专题04 欧姆定律应用(期末压轴题训练)九年级物理上学期新教材苏科版
2025-12-30
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2份
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59页
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理苏科版九年级上册 |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | 第十四章 欧姆定律 |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | 欧姆定律的应用 |
| 使用场景 | 同步教学-期末 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 5.43 MB |
| 发布时间 | 2025-12-30 |
| 更新时间 | 2025-12-31 |
| 作者 | 楚昭库里 |
| 品牌系列 | 学科专项·压轴题 |
| 审核时间 | 2025-12-30 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/55716890.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
专题04 欧姆定律应用重难点分析
题型01 电表示数变化分析题
1.(24-25九年级上·江苏扬州·期末)关于如图所示的实物图,下列分析正确的是( )(忽略灯丝电阻随温度的变化)
A.只闭合S1时,L1和L2串联,电压表测电源电压
B.同时闭合开关S1和S2时,L1和L2并联,电流表测干路电流
C.先闭合S1再闭合S2,电流表示数变大,电压表示数变小
D.先闭合S1再闭合S2,电压表与电流表的比值不变
2. (24-25九年级上·江苏南京·期末)如图所示的电路中,电源电压恒定。闭合开关S后,滑动变阻器的滑片P向右移动的过程中,下列说法正确的是( )
A. 电压表V读数与电流表读数的比值变大
B. 电流表读数与电流表读数的差值变大
C. 电流表读数变小,电压表V读数变大
D. 电压表V读数与电流表读数的比值变小
3.(24-25九年级上·江苏泰兴·期末)2025年8月25日,问界M8纯电动汽车正式上市,如图是M8“加油门(脚向下踩)”时的原理图,其中是定值电阻,“加油门”时车速仪示数变大,则“加油门”过程中,下列判断正确的是( )
A.电压表示数变大 B.电流表示数变小
C.两端的电压变大 D.电压表示数与电流表示数的比值变大
4.(24-25九年级上·江苏姜堰·期末)如图所示电路,闭合开关,滑动变阻器滑片从最上端向中点移动过程中,下列说法正确的是( )
A.灯泡L的亮度变大
B.电压表V的示数变小
C.电流表的示数变大
D.电压表V与电流表示数的比值变大
5.(24-25九年级上·江苏盐城·期末)如图所示的电路中,电源电压保持不变。开关S闭合,将滑动变阻器滑片P从左端向右移动的过程中,下列说法正确的是( )
A.电压表V1示数变大,V2示数变大,电流表A的示数变小
B.电压表V1示数不变,V2示数变大,电流表A的示数变大
C.电压表V2的示数变化量与电流表的示数变化量之比不变
D.电压表V1的示数与电流表的示数之比变小
题型02 电路故障分析题
6.(24-25九年级上·江苏南通·期末)在“测量小灯泡电阻”的实验中,所有实验元件均完好,如图所示。闭合开关后,灯泡未亮起。经检查,发现电路中的电压表和电流表的位置接错。此时,电压表 (选填“有示数”或“无示数”);电流表 (选填“有示数”或“无示数”)。
7.(24-25九年级上·江苏苏州·期末)如图所示,闭合开关S后灯泡L1、L2都不亮,电压表无示数,用一导线分别并联在灯L1、L2和开关S两端,发现接到L2两端时L1亮,其故障可能是( )
A.L1短路 B.S断路 C.L1断路 D.L2断路
8.(24-25九年级上·江苏常州·期末)在如图所示的电路中,闭合开关S后,两灯都不亮,电压表有示数,电流表无示数,则该电路故障可能是( )
A.电流表短路 B.灯泡L1断路 C.灯泡L2短路 D.灯泡L2断路
9.(24-25九年级上·江苏无锡·期末)如图所示,闭合开关电路正常工作,过一会儿,两表中一表示数变大,另一表示数变小,则发生故障的原因( )
A.可能是电阻R断路 B.可能是灯丝断了
C.可能是灯丝短路 D.一定是电阻R短路
10.(24-25九年级上·江苏泰州·期末)在如图所示的电路中,闭合开关S,两灯均正常发光;一会儿后,一灯突然熄灭,另一灯仍正常发光,且电压表示数不变,电流表示数为零。下列判断正确的是( )
A.L1短路 B.L1开路 C.L2短路 D.L2开路
题型03 动态电路分析题
11.(24-25九年级上·江苏徐州·期末)如图所示是检测河水流速变化的装置原理图。机翼状的探头始终浸没在水中,通过连杆带动滑动变阻器的滑片P上下移动。电源电压保持4.5V不变,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V,定值电阻R1的阻值为5Ω,滑动变阻器R2的规格为“20Ω 1A”。闭合开关S,随着水流速度的改变,下列说法正确的是( )
A.电压表示数变大,表示水流速度增大
B.滑动变阻器允许接入电路的阻值范围为2.5~20Ω
C.电压表示数的变化范围为0~3V
D.电流表示数的变化范围为0.3~0.6A
12. (24-25九年级上·江苏宿迁·期末)体育中考跳绳的次数是自动记录,其简化电路如图甲所示。R1是光敏电阻,R2是定值电阻,信号处理系统记录ab间的电压,每当绳子挡住射向R1的红外线时,R1的阻值会变大,自动计数器会计数一次。电源电压为6V,ab间电压随时间变化的图像如图乙所示,该同学匀速连续跳绳1min的跳绳次数为___________次,有红外线照射和无红外线照射时,电路中的电流之比为___________,光敏电阻的阻值之比为___________。
13.(24-25九年级上·江苏连云港·期末)小海设计了电热水器限温电路并接在家庭电路中,如图甲。为具有加热功能的定值电阻,为热敏电阻,其阻值随温度变化的关系如图乙所示,S0()为限流开关,其参数如图丙。当水温达到限制温度时,电路中的电流会达到的保护电流,使在内自动断开。下列说法正确的是( )
A. 的阻值为
B. 温度升高时,电路中的电流变小
C. 若用电高峰时家庭电路中的电压降低,则实际的限制温度将升高
D. 若将换成阻值更大的定值电阻,则实际的限制温度将降低
14.(24-25九年级上·江苏淮阴·期末)一种电子体重计(图甲)的工作原理如图乙所示,R0为定值电阻,力敏电阻R1的阻值随压力变化情况如图丙所示。将数据处理器连接在a、b端或c、d端,它能把从小到大的电压值处理成一一对应的从大到小的体重值。下列说法中正确的是( )
A.数据处理器接在c、d端
B.电子体重计所称量人的体重越大,R1的电阻越大
C.电子体重计所称量人的体重越大,整个电路消耗的电功率越小
D.若发现体重测量值与真实值相比偏大,应换用阻值小一点的定值电阻R0
15.(24-25九年级上·江苏宿迁·期末)为保护视力,很多电子产品都增加了“屏幕提醒”功能。其原理如图乙所示,R0为定值电阻,为距离传感器,眼睛与电子屏幕的距离越近,其阻值越小,当电表示数大于设定值时,会进行提示。下列分析正确的是( )
A.图乙中的电表,是用电流表改装的
B.眼睛距离屏幕越远,电表示数越大
C.眼睛距离屏幕越近,电路电流越小
D.要增大提醒距离,应更换阻值更大的R0
题型04 图像分析题
16.(24-25九年级上·江苏东台·期末)如图甲所示,电源电压恒定,电压表量程为“0~3V”,电流表量程为“0~0.6A”,是定值电阻,滑动变阻器标有“50Ω0.5A”,闭合开关S,移动变阻器滑片P,电压表与电流表示数的变化图像如图乙所示。下列判断正确的是()
A.电源电压为6V
B.定值电阻的阻值为5Ω
C.在保证电路安全的前提下,电流表示数的变化范围是0.1A~0.4A
D.在保证电路安全的前提下,滑动变阻器允许调节阻值范围0~50Ω
17. (24-25九年级上·江苏宜兴·期末)如图甲所示的电路中,闭合S1和S2,将滑动变阻器滑片P从最右端向左滑动直到小灯泡正常发光,记录此过程中电压表V1和电流表的示数;只闭合S1,再将滑片P从最右端滑到最左端,记录此过程中电压表V2和电流表的示数。两次所记录的数据画出图像如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. 小灯泡的额定功率为2.25W
B. 电源电压为4.5V
C. 定值电阻的阻值为12Ω
D. 闭合S1和S2,滑动变阻器的范围为9-20Ω
18(24-25九年级上·江苏常熟·期末).如图甲,电源电压保持不变,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,电压表V1、V2的量程均为0~15V,闭合开关S,调节滑动变阻器阻值从最大逐渐变小,得到两电压表示数倒数与R2接入电路的阻值倒数的关系图像,如图乙所示,下列说法中正确的是( )
A.U0的大小为12V
B.R1的阻值为40Ω
C.图②是V2示数倒数与R2阻值倒数的关系图
D.为保证电路安全,R2接入电路的阻值范围为20Ω~8Ω
19.(24-25九年级上·江苏苏州·期末)如图甲所示,电源电压恒定,闭合开关S后,将滑动变阻器的滑片从最右端移至灯正常发光的位置,此过程中电流表示数与两个电压表示数的关系图象如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.曲线a是电流表示数与电压表V2示数的关系图象
B.电源电压为11V
C.灯的额定电流为0.2A
