17.4 欧姆定律在串、并联电路中的应用-动态分析典型题型归纳专项练-2025-2026学年初中物理人教版(2024)九年级上学期
2025-11-07
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内容正文:
17.4 欧姆定律在串、并联电路中的应用
一.含有变阻器的动态电路分析
1.如图所示,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,电源电压保持不变。闭合开关S,滑动变阻器滑片向左移动过程中,下列说法正确的是( )
A.电压表V示数变大,电流表A1的示数不变
B.电压表V示数不变,电流表A1的示数变大
C.电流表A的示数的变化量大于电流表A2的示数变化量
D.电流表A的示数的变化量等于电流表A2的示数变化量
2.如图所示的电路中,电源两端电压保持不变,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,电压表V1、电压表V2、通过定值电阻电流和滑动变阻器电流变化量的绝对值分别为ΔU1、ΔU2、ΔI1和ΔI2,闭合开关S,在保证电路元件安全的前提下,向右移动滑片P,下列正确的是( )
A.电压表V1的示数变大,电压表V2的示数变小,电流表的示数变小
B.电压表V1的示数变小,电压表V2的示数变大,电流表的示数变大
C.ΔU1与ΔI1的比值小于ΔU2与ΔI2的比值
D.电压表V1的变化量ΔU1与ΔI2的比值会保持不变
3.如图甲所示电路中电源电压恒定,R1为定值电阻。闭合开关后,将滑动变阻器R2的滑片从a端滑到b端的过程中,电压表示数U与电流表示数I的关系图像如图乙所示。则下列判断中正确的是( )
A.电源电压为10V B.电阻R1的阻值为10Ω
C.滑动变阻器R2的阻值最大为30Ω D.若滑动变阻器断路,则电压表示数为零
4.如图甲,电源电压恒定,R为定值电阻,滑动变阻器标有“20Ω,1A”,电流表量程为0∼0.6A,电压表量程为0∼15V。只闭合开关S和S1,滑片从最右端滑动到a点时,灯泡L恰好正常发光,只闭合开关S和S2,滑片从a点向某一方向移动,直到b点时,电压表示数与灯泡L正常发光时的电压相同,两次调节过程中,两电表示数关系如图乙所示,下列说法中正确的是( )
A.电源电压为8V B.灯泡正常发光时的电阻为12Ω
C.定值电阻R的阻值为20Ω D.b点在a点的右侧
5.如图甲,电源电压保持不变,小灯泡正常工作时电压为。闭合开关后,当滑片从最右端滑到最左端的过程中,小灯泡的关系如图乙所示,电源电压为 ,滑动变阻器的最大阻值为 。
6.如图所示的电路,电源电压恒为3V,定值电阻,电流表测量范围是0~0.6A,滑动变阻器的规格为“50Ω 2A”。闭合开关S,滑动变阻器允许接入电路的最小阻值为 Ω。
7.如图甲所示电路,,闭合、断开,将滑片P移至某一位置;然后保持滑片P位置不变,再闭合、断开;并将两次电流表和对应的电压表示数描点如图乙所示,则滑动变阻器接入电路的阻值为 。
8.如图所示,小明设计的“电子浮力秤”由浮力秤和电路两部分构成。浮力秤中托盘与圆柱形塑料浮筒M通过硬质绝缘细杆固定连接,整体漂浮在装有足够深水的柱形薄壁容器中,且只能竖直移动。托盘的质量为40g;浮筒M高为20cm,底面积为100cm2,质量为160g;容器的底面积为300cm2。电路中R是滑动变阻器的电阻片(阻值均匀),长8cm,最大阻值为16Ω;R0为定值电阻;电源电压恒为4.5V;电压表量程为0~3V。托盘通过滑杆带动滑片P上下移动。托盘中不放物体时,调节水量,使滑片P正好位于R最上端,闭合开关S,电压表示数为0.9V,不计滑片、滑杆、细杆的质量,忽略摩擦阻力,工作中水不溢出。求:
(1)R0的阻值;
(2)托盘中不放物体时,M浸入水中的深度;
(3)该电子浮力秤的称量。
9.小明设计了一款电子体温计,其电路如图甲所示,测温元件Rt为一个热敏电阻,图乙是其阻值随温度的变化关系图像。电源电压保持不变,R为定值电阻。
(1)通过电压表的示数大小来显示温度高低,由图像可知当所测体温升高时,电压表的示数将 。从是否均匀的角度来看,此体温计的刻度 。
(2)调试时将Rt置于温控箱中,调节温控箱的温度,使Rt温度为42.0℃,闭合S,读出电压表的示数为6.6U₀;当Rt的温度降至32.0℃时,电压表示数为5.5U₀。如果将Rt用绝缘膜包好后置于小王腋窝中央,保持腋窝合,闭合S,电压表示数稳定后为6U₀,则小王的体温大约为多少?(写出必要的文字说明、表达式及最后结果)
二.含有敏感电阻的动态分析
1.在课外实践制作活动中,小红将量程为0~3V的电压表改装成一个测量质量的电子秤,原理如图甲所示。电源电压恒为6V,定值电阻R0的阻值为60Ω,压敏电阻R的阻值随压力的变化关系如图乙所示。O点是杠杆OAC的支点,托盘固定在A点,OA∶OC=1∶4,托盘及杠杆等组件的质量忽略不计。下列说法正确的是( )
