内容正文:
第十四章 欧姆定律
一、单选题
1.某同学在探究“电流跟电压、电阻的关系”时,根据收集到的数据画出了如图所示的一个图像,下列结论与图像相符的是( )
A.电阻一定时,电流随着电压的增大而增大
B.电阻一定时,电压随着电流的增大而增大
C.电压一定时,电流随着电阻的增大而减小
D.电压一定时,电阻随着电流的增大而减小
2.如图所示,将一根铜丝拉长,一定变大的物理量是( )
A.质量 B.体积 C.密度 D.电阻
3.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
4.初中物理实验主要包含两大类——“探究类实验”和“测量类实验”,下列探究类实验结论性语言描述正确的是( )
A.物体的质量越大,它具有的动能越大
B.水吸收的热量跟它的质量成正比
C.串联电路两端的总电压等于各部分电路两端的电压之和
D.保持电压不变时,电阻跟电流成反比
5.如图是汽车、摩托车油量表(实际上就是电流表)原理示意图,R′是定值电阻,R是滑动变阻器,则( )
A.向油箱里加油时,电流表示数变大
B.燃油消耗下降时,电流表示数变大
C.燃油全部耗尽时,电流表将被烧坏
D.油箱加油过满时,电流表将被烧坏
6.如图是探究“影响导体电阻大小的因素”的实验装置。a、b为长度一样的镍铬合金丝,b比a的横截面积大。关于此实验,下列说法正确的是( )
A.在实验中,若灯泡越亮,说明导体的电阻越大
B.实验中,若灯泡不亮,一定是灯泡发生了短路或断路
C.利用此装置可以探究导体电阻大小与导体长度的关系
D.若用电流表替换小灯泡,可更好地反映电阻的大小,没有安全隐患
7.某同学在探究“电流跟电压、电阻的关系”时,根据收集到的数据画出了如图所示的一个图像相符的是 〔 〕
A.电阻一定时,电流随着电压的增大而增大
B.电阻一定时,电压随着电流的增大而增大
C.电压一定时,电流随着电阻的增大而减小
D.电压一定时,电阻随着电流的增大而减小
8.甲图是灯泡L和定值电阻R的I-U图象,将L和R先后以乙图和丙图两种方式连在同电源上,若乙图中UL:UR=m,丙图中,IL:IR=n,则下述正确的是:( )
A.m=n B.m>n C.m<n D.mn=1
9.在如图所示的电路中,电源两端的电压保持不变,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片向右滑动,下列说法中正确的是( )
A.电压表V1的示数不变
B.电流表A的示数变小
C.电压表V2的示数变小
D.电压表V1与电压表V2的示数之和变小
二、多选题
10.如图所示是某二氧化碳浓度检测仪的电路原理图,R0为定值电阻,R1为气敏电阻,其阻值随二氧化碳浓度的增大而减小。电源电压不变,闭合S,当所测二氧化碳浓度增大时,下列判断正确的是( )
A.电压表示数变大,电流表示数变小
B.电压表示数变小,电流表示数变小
C.电压表示数变大,电流表示数变大
D.电压表和电流表示数的比值不变
11.如图是滑动变阻器的结构示意图,选用其中的两个接线柱并将它们接入电路,滑动滑片P时,关于滑动变阻器连入电路的电阻,下列说法正确的是( )
A.将A、D连入电路,P向右滑动,电阻变大
B.将A、C连入电路,P向右滑动,电阻变小
C.将B、D连入电路,P向左滑动,电阻变小
D.将B、C连入电路,P向左滑动,电阻变大
12.根据图片信息判断,下列说法不正确的是( )
物质
酒精
冰
铝
铜
密度/×103kg/m3
0.8
0.9
2.7
8.9
比热容/×103J/(kg•℃)
2.4
2.1
0.88
0.39
A.同种物质状态发生了改变,比热容一般也会改变
B.给等质量的铜块和铝块加热,它们吸收热量多少与升高的温度的关系可用图象甲表示,其中图象表示的是铜块
C.长度和粗细都相同的铜丝和铝丝,分别接入图乙所示电路的A、B中,则通过铜丝的电流更小
D.把质量相同的铜块、铝块,分别拉成粗细相同的铜丝、铝丝后,铝丝的电阻较小
13.如图电路,电源电压保持不变,当闭合开关S,调节滑动变阻器阻值从最大变化到最小,两个电阻的“U﹣I”关系图象如图所示。则下列判断正确的是( )
A.电源电压为10V
B.定值电阻R1的阻值为10Ω
C.滑动变阻器R2的阻值变化范围为0~10Ω
D.变阻器滑片在中点时,电流表示数为0.3A
14.为维护消费者权益,崇左市某技术监督部门对市场上的电线产品进行抽查,发现有一个品牌的铜芯电线不符合规格:①用镀铜的铝芯冒充铜芯;②电线直径明显比说明书上标定的直径要小.引起这种电线不符合规格的主要原因是( )
A.电线的长度引起电阻偏大 B.电线的横截面积引起电阻偏大
C.电线的材料引起电阻偏大 D.电线的温度引起电阻偏大
15.图所示的四个电路中,甲、乙电路中电源两端电压均为,丙、丁电路中电源两端电压均为,所有电阻阻值相同。当开关均闭合时,电路中电流表的示数依次为、、、,电压表的示数依次为、、、,下列判断正确的是( )
A. B.
C. D.
16.如图所示的四个电路,整个实验过程中电池的电压不变,R已知,则能测出Rx阻值的电路是( )
A.
