2025年中考物理专题训练:电压与电阻
2025-01-19
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内容正文:
2025年中考物理专题训练:电压与电阻
一、选择题
1.一根长1米的铜导线的电阻为10欧姆,把它对折后的电阻为( )
A.10欧姆 B.5欧姆 C.2.5欧姆 D.20欧姆
2.如图所示,两位同学分别设计了用一个单刀双掷开关、一只电压表,在不改变电路连接的前提下1和L2两端电压的电路图,他们的设计( )
A.甲图是正确的 B.乙图是正确的
C.两图都是正确的 D.两图都不正确
3.如图所示是某电路的一部分,则电压表V1、V2分别测的是哪部分电路两端的电压( )
A.电压表V1测灯L1两端的电压,电压表V2测灯L3两端的电压
B.电压表V1测灯L2两端的电压,电压表V2测灯L1、L2两端的电压
C.电压表V1测灯L1、L2两端的电压,电压表V2测灯L2、L3两端的电压
D.电压表V1测灯L2、L3两端的电压,电压表V2测灯L1、L2两端的电压
4.如图所示是电阻甲和乙的I﹣U图像,下列说法中正确的是( )
A.研究电流与电压关系时,可以选择电阻乙进行实验
B.导体上的电压电流都为零时,电阻也为零
C.甲、乙串联在电路中,当电路电流为0.2A时,电路的总电压为3V
D.甲、乙并联在电路中,当电源电压为2V时,电路的总电流为0.4A
5.在探究电路的电压规律的实验时用了图中的某个电路,已知R1>R2,电压表V1、V2、V3的读数分别是4V,2V,6V( )
A. B.
C. D.
6.如图所示,A为导线,BM、CN为两根相同的电阻丝,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
7.如图所示是用滑动变阻器调节灯泡亮度的几种方案,你认为可能达到目的的方案是( )
A. B. C. D.
8.如图所示电路,电源两端电压保持不变,两灯完全相同,两灯均发光。下列说法正确的是( )
A.②、③可能同是电流表
B.①、②可能同是电流表
C.①、③示数之比一定为1:2
D.①、③示数之比可能为2:1
9.如图所示,有一电路暗盒,盒内有一电源和一阻值大的定值电阻,其正、负接线柱分别与红、蓝两线连接,并去试触暗盒中的三个接线柱,则下列判断中正确的是( )
实验次数
实验过程
实验现象
1
红线头接A接线柱
蓝线头试触C接线柱
偏转较大
蓝线头试触B接线柱
不偏转
2
红线头接B接线柱
蓝线头试触C接线柱
偏转较小
蓝线头试触A接线柱
不偏转
A.A、B间连接的是电阻,A、C间连接的是电源,A端接电源正极
B.A、B间连接的是电阻,A、C间连接的是电源,C端接电源正极
C.B、C间连接的是电阻,A、C间连接的是电源,A端接电源正极
D.A、C间连接的是电阻,B、C间连接的是电源,C端接电源正极
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1和L2两端的电压分别为( )
A.4.8V,1.2V B.6V,1.2V C.1.2V,6V D.1.2V,4.8V
11.如图所示的电路图中,闭合开关S后,电源电压为6V,L1两端的电压为2V,则下列说法正确的是( )
A.开关S断开时,电压表的示数为0V
B.开关S断开时,电压表的示数为4V
C.开关S闭合时,电压表的示数为8V
D.开关S闭合时,电压表的示数为4V
12.如图所示R1和R2是材料相同、厚度相同、表面为正方形的导体,但R2的尺寸比R1小很多。通过两导体的电流方向如图所示,则( )
A.R1的电阻等于R2的电阻
B.R1的电阻大于R2的电阻
C.R1的电阻小于R2的电阻
D.R1的电阻与R2的电阻无法比较
13.不少家用电器上使用的电位器就是变阻器,其外形及结构如图所示。关于它的使用,下列说法正确的是( )
A.电位器是通过改变接入电路中电阻丝的横截面积来改变阻值大小的
B.将A和B接入电路,无法改变通过电位器的电流
C.将B和C接入电路时,当滑片顺时针旋动时,电位器接入电路的电阻变小
D.将A和C接入电路时,当滑片逆时针旋动时,电位器接入电路的电阻变大
14.如图所示是插塞式电阻箱接入电路的情况,则( )
A.现在使用的电阻是70Ω
B.将铜塞a插上,使用电阻为80Ω
C.将全部铜塞插上,使用电阻为0Ω
D.将铜塞都插上,使用电阻100Ω
15.如图是某实验小组为研究“影响导体电阻大小的因素”实验而设计的电路图。表中是可选用的导体,他们分别对导体的电阻与它的长度、横截面积、材料有关的猜想进行实验验证,下列说法不正确的是( )
导体代号
长度/m
横截面积/mm2
材料
B
1.0
0.4
锰铜
C
1.0
0.6
锰铜
D
0.5
0.4
锰铜
E
1.5
0.4
锰铜
F
1.0
0.6
镍铬合金
G
1.0
0.6
铁
A.本实验是通过电流表示数的大小来比较电阻的大小的
B.为验证“导体电阻跟长度有关”的猜想,应选用的导体是BD,也可以只用一根导体A
C.为验证“导体电阻跟横截面积有关”的猜想,应选用的三种导体的横截面积为0.4mm2
D.增加一个酒精灯(包括火柴)还可以探究导体的电阻与温度的关系
16.如图的电路,闭合开关,电路正常工作1、A2、A3、A4对应的示数为I1、I2、I3、I4,电压表V1、V2、V3、V4对应的示数为U1、U2、U3、U4.下列说法正确的是( )
A.I1<I2,I3=I4,U1=U2,U3>U4
B.I1=I2,I3=I4,U1=U2,U3=U4
C.I1=I2,I3<I4,U1<U2,U3=U4
D.I1<I2,I3<I4,U1=U2,U3=U4
17.如图所示两个实验,甲用酒精灯加热金属丝,乙将灯丝断开的玻璃芯加热到红炽状态时,下面描述这两个实验现象中说法正确的是( )
A.加热金属丝会使其电阻变小,电流表示数增大
B.加热使玻璃芯由绝缘体变成了导体
C.甲图实验说明导体和绝缘体可以相互转化,乙图实验说明导体电阻受温度影响
D.不加热时,这两个实验所示的电路在闭合开关后都没有电流
18.利用如图所示的电路可以调节正常工作电压为3伏小灯的亮暗。若要求灯能从正常发光到完全熄灭(通过灯泡电流为0)连续变化(电源为2节干电池),则采取的接法合理是( )
A.A接Q,C接M,B接N
B.A接M,B接N,D接N
C.C接M,B接N
D.A接N,B接Q,C接M,M接N
二、多选题
(多选)19.如图所示,已知L1和L2是两个灯泡,①、②和③是三个电表为电流表或电压表,开关闭合时( )
A.若①是电流表,②和③是电压表,则L1亮,L2不亮,①②③三块电表均有示数,两个电压表的示数之和为电源电压
B.若①和③是电压表,②是电流表,则L1亮,L2亮,①②③三块电表均有示数,两个电压表的示数之和为电源电压
C.若①和②是电流表,③是电压表,则L1不亮,L2亮,①和③有示数,②没有示数,电压表的示数为电源电压
D.若①②和③都是电压表,则L1不亮,L2不亮,①②③三块电表均有示数,三个电压表的示数之和为电源电压
三、填空题
20.如图所示,在烧杯中加入盐水,然后将连在电压表上的铜片和锌片插入盐水中,铜片是该盐水电池的 极,此电池的电压为 伏,铜片与电压表之间的导线中,自由电子的运动方向是 (填“从电压表到铜片”或“从铜片到电压表”)。
21.小伟学习小组的同学探究“串联电路的电压规律”,设计了如图所示的电路。实验中,小伟先用电压表测出灯L1两端的电压。如图所示,测量L2两端的电压时,保持电压表的B连接点不动,只将电压表接A的一端改接在C点 (选填“正确”或“错误”),理由是 。
22.某同学在探究电路中电压关系时,根据实验数据绘制了电压U2随电压U1变化的图象,如图所示,请你判断该实验中上午两个用电器的连接方式是 ,并根据该图象写出电压U1和U2的关系式: 。
四、实验探究题
23.芳芳实验小组的同学们在“探究串联电路电压的规律”实验中,设计了如图甲所示的电路。
(1)在连接电路时发现,刚接好最后一根导线,电压表的指针就发生了偏转,他忘了 。
(2)在测量L1两端的电压时,芳芳发现电压表的指针偏转如图乙所示,原因是 。
(3)芳芳为了使探究得出的结论具有普遍意义,L1、L2应该选择规格 (选填“相同”或“不相同”)的小灯泡;
(4)芳芳分别测出AB、BC、AC间的电压并记录在如下表格中,分析实验数据得出结论:串联电路总电压等于各部分电路两端电压之和。请对芳芳的做法进行评价: 。
UAB/V
UBC/V
UAC/V
2.6
1.8
4.4
五、计算题
24.如图电路中,电源电压不变,当开关S断开时,V1的示数为5V,V2的示数为7V;当开关S闭合时,V1的示数为9V,V2的示数为5.4V.求:
(1)电源的电压为多少?