A.增大托盘里被测物体的质量,电压表的示数会变小
B.电子秤的0kg刻度线应标注在电压表刻度盘1.2V的刻度线处
C.若R0的阻值为120Ω,则电子秤能测量的最大质量为120kg
D.若只将托盘的固定点从A移至B,则电子秤的量程变大
2.小明根据所学的知识设计了一个电子量角器,电路如图所示,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V,O为半圆弧电阻MN的圆心,金属滑片OP为半径,与半圆弧接触良好,半圆弧电阻MN的总电阻为30Ω,接入电路的电阻RMP与指针旋转角度θ成正比,电源电压恒为6V,R0为电阻箱,此时电阻调节为10Ω。下列说法正确的是( )
A.所测角度θ越大,电流表示数越小,电压表示数越小
B.当电压表示数为2V时,量角器所测角度θ为40°
C.为保证电路安全,此量角器所测角度θ的范围为0~60°
D.将电压表表盘改装为角度指示盘,为满足测量角度范围最大,且精度最高,变阻箱R0的阻值应调节为60Ω
3 .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
4.为了解导体电阻随温度的变化情况,小王同学设计了如图所示的电路。图中电源两端的电压保持不变,R为定值电阻,Rt为热敏电阻,其阻值随温度的降低而增大。在该电路中,可以通过电流表或电压表示数的变化来判断温度的变化情况。小王在连接好电路且闭合开关后做了以下实验:向Rt上擦一些常温的酒精,并用扇子对着Rt扇风,然后观察电表示数的变化情况。他观察到的现象应该是 。
A.电流表和电压表的示数均变小
B.电流表的示数变大,电压表的示数变小
C.电流表的示数变小,电压表的示数变大
D.电流表和电压表的示数均变大
选择理由: 。
5.一力敏电阻通过轻质细杆与质量为0.4kg的圆柱形物体A相连,力敏电阻R1所在电路图如图甲虚线框内所示,电源电压为3V,定值电阻R2=5Ω。力敏电阻R1的阻值与所受力大小之间的关系如图乙所示。现将物体A从图甲刚接触液面的位置,缓慢放入高为12cm,底面积为250cm2的圆柱形容器中,初始位置时,容器中液体深度为9cm。当物体A先向下移动3cm时,A刚好有一半浸入液体中;继续向下移动4cm时,A刚好浸没且此时电流表的示数为0.25A。则以上过程中电流表的最小示数为 A;当电流表示数为0.15A时,A向下移动的距离为 cm。
6.如图(a),某同学自制测量水的深度的装置,图(b)是其原理图。该装置它由测量头和控制盒构成,控制盒内的定值电阻R0=10Ω,,电压表的量程为0~3V,电源电压为3V,测量头的测量面是一个涂有绝缘漆的压敏电阻R1,图(c)是R1的阻值与其在水中的深度的变化关系。求:
(1)R1未放入水中时,闭合天关S,电路中的电流为多少;
(2)当电压表的读数为1.5V时,测量头在水下的深度;
(3)若将电压表改装成深度计,且在20m深度标在电压表表盘2.5V刻度线处,通过计算说明如何改装。
三.多开关通断引起的动态分析
1..如图所示电路,电源电压恒为6V,R2的阻值为40Ω,小灯泡L上标有“5V,10Ω”字样(灯丝电阻不随温度变化),滑动变阻器R1的铭牌上标有“20Ω,1A”字样,电流表测量范围为0~0.6A,电压表测量范围为0~3V。以下说法不正确的是( )
A.允许通过小灯泡的最大电流是0.5A
B.只闭合开关S和S1,电压表的最大示数是2V
C.只闭合开关S和S2,移动滑动变阻器的滑片P,在保证各元件安全工作的情况下,滑动变阻器R1接入电路的最大阻值是10Ω
D.三个开关同时闭合,在保证各元件安全工作的情况下,灯泡能正常发光
2.如图所示电路,电源电压保持不变,R1和R2为定值电阻,闭合开关S1,然后再闭合开关S2,则下列判断正确的是( )
A.电压表和电流表示数都变大 B.电压表和电流表示数都不变
C.电流表示数不变,电压表示数变大 D.电流表示数变小,电压表示数不变
3.如图所示的电路中,电源电压不变,定值电阻,只闭合开关S,电流表示数为0.15A,再闭合开关,电流表示数为0.2A,则定值电阻的阻值为 Ω。
综合练
一、单选题
1.如图所示,电源电压保持不变,开关S闭合后,把滑动变阻器滑片P向左移动时,电路中电流表示数的变化情况( )
A.电流表A1示数变小,电流表A2示数变大
B.电流表A1示数变大,电流表A2示数变小
C.电流表A1示数变大,电流表A2示数变大
D.电流表A1示数变小,电流表A2示数变小
2.如图所示,电源电压不变,闭合开关,将滑动变阻器的滑片P向左移动,下列说法正确的是( )
A.电流表示数变小 B.电压表示数变大
C.小灯泡变亮 D.滑动变阻器阻值变大
3.下列各电路中,电源电压不变。先闭合开关S,再闭合开关,电流表示数不变的是( )
