
一、選擇題(共30小題):
1.如圖所示電路,R1為定值電阻,電流表和電壓表都是理想電表,閉合開關(guān)S后,滑動(dòng)變阻器滑片P從一端向另一端滑動(dòng)過程中,下列說法正確的是( )
A.R1兩端的電壓與通過R1兩端的電流成正比
B.無論滑片P怎樣移動(dòng),電壓表V1示數(shù)變化量與電流表A示數(shù)變化量的比值不變
C.P向b端滑動(dòng)時(shí)電流表A示數(shù)變小,電壓表V2與電流表A示數(shù)的比值變小
D.P向b端滑動(dòng)時(shí)電流表A示數(shù)變小,電壓表V1示數(shù)不變,V2示數(shù)變小
2.如圖所示電路,已知電阻R3<R1,變阻器R2的滑片首先處于右端,下列說法中錯(cuò)誤的是( )
A.先閉合S1、保持滑片位置不變,再閉合S2時(shí),表V1示數(shù)變小,表A示數(shù)變大
B.閉合S1、斷開S2,滑片向左移動(dòng)時(shí),表V2示數(shù)變化量大于表V1示數(shù)變化量
C.閉合S1、斷開S2,滑片向左移動(dòng)時(shí),表V2示數(shù)變化量與表A示數(shù)變化量的比值不變
D.閉合S1、斷開S2,滑片向左移動(dòng)時(shí),表V2與表A示數(shù)的比值不變
3.如圖所示,圖中的四個(gè)電表均為理想電表,電源輸出電壓不變。當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片P向右端移動(dòng)時(shí),電表的讀數(shù)會(huì)發(fā)生變化,電表讀數(shù)變化量指該時(shí)刻電表的讀數(shù)與初始時(shí)刻電表讀數(shù)的差值。下面說法中正確的是( )
A.V1的讀數(shù)減小,V1讀數(shù)與A1讀數(shù)的比值不變,V1讀數(shù)變化量與A1讀數(shù)變化量的比值不變
B.V2的讀數(shù)增大,V1讀數(shù)與A1讀數(shù)的比值不變,V1讀數(shù)變化量與A1讀數(shù)變化量的比值減小
C.A1的讀數(shù)增大,V1讀數(shù)與A1讀數(shù)的比值減小,V1讀數(shù)變化量與A1讀數(shù)變化量的比值不變
D.A2的讀數(shù)減小,V1讀數(shù)與A1讀數(shù)的比值減小,V1讀數(shù)變化量與A1讀數(shù)變化量的比值減小
4.如圖所示,電源電壓不變。下列說法正確的是( )
A.只閉合S1,向左移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片,電流表A示數(shù)變小,電壓表V1 示數(shù)變小,電壓表V2 示數(shù)變大
B.只閉合S1,向左移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片,電流表A和電壓表V1、V2的示數(shù)分別用 I、U1、U2 表示,則U1不變,U2變大
C.只閉合S1,向左移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片,電流表 A 和電壓表V1、V2的示數(shù)變化量的大小分別用ΔI、ΔU1、ΔU2 表示,則有△U1△I不變,且大小等于R1,而△U2△I變大
D.先閉合S1,再閉合S2、S3,則電壓表V1示數(shù)變小,電壓表V2示數(shù)變大,電流表A示數(shù)變小
5.把一根電阻為R的均勻電阻絲彎折成一個(gè)等邊三角形abc,如圖所示,圖中d為底邊ab的中心。如果cd兩端的電阻R1為9Ω,則ab兩端的電阻R2的阻值是( )
A.36Ω B.12Ω C.8Ω D.0Ω
6.如圖甲所示,電源電壓不變,閉合開關(guān)S,當(dāng)變阻器R2的滑片P從b端滑到a端的過程中,電流表示數(shù)I與電壓表示數(shù)U的關(guān)系如圖乙所示。則下列選項(xiàng)正確的是( )
①R1的阻值為10Ω
②變阻器R2的最大阻值為25Ω
③電源電壓為3V
④電壓表示數(shù)為2V時(shí),R2的阻值為5Ω
A.只有①②③正確B.只有①②④正確
C.只有①③④正確D.只有②③④正確
7.在探究“通過導(dǎo)體中的電流與電阻之間關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中,實(shí)驗(yàn)器材:電源(4.5V)、電流表(量程0﹣0.6A)、電壓表(量程0﹣3V)、三個(gè)定值電阻(R1=5Ω,R2=10Ω,R3=20Ω),滑動(dòng)變阻器R標(biāo)有“30Ω1A”字樣。如圖所示,當(dāng)在a、b兩點(diǎn)間接入定值電阻R1,閉合開關(guān),移動(dòng)滑片P,使電壓表示數(shù)為2.5V,讀出電流表的示數(shù)。斷開開關(guān),將R1換成R2后,接下來應(yīng)該進(jìn)行的操作是( )
A.閉合開關(guān),直接讀數(shù)電流表的示數(shù)
B.閉合開關(guān),將滑片P向左移動(dòng),保持電壓表示數(shù)2.5V不變
C.閉合開關(guān),將滑片P向右移動(dòng),保持電壓表示數(shù)2.5V不變
D.將滑片移動(dòng)至阻值最大的位置后再閉合開關(guān)
8.如圖所示,R1為定值電阻、R2為標(biāo)有“20Ω 1A”的滑動(dòng)變阻器,電源電壓保持不變。當(dāng)滑片P在某位置時(shí),電流表示數(shù)為0.2A。此時(shí)在電路中接入一個(gè)電壓表,閉合開關(guān),電壓表示數(shù)為2V,已知電流表的量程為0~0.6A,電壓表的量程為0~3V,在保證電路安全的情況下,向某一方向移動(dòng)滑片,發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)最大變化量為1V,下列判斷正確的是( )
①若電壓表接在R1兩端且滑片向左滑動(dòng),則電源電壓可能為6V且R1=10Ω
②若電壓表接在R1兩端且滑片向右滑動(dòng),則電源電壓只能為3V且R1=10Ω
③若電壓表接在R2兩端且滑片向左滑動(dòng),則電源電壓只能為2.5V且R1=2.5Ω
④若電壓表接在R2兩端且滑片向右滑動(dòng),則電源電壓只能為6V且R1=20Ω
A.僅①③B.僅②④C.僅①②③D.①②③④
9.如題圖所示,電源電壓保持不變,閉合開關(guān)時(shí),滑動(dòng)變阻器的滑片P從b端滑到a端,電壓表示數(shù)U與電流表示數(shù)I的變化關(guān)系如題圖所示,下列說法不正確的是( )
A.電源電壓是9V
B.定值電阻R的阻值是6Ω
C.滑動(dòng)變阻器的阻值范圍是0~18Ω
D.若定值電阻R出現(xiàn)接觸不良時(shí),電流表示數(shù)為0,電壓表示數(shù)為9V
10.在圖甲所示電路中,R0、R2為定值電阻,電流表、電壓表都是理想電表。改變滑動(dòng)變阻器R1的滑片位置,電壓表V1、V2和電流表A的示數(shù)均要發(fā)生變化。兩電壓表示數(shù)隨電流表示數(shù)的變化圖線如圖乙所示。則下列判斷中正確的是( )
A.電阻R0為2Ω
B.V2示數(shù)變化圖線為b
C.電源電壓為14V
D.滑動(dòng)變阻器R1的阻值最大為6Ω
11.電路如圖甲所示,電源電壓保持不變,定值電阻R1標(biāo)有“xΩ 0.5A”,自制迷你電阻箱R2上標(biāo)有“yΩ 1A”,電流表的量程為“0~0.6A”,兩個(gè)電壓表量程都是“0~15V”,在保證電路各個(gè)元件都安全的前提下,改變電阻箱阻值,利用得到的數(shù)據(jù)繪制圖像。圖乙為某電壓表與電流表示數(shù)變化的關(guān)系圖,圖丙是某電壓表與某電阻阻值的關(guān)系圖。根據(jù)圖中數(shù)據(jù),判斷下列說法正確的是( )
A.R1標(biāo)的x為20 B.圖丙的電壓表是V2
C.電壓表V2示數(shù)范圍為1V~4V D.電流表示數(shù)范圍為0.1A~0.5A
12.為了能自動(dòng)記錄跳繩的次數(shù),某科技小組設(shè)計(jì)了一種自動(dòng)計(jì)數(shù)器,其簡化電路如圖甲所示。R1是一種光敏元件,每當(dāng)繩子擋住了射向的紅外線時(shí),R1的電阻會(huì)變小,自動(dòng)計(jì)數(shù)器會(huì)計(jì)數(shù)一次,信號(hào)處理系統(tǒng)能記錄AB間每一時(shí)刻的電壓。若已知電源電壓為12V,某一時(shí)段AB間的電壓隨時(shí)間變化的圖象如圖乙所示,保護(hù)電阻R2為定值電阻。則下列說法不正確的是( )
A.繩子擋住了射向R1的紅外線時(shí),R1和R2的阻值之比為1:1
B.有紅外線照射和無紅外線照射時(shí)光敏電阻阻值之比為2:1
C.AB兩端電壓為6V時(shí),跳繩自動(dòng)計(jì)數(shù)器會(huì)計(jì)數(shù)一次
D.有紅外線照射和無紅外線照射時(shí)通過的電流之比為1:2
13.如圖所示,電源電壓不變,若滑片P在某點(diǎn)時(shí),電壓表示數(shù)為6V;滑片P向右移動(dòng)使R2阻值增大ΔR時(shí),電壓表示數(shù)變?yōu)?V;滑片P繼續(xù)向右移動(dòng)使R2阻值再次增大ΔR時(shí),電壓表示數(shù)( )
A.一定大于 8VB.一定小于 8V
C.一定等于 8VD.可能等于 8V
14.如圖甲所示,燈泡L標(biāo)有“6V 0.5A”字樣,電源電壓及燈絲電阻保持不變,電流表量程為0~0.6A,電壓表量程為0~15V,變阻器R的最大阻值為84Ω。只閉合開關(guān)S、S1,移動(dòng)滑片P的過程中,電流表示數(shù)與變阻器連入電路的阻值變化關(guān)系如圖乙所示,當(dāng)滑片P在a點(diǎn)時(shí),電壓表示數(shù)為10V,電流表示數(shù)為Ia;只閉合開關(guān)S、S2,滑片P置于b點(diǎn)時(shí),變阻器連入電路的電阻為Rb,電流表的示數(shù)為Ib,已知Rb:R0=7:3,Ia:Ib=5:4。在保證電路安全的前提下,下列說法正確的是( )
A.Ib為0.5A
B.小燈泡正常工作時(shí)的電阻R=6Ω
C.只閉合S、S2,通過調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片,電流表能夠達(dá)到的最大值和最小值之比為3:1
D.只閉合S、S1,通過調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片,電壓表能夠達(dá)到的示數(shù)范圍為0~14V
15.在如圖所示電路中,電源兩端電壓為6V且保持不變,電流表量程為0~0.6A,電壓表量程為0~3V,電阻R1的阻值為5Ω,滑動(dòng)變阻器R2的規(guī)格為“25Ω 0.5A”。將開關(guān)閉合后,在不損壞電路元件的前提下,以下說法中正確的是( )
A.電壓表最小示數(shù)為2V
B.通過電阻R1的電流最大值為0.6A
C.電壓表示數(shù)的最大值和最小值之比為5:2
D.滑動(dòng)變阻器R2調(diào)節(jié)范圍為1~25Ω
16.如圖所示,電源電壓不變,電流表A1量程為0﹣0.6A,小燈泡L1的規(guī)格為“2.5V 0.25A”,小燈泡的電阻不隨溫度發(fā)生變化,小燈泡兩端的電壓低于1.2V 不能發(fā)光,高于2.5V就會(huì)被燒壞。電壓表V1的量程0﹣3V,滑動(dòng)變阻器R1的規(guī)格為“10Ω 0.3A”,滑動(dòng)變阻器R2的規(guī)格為“40Ω 0.5A”。閉合開關(guān)S1和S2,滑動(dòng)變阻器滑片置于最大阻值處,電流表的示數(shù)為0.12A。則下列說法正確的是( )
①電源電壓為6V
②閉合開關(guān)S1和S2,在電路安全的情況下,電壓表示數(shù)變化范圍為1V﹣2.5V
③任意閉合開關(guān)和調(diào)節(jié)滑片的位置,在電路安全的情況下,電路中總電流的最大值為0.5A
④閉合開關(guān)S1和S3,為了保證小燈泡既能發(fā)光,又不被燒壞,且電路安全,還應(yīng)在電路中串聯(lián)一個(gè)電阻R0,通過調(diào)節(jié)滑片達(dá)到以上要求。則R0的范圍為4Ω﹣40Ω
A.①③B.①③④C.②③④D.①④
17.如圖(a)所示電路,電源電壓保持不變,R2為定值電阻,小燈泡L標(biāo)有“4V 0.5A”字樣,電流表量程0~0.6A,電壓表量程0~3V,滑動(dòng)變阻器R1的最大阻值20Ω。若只閉合開關(guān)S、S1,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片P,得到電流表與電壓表示數(shù)關(guān)系如圖(b)所示;若只閉合開關(guān)S和S2,移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P,小燈泡L的I﹣U圖像如圖(c)所示。根據(jù)題設(shè)條件可以判斷下列選項(xiàng)正確的是( )
A.電源電壓為6V
B.定值電阻R2的阻值為150Ω
C.只閉合開關(guān)S和S2,滑動(dòng)變阻器R允許的最小值為4Ω
D.只閉合開關(guān)S和S2,滑動(dòng)變阻器R允許的最大值為7.5Ω
18.“全民拒酒駕,安全你我他”,肥城市公安局在宣傳交通規(guī)則的同時(shí),也加大了對(duì)酒駕的查處,如圖甲是呼氣式酒精測(cè)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( )
①氣敏電阻的阻值隨酒精氣體的濃度增大而減小
②此時(shí)電路中的電流是0.1A
③R2的阻值是20Ω
④某駕駛員對(duì)著測(cè)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
A.只有②③正確B.只有②④正確
C.只有①②④正確D.只有③④正確
19.一位同學(xué)用如下圖所示的電路探究“電流與電阻的關(guān)系”。電源電壓不變,下表是實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),若第四次實(shí)驗(yàn)時(shí)將定值電阻的阻值由40Ω調(diào)為50Ω后就直接讀出電流表的示數(shù),這個(gè)示數(shù)可能是( )
A.0.15B.0.10C.0.12D.0.13
20.如圖的電路圖,電源電壓恒為30V,定值電阻R2=40Ω,R3=30Ω,滑動(dòng)變阻器R1的規(guī)格為“80Ω 1A”,電流表A1的量程為0~3A,電流表A2的量程為0~0.6A,電壓表的量程為0~15V.下列說法不正確的是( )
A.只閉合開關(guān)S,R1和R3串聯(lián),將滑片P從a端滑至中點(diǎn),電路中電流變大
B.只閉合開關(guān)S、S3,調(diào)節(jié)滑片P的位置并保證電路安全,則R1兩端電壓的范圍是12V~15V
C.只閉合開關(guān)S、S1、S2,調(diào)節(jié)滑片P的位置并保證電路安全,則R1接入電路的阻值范圍是30Ω~80Ω
D.只閉合開關(guān)S、S1、S2,調(diào)節(jié)滑片P在R1的a端,此時(shí)電流表A1的示數(shù)為1.125A
21.甲圖是燈泡L和定值電阻R的I﹣U圖象,將L和R先后以乙圖和丙圖兩種方式連在同一電源上,閉合電路,若乙圖中U1:U2=m,丙圖中,I1:I2=n,則下述正確的是( )
A.mn=1B.m>nC.m<nD.無法判斷
22.如圖所示的電路中,電源電壓保持不變。當(dāng)閉合開關(guān)S1并將開關(guān)S2斷開,甲、乙兩表均為電流表時(shí),兩表的示數(shù)之比I甲:I乙為5:2;當(dāng)開關(guān)S1和S2閉合,甲、乙兩表均為電壓表時(shí),兩表示數(shù)之比U甲:U乙為( )
A.3:5B.3:2C.5:2D.5:3
23.如圖甲所示電路中,電源電壓不變,R1是定值電阻,R2由三段材料不同、橫截面積相同的均勻直導(dǎo)體EF、FG、GH連接而成,其中一段是銅導(dǎo)體,其電阻可忽略不計(jì),另兩段導(dǎo)體的阻值與自身長度成正比,P是與R2良好接觸并能移動(dòng)的滑動(dòng)觸頭。閉合開關(guān)S,將P從H端移到E端時(shí),電流表示數(shù)I與P向左移動(dòng)距離x之間的關(guān)系如圖乙所示。已知R1為10Ω,則下列判斷正確的是( )
A.EF段是銅導(dǎo)體
B.電源電壓為12V
C.當(dāng)電流表示數(shù)為0.5A時(shí),x的值為31cm
D.導(dǎo)體GH的阻值為10Ω,導(dǎo)體EF的阻值為5Ω
24.探究“電流與電阻的關(guān)系”時(shí),我們一般需要先預(yù)設(shè)一個(gè)電壓值,實(shí)驗(yàn)中保持電阻兩端電壓為預(yù)設(shè)值不變,現(xiàn)采用如圖所示電路進(jìn)行探究,器材:學(xué)生電源(6V)、滑動(dòng)變阻器(20Ω,1A)、電流表、電壓表、開關(guān)、三個(gè)定值電阻(5Ω、10Ω、20Ω)及導(dǎo)線若干,以下說法正確的是( )
A.電壓預(yù)設(shè)值越小,在獲得3組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)過程中,滑動(dòng)變阻器阻值調(diào)節(jié)范圍越小
B.要獲得3組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),電壓預(yù)設(shè)值范圍可以為1V~4V
C.要獲得3組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),電壓預(yù)設(shè)值范圍可以為3V~5V
D.實(shí)驗(yàn)電壓預(yù)設(shè)值為2V,要獲得3組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),要更換最大阻值為30Ω的滑動(dòng)變阻器
25.如圖電路,電源電壓為6V且保持不變,電壓表量程為“0~15V”,電流表量程均為“0~3A”,滑動(dòng)變阻器R規(guī)格為“20Ω1A”,小燈泡L標(biāo)有“6V0.6A”的字樣(燈絲電阻不變),閉合開關(guān)S,移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P,在保證電路安全的情況下,下列說法正確的是( )
A.電壓表的示數(shù)變化范圍是0~6V
B.電流表A1的示數(shù)變化范圍是0.9A~1.6A
C.滑動(dòng)變阻器R的阻值變化范圍是2.5Ω~20Ω
D.滑片P由最左端向右移到中點(diǎn)的過程中,電流表A1和A2示數(shù)都變大
26.小強(qiáng)同學(xué)按如圖所示電路連接電學(xué)器材進(jìn)行電學(xué)實(shí)驗(yàn)。已知電源兩端電壓為6V且保持不變,電流表量程為0~0.6A,電壓表量程為0~3V,電阻R1的阻值為10Ω,滑動(dòng)變阻器R2的規(guī)格為“20Ω0.5A”。將開關(guān)S閉合后,為保證電路中各元件正常工作,則以下說法中正確的是( )
A.滑動(dòng)變阻器R2接入電路的最小阻值為5Ω
B.電壓表示數(shù)變化量的最大值為1V
C.通過電阻R1的電流最大值為0.4A
D.滑動(dòng)變阻器R2調(diào)節(jié)范圍為0~20Ω
27.將兩個(gè)不同阻值的電阻R1、R2連成如圖甲所示的電路,當(dāng)閉合開關(guān)S后,電流表的示數(shù)為0.5A,現(xiàn)將圖甲中的電阻改接成如圖乙所示的電路,則閉合開關(guān)S后,電流表的示數(shù)( )
A.一定大于2A
B.一定大于0.5A,但小于1A
C.一定小于0.5A
D.一定大于1A,但小于2A
28.小麗設(shè)計(jì)了如圖所示的簡易電子距離測(cè)量儀,R是一根粗細(xì)均勻的電阻絲,其每厘米長的電阻為0.5Ω,電路各部分均接觸良好。物體M只能在導(dǎo)軌上做直線運(yùn)動(dòng),并帶動(dòng)與之相連的金屬滑片P移動(dòng),電壓表示數(shù)可反映物體M移動(dòng)的距離。開始測(cè)量前,將金屬滑片P置于電阻絲中點(diǎn),此時(shí)電壓表和電流表示數(shù)分別為1.5V和0.2A.由此可知( )
A.電阻絲的總電阻為7.5Ω
B.當(dāng)電壓表示數(shù)為2V時(shí),物體M向右移動(dòng)了5cm
C.當(dāng)電壓表示數(shù)為1V時(shí),物體M向左移動(dòng)了5cm
D.若開始測(cè)量前,將金屬滑片P置于電阻絲某端點(diǎn),可測(cè)量的最大距離30cm。
29.燈L1和燈L2連接在電壓為6V的電源上(電路中無其他用電器,且電源電壓保持不變,L1和L2電阻不隨溫度變化),L1的電阻為20Ω,兩燈均發(fā)光時(shí),測(cè)得L2中的電流為0.2A,則下列判斷正確的是( )
①L1和L2兩端的電壓之比可能是1:1 ②L1和L2的電阻之比可能是2:3
③L1和L2的電阻之比可能是2:1 ④L1和L2中的電流之比可能是1:1。
A.只有①和②B.只有③和④C.只有①②③D.①②③④均正確
30.如圖所示,已知R0=R1=R2=R3==Rn=R100=3Ω,Rb=2Ω,A、B間的電壓為6V,則通過R100的電流大小是( )
A.1A
B.(13)99A
C.23×(13)100A
D.(13)101A
二、填空題(共15小題):
31.用均勻的電阻絲圍成一個(gè)正方形ABCD,如圖所示,其中E為CD邊的中點(diǎn)。當(dāng)B、D兩點(diǎn)接入電路中時(shí),阻值為8Ω;那么將B、E兩點(diǎn)接入電路中時(shí),阻值為 Ω.將C、B兩點(diǎn)接入電路時(shí),阻值為 Ω。
32.如圖中a所示的電路,電源電壓保持不變,閉合開關(guān)S,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,兩電壓表的示數(shù)隨電路中電流變化的圖象如圖b所示。根據(jù)圖象的信息可知:乙是 示數(shù)變化的圖象,電源電壓為 V,電阻R1的阻值為 Ω,滑動(dòng)變阻器的最大值為 。
33.甲、乙兩燈的I﹣U圖象如圖所示。將甲、乙兩燈并聯(lián)接在電壓為2V的電源兩端時(shí),甲、乙兩燈的電阻之比為 ;將甲、乙兩燈串聯(lián)接在電壓為8V的電源兩端時(shí),甲、乙兩燈兩端電壓之比為 。
34.電路元件A和B中的電流與兩端電壓的關(guān)系如圖所示,由圖可得A的電阻為 Ω,若將A、B并聯(lián)后接在電壓為2V的電源兩端,干路中的電流是 A;若將A、B串聯(lián)后接在3V電路中,電路中的電流是 A。
35.某同學(xué)利用如圖甲所示的電路進(jìn)行探究,電源電壓恒為9V,更換5個(gè)定值電阻Rx,得到如圖乙所示的圖象。則該同學(xué)探究的是 的關(guān)系;五次記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中,電壓表的示數(shù)為 V;滑動(dòng)變阻器阻值變化范圍是 Ω。
36.在測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)中,小明發(fā)現(xiàn)電流表已損壞,于是他設(shè)計(jì)了如圖所示的電路來測(cè)量Rx的阻值,已知電源電壓為12V,R1的阻值為10Ω,開關(guān)閉合后,當(dāng)R2的滑片位于最左端時(shí),電壓表的示數(shù)為5V,則待測(cè)電阻Rx的阻值為 Ω。調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片,使電壓表的示數(shù)變?yōu)?V,則R2接入電路中的阻值為 Ω。
37.如圖是小明自制的電子秤電路(不考慮彈簧的電阻,且彈簧形變量與外力成正比),已知電源電壓恒為6V,滑動(dòng)變阻器R1的規(guī)格為“20Ω 1A”,電子秤的測(cè)量范圍是0~30kg;當(dāng)電子秤達(dá)到最大測(cè)量值時(shí),R1的金屬滑片在最下端,改裝成電子秤的電表正好滿偏,則R2的阻值為 Ω,輕質(zhì)托盤上物體的質(zhì)量為10kg時(shí),該電表示數(shù)為 ,電子秤刻度板上質(zhì)量的刻度 (“均勻分布”、“左疏右密”或“右疏左密”)。
38.圖甲為某熱敏電阻RT的阻值隨溫度t變化的圖像。圖乙是利用RT改裝成的溫度顯示器電路圖,定值電阻R0=100Ω,電源電壓可調(diào)節(jié),將電壓表V1的表盤的刻度改成相應(yīng)的溫度刻度.測(cè)量時(shí),將RT放入待測(cè)溫度處,閉合開關(guān),調(diào)節(jié)電源電壓,每次都使V2表的示數(shù)保持0.2V不變,再從V1表盤上讀出待測(cè)溫度t。
(1)在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下,將RT放入冰水混合物中時(shí),RT的阻值是 Ω;
(2)測(cè)溫時(shí),保持R0兩端電壓為0.20V,RT兩端的電壓隨溫度升高而 (選填“變大”、“變小”或“不變”);
(3)某次測(cè)溫時(shí),V1表盤上顯示的溫度是15℃,此時(shí)電源電壓為 V;
(4)若電源電壓可在0.6~1.2V之間調(diào)節(jié),該熱敏電阻溫度計(jì)的測(cè)溫范圍為 ℃。
39.在如圖所示的實(shí)物電路中,電源電壓恒定不變,R1=30Ω。當(dāng)只閉合開關(guān)S1和S3時(shí),電流表的示數(shù)為0.3A,則電源電壓大小為 V。將滑動(dòng)變阻器R2的滑片P移到最右端,當(dāng)閉合開關(guān)S1、S2和S3時(shí),電流表的示數(shù)為I1;移動(dòng)滑片P到某處,此時(shí)電流表的示數(shù)為I2,I1:I2=7:10;保持滑片P的位置不變,只閉合開關(guān)S2,調(diào)節(jié)電阻箱R3的阻值,在保證電路各元件安全的前提下,電流表的最小示數(shù)為0.2A,則滑動(dòng)變阻器R2的最大阻值為 Ω。
40.如圖所示的電路,三個(gè)開關(guān)都閉合,電壓表V1示數(shù)為9V,V2示數(shù)為12V,一段時(shí)間后,三個(gè)燈泡全部熄滅,V1表示數(shù)變?yōu)?,V2表示數(shù)變大,若電路只出現(xiàn)了一處故障,則電路發(fā)生的故障為
。排除故障后電路恢復(fù)原來狀態(tài),若把某兩個(gè)燈泡位置對(duì)調(diào),其余元件位置不變,此時(shí)有一只電壓表示數(shù)變?yōu)?5V,則電源電壓為 V。斷開開關(guān),將對(duì)調(diào)的燈泡位置還原,若將電壓表V1換成電流表A2,將電壓表V2換成電流表A3,三個(gè)開關(guān)都閉合后,A2的示數(shù)為1.6A,A3的示數(shù)為1.8A,若把某兩個(gè)燈泡位置對(duì)調(diào),其余元件位置不變,此時(shí)有一只電流表示數(shù)變?yōu)?A,則電流表A1的示數(shù)為 A。
41.如圖所示的電路圖中,電源兩端電壓保持不變,滑動(dòng)變阻器的最大阻值為R3.若只閉合開關(guān)S1,將滑動(dòng)變阻器的滑片P置于A端時(shí),電壓表V1的示數(shù)為U1,電壓表V2的示數(shù)為U2;若此時(shí)將滑動(dòng)變阻器的滑片P移至B端,電壓表V1的示數(shù)變?yōu)閁1′,電壓表V2的示數(shù)變?yōu)閁2′,電流表A1的示數(shù)為0.4A.已知U1:U1′=1:2,U2:U2′=3:1,R2=3Ω.則電阻R1的阻值為 Ω,當(dāng)開關(guān)都閉合,滑動(dòng)變阻器的滑片P置于B端時(shí),A1表與A2的示數(shù)之比是 。
42.在圖所示電路中,電源電壓恒定24V.當(dāng)開關(guān)S閉合,滑動(dòng)變阻器的滑片P在中點(diǎn)C時(shí),電壓表V1示數(shù)為U1;當(dāng)開關(guān)S斷開,再將滑片P調(diào)至B端,電壓表V1示數(shù)為U1′,電壓表V2示數(shù)為U2,電流表示數(shù)為0.6A,若U1:U1′=4:9,U1:U2=2:3.則U1′:U2= ,滑動(dòng)變阻器R2的最大阻值= Ω。
43.如圖所示,小李同學(xué)讓電路中電源電壓保持不變,電流表所選量程為0﹣3A,電壓表所選量程為0﹣15V,小燈泡L的規(guī)格為“12V 2A”(不考慮燈絲電阻受溫度的影響),滑動(dòng)變阻器的最大阻值為R2.將滑動(dòng)變阻器的滑片P置于A端,只閉合開關(guān)S1時(shí),電壓表V1的示數(shù)為U1,電路中的總電流為I1,電壓表V2的示數(shù)為U2;將滑動(dòng)變阻器的滑片P置于B端,仍只閉合開關(guān)S1,電壓表V1的示數(shù)為U1′,電路中的總電流為I2,電壓表V2的示數(shù)為U2′,R1上電壓為2.4V.已知U1:U1′=3:4,U2:U2′=3:1,則:I1與I2的比值為 ;電阻R1與R2的比值為 ;通過開關(guān)的通斷以及滑動(dòng)變阻器的移動(dòng),流過開關(guān)S1的最大電流為 A。
44.如圖所示的電路圖中,電源兩端電壓保持不變,滑動(dòng)變阻器的最大阻值為R3.若只閉合開關(guān)S1將滑動(dòng)變阻器的滑片P置于A端時(shí),電壓表V1的示數(shù)為U1,電壓表V2的示數(shù)為U2;若此時(shí)將滑動(dòng)變阻器的滑片P移至B端,電壓表V1的示數(shù)變?yōu)閁1',電壓表V2的示數(shù)變?yōu)閁2',電流表A1的示數(shù)為0.2A,已知U1:U1'=1:2,U2:U2'=3:1,R2=3Ω.則R1與R2是 聯(lián)的(選填“串”或“并聯(lián)”),電阻R1的阻值為 Ω。若開關(guān)都閉合時(shí),電流表A1、A2選用0~3A的量程,則電流表A1示數(shù)與電流表A2示數(shù)之比的最小值是 。
45.如圖所示,電源電壓保持不變,滑動(dòng)變阻器的最大阻值為R2,滑動(dòng)變阻器允許通過的最大電流為1A,L上標(biāo)有“6V2A”字樣。若只閉合開關(guān)S1,將滑動(dòng)變阻器的滑片P滑至A端時(shí),電壓表V1的示數(shù)為U1,電路中的電流為I1;若此時(shí)將滑動(dòng)變阻器的滑片P滑至B端,電壓表V1的示數(shù)變?yōu)閁1′,此時(shí)電路中的電流為I1′.已知U1:U1′=1:2,I1:I1′=3:1,通過開關(guān)的通或斷及滑片的移動(dòng)可知定值電阻R1的最大電流為3A(設(shè)燈絲電阻不隨溫度改變)。則燈泡L的電阻是 Ω:只閉合開關(guān)S1.將滑動(dòng)變阻器的滑片P滑到B端時(shí),電壓表V2的示數(shù)為 V。
三、計(jì)算題(共15小題):
46.如圖所示的電路中,電源電壓保持不變,電路中R2和R3的規(guī)格相同。同時(shí)閉合S2、S4,斷開S1、S3時(shí),電壓表V1的示數(shù)為18V,電流表A2的示數(shù)為0.8A。求:
(1)電源電壓是多少?
