
1.實(shí)驗(yàn)原理:由歐姆定律I=U/R可知R=U/I,用電壓表測(cè)出導(dǎo)體兩端的電壓U,用電流表測(cè)出導(dǎo)體中的電流I,就可以求出電阻R。這種測(cè)量方法叫做伏安法。
2.實(shí)驗(yàn)電路圖:測(cè)量電阻和“電流與電壓和電阻的關(guān)系”(圖1)所用的電路圖相似。
3.實(shí)驗(yàn)器材:電源、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線、滑動(dòng)變阻器、待測(cè)電阻、電流表、電壓表。
4.實(shí)驗(yàn)步驟:
(1)根據(jù)電路圖連接實(shí)物。將滑動(dòng)變阻器滑片移到阻值最大處后閉合開(kāi)關(guān)。
(2)改變待測(cè)電阻兩端的電壓,分別記錄三組對(duì)應(yīng)的電壓值個(gè)電流值。根據(jù)每組數(shù)據(jù),求出電阻,最后求出電阻得平均值(減少誤差),作為被測(cè)電阻的阻值。
5.注意事項(xiàng):
(1)電壓表、電流表的量程選擇要適當(dāng),一般以電表指針偏轉(zhuǎn)到過(guò)半為宜??捎迷囉|和估算電壓、電流最大值的方法,選擇合適量程。
(2)滑動(dòng)變阻器在電路中,一起到改變待測(cè)電阻兩端電壓和通過(guò)待測(cè)電阻電流的作用,二起到保護(hù)電路的作用。
(3)如果測(cè)小燈泡的電阻,不能采用“求平均數(shù)”的方法處理數(shù)據(jù),因?yàn)樾襞莸碾娮桦S溫度的變化而變化。
【典型例題】
類(lèi)型一、測(cè)量小燈泡的電阻
1.圖甲是利用“伏安法”測(cè)小燈泡電阻的實(shí)驗(yàn)電路圖,圖乙是根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫(huà)出的通過(guò)小燈泡的電流I與它兩端電壓U之間的關(guān)系圖象。通過(guò)圖象可以得出小燈泡兩端的電壓為4V時(shí),燈絲電阻為 Ω;當(dāng)小燈泡兩端的電壓增大時(shí),燈絲的電阻將 ,其原因是 。
【思路點(diǎn)撥】在“伏安法”測(cè)小燈泡電阻的實(shí)驗(yàn)中,用電壓表、電流表分別測(cè)出小燈泡的兩端電壓和通過(guò)小燈泡的電流,再利用歐姆定律可以計(jì)算出小燈泡的阻值。電流、電壓的關(guān)系如圖乙,但要注意橫縱坐標(biāo)各自代表的物理量;燈泡電阻隨溫度的升高而增大。
【答案】20;變大;溫度越高,燈絲的電阻越大
【解答】由圖象知,燈泡在2V、4V、6V時(shí)的電流分別為:0.15A、0.2A、0.25A,根據(jù)R=U/I得,燈泡在2V、4V、6V時(shí)的電阻分別為:13.3Ω、20Ω、24Ω,所以燈泡電壓增大,電阻增大,原因是燈泡電壓增大,電流增大,燈絲溫度升高,電阻增大。
類(lèi)型二、伏安法測(cè)電阻
2.如圖1所示,電源電壓為6V,圖甲為伏安法測(cè)電阻的電路圖;圖乙為連接不完整的實(shí)物圖。
(1)對(duì)照電路圖甲,用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線將圖乙中未連接部分連接起來(lái)。
(2)如果實(shí)驗(yàn)操作中出現(xiàn):電流表有示數(shù),電壓表示數(shù)為0的現(xiàn)象,其故障可能是( )
A.電流表的正、負(fù)接線柱接反 B.電壓表的量程選小了
C.電阻Rx發(fā)生了短路 D.把滑動(dòng)變阻器下端兩接線柱連入電路
(3)電路連接正確后,閉合開(kāi)關(guān),若將滑片P向左移動(dòng)時(shí),電壓表示數(shù) (選填“變大”“變小”或“不變”)。
(4)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,電流表和電壓表的示數(shù)如圖2所示,此時(shí)測(cè)得的Rx= Ω。
(5)此實(shí)驗(yàn)要多次測(cè)量電阻值,最后求電阻值的平均值,其目的是 。
【思路點(diǎn)撥】(1)根據(jù)電源的電壓確定電壓表的量程且與被測(cè)電阻并聯(lián),滑動(dòng)變阻器按一上一下的原則串聯(lián)在電路中;
(2)電路的故障有兩種:斷路或短路,根據(jù)電壓表和電流表的示數(shù)可做出判斷;
(3)滑片左移,電阻變小,分壓變小,則電壓表的示數(shù)會(huì)變大;
(4)讀出電壓表和電流表的示數(shù),根據(jù)歐姆定律的變形公式計(jì)算電阻的大小;
(5)在測(cè)量性實(shí)驗(yàn)中,要多次測(cè)量電阻值,最后求電阻值的平均值,這樣可減小誤差.
【答案】(1)如圖所示;(2)C;(3)變大;(4)5;(5)減小誤差
【解析】(1)電源電壓為6V,所以電壓表選大量程,且與電阻并聯(lián),滑動(dòng)變阻器按一上一下的原則串聯(lián)在電路中;如上圖所示。
(2)電流表有示數(shù),說(shuō)明電路是通路,電壓表示數(shù)為0,說(shuō)明電壓表并聯(lián)的部分發(fā)生了短路,所以只有選項(xiàng)C電阻Rx發(fā)生了短路符合題意。
(3)電路連接正確后,閉合開(kāi)關(guān),若將滑片P向左移動(dòng)時(shí),接入電路的電阻變小,所以分壓變小,則定值電阻兩端的電壓變大,電壓表示數(shù)變大。
(4)圖中電流表的量程為0~0.6A,分度值為0.02A,示數(shù)為0.5A;電壓表的量程為0~15V,分度值為0.5V,示數(shù)為2.5V。由歐姆定律I=得,電阻。
類(lèi)型三、電路故障的判斷
3.如圖所示的電路,L1和L2串聯(lián)在電路中,電源電壓U=3V保持不變,閉合開(kāi)關(guān)S,發(fā)現(xiàn)電流表幾乎無(wú)示數(shù),電壓表示數(shù)為3V,發(fā)生故障的原因可能是( )
A. L1短路 B. L2短路 C. L1斷路 D. L2斷路
【答案】C
【解析】電壓表示數(shù)等于電源電壓,說(shuō)明電壓表可能串聯(lián)到電路中,也就是說(shuō)電壓表所測(cè)部分的電路出現(xiàn)了斷路,這樣,電壓表與L2和電流表串聯(lián)到電路中,因?yàn)殡妷罕淼碾娮杼貏e大,根據(jù)歐姆定律變形公式U=IR,在串聯(lián)電路中,電流相同,電阻越大,電壓越高,所以電壓表兩端電壓幾乎等于電源電壓,又因?yàn)殡娐分须娮杼貏e大,所以通過(guò)的電流很小,幾乎為零。
一.選擇題(共6小題)
1.電阻R1和R2并聯(lián),已知通過(guò)干路的電流強(qiáng)度為I,那么通過(guò)R1的電流強(qiáng)度為( )
A.IB.I
C.ID.I
【分析】已知電阻R1和R2并聯(lián),根據(jù)并聯(lián)電路的電阻特點(diǎn)求出總電阻,再根據(jù)歐姆定律求出電源電壓,最后利用歐姆定律求通過(guò)R1的電流。
【解答】解:電阻R1和R2并聯(lián)在電壓為U的電路里,
則R=,
∴電源電壓U=IR=I,
∴根據(jù)歐姆定律得通過(guò)R1的電流:
I1===I。
故選:A。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查并聯(lián)電路的特點(diǎn),熟練應(yīng)用歐姆定律,會(huì)解決不同物理量的關(guān)系問(wèn)題。
2.某同學(xué)用“伏安法”分別測(cè)量了一個(gè)小燈泡和一個(gè)定值電阻的阻值,由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出了如圖所示的三條圖線a、b、c,則下列說(shuō)法正確的是( )
A.a(chǎn)是定值電阻的圖象,b是燈泡的圖象
B.b是燈泡的圖象,c是定值電阻的圖象
C.a(chǎn)是燈泡的圖象,c是定值電阻的圖象
D.b是定值電阻的圖象,c是燈泡的圖象
【分析】通過(guò)定值電阻的電流與兩端電壓成正比;燈絲的電阻隨溫度的升高而增大。
【解答】解:根據(jù)圖示可知,c為正比例函數(shù),因此c為定值電阻的圖象;
因?yàn)闊艚z的電阻隨溫度的升高而增大,因此a為燈泡的圖象。
故選:C。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查歐姆定律的應(yīng)用,關(guān)鍵明確定值電阻與燈絲電阻與溫度的關(guān)系。
3.為了測(cè)定小燈泡的電阻,現(xiàn)提供如下器材:額定電壓為2.5V的小燈泡,電壓表(量程有“0~3V”和“0~15V”),電流表(量程有“0~0.6A”和“0~3A”),滑動(dòng)變阻器(規(guī)格分別為“10Ω 2A”、“20Ω 2A”、“50Ω 1.5A”),開(kāi)關(guān),電源(電壓恒為4V)和若干條導(dǎo)線。某同學(xué)連接完電路后閉合開(kāi)關(guān),把滑動(dòng)變阻器的滑片從一端移到另一端的過(guò)程中,測(cè)量的數(shù)據(jù)如下表所示。若電源電壓恒定不變,下列說(shuō)法中正確的是( )
A.該小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流為 0.22 A
B.該小燈泡的電流隨它兩端電壓的增大而減小
C.該同學(xué)所選的滑動(dòng)變阻器規(guī)格為“50Ω 1.5 A”
D.該同學(xué)連接電路時(shí),將電壓表并聯(lián)在小燈泡的兩端
