内容正文:
第十七章 欧姆定律
一、单选题
1.同种材料制成的电阻,它们的长度相等,A的横截面积是B的两倍,将它们按照如图所示的方式连接在电路中,测得A、B两端的电压分别为、;通过A、B的电流分别为、。下列关系正确的是( )
A. B. C. D.
2.根据欧姆定律可以得出,下列说法正确的是( )
A.加在同一导体两端的电压越大,则电阻越大
B.同一导体中的电流越大,则电阻越小
C.导体电阻的数值等于导体两端的电压与电流之比
D.同一导体的电阻与电压成正比,与电流成反比
3.在做“探究电流与电阻的关系”实验中,小翔连接了如图所示的电路。他先在电路的a、b间接入10Ω的电阻,移动变阻器的滑片,读出电压表与电流表的示数;记录数据后,改用15Ω电阻替换10Ω电阻,闭合开关,接下来他的实验操作应该是( )
A.观察电压表,向右移动滑片 B.观察电流表,向右移动滑片
C.观察电压表,向左移动滑片 D.观察电流表,向左移动滑片
4.如图所示,电源电压不变,滑动变阻器的滑片P从a 端滑到端的过程中()
A.电流表、电压表示数都减小
B.电流表、电压表示数都增大
C.电流表示数减小、电压表示数不变
D.电流表示数减小、电压表示数增大
5.关于欧姆定律,下列说法中正确的是( )
A.欧姆定律是只通过理论推导得出的规律
B.欧姆定律反映出了导体电阻跟电流和电压之间的关系
C.由欧姆定律变形得,说明电阻与电压成正比,与电流成反比
D.欧姆定律中的I、U和R反映的是同一段电路中同一时刻的电流、电压和电阻关系
6. 如图所示是电阻 A 和 B 的 I-U 图象,下列说法正确的是( )
A.电阻 A 的阻值大于电阻 B 的阻值
B.将两个电阻串联,电阻A、B 两端的电压之比为 1:1
C.将两个电阻并联在 3V 的电源上,通过电阻A、B 的电流之比为 1:2
D.将两个电阻串联,在相同时间内,电流通过电阻A、B 所做电功之比为 1:2
7.小明参加科技社团时,研究了恒流电路,很感兴趣,R2为定值电阻,电阻R1为变阻器,阻值可调可读,且保持通过干路的电流I不变,类似此种电路称为恒流电路。
小明通过实验找出R1的电流的倒数与其阻值R1的关系图线如图乙所示,则此次实验中定值电阻R2及干路电流I的值为( )
A.20Ω 0.5A B.15Ω 1A
C.10Ω 1A D.5Ω 0.5A
二、多选题
8.关于电流与电压、电阻的关系,下列说法正确的是( )
A.导体的电阻越大,经过导体的电流越小
B.通过定值电阻的电流跟其两端的电压成正比
C.当导体两端的电压为零时,该导体电阻也为零
D.导体的电阻由导体本身的性质决定,与电流、电压无关
9.琳琳同学在探究“通过导体的电流与其两端电压的关系”时,将记录的实验数据通过整理作出了如图所示的图象,下列说法正确的是( )
A.当导体乙两端的电压为1V时,通过导体乙的电流为0.1A
B.将甲、乙两导体并联后接到电压为3V的电源上时,干路中的电流为0.9A
C.通过导体甲的电流与其两端的电压成正比
D.导体甲的电阻大于导体乙的电阻
10.如图所示是电阻甲和乙的图像,下列选项对图像信息判断正确的是( )
A.乙电阻的阻值随电流的升高逐渐变大
B.甲是一个定值电阻,阻值为5Ω
C.当乙两端的电压为2.5V时,其阻值为10Ω
D.将甲和乙并联在电压为1V的电源两端,则干路电流为0.6A
11.如图所示的是电阻甲和乙的U﹣I图象,下列是小明根据图象信息所做出的判断,其中正确的是( )
A.当甲两端的电压为2V时,通过它的电流为0.1A
B.当乙两端的电压为3V时,它的阻值为20Ω
C.将甲、乙串联,当通过它们的电流为0.2A时,它们两端的总电压为6V
D.将甲、乙并联,当它们两端的电压为2V时,则通过干路的电流为0.3A
12.如图所示的两个电路中,电源电压相等,闭合开关 S,当滑动变阻器的滑片 P 都向右滑动时,灯泡L1、L2 的亮度变化正确的是( )
A.L1变暗 B.L1 不变 C.L2 变暗 D.L2不变
13.图所示的四个电路中,为已知阻值的定值电阻,可以测出未知电阻的电路是( )
