专题01 电路基础 欧姆定律(期末压轴题训练)八年级科学上学期新教材浙教版
2025-12-31
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2份
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 科学 |
| 教材版本 | 初中科学浙教版八年级上 |
| 年级 | 八年级 |
| 章节 | - |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-期末 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 浙江省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 1.41 MB |
| 发布时间 | 2025-12-31 |
| 更新时间 | 2025-12-31 |
| 作者 | 路漫漫其修远 |
| 品牌系列 | 学科专项·压轴题 |
| 审核时间 | 2025-12-31 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/55733478.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01 电路基础 欧姆定律
1.如图所示电路中,电表完好,闭合开关后,灯L1、L2都正常发光,如果将电压表与电流表互换,则( )
A.电压表示数不变,灯L1、L2不亮
B.电压表示数变小,灯L1、L2变亮
C.电流表示数变大,灯L1、L2变亮
D.电流表、电压表烧坏,灯L1、L2不亮
【解答】解:由图可知,两灯并联,电压表测量的是电源电压,电流表测量干路电流;当两表互换后,即电压表串接在电路中,因其内阻过大,则由欧姆定律可知,电路中有电流很小,故电流表示数减小,两灯泡都不亮,而此时相当于电压表并联在电源两端,测量的仍为电源电压,故电压表示数不变;所以A正确,B、C、D错误。
故选:A。
2.如图甲所示,R1为定值电阻,Rp为滑动变阻器,闭合开关,将Rp的滑片从一端移动到另一端,得到电压与电流的关系图像如图乙所示。下列说法中,正确的是( )
A.电源电压为3伏,R1的阻值为5欧
B.滑动变阻器接入电路的阻值越大,电流表示数越大
C.Rp的最大阻值为5欧
D.当电流为0.4安时,R1与Rp连入电路的阻值之比为1:2
【解答】解:AC根据甲图可知,定值电阻R1与变阻器Rp串联,电压表测R1的电压,电流表测通过电路的电流,
当滑片在最右端时,变滑动变阻器接入电路的阻值最大,串联电路总电阻等于各部分电阻之和,根据欧姆定律可知此时通过电路的电流最小,根据乙图可知,电路中的电流最小为0.2A,此时电压表示数为1V,
串联电路总电压等于各部分电压之和,则电源电压U总=U1+UP=1V+0.2A×Rp﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①,
当滑片在最左端时,变阻器接入电路的阻值为零,此时电路为定值电阻的简单电路,根据欧姆定律可知此时通过电路的电流最大,
根据乙图可知,电流最大为0.6A,电压表示数为3V,即U总=3V,即电源电压为3V;
根据欧姆定律可得U总=0.6A×R1﹣﹣﹣﹣﹣﹣②,
两式联立解得:R1=5Ω,Rp=10Ω,故A正确,C错误;
B、滑动变阻器接入电路阻值越大,根据串联电路电阻规律可知电路总电阻越大,根据欧姆定律可知通过电路的电流变小,则电流表示数变小,故B错误;
(3)当电流为0.4A时,根据欧姆定律可得总电阻为:R总75Ω;
此时变阻器的阻值为:Rp′=R总﹣R1=7.5Ω﹣5Ω=2.5Ω;
那么R1与Rp连入电路的阻值之比为5Ω:2.5Ω=2:1,故D错误。
故选:A。
3.测温模拟电路如图甲所示,温度表由量程为0~3V的电压表改装而成,电源电压U为6V,R的阻值为40Ω,热敏电阻的阻值Rt随温度t变化的关系如图乙所示,则当开关S闭合后( )
A.电路可测量的最高温度为50℃
B.温度表的0℃应标在电压表零刻度处
C.若增大U,电路可测量的最高温度将增大
D.若U增大3V,R增大45Ω,电路可测量的最高温度将增大
【解答】解:由1图可知,R、Rt串联,电压表测Rt两端电压,
A、当电压表的示数最大,即Ut=3V时,电路允许测量的温度最高,根据串联电路两端的总电压等于各分电阻两端的电压之和可得:
定值电阻R两端的电压:UR=U﹣Ut=6V﹣3V=3V,
则电路中的电流:I0.075A,
热敏电阻的阻值:Rt40Ω,由图象可知,此电路允许的最高环境温度为30℃,故A错误;
B、当温度计的示数为0℃时,热敏电阻Rt的阻值不为零,根据串联电路的分压作用知,热敏电阻Rt两端的电压不为零,电压表的示数不为零,故B错误;
C、若增大电源电压U,电压表的量程仍为0﹣3V,根据串联电路的分压作用知,定值电阻两端的电压增大,由欧姆定律I知电路的电流增大,热敏电阻的阻值Rt的阻值减小,电路可测量的最高温度减小,故C错误;
D、若U增大3V,即电源电压为3V+6V=9V,R增大45Ω,此时电压表的量程仍为0~3V,
根据串联电路的分压作用知,定值电阻两端的电压增大,变为9V﹣3V=6V,
由I可得,此时电路的电流为I′A,
热敏电阻的阻值Rt的阻值为Rt′42.5Ω,
由图乙可知,此时电路可测量的最高温度大于30℃,故D正确;
故选:D。
4.小王同学在科技创新活动中设计了一个可以测量金属滑片旋转角度的电路。如图所示,把电阻丝EF弯成半圆形(电阻丝的电阻与其长度成正比),O为圆心,OP为一能够绕圆心O转动的金属滑片,P与EF接触良好。如图所示,A为电流表(可选择A1:量程为100mA、内阻r1=4Ω或A2:量程为20mA、内阻r2=18Ω);R为滑动变阻器,阻值变化范围为0~100Ω,保护电阻R0=40Ω,理想电源电压U=1.5V不变,电流表可看成一个能显示通过自身电流大小的定值电阻。
选择合适的电流表,把E、O两个接线柱分别与M、N相接,为了从电流表上直接读出OP的旋转角度。请完成以下内容:
