
知識(shí)點(diǎn)1:電流與電壓和電阻的關(guān)系
【典例探究】何菊同學(xué)找來一些相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)器材:電源、開關(guān)、滑動(dòng)變阻器(20Ω)、電壓表、電流表、定值電阻R和足夠的導(dǎo)線探究“通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端電壓的關(guān)系”:
(1)連接電路過程中有一處錯(cuò)誤,如圖甲,請(qǐng)只改動(dòng)一根導(dǎo)線,使電路連接正確(在應(yīng)改動(dòng)的導(dǎo)線上打“×”,用筆畫線代替導(dǎo)線畫出正確的接法)。
(2)改正錯(cuò)誤后,閉合開關(guān)前,應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片移至最 右 (選填“左”或“右“)端。
(3)閉合開關(guān)發(fā)現(xiàn)電壓表無示數(shù),電流表有示數(shù),其原因可能是定值電阻R 短路 。
(4)排除故障后再次閉合開關(guān),移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片,記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示。其中序號(hào)3的①電流表表盤示數(shù)如圖乙所示,將電流表示數(shù)填入表格中:
②忽略誤差影響,分析表格數(shù)據(jù)可得實(shí)驗(yàn)結(jié)論: 電阻一定時(shí),通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩的電壓成正比 。
③實(shí)驗(yàn)序號(hào)1的定值電阻阻值為 10 Ω。
(5)不能把定值電阻換成小燈泡來完成本實(shí)驗(yàn),這是因?yàn)? 燈的電阻隨溫度的變化而變化,不是一個(gè)定值 。
(6)何菊同學(xué)還想“探究電流與電阻的關(guān)系”發(fā)現(xiàn)電源突然出現(xiàn)故障,電壓只能調(diào)為7.5V,她控制定值電阻兩端的電壓為3V不變,分別將5Ω、10Ω、15Ω三個(gè)定值電阻接入電路,為了能完成實(shí)驗(yàn),應(yīng)在電路中再串聯(lián)一個(gè)阻值范圍為 2.5~7.5 Ω之間的電阻R2。
【解題思路】(1)圖甲中,兩電表串聯(lián)后再與定值電阻并聯(lián)是錯(cuò)誤的,電流表應(yīng)與電阻串聯(lián),電壓表與電阻并聯(lián);
(2)閉合開關(guān)前,為保護(hù)電路,應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片移至阻值最大處;
(3)閉合開關(guān)發(fā)現(xiàn)電流表有示數(shù),電路為通路,根據(jù)電壓表無示數(shù)分析;
(4)①根據(jù)電流表選用小量程確定分度值讀數(shù);
②忽略誤差影響,分析表中數(shù)據(jù)得出結(jié)論;
③根據(jù)歐姆定律得出實(shí)驗(yàn)序號(hào)1的定值電阻阻值;
(5)探究通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端電壓的關(guān)系,要控制電阻大小不變;
(6)根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律得出變阻器分得的電壓,根據(jù)分壓原理得出當(dāng)接入15Ω電阻時(shí),變阻器連入電路中的電阻大小,而變阻器的最大電阻為20Ω;將變阻器與R2視為一個(gè)整體可知R2的最小電阻;同理接入5Ω電阻時(shí)可得出變阻器的最小電阻;將變阻器與R2視為一個(gè)整體,當(dāng)變阻器接入電路的電阻為0時(shí),R2大=7.5Ω即可滿足要求,據(jù)此回答。
知識(shí)點(diǎn)2:歐姆定律
【典例探究】11月6日江西南昌瑪莎拉蒂女司機(jī)醉駕被查,她多次提及“叫yuwei來”而被全網(wǎng)關(guān)注,如圖甲是呼氣式酒精測試儀的電路原理圖,R1為氣敏電阻,它的阻值隨酒精氣體濃度的變化曲線如圖乙,R2為定值電阻,電源電壓為9V且保持不變,當(dāng)酒精氣體的濃度為0時(shí),電壓表的示數(shù)為3V,下列說法正確的是( )
