内容正文:
第四章电路探秘综合复习(一)
一、选择题(共15题)
1.在下图所示的电路中的AB两点间接入一个滑动变阻器,若要求滑片P向右端滑动时灯泡L逐渐变暗,则下列滑动变阻器中接法符合要求的是( )
A. B.
C. D.
2.如图所示电路,电源电压恒定,的阻值不为零,当开关S1闭合,S2断开时,电压表的示数为6V,当开关S1、S2都闭合时,电压表的示数可能为( )
A.6V
B.8V
C.9V
D.11V
3.“天宫课堂”中,航天员们展示了很多有趣的实验。下列实验能在失重的空间站内完成的是( )
A.用伏安法测电阻 B.验证植物根的向地性
C.进行粗盐的提纯 D.放入水中的乒乓球上浮
4.滑动变阻器的滑片移动时,接入电路的电阻发生变化的原因是( )
A.通过滑动变阻器的电流发生变化 B.加在滑动变阻器两端的电压发生变化
C.连入电路的电阻丝长度发生变化 D.接入电路的电阻丝的横截面积发生变化
5.电水壶加热水至沸腾后,水蒸气推动蒸汽开关S1断开,指示灯熄灭,电热丝停止工作。为防止蒸汽开关失效时出现安全隐患,位于发热盘底部还有一个温控开关S2,在一定温度下断开,停止加热,指示灯熄灭。下列符合上述要求的是( )
A. B.
C. D.
6.根据欧姆定律可导出公式,下列对此公式的理解,正确的是( )
A.导体电阻和它两端的电压成正比
B.导体电阻和通过它的电流成反比
C.同一个导体两端的电压增大几倍,通过它的电流也增大几倍,电压和电流的比值不变
D.以上说法都正确
7.如图所示电路,甲、乙是电学仪表,闭合开关S后,灯泡L1、L2均正常发光,则( )
A.甲、乙都是电流表
B.甲、乙都是电压表
C.甲是电流表,乙是电压表
D.甲是电压表,乙是电流表
8.小科在实验室里连接了如图所示的电路,对此电路的认识,正确的是( )
A.小灯泡并联,电压表测电源电压 B.小灯泡串联,电压表测L2的电压
C.若灯L1短路,则电压表示数为零 D.若灯L2短路,则电压表示数为3V
9.在探究“通过导体中的电流与电阻之间关系”的实验中,实验器材:电源(4.5V)、电流表(量程0-0.6A)、电压表(量程0-3V)、三个定值电阻(R1=5Ω,R2=10Ω,R3=20Ω),滑动变阻器R标有“30Ω1A”字样,如图所示,当在a、b两点间接入定值电阻R1,闭合开关,移动滑片P,使电压表示数为2.5V,读出电流表的示数。断开开关,将R1换成R2后,接下来应该进行的操作是( )
A.闭合开关,直接读数电流表的示数
B.闭合开关,将滑片P向左移动,保持电压表示数2.5V不变
C.闭合开关,将滑片P向右移动,保持电压表示数2.5V不变
D.将滑片移动至阻值最大的位置后再闭合开关
10.如图甲所示的电路中,当闭合开关后,两个电压表指针偏转均如图乙所示,则电阻R1和R2两端的电压分别为
A.4.8 V,1.2 V B.6 V,1.5 V C.1.5 V,6 V D.1.2 V,4.8 V
11.2023年实验考试“探究串联电路的电压关系”,某同学按如图a所示连接电路。闭合开关后,用电压表分别测量、、三处电压,关于在实验过程中出现的情况,下列说法正确的是( )
A.实验操作、读数正确,三次测量结果可能会出现
B.测出间电压后,保持b不动,将a改接到c,可以测出
C.连接好电路,闭合开关后电压表示数如图b所示的情况,必须将电压表校零
D.实验时电压表示数,且示数不为0,一定是a、b之间发生了断路
12.如图所示,为了使滑动变阻器的滑片P向左移动时,灯泡变亮,则图中导线的E端应接在滑动变阻器的 ( )
A.A接线柱上 B.B接线柱上
C.C接线柱上 D.D接线柱上
13.如图所示四个电路中,已知电阻R的阻值和电源电压,根据已知条件和电表的示数能测出电阻Rx阻值的电路是( )
A. B. C. D.
14.如图所示,测量小灯泡电功率的电路图,电源电压恒为6V,电流表量程0~0.6A,电压表量程0~3V,滑动变阻器规格“50Ω 1A”,小灯泡规格“2.5V 0.625W”,若不考虑小灯泡阻值随温度的变化,小灯泡两端电压不允许超过额定值,闭合开关,下列说法正确的是( )
A.滑片向右滑动,电流表示数变小,电压表示数变大 B.电路的最大电功率是2.5W
C.滑动变阻器的阻值允许调节的范围是24~50Ω D.电流表的示数变化范围是0.1~0.25A
15.教室装有CO2通风机M,手动闭合开关S1,CO2浓度达到一定值时自动闭合开关S2. 只有开关S1闭合,CO2浓度达到一定值时通风机才工作,下列图中,哪个电路图是正确的( )