【分析】(1)(4)伏安法測(cè)燈泡電阻的實(shí)驗(yàn)中,如果電壓表并聯(lián)在燈泡兩端,滑動(dòng)變阻器阻值減小時(shí),總電阻減小,電流增大,燈泡電壓增大,電流表示數(shù)和電壓表示數(shù)都增大。如果電壓表并聯(lián)在滑動(dòng)變阻器兩端,滑動(dòng)變阻器阻值減小時(shí),總電阻減小,電流增大,燈泡電壓增大,滑動(dòng)變阻器電壓減小,電流表示數(shù)增大,電壓表示數(shù)減小。
(2)小燈泡的電流隨它兩端電壓的增大而增大。
(3)由表格中數(shù)據(jù)可知,當(dāng)電壓的示數(shù)即滑動(dòng)變阻器兩端的電壓為3.5V時(shí),通過(guò)的電流為0.16A,根據(jù)歐姆定律求出此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻,即可判斷其規(guī)格。
【解答】解:(1)移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片,電路電流增大,燈泡電壓增大,電源電壓不變,滑動(dòng)變阻器電壓減小,測(cè)量過(guò)程中電壓表和電流表的示數(shù)變化相反,原因?yàn)殡妷罕聿⒙?lián)在滑動(dòng)變阻器兩端,故D錯(cuò)誤;
(2)燈泡正常工作時(shí),滑動(dòng)變阻器兩端的電壓U滑=U﹣UL額=4V﹣2.5V=1.5V,
由表格可知,燈泡的額定電流IL額=0.28A,故A錯(cuò)誤;
(3)由表格數(shù)據(jù)可知,當(dāng)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓為U1=3.5V時(shí),電路中的電流I1=0.16A,
滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值R滑===21.875Ω>10Ω,
故滑動(dòng)變阻器的規(guī)格為50Ω 1.5A,故C正確;
(4)根據(jù)歐姆定律,小燈泡的電流隨它兩端電壓的增大而增大,故B錯(cuò)誤;
故選:C。
【點(diǎn)評(píng)】本題學(xué)生一般容易出錯(cuò),滑動(dòng)變阻器規(guī)格的確定都是個(gè)難點(diǎn),在類(lèi)似的實(shí)驗(yàn)題目中,不直接告訴我們選擇的量程,要根據(jù)相關(guān)的參數(shù)進(jìn)行計(jì)算分析,考查了學(xué)生知識(shí)的綜合運(yùn)用和分析的能力。
4.某同學(xué)利用如圖所示的電路做“伏安法測(cè)電阻“的實(shí)驗(yàn),已知Rx為待測(cè)定值電阻,電源電壓恒為6V,滑動(dòng)變阻器R標(biāo)有“20Ω1A”字樣,實(shí)驗(yàn)中他填寫(xiě)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表所示,下列說(shuō)法不正確的是( )
A.第1次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)不是他實(shí)驗(yàn)中實(shí)際測(cè)得的
B.對(duì)比第2、3次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)可判定:待測(cè)電阻Rx的阻值并非嚴(yán)格不變
C.第4次實(shí)驗(yàn)時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路電阻R與待測(cè)電阻Rx的阻值之比為1:2
D.為減小實(shí)驗(yàn)誤差,可利用每次實(shí)驗(yàn)測(cè)得的U、I求出電阻R,再求其平均值
【分析】(1)求出定值電阻的大約值,根據(jù)分壓原理,得出電壓表的最小讀數(shù);
(2)根據(jù)R=算出電阻在進(jìn)行比較;
(3)串聯(lián)電路中電壓與電阻成正比;
(4)在伏安法測(cè)電阻時(shí),為減小誤差應(yīng)采取多次測(cè)量求平均值的方法。
【解答】解:A、由表中數(shù)據(jù)結(jié)合歐姆定律可得,定值電阻R===10Ω,
根據(jù)分壓原理可知,當(dāng)滑動(dòng)變阻器的最大電阻連入電路中時(shí),電壓表示數(shù)最小,
定值電阻兩端的最小電壓U最小=×R=×10Ω=2V>1V,所以第1組數(shù)據(jù)不是本實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的,故A說(shuō)法正確;
B、根據(jù)I=得,序號(hào)“2”的電阻為:R2==≈9.1Ω;序號(hào)“3”的電阻為:R3==≈10.3Ω,其他幾次的電阻值根據(jù)R=計(jì)算均為10Ω,由于存在誤差,序號(hào)“2”和“3”的待測(cè)電阻R相差不大,再結(jié)合其他數(shù)據(jù)分析可知該待測(cè)電阻是定值電阻,故B說(shuō)法錯(cuò)誤;
C、第“4”次實(shí)驗(yàn)中,定值電阻兩端的電壓為4V,則滑動(dòng)變阻器兩端的電壓為U滑=6V﹣4V=2V,滑動(dòng)變阻器和定值電阻兩端的電壓之比為2V:4V=1:2,根據(jù)U滑:U定=IR滑:IR定=1:2,因?yàn)榇?lián)電路電流處處相等,故滑動(dòng)變阻器與待測(cè)電阻的阻值之比為1:2,故C說(shuō)法正確;
D、在測(cè)定值電阻的阻值時(shí),由于測(cè)量存在誤差,通常多次測(cè)量幾組數(shù)據(jù),分別求出電阻值求平均值來(lái)減小誤差,故D說(shuō)法正確。
綜上所述B符合題意。
故選:B。
【點(diǎn)評(píng)】本題測(cè)量定值電阻的大小,考查串聯(lián)電路特點(diǎn)、歐姆定律的應(yīng)用,難度中等。
5.某同學(xué)利用如圖所示的電路測(cè)量小燈泡的電阻,小燈泡標(biāo)有“2.5V”的字樣,他記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示,其中有一次記錄的電流表示數(shù)是錯(cuò)誤的。關(guān)于該實(shí)驗(yàn),下列說(shuō)法正確的是( )
A.第1次實(shí)驗(yàn)記錄的電流表示數(shù)是錯(cuò)誤的
B.多次實(shí)驗(yàn)的目的是為了減小誤差
C.5次實(shí)驗(yàn)中小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻最小
D.從第1次到第5次的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,滑動(dòng)變阻器的滑片逐漸向左滑動(dòng)
【分析】(1)燈泡的電阻隨溫度升高而增大,由表格數(shù)據(jù)分別計(jì)算5次實(shí)驗(yàn)的燈泡電阻,由此可知電流表示數(shù)的錯(cuò)誤記錄;
(2)多次測(cè)量有目的一般是:取多次測(cè)量的平均值以減小誤差;使得到結(jié)論具有普遍性;
(3)由串聯(lián)電路特點(diǎn)和歐姆定律分析1到5次實(shí)驗(yàn)滑片的移動(dòng)方向。
【解答】解:
(1)由表格數(shù)據(jù),根據(jù)歐姆定律分別計(jì)算5次實(shí)驗(yàn)燈泡的電阻:
R1===5Ω;R2==≈7.14Ω;R3===9.375Ω;R4==≈8.33Ω;R5==≈8.93Ω;
電壓越大,電流越大,燈泡實(shí)際功率越大,溫度越高,電阻也越大,所以1到5次實(shí)驗(yàn)燈泡電阻應(yīng)逐漸增大,
但第3次實(shí)驗(yàn)中電阻比第4、5次電阻大,所以第3次實(shí)驗(yàn)測(cè)得的電流是錯(cuò)誤的,故AC錯(cuò)誤;
(2)這5次實(shí)驗(yàn)中燈泡電阻本就不同,不能取多次測(cè)量的平均值減小誤差,故B錯(cuò)誤;
(3)由表中數(shù)據(jù)知,從第1到第5次實(shí)驗(yàn)中,燈泡兩端電壓不斷增大,由串聯(lián)電路的分壓原理知,應(yīng)減小變阻器連入電路的阻值,從而減小變阻器分得電壓,所以滑片應(yīng)逐漸向左滑動(dòng),故D正確。
故選:D。
【點(diǎn)評(píng)】本題是測(cè)燈泡電阻的實(shí)驗(yàn),考查了數(shù)據(jù)分析、串聯(lián)電路特點(diǎn)和歐姆定律的應(yīng)用,關(guān)鍵是知道燈泡電阻會(huì)隨溫度的升高而增大。
6.用“伏安法測(cè)電阻”的實(shí)驗(yàn)中,丹丹分別選用定值電阻和小燈泡為測(cè)量對(duì)象,在處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí),分別畫(huà)出了U﹣I的圖象,如圖甲、乙所示。對(duì)于圖象的分析,以下說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )
A.圖甲是定值電阻的U﹣I圖象,圖乙是小燈泡的U﹣I圖象
B.由圖象可知,通過(guò)定值電阻的電流和定值電阻兩端的電壓成正比
C.由乙圖及實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知小燈泡的電阻隨燈絲溫度的增加而增大
D.為了減小誤差,應(yīng)該用多次測(cè)量的方法,計(jì)算小燈泡的電阻
【分析】(1)電阻一定時(shí),電流與電壓成正比;由此分析圖象可知兩圖象是哪個(gè)的U﹣I圖象,并分析燈泡U﹣I圖象可知燈泡電阻與溫度關(guān)系;