(2)同時(shí)閉合S1、S2,斷開S3、S4時(shí),電流表A2的示數(shù)為1.0A。則同時(shí)閉合S1、S2、S4,斷開S3時(shí),電流表A1的示數(shù)為多少?
(3)若將電流表A1替換為電壓表V3,同時(shí)閉合開關(guān)S1、S3、S4,斷開S2,電壓表V3和V1的偏轉(zhuǎn)的角度相同,求電壓表V2的示數(shù)是多少?
47.在探究“電流與電阻的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中,連接電路如圖所示。所用定值電阻的阻值依次為5Ω、10Ω、15Ω、20Ω和30Ω。電源電壓恒為6V,滑動(dòng)變阻器的規(guī)格為“70Ω 1A”。求:
(1)用5Ω電阻實(shí)驗(yàn),使電壓表示數(shù)為2V,此時(shí)電流表示數(shù)為多少A?
(2)只將(1)中的定值電阻由5Ω更換為10Ω,此時(shí)電壓表讀數(shù)為多少V?
(3)整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中,滑動(dòng)變阻器阻值的變化范圍是多少?
48.在如圖所示的電路中,電源電壓U=5V,小燈泡R2標(biāo)有“5V0.5A”字樣(電阻不變),電流表的量程為0~0.6A,電壓表的量程為0~3V,滑動(dòng)變阻器R3的最大阻值為20Ω,請(qǐng)畫出該題的(2)(3)問等效電路圖。求:
(1)求燈泡R2的電阻;
(2)閉合開關(guān)S1、S2和S3時(shí),通過R1的電流為0.25A,則電路的總電阻R= ;
(3)若換6V的電源,閉合開關(guān)S2,在不損壞各元件的情況下,R3的阻值變化范圍。
49.如圖所示,電源電壓恒定,R1、R2為定值電阻,R2=20Ω,滑動(dòng)變阻器R0銘牌上標(biāo)有“30Ω 1A”,開關(guān)S閉合后,將S1閉合、S2斷開,滑動(dòng)變阻器滑片滑到最左端后電流表示數(shù)為0.3A,電壓表示數(shù)為6V。求:
(1)求R1的阻值;
(2)若兩只電流表量程均為0~0.6A,閉合開關(guān)S、S1、S2,為了不燒壞電流表,求滑動(dòng)變阻器的取值范圍;
(3)若電流表量程可換,現(xiàn)用定值電阻R0替換R3,要求同時(shí)滿足:①替換后閉合開關(guān)S、S1、S2,電路正常工作,②電流表A1和A2的示數(shù)差與原來相同,③且有一個(gè)電流表的示數(shù)達(dá)到滿偏刻度。求電阻R0可能的阻值。(結(jié)果不是整數(shù)的保留一位小數(shù))
50.如圖甲所示,電源電壓為9V且不變,小燈泡L正常發(fā)光時(shí)的電壓為3V,滑動(dòng)變阻器R1標(biāo)有“?Ω 1.5A”,只閉合開關(guān)S2時(shí),當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入最大阻值四分之一時(shí),小燈泡L正常發(fā)光且電流表指針滿偏(電流表取0~0.6A量程),電表表盤如圖乙所示。求:
(1)正常發(fā)光時(shí)燈絲阻值為多少Ω?
(2)滑動(dòng)變阻器的最大阻值為多少Ω?
(3)閉合S1,斷開S2,再將電壓表V2接入電路,其它部分電路連接不變。當(dāng)滑片P置于某一位置時(shí),三個(gè)電表指針偏轉(zhuǎn)格數(shù)相同,且表V2示數(shù)大于表V1的示數(shù),求R2可能的阻值?
51.如圖所示,電源電壓恒定,小燈泡上標(biāo)有“2V 0.5A”的字樣(2V為小燈泡正常發(fā)光時(shí)它的兩端電壓,超此電壓,小燈泡將燒壞;0.5A是小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流),滑動(dòng)變阻器R2的最大阻值為50Ω,電流表量程0﹣3A。求:
(1)小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻;
(2)斷開開關(guān)S1,閉合開關(guān)S、S2、S3,將滑片P移到距a端的長度總長為ab的五分之二位置時(shí),小燈泡L恰好正常發(fā)光,電源電壓是多少?
(3)斷開開關(guān)S2,閉合開關(guān)S、S1、S3,將滑片P移到a端時(shí),電流表示數(shù)為2A,此時(shí)電壓表示數(shù)是多少?定值電阻R1的阻值是多少?
(4)假設(shè)各元件完好,若斷開開關(guān)S1、S3,閉合開關(guān)S、S2,為不損壞元件,滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值范圍是多少?
52.如圖所示電路中,電源電壓恒定,電阻R1標(biāo)有“18V 1.8A”,滑動(dòng)變阻器標(biāo)有“200Ω 2A”,電壓表所接量程為0~15V,電流表所接量程為0~3A,只閉合S1時(shí),電阻R1正常工作;閉合S1、S3,滑動(dòng)變阻器滑片調(diào)到最右端時(shí),電流表的讀數(shù)為2.7A;將滑動(dòng)變阻器置于某點(diǎn),先只閉合開關(guān)S3,再將S3斷開,只閉合開關(guān)S2,發(fā)現(xiàn)電壓表的示數(shù)減小了1.4V,電流表的示數(shù)變化了0.02A。求:
(1)電阻R1的阻值;
(2)電阻R3的阻值;
(3)電阻R2的阻值:
(4)通過開關(guān)的不同組合(S2、S3不同時(shí)閉合)以及滑片的移動(dòng)保證電路安全的情況下,電流表能達(dá)到的最大值和最小值之比。
53.熱愛物理的小光同學(xué)在家制作了一個(gè)簡易臺(tái)秤,用來測(cè)物體質(zhì)量。內(nèi)部電路如圖甲所示,電源電壓為18V,定值電阻R0為30Ω,電阻R為力敏電阻,其阻值與所受壓力的變化情況如圖乙所示,電壓表的量程為0~15V,電壓表的表盤被改裝為臺(tái)秤的示數(shù)。他在該臺(tái)秤上放置一個(gè)底面積為200cm2、重為5N的足夠深的柱形薄壁容器,用輕桿將一個(gè)質(zhì)量為3kg的物體A(不吸水)固定于容器內(nèi)正上方,物體A為高10cm、底面積為150cm2且質(zhì)量分布均勻的長方體。現(xiàn)向容器中注水直到水面剛好與物體A的下表面相平,如圖丙所示,此時(shí)臺(tái)秤的示數(shù)為2.5kg。求:
(1)在保證電路安全的情況下,該臺(tái)秤所能稱量物體的最大重力為多少N;
(2)在圖丙中,水對(duì)容器底的壓強(qiáng)為多大;
(3)若將圖丙中的長方體A左、右兩側(cè)沿豎直方向各切掉總體積的六分之一,并將切掉的部分放入容器浸沒于水中,水面靜止時(shí)電壓表示數(shù)為多少?
54.水平放置的均勻電阻桿AB固定在墻面上,AB長3m,每米阻值為10Ω;另有一水平放置的輕質(zhì)金屬導(dǎo)軌CE長4m,不計(jì)電阻,可繞C點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng);一輕質(zhì)金屬滑片垂直連接在AB、CE間且接觸良好,并與質(zhì)量為6kg的絕緣滑塊Q粘連。導(dǎo)軌CE上的D點(diǎn)和電阻桿AB的B端通過導(dǎo)線與電路相連,導(dǎo)軌E端通過繩子、滑輪與質(zhì)量為3kg的重物M相連。已知:電源電壓12V,燈泡規(guī)格“4V 1.6W”。閉合開關(guān)S,若滑塊Q從C開始以0.2m/s的速度勻速向D運(yùn)動(dòng),當(dāng)M剛要離開地面時(shí),燈L恰好正常發(fā)光。(不計(jì)滑片P的電阻,忽略溫度對(duì)燈泡電阻的影響,忽略繩重,滑片P的彈力及一切摩擦,忽略滑塊及滑片的寬度)求:
(1)為了保證物體M不離開地面,滑塊Q最多運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為多少s?
(2)定值電阻R0的阻值為多少?
(3)若電壓表的量程為0﹣3V,電流表的量程為0﹣0.6A,則在電路安全的范圍內(nèi),物塊M對(duì)地面的最小壓力為多少N?
55.如圖1所示電路,電源電壓U0不變,初始時(shí)滑動(dòng)變阻器的滑片P在最右端,但由于滑動(dòng)變阻器某處發(fā)生斷路,合上電鍵后滑片P向左滑過一段距離后電流表才有讀數(shù)。且電壓表讀數(shù)U與x、電流表讀數(shù)I與x的關(guān)系如圖2、圖3所示。求:
(1)電源電壓U0;
(2)電阻R的阻值;
(3)該滑動(dòng)變阻器電阻絲沒有斷路時(shí)的總阻值。
56.圖甲是某品牌身高、體重測(cè)量儀。學(xué)校物理興趣小組的同學(xué)根據(jù)該測(cè)量儀的工作情況,設(shè)計(jì)了其電路原理圖,如圖乙所示。電源UA的電壓大小未知,電壓表量程為0~15V,電流表A1量程為0~0.6A,滑動(dòng)變阻器R2是豎直固定放置的電阻棒,其滑片P可以隨身高的變化豎直上下移動(dòng),其接入電路的阻值與接入電路的長度成正比;電源UB的電壓為3V,腳踏板下方有一壓敏電阻R3,其阻值隨壓力F大小變化規(guī)律如圖丙所示。同時(shí)閉合開關(guān)S1、S2,身高h(yuǎn)1=160cm的小明站在踏板上時(shí),電流表A2的示數(shù)為0.15A,此時(shí)滑片恰好在R2中點(diǎn),電壓表示數(shù)為14.4V,電流表A1的示數(shù)為0.36A;身高h(yuǎn)2=140cm的小紅站在踏板上時(shí),電壓表示數(shù)為12V,電流表A1的示數(shù)為0.6A。求:
(1)小明的重力;
(2)滑動(dòng)變阻器R2的最大阻值;
(3)電源UA的電壓;
(4)在電路安全前提下,身高測(cè)量儀的測(cè)量范圍。
57.如圖甲所示,為某水果自動(dòng)篩選裝置,它有一個(gè)壓力檢測(cè)點(diǎn),檢測(cè)點(diǎn)的電路如圖乙,其中,R為壓敏電阻,R1為滑動(dòng)變阻器,通過移動(dòng)滑片P來設(shè)置一定的標(biāo)準(zhǔn),從而將重小于一定標(biāo)準(zhǔn)的水果自動(dòng)剔除。其原理如下:當(dāng)傳送帶上的水果經(jīng)過壓力檢測(cè)點(diǎn)時(shí),壓敏電阻R的阻值發(fā)生變化,也使AB間的電壓隨之發(fā)生變化,當(dāng)UAB=3V時(shí),機(jī)械裝置啟動(dòng),將不達(dá)標(biāo)的小水果推出傳送帶,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)篩選功能。電源電壓恒為9V,壓敏電阻R的阻值隨壓力的變化關(guān)系如圖丙所示。求:
(1)閉合開關(guān)S,移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P.現(xiàn)要使機(jī)械裝置啟動(dòng),將重G=1N的水果推出傳送帶,那么,滑動(dòng)變阻器連入電路中的阻值R1為多少Ω。
(2)在某次篩選中,先將R1的阻值調(diào)為20Ω,選出一定標(biāo)準(zhǔn)的水果后,再將R1的阻值調(diào)為15Ω,將前一次選出的水果再次篩選,請(qǐng)你通過計(jì)算說明前一次被篩選過的水果被剔除的范圍?
58.如圖所示,某工廠要研發(fā)一種新型材料,要求對(duì)該材料的承受撞擊力進(jìn)行測(cè)試。測(cè)試時(shí)如圖(甲),該材料樣品(不計(jì)質(zhì)量)平放在壓力傳感器上,閉合開關(guān)S,由靜止自由釋放重物,經(jīng)撞擊后樣品材料仍完好無損。從重物開始下落到撞擊樣品的這個(gè)過程中,電流表的示數(shù)I隨時(shí)間t變化的圖象如圖(乙),壓力傳感器的電阻R隨壓力F變化的過程如圖(丙)。電源電壓24V,定值電阻R0=10Ω。求:
(1)重物在下落過程中,壓力傳感器的電阻為多大?
(2)在撞擊過程中,樣品承受的最大撞擊力為多少?
(3)聰明的小紅想繼續(xù)利用此裝置測(cè)量下落重物的密度,她將重為600N裝滿水的燒杯直接放在壓力傳感器上,將重物放入燒杯中浸沒,待示數(shù)穩(wěn)定后,電流表示數(shù)為1A.則重物密度為?
59.一薄壁圓柱形容器置于水平升降臺(tái)中央,容器中原來裝有16cm深的水;圓柱體A懸掛在輕質(zhì)細(xì)桿下保持靜止,其下表面剛好與水面接觸,如圖甲所示。已知圓柱體A質(zhì)量為1.6kg,其高度與容器高度相同。輕桿與圓柱體銜接處為力傳感器,原理如圖乙所示,其中壓敏電阻R的阻值與所受彈力大小關(guān)系,如表格所示。從甲圖開始,向上調(diào)節(jié)升降臺(tái)直至圓柱體A與容器底部剛好接觸時(shí)停止調(diào)節(jié),此時(shí)A剛好浸沒。記錄下該過程中電流表示數(shù)I與升降臺(tái)移動(dòng)的距離h的關(guān)系,如圖丙所示。其中,當(dāng)升降臺(tái)升高2cm時(shí),水面剛好到達(dá)容器口。求:
(1)電源電壓;
(2)圓柱體A的密度;
(3)當(dāng)升降臺(tái)上升14cm,水對(duì)容器底部的壓強(qiáng)為多少?
