内容正文:
5年(2020-2024)中考1年模拟物理真题分类汇编(广西专用)
专题14欧姆定律(原卷版)
【跨学科实践】
1.(2024·广西南宁·模拟预测)绿色环保纯电动驱动的汽车越来越普遍,如图是电动汽车“加油门(脚向下踩)”时的原理图,其中是定值电阻,“加油门”时车速仪示数变大,则“加油门”过程中,下列判断正确的是( )
A.电压表的示数变大 B.电流表的示数变大
C.整个电路的电功率变小 D.电压表的示数与电流表的示数的比值变小
2.(2024·广西南宁·模拟预测)春季,广西常出现空气湿度极高的“回南天”,衣物难以晾干。小龙为奶奶制作了一款家用衣物烘干机,其简化的加热电路如图所示,,均为加热电阻,通过单刀双掷开关实现高、低温挡的切换。求:
(1)闭合、连接触点“1”时,电路中的电流;
(2)高温挡时电路的总功率;
(3)奶奶使用时发现烘干衣物时间较长,为了缩短烘干时间,小龙在原电路中再接入一个加热电阻,高温挡功率变为原来的1.5倍。请说明的连接方式并计算其阻值的大小。
【新科技新情境】
3.(2024·广西南宁·三模)嫦娥六号探测器绕月飞行时,运动状态 (选填“不变”或“改变”);为应对月球的光照环境,小海在地球上利用阻值随光照强度变化的光敏电阻设计了“模拟唤醒系统”,如图所示,若a、b两端电压时,控制电路启动,此时;时控制系统彻底关机,此时的大小为,则 。
1.(2022·广西梧州·中考真题)如图为自动测定油箱内油量的装置原理图,电源电压为36V,R为滑动变阻器,R0为定值电阻,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~36V。油箱中的油量是通过电流表或电压表的示数反映出来的,且表的最大量程对应油箱最大油量,当油箱内的油面在最高或最低位置时,滑动变阻器的滑片P恰好能分别滑至两端,当油面达到最低位置时,反映油量的电表示数为最大量程的。下列说法错误的是( )
A.R0阻值为60Ω
B.滑动变阻器的阻值变化范围为0~300Ω
C.当滑动变阻器的滑片P在中点时,电压表的示数为21V
D.当滑动变阻器的滑片P在中点时,电流表的示数为0.17A
2.(2022·广西贵港·中考真题)如图所示是电阻甲和乙的I﹣U图像,下列选项对图像信息判断错误的是( )
A.甲是一个定值电阻,阻值为5Ω
B.当乙两端的电压为2.5V时,其阻值为5Ω
C.将甲和乙串联,若电路中电流为0.3A.则电路的总功率为0.6W
D.将甲和乙并联,若电源电压为1V,则干路中的电流为0.3A
3.(2022·广西河池·中考真题)如图甲所示的电路,为定值电阻,闭合开关,调节滑动变阻器的阻值,记录电压表、电流表的示数,作出关系图象如图乙①所示。已知某小灯泡的图象如图乙②所示,现用该小灯泡替换图甲中的滑动变阻器,电路其他元件不变。则此时小灯泡的实际功率为( )
A.0.1W B.0.2W C.0.3W D.0.75W
4.(2022·广西·中考真题)如图所示电路中,电源电压保持不变,闭合开关,当滑动变阻器的滑片P向右移动时,下列说法正确的是( )
A.电流表示数变大,灯泡变暗
B.电流表示数变小,灯泡变亮
C.电压表示数变大,灯泡变暗
D.电压表示数变小,灯泡变亮
5.(2022·广西·中考真题)在“探究电流与电压的关系”实验中,采用图像法得到如图所示的I-U图像,由图可知,电阻R一定时,通过导体的电流与导体两端的电压的关系及R的阻值分别是( )
A.成正比,R=10Ω B.成正比,R=1Ω
C.成反比,R=10Ω D.成反比,R=1Ω
6.(2021·广西梧州·中考真题)如图所示的电路,电源电压不变,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,A、B为其两端点,闭合开关S,当滑片P在某一端点时,电流表示数为0.2A,R2的电功率为2W,当滑片P移动至某一位置C时,电流表示数为0.6A,R2的电功率为3.6W。下列说法正确的是( )
A.R1的阻值为50Ω B.P在A端时电流表示数为0.8A
C.P在C点时电压表示数为10V D.P在A端时R1的电功率为14.4W
7.(2021·广西河池·中考真题)如图甲所示的电路中,R0为定值电阻,滑动变阻器R最大阻值为5Ω,闭合开关后,调节滑动变阻器R的阻值,根据记录的数据,作出U﹣I关系图像如图乙所示,由图像可知( )
A.电源电压U=2.0V B.电压表的最大示数为1.5V
C.定值电阻的阻值R0=1.0Ω D.电路的最大功率为4.5W
8.(2021·广西玉林·中考真题)由欧姆定律I=变形可得R=,以下说法正确的是( )
A.导体的电阻跟它两端的电压成正比
B.导体的电阻跟通过它的电流成反比
C.导体的电阻跟它两端的电压和通过它的电流无关
D.导体的电阻由它两端的电压和通过它的电流的比值决定
9.(2021·广西贵港·中考真题)如图所示的电路,灯L标有“6V 3.6W”字样,电源电压保持不变。当闭合开关S,滑动变阻器R的滑片P移到最右端时,灯L正常发光;滑片P移到最左端时,电压表示数为3.6V。假设灯丝电阻不受温度影响,下列四个结论正确的是( )
①灯L正常发光时的电阻为12Ω
②电源电压为6V
③滑动变阻器的最大阻值为20Ω
④电路消耗的总功率的变化范围为1.44~3.6W
A.①② B.②④ C.②③ D.③④
10.(2021·广西贺州·中考真题)如图所示的电路中,电源电压和的阻值均保持不变,闭合开关S后,将滑动变阻器的滑片P从中点向左移动的过程中,下列说法正确的是( )
A.电流表A1的示数变小,电压表V的示数变小
B.电流表A2的示数不变,电压表V的示数不变
C.电压表V的示数与电流表A1的示数比值不变
D.电路的总功率变大
11.(2020·广西贺州·中考真题)如图所示分别是小灯泡L和电阻R的U﹣I图象,由图象可知,下列说法错误的是( )
A.电阻R的阻值为5Ω
B.当L与R并联,电源电压为1.0V时,则干路上的电流为0.6A
C.当L与R串联,电流为0.4A时,则电源电压为2.0V
D.当L与R串联,电流为0.4A时,则电路消耗的总功率为1.2W
12.(2020·广西贺州·中考真题)如图所示,电源电压保持不变,R1为定值电阻,闭合开关S后,将滑动变阻器R2的滑片P从最右端向中点移动时,下列说法正确的是( )
A.V1和V2的示数不变,A的示数变小
B.V1的示数不变,V2的示数变小,A的示数变大
C.V2的示数与A的示数之比不变
D.V1的示数与A的示数之比不变
13.(2020·广西玉林·中考真题)如图所示的电路中,若R1=10Ω,R2=5Ω,闭合开关S,此时,电压表的示数为2.5V,则电源电压为( )
A.2.5V B.5V C.7.5V D.10V
14.(2020·广西玉林·中考真题)如图所示,是酒精浓度检测仪的简化电路图,图中R0为定值电阻、R为酒精气体传感器,R的电阻值随酒精气体浓度的增大而减小。如果酒精气体传感器感应到的酒精气体浓度越大,那么( )
A.电流表示数越大
B.电流表示数越小
C.电路消耗的电功率越小
D.电路消耗的电功率仍不变
15.(多选)(2020·广西·中考真题)如图所示电路,电源电压保持不变,闭合开关S、S1后,再断开S1时( )
A.灯L的亮度变暗 B.电压表V的示数变小
C.电流表A1的示数变小 D.电流表A的示数变小
16.(2023·广西·中考真题)实验小组在实验时,不慎将灯泡的玻璃外壳碰碎。他们惊奇地发现几乎不发光,与其串联的灯泡不仅没有熄灭,反而更亮。开关断开后的电路如图甲,和都标有“2.5V 0.3A”字样。针对上述现象,探究下列问题:玻璃破碎后,的灯丝电阻发生了什么变化?玻璃外壳究竟起什么作用?
(1)玻璃外壳破碎前的电压和电流分别为1.20V和0.20A;玻璃外壳破碎后,两端的电压变为0.40V,通过的电流变为如图乙所示,则电流为 A。初步分析可知:玻璃破碎后,电阻 (选填“变大”或“变小”);
(2)为进一步探究玻璃外壳破碎后电阻变化特点,对、的电流和电压进行测量,实验数据记录如下表。分析发现,的电阻 (选填“大于”或“小于”)玻璃外壳破碎后的电阻;
灯泡
实验次序
1
2
3
4
5
6
L1、L2
电流Ⅰ/A
0.16
0.18
0.20
0.22
0.24
0.26
L1
电压U1/V
0.78
1.00
1.20
1.50
1.80
2.10
L2
电压U2/V
0.20
0.23
0.30
0.41
0.52
0.80
(3)实验中,对着吹气,发现两端电压突然变小、电流突然变大,说明吹气加快灯丝表面空气流速,加快其散热速度,从而使灯丝电阻变小。由此推断,灯丝的电阻大小与 有关,玻璃外壳可能起到 的作用;
(4)细心的同学在实验过程中发现,灯丝呈螺旋状,于是提出新的问题:为什么将灯丝设计成螺旋状?你认为这样设计的目的是① ② 。
17.(2022·广西梧州·中考真题)小玲做“探究电流与电阻的关系”实验。实验中电源电压为4.5V恒定不变,电流表选用“0~0.6A”量程,电压表选用“0~3V”量程,滑动变阻器规格为“50Ω 1A”。
(1)连接电路时,开关应 。
(2)在如图甲所示的电路中,闭合开关,移动滑片,发现电流表示数几乎为零,电压表有示数,原因是 ;经分析有一根导线连接错误,请在连接错误的导线上打“×”,并补画出一根导线连接成正确的电路;( )
(3)小玲连接好正确电路后,在AB间分别接入阻值不同的电阻R,测量了五组实验数据,其中第2组实验的电流表示数如图乙所示为 A;测得的其他四组数据如表所示,小玲检查后发现有一组数据存在错误,导致出错的原因是 。
实验组次
1
2
3
4
5
电阻R/Ω
5
10
15
25
30
电流I/A
0.6
1
0.12
0.1
(4)小玲根据正确的实验数据得出实验结论:电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成 ;
(5)以上实验控制AB间的电压为 V不变,为了使实验结论更可靠,小玲想继续保持此电压不变再多测几组数据,请计算AB间允许接入电阻R的阻值范围是 。
18.(2022·广西柳州·中考真题)小辉学习了电学的有关知识后,做如下实验。
(1)小辉利用如图甲的电路测量某定值电阻R的阻值。
①连接实物电路时,滑动变阻器的滑片P应置于 (选填“a”或“b”)端,开关应 ;
②实验中,移动滑片P至某位置,若电流表和电压表示数为分别0.2A、2V,则R的阻值为 Ω;
③为减小误差,改变R两端电压,多次测量电压及电流值,算出对应的电阻,最后求出电阻的 值,作为R的阻值;
(2)小辉得知某热敏电阻的阻值随温度变化图像如图乙,就利用该热敏电阻制作温控报警器,报警器电路的一部分如图丙所示,电源电压为12V。当环境温度达到或超过50℃时,电压U2达到或超过9V并触发报警器(图中未画出)报警。则图中 (选填“R1”或“R2”)应使用热敏电阻,另一定值电阻的阻值为 Ω。
19.(2021·广西柳州·中考真题)压敏电阻的阻值会随压力的变化而变化,某实验小组通过如图甲的电路探究压敏电阻RF的阻值随压力变化的关系,该小组操作如下:
(1)首先,应确保电流表指针对准 刻度线,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片置于 端;
(2)闭合开关,将滑动变阻器的滑片逐渐向另一端移动,电流表示数变 ;
(3)当滑片处于b端时,电流表示数如图乙,则I= A;
(4)保持滑片处于b端不动,逐渐往压敏电阻上增加砝码来增大压力,观察到电流表示数逐渐变大,在此过程中,压敏电阻两端的电压 ;
(5)记录数据并画出电流随砝码总质量变化的图像(如图丙),根据图丙画出压敏电阻的阻值随压力变化的图像(如图丁)。由图可知,压敏电阻的阻值随压力增大而 ;
(6)他们利用该电路改装成一款电子科,将电流表的表盘换成电子秤的表盘,则原来0.6A的位置应刻成 kg,刻度线刻成 (选填“均匀”或“不均匀”)的;若将滑动变阻器的滑片向a端移动一些,则电子秤的量程 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
20.(2024·广西·中考真题)公路部门往往通过地磅检测汽车载重情况。图甲是跨学科学习团队设计的可视化地磅的电路原理图,主要由踏板(重力不计)、压力传感器R、显示承重的仪表(实质为电流表,量程0~0.6A)等组成,R的阻值与所受压力F大小关系如图乙所示。电源电压为12V,定值电阻R0的阻值为5Ω。求:
(1)当R的阻值为35Ω时,电路的电流;
(2)当通过电路的电流为0.4A时,地磅的测量值;
(3)为了增加地磅的最大测量值,请你写出一种可行的方案,并列出关系式进行说明。
21.(2023·广西·中考真题)实践基地芒果获丰收,为筛选优质大果,设计自动筛选装置如图甲,检测装置电路图如图乙,电源电压恒为12V,电阻为20Ω,R为压敏电阻,其阻值随压力变化关系如图丙。当电路电流小于0.15A时,不达标的芒果将被推离传送带,达标芒果继续被传送到指定位置,实现自动筛选。求:
(1)若R与阻值相等,R消耗的电功率;
(2)此装置能筛选出重力至少为多大的芒果;
(3)若想筛选出重力至少为2N的芒果,有同学建议:仅适当增加的阻值即可。你认为他的建议可行吗?请通过计算做出判断。
22.(2022·广西柳州·中考真题)小宸利用一个电池组,两只电流表(A1和A2),一个开关,一个阻值为R0=15Ω的定值电阻和若干导线,来测量未知电阻Rx的阻值,他设计好电路并正确操作,发现A1、A2的示数如图所示。
(1)A1、A2的示数I1、I2分别是多少?
