专题04 欧姆定律(江苏专用)-【好题汇编】备战2024-2025学年九年级物理上学期期末真题分类汇编(江苏专用)
2024-12-08
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2份
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154页
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理苏科版(2012)九年级上册 |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | 第十四章 欧姆定律 |
| 类型 | 题集-试题汇编 |
| 知识点 | 欧姆定律 |
| 使用场景 | 同步教学-期末 |
| 学年 | 2024-2025 |
| 地区(省份) | 江苏省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 3.02 MB |
| 发布时间 | 2024-12-08 |
| 更新时间 | 2024-12-09 |
| 作者 | 无忧居士 |
| 品牌系列 | 好题汇编·期末真题分类汇编 |
| 审核时间 | 2024-12-08 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/49181306.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
专题04 欧姆定律
电阻及其影响因素
变阻器及其应用
探究电流与电压的关系
探究电流与电阻的关系
伏安法测电阻
特殊方法测电阻
欧姆定律在生产生活中的应用
动态电路中电表示数变化
欧姆定律在图像题中的应用
多状态电路的数值判断
考点一 电阻及其影响因素
1.(2023秋•南京期末)电阻的单位是为了纪念下列哪位物理学家而命名的( )
A.欧姆 B.安培 C.伏特 D.瓦特
2.(2023秋•南通期末)华为新产品Mate60pro手机搭载麒麟9000S芯片,该芯片是在国内完成制造的,标志着中国芯片正在崛起。芯片是指含有集成电路的硅片,制造芯片的主要材料是( )
A.半导体材料 B.超导材料
C.磁性材料 D.绝缘材料
3.(2023秋•阜宁县期末)用如图所示电路探究“影响电阻大小的因素”实验时,下列说法正确的是( )
A.该电路中小灯泡的作用,代替电流表判断电流强弱
B.该电路探究导体的电阻大小与导体横截面积有关
C.该电路探究导体的电阻大小与导体长度有关
D.该电路探究导体的电阻大小与导体温度有关
4.(2023秋•姜堰区期末)小明用如图所示的电路,探究影响金属丝电阻大小的因素,他手边除了电路中的器材外,还有一根金属丝,则( )
A.只能探究电阻与金属丝的长度的关系
B.只能探究电阻与金属丝横截面积的关系
C.电阻与金属丝长度、横截面积的关系都能探究
D.电阻与金属丝长度、横截面积和材料的关系都能探究
5.(2018秋•建湖县期末)导体对电流有阻碍作用、电阻越大阻碍作用越大,当在导体两端加上一定电压时,就会有电流流过导体( )
A.通过导体的电流越大,导体电阻越小
B.通过导体的电流为零,导体的电阻也为零
C.加在导体两端的电压越大,导体的电阻越大
D.电阻是导体本身的性质,与电流、电压无关
6.(2023秋•丰县期末)用如图所示电路探究影响导体电阻大小的因素时,如果电阻只有一根镍铬合金丝,其它所需器材不缺。则下列探究无法完成的是( )
A.探究导体电阻大小与长度的关系
B.探究导体电阻大小与横截面积的关系
C.探究导体电阻大小与材料的关系
D.探究导体电阻大小与温度的关系
7.(2023秋•仪征市期末)如图装置,闭合两开关后,电流表 (甲/乙/甲和乙)有示数;点燃酒精灯加热玻璃珠和灯丝一段时间,甲表示数 (变大/变小/不变,下同),乙表示数 。
8.(2022秋•宿城区期末)如图是小明用身边的器材自制的简易调光灯。闭合开关,回形针向左移动的过程中灯泡亮度应该 (变亮/变暗/不变);但小明发现灯泡亮度变化不明显,他应该调换更 (粗/细)的铅笔芯来做实验。更换后他移动回形针,直至刚好看不见灯泡发光,然后划根火柴,加热铅笔芯,发现灯泡逐渐亮起来。这一现象说明,温度越高,铅笔芯的电阻越 。
9.(2023秋•太仓市期末)教室里安装的LED护眼灯如图所示。LED灯的发光效率高,其发光部分主要由 (选填“导体”“半导体”或“绝缘体”)材料制成;教室内不同LED灯的连接方式是 。你判断的依据是 。
10.(2023秋•邗江区期末)硅、锗等半导体材料的导电能力比铜、铁等金属的导电能力 (选填“强”或“弱”).某些物质在温度很低时,电阻变为 ,这就是超导现象。如果能制造出常温下的超导体,它可以在下列哪些情境得到应用 (选填序号)。
①用作电吹风的电热丝;②用作白炽灯的灯丝; ③用作输电线缆。
11.(2023秋•镇江期末)如图所示为小亮做“探究影响导体的电阻大小因素”实验的电路,电阻丝规格如表。
编号
A
B
C
D
E
材料
镍铬合金
镍铬合金
镍铬合金
镍铬合金
镍铬合金
长度/m
0.25
0.50
0.75
0.25
横截面积/mm2
1.0
1.0
1.0
2.0
3.0
(1)实验中待测电流的范围未知,电流表应该先试用 量程。
(2)在M、N之间分别接上A、B和C三根电阻丝,可以探究导体电阻与 的关系。如果电流表示数越小,说明导体电阻越 。
(3)为了探究导体电阻的另一影响因素,他在M、N之间分别接上A、D和E三根电阻丝。其中电阻丝E的长度应为 m,这种实验方法叫 法。
考点二 变阻器及其应用
12.(2023秋•徐州期末)当将滑动变阻器的滑片P向右移动时.图中的哪一种连接方法可使变阻器连入电路部分的电阻增大( )
A. B.
C. D.
13.(2023秋•扬州期末)小明同学在学习使用滑动变阻器改变灯泡亮度的实验中,连接了如图所示的电路,下列分析错误的是( )
A.若将A、C端连入电路,向D端移动滑片P,灯泡变亮
B.若将B、C端连入电路,闭合开关前,滑片P应移动到最左端
C.若将A、B端连入电路,闭合开关,移动滑片P,灯泡亮度不变
D.若将C、D端连入电路,变阻器相当于一根导线
14.(2023秋•泗阳县期末)将如图中的滑动变阻器连入电路中,要求开关S闭合后,滑片P向左移动时,则( )
A.M接C,N接B,电动机将改变转向
B.M接A,N接B,电动机转速将变快
C.M接C,N接D,电动机转速将变慢
D.M接A,N接D,电动机转速将变快
15.(2022秋•常州期末)如图所示,小明按照箭头所指方向移动变阻器的滑片P时,小灯泡亮度不变的是( )
A. B.
C. D.
16.(2022秋•姑苏区校级期末)如图所示,A为导线,BM、CN为两根相同的电阻丝,当滑片P向右移动,灯L的亮度不变,开关S应该( )
A.一定和A接触 B.一定和B接触
C.一定和C接触 D.和B、C接触均可
17.(2023秋•锡山区期末)实验室中某个常用的滑动变阻器铭牌上标有:“20Ω,2A”。其中“2A”的物理意义是 。
18.(2023秋•句容市期末)旋转式变阻器(如图所示)与滑动变阻器相比,外形不同,但原理都是通过改变接入电路的导体的 来改变其接电路的电阻。若图中旋转式变阻器的A、B两接线柱连入电路,则当转轴顺时针旋转时,它连入电路的电阻将变 ;写出该变阻器与电阻箱相比的一个优点: 。
19.(2020秋•泰兴市期末)某一旋钮式电阻箱内部结构如图所示,它由九个100Ω、九个10Ω和九个1Ω的电阻组成,当改变旋钮(即图中指针)位置调节电阻值时,相当于改变了电阻箱内部接入电路部分导体的 。该电阻箱可调出的最大阻值为 Ω,从图中可读出此时的阻值为 Ω。
考点三 探究电流与电压的关系
20.(2023秋•梁溪区期末)如图所示,探究“电流跟电压的关系”实验中,下列说法不正确的是( )
A.探究电流跟电压的关系时,需要控制导体的电阻一定
B.滑动变阻器可以起到改变定值电阻两端电压的作用
C.实验的结论是:电流跟电压成反比
D.多次实验是为了得到电流跟电压之间的定量关系
21.(2022秋•太仓市期末)用如图所示电路研究电流跟电压的关系。为了改变定值电阻R两端电压,设计了三种方案:
甲:在MN间先后接入电压不同的电源;
乙:在MN间先后串联接入电源与电阻大小不同的定值电阻R′;
丙:在MN间串联接入电源与滑动变阻器。
可行的方案是( )
A.仅有甲 B.仅有乙
C.仅有甲、乙两种 D.甲、乙、丙都可行
22.(2020秋•锡山区期末)在探究“电流与电压、电阻的关系”的实验中,小明猜想“电流可能跟电压成正比”,于是小明利用如图所示电路,他保持定值电阻R1不变,闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片P,记下几组电压值U1、U2、U3和对应的电流值I1、I2、I3。下列对数据的处理方法有助小明验证“猜想”的是( )
①计算对应电压与电流的比值,看比值是否为趋向定值
②在坐标系中画出电流与电压的关系图象,看图象是否符合正比例函数特点
③分别求出U1:U2:U3和I1:I2:I3,看两者是否近似相等
A.只有① B.只有①② C.只有②③ D.①②③均可
23.(2021秋•鼓楼区期末)在探究“导体中的电流与电压关系”的实验中,得到了甲、乙两个元件电流与电压的数据,通过整理绘制出了如图所示的图像,据图像分析,下列判断正确的是( )
A.甲、乙两元件中的电流与电压都成正比
B.乙元件是一个定值电阻且阻值大小为10Ω
C.若将甲、乙两元件串联起来接到电路中,当通过甲元件的电流为0.2A时,甲、乙两元件总电压是2.5V
D.若甲、乙元件并联后,接到2V的电压下,甲、乙电阻之比为1:2
24.(2023秋•锡山区期末)小欣利用以下器材:电源电压为4.5V且保持不变,电流表(0~0.6A)、电压表(0~3V)、滑动变阻器(20Ω 1A),探究“电流与电压的关系”,小欣通过调节滑动变阻器滑片P,测出通过定值电阻R的不同电流和对应的电压如表所示。
实验次数
1
2
3
4
5
电压U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
电流I/A
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
梁老师看到小欣的数据后说小欣的实验操作中存在问题,其中有一组数据是错误的。请你帮他分析出错的是第 次,原因是 。
25.(2022•崇川区期末)图甲是探究电流和电压关系的实验电路,电流表和电压表量程分别为“0~0.6A”“0~3V”,定值电阻R1阻值为10Ω,滑动变阻器R2标有“20Ω 1A”,电源电压恒为6V。根据图乙所示图像可得结论:保持导体 一定,通过导体的电流与它两端电压成 比,向左移动滑片, 表先达到最大刻度,此时滑动变阻器接入电路的阻值为 Ω。
26.(2023秋•淮安期末)为了探究“电流与导体两端电压的关系”,小华连接了如图甲所示的电路,电源电压恒为3V。
(1)用笔画线将甲图中电路连接完整,要求滑动变阻器的滑片P向左端滑动时,接入电路的电阻变小。
(2)正确连好电路后,闭合开关S,电流表无示数,电压表示数为3V,发生该故障的原因是 。
(3)排除故障后闭合开关S,移动滑片P,小华同学进行多次实验,根据数据绘制了电阻R的I﹣U图像,如乙图中的图线a,根据图像可得出的结论是 。
(4)小华又将实验中的电阻R拆下,其它条件都不变的情况下,换用一个额定电压为2.5V的小灯泡,继续多次实验得到小灯泡的I﹣U图像,如乙图中的图线b,小灯泡正常发光时的功率为 W。请你描述灯泡在0﹣3V内电阻的变化特点有: 。
考点四 探究电流与电阻的关系
27.(2022秋•邗江区期末)在探究“电流与电阻关系”的实验中,电源电压保持不变,每次实验中大小都发生改变的是( )
A.定值电阻两端的电压
B.滑动变阻器两端的电压
C.电压表与电流表示数的比值
D.定值电阻与滑动变阻器两端电压之比
28.(2022秋•江都区期末)如图所示,在探究“电流与电阻的关系”时,电源电压恒为4.5V,滑动变阻器上标有“10Ωㅤ1.5A”字样。在A、B两点间先后接入不同阻值的定值电阻,闭合开关,移动滑片P,使电压表示数为2.5V,读出电流表示数。当20Ω的电阻接入A、B间时,电压表示数始终无法达到2.5V,其原因可能是( )
A.20Ω的电阻阻值太小
B.电源电压4.5V太低
C.控制电压为2.5V太高
D.滑动变阻器的最大阻值10Ω太小
29.(2023秋•阜宁县期末)如图是小明探究“电压一定时,电流与电阻关系”的实验电路图.已知电源电压U=15V,滑动变阻器上标有“20Ω 3A”(实际最大阻值略小于20Ω),实验中所用的四个定值电阻分别为5Ω,10Ω,15Ω,20Ω.为了使这四个电阻都能为实验所用,电路中电流表选择的量程和应控制的电流最合理的是( )
A.0~0.6A 0.5A B.0~3 A 0.8A
C.0~3A 0.7A D.0~3A 0.75A
30.(2023秋•常州期末)利用如图甲所示的电路探究电流和电阻的关系,电源电压恒为3V,分别将5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻R0连入电路,按实验要求测得通过各定值电阻的电流描绘出如图乙所示的图像,下列判断中正确的是( )
A.实验中电压表的示数保持1V不变
B.当R0的电阻为10Ω时,通过R0的电流为0.3A
C.滑动变阻器接入电路的阻值范围为1~5Ω
D.将R0从5Ω换成10Ω后,应将滑动变阻器Rₓ的滑片P向左移
31.(2023秋•南通期末)用如图所示电路探究“电压一定时,电流与电阻关系”的实验,在A、B间接入5Ω的定值电阻R,移动滑片P,使电压表示数为2V,读出电流表示数,接着取下5Ω的电阻分别换上10Ω、15Ω的定值电阻,移动滑片,使电压表示数仍为2V,当换上15Ω的定值电阻时,无论怎样移动滑片,电压表示数都不能回到2V。对此现象,下列分析正确的是( )
A.15Ω电阻太小,换一个更大的定值电阻,继续实验
B.变阻器的最大阻值太大,换一个最大阻值小一点的变阻器继续实验
C.在第一次接入5Ω的定电阻时,移动滑片,使电压表示数为定值1.5V,继续实验
D.将三个电阻按15Ω、10Ω、5Ω的由大到小的顺序接入进行实验,可以避免这种现象
32.(2023秋•高邮市期末)小宇同学在“探究电流与电阻的关系”实验中,电源电压6V,滑动变阻器上标有R“30Ω,1A”字样,阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻各一个,控制定值电阻两端电压为2V。
(1)小宇发现当换用20Ω的定值电阻实验时,无法怎样移动滑片,都无法将定值电阻两端电压调至2V,其原因可能是 ;
(2)改进后,小宇顺利完成此次探究,得到的结论是 。
33.(2023秋•宿豫区期末)如图所示是小美同学探究“导体的电流与电阻的关系”的电路图。所用实验器材是:电源(6V)、电流表(0~0.6A)、电阻箱(0~999.9Ω)、滑动变阻器(60Ω 1A)、开关、导线若干。分析表中数据可知:电阻箱两端的电压为 V.保持上述电压表示数不变,要测量更多组数据,为保证实验顺利完成,电阻箱接入电路的阻值不得小于 Ω,不得超过 Ω.
序号
电阻R/Ω
电流I/A
1
6
0.40
2
8
0.30
3
12
0.20
34.(2023秋•宿城区期末)在“探究电流与电阻的关系”的实验中,提供的器材如下:电源电压恒为4.5V,五个定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω),滑动变阻器R、电压表、电流表、开关各1只,导线若干。
(1)小明连接了如图甲所示的电路,请你把接错的那一根导线找出来,打上“×”,再画线把它改到正确的位置上;
(2)正确连接后,小明先将5Ω电阻接入电路,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片到A点(图中未标出)时电压表示数为2.5V,读出电流表的示数;接着断开开关,用10Ω的电阻替代5Ω的电阻接入电路,并将滑动变阻器的滑片移至最大阻值位置;闭合开关,移动变阻器滑片,当 时,停止调节,读出电流表示数,此时滑动变阻器的滑片的位置应在A点的 侧(填“左”或“右”);
(3)再用15Ω、20Ω、25Ω依次替换5Ω,重复(2)的实验步骤,根据实验所得的五组数据绘制出I﹣R图象,如图乙所示,由图象可得出的结论是:导体两端电压一定,通过导体的电流与导体的电阻成 ;
(4)为了完成上面的各步实验、滑动变阻器的最大电阻不能小于 Ω。
35.(2023秋•宝应县期末)小明用如图甲所示电路探究电流与电阻的关系。电源输出电压恒为3V,定值电阻R有5Ω、10Ω、15Ω、25Ω等4种阻值可供选用,滑动变阻器RP规格为“10Ω,2A”。
实验序号
R/Ω
I/A
①
5
②
10
0.20
③
15
0.13
(1)在连接电路的过程中,应首先让开关处于 状态。
(2)闭合开关后,移动变阻器滑片至正确的位置后,小明发现电流表、电压表示数均为0。他将一根导线的一端接电源正极,另一端依次试触a、b、c、d各接线柱,当接触到d时,电压表有示数且为3V,电流表示数仍为0。经进一步检查,电流表及各接线处均完好,则电路中的故障是 (填字母)。
A.电阻R断路
B.电阻R断路且滑动变阻器RP断路
C.滑动变阻器RP断路
D.电阻R短路且滑动变阻器RP断路
(3)排除故障并将问题元件进行同规格更换,此时R的阻值为5Ω,闭合开关,调节滑片P,使电压表示数到达某一数值,此时电流表示数如图乙所示,该示数为 A,接着将R换成10Ω的电阻,为保持电压表的示数不变,滑动变阻器的滑片应移至刚才相同电压表示数时滑片位置的 (选填“左侧”或“右侧”)。接着将R换成15Ω的电阻再重复上述操作。实验记录的三组数据如上表所示,由表中数据可知:
。
(4)为提高结论的可靠性,换用阻值为25Ω的电阻继续上述实验,发现无论如何调节滑动变阻器的滑片,电压表的示数总比刚才三次实验的示数 (选填“大”或“小”),实验无法继续下去。小明经过思考认为:不必重新更换定值电阻、滑动变阻器,不必调整电源电压,也不必改变定值电阻R两端的电压值重做实验,只需要在原电路中再串联接入阻值至少在 Ω以上的定值电阻就可以使实验能继续下去。按照以上分析和思考,小明很快完成了实验。
考点五 伏安法测电阻
36.(2023•常熟市期末)在“伏安法测定值电阻”的实验中,下列说法正确的是( )
A.为了检测电路连接是否正确,连接电路时,需闭合开关
B.在无法估计被测电阻大小时,电流表、电压表应选用较小的量程
C.每次读取数据后在记录过程中,均需断开开关
D.需进行三次实验,这样测量的结果才具有普遍性
37.(2022秋•沭阳县期末)某同学利用如图所示的电路做“伏安法测电阻”的实验,已知电源电压恒为8V,滑动变阻器标有“20Ω 1A”字样,实验中该同学填写的实验数据如表所示。下述关于实验的几种说法中错误的是( )
序号
1
2
3
4
U/V
2.0
3.0
4.0
5.0
I/A
0.21
0.30
0.40
0.49
A.该同学测得此电阻的阻值约为10Ω
B.序号“3”的实验中,滑动变阻器与待测电阻的阻值之比为1:1
C.序号“1”实验数据是使用现有器材无法得出的
D.仅用该同学的实验器材就能探究电流与电阻的关系
38.(2023秋•江阴市期末)某同学利用如图所示电路做“伏安法测电阻”的实验,已知电源电压恒为6V,滑动变阻器标有“20Ω 1A”字样,实验中该同学填写的实验数据如表所示。下列关于实验的几种说法中正确的是( )
序号
1
2
3
4
5
U/V
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
I/A
0.10
0.21
0.30
0.40
0.49
①序号“1”的实验数据不是本实验中测得的;
②序号“4”的实验中,滑动变阻器与待测电阻的阻值之比为1:2;
③序号“2”和“5”的实验数据表明待测电阻R,不是定值电阻;
④仅用该同学的实验器材就能探究电流与电阻的关系。
A.①④ B.②④ C.①② D.③④
39.(2022秋•淮安期末)用“伏安法测电阻”的实验中,小雪和晓彤分别选用定值电阻和小灯泡为测量对象,在处理实验数据时,分别画出了U﹣I的图象,如图甲、乙所示。对于图象的分析,以下说法错误的是( )
A.由甲图可知,定值电阻的阻值为1Ω
B.由甲图可知,电阻不随其两端的电压和导体中的电流而改变
C.为了减小误差,应该用多次测量的方法,计算小灯泡的电阻
D.由乙图及实验现象可知:小灯泡的电阻随灯丝温度的增加而增大
40.(2023•姑苏区期末)小亮利用阻值为R0的定值电阻和一块电压表测量未知电阻,Rx的阻值。他选择了满足实验要求的器材(电源输出电压恒定),并连接了部分实验电路,如图所示,此时图中最后一根导线未连接,在将其连接好后,进行了如下主要操作:
①闭合开关S1、S2,读出并记录电压表的示数为U1;
②只闭合开关S1,读出并记录电压表的示数为U2;
③用U1、U2和R0表示Rx;
请选出最后一根导线的连接方式及Rx的表达式( )
A.连接ac;Rx=
B.连接bc;Rx=
C.连接ad;Rx=
D.连接bd;Rx=
41.(2021秋•吴江区期末)在测Rx电阻的实验中,同学们分别设计了甲、乙两种电路。
(1)部分同学们认为甲电路设计比乙电路设计好。因为甲电路设计可以多次测量求平均值减小误差,而乙电路设计做不到这点。他们的想法是: 。(选填“正确的”或“错误的”)
(2)如电路图乙所示,测量Rx的阻值的实验步骤如下:
①当闭合开关S,S1接a时,调节滑动变阻器,记录电压表的示数为U1;
②当闭合开关S,S1接b时, (选填“需要”或“不需要”)调节滑动变阻器,记录电压表的示数为U2;
③Rx的阻值表达式为Rx= 。(用U1、U2、R0表示)
42.(2023•如东县期末)在“测量小灯泡正常发光时电阻”的实验中,电源电压恒为3V,小灯泡的额定电压为2.5V,滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”。
(1)如图甲所示,闭合开关后,发现只有 有示数,经检查发现有一根导线连接错误。请在错误导线上打“×”,并用笔画线代替导线,将电路连接正确;
(2)改正错误后,移动滑动变阻器的滑片到某一位置,电压表的示数如图乙所示。要测量小灯泡正常发光时的电阻,应将滑片适当向 (填“左”或“右”)滑动;
(3)图丙是小灯泡的电流随电压变化的关系图像,根据图像可知,小灯泡正常发光时的电阻为 Ω;
(4)在实际测量过程中,调节滑动变阻器使其接入电路中的电阻减小ΔR1,相应的小灯泡的阻值将变化ΔR2,则ΔR1 ΔR2(填“>”、“<”或“=”);
(5)实验结束后,某同学设计了如图丁的电路来测定额定电压为3V的小灯泡正常发光时的电阻。已知电源电压为9V,定值电阻R1的阻值为10Ω。实验步骤如下:
①闭合S、S1,断开S2,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为 V时,灯泡正常发光;
②保持滑片位置不动,闭合S、S2,断开S1,此时电压表示数为4V;再将滑动变阻器R2的滑片移至最左端,此时电压表示数为7V;
③小灯泡正常发光时电阻为RL= Ω。
43.(2023秋•宿豫区期末)在“伏安法测电阻”的实验中:
(1)图甲的实物电路用笔画线连接完整,要求滑片往左移电流表示数变大。
(2)在连接电路中,开关应该处于 (选填“闭合”或“断开”)状态。
(3)排除故障后进行实验。移动滑片P,当电压表的示数为1.3V时,电流表的示数如图乙,其示数为 A,待测电阻Rx= Ω。
(4)某同学利用一个电压表和一个已知阻值的电阻R0,设计如图丙的电路,同样测出待测电阻Rx的阻值。
实验步骤如下:
①闭合S、断开S1,用电压表测出待测电阻Rx两端的电压为U1;
② ,用电压表测出电源的电压U;
③可得待测电阻Rx= 。(用U、U1和R0表示)
考点六 特殊方法测电阻
44.(2021秋•丹阳市期末)如图所示,几个同学在只有电流表或电压表时,利用一个已知阻值的电阻R0设计了四个测未知电阻Rx的电路,其中不可行的是( )
