滑动变阻器串联在电路中,电压表V1测量滑动变阻器两端电压,V2测量定值电阻R两端的电压,电流表测电路中的电流,故AB错误;
C.滑片P由A向B移动时,变阻器接入电路的阻值变小,电路的总电阻变小,电源电压不变,据欧姆定律知,电路中的电流变大,电流表示数变大,故C错误;
D.电压表V2示数与电流表示数的比值为定值电阻的阻值,所以保持不变,故D正确。
故选D。
5.(23-24九年级上·山东·期中)如图所示,电源电压恒定不变,闭合开关后,当滑动变阻器滑片P向左端滑动时,下列说法正确的是( )
A.电流表A示数变大,电压表V示数变小
B.电流表A示数变小,电压表V示数变大
C.电流表A示数变大,电压表V示数不变
D.电流表A示数变小,电压表V示数不变
【答案】A
【解析】由电路图可知,R和滑动变阻器R'串联,电压表V测R'两端的电压,电流表测电路中的电流;当开关S闭合,滑片由向左端移动的过程中,接入电路中的电阻变小,电路中的总电阻变小,由可知,电路中的电流变大,即电流表A的示数变大;由U=IR可知,R两端电压变大;因串联电路总电压等于各分电压之和,所以由滑动变阻器R'两端的电压会变小,即电压表V读数会变小。故A正确,BCD错误。
故选A。
6.(23-24九年级上·吉林长春·期中)计算机鼠标内装有自动控制传感器,其工作原理电路如图所示。物体M在导轨上左右移动时,可带动与之相连的滑动变阻器滑片P左右移动,通过电压表示数变化可反映出物体M移动的距离。当物体M向右移动时( )
A.电流表示数不变,电压表示数变小
B.电流表示数变大,电压表示数变大
C.电压表示数和电流表示数的比值变大
D.电压表示数和电流表示数的比值不变
【答案】C
【解析】由题图知道,电流表串联接入电路中,电压表测量R左边部分电阻两端的电压。
ABC.当物体M向右移动时,电阻上的滑片右移,R接入电路的电阻不变,根据欧姆定律知道,电路中的电流不变,电流表示数不变;P点左侧部分变长,左侧电阻变大,根据U=IR知道,左侧两端的电压变大,电压表示数变大,故AB错误、C正确;
D.电压表示数变大,电流表示数不变,电压表示数和电流表示数比值变大,D错误。
故选C。
7.(23-24九年级上·广东深圳·期中)如图所示的电路中,电源电压不变。闭合开关S,滑片向左移动的过程中,下列说法正确的是( )
A.电流表A的示数变小
B.电压表的示数变大
C.电压表示数与电流表A示数的比值变大
D.电压表示数与电压表示数的比值变小
【答案】D
【解析】AB.由电路图可知,两电阻串联,电压表V1测电源电压,V2测滑动变阻器两端电压,电流表测电路中电流。闭合开关S,滑片向左移动的过程中,滑动变阻器接入电路的阻值减小,因此电路中总电阻减小,由欧姆定律可知,电路中电流增大,因此电流表示数增大,由可知,R2两端电压增大,由串联电路电压特点可知,R1两端电压减小,因此V2示数减小,故AB错误;
C.电压表示数与电流表A示数的比值为电路中总电阻,电路中总电阻减小,因此电压表示数与电流表A示数的比值变小,故C错误;
D.电压表示数减小,电压表示数不变,因此电压表示数与电压表示数的比值变小。故D正确。
故选D。
8.(23-24九年级上·河北石家庄·期中)如图所示电路,电源两端电压不变。闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P向右滑动时,关于各电表的示数,下 面判断正确的是( )
A.电流表A表变小,电压表V表变大B.电流表A表变大,电压表V表不变
C.电流表A表不变,电压表V表变小D.电流表A表变小,电压表V表不变
【答案】D
【解析】由电路图可知,R与滑动变阻器串联,电压表测电源电压,电流表测电路中的电流。当滑动变阻器滑片向右滑动的过程中,接入电路中的电阻变大,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;因电压表测电源电压,且电源两端电压不变,所以电压表的示数不变。故ABC错误,D正确。
故选D。
考点二 滑动变阻器类动态电路分析(并联电路)
9.(23-24九年级上·河南新乡·期中)如图所示电路,电源电压保持不变,开关S 闭合后, 在滑动变阻器滑片P向右移动过程中,下列说法正确的是( )
A.滑动变阻器连入电路阻值变小
B.电流表 A 的示数变小
C.电压表V 示数变小
D.电压表V 与电流表 A的示数之比不变
【答案】B
【解析】由图得,R1与R2并联,电压表测量电源电压,电流表A测量干路电流,电流表A1测量R2电流。
A.滑片P向右移动过程中,变阻器R1接入电路中电阻变大,故A错误;
B.电路中电阻变大,由欧姆定律得,干路电流变小,即电流表 A 的示数变小,故B正确;
C.电源电压不变,电压表V 示数不变,故C错误;
D.电压表V 与电流表 A的示数之比等于电路中电阻的值,比值变小,故D错误。
故选B。
10.(23-24九年级上·湖北武汉·期中)如图所示,R1是定值电阻,R2是滑动变阻器,电源电压保持不变,当滑动变阻器R2的滑片P向a滑动时,以下说法正确的是( )
A.这是一个并联电路,电流表A2测量总电流
B.电压表V的示数变小,电流表A1的示数变大,A2的示数变小
C.电压表V的示数变大,电路的总电流变大
D.电压表V的示数不变,电流表A1的示数变大,A2的示数不变
【答案】D
【解析】A.由电路图可知,R1与R2并联,电压表测电源的电压,电流表A1测干路电流,电流表A2测R1支路的电流,故A错误;
BC.因电源电压保持不变,所以,滑片移动时,电压表V的示数不变,故BC错误;
D.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,即电流表A2的示数不变;当滑动变阻器R2的滑片P由b向a滑动时,变阻器接入电路中的电阻变小,由欧姆定律可知通过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A1的示数变大,故D正确。
故选D。
