内容正文:
专题17 电流、电压和电阻
考点1 电荷
要点
图示或说明
摩擦起电
定义
用摩擦的方法使物体带电叫___________。
得到电子的带负电,失去电子的带正电。
实质
摩擦起电是电荷的______,并非电荷的创生。
电荷间的相互作用
电荷间的相互作用规律是同种电荷相互排斥,______________________________。
自然界中只有两种电荷。
验电器
原理
同种电荷互相______。
作用
验证物体是否带电;根据金属箔张角大小来判断物体带_________的大小。
两个微小物体相互靠近,如果相互吸引,这两个物体可能带异种电荷,也可能一个带电一个不带电。
考点2 考点2 电路
电路的
连接
电路由______、______、______和用电器组成。能够提供电能的装置叫做______。用电器消耗电能,是将______转化为其他形式能的装置。
电路的三
种状态
处处接通的电路叫______,此时电路中有电流通过,电路是闭合的某处断开的电路叫______,此时电路不闭合,电路中无电流不经过用电器而直接用导线把__________________连在一起,电路中会有很大的电流,可能把电源烧坏,或使导线的绝缘皮燃烧引起火灾,这是绝对不允许的。用电器两端接____________________________________的情况也属于短路。
串联
电路
首尾______连接
顺次流过每个元件
控制____________
元件______影响
并联
电路
首首相接,尾尾相连
分别流过每个支路
干路开关控制_____,支路开关控制该_____
元件______影响
闭合开关用电器同时工作,断开开关用电器同时不工作,用电器能够独立工作,用电器之间是并联。
考点3 电流和电压
1.电流与电压
要点
图示或说明
电流
电流的形
成和方向
电荷____________形成电流,物理学中规定正电荷定向移动的方向为电流方向。金属导体中电流方向与导体内部自由电子定向移动的方向______。
电路中有电流时,发生定向移动的电荷可能是正电荷,也可能是负电荷,还可能是正负电荷同时向相反方向发生定向移动。
电流的符
号和单位
电流的符号:是______。电流的单位:在国际单位制中,电流的单位是____,符号是______。
常用单位有毫安(mA)和微安(μA),1 A=1 000 mA,1 mA=1 000 μA。
电流的测量
用____________测量电流
电压
电压的
作用
作用:是形成______的原因
电路中有电流通过,电路两端一定有电压,但是电路两端有电压,电路中不一定有电流
电压的
符号和
单位
符号:电压通常用符号______表示,单位:______,符号是______。
常用单位有千伏(kV)、毫伏(mV)和微伏(μV),1 kV=1 000 V,1 V=1 000 mV
电压的
测量
用____________测量电压
在电源外部,电流的方向是从电源的正极流向负极;在电源内部,电流的方向是从电源的负极流向正极。
考点4 电流表和电压表的使用
电表
量程与分度值
连接方式
“+”“-”接线柱
被测量能否超过量程
与电源两极连接
电流表
0~0.6 A(0.02 A)
0~3 A(0.1 A)
______
让电流“______”进,“______”出
不能
不能
电压表
0~3 V(0.1 V)
0~15(0.5 V)
______
让电流“______”进,“______”出
不能
能
使用电表前,如果指针不指零,可调整调零旋钮使指针指零。
考点5 串、并联电路的电流和电压的规律
电流规律
串联电路中各处的电流______。
并联电路中干路总电流等于各支路电流______。
电压规律
串联电路两端的总电压等于各部分电路两端电压______。
并联电路中,各支路两端的电压______,且都______电源电压值。
通过用电器的电流相等,用电器之间不一定是串联,两个用电器两端的电压相等也不一定是并联。
考点6 电阻
概念
导体对电流的______作用叫电阻。符号是______,单位是______,简称为___,符号是______,比欧姆大的单位还有兆欧(MΩ)和千欧(kΩ)。1 MΩ=______kΩ,1 kΩ=______Ω,1 MΩ=106 Ω。
影响因素
导体的电阻是导体本身的一种性质,它的大小取决于导体的______、______和____________,还与温度有关。对大多数导体来说,温度______,电阻______。只有极少数导体电阻随温度的升高而______。
电阻的大小,与其是否连入电路、是否通电,及通过它的电流、电压等因素无关。
考点7 变阻器
原理
通过改变导体接入电路的__________________来改变电阻的,从而改变电路中的__________________________________________。
铭牌的
含义
一个标有“20 Ω 1.5 A”的滑动变阻器的调节范围为____________,其中20 Ω表示____________________,1.5 A表示__________________。
连接
方法
变阻器常串联,改谁电流跟谁串。一上一下连接线,关键是看连下线。左连右移电阻变大,右连右移电阻变小。
作用
保护电路、改变电路的电流和改变部分电路两端的电压。
在使用滑动变阻器时,要注意其铭牌标号,不能超过其允许通过的最大电流。
实验1 串、并联电路的电流规律
1.实验器材:电源、开关、____________、两个规格______的灯泡、导线等。
2.实验电路图:
(1)串联电路中,需要分别测量__________________点的电流进行比较。
(2)并联电路中,需要分别测量__________________点的电流进行比较。
3.实验结论:
(1)串联电路各点的电流都______。
(2)并联电路中干路电流等于________________________。
4.问题探究:
(1)实验中只做一次实验,凭一组实验数据得出结论可以吗?为什么?
________________________________________________________________________。
(2)探究并联电路中的电流规律时,发现通过两个小灯泡的电流相等,原因是什么?
________________________________________________________________________。
实验2 串、并联电路的电压规律
1.实验器材:电源、开关、____________、两个规格______的灯泡、导线等。
2.实验电路图:
(1)串联电路中,需要分别测量__________________两点间的电压进行比较。
(2)并联电路中,需要分别测量__________________两点间的电压进行比较。
3.实验结论:
(1)串联电路两端的总电压等于______________________________。
(2)并联电路中各支路两端的电压______。
4.问题探究:
(1)实验中只做一次实验,凭一组实验数据得出结论可以吗?为什么?
________________________________________________________________________。
(2)探究串联电路中的电压规律时,发现两个小灯泡两端的电压相等,原因是什么?