(2)根據(jù)圖乙判斷燈絲電阻的特點(diǎn),然后分析多次測(cè)量小燈泡電阻的目的。
【解答】解:
A、根據(jù)圖甲可知,電壓與電流成正比,因此該電阻為定值電阻,所以圖甲是定值電阻的U﹣I圖象,則圖乙是燈泡的U﹣I圖象,故A正確;
B、由圖象甲可知,通過(guò)定值電阻的電流和定值電阻兩端的電壓成正比,故B正確;
C、由乙圖可知,電流與電壓不成正比,且電壓變化比電流變化快,所以燈泡電阻逐漸增大,燈泡電壓和電流越大,其實(shí)際功率越大,溫度越高,由此可知,小燈泡的電阻隨燈絲溫度的增加而增大,故C正確;
D、燈泡的電阻是變化的,不能取多次測(cè)量的平均值減小誤差,是為了尋找燈絲電阻與溫度的關(guān)系,故D錯(cuò)誤。
故選:D。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查了圖象分析、歐姆定律的的理解,知道導(dǎo)體的電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì),不隨電壓和電流的改變而改變,關(guān)鍵會(huì)根據(jù)圖象判斷電阻是否為定值電阻。
二.填空題(共4小題)
7.用“伏安法”測(cè)量電阻時(shí),首先通過(guò)測(cè)量未知電阻兩端的 電壓 和通過(guò)該電阻的 電流 ,然后應(yīng)用 R= 算出電阻的大小。
【分析】實(shí)驗(yàn)室中用電壓表和電流表測(cè)量電阻的阻值,這種方法叫伏安法測(cè)電阻;
伏安法測(cè)量電阻要測(cè)量的物理量有電阻兩端電壓和通過(guò)的電流,根據(jù)R=求出電阻。
【解答】解:用伏安法來(lái)測(cè)定電阻的阻值,即只要測(cè)出電阻兩端的電壓和通過(guò)它的電流,就可以用公式R=算出電阻的阻值。
故答案為:電壓;電流;R=。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查了伏安法測(cè)電阻的原理,是一道基礎(chǔ)題目。
8.在物理實(shí)驗(yàn)中,經(jīng)常要進(jìn)行多次測(cè)量,其目的有兩個(gè):①為了減小誤差;②是為了尋找規(guī)律。在“測(cè)量小燈泡不同電壓下的電功率”的實(shí)驗(yàn)中,多次測(cè)量的目的是 ② (選填“①”或“②”);在“用電壓表和電流表測(cè)量導(dǎo)體的電阻”的實(shí)驗(yàn)中,多次測(cè)量的目的是 ① (選填“①”或“②”)。
【分析】測(cè)量性實(shí)驗(yàn)為了減小誤差或者尋找規(guī)律進(jìn)行多次測(cè)量,如果物理量是個(gè)恒量,多次測(cè)量求平均值可以減小實(shí)驗(yàn)誤差;
如果不是測(cè)量具體的物理量,而是尋找規(guī)律也采取多次測(cè)量,尋找普遍性。
【解答】解:①測(cè)量電功率的實(shí)驗(yàn)是為了研究功率與電壓、電流的關(guān)系,因此多次測(cè)量是為了尋找普遍規(guī)律;
②“用電壓表和電流表測(cè)導(dǎo)體的電阻”時(shí),測(cè)量的是定值電阻的阻值,測(cè)量值是個(gè)定值,多次測(cè)量可以比較測(cè)量值減小誤差。
故答案為:②;①。
【點(diǎn)評(píng)】注意求平均值時(shí),計(jì)算的結(jié)果小數(shù)點(diǎn)后面保留的位數(shù)要和題目中提供的數(shù)據(jù)的位數(shù)相同,這是由測(cè)量工具的分度值決定的。
9.在測(cè)量小燈泡電阻的實(shí)驗(yàn)中,因缺少電壓表,小軍利用兩個(gè)電流表和一個(gè)已知阻值為10Ω的電阻R0,同樣測(cè)出了小燈泡的電阻,原理如圖甲所示,小軍讀出電流表A1的示數(shù)為0.3A,電流表A2的示數(shù)如圖乙所示,則電阻R0中的電流為 0.1 A,小燈泡L兩端的電壓為 1 V,小燈泡電阻為 5 Ω。
【分析】(1)由電路圖知,定值電阻與燈泡并聯(lián)接在電源兩端,電流表A2測(cè)流過(guò)燈泡的電流,電流表A1測(cè)干路電流,根據(jù)電流表選用的量程確定分度值,然后讀出電流表的示數(shù);
由并聯(lián)電路特點(diǎn)可以求出流過(guò)定值電阻的電流,然后由U=IR可求出定值電阻兩端,即電源電壓;
(2)由歐姆定律求出定值電阻的阻值。
【解答】解:(1)甲圖中,燈與電阻并聯(lián),電流表A2測(cè)L的電流,電流表A1測(cè)并聯(lián)電路的總電流:
由圖乙可知,電流表A2的量程是0~0.6A,最小分度值是0.02A,電流表示數(shù)是IA2=0.2A;
由并聯(lián)電路的特點(diǎn)知,流過(guò)定值電阻R0的電流:
IR0=IA1﹣IA2=0.3A﹣0.2A=0.1A,
由并聯(lián)電路電壓的規(guī)律,定值電阻的電壓即電源電壓,由歐姆定律I=,
電源電壓:
U=IR0R0=0.1A×10Ω=1V;
(2)燈接在電源兩端,燈泡兩端的電壓是1V,由歐姆定律,燈泡電阻:
RL===5Ω。
故答案為:0.1;1;5。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查了電流表的讀數(shù)、并聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律的運(yùn)用。為基礎(chǔ)題。
10.在“用電流表、電壓表測(cè)電阻”的實(shí)驗(yàn)中,某同學(xué)連接電路,如圖所示。閉合電鍵前為了保護(hù)電路,應(yīng)將滑動(dòng)變阻器滑片移至 B 端(選填“A”或“B”),各電表所測(cè)的值均不得超過(guò)它們的 量程 ,實(shí)驗(yàn)中通過(guò)改變滑動(dòng)變阻器的電阻來(lái)改變待測(cè)電阻Rx兩端的 電壓 ,該實(shí)驗(yàn)中多次測(cè)量的目的是 取平均值,減小誤差 ,最后求出電阻Rx的大小。
【分析】(1)為保護(hù)電路,閉合電鍵前,將滑動(dòng)變阻器滑片移至阻值最大處;
(2)各電表所測(cè)的值均不得超過(guò)它們的量程;
(3)為減小誤差,要多次測(cè)量取平均值,據(jù)此分析實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器的作用。
【解答】解:(1)閉合電鍵前,為了保護(hù)電路,應(yīng)將滑動(dòng)變阻器滑片移至阻值最大處的B端;
(2)各電表所測(cè)的值均不得超過(guò)它們的量程;
(3)實(shí)驗(yàn)中通過(guò)改變滑動(dòng)變阻器的電阻來(lái)改變待測(cè)電阻Rx兩端的電壓,從而改變電路中的電流;該實(shí)驗(yàn)中多次測(cè)量的目的是取平均值,減小誤差,最后求出電阻Rx的大小。
故答案為:B;量程;電壓;取平均值,減小誤差。
【點(diǎn)評(píng)】本題用電流表、電壓表測(cè)電阻,考查注意事項(xiàng)、數(shù)據(jù)處理及變阻器的作用。
三.實(shí)驗(yàn)探究題(共1小題)
11.某同學(xué)測(cè)量小燈泡L在不同電壓下的電阻。已知小燈泡兩端電壓為2.5V時(shí),它能正常發(fā)光。
(1)他連接了如圖所示的實(shí)驗(yàn)電路,其中有一個(gè)元件連接有誤,這個(gè)元件是: 滑動(dòng)變阻器 。
(2)改正(1)中的錯(cuò)誤后,閉合開(kāi)關(guān),調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,進(jìn)行多次測(cè)量,測(cè)量的數(shù)據(jù)如上表所示。則小燈泡L正常發(fā)光時(shí)的電阻RL= 10 Ω。
【分析】(1)滑動(dòng)變阻器應(yīng)按一下一上連入電路中,據(jù)此分析;
(2)燈在額定電壓下正常發(fā)光,由表中數(shù)據(jù)可知燈在2.5V下的電流,由歐姆定律得出小燈泡L正常發(fā)光時(shí)的電阻。
【解答】解:
(1)滑動(dòng)變阻器應(yīng)按一下一上連入電路中,他連接了如圖所示的實(shí)驗(yàn)電路,滑動(dòng)變阻器連接有誤;
(2)燈在額定電壓下正常發(fā)光,由表中數(shù)據(jù),燈在2.5V下的電流為0.25A,由歐姆定律,小燈泡L正常發(fā)光時(shí)的電阻:RL===10Ω。
故答案為:滑動(dòng)變阻器;10。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查滑動(dòng)變阻器的連接及電阻的計(jì)算,為基礎(chǔ)題。
歐姆定律在串、并聯(lián)電路中的應(yīng)用
【典型例題】
類(lèi)型一、歐姆定律在串聯(lián)電路中的應(yīng)用
1. 把R1=5Ω和R2=10Ω的兩個(gè)電阻串聯(lián)在電路中,它們的總電阻是 Ω,R1兩端電壓與R2兩端電壓之比是 。
【答案】15;1:2
【解析】因?yàn)閮蓚€(gè)電阻串聯(lián),所以串聯(lián)后的總電阻為 R=R1+R2=5Ω+10Ω=15Ω;
因?yàn)榇?lián)電路中電流處處相等,所以。
類(lèi)型二、歐姆定律在并聯(lián)電路中的應(yīng)用
2.如圖所示電路圖,電源電壓6V保持不變,燈L2的電阻是10Ω,閉合開(kāi)關(guān)S,電流表A1的示數(shù)是0.3A,不考慮溫度對(duì)燈絲電阻的影響,求:(1)燈L1的阻值。(2)電流表A的示數(shù)。
【答案與解析】由電路圖可知,兩燈泡并聯(lián),電流表A測(cè)干路電流,電流表A1測(cè)L1支路的電流.