A. B.
C. D.
14.如图所示,是小京设计的汽车油箱内油量不足时触发报警的电路,电源两端电压保持不变,两个电阻R1、R2其中一个是定值电阻,另一个是压敏电阻。压敏电阻装在油箱内底部,其阻值随油箱中油量的减少而增大,电压表示数为U0时,油箱中的油量为警戒油量。当电压表示数小于U0时,就会触发报警。下列说法正确的是( )
A.R2为压敏电阻
B.随着油箱的油量减少,通过定值电阻的电流变小
C.若换用阻值更小的定值电阻,警戒油量将变小
D.要使警戒油量变小,可换用电压更大的电源
15.小强想只用一块电表测出定值电阻Rx的电阻,设计了如图所示的四个电路,在四个电路中电源两端的电压均保持不变,定值电阻Rx的阻值已知。在不拆改电路的前提下,能够测量出定值电阻Rx电阻的是( )
A. B.
C. D.
三、填空题
16.A、B两根完全一样的合金线,长度都是1m,把A剪去一半, 的电阻大;把A剩下的一半再均匀拉长到1m跟B相比, 的电阻小(两空均选填“A”或“B”)。将一个定值电阻R接入电路,加在它两端的电压为10V时,通过它的电流为0.5A,当它两端的电压为0V时,它的阻值是 。
17.如图是电阻A和B的I-U图像。由图可知电阻A的阻值为 Ω;若把二者并联后接入电路中,当通过电阻B的电流是0.2A时,通过电阻A的电流是 A;若把二者串联后接入某电路,当通过电阻A的电流为0.3A,电阻B两端的电压是 V。
18.如图所示电路中,电阻R1=7Ω,电源电压恒为6V,闭合开关后,电压表的示数为2.5V,则电阻R2的阻值为 Ω。
19.如下图所示为某压力传感器的原理图,R1为定值电阻,滑动变阻器R2的滑片P通过AB间可以伸缩的导线与电路相连,导线位于弹簧内部,当闭合开关S,压力F增大时,电压表V1的示数 ,电压表V2的示数与电流表A的示数比值 (选填“变大”“变小”“不变”)
20.如图甲所示,电源电压恒定,滑动变阻器的规格为“30Ω 1.5A”,在AB间接入规格为“9V 9W”的灯泡,闭合开关,当滑动变阻器的五分之一阻值连入电路时,灯泡正常发光,则灯泡正常工作时通过的电流为 A,R0是如图乙所示的Ra和Rb之间任意取值的电阻,当在AB间接入电阻R0后,闭合开关,在保证电路安全的情况下,将滑片P从最右端向左滑动的过程中,电流表示数均出现过0.3A(电流表选择0~0.6A量程),R0的取值范围为 Ω,电压表示数的取值范围为 V。
21.如图甲所示电路,电源电压不变,R1为定值电阻。闭合开关S,将滑动变阻器R2的滑片P从最右端移动到最左端的过程中,电压表和电流表的示数变化情况如图乙所示,R1的阻值 Ω,滑动变阻器R2的最大阻值是 Ω;滑动变阻器的滑片P在中点时,电流表的示数将 (选填“大于”、“小于”或“等于”)0.4A。
22.如图所示电路,若电源电压是3V,闭合开关后,电流表A1示数为0.2A,A2示数为0.6A,则通过L1的电流为 A,则灯L2两端的电压是 V,灯L2的电阻值是 Ω。
23.如图电源电压恒定,闭合S0,当S闭合、甲乙两表为电压表时,两表示数之比U甲:U乙=7:4,则R1、R2= ;当S断开、甲乙两表为电流表时,两表示数之比I甲:I乙= 。
四、实验探究题
24.在“探究电流与电阻关系”实验中,某小组连接了如图所示的实物电路,其中电源电压为4.5V且保持不变。
实验次数
1
2
3
4
5
R/Ω
5
10
15
20
30
I/A
0.6
0.3
0.2
0.15
(1)组内同学发现图中一根导线连接有误,请在错误的导线上画“×”,并用笔画线代替导线将电路连接完整;
(2)做完第4次实验,该小组同学断开开关,用30Ω电阻替换20Ω电阻,没有移动变阻器滑片就直接闭合开关,将遇到的问题是 ;
(3)小组同学正确操作得出第5次实验数据,并将所有数据记录在表格中,分析数据可以得到的结论是: ;
(4)实验中测量多组数据的目的是 。
25.实验课上,小聪用伏安法测量小灯泡的电阻,所连接的电路如图甲所示。已知电源电压恒为3V,小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)小聪闭合开关后发现,无论怎样移动滑动变阻器的滑片,小灯泡都不亮,经检查得知,原因是一根导线连接错误。请在图甲中连接错误的导线上打“×”,并补画出正确的连线 ;