D.滑动变阻器的最大阻值是15Ω
20.(24-25九年级上·江苏兴化·期末)如图甲所示,电源电压不变,电流表量程为,电压表量程为,定值电阻大于,滑动变阻器规格为“,”,小灯泡的额定电压为,其电流随电压变化的图像如图乙所示。小灯泡正常发光的电阻为___________。若闭合开关、接1,在电路安全的情况下,变阻器允许接入电路的最大阻值为,则电源电压为___________;若闭合开关、接2,在电路安全的情况下,电路中允许通过的最大电流是最小电流的1.5倍,则电阻的阻值为___________。
题型05 调光灯电路与油量表等项目化学习
21.(24-25九年级上·江苏靖江·期末)跨学科实践——制作简易油量表。
小华和同学利用所学的电学知识,设计了油量表的原理图,如图所示,它利用电压表的示数来表示燃油的体积。已知电源电压U=4.5V,电阻R0=10Ω,电阻R=20Ω,电压表的量程为0~3V。
(1) 电路设计:要使油量表能正常工作,应将开关与触点_______(1/2)连接;
(2) 故障排除:小华在正确完成电路连接后,改变油箱中燃油的体积,发现电压表有示数,但始终不变,发生故障的原因不可能是_______;
A.R0短路 B.R断路 C.电压表短路 D.滑片处断路
(3) 刻度调试:
①调零:在油箱中无燃油时使金属滑片处于R最上端,此时电压表的示数为零;
②标度:每次向油箱中增加1L的燃油,在电压表指针所指位置的刻度盘上标出相应的体积值。当将10L的燃油放在油箱中时,金属滑片刚好指在距R上端四分之一处,则“10L”应标在电压表_____V的位置上,该油量表能测量的最大体积是_______L,应标在电压表_______V的位置上;
(4) 发现问题:小华在标示油量表刻度时,同组同学发现油量表的刻度是不均匀的;
(5) 解决问题:小华和同学思考后,重新设计了电路,解决了上述问题,请画出改进后的电路。_______
22.(24-25九年级上·江苏镇江·期末)在跨学科实践活动中,小宇所在的项目化学习小组进行如下活动:
【项目任务】设计并制作一个电子量角器
【项目分解】(1)设计电子量角器;(2)制作电子量角器。
【项目实施】
(1)设计电子量角器
①如图甲所示,小宇把同种材料制成的粗细均匀的电阻丝AB(电阻丝AB的阻值为30Ω)弯曲成半圆形,O为圆心,OP为能够绕圆心转动的金属滑片(OP的阻值忽略不计),P与AB接触良好,OA与OP的夹角为θ,即θ=∠AOP。
②小宇将图甲所示的装置设计了电子量角器的电路图,如图乙所示。电路中的电阻R0 (填“能”或“不能”)去掉,理由是: 。
(2)制作电子量角器。
①按照如图乙所示电路进行组装电路,电源电压为6V且保持不变,电流表的测量范围为0~0.6A,电压表的测量范围为0~3V,R0是阻值为20Ω的定值电阻。闭合开关,转动滑片OP,电压表的示数随之改变;
②当指针OP向右旋转时,电流表的示数将 (填“变大”、“变小”或“不变”),多次转动OP,记录角度θ与对应的电压表示数,用θ的角度值替换对应的电压表盘上的刻度值,小宇完成了对电压表的改造,制作了电子量角器。
【项目评估】
小宇制作的电子量角器,所能测量的角度范围为 ,在实验中电阻丝AB不变、提供的电压表、电流表量程不更换的情况下,若小宇想把测量范围扩大到0°~180°,该如何做?请说出你的办法: 。
【项目拓展】
同组的小亮发现最终改造后的电子量角器表盘上角度刻度值分布不均匀,请你帮助他在图丙中将电路补画完整,使得由电压表改造成的电子量角器的表盘上角度的刻度值能均匀分布,且θ(θ=∠AOP)增大时,指针所指角度的刻度值增大 。
题型06 综合计算
23. 如图所示电路,电源电压恒为6V保持不变。小灯泡L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“20Ω 1A”,电流表量程0~0.6A,电压表量程0~3V。求:
(1)只闭合开关S和S1,滑动变阻器的滑片P置于最右端时,电压表的示数为2V,求定值电阻R2的阻值;
(2)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允许的取值范围。
24. 如图所示,R1=25Ω,小灯泡L的规格为“2.5V0.3A”,电源电压保持不变。(不考虑灯丝电阻变化)
(1)S1、S2都断开时,小灯泡L正常发光,求电源电压;
(2)S1闭合,S2断开时,求电流表的示数;
(3)S1、S2都闭合时,电流表示数变为0.6A,求R2的阻值。
25. 在如图所示的电路中,电源电压恒定不变,,闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片处于某一位置时,电压表的示数为,电流表的示数为。求:
(1)此时接入电路的阻值;
(2)电源电压;
(3)当滑片在最左端时(默认未接入电路),通过整个电路电流;
(4)若滑动变阻器标有“”字样,电流表的量程为,电压表的量程为0~15V。为了保证两个电表都能正常工作,接入电路的最大阻值是_____。
26.坐位体前屈测试仪原理如图所示,已知电源电压为6V,R1的电阻为30Ω,其中电阻丝R2粗细均匀,总长度为30cm。闭合开关,推挡板P在B端时,坐位体前屈成绩为0,电流表的示数为0.05A;推挡板P在A端时,坐位体前屈成绩为30cm。则下列说法正确的是( )
A.电压表示数与滑片P从B向左移动的距离成正比
B.电阻丝R2的最大阻值为120Ω
C.挡板P在A端时电压表的示数为1.5V
D.电流表示数的大小能反映被测试者的成绩
27.晨晨认识并使用了如图所示的台秤,发现指针偏转角度随所测物体质量增大而增大。根据台秤示数变化规律,小晨想选用电流表或电压表的示数来反映所测物体质量大小,并且还希望电表指针偏转角度与所测物体质量成正比,设计的电路最合理的是( )
A. B.
C. D.
28.如图所示的电路,闭合开关,两只灯泡都不发光,且电流表和电压表均没有示数。现仅将L1和L2两灯泡的位置对调,再次闭合开关,发现两只灯泡仍不发光,电流表无示数,电压表指针有明显偏转。则下列判断正确的是( )
A.灯泡L1的灯丝断了 B.电流表内部出现断路
C.灯泡L2的灯丝断了 D.电源接线处接触不良
29.如图所示是某同学设计的一种测量水池内水位的装置,其中滑动变阻器的滑片跟滑杆连接,滑杆可以绕固定轴O转动,滑杆的一端固定着一个浮标。浮标随水面上下浮动时,带动滑杆转动,通过水位表(由电表改装而成)的示数变化即可反映水面的高度变化。关于此装置,下列说法正确的是( )
A.若水位表由电流表改装而成,水位上涨时,通过的电流变小
B.若水位表由电流表改装而成,水位下降时,两端的电压变大
C.若水位表由电压表改装而成,水位上涨时,通过的电流不变
D.若水位表由电压表改装而成,水位下降时,两端的电压变小
30.风速是气象观测中的重要参数,常用风速仪测量,如图甲所示的是简易风速仪的原理图。其中“恒流源”是一个特殊电源,它始终提供大小恒定的电流,R0为定值电阻,R1为压敏电阻,当风速变化时,迎风板会受到不同大小的风压,R1的阻值就会发生变化,R1随压力F变化的关系图像如图乙所示,则下列说法正确的是( )
A.当压力变大时,电压表示数增大
B.当压力变大时,电流表示数增大
C.当压力变小时,电路总电阻变小
D.当压力变小时,R0电流增加量大于R1电流减小量
31. 如图所示电路中,电源电压恒定,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P向左滑动时,电流表A、电压表V1和V2的示数分别为I、U1和U2表示,这三个电表示数变化量的大小分别用I、U1和U2表示,则下列说法正确的是( )
A. 的值变大 B. 的值不变
C. 的值不变 D. 和的大小不相同
32.如图所示电路,电源电压保持不变,R为定值电阻。闭合开关S,将滑片P从中点向右端移动过程中,下列说法正确的是( )
A.V1和V2示数均不变 B.V1和A示数之比变大
C.V2和A示数之比变小 D.V2和A示数乘积变大
33.小钊家里有一款电热暖手器,但电热暖手器上的提示灯参数“ ×V×A ”模糊不清了。 为了测量该提示灯 L 的参数,小钊设计了如图甲所示的电路,所用的电源电压恒定,电流表选用0~0.6A 量程, 电压表选用0~15V 量程。小钊进行实验,第一次只闭合开关 S、S1 ,滑片 P 从 a 端移到 b 端;第二次只闭合开关 S 、S2 ,保证电路中所有元件都安全的前提下,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与电流表示数的关系图像。下列判断正确的是( )
A.R0 的阻值为 7.5Ω
B.小灯泡的参数为“3V 0.4A
C.只闭合 S 、S2 , 电路的电流最大时,灯与滑动变阻器的电阻之比为 5 ︰3
D.只闭合 S 、S2 ,为保证电路安全,滑动变阻器接入电路的阻值范围为 7.5~30Ω
34.超载存在安全隐患,交通部门常用“地磅”检测货车是否超载。图甲是小华设计的模拟地磅原理的简化电路图,他设定当电压表读数达到2V时触发超载警报。已知电源电压恒为3V,定值电阻的阻值为1kΩ,电压表量程为0~3V,力敏电阻的阻值随所受压力变化关系如图乙所示。力敏电阻上方紧密连接一轻质绝缘平板,检测时将货车模型静置于其上。有关该地磅报警装置,下列说法正确的是( )
A.力敏电阻的阻值随压力的增大而增大
B.货车模型质量越大,电压表示数越小
C.电压表报警时,货车模型的质量为20kg
D.若要提高报警触发值,可适当减小的阻值
35.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
36.如图甲,电源电压恒定,R为定值电阻,滑动变阻器R′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,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,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6Ω
