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专题01 第14-15章选填题难点分析
1.(24-25九年级上·江苏南京·期末)某同学利用如图所示的电路进行实验,电源电压恒为3V,更换4个定值电阻R0,得到I-R图像。以下有关叙述正确的是( )
A. 探究的是电流和电压的关系
B. 实验中电压表的示数保持1V 不变
C. 将R0从5Ω换成10Ω后,应将滑片P向左移动
D. 将电压表并联在R 两端,其他操作不变,也可得出相同的结论
【答案】D
【详解】A.电路图中,两个电阻串联在电路中,电压表测定值电阻两端的电压,更换定值电阻的阻值,通过移动滑片,能保持定值电阻两端的电压保持不变,所以探究的是电流与电阻的关系,故A错误;
B.由I-R图像知,每组对应的电流与电阻的乘积是定值2,所以实验中电压表的示数保持为2V不变,故B错误;
C.将定值电阻R0的阻值由5欧变成10欧,据串联电路的分压特点,定值电阻两端的电压变大,为了让其两端电压不变,应向右移动滑片,让变阻器接入电路的阻值变大,分得的电压变大,故C错误;
D.电压表并联在滑动变阻器R两端,更换定值电阻时,通过移动滑片,保持变阻器两端的电压不变,则定值电阻两端的电压,也能保持不变,也能达到实验目的,故D正确。
故选D。
2.(24-25九年级上·江苏无锡·期末)某学习小组利用压敏电阻、定值电阻等器材,设计出如图所示汽车油量报警电路,当油箱内油量不足时可以报警提示。当R1两端电压大于设定值U时,就会触发报警器,此时油箱中的油量称为警示油量,已知压敏电阻位于油箱底部且阻值随压力的增加而减小。 关于油量表报警电路,下列说法错误的是( )
A. 随着油箱的油量减少,通过定值电阻的电流会变小
B. R1为压敏电阻,R2为定值电阻
C. 若换用阻值更大的定值电阻,警示油量值会变小
D. 若换用电压更大的电源,警示油量值会变小
【答案】D
【详解】AB.根据电路图知道,电阻R1、R2串接入电路中。压敏电阻的阻值随油箱中油量的增加而减小,当油箱中的油量减少时,压敏电阻的阻值变大,根据串联电路的分压规律知道,压敏电阻分担电压变大;根据串联电路的电压规律知道,定值电阻两端电压变小,由于电压表示数大于某一值U时,就会触发报警,所以R1是压敏电阻;此时电路的总电阻变大,根据欧姆定律知道,电路中的电流变小,故AB正确,不符合题意;
C.电压表的报警电压不变,定值电阻两端电压不变,若换用阻值更大的定值电阻,根据欧姆定律知道,电路中的电流变小,由知道,压敏电阻的阻值变大,警戒油量将变小,故C正确,不符合题意;
D.电压表的报警电压不变,若换用电压更大的电源,定值电阻两端电压变大,根据欧姆定律可知,电路中的电流变大,由知道,压敏电阻的阻值变小,警戒油量将变大,故D错误,符合题意。
故选D。
3.(24-25九年级上·江苏苏州·期末)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,再次移动滑片并将记录的数据绘制成如图乙所示的I-U图像。下列分析正确的是( )
A. 电源电压为3.5V
B. 定值电阻阻值为10Ω
C. 当定值电阻和灯泡两端的电压都为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
【答案】C
【详解】AB.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图像,b是接入灯泡时记录的数据绘制得到的图像。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为
U=IR定+UV
代入数据可得
0.7A×R定+0.5V=0.lA×R定+3.5V
解得,R定=5Ω,则电源电压为
U=IR定+UV=0.7A×5Ω+0.5V=4V
故AB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。
4.(24-25九年级上·江苏苏州·期末)某台秤的显示端由电压表改装而成,电路设计如图所示。闭合开关S,正确的说法是( )
A. 保持阻值不变,被测物体质量变大时,电路中电流变大
B. 保持阻值不变,被测物体质量变大时,电压表和电流表示数之比变小
C. 保持被测物体质量不变,当滑片向左滑动,电压表示数变大
D. 若增大台秤量程,可以将滑片向左滑动
【答案】D
【详解】A.保持阻值不变,被测物体质量变大时,滑片P向下滑,但是由于电路中滑动变阻器接入的阻值不变,总电阻不变,电路中的电流不变,故A错误;
B.保持阻值不变,被测物体质量变大时,滑片P向下滑,电路中的电流不变,电压表所测量的部分电阻变大,根据可知,电压表测量范围的电压变大,则电压表的示数变大,电压表和电流表示数之比变大,故B错误;
C.保持被测物体质量不变,当滑片向左滑动,R2接入的阻值变大,总电阻变大,电路中的电流变小,保持被测物体质量不变,R1的滑片不会移动,则电压表所测量部分电阻的大小不变,根据可知,通过电阻R1的电流变小,故电压表的示数变小,故C错误;
D.当所测的质量变大时,R1的滑片P向下滑,当R2接入的阻值不变时,电压表所测量部分的电阻变大,电压表的示数变大,而电压表示数的最大值是不变的,要增大台秤量程,则电路中的电流需要变小,可以采用将滑片向左滑动来实现,故D正确。
故选D。
5.(24-25九年级上·江苏常州·期末)如图所示为小明设计的烟雾报警装置的简化电路。其中电源电压保持不变,R0为电阻箱,调节R0至合适阻值,R为光敏电阻,其阻值随光照强度的减弱而增大。当电流表示数减小到某一值时,装置开始报警。闭合开关S,当有烟雾遮挡射向R的激光时,则( )
A. 电压表与电流表的示数之比不变
B. 电流表的示数减小,电压表的示数减小
C. 减小电源电压,可使装置在烟雾浓度更低时报警
D. 减小的阻值,可使装置在烟雾浓度更低时报警
【答案】C
【详解】AB.分析电路可知,和光敏电阻串联,电流表测电路电流,电压表测光敏电阻电压。当有烟雾遮挡射向R的激光时,光照强度减弱,则光敏电阻阻值增大,则总电阻变大,根据可知电流表的示数减小,根据串联分压原理可知电压表的示数增大;根据,电压表与电流表的示数之比即为光敏电阻的阻值,所以电压表与电流表的示数之比变大,故AB不符合题意;
C.当电流表示数减小到某一值时,装置开始报警。报警时的电流不变,根据可知,减小电源电压,则总电阻变小,对应光敏电阻的阻值变小,可知可使装置在烟雾浓度更低时报警,故C符合题意;
D.报警时的电流不变,根据可知,总电阻不变,减小的阻值,则对应光敏电阻的阻值变大,可知可使装置在烟雾浓度更高时报警,故D不符合题意。
故选C。
6.(24-25九年级上·江苏扬州·期末)如图甲所示,一款全自动家用电炖锅,内部简化原理图如图乙所示。它工作时有“武火”、“文火”以及“保温”三个挡位,电路中的总电流分别对应为、以及,且。当断开,接时,电路中的电流为;当闭合,接时,电路中的电流为;做不到闭合,同时接的情况。下列说法中正确的是( )
A. 的阻值为
B. 、的电阻之比为
C. 断开,接时,电炖锅处于“保温”挡工作
D. 闭合,接时,电炖锅处于“文火”挡工作
【答案】C
【详解】CD.由电路图可知,当断开,接时,电路中只有R2工作;当闭合,接时,R1和R2并联;当断开,接时,R1和R2串联;由可知,电路中的电阻越小,功率越大,所以当闭合,接时,R1和R2并联时为“武火”挡,当断开,接时,电路中只有R2工作为“文火”挡,当断开,接时,R1和R2串联为“保温”挡。故C正确,D错误;
A.当断开,接时,电路中只有R2工作,电路中的电流为,则R2的阻值为
故A错误;
B.当闭合,接时,R1和R2并联,电路中的电流为,则此时电路的电阻为
根据并联电路电阻的关系可得,即
解得R1=220Ω,则R1、R2的阻值之比为4︰1,故B错误。
故选C。
7.(24-25九年级上·江苏常州·期末)如图所示,电源电压恒定,灯泡L规格为“8V,4W”(忽略温度对灯泡电阻的影响),滑动变阻器R1最大阻值为40Ω,R2为定值电阻。闭合S,将S1接1,移动滑片使灯泡正常发光,电路总功率为P1,此时滑动变阻器工作1min消耗的电能为W;将S1接2,滑片移至a端,电流表示数为1A,电路总功率为P2,滑片移至b端,电流表示数为0.2A。下列判断正确的是( )
A. L正常发光时电阻为2Ω
B. 电源电压为8V
C. P1︰P2=2︰1
D. W=60J
【答案】D
【详解】A.灯泡L规格为“8V,4W”,根据可得灯泡正常发光时的电阻
故A错误;
B.将S1接2,滑片移至a端,电路中只有定值电阻R2接入电路,电流表示数为1A;滑片移至b端,R1、R2接入电路,电流表示数为0.2A,根据串联电路的电压特点和欧姆定律可知电源电压
则U=1A×R2=0.2A×(40Ω+R2)
解得R2=10Ω,U=10V,故B错误;
C.小灯泡的额定电流为
闭合开关S,将S1接1,灯泡L与滑动变阻器R1串联,当小灯泡正常发光时,电路中的电流为I1=I额=0.5A
则电路总功率为P1=UI1=UI额
将S1接2,滑片移至a端,电路中只有定值电阻R2接入电路,电流表示数为1A,电路总功率为P2=UI2
则P1与P2的比值为
故C错误;
D.闭合开关S,将S1接1,灯泡L与滑动变阻器R1串联,当小灯泡正常发光时,根据串联电路的电压特点可得滑动变阻器两端的电压U1=U-UL=10V-8V=2V
则W=U1I1t=2V×0.5A×60s=60J
故D正确。
故选D。
8.(2024秋•锡山区校级期末)如图甲所示的电路中,电源电压恒定,灯泡上标有“4V ,0.5A”的字样,电流表量程为0~0.6A,电压表V1量程为0~15V,V2量程为0~3V。闭合开关在保证电路安全的情况下,最大范围内调节滑片,得到其中一个电压表与电流表示数的关系如图乙。下列说法正确的是( )
A.灯泡正常发光的电阻为4Ω
B.电路中电源电压为9V
C.滑动变阻器阻值变化范围为4~7.5Ω
D.调节滑片过程中,电压表V1的变化范围是4~7.5V
【答案】C
【详解】A.A、根据I可得灯泡正常发光的电阻为:RL8Ω,故A错误;
B、由实物图得,灯泡与滑动变阻器串联,电压表V1测量灯泡电压,电压表V2量滑动变阻器电压,电流表测量电路电流,当滑动变阻器接入电阻中电阻变大,电路电流变小,滑动变阻器两端电压变大,灯泡两端电压变小,则图乙中的图象为滑动变阻器的U﹣I图,由图象得,滑动变阻器的最小电压为2V,此时滑动变阻器接入电路中电阻最小,电路电流最大,电流表的量程为0~0.6A,则电路最大电流为0.5A,此时灯泡正常工作,灯泡两端电压为4V,则电源电压为:U=U滑小+UL=2V+4V=6V,故B错误;
C、电路电流最大时滑动变阻器接入电阻中电阻最小,根据I可得:R滑小4Ω;
根据V2量程为0~3V可知滑动变阻器最大电压为3V,此时滑动变阻器连入电路的电阻最大,电路中的电流最小,由图乙可知,电路最小电流为0.4A,则滑动变阻器连入电路的最大电阻为:
R滑大7.5Ω,
即滑动变阻器阻值变化范围为4~7.5Ω,故C正确;
D、当灯泡正常发光时,电压表V1的示数最大,即电压表V1的最大示数为4V;