A. B.
C. D.
45.(2022秋•丹阳市期末)如图是学校兴趣小组利用实验室常用仪器设计测量未知电阻Rx阻值的四种电路,电源电压恒定且未知,R0是已知阻值的定值电阻,滑动变阻器R最大阻值未知,实验中只能闭合或断开开关及移动滑动变阻器滑片,其中能够测量出Rx阻值的电路( )
A.只有①② B.只有②③ C.只有②③④ D.①②③④
46.(2023•姜堰区期末)小红设计了如图所示的实验电路,测电阻Rx的阻值,图中R为电阻箱:①开关接a,调节电阻箱和滑动变阻器滑片至适当位置,使电流表示数为I,记下电阻箱示数R1;②开关接b,保持滑动变阻器滑片位置不变,调节电阻箱使电流表示数仍为I,记下电阻箱示数R2;则Rx= (用所测物理量符号表示);若开关接b时,滑动变阻器滑片不小心向左移动了少许,测出的待测电阻值将 (选填“偏大”或“偏小”)。
47.(2022秋•吴江区期末)在测Rx电阻的实验中,同学们分别设计了甲、乙两种电路。
(1)部分同学们认为甲电路设计比乙电路设计好。因为甲电路设计可以多次测量求平均值减小误差,而乙电路设计做不到这点。他们的想法是: 。(选填“正确的”或“错误的”)
(2)如电路图乙所示,测量Rx的阻值的实验步骤如下:
①当闭合开关S,S1接a时,调节滑动变阻器,记录电压表的示数为U1;
②当闭合开关S,S1接b时, (选填“需要”或“不需要”)调节滑动变阻器,记录电压表的示数为U2;
③Rx的阻值表达式为Rx= 。(用U1、U2、R0表示)
48.(2021秋•姜堰区期末)用如图甲所示的电路测量未知电阻的阻值,图中R为电阻箱,R0为滑动变阻器,电源两端的电压不变。
实验步骤:
(1)根据电路图连接电路,电阻箱阻值调到最大;
(2)断开开关S2,闭合开关S1,调节R0到合适位置,读出电流表的示数为I;
(3)断开开关S1,闭合开关S2, ;
(4)读出电阻箱的示数R,就是未知电阻的阻值。电阻箱调节好后的示数如图乙所示,可知待测电阻的阻值Rx= Ω。
49.(2023秋•南京期末)第一小组利用如图甲所示电路测量未知电阻Rx的阻值。
(1)开关闭合前,小亮发现电流表的指针在零刻度线左侧如图乙,这是因为 ,改正错误后,开关闭合前,滑动变阻器滑片应滑至阻值 处,闭合开关,电流表示数为0.5A,电压表示数如图丙所示,计算出待测电阻Rx的阻值为 Ω;
(2)第二小组利用如图丁的电路测量定值电阻Rx的阻值,电阻箱R1与R2的阻值可以读取,闭合开关S:
①小明将R1调至0Ω,适当调整R2,读得电流表A1和A2的示数分别为I1、I2,则Rx= ;(用I1、I2与R2表示)
②小华将R1调至 ,调整R2,直至 ,则Rx=R2;
③小红将电阻箱R1和R2进行了两次调整,电流表A1和A2的读数为I1和I2,但均忘记记录R1的阻值,只知道其中一次的R1阻值是另一次的2倍,请根据表格中的数据计算出Rx的阻值为 Ω。
序号
I1/A
I2/A
R1/Ω
R2/Ω
①
0.2
0.8
15
②
0.3
1.2
10
50.(2023秋•苏州期末)有两只阻值未知的定值电阻R1、R2。
(1)图甲是用伏安法测R1阻值的实物电路,电源电压恒为3V,滑动变阻器最大阻值为10Ω。
①图甲中有一根导线连接错误,请在该导线上画“×”,并在图上改正(所画的导线用实线且不能交叉)。
②改正电路后,闭合开关,发现无论怎样移动滑动变阻器滑片,两电表均无示数,其原因可能是 (填字母)。
A.滑动变阻器断路
B.R1断路
C.R1短路
③故障排除后,正确操作实验器材,移动滑片,当电压表示数为1.2V时,电流表示数如图乙所示,则待测电阻R1= Ω。
④现有以下三组数据,分析可知,不可能通过以上实验获得的数据有 (填序号)。
实验序号
U/V
I/A
R1/Ω
1
0.8
0.2
2
1.6
0.4
3
1.9
0.475
(2)图丙是能巧测R2阻值的实验电路图。图中R为电阻箱,R0为定值电阻(阻值未知),R3是滑动变阻器。要求仅利用电阻箱读数表达R2的阻值,请在空白处填上适当内容。
①将开关接a,调节电阻箱和滑动变阻器滑片P至适当位置,记下 和 ;
②将开关接b,调节 ,保持 不变,记下 ;
③则R2= 。
51.(2021秋•建邺区期末)有两个阻值未知的定值电阻R1、R2,R1约为8欧,R2约为500欧。现有如下器材:电源电压恒为3V,实验室用电流表和电压表、最大阻值为20Ω的滑动变阻器、可调范围0~9999Ω的电阻箱、开关及导线若干。
(1)小明用图甲所示电路测量未知电阻R1的阻值:
①实验前开关应处于 状态。
②为使测量结果更准确,需要多次测量取平均值,实验中的具体操作是 。
③根据测得数据得到如图乙所示的U﹣I图象。由图可得电阻R1= Ω。
(2)小华仅利用本实验中的器材测出了R2的阻值,实验电路如图丙所示,请在图中虚线框中画出对应的元件符号。
52.(2020秋•泰兴市期末)小乐想用电源、一个电流表、两只开关和阻值已知的电阻R0测量未知电阻Rx的阻值。并连接了如图甲所示电路进行实验。当只闭合开关S1时电流表的示数I1;闭合开关S1和S2时电流表的示数为I2,则电阻Rx= (用I1、I2和R0表示)。小明认为此电路不妥,理由是: ;于是他设计了另外一种电路,如图乙所示,他认为只闭合开关S1,调节滑动变阻器的滑片P,测得R0中的电流,保持滑片P位置不变,只闭合开关S2,测得Rx中的电流,这样就可以测量电阻Rx的阻值。但是小乐认为也不妥,理由是 ;于是他们在此基础上又设计了图丙的电路,他首先将开关S扳到1,移动滑动变阻器滑片P,读出电流表示数为I1,保持滑片P位置不变,然后将开关S扳到2,读出电流表示数I2,则电阻Rx= (用I1、I2和R0表示)。
考点七 欧姆定律在生产生活中的应用
53.(2023秋•溧阳市期末)如图所示是汽车油量表的工作原理图,其中电源电压为3V,油量表是由一只量程为0~0.6A的电流表改装的,变阻器R1铭牌标有“5Ω 2A”的字样,闭合开关,此时滑片P与a端的距离为R1总长的四分之一,以下说法正确的是( )
A.此时变阻器接入电路中的阻值是4Ω
B.当油量减少时,电路的总电阻减小
C.油量减少时,油量表示数增大
D.为使电路安全,定值电阻R0至少为5Ω
54.(2023秋•广陵区期末)甲图是反映身体柔韧水平的“坐位体前屈测量仪”,乙图是其内部电路图(电源电压恒定),两个身形接近但柔韧性差异较大的同学先后推动挡板进行测量,“显示器”示数的大小能够反映柔韧性的好差。下列正确的是( )
A.“显示器”是电压表
B.柔韧性好的同学测量时,电阻丝接入电路的电阻更大
C.柔韧性差的同学测量时,电路中的电流较小
D.通过电阻R的电流会使R消耗电能,所以可以将R去掉
55.(2023秋•镇江期末)如图1所示的电路,电源电压不变,R0为定值电阻,Rt为金属热电阻,其阻值随温度t变化情况如图2所示。闭合开关S,当金属热电阻的温度t升高时,下列表示电流表A的示数I、电压表V的示数U、温度t之间变化关系图线中,可能正确的是( )
A. B.
C. D.
56.(2023秋•秦淮区期末)公路检查站的“地磅”可以检测货车是否超载。如图是某种地磅的工作原理图,滑片P可在竖直放置的电阻R上滑动,当货车质量增大时,电表示数随之增大,由电表改装成的显示器的示数也增大。下列说法正确的是( )
A.接线柱“1”应与“2”连接
B.“显示器”由电压表改装而成
C.若货车质量增大,则R0两端电压增大
D.为了节约电能,可以将电阻R0去掉
57.(2022秋•宿城区校级期末)在如图所示的电子拉力计中,滑动变阻器滑片P与弹簧上端固定在一起,弹簧伸长的长度与受到的拉力大小成正比,滑动变阻器PB段电阻为R1,当闭合开关S后,下列说法正确的是( )
A.可以用电流表示数反映拉力大小
B.电路中电压表的读数随拉力的增大而减小
C.滑动变阻器PB段R1的阻值随拉力增大而减小
D.把电压表改成拉力计时表盘刻度均匀
58.(2023秋•邗江区期末)小锋设计如图所示的电路来判断梅雨季节教室里相对湿度的变化。选用的器材有:3V电源、湿度传感器(其电阻Rs的阻值随相对湿度的增大而减小)、定值电阻R=2×103Ω、一只电压表(量程为0~3V)等。当相对湿度为40%时,Rs=4×103Ω,电压表示数为2V,则电压表是并联在 的两端,当电压表示数变大时,教室里相对湿度在 (变大/变小/不变)。
59.(2021秋•锡山区期末)如图所示是电子秤的结构示意图,其中P是一个紧贴AB滑动的金属滑片,那么,电子秤的刻度表甲是 (选填“电流表”或“电压表”)改装而成的,电阻R0的作用是 ,闭合开关,秤盘内物体质量增大时,刻度表示数将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
60.(2023秋•南京期末)如图甲、乙所示是某电子秤及其原理图,托盘与弹簧相连,滑片P固定在弹簧上并能随弹簧的伸缩上下滑动,R2是一根长l0=10cm的均匀电阻丝。空盘时,滑片P位于R2的最上端,称量最大值时,滑片P位于R2的最下端,R2的最大阻值40Ω,电源电压恒为3V(弹簧电阻忽略不计)。请完成以下问题:
(1)图甲中的“质量表”是用 表改装的;
(2)空盘时,闭合开关S,电路电流为0.06A,求此时R1接入的阻值;
(3)已知该弹簧压缩的长度Δl与所受压力的关系如图丙所示,开关S闭合后,在托盘中放入重为25N的物体时,求电路中电流大小。
考点八 动态电路中电表示数变化
61.(2023秋•泗阳县期末)如图所示的电路中,电源电压保持不变,R1>R2,闭合开关S,电路正常工作,若将R1与R1位置互换,则( )
A.电压表的示数不变 B.电流表的示数不变
C.电流表的示数变大 D.电压表的示数变大
62.(2023秋•秦淮区期末)如图所示的电路,电源电压保持不变,R为定值电阻。下列说法正确的是( )
A.开关闭合前,电压表和电流表均无示数
B.开关闭合后,滑片P向左移动的过程中,电压表的示数变小
C.开关闭合后,滑片P向左移动的过程中,电压表和电流表示数的乘积变大
D.开关闭合后,滑片P向右移动的过程中,电压表与电流表示数的比值变小
63.(2023秋•连云港期末)如图所示,电源电压恒定,R1是定值电阻,R2是阻值随天然气体浓度升高而减小的气敏电阻。当R2所处环境中天然气浓度升高时( )
A.电表V1与V2的示数之和不变
B.电表 V1与V2的示数之差不变
C.电表 V1与A的示数的比值变小
D.电表 V1与A的示数的乘积变小
64.(2023秋•苏州期末)小红同学在探究“用滑动变阻器改变灯泡的亮度”实验时,设计了如图所示的电路,小红同学进行了演示,当滑片P由b向a滑动的过程中,会出现的情况是( )
A.灯的亮度变亮
B.电源电压变小
C.灯的电阻不变
D.电流表A1、A2的示数均变大
65.(2023秋•建邺区期末)如图所示为小明设计的烟雾报警装置的简化电路。其中电源电压保持不变,R0为电阻箱并调至合适阻值,R为光敏电阻,其阻值随光照强度的减弱而增大。当电流表示数减小到某一值时,装置开始报警。闭合开关S,当有烟雾遮挡射向R的激光时,则( )
A.电压表与电流表的示数之比不变
B.电流表的示数减小,电压表的示数减小
C.减小电源电压,可使装置在烟雾浓度更低时报警
D.减小R0的阻值,可使装置在烟雾浓度更低时报警
66.(2023秋•苏州期末)某学习小组利用压敏电阻、定值电阻等器材,设计出如图所示汽车油量报警电路,当油箱内油量不足时可以报警提示。当R1两端电压大于设定值U时,就会触发报警器,此时油箱中的油量称为警示油量,已知压敏电阻位于油箱底部且阻值随压力的增加而减小。关于油量表报警电路,下列说法错误的是( )
A.随着油箱的油量减少,通过定值电阻的电流会变小
B.R1为压敏电阻,R2为定值电阻
C.若换用阻值更大的定值电阻,警示油量值会变小
D.若换用电压更大的电源,警示油量值会变小
67.(2023秋•赣榆区期末)博物馆内的光照强度较低,原因是要避免过度照明,以防止展品受到过多的热量和紫外线的损害。如图所示是一个在博物馆展厅内设置的提示光照强度的传感器的电路原理图,其中电源电压保持不变,R0是定值电阻,R是光敏电阻,其阻值随光照的增强而减小。闭合开关S。当博物馆展厅内的光照强度增加到一定数值后,会触发监控室的警报装置(图中未画出)。则当博物馆展厅内的光照强度逐渐增强时,下列说法正确的是( )
A.电流表的示数逐渐变小
B.电压表的示数逐渐变大
C.R0两端的电压逐渐变小
D.电压表示数与电流表示数的比值逐渐变小
68.(2023秋•邗江区期末)如图甲所示是测体温用的额温枪,图乙是它的工作电路原理示意图。R是热敏电阻,用以感知人体温度,其阻值R与温度t的关系如图丙,R0为定值电阻,显示仪由电压表改装而成,在测量体温时,下列说法中正确的是( )
A.显示仪的示数会随被测者体温的升高而减小
B.热敏电阻的阻值随着温度的升高而增大
C.长时间使用后电源电压降低,测相同温度时,显示仪示数变小
D.若将R0换为阻值更小的电阻,测相同温度时,显示仪示数变大
69.(2023秋•扬州期末)如图甲所示,某健身俱乐部通过压力传感器获取运动者的运动数据,其工作原理如图乙所示。电源电压不变,R1为定值电阻,压力传感器R的阻值随压力增加而减小。在人从与蹦床接触至下落到最低点过程中。下列说法中正确的是( )
A.电流表A的示数逐渐变小
B.电压表V的示数逐渐变小
C.电压表 V与电流表 A示数的比值逐渐变大
D.电路消耗的总功率P逐渐变大
70.(2023秋•徐州期末)如图所示电路中,当滑片向右滑动时,滑动变阻器的阻值 ,电流表的示数 。(选填“变大”、“变小”或“不变”)
71.(2023秋•苏州期末)如图电路,电源电压保持不变,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P向左移动,电压表示数 ,电流表示数 。(选填“变小”,“变大”或“不变”)
考点九 欧姆定律在图像题中的应用
72.(2022秋•高邮市期末)如图是电阻甲和乙的I﹣U图象,小明对图象信息作出的判断,正确的是( )
A.当甲两端电压为0.5V时,通过它的电流为0.3A
B.将甲和乙串联,若电流为0.3A,则它们两端的电压为2V
C.当乙两端电压为2.5V,其电阻值为10Ω
D.若甲和乙并联,若电压为1V,则它们的干路电流为0.4A
73.(2022秋•涟水县期末)小灯泡L正常发光的电压为3V,它的I﹣U图象如图甲所示,把小灯泡接入图乙所示的电源电压恒定的电路中,将标有“10Ω,2A”的滑动变阻器的滑片P移至B端,闭合开关,电压表示数为1.5V;再将滑片P向左移动直到电压表示数为3V。下列说法错误的是( )
A.电源电压为4.5V
B.小灯泡正常发光时的电流为0.5A
C.小灯泡正常发光时的电阻为6Ω
D.小灯泡正常发光时,滑动变阻器接入电路的阻值为5Ω
74.(2023秋•无锡期末)如图甲所示,小灯泡L的规格是“6V,0.5A”,闭合开关S,当滑片P在A点时,滑动变阻器连入电路中的电阻为R1,电压表的示数为1V;当滑片P在B点时,滑动变阻器连入电路中的电阻为R2,电压表的示数为4V,且R1=3R2。小灯泡的I﹣U图像如图乙所示,电源电压保持不变。下列说法中正确的是( )
A.电源电压为10V
B.小灯泡的电阻始终为12Ω
C.当滑动变阻器接入电路中的电阻为20Ω时,电路中的电流为0.5A
D.在保证电路安全的情况下,滑动变阻器接入电路的最小电阻为14Ω
75.(2023秋•宿迁期末)如图甲所示电路,电源电压保持不变,闭合开关S,调节滑动变阻器阻值从最大变化到最小,R1和R2中的某个电阻其“I﹣U”关系图线如图乙所示,则下列说法正确的是( )
A.电流表的示数变化范围是0~0.6A
B.电压表V2的示数变化范围是0~4V
C.滑动变阻器R2的最大阻值是30Ω
D.R1的阻值是20Ω
76.(2023秋•玄武区期末)将一个定值电阻接入图甲所示电路的虚线框处,并将一个电压表(图中未画出)并联在某段电路两端,闭合开关,移动滑片P,多次记录两电表示数;断开开关,只将定值电阻更换为小灯泡,再次移动滑片并将记录的数据绘制成如图乙所示的I﹣U图像。下列分析正确的是( )
A.电源电压为3.5V
B.定值电阻阻值为10Ω
C.当定值电阻和灯泡两端的电压都为3.5V时,灯泡的电阻较大
D.接入小灯泡后,将滑片P向右移动时,电压表的示数将变大
77.(2022秋•宿城区校级期末)如图甲所示,电源电压恒定不变,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器。闭合开关S,将滑片P从最右端逐步移到最左端,记录电流表、电压表的示数,并根据记录的数据作出R1和R2的U﹣I关系图像如图乙所示。则下列说法正确的是( )
A.图Ⅱ为R2的U﹣I图像
B.若换用最大阻值更大滑动变阻器替代R2,则图Ⅰ和图Ⅱ的交点会向右移动
C.R1的阻值为30Ω
D.图Ⅰ延长线与U轴的交点表示R2 断路时电压表V2的示数
78.(2023秋•徐州期末)如图是R1和R2两个电阻中的电流随它们两端电压变化的I﹣U图象。从图象可知,电阻R1 R2(选填“<”、“>”或“=”)。
79.(2023秋•宿迁期末)如图为小灯泡L和定值电阻R的I﹣U关系图线。由图可知,随着电压的升高,小灯泡L的阻值逐渐变 (选填“大”或“小”),若它们串联接到5V的电源上,则小灯泡L两端的电压为 V。
80.(2022秋•常州期末)如图甲所示的电路,电源电压恒定,R0为定值电阻,Rx为滑动变阻器,小明将滑动变阻器的滑片P从一端滑至另一端,记录电压表和电流表的示数,采集多组数据后,画出的U﹣I关系图像如图乙所示,则滑动变阻器的最大阻值是 Ω,电源电压Um是 V,定值电阻R0的阻值是 Ω。
考点十 多状态电路的数值判断
81.(2022秋•兴化市期末)如图所示,电源电压不变,当开关S闭合时,电流表的示数为0.8A.开关S断开后,电流表的示数改变了0.5A.则R1与R2的阻值之比为( )
A.13:5 B.3:5 C.5:3 D.5:13
82.(2023秋•宿迁期末)如图所示,电源电压恒定不变,当开关S接a时,电流表A1与A2的示数之比为3:5;当开关S接b时,电流表A1与A2的示数之比为2:3,则R2与R3的电阻之比为( )
A.9:10 B.4:3 C.3:4 D.5:2
83.(2022秋•阜宁县期末)如图所示的电路中,电源电压恒为6V,R1、R2为定值电阻,R1=10Ω.甲、乙均为电压表时,闭合S1、S2,两电压表示数之比为U甲:U乙=1:3.甲、乙均为电流表时,仅闭合S1,甲、乙电流表示数I甲、I乙分别为( )
A.1.8A,1.2A B.1.8A,0.6A C.0.9A,0.6A D.0.9A,0.3A
84.(2022秋•高港区校级期末)如图为一种测量酒精气体浓度的工作原理图,电源电压恒为24V,定值电阻R2=30Ω,R1是酒精气敏电阻,阻值随酒精气体的浓度增大而减小,电压表接入电路的量程为0~15V,电流表接入电路的量程为0~0.6A.闭合开关S,下列说法正确的是( )
A.当环境中酒精浓度增大时,电流表的示数变小
B.当环境中的浓度发生变化时,电压表示数与电流表示数的比值不变
C.为了使电路元件安全,酒精气敏电阻R1的最小值为10Ω
D.为了使电路元件安全,酒精气敏电阻R1的最大值为90Ω
85.(2022秋•宿城区期末)如图所示,电源电压为3V且保持不变,滑动变阻器R标有“1A 15Ω”的字样。当滑动变阻器的滑片P在最右端时,闭合开关S,通过灯泡的电流为0.4A,移动滑动变阻器的滑片P,在电路安全工作的情况下,下列说法正确的是( )
A.向左移动滑动变阻器的滑片P时灯泡变亮
B.滑片P在最右端时通过干路中的电流是0.9A
C.R接入电路的阻值变化范围是5Ω~15Ω
D.电路总电阻的最大值为5Ω
86.(2023秋•江都区期末)如图甲所示电路,开关S1、S2闭合后两电流表的指针均指在同一位置,示数如图乙所示,则通过R1的电流为 A,两电阻之比R1:R2= ;只断开开关S2,电流表A1的示数将 (变大/变小/不变)。
87.(2023秋•广陵区期末)在如图所示的电路中,电源电压恒定,R1=10Ω,R2=20Ω。当只闭合开关S2时,电流表的示数为0.5A,则电源电压是 V。当闭合开关S1,断开S2、S3时,电流表的示数为I1,当断开开关S1,闭合S2、S3时,电流表的示数为I2,则I1:I2= 。为了保障电路的安全,不能同时闭合的开关是 。
88.(2023秋•秦淮区期末)如图所示的电路中,电阻R0=12Ω,闭合开关S1,将单刀双掷开关S2掷于a端,电压表示数为2.5V;将S2切换到b端,电压表示数为1.5V。则电源电压为 V,电阻Rx的阻值为 Ω。
89.(2022秋•南京期末)如图所示,电源电压恒定,R1:R2=2:1,当开关S2闭合,S1、S3断开,电流表示数为0.1A,电压表示数为1V,R2阻值为 Ω;电源电压为 V;当开关S1、S3闭合,S2断开,此时电流表的示数为 A。
90.(2023秋•高邮市期末)下列因素中影响电阻大小的是( )
①导体两端的电压;
②导体的长度;
③导体中的电流;
④导体的横截面积;
⑤导体的材料;
⑥导体的温度。
A.①③⑤⑥ B.②③⑤⑥ C.①②③④ D.②④⑤⑥
91.(2020秋•兴化市期末)图中所示的各电路中,同种元件的参数均为相同,能利用滑动变阻器调节电灯从亮到熄灭的正确电路是( )