A. B.
C. D.
二、填空题(共5题)
16.如图所示电路中:若使L1、L2并联,则应闭合开关 若同时闭合开关 ,电源短路,这是不允许的。
17.如图所示电路,电源电压为3V,小灯泡L1和L2的连接方式为 联;L1两端的电压为 V;若L1损坏,则L2 (填“能”或“不能”)正常发光。
18.智能手机上已普遍使用电容触摸屏,但曾经电阻屏也占据一部分市场,如图所示,电阻触摸屏在竖直方向上相当于一根电阻丝,触摸P点时电阻丝被分为上、下两部分,电阻分别为R1、R2。电源电压不变,当触摸点在竖直方向移动时,若测得R1两端电压减小,则R1阻值 ,触摸点P到屏下端的距离 。(均选填“增大”“减小”或“不变”)
19.某同学利用如图电路,探究“导体电阻的大小与其横截面积的关系”,图中甲、乙、丙是镍铬合金丝,甲、乙长度相同,乙、丙粗细相同。实验中,根据 判断接入M、N两点间电阻的大小,应选用的镍铬合金丝为 (填“甲和乙”、“乙和丙”或“甲和丙”)。
20.在“测量小灯泡和定值电阻的阻值和电功率”实验中,科学兴趣小组根据测得的电流和电压数据绘制了如图甲中A、B的I-U图像,则定值电阻阻值大小为 。现将小灯泡L和定值电阻R连成如图乙电路,电源电压恒为8V,则图乙电路消耗的总功率大小为 。
三、探究题(共5题)
21.某班同学在研究“电流跟电阻的关系”时,设计的电路如图所示。选用器材有:电源(电压恒为6V)、电流表(量程选用0∼0.6A)、电压表(量程选用0−3V)、滑动变阻器R2(20Ω 2A),开关各一只,导线若干,电阻(阻值为5Ω、8Ω、10Ω、12Ω、24Ω各一只)。
(1)根据电路图将实物图补充完整 (导线不能交叉)。
(2)连接好电路后,闭合开关,发现电流表无示数,电压表有示数,滑动滑动变阻器,示数不变,其可能原因是 。
A. R1短路 B.R1断路 C. 滑动变阻器R2短路 D.滑动变阻器R2断路
(3)排除故障后,电压表和电流表示数如图所示,则R1的电阻是 欧。
(4)在探究电流跟电阻的关系时,测量一组电流、电阻值后,改变R1阻值,闭合开关,在读出并记录第二组电流、电阻值前,应先进行的操作是 。
(5)为了实验器材的安全和实验顺利进行,改变R1阻值时,在5Ω、8Ω、10Ω、12Ω、24Ω的供选电阻中,不能选用的电阻是 Ω。
22.小科做“探究导体中电流跟电阻的关系”实验,器材有:学生电源(电压恒为6V),电流表,电压表,定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω各1个),滑动变阻器R1(20Ω 3A)、R2(50Ω 2A),开关,导线若干等,实验电路如甲所示,根据实验数据作出了如图乙所示的I-R图像。
(1)请用笔画线代替导线,用2条导线将图甲所示电路连接完整;( )
(2)关于本实验中滑动变阻器的作用,一方面是保护电路,另一方面是移动滑动变阻器,使 保持不变;
(3)为确保每个电阻都能用于实验中,应选择的滑动变阻器是 (填“R1”或“R2”);
(4)分析图乙可得出本实验的结论是 ;
(5)根据实验目的,实验中要控制电阻两端的电压不变,本实验中定值电阻两端的电压可以控制到 。
A.1.0V B.1.5V C.1.8V D.2.2V E.2.8V
23.兴趣小组同学想要探究电流与电压、电阻的关系。小明设计了图甲的电路图,并连接实物进行实验。
(1)闭合开关后,小明发现灯泡不亮,两电表示数如图乙,此时电路故障是 ;
(2)排除故障后,小明将实验中记录的数据绘制成在坐标图中(图丙)。小明不能得出电流与电压成正比的原因是 ;
(3)图丁是组内其他同学利用5Ω、10Ω、20Ω定值电阻进行实验后所绘制的图像。小明发现,分析图像能得到“当导体两端电压一定时,通过导体的电流与导体电阻呈反比”这一规律。小明分析的过程是 。
24.如图甲是小明同学安装好的直流电动机模型:
(1)在安装该模型时要按照 (选填“由外向内”或“由内向外”)的顺序安装;
(2)为了使组装的电动机模型能够正常运转,小明在安装时还应注意以下几点,其中正确的是 (选填符号);
A.要尽量减小轴与轴架之间的摩擦
B.电刷与换向器的接触松紧要适当
C.不要使各元件因安装不当而产生形变
D.每一只固定螺钉均不能拧紧
(3)小明把安装好的电动机、变阻器、电源和开关串联起来进行实验,如图乙所示;