11.(23-24九年级上·四川成都·期中)如图电路中,电源电压保持不变,当开关S闭合,滑动变阻器的滑片P向右移动时,电流表和电压表的示数变化情况分别为( )
A.电流表的示数变小,电压表的示数变大
B.电流表的示数变小,电压表的示数不变
C.电流表的示数变大,电压表的示数不变
D.电流表的示数变小,电压表的示数变小
【答案】B
【解析】由题中电路图可知,滑动变阻器和电阻并联,电压表测量电源电压,电流表测量干路电流,因为电源的电压不变,所以电压表的示数不变;当滑动变阻器的滑片向右移动时,滑动变阻器R2接入电路的电阻变大,根据可知,R2所在支路的电流变小,R1所在支路的电流不变,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,即电流表的示数变小。故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
12.(23-24九年级上·四川成都·期中)如图的电路中,电源电压不变,闭合开关后,当滑片P向左移动时,下列说法正确的是( )
A.滑动变阻器阻值变小B.电压表V的示数变大
C.电流表A1的示数变小D.灯泡的亮度变暗
【答案】C
【解析】由电路图可知,灯泡与滑动变阻器并联,A1测干路电流,A2测通过L的电流,电压表测电源电压。当滑片P向左移动时,滑动变阻器接入电路的阻值变大,由欧姆定律可知,通过R的电流减小,并联电路中各支路互不影响,因此通过L的电流不变,灯泡亮度不变,并联电路干路电流等于各支路电流之和,因此干路电流减小,即A1示数减小。因电源电压不变,因此电压表V示数不变。故ABD错误,C正确。
故选C。
13.(23-24九年级上·辽宁沈阳·期中)如图所示,电源电压恒定不变,开关闭合后,当滑动变阻器的滑片P由最右端向中点滑动时。下列说法正确的是( )
A.电流表示数变大,电压表V示数不变
B.电流表示数变大,灯泡L的亮度变大
C.电流表示数不变,电压表V示数不变
D.电压表V示数变小,灯泡L的亮度不变
【答案】A
【解析】由电路图可知,滑动变阻器和灯泡并联,电压表测量并联电路两端的电压(电源电压),电流表A1测滑动变阻器的电流,电流表A2测干路中的电流;由于电源电压不变,所以滑片移动时,电压表V的示数不变;因为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灯泡的电流不变,灯泡亮度不变;当滑动变阻器的滑片P由最右端向中点滑动时,变阻器接入电路中的电阻变小,根据欧姆定律可知,通过变阻器支路的电流变大,即电流表A1的示数变大;根据并联电路的电流特点可知,干路中的电流变大,即电流表A2示数变大,故A正确,BCD错误。
故选A。
14.(多选)(23-24九年级上·河南驻马店·期中)如图所示,电源两端电压保持不变,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片适当左移,下列说法正确的是( )(不考虑温度对灯丝电阻的影响)
A.电流表A1示数不变、电流表A2示数变大
B.电流表A2示数变大、电压表V示数变小
C.电流表A1示数变大、电压表V示数不变
D.电压表V示数与电流表A1示数的比值不变
【答案】AD
【解析】分析电路为灯泡和滑动变阻器并联,电压表测电源电压,电流表A1测灯泡电流,电流表A2测干路电流,当滑片向左移,滑动变阻器接入电路中的阻值变小;
ABC. 因为并联电路中各用电器互不影响,所以电流表A1示数不变,滑动变阻器阻值变小,滑动变阻器支路电流变大,则干路电流变大,即电流表A2示数变大,电压表测电源电压示数不变,故A正确,BC错误;
D.电压表V示数与电流表A1示数的比值为灯泡的阻值,而灯泡的阻值不变,故D正确。
故选AD。
考点三 开关通断类动态电路分析
15.(23-24九年级上·安徽马鞍山·期中)如图所示,电源电压不变,开关S1、S2都闭合时,电流表A与电压表V1、V2均有示数。当开关S2由闭合到断开时,下列说法正确的是( )
A.电压表V1示数不变B.电流表A示数不变
C.电压表V1示数变大D.电流表A示数变小
【答案】D
【解析】开关S1、S2都闭合时,L1单独连入电路,L2被短路,两个电压表的示数均等于电源电压;当开关S2由闭合到断开时,L1和L2串联,电压表V1测量L1的电压,电压表V2测量电源电压。综上所述,当开关S2由闭合到断开时,总电阻增大,由欧姆定律可知,总电流变小,即电流表示数减小,V2的示数均等于电源电压,保持不变;V1原来等于电源电压,后来等于L1两端的电压,故变小,所以ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
16.(23-24九年级上·湖南怀化·期中)在如图所示的电路中, 下列说法正确的是( )
A.闭合开关S, 电压表测L1两端的电压
B.闭合开关S, 电压表测电源两端电压
C.开关S由闭合到断开,电压表示数变大
D.断开开关S, 电压表示数为零
【答案】C
【解析】AB.由图可知,闭合开关S后,电流只有一条路径,电路为串联,电压表并联在灯L2的两端,测量的是灯L2两端的电压,故AB错误;
CD.由图可知,断开开关S后,电压表与灯泡L1串联在电路中,所以电压表示数为电源两端的电压,电压表示数变大,故C正确,D错误。
故选C。
17.(23-24九年级上·福建漳州·期中)如图所示,电源电压不变,当开关由断开到闭合时,电流表的示数( )
A.不变B.变大C.变小D.无法判断
【答案】A
【解析】当开关S断开时,电路是灯泡L1的简单电路,灯泡L1分到整个电源电压,电流表测电路的电流,当开关S闭合时,灯泡L1和L2并联,电流表测灯泡L1的电流,根据并联电路各支路电压相等,都等于电源电压可知,灯泡L1两端的电压仍是电源电压,根据欧姆定律可知,通过灯泡L1的电流不变,即电流表的示数不变,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
18.(23-24九年级上·广东惠州·期中)如图所示,开关S由断开到闭合,则( )