60.如圖甲所示,足夠高的柱形容器的底面積為100cm2,里面裝有24cm深的水,上方用一足夠長的細(xì)繩吊著質(zhì)量為0.9kg的長方體物體,其底面積為50cm2,高為20cm?,F(xiàn)將細(xì)繩掛在彈簧測(cè)力計(jì)下,初始狀態(tài)時(shí),物體的下表面恰好與水面接觸。容器底部是一個(gè)壓敏電阻R(上表面與水接觸并涂有絕緣漆,其阻值與受到的水的壓力的關(guān)系如圖丙所示)。R所在的電路放在了容器底部,電路圖如圖乙所示,電流表的量程0~0.6A,電壓表的量程0~15V,小燈泡上標(biāo)有“6V 3W”的字樣,且電阻不隨溫度的變化而變化。若在初始狀態(tài)下,小燈泡恰好正常發(fā)光。求:
(1)初始狀態(tài)下,壓敏電阻的阻值;
(2)手拿彈簧測(cè)力計(jì)將物體緩慢向下移動(dòng),使得物體浸在水中的深度為8cm,穩(wěn)定后電路中的電流;
(3)在(2)的基礎(chǔ)上,保持彈簧測(cè)力計(jì)的位置不動(dòng),往容器中加水,為了保證電路的安全,則最多往容器中加入多少kg的水?(彈簧測(cè)力計(jì)拉力每變化1N,長度變化1cm)。
題型
選擇題
填空題
作圖題
實(shí)驗(yàn)題
計(jì)算題
總計(jì)
題數(shù)
30
15
0
0
15
60
R/Ω
10
20
30
40
50
I/A
0.6
0.3
0.2
0.15
壓敏電阻R與力傳感器所受彈力F的關(guān)系
R/Ω
2
3
6
9
18
F/N
16
10
4
3
0
人教版 八年級(jí)物理上冊(cè) 第17章 《歐姆定律》
歐姆定律難題提升專題練習(xí)
一、選擇題(共30小題):
1.如圖所示電路,R1為定值電阻,電流表和電壓表都是理想電表,閉合開關(guān)S后,滑動(dòng)變阻器滑片P從一端向另一端滑動(dòng)過程中,下列說法正確的是( )
A.R1兩端的電壓與通過R1兩端的電流成正比
B.無論滑片P怎樣移動(dòng),電壓表V1示數(shù)變化量與電流表A示數(shù)變化量的比值不變
C.P向b端滑動(dòng)時(shí)電流表A示數(shù)變小,電壓表V2與電流表A示數(shù)的比值變小
D.P向b端滑動(dòng)時(shí)電流表A示數(shù)變小,電壓表V1示數(shù)不變,V2示數(shù)變小
【答案】B
【解析】解:由電路圖可知,R1與R2串聯(lián),電壓表V1測(cè)R1兩端的電壓,電壓表V2測(cè)R2兩端的電壓,電流表測(cè)電路中的電流。
A、R1為定值電阻,通過的電流與其兩端的電壓成正比,因電壓是形成電流的原因,所以,不能說R1兩端的電壓與通過R1的電流成正比,故A錯(cuò)誤;
CD、P向b端滑動(dòng)時(shí),R2接入電路中的電阻變大,電路中的總電阻變大,由I=UR可知,電路中的電流變小,
由U=IR可知,R1兩端的電壓變小,電壓表的V1示數(shù)變小,因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和,所以,R2兩端的電壓變大,即電壓表V2的示數(shù)變大,故D錯(cuò)誤;
由R=UI可知,電壓表的V2的示數(shù)與電流表A的示數(shù)之比等于R2接入電路中的電阻,其比值變大,故C錯(cuò)誤;
B、設(shè)滑片移動(dòng)前后電路中的電流為I1、I2,由I=UR可得,電壓表V1示數(shù)的變化量△U1=U1﹣U1′=I1R1﹣I2R1=(I1﹣I2)R1=△IR1,即△U1△I=R1,則電壓表V1的示數(shù)變化量△U1與電流表A的示數(shù)變化量△I的比值不變,故B正確。
故選:B。
2.如圖所示電路,已知電阻R3<R1,變阻器R2的滑片首先處于右端,下列說法中錯(cuò)誤的是( )
A.先閉合S1、保持滑片位置不變,再閉合S2時(shí),表V1示數(shù)變小,表A示數(shù)變大
B.閉合S1、斷開S2,滑片向左移動(dòng)時(shí),表V2示數(shù)變化量大于表V1示數(shù)變化量
C.閉合S1、斷開S2,滑片向左移動(dòng)時(shí),表V2示數(shù)變化量與表A示數(shù)變化量的比值不變
D.閉合S1、斷開S2,滑片向左移動(dòng)時(shí),表V2與表A示數(shù)的比值不變
【答案】D
【解析】解:A.先閉合S1時(shí),R1、R2、R3串聯(lián),電壓表V1測(cè)R1和R2兩端的電壓之和,電壓表V2測(cè)R2和R3兩端的電壓之和,電流表A測(cè)電路中的電流,
再閉合S2時(shí),R2、R3串聯(lián),電壓表V1測(cè)R2兩端的電壓,電壓表V2測(cè)R2和R3兩端的電壓之和,電流表A測(cè)電路中的電流,
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和,所以再閉合S2時(shí)電路中的總電阻變小,
由I=UR可知,電路中的電流變大,即電流表A的示數(shù)變大,
再閉合S2時(shí),與電壓表V1并聯(lián)部分的電阻變小,由串聯(lián)電路的分壓特點(diǎn)可知,與電壓表V1并聯(lián)部分分得的電壓變小,其示數(shù)變小,故A正確;
BCD.閉合S1、斷開S2時(shí),電壓表V1測(cè)R1和R2兩端的電壓之和,電壓表V2測(cè)R2和R3兩端的電壓之和,電流表A測(cè)電路中的電流,
設(shè)滑片向左移動(dòng)前后時(shí),電路中的電流分別為I1、I2,
則電壓表V1示數(shù)的變化量△UV1=(U﹣I1R3)﹣(U﹣I2R3)=(I2﹣I1)R3﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
電壓表V2示數(shù)的變化量△UV2=(U﹣I1R1)﹣(U﹣I2R1)=(I2﹣I1)R1﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
由R3<R1可知,△UV1<△UV2,即表V2示數(shù)變化量大于表V1示數(shù)變化量,故B正確;
由②可得△UV2I2?I1=R1,且R1為定值電阻,所以表V2示數(shù)變化量與表A示數(shù)變化量的比值不變,故C正確;
因滑片向左移動(dòng)時(shí),R2接入電路中的電阻變小,
所以,由R=UI可知,表V2與表A示數(shù)的比值等于R2與R3的阻值之和,則其比值變小,故D錯(cuò)誤。
故選:D。
3.如圖所示,圖中的四個(gè)電表均為理想電表,電源輸出電壓不變。當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片P向右端移動(dòng)時(shí),電表的讀數(shù)會(huì)發(fā)生變化,電表讀數(shù)變化量指該時(shí)刻電表的讀數(shù)與初始時(shí)刻電表讀數(shù)的差值。下面說法中正確的是( )
A.V1的讀數(shù)減小,V1讀數(shù)與A1讀數(shù)的比值不變,V1讀數(shù)變化量與A1讀數(shù)變化量的比值不變
B.V2的讀數(shù)增大,V1讀數(shù)與A1讀數(shù)的比值不變,V1讀數(shù)變化量與A1讀數(shù)變化量的比值減小
C.A1的讀數(shù)增大,V1讀數(shù)與A1讀數(shù)的比值減小,V1讀數(shù)變化量與A1讀數(shù)變化量的比值不變
D.A2的讀數(shù)減小,V1讀數(shù)與A1讀數(shù)的比值減小,V1讀數(shù)變化量與A1讀數(shù)變化量的比值減小
【答案】C
【解析】解:由電路圖可知,R2與RP串聯(lián)后再與R3并聯(lián)、然后它們與R1串聯(lián),電壓表V1測(cè)并聯(lián)部分兩端的電壓,電壓表V2測(cè)R2兩端的電壓,電流表A1測(cè)干路電流,電流表A2測(cè)R3支路的電流。
(1)當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片P向右端移動(dòng)時(shí),接入電路中的電阻變小,并聯(lián)部分的總電阻變小,電路的總電阻變小,
由I=UR可知,電路中的總電流增大,即電流表A1的讀數(shù)增大,
由U=IR可知,R1兩端的電壓增大,
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和,
所以,并聯(lián)部分的電壓減小,即電壓表V1的讀數(shù)減小,
則V1讀數(shù)與A1讀數(shù)的比值減小,故AB錯(cuò)誤;
因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等,
所以,由I=UR可知,通過R3的電流減小,即電流表A2的示數(shù)減小,
因并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和,
所以,通過R2的電流增大,
由U=IR可知,R2兩端的電壓增大,即電壓表V2的示數(shù)增大;
(2)設(shè)滑片移動(dòng)前后電路中的總電流分別為I、I′,則V1讀數(shù)變化量:
ΔUV1=(U﹣IR1)﹣(U﹣I′R1)=(I′﹣I)R1=ΔIA1R1,
則△UV1△IA1=R1,即V1讀數(shù)變化量與A1讀數(shù)變化量的比值不變,故C正確、D錯(cuò)誤。
故選:C。
4.如圖所示,電源電壓不變。下列說法正確的是( )
A.只閉合S1,向左移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片,電流表A示數(shù)變小,電壓表V1 示數(shù)變小,電壓表V2 示數(shù)變大
B.只閉合S1,向左移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片,電流表A和電壓表V1、V2的示數(shù)分別用 I、U1、U2 表示,則U1不變,U2變大
C.只閉合S1,向左移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片,電流表 A 和電壓表V1、V2的示數(shù)變化量的大小分別用ΔI、ΔU1、ΔU2 表示,則有△U1△I不變,且大小等于R1,而△U2△I變大
D.先閉合S1,再閉合S2、S3,則電壓表V1示數(shù)變小,電壓表V2示數(shù)變大,電流表A示數(shù)變小
【答案】A
【解析】解:A、根據(jù)電路圖可知,閉合S1,向左移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片,滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值變大,則電路總電阻變大,而電源電壓不變,由I=UR可知,電路電流減小,即電流表示數(shù)變小;由于串聯(lián)電路起分壓作用,因此滑動(dòng)變阻器分得的電壓變大,即電壓表V2的示數(shù)變大,又因?yàn)榇?lián)電路兩端電壓等于各部分電壓之和,所以電壓表V1的示數(shù)變小,故A正確;
B、因串聯(lián)電路中各處電流相等,此時(shí)電路中的電流變小,根據(jù)U=IR可知,U1變小,根據(jù)串聯(lián)電路的電壓關(guān)系可知,U2變大,故B錯(cuò)誤;
C、由于串聯(lián)電路兩端電壓等于各部分電壓之和,所以ΔU1=ΔU2;
設(shè)滑動(dòng)觸頭P向右滑動(dòng)前后,電路中的電流分別為I1、I2,由I=UR可得,R2兩端的電壓分別為:
U1=I1R2,U1′=I2R2,則ΔU1=U1′﹣U1=I2R2﹣I1R2=(I2﹣I1)R2=ΔIR2,即R2=△U1△I,故R2=△U1△I=△U2△I,由于R2為定值電阻,因此其比值不變,故C錯(cuò)誤;
D、開關(guān)S3閉合時(shí),R2和電壓表V1都被短路,所以示數(shù)變?yōu)?,即電壓表V1示數(shù)變??;因此串聯(lián)電路兩端電壓等于各部分電壓之和,所以只閉合S1時(shí),電壓表V2示數(shù)小于電源電壓,則S1、S2、S3都閉合時(shí),電壓表V2測(cè)量電源電壓,所以電壓表V2示數(shù)變大;由于并聯(lián)電路的總電阻變小,由歐姆定律可知,干路電流將變大,即電流表示數(shù)變大,故D錯(cuò)誤。
故選:A。
5.把一根電阻為R的均勻電阻絲彎折成一個(gè)等邊三角形abc,如圖所示,圖中d為底邊ab的中心。如果cd兩端的電阻R1為9Ω,則ab兩端的電阻R2的阻值是( )
A.36ΩB.12ΩC.8ΩD.0Ω
【答案】C
【解析】解:把一根電阻為R的均勻電阻絲彎折成一個(gè)等邊三角形abc,
所以,Rab=Rac=Rbc=R3,
d為底邊ab的中心,Rad=Rbd=R6,
cd兩端的電阻R1為Rac與Rad串聯(lián)、Rbc與Rbd串聯(lián),然后并聯(lián)的總電阻,
Rac與Rad串聯(lián)的總電阻為R3+R6=R2、Rbc與Rbd串聯(lián)的總電阻也是R2,
所以,R1=R2×R2R2+R2=R4=9Ω.所以,R=36Ω。
所以,Rab=Rac=Rbc=R3=12Ω。
ab兩端的電阻R2的阻值是Rac與Rbc串聯(lián),再與Rab并聯(lián)后的總電阻,
Rac與Rbc串聯(lián)的總電阻是:24Ω,
所以,R2=24Ω×12Ω24Ω+12Ω=8Ω。
故選:C。
6.如圖甲所示,電源電壓不變,閉合開關(guān)S,當(dāng)變阻器R2的滑片P從b端滑到a端的過程中,電流表示數(shù)I與電壓表示數(shù)U的關(guān)系如圖乙所示。則下列選項(xiàng)正確的是( )
①R1的阻值為10Ω
②變阻器R2的最大阻值為25Ω
③電源電壓為3V
④電壓表示數(shù)為2V時(shí),R2的阻值為5Ω
A.只有①②③正確B.只有①②④正確
C.只有①③④正確D.只有②③④正確
【答案】C
【解析】解:由甲電路圖可知,R1與R2串聯(lián),電壓表測(cè)R1兩端的電壓,電流表測(cè)電路中的電流。
(1)當(dāng)滑片位于a端時(shí),接入電路中的電阻為零,電路為R1的簡單電路,電壓表測(cè)電源兩端的電壓,其示數(shù)最大,
由圖乙可知,電壓表的最大示數(shù)為3V,則電源的電壓U=3V,故③正確;
此時(shí)電路中的電流I最大=0.3A,
由I=UR可得,R1的阻值:R1=UI最大=3V0.3A=10Ω,故①正確;
(2)當(dāng)滑片位于b端時(shí),接入電路中的電阻最大,電路中的電流最小,電壓表的示數(shù)最小,
由圖乙可知,電壓表的示數(shù)U1=1V,電路中的電流I最?。?.1A,
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和,所以,R2兩端的電壓:U2=U﹣U1=3V﹣1V=2V,
則變阻器R2的最大阻值:R2=U2I最小=2V0.1A=20Ω,故②錯(cuò)誤;
(3)電壓表示數(shù)為2V時(shí),根據(jù)圖象可知此時(shí)電路中的電流為0.2A,
由I=UR可得,電路中的總電阻:R=UI=3V0.2A=15Ω,
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和,
所以,R2的連入電路的阻值為:R2′=R﹣R1=15Ω﹣10Ω=5Ω,故④正確,
綜上可知,①③④均正確。
故選:C。
7.在探究“通過導(dǎo)體中的電流與電阻之間關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中,實(shí)驗(yàn)器材:電源(4.5V)、電流表(量程0﹣0.6A)、電壓表(量程0﹣3V)、三個(gè)定值電阻(R1=5Ω,R2=10Ω,R3=20Ω),滑動(dòng)變阻器R標(biāo)有“30Ω1A”字樣。如圖所示,當(dāng)在a、b兩點(diǎn)間接入定值電阻R1,閉合開關(guān),移動(dòng)滑片P,使電壓表示數(shù)為2.5V,讀出電流表的示數(shù)。斷開開關(guān),將R1換成R2后,接下來應(yīng)該進(jìn)行的操作是( )
A.閉合開關(guān),直接讀數(shù)電流表的示數(shù)
B.閉合開關(guān),將滑片P向左移動(dòng),保持電壓表示數(shù)2.5V不變
C.閉合開關(guān),將滑片P向右移動(dòng),保持電壓表示數(shù)2.5V不變
D.將滑片移動(dòng)至阻值最大的位置后再閉合開關(guān)
【答案】D
【解析】解:在探究“通過導(dǎo)體中的電流與電阻之間關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中,應(yīng)改變定值電阻的大小,控制定值電阻兩端的電壓大小不變,比較電流與電阻的關(guān)系。
在a、b兩點(diǎn)間接入定值電阻R1,閉合開關(guān),移動(dòng)滑片P,使電壓表示數(shù)為2.5V,
則變阻器的電壓U滑=4.5V﹣2.5V=2V,
根據(jù)分壓原理,R1R滑=U1U滑,滑動(dòng)變阻器連入電路中的電阻R滑=U滑U1×R1=22.5×5Ω=4Ω;
當(dāng)斷開開關(guān),將R1換成R2后,假設(shè)閉合開關(guān),電路中的電流I=UR2+R滑=4.5V10Ω+4Ω=0.32A,定值電阻R2兩端的電壓U2=IR2=0.32A×10Ω=3.2V>3V,超過電壓的量程。
A、B、C、直接閉合開關(guān),實(shí)際電壓超過電壓表的量程,均錯(cuò)誤;
D、先將滑片移至滑動(dòng)變阻器阻值最大的位置后再閉合開關(guān),根據(jù)分壓原理,此時(shí)定值電阻分得的電壓U2=R2R2+R滑全×U=1010+30×4.5V=1.125V<2.5V(滑片再向左移動(dòng),使定值電阻的電壓為2.5V)。正確。
故選:D。
8.如圖所示,R1為定值電阻、R2為標(biāo)有“20Ω 1A”的滑動(dòng)變阻器,電源電壓保持不變。當(dāng)滑片P在某位置時(shí),電流表示數(shù)為0.2A。此時(shí)在電路中接入一個(gè)電壓表,閉合開關(guān),電壓表示數(shù)為2V,已知電流表的量程為0~0.6A,電壓表的量程為0~3V,在保證電路安全的情況下,向某一方向移動(dòng)滑片,發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)最大變化量為1V,下列判斷正確的是( )
①若電壓表接在R1兩端且滑片向左滑動(dòng),則電源電壓可能為6V且R1=10Ω
②若電壓表接在R1兩端且滑片向右滑動(dòng),則電源電壓只能為3V且R1=10Ω
③若電壓表接在R2兩端且滑片向左滑動(dòng),則電源電壓只能為2.5V且R1=2.5Ω
④若電壓表接在R2兩端且滑片向右滑動(dòng),則電源電壓只能為6V且R1=20Ω
A.僅①③B.僅②④C.僅①②③D.①②③④
【答案】A
【解析】解:(1)閉合開關(guān),兩電阻串聯(lián)接入電路,電流表測(cè)通過電路的電流,若電壓表接在R1兩端,則電壓表測(cè)定值電阻兩端的電壓,
根據(jù)歐姆定律可得定值電阻的阻值:R1=U1I=2V0.2A=10Ω,
①滑片向左滑動(dòng),滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻變小,根據(jù)歐姆定律可知通過電路的電流變大,則電壓表示數(shù)變大,電壓表示數(shù)最大變化量為1V,所以電壓表示數(shù)最大為2V+1V=3V,則此時(shí)通過電路的電流:I′=U1′R1=3V10Ω=0.3A,若此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻為10Ω,則滑動(dòng)變阻器兩端的電壓:U2=I′R2=0.3A×10Ω=3V,串聯(lián)電路總電壓等于各部分電壓之和,所以電源電壓可能是:U=U1′+U2=3V+3V=6V,故①正確;
②滑片向右滑動(dòng),滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻變大,根據(jù)歐姆定律可知通過電路的電流變小,則電壓表示數(shù)變小,因電壓表示數(shù)最大變化量為1V,所以電壓表的示數(shù)最小為2V﹣1V=1V,則此時(shí)通過電路的電流:I′=U1′R1=1V10Ω=0.1A,
若此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值最大,則滑動(dòng)變阻器兩端的最大電壓:U2=I′R2大=0.1A×20Ω=2V,因串聯(lián)電路總電壓等于各部分電壓之和,所以電源電壓的最大值:U=U1′+U2=1V+2V=3V,故②錯(cuò)誤;
(2)閉合開關(guān),兩電阻串聯(lián)接入電路,電流表測(cè)通過電路的電流,若電壓表接在R2兩端,則電壓表測(cè)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓,
根據(jù)串聯(lián)電路電壓規(guī)律結(jié)合歐姆定律可得:R1=U?U2I=U?2V0.2A??????⑤,
③滑片向左滑動(dòng),滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻變小,根據(jù)歐姆定律可知通過電路的電流變大,R2為標(biāo)有“20Ω 1A”的滑動(dòng)變阻器,電流表的量程為0~0.6A,電路安全,所以通過電路的最大電流為0.6A,根據(jù)串聯(lián)分壓原理可知電壓表示數(shù)變小,電壓表示數(shù)最大變化量為1V,所以電壓表示數(shù)最小為2V﹣1V=1V,
根據(jù)串聯(lián)電路電壓規(guī)律結(jié)合歐姆定律可得:R1=U?U2′I′=U?1V0.6A??????⑥,
⑤⑥聯(lián)立可得:U=2.5V,R1=2.5Ω,故③正確;
④滑片向右滑動(dòng),滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻變大,根據(jù)歐姆定律可知通過電路的電流變小,根據(jù)串聯(lián)分壓原理可知電壓表示數(shù)變大,電壓表示數(shù)最大變化量為1V,
所以電壓表示數(shù)最大為2V+1V=3V,若此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路最大阻值,
根據(jù)歐姆定律可得通過電路的電流:I′=U2′R2大=3V20Ω=0.15A,
根據(jù)串聯(lián)電路電壓規(guī)律結(jié)合歐姆定律可得:R1=U?U2′I′=U?3V0.15A??????⑦,
⑤⑦聯(lián)立可得:電源電壓可能是U=6V,R1=20Ω,故④錯(cuò)誤。
故選:A。
9.如題圖所示,電源電壓保持不變,閉合開關(guān)時(shí),滑動(dòng)變阻器的滑片P從b端滑到a端,電壓表示數(shù)U與電流表示數(shù)I的變化關(guān)系如題圖所示,下列說法不正確的是( )
A.電源電壓是9V
B.定值電阻R的阻值是6Ω
C.滑動(dòng)變阻器的阻值范圍是0~18Ω
D.若定值電阻R出現(xiàn)接觸不良時(shí),電流表示數(shù)為0,電壓表示數(shù)為9V
【答案】C
【解析】解:ABC、當(dāng)滑片P位于a端時(shí),電路為電阻R的簡單電路,電壓表測(cè)電源的電壓,電流表測(cè)電路中的電流,
此時(shí)電路中的電流最大,由圖象可知,電路中的最大電流1.5A時(shí),電壓表的示數(shù)為9V,即電源的電壓為9V,故A正確;
由I=UR可得,定值電阻R的阻值:R=UI=9V1.5A=6Ω,故B正確;
當(dāng)滑片P位于b端時(shí),定值電阻R與滑動(dòng)變阻器的最大阻值串聯(lián),此時(shí)電路中的電流最小,
由圖象可知,電路中的最小電流I′=0.5A,
則電路中的總電阻:R總=UI′=9V0.5A=18Ω,
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和,
所以,滑動(dòng)變阻器的最大阻值:R滑大=R總﹣R=18Ω﹣6Ω=12Ω,
所以滑動(dòng)變阻器的阻值范圍是0~12Ω,故C錯(cuò)誤;
D、當(dāng)定值電阻R出現(xiàn)接觸不良時(shí),則串聯(lián)電路斷路,電流表示數(shù)為0,此時(shí)電壓表串聯(lián)在電路中,相當(dāng)于測(cè)量電源電壓,其示數(shù)為9V,故D正確。
故選:C。
10.在圖甲所示電路中,R0、R2為定值電阻,電流表、電壓表都是理想電表。改變滑動(dòng)變阻器R1的滑片位置,電壓表V1、V2和電流表A的示數(shù)均要發(fā)生變化。兩電壓表示數(shù)隨電流表示數(shù)的變化圖線如圖乙所示。則下列判斷中正確的是( )
A.電阻R0為2Ω B.V2示數(shù)變化圖線為b
C.電源電壓為14V D.滑動(dòng)變阻器R1的阻值最大為6Ω
【答案】A
【解析】解:由電路圖可知,滑動(dòng)變阻器R1、電阻R2、電阻R0串聯(lián)在電路中,電壓表V1測(cè)量R1和R2兩端的總電壓,電壓表V2測(cè)量R2兩端的電壓,電流表測(cè)量電路中的電流。
(1)當(dāng)滑片P向左移動(dòng)時(shí),滑動(dòng)變阻器R1連入的電阻變小,從而使電路中的總電阻變小,根據(jù)歐姆定律可知,電路中的電流變大,R0兩端的電壓變大,R2兩端的電壓變大,由串聯(lián)電路電壓的特點(diǎn)可知,R1和R2兩端的總電壓變小,據(jù)此判斷:圖象中上半部分b為電壓表V1示數(shù)變化圖線,下半部分a為電壓表V2示數(shù)變化圖線,故B不正確;
(2)由圖象可知:當(dāng)R1和R2兩端的電壓為10V時(shí),R2兩端的電壓為1V,電路中的電流為1A,
∵串聯(lián)電路的總電壓等于各分電壓之和,
∴滑動(dòng)變阻器兩端的電壓U1=U12﹣U2=10V﹣1V=9V,
根據(jù)歐姆定律可得,滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值:R1=U1I=9V1A=9Ω>6Ω,故D不正確;
∵串聯(lián)電路的總電壓等于各分電壓之和,
∴電源的電壓U=U1+U0=10V+IR0=10V+1A×R0﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
(3)當(dāng)滑片P移至最左端,滑動(dòng)變阻器連入電阻為0,兩電壓表都測(cè)量電阻R1兩端的電壓,示數(shù)都為4V,電路中的電流最大為4A,
電源的電壓U=U2′+U0′=4V+4A×R0﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
由①②得:10V+1A×R0=4V+4A×R0
解得:R0=2Ω,故A正確;
電源電壓為:U=U1+U0=10V+IR0=10V+1A×2Ω=12V,故C不正確。
故選:A。
11.電路如圖甲所示,電源電壓保持不變,定值電阻R1標(biāo)有“xΩ 0.5A”,自制迷你電阻箱R2上標(biāo)有“yΩ 1A”,電流表的量程為“0~0.6A”,兩個(gè)電壓表量程都是“0~15V”,在保證電路各個(gè)元件都安全的前提下,改變電阻箱阻值,利用得到的數(shù)據(jù)繪制圖像。圖乙為某電壓表與電流表示數(shù)變化的關(guān)系圖,圖丙是某電壓表與某電阻阻值的關(guān)系圖。根據(jù)圖中數(shù)據(jù),判斷下列說法正確的是( )
A.R1標(biāo)的x為20 B.圖丙的電壓表是V2
C.電壓表V2示數(shù)范圍為1V~4V D.電流表示數(shù)范圍為0.1A~0.5A
【答案】C