①用笔画线代替导线完成图乙中实验器材的连接 (要求滑片向左移,电动机转速变慢);
②若开关闭合,线圈不转,用手轻轻一拨,线圈就转动起来,则原来线圈不转的原因可能是 ;
(4)图甲中换向器A的作用是 。
25.某兴趣小组的同学欲采用以下的实验器材探究串联电路电压的特点。
(1)请在答题卷的框中画出对应的电路图。( )
(2)连接好电路,闭合开关发现两灯都不亮,电压表指针有明显偏转,则故障是: 。
(3)某同学在测量了L1两端的电压后,断开开关,然后将AE导线的A端松开,接到D接线柱上,测量小灯泡L2两端的电压,这一做法存在的问题是 。
四、解答题(共5题)
26.如图所示为升降机电路的部分原理图,电源电压恒定为,为定值电阻,电压表量程为,压敏电阻的阻值与所受压力大小F的关系如下表:
压力大小
0
1000
2000
3000
4000
……
压敏电阻
200
160
120
80
40
……
(1)若在升降机地板上放置一个物块,静止时电压表示数为,当升降机匀速下降时,电压表示数 (填“大于”“等于”或“小于”);
(2)压敏电阻不受压力时,电压表示数为,求定值电阻的阻值;
(3)在电路正常工作时,求此压敏电阻能承受的最大压力;
(4)在不改变电表的条件下,要增大压敏电阻的承压范围,应如何调整?(写出一条)
27.(1)某饮水机的电路如图所示,水沸腾前,饮水机处于加热状态,此时温控开关1和2都处于闭合状态,则此时红灯、绿灯和加热管的工作情况是: ;水沸腾后,温控开关1和2都断开,此时绿灯和红灯都发光,但绿灯远比红灯亮(看上去相当于绿灯亮,红灯灭),加热管不工作;已知流过灯的电流和其两端的电压的乘积越大,灯泡越亮,则红、绿指示灯电阻 R红、R绿应满足的条件: 。
(2)上图甲是某型号高温高压蒸汽消毒锅,图乙为自动测定锅内温度的电路原理图。其中R0为定值电阻,阻值为 5欧,电流表为温度指示表(实质是一只量程为 0~0.6A的电 流表),Rx(测温探头)为热敏电阻(其电阻值随锅内温度的变化而变化)。热敏电阻的阻值 与温度的对应关系如下表所示:
①锅内温度为75℃时电流表的示数为0.24A,求电源的电压U。
②若锅内温度为125℃时电流表示数达到最大,求此时热敏电阻 Rx的阻值。
28.如图甲所示,电源两端电压为12V且保持不变。
(1)将图乙的R0接入MN中,电流表的读数为0.4A,求R0的大小。
(2)现有滑动变阻器R1的铭牌模糊不清,但实验室只有三种规格:“20Ω,1.5A”、“50Ω,1A”和“50Ω,1.5A”。通过将滑动变阻器Rx与R0以不同的方式连接并接入MN中,观察到不同连接方式中电流表示数最大为1.9A,最小为0.15A,请通过计算判断Rx的规格。
(3)将R0取下,并将图丙C、D分别与M、N相连,当开关S、S1闭合,S2断开,滑动变阻器R3的滑片移到A端时,电流表的示数为I1;当开关S、S1、S2都闭合,滑动变阻器R1的滑片移到B端时,电流表的示数为I2,电压表示数为U1:当开关S闭合,S1、S2都断开,滑动变阻器R3的滑片在中点时,电压表的示数为U2;已知R1=20Ω,U1:U2=3:2,I1=I2,控制开关断开、闭合和移动滑片,求此电路消耗的最小功率。
29.拓展课上同学们设计了测量身高体重的装置,原理如图甲装置中的身高仪和体重仪均由电流表改装而成其中压敏电阻R的阻值随体重变化如图乙。
(1)某同学质量为50千克,每只脚的面积为200平方厘米,他双脚着地站立在水平地面时,对地面的压强为 帕
(2)该装置由于长期使用导致电源电压减小,则测量值与实际值相比,下列叙述正确的是
A.身高L偏大,体重G偏小 B.身高L偏大,体重G偏大
C.身高L偏小,体重G偏小 D.身高L偏小,体重G偏大
30.青少年体重超标正逐渐成为一个社会问题,健康瘦身早已成为一种时尚。为了经常测量体重,小宇家中买了一台电子体重计,其简化原理图如甲所示,它主要由三部分构成:带踏板的压力杠杆ABO(水平)、压力传感器R(电阻值会随其所受压力大小发生变化)和显示体重大小的仪表A(实质是量程为0~100mA的电流表)。已知定值电阻R0=40Ω,AB:BO=7:1,压力传感器R的电阻值与所受压力关系如乙图所示,若杠杆组件的质量忽略不计,电源两端电压为12V且保持不变,在开关闭合时,请回答下列问题:
(1)当电流表的电流为50mA时,压力传感器R两端的电压为多少?