(2)开关S闭合后,L2两端的电压?
(3)开关S断开时,L1两端的电压?
25.神经系统中,把神经纤维分为有髓鞘与无髓鞘两大类。现代生物学认为,髓鞘是由多层(几十到几百层不等),髓质具有很大的电阻。已知蛙有髓鞘神经,髓鞘的厚度只有2μm左右5Ω。
(1)若不计髓质片层间的接触电阻,计算髓质电阻率(已知电阻定律公式为R=ρ)。
(2)若有一圆柱体是由髓质制成的,该圆柱体的体积为32πcm3,当在其两底面上加上1000V的电压时,通过该圆柱体的电流为10πμA,求该圆柱体的圆面半径和高。
六、综合能力题
26.如图甲所示电路,电源电压为6V,当S闭合时
则:
(1)L1两端的电压为多少?
(2)L2两端的电压为多少?
(3)若把该电路等效如丙图,请在相应的〇填上对应的电表。
27.同学们在实验室探究“影响电阻大小的因素”,他们找出a、b、c、d四根不同的电阻丝,比较发现:a与b只有长度不同;a与d只有材料不同。实验方案有如下两种:
(1)方案一:如图甲所示,将电阻丝a、b、c、d分别接在M、N之间,测出电路中的电流。电流表的示数越大 。
(2)方案二:如图乙所示,将电阻丝a、b、c、d串联在电路中,用电压表分别测出它们两端的电压。电压表的示数越大 。
(3)小丽提出:还可以用如丙图所示的方法来研究电阻与长度的关系。她将整条电阻丝a接入电路,将夹子N固定在B端,夹子M从A端逐渐滑向B端 ,改正电路连接错误后,重新实验发现电流表示数逐渐增大。说明:其他条件一定时,电阻丝越 ,电阻越小。
(4)小丽补充到,还可以在图丙电路中串联一个灯泡,一方面灯泡亮度可以反映电流大小,灯泡还可以起到 的作用。
(5)最后,小丽查阅资料,了解到可以用电阻率这一物理量表示物质电阻特性。电阻率ρ(在常温20℃下)的电阻R与横截面积S的乘积与长度L的比值用公式表示为ρ=R。现有长度为1m2的铁导线,铁的电阻率为9.78×10﹣8Ωm,则这根铁导线的电阻是 Ω。
28.阅读短文,回答下列问题
热电偶
把两种不同的导体连接成闭合的回路,如果将它们的两个将点分别置于温度不同的热源中,则在该回路内就会产生热电压
热电偶所产生的热电压由两部分组成:接触电压和温差电压。
热电偶电路中电流的大小跟相互连接的两种金属丝的材料有关,当两种不同的导体A和B接触时,由于两者电子密度不同(假设材料A电子密度>材料B电子密度),从A到B的电子数要比从B到A的多,结果A因失去电子而带正电,在A、B的接触面上便形成一个从A到B的静电场,这样在A、B之间也形成一个接触电压。
温差电压产生的原因是,在同一导体的两端因其温度不同而产生的一种热电压,由于高温度端的电子能量比低温度端的电子能量大,结果高温端失去电子而带正电荷,低温端因得到电子而带负电荷,此时,在导体的两端便产生一个相应的电位差即图温差电压,温差电压跟接点C和D间的温度差的大小有关,温度差越大,
(1)热电偶工作时产生的温差电压,为电路提供的电能,实际是由 (填“化学能”或“内能”)转化而来的。
(2)根据短文内容可知,热电偶所产生的热电压大小值为 。
A.U=U接触+U温差 B.U=U接触 C.U=U接触﹣U温差 D.U=U温差
(3)根据热电偶的性质,下列设备,可以使用热电偶制作而成的是 。
A.电热毯 B.电子体温计 C.热得快 D.电磁铁
(4)经研究发现,温差电压的大小只与结点温度的高低有关,而与线路其他部分的材料无关,但保持温差电压不变,这种导体的条件是 。
A.第三种导体材料与热电偶的材料相同
B.第三种导体和原电偶材料的长度相同
C.第三种导体两端与热电偶连接处的温度相同
D.第三种导体材料与原热电偶的横截面积相同
(5)在夏季,用图示装置检验一杯90℃的热水,在冰始终没有完全融化的情况下 。
七、解答题
29.旋转式变阻器(电位器)如图1(a)所示,它是通过转动旋钮来改变电位器接入电路中电阻的。某小组同学为了弄明白电位器的接线方法,他们将电位器的ab接线柱接入如图1(b),先沿逆时针方向将旋钮转到底,接着顺时针转动旋钮x.做完上述实验后,他们又分别将电位器的ac和bc接线柱接入电路中,重复上述实验步骤
ab接入电路
ac接入电路
bc接入电路
序号
θ(度)
Rx(欧)
序号
θ(度)
Rx(欧)
序号
θ(度)
Rx(欧)
1
0
0
7
0
97.7
13
0
97.7
2
60
15.7
8
60
97.7
14
60
82.7
3
120
37.2
9
120
97.7
15
120
61.2
4
180
58.7
10
180
97.7
16
180
39.7
5
240
80.2
11
240
97.7
17
240
18.2
6
300
97.7
12
300
97.7
18
300
0
①实验中电阻R的作用是: 。
②分析比较表中数据可得:当电位器 接线柱接入电路时,不能起到改变电阻的作用。
③分析实验序号1~6的相关数据可得:当电位器ab接线柱接入电路时,旋钮顺时针转过的角度θ越大,电位器接入电路的Rx阻值 ;进一步分析可知:当电位器顺时针转过的角度在范围 时,Rx的阻值变化量与θ的变化量成正比。
④小王同学根据上述Rx与θ的关系,设计了一个利用电位器测角度的装置,如图2所示。当安装在旋钮上的指针水平向右时x的阻值为82.7欧,当旋钮顺时针转过α角后,Rx的阻值为61.2欧,则角α为 。该装置能够比较精确测量的角度范围为0~ 。
参考答案与试题解析
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
答案
C
A
C
C
D
D
C
D
A
D
D
题号
12
13
14
15
16
17
18
答案
A
C
C
C
C
B
A
一、选择题
1.一根长1米的铜导线的电阻为10欧姆,把它对折后的电阻为( )
A.10欧姆 B.5欧姆 C.2.5欧姆 D.20欧姆
【分析】导体的电阻大小与导体的长度、横截面积和材料有关。在材料一定时,导体的电阻与长度成正比,与横截面积成反比。
【解答】解:导体的材料一定时,导体的电阻与长度成正比,因此导线对折后,横截面积变为原来的2倍××10Ω=6.5Ω。
故选:C。
