内容正文:
浙教版科学(2024版)八年级上册课后提升练
第三章第4节 欧姆定律及其应用
一、选择题
1.从欧姆定律可以导出公式,下列说法正确的是( )
A.当电压增大为原来的2倍时,电阻R增大为原来的2倍
B.当电流I增大为原来的2倍时,电阻R减小为原来的2倍
C.通过导体的电流若为零,电阻也为零
D.即使导体两端的电压为零,电阻也不为零
2.在物理学中,有些单位可以通过一定的关系式推导出来。根据欧姆定律,下列关于单位的推导,正确的是( )
A. B.
C. D.
3.如图所示,电路中的电源电压相同且保持不变,所有的灯泡规格相同,且灯丝电阻不受温度影响。若通过灯泡La、Lb、Lc、Ld、Le的电流分别为Ia、Ib、Ic、Id、Ie,下列关系式正确的是( )
A.Ia=Ib B.Ib>Ic C.Ia=Ie D.Id<Ie
4.小红同学在探究“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下图像,下列说法中正确的是( )
A.导体R的电阻大于导体L的电阻
B.若只把R和L串联到电源两端,电路电流为0.1安时,此时电路中的总电阻为15欧
C.若把R和L并联,电源电压为2伏时,电路中的总电流为0.5安
D.导体R的电阻与导体两端的电压成正比,与导体的电流成反比
5.小科设计的电子量角器电路如图甲所示,电源电压为6V,半圆形电阻丝 MN的总阻值为20Ω,滑动触头OP随角度θ变化在MN上滑动(OP电阻忽略不计)。调整电阻箱R0,使电压表示数 U与角度θ成正比,即,并在电压表刻度上标注对应角度(图乙)。下列说法正确的是( )
A.电阻箱 R0的阻值应调整为10Ω
B.若电源电压降低,则需减小R0
C.移动过程中随着角度θ的增加,电流表示数不断减小
D.电压表示数 U与角度θ比例系数k的数值为
6.如图所示是某项目化小组设计的身高与体重测量仪,其中和为两根粗细均匀的电阻丝,电压表的示数分别用来显示身高与体重的测量值。下列关于该测量仪的说法,错误的是( )
A.该测量仪中的示数随身高的增加而增大
B.该测量仪中的示数随体重的增大而减小
C.当测量者的身高增大时,通过的电流不变
D.当测量者的体重增大时,通过的电流变小
7.将一个定值电阻接入图甲所示电路的虚线框处,并将一个电压表(图中未画出)并联在某段电路两端,闭合开关,移动滑片P,多次记录两电表示数;断开开关,只将定值电阻更换为小灯泡,再次获取数据并记录;将记录的数据绘制成如图乙所示的I-U图象,其中a为直线,b为曲线。下列分析正确的是( )
A.电源电压为3.5V
B.图象b是用接入定值电阻时记录的数据绘制得到
C.定值电阻和灯泡两端的电压各为3.5V时,灯泡的电阻较大
D.接入小灯泡后,将滑片P向右移动时,电压表的示数将变大
8.如图甲所示的电路中,电源电压3V保持不变,R1为定值电阻,R2为电阻箱。小科多次改变R2的阻值,闭合开关S,记录对应电流表的示数,得到电流表示数I随电阻箱阻值的倒数变化的图像如图乙。下列说法错误的是( )
A.定值电阻R1的阻值为10Ω
B.乙图中C点的横坐标为0.5
C.乙图中A点可以看作是R2短路时电流表的示数
D.通过R2的电流与R2的阻值成反比
9.科学研究中常常用到“控制变量法”、“等效替代法”、“类比法”、“转换法”等科学研究方法。下列实例中运用了“类比法”的是( )
A.在串联电路中,用20欧的电阻代替5欧和15欧的电阻
B.研究物质的导电性时,根据灯泡的亮暗程度来判断物质导电性强弱
C.研究电流的形成原因时,将电流与水流相比较,从分析水流的形成来分析电流的形成
D.研究电流与电阻关系时,保持定值电阻两端电压不变,更换定值电阻,观察电流变化情况
10.如图所示,是电学中常见的电路图,在两点间分别接入下列选项中加点字的元件,并进行对应实验,对滑动变阻器在此实验中的作用描述正确的是( )
A.探究电流与电阻的关系——改变定值电阻两端电压,多次测量减少误差
B.探究电流与电压的关系——必须调节电阻两端电压成倍数变化
C.测量定值电阻的阻值——多次测量求平均值,减小误差
D.测量小灯泡的电阻——改变小灯泡两端电压,求小灯泡电阻的平均值
11.小明在按如图所示电路进行“伏安法测定导体电阻”的实验,电源使用二节新干电池,被测电阻的阻值约为5 Ω,滑动变阻器的规格是“10 Ω 1.5 A”,电路连接正确,其实验数据记录如表所示,其中一组数据有拼凑的嫌疑,该组数据的实验序号是( )