(1)连接电路时,开关应该处于 状态,将OP转到E端,接通电路,再调节滑动变阻器R使电流表示数为最大刻度值,此时电流表指针所指位置处标注的读数是0度。则电流表应选择 (选填“A1”或“A2”)
(2)保持滑动变阻器滑片位置不变,把OP转到F端,电流表的示数为7.5mA,此时电流表指针所指的位置处标注的读数是180度,则电流表最大刻度的一半处应标注的读数是 度;电流表刻度值为 mA处,应标注的读数是36度。
(3)在完成其它标注后,小王同学发现表盘新的刻度值不均匀,为帮她解决这个问题,同学们用理想电压表设计了如下四个改进的电路,其中可行的是 。
A.①②
B.②③
C.①④
D.②④
【解答】解:(1)连接电路时,为保护电路,开关应该处于断开状态;
把E、O两个接线柱分别与M、N相接,将OP转到E端时,电阻丝EF接入电路中的电阻为零,
调节滑动变阻器R使电流表示数为最大刻度值,
若电流表选择A1,则电路中的最大电流I=100mA=0.1A,
由I可得,电路中的最小总电阻:
R最小15Ω<40Ω,不符合题意,
所以,电流表应选择A2;
(2)把E、O两个接线柱分别与M、N相接,将OP转到E端时,
由电流表A2的量程可知,电路中的最大电流I最大=20mA=0.02A,
此时电路的最小总电阻即R0、电流表和R的总电阻:
R最小75Ω,
保持滑动变阻器滑片位置不变,把OP转到F端时,电路中的电流I1=7.5mA=0.0075A,
此时电路中的总电阻:
R总1200Ω,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,电阻丝EF的阻值:
REF=R总1﹣R最小=200Ω﹣75Ω=125Ω,
电流表最大刻度的一半处,电路中的电流I2=10mA=0.01A,电路中的总电阻:
R总2150Ω,
电阻丝EF接入电路中的电阻:
REF′=R总2﹣R最小=150Ω﹣75Ω=75Ω,
则电流表最大刻度的一半处应标注的读数是180°=108°;
标注的读数是36度时,电阻丝EF接入电路中的电阻125Ω=25Ω,
电流表刻度值I30.015A=15mA;
(3)①电阻丝EF全部接入电路中,整个电路的总电阻不变,电路中的电流不变,由UEP=IREP可知,UEP与REP成正比,REP与EP的长度成正比,长度与角度成正比,所以电压表的示数与角度成正比,故①符合题意;
②电阻丝EF全部接入电路中,整个电路的总电阻不变,电路中的电流不变,EF间的电压不变,由UPF=UEF﹣IREP可知,UEP与REP成正比,REP与EP的长度成正比,长度与角度成正比,所以电压表的示数与角度成正比,故②符合题意;
③由UEPREP可知,UEP与REP不成正比,则UEP与EP的长度不成正比,故③不符合题意;
④由UEPR1可知,UEP与REP不成正比,则UEP与EP的长度不成正比,故④不符合题意。
故选A。
故答案为:(1)断开;A2;(2)108;15;(3)A。
5.如图所示为某定时炸弹的引爆电路工作原理图,当起爆器中有电流通过时就会引爆炸弹。请你结合所学知识帮助专家进行排爆分析:
(1)定时器(时钟)应该安装在b导线上。在定时阶段,该导线是 (填“通”或“断”)路,因此起爆器被 ,所以在定时阶段起爆器不会爆炸引爆炸弹。
(2)定时结束时,定时器(时钟)会把b导线 (填“接通”或“切断”),此时电流 (填“能”或“不能”通过起爆器,所以在定时结束的瞬间起爆器立即爆炸。
(3)综上可知,定时器(时钟)在定时阶段相当于一个 (填“闭合”或“断开”)的开关。为使该定时爆炸装置停止工作,应立即剪断导线 (选填“a”或“b”)。
【解答】解:(1)装置在拆除前,起爆器被短路,所以不工作,起爆器上没有电流通过,因此定时器(钟表)应该安装在b导线上。在定时阶段,该导线是通路,因此起爆噐被短路,电流不能通过引爆器,因此在定时阶段起爆器不会爆炸引爆炸弹;
(2)当定时器(钟表)定时结束时b导线被切断,此时电流能通过起爆器,因此在定时结束的瞬间起爆器立即爆炸;
(3)定时器(时钟)接在b导线上,在定时阶段,电路是通路,所以相当于是闭合的开关;为使爆炸装置停止工作,应剪断线a,这样电路就会因没有电源而处于断路状态。
故答案为:(1)通;短路;(2)切断;能;(3)闭合;a。
6.如图:一个黑箱内有:一个电压为U=6V的电源,两个定值电阻R1=10Ω、R2=5Ω组成的电路,箱外有四个接线柱A、B、C、D。
(1)若把电流表接在接线柱A、D之间,电流表的示数为1.2A;
(2)若把电流表改接在接线柱B、C之间,它的示数为0.6A;
(3)若把电流表改接在接线柱A、C之间,它的示数变为0.4A。
根据上述测试结果,试画出箱内电路的连接情况,并标明R1、R2。
【解答】解:(1)由I可知,RAD5Ω,因此AD间为R2的基本电路;
(2)由I可知,RBC10Ω,因此BC间为R1的基本电路;
(3)由I可知,RAC15Ω,因此BC间为R1、R2的串联电路;
因此电阻箱内部电路如下图所示:
7.如图甲所示电路中,电源电压不变,R1是定值电阻,R2由三段材料不同、横截面积相同的均匀直导体EF、FG、GH连接而成,其中一段是铜导体,其电阻可忽略不计,另两段导体的阻值与自身长成正比,P是与R2良好接触并能移动的滑动触头。闭合开关S将P从H端移到E端时,电流表示数I与P向左移动距离x之间的关系如图乙所示。已知R1=10Ω,则下列判断正确的是( )
A.电源电压为12V
B.GH 导体的电阻为10Ω
C.当电流表示数为0.5A 时,x 的值为31cm
D.P位于x=0cm 时,R1两端的电压为4V
【解答】解:A、闭合开关,两电阻串联接入电路,当滑片位于E端时,电路中电流最大,由图象可知通过电路的最大电流为Imax=0.6A,
由欧姆定律得电源的电压为U=ImaxR1=0.6A×10Ω=6V,故A错误;
B、当滑片位于H端时,电路中电流最小,由图象可知通过电路的最小电流为Imin=0.2A,
则电路中的总电阻为R总30Ω,
串联电路总电阻等于各部分电阻之和,所以变阻器的最大阻值为REH=R总﹣R1=30Ω﹣10Ω=20Ω,
滑片P从H端移到E端时出现拐点,由图象可知:GH=15cm,FG=25cm﹣15cm=10cm,EF=35cm﹣25cm=10cm,
中间一段电流无变化,故FG是铜导线,
