内容正文:
专题03 欧姆定律(原卷版)
目录
A题型建模・专项突破
题型一、概念辨析 1
题型二、电阻的计算及其影响因素;变阻器 2
题型三、电阻的串联和并联 3
题型四、欧姆定律与电阻的影响因素综合 3
题型五、欧姆定律在电阻的串联和并联的应用 4
题型六、非线性元件(敏感电阻)的应用 5
题型七、图像题 6
题型八、选择难点分析+填空电路故障 7
题型九、作图题 8
题型十、计算题 9
题型十一、实验题 11
B综合攻坚・能力跃升 13
题型一、概念辨析
1.下列各物理量中,能影响导体电阻大小的是
A.电压 B.电流 C.密度 D.温度
2.揭示出导体中电流与电压关系的物理学家是( )
A.欧姆 B.焦耳 C.伏特 D.瓦特
3.滑动变阻器的工作原理是改变接入电路中电阻丝的
A.长度 B.粗细 C.温度 D.密度
4.中科院上海微系统与信息技术研究所经过研发,使中国单晶晶圆实现量产。如图所示,“晶圆”是指集成电路制作所用的硅晶片,经过切割加工成为芯片,主要使用的是( )
A.复合材料 B.超导材料
C.纳米材料 D.半导体材料
5.一个滑动变阻器,铭牌上标有“100 Ω 1 A”的字样,以下几种对铭牌意义的理解,你认为正确的是( )
A.电阻的最小值是100 Ω,允许通过的最大电流是1 A
B.电阻的最小值是100 Ω,允许通过的最小电流是1 A
C.电阻的最大值是100 Ω,允许通过的最大电流是1 A
D.电阻的最大值是100 Ω,允许通过的最小电流是1 A
6.关于电流、电压和电阻的关系,下列说法中正确的是
A.导体的电阻与该导体两端的电压有关
B.导体的电阻与通过该导体的电流有关
C.对某一导体来说,导体中的电流与其两端的电压成正比
D.对某一导体来说,导体的电阻与其两端的电压成正比
题型二、电阻的计算及其影响因素;变阻器
7.某导体两端的电压为6V时,通过它的电流为0.5A,则该导体的电阻为 Ω;当导体两端的电压为12V时,该导体的电阻为 Ω。
8.某金属丝两端电压是时,通过它的电流是,则该段金属丝的电阻是 Ω;当它两端电压为时,该导体的电阻为 Ω;若将该金属丝对折后接入电路,其等效电阻将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)
9.当温度一定时,关于两根粗细均匀的铜导线电阻大小,下列判断中正确的是( )
A.若长度相同,则粗的电阻大 B.若粗细相同,则长的电阻小
C.若质量相同,则长的电阻大 D.若质量相同,则细的电阻小
10.有一根电阻丝,若要使该电阻丝的阻值变小,可以采取的方法是( )
A.减小电阻丝两端的电压 B.增大通过电阻丝的电流
C.减小电阻丝长度 D.减小电阻丝横截面积
11.在研究导体电阻大小与哪些因素有关的实验中,所运用的科学研究方法是( )
A.等效替代法 B.理想模型法
C.类比法 D.控制变量法
12.如图是电位器结构图,将接线柱a、b接入电路,滑片向右旋转,关于旋转过程中接入电阻的大小的变化,下列说法正确的是( )
A.变大 B.不变
C.变小 D.先变小后变大
13.如图情境粗略而形象地反映了电流和电压、电阻的关系。图中小人 (选填“甲”“乙”或“丙”)模拟的是电压。图中还反映出导体的电阻与导体的 有关。
14.如图所示,甲为可调亮度台灯,乙为电位器的结构图,b与金属滑片相连,转动旋钮可调节灯泡亮度。下列分析正确的是( )
A.电位器调节灯泡亮度与滑动变阻器的原理相同
B.若只将b、c接入电路,转动旋钮灯泡亮度不变
C.若只将a、c接入电路,转动旋钮灯泡亮度改变
D.电位器是通过改变接入电路中电阻丝的横截面积来改变灯泡亮度
题型三、电阻的串联和并联
15.有两个定值电阻,阻值分别是20Ω、30Ω。将它们串联后的等效电阻是 Ω;将它们并联后的等效电阻是 Ω。
16.教室里的投影仪与教室里的日光灯是 的(选填“串联”或“并联”)。教室里同时使用的日光灯越多,电路的总电阻将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
17.两电阻R1、R2并联后的总电阻R是( )
A. B. C. D.
18.电阻串联时的总电阻为20欧,则并联时的总电阻( )
A.一定小于5欧 B.一定大于5欧小于10欧 C.一定小于或等于5欧 D.一定大于10欧
题型四、欧姆定律与电阻的影响因素综合
19.甲和乙是由同种材料制成的导体,L甲>L乙,关于甲和乙的横截面积S,及电阻R的大小关系,下列说法正确的是( )
A.若S甲>S乙,则R甲一定大于R乙 B.若S甲<S乙,则R甲一定等于R乙
C.若S甲=S乙,则R甲一定小于R乙 D.若S甲<S乙,则R甲一定大于R乙
20.如图所示,长度相同、横截面积不同的同种金属棒甲、乙连接在一起后接在电源两端,若两导体电阻为R甲、R乙,通过两导体的电流为I甲、I乙,则( )
A.R甲<R乙,I甲>I乙 B.R甲>R乙,I甲≤I乙
C.R甲<R乙,I甲=I乙 D.R甲>R乙,I甲=I乙
21.甲、乙、丙三根用同种材料制成的均匀合金丝,甲、乙的粗细相同,但甲较长;乙、丙的长度相同,但丙较粗,则这三根电阻丝的电阻值R甲、R乙、R丙的大小关系是( )
A.R甲=R乙=R丙 B.R甲>R乙>R丙
C.R甲>R丙>R乙 D.R甲<R乙<R丙
22.同种材料制成的甲、乙导体,已知甲的电阻值大于乙,则甲的长度 (选填“一定”或“可能”)大于乙。若将它们并联接在电路中,通过甲的电流 通过乙的电流,若将它们串联接在电路中,甲两端的电压 乙两端的电压。(后两空均选填“大于”“等于”或“小于”)
23.一金属丝被拉长后,金属丝的电阻将 ,此时影响金属丝电阻变化的主要因素是 和 ;若将金属丝对折起来使用,其电阻将 (填“增大”“减小”或“不变”).一根粗细均匀的铜导线,电阻为R,如果把它截为长度相同的两段,每段的电阻为,则 ;如果将原来的导线对折拧成一条使用,其电阻为,则 .(后两空填“<”“>”或“=”)
24.如图所示,两段材料和长度相同但粗细不同的金属导体AB与BC连在一起,将AC两端接入电路中,则通过AB的电流IAB,加在它两端的电压UAB和通过BC的电流IBC、加在它两端的电压UBC的大小关系是( )
A.IAB>IBC UAB>UBC
B.IAB<IBC UAB<UBC
C.IAB=IBC UAB<UBC
D.IAB=IBC UAB>UBC
题型五、欧姆定律在电阻的串联和并联的应用
25.两个定值电阻串联在电路中,已知,则通过的电流之比为 ,两端的电压之比为 。
26.如图甲所示,为定值电阻,电源电压为3V,闭合开关,电压表示数为1V;现将接入图乙电路,闭合开关,电流表示数为0.3A,则通过电阻的电流为 A。
题型六、非线性元件(敏感电阻)的应用
27.电控调光玻璃能根据光照强度自动调节玻璃的透明度,其原理是:光照增强,光敏电阻的阻值变小,施加于玻璃两端的电压降低,玻璃的透明度下降,反之玻璃的透明度上升,若电源电压不变,是定值电阻,如图所示的电路图中符合上述要求的是( )
