
一、題型梳理
題型1 探究電流與電壓的關(guān)系
題型2 探究電流與電阻的關(guān)系
題型3 歐姆定律及其應(yīng)用
題型4 動態(tài)電路分析
題型5 伏安法測定值電阻的阻值
題型6 伏安法測小燈泡的阻值
題型7 伏安法測電阻中的故障分析
題型8 歐姆定律在串聯(lián)電路中的綜合分析與計算
題型9 歐姆定律在并聯(lián)電路中的綜合分析與計算
二、直擊中考
三、新題+綜合題
一、題型梳理
題型1 探究電流與電壓的關(guān)系
1. 在探究“導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓的關(guān)系”時,小陽同學(xué)設(shè)計了如圖所示的電路。為了完成實驗探究,下列說法正確的是( )
A.改變R的阻值 B.保持R的阻值不變
C.保持R中通過的電流不變D.保持R兩端的電壓不變
【答案】B
【詳解】由歐姆定律可知,導(dǎo)體中的電流的大小與導(dǎo)體兩端的電壓和導(dǎo)體的電阻大小有關(guān),由控制變量法可知,在探究“導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓的關(guān)系”時,應(yīng)保持R的阻值不變,改變R兩端的電壓,觀察導(dǎo)體電流的變化。故選B。
2. 在“探究電流與電壓的關(guān)系”的實驗中,小軍分別畫出了電阻R1和R2的I-U圖像如圖所示,下列說法正確的是( )
A.當(dāng)R1與R2兩端的電壓為0時,它們的電阻也為0
B.用不同的電阻研究電流與電壓的關(guān)系得出的結(jié)論不一樣
C.在電阻一定時,導(dǎo)體兩端的電壓與通過導(dǎo)體的電流成正比
D.R1與R2的阻值之比為1:2
【答案】D
【詳解】A.電阻是導(dǎo)體的屬性,與他兩端是否加電壓無關(guān),當(dāng)R1與R2兩端的電壓為0時,仍有電阻,故A錯誤;
B.導(dǎo)體電阻一定時,通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比,用不同的電阻研究電流與電壓的關(guān)系得出的結(jié)論應(yīng)該是一樣的,故B錯誤;
C.在電阻一定時,通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比,是導(dǎo)體兩端的電壓大小決定了通過導(dǎo)體的電流大小,電壓是由電源提供的,不由電流大小決定,故C錯誤;
D.R1與R2的阻值之比為
故D正確。故選D。
3. 圖甲是“探究電流與電壓關(guān)系”的實驗電路。
(1)檢查發(fā)現(xiàn)連接的電路中有一根導(dǎo)線連接錯誤,請在圖中連接錯誤的那根導(dǎo)線上打“×”,并用筆畫線代替導(dǎo)線將電路連接正確 ;
(2)電路接通前,滑動變阻器的滑片Р應(yīng)該移至最 端(選填“左”或“右”);
(3)閉合開關(guān)后,發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)幾乎為零,電壓表示數(shù)接近于電源電壓,則故障可能是:待測電阻發(fā)生了 (選填“短路”或“斷路”);
(4)排除故障后,閉合開關(guān),改變滑動變阻器滑片的位置,記錄實驗數(shù)據(jù)見下表。表中空白處電壓如圖乙所示,該示數(shù)是 V。請根據(jù)表中數(shù)據(jù)得結(jié)論:電阻一定時,通過導(dǎo)體的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成 (選填“正比”或“反比”)。
【答案】 見下圖 左 斷路 2.4 正比
【詳解】(1)由圖可知,電源為兩節(jié)干電池,電壓為3V,所以電壓表量程應(yīng)選用0~3V,如圖所示:
(2)為保護(hù)電路,電路接通前,滑動變阻器的滑片Р應(yīng)該移至阻值最大處,即最左端。
(3)電流表示數(shù)幾乎為零,可能是電路斷路;電壓表示數(shù)接近于電源電壓,說明電壓表到電源兩極沒有斷路,則故障可能是待測電阻發(fā)生了斷路。
(4)由圖乙可知,電壓表選用量程的分度值為0.1V,示數(shù)為2.4V。
分析表中數(shù)據(jù)可知,電阻兩端的電壓與通過導(dǎo)體的電流的比值是定值,說明在電阻一定時,通過導(dǎo)體的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比。
4. 在“探究電阻一定時電流與電壓關(guān)系”的實驗中:
(1)請用筆畫線代替導(dǎo)線將圖中的電路連接完整;
(2)在某次實驗時兩電表的示數(shù)如圖所示,電壓表的示數(shù)為 V,電流表的示數(shù)為 A;
(3)根據(jù)兩個小組的實驗數(shù)據(jù),畫出了定值電阻R1與R2的電流I與電壓U關(guān)系圖像,如圖所示。由圖像可知R1 R2(選填“大于”“小于”或“等于”)。
【答案】 見下圖 2.6 0.26 小于
【詳解】(1)將定值電阻與滑動變阻器串聯(lián),滑動變阻器接一個上接線柱和一個下接線柱接入電路,如下圖所示:
(2)電壓表的示數(shù)如圖所示,電壓表選用小量程,分度值為0.1 V,電壓為2.6V。電流表的示數(shù)如圖所示,電流表選用小量程,分度值為0.02A,電流為0.26A。
(3)當(dāng)電壓相同時,R1中電流大于R2中電路,據(jù)R=U/I得R1小于R2。
題型2 探究電流與電阻的關(guān)系
1. 在探究“導(dǎo)體電流與電阻關(guān)系”時,選擇了5Ω、10Ω、15Ω、20Ω四個電阻進(jìn)行實驗,實驗電路圖如圖所示,下列說法正確的是( )
A.閉合開關(guān)前,滑動變阻器的滑片應(yīng)置于最左端
B.用10Ω電阻實驗,讀數(shù)時的滑片位置比5Ω電阻讀數(shù)時更靠左
C.實驗過程中移動滑片的作用是控制電阻兩端的電壓一定
D.實驗獲得多組數(shù)據(jù)是為了減小實驗誤差
【答案】C
【詳解】A.為了保護(hù)電路,閉合開關(guān)前,滑動變阻器的滑片應(yīng)置于阻值最大處,故由電路圖可知,滑動變阻器的滑片應(yīng)置于最右端,故A錯誤;
B.在探究“導(dǎo)體電流與電阻關(guān)系”時,應(yīng)控制導(dǎo)體的電壓不變,由串聯(lián)電路電阻等比例分壓可知,導(dǎo)體電阻越大,則滑動變阻器接入電路中的阻值也越大,故用10Ω電阻實驗,讀數(shù)時的滑片位置比5Ω電阻讀數(shù)時更靠右,故B錯誤;
C.實驗過程中應(yīng)控制電阻兩端電壓不變,故移動滑片的作用是控制電阻兩端的電壓一定,故C正確;
D.實驗獲得多組數(shù)據(jù)是為了對多組數(shù)據(jù)進(jìn)行分析從而得到導(dǎo)體電流與電阻之間的關(guān)系,獲得普遍規(guī)律,故D錯誤。故選C。
2. 圖甲是探究“電壓一定時,通過導(dǎo)體的電流與電阻關(guān)系”的電路圖,電流表量程為0~0.6A,電源電壓為6V且保持不變,滑動變阻器標(biāo)有“50Ω 1A”,另有5個不同阻值的定值電阻,圖乙是依據(jù)五次實驗的數(shù)據(jù)描點繪制的I-R圖像。以下說法不正確的是( )
