专题15 探究电路(欧姆定律)-【好题汇编】5年(2020-2024)中考1年模拟物理分类汇编(福建专用)
2024-08-14
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内容正文:
专题15 探究电路(欧姆定律)
1.(2023·福建)如图所示,闭合开关S,滑动变阻器滑片P移动过程中,灯突然熄灭,电压表和电流表均无示数。若电路中仅有一处故障,则故障不可能是( )
A. 电流表接线松开 B. 小灯泡L断路 C. 滑动变阻器R断路 D. 开关S接触不良
【答案】B
【解析】
【详解】A.如果电流表接线松开,电路断路,灯泡不亮,电压表和电流表均无示数,故A不符合题意;
B.小灯泡L断路,电压表串联在电路中,电压表的内阻很大,通过电路的电流很小,电压表有示数,电流表没有示数,灯泡不亮,故B符合题意;
C.滑动变阻器R断路,电路断路,灯泡不亮,电压表和电流表均无示数,故C不符合题意;
D.开关S接触不良,电路断路,灯泡不亮,电压表和电流表均无示数,故D不符合题意。
故选B。
2.(2022·福建)如图,电源电压保持不变,R为定值电阻。闭合开关S,将滑片P从右端向左端移动过程中,下列说法正确的是( )
A. V1和V2示数不变,A示数变大 B. V2和A示数的乘积先变大后变小
C. V1和A示数之比不变 D. V2和A示数之比变小
【答案】D
【解析】
【详解】滑动变阻器与电阻串联,电流表测电路的电流,V2测电源电压,V1测变阻器的电压。
A.将滑片P从右端向左端移动过程中,变阻器连入电路的电阻变小,由串联电阻的规律,电路的电阻变小,根据欧姆定律,电流表示数变大,R两端电压变大,则是V1表示数变大,V2测电源电压,示数不变,故A错误;
B.因V2的示数等于电源电压保持不变,故V2和A示数的乘积变大,故B错误;
C.根据欧姆定律,V1和A示数之比即变阻器连入电路的电阻,可知这个比值变小,故C错误;
D.根据欧姆定律,V2和A示数之比即电路的总电阻,结合选项A,可知这个比值变变小,故D正确。
故选D。
3.(2021·福建)图是红外线测温仪原理示意图,R是热敏电阻,其阻值随温度的升高而减小,定值电阻R0为保护电阻。下列分析正确的是( )
A. 显示仪是由电流表改装成的
B. 测较高温度时,R0两端的电压较大
C. 增大R0的阻值,可增大测温仪的最大测量值
D. 增大电源电压,可增大测温仪的最大测量值
【答案】B
【解析】
【详解】A.电流表与用电器串联,电压表与用电器并联,图中显示仪与用电器并联,显示仪是由电压表改装成的,故A错误;
B.热敏电阻R与定值电阻R0串联,串联电路中电阻越大,分到的电压越多。热敏电阻R的阻值随温度的升高而减小,测较高温度时,热敏电阻R分到的电压变小,根据串联电路电压规律:各用电器两端电压之和等于总电压。因此,R0两端的电压较大,故B正确;
CD.测温仪的最大测量值由它的量程决定,故CD错误。
故选B。
4.(2020·福建)如图为利用光敏电阻设计的监控装置示意图,R1是光敏电阻,当光照射的强度增大时其阻值变小,R2是定值电阻,电源电压不变。当有人经过通道遮蔽光线时( )
A. 通过R1的电流变大 B. R1两端的电压变小
C. R2两端的电压变大 D. R2两端的电压变小
【答案】D
【解析】
【详解】由图可知,两个电阻串联,当有人经过通道遮蔽光线时,R1的阻值变大,电路的总电阻变大,由I=可知通过电路的电流变小,通过R1的电流变小,由U=IR2可知R2两端的电压变小,由串联电路电压的规律可知R1两端的电压变大。
故选D。
5.(2024·福建)如图所示电路,电源电压保持不变,R为定值电阻,为热敏电阻,其阻值随温度的降低而增大。闭合开关S,当热敏电阻的温度降低时,电压表的示数______,电压表的示数与电流表A的示数之比______。(均填变化情况)
【答案】 ①. 变大 ②. 不变
【解析】
【详解】[1][2]分析电路可知,和串联,电压表测电压,电压表测的电压,电流表测电路电流。当热敏电阻的温度降低时,阻值变大,根据串联分压原理,电压表的示数变大;根据,电压表的示数与电流表A的示数之比即为的阻值,所以电压表的示数与电流表A的示数之比不变。
6.(2023·福建)如图所示,电源电压不变,灯L1、L2完全相同。闭合S1,断开S2、S3,灯L1、L2是_________联的。闭合S1、S2,断开S3,电压表示数为U1;闭合S1、S3,断开S2,电压表示数为U2,则_________。
【答案】 ①. 串 ②. 2∶1
【解析】
【详解】[1]闭合S1,断开S2、S3,灯L1、L2串联,电压表没有接入电路。
[2]闭合S1、S2,断开S3,灯L1、L2串联,灯L1、L2串联,电压表测量电源电压,即电源电压为U1;闭合S1、S3,断开S2,灯L1、L2串联,电压表测量L2两端的电压,又两灯完全相同,则L1和L2两端电压相等,根据串联电路的总电压等于各用电器两端的电压之和,则
7.(2020·福建)如图所示电路,电源电压为3V,R1、R2、R3,阻值均为10Ω,闭合开关S,电压表示数为______V,电流表示数为______A。
【答案】 ①. 3 ②. 0.6
【解析】
【详解】[1][2]由电路图可知,R1、R2和R3并联,电压表测电源电压,则电压表的示数为3V;电流表测R2和R3的电流之和,通过R2和R3的电流相等,即
I====0.3A
故电流表的示数为0.6A。
8.(2024·福建)探究电流与电压、电阻的关系,器材有:电源(恒为4V)、电压表(0~3V)、电流表(0~0.6A)、电阻R(、、)、滑动变阻器()、开关、导线若干。
(1)用笔画线代替导线将图甲的实物电路连接完整。____闭合开关前,将滑动变阻器滑片P移到最______端,起到______的作用。
(2)闭合开关,电流表示数为零,电压表示数等于电源电压,经检查电表完好,则电路故障可能是______。排除故障,继续实验。
(3)探究电流与电压的关系,实验数据如表,其中第3次实验的电压表示数如图乙所示,为______V。分析数据可得:电阻不变时,电流跟电压成______。实验中所选的电阻阻值为______。
序号
电压U/V
电流I/A
1
1.0
0.20
2
1.5
0.30
3
0.40
(4)探究电流与电阻的关系,将电阻接入电路,记录电流表示数为0.3A;将电阻更换为,移动滑片直至电压表示数为______V,记录电流表示数;再将电阻更换为,发现无法完成实验。从本实验可行性与安全性考虑,应控制电阻两端的电压范围为______。
【答案】 ①. ②. 左 ③. 保护电路 ④. 电阻R断路 ⑤. 2.0 ⑥. 正比 ⑦. 5 ⑧. 1.5 ⑨. 2V~3V
【解析】
【详解】(1)[1]变阻器接入电路时,要选择一上一下接线柱,如图所示:
[2][3]为保护电路,闭合开关前,滑动变阻器滑片要移至阻值最大处,即最左端。
(2)[4]闭合开关,电流表示数为零,则故障可能是断路;电压表示数等于电源电压,说明电压表与电源连通,则故障位置是与电压表并联的部分,即定值电阻R断路。
(3)[5]如图乙所示,电压表用的小量程,分度值为0.1V,则电压表示数为2.0V。
[6]分析表格中数据可知,电压增大几倍,电流也增大几倍,故得结论电阻不变时,电流跟电压成正比。
[7]实验中所选的电阻阻值为
(4)[8]探究电流与电阻的关系,要控制电阻两端电压一定;当5Ω定值电阻接入时,电流表示数为0.3A,则此实验不变的电压值为
[9]根据串联电路分压规律可知
即若方程左边为一定值,故右边也为一定值,当变阻器连入电路的电阻最大时,此时对应的定值电阻应最大,此时有
解得电阻两端电压
UV=2V
为最小分压;
当电流最大时,即I为0.6A时,电路中电阻最小,定值电阻两端电压最大
UVmax=0.6A×5Ω=3V
应控制电阻两端的电压范围为2V~3V。
9.(2023·福建)学校“水培种植小屋”的蔬菜适宜生长的温度在10~30℃之间,项目式学习小组利用热敏电阻和电阻箱设计温度报警电路,电阻箱是可以调节并显示阻值的变阻器。
(1)利用图甲所示电路探究热敏电阻Rt阻值随环境温度t变化的规律;
①根据图甲,用笔画线表示导线,将图乙中的实物电路连接完整_________;
②连接电路的过程中,应将开关________,将电阻箱的阻值调至最大,起到__________的作用;
③将热敏电阻置于0℃的环境中,闭合S1、断开S2,记录电流表示数I0,然后_________(描述开关状态),调节电阻箱R0直至电流表示数为__________,此时Rt=R0;
④将热敏电阻Rt置于不同温度的环境中,重复步骤③,测得的数据如下表:
温度t/℃
0
10
20
30
40
阻值Rt/Ω
2800
1800
1200
800
600
分析数据可得:热敏电阻的阻值随温度的升高而________;
(2)根据上述探究结果,设计报警电路。
实验器材:电源(恒为12V)、热敏电阻Rt、电阻箱R0(0~9999Ω)、数字电压表(U≥7.2V时报警)、数字电流表(I≥6mA时报警)、开关一个、导线若干。
设计要求:小屋温度t≥30℃或t≤10℃时都有一个电表报警。
①虚线框中的电路图是学习小组设计的报警电路,但它不能完全满足要求,请你根据设计要求将电路图补画完整________;
②设计的电路中,电阻箱R0应调为_________Ω。当温度降低到10℃时电路报警,此时电流表的示数为_________mA。
【答案】 ①. ②. 断开 ③. 保护电路 ④. 断开S1、闭合S2 ⑤. I0 ⑥. 减小 ⑦. ⑧. 1200 ⑨. 4
【解析】
【详解】(1)①[1]由图甲可知,Rt与R0并联,开关S1控制Rt,开关S2控制R0,电流表测干路电流,电路连接如下图所示
②[2][3]连接电路时,为了保护电路,应将开关断开,同时将电阻箱的阻值调至最大。
③[4][5]在实验过程中,当流过热敏电阻的电流等于流过电阻箱的电流时,由欧姆定律可得,此时热敏电阻的阻值等于电阻箱的阻值,故可知此时应断开S1、闭合S2,调节电阻箱R0直至电流表示数为I0,则此时热敏电阻的阻值等于电阻箱的示数。
④[6]由表中数据可知,热敏电阻的阻值随温度的升高而减小。
(2)①[7]由图中可知,此时Rt与R0串联,当温度过高时,此时Rt的阻值减小,电路中电流增大,会触发报警,但温度过低时不会触发报警,由串联电路电阻等比例分压可知,此时应将电压表并联在Rt两端进行改进,电路连接如下图所示
②[8][9]由题意可知,当温度降低到10℃时电路报警,此时Rt两端电压为Ut=7.2V,此时Rt的阻值为Rt=1800Ω,由欧姆定律可得,此时电路中电流为
由串联电路的电压规律可得,此时电阻箱两端电压为
U0=U-Ut=12V-7.2V=4.8V
故由欧姆定律可得,此时电阻箱的阻值为
10.(2022·福建)小华用如图甲所示电路,测量标有“2.5V”字样小灯泡的电阻,现有器材:电源(3V)、电流表、电压表、滑动变阻器(20Ω,2A)、开关、导线若干。
(1)根据图甲,用笔画线表示导线,将图乙中的实物图连接完整______;
(2)闭合开关前,滑动变阻器滑片P应调至______端。
(3)闭合开关,移动滑片P,发现灯泡始终不亮,电流表示数为零,电压表示数等于电源电压,可判断故障是______;
(4)排除故障后进行实验。移动滑片P,当电压表示数为2.2V时,电流表示数如图甲,为______A,此时小灯泡的电阻为______Ω(结果保留一位小数);
(5)根据实验数据,分别画出小灯泡和滑动变阻器的I-U图像,如图乙。根据图像可知:小灯泡两端电压越大,电阻越______;当滑动变阻器电阻与小灯泡电阻相等时,小灯泡消耗的功率是______W;
(6)小华发现无论如何移动滑片,小灯泡两端的电压都无法调到0.5V。现增加一个阻值为20Ω的定值电阻R和一个开关,对原电路进行改进,使小灯泡两端电压能在0.5~3.0V之间变化,测出小灯泡在不同电压下的电阻。请在虚线框中画出电路图,要求电路连接后不再拆接______。
【答案】 ①. ②. 右 ③. 小灯泡断路 ④. 0.24 ⑤. 9.2 ⑥. 大 ⑦. 0.3 ⑧.
【解析】
【详解】(1)[1]小灯泡的额定电压是2.5V,电压表选择0~3V的量程,电压表和灯泡并联,滑动变阻器一上一下串联接入电路,如图所示
(2)[2]为保护电路,连接电路时,滑动变阻器滑片P应调至阻值最大处,即最右端。
(3)[3]闭合开关,移动滑片P,发现灯泡始终不亮,电流表示数为零,说明电路中出现断路,电压表示数等于电源电压,可能小灯泡断路。
(4)[4]由图甲可知,电流表的量程是0~0.6A,分度值是0.02A,电流表的示数是0.24A。
[5]此时小灯泡的电阻为
(5)[6]如图所示
滑动变阻器的滑片向左移动,变阻器连入电路的电阻变小,电路的总电阻变小,由可知电路中的电流变大,由U=IR可知,灯泡两端的电压变大,由串联电路电压的规律可知变阻器两端的电压变小,图像A是灯泡的I-U图像,图像B是滑动变阻器的I-U图像,灯泡的电压分别为1.0V、1.5V、2.5V,对应的电流分别为0.16A、0.2A、0.25A,电阻分别为
所以小灯泡两端电压越大,电阻越大。
[7]由图乙可知,当滑动变阻器电阻与小灯泡电阻相等时,灯泡两端的电压是1.5V,通过灯泡的电流是0.2A,小灯泡消耗的功率
PL=ULIL=1.5V×0.2A=0.3W
(6)[8]小华发现无论如何移动滑片,小灯泡两端的电压都无法调到0.5V,说明变阻器的最大阻值较小,由串联分压可知,在电路中串联一个阻值为20Ω的定值电阻R,电源电压是3.0V,为了使小灯泡两端的电压是3.0V,将开关S1并联在电阻R两端,闭合开关S1将R短路,变阻器的滑片移动阻值最小处,此时只有灯泡的简单电路,灯泡两端的电压等于电源电压,即灯泡两端的电压是3.0V,如图所示
11.(2021·福建)如图甲是“探究电流与电阻的关系”的实验电路图,实验器材有:电源(输出电压为6V)、电流表、电压表、滑动变阻器和开关各一个,定值电阻5个(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25 Ω)和导线若干。
(1)连接电路,闭合开关,电流表指针偏到零刻度线左边,如图乙,原因是______;
(2)正确连接电路,用上述5个定值电阻进行实验得到5组数据,作出电流与电阻的关系图象如图丙、实验中定值电阻两端的电压保持______V,滑动变阻器的最大阻值应不小于______Ω;
(3)为了更直观地表示电压不变时电流与电阻的关系,可以改变横坐标,处理数据后画出电流I与______的关系图线。
【答案】 ①. 电流表正负接线柱接反 ②. 2 ③. 50 ④. 电阻R的倒数
【解析】
【分析】
【详解】(1)[1]由乙图可知,电流表指针反向偏转,说明电流表的正负接线柱接反了。
(2)[2]由图可知,当所用定值电阻的阻值为5Ω时,电流为0.4A,定值电阻两端的电压为
[3]完成实验中,电路中最小电流为
此时滑动变阻器的电阻为
(3)[4]在电压一定时,电流和电阻成反比,电流和电阻的倒数成正比,其图像是经过远点的一条倾斜的直线,所以为了更直观地表示电压不变时电流与电阻的关系,可以画出电流I与电阻R的倒数的图像。
12.(2021·福建)用两节干电池、两个开关、一个电压表、一只阻值为20 Ω的定值电阻R0,导线若干,测量未知电阻Rx的阻值,电路实物图如图甲所示。
(1)用笔画线代替导线将图甲中的电压表接在R0两端______;
(2)正确连接电路,闭合开关S1和S。电压表示数如图乙,为______V;
(3)断开S1,闭合S,电压表示数为1.4 V,则Rx=______Ω;
(4)若没有电压表,只有一个电流表,其余元件不变,设计并在方框内丽出测量Rx阻值的电路图______(要求电路连接后不能再拆接)。
【答案】 ①. ②. 2.8 ③. 20 ④.