(1)因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等,所以,由可得,燈L1的阻值:;
(2)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,電路中的總電阻:,則干路電流表的示數(shù):。
答:(1)燈L1的阻值為20Ω;(2)電流表A的示數(shù)為0.9A。
類(lèi)型三、綜合應(yīng)用
3.如圖所示,電源電壓不變,閉和開(kāi)關(guān)S,當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片P向右移動(dòng)時(shí)( )
A.電流表A1示數(shù)變小,電壓表V示數(shù)變小
B.電流表A2示數(shù)變大,電壓表V示數(shù)變大
C.電壓表V示數(shù)與電流表A1示數(shù)比值不變
D.電壓表V示數(shù)與電流表A2示數(shù)比值不變
【答案】C
【解析】由圖知,滑動(dòng)變阻器R2與電阻R1并聯(lián),電流表A1測(cè)量電阻R1的電流,電流表A2測(cè)量電路總電流,電壓表測(cè)電源的電壓;A、并聯(lián)電路各支路兩端的電壓等于電源電壓,當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片P向右移動(dòng)時(shí),其電阻變大,但電壓表的示數(shù)不變;由于定值電阻的阻值和兩端電壓不變,所以A1的示數(shù)不變,A錯(cuò)誤;B、滑片向右滑動(dòng),變阻器的阻值變大,這條支路的電流變小,通過(guò)定值電阻的電流不變,則通過(guò)干路中的電流變小,B錯(cuò)誤;C、電壓表與電流表A1的比值是定值電阻的阻值,其阻值不變,所以電壓表與A1的示數(shù)比值不變,C正確;D、電壓表的示數(shù)不變,由B分析知,A2的示數(shù)變小,所以電壓表與A2的比值變大,D錯(cuò)誤。
一.選擇題(共16小題)
1.在如圖所示的電路中,電源電壓保持不變,閉合電鍵S,電路正常工作。一段時(shí)間后,兩燈中有一燈熄滅,三個(gè)電表中只有一個(gè)電表的示數(shù)不變,則下列判斷中正確的是( )
A.電流表A1的示數(shù)不變、燈L1開(kāi)路
B.電壓表V的示數(shù)不變、燈L2開(kāi)路
C.電流表A1的示數(shù)不變、燈L2短路
D.電流表A1的示數(shù)不變、燈L2開(kāi)路
【分析】由電路圖可知,電路正常工作時(shí),L1、L2并聯(lián),電流表A2測(cè)L2支路的電流,A1測(cè)干路電流,電壓表測(cè)電源電壓;由題意可知,只有一個(gè)燈泡熄滅,電路故障為短路或斷路,排除短路的可能;
分別假設(shè)兩燈中的一燈斷路,根據(jù)并聯(lián)電路電流的規(guī)律分析電流的變化,找到符合題意的情況即可。
【解答】解:
由電路圖可知,電路正常工作時(shí),L1、L2并聯(lián),電流表A2測(cè)L2支路的電流,A1測(cè)干路電流,電壓表測(cè)電源電壓;
兩燈中有一燈熄滅,若電路故障為短路,則會(huì)造成電源短路而燒壞電源,干路上的A1表會(huì)被燒壞,其他兩電表的示數(shù)為0,因此故障不是短路,只能為斷路,C被排除;
由電路圖可知,不論兩只燈泡中的那一盞斷路,電壓表始終測(cè)電源的電壓,故電壓表的示數(shù)不變;
原來(lái)電流表A1測(cè)兩支路的總電流,其中一個(gè)燈斷路后,A1只測(cè)其中一個(gè)支路電流,根據(jù)并聯(lián)電路電流的規(guī)律可知,A1示數(shù)會(huì)變小,故AD錯(cuò)誤;
若燈泡L2斷路,則A2的示數(shù)為0,由上面分析可知A1示數(shù)減小,只有電壓表示數(shù)不變,符合題意,故B正確;
故選:B。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查了學(xué)生利用電表示數(shù)的變化判斷電路故障的分析能力,關(guān)鍵是分析得出符合題意的情況,平時(shí)做實(shí)驗(yàn)時(shí)試一試,多總結(jié)、提高分析能力,有一定難度。
2.在如圖所示的電路中,電源電壓不變,閉合開(kāi)關(guān)S,電路正常工作,過(guò)一會(huì)兒,燈L突然變亮,電流表、電壓表示數(shù)都變大。該電路中可能出現(xiàn)的故障是( )
A.電阻R短路B.電阻R斷路C.燈L短路D.燈L斷路
【分析】(1)由圖可知,電阻R、燈泡L串聯(lián),電壓表測(cè)量燈泡兩端的電壓,電流表測(cè)量電路電流;
(2)根據(jù)電壓表和電流表示數(shù)變大分析電路中的故障所在。
【解答】解:由圖知,電阻R、燈泡L串聯(lián),電壓表測(cè)量燈泡兩端的電壓,電流表測(cè)量電路電流;
過(guò)一會(huì)兒,燈L突然變亮,電流表、電壓表示數(shù)都變大,說(shuō)明電路是接通的,沒(méi)有斷路故障,故BD錯(cuò)誤;
若燈L發(fā)生了短路,燈泡不能發(fā)光,電壓表示數(shù)變?yōu)榱?,不符合題意;
若電阻R短路,此時(shí)電壓表測(cè)量電源電壓,其示數(shù)變大;電路中總電阻減小,電流增大,電流表示數(shù)增大,符合題意;
故選:A。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查了電路故障的判斷。注意短路和斷路的區(qū)別,并且被短路的用電器不能工作。
3.如圖所示電路,電源電壓為1.5V,閉合開(kāi)關(guān)S后,發(fā)現(xiàn)電燈微弱發(fā)光,經(jīng)檢測(cè)燈泡完好。用電壓表測(cè)得a、b間的電壓為0.6V,斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S,測(cè)得a、b間的電壓接近1.5V,對(duì)于此現(xiàn)象,下列判斷中正確的是( )
A.開(kāi)關(guān)S接觸不良
B.電池太舊,內(nèi)阻過(guò)大
C.燈泡兩端接線短路
D.燈泡兩端的接線中有一根已經(jīng)斷開(kāi)
【分析】電源內(nèi)部也有電阻,根據(jù)串聯(lián)電路電流的特點(diǎn)和歐姆定律可知導(dǎo)致這一現(xiàn)象的原因。
【解答】解:根據(jù)題意可知,斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S,測(cè)得a、b間的電壓接近1.5V,說(shuō)明電源電壓接近1.5V;
A、開(kāi)關(guān)S接觸不良時(shí),閉合開(kāi)關(guān)S后,燈泡不發(fā)光,ab間的電壓始終等于電源電壓1.5V,故A不符合題意;
B、當(dāng)電池太舊,內(nèi)阻過(guò)大,由歐姆定律的變形公式U=IR可知,電池內(nèi)阻分得一部分電壓,并且內(nèi)阻越大,分得的電壓越大,故B符合題意;
C、當(dāng)燈泡兩端接線短路時(shí),閉合開(kāi)關(guān)S后,燈泡不發(fā)光,故C不符合題意;
D、當(dāng)燈泡兩端的接線中有一根已經(jīng)斷開(kāi)時(shí),電路出現(xiàn)斷路,燈泡不發(fā)光,故D不符合題意。
故選:B。
【點(diǎn)評(píng)】本題主考考查了電路故障分析以及歐姆定律的應(yīng)用,知道電池有內(nèi)阻是解答此題的關(guān)鍵。
4.如圖所示,S閉合后,兩個(gè)燈泡均不發(fā)光,電流表及電壓表的指針均無(wú)明顯的偏轉(zhuǎn),若電路只有一處故障,可能是( )
A.電流表壞了或未接好B.L1的燈絲短路
C.L2的燈絲短路D.L1的燈絲被燒斷
【分析】由電路圖可知,L1與L2串聯(lián),電壓表測(cè)L1兩端的電壓,電流表測(cè)電路中的電流,兩個(gè)燈泡都不發(fā)光且電流表的指針幾乎無(wú)偏轉(zhuǎn)說(shuō)明電路斷路,電壓表的指針幾乎無(wú)偏轉(zhuǎn)說(shuō)明電壓表并聯(lián)以外的電路某處斷路。
【解答】解:A、電流表壞了或未接好,整個(gè)電路斷路,所以燈泡不亮、電流表電壓表無(wú)示數(shù)。故A符合題意;
B、C、L1或L2短路時(shí),另一只燈泡會(huì)發(fā)光,電流表有示數(shù)。故B、C不符合題意;
D、L1的燈絲被燒斷,兩個(gè)燈泡均不發(fā)光,電流表無(wú)示數(shù);電壓表通過(guò)燈L2、閉合的開(kāi)關(guān)、電流表和導(dǎo)線接在電源的兩極上,電壓表有示數(shù)。故D不符合題意。
故選:A。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查了根據(jù)電流表和電壓表的示數(shù)情況判斷串聯(lián)電路的故障,電流表示數(shù)為零說(shuō)明故障是開(kāi)路,電壓表有示數(shù),說(shuō)明開(kāi)路在電壓表的兩接線柱之間。
5.如圖所示,AB和BC是由鋁制成的長(zhǎng)度相同、橫截面積不同的兩段導(dǎo)體,將它們串聯(lián)后連入電路中,下列說(shuō)法正確的是( )
A.AB段的電阻小于BC段的電阻
B.這兩段金屬導(dǎo)體中的電流是由正電荷定向移動(dòng)形成的
C.通電相同時(shí)間,AB段消耗的電能大于BC段消耗的電能
D.若將AB段材料換成銅,其他條件不變,這兩段導(dǎo)體的總電阻將變大
【分析】(1)AB和BC是由鋁制成的長(zhǎng)度相同、橫截面積不同的兩段導(dǎo)體,橫截面積越大,電阻越??;
(2)金屬導(dǎo)體中是自由電子進(jìn)行定向移動(dòng),自由電子帶負(fù)電荷。物理學(xué)把正電荷定向移動(dòng)的方向規(guī)定為電流的方向;
(3)根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)可知通過(guò)兩段導(dǎo)體的電流關(guān)系,根據(jù)W=I2Rt判斷兩導(dǎo)體消耗電能的關(guān)系;
(4)銅的導(dǎo)電性能好。
【解答】解:
A、導(dǎo)體AB和BC由同種材料制成、長(zhǎng)度相同,由圖可知導(dǎo)體AB的橫截面積比BC小,則AB段的電阻大于BC段的電阻,即RAB>RBC,故A錯(cuò)誤;
B、金屬導(dǎo)體中的電流是自由電子定向移動(dòng)形成的,故B錯(cuò)誤;