A.本次實驗控制了定值電阻兩端電壓為3V不變
B.當(dāng)R由10Ω換為15Ω時,需將滑動變阻器接入電路的阻值調(diào)得更大
C.分析圖像可得結(jié)論:電壓一定時,電流與電阻成反比
D.若要探究在其他電壓值下的規(guī)律,那么可以探究的電壓值范圍是2~4V
【答案】D
【詳解】A.根據(jù)圖乙可知,當(dāng)R1=5Ω時,I1=0.6A,本次實驗控制了定值電阻兩端電壓為
當(dāng)R依次取10Ω、15Ω等阻值時,電流與對應(yīng)的電阻的乘積仍然是個定值即3V,故A正確,不符合題意;
B.當(dāng)R由10Ω換為15Ω時,根據(jù)串聯(lián)電路分壓規(guī)律,R兩端分得的電壓變大,要保持兩端電壓不變,則需滑動變阻器分更多電壓,接入的阻值調(diào)得更大,故B正確,不符題意;
C.分析圖像可知,電壓一定時,電流與電阻的乘積是個定值,即電流與電阻成反比,故可得結(jié)論:當(dāng)電壓一定時,電流與電阻成反比,故C正確,不符合題意;
D.電流表量程為0~0.6A,則電路中最大電流為I1=0.6A,當(dāng)R1=5Ω時,兩端最大電壓為3V。當(dāng)R5=25Ω時,根據(jù)串聯(lián)電路分壓的規(guī)律及歐姆定律可得
即
解方程得U5=2V,所以可以探究的電壓值范圍是2~3V。故D錯誤,符合題意。
故選D。
3. 探究“電流與電阻的關(guān)系”,如圖所示。
①圖中有一根導(dǎo)線連接錯誤,請在該導(dǎo)線上畫“×”,并在圖上改正(所畫的導(dǎo)線不能交叉);
②閉合開關(guān)前,滑動變阻器滑片應(yīng)置于最 (選填“左”或“右”)邊;
③分別選用三個定值電阻(5Ω、10Ω、20Ω)中的一個完成三次實驗,電源電壓恒為3V,滑動變阻器銘牌標(biāo)有“”,則定值電阻兩端控制的最小電壓為 V。
【答案】 見下圖 右 1.5
【詳解】①實驗中,定值電阻與變阻器串聯(lián),電壓表測量定值電阻的電壓,電流表測量電路電流,如圖所示:
②閉合開關(guān)前,為了保護(hù)電路,滑動變阻器滑片應(yīng)置于阻值最大的最右邊。
③實驗中控制定值電阻的電壓不變,當(dāng)接入電路中的定值電阻為20Ω,變阻器接入電路中電阻最大為20Ω時,定值電阻兩端能控制的電壓最小。由串聯(lián)電路特點與歐姆定律得
由串聯(lián)電路電壓規(guī)律可知
則定值電阻兩端控制的最小電壓為UR=1.5V。
4. 小華和同學(xué)們進(jìn)行了“探究電流與電阻的關(guān)系”實驗。實驗器材有:三節(jié)干電池(每節(jié)恒為1.5V)、電流表一只、電壓表一只、滑動變阻器兩個(分別標(biāo)有“20Ω 2A”“40Ω 1A”字樣)、定值電阻4個(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω)、開關(guān)一個、導(dǎo)線若干。他們利用這些器材設(shè)計了如圖甲所示的電路。
(1)小華先將5Ω的電阻接入電路,閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)電流表有示數(shù)、電壓表無示數(shù),出現(xiàn)該故障的原因可能是 ;(寫出一種即可)
(2)排除故障后,閉合開關(guān),移動滑片至某一位置,觀察并記錄兩電表示數(shù)。接著將5Ω的電阻換成10Ω,閉合開關(guān),為控制定值電阻兩端電壓不變,應(yīng)將滑動變阻器的滑片向 (選填“A”或“B”)端移動;
(3)多次更換定值電阻進(jìn)行實驗,并根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出電流隨電阻變化的圖像,如圖乙所示。通過觀察發(fā)現(xiàn):在誤差范圍內(nèi),圖像上的任意點和坐標(biāo)軸圍成的矩形面積大小都相等,因此可以得出的實驗結(jié)論是 ;
(4)為了完成整個實驗,他們選取的滑動變阻器規(guī)格是 。
【答案】 定值電阻短路 B 導(dǎo)體兩端的電壓一定時,通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比 “40Ω 1A”
【詳解】(1)電流表有示數(shù),說明電路不是斷路,電壓表無示數(shù),可能是與電壓表并聯(lián)的電路短路,因此故障可能是與電壓表并聯(lián)的定值電阻R短路了。
(2)研究電流與電阻的關(guān)系時,需控制定值電阻兩端的電壓相同。將5Ω的電阻換成10Ω,根據(jù)串聯(lián)分壓原理,閉合開關(guān)后,電壓表示數(shù)會變大,為控制定值電阻兩端的電壓不變,應(yīng)減小定值電阻的電壓,則應(yīng)增大變阻器的電壓,所以應(yīng)增大變阻器的阻值,即將滑動變阻器的滑片向B端移動。
(3)由圖乙可知圖線上的任一點和坐標(biāo)軸圍成的矩形“面積”大小是電流與電阻的乘積,矩形“面積”大小都相等,說明通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻的乘積保持不變,故可得出結(jié)論:導(dǎo)體兩端的電壓一定時,通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比。
(4)由圖乙可知20Ω的定值電阻接入電路時,電流為0.1A,電源電壓為4.5V,則此時總電阻為
此時變阻器阻值為
所以選用的是“40Ω 1A”的滑動變阻器。
題型3 歐姆定律及其應(yīng)用
1. 對于歐姆定律公式I= U/R的理解,以下說法中錯誤的是( )
A.導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體的電阻及其兩端的電壓有關(guān)
B.對某一導(dǎo)體來說,導(dǎo)體中的電流與其兩端電壓成正比
C.在電壓相同的條件下,不同導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體的電阻成反比
D.由 I=U/R可推出R=U/I,說明R與U成正比,與I成反比
【答案】D
【解析】A.導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體的電阻及其兩端的電壓有關(guān),根據(jù)I=U/R可知,A正確;
B.對某導(dǎo)體來說,電阻不變,根據(jù)I=U/R可知,導(dǎo)體中的電流與其兩端電壓成正比,B正確;
C.在電壓相同時,根據(jù)I=U/R可知,不同導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體的電阻成反比,C正確;
D.電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì),大小只由導(dǎo)體本身的因素決定,而與其兩端的電壓與通過導(dǎo)體的電流大小無關(guān),由I=U/R可推出R=U/I,說明同一導(dǎo)體,U/I是一個定值,所以D錯誤。