C. 定值电阻R的阻值为20Ω D. b点在a点的左侧
37.为了监测学生的体重情况,小石同学设计了一台由电流表改装而成的简易体重计,其电路如图甲所示。已知电源电压恒为6V,定值电阻R0=5Ω,R为压敏电阻,其阻值与所受到的压力关系如图乙所示,电流表量程为0~0.6A,脚踏板重力忽略不计。将该体重计水平放置在竖直上升的电梯内,某质量m=55kg的同学站在体重计上进行监测。电梯从t=0时刻由静止开始上升,先加速,再匀速,最后减速至停止。体重计示数m的变化如图丙所示,(g=10N/kg)则:( )
A.闭合开关S,当体重计空载时,电路中的电流为0A
B.电流表示数为0.3A时,电梯运行时间是在2s~5s时间段内
C.若用电压表改装体重计,且体重增加时示数增大,电压表应并联在R两端
D.若用量程为0~3V的电压表并联在R0上进行改装,则最大称量值是140kg
38.图甲所示电路,电源电压不变,RMN为定值电阻,R1为电阻箱,在开关S、S1都闭合和开关S闭合、S1断开两种情况下,改变电阻箱R1的阻值,读取电流表示数,绘制了如图乙所示的电流表示数I随R1变化的曲线。
(1)图乙中曲线 (a/b)是S、S1都闭合时的实验数据。
(2)电源电压U= V。
(3)S闭合时,S1闭合与断开时的电流表示数之比为3:1,则此时R1= Ω。
39.如图甲是一台放置在水平地面的智能体重秤,图乙是它的电路结构图,为阻值的定值电阻,秤盘下方的电阻为压敏电阻,其阻值随人对秤盘压力的变化关系如图丙所示,已知电源电压为且保持不变。
(1)压敏电阻属于 (填“导体”、“半导体”或“超导体”)材料,人对秤盘的压力增大时,电压表示数 (填“变大”或“变小”);
(2)当秤盘为空时,求电路中电流的大小;
(3)某同学站在体重秤上时,电压表示数为,求该同学对秤盘的压
40. 图甲是小明设计的电子体重秤的简化电路图。R0为定值电阻,压力传感器踏板受到压力后,其阻值R随所受压力F的变化而改变,如图乙所示,并导致电路中的电流发生改变,通过改写电流表表盘数值后可直接读出所称物体的质量。闭合开关S,小明站上踏板并最终静止在踏板上,电流表的示数Ⅰ随时间t变化的图像如图丙所示。已知电源电压U=12V,定值电阻R0=10Ω,踏板的质量忽略不计。
(1)0~1s时间内,小明尚未站上踏板,图丙中I1的大小为______A;
(2)小明的质量为______kg;
(3)电流表表盘上0.5A刻度线应标为______kg,改写后电流表表盘上的刻度是______(选填“均匀”或“不均匀”)。
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专题04 欧姆定律应用重难点分析
题型01 电表示数变化分析题
1.(24-25九年级上·江苏扬州·期末)关于如图所示的实物图,下列分析正确的是( )(忽略灯丝电阻随温度的变化)
A.只闭合S1时,L1和L2串联,电压表测电源电压
B.同时闭合开关S1和S2时,L1和L2并联,电流表测干路电流
C.先闭合S1再闭合S2,电流表示数变大,电压表示数变小
D.先闭合S1再闭合S2,电压表与电流表的比值不变
【答案】D
【详解】
A.只闭合S1时,L1和L2串联,电压表测L1两端的电压,故A错误;
B.同时闭合开关S1和S2时,L2会被短路,只有L1工作,电流表通过L1的电流,故B错误;
C.先闭合S1,L1和L2串联,电压表测L1两端的电压;再闭合S2,L2会被短路,只有L1工作,电压表测L1两端的电压,同时也是电源电压,故电流表示数变大,电压表示数也变大,故C错误;
D.先闭合S1再闭合S2,电压表与电流表的比值均为灯泡L1的电阻,其大小不变,故D正确。
故选D。
2. (24-25九年级上·江苏南京·期末)如图所示的电路中,电源电压恒定。闭合开关S后,滑动变阻器的滑片P向右移动的过程中,下列说法正确的是( )
A. 电压表V读数与电流表读数的比值变大
B. 电流表读数与电流表读数的差值变大
C. 电流表读数变小,电压表V读数变大
D. 电压表V读数与电流表读数的比值变小
【答案】A
【解析】
【详解】A.电压表V读数与电流表A1读数的比值为R2电阻,R2电阻变大,故A正确;
B.电流表A1读数与电流表A2读数的差为R1电流,R1电阻、电压不变,电流也不变,B错误;
CD.电阻R1与R2并联,滑动变阻器的滑片P向右移动的过程中电阻R2变大,电流表A2变小,电压表V示数不变;电压表V读数与电流表A2读数的比值变大,故CD错误。
故选A。
3.(24-25九年级上·江苏泰兴·期末)2025年8月25日,问界M8纯电动汽车正式上市,如图是M8“加油门(脚向下踩)”时的原理图,其中是定值电阻,“加油门”时车速仪示数变大,则“加油门”过程中,下列判断正确的是( )
A.电压表示数变大 B.电流表示数变小
C.两端的电压变大 D.电压表示数与电流表示数的比值变大
【答案】C
【详解】ABC.由电路图可知,定值电阻R0与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流。“加油门”时滑动变阻器接入电路中的电阻变小,电路中的总电阻变小, 由欧姆定律可知,电路中的电流变大,则电流表的示数变大;由可知,定值电阻R0两端的电压变大, 因串联电路中总电压等于各分电压之和, 所以,滑动变阻器两端的电压变小,即电压表的示数变小,故AB错误,C正确;
D.由可知,电压表的示数与电流表的示数的比值等于滑动变阻器接入电路中的电阻,“加油门”时滑动变阻器接入电路中的电阻变小,所以,电压表的示数与电流表的示数的比值变小,故D错误。
故选C。
4.(24-25九年级上·江苏姜堰·期末)如图所示电路,闭合开关,滑动变阻器滑片从最上端向中点移动过程中,下列说法正确的是( )
A.灯泡L的亮度变大
B.电压表V的示数变小
C.电流表的示数变大
D.电压表V与电流表示数的比值变大
【答案】C
【详解】由图可知,灯泡L与滑动变阻器R并联,电流表A1测通过滑动变阻器所在支路的电流,电流表A2测干路电流,电压表V测电源电压。当滑动变阻器滑片从最上端向中点移动的过程中,因为并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以滑片移动时,通过灯泡L的电流不变,亮度不变,电源电压不变,电压表V的示数也不变;但滑动变阻器的电阻变小,根据欧姆定律,滑动变阻器所在支路的电流变大,所以电流表的示数变大,又因为并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以干路电流变大,即电流表A2的示数变大,则此时电压表V与电流表A2示数的比值变小,故C正确,ABD错误;
故选C。
5.(24-25九年级上·江苏盐城·期末)如图所示的电路中,电源电压保持不变。开关S闭合,将滑动变阻器滑片P从左端向右移动的过程中,下列说法正确的是( )
A.电压表V1示数变大,V2示数变大,电流表A的示数变小
B.电压表V1示数不变,V2示数变大,电流表A的示数变大
C.电压表V2的示数变化量与电流表的示数变化量之比不变
D.电压表V1的示数与电流表的示数之比变小
【答案】C
【详解】AB.由图可知,滑动变阻器与定值电阻R串联,电压表V1测量电源电压,电压表V2测量滑动变阻器两端的电压,电流表测量电路中的电流。滑片P从左端向右移动,变阻器阻值变大,电路中的总电阻变大,由可知,电路中的电流变小,电流表示数变小,由可知,定值电阻R两端的电压变小,由于串联电路中电源电压等于各用电器两端的电压之和,所以滑动变阻器两端的电压变大,即电压表V2的示数变大;由于电源电压保持不变,所以电压表V1的示数不变。故AB错误;
C.由串联电路电压的规律可知电压表V2的变化量等于定值电阻的电压变化量,电压表V2示数的变化量与电流表A示数的变化量之比等于R的阻值,R的阻值不变,电压表V2示数的变化量与电流表A示数的变化量之比不变,故C正确;
D.滑片P从左向右移动,变阻器阻值变大,电流表示数变小,电压表V1示数不变,电压表V1示数与电流表A 示数之比变大,故D错误。
故选C。
题型02 电路故障分析题
6.(24-25九年级上·江苏南通·期末)在“测量小灯泡电阻”的实验中,所有实验元件均完好,如图所示。闭合开关后,灯泡未亮起。经检查,发现电路中的电压表和电流表的位置接错。此时,电压表 (选填“有示数”或“无示数”);电流表 (选填“有示数”或“无示数”)。
【答案】 有示数 无示数
【详解】[1][2]由图知,电压表串联在被测电路中,两接线柱与电源两极形成通路,电压表有示数;电流表并联在灯泡两端,灯泡短路不发光;因为电压表电阻很大,整个电路电流很小,电流表无示数。
7.(24-25九年级上·江苏苏州·期末)如图所示,闭合开关S后灯泡L1、L2都不亮,电压表无示数,用一导线分别并联在灯L1、L2和开关S两端,发现接到L2两端时L1亮,其故障可能是( )
A.L1短路 B.S断路 C.L1断路 D.L2断路
【答案】D
【详解】
A.如果L1短路,L2会发光,故A不符合题意;
B.如果S断路,当用导线接在它的两端时,L1和L2都会发光,故B不符合题意;
C.如果L1断路,闭合开关,电压表显示电源电压有示数,故C不符合题意;
D.用导线接到L2两端时L1亮,说明开关S和灯泡L1完好,因此电路故障为L2断路,故D符合题意。故选D。
8.(24-25九年级上·江苏常州·期末)在如图所示的电路中,闭合开关S后,两灯都不亮,电压表有示数,电流表无示数,则该电路故障可能是( )
A.电流表短路 B.灯泡L1断路 C.灯泡L2短路 D.灯泡L2断路
【答案】D
【详解】由图知,两灯串联,电压表测L2两端的电压,电流表测电路中的电流。
A.若电流表短路,电流表无示数,电路是通路,两灯都发光,电压表有示数,故A不符合题意;B.若灯L1断路,电路断路,两灯都不发光,电流表和电压表都没有示数,故B不符合题意;