________________________________________________。
(1)如果几个用电器两端的电压都相等,不能判断这几个用电器一定是并联的,如几个完全相同的灯泡串联,每个灯泡两端的电压也都相等。
(2)如果几个用电器两端的电压都不相等,则可断定这几个用电器一定是串联的。
基础检测(限时30min)
1.如图,在桌面上将开关、灯泡和电源等连接好制成一套简易有线电报机。小明、小红分别在不透光挡板(图中未画出)两侧,通过控制灯泡闪光次数来向对方发送不同信息,图中虚线表示可固定挡板的位置。则( )
A.挡板沿AA'固定,灯泡显示操控开关的人所发信息
B.挡板沿AA'固定,灯泡显示操控开关的人所发信息
C.挡板沿BB'固定,灯泡显示操控开关的人所发信息
D.挡板沿BB'固定,灯泡显示操控开关的人所发信息
2.在图甲所示的电路中,闭合开关后电流表的示数如图乙所示。下列描述正确的是( )
A.灯泡L1与L2并联 B.电压表测L2两端的电压
C.通过L1、L2的电流相等 D.通过L1的电流为0.22A
3.将铜片和锌片放入装有盐水的烧杯中,就成了一个自制电池,用导线将电压表与铜片、锌片相连,测量这个自制电池的电压,如图所示。以下说法正确的是( )
A.锌片是电池的正极 B.这个电池的电压为6V
C.这个电池的电压为3V D.这个电池的电压为0.6V
4.如图所示电路,闭合开关S1、S2,小灯泡L1和L2正常发光,电流表和电压表均有示数。下列关于电路的分析不正确的是( )
A.灯L1与灯L2并联
B.电压表测量灯L1两端的电压
C.只断开开关S1,灯L2正常发光
D.电流表测量电路总电流
5.恐怖分子在公共场所安装了定时炸弹,其引爆装置如图所示,起爆前定时开关S是闭合的,当设定起爆时间一到,定时开关S会自动断开。为使引爆装置停止工作,拆弹专家应在图中 (填“a”或“b”)处剪断导线。拆除前起爆器上 (填“有”或“没有”)电流通过。
6.用丝绸摩擦过的玻璃棒去接触不带电的验电器时,验电器的金属箔张开(如图),金属箔因失去电子带上 电荷,接触瞬间电流的方向是 (选填“金属球到玻璃棒”或“玻璃棒到金属球”)。
7.如题图所示,电压表的读数为 V;滑动变阻器以图所示方式接入电路,当滑片向左滑动时,滑动变阻器连入电路的电阻 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
8.如图所示,电源电压为3V,闭合开关S后,电流表A的示数为0.54A,电流表A1的示数为0.2A,则通过小灯泡L1的电流为 A,通过小灯泡L2的电流为 A,电压表V的示数为 V。
9.同学们利用如图所示电路研究“并联电路中干路电流与各支路电流的关系”。
(1)连接电路,闭合开关,发现小灯泡亮、不亮,故障原因可能是 。
(2)排除故障后,用电流表分别测出A、B、C三点的电流、、,更换规格 (选填“相同”或“不同”)的小灯泡多次实验,数据记录在表格中。
实验次数
A点电流
B点电流
C点电流
1
0.24
0.32
0.56
2
0.26
0.24
0.50
3
0.20
0.28
0.48
(3)分析数据得出结论: 。
10.探究串联电路中电压的规律;
(1)根据图甲所示的电路图,用笔画线代替导线将图乙所示电路连接完整;
(2)连接电路时,开关应处于 状态,正确连接电路后,闭合开关,若灯断路,则两端 (选填“有”或“无”)电压;
(3)用电压表分别测出电压和。其中测时,电压表的示数如图丙所示,示数为 V。接着更换不同规格的灯泡并多次实验,数据记录见表;
实验次序
电压/V
电压/V
电压/V
1
1.7
2.9
2
1.3
1.6
2.9
3
1.1
1.8
2.9
①分析表中数据,得到初步结论:串联电路两端的总电压等于各部分电路两端电压 ;
②为使结论更具普遍性,小明将灯泡换成其他类型用电器并多次实验。此外,还可以 。
11.如图所示的电路,电流表的读数为0.1A,电流表的读数为0.4A,的电流为0.15A。求:
(1)通过和的电流分别是多少?
(2)电流表的读数是多少?
12.如图所示,电压表的示数为,电压表示数为,电流表的示数为,求:
(1)电源两端的电压。
(2)通过灯泡、的电流。
拔高检测(限时30min)
13.如图所示的电路,闭合开关后两灯均不发光且电流表、电压表示数均为零。现将两灯泡位置互换后再次闭合开关,电流表示数仍为零,电压表指针明显偏转。根据以上信息判断该电路故障可能为( )
A.L1断路、L2断路 B.L1断路、L2通路
C.L1通路、L2断路 D.L1短路、L2断路
14.交通法规规定,驾驶员不系安全带属交通违法行为。某汽车上设置的“安全带指示灯”电路由电源、指示灯L、保护电阻R、开关S1、S2组成。开关S1为常开开关,即座椅上坐有驾驶员时开关S1闭合,否则断开;开关S2为常闭开关,即当驾驶员系好安全带时开关S2断开,否则闭合。当驾驶员坐在座椅上未系安全带时指示灯L亮起,提醒驾驶员系好安全带,驾驶员系好安全带时指示灯L熄灭。下列最符合上述要求的电路图是( )
A. B.
C. D.
15.如图所示,甲为可调亮度台灯,乙为电位器的结构图,A、B、C为电位器的三个接线柱,转动滑片可调节灯泡亮度。下列分析错误的是( )
A.若只将B、C接入电路,顺时针旋转滑片,灯泡变亮
B.若只将A、C接入电路,顺时针旋转滑片,灯泡变亮
C.该电位器是通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变灯泡亮度
D.将A、B接入电路,若只将电阻丝做得更细些,以相同速度顺时针旋转滑片,灯泡亮度变化更明显
16.如图所示电路中,当只闭合开关S2时,电流表、电压表均正常工作,下列说法错误的是( )
A.只闭合开关S2时,R1和R2串联,电压表测R2两端电压
B.只闭合开关S1和S2时,电压表示数为零
C.只闭合开关S1和S3时,电压表示数为电源电压
D.同时闭合开关S2和S3时,电路将发生短路
17.如图所示电路中,当开关S1和S2都断开时,灯L1、L2和L3是 联;当S1闭合,S2断开时,灯泡 亮;当S1和S2都闭合时,L1、L2和L3是 联。
18.如图所示,若将两个开关都闭合时,A1和A2的指针偏转角度相同,且电流表有两个量程分别为0~0.6A,0~3A,此时通过L1、L3的电流之比为1:8,当将控制L1的开关断开发现A2的示数减少了0.32A,那么两开关都闭合时流过L2的电流为 A
19.如图甲所示,仅闭合开关S1,电压表示数如图乙;再闭合S2,两电流表的指针均如图丙所示。当S1、S2都闭合时,通过L1的电流为 A,灯L1两端的电压为 V;当仅闭合S1时,电流表A1的示数为 A。
20.如图所示,已知两只灯泡L1和L2是并联的,则在①、②和③三个电表中(电流表或电压表) 是电流表(填序号)。闭合开关后,两小灯泡都能正常发光,过了一会儿,L1灯丝烧断突然熄灭,灯泡L2的亮度将会 (“变亮”“不变”“变暗”)。②电表的示数 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
21.如图所示,在探究“并联电路的电流特点”的实验中,小明设计了如图甲所示的电路进行实验:
(1)实验中,小明应该选择两个小灯泡规格是 (“相同”或“不相同”)的;
(2)小明先将电流表接在L1所在的支路上,闭合开关,观察到灯L2发光,但灯L1不亮,电流表的示数为零,电路可能存在的故障是 (“灯L1开路”或“灯L1短路”);
(3)排除故障后,他测出了L1支路上的电流IA=0.8A,然后他把电流表依次接入电路分别测量出L2支路电流IB、干路电流IC,两次测得的结果都如图乙所示,则小明由此数据得出并联电路中干路电流和各支路电流的关系是 (写关系式即可);
(4)本次实验的不足之处是: ;
(5)评估:测量电流时,连接好电路,闭合开关,发现电流表指针向左偏转至图丙所示位置,原因是电流表 ;断开开关,纠正错误后,再闭合开关,发现指针偏转至图丁所示位置,接下来的操作是:断开开关, 。继续进行实验。
22.某小组学习了电阻的知识后开展对“液体电阻大小与哪些因素有关”的探究,他们提出了以下猜想:
A.可能与液体的浓度有关;
B.可能与液体的体积有关。
实验器材有:两端接有金属接线柱的塑料管、电源、开关、小灯泡、导线,将上述器材组装成如图所示的电路进行实验。请你回答下列问题:
(1)你还能提出一个可利用此装置进行实验探究的合理猜想是: ;
(2)将适量盐水从注水口倒入塑料管中并闭合开关,观察到小灯泡发光,说明盐水是 (选填“导体”或“绝缘体”),其电阻大小可以根据 进行判断;
(3)探究猜想A时,为了改变盐水的浓度,将会向塑料管中添加 (选填“盐”或“清水”)并搅拌均匀。请你对这一方案的可行性进行评估: ;
(4)探究猜想B时,用注射器缓慢地从塑料管中抽取部分盐水,灯泡的亮度逐渐变暗。于是得出结论:液体浓度一定时,体积越小,电阻越大。分析操作过程及联系所学的“影响导体电阻大小的因素”回答下列问题:①容器内液体体积减小的同时其 也在不断减小,导致电阻变大,②这一实验过程是否能完整验证猜想B? (选填“能”或“不能”),原因是 。
23.如图所示的电路中,电阻R1的阻值为20Ω,电源电压不变。当S1、S2断开,S3闭合时,电流表的示数为0. 45A;S1断开,S2、S3闭合时,电流表的示数为0. 75A.求:
(1)电源电压为多少?