所以選D。
2. 定值電阻R的U-I關(guān)系圖像如圖所示,當(dāng)該電阻兩端電壓為3V時,通過它的電流為( )
A.1AB.2AC.3AD.4A
【答案】A
【詳解】由U-I關(guān)系圖像可得當(dāng)電壓為6V時,電流為2A定值電阻R為
所以當(dāng)該電阻兩端電壓為3V時,通過它的電流為
故選A。
3. 圖示為電阻R1和R2的I-U圖像,由圖可知( )
A.R1的阻值為5Ω
B.R1的阻值小于R2的阻值
C.將R1、R2串聯(lián)接入電路,通電后R1兩端的電壓大于R2兩端的電壓
D.將R1、R2并聯(lián)接入電路,通電后通過R1的電流大于通過R2的電流
【答案】C
【詳解】AB.由圖知電阻R1和R2的I-U圖像,都是過原點的斜線,說明電阻R1和R2兩端的電壓與通過它們的電流成正比,兩電阻的阻值是固定不變的。當(dāng)電壓為1V時,通過電阻R1和R2的電流分別為0.10A、0.20A,由歐姆定律可知,電阻R1和R2的阻值分別為
由計算可知,R1的阻值大于R2的阻值。故AB不符合題意;
C.將R1、R2串聯(lián)接入電路,由串聯(lián)電路電流處處都相等可知,通過電阻R1和R2的電流相同,因R1的阻值大于R2的阻值,由U=IR可知,通電后R1兩端的電壓大于R2兩端的電壓。故C符合題意;
D.將R1、R2并聯(lián)接入電路,根據(jù)并聯(lián)電路的電壓特點可知,電阻R1和R2兩端的電壓相等,因R1的阻值大于R2的阻值,由I=U/R可知,通電后通過R1的電流小于通過R2的電流。故D不符合題意。故選C。
4. 圖甲所示電路的電源電壓為3V,閉合開關(guān)后,兩電流表的指針偏轉(zhuǎn)均如圖乙所示,則電路的總電阻為 Ω;斷開開關(guān)后,電阻R2的阻值為 Ω。
【答案】 2 2.5
【詳解】根據(jù)電路可知,R1、R2并聯(lián),電流表A1測R1支路電流,A2測干路電流,因為偏轉(zhuǎn)程度相同,則A2使用大量程,讀數(shù)為1.5A,A1使用小量程,讀數(shù)為0.3A,則電路中的總電阻為
根據(jù)并聯(lián)電路中電流規(guī)律,可求R2的電流為
R2的電阻為
因為電阻是導(dǎo)體的屬性,當(dāng)斷開開關(guān)后,阻值不變?nèi)詾?.5Ω。
5. 如圖所示的電路,電源電壓保持不變,電阻R1、R2分別為20Ω和30Ω,只閉合開關(guān)S1時,電流表的示數(shù)為0.3A,求:
(1)電源電壓;
(2)S1、S2均閉合時,電流表的示數(shù)。
【答案】(1)6V;(2)0.5A
【詳解】(1)電源電壓為
(2)此時兩電阻并聯(lián),流過R2電流為
電流表的示數(shù)
答:(1)電源電壓6V;(2)S1、S2均閉合時,電流表的示數(shù)0.5A。
題型4 動態(tài)電路分析
1. 如圖所示,電源電壓保持不變,閉合開關(guān)S,當(dāng)滑動變阻器滑片P向右滑動過程中,下列說法正確的是( )
A.電流表A的示數(shù)不變 B.電流表A1的示數(shù)變小
C.電壓表V的示數(shù)變大 D.電壓表V的示數(shù)與電流表A的示數(shù)的比值變小
【答案】D
【知識點】應(yīng)用歐姆定律判斷電表示數(shù)和燈泡亮度的變化、含有變阻器電路的動態(tài)分析
【詳解】由圖可知,滑動變阻器與定值電阻并聯(lián),電壓表測電源電壓,由于電源電壓不變,則電壓表的示數(shù)不變;電流表A測干路電流,電流表A1測通過變阻器的電流;當(dāng)滑動變阻器滑片P向右滑動過程中,變阻器接入電路的電阻變小,根據(jù)歐姆定可知通過變阻器的電流變大,即電流表A1的示數(shù)變大;因為滑片移動不影響R1支路的電流,根據(jù)并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和,可以判斷干路的電流變大,即電流表A的示數(shù)變大;因電流表A的示數(shù)變大,電壓表V的示數(shù)不變,則電壓表V的示數(shù)與電流表A的示數(shù)的比值變小,故D正確,ABC錯誤。故選D。
2. 如圖電路中,電源電壓不變,閉合開關(guān)S,向右移動滑動變阻器R1的滑片,下列數(shù)據(jù)變小的是( )
A.電流表A的示數(shù)
B.電壓表V2的示數(shù)
C.電壓表V1示數(shù)與電流表A示數(shù)的比值
D.電壓表V2示數(shù)與電流表A示數(shù)的比值
【答案】C
【詳解】由電路圖可知,R1與R2串聯(lián),電壓表V1測定值電阻R1兩端的電壓,電壓表V2測R2兩端的電壓,電流表測電路中的電流;
AB.當(dāng)向右移動滑動變阻器R1滑片的過程中,整個電路的總電阻減小,根據(jù)歐姆定律可知,電路中的電流增大,電流表的示數(shù)增大,則定值電阻R2的電壓增大,即電壓表V2示數(shù)變大,故AB不符合題意;
C.電壓表V1示數(shù)與電流表A示數(shù)的比值等于滑動變阻器R1接入電路的阻值,當(dāng)向右移動滑片的過程中,其接入電路的電阻變小,即該比值變小,故C符合題意。
D.電壓表V2示數(shù)與電流表A示數(shù)的比值等于定值電阻R2的阻值,其值不變,故D不符題意。
故選C。
3. 如圖所示,電源電壓保持不變,閉合開關(guān)S,滑動變阻器滑片P由圖示位置向右滑動時,下列說法正確的是( )
A.小燈泡L與滑動變阻器R串聯(lián)B.電壓表V示數(shù)變大
C.電流表A1和A2示數(shù)都變小 D.小燈泡L亮度變暗
【答案】C
【詳解】由圖可知,滑動變阻器和小燈泡并聯(lián),電流表A1測通過滑動變阻器的電流,電流表A2測干路總電流,電壓表測各支路兩端和電源兩端電壓。
A.由圖可知,有兩條電流路徑,所以滑動變阻器和小燈泡并聯(lián),故A錯誤;
B.電壓表測各支路兩端和電源兩端電壓,電源電壓不變,則電壓表示數(shù)不變,故B錯誤;
C.滑動變阻器滑片P向右滑動時,其阻值增大,由于其并聯(lián)在電源兩端,所以滑動變阻器兩端電壓不變,根據(jù)I=U/R可知,通過的電流變小,所以電流表A1示數(shù)變??;由并聯(lián)電路,各個用電器之間相互不影響可知,通過小燈泡的電流不變,根據(jù)并聯(lián)電路電流特點可知,干路電流減小,所以電流表A2示數(shù)變小,故C正確;
D.由于并聯(lián)電路,各個用電器之間相互不影響,所以通過小燈泡的電流不變,小燈泡的亮度不變,故D錯誤。故選C。
4. 小偉給學(xué)校勞動實踐基地的蔬菜大棚設(shè)計了一個測量空氣濕度的電路圖,如圖甲所示。電源電壓恒為6V,定值電阻R0的阻值為20Ω,濕敏電阻R的阻值隨空氣濕度H的變化關(guān)系圖乙所示。下列分析正確的是( )
A.空氣濕度越大,濕敏電阻R的阻值越大
B.空氣濕度越大,電壓表示數(shù)越小
C.當(dāng)空氣濕度為40%時,電壓表的示數(shù)為3.6V
D.當(dāng)電路中電流為0.15A時,空氣濕度為50%
【答案】D