B.
C.
D.
17.小亮设计了一个测量物重的装置,其原理图如图甲所示。电源两端电压为4.5V,且保持不变。电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程是0~3V,R0是定值电阻,R是压力传感器,且R的位置固定不动,R的电阻随压力的变化如图乙所示,杠杆AB的支点是O,AO=2BO。在A端正上方的托盘M重为5N,当托盘不放重物时,电压表是示数为2V,杠杆B端始终压在传感器R上,且杠杆始终静止在水平位置。不计杠杆的重,则下列说法正确的是( )
A.定值电阻的阻值R0为5Ω
B.该装置能测量的最大物重G最大为7.5N
C.当托盘不放重物时,R所受B端的压力为5N
D.当称量的物重增大时,电路中电流表的示数会增大
18.如图所示的电路中,电源电压恒定不变。闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P由a点移动到b点的过程中,下列说法正确的是( )
A.电压表V2的示数将变小
B.灯泡的亮度始终保持不变
C.电流表A1的示数与电流表A2的示数始终相等
D.电压表V1的示数与电流表A3的示数比值将变小
19.在图(a)所示的电路中,理想电源电压U保持不变,R1、R2为定值电阻,R为滑动变阻器,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P从最右端滑到最左端的过程中,电压表V1、V2的示数随电流表A的示数变化的完整图线如图(b)中①,②图线所示。电流表的示数用I表示,电压表V1、V2、V3的示数分别用U1、U2、U3表示,电表示数的变化量分别用ΔI、ΔU1、ΔU2和ΔU3表示,则( )
A.ΔU2=ΔU1+ΔU3 B.ΔU2与ΔI的比值不变
C.R2=5Ω D.U=5V
三、填空题
20.如图所示电路,电压表的示数为 ,电流表的示数为 ,定值电阻 的阻值为 ,则电阻 两端的电压为 V,电阻 的阻值为 。
21.如图所示,多芯线是高压输电常用的导线,它是由多根细导线并联组成。材料、长度相同的多芯线的电阻 (选填“大于”“小于”或“等于”)其中每一根细导线的电阻。
22.小明同学利用如图甲所示的电路探究电流与电压的关系。根据实验数据绘制的电流—电压图像如图乙所示,实验中所用定值电阻的阻值为 Ω;小明多次调节滑动变阻器改变电压表示数的目的是 。
23.当某导体两端的电压是6V时,通过它的电流是0.2A,则该导体的电阻是 Ω;当它两端电压减小了3V时,通过它的电流变为 A;当它两端电压为0时,该导体的电阻为 Ω。
24.一段导体两端电压为6V时,导体中的电流为0.4A,若导体两端电压变为原来的2倍,则导体中的电流为 A;当它两端电压变为0时,导体的电阻为 Ω。
25.如图所示,电源电压3V,R1=5Ω、R2=10Ω,甲、乙可能是电压表或电流表.若现发现甲、乙两表示数之比为2:3,由上面的条件可知:开关S2是 (选填“断开”或“闭合”),乙表示数为 .