C.若灯L2短路,灯L2不发光,灯L1发光,电压表被短路,电压表没有示数,电流表有示数,故C不符合题意;
D.若灯L2断路,则L2不发光,电压表两端与电源两极连通有示数,电压表内阻很大,通过电路的电流很小,电流表示数为零,灯泡L1不发光,D符合题意。故选D。
9.(24-25九年级上·江苏无锡·期末)如图所示,闭合开关电路正常工作,过一会儿,两表中一表示数变大,另一表示数变小,则发生故障的原因( )
A.可能是电阻R断路 B.可能是灯丝断了
C.可能是灯丝短路 D.一定是电阻R短路
【答案】A
【详解】由图知,电阻和灯泡串联,电流表测量
电路中的电流,电压表测量电阻两端的电压。
A.若R断路,电流表示数变为0,此时电压表测量电源电压,则电压表的示数增大,故A符合题意;
B.若灯丝断了,整个电路断路,则灯泡不发光,两电表的示数都为0,故B不符合题意;
C.若灯丝短路,电路中有电流通过,电流表有示数且变大,电压表测量的是电源电压,其示数变大,故C不符合题意;
D.若电阻R短路,灯泡能发光,电压表同时被短路,其示数为0,电流表的示数变大,但不排除R断路的情况,故D不符合题意。故选A。
10.(24-25九年级上·江苏泰州·期末)在如图所示的电路中,闭合开关S,两灯均正常发光;一会儿后,一灯突然熄灭,另一灯仍正常发光,且电压表示数不变,电流表示数为零。下列判断正确的是( )
A.L1短路 B.L1开路 C.L2短路 D.L2开路
【答案】D
【详解】如图,L1和L2并联,电压表测量电源电压,电流表测量L2的电流;
AC.L1或L2短路,则造成电源两极相连,电源短路,电压表、电流表示数均为零。故AC不符合题意;
B.L1开路,L2支路不受影响,电流表示数不变,电压表示数仍等于电源电压,故B不符合题意;
D.L2开路,电压表直接测电源电压,示数不变,电流表示数为零,故D符合题意。
故选D。
题型03 动态电路分析题
11.(24-25九年级上·江苏徐州·期末)如图所示是检测河水流速变化的装置原理图。机翼状的探头始终浸没在水中,通过连杆带动滑动变阻器的滑片P上下移动。电源电压保持4.5V不变,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V,定值电阻R1的阻值为5Ω,滑动变阻器R2的规格为“20Ω 1A”。闭合开关S,随着水流速度的改变,下列说法正确的是( )
A.电压表示数变大,表示水流速度增大
B.滑动变阻器允许接入电路的阻值范围为2.5~20Ω
C.电压表示数的变化范围为0~3V
D.电流表示数的变化范围为0.3~0.6A
【答案】 D
【详解】A.由图知,定值电阻与变阻器串联,电压表测变阻器两端的电压,电流表测电路的电流。流体的压强跟流速有关,流速越大,压强越小,所以机翼会形成一个向上的升力,当水流速度增大时,机翼受到向上的升力变大,R2的滑片上移,变阻器接入电路的阻值减小,据串联电路的分压特点知,变阻器R2的电压减小,即电压表示数减小,故A错误;
BCD.电流表选用小量程,电路中的最大电流为0.6A。此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小,根据欧姆定律可知,总电阻
根据电阻串联的特点可知,变阻器接入电路的阻值R2=R-R1=7.5Ω-5Ω=2.5Ω
根据欧姆定律可知,定值电阻两端的电压
根据串联电路的电压特点可知,电压表示数的最小值
电压表选用小量程,所以变阻器两端的最大电压为3V。因串联电路中总电压等于各用电器电压之和,所以R1两端的电压U1=U-U2=4.5V-3V=1.5V
由串联电路的分压原理可知,变阻器接入电路的阻值越大,分得的电压越大,所以此时变阻器两端接入电路的阻值最大时,则电路中的电流最小为
则滑动变阻器接入电路的最大阻值
综上可知,滑动变阻器允许接入电路的取值范围为2.5~10Ω,电压表示数的变化范围为1.5~3V,电路中通过电流的变化范围为0.3~0.6A,故BC错误,D正确。
故选D。
12. (24-25九年级上·江苏宿迁·期末)体育中考跳绳的次数是自动记录,其简化电路如图甲所示。R1是光敏电阻,R2是定值电阻,信号处理系统记录ab间的电压,每当绳子挡住射向R1的红外线时,R1的阻值会变大,自动计数器会计数一次。电源电压为6V,ab间电压随时间变化的图像如图乙所示,该同学匀速连续跳绳1min的跳绳次数为___________次,有红外线照射和无红外线照射时,电路中的电流之比为___________,光敏电阻的阻值之比为___________。
【答案】 ①. 120 ②. 3∶2 ③. 1∶3
【解析】
【详解】[1]如图乙所示,一个循环的时间为0.5s,则跳绳一次所需时间为0.5s,则一分钟可以跳的次数为
[2][3]如图甲所示,R1、R2串联,ab间电压即为R1两端电压,因为当绳子挡住射向R1的红外线时,R1的阻值会变大,则电路中总电阻变大,根据可知,此时电路中电流变小,根据可知,R2两端电压变小,因为电源电压不变,根据串联电路电压规律可知,R1两端电压变大,即ab间电压变大,即绳子挡住射向R1的红外线时,ab间电压较大,故由图乙可知,此时ab间电压为3V,则绳子没有挡住射向R1的红外线时,ab间电压为1.5V。当绳子挡住射向R1的红外线时,即无红外线照射时,ab间电压
根据串联分压可知,此时R1、R2之间的关系为
即
此时电路中电流可以表示为
(2)当绳子没有挡住射向R1的红外线时,即有红外线照射时。
ab间其两端电压
根据串联分压可知,此时R1、R2之间的关系为
即
此时电路中的电流可以表示为
所以有红外线照射和无红外线照射时,电路中的电流之比
光敏电阻的阻值之比为
13.(24-25九年级上·江苏连云港·期末)小海设计了电热水器限温电路并接在家庭电路中,如图甲。为具有加热功能的定值电阻,为热敏电阻,其阻值随温度变化的关系如图乙所示,S0()为限流开关,其参数如图丙。当水温达到限制温度时,电路中的电流会达到的保护电流,使在内自动断开。下列说法正确的是( )
A. 的阻值为
B. 温度升高时,电路中的电流变小
C. 若用电高峰时家庭电路中的电压降低,则实际的限制温度将升高
D. 若将换成阻值更大的定值电阻,则实际的限制温度将降低
【答案】C
【解析】
【详解】A.当水温达到限制温度时,由图乙可知热敏电阻阻值为10Ω,电路中的电流会达到S0的保护电流,此时电路中的电流为2A,根据欧姆定律可得,电路的总电阻
根据串联电路电阻规律可得的阻值为
故A错误;
B.从图乙可知,温度升高,热敏电阻的阻值变小,总电阻变小,根据欧姆定律可知电路中电流变大,故B错误;
C.若用电高峰时家庭电路中的电压降低,电路中的电流为2A不变,由欧姆定律可知,电路的总电阻要变小;根据串联电路电阻规律可知,热敏电阻的接入电阻要变小,由图乙可知实际的限制温度将升高,故C正确;
D.若将换成阻值更大的定值电阻,限流值不变,电路中的总电阻仍为110Ω不变,根据电阻串联的规律可知,此时热敏电阻的阻值变小,结合图乙可知,则实际的限制温度将升高,故D错误。
故选C。
14.(24-25九年级上·江苏淮阴·期末)一种电子体重计(图甲)的工作原理如图乙所示,R0为定值电阻,力敏电阻R1的阻值随压力变化情况如图丙所示。将数据处理器连接在a、b端或c、d端,它能把从小到大的电压值处理成一一对应的从大到小的体重值。下列说法中正确的是( )
A.数据处理器接在c、d端
B.电子体重计所称量人的体重越大,R1的电阻越大
C.电子体重计所称量人的体重越大,整个电路消耗的电功率越小
D.若发现体重测量值与真实值相比偏大,应换用阻值小一点的定值电阻R0
【答案】D
【详解】AB.由图乙可知,R0与R1串联,由图丙可知,电子体重计所称量人的体重越大时,压力F越大,R1的阻值越小,电路中的总电阻越小,由欧姆定律可知,电路中的电流越大,由图乙可知,R0两端的电压越大,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,R1两端的电压变小,根据把从小到大的电压值处理成一一对应的从大到小的体重值,可知电压越小对应的体重越大,则数据处理器的位置是接在ab端。故AB错误;
C.电子体重计所称量人的体重越大时,电路中的电流越大,则根据可知整个电路消耗的电功率越大,故C错误;
D.若发现体重测量值与真实值相比偏大,说明此时R1两端的电压值偏小,R0两端的电压偏大,将R0阻值换小,分得的电压减小,可以使得测量结果准确,故D正确。
故选D。
15.(24-25九年级上·江苏宿迁·期末)为保护视力,很多电子产品都增加了“屏幕提醒”功能。其原理如图乙所示,R0为定值电阻,为距离传感器,眼睛与电子屏幕的距离越近,其阻值越小,当电表示数大于设定值时,会进行提示。下列分析正确的是( )
A.图乙中的电表,是用电流表改装的
B.眼睛距离屏幕越远,电表示数越大
C.眼睛距离屏幕越近,电路电流越小
D.要增大提醒距离,应更换阻值更大的R0
【答案】D
【详解】A.图乙中,电表与定值电阻R0并联,根据电表的使用规则(电压表并联、电流表串联),可知该电表是电压表改装的。故A错误;
B. 由题意可知,眼睛距离屏幕越远,R的阻值越大,总电阻越大,电路电流I越小;进而 越小,电压表示数越小。故B错误;
C. 由题意可知,眼睛与电子屏幕的距离越近,其阻值越小,总电阻越小,电路电流越大。故C错误;
D.根据题意,电压表示数达到一定值时,会有报警提示。增大提醒距离,R的阻值变大,要想使电压表仍然达到设定值时报警提醒,就是使R0与R的电压之比不变,就是使R0与R的比值不变,R如果变大,必须增大R0的阻值。故D正确。
故选D。
题型04 图像分析题
16.(24-25九年级上·江苏东台·期末)如图甲所示,电源电压恒定,电压表量程为“0~3V”,电流表量程为“0~0.6A”,是定值电阻,滑动变阻器标有“50Ω0.5A”,闭合开关S,移动变阻器滑片P,电压表与电流表示数的变化图像如图乙所示。下列判断正确的是()