A.电压表示数不变B.电流表示数不变
C.电流表示数变大D.灯光的亮度变亮
【答案】C
【解析】分析电路图知,开关断开时,电阻R1和小灯泡L串联,电压表测电阻两端电压,电流表测电路电流;开关闭合后,小灯泡短路熄灭,电路中只有电阻R1,电压表的示数变大,电路中总电阻变小,由欧姆定律知,电流表的示数变大,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
19.(23-24九年级上·辽宁抚顺·期中)如图所示,电源两端电压保持不变,闭合开关S1和S2,电流表和电压表都有示数;当只断开开关S2时,下列判断正确的是( )
A.电流表示数变小,电压表示数不变
B.电流表示数变小,电压表示数变小
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】B
【解析】闭合开关S1和S2,R1短路,电路为R2的简单电路,电压表测电源电压,电流表和电压表都有示数;当只断开开关S2时,两电阻串联,电压表测R2两端电压,根据欧姆定律和串联电路电阻的规律,此时电路中总电阻变大,电流变小,电流表示数变小,电压表变测R2两端电压,示数变小。故ACD错误,B正确。
故选B。
20.(23-24九年级上·河北邢台·期中)如图所示,当开关S由闭合到断开后,电流表A1的示数将 (选填“不变”“变大”或“变小”),电流表A2的示数将 (选填“不变”“变大”或“变小”)。
【答案】 不变 变小
【解析】[1]电流表A1测量通过电阻R1的电流,当开关S由闭合到断开后,电阻R1的两端的电压不变,定值电阻的阻值不变,故电流的大小不变,电流表A1的示数将不变。
[2]开关S闭合时,电流表A2的示数测量总电流,开关S断开后,电流表A2测量通过电阻R1的电流,故电流表的示数变小。
考点四 敏感电阻类动态电路分析
21.(23-24九年级上·重庆长寿·期中)如图所示是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变化如图所示,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,下列说法正确的是( )
A.电流表的示数变小,电压表的示数不变
B.电流表的示数变小,电压表的示数变大
C.电流表的示数不变,电压表的示数变大
D.电流表的示数不变,电压表的示数不变
【答案】B
【解析】如图所示,闭合开关,两电阻串联,电压表测R两端电压,光敏电阻R的阻值随光照强度增强而减小,当有烟雾遮挡射向光敏电阻R的激光时,光照强度减弱,R的电阻变大,电路中总电阻变大,根据欧姆定律,电路中电流变小,电流表示数变小,R0两端电压变小,R两端电压变大,电压表示数变大,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
22.(23-24九年级上·四川成都·期中)如图是某款电子测温仪以及它内部的原理图,其中电源电压不变,R是热敏电阻,定值电阻R0为保护电阻。在使用过程中,当被测温者体温较高时,显示仪的示数也会随之变大,下列分析错误的是( )
A.显示仪是由电压表改装成的
B.被测温者温度越高,电路中的电流越小
C.热敏电阻R的阻值随着温度的升高而减小
D.将R0更换为阻值更大的电阻,测相同温度时,显示仪示数变大
【答案】B
【解析】A.由电路图知道,显示仪与R0并联,所以显示仪是由电压表改装成的,故A正确,不符合题意;
B.当被测温者体温较高时,显示仪的示数也会随之变大,即R0两端的电压越大,因串联电路中各处的电流相等,由知道,电路中的电流越大,故B错误,符合题意;
C.被测温者温度越高,电路中的电流越大,由知道,电路的总电阻越小,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,即热敏电阻R的阻值减小,即热敏电阻R的阻值随着温度的升高而减小,故C正确,不符合题意;
D.温度相同,说明热敏电阻的阻值不变,将R0更换为阻值更大的电阻,由串联电路分压特点可知,R0两端分得的电压变大,因此显示仪示数会变大,故D正确,不符合题意。
故选B。
23.(23-24九年级上·山东济宁·期中)小明设计的一个用于烘焙的测重秤,如图所示是它的工作原理图,其中弹簧上端可以放置物体,它和滑动变阻器的滑片P固定在一起,AB间有可收缩的导线,R1为保护电阻。电源电压保持不变,测重秤显示表的指针偏转角度会随着被测物重量的增加而增大,有关秤的工作原理图说法正确的是( )
A.物体重力越大,该电路中的电流越大
B.测重秤显示表是用电流表改装而成的
C.测重秤显示表是用电压表改装而成的
D.连入电路的R2的阻值随物体重力的增大而减小
【答案】C
【解析】由电路图可知,R1、R2串联,电压表测滑动变阻器R2两端的电压,电流表测电路中的电流;当物体重力增大时,滑动变阻器的滑片下滑,R2接入电路中的电阻增大,总电阻增大,根据欧姆定律可知电路中的电流变小,由串联分压可知,R2两端的电压变大,即电压表示数变大;由题可知,测重秤显示表的指针偏转角度会随着被测物重量的增加而增大,所以测重枰显示表是用电压表改装而成的,故C正确,ABD错误。
故选C。
24.(多选)(23-24九年级上·辽宁鞍山·期中)如图所示,图甲为超声波加湿器,图乙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的阻值为20Ω。湿敏电阻R的阻值随湿度变化的关系如图丙所示。以下说法中正确的是( )
A.湿度减小湿敏电阻的阻值增大
B.湿度增大电流表示数增大
C.湿度为80%时,电流表的示数为0.12A
D.电压表的示数为6V时,监测到空气的湿度为10%
【答案】CD
【解析】A.由丙图可知,湿敏电阻阻值随湿度的增大而增大,故A错误;
B.由乙图可知,开关S闭合时,定值电阻R0与湿敏电阻串联,电流表测量电路中的电流,电压表测量湿敏电阻两端的电压;由丙图可知,当湿度增大时湿敏电阻阻值增大,根据串联电路电阻规律可知电路的总电阻增大,电源电压不变,由欧姆定律可知电路中的电流减小,即电流表示数减小,故B错误;