A. B.
C. D.
28.某小组自制肺活量比较装置,电源电压恒定不变,吹气时,气球胀大,隔板向上运动,下列说法正确的是( )
A.电路总电阻变大 B.电压表示数变大
C.电压表与电流表示数比值变大 D.电流表示数变大
29.如图所示是某食堂安装的烟雾报警装置的简化原理图。图中电源电压保持不变,为定值电阻,R为光敏电阻且阻值随光照强度的增大而减小,当电路中的电流减小至某一数值时,报警器开始报警。当有烟雾遮挡射向光敏电阻R的激光时,下列说法正确的是( )
A.电流表的示数变小,电压表的示数不变
B.电流表的示数变小,电压表的示数变大
C.电流表的示数变大,电压表的示数变大
D.电流表的示数变大,电压表的示数变小
题型七、图像题
30.在研究通过导体的电流随导体的两端电压变化规律的实验时,根据实验数据作出金属导体、的电流和电压关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.由图像可知两个电阻的阻值随着电压的变化而变化
B.由图像可知两个电阻的阻值不变,R1:R2=1:3
C.若两个电阻串联,则通过R1的电流大于通过R2的电流
D.若两个电阻并联,则通过R1的电流小于通过R2的电流
31.光照强度会影响花卉生长。图甲为光照强度过大时触发报警的电路,电源电压不变,R0为阻值可调的电阻箱,R为光敏电阻,其阻值随光照强度变化关系如图乙。当电流表示数大于某一值I0时触发报警,I0时的光照强度为警戒光照强度。闭合开关S,下列说法正确的是( )
A.R的阻值随光照强度增大而增大
B.增大R0阻值可增大警戒光照强度
C.R0一定时,光照强度越大,通过R0的电流越大
D.R0一定时,光照强度越大,电流表示数越小
题型八、选择难点分析+填空电路故障
32.如图所示电路,电阻R1的阻值大于变阻器R2的最大阻值,开关S断开。下列操作可以使电压表示数与电流表示数的比值不发生改变的是( )
①使用电阻R3替换R1(R3>R1),并向右移动变阻器滑片;
②减小电源电压,并向右移动变阻器滑片;
③将电阻R1与R2位置互换,并左右调节变阻器滑片;
④闭合开关S,并向左移动变阻器滑片。
A.①② B.①③
C.②④ D.③④
33.如图所示电路,以下操作中正确的是( )
A.向左移动变阻器R2的滑片,电压表V示数与电流表A示数的比值变大
B.向右移动变阻器R2的滑片,电压表V示数与电流表A示数的比值变小
C.闭合开关S,电压表V示数与电流表A示数的比值变大
D.闭合开关S,电压表V示数与电流表A示数的比值不变
34.在如图所示的电路中,电源电压保持不变,当开关S由断开到闭合时,下列判断正确的是( )
A.电压表的示数不变
B.电流表的示数变小
C.电压表与电流表示数的比值不变
D.电压表与电流表示数的比值变小
35.在图所示的电路中,电源电压保持不变。由于电阻R、灯L可能出现了故障,闭合电键S,灯L不亮;将电压表并联在a、b两点之间时,电压表有示数;并联在b、c两点之间时,电压表无示数。
(1)根据上述现象,电路中的故障可能是 ;
(2)为进一步确定故障,将一只完好的小灯L'并联在a、c两点之间时,发现灯L'正常发光;并联在a、b两点之间,灯L'同样正常发光。根据上述现象,电路中的故障是 。
36.如图所示电路,电源电压保持不变。闭合开关S,电路正常工作。一段时间后,某一个电表的示数突然变大。若电路中仅有一处故障,且只发生在电阻或上。为了确定故障的具体情况,有如下两种操作方式:
A:将电流表A与电阻位置互换;
B:将电流表A与电阻位置互换。
请写出选取操作 (选填“A”或“B”)后,电压表V与电流表A的示数变化情况及相应的故障: 。
题型九、作图题
37.在图所示的电路中有一根导线尚未连接,以笔画线代替导线补上。补上后要求:闭合开关S,滑动变阻器的滑片P向B端移动时,电流表示数变大,小灯亮度变亮。
38.在如图电路中,有两根导线尚未连接,请用笔线代替导线连接。要求:
(1)定值电阻与滑动变阻器并联;
(2)闭合开关后,向左移动变阻器的滑片P时,电流表示数变小。
39.如图中的电位器实质是一种变阻器,滑片可随转动旋钮转动改变其在电阻片上的位置,从而改变接入电路中的电阻值。请选择电位器A、B、C三个接线端其中的两个连入电路中,要求顺时针旋转滑片时,灯泡变暗。
40.在图中的〇里填上适当的电表符号,使之成为正确的电路图。
41.在图电路中的○处填入电表符号,使之成为正确的电路。
题型十、计算题
42.一个电熨斗接在220V的电压上,流过它的电流是220mA,该电熨斗的电阻是多少?
43.在图所示的电路中,电源电压为6伏,电阻R2的阻值为15欧。
① 求通过电阻R2的电流I2。
② 闭合开关S后,电流表的示数为0.6安,求电阻R1的阻值。
44.如图所示的电路中,电源电压为12V保持不变,电阻R1的阻值为20Ω,滑动变阻器R2标有“10Ω,2A”字样。闭合开关S,移动滑片P到某位置时,通过滑动变阻器R2的电流为1.4A。
(1)求通过电阻R1的电流;
(2)现用定值电阻R0替换电阻R1,闭合开关,移动滑片P,在电路能够正常工作的前提下,通过R2的电流最大值为;通过电源的电流最小值为,且。求电阻R0的阻值。
45.在图所示电路中,电源电压保持不变,电阻的阻值为10欧,滑动变阻器(标有“1安”字样)。闭合开关,移动滑片P至某位置时,电路中电流为0.8安。
(1)求电阻两端的电压;
(2)将一电压表正确并联在电路中,使电路能正常工作,在移动滑动变阻器的滑片P的过程中,电压表示数的最大变化范围为5伏~12伏。
①请判断电压表并联的位置,并说明理由;
②求滑动变阻器的最大阻值。
46.在图(a)所示的电路中,电源电压为18伏且保持不变,电阻R1的阻值为20欧。闭合电键S后,电流表的示数为0.3安,电流表、电压表表盘如图(b)所示,电压表0~3V量程损坏。
(1)求电阻R2的阻值。
(2)现用电阻R0替换R1,用规格为“25Ω 2Α”和“50Ω 1Α”的滑动变阻器中一个来替换电阻R2.要求:在移动变阻器滑片P的过程中(a)电路元件都能正常工作。(b)电压表和电流表的指针偏转角度相同。(c)且电压表示数的变化量ΔU最大。
问:电阻R0的阻值为 欧,电阻R2替换为 的滑动变阻器(选填“25Ω 2Α”或“50Ω 1Α”),请计算此时电压表示数的最大变化量。( )
题型十一、实验题
47.某同学用如图所示的电路来研究导体电阻的大小与什么因素有关系。其中电源电压不变,AC是一根粗细均匀的合金丝,已固定在木板上,且AB=BC=0.5米,A、B、C三处都有接线柱可与电路连通,该同学经过适当的连接测得数据如下表所示。
实验次数
合金丝
长度(米)
横截面积(毫米2)
电流表的示数(安)
1
R1
0.5
0.1
0.2
2
R2
1.0
0.1
0.1
3
R3
0.5
0.2
0.4
(1)做实验次数2时,导线M应连接 接线柱(选填“B”或“C”);
(2)做实验次数3时,导线M应连接 接线柱(选填“B”或“C”),还应连接 接线柱;
(3)由实验次数1和2,可以得出的初步结论是: ;
(4)由实验次数1和3,可以得出的初步结论是: 。
48.学习了串、并联电路的相关知识后,某小组同学用图所示的电路验证通过导体的电流与导体两端电压和导体电阻的关系。他们选用定值电阻R0的阻值为5欧,然后把5欧、10欧、15欧和20欧四个定值电阻先后接入电路的M、N两点间,闭合电键S,将相应电流表的示数记录在下表中。
实验序号
R0(Ω)
RMN(Ω)
I(A)
1
5
5
0.60
2
5
10
0.40
3
5
15
0.30
4
5
20
0.24
(1)小明要验证通过导体的电流与导体两端电压的关系,他应以 (选填“R0”或“RMN”)为研究对象,还需进行的操作是 ,请在表中第五列填入所需测量并记录的栏目名称。
(2)小红想通过第三列与第四列数据及相关条件验证通过导体的电流与导体电阻的关系,你认为 (选填“可行”或“不可行”),理由是 。
49.如图所示,在探究“通过导体的电流与其电阻的关系”时:
序号
电阻(欧)
电流(安)
1
5
0.4
2
10
0.2
3
20
0.1
(1)连接电路时,开关应处于 状态:实验前滑动变阻器的滑片应位于 (选填“A”或“B”)端;
(2)实验中,分别用5欧、10欧、20欧的定值电阻替换电阻R,调节滑动变阻器的滑片,记录数据(见表)。由表一可得结论: ;
(3)用5欧的电阻做完实验后,保持滑动变阻器滑片的位置不变。接着把R换为10欧的电阻接入电路,闭合开关,应向 (选填“A”或“B”)端移动滑片,直至电压表示数为 伏时,读出电流表的示数;
(4)依据表中信息可发现:用200欧电阻替换电阻R获取第四组数据并不适合。请简述这一判断的理由: 。
50.小红和小华做“用电流表、电压表测电阻”实验,他们所用滑动变阻器有A、B两个,A标有“5欧3安”字样、B标有“20欧;2安”字样,其它实验器材齐全且相同(电源电压为2伏的整数倍且保持不变)。他们各自选取一个变阻器进行实验,小红正确连接电路,操作规范,闭合开关,观察到电压表示数如图所示。小华将器材正确串联之后,将电压表并联在电路中,闭合开关移动滑动变阻器滑片,发现两个电表的示数一个变大一个变小,当滑片移至某一位置时,测量得到一组实验数据记录在表一序号1中。
表一小华的实验数据
序号
电压表示数(伏)
电流表示数(安)
1
3.0
0.20
2
3
(1)画出小红实验的电路图 。
(2)小华实验中电压表并联在 (选填“待测电阻”或“滑动变阻器”)两端。
(3)通过推理计算说明实验时所用的电源电压U和实验序号1中待测电阻的阻值 。(需写出解答过程)
一、单选题