【解析】
【分析】
【详解】(1)[1]电压表接入电路使用时,应并联在被测用电器两端,且电流要从电压表的“+”接线柱流进,“—”接线柱流出。该电源由两节干电池组成,所以电压表选0~3V量程接入电路,如图所示:
(2)[2]电压表所选量程为0~3V,分度值为0.1V,读出其读数为2.8V。
(3)[3]闭合开关S1和S,电路中只有R0接入电路,电压表测电源电压U=2.8V;断开S1,闭合S,R0和Rx串联接入电路,电压表测R0两端电压U0=1.4V,此时电路中电流
Rx两端电压
Rx的电阻
(4)[4]用电流表测流过R0的电流,计算出R0两端电压,将未知电阻Rx与R0并联,因为并联电路各支路两端电压都相等。设计如图所示电路:
13.(2024·福建)小闽为学校的陶器烧制炉加装一个自制的可控制温度的装置,其简化的工作电路图如图。R1、R2是炉内加热电阻,R1阻值为44Ω,R是变阻器,R0是电磁铁线圈电阻。温差电源的热点探头放在炉内,冷点探头放在20℃的恒温箱中。烧制炉接入220V的电路中,闭合开关S1、S2,衔铁与触点A接触,烧制炉处于加热状态;当电磁铁线圈中的电流达到0.01A时,衔铁被吸下与触点B接触,烧制炉进入保温状态,保温功率为200W。测试时,第一次调节R的阻值为1Ω,当烧制炉刚进入保温状态时,测得炉内温度t为400℃;第二次调节R的阻值为4Ω,当烧制炉刚进入保温状态时,测得炉内温度t为1000℃。求:
(1)烧制炉处于加热状态时,通过R1的电流。
(2)烧制炉处于保温状态时,R2的阻值。
(3)温差电源提供的电压与两探头间的温度差成正比,为便于设置烧制炉的保温温度t,写出R与t关系的表达式。
【答案】(1)5A;(2)198Ω;(3)
【解析】
【详解】解:(1)烧制炉加热状态时,加热电路中只有R1工作,通过R1的电流
(2)烧制炉保温状态时,R1与R2串联,根据可知,总电阻
R2阻值
(3)温差电源提供的电压与两探头间的温度差成正比,即,且根据欧姆定律有,则有,冷点探头温度,保温时电磁铁线圈的电流
第一次测试:变阻器电阻,炉内温度,则有
第二次测试:变阻器电阻,炉内温度,则有
代入数据,解得:电磁铁线圈电阻 温差电源提供的电压与两探头间的温度差的比值 ,则R与t关系的表达式为
14.(2023·福建)下图是某暖手宝的工作原理图,电源电压恒为6V,电阻R1为10Ω,闭合开关S,电路的总电流为1A,求:
(1)通过R1的电流;
(2)电阻R2的阻值;
(3)电路消耗的总电功率。
【答案】(1)0.6A;(2)15Ω;(3)6W
【解析】
【详解】解:(1)由电路图可知,R1和R2并联,由欧姆定律可得,通过R1的电流为
(2)由并联电路的电流规律可得,通过R2的电流为
I2=I-I1=1A-0.6A=0.4A
故由欧姆定律可得,电阻R2的阻值为
(3)由P=UI可得,电路消耗的总电功率为
P=UI=6V×1A=6W
答:(1)通过R1的电流为0.6A;
(2)电阻R2的阻值为15Ω;
(3)电路消耗的总电功率为6W。
15.(2022·福建)如图是一款摄像机自主启动装置的简化电路图,电源电压恒为12V,RP是红外线探测电阻,R是定值电阻,阻值为8Ω。当R两端的电压达到8V时,摄像机自主启动拍摄。求:
(1)电路中的电流;
(2)RP的阻值。
【答案】(1)1A;(2)4Ω
【解析】
【详解】解:(1)根据得,电路中的电流
(2)两端的电压
的阻值
答:(1)电路中的电流是1A;
(2)RP的阻值是4Ω。
16.(2024·南安市四校联盟中考模拟)如图所示电路,闭合开关S、S1后,以下说法正确的是( )
A. 灯L1、L2串联 B. 电流表A1和A2示数相等
C. 断开S1后,电流表A1示数变小 D. 断开S1后,电流表A2示数变小
【答案】D
【解析】
【分析】电路元件的连接有串联和并联两种方式:由于串联电路只有一条电流路径,流过一个元件的电流同时流过另一个元件,因此各元件相互影响;而并联电路中有多条支路,所以各元件独立工作、互不影响,据此判断两灯泡的连接方式,再根据电流表与被测电路元件串联判断测量的电路元件,根据并联电路中各支路独立工作、互不影响可知,开关S1断开时电流表A2的示数变化。
【详解】A.由图知,闭合开关S、S1后,A1、L1在同一支路上,L2 、S1在一个支路上,所以L1与L2并联,故A错误;
B.A1支路上测L1的电流, A2测干路电流,则电流表A1的示数小于A2示数,故B错误;
CD.当开关S1断开时,L2所在支路断路,电流变为0,由并联电路的特点可知,L1所在支路的电流不受影响,即电流表A1示数不变,而干路电流变小,因此电流表A2的示数变小,故C错误、D正确。
故选D。
17.(2024·厦门市部分学校联盟初中毕业班质量检测)如图所示的电路中,闭合开关后,电压表有示数、电流表指针几乎不动。关于电路故障分析正确的是( )
A. 灯泡L1短路 B. 电流表接触不良
C. 开关处短路 D. 灯泡L2断路
【答案】D
【解析】
【详解】A.灯泡L1短路时,其它元件能正常工作。此时L2单独接入电路,电压表测L2两端电压,电流表测通过L2电流,电流表指针指示是正常的,故A错误;
B.电流表接触不良时,整个电路断路,电压表、电流表都无示数,故B错误;
C.开关处短路时,其它元件能正常工作。此时L1、L2串联,电压表测L2两端电压,电流表测通过L1、L2电流,电流表指针指示是正常的,故C错误;
D.当灯泡L2断路时,L1、电压表、电流表和电源串联在一起,形成闭合回路。由于电压表(看做用电器)阻值非常大,而灯泡和电流表(看做用电器)阻值相对较小。根据串联电路电压特征,电压表有示数,且几乎等于电源电压;由于电压表阻值非常大,造成电流表示数非常小,指针几乎不动,故D正确。
故选D。
18. (2024·福州十六中中考模拟)将一根细金属丝置入柔性塑料中,可以制成用来检测物体形变的器件应变片,其结构如图1所示。将它接入图2所示的电路,电源电压不变,R为定值电阻。闭合开关S,当应变片随被检测物体发生拉伸形变时,塑料中的金属丝会被拉长变细,导致电阻变大,则电路中的( )
A. 电压表和电流表示数都变大
B. 电压表示数变小,电流表示数变大
C. 电压表和电流表示数都变小
D. 电压表示数变大,电流表示数变小
【答案】D
【解析】
【详解】由于塑料中的金属丝会被拉长变细,导致电阻变大,则总电阻变大,又电源电压不变,可知电流变小,电流表示数变小,定值电阻R两端的电压变小,而应变片两端的电压变大,即电压表的示数变大。故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
19.(2024·福州市立志中学中考模拟)计算机鼠标内装有自动控制传感器,其工作原理电路如图所示。物体M在导轨上左右移动时,可带动与之相连的滑动变阻器滑片P左右移动,通过电压表示数变化可反映出物体M移动的距离。当物体M向左移动时( )
A. 电流表示数不变,电压表示数不变
B. 电流表示数变大,电压表示数变大
C. 电压表示数和电流表示数的比值变小
D. 电路的总电功率减小
【答案】C
【解析】
【详解】AB. 开关闭合,为定值电阻R的简单电路,电流表测通过R的电流,故电流表示数不变;电压表并联在R的左侧,当物体M向左移动时,电压表并联部分的电阻变小,故电压表示数变小,故AB不符合题意;
C.电压表示数和电流表示数的比值是电压表并联部分的电阻,当物体M向左移动时,电压表并联部分的电阻变小,故电压表示数和电流表示数的比值变小,故C符合题意;
D.电源电压不变,电路中电流不变,根据P=UI可知,电路的总电功率不变,故D不符合题意。
故选C。
20. (2024·福州市八县联考)在如图所示的电路中,电源电压保持不变,开关闭合后,有一个电表的指针没有发生偏转。移动滑动变阻器的滑片,此时观察到只有一个电表指针的位置在改变,则故障是( )
A. 变阻器短路 B. 电阻短路
C. 变阻器断路 D. 电阻断路
【答案】B
【解析】
【详解】.如果变阻器短路,电压表测电源的电压,电流表测电路中的电流,这与有一个电表的指针没有发生偏转不符,故A不符合题意;
B.电阻短路时,电压表被短路无示数,当移动滑片时,电路中的电阻发生改变,电路中的电流发生变化,即电流表指针的位置在改变,故B符合题意;
C.变阻器断路,电路断路,电压表和电流表均无示数,故C不符合题意;
D.电阻断路,电路断路,电流表无示数,电压表测电源的电压,当滑片移动时电压表的示数不变,故D不符合题意。
故选B。
21.(2024·福建市区联考)如题图甲所示的电路中,电源电压保持不变,为定值电阻,当滑动变阻器的滑片P从某点a点移到b点时,滑动变阻器的线如题图乙所示,则电源电压和定值电阻R1的阻值分别是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】当S闭合时,R1和R2串联,电压表测R2两端的电压,当滑动变阻器的滑片滑到a端时,由乙图可知,电压表示数为9V,电路中电流为0.3A,则电源电压
滑动变阻器滑片在b端时,由乙图可知,电压表示数为6V,电路中电流为0.4A,则电源电压
解得
R1=30Ω,U=18V
故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
22.(2024·福州一中中考模拟)参加全国青少年创新大赛,小华运用电学知识设计了一个电子身高测量仪,如图所示。其接入电路的电阻与接入电路的棒长成正比,金属杆cd和MP(右端P是滑片)与电路接触良好,电阻不计。当被测身高增加时,电压表的示数______,电流表的示数______。(选填“变大”、“变小”或“不变”)
【答案】 ①. 变大 ②. 变小
【解析】
【详解】[1][2]由电路图可知,定值电阻和滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端电压,电流表测电路中的电流,被测身高增加时,滑动变阻器电阻棒接入电路的长度增加,滑动变阻器接入电路的阻值变大,电路中的总电阻变大,根据可知,电路中的电流变小,即电流表的示数变小;根据可知,定值电阻两端的电压变小,因为串联电路中总电压等于各用电器电压之和,所以滑动变阻器两端的电压变大,即电压表的示数变大。
23.(2024·福州一中4月份适应性练习)如图所示,定值电阻。闭合开关S,将与对换位置,下列对电压表、和电流表A的示数分析正确的是( )
A. A的示数变大 B. 示数不变
C. 与A的示数比值变大 D. 与A的示数比值不变
【答案】B
【解析】
【详解】由图得,电阻R1、R2、R3串联,电压表V1测量R1与R2的总电压,电压表V2测量R2与R3的总电压,电流表测量电路电流;将与对换位置,电阻R1、R2、R3仍然串联,电压表V1测量R1与R2的总电压,电压表V1的示数不变,电压表V2测量R1与R3的总电压,电流表测量电路电流。
A.电路总电阻不变,电路电流不变,即电流表A示数不变,故A错误;
B. R1与R2的总电阻不变,分到的电压不变,示数不变,故B正确;
C.与A的示数比值为R1与R2的总电阻,保持不变,故C错误;
D.与A的示数比值由R2与R3的总电阻变为R1与R3的总电阻,依题意得
故
即与A的示数变大,故D错误。
故选B。
24.(2024·宁德市初三质量检测)如图所示,电源电压不变,灯丝的电阻不随温度改变。闭合开关S,并滑动变阻器滑片P从中点向右移动,下列分析正确的是( )
A. 灯泡的亮度变暗
B. 电压表V与电流表A1的示数比值保持不变
C. 电流表 A2与电流表 A1的示数差值保持不变
D. 电流表 A2的示数变化量大于电流表 A1的示数变化量
【答案】C
【解析】
【详解】由题图可知,变阻器和灯泡并联,电流表A1串联在变阻器所在的支路上,测的是通过变阻器的电流,电流表A2在干路上,测的是电路总电流,电压表并联在变阻器的两端,测的是变阻器的两端电压。
A.滑片P从中点向右移动的过程中,由于灯泡和变阻器并联,根据并联电路的特点可知,灯泡的两端电压等于电源电压,灯丝的电阻不变,根据欧姆定律可知,通过灯泡的电流不变,因此灯泡的亮度不变,故A错误;
B.电压表V与电流表A1的示数比值即为变阻器接入电路的电阻,滑片P从中点向右移动的过程中,变阻器接入电路的电阻变大,所以电压表V与电流表A1的示数比值变大,故B错误;
C.根据并联电路的电流特点可知,电流表 A2与电流表 A1的示数差值为通过灯泡的电流,根据A选项分析可知,通过灯泡的电流不变,所以电流表 A2与电流表 A1的示数差值保持不变,故C正确;
D.根据并联电路的电流特点可知,干路上的电流等于各支路电流之和,由于通过灯泡的电流不变,所以干路上的电流变化量等于通过变阻器的电流变化量,即电流表 A2的示数变化量等于电流表 A1的示数变化量,故D错误。
故选C。
25.(2024·南平市中考模拟)如图将甲、乙两个滑动变阻器串联在电路中,它们的滑片P甲、P乙左右移动时,下列说法中正确的是( )
A. P甲移到a端,P乙移到c端,电路将短路
B. P甲移到b端,P乙移到d端,电路将短路
C. P甲移到b端,P乙移到d端,电流表的示数最小
D. P甲移到b端,P乙移到c端,电流表的示数最小
【答案】D
【解析】
【详解】A.P甲移到a端,P乙移到c端,甲滑动变阻器接入电路的电阻为零,乙滑动变阻器接入电路的电阻最大,电路没有短路,故A错误;
BC.P甲移到b端,P乙移到d端,甲滑动变阻器接入电路的电阻最大,乙滑动变阻器接入电路的电阻为零,电路没有短路,此时电路的总电阻不是最大,所以电流表的示数不是最小,故BC错误;
D.P甲移到b端,P乙移到c端,甲、乙两个滑动变阻器接入电路的电阻均最大,电路总电阻最大,电流表的示数最小,故D正确。
故选D。
26. (2024·漳州市四校联考)如图所示的电路中,电源两端电压为4.5V保持不变.滑动变阻器R1上标有“20Ω 1A”字样.定值电阻R2=5Ω.电压表的最大测量值3V;电流表的最大测量值0.6A.开关S闭合后.如果要求电压表和电流表的示数均不超过各自的最大测量值,则滑动变阻器接入电路电阻值的变化范围是
A. 0﹣20Ω B. 10﹣20Ω C. 5﹣10Ω D. 2.5﹣10Ω
【答案】D
【解析】
【分析】由电路图可知,滑动变阻器R1与定值电阻R2串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流.