实验序号
A
B
C
D
电压(V)
2.4
1.8
1.2
0.6
电流(A)
0.48
0.36
0.24
0.12
A.A B.B C.C D.D
12.如图所示的电路中,电源电压保持不变且元件完好,只闭合S1,两电表均有示数;再将S2闭合,则下列判断正确的是( )
A. 电压表示数与电流表示数的比值变小
B. 电压表示数与电流表示数的比值不变
C. 若向右移动滑片,电流表的示数将变小
D. 若向左移动滑片,电压表的示数将变大
13.电路如图所示,调节电阻箱R,使它接入电路的阻值为4Ω。闭合开关S、S1,移动滑动变阻器的滑片P,使电压表示数为2.5V;保持滑片P的位置不变,闭合开关S2,断开开关S1,此时电压表示数为1.6V;断开开关S,调节电阻箱R,使它接入电路的阻值为14Ω,闭合开关S,此时电压表示数为 2.8V。则下列说法不正确的是( )
A.闭合开关S、S1,电压表测灯L的电压
B.此电路电源电压为4.5V
C.滑动变阻器接入电路的阻值始终为6Ω
D.小灯泡电压为2.5V时,通过的电流为0.25A
14.如图电路,其中的“恒流源”是一个特殊电源,当外部电阻变化时,输出的电流大小保持不变。下列说法正确的是( )
A.当R的阻值增大时,电压表示数不变
B.当R的阻值增大时,电压表示数增大
C.在a处串联一个定值电阻,电压表示数减小
D.在a处串联一个定值电阻,电压表示数增大
15.利用伏安法测量电阻时,由于电表本身电阻的影响,造成测量结果有误差。现采用如图所示的电路,能较准确地测量Rx的阻值,已知A、B之间的电压U保持不变。当S接通a时,电压表示数为9V,电流表示数为0.3A,当S接通b时,电压表示数为12V,电流表示数为0.2A,则待测电阻Rx的阻值为( )
A.30Ω B.60Ω C.40Ω D.50Ω
16.圆环状合金圈的A点固定接在电路中,滑动触头P可以在圆环上滑动,闭合开关S后,P从B开始滑到D的过程中,电流表的示数变化是( )
A.由小变大 B.先变大后变小
C.由大变小 D.先变小后变大
二、填空题
17.小乐利用伏安法测量并绘制了电阻R和小灯泡L的I-U图像如图所示。则电阻R的阻值为 ;若把R和L并联后接在3伏的电源上,干路中的电流为 A。
18.如图为多用电表欧姆挡的原理示意图,其中电流表的满偏电流为300μA,内阻Rg=100Ω,调零电阻最大阻值R=50kΩ,串联的固定电阻R0=50Ω,电源电压E=1.5V,当电流表指针在满刻度的一半时,Rx的阻值是 。
19.某物流公司使用光控自动分拣系统,其核心电路如图所示。R1为光敏电阻,有光时阻值为2kΩ,无光时8kΩ,R2为定值电阻,其阻值为4kΩ,电源电压恒为12V。当传送带上的包裹挡住激光时,系统会计数一次(计数器可视为电压表)。激光被遮挡瞬间,计数器示数变化量为 V。若要使计数器更灵敏(电压变化更明显),可 (填“增大”或“减小”)电源电压。
20.小莲设计如图电路来判断梅雨季节教室里相对湿度的变化。选用的器材有:3V电源、湿度传感器(其电阻RS的阻值随相对湿度的增大而增大)、定值电阻R=1000Ω、电压表(量程为)等。
(1)当相对湿度为40%时,,电压表示数为1V,则电压表是并联在 的两端;
(2)若电压表并联在RS的两端,示数变大说明教室里相对湿度在 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
21.如图所示,三个定值电阻在A、B之间接一个6V电源,在C、D之间接一个电流表,此时电流表的示数为 A。将电源和电流表的位置互换,则电流表的示数为 A。
22.电阻R1、R2的U-I图像如图甲所示,则R1两端电压为0V时,该导体的电阻为 ;将R1、R2接入电源电压不变的电路乙中,开关S断开时,R1与R2的电流之比为 ;开关S闭合前后,电压表两次的示数之比为 。
23.在电工学中常用物理量“电导”(符号为G)来表示导体的导电能力。导电能力强,则电导G的值大;导电能力弱,则电导G的值小。对于同一导体,其电导G和电阻R的关系为。现有甲、乙两个导体,已知导体甲的电导为,导体乙的电导为,则导体甲和导体乙串联时的总电导 。
三、探究题
24.在“研究电流与电压的关系”的实验中,小乐设计了如图甲、乙所示的两种方案:
电压U/伏
3.00
2.50
2.00
1.50
电流I安
0.30
0.25
0.20
0.15
(1)选择 (选填“甲”或“乙”)图中的方案进行实验更合理。
(2)小乐选择合理的方案连接好电路,闭合开关,发现电流表无示数,电压表有示数且接近电源电压。产生此现象的原因可能是 。
(3)排除故障后,小乐选择10欧的定值电阻按正确操作进行实验,得到实验结果如表所示,由此可得出结论: 。
(4)为了使实验结论更具有普遍性,应进行的操作是 。
25.图甲是小尚“探究电流与电阻的关系”的实验电路图。已知电源电压恒为6V,滑动变阻器规格为“40 1A”,可供选择的定值电阻的阻值为5、10、15、20、25。
(1)请根据图甲所示电路图将图乙所示的实物电路连接完整 ;
(2)电路连接正确后,小尚先用5的定值电阻进行实验,闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数为2V;再将5的定值电阻换成10的定值电阻进行实验,需将滑动变阻器的滑片P向 (选填“左”或“右”)移动,才能保持定值电阻两端的电压不变。
(3)用25的电阻替换20的电阻后,发现电压表示数始终不能调为2V,为继续完成此次探究,小尚提出了如下解决方案,其中可行的是 ;
A.将滑动变阻器更换为“60 1A”的滑动变阻器,继续实验;
B.将电压为6V的电源更换为电压为4.5V的电源,继续实验;
C.调节滑动变阻器的滑片,使定值电阻两端的电压为2.5V,继续实验。
(4)根据测得的数据描成图像来反映实验结论,如图中最符合的是 ;
A. B.
C. D.
26.某同学想设计一个测量未知电阻的电路:电源两端电压保持不变(未知),将待测电阻Rx(图中未画出)接在a、b之间,仅利用电流表和定值电阻的阻值R0便可得到Rx的阻值。
(1)该同学首先设计的是如图甲所示的电路图,很快被老师指出在操作过程中有可能会引起电路故障,理由是 ;
(2)随后他又设计了如图乙所示的电路图,请在空格内把实验步骤补充完整。
①闭合开关S1和S2,读出电流表的读数记作I1,之后断开所有开关。
② ,读出电流表的读数记作I2。
③断开所有开关,整理实验器材。用I1、I2和定值电阻的阻值R0来表示待测电阻Rx= 。
27.小曙同学在“探究欧姆定律”的实验中,所用器材有:学生电源(6V)、电流表(0-0.6A)、电压表、标有“50Ω 1A”的滑动变阻器、开关、导线和定值电阻R(5Ω,10Ω,15Ω,20Ω,25Ω)。
(1)请你根据如图甲所示,用笔画线代替导线,将如图乙中的实物电路连接完整 。(要求:向右移动滑片时,电路中的电流变小,且导线不能交叉)
(2)排除故障后,他开始探究电流与电阻的关系,若将5Ω的电阻接入电路中,闭合开关调节滑片至适当位置,滑动变阻器连入电路的阻值为;接着换成10Ω的电阻接入电路,闭合开关后,再调节滑片至适当位置,保持电压不变,此时滑动变阻器连入电路的阻值为,则 。
(3)若在电路安全的前提下,为了能够得到电流与电阻关系的普遍规律,使上述的5个定值电阻都能完成实验,则电压表电压的控制范围为 。
四、解答题
28.如图所示,,灯泡L的规格为“2.5V 0.3A”,电源电压保持不变。(不考虑灯丝电阻的变化)
(1)当开关S1、S2都断开时,灯泡L正常发光,求电源电压;
(2)当开关S1、S2都闭合时,电流表的示数变为0.6A,求R2的阻值。
29.如图所示是两地之间沿直线架设了两条输电线(图中的双横线为输电线)。已知每千米输电线的电阻约为,现输电线在地某处发生了短路,为确定短路的位置距处的距离,检修员在地利用电压表、电流表、开关、导线和电源接成电路进行测量计算,便可知道短路处到地的距离。
(1)请在虚线框内帮检修员设计并画出电路图 ;
(2)若测出的电压表示数为,电流表示数为,则短路位置距离地 。
30.国产最新歼10A飞机在空中飞行时,用飞机头部的空速管来测定飞机相对空气的速度。如图甲,空速管内有一个由压敏电阻组成的传感器,阻值随飞行速度的增大而减小,如图乙所示。
(1)当飞行速度为时,压敏电阻的阻值为 ;随着飞行速度的减小,电压表的示数将 (选填“变大”、“不变”或“变小”);
(2)当飞机在某一高度(气温一定)下飞行,传感器电源电压恒定为,当飞行速度达到,电流表的示数为;求当电流表的示数时,飞机的飞行速度?