(2)R2的阻值为多少?
(3)S2、S3断开,S1闭合时,加在电阻R1两端的电压为多少?
24.在图所示的电路中,电源电压为18V且保持不变,电阻R1的阻值为10Ω,滑动变阻器R2上标有“100Ω 1A”字样。闭合电键S后,电压表的示数为12V。
(1)求此时通过电阻R1的电流。
(2)求此时变阻器R2连入电路中的电阻。
(3)移动滑片P,在确保电路中各元件正常工作的前提下,求:滑动变阻器R2接入的阻值范围。
25.亲爱的同学,请你运用所学的物理知识解答下列问题。
(1)图甲是插入式电阻箱的结构示意图,它的工作原理是通过改变 来改变电阻的大小。图甲中A、B两个接线柱之间接入电路的电阻是 ,A、B两个接线柱之间能提供的最大电阻是 ;
(2)如图乙所示,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,这样就制成了一个盐水电池。观察电压表的接线情况和指针偏转情况可知,锌片是盐水电池的 极,盐水电池的电压为 V;
(3)如图丙所示,这是小明同学用电流表测电流的实验电路的一部分,若通过导线ab的电流为0.6A,则通过导线cd的电流为 A或 A。
26.阅读短文,回答问题:
LED灯制冷片
LED灯相对于传统光源具有体积小、光效高、节约能源、使用寿命长等优点,成为人们照明的首选产品。但就目前而言,LED灯电光转化效率仅有20%,剩下的能量白白耗散掉,使自身温度升高,从而影响使用寿命。
研究表明,利用半导体制冷片可降低LED灯的温度。根据帕尔贴效应,将LED灯和半导体制冷片接触,当制冷片和直流电源连接成通路时,就可以达到制冷效果。半导体材料有P型半导体和N型半导体两种,甲图是一个半导体制冷单元的原理图,P型半导体和N型半导体的上端和铜片A连接,下端分别和铜片B连接后接到直流电源的两端,此时电路的电流方向是从N型半导体经A流向P型半导体,铜片A会从空气吸收热量,铜片B会向空气放出热量,反之,改变直流电源的正负极,铜片B会从空气吸收热量,铜片A会向空气放出热量。
半导体中有可以自由移动的电荷。通电时,电荷移动的方向与电流方向相反。由于电荷在不同的材料中具有不同的能量,当它从高能量状态向低能量状态运动时放出热量;从低能量状态向高能量状态运动时吸收热量。
实验发现,改变半导体制冷片两端电压,得到LED灯平均温度随时间变化的图像如图乙所示。当半导体制冷片输入电压为5V时,LED灯温度快速降低至27℃,之后LED灯持续放热,温度上升至44℃进入稳定状态。断开所有电源,半导体制冷片和LED灯均停止工作,LED灯温度突然跃升到48℃,然后下降到室温。
(1)LED灯发光时,将电能转化为光能外,还转化为 能;
(2)为了延长LED灯的使用寿命,应该将LED灯和甲图的铜片 (A/B)紧密接触。若将甲图中电源换成交流电源,此时 (能/不能)对LED灯正常制冷;
(3)甲图中,电荷的能量在N型半导体 (高于/低于)P型半导体;
(4)根据制冷片在不同电压下LED灯温度随时间变化的图像,下列说法错误的是 ;