A.氣敏電阻的阻值隨酒精氣體的濃度增大而增大
B.R2 的阻值是20Ω
C.此時(shí)電路中的電流是0.2A
D.某駕駛員對(duì)著測試儀吹氣,若電壓表示數(shù)達(dá)到4.5V,此時(shí)酒精氣體的濃度為 0.2mg/m3
【解題思路】由電路圖可知,R1與R2串聯(lián),電壓表測R2兩端的電壓,電流表測電路中的電流。
A、根據(jù)圖像即可判斷阻值隨酒精氣體的濃度變化特點(diǎn);
BC、當(dāng)酒精氣體的濃度為0時(shí),電壓表的示數(shù)為3V,根據(jù)圖像讀出此時(shí)R1的阻值,根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出R1兩端的電壓,根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)和歐姆定律求出電路中的電流;根據(jù)歐姆定律求出R2的阻值;
D、電壓表示數(shù)達(dá)到4.5V時(shí),根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出R1兩端的電壓,根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)和歐姆定律得出等式求出R1的阻值,然后由圖像得出此時(shí)酒精氣體的濃度。
【答案】D
【解析】A.根據(jù)圖像可知:氣敏電阻的阻值隨酒精氣體的濃度增大而減小,故A錯(cuò)誤;
BC.由電路圖可知,R1與R2串聯(lián),電壓表測R2兩端的電壓,電流表測電路中的電流。當(dāng)酒精氣體的濃度為0時(shí),電壓表的示數(shù)為3V,由圖像可知,此時(shí)R1=60Ω,因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和,所以,R1兩端的電壓為
U1=U-U2=9V-3V=6V
因串聯(lián)電路中各處的電流相等,所以,電路中的電流為
故C錯(cuò)誤;由歐姆定律可得R2的阻值為
故B錯(cuò)誤;
D.電壓表示數(shù)達(dá)到4.5V時(shí),此時(shí)R1兩端的電壓為
U1′=U﹣U2′=9V﹣4.5V=4.5V
此時(shí)電路中的電流為
即
解得:R1′=30Ω,由圖像可知,此時(shí)酒精氣體的濃度為0.2mg/m3,故D正確。
故選D。
【規(guī)律總結(jié)】歐姆定律的應(yīng)用:
(1)同一個(gè)電阻,阻值不變,與電流和電壓無關(guān) ,但加在這個(gè)電阻兩端的電壓增大時(shí),通過的電流也增大。()
(2)當(dāng)電壓不變時(shí),電阻越大,則通過的電流就越小。()
(3)當(dāng)電流一定時(shí),電阻越大,則電阻兩端的電壓就越大。(U=IR)
知識(shí)點(diǎn)3:電阻的測量
【典例探究】在“測量小燈泡電阻”的實(shí)驗(yàn)中,小亮設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路,電源電壓恒為3V,小燈泡的額定電壓為2.5V。
(1)請(qǐng)你用筆畫線代替導(dǎo)線將圖甲所示的電路連接完整。(要求:滑動(dòng)變阻器滑片向左移動(dòng)時(shí)小燈泡變亮,且導(dǎo)線不交叉)
(2)連接好電路后,閉合開關(guān),小亮移動(dòng)滑片,發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮,電壓表無示數(shù),電流表有示數(shù),則故障原因可能是 小燈泡短路 (選填“小燈泡短路”或“小燈泡斷路”)。
(3)排除故障后,移動(dòng)滑片到某一位置,電壓表的示數(shù)如圖乙所示,是 1.8 V,要測量小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流,應(yīng)將圖甲中滑動(dòng)變阻器的滑片向 左 (選填“左”或“右”)移動(dòng)。
(4)小亮根據(jù)測得的數(shù)據(jù)繪制了小燈泡的I﹣U圖像如圖丙所示,小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻是 5Ω 。
【解題思路】(1)電壓表應(yīng)與燈泡并聯(lián),同時(shí)滑動(dòng)變阻器應(yīng)串聯(lián)入電路中,滑片P向左移動(dòng)時(shí)燈泡變亮,由此確定其接線情況;
(2)逐一分析可能的故障情況,找出符合題意的答案;