(2)小宇在某次测体重时,压杆对压力传感器R压力为120N且持续时间为40s,求在这40s内体重计消耗的电能为多少?
(3)该体重计的最大称量是多少千克?
试卷第1页,共3页
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参考答案:
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
D
B
A
C
A
C
D
B
D
C
题号
11
12
13
14
15
答案
A
A
C
D
D
1.D
【详解】A.此选项中,变阻器滑片的右侧接入电路,故当滑片向右移动时,电阻丝变短,电阻变小,灯泡变亮,故A不符合题意;
B.此选项中,变阻器的全部电阻丝接入电路,故当滑片向右移动时,电阻不变,灯泡亮度不变,故B不符合题意;
C.此选项中,变阻器滑片的右侧接入电路,故当滑片向右移动时,电阻丝变短,电阻变小,灯泡变亮,故C不符合题意;
D.此选项中,变阻器滑片的左侧接入电路,故当滑片向右移动时,电阻丝变长,电阻变大,灯泡变暗,故D符合题意。
故选D。
2.B
【详解】当开关S1闭合,S2断开时,电阻R1、R2、R3串联,电压表测量的是电阻R2两端的电压等于6V,此时电路中的电流为
则电阻R1两端的电压
U1=IR1=0.3A×10Ω=3V,
此时电阻R3两端的电压
U3=U−3V−6V=U−9V;
当开关S1、S2都闭合时,电阻R1被短路,电压表仍然测量的是电阻R2两端的电压,但是电路的总电阻减小,总电流增大,电压表的示数会增大。因此电压表示数会大于6V。但是电阻R3两端的电压U3也会增大,电源电压不变,一开始
U3=U−3V−6V=U−9V,
故此时电压表的示数会小于9V。
综上分析,电压表的示数大于6V小于9V,故选项中只有8V符合要求。
故选B。
3.A
【详解】A.用伏安法测电阻,需要用电压表测量电阻两端的电压,电流表测量通过电阻的电流,与重力无关,可以在失重的空间站内完成,故A符合题意;
B.植物的根具有向地性,在完全失重的状态下,根的向地性消失,故进行植物根的向地性实验不能演示成功,故B不符合题意;
C.失重状态,不能用过滤法分离食盐和泥沙,故进行粗盐提纯实验不能到达预期实验效果,故C不符合题意;
D.在失重的空间站内,乒乓球和水不受重力,乒乓球在水中没有受到浮力,不会上浮,故D不符合题意。
故选A。
4.C
【详解】滑动变阻器的滑片P滑动时,接入电路的电阻丝的长度发生变化,导致电路中电流变化,导致滑动变阻器两端电压都发生变化,接入电路的电阻发生变化的原因是电阻丝长度的变化,电阻发生变化的结果是电路电流变化和滑动变阻器两端的电压的变化。整个过程中电阻丝的横截面积都没有变化。
故选C。
5.A
【详解】根据题意知道,电水壶加热水至沸腾后,水蒸气推动蒸汽开关S1断开,指示灯熄灭,电热丝停止工作,这说明开关S1能控制整个电路;发热盘底部还有一个温控开关S2,在一定温度下断开,停止加热,指示灯熄灭;这说明开关S2能控制整个电路;所以两个开关是串联在电路中的,且指示灯与电热丝串联,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
6.C
【详解】ABD.导体电阻的大小与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,与导体两端电压和通过电流无关,故ABD错误;
C.由欧姆定律得出,若知道导体两端的电压和导体中的电流,我们可以计算导体的电阻;导体两端的电压增加几倍,导体中的电流也增加几倍,但电压和电流的比值不变,故 C正确。
故选C。
7.D
【详解】A.甲、乙都是电流表,则会造成电源短路,故A不符合题意;
B.甲、乙都是电压表,由于电压表电阻很大,电路中电流几乎为零,灯泡不发光,故B不符合题意;
C.如果甲是电流表,乙是电压表,电压表串联在电路中了,电阻很大,则两灯泡都不能发光,故C不符合题意;
D.如果甲是电压表,乙是电流表,则电流分别经灯L1和L2回负极,两灯都能发光,即灯L1和L2并联,故D符合题意。
故选D。
8.B
【详解】AB.由电路图知道,只有一条电流路径,故灯泡L1、L2串联,电压表并联在L2两端,测量L2两端的电压,故A错误,B正确;
C.由电路图知道,若灯L1短路,则电压表示数为电源电压,故C错误;