由图象可知当滑片P位于F点时,电路中的电流I=0.4A,此时电路总电阻为R总′15Ω,
则EF段电阻为REF=R总′﹣R1=15Ω﹣10Ω=5Ω,
GH段导体的电阻RGH=REH﹣REF=20Ω﹣5Ω=15Ω,故B错误;
C、当电流表示数为0.5A时,电路中的总电阻为R总″12Ω,
此时R2接入电路中的电阻为R2=R总″﹣R1=12Ω﹣10Ω=2Ω,
EF=10cm,REF=5Ω,则R2接入电路中长度为4cm,
则x的值为x=35cm﹣4cm=31cm,故C正确;
D、P位于x=0cm时,R1两端的电压U1=IminR1=0.2A×10Ω=2V,故D错误。
故选:C。
8.如图甲所示的电路中,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,电源电压不变。闭合开关S后,滑片P从a端移动到b端,电流表示数I与电压表示数U的变化关系如图乙所示,则下列判断错误的是( )
A.电源电压为6V
B.R2的最大阻值为20Ω
C.当滑片P位于a点时,电流表示数为0.6A
D.图乙中C点表示滑片P位于滑动变阻器的中点
【解答】解:(1)由电路图可知,闭合开关S后,两电阻串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。
当滑片位于a端时,变阻器接入电路的电阻为0Ω,电路的总电阻最小,电路中的电流最大,
由图乙可知,电路中的最大电流Ia=0.6A,故C正确;
由欧姆定律可得,电源的电压U=IaR1=0.6A×R1﹣﹣﹣﹣﹣①
当滑片位于b端时,变阻器接入电路的电阻最大,此时电路中的电流最小,电压表的示数最大,
由图乙可知,电路中的最小电流Ib=0.2A,电压表的示数Ub=4V,
则滑动变阻器的最大阻值:R220Ω,故B正确
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=IbR1+Ub=0.2A×R1+4V﹣﹣﹣﹣﹣②
由①②可得:R1=10Ω,U=6V,故A正确;
(2)由图乙可知,C点表示电压表的示数U2c=2V,电路中的电流Ic=0.4A,
则滑动变阻器接入电路中的阻值:R2c5Ω,
所以,图乙中C点不是表示滑片位于中点时的状态,故D错误。
故选:D。
9.如图1所示电路,电源电压保持不变,闭合开关S,调节滑片的位置,使变阻器的阻值从最大变化到最小,得到两个电阻的“U﹣I”关系图象如图2所示。下列判断正确的是( )
A.图象乙反映了R2的“U﹣I”关系
B.定值电阻R1的阻值为20Ω
C.变阻器滑片在中点时,电流表示数为0.4A
D.滑动变阻器R2的阻值变化范围为0~20Ω
【解答】解:(1)从“U﹣I”关系图象可以看出,甲为滑动变阻器R2的“U﹣I”关系图象,因为最后电压变为0,此时滑动变阻器的电阻为0,乙为电阻R1的图象,故A错误;
当滑动变阻器的阻值最大时,两电阻串联,电路中的电流最小;
由图乙可知,此时电路中的电流I=0.2A,电阻R1的电压U1=2V,滑动变阻器两端的电压U2=4V;
因为串联电路总电压等于各用电器两端的电压之和,
所以电源电压为U=U1+U2=2V+4V=6V;
根据欧姆定律可得,定值电阻R1的阻值:R110Ω,故B错误;
滑动变阻器的阻值最大为:R220Ω,
因滑动变阻器的阻值可以从最大变化到最小,则滑动变阻器R2的阻值变化范围为0~20Ω,故D正确;
(2)因为串联电路中总电阻等于各分电阻之和,R总=R1R2=10Ω20Ω=20Ω,
所以变阻器滑片在中点时,电流表示数:I′0.3A,故C错误。
故选:D。
10.如图所示,硬质弹簧右端固定,左端和金属滑片P固定在一起(P与R1间的摩擦不计)。当拉环不受拉力时,滑片P处于R1的右端。闭合开关,拉力F增大时,会使金属滑片P向左移动。
(1)拉力F增大时,电路的总电阻 (选填“变大”“不变”或“变小”)。
(2)若将电路中的某一电表改装成一个可以显示拉力大小的测力计,应该选用 (选填“电流表”或“电压表”)。
【解答】解:(1)由图可知,该电路为串联电路,电压表测量滑动变阻器右端与滑片P之间电阻两端的电压,电流表测量电路中的电流;拉力增大时,滑片会向左移动,由于电压表所在电路相当于断路,所以滑动变阻器接入电路的电阻不变,总电阻不变;
(2)拉力增大时,滑片会向左移动,总电阻不变,根据欧姆定律可知,电路中的电流不变,电流表示数不变;由于与电压表并联部分的电阻变大,根据U=IR可知,电压表示数变大,所以应该选用电压表改装成显示拉力大小的测力计。
故答案为:(1)不变;(2)电压表。
11.压敏电阻的阻值会随所受压力的增大而减小。某同学利用压敏电阻的这种特性设计了一个探究电梯运动情况的装置,该装置的示意图如图所示,将压敏电阻平放在电梯内,其受压面朝上,在受压面上放一物体,电梯静止时电流表示数为I0;当电梯做四种不同的运动时,电流表的示数分别如图甲、乙、丙、丁所示。下列判断中错误的是( )
A.甲图表示电梯可能匀速下降
B.乙图表示电梯可能上升时速度变大
C.丙图表示电梯可能匀速上升
D.丁图表示电梯可能下降时速度变大
【解答】解:
A.由图甲可知,电路中电流的大小I0不变,则压敏电阻的阻值不变,压敏电阻受到的压力不变,则电梯可能匀速下降,故A正确;
B.由图乙可知,电路中的电流均匀增大,压敏电阻的阻值是减小的,则压力增大,电梯可能做加速度变化的加速上升运动,故B正确;
C.由图丙可知,电路中的电流为静止时的两倍,而且不变,由欧姆定律知压敏电阻的阻值减小且不变,则压力增大且不变,电梯可能做匀加速上升运动,故C错误;
D.由图丁可知,电路中的电流均匀减小,其电阻是增大的,则压力变小,电梯可能做下降的加速运动,故D正确。
故选:C。
12.如图甲所示,电源电压不变,小灯泡L允许通过的最大电流为0.6A,滑动变阻器R的最大阻值为50Ω,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,最大范围调节滑动变阻器的滑片P,分别绘制了电流表示数与电压表示数、电流表示数与滑动变阻器R连入电路阻值的变化关系图象,如图乙、丙所示。则下列说法中正确的是( )
A.电源电压为16V
B.当电流表示数为0.25A时,滑动变阻器连入电路的阻值为45Ω