(3)根據(jù)電壓表選用小量程確定分度值讀數(shù);燈在額定電壓下正常發(fā)光,比較電壓表示數(shù)與額定電壓的大小,根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律及分壓原理確滑片移動(dòng)的方向;
(4)根據(jù)繪制的圖丙所示圖像可知燈在額定電壓下的電流,由歐姆定律求出小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻。
【歸納總結(jié)】1.對(duì)比測定值電阻和小燈泡電阻的異同
2.特殊法測電阻
知識(shí)點(diǎn)4:歐姆定律在串、并聯(lián)電路中的應(yīng)用
【典例探究1】一個(gè)阻值為2Ω的電阻與一個(gè)阻值為3Ω的電阻,串聯(lián)后的總電阻和并聯(lián)后總電阻
分別是( )
A.5Ω,2Ω B.5Ω,3Ω C.5Ω,1.2Ω D.5Ω,5Ω
【解題思路】解題口訣技巧“積在和上飛”。
并聯(lián)電阻的計(jì)算方法:兩個(gè)電阻相乘,再除以兩個(gè)電阻相加。
【答案】C
【解題大招】串聯(lián)相加,總電阻是2Ω+3 Ω=5Ω。并聯(lián)先求乘積 2×3=6,再求和2+3=5;根據(jù)大招“雞在河上飛”,可得并聯(lián)后總電阻是Ω=1.2Ω。故答案為C。
【典例探究2】如圖所示電路,當(dāng)開關(guān) S 閉合后,L1,L2 均能發(fā)光電流表、電壓表均有示數(shù)。過一會(huì)兒,兩燈都不發(fā)光。電流表的示數(shù)為零,電壓表的示數(shù)為申源電壓,可能發(fā)生的故障是( )
A..L1燈絲斷了 B.L1短路 C..L2燈絲斷了 D.L2短路
【解題思路】解題口訣技巧“先定性,后定位”。
在串聯(lián)電路中,判斷電路故障時(shí),先確定故障性質(zhì):通過燈泡是否發(fā)光或電流表有無示數(shù)判斷是短路還是斷路,若燈亮、電流表有示數(shù),說明電路不可能斷路,只能是短路;如果電燈都不亮或者電流表沒有示數(shù),說明斷路。然后再根據(jù)其他條件(如電壓表示數(shù)或搭線后的情況)確定故障具體位置。
【答案】C
【解析】兩燈均不發(fā)光、電流表無示數(shù),說明故障為斷路。電壓表示數(shù)為電源電壓,說明電壓表連上了電源,則可能是 L2斷路。故答案為C。
【典例探究3】兩個(gè)定值電阻阻值之比是 1:4,并聯(lián)后接入電路,通過的電流之比是( )
A.4:1 B.3:2 C.1:1 D.2:3
【解題思路】解題口訣技巧“串正并反”。
串聯(lián)電路;在通電時(shí)網(wǎng)根同的情況下
并聯(lián)電路:在通電時(shí)間相同的情況下
【答案】A
【解題大招】根據(jù)串正并反,可得通過兩個(gè)定值電阻的電流之比為 4:1,故答案為A。
【典例探究4】如圖所示的電路中,電源電壓不變,當(dāng)開關(guān)閉合,滑動(dòng)變阻器的滑片向右移動(dòng)時(shí)( )
A.電流表示數(shù)變小,電壓表示數(shù)不變 B.電流表示數(shù)變大,電壓表示數(shù)變大
C.電流表示數(shù)變小,電壓表示數(shù)變小 D.電流表示數(shù)變大,申壓表示數(shù)變小
【解題思路】解題口訣技巧“阻大壓大流變小,U滑U定反著跑”。
當(dāng)遇到一個(gè)定值電阻與一個(gè)變阻器串聯(lián)在電源兩端的經(jīng)典電路的動(dòng)態(tài)分析問題時(shí),可以使用此大招?!白璐髩捍罅髯冃 笔侵冈谝粋€(gè)定值電阻串聯(lián)一個(gè)變阻器的經(jīng)典電路中,變阻器阻值增大,變阻器兩端電壓增大,電路中電流變??;“U 滑U定反著跑”是指變阻器兩端電壓與定值電阻兩端電壓的變化趨勢(shì)相反。
【答案】C
【解題大招】由題意可知滑動(dòng)變阻器 R2與定值電阻 R1串聯(lián),電流表測電路中電流,電壓表測定值電阻兩端電壓,滑動(dòng)變阻器接入到電路中阻值變大,根據(jù)大招“阻大壓大流變小”可知滑動(dòng)變阻器兩端電壓變大,電路中電流變小,故電流表示數(shù)變??;又根據(jù)大招“U滑U定反著跑”滑動(dòng)變阻器兩端電壓與定值電阻兩端電壓變化趨勢(shì)相反滑動(dòng)變阻器兩端電壓變大,則定值電阻兩端電壓變小,故電壓表示數(shù)變小。故答案為C。
知識(shí)點(diǎn)5:串聯(lián)電路故障分析