D.由电路图知道,若灯L2短路,则电压表也被短路,其示数为0,故D错误。
故选B
9.D
【详解】在探究“通过导体中的电流与电阻之间关系”的实验中,应改变定值电阻的大小,控制定值电阻两端的电压大小不变,比较电流与电阻的关系。
在a、b两点间接入定值电阻R1,闭合开关,移动滑片P,使电压表示数为2.5V,则变阻器的电压U滑=4.5V﹣2.5V=2V,根据分压原理,,滑动变阻器连入电路中的电阻R滑=×5Ω=4Ω;
当断开开关,将R1换成R2后,假设闭合开关,电路中的电流I==0.32A,定值电阻R2两端的电压U2=IR2=0.32A×10Ω=3.2V>3V,超过电压的量程。
A、B、C、直接闭合开关,实际电压超过电压表的量程,均错误;
D.先将滑片移至滑动变阻器阻值最大的位置后再闭合开关,根据分压原理,此时定值电阻分得的电压U2=1.125V<2.5V(滑片再向左移动,使定值电阻的电压为2.5V)。正确。
故选:D。
10.C
【详解】由图知,闭合开关后两电阻串联,,电压表V2测总电压,电压表V1测R2的电压;根据串联电路的电压规律:U=U1+U2;所以V2的示数应大于V1的示数,而两个电压表指针位置相同,说明两表所选量程不同; V2测总电压,使用的是大量程,故读数为7.5V,即电源电压U=7.5V;
V1测R2的电压,使用的是小量程,故读数为1.5V,所以R1两端的电压为7.5V-1.5V=6V;
故C符合题意。
11.A
【详解】A.若出现Uac≠Uab+Ubc,即Uab+Ubc与Uac间电压不相等,但在测量误差允许的范围内,可以得出:串联电路两端的总电压各用电器两端电压之和,故A正确;
B.用电压表测出Uab间电压后,保持b不动,将a改接到c,虽然电压表此时与L2并联,但电流从电压表负接线柱流入,闭合开关后,电压表指针会反偏,所以不能测出L2两端的电压,故B错误;
C.连接好电路,闭合开关后若电压表的指针指在了0刻度线的左边时,即指针反向偏转,说明电压表正负接线柱接反了,需要将电压表的正负极接线柱互换,故C错误;
D.实验时电压表示数Uab=Uac,且示数不为0,可能是a、b之间发生了断路或b、c间发生了短路,故D错误。
故选A。
12.A
【详解】灯泡变亮说明电流变大,电路中的电流变大,电阻变小,所以滑片要向滑阻下面的接线柱靠近,根据题目中所说“滑片P向左移动时灯泡变亮”,因此要接左边的A接线柱。故选A.
13.C
【详解】A.Rx被电流表短路,所以不能测出电阻,不符合题意。
B.两个电阻并联,电压表的示数即为它们的电压,但无法测出通过Rx的电流,所以不能测出电阻,不符合题意。
C.两个电阻是串联的,电压表测的是Rx的电压值,而电源电压已知,所以可以求出电阻R的电压,利用公式 可以求出通过它们的电流,然后再利用公式求出Rx的电阻,可以测出阻值,符合题意。
D.两个电阻是并联的,所以电压一样,电压可以通过U=IR求出,但无法测出电流,所以不能测出电阻,不符合题意。
故选C。
14.D
【详解】由电路图可知,滑动变阻器与灯泡串联,电压表测灯泡两端的电压,电流表测电路中的电流。
A.当滑动变阻器滑片向右滑动,接入电路中的电阻变大时,根据欧姆定律可知电路中的电流变小,即电流表示数变小;根据U=IR可知灯泡两端的电压变小,即电压表示数变小;故A错误;
BC.根据P=UI可得,灯的额定电流
IL额===0.25A
因串联电路中各处的电流相等,且电流表的量程为0~0.6A,所以,电路中的最大电流为Imax=0.25A,由I=可得,灯泡的电阻
RL===10Ω
电路中的总电阻
Rmin===24Ω
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,滑动变阻器接入电路中的最小阻值
R滑min=Rmin﹣RL=24Ω﹣10Ω=14Ω
滑动变阻器的阻值允许调节的范围是14~50Ω,该电路的最大功率
Pmax=UImax=6V×0.25A=1.5W
故BC错误;
D.当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,灯泡的功率最小,此时电路中的最小电流
Imin===0.1A
则电流表示数的变化范围是0.1A~0.25A,故D正确。
故选D。
15.D