A.电源电压为6V
B.定值电阻的阻值为5Ω
C.在保证电路安全的前提下,电流表示数的变化范围是0.1A~0.4A
D.在保证电路安全的前提下,滑动变阻器允许调节阻值范围0~50Ω
【答案】C
【详解】电路中与串联,电压表测两端电压,电流表测电路电流。结合图乙数据(如时;时)分析:
AB.由串联电路电压规律
代入两组数据
与
联立解得,
故AB错误;
CD.电流表量程0~0.6A,滑动变阻器允许最大电流0.5A,结合图乙,最大电流为0.4A,此时,即滑动变阻器接入电路的阻值为0,当滑片向右移动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大,电路中的总电阻变大,电压表示数增大,电流表示数减小,为保证电阻安全,滑动变阻器两端电压不得超过电压表的量程,即滑动变阻器两端电压最大为3V,此时电路中的电流最小,滑动变阻器接入电路的电阻最大,由串联电路电压规律可得此时R1两端电压为U1=U-U2=4V-3V=1V
则电路的最小电流为
即电流表的示数变化范围为0.1-0.4A,滑动变阻器接入电路的阻值为
即动变阻器允许调节阻值范围为0~30Ω,故C正确。D错误。
故选C。
17. (24-25九年级上·江苏宜兴·期末)如图甲所示的电路中,闭合S1和S2,将滑动变阻器滑片P从最右端向左滑动直到小灯泡正常发光,记录此过程中电压表V1和电流表的示数;只闭合S1,再将滑片P从最右端滑到最左端,记录此过程中电压表V2和电流表的示数。两次所记录的数据画出图像如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. 小灯泡的额定功率为2.25W
B. 电源电压为4.5V
C. 定值电阻的阻值为12Ω
D. 闭合S1和S2,滑动变阻器的范围为9-20Ω
【答案】A
【解析】
【详解】只闭合开关,小灯泡和滑动变阻器以及定值电阻串联,电压表测量滑动变阻器和定值电阻两端的电压之和,电压表测量小灯泡和滑动变阻器两端的电压之和,电流表测量电路的电流。
BC.将滑动变阻器P的滑片从最右端滑动到最左端,此过程电压表和电流表A的示数满足
因为是定值电阻,所以与是一次函数,故电压表和电流表A示数变化图像为乙图中的Q,由图像可知,当时,电路中电流为0.4A,电源电压为
由图像可知,当时,电路中最小电流为0.15A,电源电压为
因为电源电压相等,所以
解得
电源电压为,故BC错误;
A.闭合开关和,小灯泡和滑动变阻器串联,电压表测量滑动变阻器两端的电压,电压表 测量电源电压,电流表测量电路的电流,设此时电路中的电流为,电压表的示数为,根据串联电路的电压规律可得
又因为小灯泡的电阻随温度的变化而变化,所以与不是一次函数关系,所以电压表和电流表A示数变化图像为乙图中的P,由甲图可知将滑动变阻器P的滑片从最右端向左滑动直到小灯泡正常发光的过程中,滑动变阻器的阻值逐渐变小,电路中的电流逐渐变大直到小灯泡正常发光时电流最大,
由乙图可知,小灯泡正常发光时的电流为
电压表的示数为,
则小灯泡的额定电压为
小灯泡的额定功率为,故A正确;
D.只闭合开关时,滑片在最右端时,此时滑动变阻器接入电路的阻值最大,灯泡和滑动变阻器端的最大电压为4.5V,灯泡和滑动变阻器的电阻之和为
灯泡正常发光时的电阻为
当电流小于其额定电流时,灯泡的电阻小于9Ω,所以滑动变阻器的最大值,故D错误。
故选A。
18(24-25九年级上·江苏常熟·期末).如图甲,电源电压保持不变,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,电压表V1、V2的量程均为0~15V,闭合开关S,调节滑动变阻器阻值从最大逐渐变小,得到两电压表示数倒数与R2接入电路的阻值倒数的关系图像,如图乙所示,下列说法中正确的是( )
A.U0的大小为12V
B.R1的阻值为40Ω
C.图②是V2示数倒数与R2阻值倒数的关系图
D.为保证电路安全,R2接入电路的阻值范围为20Ω~8Ω
【答案】C
【详解】A.由图乙可知,两图相交的点即为两电压相等时,都为9V,根据串联电路电压的特点可知电源电压为,故A错误;
C.由图甲可知,该电路中定值电阻R1与滑动变阻器R2串联,电压表V1测的是R1两端电压,电压表V2测的是R2两端电压,当滑动变阻器由最大逐渐减小时,电路中电流逐渐增大,由欧姆定律可知,定值电阻两端电压增大,即V1示数增大,则其倒数减小,即当增大时,减小,则图中①为V1示数倒数与R2阻值倒数的关系图,图中②为V2示数倒数与R2阻值倒数的关系图,故C正确;
B.由图乙可知,的最小值为,则滑动变阻器R2最大阻值为20Ω,当滑动变阻器接入电路的电阻最大时,R1两端电压为6V,此时滑动变阻器R2两端的电压为
根据欧姆定律可知,R2两端通过的电流为
根据串联电路电流的特点和欧姆定律可知,R1的电阻为,故B错误;
D.为保证电路安全,两电压表示数均不能超过15V,则当电压表V1示数为15V时,根据公式可知,通过电路的电流最大,此时滑动变阻器的有效电阻最小,R2两端电压为
根据欧姆定律可知,此时电路电流
此时对应滑动变阻器R2的阻值为
因此滑动变阻器最小为2Ω,则为保证电路安全,R2接入电路的阻值范围为20Ω~2Ω,故D错误。
故选C。
19.(24-25九年级上·江苏苏州·期末)如图甲所示,电源电压恒定,闭合开关S后,将滑动变阻器的滑片从最右端移至灯正常发光的位置,此过程中电流表示数与两个电压表示数的关系图象如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.曲线a是电流表示数与电压表V2示数的关系图象
B.电源电压为11V
C.灯的额定电流为0.2A
D.滑动变阻器的最大阻值是15Ω
【答案】B。
【详解】由电路图可知,闭合开关S,灯泡与滑动变阻器串联,电压表V1测灯泡两端的电压,电压表V2测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流。
ABD、当滑片位于最右端时,变阻器接入电路中的电阻最大,电路中的电流最小,
由串联电路的分压原理可知,滑动变阻器两端的电压最大即电压表V2的示数最大,灯泡两端的电压最小即电压表V1的示数最小,则图象a表示电流表与电压表V1示数变化关系图象,图象b表示电流表与电压表V2示数变化关系图象,故A错误;
由图乙可知,电路中的最小电流I小=0.2A,灯泡两端的电压UL=2V,滑动变阻器两端的电压U滑=9V,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,电源的电压:U=UL+U滑=2V+9V=11V,故B正确;
由I=可得滑动变阻器的最大阻值:
R滑===45Ω,故D错误;
C.灯正常发光时电路中的电流最大,滑动变阻器两端的电压最小,由图乙可知,此时电路中的电流I大=0.6A,即小灯泡的额定电流为0.6A,故C错误。
故选:B。
20.(24-25九年级上·江苏兴化·期末)如图甲所示,电源电压不变,电流表量程为,电压表量程为,定值电阻大于,滑动变阻器规格为“,”,小灯泡的额定电压为,其电流随电压变化的图像如图乙所示。小灯泡正常发光的电阻为___________。若闭合开关、接1,在电路安全的情况下,变阻器允许接入电路的最大阻值为,则电源电压为___________;若闭合开关、接2,在电路安全的情况下,电路中允许通过的最大电流是最小电流的1.5倍,则电阻的阻值为___________。
【答案】 ①. 12 ②. 4.5 ③. 40
【解析】
【详解】小灯泡的额定电压为,根据图乙可知小灯泡的额定电流为0.5A,则小灯泡正常发光的电阻为
由图甲可知:闭合开关S、S1接1时,灯泡与滑动变阻器R2串联,电压表测量R2两端的电压,电流表测量电路中的电流。
由于电压表量程为0~3V,所以,在电路安全的情况下,变阻器R2允许接入电路的最大阻值时电压表的示数最大为3V,则根据串联电路的电流处处相等的特点可知通过灯泡的电流为
由图乙可知此时灯泡两端的电压为
根据串联电路电压的规律可知,电源电压
若闭合开关S、S1接2,R1与滑动变阻器R2串联,电压表测量变阻器两端电压,电流表测量串联电路的电流。
当变阻器阻值最大时,根据欧姆定律和电阻的串联特点可得电源电压----①
当变阻器阻值最小,即阻值为0时,电路中电流最大,已知电路中允许通过的最大电流是最小电流的1.5倍,则根据欧姆定律可得电源电压----②
联立①②式可得,,
故R1的阻值为40Ω。
题型05 调光灯电路与油量表等项目化学习
21.(24-25九年级上·江苏靖江·期末)跨学科实践——制作简易油量表。
小华和同学利用所学的电学知识,设计了油量表的原理图,如图所示,它利用电压表的示数来表示燃油的体积。已知电源电压U=4.5V,电阻R0=10Ω,电阻R=20Ω,电压表的量程为0~3V。
(1) 电路设计:要使油量表能正常工作,应将开关与触点_______(1/2)连接;
(2) 故障排除:小华在正确完成电路连接后,改变油箱中燃油的体积,发现电压表有示数,但始终不变,发生故障的原因不可能是_______;
A.R0短路 B.R断路 C.电压表短路 D.滑片处断路
(3) 刻度调试:
①调零:在油箱中无燃油时使金属滑片处于R最上端,此时电压表的示数为零;
②标度:每次向油箱中增加1L的燃油,在电压表指针所指位置的刻度盘上标出相应的体积值。当将10L的燃油放在油箱中时,金属滑片刚好指在距R上端四分之一处,则“10L”应标在电压表_____V的位置上,该油量表能测量的最大体积是_______L,应标在电压表_______V的位置上;
(4) 发现问题:小华在标示油量表刻度时,同组同学发现油量表的刻度是不均匀的;
(5) 解决问题:小华和同学思考后,重新设计了电路,解决了上述问题,请画出改进后的电路。_______
【答案】 ①. 1 ②. C ③. 1.5 ④. 40 ⑤. 3 ⑥.