A. B.
C. D.
92.(2022秋•苏州期末)如图(a)是某型号旋钮式电阻箱的外形和内部结构,它由九个1000Ω、九个100Ω、九个10Ω和九个1Ω的电阻组成,它箱面上的四个旋钮对应的倍率分别是×1000、×100、×10、×1,使用时将两个接线柱A、B接入电路中,只要调节这四个旋钮,便可以得到0~9999Ω范围内的任何整数电阻值,如图(b)所示,AB之间的总电阻为( )
A.1936Ω B.8136Ω C.1963Ω D.8163Ω
93.(2022秋•苏州期末)小明用如图所示的电路探究“电流与电阻的关系”,电源电压不变,滑动变阻器的铭牌标有“20Ω 2A”。下表是实验数据,若第四次实验时将定值电阻的阻值由30Ω换为40Ω后就直接读出电流表的示数,这个示数可能是( )
R/Ω
10
20
30
40
50
I/A
0.6
0.3
0.2
0.12
A.0.15 B.0.13 C.0.17 D.0.2
94.(2022秋•梁溪区期末)小南用如图所示电路测量某电路元件盒中未知电阻Rx的阻值,已知未知电阻Rx为定值电阻,电源由两节干电池组成(电源电压恒定不变),除了开关、导线外,可供使用的实验器材有:电压表(量程0~15V,0~3V),电流表(量程0~3A,0~0.6A),滑动变阻器R(20Ω,1A),阻值已知且大小不等的定值电阻R1和R2。
(1)实验中移动滑动变阻器的滑片,当电流表的示数是0.1A时,电压表的示数是1.8V,当电流表的示数是0.2A时,电压表的示数是1V,电路元件盒中电源电压是 V,未知电阻Rx的阻值是 Ω;
(2)小南的同学利用上述器材,还设计了测量未知电阻Rx的四种实验电路,其中无法测出未知电阻Rx的是 。
95.(2023秋•淮安期末)小丽设计了如图所示的简易电子距离测量仪,R是一根粗细均匀的电阻丝,其每厘米长的电阻为0.5Ω,电路各部分均接触良好。物体M只能在导轨上做直线运动,并带动与之相连的金属滑片P移动,电压表示数可反映物体M移动的距离。开始测量前,将金属滑片P置于电阻丝中点,此时电压表和电流表示数分别为2V和0.2A。由此可知( )
A.电阻丝R的总电阻为10Ω
B.当电压表示数为1.5V时,物体M向右移动了15cm
C.当电压表示数为3V时,物体M向左移动了10cm
D.此测量仪最大测量距离为30cm
96.(2022秋•如皋市期末)如图为利用光敏电阻设计的监控装置示意图,电源电压一定,R1是光敏电阻,当光照射强度增大时其阻值变小,R2是定值电阻。a、b两点间接一电表,当有人经过通道遮蔽光线时( )
A.通过R2的电流变大
B.R1阻值变小
C.电路消耗的总功率减小
D.ab间应接电流表
97.(2023秋•南京期末)如图甲所示电路中,电源电压不变,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器。闭合开关,将R2滑片从位置1移到位置2,根据两表示数作出的U﹣I图像如图乙中AB所示,其中A点的数据与滑片在位置1时对应。下列判断正确的是( )
A.电源电压为3V
B.滑片移动过程中,R2接入电路阻值变大
C.电阻R1的U﹣I图像一定与线段AB相交
D.滑片移动过程中电路消耗的总功率先变大后变小
98.(2023秋•溧阳市期末)同学们用如图甲所示的电路,对一种新材料电阻R3(标有2.5V字样)进行测量。电源电压恒定不变,闭合开关S和S1、断开S2,移动滑动变阻器R2的滑片P,记录几组电流表、电压表示数并在图乙中描绘出相应的图线;再把电压表改接到R3两端,闭合S和S2、断开S1,移动滑动变阻器R2的滑片P,记录几组电流表、电压表示数并在图乙中描绘出相应的图线。则( )
A.电源电压为3V
B.R3的阻值为7.5Ω
C.R2的最大阻值不可能为20Ω
D.R3正常工作时的电流约为0.27A
99.(2022秋•宿城区校级期末)如图是一种调光台灯电位器(滑动变阻器)的内部结构示意图,a、b、c是它的三个接线柱。要求:旋钮带动滑片顺时针转动时,灯泡变亮,请完成该电路的连接。
100.(2020秋•东海县期末)如图甲所示,小明利用电源电压恒为5V的电路探究“电流与电阻的关系”,并将每次的实验数据经过转换后在I﹣坐标系内进行了描点,如图乙所示。由图可知,小明控制电阻两端的电压为 V,图乙中,发现有一个错误数据点,该数据点是小明某次将电阻由 Ω变换为错误数据点对应电阻时,未调节滑动变阻器就读取电流而造成的。
101.(2023秋•镇江期末)如图是天然气安全监控的模拟电路。电源电压不变,R1是气敏电阻,R2是定值电阻。气敏电阻的阻值会随天然气浓度的升高而变小。闭合开关S,若天然气泄漏,电流表A2示数 ,电流表A1和电流表A2示数之比 ,电流表A1和电流表A2示数变化量之比 。(以上三空均选填“增大”、“减小”或“不变”)
102.(2023秋•溧阳市期末)将小灯泡L和定值电阻R接在如图甲所示的电路中,其两者的I﹣U关系图像如图乙所示,其中曲线 (A/B)表示电阻R的I﹣U关系图像;当甲图中电源电压为4V时,流过小灯泡的电流为 A,当电源电压为 V时,电流表示数为0.25A。
103.(2022秋•秦淮区期末)如图所示,电源电压不变,R1=3Ω,R2=4Ω,R3=5Ω。只闭合S,电流表A1、A2示数之比为 ,电压表V1、V2示数之比为 ;再闭合S1、S2,电流表A1、A2示数之比为 ,电压表V1、V2示数之比为 。
104.(2023秋•海门市期末)物理兴趣小组的同学们想探究通过导体的电流与电压的关系。实验室有:电源、电压表、电流表、滑动变阻器、规格不同的定值电阻、开关和导线等器材各若干供同学们选择,实验用电路如图a所示。
(1)图b是某组同学尚未完成连接的实物电路,请你用笔画线代替两根导线完成连接(连线不交叉).要求:滑动变阻器的滑片P向A端移动,电压表示数变大。
(2)连好电路闭合开关,发现电流表示数较大、电压表示数为零,则电路故障原因可能是
A.电压表的量程选大了B.电阻R0发生了短路
C.滑动变阻器发生了断路D.滑动变阻器发生了短路
(3)他们排除故障后继续实验,测得多组数据记录在下表中,在给定的坐标纸上作出图象,分析得出了结论。请你利用表中数据在图c中作出U﹣I图象,分析图象得出的结论是;在与其他组交流时发现虽然各小组作出的图象都是正确的,但是在相同的坐标纸上有些小组的图象却明显不同,并回答造成这种不同的原因: 。
实验次数
1
2
3
4
5
电压表
示数/V
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
电流表
示数/A
0.10
0.15
0.2
0.25
0.3
(4)该组同学为了进一步探究电路的性质,他们选择了一个电压可调的电源进行实验。实验所用电路如图d,但电压表位置不详,电阻R1的阻值为3Ω,所用滑动变阻器R2是“10Ω 2A”和“20Ω 2A”中的一个。若某次实验时两表刻度盘上的指针位置如图e所示,此时滑动变阻器接入电路的阻值恰为最大值的一半。请发挥你的聪明才智,通过计算推测他们实验时所用变阻器R2的规格和R2的电压。
105.(2023秋•句容市期末)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;(在图中连导线)
(2)先接入12Ω定值电阻,闭合开关,移动变阻器的滑片P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;
(3)断开开关,将12Ω电阻换成10Ω后,闭合开关,向 (“左”或“右”)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 交点(选填“有”或“无”);
(5) 若本实验中,保持电压表示数如图乙所示,电源电压可调,则电源电压可取的最大值为 V。
106.(2023•张家港市期末)小红用伏安法测电阻,实验电路如图甲所示。
(1)该实验的实验原理是 ;
(2)连接好电路,开关S刚闭合,电压表、电流表立即偏转较大,则该操作过程中不妥之处是 ;
(3)小红在实验中的某次测量,电压表与电流表的读数如图乙所示,则此时待测电阻的阻值为 Ω;接下来她的操作是 ;
(4)实验中,如果电压表突然损坏,已知滑动变阻器的最大阻值为R,电源电压保持不变,但电源电压未知,实验电路图已设计如图丙所示,请根据实验过程写出U、Rx的表达式。实验过程:
①先将滑片移至最右端,测出此时的电流I1,则电源电压U=I1Rx;
②再将滑片移至最左端,测出此时的电流I2,则电源电压U= ;
③Rx的表达式:Rx= 。
拓展:通过小红的实验,大家对测电阻的讨论很热烈,纷纷设计了单表测电阻的电路图(R0为已知阻值的定值电阻),下列方案中不能测出Rx阻值电路是 。
107.(2022秋•兴化市期末)用如图甲所示的电路可以测量一个未知电阻的阻值,该电路中Rx为待测电阻,R为电阻箱(符号为),S为单刀双掷开关,R0是阻值为50Ω的定值电阻。某同学用该电路进行实验,主要步骤有:
A.把开关S接到b点,调节电阻箱,使电流表的示数为I;
B.读出电阻箱的示数R;
C.把开关S接到a点,读出电流表的示数为I;
D.根据电路图连接电路,将电阻箱的阻值调至最大。
(1)上述步骤的合理顺序是 (只填写序号)。
(2)电路中接入电阻R0的目的是 。
(3)在步骤A中,调节如图乙所示电阻箱的四个旋钮时,最先调节的是“ ”(填旋钮下方数字),并沿合理的旋转方向调节旋钮。若电阻箱调节好后示数如图乙所示,则待测电阻的阻值为 Ω。
(4)若将定值电阻R0换成最大阻值为50Ω的滑动变阻器,关于滑动变阻器的作用下列说法正确的是 。
A.若步骤A中难以使电流表示数为I,可调节滑动变阻器实现
B.仅能作为阻值为50Ω的定值电阻使用
C.可以改变步骤C中的电流表示数,便于实验读数
D.滑动变阻器接入电路中阻值最大可保护电路,步骤D中电阻箱的阻值无需调至最大
(5)根据上述测量方法,只用电压表也能测量待测电阻,请在丙图中画出电压表的连接。
108.(2023秋•鼓楼区期末)用过氧乙酸对教室内空气进行熏蒸消毒。某小组为了测量教室空气中过氧乙酸气体的浓度,用电压表改装成检测仪,如图甲所示。已知电源电压为6V,定值电阻R0的规格是“3Ω 0.4A”,电压表的量程为“0~3V”,过氧乙酸气体传感器Rt的阻值随过氧乙酸气体浓度ρ的变化关系如图乙所示。
(1)按要求,ρ>0.1g/m3才能达到消毒要求。当电压表的示数为0.9V时,通过计算判断教室内过氧乙酸气体的浓度是否达到消毒要求;
(2)该检测仪处在所能测量的最大值状态下工作时,求过氧乙酸气体传感器R1的阻值;
(3)若检测仪所能测量的最大值调整为0.45g/m3,此时电压表指针刚好偏转到最大刻度,需将R0的规格“3Ω 0.4A”更换为“ ”;
(4)检测仪长时间使用后,小组未及时更换新电池,则测量值会 (选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
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专题04 欧姆定律
电阻及其影响因素
变阻器及其应用
探究电流与电压的关系
探究电流与电阻的关系
伏安法测电阻
特殊方法测电阻
欧姆定律在生产生活中的应用
动态电路中电表示数变化
欧姆定律在图像题中的应用
多状态电路的数值判断
考点一 电阻及其影响因素
1.(2023秋•南京期末)电阻的单位是为了纪念下列哪位物理学家而命名的( )
A.欧姆 B.安培 C.伏特 D.瓦特
【答案】A
【解析】解:A、物理学上用欧姆的名字命名了电阻的单位,符合题意;
B、物理学上用安培的名字命名了电流的单位,不合题意;
C、物理学上用伏特的名字命名了电压的单位,不合题意;
D、物理学上用瓦特的名字命名了功率的单位,不合题意。
故选:A。
2.(2023秋•南通期末)华为新产品Mate60pro手机搭载麒麟9000S芯片,该芯片是在国内完成制造的,标志着中国芯片正在崛起。芯片是指含有集成电路的硅片,制造芯片的主要材料是( )
A.半导体材料 B.超导材料
C.磁性材料 D.绝缘材料
【答案】A
【解析】解:常见的半导体材料有:硅、锗、砷、镓等。芯片的核心部件是其中的电子芯片,是半导体硅制成的。
故选:A。
3.(2023秋•阜宁县期末)用如图所示电路探究“影响电阻大小的因素”实验时,下列说法正确的是( )
A.该电路中小灯泡的作用,代替电流表判断电流强弱
B.该电路探究导体的电阻大小与导体横截面积有关
C.该电路探究导体的电阻大小与导体长度有关
D.该电路探究导体的电阻大小与导体温度有关
【答案】A
【解析】解:A、本题在探究“影响电阻大小的因素”实验中,电阻的大小是通过小灯泡的亮度来体现的,灯泡越亮,表示电流越大,电阻越小,所以该电路中用小灯泡代替电流表判断电流强弱,故A正确;
BCD、由图可知,两根电阻丝的长度、横截面积相同,材料不同,所以此实验可以探究导体电阻的大小与材料是否有关,故BCD错误。
故选:A。
4.(2023秋•姜堰区期末)小明用如图所示的电路,探究影响金属丝电阻大小的因素,他手边除了电路中的器材外,还有一根金属丝,则( )
A.只能探究电阻与金属丝的长度的关系
B.只能探究电阻与金属丝横截面积的关系
C.电阻与金属丝长度、横截面积的关系都能探究
D.电阻与金属丝长度、横截面积和材料的关系都能探究
【答案】C
【解析】解:在如图所示的电路中,先将整个金属丝接入AB之间,然后使导线夹B在金属丝上移动,通过电流表的示数可探究电阻与金属丝长度的关系(此实验中控制了金属丝的横截面积相同,改变了金属丝的长度);
先将金属丝的一半接入AB之间,并记录电流表的示数;再将金属丝对折后接入AB之间,并记下电流表的示数,通过比较电流表的示数即可探究电阻与金属丝横截面积的关系(此实验中控制了金属丝的长度相同,改变了金属丝的横截面积);
因为只有一根金属丝,不能改变金属丝的材料,所以不能探究电阻与金属丝材料的关系。
故选:C。
5.(2018秋•建湖县期末)导体对电流有阻碍作用、电阻越大阻碍作用越大,当在导体两端加上一定电压时,就会有电流流过导体( )
A.通过导体的电流越大,导体电阻越小
B.通过导体的电流为零,导体的电阻也为零
C.加在导体两端的电压越大,导体的电阻越大
D.电阻是导体本身的性质,与电流、电压无关
【答案】D
【解析】解:电阻是导体本身的一种属性,其大小与导体的材料、长度、横截面积、温度有关,而与导体两端的电压、通过的电流无关,即使电压或电流为零,电阻也不为零。故只有选项D说法正确。
故选:D。
6.(2023秋•丰县期末)用如图所示电路探究影响导体电阻大小的因素时,如果电阻只有一根镍铬合金丝,其它所需器材不缺。则下列探究无法完成的是( )
A.探究导体电阻大小与长度的关系
B.探究导体电阻大小与横截面积的关系
C.探究导体电阻大小与材料的关系
D.探究导体电阻大小与温度的关系
【答案】C
【解析】解:A、探究导体电阻与长度的关系时,应控制导体的材料和横截面积不变,改变导体的长度,探究时可以把这一根金属丝剪成长度不同的金属丝,分别接入电路进行实验探究,故A可以完成;
B、探究导体电阻与横截面积的关系时,应控制导体的材料和长度不变,改变导体的横截面积,探究时可以把这一根金属丝对折与一半长度时对比进行实验探究,故B可以完成;
C、当探究导体电阻与材料的关系时,可控制长度和横截面积不变,因为只有一根镍铬合金丝,所以无法改变材料,故C不能完成;
D、探究导体电阻与温度的关系,可控制长度、材料和横截面积不变,探究时可以对金属丝加热改变其温度,故D可以完成。
故选:C。
8.(2023秋•仪征市期末)如图装置,闭合两开关后,电流表 乙 (甲/乙/甲和乙)有示数;点燃酒精灯加热玻璃珠和灯丝一段时间,甲表示数 变大 (变大/变小/不变,下同),乙表示数 变小 。
【答案】乙;变大;变小
【解析】解:(1)玻璃本来是绝缘体,当玻璃接入电路时,闭合开关,由于玻璃是绝缘体,所以左边电路中没有电流,即电流表甲无示数;因为灯丝是导体,所以,开关闭合后电流表乙有示数;
(2)当对玻璃加热后,玻璃的导电性能会发生改变,玻璃会变成导体,也就是说此时左边电路中会有通过电流,所以电流表甲的示数从零逐渐变大;当对灯丝加热时,温度升高,灯丝的电阻增大,所以电流变小,即电流表乙的示数变小。
故答案为:乙;变大;变小。
8.(2022秋•宿城区期末)如图是小明用身边的器材自制的简易调光灯。闭合开关,回形针向左移动的过程中灯泡亮度应该 变亮 (变亮/变暗/不变);但小明发现灯泡亮度变化不明显,他应该调换更 细 (粗/细)的铅笔芯来做实验。更换后他移动回形针,直至刚好看不见灯泡发光,然后划根火柴,加热铅笔芯,发现灯泡逐渐亮起来。这一现象说明,温度越高,铅笔芯的电阻越 小 。
【答案】变亮;细;小
【解析】解:
闭合开关,回形针向左移动的过程中,铅笔芯接入电路中的长度变短,电阻减小,根据欧姆定律可知,电流变大,灯泡变亮;
夹子A从最左端移动到最右端的过程中,他发现灯泡亮度变化不明显,说明电流的变化比较小,根据I=可知,即电阻变化较小,故应选用电阻较大的铅笔芯,即换用更细的铅笔芯;
加热铅笔芯,会发现灯泡逐渐亮起来(即电流增大,铅笔芯的电阻减小);当火柴熄灭后,灯泡又会逐渐变暗;这一现象说明铅笔芯的电阻随温度升高而减小。
故答案为:变亮;细;小。
9.(2023秋•太仓市期末)教室里安装的LED护眼灯如图所示。LED灯的发光效率高,其发光部分主要由 半导体 (选填“导体”“半导体”或“绝缘体”)材料制成;教室内不同LED灯的连接方式是 并联 。你判断的依据是 有一盏灯不亮了,其他灯正常发光 。
【答案】半导体;并联;有一盏灯不亮了,其他灯正常发光。
【解析】解:LED灯的发光效率高,其发光部分主要由半导体组成的,教室内不同LED灯的连接方式是并联,因为有一盏灯不亮了,其他灯正常发光。
故答案为:半导体;并联;有一盏灯不亮了,其他灯正常发光。
10.(2023秋•邗江区期末)硅、锗等半导体材料的导电能力比铜、铁等金属的导电能力 弱 (选填“强”或“弱”).某些物质在温度很低时,电阻变为 零 ,这就是超导现象。如果能制造出常温下的超导体,它可以在下列哪些情境得到应用 ③ (选填序号)。
①用作电吹风的电热丝;②用作白炽灯的灯丝; ③用作输电线缆。
【答案】弱,零,③
【解析】解:(1)半导体的导电能力比金属导体的导电能力弱。
(2)当导体的温度降至某一低温时,它的电阻突然变为零,这种现象就是超导现象。
(3)超导体电阻是零,所以超导体不会将电能转化成内能,不会放热。利用电流热效应工作的电器设备都不能用超导材料制作。正因为超导体无法将电能转化为内能,所以用于发电、做输送电力的线路是非常好的材料,可以大大降低电能的损耗。
故答案为:弱,零,③。
11.(2023秋•镇江期末)如图所示为小亮做“探究影响导体的电阻大小因素”实验的电路,电阻丝规格如表。
编号
A
B
C
D
E
材料
镍铬合金
镍铬合金
镍铬合金
镍铬合金
镍铬合金
长度/m
0.25
0.50
0.75
0.25
横截面积/mm2
1.0
1.0
1.0
2.0
3.0
(1)实验中待测电流的范围未知,电流表应该先试用 大 量程。
(2)在M、N之间分别接上A、B和C三根电阻丝,可以探究导体电阻与 长度 的关系。如果电流表示数越小,说明导体电阻越 大 。
(3)为了探究导体电阻的另一影响因素,他在M、N之间分别接上A、D和E三根电阻丝。其中电阻丝E的长度应为 0.25 m,这种实验方法叫 控制变量 法。
【答案】(1)大;(2)长度;大;(3)0.25;控制变量。
【解析】解:(1)若预先不知被测电流值应用试触法,应从大量程开始试触;
(2)由表格数据知A、B和C三根电阻丝的材料、横截面积相同,长度不同,可以探究导体电阻与长度的关系;
实验中通过观察电流表示数来比较导体电阻的大小,这里用到了转换法,如果电流表示数越小,说明导体电阻越大;
(3)由表格数据知A、D和E三根电阻丝的横截面积不同,可以探究电阻与横截面积的关系,需要控制电阻丝的长度相同,所以电阻丝E的长度应为0.25m,这种实验方法叫控制变量法。
故答案为:(1)大;(2)长度;大;(3)0.25;控制变量。
考点二 变阻器及其应用
12.(2023秋•徐州期末)当将滑动变阻器的滑片P向右移动时.图中的哪一种连接方法可使变阻器连入电路部分的电阻增大( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】解:ABD、滑动变阻器连入了右下方的接线柱,滑动变阻器接入了右半段,滑片右移,电阻的长度变短,电阻变小,故ABD错误;
C、滑动变阻器连入了左下方的接线柱,滑动变阻器接入了左半段,滑片右移,电阻的长度变长,电阻变大,故C正确。
故选:C。
13.(2023秋•扬州期末)小明同学在学习使用滑动变阻器改变灯泡亮度的实验中,连接了如图所示的电路,下列分析错误的是( )
A.若将A、C端连入电路,向D端移动滑片P,灯泡变亮
B.若将B、C端连入电路,闭合开关前,滑片P应移动到最左端
C.若将A、B端连入电路,闭合开关,移动滑片P,灯泡亮度不变
D.若将C、D端连入电路,变阻器相当于一根导线
【答案】A
【解析】解:A.若将A、C端连入电路,则连入电路的有效电阻为AP段,向D端移动滑片P,电阻变大,电流减小,灯泡变暗,故A错误;
B.若将B、C端连入电路,则连入电路的有效电阻为BP段,为保护电路,闭合开关前,应将滑片移动到最左端,此时滑动变阻器阻值最大,故B正确;
C.若将A、B端连入电路,此时滑动变阻器相当于阻值为滑动变阻器最大阻值的定值电阻,移动滑片,阻值不会改变,因此灯泡亮度不会改变,故C正确;
D.若将C、D端连入电路,接入电路部分为金属杆,变阻器相当于一根导线,故D正确。
故选:A。
14.(2023秋•泗阳县期末)将如图中的滑动变阻器连入电路中,要求开关S闭合后,滑片P向左移动时,则( )
A.M接C,N接B,电动机将改变转向
B.M接A,N接B,电动机转速将变快
C.M接C,N接D,电动机转速将变慢
D.M接A,N接D,电动机转速将变快
【答案】D
【解析】解:
A、M接C,N接B,滑片P向左移动时,通过电动机电流的方向不变,电动机转向不变,故A错误;
B、M接A,N接B,滑动变阻器下方两个接线柱接线柱接入电路,滑片P向左移动时,滑动变阻器接入电路的电阻不变,电路中的电流不变,电动机转速将不变,故B错误;
C、M接C,N接D,滑动变阻器上方两个接线柱接线柱接入电路,滑片P向左移动时,滑动变阻器接入电路的电阻不变,电路中的电流不变,电动机转速将不变,故C错误;
D、M接A,N接D,滑动变阻器滑片左侧部分接入电路,滑片P向左移动时,滑动变阻器接入电路的电阻变小,电路中的电流变大,电动机转速将变快,故D正确。
故选:D。
15.(2022秋•常州期末)如图所示,小明按照箭头所指方向移动变阻器的滑片P时,小灯泡亮度不变的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】解:A、图中滑动变阻器与灯泡串联,向滑片向左移动时,接入电路的电阻变大,灯泡变暗,故A不合题意;
B、图中滑动变阻器与灯泡串联,向滑片向上移动时,接入电路的电阻变大,灯泡变暗,故B不合题意;
C、图中电流表接在滑动变阻器的滑片上,当滑片向左移动时,接入电路的电阻变大,灯泡变暗,电流表示数变小,故C不合题意;
D、图中滑动变阻器与灯泡并联,二者独立工作,互不影响,当当滑片向右移动时,灯泡的亮度不变,故D符合题意。
故选:D。
16.(2022秋•姑苏区校级期末)如图所示,A为导线,BM、CN为两根相同的电阻丝,当滑片P向右移动,灯L的亮度不变,开关S应该( )
A.一定和A接触 B.一定和B接触
C.一定和C接触 D.和B、C接触均可
【答案】D
【解析】解:(1)S和A接触,MN电阻丝接入电路,P向右移动,MPN的长度增大,则电路中的电阻变大,由欧姆定律可知,电路中的电流将变小,即灯泡变暗,不符合题意;
(2)S和B接触,BPN电阻丝接入电路,P向右移动时,BN的长度不变,即电路中的电阻不变,则由欧姆定律可知,电路中的电流不变,即灯泡亮度不变,符合题意;
(3)S和C接触,CPN电阻丝接入电路,P无论怎样移动,CN的长度均不变,即电路中的电阻不变,则由欧姆定律可知,电路中的电流不变,即灯泡亮度不变,符合题意。
所以当滑片P向右移动,灯L的亮度不变,开关S接B或C均可。
故选:D。
17.(2023秋•锡山区期末)实验室中某个常用的滑动变阻器铭牌上标有:“20Ω,2A”。其中“2A”的物理意义是 滑动变阻器允许通过的最大电流是2A 。
【答案】滑动变阻器允许通过的最大电流是2A。
【解析】解:“20Ω,2A”,其中“2A”的含义是滑动变阻器允许通过的最大电流是2A。
故答案为:滑动变阻器允许通过的最大电流是2A。
18.(2023秋•句容市期末)旋转式变阻器(如图所示)与滑动变阻器相比,外形不同,但原理都是通过改变接入电路的导体的 长度 来改变其接电路的电阻。若图中旋转式变阻器的A、B两接线柱连入电路,则当转轴顺时针旋转时,它连入电路的电阻将变 大 ;写出该变阻器与电阻箱相比的一个优点: 能连续改变电阻 。
【答案】长度;大;能连续改变电阻。
【解析】解:旋转式变阻器与滑动变阻器都是通过改变接入电路的导体的长度来改变其连入电路的电阻;
图中旋转式变阻器的AB两接线柱连入电路,则连入电路的弧形电阻片是PA段,当轴顺时针旋转时,它连入电路的电阻丝的长度变大,故它连入电路的电阻将变大;
旋转式变阻器与电阻箱相比能连续改变电阻。
故答案为:长度;大;能连续改变电阻。
19.(2020秋•泰兴市期末)某一旋钮式电阻箱内部结构如图所示,它由九个100Ω、九个10Ω和九个1Ω的电阻组成,当改变旋钮(即图中指针)位置调节电阻值时,相当于改变了电阻箱内部接入电路部分导体的 个数 。该电阻箱可调出的最大阻值为 999 Ω,从图中可读出此时的阻值为 163 Ω。
【答案】个数;999;163
【解析】解:由图可知,当改变旋钮(即图中指针)位置调节电阻值时,电阻箱内部接入电路部分导体的个数发生变化,且这些导体是串联的,即接入电路部分导体的长度发生变化,该电阻箱可调出的最大阻值为9×100Ω+9×10Ω+9×1Ω=999Ω;
由图可知此时电阻箱的示数:R=1×100Ω+6×10Ω+3×1Ω=163Ω。
故答案为:个数;999;163。
考点三 探究电流与电压的关系
20.(2023秋•梁溪区期末)如图所示,探究“电流跟电压的关系”实验中,下列说法不正确的是( )
A.探究电流跟电压的关系时,需要控制导体的电阻一定
B.滑动变阻器可以起到改变定值电阻两端电压的作用
C.实验的结论是:电流跟电压成反比
D.多次实验是为了得到电流跟电压之间的定量关系
【答案】C