A. B.
C. D.
4.如图所示,电源电压恒定,已知三个定值电阻中R1>R2,当开关S由a掷向b时,下列说法正确的是( )
A.的示数变小,的示数变大 B.的示数变大,的示数变小
C.的示数变小,的示数变小 D.的示数变大,的示数变大
5.某报警器主要由热敏电阻R和保护电阻R0元件组成,其中R的阻值随温度升高而减小,当火灾发生时温度升高,导致电表示数变大而触发报警装置。下列选项中能实现上述功能的电路图是( )
A. B.
C. D.
6.将光敏电阻R、定值电阻R₀、电流表、电压表、开关和稳压电源连接成如图所示的电路,光敏电阻R的阻值随光照强度的增强而减小,闭合开关,当光照强度逐渐减弱时,下列说法正确的是( )
A.电流表和电压表示数均变小
B.电流表示数变大,电压表示数变小
C.电流表示数变小,电压表示数变大
D.电流表和电压表示数均变大
7.如图电路中,电源电压不变,闭合开关S,向右移动滑动变阻器R1的滑片,下列数据变小的是( )
A.电流表A的示数
B.电压表V2的示数
C.电压表V1示数与电流表A示数的比值
D.电压表V2示数与电流表A示数的比值
8.如图所示,电源电压一定,关于电路的工作情况,下列说法正确的是( )
A.若先闭合S1,再闭合S2,则电压表示数不变、电流表示数变大
B.若先闭合S1,再闭合S2,则电压表、电流表的示数均变小
C.若先闭合S1,再闭合S2,则两只灯泡是串联的
D.只闭合S1时,两只灯泡是串联的
9.如图所示电路中,电源电压保持不变,和为定值电阻。先闭合开关S1,再闭合开关S2后,电流表和电压表的示数变化的情况是( )
A.电流表示数增大,电压表示数不变 B.电流表示数增大,电压表示数减小
C.电流表示数减小,电压表示数增大 D.电流表示数不变,电压表示数增大
10.如图所示,电源两端电压保持不变,闭合开关S1和S2,电流表和电压表都有示数;当只断开开关S2时,下列判断正确的是( )
A.电流表示数变小,电压表示数变大 B.电流表示数变小,电压表示数变小
C.电流表示数变大,电压表示数变小 D.电流表示数变大,电压表示数变大
二、多选题
11.电梯超载容易引发安全隐患,其超载报警电路简图如图所示。电源电压保持不变,为保护电阻,R为压敏电阻,其阻值大小随电梯内压力的增大而减小,电流表的示数超过临界值就会自动报警。电梯正常工作,当有人进入电梯后,则( )
A.电流表的示数增大
B.电压表的示数增大
C.电压表与电流表的示数之比减小
D.因为电阻为定值电阻,所以它两端的电压和通过它的电流不变
三、计算题
12.如图所示,电源电压保持不变,已知R2=40Ω。
(1)当闭合开关S、S1时,电压表示数为6V,求电源电压;
(2)当闭合开关S,断开S1时,电压表示数为2V,求R1的电阻。
13.如图甲所示电路,电源电压保持不变,闭合开关后,滑动变阻器的滑片P由B端移动到A端时,测得电阻两端的电压与通过它的电流变化关系如图乙所示。求:
(1)电源的电压。
(2)滑动变阻器的最大电阻。
(3)若把电压表的量程改为0~3V,在保证电路安全的前提下,滑动变阻器连入电路中的最小电阻。
14.创新科技小组设计了一种体重测力装置,其简化原理图如图甲所示,电源电压,保护定值电阻,电流表的量程为0~0.6A,轻质绝缘板M与力敏电阻R相连,力敏电阻R的阻值与压力F的关系如图乙所示。
(1)M不受压力时,求电流表的示数(保留一位小数);
(2)求该装置所能测量的最大体重;
(3)在不改变力敏电阻R和电流表量程的情况下,若要提高该装置所能测量的最大压力值,请写出一种简便可行的方法。
15.创建生态文明城市需要我们共同关注环境。空气质量指数是环境监测的重要指标,空气质量等级是按照空气质量指数划分的,如表所示。某兴趣小组自制的空气质量监测仪,用电压表显示空气质量指数,工作原理电路图如图甲所示,已知电源电压,是定值电阻,气敏电阻阻值与的关系如图乙所示,当为100时,电压表示数为。求:
空气质量指数
0~50
51~100
101~150
151~200
201~300
>300
空气质量等级
优
良
轻度污染
中度污染
重度污染
严重污染
(1)空气质量指数由50上升至100的过程中,气敏电阻的阻值 ,电压表示数 。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
(2)定值电阻的阻值。
(3)判断电压表示数为时对应的空气质量等级。
试卷第1页,共3页
答案
一.含有变阻器的动态电路分析
1. AB.由图可知,闭合开关,R1、R2并联,电流表A1测量通过R1电流,电流表A2测量R2电流,电流表A测量干路电流,电压表测量电源电压;由于电源电压不变,所以滑片移动电压表的示数不变;滑动变阻器滑片P向左移动过程中,R2接入电路中电阻变大,电源电压不变,由欧姆定律得到R2中的电流变小,电流表A2的示数变小,根据并联各支路互不影响,电流表A1示数不变,由并联电路电流的规律可知电路总电流变小,则电流表A示数变小,故AB错误;
CD.根据并联电路的电流特点知,电流表A示数等于电流表A1示数与电流表A2的示数之和,由于电流表A1示数不变,电流表A的示数的变化量等于电流表A2的示数变化量,故C错误,D正确。
故选D。
2. 由电路图可知,定值电阻R1与滑动变阻器R2串联,电压表V1测R1两端的电压,电压表V2测滑动变阻器R2两端的电压,电流表A测电路中的电流。
AB.向右移动滑片P,滑动变阻器接入电路的电阻变大,电路的总电阻变大,由知电路中的电流变小,电流表的示数变小;由U=IR知定值电阻R1两端的电压变小,电压表V1的示数变小;由串联电路电压的规律知滑动变阻器R2两端的电压变大,电压表V2的示数变大,故AB错误;
C.由串联电路的电压等于各部分电路两端的电压之和,故电压表V1、电压表V2示数变化量的绝对值相等;因串联电路电流都相等,故电流变化量的绝对值相等,所以ΔU1与ΔI1的比值等于ΔU2与ΔI2的比值,故C错误;
D.由欧姆定律可知,电压表V1的示数变化量
且ΔI1=ΔI2,所以
即电压表V1的变化量ΔU1与ΔI2的比值会保持不变,故D正确。
故选D。
3.