C.由丙图可知,湿度为80%时湿敏电阻的阻值R=80Ω,由串联电路规律可得,电路的总电阻
根据欧姆定律可得电路中的电流
故C正确;
D.电压表示数为时,根据串联电路电压规律可得,定值电阻R0两端的电压
根据欧姆定律可得,电路中的电流
湿敏电阻的阻值
由丙图可知此时空气湿度为10%,故D正确。
故选CD。
25.(多选)(23-24九年级上·江西南昌·期中)在科技创新比赛中,某同学设计了一种水箱水位监测器,其工作原理如图所示,下列对电路中“电表”的选择,分析正确的是( )
A.如果选择电流表,水量减少时电流表示数变大
B.如果选择电压表,水量减少时电压表示数变小
C.如果选择电流表,水量增大时R两端的电压变小
D.如果选择电压表,水量增大时通过R的电流变大
【答案】BC
【解析】AC.如果选择电流表,R下半部接入电路中,水量减少时滑片向上移,接入电阻变大,电路中电流变小,电流表示数变小,水量增大时R滑片向下移,接入电阻变小,根据串联电路分压的规律,R两端的电压变小,故A错误,C正确;
BD.如果选择电压表,电压表串联在滑片上,则R相当于定值电阻,无论滑片怎么移动,电路中电阻不变,电流不变,但水量减少时滑片向上移,电压表测量范围内电阻变小,电压表示数变小,故B正确,D错误。
故选BC。
26.(多选)(23-24九年级上·天津静海·期中)随着生活水平的提高,家用小汽车越来越普及。油量表经常由图中电流表改装而成,其中R是滑动变阻器的电阻片。当油量增加时,滑动变阻器的滑片P向下移动,则电路中( )
A.电阻增大B.电流增大
C.电阻减小D.电流减小
【答案】BC
【解析】由电路图可知,滑动变阻器R与定值电阻串联,电流表测电路中的电;当油量增加时,滑片向下移动,则变阻器R连入电路的电阻变小,电路中的总电阻减小,由欧姆定律可知,电路中的电流增大,故BC符合题意,AD不符合题意。
故选BC。
27.(多选)(23-24九年级上·河北石家庄·期中)如图所示,这是一种显示汽车油箱油量的装置图,电源电压恒定,其中滑杆P相当于滑动变阻器R的滑片,电流表为理想电表,R保持始终接入电路,下列关于该装置的说法正确的是( )
A.若电流表读数减小,滑动变阻器R两端的电压增大
B.两电阻电压变化量一定相等
C.若油箱没有油时,则电流表示数为零
D.若电流表读数增大,R接入电路的电阻减小
【答案】ABD
【解析】由电路图可知,定值电阻R0与滑动变阻器R串联,电流表测电路中的电流。
A.若电流表读数减小,由U=IR可知,电阻R0两端的电压减小,由串联电路中总电压等于各分电压之和可知,滑动变阻器R两端的电压增大,故A正确;
B.电源电压恒定,根据串联电路的电压规律可知,两电阻电压变化量一定相等;故B正确;
C.若油箱没有油时,滑动变阻器接入电路的电阻最大,电路中的电流最小,但不为零,故C错误;
D.若电流表读数增大,由可知,电路中的总电阻变小,由串联电路中总电阻等于各分电阻之和可知,R接入电路的电阻减小。故D正确。
故选ABD。
考点五 极值、范围类动态电路计算
28.(23-24九年级上·重庆长寿·期中)如图所示,电源电压为6V且保持不变,电压表的量程为0~3V,电压表的量程为0~5V,电流表的量程为0~0.6A,小灯泡L标有“4V 10Ω”的字样(不考虑温度对灯丝电阻的影响),滑动变阻器标有“30Ω 1A”的字样,闭合开关S,移动滑片P,在保证电路中各元件都不损坏的情况下,下列说法中错误的是( )
A.电流表A示数的变化范围是0.15A~0.3A
B.电压表示数的变化范围是1.5V~3V
C.滑动变阻器接入电路的阻值变化范围是10Ω~30Ω
D.电压表示数的变化范围是3V~5V
【答案】D
【解析】分析电路可知,灯泡L和变阻器串联,电压表测灯泡电压,电压表测变阻器电压,电流表测电路电流。电压表量程为0~3V,则电压表示数最大为3V,此时电路中电流最大为
则此时电压表示数最小为
此时变阻器阻值最小为
滑动变阻器标有“30Ω 1A”的字样,则变阻器阻值最大为30Ω,此时电路中电流最小为
此时电压表示数最小为
此时电压表示数最大为
所以电流表A示数的变化范围是0.15A~0.3A,电压表示数的变化范围是1.5V~3V,滑动变阻器接入电路的阻值变化范围是10Ω~30Ω,电压表示数的变化范围是3V~4.5V,故ABC正确,不符合题意,D错误,符合题意。
故选D。
29.(23-24九年级上·重庆·期中)如图所示电路中,灯泡L的额定电流为0.25A(超过此电流灯泡极易烧坏),其电流与电压关系如图2所示,滑动变阻器R的规格为“,1A”,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V。闭合开关S,调节R,当电压表的示数为1.5V时,L恰好正常发光。下列说法正确的是( )
A.灯泡正常工作时电阻为
B.电压表的调节范围为1.5-3V
C.电源电压为6V
D.滑动变阻器的调节范围是
【答案】B
【解析】A.灯泡L的额定电流为0.25A,小灯泡的额定电压为2.5V,灯泡正常工作时电阻为
故A错误;
B.当电压表的示数为1.5V时,L恰好正常发光,此时电路中的电流最大,滑动变阻器阻值最小,电压表的示数最小,最小电压为1.5V,根据电压表的量程可知,当滑动变阻器两端的最大电压为3V,故B正确;
C.当电压表的示数为1.5V时,L恰好正常发光,此时电源电压为
故C错误;
D.L恰好正常发光,滑动变阻器接入的阻值为
当滑动变阻器两端的电压为3V时,小灯泡两端的电压为1V,则此时的电流为0.15A,此时滑动变阻器的阻值为
滑动变阻器的调节范围是6Ω~20Ω,故D错误。
故选B。
30.(23-24九年级上·河南郑州·期中)标有“5Ω 0.8A”的定值电阻和标有“20Ω 0.5A”的滑动变阻器连接在如图所示的电路中,其中电源电压为4.5V,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V。闭合开关,在保证电路安全的情况下,下列说法正确的是( )