C、因?yàn)閮啥螌?dǎo)體串聯(lián),所以通過(guò)兩導(dǎo)體的電流相等,即IAB=IBC;
因?yàn)镮AB=IBC,RAB>RBC,通電相同時(shí)間,
所以,根據(jù)W=I2Rt可知,WAB>W(wǎng)BC,即AB段消耗的電能大于BC段消耗的電能,故C正確;
D、銅的導(dǎo)電性比鋁的導(dǎo)電性好,若將AB段材料換成銅,AB段的電阻變小,其他條件不變,則這兩段導(dǎo)體的總電阻將變小,故D錯(cuò)誤。
故選:C。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查了影響電阻大小的因素、歐姆定律的應(yīng)用、電能的計(jì)算等知識(shí),關(guān)鍵是串聯(lián)電路電流特點(diǎn)的靈活運(yùn)用。
6.判斷一個(gè)電阻是否能等效替代另外兩個(gè)串聯(lián)的電阻,主要看( )
A.電路中的電流是否相同
B.電路兩端電壓是否相等
C.在電路兩端電壓相等時(shí),電路中的電流是否相同
D.在導(dǎo)體橫截面積都相等時(shí),導(dǎo)體的長(zhǎng)度是否相同
【分析】“等效替代法”是在保證效果相同的前提下,將陌生的、復(fù)雜的、難處理的問(wèn)題轉(zhuǎn)換成等效的、容易的、易處理的問(wèn)題的一種方法。
【解答】解:
一個(gè)電阻要有效替代另外兩個(gè)串聯(lián)的電阻,在電路兩端電壓相等時(shí),必須使這一個(gè)電阻在電路中通過(guò)的電流與另外兩個(gè)電阻串聯(lián)時(shí)通過(guò)的電流相同,也就是產(chǎn)生的效果或在電路中所起的作用相同。
故選:C。
【點(diǎn)評(píng)】一個(gè)電阻替代兩個(gè)串聯(lián)或并聯(lián)的電阻,雖然數(shù)目不同,但所起的作用相同,體現(xiàn)的是等效替代思想。
7.如圖所示,電源電壓保持不變,當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合,滑動(dòng)變阻器滑片P向左滑動(dòng)時(shí)( )
A.電流表讀數(shù)變大,電壓表讀數(shù)變大
B.電流表讀數(shù)變小,電壓表讀數(shù)變小
C.電流表讀數(shù)變大,電壓表讀數(shù)變小
D.電流表讀數(shù)變小,電壓表讀數(shù)變大
【分析】由電路圖可知,燈泡與滑動(dòng)變阻器串聯(lián),電壓表測(cè)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓,電流表測(cè)電路中的電流,根據(jù)滑片的移動(dòng)可知接入電路中電阻的變化,根據(jù)歐姆定律可知電路中電流的變化和燈泡兩端的電壓變化,利用串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)可知滑動(dòng)變阻器兩端的電壓變化。
【解答】解:由電路圖可知,燈泡與滑動(dòng)變阻器串聯(lián),電壓表測(cè)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓,電流表測(cè)電路中的電流,
當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合,滑動(dòng)變阻器滑片P向左滑動(dòng)時(shí),接入電路中的電阻變小,電路中的總電阻變小,
由I=可得,電路中的電流變大,即電流表的示數(shù)變大,故BD錯(cuò)誤;
由U=IR可知,燈泡兩端的電壓變大,
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和,
所以,滑動(dòng)變阻器兩端的電壓變小,即電壓表的示數(shù)變小,故A錯(cuò)誤、C正確。
故選:C。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查了電路的動(dòng)態(tài)分析,涉及到串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律的應(yīng)用,分清電路的連接方式和電表所測(cè)的電路元件是關(guān)鍵。
8.有兩個(gè)阻值不同的電阻R1和R2,它們串聯(lián)時(shí)的總電阻是并聯(lián)時(shí)的總電阻的n倍,那么n的取值范圍是( )
A.n>4B.4≥n>3C.3≥n>2D.2≥n>1
【分析】根據(jù)串聯(lián)和并聯(lián)電阻的規(guī)律求出兩電阻之比,根據(jù)兩電阻大小不等,(R1﹣R2)2>0,即R12+R22>2R1R22推出正確答案。
【解答】解:設(shè)兩電阻大小分別為R1、R2,
兩電阻串聯(lián)后的電阻為R1+R2,并聯(lián)后的電阻為,因串聯(lián)時(shí)的總電阻是并聯(lián)時(shí)的總電阻的n倍,
即===n﹣﹣﹣﹣①
因兩電阻大小不等,由數(shù)學(xué)知識(shí):(R1﹣R2)2>0,即R12+R22>2R1R22﹣﹣﹣﹣②,
將②代①得:<n,n>4,只能A正確。
故選:A。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查串聯(lián)和并聯(lián)電阻的規(guī)律,體現(xiàn)了數(shù)學(xué)知識(shí)在物理中的運(yùn)用,難度較大。
9.如圖所示,電源電壓為9V保持不變,閉合開(kāi)關(guān)S,為保證電流表的示數(shù)為0.75A.現(xiàn)有5Ω、20Ω、30Ω電阻各一個(gè),若在其中選擇兩個(gè)電阻在圖中虛線框內(nèi)連成電路,則下列做法可行的是( )
A.5Ω和20Ω串聯(lián)B.20Ω和30Ω串聯(lián)
C.20Ω和30Ω并聯(lián)D.5Ω和30Ω并聯(lián)
【分析】根據(jù)電路中的電壓和電流值,用R=算出電路中需要連入的電阻值,再根據(jù)給出的三個(gè)電阻5Ω、20Ω、30Ω,合理選擇兩個(gè)進(jìn)行串、并聯(lián)組成符合條件的電路。
【解答】解:(1)電源電壓U=9V,電路中電流I=0.75A,
因此圖中虛線框內(nèi)電路的總電阻為R==12Ω,
(2)三個(gè)電阻5Ω、20Ω、30Ω選任意兩個(gè)串聯(lián)都不符合要求,所以只能并聯(lián);
由=+可知,電阻并聯(lián)后,其總電阻小于其中的任何一個(gè)電阻,即R并<R1,R并<R2,
由于5Ω<12Ω,所以只能是20Ω和30Ω的電阻并聯(lián),故C正確,ABD均錯(cuò)誤。
故選:C。
【點(diǎn)評(píng)】在選連接方式時(shí),排除掉兩個(gè)電阻串聯(lián)不符合要求后,根據(jù)并聯(lián)“越并越小的原則”進(jìn)行解題。
10.電阻R1、R2并聯(lián)接在電源上,下列說(shuō)法正確的是( )
A.并聯(lián)電路的總電阻,等于各并聯(lián)導(dǎo)體的電阻的倒數(shù)之和
B.當(dāng)R1變大時(shí),總電阻也變大
C.電源電壓變大時(shí),總電阻也變大
D.干路中的電流變大時(shí),總電阻也變大
【分析】(1)并聯(lián)電路總電阻的倒數(shù)等于各并聯(lián)電阻的倒數(shù)和;
(2)根據(jù)電阻的大小分析總電阻的變化情況;
(3)電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì),與電流和電壓無(wú)關(guān)。
【解答】解:
A、并聯(lián)電路總電阻的倒數(shù)等于各并聯(lián)導(dǎo)體電阻的倒數(shù)之和,故A錯(cuò)誤;
B、并聯(lián)電路總電阻的倒數(shù)等于各電阻的倒數(shù)之和,即:=+,當(dāng)R2不變、R1增大時(shí),減小,則R總增大,故B正確;
C、電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì),與電流和電壓無(wú)關(guān),所以,當(dāng)電源電壓變大時(shí),總電阻不變,故C錯(cuò)誤;
D、電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì),與電流和電壓無(wú)關(guān),所以,當(dāng)干路中的電流變大時(shí),總電阻不變,故D錯(cuò)誤。
故選:B。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查并聯(lián)電路的特點(diǎn),難度不大,關(guān)鍵是掌握并聯(lián)電路的特點(diǎn)。
11.把一根電阻為16Ω的粗細(xì)均勻的電阻絲圍成一個(gè)正方形,并以如圖所示的方式接入電路,則該正方形接入電路的阻值為( )
A.3ΩB.20ΩC.8ΩD.4Ω
【分析】該正方形上的兩個(gè)連接點(diǎn)之間的電阻值可以認(rèn)為是四分之一的電阻絲與四分之三的電阻絲并聯(lián),然后根據(jù)并聯(lián)電路總電阻的倒數(shù)等于各并聯(lián)電阻的倒數(shù)之和可以求解。
【解答】解:阻值為16Ω的電阻絲圍成一個(gè)正方形,因其它條件相同時(shí),導(dǎo)體的電阻與長(zhǎng)度成正比,
則四分之一電阻絲的阻值為4Ω,四分之三電阻絲的阻值為12Ω,
所以,兩段電阻絲并聯(lián)后的總阻值:
R===3Ω。
故選:A。
【點(diǎn)評(píng)】對(duì)于這類(lèi)題目的重點(diǎn)是判斷電阻絲的連接,根據(jù)電阻的并聯(lián)規(guī)律求解。
12.AB、BC、AC、AD、BD、CD六根阻值均為R的電阻線連接如圖所示,則A、D之間的等效電阻為( )
A.B.RC.D.
【分析】先畫(huà)出電路的等效電路圖,然后再根據(jù)電阻的串、并聯(lián)規(guī)律求出總電壓。
【解答】解:等效電路圖如圖:
因?yàn)楦麟娮枳柚迪嗟龋琑0兩端電壓為零,所以R0沒(méi)有電流通過(guò);
上邊的兩個(gè)電阻串聯(lián)總電阻為2R,
中間的兩個(gè)電阻串聯(lián)總電阻也是2R,
上邊的兩個(gè)串聯(lián)和中間的兩個(gè)串聯(lián)后再并聯(lián),
所以這四個(gè)電阻的總電阻是:R′==R,
R′又與下邊的電阻R并聯(lián),所以,RAD==。
故選:A。