【解析】
【详解】[1]电路设计:要使油量表能正常工作,即油量发生变化时,连入电路的电阻变化,电压表的示数变化,应将开关与触点1连接。
[2]正确完成电路连接后,改变油箱中燃油的体积,发现电压表有示数,但始终不变,说明原因有电路某处开路或短路,即短路、R断路或金属滑片处断路时电压表测电源电压示数不变,而断路、短路、电压表短路时电压表均无示数,所以发生故障的原因不可能是电压表短路,故ABD不符合题意,C符合题意。
[3] 当将10L的燃油放在油箱中时,金属滑片刚好指在距R上端四分之一处时,R连入电路的阻值为
电路中的电流为
此时电压表示数为
则“10L”应标在电压表1.5V的位置上。
[4] 油量表能测量的体积最大时,即电压表的示数最大
此时电阻两端的电压为
此时电路中的电流为
此时滑动变阻器R连入电路的阻值为
由此可知滑动变阻器R滑片处于最下端,由于滑动变阻器的阻值与长度成正比,是的4倍,所以此时油量表能测量的最大体积为
[5]此时滑动变阻器R滑片处于最下端,达到了电压表的最大量程3V,即油量表能测量的最大体积是40L时,应标在电压表3V的位置上。
[6]为使油量表的刻度是均匀的,即电路中的电流不变,通过改变滑片的位置即改变电阻来改变滑动变阻器两端电压,电路设计如图所示:
22.(24-25九年级上·江苏镇江·期末)在跨学科实践活动中,小宇所在的项目化学习小组进行如下活动:
【项目任务】设计并制作一个电子量角器
【项目分解】(1)设计电子量角器;(2)制作电子量角器。
【项目实施】
(1)设计电子量角器
①如图甲所示,小宇把同种材料制成的粗细均匀的电阻丝AB(电阻丝AB的阻值为30Ω)弯曲成半圆形,O为圆心,OP为能够绕圆心转动的金属滑片(OP的阻值忽略不计),P与AB接触良好,OA与OP的夹角为θ,即θ=∠AOP。
②小宇将图甲所示的装置设计了电子量角器的电路图,如图乙所示。电路中的电阻R0 (填“能”或“不能”)去掉,理由是: 。
(2)制作电子量角器。
①按照如图乙所示电路进行组装电路,电源电压为6V且保持不变,电流表的测量范围为0~0.6A,电压表的测量范围为0~3V,R0是阻值为20Ω的定值电阻。闭合开关,转动滑片OP,电压表的示数随之改变;
②当指针OP向右旋转时,电流表的示数将 (填“变大”、“变小”或“不变”),多次转动OP,记录角度θ与对应的电压表示数,用θ的角度值替换对应的电压表盘上的刻度值,小宇完成了对电压表的改造,制作了电子量角器。
【项目评估】
小宇制作的电子量角器,所能测量的角度范围为 ,在实验中电阻丝AB不变、提供的电压表、电流表量程不更换的情况下,若小宇想把测量范围扩大到0°~180°,该如何做?请说出你的办法: 。
【项目拓展】
同组的小亮发现最终改造后的电子量角器表盘上角度刻度值分布不均匀,请你帮助他在图丙中将电路补画完整,使得由电压表改造成的电子量角器的表盘上角度的刻度值能均匀分布,且θ(θ=∠AOP)增大时,指针所指角度的刻度值增大 。
【答案】(1) 不能 电阻R0能防止电路中电流过大。如果去掉电阻R0,当电子量角器移动滑片的过程中,接入电路中的电阻过小,电路中电流过大,会损伤电路元件。
(2) 变小 将R0的电阻更换为30Ω
【详解】(1)[1][2]电阻R0能防止电路中电流过大。如果去掉电阻R0,当电子量角器移动滑片的过程中,接入电路中的电阻过小,电路中电流过大,会损伤电路元件。因此不能去掉电阻R0
(2)[1]当指针OP向右旋转时,电阻丝AB电阻变大,电路总电阻变大,电流变小,电流表示数变小。
[2]如果电阻丝AB接入最大电阻30Ω,则总电流为
电阻丝AB的电压为
超过电压表量程,则电阻丝AB的电压最大为3V,则此时R0的电压为
电流为
电阻丝AB的电阻为
此时
因此小宇制作的电子量角器,所能测量的角度范围为
[3]将R0的电阻更换为30Ω后,如果电阻丝AB接入最大电阻30Ω,则总电流为
电阻丝AB的电压为,没有超过电压表量程,可以把测量范围扩大到0°~180°,符合题意。
[4]为了使得由电压表改造成的电子量角器的表盘上角度的刻度值能均匀分布,且θ(θ=∠AOP)增大时,指针所指角度的刻度值增大,需要使电压表示数与电阻丝AP段的电阻成正比,可使将电阻丝AB全部接入电路,总电流保持不变,电压表测量AP段电压,如图所示:
题型06 综合计算
23. 如图所示电路,电源电压恒为6V保持不变。小灯泡L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“20Ω 1A”,电流表量程0~0.6A,电压表量程0~3V。求:
(1)只闭合开关S和S1,滑动变阻器的滑片P置于最右端时,电压表的示数为2V,求定值电阻R2的阻值;
(2)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允许的取值范围。
【答案】(1)40Ω (2)2Ω~10Ω
【详解】(1)只闭合开关S和S1,滑动变阻器的滑片P置于最右端时,R1的最大电阻与定值电阻R2串联,电压表测滑动变阻器R1两端的电压。电路中的电流为
根据串联电路的电压规律可知,R2两端的电压为
定值电阻R2的阻值为
(2)若只闭合开关S和S2,该电路为R1和灯L的串联电路,电流表测电路中的电流,电压表测滑动变阻器两端的电压。灯泡允许通过的最大电流为
为了保证各元件安全工作,电流表不能超过0.6A,小灯泡电流不能超过0.5A,滑动变阻器通过的电流不能超过1A,所以电路中最大的电流为
Imax=I额=0.5A
电路中的总电阻最小为
由串联电路的电阻特点可知,滑动变阻器连入电路中的最小阻值为
当滑动变阻器R1连入电路中的阻值最大时,由串联电路的分压特点可知,此时R1两端的电压最大,由于电压表的最大测量值为3V,即,根据串联电路的电压特点可知,灯L两端的电压为
此时电路中的电流为
则滑动变阻器连入电路的最大阻值为
综上可知,滑动变阻器R1的取值范围为2Ω~10Ω。
24. 如图所示,R1=25Ω,小灯泡L的规格为“2.5V0.3A”,电源电压保持不变。(不考虑灯丝电阻变化)
(1)S1、S2都断开时,小灯泡L正常发光,求电源电压;
(2)S1闭合,S2断开时,求电流表的示数;
(3)S1、S2都闭合时,电流表示数变为0.6A,求R2的阻值。
【答案】(1)10V;(2)0.4A;(3)50Ω
【解析】
【详解】解:(1)由电路图可知,S1、S2都断开时,R1与L串联,小灯泡L正常发光,所以,灯泡两端的电压UL=2.5V,电路电流为灯泡的额定电流IL=0.3A,由欧姆定律可得,R1两端电压为
U1=ILR1=0.3A×25Ω=7.5V
因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,电源的电压为
U=UL+U1=2.5V+7.5V=10V
(2)S1闭合,S2断开时,电路为R1的简单电路,电流表测通过电路的电流,由欧姆定律可得电流表的示数为
(3)由电路图知,S1、S2都闭合时,R1与R2并联,电流表测干路电流,因并联电路中各支路两端的电压相等,所以通过R1的电流不变,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,通过R2的电流为
I2=I-I1=0.6A-0.4A=0.2A
则R2的阻值为
答:(1)电源电压为10V;
(2)S1闭合,S2断开时,电流表的示数为0.4A;
(3)R2的阻值为50Ω。
25. 在如图所示的电路中,电源电压恒定不变,,闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片处于某一位置时,电压表的示数为,电流表的示数为。求:
(1)此时接入电路的阻值;
(2)电源电压;
(3)当滑片在最左端时(默认未接入电路),通过整个电路电流;
(4)若滑动变阻器标有“”字样,电流表的量程为,电压表的量程为0~15V。为了保证两个电表都能正常工作,接入电路的最大阻值是_____。
【答案】(1)12Ω (2)21V
(3)0.7A (4)75Ω
【解析】
【小问1详解】
由电路图可知,闭合开关后,电阻与滑动变阻器串联,电压表测量两端的电压,电流表测量电路中的电流。根据欧姆定律可得,此时接入电路的阻值为:
【小问2详解】
根据欧姆定律可知,电阻两端的电压为:
根据串联电路的电压特点可知,电源电压为:
【小问3详解】
当滑片在最左端时,滑动变阻器接入电路的阻值为0,电路为的简单电路。根据欧姆定律可知,此时通过整个电路的电流为:
【小问4详解】
为了保证两个电表都能正常工作,电路中的电流不能超过电流表的量程,两端的电压不能超过电压表的量程。当的阻值增大时,电路中的总电阻增大,电流减小,两端的电压增大,当电压表示数达到最大值时,接入电路的阻值最大。此时,两端的电压为:
此时电路中的电流为:
因为,所以电流表是安全的。此时接入电路的最大阻值为:
该阻值小于滑动变阻器的最大阻值100Ω,因此接入电路的最大阻值是75Ω。
26.坐位体前屈测试仪原理如图所示,已知电源电压为6V,R1的电阻为30Ω,其中电阻丝R2粗细均匀,总长度为30cm。闭合开关,推挡板P在B端时,坐位体前屈成绩为0,电流表的示数为0.05A;推挡板P在A端时,坐位体前屈成绩为30cm。则下列说法正确的是( )
A.电压表示数与滑片P从B向左移动的距离成正比
B.电阻丝R2的最大阻值为120Ω
C.挡板P在A端时电压表的示数为1.5V
D.电流表示数的大小能反映被测试者的成绩
【答案】A
【详解】A.由电路图可知,滑动变阻器R2和定值电阻R1串联,电压表测量的是滑动变阻器BP部分的两端的电压。电路中的电流,滑动变阻器BP部分的两端的电压。已知电阻丝R2粗细均匀,当材料和横截面积一定时,电阻与其长度成正比,所以滑动变阻器BP部分的电阻与BP段的长度成正比,即。则电压表的示数
即电压表的示数与滑片P从B向左移动的距离成正比。故A正确;