【解析】解:A、探究电流跟电压的关系时,由控制变量法可知,需要控制导体的电阻一定,故A正确;
B、滑动变阻器可以改变接入电路中的电阻,使得电路中电流发生改变,从而起到改变定值电阻两端电压的作用,故B正确;
C、由欧姆定律可知,在电阻不变时,通过导体的电流跟导体两端的电压成正比,故C错误;
D、多次实验得到多组实验数据,从而可以得到电流跟电压之间的定量关系,故D正确。
故选:C。
21.(2022秋•太仓市期末)用如图所示电路研究电流跟电压的关系。为了改变定值电阻R两端电压,设计了三种方案:
甲:在MN间先后接入电压不同的电源;
乙:在MN间先后串联接入电源与电阻大小不同的定值电阻R′;
丙:在MN间串联接入电源与滑动变阻器。
可行的方案是( )
A.仅有甲 B.仅有乙
C.仅有甲、乙两种 D.甲、乙、丙都可行
【答案】D
【解析】解:研究电流跟电压的关系时,应控制电阻的阻值不变,改变电阻两端的电压,则
甲:多节干电池串联接入MN时,改变干电池串联的节数时电源的电压发生变化,R两端的电压发生变化,方法可行;
乙:电池先后与不同定值电阻R′串联接入MN,定值电阻R′的阻值不同,分得的电压不同,定值电阻R两端的电压不同,方法可行;
丙:电池与滑动变阻器串联接入MN时,移动滑动变阻器滑片P改变接入电路中的电阻,从而改变电路中的电流和R两端的电压,方法可行;
综上可知,甲、乙、丙三种方案均可行。
故选:D。
22.(2020秋•锡山区期末)在探究“电流与电压、电阻的关系”的实验中,小明猜想“电流可能跟电压成正比”,于是小明利用如图所示电路,他保持定值电阻R1不变,闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片P,记下几组电压值U1、U2、U3和对应的电流值I1、I2、I3。下列对数据的处理方法有助小明验证“猜想”的是( )
①计算对应电压与电流的比值,看比值是否为趋向定值
②在坐标系中画出电流与电压的关系图象,看图象是否符合正比例函数特点
③分别求出U1:U2:U3和I1:I2:I3,看两者是否近似相等
A.只有① B.只有①② C.只有②③ D.①②③均可
【答案】D
【解析】解:猜想“电流可能跟电压成正比”,即寻找电流随电压的变化关系:
①计算对应电压与电流的比值,若比值趋向定值,则电流跟电压成正比,①正确;
②在坐标系中画出电流与电压的关系图象,若直线为过原点的直线,则电流跟电压成正比,②正确;
③分别求出U1:U2:U3和I1:I2:I3,若两者近似相等,则说明电流跟电压成正比,③正确。
故选:D。
23.(2021秋•鼓楼区期末)在探究“导体中的电流与电压关系”的实验中,得到了甲、乙两个元件电流与电压的数据,通过整理绘制出了如图所示的图像,据图像分析,下列判断正确的是( )
A.甲、乙两元件中的电流与电压都成正比
B.乙元件是一个定值电阻且阻值大小为10Ω
C.若将甲、乙两元件串联起来接到电路中,当通过甲元件的电流为0.2A时,甲、乙两元件总电压是2.5V
D.若甲、乙元件并联后,接到2V的电压下,甲、乙电阻之比为1:2
【答案】D
【解析】解:AB、由图像可知,乙元件中电流与两端电压图像不是过原点直线,说明乙元件的电流与电压不成正比,即乙元件不是定值电阻,故AB错误;
C、若将甲、乙两元件串联起来接到电路中,当通过甲元件的电流为0.2A时,由串联电路中各处的电流相等可知通过两元件的电流均为0.2A,
由图像可知,两元件两端的电压U甲=1V、U乙=2V,根据串联电路中总电压等于各分电压之和可知,甲、乙两元件总电压U=U甲+U乙=1V+2V=3V,故C错误;
D.若甲、乙元件并联后,接到2V的电路中,根据并联电路中各支路两端的电压相等可知,两元件两端的电压均为2V,
由图像可知,通过两元件的电流分别为I甲=0.4A,I乙=0.2A,根据欧姆定律可知甲、乙电阻之比:====,故D正确。
故选:D。
24.(2023秋•锡山区期末)小欣利用以下器材:电源电压为4.5V且保持不变,电流表(0~0.6A)、电压表(0~3V)、滑动变阻器(20Ω 1A),探究“电流与电压的关系”,小欣通过调节滑动变阻器滑片P,测出通过定值电阻R的不同电流和对应的电压如表所示。
实验次数
1
2
3
4
5
电压U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
电流I/A
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
梁老师看到小欣的数据后说小欣的实验操作中存在问题,其中有一组数据是错误的。请你帮他分析出错的是第 1 次,原因是 电路中的最小电流大于0.1A 。
【答案】1;电路中的最小电流大于0.1A。
【解析】解:探究电流与电压的关系时,要控制电阻不变,由表中数据,根据欧姆定律,电阻:
R===5Ω,变阻器的最大电阻为20Ω,根据电阻的串联和欧姆定律,电路中的最小电流为:
I小===0.18A>0.1A,故出错的是第1次,原因是电路中的最小电流大于0.1A;
故答案为:1;电路中的最小电流大于0.1A。
25.(2022•崇川区期末)图甲是探究电流和电压关系的实验电路,电流表和电压表量程分别为“0~0.6A”“0~3V”,定值电阻R1阻值为10Ω,滑动变阻器R2标有“20Ω 1A”,电源电压恒为6V。根据图乙所示图像可得结论:保持导体 电阻 一定,通过导体的电流与它两端电压成 正 比,向左移动滑片, 电压 表先达到最大刻度,此时滑动变阻器接入电路的阻值为 10 Ω。
【答案】电阻;正;电压;10。
【解析】解:
(1)由图象可知,横坐标表示导体两端的电压,纵坐标表示通过导体的电流,两者的关系图像是一条直线,即电压越大,电流也越大,且两者的比值为一定值,故可以得出的结论是:电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比;
(2)由图可知,滑动变阻器和定值电阻串联,已知电流表和电压表量程分别为“0~0.6A”、“0~3V”,
当电压表达到最大刻度时,即U1=3V,
此时电路中的电流I=I1===0.3A<0.6A,此时电流表还没有达到最大刻度,所以是电压表先达到最大刻度;
此时电路中的总电阻:
R总===20Ω,
根据电阻的串联可知,此时滑动变阻器接入电路的阻值:
R滑=R总﹣R1=20Ω﹣10Ω=10Ω。
故答案为:电阻;正;电压;10。
26.(2023秋•淮安期末)为了探究“电流与导体两端电压的关系”,小华连接了如图甲所示的电路,电源电压恒为3V。
(1)用笔画线将甲图中电路连接完整,要求滑动变阻器的滑片P向左端滑动时,接入电路的电阻变小。
(2)正确连好电路后,闭合开关S,电流表无示数,电压表示数为3V,发生该故障的原因是 定值电阻R断路 。
(3)排除故障后闭合开关S,移动滑片P,小华同学进行多次实验,根据数据绘制了电阻R的I﹣U图像,如乙图中的图线a,根据图像可得出的结论是 在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端电压成正比 。
(4)小华又将实验中的电阻R拆下,其它条件都不变的情况下,换用一个额定电压为2.5V的小灯泡,继续多次实验得到小灯泡的I﹣U图像,如乙图中的图线b,小灯泡正常发光时的功率为 0.625 W。请你描述灯泡在0﹣3V内电阻的变化特点有: 小灯泡的电阻随灯泡两端的电压增大而增大 。
【答案】(1)见解答图;(2)电阻R处断路;(3)在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端电压成正比;(4)0.625;小灯泡的电阻随灯泡两端的电压增大而增大。
【解析】解:(1)滑动变阻器的滑片P向左端移动时接入电路的电阻变小,则应把滑动变阻器的下接线柱接入电路,实物电路图如图所示:
(2)电流表无示数而电压表有示数,说明电路中有断路,而电压表与电源接通,则电路中的故障可能定值电阻R断路;
(3)由图象乙a可知,电流与电压的图象为过原点的直线,是正比例函数图象,故得结论:在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端电压成正比;
(4)由图象乙b可知,当UL=2.5V时,IL=0.25A,则小灯泡正常发光时的功率为:
PL=ULIL=2.5V×0.25A=0.625W;
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,灯丝电阻随温度升高而增大,故可得出结论:小灯泡的电阻随灯泡两端的电压增大而增大;
故答案为:(1)见解答图;(2)电阻R处断路;(3)在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端电压成正比;(4)0.625;小灯泡的电阻随灯泡两端的电压增大而增大。
考点四 探究电流与电阻的关系
27.(2022秋•邗江区期末)在探究“电流与电阻关系”的实验中,电源电压保持不变,每次实验中大小都发生改变的是( )
A.定值电阻两端的电压
B.滑动变阻器两端的电压
C.电压表与电流表示数的比值
D.定值电阻与滑动变阻器两端电压之比
【答案】C
【解析】解:首先要了解研究电流与电阻关系的做法:采用如图所示的电路,读出电压表和电流表示数,多次更换定值电阻Rx,每次更换后先调节滑动变阻器R′的滑片,使电压表示数与原来相同,再读出电流表的示数,最后通过多次实验的数据总结电流与电阻的关系。
A.本实验要控制定值电阻两端电压不变,故A不符合题意;
B.电源总电压不变,控制定值电阻两端电压也不变,根据U′=U总﹣Ux可知,滑动变阻器两端电压也不变,故B不符合题意;
C.根据R=可知,电压表与电流表示数比值等于定值电阻Rx阻值,每次实验要更换不同阻值的定值电阻,所以Rx不是定值,故C符合题意;
D.定值电阻和滑动变阻器两端电压都不变,故二者比值也不变,故D不符合题意。
故选:C。
28.(2022秋•江都区期末)如图所示,在探究“电流与电阻的关系”时,电源电压恒为4.5V,滑动变阻器上标有“10Ωㅤ1.5A”字样。在A、B两点间先后接入不同阻值的定值电阻,闭合开关,移动滑片P,使电压表示数为2.5V,读出电流表示数。当20Ω的电阻接入A、B间时,电压表示数始终无法达到2.5V,其原因可能是( )
A.20Ω的电阻阻值太小
B.电源电压4.5V太低
C.控制电压为2.5V太高
D.滑动变阻器的最大阻值10Ω太小
【答案】D
【解析】解:由题意知,电源电压为4.5V,电阻两端的电压为2.5V,则滑动变阻器两端的电压应为:
4.5V﹣2.5V=2V;
根据串联分压的知识有:
;
滑动变阻器的最大阻值为10Ω,电阻的阻值为滑动变阻器阻值的2倍,所以其两端的电压也为滑动变阻器两端电压的2倍,其电阻太大或滑动变阻器的最大阻值太小,而造成了电压表示数始终大于2.5V,而无法达到2.5V,AC错误,D错误;
若增大电源电压,则电阻两端的电压会更大,B错误;
故选:D。
29.(2023秋•阜宁县期末)如图是小明探究“电压一定时,电流与电阻关系”的实验电路图.已知电源电压U=15V,滑动变阻器上标有“20Ω 3A”(实际最大阻值略小于20Ω),实验中所用的四个定值电阻分别为5Ω,10Ω,15Ω,20Ω.为了使这四个电阻都能为实验所用,电路中电流表选择的量程和应控制的电流最合理的是( )
A.0~0.6A 0.5A B.0~3 A 0.8A
C.0~3A 0.7A D.0~3A 0.75A
【答案】C
【解析】解:(1)定值电阻与变阻器串联,当定值电阻为5Ω,且滑动变阻器接入电路中的电阻为0时,电路中的电流最大,
根据欧姆定律可得,电路中的最大电流
Imax1===3A,所以电流表的量程为0~3A;
(2)当定值电阻为20Ω时,电路中的最大电流:
Imax2===0.75A,
滑动变阻器上标有“20Ω 3A”表示变阻器的最大电阻为20Ω,当定值电阻为5Ω时,由电阻的串联和欧姆定律,电路中的最小电流:
Imin1===0.6A;
因滑动变阻器的实际最大阻值略小于20Ω,Imin1稍大于0.6A,且电流表的分度值为0.1A,
为了使这四个电阻都能为实验所用,电路中电流应控制在0.7A最合理.
故选:C.
30.(2023秋•常州期末)利用如图甲所示的电路探究电流和电阻的关系,电源电压恒为3V,分别将5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻R0连入电路,按实验要求测得通过各定值电阻的电流描绘出如图乙所示的图像,下列判断中正确的是( )
A.实验中电压表的示数保持1V不变
B.当R0的电阻为10Ω时,通过R0的电流为0.3A
C.滑动变阻器接入电路的阻值范围为1~5Ω
D.将R0从5Ω换成10Ω后,应将滑动变阻器Rₓ的滑片P向左移
【答案】C
【解析】解:A、根据图乙可知,当电阻为5Ω时,电路中的电流为0.5A;
由I=可得,电压表的示数:U=IR=0.5A×5Ω=2.5V,故A错误;
B、根据图乙可知,当R=10Ω时,通过R0的电流为0.25A,故B错误;
C、当R=5Ω时,电路电流为0.5A;因为串联电路两端电压等于各部分电压之和,
所以滑动变阻器两端电压:U滑=U﹣UV=3V﹣2.5V=0.5V,
根据图乙可知,当R=25Ω时,电路电流为0.1A,滑动变阻器两端电压仍为0.5V,
由I=可得,R滑min===1Ω;R滑max===5Ω;
所以滑动变阻器连入电路的阻值范围1Ω~5Ω;故C正确;
D、将R从5Ω换成10Ω后,根据串联电路的分压规律,定值电阻分得的电压会变大,为了保证定值电阻R两端电压不变,所以需减小定值电阻两端电压,增大滑动变阻器两端电压,即增大滑动变阻器接入电路的阻值,故将滑片向右移动,故D错误。
故选:C。
31.(2023秋•南通期末)用如图所示电路探究“电压一定时,电流与电阻关系”的实验,在A、B间接入5Ω的定值电阻R,移动滑片P,使电压表示数为2V,读出电流表示数,接着取下5Ω的电阻分别换上10Ω、15Ω的定值电阻,移动滑片,使电压表示数仍为2V,当换上15Ω的定值电阻时,无论怎样移动滑片,电压表示数都不能回到2V。对此现象,下列分析正确的是( )
A.15Ω电阻太小,换一个更大的定值电阻,继续实验
B.变阻器的最大阻值太大,换一个最大阻值小一点的变阻器继续实验
C.在第一次接入5Ω的定电阻时,移动滑片,使电压表示数为定值1.5V,继续实验
D.将三个电阻按15Ω、10Ω、5Ω的由大到小的顺序接入进行实验,可以避免这种现象
【答案】D
【解析】解:AB.根据串联电路的分压特点可知,当换用阻值更大的定值电阻时,电压表的示数将变大,为保证电压表的示数不变,应增大滑动变阻器的阻值,电阻越大,所需滑动变阻器的阻值越大,当电阻增大的某一值时,滑动变阻器不能使电阻两端的电压保持在2V(大于2V)不变,需要换一个最大阻值大一点的变阻器继续实验,据此可知AB错误;
D.将三个电阻按15Ω、10Ω、5Ω的由大到小的顺序接入进行实验,当R=15Ω,所需滑动变阻器的阻值最大,此时调节电压表示数到某一值,则其它两个电阻,所需滑动变阻器的阻值更小一些,更能使电阻两端的电压不变,故D正确;
C.在第一次接入5Ω的定值电阻时,移动滑片,使电压表示数为定值1.5V,继续试验,换用10Ω、15Ω,根据串联分压原理可得:
;
左边为一定值,右边也为一定值,换用较大电阻时,则所需滑动变阻器的阻值会更大,因电压表示数为定值2V时不能完成最后一次实验,所以此时也不能完成整个实验,故C错误。
故选:D。
32.(2023秋•高邮市期末)小宇同学在“探究电流与电阻的关系”实验中,电源电压6V,滑动变阻器上标有R“30Ω,1A”字样,阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻各一个,控制定值电阻两端电压为2V。
(1)小宇发现当换用20Ω的定值电阻实验时,无法怎样移动滑片,都无法将定值电阻两端电压调至2V,其原因可能是 滑动变阻器的最大阻值太小了 ;
(2)改进后,小宇顺利完成此次探究,得到的结论是 导体两端的电压一定时,电流与电阻成反比 。
【答案】(1)滑动变阻器的最大阻值太小了;(2)导体两端的电压一定时,电流与电阻成反比。
【解析】解:(1)因串联电路中,电阻越大分得的电压越大,所以,电压表的示数无法降低到2V的原因是滑动变阻器的最大阻值太小;
(2)电流和电阻的关系:电压不变,电流和电阻成反比。
故答案为:(1)滑动变阻器的最大阻值太小了;
(2)导体两端的电压一定时,电流与电阻成反比。
33.(2023秋•宿豫区期末)如图所示是小美同学探究“导体的电流与电阻的关系”的电路图。所用实验器材是:电源(6V)、电流表(0~0.6A)、电阻箱(0~999.9Ω)、滑动变阻器(60Ω 1A)、开关、导线若干。分析表中数据可知:电阻箱两端的电压为 2.4 V.保持上述电压表示数不变,要测量更多组数据,为保证实验顺利完成,电阻箱接入电路的阻值不得小于 4 Ω,不得超过 40 Ω.
序号
电阻R/Ω
电流I/A
1
6
0.40
2
8
0.30
3
12
0.20
【答案】2.4;4;40
【解析】解:(1)根据电流与电阻关系时,要控制电阻的电压不变,根据表中数据,电阻箱两端的电压为:
UV=IR=0.40A×6Ω=0.30A×8Ω=0.20A×12Ω=2.4V;
(2)①电阻箱两端的电压始终保持UV=2.4V,根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压:
U滑=U﹣UV=6V﹣2.4V=3.6V,
电压表示数为变阻器分得电压的=倍,根据分压原理,当变阻器连入电路的电阻最大时,对应的最大定值电阻:
R定大=×60Ω=40Ω;
②电流表选用小量程,故电流表允许通过的最大电流为0.6A,而滑动变阻器允许通过的最大电流为1A,因此电路的最大电流为0.6A,
由I=可得,电阻箱最小电阻:R定小===4Ω;
故为保证实验顺利完成,电阻箱接入电路的阻值不得小于4Ω,不得超过40Ω。
故答案为:2.4;4;40。
34.(2023秋•宿城区期末)在“探究电流与电阻的关系”的实验中,提供的器材如下:电源电压恒为4.5V,五个定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω),滑动变阻器R、电压表、电流表、开关各1只,导线若干。
(1)小明连接了如图甲所示的电路,请你把接错的那一根导线找出来,打上“×”,再画线把它改到正确的位置上;
(2)正确连接后,小明先将5Ω电阻接入电路,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片到A点(图中未标出)时电压表示数为2.5V,读出电流表的示数;接着断开开关,用10Ω的电阻替代5Ω的电阻接入电路,并将滑动变阻器的滑片移至最大阻值位置;闭合开关,移动变阻器滑片,当 电压表示数为2.5V 时,停止调节,读出电流表示数,此时滑动变阻器的滑片的位置应在A点的 右 侧(填“左”或“右”);
(3)再用15Ω、20Ω、25Ω依次替换5Ω,重复(2)的实验步骤,根据实验所得的五组数据绘制出I﹣R图象,如图乙所示,由图象可得出的结论是:导体两端电压一定,通过导体的电流与导体的电阻成 反比 ;
(4)为了完成上面的各步实验、滑动变阻器的最大电阻不能小于 20 Ω。
【答案】(1);(2)电压表示数为2.5V;右;(3)反比;(4)20。
【解析】解:(1)滑动变阻器与定值电阻之间的接线错误,导致开关闭合后电流表中没有电流通过;根据电流表与定值电阻串联连接电路,正确电路图如下所示:
(2)探究电流与电阻的关系,在更换定值电阻时要保持电阻两端的电压不变,故用10Ω的电阻替代5Ω的电阻后,要调节变阻器滑片,当电压表示数仍为2.5V时,停止调节,此时根据串联分压原理,定值电阻和变阻器两端的电压之比不变,则定值电阻和变阻器的电阻之比不变,定值电阻变大,变阻器的阻值也要变大,故滑动变阻器的滑片的位置应在A点的右侧;
(3)分析图像可知在电压为2.5V时,电流与电阻的乘积是定值,故可得出结论:导体两端电压一定,通过导体的电流与导体的电阻成反比;
(4)根据串联电路电压的规律有UP=U﹣UR=4.5V﹣2.5V=2V;
根据串联电路中电流的规律和欧姆定律可得;
当定值电阻的阻值最大时,滑动变阻器连入电路的阻值最大有:;
得RP=20Ω。
故答案为:(1);(2)电压表示数为2.5V;右;(3)反比;(4)20。
35.(2023秋•宝应县期末)小明用如图甲所示电路探究电流与电阻的关系。电源输出电压恒为3V,定值电阻R有5Ω、10Ω、15Ω、25Ω等4种阻值可供选用,滑动变阻器RP规格为“10Ω,2A”。
实验序号
R/Ω
I/A
①
5
0.4
②
10
0.20
③
15
0.13
(1)在连接电路的过程中,应首先让开关处于 断开 状态。
(2)闭合开关后,移动变阻器滑片至正确的位置后,小明发现电流表、电压表示数均为0。他将一根导线的一端接电源正极,另一端依次试触a、b、c、d各接线柱,当接触到d时,电压表有示数且为3V,电流表示数仍为0。经进一步检查,电流表及各接线处均完好,则电路中的故障是 B (填字母)。
A.电阻R断路
B.电阻R断路且滑动变阻器RP断路
C.滑动变阻器RP断路
D.电阻R短路且滑动变阻器RP断路
(3)排除故障并将问题元件进行同规格更换,此时R的阻值为5Ω,闭合开关,调节滑片P,使电压表示数到达某一数值,此时电流表示数如图乙所示,该示数为 0.4 A,接着将R换成10Ω的电阻,为保持电压表的示数不变,滑动变阻器的滑片应移至刚才相同电压表示数时滑片位置的 右侧 (选填“左侧”或“右侧”)。接着将R换成15Ω的电阻再重复上述操作。实验记录的三组数据如上表所示,由表中数据可知:
在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比 。
(4)为提高结论的可靠性,换用阻值为25Ω的电阻继续上述实验,发现无论如何调节滑动变阻器的滑片,电压表的示数总比刚才三次实验的示数 大 (选填“大”或“小”),实验无法继续下去。小明经过思考认为:不必重新更换定值电阻、滑动变阻器,不必调整电源电压,也不必改变定值电阻R两端的电压值重做实验,只需要在原电路中再串联接入阻值至少在 2.5~12.5 Ω以上的定值电阻就可以使实验能继续下去。按照以上分析和思考,小明很快完成了实验。
【答案】(1)断开;(2)B;(3)0.4;右侧;在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比;(4)大;2.5~12.5。
【解析】解:(1)为防止连接错误,造成电路中电流过大烧坏用电器,连接电路的过程中,开关应断开;
(2)由题意,闭合开关后,他将一根导线的一端接电源正极,另一端依次试触a、b、c各接线柱,电流表、电压表示数均为0,当接触到d时,电压表开始有示数且为3V,初步判定从电源正极到d之间有断路,由于电流表及各接线处均完好,因此可以确定滑动变阻器断路;用导线从电源的正极连到d,相当与将断路的滑动变阻器短路,此时电流表示数仍为0,说明剩下的电路中还有断路故障,由于此时电压表示数为3V,说明电压表与电源连通,则只可能是与电压表并联的电阻R断路了,综上所述,电路中所有可确定的故障是:定值电阻R和滑动变阻器RP断路,故选:B;
(3)排除故障并将问题元件进行同规格更换,此时R的阻值为5Ω.闭合开关,调节滑片P,使电压表示数到达某一数值,此时电流表示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,该示数为0.40A;将R阻值换成10Ω,根据串联电路分压原理可知,要保持电阻两端的电压不变,需增大滑动变阻器接入电路的阻值,所以滑动变阻器的滑片应向右侧移动;
根据表中数据,考虑到误差因素,电流与电阻之积为:UV=IR=0.40A×5Ω=0.20A×10Ω=0.13A×15Ω≈2V为一定值,由此可得:在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比;
(4)电阻两端的电压始终保持UV=2V,根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压:U滑=U﹣UV=3V﹣2V=1V,定值电阻分得的电压为滑动变阻器两端电压的2倍,因为25Ω的电阻阻值大于滑动变阻器最大阻值的2倍,所以无论如何调节滑动变阻器的滑片,电压表的示数总比刚才三次实验的示数大;
换用阻值为25Ω的电阻时,R=25Ω,串联电路各处电流都相等,由欧姆定律可得,电路中的电流:I===0.08A,电阻两端的电压始终保持UV=2V,根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压:U滑=1V,滑动变阻器应接入电阻:R滑===12.5Ω,滑动变阻器的最大阻值是10Ω,两者之差为:12.5Ω﹣10Ω=2.5Ω,所以只需要在原电路中再串联接入阻值在2.5~12.5Ω范围内的定值电阻就可以使实验能继续下去。
故答案为:(1)断开;(2)B;(3)0.4;右侧;在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比;(4)大;2.5~12.5。
考点五 伏安法测电阻
36.(2023•常熟市期末)在“伏安法测定值电阻”的实验中,下列说法正确的是( )
A.为了检测电路连接是否正确,连接电路时,需闭合开关
B.在无法估计被测电阻大小时,电流表、电压表应选用较小的量程
C.每次读取数据后在记录过程中,均需断开开关
D.需进行三次实验,这样测量的结果才具有普遍性
【答案】C
【解析】解:A、伏安法测电阻的实验中,为保护电路,防止连接最后一根导线时电路中的电流过大,烧坏电路元件,连接电路时开关应断开,故A错误;
B、在无法估计被测电压、电流的大小时,电流表、电压表应选用较大的量程,可以保护电表,故C错误;
C、每次读取数据后在记录过程中,均需断开开关,可以防止因电阻通电时间过长,造成温度升高而影响实验测量结果,故C正确;
D、真实值与测量值之间的差异叫误差,误差在是不可避免的,多次测量求平均值来减小误差,故D错误。
故选:C。
37.(2022秋•沭阳县期末)某同学利用如图所示的电路做“伏安法测电阻”的实验,已知电源电压恒为8V,滑动变阻器标有“20Ω 1A”字样,实验中该同学填写的实验数据如表所示。下述关于实验的几种说法中错误的是( )
序号
1
2
3
4
U/V
2.0
3.0
4.0
5.0
I/A
0.21
0.30
0.40
0.49