A.使用半导体制冷片后,不同电压下LED灯温度均有所下降
B.加在半导体制冷片两端的电压越高,冷却效果越好
C.加在半导体制冷片两端的电压为5V时,冷却效果最好
D.加在半导体制冷片两端的电压为6V时的冷却效果比7V好,比8V差
(5)根据文中信息,从开始到停止工作LED灯温度随时间变化的大致图像是 。
A. B. C. D.
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专题17 电流、电压和电阻
考点1 电荷
要点
图示或说明
摩擦起电
定义
用摩擦的方法使物体带电叫摩擦起电。
得到电子的带负电,失去电子的带正电。
实质
摩擦起电是电荷的转移,并非电荷的创生。
电荷间的相互作用
电荷间的相互作用规律是同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
自然界中只有两种电荷。
验电器
原理
同种电荷互相排斥。
作用
验证物体是否带电;根据金属箔张角大小来判断物体带电荷量的大小。
两个微小物体相互靠近,如果相互吸引,这两个物体可能带异种电荷,也可能一个带电一个不带电。
考点2 考点2 电路
电路的
连接
电路由电源、开关、导线和用电器组成。能够提供电能的装置叫做电源。用电器消耗电能,是将电能转化为其他形式能的装置。
电路的三
种状态
处处接通的电路叫通路,此时电路中有电流通过,电路是闭合的某处断开的电路叫断路,此时电路不闭合,电路中无电流不经过用电器而直接用导线把电源正、负极连在一起,电路中会有很大的电流,可能把电源烧坏,或使导线的绝缘皮燃烧引起火灾,这是绝对不允许的。用电器两端接用导线连接起来的情况也属于短路。
串联
电路
首尾依次连接
顺次流过每个元件
控制整个电路
元件相互影响
并联
电路
首首相接,尾尾相连
分别流过每个支路
干路开关控制干路,支路开关控制该支路
元件互不影响
闭合开关用电器同时工作,断开开关用电器同时不工作,用电器能够独立工作,用电器之间是并联。
考点3 电流和电压
1.电流与电压
要点
图示或说明
电流
电流的形
成和方向
电荷定向移动形成电流,物理学中规定正电荷定向移动的方向为电流方向。金属导体中电流方向与导体内部自由电子定向移动的方向相反。
电路中有电流时,发生定向移动的电荷可能是正电荷,也可能是负电荷,还可能是正负电荷同时向相反方向发生定向移动。
电流的符
号和单位
电流的符号:是I。电流的单位:在国际单位制中,电流的单位是安,符号是A。
常用单位有毫安(mA)和微安(μA),1 A=1 000 mA,1 mA=1 000 μA。
电流的测量
用电流表测量电流
电压
电压的
作用
作用:是形成电流的原因
电路中有电流通过,电路两端一定有电压,但是电路两端有电压,电路中不一定有电流
电压的
符号和
单位
符号:电压通常用符号U表示,单位:伏特,符号是V。
常用单位有千伏(kV)、毫伏(mV)和微伏(μV),1 kV=1 000 V,1 V=1 000 mV
电压的
测量
用电压表测量电压
在电源外部,电流的方向是从电源的正极流向负极;在电源内部,电流的方向是从电源的负极流向正极。
考点4 电流表和电压表的使用
电表
量程与分度值
连接方式
“+”“-”接线柱
被测量能否超过量程
与电源两极连接
电流表
0~0.6 A(0.02 A)
0~3 A(0.1 A)
串联
让电流“+”进,“-”出
不能
不能
电压表
0~3 V(0.1 V)
0~15(0.5 V)
并联
让电流“+”进,“-”出
不能
能
使用电表前,如果指针不指零,可调整调零旋钮使指针指零。
考点5 串、并联电路的电流和电压的规律
电流规律
串联电路中各处的电流相等。
并联电路中干路总电流等于各支路电流之和。
电压规律
串联电路两端的总电压等于各部分电路两端电压之和。
并联电路中,各支路两端的电压相等,且都等于电源电压值。
通过用电器的电流相等,用电器之间不一定是串联,两个用电器两端的电压相等也不一定是并联。
考点6 电阻
概念
导体对电流的阻碍作用叫电阻。符号是R,单位是欧姆,简称为欧,符号是Ω,比欧姆大的单位还有兆欧(MΩ)和千欧(kΩ)。1 MΩ=103kΩ,1 kΩ=103Ω,1 MΩ=106 Ω。
影响因素
导体的电阻是导体本身的一种性质,它的大小取决于导体的材料、长度和⑩横截面积,还与温度有关。对大多数导体来说,温度越高,电阻越大。只有极少数导体电阻随温度的升高而减小。
电阻的大小,与其是否连入电路、是否通电,及通过它的电流、电压等因素无关。
考点7 变阻器
原理
通过改变导体接入电路的阻丝的长度来改变电阻的,从而改变电路中的电流和部分电路两端的电压。
铭牌的
含义
一个标有“20 Ω 1.5 A”的滑动变阻器的调节范围为0~20 Ω,其中20 Ω表示最大阻值为20 Ω,1.5 A表示允许通过的最大电流为1.5 A。
连接
方法
变阻器常串联,改谁电流跟谁串。一上一下连接线,关键是看连下线。左连右移电阻变大,右连右移电阻变小。
作用
保护电路、改变电路的电流和改变部分电路两端的电压。
在使用滑动变阻器时,要注意其铭牌标号,不能超过其允许通过的最大电流。
实验1 串、并联电路的电流规律
1.实验器材:电源、开关、电流表、两个规格不同的灯泡、导线等。
2.实验电路图:
(1)串联电路中,需要分别测量A、B、C点的电流进行比较。
(2)并联电路中,需要分别测量A、B、C或B、C、D点的电流进行比较。
3.实验结论:
(1)串联电路各点的电流都相等。
(2)并联电路中干路电流等于各支路的电流之和。
4.问题探究:
(1)实验中只做一次实验,凭一组实验数据得出结论可以吗?为什么?
不可以,仅凭一组实验数据得出结论,具有偶然性,是不可靠的。
(2)探究并联电路中的电流规律时,发现通过两个小灯泡的电流相等,原因是什么?
选用了规格相同的两个小灯泡。
实验2 串、并联电路的电压规律
1.实验器材:电源、开关、电压表、两个规格不同的灯泡、导线等。
2.实验电路图:
(1)串联电路中,需要分别测量AB、BC、AC两点间的电压进行比较。
(2)并联电路中,需要分别测量AB、CD、EF两点间的电压进行比较。
3.实验结论:
(1)串联电路两端的总电压等于各部分电路两端的电压之和。
(2)并联电路中各支路两端的电压相等。
4.问题探究:
(1)实验中只做一次实验,凭一组实验数据得出结论可以吗?为什么?
不可以,仅凭一组实验数据得出结论具有偶然性,是不可靠的。
(2)探究串联电路中的电压规律时,发现两个小灯泡两端的电压相等,原因是什么?
选用了规格相同的两个灯泡。
(1)如果几个用电器两端的电压都相等,不能判断这几个用电器一定是并联的,如几个完全相同的灯泡串联,每个灯泡两端的电压也都相等。
(2)如果几个用电器两端的电压都不相等,则可断定这几个用电器一定是串联的。
基础检测(限时30min)
1.如图,在桌面上将开关、灯泡和电源等连接好制成一套简易有线电报机。小明、小红分别在不透光挡板(图中未画出)两侧,通过控制灯泡闪光次数来向对方发送不同信息,图中虚线表示可固定挡板的位置。则( )
A.挡板沿AA'固定,灯泡显示操控开关的人所发信息
B.挡板沿AA'固定,灯泡显示操控开关的人所发信息
C.挡板沿BB'固定,灯泡显示操控开关的人所发信息
D.挡板沿BB'固定,灯泡显示操控开关的人所发信息
【答案】B