【点评】本题考查了导体的电阻大小与导体的长度、横截面积和材料有关。理解导体对折后,导体的长度和横截面积都发生变化是解决此题的关键。
2.如图所示,两位同学分别设计了用一个单刀双掷开关、一只电压表,在不改变电路连接的前提下1和L2两端电压的电路图,他们的设计( )
A.甲图是正确的 B.乙图是正确的
C.两图都是正确的 D.两图都不正确
【分析】电压表使用时,电流必须从电压表的正接线柱流入,负接线柱流出。
【解答】解:根据图甲可知,当开关S接位置1时1两端,测量L2两端电压;当开关S接在位置2时1、L8两端,测量L1、L2两端的总电压,根据串联电路电压规律即可求出L3两端电压,因此甲图能;
根据图乙可知,当开关S接位置1时1两端,测量L3两端电压;当开关S接在位置2时2两端,但电压表的正负接线柱错误4和L2两端电压。
故选:A。
【点评】本题考查电压表的正确使用,注意电流必须从电压表的正接线柱流入,负接线柱流出。
3.如图所示是某电路的一部分,则电压表V1、V2分别测的是哪部分电路两端的电压( )
A.电压表V1测灯L1两端的电压,电压表V2测灯L3两端的电压
B.电压表V1测灯L2两端的电压,电压表V2测灯L1、L2两端的电压
C.电压表V1测灯L1、L2两端的电压,电压表V2测灯L2、L3两端的电压
D.电压表V1测灯L2、L3两端的电压,电压表V2测灯L1、L2两端的电压
【分析】首先把电压表去掉,分析电路的连接方式,然后判断电压表所测的电路。
【解答】解:由电路图知,去掉电压表,V1测量的是L1、L2两端的电压,电压表V2测灯L2、L3两端的电压,故C正确。
故选:C。
【点评】本题主要考查电压表的使用,注意与电压表并联的电路应不包括电源。
4.如图所示是电阻甲和乙的I﹣U图像,下列说法中正确的是( )
A.研究电流与电压关系时,可以选择电阻乙进行实验
B.导体上的电压电流都为零时,电阻也为零
C.甲、乙串联在电路中,当电路电流为0.2A时,电路的总电压为3V
D.甲、乙并联在电路中,当电源电压为2V时,电路的总电流为0.4A
【分析】(1)分析图象可知,元件甲的图象是一条正比例函数图象,说明通过元件甲的电流与两端电压成正比,即元件甲的电阻是一定的,因此可以在图象甲上找一点,根据对应的电流与电压,利用公式R=求出元件甲的电阻;分析图象可知,元件乙的图象是一条曲线,说明通过乙的电流与其两端的电压不成正比,也就是说乙的电阻是变化的。
(2)导体的电阻是导体的一种性质,反映了导体对电流阻碍作用的大小;电阻大小与导体的材料、长度、横截面积有关,与导体中的电流、导体两端的电压大小无关;
(3)甲、乙串联在电路中,根据串联电路的电压特点读出当电路电流为0.2A时两电阻两端的电压,根据串联电路的电压特点求出电路的总电压;
(4)甲、乙并联在电路中,根据并联电路的电压特点读出当电源电压为2V时通过两电阻的电流,利用并联电路的电流特点得出电路中的总电流。
【解答】解:A、由甲的I﹣U图象可知,对应的电流为0.4A,
所以元件甲的阻值为:R甲===5Ω,
因为元件乙的I﹣U图象是曲线,说明其电阻是变化的,需控制电阻不变;
B、电阻是导体的一种性质;电阻的大小与导体中的电流;故B错误;
C、甲、乙串联在电路中时,当电路电流为0.6A时,U甲=1V,U乙=2V,根据串联电路的总电压等于各分电压之和可知甲+U乙=4V+2V=3V,故C正确;
D、甲、乙并联在电路中时,当电源电压为8V时,I甲=0.4A,I乙=8.2A,根据并联电路中干路电流等于各支路电流之和可知甲+I乙=0.3A+0.2A=6.6A,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查了串联电路和并联电路的特点以及欧姆定律的灵活运用,关键是根据图象得出相关的信息。
5.在探究电路的电压规律的实验时用了图中的某个电路,已知R1>R2,电压表V1、V2、V3的读数分别是4V,2V,6V( )
A. B.
C. D.
【分析】(1)串联电路中,总电压等于用电器两端的电压的和,并联电路中,各支路两端电压相等。
(2)串联电路中,电流处处相等,根据U=IR,阻值大的电阻两端的电压大。
【解答】解:A、R1和R2组成并联电路,电压表V8测R2的电压,电压表V2测R2的电压,电压表V3测R1和R4并联的总电压,根据并联电路电压的特点,不符合题意;
B、R1和R2组成串联电路,电压表V2测R2的电压,电压表V2测R7的电压,电压表V3测R1和R7串联的总电压,由于R1>R2,所以V8的示数应大于V1的示数,并且V3的示数等于V6和V2示数的和,不符合题意;
C、R1和R4组成并联电路,电压表V1测R1的电压,电压表V4测R2的电压,电压表V3测R3和R2并联的总电压,根据并联电路电压的特点,不符合题意;
D、R1和R6组成串联电路,电压表V1测R1的电压,电压表V3测R2的电压,电压表V3测R5和R2串联的总电压,由于R1>R4,所以V1的示数应大于V2的示数,并且V7的示数等于V1和V2示数的和,符合题意。
故选:D。
【点评】解此类题时,按以下思路:
(1)判断电路是串联,还是并联;
(2)判断电压表测量哪个用电器两端的电压;
(3)根据串、并联电路电压特点和题干提供的数据进行判断。
6.如图所示,A为导线,BM、CN为两根相同的电阻丝,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
【分析】移动滑片时只有改变连入电路的电阻的长度,才能改变连入电路的电阻的大小,从而改变灯泡的亮度。
【解答】解:(1)S和A接触,MN电阻丝接入电路,MPN的长度增大,由欧姆定律可知,即灯泡变暗;
(2)S和B接触,BPN电阻丝接入电路,BN的长度不变,则由欧姆定律可知,即灯泡亮度不变;
(3)S和C接触,CPN电阻丝接入电路,CN的长度均不变,则由欧姆定律可知,即灯泡亮度不变。
所以当滑片P向右移动,灯L的亮度不变。
故选:D。
【点评】掌握影响导体电阻的因素和欧姆定律的应用,关键是能从电路中分析出滑片的移动,电阻丝长度如何变化。
7.如图所示是用滑动变阻器调节灯泡亮度的几种方案,你认为可能达到目的的方案是( )