A.该同学测得此电阻的阻值约为10Ω
B.序号“3”的实验中,滑动变阻器与待测电阻的阻值之比为1:1
C.序号“1”实验数据是使用现有器材无法得出的
D.仅用该同学的实验器材就能探究电流与电阻的关系
【答案】D
【解析】解:
A、由欧姆定律,待测电阻R1==≈9.52Ω,同理待测电阻R2=10.00Ω,R3=10.00Ω,R4=10.20Ω,取平均值作为测量结果,R≈9.93Ω;即该同学测得此电阻的阻值约为10Ω,故A正确;
B、序号“3”的实验中,电压表示数为4.0V,根据串联电路电压的规律,变阻器的电压:8V﹣4V=4V,根据分压原理,滑动变阻器与待测电阻的阻值之比为1:1,故B正确;
C、变阻器的最大电阻为20Ω,由欧姆定律和串联电阻的规律,根据表中第1组数据,变阻器连入电路的电阻为:R滑=﹣R1=﹣9.52Ω≈28.8Ω>20Ω,序号“1”实验数据是使用现有器材无法得出的,故C正确;
D、探究电流与电阻的关系,要控制电压不变,改变电阻,记录电流随电阻的变化关系,因只一个电阻,故仅用该同学的实验器材就不能探究电流与电压的关系,故D错误;
故选:D。
38.(2023秋•江阴市期末)某同学利用如图所示电路做“伏安法测电阻”的实验,已知电源电压恒为6V,滑动变阻器标有“20Ω 1A”字样,实验中该同学填写的实验数据如表所示。下列关于实验的几种说法中正确的是( )
序号
1
2
3
4
5
U/V
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
I/A
0.10
0.21
0.30
0.40
0.49
①序号“1”的实验数据不是本实验中测得的;
②序号“4”的实验中,滑动变阻器与待测电阻的阻值之比为1:2;
③序号“2”和“5”的实验数据表明待测电阻R,不是定值电阻;
④仅用该同学的实验器材就能探究电流与电阻的关系。
A.①④ B.②④ C.①② D.③④
【答案】C
【解析】解:①③、由表中数据,考虑到误差因素,电阻大小为:
R======10Ω;故③错误;
由电阻的串联规律和欧姆定律,电路的最小电流:
I小===0.2A,序号“1”的实验数据不是本实验中测得的,故①正确;
②、序号“4”的实验中,待测电阻的电压为:U4=4V,根据串联电路电压的规律,滑动变阻器的电压为:
U滑=U﹣U4=6V﹣4V=2V,由分压原理,
滑动变阻器与待测电阻的阻值之比为:R滑:R=U滑:U4=2V:4V=1:2;故②正确;
④、探究电流与电阻的关系,要控制电压不变,记录电流随电阻的变化关系,因只一个电阻,故仅用该同学的实验器材就不能探究电流与电阻的关系,故④错误。
故选:C。
39.(2022秋•淮安期末)用“伏安法测电阻”的实验中,小雪和晓彤分别选用定值电阻和小灯泡为测量对象,在处理实验数据时,分别画出了U﹣I的图象,如图甲、乙所示。对于图象的分析,以下说法错误的是( )
A.由甲图可知,定值电阻的阻值为1Ω
B.由甲图可知,电阻不随其两端的电压和导体中的电流而改变
C.为了减小误差,应该用多次测量的方法,计算小灯泡的电阻
D.由乙图及实验现象可知:小灯泡的电阻随灯丝温度的增加而增大
【答案】C
【解析】解:
AB、根据图甲可知,电压与电流成正比,因此该电阻为定值电阻,即电阻是导体自身的性质,它不随导体两端的电压和导体中的电流改变而改变,
根据图示可知,当电阻两端电压为3V时,通过的电流为3A,由I=可知,定值的电阻:R==1Ω,故AB正确;
C、测定小灯泡的电阻时,多次测量是为了寻找灯丝电阻与温度的关系,不能求平均值减小误差,故C错误。
D、由乙图可知,电压与电流不成正比,即当灯泡两端电压发光改变时,灯泡的阻值也随之发生变化,且电压变化比电流变化快,因此小灯泡的电阻随灯丝温度的增加而增大,故D正确;
故选:C。
40.(2023•姑苏区期末)小亮利用阻值为R0的定值电阻和一块电压表测量未知电阻,Rx的阻值。他选择了满足实验要求的器材(电源输出电压恒定),并连接了部分实验电路,如图所示,此时图中最后一根导线未连接,在将其连接好后,进行了如下主要操作:
①闭合开关S1、S2,读出并记录电压表的示数为U1;
②只闭合开关S1,读出并记录电压表的示数为U2;
③用U1、U2和R0表示Rx;
请选出最后一根导线的连接方式及Rx的表达式( )
A.连接ac;Rx=
B.连接bc;Rx=
C.连接ad;Rx=
D.连接bd;Rx=
【答案】B
【解析】解:①闭合开关S1、S2,两电阻串联接入电路,电压表测电源电压,读出并记录电压表的示数为U1;
②连接bc,只闭合开关S1,两电阻串联接入电路,电压表测待测电阻两端的电压,读出并记录电压表的示数为U2;
③串联电路总电压等于各部分电压之和,所以定值电阻两端的电压:U0=U1﹣U2,
串联电路各处电流相等,根据欧姆定律可得通过电路的电流:I==,
根据欧姆定律可得待测电阻的阻值:Rx===。
故选:B。
41.(2021秋•吴江区期末)在测Rx电阻的实验中,同学们分别设计了甲、乙两种电路。
(1)部分同学们认为甲电路设计比乙电路设计好。因为甲电路设计可以多次测量求平均值减小误差,而乙电路设计做不到这点。他们的想法是: 错误的 。(选填“正确的”或“错误的”)
(2)如电路图乙所示,测量Rx的阻值的实验步骤如下:
①当闭合开关S,S1接a时,调节滑动变阻器,记录电压表的示数为U1;
②当闭合开关S,S1接b时, 不需要 (选填“需要”或“不需要”)调节滑动变阻器,记录电压表的示数为U2;
③Rx的阻值表达式为Rx= 。(用U1、U2、R0表示)
【答案】(1)错误的;(2)②不需要;③。
【解析】解:(1)甲图可以通过移动滑动变阻器的滑片,多次改变电路中的电流值和电压表的示数,多次测量求平均值减小测量的误差;
乙图可以通过移动滑动变阻器的滑片,多次改变电路中的电流值和电压表的示数,多次测量求平均值减小测量的误差;
故他们的想法是错误的;
(2)①当闭合开关S,S1接a时,两个定值电阻和滑动变阻器串联,电压表测量Rx的电压,调节滑动变阻器,记录电压表的示数为U1;
②当闭合开关S,S1接b时,两个定值电阻和滑动变阻器串联,电压表测量Rx和R0两端的电压,不需要调节滑动变阻器,记录电压表的示数为U2,根据串联电路的电压特点可知R0两端的电压为U2﹣U1,根据欧姆定律可知电路中的电流I=;
③根据欧姆定律可知Rx的阻值表达式为Rx===。
故答案为:(1)错误的;(2)②不需要;③。
42.(2023•如东县期末)在“测量小灯泡正常发光时电阻”的实验中,电源电压恒为3V,小灯泡的额定电压为2.5V,滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”。
(1)如图甲所示,闭合开关后,发现只有 电压表 有示数,经检查发现有一根导线连接错误。请在错误导线上打“×”,并用笔画线代替导线,将电路连接正确;
(2)改正错误后,移动滑动变阻器的滑片到某一位置,电压表的示数如图乙所示。要测量小灯泡正常发光时的电阻,应将滑片适当向 左 (填“左”或“右”)滑动;
(3)图丙是小灯泡的电流随电压变化的关系图像,根据图像可知,小灯泡正常发光时的电阻为 5 Ω;
(4)在实际测量过程中,调节滑动变阻器使其接入电路中的电阻减小ΔR1,相应的小灯泡的阻值将变化ΔR2,则ΔR1 > ΔR2(填“>”、“<”或“=”);
(5)实验结束后,某同学设计了如图丁的电路来测定额定电压为3V的小灯泡正常发光时的电阻。已知电源电压为9V,定值电阻R1的阻值为10Ω。实验步骤如下:
①闭合S、S1,断开S2,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为 6 V时,灯泡正常发光;
②保持滑片位置不动,闭合S、S2,断开S1,此时电压表示数为4V;再将滑动变阻器R2的滑片移至最左端,此时电压表示数为7V;
③小灯泡正常发光时电阻为RL= 10 Ω。
【答案】(1)电压表;;(2)左;(3)5;(4)>;(5)①6;③10。
【解析】解:(1)由甲电路图可知,电压表串联在电路中测电源两端的电压有示数,因电压表的内阻很大、在电路中相当于断路,所以电路中无电流、电流表无示数;
造成这种现象的原因是开关与灯泡之间的导线连接错误,应将电压表并联在灯泡两端,如下图所示:
;
(2)由图乙可知,电压表的量程为0~3V,分度值为0.1V,则其示数为1.8V,小于灯泡的额定电压2.5V,
要测量小灯泡的额定功率应增大灯泡两端的电压,根据串联电路电压的规律可知,应减小滑动变阻器的电压,
由分压原理可知,应减小滑动变阻器连入电路中的电阻,故滑片向左移动,直到电压表示数为灯泡的额定电压2.5V;
(3)小灯泡的额定电压为2.5V,由图丙可知,此时通过小灯泡的电流为0.5A,则小灯泡正常发光时的电阻R===5Ω;
(4)在实际测量过程中,调节滑动变阻器接入电路中的电阻减小时,电路中的电流增大,电路中的总电阻减小,
由电路的总电阻R=R滑+R灯可知:只有当滑动变阻器接入电路中的电阻减小量ΔR1大于灯泡的阻值增加量ΔR2才会让总电阻变小。
(5)①开关S、S1闭合,S2断开,滑动变阻器滑片右边的电阻与灯泡串联,电压表测变阻器的电压,要使小灯泡正常发光,则灯泡两端的电压:UL=U额=3V,
根据串联电路电压的规律可得:U滑=U﹣UL=9V﹣3V=6V,所以,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为6V,则灯泡正常发光;
②保持滑片位置不动,开关S、S2闭合,S1断开,滑动变阻器的全部电阻R′与定值电阻R串联,电压表测量变阻器滑片右边电阻两端的电压,此时电压表示数为U右=4V;
由于滑动变阻器的全部电阻连入电路,为了间接测出定值电阻R两端的电压,所以需要测出滑动变阻器两端的电压,故再将滑动变阻器的滑片移至最左端,此时电压表示数为滑动变阻器两端的电压,即U′=7V;
③在②中,滑动变阻器的全部电阻R′与定值电阻R串联,根据串联电路电压的规律可得,R1两端的电压:U1=U﹣U′=9V﹣7V=2V,此时电路中的电流:I===0.2A,
当电压表示数为U右=4V时,变阻器滑片右边电阻的阻值:R右===20Ω,
故在①中,灯的额定电流为:IL=I滑===0.3A,则小灯泡正常发光时的电阻R===10Ω;
故答案为:(1)电压表;;(2)左;(3)5;(4)>;(5)①6;③10。
43.(2023秋•宿豫区期末)在“伏安法测电阻”的实验中:
(1)图甲的实物电路用笔画线连接完整,要求滑片往左移电流表示数变大。
(2)在连接电路中,开关应该处于 断开 (选填“闭合”或“断开”)状态。
(3)排除故障后进行实验。移动滑片P,当电压表的示数为1.3V时,电流表的示数如图乙,其示数为 0.26 A,待测电阻Rx= 5 Ω。
(4)某同学利用一个电压表和一个已知阻值的电阻R0,设计如图丙的电路,同样测出待测电阻Rx的阻值。
实验步骤如下:
①闭合S、断开S1,用电压表测出待测电阻Rx两端的电压为U1;
② 再闭合S1 ,用电压表测出电源的电压U;
③可得待测电阻Rx= •R0 。(用U、U1和R0表示)
【答案】(1);(2)断开;(3)0.26;5;(4)②再闭合S1;③•R0。
【解析】解:(1)滑片往左移电流表示数变大,说明滑动变阻器阻值变小,故滑动变阻器选用左下接线柱与定值电阻串联,如下图所示:
;
(2)为了保护电路,在连接电路中,开关应该处于断开状态;
(3)移动滑片P,当电压表的示数为1.3V时,电流表的示数如图乙,电流表选用小量程,分度值0.02A,其示数为0.26A,待测电阻Rx的阻值为:
Rx===5Ω;
(4)实验步骤如下:
①闭合S、断开S1,用电压表测出待测电阻Rx两端的电压为U1;
②再闭合S1,用电压表测出电源的电压U;
③在步骤①中,两电阻串联,测得电阻Rx两端的电压为U1;
在步骤②中,定值电阻R0短路,电路为电阻Rx的简单电路,电源电压为U;
根据串联电路电压规律,两电阻串联时,定值电阻R0两端电压为:U0=U﹣U1,
由欧姆定律可得,电路中的电流为:
I=I0==,
则待测电阻的表达式:
Rx===•R0。
故答案为:(1);(2)断开;(3)0.26;5;(4)②再闭合S1;③•R0。
考点六 特殊方法测电阻
44.(2021秋•丹阳市期末)如图所示,几个同学在只有电流表或电压表时,利用一个已知阻值的电阻R0设计了四个测未知电阻Rx的电路,其中不可行的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】解:
A、Rx和定值电阻串联,电流表测量串联电路的电流,不能直接或间接测量Rx两端的电压,不能求出Rx的阻值,故A不可行;
B、Rx和定值电阻串联,电压表V1测量定值电阻两端的电压,根据I=,求出通过定值电阻的电流。根据串联电路电流处处相等,通过Rx电流等于通过定值电阻电流Ix=I0.电压表V2测量Rx两端的电压Ux,根据Rx=求出电阻,故B可行;
C、Rx和定值电阻并联,电流表A1测量定值电阻的电流,根据U=IR,求出定值电阻两端的电压。根据并联电路各支路电压相等,Rx两端电压等于定值电阻两端的电压Ux=U0,电流表A2测量Rx的电流Ix,根据Rx=求出电阻,故C可行;
D、当S、S1都闭合时,电压表测量电源电压U;当S闭合、S1断开时,Rx和定值电阻串联,电压表直接测量Rx两端的电压Ux;根据串联分压原理可得R0两端电压U0=U﹣Ux,R0的阻值已知,根据欧姆定律可以求得串联电路的电流;待测电阻的两端电压和通过的电流均能测出,故能求出Rx的阻值,故D可行。
本题选不可行的,
故选:A。
45.(2022秋•丹阳市期末)如图是学校兴趣小组利用实验室常用仪器设计测量未知电阻Rx阻值的四种电路,电源电压恒定且未知,R0是已知阻值的定值电阻,滑动变阻器R最大阻值未知,实验中只能闭合或断开开关及移动滑动变阻器滑片,其中能够测量出Rx阻值的电路( )
A.只有①② B.只有②③ C.只有②③④ D.①②③④
【答案】C
【解析】解:
①由图可知,闭合开关S1,S接1时,两只电阻串联,电压表测量R0两端电压;S接2时,电流从电压表的负接线柱流入,会造成电压表的指针反向偏转,无法读取电压表的示数,故①不可行;
②由图可知,闭合S1、S2,电路为只有Rx的简单电路,电压表测量电源的电压U;只闭合开关S1,两只电阻串联,电压表测量Rx两端电压为Ux;根据串联电路的电压关系可知,定值电阻两端的电压为:U0=U﹣Ux;
此时电路中的电流为:I=,
根据串联电路的电流关系可知,通过Rx的电流为I=,则根据Rx两端的电压和电流可以求出Rx阻值,故②可行;
③由图知,闭合S1、S2时,电路为只有R0的简单电路,电流表测量通过R0的电流I0;闭合S1、断开S2,两电阻串联,电流表测电路中电流I;根据电源电压不变列式可得I0R0=I(R0+Rx),所以可求出Rx的阻值,故③可行;
④由图知,闭合S1,S接1时,R0和R串联接入电路中,把R的阻值调到0,根据电流表的示数和定值电阻的阻值可以求出电源电压U;当S接2时,Rx和R串联接入电路中,把R的阻值调到0,读出电流表的示数,根据电流表示数和电源电压,利用R=可以求出Rx的阻值,故④可行;
综上可知,能够测量出Rx阻值的电路只有②③④。
故选:C。
46.(2023•姜堰区期末)小红设计了如图所示的实验电路,测电阻Rx的阻值,图中R为电阻箱:①开关接a,调节电阻箱和滑动变阻器滑片至适当位置,使电流表示数为I,记下电阻箱示数R1;②开关接b,保持滑动变阻器滑片位置不变,调节电阻箱使电流表示数仍为I,记下电阻箱示数R2;则Rx= R2﹣R1 (用所测物理量符号表示);若开关接b时,滑动变阻器滑片不小心向左移动了少许,测出的待测电阻值将 偏大 (选填“偏大”或“偏小”)。
【答案】R2﹣R1;偏大。
【解析】解:在①中,待测电阻、电阻箱和滑动变阻器串联,电流表测电路的电流;在②中,电阻箱与滑动变阻器串联,因保持滑动变阻器滑片位置不变,即滑动变阻器连入的电阻不变,且电流表示数不变,由等效替代法可得R2=R1+Rx,
则未知电阻Rx=R2﹣R1;
若开关接b时,滑动变阻器滑片不小心向左移动了少许,即减小了滑动变阻器接入电路中电阻,则为了保证电流表示数仍为I,调节电阻箱接入电路中的电阻比R2大,所以测出的待测电阻值将偏大。
故答案为:R2﹣R1;偏大。
47.(2022秋•吴江区期末)在测Rx电阻的实验中,同学们分别设计了甲、乙两种电路。
(1)部分同学们认为甲电路设计比乙电路设计好。因为甲电路设计可以多次测量求平均值减小误差,而乙电路设计做不到这点。他们的想法是: 错误的 。(选填“正确的”或“错误的”)
(2)如电路图乙所示,测量Rx的阻值的实验步骤如下:
①当闭合开关S,S1接a时,调节滑动变阻器,记录电压表的示数为U1;
②当闭合开关S,S1接b时, 不需要 (选填“需要”或“不需要”)调节滑动变阻器,记录电压表的示数为U2;
③Rx的阻值表达式为Rx= 。(用U1、U2、R0表示)
【答案】(1)错误的;(2)②不需要;③。
【解析】解:(1)甲图可以通过移动滑动变阻器的滑片,多次改变电路中的电流值和电压表的示数,多次测量求平均值减小测量的误差;
乙图可以通过移动滑动变阻器的滑片,多次改变电路中的电流值和电压表的示数,多次测量求平均值减小测量的误差;
故他们的想法是错误的;
(2)①当闭合开关S,S1接a时,两个定值电阻和滑动变阻器串联,电压表测量Rx的电压,调节滑动变阻器,记录电压表的示数为U1;
②当闭合开关S,S1接b时,两个定值电阻和滑动变阻器串联,电压表测量Rx和R0两端的电压,不需要调节滑动变阻器,记录电压表的示数为U2,根据串联电路的电压特点可知R0两端的电压为U2﹣U1,根据欧姆定律可知电路中的电流I=;
③根据欧姆定律可知Rx的阻值表达式为Rx===。
故答案为:(1)错误的;(2)②不需要;③。
48.(2021秋•姜堰区期末)用如图甲所示的电路测量未知电阻的阻值,图中R为电阻箱,R0为滑动变阻器,电源两端的电压不变。
实验步骤:
(1)根据电路图连接电路,电阻箱阻值调到最大;
(2)断开开关S2,闭合开关S1,调节R0到合适位置,读出电流表的示数为I;
(3)断开开关S1,闭合开关S2, 调节电阻箱,使电流表示数仍为I ;
(4)读出电阻箱的示数R,就是未知电阻的阻值。电阻箱调节好后的示数如图乙所示,可知待测电阻的阻值Rx= 36 Ω。
【答案】(3)调节电阻箱,使电流表示数仍为I;(4)36。
【解析】解:实验的主要步骤有:
(1)根据电路图连接电路,电阻箱阻值调到最大;
(2)断开开关S2,闭合开关S1,读出电流表的示数为I;
(3)断开开关S1,闭合开关S2,调节电阻箱,使电流表示数仍为I;
(4)读出电阻箱的示数R,因电源电压和变阻器接入电路的阻值不变,且电路中电流不变,由欧姆定律可知,电阻箱的示数R就是未知电阻的阻值。
待测电阻的阻值RX=3×10Ω+1×6Ω=36Ω。
故答案为:(3)调节电阻箱,使电流表示数仍为I;(4)36。
49.(2023秋•南京期末)第一小组利用如图甲所示电路测量未知电阻Rx的阻值。
(1)开关闭合前,小亮发现电流表的指针在零刻度线左侧如图乙,这是因为 电流表使用前没有调零 ,改正错误后,开关闭合前,滑动变阻器滑片应滑至阻值 最大 处,闭合开关,电流表示数为0.5A,电压表示数如图丙所示,计算出待测电阻Rx的阻值为 5 Ω;
(2)第二小组利用如图丁的电路测量定值电阻Rx的阻值,电阻箱R1与R2的阻值可以读取,闭合开关S:
①小明将R1调至0Ω,适当调整R2,读得电流表A1和A2的示数分别为I1、I2,则Rx= ;(用I1、I2与R2表示)
②小华将R1调至 0Ω ,调整R2,直至 I2=I1 ,则Rx=R2;
③小红将电阻箱R1和R2进行了两次调整,电流表A1和A2的读数为I1和I2,但均忘记记录R1的阻值,只知道其中一次的R1阻值是另一次的2倍,请根据表格中的数据计算出Rx的阻值为 20 Ω。
序号
I1/A
I2/A
R1/Ω
R2/Ω
①
0.2
0.8
15
②
0.3
1.2
10
【答案】(1)电流表使用前没有调零;(2)(2)①; ②0Ω;I2=I1;③20。
【解析】解:(1)图乙所示是因为电流表使用前没有调零;
为了保护电路,闭合开关前,滑动变阻器的阻值移至阻值最大处;
由图甲可知,电源电压为3V,所以电压表选用小量程;电流表调零后,闭合开关,电流表示数为0.5A,电压表示数如图丙所示,电压表分度值0.1V,其示数为2.5V,则待测电阻Rx的阻值为:Rx===5Ω;
(2)①小明将R1调至0,由图丁可知,Rx与R2并联,电流表分别测通过Rx和R2的电流,根据并联电路电压相等原理可知,
U2=I2R2=U1=I1Rx,解得:Rx=;
②小华将R1调至0,此时Rx与R2并联,电流表分别测Rx和R2的电流,调整R2,使I2=I1,根据并联电路电压相等规律可知,Rx=R2;
③在第一次测量中,I2的示数为I1的4倍,根据并联电压相等原理有:I11(R11+RX1)=I21R21,所以=,
故有:Rx1+R11=60Ω ……①,
在第二次测量中,I2的示数为I1的4倍,根据并联电压相等原理有:
I22(R12+RX2)=I22R22,所以=4,
故有Rx1+R12=40Ω……②,
已知其中一次的Ra阻值是另一次的2倍,①②可知R11=2R12……③,
由①②③可得出R11=40Ω,
代入①可得出Rx1的阻值为Rx1=60Ω﹣40Ω=20Ω。
故答案为:(1)电流表使用前没有调零;(2)(2)①; ②0Ω;I2=I1;③20。
50.(2023秋•苏州期末)有两只阻值未知的定值电阻R1、R2。
(1)图甲是用伏安法测R1阻值的实物电路,电源电压恒为3V,滑动变阻器最大阻值为10Ω。
①图甲中有一根导线连接错误,请在该导线上画“×”,并在图上改正(所画的导线用实线且不能交叉)。
②改正电路后,闭合开关,发现无论怎样移动滑动变阻器滑片,两电表均无示数,其原因可能是 A (填字母)。
A.滑动变阻器断路
B.R1断路
C.R1短路
③故障排除后,正确操作实验器材,移动滑片,当电压表示数为1.2V时,电流表示数如图乙所示,则待测电阻R1= 4 Ω。
④现有以下三组数据,分析可知,不可能通过以上实验获得的数据有 1、3 (填序号)。
实验序号
U/V
I/A
R1/Ω
1
0.8
0.2
2
1.6
0.4
3
1.9
0.475
(2)图丙是能巧测R2阻值的实验电路图。图中R为电阻箱,R0为定值电阻(阻值未知),R3是滑动变阻器。要求仅利用电阻箱读数表达R2的阻值,请在空白处填上适当内容。
①将开关接a,调节电阻箱和滑动变阻器滑片P至适当位置,记下 电流表的示数I 和 电阻箱的阻值RA ;
②将开关接b,调节 电阻箱 ,保持 电流表示数I 不变,记下 电阻箱R的阻值RB ;
③则R2= RA﹣RB 。
【答案】(1)①; ②A; ③4;④1、3;(2)①电流表的示数I;电阻箱的阻值RA;②电阻箱;电流表示数I;电阻箱R的阻值RB ③RA﹣RB。
【解析】解:(1)①电阻与变阻器并联,电压表串联在电路是错误的,电阻与电流串联,电压表与电阻并联,如图所示:
;
②A.若滑动变阻器断路,整个电路断路,两表都没有示数,符合题意;
B.若R 1断路,电压表串联在电路中测电源电压,有示数,不符合题意;
C.若R1短路,电流表有示数,不符合题意;
故选A。③故障排除后,正确操作实验器材,移动滑片,当电压表示数为1.2V时,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0.3A,由欧姆定律,则待测电阻;
④根据电阻的串联和欧姆定律,电路的最小电流0.21A>0.2A,电流表分度值为0.024,故不能得到0.475A即不可能通过以上实验获得的数据有1、3:
(2)①将开关接a,调节电阻箱和滑动变阻器滑片P至适当位置,记下电流表的示数I和电阻箱的阻值RA;
②将开关接b,调节电阻箱,保持电流表示数不变,记下电阻箱R的阻值RB;
③根据等效替代法,则RA=R2+RB,故R2=RA﹣RB。故答案为:(1)①; ②A; ③4;④1、3;(2)①电流表的示数I;电阻箱的阻值RA;②电阻箱;电流表示数I;电阻箱R的阻值RB ③RA﹣RB。
51.(2021秋•建邺区期末)有两个阻值未知的定值电阻R1、R2,R1约为8欧,R2约为500欧。现有如下器材:电源电压恒为3V,实验室用电流表和电压表、最大阻值为20Ω的滑动变阻器、可调范围0~9999Ω的电阻箱、开关及导线若干。
(1)小明用图甲所示电路测量未知电阻R1的阻值:
①实验前开关应处于 断开 状态。
②为使测量结果更准确,需要多次测量取平均值,实验中的具体操作是 调节滑动变阻器滑片的位置,记录相应的电压U和电流I的值 。
③根据测得数据得到如图乙所示的U﹣I图象。由图可得电阻R1= 7.5 Ω。
(2)小华仅利用本实验中的器材测出了R2的阻值,实验电路如图丙所示,请在图中虚线框中画出对应的元件符号。
【答案】(1)①断开;②调节滑动变阻器滑片的位置,分别记录相应的电压U和电流I的值;③7.5;(2)各元件符号为:
【解析】解:(1)①为了保证电路安全,实验前开关应断开;
②多次测量的操作是:通过调节滑动变阻器滑片的位置,分别记录相应的电压U和电流I的值,并填入到自制的表格中;
③由图乙可知,电阻R1的U﹣I图像是一条倾斜的直线,所以其阻值为R1==7.5Ω;
(2)R2约为500欧,电源电压恒为3V,根据欧姆定律,这时电路中电流最大为I==0.006A;
电流太小故不能选用电流表,所以应该把变阻箱与R2串联,通过串联电路的分压特点:电阻之比等于电压之比,再通过开关控制电压表,分别测量出变阻箱R、R2的总电压U1,与R2电压U2,故有,即可测量R2。
故完整的电路为:
。
故答案为:(1)①断开;②调节滑动变阻器滑片的位置,分别记录相应的电压U和电流I的值;③7.5;(2)各元件符号为:。
52.(2020秋•泰兴市期末)小乐想用电源、一个电流表、两只开关和阻值已知的电阻R0测量未知电阻Rx的阻值。并连接了如图甲所示电路进行实验。当只闭合开关S1时电流表的示数I1;闭合开关S1和S2时电流表的示数为I2,则电阻Rx= (用I1、I2和R0表示)。小明认为此电路不妥,理由是: 缺少滑动变阻器不能多次测量求平均值,减小误差 ;于是他设计了另外一种电路,如图乙所示,他认为只闭合开关S1,调节滑动变阻器的滑片P,测得R0中的电流,保持滑片P位置不变,只闭合开关S2,测得Rx中的电流,这样就可以测量电阻Rx的阻值。但是小乐认为也不妥,理由是 两次实验中有一次电流表的正负接线柱接反 ;于是他们在此基础上又设计了图丙的电路,他首先将开关S扳到1,移动滑动变阻器滑片P,读出电流表示数为I1,保持滑片P位置不变,然后将开关S扳到2,读出电流表示数I2,则电阻Rx= (用I1、I2和R0表示)。