A.电路中允许通过的最大电流为0.8AB.电流表的示数变化范围是
C.电压表的示数变化范围是 D.滑动变阻器的阻值调节范围是
【答案】C
【解析】AB.电路为串联电路,由题中信息可知,电路中最大电流为0.5A,否则电流过大,会导致滑动变阻器损坏,故AB错误;
C.电压表的量程是3V,所以电压表示数最大值为3V。电路中最大电流为0.5A,当电流达到最大值时,滑动变阻器连入电路的阻值最小,分压最小。此时定值电阻两端的电压为
滑动变阻器两端的电压
所以电压表示数的范围为,故C正确;
D.滑动变阻器连入电路的最小阻值
滑动变阻器连入电路的阻值最大时,两端的电压为3V,则定值电阻两端的电压
此时电路中的电流
滑动变阻器连入电路的最大阻值
所以滑动变阻器连入电路的阻值范围为,故D错误。
故选C。
31.(多选)(23-24九年级上·辽宁营口·期中)小强同学按如图所示电路连接电学器材进行电学实验。已知电源两端电压为6V且保持不变,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V,电阻R1的阻值为10Ω,滑动变阻器R2的规格为“20Ω,0.5A”。将开关闭合后,为保证电路中各元件正常工作,则以下说法中正确的是( )
A.滑动变阻器R2接入电路的最小阻值为5Ω
B.电压表示数变化范围为2V~3V
C.通过电阻R1的电流最大值为0.5A
D.滑动变阻器R2调节范围为10Ω~20Ω
【答案】BD
【解析】C.由于电流表的量程为0~0.6A,滑动变阻器R2允许通过的最大电流为0.5A,所以,电路中允许达到的最大电流不能超过0.5A,电源电压为6V,又因为电压表的量程为0~3V,P不能滑到左端(连入电阻不能为0),当电压表示数最大时,即URm=3V时
故C错误;
AD.由串联电路电压的规律,当定值电阻R1的电压为3V时,滑动变阻器两端的电压为
由欧姆定律,滑动变阻器接入电路的最小电阻为
由于滑动变阻器的最大阻值为,故滑动变阻器R2调节范围为10Ω~20Ω,故A错误,D正确;
B.当滑片P在右端(电阻全部连入为),此时电路中的电阻最大,电流最小,由电阻的串联和欧姆定律,则
由欧姆定律得电压表的最小示数为
故电压表示数变化范围为2V~3V,故B正确。
故选BD。
32.(多选)(23-24九年级上·河北石家庄·期中)如图所示电路,电源两端电压为U=4.5V且保持不变,电阻R1=10Ω,滑动变阻器R2上标有“20Ω 1A”的字样,电流表的量程为0~0.6A.两个电压表的量程均为0~3V,在保证电路安全的条件下( )
A.电流表A的示数范围为0.15~0.3A
B.电压表V1示数范围为0~3V
C.电压表V2示数范围为1.5~3V
D.滑动变阻器R2的阻值取值范围为5~20Ω
【答案】ACD
【解析】由电路图可知,R1与R2串联,电压表V1测R1两端的电压,电压表V2测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。当电压表V1的示数U1max=3V时,电路中的电流最大,则
因串联电路中各处的电流相等,没有超过电流表的量程,电路中的最大电流Imax=0.3A;根据串联电路中总电压等于各分电压之和可知,R2两端的最小电压
U2min=U-U1max=4.5V-3V=1.5V
变阻器接入电路中的最小阻值
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,即
此时电压表V2的示数
U2=IminR2=0.15A×20Ω=3V
不超过电压表所选量程;所以,电流表A的示数范围为0.15A~0.3A;此时,电阻R1两端的最小电压
U1min=U-U2=4.5V﹣3V=1.5V
所以,电压表V1示数范围为1.5V~3V;电压表V2示数范围为1.5V~3V;滑动变阻器R2的阻值取值范围为5Ω~20Ω。
故选ACD。
33.(多选)(23-24九年级上·辽宁营口·期中)如图所示,电源电压6V保持不变,定值电阻R1标有“10Ω 0.5A”字样,滑动变阻器R2标有“20Ω 1A”字样,电流表和电压表选择的量程分别为0~0.6A和0~3V。闭合开关S,在保证电路安全的情况下,下列说法中正确的是( )
A.电路中的最大电流为0.6AB.R2两端的最大电压为4V
C.R1两端的最小电压为3VD.滑动变阻器阻值的取值范围为2Ω~10Ω
【答案】CD
【解析】由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流;
A.因串联电路中各处的电流相等,且R1允许通过的最大电流为0.5A,电流表的量程为0~0.6A,滑动变阻器允许通过的最大电流为1A,故在保证电路安全的情况下,电路中允许通过的最大电流为0.5A,故A错误;
BC.当滑动变阻器的阻值全部接入电路时,由于串联电路中电路总电阻等于各部分电阻之后,由可得,电路中的电流为
此时滑动变阻器两端的电压为
由于电压表选择的量程0~3V,所以,滑动变阻器两端的最大电压为3V,根据串联电路电压规律可知,R1两端的最小电压为
故B错误,C正确;
D.当滑动变阻器两端的电压最大时电路中的电流最小为
此时滑动变阻器接入电路的阻值最大为
由题意知,R1两端电压最大为
因为串联电路两端电压等于各部分电压之和,所以滑动变阻器两端的最小电压为
此时滑动变阻器接入电路的最小阻值为
因此滑动变阻器连入电路的阻值范围为2Ω~10Ω,故D正确。
故选CD。
34.(23-24九年级上·黑龙江哈尔滨·期中)如图,电源电压7.5V不变,滑动变阻器标有“40Ω;2A”。当R=5Ω时,使电压表示数为2.5V;断开开关,将R更换为10Ω电阻后闭合开关,R两端电压变为 V;若更换为10Ω电阻后,电压表量程接为“0~3V”,滑动变阻器的阻值变化范围是 。
【答案】3.75 0~15Ω
【解析】[1]由图可知,开关S闭合,变阻器R′与定值电阻R串联,电流表测量电路中的电流。当R=5Ω时,电压表的示数为UR=2.5V,根据欧姆定律计算电路中的电流