26.如图1是小明设计的天然气泄漏检测电路,R1是气敏电阻,R2是电阻箱,V1和V2是电压表,电源电压U=3V。由图2可知:当天然气浓度变大时,R1阻值 (选填“变大”“变小”或“不变”)。若V1示数用U1表示,V2示数用U2表示,则ΔU=U1-U2。为检测天然气浓度是否超标(超标浓度≥0.6ppm),小明先调节电阻箱R2=1kΩ,则当ΔU 0(选填“=”、“>”或“<”)或在U2在 范围内时,可判断天然气浓度未超标。
27.甲、乙两灯的额定电压分别为6V和3V,它们的电流随电压变化关系的图像如图所示。将甲灯与R1串联后接在电压恒为U的电源两端,甲灯正常发光;乙灯与R2串联接在该电源两端,乙灯也能正常发光。已知R1=30Ω,若将R1与R2串联接在该电源两端,则R2两端的电压为 V。
四、实验探究题
28.小明用如图甲所示的装置做“探究电流与电压的关系”实验。
(1)连接电路时,开关应处于 (选填“闭合”或“断开”)状态;
(2)请用笔画线,代替导线把图甲电路连接完整。要求:当滑动变阻器的滑片P向左滑动时,电流表示数变小 ;
(3)正确连接电路后,闭合开关,发现电流表无示数,电压表有示数,则电路的故障可能是电阻R (选填“断路”或“短路”);
(4)排除故障后进行实验,并将数据记录在表中。当电压表示数为2.2V时,电流表示数如图乙所示 A。根据表中实验数据,可得出实验结论: ;
电阻R=10Ω
电压U/V
1.0
1.5
2.2
2.5
电流I/A
0.10
0.15
0.25
(5)实验结束后,小红提出还应换用不同的定值电阻进行实验,其目的是 。
29.用实验探究“电流跟电阻的关系”。已知电源电压为6V且保持不变,实验用到的电阻阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω。
(1)小欣把5Ω定值电阻接入电路后,闭合开关,发现电流表无示数而电压表有示数,则电路中的故障可能是 ;
A.电阻R处短路
B.电阻R处断路
C.滑动变阻器处断路
(2)排除故障后进行实验。实验中得到如图丙所示的电流I随电阻R变化的图像。由图像可以得出结论:电压一定时, ;
(3)将5Ω定值电阻换成10Ω定值电阻后,闭合开关,为了保持电压表的示数为 V不变,应将滑动变阻器的滑片P向 (选“A”或“B”)移动,直到电压表的示数是 V。
30.在“测定小灯泡的电阻”实验中(小灯泡标有“2.5V”字样):
(1)如图所示,小丽所接的实验电路存在连接错误,但只需改动一根导线,即可使电路连接正确.请你在应改动的导线上打“×”,并用笔画线代替导线画出正确的接法.
(2)甲组同学连接好最后一根导线,灯泡立即发出明亮耀眼的光并很快熄灭.检查后,发现连线正确,请你找出实验中两个操作不当之处:
① ;② .
(3)丙组同学闭合开关后,发现小灯泡不亮,但电流表有示数.接下来他们应
A.更换小灯泡
B.检查电路是否断路
C.移动滑动变阻器滑片,观察小灯泡是否发光
(4)小芳连接电路后,闭合开关,移动滑动变阻器的过程中发现,电流表示数变大时,电压表示数反而减小,经检查所有器材均完好.你认为出现上述现象的原因是 .
五、计算题
31.如图,电源电压9V保持不变,R1和R2为定值电阻。闭合开关S后,电流表和电压表的示数分列为0.3A和3V。现用一个定值电阻R0替换R1,电流表示数变为0.2A。求:
(1)R2的阻值;
(2)定值电阻R0阻值。
32.在如图所示的路中,电源电压保持不变,电阻R1的阻值为20欧,闭合电键S,两电流表的示数分别为0.8安和0.3安.
(1)求电源电压U.
(2)求通过电阻R2的电流I2.
(3)现用电阻R0替换电阻R1、R2中的一个,替换前后,只有一个电流表的示数发生了变化,且电源的电功率变化了0.6瓦,求电阻R0的阻值.
33.如图,当开关S闭合后,流过R1的电流为0.3A,电流表的示数是0.4A,已知R1为20Ω,则R2的阻值是多少?电路中的总电阻是多大?
34.如图甲是一电子拉力计原理图,硬质弹簧右端和金属滑片P固定在一起(P与R间的摩擦不计)。电压表量程为0~3V,a、b是一根长为L=6cm的均匀电阻丝,阻值R=30Ω,电阻丝的电阻与长度成正比。电源电压恒为U=6V,不施加拉力时滑片P位于a端:
(1)R0在电路中的作用是保护电路,要保证电压表能正常工作,计算R0的最小值;
(2)已知该弹簧伸长的长度 与所受拉力F间的关系如图乙所示,若R0=45Ω,当电压表的示数为1.6V时,计算作用在拉环上水平向右的拉力和此拉力器拉力的量程。
35.如图所示,电源电压为l2V,且保持不变,R1=R3=4Ω。R2=6Ω,求:
(1)当开关S1,S2断开时,电流表和电压表的示数各是多少;
(2)当开关S1,S2闭合时,电流表和电压表的示数各是多少。
六、作图题
36.将图中模拟调光台灯的电路连接完整,要求:滑动变阻器的滑片向右移动时,灯泡亮度增加。
37.已知甲、乙、丙三个定值电阻中丙的阻值最大,如图a、b分别是甲、乙两电阻的图像。请在图中大致作出丙电阻的图像。
七、综合题
38.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,电流表示数为0.45A,
(1)求电源电压;
(2)S1断开,S2、S3闭合时,电流表示数为0.75A,求R2的阻值;
(3)S2、S3断开,S1闭合时,求电流表示数.
39.物理兴趣小组设计了一个便携式水深测量仪,如图甲所示,它主要是由探头A和控制盒B构成,它们之间用有绝缘皮对的细导线相连形成回路.其中探头A是一个底面积为1×10﹣3m2、高0.1m、重4N的实心圆柱体,探头A的底部有压敏电阻R(R与水接触的表面涂有绝缘漆,R的体积和重力均不计),工作时底部始终与水平面相平,压敏电阻R的阻值随表面压力大小的变化如图乙所示.A和B间的电路连线如图丙所示,其中电源电压恒为3V,电流表改装成深度表(导线的重力与体积均不计).兴趣小组的同学将探头A缓慢放入水中,求(g=10N/kg):
(1)探头A的密度是多少?