【答案】;缺少滑动变阻器不能多次测量求平均值,减小误差;两次实验中有一次电流表的正负接线柱接反;
【解析】解:(1)甲图,只闭合开关S1时,电流表测的是流过R0的电流I1,开关S1、S2都闭合时,电流表测的是两电阻R1、R2并联时电路总电流I2,由并联电路的特点知,流过电阻Rx的电流IX=I2﹣I1。
由欧姆定律得:电源电压U=I1R0,Rx==,由于缺少滑动变阻器不能多次测量求平均值,减小误差;
(2)小明的设计中加入了滑动变阻器,接入滑动变阻器后,一方面滑动变阻器可以保护电路,另一方面,移动滑动变阻器的滑片可以改变电路的电流,进行多次测量。
由电路图乙可知:闭合电键S1时电流从下向上流过电流表,闭合电键S2时,电流从上向下流过电流表,流经电流表的电流方向相反,则有一次电流表正负接线柱接反,小明做法是错误的;
(3)图丙中,首先将开关S扳到1,移动滑动变阻器滑片P,读出电流表示数为I1,此时电流表测量干路的总电流;
保持滑片P位置不变,然后将开关S扳到2,读出电流表示数I2,此时电路的连接不变,电流表只测量R0的电流,则电阻Rx==。
故答案为:;缺少滑动变阻器不能多次测量求平均值,减小误差;两次实验中有一次电流表的正负接线柱接反;。
考点七 欧姆定律在生产生活中的应用
53.(2023秋•溧阳市期末)如图所示是汽车油量表的工作原理图,其中电源电压为3V,油量表是由一只量程为0~0.6A的电流表改装的,变阻器R1铭牌标有“5Ω 2A”的字样,闭合开关,此时滑片P与a端的距离为R1总长的四分之一,以下说法正确的是( )
A.此时变阻器接入电路中的阻值是4Ω
B.当油量减少时,电路的总电阻减小
C.油量减少时,油量表示数增大
D.为使电路安全,定值电阻R0至少为5Ω
【答案】D
【解析】解:A、闭合开关,两电阻串联接入电路,电流表测通过电路的电流,
R1铭牌标有“5Ω 2A”的字样,此时滑片P与a端的距离为R1总长的四分之一,此时变阻器接入电路中的阻值是5Ω×(1﹣)=3.75Ω,故A错误;
BC、当油量减少时,滑动变阻器接入电路的电阻变大,串联电路总电阻等于各部分电阻之和,则电路总电阻变大,故B错误;
电源电压不变,根据欧姆定律可知通过电路的电流变小,即油量表示数变小,故C错误;
D、油量表是由一只量程为0~0.6A的电流表改装的串联电路各处电流相等,所以通过电路的最大电流为0.6A,
根据欧姆定律可得此时电路总电阻:R===5Ω,
滑动变阻器接入电路的最小电阻为0,所以为使电路安全,定值电阻R0至少为5Ω,故D正确。
故选:D。
54.(2023秋•广陵区期末)甲图是反映身体柔韧水平的“坐位体前屈测量仪”,乙图是其内部电路图(电源电压恒定),两个身形接近但柔韧性差异较大的同学先后推动挡板进行测量,“显示器”示数的大小能够反映柔韧性的好差。下列正确的是( )
A.“显示器”是电压表
B.柔韧性好的同学测量时,电阻丝接入电路的电阻更大
C.柔韧性差的同学测量时,电路中的电流较小
D.通过电阻R的电流会使R消耗电能,所以可以将R去掉
【答案】C
【解析】解:A、由图乙可知,显示器串联在电路中,因此显示器应为电流表,故A错误;
B、由图乙可知,柔韧性好的同学测量时,滑片更加靠近电阻丝的左端,电阻丝接入电路的长度更短,因此电阻丝接入电路中的电阻更小,故B错误;
C、由图乙可知,柔韧性差的同学测量时,滑片更加靠近电阻丝的右端,电阻丝接入电路的电阻较大,由串联电路的电阻特点可知,此时电路中的总电阻较大,由欧姆定律可知,电路中的电流较小,故C正确;
D、由图乙可知,若去掉R,当滑片移到最左端时,电阻丝接入电路的电阻为零,会引起电源短路,因此,为了保护电路,不能将R去掉,故D错误。
故选:C。
55.(2023秋•镇江期末)如图1所示的电路,电源电压不变,R0为定值电阻,Rt为金属热电阻,其阻值随温度t变化情况如图2所示。闭合开关S,当金属热电阻的温度t升高时,下列表示电流表A的示数I、电压表V的示数U、温度t之间变化关系图线中,可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】解:
AB.由图1可知,Rt与R0串联,电压表测定值电阻R0两端的电压,电流表测电路中的电流,
由题知,电流表A的示数为I、电压表V的示数为U,根据欧姆定律可得I=,
因R0是定值电阻,所以I与U成正比,则I﹣U关系图像是一条过原点的倾斜直线,故AB错误;
CD.设电源电压为U′,
由串联电路的电阻规律和欧姆定律可得:I=,
则==+,
因R0、U′均不变,则与Rt成一次函数关系,由图2可知Rt与温度t成一次函数关系,所以与t也成一次函数关系,故C正确,D错误。
故选:C。
56.(2023秋•秦淮区期末)公路检查站的“地磅”可以检测货车是否超载。如图是某种地磅的工作原理图,滑片P可在竖直放置的电阻R上滑动,当货车质量增大时,电表示数随之增大,由电表改装成的显示器的示数也增大。下列说法正确的是( )
A.接线柱“1”应与“2”连接
B.“显示器”由电压表改装而成
C.若货车质量增大,则R0两端电压增大
D.为了节约电能,可以将电阻R0去掉
【答案】C
【解析】解:AB、图中电表串联在电路中,所以该显示器由电流表改装而成,当货车质量增大时,电表(电流表)示数随之增大,则说明电阻变小,所以接线柱“1”应与“3”连接,这样,当质量增大,滑片向下移动,变阻器阻值变小,电流表示数变大,故A、B错误;
C、若货车质量增大,变阻器接入电路的电阻减小,根据串联电路的分压原理可知变阻器R分得的电压减小,根据串联电路的电压规律可知电阻R0两端电压增大,故C正确;
D、电阻R0不可以去掉,因为若去掉R0,则滑片在最下端时会造成电路发生短路,故D错误。
故选:C。
57.(2022秋•宿城区校级期末)在如图所示的电子拉力计中,滑动变阻器滑片P与弹簧上端固定在一起,弹簧伸长的长度与受到的拉力大小成正比,滑动变阻器PB段电阻为R1,当闭合开关S后,下列说法正确的是( )
A.可以用电流表示数反映拉力大小
B.电路中电压表的读数随拉力的增大而减小
C.滑动变阻器PB段R1的阻值随拉力增大而减小
D.把电压表改成拉力计时表盘刻度均匀
【答案】D
【解析】解:由电路图可知,电压表串联在变阻器的滑片上,因电压表的内阻很大、在电路中相当于断路,所以,滑片移动时,滑动变阻器接入电路中的电阻不变,
由I=可知,电路中的电流不变,即电流表的读数不变,故A错误;
当拉力增大时,滑动变阻器PB段R1的阻值随拉力增大而增大,故C错误;
由U=IR可知,拉力增大时,滑片下方部分的电压增大,即电压表的读数增大,故B错误;
由U=IR可知,当I一定时,U与R成正比,即把电压表改成压力表时表盘刻度均匀,故D正确。
故选:D。
58.(2023秋•邗江区期末)小锋设计如图所示的电路来判断梅雨季节教室里相对湿度的变化。选用的器材有:3V电源、湿度传感器(其电阻Rs的阻值随相对湿度的增大而减小)、定值电阻R=2×103Ω、一只电压表(量程为0~3V)等。当相对湿度为40%时,Rs=4×103Ω,电压表示数为2V,则电压表是并联在 Rs 的两端,当电压表示数变大时,教室里相对湿度在 变小 (变大/变小/不变)。
【答案】Rs;变小。
【解析】解:由图知湿度传感器Rs与定值电阻R串联,
则当相对湿度为40%时,Rs=4×103Ω,其大小是定值电阻R=2×103Ω的2倍,根据串联分压规律,电压之比等于电阻之比,故湿度传感器Rs的电压是定值电阻的2倍,电源电压3V,故电压表并联在Rs两端;
当电压表示数变大时,Rs分得的电压变大,根据串联分压规律知,Rs的电阻变大,电阻Rs的阻值随相对湿度的增大而减小,故教室里相对湿度变小。
故答案为:Rs;变小。
59.(2021秋•锡山区期末)如图所示是电子秤的结构示意图,其中P是一个紧贴AB滑动的金属滑片,那么,电子秤的刻度表甲是 电流表 (选填“电流表”或“电压表”)改装而成的,电阻R0的作用是 保护电路 ,闭合开关,秤盘内物体质量增大时,刻度表示数将 变大 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】电流表;保护电路;变大
【解析】解:①甲表是串联在电路中的,所以是电流表;若是电压表应该要与某个电阻并联;
②当金属弹簧被压倒滑片P位于B点时,AB金属片联如电路阻值为0,如果没有R0,整个电路会短路,这是不允许的,所以R0起到了保护电路的作用;
③流I=,物重增大,滑片P向下运动,AB金属片连入电路阻值变小,电路的总电阻变小,电源电压不变,电流I变大;
故答案是:电流表;保护电路;变大。
60.(2023秋•南京期末)如图甲、乙所示是某电子秤及其原理图,托盘与弹簧相连,滑片P固定在弹簧上并能随弹簧的伸缩上下滑动,R2是一根长l0=10cm的均匀电阻丝。空盘时,滑片P位于R2的最上端,称量最大值时,滑片P位于R2的最下端,R2的最大阻值40Ω,电源电压恒为3V(弹簧电阻忽略不计)。请完成以下问题:
(1)图甲中的“质量表”是用 电流 表改装的;
(2)空盘时,闭合开关S,电路电流为0.06A,求此时R1接入的阻值;
(3)已知该弹簧压缩的长度Δl与所受压力的关系如图丙所示,开关S闭合后,在托盘中放入重为25N的物体时,求电路中电流大小。
【答案】(1)电流;
(2)此时R1接入的阻值是10Ω;
(3)电路中电流大小为0.1A。
【解析】解:(1)由甲图可知,质量表串联在电路中,所以是由电流表改装的;
(2)闭合开关S,电路为R2和R1的串联电路,由欧姆定律可得:R总===50Ω,
R1接入的阻值R1=R总﹣R2=50Ω﹣40Ω=10Ω;
(3)当称量物体重为25N时,即弹簧受到的压力为25N,由图像丙可知,弹簧被压缩的长度为Δl1=5cm,
因R2是一根长l0=10cm的均匀电阻丝,且R2的最大阻值为Rm=40Ω,
Δl1对应的电阻值为R2′=×Rmax=×40Ω=20Ω,
则此时R2接入电路的阻值为40Ω﹣20Ω=20Ω,
所以此时电路中电流I′===0.1A。
答:(1)电流;
(2)此时R1接入的阻值是10Ω;
(3)电路中电流大小为0.1A。
考点八 动态电路中电表示数变化
61.(2023秋•泗阳县期末)如图所示的电路中,电源电压保持不变,R1>R2,闭合开关S,电路正常工作,若将R1与R1位置互换,则( )
A.电压表的示数不变 B.电流表的示数不变
C.电流表的示数变大 D.电压表的示数变大
【答案】B
【解析】解:由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流;
将R1与R2的位置互换后,电路中的总电阻不变,电压表测R2两端的电压,
由I=可知,电路中的电流不变,即电流表的示数不变,故B正确,C错误;
因R1>R2,
所以,由U=IR可知,U1>U2,即电压表的示数变小,故A、D错误。
故选:B。
62.(2023秋•秦淮区期末)如图所示的电路,电源电压保持不变,R为定值电阻。下列说法正确的是( )
A.开关闭合前,电压表和电流表均无示数
B.开关闭合后,滑片P向左移动的过程中,电压表的示数变小
C.开关闭合后,滑片P向左移动的过程中,电压表和电流表示数的乘积变大
D.开关闭合后,滑片P向右移动的过程中,电压表与电流表示数的比值变小
【答案】C
【解析】解:
A.开关闭合前,电流表没有接入电路,则电流表无示数;而电压表通过变阻器与电源的正负极相连,此时电压表测电源电压,即电压表有示数,故A错误;
BC.开关闭合后,定值电阻R与滑动变阻器串联,电流表A测电路中的电流,电压表测定值电阻R两端的电压;
滑片P向左移动的过程中,变阻器接入电路的电阻变小,电路中的总电阻变小,根据欧姆定律可知,电路的电流变大,电流表示数变大;由U=IR可知定值电阻R两端的电压变大,即电压表示数变大;由于电流表和电压表示数都变大,所以电压表与电流表示数的乘积变大,故C正确、B错误;
D、开关闭合后,滑片P向右移动的过程中,电压表与电流表示数的比值等于定值电阻的阻值,而定值电阻的阻值不变,则该比值不变,故D错误。
故选:C。
63.(2023秋•连云港期末)如图所示,电源电压恒定,R1是定值电阻,R2是阻值随天然气体浓度升高而减小的气敏电阻。当R2所处环境中天然气浓度升高时( )
A.电表V1与V2的示数之和不变
B.电表 V1与V2的示数之差不变
C.电表 V1与A的示数的比值变小
D.电表 V1与A的示数的乘积变小
【答案】A
【解析】解:由电路图可知,R1与R2串联,电表V1测量R1两端的电压,电表V2测量R2两端的电压,电流表测量电路的电流,当R2所处环境中天然气浓度升高时,R2的阻值减小。
A.由串联电路电压的特点可知,电表V1与V2的示数之和始终等于电源电压,故A符合题意;
B.由串联分压原理可知,此时电表 V1示数增大,电表V2的示数减小,所以,电表 V1与V2的示数之差变大,故B不符合题意;
C.由欧姆定律可知,电表 V1与A的示数的比值等于定值电阻R1的阻值,始终不变,故C不符合题意;
D.由串联电路电阻的特点可知,电路的总电阻减小,电路电流增大,所以,电表 V1与A的示数的乘积变大,故D不符合题意。
故选:A。
64.(2023秋•苏州期末)小红同学在探究“用滑动变阻器改变灯泡的亮度”实验时,设计了如图所示的电路,小红同学进行了演示,当滑片P由b向a滑动的过程中,会出现的情况是( )
A.灯的亮度变亮
B.电源电压变小
C.灯的电阻不变
D.电流表A1、A2的示数均变大
【答案】A
【解析】解:由图知,小灯泡L与滑动变阻器R串联,电流表A2测量电路中的电流,电流表A1被短路,示数为零;
当滑动变阻器的滑片由b向a滑动的过程中,滑动变阻器接入电路的电阻变小,电路的总电阻变小,电源电压不变,由I=知电路的电流变大,电流表A2的示数变大,小灯泡变亮,灯丝的温度升高,电阻变大,故A正确,BCD错误。
故选:A。
65.(2023秋•建邺区期末)如图所示为小明设计的烟雾报警装置的简化电路。其中电源电压保持不变,R0为电阻箱并调至合适阻值,R为光敏电阻,其阻值随光照强度的减弱而增大。当电流表示数减小到某一值时,装置开始报警。闭合开关S,当有烟雾遮挡射向R的激光时,则( )
A.电压表与电流表的示数之比不变
B.电流表的示数减小,电压表的示数减小
C.减小电源电压,可使装置在烟雾浓度更低时报警
D.减小R0的阻值,可使装置在烟雾浓度更低时报警
【答案】C
【解析】解:由电路图可知,光敏电阻R和定值电阻R0串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流;
AB、因光敏电阻的阻值随光照强度的减弱而增大,所以,当有烟雾遮挡射向R的激光时,R的阻值增大,电路中的总电阻增大,由I=可知,电路中的电流减小,即电流表的示数减小;R阻值变大,根据串联电路的分压规律可知,R两端电压变大,电压表示数变大;根据R=可知,电压表与电流表示数比值为R的阻值,所以比值变大,故AB错误;
C、减小电源电压,报警电流不变,则电路的总电阻需要减小,R的阻值减小,装置在烟雾浓度更低时报警,故C正确;
D、报警电流一定,由I=可知,电源电压一定时,总电阻也一定,减小R0的阻值时,R在更大值时会发出报警信息,即可使装置在烟雾浓度更高时报警,故D错误。
故选:C。
66.(2023秋•苏州期末)某学习小组利用压敏电阻、定值电阻等器材,设计出如图所示汽车油量报警电路,当油箱内油量不足时可以报警提示。当R1两端电压大于设定值U时,就会触发报警器,此时油箱中的油量称为警示油量,已知压敏电阻位于油箱底部且阻值随压力的增加而减小。关于油量表报警电路,下列说法错误的是( )
A.随着油箱的油量减少,通过定值电阻的电流会变小
B.R1为压敏电阻,R2为定值电阻
C.若换用阻值更大的定值电阻,警示油量值会变小
D.若换用电压更大的电源,警示油量值会变小
【答案】D
【解析】解:由电路图可知,电阻R1、R2串联接入电路中,报警器与电阻R1并联;
AB、已知压敏电阻的阻值随压力的增加而减小,当油箱中的油量减少时,压敏电阻受到的压力减小,则压敏电阻的阻值变大,根据串联电路的分压规律可知压敏电阻分得的电压变大;由题知,油量减少时,R1两端电压会大于设定值U,从而触发报警,所以R1为压敏电阻,R2为定值电阻;由串联电路的电阻规律可知此时电路的总电阻变大,根据欧姆定律可知电路中的电流变小,即通过定值电阻的电流会变小,故AB正确;
C、若换用阻值更大的定值电阻(即R2的阻值更大),因报警电压不变(即报警时R1两端的电压U1不变),电源电压不变,则由串联电路的电压特点可知定值电阻R2两端的电压U2不变,由I=可知电路中的电流变小,根据R1=可知压敏电阻的阻值变大,其受到的压力变小,说明警示油量值将变小,故C正确;
D、若换用电压更大的电源,因报警电压不变(即报警时R1两端的电压U1不变),则由串联电路的电压特点可知定值电阻R2两端的电压U2变大,由I=可知电路中的电流变大,根据R1=可知压敏电阻的阻值变小,其受到的压力变大,说明警示油量值将变大,故D错误。
故选:D。
67.(2023秋•赣榆区期末)博物馆内的光照强度较低,原因是要避免过度照明,以防止展品受到过多的热量和紫外线的损害。如图所示是一个在博物馆展厅内设置的提示光照强度的传感器的电路原理图,其中电源电压保持不变,R0是定值电阻,R是光敏电阻,其阻值随光照的增强而减小。闭合开关S。当博物馆展厅内的光照强度增加到一定数值后,会触发监控室的警报装置(图中未画出)。则当博物馆展厅内的光照强度逐渐增强时,下列说法正确的是( )
A.电流表的示数逐渐变小
B.电压表的示数逐渐变大
C.R0两端的电压逐渐变小
D.电压表示数与电流表示数的比值逐渐变小
【答案】D
【解析】解:ABC.如图所示,R与R0串联,电压表测R两端电压,电流表测量电路中的电流;
当博物馆展厅内的光照强度逐渐增强时,R阻值变小,电路中总电阻变小,根据欧姆定律可知,电路中电流变大,电流表示数变大,R0两端电压变大,根据串联电路电压的规律,R两端电压变小,电压表示数变小,故ABC错误;
D.根据R=可知,电压表示数与电流表示数的比值为R的阻值,当博物馆展厅内的光照强度逐渐增强时,R阻值变小,故D正确。
故选:D。
68.(2023秋•邗江区期末)如图甲所示是测体温用的额温枪,图乙是它的工作电路原理示意图。R是热敏电阻,用以感知人体温度,其阻值R与温度t的关系如图丙,R0为定值电阻,显示仪由电压表改装而成,在测量体温时,下列说法中正确的是( )
A.显示仪的示数会随被测者体温的升高而减小
B.热敏电阻的阻值随着温度的升高而增大
C.长时间使用后电源电压降低,测相同温度时,显示仪示数变小
D.若将R0换为阻值更小的电阻,测相同温度时,显示仪示数变大
【答案】C
【解析】解:根据电路图可知,R与R0串联,电压表与R0并联;
AB、根据图丙可知,热敏电阻的阻值随着温度的升高而减小;被测者温度升高时,热敏电阻的阻值变小,总电阻变小,根据欧姆定律可知,电路中的电流变大,根据U=IR可知,定值电阻两端的电压变大,电压表示数变大,故AB错误;
C、长时间使用后电源电压降低,电阻不变,根据欧姆定律可知,电路中的电流变小,测相同温度时,R0两端的电压变小,即显示仪示数变小,故C正确;
D、温度相同,说明热敏电阻的阻值不变,将R0更换为阻值更小的电阻,由串联电路分压特点可知,R0两端分得的电压变小,因此显示仪示数会变小,故D错误。
故选:C。
69.(2023秋•扬州期末)如图甲所示,某健身俱乐部通过压力传感器获取运动者的运动数据,其工作原理如图乙所示。电源电压不变,R1为定值电阻,压力传感器R的阻值随压力增加而减小。在人从与蹦床接触至下落到最低点过程中。下列说法中正确的是( )
A.电流表A的示数逐渐变小
B.电压表V的示数逐渐变小
C.电压表 V与电流表 A示数的比值逐渐变大
D.电路消耗的总功率P逐渐变大
【答案】D
【解析】解:由图可知,该电路为串联电路,电流表测量电路中的电流,电压表V1测量R1两端的电压;
AB、在人从与蹦床接触至下落到最低点过程中,蹦床受到的压力增大,压敏电阻的阻值减小,总电阻减小,根据欧姆定律可知,电路中的电流变大,即电流表示数变大;
根据U=IR可知,R1两端的电压变大,即电压表V示数变大,故AB错误;
根据R=可知,电压表V与电流表A示数的比值等于R1的阻值,则该比值保持不变,故C错误;
D、电源电压不变,电路中的电流变大,则根据P=UI可知,电路消耗的总功率P逐渐变大,故D正确。
故选:D。
70.(2023秋•徐州期末)如图所示电路中,当滑片向右滑动时,滑动变阻器的阻值 变大 ,电流表的示数 变小 。(选填“变大”、“变小”或“不变”)
【答案】变大;变小。
【解析】解:由电路图可知,小灯泡与滑动变阻器R串联,电压表测电源电压,电流表测电路中的电流;
滑动变阻器的滑片P向右移动的过程中,接入电路中的电阻变大,电路中的总电阻变大,
由I=知,电路中的电流变小,即电流表的示数变小。
故答案为:变大;变小。
71.(2023秋•苏州期末)如图电路,电源电压保持不变,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P向左移动,电压表示数 变大 ,电流表示数 变小 。(选填“变小”,“变大”或“不变”)
【答案】变大;变小
【解析】解:将滑动变阻器的滑片P向左移动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大,电路的总电阻变大,
根据I=可知,电路中的电流变小,即电流表的示数变小;
根据U=IR可知,R2两端的电压变小,
因串联电路的总电压等于各分电压之和,
所以R1两端的电压变大,即电压表的示数变大。
故答案为:变大;变小。
考点九 欧姆定律在图像题中的应用
72.(2022秋•高邮市期末)如图是电阻甲和乙的I﹣U图象,小明对图象信息作出的判断,正确的是( )
A.当甲两端电压为0.5V时,通过它的电流为0.3A
B.将甲和乙串联,若电流为0.3A,则它们两端的电压为2V
C.当乙两端电压为2.5V,其电阻值为10Ω
D.若甲和乙并联,若电压为1V,则它们的干路电流为0.4A
【答案】B
【解析】解:
A.由图象可知,当甲两端电压为0.5V时,通过它的电流为0.1A,故A错误;
B.将甲和乙串联,若电流为0.3A,则通过两电阻的电流均为0.3A,
由图象可知此时U甲=1.5V、U乙=0.5V,
由串联电路中总电压等于各分电压之和可知,它们两端的电压:
U=U甲+U乙=1.5V+0.5V=2V,故B正确;
C.由图象可知,当乙两端电压为2.5V时,通过的电流为0.5A,
由I可得,此时乙的阻值R乙5Ω,故C错误;
D.若甲和乙并联,若电压为1V,则它们两端的电压均为1V,
由图象可知此时I甲′=0.2A、I乙″=0.4A,
由并联电路中干路电流等于各支路电流之和可知,干路电流:
I=I甲′+I乙″=0.2A+0.4A=0.6A,故D错误。
故选:B。
73.(2022秋•涟水县期末)小灯泡L正常发光的电压为3V,它的I﹣U图象如图甲所示,把小灯泡接入图乙所示的电源电压恒定的电路中,将标有“10Ω,2A”的滑动变阻器的滑片P移至B端,闭合开关,电压表示数为1.5V;再将滑片P向左移动直到电压表示数为3V。下列说法错误的是( )
A.电源电压为4.5V
B.小灯泡正常发光时的电流为0.5A
C.小灯泡正常发光时的电阻为6Ω
D.小灯泡正常发光时,滑动变阻器接入电路的阻值为5Ω
【答案】D
【解析】解:(1)当滑动变阻器的滑片P移至B端时,滑动变阻器的最大阻值和灯泡串联,
由图象可知,当电压表示数为1.5V时,电路中的电流I=0.3A,
由I可得,滑动变阻器两端的电压:
U滑=IR滑=0.3A×10Ω=3V,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,电源的电压:
U=UL+U滑=1.5V+3V=4.5V,故A正确;
(2)再将滑片P向左移动直到电压表示数为3V,已知灯泡的额定电压为3V,则小灯泡正常发光;
由图象可知,灯泡两端的电压为3V时,电路中的电流I′=0.5A,故B正确;
由I可得,灯泡正常发光时的电阻:
RL6Ω,故C正确;
此时滑动变阻器两端的电压:
U滑′=U﹣UL′=4.5V﹣3V=1.5V,
由I可得,滑动变阻器接入电路中的电阻:
R滑′3Ω,故D错误。
故选:D。
74.(2023秋•无锡期末)如图甲所示,小灯泡L的规格是“6V,0.5A”,闭合开关S,当滑片P在A点时,滑动变阻器连入电路中的电阻为R1,电压表的示数为1V;当滑片P在B点时,滑动变阻器连入电路中的电阻为R2,电压表的示数为4V,且R1=3R2。小灯泡的I﹣U图像如图乙所示,电源电压保持不变。下列说法中正确的是( )
A.电源电压为10V
B.小灯泡的电阻始终为12Ω
C.当滑动变阻器接入电路中的电阻为20Ω时,电路中的电流为0.5A
D.在保证电路安全的情况下,滑动变阻器接入电路的最小电阻为14Ω
【答案】D
【解析】解:(1)由图甲可知,该电路为灯泡和滑动变阻器的串联电路,电流表测电路中的电流,电压表测灯泡两端的电压;
当滑动变阻器滑片P在A点时,已知电压表的示数为1V,即灯两端电压为UL′=1V,
此时通过灯的电流为IL′=0.2A,即电路中的电流为I′=IL′=0.2A,
由串联电路电压特点和欧姆定律可知电源电压为:U=UL′+U1=UL′+I′R1=1V+0.2A×R1﹣﹣﹣①;
当滑动变阻器滑片P在B点时,已知电压表的示数为4V,即灯两端电压为UL″=4V,
此时通过灯的电流为IL″=0.45A,即电路中的电流为I″=IL″=0.45A,
由串联电路电压特点和欧姆定律可知电源电压为:U=UL″+U2=UL″+I″R2=4V+0.45A×R2﹣﹣﹣②;
R1=3R2﹣﹣﹣③,
联立①②③可解得U=13V,故A错误;
(2)已知灯泡的额定电压为UL=6V,额定电流为0.5A,
由I可知灯泡正常发光时的电阻为:RL12Ω,
由图象可知灯泡的电阻是变化的,故B错误;
(3)由图象可知,当电路中的电流I=0.5A时,灯泡的实际电压为6V,
因为串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以此时滑动变阻器两端的电压为:
U滑=U﹣UL实=13V﹣6V=7V,
由I可知滑动变阻器接入电路的电阻:
R滑14Ω,故C错误;
(4)在保证电路安全的情况下,因串联电路中各处的电流相等,电流表的量程为0~0.6A,灯泡的额定电流为0.5A,
所以,电路中的最大电流为Imax=I额=0.5A,
由(3)可得,滑动变阻器接入电路中的最小阻值:
R滑小=R滑=14Ω,故D正确。
故选:D。
75.(2023秋•宿迁期末)如图甲所示电路,电源电压保持不变,闭合开关S,调节滑动变阻器阻值从最大变化到最小,R1和R2中的某个电阻其“I﹣U”关系图线如图乙所示,则下列说法正确的是( )
A.电流表的示数变化范围是0~0.6A
B.电压表V2的示数变化范围是0~4V
C.滑动变阻器R2的最大阻值是30Ω
D.R1的阻值是20Ω
【答案】B
【解析】解:由图甲可知,定值电阻R1与滑动变阻器R2串联,电流表测电路中的电流,电压表V1测R1两端的电压,电压表V2测R2两端的电压;
由图乙可知,电阻两端的电压增大时,通过它的电流增大,且电流和电压为正比关系,说明该电阻为定值电阻,则该图象为定值电阻R1的I﹣U图象;
A、闭合开关S,调节滑动变阻器阻值从最大变化到最小,由图乙可知,电流表示数变化范围为0.2A~0.6A,故A错误;
B、由图甲可知,滑片在最左端时只有定值电阻接入电路,此时定值电阻两端电压等于电源电压,由图乙可知电源电压U=6V;
由图乙可知,定值电阻两端的最小电压为U1小=2V,
则滑动变阻器两端的最大电压:U2大=U﹣U1小=6V﹣2V=4V,
当滑片在最左端时,变阻器接入电路的电阻为0,滑动变阻器两端电压最小为0V,
所以电压表V2的示数变化范围是0~4V,故B正确;
C、当滑片位于最右端时,变阻器接入电路的电阻最大,电路中电流最小,
由图乙可知,电路中的最小电流I小=0.2A,此时定值电阻两端的电压U1=2V,
由I可知,滑动变阻器的最大阻值:R2大20Ω,故C错误;
D、由I可知,R1的阻值:R110Ω,故D错误;
故选:B。
76.(2023秋•玄武区期末)将一个定值电阻接入图甲所示电路的虚线框处,并将一个电压表(图中未画出)并联在某段电路两端,闭合开关,移动滑片P,多次记录两电表示数;断开开关,只将定值电阻更换为小灯泡,再次移动滑片并将记录的数据绘制成如图乙所示的I﹣U图像。下列分析正确的是( )
A.电源电压为3.5V
B.定值电阻阻值为10Ω
C.当定值电阻和灯泡两端的电压都为3.5V时,灯泡的电阻较大
D.接入小灯泡后,将滑片P向右移动时,电压表的示数将变大
【答案】C
【解析】解:AB、闭合开关,定值电阻(或灯泡)和滑动变阻器串联接入电路,根据U=IR可知定值电阻(或灯泡)两端的电压随电流的增大而增大,串联电路总电压等于各部分电压之和,则滑动变阻器两端的电压随电流的增大而减小,由乙图可知电压表与滑动变阻器并联接入电路,电压表测滑动变阻器两端的电压,
定值电阻的阻值不变,灯泡的电阻是变化的,所以a是接入定值电阻时记录的数据绘制得到的,b是接入灯泡时记录的数据绘制得到的;
当滑动变阻器两端的电压为0.5V时,通过电路的电流为0.7A,当滑动变阻器两端的电压为3.5V时,通过电路的电流为0.1A,
串联电路总电压等于各部分电压之和,根据欧姆定律可得电源电压U=IR定+UV,
代入数据可得0.7A×R定+0.5V=0.1A×R定+3.5V,
解方程可得R定=5Ω,
则电源电压U=IR定+UV=0.7A×5Ω+0.5V=4V,故AB错误;
CD、定值电阻和灯泡两端的电压各为3.5V时,根据串联电路电压规律可知滑动变阻器两端的电压为4V﹣3.5V=0.5V,由乙图可知此时通过定值电阻的电流大于通过灯泡的电流,根据R可知灯泡的电阻较大,故C正确;
接入小灯泡后,将滑片P向右移动时,滑动变阻器接入电路的电阻变小,根据串联分压原理可知电压表的示数将变小,故D错误。
故选:C。
77.(2022秋•宿城区校级期末)如图甲所示,电源电压恒定不变,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器。闭合开关S,将滑片P从最右端逐步移到最左端,记录电流表、电压表的示数,并根据记录的数据作出R1和R2的U﹣I关系图像如图乙所示。则下列说法正确的是( )
A.图Ⅱ为R2的U﹣I图像
B.若换用最大阻值更大滑动变阻器替代R2,则图Ⅰ和图Ⅱ的交点会向右移动
C.R1的阻值为30Ω
D.图Ⅰ延长线与U轴的交点表示R2 断路时电压表V2的示数
【答案】D
【解析】解:由电路图可知,R1、R2串联,电压表V1测R1两端的电压,电压表V2测R2两端的电压;
A、根据欧姆定律可知,在电阻一定时,通过电阻的电流与电阻两端的电压成正比;根据图乙可知,图Ⅱ中的电流与电压成正比,则图Ⅱ为R1的“U﹣I”图像,图Ⅰ为R2的“U﹣I”图像,故A错误;
B、图Ⅰ和图Ⅱ的交点表示的是滑动变阻器接入电路的阻值等于定值电阻阻值时二者两端的电压和通过它们的电流相等,定值电阻阻值不变,图Ⅰ和图Ⅱ的交点会在图中位置就不会变,故B错误;
C、由图可知,当R1两端的电压为2V时,通过R1的电流为0.2A,则R1的阻值为:R110Ω,故C错误;
D、图Ⅰ为R2的“U﹣I”图像,图Ⅰ延长线与U轴的交点表示此时滑动变阻器两端的电压等于电源电压,即电压表V2直接和电源串联,说明R2断路,故D正确。
故选:D。
78.(2023秋•徐州期末)如图是R1和R2两个电阻中的电流随它们两端电压变化的I﹣U图象。从图象可知,电阻R1 < R2(选填“<”、“>”或“=”)。
【答案】<
【解析】解:由图可知,当电压相同时,R1中的电流大于R2中的电流,
由I可得R,则可得R1<R2。
故答案为:<。
79.(2023秋•宿迁期末)如图为小灯泡L和定值电阻R的I﹣U关系图线。由图可知,随着电压的升高,小灯泡L的阻值逐渐变 大 (选填“大”或“小”),若它们串联接到5V的电源上,则小灯泡L两端的电压为 1 V。
【答案】大;1。
【解析】解:(1)由图象可知,灯泡两端的电压为2V、4V时,通过的电流依次为0.6A、0.8A,
由I可得,灯泡的电阻:
R13.33Ω,
R25Ω,
所以,随着电压的升高,灯L的阻值逐渐变大;
若它们串联接到5V的电源上,因串联电路中各处的电流相等,且总电压等于各分电阻两端的电压之和,
所以,由图象可知,当电路中的电流I=0.4A时,UL=1V、UR=4V符合电源电压为5V,即此时灯泡L两端的电压为1V。
故答案为:大;1。
80.(2022秋•常州期末)如图甲所示的电路,电源电压恒定,R0为定值电阻,Rx为滑动变阻器,小明将滑动变阻器的滑片P从一端滑至另一端,记录电压表和电流表的示数,采集多组数据后,画出的U﹣I关系图像如图乙所示,则滑动变阻器的最大阻值是 70 Ω,电源电压Um是 8 V,定值电阻R0的阻值是 10 Ω。
【答案】70;8;10。
【解析】解:(1)由图乙可知,当滑动变阻器电阻最大时,电路中的电流最小为0.1A,此时电压表示数为7V;
所以变阻器最大电阻:Rx70Ω;
(2)设电源电压为U,由图乙可知当电流为0.1A时,电压表示数为7V;
根据串联电路电压规律可得:
Um=U0+Ux=0.1A×R0+7V﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
当电流最大为0.8A时,电压表示数为0V,
根据欧姆定律可得:Um=I最大R0+0V=0.8A×R0﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
联立①②,可解得:Um=8V;R0=10Ω。
故答案是:70;8;10。
考点十 多状态电路的数值判断
81.(2022秋•兴化市期末)如图所示,电源电压不变,当开关S闭合时,电流表的示数为0.8A.开关S断开后,电流表的示数改变了0.5A.则R1与R2的阻值之比为( )
A.13:5 B.3:5 C.5:3 D.5:13
【答案】C
【解析】解:开关S断开时电路为R1的简单电路,当开关S闭合时两电阻并联,电流表测干路电流;
∵并联电路中各支路独立工作、互不影响,
∴开关S断开后,通过R1的电流不变,改变的电流是通过R2的电流即I2=0.5A,
∵并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
∴通过R1的电流:
I1=I﹣I2=0.8A﹣0.5A=0.3A,
∵并联电路中各支路两端的电压相等,
∴根据欧姆定律可得:
====。
故选:C。
82.(2023秋•宿迁期末)如图所示,电源电压恒定不变,当开关S接a时,电流表A1与A2的示数之比为3:5;当开关S接b时,电流表A1与A2的示数之比为2:3,则R2与R3的电阻之比为( )
A.9:10 B.4:3 C.3:4 D.5:2
【答案】C
【解析】解:当S接a或接b时,电源电压恒定,对R1的电流无影响都为I1,
当S接a时 由A1与A2示数之比是3:5知,I1:I2=3:2,
根据并联电路的分流特点可知:R1:R2=I2:I1=2:3﹣﹣﹣﹣﹣﹣①;
当S接b时,由A1与A2示数之比是2:3知,I1:I3=2:1,
则R1:R3=I3:I1=1:2﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②,
所以R2:R3=3:4。
故选:C。
83.(2022秋•阜宁县期末)如图所示的电路中,电源电压恒为6V,R1、R2为定值电阻,R1=10Ω.甲、乙均为电压表时,闭合S1、S2,两电压表示数之比为U甲:U乙=1:3.甲、乙均为电流表时,仅闭合S1,甲、乙电流表示数I甲、I乙分别为( )
A.1.8A,1.2A B.1.8A,0.6A C.0.9A,0.6A D.0.9A,0.3A
【答案】C
【解析】解:由图示电路图可知,甲、乙均为电压表,闭合S1、S2时,两电阻串联,甲测R1两端电压,乙测两电阻串联电压,
已知:U甲:U乙=1:3,则:U乙=3U甲,两电阻串联,通过两电阻的电流I相等,
两电阻之比:=====,R2=2R1=20Ω,
甲、乙均为电流表时,仅闭合S1,两电阻并联,乙测通过R1的电流,甲测干路电流,
两电流表示数:I甲=+=+=0.9A,I乙===0.6A。
故选:C。
84.(2022秋•高港区校级期末)如图为一种测量酒精气体浓度的工作原理图,电源电压恒为24V,定值电阻R2=30Ω,R1是酒精气敏电阻,阻值随酒精气体的浓度增大而减小,电压表接入电路的量程为0~15V,电流表接入电路的量程为0~0.6A.闭合开关S,下列说法正确的是( )
A.当环境中酒精浓度增大时,电流表的示数变小
B.当环境中的浓度发生变化时,电压表示数与电流表示数的比值不变
C.为了使电路元件安全,酒精气敏电阻R1的最小值为10Ω
D.为了使电路元件安全,酒精气敏电阻R1的最大值为90Ω
【答案】C
【解析】解:
由电路图可知,酒精气敏电阻R1与定值电阻R2串联,电压表测量R1两端的电压,电流表测电路中的电流;
(1)由题知,酒精气敏电阻R1的阻值随酒精气体的浓度增大而减小,所以当环境中酒精浓度增大时,R1的阻值变小,电路中的总电阻变小,
由I=可知,电路中的电流变大,即电流表的示数变大,故A错误;
由R=可知,电压表示数与电流表示数的比值等于酒精气敏电阻R1的阻值;由于酒精气敏电阻R1的阻值随酒精气体的浓度增大而减小,所以当环境中的浓度发生变化时,电压表示数与电流表示数的比值发生变化;故B错误;
(2)为了使电路元件安全,由于电流表量程为0~0.6A,则电路中的最大电流Imax=0.6A,
由I=可得电路中的最小总电阻:
Rmin===40Ω,
因串联电路的总电阻等于各分电阻之和,
所以,R1的最小阻值:R1min=Rmin﹣R2=40Ω﹣30Ω=10Ω;故C正确;
由于电压表接入电路的量程为0~15V,则R1两端的电压最大即U1max=15V时,R1的电阻最大,
由串联电路电压的规律可知此时R2两端的电压为:U2=U﹣U1max=24V﹣15V=9V,
则电路中的最小电流:Imin=I2===0.3A,
由I=可得R1的最大电阻为:
R1max===50Ω,故D错误。
故选:C。
85.(2022秋•宿城区期末)如图所示,电源电压为3V且保持不变,滑动变阻器R标有“1A 15Ω”的字样。当滑动变阻器的滑片P在最右端时,闭合开关S,通过灯泡的电流为0.4A,移动滑动变阻器的滑片P,在电路安全工作的情况下,下列说法正确的是( )
A.向左移动滑动变阻器的滑片P时灯泡变亮
B.滑片P在最右端时通过干路中的电流是0.9A
C.R接入电路的阻值变化范围是5Ω~15Ω
D.电路总电阻的最大值为5Ω
【答案】D
【解析】解:
A、由电路图可知,滑动变阻器与灯泡并联,由于并联电路独立工作、互不影响,所以滑片的移动不能改变灯泡的亮暗,故A错误;
B、当滑片位于右端时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,由于并联电路中各支路两端的电压相等,则通过滑动变阻器的最小电流:
I1min===0.2A,
则干路的电流Imin=IL+I1min=0.4A+0.2A=0.6A,故B错误;
C、由滑动变阻器的铭牌可知,允许通过的最大电流为1A,
根据欧姆定律可得滑动变阻器接入电路的最小电阻为:
Rmin===3Ω,
所以R接入电路的阻值变化范围是3Ω~15Ω,故C错误;
D、由于当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时电路中的电阻最大,干路电流最小,
所以,根据欧姆定律可得最大总电阻为:
Rmax===5Ω,故D正确。
故选:D。
86.(2023秋•江都区期末)如图甲所示电路,开关S1、S2闭合后两电流表的指针均指在同一位置,示数如图乙所示,则通过R1的电流为 1.44 A,两电阻之比R1:R2= 1:4 ;只断开开关S2,电流表A1的示数将 变小 (变大/变小/不变)。
【答案】1.44;1:4;变小
【解析】解:(1)当闭合开关S1、S2后,两电阻并联,电流表A1测干路的电流,电流表A2测电阻R2电流,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,且两个电流表指针的偏转相同,
所以,电流表A2的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,通过R2的电流I2=0.36A,电流表A1的量程为0~3A,分度值为0.1A,干路电流I=1.8A,则通过R1的电流I1=I﹣I2=1.8A﹣0.36A=1.44A;
(2)因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,由I=可得,两电阻的阻值之比:===1:4;
(3)开关S1、S2闭合时,两电阻并联,电流表A1测干路中的电流I,
只断开开关S2时,只有R2工作,电流表A1测通过R2的电流I2,
由并联电路的电流特点可知I2<I,所以,只断开开关S2后,电流表A1的示数将变小。
故答案为:1.44;1:4;变小。
87.(2023秋•广陵区期末)在如图所示的电路中,电源电压恒定,R1=10Ω,R2=20Ω。当只闭合开关S2时,电流表的示数为0.5A,则电源电压是 10 V。当闭合开关S1,断开S2、S3时,电流表的示数为I1,当断开开关S1,闭合S2、S3时,电流表的示数为I2,则I1:I2= 2:9 。为了保障电路的安全,不能同时闭合的开关是 S1和S3 。
【答案】10;2:9;S1和S3。
【解析】解:(1)由图可知,当只闭合开关S2时,该电路为只含有R2的简单电路,电流表测电路中的电流;
已知电流表的示数为0.5A,即电路中的电流为I=0.5A,
由I=可知电源电压为:U=U2=IR2=0.5A×20Ω=10V;
(2)当闭合开关S1,断开S2、S3时,该电路为R1和R2的串联电路,电流表测电路中的电流;
此时电流表的示数即电路中的电流I1,由串联电路的电阻特点可知电路总电阻为:R串=R1+R2=10Ω+20Ω=30Ω,
由欧姆定律可知电路中的电流为:I1===A;
当断开开关S1,闭合S2、S3,该电路为R1和R2的并联电路,电流表测干路的电流;
由并联电路的电阻特点可知电路总电阻为:R并===,
由欧姆定律可知干路的电流为:I2===1.5A;
则I1:I2=A:1.5A=2:9;
(3)由图可知,同时闭合S1和S3,电源会被短路,因此为了保证电路安全,不能同时闭合的开关是S1和S3。
故答案为:10;2:9;S1和S3。
88.(2023秋•秦淮区期末)如图所示的电路中,电阻R0=12Ω,闭合开关S1,将单刀双掷开关S2掷于a端,电压表示数为2.5V;将S2切换到b端,电压表示数为1.5V。则电源电压为 2.5 V,电阻Rx的阻值为 8 Ω。
【答案】2.5;8。
【解析】解:已知电阻R0与Rx串联,闭合开关S1,将单刀双掷开关S2掷于a端时,电压表测量总电压,电源电压U=2.5V,将S2切换到b端时,电压表测量电阻R0两端的电压,
由串联电路电流处处相等和串联电路中各用电器两端电压之和等于电源电压可得:
,
即:,
解得:Rx=8Ω。
故答案为:2.5;8。
89.(2022秋•南京期末)如图所示,电源电压恒定,R1:R2=2:1,当开关S2闭合,S1、S3断开,电流表示数为0.1A,电压表示数为1V,R2阻值为 10 Ω;电源电压为 3 V;当开关S1、S3闭合,S2断开,此时电流表的示数为 0.45 A。
【答案】10;3;0.45。
【解析】解:开关S2闭合,S1、S3断开,两电阻串联接入电路,电压表测R2两端的电压,电流表测通过电路的电流,
串联电路各处电流相等,通过欧姆定律可得R2的阻值:R2===10Ω;
已知R1:R2=2:1,所以R1=2R2=2×10Ω=20Ω,
此时电阻R1两端的电压:U1=IR1=0.1A×20Ω=2V,
串联电路总电压等于各部分电压之和,则电源电压:U=U1+U2=2V+1V=3V;
当开关S1、S3闭合,S2断开,两电阻并联接入电路,电压表测电源电压,电流表测干路电流,
并联电路干路电流等于各支路电流之和,根据欧姆定律可得电流表示数:
I′=I1+I2===0.45A。
故答案为:10;3;0.45。
90.(2023秋•高邮市期末)下列因素中影响电阻大小的是( )
①导体两端的电压;
②导体的长度;
③导体中的电流;
④导体的横截面积;
⑤导体的材料;
⑥导体的温度。
A.①③⑤⑥ B.②③⑤⑥ C.①②③④ D.②④⑤⑥
【答案】D
【解析】解:电阻是导体本身的一种性质,电阻大小只与导体的材料、长度、横截面积以及温度有关,与导体两端的电压、通过导体的电流无关,故②④⑤⑥正确。
故选:D。
91.(2020秋•兴化市期末)图中所示的各电路中,同种元件的参数均为相同,能利用滑动变阻器调节电灯从亮到熄灭的正确电路是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】解:A、图A中滑动变阻器与灯泡并联,当滑片P滑到左端时,会引起电源短路,所以该选项不符合题意。
B、图B中滑动变阻器与灯泡串联,当滑片P左右滑到时,只能改变灯泡亮度,不能使灯泡熄灭,所以该选项不符合题意。
C、图C中滑动变阻器与灯泡串联,滑片P使灯泡处于短路状态,无论怎样滑到滑片灯泡都不亮,所以该选项不符合题意。
D、图D中滑动变阻器与灯泡并联,当滑片P滑到右端时,会引起灯泡短路,实现灯泡由亮到灭,所以该选项符合题意。
故选:D。
92.(2022秋•苏州期末)如图(a)是某型号旋钮式电阻箱的外形和内部结构,它由九个1000Ω、九个100Ω、九个10Ω和九个1Ω的电阻组成,它箱面上的四个旋钮对应的倍率分别是×1000、×100、×10、×1,使用时将两个接线柱A、B接入电路中,只要调节这四个旋钮,便可以得到0~9999Ω范围内的任何整数电阻值,如图(b)所示,AB之间的总电阻为( )
A.1936Ω B.8136Ω C.1963Ω D.8163Ω
【答案】D
【解析】解:由图可知,当改变旋钮(即图中指针)位置调节电阻值时,电阻箱内部接入电路部分导体的个数发生变化,且这些导体是串联的,即接入电路部分导体的长度发生变化,由图可知此时电阻箱的示数:8×1000Ω+1×100Ω+6×10Ω+3×1Ω=8163Ω。
故选:D。
93.(2022秋•苏州期末)小明用如图所示的电路探究“电流与电阻的关系”,电源电压不变,滑动变阻器的铭牌标有“20Ω 2A”。下表是实验数据,若第四次实验时将定值电阻的阻值由30Ω换为40Ω后就直接读出电流表的示数,这个示数可能是( )
R/Ω
10
20
30
40
50
I/A
0.6
0.3
0.2
0.12
A.0.15 B.0.13 C.0.17 D.0.2
【答案】C
【解析】解:研究通过导体的电流与电阻的关系要保持导体两端的电压不变,由表中数据,根据欧姆定律可知电阻两端的电压为:
UV=I1R1=0.6A×10Ω=6V,
由表格可知R的阻值为30Ω时,电路中的电流等于0.2A;当电阻R的阻值为40Ω时,电路中的电流应该为:
I′=;
小华将电阻R的阻值从30Ω调为40Ω后,要保持电阻两端电压不变,应向右移动滑动变阻器滑片,使滑动变阻器接入电路的阻值变大,滑动变阻器分压变大,从而使电阻两端电压减小保持不变,因此,当未移动滑动变阻器时,电路中的电流应该大于0.15A而小于0.2A,
故选:C。
94.(2022秋•梁溪区期末)小南用如图所示电路测量某电路元件盒中未知电阻Rx的阻值,已知未知电阻Rx为定值电阻,电源由两节干电池组成(电源电压恒定不变),除了开关、导线外,可供使用的实验器材有:电压表(量程0~15V,0~3V),电流表(量程0~3A,0~0.6A),滑动变阻器R(20Ω,1A),阻值已知且大小不等的定值电阻R1和R2。
(1)实验中移动滑动变阻器的滑片,当电流表的示数是0.1A时,电压表的示数是1.8V,当电流表的示数是0.2A时,电压表的示数是1V,电路元件盒中电源电压是 2.6 V,未知电阻Rx的阻值是 8 Ω;
(2)小南的同学利用上述器材,还设计了测量未知电阻Rx的四种实验电路,其中无法测出未知电阻Rx的是 D 。
【答案】(1)2.6;8;(2)D。
【解析】解:(1)由电路图可知,变阻器与未知电阻Rx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,
当电流表的示数是0.1A时,电压表的示数是1.8V;则根据串联电路的总电压等于各用电器两端的电压之和和欧姆定律可得,电源电压:
U=IRx+U滑=0.1A×Rx+1.8V﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
当电流表的示数是0.2A时,电压表的示数是1V,则根据串联电路的总电压等于各用电器两端的电压之和和欧姆定律可得,电源电压
U=I′Rx+U滑′=0.2A×Rx+1V﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
联立①②可得:Rx=8Ω,U=2.6V;
(2)A、使滑动变阻器接入电路的阻值为零,电路为Rx的简单电路,读出电流表的示数I1,则电源电压:U=I1Rx;
使滑动变阻器接入电路的阻值最大,Rx与变阻器的最大阻值串联,读出此时电流表的示数I2,则电源电压:U=I2(Rx+R滑大);
因电源电压不变,所以,I1Rx=I2(Rx+R滑大),
且已知变阻器的最大阻值,所以能测出Rx的阻值,则Rx的阻值为:Rx=,故A不符合题意;
B、当开关S拨至1时,R1与Rx串联,读出电流表的示数为I1,则电源电压:U=I1(R1+Rx);
当开关S拨至2时,R2与Rx串联,读出电流表的示数为I2,则电源电压:U=I2(R2+Rx);
因电源电压不变,所以,I1(R1+Rx)=I2(R2+Rx),
已知R1和R2的阻值,所以能测出Rx的阻值,则Rx的阻值:Rx=,故B不符合题意;
C、先断开开关,此时电压表串联在电路中测电源电压U;再闭合开关,两电阻串联,电压表测R1两端电压,读出电压表的示数为U1,然后根据欧姆定律可得电路中的电流I=;再利用串联电路电压的特点可得两端的电压为Ux=U﹣U1,根据欧姆定律可求出Rx的阻值,Rx的阻值:Rx===×R1,故C不符合题意;
D.使滑动变阻器接入电路的阻值最大,读出电压表的示数U1,并根据欧姆定律求出电路中的电流I,由于不知道电源电压U,所以不能求出Rx两端的电压,不能求出Rx的阻值,故D符合题意。
故选D。
故答案为:(1)2.6;8;(2)D。
95.(2023秋•淮安期末)小丽设计了如图所示的简易电子距离测量仪,R是一根粗细均匀的电阻丝,其每厘米长的电阻为0.5Ω,电路各部分均接触良好。物体M只能在导轨上做直线运动,并带动与之相连的金属滑片P移动,电压表示数可反映物体M移动的距离。开始测量前,将金属滑片P置于电阻丝中点,此时电压表和电流表示数分别为2V和0.2A。由此可知( )
A.电阻丝R的总电阻为10Ω
B.当电压表示数为1.5V时,物体M向右移动了15cm
C.当电压表示数为3V时,物体M向左移动了10cm
D.此测量仪最大测量距离为30cm
【答案】C
【解析】解:由电路图可知,电路为滑动变阻器最大阻值的简单电路,电流表测电路中的电流,电压表测滑片右侧部分电阻丝两端的电压。
(1)金属滑片P置于电阻丝中点时,已知电压表和电流表的示数,
则由I=可得,被测电阻丝的电阻:
R中===10Ω,
所以,电阻丝的总电阻:
R=2R中=2×10Ω=20Ω,故A错误;
电阻丝的长度L==40cm,
即当开始测量前,将金属滑片P置于电阻丝某端点,可测量的最大距离为40cm,故D错误;
(2)当电压表示数为1.5V时,接入电路的电阻:
R′===7.5Ω,
物体M位于:L′==15cm,
故物体M向右移动了:
ΔL=L﹣L′=﹣×40cm﹣15cm=5cm,故B错误;
(3)当电压表示数为3V时,接入电路的电阻:
R″===15Ω,
物体M位于:
L″==30cm,
故物体M向左移动了:
ΔL=L″﹣L=30cm﹣×40cm=10cm,故C正确。
故选:C。
96.(2022秋•如皋市期末)如图为利用光敏电阻设计的监控装置示意图,电源电压一定,R1是光敏电阻,当光照射强度增大时其阻值变小,R2是定值电阻。a、b两点间接一电表,当有人经过通道遮蔽光线时( )
A.通过R2的电流变大
B.R1阻值变小
C.电路消耗的总功率减小
D.ab间应接电流表
【答案】C
【解析】解:
ab间的电表与R2并联,所以ab间应接电压表,故A错误;
由图可知,两电阻串联;由题意知,当光照射的强度增大时其阻值变小,当光照射的强度减小时其阻值变大,所以当有人经过通道遮蔽光线时,R1的电阻变大,两电阻串联,由电阻的串联规律可知,电路的总电阻变大,由欧姆定律可知,电路中的电流变小,通过R2的电流也变小;
由于电流变小,电源电压一定,根据P=UI可知,电路消耗的总功率减小;
综上所述,C正确、ABD错误。
故选:C。