知識(shí)點(diǎn)6:并聯(lián)電路故障分析
【典例探究1】如圖所示電路中,電源電壓保持不變,閉合開關(guān)S,電路正常工作,過了一會(huì)兒,電壓表示數(shù)變大,電流表示數(shù)變?yōu)榱悖瑒t下列判斷中正確的是( )
A.燈L斷路B.電阻R斷路C.燈L短路D.電阻R短路
【解題思路】由圖可知R與燈泡L串聯(lián),電壓表測量R兩端的電壓;由電路中兩表示數(shù)的變化可知故障的可能性,則由討論可得結(jié)果。
【答案】B
【解析】A.如果燈L發(fā)生了斷路,電流表、電壓表示數(shù)都變?yōu)榱?,故A不正確;
B.如果R出現(xiàn)斷路,電流表示數(shù)變?yōu)榱?,電壓表測量電源電壓,有示數(shù),示數(shù)變大,故B正確;
C.如果燈L發(fā)生了短路,電流表示數(shù)變大,同時(shí)電壓表相當(dāng)于測量電源電壓,故示數(shù)也變大,故C不正確;
D.如果R出現(xiàn)短路,電壓表示數(shù)為0,電流表有示數(shù),示數(shù)變大,故D不正確。
故選B。
【典例探究2】如圖所示,電源電壓不變,閉合開關(guān)S,燈L1和L2均發(fā)光,過了一段時(shí)間,突然三個(gè)電表中一個(gè)示數(shù)變大,一個(gè)示數(shù)變小,另一個(gè)示數(shù)不變。若電路中的故障只有一處,且只發(fā)生在燈L1或L2上,請(qǐng)你判斷故障剛發(fā)生后,燈可能的發(fā)光情況是( )
A.燈L1、L2都發(fā)光
B.燈L1、L2都不發(fā)光
C.燈L2仍然發(fā)光,燈L1不發(fā)光
D.燈L1仍然發(fā)光,燈L2不發(fā)光
【解題思路】閉合開關(guān),兩燈泡串聯(lián)接入電路,電流表測通過電路的電流,電壓表V1測燈泡L2兩端的電壓,電壓表V2測電源電壓,若兩燈都發(fā)光,電路正常,電流表和電壓表示數(shù)不變;
若其中一燈發(fā)光,另一燈不發(fā)光,根據(jù)串聯(lián)電路特點(diǎn)可知不發(fā)光的燈泡短路,其兩端的電壓為0,電源電壓不變,根據(jù)串聯(lián)電路電阻規(guī)律結(jié)合歐姆定律可知通過電路的電流變大;
若兩燈都不發(fā)光,則電路斷路,電源電壓不變,沒有電流通過電路。
【答案】D
【解析】閉合開關(guān),兩燈泡串聯(lián)接入電路,電流表測通過電路的電流,電壓表V1測燈泡L2兩端的電壓,電壓表V2測電源電壓,
A.燈L1、L2都發(fā)光,電路正常,電流表和電壓表示數(shù)不變,故A不符合題意;
B.燈L1、L2都不發(fā)光,電路斷路,電流表示數(shù)為0,電壓表V2示數(shù)不變,若燈L1斷路,電壓表V1示數(shù)為0,若燈L2斷路,電壓表V1示數(shù)變大,故故障不一定使得兩個(gè)燈都不發(fā)光,故B不符合題意;
C.燈L2仍然發(fā)光,燈L1不發(fā)光,則燈L1短路,電壓表V1示數(shù)變大,電壓表V2示數(shù)不變,根據(jù)串聯(lián)電路電阻特點(diǎn)結(jié)合歐姆定律可知通過電路的電流變大,則電流表示數(shù)變大,故C不符合題意;
D.燈L1仍然發(fā)光,燈L2不發(fā)光,則燈L2短路,電壓表V1示數(shù)變小,電壓表V2示數(shù)不變,根據(jù)串聯(lián)電路電阻特點(diǎn)結(jié)合歐姆定律可知通過電路的電流變大,則電流表示數(shù)變大,故D符合題意。
故選D。
【典例探究3】如圖所示,當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí),L1、L2都正常發(fā)光,電流表都有示數(shù);突然一盞燈熄滅了,此時(shí)兩個(gè)電流表的示數(shù)都變小,則可能出現(xiàn)的電路故障是( )
A.燈L1短路B.燈L2短路C.燈L1斷路D.燈L2斷路
【解題思路】根據(jù)題目中“一段時(shí)間后,其中一盞燈突然熄滅,此時(shí)二個(gè)電流表的讀數(shù)均變小”,對(duì)各個(gè)選項(xiàng)逐個(gè)分析即可判斷。
【答案】C
【解析】由圖可知,燈L1、L2并聯(lián),A1測干路電流,A2測L2的電流:
A.若燈L1短路,此時(shí)電源發(fā)生短路,則兩盞燈都不會(huì)發(fā)光,故A錯(cuò)誤;
B.若燈L2短路,此時(shí)電源發(fā)生短路,則兩盞燈都不會(huì)發(fā)光,故B錯(cuò)誤;