当滑动变阻器两端电压最大时,灯泡两端电压最小,根据串联电路电压规律可知,灯泡两端最小电压为:
UL小=U﹣U滑大=6V﹣3V=3V,即电压表V1的最大示数为3V,
因此电压表V1的变化范围是3~4V,故D错误。
故选:C。
9.(24-25九年级上·江苏淮阴·期末)大多数水果最适宜的储存温度为,小明设计了如图甲所示的电路图,监测温度变化,确保水果保鲜。电源电压恒为,是滑动变阻器,热敏电阻的阻值随温度的变化关系如图乙所示,报警仪由量程为的电压表改装而成。闭合开关S,将滑片调至某一位置固定,当温度达到时,报警仪指针指在表盘中央,开始报警。下列说法中正确的是( )
A. 温度升高时,电路中的电流变小
B. 当报警仪电压时,环境温度不符合要求
C. 当电路中电流时,环境温度符合要求
D 若要降低报警温度,应将滑片向右移动
【答案】C
【详解】由图可知,Rt与R0串联,电压表(报警仪)测量Rt两端的电压;
A.由图乙可知,温度升高时,Rt变小,电路总电阻变小,根据欧姆定律可知,电路中的电流变大,故A错误;
B.由图可知,当温度达到时,Rt的阻值为30Ω,报警仪指针指在表盘中央,示数为1.5V,电路电流为
滑动变阻器两端的电压为
滑动变阻器连入电路的阻值为
当报警仪电压时,滑动变阻器两端的电压为
电路电流为
Rt的阻值为
由图乙可知,此时环境温度低于4℃,环境温度符合要求,故B错误;
C.由B项分析可知,当电路中电流等于0.05A时,环境温度为4℃。当电路中电流小于0.05A时,由欧姆定律可知,电路中的总电阻会增大,滑动变阻器R0的阻值不变,由串联电路的总电阻与分电阻的关系可知,此时热敏电阻Rt的阻值将变大。由图乙可知,此时的环境温度应低于4℃。环境温度符合要求。故C正确;
D.因报警时电压表的示数不变,若要降低报警温度时,因热敏电阻Rt的阻值变大,根据串联电路的电压特点可知滑动变阻器连入电路的阻值变大,则滑片应向左移动,故D错误。
故选C。
10.(24-25九年级上·江苏泰兴·期末)如图甲所示,电源电压保持不变,定值电阻,电表均为实验室常用电表。闭合开关S,在保证电路安全的前提下,最大限度地调节滑动变阻器滑片P,两电压表示数与电流表示数变化的图像如图乙所示。此过程中,( )
A. 电源电压为
B. 滑动变阻器的最大阻值为
C. 两电压表所用量程均为
D. 电路消耗的最大功率为
【答案】B
【详解】A.由乙图可知,当电流为0.3A时,两电压表示数相等,此时电压表示数
电源电压
故A错误;
B.当电路电流最小为0.1A时,电路总电阻
滑动变阻器的最大阻值
故B正确;
C.当电路电流最小为0.1A时,电压表V2示数最大
则电压表V2应选择量程。当电流为0.3A时,电压表V1示数最大,则电压表V1应选择量程,故C错误;
D.当电流最大为0.3A时,电路消耗的最大功率
故D错误。
故选B。
11.(24-25九年级上·江苏盐城·期末)如图甲所示,电源电压恒定,定值电阻R0的阻值为10Ω。将滑动变阻器的滑片从a端滑到中点的过程中,电压表示数U与电流表示数I之间的关系图像如图乙所示,下列说法正确的是( )
A. 电源电压为16V
B. 滑动变阻器R的最大阻值为10Ω
C. 若滑片从a端匀速移动到b端,电压表指针匀速转动
D. 若滑片从a端匀速移动到b端,电压表指针转速变快
【答案】D
【详解】AB.当滑片在a端时,滑动变阻器接入电阻最大,电路电流最小,电压表示数最大为U1=8V ;滑片在中点时,电压表示数U2=6V 。设电源电压为U,滑动变阻器最大阻值为R。根据串联电路电流特点和欧姆定律,滑片在a端时,
滑片在中点时,
已知R0=10Ω,代入数据
解方程组得U=12V,R=20Ω,故AB错误;
CD.根据串联电路分压原理,滑片从a端匀速移动到b端,R滑减小,U滑减小 。
设滑片移动速度为v,移动时间为t,R滑=R-vt ,
U滑与t不是线性关系,且R滑减小速度越来越快,电压表示数减小速度越来越快,即电压表指针转速变快,故C错误,D正确。
故选D。
12.(24-25九年级上·江苏南京·期末)如图甲所示,小灯泡L的规格是“6V,3W”,闭合开关S,当滑动变阻器连入电路中的电阻为时,L正常发光。小灯泡的图像如图乙所示,电源电压保持不变。下列说法中正确的是( )
A. 电源电压为10V
B. 小灯泡的电阻始终为
C. 当滑动变阻器接入电路中的电阻为时,电流表示数为
D. 在图乙中画出变阻器的图像,它与L的图像交点处的电流为
【答案】D
【详解】A.当滑动变阻器连入电路中的电阻为时,L正常发光,电压为6V,电流为;滑动变阻器两端电压
根据串联电路的特点和欧姆定律知,电源电压
故A错误;
B.已知灯泡的额定电压为,额定电流为,由知灯泡正常发光时的电阻为
由图像可知灯泡的电阻是变化的,故B错误;
C.当滑动变阻器接入电路中的电阻为时,假设电流表示数为,根据图像知,灯泡电压为;则电源电压
与电源电压不等,故不成立,故C错误;
D.在图乙中画出变阻器的图像,它与L的图像交点处灯泡与滑动变阻器的电压相等,说明每个的电压为电源电压的一半,即4V,根据图像知,此时的电流为,故D正确。
故选D。
13.(24-25九年级上·江苏南通·期末)如图甲所示为某种跳绳自动计数器的简化原理图。跳绳时,每当绳子挡住了射向的红外线时,的电阻会变大,自动计数器会计数一次。信号处理系统相当于一个电压表,能记录AB间每一时刻的电压。若已知电源电压为10V并且保持不变,为定值电阻,某一段时间AB间的电压随时间变化的图像如图乙所示,则下列说法正确的是( )
A. AB两端电压为6V时,计数器会计数一次
B. 绳子没有挡住射向的红外线时,的阻值是的4倍
C. 绳子挡住射向的红外线时流过的电流变大
D. 绳子没有挡住射向的红外线时和挡住射向的红外线时的阻值之比为1∶6
【答案】D
【详解】A.由甲图知R1和R2串联,AB间电压为R2两端的电压,当绳子挡住了射向R1的红外线时,R1的电阻会变大,根据串联电路分压规律知,R1两端的电压会变大,电源电压不变,R2两端的电压会变小,自动计数器会计数一次,由乙图知,此时R2两端的电压即AB间的电压为U2=2V,故A错误;
B. 绳子没有挡住射向R1的红外线时,R2两端的电压为6V,此时R1两端的电压为
R1和R2的电阻之比
则,即:没有挡住射向R1的红外线时,R1的阻值是R2的,故B错误;
C.绳子没有挡住射向R1的红外线时,R2两端的电压为6V,此时电路电流
挡住射向R1的红外线时,R2两端的电压为2V,此时电路电流
则绳子没有挡住射向R1的红外线时和挡住射向R1的红外线时电路电流之比
绳子挡住射向的红外线时流过的电流变小,故C错误;
D.挡住射向R1的红外线时,R2两端的电压为2V,此时R1两端电压
R1和R2的电阻之比
则,绳子没有挡住射向的红外线时和挡住射向的红外线时的阻值之比
故D正确。
故选D。
14.(24-25九年级上·江苏徐州·期末)2024年3月,德阳市青少年科技创新代表队在第38届四川省青少年科技创新大赛中取得优异成绩。如图所示是本次大赛我市青少年科技创新小组自制的肺活量比较装置,通过观察电流表示数的变化即可比较肺活量的大小;R0为滑动变阻器,R1为定值电阻,电压表、电流表为理想电表,电源电压保持不变。现闭合开关S,科技创新小组成员向装置吹气,隔板向上平移,滑动变阻器R0接入电路的阻值变小,下列说法正确的是( )
A. 电压表的示数不变,电流表A1的示数变小
B. 电压表示数不变,电流表A2的示数变小
C. 电压表的示数变小,电流表A1的示数变大
D. 电流表 A1的示数变大,电流表A2的示数变大
【答案】D
【详解】由图知,闭合开关S,滑动变阻器R0与定值电阻R1并联,电压表测量电源电压,电流表A1测量干路中的电流,电流表A2测量R0支路中的电流。科技创新小组成员向装置吹气,隔板向上平移,滑动变阻器R0接入电路的阻值变小,由于电源电压保持不变,所以电压表的示数不变;并联电路各支路两端的电压相等,且等于电源电压,由欧姆定律可知R0支路中的电流变大,即电流表A2的示数变大;根据欧姆定律可知R1支路中的电流不变,因为并联电路干路中的电流等于各支路中的电流之和,所以干路中的电流变大,即电流表A1的示数变大。综上可知,故D正确,ABC错误。
故选D。
15.(24-25九年级上·江苏兴化·期末)如图甲所示的电路,电源电压保持不变,闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片,使其从最右端向左滑动到a点时,灯泡电流达到最大值,此时灯泡的实际功率为8W,在图乙中绘制出电流表与两电压表示数关系的图像,结合以上信息下列说法正确的是( )
A. 变阻器的最大阻值为40Ω B. 电源电压为20V
C. a点时变阻器阻值为5Ω D. 电路中最小总功率为6W
【答案】A
【详解】ABC.闭合开关S,灯泡和变阻器串联。电压表V1测量灯泡两端电压,电压表测量变阻器两端电压,电流表测量电路电流。滑片在最右端时,变阻器接入电路中的电阻最大,总电阻最大,根据欧姆定律可知电路中的电流最小,从图乙可知为0.3A,滑片从最右端向左滑动到a点时,变阻器接入电路中的电阻逐渐变小,根据串联分压特点可知,变阻器两端的电压逐渐变小,灯泡两端电压逐渐变大,可知图乙中右面的曲线为电流表与电压表的示数变化关系的图像,左面的曲线为电流表与电压表V2的示数变化关系的图像。调节滑动变阻器的滑片到a点时,灯泡电流达到最大值,可知此时变阻器两端电压为4V,电路中的电流为0.4A,根据欧姆定律可知滑动变阻器接入电路的阻值为
根据可得灯泡两端的电压为
根据串联电路的电压特点可知电源电压为
调节滑动变阻器的滑片在最右端时,从图乙可知此时电流为0.3A,且从图乙可知灯泡两端的电压和变阻器两端的电压相等,则变阻器两端的电压为
滑动变阻器的最大阻值为
故A正确,BC错误;
D.根据可知,电路的最小总功率为
故D错误。
故选A。
16.(24-25九年级上·江苏泰州·期末) 某小组为了测量教室空气中过氧乙酸气体的浓度,用电压表改装成检测仪,如图甲所示。已知电源电压为6V,定值电阻的规格是“3Ω 0.4A”,电压表的量程为“0~3V”,过氧乙酸气体传感器的阻值随过氧乙酸气体浓度的变化关系如图乙所示。
(1)当过氧乙酸气体的浓度增大时,电压表的示数将______(选填“增大”“减小”或“不变”);
(2)当电压表的示数为0.9V时,教室内过氧乙酸气体的浓度将______(选填“大于”“小于”或“等于”)0.1g/m3;
(3)当过氧乙酸气体浓度变化时,电压表的最大示数为______V;
(4)检测仪长时间使用后,电池电压降低,小组未及时更换新电池,则测量的过氧乙酸气体的浓度值会偏______(选填“大”或“小”)。
【答案】(1)增大 (2)大于 (3)1.2 (4)小
【小问1详解】
由图甲可知,两电阻串联,电压表测的是定值电阻的两端电压;由图乙可知,传感器电阻Rt 的阻值随过氧乙酸浓度 ρ的增大而减小;当过氧乙酸气体的浓度增大时,过氧乙酸气体传感器的阻值变小,电路的总电阻变小,根据欧姆定律可知,电路电流变大,定值电阻的两端电压变大,即电压表示数增大。
【小问2详解】
当电压表的示数为0.9V时,即此时定值电阻的两端电压为0.9V,根据串联电路电流规律和欧姆定律可得,此时电路电流为
此时电路总电阻为
此时传感器的电阻为