参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
D
D
C
B
B
D
C
C
C
C
题号
11
12
13
14
15
16
答案
D
B
B
B
D
D
1.D
【详解】AB.电阻是导体本身的一种性质,与导体两端的电压和通过的电流无关,所以,当电压增大为来的2倍时,电阻不变,由欧姆定律可知,电流I增大为原来的2倍时;当电流I增大为原来的2倍时,导体两端的电压也增大为原来的2被,故AB错误;
CD.通过导体的电流为零(或导体两端的电压为零)时,导体的电阻不变,且不为零,故C错误,D正确。
故选D。
2.D
【详解】AD.根据欧姆定律变形公式可知,,则单位满足关系为,故A错误,D正确;
BC.根据欧姆定律变形公式可知,,则单位满足关系为,故BC错误。
故选D。
3.C
【详解】设每个灯泡的电阻为R,电源电压为U。
对于La所在电路,La两端电压为U,根据欧姆定律,可得。
对于Lb和Lc所在电路,Lb与Lc串联,总电阻R总=R+R=2R,电路中的电流
对于Ld和Le所在电路,Ld与Le并联,各支路两端电压都为U,则
A.,,所以Ia≠Ib,故A错误;
B.,所以Ib=Ic,故B错误;
C.,,所以Ia=Ie,故C正确;
D.,所以Id=Ie,故D错误。
故选C。
4.B
【详解】A.由图可知,当电流为0.3A时,导体R和L两端的电压均为3V,由可得,此时它们的电阻相等,故A错误;
B.若把R和L串联,电路电流为0.1安时,串联电路电流处处相等,由图可知,导体R两端的电压为1V,导体L两端的电压为0.5V,根据串联电路电压规律可得,电源电压
电路中的总电阻为
故B正确;
C.若把R和L并联,电源电压为2伏时,并联电路两端电压相等,由图可知,通过导体R的电流为0.2A,通过导体L的电流为0.25A,根据并联电路电流规律可知电路中的总电流为
故C错误;
D.由图可知,导体R的电压与电流的比值为定值,由可知,导体R的电阻为定值,所以导体R的电阻与电压、电流无关,故D错误。
故选B。
5.B
【详解】因电压表在电路中相当于断路,则由图甲可知,电阻箱R0始终与半圆形电阻丝MN的最大电阻串联,电压表测电阻丝MP两端的电压,电流表测电路中的电流;
A.由图乙可知,当时,电压表的示数,电源电压,则电阻箱两端的电压
已知,且,则由串联分压的规律可知,
即电阻箱R0的阻值应调整为20Ω,故A错误;
B.若电源电压降低,要使电压表刻度上标注对应角度也不变,即电阻丝MN两端的电压不变(即始终为3V),由串联电路的电压特点可知电阻箱分得的电压减小,根据串联分压的规律可知,应减小电阻箱R0的阻值,故B正确;
C.调整电阻箱R0使电压表示数U与角度θ成正比,调整后电阻箱R0的阻值不变,且电阻丝MN的最大电阻不变,则角度θ增加时电路的总电阻不变,又因为电源电压不变,所以根据可知,电流表的示数不变,故C错误;
D.当时,电压表的示数,由可得,即比例系数k的数值为,故D错误。
故选B。
6.D
【详解】据图可知,电路为两电阻丝并联,两条支路电流不变,电压表V1测电阻丝部分电压,电压表V2测CD电阻丝部分电压;
CD.由于两电阻丝全部接入电路中,移动滑片不改变两电阻丝接入电路中的阻值,且两电阻丝两端电压不变,根据可知,移动滑片过程中两电阻丝电流不变,故C正确,不符合题意,D错误,符合题意;
A.据图可知,当升高增大时,电压表电压表V1测电阻丝部分长度变大,即与其并联的电阻变大,根据可知,电压表V1的示数会变大,即的示数随身高的增加而增大,故A正确,不符合题意;
B.当体重月大师,电压表V2测CD电阻丝部分长度变短,即与其并联的电阻变小,根据可知,电压表V1的示数会变小,即的示数随体重的增大而减小,故B正确,不符合题意。
故选D。
7.C
【详解】B.闭合开关,定值电阻(或灯泡)和滑动变阻器串联接入电路,根据U=IR可知定值电阻(或灯泡)两端的电压随电流的增大而增大,串联电路总电压等于各部分电压之和,则滑动变阻器两端的电压随电流的增大而减小,由乙图可知电压表与滑动变阻器并联接入电路,电压表测滑动变阻器两端的电压,定值电阻的阻值不变,灯泡的电阻是变化的,所以a是接入定值电阻时记录的数据绘制得到的,b是接入灯泡时记录的数据绘制得到的,故B错误;