C.若燈L1斷路,L1熄滅,L2發(fā)光,此時(shí)電流表A示數(shù)為0,即示數(shù)變小,A2原來測的是兩燈泡的總電流,現(xiàn)在測的是L2的電流,故其示數(shù)也變小,故C錯(cuò)誤;
D.若燈L2斷路,此時(shí)L2熄滅,L1發(fā)光,原來電流表A測的是的L2電流,現(xiàn)在仍測該燈泡的電流,故其示數(shù)不變,故D錯(cuò)誤。
故選C。
1.(2024·安徽合肥·一模)如圖所示電路中電源電壓保持不變,關(guān)于電路的工作情況,下列說法中正確的是( )
A.同時(shí)閉合開關(guān)S1和S2,通過L1、L2的電流一定相同
B.開關(guān)都閉合,若將電壓表和電流表的位置對(duì)調(diào),兩表都被燒壞
C.先閉合開關(guān)S1,再閉合開關(guān)S2,電壓表示數(shù)不變,電流表示數(shù)變小
D.開關(guān)都閉合,若電流表開路,則電壓表示數(shù)為零
2.(2024·陜西西安·三模)如圖甲所示的電路中,電源電壓保持不變,R1的阻值不變,R2的阻值可能為10Ω、15Ω或20Ω,滑動(dòng)變阻器R3上標(biāo)有“10Ω 1A”字樣。只閉合開關(guān)S1、S2,移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片,電流表示數(shù)的變化范圍為0.5A~1A; 當(dāng)只閉合開關(guān)S1、S3,將一電壓表并聯(lián)在電路中,兩電表選擇合適的量程,移動(dòng)變阻器滑片P 到某位置,電路正常工作,電壓表、電流表示數(shù)如圖乙所示。下列說法正確的是( )
A.電源電壓為 15V
B.若電壓表測R2兩端電壓,R2的阻值為20Ω
C.R1的阻值為20Ω
D.若電壓表測電源電壓,R2的阻值可能為15Ω或20Ω
3.(22-23九年級(jí)上·江蘇連云港·期末)如圖所示,是一種自動(dòng)測定油箱內(nèi)油面高度的裝置,R0是定值電阻,R1是滑動(dòng)變阻器,它的金屬滑片P連在杠桿的一端。下列說法正確的是( )
A.油位降低,電路中的電流增大
B.R1、R0在電路中是并聯(lián)的
C.油量表是由電流表改裝而成的
D.此裝置中去掉R0不影響整個(gè)電路的工作
4.(2024·安徽阜陽·一模)如圖所示的電路,電源電壓保持不變,閉合開關(guān)S,在保證各元件安全的條件下,滑動(dòng)變阻器的滑片從最右端向左移動(dòng)的過程中( )
A.電壓表V示數(shù)變小,燈的亮度變亮
B.電流表A1示數(shù)變大,電流表A2示數(shù)不變
C.兩個(gè)電流表示數(shù)都變大
D.電壓表V示數(shù)與電流表A2示數(shù)的比值變大
5.(2024·江蘇南京·模擬預(yù)測)待測電阻,的阻值約為,提供的器材有:電源電壓約;電壓表(量程為、)、電流表(量程為、)、滑動(dòng)變阻器,( ),電阻箱( )各一個(gè);開關(guān)、導(dǎo)線若干,小華設(shè)計(jì)的四個(gè)電路如圖所示,其中能準(zhǔn)確測出阻值的是( )
A.B.
C.D.
二、多選題
6.(23-24九年級(jí)下·遼寧阜新·階段練習(xí))如圖所示是電阻甲和乙的圖像,下列選項(xiàng)對(duì)圖像信息判斷正確的是( )
A.乙電阻的阻值隨電流的升高逐漸變大
B.甲是一個(gè)定值電阻,阻值為5Ω
C.當(dāng)乙兩端的電壓為2.5V時(shí),其阻值為10Ω
D.將甲和乙并聯(lián)在電壓為1V的電源兩端,則干路電流為0.6A
7.(2024·江西上饒·一模)如圖所示,為定值電阻,為滑動(dòng)變阻器,電源電壓保持不變。閉合開關(guān)S,滑動(dòng)變阻器滑片P從中點(diǎn)向右移動(dòng)過程中,下列說法正確的是( )
A.電流表變小,變小,電壓表V變大
B.電流表變小,不變,電壓表V不變
C.電壓表V的示數(shù)與電流表示數(shù)的比值變大
D.電流表、的示數(shù)之差與電壓表示數(shù)的乘積不變
8.(2024·天津南開·二模)某同學(xué)要測出一個(gè)約為200Ω的未知電阻Rx的具體阻值,可供選用的器材為:一節(jié)舊干電池(電池電壓保持不變),一塊電壓表(量程0~3V),兩個(gè)阻值分別為R1=2Ω、R2=150Ω的已知電阻,兩個(gè)開關(guān)及若干導(dǎo)線。在實(shí)驗(yàn)過程中不可重組電路的條件下,圖中能精確測出未知電阻Rx阻值的電路圖為( )
A.B.