1.在图所示电路中,电源电压保持不变,电阻R1阻值为20欧。闭合开关S,电流表示数为0.3安。现用电阻R0替换R1,关于替换后电路中的电表示数,下列说法中正确的是( )
A.若R0为40欧,则替换后电流表示数可能为0.28安
B.若R0为10欧,则替换后电流表示数可能为0.6安
C.若R0为10欧,则替换后电压表示数可能为3伏
D.若R0为40欧,则替换后电压表示数可能为14伏
2.在图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S后,向右移动滑动变阻器R2滑片 P 的过程中,电路中( )
A.电压表V示数与电流表A1示数的比值变小
B.电压表V示数与电流表A2示数的比值不变
C.电流表A1示数与电流表A2示数的差值变大
D.电流表A1示数与电流表A2示数的比值变大
3.在图所示的电路中,电源电压保持不变。闭合开关S后,移动滑动变阻器R1的滑片P时,一定不变的是( )
A.电压表V示数与电流表A1示数的比值 B.电压表V示数与电流表A示数的比值
C.电流表A示数与电流表A1示数的比值 D.电流表A示数与电流表A1示数的差值
二、填空题
4.电阻和的阻值规格均为,电阻的阻值规格为。小王将和按如图所示方式连入电路中,闭合开关S,观察到两电表指针均发生偏转;然后用替换,与替换前相比,电流表示数减小了。经过思考后,小王认为电路中存在故障。已知电路中的电源电压始终保持不变,3个电阻中只有1个电阻存在故障,请根据以上信息判断:
(1)电路中的故障可能是 ;
(2)请写出替换后两电表示数及对应的故障 。
5.在图所示的电路中,电源电压为U0保持不变,电阻R1=R2=R0。闭合开关S时,
①请判断电流表、电压表示数的变化情况。
②一段时间后,突然一只电表的示数变大,另一只电表的示数变小。请根据相关信息写出此时电压表、电流表的示数及对应的故障。
6.如图所示电路,电源电压大小始终为U0,固定电阻R1和滑动变阻器R2接入部分的电阻相同,若开关S闭合后电压表V1和V2的示数相同,电路中只有一处故障,且只发生在R1或R2上。
(1)则故障可能为 (选填对应选项的符号);
A.电阻R1断路 B.电阻R2断路
C.电阻R1短路 D.电阻R2短路
(2)为进一步确定故障情况,小明用一个完好的电阻R0替换R1,且电阻R0与R1的阻值大小相同,当小明 (选填“向左”或“向右”)移动R2的滑片P时,请写出电压表V1和V2的示数情况(用所给符号来表示)及对应的故障 。
三、实验题
7.小华同学做“用电流表、电压表测电阻”实验,实验所用电源电压保持不变,其他器材齐全且完好。他正确串联电源、待测电阻、电流表、开关后,将电压表并联在电路中,然后闭合开关,观察到电压表的指针位置如图(a)所示,当他记录示数后准备继续实验时,却发现无法再次实验。经过思考后,小华调整电路重新测电阻。他移动变阻器的滑片,依次进行了三次实验,其操作、步骤以及数据观察、记录均正确。第1次实验为闭合开关时,所观察到两电表的示数如图(b)(c)所示;第2次实验时观察到两电表的示数为5.5伏、0.36安;第3次实验时,所观察到电压表的示数跟图(a)所示一致。
请根据相关信息完成下列各题:
(1)小华第2次实验时,所测得的待测电阻为 Ω。(保留一位小数)
(2)小华第3次实验时所观察到电压表的示数,跟图(a)所示一致,原因是 。
(3)求本实验所用滑动变阻器的最大电阻值。 (第③小题需写出简要的计算过程及理由)
8.小华做“用电流表、电压表测电阻”实验,现有电源(电压为1.5伏的整数倍保持不变)、待测电阻、电流表、电压表、滑动变阻器、开关各一个,以及导线若干。他正确串联电路后,将电压表并联在电路中。闭合开关,移动滑动变阻器滑片,将测得的两组数据记录在表一中。小华观察数据思考后重新连接了电压表,将新测得的两组数据记录在表二中。小华通过数据处理求出了待测电阻的阻值,完成实验。
表一
实验序号
电压表示数(伏)
电流表示数(安)
1
2.6
0.18
2
2.3
0.20
表二
实验序号
电压表示数(伏)
电流表示数(安)
3
2.2
0.20
4
2.6
0.24
①获得表一实验数据的过程中,小华将电压表并联在 的两端;
②实验中小华所用的电源电压为 伏;
③根据表一中实验序号1的数据,计算此次待测电阻的阻值为 欧;(精确到0.1欧)
④根据实验数据, 计算并判断所用滑动变阻器的规格能否为“10欧 2安”。 (需写出计算过程)
1 / 14
学科网(北京)股份有限公司
$$
专题03 欧姆定律(解析版)
目录
A题型建模・专项突破
题型一、概念辨析 1
题型二、电阻的计算及其影响因素;变阻器 2
题型三、电阻的串联和并联 5
题型四、欧姆定律与电阻的影响因素综合 6
题型五、欧姆定律在电阻的串联和并联的应用 8
题型六、非线性元件(敏感电阻)的应用 9
题型七、图像题 11
题型八、选择难点分析+填空电路故障 12
题型九、作图题 15
题型十、计算题 19
题型十一、实验题 22
B综合攻坚・能力跃升 26
题型一、概念辨析
1.下列各物理量中,能影响导体电阻大小的是
A.电压 B.电流 C.密度 D.温度
【答案】D
【详解】导体电阻大小与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,与导体中的电流、导体两端的电压、导体密度的大小无关,故ABC错误,D正确.故选D.
【点睛】导体电阻大小的影响因素:导体的材料、长度、横截面积和温度.电阻是导体的一种特性,和导体中的电流、导体两端的电压、导体密度的大小无关.
2.揭示出导体中电流与电压关系的物理学家是( )
A.欧姆 B.焦耳 C.伏特 D.瓦特
【答案】A
【详解】欧姆定律表明导体中电流与电压关系,欧姆定律由欧姆提出的,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
3.滑动变阻器的工作原理是改变接入电路中电阻丝的
A.长度 B.粗细 C.温度 D.密度
【答案】A
【分析】滑动变阻器工作原理:移动滑片改变接入电路电阻丝的长度,来改变接入电路的电阻.
【详解】滑动变阻器移动滑片时,改变接入电路电阻丝的长度,不能改变接入电阻丝的横截面积和材料,所以,滑动变阻器工作原理是:通过移动滑片改变接入电路电阻丝的长度,来改变接入电路的电阻,故选A.
4.中科院上海微系统与信息技术研究所经过研发,使中国单晶晶圆实现量产。如图所示,“晶圆”是指集成电路制作所用的硅晶片,经过切割加工成为芯片,主要使用的是( )
A.复合材料 B.超导材料
C.纳米材料 D.半导体材料
【答案】D
【详解】硅具有金属和非金属的性质,是良好的半导体材料,在制作计算机芯片、太阳能电池的主要材料,所以芯片主要使用的是半导体材料,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
5.一个滑动变阻器,铭牌上标有“100 Ω 1 A”的字样,以下几种对铭牌意义的理解,你认为正确的是( )
A.电阻的最小值是100 Ω,允许通过的最大电流是1 A
B.电阻的最小值是100 Ω,允许通过的最小电流是1 A
C.电阻的最大值是100 Ω,允许通过的最大电流是1 A
D.电阻的最大值是100 Ω,允许通过的最小电流是1 A
【答案】C
【详解】铭牌上标有“100Ω 1A”,含义是滑动变阻器的接入电路的电阻范围0-100Ω,电阻的最大值是100Ω,允许通过的最大电流是1A。
故选C。
6.关于电流、电压和电阻的关系,下列说法中正确的是
A.导体的电阻与该导体两端的电压有关
B.导体的电阻与通过该导体的电流有关
C.对某一导体来说,导体中的电流与其两端的电压成正比
D.对某一导体来说,导体的电阻与其两端的电压成正比
【答案】C
【详解】电阻是导体本身的一种性质,其大小决定于导体的材料、长度、横截面积和温度,与电压、电流无关,所以A、B、D错;电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成正比,C对.
题型二、电阻的计算及其影响因素;变阻器
7.某导体两端的电压为6V时,通过它的电流为0.5A,则该导体的电阻为 Ω;当导体两端的电压为12V时,该导体的电阻为 Ω。
【答案】 12 12
【详解】[1]根据欧姆定律可知,该导体的电阻为
[2]导体的电阻与导体两端的电压和通过导体的电流无关,故当导体两端的电压为12V时,该导体的电阻仍然为12Ω。
8.某金属丝两端电压是时,通过它的电流是,则该段金属丝的电阻是 Ω;当它两端电压为时,该导体的电阻为 Ω;若将该金属丝对折后接入电路,其等效电阻将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)
【答案】 5 5 变小
【详解】[1]由可知,则金属丝的电阻为
[2]因电阻是导体的一种属性,与两端的电压和通过的电流无关,所以当它两端电压为0V时,该导体的电阻为仍为5Ω不变。
[3]电阻的大小与长度、材料、横截面积和温度有关,材料和温度一定时,长度越长、横截面积越小,电阻越大;所以把它对折接入电路,长度变短、横截面积变大,它的电阻将变小。
9.当温度一定时,关于两根粗细均匀的铜导线电阻大小,下列判断中正确的是( )
A.若长度相同,则粗的电阻大 B.若粗细相同,则长的电阻小
C.若质量相同,则长的电阻大 D.若质量相同,则细的电阻小
【答案】C
【详解】材料相同时,电阻的长度越长、横截面积越小,电阻的阻值越大。
A.长度相同时,细铜线的横截面积比粗铜线小,所以细铜线的电阻比粗铜线的电阻大,故A错误;
B.横截面积相同时,长的铜导线电阻比短的铜导线的电阻大,故B错误;
C.质量相同,由得,导线的体积相同,长导线的横截面积小,则长导线的电阻大,故C正确;