A. B. C. D.
【分析】灯泡和滑动变阻器串联在电路中,移动滑片,改变连入电路的电阻,改变电路中灯泡的电流,能调节灯泡的亮度。灯泡和滑动变阻器并联时,移动滑片,不能改变灯泡的电流,不能调节灯泡的亮度。
【解答】解:
A、如图,灯泡不亮。A不符合题意。
B、滑动变阻器的上半段被短路,灯泡两端电压始终等于电源电压。B不符合题意。
C、滑动变阻器和灯泡是串联的,改变电路中的电阻,改变灯泡的亮度。
D、灯泡和滑动变阻器都被导线短路,滑动变阻器更不能调节灯泡的亮度。
故选:C。
【点评】滑动变阻器和灯泡串联时才能改变灯泡的亮度。掌握滑动变阻器连入电路的部分,才能具体判断灯泡亮度的变化情况。
8.如图所示电路,电源两端电压保持不变,两灯完全相同,两灯均发光。下列说法正确的是( )
A.②、③可能同是电流表
B.①、②可能同是电流表
C.①、③示数之比一定为1:2
D.①、③示数之比可能为2:1
【分析】电流表在电路中相当于导线,电压表在电路中相当于断路。两灯均能发光可能是串联,也可能是并联。
【解答】解:两灯均发光,既不能断路也不能短路
A、②③都是电流表,两灯均不发光;
B、①②都是电流表2不能发光,故B错误;
CD、若①③都是电压表,两灯串联2两端电压,③测电源电压,所以每盏灯两端电压相同、③示数之比为6:2;
若①③为电流表,②为电压表。①测干路电流2电流。由于两灯完全相同,所以①.故C错误。
故选:D。
【点评】电压表相当于断路,电流表相当于短路,电路中的灯泡都发光时,不可能有断路或短路情况,这是分析此题的关键。
9.如图所示,有一电路暗盒,盒内有一电源和一阻值大的定值电阻,其正、负接线柱分别与红、蓝两线连接,并去试触暗盒中的三个接线柱,则下列判断中正确的是( )
实验次数
实验过程
实验现象
1
红线头接A接线柱
蓝线头试触C接线柱
偏转较大
蓝线头试触B接线柱
不偏转
2
红线头接B接线柱
蓝线头试触C接线柱
偏转较小
蓝线头试触A接线柱
不偏转
A.A、B间连接的是电阻,A、C间连接的是电源,A端接电源正极
B.A、B间连接的是电阻,A、C间连接的是电源,C端接电源正极
C.B、C间连接的是电阻,A、C间连接的是电源,A端接电源正极
D.A、C间连接的是电阻,B、C间连接的是电源,C端接电源正极
【分析】分析表格中提供的信息,得出当把电压表接在AB、AC、BC之间时的工作情况,逐一分析判断得出连接方式。
【解答】解:红线头接A接线柱、蓝线头接C接线柱,说明AC之间只有电源;
红线头接A接线柱、蓝线头接B接线柱,说明AB之间无电源;
红线头接B接线柱、蓝线头试触C接线柱,说明BC之间有电源和电阻;
红线头接B接线柱、蓝线头试触A接线柱,说明AB之间无电源;
综合以上分析,得电路图如图所示。
故选:A。
【点评】黑盒子问题是电学中的难点,关键是根据提供的现象分析电路的连接,并画出电路图。
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1和L2两端的电压分别为( )
A.4.8V,1.2V B.6V,1.2V C.1.2V,6V D.1.2V,4.8V
【分析】(1)分析电路结构,弄清电压表V1、V2测电路中哪部分电路电压。
(2)确定两个电压表的量程,然后读出电压表的读数。
(3)根据串并联电路的规律特点,求出电灯L1和L2两端的电压。
【解答】解:
(1)由电路图可知:电灯L1、L2串联,电压表V4测电源电压,电压表V2测L1两端的电压。
(2)因为串联电路两端电压等于各部分电压之和,所以电压表V8的示数应大于V2的示数;
则电压表V1的量程是3~15V,分度值为0.5V,即电源电压U=8V;
电压表V2的量程是0~3V,分度值为0.1V,即L8两端的电压U1=1.8V。
(3)因L1、L2串联,则由串联电路的特点可知L7两端的电压:U2=U﹣U1=6V﹣1.2V=6.8V。
故选:D。
【点评】本题考查了电压表的读数和串联电路的特点,分清电路的连接方式和电压表量程的判读是解决本题的关键。
11.如图所示的电路图中,闭合开关S后,电源电压为6V,L1两端的电压为2V,则下列说法正确的是( )
A.开关S断开时,电压表的示数为0V
B.开关S断开时,电压表的示数为4V
C.开关S闭合时,电压表的示数为8V
D.开关S闭合时,电压表的示数为4V
【分析】由电路图可知,当S闭合时,灯泡L1、L2串联,电压表测L2两端的电压,即电压表的示数为L2两端的电压;根据串联电路的电压特点求出电压表的示数;
当S断开时,电压表串联在电路中,示数等于电源电压。
【解答】解:
AB、当S断开时1串联,电压表的示数约等于电源电压,AB都错误;
CD、当开关闭合时,L1、L6串联,电压表测L2两端的电压,所以电压表的示数:U2=U﹣U3=6V﹣2V=5V,C错误。
故选:D。
【点评】本题考查了串联电路的电压特点,关键是电压的正确使用和所测电路元件的判断,是一道基础题目。
12.如图所示R1和R2是材料相同、厚度相同、表面为正方形的导体,但R2的尺寸比R1小很多。通过两导体的电流方向如图所示,则( )
A.R1的电阻等于R2的电阻
B.R1的电阻大于R2的电阻
C.R1的电阻小于R2的电阻
D.R1的电阻与R2的电阻无法比较
【分析】明确电流方向,设正方形边长为L,厚度为d,横截面积s=Ld,根据电阻定律R=ρ即可得两电阻之比。
【解答】解:
由电阻定律R=ρ得:R=ρ,与材料和厚度有关,材料相同,即R1=R4,故A正确,BCD错误。
故选:A。
【点评】解决本题的关键掌握电阻定律R=ρ的应用,属于易错题目。
13.不少家用电器上使用的电位器就是变阻器,其外形及结构如图所示。关于它的使用,下列说法正确的是( )
A.电位器是通过改变接入电路中电阻丝的横截面积来改变阻值大小的
B.将A和B接入电路,无法改变通过电位器的电流
C.将B和C接入电路时,当滑片顺时针旋动时,电位器接入电路的电阻变小
D.将A和C接入电路时,当滑片逆时针旋动时,电位器接入电路的电阻变大
【分析】电位器是一个滑动变阻器,当把A、C接入电路时,相当于定值电阻,当把A、B接入电路时,接入了左半段,滑片顺时针转动时,连入电路的电阻增大,电流减小;当把C、B接入电路时,接入了右半段,滑片顺时针转动时,连入电路的电阻减小,电流增大。
【解答】解:A、电位器是通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变阻值大小的;