(2)在你不确定电路设计的情况下,请判断电阻Rx可能的阻值为多少?
23.(2022·广西玉林·中考真题)技术研究小组在实验室模仿工程师做“钢梁承重后的下垂量h”的测试,他们用厚钢尺制成了一座跨度为L的桥梁(如图甲所示),并设计了一个方便读取“厚钢尺桥梁受压后下垂量”的测试仪,测试仪由压力传感器R与外部电路组成(如图乙所示)。已测得跨度为L时,在一定范围内,其压力F与下垂量h满足关系,k=1×10﹣3m/N。已知电源电压不变,当电压表的示数为4V时,电流表示数为0.4A。当压力F1=32N时,电路中的电流为I1,此时R的功率为P1;当压力F2=40N时,电路中的电流为I2,此时R的功率为P2;且I1与I2相差0.1A。传感器的电阻R与压力F的关系图像是一条直线(如图丙所示),忽略传感器与钢梁自重产生的影响。求:
(1)R0的阻值;
(2)当桥梁的下垂量为3cm时,压力传感器受到的压力;
(3)当压力为零时,电路中的总电阻;
(4)P1与P2的差值
24.(2021·广西玉林·中考真题)如图甲所示,是某研究小组设计的一套测量物体重力的模拟装置,OAB为水平杠杆,OB长1m,O为支点,OA:AB=1:4,电源电压保持不变,电流表的量程为0~0.6A,定值电阻R0的阻值为10Ω,压力传感器R固定放置,R的阻值随其所受压力F变化的关系如图乙所示。当平板空载时,闭合开关S,电流表的示数为0.2A。(平板、压杆和杠杆的质量均忽略不计)求:
(1)电源电压;
(2)当电流表示数为0.4A时,物体的重力;
(3)在电路安全的情况下,缓慢增加平板上的物体的重力过程中,当电路消耗功率分别达最大值和最小值时,压力传感器R消耗功率的比值;
(4)当平板上物体重为250N,此时电路不安全,若可移动A点使电路安全,则A点移动的方向和A点移动的最小距离。
25.(2021·广西·中考真题)学校利用过氧乙酸对教室内的空气进行熏蒸消毒。某学习小组为了测量教室空气中过氧乙酸气体的浓度,设计了如图甲所示的检测仪。已知电源电压为,定值电阻标有“,”字样,过氧乙酸气体传感器的阻值随过氧乙酸气体浓度的变化关系如图乙所示。电压表的量程为,电压表不同的示数对应不同的过氧乙酸气体浓度,请通过计算说明:
(1)按要求,才能达到消毒要求。当电压表的示数为时,教室内过氧乙酸气体的浓度是否达到消毒要求;
(2)若该检测仪处在所能测量的最大值状态下工作了,电路消耗的电功率及消耗的电能;
(3)若检测仪所能测量的最大值调整为,此时电压表指针刚好偏转到最大刻度,则需重新选用哪种规格的定值电阻。
1.(2021.(2024·广西南宁·模拟预测)下列实例中,采用“控制变量法”的是( )
A.探究平面镜成像实验中,用玻璃板代替平面镜
B.保持接触面粗糙程度相同,研究滑动摩擦力与压力的关系
C.用两个10Ω的电阻串联代替一个20Ω的电阻
D.用微小压强计中U形管液面高度差来反映液体内部压强大小
2.(2024·广西崇左·模拟预测)在“探究电流与电阻关系”的实验中,电路如图所示。先接入5Ω的定值电阻,移动滑片P,使电压表示数为2V,读出电流表示数。接着换上10Ω的定值电阻,不进行其他操作就闭合开关。此时电压表示数及应进行的操作是( )
A.小于 2V、增大变阻器接入的阻值
B.小于2V,减小变阻器接入的阻值
C.大于2V,增大变阻器接入的阻值
D.大于2V,减小变阻器接入的阻值
3.(多选)(2024·广西崇左·二模)小明设计的质量测量仪如图所示,当载物台上不放物体时,滑片恰好处于a点。电源电压不变,闭合开关S后,下列说法正确的是( )
A.不放重物时,小灯泡L的亮度最暗
B.重物的质量越大,电压表的示数越大
C.重物的质量越大,电路的总功率越小
D.重物的质量发生变化时,电压表与电流表示数的比值保持不变
4.(2024·广西南宁·模拟预测)为了探究“通过导体的电流与导体电阻的关系”,小明采用了如图甲所示的实物图。实验供选择的定值电阻有5个,阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、30Ω,电源电压恒为4.5V,滑动变阻器的最大阻值为30Ω。
(1)实验前,滑动变阻器的滑片应移到 端(选填“A”或“B”);
(2)小明首先用5Ω电阻实验,闭合开关后发现,无论怎么移动滑片,电流表指针无偏转,电压表指针迅速满偏,则电路中的故障可能是__________(填字母);
A.开关断路 B.滑片接触不良 C.电阻断路 D.电流表短路
(3)排除故障后,小明根据实验数据在乙图中描点,则阴影部分的面积表示 ,其数值为 (不用带单位);
(4)第2次实验中他将5Ω电阻换成10Ω,如果滑片仍然停留在第1次实验的位置,小明应向 (选填“A”或“B”)端移动滑片;
(5)只用30Ω的滑动变阻器 (选填“能”或“不能”)完成5次实验:其原因可能是 。(写出一条即可)
5.(2024·广西·模拟预测)在探究“电流与电阻的关系”实验中,同学们利用阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω和20Ω的定值电阻进行探究,电源电压为4.5V且保持不变。实验过程如下:
(1)先将5Ω的定值电阻接入电路,如图甲所示,正确连接电路后 (选填“左”或“右”)端,闭合开关,观察到电流表和电压表的示数分别为0.1A和0.5V。再移动变阻器的滑片,使电压表的示数为U1时,电流表的指针恰好指在如图乙所示的位置,记下此时电流表的示数是 A,此时滑动变阻器接入电路中的阻值为R1;
(2)断开开关,用10Ω的电阻替换5Ω的电阻接入电路,正确操作,使电压表的示数仍为U 1,此时滑动变阻器接入电路中的阻值为R2;
(3)分别把15Ω和20Ω的电阻单独接入电路,重复上面的操作。请回答下列问题:
①实验中,定值电阻R两端的控制电压U1= V;滑动变阻器接入电路中的阻值R1、R2的大小关系是R1 R2(选填“大于”、“小于”或“等于”);
②实验中,应该保持四个定值电阻两端的电压等于 V不变;
(4)实验中小亮发现他使用的滑动变阻器的铭牌模糊不清,他想知道它的最大阻值是多少。于是他利用一个已知阻值的定值电阻R0、一个电流表、电源(电压未知)和开关设计了如图丙所示的电路图。请你将他的实验步骤补充完整,并写出滑动变阻器最大阻值R的表达式;
①闭合开关,将滑片移至a端,读出电流表的示数为I1;
② ,读出电流表的示数为I2;
③滑动变阻器最大阻值R= 。(用所测及给出的物理量符号表示)
6.(2024·广西崇左·二模)善于观察的小明看到电池使用说明中提示“请一次性更换所有电池,以免新旧电池混用”。于是小明在家中找出同一品牌的电池设计实验,探究新旧电池混用是否更节能。
(1)小明将同型号的两节新电池串联或“一新一旧”的两节电池串联,分别给同一辆玩具电动车供电,让玩具车在 (选填“相同”或“不同”)的路面上行驶。他发现在相同时间内装有“一新一旧”电池的玩具车通过的路程较短,说明这个过程中该组电池提供的电能较 ,该研究方法属于 法;
(2)小明换用定值电阻进一步探究,通过测量定值电阻两端的电压,比较电池给定值电阻提供电压的大小。他设计了如图甲所示的电路进行实验,分别将相同型号的电池以不同的组合方式接入A、B间,将开关S闭合前后的电压表读数记录在表中:
实验
电池组合
A、B之间的电压UAB/V
S断开时
S闭合时
1
两节新电池串联
3.2
3.1
2
“一新一旧”电池串联
1.9
1.3
3
一节新电池
1.6
1.5
①分析表中的数据发现,“一新一旧”电池串联对外提供的电压最 ;
②小明找来几个其他型号的新旧电池重复以上实验,是为了 (选填“减小实验误差”或“使实验结论具有普遍性”);
(3)小明查阅资料知道干电池本身有一定的电阻,如图乙所示,可以等效为一个没有电阻的电池和一个定值电阻R串联而成。为测定干电池的阻值,小明设计了如图丙所示的电路。已知滑动变阻器的最大阻值为R0,请完成下列的实验步骤:
①只闭合开关S,断开开关S1,记录电压表示数为U1;
②接着闭合开关S和S1,将 ,记录电压表示数为U2;
③干电池电阻的表达式:R= (用R0、U1、U2表示)。
7.(2024·广西桂林·一模)课堂上小桂探究了导体电阻大小与导体的长度、横截面积、材料有关,他和同组成员想继续实验,测量未知电阻的阻值。于是用电源、滑动变阻器、电流表、电压表、开关和导线设计了以下实验,请你帮他完成:
(1)请将如图甲中电路连接完整,要求滑片向左移时电流表示数变小;
(2)闭合开关,移动变阻器的滑片,发现电流表和电压表都无示数,有可能是滑动变阻器 (填“断”或“短”)路了;
(3)排除故障后,移动滑片P,电流表示数为0.2A时,电压表示数如图乙,为 V,则未知电阻的阻值为 Ω;
(4)同组成员认为小桂的实验存在不足,应该多次实验,目的是
(5)小桂继续测量,发现电流表已损坏。设计如图丙的电路也可测得的阻值,其中滑动变阻器的最大阻值为R,实验步骤如下:
①将滑片移到最右端,闭合开关,读出电压表示数;
②再将滑片移到 ,读出电压表示数;
③未知电阻的电阻= (用相应的物理量符号表示)。
8.(2024·广西钦州·三模)小明和小华进行测电阻活动。
(1)小明测量定值电阻的实验:
①用图甲的电路测量的阻值,该实验的原理是 ;
②请按照图甲的电路图,用笔画线将图乙中的实物图连接完整 ;
③闭合开关之前,滑动变阻器的滑片应置于 端;闭合开关,发现电压表示数接近电源电压,电路的故障可能是 断路;
④排除故障,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,当电压表示数为2.6V时,电流表示数如图丙,则通过计算阻值是 ;
(2)小华同学通过上面实验获得灵感,想设计一个能通过电压表测量湿度传感器电阻的电路,并且该电路的电压表示数随着相对湿度的变大而变大。准备了如下器材:一个3V电源、一个阻值为的湿度传感器(电路符号为,其阻值随相对湿度的增大而减小)、一个阻值为的定值电阻、一只电压表、一个开关、导线若干。
请利用以上器材并根据要求,在虚线框内画出对应的电路图 。根据电路分析可知,当电压表指针指在2V的位置时,湿度传感器的阻值 。
9.(2024·广西南宁·模拟预测)为测量一额定电压为的小灯泡正常发光时的电阻,小鑫设计了如图甲所示的电路。
(1)连接电路时,开关应 ;闭合开关前,滑动变阻器的滑片应位于 处;
(2)闭合开关后,电流表的指针向右偏转后如图乙所示,原因可能是: ;无论怎么移动滑片,灯泡的亮度不变,经检查发现有一根导线连错了,请你在连错的导线上打“×”,并画出正确的连线 ;
(3)小鑫根据实验数据绘制的图像如图丙所示,根据图像提供的信息,可计算出小灯泡正常发光时的电阻是 ,实验数据显示小灯泡在不同电压下的电阻不相等,此时 (选填“可以”或“不可以”)求平均值作为小灯泡的电阻值。
(4)实验进行一段时间后,小鑫发现电源电压已达不到小灯泡额定电压,他突然有个想法:是否可以通过增大电流的方式使小灯泡正常发光?你认为这个想法是否可行?请说明理由 。
10.(2024·广西·模拟预测)小芳利用图甲所设计的电路图,探究“电流与电压、电阻的关系”。实验器材:电源(电压恒为4.5V)、电流表、电压表各一个,一个开关,若干定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω、25Ω、30Ω),两个滑动变阻器、,导线若干。
(1)小芳正准备闭合开关,突然发现电流表指针如图乙所示,出现这种现象的原因是: ;
(2)小芳在探究“电流与电压的关系”时,用5Ω的定值电阻进行实验,通过实验得到多组实验数据,由这些数据画出如图丙所示的图像,由图像可得结论: 。如果想让实验结论更具有普遍性,你认为可以怎么做? ;
(3)小芳在探究“电流与电阻的关系”时,用5Ω的电阻,电压调为2V完成第一次实验,如果直接换上10Ω的电阻,需要将滑片向 (选填“左”或“右”)移动才能够完成实验;如果要让这5个电阻都能够完成实验,应该选用的滑动变阻器是 ;
