内容正文:
电学重点“比值+图像+变化量+范围”问题
一、串正并反
1.串联:——串联分压,与电阻成正比。
2.并联:——并联分流,与电阻成反比。
应用:比值问题
例1.如图所示的电路中,电源电压保持不变。当开关S断开,甲、乙两表为电流表时,两表的示数之比I甲∶I乙为3∶5,当开关S闭合,甲、乙两表为电压表时,两表示数之比U甲∶U乙为( )
A.5∶2 B.2∶5 C.5∶3 D.3∶2
解析:开关S断开————①分串并:R1和R2并联
②找对象:甲→R2支路:I2;乙→干路(R1和R2):I=I1+I2
由于I甲∶I乙=3∶5,则根据“并反”可得:
开关S闭合————①分串并:R1和R2串联
②找对象:甲→电源(R1和R2):U=U1+U2;乙→R2:U2
根据“串正”可得:
二、图像综合
1.小灯泡的U-I图像
RL会变化,不是一个定值,
2.综合类
①理论依据:
U1=IR1 → U1=R1·I → y=kx
U2=U-IR1 → U2=-R1·I+U → y=kx+b
U3=U
②图像含义
a.图像对应电表:V1、V2、V3
b.电源电压U
c.
d.
三、电表变化问题
1.串联
P向右→R2↑→R总↑→I↓→U1↓→U2↑
↓ ↓ ↑
(不变) (变大) (不变) (不变)
2.并联
P向右→R2↑→R总↑→↓→U1↓→不变 不变 ↓
不变 变小 不变 变小
例2.如图所示的电路中,电源两端的电压保持不变。闭合开关S后,滑动变阻器的滑片P向右移动,下列说法中正确的是( )
A.电流表A2与电流表A1的示数之差不变
B.电压表V与电流表A2的示数之比保持不变
C.电流表A1的示数变小,电压表V的示数变大
D.电流表A2的示数变小,电压表V的示数不变
简析:①分串并:R1和R2并联
②找对象:A1测干路电流(R1和R2总电流):I=I1+I2;A2测R1:I1
③P向右→R2变大→R总变大→I变小→U不变(并联)→I1不变(并联互不影响)
答案:B
3.变敏类(压、热、光……)
t↑→R2↓→R总↓→↑→↑→↓
4.变化量问题
P向右→R2↑→R总↑→↓→U2↑→U1↓→U3↓
()
四、范围问题
例3.如图所示,电源电压为4.5V,电压表量程为“0~3V”,电流表量程为“0~0.6A”,滑动变阻器规格为“10Ω 1A”,小灯泡L标有“2.5V 0.5A”。下列说法正确的是( )
①滑片向右滑动的过程中,电压表与电流表示数的比值变小
②滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是4Ω~10Ω
③电压表示数变化范围是0~3V
④电流表示数变化范围是0.3~0.5A
A.只有②④正确 B.只有②③正确
C.只有①④正确 D.只有①③正确
简析:(1)R↑→R总↑→↓→UL↓→↑
U滑max=3V
(2)R↓→R总↓→↑→UL↑→↓
U滑min=U-ULmax=4.5V-2.5V=2V
电流表示数范围:0.3~0.5A;电压表示数范围:2~3V;可见变阻器的阻值范围:4~10Ω
答案:A
例4.为了参加全国青少年创新大赛,小强运用所学电学知识,设计了一个电子身高测量仪,如图所示。其中定值电阻R1=5Ω,电源电压为4.5V,R2的规格为“15Ω 0.5A”,电压表量程为0~3V,电流表量程为0~0.6A。
(1)R1在电路中的作用是__________。
(2)当被测身高增加时,电流表的示数_______,电压表的示数_______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(3)当变阻器R2接入电路的阻值是6.25Ω时,电流表的示数为_______A。
(4)为了保证电路中各元件安全工作,变阻器接入电路的阻值范围是多少?
解析:(1)保护电路
(2)R2↑→R总↑→↓→↑
(3)
(4)当I=0.5A时,
R2=R总-R1=9Ω-5Ω=4Ω
当U2=3V时,U1=U-U2=4.5V-3V=1.5V
所以,变阻器接入电路的阻值范围:4~10Ω
五、真题体验
1.(2024年黑龙江省龙东市初中学业水平考题)15.如图,甲电路中电源电压保持不变,闭合开关后,将变阻器的滑片由a端向b端移动的过程中,两电压表的示数与电流表的示数变化关系如图乙Ⅰ、Ⅱ所示,则( )
A.Ⅱ是灯泡的I-U关系图像 B.灯泡最小功率为1W
C.R的最大阻值为25Ω D.电路的最大功率为3.6W
【答案】CD
2.(2024年四川省广元市初中学业水平考题)11.小文设计并连接了如图的电路,电源两端电压和小灯泡的电阻都不变。闭合开关S,保证电路安全的前提下,滑动变阻器的滑片从右向左滑动的过程中( )
A.滑动变阻器接入电路的电阻变大,灯泡变暗 B.电流表示数变大,电压表示数变小
C.电压表示数与电流表示数的比值变小 D.可以将滑动变阻器滑片滑到最左端
【答案】C
3.(2024年山东省滨州市初中学业水平考题)10.如图所示电路,闭合开关,滑动变阻器滑片从最上端向中点移动过程中,下列说法正确的是( )
A.电压表V的示数变小
B.电流表A1与电流表A2的示数相等
C.电流表A1的示数变大
D.电压表V与电流表A1示数的比值变大
【答案】C
4.(2024年黑龙江省绥化市初中学业题)8.如图所示电路中,R0是定值电阻,R1是阻值随光照强度增大而减小的光敏电阻。闭合开关S,逐渐增大光敏电阻的光照强度,关于两个电表示数的说法中,正确的是( )
A.电压表和电流表的示数都增大 B.电压表和电流表示数的比值增大
C.电流表示数减小,电压表示数增大 D.电流表示数增大,电压表示数减小