当电流表的示数最大时R1接入电路中的电阻最小,根据欧姆定律求出电路中的总电阻,利用电阻的串联求出接入电路中的最小阻值;
当电压表的示数最大时R1接入电路中的电阻最大,根据串联电路的电压特点求出R2两端的电压,根据串联电路的电流特点和欧姆定律得出等式即可求出接入电路中的最大阻值,进一步得出答案.
【详解】由电路图可知,滑动变阻器R1与定值电阻R2串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流.
当电流表的示数I大=0.6A时,R1接入电路中的电阻最小,
由可得,电路中的总电阻:
,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,滑动变阻器接入电路中的最小阻值:
,故ABC错误;
当电压表示数U1=3V时,R1接入电路中的电阻最大,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,R2两端的电压:,
因串联电路中各处的电流相等,所以,电路中的电流:,
即:
解得:.
所以,滑动变阻器接入电路电阻值的变化范围是2.5Ω~10Ω,故D正确.
故选D.
27.(2024·厦门市中考三模)图是红外线测温仪原理示意图,R是热敏电阻,其阻值随温度的升高而均匀减小,定值电阻为保护电阻。下列分析正确的是( )
A. 显示仪可以由电流表替代 B. 测较高温度时,显示仪的示数减小
C. 减小,可增大测温仪最大测量值 D. 显示仪的刻度值是均匀的
【答案】C
【解析】
【详解】A.电流表与用电器串联,电压表与用电器并联,图中显示仪与用电器并联,显示仪是由电压表改装成的,故A错误;
B.热敏电阻R与定值电阻R0串联,串联电路中电阻越大,分到的电压越多。热敏电阻R的阻值随温度的升高而减小,测较高温度时,热敏电阻R分到的电压变小,根据串联电路电压规律:各用电器两端电压之和等于总电压。因此,R0两端的电压较大,即显示仪的示数变大,故B错误;
C.测温仪最大测量值(即电压表的最大示数)一定,由串联电路中总电压等于各分电压之和可知,此时热敏电阻两端的电压也一定,当R0的阻值减小时,电路中的电流变大,由可知,热敏电阻R的阻值变小,热敏电阻的温度升高,增大了测温仪的最大测量值,故C正确;
D.由题意可得,R是热敏电阻,其阻值随温度的升高而均匀减小,而R0为定值电阻,结合欧姆定律可得,电路中电压一定时,有,热敏电阻均匀增大时,电压表示数并不是均匀增大的,故D错误。
故选C。
28.(2024·南平市中考模拟)如图甲所示,电源电压保持不变,R1、R2均为定值电阻,R为变阻器。闭合开关S,改变R的阻值,两电压表示数与电流表示数变化关系如图乙,则定值电阻R1的阻值______Ω,电源电压______V。
【答案】 ①. 1 ②. 12
【解析】
【详解】[1]由图甲可知三个电阻串联,由图乙可知电流表示数变大,当两电压表示数相等时,变阻器接入电路阻值为零,此时电路中电流为4A,所以R1的阻值为
R2的阻值为
[2]由图乙知当电路中电流为1A时,三个电阻串联,V1测R1和R的总电压,由题可知R2的阻值为
因为,所以
解得U=12V。
29.(2024·福州市中考三模)如图所示的电路,电源电压恒定。闭合开关S,电流表指针不发生偏转,电路中仅有一处故障,且只发生在或上。小文在______两点间并联一个检测小灯,连接好后闭合开关S,观察到电流表示数为0,检测小灯不发光,则故障为______。
【答案】 ①. MN ②. R2断路
【解析】
【详解】[1][2]闭合开关S,电流表指针不发生偏转,可能电路断路;
在MN两点间并联一个检测小灯L,闭合开关S,①如果R1断路,灯泡发光,电流表有示数;②如果R2断路,灯泡不发光,电流表没有示数;
若在NQ两点间并联一个检测小灯L,①如果R1断路,灯泡不发光,电流表没有示数;②如果R2断路,灯泡发光,电流表有示数。
30.(2024·福州市屏东中学中考模拟)小聪同学利用所学物理知识设计了一个简易的测距仪,其电路如图所示。电源电压不变,R是一根粗细均匀的电阻丝,其每厘米长的阻值为。当左右滑动导轨上的物体M时,与之相连的金属滑片P移动,电压表的示数可反映物体M被移动的距离。开始测量前,他将金属滑片P置于电阻丝的中点,闭合开关S后,电压表和电流表的示数分别为和。当向右滑动物体M时,电流表的示数________(选填“变大”“变小”或“不变”);当电压表的示数为时,物体M被向右移动了________cm。
【答案】 ①. 不变 ②. 5
【解析】
【详解】由图得,变阻器的最大电阻接入电路中,电压表测量变阻器左部分的电压,电流表测量电路电流。
[1]滑片移动过程中,电路电阻不变,电路电流不变,则电流表示数不变。
[2]开始测量前,他将金属滑片P置于电阻丝的中点,闭合开关S后,电压表和电流表的示数分别为和,由欧姆定律得,与电压表并联的变阻器的电阻为
变阻器的最大电阻为
串联电路电流处处相等,由欧姆定律得,电流相同时,电阻的电压与电阻的比值不变,则
则
则物体M被向右移动的距离为
31.(2024·厦门市部分学校联盟初中毕业班质量检测)如图所示是小壮同学连接的实物电路。当只闭合时,灯________(选填“”、“”或“和”)工作。将开关、均闭合后,因灯丝烧断而熄灭,则_________(选填“能”或“不能”)发光。更换元件后,若将电源正极与连接的导线A端接到B处,两灯泡_________烧坏(选填“会”或“不会”)。
【答案】 ①. L1 ②. 能 ③. 不会
【解析】
【详解】[1]当只闭合时,灯L2断路,电路为L1简单电路,灯L1工作。
[2]将开关、均闭合后,两灯并联,两灯的工作互不影响,因灯丝烧断而熄灭,则能发光。
[3]更换元件后,若将电源正极与连接的导线A端接到B处,则L1被短路,电路为L2的简单电路,两灯泡不会烧坏。
32.(2024·福建中考模拟)如图所示,电源电压保持不变,定值电阻。当开关S、S1均闭合时,电压表的示数为6V,电路消耗的功率为P;当开关S闭合、断开时,电压表的示数是4V,电路消耗的功率为P',则电源电压为_______V, =_____
【答案】 ①. 6 ②. 3:2
【解析】
【详解】[1]由电路图知,开关都闭合时,电路中只有R1工作,R2被短路,电压表测电源电压,示数为6V,则电源电压为6V。
[2]当开关S闭合,S1断开时,两个电阻串联在电路中,电压表测R1两端的电压,示数为4V,则R2两端的电压
U2=U-U1=6V-4V=2V
据串联电路的分压特点有
R1:10Ω=4V:2V
解得R1=20Ω。据得
33.(2024·泉州一中中考模拟)如图所示的电路,电源电压不变,为电阻箱,定值电阻的阻值为。闭合开关、,断开开关,移动滑动变阻器的滑片,此时电压表示数为;断开开关,保持滑动变阻器滑片的位置不变,调节电阻箱的阻值为,闭合开关、,断开开关,此时电压表示数为。则电源电压为_________V,滑动变阻器接入电路的阻值为_________。
【答案】 ①. 6 ②. 20
【解析】
【详解】闭合开关S、S1,断开开关S2时,定值电阻R与滑动变阻器串联,电压表测R两端的电压,因串联电路中各处的电流相等,所以,电路中的电流
因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,电源的电压
……①
断开开关S,保持滑动变阻器滑片P的位置不变,调节电阻箱R′的阻值为20Ω,闭合开关S、S2,断开开关S1时,电阻箱R′与滑动变阻器串联,电压表测R′两端的电压,此时电路中的电流
电源的电压
……②
因电源的电压不变,所以
即
……③
因滑动变阻器接入电路中的电阻不变,所以
解得:滑动变阻器接入电路的电阻,代入①式可得,电源的电压。
34.(2024·泉州五中中考模拟)如图所示,AB、CD为两根平行且均匀的相同电阻丝,直导线EF可以在AB、CD上滑行并保持与AB垂直,EF与AB、CD接触良好。B、D之间的电压U保持不变,A、C之间接一个理想电压表,当EF处于图中位置时,电压表示数为6V,此示数是图中__________部分电阻丝的两端电压。如将EF由图中位置向左移动一段距离后,电压表示数变为5V,若将EF由图中位置向右移动一段相同距离后,电压表示数将变为__________V。
【答案】 ①. EF ②. 7.5
【解析】
【详解】[1]由图可知,电压表测EF部分电阻丝两端的电压。
[2]设
直导线EF的电阻为R,则在如图所示位置时电源电压为
①
当EF由图中位置向左移动一段距离后,电源电压为
②
当EF由图中位置向右移动一段距离后,电源电压为
③
由①得
由②得,将结果代入③可得
35.(2024·厦门市中考三模)某个班级将同学分成若干实验小组利用如图甲所示的实验装置进行“测量定值电阻阻值”的实验。
(1)连接电路时,开关应处于______状态;将滑动变阻器的滑片移至______端;
(2)实验时,将滑动变阻器的滑片P移到某一位置处,电压表示数为1.8V,电流表指针位置如图乙所示,为______A,此时,定值电阻的阻值为______Ω;
(3)闭合开关发现电流表无示数,电压表示数接近电源电压,移动滑动变阻器的滑片P,电流表、电压表示数均无变化,则故障可能是定值电阻______;
(4)实验过程中,另一实验小组的同学的电流表损坏,请你帮助他们设计出一个电路图并完成下列实验步骤:(已知滑动变阻器最大阻值为)
①电路图设计:____
②将滑动变阻器的滑片P移至左端时,电压表示数为;
③将滑动变阻器的滑片P移至右端时,电压表示数为;
④待测电阻表达式:______。
【答案】 ①. 断开 ②. 右 ③. 0.18 ④. 10 ⑤. 断路 ⑥. ⑦.