由串联电路特点可得,变阻器两端的电压
U′=U﹣UR=7.5V﹣2.5V=5V
由欧姆定律可得,变阻器接入电路的电阻
将R更换为10Ω电阻后,变阻器接入电路的电阻值不变:R′=10Ω,根据串联电路规律可得,电路的总电阻
R总=R2+R′=10Ω+10Ω=20Ω
欧姆定律可得,电路中的电流
R两端的电压
U2=I总R2=0.375A×10Ω=3.75V
[2]电压表的量程接为“0~3V”,为保证电路安全UR2=3V,由串联电路特点可得,变阻器两端的电压
U′2=U﹣UR2=7.5V﹣3V=4.5V
根据欧姆定律可得,电路中的电流
则变阻器的最大电阻
根据变阻器允许通过的最大电流为I大=2A,由欧姆定律可得,电路中的最小电阻
由串联电路的特点可知变阻器的最小接入电阻可以为0,所以变阻器的阻值变化范围是:0~15Ω。
35.(23-24九年级上·山东济宁·期中)如图所示的电路中,电源电压为18V不变,滑动变阻器R2上标“20Ω 2A”的字样,闭合开关S后,电流表的示数为1A,电压表的示数是4V,求:
(1)电阻R1的阻值。
(2)电路中的最小电流。
(3)在电压表和电流表不改变量程的情况下,为使电路正常工作,滑动变阻器R2连入电路的阻值范围。
【答案】(1)4Ω;(2)0.75A;(3)5Ω~20Ω
【解析】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。
(1)电阻R1的阻值
(2)当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,电路中的最小电流
(3)由题意可知,电流表量程为0~ 3A,而滑动变阻器允许通过的最大电流为2A,所以,为了保证电路的安全,电路中的最大电流
此时变阻器接入电路中的电阻最小,此时电路中的总电阻
则滑动变阻器接入电路中的最小阻值
当变阻器接入电路中的电阻最大为 20Ω时,电路中电流最小,电压表示数最小,各电路元件是安全的,所以变阻器R2的阻值范围为5Ω~20Ω。
答:(1)电阻R1的阻值为4Ω;
(2)电路中的最小电流为0.75A;
(3)滑动变阻器R2连入电路的阻值范围为5Ω~20Ω。
36.(23-24九年级上·辽宁沈阳·期中)如图所示电路,电源电压保持不变,则下列说法正确的是( )
A.若只闭合开关,将滑动变阻器的滑片由中点向右移动,电流表与电流表的示数相等
B.若只闭合开关,将滑动变阻器的滑片由中点向右移动,电压表与电压表的示数之和变大
C.若三个开关都闭合,将滑动变阻器的滑片由中点向右移动,电流表减小的示数大于电流表减小的示数
D.若三个开关都闭合,将滑动变阻器的滑片由中点向右移动,电压表的示数保持不变,电流表的示数变小
【答案】D
【解析】AB.分析电路可知,若只闭合开关,、滑动变阻器以及串联,电流表测电路电流,电压表测电压,电压表测滑动变阻器和的总电压,根据串联电路电压规律,电压表与电压表的示数之和即为电源电压,电源电压保持不变,所以电压表与电压表的示数之和不变;此时电流表没有连入电路,示数为0,所以电流表与电流表的示数不等。故AB错误;
CD.若三个开关都闭合,、滑动变阻器以及并联,电流表测三条支路的总电流,电流表测和滑动变阻器的总电流,电压表测电源电压。所以将滑动变阻器的滑片由中点向右移动,滑动变阻器的阻值变大,由,则滑动变阻器支路的电流变小,根据并联电路的电流规律可知电流表、示数均变小,且电流表减小的示数等于电流表减小的示数;电源电压保持不变,所以电压表的示数保持不变。故C错误,D正确。
故选D。
37.(23-24九年级上·广东·期中)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。
38.(23-24九年级上·重庆·期中)如图甲所示,电源电压恒为18V,灯泡L上标有“10V,0.5A”字样,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~15V,滑动变阻器R的最大阻值为140Ω,当只闭合S和S1,移动滑动变阻器的滑片P时,滑动变阻器两端的电压与其接入电路的电阻关系如图乙所示。当滑动变阻器接入电路的阻值由R1增大到4R1时,电流表示数变化了0.15A,(忽略灯泡电阻随温度的变化),则下列说法中正确的的是( )
A.灯泡L的电阻为40Ω
B.定值电阻R0的阻值为20Ω
C.只闭合S和S1,在保证电路安全的情况下,调节滑动变阻器的滑片P,电流表的示数变化范围为0.1A~0.45A
D.只闭合S和S2,在保证电路安全的情况下,调节滑动变阻器的滑片P,电压表的示数变化范围为6V~15V
【答案】C
【解析】A.由可知,灯泡的电阻为
故A错误;
B.当只闭合S和S1,滑动变阻器与R0串联。电压表测滑动变阻器两端电压,电流表测电路中电流。当滑动变阻器的阻值为4R1时,其两端电压为U1,电路中电流为,电源电压
①
当滑动变阻器接入电路的电阻为4R1时,其两端电压为2U1,电路中电流为
则。电源电压
②
由①②可得,。当滑动变阻器接入电路的阻值由R1增大到4R1时,电流表示数变化了0.15A,则
即
解得R1=20Ω,因此
故B错误;
C.只闭合S和S1,滑动变阻器与R0串联。电压表测滑动变阻器两端电压,电流表测电路中电流。当滑动变阻器的滑片移动到最右端时,它接入电路的最大阻值为140Ω,此时由欧姆定律可知
当滑片移动到最左端时,它接入电路中的电阻为0,则此时由欧姆定律可得此时的最大电流为
故C正确;
D.只闭合S和S2,滑动变阻器与灯泡串联,电压表测滑动变阻器两端电压,电流表测电路中电流。当滑动变阻器的滑片移动到最右端时,它接入电路的最大阻值为140Ω,此时由欧姆定律可知
则此时电压表的示数为
由于电压表量程为0~15V,故电压表最大为15V,当滑片向左移动时,接入电路的电阻变小,由欧姆定律可知电路中的电流增大,因此灯泡两端的电压也增大。由于灯泡的额定电压为10V,因此当灯泡电压达到10V后,若滑动变阻器滑片继续移动,则小灯泡可能会因电流过大而烧毁。因此电压表的最小示数为