(2)正确连好电路后,再次闭合开关,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,应将滑动变阻器的滑片向 (选填“左”或“右”)端移动;
(3)小聪将实验数据绘制成关系图像(如图丙)。由图像可知,小灯泡正常发光时的电阻为 Ω;小灯泡两端的电压逐渐增大的过程中,其电阻逐渐 (选填“增大”或“减小”);
(4)实验中测出了小灯泡在不同电压下的电阻,小聪认为可以进一步求出它们的平均值以减小误差。小聪的观点是 (选填“正确”或“错误”)的,原因是 ;
(5)完成实验后,小聪又利用如图丁所示的电路测量一未知电阻的阻值,其中电源电压恒定,滑动变阻器的最大阻值为。测量步骤如下:
①闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移动至a端,读出电压表的示数为;
②闭合开关S, ,读出电压表的示数为;
③待测电阻 (用已知和测出的物理量符号表示)。
26.请你和小新一起完成“伏安法测电阻”的实验。选用的器材有:电源、电压表、电流表、定值电阻、滑动变阻器、开关和若干导线。
(1)在图甲中,以笔画线代替导线将滑动变阻器连入电路中 (要求滑片向左滑动时,滑动变阻器接入阻值变大)。
(2)连好接电路后,小新刚一“试触”就发现电流表指针迅速摆到最大位置,其原因能是(至少填两种):① :② 。
(3)实验过程中,当电压表的示数如图乙所示,电流表的示数为0.3A, 此时待测电阻的阻值为 Ω:
(4)善于探究的你发现用图丙所示方法也能测出R的阻值(滑动变阻器的最大阻值为Rp), 测量步骤如下:
①将滑动变阻器滑片P滑到A端,闭合开关 S, 读出电压表的示数U1;
②将滑动变阻器滑片P滑到 ,闭合开关S, 读出电压表的示数U2:
③被测电阻 R= (用物理量符号表示)。
五、计算题
27.如图所示,电源电压为10V,闭合开关后,电流表、电压表的示数分别为0.5A和6V。求:
(1)通过的电流;
(2)电阻的阻值。
28.如图电路中,电源电压为6V。开关闭合后,电流表A的示数为0.5A,A1表示数为0.3A。求:
(1)通过灯L2的电流大小;
(2)灯L1、L2的电阻大小(忽略温度对电阻的影响)。
29.如图所示,电源电压U保持不变,电阻R1的阻值为6Ω,电阻R2的阻值为18Ω。闭合开关S,
电压表的示数为3V。求:
(1)电流表的示数I;
(2)电源电压U。
30.在如图所示的电路中,电源电压保持6V不变,R1的阻值为10Ω。闭合开关S,电压表的示数如图所示。求
(1)通过电阻R1的电流;
(2)电阻R2两端电压;
(3)电阻R2的阻值。
31.随着社会的发展和科技的进步,电路元件在各行业得到广泛的应用,其中热敏电阻就是其中之一,热敏电阻的阻值会随温度的改变而改变。图甲是用热敏电阻测量环境温度的电路,电路中电流表的量程为0~0.02 A,滑动变阻器R的铭牌上标有“150 Ω 0.3 A”字样,Rt为热敏电阻,其阻值随环境温度变化关系如图乙所示,电源电压保持不变。请完成下列小题:
(1)将此电路放入温度为20 ℃的环境中,闭合开关S,调节滑片P,使滑动变阻器接入电路的电阻R=100 Ω,此时电流表的读数为0.01 A,求电源电压;
(2)若环境温度为40 ℃时,要保证整个电路元件的安全,求滑动变阻器的变化范围;
(3)此电路能测量的最高环境温度为多少?
六、作图题
32.如图所示,是测量电阻Rx阻值的电路图,请在图中补充电流表和电压表。
33.在探究“电流与电压关系”的实验中,宁宁同学用电流表和电压表测量出某段导体中电流及其两端的电压,数据如下表,从表中数据可以看出,这些数据中有一组是明显错误的,跟其他数据的规律完全不同,可能是读取这组数据时粗心所引起的,分析时需要把它剔除掉,请在方格纸上画出导体中电流与导体两端电压的关系图象。
U/V
2.0
4.0
6.0
8.0
10.0
I/A
0.1
1
0.3
0.4
0.5
34.如图所示,电源电压不变,R0是定值电阻,闭合开关,将滑动变阻器的滑片P从最右端b滑动到最左端a的过程中。请画出电流表示数I随电压表示数U变化的大致关系图。
七、综合题
35.阅读以下材料,回答相关问题.