(2)探头A一半体积浸入水中时,底部受到水的压强是多少?
(3)探头A全部浸入水中时(不接触池底),导线对探头A的拉力是多少?
(4)将探头A投入水池中某深度处(不接触池底),电流表示数为0.4A,则此处水的深度为多少?
40.为了比较方便地测量出未知电阻的阻值,创新实验小组的同学设计了一个“电阻测量盒”:将一个电源(电压不变)、一个阻值为 的定值电阻、电阻一个开关和一个电流表用导线连接起来装入一个盒内,并引出两根导线到盒外,如图所示,未使用时,盒内开关断开,电流表无示数。使用时,将盒外的两根导线分别与待测电阻 的两端相连,读取开关闭合时电流表的示数 ,开关断开时电流表的示数 ,计算可得出未知电阻 的阻值。
(1)请在虚线框内画出测量盒中符合上述设计要求的一种可能的电路图;
(2)根据你所设计的电路中,推导出待测电阻Rx的数学表达式: 。(用已知量和测量量表示)
答案解析
1.【答案】C
【解析】【解答】由图象可知探究的问题是电压一定时电流和电阻的关系;并且该图象是一个反比例函数图象,即电流与电阻成反比。
故答案为:C。
【分析】分析图象的纵轴和横轴所表示的物理量可知研究的问题;由图象还可以得到是一个反比例函数图象。
2.【答案】D
【解析】【解答】质量是物体体所具有的一种物理属性,是物质的量的量度。密度是物质的属性之一。将一根铜丝拉长,铜丝的质量和密度都没有发生改变,所以铜丝的体积也没有发生改变。而电阻大小与导体的横截面积与长度有关,将铜丝拉长,铜丝的长度变长、横截面积小,所以铜丝的电阻变大。
故答案为:D。
【分析】导体的电阻和导体的材料、长度、横截面积有关。
3.【答案】C
【解析】【解答】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: ,
∵并联电路中各支路两端的电压相等,∴根据欧姆定律可得: 。
故答案为:C。
【分析】分析电路结构,两个电阻为并联关系;结合并联电路电流、电压规律和欧姆定律分析求解两个电阻的阻值。
4.【答案】C
5.【答案】A
【解析】【解答】解:向油箱里加油时,浮子上浮,滑片向下移动,滑动变阻器接入电路的电阻减小,根据公式I=可知,电路中电流增大,电流表示数变大,A正确.
燃油消耗下降时,浮子下浮,滑片向上移动,滑动变阻器接入电路的电阻增大,根据公式I=可知,电路中电流变小,电流表示数变小,B错误.
燃油全部耗尽时,滑动变阻器接入电路的电阻最大,根据公式I=可知,电路中电流最小,电流表示数最小,C错误.
油箱加油过满时,滑动变阻器接入电路的电阻最小,根据公式I=可知,电路中电流最大,电流表示数最大,但还有保护电阻,不至于烧坏电流表,故D错误.
故选A.
【分析】已知定值电阻和滑动变阻器串联,电流表测量的是电路中的电流,浮子和滑片相连,根据杠杆的原理,浮子上浮时,滑片向下移动,滑动变阻器接入电路的电阻减小,根据公式I=可知,电路中的电流变化.
当浮子下浮时,滑片向上移动,滑动变阻器接入电路的电阻增大,根据公式I=可知,电路中的电流变化.
6.【答案】C
【解析】【解答】A、小灯泡越亮,表明通过小灯泡的电流越大,根据欧姆定律可知,电路的电阻越小,故A错误;
B、实验中,若灯泡不亮,可能是灯泡短路或开路,也可能是灯泡的实际功率太小,所以应将导线ab上的夹子左右滑动,观察小灯泡是否发光,故B错误;
C、利用此装置中的一根电阻丝,用夹子改变电阻丝的长度,也可以探究导体电阻大小和长度的关系,故C正确;
D、若用电流表替换小灯泡,因电流表的内阻很小,在电路中相当于导线,所以这样改进的隐患是有可能电路中的电流过大,烧坏电流表或电源,故D错误。
故选:C。
【分析】(1)在此实验装置中,运用转换法,电阻的大小通过比较小灯泡的亮度来判断;
(2)灯泡不亮的原因可能是灯泡短路或开路,也可能是灯泡的实际功率太小,据此回答;
(3)电阻的大小与导体的材料、长度、横截面积和温度有关;探究导体电阻大小与导线长度的关系时,需要控制导体的材料、横截面积相同,改变导线的长度;
(4)电流表的内阻很小,在电路中相当于导线,据此分析。
7.【答案】C
【解析】点拨:从图中可以看出,当电阻增大时,电流在减小,电流与电阻成反比例函数,结合欧姆定律可以知道这个前提是电阻两端的电压一定。并且是因为电阻的变化而导致电流发生变化,所以应该是电流随着电阻的变化而变化。
全解;C
回味:在电路中是因为电阻变化使电流随着变化,电阻是因,电流是果。在物理上这种因果关系不能颠倒,如在光学中光的反射定律中只能讲反射光线与入射光线的关系。
8.【答案】B
【解析】【解答】在图乙中,灯泡与电阻串联,电路中的电流相同,
由欧姆定律I= 可得: ,
已知U1:U2=m,则 =m;
由图丙可知:灯泡与电阻并联,则各支路两端的电压相同,
由欧姆定律I= 可知,当电压相同时,电流与电阻成反比,所以有=n ,已知I1:I2=n,则 =n,所以, ;
由于并联时灯泡两端的电压比串联时的大,由图象甲可知,RL乙小于RL丙,所以 < ,即m< .所以mn<1.D错误
由图象可知,在电流相同时,灯泡的电压较大,即U1>U2,则U1 : U2=m> 1
由前面的解答可知1<m<,可得n<1,
比较可知,m>n,故B正确
故答案为:B.