B、把A和B接入电路,当滑片顺时针旋动时,电源电压不变。故B错误。
C、只将B,接入了右半段,电位器接入电路电阻变小。
D、只把A和C接入电路,移动滑片,电阻不变,无法改变通过电位器的电流。
故选:C。
【点评】电位器是一个变形的滑动变阻器,此滑动变阻器有三个接线柱,明确每选择其中的两个接线柱时,滑动变阻器连入电路的电阻。本题体现了物理和生活的密切关系。
14.如图所示是插塞式电阻箱接入电路的情况,则( )
A.现在使用的电阻是70Ω
B.将铜塞a插上,使用电阻为80Ω
C.将全部铜塞插上,使用电阻为0Ω
D.将铜塞都插上,使用电阻100Ω
【分析】插入式电阻箱的原理:是利用铜塞插入或拔出改变连入电路中电阻丝的长度来变阻的,即把铜塞插进去,铜塞处的电阻丝就会短路,电流不从电阻丝走了,所以铜塞插进去的那部分电阻就消失了。故据此对下面的各个选项逐次分析即可得出答案。
【解答】解:
如图所示的插塞式电阻箱,把铜塞插进去时,则该部分的电阻为0;
A、现在只拔出铜塞a、c、c两铜塞所对应的电阻丝串联接入电路,故A错误;
B、将铜塞a插上,所以使用电阻为20Ω;
CD、将全部铜塞插上,没有电阻丝接入电路,故C正确。
故选:C。
【点评】掌握变阻器的原理,同时能灵活应用串联电路的特点进行计算。
15.如图是某实验小组为研究“影响导体电阻大小的因素”实验而设计的电路图。表中是可选用的导体,他们分别对导体的电阻与它的长度、横截面积、材料有关的猜想进行实验验证,下列说法不正确的是( )
导体代号
长度/m
横截面积/mm2
材料
B
1.0
0.4
锰铜
C
1.0
0.6
锰铜
D
0.5
0.4
锰铜
E
1.5
0.4
锰铜
F
1.0
0.6
镍铬合金
G
1.0
0.6
铁
A.本实验是通过电流表示数的大小来比较电阻的大小的
B.为验证“导体电阻跟长度有关”的猜想,应选用的导体是BD,也可以只用一根导体A
C.为验证“导体电阻跟横截面积有关”的猜想,应选用的三种导体的横截面积为0.4mm2
D.增加一个酒精灯(包括火柴)还可以探究导体的电阻与温度的关系
【分析】(1)根据转换法,将电阻的大小轮换为电流表示数的大小表示,电流表示数越小,说明电阻越大;
(2)影响电阻大小的因素是:材料、长度、横截面积、温度,在探究过程中需用到控制变量法。
【解答】解:A、由于电阻比较抽象,故A正确;
B、为了研究导体电阻与导体长度的关系,长度不同、D;也可以选一根电阻丝进行实验,故只选A电阻丝也是可以的;
C、验证“导体电阻跟横截面积有关”的猜想、长度相同,故C错误;
D、想探究电阻大小与温度是否有关,改变温度即可,故D正确;
故选:C。
【点评】本题考查探究电阻大小的影响因素,实验时注意使用控制变量法,控制变量法在物体学研究中经常用到。
16.如图的电路,闭合开关,电路正常工作1、A2、A3、A4对应的示数为I1、I2、I3、I4,电压表V1、V2、V3、V4对应的示数为U1、U2、U3、U4.下列说法正确的是( )
A.I1<I2,I3=I4,U1=U2,U3>U4
B.I1=I2,I3=I4,U1=U2,U3=U4
C.I1=I2,I3<I4,U1<U2,U3=U4
D.I1<I2,I3<I4,U1=U2,U3=U4
【分析】由左侧电路图可知,R1与R2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,根据串联电路的电流特点和电压特点判断两电流表、两电压表的示数关系;
由右侧电路图可知,R3与R4并联,电流表A3测R4支路的电流,电流表A4测干路电流,电压表V3、V4均测电源的电压,根据并联电路的电压特点和电流特点判断两电流表、两电压表的示数关系。
【解答】解:电压表在电路中相当于断路,电流表在电路中相当于导线;
由左侧电路图可知,R1与R2串联,电压表V5测R1两端的电压,电压表V2测电源两端的电压,电流表A2、A2均测电路中的电流,
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,I1=I7,U1<U2,故ABD错误;
由右侧电路图可知,R6与R4并联,电流表A3测R4支路的电流,电流表A4测干路电流,电压表V3、V2均测电源的电压,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,且各支路两端的电压相等,
所以,I3<I4,U5=U4,故C正确。
故选:C。
【点评】本题考查了串并联电路的电压和电流规律,正确的判断电路的连接方式和电表所测的电路元件是关键。
17.如图所示两个实验,甲用酒精灯加热金属丝,乙将灯丝断开的玻璃芯加热到红炽状态时,下面描述这两个实验现象中说法正确的是( )
A.加热金属丝会使其电阻变小,电流表示数增大
B.加热使玻璃芯由绝缘体变成了导体
C.甲图实验说明导体和绝缘体可以相互转化,乙图实验说明导体电阻受温度影响
D.不加热时,这两个实验所示的电路在闭合开关后都没有电流
【分析】影响电阻大小的因素:材料、长度、横截面积和温度。金属导体的电阻随温度的升高而增大。
导体和绝缘体在一定条件下可以相互转化。
【解答】解:
A、由图甲可知,金属丝的温度升高,使电路的总电阻变大,所以灯泡亮度变暗,故A错误;
B、乙图中玻璃为绝缘体;用酒精灯对玻璃进行加热,加热到红炽状态时,此时玻璃变成了导体,故B正确;
C、甲图实验说明导体电阻受温度影响,故C错误;
D、不加热时,因此电路中有电流通过,电阻太大,故D错误。
故选:B。
【点评】本题考查温度对电阻的影响以及导体与绝缘体间的相互转化。注意:一般情况下,金属导体的电阻随温度的升高而增大。非金属的电阻是随温度的升高而减小。
18.利用如图所示的电路可以调节正常工作电压为3伏小灯的亮暗。若要求灯能从正常发光到完全熄灭(通过灯泡电流为0)连续变化(电源为2节干电池),则采取的接法合理是( )
A.A接Q,C接M,B接N
B.A接M,B接N,D接N
C.C接M,B接N
D.A接N,B接Q,C接M,M接N
【分析】当滑动变阻器与灯泡串联时,移动变阻器时灯泡中始终有电流,无法熄灭;只有采用局部分压才能达到熄灭的目的。
【解答】解:A、A接Q,B接N,灯泡被短路而熄灭,正常发光;
B、A接M,D接N,当滑片位于最左端,滑片位于最右端时,故B错误;
C、C接M,滑动变阻器与灯泡串联,灯泡正常发光,仍有电流,故C错误;
D、A接N,C接M,当滑片位于右端时,故D错误;