由图乙可知,教室内过氧乙酸气体的浓度将大于0.1g/m3。
【小问3详解】
由题意可知,允许最大电流为0.4A,过氧乙酸气体浓度增大时,传感器电阻减小,电路总电阻减小,根据欧姆定律可知,电路电流增大,若电路电流超过0.4A,可能损坏,因此在安全工作范围内,电压表最大示数为
【小问4详解】
当电池电压降低时,对于相同的传感器,电路总电压变小,定值电阻上的分压也随之变小,测得的电压表示数偏低,可知测量的过氧乙酸气体的浓度值会偏小。
17.(24-25九年级上·江苏徐州·期末)某中学为实现学生错峰用餐,在食堂安装了自动加热餐台,其简化电路的一部分如图所示,图中两个虚线框内分别接两个阻值不同的定值电阻和,控制开关可连接位置1或2。闭合开关S,餐台开始工作。当餐台内食品温度降到时,控制开关转到位置______为食品加热;当餐台内食品温度达到时,电路为食品保温。已知定值电阻,餐台保温状态下总功率为400W,则______。餐台加热状态下工作可使2kg的汤温度升高,已知汤的比热容为,餐台加热效率为,则餐台的加热功率______W;应接在虚线框______(选填“a”或“b”)内。若将虚线框内两电阻对调,则餐台加热状态下的总功率将______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】 ①. 1 ②. 96.8 ③. 2000 ④. b ⑤. 变小
【详解】[1]由图可知,当开关S闭合、接2时,两个电阻串联,根据串联电路的电阻特点可知,此时电路中的总电阻最大,由可知,电路中的总功率最小,加热餐台处于保温状态,当开关S闭合、接1时,只有一个电阻工作,电路中的总电阻小,总功率最大,加热餐台处于加热状态。
[2][3]由可知,保温状态下的总电阻
根据串联电路电阻特点可知,的阻值
汤吸收的热量
由可知,加热餐台消耗的电能
加热餐台的加热功率
[4]由可知,加热餐台加热状态下电路中的电阻
所以应接在虚线框a内,应接在虚线框b内。
[5]若将虚线框内两电阻对调,即接在虚线框a内,此时餐台加热状态下的电功率
所以餐台加热状态下的总功率将变小。
18.(24-25九年级上·江苏宿迁·期末)如甲所示,电源电压恒定、均为定值电阻,为滑动变阻器。闭合开关S,将滑片P由a端滑到b端过程中,电流表示数将变________;图乙中图线①、②分别表示电压表1、示数与电流表示数变化关系,则滑动变阻器最大阻值为________;通过分析可知1的阻值为________Ω,电源电压为________V。
【答案】 ①. 小 ②. 15 ③. 10 ④. 6
【详解】[1]由图可知,闭合开关S,R0、R1、R2串联接入电路,电流表测电路中的电流,电压表V1测R1和R2的总电压,电压表V2测R2两端的电压,将滑片P由a端滑到b端过程中,滑动变阻器接入电路中的阻值变大,电路中的总电阻变大,电源电压恒定,由欧姆定律可知,电路中的电流变小,即电流表的示数变小。
[2][3][4]由题图可知,当滑片P在b端时,变阻器连入电路的电阻最大,电路的电流最小,即为I小=0.2A,可知V2的示数为U2大= 3.0V,此时电压表V1的电压U12=5.0V,则R1两端的电压为
由可知,滑动变阻器最大阻值为
1的阻值为
此时电源电压为
①
当滑片P在a端时,变阻器连入电路的电阻为0,电路的电流最大,即为I大=0.4A,此时电源电压为
②
联立①②式解得R0=5Ω,U=6V。
19.(24-25九年级上·江苏盐城·期末)小明注意观察了空调和冰箱的铭牌:
容积V/L
185
额定电压U/V
220
功率P/W
120
耗电量(kW⋅h/24h)
0.72
(1)空调制冷“能效比”是指空调制冷量与制冷时消耗的电功率之比。小明家需要一台制冷量为4800W的空调,若选“能效比”为3.2的空调,则该空调制冷消耗的电功率为______W;
(2)家用电冰箱是间歇性工作的。某种电冰箱铭牌的参数如表所示,电冰箱在标定耗电量下正常工作时,一天实际工作______h,若电冰箱每次从启动到停止工作的时间都为10min,每消耗1kW⋅h电能,电能表指示灯闪烁1500次,则该电冰箱每天启动______次,每工作一次电能表指示灯闪烁______次。
【答案】(1)1500
(2) ①. 6 ②. 36 ③. 30
【小问1详解】
该空调制冷消耗的电功率为
【小问2详解】
[1]一天实际工作时间为
[2]一天启动次数为
[3]电冰箱每工作一次消耗的电能为
每消耗1kW⋅h电能,电能表指示灯闪烁1500次,则每工作一次电能表指示灯闪烁次数为
20.(24-25九年级上·江苏苏州·期末)某同学设计了一个身高、体重测量仪,电路如图所示。改装后的电压表、电流表的刻度分别显示身高和体重的大小,压敏电阻R的阻值随压力增大而减小,R0为定值电阻,滑片P随身高增高而上滑。体检者体重越大,电流表的示数______,电路消耗的总电功率______;改装后______(电压表/电流表/两者)的刻度是均匀的。
【答案】 ①. 越大 ②. 越大 ③. 电压表
【详解】[1][2][3]由电路图可知,R与R0并联,电压表测滑片P下方电阻丝两端的电压,电流表测压敏电阻所在支路的电流,因电压表的内阻很大、在电路中相当于断路,所以,人的身高变化即滑片移动时,R0接入电路中的电阻不变,通过R0的电流不变,根据U=IR可知,电压表的示数与电压表并联部分的电阻的大小成正比,所以将电压表改装成的身高测量仪的刻度是均匀的;当体重越大时,压敏电阻受到的压力越大,由压敏电阻的阻值随压力增大而减小可知,R的阻值越小,由I=可知,通过R的电流变大,即电流表的示数变大;根据并联电路电流规律可知,电路总电流变大,由,电源电压不变,总电流变大,总功率变大。
21.(24-25九年级上·江苏连云港·期末)如图甲所示,电源电压恒定,电流表量程为“”,滑动变阻器标有“1A”字样,其最大阻值为,为定值电阻,,灯泡L上标有“6V”字样,其电流与两端电压的关系如图乙所示。当闭合开关,断开开关、,且滑动变阻器滑片P在最右端时,电流表示数为,此时灯泡的功率为______W;当闭合开关,断开开关、时,灯泡恰好正常发光,则电源电压为______V,的阻值为______Ω;在保证各元件安全的前提下,该电路工作1min最多可以产生______J的热量。
【答案】 ①. 1.6 ②. 16 ③. 20 ④. 1728
【详解】[1][2][3]分析电路可知,当闭合开关,断开开关、,且滑动变阻器滑片P在最右端时,灯泡和滑动变阻器的最大阻值串联,电流表测电路电流,电流表示数为,由乙图可知此时灯泡的电压为4V,则此时灯泡的功率为
根据串联分压分规律和欧姆定律,此时电源电压可表示为
①
当闭合开关,断开开关、时,灯泡和串联,灯泡恰好正常发光,即灯泡电压为6V,由乙图可知此时灯泡电流为0.5A,则此时电源电压可表示为
②
、之比为
③
联立①②③,解得,,。
[4]当闭合开关、、时,、并联,此时电流表测干路电流,电流表量程为“”,R2中电流为
则干路电流最大为
I=I2+I1max=0.8A+1A=1.8A
所以该电路工作1min最多可以产生的热量为
22.(24-25九年级上·江苏镇江·期末)如图所示,电源电压不变,闭合开关,当滑动变阻器R2的滑片P从a端滑到b端的过程中,电流表示数变化了0.2A,电压表V1的示数从6V变为2V,电压表V2的示数变化了9V,则R1的阻值为______Ω,R2的最大阻值为______Ω,电源电压为______V,R1的功率变化了______W。
【答案】 ①. 20 ②. 90 ③. 13.5 ④. 1.6
【详解】[1][2][3][4]由电路图可知,三个电阻串联在电路中,电压表V1测的是R1的两端电压,电压表V2测的是滑动变阻器R2的两端电压,电流表测的是电路电流。设电源电压为U,当滑动变阻器R2的滑片P在a端时,R2接入电路的电阻为0,根据欧姆定律可得,此时电路电流为
电压表V1的示数为
电压表V2的示数为0;当滑动变阻器R2的滑片P在b端时,R2接入电路的电阻为最大电阻R2,根据欧姆定律可得,此时电路电流为
此时电压表V1的示数为
电压表V2的示数为
由题意可得
联立以上式子解得,电源电压为U=13.5V,R1=20Ω,滑动变阻器最大阻值R2=90Ω,R3=25Ω。由以上分析可得,当滑动变阻器R2的滑片P在a端时,电路电流为
当滑动变阻器R2的滑片P在b端时,此时电路电流为
根据串联电路的电流特点和P=UI可得,R1的功率变化
23.(24-25九年级上·江苏泰州·期末)如图甲,电源电压不变,小灯泡L的额定电流为0.6A,电流表量程为“0~0.6A”,电压表量程为“0~15V”。闭合开关S,在保证电路安全的前提下,调节电阻箱R,分别绘制了电流表示数与电压表示数、R的阻值变化关系图象,如图乙、丙,则L的额定功率为______W,电源电压为______V;当电流表示数为0.25A时,R消耗的电功率为______W;若将电压表量程换为“0~3V”,设R消耗的功率为P1时,L消耗的功率为P2,则的最小值为______,此时,通电1min灯L消耗的电能为______J。
【答案】 ①. 3.6 ②. 12 ③. 2.75 ④. 3 ⑤. 90
【详解】[1][2]由甲图可知,电压表测量灯泡两端电压,灯泡和电阻箱串联,电流表测量电路中的电流,由乙图可知,电流为0.6A时,电压表示数为6V,所以灯泡的额定功率为
由图丙可知,当电流为0.6A时,电阻箱电阻为,则电阻箱两端电压为
则电源电压为
[3]当电流表示数为0.25A时,电压表示数为1V,则电阻箱两端电压为
R消耗的电功率为
[4][5]R消耗的功率为,L消耗的功率为,则两功率之比为
根据串联电路电压规律可知,当电阻箱两端电压最小时,灯泡两端电压最大,有最小值,电压表量程为“0~3V”,则灯泡两端电压最大为3V,则电阻箱两端电压为
则的最小值为
由乙图可知,当电压表示数为3V时,电流大小为0.5A,通电1min灯L消耗的电能为
24.(24-25九年级上·江苏泰州·期末)如图甲是家用网线“双绞线”的内部结构图。每组网线由两根导线统绕而成,生活中常用它来传输弱电信号。按如图乙所示电路,使用其中一组网线连接信号发射器和信号接收器,能实现信号的传输。传输信号时,发射器产生3V的稳定电压。为了避免各种干扰,传输电流不得小于5mA。如果信号接收器两端的电压U收≥2V,信号就能被成功识别。
(1)在传输信号过程中为了保证信号能被成功识别,传输信号的网线电阻最大为 Ω。
(2)若连接发射器和接收器的这组网线电阻为50Ω,则为了避免信号干扰且能被成功识别,信号接收器的最小电阻值为 Ω,最大电阻值为 Ω。
【答案】(1)200;(2)100;550。
【详解】(1)由乙图可知信号发射器、网线和信号接收器串联接入电路,串联电路总电压等于各部分电压之和,则网线两端的最大电压:U1=U﹣U收=3V﹣2V=1V,
根据欧姆定律可得网线的最大电阻:R1===200Ω;
(2)根据串联分压原理可得=,网线电阻为50Ω,则信号接收器的最小电阻值为R收===100Ω;
根据欧姆定律可得电路最大总电阻:R===600Ω,
串联电路总电阻等于各部分电阻之和,则信号接收器的最大电阻值为R收′=R﹣R1=600Ω﹣50Ω=550Ω。