【解析】
【详解】(1)[1][2]为保护电路安全,在连接电路前,开关要断开。闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移至阻值最大处,即最右端。
(2)[3][4]由图乙可知,电流表量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.18A,定值电阻的阻值为
(3)[5]闭合开关,发现电流表没有示数,说明电路可能断路;电压表示数接近电源电压,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的支路以外的电路是完好的,则与电压表并联的电路断路了,所以电路发生故障的原因可能是定值电阻R断路。
(4)①[6]在电流表不能使用时,可以把已知滑动变阻器最大阻值为R0串联到电路中,电压表测量被测电阻两端的电压,滑动变阻器接入电路的电阻最大和最小时,用电压表分别测量待测电阻两端的电压,由串联电路电流的规律和欧姆定律得到被测电阻的阻值,实验方案电路图如图所示:
④[7]将滑动变阻器的滑片P移至左端时,用电压表测出电源两端的电压U1;将滑动变阻器的滑片移到最右端,用电压表测出待测电阻两端的电压U2;因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以滑动变阻器的最大阻值为R0时两端的电压为
U0=U1-U2
因串联电路中各处的电流相等,则有
36.(2024·厦门市思明区中考模拟)利用图所示电路探究“电流与电阻的关系”,电源电压恒为6V,定值电阻R(阻值10Ω、20Ω、40Ω),滑动变阻器R'(10Ω 2A)。
序号
电阻R/Ω
电流I/A
1
10
0.40
2
20
0.20
3
40
0.12
(1)用笔画线代替导线将图电路连接完整。要求:滑动变阻器的滑片P向左移动时,电路中电流变大,导线不得交叉_______;
(2)连接电路时开关应_______;
(3)将滑片P移至最大阻值处,闭合开关,发现电流表有示数,电压表无示数,移动滑片,电流表示数变化,电压表仍无示数,则故障可能是_______;
(4)排除故障,继续实验,所得数据记录于表格中,小明分析数据时发现部分实验数据出现明显错误,错误是序号为_______的实验,若测量时电流表读数无误,则错误的原因是_______;
(5)要正确完成实验,可调节电源电压U至_______V~_______V范围。
【答案】 ①. ②. 断开 ③. 电阻R短路 ④. 3 ⑤. 更换为40Ω的电阻后,没有移动滑片控制电阻两端的电压不变 ⑥. 4 ⑦. 5
【解析】
【详解】(1)[1]探究“电流与电阻的关系”的实验中,滑动变阻器应串联接入电路,由于要求“滑片P向左移动时,电路中电流变大”,所以滑片向左移动,滑动变阻器接入阻值变小,所以滑动变阻器接右下接线柱与电阻R右端接线柱相连,如下图所示:
(2)[2]为了保护电路,在连接电路时开关应断开。
(3)[3]将滑片P移至最大阻值处,闭合开关,发现电流表有示数,说明电路是通路,电压表无示数,移动滑片,电流表示数变化,电压表仍无示数,说明故障可能是电阻R短路。
(4)[4][5]探究“电流与电阻的关系”的实验中,应控制电阻两端的电压一定,由表中数据有
U=IR=0.40A×10Ω=0.20A×20Ω≠0.12A×40Ω
所以错误是序号为3的实验,若测量时电流表读数无误,错误的原因是可能是更换为40Ω的电阻后,没有移动滑片控制电阻两端的电压不变。
(5)[6][7]为使所有电阻都能在电压表的示数为4V时用所给的滑动变阻器完成实验,电源电压最小为4V,此时滑动变阻器调到0时,电压表示数均为4V;当40Ω的电阻接入电路电压表示数能为4V时,且将滑动变阻器调到最大阻值10Ω时,电源电压最大,根据串联电路用电器两端的与用电器的阻值成正比,滑动变阻器两端电压为1V,此时电源电压为
U=U定+U滑=4V+1V=5V
所以电源电压的取值范围是4~5V。
37.(2024·厦门一中中考模拟)小萍与小南用电源(恒为3V)滑动变阻器(0~20Ω),测量未知电阻Rx的阻值。
(1)请你用笔画线代替导线,根据图甲将乙连接完整______;
(2)小萍闭合开关,移动滑动变阻器的滑片至某一位置,当电压表示数为2.7V时,电流表示数为0.25A,测得未知电阻Rx=______Ω。实验中小萍通过移动滑片位置得到多组实验数据计算出Rx的平均值,这样做是为了______;
(3)小南用该电路测量另一个待测电阻R1,闭合开关,他观察到电流表的示数很小,电压表的示数接近3V,移动滑动变阻器的滑片,两表示数无明显变化,这是因为R1的阻值太______(填“大”或“小”);
(4)小南用等效替代法测量其阻值,用电阻箱(0~9999Ω)代替待测电阻R1,调节电阻箱的阻值为500Ω时,电压表的示数接近3V,电流表示数很小,仍测不出待测电阻。讨论后,改用电阻箱(0~9999Ω)代替______,将电阻箱的阻值调为500Ω时,电压表的示数为2V,小南通过计算得出待测电阻R1=______Ω。
【答案】 ①. ②. 10.8 ③. 减小误差 ④. 大 ⑤. 滑动变阻器 ⑥. 1000
【解析】
【详解】(1)[1]由电路图可知,滑动变阻器与定值电阻串联,电压表并联在定值电阻两端,且按照滑动变阻器“一上一下”的接法,实物图应该连接滑动变阻器的上端定值电阻的右端,如图所示:
(2)[2]根据欧姆定律可知,未知电阻
[3]实验中存在偶然性,为了减小实验误差,需要多次测量取平均值。
(3)[4]闭合开关发现电流表示数很小,说明电路的总电阻很大,电压表的示数接近电源电压3V,定值电阻分得的电压很大,移动滑动变阻器的滑片,两表示数变化不大,故未知电阻的阻值太大。
(4)[5]用电阻箱代替待测电阻,此时电阻箱与滑动变阻器串联,电压表测电阻箱两端电压,根据串联分压原理可知,当电阻箱的示数和待测电阻的阻值相同时,电压表示数与原来相同,电阻箱的阻值就等于待测电阻的阻值,而实验中电压表的示数接近于电源电压3V,不能确保电压表的示数不变,所以电阻箱的电阻值就不等于待测电阻的阻值,即仍测不出待测电阻。所以为了测出待测电阻,应该用电阻箱代替滑动变阻器。
[6]此时电阻箱与待测电阻串联,电压表测量待测电阻的电压,将电阻箱的阻值调为500Ω时,电压表的示数为2V,根据串联分压作用可知,有如下关系
则待测电阻的阻值为
38.(2024·南平市中考模拟)小萍用图甲所示的实验器材来研究调光台灯的工作原理,并连接实验电路。
(1) 连接电路之前,应该先将开关______,连接完成实验电路,检查无误后将滑动变阻器滑片移到______端;
(2) 闭合开关,发现小灯泡不亮。小萍想:是不是电路中某处发生了断路?要检验实验电路是否发生断路最简单的操作是:______,观察小灯泡发光情况;
(3)小萍为了测灯泡电流,将导线a、b分别与标有“-”和“3”的接线柱相连时,电流表指针偏转情况如图乙,此时电流是从导线______(填“a”或“b”)流入电流表。小萍及时纠正错误,检查电路连接无误后,闭合开关,电流表指针如图丙所示,此时电流表的读数为______A。
【答案】 ①. 断开 ②. A(左) ③. 移动滑动变阻器的滑片 ④. a ⑤. 0.34
【解析】
【详解】(1)[1]在连接电路前,开关应处于断开状态。
[2]闭合开关前,滑动变阻器滑片应处于阻值最大位置,由图可知应将滑片移到A(左)端。
(2)[3]闭合开关,小灯泡不亮,可能是变阻器接入电路的阻值太大,造成电路中的电流太小,那么可向左调节滑片,让变阻器接入电路的阻值变小,观察小灯泡是否发光,若小灯泡仍不发光,说明电路断路,若小灯泡发光,说明电路是通路。
(3)[4]由图乙可知电流表指针反向偏转,说明电流表正负接线柱接反,电流从负接线柱流入,即a端。
39.(2024·宁德市初中毕业班诊断性练习)小宁利用图甲电路“探究电流与电阻的关系”。电源电压 4.5 V不变, R0为电阻箱,滑动变阻器上标有“25Ω 2A”。
(1)请用笔画线代替导线将图甲电路连接完整;______
(2)开关闭合前,滑动变阻器的滑片P移至最左端是为了___________;
(3)闭合开关,移动变阻器滑片P时,发现电压表示数始终为零,而电流表示数有明显变化,电路中故障可能是________(只写一种);
(4)排除故障后,调节电阻箱阻值R0为4Ω,闭合开关,移动滑片P,使电压表示数为U₀,此时电流表的示数如图乙所示,记为______A;
(5)断开开关,调节电阻箱阻值R0为8Ω,闭合开关移动滑片 P,直到__________,再记录电流表的示数;
(6)继续实验,电阻箱的阻值不得超过______Ω;
(7)完成上述实验后,小宁又利用原实验器材测量小灯泡正常发光时的电阻。电源电压U不变,小灯泡的额定电压为U额,请根据小宁的设计方案,将小灯泡 (⊗)和电阻箱接入下图电路图中的虚方框内______,设计方案如下:
①调节电阻箱阻值为R0;
②闭合开关S,开关 S1连接触点 1,调节滑动变阻器,使电压表的示数为 ;
③保持滑动变阻器的滑片位置不动,使开关S1连接触点2,读出电压表的示数为 U1;
则小灯泡正常发光时的电阻________(用R0、U1、U额表示)。
【答案】 ①. ②. 保护电路 ③. 电阻箱短路 ④. 0.50 ⑤. 电压表示数为2.0V ⑥. 20 ⑦. ⑧.
【解析】
【详解】(1)[1]实验要探究电流与电阻的关系,根据电压表的使用方法可知,电压表需并联在被测用电器的两端,因此电压表的负接线柱与电阻箱的右接线相连,如图所示
(2)[2]开关闭合前,为了保护电路,变阻器接入电路的电阻需最大,即滑动变阻器的滑片P移至最左端。
(3)[3]闭合开关,移动变阻器滑片P时,发现电压表示数始终为零,说明可能电路出现断路或者电阻箱短路;电流表示数有明显变化,说明电路的连通的,因此电路中故障可能是电阻箱短路。
(4)[4]如图乙所示,电流表选择小量程接入电路中,其分度值为0.02A,示数为0.50A。
(5)[5]当电阻箱阻值R0为4Ω时,通过其的电流为050A,根据欧姆定律可得,此时电阻箱的两端电压为
断开开关,调节电阻箱阻值R0为8Ω,由于实验是探究电流与电阻的关系,根据控制变量法可知,需控制变阻箱的两端电压相等,所以闭合开关移动滑片 P,直到电压表示数为2.0V,再记录电流表的示数。
(6)[6]由电路图可知,变阻器和电阻箱串联,根据串联分压原理可知,当电阻箱接入电路的电阻变大时,其两端电压也变大,实验中需控制电阻箱的两端电压不变,因此需增大变阻器的两端电压,根据串联分压,需增大变阻器接入电路的电阻,故有
即
解得,即继续实验,电阻箱阻值不得超过20Ω。
(7)[7]闭合开关S,开关 S1连接触点 1,此时变阻器、灯泡以及电阻箱串联,电压表测的是变阻器与下框用电器的两端电压,调节滑动变阻器,使电压表的示数为 ,可知,灯泡在上框中,电阻箱在下框中,如图所示
[8]根据设计方案可知,当电压表示数为时,灯泡正常发光;保持滑动变阻器的滑片位置不动,使开关S1连接触点2,读出电压表的示数为 U1,根据欧姆定律可得,此时的电路电流为
则小灯泡正常发光时的电阻为
40.(2024·福州一中中考模拟)如图甲为小致做“伏安法测电阻”的实验电路
(1)在连接电路时,开关应______;
(2)在图甲所示的电路中,闭合开关后,电压表的指针______(选填“偏转”或“不偏转”);小致发现有一条导线连接错误,在错误的导线上打“x”,并画出正确导线,不许交叉;( )
(3)改正错误后再进行实验,闭合开关前应将滑动变阻器的滑片P调至最______端(选填“左”或“右”);
(4)某次测量中,电压表的示数为2V,电流表的示数如图乙所示,此次测得的电阻值为______Ω;
(5)实验中多次测量的目的是______;
(6)小致做完以上实验后,又利用如图丙所示的电路,测量另一个未知电阻Rx的阻值(R0是已知阻值的定值电阻);
①只闭合开关______,电流表的示数为I1;
②开关S1、S2都闭合后,电流表的示数为I2;
③请写出未知电阻Rx的阻值表达式Rx=______(用I1、I2和R0表示)。
【答案】 ①. 断开 ②. 不偏转 ③. ④. 左 ⑤. 10 ⑥. 求平均值减小误差 ⑦. S1 ⑧.
【解析】
【详解】(1)[1]连接电路时,为保护电路,开关应处于断开状态。
(2)[2]由图甲可知,电阻和电压表没有连入电路中,或者说图中电压表被短路,故闭合开关后,电压表的指针不偏转。
[3]由题意可知,电阻应与电流表串联,电压表与电阻并联,且电流从电表的正接线柱流入、负接线柱流出,所以错误的是导线2,如下图所示:
(3)[4]改正错误后再进行实验,闭合开关前应将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处,即图甲中滑动变阻的最左端。
(4)[5]排除故障后,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P,当电压表示数为2V,电流表示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流为0.2A,由欧姆定律I得此次测得的电阻值为
R 10Ω
(5)[6]实验中多次测量的目的是求平均值可以减小误差。
(6)①[7]只闭合开关S1,两电阻串联,电流表的示数为I1,电源电压为
U=I1(Rx+R0)
②开关S、S2都闭合后,只有电阻R0工作,电流表的示数为I2,电源电压为
UI2R0
③[8]根据电源电压相等知
UI1(RxR0)I2R0
解得未知电阻Rx的阻值为
Rx
41.(2024·福州市中考三模)小敏所在小组利用图甲所示电路测量待测电阻R的阻值,选用的电源电压恒为3V,滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”。
(1)用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整,要求滑片P向右滑时滑动变阻器接入电路的阻值变大;____
(2)连接电路时,开关应该______;
(3)连接完成后,闭合开关,测出通过定值电阻R在不同电压下对应的电流值,如下表所示:
实验次数
1
2
3
4
5
电压U/V
0.5
1.0
1.6
2.0
2.4
电流I/A
0.1
0.2
0.4
0.48
①老师检查实验数据后,说其中一次实验数据不是实际测得的,该组数据是第______次实验;
②第3次测量时,电流表的表盘如图乙所示,为______A,则被测电阻R的阻值为______Ω;
(4)利用图甲还能完成的实验是______;
(5)若实验中电流表损坏,小敏又从实验室找来一个单刀双掷开关和电阻箱()来继续完成该实验,请你在虚线框中画出电路图,要求电路连接后不拆接。____
【答案】 ①. 见解析 ②. 断开 ③. 1 ④. 0.32 ⑤. 5 ⑥. 见解析 ⑦. 见解析
【解析】
【详解】(1)[1]因为滑片P向右滑时滑动变阻器接入电路的阻值变大,电压表测定值电阻两端的电压,电源电压为3V,电压表的量程选择0~3V,连线如图所示:
(2)[2]在电学实验中,为保护电路,连接电路时开关应该断开。
(3)[3]由题意及欧姆定律可得,电路中除了第一组数据外,其他组数据的的值相同,所以第一次实验数据有误。
[4][5]由图可得,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.32A,则由欧姆定律可得,被测电阻R的阻值为
(4)[6]由题意可得,电路中可以测出定值电阻两端的电压和通过电阻的电流,根据P=UI可得,该装置还可以用来进行电阻的电功率的实验。
(5)[7]电流表损坏,将电阻箱R0与定值电阻并联,先测出R两端的电压,再调节开关S1,让电阻箱接入电路,调节电阻箱的阻值,使两次电压表的示数相等,此时电阻箱的阻值即为定值电阻的阻值,电路图如图所示:
42. (2024·福州市八县联考)用图甲所示电路“探究电流与电阻的关系”。电源电压为4.5V不变,滑动变阻器规格为“20Ω 1A”,有4Ω、6Ω、8Ω、10Ω、12Ω的定值电阻各一个。
(1)用笔画线代替导线把图甲电路连接完整,要求:当滑片P向左滑动时,变阻器接入电路的电阻变大;_____
(2)连接电路时,开关应该 _____(选填“断开”或“闭合”);
(3)先接入12Ω定值电阻,闭合开关,移动变阻器的滑片P移至合适位置,电压表的示数如图乙所示,示数为 _____V,记下电流表的示数。断开开关,将12Ω电阻换成10Ω后,闭合开关,移动变阻器的滑片P使 _____表的示数与前一次相同,记录相关数据;
(4)依次改变电阻R的阻值,共测得五组实验数据,根据实验数据,在图丙的坐标系中描绘出I﹣R图象为曲线A;
①由图象可得出的结论是:_____;
②根据上面所测的五组实验数据,把每次实验时记录的电流值和对应变阻器RP的阻值,在图丙坐标系中描成点,将这些点绘成曲线B,发现曲线B与曲线A _____(选填“有交点”或“无交点”),其原因是 _____。
【答案】 ①. ②. 断开 ③. 2.4 ④. 电压 ⑤. 当电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比 ⑥. 无交点 ⑦. 见解析
【解析】
【详解】(1)[1]“探究电流与电阻的关系”的实验,滑动变阻器与定值电阻串联,电压表并联在定值电阻两端,当滑片P向左滑动时,变阻器接入电路的电阻变大,故滑动变阻器应接右下的接线柱,如图所示:
(2)[2]为了保护电路,连接电路时,开关应处于断开状态。
(3)[3]由图乙可知,电压表所选量程为0~3V,分度值为0.1V,故图乙电压表的示数为2.4V。
[4]“探究电流与电阻关系”的实验中应保持电阻两端的电压不变,所以应移动变阻器的滑片P使电压表的示数与前一次相同,记录相关数据。
(4)[5]由图像丙可知
U=0.6A×4Ω=0.4A×6Ω=0.3A×8Ω=0.2A×12Ω=2.4V
电流与电阻的乘积为一定值,且电流随电阻的增大而减小,故可得出的结论是:当电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
[6][7]“探究电流与电阻关系”的实验中应保持电阻两端的电压不变,又电源电压不变,所以滑动变阻器两端的电压也不变,且定值电阻与滑动变阻器串联,故电流相等;由图像丙可知,定值电阻两端的电压保持在2.4V不变,故滑动变阻器两端的电压保持在2.1V不变,由串联分压可知,每次实验滑动变阻器接入电路的阻值都比定值电阻小,把每次实验时记录的电流值和对应变阻器RP的阻值,在图丙坐标系中描成点,将这些点绘成曲线B,发现曲线B与曲线A无交点。
43. (2024·福州市十九中三模)如图甲,小闽使用阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻各一个,电压为3V的电源以及为“10Ω,0.5A”的滑动变阻器等器材,来“探究电流与电阻的关系”。
(1)他首先将5Ω的电阻接入了图甲的电路中,检查时发现电路少连了一根导线,请用笔画线代替导线将电路连接完整;___________
(2)电路正确连接后,闭合开关时发现,此时电压表和电流表均无示数,他判断产生此现象的原因是___________(选填“定值电阻”或者“滑动变阻器”)断路;排除故障后移动滑动变阻器的滑片,电流表示数如图乙所示,则此时电流表示数为___________A;
(3)当定值电阻由5Ω换为10Ω时,为达到实验要求,需向___________(选填“左”或“右”)调节滑动变阻器的滑片。分别将5Ω和10Ω的电阻接入电路,在电压表示数不变的情况下,滑动变阻器两次消耗的电功率之比为___________;
(4)根据实验数据描绘出电流与电阻倒数图像如图丙所示,由图像可知:当电压一定时,电流与电阻成___________比;
(5)接下来同学们继续用如图甲所示电路,测未知电阻Rx的阻值,但实验过程中电流表突然烧坏,不能正常使用,同学取下电流表并使用另一电源和最大阻值为R的滑动变阻器设计如图所示电路,实验步骤如下:
①将滑动变阻器滑到最左端,闭合开关S,读出电压表的读数,记为U1;
②___________,闭合开关S,读出电压表的读数,记为U2;
③则被测电阻Rx的阻值为:___________。(用U1、U2、R等表示)
【答案】 ①. ②. 滑动变阻器 ③. 0.4 ④. 左 ⑤. 2∶1 ⑥. 反 ⑦. 将滑动变阻器滑到最右端 ⑧.