A.当滑动变阻器两端的电压为0.5V时,通过电路的电流为0.7A,当滑动变阻器两端的电压为3.5V时,通过电路的电流为0.1A,串联电路总电压等于各部分电压之和,根据欧姆定律可得电源电压U=IR定+UV,代入数据可得0.7A×R定+0.5V=0.1A×R定+3.5V
解得R定=5Ω,则电源电压U=IR定+UV=0.7A×5Ω+0.5V=4V
故A错误;
C.定值电阻和灯泡两端的电压各为3.5V时,根据串联电路电压规律可知滑动变阻器两端的电压为4V-3.5V=0.5V
由乙图可知此时通过定值电阻的电流大于通过灯泡的电流,根据可知灯泡的电阻较大,故C正确;
D.接入小灯泡后,将滑片P向右移动时,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的示数将变小,故D错误。
故选C。
8.C
【详解】由图甲可知,R1与R2并联,电流表测干路电流,电源电压U=3V 。
A.当时,即R2=5Ω,干路电流I=0.9A。通过R2的电流
通过R1的电流
由得,定值电阻R1的阻值为
故A正确,不符合题意;
B.由图乙知,C点电流I′=1.8A。通过R1的电流I1=0.3A(R1两端电压不变,电流不变 )。则通过R2的电流I2′=I′−I1=1.8A−0.3A=1.5A
由得,则此时电阻箱接入电路的阻值
则
即C点横坐标为0.5,故B正确,不符合题意。
C.A点,即R2断路(不是短路,短路时趋近无穷大 ),此时电路中只有R1,电流
但A点不是R2短路,故C错误,符合题意。
D.R2两端电压U不变(等于电源电压 ),由可知,通过R2的电流与R2的阻值成反比,故D正确,不符合题意。
故选C。
9.C
【详解】A.在串联电路中,用20欧的电阻代替5欧和15欧的电阻,运用了等效替代法,故A不符合题意;
B.物质的导电性不能直接测量,灯泡的亮暗程度来判断物质导电性强弱,采用的是转换法,故B不符合题意;
C.电流不能直接观察,在研究流的形成原因时,将电流与水流相比较,从分析水流的形成入手来分析电流的形成,运用的是类比法,故C符合题意;
D.研究电流与电阻关系时,保持定值电阻两端电压不变,更换定值电阻,观察电流变化情况,运用了控制变量法,故D不符合题意。
故选C。
10.C
【详解】A.探究电流与电阻的关系时,滑动变阻器的作用是保护电路和保持定值电阻两端电压不变,找出普遍规律,不是为了减小误差,故A错误;
B.探究电流与电压的关系时,滑动变阻器的作用是保护电路和改变被测电阻两端电压,电阻两端电压可以成倍数变化,也可以不是,成整数倍变化研究问题更简单,故B错误;
C.测量导体的电阻时,通过改变滑动变阻器接入电路的阻值,从而改变了待测电阻两端的电压和通过它的电流,可以多测几组数据,通过求平均值来减小误差,故C正确;
D.测量小灯泡的电阻,滑动变阻器的作用是通过改变小灯泡两端的实际电压与通过小灯泡的电流,可比较灯泡的不同电压下电阻的大小,因为灯丝电阻随温度的升高而增大,所以不能求小灯泡电阻的平均值,故D错误。
故选C。
11.D
【详解】由电路图可知,Rx与R串联,电压表测Rx两端的电压,电流表测电路中的电流,因串联电路中总电压等于各分电压之和,且二节新干电池组成电源的电压
U=3V
所以,滑动变阻器两端的电压
UR=U-Ux
因串联电路中各处的电流相等,所以,滑动变阻器接入电路中的电阻
把表格数据依次代入可得
因滑动变阻器的最大阻值为10Ω,所以,D组数据有拼凑的嫌疑。
故选D。
12.B
【详解】只闭合S1,R1、R2串联,则电压表V测量的是R1两端的电压,电流表A测电路的电流,此时电压表示数与电流表示数的比值为电阻R1的阻值;再将S2闭合,将滑动变阻器短路,移动滑动变阻器的滑片对电路没有影响,电压表测电源的电压,电流表A测通过电阻R1的电流;则电压表示数与电流表示数的比值为电阻R1的阻值,故电压表示数与电流表示数的比值不变;故B正确,ACD错误。