D.质量相同,由得,导线的体积相同,细导线的横截面积小,长度长,则细导线的电阻大,故D错误。
故选C。
10.有一根电阻丝,若要使该电阻丝的阻值变小,可以采取的方法是( )
A.减小电阻丝两端的电压 B.增大通过电阻丝的电流
C.减小电阻丝长度 D.减小电阻丝横截面积
【答案】C
【详解】导体的电阻是导体自身的一种性质,只与导体的长度、材料、横截面积等因素有关,与通过导体的电流及其两端的电压无关,导体的长度越短,电阻越小,导体的横截面积越小,电阻越大,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
11.在研究导体电阻大小与哪些因素有关的实验中,所运用的科学研究方法是( )
A.等效替代法 B.理想模型法
C.类比法 D.控制变量法
【答案】D
【详解】在研究导体电阻大小与哪些因素有关的实验中,有多个因素影响电阻的大小,实验中每次只能探究一个因素,所运用的科学研究方法是控制变量法,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
12.如图是电位器结构图,将接线柱a、b接入电路,滑片向右旋转,关于旋转过程中接入电阻的大小的变化,下列说法正确的是( )
A.变大 B.不变
C.变小 D.先变小后变大
【答案】A
【详解】使用两个接线柱将电位器连入电路时,间的电阻片连入电路有电流通过,当将滑片向右旋转时,间电阻片长度增大,电阻变大。故A正确,BCD错误。
故选A。
13.如图情境粗略而形象地反映了电流和电压、电阻的关系。图中小人 (选填“甲”“乙”或“丙”)模拟的是电压。图中还反映出导体的电阻与导体的 有关。
【答案】 甲 横截面积
【详解】[1]图示中,小人乙阻碍小人丙的移动,而小人甲在推动丙的移动,所以乙是电阻,甲是电压,丙是电流。
[2]乙处,导体的横截面积变小,对乙的移动阻碍变大,所以还反映出导体的电阻与导体的横截面积的关系。
14.如图所示,甲为可调亮度台灯,乙为电位器的结构图,b与金属滑片相连,转动旋钮可调节灯泡亮度。下列分析正确的是( )
A.电位器调节灯泡亮度与滑动变阻器的原理相同
B.若只将b、c接入电路,转动旋钮灯泡亮度不变
C.若只将a、c接入电路,转动旋钮灯泡亮度改变
D.电位器是通过改变接入电路中电阻丝的横截面积来改变灯泡亮度
【答案】A
【详解】AD.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,故跟滑动变阻器的作用原理相同,故A正确,D错误;
B.从图乙可以看到,若只将b、c接入电路,转动旋钮,接入电路中电阻丝的长度会发生变化,电路的电流会发生改变,灯泡亮度会变,故B错误;
C.从图乙可以看到,若只将a、c接入电路,转动旋钮,接入电路中电阻丝的长度不变,是电位器的全部电阻,电路的电流不会发生改变,灯泡亮度不会变,故C错误。
故选A。
题型三、电阻的串联和并联
15.有两个定值电阻,阻值分别是20Ω、30Ω。将它们串联后的等效电阻是 Ω;将它们并联后的等效电阻是 Ω。
【答案】 50 12
【详解】[1]串联后的总电阻为
[2]并联后的总电阻为
16.教室里的投影仪与教室里的日光灯是 的(选填“串联”或“并联”)。教室里同时使用的日光灯越多,电路的总电阻将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】 并联 变小
【详解】[1]投影仪与日光灯互不影响,都能独立工作,它们是并联的。
[2]教室内的日光灯是并联的,根据并联电路电阻规律可知,同时使用的日光灯越多,电路的总电阻将变小,干路电流变大。
17.两电阻R1、R2并联后的总电阻R是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】根据并联电阻的特点得
则总电阻为
故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
18.电阻串联时的总电阻为20欧,则并联时的总电阻( )
A.一定小于5欧 B.一定大于5欧小于10欧 C.一定小于或等于5欧 D.一定大于10欧
【答案】C
【详解】根据串联电阻规律:串联的总电阻比任何一个分电阻的阻值都大,由于两电阻串联的总电阻等于20Ω,因此分电阻中较小电阻的最大值为10Ω,所以它们并联后的总电阻一定小于或等于5Ω,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
题型四、欧姆定律与电阻的影响因素综合
19.甲和乙是由同种材料制成的导体,L甲>L乙,关于甲和乙的横截面积S,及电阻R的大小关系,下列说法正确的是( )
A.若S甲>S乙,则R甲一定大于R乙 B.若S甲<S乙,则R甲一定等于R乙
C.若S甲=S乙,则R甲一定小于R乙 D.若S甲<S乙,则R甲一定大于R乙
【答案】D
【详解】同种材料的两根导体,相同横截面积、长度越长,电阻越大;相同长度,横截面积越小,电阻越大。
A.根据题意知道,甲、乙是由同种材料制成的电阻丝,当L甲>L乙时,如果S甲>S乙,则R甲与R乙的大小关系无法确定,故A错误;
BD.当L甲>L乙时,如果S甲<S乙,则R甲>R乙,故B错误、D正确;
C.当L甲>L乙时,如果S甲=S乙,则R甲>R乙,故C错误。
故选D。
20.如图所示,长度相同、横截面积不同的同种金属棒甲、乙连接在一起后接在电源两端,若两导体电阻为R甲、R乙,通过两导体的电流为I甲、I乙,则( )
A.R甲<R乙,I甲>I乙 B.R甲>R乙,I甲≤I乙
C.R甲<R乙,I甲=I乙 D.R甲>R乙,I甲=I乙
【答案】D
【详解】由题意知,两金属棒材料和长度均相同,图中甲的横截面积小于乙,所以甲的电阻比乙的电阻大,即R甲>R乙;串联电路中电流处处相等,所以通过两导体的电流I甲=I乙,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
21.甲、乙、丙三根用同种材料制成的均匀合金丝,甲、乙的粗细相同,但甲较长;乙、丙的长度相同,但丙较粗,则这三根电阻丝的电阻值R甲、R乙、R丙的大小关系是( )
A.R甲=R乙=R丙 B.R甲>R乙>R丙
C.R甲>R丙>R乙 D.R甲<R乙<R丙
【答案】B
【详解】甲、乙、丙三根合金丝的材料相同,甲、乙粗细相同,而甲较长,则有
R甲>R乙
乙、丙的长度相同,丙较粗,则有
R乙>R丙
所以
R甲>R乙>R丙
故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
22.同种材料制成的甲、乙导体,已知甲的电阻值大于乙,则甲的长度 (选填“一定”或“可能”)大于乙。若将它们并联接在电路中,通过甲的电流 通过乙的电流,若将它们串联接在电路中,甲两端的电压 乙两端的电压。(后两空均选填“大于”“等于”或“小于”)
【答案】 可能 小于 大于
【详解】[1]导体的电阻是导体本身具有的性质,与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,同种材料制成的甲、乙导体,已知甲的电阻值大于乙,因为不确定横截面积的大小,所以不能确定长度的关系,则甲的长度可能大于乙。
[2]若将它们并联接在电路中,电压相等,由得,甲的电阻大,所以通过甲的电流小于通过乙的电流。
[3]若将它们串联接在电路中,电流相等,由得,甲的电阻大,所以甲两端的电压大于乙两端的电压。
23.一金属丝被拉长后,金属丝的电阻将 ,此时影响金属丝电阻变化的主要因素是 和 ;若将金属丝对折起来使用,其电阻将 (填“增大”“减小”或“不变”).一根粗细均匀的铜导线,电阻为R,如果把它截为长度相同的两段,每段的电阻为,则 ;如果将原来的导线对折拧成一条使用,其电阻为,则 .(后两空填“<”“>”或“=”)
【答案】 变大 长度 横截面积 减小 < <
【详解】[1]一金属丝被拉长后,材料不变,导体长度变长,横截面积变小,所以电阻变大;
[2][3]此时影响金属丝电阻变化的主要因素是长度和横截面积;
[4]将金属丝对折起来使用,材料不变,导体变短,横截面积变大,所以电阻变小;
[5]把铜导线截为长度相同的两段,导体的材料和横截面积不变,导体变短,所以电阻变小,即R1<R;
[6]如果原来的导线对折拧成一条使用,则导体的材料不变,导体变短,横截面积变大,所以电阻变小,则R2<R.
24.如图所示,两段材料和长度相同但粗细不同的金属导体AB与BC连在一起,将AC两端接入电路中,则通过AB的电流IAB,加在它两端的电压UAB和通过BC的电流IBC、加在它两端的电压UBC的大小关系是( )
A.IAB>IBC UAB>UBC
B.IAB<IBC UAB<UBC
C.IAB=IBC UAB<UBC
D.IAB=IBC UAB>UBC
【答案】D
【详解】由题意可知,将两导体串联,串联电路中电流处处相等,故IAB=IBC;两导体长度相同、材料相同而粗细不同,且AB比BC的横截面积小,所以AB的电阻大于BC的电阻,由U=IR可知,AB段的电压大于BC段的电压,即UAB>UBC。故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
题型五、欧姆定律在电阻的串联和并联的应用
25.两个定值电阻串联在电路中,已知,则通过的电流之比为 ,两端的电压之比为 。
【答案】
【详解】[1]两个定值电阻串联在电路中,因为串联电路中各处的电流相等,所以通过的电流之比I1∶I2=1∶1
[2]两端的电压之比U1∶U2=IR1∶IR2=R1∶R2=7∶8