【詳解】AB.由圖乙可知,空氣濕度越大,濕敏電阻越??;由電路圖可知,R0與濕敏電阻串聯(lián),根據(jù)串聯(lián)電路的分壓作用,濕敏電阻的阻值變小,它兩端的電壓變小,則R0兩端的電壓變大,即電壓表的示數(shù)變大。故AB錯誤;
C.當(dāng)空氣濕度為40%時,濕敏電阻為30Ω,電路總電流為
電壓表的示數(shù)為
故C錯誤;
D.當(dāng)電路中電流為0.15A時,電路的總電阻
則濕敏電阻的阻值為
由圖像乙可知空氣濕度為50%,故D正確。故選D。
5. 如圖所示,是列車上煙霧報警器的簡化原理圖。內(nèi)裝有一個激光發(fā)生器及帶有一光敏電阻R的電路,其中電源電壓恒定,R0為定值電阻。有煙霧產(chǎn)生時,激光被煙霧遮擋而使光敏電阻的阻值發(fā)生變化,從而改變電路中的電流。當(dāng)電路中的電流增大至某一數(shù)值時報警器開始報警。下列說法中正確的是( )
A.光敏電阻R的阻值隨光照強度的減弱而增大
B.煙霧越濃,電流表示數(shù)越小
C.煙霧越濃,電壓表示數(shù)越小
D.若要提高警報靈敏度,可以適當(dāng)增大R0的阻值
【答案】C
【詳解】由圖可知,定值電阻R0和光敏電阻R串聯(lián),電流表測電路中的電流,電壓表測光敏電阻兩端的電壓。
A.當(dāng)有煙霧時報警,已知電路中的電流增大至某一數(shù)值時報警器開始報警,故有煙霧時,光照減弱,電路中電流增大,當(dāng)電路電阻減小時,電流增大,光敏電阻R的阻值隨光照強度的減弱而減小,故A錯誤;
B.已知光敏電阻R的阻值隨光照強度的減弱而減小,故煙霧越濃,光照強度越弱,電阻越小,電路的總電阻越小,由歐姆定律定律電路中的電流越大,故B錯誤;
C.已知光敏電阻R的阻值隨光照強度的減弱而減小,故煙霧越濃,光照強度越弱,電阻越小,由串聯(lián)分壓可知電壓表的示數(shù)越小,故C正確;
D.要提高警報靈敏度,需減小電路中的電阻以增大電流,使報警器更快報警,增大R0的阻值會增大電路電阻減小電流,不能提高警報靈敏度,故D錯誤。故選C。
題型5 伏安法測定值電阻的阻值
1. 如圖是“伏安法測電阻”的實驗電路圖。關(guān)于該實驗下列說法正確的是( )
A.實驗原理是P=UI
B.滑動變阻器的作用是改變電源電壓
C.多次測量取平均值是為了減小誤差
D.實驗結(jié)束,斷開開關(guān)即可離開實驗室
【答案】C
【詳解】A.測電阻的實驗原理是R=U/I,故A錯誤;
BC.滑動變阻器的作用是改變定值電阻的電壓和通過的電流,從多次測量取平均值減小誤差,故B錯誤,C正確;
D.實驗結(jié)束,斷開開關(guān),整理好實驗器材后才可離開實驗室,故D錯誤。故選C。
2. 下列各圖,不能測出電阻Rx的阻值的是(電阻R0已知)( )
【答案】C
【詳解】A.電壓表可以直接測量Rx的電壓,電流表可以直接測量Rx的電流,根據(jù)Rx=UxIx求出電阻,故A不符合題意;
B.閉合開關(guān)S1,斷開S2時,電壓表測出Rx兩端的電壓Ux;開關(guān)S1,S2都閉合時電壓表測電源的電壓;根據(jù)串聯(lián)電路電壓特點求出R0兩端的電壓,根據(jù)串聯(lián)電路電流的規(guī)律和歐姆定律求出電路中電流,求出電阻Rx的阻值,故B不符合題意。
C.電流表能測出R0的電流,由U=IR可得到R0兩端電壓,由并聯(lián)電路電壓規(guī)律知Rx兩端的電壓等于R0兩端的電壓,但無法測出通過Rx的電流,故不能測出電阻Rx的阻值,故C符合題意;
D.只閉合S1時,調(diào)節(jié)滑片到適當(dāng)?shù)奈恢?,讀出電流表的示數(shù);然后斷開S1,閉合S2,此時不能移動滑片,調(diào)節(jié)變阻箱,使電流表的示數(shù)不變,則兩種情況下滑動變阻器的阻值不變、電路中的總電阻相等,則Rx的阻值和變阻箱的示數(shù)相等,故D不符合題意。
故選C。
3. 某同學(xué)利用如圖所示的電路測量一待測電阻Rx的阻值,圖中電源電壓恒為6V,滑動變阻器的最大阻值為50Ω。
(1)正確連接電路,閉合開關(guān)前,應(yīng)將滑動變阻器的滑片P移至 端(選填“A”或“B”);
(2)實驗過程中向左移動滑片P,電壓表的示數(shù) (選填“變大”“變小”或“不變”);
(3)實驗中測量多組電壓和電流值的目的是 ;
(4)若Rx為,在保證電路安全的情況下,滑動變阻器連入電路的阻值范圍是 。
【答案】 A 變大 多次測量取平均值減小誤差 10Ω~50Ω
【詳解】(1)為了保護(hù)電路,閉合開關(guān)前,應(yīng)將變阻器的滑片移至阻值最大處,即A端。
(2)實驗過程中向左移動滑片P,變阻器接入電路的電阻變小,所以變阻器分壓變小,由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律可知定值電阻兩端的電壓變大,電壓表示數(shù)變大。
(3)該實驗進(jìn)行多次測量,求出多組電壓與電流值,由歐姆定律求出電阻值,然后求平均值,可以減小誤差。
(4)電壓表的量程是0~3V,當(dāng)電壓表的示數(shù)為3V時,通過電路的電流最大,變阻器連入電路的電阻最小,電路中的電流
由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律和歐姆定律得到變阻器的最小阻值
滑動變阻器的最大阻值為50Ω,滑動變阻器連入電路的最大阻值是50Ω,在保證電路安全的情況下,滑動變阻器連入電路的阻值范圍是10~50Ω。
4. 小偉在“測量定值電阻的阻值”的實驗中(電源電壓U保持不變,滑動變阻器的最大阻值為R0)。
(1)如圖甲所示是他連接的實驗電路,其中有一根導(dǎo)線連接錯誤。請你在錯誤的導(dǎo)線上畫“×”,并用筆畫線代替導(dǎo)線畫出正確的導(dǎo)線 ;
(2)電路連接正確后,閉合開關(guān),移動滑片,當(dāng)電壓表示數(shù)為2.5V時,電流表示數(shù)如圖乙所示,則被測電阻的阻值是 Ω;
(3)完成測電阻實驗后,小偉想,假如沒有電流表,應(yīng)該也能測出電阻的阻值,于是他設(shè)計了如圖丙所示的電路,請你幫助他將實驗步驟補充完整。
① ;
②未知電阻阻值的表達(dá)式 (用已知量和所測物理量的符號表示);
(4)利用圖甲中的器材還可以探究“電流與電壓的關(guān)系”,請你幫小偉為此探究實驗設(shè)計一個記錄實驗數(shù)據(jù)的表格 。
【答案】 見下圖 5 將滑片置于阻值最大處,閉合開關(guān),讀出此時電壓表示數(shù)Ux
【詳解】(1)在“測量定值電阻的阻值”的實驗中,待測電阻,滑動變阻器和電流表要串聯(lián),電壓表要并聯(lián)在待測電阻兩端,故正確電路如圖所示:
(2)由圖乙可知,電流表的所選量程為0~0.6A,分度值為0.02A,則讀數(shù)為0.5A,則被測電阻的阻值
(3)利用圖丙測未知電阻的阻值,需要借助滑動變阻器的最大值和最小值,當(dāng)滑動變阻器的滑片置于阻值最小處時,只有未知電阻接入電路,此時電壓表的示數(shù)為電源電壓U,故需要補充實驗步驟為:①將滑動變阻器的滑片阻值最大處,閉合開關(guān),讀出此時電壓表的示數(shù)Ux。
當(dāng)滑動變阻器的滑片移到阻值最大處,滑動變阻器兩端的電壓為