C.若滑动变阻器连入电路的阻值变小,则电压表V与电流表A示数之比变小
D.若将电压表量程换为0~3V,滑动变阻器允许连入电路的阻值范围为18Ω~50Ω
【解答】解:由图甲可知,灯泡L与滑动变阻器R串联接入电路,电流表测量电路中的电流,电压表测量灯泡两端的电压;
A、由图乙可知,当电流表的示数为0.6A时,电压表的示数为6V,即灯泡L两端的电压UL=6V,
由图丙可知,当电流表示数为0.6A时,滑动变阻器接入电路的阻值为10Ω,滑动变阻器两端的电压U滑=I滑R滑=0.6A×10Ω=6V,电源电压U=UL+U滑=6V+6V=12V,故A错误;
B、由图乙可知,当电流表示数为0.25A时,电压表的示数为1V,即灯泡L两端的电压UL′=1V,
此时滑动变阻器两端的电压U滑′=U﹣UL′=12V﹣1V=11V,此时滑动变阻器连入电路的阻值R滑44Ω,故B错误;
C、由图丙可知,当滑动变阻器连入电路的阻值变小时,电路中的电流将变大,由图乙可知,当电路中的电流变大时,电压表示数也将变大,但电压表示数增大得比电流表示数增大得更快,由R可知,电压表的示数与电流表的示数的比值将变大,故C错误;
D、将电压表量程换为0~3V时,当电压表示数为3V时,由图乙可知,通过灯泡的电流为0.5A,所以通过滑动变阻器的电流是0.5A,此时滑动变阻器两端的电压U滑″=U﹣UL″=12V﹣3V=9V,此时滑动变阻器接入电路中的最小阻值R滑最小18Ω;
当滑动变阻器接入电路的阻值增大时,由图丙可知电路中的电流将减小,当电路中的电流减小时,由图乙可知灯泡L两端的电压也减小,此时电流表、电压表、灯泡都不会损坏,所以滑动变阻器接入电路的最大阻值是50Ω,故将电压表量程换为0~3V时,滑动变阻器允许连入电路的阻值范围是18~50Ω,故D正确。
故选:D。
13.如图所示,电源电压U=2V不变,R=4Ω,虚线框内所有电阻均未知。闭合开关,电流表示数为1A.如果用一个2Ω的定值电阻替换R,虚线框内的电阻均保持不变,则电流表示数将变为( )
A.2A B.1.5A C.1.2A D.0.5A
【解答】解:由I可得,并联的总电阻:
R并2Ω,
虚线框内所有电阻的等效电阻为R′,由并联电路电阻的特点:
,代入数据,,
解得R′=4Ω;
用一个2Ω的定值电阻替换R,虚线框内的电阻均保持不变,此时并联的总电阻R″:
,代入数据,,
解得,R″Ω,
电流表示数将变为:
I′1.5A,
故选:B。
14.如图甲是科学兴趣小组在课外活动中设计的一种身高体重秤,用电流表的示数大小表示身高和体重。已知电源电压为12伏,R0为滑动变阻器,R为压敏电阻,其阻值随压力变化关系如图乙。
(1)滑动变阻器R0和压敏电阻R的连接方式是 (选填“串联”或“并联”)。
(2)随着测量者体重的增加,电流表A1的示数将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(3)小明在测量时,A2示数恰好为A1示数的一半,滑动变阻器R0接入电路的阻值为80Ω,则小明的体重为 N。
【解答】解:(1)根据图甲可知滑动变阻器R0和压敏电阻R并联接入电路,电流表A1测通过定值电阻的电流,电流表A2测通过滑动变阻器的电流;
(2)由乙图可知压敏电阻的阻值随压力的最大而减小,根据欧姆定律可知,随着测量者体重的增加,电流表A1的示数将变大;
(3)因为并联电路各支路两端的电压相等,且通过滑动变阻器的电流为通过R电流的一半,
由U=IR可得,I1R=I2R0,
即:RR080Ω=40Ω,
由乙图可知小明的体重为600N。
故答案为:(1)并联;(2)变大;(3)600。
15.老师给小宁一个暗箱,其表面有两个接线柱M、N,它们之间电阻值RMN恒定不变。小宁利用如图甲所示电路(电源电压不变)进行实验: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。由上述信息可知:
(1)电源电压U为 V。
(2)RMN为 。
(3)图乙中曲线 (填“A”或“B”)是根据开关S、S1都闭合时测得的实验数据绘制的。
(4)老师告诉小宁,暗箱的M、N之间只接有两个定值电阻:一个阻值为R0(R0值已知),另一个阻值未知,假设为Rx。求Rx的值。(用R0、RMN表示)
【解答】解:(1)在开关S、S1都闭合时,电路为R1的简单电路,此时R1两端的电压即为电源电压,开关S闭合、S1断开时,RMN与R1串联,
由图乙可知,当电流为0.2A时,两种情况的电压分别为:
U1=IR1=0.2A×20Ω=4V,
U1'=IR1'=0.2A×30Ω=6V,
因为串联电路中电源电压等于各用电器两端电压之和,
所以电源电压U=U1'=6V;
(2)开关S闭合、S1断开时,RMN与R1串联,此时RMN两端电压为:
UMN=U﹣U1=6V﹣4V=2V,
所以RMN10Ω;
(3)由(1)可知,开关S、S1都闭合,且电流为0.2A时,R1的阻值为30Ω,所以图乙中曲线B是根据开关S、S1都闭合时测得的实验数据绘制的;
(4)因为暗箱的M、N之间只接有两个定值电阻R0和RX,串联电路中的总电阻比任何一个分电阻都要大,并联电路中的总电阻比任何一个分电阻都要小,
若R0<RMN,则R0和Rx应串联,所以Rx=RMN﹣R0;
若R0>RMN,则R0和Rx应并联,即有:,所以Rx。
故答案为:(1)6;(2)10Ω;(3)B;(4)若R0<RMN,则R0和Rx应串联,所以Rx=RMN﹣R0;若R0>RMN,则R0和Rx应并联,即有:,所以Rx。
16.今年“五一”假期,铁路接触网遭异物侵扰的新闻多次上热搜,铁路部门有明确规定:在高铁线路两侧各500米范围内,不得升放风筝。若导电性能好的金属丝风筝线散落在高铁接触网(高压电路)上,会造成短路而使动车组失去动力。下列电路能解释上述现象的是( )
A. B.
C. D.
【解答】解:家庭电路中,火线与零线直接连接或火线与大地直接连接,会造成短路。D图中风筝线导致火线与地面连接,造成短路。
故ABC错误,D正确。
故选:D。
17.小明同学设计如图甲所示电路,电源电压保持不变,当闭合开关S,调节滑动变阻器,两电压表的示数与电路中电流变化如图乙所示。当他将电阻R2的最大阻值改为10Ω,则此时两电压表的示数与电路中电流变化的图像最接近于下列图中的( )