AB.据图甲可知,电路是定值电阻和变阻器串联,当变阻器在b端时,电路为定值电阻单独串联,此时电路中的电流最大,据乙图可知,电流为1.5A,可得电源电压为-------①
当变阻器在a端时,电路为定值电阻和变阻器串联,且变阻器接入电路中的阻值最大,电压表测变阻器两端电压,此时电路中的电流最小,据乙图可知,电流为0.5A,此时变阻器两端电压为10V,可得电源电压为------②
联立①②解得U=15V,R1=10Ω,故A错误,B正确;
C.根据上述分析可知,当变阻器两端电压为10V时,变阻器接入电路中的阻值最大,此时电路中的电流为0.5A,滑动变阻器R2的阻值最大为,故C错误;
D.若滑动变阻器断路,电压表串联接入电路,测电源电压,示数接近于15V,故D错误。
故选B。
4.
只闭合开关S和S1,灯泡L和变阻器串联,电流表测电路中的电流,电压表测灯泡两端的电压,在保障电路元件安全的情况下,将滑动变阻器的滑片从最右端滑动到a点,因为灯泡电阻随温度变化而变化,故可知此过程中电流表与电压表示数变化关系为图乙中的曲线,则另一次调节过程中电流表与电压表示数变化关系图像为图乙中的直线。
A.滑动变阻器的滑片在最右端时,电路中总电阻最大,根据欧姆定律可知此时电路中电流最小,由图乙可知最小电流是0.25A,此时灯泡两端的电压为1V,变阻器两端的电压为
由串联电路的电压特点可知电源电压
故A错误;
BC.只闭合开关S和S2,滑片仍在a点时,定值电阻和变阻器串联,电流表测电路中的电流,电压表测定值电阻的电压。由图像可知,此时电压表示数为3.75V,电流表示数为0.375A,则定值电阻R的阻值为
则滑片在a点时变阻器连入电路的阻值为
滑片再从a点移动到b点时,电压表示数与灯泡L正常发光时的电压相同,由图像可知,此时电路中电流为0.3A,则此时定值电阻的电压为
则灯泡L正常发光时的电压为3V。则只闭合开关S和S1,滑片从最右端滑动到a点,灯泡L恰好正常发光时,变阻器的电压为
则灯泡的额定电流为
则灯泡正常发光时的电阻为
故BC错误;
D.由图像可知,只闭合开关S和S2,滑片从a点向某一方向移动,直到b点时,电路中电流变小,则变阻器阻值变大,所以b点在a点的右侧,故D正确。
故选D。
5. [1]由图甲可知,小灯泡与滑动变阻器串联,电压表测小灯泡两端的电压,电流表测串联电路中的电流。由图乙可知,当小灯泡两端电压为12V时,正常发光,通过小灯泡的电流为2 A;此时滑动变阻器滑片在最左端,滑动变阻器接入电路的阻值为0,则电源电压等于小灯泡正常工作时的电压,为12V。
[2]当滑动变阻器滑片在最右端时,接入电路的阻值最大,由图乙可知,此时小灯泡电压为3V,根据串联电路电压规律可得,滑动变阻器电压为U滑=12V-3V=9V
电路电流为1A,根据欧姆定律可知,滑动变阻器的最大阻值为
6.