【解析】解:(1)由圖甲可知兩電阻串聯(lián)接入電路,電壓表V1測(cè)定值電阻兩端的電壓,電壓表V2測(cè)電阻箱兩端的電壓,
根據(jù)串聯(lián)電路電阻規(guī)律結(jié)合歐姆定律可知隨著電阻箱接入電路電阻的增大,通過電路的電流變小,由U=IR可知定值電阻R1兩端的電壓隨電流的變小而變小,即定值電阻R1兩端的電壓隨電阻箱接入電路電阻的增大而減小,串聯(lián)電路總電壓等于各部分電壓之和,所以電阻箱兩端的電壓隨電阻箱接入電路電阻的增大而增大,則圖丙是電壓表V1的示數(shù)隨電阻箱接入電路的阻值變化的圖像,圖乙是電壓表V2的示數(shù)隨電流的增大而減小,故B錯(cuò)誤;
(2)圖乙中傾斜直線與縱軸交點(diǎn)的值表示電阻箱的阻值無窮大時(shí)(電流幾乎為0)V2的示數(shù),由串聯(lián)分壓的規(guī)律可知此時(shí)V2的示數(shù)等于電源電壓,由圖乙可知電源電壓為6V,由圖丙可知電阻箱接入電路的最大阻值為20Ω,此時(shí)定值電阻兩端的電壓為2V,
根據(jù)串聯(lián)電路電壓規(guī)律可知電阻箱兩端的電壓為:U2=U﹣U1=6V﹣2V=4V,
根據(jù)歐姆定律可知此時(shí)通過電路的電流:I=U2R2=4V20Ω=0.2A,
此時(shí)電路總電阻:R=UI=6V0.2A=30Ω,
串聯(lián)電路總電阻等于各部分電阻之和,則定值電阻的阻值:R1=R﹣R2=30Ω﹣20Ω=10Ω,故A錯(cuò)誤;
串聯(lián)電路各處電流相等,定值電阻R1標(biāo)有“xΩ 0.5A”,自制迷你電阻箱R2上,標(biāo)有“yΩ 1A”,電流表的量程為“0~0.6A”,所以通過電路的最大電流為0.5A,此時(shí)定值電阻兩端的電壓為:U1′=I′R1=0.5A×10Ω=5V,
此時(shí)電阻箱兩端的電壓為:U2′=U﹣U1′=6V﹣5V=1V,
所以電壓表V2示數(shù)范圍為1V~4V,電流表示數(shù)范圍為0.2A~0.5A,故C正確,D錯(cuò)誤。
故選:C。
12.為了能自動(dòng)記錄跳繩的次數(shù),某科技小組設(shè)計(jì)了一種自動(dòng)計(jì)數(shù)器,其簡化電路如圖甲所示。R1是一種光敏元件,每當(dāng)繩子擋住了射向的紅外線時(shí),R1的電阻會(huì)變小,自動(dòng)計(jì)數(shù)器會(huì)計(jì)數(shù)一次,信號(hào)處理系統(tǒng)能記錄AB間每一時(shí)刻的電壓。若已知電源電壓為12V,某一時(shí)段AB間的電壓隨時(shí)間變化的圖象如圖乙所示,保護(hù)電阻R2為定值電阻。則下列說法不正確的是( )
A.繩子擋住了射向R1的紅外線時(shí),R1和R2的阻值之比為1:1
B.有紅外線照射和無紅外線照射時(shí)光敏電阻阻值之比為2:1
C.AB兩端電壓為6V時(shí),跳繩自動(dòng)計(jì)數(shù)器會(huì)計(jì)數(shù)一次
D.有紅外線照射和無紅外線照射時(shí)通過的電流之比為1:2
【答案】B
【解析】解:由甲圖電路知,R1與R2串聯(lián),AB間電壓為R2兩端電壓。
A、由題知,當(dāng)射向R1的紅外線被擋時(shí),R1阻值變小,根據(jù)串聯(lián)電路的分壓原理知,R1分得電壓減小,R2分得電壓增大,由圖象知,此時(shí),U2=UAB=6V;
由串聯(lián)電路的分壓原理可得:U1U2=U?U2U2=R1R2,即:12V?6V6V=R1R2,所以:R1:R2=1:1,故A正確;
B、根據(jù)上述分析可知,無紅外線照射時(shí)光敏電阻阻值:R1=R2;
當(dāng)射向R1的紅外線沒有被擋時(shí)(即有紅外線照射),R1阻值變大,R1分得電壓增大,R2分得的電壓減小,由圖象知,此時(shí)U2'=UAB'=3V,
由串聯(lián)電路的分壓原理有:U1′U2′=U?U2′U2′=R1′R2,即:12V?3V3V=R1′R2,所以:R1'=3R2;
即有紅外線照射時(shí)光敏電阻阻值:R1'=3R2,
則有紅外線照射和無紅外線照射時(shí)光敏電阻阻值之比R1′:R1=3R2:R2=3:1,故B錯(cuò)誤;
C、圖象知,此時(shí)U2=UAB=6V,因?yàn)镽1的電阻變小,自動(dòng)計(jì)數(shù)器會(huì)計(jì)數(shù)一次,即AB間電壓為6V計(jì)數(shù)一次,故C正確;
D、因?yàn)榇?lián)電路電流相等,由歐姆定律可得,有紅外線照射和無紅外線照射時(shí)通過R2的電流之比為U2′R2:U2R2=3V:6V=1:2,故D正確。
故選:B。
13.如圖所示,電源電壓不變,若滑片P在某點(diǎn)時(shí),電壓表示數(shù)為6V;滑片P向右移動(dòng)使R2阻值增大ΔR時(shí),電壓表示數(shù)變?yōu)?V;滑片P繼續(xù)向右移動(dòng)使R2阻值再次增大ΔR時(shí),電壓表示數(shù)( )
A.一定大于 8VB.一定小于 8V
C.一定等于 8VD.可能等于 8V
【答案】B
【解析】解:閉合開關(guān),兩電阻串聯(lián)接入電路,電壓表測(cè)R2兩端的電壓,
串聯(lián)電路總電阻等于各分電阻之和,電源電壓不變,若滑片P在某點(diǎn)時(shí),電壓表示數(shù)為6V,
由歐姆定律可得:U2=UR′R1+R′=6V﹣﹣﹣﹣﹣﹣①;
滑片P向右移動(dòng)使R2阻值增大ΔR時(shí),電壓表示數(shù)變?yōu)?V,則U2′=U(R′+ΔR)R1+R′+ΔR=7V﹣﹣﹣②;
由①得:UR′=6V×R1+6VR′﹣﹣﹣﹣﹣﹣③,
①②兩式聯(lián)立可得:UΔR=1V×R1+1V×R′+7ΔR﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣④,
滑片P繼續(xù)向右移動(dòng)使R2阻值再次增大ΔR時(shí),電壓表示數(shù):
U2″=U(R′+2ΔR)R1+R′+2ΔR=UR′+2UΔRR1+R′+2ΔR??????⑤,
把③④代入⑤得:
U2″=6V×R1+6V×R′+2V×R1+2V×R′+14ΔRR1+R′+2ΔR=8V×(R1+R′+2ΔR)?2ΔRR1+R′+2ΔR=8V?2ΔRR1+R′+2ΔR,所以電壓表示數(shù)小于8V。
故選:B。
14.如圖甲所示,燈泡L標(biāo)有“6V 0.5A”字樣,電源電壓及燈絲電阻保持不變,電流表量程為0~0.6A,電壓表量程為0~15V,變阻器R的最大阻值為84Ω。只閉合開關(guān)S、S1,移動(dòng)滑片P的過程中,電流表示數(shù)與變阻器連入電路的阻值變化關(guān)系如圖乙所示,當(dāng)滑片P在a點(diǎn)時(shí),電壓表示數(shù)為10V,電流表示數(shù)為Ia;只閉合開關(guān)S、S2,滑片P置于b點(diǎn)時(shí),變阻器連入電路的電阻為Rb,電流表的示數(shù)為Ib,已知Rb:R0=7:3,Ia:Ib=5:4。在保證電路安全的前提下,下列說法正確的是( )
A.Ib為0.5A
B.小燈泡正常工作時(shí)的電阻R=6Ω
C.只閉合S、S2,通過調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片,電流表能夠達(dá)到的最大值和最小值之比為3:1
D.只閉合S、S1,通過調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片,電壓表能夠達(dá)到的示數(shù)范圍為0~14V
【答案】C
【解析】解:A、由電路圖可知只閉合開關(guān)S、S1時(shí),該電路為R和R0的串聯(lián)電路,電流表測(cè)電路中的電流,電壓表測(cè)R兩端的電壓,當(dāng)滑片P在a點(diǎn)時(shí),由圖乙可知,此時(shí)滑動(dòng)變阻器R連入電路的阻值為R=20Ω,
已知此時(shí)電壓表示數(shù)為10V,即R兩端的電壓為UR=10V,
通過R的電流為:IR=URR=10V20Ω=0.5A,即電路中的電流為0.5A,則電流表的示數(shù)Ia=0.5A,
已知Ia:Ib=5:4,則Ib=45Ia=45×0.5A=0.4A,故A錯(cuò)誤;
B、已知燈泡的額定電壓為UL=6V,燈泡的額定電流為IL=0.5A,
則燈泡正常工作時(shí)的電阻為:RL=ULIL=6V0.5A=12Ω,故B錯(cuò)誤;
C、當(dāng)只閉合開關(guān)S、S1時(shí),電源電壓為:U=UR+U0=UR+IaR0=10V+0.5A×R0﹣﹣﹣﹣﹣①;
當(dāng)只閉合開關(guān)S、S2,該電路為R和L的串聯(lián)電路,電流表測(cè)電路中的電流,電壓表測(cè)R兩端的電壓,
滑片P置于b點(diǎn)時(shí),電源電壓為:
U=UR′+UL′=IbRb+IbRL=0.4A×Rb+0.4A×12Ω=0.4A×Rb+4.8V﹣﹣﹣﹣﹣②;
已知Rb:R0=7:3﹣﹣﹣﹣﹣﹣③;
聯(lián)立①②③可解得:U=16V,R0=12Ω,Rb=28Ω;
當(dāng)只閉合S、S2,為保證電路安全,電路中的最大電流為:I大=IL=0.5A,即電流表的最大示數(shù)為0.5A;
當(dāng)滑動(dòng)變阻器R連入電路的阻值最大時(shí),電路總電阻最大,由I=UR可知電路中的電流最小,
已知滑動(dòng)變阻器的最大阻值為Rm=84Ω,
則電路中的最小電流為:I小=UR總=URm+RL=16V84Ω+12Ω=16A,
此時(shí)電壓表的示數(shù)為:UV=I小Rm=16A×84Ω=14V<15V,沒有超出電壓表的量程,
因此電路中電流最小為I小=16A,即電流表的最小示數(shù)為16A,
則電流表能夠達(dá)到的最大值和最小值之比為0.5A:16A=3:1,故C正確;
D、只閉合S、S1,R和R0串聯(lián),當(dāng)電壓表示數(shù)最大時(shí),滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值最大,
此時(shí)電路中的電流為:I1=UR總′=URm+R0=16V84Ω+12Ω=16A,
滑動(dòng)變阻器R兩端的電壓為:UV′=I1Rm=16A×84Ω=14V;
當(dāng)電壓表示數(shù)最小時(shí),滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值最小,此時(shí)電路中電流最大,
電流表量程為0~0.6A,則電路中最大電流為:I大′=0.6A,
此時(shí)電路的總電阻為:R總″=UI大′=16V0.6A≈27Ω,
由串聯(lián)電路的電阻特點(diǎn)可知此時(shí)滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值為:R′=R總″﹣R0=27Ω﹣12Ω=15Ω,
則滑動(dòng)變阻器兩端的最小電壓不為0V,故D錯(cuò)誤。
故選:C。
15.在如圖所示電路中,電源兩端電壓為6V且保持不變,電流表量程為0~0.6A,電壓表量程為0~3V,電阻R1的阻值為5Ω,滑動(dòng)變阻器R2的規(guī)格為“25Ω 0.5A”。將開關(guān)閉合后,在不損壞電路元件的前提下,以下說法中正確的是( )
A.電壓表最小示數(shù)為2V
B.通過電阻R1的電流最大值為0.6A
C.電壓表示數(shù)的最大值和最小值之比為5:2
D.滑動(dòng)變阻器R2調(diào)節(jié)范圍為1~25Ω
【答案】C
【解析】解:由圖知,R1、R2串聯(lián),電壓表測(cè)R1兩端的電壓,電流表測(cè)電路中的電流;
B、電壓表的量程為0~3V,當(dāng)電壓表示數(shù)為3V時(shí),由I=UR可得,此時(shí)電路中的電流:
I=UR1R1=3V5Ω=0.6A,
由于電流表的量程為0~0.6A,滑動(dòng)變阻器R2允許通過的最大電流為0.5A,
故電路中的最大電流為0.5A,故B錯(cuò)誤;
D、當(dāng)電路中的電流最大為0.5A時(shí),電壓表的示數(shù)最大為:U1max=ImaxR1=0.5A×5Ω=2.5V<3V,電壓表是安全的;
由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律得,此時(shí)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓:U2min=U﹣U1max=6V﹣2.5V=3.5V,
由歐姆定律可得,滑動(dòng)變阻器接入電路的最小電阻:R2min=U2minI=Ω,
當(dāng)滑片P在右端時(shí),電路中的電阻最大,電流最小,電壓表示數(shù)最小,所以滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值范圍:7Ω~25Ω,故D錯(cuò)誤;
AC、當(dāng)滑片P在右端(電阻全部連入為25Ω )時(shí),由電阻的串聯(lián)和歐姆定律得,電路中的最小電流:
Imin=UR總=UR1+R2=6V5Ω+25Ω=0.2A;
由I=UR可得,電壓表的最小示數(shù):U1min=IminR1=0.2A×5Ω=1V,而電壓表的最大示數(shù)為2.5V,
則電壓表示數(shù)的最大值和最小值之比為2.5V:1V=5:2,故A錯(cuò)誤、C正確。
故選:C。
16.如圖所示,電源電壓不變,電流表A1量程為0﹣0.6A,小燈泡L1的規(guī)格為“2.5V 0.25A”,小燈泡的電阻不隨溫度發(fā)生變化,小燈泡兩端的電壓低于1.2V 不能發(fā)光,高于2.5V就會(huì)被燒壞。電壓表V1的量程0﹣3V,滑動(dòng)變阻器R1的規(guī)格為“10Ω 0.3A”,滑動(dòng)變阻器R2的規(guī)格為“40Ω 0.5A”。閉合開關(guān)S1和S2,滑動(dòng)變阻器滑片置于最大阻值處,電流表的示數(shù)為0.12A。則下列說法正確的是( )
①電源電壓為6V
②閉合開關(guān)S1和S2,在電路安全的情況下,電壓表示數(shù)變化范圍為1V﹣2.5V
③任意閉合開關(guān)和調(diào)節(jié)滑片的位置,在電路安全的情況下,電路中總電流的最大值為0.5A
④閉合開關(guān)S1和S3,為了保證小燈泡既能發(fā)光,又不被燒壞,且電路安全,還應(yīng)在電路中串聯(lián)一個(gè)電阻R0,通過調(diào)節(jié)滑片達(dá)到以上要求。則R0的范圍為4Ω﹣40Ω
A.①③B.①③④C.②③④D.①④
【答案】B
【解析】解:根據(jù)電路圖可知,閉合開關(guān)S1和S2,燈泡和滑動(dòng)變阻器R2串聯(lián),電壓表測(cè)量燈泡兩端電壓,電流表測(cè)量電路電流,且滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值最大,則電路中電流最小,即I?。?.12A;
①由I=UR可得,燈泡的阻值:RL=ULIL=Ω,
因串聯(lián)電路中的總電阻等于各部分電阻之和,所以電源電壓:
U=I小R=I?。≧L+R2)=0.12A×(10Ω+40Ω)=6V,故①正確;
②閉合開關(guān)S1和S2,燈泡和滑動(dòng)變阻器R2串聯(lián);
燈泡正常發(fā)光時(shí),燈泡的實(shí)際電壓等于額定電壓,因此電壓表示數(shù)的最大值為2.5V,
當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路阻值最大時(shí),電路電流最小,則燈泡兩端最小電壓:
UL?。絀小RL=0.12A×10Ω=1.2V,
綜合上述分析可得,電壓表示數(shù)的變化范圍為1.2V~2.5V,故②錯(cuò)誤;
③滑動(dòng)變阻器R1的規(guī)格為“10Ω 0.3A”,滑動(dòng)變阻器R2的規(guī)格為“40Ω 0.5A”,
則兩變阻器允許加的最大電壓分別為:
U1大=I1大R1大=0.3A×10Ω=3V,U2大=I2大R2大=0.5A×40Ω=20V;
因并聯(lián)電路中的總電阻小于任一支路電阻,串聯(lián)電路中的總電阻大于任一分電阻,因此當(dāng)閉合開關(guān)S1、S2、S3、S4時(shí),滑動(dòng)變阻器R1、R2并聯(lián),燈泡短路,電流表測(cè)量干路電流,理論上總電流是最大的;但是電源電壓6V超過了變阻器R1允許加的最大電壓3V,所以兩變阻器不能并聯(lián);
若任意閉合開關(guān),使電路成為串聯(lián)電路,則電路中總電阻較大,電流較?。?br>所以,可以通過開關(guān)的轉(zhuǎn)換使一個(gè)電阻元件接入電路時(shí),電路中電阻較小,電流可以達(dá)到最大,結(jié)合變阻器的規(guī)格和圖示可知,當(dāng)只閉合開關(guān)S1、S2和S4時(shí),只有變阻器R2接入電路,調(diào)節(jié)滑片的位置可以使電流最大達(dá)到0.5A(不能為0.6A,否則會(huì)損壞變阻器R2),故③正確;
④根據(jù)電路圖可知,閉合開關(guān)S1和S3,燈泡和滑動(dòng)變阻器R1串聯(lián),電壓表測(cè)量燈泡兩端電壓,電流表測(cè)量電路電流;
當(dāng)燈泡兩端電壓為1.2V時(shí),電路電流:I最小=UL小RL=1.2V10Ω=0.12A,
此時(shí)電路的總電阻:R總=UI最小=6V0.12A=50Ω,
因串聯(lián)電路中的總電阻等于各部分電阻之和,因此當(dāng)滑動(dòng)變阻器R1接入電路的阻值最小0Ω時(shí),電路串聯(lián)的阻值最大,則串聯(lián)R0的最大阻值:R0大=R總﹣RL=50Ω﹣10Ω=40Ω;
當(dāng)燈泡兩端電壓為2.5V時(shí),電路電流最大,即0.25A,
此時(shí)電路的總電阻:R總′=UI最大=6V0.25A=24Ω,
因串聯(lián)電路中的總電阻等于各部分電阻之和,因此當(dāng)滑動(dòng)變阻器R1接入電路的阻值最大10Ω時(shí),電路串聯(lián)的阻值最小,則串聯(lián)R0的最大阻值:R0?。絉總′﹣RL﹣R1=24Ω﹣10Ω﹣10Ω=4Ω,
綜合上述計(jì)算結(jié)果可知,R0接入電路的阻值范圍為4Ω~40Ω,故④正確。
故選:B。
17.如圖(a)所示電路,電源電壓保持不變,R2為定值電阻,小燈泡L標(biāo)有“4V 0.5A”字樣,電流表量程0~0.6A,電壓表量程0~3V,滑動(dòng)變阻器R1的最大阻值20Ω。若只閉合開關(guān)S、S1,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片P,得到電流表與電壓表示數(shù)關(guān)系如圖(b)所示;若只閉合開關(guān)S和S2,移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P,小燈泡L的I﹣U圖像如圖(c)所示。根據(jù)題設(shè)條件可以判斷下列選項(xiàng)正確的是( )
A.電源電壓為6V
B.定值電阻R2的阻值為150Ω
C.只閉合開關(guān)S和S2,滑動(dòng)變阻器R允許的最小值為4Ω
D.只閉合開關(guān)S和S2,滑動(dòng)變阻器R允許的最大值為7.5Ω
【答案】D
【解析】解:AB、只閉合開關(guān)S、S1,定值電阻R2和滑動(dòng)變阻器R1串聯(lián),電壓表測(cè)量滑動(dòng)變阻器R1兩端的電壓,電流表測(cè)電路中的電流,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片P,得到電流表與電壓表示數(shù)關(guān)系如圖(b)所示。
由串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)和歐姆定律可得,電源電壓:U=U1+IR2,
在圖(b)中取兩組數(shù)據(jù)代入公式,可得:U=3.0V+0.2A×R2﹣﹣﹣﹣①
U=1.0V+0.4A×R2﹣﹣﹣﹣﹣②
聯(lián)立①②解得:U=5V,R2=10Ω;故AB錯(cuò)誤;
C、燈泡L正常工作時(shí)電流:I最大=0.5A<0.6A(電流表安全),燈泡L正常工作時(shí)的電壓為4V,
此時(shí)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓:U1小=U﹣UL額=5V﹣4V=1V,
則R1接入電路的最小電阻:R1小=U1小I最大=1V0.5A=2Ω,故C錯(cuò)誤;
D、只閉合開關(guān)S和S2,燈泡L串聯(lián)和滑動(dòng)變阻器R1串聯(lián),電壓表測(cè)量滑動(dòng)變阻器R1兩端的電壓,電流表測(cè)電路中的電流,
由于電壓表量程0~3V,根據(jù)串聯(lián)電路的分壓規(guī)律可知,當(dāng)電壓表示數(shù)最大為3V時(shí),R1接入電路的電阻最大,
此時(shí)小燈泡兩端電壓為:UL=U﹣U1大=5V﹣3V=2V,
由圖(c)可知電路中最小電流:I最小=0.4A,
則R1接入電路的最大電阻:R1大=U1大I最小=3V0.4A=7.5Ω,故D正確。
故選:D。
18.“全民拒酒駕,安全你我他”,肥城市公安局在宣傳交通規(guī)則的同時(shí),也加大了對(duì)酒駕的查處,如圖甲是呼氣式酒精測(cè)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( )
①氣敏電阻的阻值隨酒精氣體的濃度增大而減小
②此時(shí)電路中的電流是0.1A
③R2的阻值是20Ω
④某駕駛員對(duì)著測(cè)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
A.只有②③正確B.只有②④正確
C.只有①②④正確D.只有③④正確
【答案】C
【解析】解:(1)根據(jù)圖象可知:氣敏電阻的阻值隨酒精氣體的濃度增大而減小,故①正確;
(2)由電路圖可知,R1與R2串聯(lián),電壓表測(cè)R2兩端的電壓,電流表測(cè)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,
由圖象可知,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:I=I2=I1=U1R1=6V60Ω=0.1A;故②正確;
(2)R2的阻值:R2=U2I2=3V0.1A=30Ω;故③錯(cuò)誤;
(3)電壓表示數(shù)達(dá)到4.5V時(shí),此時(shí)R1兩端的電壓:U1′=U﹣U2′=9V﹣4.5V=4.5V,
此時(shí)電路中的電流:I′=U1′R1′=U2′R2,即 4.5VR1′=4.5V30Ω,
解得:R1′=30Ω,
由圖象可知,此時(shí)酒精氣體的濃度為0.2mg/m3,故④正確。
故選:C。
19.一位同學(xué)用如下圖所示的電路探究“電流與電阻的關(guān)系”。電源電壓不變,下表是實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),若第四次實(shí)驗(yàn)時(shí)將定值電阻的阻值由40Ω調(diào)為50Ω后就直接讀出電流表的示數(shù),這個(gè)示數(shù)可能是( )
A.0.15B.0.10C.0.12D.0.13
【答案】D
【解析】解:研究通過導(dǎo)體的電流與電阻的關(guān)系要保持導(dǎo)體兩端的電壓不變,由歐姆定律,電阻兩端的電壓:UV=I1R1=0.6A×10Ω=6V;
當(dāng)電阻R的阻值為50Ω時(shí),由歐姆定律,電路中的電流應(yīng)該為:I′=UVR5=6V50Ω=0.12A,
將電阻R的阻值從40Ω調(diào)為50Ω后,要保持電阻兩端電壓不變,應(yīng)向右移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片,使滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值變大,滑動(dòng)變阻器分壓變大,從而使電阻兩端電壓減小保持不變,因此,當(dāng)未移動(dòng)滑動(dòng)變阻器時(shí),電路中的電流應(yīng)該大于0.12A而小于0.15A,只有D正確。
故選:D。
20.如圖的電路圖,電源電壓恒為30V,定值電阻R2=40Ω,R3=30Ω,滑動(dòng)變阻器R1的規(guī)格為“80Ω 1A”,電流表A1的量程為0~3A,電流表A2的量程為0~0.6A,電壓表的量程為0~15V.下列說法不正確的是( )
A.只閉合開關(guān)S,R1和R3串聯(lián),將滑片P從a端滑至中點(diǎn),電路中電流變大
B.只閉合開關(guān)S、S3,調(diào)節(jié)滑片P的位置并保證電路安全,則R1兩端電壓的范圍是12V~15V
C.只閉合開關(guān)S、S1、S2,調(diào)節(jié)滑片P的位置并保證電路安全,則R1接入電路的阻值范圍是30Ω~80Ω
D.只閉合開關(guān)S、S1、S2,調(diào)節(jié)滑片P在R1的a端,此時(shí)電流表A1的示數(shù)為1.125A
【答案】C
【解析】解:(1)只閉合開關(guān)S時(shí),R1和R3依次連接即為串聯(lián),
將滑片P從a端滑至中點(diǎn)時(shí),R1接入電路中的電阻變小,電路中的總電阻變小,
由I=UR可知,電路中的電流變大,故A正確;
(2)只閉合開關(guān)S、S3時(shí),R1和R3串聯(lián),電流表A1、A2均測(cè)電路中的電流,電壓表測(cè)R1兩端的電壓,
當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻為零時(shí),電路中的電流:I1=UR3=30V30Ω=1A,
因串聯(lián)電路中各處的電流相等,且電流表A1的量程為0~3A,電流表A2的量程為0~0.6A,
所以,電路中的最大電流I大=0.6A,此時(shí)R1兩端的電壓最小,
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和,
所以,電壓表的最小示數(shù):U1小=U﹣I大R3=30V﹣0.6A×30Ω=12V,
當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大時(shí),電路中的電流:I2=UR1大+R3=30V80Ω+30Ω=311A,
此時(shí)電壓表的示數(shù):U1=I2R3大=311A×80Ω≈21.8V>15V,即電壓表的最大示數(shù)為15V,
所以,R1兩端電壓的范圍是12V~15V,故B正確;
(3)只閉合開關(guān)S、S1、S2時(shí),R1與R2并聯(lián),電流表A1測(cè)干路電流,電流表A2測(cè)R1支路的電流,
因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等,
所以,通過R2的電流:I2′=UR2=30V40Ω=0.75A,
調(diào)節(jié)滑片P在R1的a端,通過R1的電流:I1′=UR1=30V80Ω=0.375A,
因并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和,
所以,此時(shí)電流表A1的示數(shù):I=I1′+I2′=0.375A+0.75A=1.125A,故D正確;
當(dāng)電流表A2的示數(shù)I1″=0.6A時(shí),干路電流:I′=I1′+I2″=0.6A+0.75A=1.35A<3A,
所以,通過R1的電流為0.6A時(shí),接入電路中的電阻最小,
則R1接入電路中的最小阻值:R1小=UI1″=30V0.6A=50Ω,
所以,R1接入電路的阻值范圍是50Ω~80Ω,故C錯(cuò)誤。
故選:C。