【详解】根据“只有开关S1闭合,CO2浓度达到一定值时通风机才工作”可知,只有两个开关都闭合时,通风机才会工作,即两个开关相互影响,二者应该为串联,然后与通风机串联。
故选D。
16. S1、S2 S1、S2、S3
【详解】[1]若使L1、L2并联,应将两灯首首相连、尾尾相连,即并列接到电源两端,由图知,需闭合开关S1、S2。
[2]若同时闭合开关S1、S2、S3,电流从电源正极流出不经用电器流回电源负极,会造成电源短路,电流过大,会烧坏电源,所以同时闭合开关S1、S2、S3是绝对不允许的。
17. 并联 3 能
【详解】[1]电流从电源的正极出发,分别经过两个灯泡回到电源负极,因此小灯泡L1和L2并联连接;
[2]因为两灯泡并联,电源电压为3V,所以L1两端的电压为3V;
[3]因为并联电路中各支路用电器互不影响,所以L1损坏时,L2能正常发光。
18. 减小 增大
【详解】∵R1、R2串联,
∴通过两电阻的电流相等,
当R1两端电压减小时,
∵U=IR,
∴R1的电阻在减小,
从电路图可以看出R1的电阻减小,应该是增大到屏下端的距离.
19. 电流表的示数大小 甲和乙
【详解】[1]将电阻的大小转换成电流表的示数,电流表示数越大则电阻就越小。
[2]要探究“导体电阻的大小与其横截面积的关系”,就应选材料相同、长度相同,横截面积不同的导体甲和乙。
20. 20Ω 2.4W
【详解】[1][2]定值电阻的I-U图象是正比例函数图象,其I-U图象是B图线,则A图线为灯泡的I-U图象,由电路图乙可知,定值电阻R与灯泡L串联,电流表测电路中的电流,因串联电路中各处的电流相等,且总电压等于各分电压之和,所以,由图象可知,当
I=0.3A、UR=6V、UL=2V
时符合电源电压是8V,则图乙电路的总功率
P=UI=8V×0.3A=2.4W
定值电阻的阻值
R==20Ω
21. B 10 调节滑动变阻器的滑片使电压表的示数不变 24
【分析】(1)根据电表接线柱的连接确定电表选用的量程,根据电路图连接实物图;
(2)若电流表示数为0,灯不亮,说明电路可能断路;电压表示数接近电源电压,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的支路以外的电路是完好的,则与电压表并联的电路断路了;
(3)根据电表量程确定分度值读数,由欧姆定律求电阻大小。
(4)在研究电流与电阻的关系时,应该控制电阻两端的电压不变,是通过移动滑动变阻器的滑片实现的;
(5)当电压表示数最大且R1的阻值最小时电路中的电流最大,根据欧姆定律求出电路中的最大电流然后确定定值电阻是否可行;根据串联电路的电流特点和欧姆定律得出等式即可得出R1阻值的表达式,然后根据电压表的量程和滑动变阻器的最大阻值确定电路中可以使用的最大定值电阻,然后得出答案;
【详解】(1)[1]根据电表接线柱的连接,电流表选用小量程串联在电路中,电压表选用小量程与R1并联,根据电路图连接实物图,如下所示:
(2)[2]A.若R1短路,电压表无示数,电路为通路,电流表有示数,故A不符合题意;
B.若R1断路,电压表串联在电路,电流表没有示数,电压表测电源电压有示数,滑动滑动变阻器,示数不变,故B符合题意;
C.若滑动变阻器R2短路,电压表测电源电压,电流表有示数,故C不符合题意;
D.若滑动变阻器R2断路,则电路断路,两表都没有示数,故D不符合题意。
故选B。
(3)[3]排除故障后,电压表和电流表示数如图3所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流为0.28A;电压表选用小量程,分度值为0.1V,电压大小为2.8V,由欧姆定律,则R1的电阻
(4)[4]要探究电流与电压的关系,必须通过移动滑动变阻器的滑片,来控制电阻两端的电压不变;所以改变R1阻值,闭合开关,在读出并记录第二组电流、电阻值前,应先调节滑动变阻器使电阻R1两端的电压不变,即电压表的示数不变。
(5)[5]当电压表示数最大U1=3V且R1=5Ω时,电路中的电流最大,则有
所以,供选的电阻均可行;因串联电路中总电压等于各分电压之和,则电路中的电流
可得
当U1最大为3V、R2最大为20Ω时,R1的阻值
故24Ω的电阻不符合题意。
22. 电阻两端电压 R2 在导体两端电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比 DE