【答案】D
5.(2024年四川省乐山市中考题)15.(2.5分)小嘉同学设计了一款身高测量仪,其工作原理如图所示。已知电压表、电流表示数分别为U、I,电压表、电流表示数变化量分别为△U、△I,则下列说法正确的是( )
A.被测人员身高越高,整个电路中的总电阻越小 B.被测人员身高越高,整个电路中的电功率越大
C.无论被测人员身高如何,的值不变 D.无论被测人员身高如何,的值不变
【答案】D
6.(2024年四川省达州市初中学业水平考题)10.如图所示,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,电源电压保持不变,闭合开关S,滑动变阻器的滑片P向右移动的过程中,下列说法正确的是( )
A.电流表示数变大,电压表V1示数变小 B.电流表示数变小,电压表V2示数变大
C.电压表V1与电流表示数的比值变大 D.电压表V2与电流表示数的比值变小
【答案】B
7.(2024四川省成都市中考题)24.小孟在实验室设计了一款测量物体重力的装置,其示意图如图甲,物体放在有弹簧支撑的托盘上,弹簧底部固定,该装置可以通过电表示数转换测出重力大小。图乙是变阻器接入电路中的阻值RP。与被测物体重力G的关系图像。电源电压恒为24V,定值电阻R0为30Ω,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~15V,变阻器标有“50Ω 1A”。
(1)闭合开关S,当电流表示数I=0.4A时,求物体的重力G。
(2)在保证电路各元件安全的情况下,求RP的变化范围。
【答案】(1)4N;(2)18Ω~50Ω
8.(2024年安徽省中考题)17.(2分)如图所示的电路中,电源两端电压保持不变,R为定值电阻。闭合开关,在保证电路元件安全的前提下,将滑动变阻器的滑片由B端滑到A端,电压表V1、电压表V2、电流表A示数变化量的绝对值分别为ΔU1、ΔU2、ΔI。则( )
A.电流表A的示数变大,电压表V2的示数变大
B.电流表A的示数变小,电压表V1的示数变小
C.ΔU1与ΔI的比值大于R的阻值
D.ΔU2与ΔI的比值等于R的阻值
【答案】D
9.(2024年四川省南充市初中学业水平考题)18.如图所示,电源电压不变,电流表的量程为0~0.6A,定值电阻,R1=30Ω,R2为滑动变阻器,其最大阻值为50Ω,滑动变阻器的滑片P在b端时,电流表的读数为0.3A,则电源电压为_______V,在保证电路安全的情况下,滑动变阻器的功率范围为__________。
【答案】24;3.6W~4.8W
10.(2024年四川省泸州市中考题)12.如图所示电路中,电源电压为4.5V,滑动变阻器R最大阻值为20Ω,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V,在AB之间接入不同的电学元件,可以进行不同的实验,在确保电路安全且实验能够顺利进行的情况下,下列说法中正确的是( )
A.在AB间接入一个阻值为10Ω的定值电阻,探究电流与电压关系实验时,电压表示数变化范围为1.5~3V
B.探究电流与电阻的关系实验中,控制AB间电压是3V时,在AB间接入电阻的阻值范围是5~40Ω
C.在AB间接入一个大约100Ω的未知电阻,调节滑动变阻器滑片的位置,就能够测量出该电阻的阻值
D.在AB间接入小灯泡,调节滑片,使电压表示数从2V变到3V,测得电流表示数从0.25A变到0.3A,则灯泡的电功率增大了0.05W
【答案】AB
11.(2024年四川省凉山州中考题)11.(2分)如图甲所示,电源电压保持不变,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~15V,滑动变阻器R1的规格为“50Ω,0.5A”。闭合开关S后,调节滑动变阻器的滑片P,测得多组数据。用测得的数据绘制了电流与滑动变阻器阻值的变化关系图(如图乙所示)。在保证电路安全的情况下,下列计算结果中正确的是( )
A.电源电压为12V B.R0的阻值为15Ω
C.滑动变阻器的阻值变化范围是10Ω~50Ω D.滑动变阻器的最大功率为0.9W
【答案】D
12.(2024年四川省广安市初中学业水平考题)12.如图甲所示电路,电源电压恒定不变,电流表量程是0~0.6A,电压表量程是0~3V。闭合开关S,在滑动变阻器R的滑片从最右端向左滑到a点的过程中,滑动变阻器R和灯泡L的图像分别如图乙所示,当滑片在a点时灯泡L恰好正常发光。下列说法正确的是( )
A.电源电压为4V B.灯泡L正常发光时的电阻为6Ω
C.电路中允许的最大功率为2.25W D.电压表测量的是滑动变阻器R两端的电压
【答案】C
13.(2024年黑龙江省齐齐哈尔市初中学业题)13.如图所示的电路,电源电压保持不变。小灯泡的额定电压为6V,滑动变阻器铭牌标有“50Ω 1A”字样,电流表选用0~3A量程。先闭合开关、断开开关,此时小灯泡正常发光;保持开关闭合,再闭合开关,当滑动变阻器连入电路的阻值为30Ω时,电流表的示数为0.8A。则保持开关、都闭合,忽略温度对灯丝电阻的影响,使用过程中元件完好,在保证电路安全的情况下,下列说法正确的是( )
A.将滑动变阻器的滑片向右移动,小灯泡实际功率不变
B.滑动变阻器允许接入电路的阻值范围是2.5~50Ω
C.通过电流表的电流最小值为0.72A
D.电路的总功率最大值为9.6W
【答案】ACD
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