(4)小芳找来一个小灯泡将定值电阻更换,测得数据后发现小灯泡通过的电流与小灯泡两端电压关系如图丁所示,请问图像不是一条直线的原因是 。
11.(2024·广西钦州·二模)小明测量小灯泡发光时的电阻,如图甲所示,其中电源电压为6V,小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)用笔画线代替导线,将图甲所示的实物电路连接完整 :
(2)开关闭合前,滑动变阻器的滑片移到最 (选填“左”或“右”)端:
(3)实验中电压表的示数如图乙所示,其读数为 V;如果要测量小灯泡正常发光时的电阻,应将滑片向 (选填“左”或“右”)端移动;
(4)小明绘制的图像如图丙所示,在电压表示数变大的过程中,电压表示数与电流表示数之比 (选填“变大”“变小”或“不变”),小灯泡正常发光时的电阻为 Ω;
(5)小明用待测定值电阻R替换小灯泡测量时,由于电阻R阻值较大,电流表偏转很小,测量不准确。老师告诉他:电压表相当于能显示自身两端电压的定值电阻,且阻值较大。
于是他设计了图丁所示电路测量电阻R的阻值,电源电压恒为3V,定值电阻为600Ω,闭合开关S,并进行了如下操作:
①接1时,电压表示数为2.40V;②接2时,电压表示数为2.00V;③待测电阻 Ω。
12.(2024·广西南宁·模拟预测)小新同学根据以下电路进行“伏安法测电阻”的实验。
(1)根据图甲电路图,用笔画线代替导线将图乙中的电路连接完整(连线不能交叉);
(2)闭合开关S前,应将滑动变阻器的滑片P置于 端(选填“A”或“B”);
(3)闭合开关S后,发现电流表无示数,电压表的指针有明显偏转。若电路中只有一处故障,则该故障可能是 (选填下列序号);
A.电阻发生了断路 B.滑动变阻器出现短路
(4)某次实验中,移动滑片使电压表示数为1.6V,此时电流表的指针位置如图丙,则电流表的示数为 A,本次测得R的阻值为 Ω;
(5)实验后,小新同学设计了另外一种测电阻的方法,电路图如图丁。为待测电阻,电源电压恒定,已知定值电阻,实验步骤如下:
①闭合开关S、,断开开关,读出并记录电流表示数;
② ,读出并记录电流表示数;
③处理实验数据,可求得 。(用、、表示)。
13.(2024·广西玉林·一模)如图是一个检测空气质量指数的电路,其中R为气敏电阻,允许通过的最大电流为0.2A,其电阻与空气质量指数的关系如图乙所示。已知电源电压恒定不变,定值电阻为10Ω,当闭合开关S后,电流表的示数为0.1A时,空气质量指数为30,求:
(1)此时电阻消耗的电功率;
(2)电源电压;
(3)小强认为该电路能测量的空气质量最大指数太低,他想使该电路能测量的空气质量最大指数为70,于是他提出的方案是减小电源电压;同组的小明同学提出的方案是减小的阻值,请通过计算说明谁的方案可行。
14.(2024·广西崇左·模拟预测)“回南天”是对我国南方地区一种天气现象的称呼。当“回南天”出现时,空气湿度接近饱和,到处是湿漉漉的景象。某物理科技小组设计了空气湿度检测电路,如图甲所示。电源电压为6V,显示器由量程为0~3V的电压表改造而成,定值电阻R0=20Ω,R1为湿敏电阻,其阻值与空气湿度的关系如图乙所示。
(1)空气湿度为30时,求电路的总功率。
(2)求该电路能显示的最大空气湿度。
(3)不增加其他元件,若想增大空气湿度的检测范围,请写出可行的方法。
15.(2024·广西·模拟预测)某兴趣小组设计了一个监测湖水水位的报警装置,其原理如图1。电源电压恒定,电阻R0的阻值为30Ω;R是竖直放置的长条形电阻片。浮子可带动金属滑杆AP在竖直方向上下移动、AP与R组成滑动变阻器。当电流表的示数达到设定数值时,表示水位达到警戒水位,电压表示数与电流表示数的U﹣I图像如图2所示。
(1)求滑动变阻器的最大阻值;
(2)求电源电压和电路的最小功率;
(3)滑杆AP从底端上移到顶端的过程中,滑动变阻器连入电路的电阻均匀变化,记录下几组水位和对应的电流表示数,水位达到警戒值,求警戒水位。
水位h/cm
10
15
20
30
电流I/A
0.1
0.12
0.15
0.3
原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!4
原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!5
学科网(北京)股份有限公司
$$
5年(2020-2024)中考1年模拟物理真题分类汇编(广西专用)
专题14欧姆定律(解析版)
【跨学科实践】
1.(2024·广西南宁·模拟预测)绿色环保纯电动驱动的汽车越来越普遍,如图是电动汽车“加油门(脚向下踩)”时的原理图,其中是定值电阻,“加油门”时车速仪示数变大,则“加油门”过程中,下列判断正确的是( )
A.电压表的示数变大 B.电流表的示数变大
C.整个电路的电功率变小 D.电压表的示数与电流表的示数的比值变小
1.【答案】BD
【详解】AB.由电路图可知,定值电阻R0与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流。 “加油门”时滑动变阻器接入电路中的电阻变小,电路中的总电阻变小, 由可知,电路中的电流变大,则电流表的示数变大;由U=IR可知,定值电阻R0两端的电压变大, 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变小,即电压表的示数变小,故A错误,B正确;
C.由P=UI可知,整个电路的电功率变大,故C错误;
D.由可知,电压表的示数与电流表的示数的比值等于滑动变阻器接入电路中的电阻, 所以,电压表的示数与电流表的示数的比值变小,故D正确。
故选BD。
2.(2024·广西南宁·模拟预测)春季,广西常出现空气湿度极高的“回南天”,衣物难以晾干。小龙为奶奶制作了一款家用衣物烘干机,其简化的加热电路如图所示,,均为加热电阻,通过单刀双掷开关实现高、低温挡的切换。求:
(1)闭合、连接触点“1”时,电路中的电流;
(2)高温挡时电路的总功率;
(3)奶奶使用时发现烘干衣物时间较长,为了缩短烘干时间,小龙在原电路中再接入一个加热电阻,高温挡功率变为原来的1.5倍。请说明的连接方式并计算其阻值的大小。
2.【答案】(1)
(2)
(3)并联,
【详解】(1)闭合,接触点1时,与串联,电路的总电阻
电路中的电流
(2)闭合,接触点2时,只有工作,烘干机处于高温挡。由
得电路总功率
(3)由
可知,要使电路的总功率变大,应减小总电阻,所以应与并联,由并联电路电压特点可知
则此时电路的电功率为
的功率
的阻值
【新科技新情境】
3.(2024·广西南宁·三模)嫦娥六号探测器绕月飞行时,运动状态 (选填“不变”或“改变”);为应对月球的光照环境,小海在地球上利用阻值随光照强度变化的光敏电阻设计了“模拟唤醒系统”,如图所示,若a、b两端电压时,控制电路启动,此时;时控制系统彻底关机,此时的大小为,则 。
3.【答案】 改变 1∶5
【详解】[1]绕月飞行时,嫦娥六号做曲线运动,运动方向改变,即运动状态改变。
[2]由图示知,唤醒系统中,两个电阻串联,当Uab=3V时,光敏电阻RP两端的电压
UP=U-UR=6V-3V=3V
据串联电路的分压特点知
RP=R0=R
当Uab′=1V时,光敏电阻RP两端的电压
据串联电路的分压特点有
解得,所以
1.(2022·广西梧州·中考真题)如图为自动测定油箱内油量的装置原理图,电源电压为36V,R为滑动变阻器,R0为定值电阻,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~36V。油箱中的油量是通过电流表或电压表的示数反映出来的,且表的最大量程对应油箱最大油量,当油箱内的油面在最高或最低位置时,滑动变阻器的滑片P恰好能分别滑至两端,当油面达到最低位置时,反映油量的电表示数为最大量程的。下列说法错误的是( )
A.R0阻值为60Ω
B.滑动变阻器的阻值变化范围为0~300Ω
C.当滑动变阻器的滑片P在中点时,电压表的示数为21V
D.当滑动变阻器的滑片P在中点时,电流表的示数为0.17A
1.【答案】C
【详解】A.滑动变阻器接入电路的阻值为零,电流表的示数最大,根据
可知:定值电阻R0的阻值应为
故A正确,不符合题意;
B.当油箱内油面达到最低位置时,滑动变阻器接入电路的阻值最大,电路的电流最小;根据反映油量的电表的最大示数为最大量程的可知
根据可知电路总电阻
根据串联电路的总电阻等于各电阻之和可知:滑动变阻器的最大阻值为
所以滑动变阻器的阻值变化范围为0~300Ω;故B正确,不符合题意
CD.因为滑片在中点,所以滑动变阻器接入电路的电阻为
此时电流为
故C错误,符合题意,D正确,不符合题意。
故选C。
2.(2022·广西贵港·中考真题)如图所示是电阻甲和乙的I﹣U图像,下列选项对图像信息判断错误的是( )
A.甲是一个定值电阻,阻值为5Ω
B.当乙两端的电压为2.5V时,其阻值为5Ω
C.将甲和乙串联,若电路中电流为0.3A.则电路的总功率为0.6W
D.将甲和乙并联,若电源电压为1V,则干路中的电流为0.3A
2.【答案】D
【详解】A.从图中可以看出甲电阻的电流随着电压增大而增大,并且成正比例关系,故可判断甲是一个定值电阻,阻值为
故A正确,不符合题意;
B.当乙两端的电压为2.5V时,由表可知其电流为0.5A,故由欧姆定律可得其阻值为5Ω,故B正确,不符合题意;
C.将甲和乙串联,若电路中电流为0.3A,从表中可得此时乙电阻电流为0.3A时,其两端电压为0.5V,甲电阻两端电压为1.5V,故总的电压为2V,由功率公式
故C正确,不符合题意;
D.将甲和乙并联,若电源电压为1V,根据图表可知此时通过乙电阻的电流为0.4A,通过甲电阻的电流为0.2A,故干路中电流应该为0.6A,故D错误,符合题意。
故选D。
3.(2022·广西河池·中考真题)如图甲所示的电路,为定值电阻,闭合开关,调节滑动变阻器的阻值,记录电压表、电流表的示数,作出关系图象如图乙①所示。已知某小灯泡的图象如图乙②所示,现用该小灯泡替换图甲中的滑动变阻器,电路其他元件不变。则此时小灯泡的实际功率为( )
A.0.1W B.0.2W C.0.3W D.0.75W
3.【答案】B
【详解】由图甲知道,定值电阻R0与滑动变阻器R串联,电压表测量滑动变阻器R两端的电压,电流表测量电路中的电流;当滑动变阻器滑片移到最左端时,滑动变阻器被短路,电压表示数为0,由图乙知道,此时电路中的电流I=0.3A,根据欧姆定律可得,电源电压
U=IR0=0.3A×R0———①
由图乙知道,当电流表示数为I1=0.2A时,电压表示数为UR=1V,根据欧姆定律和串联电路的电压特点可得,电源电压
U=UR+I1R0=1V+0.2A×R0———②
联立①②两式解得,电源电压与定值电阻分别是
U=3V
R0=10Ω
用小灯泡替换图甲中的滑动变阻器,电路其他元件不变,则小灯泡与定值电阻R0串联,根据串联电路特点结合图乙知道,当电路中的电流I′=0.2A,小灯泡两端电压为UL=1V时,电源电压
U=UL+I′R0=1V+0.2A×10Ω=3V
此时小灯泡的实际功率
PL=ULI′=1V×0.2A=0.2W
故B正确。
故选B。
4.(2022·广西·中考真题)如图所示电路中,电源电压保持不变,闭合开关,当滑动变阻器的滑片P向右移动时,下列说法正确的是( )
A.电流表示数变大,灯泡变暗
B.电流表示数变小,灯泡变亮
C.电压表示数变大,灯泡变暗
D.电压表示数变小,灯泡变亮
4.【答案】C