B.由电路图可知,滑动变阻器接入电路的阻值即为最大阻值。电流表测电路中的电流,由可知,电路中的总电阻
由串联电路中的电阻关系得R2的最大阻值为,故B错误;
C.挡板P在A端时,此时电压表测量的R2两端的电压,根据得,R2两端的电压,故C错误;
D.由电路图可知,滑动变阻器接入电路的阻值即为最大阻值,滑片P的位置变化也不会改变R2接入电路的阻值,电路中总电阻不变,即电流表的示数不变,故电流表示数的大小不能反映被测试者的成绩,故D错误。
故选A。
27.晨晨认识并使用了如图所示的台秤,发现指针偏转角度随所测物体质量增大而增大。根据台秤示数变化规律,小晨想选用电流表或电压表的示数来反映所测物体质量大小,并且还希望电表指针偏转角度与所测物体质量成正比,设计的电路最合理的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】A.由图可知,电流表与可变电阻R、定值电阻串联,当物体质量增大时,滑片向下移动,R阻值变小,电路总电阻变小,电源电压不变,由欧姆定律可知,电流表示数变大,由表达式可看出,定值电阻R不变,I与R不成正比,故A不符合题意;
B.由图可知,定值电阻和可变电阻R串联,电压表测R上接线和滑片之间的电压,电路电阻始终为两电阻阻值之和,即电路中电流大小不变,当重物质量增大时,滑片向下移动,电压表测量的部分电阻增大,由(其中I是定值,)可知, 与成正比,故B符合题意;
C.由图可知,定值电阻和可变电阻R串联,电压表测R两端电压,当物体质量增大时,滑片向下移动,电阻R阻值减小,电路总电阻减小,由欧姆定律有可知,电流变大,R电压减小,即电压表示数减小,故C不符合题意;
D.由图可知,定值电阻和可变电阻R串联,电流表被短路,示数一直为0,故D不符合题意。
故选B。
28.如图所示的电路,闭合开关,两只灯泡都不发光,且电流表和电压表均没有示数。现仅将L1和L2两灯泡的位置对调,再次闭合开关,发现两只灯泡仍不发光,电流表无示数,电压表指针有明显偏转。则下列判断正确的是( )
A.灯泡L1的灯丝断了 B.电流表内部出现断路
C.灯泡L2的灯丝断了 D.电源接线处接触不良
【答案】C
【详解】闭合开关,两只灯泡都不亮,电流表无示数,说明电路中有开路;电压表无示数,说明电压表两端到电源的正负极之间有开路;即可能是灯L2灯丝断了或电流表烧坏;
将电灯L1、L2的位置对调,闭合开关,电流表无示数,说明电路中有开路;电压表有示数,说明电压表两接线柱到电源的正负极之间是通路,即电压表两接线柱两端发生断路,即灯L2灯丝断了。
故选:C。
29.如图所示是某同学设计的一种测量水池内水位的装置,其中滑动变阻器的滑片跟滑杆连接,滑杆可以绕固定轴O转动,滑杆的一端固定着一个浮标。浮标随水面上下浮动时,带动滑杆转动,通过水位表(由电表改装而成)的示数变化即可反映水面的高度变化。关于此装置,下列说法正确的是( )
A.若水位表由电流表改装而成,水位上涨时,通过的电流变小
B.若水位表由电流表改装而成,水位下降时,两端的电压变大
C.若水位表由电压表改装而成,水位上涨时,通过的电流不变
D.若水位表由电压表改装而成,水位下降时,两端的电压变小
【答案】C
【详解】A.由图可知,若水位表由电流表改装而成,水位上涨时,浮标随水面向上浮动,滑杆向下转动,滑动变阻器R连入电路中的阻值减小,总电阻减小,根据,通过的电流变大,故A错误;
B.由图可知,若水位表由电流表改装而成,水位下降时,浮标随水面向下浮动,滑杆向上转动,滑动变阻器R连入电路中的阻值增大,总电阻增大,通过的电流减小,由可知,两端的电压变小,故B错误;
C.由图可知,若水位表由电压表改装而成,滑动变阻器R和串联,水位上涨或下降时,电路中的电阻不变,则电流不变,通过的电流不变,故C正确;
D.由图可知,若水位表由电压表改装而成,水位下降时,浮标随水面向下浮动,滑杆向上转动,由于通过的电流不变,的阻值不变,两端的电压不变,故D错误。
故选C。
30.风速是气象观测中的重要参数,常用风速仪测量,如图甲所示的是简易风速仪的原理图。其中“恒流源”是一个特殊电源,它始终提供大小恒定的电流,R0为定值电阻,R1为压敏电阻,当风速变化时,迎风板会受到不同大小的风压,R1的阻值就会发生变化,R1随压力F变化的关系图像如图乙所示,则下列说法正确的是( )
A.当压力变大时,电压表示数增大
B.当压力变大时,电流表示数增大
C.当压力变小时,电路总电阻变小
D.当压力变小时,R0电流增加量大于R1电流减小量
【答案】B
【详解】AB.电路中定值电阻和压敏电阻并联,电压表测量各个支路电压。由图乙可知当压力增大时,压敏电阻的阻值变小,根据并联电路总电阻的特点,整个电路的总电阻也变小;再由恒流源的特点,总电流不变,由可得压敏电阻两端的电压变小;因并联电路各个支路电压相等,定值电阻两端的电压也减小,即电压表示数减小,根据欧姆定律得,通过的电流减小,总电流I不变,由可知,压敏电阻所在支路的电流增大,即电流表示数增大,故A错误,B正确;
CD.当压力变小时,压敏电阻的阻值变大,则整个电路总电阻变大;由可知、两端电压变大,即电压表示数变大,由得通过的电流也变大,而总电流I不变,则电流增加量与电流减小量相等,所以 CD错误。
故选B。
31. 如图所示电路中,电源电压恒定,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P向左滑动时,电流表A、电压表V1和V2的示数分别为I、U1和U2表示,这三个电表示数变化量的大小分别用I、U1和U2表示,则下列说法正确的是( )
A. 的值变大 B. 的值不变
C. 的值不变 D. 和的大小不相同
【答案】C
【解析】
【详解】AB.由电路图可知,与串联,电压表 测 两端的电压,电压表测 两端的电压,电流表测电路中的电流。当滑动变阻器的滑片P向左滑动时,接入电路中的电阻变大,由可知,,所以的值不变,的值变大,故 AB不符合题意;
C.设滑片 P向左滑动前后,电路中的电流分别为 、,由可得,两端的电压分别为、,则,即,为定值电阻,故的值不变,故C符合题意;
D.因为电源电压不变,串联电路中电源电压,移动滑片时和的大小相同才能保证电源电压U不变,故D不符合题意。
故选C 。
32.如图所示电路,电源电压保持不变,R为定值电阻。闭合开关S,将滑片P从中点向右端移动过程中,下列说法正确的是( )
A.V1和V2示数均不变 B.V1和A示数之比变大
C.V2和A示数之比变小 D.V2和A示数乘积变大
【答案】B
【详解】A.由图可知,定值电阻R与滑动变阻器串联,电压表V2测电源电压,电压表V1测变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流。因为电压表V2测电源电压,电源电压保持不变,所以V2示数不变;当滑片P从中点向右端移动时,变阻器接入电路中的电阻变大,根据串联电路的分压特点,变阻器两端的电压变大,即V1示数变大,故A错误;
B.由欧姆定律可知,V1和A示数之比为滑动变阻器接入电路阻值,当滑片P从中点向右端移动时,变阻器接入电路中的电阻变大,所以该比值变大,故B正确;
C.V2和A示数之比为电路总电阻,滑片右移,变阻器接入电路电阻变大,电路总电阻也变大,所以该比值变大,故C错误;
D.V2示数不变,当滑片P从中点向右端移动时,变阻器接入电路中的电阻变大,电路总电阻变大,根据欧姆定律,电路电流变小,所以A示数变小,根据两者乘积的变化情况,其乘积变小,故D错误。
故选B。
33.小钊家里有一款电热暖手器,但电热暖手器上的提示灯参数“ ×V×A ”模糊不清了。 为了测量该提示灯 L 的参数,小钊设计了如图甲所示的电路,所用的电源电压恒定,电流表选用0~0.6A 量程, 电压表选用0~15V 量程。小钊进行实验,第一次只闭合开关 S、S1 ,滑片 P 从 a 端移到 b 端;第二次只闭合开关 S 、S2 ,保证电路中所有元件都安全的前提下,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与电流表示数的关系图像。下列判断正确的是( )
A.R0 的阻值为 7.5Ω
B.小灯泡的参数为“3V 0.4A
C.只闭合 S 、S2 , 电路的电流最大时,灯与滑动变阻器的电阻之比为 5 ︰3
D.只闭合 S 、S2 ,为保证电路安全,滑动变阻器接入电路的阻值范围为 7.5~30Ω
【答案】C
【详解】第一次只闭合开关S、S1,滑动变阻器与定值电阻R0串联,电压表测量变阻器的电压,电流表测量电路电流,滑片P从a端移到b端,滑动变阻器接入电路的电阻由最大值变为0,当滑动变阻器的滑片在b端时,电压表的示数为0,则图乙中的直线为此时滑动变阻器的U-I图像;第二次只闭合开关S、S2,滑动变阻器与灯L串联,电压表测量滑动变阻器的电压,电流表测量电路电流,此时变阻器的U-I图像为图乙中的曲线部分。
A.第一次只闭合开关S、S1,滑动变阻器与定值电阻R0串联,电压表测量变阻器的电压,当滑动变阻器两端电压为4V时,电流为0.2A,则电源电压为
当滑动变阻器接入阻值为0时,电流为0.4A,电源电压为
联立上述两式可得U=8V,R0=20Ω,故A错误;
B.只闭合开关S、S2,当电路中电流最大为0.4A时,灯L正常发光,由图乙得,此时变阻器接入电路中电压为3V,则灯泡的额定电压为
则小灯泡的参数为“5V0.4A”,故B错误;
C.只闭合S、S2,电路的电流最大时,灯L与滑动变阻器的电阻之比为
故C正确;
D.只闭合S、S2,为保证电路安全,当电路电流最大为0.4A时,滑动变阻器接入电路中的电阻最小为
当电路电流最小为0.32A时,滑动变阻器两端电压为6.4V,接入电路中的最大值为
所以滑动变阻器接入电路的阻值范围为7.5~20Ω,故D错误。
故选C。