故选:A。
【点评】本题考查滑动变阻器的接法,使得灯泡熄灭是本题的难点。
二、多选题
(多选)19.如图所示,已知L1和L2是两个灯泡,①、②和③是三个电表为电流表或电压表,开关闭合时( )
A.若①是电流表,②和③是电压表,则L1亮,L2不亮,①②③三块电表均有示数,两个电压表的示数之和为电源电压
B.若①和③是电压表,②是电流表,则L1亮,L2亮,①②③三块电表均有示数,两个电压表的示数之和为电源电压
C.若①和②是电流表,③是电压表,则L1不亮,L2亮,①和③有示数,②没有示数,电压表的示数为电源电压
D.若①②和③都是电压表,则L1不亮,L2不亮,①②③三块电表均有示数,三个电压表的示数之和为电源电压
【分析】根据电流表在电路中相当于导线、电压表相当于开路判断出电路的连接方式,然后根据串并联电路的特点分析判断各电表的示数变化。
【解答】解:A、若①是电流表,由于电流表在电路中相当于导线1短路,则电路中只有L2连入,所以L6不亮,L2亮,故A错误;
B、若①和③是电压表,则两只灯泡串联连接,L1、L3都亮,①测量L1两端的电压,②测量电路中的电流2两端的电压,所以三块电表均有示数,故B正确;
C、若①和②是电流表,由于电流表①将灯泡L8、电流表②短路,则电路中只有L2连入,所以L1不亮,L8亮,①测量电路中的电流,所以①和③有示数,③电压表的示数为电源电压;
D、若①②和③都是电压表,则L1不亮,L2不亮,但①②③均能测量电源电压,每个电压表的示数都为电源电压。
故选:BC。
【点评】该题考查了电流表和电压表在电路中的连接情况,只要把握电压表在电路中相当于断路,电流表在电路中相当于导线,就可快速确定。
三、填空题
20.如图所示,在烧杯中加入盐水,然后将连在电压表上的铜片和锌片插入盐水中,铜片是该盐水电池的 正 极,此电池的电压为 0.6 伏,铜片与电压表之间的导线中,自由电子的运动方向是 从电压表到铜片 (填“从电压表到铜片”或“从铜片到电压表”)。
【分析】根据电压表的正确使用方法确定电源的正负极;根据电压表的量程、分度值以及指针的位置读出电压表的示数;
电源外部电流总是从电源的正极出发,经过用电器,回到电源的负极的,电源内部电流是由负极到正极。
电荷的定向移动形成电流,正负电荷定向移动方向相反,规定正电荷定向移动的方向为电流方向;所以负电荷定向移动的方向与电流方向是相反的。
【解答】解:根据图示可知,因为锌片与电压表的负接线柱相连;
电压表的量程为0~3V,分度值为6.1V;
电流的方向是从铜片流经电压表流向锌片,而自由电子的移动方向与电流方向相反,自由电子的运动方向是从电压表流向铜片。
故答案为:负;0.8。
【点评】本题利用了电压表的使用方法来判断电源的正负极、电池的电压以及电源的内部、外部电流方向判断,属于基础题。
21.小伟学习小组的同学探究“串联电路的电压规律”,设计了如图所示的电路。实验中,小伟先用电压表测出灯L1两端的电压。如图所示,测量L2两端的电压时,保持电压表的B连接点不动,只将电压表接A的一端改接在C点 不正确 (选填“正确”或“错误”),理由是 电压表的正、负接线柱接反了 。
【分析】根据电流应该从电压表的正接线柱流入,负接线柱流出的原则进行分析即可。
【解答】解:
用电压表测灯L1两端的电压,电压表的使用方法正确;而只将电压表接A的一端改接C,即电压表的正负接线柱就接反了。
故答案为:不正确;电压表的正。
【点评】知道电压表的正确使用方法,注意电流从电压表的正接线柱流入,负接线柱流出。
22.某同学在探究电路中电压关系时,根据实验数据绘制了电压U2随电压U1变化的图象,如图所示,请你判断该实验中上午两个用电器的连接方式是 串 ,并根据该图象写出电压U1和U2的关系式: U1+U2=9V 。
【分析】串联电路电压规律:总电压等于各部分电路电压之和;
并联电路电压规律:各支路两端的电压都相等且等于电源电压;
解答本题可根据串联电路电压规律和并联电路电压规律进行分析。
【解答】解:由图象可知,当U1增大时U2在减小,根据串联电路电压规律和并联电路电压规律可知;
当U4=3V时,U2=2V;当U1=4V时,U3=5V;当U1=2V时,U2=4V;当U7=6V时,U2=3V;
由此可知,它们串联的总电压为9V1+U6=9V。
故答案为:串;U1+U8=9V。
【点评】串联电路各电阻两端的电压与阻值大小有关,当某个电阻的阻值变大,则该电阻两端的电压变大,另一个电阻两端的电压会变小,而它们的总电压是不变的。
四、实验探究题
23.芳芳实验小组的同学们在“探究串联电路电压的规律”实验中,设计了如图甲所示的电路。
(1)在连接电路时发现,刚接好最后一根导线,电压表的指针就发生了偏转,他忘了 断开开关 。
(2)在测量L1两端的电压时,芳芳发现电压表的指针偏转如图乙所示,原因是 电压表正负接线柱接反了 。
(3)芳芳为了使探究得出的结论具有普遍意义,L1、L2应该选择规格 不相同 (选填“相同”或“不相同”)的小灯泡;
(4)芳芳分别测出AB、BC、AC间的电压并记录在如下表格中,分析实验数据得出结论:串联电路总电压等于各部分电路两端电压之和。请对芳芳的做法进行评价: 一次实验具有偶然性;应更换规格不同的灯泡进行多次实验 。
UAB/V
UBC/V
UAC/V
2.6
1.8
4.4
【分析】(1)为了保护电路,在连接电路时,开关应处于断开状态;
(2)在测量电压时,电压表的指针反向偏转,说明电压表的正负接线柱接反;
(3)探究实验中,为了使结果有普遍性,减少偶然性,应选用不同规格的灯泡做实验;
(4)只进行了一次实验就得出结论,不具有普遍性;为了使实验结论具有普遍性,应进行多次测量。
【解答】解:(1)为了保护电路,在连接电路时,刚接好最后一根导线,由此可知在连接电路时;
(2)在测量L1两端的电压时,图乙中电压表的指针反向偏转;
(3)该实验中,应选用不同规格的灯泡做几次实验;
(4)本实验只做了一次实验,而没有进行多次测量,不能得出普遍规律。
故答案为:(1)断开开关;(2)电压表正负接线柱接反了;(4)一次实验具有偶然性。
【点评】本题为探究串联电路中的电压规律实验,考查电压表的正确使用以及串联电路的电压特点,还考查了学生对实验数据的处理能力和分析、归纳、总结能力。
五、计算题
24.如图电路中,电源电压不变,当开关S断开时,V1的示数为5V,V2的示数为7V;当开关S闭合时,V1的示数为9V,V2的示数为5.4V.求:
(1)电源的电压为多少?