故选B。
13.B
【详解】A.闭合开关S、S1,滑动变阻器与灯泡串联,电压表测灯泡两端的电压,故A正确,不符合题意;
BC.闭合开关S、S2,断开开关S1,滑动变阻器与电阻箱串联,电压表测电阻箱两端的电压,
当电压表示数为1.6V时,电路中的电流
由串联电路的电压特点和欧姆定律可知,电源电压U=UR+U滑=UR+IR滑=1.6V+0.4A×R滑①
当电压表示数为2.8V时,电路中的电流
电源电压U=UR'+U滑'=UR'+I'R滑=2.8V+0.2A×R滑②
由①②解得R滑=6Ω,U=4V,故B错误,符合题意,C正确,不符合题意;
D.闭合开关S、S1,滑动变阻器与灯泡串联,电压表测灯泡两端的电压,小灯泡电压为2.5V时,由串联电路的电压特点可知,滑动变阻器两端的电压U滑″=U-U灯=4V-2.5V=1.5V
则灯泡电流
故D正确,不符合题意。
故选B。
14.B
【详解】AB. 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,当R的阻值增大时,由于电路中的电流不变,根据可知,电压表的示数会变大,故A错误,B正确;
CD.在a处串联一个定值电阻,由于电路中的电流不变,R的阻值不变,根据可知,电压表的示数不变,故CD错误。
故选B。
15.D
【详解】设电流表的内阻为RA, S接a时,电压表测Rx两端的电压,电流表测电路电流, 由串联电路的特点可得电源电压
即U=9V+0.3A×RA①
S接b时,电压表测Rx与电流表两端的总电压U,电流表测电路电流, 此时电压表示数为12V,则电源电压U=12V, 将U=12V代入①式,解得RA=10Ω
由电阻的串联和欧姆定律可得U=I2(Rx+RA)
即12V=0.2A×(Rx+10Ω)
解得Rx=50Ω。 故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
16.D
【详解】由电路图可知,圆环被A与P分成两段,这两段电阻并联,设A、B、C、D等分的每段电阻为R,滑片滑动时对应的两段电阻为R1、R2,则有
由上式可得
并联时的电阻
当时,取最大值;因此在P由B经C到D的过程中,电路总电阻先变大后变小;电源电压不变,由欧姆定律可知,电路电流先变小再变大,因此电流表示数先变小后变大,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
17. 10 0.6
【详解】[1]由图可知,电阻R的阻值为
[2]把定值电阻R和小灯泡L并联接在3V的电源上,据图可知,通过定值电阻的电流为0.3A,通过小灯泡的电流为0.3A,则干路中的电流I总=IR+IL=0.3A+0.3A=0.6A
18. 5000Ω
【详解】由图可知:电流表、调零电阻R和固定电阻R0串联,电流表测量电路中的电流;当电流计指针在满刻度时,根据欧姆定律可知
当电流计指针在满刻度的一半时,根据欧姆定律可知
联立解得
19. 4 增大
【详解】[1]计数器可视为电压表,由图可知,开关S闭合时,光敏电阻R1与定值电阻R2串联,计数器并联在光敏电阻两端;根据串联电路规律可得,电路的总电阻R总=R1+R2
电路中的电流
光敏电阻两端的电压
激光照射光敏电阻时,光敏阻值为R1=2kΩ,光敏电阻两端的电压
激光未照射光敏电阻时,光敏阻值为R′1=8kΩ,光敏电阻两端的电压
计数器两端电压的变化量ΔU1=U'1﹣U1=8V﹣4V=4V
[2]计数器两端电压的变化量
因R'1、R1和R2均为定值,所以ΔU1随电源电压U的增大而增大,据此可知要使计数器更灵敏,应该增大电源电压。
20. RS 增大
【详解】(1)[1]如图,两个电阻串联,有串联电路的特点可知
变形可得
相对湿度为40%时,,电压表示数为1V,则有
电源电压为3V,由上式可知,RS两端的电压为1V,电压表并联在RS两端。
(2)[2]若电压表并联在RS的两端,示数变大,说明定值电阻两端的电压减小,电路中的电流减小,即电阻RS的阻值增大;由电阻RS的阻值随相对湿度的增大而增大,教室里相对湿度在增大。
21.