图中两电阻并联,根据并联电路电压特点可知,各支路两端的电压等于电源电压,通过定值电阻的电流
电流表在干路上,测量范围是0~0.6A,故干路的最大电流为0.6A,由并联电路电流规律可知,滑动变阻器允许接入电路的最小阻值时,此时通过滑动变阻器的电流是
所以滑动变阻器允许接入电路的最小阻值为
7. 电路结构为两个定值电阻并联,滑动变阻器R串联在干路中,实验进行了两次测量,第一次:仅R1接入电路(闭合S1、断开S2);第二次:仅R2接入电路(闭合S2、断开S1)。两次测量中滑动变阻器的阻值保持不变。设电源电压为U,滑动变阻器阻值为R,第一次测量(R1接入):电流I1=0.3A,电压U1=3V;根据欧姆定律U = I1×(R1+ R) = 0.3×(R1 + R)
电压表示数U1 = I1×R1 = 0.3×R1 = 3V
可得R1=10Ω。
第二次测量(R2接入):电流I2=0.4A,电压U2=2V,根据欧姆定律U = I2×(R2 + R) = 0.4×(R2 + R)
电压表示数U2 = I2×R2 = 0.4×R2
可得R2=5Ω。由于电源电压U不变,则0.3×(10 + R) = 0.4×(5 + R)
解得3 + 0.3R = 2 + 0.4R,移项得:1 = 0.1R,解的R=10Ω。
8.
(1)由题图结合串联电路电压规律计算
结合欧姆定律计算分析可知电路的电路
结合欧姆定律计算R0
(2)托盘的重力:Gp=mpg=40×10﹣3kg×10N/kg=0.4N
浮筒M的重力:
托盘中不放物体时,浮筒M所受的重力与托盘所受的重力之和等于浮筒M受到的浮力,则FM=GM+Gp=1.6N+0.4N=2N
浮筒M浸入水中的体积:
浮筒M浸入水中的深度:
(3)由图可知托盘中物体的质量增加,滑片将向下移动,导致R接入电路的电阻变小,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,根据U=IR可知定值电阻两端的电压增大,所以当电压表示数变大时,托盘中物体的质量也越大,
电压表量程为0~3V,电压表示数最大为3V,根据串联电路电压规律可知此时R两端的电压:
此时通过电路的电流:
此时R接入电路的电阻:
R是一根长为8cm的阻值均匀的电阻片,最大阻值为16Ω,即1cm的电阻为2Ω,
电压表示数最大时,
滑片向下移动7cm<8cm,即浮筒向下移动的距离d=7cm,电压表示数最大,
浮筒浸入水中深度的增加量等于水面上升的高度△h与浮筒向下移动的距离d之和,即△hM=△h+d
水面上升的高度:
浮筒浸入水中深度Δh+d+2cm=3.5cm+7cm+2cm=12.5cm<hM=20cm,
即d=7cm时,“电子浮力秤”称出物体的质量最大,
此时浮筒排开水的体积变化量:
因为
由G=mg得“电子浮力秤”的称量为:
9.(1)[1]由图乙可知,热敏电阻Rt随温度升高而减小,根据串联分压原理,当热敏电阻阻值减小时,热敏电阻电压减小,电源电压不变,定值电阻R两端电压增大。
[2]由图乙可知,热敏电阻阻值随温度的变化图像是一条直线,说明当温度均匀变化时热敏电阻阻值均匀变化。当热敏电阻均匀变化时,设电源电压为U,根据串联分压规律可以得出电压表示数UR与Rt阻值间的关系式为,整理可得,由关系式可知电压表示数UR与Rt阻值不成正比,故刻度不均匀。
(2)由乙图可知,当Rt温度为42.0℃时,Rt的阻值为400Ω,闭合S,读出电压表的示数为6.6U₀,设电源电压为U,定值电阻R,则根据串联电路电流电压规律可以列出等式①
当Rt的温度降至32.0℃时,由乙图可知Rt的阻值为600Ω,电压表示数为5.5U₀,同理可列出等式②
联立等式①②,解得,。当电压表示数稳定后为6U₀时,根据欧姆定律,电阻中的电流,此时热敏电阻的阻值为
图乙根据数学知识可以得出Rt与t的表达式为,将代入表达式解得t=37,故此时小王的体温为37℃。
二.含有敏感电阻的动态分析
1.A.增大托盘里被测物体的质量,F2变大,由杠杆的平衡条件F1l1=F2l 2可知,力臂不变的情况下,F1变大,即C端对压敏电阻的压力变大,由图乙可知,压敏电阻阻值R变小,由串联电路的分压规律可知,电压表示数U0变大,故A错误;
B.当电子秤的示数为0kg时,C点对压敏电阻的压力为0,此时压敏电阻的阻值为300Ω,由串联电路的电压分配规律可得
解得U0=1V
故B错误;
C.电子秤测量最大质量时,电压表示数最大,由串联电路的分压规律可得
解得R′=120Ω,由图乙可知此时电子秤受到的压力F1=300N,由杠杆的平衡条件可得物体的重力
所以此时称量的最大质量
故C正确;
D.由杠杆的平衡条件可知,在动力和动力臂的乘积不变时,将托盘的固定点从A移至B,将增大阻力臂l2,则阻力F2将变小,即称量的物体的重力变小,由公式可知质量变小,所以电子秤的量程将变小。
故D错误。
故选C。