A. B.
C. D.
【解答】解:由电路图可知,R1、R2串联,电流表测量串联电路中的电流,电压表V1测量R1两端电压,电压表V2测量滑动变阻器两端的电压;
从图中信息可以看出,b图像中的电压值可以为零,因此b对应的电压表为V2示数变化的图像,a对应的电压表为V1示数变化的图像;
当滑动变阻器两端电压为零时,电压表V1示数即为电源电压,故从图像中可以看出,电源电压为12V;
由图象可知,电路中的电流I1=0.2A,R1两端的电压U1=6V,
电阻R1的阻值:R130Ω;
将电阻R2的阻值改为10Ω,
当滑片在最左端时,滑动变阻器接入电路的电阻最小,阻值为0,根据欧姆定律可知,滑动变阻器两端的电压为0,电压表V2的示数为零;
根据串联电路特点可知,R1两端的电压等于电源电压,即电压表V1的示数为12V;
此时则电路中的电流最大,电流表的示数为I左0.4A;
当滑片在最右端时,滑动变阻器接入电路的阻值最大,根据欧姆定律可知,电路中的电流最小,电流表的示数I右0.3A;
电压表V1的示数为:U1′=I右R1=0.3A×30Ω=9V;
电压表V2的示数为:U2′=I右R2=0.3A×10Ω=3V。
由于R1的阻值始终大于滑动变阻器R2的阻值,根据串联分压的特点可知,R1两端的电压始终大于R2两端的电压,故C图符合题意。
故选:C。
18.如图所示电路,电源电压不变,R0为定值电阻,R为滑动变阻器。闭合开关S,当滑片P从a点滑到b点过程中,电流表的示数从Ia变为Ib.下列各图中,能表示这一过程中电压表示数U与电流表示数I之间关系的是( )
A. B.
C. D.
【解答】解:
由电路图可知,定值电阻R0与滑动变阻器R串联,电压表测R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,
所以,由I可得,电压表示数U与电流表示数I的关系:
U=U电源﹣IR0,
据此可知,U﹣I图象是一次函数图象,故CD错误;
当滑片位于a点时,变阻器接入电路中的电阻较小,电路中的电流较大,
由U=U电源﹣IR0可知,电压表的示数较小,故A错误、B正确。
故选:B。
19.酒精测试仪广泛应用于酒驾的检测。图甲是某款酒精测试仪工作原理电路图,电源电压保持10V不变,R1为气敏电阻,它的阻值随呼出气体中酒精含量变化的情况如图乙。
(1)饮酒后,驾驶人受酒精的麻痹,导致动作的协调性下降,这主要是由于酒精麻痹了脑中的 造成的。
(2)检测时,呼出的气体中酒精的含量越大,电流表的示数 。
(3)使用前通过调节滑动变阻器对酒精测试仪进行调零,即酒精浓度为0时,调节滑动变阻器使电压表的示数为6V。保持R2的滑片位置不变,对某位驾驶员进行检测是,电流表示数为0.2A,请通过计算,判断此时该驾驶员属于酒驾还是醉驾?(气体中酒精含量在0.2~0.8mg/mL为酒驾,≥0.8mg/mL为醉驾)
【解答】解:(1)小脑的主要功能是使运动协调、准确,维持身体的平衡。饮酒后驾驶人动作协调性下降,是因为酒精麻痹了脑中的小脑; (2)由图乙可知,呼出气体中酒精含量越大,气敏电阻R1的阻值越小。在图甲电路中,R1与R2串联,电源电压U=10V不变,根据串联电路总电阻R=R1+R2,R1变小则总电阻R变小。再根据欧姆定律I,电压不变,电阻变小,所以电路中的电流变大,即电流表的示数变大。(3)当酒精浓度为0时,调节滑动变阻器使电压表(测R1两端电压)的示数U1=6V,则此时R2两端电压U2=U﹣U1=10V﹣6V=4V。由图乙可知,酒精浓度为0时,R1=60Ω,根据欧姆定律I,此时电路中的电流I0.1A,那么R240Ω;当对某位驾驶员进行检测时,电流表的示数I'=0.2A,R2=40Ω,根据欧姆定律可得R2两端电压U2'=I'R2=0.2A×40Ω=8V,则此时R1两端电压U1'=U﹣U2'=10V﹣8V=2V,那么此时R1的阻值R1'10Ω;由图乙可知,当R1=10Ω时,对应的酒精气体浓度大于0.8mg/mL,所以此时该驾驶员属于醉驾。故答案为:
(1)小脑;
(2)越大;
(3)该驾驶员属于醉驾。
20.如图甲,移动滑片使电阻R2的有效阻值从零逐渐变大,R1两端电压U的倒数与R2的阻值变化的图象如图乙所示,则电源电压为 V,R1的阻值为 Ω。
【解答】解:由电路图可知,闭合开关后,R1与R2串联,电压表V1测电源两端的电压,电压表V2测R1两端的电压。
(1)当滑片位于左端时,变阻器接入电路中的电阻为零,此时R1两端的电压最大,R1两端电压U的倒数最小,
由图乙可知,R1两端电压U的最小倒数为V﹣1,则电源的电压U=4V;
(2)由图乙可知,当R2=18Ω时,R1两端电压U的倒数为1V﹣1,即R1两端的电压U1=1V,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,此时R2两端的电压U2=U﹣U1=4V﹣1V=3V,
因串联电路中各处的电流相等,
所以,电路中的电流I,即,
解得:R1=6Ω。
故答案为:4;6。
21.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。现采用图所示电路,能较准确的测量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9.6V,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0.25A,则待测电阻Rx的阻值为( )
A.32Ω B.40Ω C.48Ω D.70Ω
【解答】解:设电流表的内阻为RA,
(1)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:U=UX+UA=UX+I1RA,
即:U=9.6V+0.3A×RA﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
(2)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=8Ω;
由电阻的串联和欧姆定律可得:U=I2(RX+RA),
即:12V=0.25A×(RX+8Ω);
解得:RX=40Ω。
故选:B。
22.如图所示,电源电压不变,当变阻器的滑片P向右移动时,三只电表的读数变化情况( )
A.V2增大,V1不变,A不变
B.V2增大,V1减小,A减小
C.V2减小,V1增大,A增大
D.V2为零,V1增大,A增大
【解答】解:∵当变阻器的滑片P向右移动时,电路为R1与滑动变阻器的最大阻值串联,
∴电路中的总电阻不变,
∵I,
∴电路中的电流不变,即电流表的示数不变;
∵U=IR,
∴R1两端的电压不变,即电压表V1的示数不变;
∴变阻器的滑片P向右移动时,电压表V2所测电阻变大,即电压表示数变大。
故选:A。
23.如图所示是某校科技小组制作的液体密度计的工作原理图,其中空桶重1N,容积为200cm3,测量时需将桶内注满液体。电源电压恒为12V,定值电阻R0的阻值为10Ω,电压表的量程为0~3V,表盘改造后可直接显示所测液体的密度值,滑动变阻器R2标有“24Ω 0.5A”的字样,R1为压敏电阻,其阻值与所受压力F变化关系之间满足关系式R1=150Ω﹣30Ω/N×F(R1的阻值不为0)。在桶内注满水时,桶内水重恰为2N,闭合开关S,移动R2的滑片至某个位置时,电压表的示数为1.5V。
(1)求此时电路中的电流。
(2)此时滑动变阻器R2接入电路中的阻值为多大?