【點(diǎn)評(píng)】解決此題需要知道串、并聯(lián)電阻的規(guī)律,正確畫(huà)出等效電路圖是解題的關(guān)鍵。
13.在“探究串聯(lián)電路電壓的特點(diǎn)”活動(dòng)中,某同學(xué)設(shè)計(jì)的電路圖如圖所示,實(shí)驗(yàn)中使用的電源是兩節(jié)干電池。下列說(shuō)法中正確的是( )
A.該同學(xué)連接電路時(shí)至少要用8根導(dǎo)線
B.實(shí)驗(yàn)中應(yīng)該選擇規(guī)格相同的小燈泡
C.只要將電壓表接在B點(diǎn)的導(dǎo)線改接到C點(diǎn)就能測(cè)出總電壓
D.只要將電壓表接在A點(diǎn)的導(dǎo)線改接到C點(diǎn)就能測(cè)出L2兩端的電壓
【分析】A、根據(jù)電路圖判定導(dǎo)線的條數(shù);
B、為避免實(shí)驗(yàn)的偶然性,得出普遍性的結(jié)論,實(shí)驗(yàn)中應(yīng)該選擇規(guī)格不相同的小燈泡;
CD、電源是兩節(jié)干電池,可知電源電壓大小,電壓表應(yīng)與待測(cè)電路并聯(lián),且電流應(yīng)從電壓表的正接線柱流入,從負(fù)接線柱流出。
【解答】解:A、由電路圖可知,共需要6根導(dǎo)線,A錯(cuò)誤;
B、為得出普遍性的結(jié)論,實(shí)驗(yàn)中應(yīng)該選擇規(guī)格不相同的小燈泡,B錯(cuò)誤;
CD、電源是兩節(jié)干電池,故電源電壓為3V,電壓表與待測(cè)電路并聯(lián),圖中電壓表測(cè)L1的電壓(電壓表與A相連的為電壓表的正接線柱,與B相連的為電壓表負(fù)接線柱),只要將電壓表接在B點(diǎn)的導(dǎo)線改接到C點(diǎn),就能讓電壓表正負(fù)接線柱直接與電源正負(fù)極相連,且電流應(yīng)從電壓表的正接線柱流入,從負(fù)接線柱流出,就能測(cè)出總電壓,C正確;
若將電壓表接在A點(diǎn)的導(dǎo)線改接到C點(diǎn),則電流從電壓表負(fù)接線柱流入了,正接線柱流出了,故不能測(cè)出L2兩端的電壓,D錯(cuò)誤。
故選:C。
【點(diǎn)評(píng)】本題探究串聯(lián)電路電壓的特點(diǎn),考查電路連接、歸納法的運(yùn)用、電壓表的使用及注意事項(xiàng)等知識(shí),要掌握。
14.2020年合肥市區(qū)實(shí)驗(yàn)操作考試某同學(xué)抽簽試題:“測(cè)量串聯(lián)電路電壓”,他按如圖甲所示連接電路,閉合開(kāi)關(guān)后,用電壓表分別測(cè)量UAB、UCB、UAC三處電壓,關(guān)于在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)的情況,下列說(shuō)法正確的是( )
A.只要實(shí)驗(yàn)操作、讀數(shù)正確,三次測(cè)量結(jié)果一定不會(huì)出現(xiàn)UAC≠UAB+UCB
B.連接好電路,閉合開(kāi)關(guān)后電壓表示數(shù)出現(xiàn)如圖乙所示的情況,必須將電壓表校零
C.實(shí)驗(yàn)時(shí)電壓表示數(shù)出現(xiàn)UAB=UAC,且不為0,可能是A、B之間發(fā)生了斷路
D.測(cè)出UAB間電壓后,保持B不動(dòng),將電壓表連線由A改接到C,即可測(cè)出UBC
【分析】(1)考慮到誤差因素得出結(jié)論;
(2)電壓表在使用前要注意調(diào)零;閉合開(kāi)關(guān)后若電壓表的指針指在了0刻度線的左邊時(shí),即指針?lè)聪蚱D(zhuǎn),說(shuō)明電壓表正負(fù)接線柱接反了;
(3)故障一般為短路和斷路兩種情況,根據(jù)現(xiàn)象分析解答;
(4)用電壓表測(cè)電壓時(shí),電流要從電壓表正接線柱流入,從負(fù)接線柱流出,否則,指針?lè)聪蚱D(zhuǎn)。
【解答】解:A、若出現(xiàn)UAC≠UAB+UBC,即UAB+UBC與UAC間電壓不相等,但在測(cè)量誤差允許的范圍內(nèi),可以得出:串聯(lián)電路兩端的總電壓等于各用電器兩端電壓之和,故A錯(cuò)誤;
B、連接好電路,閉合開(kāi)關(guān)后若電壓表的指針指在了0刻度線的左邊時(shí),即指針?lè)聪蚱D(zhuǎn),說(shuō)明電壓表正負(fù)接線柱接反了,需要將電壓表的正負(fù)極接線柱互換,故B錯(cuò)誤;
C、實(shí)驗(yàn)時(shí)電壓表示數(shù)UAB=UAC,且示數(shù)不為0,可能是A、B之間發(fā)生了斷路或B、C間發(fā)生了短路,故C正確。
D、用電壓表測(cè)出UAB間電壓后,保持B不動(dòng),將A改接到C,雖然電壓表此時(shí)與L2并聯(lián),但電流從電壓表負(fù)接線柱流入,閉合開(kāi)關(guān)后,電壓表指針會(huì)反偏,所以不能測(cè)出L2兩端的電壓,故D錯(cuò)誤;
故選:C。
【點(diǎn)評(píng)】本題探究串聯(lián)電路電壓的規(guī)律,考查電壓表使用、數(shù)據(jù)分析、故障分析等知識(shí),有一定的難度。
15.“探究串聯(lián)電路的電壓關(guān)系”,某同學(xué)按如圖(a)所示連接電路。閉合開(kāi)關(guān)后,用電壓表分別測(cè)量Uab、Ubc、Uac三處電壓,關(guān)于在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)的情況,下列說(shuō)法正確的是( )
A.連接好電路,閉合開(kāi)關(guān)后電壓表示數(shù)如圖b所示的情況,必須將電壓表校零
B.測(cè)出Uab間電壓后,保持b不動(dòng),將a改接到c,可以測(cè)出Ubc
C.如圖a所示,開(kāi)關(guān)閉合后,若電壓表示數(shù)為0,則L2一定發(fā)光
D.實(shí)驗(yàn)操作、讀數(shù)正確,三次測(cè)量結(jié)果可能會(huì)出現(xiàn)Uac≠Uab+Ubc
【分析】(1)電壓表接入電路時(shí),電流由正接線柱流入,從負(fù)接線柱流出,否則會(huì)引起指針?lè)雌?br>(2)電壓表所測(cè)用電器短路或者電壓表外電路斷路都會(huì)造成電壓表無(wú)示數(shù);
(3)實(shí)驗(yàn)中有誤差,誤差不可避免;
【解答】解:A、出現(xiàn)b圖情況可能是電壓表正負(fù)接線柱接反了,故A錯(cuò)誤;
B、如果保持b不動(dòng),將a改接到c,電壓表正負(fù)接線柱會(huì)接反,故B錯(cuò)誤;
C、如圖a所示,開(kāi)關(guān)閉合后,若電壓表示數(shù)為0,可能是燈L1短路或者L2斷路,故C錯(cuò)誤;
D、實(shí)驗(yàn)測(cè)量和讀數(shù)時(shí)會(huì)出現(xiàn)誤差,所以三次測(cè)量結(jié)果可能會(huì)出現(xiàn)Uac≠Uab+Ubc,實(shí)驗(yàn)中數(shù)值相差不多就可以推出正確結(jié)論,故D正確。
故選:D。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查探究串并聯(lián)電路中電壓規(guī)律的實(shí)驗(yàn),關(guān)鍵是將實(shí)驗(yàn)結(jié)論掌握清楚,仔細(xì)分析不難做出。
16.合肥市區(qū)2019年實(shí)驗(yàn)考試“探究串聯(lián)電路的電壓關(guān)系”,某同學(xué)按如圖a所示連接電路。閉合開(kāi)關(guān)后,用電壓表分別測(cè)量Uab、Ubc、Uac三處電壓,關(guān)于在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)的情況,下列說(shuō)法正確的是( )
A.實(shí)驗(yàn)操作、讀數(shù)正確,三次測(cè)量結(jié)果可能會(huì)出現(xiàn)Uac≠Uab+Ubc
B.測(cè)出Uab間電壓后,保持b不動(dòng),將a改接到c,可以測(cè)出Ubc
C.連接好電路,閉合開(kāi)關(guān)后電壓表示數(shù)如圖b所示的情況,必須將電壓表校零
D.實(shí)驗(yàn)時(shí)電壓表示數(shù)Uab=Uac,且示數(shù)不為0,一定是a、b之間發(fā)生了斷路
【分析】(1)考慮到誤差因素得出結(jié)論;
(2)用電壓表測(cè)電壓時(shí),電流要從電壓表正接線柱流入,從負(fù)接線柱流出,否則,指針?lè)聪蚱D(zhuǎn);
(3)故障一般為短路和斷路兩種情況,根據(jù)現(xiàn)象分析解答。
【解答】解:A、若出現(xiàn)Uac≠Uab+Ubc,即Uab+Ubc與Uac間電壓不相等,但在測(cè)量誤差允許的范圍內(nèi),可以得出:串聯(lián)電路兩端的總電壓等于各用電器兩端電壓之和,故A正確;
B、用電壓表測(cè)出Uab間電壓后,保持b不動(dòng),將a改接到c,雖然電壓表此時(shí)與L2并聯(lián),但電流從電壓表負(fù)接線柱流入,閉合開(kāi)關(guān)后,電壓表指針會(huì)反偏,所以不能測(cè)出L2兩端的電壓,故B錯(cuò)誤;
C、連接好電路,閉合開(kāi)關(guān)后若電壓表的指針指在了0刻度線的左邊時(shí),即指針?lè)聪蚱D(zhuǎn),說(shuō)明電壓表正負(fù)接線柱接反了,需要將電壓表的正負(fù)極接線柱互換,故C錯(cuò)誤;
D、實(shí)驗(yàn)時(shí)電壓表示數(shù)Uab=Uac,且示數(shù)不為0,可能是a、b之間發(fā)生了斷路或b、c間發(fā)生了短路,故D錯(cuò)誤。
故選:A。
【點(diǎn)評(píng)】本題探究串聯(lián)電路電壓的規(guī)律,考查電壓表使用、數(shù)據(jù)分析、故障分析等知識(shí),有一定的難度。
二.填空題(共8小題)
17.如圖所示,兩只電表及導(dǎo)線完好.閉合開(kāi)關(guān)S,兩只電表示數(shù)均為零,現(xiàn)用一個(gè)完好的電阻替換R2,再閉合開(kāi)關(guān)S.
(1)若電流表示數(shù)為零,電壓表示數(shù)不為零,則原來(lái)的故障是 R1、R2都斷路 .
(2)若電流表示數(shù)不為零,電壓表示數(shù)為零,則原來(lái)的故障是 R2斷路、R1短路 .