【解析】
【详解】(1)[1]探究电流与电阻的关系实验中,电压表并联在定值电阻两端,电路连接如下:
(2)[2]电压表和电流表均无示数,说明电路中有断路,电压表并联在定值电阻两端,若定值电阻断路,电压表有示数,所以故障为滑动变阻器断路。
由[3]乙图知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.4A。
(3)[4]将5Ω的电阻换为10Ω的电阻后,电阻两端的电压将变大,为了保持电阻两端的电压不变,应增大滑动变阻器的阻值,所以将滑片向左滑动。
[5]根据串联电路的特点和欧姆定律可得,滑动变阻器两端的电压
U滑=U−UR=3V−IR
滑动变阻器接入电路的电阻
滑动变阻器消耗的功率
分别将5Ω和10Ω的电阻接入电路,在电压表示数不变的情况下,滑动变阻器两次消耗的电功率之比
(4)[6]由图象知,电压一定时,电流和电阻成反比。
(5)[7][8]①将滑动变阻器滑到最左端,闭合开关S,读出电压表的读数,记为U1;
②将滑动变阻器滑到最右端,闭合开关S,读出电压表的读数,记为U2;
③当滑动变阻器滑到最右端时,只有被测电阻Rx接入电路,电压表的示数等于电源电压,即U2=U;当滑动变阻器滑到最左端时,被测电阻Rx与滑动变阻器的最大阻值R串联,电压表测被测电阻两端的电压,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,滑动变阻器两端的电压
UR=U−U1=U2−U1
因串联电路中各处的电流相等,所以,电路中的电流
则被测电阻的阻值
44.(2024·福建中考模拟)小华利用电压为3V 的电源、定值电阻(阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、30Ω)、滑动变阻器(50Ω 1.5A)、电压表和电流表等器材探究电流与电压、电阻的关系。
(1)根据图甲,用笔画线代替导线,将图乙的实物图连接完整;______
(2)闭合开关后,发现两表均无示数,用手按住开关,两表指针都发生摆动,出现这种现象的原因可能是______;
(3)排除故障后,小华首先探究电流与电压的关系,他设计的表格如下表所示,请你帮他将横线上的内容补充完整;______
实验次序
1
2
3
4
5
U/V
(4)小华接着探究电流与电阻的关系:
①将5Ω的电阻接入电路,调节滑片到某一位置,电流表的示数如图丙所示,为______A;
②当其中某个定值电阻接入电路时,无法满足实验条件,这个定值电阻的阻值为______Ω;
(5)小华根据实验数据描绘出如图丁所示的图像,与I-R图像相比,该图像的优点是______;分析可以得出结论:导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成______;
(6)小华利用现有器材设计了如图戊所示的“电阻测量盒”,内有电源(电压不变且未知)、阻值已知的定值电阻R₀、开关和电流表,并引出两根导线到盒外。将盒外的两根导线分别与待测电阻的两端相连,根据开关闭合、断开时电流表的示数可以算出的阻值。设计的盒内电路图中不符合要求的是( )
A. B.
C. D.
【答案】 ①. ②. 开关接触不良 ③. ④. 0.2 ⑤. 30 ⑥. 见解析 ⑦. 反比 ⑧. C
【解析】
【详解】(1)[1]电源电压为3V,则电压表应选用小量程与定值电阻并联,滑动变阻器应“一上一下”选择接线柱与定值电阻串联,作图如下:
(2)[2] 闭合开关后,发现两表均无示数,说明断路,用手按住开关,两表指针都发生摆动,说明为通路,出现这种现象的原因可能是开关接触不良。
(3)[3] 探究电流与电压的关系,要记录电流值与电压值,所以要补充的内容为“”。
(4)[4] 将5Ω的电阻接入电路,调节滑片到某一位置,电流表的示数如图丙所示,选用小量程,分度值为0.02A,示数为0.2A。
[5] 探究电流与电阻的关系,要控制电压不变,控制的电压值为
当接入的电阻时,根据串联分压原理则有
解得,但是滑动变阻器规格为“50Ω 1.5A”。所以当其中的定值电阻接入电路时,无法满足实验条件。
(5)[6][7] 与I-R图像相比,的图像可以更直观地判断出电压一定时,电流与电阻的倒数成正比,则可得:导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
(6)[8]A.开关断开时,只有,读出电流表示数为,开关闭合时,与并联,电流表此时测干路电流,示数为,则电流为,根据并联分流规律可列式
并解得,故A不符合题意;
B.开关闭合时,只有,读出电流表示数为,开关断开时,与串联,电流表示数为。两种情况下电源电压分别表示为
联立两式,可解得,故B不符合题意;
C.开关断开,电流表测电流,开关断开,电流表无示数,所以不能测得,故C符合题意;
D.开关闭合时,只有,读出电流表示数为,开关断开时,与串联,电流表示数为。两种情况下电源电压分别表示为
联立两式,可解得,故D不符合题意。
故选C。
45.(2024·福州市十六中中考模拟)现有两只阻值未知的定值电阻Rx1和Rx2。
(1)图甲为用伏安法测量Rx1的部分电路。
①用笔画线将电路补充完整,要求滑动变阻器接入电路阻值最大(图中滑片P在B端)________;
②正确连接电路后,闭合开关,移动滑片P,进行三次实验,测得的电流、电压的部分数据如下表。第3次实验的电流大小如图乙所示为__________A;
实验序号
U/V
I/A
1
1.2
0.12
2
2.0
0.20
3
2.5
③Rx1的阻值为__________Ω(精确到0.1);
④实验结束后,应先断开__________,拆除__________两端的导线;
(2)用图丙所示的电路可以测出Rx2的阻值。图中有两只阻值已知分别为R1和R2的定值电阻,R0为电阻箱,电源电压恒定。
①只闭合S1,记录电压表V1的示数U;
②只闭合S2,调整电阻箱阻值,使电压表V2的示数也为U,记录此时电阻箱的阻值R;
③则Rx2=__________。
【答案】 ①. ②. 0.24 ③. 10.1 ④. 开关 ⑤. 电源 ⑥.
【解析】
【详解】(1)[1]根据题意,电压表测定值电阻两端电压,要求滑动变阻器接入电路阻值最大(图中滑片P在B端,则滑动变阻器接A端,如图:
[2]由图甲可知电流表接小量程,由图乙可知电流表示数为0.24A。
[3]由表中数据可知三次R x1的电阻为
所以R x1的电阻为
[4][5]为了保护电路安全,实验结束后,应先断开开关,再拆除电源两端的导线。
(2)[6]只闭合S1,Rx2和R1串联,电压表测Rx2两端的电压为U,则电源电压为
只闭合S2,电阻箱与R2串联,电压表测电阻箱两端电压,此时电阻箱的阻值为R,则电源电压为
因为电源电压不变,则
解得:
46.(2024·南安市四校联盟中考模拟)图甲是小南进行“探究电流与电压关系”实验,电源电压为3V。
(1)画线表示导线,将图甲中的实物图连接完整。___________
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应处于最___________端。
(3)闭合开关,发现电压表有示数,电流表无示数。移动滑动变阻器的滑片时,两电表示数均没有变化,则电路故障可能是定值电阻___________。
(4)排除故障后,正确连接电路,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,将测得的数据绘制成图像,如图乙所示,分析图像可以得出:当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成___________、滑动变阻器的最大阻值至少为___________Ω。
(5)小南又找到一个标有“2.5V”字样的小灯泡,用它来替换图中的定值电阻、闭合开关后电压表的读数为1V。若要测量小灯泡的额定功率,则应该将滑片向___________(选填“左”或“右”)调节,使小灯泡正常发光,此时电流表的示数为0.3A,则小灯泡的额定功率为___________W。
【答案】 ①. ②. 右 ③. 断路 ④. 正比 ⑤. 20 ⑥. 左 ⑦. 0.75
【解析】
【详解】(1)[1]电源电压为3V,则电压表的量程为0~3V,电压表并联在定值电阻两端,实物电路图的连接如图所示
(2)[2]为保护电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应处于阻值最大处,即右端。
(3)[3]闭合开关,发现电压表有示数,电流表无示数,说明电压表并联电路之外电路不存在断路,则与电压表并联的定值电阻断路。
(4)[4]分析图乙中图像可知,曲线上每一点对应的电流和电压的比值都相等,即电流与电压成正比。
[5]由图象可知,当UR=1V时,电路中的电流I=0.1A,滑动变阻器两端的电压
U滑=U−UR=3V−1V=2V
因串联电路中各处的电流相等,所以,滑动变阻器接入电路中的电阻
即滑动变阻器的最大阻值至少为20Ω。
(5)[6]要使灯泡正常发光应减小滑动变阻器接入电路中的电阻,增大电路中的电流,即滑片向左移动,直到电压表示数等于灯泡的额定电压2.5V为止。
[7]灯泡的额定功率
P=ULIL=2.5V×0.3A=0.75W
47.(2024·厦门市思明区中考模拟)图甲是在绝缘材料表面注入一根根导电墨线的低温碳纤维电热膜,导电墨线两端与金属导线相连。现裁取一段包含2根导电墨线的电热膜,接入电路进行研究,如图乙所示,每根良好导电墨线的电阻均为60Ω,电源电压恒为12V。闭合开关,求:
(1)通过导电墨线R1的电流。
(2)10s内R1产生的热量。
(3)导电墨线R2的一部分导电材料脱落(如图丙),电流表示数为0.3A,此时R2的阻值。
【答案】(1)0.2A;(2)24J;(3)120Ω
【解析】
【详解】解:(1)由图乙可知,两根导电墨线并联,根据并联电路的电压特点可知,每根导电墨线两端的电压相等,且等于电源电压,由可得,通过导电墨线R1的电流为
(2)10s内R1产生的热量为
Q=I12R1t=(0.2A)2×60Ω×10s=24J
(3)由并联电路的电流规律知,电流表示数为0.3A,此时通过R2的电流
I2=I-I1=0.3A-0.2A=0.1A
此时R2的阻值为
答:(1)通过导电墨线R1的电流为0.2A;
(2)10s内R1产生的热量为24J;
(3)此时R2的阻值为120Ω。
48.(2024·南平市中考模拟)如图所示的电路中,R1的阻值为15 Ω。开关S1、S2闭合,电流表A1的示数为0.2 A,电流表A2的示数为0.3 A.求:
(1)电源电压。
(2)电阻R2的阻值。
(3)电路的总电流。
【答案】(1)3V;(2)10Ω;(3)0.5A
【解析】
【详解】解:(1)R1、R2并联,电源电压
U=U1=I1R1=0.2A×15Ω=3V
(2)电阻R2的电阻
(3)电路的总电流
I=I1+I2=0.2A+0.3A=0.5A
答:(1)电源电压3V;
(2)电阻R2的阻值10Ω;
(3)电路的总电流0.5A。
49.(2024·福州市十六中中考模拟)如图甲为某商场安装的扶梯自动计数器简化电路图。已知电源电压为光敏电阻,。当有光照射时 ;当扶梯上有顾客经过,挡住射向 的光线时, 的阻值增大,计数器就计数一次。图乙为某段时间内 两端的电压 随时间t变化的图像。
(1)当有光照射时,电路中的电流为多大?
(2)当扶梯上有顾客经过时,的阻值为多大?
(3)这段时间内电路消耗的电能是多少?
【答案】(l)0.3A;(2)100Ω;(3)7.68J。
【解析】
【详解】解:(1)当有光照射时,电路中的电流为
(2)当扶梯上有顾客经过,挡住射向R1的光线时,R1的阻值增大,电路中的总电阻变大,电路中的电流变小,根据题图可知:此时加在定值电阻两端的电压为U2=2V,此时电路中的电流为
根据串联电路的电压、电流规律,此时光敏电阻两端的电压为
光敏电阻的阻值为
(3)这段时间内电路消耗的电能是
W=UIt=12V×0.3A×2s+12V×0.1A×0.4s=7.68J
答:(l)当有光照射时,电路中的电流为0.3A;
(2)当扶梯上有顾客经过时,R1的阳值为100Ω;
(3)这段时间内电路消耗的电能是7.68J。
50..(2024·南安市四校联盟中考模拟)如图所示,电源电压恒为9V,R1=15Ω,闭合开关S1,S2,电流表示数为1.5A。求:
(1)通过R1的电流?
(2)R2的电阻?
(3)通电10s内电路做的总功?