34.超载存在安全隐患,交通部门常用“地磅”检测货车是否超载。图甲是小华设计的模拟地磅原理的简化电路图,他设定当电压表读数达到2V时触发超载警报。已知电源电压恒为3V,定值电阻的阻值为1kΩ,电压表量程为0~3V,力敏电阻的阻值随所受压力变化关系如图乙所示。力敏电阻上方紧密连接一轻质绝缘平板,检测时将货车模型静置于其上。有关该地磅报警装置,下列说法正确的是( )
A.力敏电阻的阻值随压力的增大而增大
B.货车模型质量越大,电压表示数越小
C.电压表报警时,货车模型的质量为20kg
D.若要提高报警触发值,可适当减小的阻值
【答案】D
【详解】A.根据图乙可知,力敏电阻的阻值随压力的增大而减小,故A错误;
B.根据图甲可知,力敏电阻和定值电阻串联电路,电压表测两端的电压,货车模型质量越大,对的压力越大,根据图乙,的阻值越小,由串联分压原理可知,两端的电压将越小,两端的电压即电压表的示数将越大,故B错误;
C.设定当电压表读数达到2V时触发超载警报,根据串联分压原理可得此时
解得,据图乙可查得,力敏电阻受到的压力为20N,则对应的货车模型的质量为2kg,故C错误;
D.若要提高报警触发值,即电压表的示数达到2V时,使对应的力敏电阻所受压力变大,则力敏电阻的阻值会变小,根据串联分压原理可知,可适当减小定值电阻的阻值,故D正确。
故选D。
35.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
【答案】D
【详解】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。
36.如图甲,电源电压恒定,R为定值电阻,滑动变阻器R′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,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,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6Ω
C. 定值电阻R的阻值为20Ω D. b点在a点的左侧
【答案】D
【解析】
【详解】A.分析题意,只闭合开关S和,灯泡L与滑动变阻器R'串联,滑片从最右端滑至a点时,电路中的总电阻逐渐变小,电流逐渐变大,由于小灯泡的灯丝电阻会随温度的变化而变化,所以小灯泡的I-U图像应是图乙中的曲线图,由曲线图可知,当,时,电路中的电流最小,此时滑动变阻器滑片位于阻值最大处,即,此时电源电压
故A错误;
BCD.只闭合开关S和,定值电阻R与滑动变阻器串联,已知图乙中曲线图像为灯泡L的I-U变化图像,因此图乙中直线图像为定值电阻R的I-U变化图像,分析图像,可知滑片由a点移动到b点时,电路中的电流逐渐变大,所以电路中的总电阻逐渐变小,滑动变阻器的阻值逐渐变小,因此b点应在a点的左侧,由图像可知当,,定值电阻R的阻值
当滑片位于a点时,电路中的电流,已知电源电压为6V,定值电阻R的阻值为,根据串联电路的电压特点,可得滑动变阻器滑片位于a点时的电压
根据欧姆定律,可得滑动变阻器滑片位于a点时的阻值
已知滑动变阻器滑片位于a点时,小灯泡L正常发光,电源电压为6V,滑动变阻器,定值电阻R的阻值为,由题意可知,只闭合开关S和,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,可知此时小灯泡正常发光时的电压等于定值电阻两端的电压
根据串联电路电压的特点,可得小灯泡正常发光时滑动变阻器两端的电压
根据欧姆定律和串联电路的电流特点,可得小灯泡正常发光时电路中的电流
根据欧姆定律,可得小灯泡正常发光时的电阻
故D正确,BC错误。
故选D。
37.为了监测学生的体重情况,小石同学设计了一台由电流表改装而成的简易体重计,其电路如图甲所示。已知电源电压恒为6V,定值电阻R0=5Ω,R为压敏电阻,其阻值与所受到的压力关系如图乙所示,电流表量程为0~0.6A,脚踏板重力忽略不计。将该体重计水平放置在竖直上升的电梯内,某质量m=55kg的同学站在体重计上进行监测。电梯从t=0时刻由静止开始上升,先加速,再匀速,最后减速至停止。体重计示数m的变化如图丙所示,(g=10N/kg)则:( )
A.闭合开关S,当体重计空载时,电路中的电流为0A
B.电流表示数为0.3A时,电梯运行时间是在2s~5s时间段内
C.若用电压表改装体重计,且体重增加时示数增大,电压表应并联在R两端
D.若用量程为0~3V的电压表并联在R0上进行改装,则最大称量值是140kg
【答案】D
【详解】A.由图甲可知,闭合开关S,R和 R0串联,当体重计空载时,由乙图可知,此时电阻R=45Ω,则电路中的电流为
故A不符合题意;
B.电流表示数为0.3A时,压敏电阻的阻值为
由乙图可知,此时体重计受到的压力为600N,则此时体重计的示数为
由丙图可知,此时电梯运行时间是在0s~2s时间段内,故B不符合题意;
C.由乙图可知,当体重增加时,体重计受到的压力增大,压敏电阻R的阻值减小,串联电阻总电阻减小,总电压不变,根据可知,电路中电流增大,因为定值电阻R0的阻值不变,根据可知,定值电阻R0两端电压增大,又因为电源电压不变,根据串联电路电压规律可知,压敏电阻R两端电压减小,若用电压表改装体重计,且体重增加时示数增大,电压表应并联在定值电阻R0两端,故C不符合题意;
D.若用量程为0~3V的电压表并联在R0上进行改装,则R0两端的最大电压为3V,电路中的最大电流为
此时压敏电阻的最小阻值为
由乙图可知此时体重计受到的最大压力为1400N,则最大称量值是
故D符合题意。
故选D。
38.图甲所示电路,电源电压不变,RMN为定值电阻,R1为电阻箱,在开关S、S1都闭合和开关S闭合、S1断开两种情况下,改变电阻箱R1的阻值,读取电流表示数,绘制了如图乙所示的电流表示数I随R1变化的曲线。
(1)图乙中曲线 (a/b)是S、S1都闭合时的实验数据。
(2)电源电压U= V。
(3)S闭合时,S1闭合与断开时的电流表示数之比为3:1,则此时R1= Ω。
【答案】(1)b (2)3 (3)5
【详解】(1)当开关和都闭合时,被短路,电路仅由电阻箱组成,总电阻小电流大,并且电阻箱阻值不能为0。当断开时,与串联,总电阻大电流小。因此是和都闭合时的实验数据曲线b。
(2)在开关和都闭合时,电路为的简单电路,此时两端的电压即为电源电压,开关闭合、断开时,与串联,由图乙曲线b可知,当电流为时,电源电压不变,两种情况下的总电阻不变,即总电阻为20Ω。由图乙曲线a可知,开关闭合、断开时,与串联,,则
当时,电路中只有工作,。故电源电压。
(3)电源电压一定时,电流与电阻成反比,由闭合与断开时的电流表示数之比
可得,电阻之比为1:3,
则
故
解得。
39.如图甲是一台放置在水平地面的智能体重秤,图乙是它的电路结构图,为阻值的定值电阻,秤盘下方的电阻为压敏电阻,其阻值随人对秤盘压力的变化关系如图丙所示,已知电源电压为且保持不变。
(1)压敏电阻属于 (填“导体”、“半导体”或“超导体”)材料,人对秤盘的压力增大时,电压表示数 (填“变大”或“变小”);
(2)当秤盘为空时,求电路中电流的大小;
(3)某同学站在体重秤上时,电压表示数为,求该同学对秤盘的压
【答案】(1) 导体 变小 (2)0.006A (3)600N
【详解】(1)[1]由丙图可知压敏电阻阻值随着压力增大而减小,故压敏电阻属于导体材料。
[2]由乙图可看出R与R0串联,电压表测量R两端的电压,由丙图可知压敏电阻阻值随着压力增大而减小,当人对秤盘的压力F增大时,R的阻值减小,电路的总电阻减小,电源电压U不变,电路中的电流变大,R0两端的电压变大,R两端的电压变小,故电压表的示数变小。
(2)当秤盘为空时,压力F=0,由丙图可知此时R=400Ω,则总电阻
电路中的电流
(3)电压表示数为2V时,R0两端的电压
此时电路中的电流
此时R的阻值为
由丙图可知,当R=200Ω时,F=600N,故该同学对秤盘的压力为600N
40. 图甲是小明设计的电子体重秤的简化电路图。R0为定值电阻,压力传感器踏板受到压力后,其阻值R随所受压力F的变化而改变,如图乙所示,并导致电路中的电流发生改变,通过改写电流表表盘数值后可直接读出所称物体的质量。闭合开关S,小明站上踏板并最终静止在踏板上,电流表的示数Ⅰ随时间t变化的图像如图丙所示。已知电源电压U=12V,定值电阻R0=10Ω,踏板的质量忽略不计。
(1)0~1s时间内,小明尚未站上踏板,图丙中I1的大小为______A;
(2)小明的质量为______kg;
(3)电流表表盘上0.5A刻度线应标为______kg,改写后电流表表盘上的刻度是______(选填“均匀”或“不均匀”)。
【答案】(1)0.1 (2)50 (3) ①. 80 ②. 不均匀
【解析】
【小问1详解】
由图乙可知,压力为零时压力传感器电阻的阻值为110Ω;串联电路总电阻等于各部分电阻之和,此时电路中的总电阻
由欧姆定律可知,此时电路中的电流
【小问2详解】
由图乙可知,压力传感器的阻值R随所受压力F的变化关系为……①
当R=110Ω时,F=0N,当R'=50Ω时,F'=500N,代入①解得k=-0.12Ω/N,b=110Ω,因此有R=-0.12Ω/N×F+110Ω
由图乙可知,小明静止在踏板上的电路中的电流为0.2A,由欧姆定律可知,此时电路中的电阻
由串联电路的电阻特点可知,此时压力传感器电阻的阻值为
即
解得F小明=500N,因此小明的重力G小明=F小明=500N
由,可知小明的质量为
【小问3详解】
由欧姆定律可知,电流表表盘上0.5A时,根据欧姆定律可得电路中的电阻为
由串联电路的电阻特点可知,此时压力传感器电阻的阻值为
即
解得F'=800N,此时传感器上物体的重力为G'=F'=800N
物体的质量
根据串联电路电阻规律结合欧姆定律可得通过电路的电流
分析函数关系可知电流表的示数与R不成正比,所以改写后它的刻度是不均匀的。
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