【解析】由图可知,若挡板沿AA'固定,S1与灯泡L2与电源可组成串联电路,同时S2与灯泡L1与电源可组成串联电路,故通过控制开关,控制灯泡,达到发送信息得目的;若挡板沿BB'固定,开关S1和开关S2,要同时操作,才能控制另一侧灯泡L1和灯泡L2,故无法通过控制开关,控制灯泡,达到发送信息得目的。
故选B。
2.在图甲所示的电路中,闭合开关后电流表的示数如图乙所示。下列描述正确的是( )
A.灯泡L1与L2并联 B.电压表测L2两端的电压
C.通过L1、L2的电流相等 D.通过L1的电流为0.22A
【答案】C
【解析】AC.由图甲可知,电流从电源正极流出,依次经L1、L2后,再通过电流表、开关,回到电源的负极。因此灯泡L1与L2串联。由串联电路的电流特点可知,通过L1、L2的电流相等。故A错误,C正确;
B.电压表接在灯泡L1的两端,与灯泡L1并联,因此测灯泡L1两端的电压。故B错误;
D.由图乙可知,导线接在“0.6”接线柱上,因此电流表选择小量程,分度值为0.02A,读数为0.24A,所以通过L1的电流为0.24A。故D错误。
故选C。
3.将铜片和锌片放入装有盐水的烧杯中,就成了一个自制电池,用导线将电压表与铜片、锌片相连,测量这个自制电池的电压,如图所示。以下说法正确的是( )
A.锌片是电池的正极 B.这个电池的电压为6V
C.这个电池的电压为3V D.这个电池的电压为0.6V
【答案】D
【解析】A.由图可知,铜片连接电压表的正接线柱,所以铜片是电池的正极,故A错误;
BCD.由图可知,电压表的量程为0~3V,分度值为0.1V,故电压表示数为0.6V,即这个电池的电压为0.6V,故BC错误,D正确。
故选D。
4.如图所示电路,闭合开关S1、S2,小灯泡L1和L2正常发光,电流表和电压表均有示数。下列关于电路的分析不正确的是( )
A.灯L1与灯L2并联
B.电压表测量灯L1两端的电压
C.只断开开关S1,灯L2正常发光
D.电流表测量电路总电流
【答案】D
【解析】A.由图可知,闭合开关S1、S2,灯L1与灯L2并联,故A正确,不符合题意;
B.由图可知,电压表并联在灯泡L1两端,所以电压表测量灯L1两端的电压,故B正确,不符合题意;
C.由图可知,闭合开关S1、S2,灯L1与灯L2并联,两灯独立工作互不干扰,所以若只断开开关S1,灯泡L2不受影响,将会正常发光,故C正确,不符合题意;
D.由图可知,电流表与灯泡L2串联,所以电流表测的是通过灯L2的电流,故D错误,符合题意。
故选D。
5.恐怖分子在公共场所安装了定时炸弹,其引爆装置如图所示,起爆前定时开关S是闭合的,当设定起爆时间一到,定时开关S会自动断开。为使引爆装置停止工作,拆弹专家应在图中 (填“a”或“b”)处剪断导线。拆除前起爆器上 (填“有”或“没有”)电流通过。
【答案】 a 没有
【解析】[1][2]由图可知,此时起爆器被导线b短路,没有电流通过起爆器,所以起爆器不工作;当设定起爆时间一到,定时开关断开,有电流通过引爆装置而发生爆炸;如果剪断a处导线,则电路处于断路状态,爆炸装置不工作。
6.用丝绸摩擦过的玻璃棒去接触不带电的验电器时,验电器的金属箔张开(如图),金属箔因失去电子带上 电荷,接触瞬间电流的方向是 (选填“金属球到玻璃棒”或“玻璃棒到金属球”)。
【答案】 正 玻璃棒到金属球
【解析】[1][2]用丝绸摩擦过的玻璃棒因缺少电子(电子带负电荷),带正电。当接触金属箔后,金属箔处的电子会通过金属杆、金属球,流向玻璃棒,金属箔失去电子从而带上正电荷。电流的方向与负电荷的流向相反,因此接触瞬间电流的方向是玻璃棒到金属球。
7.如题图所示,电压表的读数为 V;滑动变阻器以图所示方式接入电路,当滑片向左滑动时,滑动变阻器连入电路的电阻 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】 2.3 变小
【解析】[1]由图可知,电压表量程为0~3V,分度值为0.1V,此时电压表的示数为2.3V。
[2]由滑动变阻器的连接方式可知,当滑片向左滑动时,接入电路中的电阻丝变短,则滑动变阻器连入电路的电阻阻值变小。
8.如图所示,电源电压为3V,闭合开关S后,电流表A的示数为0.54A,电流表A1的示数为0.2A,则通过小灯泡L1的电流为 A,通过小灯泡L2的电流为 A,电压表V的示数为 V。
【答案】 0.2 0.34 3
【解析】[1][2]由图知,两灯泡并联,电流表A测干路电流,A1的测量支路L1的电流,则通过小灯泡L1的电流I1=0.2A。因并联电路干路电流等于各支路电流之和,则小灯泡L2的电流为
[3]电压表V测L2两端电压,因为并联电路,各支路两端电压都相等,并等于电源电压,即
电压表V的示数为为3V。
9.同学们利用如图所示电路研究“并联电路中干路电流与各支路电流的关系”。
(1)连接电路,闭合开关,发现小灯泡亮、不亮,故障原因可能是 。
(2)排除故障后,用电流表分别测出A、B、C三点的电流、、,更换规格 (选填“相同”或“不同”)的小灯泡多次实验,数据记录在表格中。
实验次数
A点电流
B点电流
C点电流
1
0.24
0.32
0.56
2
0.26
0.24
0.50
3
0.20
0.28
0.48
(3)分析数据得出结论: 。
【答案】 断路(或所在支路断路等) 不同 并联电路中,干路电流等于各支路电流之和(或)
【解析】(1)[1]连接电路,闭合开关,发现小灯泡L1亮,则L1所在支路无故障,L2不亮又不影响L1,则说明L2不是短路而是断路,所以故障原因可能是L2断路。
(2)[2]探究“并联电路中干路电流与各支路电流的关系”的实验中,为了得到普遍规律,应更换不同规格的小灯泡多次实验。
(3)[3]由表中数据可得
即并联电路中,干路电流等于各支路电流之和。
10.探究串联电路中电压的规律;
(1)根据图甲所示的电路图,用笔画线代替导线将图乙所示电路连接完整;
(2)连接电路时,开关应处于 状态,正确连接电路后,闭合开关,若灯断路,则两端 (选填“有”或“无”)电压;
(3)用电压表分别测出电压和。其中测时,电压表的示数如图丙所示,示数为 V。接着更换不同规格的灯泡并多次实验,数据记录见表;
实验次序
电压/V
电压/V
电压/V
1
1.7
2.9
2
1.3
1.6
2.9
3
1.1
1.8
2.9
①分析表中数据,得到初步结论:串联电路两端的总电压等于各部分电路两端电压 ;
②为使结论更具普遍性,小明将灯泡换成其他类型用电器并多次实验。此外,还可以 。
【答案】 断开 无 1.20 之和 更换电压不同的电源多次实验
【解析】(1)[1]如图所示,电流从电池的正极出发,经过开关、灯泡L1、灯泡L2、回到负极,故用一个导线将灯泡L2的右端接线柱和灯泡L1左端接线柱相连,故电路图如图所示:
(2)[2][3]为了保护电路,开关需要断开;闭合开关,若灯断路,则没有电流灯泡L1,则两端无电压。
(3)[4]电压表的示数如图丙所示,选择小量程,分度值为0.1V,故读数为1.20V。
①[5]分析表格中的数据可知,
故结论为串联电路两端的总电压等于各部分电路两端电压之和。
②[6]为使结论更具普遍性,小明将灯泡换成其他类型用电器并多次实验。此外,还可以更换电压不同的电源多次实验,避免偶然性。
11.如图所示的电路,电流表的读数为0.1A,电流表的读数为0.4A,的电流为0.15A。求:
(1)通过和的电流分别是多少?
(2)电流表的读数是多少?