21.甲圖是燈泡L和定值電阻R的I﹣U圖象,將L和R先后以乙圖和丙圖兩種方式連在同一電源上,閉合電路,若乙圖中U1:U2=m,丙圖中,I1:I2=n,則下述正確的是( )
A.mn=1B.m>nC.m<nD.無法判斷
【答案】B
【解析】解:由圖乙知,燈泡與電阻串聯(lián),所以通過它們的電流相同,
由I=UR可知,當(dāng)電流相同時(shí),電壓與電阻成正比,所以:U1U2=RL乙R=m,
由圖丙知,燈泡與電阻并聯(lián),各支路兩端的電壓相同,
由I=UR可知,當(dāng)電壓相同時(shí),電流與電阻成反比,所以:I1I2=RRL丙=n,則RL丙R=1n,
由圖象甲可知,燈泡電阻隨電壓增大而增大,而乙圖中燈泡兩端電壓比丙圖中小,所以RL乙小于RL丙,
所以:RL乙R<RL丙R,則m<1n,即mn<1,故A錯(cuò)誤;
由圖象可知,在電流相同時(shí),燈泡的電壓較大,即U1>U2,則U1:U2=m>1,
由前面的解答可知1<m<1n,則可得n<1,
比較可知m>n,故B正確,CD錯(cuò)誤。
故選:B。
22.如圖所示的電路中,電源電壓保持不變。當(dāng)閉合開關(guān)S1并將開關(guān)S2斷開,甲、乙兩表均為電流表時(shí),兩表的示數(shù)之比I甲:I乙為5:2;當(dāng)開關(guān)S1和S2閉合,甲、乙兩表均為電壓表時(shí),兩表示數(shù)之比U甲:U乙為( )
A.3:5B.3:2C.5:2D.5:3
【答案】A
【解析】解:(1)當(dāng)閉合開關(guān)S1并將開關(guān)S2斷開,甲、乙兩表均為電流表時(shí),R1與R2并聯(lián),甲電流表測(cè)干路電流,乙電流表測(cè)R2支路的電流,
∵并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和,
∴兩支路的電流之比:I1I2=IA甲?IA乙IA乙=5?22=32,
∵并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等,
∴根據(jù)歐姆定律可得,兩電阻的阻值之比:R1R2=UI1UI2=I2I1=23;
(2)當(dāng)開關(guān)S1和S2閉合,甲、乙兩表均為電壓表時(shí),R1與R2串聯(lián),甲電壓表測(cè)R2兩端的電壓,乙電壓表測(cè)電源的電壓,
∵串聯(lián)電路中各處的電流相等,
∴U甲U乙=U2U=IR2I(R1+R2)=R2R1+R2=32+3=35。
故選:A。
23.如圖甲所示電路中,電源電壓不變,R1是定值電阻,R2由三段材料不同、橫截面積相同的均勻直導(dǎo)體EF、FG、GH連接而成,其中一段是銅導(dǎo)體,其電阻可忽略不計(jì),另兩段導(dǎo)體的阻值與自身長度成正比,P是與R2良好接觸并能移動(dòng)的滑動(dòng)觸頭。閉合開關(guān)S,將P從H端移到E端時(shí),電流表示數(shù)I與P向左移動(dòng)距離x之間的關(guān)系如圖乙所示。已知R1為10Ω,則下列判斷正確的是( )
A.EF段是銅導(dǎo)體
B.電源電壓為12V
C.當(dāng)電流表示數(shù)為0.5A時(shí),x的值為31cm
D.導(dǎo)體GH的阻值為10Ω,導(dǎo)體EF的阻值為5Ω
【答案】C
【解析】解:(1)當(dāng)滑片位于E端時(shí),電路為R1的簡單電路,電路中的電流最大,
由圖象可知,I大=0.6A,
電源的電壓:U=I大R1=0.6A×10Ω=6V,故B錯(cuò)誤;
當(dāng)滑片位于H端時(shí),滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大,電路中的電流最小,
由圖象可知,I?。?.2A,則由I=UR可得,電路中的總電阻:R總=UI小=6V0.2A=30Ω,
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和,
所以,滑動(dòng)變阻器的最大阻值:REH=R總﹣R1=30Ω﹣10Ω=20Ω,
由于滑片P從H端向E端移動(dòng),由圖象的拐點(diǎn)可知:
GH=15cm,F(xiàn)G=25cm﹣15cm=10cm,EF=35cm﹣25cm=10cm,
中間一段電流無變化,故FG是銅導(dǎo)線,故A錯(cuò)誤;
由圖象可知,當(dāng)滑片P位于G點(diǎn)時(shí),電路中的電流I=0.4A,則總電阻:R總′=UI=6V0.4A=15Ω,
則GH段的總電阻:RGH=R總﹣R總′=30Ω﹣15Ω=15Ω,
EF段的總電阻:REF=R總′﹣R1=15Ω﹣10Ω=5Ω,故D錯(cuò)誤;
(2)因兩段導(dǎo)體的阻值與自身長度成正比,
所以,EF導(dǎo)體的電阻與長度的關(guān)系為:5Ω10cm=0.5Ω/cm,
當(dāng)電流表示數(shù)為0.5A時(shí),電路中的總電阻為 R總″=UI′=6V0.5A=12Ω,
此時(shí)R2接入電路中電阻 R2=R總″﹣R1=12Ω﹣10Ω=2Ω,長度為2Ω0.5Ω/cm=4cm,
則x的值為 x=35cm﹣4cm=31cm,故C正確。
故選:C。
24.探究“電流與電阻的關(guān)系”時(shí),我們一般需要先預(yù)設(shè)一個(gè)電壓值,實(shí)驗(yàn)中保持電阻兩端電壓為預(yù)設(shè)值不變,現(xiàn)采用如圖所示電路進(jìn)行探究,器材:學(xué)生電源(6V)、滑動(dòng)變阻器(20Ω,1A)、電流表、電壓表、開關(guān)、三個(gè)定值電阻(5Ω、10Ω、20Ω)及導(dǎo)線若干,以下說法正確的是( )
A.電壓預(yù)設(shè)值越小,在獲得3組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)過程中,滑動(dòng)變阻器阻值調(diào)節(jié)范圍越小
B.要獲得3組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),電壓預(yù)設(shè)值范圍可以為1V~4V
C.要獲得3組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),電壓預(yù)設(shè)值范圍可以為3V~5V
D.實(shí)驗(yàn)電壓預(yù)設(shè)值為2V,要獲得3組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),要更換最大阻值為30Ω的滑動(dòng)變阻器
【答案】C
【解析】解:A、電壓預(yù)設(shè)值越大,電路中電流越大,電阻電阻兩端電壓越大,變阻器兩端電壓越小,由歐姆定律可知,變阻器連入阻值越小,滑動(dòng)變阻器阻值調(diào)節(jié)范圍越小。故A錯(cuò)誤;
BC、由圖知,R與變阻器串聯(lián),電壓表測(cè)R兩端電壓,電流表測(cè)電路中電流,
當(dāng)定值電阻最大R=20Ω,當(dāng)電壓預(yù)設(shè)值最小為1V時(shí),由歐姆定律,電路中電流最?。?br>I最?。絀R=URR=1V20Ω=0.05A,
由串聯(lián)電路特點(diǎn)和歐姆定律可得,此時(shí)變阻器接入電路中的電阻最大:
R滑最大=U滑I最小=U?URI最小=6V?1V0.05A=100Ω>20Ω,
所以此預(yù)設(shè)電壓值不正確,即B錯(cuò)誤;
設(shè)電壓表示數(shù)為UV,根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律和分壓原理有:U?UVUV=R滑R,即UUV?1=R滑R???①,
故當(dāng)R取最大值時(shí),滑動(dòng)變阻器也接入最大阻值,此時(shí)通過電路的電流最小,
即R=20Ω,R滑=20Ω,所以有6VUV?1=20Ω20Ω,
故電壓表控制的最小電壓為UV=3V;
滑動(dòng)變阻器(20Ω,1A)即電路中允許通過的最大電流為1A,此時(shí)電路中的電阻最小,故定值電阻接入電路的也為最小電阻,即R=20Ω,由歐姆定律,電阻兩端的最大電壓為:
U=IR?。?A×5Ω=5V,故要獲得3 組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),電壓預(yù)設(shè)值范圍為3﹣5V;故C正確;
D、實(shí)驗(yàn)電壓預(yù)設(shè)值為2V時(shí),當(dāng)R=20Ω時(shí),變阻器需連入阻值最大,
由歐姆定律,此時(shí)電路中電流:I=UR′R=2V20Ω=0.1A,
由歐姆定律,此時(shí)變阻器連入電路的阻值:R=U?UR′I=6V?2V0.1A=40Ω,故D錯(cuò)誤。
故選:C。
25.如圖電路,電源電壓為6V且保持不變,電壓表量程為“0~15V”,電流表量程均為“0~3A”,滑動(dòng)變阻器R規(guī)格為“20Ω1A”,小燈泡L標(biāo)有“6V0.6A”的字樣(燈絲電阻不變),閉合開關(guān)S,移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P,在保證電路安全的情況下,下列說法正確的是( )
A.電壓表的示數(shù)變化范圍是0~6V
B.電流表A1的示數(shù)變化范圍是0.9A~1.6A
C.滑動(dòng)變阻器R的阻值變化范圍是2.5Ω~20Ω
D.滑片P由最左端向右移到中點(diǎn)的過程中,電流表A1和A2示數(shù)都變大
【答案】B
【解析】解:由電路圖知燈泡L和滑動(dòng)變阻器R并聯(lián),電壓表測(cè)量電源電壓,電流表A1測(cè)量干路電流,電流表A2測(cè)量小燈泡的電流;
(1)因?yàn)殡妷罕頊y(cè)量電源電壓,所以滑片移動(dòng)電壓表的示數(shù)不變,故A錯(cuò)誤;
(2)滑動(dòng)變阻器的滑片在最左端時(shí),滑動(dòng)變阻器的電阻最大,此時(shí)電路的電流最小,
滑動(dòng)變阻器的最小電流為:IR小=UR滑最大=6V20Ω=0.3A,
因?yàn)樾襞蓊~定電壓等于電源電壓,
所以小燈泡正常發(fā)光,小燈泡的電流為0.6A,
電流表A1的最小示數(shù)為:I1?。絀R小+IL=0.3A+0.6A=0.9A;
因?yàn)榛瑒?dòng)變阻器R規(guī)格為“20Ω1A”,
所以通過滑動(dòng)變阻器的電流最大為1A,
此時(shí)滑動(dòng)變阻器的電阻最小為:R滑小=UIR大=6V1A=6Ω,
電流表A1的最大示數(shù)為:I1大=IR大+IL=1A+0.6A=1.6A,
所以電流表A1的示數(shù)變化范圍是0.9A~1.6A,滑動(dòng)變阻器R的阻值變化范圍是6Ω~20Ω,故B正確,C錯(cuò)誤;
(3)因?yàn)椴⒙?lián)電路各個(gè)支路互不影響,
所以滑片P由最左端向右移到中點(diǎn)的過程中,電流表A2的示數(shù)不變,
而滑動(dòng)變阻器的電阻減小,根據(jù)I=UR知滑動(dòng)變阻器的電流增大,
根據(jù)并聯(lián)電路電流的關(guān)系知,干路電流增大,電流表A1的示數(shù)增大,故D錯(cuò)誤;
故選:B。
26.小強(qiáng)同學(xué)按如圖所示電路連接電學(xué)器材進(jìn)行電學(xué)實(shí)驗(yàn)。已知電源兩端電壓為6V且保持不變,電流表量程為0~0.6A,電壓表量程為0~3V,電阻R1的阻值為10Ω,滑動(dòng)變阻器R2的規(guī)格為“20Ω0.5A”。將開關(guān)S閉合后,為保證電路中各元件正常工作,則以下說法中正確的是( )
A.滑動(dòng)變阻器R2接入電路的最小阻值為5Ω
B.電壓表示數(shù)變化量的最大值為1V
C.通過電阻R1的電流最大值為0.4A
D.滑動(dòng)變阻器R2調(diào)節(jié)范圍為0~20Ω
【答案】B
【解析】解:(1)由于電流表的量程為0~0.6A,滑動(dòng)變阻器R0允許通過的最大電流為0.5A,
所以,電路中允許達(dá)到的最大電流不能超過0.5A,
又因?yàn)殡妷罕淼牧砍虨?~3V,P不能滑到左端(連入電阻不能為0),
當(dāng)UR=3V時(shí),I′=URR=3V10Ω=0.3A,
所以,電路中的最大電流為0.3A,即當(dāng)U1=3V時(shí),所以通過電阻R的電流最大值為0.3A,故C錯(cuò)誤;
這時(shí),滑動(dòng)變阻器兩端的電壓為U2=U﹣UR=6V﹣3V=3V,
滑動(dòng)變阻器接入電路的最小電阻為R2最小=U2Imax=3V0.3A=10Ω,故AD錯(cuò)誤;
(2)當(dāng)滑片P在右端(電阻全連入為20Ω ),此時(shí)電路中的電阻最大,電流最小,
則Imin=UR總=UR1+R2=6V10Ω+20Ω=0.2A,
由歐姆定律得:U1min=IminR1=0.2A×10Ω=2V,
則電壓表示數(shù)變化量的最大值為UR﹣Umin=3V﹣2V=1V,故B正確。
故選:B。
27.將兩個(gè)不同阻值的電阻R1、R2連成如圖甲所示的電路,當(dāng)閉合開關(guān)S后,電流表的示數(shù)為0.5A,現(xiàn)將圖甲中的電阻改接成如圖乙所示的電路,則閉合開關(guān)S后,電流表的示數(shù)( )
A.一定大于2A
B.一定大于0.5A,但小于1A
C.一定小于0.5A
D.一定大于1A,但小于2A
【答案】A
【解析】解:由甲電路圖可知,R1、R2串聯(lián),電流表測(cè)電路中的電流,
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和,
所以,電路中電流表的示數(shù):I1=UR1+R2,
由乙電路圖可知,R1、R2并聯(lián),電流表測(cè)干路電流,
因并聯(lián)電路中總電阻的倒數(shù)等于各分電阻倒數(shù)之和,
所以,電路的總電阻:R=R1R2R1+R2,
干路中電流表的示數(shù):I2=UR=U(R1+R2)R1R2,
則I2I1=U(R1+R2)R1R2UR1+R2=(R1+R2)2R1R2=R12+R22+2R1R2R1R2
=R12+R22?2R1R2+4R1R2R1R2=(R1?R2)2+4R1R2R1R2=(R1?R2)2R1R2+4,
因R1≠R2,所以,I2I1>4,即I2>4I1=4×0.5A=2A。
故選:A。
28.小麗設(shè)計(jì)了如圖所示的簡易電子距離測(cè)量儀,R是一根粗細(xì)均勻的電阻絲,其每厘米長的電阻為0.5Ω,電路各部分均接觸良好。物體M只能在導(dǎo)軌上做直線運(yùn)動(dòng),并帶動(dòng)與之相連的金屬滑片P移動(dòng),電壓表示數(shù)可反映物體M移動(dòng)的距離。開始測(cè)量前,將金屬滑片P置于電阻絲中點(diǎn),此時(shí)電壓表和電流表示數(shù)分別為1.5V和0.2A.由此可知( )
A.電阻絲的總電阻為7.5Ω
B.當(dāng)電壓表示數(shù)為2V時(shí),物體M向右移動(dòng)了5cm
C.當(dāng)電壓表示數(shù)為1V時(shí),物體M向左移動(dòng)了5cm
D.若開始測(cè)量前,將金屬滑片P置于電阻絲某端點(diǎn),可測(cè)量的最大距離30cm。
【答案】D
【解析】解:(1)金屬滑片P置于電阻絲中點(diǎn)時(shí),
電阻絲接入電路的電阻R中=U中I=Ω,
電阻絲的總電阻為R=2R中=2×7.5Ω=15Ω;
電阻絲的長度L=15Ω0.5Ω/cm=30cm,
即當(dāng)開始測(cè)量前,將金屬滑片P置于電阻絲某端點(diǎn),可測(cè)量的最大距離30cm;
(2)當(dāng)電壓表示數(shù)為2V時(shí),接入電路的電阻R′=U′I=2V0.2A=10Ω,
物體M位于L′=10Ω0.5Ω/cm=20cm,
故物體M向左移動(dòng)了ΔL=L′?12L=20cm﹣15cm=5cm;
(3)當(dāng)電壓表示數(shù)為1V時(shí),接入電路的電阻R″=U″I=1V0.2A=5Ω,
物體M位于L″=5Ω0.5Ω/cm=10cm,
故物體M向右移動(dòng)了ΔL=12L﹣L″=15cm﹣10cm=5cm;
故選:D。
29.燈L1和燈L2連接在電壓為6V的電源上(電路中無其他用電器,且電源電壓保持不變,L1和L2電阻不隨溫度變化),L1的電阻為20Ω,兩燈均發(fā)光時(shí),測(cè)得L2中的電流為0.2A,則下列判斷正確的是( )
①L1和L2兩端的電壓之比可能是1:1 ②L1和L2的電阻之比可能是2:3
③L1和L2的電阻之比可能是2:1 ④L1和L2中的電流之比可能是1:1。
A.只有①和②B.只有③和④C.只有①②③D.①②③④均正確
【答案】D
【解析】解:①若兩燈串聯(lián),通過兩燈的電流:I1=I2=0.2A,I1:I2=1:1;
∵U1=I1R1=0.2A×20Ω=4V,U2=U﹣U1=6V﹣4V=2V,
∴U1:U2=4V:2V=2:1,R1:R2=U1:U2=2:1;
②若兩燈并聯(lián),則U1=U2=6V,U1:U2=1:1;R2=U2I2=6V0.2A=30Ω,
R1:R2=20Ω:30Ω=2:3,
I1:I2=R2:R1=30Ω:20Ω=3:2;
由上分析可知①②③④都有可能。
故選:D。
30.如圖所示,已知R0=R1=R2=R3==Rn=R100=3Ω,Rb=2Ω,A、B間的電壓為6V,則通過R100的電流大小是( )
A.1AB.(13)99A
C.23×(13)100AD.(13)101A
【答案】C
【解析】解:由題知:R0=R1=R2=R3==Rn=R100=3Ω,Rb=2Ω。
R100與3個(gè)Rb并聯(lián)的電阻為:R并1=3Ω×3×2Ω3Ω+3×2Ω=2Ω。
同理可得:R99與3個(gè)Rb并聯(lián)的電阻,得R并2=2Ω=Rb。
依此類推,整個(gè)電路總阻R總=3Rb=6Ω。
電流的總電流:I=UR=6V6Ω=1A。
根據(jù)并聯(lián)電路分流得:通過R0的電流為I0=23I=23A。
通過R1的電流:I1=23×13A。
通過R2的電流:I2=23×(13)2A。
所以通過R100的電流:I100=23×(13)100A。
故選:C。
二、填空題(共15小題):
31.用均勻的電阻絲圍成一個(gè)正方形ABCD,如圖所示,其中E為CD邊的中點(diǎn)。當(dāng)B、D兩點(diǎn)接入電路中時(shí),阻值為8Ω;那么將B、E兩點(diǎn)接入電路中時(shí),阻值為 Ω.將C、B兩點(diǎn)接入電路時(shí),阻值為 Ω。
【答案】7.5;6。
【解析】解:設(shè)每一個(gè)邊的電阻為R,
當(dāng)B、D兩點(diǎn)接入電路中時(shí),邊長BAD和邊長BCD相等,則RBAD=RBCD=2R,
因1R并=1R1+1R2,所以12R+12R=18Ω,
解得:R=8Ω;
當(dāng)B、E兩點(diǎn)接入電路時(shí),RBADE與RBCE并聯(lián),且RBADE=52×8Ω=20Ω,RBCE=32×8Ω=12Ω,
則1RBE=1RBADE+1RBCE=120Ω+112Ω=215Ω
解得:RBE=7.5Ω。
當(dāng)C、B兩點(diǎn)接入電路時(shí),RCDAB與RCB并聯(lián),且RCDAB=3×8Ω=24Ω,RBCE=8Ω,
則1RCB=1RCDAB+1RCB=124Ω+18Ω=16Ω
解得:RBE=6Ω。
故答案為:7.5;6。
32.如圖中a所示的電路,電源電壓保持不變,閉合開關(guān)S,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,兩電壓表的示數(shù)隨電路中電流變化的圖象如圖b所示。根據(jù)圖象的信息可知:乙是 示數(shù)變化的圖象,電源電壓為 V,電阻R1的阻值為 Ω,滑動(dòng)變阻器的最大值為 。
【答案】電壓表V2;6;20;40。
【解析】解:根據(jù)電路圖可知,R1、R2串聯(lián),電壓表V1測(cè)量R1兩端的電壓,電壓表V2測(cè)量滑動(dòng)變阻器兩端的電壓;
R1是定值電阻,所以它的電流與電壓成正比,從圖中信息可以看出,圖象中甲是電壓表V1示數(shù)變化的圖象,
圖象中乙的電壓值可以為零,因此乙對(duì)應(yīng)的是電壓表V2示數(shù)變化的圖象,
由圖1可知,當(dāng)滑動(dòng)變阻器兩端電壓為零時(shí),電壓表V1示數(shù)即為電源電壓,從圖象中可以看出,電源電壓為6V,此時(shí)電路中的電流為0.3A,
由I=UR可得R1的阻值為:R1=UI1=6V0.3A=20Ω,
由圖象可知,R2的最大電壓為U2最大=4V,此時(shí)電路中電流最小,I最小=0.1A,
由I=UR得此時(shí)滑動(dòng)變阻器的最大阻值:R2=U2最大I最小=4V0.1A=40Ω。
故答案為:電壓表V2;6;20;40。
33.甲、乙兩燈的I﹣U圖象如圖所示。將甲、乙兩燈并聯(lián)接在電壓為2V的電源兩端時(shí),甲、乙兩燈的電阻之比為 ;將甲、乙兩燈串聯(lián)接在電壓為8V的電源兩端時(shí),甲、乙兩燈兩端電壓之比為 。
【答案】2:3;1:3。
【解析】解:(1)甲、乙兩燈并聯(lián)在2V的電源兩端時(shí),它們兩端的電壓均為2V,
由圖象可知:I甲=0.3A,I乙=0.2A,
由I=UR可得,當(dāng)電壓一定時(shí),電流與電阻成反比,
故甲、乙兩燈的電阻之比R甲R(shí)乙=I乙I甲=;
(2)把甲、乙兩燈串聯(lián)接在8V的電源上時(shí),通過它們的電流相等,且電源的電壓等于兩燈泡兩端的電壓之和;
由圖象可知,當(dāng)電路中的電流為0.3A,甲燈的實(shí)際電壓為2V,乙燈的實(shí)際電壓為6V時(shí)滿足電源電壓為8V,
所以甲、乙兩燈兩端的電壓之比U甲:U乙=2V:6V=1:3。
故答案為:2:3;1:3。
34.電路元件A和B中的電流與兩端電壓的關(guān)系如圖所示,由圖可得A的電阻為 Ω,若將A、B并聯(lián)后接在電壓為2V的電源兩端,干路中的電流是 A;若將A、B串聯(lián)后接在3V電路中,電路中的電流是 A。
【答案】5;0.6;0.2。
【解析】解:(1)由圖象可知,當(dāng)UA=3V,IA=0.6A,
根據(jù)歐姆定律可得,元件A的電阻:RA=UAIA=3V0.6A=5Ω;
(2)∵并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等,
∴A和B并聯(lián)后接在2V的電源兩端時(shí),UA=UB=2V,
由圖象可知,此時(shí)通過元件A的電流IA=0.4A,此時(shí)通過元件B的電流IB=0.2A,
∵并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和,
∴干路中的電流:I=IA+IB=0.4A+0.2A=0.6A;
(3)兩元件串聯(lián)在電壓為3V的電源兩端時(shí),則I=IA=IB,UA+UB=3V,
結(jié)合圖象可知,當(dāng)I=0.2A時(shí)滿足以上條件,即此時(shí)電路中的電流為0.2A。
故答案為:5;0.6;0.2。
35.某同學(xué)利用如圖甲所示的電路進(jìn)行探究,電源電壓恒為9V,更換5個(gè)定值電阻Rx,得到如圖乙所示的圖象。則該同學(xué)探究的是 的關(guān)系;五次記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中,電壓表的示數(shù)為 V;滑動(dòng)變阻器阻值變化范圍是 Ω。
【答案】電流和電阻;5;4~20。
【解析】解:乙圖的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)表示的物理量分別是電阻和電流,所以探究的是電流和電阻的關(guān)系;
探究的是電流和電阻的關(guān)系,要保持電壓不變,故電流和電阻的乘積為定值,圖中分析可知為5V,是電阻兩端電壓,也是電壓表的示數(shù);
定值電阻和滑動(dòng)變阻器串聯(lián),U滑=U﹣UV=9V﹣5V=4V;
當(dāng)電流是1.0A時(shí),滑動(dòng)變阻器阻值最小,R=U滑I1=4V1.0A=4Ω;
當(dāng)電流是0.2A時(shí),滑動(dòng)變阻器阻值最大,R=U滑I2=4V0.2A=20Ω;
滑動(dòng)變阻器阻值范圍4~20Ω;
故答案為:電流和電阻;5;4~20。
36.在測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)中,小明發(fā)現(xiàn)電流表已損壞,于是他設(shè)計(jì)了如圖所示的電路來測(cè)量Rx的阻值,已知電源電壓為12V,R1的阻值為10Ω,開關(guān)閉合后,當(dāng)R2的滑片位于最左端時(shí),電壓表的示數(shù)為5V,則待測(cè)電阻Rx的阻值為 Ω。調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片,使電壓表的示數(shù)變?yōu)?V,則R2接入電路中的阻值為 Ω。
【答案】14;16。
【解析】解:由圖可知R1、Rx、R2串聯(lián)接入電路,開關(guān)閉合后,當(dāng)滑動(dòng)變阻器R2的滑片P位于最左端時(shí),R2接入電路的阻值為零,R1和Rx串聯(lián)接入電路,電壓表的示數(shù)為5V,電壓表測(cè)的是R1兩端的電壓,
Rx兩端的電壓Ux=U﹣U1=12V﹣5V=7V;
電路中電流為I=U1R1=5V10Ω=0.5A,則待測(cè)電阻Rx的阻值為Rx=UxI=7V0.5A=14Ω,
調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片,使電壓表的示數(shù)變?yōu)?V,R1、R2和Rx串聯(lián)接入電路中,
則此時(shí)電路中的電流為:I′=U′1R1=3V10Ω=0.3A;
此時(shí)R2兩端的電壓為Ux=I′Rx=0.3A×14Ω=4.2V,
電路的總電阻:R=UI′=12V0.3A=40Ω;
R2接入電路中的阻值:R2=U2I′=U?U1?U2I′=12V?3V?Ω。
故答案為:14;16。
37.如圖是小明自制的電子秤電路(不考慮彈簧的電阻,且彈簧形變量與外力成正比),已知電源電壓恒為6V,滑動(dòng)變阻器R1的規(guī)格為“20Ω 1A”,電子秤的測(cè)量范圍是0~30kg;當(dāng)電子秤達(dá)到最大測(cè)量值時(shí),R1的金屬滑片在最下端,改裝成電子秤的電表正好滿偏,則R2的阻值為 Ω,輕質(zhì)托盤上物體的質(zhì)量為10kg時(shí),該電表示數(shù)為 ,電子秤刻度板上質(zhì)量的刻度 (“均勻分布”、“左疏右密”或“右疏左密”)。
【答案】20;1.5;左疏右密。
【解析】解:由圖知滑動(dòng)變阻器R1和定值電阻R2串聯(lián),電壓表測(cè)量滑動(dòng)變阻器電壓,當(dāng)不放被測(cè)物時(shí)滑動(dòng)變阻器滑片P在a端,此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電阻為0,那么電壓表示數(shù)為0;
滑動(dòng)變阻器最大阻值20Ω,電子秤的測(cè)量范圍是0~30kg,當(dāng)電子秤達(dá)到最大測(cè)量值時(shí),R1的金屬滑片在最下端,
此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻最大,由串聯(lián)分壓原理可知電壓表的示數(shù)達(dá)到最大,由歐姆定律可知此時(shí)通過電路的電流最小,
此時(shí)改裝成電子秤的電表正好滿偏,所以電壓表示數(shù)可表示被測(cè)物體的質(zhì)量,電源電壓為6V,所以電壓表選擇小量程接入電路,