【详解】由电路图可知,灯泡L与滑动变阻器R串联,电压表测量滑动变阻器两端的电压,电流表测量电路中的电流。当滑动变阻器的滑片P向右移动时,滑动变阻器接入电路中的电阻变大,串联电路中的总电阻增大,根据可知,电路中的电流增大,即电流表示数增大;根据串联正比分压可知,滑动变阻器两端的电压变大,即电压表示数增大;由于电源电压不变,滑动变阻器两端的电压变大,所以小灯泡两端的电压变小,通过小灯泡的电流变小,根据P=UI可知,小灯泡的实际功率减小,灯泡变暗。综上可知,C正确,ABD错误。
故选C。
5.(2022·广西·中考真题)在“探究电流与电压的关系”实验中,采用图像法得到如图所示的I-U图像,由图可知,电阻R一定时,通过导体的电流与导体两端的电压的关系及R的阻值分别是( )
A.成正比,R=10Ω B.成正比,R=1Ω
C.成反比,R=10Ω D.成反比,R=1Ω
5.【答案】A
【详解】由图所示的I-U图像是一条过原点的直线,所以当电阻R一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比;当电压为2V时,电流为0.2A,根据欧姆定律可得R的阻值为
故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
6.(2021·广西梧州·中考真题)如图所示的电路,电源电压不变,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,A、B为其两端点,闭合开关S,当滑片P在某一端点时,电流表示数为0.2A,R2的电功率为2W,当滑片P移动至某一位置C时,电流表示数为0.6A,R2的电功率为3.6W。下列说法正确的是( )
A.R1的阻值为50Ω B.P在A端时电流表示数为0.8A
C.P在C点时电压表示数为10V D.P在A端时R1的电功率为14.4W
6.【答案】D
【详解】AC.由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。P在某一端点时电压表的示数
由串联电路的特点和欧姆定律可得电源电压
U=U2+I1R1=10V+0.2A×R1……①
同理可得,P移动至某一位置C时电压表的示数
则电源电压
U=U2′+I2R1=6V+0.6A×R1……②
由①②可得
R1=10Ω,U=12V
故AC错误;
BD. P在A端时变阻器连入阻值为0,只有R1的简单电路,电流表示数为
R1的电功率为
故D正确,B错误;
故选D。
7.(2021·广西河池·中考真题)如图甲所示的电路中,R0为定值电阻,滑动变阻器R最大阻值为5Ω,闭合开关后,调节滑动变阻器R的阻值,根据记录的数据,作出U﹣I关系图像如图乙所示,由图像可知( )
A.电源电压U=2.0V B.电压表的最大示数为1.5V
C.定值电阻的阻值R0=1.0Ω D.电路的最大功率为4.5W
7.【答案】D
【详解】由图甲知:滑动变阻器R与定值电阻R0串联,电流表测串联电路中的电流,电压表测滑动变阻器R两端的电压;
AC.由图乙可得:当电路中电流I1=3A时,滑动变阻器两端电压为零,此时R=0,则电源电压
U=I1R0=3A×R0……①
当电路中电流I2=1A时,滑动变阻器两端电压为1V,则电源电压
U=I2×R0+1V=1A×R0+1V……②
联立①②可得:R0=0.5Ω,U=1.5V;故A、C选项错误;
B.根据串联分压的规律“电阻越大,所分得的电压越大”可知:当滑动变阻器阻值R最大=5Ω时,电压表的示数最大。此时串联电路的总电阻为
R串=R最大+R0=5Ω+0.5Ω=5.5Ω
串联电路的电流为
I串== =
则电压表的最大示数为
U最大=I串R最大=×5Ω=1.36V
故C选项错误;
D.由图乙可知:电路中的最大电流I最大=3.0A,则电路的最大功率为
P最大=UI最大=1.5V×3.0A=4.5W
故D选项正确。
故选D。
8.(2021·广西玉林·中考真题)由欧姆定律I=变形可得R=,以下说法正确的是( )
A.导体的电阻跟它两端的电压成正比
B.导体的电阻跟通过它的电流成反比
C.导体的电阻跟它两端的电压和通过它的电流无关
D.导体的电阻由它两端的电压和通过它的电流的比值决定
8.【答案】C
【详解】导体的电阻是导体的一种属性,导体两端的电压及通过它的电流的大小不会影响导体电阻的大小,而电路中导体的电阻一定时,通过导体的电流与其两端的电压成正比,当电路中的电压一定时,改变电路中的电阻大小,通过电阻的电流会与电阻成反比,故ABD错误,C正确。
故选C。
9.(2021·广西贵港·中考真题)如图所示的电路,灯L标有“6V 3.6W”字样,电源电压保持不变。当闭合开关S,滑动变阻器R的滑片P移到最右端时,灯L正常发光;滑片P移到最左端时,电压表示数为3.6V。假设灯丝电阻不受温度影响,下列四个结论正确的是( )
①灯L正常发光时的电阻为12Ω
②电源电压为6V
③滑动变阻器的最大阻值为20Ω
④电路消耗的总功率的变化范围为1.44~3.6W
A.①② B.②④ C.②③ D.③④
9.【答案】B
【详解】①灯L正常发光时的电阻为
故①错误;
②当闭合开关S,滑动变阻器R的滑片P移到最右端时,此时只有灯泡接入电路,故灯L正常发光,电源电压为6V,故②正确;
③滑片P移到最左端时,电压表示数为3.6V,滑动变阻器的阻值最大,此时灯泡的两端的电压为
则电流为
最大阻值为
故③错误;
当滑动变阻器全部接入时,电流最小,电路消耗的最小总功率的为
当小灯泡正常发光时,总电功率最大,最大为3.6W,故④正确。
故选B。
10.(2021·广西贺州·中考真题)如图所示的电路中,电源电压和的阻值均保持不变,闭合开关S后,将滑动变阻器的滑片P从中点向左移动的过程中,下列说法正确的是( )
A.电流表A1的示数变小,电压表V的示数变小
B.电流表A2的示数不变,电压表V的示数不变
C.电压表V的示数与电流表A1的示数比值不变
D.电路的总功率变大
10.【答案】C
【详解】由电路图可知,R1和R2并联,电压表测量并联支路(电源电压)电压,电流表A1测R2支路的电流,电流表A2测干路上的电流。
A.当滑动变阻器滑片P向左移动时,电源电压不变,即电压表V示数不变,R1电阻不变,那么通过R1的电流不变,即A1示数不变,故A错误;
B.滑片P向左移动,电源电压不变,总电阻增大,干路电流减小, 即A2示数减小,故B错误;
C.R1与R2并联, A1示数不变,V示数不变,那么电压表V示数与电流表A1示数比值不变,故C正确;
D.电源电压不变,干路电流减小,由P=UI可知,电路的总功率变小,故D错误。
故选C。
11.(2020·广西贺州·中考真题)如图所示分别是小灯泡L和电阻R的U﹣I图象,由图象可知,下列说法错误的是( )
A.电阻R的阻值为5Ω
B.当L与R并联,电源电压为1.0V时,则干路上的电流为0.6A
C.当L与R串联,电流为0.4A时,则电源电压为2.0V
D.当L与R串联,电流为0.4A时,则电路消耗的总功率为1.2W
11.【答案】C
【详解】A.由图象可知,R对应电流与电压成正比,而L对应的电流与电压不成正比,因此R为定值电阻,L电阻的阻值是变化的,由图甲可知,当UR=3V时,IR=0.6A,甲的电阻
R==5Ω
故A正确,不符合题意;
B.因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,由图甲可知,当并联电路两端电压为1V时,通过R的电流为0.2A,通过L的电流为0.4A,则干路电流为
0.2A+0.4A=0.6A
故B正确,不符合题意;
CD.因串联电路各处电流相等,根据图可知,当电路电流为0.4A时,R两端电压为2V,L两端电压为1V,而串联电路两端电压等于各部分电压之和,所以总电压
U=2V+1V=3V
电路消耗的总功率
P=UI=3V×0.4A=1.2W
故C错误,符合题意;D正确,不符合题意。
故选C。
12.(2020·广西贺州·中考真题)如图所示,电源电压保持不变,R1为定值电阻,闭合开关S后,将滑动变阻器R2的滑片P从最右端向中点移动时,下列说法正确的是( )
A.V1和V2的示数不变,A的示数变小
B.V1的示数不变,V2的示数变小,A的示数变大
C.V2的示数与A的示数之比不变
D.V1的示数与A的示数之比不变
12.【答案】C
【详解】AB.从图中可以看到,闭合开关后,电压表V1并联在电源两端,测的是电源电压,电压表V2并联在R1两端,测的是R1的电压,这是一个串联电路,R1和R2串联在一起,滑动变阻器R2的滑片P从最右端向中点移动时,变阻器接入电路的电阻在变小,电路的总电阻在变小,根据欧姆定律可知,电路中的电流在变大,电流表测的是电路的电流,那么电流表A的示数在变大,电压表V1测的是电源电压,这个过程V1的示数不变,电路中的电流在变大,根据可知,R1的电压在变大,电压表V2的示数在变大;综上所述,V1的示数不变,V2的示数变大,A的示数变大,故A、B错误;
C.V2的示数即是R1的电压,A的示数大小等于流过R1的电流大小,那么V2的示数与A的示数之比等于R1的电压与R1的电流之比,根据欧姆定律的变换式可知,这个比值大小等于R1的电阻大小,R1为定值电阻,阻值大小不变,则V2的示数与A的示数之比不变,故C正确;
D.由上述可知,电压表V1测的是电源电压,其大小不变,A的示数在变大,则V1的示数与A的示数之比在变小,故D错误。
故选C。
13.(2020·广西玉林·中考真题)如图所示的电路中,若R1=10Ω,R2=5Ω,闭合开关S,此时,电压表的示数为2.5V,则电源电压为( )
A.2.5V B.5V C.7.5V D.10V
13.【答案】C
【分析】分析电路的串联和并联,再据其连接方式的特点,结合欧姆定律解题。
【详解】由电路图知,两个电阻串联在电路中,电压表测电阻R2的电压。而电压表的示数为2.5V,那么此时电路中的电流
电路的总电阻
R=R1+R2=10Ω+5Ω=15Ω
所以电源电压
U=I2R=0.5A×15Ω=7.5V
故ABD不符合题意,C符合题意。
14.(2020·广西玉林·中考真题)如图所示,是酒精浓度检测仪的简化电路图,图中R0为定值电阻、R为酒精气体传感器,R的电阻值随酒精气体浓度的增大而减小。如果酒精气体传感器感应到的酒精气体浓度越大,那么( )
A.电流表示数越大
B.电流表示数越小
C.电路消耗的电功率越小
D.电路消耗的电功率仍不变
14.【答案】A
【分析】由电路图可知,定值电阻R0与传感器的电阻R串联,电流表测量电路中的电流;如果驾驶员呼出的酒精气体浓度越大,则酒精气体传感器R的电阻越小,进而判断出相应变化。
【详解】定值电阻R0与传感器的电阻R串联,电流表测量电路中的电流,驾驶员呼出的酒精气体浓度越大,则酒精气体传感器R的电阻越小,故电路中电流越大,即电流表示数变大;由可知,当电路中电压不变时,电流变大,则电路消耗的电功率越大;故A正确,BCD错误。
故选A。
15.(多选)(2020·广西·中考真题)如图所示电路,电源电压保持不变,闭合开关S、S1后,再断开S1时( )
A.灯L的亮度变暗 B.电压表V的示数变小
C.电流表A1的示数变小 D.电流表A的示数变小
15.【答案】AD
【详解】闭合开关S、S1时,电流表A1(有内阻)被短路,灯L和电阻R并联,再与电流表A(有内阻)串联,电压表测电源电压;再断开S1时,灯L和电阻R并联,再与电流表A、A1串联,电压表测电源电压,所以电压表V的示数不变,电流表A1测干路电流,则电流表A1的示数变大;根据串联电路的电阻规律可知,此时电路总电阻变大(增加了A1的内阻),由可知,电路中总电流变小,即电流表A的示数变小;由串联分压原理可知,电流表A1和A串联后两端的总电压变大,则灯泡与电阻R并联后两端的电压变小,则灯L的亮度变暗。
故选AD。
16.(2023·广西·中考真题)实验小组在实验时,不慎将灯泡的玻璃外壳碰碎。他们惊奇地发现几乎不发光,与其串联的灯泡不仅没有熄灭,反而更亮。开关断开后的电路如图甲,和都标有“2.5V 0.3A”字样。针对上述现象,探究下列问题:玻璃破碎后,的灯丝电阻发生了什么变化?玻璃外壳究竟起什么作用?