通過Rx的電流等于滑動變阻器的電流
則未知電阻阻值
題型6 伏安法測小燈泡的阻值
1. 如圖所示,是定值電阻R和小燈泡L中電流隨電壓變化的圖象,由圖象可知( )
A.乙是小燈泡的I-U圖象
B.定值電阻的阻值為5Ω
C.定值電阻R和小燈泡L并聯(lián)接在4V的電源上,干路中的電流是1.2A
D.定值電阻R和小燈泡L串聯(lián)接在6V的電源上,電路中的電流是0.4A
【答案】C
【詳解】A.由圖像知,乙圖線是一傾斜的直線,是定值電阻的I-U圖象,而甲圖線中,用電器的電阻是變化的,所以是小燈泡的I-U圖線,故A不符合題意;
B.由圖像知,當(dāng)通過定值電阻R的電流為0.4A時,它兩端的電壓為4V。則定值電阻
故B不符合題意;
C.當(dāng)定值電阻R和小燈泡L并聯(lián)在4V的電源上時,由圖像知,通過小燈泡的電流為0.8A,則通干路的電流I=I1+IL=0.4A+0.8A=1.2A,故C符合題意;
D.由圖像知,定值電阻R與小燈泡L串聯(lián)接在電路中時,如果通過電路的電流為0.4A,則R兩端的電壓為4V,L兩端的電壓為1V,電源電壓U=4V+1V=5V
故D不符合題意。故選C。
2. 在用伏安法測量“2.5V”小燈泡電阻的實驗中,其電路圖如圖所示。
(1)某次實驗時,電壓表的示數(shù)為2.2V,為了測量小燈泡正常發(fā)光時的電阻,應(yīng)進(jìn)行的操作是 ;
(2)小明在實驗過程中發(fā)現(xiàn)用力捏滑片與電阻絲接觸處,燈泡發(fā)光明顯變亮。產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因可能是按壓滑片使接觸點位置的 增大,電阻變小;
(3)小華在連接好電路閉合開關(guān)時,發(fā)現(xiàn)小燈泡閃亮一下后立即熄滅,經(jīng)檢查是小燈泡的燈絲燒斷了,這是因為閉合開關(guān)瞬間, 。
【答案】(1)見解析;(2)接觸面積;(3)見解析
【詳解】(1)小燈泡的額定電壓為2.5V,為測量小燈泡正常發(fā)光時的電阻,需要增大小燈泡的電壓,則應(yīng)減小滑動變阻器的電壓。根據(jù)串聯(lián)電路的分壓規(guī)律,應(yīng)減小滑動變阻器的阻值,故應(yīng)進(jìn)行的操作是:將滑動變阻器的滑片向左端滑動,使電壓表示數(shù)為2.5V,并讀出電流表的示數(shù),根據(jù)公式R=U/I即可求出小燈泡正常發(fā)光時的電阻。
(2)用力捏滑片與電阻絲接觸處時,增大了滑片與電阻絲接觸的面積,使接觸處的面積增大,電阻變小,電路中電流變大,通過燈泡的電流增加,因此燈泡發(fā)光明顯變亮。
(3)閉合開關(guān)小燈泡閃亮一下就熄滅,經(jīng)檢查是小燈泡的燈絲燒斷了,說明閉合開關(guān)瞬間,電路中電流很大。原因可能是閉合開關(guān)時,滑動變阻器的滑片沒有滑到阻值最大處。
3. 圖甲是測量小燈泡在不同電壓下電阻的實驗電路圖(小燈泡額定電壓為1.5V)。
(1)小明按電路圖連接實物,剛接上最后根導(dǎo)線,看到電流表指針立刻有偏轉(zhuǎn)。若電路連線正確,造成這種異?,F(xiàn)象的原因是 。
(2)實驗中,調(diào)節(jié)滑動變阻器,分別記錄電壓表和電流表的示數(shù)如下:
①第4次測量對應(yīng)的電壓表和電流表示數(shù)如圖乙所示,此時小燈泡兩端的電壓是 V,通過它的電流是 A。
②小燈泡正常發(fā)光時的電阻是 Ω。
③第5次測量中,小燈泡不發(fā)光。小明斷定是燈絲斷了。這個判斷是 (選填“正確”或“錯誤”)的,理由是 。
【答案】 連接電路時,開關(guān)沒有斷開 0.6 0.22 5 錯誤 見解析
【詳解】(1)由題意可知,剛接上最后根導(dǎo)線,看到電流表指針立刻有偏轉(zhuǎn),說明電路是一個通路,所以造成這種異?,F(xiàn)象的原因是連接電路時,開關(guān)沒有斷開。
(2)由圖乙中的電壓表圖可知,電壓表選擇的量程為0~3V,根據(jù)指針?biāo)诘奈恢每傻茫撾妷罕淼氖緮?shù)為0.6V。
由圖乙中的電流表圖可知,電流表選擇的量程為0~0.6A,根據(jù)指針?biāo)诘奈恢每傻茫撾娏鞅淼氖緮?shù)為0.22A。
由題意可知,小燈泡額定電壓為1.5V,再由表格可知,當(dāng)小燈泡兩端電壓為額定電壓時,通過小燈泡的電流為0.3A,根據(jù)歐姆定律I=U/R可得小燈泡正常發(fā)光時的電阻是
小燈泡不發(fā)光,小明斷定是燈絲斷了,這個判斷是錯誤的,因為若是小燈泡燈絲斷了,那么電壓表將串聯(lián)在電路之中,此時電壓表的示數(shù)將接近于電源電壓,電流表的示數(shù)接近于0,根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)可知,與實際情況不符,所以不是小燈泡燈絲斷了,故小明的判斷是錯誤的。
題型7 伏安法測電阻中的故障分析
1. 用伏安法測電阻時,某同學(xué)接成如圖所示的電路,當(dāng)開關(guān)閉合后,會造成的后果是( )
A.電流表示數(shù)為0 B.電流表被燒毀 C.電壓表被燒毀 D.電源被燒毀
【答案】A
【詳解】分析電路圖可以發(fā)現(xiàn),電流表與電壓表的位置顛倒了,電壓表串聯(lián)在干路中,由于電壓表電阻很大,使得電路中的電流幾乎為零,故電流表示數(shù)為0,由于電路中無電流,故電流表、電壓表、電源都不會被燒壞。故A符合題意,BCD不符合題意。故選A。
2. 如圖所示,是某同學(xué)測電阻的實驗電路。閉合開關(guān),觀察到電流表、電壓表指針均稍有偏轉(zhuǎn),產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因可能是( )
A.定值電阻開路 B.滑動變阻器被短路
C.滑動變阻器連入電路中的阻值較大D.定值電阻的阻值較大
【答案】C
【詳解】A.若定值電阻開路,則電壓表串聯(lián)在電路中(其內(nèi)阻很大),則電流表示數(shù)幾乎為0,此時電壓表相當(dāng)于測電源電壓,即電壓表示數(shù)接近電源電壓3V,不符合題意,故A錯誤;
B.若滑動變阻器短路,定值電阻兩端的電壓為電源電壓,電壓表的示數(shù)應(yīng)為3V,即指針均不是稍有偏轉(zhuǎn),故B錯誤;
C.若滑動變阻器接入電路的電阻較大,則導(dǎo)致通過電路的電流小,使電流表、電壓表指針均稍有偏轉(zhuǎn),故C正確;
D.若定值電阻的阻值較大,定值電阻應(yīng)分擔(dān)大部分電壓,電壓表示數(shù)較大,故D錯誤。
故選C。
3. 用伏安法測燈泡電阻實驗中,將正常的電壓表和電流表接入電路,當(dāng)閉合開關(guān)后發(fā)現(xiàn)電流表有示數(shù),電壓表示數(shù)為零,移動滑片P時,電流表示數(shù)有變化,電壓表示數(shù)始終為零,則故障是
A.滑動變阻器接觸不良 B.開關(guān)接觸不良
C.小燈泡兩端短路 D.小燈泡燈線絲斷了
【答案】C
【詳解】移動滑片,電流表示數(shù)變化,電壓表示數(shù)始終為零,而電壓表測導(dǎo)線電壓時,電壓表示數(shù)為0;因此燈泡被短路.故選C.