C.D.
9.(2024·江西南昌·一模)如圖所示,電源電壓保持不變,R為定值電阻。閉合開關(guān)S,將滑片P從右端向左端移動(dòng)過程中,下列說法錯(cuò)誤的是( )
A.電壓表示數(shù)增大B.電壓表示數(shù)不變
C.電流表示數(shù)減小D.電壓表與電流表示數(shù)的比值減小
三、填空題
10.(2024·廣東深圳·模擬預(yù)測)如圖所示,標(biāo)有“2.5V 0.3A”的燈泡和標(biāo)有“6V 0.15A”的燈泡連接成串聯(lián)電路,電源電壓可調(diào)節(jié)。閉合開關(guān)S,使電源電壓從0V逐漸增加,先正常發(fā)光的燈泡是 ,此時(shí)通過另一燈泡的電流是 A。
11.(2024九年級(jí)下·重慶·專題練習(xí))如圖所示,電源電壓保持不變,開關(guān)S閉合,燈泡L1、L2都能發(fā)光,甲、乙兩只電表的示數(shù)之比為3∶5,若開關(guān)S斷開后,兩電表同時(shí)換成 (選填“電流表”或“電壓表”),燈泡L1、L2也能發(fā)光且安全(燈泡的電阻不變),此時(shí)甲、乙兩只電表的示數(shù)之比為 。
12.(23-24九年級(jí)下·上?!るA段練習(xí))如圖所示的電路中,電源電壓為且保持不變,開關(guān)閉合后,電壓表和示數(shù)均不為0。
①若將滑片向右移動(dòng),則電壓表的示數(shù) ,電壓表的示數(shù) ;(均選填“變大”、“變小”或“不變”)
②若電路正常工作一段時(shí)間后,或其中一個(gè)發(fā)生故障,電壓表示數(shù)突然增大,請(qǐng)寫出和的示數(shù)及對(duì)應(yīng)的故障情況: 。
13.(2024·湖南長沙·一模)圖甲是某電子秤的電路原理圖。定值電阻,電壓表量程為0~3V,壓敏電阻的阻值與所受壓力大小的變化關(guān)系如圖乙所示,閉合開關(guān),當(dāng)壓敏電阻所受壓力為0時(shí)電壓表示數(shù)為1V,求:
(1)電源電壓為 V;
(2)調(diào)節(jié)電源電壓為5.4V,在不更換電源和電壓表量程的條件下,若要保持該電子秤最大量程不變,應(yīng)將更換為 Ω的定值電阻。
14.(23-24九年級(jí)上·江西南昌·期中)如圖甲所示,某同學(xué)把小燈泡L和定值電阻R并聯(lián)到電壓為的電路兩端,如圖乙所示為分別測量L和R的電壓和電流后得到的I—U關(guān)系圖像,則A1和A2的讀數(shù)之比為 ;若把L和R串聯(lián)到電壓為的電路兩端,則L兩端的電壓是 V。
四、實(shí)驗(yàn)題
15.(2024·江蘇連云港·一模)在探究“電流與電阻的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中,實(shí)驗(yàn)器材有輸出電壓為6 V的電源、電流表A電壓表V、“20Ω,1A”的滑動(dòng)變阻器甲、“40Ω,0.5A”的滑動(dòng)變阻器乙和開關(guān)各一個(gè),定值電阻4個(gè)(5Ω、10Ω、20Ω、25Ω)和導(dǎo)線若干。
(1)請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線,完成圖甲所示的實(shí)物圖的連接,使滑片P向左移動(dòng)時(shí),電流表的示數(shù)變大 ;
(2)正確連接電路后,試觸時(shí),發(fā)現(xiàn)電壓表指針迅速偏向最右端,電流表示數(shù)為零,則電路中出現(xiàn)的故障可能是 ;
(3)排除故障后,小芳做了三次實(shí)驗(yàn),并將數(shù)據(jù)描繪出了如圖乙所示的圖像,三次實(shí)驗(yàn)中,移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片的目的是使 ;這三次實(shí)驗(yàn)中,小芳所選用的滑動(dòng)變阻器是 (選填“甲”或“乙”);
(4)當(dāng)小芳改用25Ω的電阻繼續(xù)做實(shí)驗(yàn)時(shí),發(fā)現(xiàn)無論怎樣移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片P,都無法使定值電阻的電壓達(dá)到實(shí)驗(yàn)要求的值。仔細(xì)分析后,小芳發(fā)現(xiàn)可以采用 (選填“增大”或“減小”)電源電壓的方法來繼續(xù)完成該實(shí)驗(yàn)。