26.如图甲所示,为定值电阻,电源电压为3V,闭合开关,电压表示数为1V;现将接入图乙电路,闭合开关,电流表示数为0.3A,则通过电阻的电流为 A。
【答案】0.2
【详解】如图甲所示,R1、R2为串联关系,电压表测量R1的电压;根据串联分压规律,
将R1、R2接入图乙电路,两个电阻并联,电流表测量干路电流,根据并联电路各支路电流之比等于各支路电阻倒数的比,故
根据干路电流等于各支路电流之和,则
解得通过电阻R1的电流
题型六、非线性元件(敏感电阻)的应用
27.电控调光玻璃能根据光照强度自动调节玻璃的透明度,其原理是:光照增强,光敏电阻的阻值变小,施加于玻璃两端的电压降低,玻璃的透明度下降,反之玻璃的透明度上升,若电源电压不变,是定值电阻,如图所示的电路图中符合上述要求的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】AC.由选项A、C电路图图知道,光敏电阻Rx与定值电阻R0串联连接,根据串联电路的分压原理知道,阻值变小,分得的电压也变小;光敏电阻Rx的阻值随光照的增强会变小,所以在光照增强时,电路中的光敏电阻Rx两端的电压变小,定值电阻R0两端的电压变大;而光照增强时,应使玻璃透明度下降;玻璃透明度在玻璃两端的电压降低时会下降;所以玻璃应与两端电压变小的电阻并联,即玻璃应与光敏电阻Rx并联,故C符合题意,A不符合题意;
BD.两个电路图中玻璃与电源两端直接相联,所以光照强度变化,光敏电阻的阻值变化,玻璃两端的电压不变,玻璃的透明度不变,故BD不符合题意。
故选C。
28.某小组自制肺活量比较装置,电源电压恒定不变,吹气时,气球胀大,隔板向上运动,下列说法正确的是( )
A.电路总电阻变大 B.电压表示数变大
C.电压表与电流表示数比值变大 D.电流表示数变大
【答案】D
【详解】由电路图可知,定值电阻R1与滑动变阻器,串联,电压表测量R0两端的电压,电流表测量电路中的电流。
ABD.由题知,吹气时,气球胀大,隔板向上运动,带动滑片向上移动,R0接入电路的电阻变小,电路的总电阻变小,根据欧姆定律可知,电路中的电流变大,即电流表示数变大,根据U=IR可知, R1两端的电压变大,因为串联电路两端的电压等于各部分电路两端的电压之和,所以R0两端的电压变小,即电压表示数变小,故AB错误,D正确;
C.由可知,电压表与电流表的比值为R0接入电路的阻值,则该比值变小,故C错误。
故选D。
29.如图所示是某食堂安装的烟雾报警装置的简化原理图。图中电源电压保持不变,为定值电阻,R为光敏电阻且阻值随光照强度的增大而减小,当电路中的电流减小至某一数值时,报警器开始报警。当有烟雾遮挡射向光敏电阻R的激光时,下列说法正确的是( )
A.电流表的示数变小,电压表的示数不变
B.电流表的示数变小,电压表的示数变大
C.电流表的示数变大,电压表的示数变大
D.电流表的示数变大,电压表的示数变小
【答案】B
【详解】据图可知,电路是串联的,电压表测R两端电压,电流表测电路中的电流,已知光敏电阻阻值随光照强度的增大而减小,当有烟雾遮挡射向光敏电阻R的激光时,光照强度会减弱,光敏电阻的阻值会变大,电路中的总电阻变大,根据可知,电路中的电流会变小,电流表的示数会变小;根据串联分压原理可知,光敏电阻两端电压会变大,即电压表的示数会变大,故B正确,ACD错误。
故选B。
题型七、图像题
30.在研究通过导体的电流随导体的两端电压变化规律的实验时,根据实验数据作出金属导体、的电流和电压关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.由图像可知两个电阻的阻值随着电压的变化而变化
B.由图像可知两个电阻的阻值不变,R1:R2=1:3
C.若两个电阻串联,则通过R1的电流大于通过R2的电流
D.若两个电阻并联,则通过R1的电流小于通过R2的电流
【答案】B
【详解】A.由图像可知,当两个电阻两端的电压变化时,通过电阻的电流也随之变化,但电压与电流的比值不变,即两导体的阻值不变,故两个电阻的阻值不随电压的变化而变化,故A错误;
B.由图像可知,R1的阻值为
R2的阻值为
故
故B正确;
C.串联电路中电流处处相等,故若两个电阻串联,则通过R1的电流等于通过R2的电流,故C错误;
D.根据并联电路的电压规律可知,若两个电阻并联,则两个电阻两端的电压相同,由于R1的阻值小于R2的阻值,根据可知,通过R1的电流大于通过R2的电流,故D错误。
故选B。
31.光照强度会影响花卉生长。图甲为光照强度过大时触发报警的电路,电源电压不变,R0为阻值可调的电阻箱,R为光敏电阻,其阻值随光照强度变化关系如图乙。当电流表示数大于某一值I0时触发报警,I0时的光照强度为警戒光照强度。闭合开关S,下列说法正确的是( )
A.R的阻值随光照强度增大而增大
B.增大R0阻值可增大警戒光照强度
C.R0一定时,光照强度越大,通过R0的电流越大
D.R0一定时,光照强度越大,电流表示数越小
【答案】B
【详解】由图可知,定值电阻R0和光敏电阻R并联,电流表测干路电路的电流
A.题目提到R为光敏电阻,其阻值随光照强度变化关系如图乙所示,可以看出光照强度增大时阻值减小,故A错误;
B.警戒光照强度是电流达到I0时的光照强度。增大R0阻值会导致通过R0支路的电流减小,因此光敏电阻阻值需减小才能让电流重新达到I0。此时需要更强的光照,所以警戒光照强度增大,故B正确;
C.定值电阻R0和光敏电阻R并联,互不影响,R0一定时,电压不变则通过R0的电流不变,故C错误;
D.R0一定时,电压不变,通过R0的电流不变。光照强度越大,光敏电阻R的阻值减小,根据可知通过光敏电阻R这条支路的电流增大,电流表测干路电流,等于各支路电流之和,一条支路电流不变,另一条支路电流增大,故电流表示数增大,故D错误。
故选B。
题型八、选择难点分析+填空电路故障
32.如图所示电路,电阻R1的阻值大于变阻器R2的最大阻值,开关S断开。下列操作可以使电压表示数与电流表示数的比值不发生改变的是( )
①使用电阻R3替换R1(R3>R1),并向右移动变阻器滑片;
②减小电源电压,并向右移动变阻器滑片;
③将电阻R1与R2位置互换,并左右调节变阻器滑片;
④闭合开关S,并向左移动变阻器滑片。
A.①② B.①③
C.②④ D.③④
【答案】C
【详解】开关S断开,两电阻串联,电压表测量定值电阻R1两端的电压,电流表测量电路中的电流,电压表示数与电流表示数的比值即为R1的阻值;
①使用电阻R3替换R1(R3>R1),并向右移动变阻器滑片,此时电压表示数与电流表示数的比值为R3的阻值,电压表示数与电流表示数的比值发生了变化,故①不符合题意;
②减小电源电压,并向右移动变阻器滑片时,电压表示数与电流表示数的比值即为R1的阻值,是一个定值,故②符合题意;
③将电阻R1与R2位置互换,并左右调节变阻器滑片,电压表所测量的对象发生了变化,电压表与电流表的示数的比值从R1的阻值变化为R2的阻值,故③不符合题意;
④闭合开关S,只有R1接入电路,并向左移动变阻器滑片,电压表示数与电流表示数的比值即为R1的阻值,是一个定值,故④符合题意。
故综上所述,②④符合题意,故C符合题意;ABD不符合题意。
故选C。
33.如图所示电路,以下操作中正确的是( )
A.向左移动变阻器R2的滑片,电压表V示数与电流表A示数的比值变大
B.向右移动变阻器R2的滑片,电压表V示数与电流表A示数的比值变小
C.闭合开关S,电压表V示数与电流表A示数的比值变大
D.闭合开关S,电压表V示数与电流表A示数的比值不变
【答案】D
【详解】AB.由图可知,电阻R1和变阻器R2串联,电流表测电路中的电流,电压表测R1两端的电压,根据欧姆定律可知,电压表V示数与电流表A示数的比值即电阻R1的阻值,所以无论滑动变阻器向哪端移动,电压表V示数与电流表A示数的比值不变,故AB错误;
CD.闭合开关S,电阻R1接入电路中,变阻器R2被短路,电压表测电源电压,电流表测电路中的电流,根据欧姆定律可知,电压表V示数与电流表A示数的比值即电阻R1的阻值,所以电压表V示数与电流表A示数的比值不变,故D正确,C错误。
故选D。
34.在如图所示的电路中,电源电压保持不变,当开关S由断开到闭合时,下列判断正确的是( )
A.电压表的示数不变
B.电流表的示数变小
C.电压表与电流表示数的比值不变
D.电压表与电流表示数的比值变小
【答案】C
【详解】由图可知,当开关S断开时,该电路为串联电路,电压表测量的是R1两端电压,电流表测量电路中的电流;当开关S闭合时,R2被短路,该电路为只有R1的电路,电压表测量的是电源电压,电流表测量电路中的电流,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,当开关S1由断开变为闭合时,电路中的总电阻变小。
A.电源电压不变,电路的总电阻减小,根据可知,电路中的电流会变大,即电流表示数变大,故A错误;
B.由U=IR可知,R1两端的电压变大,即电压表的示数变大,故B错误;
CD.电压表示数与电流表示数的比值等于定值电阻R2的阻值,所以电压表示数与电流表示数的比值不变,故C正确,D错误。
故选C。
35.在图所示的电路中,电源电压保持不变。由于电阻R、灯L可能出现了故障,闭合电键S,灯L不亮;将电压表并联在a、b两点之间时,电压表有示数;并联在b、c两点之间时,电压表无示数。
(1)根据上述现象,电路中的故障可能是 ;
(2)为进一步确定故障,将一只完好的小灯L'并联在a、c两点之间时,发现灯L'正常发光;并联在a、b两点之间,灯L'同样正常发光。根据上述现象,电路中的故障是 。
【答案】(1)L断路或L断路且R短路
(2)L断路且R短路