25.(24-25九年级上·江苏常州·期末)如图所示是某实践小组设计的油汀内部简化电路,电热丝和置于腔体内,通电后对腔体内的导热油加热。该油汀设有三个挡位,转动旋钮式开关可以将左侧相邻两个金属触点相连,同时与右侧金属板连通,从而选择不同挡位。每个挡位对应的功率如右表所示,其中2挡功率模糊不清。
(1)若图中金属滑片连接c、d两触点时对应的是1挡位,则金属片连接b、c两触点时对应的挡位功率为________W,电热丝_________Ω;
挡位
1挡
2挡
3档
功率
(2)为了减小该油汀的1挡功率,将标有“6A 66Ω”字样的电位器(变阻器)接入腔体外部电路的________(选填“A”、“B”或“C”)点;则改装后油汀的最小加热功率为_________W;最大加热功率________________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】 ①. 2200 ②. 22 ③. C ④. 176 ⑤. 不变
【详解】(1)[1]金属滑片连接c、d两触点时,只有接入电路,对应的是1挡位,则由表格中的数据可知,工作时的功率为1100W;金属片连接a、b两触点时,两电阻并联,此时电路中总电阻最小,功率最大,对应的是3档位,则由表格中的数据可知,电路中的总功率为3300W;金属片连接b、c两触点时,只有接入电路,对应的是2档位,则工作时的功率
[2]金属片连接b、c两触点时,只有接入电路,对应的是2挡位,则
(2)[3]金属滑片连接c、d两触点时,只有接入电路,对应的是1挡位,根据公式可知,的电阻不变,则电路中的电流越小,的电功率越小,所以为了减小该油汀的1挡功率,应将电位器串联接入电路中,与串联,故应接在C点。
[4]当电位器与串联,且接入阻值最大时,电路中的电流越小,的功率最小,的阻值
最小加热功率
[5]金属片连接a、b两触点,电位器接入的阻值为零时,仍为和并联,电路中总电阻不变,由可知,电路中的最大功率不变。
26.(24-25九年级上·江苏盐城·期末)如甲图所示电路中,电源电压不变,,滑动变阻器的最大电阻为,电流表使用的量程为.小灯泡L的额定电压为,其电流随电压的变化规律如乙图所示.当只闭合时,电流表的示数为.则电源电压为_______V;当只闭合时,要使小灯泡L正常发光,滑动变阻器连入电路的电阻为_______Ω;当闭合时,为保证电路安全,变阻器接入电路中的阻值至少为_______Ω:通过调节滑片位置和开关不同状态,电路的最大功率为_______W.
【答案】 ①. 8 ②. 14 ③. 40 ④. 4.8
【详解】[1]由图甲可知,当只闭合时,小灯泡L与定值电阻串联,电流表测量电路中的电流。已知此时电流表的示数为,根据串联电路的电流规律可知,通过小灯泡和定值电阻的电流为
根据图乙可知小灯泡L两端的电压:,此时两端的电压
根据串联电路的电压规律可得,电源电压
[2]当只闭合时,小灯泡L与滑动变阻器串联,已知小灯泡的额定电压为,由图乙可知小灯泡正常发光时的电流为,则通过的电流
两端的电压
此时接入电路的阻值
[3][4]当闭合、、时,小灯泡L被短路,定值电阻与滑动变阻器并联,根据电流表量程可知,电路中最大总电流为,根据并联电路的电压规律可知,和两端的电压
此时通过的电流
根据并联电路的电流规律可得,通过的最大电流
则接入电路的最小阻值
由P=UI可知,电源电压一定时,电流越大,电功率越大,闭合、、时,小灯泡L被短路,此时电路中电流最大,为,此时电路消耗的功率最大,最大总功率为
27.(24-25九年级上·江苏南通·期末)图甲中电源电压保持不变,滑动变阻器R1标有“50Ω 0.5A”的字样,R2=10Ω,灯泡L上标有“5V”的字样,电压表量程为0~15V,电流表量程为0~0.6A.将R1的滑片P移至b端,仅闭合开关S、S1,调节R1的滑片P,并绘制出电流表示数与电压表示数的变化关系图像如图乙所示。在保证电路安全的前提下,下列说法正确的是( )
A. 仅闭合开关S、S1,滑动变阻器接入电路中的最小阻值是5Ω
B. 仅闭合开关S、S1,电路总功率的变化范围是0.5W~1.5W
C. 若将电压表量程换为0~3V,仅闭合开关S、S2,电流表示数的变化范围是0.1A~0.5A
D. 若将电压表量程换为0~3V,仅闭合开关S、S2,R2的功率变化范围是0.1W~0.9W
【答案】D
【详解】由电路图知闭合开关S、S1,滑动变阻器R1与小灯泡L串联,电压表测量小灯泡两端的电压,电流表测量电路中的电流;
A.由图乙可得电路中的电流最小时,滑动变阻器连入电路的电阻最大,最大为50Ω,此时电路中的电流为I1=0.1A,小灯泡两端的电压为UL=1V,电源电压为
U=UL+ I1R1大= 1V +0.1A × 50Ω=6V
当电路中的电流最大时,滑动变阻器接入电路的电阻最小,此时小灯泡两端的电压为ULʹ=5V,电路中的电流为I2=0.25A,滑动变阻器接入电路的电阻最小为
故A错误;
B.由图乙知电路中的电流为0.1A~ 0.25 A,根据P=UI知,最大电功率
P大=UI大=6V×0.25A=1.5W
最小电功率
P小=UI小=6V×0.1A=0.6W
则电路总功率的变化范围是0.6~ 1.5 W,故B错误;
CD.闭合开关S、S2,定值电阻R2和滑动变阻器R1串联,电压表测量定值电阻R2两端的电压,电流表测量电路中的电流,若将电压表量程换为0~3V,则R2两端的电压最大为3V,电路中的最大电流为
电路中的电流最小时,滑动变阻器接入电路的阻值最大,电路中的最小电流为
所以电流表示数的变化范围是0.1A~0.3A:
R2的最大功率为
P2大=Imax2R2 = (0.3A)2×10Ω= 0.9W
R2的最小功率为
P2小=Imin2R2 = (0.1 A)2×10Ω= 0.1W
所以R2的功率变化范围是0.1W~0.9W,故C错误,D正确。
故选D
28.图甲是灯泡L的I﹣U图像,灯泡的额定电压为2.5V。将灯泡L接入图乙电路,已知电阻R0的阻值为5Ω,电流表量程为0~0.6A,电源电压可调。闭合开关,在电路安全工作的前提下,下列判断正确的是( )
A. 电路最大总功率小于1W
B. 灯泡与定值电阻功率之比最小为2∶3
C. 电源电压可能在1.8V至2.5V之间
D. 随着电压变大,灯泡与定值电阻电流之比逐渐变大
【答案】B
【详解】由图乙可知,闭合开关后,电阻R0与灯泡L并联,电流表测干路电流;电阻R0的阻值为5Ω,当R0的电压为1.8V时,通过它的电流
且通过R0的电流与它两端的电压成正比,据此在图甲中画出其I﹣U图像。如下图所示:
AC.电阻R0与灯泡L并联,灯泡的额定电压为2.5V,则为了保证小灯泡的安全,灯泡的电压最大为2.5V,由并联电路的电压特点可知电源电压(电阻R0两端的电压)最大为2.5V,由图像可知此时通过灯泡的电流为0.26A,根据欧姆定律可知此时通过R0的电流
此时干路电流为
所以电源电压不能调到2.5V;由图像可知,当电阻R0与灯泡L的电压都为1.8V时,通过灯泡的电流为0.24A,通过R0的电流
此时干路电流最大为
所以电源可调的最大电压为1.8V,即电源电压不能超过1.8V, 则电路的最大总功率为
故AC错误;
B.并联电路中各支路两端电压相等,由图像可知,当电源电压U>1V时,IL<I0
根据P=UI可知PL<P0
且灯泡的电流增大得越来越慢,而通过电阻R0的电流均匀增大,则灯泡的电功率增大得越来越慢,而电阻R0的电功率均匀增大,所以逐渐减小;由前面解答可知电源电压最大为1.8V,则此时灯泡与定值电阻的电功率之比最小,最小为
故B正确;
D.由图像可知,当电源电压U<1V时,IL>I0
但通过灯泡的电流先增大得快后增大得慢,则灯泡与定值电阻的电流之比先增大后减小;当电源电压U=1V时,IL=I0
此时减小为1;当电源电压U>1V时,IL<I0,此时小于1,所以,随着电压变大,灯泡与定值电阻的电流之比先增大后减小,故D错误。
故选B。
29.某烟雾报警装置如图所示,的电阻为5Ω,R为光敏电阻,其阻值随光强E的增大而减弱,电源电压恒为4.5V。电流表的量程为“0~0.6A”,当光强小于或等于30cd 时,烟雾报警器报警。
①开始报警时电路中电流为0.3A
②不报警时光强的变化范围是
③不报警时的电功率变化范围是
④在不报警和报警时两种情况下电路消耗的最大电功率的比为
以上说法中正确的是( )
光强E/cd
7.5
10
15
30
60
…
40
30
20
10
5
…
A. ①② B. ①③ C. ②④ D. ③④
【答案】B
【详解】由表中数据可知,光敏电阻的阻值R与光强E的乘积一定,R与E成反比,其比例系数为
5Ω×60cd=300Ω·cd
由电流表的量程0~0.6A可知,不报警时电路中最大电流I最大=0.6A,电路中的总电阻最小为
故光敏电阻R的最小阻值为
此时光强最大
开始报警时,光强E开=30cd,此时光敏电阻的阻值为R开=10Ω,电路中的总电阻
此时电路中的电流为
即为报警时的最大电流。所以不报警时,R0的电功率最大为
报警开始时R0的电功率为
在不报警时,电路消耗的最大功率为
开始报警时,电流最大,功率最大
所以
综上所述,
①开始报警时电路中电流为0.3A,故①正确;
②不报警时光强的变化范围是30cd<E≤120cd,故②错误;
③不报警时的电功率变化范围是,故③正确
④在不报警和报警时两种情况下电路消耗的最大电功率的比为2∶1,故④错误。
即正确的有①③,故ACD错误,B正确。
故选B。
30.如图所示的电路中,已知闭合开关S时,调节滑动变阻器,电压表示数由1V变为2V的过程中,电流表示数变化了0.1A;同时闭合开关S、S2,断开S1时电流表示数为0.2A;同时闭合3个开关,电压表示数为3V。下列说法错误的是( )
A. R2的阻值为10Ω
B. 只闭合S,电压表示数由1V变为2V的过程中,R2的功率变化了0.3W
C. 若闭合S、S1断开S2,调节滑动变阻器使电压表示数为2V,滑动变阻器功率为0.2W
D. 若滑动变阻器的最大阻值为60Ω,通过调节滑动变阻器及开关,在保证电路安全的情况下,电压表示数的变化范围是0.5V~3V
【答案】D
【详解】AB.只闭合开关S时,此时变阻器与两个定值电阻串联,电压表测量R2两端电压,电压表示数由1V变化到2V,电流 表的示数变化了0.1A。有
即
解得
R2=10Ω
此过程中,R2的功率变化值为
故AB正确,不符合题意
C.①当三个开关全闭合时,变阻器与R1被短接,电路中只有R2自己有电流通过,此时电压表与R2并联,其示数为3V,说明电源电压为3V。
②若闭合S、S1断开S2,此时,电路中变阻器与R2串联,调节滑动变阻器使电压表示数为2V时,变阻器的功率为
故C正确,不符合题意
D.①同时闭合开关S、S2,断开S1时,变阻器被短接,两个定值电阻串联,电路总电阻为
R1阻值为
②三个开关全闭合时,电路中只有R2连入电路,此时电流表、电压表的测量对象的值最小。电源电压为3V,电路中电流为
被测电流、电压均未超电表的最小量程。此时,电压表示数最大,为3V。
③当变阻器与定值电阻全部连入电路时,因为三者是串联,所以电路中的电流会减小;因为串联电路的分压作用,R2两端电压(电压表示数)也会减小,当变阻器连入电路阻值为60Ω时,电压表示数最小,为
故D错误,符合题意。