(3)移动R2的滑片可以改变密度计的最大测量值(此时电压表指针满偏)。则该液体密度计的最大测量值为多少?(g取10N/kg)
【解答】解:(1)由图可知,R0、R1和滑动变阻器R2串联,电压表测R0两端的电压,
已知在桶内注满水,闭合S,电压表的示数为1.5V,
因串联电路各处电流相等,则由欧姆定律可知此时电路中的电流为:I=I00.15A;
(2)根据欧姆定律可知,此时电路的总电阻为:R总80Ω,
此时压敏电阻受到的压力为:F=G水+G桶=2N+1N=3N,
由题意可知,此时R1的阻值为:R1=150Ω﹣30Ω/N×3N=60Ω,
则根据串联电路的总电阻等于各分电阻之和可得,R2的电阻为:R2=R总﹣R1﹣R0=80Ω﹣60Ω﹣10Ω=10Ω;
(3)液体的密度越大,容器中装满液体时液体越重,压敏电阻受到的压力越大,由压敏电阻的阻值与所受压力F的关系式可知,压敏电阻的阻值越小,所以液体密度计所测液体密度最大时,压敏电阻的阻值最小,由电阻的串联规律可知此时变阻器R2接入电路的阻值最大,且滑动变阻器的最大值为R2大=24Ω,
已知此时电压表指针满偏,即R0两端的电压为3V,此时电路中的电流最大,
则电路中的最大电流为:I′=I0′0.3A,
根据欧姆定律可知,此时电路的总电阻为:R总′40Ω,
此时压敏电阻的阻值为:R1′=R总′﹣R0﹣R2大=40Ω﹣10Ω﹣24Ω=6Ω,
根据题意可知:R1′=150Ω﹣30Ω/N×F′=6Ω,
解得此时压敏电阻所受的压力为:F′=4.8N,
此时液体和桶的总重力为:G总=F′=4.8N,
则桶内液体的最大重力为:G液=G总﹣G桶=4.8N﹣1N=3.8N,
桶内装满液体时液体的体积为:V液=V容=200cm3,
所以液体的最大密度为:ρ液大1.9×103kg/m3。
答:(1)此时电路中的电流为0.15A;
(2)此时滑动变阻器R2接入电路中的阻值为10Ω;
(3)该液体密度计的最大测量值为1.9×103kg/m3。
24.在某次科技活动中,老师给同学们展示一个如图甲所示的黑盒子,绝缘外壳上有A、B、C三个接线柱,老师告诉同学们,盒内电路由两个定值电阻连接而成。小科同学设计了如图乙所示的电路来研究盒内电阻的连接情况。已知电源电压恒定不变,R0是阻值为3Ω的定值电阻,R1是滑动变阻器。小科进行了如下的实验操作:
①把BC两个接线柱接到MN之间,只闭合开关S,将R1的滑片移至最左端时,电压表示数为1.8V,电流表示数为0.6A。
②用导线把AC连接起来,再将AB接线柱接入MN之间,闭合开关S和S1此时电流表的示数为1.8A。
③把AC两个接线柱接到MN之间,只闭合开关S,小科发现将R1的滑片从某位置移至最左端或最右端时,电压表示数均变化0.45V,电流表示数均变化0.05A。
(1)请根据操作①求出黑盒子BC间的电阻。
(2)求电源电压。
(3)请在甲中画出黑盒子内的电路图,并标明各电阻的阻值。
【解答】解:(1)BC间的电阻为:RBC3Ω;
(2)BC接MN,闭合S,滑片P置于最左端时,R0两端电压为:U0=IBCR0=0.6A×3Ω=1.8V
电源电压为:U=UBC+U0=1.8V+1.8V=3.6V;
(3)AC连接,AB接MN,闭合S、S1时,电路中只有AB间的电阻,IAB=1.8A=3IBC,因为同一电源电压,
所以AC连接,AB接MN时,AB 间的电阻为:R(RBC+R0)(3Ω+3Ω)=2Ω,又因为BC接MN时,BC间的电阻为:RBC=3Ω,且黑盒子内是两电阻组成,分析得出BC、AC两电阻并联,RBC=3Ω,并联后的总电阻为R=2Ω,根据并联电路电阻公式:,代入数据得:,解得RAB=6Ω,黑盒子内电路如图:。
答:(1)黑盒子BC间的电阻是3Ω;
(2)电源电压是3.6V;
(3)AB间电阻是6Ω,BC间电阻是3Ω。
25.汽车载重的测量需要通过地磅进行检测。图甲是跨学科学习团队设计的地磅电路原理图,主要由踏板(重力不计)、压力传感器R、显示承重的仪表(实质为电流表,量程0~0.6A)等组成,R的阻值与所受压力F大小关系如图乙所示。电源电压为12V,定值电阻R0的阻值为5Ω。求:
(1)当R的阻值为25Ω时,电路中的电流。
(2)当电流表满载(即电路电流为0.6A)时,汽车的总重。
(3)为使地磅的最大测量值增大,请你写出一种可行的方案: 。
【解答】解:(1)由图可知,压力传感器R和定值电阻R0串联,R总=R+R0,当R=25Ω时,
电路的电流I0.4A;
(2)当通过电路的电流为0.6A时,电路的总电阻R′总20Ω,
R的阻值R′=R′总﹣R0=20Ω﹣5Ω=15Ω,
由图乙可知,15Ω对应的压力是2×104N,汽车的总重G=2×104N;
(3)若电流表的最大示数和电源电压不变,电路的总电阻为20Ω,为了增加地磅的最大测量值,即压力增大,
需要减小R的阻值,R的阻值为:R= R总﹣R0= 20Ω﹣R0,所以需要增大R0的阻值(或减小电源电压、增大电流表量程等其他合理的均可)。
故答案为:(1)电路中的电流为0.4A;
(2)汽车的总重为2×104N;
(3)增大R0的阻值。
26.如图所示,虚线框内有两个阻值不等的电阻R1、R2和一个开关S,电源电压U为1.5V,两个电阻之和为30Ω。当开关S由闭合变为断开时,电流表的示数减小0.1A。
请在虚线框内画出符合上述情况的连接电路,并计算电阻R1、R2的值。(只需画出一种并计算)
【解答】解:(1)两电阻串联时,开关要么控制整个电路,要么与其中的一个电阻并联,如下图1、2、3所示:
①图1所示:开关闭合时电路为R1的简单电路,
根据欧姆定律可得,电路中的电流I,
开关断开时,两电阻串联,根据串联电路中总电阻等于各分电阻之和和欧姆定律可得此时电路中的电流为:
I′,
根据题意可得,I﹣I′0.1A,
根据题意可得,R1+R2=30Ω;
解得:R1=10Ω,R2=20Ω;
②同①可求图2中,R1=20Ω,R2=10Ω;
③图3开关断开时,电路开路,电路中没有电流,所以此种情况不可能;
(2)两电阻并联时,开关要么位于干路,要么位于其中一个支路,如下图所示:
④图4开关闭合时两电阻并联,两支路的电流分别为:
并联电路中各支路独立工作、互不影响,
开关由闭合到断开时,电路中减小的电流为R2支路的电流,即:0.1A,
则R215Ω,