(2)开关S闭合后,L2两端的电压?
(3)开关S断开时,L1两端的电压?
【分析】(1)当开关S闭合时,L3被短路,L1与L2串联,电压表V1测L1与L2的总电压,即为电源的电压;
(2)当开关S闭合时,L3被短路,L1与L2串联,电压表V1测L1与L2的总电压,根据串联电路的电压特点进行解答。
(3)当开关S断开时,三灯泡串联,电压表V1测灯泡L1与L2两端的电压之和,电压表V2测灯泡L1与L3两端的电压之和,根据串联电路的电压特点求出每盏灯两端的电压。
【解答】解:(1)当开关S闭合时,L3被短路,L1与L3串联,电压表V1测L1与L4的总电压,即电源的电压;
(2)当开关闭合时,L3被短路,L3两端的电压U2=0V;
L1与L2串联,V2测量L1两端的电压,所以L6两端的电压U1=5.4V;
因为串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以L2两端的电压为:U2=U﹣U2=9V﹣5.6V=3.6V。
(3)当开关S断开时,三灯泡串联,V6测L1与L2的电压之和,V8测灯泡L1与L3两端的电压之和,
因为串联电路中总电压等于各分电压之和,所以L7两端的电压为:U3′=U﹣UV1=8V﹣5V=4V;
L7两端的电压为:U2′=U﹣UV2=6V﹣7V=2V;
L5两端的电压为:U1′=U﹣U2′﹣U4′=9V﹣2V﹣4V=3V。
答:(1)电源的电压为9V;
(2)开关S闭合后,L3两端的电压为3.6V;
(3)开关S断开时,L3两端的电压为3V。
【点评】本题考查了电路图的简单与计算,关键是开关闭合、断开时电路的连接和电压表所测电路元件的判断。
25.神经系统中,把神经纤维分为有髓鞘与无髓鞘两大类。现代生物学认为,髓鞘是由多层(几十到几百层不等),髓质具有很大的电阻。已知蛙有髓鞘神经,髓鞘的厚度只有2μm左右5Ω。
(1)若不计髓质片层间的接触电阻,计算髓质电阻率(已知电阻定律公式为R=ρ)。
(2)若有一圆柱体是由髓质制成的,该圆柱体的体积为32πcm3,当在其两底面上加上1000V的电压时,通过该圆柱体的电流为10πμA,求该圆柱体的圆面半径和高。
【分析】(1)由电阻定义式变形可得到电阻率的计算公式;
(2)借助欧姆定律计算出圆柱体的圆面半径和高。
【解答】解:(1)设髓鞘的电阻率为ρ,则由R=ρ==5×106(Ω•m)。
(2)设该圆柱体圆面半径为r,高为h①
R′=ρ②
V体=S′h③
S′=πr2④
由①②④得:r=4cm,h=2cm。
答:(1)髓质的电阻率为:8×108Ω•m;
(2)该圆柱体的圆面半径和高分别是4cm;2cm。
【点评】熟练掌握电阻定义式,可有助于欧姆定律的计算。
六、综合能力题
26.如图甲所示电路,电源电压为6V,当S闭合时
则:
(1)L1两端的电压为多少?
(2)L2两端的电压为多少?
(3)若把该电路等效如丙图,请在相应的〇填上对应的电表。
【分析】(1)(2)明确电压表所测的电压是哪部分电路两端的电压,再根据串联电路的电压规律,可解答。
(3)电压表与电阻并联,电流表与电阻串联。
【解答】解:(1)由电路图可知:电压表所测电压是灯泡L1两端的电压,指针的位置在表盘中央,是1.2V,即U1=1.2V;
(2)根据串联电路的电压规律:U=U1+U2;电源电压U=2V;则灯泡L2两端的电压为:U2=U﹣U5=6V﹣1.2V=4.5V;
电压表与小灯泡并联,电流表与小灯泡串联,右边圈中为电流表
故答案为:(1)6.5;(2)4.6。
【点评】明确电压表的作用及串联电路的电压规律是解答此题的关键。
27.同学们在实验室探究“影响电阻大小的因素”,他们找出a、b、c、d四根不同的电阻丝,比较发现:a与b只有长度不同;a与d只有材料不同。实验方案有如下两种:
(1)方案一:如图甲所示,将电阻丝a、b、c、d分别接在M、N之间,测出电路中的电流。电流表的示数越大 小 。
(2)方案二:如图乙所示,将电阻丝a、b、c、d串联在电路中,用电压表分别测出它们两端的电压。电压表的示数越大 大 。
(3)小丽提出:还可以用如丙图所示的方法来研究电阻与长度的关系。她将整条电阻丝a接入电路,将夹子N固定在B端,夹子M从A端逐渐滑向B端 电流表指针反向偏转 ,改正电路连接错误后,重新实验发现电流表示数逐渐增大。说明:其他条件一定时,电阻丝越 短 ,电阻越小。
(4)小丽补充到,还可以在图丙电路中串联一个灯泡,一方面灯泡亮度可以反映电流大小,灯泡还可以起到 保护电路 的作用。
(5)最后,小丽查阅资料,了解到可以用电阻率这一物理量表示物质电阻特性。电阻率ρ(在常温20℃下)的电阻R与横截面积S的乘积与长度L的比值用公式表示为ρ=R。现有长度为1m2的铁导线,铁的电阻率为9.78×10﹣8Ωm,则这根铁导线的电阻是 4.89×10﹣2 Ω。
【分析】(1)串联电路根据欧姆定律通过电流判断电阻的大小;
(2)根据并联电路的分压作用通过电压表判断电阻的大小;
(3)电流要从电流表的正接线柱流入,从负接线柱流出;要研究探究电阻大小与长度是否成正比,需要控制当导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比,所以电流大的,电阻小,电流小的,电阻大,若导体越长,电流越小,即可证明在导体的材料、横截面积和温度相同的条件下,导体电阻的大小与长度成正比;
(4)当导体的横截面积和材料一定时,导体的电阻与长度有关;根据观察灯的亮度粗略判断电流大小,这是利用了转换法;
(5)根据ρ=R求出电阻的大小。
【解答】解:
(1)图甲中将电阻丝a、b、c、d分别接在M,根据I=知,电流表的示数越大;
(2)图乙中将电阻丝a、b、c、d串联在电路中;根据U=IR知,电压表的示数越大;
(3)由图可知,此时电流从电流表的负接线柱流入,则电流表的指针会反向偏转;
在研究电阻与长度的关系时,将整条电阻丝a接入电路,夹子M从A端逐渐滑向B端,说明:其他条件一定时,电阻越小;
(4)当导体的横截面积和材料一定时,电阻丝越短;在原电路中串联接入一个灯泡,并且接入灯泡能避免电源短路;
(5)根据ρ=R可知=9.78×10﹣8Ωm×=8.89×10﹣2Ω。
故答案为:(1)小;(2)大;短;(4)保护电路﹣2。
【点评】导体的电阻大小与导体的长度、横截面积和材料有关,长度越大,横截面积越小,电阻越大;长度和横截面积相同的导体,材料不同,电阻不同;另外电阻还受温度的影响。