【分析】電路故障有斷路和短路,根據(jù)電流表示數(shù)為零,可判斷故障原因可能斷路,電壓表示數(shù)也為零則可判斷R2一定斷路,替換R2,再根據(jù)電表示數(shù)進(jìn)一步判斷R1故障原因。
【解答】解:
由圖可知,R1、R2串聯(lián),電壓表V測(cè)量R1兩端電壓,電流表測(cè)電路中電流;
電流表示數(shù)為零,說(shuō)明電路一定有斷路故障;電壓表示數(shù)為0,說(shuō)明電壓表與電源之間是斷開(kāi)的,所以?xún)蓚€(gè)電阻中,R2一定是斷路;
現(xiàn)用一個(gè)完好的電阻替換R2,閉合開(kāi)關(guān);
(1)若只有電壓表示數(shù)不為零,電流表示數(shù)還是零,說(shuō)明R1斷路了,所以原來(lái)故障是R1、R2都斷路;
(2)若只有電流表示數(shù)不為零,說(shuō)明R1沒(méi)有斷路,但電壓表示數(shù)為零,那說(shuō)明電阻R1短路了(導(dǎo)致電壓表被短路而無(wú)示數(shù)),所以原來(lái)故障是R2斷路和R1短路。
故答案為:(1)R1、R2都斷路; (2)R2斷路、R1短路。
【點(diǎn)評(píng)】本題主要是電路故障的分析,要注意電路中給出的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,關(guān)鍵能夠理解斷路和短路的含義。
18.在如圖所示的電路中,電源電壓為U0保持不變,電阻R1、R2的阻值均為R0,閉合開(kāi)關(guān)S,只有兩個(gè)電表的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。若電路中僅有一處故障,且只發(fā)生在電阻R1、R2上,請(qǐng)根據(jù)以上信息,寫(xiě)出閉合開(kāi)關(guān)S后電壓表V1和電流表A的示數(shù)及相對(duì)應(yīng)的故障。 V1表示數(shù)為U0,A表示數(shù)為,R2短路;V1表示數(shù)為0,A表示數(shù)為,R1短路 。
【分析】根據(jù)電路圖可知,閉合開(kāi)關(guān),兩電阻串聯(lián),電流表測(cè)量電路電流,電壓表V1測(cè)量電阻R1兩端的電壓,電壓表V2測(cè)量電阻R2兩端的電壓,根據(jù)電流表和電壓表的示數(shù)變化情況判斷電路故障。
【解答】解:根據(jù)電路圖可知,閉合開(kāi)關(guān),兩電阻串聯(lián),電流表A測(cè)電路中的電流,電壓表V1測(cè)量電阻R1兩端的電壓,電壓表V2測(cè)量電阻R2兩端的電壓。
閉合開(kāi)關(guān)S,如果R1斷路,則電流表和V2無(wú)示數(shù);如果R2斷路,則電流表和V1無(wú)示數(shù);
已知閉合開(kāi)關(guān)有兩個(gè)電表的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),說(shuō)明電路是通路,則電路故障為R1或R2短路。
①若電壓表V1示數(shù)為U0,則電流表A表示數(shù)為I==,故可能R2短路;
②若電壓表V1示數(shù)為0,則電流表A示數(shù)為I==,故可能R1短路。
故答案為:V1表示數(shù)為U0,A表示數(shù)為,R2短路;V1表示數(shù)為0,A表示數(shù)為,R1短路。
【點(diǎn)評(píng)】此題考查電流表、電壓表在電路故障中的作用判斷,要結(jié)合電路圖和電路的特點(diǎn),采用排除法進(jìn)行分析。
19.兩定值電阻,甲標(biāo)有“10Ω 1A”,乙標(biāo)有“12Ω 0.5A”,把它們串聯(lián)在同一電路中,總電阻為 22 Ω;電路兩端允許加的最大電壓為 11 V;若把兩定值電阻并聯(lián)起來(lái),則干路流過(guò)的最大電流是 1.1 A。
【分析】(1)根據(jù)串聯(lián)電路電阻規(guī)律可求出串聯(lián)后的總電阻;
已知兩電阻允許通過(guò)的最大電流,根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)可知,兩電阻串聯(lián)時(shí)電路允許通過(guò)的最大電流為兩個(gè)允許通過(guò)最大電流的較小值,然后根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出兩端允許加的最大電壓;
(2)根據(jù)歐姆定律求出兩電阻兩端允許所加的最大電壓,根據(jù)并聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)可知,兩電阻并聯(lián)時(shí),并聯(lián)電路兩端允許加的最大電壓為較小的一個(gè),然后由歐姆定律求出通過(guò)兩電阻的電流,再根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)求出干路的最大電流。
【解答】解:
(1)因?yàn)榇?lián)電路中總電阻等于各分電阻之和,電路的總電阻R=R甲+R乙=10Ω+12Ω=22Ω;
串聯(lián)電路中各處的電流相等,所以?xún)呻娮璐?lián)時(shí),電路中的最大電流I=I乙=0.5A,
由I=可得,電路兩端允許加的最大電壓:U=IR=0.5A×22Ω=11V;
(2)由I=可得,兩電阻兩端允許所加的最大電壓分別:U甲=I甲R(shí)甲=1A×10Ω=10V,U乙=I乙R乙=0.5A×12Ω=6V;
因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等,所以?xún)呻娮璨⒙?lián)時(shí),電路中的最大電壓U′=U乙=6V,
此時(shí)通過(guò)乙的電流為0.5A,通過(guò)甲的電流:I甲′===0.6A,
并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和,所以干路中允許通過(guò)的最大電流:I=I甲′+I乙=0.6A+0.5A=1.1A。
故答案為:22;11;1.1。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查電壓、電流的計(jì)算,關(guān)鍵是公式及其變形的靈活運(yùn)用,難點(diǎn)是知道串聯(lián)時(shí)允許通過(guò)的最大電流為兩個(gè)額定電流里面最小的一個(gè),兩只電阻并聯(lián)時(shí),電壓也選最小。
20.兩個(gè)標(biāo)有“5Ω、1A“和“10Ω、0.6A”的定值電阻,將它們串聯(lián)起來(lái)時(shí)電路中總電阻為 15 Ω,此時(shí)電源電壓最大允許為 9 V;若將它們并聯(lián)時(shí)干路電流最大允許是 1.5 A。
【分析】(1)串聯(lián)電路電流處處相等;為了不損壞電阻,比較兩電阻允許通過(guò)的最大電流,選其中較小的電流;然后根據(jù)串聯(lián)電路電阻的特點(diǎn)求出總電阻,再利用U=IR即可求出電源電壓的最大值;
(2)并聯(lián)電路兩端電壓相等;為了不損壞電阻,根據(jù)U=IR分別求出各電阻兩端允許的最大電壓,然后比較,選其中較小的電壓,再利用I=分別求出各支路電流,最后利用并聯(lián)電路電流的特點(diǎn)求出干路上允許的最大電流。
【解答】解:
(1)串聯(lián)電路的等效電阻(總電阻)等于各個(gè)電阻之和,
所以R=R1+R2=5Ω+10Ω=15Ω;
由題知,兩電阻允許通過(guò)的最大電流分別為:I1=1A,I2=0.6A,則I1>I2,
因串聯(lián)電路電流處處相等,所以為了不損壞電阻,串聯(lián)電路中的最大電流為0.6A;
則電源電壓的最大值:U大=I大(R1+R2)=0.6A×(5Ω+10Ω)=9V;
(2)兩電阻兩端允許的最大電壓分別為:U1=I1R1=1A×5Ω=5V,U2=I2R2=0.6A×10Ω=6V,
比較可知U1<U2,
為使兩電阻都不燒壞,則電路兩端允許加的最大電壓是5V;
此時(shí)通過(guò)R1電阻的電流為1A,
通過(guò)R2電阻的電流:
I2′===0.5A,
則并聯(lián)電路中干路上允許的最大電流為:I大′=I1+I2′=1A+0.5A=1.5A。
故答案為:15;9;1.5。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查串并聯(lián)電路電壓和電流的特點(diǎn)以及歐姆定律計(jì)算公式的靈活應(yīng)用情況。
21.一根粗細(xì)均勻的金屬導(dǎo)線,其電阻值為8Ω,將其剪成等長(zhǎng)的兩段后,每段導(dǎo)線的電阻值是 4
Ω,若將它們并聯(lián)接入電路中,并聯(lián)后的總電阻值是 2 Ω。
【分析】不考慮溫度影響,在導(dǎo)體材料一定時(shí),電阻與長(zhǎng)度成正比,與橫截面積成反比。
【解答】解:
一根粗細(xì)均勻的金屬導(dǎo)線,電阻值為8Ω,將其剪成等長(zhǎng)的兩段后,則每段長(zhǎng)度變?yōu)樵瓉?lái)的,每段導(dǎo)線的電阻值是原來(lái),為4Ω;再把得到的兩段并聯(lián)起來(lái)使用,橫截面積變?yōu)樵瓉?lái)的2倍,所以阻值變?yōu)樵瓉?lái)的,即×8Ω=2Ω。
故答案為:4;2。
【點(diǎn)評(píng)】串聯(lián)電路相當(dāng)于增加了電阻的長(zhǎng)度,所以阻值增大,并聯(lián)電路相當(dāng)于增加了電阻的橫截面積,所以阻值減小。
22.有阻值相同的三個(gè)電阻,以任意方式連接,最多能得到 7 種不同阻值的電阻;這些不同的連接方式,得到電阻的最大阻值與最小阻值之比是 9:1 。
【分析】(1)多個(gè)電阻在電路中的連接包括四種情況:?jiǎn)为?dú)一個(gè)接入電路;串聯(lián);并聯(lián);混聯(lián)。分別列舉確定連接方式;
(2)電阻串聯(lián)相當(dāng)于增加了導(dǎo)體的長(zhǎng)度,總電阻最大;電阻并聯(lián)相當(dāng)于增加了導(dǎo)體的橫截面積,總電阻最小。
【解答】解:(1)已知三個(gè)電阻阻值相同,設(shè)一個(gè)電阻的阻值為R0,其連接方式可以是:
①一個(gè)電阻接入電路,電路總電阻為R1=R0;
②兩個(gè)電阻串聯(lián)接入電路,電路總電阻為R2=2R0;
③兩個(gè)電阻并聯(lián)接入電路,電路總電阻為R3=R0;
④三個(gè)電阻串聯(lián)接入電路,電路總電阻為R4=3R0;
⑤三個(gè)電阻并聯(lián)接入電路,電路總電阻為R5=R0;
⑥兩個(gè)電阻先串聯(lián)再與第三個(gè)電阻并聯(lián)接入電路,電路總電阻為R6=R0;
⑦兩個(gè)電阻先并聯(lián)再與第三個(gè)電阻串聯(lián)接入電路,電路總電阻為R7=R0。
所以阻值相同的三個(gè)電阻,以任意方式連接,最多能得到7種不同阻值的電阻;
(2)由上知,三個(gè)電阻串聯(lián)接入電路,電路總電阻最大,為R4=3R0;
三個(gè)電阻并聯(lián)接入電路,電路總電阻最小,為R5=R0;
所以得到電阻的最大阻值與最小阻值之比是=。
故答案為:7;9:1。
【點(diǎn)評(píng)】解決本題關(guān)鍵掌握串聯(lián)電路和并聯(lián)電路中電阻的算法,可以采用排列組合的方法列出所有可能的連接方式,再進(jìn)行分析。
23.小東和小文利用如圖所示的電路探究串聯(lián)電路中用電器兩端電壓的關(guān)系。
(1)小東操作的主要實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下:①斷開(kāi)開(kāi)關(guān),將滑動(dòng)變阻器的滑片P放在阻值最大處,根據(jù)電路圖連接實(shí)驗(yàn)電路;②檢查電路無(wú)誤后,閉合開(kāi)關(guān),調(diào)整滑動(dòng)變阻器的滑片P到適當(dāng)位置,正確讀出電壓表V1與V2的示數(shù),記錄在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表中;③仿照上述步驟又進(jìn)行了五次實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表。