串聯(lián)電路總電壓等于各部分電壓之和,串聯(lián)電路各處電流相等,根據(jù)歐姆定律可得;
U1R1=U?U1R2,即3V20Ω=6V?3VR2,解得:R2=20Ω;
電子秤的測(cè)量范圍是0~30kg,當(dāng)被測(cè)物的質(zhì)量為10kg時(shí),滑動(dòng)變阻器接入電阻為最大電阻的13,此時(shí)R滑1=203Ω,
此時(shí)串聯(lián)電路中的電流I=UR滑1+R2=6V203Ω+20Ω=0.225A,
滑動(dòng)變阻器此時(shí)兩端的電壓U滑1=IR滑1=0.225A×203Ω=1.5V,所以電壓表的示數(shù)為1.5V;
比較質(zhì)量和電壓的變化可知電子秤刻度板上質(zhì)量的刻度不均勻,0~10kg對(duì)應(yīng)0~1.5V,10~30kg對(duì)應(yīng)1.5~3V,故電子秤刻度板上質(zhì)量的刻度左疏右密。
故答案是:20;1.5;左疏右密。
38.圖甲為某熱敏電阻RT的阻值隨溫度t變化的圖像。圖乙是利用RT改裝成的溫度顯示器電路圖,定值電阻R0=100Ω,電源電壓可調(diào)節(jié),將電壓表V1的表盤的刻度改成相應(yīng)的溫度刻度.測(cè)量時(shí),將RT放入待測(cè)溫度處,閉合開關(guān),調(diào)節(jié)電源電壓,每次都使V2表的示數(shù)保持0.2V不變,再從V1表盤上讀出待測(cè)溫度t。
(1)在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下,將RT放入冰水混合物中時(shí),RT的阻值是 Ω;
(2)測(cè)溫時(shí),保持R0兩端電壓為0.20V,RT兩端的電壓隨溫度升高而 (選填“變大”、“變小”或“不變”);
(3)某次測(cè)溫時(shí),V1表盤上顯示的溫度是15℃,此時(shí)電源電壓為 V;
(4)若電源電壓可在0.6~1.2V之間調(diào)節(jié),該熱敏電阻溫度計(jì)的測(cè)溫范圍為 ℃。
【答案】(1)520;(2)變??;(3)1;(4)2.5~40℃。
【解析】解:(1)在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下,將RT放入冰水混合物中時(shí),熱敏電阻RT的溫度為0℃,其阻值為520Ω;
(2)測(cè)溫時(shí),每次都使V2表的示數(shù)保持0.2V不變,則電路中的電流為:I=U2R0=0.2V100Ω=0.002A=2mA,即保持2mA不變,因熱敏電阻R1的阻值隨溫度的升高而變小,所以,由U=IR可知,RT兩端的電壓變小,即RT兩端的電壓隨溫度升高而變??;
(3)由圖乙可知,RT與t的關(guān)系為一次函數(shù),設(shè)為:RT=kt+b,
把t=0℃、RT=520Ω和t=30℃、RT=280Ω代入可得:
520Ω=k×0℃+b,280Ω=k×30℃+b,
聯(lián)立等式可得:k=﹣8Ω/℃,b=520Ω,
則RT=﹣8Ω/℃×t+520Ω,
當(dāng)V1表盤上顯示的溫度是15℃時(shí),RT=﹣8Ω/℃×15℃+520Ω=400Ω,
此時(shí)V1的示數(shù):U1=IRT=2×10﹣3A×400Ω=0.8V,
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和,所以,此時(shí)電源電壓:U=U1+U2=0.8V+0.2V=1V;
(4)由題意可知,電源電壓可在0.6V~1.2V之間調(diào)節(jié),
當(dāng)電源的電壓U′=0.6V時(shí),熱敏電阻兩端的電壓:U1′=U′﹣U2=0.60V﹣0.20V=0.40V,
此時(shí)熱敏電阻的阻值:RT′=U1′I=Ω,
由RT=﹣8Ω/℃×t+520Ω可得,t′=40℃;
當(dāng)電源的電壓U″=1.20V時(shí),熱敏電阻兩端的電壓:U1″=U″﹣U2=1.20V﹣0.20V=1.00V,
此時(shí)熱敏電阻的阻值:RT″=U1″I=1V0.002A=500Ω,
由RT=﹣8Ω/℃×t+520Ω可得,t″=2.5℃,
所以,該熱敏電阻溫度計(jì)測(cè)量溫度的范圍為2.5~40℃;
故答案為:(1)520;(2)變小;(3)1;(4)2.5~40℃。
39.在如圖所示的實(shí)物電路中,電源電壓恒定不變,R1=30Ω。當(dāng)只閉合開關(guān)S1和S3時(shí),電流表的示數(shù)為0.3A,則電源電壓大小為 V。將滑動(dòng)變阻器R2的滑片P移到最右端,當(dāng)閉合開關(guān)S1、S2和S3時(shí),電流表的示數(shù)為I1;移動(dòng)滑片P到某處,此時(shí)電流表的示數(shù)為I2,I1:I2=7:10;保持滑片P的位置不變,只閉合開關(guān)S2,調(diào)節(jié)電阻箱R3的阻值,在保證電路各元件安全的前提下,電流表的最小示數(shù)為0.2A,則滑動(dòng)變阻器R2的最大阻值為 Ω。
【答案】9;75。
【解析】解:(1)當(dāng)只閉合開關(guān)S1和S3時(shí),為R1的簡單電路,電流表測(cè)量電路中的電流,
根據(jù)I=UR可得電源電壓:U=IR1=0.3A×30Ω=9V;
(2)移動(dòng)滑片P在某處時(shí),只閉合開關(guān)S2時(shí),滑動(dòng)變阻器R2與電阻箱R3串聯(lián),電壓表V1測(cè)量R2兩端的電壓,電壓表V2測(cè)量R3兩端的電壓,如圖1:
由圖可知電壓表V2的量程為0~3V,在保證電路各元件安全的前提下,電流表的最小示數(shù)時(shí)電壓表V2的示數(shù)為大,
所以,當(dāng)電壓表V2的示數(shù)最大為3V時(shí),電流表的最小示數(shù)為0.2A,
則根據(jù)I=UR可得電路中最小總電阻:R最小=UI最小=9V0.2A=45Ω,
此時(shí)電阻箱R3的電阻為:R3=U3I最小=3V0.2A=15Ω,
根據(jù)串聯(lián)電路的電阻特點(diǎn)可得此時(shí)滑動(dòng)變阻器R2的阻值為:R2p=R最小﹣R3=45Ω﹣15Ω=30Ω;
當(dāng)閉合開關(guān)S1、S2和S3時(shí),滑動(dòng)變阻器R2與電阻箱R3串聯(lián)后與R1并聯(lián),電流表測(cè)量干路電流;
將滑動(dòng)變阻器R2的滑片P移到最右端,電流表的示數(shù)為I1,移動(dòng)滑片P在某處時(shí),電流表的示數(shù)I2,
根據(jù)歐姆定律和并聯(lián)電路的特點(diǎn)可得:I2=UR1+UR2p=9V30Ω+9V30Ω=0.6A,
已知:I1:I2=7:10,則:I1=710×I2=710×0.6A=0.42A,
將滑動(dòng)變阻器R2的滑片P在最右端時(shí),通過R2的電流為:I2最?。絀1?UR1=0.42A?9V30Ω=0.12A,
滑動(dòng)變阻器R2的最大阻值為:R2最大=UI2最小=9V0.12A=75Ω。
故答案為:9;75。
40.如圖所示的電路,三個(gè)開關(guān)都閉合,電壓表V1示數(shù)為9V,V2示數(shù)為12V,一段時(shí)間后,三個(gè)燈泡全部熄滅,V1表示數(shù)變?yōu)?,V2表示數(shù)變大,若電路只出現(xiàn)了一處故障,則電路發(fā)生的故障為
。排除故障后電路恢復(fù)原來狀態(tài),若把某兩個(gè)燈泡位置對(duì)調(diào),其余元件位置不變,此時(shí)有一只電壓表示數(shù)變?yōu)?5V,則電源電壓為 V。斷開開關(guān),將對(duì)調(diào)的燈泡位置還原,若將電壓表V1換成電流表A2,將電壓表V2換成電流表A3,三個(gè)開關(guān)都閉合后,A2的示數(shù)為1.6A,A3的示數(shù)為1.8A,若把某兩個(gè)燈泡位置對(duì)調(diào),其余元件位置不變,此時(shí)有一只電流表示數(shù)變?yōu)?A,則電流表A1的示數(shù)為 A。
【答案】L3斷路;18;2.2。
【解析】解:(1)如圖,三個(gè)開關(guān)都閉合,三個(gè)燈泡串聯(lián)在電路中,電壓表V1測(cè)量L1和L2兩端的電壓,電壓表V2測(cè)量L2和L3兩端的電壓,一段時(shí)間后,三個(gè)燈泡全部熄滅,說明電路出現(xiàn)斷路現(xiàn)象,V1表示數(shù)變?yōu)?,V2表示數(shù)變大,說明與電壓表V1并聯(lián)之外的部分出現(xiàn)斷路,電壓表V2串聯(lián)在電路中,可以判斷燈泡L3斷路。
(2)三個(gè)開關(guān)都閉合,三個(gè)燈泡串聯(lián)在電路中,
電壓表V1測(cè)量L1和L2兩端的電壓,電壓表V1示數(shù)為9V,則U1+U2=9V,————①
電壓表V2測(cè)量L2和L3兩端的電壓,V2示數(shù)為12V,則U2+U3=12V,————②
某兩個(gè)燈泡位置對(duì)調(diào),其余元件位置不變,此時(shí)有一只電壓表示數(shù)變?yōu)?5V,
假如燈泡L1和L3進(jìn)行位置對(duì)調(diào),其余元件位置不變,電壓表V1測(cè)量L2和L3兩端的電壓,電壓表V1示數(shù)變?yōu)?2V;電壓表V2測(cè)量L1和L2兩端的電壓,電壓表示數(shù)變化,電壓表V2示數(shù)變?yōu)?V,兩個(gè)電壓表示數(shù)變化,故不符合題意。
假如燈泡L1和L2進(jìn)行位置對(duì)調(diào),其余元件位置不變,電壓表V1測(cè)量L1和L2兩端的電壓,電壓表V1示數(shù)為9V,電壓表示數(shù)V1不變;電壓表V2測(cè)量L1和L3兩端的電壓,電壓表示數(shù)變化,所以電壓表V2示數(shù)變?yōu)?5V,則U1+U3=15V,————③
假如燈泡L2和L3進(jìn)行位置對(duì)調(diào),其余元件位置不變,電壓表V2測(cè)量L2和L3兩端的電壓,V2示數(shù)為12V,電壓表V2示數(shù)不變;電壓表V1測(cè)量L1和L3兩端的電壓,電壓表示數(shù)變化,所以電壓表V1示數(shù)變?yōu)?5V,則U1+U3=15V,同③。
由①+②+③得,電源電壓U=18V。
(3)斷開開關(guān),將對(duì)調(diào)的燈泡位置還原,若將電壓表V1換成電流表A2,將電壓表V2換成電流表A3,三個(gè)開關(guān)都閉合后,三個(gè)燈泡并聯(lián)在電路中,
電流表A1測(cè)量L1、L2和L3電流,
電流表A2測(cè)量L2和L3電流,根據(jù)并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和,則I2+I3=1.6A,————④
電流表A3測(cè)量L1和L2電流,根據(jù)并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和,則I1+I2=1.8A,————⑤
若把某兩個(gè)燈泡位置對(duì)調(diào),其余元件位置不變,此時(shí)有一只電流表示數(shù)變?yōu)?A,
假如燈泡L1和L3進(jìn)行位置對(duì)調(diào),其余元件位置不變,電流表A2測(cè)量L1和L2的干路電流,電流表A2示數(shù)變?yōu)?.8A;電流表A3測(cè)量L2和L3的干路電流,電流表A3示數(shù)變?yōu)?.6A,兩個(gè)電流表示數(shù)都變化,故不符合題意。
假如燈泡L1和L2進(jìn)行位置對(duì)調(diào),其余元件位置不變,電流表A3測(cè)量L1和L2的干路電流,電流表A3示數(shù)不變;電流表A2測(cè)量L1和L3電流,電流表A2示數(shù)變化,則電流表A2示數(shù)變?yōu)?A,則I1+I3=1A,————⑥
假如燈泡L2和L3進(jìn)行位置對(duì)調(diào),其余元件位置不變,電流表A2測(cè)量L2和L3電流,電流表A2示數(shù)不變;電流表A3測(cè)量L1和L3的干路電流,電流表A3示數(shù)變化,電流表A3示數(shù)變?yōu)?A,則I1+I3=1A,同⑥。
由④+⑤+⑥得,干路電流I=2.2A。
故答案為:L3斷路;18;2.2。
41.如圖所示的電路圖中,電源兩端電壓保持不變,滑動(dòng)變阻器的最大阻值為R3.若只閉合開關(guān)S1,將滑動(dòng)變阻器的滑片P置于A端時(shí),電壓表V1的示數(shù)為U1,電壓表V2的示數(shù)為U2;若此時(shí)將滑動(dòng)變阻器的滑片P移至B端,電壓表V1的示數(shù)變?yōu)閁1′,電壓表V2的示數(shù)變?yōu)閁2′,電流表A1的示數(shù)為0.4A.已知U1:U1′=1:2,U2:U2′=3:1,R2=3Ω.則電阻R1的阻值為 Ω,當(dāng)開關(guān)都閉合,滑動(dòng)變阻器的滑片P置于B端時(shí),A1表與A2的示數(shù)之比是 。
【答案】2;28:13。
【解析】解:只閉合開關(guān)S1,將滑動(dòng)變阻器的滑片P置于A端時(shí),等效電路圖如圖甲所示;
只閉合開關(guān)S1,滑動(dòng)變阻器的滑片P移至B端時(shí),的等效電路圖如圖乙所示;
開關(guān)都閉合,滑動(dòng)變阻器的滑片P置于B端時(shí),等效電路圖如圖丙所示;
(1)電阻R2一定,由圖甲與圖乙可知:電流I與I′之比II′=U2R2U2′R2=U2U2′=31,
由圖甲與圖乙可知:R1R1+R3=U1IU1′I′=U1U1′×I′I=12×13=16,所以R3=5R1,
電源電壓U一定,由串聯(lián)電路特點(diǎn)及歐姆定律得:II′=UR1+R2UR1+R2+R3=R1+R2+R3R1+R2=6R1+R2R1+R2=31;
所以R1=23R2=23×3Ω=2Ω;
電阻R3的阻值:R3=5R1=5×2Ω=10Ω,
乙圖中,電源兩端電壓:U=I′×(R1+R2+R3)=0.4A×(2Ω+3Ω+10Ω)=6V;
(3)圖丙中,通過三電阻的電流分別為:I1=UR1=6V2Ω=3A,I2=UR2=6V3Ω=2A,I3=UR3=6V10Ω=0.6A,
因并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和,
所以,A1表與A2的示數(shù)之比:
IA1:IA2=(I1+I2+I3):(I2+I3)=(3A+2A+0.6A):(2A+0.6A)=28:13。
故答案為:2;28:13。
42.在圖所示電路中,電源電壓恒定24V.當(dāng)開關(guān)S閉合,滑動(dòng)變阻器的滑片P在中點(diǎn)C時(shí),電壓表V1示數(shù)為U1;當(dāng)開關(guān)S斷開,再將滑片P調(diào)至B端,電壓表V1示數(shù)為U1′,電壓表V2示數(shù)為U2,電流表示數(shù)為0.6A,若U1:U1′=4:9,U1:U2=2:3.則U1′:U2= ,滑動(dòng)變阻器R2的最大阻值= Ω。
【答案】3:2;10。
【解析】解:當(dāng)開關(guān)S閉合、滑動(dòng)變阻器的滑片P在中點(diǎn)C時(shí),等效電路如左圖所示;
當(dāng)開關(guān)S斷開,再將滑片P調(diào)至B端時(shí),等效電路如右圖所示:
(1)因U1:U1′=4:9,U1:U2=2:3,所以,U1′=94U1,U2=32U1,
則U1′:U2=94U1:32U1=3:2;
(2)因串聯(lián)電路中各處的電流相等,所以,U1′U2=I′(R2+R3)I′R3=R2+R3R3=32,
解得:R3=2R2,
則開關(guān)閉合前后,電路中的電流之比:II′=U1RCU2R3=U1U2×R3RC=23×4RCRC=83,
因電源電壓不變,所以,II′=R1+R2+R3R1+RC=R1+R2+2R2R1+12R2=83,
解得:R1=R2,
右圖中,電路的總電阻:R總=UI′=24V0.6A=40Ω,
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和,所以,R總=R1+R2+R3=R2+R2+2R2=4R2=40Ω,
則滑動(dòng)變阻器的最大阻值R2=10Ω。
故答案為:3:2;10。
43.如圖所示,小李同學(xué)讓電路中電源電壓保持不變,電流表所選量程為0﹣3A,電壓表所選量程為0﹣15V,小燈泡L的規(guī)格為“12V 2A”(不考慮燈絲電阻受溫度的影響),滑動(dòng)變阻器的最大阻值為R2.將滑動(dòng)變阻器的滑片P置于A端,只閉合開關(guān)S1時(shí),電壓表V1的示數(shù)為U1,電路中的總電流為I1,電壓表V2的示數(shù)為U2;將滑動(dòng)變阻器的滑片P置于B端,仍只閉合開關(guān)S1,電壓表V1的示數(shù)為U1′,電路中的總電流為I2,電壓表V2的示數(shù)為U2′,R1上電壓為2.4V.已知U1:U1′=3:4,U2:U2′=3:1,則:I1與I2的比值為 ;電阻R1與R2的比值為 ;通過開關(guān)的通斷以及滑動(dòng)變阻器的移動(dòng),流過開關(guān)S1的最大電流為 A。
【答案】3:1;1:3;4.8。
【解析】解:(1)根據(jù)I=UR知,
小燈泡L的電阻為:RL=ULIL=12V2A=6Ω;
將滑動(dòng)變阻器的滑片P置于A端,只閉合開關(guān)S1時(shí),等效電路圖如圖1所示;
將滑動(dòng)變阻器的滑片P置于B端,仍只閉合開關(guān)S1時(shí),等效電路圖如圖2所示:
因U2:U2'=3:1,所以,U2U2′=I1RLI2RL=I1I2=31;
(3)因電源的電壓保持不變,所以,I1I2=R1+R2+RLR1+RL=R1+R2+6ΩR1+6Ω=31,
整理可得:R2=2R1+12Ω﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
因U1:U1′=3:4,
所以,U1U1′=I1R1I2(R1+R2)=I1I2×R1R1+R2=31×R1R1+R2=34,
整理可得:R2=3R1﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
由①②可得:R1=12Ω,R2=36Ω,即R1:R2=1:3;
因圖2中,R1上電壓為2.4V,
所以電路中的電流為:I2=U1′R1=2.4V12Ω=0.2A,
則電源的電壓:U=I2(R1+R2+RL)=0.2A×(12Ω+36Ω+6Ω)=10.8V;
(4)閉合開關(guān)S1、S2和S3時(shí),等效電路圖如下圖所示:
小燈泡此時(shí)的電流為:IL′=URL=10.8V6Ω=1.8A,
因電流表量程為0~3A,
所以當(dāng)滑動(dòng)變阻器和R1的總電流最大為3A,
所以流過開關(guān)S1的最大電流為:I總=IL′+IA大=1.8A+3A=4.8A。
故答案為:3:1;1:3;4.8。
44.如圖所示的電路圖中,電源兩端電壓保持不變,滑動(dòng)變阻器的最大阻值為R3.若只閉合開關(guān)S1將滑動(dòng)變阻器的滑片P置于A端時(shí),電壓表V1的示數(shù)為U1,電壓表V2的示數(shù)為U2;若此時(shí)將滑動(dòng)變阻器的滑片P移至B端,電壓表V1的示數(shù)變?yōu)閁1',電壓表V2的示數(shù)變?yōu)閁2',電流表A1的示數(shù)為0.2A,已知U1:U1'=1:2,U2:U2'=3:1,R2=3Ω.則R1與R2是 聯(lián)的(選填“串”或“并聯(lián)”),電阻R1的阻值為 Ω。若開關(guān)都閉合時(shí),電流表A1、A2選用0~3A的量程,則電流表A1示數(shù)與電流表A2示數(shù)之比的最小值是 。
【答案】串;2;2。
【解析】解:只閉合開關(guān)S1,將滑動(dòng)變阻器的滑片P置于A端時(shí),等效電路圖如圖甲所示;
只閉合開關(guān)S1,滑動(dòng)變阻器的滑片P移至B端時(shí),等效電路圖如圖乙所示;
開關(guān)都閉合,滑動(dòng)變阻器的滑片P置于B端時(shí)的等效電路圖如圖丙所示;
(1)圖甲和圖乙中,因電阻R2的阻值一定,且U2:U2′=3:1,
所以,由I=UR可得:II′=U2R2U2′R2=U2U2′=31,
因?yàn)閁1:U1′=1:2,
所以,U1U1′=IR1I′(R1+R3)=II′×R1R1+R3;
即:12=31×R1R1+R3,
解得:R3=5R1,
因電源電壓一定時(shí),則電流與總電阻成反比,所以,II′=R1+R2+R3R1+R2=R1+R2+5R1R1+R2=31,
解得:R1=23R2=23×3Ω=2Ω,R3=5R1=5×2Ω=10Ω;
圖乙中,電源的電壓:U=I′(R1+R2+R3)=0.2A×(2Ω+3Ω+10Ω)=3V;
(2)已知兩電流表示數(shù)比值:IA1IA2=IA1IA1?I1=11?I1IA1;
根據(jù)兩電流表示數(shù)的比值表達(dá)式可知,當(dāng)電流表A1的示數(shù)最大時(shí),兩電流表的示數(shù)之比最小,而兩電流表的量程均為0~3A,故此時(shí)電流表A1的示數(shù)為3A;
圖丙中,因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等,
所以通過R1的電流為:I1=UR1=3V2Ω=1.5A,
則兩電流表示數(shù)的最小比值:IA1IA2=IA1IA1?I1=11?I1IA1=11?1.5A3A=2。
故答案為:串;2;2。
45.如圖所示,電源電壓保持不變,滑動(dòng)變阻器的最大阻值為R2,滑動(dòng)變阻器允許通過的最大電流為1A,L上標(biāo)有“6V2A”字樣。若只閉合開關(guān)S1,將滑動(dòng)變阻器的滑片P滑至A端時(shí),電壓表V1的示數(shù)為U1,電路中的電流為I1;若此時(shí)將滑動(dòng)變阻器的滑片P滑至B端,電壓表V1的示數(shù)變?yōu)閁1′,此時(shí)電路中的電流為I1′.已知U1:U1′=1:2,I1:I1′=3:1,通過開關(guān)的通或斷及滑片的移動(dòng)可知定值電阻R1的最大電流為3A(設(shè)燈絲電阻不隨溫度改變)。則燈泡L的電阻是 Ω:只閉合開關(guān)S1.將滑動(dòng)變阻器的滑片P滑到B端時(shí),電壓表V2的示數(shù)為 V。
【答案】3;1.2。
【解析】解:(1)L上標(biāo)有“6V2A”字樣,表示燈的額定電壓為6V,額定電流為2A,由歐姆定律,燈的電阻為:
RL=ULIL=6V2A=3Ω;
(2)若只閉合開關(guān)S1,將滑動(dòng)變阻器的滑片P滑至A端時(shí),變阻器連入的電阻為0,燈與R1串聯(lián),電壓表V1測(cè)R1的電壓,電流表測(cè)電路的電流,如甲所示:
若此時(shí)將滑動(dòng)變阻器的滑片P滑至B端,則變阻器的最大電阻連入電路中,如乙所示,電壓表V1測(cè)R3和R1的總電壓,電流表測(cè)電路的電流,電壓表V2測(cè)燈的電壓,如圖乙所示:
已知U1:U1′=1:2,根據(jù)歐姆定律和電阻的串聯(lián)有:I1R1I1′(R1+R3)=12?????①
因I1:I1′=3:1,由I=UR知,在電源電壓不變時(shí),電流與電路的電阻成反比,故有:
RL+R1RL+R3+R1=13??????②,
由①②得:
R1=2Ω;
R3=10Ω;
當(dāng)所有開關(guān)都閉合時(shí),三個(gè)電阻串聯(lián),或同時(shí)閉合開關(guān)S1和S3時(shí),燈與變阻器短路,為R1的簡單電路,根據(jù)歐姆定律,定值電阻R1的最大電流為:
I大=UR1,由已知條件,通過R1的最大電流為3A,故電源電壓為:
U=I大R1=3A×2Ω=6V;
在圖乙中,由電阻的串聯(lián)和歐姆定律:
I1′=URL+R3+R1=6V3Ω+10Ω+2Ω=0.4A,
故電壓表V2的示數(shù):U2=I1′RL=0.4A×3Ω=1.2V。
故答案為:3;1.2。
三、計(jì)算題(共15小題):
46.如圖所示的電路中,電源電壓保持不變,電路中R2和R3的規(guī)格相同。同時(shí)閉合S2、S4,斷開S1、S3時(shí),電壓表V1的示數(shù)為18V,電流表A2的示數(shù)為0.8A。求:
(1)電源電壓是多少?
(2)同時(shí)閉合S1、S2,斷開S3、S4時(shí),電流表A2的示數(shù)為1.0A。則同時(shí)閉合S1、S2、S4,斷開S3時(shí),電流表A1的示數(shù)為多少?
(3)若將電流表A1替換為電壓表V3,同時(shí)閉合開關(guān)S1、S3、S4,斷開S2,電壓表V3和V1的偏轉(zhuǎn)的角度相同,求電壓表V2的示數(shù)是多少?
【答案】(1)電源電壓是18V;(2)電流表A1的示數(shù)為0.4A;(3)電壓表V2的示數(shù)是16V。
【解析】解:(1)同時(shí)閉合S2、S4,斷開S1、S3時(shí),電阻R3被短路,電路為R1的簡單電路,電流表A2的示數(shù)為0.8A,此時(shí)通過R1的電流為0.8A,電壓表V1的示數(shù)即電源電壓,電壓表V1的示數(shù)為18V,所以電源電壓是18V;
(2)同時(shí)閉合S1、S2,斷開S3、S4時(shí),R2和R1并聯(lián)接入電路,并聯(lián)電路各支路兩端電壓相等,所以此時(shí)通過R1的電流不變,仍為0.8A,
電流表A1測(cè)通過R2的電流,電流表A2測(cè)干路電流,電流表A2的示數(shù)為1.0A,
并聯(lián)電路干路電流等于各支路電流之和,則此時(shí)通過R2的電流為:I2=I﹣I1=1.0A﹣0.8A=0.2A,
同時(shí)閉合S1、S2、S4,斷開S3時(shí),R2和R3并聯(lián)接入電路,電流表A1測(cè)干路電流,
并聯(lián)電路各支路兩端電壓相等,電路中R2和R3的規(guī)格相同,由歐姆定律可得通過它們的電流相等,都為0.2A,
并聯(lián)電路干路電流等于各支路電流之和,所以電流表A1的示數(shù)為:I=I2+I3=0.2A+0.2A=0.4A;
(3)若將電流表A1替換為電壓表V3,同時(shí)閉合開關(guān)S1、S3、S4,斷開S2,三個(gè)電阻串聯(lián)接入電路,電壓表V1測(cè)R1兩端的電壓,電壓表V3測(cè)R2和R1的總電壓,電壓表V2測(cè)R2和R3的總電壓,電壓表V3和V1的偏轉(zhuǎn)的角度相同,則電壓表V3的示數(shù)是電壓表V1的示數(shù)的5倍,即5U1=U1+U2,
電路中R2和R3的規(guī)格相同,由串聯(lián)電路分壓原理可知它們兩端的電壓相等,即U2=U3,
串聯(lián)電路總電壓等于故部分電壓之和,所以5U1+U2=18V﹣﹣﹣﹣﹣①,U1+2U2=18V﹣﹣﹣﹣﹣②,
①②兩式聯(lián)立可得:U2=8V,
電壓表V2的示數(shù)是:UV2=U2+U3=8V+8V=16V。
答:(1)電源電壓是18V;(2)電流表A1的示數(shù)為0.4A;(3)電壓表V2的示數(shù)是16V。
47.在探究“電流與電阻的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中,連接電路如圖所示。所用定值電阻的阻值依次為5Ω、10Ω、15Ω、20Ω和30Ω。電源電壓恒為6V,滑動(dòng)變阻器的規(guī)格為“70Ω 1A”。求:
(1)用5Ω電阻實(shí)驗(yàn),使電壓表示數(shù)為2V,此時(shí)電流表示數(shù)為多少A?
(2)只將(1)中的定值電阻由5Ω更換為10Ω,此時(shí)電壓表讀數(shù)為多少V?
(3)整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中,滑動(dòng)變阻器阻值的變化范圍是多少?