(1)玻璃外壳破碎前的电压和电流分别为1.20V和0.20A;玻璃外壳破碎后,两端的电压变为0.40V,通过的电流变为如图乙所示,则电流为 A。初步分析可知:玻璃破碎后,电阻 (选填“变大”或“变小”);
(2)为进一步探究玻璃外壳破碎后电阻变化特点,对、的电流和电压进行测量,实验数据记录如下表。分析发现,的电阻 (选填“大于”或“小于”)玻璃外壳破碎后的电阻;
灯泡
实验次序
1
2
3
4
5
6
L1、L2
电流Ⅰ/A
0.16
0.18
0.20
0.22
0.24
0.26
L1
电压U1/V
0.78
1.00
1.20
1.50
1.80
2.10
L2
电压U2/V
0.20
0.23
0.30
0.41
0.52
0.80
(3)实验中,对着吹气,发现两端电压突然变小、电流突然变大,说明吹气加快灯丝表面空气流速,加快其散热速度,从而使灯丝电阻变小。由此推断,灯丝的电阻大小与 有关,玻璃外壳可能起到 的作用;
(4)细心的同学在实验过程中发现,灯丝呈螺旋状,于是提出新的问题:为什么将灯丝设计成螺旋状?你认为这样设计的目的是① ② 。
16.【答案】 0.22 变小 大于 温度 减少散热 减少散热,提高灯丝温度 增加灯丝的长度,增大电阻
【详解】(1)[1]由图乙可知,电流表量程为0~0.6A,分度值为0.02A,读数为0.22A。
[2]玻璃破碎前,L2的电阻为
玻璃破碎后,L2的电阻为
分析可知,玻璃破碎后,电阻变小。
(2)[3]分析表格中数据可知:L1、L2串联,电流相等,L1两端的电压大于L2两端的电压,根据公式可知,L1的电阻大于玻璃外壳破碎后L2的电阻。
(3)[4][5]吹气加快了L2灯丝表面空气流速,加快其散热速度,降低了灯丝的温度,从而使灯丝电阻变小,由此推断,灯丝的电阻大小与温度有关,玻璃外壳可能起到减少散热、提高灯丝温度的作用。
(4)[6][7]通过步骤(3)的分析可知,减少灯丝的散热,可以防止灯丝的温度快速降低造成的灯丝电阻迅速减小。灯丝呈螺旋状,减少了与空气的接触面积,可以减少灯丝的散热,防止灯丝温度降低,电阻变小;同时增加了灯丝的长度,增大电阻,更好的发光。
17.(2022·广西梧州·中考真题)小玲做“探究电流与电阻的关系”实验。实验中电源电压为4.5V恒定不变,电流表选用“0~0.6A”量程,电压表选用“0~3V”量程,滑动变阻器规格为“50Ω 1A”。
(1)连接电路时,开关应 。
(2)在如图甲所示的电路中,闭合开关,移动滑片,发现电流表示数几乎为零,电压表有示数,原因是 ;经分析有一根导线连接错误,请在连接错误的导线上打“×”,并补画出一根导线连接成正确的电路;( )
(3)小玲连接好正确电路后,在AB间分别接入阻值不同的电阻R,测量了五组实验数据,其中第2组实验的电流表示数如图乙所示为 A;测得的其他四组数据如表所示,小玲检查后发现有一组数据存在错误,导致出错的原因是 。
实验组次
1
2
3
4
5
电阻R/Ω
5
10
15
25
30
电流I/A
0.6
1
0.12
0.1
(4)小玲根据正确的实验数据得出实验结论:电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成 ;
(5)以上实验控制AB间的电压为 V不变,为了使实验结论更可靠,小玲想继续保持此电压不变再多测几组数据,请计算AB间允许接入电阻R的阻值范围是 。
17.【答案】 断开 电压表串联在电路中了 0.3 电流表量程看错 反比 3
【详解】(1)[1]为保护电路,在连接电路过程中,开关要处于断开状态。
(2)[2]由图甲知道,电压表串联在电路中,由于电压表自身电阻非常大,所以造成电压表有示数,电流表无示数。
[3]滑动变阻器、定值电阻应串联,电压表应与定值电阻并联,可以将电阻右侧连接滑动变阻器的导线改接到电压表负接线柱上,如下图
(3)[4]由图乙知道,电流表所选量程是0~0.6A,分度值为0.02A,电流表的示数是0.3A。
[5]在探究电流与电阻的关系的实验中应控制定值电阻两端的电压一定,根据表中数据知道,第1次实验所控制的电压
U1=I1R1=0.6A×5Ω=3V
第3次实验所控制的电压
U3=I3R3=1A×15Ω=15V
第4次实验所控制的电压
U4=I4R4=0.12A×25Ω=3V
第5次实验所控制的电压
U5=I5R5=0.1A×30Ω=3V
所以错误的数据是第3次实验的数据,其原因是第3次电压值是其他的5倍,应该是电流表量程看错,读数错误。
(4)[6]根据正确的实验数据得出实验结论是:当电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
(5)[7][8]由(3)知道,实验控制AB间的电压为3V不变。继续保持此电压不变,当电流表示数是0.6A时,电路电阻最小,此时允许接入电阻R的阻值最小
当滑动变阻器全部接入时,允许接入电阻R的阻值最大
解得
AB间允许接入电阻R的阻值范围是
18.(2022·广西柳州·中考真题)小辉学习了电学的有关知识后,做如下实验。
(1)小辉利用如图甲的电路测量某定值电阻R的阻值。
①连接实物电路时,滑动变阻器的滑片P应置于 (选填“a”或“b”)端,开关应 ;
②实验中,移动滑片P至某位置,若电流表和电压表示数为分别0.2A、2V,则R的阻值为 Ω;
③为减小误差,改变R两端电压,多次测量电压及电流值,算出对应的电阻,最后求出电阻的 值,作为R的阻值;
(2)小辉得知某热敏电阻的阻值随温度变化图像如图乙,就利用该热敏电阻制作温控报警器,报警器电路的一部分如图丙所示,电源电压为12V。当环境温度达到或超过50℃时,电压U2达到或超过9V并触发报警器(图中未画出)报警。则图中 (选填“R1”或“R2”)应使用热敏电阻,另一定值电阻的阻值为 Ω。
18.【答案】 b 断开 10 平均 R1 300
【详解】(1)①[1][2]为了保护电路,连接实物电路时,滑动变阻器的滑片P应置于阻值最大处,即b端,开关应断开。
②[3]根据欧姆定律可知,R的阻值为
③[4]为减小误差,改变R两端电压,多次测量电压及电流值,算出对应的电阻,最后求出电阻的平均值,作为R的阻值。
(2)[5]由图乙知当温度升高时,该热敏电阻阻值减小,分得电压减小,而温度高时输出电压要升高,以触发报警,所以R1为热敏电阻,由图线可知,温度为50℃时,R1=100Ω,根据串联电路电压的规律知热敏电阻R1两端的电压为
电路中的电流为
定值电阻的阻值为
19.(2021·广西柳州·中考真题)压敏电阻的阻值会随压力的变化而变化,某实验小组通过如图甲的电路探究压敏电阻RF的阻值随压力变化的关系,该小组操作如下:
(1)首先,应确保电流表指针对准 刻度线,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片置于 端;
(2)闭合开关,将滑动变阻器的滑片逐渐向另一端移动,电流表示数变 ;
(3)当滑片处于b端时,电流表示数如图乙,则I= A;
(4)保持滑片处于b端不动,逐渐往压敏电阻上增加砝码来增大压力,观察到电流表示数逐渐变大,在此过程中,压敏电阻两端的电压 ;
(5)记录数据并画出电流随砝码总质量变化的图像(如图丙),根据图丙画出压敏电阻的阻值随压力变化的图像(如图丁)。由图可知,压敏电阻的阻值随压力增大而 ;
(6)他们利用该电路改装成一款电子科,将电流表的表盘换成电子秤的表盘,则原来0.6A的位置应刻成 kg,刻度线刻成 (选填“均匀”或“不均匀”)的;若将滑动变阻器的滑片向a端移动一些,则电子秤的量程 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
19.【答案】 零 a 大 0.18 不变 减小 2.0 均匀 变大
【详解】(1)[1]开始实验前,电路没有电流,则应确保电流表指针对准零刻度线。
[2]为保护电路安全,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片置于 阻值最大处,由于滑片与a端相连,阻值最大时应滑到a端。
(2)[3]由于压敏电阻RF与滑动变阻器组成串联电路,闭合开关,将滑动变阻器的滑片逐渐向另一端移动时,串联电路中的总电阻减小,电源电压不变,由欧姆定律知,电路中的电流变大,即电流表的示数变大。
(3)[4]当滑片处于b端时,电流表取0~0.6A量程,则示数为0.18A。
(4)[5]逐渐往压敏电阻上增加砝码来增大压力时,观察到电流表示数逐渐变大,说明压敏电阻的阻值在变小,保持滑片处于b端不动,电路中只有压敏电阻连入电路,由于电源电压不变,则压敏电阻两端的电压不变。
(5)[6]由图丁的图像变化规律曲线可知,压敏电阻的阻值随压力增大而减小。
(6)[7]由图丙可得,当电流为0.6A时,对应砝码的质量为2.0kg,即原来0.6A的位置应刻成 2.0kg。
[8]由图丙可得:电路中的电流与砝码总质量变化成正比,所以电流表的表盘刻度线刻成均匀的。
[9]由电源电压不变,电流表的量程最大为0.6A可得,电路中总电阻的最小值一定,将滑动变阻器的滑片向a端移动一些,滑动变阻器的阻值变大,则压敏电阻RF的阻值可以比原来小。而压敏电阻的阻值随压力增大而减小,所以压敏电阻上可以施加更大的压力,即电子秤的量程变大。
20.(2024·广西·中考真题)公路部门往往通过地磅检测汽车载重情况。图甲是跨学科学习团队设计的可视化地磅的电路原理图,主要由踏板(重力不计)、压力传感器R、显示承重的仪表(实质为电流表,量程0~0.6A)等组成,R的阻值与所受压力F大小关系如图乙所示。电源电压为12V,定值电阻R0的阻值为5Ω。求:
(1)当R的阻值为35Ω时,电路的电流;
(2)当通过电路的电流为0.4A时,地磅的测量值;
(3)为了增加地磅的最大测量值,请你写出一种可行的方案,并列出关系式进行说明。
20.【答案】(1)0.3A;(2)1000kg;(3)需要增大R0的阻值
【详解】解:(1)由图可知:压力传感器R和定值电阻R0串联,电流表测量电路中的电流,当R的阻值为35Ω时,电路的电流
(2)当通过电路的电流为0.4A时,电路的总电阻
R的阻值
R′=R总-R0=30Ω-5Ω=25Ω
由图乙可知压力是1×104N,地磅的测量值
(3)电流表的示数最大为0.6A,电源电压不变,电路的总电阻为
为了增加地磅的最大测量值,即压力增大,R的阻值减小,而R的阻值为
R=20Ω-R0
所以需要增大R0的阻值。
答:(1)当R的阻值为35Ω时,电路的电流是0.3A;
(2)当通过电路的电流为0.4A时,地磅的测量值是1000kg;
(3)为了增加地磅的最大测量值,需要增大R0的阻值。
21.(2023·广西·中考真题)实践基地芒果获丰收,为筛选优质大果,设计自动筛选装置如图甲,检测装置电路图如图乙,电源电压恒为12V,电阻为20Ω,R为压敏电阻,其阻值随压力变化关系如图丙。当电路电流小于0.15A时,不达标的芒果将被推离传送带,达标芒果继续被传送到指定位置,实现自动筛选。求:
(1)若R与阻值相等,R消耗的电功率;
(2)此装置能筛选出重力至少为多大的芒果;
(3)若想筛选出重力至少为2N的芒果,有同学建议:仅适当增加的阻值即可。你认为他的建议可行吗?请通过计算做出判断。
21.【答案】(1)1.8W;(2)1N;(3)可行,此时R0的阻值为40Ω
【详解】解:(1)当R与R0阻值相等,电路中的总电阻为
电路中的电流为
R消耗的电功率为
(2)当电路中电流为0.15A时,电路中的电阻为
R此时的电阻为
由图丙可知,当电阻为时,对应的压力为1N,即芒果的重力为1N,所以此装置能筛选出重力至少为1N的芒果。
(3)根据图丙,可知,当芒果的重力为2N,也就是检测装置所受压力为2N,此时压敏电阻的阻值为,则需要R0的阻值为
适当增加R0的阻值,可以筛选出重力至少为2N的芒果。
答:(1)R消耗的电功率为;
(2)此装置能筛选出重力至少为1N的芒果;
(3)可行,此时R0的阻值为。
22.(2022·广西柳州·中考真题)小宸利用一个电池组,两只电流表(A1和A2),一个开关,一个阻值为R0=15Ω的定值电阻和若干导线,来测量未知电阻Rx的阻值,他设计好电路并正确操作,发现A1、A2的示数如图所示。
(1)A1、A2的示数I1、I2分别是多少?
(2)在你不确定电路设计的情况下,请判断电阻Rx可能的阻值为多少?