【详解】[1]AB间是电源、CD间是电流表的等效电路如图所示
由图可知,R2与R3并联后在与R1串联,则R2与R3并联后的总电阻
整个电路的电阻为
干路电流为
根据并联分流可知电流表的示数为
[2]AB间是电流表,CD间是电源的等效电路如图所示:
由图可知,R1R2并联后再与R3串联,R1R2并联的电阻为
整个电路的电阻为
干路电流为
根据并联分流可知电流表的示数为
22. 6 1∶1 2∶3
【详解】[1]由图甲可知,两电阻是定值电阻,结合图信息和欧姆定律可得,电阻R1的阻值为
因为电阻与电压电流无关,只和自己的长度、材料、横截面积和温度有关,所以,R1两端电压为0时,该导体的电阻为6Ω。
[2]将R1、R2接接入电源电压不变的电路乙中,开关S断开时,与串联,所以R1与R2的电流之比为1∶1。
[3]结合图信息和欧姆定律可得,电阻R2的阻值为
S断开时,电压表测的是R1两端电压;S闭合时,电压表测的是电源电压(或两电阻的两端总电压);根据串联电路特点和欧姆定律可得,开关S闭合前后,电压表两次的示数之比为
23.
【详解】由于电导和电阻是互为倒数关系,所以电阻 ,则导体甲的电阻为;导体乙电阻为,根据串联电阻的规律:在串联电路中,串联总电阻等于各串联电阻之和,即,这样求出R串的表达式以后,再将它倒过来就可以了,已知导体甲的电阻为、导体乙电阻为
根据串联电路电阻关系可得
解得
24.(1)乙
(2)定值电阻断路
(3)电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比
(4)见解析
【详解】(1)研究电流与电压的关系时,需要控制电阻不变,改变电阻两端的电压。甲图中没有滑动变阻器,无法改变定值电阻两端的电压;乙图中有滑动变阻器,可以通过调节滑动变阻器来改变定值电阻两端的电压,所以选择乙图中的方案进行实验更合理。
(2)电流表无示数,说明电路可能断路;电压表有示数且接近电源电压,说明电压表与电源两极相连通,所以产生此现象的原因可能是定值电阻断路。
(3)由表格数据可知
即电压与电流的比值为定值,所以可得出结论:电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
(4)为了使实验结论更具有普遍性,应该更换不同阻值的定值电阻进行多次实验,避免实验结果的偶然性。
25.(1)
(2)左
(3)AB
(4)C
【详解】(1)电压表应与定值电阻并联,由于电源电压为6V,且实验中要控制定值电阻两端电压为2V,所以电压表选用0~3V量程。将电压表的“−”接线柱与定值电阻的左端相连,使电压表并联在定值电阻两端。将滑动变阻器任一上端接线柱与定值电阻右端接线柱相连,如图所示:
(2)根据串联分压原理,将5Ω的定值电阻换成10Ω的定值电阻时,定值电阻阻值增大,其两端电压会增大。为保持定值电阻两端电压不变,应增大滑动变阻器分得的电压,即增大滑动变阻器接入电路的阻值。由图可知,需将滑动变阻器的滑片P向左移动。
(3)A.电源电压U=6V,定值电阻两端电压UR=2V,则滑动变阻器两端电压UR′=U−UR=6V−2V=4V
当接入25Ω的定值电阻时,根据串联电路电流处处相等,可得,可得
而原滑动变阻器最大阻值为40Ω,所以将滑动变阻器更换为“60Ω 1A”的滑动变阻器,可以继续实验,故A符合题意;
B.若将电源更换为4.5V的电源,定值电阻两端电压UR=2V,则滑动变阻器两端电压
当接入25Ω的定值电阻时,滑动变阻器接入电路的阻值
可以继续实验,故B符合题意;
C.调节滑动变阻器的滑片,使定值电阻两端的电压为2.5V,因为原实验控制电压为2V,改变定值电阻控制不变的电压会改变实验条件,使前面测得的数据失去意义。故C不符合题意。
故选AB。
(4)在“探究电流与电阻的关系”实验中,电压一定时,电流与电阻成反比,其函数关系为,反比例函数图像是曲线,且当R增大时,I减小,最符合的图像是图C。故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