28.阅读短文,回答下列问题
热电偶
把两种不同的导体连接成闭合的回路,如果将它们的两个将点分别置于温度不同的热源中,则在该回路内就会产生热电压
热电偶所产生的热电压由两部分组成:接触电压和温差电压。
热电偶电路中电流的大小跟相互连接的两种金属丝的材料有关,当两种不同的导体A和B接触时,由于两者电子密度不同(假设材料A电子密度>材料B电子密度),从A到B的电子数要比从B到A的多,结果A因失去电子而带正电,在A、B的接触面上便形成一个从A到B的静电场,这样在A、B之间也形成一个接触电压。
温差电压产生的原因是,在同一导体的两端因其温度不同而产生的一种热电压,由于高温度端的电子能量比低温度端的电子能量大,结果高温端失去电子而带正电荷,低温端因得到电子而带负电荷,此时,在导体的两端便产生一个相应的电位差即图温差电压,温差电压跟接点C和D间的温度差的大小有关,温度差越大,
(1)热电偶工作时产生的温差电压,为电路提供的电能,实际是由 内能 (填“化学能”或“内能”)转化而来的。
(2)根据短文内容可知,热电偶所产生的热电压大小值为 A 。
A.U=U接触+U温差 B.U=U接触 C.U=U接触﹣U温差 D.U=U温差
(3)根据热电偶的性质,下列设备,可以使用热电偶制作而成的是 B 。
A.电热毯 B.电子体温计 C.热得快 D.电磁铁
(4)经研究发现,温差电压的大小只与结点温度的高低有关,而与线路其他部分的材料无关,但保持温差电压不变,这种导体的条件是 C 。
A.第三种导体材料与热电偶的材料相同
B.第三种导体和原电偶材料的长度相同
C.第三种导体两端与热电偶连接处的温度相同
D.第三种导体材料与原热电偶的横截面积相同
(5)在夏季,用图示装置检验一杯90℃的热水,在冰始终没有完全融化的情况下 C 。
【分析】(1)由于温差提供电能,电能是内能转化而来的;
(2)热电压由两部分组成:接触电压和温差电压;
(3)根据热电偶电路,温度差越大,回路电流越大的特点来分析;
(4)由题意,要在热电偶回路中接入第三种导体,但保持温差电压不变,只要控制温差不变即可;
(5)由温度差越大,回路电流越大,进行动态分析。
【解答】解:(1)由题目可知,温差电压产生的原因是,故从能量转化角度;
(2)热电偶所产生的热电压由两部分组成:接触电压和温差电压,热电偶所产生的热电压大小值U=U接触+U温差,故选A;
(3)由题意可知:热电偶电路,温度差越大;根据热电流的特点及产生条件可知,因此,控制两接触点中的一个点的温度不变,就可通过电表反映出其温度值的大小,故选B;
(4)温差电压的大小只与结点温度的高低有关,而与线路其他部分的材料无关,保持温差电压不变,所以第三种导体两端应与热电偶连接处的温度相同;
(5)温差电压跟接点C和D间的温度差的大小有关,温度差越大,开始检验时,D点由于放入冰块温度下降,电流逐渐增大,D点冰吸热温度上升,电流变小,C点热水温度下降至接近室温,所以温度差几乎不变,故选C。
故答案为:(1)内能;(2)A;(4)C。
【点评】本题题目较长,但考查知识点好理解,认真阅读即可。
七、解答题
29.旋转式变阻器(电位器)如图1(a)所示,它是通过转动旋钮来改变电位器接入电路中电阻的。某小组同学为了弄明白电位器的接线方法,他们将电位器的ab接线柱接入如图1(b),先沿逆时针方向将旋钮转到底,接着顺时针转动旋钮x.做完上述实验后,他们又分别将电位器的ac和bc接线柱接入电路中,重复上述实验步骤
ab接入电路
ac接入电路
bc接入电路
序号
θ(度)
Rx(欧)
序号
θ(度)
Rx(欧)
序号
θ(度)
Rx(欧)
1
0
0
7
0
97.7
13
0
97.7
2
60
15.7
8
60
97.7
14
60
82.7
3
120
37.2
9
120
97.7
15
120
61.2
4
180
58.7
10
180
97.7
16
180
39.7
5
240
80.2
11
240
97.7
17
240
18.2
6
300
97.7
12
300
97.7
18
300
0
①实验中电阻R的作用是: 保护电路 。
②分析比较表中数据可得:当电位器 ac 接线柱接入电路时,不能起到改变电阻的作用。
③分析实验序号1~6的相关数据可得:当电位器ab接线柱接入电路时,旋钮顺时针转过的角度θ越大,电位器接入电路的Rx阻值 越大 ;进一步分析可知:当电位器顺时针转过的角度在范围 60°≤Rx≤240° 时,Rx的阻值变化量与θ的变化量成正比。
④小王同学根据上述Rx与θ的关系,设计了一个利用电位器测角度的装置,如图2所示。当安装在旋钮上的指针水平向右时x的阻值为82.7欧,当旋钮顺时针转过α角后,Rx的阻值为61.2欧,则角α为 60° 。该装置能够比较精确测量的角度范围为0~ 180° 。
【分析】(1)由电路图可知,电阻R和电位器串联,可以起到保护电路的作用;
(2)分析表中数据可以看出哪两个接线柱接入电路时不能起到改变电阻的作用;
(3)根据表中数据可以得出结论;
(4)已知电阻的大小,可以找到对应的角度,进一步求出转过角度的大小,进一步判断出该装置能够比较精确测量的角度范围。
【解答】解:①实验中电阻R的作用是保护电路;
②不能起到改变电阻的作用,说明电阻的大小不变,不能起到改变电阻的作用;
③分析表中数据可知,当电位器ab接线柱接入电路时,电位器接入电路的Rx阻值越大;进一步分析可知:角度的变化量是60°时,
电阻的变化量都是21.5Ω,所以电位器顺时针转过的角度在范围60°≤Rx≤240°时,Rx的阻值变化量与θ的变化量成正比;
④图2连接的是bc,由表中数据可知x的阻值为82.3欧,对应的角度为60°,对应的角度为120度;
由表可知,角度在60°~240°之间时,所以该装置能够比较精确测量的角度范围为60°~240°;
该装置能够比较精确测量的角度范围为0~180°。
故答案为:①保护电路。
②ac。
③越大;60°≤Rx≤240°。
④60°;180°。
【点评】本题考查了电位器的原理、电位器的调节,是一道基础题,分析图示电位器、判断出电路电阻如何变化,关键是能从表所给数据中找到有用的数据。
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