故选D。
31.探究“电流与电阻的关系”时,我们一般需要先预设一个电压值,实验中保持电阻两端电压为预设值不变,现采用如图所示电路进行探究,器材:学生电源(6V)、滑动变阻器(20Ω,1A)、电流表、电压表、开关、三个定值电阻(5Ω、10Ω、20Ω)及导线若干,以下说法错误的是( )
A. 要获得3组实验数据,电压的预设值最小为3V
B. 要获得3组实验数据,电压的预设值最大为6V
C. 若实验电压的预设值为2V,要获得3组实验数据,要更换最大阻值为40Ω的滑动变阻器
D. 若实验电压的预设值为2V,要获得3组实验数据,要将电源电压至少下调至4V
【答案】B
【详解】闭合开关,两电阻串联接入电路,电压表测定值电阻两端的电压,电流表测通过电路的电流,串联电路总电压等于各部分电压之和,根据串联分压原理可得
AB.定值电阻的最大阻值为20Ω,若此时滑动变阻器接入电路最大阻值20Ω,代入数据可得
解方程可得UV=3V,电源电压为6V,滑动变阻器允许通过的最大电流为1A,根据串联电路电流特点可知通过电路的最大电流为1A,当R=5Ω时,定值电阻两端的电压为
所以电压的预设值的范围为3V~5V,故A正确,不符合题意,B错误,符合题意;
CD.若实验电压的预设值为2V,定值电阻的最大阻值为20Ω,代入数据可得
解方程可得滑动变阻器接入电路的阻值RP=40Ω;若实验电压的预设值为2V,定值电阻的最大阻值为20Ω,若此时滑动变阻器接入电路最大阻值20Ω,代入数据可得
解方程可得
故CD正确,不符合题意。
故选B。
32.用如图所示的电路探究通过导体的电流与电阻的关系。器材有:干电池2节(每节1.5V,串联使用),开关、滑动变阻器(20Ω 2A)、电压表、电流表各一个,阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻各一个,导线若干。连接好电路,设定加在电阻两端的电压为1.2V进行探究,发现在获得两组数据后无法再进行实验,为了继续使用前面两组数据,利用现有器材完成探究,下列方案中可行的是( )
①用1节干电池作为电源
②将设定加在电阻两端的电压调整为2V
③将5Ω的电阻串联在开关和滑动变阻器之间
④将10Ω的电阻串联在开关和滑动变阻器之间
A.只有①② B.只有①④ C.只有③④ D.只有①②④
【答案】B
【详解】
①用1节干电池作为电源,定值电阻的电压为U=1.2V,滑动变阻器的电压为U'=U电源﹣U=1.5V﹣1.2V=0.3V;
根据串联电路的电压之比等于电阻之比,则当最大电阻接入电路中时,1.2V:0.3V=20Ω:R滑;
解得R滑=5Ω,小于最大阻值20Ω,故可行;
②将设定加在电阻两端的电压调整为2V;滑动变阻器的电压为U'=U电源﹣U=3V﹣2V=1V;
根据串联电路的电压之比等于电阻之比,则当最大电阻接入电路中时,2V:1V=20Ω:R滑;
解得R滑=10Ω,小于最大阻值20Ω,但这时前面的数据不可以用,故不可行;
③保持设定电压1.2V不变,则滑动变阻器的电压为U'=U电源﹣U=3V﹣1.2V=1.8V;
根据串联电路的电压之比等于电阻之比,则当最大电阻接入电路中时,1.2V:1.8V=20Ω:R滑;
解得R滑=30Ω,将5Ω的电阻串联在开关和滑动变阻器之间代替原来的滑动变阻器的作用,则小于30Ω,不可行,
④保持设定电压1.2V不变,则滑动变阻器的电压为U'=U电源﹣U=3V﹣1.2V=1.8V;
根据串联电路的电压之比等于电阻之比,则当最大电阻接入电路中时,1.2V:1.8V=20Ω:R滑;
解得R滑=30Ω,将10Ω的电阻串联在开关和滑动变阻器之间,则可行。
综上所述,①④可行。
故选:B。
33. 如图甲所示,电源电压不变,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~15V,小灯泡规格为“4V ?W”、滑动变阻器规格为“0.5A ?Ω”都模糊不清。保证电路中所有元件都安全的前提下,第一次只闭合S、S1,滑片P从a端向左移动;第二次只闭合S、S2,最大范围内移动滑片P。图乙是这两次实验过程绘制的电压表和电流表示数变化的关系图像。下列判断正确的是( )
①R0的阻值为20Ω
②小灯泡的参数为“4V 2W”
③只闭合S、S1,定值电阻功率最大时,其功率与滑动变阻器功率之比为25∶1
④若将电压表量程换为0~3V,只闭合S、S2,小灯泡的功率一定大于0.9W
A. ①③ B. ②③ C. ②④ D. ②③④
【答案】C
【详解】第一次只闭合开关S、S1,变阻器与电阻R0串联,电压表测变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流,由串联电路的电压特点和欧姆定律可得电压表的示数:UV=U-IR0,因U、R0不变,则电压表的示数UV与电流表示数I成一次函数关系,其U-I图象是一条斜向下的直线;第二次只闭合开关S、S2,变阻器与灯泡L串联,电压表测变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流;同理可得此时可得电压表的示数:UV=U-IRL,因RL要随温度的变化而变化,则此时U-I图象是一条曲线;图乙是这两次实验过程绘制的电压表与电流表示数的关系图象,即滑动变阻器的U-I图象,则根据上述分析可知,图乙中直线为滑动变阻器与R0串联时的图象,曲线为滑动变阻器与灯泡串联时的图象。
①只闭合开关S、S1时,变阻器与电阻R0串联,由图乙可知,电路中的电流最大为I大=0.5A,此时变阻器两端的电压为U滑小=1V,电路中的电流最小为I小=0.2A,此时变阻器两端的电压为U滑大=4V,因为电源电压不变,所以由串联电路的电压特点和欧姆定律可得电源电压U=I大R0+U滑小=I小R0+U滑大
即0.5A×R0+1V=0.2A×R0+4V
解得:R0=10Ω
电源电压U=I大R0+U滑小=0.5A×10Ω+1V=6V
故①错误;
②图乙中曲线为滑动变阻器与灯泡串联时的图象,由图象可知,当电压表示数最小为2V时,灯泡正常发光,则灯泡的额定电压U额=U-UV小=6V-2V=4V
此时电路中的电流I额=0.5A,则小灯泡的额定功率P额=U额I额=4V×0.5A=2W
所以小灯泡的参数为“4V 2W”
故②正确;
③只闭合S、S1,电流最大为0.5A时,定值电阻的功率最大,定值电阻的最大功率为:PR大=I大2R=(0.5A)2×10Ω=2.5W
此时滑动变阻器的功率为P滑=U滑小I大=1V×0.5A=0.5W
所以此时定值电阻的功率与滑动变阻器的功率之比为PR大∶P滑=2.5W∶0.5W=5∶1
故③错误;
④小灯泡正常发光时的电阻为
将电压表量程换为0~3V,只闭合S、S2,当电压表示数最大为3V时,小灯泡的最小电压为UL小=U-UV大=6V-3V=3V
小灯泡电阻随温度的升高而增大,所以此时小灯泡电阻小于8Ω,则小灯泡的最小功率
故④正确。
故选C。
34.如图所示,电源电压不变,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器(a、b为其两端点),当滑片P在b点时,电流表示数为0.1A,R2消耗的功率为1W;当滑片P移动至某一位置时,电流表示数为0.3A,R2消耗的功率为1.8W。当滑片P从a移到b的过程中,下列说法正确的是( )
A. R2的最大阻值为10Ω
B. 电压表示数变化了12V
C. R1消耗的电功率变化了7W
D. 电路消耗的总功率变化了7.2W
【答案】C
【详解】由电路图可知, R1与R2串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流;当滑片P位于b端,滑动变阻器接入电路的阻值最大,由P=UI可得,R2两端的电压
由可得,滑动变阻器的最大阻值
因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,电源电压
U= I1R1 +U2= 0.1A×R1 + 10V
当滑片P移动至某一位置时,电流表示数为0.3A,滑动变阻器两端的电压
所以电源电压
U= I2R1 +U2= 0.3A×R1 + 6V
因电源的电压不变,所以
0.1A×R1 + 10V= 0.3A×R1 + 6V
解得R1 = 20Ω,U=12V。当P在a端时, R2连入阻值为0,则电压表的示数为0,电路为R1的简单电路;电流表最大示数
R1消耗的电功率与电路消耗的总功率相等,所以
P1= P=UI= 12V×0.6A= 7.2W
当P在b端时,电路中的电流I'= 0.1A,电压表示数U2= 10V,R1消耗的电功率
P1ʹ= (Iʹ)2R1= (0.1A)2×20Ω= 0.2W
电路消耗的总功率
Pʹ=UI'= 12V×0.1A= 1.2W
当滑片P从a移到b的过程中:电压表变化了
ΔU2=10V-0V=10V
R1消耗的电功率变化了
ΔP1= P1-P1ʹ=7.2W-0.2W=7W
电路消耗的总功率变化了
ΔP= P-Pʹ=7.2W-1.2W=6W
故选C。
35.小明用电压表改装成了电子量角器,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,接入电路的电阻丝RMP与指针旋转角度θ成正比,整根电阻丝RMN的电阻为15Ω,R0为电阻箱。将滑片OP旋转至M处,调节R0的阻值,使电路中电流为0.6A;保持R0接入电路阻值不变,然后调节θ为60°时,电流表示数为0.4A(不考虑导线电阻对电路的影响)。
(1)当指针OP向右旋转时,电流表的示数将_______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(2)将滑片OP旋转至M处时,电阻箱连入电路阻值为_______Ω;当调节θ为120°时,电压表的示数为_____V。
(3)为能满足测量0~180°的要求,重新调节电阻箱R0,满足要求的R0的最小阻值是_______Ω。
【答案】(1)变小 (2) ①. 10 ②. 3 (3)15
【小问1详解】
根据题图可知指针OP向右旋转时电阻变大,电路的总电阻变大,根据可知电路中电流变小,电流表的示数变小。
【小问2详解】
[1][2]将滑片OP旋转至M处,调节R0的阻值,使电路中电流为0.6A;电源电压U=IR0=0.6A×R0
保持R0接入电路阻值不变,接入电路的电阻丝RMP与指针旋转角度θ成正比,整根电阻丝RMN的电阻为15Ω,调节θ为60°时,接入电路的电阻为总电阻的三分之一,故
电流表示数为0.4A;电源电压U=I(R0+R')=0.4A×(R0+5Ω)
解得R0=10Ω,U=6V;当调节θ为120°时,接入电路的电阻为总电阻的三分之二,故
此时两个电阻大小相等,分得的电压相等,均为电源电压的一半,故电压表的示数为3V。
【小问3详解】
θ为180°时电压表示数最大,R''=15Ω;根据串联分压规律知R'0∶R''=(U-U'V)∶U'V,即R'0∶15Ω=(6V-3V)∶3V
解得R'0=15Ω。
36.如图甲是苹果自动筛选装置。原理是:传送带上的苹果经过压力检测点时,使压敏电阻R的阻值发生变化,AB间的电压UAB也随之发生改变,当质量小于一定值的苹果经过压力检测点且时,机械装置启动,将质量不达标的苹果推出传送带,实现自动筛选。已知电源电压恒为15V,R0=30Ω,压敏电阻R的阻值随压力变化关系如表所示:
压力F/N
0
1
2
3
4
5
阻值R/Ω
120
80
60
45
40
38
(1)当检测点上没有苹果时,R0两端的电压为______V;
(2)该筛选装置可将重为______N以下的苹果推出传送带;
(3)要能够剔除质量小于300g的苹果时,UAB应设置为小于______V;
(4)为了使该装置能够满足不同质量标准苹果的筛选,小红对该电路进行了如图乙的改进,将R0换成了电阻箱R1,若设定了某一质量标准,当电阻箱的阻值变大时,质量不达标的苹果将______(选填“变多”、“变少”或“不变”);
(5)若图甲电路中电源电压降低,则能通过检测点苹果的最小质量将______(选填“增大”或“减小”)。
【答案】(1)3 (2)2 (3)6 (4)变小 (5)增大
【小问1详解】
由图电路图可知,R0与压敏电阻R串联,由表中数据可知,当检测点上没有水果时,压敏电阻的阻值R=120Ω,则电路中的总电阻为
电路中的电流为
R0两端的电压为
【小问2详解】
当R0两端电压为5V时,电路电流为
根据串联电路的电压特点可得压敏电阻两端电压为
压敏电阻R的阻值为
由表中数据可知,当R的阻值为60Ω时,压力为2N,由于水平面受到的压力等于重力,因此该筛选装置可将重为2N以下的苹果推出传送带。
【小问3详解】
由可得,300g水果的重力为
此时水果对传送带的压力
由表中数据可知R″=45Ω,因串联电路中各处的电流相等,则有
即
解得UAB=6V,要能够剔除质量小于300g的水果时,压力减小,由表中数据可知压敏电阻的阻值增大,根据串联分压的规律可知,压敏电阻分得的电压增大,则AB间的电压减小,即小于6V。
【小问4详解】
将R0换成了变阻箱R1,当变阻箱的阻值变大,且R1两端电压等于5V时,由可知,电路电流减小,根据串联电路电压规律可知,压敏电阻两端电压不变,由可知,压敏电阻的阻值变大,根据表中数据可知,此时压力减小,即不达标水果的重力随之减小,因此质量不达标的水果将变小。
【小问5详解】
若电源电压略有降低,机械装置启动时电压表示数不变,根据串联电路的分压规律可知,压敏电阻分担的电压变小,由串联分压原理可知,压敏电阻R的阻值应变小,由表格数据可知压敏电阻所受压力增大,所以能通过检测区物品的苹果质量将增大。
37.如图所示,电源电压恒为4.5V,定值电阻为10Ω,滑动变阻器的最大阻值为20Ω,电阻箱最大阻值为999.9Ω,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V。闭合开关S,若均向右闭合,电路允许通过的最大电流为________A;若、均向左闭合允许接入电路的最大阻值为________;若向左、向右闭合,8min内产生的热量最少为________J。
【答案】 ①. 0.3 ②. 60 ③. 27
【详解】[1]闭合开关S,若均向右闭合时,R0、Rx、滑动变阻器串联,电压表测R0两端的电压,电流表测电路中的电流,电压表量程为0~3V,故当电压表的示数3V时,电路中的电流
因串联电路中各处的电流相等,且电流表量程为0~0.6A,所以,电路中的最大电流为0.3A。
[2]闭合开关S,若均向左闭合,R0、Rx、滑动变阻串联,电压表测Rx两端的电压,电流表测电路中的电流,当滑动变阻器接入电路中的电阻最大且电压表的示数为3V时,电阻箱Rx接入电路中的电阻最大,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,R0和滑动变阻器两端的电压之和
U0滑=U-Ux=4.5V-3V=1.5V
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
Rx允许接入电路的最大阻值
[3]闭合开关S,S1向左,S2向右闭合时,R0、Rx、滑动变阻串联,电压表测R0、Rx两端的电压,电流表测电路中的电流,根据Q=I2Rt可知,在时间和电阻一定时,电路的电流最小时(电路的电阻最大),产生的热量最少,故此时变阻器连入电路的电阻应最大,当电阻箱连入电路的电阻最大时,电压表示数最大为3V,此时电路的电流最小,根据串联电路电压的规律
U滑=U-U0x=4.5V-3V=1.5V
由欧姆定律可知电路的最小电流为
8min内产生的热量最少为Q=I2R0t=(0.075A)2×10Ω×8×60s=27J
38.如图所示,电源电压保持不变,电流表的量程为0~3A,电压表的量程为0~15V,R1=10Ω,滑动变阻器R2的规格为“50Ω;1A”。只闭合S1,电流表示数为0.9A,则电源电压是_____V;只闭合S3,滑动变阻器滑片置于中点位置时,电压表的示数为5V,则R3的阻值为_______Ω,此时滑动变阻器R2的电功率为P1;闭合S1、S2和S3,在保证各电路元件安全的情况下,滑动变阻器R2的最大电功率为P2,则P1∶P2=________。
【答案】 ①. 9 ②. 20 ③. 1∶9
【详解】[1]只闭合开关S1时,电路中仅R1工作,电路中电流为I=0.9A,电源电压
[2][3]只闭合开关S3,滑动变阻器滑片置于中点位置时,电阻R2与R3串联,电压表测R2两端电压,已知R2=25Ω,U2=5V,则电路中电流为
所
此时滑动变阻器R2的电功率为P1,则
开关都闭合时,R3被短路,电阻R1、R2并联接入电路,电流表允许通过的最大电流为3A,滑动变阻器允许通过的最大电流为1A,则滑动变阻器通过的电流最大为时,此时的干路电流为
电源电压为9V,小于电压表的量程。此时电路安全,所以,滑动变阻器R2的最大电功率为
故
39.如图所示,灯泡上标有“6V;3.6W”的字样(忽略温度对灯泡电阻的影响),电源电压保持不变。闭合开关后,当滑动变阻器的滑片在某端点时,灯泡恰好正常发光,两电压表V1与V2的示数相等,R1的功率为P1;当滑动变阻器的滑片在另一端点时,V1与V2的示数之比为1∶2,R1的功率变为P2。已知P1∶P2=9∶4,则R1的电阻为 _______Ω,电源电压为 _______V,滑片从一端点移动到另一端点,电路总功率的变化量为 ________W。
【答案】 ①. 10 ②. 12 ③. 2.4
【解析】
【详解】[1][2]灯泡正常发光的电阻为
由实物图可知,滑动变阻器R2、电阻R1、灯RL串联,电压表V1测R1两端电压,电压表V2测R1和R2串联的总电压,当滑片处于最某端时,U1=U2,此时滑动变阻器R2接入电路的电阻为0Ω,R1和RL串联,R1的功率为
当滑片处于最左端时,滑动变阻器接入电路最大阻值,此时两电压表的示数为1∶2,串联电路总电阻等于各部分电阻之和,根据可得
则,R1的功率为,已知,即
则,即,由于电源电压不变,根据欧姆定律可得
即
则R1=10Ω,R2=10Ω,当滑动变阻器的滑片在最右端时,灯泡恰好正常发光,两电压表V1与V2的示数相等,此时滑动变阻器R2接入电路的电阻为0Ω,R1和RL串联,此时电路中的电流为
则电源电压为
[3]当滑动变阻器的滑片在最右端时,电路的总功率为
当滑动变阻器的滑片在最左端时,电路中的电流为
当滑动变阻器的滑片在最右端时,电路的总功率为
则滑片从一端点移动到另一端点,电路总功率的变化量为
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专题01 第14-15章选填题难点分析
1.(24-25九年级上·江苏南京·期末)某同学利用如图所示的电路进行实验,电源电压恒为3V,更换4个定值电阻R0,得到I-R图像。以下有关叙述正确的是( )
A. 探究的是电流和电压的关系
B. 实验中电压表的示数保持1V 不变
C. 将R0从5Ω换成10Ω后,应将滑片P向左移动
D. 将电压表并联在R 两端,其他操作不变,也可得出相同的结论
2.(24-25九年级上·江苏无锡·期末)某学习小组利用压敏电阻、定值电阻等器材,设计出如图所示汽车油量报警电路,当油箱内油量不足时可以报警提示。当R1两端电压大于设定值U时,就会触发报警器,此时油箱中的油量称为警示油量,已知压敏电阻位于油箱底部且阻值随压力的增加而减小。 关于油量表报警电路,下列说法错误的是( )
A. 随着油箱的油量减少,通过定值电阻的电流会变小
B. R1为压敏电阻,R2为定值电阻
C. 若换用阻值更大的定值电阻,警示油量值会变小
D. 若换用电压更大的电源,警示油量值会变小
3.(24-25九年级上·江苏苏州·期末)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,再次移动滑片并将记录的数据绘制成如图乙所示的I-U图像。下列分析正确的是( )
A. 电源电压为3.5V
B. 定值电阻阻值为10Ω
C. 当定值电阻和灯泡两端的电压都为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
4.(24-25九年级上·江苏苏州·期末)某台秤的显示端由电压表改装而成,电路设计如图所示。闭合开关S,正确的说法是( )
A. 保持R2阻值不变,被测物体质量变大时,电路中电流变大
B. 保持R2阻值不变,被测物体质量变大时,电压表和电流表示数之比变小
C. 保持被测物体质量不变,当R2滑片向左滑动,电压表示数变大
D. 若增大台秤量程,可以将R2滑片向左滑动
5.(24-25九年级上·江苏常州·期末)如图所示为小明设计的烟雾报警装置的简化电路。其中电源电压保持不变,R0为电阻箱,调节R0至合适阻值,R为光敏电阻,其阻值随光照强度的减弱而增大。当电流表示数减小到某一值时,装置开始报警。闭合开关S,当有烟雾遮挡射向R的激光时,则( )
A. 电压表与电流表的示数之比不变
B. 电流表的示数减小,电压表的示数减小
C. 减小电源电压,可使装置在烟雾浓度更低时报警
D. 减小R0的阻值,可使装置在烟雾浓度更低时报警
6.(24-25九年级上·江苏扬州·期末)如图甲所示,一款全自动家用电炖锅,内部简化原理图如图乙所示。它工作时有“武火”、“文火”以及“保温”三个挡位,电路中的总电流分别对应为、以及,且。当断开,接时,电路中的电流为;当闭合,接时,电路中的电流为;做不到闭合,同时接的情况。下列说法中正确的是( )
A. 的阻值为
B. 、的电阻之比为
C. 断开,接时,电炖锅处于“保温”挡工作
D. 闭合,接时,电炖锅处于“文火”挡工作
7.(24-25九年级上·江苏常州·期末)如图所示,电源电压恒定,灯泡L规格为“8V,4W”(忽略温度对灯泡电阻的影响),滑动变阻器R1最大阻值为40Ω,R2为定值电阻。闭合S,将S1接1,移动滑片使灯泡正常发光,电路总功率为P1,此时滑动变阻器工作1min消耗的电能为W;将S1接2,滑片移至a端,电流表示数为1A,电路总功率为P2,滑片移至b端,电流表示数为0.2A。下列判断正确的是( )
A. L正常发光时电阻为2Ω
B. 电源电压为8V
C. P1︰P2=2︰1
D. W=60J
8.(2024秋•锡山区校级期末)如图甲所示的电路中,电源电压恒定,灯泡上标有“4V,0.5A”的字样,电流表量程为0~0.6A,电压表V1量程为0~15V,V2量程为0~3V。闭合开关在保证电路安全的情况下,最大范围内调节滑片,得到其中一个电压表与电流表示数的关系如图乙。下列说法正确的是( )