【分析】图乙中,灯泡与电阻串联,U1:U2=m;图丙中,灯泡与电阻并联,I1:I2=n,分别根据串联电路的电压规律和并联电路的电压规律求得两电阻之比.
9.【答案】B
10.【答案】C,D
【解析】【解答】ABC.分析电路图可知,定值电阻R0与气敏电阻R1串联,在串联电路中电流处处相等,各用电器两端电压之和等于电源电压,当二氧化碳的浓度增大时,气敏电阻R1的阻值减小,可知电路中的电流增大,根据串联电路的分压关系可知,定值电阻R0两端的电压增大,可判断电压表的示数变大、电流表的示数变大,故A、B错误,C正确;
D.根据欧姆定律可知,电压表和电流表的示数的比值为定值电阻R0的电阻,可知电压表和电流表的示数比值始终不变,故D正确。
故选CD。
【分析】ABC.在串联电路中,电流处处相等,各用电器两端的电压之和等于电源电压,串联电路的电阻增大,其两端的电压也增大;
D.根据欧姆定律结合该电路图可知,电压表与电流表的示数的比值为定值电阻的阻值,导体的阻值与导体两端的电压以及通过导体的电流无关。
11.【答案】A,D
12.【答案】B,C,D
【解析】【解答】A、 同种物质状态发生了改变,比热容一般也会改变 ,A正确;
B、由表可知,铜的比热容较小,根据吸热公式Q=cmΔt可知,加热相同时间,比热容小的物质温度变化大,所以b时铜,B错误;
C、 长度和粗细都相同的铜丝和铝丝, 铜丝的电阻小,所以其电流大,C错误;
D、 质量相同的铜块、铝块,铝块体积大,所以拉成粗细相同的铜丝、铝丝时,铝丝长度长且电阻率大,所以铝丝的电阻大,D错误。
综上选BCD
【分析】根据比热容、电阻丝的影响因素判识选项
1、比热容:物质的比热容和物质的状态有关,同种物质状态发生了改变,比热容一般也会改变;加热相同时间,比热容小的物质温度变化大。
2、电阻的影响因素: 当导体的材料和横截面积相同时,电阻的长度越长,导体的电阻越大 ;当导体的材料和长度相同时,电阻的横截面积越小,导体的电阻越大,欧姆定律的含义R=U/I只用于计算用电器两端电压以及通过用电器电流计算电阻的公式,并不具有物理含义进行选项判识。长度和粗细都相同的铜丝和铝丝, 铜丝的电阻小,所以其电流大;质量相同的铜块、铝块,铝块体积大,所以拉成粗细相同的铜丝、铝丝时,铝丝长度长且电阻率大,所以铝丝的电阻大。
13.【答案】B,D
14.【答案】B,C
【解析】【解答】解:(1)铝的电阻率比铜的大,即长度、横截面积一定时,铝比铜的电阻大,用镀铜的铝芯冒充铜,增大了电阻;(2)电线直径比说明书上标定的直径小,即横截面积减小了,当材料、长度一定时,横截面积减小,电阻增大;根据以上分析,本题有两个答案:
故选BC.
【分析】依据影响电阻大小的因素来判断.影响电阻大小的因素共有四个:材料、长度、横截面积、温度.