【答案】(1)0.6A;(2)10Ω;(3)135J
【解析】
【详解】解:(1)由题可知,当闭合开关S1,S2时,电路为R1和R2的并联电路,则通过R1的电流
(2)由题可知
所以
(3)通电10s内电路做的总功
答:(1)通过R1的电流为0.6A;
(2)R2的电阻为10Ω;
(3)通电10s内电路做的总功为135J。
51.(2024·福州十九中中考模拟)每年夏季进入汛期,多地会发生强降雨,导致河流水位上涨。我校科技小组设计了一个模拟监测水位的装置如图甲所示,水位显示仪由量程为0~15V的电压表改装而成。电路中电源电压保持不变,R0为定值电阻,R滑是竖直放置的起滑动变阻器作用的电阻装置,浮子可带动金属滑杆AP即滑动变阻器滑片竖直上下移动,与之对应的电压表随R滑接入电路的阻值变化关系如图乙所示,R滑接入电路的阻值随水位h的变化关系如图丙所示。求:
(1)定值电阻R0的阻值和电源电压;
(2)水位显示仪的刻度是否均匀;
(3)水位显示仪能够显示的最高水位。
【答案】(1)10Ω,24V;(2)刻度不均匀;(3)27cm
【解析】
【详解】解:(1)由电路图可知,R0与R滑串联,电压表测R0两端的电压,由图乙可知,当R滑接入电路的阻值为10Ω时,电压表示数为12V;当R滑接入电路的阻值为20Ω时,电压表示数为8V。由电源电压不变可得
解得
U=24V,R0=10Ω
(2)由欧姆定律和串联电路中的电阻关系可知,电压表的示数与R滑之间的关系为
从上式可知,U0与R滑不是一次函数关系,所以,水位显示仪的刻度不均匀。
(3)当电压表的示数U0=15V时,滑动变阻器接入电路的阻值最小,此时的水位最高,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,R滑两端的电压
滑动变阻器接入电路中的阻值
滑动变阻器接入电路的阻值随水位的变化关系如图丙,由丙图可知
10cm×k+b=40Ω
30cm×k+b=0Ω
两式联立可得
k=-2Ω/cm,b=60Ω
则
R=-2Ω/cm×h+60Ω
当R滑'=6Ω,代入数据
6Ω=-2Ω/cm×h+60Ω
解得h=27cm。
答:(1)定值电阻R0的阻值和电源电压分别为10Ω,24V;
(2)水位显示仪的刻度不均匀;
(3)水位显示仪能够显示的最高水位为27cm。
52.(2024·福州一中中考模拟)如图所示,电源两端电压U为并保持不变,电阻阻值为。闭合开关S后,电流表A的示数I为。求:
(1)电流表的示数;
(2)电阻的阻值;
(3)电路的总功率。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】解:(1)如图,两电阻并联,电流表A1测量通过R1的电流,电流表A测干路电流;电流表的示数为
(2)通过的电流为
电阻的阻值为
(3)电路的总功率为
答:(1)电流表的示数为;
(2)电阻的阻值;
(3)电路的总功率为。
53..(2024·福州市中考三模)图是小明设计的电子秤的电路图,电源电压恒为12V,电阻的阻值为4Ω,滑动变阻器标有“20Ω 2A”字样。求:
(1)当滑片P位于最下端时,闭合开关S,电压表的示数。
(2)移动滑片P到某一位置时,发现电压表示数为3V,此时滑动变阻器连入电路的阻值。
【答案】(1);(2)12Ω
【解析】
【详解】解:(1)如图,定值电阻和滑动变阻器串联,电压是定值电阻两端;当滑片P位于最下端时,滑动变阻器接入电路的电阻值最大,闭合开关S,电路中电流为
电压表的示数为
(2)移动滑片P到某一位置时,发现电压表示数为3V,则电路中电流为
滑动变阻器两端电压为
此时滑动变阻器连入电路的阻值为
答:(1)当滑片P位于最下端时,闭合开关S,电压表的示数为。
(2)此时滑动变阻器连入电路的阻值为。
54.(2024·福州八中中考模拟)某兴趣小组设计了一个用电表示数变化反映环境温度变化的电路,其电路原理如图甲所示,电源电压保持不变,R1是定值电阻,阻值为20Ω。电压表量程为0~3V,电流表量程为0~0.6A。R0是热敏电阻,其阻值随环境温度变化关系图象如图乙所示。闭合开关S后,当环境温度为40℃时,此时电压表的示数为2V。求:
(1)此时通过R0的电流;
(2)电源电压;
(3)为保证电路安全,此电路能反映环境的最低温度是多少℃。
【答案】(1)0.2A;(2)6V;(3)20℃
【解析】
【详解】解:(1)闭合开关,R 与R0串联接入电路,电压表测热敏电阻两端的电压,电流表测通过电路的电流,由图乙可知当环境温度为40℃时,热敏电阻的阻值为10Ω,根据欧姆定律可得此时通过R0的电流
(2)由于R1与R0串联,串联电路各处电流相等,则
I1=I0=0.2A
根据欧姆定律可得定值电阻两端的电压
U1=I1R1=0.2A×20Ω=4V
串联电路总电压等于各部分电压之和,则电源电压
U=U1+U0=4V+2V=6V
(3)由图乙可知热敏电阻的阻值随温度的升高而减小,电压表量程为0~3V,根据串联分压原理可知电压表示数最大时,热敏电阻接入电路的阻值最大,此时温度最低,此时定值电阻两端的电压
U1′=U﹣U0′=6V﹣3V=3V
此时通过电路的电流
I015A
此时热敏电阻接入电路的阻值
由图乙可知此时的温度为20℃。
答:(1)通过R0的电流为0.2A;
(2)电源电压为6V;
(3)为了保证电路安全,此电路能反映环境的最低温度是20℃。
55.(2024·福州市八县联考)如图是某款发热鼠标垫的工作原理图,电源电压恒定, 的阻值为20Ω,只闭合开关S电流表的示数为0.3A; 再闭合开关S1电流表的示数变为0.5A。求:
(1)电源电压;
(2)电阻R2的阻值;
(3)两开关均闭合时,1min内电路消耗的电能。
【答案】(1)6V;(2)30Ω;(3)180J
【解析】
【详解】解:由图得,闭合开关S,定值电阻R1独自工作,电流表测量电路电流;再闭合开关S1,两电阻并联,电流表测量干路电流,电流表的示数变为0.5A。
(1)由欧姆定律得,电源电压
(2)由并联电路电流特点得,电阻R2的电流为
由欧姆定律得,电阻R2的阻值
(3)两开关均闭合时,1min内电路消耗的电能
答:(1)电源电压为6V;
(2)电阻R2的阻值为30Ω;
(3)两开关均闭合时,1min内电路消耗的电能为180J。
56.(2024·福州市屏东中学中考模拟)如图所示,定值电阻的阻值为,电源电压恒为,R为滑动变阻器。当电流表示数为时,求:
(1)滑动变阻器两端的电压;
(2)此时电路消耗的总功率;
(3)当电流表示数为时,滑动变阻器的阻值。
【答案】(1)4V;(2)1.2W;(3)
【解析】
【详解】解:因为R0与R串联,电流表测量电路电流。
(1)由串联电路电流特点得,定值电阻R0的电流
由得,定值电阻R0的电压
滑动变阻器两端的电压
(2)电路消耗的总功率
(3)当电流表示数为0.1A时,R的电流为
由得,此时定值电阻R0的电压
滑动变阻器两端的电压
由得,滑动变阻器电阻
答:(1)滑动变阻器两端的电压为;
(2)此时电路消耗的总功率为;
(3)当电流表示数为时,滑动变阻器的阻值为
57.(2024·福州市十九中三模) 学校创课小组设计了一种多挡位电热切割刀如图甲所示,电热切割刀的加热电路如图乙所示,电源电压不变,电阻R1的阻值为30Ω,当只闭合S1时,通过R1的电流为0.4A,电路处在低温挡;再闭合开关S2后,干路电流为0.6A,电路处在高温挡。求:
(1)电源电压;
(2)R2的阻值;
(3)通电高温切割1min,电流通过R2产生的热量是多少?
【答案】(1)12V;(2)60Ω;(3)144J
【解析】
【详解】解:(1)当只闭合S1时,电路为R1的简单电路,由可得,电源的电压
U=I1R1=0.4A×30Ω=12V
(2)再闭合开关S2后,R1与R2并联,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,通过R2的电流
I2=I−I1=0.6A−0.4A=0.2A
因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,R2的阻值
(3)通电高温切割1min,电流通过R2产生的热量
答:(1)电源电压为12V;
(2)R2的阻值为60Ω;
(3)通电高温切割1min,电流通过R2产生的热量是144J。
58.(2024·福州市外国语学校中考二模)观看《热辣滚烫》后,跃跃买了可视化握力器进行锻炼,其原理可简化为图甲。电源电压恒为12V,定值电阻,压敏电阻R2的阻值随压力的变化如表,用改装后的灵敏电流表显示托盘所受压力。其中托盘可视为手与压敏电阻的接触面,质量不计。闭合开关后,问:
R₂/Ω
550
490
430
370
310
250
200
150
100
70
…
F/N
0
50
100
150
200
250
300
400
500
600
…
(1)当托盘中不放物体时,电路中的总电阻是多少Ω?
(2)当握力器显示为600N时,电路中的电流是多少A?
(3)将装有水的烧杯放在托盘上,握力计显示为120N;再用细线悬挂一个体积为的金属块浸没在水中(水未溢出),如图乙所示,则托盘压力的变化量至少是多少N?
【答案】(1)600Ω;(2)0.1A;(3)50N
【解析】
【详解】解:(1)由图甲可知,定值电阻R1与压敏电阻R2串联,托盘中不放物体时压力为0,由表格可知,压敏电阻,定值电阻,电路的总电阻
(2)握力器显示为600N,压敏电阻,电路的总电阻
根据欧姆定律算出电流表的示数
(3)将装有水的烧杯放在托盘上,握力计显示为120N;再用细线悬挂一个体积为的金属块浸没在水中,物体浸没在液体中受到的浮力
根据力的作用是相互的,当物体没有接触底部时,水对物体的浮力50N,物体对水向下的压力为50N,则托盘压力的变化量至少是50N。
答:(1)当托盘中不放物体时,电路中的总电阻是600Ω;
(2)当握力器显示为600N时,电路中的电流是0.1A;
(3)托盘压力的变化量至少是50N。
59.(2024·厦门市中考三模)如图所示的电路中,电流表A的示数为0.4A,的示数为0.3A,电阻的阻值为10Ω。求:
(1)通过电阻的电流;
(2)电源电压;
(3)电阻的阻值。
【答案】(1)0.1A ;(2)3V ;(3)30Ω
【解析】
【详解】解:(1)由题意及图可得,电阻R1与电阻R2并联,电流表A1与电阻R1串联,测R1支路的电流,电流表A测干路电流,由并联电路电流规律可得,通过R2的电流为
(2)由并联电路电压规律可得,各支路电压等于电源,则有
即电源电压为3V。
(3)由题意及欧姆定律可得
答:(1)电阻的电流为0.1A;
(2)电源电压3V;
(3)电阻R2的阻值为30Ω。
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专题15 探究电路(欧姆定律)
1.(2023·福建)如图所示,闭合开关S,滑动变阻器滑片P移动过程中,灯突然熄灭,电压表和电流表均无示数。若电路中仅有一处故障,则故障不可能是( )
A. 电流表接线松开 B. 小灯泡L断路 C. 滑动变阻器R断路 D. 开关S接触不良
2.(2022·福建)如图,电源电压保持不变,R为定值电阻。闭合开关S,将滑片P从右端向左端移动过程中,下列说法正确的是( )
A. V1和V2示数不变,A示数变大 B. V2和A示数的乘积先变大后变小
C. V1和A示数之比不变 D. V2和A示数之比变小
3.(2021·福建)图是红外线测温仪原理示意图,R是热敏电阻,其阻值随温度的升高而减小,定值电阻R0为保护电阻。下列分析正确的是( )
A. 显示仪是由电流表改装成的
B. 测较高温度时,R0两端的电压较大
C. 增大R0的阻值,可增大测温仪的最大测量值
D. 增大电源电压,可增大测温仪的最大测量值
4.(2020·福建)如图为利用光敏电阻设计的监控装置示意图,R1是光敏电阻,当光照射的强度增大时其阻值变小,R2是定值电阻,电源电压不变。当有人经过通道遮蔽光线时( )
A. 通过R1的电流变大 B. R1两端的电压变小
C. R2两端的电压变大 D. R2两端的电压变小
5.(2024·福建)如图所示电路,电源电压保持不变,R为定值电阻,为热敏电阻,其阻值随温度的降低而增大。闭合开关S,当热敏电阻的温度降低时,电压表的示数______,电压表的示数与电流表A的示数之比______。(均填变化情况)
6.(2023·福建)如图所示,电源电压不变,灯L1、L2完全相同。闭合S1,断开S2、S3,灯L1、L2是_________联的。闭合S1、S2,断开S3,电压表示数为U1;闭合S1、S3,断开S2,电压表示数为U2,则_________。
7.(2020·福建)如图所示电路,电源电压为3V,R1、R2、R3,阻值均为10Ω,闭合开关S,电压表示数为______V,电流表示数为______A。
8.(2024·福建)探究电流与电压、电阻的关系,器材有:电源(恒为4V)、电压表(0~3V)、电流表(0~0.6A)、电阻R(、、)、滑动变阻器()、开关、导线若干。
(1)用笔画线代替导线将图甲的实物电路连接完整。____闭合开关前,将滑动变阻器滑片P移到最______端,起到______的作用。
(2)闭合开关,电流表示数为零,电压表示数等于电源电压,经检查电表完好,则电路故障可能是______。排除故障,继续实验。
(3)探究电流与电压的关系,实验数据如表,其中第3次实验的电压表示数如图乙所示,为______V。分析数据可得:电阻不变时,电流跟电压成______。实验中所选的电阻阻值为______。
序号
电压U/V
电流I/A
1
1.0
0.20
2
1.5
0.30
3
0.40
(4)探究电流与电阻的关系,将电阻接入电路,记录电流表示数为0.3A;将电阻更换为,移动滑片直至电压表示数为______V,记录电流表示数;再将电阻更换为,发现无法完成实验。从本实验可行性与安全性考虑,应控制电阻两端的电压范围为______。
9.(2023·福建)学校“水培种植小屋”的蔬菜适宜生长的温度在10~30℃之间,项目式学习小组利用热敏电阻和电阻箱设计温度报警电路,电阻箱是可以调节并显示阻值的变阻器。
(1)利用图甲所示电路探究热敏电阻Rt阻值随环境温度t变化的规律;
①根据图甲,用笔画线表示导线,将图乙中的实物电路连接完整_________;
②连接电路的过程中,应将开关________,将电阻箱的阻值调至最大,起到__________的作用;
③将热敏电阻置于0℃的环境中,闭合S1、断开S2,记录电流表示数I0,然后_________(描述开关状态),调节电阻箱R0直至电流表示数为__________,此时Rt=R0;
④将热敏电阻Rt置于不同温度的环境中,重复步骤③,测得的数据如下表:
温度t/℃
0
10
20
30
40
阻值Rt/Ω
2800
1800
1200
800
600
分析数据可得:热敏电阻的阻值随温度的升高而________;
(2)根据上述探究结果,设计报警电路。
实验器材:电源(恒为12V)、热敏电阻Rt、电阻箱R0(0~9999Ω)、数字电压表(U≥7.2V时报警)、数字电流表(I≥6mA时报警)、开关一个、导线若干。
设计要求:小屋温度t≥30℃或t≤10℃时都有一个电表报警。