22.【答案】(1)0.3A;0.9A;(2)45Ω或5Ω或30Ω或7.5Ω。
【详解】解:(1)由图可知,电流表A1选的是“0-0.6A”的量程,A1的读数I1=0.3A;电流表A1选的是“0-3A”的量程,A2的读数I2=0.9A。
(2)由题意可知,本题是利用“安阻法”来测量未知电阻Rx的阻值,Rx和R0应并联连接,因不确定电路设计,即不确定电流表所接的位置,综合分析,电流表所接位置可能有四种情况:
①A1接在Rx的支路上,A2接在R0的支路上,则并联电路两端的电压为
Rx的阻值为
②A1接在R0的支路上,A2接在Rx的支路上,则并联电路两端的电压为
Rx的阻值为
③A1接在Rx的支路上,A2接在干路上,则并联电路两端的电压为
Rx的阻值为
④A1接在R0的支路上,A2接在干路上,则并联电路两端的电压为
Rx的阻值为
答:(1)A1、A2的示数I1、I2分别是0.3A、0.9A;
(2)在不确定电路设计的情况下,电阻Rx可能的阻值为45Ω或5Ω或30Ω或7.5Ω。
23.(2022·广西玉林·中考真题)技术研究小组在实验室模仿工程师做“钢梁承重后的下垂量h”的测试,他们用厚钢尺制成了一座跨度为L的桥梁(如图甲所示),并设计了一个方便读取“厚钢尺桥梁受压后下垂量”的测试仪,测试仪由压力传感器R与外部电路组成(如图乙所示)。已测得跨度为L时,在一定范围内,其压力F与下垂量h满足关系,k=1×10﹣3m/N。已知电源电压不变,当电压表的示数为4V时,电流表示数为0.4A。当压力F1=32N时,电路中的电流为I1,此时R的功率为P1;当压力F2=40N时,电路中的电流为I2,此时R的功率为P2;且I1与I2相差0.1A。传感器的电阻R与压力F的关系图像是一条直线(如图丙所示),忽略传感器与钢梁自重产生的影响。求:
(1)R0的阻值;
(2)当桥梁的下垂量为3cm时,压力传感器受到的压力;
(3)当压力为零时,电路中的总电阻;
(4)P1与P2的差值
23.【答案】(1)10Ω;(2)30N;(3)40Ω;(4)0.1W
【详解】解:(1)由图乙可知,R和R0串联,电压表测R0的电压,电压表的示数为4V,即R0的电压为4V,电流表的示数为0.4A,即R0的电流为0.4A,根据欧姆定律得
(2)压力F与下垂量h满足关系
已知
k=1×10-3m/N,h=3cm=0.03m
代入数据
(3)由图丙可知,压力为零时,R=30Ω,结合(1)得R0为10Ω,根据串联电阻的规律,电路中的总电阻
R总=R+R0=30Ω+10Ω=40Ω
(4)传感器的电阻R与压力F的关系图像是一条直线,设关系式为
R=aF+b ①
将(0,30Ω)、(60N,0)两组数据代入上式可得到
30Ω=a×0+b,0Ω=60N×a+b
解之
a =-0.5Ω/ N,b=30Ω
故传感器的电阻R与压力F的关系式为
R=-0.5Ω/ N×F+30Ω ②
当压力F1=32N时,代入②得
R1=-0.5Ω/ N×32N+30Ω=14Ω
当压力F2=40N时,代入②得
R2=0.5Ω/ N×40N+30Ω=10Ω
所以电阻为R1时电路总电阻更大,电流更小,I1与I2相差0.1A,因此
I2=I1+0.1A ③
电源电压不变,由串联电阻的规律及欧姆定律有
I1(R0+R1)=I2(R0+R2)
代入数据有
I1(10Ω+14Ω)=(I1+0.1A)×(10Ω+10Ω)
解得
I1=0.5A
由③可知
I2=0.6A
P1=I12×R1=(0.5A)2×14Ω=3.5W
P2=I22×R2=(0.6A)2×10Ω=3.6W
故P1与P2的差值为
ΔP=P2-P1=3.6W-3.5W=0.1W
24.(2021·广西玉林·中考真题)如图甲所示,是某研究小组设计的一套测量物体重力的模拟装置,OAB为水平杠杆,OB长1m,O为支点,OA:AB=1:4,电源电压保持不变,电流表的量程为0~0.6A,定值电阻R0的阻值为10Ω,压力传感器R固定放置,R的阻值随其所受压力F变化的关系如图乙所示。当平板空载时,闭合开关S,电流表的示数为0.2A。(平板、压杆和杠杆的质量均忽略不计)求:
(1)电源电压;
(2)当电流表示数为0.4A时,物体的重力;
(3)在电路安全的情况下,缓慢增加平板上的物体的重力过程中,当电路消耗功率分别达最大值和最小值时,压力传感器R消耗功率的比值;
(4)当平板上物体重为250N,此时电路不安全,若可移动A点使电路安全,则A点移动的方向和A点移动的最小距离。
24.【答案】(1)12V;(2)150N;(3)9:5;(4)A点向右移动0.04m
【详解】解:(1)当平板空载时,闭合开关S,电流表的示数为0.2A,压敏电阻上的压力为零,从图乙可知,此时压敏电阻的阻值为50Ω,定值电阻R0的阻值为10Ω,则总电阻为
电源电压为
(2)当电流表示数为0.4A时,此时的总电阻为
则压敏电阻的阻值为
根据图乙可知,此时压力的大小为30N,根据杠杠平衡原理,物体的重力
(3)根据可知,电源电压不变,当电流最大时,电路消耗功率达到最大值,当电流最小时,电路消耗功率达到最小值,最小的电流即为空载时的电流,此时为0.2A,此时压力传感器R的电阻为50Ω,压力传感器R的消耗功率为
由电流表的量程为0~0.6A,可知,最大电流为0.6A,此时总电阻为
压敏电阻的阻值为
此时压敏电阻的电功率为
则当电路消耗功率分别达最大值和最小值时,压力传感器R消耗功率的比值
(4)当平板上物体重为250N,此时的压敏电阻的压力为
此时电路不安全,故当电流为0.6A,压敏电阻为10Ω,压力为40N时,电路才安全,超过40N,电路不安全, 此时从杠杆分析,变小,力臂OB大小不变,变小,则OA需要变小,故需要将A点右移,此时的为
而原来OA的长为
A点移动的最小距离
答:(1)电源电压为为12V;
(2)物体的重力为150N;
(3)当电路消耗功率分别达最大值和最小值时,压力传感器R消耗功率的比值为9:5;
(4)A点向右移动,移动的最小距离为0.04m。
25.(2021·广西·中考真题)学校利用过氧乙酸对教室内的空气进行熏蒸消毒。某学习小组为了测量教室空气中过氧乙酸气体的浓度,设计了如图甲所示的检测仪。已知电源电压为,定值电阻标有“,”字样,过氧乙酸气体传感器的阻值随过氧乙酸气体浓度的变化关系如图乙所示。电压表的量程为,电压表不同的示数对应不同的过氧乙酸气体浓度,请通过计算说明:
(1)按要求,才能达到消毒要求。当电压表的示数为时,教室内过氧乙酸气体的浓度是否达到消毒要求;
(2)若该检测仪处在所能测量的最大值状态下工作了,电路消耗的电功率及消耗的电能;
(3)若检测仪所能测量的最大值调整为,此时电压表指针刚好偏转到最大刻度,则需重新选用哪种规格的定值电阻。
25.【答案】(1)达到了消毒要求;(2)2.4W;200J;(3)“5Ω 0.6A”
【详解】(1)由图甲知,定值电阻与过氧乙酸气体传感器串联,电压表测定值电阻的电压,已知电源的电压为6V,当电压表的示数为0.75V时,根据串联电路电压的规律,传感器的电压为
U1=6V-0.75V=5.25V
由分压原理,此时传感器的阻值
R1=×2.5Ω=17.5Ω
由图乙知,过氧乙酸气体浓度大于0.1g/m3,故教室内过氧乙酸气体的浓度达到了消毒要求。
(2)定值电阻标有“,”,故电路中最大电流为0.4A,此时传感器的阻值最小,检测仪处在所能测量的最大值,此时电路消耗的电功率
P= UI =6V0.4A=2.4W
即电路消耗的电功率为2.4W;此状态工作了,消耗的电能
W=U0It=I2R0t = (0.4A)22.5Ω500s=200J
即消耗的电能为200J。
(3)由图乙知,若检测仪所能测量的最大值调整为时,传感器的阻值为5Ω。电压表的量程为,电压表指针刚好偏转到最大刻度,即电压表示数为3V,电源的电压为6V,则过氧乙酸气体传感器两端的电压也为3V,根据串联电路的分压规律可知,定值电阻的阻值电压等于此时过氧乙酸气体传感器的阻值,即定值电阻阻值为5Ω,电路中的最大电流为
I′===0.6A
故需重新选用“5Ω 0.6A”的定值电阻。
答:(1)当电压表的示数为时,教室内过氧乙酸气体的浓度达到了消毒要求;
(2)若该检测仪处在所能测量的最大值状态下工作了,电路消耗的电功率为2.4W;消耗的电能为200J;
(3)若检测仪所能测量的最大值调整为,此时电压表指针刚好偏转到最大刻度,则需重新选用“5Ω 0.6A”的定值电阻。
1.(2021.(2024·广西南宁·模拟预测)下列实例中,采用“控制变量法”的是( )
A.探究平面镜成像实验中,用玻璃板代替平面镜
B.保持接触面粗糙程度相同,研究滑动摩擦力与压力的关系
C.用两个10Ω的电阻串联代替一个20Ω的电阻
D.用微小压强计中U形管液面高度差来反映液体内部压强大小
1.【答案】B
【详解】A.探究平面镜成像实验中,用玻璃板代替平面镜,是为了利用玻璃板的透光性确定像的位置,不是“控制变量法”的应用,故A不符合题意;
B.保持接触面粗糙程度相同,研究滑动摩擦力与压力的关系,采用“控制变量法”,故B符合题意;
C.用两个10Ω的电阻串联代替一个20Ω的电阻,利用等效法,故C不符合题意;
D.用微小压强计中U形管液面高度差来反映液体内部压强大小,采用转换法,故D不符合题意。
故选B。
2.(2024·广西崇左·模拟预测)在“探究电流与电阻关系”的实验中,电路如图所示。先接入5Ω的定值电阻,移动滑片P,使电压表示数为2V,读出电流表示数。接着换上10Ω的定值电阻,不进行其他操作就闭合开关。此时电压表示数及应进行的操作是( )
A.小于 2V、增大变阻器接入的阻值
B.小于2V,减小变阻器接入的阻值
C.大于2V,增大变阻器接入的阻值
D.大于2V,减小变阻器接入的阻值
2.【答案】C
【详解】当A、B两点间的电阻由5Ω更换为10Ω后,AB间的电压将增大,该实验要控制AB间的电压不变,所以下一步的操作是:向右滑动滑片,使滑动变阻器连入的电阻变大(分压变大),使AB间的电压减小,直到电压表的示数为2V为止,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
3.(多选)(2024·广西崇左·二模)小明设计的质量测量仪如图所示,当载物台上不放物体时,滑片恰好处于a点。电源电压不变,闭合开关S后,下列说法正确的是( )
A.不放重物时,小灯泡L的亮度最暗
B.重物的质量越大,电压表的示数越大
C.重物的质量越大,电路的总功率越小
D.重物的质量发生变化时,电压表与电流表示数的比值保持不变
3.【答案】BC
【详解】根据电路图可知,R与L串联接入电路中,电压表测量R两端的电压,电流表测量电路中的电流。
A.不放重物时,滑动变阻器接入电路的电阻最小,此时电路中总电阻最小,根据欧姆定律可知,电路中电流最大,根据P=I2R可知,小灯泡的功率最大,亮度最亮,故A错误;
BC.重物的质量越大,此时电路的总电阻变大,根据串联分压原理可知滑动变阻器两端电压减大,即电压表示数变大,电路中的电流变小,根据P=UI可知,电路消耗的总功率越小,故BC正确;
D.重物的质量发生变化时,滑动变阻器阻值变化,电路电流和滑动变阻器两端电压发生变化,即电压表与电流表示数发生变化,而电压表与电流表示数的比值是滑动变阻器的阻值,所有电压表与电流表示数的比值变化,故D错误。
故选BC。
4.(2024·广西南宁·模拟预测)为了探究“通过导体的电流与导体电阻的关系”,小明采用了如图甲所示的实物图。实验供选择的定值电阻有5个,阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、30Ω,电源电压恒为4.5V,滑动变阻器的最大阻值为30Ω。
(1)实验前,滑动变阻器的滑片应移到 端(选填“A”或“B”);
(2)小明首先用5Ω电阻实验,闭合开关后发现,无论怎么移动滑片,电流表指针无偏转,电压表指针迅速满偏,则电路中的故障可能是__________(填字母);
A.开关断路 B.滑片接触不良 C.电阻断路 D.电流表短路
(3)排除故障后,小明根据实验数据在乙图中描点,则阴影部分的面积表示 ,其数值为 (不用带单位);
(4)第2次实验中他将5Ω电阻换成10Ω,如果滑片仍然停留在第1次实验的位置,小明应向 (选填“A”或“B”)端移动滑片;
(5)只用30Ω的滑动变阻器 (选填“能”或“不能”)完成5次实验:其原因可能是 。(写出一条即可)
4.【答案】(1)B
(2)C
(3) 电压U 2
(4)B
(5) 不能 当接入电路中的定值电阻的阻值为30Ω时,变阻器接入电路中电阻大于30Ω