2.A.由图可知,变阻器接入的有效电阻为MP,变阻器与定值电阻串联,电压表测量变阻器两端的电压,电流表测量电路中的电流;角度θ越大时,滑动变阻器接入电路的阻值变大,则电路中电流变小,电流表的示数减小,根据串联分压可知,滑动变阻器接入电路中的阻值越大,分压越大,故电压表示数变大,故A错误;
B.当电压表示数为2V时,R0两端电压为
此时电路中电流为
此时滑动变阻器接入电路的阻值为
半圆弧电阻MN的总电阻为30Ω,故此时量角器所测角度为
故B错误;
C.电流表的量程为0~0.6A,故电路中最大电流为0.6A,此时滑动变阻器接入电路中的阻值为0,即量角器测量的角度最小,为0;已知所测角度越大,电压表示数越大,电压表的量程为0~3V,故电压表最大示数为3V,此时电路中的电流为
此时滑动变阻器接入电路的阻值最大,为
此时量角器所测角度最大,为
故此量角器所测角度θ的范围为0~60°,故C正确;
D.根据串联电路的分压作用可知,不改变电压表量程,要使该装置测量角度的范围是0~180°,即需要电阻RMP全部接入,故需要增大R0的阻值,根据串联分压可得,即,解得
故D错误。
故选C。
3.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。
4.[1][2]由电路图可知,定值电阻R与热敏电阻Rt串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流,往热敏电阻擦一些酒精时,蒸发吸热,使热敏电阻的温度降低、热敏电阻的阻值变大,电路的总电阻变大,根据电路中的电流变小,即电流表的示数变小;根据知,定值电阻两端的电压变小,即电压表的示数变小。
故选A。
5.[1] 分析电路可知,R1、R2串联,电流表测电路电流。A刚好浸没时电流表的示数为0.25A,此时总电阻为
则此时R1阻值为
此时力敏电阻R1所受力为4N,圆柱形物体A重力为
则此时圆柱形物体A所受浮力为
则当圆柱形物体A所受浮力等于重力时,力敏电阻R1所受力最小为0N,此时力敏电阻R1阻值最大为,则电流表的最小示数为
[2]由题可知,当物体A先向下移动3cm时,A刚好有一半浸入液体中;继续向下移动4cm时,A刚好浸没。第二次比第一次多向下移动1cm,另一半才完全浸入液体中,说明第二次向下移动时,液体溢出。物体A共下降了3cm+4cm=7cm
此时水面上升了12cm-9cm=3cm
因此物体A的高度为
当物体A先向下移动3cm时,A刚好有一半浸入液体中,即浸入液体的部分为5cm,水面上升的高度为5cm-3cm=2cm
由此可得
解得A的底面积为
圆柱体物体A的体积为
完全浸没时所受浮力为8N,可求液体的密度为
当电流表示数为0.15A时,总电阻为
则此时R1阻值为
此时力敏电阻R1所受力为3N。当力敏电阻R1所受力为拉力时,圆柱形物体A所受浮力为
此时排开水的体积为
物体A浸入液体的深度为
水面升高了
A向下移动的距离为1.25cm-0.5cm=0.75cm
当力敏电阻R1所受力为压力时,圆柱形物体A所受浮力为
此时排开水的体积为
由题可知,圆柱形容器的容积是
初始位置时,水的体积是
容器剩余空间为
说明此时已经有液体溢出。物体A浸入液体的深度为
水面升高了3cm,A向下移动的距离为8.75cm-3cm=5.75cm
6.(1)由电路图可知,闭合S后,R0与R1串联,电压表测R0两端的电压。R1未放入水中时,闭合天关S,R0与R1串联,由图 (c)可知, 此时电路总电阻
根据欧姆定律,电路中的电流
(2)因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,当电压表的读数为1.5V时,R1两端的电压
因串联电路中各处的电流相等,所以,电路中的电流
即
解得;由图(c)可知,测量头放到水下的深度为20m。
(3)由图(c)可知20m深度处R1的阻值为10Ω,此时电压表的示数 ,则此时R1两端的电压
此时电路中的电流
即
解得,所以,将20m的深度标在2.5V的刻度线处时,应用50Ω的定值电阻替换R0。
三.多开关通断引起的动态分析
3.A.允许通过小灯泡的最大电流为
故A正确,不符合题意;
B.只闭合开关S和S1,R1和R2串联,电压表测量R1两端电压。滑动变阻器的阻值越大,由串联分压原理知,电压表的示数越大;滑动变阻器R1接入电路的最大阻值为20Ω,R2的阻值为40Ω,则滑动变阻器R1两端电压
所以电压表的最大示数能达到2V,故B正确,不符合题意;
C.只闭合开关S和S2,R1和灯泡串联,电压表测量R1两端电压。滑动变阻器的阻值越大,由串联分压原理知,电压表的示数越大;由欧姆定律知,电流表的示数越小。所以当电压表的示数为3V时,滑动变阻器的阻值最大,此时灯泡两端电压为U'L=U-U1=6V-3V=3V
电路中的电流为
滑动变阻器R1接入电路的最大阻值为
故C正确,不符合题意;
D.三个开关同时闭合,R2与灯泡并联,然后再与R1串联,灯泡正常发光时,通过灯泡的电流为0.5A,灯泡两端电压为5V,由并联电路中电压的规律知,R2两端电压为5V,由欧姆定律知,通过R2的电流为