【详解】(1)由题意可知,电路故障发生在电阻R、灯L上。闭合电键S,a、b两点之间有电压,说明a、b两点到电源正负极之间没有断路,即R没有断路;灯L不亮,说明电路也不是只有R短路,同时b、c两点之间没有电压,可能是L断路或L断路且R短路。
(2)将一只完好的小灯L'并联在a、c两点之间时,灯L'两端电压等于电源电压,正常发光;并联在a、b两点之间,灯L'同样正常发光。若只有L断路,R完好,灯L'并联在a、b两点之间时,与R串联,灯L'两端的电压小于电源电压,不会正常发光,与题意不符,所以电路故障是L断路且R短路。
36.如图所示电路,电源电压保持不变。闭合开关S,电路正常工作。一段时间后,某一个电表的示数突然变大。若电路中仅有一处故障,且只发生在电阻或上。为了确定故障的具体情况,有如下两种操作方式:
A:将电流表A与电阻位置互换;
B:将电流表A与电阻位置互换。
请写出选取操作 (选填“A”或“B”)后,电压表V与电流表A的示数变化情况及相应的故障: 。
【答案】 A/B 见解析
【详解】[1][2]根据电路图知,两个电阻串联,电流表测量电路中的电流,电压表测量电源电压,根据电源电压不变,电压表示数不变,而某一个电表的示数突然变大,说明电流表示数变大,则电路中只可能是短路故障,且只发生在电阻R1或R2上;
操作A:将电流表A与电阻R1位置互换,电压表测量R2的电压,电压表V示数变小,电流表A示数不变,电阻R2短路;电压表V示数不变,电流表A示数不变,电阻R1短路。
操作B:将电流表A与电阻R2位置互换,电压表测量R1的电压,电压表V示数变小,电流表A示数不变,电阻R1短路;电压表V示数不变,电流表A示数不变,电阻R2短路。
所以选取操作A时;电压表V与电流表A的示数变化情况及相应的故障:电压表V示数变小,电流表A示数不变,电阻R2短路;电压表V示数不变,电流表A示数不变,电阻R1短路。
所以选取操作B时;电压表V与电流表A的示数变化情况及相应的故障:电压表V示数变小,电流表A示数不变,电阻短路;电压表V示数不变,电流表A示数不变,电阻短路。
题型九、作图题
37.在图所示的电路中有一根导线尚未连接,以笔画线代替导线补上。补上后要求:闭合开关S,滑动变阻器的滑片P向B端移动时,电流表示数变大,小灯亮度变亮。
【答案】
【详解】闭合开关S,滑动变阻器的滑片P向B端移动时,电流表示数变大,可知滑动变阻器接入电路中的电阻变小,滑动变阻器使用B接线柱,电源由两节干电池组成电压为3V,电流表使用小量程即可,如下图:
38.在如图电路中,有两根导线尚未连接,请用笔线代替导线连接。要求:
(1)定值电阻与滑动变阻器并联;
(2)闭合开关后,向左移动变阻器的滑片P时,电流表示数变小。
【答案】
【详解】定值电阻与滑动变阻器并联,闭合开关后,向左移动变阻器的滑片P时,电流表示数变小,可知电路的电阻变大,故变阻器连入电路的电阻变大,因此变阻器滑片以右电阻丝连入电路中,根据并联电路各支路可独立工作、互不影响,通过定值电阻的电流保持不变,故电流表测干路的电流,如下所示:
39.如图中的电位器实质是一种变阻器,滑片可随转动旋钮转动改变其在电阻片上的位置,从而改变接入电路中的电阻值。请选择电位器A、B、C三个接线端其中的两个连入电路中,要求顺时针旋转滑片时,灯泡变暗。
【答案】
【详解】电位器是一个变形的滑动变阻器,能根据实际要求把滑动变阻器连入电路,调节灯泡的亮度;滑片顺时针旋转时,灯泡变暗,原因是电流变小,由于电源电压不变时,因此接入电路的电阻变大,连入电路的电阻丝变长,一定是连入了下面的接线柱C和中间的接线柱B,如图
40.在图中的〇里填上适当的电表符号,使之成为正确的电路图。
【答案】
【详解】由图可知,右边的电表与电源串联,所以是电流表;右边的电表与灯泡L2并联,为电压表;则中间的电表与灯泡L2串联,为电流表。作图如下:
41.在图电路中的○处填入电表符号,使之成为正确的电路。
【答案】
【详解】电流表与被测电路串联,电压表与被测电路并联;由图知,闭合开关S,最上边的○与电阻R2并联,所以是电压表;中间的○与电源串联,是电流表;下边的○与电源并联,为电压表,如图所示:
题型十、计算题
42.一个电熨斗接在220V的电压上,流过它的电流是220mA,该电熨斗的电阻是多少?
【答案】1000Ω
【详解】解:流过电熨斗的电流为0.22A,根据欧姆定律可知该电熨斗的电阻为
答:该电熨斗的电阻是1000Ω。
43.在图所示的电路中,电源电压为6伏,电阻R2的阻值为15欧。
① 求通过电阻R2的电流I2。
② 闭合开关S后,电流表的示数为0.6安,求电阻R1的阻值。
【答案】①0.4安;②30欧
【详解】解:①根据题意可知,闭合开关S,R1和R2并联,电流表测量干路电流,根据并联电路的电压特点可知
U2 = U 1 =U =6伏
过电阻R2的电流I2
②通过电阻R1的电流是
I1 = I-I2 =0.6安-0.4安=0.2安
电阻R1的阻值
答:①通过电阻R2的电流I2是0.4安;
②电阻R1的阻值30欧。
44.如图所示的电路中,电源电压为12V保持不变,电阻R1的阻值为20Ω,滑动变阻器R2标有“10Ω,2A”字样。闭合开关S,移动滑片P到某位置时,通过滑动变阻器R2的电流为1.4A。
(1)求通过电阻R1的电流;
(2)现用定值电阻R0替换电阻R1,闭合开关,移动滑片P,在电路能够正常工作的前提下,通过R2的电流最大值为;通过电源的电流最小值为,且。求电阻R0的阻值。
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)由图知定值电阻与滑动变阻器并联 ,因并联电路中各支路两端的电压相等,根据求通过电阻R1的电流为
(2)用定值电阻R0替换电阻R1后,R0与R2并联,由滑动变阻器的铭牌可知允许通过的最大电流为2A,则,且,因此,又,解得
45.在图所示电路中,电源电压保持不变,电阻的阻值为10欧,滑动变阻器(标有“1安”字样)。闭合开关,移动滑片P至某位置时,电路中电流为0.8安。
(1)求电阻两端的电压;
(2)将一电压表正确并联在电路中,使电路能正常工作,在移动滑动变阻器的滑片P的过程中,电压表示数的最大变化范围为5伏~12伏。
①请判断电压表并联的位置,并说明理由;
②求滑动变阻器的最大阻值。
【答案】(1)8V
(2)见解析;
【详解】(1)闭合开关,两电阻串联接入电路,电流表测通过电路的电流,根据欧姆定律可得R1两端电压U1=I1R1=0.8A×10Ω=8V
(2)①若电压表并联在电源两端,电源电压不变,电压表示数不变,不合题意;若电压表并联在R1两端,电压表示数最大为12V时,电路中电流为
超过了滑动变阻器允许的最大电流1A,不合题意;所以,电压表并联在R2两端。
②滑动变阻器接入电路的电阻越小,电路总电阻越小,电流中电流越大,根据U=IR可知,R1两端电压越大,则滑动变阻器两端电压越小;所以,当电压表示数为5V时,电路中电流为滑动变阻器允许通过的最大电流1A,此时滑动变阻器阻值为
电源电压为
当电压表示数为最大值12V时,定值电阻两端电压为
此时电路中电流为
滑动变阻器的最大阻值为
46.在图(a)所示的电路中,电源电压为18伏且保持不变,电阻R1的阻值为20欧。闭合电键S后,电流表的示数为0.3安,电流表、电压表表盘如图(b)所示,电压表0~3V量程损坏。
(1)求电阻R2的阻值。
(2)现用电阻R0替换R1,用规格为“25Ω 2Α”和“50Ω 1Α”的滑动变阻器中一个来替换电阻R2.要求:在移动变阻器滑片P的过程中(a)电路元件都能正常工作。(b)电压表和电流表的指针偏转角度相同。(c)且电压表示数的变化量ΔU最大。
问:电阻R0的阻值为 欧,电阻R2替换为 的滑动变阻器(选填“25Ω 2Α”或“50Ω 1Α”),请计算此时电压表示数的最大变化量。( )
【答案】(1)40Ω
(2) 25 50Ω 1Α 9V
【详解】(1)因为电源电压为:U=18V,闭合开关后,两电阻串联,则
电路中的总电阻为
电阻R2的阻值
(2)[1]由题意可知,电路中最大电流为0.6A,电阻R0两端电压最大为15V,则R0的电阻为
[2][3]选择“25Ω 2A”滑动变阻器接入电路时,当滑动变阻器全部串联接入电路时,电路电流最小
,则
选择“50Ω 1A”滑动变阻器接入电路时,当滑动变阻器全部串联接入电路时,电路电流最小
,则
所以选择规格“50Ω 1Α”的滑动变阻器替换R2,此时电压表示数的最大变化量9V。
题型十一、实验题
47.某同学用如图所示的电路来研究导体电阻的大小与什么因素有关系。其中电源电压不变,AC是一根粗细均匀的合金丝,已固定在木板上,且AB=BC=0.5米,A、B、C三处都有接线柱可与电路连通,该同学经过适当的连接测得数据如下表所示。
实验次数
合金丝
长度(米)
横截面积(毫米2)
电流表的示数(安)
1
R1
0.5
0.1
0.2
2
R2
1.0
0.1
0.1
3
R3
0.5
0.2
0.4
(1)做实验次数2时,导线M应连接 接线柱(选填“B”或“C”);
(2)做实验次数3时,导线M应连接 接线柱(选填“B”或“C”),还应连接 接线柱;
(3)由实验次数1和2,可以得出的初步结论是: ;
(4)由实验次数1和3,可以得出的初步结论是: 。
【答案】(1)C
(2) B AC
(3)在材料和横截面积一定时,导体长度越大,阻值越大
(4)在材料和长度一定时,导体的横截面积越小,阻值越大
【详解】(1)由表中数据可知,第2次实验使用的合金丝的长度为1.0m,所以应连接点C。
(2)[1][2]由表中数据可知,第3次实验使用的合金丝的长度为0.5m,横截面积是第1次实验的2倍,所以应将M与B点相连,再将AC相连。