电子秤所使用的测力装置是压力传感器.常见的一种压力传感器由弹簧钢和应变片组成,其结构示意图如图甲所示.弹簧钢右端固定,在其上、下表面各贴一个相同的应变片.当在弹簧钢的自由端施加竖直向下的压力F,弹簧钢就会向下弯曲.弹簧钢的弯曲程度越显著,上应变片被拉伸、下应变片被压缩的程度越显著.
应变片结构如图乙所示,其中金属电阻丝的电阻值对长度变化很敏感.电子秤工作时,电源给上、下应变片中金属电阻丝提供相等且大小不变的电流I,上应变片两引线间电压为U1,下应变片两引线间电压为U2,传感器把这两个电压的差值U=U1﹣U2输出,用来反映加在弹簧钢自由端压力F的大小.
金属电阻丝的阻值会随温度发生变化,其变化情况如图丙所示.为消除环境温度随季节变化对测量精度的影响,需分别在上、下应变片金属电阻丝与引线之间串联一只合适的电阻,进行温度补偿,减小由于温度变化对测量精度的影响.
(1)压力传感器是将力的大小转换为 (选填“电流”或“电压”)的装置.
(2)压力F增大时,下应变片金属电阻丝电阻变 .
(3)若电子秤载物台面倾斜时,则秤的示数 (选填“等于”或“不等于”)被测物体的质量.
(4)进行温度补偿时,应给金属电阻丝串联一个 电阻(选填“定值”或“可变”).
36.在中学生科技创新大赛中,某参赛小组设计了一种测定风力大小的装置如图甲所示,迎风板与压敏电阻Rx连接,工作时迎风板总是正对风吹来的方向。压敏电阻的阻值随风力变化而变化,其阻值Rx与风力F关系如图乙所示。电源电压恒为12V,定值电阻R为4Ω。
(1)开关闭合后,无风时,电压表的示数是 V;
(2)当风力增大时,电路中的电流 ;(填变化情况)
(3)如果电压表的读数范围为0~8V,该装置所能测量的最大风力为 N。
37.为了比较方便地测量出未知电阻的阻值,物理兴趣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 R0 的定值电阻、一个开关和一个电压表用导线连接起来装入一个盒内,并引出两根导线到盒外,如图甲所示。未使用时,盒内开关断开,电压表无示数。使用时,将盒外的两根导线分别与待测电阻 Rx 的两端相连,读取开关闭合时电压表的示数 U1、开关断开时电压表的示数 U2,经计算得知 Rx 的阻值。
请你解答如下问题:
(1)在图乙的虚线框内画出测量盒中符合上述设计要求的电路图;
(2)用你所设计的电路推导出待测电阻 Rx 的数学表达式。(Rx 表达式用已知量和测量量表示)
答案解析部分
1.【答案】C
2.【答案】C
3.【答案】A
4.【答案】D
【解析】【分析】电阻与滑动变阻器串联,电压表测量滑动变阻器两端的电压,电流表测量总电流,滑动变阻器的滑片P从a端滑到b端的过程中,滑动变阻器接入电路的电阻变大,电路总电阻变大,根据欧姆定律可知电路电流的变化,进一步求出电阻和滑动变阻器两端的电压的变化.
【解答】滑动变阻器的滑片P从a端滑到b端的过程中,滑动变阻器接入电路的电阻变大,电路总电阻变大,根据欧姆定律可知电路电流变小,电流表的示数变小,电阻两端的电压变小,所以滑动变阻器两端的电压变大,即电压表的示数变大.
故选D.
【点评】本题考查滑动变阻器和欧姆定律的应用,关键是明白滑片移动过程中电路的变化情况,还要知道串联电路分压的特点.