16.(2024·四川內(nèi)江·一模)小明用如圖甲所示電路,測量額定電壓為2.5V小燈泡的正常發(fā)光時(shí)的電阻。
(1)請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線將甲圖的電路連接完整,使滑片向左移動(dòng)時(shí)燈泡變亮 ;
(2)連接好電路,閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)小燈泡沒有發(fā)光,電流表有示數(shù),但電壓表無示數(shù),則電路故障可能是 ;
(3)排除故障后,緩慢移動(dòng)滑片P,使燈正常發(fā)光,此時(shí)電流表示數(shù)如圖乙,燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻是 ;(計(jì)算結(jié)果保留一位小數(shù))
(4)小明根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出小燈泡關(guān)系圖像如圖丙中的實(shí)線所示。在某兩次調(diào)節(jié)中,滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值減小了,小燈泡的阻值變化了,根據(jù)燈的電阻變化規(guī)律可知 (選填“>”、“<”或“=”);
(5)為了測另一待測電阻的阻值,利用現(xiàn)有器材,增加一個(gè)單刀雙擲開關(guān),小明又設(shè)計(jì)了如圖丁所示的電路圖,實(shí)驗(yàn)步驟如下:
①如圖丁應(yīng)將接入虛線框 中,另一個(gè)虛線框接電線,將開關(guān)S接a后,閉合開關(guān),調(diào)電阻箱為后,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片P使電流表示數(shù)為0.3A;
②將開關(guān)S接b,滑動(dòng)變阻器的滑片P保持不動(dòng),調(diào)電阻箱阻值,使電流表示數(shù)為0.3A,讀出示數(shù)為;
③則可計(jì)算 。
17.(2024·湖南株洲·一模)同學(xué)們?cè)谡n堂上進(jìn)行“探究電流與電壓、電阻的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)
(1)為了完成實(shí)驗(yàn)“探究電流與電壓的關(guān)系”,同學(xué)們經(jīng)過討論進(jìn)行了三次實(shí)驗(yàn)電路的設(shè)計(jì),如圖甲、乙、丙所示??梢娫谠搶?shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器的作用是 ;
(2)小明利用丙圖所示電路在進(jìn)行“探究電流和電阻的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)時(shí),分別用定值電阻,依次替換重復(fù)實(shí)驗(yàn),并繪制出I-R 圖像如圖丁所示。當(dāng)定值電阻由5Ω換成10Ω時(shí),為控制定值電阻兩端電壓不變,滑動(dòng)變阻器應(yīng)往 端滑動(dòng)(選填“左”或“右”)。由圖像可知:實(shí)驗(yàn)中電壓表的示數(shù)保持 V不變;
(3)小華利用丙圖所示電路完成實(shí)驗(yàn)“探究電流與電壓的關(guān)系”后,整理器材時(shí)發(fā)現(xiàn)桌上有兩種規(guī)格的滑動(dòng)變阻器,分別是“20Ω,1 A”和“30Ω,1 A”,她記不清實(shí)驗(yàn)時(shí)用的是哪個(gè)規(guī)格的變阻器,請(qǐng)你利用所學(xué)知識(shí)根據(jù)表格數(shù)據(jù)分析小華用是哪個(gè)滑動(dòng)變阻器,理由是什么(已知電源電壓為3 V)。規(guī)格: ,理由: 。
五、計(jì)算題