所以,R1=30Ω﹣R2=30Ω﹣15Ω=15Ω;
⑤同④可得图5中,R1=15Ω,R2=15Ω;
⑥图6中开关断开时,电路开路,电路中没有电流,故此种情况不可能。
故答案如下图所示:
27.如图为人体秤的工作原理图,电源电压恒定不变,体重显示表由电压表改装而成,定值电阻。R0=20Ω,滑片P可以滑到电阻R的最下端。若该人体秤的测量范围为0~100kg,电压表变化范围为2~12V。下列说法正确的是( )
A.电源电压为14V
B.当人站到人体秤上时,电压表示数减小
C.当人体秤上没人时,滑动变阻器的阻值为100Ω
D.当人体秤显示100kg时,电路中电流为6A
【解答】解:由电路图可知,R与R0串联,电压表测量R0两端电压。
A、施加的力最大时滑片P移至电阻R的最下端,电路为R0的简单电路,电路中的电流最大,电压表示数最大,测量电源电压,根据电压表变化范围为2~12V可知电源电压为12V;故A错误;
B、当人站到人体秤上时,滑片P下移,R连入阻值变小,由于电源电压不变,根据串联电路的分压特点可知R两端电压变小,则R0两端电压变大,即电压表示数变大,故B错误;
C、当人体秤上没人时,滑片P在电阻R的最上端,接入电路中的电阻最大,电路中的电流最小,电压表示数最小,根据I可得电路中电流为:I小0.1A,
此时电路中的总电阻:R总120Ω;
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以滑动变阻器的最大值:
R=R总﹣R0=120Ω﹣20Ω=100Ω,故C正确;
D、当人体秤显示100kg时,由题意可知滑片P滑到电阻R的最下端,则此时电压表示数最大为12V,则电路中电流为:I大0.6A;故D错误。
故选:C。
28.如图所示,在一根横跨河流两岸的硬塑料管内穿有三根完全相同的电线。为了辨别哪两个线头为同一根导线的两端,可以用图示的测通器来测试,其操作过程如下:
(1)连接A和B,将测通器的m连接在D上。当n连接F时小灯泡发光,连接E时小灯泡不发光。由此可以确定 为同一导线的两端(填字母,下同)。
(2)为了弄清另两根导线的两端,可连接A和C,测通器的一端必须与 相连时,另一端只需接触一根导线就能将两根导线辨别开。
(3)某家庭装修时,穿过墙的一管内有三根相同颜色的线,由于水泥浇紧了,线拉不动,就不能确定哪两根头为同一根线了,请你用如图所示的测通器,用与上述(1)(2)不同的方法进行辨别。具体做法如下:让m与A相连,用n分别与D、E、F试触,观察 ,则可确定A与其中哪一线头为同一根。接着m与B相连,用n与D、E、F中余下的两端点试触,通过什么现象可以进行辨别。写出你的辨别方法。
【解答】解:(1)因为连接A和B,将测通器的m连接在D上。当n连接F时小灯泡发光,说明DBAF连通,CE为另外的一根;
(2)现在知道CE为一根导线,将AC连在一起,先把m连接在E上,若n连接F时小灯泡发光,则AF为一根导线,不亮说明AD为一根导线。
(3)让m与A相连,用n与D试触,观察灯是否发光,若灯亮,则说明AD间是通路,AD是一根导线,否则不是,接着m与B相连,用n与D、E、F中余下的两端点中的一个试触,若灯亮,则说明与B间是通路是一根导线,否则与另一个条是一根导线。
故答案为:
(1)CE;
(2)E;
(3)灯是否发光。
29.如图甲所示,小勇同学设计了一个汽车落水安全装置并进行了试验,在汽车的四个门板外侧分别安装一个气囊,气囊的触发由图乙所示电路中a、b间的电压来控制,压敏电阻R1水平安装在汽车底部A处,R1的阻值随其表面水的压力的变化如图丙所示。某次试验时:汽车入水前把R2的滑片调到合适位置不动,闭合开关S,电压表的示数为3V,再把汽车吊入足够高的长方体水池中缓慢下沉,直到a、b间的电压等于或大于3V时,气囊就充气打开,使汽车漂浮在水中,试验装置相关参数如表所示。
电源电压
4.5V
R1接触水的面积
15cm2
长方体水池底面积
20m2
(1)求汽车入水前电路中的电流;
(2)当汽车漂浮时,测得水池的水位比汽车入水前上升了8cm(水未进入车内),求汽车受到的重力;
(3)求气囊充气打开时汽车A处浸入水中的深度。
【解答】解:(1)汽车入水前,R1表面水的压力为0,由图丙可知此时其阻值为20Ω,由乙图知R1和R2组成串联电路,电压表测的是R2两端的电压,示数为3V,
根据串联电路的电压规律U=U1+U2得,
R1两端的电压为:
U1=U﹣U2=4.5V﹣3V=1.5V,
电路中的电流为:
I0.075A;
(2)当汽车漂浮时,水池的水位比汽车入水前上升了8cm,
则汽车排开水的体积为:
V排=S水池Δh=20m2×8×10﹣2m=1.6m3,
汽车受到的浮力为:
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1.6m3=1.6×104N,
当汽车漂浮时,受到的重力和浮力平衡,大小相等,则受到的重力为:
G=F浮=1.6×104N;
(3)汽车入水前,电压表的示数为3V时,
电阻R2的阻值为:
R240Ω,
汽车入水前把R2的滑片调到合适位置不动,把汽车吊入水池中缓慢下沉,直到a、b间的电压等于3V即R1两端的电压为3V时,气囊充气打开,
此时R2两端的电压为:
U2′=U﹣U1′=4.5V﹣3V=1.5V,
电路中的电流为:I′0.0375A,
电阻R1的阻值为:R1′80Ω,
由图丙可知,此时R1表面水的压力为15N,即汽车底部A处受到水的压力为15N,
汽车A处受到水的压强为:p1×104Pa,
由p=ρgh得,汽车A处浸入水中的深度为:h1m。
答:(1)汽车入水前电路中的电流为0.075A;
(2)汽车受到的重力为1.6×104N;
(3)气囊充气打开时汽车A处浸入水中的深度为1m。
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专题01 电路基础 欧姆定律
1.如图所示电路中,电表完好,闭合开关后,灯L1、L2都正常发光,如果将电压表与电流表互换,则( )
A.电压表示数不变,灯L1、L2不亮
B.电压表示数变小,灯L1、L2变亮
C.电流表示数变大,灯L1、L2变亮
D.电流表、电压表烧坏,灯L1、L2不亮