【详解】(1)实验前,为了保护电路,滑动变阻器的滑片应移到阻值最大的B端。
(2)小明首先用5Ω电阻实验,闭合开关后发现,无论怎么移动滑片,电流表指针无偏转,电压表指针迅速满偏,说明电路中没有电流,为断路现象,且电压表与电源相连接,则电路中的故障可能是与电压表并联的电阻断路,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
(3)[1][2]乙图中的阴影部分的面积为电流与电阻的乘积,表示电压,其数值为
(4)实验中应控制定值电阻的电压不变,电源电压不变,则变阻器的电压不变,由串联电路电流特点与欧姆定律得
第2次实验中他将5Ω电阻换成10Ω,为了保证定值电阻的电压不变,小明应增大变阻器接入电路中的电阻,则应将滑片向B端移动滑片。
(5)[1][2]定值电阻的电压控制为2V,电源电压为4.5V,则变阻器的电压为
由串联电路电流特点与欧姆定律得
当接入30Ω定值电阻时,变阻器接入电路中电阻为
则只用30Ω的滑动变阻器不能完成5次实验。
5.(2024·广西·模拟预测)在探究“电流与电阻的关系”实验中,同学们利用阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω和20Ω的定值电阻进行探究,电源电压为4.5V且保持不变。实验过程如下:
(1)先将5Ω的定值电阻接入电路,如图甲所示,正确连接电路后 (选填“左”或“右”)端,闭合开关,观察到电流表和电压表的示数分别为0.1A和0.5V。再移动变阻器的滑片,使电压表的示数为U1时,电流表的指针恰好指在如图乙所示的位置,记下此时电流表的示数是 A,此时滑动变阻器接入电路中的阻值为R1;
(2)断开开关,用10Ω的电阻替换5Ω的电阻接入电路,正确操作,使电压表的示数仍为U 1,此时滑动变阻器接入电路中的阻值为R2;
(3)分别把15Ω和20Ω的电阻单独接入电路,重复上面的操作。请回答下列问题:
①实验中,定值电阻R两端的控制电压U1= V;滑动变阻器接入电路中的阻值R1、R2的大小关系是R1 R2(选填“大于”、“小于”或“等于”);
②实验中,应该保持四个定值电阻两端的电压等于 V不变;
(4)实验中小亮发现他使用的滑动变阻器的铭牌模糊不清,他想知道它的最大阻值是多少。于是他利用一个已知阻值的定值电阻R0、一个电流表、电源(电压未知)和开关设计了如图丙所示的电路图。请你将他的实验步骤补充完整,并写出滑动变阻器最大阻值R的表达式;
①闭合开关,将滑片移至a端,读出电流表的示数为I1;
② ,读出电流表的示数为I2;
③滑动变阻器最大阻值R= 。(用所测及给出的物理量符号表示)
5.【答案】 右 0.4 2 小于 2 闭合开关,将滑片移至b端
【详解】(1)[1][2]正确连接电路后,开关闭合前,将滑动变阻器的滑片移至阻值最大处,即最右端;根据图乙可知,电流表所选量程为0~0.6A,分度值0.02A,示数为0.4A。
(3)[3][4]当电路中接入电阻为R1=5Ω时,电流I1=0.4A,所以控制电压
U1=I1R1=0.4A×5Ω=2V
且不变,根据串联电路的电压规律可知,滑动变阻器两端的电压为2.5V,根据串联分压原理,当接入电阻为5Ω时,滑动变阻器接入电路中的阻值为R1,当接入电阻为10Ω时,滑动变阻器接入电路中的阻值为R2,则R1小于R2。
(4)[6][7]如图丙可知,闭合开关,将滑片移至a端时,电路中只有滑动变阻器最大阻值R,读出电流表的示数为I1,则电源电压
U=I1R……①
闭合开关,将滑片移至b端时,电路中滑动变阻器最大阻值R和定值电阻R0并联,电流表在干路,读出电流表的示数为I2,则通过定值电阻R0的电流
I0=I2﹣I1
则电源电压
U=I0R0=(I2﹣I1)R0……②
由①②解得
6.(2024·广西崇左·二模)善于观察的小明看到电池使用说明中提示“请一次性更换所有电池,以免新旧电池混用”。于是小明在家中找出同一品牌的电池设计实验,探究新旧电池混用是否更节能。
(1)小明将同型号的两节新电池串联或“一新一旧”的两节电池串联,分别给同一辆玩具电动车供电,让玩具车在 (选填“相同”或“不同”)的路面上行驶。他发现在相同时间内装有“一新一旧”电池的玩具车通过的路程较短,说明这个过程中该组电池提供的电能较 ,该研究方法属于 法;
(2)小明换用定值电阻进一步探究,通过测量定值电阻两端的电压,比较电池给定值电阻提供电压的大小。他设计了如图甲所示的电路进行实验,分别将相同型号的电池以不同的组合方式接入A、B间,将开关S闭合前后的电压表读数记录在表中:
实验
电池组合
A、B之间的电压UAB/V
S断开时
S闭合时
1
两节新电池串联
3.2
3.1
2
“一新一旧”电池串联
1.9
1.3
3
一节新电池
1.6
1.5
①分析表中的数据发现,“一新一旧”电池串联对外提供的电压最 ;
②小明找来几个其他型号的新旧电池重复以上实验,是为了 (选填“减小实验误差”或“使实验结论具有普遍性”);
(3)小明查阅资料知道干电池本身有一定的电阻,如图乙所示,可以等效为一个没有电阻的电池和一个定值电阻R串联而成。为测定干电池的阻值,小明设计了如图丙所示的电路。已知滑动变阻器的最大阻值为R0,请完成下列的实验步骤:
①只闭合开关S,断开开关S1,记录电压表示数为U1;
②接着闭合开关S和S1,将 ,记录电压表示数为U2;
③干电池电阻的表达式:R= (用R0、U1、U2表示)。
6.【答案】(1) 相同 少 转换
(2) 小 使实验结论具有普遍性
(3) 滑动变阻器的滑片移动到最右端
【详解】(1)[1][2][3]根据题意,电池是否更节能是通过小车通过距离的长短来反映的,这是转换法的应用。根据控制变量法可知应使玩具车在相同的路面上行驶,以便比较运动距离的远近。在相同时间内装有“一新一旧”电池的玩具车通过的路程较短,说明这个过程中该组电池提供的电能越少。
(2)[1]分析表中的数据发现,三次实验中,对外提供的电压即S闭合时AB两点间的电压为分别为3.1V、1.3V、1.5V,所以“一新一旧”电池串联对外提供的电压最小。
[2]小明找来几个其他型号的新旧电池重复以上实验,进行多次实验是为了实验结论具有普遍性。
(3)[1]只闭合开关S,断开开关S1,此时电压表测电源电压,记录电压表示数为U1;
[2]闭合开关S和S1,将变阻器滑片移动到最右端,此时电压表测滑动变阻器两端电压,记录电压表示数为U2;由欧姆定律,电路中的电流为,根据串联电路的规律及欧姆定律,干电池电阻的表达式为
7.(2024·广西桂林·一模)课堂上小桂探究了导体电阻大小与导体的长度、横截面积、材料有关,他和同组成员想继续实验,测量未知电阻的阻值。于是用电源、滑动变阻器、电流表、电压表、开关和导线设计了以下实验,请你帮他完成:
(1)请将如图甲中电路连接完整,要求滑片向左移时电流表示数变小;
(2)闭合开关,移动变阻器的滑片,发现电流表和电压表都无示数,有可能是滑动变阻器 (填“断”或“短”)路了;
(3)排除故障后,移动滑片P,电流表示数为0.2A时,电压表示数如图乙,为 V,则未知电阻的阻值为 Ω;
(4)同组成员认为小桂的实验存在不足,应该多次实验,目的是
(5)小桂继续测量,发现电流表已损坏。设计如图丙的电路也可测得的阻值,其中滑动变阻器的最大阻值为R,实验步骤如下:
①将滑片移到最右端,闭合开关,读出电压表示数;
②再将滑片移到 ,读出电压表示数;
③未知电阻的电阻= (用相应的物理量符号表示)。
7.【答案】(1)
(2)断
(3) 2.5 12.5
(4)减小误差
(5) 最左端
【解析】【小题1】滑片向左移时电流表示数变小,说明滑动变阻器阻值变大,故滑动变阻器选用右下接线柱与定值电阻串联,如下图所示:
【小题2】若变阻器短路,电路为通路,两表都有示数,不符合题意;若变阻器断路,则整个电路断路,电流表、电压表示数都为零,符合题意,故则电路故障 原因可能是滑动变阻器断路。
【小题3】[1]由图乙可知,电压表选用小量程,分度值为 0.1V,其示数为2.5V。
[2]由欧姆定律,未知电阻的阻值为
【小题4】本实验为测量未知电阻的阻值,为测量类实验,进行多次实验目的是:求平均值减小实验误差。
【小题5】[1][2]①将滑片移到最右端,闭合开关,读出电压表示数U1;
②再将滑片移到最左端,读出电压表示数U2;
③在步骤②中,电路为只有Rx的简单电路,电压表测电源电压为U2;在步骤①中,Rx与滑动变阻器最大阻值串联,电压表测Rx两端电压U1,根据串联电路电压规律,滑动变阻器两端电压为
根据串联分压原理有
即
解得。
8.(2024·广西钦州·三模)小明和小华进行测电阻活动。
(1)小明测量定值电阻的实验:
①用图甲的电路测量的阻值,该实验的原理是 ;
②请按照图甲的电路图,用笔画线将图乙中的实物图连接完整 ;
③闭合开关之前,滑动变阻器的滑片应置于 端;闭合开关,发现电压表示数接近电源电压,电路的故障可能是 断路;
④排除故障,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,当电压表示数为2.6V时,电流表示数如图丙,则通过计算阻值是 ;
(2)小华同学通过上面实验获得灵感,想设计一个能通过电压表测量湿度传感器电阻的电路,并且该电路的电压表示数随着相对湿度的变大而变大。准备了如下器材:一个3V电源、一个阻值为的湿度传感器(电路符号为,其阻值随相对湿度的增大而减小)、一个阻值为的定值电阻、一只电压表、一个开关、导线若干。
请利用以上器材并根据要求,在虚线框内画出对应的电路图 。根据电路分析可知,当电压表指针指在2V的位置时,湿度传感器的阻值 。
8.【答案】(1) 右 Rx 10
(2) 1×103
【详解】(1)[1]伏安法测量电阻,需要用电压表测量电阻两端的电压,电流表测量电路中的电流,由得到的阻值,伏安法测电阻的原理是。
[2]滑动变阻器要采用“一上一下”的连接方式,与待测电阻串联,如图所示:
[3]开关闭合前,将滑动变阻器滑片置于阻值最大处,故滑动变阻器的滑片滑到右端。
[4]闭合开关,电压表示数接近电源电压,说明电压表与电源相通,故障可能是待测电阻Rx断路。
[5]由图知,电流表量程为0~0.6A,分度值为0.02A,读数为0.26A,根据欧姆定律可得待测电阻的阻值
(2)[1]根据电压表示数随着相对湿度的变大而变大,说明电压改变,两个电阻串联,根据阻值随相对湿度的增大而减小,湿敏电阻分得的电压减小,故电压表并联在定值电阻的两端,电路如图所示:
[2]根据串联电路电流处处相等可得
结合串联的电压规律可得
9.(2024·广西南宁·模拟预测)为测量一额定电压为的小灯泡正常发光时的电阻,小鑫设计了如图甲所示的电路。
(1)连接电路时,开关应 ;闭合开关前,滑动变阻器的滑片应位于 处;
(2)闭合开关后,电流表的指针向右偏转后如图乙所示,原因可能是: ;无论怎么移动滑片,灯泡的亮度不变,经检查发现有一根导线连错了,请你在连错的导线上打“×”,并画出正确的连线 ;
(3)小鑫根据实验数据绘制的图像如图丙所示,根据图像提供的信息,可计算出小灯泡正常发光时的电阻是 ,实验数据显示小灯泡在不同电压下的电阻不相等,此时 (选填“可以”或“不可以”)求平均值作为小灯泡的电阻值。
(4)实验进行一段时间后,小鑫发现电源电压已达不到小灯泡额定电压,他突然有个想法:是否可以通过增大电流的方式使小灯泡正常发光?你认为这个想法是否可行?请说明理由 。
9.【答案】(1) 断开 阻值最大
(2) 电流表未调零
(3) 12.5 不可以
(4)不能,因灯泡两端电压变化量大于通过灯泡的电流变化量
【详解】(1)[1]为了保护电路,连接电路时,开关应断开。
[2]为了保护电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应位于阻值最大处。
(2)[1]闭合开关后,电流表的指针向右偏转后如图乙所示,电流表的指针向右偏转后,仍在零刻度线的左侧,说明电流表使用前指针就在零刻度线的左侧,即电流表使用前未调零。
[2]原电路图中,滑动变阻器连接了两个下端接线柱是错误的,滑动变阻器应上下各选一个接线柱串联在电路中。
(3)[1]由图丙可知,当灯泡两端电压为2.5V时,通过灯泡的额定电流为0.2A,则小灯泡正常发光时的电阻为
[2]小灯泡在不同电压下电阻不同,求平均值没有意义,因此不可以求平均值作为小灯泡的电阻值。
(4)因灯丝的电阻随温度的升高而增大,根据欧姆定律可知,灯泡两端电压变化量应大于通过灯泡的电流变化量,当电源电压已达不到小灯泡额定电压时,通过灯泡的电流一定小于灯泡的额定电流,因此通过增大电流的方式不能使小灯泡正常发光。