(3)由表中数据可知,实验次数1和2,合金丝材料和横截面积相同,实验2中合金丝的长度较长,电路中电流较小,说明合金丝的阻值较大,故可得:在材料和横截面积一定时,导体长度越大,阻值越大。
(4)由表中数据可知,实验次数1和3,合金丝材料和长度相同,实验1中合金丝横截面积更小,电路中电流较小,说明合金丝的阻值较大,故可得:在材料和长度一定时,导体的横截面积越小,阻值越大。
48.学习了串、并联电路的相关知识后,某小组同学用图所示的电路验证通过导体的电流与导体两端电压和导体电阻的关系。他们选用定值电阻R0的阻值为5欧,然后把5欧、10欧、15欧和20欧四个定值电阻先后接入电路的M、N两点间,闭合电键S,将相应电流表的示数记录在下表中。
实验序号
R0(Ω)
RMN(Ω)
I(A)
1
5
5
0.60
2
5
10
0.40
3
5
15
0.30
4
5
20
0.24
(1)小明要验证通过导体的电流与导体两端电压的关系,他应以 (选填“R0”或“RMN”)为研究对象,还需进行的操作是 ,请在表中第五列填入所需测量并记录的栏目名称。
(2)小红想通过第三列与第四列数据及相关条件验证通过导体的电流与导体电阻的关系,你认为 (选填“可行”或“不可行”),理由是 。
【答案】(1) R0 在R0两端并联一个电压表 U0(V)
(2) 不可行 没有控制RMN两端电压相同
【详解】(1)[1]小明要验证通过导体的电流与导体两端电压的关系,应控制导体的电阻不变,所以,他应以R0为研究对象。
[2][3]通过在MN间接入不同的电阻,来改变R0的电压,并记下对应的电流大小,要研究通过R0的电流与它两端的电压,则他应还需进行的操作是用电压表测出R0的电压;故表中第五列填入所需测量并记录的栏目名称为R0的电压U0(V)。
(2)[1][2]验证通过导体的电流与导体电阻的关系时,应控制电压不变,而根据表中第三列与第四列数据,根据欧姆定律U=IR知,RMN的电压分别为3V、4V、1.5V、4.8V,所以,不能通过第三列与第四列数据及相关条件验证通过导体的电流与导体电阻的关系,因为没有控制RMN两端电压相同。
49.如图所示,在探究“通过导体的电流与其电阻的关系”时:
序号
电阻(欧)
电流(安)
1
5
0.4
2
10
0.2
3
20
0.1
(1)连接电路时,开关应处于 状态:实验前滑动变阻器的滑片应位于 (选填“A”或“B”)端;
(2)实验中,分别用5欧、10欧、20欧的定值电阻替换电阻R,调节滑动变阻器的滑片,记录数据(见表)。由表一可得结论: ;
(3)用5欧的电阻做完实验后,保持滑动变阻器滑片的位置不变。接着把R换为10欧的电阻接入电路,闭合开关,应向 (选填“A”或“B”)端移动滑片,直至电压表示数为 伏时,读出电流表的示数;
(4)依据表中信息可发现:用200欧电阻替换电阻R获取第四组数据并不适合。请简述这一判断的理由: 。
【答案】 断开 A 电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比 A 2 滑动变阻器要滑到400欧姆,此时电流中电流为0.01A,数据误差较大
【详解】(1)[1]连接电路时,开关应处于断开状态,以保护电路,防止短路情况的出现。
[2]滑动变阻器在接通电路前,应将其阻值调到最大值,即A端,以防止电路中出现过大电流,起到保护电路的作用。
(2)[3]根据图象中三组数据可知,通过R中的电流和其电阻阻值大小的乘积是定值,即2V,故可得结论:电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
(3)[4][5]R由5Ω换成10Ω后,由串联电路的分压原理可知,R两端电压会变大;实验中需保持R两端电压为2V不变,要使R两端电压恢复到2V,在总电压不变的情况下,可以增大变阻器两端电压,根据串联电路分压原理,可以将变阻器的滑片P向A端移动,使其接入电路中的有效电阻增大。
(4)[6]把R换为200Ω的电阻接入电路,此时应保持R两端电压为2V不变,电源电压为6V,根据串联分压原理,这要求变阻器接入的电阻需满足
将数据代入上式可得
得出Rp=400Ω,此时电流中的电流大小为
而电流表的分度值为0.02A,因此读数误差较大,本此数据不合适。
50.小红和小华做“用电流表、电压表测电阻”实验,他们所用滑动变阻器有A、B两个,A标有“5欧3安”字样、B标有“20欧;2安”字样,其它实验器材齐全且相同(电源电压为2伏的整数倍且保持不变)。他们各自选取一个变阻器进行实验,小红正确连接电路,操作规范,闭合开关,观察到电压表示数如图所示。小华将器材正确串联之后,将电压表并联在电路中,闭合开关移动滑动变阻器滑片,发现两个电表的示数一个变大一个变小,当滑片移至某一位置时,测量得到一组实验数据记录在表一序号1中。
表一小华的实验数据
序号
电压表示数(伏)
电流表示数(安)
1
3.0
0.20
2
3
(1)画出小红实验的电路图 。
(2)小华实验中电压表并联在 (选填“待测电阻”或“滑动变阻器”)两端。
(3)通过推理计算说明实验时所用的电源电压U和实验序号1中待测电阻的阻值 。(需写出解答过程)
【答案】(1)
(2)滑动变阻器
(3)见解析
【详解】(1)用电流表、电压表测电阻,小红正确连接电路,操作规范,故电路图是伏安法测电阻的常规电路,如下所示:
(2)上图中,电压表与电流表示数之比为一定值,故电压表示数变大(小)时,电流表示数也变大(小)。小华将器材正确串联之后,将电压表并联在电路中,闭合开关移动滑动变阻器滑片,发现两个电表的示数一个变大一个变小,可知小华应该是把电压表并联在滑动变阻器两端了(因电源电压不变,不可能并联在电源两端),这样连接电路,实验过程中,当滑动变阻器阻值调大时,电压表示数变大,电流表示数变小;反之如果滑动变阻器阻值调小时,电压表示数变小,电流表示数变大。
(3)根据表中序号1的数据,滑动变阻器连入电路的阻值为
所以,小华使用的滑动变阻器是标有“20欧 2安”字样的B,小红使用的是滑动变阻器A;小红正确连接电路,操作规范,闭合开关时,滑动变阻器连入电路的阻值应最大为RA=5Ω,小于15欧,和小华的电路对比,由分压原理可知,变阻器此时的电压小于3伏,上图中电压表选用大量程,分度值为0.5V,电压表示数为Ux=4.5V,电源电压U=Ux+UA<4.5V+3V
即U<7.5V,所以4.5V<U<7.5V,又因为电源电压为2伏的整数倍,所以电源电压U=6V,根据串联电路电压的规律,由小华的实验数据可得U= Ux+UB
根据欧姆定律有6V=0.2A×Rx+3V
解之得Rx =15Ω
一、单选题
1.在图所示电路中,电源电压保持不变,电阻R1阻值为20欧。闭合开关S,电流表示数为0.3安。现用电阻R0替换R1,关于替换后电路中的电表示数,下列说法中正确的是( )
A.若R0为40欧,则替换后电流表示数可能为0.28安
B.若R0为10欧,则替换后电流表示数可能为0.6安
C.若R0为10欧,则替换后电压表示数可能为3伏
D.若R0为40欧,则替换后电压表示数可能为14伏
【答案】A
【详解】由电路图可知,闭合开关S,R1与R2串联,电流表A测电路中的电流,电压表测量电阻R1两端的电压。 已知电流表示数为0.3A,此时R1两端的电压为
A.现用电阻R0替换R1, 若R0为40Ω,若替代后电流表示数为I0=0.28A,则此时R0两端的电压为
电源电压不变,根据串联电路分压原理,由于R0>R1,所以实际上R0两端的电压应大于接电阻R1时的电压6V,故A正确;
B.若R0为10Ω,若替代后电流表示数为I0'=0.6A,则此时R0两端的电压为
电源电压不变,根据串联电路分压原理,由于R0<R1,所以实际上R0两端的电压应小于接电阻R1时的电压6V,故B错误;
C.若R0为10Ω,若电压表示数U0=3V,则此时电路中的电流
已知R1大于R0,则没有替换之前,电路中总电阻大,电源电压不变,则电流小,即R1接入电路时电路中电流应小于0.3A,不符合题意,故C错误;
D.假设用R0替换R1后电流仍为0.3A,电压表的示数
但R0>R1,则替换后电路总电阻变大,电流变小,则电压表的示数应小于12V,故D错误。
故选A。
2.在图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S后,向右移动滑动变阻器R2滑片 P 的过程中,电路中( )
A.电压表V示数与电流表A1示数的比值变小
B.电压表V示数与电流表A2示数的比值不变
C.电流表A1示数与电流表A2示数的差值变大
D.电流表A1示数与电流表A2示数的比值变大
【答案】D
【详解】AB.由电路图知,电阻R1与滑动变阻器并联在电路中,电压表测电源电压,电流A1测干路电流,A2测通过变阻器的电流。滑片向右移动的过程中,R2接入电路的阻值变大。而电源电压不变,据欧姆定律知,通过R2的电流变小,而通过R1的电流不变,所以通过干路的电流变小,即电流表A1的示数变小。那么电压表V的示数与电流表A1示数的比值变大,电压表与电流表A2的比值变大。故AB不符合题意;
C.电流表A1示数变化是由电流表A2变化引起的,两个的变化值相同,所以差值不变,故C不符合题意;
D.据并联电路的电流特点,设两个电流表变化前后的示数分别为I1、I1′和I2、I2′,则有
I1′=I2′+I,I1=I2+I
而I2>I2′,通过R1的电流I保持不变。两个电流表示数的比值分别为
,
所以比值变大。故D正确。
故选D。
3.在图所示的电路中,电源电压保持不变。闭合开关S后,移动滑动变阻器R1的滑片P时,一定不变的是( )
A.电压表V示数与电流表A1示数的比值 B.电压表V示数与电流表A示数的比值
C.电流表A示数与电流表A1示数的比值 D.电流表A示数与电流表A1示数的差值