【详解】(1)[1]在探究电流与电阻关系的实验中,电压表应该与定值电阻并联,变阻器应该与定值电阻串联,且接线一上一下,如下图
(2)[2]关于本实验中滑动变阻器的作用,一方面是保护电路,另一方面是移动滑动变阻器,使电阻两端电压保持不变。
(3)[3]由图乙知道,通过电路的最小电流为0.1A,此时电阻为25Ω,则总电阻
此时变阻器接入的阻值为
R变=R总-R=60Ω-25Ω=35Ω<50Ω
则应该选择的变阻器为R2。
(4)[4]由图乙知道,图像为一条双曲线,则得到结论:在导体两端电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比。
(5)[5]当定值电阻为25Ω,变阻器的最大阻值为50Ω时,总电流为
则此时电压表的示数为
U=IR=0.08A×25Ω=2V
则电压表的示数应该大于2V,故DE符合题意,ABC不符合题意。
故选DE。
23. 灯泡断路 小灯泡电阻会随温度升高而增大,而研究电流和电压的关系需要电阻保持不变 读取电压相同时三个定值电阻的电流,计算电阻和电流的乘积为定值
【详解】(1)[1]连接好电路之后,闭合开关,发现小灯泡始终不发光,由图知道,电流表示数为零,可以判断电路是断路,电压表有示数且等于电源电压,说明电流表与电源之间的电路连接是通路,则可能出现的电路故障是灯泡断路。
(2)[2]因为灯丝的电阻随温度升高而增大,而灯泡两端的电压越大,通过灯电流越大,灯丝的温度越高,电阻就越大,所以,小明不能得出电流与电压成正比。
(3)[3]由图丁知道,当电压为1.0V时,对应的电流大小约为0.05A、0.1A、0.2A,结合电阻大小分别为20Ω、10Ω、5Ω,考虑到误差因素,电流与对应的电阻之积为一定值,故还能得到:当导体两端电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比这一规律。
24. 由内向外 ABC 线圈处在平衡位置 改变线圈中的电流方向
【详解】(1)[1]在安装该模型时要按照由内向外的顺序安装。
(2)[2]A.要尽量减小轴与轴架之间的摩擦,可以减小摩擦力,故A正确;
B.电刷与换向器的接触松紧要适当,也可以减小摩擦力,故B正确;
C.不要使各元件因安装不当而产生形变,防止卡住线圈,故C正确;
D.每一只固定螺钉与线圈转动没有关系,因此必须拧紧,故D错误。
故选ABC。
(3)①[3]滑片向左移动时,电动机变慢,说明电流变小,电阻变大,那么变阻器使用的是滑片左边的部分,因此应选择右下角的接线柱与开关相连即可,如下图:
②[4]若开关闭合,线圈不转,用手轻轻一拔,线圈就转动起来,则原来线圈不转的原因可能是线圈处于平衡位置。
(4)[5]图甲中换向器A的作用是改变线圈中的电流方向,使电动机能够持续转动。
25. L1开路 电压表的正负接线柱接反了
【详解】(1)根据实物图可知,灯泡L1与L2串联,电压表测L1的电压。
①电流从正极出发,依次经过开关、L2、L1, 然后回到电源灯负极;
②将电压表并联在L1的左右两端即可,如下图所示:
(2)连接好电路,闭合开关发现两灯都不亮,电压表指针有明显偏转,则故障是:L1开路。
(3)原来AE与电源的负极相连,则E肯定为“-”接线柱。如果将A改接到D上,那么E与电源正极相连,违反了电压表的使用规范,则存在的问题是:电压表的正负接线柱接反了。
26.(1)等于
(2)
(3)
(4)可以适当减小定值电阻阻值
【详解】(1)在升降机底板上放置一个物块,升降机在静止时和匀速下降时受到的压力大小均为物块的重力,可得压敏电阻的值不变,根据串联电路的分压特点可知,电压表示数不变仍为U0。
(2)由表可知,当压敏电阻不受压力时,R1=200Ω并与R0串联,电压表测R0电压U0=2V, 串联电路中电流处处相等,可得
R0的阻值为
(3)由表格可知,压力越大,压敏电阻的阻值越小, 根据串联电路的分压原理可知,其两端的电压会越 小,则 R0两端电压即电压表示数会越来越大, 由电压表量程可知,,压敏电阻的阻值为
由表可知,当压敏电阻的阻值为120Ω时,其所受 的压力为2000N。
(4)串联电路中,电阻越大,分得的电压就会越多,要在不改变电表的条件下,要增大压敏电阻的承压范围,可以适当减小定值电阻阻值,这样电路工作时,压敏电阻分得的电压相对就会低点,压敏电阻的承压范围会更广。