4. 在“測量小燈泡電阻”實驗中,某同學(xué)連接好電路并閉合開關(guān)后,發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮,但電流表有示數(shù).接下來應(yīng)進(jìn)行的操作是
A.更換小燈泡 B.更換電源
C.檢查電路是否斷路 D.移動滑動變阻器滑片,觀察小燈泡是否發(fā)光
【答案】D
【詳解】在“測量小燈泡電阻”實驗中,某同學(xué)連接好電路閉合開關(guān)后,發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮,但電流表有示數(shù),說明電流處于通路狀態(tài),最大的可能是滑動變阻器移到最大阻值處,此時電流最小,沒有達(dá)到燈泡發(fā)光電流,故接下來應(yīng)該移動滑動變阻器滑片,觀察小燈泡是否發(fā)光,故選D。
5. 如圖是小明同學(xué)為了檢驗小燈泡標(biāo)稱電阻是否準(zhǔn)確而連接的實驗電路。小燈泡標(biāo)“2.2V;0.25A”,他的連接有三處錯誤,改正三根導(dǎo)線就可以完成實驗。以下指出的錯誤不是上面三處錯誤的是( )
A.電流表的量程選大了
B.電流表的正、負(fù)接線柱接反了
C.電壓表的正、負(fù)接線柱接反了
D.滑動變阻器接在由金屬桿相連的兩個接線柱上了,變阻器不起作用
【答案】C
【詳解】A.根據(jù)小燈泡的額定電流可知,電流表應(yīng)該選擇小量程,故A正確,不符合題意;
B.電流表串聯(lián)在電路中,電流從正接線柱流入,負(fù)接線柱流出,而圖中電流表的正、負(fù)接線柱接反了。故B正確,不符合題意;
C.如圖,電壓表的正接線柱靠近電源正極,負(fù)接線柱靠近電源負(fù)極,沒有接反。故C錯誤,符合題意;
D.滑動變阻器串聯(lián)在電路中,接線“一上一下”,電路中滑動變阻器全接了上方兩接線柱,滑動變阻器接入電路的電阻為0,不起作用。故D正確,不符合題意。
故選C。
題型8 歐姆定律在串聯(lián)電路中的綜合分析與計算
1. 如圖所示的電路中,電源電壓6 V保持不變,定值電阻的阻值為10 Ω,滑動變阻器的最大阻值為20 Ω,當(dāng)開關(guān)閉合,滑片由b端向a端移動的過程中,以下說法正確的是( )
A.電壓表的示數(shù)減小
B.電壓表示數(shù)與電流表示數(shù)的比值不變
C.當(dāng)滑片移到中點時,電壓表示數(shù)為2 V
D.當(dāng)滑片移到a端時,電流表示數(shù)為0.2 A
【答案】B
【詳解】A.當(dāng)開關(guān)閉合,滑片由b端向a端移動的過程中,滑動變阻器接入電路的電阻變小、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、定值電阻兩端的電壓變大,即電壓表的示數(shù)變大,故A錯誤;
B.因電壓表測定值電阻兩端的電壓、電流表測電路中的電流即通過定值電阻的電流,由于定值電阻的阻值不變,所以根據(jù)歐姆定律可知,電壓表示數(shù)與電流表示數(shù)的比值不變,故B正確;
C.當(dāng)滑片移到中點時,變阻器接入電路的電阻為最大阻值的一半,因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和,則電路中的電流
I'=UR+12R滑=6V10Ω+12×20Ω=0.3A
電壓表的示數(shù)U=I′R=0.3A×10Ω=3V,故C錯誤;
D.當(dāng)滑片移到a端時,滑動變阻器接入電路中的阻值為零,此時電流表示數(shù)
I=U/R=6V/10Ω=0.6A
故D錯誤。故選B。
2. 在圖甲所示電路中,電源電壓不變,R為熱敏電阻,其阻值隨溫度變化關(guān)系如圖乙所示,R0是定值電阻,閉合開關(guān)S,則:
①溫度升高時,電壓表的示數(shù) (選填“變大”、“變小”或“不變”);
②溫度降低時,電壓表示數(shù)變化量與電流表示數(shù)變化量的比值 (選填“變大”、“變小”或“不變”)。
【答案】 變大 不變
【詳解】由電路圖可知,熱敏電阻R與定值電阻R0串聯(lián),電壓表測R0兩端的電壓,電流表測電路中的電流。
由圖乙可知,溫度升高時R的阻值變小,由串聯(lián)電路的分壓特點可知,R兩端的電壓變小,由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律知定值電阻R0兩端的電壓變大,即電壓表的示數(shù)變大。
由圖甲可知,電壓表示數(shù)變化量與電流表示數(shù)變化量的比值等于R0的阻值,由于R0的阻值不變,則該比值不變。
3. 如圖所示是坐位體前屈測量儀,測試時根據(jù)擋板停留在刻度尺上的位置讀數(shù)即可。曉晨利用電表等器材對該測量儀進(jìn)行改進(jìn),使電表的示數(shù)隨著擋板被推動距離的增大而增大。下列電路設(shè)計符合要求的是( )
【答案】C
【詳解】A.變阻器與R串聯(lián),電壓表測變阻器的電壓,擋板被推動距離的增大時,變阻器連入電路的電阻變小,由分壓原理,電壓表示數(shù)變小,故A不符合題意;
B.變阻器與R串聯(lián),電壓表接在變阻器滑片上,故電流要通過全部電阻絲,變阻器連入電路的電阻不變,由串聯(lián)電阻的規(guī)律及歐姆定律可知電路的電流不變,電壓表測滑片以左電阻絲的電壓,當(dāng)擋板被推動距離的增大時,滑片以左電阻絲變小,根據(jù)U=IR知,電壓表示數(shù)變小,故B不符題意;
C.變阻器與R串聯(lián),電流表測電路的電流,擋板被推動距離的增大時,變阻器連入電路的電阻變小,根據(jù)串聯(lián)電阻的規(guī)律可知電路的電阻變小,由歐姆定律可知電流表示數(shù)變大,故C符合題意;
D.電流表與R并聯(lián),R短路,電流表測電路的電流,擋板被推動距離的增大時,變阻器連入電路的電阻變大,電路的電流變小,且到電流大到一定程度時,電流表有可能損壞,故D不符合題意。
故選C。
4. 如圖所示,電阻R1為10Ω,電源電壓為6V。開關(guān)S閉合后,求:
(1)當(dāng)滑動變阻器R2接入電路的電阻R2為50Ω時,通過電阻R1的電流I;
(2)當(dāng)通過電阻R1的電流為0.2A時,滑動變阻器接入電路的電阻R2為多少Ω?