【答案】D
【详解】滑动变阻器和定值电阻并联,电流表A1测量的滑动变阻器的电流,电流表的示数为干路电流,电压表即可以测量电源电压,也可以测量定值电阻的电压,还测量滑动变阻器的电压。
A.电压表V示数与电流表A1示数的比值即为滑动变阻器的阻值,当移动滑动变阻器R1的滑片P时,滑动变阻器接入的阻值变化了,故电压表V示数与电流表A1示数的比值发生变化,故A不符合题意;
B.当移动滑动变阻器R1的滑片P时,滑动变阻器接入的阻值变化了,电流发生了变化,电流表A1发生了变化,干路电流表A的示数发生变化,电源电压不变,故电压表V示数与电流表A示数的比值发生变化,故B不符合题意;
C.电流表A示数与电流表A1示数的比值为
由于移动滑动变阻器的滑片,电阻在变化,故变化,故C不符合题意;
D.电流表A示数与电流表A1示数的差值即为通过定值电阻的电流,由于电源电压不变,定值电阻的阻值不变,故通过定值电阻的电流的大小不变,故D符合题意。
故选D。
二、填空题
4.电阻和的阻值规格均为,电阻的阻值规格为。小王将和按如图所示方式连入电路中,闭合开关S,观察到两电表指针均发生偏转;然后用替换,与替换前相比,电流表示数减小了。经过思考后,小王认为电路中存在故障。已知电路中的电源电压始终保持不变,3个电阻中只有1个电阻存在故障,请根据以上信息判断:
(1)电路中的故障可能是 ;
(2)请写出替换后两电表示数及对应的故障 。
【答案】(1)短路/断路
(2)若两电表示数均为0,则断路;若电流表示数为、电压表示数为,则短路
【详解】(1)由图示知,两个电阻串联在电路中,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流,若两个电阻都无故障,则电路中的总电阻为
用R3替换R1,则电路的总阻值减小,电路的电流增大。而用R3替换了R1后,电流表示数减小了I0,说明替换后,电路的总阻值增大了。则可能是R1短路了,替换后,电路的总阻值由2R0变成了R′=R3+R2=R0+2R0=3R0
或者是R3断路了,替换后,整个电路断路,通过的电流减小为0。
(2)若R3故障,则整个电路断路,电路中的电流为0,电流表示数为0,电压表与电源的连接断开,示数也为0;若R1短路,替换前,电路中的电流
替换后,电路中的电流
则有
解得电源电压
替换后,电流表示数
电压表示数
5.在图所示的电路中,电源电压为U0保持不变,电阻R1=R2=R0。闭合开关S时,
①请判断电流表、电压表示数的变化情况。
②一段时间后,突然一只电表的示数变大,另一只电表的示数变小。请根据相关信息写出此时电压表、电流表的示数及对应的故障。
【答案】 电压表示数变小,电流表示数变大 电压表示数为,电流表示数为0,断路;电压表示数为0,电流表示数为,短路
【详解】①[1]S断开时,电压表、R2和电流表串联在电路中,电压表测电源电压;因电压表内阻很大,故电流表示数为0;当闭合开关S时,两电阻串联,电压表测R1的电压,根据串联电路电压的规律,故电压表示数变小;电流表测串联电路的电流,故电流表示数变大。
②[2]电路发生的故障分为断路和短路,分R2断路和短路及R1断路和短路四种情况讨论。
(1)若R2断路,整个电路断路,两表都没有示数,即两表示数都变小,不符合题意;
(2)若R2短路,电路为R1的简单电路,电压表测电源电压,电压表示数变大,因电路的电阻变小,由欧姆定律,电流表示数变大,不符合题意;
(3)若R1断路,电压表、R2和电流表串联在电路中,电压表测电源电压,电压表示数为,电压表示数变大,电流表示数为0,电流表示数变小,符合题意;
(4)若R1短路,电路为R2的简单电路,电压表与导线并联,电压表示数为0,电压表示数变小,电流表测电路的电流,由欧姆定律,电流表示数为,电流表示数变大,符合题意。
综上,此时电压表、电流表的示数及对应的故障:电压表示数为,电流表示数为0,断路;电压表示数为0,电流表示数为,短路。
6.如图所示电路,电源电压大小始终为U0,固定电阻R1和滑动变阻器R2接入部分的电阻相同,若开关S闭合后电压表V1和V2的示数相同,电路中只有一处故障,且只发生在R1或R2上。
(1)则故障可能为 (选填对应选项的符号);
A.电阻R1断路 B.电阻R2断路
C.电阻R1短路 D.电阻R2短路
(2)为进一步确定故障情况,小明用一个完好的电阻R0替换R1,且电阻R0与R1的阻值大小相同,当小明 (选填“向左”或“向右”)移动R2的滑片P时,请写出电压表V1和V2的示数情况(用所给符号来表示)及对应的故障 。
【答案】(1)AD
(2) 向左 见解析
【详解】(1)分析电路可知,、串联,电压表测两端的电压,电压表测电源电压。
A.若电阻R1断路,电压表串联到电路中,测电源电压,则电压表V1和V2的示数相同,均为,故A符合题意;
B.若电阻R2断路,电压表的两端无法与电源相通,电压表无示数,电压表测电源电压,示数为,故B不符合题意;
C.若电阻R1短路,电压表被短路,电压表无示数,电压表测电源电压,示数为,故C不符合题意;
D.若电阻R2短路,电压表、均测电源电压,示数均为,故D符合题意。
故选AD。
(2)[1][2]若电阻R1断路,小明用一个完好的电阻R0替换R1,且电阻R0与R1的阻值大小相同,此时电路恢复正常,根据串联分压原理,电压表示数为,电压表测电源电压,示数为,若向左移动R2的滑片P,电压表示数会大于,电压表示数仍为;若电阻R2短路,用一个完好的电阻R0替换R1,且电阻R0与R1的阻值大小相同,则被短路,电路中只有单独工作,向左移动R2的滑片P时,电压表、均测电源电压,示数均为。综上,用一个完好的电阻R0替换R1,且电阻R0与R1的阻值大小相同,当小明向左移动R2的滑片P时,若电压表示数大于,电压表示数为,则故障是电阻R1断路;若电压表、示数均为,则故障是电阻R2短路。
三、实验题
7.小华同学做“用电流表、电压表测电阻”实验,实验所用电源电压保持不变,其他器材齐全且完好。他正确串联电源、待测电阻、电流表、开关后,将电压表并联在电路中,然后闭合开关,观察到电压表的指针位置如图(a)所示,当他记录示数后准备继续实验时,却发现无法再次实验。经过思考后,小华调整电路重新测电阻。他移动变阻器的滑片,依次进行了三次实验,其操作、步骤以及数据观察、记录均正确。第1次实验为闭合开关时,所观察到两电表的示数如图(b)(c)所示;第2次实验时观察到两电表的示数为5.5伏、0.36安;第3次实验时,所观察到电压表的示数跟图(a)所示一致。
请根据相关信息完成下列各题:
(1)小华第2次实验时,所测得的待测电阻为 Ω。(保留一位小数)
(2)小华第3次实验时所观察到电压表的示数,跟图(a)所示一致,原因是 。
(3)求本实验所用滑动变阻器的最大电阻值。 (第③小题需写出简要的计算过程及理由)
【答案】 15.3 滑动变阻器连入电路的阻值为零 10欧
【详解】(1)[1]第2次实验时观察到两电表的示数为5.5V、0.36A,由欧姆定律,小华第2次实验时,所测得的待测电阻为
。
(2)[2]第一次没有连接滑动变阻器,第三次实验过程中移动滑片使得滑动变阻器连入电路的电阻值为零,所以两次示数相同;
(3)[3]图(a)中,若电压表选用小量程,分度值为0.1V,电压为1.5V;
若电压表选用大量程,分度值为0.5V,电压表为7.5V;
因第2次电压表的示数为5.5V,由串联电路电压的规律,故电源电压为7.5V,
他移动变阻器的滑片,依次进行了三次实验,其操作、步骤以及数据观察、记录均正确。第1次实验为闭合开关时(变阻器连入电阻最大),所观察到两电表的示数如图(b)所示:
因第2次实验时观察到两电表的示数为5.5V(大于3V),电流为0.36A,故第1次实验电压表选用大量程,分度值为0.5V,电压表为4.5V,电流应小于0.36A,故电流表只能选用小量程,分度值为0.02A,电流为0.3A,由串联电路的规律及欧姆定律,第1次实验中,变阻器连入电路的最大电阻为:
。
8.小华做“用电流表、电压表测电阻”实验,现有电源(电压为1.5伏的整数倍保持不变)、待测电阻、电流表、电压表、滑动变阻器、开关各一个,以及导线若干。他正确串联电路后,将电压表并联在电路中。闭合开关,移动滑动变阻器滑片,将测得的两组数据记录在表一中。小华观察数据思考后重新连接了电压表,将新测得的两组数据记录在表二中。小华通过数据处理求出了待测电阻的阻值,完成实验。
表一
实验序号
电压表示数(伏)
电流表示数(安)
1
2.6
0.18
2
2.3
0.20
表二
实验序号
电压表示数(伏)
电流表示数(安)
3
2.2
0.20
4
2.6
0.24
①获得表一实验数据的过程中,小华将电压表并联在 的两端;
②实验中小华所用的电源电压为 伏;
③根据表一中实验序号1的数据,计算此次待测电阻的阻值为 欧;(精确到0.1欧)
④根据实验数据, 计算并判断所用滑动变阻器的规格能否为“10欧 2安”。 (需写出计算过程)
【答案】 滑动变阻器 4.5 10.6 不能;由实验序号1中数据可得,
因此,所用滑动变阻器的规格不能为“10欧 2安"。
【详解】[1]待测电阻与滑动变阻器串联,电流表测电路电流,当电流变大时,根据可知,待测电阻的电压变大,由串联电路分压定律可知,滑动变阻器电阻变小,根据表一中数据可知电压表并联在滑动变阻器两端了。
[2]由实验序号3可算出待测电阻为
由实验序号2可算出此时滑动变阻器接入电阻为
此时电路总电阻为
根据欧姆定律可得电源电压约为
[3]电源电压为4.5V,滑动变阻器电压为2.6V,因此待测电阻电压为
待测电阻为
[4]由实验序号1中数据可得
因此,所用滑动变阻器的规格不能为“10欧 2安"。
1 / 14
学科网(北京)股份有限公司
$$