因此电压表的示数变化范围为8V~15V。故D错误。
故选C。
39.(23-24九年级上·广东佛山·期中)如图甲所示是一种自动测定油箱内油量的装置,R是滑动变阻器的电阻片,油量表由电流表改装而来。
(1)R0在电路中的作用 ;
(2)油箱中的油量减少时,油面下降,这时浮子的下降会带动滑动变阻器的滑片向 移动,从而滑动变阻器连入电路的电阻变 ,从而使电流表的示数变 ;
(3)若将电流表换为电压表,用电压表的指针指示的刻度显示油箱内油面的高度,要求油面升高时电压表的读数变大,请将电压表的电学符号画在图乙中。
【答案】(1)保护电路 (2) 上 大 小 (3)见解析
【解析】(1)R0在电路中可以分压,防止因滑动变阻器滑片滑到阻值最小端时,电路电流最大,而损坏电路,起到保护电路的作用。
(2)[1][2][3]滑杆可以绕O点转动,当油箱中的油量减少时,油面下降,此时浮子下降,带动滑杆绕O点转动,从而带动滑动变阻器的滑片向上移动,此时滑动变阻器接入阻值变大,电路总电阻变大,根据欧姆定律可知电路电流变小,即电流表示数变小。
(3)油面升高时,此时浮子上升,带动滑杆绕O点转动,从而带动滑动变阻器的滑片向下移动,此时滑动变阻器接入阻值变小,电路总电阻变小,据欧姆定律可知电路电流变大。根据U=IR可知,R0两端电压变大。所以电压表应该并联在R0两端。如图所示
40.(22-23九年级上·陕西西安·期中)如图所示的电路中,电源电压恒定,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,闭合开关S后,滑动变阻器滑片P从一端向另一端滑动过程中,以下说法正确的是( )
A.若滑动变阻器滑片P自a向b移动,电流表A的示数变小,电压表V2的示数与电流表A的示数之比变小
B.若滑动变阻器滑片P自b向a移动,电压表V1的示数与电压表V2的示数比值变小
C.若滑动变阻器滑片P自b向a移动,电压V2的示数变化量与电流表A的示数变化量的比值变大
D.不管滑片P怎么移动,电压V1的示数变化量U1与电流表A的示数变化量的比值都不变
【答案】D
【解析】由题图可知,电路为串联电路,电流表测电路中的电流,电压表V1测定值电阻两端的电压,电压表V2测滑动变阻器连入电路中电阻两端的电压;
A.滑动变阻器滑片P自a向b移动,滑动变阻器连入电路中的电阻增大,由欧姆定律得电路中的电流变小,即电流表A的示数变小,电压表V2的示数与电流表A的示数之比,即为滑动变阻器连入电路中的电阻,因此比值变大,故A错误;
B.滑动变阻器滑片P自b向a移动,滑动变阻器连入电路中的电阻减小,由串联分压规律可知,电压表V1的示数变大,电压表V2的示数变小,则V1与V2的示数比值变大,故B错误;
CD.滑动变阻器滑片P自b向a移动,设定值电阻两端的电压为U1,滑动变阻器连入电路电阻两端的电压为U2,则U1与U2的和为电源的电压,即
又串联电路电流变化量相同,即
则
电压V2的示数变化量与电流表A的示数变化量的比值不变,所以无论滑片P怎么移动,电压V1的示数变化量U1与电流表A的示数变化量的比值均不变,故C错误,D正确。
故选D。
41.(22-23九年级上·黑龙江哈尔滨·期中)如图所示,滑动变阻器最大阻值,,电源电压是6V且保持不变。当变阻器的滑片P由a端滑到b端,电流表和电压表示数变化范围分别是( )
A.0.3A~0.12A;6V~0V
B.保持0.12A不变;3.6V~0V
C.0.3A~0.12A;2.4V~0V
D.保持0.12A不变;3.6V~2.4V
【答案】B
【解析】由电路图可知,滑动变阻器与定值电阻串联,电流表测电路中的电流,电压表测滑片P与b端的电压;因为移动滑动变阻器的滑片P时不能改变接入电路中的电阻,所以电流表的示数不变;因为串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以根据欧姆定律可得,电流表的示数为
当滑片位于a端时,电压表的示数最大,最大为
当滑片位于b端时,电压表的示数为0;故变阻器的滑片P由a端滑到b端时,电压表示数变化范围为3.6V~0V。故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
42.(23-24九年级上·山东泰安·期中)如图所示,保持电源电压不变,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P从中点向左移动,下列说法正确的是( )
①在甲图中,电压表V示数不变,电流表、示数均变大
②在甲图中,电流表、示数均变小,电压表V示数不变
③在乙图中,电压表示数变大,电流表A示数变小,电压表示数不变
④在乙图中,电压表示数不变,电流表A、电压表示数均变小
A.只有①③正确B.只有②③正确C.只有①④正确D.只有②④正确
【答案】B
【解析】①②分析图甲电路可知,电路为并联电路,电压表测量电源电压,电流表A1测量R1的电流,电流表A2测量干路电流;因电源电压不变,因此移动滑片P时,电压表保持不变;将滑动变阻器的滑片P从中点向左移动时,R1电阻增大,由可知,R1的电流变小,即电流表A1示数变小;因并联电路支路之间互不影响,故R2的电流不变,根据并联电路电流的规律可知总电流变小,即A2示数变小,故①错误,②正确;
③④分析图乙电路可知,电路为串联电路,电流表测量电路中的电流,电压表V1测量电源电压,电压表V2测量R1两端的电压;因电源电压不变,因此移动滑片P时,电压表V1保持不变;将滑动变阻器的滑片P从中点向左移动时,R1电阻变大,根据串联分压的原理可知,R1两端的电压变大,即电压表V2示数变大;因R2电阻不变,则电路中的总电阻变大,由可知,电路的总电流变小,即电流表示数变小,故③正确,④错误。
故ACD错误,B正确。
故选B。
43.(23-24九年级上·四川·期中)如图所示,电源电压不变,R为滑动变阻器,R0为定值电阻;忽略温度对灯丝电阻的影响。闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P向左滑动时,下列说法正确的是( )