则干路电流为I总=I2+IL=0.125A+0.5A=0.625A>0.6A
干路电流超过了干路电流表的量程,所以电路不安全,故D错误,符合题意。
故选D。
2.由电路图知道,只闭合开关S1时,两电阻串联,电流表测量电路中的电流,电压表测量电源电压,再闭合开关S2,定值电阻R2和电流表被短路,电流表的示数为零,所以电流表的示数变小;电压表仍测量电源电压,所以再闭合开关S2后电压表的示数不变,故D正确ABC错误。
故选D。
3.由图得,只闭合开关S,两电阻串联,电流表测量电路电流;再闭合开关,电路变化为的简单电路。由欧姆定律得,电源电压为
由欧姆定律得,两电阻串联时电路的总电阻为
定值电阻的阻值为
综合练
1.C
开关S闭合后,电阻R与滑动变阻器并联,电流表A1测干路电流,电流表A2测通过滑动变阻器的电流,把滑动变阻器滑片P向左移动时,滑动变阻器接入电路的阻值变小,由可知,通过滑动变阻器的电流变大,即电流表A2示数变大,由于并联电路中各用电器独立工作,互不影响,所以流过电阻R的电流不变,并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以电流表A1示数变大。故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
2.C
BD.由图可知,滑动变阻器和小灯泡串联在电路中,电压表测滑动变阻器两端的电压,闭合开关,将滑动变阻器的滑片P向左移动,滑动变阻器接入电路中的电阻变小,根据串联分压原理可知,滑动变阻器两端的电压变小,故BD错误;
AC.电路中的总电阻变小,根据欧姆定律可知,电路中的总电流变大,所以小灯泡变亮,故C正确,A错误。
故选C。
3.C
A.当S闭合时,电阻R1和电阻R2串联,根据欧姆定律得到此时电流表示数
再闭合S1后,R2被短路,只有R1接入电路,此时电流表示数
S1断开前后电流表示数不相等,发生了变化,故A不符合题意;
B.当S闭合时,只有电阻R2的简单电路,电流表的示数为零,再闭合S1后,两个电阻并联,电流表测量通过电阻R1支路的电流,此时电流表有示数,所以电流表示数发生了变化,故B不符合题意;
C.当S闭合时,电阻R1和电流表串联接入电路,此时电流表测量通过电阻R1的电流,再闭合S1后,两个电阻并联,由并联电路的特点可知,通过R1的电流不变,此时电流表仍然测量通过电阻R1的电流,电流表的示数不变,故C符合题意;
D.当S闭合时,电阻R1和电流表串联接入电路,此时电流表测量通过电阻R1的电流,再闭合S1后,两个电阻并联,电流表测量干路中的电流,由并联电路电流的特点可知此时电流表的示数变大,故D不符合题意。
故选C。
4.D
当开关接a时,电阻R和R1串联在电路中,当开关接b时,电阻R和R2串联在电路中,因为R1>R2,当开关S由a掷向b时,电路总电阻变小,电流表示数变大,又因为电压表测量定值电阻R两端电压,根据可知电压表示数变大,故ABC错误,D正确。
故选D。
5.C
由题可知,火灾发生时温度升高,R的阻值减小,电表示数变大,报警装置报警。
A.图中两电阻串联,电压表测R两端的电压,温度升高时R的阻值减小,根据串联电路的分压原理知,电压表示数变小,不能触发报警装置,故A不符合题意;
B.图中两电阻串联,电压表测电源电压,温度升高时R的阻值减小,电压表示数保持不变,不能触发报警装置,故B不符合题意;
C.图中两电阻串联,电流表测电路中的电流,温度升高时R的阻值减小,电路总电阻减小,根据欧姆定律可知电路中电流变大,即电流表示数变大,能触发报警装置,故C符合题意;
D.图中电流表将R短路,电路为R0的简单电路,温度升高时不能引起电路中电阻的变化,电流表示数不变,不能触发报警装置,故D不符合题意。
故选C。
6.A
分析电路可知,光敏电阻R与定值电阻R0串联,电压表测R0两端的电压,电流表测电路中的电流。因光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小,所以,逐渐减弱光照强度时,R的阻值变大,电路中的总电阻变大,由可知,电路中的电流变小,即电流表A的示数变小;由可知,R0两端的电压变小,即电压表V的示数变小;故A正确,BCD错误。
故选A。
7.C
由电路图可知,R1与R2串联,电压表V1测定值电阻R1两端的电压,电压表V2测R2两端的电压,电流表测电路中的电流;
AB.当向右移动滑动变阻器R1滑片的过程中,整个电路的总电阻减小,根据欧姆定律可知,电路中的电流增大,电流表的示数增大,则定值电阻R2的电压增大,即电压表V2示数变大,故AB不符合题意;
C.电压表V1示数与电流表A示数的比值等于滑动变阻器R1接入电路的阻值,当向右移动滑片的过程中,其接入电路的电阻变小,即该比值变小,故C符合题意。
D.电压表V2示数与电流表A示数的比值等于定值电阻R2的阻值,其值不变,故D不符合题意。
故选C。
8.A
ABC.若先闭合S1,再闭合S2,电压表始终测电源电压,因此电压表读数仍然等于电源电压,所以不变;由于此时电流路径有两条,因此两只灯泡是并联的,总电压不变,总电阻减小,所以电流增大,即电流表读数变大,故A正确,BC错误;