27.(1)红灯亮,绿灯灭,加热管工作; R绿远大于R红
(2)①6V ②5欧姆
【详解】第一空.饮水机处于加热状态,此时温控开关1和2都处于闭合状态,闭合开关1,绿灯被短路,不能发光,闭合开关2,加热管和红灯并联同时工作;
第二空.沸腾后,加热管停止工作,两开关同时断开,红灯和绿灯串联,要想绿灯亮,红灯灭,红灯的电阻必须远远小于绿灯的电阻;
第三空.由图可知,R0与Rx串联,由表可知,当t=75℃,Rx=20Ω,R0=5Ω,
①R=Rx+R0=20Ω+5Ω=25Ω,
U=IR=0.24A×25Ω=6V;
第四空.由表可知,当t′=125℃,I′=0.6A,
R′==10Ω,
Rx=R′−R0=10Ω−5Ω=5Ω。
28.(1);(2)“50Ω,1.5A”;(3)1.92W
【详解】解:(1)将图乙的R0接入MN中,此时电路是只有R0的简单电路,电流表的读数为0.4A,即经过的R0电流为0.4A,则R0的阻值为
(2)将滑动变阻器Rx与R0以不同的方式连接并接入MN中,电流最大为1.9A时,R0与Rx并联,根据并联电路电流特点可知,此时经过Rx的最大电流为
电流最小为0.15A时,R0与Rx串联,此时电路中总电阻为
根据串联电路电阻特点可知,此时Rx的最大阻值为
所以Rx所用规格为“50Ω,1.5A”。
(3)当开关S、S1闭合,S2断开,滑动变阻器R3的滑片移到A端时,R1被短路,电路中只有R2接入电路,此时流过R2的电流为
当开关S、S1、S2都闭合,R2被短路,滑动变阻器R3的滑片移到B端时,电路中R1和R3并联,根据并联电路电压特点可知,电源电压为
根据并联电路电流特点可知,电路中总电流为,即
已知
可得
当开关S闭合,S1、S2都断开,滑动变阻器R3的滑片在中点时,电路中R2和串联,滑动变阻器R3的滑片在中点时两端电压为
可得
解得
又因
可得出
当开关S闭合,S1、S2都断开,滑动变阻器R3的滑片在B点时,电路中R2和R3串联,电阻最大,电功率最小,电路中最大电阻为
最小功率为
答:(1)R0的大小是;
(2)Rx所用规格为“50Ω,1.5A”;
(3)电路消耗的最小功率为1.92W。
29. 1.25×104 D
【详解】(1)[1]这个学生体重
G=mg=50kg×10N/kg=500N
对地面的压力
F=G=500N
他双脚着地站立在水平地面时,对地面的压强为
(2)[2]电源电压减小,通过两个支路的电流变小,根据电压一定,电流与电阻成反比,判断两个支路的电阻变大,由图乙可知,电阻R的阻值随体重的增大而增大,因此体重G的测量值会增大,变阻器R0的阻值变大,滑片P向下移动,升高L的测量值会减小。故选D。
30.(1)10V (2)28.8J (3)128千克
【详解】(1)由图可知:压力传感器R和定值电阻R0串联,当电流表的电流为50mA时,
由I=可得,定值电阻R0两端的电压:
U0=IR0=0.05A×40 =2V,
根据串联电路的总电压等于串联的各部分电路的电压之和可知:
压力传感器R两端的电压:
UR=U−U0=12V−2V=10V;
(2)根据图象可知:当压杆对压力传感器R压力为120N时,压力传感器R的电阻为1.6×102,
由串联电路的电阻特点可知:
R总=R′+R0=1.6×102Ω+40Ω=200Ω,
所以电路中的电流:
I′===0.06A,
这40s内体重计消耗的电能:
W=UI′t=12V×0.06A×40s=28.8J;
(3)由于电流表的量程为0−100mA,
由I=可知,电路中的最小电阻为:
R总min===120Ω,
由串联电路的电阻特点可知,压力传感器R的最小阻值为:
Rmin=R总min−R0=120Ω−40Ω=80Ω,
根据图象可知:压力传感器R表面承受的最大压力F=160N,
由题知:AB:BO=7:1,所以AO:BO=8:1
由杠杆的平衡条件有:
F×AO=F′×BO,
该秤的最大称量值:
G=F′=F×=160N×=1280N,
该秤的最大称量值:
m===128kg。
答:(1)当电流表的电流为50mA时,压力传感器R两端的电压为10V;
(2)在这40s内体重计消耗的电能为28.8J;
(3)该体重计的最大称量是128kg,
答案第1页,共2页
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