①虚线框中的电路图是学习小组设计的报警电路,但它不能完全满足要求,请你根据设计要求将电路图补画完整________;
②设计的电路中,电阻箱R0应调为_________Ω。当温度降低到10℃时电路报警,此时电流表的示数为_________mA。
10.(2022·福建)小华用如图甲所示电路,测量标有“2.5V”字样小灯泡的电阻,现有器材:电源(3V)、电流表、电压表、滑动变阻器(20Ω,2A)、开关、导线若干。
(1)根据图甲,用笔画线表示导线,将图乙中的实物图连接完整______;
(2)闭合开关前,滑动变阻器滑片P应调至______端。
(3)闭合开关,移动滑片P,发现灯泡始终不亮,电流表示数为零,电压表示数等于电源电压,可判断故障是______;
(4)排除故障后进行实验。移动滑片P,当电压表示数为2.2V时,电流表示数如图甲,为______A,此时小灯泡的电阻为______Ω(结果保留一位小数);
(5)根据实验数据,分别画出小灯泡和滑动变阻器的I-U图像,如图乙。根据图像可知:小灯泡两端电压越大,电阻越______;当滑动变阻器电阻与小灯泡电阻相等时,小灯泡消耗的功率是______W;
(6)小华发现无论如何移动滑片,小灯泡两端的电压都无法调到0.5V。现增加一个阻值为20Ω的定值电阻R和一个开关,对原电路进行改进,使小灯泡两端电压能在0.5~3.0V之间变化,测出小灯泡在不同电压下的电阻。请在虚线框中画出电路图,要求电路连接后不再拆接______。
11.(2021·福建)如图甲是“探究电流与电阻的关系”的实验电路图,实验器材有:电源(输出电压为6V)、电流表、电压表、滑动变阻器和开关各一个,定值电阻5个(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25 Ω)和导线若干。
(1)连接电路,闭合开关,电流表指针偏到零刻度线左边,如图乙,原因是______;
(2)正确连接电路,用上述5个定值电阻进行实验得到5组数据,作出电流与电阻的关系图象如图丙、实验中定值电阻两端的电压保持______V,滑动变阻器的最大阻值应不小于______Ω;
(3)为了更直观地表示电压不变时电流与电阻的关系,可以改变横坐标,处理数据后画出电流I与______的关系图线。
12.(2021·福建)用两节干电池、两个开关、一个电压表、一只阻值为20 Ω的定值电阻R0,导线若干,测量未知电阻Rx的阻值,电路实物图如图甲所示。
(1)用笔画线代替导线将图甲中的电压表接在R0两端______;
(2)正确连接电路,闭合开关S1和S。电压表示数如图乙,为______V;
(3)断开S1,闭合S,电压表示数为1.4 V,则Rx=______Ω;
(4)若没有电压表,只有一个电流表,其余元件不变,设计并在方框内丽出测量Rx阻值的电路图______(要求电路连接后不能再拆接)。
13.(2024·福建)小闽为学校的陶器烧制炉加装一个自制的可控制温度的装置,其简化的工作电路图如图。R1、R2是炉内加热电阻,R1阻值为44Ω,R是变阻器,R0是电磁铁线圈电阻。温差电源的热点探头放在炉内,冷点探头放在20℃的恒温箱中。烧制炉接入220V的电路中,闭合开关S1、S2,衔铁与触点A接触,烧制炉处于加热状态;当电磁铁线圈中的电流达到0.01A时,衔铁被吸下与触点B接触,烧制炉进入保温状态,保温功率为200W。测试时,第一次调节R的阻值为1Ω,当烧制炉刚进入保温状态时,测得炉内温度t为400℃;第二次调节R的阻值为4Ω,当烧制炉刚进入保温状态时,测得炉内温度t为1000℃。求:
(1)烧制炉处于加热状态时,通过R1的电流。
(2)烧制炉处于保温状态时,R2的阻值。
(3)温差电源提供的电压与两探头间的温度差成正比,为便于设置烧制炉的保温温度t,写出R与t关系的表达式。
14.(2023·福建)下图是某暖手宝的工作原理图,电源电压恒为6V,电阻R1为10Ω,闭合开关S,电路的总电流为1A,求:
(1)通过R1的电流;
(2)电阻R2的阻值;
(3)电路消耗的总电功率。
16.(2024·南安市四校联盟中考模拟)如图所示电路,闭合开关S、S1后,以下说法正确的是( )
A. 灯L1、L2串联 B. 电流表A1和A2示数相等
C. 断开S1后,电流表A1示数变小 D. 断开S1后,电流表A2示数变小
17.(2024·厦门市部分学校联盟初中毕业班质量检测)如图所示的电路中,闭合开关后,电压表有示数、电流表指针几乎不动。关于电路故障分析正确的是( )
A. 灯泡L1短路 B. 电流表接触不良
C. 开关处短路 D. 灯泡L2断路
18. (2024·福州十六中中考模拟)将一根细金属丝置入柔性塑料中,可以制成用来检测物体形变的器件应变片,其结构如图1所示。将它接入图2所示的电路,电源电压不变,R为定值电阻。闭合开关S,当应变片随被检测物体发生拉伸形变时,塑料中的金属丝会被拉长变细,导致电阻变大,则电路中的( )
A. 电压表和电流表示数都变大
B. 电压表示数变小,电流表示数变大
C. 电压表和电流表示数都变小
D. 电压表示数变大,电流表示数变小
19.(2024·福州市立志中学中考模拟)计算机鼠标内装有自动控制传感器,其工作原理电路如图所示。物体M在导轨上左右移动时,可带动与之相连的滑动变阻器滑片P左右移动,通过电压表示数变化可反映出物体M移动的距离。当物体M向左移动时( )
A. 电流表示数不变,电压表示数不变
B. 电流表示数变大,电压表示数变大
C. 电压表示数和电流表示数的比值变小
D. 电路的总电功率减小
20. (2024·福州市八县联考)在如图所示的电路中,电源电压保持不变,开关闭合后,有一个电表的指针没有发生偏转。移动滑动变阻器的滑片,此时观察到只有一个电表指针的位置在改变,则故障是( )
A. 变阻器短路 B. 电阻短路
C. 变阻器断路 D. 电阻断路
【答案】B
21.(2024·福建市区联考)如题图甲所示的电路中,电源电压保持不变,为定值电阻,当滑动变阻器的滑片P从某点a点移到b点时,滑动变阻器的线如题图乙所示,则电源电压和定值电阻R1的阻值分别是( )
A. B. C. D.
22.(2024·福州一中中考模拟)参加全国青少年创新大赛,小华运用电学知识设计了一个电子身高测量仪,如图所示。其接入电路的电阻与接入电路的棒长成正比,金属杆cd和MP(右端P是滑片)与电路接触良好,电阻不计。当被测身高增加时,电压表的示数______,电流表的示数______。(选填“变大”、“变小”或“不变”)
23.(2024·福州一中4月份适应性练习)如图所示,定值电阻。闭合开关S,将与对换位置,下列对电压表、和电流表A的示数分析正确的是( )
A. A的示数变大 B. 示数不变
C. 与A的示数比值变大 D. 与A的示数比值不变
24.(2024·宁德市初三质量检测)如图所示,电源电压不变,灯丝的电阻不随温度改变。闭合开关S,并滑动变阻器滑片P从中点向右移动,下列分析正确的是( )
A. 灯泡的亮度变暗
B. 电压表V与电流表A1的示数比值保持不变
C. 电流表 A2与电流表 A1的示数差值保持不变
D. 电流表 A2的示数变化量大于电流表 A1的示数变化量
25.(2024·南平市中考模拟)如图将甲、乙两个滑动变阻器串联在电路中,它们的滑片P甲、P乙左右移动时,下列说法中正确的是( )
A. P甲移到a端,P乙移到c端,电路将短路
B. P甲移到b端,P乙移到d端,电路将短路
C. P甲移到b端,P乙移到d端,电流表的示数最小
D. P甲移到b端,P乙移到c端,电流表的示数最小
26. (2024·漳州市四校联考)如图所示的电路中,电源两端电压为4.5V保持不变.滑动变阻器R1上标有“20Ω 1A”字样.定值电阻R2=5Ω.电压表的最大测量值3V;电流表的最大测量值0.6A.开关S闭合后.如果要求电压表和电流表的示数均不超过各自的最大测量值,则滑动变阻器接入电路电阻值的变化范围是
A. 0﹣20Ω B. 10﹣20Ω C. 5﹣10Ω D. 2.5﹣10Ω
27.(2024·厦门市中考三模)图是红外线测温仪原理示意图,R是热敏电阻,其阻值随温度的升高而均匀减小,定值电阻为保护电阻。下列分析正确的是( )
A. 显示仪可以由电流表替代 B. 测较高温度时,显示仪的示数减小
C. 减小,可增大测温仪最大测量值 D. 显示仪的刻度值是均匀的
28.(2024·南平市中考模拟)如图甲所示,电源电压保持不变,R1、R2均为定值电阻,R为变阻器。闭合开关S,改变R的阻值,两电压表示数与电流表示数变化关系如图乙,则定值电阻R1的阻值______Ω,电源电压______V。
29.(2024·福州市中考三模)如图所示的电路,电源电压恒定。闭合开关S,电流表指针不发生偏转,电路中仅有一处故障,且只发生在或上。小文在______两点间并联一个检测小灯,连接好后闭合开关S,观察到电流表示数为0,检测小灯不发光,则故障为______。
30.(2024·福州市屏东中学中考模拟)小聪同学利用所学物理知识设计了一个简易的测距仪,其电路如图所示。电源电压不变,R是一根粗细均匀的电阻丝,其每厘米长的阻值为。当左右滑动导轨上的物体M时,与之相连的金属滑片P移动,电压表的示数可反映物体M被移动的距离。开始测量前,他将金属滑片P置于电阻丝的中点,闭合开关S后,电压表和电流表的示数分别为和。当向右滑动物体M时,电流表的示数________(选填“变大”“变小”或“不变”);当电压表的示数为时,物体M被向右移动了________cm。
31.(2024·厦门市部分学校联盟初中毕业班质量检测)如图所示是小壮同学连接的实物电路。当只闭合时,灯________(选填“”、“”或“和”)工作。将开关、均闭合后,因灯丝烧断而熄灭,则_________(选填“能”或“不能”)发光。更换元件后,若将电源正极与连接的导线A端接到B处,两灯泡_________烧坏(选填“会”或“不会”)。
32.(2024·福建中考模拟)如图所示,电源电压保持不变,定值电阻。当开关S、S1均闭合时,电压表的示数为6V,电路消耗的功率为P;当开关S闭合、断开时,电压表的示数是4V,电路消耗的功率为P',则电源电压为_______V, =_____
33.(2024·泉州一中中考模拟)如图所示的电路,电源电压不变,为电阻箱,定值电阻的阻值为。闭合开关、,断开开关,移动滑动变阻器的滑片,此时电压表示数为;断开开关,保持滑动变阻器滑片的位置不变,调节电阻箱的阻值为,闭合开关、,断开开关,此时电压表示数为。则电源电压为_________V,滑动变阻器接入电路的阻值为_________。
。
34.(2024·泉州五中中考模拟)如图所示,AB、CD为两根平行且均匀的相同电阻丝,直导线EF可以在AB、CD上滑行并保持与AB垂直,EF与AB、CD接触良好。B、D之间的电压U保持不变,A、C之间接一个理想电压表,当EF处于图中位置时,电压表示数为6V,此示数是图中__________部分电阻丝的两端电压。如将EF由图中位置向左移动一段距离后,电压表示数变为5V,若将EF由图中位置向右移动一段相同距离后,电压表示数将变为__________V。
35.(2024·厦门市中考三模)某个班级将同学分成若干实验小组利用如图甲所示的实验装置进行“测量定值电阻阻值”的实验。
(1)连接电路时,开关应处于______状态;将滑动变阻器的滑片移至______端;
(2)实验时,将滑动变阻器的滑片P移到某一位置处,电压表示数为1.8V,电流表指针位置如图乙所示,为______A,此时,定值电阻的阻值为______Ω;
(3)闭合开关发现电流表无示数,电压表示数接近电源电压,移动滑动变阻器的滑片P,电流表、电压表示数均无变化,则故障可能是定值电阻______;
(4)实验过程中,另一实验小组的同学的电流表损坏,请你帮助他们设计出一个电路图并完成下列实验步骤:(已知滑动变阻器最大阻值为)
①电路图设计:____
②将滑动变阻器的滑片P移至左端时,电压表示数为;
③将滑动变阻器的滑片P移至右端时,电压表示数为;
④待测电阻表达式:______。
36.(2024·厦门市思明区中考模拟)利用图所示电路探究“电流与电阻的关系”,电源电压恒为6V,定值电阻R(阻值10Ω、20Ω、40Ω),滑动变阻器R'(10Ω 2A)。
序号
电阻R/Ω
电流I/A
1
10
0.40
2
20
0.20
3
40
0.12
(1)用笔画线代替导线将图电路连接完整。要求:滑动变阻器的滑片P向左移动时,电路中电流变大,导线不得交叉_______;
(2)连接电路时开关应_______;
(3)将滑片P移至最大阻值处,闭合开关,发现电流表有示数,电压表无示数,移动滑片,电流表示数变化,电压表仍无示数,则故障可能是_______;
(4)排除故障,继续实验,所得数据记录于表格中,小明分析数据时发现部分实验数据出现明显错误,错误是序号为_______的实验,若测量时电流表读数无误,则错误的原因是_______;
(5)要正确完成实验,可调节电源电压U至_______V~_______V范围。
37.(2024·厦门一中中考模拟)小萍与小南用电源(恒为3V)滑动变阻器(0~20Ω),测量未知电阻Rx的阻值。
(1)请你用笔画线代替导线,根据图甲将乙连接完整______;
(2)小萍闭合开关,移动滑动变阻器的滑片至某一位置,当电压表示数为2.7V时,电流表示数为0.25A,测得未知电阻Rx=______Ω。实验中小萍通过移动滑片位置得到多组实验数据计算出Rx的平均值,这样做是为了______;
(3)小南用该电路测量另一个待测电阻R1,闭合开关,他观察到电流表的示数很小,电压表的示数接近3V,移动滑动变阻器的滑片,两表示数无明显变化,这是因为R1的阻值太______(填“大”或“小”);
(4)小南用等效替代法测量其阻值,用电阻箱(0~9999Ω)代替待测电阻R1,调节电阻箱的阻值为500Ω时,电压表的示数接近3V,电流表示数很小,仍测不出待测电阻。讨论后,改用电阻箱(0~9999Ω)代替______,将电阻箱的阻值调为500Ω时,电压表的示数为2V,小南通过计算得出待测电阻R1=______Ω。
38.(2024·南平市中考模拟)小萍用图甲所示的实验器材来研究调光台灯的工作原理,并连接实验电路。
(1) 连接电路之前,应该先将开关______,连接完成实验电路,检查无误后将滑动变阻器滑片移到______端;
(2) 闭合开关,发现小灯泡不亮。小萍想:是不是电路中某处发生了断路?要检验实验电路是否发生断路最简单的操作是:______,观察小灯泡发光情况;
(3)小萍为了测灯泡电流,将导线a、b分别与标有“-”和“3”的接线柱相连时,电流表指针偏转情况如图乙,此时电流是从导线______(填“a”或“b”)流入电流表。小萍及时纠正错误,检查电路连接无误后,闭合开关,电流表指针如图丙所示,此时电流表的读数为______A。
39.(2024·宁德市初中毕业班诊断性练习)小宁利用图甲电路“探究电流与电阻的关系”。电源电压 4.5 V不变, R0为电阻箱,滑动变阻器上标有“25Ω 2A”。
(1)请用笔画线代替导线将图甲电路连接完整;______
(2)开关闭合前,滑动变阻器的滑片P移至最左端是为了___________;
(3)闭合开关,移动变阻器滑片P时,发现电压表示数始终为零,而电流表示数有明显变化,电路中故障可能是________(只写一种);