A.灯泡正常发光的电阻为4Ω
B.电路中电源电压为9V
C.滑动变阻器阻值变化范围为4~7.5Ω
D.调节滑片过程中,电压表V1的变化范围是4~7.5V
9.(24-25九年级上·江苏淮阴·期末)大多数水果最适宜的储存温度为,小明设计了如图甲所示的电路图,监测温度变化,确保水果保鲜。电源电压恒为,是滑动变阻器,热敏电阻的阻值随温度的变化关系如图乙所示,报警仪由量程为的电压表改装而成。闭合开关S,将滑片调至某一位置固定,当温度达到时,报警仪指针指在表盘中央,开始报警。下列说法中正确的是( )
A. 温度升高时,电路中的电流变小
B. 当报警仪电压时,环境温度不符合要求
C. 当电路中电流时,环境温度符合要求
D 若要降低报警温度,应将滑片向右移动
10.(24-25九年级上·江苏泰兴·期末)如图甲所示,电源电压保持不变,定值电阻,电表均为实验室常用电表。闭合开关S,在保证电路安全的前提下,最大限度地调节滑动变阻器滑片P,两电压表示数与电流表示数变化的图像如图乙所示。此过程中,( )
A. 电源电压为
B. 滑动变阻器的最大阻值为
C. 两电压表所用量程均为
D. 电路消耗的最大功率为
11.(24-25九年级上·江苏盐城·期末)如图甲所示,电源电压恒定,定值电阻R0的阻值为10Ω。将滑动变阻器的滑片从a端滑到中点的过程中,电压表示数U与电流表示数I之间的关系图像如图乙所示,下列说法正确的是( )
A. 电源电压为16V
B. 滑动变阻器R的最大阻值为10Ω
C. 若滑片从a端匀速移动到b端,电压表指针匀速转动
D. 若滑片从a端匀速移动到b端,电压表指针转速变快
12.(24-25九年级上·江苏南京·期末)如图甲所示,小灯泡L的规格是“6V,3W”,闭合开关S,当滑动变阻器连入电路中的电阻为时,L正常发光。小灯泡的图像如图乙所示,电源电压保持不变。下列说法中正确的是( )
A. 电源电压为10V
B. 小灯泡的电阻始终为
C. 当滑动变阻器接入电路中的电阻为时,电流表示数为
D. 在图乙中画出变阻器的图像,它与L的图像交点处的电流为
13.(24-25九年级上·江苏南通·期末)如图甲所示为某种跳绳自动计数器的简化原理图。跳绳时,每当绳子挡住了射向的红外线时,的电阻会变大,自动计数器会计数一次。信号处理系统相当于一个电压表,能记录AB间每一时刻的电压。若已知电源电压为10V并且保持不变,为定值电阻,某一段时间AB间的电压随时间变化的图像如图乙所示,则下列说法正确的是( )
A. AB两端电压为6V时,计数器会计数一次
B. 绳子没有挡住射向R1的红外线时,R1的阻值是R2的4倍
C. 绳子挡住射向R1的红外线时流过R2的电流变大
D. 绳子没有挡住射向R1的红外线时和挡住射向R1的红外线时R1的阻值之比为1∶6
14.(24-25九年级上·江苏徐州·期末)2024年3月,德阳市青少年科技创新代表队在第38届四川省青少年科技创新大赛中取得优异成绩。如图所示是本次大赛我市青少年科技创新小组自制的肺活量比较装置,通过观察电流表示数的变化即可比较肺活量的大小;R0为滑动变阻器,R1为定值电阻,电压表、电流表为理想电表,电源电压保持不变。现闭合开关S,科技创新小组成员向装置吹气,隔板向上平移,滑动变阻器R0接入电路的阻值变小,下列说法正确的是( )
A. 电压表的示数不变,电流表A1的示数变小
B. 电压表示数不变,电流表A2的示数变小
C. 电压表的示数变小,电流表A1的示数变大
D. 电流表 A1的示数变大,电流表A2的示数变大
15.(24-25九年级上·江苏兴化·期末)如图甲所示的电路,电源电压保持不变,闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片,使其从最右端向左滑动到a点时,灯泡电流达到最大值,此时灯泡的实际功率为8W,在图乙中绘制出电流表与两电压表示数关系的图像,结合以上信息下列说法正确的是( )
A. 变阻器的最大阻值为40Ω B. 电源电压为20V
C. a点时变阻器阻值为5Ω D. 电路中最小总功率为6W
16.(24-25九年级上·江苏泰州·期末) 某小组为了测量教室空气中过氧乙酸气体的浓度,用电压表改装成检测仪,如图甲所示。已知电源电压为6V,定值电阻的规格是“3Ω 0.4A”,电压表的量程为“0~3V”,过氧乙酸气体传感器的阻值随过氧乙酸气体浓度的变化关系如图乙所示。
(1)当过氧乙酸气体的浓度增大时,电压表的示数将______(选填“增大”“减小”或“不变”);
(2)当电压表的示数为0.9V时,教室内过氧乙酸气体的浓度将______(选填“大于”“小于”或“等于”)0.1g/m3;
(3)当过氧乙酸气体浓度变化时,电压表的最大示数为______V;
(4)检测仪长时间使用后,电池电压降低,小组未及时更换新电池,则测量的过氧乙酸气体的浓度值会偏______(选填“大”或“小”)。
17.(24-25九年级上·江苏徐州·期末)某中学为实现学生错峰用餐,在食堂安装了自动加热餐台,其简化电路的一部分如图所示,图中两个虚线框内分别接两个阻值不同的定值电阻和,控制开关可连接位置1或2。闭合开关S,餐台开始工作。当餐台内食品温度降到时,控制开关转到位置______为食品加热;当餐台内食品温度达到时,电路为食品保温。已知定值电阻,餐台保温状态下总功率为400W,则______。餐台加热状态下工作可使2kg的汤温度升高,已知汤的比热容为,餐台加热效率为,则餐台的加热功率______W;应接在虚线框______(选填“a”或“b”)内。若将虚线框内两电阻对调,则餐台加热状态下的总功率将______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
18.(24-25九年级上·江苏宿迁·期末)如甲所示,电源电压恒定、均为定值电阻,为滑动变阻器。闭合开关S,将滑片P由a端滑到b端过程中,电流表示数将变________;图乙中图线①、②分别表示电压表1、示数与电流表示数变化关系,则滑动变阻器最大阻值为________;通过分析可知1的阻值为________Ω,电源电压为________V。
19.(24-25九年级上·江苏盐城·期末)小明注意观察了空调和冰箱的铭牌:
容积V/L
185
额定电压U/V
220
功率P/W
120
耗电量(kW⋅h/24h)
0.72
(1)空调制冷“能效比”是指空调制冷量与制冷时消耗的电功率之比。小明家需要一台制冷量为4800W的空调,若选“能效比”为3.2的空调,则该空调制冷消耗的电功率为______W;
(2)家用电冰箱是间歇性工作的。某种电冰箱铭牌的参数如表所示,电冰箱在标定耗电量下正常工作时,一天实际工作______h,若电冰箱每次从启动到停止工作的时间都为10min,每消耗1kW⋅h电能,电能表指示灯闪烁1500次,则该电冰箱每天启动______次,每工作一次电能表指示灯闪烁______次。
20.(24-25九年级上·江苏苏州·期末)某同学设计了一个身高、体重测量仪,电路如图所示。改装后的电压表、电流表的刻度分别显示身高和体重的大小,压敏电阻R的阻值随压力增大而减小,R0为定值电阻,滑片P随身高增高而上滑。体检者体重越大,电流表的示数______,电路消耗的总电功率______;改装后______(电压表/电流表/两者)的刻度是均匀的。
21.(24-25九年级上·江苏连云港·期末)如图甲所示,电源电压恒定,电流表量程为“”,滑动变阻器标有“1A”字样,其最大阻值为,为定值电阻,,灯泡L上标有“6V”字样,其电流与两端电压的关系如图乙所示。当闭合开关,断开开关、,且滑动变阻器滑片P在最右端时,电流表示数为,此时灯泡的功率为______W;当闭合开关,断开开关、时,灯泡恰好正常发光,则电源电压为______V,的阻值为______Ω;在保证各元件安全的前提下,该电路工作1min最多可以产生______J的热量。
22.(24-25九年级上·江苏镇江·期末)如图所示,电源电压不变,闭合开关,当滑动变阻器R2的滑片P从a端滑到b端的过程中,电流表示数变化了0.2A,电压表V1的示数从6V变为2V,电压表V2的示数变化了9V,则R1的阻值为______Ω,R2的最大阻值为______Ω,电源电压为______V,R1的功率变化了______W。
23.(24-25九年级上·江苏泰州·期末)如图甲,电源电压不变,小灯泡L的额定电流为0.6A,电流表量程为“0~0.6A”,电压表量程为“0~15V”。闭合开关S,在保证电路安全的前提下,调节电阻箱R,分别绘制了电流表示数与电压表示数、R的阻值变化关系图象,如图乙、丙,则L的额定功率为______W,电源电压为______V;当电流表示数为0.25A时,R消耗的电功率为______W;若将电压表量程换为“0~3V”,设R消耗的功率为P1时,L消耗的功率为P2,则的最小值为______,此时,通电1min灯L消耗的电能为______J。
24.(24-25九年级上·江苏泰州·期末)如图甲是家用网线“双绞线”的内部结构图。每组网线由两根导线统绕而成,生活中常用它来传输弱电信号。按如图乙所示电路,使用其中一组网线连接信号发射器和信号接收器,能实现信号的传输。传输信号时,发射器产生3V的稳定电压。为了避免各种干扰,传输电流不得小于5mA。如果信号接收器两端的电压U收≥2V,信号就能被成功识别。
(1)在传输信号过程中为了保证信号能被成功识别,传输信号的网线电阻最大为 Ω。
(2)若连接发射器和接收器的这组网线电阻为50Ω,则为了避免信号干扰且能被成功识别,信号接收器的最小电阻值为 Ω,最大电阻值为 Ω。
25.(24-25九年级上·江苏常州·期末)如图所示是某实践小组设计的油汀内部简化电路,电热丝和置于腔体内,通电后对腔体内的导热油加热。该油汀设有三个挡位,转动旋钮式开关可以将左侧相邻两个金属触点相连,同时与右侧金属板连通,从而选择不同挡位。每个挡位对应的功率如右表所示,其中2挡功率模糊不清。
(1)若图中金属滑片连接c、d两触点时对应的是1挡位,则金属片连接b、c两触点时对应的挡位功率为________W,电热丝_________Ω;
挡位
1挡
2挡
3档
功率
(2)为了减小该油汀的1挡功率,将标有“6A 66Ω”字样的电位器(变阻器)接入腔体外部电路的________(选填“A”、“B”或“C”)点;则改装后油汀的最小加热功率为_________W;最大加热功率________________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
26.(24-25九年级上·江苏盐城·期末)如甲图所示电路中,电源电压不变,,滑动变阻器的最大电阻为,电流表使用的量程为.小灯泡L的额定电压为,其电流随电压的变化规律如乙图所示.当只闭合时,电流表的示数为.则电源电压为_______V;当只闭合时,要使小灯泡L正常发光,滑动变阻器连入电路的电阻为_______Ω;当闭合时,为保证电路安全,变阻器接入电路中的阻值至少为_______Ω:通过调节滑片位置和开关不同状态,电路的最大功率为_______W.