5.【答案】D
【解析】【解答】A.欧姆通过大量实验,探究了导体中的电流与导体的电压和电阻之间的关系,并总结得出了欧姆定律,故AB错误;
C.根据,可以计算电阻大小,电阻和导体的长度、材料和横截面积有关,与电压、电流无关,故C错误;
D.根据,I、U和R具有同一性、同时性,必须是同一电阻同一时刻的电流、电压和电阻关系,故D正确。
故选D。
【分析】欧姆定律探究了电流、电压、电阻的关系,是通过大量实验得到的;欧姆定律具有同时性和同一性。
6.【答案】D
【解析】【解答】A. 电阻 A 和 B 的 I-U 图象, 当电流为0.3A时,UA=3V,UB=6V,由欧姆定律可知A和B的电阻分别为:
,所以 电阻 A 的阻值小于电阻 B 的阻值,故A错误;
B. 将两个电阻串联, 由串联电路电流处处相等,,可得U=IR,,电阻之比为:,所以电压之比为1:2,故B错误;
C. 将两个电阻并联在 3V 的电源上, 由,可知:,,则,故C错误;
D.两个电阻串联,电流处处相等,相同时间所做的功:W=UIt,所做的功之比:,故D正确。
故选项为:D。
【分析】(1)由图像可知A和B为定值电阻,利用图像中A和B对应的电流和电压计算出电阻,进行比较可得结论;
(2)串联电路,电流处处相等,电压之比等于电阻之比;
(3)并联电路各支路电压相等,电流之比等于电阻的反比;
(4)电阻串联,电流做功之比等于电阻之比等于电压之比:。
7.【答案】A
8.【答案】B,D
9.【答案】A,B,C
10.【答案】A,B,D
11.【答案】A,C,D
【解析】【解答】解:A.由图象可知,当甲两端电压为2V时,通过它的电流为0.1A,A符合题意;
B.由图象可知,当乙两端电压为3V时,通过的电流为0.22A,由I= 可得,此时乙的阻值R乙= = ≈13.6Ω,B不符合题意;
C.将甲和乙串联,当通过它们的电流为0.2A时,由图象可知此时U甲′=4V、U乙′=2V,
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′=4V+2V=6V,C符合题意;
D.将甲、乙并联,当它们两端的电压为1V时,由图象可知此时I甲′=0.1A、I乙′=0.2A,
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′=0.1A+0.2A=0.3A,D符合题意。
故答案为:ACD
【分析】根据I= 可求出乙的阻值R乙,将甲和乙串联,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′,将甲、乙并联,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′.
12.【答案】A,D
【解析】【解答】左图中灯泡L1与滑动变阻器串联,当滑动变阻器的滑片P都向右滑动时,接入电路中的电阻变大,电路中的总电阻变大,由 知道,电路中的电流变小,因灯泡的亮暗取决于实际功率的大小,所以,由 知道,灯泡的实际功率变小,灯泡变暗;右图中灯泡L2与滑动变阻器并联,因并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以,滑片移动时,灯泡L2的实际功率不变,亮暗不变,AD符合题意。
故答案为:AD。
【分析】左图中灯泡与滑动变阻器串联,根据滑片的移动可知接入电路中电阻的变化,根据欧姆定律可知电路中电流的变化,根据P=I2R可知灯泡实际功率的变化,由灯泡的亮暗取决于实际功率的大小可知其亮暗的变化;右图中灯泡与滑动变阻器并联,根据并联电路中各支路独立工作、互不影响可知滑片移动时灯泡实际功率和亮暗的变化。
13.【答案】A,B,C
【解析】【解答】A.S闭合时,被短路,电压表所测电压为电源电压U,S断开时,电压表测量未知电阻两端的电压。根据串联电路电压特点,可以求出R0两端的电压,根据串联电路电流相等可知此时电流为,则此时,A符合题意;
B.S断开时,只有接入电路,电流表测出通过电流为,S闭合时,与一起并联,电流表测出总电流为I,利用并联电路中各支路电压相等可知,则可测出电阻为,B符合题意;
C.S闭合时,只有接入电路,电流表测出通过电流为I2,S断开时,与一起串联,电流表测出电路中电流为I3,根据电源电压不变可知,则可测出电阻为,C符合题意;
D.由电路图可知,不管开关处于断开或闭合状态,电压表始终都是测量电源电压,即无法直接或间接测出两端的电压,故此电路图不能测出的阻值,D不符合题意。
故答案为:ABC。
【分析】根据串联电路电流处处相等,电源电压等于各用电器两端电压,结合公式、计算表达式;根据并联电路电源电压等于各支路两端电压,干路电流等于各支路电流之和,结合,求出表达式。
14.【答案】A,B,D
15.【答案】A,D
16.【答案】B;B;20
17.【答案】5;0.4;3
18.【答案】5
19.【答案】变小;变大
20.【答案】1;20~25;0~9
21.【答案】10;20;小于