【答案】(1)0.1A,0.3A;(2)0.55A
【解析】解:(1)由电路图可知,三灯泡并联,电流表A1测通过L1支路的电流,电流表A2测通过L1和L2支路的电流,电流表A3测干路电流。由电流表A1可知,通过L1的电流
I1=IA1=0.1A
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,通过L2的电流
I2=IA2-IA1=0.4A-0.1A=0.3A
(2)电流表A3测干路电流,电流表A3的读数
IA3=IA2+I3=0.4A+0.15A=0.55A
答:(1)通过L1和L2的电流分别是0.1A和0.3A;
(2)电流表A3的读数是0.55A。
12.如图所示,电压表的示数为,电压表示数为,电流表的示数为,求:
(1)电源两端的电压。
(2)通过灯泡、的电流。
【答案】(1)6V;(2)0.5A,0.5A
【解析】解:(1)由图可知,电路为串联电路,电压表V1测量L1两端电压,电压表V2测量L2两端电压,电流表测量电路中的电流。根据串联电路电压规律可知,电源两端的电压
U=U1+U2=4V+2V=6V
(2)串联电路中,电流处处相等,故通过灯泡、的电流
I=I1=I2=0.5A
答:(1)电源两端的电压为6V;
(2)通过灯泡、的电流都为0.5A。
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13.如图所示的电路,闭合开关后两灯均不发光且电流表、电压表示数均为零。现将两灯泡位置互换后再次闭合开关,电流表示数仍为零,电压表指针明显偏转。根据以上信息判断该电路故障可能为( )
A.L1断路、L2断路 B.L1断路、L2通路
C.L1通路、L2断路 D.L1短路、L2断路
【答案】B
【解析】由图可知两只灯泡串联,电压表测量L2两端的电压;闭合开关,两只灯泡都不亮,电流表无示数,说明电路中有断路故障;电压表无示数,说明电压表两接线柱到电源的正负极之间有开路,即可能是灯L1断路,也可能是L1、L2同时断路;将电灯L1、L2的位置对调,闭合开关,电流表无示数,说明电路中仍然有断路故障;电压表有示数,说明此时电压表两接线柱到电源的正负极之间是通路,所以灯L2、电流表、开关都是完好的,则故障是灯L1断路。故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
14.交通法规规定,驾驶员不系安全带属交通违法行为。某汽车上设置的“安全带指示灯”电路由电源、指示灯L、保护电阻R、开关S1、S2组成。开关S1为常开开关,即座椅上坐有驾驶员时开关S1闭合,否则断开;开关S2为常闭开关,即当驾驶员系好安全带时开关S2断开,否则闭合。当驾驶员坐在座椅上未系安全带时指示灯L亮起,提醒驾驶员系好安全带,驾驶员系好安全带时指示灯L熄灭。下列最符合上述要求的电路图是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】A.座椅上坐有驾驶员时开关S1闭合,驾驶员没有系好安全带时开关S2闭合,灯亮。A图中知,指示灯L和保护电阻R串联只有两开关同时闭合时灯泡才能亮,故A符合题意;
B.B图中,只S1闭合,定值电阻R被短路,灯泡变亮;当S1和S2都闭合时,电源被短路,灯泡不亮。座椅上坐有驾驶员时开关S1闭合,不系安全带电源被短路,故B不符合题意;
C.C图中S1和S2并联,两开关任意闭合一个灯泡都亮,故C不符合题意;
D.D图中知,座椅上坐有驾驶员时开关S1闭合,驾驶员系好安全带时开关S2断开,灯亮;座椅上坐有驾驶员时开关S1闭合,没有系好安全带时开关S2闭合,灯泡短路,故D不符合题意。
故选A。
15.如图所示,甲为可调亮度台灯,乙为电位器的结构图,A、B、C为电位器的三个接线柱,转动滑片可调节灯泡亮度。下列分析错误的是( )
A.若只将B、C接入电路,顺时针旋转滑片,灯泡变亮
B.若只将A、C接入电路,顺时针旋转滑片,灯泡变亮
C.该电位器是通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变灯泡亮度
D.将A、B接入电路,若只将电阻丝做得更细些,以相同速度顺时针旋转滑片,灯泡亮度变化更明显
【答案】B
【解析】A.若只将B、C接入电路,滑片右边的电阻丝接入电路,顺时针旋转滑片,电阻丝连入申路的长度发生变短,电阻变小,电路的电流变大,灯泡的亮度变亮,故A正确,不符合题意;
B.若只将A、C接入电路,电位器的全部电阻丝都接入电路,不能改变电路的电流,所以不能改变灯泡的亮度,故B错误,符合题意;
C.电位器是通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变电阻,从而改变电路的电流达到改变灯泡亮度的目的,故C正确,不符合题意;
D.将A、B接入电路,若只将电阻丝做得更细些,电阻丝的电阻变大,以相同速度顺时针旋转滑片,滑动变阻器接入电路中的电阻变化较大,根据欧姆定律可知,电路中的电流变化较大,灯泡亮度变化更明显,故D正确,不符合题意。
故选B。
16.如图所示电路中,当只闭合开关S2时,电流表、电压表均正常工作,下列说法错误的是( )
A.只闭合开关S2时,R1和R2串联,电压表测R2两端电压
B.只闭合开关S1和S2时,电压表示数为零
C.只闭合开关S1和S3时,电压表示数为电源电压
D.同时闭合开关S2和S3时,电路将发生短路
【答案】C
【解析】A.只闭合开关S2时,R1和R2串联,电压表测R2两端电压,电流表测量电路中的电流,故A正确,不符合题意;
B.只闭合开关S1和S2时,电压表和电阻R2被短路,电压表的示数为0,故B正确,不符合题意;
C.只闭合开关S1和S3时,R1和R2并联,电压表正负接线柱接反了,无法测量电压,故C错误,符合题意;
D.同时闭合开关S2和S3时,电源的两端被导线直接连通,电路将发生短路,故D正确,不符合题意。
故选C。
17.如图所示电路中,当开关S1和S2都断开时,灯L1、L2和L3是 联;当S1闭合,S2断开时,灯泡 亮;当S1和S2都闭合时,L1、L2和L3是 联。
【答案】 串 L3 并
【解析】[1]当S1、S2都断开时,L1、L2、L3为依次相连,然后接到电路中,L1、L2、L3串联。
[2]当S1闭合,S2断开时,灯 L1、L2被短路,电路为L3的简单电路,只有灯泡L3发光。
[3]三个灯泡的两端分别连在一起,然后接到电路中,这三个灯泡是并联的。当S1和S2都闭合时,L1右端、L2的左端和L3的右端连接在一起,L1左端、L2的右端和L3的左端连接在一起,故L1、L2和L3是并联。
18.如图所示,若将两个开关都闭合时,A1和A2的指针偏转角度相同,且电流表有两个量程分别为0~0.6A,0~3A,此时通过L1、L3的电流之比为1:8,当将控制L1的开关断开发现A2的示数减少了0.32A,那么两开关都闭合时流过L2的电流为 A
【答案】0.24
【解析】由图可知,灯L1、L2、L3并联,电流表A1测量L2和L3的总电流,电流表A2测量L2和L1的总电流。
将控制L1的开关断开,因为并联,所以流过L2和L3的电流没有发生变化。发现A2的示数减少了0.32A,说明流过L1的电流I1为0.32A。又因为两个开关都闭合时,通过L1、L3的电流之比为1:8,所以流过L3的电流为