10.(2024·广西·模拟预测)小芳利用图甲所设计的电路图,探究“电流与电压、电阻的关系”。实验器材:电源(电压恒为4.5V)、电流表、电压表各一个,一个开关,若干定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω、25Ω、30Ω),两个滑动变阻器、,导线若干。
(1)小芳正准备闭合开关,突然发现电流表指针如图乙所示,出现这种现象的原因是: ;
(2)小芳在探究“电流与电压的关系”时,用5Ω的定值电阻进行实验,通过实验得到多组实验数据,由这些数据画出如图丙所示的图像,由图像可得结论: 。如果想让实验结论更具有普遍性,你认为可以怎么做? ;
(3)小芳在探究“电流与电阻的关系”时,用5Ω的电阻,电压调为2V完成第一次实验,如果直接换上10Ω的电阻,需要将滑片向 (选填“左”或“右”)移动才能够完成实验;如果要让这5个电阻都能够完成实验,应该选用的滑动变阻器是 ;
(4)小芳找来一个小灯泡将定值电阻更换,测得数据后发现小灯泡通过的电流与小灯泡两端电压关系如图丁所示,请问图像不是一条直线的原因是 。
10.【答案】 电流表使用前没有调零 电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比 换用不同的定值电阻多次实验 右 灯丝的电阻随温度的升高而增大
【详解】(1)[1]小芳正准备闭合开关,突然发现电流表指针如图乙所示,即电流表指针没有与零刻度线对齐,说明电流表使用前没有调零。
(2)[2]由图丙可知,电流随电压的变化图象为一过原点的直线,故可得结论:当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
[3]为了让实验结论更具有普遍性,应换用不同的定值电阻多次实验。
(3)[4]实验中,当把5Ω的电阻换成10Ω的电阻后,根据分压原理,电阻两端的电压变大,研究电流与电阻关系时要控制电压不变,根据串联电路电压的规律,要增大滑动变阻器两端的电压,由分压原理,要增大滑动变阻器电阻阻值,故应把滑动变阻器滑片向右移动才能够完成实验。
[5]实验中使用的定值电阻阻值最大为30Ω,定值电阻两端的电压始终保持UV=2V,根据串联电路电压的规律,滑动变阻器分得的电压
滑动变阻器分得的电压为电压表示数的倍,根据分压原理,当接入30Ω电阻时,滑动变阻器连入电路中的电阻为
故选R1(50Ω 2A)。
(4)[6]由图丁可知,当灯泡两端电压增大,通过灯泡的电流也增大,根据P=UI可知,灯泡功率变大,温度升高,灯丝的电阻随温度的升高而增大,故小灯泡通过的电流与小灯泡两端电压关系图像不是一条直线。
11.(2024·广西钦州·二模)小明测量小灯泡发光时的电阻,如图甲所示,其中电源电压为6V,小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)用笔画线代替导线,将图甲所示的实物电路连接完整 :
(2)开关闭合前,滑动变阻器的滑片移到最 (选填“左”或“右”)端:
(3)实验中电压表的示数如图乙所示,其读数为 V;如果要测量小灯泡正常发光时的电阻,应将滑片向 (选填“左”或“右”)端移动;
(4)小明绘制的图像如图丙所示,在电压表示数变大的过程中,电压表示数与电流表示数之比 (选填“变大”“变小”或“不变”),小灯泡正常发光时的电阻为 Ω;
(5)小明用待测定值电阻R替换小灯泡测量时,由于电阻R阻值较大,电流表偏转很小,测量不准确。老师告诉他:电压表相当于能显示自身两端电压的定值电阻,且阻值较大。
于是他设计了图丁所示电路测量电阻R的阻值,电源电压恒为3V,定值电阻为600Ω,闭合开关S,并进行了如下操作:
①接1时,电压表示数为2.40V;②接2时,电压表示数为2.00V;③待测电阻 Ω。
11.【答案】 右 2.2 左 变大 12.5 1200
【详解】(1)[1]小灯泡的额定电压为2.5V,故电压表选用小量程并联在灯泡两端,如下图所示:
(2)[2]为了保护电路,开关闭合前,滑动变阻器的滑片应移到阻值最大处,即最右端。
(3)[3][4]由图甲可知,电压表选用小量程;调节滑动变阻器过程中,发现电压表的示数如图乙所示,电压表分度值0.1V,其示数为2.2V,小于灯泡额定电压2.5V,如果要测量小灯泡正常发光时的电阻,应增大灯泡两端的电压,根据串联电路电压规律,应减小滑动变阻器两端的电压,根据分压原理,应减小滑动变阻器接入电路的阻值,故应将滑片向左端移动。
(4)[5][6]由欧姆定律,电压表与电流表的示数之比即灯丝的电阻,由图丙可知,当灯泡两端的电压是1V时,对应的电流是0.13A,灯泡的电阻
当灯泡两端的电压是2V时,对应的电流是0.18A,灯泡的电阻
当灯泡两端的电压是2.5V时,对应的电流是0.2A,灯泡的电阻
所以在电压表示数变大的过程中,电压表示数与电流表示数之比变大,小灯泡正常发光时的电阻为12.5Ω。
(5)[7]电源电压恒为3V,S1接1时,定值电阻R0与电压表串联,电压表示数为2.4V,由串联电路电压的规律,定值电阻的电压为
U0=3V-2.4V=0.6V
由分压原理,电压表内阻为
S闭合,S1接2时,待测电阻与电压表串联,电压表示数为2.00V;由串联电路电压的规律,待测电阻的电压为
UR=3V-2.00V=1V
由分压原理
12.(2024·广西南宁·模拟预测)小新同学根据以下电路进行“伏安法测电阻”的实验。
(1)根据图甲电路图,用笔画线代替导线将图乙中的电路连接完整(连线不能交叉);
(2)闭合开关S前,应将滑动变阻器的滑片P置于 端(选填“A”或“B”);
(3)闭合开关S后,发现电流表无示数,电压表的指针有明显偏转。若电路中只有一处故障,则该故障可能是 (选填下列序号);
A.电阻发生了断路 B.滑动变阻器出现短路
(4)某次实验中,移动滑片使电压表示数为1.6V,此时电流表的指针位置如图丙,则电流表的示数为 A,本次测得R的阻值为 Ω;
(5)实验后,小新同学设计了另外一种测电阻的方法,电路图如图丁。为待测电阻,电源电压恒定,已知定值电阻,实验步骤如下:
①闭合开关S、,断开开关,读出并记录电流表示数;
② ,读出并记录电流表示数;
③处理实验数据,可求得 。(用、、表示)。
12.【答案】 B A 0.16 10 闭合开关S和,断开开关
【详解】(1)[1]由电路图可知,电流表与电阻串联,电压表与电阻并联,滑动变阻器按一上一下的原则串联在电路中,如下图所示:
(2)[2]为保护电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应滑到阻值最大处,即B端。
(3)[3]电流表无示数,说明电路中有断路;电压表指针有明显偏转,说明电压表与电源两极相连,电压表并联电路之外电路不存在断路,则与电压表并联的电阻断路,即电阻Rx发生了断路。
故A符合题意,B不符合同意。
故选A。
(4)[4][5]由丙图可知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.16A,由可得,电阻的阻值
(5)①保持开关S2断开,闭合开关S、S1,读出并记录电流表示数I1;
②[6]闭合开关S和S2,断开开关S1,读出并记录电流表示数I2;
③[7]处理实验数据,在①中,两电阻并联,电流表测R0的电流,由欧姆定律,电源电压为
U=I1R0
在②中,电路连接关系没有改变,电流表测干路电流,因通过待测电阻的电流不变,由并联电路电流的规律,通过待测电阻的电流为
Ix=I2-I1
由欧姆定律,待测电阻阻值的表达式为
13.(2024·广西玉林·一模)如图是一个检测空气质量指数的电路,其中R为气敏电阻,允许通过的最大电流为0.2A,其电阻与空气质量指数的关系如图乙所示。已知电源电压恒定不变,定值电阻为10Ω,当闭合开关S后,电流表的示数为0.1A时,空气质量指数为30,求:
(1)此时电阻消耗的电功率;
(2)电源电压;
(3)小强认为该电路能测量的空气质量最大指数太低,他想使该电路能测量的空气质量最大指数为70,于是他提出的方案是减小电源电压;同组的小明同学提出的方案是减小的阻值,请通过计算说明谁的方案可行。
13.【答案】(1)0.1W
(2)6V
(3)小强的方案
【详解】(1)此时电阻消耗的电功率为
(2)由乙图可知,空气质量指数为30时,气敏电阻的阻值,由电路图可知,与R串联,则电路的总电阻为
根据欧姆定律可得,电源电压为
(3)由图乙可知,当空气质量指数为70时,此时气敏电阻的阻值,此时电路中的总电阻为
为保护电路,电路中允许通过的最大电流为0.2A,此时电源电压应为
故应减小电源电压,小强的方案可行。当电源电压不变时,电路中允许通过的最大电流为0.2A,此时电路中的总电阻为
由串联电路的电阻特点可知,电阻的阻值为
故应增大的阻值,小明的方案不可行。
14.(2024·广西崇左·模拟预测)“回南天”是对我国南方地区一种天气现象的称呼。当“回南天”出现时,空气湿度接近饱和,到处是湿漉漉的景象。某物理科技小组设计了空气湿度检测电路,如图甲所示。电源电压为6V,显示器由量程为0~3V的电压表改造而成,定值电阻R0=20Ω,R1为湿敏电阻,其阻值与空气湿度的关系如图乙所示。
(1)空气湿度为30时,求电路的总功率。
(2)求该电路能显示的最大空气湿度。
(3)不增加其他元件,若想增大空气湿度的检测范围,请写出可行的方法。
14.【答案】(1)0.72W
(2)50
(3)增大量程的方法是利用两节干电池串联作为电源;将电压表与气敏电阻并联使用。
【详解】(1)由图乙知空气湿度为30时气敏电阻的阻值R1=30Ω,电路的总功率为
(2)由图知湿敏电阻的阻值随着温度的升高而变小,所以空气湿度最大时湿敏电阻的阻值最小,由串联电路电压的分压作用知显示器的示数最大,此时电路中的电流为
由串联电路电压的规律知湿敏电阻两端的电压为
湿敏电阻的阻值为
由图乙知当湿敏电阻的阻值为20Ω时,最大空气湿度为50。
(3)由于电压表的量程最大为3V,所以可以减小电源电压,即可利用两节干电池串联作为电源,可以提高污染指数的测量范围;由于湿敏电阻的阻值随空气湿度的变大而减小,所以当湿度变大时气敏电阻的阻值减小,根据串联电路的分压特点可知湿敏电阻两端的电压变小,所以可以选用0~15V量程或将电压表与气敏电阻并联使用、减小定值电阻R0的阻值。
15.(2024·广西·模拟预测)某兴趣小组设计了一个监测湖水水位的报警装置,其原理如图1。电源电压恒定,电阻R0的阻值为30Ω;R是竖直放置的长条形电阻片。浮子可带动金属滑杆AP在竖直方向上下移动、AP与R组成滑动变阻器。当电流表的示数达到设定数值时,表示水位达到警戒水位,电压表示数与电流表示数的U﹣I图像如图2所示。
(1)求滑动变阻器的最大阻值;
(2)求电源电压和电路的最小功率;
(3)滑杆AP从底端上移到顶端的过程中,滑动变阻器连入电路的电阻均匀变化,记录下几组水位和对应的电流表示数,水位达到警戒值,求警戒水位。
水位h/cm
10
15
20
30
电流I/A
0.1
0.12
0.15
0.3
15.【答案】(1)60Ω;
(2)9V,0.6W;
(3)28cm
【详解】解:(1)闭合开关,两电阻串联接入电路,电流表测通过电路的电流,当滑片P置于最下端时,滑动变阻器接入电路最大阻值,则电压表示数为6V:此时滑动变阻器的最大值为
(2)根据串联电路的总电压等于各部分电压之和,通过电路的电流为0.1A时,总电压
电路的最小功率
(3)当电路中的电流为时,电路的总电阻
滑动变阻器的电阻滑动变阻器接入电路的电阻为
根据滑杆AP从底端上移到顶端的过程中,滑动变阻器连入电路的电阻均匀变化,则从0.1A到0.3A,电阻减小了60Ω,电水位上升了
电阻每减小3Ω,水位升高1cm;当电路中的电流为0.25A时,电路的总电阻
滑动变阻器的电阻滑动变阻器接入电路的电阻为
根据电阻每减小3Ω,水位升高1cm得;此时电阻比0.3A时的电阻大6Ω,说明水位比30cm小2cm,即警戒水位是28cm。
答:(1)滑动变阻器的最大阻值60Ω;
(2)求电源电压是9V,电路的最小功率是0.6W;
(3)警戒水位是28cm。
原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!4
原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!5
学科网(北京)股份有限公司
$$