(4)排除故障后,调节电阻箱阻值R0为4Ω,闭合开关,移动滑片P,使电压表示数为U₀,此时电流表的示数如图乙所示,记为______A;
(5)断开开关,调节电阻箱阻值R0为8Ω,闭合开关移动滑片 P,直到__________,再记录电流表的示数;
(6)继续实验,电阻箱的阻值不得超过______Ω;
(7)完成上述实验后,小宁又利用原实验器材测量小灯泡正常发光时的电阻。电源电压U不变,小灯泡的额定电压为U额,请根据小宁的设计方案,将小灯泡 (⊗)和电阻箱接入下图电路图中的虚方框内______,设计方案如下:
①调节电阻箱阻值为R0;
②闭合开关S,开关 S1连接触点 1,调节滑动变阻器,使电压表的示数为 ;
③保持滑动变阻器的滑片位置不动,使开关S1连接触点2,读出电压表的示数为 U1;
则小灯泡正常发光时的电阻________(用R0、U1、U额表示)。
40.(2024·福州一中中考模拟)如图甲为小致做“伏安法测电阻”的实验电路
(1)在连接电路时,开关应______;
(2)在图甲所示的电路中,闭合开关后,电压表的指针______(选填“偏转”或“不偏转”);小致发现有一条导线连接错误,在错误的导线上打“x”,并画出正确导线,不许交叉;( )
(3)改正错误后再进行实验,闭合开关前应将滑动变阻器的滑片P调至最______端(选填“左”或“右”);
(4)某次测量中,电压表的示数为2V,电流表的示数如图乙所示,此次测得的电阻值为______Ω;
(5)实验中多次测量的目的是______;
(6)小致做完以上实验后,又利用如图丙所示的电路,测量另一个未知电阻Rx的阻值(R0是已知阻值的定值电阻);
①只闭合开关______,电流表的示数为I1;
②开关S1、S2都闭合后,电流表的示数为I2;
③请写出未知电阻Rx的阻值表达式Rx=______(用I1、I2和R0表示)。
41.(2024·福州市中考三模)小敏所在小组利用图甲所示电路测量待测电阻R的阻值,选用的电源电压恒为3V,滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”。
(1)用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整,要求滑片P向右滑时滑动变阻器接入电路的阻值变大;____
(2)连接电路时,开关应该______;
(3)连接完成后,闭合开关,测出通过定值电阻R在不同电压下对应的电流值,如下表所示:
实验次数
1
2
3
4
5
电压U/V
0.5
1.0
1.6
2.0
2.4
电流I/A
0.1
0.2
0.4
0.48
①老师检查实验数据后,说其中一次实验数据不是实际测得的,该组数据是第______次实验;
②第3次测量时,电流表的表盘如图乙所示,为______A,则被测电阻R的阻值为______Ω;
(4)利用图甲还能完成的实验是______;
(5)若实验中电流表损坏,小敏又从实验室找来一个单刀双掷开关和电阻箱()来继续完成该实验,请你在虚线框中画出电路图,要求电路连接后不拆接。____
42. (2024·福州市八县联考)用图甲所示电路“探究电流与电阻的关系”。电源电压为4.5V不变,滑动变阻器规格为“20Ω 1A”,有4Ω、6Ω、8Ω、10Ω、12Ω的定值电阻各一个。
(1)用笔画线代替导线把图甲电路连接完整,要求:当滑片P向左滑动时,变阻器接入电路的电阻变大;_____
(2)连接电路时,开关应该 _____(选填“断开”或“闭合”);
(3)先接入12Ω定值电阻,闭合开关,移动变阻器的滑片P移至合适位置,电压表的示数如图乙所示,示数为 _____V,记下电流表的示数。断开开关,将12Ω电阻换成10Ω后,闭合开关,移动变阻器的滑片P使 _____表的示数与前一次相同,记录相关数据;
(4)依次改变电阻R的阻值,共测得五组实验数据,根据实验数据,在图丙的坐标系中描绘出I﹣R图象为曲线A;
①由图象可得出的结论是:_____;
②根据上面所测的五组实验数据,把每次实验时记录的电流值和对应变阻器RP的阻值,在图丙坐标系中描成点,将这些点绘成曲线B,发现曲线B与曲线A _____(选填“有交点”或“无交点”),其原因是 _____。
43. (2024·福州市十九中三模)如图甲,小闽使用阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻各一个,电压为3V的电源以及为“10Ω,0.5A”的滑动变阻器等器材,来“探究电流与电阻的关系”。
(1)他首先将5Ω的电阻接入了图甲的电路中,检查时发现电路少连了一根导线,请用笔画线代替导线将电路连接完整;___________
(2)电路正确连接后,闭合开关时发现,此时电压表和电流表均无示数,他判断产生此现象的原因是___________(选填“定值电阻”或者“滑动变阻器”)断路;排除故障后移动滑动变阻器的滑片,电流表示数如图乙所示,则此时电流表示数为___________A;
(3)当定值电阻由5Ω换为10Ω时,为达到实验要求,需向___________(选填“左”或“右”)调节滑动变阻器的滑片。分别将5Ω和10Ω的电阻接入电路,在电压表示数不变的情况下,滑动变阻器两次消耗的电功率之比为___________;
(4)根据实验数据描绘出电流与电阻倒数图像如图丙所示,由图像可知:当电压一定时,电流与电阻成___________比;
(5)接下来同学们继续用如图甲所示电路,测未知电阻Rx的阻值,但实验过程中电流表突然烧坏,不能正常使用,同学取下电流表并使用另一电源和最大阻值为R的滑动变阻器设计如图所示电路,实验步骤如下:
①将滑动变阻器滑到最左端,闭合开关S,读出电压表的读数,记为U1;
②___________,闭合开关S,读出电压表的读数,记为U2;
③则被测电阻Rx的阻值为:___________。(用U1、U2、R等表示)
44.(2024·福建中考模拟)小华利用电压为3V 的电源、定值电阻(阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、30Ω)、滑动变阻器(50Ω 1.5A)、电压表和电流表等器材探究电流与电压、电阻的关系。
(1)根据图甲,用笔画线代替导线,将图乙的实物图连接完整;______
(2)闭合开关后,发现两表均无示数,用手按住开关,两表指针都发生摆动,出现这种现象的原因可能是______;
(3)排除故障后,小华首先探究电流与电压的关系,他设计的表格如下表所示,请你帮他将横线上的内容补充完整;______
实验次序
1
2
3
4
5
U/V
(4)小华接着探究电流与电阻的关系:
①将5Ω的电阻接入电路,调节滑片到某一位置,电流表的示数如图丙所示,为______A;
②当其中某个定值电阻接入电路时,无法满足实验条件,这个定值电阻的阻值为______Ω;
(5)小华根据实验数据描绘出如图丁所示的图像,与I-R图像相比,该图像的优点是______;分析可以得出结论:导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成______;
(6)小华利用现有器材设计了如图戊所示的“电阻测量盒”,内有电源(电压不变且未知)、阻值已知的定值电阻R₀、开关和电流表,并引出两根导线到盒外。将盒外的两根导线分别与待测电阻的两端相连,根据开关闭合、断开时电流表的示数可以算出的阻值。设计的盒内电路图中不符合要求的是( )
A. B.
C. D.
45.(2024·福州市十六中中考模拟)现有两只阻值未知的定值电阻Rx1和Rx2。
(1)图甲为用伏安法测量Rx1的部分电路。
①用笔画线将电路补充完整,要求滑动变阻器接入电路阻值最大(图中滑片P在B端)________;
②正确连接电路后,闭合开关,移动滑片P,进行三次实验,测得的电流、电压的部分数据如下表。第3次实验的电流大小如图乙所示为__________A;
实验序号
U/V
I/A
1
1.2
0.12
2
2.0
0.20
3
2.5
③Rx1的阻值为__________Ω(精确到0.1);
④实验结束后,应先断开__________,拆除__________两端的导线;
(2)用图丙所示的电路可以测出Rx2的阻值。图中有两只阻值已知分别为R1和R2的定值电阻,R0为电阻箱,电源电压恒定。
①只闭合S1,记录电压表V1的示数U;
②只闭合S2,调整电阻箱阻值,使电压表V2的示数也为U,记录此时电阻箱的阻值R;
③则Rx2=__________。
46.(2024·南安市四校联盟中考模拟)图甲是小南进行“探究电流与电压关系”实验,电源电压为3V。
(1)画线表示导线,将图甲中的实物图连接完整。___________
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应处于最___________端。
(3)闭合开关,发现电压表有示数,电流表无示数。移动滑动变阻器的滑片时,两电表示数均没有变化,则电路故障可能是定值电阻___________。
(4)排除故障后,正确连接电路,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,将测得的数据绘制成图像,如图乙所示,分析图像可以得出:当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成___________、滑动变阻器的最大阻值至少为___________Ω。
(5)小南又找到一个标有“2.5V”字样的小灯泡,用它来替换图中的定值电阻、闭合开关后电压表的读数为1V。若要测量小灯泡的额定功率,则应该将滑片向___________(选填“左”或“右”)调节,使小灯泡正常发光,此时电流表的示数为0.3A,则小灯泡的额定功率为___________W。
47.(2024·厦门市思明区中考模拟)图甲是在绝缘材料表面注入一根根导电墨线的低温碳纤维电热膜,导电墨线两端与金属导线相连。现裁取一段包含2根导电墨线的电热膜,接入电路进行研究,如图乙所示,每根良好导电墨线的电阻均为60Ω,电源电压恒为12V。闭合开关,求:
(1)通过导电墨线R1的电流。
(2)10s内R1产生的热量。
(3)导电墨线R2的一部分导电材料脱落(如图丙),电流表示数为0.3A,此时R2的阻值。
48.(2024·南平市中考模拟)如图所示的电路中,R1的阻值为15 Ω。开关S1、S2闭合,电流表A1的示数为0.2 A,电流表A2的示数为0.3 A.求:
(1)电源电压。
(2)电阻R2的阻值。
(3)电路的总电流。
49.(2024·福州市十六中中考模拟)如图甲为某商场安装的扶梯自动计数器简化电路图。已知电源电压为光敏电阻,。当有光照射时 ;当扶梯上有顾客经过,挡住射向 的光线时, 的阻值增大,计数器就计数一次。图乙为某段时间内 两端的电压 随时间t变化的图像。
(1)当有光照射时,电路中的电流为多大?
(2)当扶梯上有顾客经过时,的阻值为多大?
(3)这段时间内电路消耗的电能是多少?
50..(2024·南安市四校联盟中考模拟)如图所示,电源电压恒为9V,R1=15Ω,闭合开关S1,S2,电流表示数为1.5A。求:
(1)通过R1的电流?
(2)R2的电阻?
(3)通电10s内电路做的总功?
51.(2024·福州十九中中考模拟)每年夏季进入汛期,多地会发生强降雨,导致河流水位上涨。我校科技小组设计了一个模拟监测水位的装置如图甲所示,水位显示仪由量程为0~15V的电压表改装而成。电路中电源电压保持不变,R0为定值电阻,R滑是竖直放置的起滑动变阻器作用的电阻装置,浮子可带动金属滑杆AP即滑动变阻器滑片竖直上下移动,与之对应的电压表随R滑接入电路的阻值变化关系如图乙所示,R滑接入电路的阻值随水位h的变化关系如图丙所示。求:
(1)定值电阻R0的阻值和电源电压;
(2)水位显示仪的刻度是否均匀;
(3)水位显示仪能够显示的最高水位。
52.(2024·福州一中中考模拟)如图所示,电源两端电压U为并保持不变,电阻阻值为。闭合开关S后,电流表A的示数I为。求:
(1)电流表的示数;
(2)电阻的阻值;
(3)电路的总功率。
53..(2024·福州市中考三模)图是小明设计的电子秤的电路图,电源电压恒为12V,电阻的阻值为4Ω,滑动变阻器标有“20Ω 2A”字样。求:
(1)当滑片P位于最下端时,闭合开关S,电压表的示数。
(2)移动滑片P到某一位置时,发现电压表示数为3V,此时滑动变阻器连入电路的阻值。
54.(2024·福州八中中考模拟)某兴趣小组设计了一个用电表示数变化反映环境温度变化的电路,其电路原理如图甲所示,电源电压保持不变,R1是定值电阻,阻值为20Ω。电压表量程为0~3V,电流表量程为0~0.6A。R0是热敏电阻,其阻值随环境温度变化关系图象如图乙所示。闭合开关S后,当环境温度为40℃时,此时电压表的示数为2V。求:
(1)此时通过R0的电流;
(2)电源电压;
(3)为保证电路安全,此电路能反映环境的最低温度是多少℃。
55.(2024·福州市八县联考)如图是某款发热鼠标垫的工作原理图,电源电压恒定, 的阻值为20Ω,只闭合开关S电流表的示数为0.3A; 再闭合开关S1电流表的示数变为0.5A。求:
(1)电源电压;
(2)电阻R2的阻值;
(3)两开关均闭合时,1min内电路消耗的电能。
56.(2024·福州市屏东中学中考模拟)如图所示,定值电阻的阻值为,电源电压恒为,R为滑动变阻器。当电流表示数为时,求:
(1)滑动变阻器两端的电压;
(2)此时电路消耗的总功率;
(3)当电流表示数为时,滑动变阻器的阻值。
57.(2024·福州市十九中三模) 学校创课小组设计了一种多挡位电热切割刀如图甲所示,电热切割刀的加热电路如图乙所示,电源电压不变,电阻R1的阻值为30Ω,当只闭合S1时,通过R1的电流为0.4A,电路处在低温挡;再闭合开关S2后,干路电流为0.6A,电路处在高温挡。求:
(1)电源电压;
(2)R2的阻值;
(3)通电高温切割1min,电流通过R2产生的热量是多少?
58.(2024·福州市外国语学校中考二模)观看《热辣滚烫》后,跃跃买了可视化握力器进行锻炼,其原理可简化为图甲。电源电压恒为12V,定值电阻,压敏电阻R2的阻值随压力的变化如表,用改装后的灵敏电流表显示托盘所受压力。其中托盘可视为手与压敏电阻的接触面,质量不计。闭合开关后,问:
R₂/Ω
550
490
430
370
310
250
200
150
100
70
…
F/N
0
50
100
150
200
250
300
400
500
600
…
(1)当托盘中不放物体时,电路中的总电阻是多少Ω?
(2)当握力器显示为600N时,电路中的电流是多少A?
(3)将装有水的烧杯放在托盘上,握力计显示为120N;再用细线悬挂一个体积为的金属块浸没在水中(水未溢出),如图乙所示,则托盘压力的变化量至少是多少N?
59.(2024·厦门市中考三模)如图所示的电路中,电流表A的示数为0.4A,的示数为0.3A,电阻的阻值为10Ω。求:
(1)通过电阻的电流;
(2)电源电压;
(3)电阻的阻值。
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