97.(2023秋•南京期末)如图甲所示电路中,电源电压不变,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器。闭合开关,将R2滑片从位置1移到位置2,根据两表示数作出的U﹣I图像如图乙中AB所示,其中A点的数据与滑片在位置1时对应。下列判断正确的是( )
A.电源电压为3V
B.滑片移动过程中,R2接入电路阻值变大
C.电阻R1的U﹣I图像一定与线段AB相交
D.滑片移动过程中电路消耗的总功率先变大后变小
【答案】C
【解析】解:A、由图甲可知,R1与R2串联,电压表测变阻器R2两端电压,由公式,以及串联电路电流电压规律:I=I1=I2,U=U1+U2可得:
当滑片在A处时,U=U1+U2=0.1A•R1+2V……①
当滑片在B处时,U=U1′+U2′=0.3A•R1+1V……②
由①②得:U=2.5V,R1=5Ω,故A错误;
B、由图乙可知,从A到B位置,电流逐渐变大,在电源电压一定时,由公式可知,R2接入电路的阻值变小,故B错误;
C、当R1=R2=5Ω时,I1=I2=I,U1=I1R1=0.25A×5Ω=1.25V,U2=I2R2=0.25A×5Ω=1.25V
所以电阻R1的U﹣I图像与线段AB将相交于点(1.25 0.25),故C正确;
D、由图乙可知,从A到B位置,电路中的电流变大,在电源电压不变时,由公式P=UI可知,电路消耗的电功率变大,故D错误。
故选:C。
98.(2023秋•溧阳市期末)同学们用如图甲所示的电路,对一种新材料电阻R3(标有2.5V字样)进行测量。电源电压恒定不变,闭合开关S和S1、断开S2,移动滑动变阻器R2的滑片P,记录几组电流表、电压表示数并在图乙中描绘出相应的图线;再把电压表改接到R3两端,闭合S和S2、断开S1,移动滑动变阻器R2的滑片P,记录几组电流表、电压表示数并在图乙中描绘出相应的图线。则( )
A.电源电压为3V
B.R3的阻值为7.5Ω
C.R2的最大阻值不可能为20Ω
D.R3正常工作时的电流约为0.27A
【答案】C
【解析】解:(1)当闭合S和S1、断开S2,定值电阻R1和滑动变阻器R2串联接入电路,电压表测滑动变阻器两端的电压,
由图乙可知,当滑动变阻器滑到阻值最大处时两端电压为3V,对应的电流为0.2A,
由串联电路的电压规律结合欧姆定律可知电源电压U=U2+I1R1=3V+0.2A×R1,
当滑动变阻器滑到阻值最小处时两端电压U=0V,只有R1接入电路,对应的电流为0.6A,此时电源电压U=IR1=0.6A×R1,
故3V+0.2A×R1=0.6A×R1,
解得:R1=7.5Ω,
电源电压U=0.6A×R1=0.6A×7.5Ω=4.5V,故A错误;
由图乙可知当滑动变阻器滑到阻值最大处时,其两端电压为3V,对应的电流为0.2A,
根据欧姆定律可得滑动变阻器R2的最大阻值为:R2max===15Ω,故C正确;
(2)当闭合S和S1、断开S2,R3和滑动变阻器R2串联接入电路,电压表测R3两端的电压,R3正常工作时其两端的电压为2.5V,由图乙可知其正常工作时的电流为0.5A,故D错误;
根据欧姆定律可得新材料电阻R3的阻值R3===5Ω,故B错误。
故选:C。
99.(2022秋•宿城区校级期末)如图是一种调光台灯电位器(滑动变阻器)的内部结构示意图,a、b、c是它的三个接线柱。要求:旋钮带动滑片顺时针转动时,灯泡变亮,请完成该电路的连接。
【答案】
【解析】解:电位器应与灯泡串联接入电路中;旋钮带动滑片顺时针转动时,灯泡变亮,说明电路中的电流变大,由I=可知,电源电压一定时,电路的总电阻应变小,电位器(滑动变阻器)接入电路中的电阻应变小,由图可知,将b和c两接线柱接入电路后,顺时针旋转旋钮时,电阻丝连入电路中的长度变短,其阻值变小,电路中的电流变大,灯泡变亮,如图所示:
100.(2020秋•东海县期末)如图甲所示,小明利用电源电压恒为5V的电路探究“电流与电阻的关系”,并将每次的实验数据经过转换后在I﹣坐标系内进行了描点,如图乙所示。由图可知,小明控制电阻两端的电压为 3 V,图乙中,发现有一个错误数据点,该数据点是小明某次将电阻由 15 Ω变换为错误数据点对应电阻时,未调节滑动变阻器就读取电流而造成的。
【答案】3;15。
【解析】解:把图像上的各点连接起来,错误的坐标点是(0.25,0.10);
由图像可知,当电路的电流为0.25A时,=0.10Ω﹣1,解得:R=10Ω,
对应的电压为:U0=IR=0.1=0.25A×10Ω=2.5V,
则滑动变阻器两端的电压U滑=U﹣U0=5V﹣2.5V=2.5V,
此时滑动变阻器接入电路中的阻值:
R滑===10Ω,
由图像可知,变换错误数据点之前,电压表示数大约保持3V不变,
此时滑动变阻器两端的电压U滑′=U﹣UV=5V﹣3V=2V,
因为串联电路中各处的电流相等,
所以 =,即 =,
解得:R0=15Ω,故小明是将R0的阻值由15Ω变换为10Ω错误数据点对应阻值时,未调节滑片P就读取电流而造成的。
故答案为:3;15。
101.(2023秋•镇江期末)如图是天然气安全监控的模拟电路。电源电压不变,R1是气敏电阻,R2是定值电阻。气敏电阻的阻值会随天然气浓度的升高而变小。闭合开关S,若天然气泄漏,电流表A2示数 增大 ,电流表A1和电流表A2示数之比 减小 ,电流表A1和电流表A2示数变化量之比 不变 。(以上三空均选填“增大”、“减小”或“不变”)
【答案】增大;减小;不变。
【解析】解:由电路图可知,电阻R1和R2并联,电流表A2测量通过R1的电流,电流表A1测量干路电流;R1是气敏电阻,R2是定值电阻,天然气泄漏,天然气浓度的升高,R1变小,电流表A2示数增大,通过R2的电流不变,所以电流表A1示数增大,则电流表A1等于电流表A2示数与通过R2的电流之和,因电流表A1和电流表A2示数增加量相同,则比值减小。
故答案为:增大;减小;不变。
102.(2023秋•溧阳市期末)将小灯泡L和定值电阻R接在如图甲所示的电路中,其两者的I﹣U关系图像如图乙所示,其中曲线 B (A/B)表示电阻R的I﹣U关系图像;当甲图中电源电压为4V时,流过小灯泡的电流为 0.3 A,当电源电压为 2 V时,电流表示数为0.25A。
【答案】B;0.3;2。
【解析】解:定值电阻R的I﹣U关系图象是一条直线,故选B;
由图甲可知小灯泡L和定值电阻R并联接入电路,电流表测干路电流,
若电源电压为4V,因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,它们两端的电压均为4V,由图象可知此时流过小灯泡的电流为0.3A;
由图乙可知灯泡两端的电压为2V时,通过灯泡的电流为0.2A,电阻两端的电压为2V时,通过电阻的电流为0.05A,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以干路电流:I=IL+IR=0.2A+0.05A=0.25A,
所以电流表示数为0.25A时电源电压为2V。
故答案为:B;0.3;2。
103.(2022秋•秦淮区期末)如图所示,电源电压不变,R1=3Ω,R2=4Ω,R3=5Ω。只闭合S,电流表A1、A2示数之比为 1:1 ,电压表V1、V2示数之比为 3:8 ;再闭合S1、S2,电流表A1、A2示数之比为 4:7 ,电压表V1、V2示数之比为 1:1 。
【答案】1:1;3:8;4:7;1:1。
【解析】解:(1)只闭合S时,R1与R3串联,电压表V1测R1两端的电压,电压表V2测电源两端的电压,电流表A1、A2均测电路中的电流,
因串联电路中各处的电流相等,
所以,电流表A1、A2示数之比为1:1,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,电压表V1、V2的示数之比:
====;
(2)闭合S、S1、S2时,R1与R2并联,电流表A1测R1支路的电流,电流表A2测干路电流,电压表V1、V2均测电源两端的电压,
因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,电压表V1、V2示数之比为1:1,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,电流表A1、A2示数之比:
======
故答案为:1:1;3:8;4:7;1:1。
104.(2023秋•海门市期末)物理兴趣小组的同学们想探究通过导体的电流与电压的关系。实验室有:电源、电压表、电流表、滑动变阻器、规格不同的定值电阻、开关和导线等器材各若干供同学们选择,实验用电路如图a所示。
(1)图b是某组同学尚未完成连接的实物电路,请你用笔画线代替两根导线完成连接(连线不交叉).要求:滑动变阻器的滑片P向A端移动,电压表示数变大。
(2)连好电路闭合开关,发现电流表示数较大、电压表示数为零,则电路故障原因可能是 B
A.电压表的量程选大了B.电阻R0发生了短路
C.滑动变阻器发生了断路D.滑动变阻器发生了短路
(3)他们排除故障后继续实验,测得多组数据记录在下表中,在给定的坐标纸上作出图象,分析得出了结论。请你利用表中数据在图c中作出U﹣I图象,分析图象得出的结论是;在与其他组交流时发现虽然各小组作出的图象都是正确的,但是在相同的坐标纸上有些小组的图象却明显不同,并回答造成这种不同的原因: 选用定值电阻的阻值明显不同 。
实验次数
1
2
3
4
5
电压表
示数/V
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
电流表
示数/A
0.10
0.15
0.2
0.25
0.3
(4)该组同学为了进一步探究电路的性质,他们选择了一个电压可调的电源进行实验。实验所用电路如图d,但电压表位置不详,电阻R1的阻值为3Ω,所用滑动变阻器R2是“10Ω 2A”和“20Ω 2A”中的一个。若某次实验时两表刻度盘上的指针位置如图e所示,此时滑动变阻器接入电路的阻值恰为最大值的一半。请发挥你的聪明才智,通过计算推测他们实验时所用变阻器R2的规格和R2的电压。
【答案】(1);
(2)B;
(3);定值电阻的阻值明显不同;
(4)实验时所用变阻器R2的规格为“20Ω 2A”,R2的电压为2V或10V。
【解析】解:
(1)根据实验电路图应将定值电阻与变阻器串联,电压表测定值电阻两端电压,滑片P向A端移动,电压表示数变大,根据U=IR,说明通过R电流应变大,故变阻器阻值变小,应将A接线柱接入电路中,如下图所示:
;
(2)根据电路图电压表测量灯泡两端电压,电流表测量电路电流;
A、如果是电压表的量程选大了,电压表指针摆较小,不会为0,不符合题意;
B、如果电阻R0发生了短路,电流表有示数,电压表示数为零,符合题意;
C、如果是滑动变阻器断路,即电路为断路,电流表、电压表都无示数,不符合题意;
D、如果滑动变阻器短路,电路中电流将会很大,电流表、电压表都有示数,不符合题意。
故选B;
(3)由表格数据描点连线作出I﹣U图象,如下图所示:
实验中各小组所使用的定值电阻的阻值可能各不相同,探究电流与电压的关系时应控制电阻的阻值不变,采用不同的定值电阻进行探究时,相同电压下的电流不同,做出的I﹣U图象不同;
(4)由图e,电流表和电压表因不知道量程的使用情况,讨论:
若电流表和电压表都使用小量程时,读出分别为IA=0.2A,UV=2.6V;
若电流表和电压表使用大量程,读出分别为I′A=1A,U′V=13V,
①若电流为0.2A,则R1两端电压:U1=IAR1=0.2A×3Ω=0.6V,
滑动变阻器接入电路的阻值恰为最大值的一半,
若使用的是规格是“10Ω 2A”,则U变=IAR变=0.2A×5Ω=1V,
若使用的是规格是“20Ω 2A”,则U变=IAR变=0.2A×1Ω=2V,根据电压表可能的读数,
可判断,电压表不是测R1也不是测R2两端电压,所以电压表只能测量电源的电压;
根据串联电路的电压特点:U=U1+U变=0.6V+U变,根据电压表可能的读数,则使用“20Ω 2A”恰好符合电压表示数为2.6V,R2两端的电压为2V;
②若电流为1A,则R1两端电压:U′1=IAR1=1A×3Ω=3V,
若使用的是规格是“10Ω 2A”,则U′变=I′AR变=1A×5Ω=5V,
若使用的是规格是“20Ω 2A”,则U′变=I′AR变=1A×10Ω=10V,根据电压表可能的读数,
可判断,电压表不是测R1也不是测R2两端电压,所以电压表只能测量电源的电压;
根据串联电路的电压特点:
U=U′1+U′变=3V+U′变,根据电压表可能的读数,则使用“20Ω 2A”恰好符合电压表示数为13V,R2两端的电压为10V。
故无论哪种情况,实验时所用变阻器R2的规格为“20Ω 2A”,R2的电压为2V或10V。
故答案为:(1);
(2)B;
(3);定值电阻的阻值明显不同;
(4)实验时所用变阻器R2的规格为“20Ω 2A”,R2的电压为2V或10V。
105.(2023秋•句容市期末)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;(在图中连导线)
(2)先接入12Ω定值电阻,闭合开关,移动变阻器的滑片P至合适位置,电压表的示数如图乙所示,示数为 2.4 V,记下电流表的示数;
(3)断开开关,将12Ω电阻换成10Ω后,闭合开关,向 右 (“左”或“右”)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)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: 电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比 ;
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 无 交点(选填“有”或“无”);
(5)若本实验中,保持电压表示数如图乙所示,电源电压可调,则电源电压可取的最大值为 6.4 V。
【答案】(1);(2)2.4;(3)右;电压;(4)①电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比;②无;(5)6.4。
【解析】解:(1)由题知滑片P向左滑动时,变阻器接入电路的电阻变大,因此应该用导线连接到滑动变阻器的右下方接线柱,如下图所示:
;
(2)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,电压表用的小量程,分度值为0.1V,示数为2.4V;
(3)断开开关,将12Ω电阻换成10Ω后,闭合开关,电阻减小,根据串联分压的规律可知,其分得的电压减小,此时电压表的示数会小于2.4V;
将12Ω的定值电阻换成10Ω的定值电阻,在探究电流与电阻的关系实验中,应控制定值电阻两端的电压不变,根据串联电路电压的规律可知,应减小滑动变阻器分得的电压,由分压原理可知需减小滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片P应向右端移动,使电压表的示数与前一次相同;
(4)①由图丙可知,0.6A×4Ω=0.4A×6Ω=0.3A×8Ω=0.2A×12Ω=2.4V,为一定值,故可得出的结论:电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比;
②因为电源电压不变,而实验中定值电阻的电压需保持不变,则滑动变阻器的电压也不变,本实验中变阻器分得的电压UP=U﹣UV=4.5V﹣2.4V=2.1V,即变阻器分得的电压始终不等于定值电阻两端的电压,根据串联分压规律知,变阻器RP的阻值始终不等于定值电阻的阻值,则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,会发现曲线B与曲线A无交点;
(5)在探究电流与电阻的关系实验中,电阻两端电压始终保持2.4V不变,小明想让4Ω、6Ω、8Ω、10Ω、12Ω的定值电阻都能使用,
根据串联电路的规律和分压原理可知,当滑动变阻器阻值最大时,电源电压最大,此时==,可得U滑=4V,所以电源电压为6.4V。
故答案为:(1);(2)2.4;(3)右;电压;(4)①电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比;②无;(5)6.4。
106.(2023•张家港市期末)小红用伏安法测电阻,实验电路如图甲所示。
(1)该实验的实验原理是 R= ;
(2)连接好电路,开关S刚闭合,电压表、电流表立即偏转较大,则该操作过程中不妥之处是 闭合开关前,滑动变阻器滑片没有置于最大阻值处 ;
(3)小红在实验中的某次测量,电压表与电流表的读数如图乙所示,则此时待测电阻的阻值为 8 Ω;接下来她的操作是 移动滑动变阻器的滑片,改变电阻两端的电压,进行再次测量 ;
(4)实验中,如果电压表突然损坏,已知滑动变阻器的最大阻值为R,电源电压保持不变,但电源电压未知,实验电路图已设计如图丙所示,请根据实验过程写出U、Rx的表达式。实验过程:
①先将滑片移至最右端,测出此时的电流I1,则电源电压U=I1Rx;
②再将滑片移至最左端,测出此时的电流I2,则电源电压U= I2(Rx+R) ;
③Rx的表达式:Rx= •R 。
拓展:通过小红的实验,大家对测电阻的讨论很热烈,纷纷设计了单表测电阻的电路图(R0为已知阻值的定值电阻),下列方案中不能测出Rx阻值电路是 D 。
【答案】(1)R=;(2)闭合开关前,滑动变阻器滑片没有置于最大阻值处;(3)8;移动滑动变阻器的滑片,改变电阻两端的电压,进行再次测量;(4)②I2(Rx+R);③•R;拓展:D。
【解析】解:(1)用伏安法测电阻的原理是R=;
(2)连接好电路,开关S刚闭合,电压表、电流表立即偏转较大,说明电路电流很大,电路电阻很小,因此该操作过程中不妥之处是闭合开关前,滑动变阻器滑片没有置于最大阻值处;
(3)电压表与电流表的读数如图乙所示,电压表选用小量程,分度值为0.1V,电压为2.4V,电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流为0.3A,由欧姆定律,则此时待测电阻的阻值为:R===8Ω;
为减小实验误差,需进行多次测量,完成第一次测量后,接下来的操作是移动滑动变阻器的滑片,改变电阻两端的电压,进行再次测量;
(4)实验过程:
①先将滑片移至最右端,此时电路为待测电阻Rx的简单电路,测出此时的电流I1,
由欧姆定律可得,电源电压:U=I1Rx;
②再将滑片移至最左端,待测电阻Rx与变阻器的最大阻值串联,测出此时的电流I2,
根据电阻的串联和欧姆定律可得,则电源电压:U=I2(Rx+R);
因电源电压不变,故有:U=I1Rx=I2(Rx+R),
则待测电阻的表达式:Rx=•R;
拓展:A、开关S闭合时,R0短路,电压表测量电源电压;
开关S断开时,电压表测量Rx两端的电压;
根据串联电路总电压等于各分电压之和,可求出R0两端的电压,根据I=求出通过R0的电流;
根据串联电路电流处处相等,通过Rx电流等于通过定值电阻电流Ix=I0,根据Rx=可求出Rx电阻,故A不符合题意;
B、由电路图可知,当S断开时,电路为R0的简单电路,电流表测R0的电流,根据欧姆定律可求电源的电压;
当开关S闭合时R0、Rx并联,电流表测总电流,R0的电压始终为电源电压保持不变,由并联电路电流特点可求得通过Rx的电流,并且Rx两端电压等于电源电压,所以可以根据Rx=可求出Rx阻值,故B不符合题意;
C、由电路图可知,当开关S闭合时,电路为R0的简单电路,电流表测电路中的电流,根据欧姆定律求出电源的电压;
当开关S断开时两电阻串联,电流表测串联电路的电流,根据欧姆定律求出电路的总电阻,再根据电阻的串联可以求出Rx阻值,故C不符合题意;
D、开关S闭合时,Rx短路,电压表测量电源电压;开关S断开时,电压表测量电源电压;所以无法得到电路中电流,所以不能计算出Rx的值,故D符合题意。
故选:D。
故答案为:(1)R=;(2)闭合开关前,滑动变阻器滑片没有置于最大阻值处;(3)8;移动滑动变阻器的滑片,改变电阻两端的电压,进行再次测量;(4)②I2(Rx+R);③•R;拓展:D。
107.(2022秋•兴化市期末)用如图甲所示的电路可以测量一个未知电阻的阻值,该电路中Rx为待测电阻,R为电阻箱(符号为),S为单刀双掷开关,R0是阻值为50Ω的定值电阻。某同学用该电路进行实验,主要步骤有:
A.把开关S接到b点,调节电阻箱,使电流表的示数为I;
B.读出电阻箱的示数R;
C.把开关S接到a点,读出电流表的示数为I;
D.根据电路图连接电路,将电阻箱的阻值调至最大。
(1)上述步骤的合理顺序是 DCAB (只填写序号)。
(2)电路中接入电阻R0的目的是 保护电路 。
(3)在步骤A中,调节如图乙所示电阻箱的四个旋钮时,最先调节的是“ ×1000 ”(填旋钮下方数字),并沿合理的旋转方向调节旋钮。若电阻箱调节好后示数如图乙所示,则待测电阻的阻值为 47 Ω。
(4)若将定值电阻R0换成最大阻值为50Ω的滑动变阻器,关于滑动变阻器的作用下列说法正确的是 C 。
A.若步骤A中难以使电流表示数为I,可调节滑动变阻器实现
B.仅能作为阻值为50Ω的定值电阻使用
C.可以改变步骤C中的电流表示数,便于实验读数
D.滑动变阻器接入电路中阻值最大可保护电路,步骤D中电阻箱的阻值无需调至最大
(5)根据上述测量方法,只用电压表也能测量待测电阻,请在丙图中画出电压表的连接。
【答案】(1)DCAB;(2)保护电路;(3)×1000;47;(4)C;(5)。
【解析】解:(1)连接电路时,应将变阻箱旋钮旋到阻值最大处,保护电路,电源电压不变,开关连接到a,先测量流过未知电阻的电流,再将开关连接到b点,调节变阻箱的阻值,使流过电阻箱的电流与流过未知电阻的电流相等,则电阻箱的阻值为未知电阻的阻值,所以合理的顺序是DCAB;
(2)电路中接入电阻R0的目的是保护电路,为了避免开关闭合时,电路中电流过大,烧坏用电器,所以闭合开关前将电阻箱调到阻值最大处,同时为了避免调节变阻箱时,电路中电流过大,在电路中接入电阻R0保护电路;
(3)调节变阻箱的原则是先大后小,所以最先调节“×1000”的旋钮。由图可知,变阻箱的阻值为4×10Ω+1×7Ω=47Ω;
(4)A、步骤A中,电流表的示数是根据步骤C中电流表的示数调节的,要通过调节电阻箱的阻值大小使电流表的示数为I,故A错误;
B、可以通过调节滑动变阻器的阻值,使电路中电流表方便读数,故B错误;
C、开关S接a时,电流表测电路中的电流,可以通过调节滑动变阻器的阻值,使开关S接b时,方便电流表读数,减小误差,故C正确;
D、在开关闭合前,滑动变阻器要调到阻值最大处,步骤D中电阻箱的阻值调至最大可以保护电路,故D错误。
故选C。
(5)开关S接a时,未知电阻Rx与R0串联,电压表测量电阻Rx的电压,记录此时电压表的示数为U0,将开关S接b,未知电阻R与R0串联,电压表测量电阻箱的电压,调节电阻箱的旋钮,使电压表的示数与U0相同,则此时电阻箱的阻值就是未知电阻的阻值。电路连接如图所示:。
故答案为:(1)DCAB;(2)保护电路;(3)×1000;47;(4)C;(5)。
108.(2023秋•鼓楼区期末)用过氧乙酸对教室内空气进行熏蒸消毒。某小组为了测量教室空气中过氧乙酸气体的浓度,用电压表改装成检测仪,如图甲所示。已知电源电压为6V,定值电阻R0的规格是“3Ω 0.4A”,电压表的量程为“0~3V”,过氧乙酸气体传感器Rt的阻值随过氧乙酸气体浓度ρ的变化关系如图乙所示。
(1)按要求,ρ>0.1g/m3才能达到消毒要求。当电压表的示数为0.9V时,通过计算判断教室内过氧乙酸气体的浓度是否达到消毒要求;
(2)该检测仪处在所能测量的最大值状态下工作时,求过氧乙酸气体传感器R1的阻值;
(3)若检测仪所能测量的最大值调整为0.45g/m3,此时电压表指针刚好偏转到最大刻度,需将R0的规格“3Ω 0.4A”更换为“ 5Ω 0.6A ”;
(4)检测仪长时间使用后,小组未及时更换新电池,则测量值会 偏小 (选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
【答案】(1)当电压表的示数为0.9V时,教室内过氧乙酸气体的浓度能达到消毒要求;
(2)该检测仪处在所能测量的最大值状态下工作时,过氧乙酸气体传感器Rt的阻值为12Ω;
(3)5Ω 0.6A。
(4)偏小。
【解析】解:由图甲可知,定值电阻R0与过氧乙酸气体传感器Rt串联接入电路,电压表测量定值电阻R0两端的电压,由图乙可知,当过氧乙酸气体浓度越大时,过氧乙酸气体传感器Rt的越小,根据串联电路电阻规律可知电路中的总电阻变小,根据欧姆定律可知,电路中的电流变大,根据U=IR可知,定值电阻R0两端的电压变大;
(1)当电压表的示数为U1=0.9V时,通过电阻R0的电流I0===0.3A,
根据串联电路电流规律可知,电路中的电流I=I0=0.3A,
电路中的总电阻R===20Ω,
传感器的阻值Rt1=R﹣R0=20Ω﹣3Ω=17Ω,
查图乙知,此时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)检测仪处在所能测量的最大值状态下工作时,Rt最小,电路中电流最大,R0允许通过的最大电流,
Imax=0.4A,R0两端的电压U0′=ImaxR0=0.4A×3Ω=1.2V<3V电压表安全,过氧乙酸气体传感器Rt的阻值:
Rt′====12Ω;
(3)由图乙知,若检测仪所能测量的最大ρ值调整为0.45g/m3时,传感器Rt的阻值为5Ω,电压表的量程为0~3V,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,所以过氧乙酸气体传感器Rt两端的电压URt′=U﹣U0′=6V﹣3V=3V,此时通过氧乙酸气体传感器Rt的电流IRt′===0.6A,
通过定值电阻的电流I0′=IRt′=0.6A,定值电阻的阻值R0′===5Ω,此时电路中的最大电流为0.6A,故需重新选用“5Ω 0.6A”的定值电阻。
(4)检测仪长时间使用后,因电源电压变小,根据I=可知,R0两端的电压偏小,由于过氧乙酸气体浓度越大时定值电阻R0两端的电压越大,所以测量值会偏小。
答:(1)当电压表的示数为0.9V时,教室内过氧乙酸气体的浓度能达到消毒要求;
(2)该检测仪处在所能测量的最大值状态下工作时,过氧乙酸气体传感器Rt的阻值为12Ω;
(3)5Ω 0.6A。
(4)偏小。
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