两个开关都闭合时,两个电流表指针偏转角度相同,且电流表有两个量程分别为0~0.6A,0~3A,所以A1选择的是大量程,A2选择的是小量程。又因为电压表指针指示同一位置,大小量程相差5倍,即
解得
19.如图甲所示,仅闭合开关S1,电压表示数如图乙;再闭合S2,两电流表的指针均如图丙所示。当S1、S2都闭合时,通过L1的电流为 A,灯L1两端的电压为 V;当仅闭合S1时,电流表A1的示数为 A。
【答案】 0.34 6 1.36
【解析】[1][2]由图甲知,仅闭合开关S1,L1断路,只有L2连入电路中,电压表测电源电压;由图乙知,电压表使用的量程,分度值为0.5V,示数为6V,即电源电压为6V;由图甲可知,当S1、S2都闭合时,电流从正极流出,经过开关S1后分成两支路,一支通过L2,一支通过A2、L1、S2,汇合后经电流表A1回到电源负极,所以两灯是并联的;根据并联电路的电压特点可知,灯L1两端的电压等于电源电压6V;此时A1测干路电流,A2测L1支路的电流,根据并联电路的电流特点知,A1示数应大于A2示数,而两电流表的指针位置相同,所以A1使用量程,分度值为0.1A,示数为1.7A,即干路电流为1.7A;A2使用量程,分度值为0.02A,示数为0.34A,即通过L1的电流为0.34A。
[3]根据并联电路中干路电流等于各支路电流之和可得,通过L2的电流为
当仅闭合S1时,只有L2连入电路中,电流表A1的测L2的电流,因并联电路中各支路互不影响,所以通过L2的电流不变,即此时A1的示数为1.36A。
20.如图所示,已知两只灯泡L1和L2是并联的,则在①、②和③三个电表中(电流表或电压表) 是电流表(填序号)。闭合开关后,两小灯泡都能正常发光,过了一会儿,L1灯丝烧断突然熄灭,灯泡L2的亮度将会 (“变亮”“不变”“变暗”)。②电表的示数 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】 ①、③ 不变 不变
【解析】[1]两灯并联,说明电流是分别通过两个小灯的。开关闭合后,电流从电源正极出发,通过开关后分成两支,分别通过小灯L2与电表①,电表③与小灯L1,故③是电流表。通过电表③的电流通过小灯L1,通过L2的电流通过电表①,流回电源负极,故②是电压表(不允许电流通过),①是电流表。
[2]两灯并联,互不影响,一个灯断路,另外一个灯工作状态不变,故L2的亮度不变。
[3]电表②为电压表,测量并联电路电压,其大小等于电源电压。故②的示数是不变的。
21.如图所示,在探究“并联电路的电流特点”的实验中,小明设计了如图甲所示的电路进行实验:
(1)实验中,小明应该选择两个小灯泡规格是 (“相同”或“不相同”)的;
(2)小明先将电流表接在L1所在的支路上,闭合开关,观察到灯L2发光,但灯L1不亮,电流表的示数为零,电路可能存在的故障是 (“灯L1开路”或“灯L1短路”);
(3)排除故障后,他测出了L1支路上的电流IA=0.8A,然后他把电流表依次接入电路分别测量出L2支路电流IB、干路电流IC,两次测得的结果都如图乙所示,则小明由此数据得出并联电路中干路电流和各支路电流的关系是 (写关系式即可);
(4)本次实验的不足之处是: ;
(5)评估:测量电流时,连接好电路,闭合开关,发现电流表指针向左偏转至图丙所示位置,原因是电流表 ;断开开关,纠正错误后,再闭合开关,发现指针偏转至图丁所示位置,接下来的操作是:断开开关, 。继续进行实验。
【答案】 不相同 灯L1开路 IC=IA+IB 只做一次实验,结论具有偶然性 正负接线柱接反了 换接0~0.6A的量程
【解析】解:
(1)[1] 为避免实验的偶然性,要选择两个不同规格的灯泡多次实验。
(2)[2] 将电流表接在L1所在的支路上,闭合开关后,观察到灯L2发光,说明干路和L2支路是通路,但灯L1不发光,电流表的示数为零,电路可能存在的故障是L1开路造成的。
(3)[3] 因干路电流等于各支路电流之和,所以干路电流大于支路电流,在图丙中,因指针偏转角度相同,测干路电流时应选用大量程,分度值为0.1A,示数为1A;测通过L2支路的电流选用小量程,分度值为0.02A,示数为0.2A。由数据可得:并联电路中干路电流等于各支路电流之和,并联电路中电流规律的表达式是:IC=IA+IB。
(4)[4]本次实验的不足之处是:只做一次实验,结论具有偶然性。
(5)[5][6] 连接好电路,闭合开关,发现电流表指针向左偏转至图甲所示位置,说明电流表正负接线柱接反;断开开关,纠正错误后,再闭合开关,发现指针偏至图乙所示位置,指针偏转角度太小,说明所选的量程太大,接下来的操作是:断开开关,换接0~0.6A的量程,继续进行实验。
22.某小组学习了电阻的知识后开展对“液体电阻大小与哪些因素有关”的探究,他们提出了以下猜想:
A.可能与液体的浓度有关;
B.可能与液体的体积有关。
实验器材有:两端接有金属接线柱的塑料管、电源、开关、小灯泡、导线,将上述器材组装成如图所示的电路进行实验。请你回答下列问题:
(1)你还能提出一个可利用此装置进行实验探究的合理猜想是: ;
(2)将适量盐水从注水口倒入塑料管中并闭合开关,观察到小灯泡发光,说明盐水是 (选填“导体”或“绝缘体”),其电阻大小可以根据 进行判断;
(3)探究猜想A时,为了改变盐水的浓度,将会向塑料管中添加 (选填“盐”或“清水”)并搅拌均匀。请你对这一方案的可行性进行评估: ;
(4)探究猜想B时,用注射器缓慢地从塑料管中抽取部分盐水,灯泡的亮度逐渐变暗。于是得出结论:液体浓度一定时,体积越小,电阻越大。分析操作过程及联系所学的“影响导体电阻大小的因素”回答下列问题:①容器内液体体积减小的同时其 也在不断减小,导致电阻变大,②这一实验过程是否能完整验证猜想B? (选填“能”或“不能”),原因是 。
【答案】 液体电阻大小可能与液体的横截面积有关 导体 灯泡的亮度 盐 见解析 横截面积 不能 没有控制横截面积不变
【解析】(1)[1]利用此装置进行实验,可以通过加入盐水的多少,改变液体的横截面积,可以探究液体电阻大小与液体的横截面积的关系,所以猜想为:液体电阻大小可能与液体的横截面积有关。
(2)[2]将适量盐水从注水口倒入塑料管中并闭合开关,观察到小灯泡发光,说明盐水容易导电,所以盐水是导体。
[3]盐水浓度不同,灯泡的亮度不同,可以根据灯泡的亮度判断盐水电阻的大小。
(3)[4]探究猜想时,需保持液体的体积不变,改变其浓度,为了改变盐水的浓度,将会向塑料管中添加盐,则盐水的体积变化较小,其影响可忽略,若添加清水,盐水的体积变化大,对实验的影响较大。
[5]添加盐后,搅拌均匀,观察灯泡的亮度变化。倘若盐水浓度变化小,盐水的电阻变化比较小,电路中电流变化小,灯泡的亮度变化也小,但是灯泡亮度的微小变化不容易观察。
(4)[6][7][8]因为电阻的大小受横截面积的影响,用注射器缓慢地从塑料管中抽取部分盐水,盐水的体积变小,盐水的横截面积也变小,没有控制盐水的横截面积,不能探究盐水电阻跟体积的关系,得到的实验结论是不可靠的。
23.如图所示的电路中,电阻R1的阻值为20Ω,电源电压不变。当S1、S2断开,S3闭合时,电流表的示数为0. 45A;S1断开,S2、S3闭合时,电流表的示数为0. 75A.求:
(1)电源电压为多少?
(2)R2的阻值为多少?
(3)S2、S3断开,S1闭合时,加在电阻R1两端的电压为多少?