A.小灯泡的亮度变暗,电压表V1示数变小
B.电压表V2示数和电压表V1示数之差变小
C.电阻R0两端电压变化量等于滑动变阻器两端电压变化量
D.电压表V2变化量和电流表A变化量之比增大
【答案】B
【解析】分析电路可知,灯泡、滑动变阻器、定值电阻串联,电流表测电路电流,电压表测灯泡电压,电压表测灯泡、滑动变阻器的总电压。
AB.闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P向左滑动时,滑动变阻器阻值变小,根据可知电流变大,小灯泡变亮,根据可知,灯泡电压变大,即电压表示数变大;电压表V2示数和电压表V1示数之差即为变阻器电压,滑动变阻器阻值变小,根据串联分压原理可知滑动变阻器电压变小,即电压表V2示数和电压表V1示数之差变小;故A错误,B正确;
C.根据串联分压原理可知,电阻R0两端电压变化量等于滑动变阻器和灯泡的总电压的变化量,故C错误;
D.根据串联分压原理可知,电压表V2变化量等于定值电阻电压变化量,对于定值电阻R0,设某时刻下电压为,电流为,根据欧姆定律则有
①
设另一时刻下电压为,电流为,根据欧姆定律则有
②
②-①则有
则有
因为是定值电阻,所以电压表V2变化量和电流表A变化量之比不变,故D错误。
故选B。
44.(23-24九年级上·福建泉州·期中)如图甲是某兴趣小组设计的身高、体重测量仪的工作电路图。电源U1为6V恒压电源,电流表A1的量程为0~0.6A,R1为踏板下方的压敏电阻,其阻值R1随压力F的变化规律如图乙所示;电源U2电压大小未知,电压表量程为0~15V,电流表A2量程为0~0.6A,滑动变阻器R2为竖直固定放置的变阻器,其滑片P可竖直上下移动,接入电路的阻值与接入电路的长度成正比,R3为20Ω定值电阻。闭合开关S1、S2,身高140cm的小侨站上踏板时,电流表A1示数为0.2A,电流表A2示数为0.45A,此时滑片刚好在距R2下端五分之二位置;身高180cm的小江站上踏板时,电流表A2示数为0.3A,滑片刚好在距R2下端五分之四位置。求:
(1)小侨的重力;
(2)电源U2的电压;
(3)保证电路安全的前提下,该身高测量仪的身高测量范围。
【答案】(1)500N;(2)18V;(3)120~200cm
【解析】解:(1)由图甲可知,体重测量电路为压敏电阻R1的简单电路,电流表A1测该电路中的电流,身高140cm的小侨站上踏板时,电流表A1示数为0.2A,则体重测量电路中的电阻R1的阻值为
由乙图可知,R1电阻为30Ω时,对应的压力为500N,小侨对电阻R1的压力等于重力,因此小侨的重力为500N。
(2)由图甲可知,左侧电路(身高测量电路)中R2、R3串联,电压表测R2两端的电压,电流表A2测该电路中的电流,身高140cm的小侨站上踏板时,电流表A2示数为0.45A,变阻器接入电路的电阻为,则由串联电路的特点和欧姆定律可得电源电压
……①
身高180cm的小江站上踏板时,电流表A2示数为0.3A,变阻器接入电路的电阻为,同理可得该电路的电源电压
……②
由①②解得U2=18V;R2=50Ω。
(3)由已知条件(两次测量的结果)可知身高增加40cm,变阻器接入电路的阻值增大,则身高每增加20cm,变阻器接入电路的阻值增大,保证电路安全的前提下,当滑动变阻器滑到顶端时,该身高测量仪测量的是最高身高,此时对应的R2的电阻为50Ω,根据接入电路的阻值与接入电路的长度成正比可知,滑片在最顶端时对应的最高身高为
Hmax=180cm+20cm=200cm
当滑片在最顶端时对应的最高身高为200cm,此时电压表两端的电压
12.9V不超过电压表的最大量程,因此电路安全;根据电流表A2的量程为0~0.6A可知,左侧电路中最大电流为0.6A,此时对应的R2的电阻为
因
且所测身高为140cm时,变阻器接入电路的阻值为,则能测量的最小身高为
Hmin=140cm-20cm=120cm
所以,在保证电路安全的前提下,该身高测量仪的身高测量范围为120~200cm。
答:(1)小侨的重力为500N;
(2)电源U2的电压为18V;
(3)保证电路安全的前提下,该身高测量仪的身高测量范围为120~200cm。
45.(23-24九年级上·湖南永州·期中)随着我国经济的发展,人民生活水平日益提高,我国出现了越来越多的潜水爱好者。为了保障安全,潜水员潜水时会佩戴图甲所示的水压表和深度表。图乙是某深度表的工作原理简化电路图,电源电压U=6V且恒定不变,定值电阻R0=10Ω电压表量程为0~3V,RP是阻值随水深度变化的电阻,其变化关系图象如图丙所示,RP允许通过的最大电流为0.34A。求:
(1)深度表在水面上时,求电路中的电流;
(2)电压表示数为2.4V时,潜水员下潜的深度;
(3)在保证电路安全的情况下,该深度表能浸入水中的最大深度。
【答案】(1)0.12A;(2)40m;(3)60m
【解析】解:(1)由图乙可知,该电路为和的串联电路,电压表测两端的电压;深度表在水面上时,即时,由图丙可知,此时,由串联电路的电阻特点和欧姆定律可知电路中的电流为
(2)电压表示数为2.4V时,即两端的电压为U0=2.4V,电路中的电流为
由串联电路的电压特点可知两端的电压为
则此时的阻值为
由图丙可知,此时潜水员下潜的深度为40m。
(3)由电压表量程可知两端的电压最大为3V,此时电路中电流为
所以为保护电路,电路中允许通过的最大电流为0.3A,此时电路总电阻为
由串联电路的电阻特点可知电阻的阻值为:
由图丙可知,此时下潜的深度为60m,即该深度表能浸入水中的最大深度为60m。
答:(1)深度表在水面上时,电路中的电流为0.12A;
(2)电压表示数为2.4V时,潜水员下潜的深度40m;
(3)在保证电路安全的情况下,该深度表能浸入水中的最大深度60m。
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