【解析】【解答】(1)根据图片可知,当滑片P在a端时滑动变阻器全部接入,R1与R2串联,则电路中电流最小,
此时电路中的电流,R2两端的电压,
当滑片P在b端时,滑动变阻器没有连入电路,电压表示数为零,由图像可知这时电路中电流为,
根据电源电压U总=U1+U2得到:①
②
联立①②解得:,;
(2)滑动变阻器的最大值;
(3)当滑动变阻器的滑片P在中点时,
则滑动变阻器连入电路的阻值为:,
则电流表的示数为,
滑动变阻器的滑片P在中点时,电流表的示数将小于0.4A。
【分析】 (1)(2)当滑片P在a端时滑动变阻器全部接入,R1与R2串联,电路中的电流最小,由图象读出电表的示数,根据欧姆定律求出滑动变阻器的最大阻值,根据串联电路的电压特点表示出电源的电压;当滑片P在b端时,滑动变阻器没有连入电路,电压表示数为零,根据欧姆定律表示出电源的电压,利用电源的电压不变得出等式即可求出R1的阻值和电源的电压;
(3)当滑动变阻器的滑片P在中点时,连入电路的阻值为R2,根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流。
22.如图所示电路,若电源电压是3V,闭合开关后,电流表A1示数为0.2A,A2示数为0.6A,则通过L1的电流为 0.4 A,则灯L2两端的电压是 3 V,灯L2的电阻值是 15 Ω。
【答案】0.4;3;15
【分析】由电路图可知,两灯泡并联,电流表A1测通过灯L2的电流,电流表A2测干路电流。根据并联电路电流规律求出通过灯L1的电流,根据并联电路的电压规律可知灯L2两端的电压,根据欧姆定律求灯L2的电阻值。
【解答】解:由电路图可知,两灯泡并联,电流表A1测通过灯L2的电流,电流表A2测干路电流。
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以通过灯L1的电流:
I1=I﹣I2=0.6A﹣0.2A=0.4A,
因并联电路各支路两端的电压相等,所以灯L2两端的电压:U2=U=3V,
由I可得,灯L2的电阻值:R215Ω。
故答案为:0.4;3;15。
【点评】本题考查并联电路的特点和欧姆定律的应用,难度不大。
23.【答案】3:4;3:7
【解析】【解答】解:(1)由电路图可知,闭合S0,当S闭合、甲乙两表为电压表时,两电阻串联,电压表甲测电源两端的电压,电压表乙测电阻R2电压,
由U甲:U乙=7:4可设U甲=7U,U乙=4U,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,U1=U甲﹣U乙=3U,U2=U乙=4U,
由 可得,两电阻的阻值之比: ;(2)由电路图可知,闭合S0、S断开且两电表为电流表时,两电阻并联,电流表甲测通过R2的电流,电流表乙测干路电流,
因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,通过两电阻的电流之比: ,
即 .
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以, ,
则 .
故答案为:3:4;3:7.
【分析】(1)由电路图可知,闭合S0,当S闭合、甲乙两表为电压表时,两电阻串联,电压表甲测电源电压,电压表乙测电阻R2电压,由串联电路特点及欧姆定律求出两电阻阻值之比;
(2)由电路图可知,闭合S0、S断开且两电表为电流表时,两电阻并联,电流表甲测通过R2的电流,电流表乙测干路电流,由欧姆定律及并联电路特点求出两电流表示数之比.
24.【答案】;电压表示数超出量程;电压一定时,电流与电阻成反比;便于得出普遍规律
25.【答案】;右;12.5;增大;错误;见解析;将滑动变阻器的滑片P移动至b端;
【解析】【解答】(1)由于图中电压表串联在电路中,电压电阻很大,所以电路中几乎没有电流通过,错误的导线是连接灯泡与电流表的导线,将错误导线去除后,再用导线将灯泡右接线柱与电源负极相连,电路为串联电路,电压表测量灯泡两端的电压,如图所示
(2)图中电压表示数为2.1V,小于灯泡正常发光时的电压,根据串联分压的特点可知,减小滑动变阻器连入电路的阻值,从而使得滑动变阻器的分压减小,故应将滑片向右移,直至电压表示数为2.5V。
(3)由图像可知,当灯泡两端电压为额定电压2.5V时,则流过灯泡的电流为0.2A,灯泡正常发光时的电阻为,由图可知,曲线的切线逐渐平缓,说明斜率逐渐变小,斜率表示电阻得倒数,即R逐渐变大,即小灯泡两端的电压逐渐增大的过程中,其电阻逐渐增大。
(4)小聪认为的观点是错误的,灯泡的电阻时变化的,所以取平均值没有意义。
(5)闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移动至a端,此时滑动变阻器连入电路的阻值等于其最大阻值,电压表测量待测电阻两端的电压,读出电压表的示数为。闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移动至b端,此时滑动变阻器连入电路的阻值为0,电路为只有待测电阻的简单电路,读出电压表的示数为,即电源电压为。待测电阻的阻值:
故答案为: (1) ; (2) 右; (3) 12.5 ;增大 ;(4) 错误 ;见解析; (5) 将滑动变阻器的滑片P移动至b端 ;。
【分析】本题考查了电路连接的注意事项、电路故障分析、电压表读数、分析影响电阻的因素,是一道基础题;电路故障一般有断路与短路两种,应根据现象分析电路故障原因。
26.【答案】(1)
(2)电表量程选择了小量程;滑动变阻器阻值没有调到最大值
(3)5
(4)B端;U2Rp/(U1-U2)
【解析】【解答】(1) 第1空、 滑动变阻器上下各选一个接线柱串联在电路中,故该空如图所示:
(2) 第1、2空、 “试触”时,指针摆到电流表的最大刻度,可能是电流表量程太小,可能是电源电压太大,可能是滑动变阻器 没有调到最大值 和灯泡同时短路等。故该空填“ 电表量程选择了小量程 ”;故该空填“ 滑动变阻器阻值没有调到最大值 ”;
(3) 第1空、 实验过程中,当电压表的示数如图乙所示, 电压表选用小量程,分度值0.1V,其示数为1.5V,电流表的示数为0.3A,则此时待测电阻的阻值为:
。故该空填“5”;
(4) 第1空、 实验步骤:①将滑动变阻器滑片P滑到A端,闭合开关S,读出电压表的示数 ;②将滑动变阻器的滑片移到B端,闭合开关S,读出电压表的示数 。故该空填“B”;
第2空、 ③在步骤①中,电路为只有 的简单电路,电压表测电源电压为 ;在步骤②中, 与滑动变阻器最大阻值Rp串联,电压表测I 两端的电压,根据串联电路电压规律,滑动变阻器两端电压为 根据分压原理有:
即
解得: 故该空填“”。
【分析】(1)滑动变阻器上下各选一个接线柱串联在电路中;用“伏安法测电阻”的实验中,为了减小实验误差,应多次测量取平均值,据此分析滑动变阻器的作用;
(2)“试触”时,电流表迅速摆到最大刻度,从电流表选择的量程上考虑,或者根据 从电路电压和电阻考虑;
(3)根据电压表选用量程确定分度值读数,利用欧姆定律求出测电阻的阻值;
(4)缺少电流表,但知道滑动变阻器的最大阻值,可用电压表测出电源电压,再让被测电阻与滑动变阻器串联,滑动变阻器移到最大阻值,电压表测被测电阻电压,根据串联电路电压规律和分压原理求出被测电阻的阻值。
27.【答案】(1)0.5A
(2)12Ω
28.【答案】(1)因并联电路中各支路两端的电压相等都等于电源电压,
所以,灯L1两端的电压:U1=U=6V
由电流表A1的示数可知,通过灯L1的电流I1=0.3A
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,通过灯L2的电流:
I2=I﹣I1=0.5A﹣0.3A=0.2A
(2)根据I知,
灯L1、L2的电阻大小分别为:
R120Ω
R230Ω
【解析】【分析】1) 并联电路中干路电流等于各支路电流之和, 通过灯L2的电流 : I2=I﹣I1
2)根据欧姆定律计算 灯L1、L2的电阻 。
29.【答案】(1)由图可知R1、R2串联,电压表测量的是R1的电压,即U1=3V,串联电路中电流处处相等,故;
(2),
串联电路中电源电压等于各用电器的电压之和,故。
【解析】【分析】首先先分析电路以及电表的测量对象,利用串联电路的电流电压规律以及欧姆定律公式进行计算。
30.【答案】(1)0.2A;(2)4V;(3)20Ω。
31.【答案】(1)解:由图示电路图可知,滑动变阻器与热敏电阻串联,电流表测电路电流,由图乙所示图象可知,温度为20℃时,热敏电阻阻值为400Ω,由 可知,电源电压:
U=I(Rt+R)=0.01A×(400Ω+100Ω)=5V
答:将此电路放入温度为20℃的环境中,闭合开关S,调节滑片P,使滑动变阻器接入电路的电阻R=100Ω,此时电流表的读数为0.01A,电源电压为5V
(2)解:由图乙所示图象可知,温度为40℃时,热敏电阻阻值为200Ω,电路最大电流为0.02A,由 可知,电路最小电阻: ,
滑动变阻器的最小阻值:R滑最小=R最小-Rt=250Ω-200Ω=50Ω,
滑动变阻器的取值范围:50Ω~150Ω
答:若环境温度为40℃时,要保证整个电路元件的安全,滑动变阻器的变化范围是50Ω~150Ω
(3)解:热敏电阻阻值越小,环境温度最高,电路电流最大为0.02A时,由 可知, ,
Rt小=R总-R滑最大=250Ω-150Ω=100Ω,
由图乙可知其工作的最高环境温度50℃
答:此电路能测量的最高环境温度为50℃
【解析】【分析】先分析电路图,分析电路可知:滑动变阻器与热敏电阻串联,电流表测电路电流,根据欧姆定律代入已知数据,可求出电源电压;由图乙所示图象可知,温度为40℃时,热敏电阻阻值为200Ω,电路最大电流为0.02A,由 可知电路中最小电阻,从而求出滑动变阻器的最小阻值; 热敏电阻阻值越小, 电路电流最大,环境温度最高,可根据欧姆定律求出热敏电阻最小值.