26.(1)开关S1、S2同时闭合会导致电源短路
(2)将待测电阻Rx接在a、b之间,闭合开关S1,断开开关S2
【详解】(1)如图甲所示,当开关S1、S2同时闭合时,电流从电源出发直接经过电流表回到电源的负极,会导致电源短路,因此引起电路故障。
(2)②[1]闭合开关S1和S2,此时R0和电流表串联在电路中,读出电流表的读数记作I1,根据欧姆定律,电源电压为
由于将待测电阻Rx(图中未画出)接在a、b之间,若闭合S2,待测电阻被短路,不符合题意;所以,接下来的操作是:将待测电阻Rx接在a、b之间,闭合开关S1,断开开关S2。此时两电阻串联,读出电流表的读数记作I2。根据欧姆定律可得, 电源电压为
③[2]由以上分析可得
解得待测电阻的阻值为
27.(1)
(2)1︰2
(3)2~3V
【详解】(1)根据图甲,要使向右移动滑片时电路中的电流变小,滑动变阻器应采用“一上一下”的接法且滑片向右移动时电阻增大,所以应将滑动变阻器左下接线柱与定值电阻右接线柱相连,如图所示:
(2)探究电流与电阻的关系时,要保持定值电阻两端电压不变。设定值电阻两端电压为UR,根据串联电路分压原理
当定值电阻两端电压不变时,定值电阻与滑动变阻器的阻值的比值不变。则,
所以,
当R定1=5Ω,R定2=10Ω时,因为要保持UR不变,所以
则。
(3)当滑动变阻器接入电路电阻最大为R滑max=50Ω时,若接入电阻Rmax= 25Ω,此时定值电阻两端电压最小,根据串联电路分压原理,
解得UR=2V;因为电流表量程为0~0.6A,当Rmin=5Ω时,为保证电路安全,定值电阻两端的最大电压为UR= 0.6A×5Ω=3V
所以电压表电压的控制范围为2~3V。
28.(1)10V
(2)50Ω
【详解】[1]由电路图可知,当开关S1、S2都断开时,R1与灯泡L串联,灯泡L正常发光,所以灯泡L两端的电压,电路中电流,由可得,R1两端电压U1=IR1=0.3A×25Ω=7.5V
因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以电源电压
[2]由电路图知,当开关S1、S2都闭合时,R1与R2并联,电流表测干路电流,即I'=0.6A,因并联电路中各支路两端的电压相等,则|,所以通过R1的电流
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以通过R2的电流
则R2的阻值
29.(1)
(2)15
【详解】(1)要想求短路位置,需要用电流表测量电流,电压表测量电压,根据欧姆定律算出输电线的电阻,所以虚线框内需要有电流表、电压表和电源及开关,电流表串联在电路中,电压表并联在电源的两端,如图所示:
(2)根据题意可知,两条输电线的总电阻为
则一条导线的电阻为
则短路位置距离地的距离为
30.(1)8 变大
(2)850
【详解】(1)[1]由图乙可知,Rx阻值随飞行速度的增大而减小,当飞行速度为340m/s时,压敏电阻Rx的阻值为8Ω。
[2]由图乙可知,Rx阻值随飞行速度的增大而减小,所以随着飞行速度的减小,压敏电阻Rx的阻值增大;由图甲可知,压敏电阻Rx与R串联,电压表测量Rx两端电压,由串联分压特点可知,电压表测量Rx两端电压增大,所以电压表的示数将变大。
(2)传感器电源电压恒定为12V,由图乙可知,当飞行速度达到1020m/s,压敏电阻Rx的阻值为0;电流表的示数为1A,则
。当电流表的示数0.75A时,压敏电阻Rx的阻值
由图乙可知,Rx阻值与飞行速度的关系
当压敏电阻Rx的阻值为4Ω时,解得
v=680m/s
答案第1页,共2页
答案第1页,共2页
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