【答案】(1)用5Ω電阻實(shí)驗(yàn),使電壓表示數(shù)為2V,此時(shí)電流表示數(shù)為0.4A;
(2)只將(1)中的定值電阻由5Ω更換為10Ω,此時(shí)電壓表讀數(shù)為3V;
(3)整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中,滑動(dòng)變阻器阻值的變化范圍是10Ω~60Ω。
【解析】解:(1)電壓表測(cè)量定值電阻兩端的電壓,定值電阻5Ω兩端的電壓是2V,
則電流表的示數(shù)為:I=IX=UXRX=2V5Ω=0.4A。
串聯(lián)電路兩端的總電壓等于各串聯(lián)導(dǎo)體兩端的電壓之和,
電源電壓是6V,此時(shí)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓:U滑=U﹣UX=6V﹣2V=4V,
則滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值:R滑=U滑I=4V0.4A=10Ω。
(2)只將(1)中的定值電阻由5Ω更換為10Ω,滑動(dòng)變阻器滑片位置不變,則滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻是10Ω,
此時(shí)電路中的總電阻R總=R'X+R'滑=10Ω+10Ω=20Ω,
電源電壓是6V,
根據(jù)歐姆電路得,則電路中的電流為:I'=UR總=6V20Ω=0.3A。
則定值電阻兩端的電壓為:U'X=IXR'X=0.3A×10Ω=3V,
所以電壓表示數(shù)是3V。
(3)探究電流跟電阻的關(guān)系時(shí),控制定值電阻兩端的電壓不變,用5Ω電阻實(shí)驗(yàn),使電壓表示數(shù)為2V,即控制定值電阻兩端的電壓保持2V不變。
由(1)知,定值電阻兩端的電壓2V時(shí),則滑動(dòng)變阻器兩端的電壓為4V,
根據(jù)串聯(lián)電路中,各串聯(lián)導(dǎo)體兩端的 電壓之比等于電阻之比,
當(dāng)定值電阻的阻值為5Ω,滑動(dòng)變阻器的阻值最小,則滑動(dòng)變阻器的最小值為:
UX:U滑=R'X:R滑,2V:4V=5Ω:R滑小,所以滑動(dòng)變阻器最小電阻:R滑?。?0Ω,
當(dāng)定值電阻的阻值為30Ω,滑動(dòng)變阻器的阻值最大,則滑動(dòng)變阻器的最大值為:
UX:U滑=R''X:R滑,2V:4V=30Ω:R滑大,所以滑動(dòng)變阻器最大電阻:R滑大=60Ω,
則滑動(dòng)變阻器阻值的變化范圍是10Ω~60Ω。
答:(1)用5Ω電阻實(shí)驗(yàn),使電壓表示數(shù)為2V,此時(shí)電流表示數(shù)為0.4A;
(2)只將(1)中的定值電阻由5Ω更換為10Ω,此時(shí)電壓表讀數(shù)為3V;
(3)整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中,滑動(dòng)變阻器阻值的變化范圍是10Ω~60Ω。
48.在如圖所示的電路中,電源電壓U=5V,小燈泡R2標(biāo)有“5V0.5A”字樣(電阻不變),電流表的量程為0~0.6A,電壓表的量程為0~3V,滑動(dòng)變阻器R3的最大阻值為20Ω,請(qǐng)畫出該題的(2)(3)問等效電路圖。求:
(1)求燈泡R2的電阻;
(2)閉合開關(guān)S1、S2和S3時(shí),通過R1的電流為0.25A,則電路的總電阻R= ;
(3)若換6V的電源,閉合開關(guān)S2,在不損壞各元件的情況下,R3的阻值變化范圍。
【答案】(1)燈泡R2的電阻為10Ω;(2)6.67Ω;(3)R3的阻值變化范圍為2Ω~10Ω。
【解析】解:(1)由I=UR可得,燈泡R2的電阻:R2=U2I2=5V0.5A=10Ω;
(2)閉合開關(guān)S1、S2和S3時(shí),R1與R2并聯(lián),等效電路圖如圖所示:
因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等,且燈泡的額定電壓和電源電壓相等,
所以,小燈泡正常發(fā)光,則通過小燈泡的電流I2=0.5A,
因并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和,
所以,干路電流:I=I1+I2=0.25A+0.5A=0.75A,
電路的總電阻:R=UI=5V0.75A≈6.67Ω;
(3)若換6V的電源,閉合開關(guān)S2時(shí),R2與R3串聯(lián),電壓表測(cè)R3兩端的電壓,電流表測(cè)電路中的電流,等效電路圖如圖所示:
因串聯(lián)電路中各處的電流相等,且小燈泡R2的額定電流為0.5A,電流表的量程為0~0.6A,
所以,電路中的最大電流I大=0.5A,此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最小,
電路中的總電阻:R′=U′I大=6V0.5A=12Ω,
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和,
所以,滑動(dòng)變阻器接入電路中的最小阻值:R3小=R′﹣R1=12Ω﹣10Ω=2Ω,
當(dāng)電壓表的示數(shù)U3=3V時(shí),滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大,
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和,
所以,R2兩端的電壓:U2=U﹣U3=6V﹣3V=3V,
因串聯(lián)電路中各處的電流相等,
所以,電路中的電流:I小=U2R2=U3R3大,即3V10Ω=3VR3大,
解得:R3大=10Ω,
所以,R3的阻值變化范圍為2Ω~10Ω。
答:(1)燈泡R2的電阻為10Ω;(2)6.67Ω;(3)R3的阻值變化范圍為2Ω~10Ω。
49.如圖所示,電源電壓恒定,R1、R2為定值電阻,R2=20Ω,滑動(dòng)變阻器R0銘牌上標(biāo)有“30Ω 1A”,開關(guān)S閉合后,將S1閉合、S2斷開,滑動(dòng)變阻器滑片滑到最左端后電流表示數(shù)為0.3A,電壓表示數(shù)為6V。求:
(1)求R1的阻值;
(2)若兩只電流表量程均為0~0.6A,閉合開關(guān)S、S1、S2,為了不燒壞電流表,求滑動(dòng)變阻器的取值范圍;
(3)若電流表量程可換,現(xiàn)用定值電阻R0替換R3,要求同時(shí)滿足:①替換后閉合開關(guān)S、S1、S2,電路正常工作,②電流表A1和A2的示數(shù)差與原來相同,③且有一個(gè)電流表的示數(shù)達(dá)到滿偏刻度。求電阻R0可能的阻值。(結(jié)果不是整數(shù)的保留一位小數(shù))
【答案】(1)R1的阻值為20Ω; (2)滑動(dòng)變阻器的取值范圍為20Ω~30Ω;
(3)定值電阻R0替換R3,電阻R0的阻值可能為20Ω、也可能為2.22Ω、還可能為10Ω。
【解析】解:(1)根據(jù)電路圖可知,閉合開關(guān)S、S1、斷開S2,滑動(dòng)變阻器滑片移到最左端時(shí),電路為R1的基本電路,電流表A1、電流表A2均測(cè)電路電流,電壓表測(cè)量電源電壓,因此電源電壓為6V;
由I=UR可知,R1的阻值:R1=UI=6V0.3A=20Ω;
(2)根據(jù)電路圖可知,閉合開關(guān)S、S1、S2,R2、R3并聯(lián),電流表A1測(cè)量干路電流,電流表A2測(cè)量通過R3支路電流;
因并聯(lián)電路各支路兩端電壓相等,所以通過R2的電流:I2=UR2=6V20Ω=0.3A,
因兩只電流表量程均為0~0.6A,所以干路最大電流為0.6A,
又因并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和,所以通過滑動(dòng)變阻器的最大電流:
I3max=I干﹣I2=0.6A﹣0.3A=0.3A,
則滑動(dòng)變阻器接入電路的最小阻值:R3min=UI3max=6V0.3A=20Ω,所以滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值范圍為20Ω~30Ω;
(3)因換后電流表A1和A2的示數(shù)差仍與原來相同,即差值為0.3A,
用定值電阻R0替換R3后,
當(dāng)電流表A1的示數(shù)為0.6A時(shí),
通過R0的電流I0=I′﹣I2=0.6A﹣0.3A=0.3A,則R0=UI0=6V0.3A=20Ω;
當(dāng)電流表A1的示數(shù)為3A時(shí),通過R0的電流
I0=I′﹣I2=3A﹣0.3A=2.7A,則R0=UI0=6V2.7A≈2.22Ω;
當(dāng)電流表A2的示數(shù)為0.6A時(shí),干路電流I′=I0+I2=0.6A+0.3A=0.9A,則R0=UI0=6V0.6A=10Ω;
當(dāng)電流表A2的示數(shù)為3A時(shí),干路電流I′=I0+I2=3A+0.3A=3.3A>3A,此種情況不可能。
答:(1)R1的阻值為20Ω; (2)滑動(dòng)變阻器的取值范圍為20Ω~30Ω;
(3)定值電阻R0替換R3,電阻R0的阻值可能為20Ω、也可能為2.22Ω、還可能為10Ω。
50.如圖甲所示,電源電壓為9V且不變,小燈泡L正常發(fā)光時(shí)的電壓為3V,滑動(dòng)變阻器R1標(biāo)有“?Ω 1.5A”,只閉合開關(guān)S2時(shí),當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入最大阻值四分之一時(shí),小燈泡L正常發(fā)光且電流表指針滿偏(電流表取0~0.6A量程),電表表盤如圖乙所示。求:
(1)正常發(fā)光時(shí)燈絲阻值為多少Ω?
(2)滑動(dòng)變阻器的最大阻值為多少Ω?
(3)閉合S1,斷開S2,再將電壓表V2接入電路,其它部分電路連接不變。當(dāng)滑片P置于某一位置時(shí),三個(gè)電表指針偏轉(zhuǎn)格數(shù)相同,且表V2示數(shù)大于表V1的示數(shù),求R2可能的阻值?
【答案】(1)正常發(fā)光時(shí)燈絲阻值為5Ω;(2)滑動(dòng)變阻器的最大阻值為40Ω;
(3)R2可能的阻值為20Ω和25Ω。
【解析】解:(1)只閉合開關(guān)S2時(shí),該電路為L和R1的串聯(lián)電路,電流表測(cè)電路中的電流,電壓表V1測(cè)R1兩端的電壓;
此時(shí)小燈泡L正常發(fā)光且電流表指針滿偏,由圖乙可知此時(shí)電路中的電流為I=IL=0.6A,
則正常發(fā)光時(shí)燈絲阻值為:RL=ULIL=3V0.6A=5Ω;
(2)只閉合開關(guān)S2時(shí),當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入最大阻值四分之一時(shí),燈正常發(fā)光,即UL=3V,
由串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)可知滑動(dòng)變阻器R1兩端的電壓為:UR1=U﹣UL=9V﹣3V=6V,
此時(shí)滑動(dòng)變阻器的阻值為:R1=UR1I=6V0.6A=10Ω,
則滑動(dòng)變阻器的最大阻值為:R1大=4R1=40Ω;
(3)閉合S1,斷開S2,滑動(dòng)變阻器R1與R2串聯(lián),其它部分電路連接不變,
①若電壓表V2并聯(lián)在R2兩端,如圖所示:
兩個(gè)電壓表指針偏轉(zhuǎn)的角度相同,且V2示數(shù)大于表V1的示數(shù),所以V2使用0~15V量程,V1使用0~3V量程,且U2=5U1,
所以U1=16U=16×9V=1.5V,U2=5×1.5V=7.5V,電壓表偏轉(zhuǎn)1.5個(gè)大格,
由于三個(gè)電表指針偏轉(zhuǎn)的角度相同,則電流表的示數(shù)為0.3A或1.5A,因電流表量程為0~0.6A,
所以電流表的值為I1=0.3A,;
當(dāng)電流為0.3A時(shí),R2=U2I1=Ω;
②若電壓表V2并聯(lián)在電源兩端,如圖所示:
則由于電壓表V2測(cè)量電源電壓,所以電壓表V2示數(shù)為U=9V不變,
則U1=15U2=15×9V=1.8V,電壓表的指針偏轉(zhuǎn)了18小格,
若電流表偏轉(zhuǎn)18小格時(shí)的電流為0.36A或1.8A,因電流表量程為0~0.6A,所以電流表的示數(shù)不可能為1.8A,即此時(shí)電路中的電流為0.36A;
則由串聯(lián)電路特點(diǎn)和歐姆定律可得:R2=U2I2=U?U1I2=9V?Ω;
綜上所述可知R2的阻值可能為20Ω和25Ω。
答:(1)正常發(fā)光時(shí)燈絲阻值為5Ω;(2)滑動(dòng)變阻器的最大阻值為40Ω;
(3)R2可能的阻值為20Ω和25Ω。
51.如圖所示,電源電壓恒定,小燈泡上標(biāo)有“2V 0.5A”的字樣(2V為小燈泡正常發(fā)光時(shí)它的兩端電壓,超此電壓,小燈泡將燒壞;0.5A是小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流),滑動(dòng)變阻器R2的最大阻值為50Ω,電流表量程0﹣3A。求:
(1)小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻;
(2)斷開開關(guān)S1,閉合開關(guān)S、S2、S3,將滑片P移到距a端的長度總長為ab的五分之二位置時(shí),小燈泡L恰好正常發(fā)光,電源電壓是多少?
(3)斷開開關(guān)S2,閉合開關(guān)S、S1、S3,將滑片P移到a端時(shí),電流表示數(shù)為2A,此時(shí)電壓表示數(shù)是多少?定值電阻R1的阻值是多少?
(4)假設(shè)各元件完好,若斷開開關(guān)S1、S3,閉合開關(guān)S、S2,為不損壞元件,滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值范圍是多少?
【答案】(1)小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻是4Ω;(2)電源電壓是12V;
(3)此時(shí)電壓表示數(shù)是12V;定值電阻R1的阻值是6Ω;
(4)為不損壞元件,滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值范圍是14Ω~50Ω。
【解析】解:(1)由I=UR得,燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻:RL=U額I額=2V0.5A=4Ω;
(2)斷開開關(guān)S1,閉合開關(guān)S、S2、S3,將滑片P移到距a端的長度為總長ab的25位置時(shí),L與25R2串聯(lián),
因串聯(lián)電路中各處的電流相等,且小燈泡L恰好正常發(fā)光,
所以,電路中的電流:I=IL=0.5A,
由I=UR得,滑動(dòng)變阻器兩端的電壓:U2=I×25R2=0.5A×25×50Ω=10V,
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和,
所以,電源的電壓:U=UL+U2=2V+10V=12V;
(3)斷開開關(guān)S2,閉合開關(guān)S、S1、S3,將滑片P移到a端時(shí),L與R1并聯(lián),電壓表測(cè)電源的電壓,則電壓表的示數(shù)為12V,
因電源電壓12V遠(yuǎn)大于燈泡的額定電壓2V,
所以,燈泡被燒壞,電流表的示數(shù)即為通過R1的電流I1=2A,
則由I=UR得,定值電阻R1的阻值:R1=UI1=12V2A=6Ω。
(4)當(dāng)斷開開關(guān)S1、S2時(shí),滑動(dòng)變阻器、R1與L串聯(lián),電流表測(cè)電路中的電流,
因串聯(lián)電路中各處的電流相等,且燈泡的額定電流為0.5A,電流表量程為0~0.6A,
所以,電路中的最大電流I大=0.5A,此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最小,
此時(shí)電路中的總電阻為:R總最小=UI大=12V0.5A=24Ω,
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和,
所以,滑動(dòng)變阻器接入電路中的最小阻值:R2最?。絉總﹣R1﹣RL=24Ω﹣6Ω﹣4Ω=14Ω,
則變阻器接入電路的阻值范圍為14Ω~50Ω。
答:(1)小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻是4Ω;(2)電源電壓是12V;
(3)此時(shí)電壓表示數(shù)是12V;定值電阻R1的阻值是6Ω;
(4)為不損壞元件,滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值范圍是14Ω~50Ω。
52.如圖所示電路中,電源電壓恒定,電阻R1標(biāo)有“18V 1.8A”,滑動(dòng)變阻器標(biāo)有“200Ω 2A”,電壓表所接量程為0~15V,電流表所接量程為0~3A,只閉合S1時(shí),電阻R1正常工作;閉合S1、S3,滑動(dòng)變阻器滑片調(diào)到最右端時(shí),電流表的讀數(shù)為2.7A;將滑動(dòng)變阻器置于某點(diǎn),先只閉合開關(guān)S3,再將S3斷開,只閉合開關(guān)S2,發(fā)現(xiàn)電壓表的示數(shù)減小了1.4V,電流表的示數(shù)變化了0.02A。求:
(1)電阻R1的阻值;
(2)電阻R3的阻值;
(3)電阻R2的阻值:
(4)通過開關(guān)的不同組合(S2、S3不同時(shí)閉合)以及滑片的移動(dòng)保證電路安全的情況下,電流表能達(dá)到的最大值和最小值之比。
【答案】(1)電阻R1的阻值為10Ω;(2)電阻R3的阻值為20Ω;(3)電阻R2的阻值為20Ω:
(4)通過開關(guān)的不同組合(S2、S3不同時(shí)閉合)以及滑片的移動(dòng)保證電路安全的情況下,電流表能達(dá)到的最大值和最小值之比為27:1。
【解析】解:(1)電阻R1標(biāo)有“18V 1.8A”,表示電阻R1的額定電壓為18V,額定電流為1.8A,
根據(jù)I=UR可得R1的阻值:
R1=U1額I1額=18V1.8A=10Ω;
(2)只閉合S1時(shí),只有R1連入電路,由于電阻R1正常工作,則電源電壓U=18V;
閉合S1、S3,滑動(dòng)變阻器滑片調(diào)到最右端時(shí),電路為R1、R3并聯(lián),電流表測(cè)量干路電路,
根據(jù)并聯(lián)電路各支路兩端的電壓相等的特點(diǎn)可知R1的電流不變,
則R3的電流:I3=I﹣I1=2.7A﹣1.8A=0.9A,
根據(jù)I=UR可得R3的阻值:R3=UI3=18V0.9A=20Ω;
(3)將滑動(dòng)變阻器置于某點(diǎn),只閉合開關(guān)S3,R4、R3串聯(lián),電壓表測(cè)量R4兩端的電壓,
則電路中電流為:I′=UR4+R3,
R4兩端的電壓為:U4′=U﹣I′R3=U?UR4+R3×R3,
再將S3斷開,只閉合開關(guān)S2,R4、R1、R2串聯(lián),電壓表測(cè)量R4兩端的電壓,
則電路中電流為:I″=UR4+R2+R1,
R4兩端的電壓為:U4″=U﹣I″(R1+R2)=U?UR4+R2+R1×(R1+R2),
根據(jù)題意可知:
ΔU=U4′﹣U4″=U?UR4+R3×R3﹣【U?UR4+R2+R1×(R1+R2)】=UR4+R2+R1×(R1+R2)?UR4+R3×R3,
ΔI=I′﹣I″=UR4+R3?UR4+R2+R1,
即:1.4V=18VR4+R2+10Ω×(10Ω+R2)?18VR4+20Ω×20Ω﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
0.02A=18VR4+20Ω?18VR4+R2+10Ω???????????????????②
解①②可得:R2=20Ω;
(4)由圖可知:電流表測(cè)量電路中的總電流,根據(jù)I=UR可知:在電源電壓不變的條件下,電路中電阻越小,電流越大;
由于S2、S3不同時(shí)閉合,則根據(jù)電阻的串并聯(lián)特點(diǎn)可知:
當(dāng)閉合S1、S3,滑動(dòng)變阻器滑片調(diào)到最右端時(shí),電路為R1、R3并聯(lián),此時(shí)電路中電阻最小,電流表示數(shù)最大,為2.7A;
由于R1+R2=10Ω+20Ω=30Ω>R3=20Ω;所以只閉合S2時(shí),電路為R1、R2、R4串聯(lián),當(dāng)變阻器的滑片調(diào)到允許的最大值時(shí),電路中總電阻最大,電壓表示數(shù)最大,電流表示數(shù)最小,
由電壓表的量程可知其最大示數(shù)為15V,則R1、R2兩端的最小電壓為
U12小=U﹣UV大=18V﹣15V=3V,
則最小電流為:I最小=U12小R1+R2=3V10Ω+20Ω=0.1A,
所以,電流表能達(dá)到的最大值和最小值之比:I最大I最小=:1。
答:(1)電阻R1的阻值為10Ω;(2)電阻R3的阻值為20Ω;(3)電阻R2的阻值為20Ω:
(4)通過開關(guān)的不同組合(S2、S3不同時(shí)閉合)以及滑片的移動(dòng)保證電路安全的情況下,電流表能達(dá)到的最大值和最小值之比為27:1。
53.熱愛物理的小光同學(xué)在家制作了一個(gè)簡易臺(tái)秤,用來測(cè)物體質(zhì)量。內(nèi)部電路如圖甲所示,電源電壓為18V,定值電阻R0為30Ω,電阻R為力敏電阻,其阻值與所受壓力的變化情況如圖乙所示,電壓表的量程為0~15V,電壓表的表盤被改裝為臺(tái)秤的示數(shù)。他在該臺(tái)秤上放置一個(gè)底面積為200cm2、重為5N的足夠深的柱形薄壁容器,用輕桿將一個(gè)質(zhì)量為3kg的物體A(不吸水)固定于容器內(nèi)正上方,物體A為高10cm、底面積為150cm2且質(zhì)量分布均勻的長方體?,F(xiàn)向容器中注水直到水面剛好與物體A的下表面相平,如圖丙所示,此時(shí)臺(tái)秤的示數(shù)為2.5kg。求:
(1)在保證電路安全的情況下,該臺(tái)秤所能稱量物體的最大重力為多少N;
(2)在圖丙中,水對(duì)容器底的壓強(qiáng)為多大;
(3)若將圖丙中的長方體A左、右兩側(cè)沿豎直方向各切掉總體積的六分之一,并將切掉的部分放入容器浸沒于水中,水面靜止時(shí)電壓表示數(shù)為多少?
【答案】(1)在保證電路安全的情況下,該臺(tái)秤所能稱量物體的最大重力為100N;
(2)在圖丙中,水對(duì)容器底的壓強(qiáng)為1000Pa;
(3)若將圖丙中的長方體A左、右兩側(cè)沿豎直方向各切掉總體積的六分之一,并將切掉的部分放入容器浸沒于水中,水面靜止時(shí)電壓表示數(shù)為12V。
【解析】解:(1)閉合開關(guān),兩電阻串聯(lián)接入電路,電壓表測(cè)定值電阻兩端的電壓,
串聯(lián)電路各處電流相等,電壓表的量程為0~15V,根據(jù)歐姆定律可知當(dāng)電壓表的示數(shù)最大為15V時(shí),通過電路的電流最大,最大電流:I0=U0R0=15V30Ω=0.5A,
串聯(lián)電路總電壓等于各部分電壓之和,此時(shí)力敏電阻兩端的電壓:UR=U﹣U0=18V﹣15V=3V,
此時(shí)力敏電阻的阻值:R′=URI0=3V0.5A=6Ω,
由乙圖可知此時(shí)力敏電阻受到的壓力為100N,所以該臺(tái)秤所能稱量物體的最大重力為100N;
(2)容器的質(zhì)量為:m1=G1g=5N10N/kg=0.5kg,
水的質(zhì)量:m2=m﹣m1=2.5kg﹣0.5kg=2kg,
水的體積:V=m2ρ水=2kg1.0×103kg/m3=2×10﹣3m3,
容器中水的深度:h=VS=2×10?3m3200×10?4m2=0.1m,
水對(duì)容器底的壓強(qiáng)為:p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1000Pa;
(3)長方體的密度:ρA=mAVA=3kg10×10?1m×150×10?4m2=2×103kg/m3>1.0×103kg/m3,所以A放入水中后沉底,
長方體A切掉部分的總體積:V′=2×16SA×h=2×16×10×10﹣2m×150×10﹣4m2=5×10﹣4m3,
將切掉的部分放入容器浸沒于水中,水面升高的高度:
Δh=V′S?(1?2×16)SA=5×10?4m3200×10?4m2?(1?2×16)×150×10?4m2=0.05m,
此時(shí)容器中水的深度:h′=h+Δh=0.1m+0.05m=0.15m,
此時(shí)水對(duì)容器底部的壓強(qiáng):p′=ρ水gh′=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.15m=1500Pa,
容器底部受到水的壓力:F′=p′S=1500pa×200×10﹣4m2=30N,
長方體A切掉部分的總重力:GA=2×16mAg=2×16×3kg×10N/kg=10N,
長方體A切掉部分的受到的浮力:FA=ρ水gV排A=1.0×103kg/m3×10N/kg×2×16×10×10﹣2m×150×10﹣4m2=5N,
力敏電阻此時(shí)受到的壓力:F=G1+GA﹣FA+F′=5N+10N﹣5N+30N=40N,
由乙圖可知力敏電阻的阻值和其所受壓力的乘積是一個(gè)定值,
即FR=600N?Ω,當(dāng)F=40N時(shí),R=15Ω,
此時(shí)電壓表的示數(shù):U0′=IR0=UR+R0×R0=18V30Ω+15Ω×30Ω=12V。
答:(1)在保證電路安全的情況下,該臺(tái)秤所能稱量物體的最大重力為100N;
(2)在圖丙中,水對(duì)容器底的壓強(qiáng)為1000Pa;
(3)若將圖丙中的長方體A左、右兩側(cè)沿豎直方向各切掉總體積的六分之一,并將切掉的部分放入容器浸沒于水中,水面靜止時(shí)電壓表示數(shù)為12V。
54.水平放置的均勻電阻桿AB固定在墻面上,AB長3m,每米阻值為10Ω;另有一水平放置的輕質(zhì)金屬導(dǎo)軌CE長4m,不計(jì)電阻,可繞C點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng);一輕質(zhì)金屬滑片垂直連接在AB、CE間且接觸良好,并與質(zhì)量為6kg的絕緣滑塊Q粘連。導(dǎo)軌CE上的D點(diǎn)和電阻桿AB的B端通過導(dǎo)線與電路相連,導(dǎo)軌E端通過繩子、滑輪與質(zhì)量為3kg的重物M相連。已知:電源電壓12V,燈泡規(guī)格“4V 1.6W”。閉合開關(guān)S,若滑塊Q從C開始以0.2m/s的速度勻速向D運(yùn)動(dòng),當(dāng)M剛要離開地面時(shí),燈L恰好正常發(fā)光。(不計(jì)滑片P的電阻,忽略溫度對(duì)燈泡電阻的影響,忽略繩重,滑片P的彈力及一切摩擦,忽略滑塊及滑片的寬度)求:
(1)為了保證物體M不離開地面,滑塊Q最多運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為多少s?
(2)定值電阻R0的阻值為多少?
(3)若電壓表的量程為0﹣3V,電流表的量程為0﹣0.6A,則在電路安全的范圍內(nèi),物塊M對(duì)地面的最小壓力為多少N?