15.【答案】A,B
【解析】【解答】甲图中两电阻并联,两电阻两端的电压相等且等于电源电压,故电压表的示数为U,即U甲=U;电流表测量干路电流,总电流为;
乙图中两电阻串联且相等,每个电阻分得的电压为总电压的一半,即U乙=
U;电流表测量电路的总电流,示数为:;
丙图中两电阻并联,两电阻两端的电压相等且等于电源电压,故电压表的示数为2U,即U丙=2U;电流表测量一个电阻的电流,总电流为;
丁图中两电阻串联且相等,每个电阻分得的电压为总电压的一半,即U丁=×2U=U;电流表测量电路的总电流;
综合分析可知,I甲=I丙>I丁>I乙 ;U丙>U甲=U丁>U乙,故A、B正确,C、D错误。
故选AB。
【分析】根据图片确定电阻的串并联关系,以及电表所测的物理量,根据串并联电路特点,结合欧姆定律分析计算即可。
16.【答案】A,B,D
【解析】【解答】A.当S闭合S1断开时,电路为R的简单电路,电流表测电路电流,读出此时电流表示数I1,则可由欧姆定律求出电源电压为I1R,当闭合开关S、S1,电路为R与Rx并联电路,电流表测干路电流,R所在支路不受影响,读出电流表示数为I2,由并联分流及电压规律可求Rx电阻如下
A符合题意;
B.闭合S、S1时,Rx被短路,电路为R的简单电路,电压表测电源电压,读出示数为U1,闭合S断开S1,电路为R与Rx串联电路,电压表测R两端电压,读出示数为U2,由串联分压及电压之比等于电阻之比可求Rx阻值为
解得:
B符合题意;
C.当开关S闭合后,电路为R与Rx串联电路,电压表测R两端电压,电流表测电路电流,由于不知道电源电压,则只能得到Rx电流,无法得到电压,无法测量其电阻大小,C不符合题意;
D.闭合S断开S1时,电路为R与Rx串联电路,读出电流表示数为I1,闭合S和S1时,电路为Rx简单电路,读出电流表示数I2,由于电源电压不变,设电源电压为U,则有
解得
D符合题意。
故答案为:ABD。
【分析】根据公式,若能测量出待测电阻的电压和电流值,则可以测出待测电阻阻值。
17.【答案】A,B,D
18.【答案】B,D
19.【答案】B,C
20.【答案】1;10
【解析】【解答】由图可知,两个电阻串联,电压表测量电源电压,电流表测量电路中的电流,电阻R1两端的电压为U1=IR1=0.2A×5Ω=1V
R2两端的电压U2=U-U1=3V-1V=2V
R2的阻值R2= =10Ω
【分析】两个电阻串联,电流相同,结合欧姆定律求解电阻R1两端的电压,利用总电压求解电阻R2两端的电压;分得的电压与电阻成正比,结合电压求解电阻的关系即可。
21.【答案】小于
【解析】【解答】由题可知多芯线是由多根细导线并联而成,而并联相当于增大了导体的横截面积,使总电阻减小,故多芯线的电阻远小于每根细导线的电阻。
【分析】导体的材料和长度相同时,横截面积越大, 电阻越小。
22.【答案】5;避免偶然性,寻找普遍规律
【解析】【解答】如图乙所示,当电压为2.5V时,电流为0.5A,实验中所用定值电阻的阻值为:
小明多次调节滑动变阻器改变电压表示数的目的是避免偶然性,寻找普遍规律。
【分析】根据实验数据绘制的电流-电压图像得出当电压为2.5V时电流大小,由欧姆定律得出实验中所用定值电阻的阻值;
根据一组数据得出的结论有偶然性,为得出普遍性的规律要多次测量。
23.【答案】30;0.1;30
24.【答案】0.8;15
【解析】【解答】 导体两端电压为6V时,导体中的电流为0.4A ,根据欧姆定律可知导体的电阻为
;电阻与导体两端的电压和通过的电流无关,当该导体两端电压为原来的2倍,此时导体中的电流为。
【分析】1、电阻的影响因素: 当导体的材料和横截面积相同时,电阻的长度越长,导体的电阻越大 ;当导体的材料和长度相同时,电阻的横截面积越小,导体的电阻越大,欧姆定律的含义R=U/I只用于计算用电器两端电压以及通过用电器电流计算电阻的公式,并不具有物理含义进行选项判识。
2、欧姆定律:,题目中导体两端电压为6V时,导体中的电流为0.4A ,根据欧姆定律计算导体的电阻。
25.【答案】闭合;3V
【解析】【解答】假如甲、乙两表为电流表,S2断开,甲电流表测量干路中的电流,乙电流表测量通过R2的电流,甲、乙两表示数之比 ,
题目中甲、乙两表示数之比为2:3,所以甲、乙两表不是电流表;
电压表自身电阻非常大,识别电路时可以看作断路.由电路图可知,当开关S1、S2都闭合,甲、乙两表为电压表时,两电阻串联,甲测R2两端的电压,乙测总电压,串联电路中各处的电流相等,甲乙两表的示数之比 ,
题目中甲、乙两表示数之比为2:3,所以甲、乙两表是电压表;乙表测量电源电压,所以乙表的示数是3V.