【答案】(1)0.1A;(2)20Ω
【詳解】(1)由圖可知,定值電阻R1和滑動變阻器R2串聯(lián)在電路中,串聯(lián)電路中電流處處相等,所以通過電阻R1的電流I為
(2)當(dāng)通過電阻R1的電流為0.2A時,電路中的總電阻為
滑動變阻器接入電路的電阻R2為
答:(1)當(dāng)滑動變阻器R2接入電路的電阻R2為50Ω時,通過電阻R1的電流I為0.1A;
(2)當(dāng)通過電阻R1的電流為0.2A時,滑動變阻器接入電路的電阻R2為20Ω。
5. 如圖甲所示,電源電壓恒定,R0為定值電阻。將滑動變阻器的滑片從a端滑到b端的過程中,電壓表示數(shù)U與電流表示數(shù)I間的關(guān)系圖像如圖乙所示。求:
(1)滑動變阻器R的最大阻值;
(2)R0的阻值及電源電壓;
(3)當(dāng)滑片滑到滑動變阻器的中點時,電路中的電流。
【答案】(1)20Ω;(2)10Ω,12V;(3)0.6A
【詳解】(1)當(dāng)滑片位于a端時,滑動變阻器接入電路最大阻值,R0與R串聯(lián),電流表測電路中的電流,電壓表測R兩端的電壓,此時電路中的電流最小,由圖乙可知,電路中的電流I?。?.4A,UR=8.0V,由歐姆定律可得,滑動變阻器的最大阻值
(2)當(dāng)電流最小時,因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和,根據(jù)歐姆定律可得電源的電壓
當(dāng)滑片位于b端時,電路為R0的簡單電路,電路中的電流最大,由圖乙可知,電路中的最大電流I大=1.2A,則電源的電壓
因電源的電壓不變,所以
解得
電源電壓
(3)當(dāng)滑片滑到滑動變阻器的中點時,此時滑動變阻器接入的阻值為10Ω,根據(jù)串聯(lián)電路電阻規(guī)律可知,電路中的總電阻為
結(jié)合歐姆定律可得電路中的電流
答:(1)滑動變阻器R的最大阻值為20Ω;(2)R0的阻值為10Ω,電源的電壓為12V;
(3)當(dāng)滑片滑到滑動變阻器的中點時,通過電路的電流為0.6A。
題型9 歐姆定律在并聯(lián)電路中的綜合分析與計算
1. 如圖所示,在a、b間由兩個電阻連接而成,其中R1=30Ω,R2=60Ω,則a、b間的總電阻Rab可能等于( )
A.20Ω B.30ΩC.45Ω D.60Ω
【答案】A
【詳解】由圖知,若兩電阻串聯(lián),串聯(lián)后的總電阻等于各電阻之和,則a、b間的總電阻
若兩電阻并聯(lián),根據(jù)可知,則有
故選A。
2. 如圖所示,電源兩端的電壓恒定.閉合開關(guān)S1,小燈泡發(fā)光,再閉合開關(guān)S2,則( )
A.小燈泡變亮 B.電流表示數(shù)變小
C.電壓表示數(shù)不變D.電路的總電阻變大
【答案】C
【詳解】A.由于并聯(lián)各支路之間互不影響,且電源電壓不變,所以當(dāng)開關(guān)S1、S2都閉合時,小燈泡亮度不會受影響,故A錯誤;
B.當(dāng)開關(guān)S1、S2都閉合時,電阻R會通過電流,而電流表測量干路電流,所以電流表示數(shù)變大,故B錯誤;
C.當(dāng)開關(guān)S1、S2都閉合時,為并聯(lián)電路,但并聯(lián)兩端的電壓即電源電壓不變,所以電壓表示數(shù)不變,故C正確;
D.當(dāng)開關(guān)S1、S2都閉合時,電阻R和燈并聯(lián),導(dǎo)體并聯(lián)時,相當(dāng)于增加了導(dǎo)體的橫截面積,所以電阻會變小,故D錯誤。
3. 圖-1是小燈泡L和電阻R的I-U圖像。將小燈泡L和電阻R接入圖-2所示電源電壓不變的電路中,只閉合開關(guān)S1時,電流表的示數(shù)為0.5A。下列分析與計算正確的是( )
A.只閉合開關(guān)S1時,小燈泡L的電阻為6Ω
B.再閉合開關(guān)S2后,通過電阻R的電流為0.3A
C.閉合開關(guān)S1、S2時,整個電路的總電阻小于6Ω
D.將小燈泡L和電阻R串聯(lián)在5V的電路中,通過電路的電流為0.4A
【答案】C
【詳解】A.只閉合開關(guān)S1時,電路是關(guān)于小燈泡的簡單電路,電流表測電路中的電流,電流表的示數(shù)為0.5A,即通過小燈泡的電流為0.5A,由圖1可知,此時燈泡兩端的電壓為4V,即電源電壓為4V,所以燈泡的電阻為
,故A錯誤;
B.再閉合開關(guān)S2后,電阻R與燈泡并聯(lián),由于電源電壓為4V,由圖1可知,R兩端的電壓為4V時,通過電阻R的電流為0.2A,電阻R的阻值為
,故B錯誤;
C.閉合開關(guān)S1、S2時,電阻R與燈泡并聯(lián),整個電路的總電阻為
解R≈5.7ΩU1C.U >U2D.U=U1+U2
【答案】A
【詳解】A.由于L1與L2是兩個不同規(guī)格的小燈泡,它們的電阻不相等。在串聯(lián)電路中,電阻大的用電器分得的電壓大。因此,U1和U2不相等,故A錯誤,符合題意;
BCD.由于串聯(lián)電路的總電壓等于各用電器兩端電壓之和,即U=U1+U2。所以總電壓U必然大于L1或L2兩端的電壓,即U>U1和U>U2。故BCD正確,不符合題意。
故選A。
2. 噪聲污染是當(dāng)代社會四大污染之一,若青少年長期處于噪聲環(huán)境中會影響身心健康。為了監(jiān)測噪聲的強弱,同學(xué)們找來定值電阻R0、聲敏電阻R(阻值會隨聲音強弱發(fā)生變化)、電流表、學(xué)生電源等器材,設(shè)計了可用電流表的示數(shù)來反映噪聲強弱的裝置,其中R的阻值隨聲音強弱變化的關(guān)系如甲圖所示,該裝置電路如乙圖所示。在某次測試中,當(dāng)噪聲80dB時,電流表示數(shù)為0.4A;當(dāng)噪聲50dB時,電流表示數(shù)為0.2A。下列選項正確的是( )
A.電路中的電流隨聲音強度增大而減小 B.R0阻值是15Ω
C.電源電壓10V D.當(dāng)電流表示數(shù)0.3A,噪聲強度為60dB
【答案】D
【詳解】A.分析電路可知,R0和R串聯(lián),電流表測電路電流。聲音強度增大時,R阻值變小,則總電阻變小,根據(jù)I=U/R可知電路中的電流變大,故A錯誤;
BC.當(dāng)噪聲80dB時,電流表示數(shù)為0.4A,此時R阻值為10Ω,則電源電壓為
①
當(dāng)噪聲50dB時,電流表示數(shù)為0.2A,此時R阻值為25Ω,則電源電壓為
②
聯(lián)立①②,解得R0=5Ω,電源電壓U=6V,故BC錯誤;
D.當(dāng)電流表示數(shù)0.3A,總電阻為
則此時R阻值為
由甲圖可知,此時噪聲強度為60dB,故D正確。故選D。
3. 雨水探測器是一種自動檢測雨水的裝置,汽車雨刮器的刮動速度會隨著雨水的大小自動調(diào)節(jié),雨停后,雨刮器自動停止工作,雨水探測器的主要部件是探測金屬網(wǎng),如圖甲所示;在無雨水時通過手動也能控制電動機(jī)的轉(zhuǎn)動與停止,其工作電路原理如圖乙所示。下列說法正確的是( )
A.雨天只有閉合開關(guān)S后,雨刮器才能自動刮雨水
B.雨水增大時,探測金屬網(wǎng)電阻變大
C.探測金屬網(wǎng)浸入雨水中的深度越深,電流表示數(shù)越大
D.探測金屬網(wǎng)浸入雨水中的深度越淺,電動機(jī)轉(zhuǎn)動越快
【答案】C
【詳解】A.雨天不用閉合開關(guān)S,雨刮器就能自動刮雨水,因為雨水是導(dǎo)體,經(jīng)過探測金屬網(wǎng)時 ,電路會被接通,故A錯誤;
B.雨水增大時,需要加快雨刮器的刮動速度,說明電路中電流要增大,由I=U/R 可知,電路中電阻變小,即探測金屬網(wǎng)電阻變小,故B錯誤;
CD.探測金屬網(wǎng)浸入雨水中的深度越深,a、b間導(dǎo)體的橫截面積越大,電阻越小,電路中電流越大,即電流表示數(shù)越大,此時電動機(jī)轉(zhuǎn)動越快,故D錯誤,C正確。
故選C。
4. 小鵬想用電壓表、電流表測量R2的阻值,接好電路后才發(fā)現(xiàn)電壓表壞了,于是他從電學(xué)實驗箱找來一個已知阻值的R1和另一個開關(guān),設(shè)計了如圖的電路圖。他只閉合S,測出流經(jīng) 的電流為I1; ,測出干路的電流為I2;整個實驗過程電池電壓不變,則 R2的阻值為 。
【答案】 R1 閉合開關(guān)S、S1
【詳解】只閉合開關(guān)S時,只有R1接入電路,電流表測通過R1的電流。閉合S、S1時,R1與R2并聯(lián),電流表測干路電流。
通過R2的電流
R2的電壓
R2的阻值
5. 嫦娥六號探測器繞月飛行時,運動狀態(tài) (選填“不變”或“改變”);為應(yīng)對月球的光照環(huán)境,小海在地球上利用阻值隨光照強度變化的光敏電阻RP設(shè)計了“模擬喚醒系統(tǒng)”,如圖所示,若a、b兩端電壓時,控制電路啟動,此時;時控制系統(tǒng)徹底關(guān)機(jī),此時RP的大小為,則 。
【答案】 改變 1∶5
【詳解】繞月飛行時,嫦娥六號做曲線運動,運動方向改變,即運動狀態(tài)改變。
由圖示知,喚醒系統(tǒng)中,兩個電阻串聯(lián),當(dāng)Uab=3V時,光敏電阻RP兩端的電壓
UP=U-UR=6V-3V=3V
據(jù)串聯(lián)電路的分壓特點知RP=R0=R
當(dāng)Uab′=1V時,光敏電阻RP兩端的電壓
據(jù)串聯(lián)電路的分壓特點有
解得,所以
6. 圖甲為某型號電子秤,其原理結(jié)構(gòu)如圖乙所示,R0=30Ω;R是壓敏電阻,其阻值隨所受壓力變化的關(guān)系如圖丙所示。改寫電壓表(量程為3V)的表盤數(shù)值后可直接讀出所稱量物體的質(zhì)量,設(shè)踏板的質(zhì)量為5kg,電源電壓保持9V不變。
(1)空載時,踏板對R的壓力為多少N?此時R的阻值為多少Ω?