D.只闭合S1时,下面灯泡未接入到电路中,电路为上面灯泡的简单电路,电流表测电路中的电流,电压表测电源的电压,故D错误。
故选A。
9.A
先闭合开关S1,电路中只有电阻R2工作,电流表测量电路中的电流,电压表测量电源电压;再闭S2后,两电阻并联,电流表测量干路的电流,电压表仍测量电源电压,由于电源电压不变,所以先闭合开关S1,再闭S2后,电压表示数不变;由于并联电路各支路互不影响,所以通过R2的电流不变,并联电路干路电流等于各支路电流的和,所以先闭合开关S1,再闭S2后,电流表示数变大,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
10.B
开关S1和S2都闭合时,电阻R1被短接,所以电压表测得是电源电压,电流表测电路中的电流,当只断开S2时,R1和R2串联,电压表只测R2的电压,所以电压表示数变小,电流表测电路中的电流,电路中的电阻变大,电源电源不变,根据公式得,电路中电流变小,电流表示数变小。
故选B。
11.AC
A.由电路图可知,R0与R串联,电流表测电路中电流,当有人进入电梯后,压力增大,压敏电阻阻值减小,因此电路的总电阻减小,由欧姆定律可知,电路中电流变大,故电流表示数变大,故A符合题意;
B.图中,电压表测R两端电压,当有人进入电梯后,压力增大,压敏电阻阻值减小,电源电压不变,由串联电路分压原理可知,压敏电阻两端电压减小,即电压表示数减小,故B不符合题意;
C.由电路图可知,电压表测压敏电阻两端电压,电流表测电路中电流,串联电路中电流处处相等,因此电压表与电流表的比值即为压敏电阻的阻值,人进入电梯后,压力增大,压敏电阻阻值减小,因此电压表与电流表示数之比减小,故C符合题意;
D.因为串联电路中电流处处相等,人进入电梯后,通过R0的电流增大,压敏电阻两端电压减小,由串联电路电压特点可知,R0两端电压变大,故D不符合题意。
故选AC。
12.(1)6V
(2)20Ω
(1)当闭合开关S、S1时,电阻R2被开关S1短路,电路变为只有电阻R1的简单电路。电压表并联在R1两端,此时测量的是R1两端的电压,也即电源的电压。因为电压表示数为6V,所以电源电压U=6V。
(2)当闭合开关S,断开S1时,电阻R1和R2串联。电压表测量R1两端的电压U1。已知电源电压U=6V,R1两端的电压U1=2V。根据串联电路的电压规律,R2两端的电压为:
根据欧姆定律,电路中的电流为
因为串联电路中电流处处相等,所以通过R1的电流I1=I=0.1A
根据欧姆定律可得R1的电阻:
13.(1)6V
(2)
(3)
(1)当滑片在A端时,电路为的简单电路,此时电路中的电阻最小,电流最大,由图乙可知,电路中的电流,两端的电压即电源的电压
(2)当滑动变阻器的滑片在B端时,滑动变阻器接入电路的电阻最大,由图乙可知,此时两端的电压,电路中的电流,滑动变阻器两端的电压
滑动变阻器的最大电阻
(3)若把电压表的量程改为,则两端的最大电压为3V,此时电路中的电流最大,滑动变阻器接入电路的电阻最小,由图乙可知,此时的最大电流
则滑动变阻器两端的电压
滑动变阻器接入电路的最小电阻
14.(1)0.4A
(2)1200N
(3)见解析
(1)由图乙可知,无压力时力敏电阻的阻值为8Ω,串联电路总阻值
由欧姆定律可知,电流表的示数
(2)由图乙可知,随着测量的体重增加,力敏电阻的阻值减小,根据欧姆定律可知,串联电路中电流增大,为使电流表不超过量程,最大电流,则总阻值为
故力敏电阻此时的阻值为
由图乙可见,当时,对应的压力
故该装置最大可测体重为1200N。
(3)要测更大压力,需使在相同压力下电路电流减小,从而不超过电流表量程。简便可行的做法是适当增大保护定值电阻(或串联一个变阻器),以增大电路总阻值,拓宽可测量的压力范围。
15.(1) 变小 变大
(2)
(3)优
(1)由图乙可知,气敏电阻的阻值R随空气质量指数A的增大而减小。因此,当空气质量指数由50上升至100的过程中,气敏电阻的阻值变小。根据电路图甲,定值电阻与气敏电阻R串联。当R的阻值变小时,电路的总电阻变小。电源电压U不变,根据欧姆定律可知,电路中的电流I变大。电压表测量两端的电压,根据,由于是定值电阻,I变大,所以电压表示数变大。
(2)由题意可知,当空气质量指数A=100时,电压表示数。由图乙可知,当A=100时,气敏电阻R = 60Ω。两个电阻串联,则气敏电阻R两端的电压为
根据串联电路中电流处处相等,电路中的电流为
定值电阻的阻值为
(3)当电压表示数为9V时,电路中的电流为
此时气敏电阻R两端的电压为
此时气敏电阻的阻值为
由图乙可知,当气敏电阻R' = 120Ω时,对应的空气质量指数A=50。查阅表格可知,当空气质量指数为50时,对应的空气质量等级为优。
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