【答案】(1)為了保證物體M不離開地面,滑塊Q最多只能運(yùn)動(dòng)10s;
(2)定值電阻R0的阻值是10Ω;
(3)若電壓表的量程為0﹣3V,電流表的量程為0﹣0.6A,則在電路安全的范圍內(nèi),物塊M對(duì)地面的最小壓力為15N。
【解析】解:(1)物體M對(duì)E的拉力的力臂為L=CE=4m,設(shè)滑塊Q的力臂為L1時(shí)恰好離開地面,
根據(jù)杠桿平衡條件可得:Mg×L=mg×L1,解得:L1=M×Lm=3kg×4m6kg=2m,
由v=st可得,滑塊運(yùn)動(dòng)的時(shí)間:t=L1v=2m0.2m/s=10s;
(2)燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓UL=4V,功率PL=1.6W,
因串聯(lián)電路中各處的電流相等,
所以,由P=UI可得,燈泡正常發(fā)光時(shí)電路中的電流:I=PLUL=1.6W4V=0.4A,
電阻桿連入電路的電阻值:R1=(AB﹣PA)r=(AB﹣L1)r=(3m﹣2m)×10Ω/m=10Ω,
由I=UR可得,電路中的總電阻和燈泡的電阻分別為:R總=UI=12V0.4A=30Ω,
RL=ULI=4V0.4A=10Ω,
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和,
所以,定值電阻R0的阻值:R0=R總﹣RL﹣R1=30Ω﹣10Ω﹣10Ω=10Ω;
(3)為保證電路的安全,則電路中最大電流不能超過0.6A,電壓表最大示數(shù)不能超過3V;
當(dāng)電流為0.6A時(shí),由I=UR可得,電壓表示數(shù)為:U0=IR0=0.6A×10Ω=6V>3V,
所以,電路中的電流不能為0.6A,由此可知當(dāng)電壓表示數(shù)最大時(shí)電路中的電流最大;
則電路中的最大電流為:I最大=U0最大R0=3V10Ω=0.3A,
由I=UR可得,電路中的最小總電阻:R總最小=UI最小=12V0.3A=40Ω,
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和,
所以,電阻桿接入電路中的最小電阻:R1′=R總﹣RL﹣R0=40Ω﹣10Ω﹣10Ω=20Ω;
則CQ=AP=AB?R110Ω/m=3m?20Ω10Ω/m=1m,
由杠桿的平衡條件可得:Mg×CQ=F×CE,
解得:F=Mg×CQCE=6kg×10N/kg×1m4m=15N,
物體M處于平衡狀態(tài),則物體M對(duì)地面的最小壓力:
F壓最?。絤g﹣F=3kg×10N/kg﹣15N=15N。
答:(1)為了保證物體M不離開地面,滑塊Q最多只能運(yùn)動(dòng)10s;
(2)定值電阻R0的阻值是10Ω;
(3)若電壓表的量程為0﹣3V,電流表的量程為0﹣0.6A,則在電路安全的范圍內(nèi),物塊M對(duì)地面的最小壓力為15N。
55.如圖1所示電路,電源電壓U0不變,初始時(shí)滑動(dòng)變阻器的滑片P在最右端,但由于滑動(dòng)變阻器某處發(fā)生斷路,合上電鍵后滑片P向左滑過一段距離后電流表才有讀數(shù)。且電壓表讀數(shù)U與x、電流表讀數(shù)I與x的關(guān)系如圖2、圖3所示。求:
(1)電源電壓U0;
(2)電阻R的阻值;
(3)該滑動(dòng)變阻器電阻絲沒有斷路時(shí)的總阻值。
【答案】(1)電源電壓U0為1.5V;(2)電阻R的阻值為1Ω;
(3)該滑動(dòng)變阻器電阻絲沒有斷路時(shí)的總阻值為14Ω。
【解析】解:(1)由圖1可知閉合開關(guān),兩電阻串聯(lián)接入電路,電壓表測(cè)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓,電流表測(cè)通過電路的電流,
由圖2可知,當(dāng)x<5cm時(shí),電壓表示數(shù)保持1.5V不變,則斷點(diǎn)處離變阻器最右端5cm,電源電壓為1.5V;
(2)由圖2、3可知,電壓表示數(shù)I1=1.35V時(shí),電流表示數(shù)U1=0.15A,
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和,所以R兩端的電壓:UR=U0﹣U1=1.5V﹣1.35V=0.15V,
由歐姆定律可得電阻R的阻值:R=URI1=Ω;
(4)當(dāng)x=5cm時(shí),設(shè)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻為R1,根據(jù)歐姆定律可得R1=U1I1=Ω,
當(dāng)x=10cm時(shí),設(shè)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻為R2,根據(jù)歐姆定律可得R2=U2I2=Ω,
所以從斷點(diǎn)處滑片P向左滑動(dòng)的過程中,該滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值變化了5Ω,則滑片P每滑動(dòng)1cm,其阻值變化1Ω,
該滑動(dòng)變阻器沒有斷路時(shí)的總電阻值R總=9Ω+5cm×1Ω/cm=14Ω。
答:(1)電源電壓U0為1.5V;(2)電阻R的阻值為1Ω;
(3)該滑動(dòng)變阻器電阻絲沒有斷路時(shí)的總阻值為14Ω。
56.圖甲是某品牌身高、體重測(cè)量儀。學(xué)校物理興趣小組的同學(xué)根據(jù)該測(cè)量儀的工作情況,設(shè)計(jì)了其電路原理圖,如圖乙所示。電源UA的電壓大小未知,電壓表量程為0~15V,電流表A1量程為0~0.6A,滑動(dòng)變阻器R2是豎直固定放置的電阻棒,其滑片P可以隨身高的變化豎直上下移動(dòng),其接入電路的阻值與接入電路的長度成正比;電源UB的電壓為3V,腳踏板下方有一壓敏電阻R3,其阻值隨壓力F大小變化規(guī)律如圖丙所示。同時(shí)閉合開關(guān)S1、S2,身高h(yuǎn)1=160cm的小明站在踏板上時(shí),電流表A2的示數(shù)為0.15A,此時(shí)滑片恰好在R2中點(diǎn),電壓表示數(shù)為14.4V,電流表A1的示數(shù)為0.36A;身高h(yuǎn)2=140cm的小紅站在踏板上時(shí),電壓表示數(shù)為12V,電流表A1的示數(shù)為0.6A。求:
(1)小明的重力;
(2)滑動(dòng)變阻器R2的最大阻值;
(3)電源UA的電壓;
(4)在電路安全前提下,身高測(cè)量儀的測(cè)量范圍。
【答案】(1)小明的重力為500N;(2)滑動(dòng)變阻器R2的最大阻值為80Ω;
(3)電源UA的電壓為18V;(4)在電路安全前提下,身高測(cè)量儀的測(cè)量范圍為140cm~170cm。
【解析】解:(1)根據(jù)乙圖中右電路可知,電路為R3的簡單電路,電流表A2測(cè)量電路電流,
小明站在踏板上時(shí),由I=UR可知,R3的阻值:R3=UBI2=3V0.15A=20Ω,
根據(jù)表格數(shù)據(jù)可知,當(dāng)R3=20Ω時(shí),F(xiàn)=500N,
由于壓力等于重力,所以小紅的重力:G=F=500N;
(2)乙圖中左電路可知,R1、R2串聯(lián),電壓表測(cè)量R2兩端的電壓,電流表A1測(cè)量電路中的電流,
因串聯(lián)電路處處電流相等,所以滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值:R中=U1I1=Ω,
小明站在踏板上時(shí),滑片恰好在R2中點(diǎn),則滑動(dòng)變阻器的最大阻值:R=2R中=2×40Ω=80Ω;
(3)因串聯(lián)電路兩端電壓等于各部分電壓之和,所以由I=UR可得:
小明站在踏板上時(shí),UA=U1+I1R1=14.4V+0.36A×R1﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
小紅站在踏板上時(shí),UA=U2+I2R1=12V+0.6A×R1﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
聯(lián)立①②可得:R1=10Ω,UA=18V;
(4)乙圖中左電路可知,在電路安全前提下,由于電流表A量程是0~0.6A;所以電流表A的示數(shù)為0.6A時(shí),身高測(cè)量儀的測(cè)量值最小,
所以,身高測(cè)量儀的最小測(cè)量值為:h最?。絟2=140cm;
已知小明身高h(yuǎn)1=160cm,小紅身高h(yuǎn)2=140cm,則此時(shí)滑片是下移,移動(dòng)距離為:
△h=h1﹣h2=160cm﹣140cm=20cm,
小紅站在踏板上時(shí),由I=UR可知滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值:R紅=U2I2=12V0.6A=20Ω,
小明站在踏板上時(shí),滑動(dòng)變阻器R2接入電路的阻值:R中=40Ω,
則兩次測(cè)量之間,滑片移動(dòng)后,滑動(dòng)變阻器的阻值變化為:ΔR=R中﹣R紅=40Ω﹣20Ω=20Ω,
所以,滑動(dòng)變阻器R2的總長度為:L=ΔLΔR×R2=20cm20Ω×80Ω=80cm;
由于電壓表量程為0~15V,當(dāng)電壓表示數(shù)最大為15V,根據(jù)串聯(lián)電路兩端電壓等于各部分電壓之和可知:
U1?。経A﹣U大=18V﹣15V=3V,
此時(shí)最小電流為:I小=U1小R1=3V10Ω=0.3A,
滑動(dòng)變阻器R接入電路的阻值:R2大=U2大I小=15V0.3A=50Ω,
滑動(dòng)變阻器R2接入電路的長度為:L大=ΔLΔR×R2大=20cm20Ω×50Ω=50cm;
所以,最大測(cè)量值:h大=h1+(L大?12L)=160cm+(50cm?12×80cm)=170cm;
由此可知:身高測(cè)量儀的測(cè)量范圍為140cm~170cm。
答:(1)小明的重力為500N;(2)滑動(dòng)變阻器R2的最大阻值為80Ω;
(3)電源UA的電壓為18V;(4)在電路安全前提下,身高測(cè)量儀的測(cè)量范圍為140cm~170cm。
57.如圖甲所示,為某水果自動(dòng)篩選裝置,它有一個(gè)壓力檢測(cè)點(diǎn),檢測(cè)點(diǎn)的電路如圖乙,其中,R為壓敏電阻,R1為滑動(dòng)變阻器,通過移動(dòng)滑片P來設(shè)置一定的標(biāo)準(zhǔn),從而將重小于一定標(biāo)準(zhǔn)的水果自動(dòng)剔除。其原理如下:當(dāng)傳送帶上的水果經(jīng)過壓力檢測(cè)點(diǎn)時(shí),壓敏電阻R的阻值發(fā)生變化,也使AB間的電壓隨之發(fā)生變化,當(dāng)UAB=3V時(shí),機(jī)械裝置啟動(dòng),將不達(dá)標(biāo)的小水果推出傳送帶,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)篩選功能。電源電壓恒為9V,壓敏電阻R的阻值隨壓力的變化關(guān)系如圖丙所示。求:
(1)閉合開關(guān)S,移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P.現(xiàn)要使機(jī)械裝置啟動(dòng),將重G=1N的水果推出傳送帶,那么,滑動(dòng)變阻器連入電路中的阻值R1為多少Ω。
(2)在某次篩選中,先將R1的阻值調(diào)為20Ω,選出一定標(biāo)準(zhǔn)的水果后,再將R1的阻值調(diào)為15Ω,將前一次選出的水果再次篩選,請(qǐng)你通過計(jì)算說明前一次被篩選過的水果被剔除的范圍?
【答案】(1)將重G=1N的水果推出傳送帶時(shí),滑動(dòng)變阻器連入電路中的阻值R1為30Ω;
(2)前一次被篩選過的水果被剔除的范圍是2N~3N的內(nèi)。
【解析】解:(1)由電路圖知電阻R和R1串聯(lián),由圖丙可知,當(dāng)G=1N時(shí),R的電阻為60Ω,
因?yàn)榇?lián)且UAB=3V,所以UR=U﹣UAB=9V﹣3V=6V;
電路的電流為:I=URR=6V60Ω=0.1A,
滑動(dòng)變阻器的電阻為:R1=UABI=3V0.1A=30Ω;
(2)將R1的阻值調(diào)為20Ω時(shí),電路的電流為:I′=UABR1′=3V20Ω=0.15A,
此時(shí)R的電阻為:R′=URI′=6V0.15A=40Ω,由圖丙知此時(shí)的壓力為2N,即水果的重力為2N;
再將R1的阻值調(diào)為15Ω時(shí),
電路的電流為:I″=UABR1″=3V15Ω=0.2A,
此時(shí)R的電阻為:R″=URI″=6V0.2A=30Ω,由圖丙知此時(shí)的壓力為3N,即水果的重力為3N;
所以前一次被篩選過的水果被剔除的范圍是2N~3N內(nèi)的。
答:(1)將重G=1N的水果推出傳送帶時(shí),滑動(dòng)變阻器連入電路中的阻值R1為30Ω;
(2)前一次被篩選過的水果被剔除的范圍是2N~3N的內(nèi)。
58.如圖所示,某工廠要研發(fā)一種新型材料,要求對(duì)該材料的承受撞擊力進(jìn)行測(cè)試。測(cè)試時(shí)如圖(甲),該材料樣品(不計(jì)質(zhì)量)平放在壓力傳感器上,閉合開關(guān)S,由靜止自由釋放重物,經(jīng)撞擊后樣品材料仍完好無損。從重物開始下落到撞擊樣品的這個(gè)過程中,電流表的示數(shù)I隨時(shí)間t變化的圖象如圖(乙),壓力傳感器的電阻R隨壓力F變化的過程如圖(丙)。電源電壓24V,定值電阻R0=10Ω。求:
(1)重物在下落過程中,壓力傳感器的電阻為多大?
(2)在撞擊過程中,樣品承受的最大撞擊力為多少?
(3)聰明的小紅想繼續(xù)利用此裝置測(cè)量下落重物的密度,她將重為600N裝滿水的燒杯直接放在壓力傳感器上,將重物放入燒杯中浸沒,待示數(shù)穩(wěn)定后,電流表示數(shù)為1A.則重物密度為?
【答案】(1)在重物下落的過程中,壓力傳感器的電阻是110Ω;
(2)在撞擊過程中,樣品受到的最大撞擊力是600N;
(3)重物密度為2×103kg/m3。
【解析】解:(1)在重物下落的過程中,壓力傳感器受到的壓力最小且保持不變,總電阻最大,電路中的電流最小,由圖乙可知,此時(shí)的電流I=0.2A,
由I=UR可得,電路中的總電阻:R總=UI=24V0.2A=120Ω,
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和,所以,壓力傳感器R的阻值:
R=R總﹣R0=120Ω﹣10Ω=110Ω;
(2)在測(cè)試過程中,樣品受到的撞擊力最大時(shí),壓敏電阻的阻值最小,電路中的電流最大,
由圖乙可知,電路中的最大電流I′=0.8A,
此時(shí)電路中的總電阻:R總′=UI′=24V0.8A=30Ω,
則此時(shí)壓力傳感器R的阻值:R′=R總′﹣R0=30Ω﹣10Ω=20Ω,
由圖丙可知,樣品受到的最大撞擊力為600N;
(3)當(dāng)重物在樣品上靜止時(shí),重物對(duì)樣品的壓力大小等于重物的重力大?。?br>此時(shí)與撞擊過程相比,壓力減小,電阻變大,電流減??;
由圖乙可知,此時(shí)的電流為I2=0.4A,
根據(jù)歐姆定律,此時(shí)電路的總電阻R總″=UI2=24V0.4A=60Ω,
根據(jù)串聯(lián)電路電阻的規(guī)律可得,此時(shí)壓力傳感器的電阻:
R″=R總″﹣R0=60Ω﹣10Ω=50Ω,
由丙圖可知,此時(shí)的壓力F′=400N,所以物體的重力為400N,
由G=mg得,物體質(zhì)量:m=G物g=400N10N/kg=40kg,
當(dāng)電流為1A時(shí),由歐姆定律可得,R總′″=UI3=24V1A=24Ω,
此時(shí)壓力傳感器的電阻:R′″=R總″′﹣R0=24Ω﹣10Ω=14Ω,
由丙圖可知,此時(shí)的壓力F″=800N,
根據(jù)題意可知,F(xiàn)″=G杯水+G物﹣G排,
所以物體受到的浮力:F浮=G排=G杯水+G物﹣F″=600N+400N﹣800N=200N,
由F浮=ρ水gV排得:
物體的體積:V=V排=F浮ρ水g=200N1×103kg/m3×10N/kg=200×10﹣4 m3,
物體的密度:ρ物=mV=40kg200×10?4m3=2×103kg/m3。
答:(1)在重物下落的過程中,壓力傳感器的電阻是110Ω;
(2)在撞擊過程中,樣品受到的最大撞擊力是600N;
(3)重物密度為2×103kg/m3。
59.一薄壁圓柱形容器置于水平升降臺(tái)中央,容器中原來裝有16cm深的水;圓柱體A懸掛在輕質(zhì)細(xì)桿下保持靜止,其下表面剛好與水面接觸,如圖甲所示。已知圓柱體A質(zhì)量為1.6kg,其高度與容器高度相同。輕桿與圓柱體銜接處為力傳感器,原理如圖乙所示,其中壓敏電阻R的阻值與所受彈力大小關(guān)系,如表格所示。從甲圖開始,向上調(diào)節(jié)升降臺(tái)直至圓柱體A與容器底部剛好接觸時(shí)停止調(diào)節(jié),此時(shí)A剛好浸沒。記錄下該過程中電流表示數(shù)I與升降臺(tái)移動(dòng)的距離h的關(guān)系,如圖丙所示。其中,當(dāng)升降臺(tái)升高2cm時(shí),水面剛好到達(dá)容器口。求:
(1)電源電壓;
(2)圓柱體A的密度;
(3)當(dāng)升降臺(tái)上升14cm,水對(duì)容器底部的壓強(qiáng)為多少?
【答案】(1)電源電壓為18V;(2)圓柱體A的密度為0.8×103kg/m3;
(3)當(dāng)升降臺(tái)上升14cm,水對(duì)容器底部的壓強(qiáng)為2000Pa。
【解析】解:(1)當(dāng)h=0cm時(shí),圓柱體A下表面剛好與水面接觸,壓力傳感器受到的拉力:
F=G=mg=1.6kg×10N/kg=16N,
由圖丙可知,此時(shí)電流表的示數(shù)為I=9A,由表格數(shù)據(jù)可知,壓敏電阻R=2Ω,
根據(jù)歐姆定律可知,電源電壓U=IR=9A×2Ω=18V;
(2)升降臺(tái)上升過程中物體浸入水的體積逐漸變大,由阿基米德原理可知物體所受浮力逐漸變大,壓敏電阻所受壓力逐漸減小,根據(jù)表格數(shù)據(jù)可知此時(shí)壓敏電阻的阻值逐漸增大,電路中電流減??;
當(dāng)升降臺(tái)移動(dòng)的距離為h1=12cm時(shí),由圖丙可知,電路中的電流最小I小=1A,
根據(jù)歐姆定律可知,此時(shí)壓敏電阻的阻值R大=UI小=18V1A=18Ω,
由表格數(shù)據(jù)可知,當(dāng)壓敏電阻的阻值為18Ω時(shí),壓力傳感器受到的彈力為0,則此時(shí)圓柱體A受力平衡,圓柱體A受到的浮力F浮1=G=16N,
根據(jù)阿基米德原理可知,此時(shí)圓柱體排開水的體積
V排1=F浮1ρ水g=16N1.0×103kg/m3×10N/kg=1.6×10﹣3m3;
當(dāng)A完全浸沒時(shí),h2=16cm,由圖丙可知,通過電路中的電流I1=3A,
根據(jù)歐姆定律可知,此時(shí)壓敏電阻的阻值R1=UI1=18V3A=6Ω;
由表格數(shù)據(jù)可知,壓力傳感器受到的彈力為4N,此時(shí)桿對(duì)物體有豎直向下的壓力F桿=4N,圓柱體A所受的浮力F?。紾+F桿=16N+4N=20N,
由F?。溅岩篻V排可知,圓柱體排開水的體積即圓柱體的體積
V=V排=F浮ρ液g=20N1.0×103kg/m3×10N/kg=2×10﹣3m3;
則圓柱體的密度:ρA=mAV=1.6kg2×10?3m3=0.8×103kg/m3;
(3)當(dāng)升降臺(tái)上升2cm時(shí),水面剛好到達(dá)容器口,繼續(xù)上升時(shí)水溢出,由圖丙可知,此時(shí)電路中的電流I2=6A,
根據(jù)歐姆定律可知,此時(shí)壓敏電阻的阻值R2=UI2=18V6A=3Ω,
由表格數(shù)據(jù)可知,此時(shí)壓力傳感器受到的彈力F1=10N,
則圓柱體A受到的浮力F浮2=G﹣F1=16N﹣10N=6N,
根據(jù)阿基米德原理可知,此時(shí)圓柱體A排開水的體積
V排2=F浮2ρ水g=6N1.0×103kg/m3×10N/kg=6×10﹣4m3;
從升降臺(tái)上升2cm到升降臺(tái)上升12cm過程中,圓柱體A浸入水的深度變化了Δh=10cm=0.1m,而排開水的體積變化ΔV=V排1﹣V排2=1.6×10﹣3m3﹣6×10﹣4m3=1×10﹣3m3;
由V=Sh可知,圓柱體A的底面積SA=ΔVΔ?=1×10?3m30.1m=0.01m2;
由V=Sh可知,圓柱體A的高度hA=VSA=2×10?3m30.01m2=0.2m;
根據(jù)題意可知,容器的高度h容=hA=0.2m,
當(dāng)升降臺(tái)上升14cm,容器中的水的深度h′=h容=0.2m;
此時(shí)水對(duì)容器底部的壓強(qiáng):p=ρ液gh′=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2000Pa。
答:(1)電源電壓為18V;(2)圓柱體A的密度為0.8×103kg/m3;
(3)當(dāng)升降臺(tái)上升14cm,水對(duì)容器底部的壓強(qiáng)為2000Pa。
60.如圖甲所示,足夠高的柱形容器的底面積為100cm2,里面裝有24cm深的水,上方用一足夠長的細(xì)繩吊著質(zhì)量為0.9kg的長方體物體,其底面積為50cm2,高為20cm?,F(xiàn)將細(xì)繩掛在彈簧測(cè)力計(jì)下,初始狀態(tài)時(shí),物體的下表面恰好與水面接觸。容器底部是一個(gè)壓敏電阻R(上表面與水接觸并涂有絕緣漆,其阻值與受到的水的壓力的關(guān)系如圖丙所示)。R所在的電路放在了容器底部,電路圖如圖乙所示,電流表的量程0~0.6A,電壓表的量程0~15V,小燈泡上標(biāo)有“6V 3W”的字樣,且電阻不隨溫度的變化而變化。若在初始狀態(tài)下,小燈泡恰好正常發(fā)光。求:
(1)初始狀態(tài)下,壓敏電阻的阻值;
(2)手拿彈簧測(cè)力計(jì)將物體緩慢向下移動(dòng),使得物體浸在水中的深度為8cm,穩(wěn)定后電路中的電流;
(3)在(2)的基礎(chǔ)上,保持彈簧測(cè)力計(jì)的位置不動(dòng),往容器中加水,為了保證電路的安全,則最多往容器中加入多少kg的水?(彈簧測(cè)力計(jì)拉力每變化1N,長度變化1cm)。
【答案】(1)初始狀態(tài)下,壓敏電阻的阻值為24Ω;
(2)手拿彈簧測(cè)力計(jì)將物體緩慢向下移動(dòng),使得物體浸在水中的深度為8cm,穩(wěn)定后電路中的電流為0.45A;
(3)在(2)的基礎(chǔ)上,保持彈簧測(cè)力計(jì)的位置不動(dòng),往容器中加水,為了保證電路的安全,則最多往容器中加入2.7kg的水。
【解析】解:(1)初始狀態(tài)下,水深h=24cm=0.24m,
則容器底受到的壓強(qiáng):p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.24m=2400Pa,
壓敏電阻受到的壓力:F=pS容=2400Pa×100×10﹣4m2=24N
由圖丙知,壓敏電阻的阻值與所受壓力的數(shù)值比為1:1,故壓敏電阻的阻值24Ω;
(2)由電路圖可知,燈泡L與壓敏電阻R串聯(lián),電壓表測(cè)R兩端的電壓,電流表測(cè)電路中的電流,
因串聯(lián)電路中各處的電流相等,
所以,由P=UI可得,初始狀態(tài)下電路中的電流:I=PLUL=3W6V=0.5A,
由I=UR可得,小燈泡的電阻:RL=ULIL=6V0.5A=12Ω,
初始狀態(tài)下,壓敏電阻兩端的電壓:UR=IR=0.5A×24Ω=12V,
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和,
所以,電源的電壓:U=UR+UL=12V+6V=18V;
手拿彈簧測(cè)力計(jì)將物體緩慢向下移動(dòng),使得物體浸在水中的深度為8cm,
則物體排開水的體積:V排=S物h浸=50cm2×8cm=400cm3,
容器中水面上升的高度:Δh=V排S容=400cm3100cm2=4cm=0.04m,
此時(shí)容器底的壓強(qiáng):
p′=ρ水gh′=ρ水g(h+Δh)=1.0×103kg/m3×10N/kg×(0.24m+0.04m)=2800Pa,
壓敏電阻受到的壓力:F′=p′S容=2800Pa×100×10﹣4m2=28N,
故此時(shí)壓敏電阻的阻值28Ω,電路中的電流:I′=UR′+RL=18V28Ω+12Ω=0.45A;
(3)電壓表的量程0~15V,為了保證電路的安全,壓敏電阻兩端的電壓最大等于15V,
此時(shí)小燈泡兩端的電壓:UL′=U﹣UR′=18V﹣15V=3V,
此時(shí)電路中的電流:I″=UL′RL=3V12Ω=0.25A,
此時(shí)壓敏電阻的阻值:R″=UR′I″=15V0.25A=60Ω,
由圖丙知,此時(shí)壓敏電阻所受的壓力F″=60N,
此時(shí)容器底受到水的壓強(qiáng):p″=F″S容=60N100×10?4m2=6000Pa,
此時(shí)容器中水的深度:h″=p″ρ水g=6000Pa1.0×103kg/m3×10N/kg=0.6m,
物體的密度:ρ物=m物V物=m物S物?物=0.9kg50×10?4m2×0.2m=0.9×103kg/m3,
由ρ物<ρ水可知,水足夠多時(shí),物體處于漂浮狀態(tài),
則F?。紾,即ρ水gV排=ρ物gV,ρ水gS物h浸′=ρ物gS物h物,
物體浸入水中的深度:h浸′=910h物=910×0.2m=0.18m,
則物體此時(shí)排開水的體積:
V排′=S物h浸′=50×10﹣4m2×0.18m=9×10﹣4m3,
往容器中加入水的體積:
V加=S容h″﹣S容h﹣V排′=100×10﹣4m2×0.6m﹣100×10﹣4m2×0.24m﹣9×10﹣4m3=2.7×10﹣3m3,
加入水的質(zhì)量:m加=ρ水V加=1.0×103kg/m3×2.7×10﹣3m3=2.7kg,
最多往容器中加入2.7kg的水。
答:(1)初始狀態(tài)下,壓敏電阻的阻值為24Ω;
(2)手拿彈簧測(cè)力計(jì)將物體緩慢向下移動(dòng),使得物體浸在水中的深度為8cm,穩(wěn)定后電路中的電流為0.45A;
(3)在(2)的基礎(chǔ)上,保持彈簧測(cè)力計(jì)的位置不動(dòng),往容器中加水,為了保證電路的安全,則最多往容器中加入2.7kg的水。
題型
選擇題
填空題
作圖題
實(shí)驗(yàn)題
計(jì)算題
總計(jì)
題數(shù)
30
15
0
0
15
60
R/Ω
10
20
30
40
50
I/A
0.6
0.3
0.2
0.15
壓敏電阻R與力傳感器所受彈力F的關(guān)系
R/Ω
2
3
6
9
18
F/N
16
10
4
3
0
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