32.【答案】
33.【答案】
34.【答案】
【解析】【解答】 根据电路图可知,滑动变阻器与定值电阻串联,电压表测量滑动变阻器两端电压,电流表测量电路电流;
将滑动变阻器的滑片P从最右端b滑动到最左端a的过程中,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示数变小,根据串联电路电阻规律结合欧姆定律可知通过电路的电流变大,因此电流表示数I随电压表示数U的减小而增大,
滑片位于a端时,通过电路的电流最大,此时滑动变阻器接入电路的电阻为0,电压表示数为0,滑片位于b端时,滑动变阻器接入电路最大阻值,根据串联电路电阻规律结合欧姆定律可知通过电路的电流最小,根据串联分压原理可知此时电压表示数最大,
根据串联电路电压规律可知定值电阻两端电压的变化量等于滑动变阻器两端电压的变化量,串联电路各处电流相等,根据欧姆定律可知通过电路的电流与定值两端的电压的图像是一条直线,则通过电路的电流与滑动变阻器两端的电压的图像也是一条直线,因此电流表示数I随电压表示数U变化图象如下图所示:
【分析】 根据电路图可知,滑动变阻器与定值电阻串联,电压表测量滑动变阻器两端电压,电流表测量电路电流;
将滑动变阻器的滑片P从最右端b滑动到最左端a的过程中,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示数变小,根据串联电路电阻规律结合欧姆定律可知通过电路的电流变大,因此电流表示数I随电压表示数U的减小而增大,据此作图。
35.【答案】(1)电压
(2)小
(3)不等于
(4)可变
【解析】【解答】解:(1)传感器把两个电压的差值输出,用来反映力F的大小,所以这种力传感器是将力的大小转换为电压的装置;(2)外力F增大时,上应变片金属电阻丝长度变大,电阻变大,下应变片金属电阻丝长度变短,电阻变小;(3)电子秤载物台面倾斜时,会改变物体作用力的力臂,秤的示数不等于被测物体的质量;(4)由图丙可知,金属电阻丝的阻值随温度的增大而增大,进行温度补偿时应给金属电阻丝串联一个可变电阻.
故答案为:(1)电压;(2)小;(3)不等于;(4)可变.
【分析】(1)从题目所给信息中可知,传感器传输的是电压的差值,用电压的差值来反映力F的大小;(2)外力F增大时,上应变片被拉伸,下应变片被压缩,应变片长度发生变化,可知电阻的变化;(3)电子秤载物台面倾斜时,会改变物体作用力的力臂,使上、下应变片的形变不能正确的反映物体的质量;(4)根据图丙中电阻随温度的变化判断温度补偿时串联电阻的特点.
36.【答案】3;增大;500
【解析】【解答】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用,关键是根据图象获取有用的信息,有一定的难度。光敏、热敏、压敏等半导体的电路分析方法主要依赖于这些元件的特性及其在电路中的应用。通过测量和观察这些元件在不同条件下的电阻值变化,可以分析它们在电路中的作用和性能表现 (1)由甲电路图可知,Rx与R串联,电压表测R两端的电压,当无风时,电阻,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以电路中的电流
电压表的示数是
(2)由图乙可知,风力增大时,Rx的阻值减小,电路中的总电阻减小,可知,电路中的电流变大。
(3)电路中电流最大时,电压表的示数最大,最大实数为8V,此时电路中的电流
压敏电阻的阻值
当压敏电阻为2Ω时,对应的风力为500N。
【分析】(1)由甲电路图可知,R与Rx串联,电压表测R两端的电压,由图乙可知无风时Rx的阻值,根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流,再根据欧姆定律可得电压表示数;
(2)由图乙可知风力增大时Rx阻值的变化情况,根据欧姆定律可知电路中电流的变化;
(3)当所测风力最大时,Rx的阻值最小,电路中电流最大,则电压表的示数最大,根据欧姆定律求出电压表示数最大时电路中的电流,再根据欧姆定律求出压敏电阻的阻值,根据图乙可知该装置所能测量的最大风力。
37.【答案】(1);(2)
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