27.(24-25九年级上·江苏南通·期末)图甲中电源电压保持不变,滑动变阻器R1标有“50Ω 0.5A”的字样,R2=10Ω,灯泡L上标有“5V”的字样,电压表量程为0~15V,电流表量程为0~0.6A.将R1的滑片P移至b端,仅闭合开关S、S1,调节R1的滑片P,并绘制出电流表示数与电压表示数的变化关系图像如图乙所示。在保证电路安全的前提下,下列说法正确的是( )
A. 仅闭合开关S、S1,滑动变阻器接入电路中的最小阻值是5Ω
B. 仅闭合开关S、S1,电路总功率的变化范围是0.5W~1.5W
C. 若将电压表量程换为0~3V,仅闭合开关S、S2,电流表示数的变化范围是0.1A~0.5A
D. 若将电压表量程换为0~3V,仅闭合开关S、S2,R2的功率变化范围是0.1W~0.9W
28.图甲是灯泡L的I﹣U图像,灯泡的额定电压为2.5V。将灯泡L接入图乙电路,已知电阻R0的阻值为5Ω,电流表量程为0~0.6A,电源电压可调。闭合开关,在电路安全工作的前提下,下列判断正确的是( )
A. 电路最大总功率小于1W
B. 灯泡与定值电阻功率之比最小为2∶3
C. 电源电压可能在1.8V至2.5V之间
D. 随着电压变大,灯泡与定值电阻电流之比逐渐变大
29.某烟雾报警装置如图所示,的电阻为5Ω,R为光敏电阻,其阻值随光强E的增大而减弱,电源电压恒为4.5V。电流表的量程为“0~0.6A”,当光强小于或等于30cd 时,烟雾报警器报警。
①开始报警时电路中电流为0.3A
②不报警时光强的变化范围是
③不报警时的电功率变化范围是
④在不报警和报警时两种情况下电路消耗的最大电功率的比为
以上说法中正确的是( )
光强E/cd
7.5
10
15
30
60
…
40
30
20
10
5
…
A. ①② B. ①③ C. ②④ D. ③④
30.如图所示的电路中,已知闭合开关S时,调节滑动变阻器,电压表示数由1V变为2V的过程中,电流表示数变化了0.1A;同时闭合开关S、S2,断开S1时电流表示数为0.2A;同时闭合3个开关,电压表示数为3V。下列说法错误的是( )
A. R2的阻值为10Ω
B. 只闭合S,电压表示数由1V变为2V的过程中,R2的功率变化了0.3W
C. 若闭合S、S1断开S2,调节滑动变阻器使电压表示数为2V,滑动变阻器功率为0.2W
D. 若滑动变阻器的最大阻值为60Ω,通过调节滑动变阻器及开关,在保证电路安全的情况下,电压表示数的变化范围是0.5V~3V
31.探究“电流与电阻的关系”时,我们一般需要先预设一个电压值,实验中保持电阻两端电压为预设值不变,现采用如图所示电路进行探究,器材:学生电源(6V)、滑动变阻器(20Ω,1A)、电流表、电压表、开关、三个定值电阻(5Ω、10Ω、20Ω)及导线若干,以下说法错误的是( )
A. 要获得3组实验数据,电压的预设值最小为3V
B. 要获得3组实验数据,电压的预设值最大为6V
C. 若实验电压的预设值为2V,要获得3组实验数据,要更换最大阻值为40Ω的滑动变阻器
D. 若实验电压的预设值为2V,要获得3组实验数据,要将电源电压至少下调至4V
32.用如图所示的电路探究通过导体的电流与电阻的关系。器材有:干电池2节(每节1.5V,串联使用),开关、滑动变阻器(20Ω 2A)、电压表、电流表各一个,阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻各一个,导线若干。连接好电路,设定加在电阻两端的电压为1.2V进行探究,发现在获得两组数据后无法再进行实验,为了继续使用前面两组数据,利用现有器材完成探究,下列方案中可行的是( )
①用1节干电池作为电源
②将设定加在电阻两端的电压调整为2V
③将5Ω的电阻串联在开关和滑动变阻器之间
④将10Ω的电阻串联在开关和滑动变阻器之间
A.只有①② B.只有①④ C.只有③④ D.只有①②④
33. 如图甲所示,电源电压不变,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~15V,小灯泡规格为“4V ?W”、滑动变阻器规格为“0.5A ?Ω”都模糊不清。保证电路中所有元件都安全的前提下,第一次只闭合S、S1,滑片P从a端向左移动;第二次只闭合S、S2,最大范围内移动滑片P。图乙是这两次实验过程绘制的电压表和电流表示数变化的关系图像。下列判断正确的是( )
①R0的阻值为20Ω
②小灯泡的参数为“4V 2W”
③只闭合S、S1,定值电阻功率最大时,其功率与滑动变阻器功率之比为25∶1
④若将电压表量程换为0~3V,只闭合S、S2,小灯泡的功率一定大于0.9W
A. ①③ B. ②③ C. ②④ D. ②③④
34.如图所示,电源电压不变,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器(a、b为其两端点),当滑片P在b点时,电流表示数为0.1A,R2消耗的功率为1W;当滑片P移动至某一位置时,电流表示数为0.3A,R2消耗的功率为1.8W。当滑片P从a移到b的过程中,下列说法正确的是( )
A. R2的最大阻值为10Ω
B. 电压表示数变化了12V
C. R1消耗的电功率变化了7W
D. 电路消耗的总功率变化了7.2W
35.小明用电压表改装成了电子量角器,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,接入电路的电阻丝RMP与指针旋转角度θ成正比,整根电阻丝RMN的电阻为15Ω,R0为电阻箱。将滑片OP旋转至M处,调节R0的阻值,使电路中电流为0.6A;保持R0接入电路阻值不变,然后调节θ为60°时,电流表示数为0.4A(不考虑导线电阻对电路的影响)。
(1)当指针OP向右旋转时,电流表的示数将_______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(2)将滑片OP旋转至M处时,电阻箱连入电路阻值为_______Ω;当调节θ为120°时,电压表的示数为_____V。
(3)为能满足测量0~180°的要求,重新调节电阻箱R0,满足要求的R0的最小阻值是_______Ω。
36.如图甲是苹果自动筛选装置。原理是:传送带上的苹果经过压力检测点时,使压敏电阻R的阻值发生变化,AB间的电压UAB也随之发生改变,当质量小于一定值的苹果经过压力检测点且时,机械装置启动,将质量不达标的苹果推出传送带,实现自动筛选。已知电源电压恒为15V,R0=30Ω,压敏电阻R的阻值随压力变化关系如表所示:
压力F/N
0
1
2
3
4
5
阻值R/Ω
120
80
60
45
40
38
(1)当检测点上没有苹果时,R0两端的电压为______V;
(2)该筛选装置可将重为______N以下的苹果推出传送带;
(3)要能够剔除质量小于300g的苹果时,UAB应设置为小于______V;
(4)为了使该装置能够满足不同质量标准苹果的筛选,小红对该电路进行了如图乙的改进,将R0换成了电阻箱R1,若设定了某一质量标准,当电阻箱的阻值变大时,质量不达标的苹果将______(选填“变多”、“变少”或“不变”);
(5)若图甲电路中电源电压降低,则能通过检测点苹果的最小质量将______(选填“增大”或“减小”)。
37.如图所示,电源电压恒为4.5V,定值电阻为10Ω,滑动变阻器的最大阻值为20Ω,电阻箱最大阻值为999.9Ω,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V。闭合开关S,若均向右闭合,电路允许通过的最大电流为________A;若、均向左闭合允许接入电路的最大阻值为________;若向左、向右闭合,8min内产生的热量最少为________J。
38.如图所示,电源电压保持不变,电流表的量程为0~3A,电压表的量程为0~15V,R1=10Ω,滑动变阻器R2的规格为“50Ω;1A”。只闭合S1,电流表示数为0.9A,则电源电压是_____V;只闭合S3,滑动变阻器滑片置于中点位置时,电压表的示数为5V,则R3的阻值为_______Ω,此时滑动变阻器R2的电功率为P1;闭合S1、S2和S3,在保证各电路元件安全的情况下,滑动变阻器R2的最大电功率为P2,则P1∶P2=________。
39.如图所示,灯泡上标有“6V;3.6W”的字样(忽略温度对灯泡电阻的影响),电源电压保持不变。闭合开关后,当滑动变阻器的滑片在某端点时,灯泡恰好正常发光,两电压表V1与V2的示数相等,R1的功率为P1;当滑动变阻器的滑片在另一端点时,V1与V2的示数之比为1∶2,R1的功率变为P2。已知P1∶P2=9∶4,则R1的电阻为 _______Ω,电源电压为 _______V,滑片从一端点移动到另一端点,电路总功率的变化量为 ________W。
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