【答案】(1)9V;(2);(3)3. 6V
【解析】解:(1)当S1、S2断开,S3 闭合时,电路中只有R1,R1 两端电压等于电源电压
(2)当S1 断开,S2、S3 闭合时,电流表的示数为0. 75A 为干路I,R1 和R2 并联入电路中所以
由 得R2 的阻值为
(3)当S2、S3 断开、S1 闭合时,R1 和R2 串联入电路中,此时电路电流
此时加在电阻R1 两端的电压为
答:(1)电源电压为9V;
(2)R2 的阻值为30Ω;
(3)S2、S3 断开,S1 闭合时,加在电阻R1 两端的电压为3.6V。
24.在图所示的电路中,电源电压为18V且保持不变,电阻R1的阻值为10Ω,滑动变阻器R2上标有“100Ω 1A”字样。闭合电键S后,电压表的示数为12V。
(1)求此时通过电阻R1的电流。
(2)求此时变阻器R2连入电路中的电阻。
(3)移动滑片P,在确保电路中各元件正常工作的前提下,求:滑动变阻器R2接入的阻值范围。
【答案】(1)0.6A
(2)20Ω
(3)
【解析】(1)如图,R1与滑动变阻器R2串联,电阻R1两端的电压
此时通过电阻R1的电流
(2)此时变阻器R2连入电路中的电阻
(3)若时,电阻R1两端的电压
电阻R1两端的电压
变阻器R2连入电路中的最小电阻
若时,电阻R1两端的电压
此时电路中的最小电流
电路中的最大电阻
滑动变阻器R2接入的阻值范围为
25.亲爱的同学,请你运用所学的物理知识解答下列问题。
(1)图甲是插入式电阻箱的结构示意图,它的工作原理是通过改变 来改变电阻的大小。图甲中A、B两个接线柱之间接入电路的电阻是 ,A、B两个接线柱之间能提供的最大电阻是 ;
(2)如图乙所示,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,这样就制成了一个盐水电池。观察电压表的接线情况和指针偏转情况可知,锌片是盐水电池的 极,盐水电池的电压为 V;
(3)如图丙所示,这是小明同学用电流表测电流的实验电路的一部分,若通过导线ab的电流为0.6A,则通过导线cd的电流为 A或 A。
【答案】 连入电路中电阻丝的长度 7 15 负 0.6 0.92 0.28
【解析】(1)[1]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改变电阻大小的。
[2]由图甲可知,铜塞插入时电阻被短路,拔出时电阻接入电路;拔出的铜赛的对应电阻为5Ω和2Ω,A、B两个接线柱之间的电阻是
[3]电阻箱的最大电阻是将所有铜塞都拔下时的接入电阻
(2)[4][5]根据图乙可知,因为锌片与电压表的负接线柱相连,电压表指针正常偏转,因此锌片为盐水电池的负极;图乙中电压表的量程是0~3V,分度值是0.1V,图中电压表的读数即电池电压,电源电压为0.6V。
(3)[6][7]由图知,电流表使用的是量程,分度值为0.02A,示数为0.32A;若导线ab的电流从a →b,根据电流的走向,则ab中的电流及通过电流表的电流,均通过dc导线,因此dc在干路,此时
电流方向:d →c;若导线ab的电流从b→a,根据电流的走向, cd中的电流和电流表的电流都流向ab,因此ab在干路,则
电流方向: c →d。
26.阅读短文,回答问题:
LED灯制冷片
LED灯相对于传统光源具有体积小、光效高、节约能源、使用寿命长等优点,成为人们照明的首选产品。但就目前而言,LED灯电光转化效率仅有20%,剩下的能量白白耗散掉,使自身温度升高,从而影响使用寿命。
研究表明,利用半导体制冷片可降低LED灯的温度。根据帕尔贴效应,将LED灯和半导体制冷片接触,当制冷片和直流电源连接成通路时,就可以达到制冷效果。半导体材料有P型半导体和N型半导体两种,甲图是一个半导体制冷单元的原理图,P型半导体和N型半导体的上端和铜片A连接,下端分别和铜片B连接后接到直流电源的两端,此时电路的电流方向是从N型半导体经A流向P型半导体,铜片A会从空气吸收热量,铜片B会向空气放出热量,反之,改变直流电源的正负极,铜片B会从空气吸收热量,铜片A会向空气放出热量。
半导体中有可以自由移动的电荷。通电时,电荷移动的方向与电流方向相反。由于电荷在不同的材料中具有不同的能量,当它从高能量状态向低能量状态运动时放出热量;从低能量状态向高能量状态运动时吸收热量。
实验发现,改变半导体制冷片两端电压,得到LED灯平均温度随时间变化的图像如图乙所示。当半导体制冷片输入电压为5V时,LED灯温度快速降低至27℃,之后LED灯持续放热,温度上升至44℃进入稳定状态。断开所有电源,半导体制冷片和LED灯均停止工作,LED灯温度突然跃升到48℃,然后下降到室温。
(1)LED灯发光时,将电能转化为光能外,还转化为 能;
(2)为了延长LED灯的使用寿命,应该将LED灯和甲图的铜片 (A/B)紧密接触。若将甲图中电源换成交流电源,此时 (能/不能)对LED灯正常制冷;
(3)甲图中,电荷的能量在N型半导体 (高于/低于)P型半导体;
(4)根据制冷片在不同电压下LED灯温度随时间变化的图像,下列说法错误的是 ;
A.使用半导体制冷片后,不同电压下LED灯温度均有所下降
B.加在半导体制冷片两端的电压越高,冷却效果越好
C.加在半导体制冷片两端的电压为5V时,冷却效果最好
D.加在半导体制冷片两端的电压为6V时的冷却效果比7V好,比8V差
(5)根据文中信息,从开始到停止工作LED灯温度随时间变化的大致图像是 。
A. B. C. D.
【答案】 内 A 不能 高于 B A
【解析】(1)[1]由材料的第一段内容可知,LED灯工作时,自身温度升高,所以将电能转化为光能外,还转化为内能。
(2)[2]如图甲所示,铜片A吸收热量,由材料第二段内容可知,LED灯和铜片A紧密接触,使LED温度下降,能够延长LED灯的使用寿命。
[3]若将甲图中电源换成交流电源,电流的方向在周期性变化,铜片A和铜片B的吸放热情况也会周期性变化,此时不能对灯正常制冷。
(3)[4]电路的电流方向是从N型半导体经A流向P型半导体,电荷移动的方向与电流方向相反,则电荷移动的方向是从P型半导体流向N型半导体,由第三段内容可知,此时铜片A放出热量,由材料的第三段内容可知,由于电荷在不同的材料中具有不同的能量,当它从高能量状态向低能量状态运动时放出热量;从低能量状态向高能量状态运动时吸收热量。甲图电路中铜片A会从空气吸收热量,所以,电荷的能量在N型半导体高于P型半导体。
(4)[5]由图乙可知,电压为5V时,温度为t5=50℃;电压为6V时,温度为t6=56℃;电压为7V时,温度为t7=58℃;电压为8V时,温度为t8=52℃。即t5<t8<t6<t7,所以电压为5V时,冷却效果最好,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
(5)[6]由材料的最后一段内容可知,LED灯的温度先下降,再上升,然后不变,断电后又再上升,然后下降,故BCD不符合题意,A符合题意。
故选A。
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