18.(23-24九年級(jí)下·江蘇南京·階段練習(xí))“坐位體前屈”是學(xué)生體質(zhì)健康測試項(xiàng)目之一,圖甲是某女生測試示意圖。圖乙是學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)的測試儀電路原理圖,電源電壓恒為4.5V,電壓表量程為0~3V,定值電阻,滑動(dòng)變阻器由長為30cm、粗細(xì)均勻的電阻棒改裝而成,規(guī)格為,允許通過的最大電流為0.3A。為保護(hù)電路安全,滑片P的起始位置A點(diǎn)設(shè)定在離電阻棒最左端O點(diǎn)5cm處。測試時(shí),通過推動(dòng)塑料擋板帶動(dòng)滑片P從起始位置A向右移動(dòng),并通過電壓表的示數(shù)反映學(xué)生的測試結(jié)果。下表是初三女生測試等級(jí)與滑片P移動(dòng)距離L的關(guān)系。
(1)滑片P在起始位置A點(diǎn)時(shí),閉合開關(guān)S,通過的電流為0.3A,請(qǐng)計(jì)算此時(shí)兩端電壓大小;
(2)為保護(hù)電路安全,滑片移動(dòng)距離L的范圍;
(3)該測試儀不能測出表中所有的等級(jí),在保證電路各元件安全的情況下,通過替換來實(shí)現(xiàn)最大程度增加測試范圍,請(qǐng)計(jì)算替換電阻的最小值。
19.(23-24九年級(jí)下·上海·階段練習(xí))在圖(a)所示電路中,電源電壓為24伏且保持不變,電阻R1的阻值為20歐,滑動(dòng)變阻器R2標(biāo)有“1A”字樣,電壓表V的表盤如圖(b)所示,閉合開關(guān)S,電路中的電流為0.8安。
①求R1兩端電壓U1;
②移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片P過程中,電流的最大變化量為0.4安,求電壓表最大示數(shù)和最小示數(shù)的差值以及滑動(dòng)變阻器R2的最大阻值R2max。
20.(2024·安徽亳州·二模)為了動(dòng)態(tài)監(jiān)測學(xué)生的體重情況,科技創(chuàng)新小組設(shè)計(jì)了一臺(tái)由電流表改裝而成的簡易體重計(jì),其電路如圖甲所示。已知電源電壓恒為6V,定值電阻R0=5Ω,R為壓敏電阻,其阻值與所受到的壓力關(guān)系如圖乙所示,電流表量程為0~0.6A,踏板重力不計(jì),求:
(1)閉合開關(guān),當(dāng)體重計(jì)空載時(shí),電路中的電流;
(2)電流表上0.3A刻度處應(yīng)該標(biāo)多大的體重值;
(3)小組成員認(rèn)為,也可以用電壓表改裝成體重計(jì),現(xiàn)要求隨著體重的增加,電壓表示數(shù)增大,試分析電壓表應(yīng)該并聯(lián)在什么位置?若電壓表量程為0~3V,求電壓表改裝的體重計(jì)能夠稱量的最大體重是多少。
實(shí)驗(yàn)序號(hào)
1
2
3
電壓U/V
3
4
4.7
電流I/A
0.3
0.4
① 0.48
電路圖
燈泡
現(xiàn)象
電表示數(shù)
故障
L1不亮
L2亮
有示數(shù)(示數(shù)變大)
無示數(shù)
變大至等于電源電壓
L1短路
L1亮
L2不亮
有示數(shù)(示數(shù)變大)
變大至等于電源電壓
無示數(shù)
L2短路
L1不亮
L2不亮
無示數(shù)
變大至等于電源電壓
無示數(shù)
L1斷路
L1不亮
L2不亮
無示數(shù)
無示數(shù)
變大至等于電源電壓
L2斷路
L1不亮
L2不亮
無示數(shù)
無示數(shù)
無示數(shù)
電壓表測量范圍外某處斷路
電路圖
燈泡
現(xiàn)象
電表示數(shù)
故障
L1不亮
L2亮
變小
無示數(shù)
不變,且與A相等
不變
L1所在
支路斷路
L1亮
L2不亮
變小
不變,且與A相等
無示數(shù)
不變
L2所在
支路斷路
L1亮
L2亮
不變
不變
不變
無示數(shù)
電壓表兩端連接線有斷路
L1不亮
L2亮
變小
變小為零
不變
不變
A、B或
C、D間斷路
L1不亮
L2不亮
變大甚至可能燒毀
變大甚至可能燒毀
變小為零
變小為零
L1短路
L1不亮
L2不亮
變大甚至可能燒毀
變小為零
變大甚至可能燒毀
變小為零
L2短路
L1不亮
L2不亮
變小為零
變小為零
變小為零
變小為零
干路某處斷路
實(shí)驗(yàn)序號(hào)
1
2
3
4
電壓/V
0.5
1.2
1.8
2.5
電流/A
0.10
0.24
0.36
0.5
初三女生測試等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)
不合格
合格
良好
優(yōu)秀
滑片移動(dòng)距離
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