【分析】两个定值电阻串联,串联分压,分得的电压与电阻成正比,结合电压表的测量对象求解示数即可。
26.【答案】变小;>;小于1.5V
【解析】【解答】(1)根据图2可知, 当天然气浓度变大时,R1阻变小。
(2)根据图2可知,当天然气浓度无0.6ppm时,R1=1kΩ,此时R2=1kΩ,
根据串联电路的电压规律得到:;
;
解得:U2=1.5V;
当天然气的浓度≥0.6ppm时,R1的阻值会偏大,则它分得的电压偏大,而R2分得的电压偏小;
此时二者电压差肯定大于0,
即ΔU>0或在U2在小于1.5V范围内时,可判断天然气浓度未超标。
【分析】(1)根据图2确定R1的阻值随天然气浓度的变化规律;
(2)在串联电路中,电压的分配与电阻成正比,根据图2确定浓度为0.6ppm时气敏电阻的阻值,据此计算出U2的示数变化范围即可。
27.【答案】14
28.【答案】断开;;断路;0.22;在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比;使结论更具有普遍性
29.【答案】B;导体的电流与导体的电阻成反比;2.5;A;2.5
30.【答案】(1)解:原电路中,电压表测电源电压,是错误的;电压表应测灯的电压,应将连接电压表“3”接线柱与变阻器右下接线柱的连线去掉,将电压表“3”接线柱与灯的右接线柱连接起来,如下所示:
(2)连接电路时,开关没断开;变阻器接入电路中的电阻不是最大
(3)C
(4)电压表接在了滑动变阻器两端
【解析】【解答】解: (2)甲组同学连接好最后一根导线,灯泡立即发出明亮耀眼的光,说明连接电路时,开关没断开;很快熄灭,说明电路中电流过大,将灯损坏,是因为变阻器接入电路中的电阻不是最大;(3)丙组同学闭合开关后,但电流表有示数,说明电路为通路,发现小灯泡不亮,可能是因为电路中的电流太小的原因,所以,应移动滑动变阻器滑片,观察小灯泡是否发光.选C;(4)当变阻器连入电路中的电阻变小时,电路的总电阻变小,根据欧姆定律,电流变大;变阻器连入电路中的电阻变小,根据分压原理,变阻器分得的电压变小,由串联电路的电压规律可知,灯两端的电压变大;
由题知,移动滑动变阻器的过程中发现,电流表示数变大时,电压表示数反而减小,
故可判断是电压表接在了滑动变阻器两端.
故答案为:(1)如上图所示;(2)①连接电路时,开关没断开;②变阻器接入电路中的电阻不是最大.(3)C;(4)电压表接在了滑动变阻器两端.
【分析】(1)测灯的电阻时,根据欧姆定律,要测出灯的电压,分析实物图连接中的错误,并改正;(2)连接完最后一根导线,灯泡立即发出明亮耀眼的光,说明连接完最后一根导线,电路立即接通且电路电阻阻值很小,可从连接电路的注意事项入手分析原因;(3)乙组同学闭合开关后,发现小灯泡不亮,但电流表有示数,说明电路是通路,不用更换灯泡,也不用检查电路是否断路,可能是连入电阻太大,电路中电流太小所致,分析电阻过大的原因,然后进行下一步操作;(4)电路中两个电阻串联,当滑片移动时,根据欧姆定律,由分压规律结合串联电路电压的规律,确定电压表的连接.
31.【答案】(1)解:闭合开关S后,两个电阻串联,电压表测量R2的两端电压,R2的阻值为
答:R2的阻值为10Ω;
(2)解:现用一个定值电阻R0替换R1,则电路中的总电阻为
则定值电阻R0阻值为
答:定值电阻R0阻值为35Ω。
【解析】【分析】(1)利用电压和电流的比值计算电阻;(2)根据总电压和电流的比值计算总电阻,结合串联电路电阻规律计算一部分电阻。
32.【答案】(1)6V(2)0.5A(3)10Ω或15Ω
33.【答案】解:由图知,两电阻并联,电流表测干路电流,并联电路中各支路两端电压与电源电压都相等,由欧姆定律可得:
,
并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以通过R2的电流:
,
由欧姆定律可得,R2的阻值:
;
电路的总电阻:
.
答:R2的阻值是60Ω,电路中的总电阻是15Ω.