(2)所稱量物體的質(zhì)量為45kg時電壓表的示數(shù)為多少?
(3)該電子秤的最大稱量值是多少千克?
【答案】(1)50N,240Ω;(2)1.5V;(3)90kg
【詳解】(1)踏板的質(zhì)量為5kg,踏板的重力為
G=mg=5kg×10N/kg=50N
則空載時,踏板對R的壓力F=G=50N
由丙圖可知,此時壓敏電阻的阻值R=240Ω
(2)由圖可知,兩電阻串聯(lián),電壓表測定值電阻的電壓,當(dāng)電子秤稱量物體的質(zhì)量為45kg時,物體的重力G物=m物g=45kg×10N/kg=450N
壓敏電阻受到的壓力為F1=G+G物=50N+450N=500N
由圖丙可知壓敏電阻R'=150Ω
由電阻的串聯(lián)和歐姆定律,此時電路中的電流
由歐姆定律,電壓表示數(shù)為U=I總R0=0.05A×30Ω=1.5V
(3)電子秤的質(zhì)量越大,壓力越大,壓敏電阻小,由串聯(lián)分壓可知,壓敏電阻的電壓越小,由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律,電壓表示數(shù)越大,故質(zhì)量最大時對應(yīng)的電壓表最大值,此時定值電阻兩端的電壓為3V,此時電路中的電流
壓敏電阻兩端分得的電壓UR=U-U0大=9V-3V=6V
壓敏電阻的阻值
由丙圖可知,此時壓敏電阻受到的壓力為950N,該電子秤的量程
答:(1)空載時,踏板對R的壓力為50N,此時R的阻值240Ω;
(2)所稱量物體的質(zhì)量為45kg時電壓表的示數(shù)為1.5V;
(3)該電子秤的最大稱量值是90千克。
7. 小紅在驗證“電壓不變時,電流與電阻成反比”的實驗中;
(1)她采用一個電阻箱(如圖甲所示,電阻箱是一種可以調(diào)節(jié)電阻大小并且能夠顯示出電阻阻值的變阻器)代替定值電阻進(jìn)行實驗,實驗電路圖如圖乙所示,她進(jìn)行以下操作:
①調(diào)節(jié)電阻箱阻值為5Ω,閉合開關(guān),記錄電流表示數(shù)的大??;
②調(diào)節(jié)電阻箱阻值為10Ω、20Ω,重復(fù)步驟①;
數(shù)據(jù)記錄如表:
請分析數(shù)據(jù),此實驗中能否得出“電流與電阻成反比”的結(jié)論。 (選填“是”或“否”),并寫出你的判斷依據(jù): ;
(2)請你在小紅的電路的基礎(chǔ)上改進(jìn)實驗,用來完成她的驗證任務(wù):
①你增加的器材有: ;
②請畫出你設(shè)計的實驗電路圖 ;
③請你寫出完整的實驗步驟 。
【答案】(1)否,未控制定值電阻兩端電壓不變;(2)滑動變阻器、電壓表,見下圖,見解析
【詳解】(1)探究電流與電阻關(guān)系,應(yīng)控制定值電阻兩端電壓不變,而該同學(xué)在實驗過程中,定值電阻兩端電壓改變,不能得到電流與電阻成反比的結(jié)論,故填否。
(2)(2)①實驗中可以增加一個滑動變阻器,通過調(diào)節(jié)變阻器滑片控制定值電阻兩端電壓不變,故還需要增加一個電壓表并聯(lián)在電阻箱兩端。
②在驗證“電壓不變時,電流與電阻成反比”的實驗中,需控制電阻箱兩端電壓不變,應(yīng)將電壓表并聯(lián)在電阻箱兩端,為了多次測量,應(yīng)將滑動變阻器串聯(lián)在電路中,電路設(shè)計如下圖所示
③實驗步驟:
a.按設(shè)計的電路圖連接電路,將滑動變阻器的滑片移動到阻值最大處,調(diào)節(jié)電阻箱阻值為5Ω;
b.閉合開關(guān)S,調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片使電壓表的示數(shù)U,讀取電流表的示數(shù)I,并將R、I記錄在表格中;
c.?dāng)嚅_開關(guān)S,調(diào)節(jié)電阻箱阻值為10Ω,閉合開關(guān)S,調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片,使電壓表的示數(shù)仍為U,同時讀出電流表的示數(shù)I,并將R、I記錄在表格中;
d.仿照步驟③,調(diào)節(jié)電阻箱阻值為20Ω,重復(fù)以上實驗;
e.分析數(shù)據(jù)得出結(jié)論。
8. 小明和小紅為了測量燈泡電阻設(shè)計了如圖甲所示的電路圖并進(jìn)行實驗。
(1)閉合開關(guān)前,應(yīng)將滑動變阻器的滑片移至其阻值最 處。
(2)閉合開關(guān),觀察不到燈泡發(fā)光,但電流表指針正常偏轉(zhuǎn),小明認(rèn)為燈絲斷了。小紅說:“燈泡和電流表是 聯(lián)的,若燈絲斷了,電流表指針不會偏轉(zhuǎn)。”
(3)移動滑片至燈泡發(fā)光,當(dāng)電壓表示數(shù)為1V時,電流表示數(shù)如圖乙所示,此時燈泡電阻為
Ω。
(4)他們發(fā)現(xiàn):多次正確實驗得出的燈泡電阻差距較大。為找到燈泡電阻變化的原因,你認(rèn)為實驗中還需關(guān)注燈泡 的變化。
【答案】 大 串 5 溫度
【詳解】(1)閉合開關(guān)前,為了保護(hù)電路的安全,應(yīng)將滑動變阻器的滑片移動到阻值最大處。
(2)燈泡和電流表是串聯(lián)關(guān)系,串聯(lián)電路電流只有一條路徑,若燈絲斷了,則電流表也沒有電流通過,電流表指針不會偏轉(zhuǎn)。
(3)如圖乙所示,電流表選擇小量程,分度值為0.02A,示數(shù)為0.2A,此時燈泡電阻
此時燈泡電阻5Ω。
(4)燈絲電阻隨溫度的升高而變大,為找到燈泡電阻變化的原因,實驗中還需關(guān)注燈泡燈絲溫度的變化。
電流
0.6
1.2
1.8
3.0
電流
0.12
0.24
0.36
0.48
0.60
實驗次數(shù)
電壓U/V
電流I/A
1
2
3
測量次序
1
2
3
4
5
電壓U/V
1.8
1.5
1.0
___________
0.3
電流I/A
0.32
0.30
0.26
___________
0.18
實驗次數(shù)
電阻R/Ω
電流I/A
1
5
0.69
2
10
0.37
3
20
0.20
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