小東通過(guò)分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),得出結(jié)論:串聯(lián)電路中各用電器兩端電壓相等。小文不同意小東的觀點(diǎn),提出了實(shí)驗(yàn)改進(jìn)建議。請(qǐng)簡(jiǎn)述小文的實(shí)驗(yàn)改進(jìn)措施:
① 將R1、R2改為阻值不等的電阻,閉合開(kāi)關(guān),調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,讀取電壓表V1、V2的示數(shù) ;
② 利用電壓表V測(cè)量R1和R2兩端的總電壓 。
(2)請(qǐng)你幫助小文畫(huà)出他所需要的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表。
【分析】(1)探究串聯(lián)電路中用電器兩端電壓的關(guān)系,要記錄兩電阻的電壓和兩電阻的總電壓,為得出普遍性的結(jié)論,要用不同的電阻多次測(cè)量;
(2)由上面的操作設(shè)計(jì)表格。
【解答】解:
(1)圖中兩電阻串聯(lián)后與變阻器串聯(lián),由表中數(shù)據(jù)知,兩電阻的電壓相等,是因?yàn)檫x用的兩電阻相等,選用的器材太特殊,結(jié)論有偶然性;
改進(jìn)措施:①將R1、R2改為阻值不等的電阻,閉合開(kāi)關(guān),調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,讀取電壓表V1、V2的示數(shù);
②根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?,利用電壓表V測(cè)量 R1和R2兩端的總電壓;
(2)根據(jù)上面的操作,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄:
故答案為:(1)①將R1、R2改為阻值不等的電阻,閉合開(kāi)關(guān),調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,讀取電壓表V1、V2的示數(shù)。
②利用電壓表V測(cè)量 R1和R2兩端的總電壓;
(2)如上表所示。
【點(diǎn)評(píng)】本題探究串聯(lián)電路中用電器兩端電壓的關(guān)系,考查歸納法的運(yùn)用、實(shí)驗(yàn)步驟和記錄表格的設(shè)計(jì)。
24.為探究并聯(lián)電路中電壓的規(guī)律,實(shí)驗(yàn)室提供的器材有:干電池組(電壓約為3V)、電壓表、多個(gè)小燈泡、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干。
(1)用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線,在圖(甲)中把電路連接完整,要求電壓表測(cè)量燈L1兩端的電壓。
(2)電路連接正確后進(jìn)行實(shí)驗(yàn),某小組分別測(cè)出燈L1和L2兩端的電壓和并聯(lián)電路兩端的電壓,電壓表示數(shù)相同,如圖(乙)所示,其值為 2.6 V;根據(jù)這組數(shù)據(jù),該小組為了得出并聯(lián)電路中電壓的規(guī)律,接下來(lái)的應(yīng)進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)是 換用不同規(guī)格的燈泡多測(cè)量幾次并聯(lián)電路兩端的電壓 ;記錄、分析 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) ,得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。
【分析】(1)電壓表連接在電路中時(shí),要注意連接位置、量程和電流方向。
(2)根據(jù)指針位置讀出示數(shù),在實(shí)驗(yàn)中為了避免實(shí)驗(yàn)的偶然性,增加實(shí)驗(yàn)的可信度,一般最少做三次試驗(yàn),同樣的,利用相同的方法來(lái)研究。
【解答】解:(1)燈L1、L2并聯(lián),要測(cè)量燈泡L1兩端電壓,電壓表需與L1并聯(lián),因?yàn)楦呻姵亟M電壓為3V,則選擇0~3V量程。
(2)由圖可知:因?yàn)楦呻姵亟M電壓為3V,選擇0~3V量程,則對(duì)應(yīng)的分度值為0.1V;根據(jù)指針?biāo)肝恢每勺x出電壓值為2.6V;
利用實(shí)驗(yàn)得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論的過(guò)程中,為了避免實(shí)驗(yàn)的偶然性,增加實(shí)驗(yàn)的可信度,接下來(lái)的應(yīng)進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)是換用不同規(guī)格的燈泡多測(cè)量幾次并聯(lián)電路兩端的電壓。才能進(jìn)行記錄、分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)(得出)結(jié)論。
故答案為:(1)見(jiàn)上圖;(2)2.6;換用不同規(guī)格的燈泡多測(cè)量幾次并聯(lián)電路兩端的電壓;實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查了實(shí)物電路的設(shè)計(jì)與連接,實(shí)物電路的連接是學(xué)生出錯(cuò)比較多的內(nèi)容,特別是電壓表的量程選擇和正負(fù)接線柱的連接。
三.實(shí)驗(yàn)探究題(共1小題)
25.在“探究串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)”的實(shí)驗(yàn)中,小涵同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路。
(1)在連接電路時(shí),開(kāi)關(guān)應(yīng)該處于 斷開(kāi) (選填“閉合”或“斷開(kāi)”)狀態(tài)。
(2)連接電路前,小明發(fā)現(xiàn)電壓表指針如圖乙所示。那么,接下來(lái)他要對(duì)電壓表進(jìn)行的操作是 對(duì)電壓表進(jìn)行調(diào)零 。
(3)根據(jù)電路圖甲連接好電路,閉合開(kāi)關(guān)后,她發(fā)現(xiàn)兩只燈泡都不亮,且電壓表的示數(shù)為接近電源電壓,若只有L1或L2中的一處發(fā)生故障,則故障可能為 L1斷路 (填“L1斷路”、“L1短路”“L2斷路”或“L2短路”)。
(4)排除故障后,小涵選用不同的燈泡,完成了三次實(shí)驗(yàn),并記錄了數(shù)據(jù)。分析下表中的數(shù)據(jù),可得出的結(jié)論為:申聯(lián)電路兩端的電壓 等于 串聯(lián)電路中各部分電路兩端的電壓之和。(選填“大于”、“小于”或“等于”)
【分析】(1)為了保護(hù)電路,連接電路時(shí),開(kāi)關(guān)應(yīng)斷開(kāi);
(2)使用電壓表前應(yīng)對(duì)電壓表進(jìn)行調(diào)零,使指針指在零刻度線上;
(3)兩燈泡串聯(lián),電壓表測(cè)燈泡L1兩端的電壓,閉合開(kāi)關(guān)S后,兩個(gè)電燈都不亮,說(shuō)明是斷路;
(4)串聯(lián)電路總電壓等于各用電器兩端的電壓之和。
【解答】解:(1)為了保護(hù)電路,連接電路時(shí),開(kāi)關(guān)應(yīng)斷開(kāi);
(2)由圖知,連接電路前,在檢查實(shí)驗(yàn)器材時(shí)發(fā)現(xiàn)電壓表指針沒(méi)有指在零刻度線上,則應(yīng)對(duì)電壓表進(jìn)行調(diào)零,使指針指在零刻度線上;
(3)閉合開(kāi)關(guān)后,發(fā)現(xiàn)兩只燈泡都不亮,說(shuō)明電路故障為斷路;電壓表的示數(shù)接近電源電壓,說(shuō)明電壓表的正負(fù)接線柱與電源兩極相連,因此電路故障為與電壓表并聯(lián)的燈泡L1斷路;
(3)為了使探究得出的結(jié)論具有普遍意義,應(yīng)該選取不同規(guī)格的小燈泡進(jìn)行實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)時(shí)還要對(duì)各部分電壓及總電壓進(jìn)行測(cè)量;
(4)由表中數(shù)據(jù)可知:
第一次實(shí)驗(yàn)1.4V+1.4V=2.8V;
第二次實(shí)驗(yàn)1.2V+1.6V=2.8V;
第三次實(shí)驗(yàn)1.1V+1.7V=2.8V,
因此可以得出:串聯(lián)電路總電壓等于各部分電路兩端的電壓之和。
故答案為:(1)斷開(kāi);(2)L1斷路;(3)對(duì)電壓表進(jìn)行調(diào)零;(4)等于。
【點(diǎn)評(píng)】該題考查學(xué)生對(duì)于“探究串聯(lián)電路的電壓關(guān)系”實(shí)驗(yàn)的理解和掌握,熟知實(shí)驗(yàn)的原理與操作中的注意問(wèn)題是解答的關(guān)鍵。本實(shí)驗(yàn)也是中考的重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)之一。
實(shí)驗(yàn)次數(shù)
1
2
3
4
5
6
電壓表示數(shù)U/V
3.5
3.1
2.5
2.3
1.9
1.5
電流表示數(shù)I/A
0.16
0.19
0.22
0.24
0.26
0.28
序號(hào)
1
2
3
4
5
U/V
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
I/A
0.10
0.22
0.29
0.40
0.50
試驗(yàn)次數(shù)
1
2
3
4
5
電壓/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
電流/A
0.10
0.14
0.16
0.24
0.28
電阻/Ω
電壓U/V
0.9
1.3
1.7
2.1
2.5
電流I/V
0.15
0.18
0.21
0.23
0.25
U1/V
0.8
1.2
1.5
1.8
2.2
2.5
U2/V
0.8
1.2
1.5
1.8
2.2
2.5
U1/V
U2/V
U/V
實(shí)驗(yàn)
次序
L1兩端的
電壓/V
L2兩端
的電壓/V
串聯(lián)總
電壓/V
1
1.4
1.4
2.8
2
1.2
1.6
2.8
3
1.1
1.7
2.8
這是一份第17.4講 歐姆定律在串、并聯(lián)電路中的應(yīng)用【教材為綱·探題源】-2024年中考物理一輪復(fù)習(xí)講義,文件包含第17-4講歐姆定律在串并聯(lián)電路中的應(yīng)用教材為綱·探題源-2024年中考一輪復(fù)習(xí)講義原卷版docx、第17-4講歐姆定律在串并聯(lián)電路中的應(yīng)用教材為綱·探題源-2024年中考一輪復(fù)習(xí)講義解析版docx等2份學(xué)案配套教學(xué)資源,其中學(xué)案共48頁(yè), 歡迎下載使用。
這是一份第17.3講 電阻的測(cè)量【教材為綱·探題源】-2024年中考物理一輪復(fù)習(xí)講義,文件包含第17-3講電阻的測(cè)量教材為綱·探題源-2024年中考一輪復(fù)習(xí)講義原卷版docx、第17-3講電阻的測(cè)量教材為綱·探題源-2024年中考一輪復(fù)習(xí)講義解析版docx等2份學(xué)案配套教學(xué)資源,其中學(xué)案共69頁(yè), 歡迎下載使用。
這是一份人教版九年級(jí)全冊(cè)第4節(jié) 歐姆定律在串、并聯(lián)電路中的應(yīng)用學(xué)案設(shè)計(jì),共13頁(yè)。學(xué)案主要包含了學(xué)習(xí)目標(biāo),學(xué)習(xí)重點(diǎn),學(xué)習(xí)難點(diǎn),自主預(yù)習(xí),合作探究,精講點(diǎn)撥,歸納整理,課堂練習(xí)等內(nèi)容,歡迎下載使用。
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