【解析】【分析】(1) 并联电路中各支路两端电压相等,都等于总电压;根据R1阻值和通过R1电流计算电压电压;根据并联电路电流规律计算出R2中电流,利用欧姆定律计算R2阻值;
(2)已知总电流、总电压,利用欧姆定律计算总电阻。
34.【答案】(1)解:电压表示数为3V时,电路电流
此时电阻R0的阻值
答:R0的最小值为30Ω
(2)解:由图甲可知,R始终以最大阻值接入电路中与电阻R0串联,电压表测R滑片左侧电阻丝两端的电压,则电路中的电流
与电压表并联部分电阻的阻值为
此时弹簧的伸长量为
由图乙可知,此时的拉力为400N;
电阻丝的长度是6cm,当滑片移到b端时拉力最大,即此时 ,由图乙可知,此拉力计的量程是0~600N。
答:作用在拉环上水平向右的拉力是400N,此拉力器拉力的量程是0~600N。
【解析】【分析】(1)利用电压和电阻的比值计算电流;根据分压和电流的比值计算电阻;(2)根据总电压和总电阻的比值计算电流;根据分压的不同和电流的比值计算电阻大小。
35.【答案】(1)解:当开关S1,S2断开时,R2和R3串联,电压表V1测R2两端的电压,电压表V2测R3两端的电压,
∵串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
∴根据欧姆定律可得,电流表的示数
电压表V1的示数U2=IR2=1.2A×6Ω=7.2V
电压表V2的示数U3=IR3=1.2A×4Ω=4.8V
答:当开关R1,R2断开时,电流表的示数为1.2A,电压表V1的示数为7.2V,电压表V2的示数为4.8V
(2)解:当开关S1,S2闭合时,R1和R2并联,电压表V1测电源的电压,电压表V2被短路,电流表测干路电流,
∴电压表V1的示数为12V,电压表V2的示数为0V,
∵并联电路中各支路两端的电压相等,且干路电流等于各支路电流之和,
∴电流表的示数
答:当开关R1,R2闭合时,电流表的示数为5A,电压表V1的示数为12V,电压表V2的示数为0V。
【解析】【分析】(1)当开关S1,S2断开时,两个电阻是串联关系,串联分压,结合欧姆定律求解两个电阻两端的电压;
(2)当开关S1,S2断开时,两个电阻是并联关系,电压表V1示数为电源电压,电压表V2示数为零;电流测量干路电流,利用欧姆定律求解支路电流,相加即为干路电流。
36.【答案】
37.【答案】
【解析】【解答】根据欧姆定律可得,在电压一定时,电阻越大,电流越小;丙的阻值最大,所以电压相同时,丙对应的电流最小,据此画图如下:
【分析】根据欧姆定律比较电压相同的条件下丙的电流大小,据此完成作图即可。
38.【答案】(1)当S1、S2断开,S3闭合时, 电路为R1的简单电路,I1=0.45A,则由欧姆定律,可得到电源电压:U=I1R1=0.45A×20Ω=9V
(2)当S1断开,S2、S3闭合时,R1、R2并联,电流表测总电流,因R1两端的电压不变,所以通过它的电流仍为0.45A,根据并联电路电流的规律,R2的电流:I2=I−I1=0.75A−0.45A=0.3A;由欧姆定律:R2= =30Ω
(3)当S2、S3断开,S1闭合时,R1、R2串联,根据电阻的串联规律和电流规律,由欧姆定律,电路电流:I=I1=I2= =0.18A,即电流表示数为0.18A.
【解析】【分析】根据电流和电阻,利用欧姆定律计算电压,根据电压和电流计算电阻,关键还要分析电路的连接方式.
39.【答案】(1)解:探头A的质量:m= = =0.4kg,
探头A的体积:V物=Sh=1×10﹣3m2×0.1m=1×10﹣4m3,
探头A的密度:ρ= = =4×103kg/m3;
(2)解:探头A一半体积浸入水中时,深度:h′= h= ×0.1m=0.05m,
底部受到水的压强:p=ρ水gh′=1×103kg/m3×10N/kg×0.05m=500Pa
(3)解:探头A全部浸入水中时受到的浮力:F浮=ρ水gV排=ρ水gV物=1×103kg/m3×10N/kg×10﹣4m3=1N,
探头A不接触池底,
则导线对探头A的拉力:F拉=G﹣F浮=4N﹣1N=3N;
(4)解:根据I= 可得,压敏电阻的阻值:R= = =7.5Ω,
由图象可知,探头A下表面所受压力为F=75N,
则下表面所受压强:p′= = =7.5×104Pa,
则水的深度:h″= = =7.5m.
【解析】【分析】(1)利用G=mg求出探头A的质量,利用V=Sh求出探头A的体积,再利用ρ= 计算其密度;(2)利用p=ρgh计算探头A一半体积浸入水中时,底部受到水的压强;(3)利用F浮=ρ水gV排求出探头A全部浸入水中时受到的浮力,然后根据重力等于浮力与拉力之和求出导线对探头A的拉力;(4)利用I= 求出压敏电阻的阻值,从图象中读出探头A下表面所受压力,然后利用p= 求出压强,最后利用p=ρgh计算此处水的深度.
40.【答案】(1)
(2)
【解析】【解答】将待测电阻和定值电阻并联接入电路中,电流表测干路电流,开关和定值电阻串联接入电路。当开关断开时,待测电阻单独接入电路,当开关闭合时,待测电阻和定值电阻并联接入电路。
当开关断开时,读出此时电流表的示数I2。根据欧姆定律有
当开关闭合时,读出此时电流表的示数I1,根据并联电路电压规律
联立两式解得
待测电阻Rx的数学表达式为 。
【分析】(1) 未使用时,盒内开关断开,电流表无示数,使用时,开关闭合,电流表有示数,结合题目给出的电路的要求,结合选项设计电路;
(2)结合题目给出的电流和电压值,利用欧姆定律求解电阻的表达式即可。
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