2.如图甲所示,R1为定值电阻,Rp为滑动变阻器,闭合开关,将Rp的滑片从一端移动到另一端,得到电压与电流的关系图像如图乙所示。下列说法中,正确的是( )
A.电源电压为3伏,R1的阻值为5欧
B.滑动变阻器接入电路的阻值越大,电流表示数越大
C.Rp的最大阻值为5欧
D.当电流为0.4安时,R1与Rp连入电路的阻值之比为1:2
3.测温模拟电路如图甲所示,温度表由量程为0~3V的电压表改装而成,电源电压U为6V,R的阻值为40Ω,热敏电阻的阻值Rt随温度t变化的关系如图乙所示,则当开关S闭合后( )
A.电路可测量的最高温度为50℃
B.温度表的0℃应标在电压表零刻度处
C.若增大U,电路可测量的最高温度将增大
D.若U增大3V,R增大45Ω,电路可测量的最高温度将增大
4.小王同学在科技创新活动中设计了一个可以测量金属滑片旋转角度的电路。如图所示,把电阻丝EF弯成半圆形(电阻丝的电阻与其长度成正比),O为圆心,OP为一能够绕圆心O转动的金属滑片,P与EF接触良好。如图所示,A为电流表(可选择A1:量程为100mA、内阻r1=4Ω或A2:量程为20mA、内阻r2=18Ω);R为滑动变阻器,阻值变化范围为0~100Ω,保护电阻R0=40Ω,理想电源电压U=1.5V不变,电流表可看成一个能显示通过自身电流大小的定值电阻。
选择合适的电流表,把E、O两个接线柱分别与M、N相接,为了从电流表上直接读出OP的旋转角度。请完成以下内容:
(1)连接电路时,开关应该处于 状态,将OP转到E端,接通电路,再调节滑动变阻器R使电流表示数为最大刻度值,此时电流表指针所指位置处标注的读数是0度。则电流表应选择 (选填“A1”或“A2”)
(2)保持滑动变阻器滑片位置不变,把OP转到F端,电流表的示数为7.5mA,此时电流表指针所指的位置处标注的读数是180度,则电流表最大刻度的一半处应标注的读数是 度;电流表刻度值为 mA处,应标注的读数是36度。
(3)在完成其它标注后,小王同学发现表盘新的刻度值不均匀,为帮她解决这个问题,同学们用理想电压表设计了如下四个改进的电路,其中可行的是 。
A.①②
B.②③
C.①④
D.②④
5.如图所示为某定时炸弹的引爆电路工作原理图,当起爆器中有电流通过时就会引爆炸弹。请你结合所学知识帮助专家进行排爆分析:
(1)定时器(时钟)应该安装在b导线上。在定时阶段,该导线是 (填“通”或“断”)路,因此起爆器被 ,所以在定时阶段起爆器不会爆炸引爆炸弹。
(2)定时结束时,定时器(时钟)会把b导线 (填“接通”或“切断”),此时电流 (填“能”或“不能”通过起爆器,所以在定时结束的瞬间起爆器立即爆炸。
(3)综上可知,定时器(时钟)在定时阶段相当于一个 (填“闭合”或“断开”)的开关。为使该定时爆炸装置停止工作,应立即剪断导线 (选填“a”或“b”)。
6.如图:一个黑箱内有:一个电压为U=6V的电源,两个定值电阻R1=10Ω、R2=5Ω组成的电路,箱外有四个接线柱A、B、C、D。
(1)若把电流表接在接线柱A、D之间,电流表的示数为1.2A;
(2)若把电流表改接在接线柱B、C之间,它的示数为0.6A;
(3)若把电流表改接在接线柱A、C之间,它的示数变为0.4A。
根据上述测试结果,试画出箱内电路的连接情况,并标明R1、R2。
7.如图甲所示电路中,电源电压不变,R1是定值电阻,R2由三段材料不同、横截面积相同的均匀直导体EF、FG、GH连接而成,其中一段是铜导体,其电阻可忽略不计,另两段导体的阻值与自身长成正比,P是与R2良好接触并能移动的滑动触头。闭合开关S将P从H端移到E端时,电流表示数I与P向左移动距离x之间的关系如图乙所示。已知R1=10Ω,则下列判断正确的是( )
A.电源电压为12V
B.GH 导体的电阻为10Ω
C.当电流表示数为0.5A 时,x 的值为31cm
D.P位于x=0cm 时,R1两端的电压为4V
8.如图甲所示的电路中,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,电源电压不变。闭合开关S后,滑片P从a端移动到b端,电流表示数I与电压表示数U的变化关系如图乙所示,则下列判断错误的是( )
A.电源电压为6V
B.R2的最大阻值为20Ω
C.当滑片P位于a点时,电流表示数为0.6A
D.图乙中C点表示滑片P位于滑动变阻器的中点
9.如图1所示电路,电源电压保持不变,闭合开关S,调节滑片的位置,使变阻器的阻值从最大变化到最小,得到两个电阻的“U﹣I”关系图象如图2所示。下列判断正确的是( )
A.图象乙反映了R2的“U﹣I”关系
B.定值电阻R1的阻值为20Ω
C.变阻器滑片在中点时,电流表示数为0.4A
D.滑动变阻器R2的阻值变化范围为0~20Ω
10.如图所示,硬质弹簧右端固定,左端和金属滑片P固定在一起(P与R1间的摩擦不计)。当拉环不受拉力时,滑片P处于R1的右端。闭合开关,拉力F增大时,会使金属滑片P向左移动。
(1)拉力F增大时,电路的总电阻 (选填“变大”“不变”或“变小”)。
(2)若将电路中的某一电表改装成一个可以显示拉力大小的测力计,应该选用 (选填“电流表”或“电压表”)。
11.压敏电阻的阻值会随所受压力的增大而减小。某同学利用压敏电阻的这种特性设计了一个探究电梯运动情况的装置,该装置的示意图如图所示,将压敏电阻平放在电梯内,其受压面朝上,在受压面上放一物体,电梯静止时电流表示数为I0;当电梯做四种不同的运动时,电流表的示数分别如图甲、乙、丙、丁所示。下列判断中错误的是( )
A.甲图表示电梯可能匀速下降
B.乙图表示电梯可能上升时速度变大
C.丙图表示电梯可能匀速上升
D.丁图表示电梯可能下降时速度变大
12.如图甲所示,电源电压不变,小灯泡L允许通过的最大电流为0.6A,滑动变阻器R的最大阻值为50Ω,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,最大范围调节滑动变阻器的滑片P,分别绘制了电流表示数与电压表示数、电流表示数与滑动变阻器R连入电路阻值的变化关系图象,如图乙、丙所示。则下列说法中正确的是( )
A.电源电压为16V
B.当电流表示数为0.25A时,滑动变阻器连入电路的阻值为45Ω
C.若滑动变阻器连入电路的阻值变小,则电压表V与电流表A示数之比变小
D.若将电压表量程换为0~3V,滑动变阻器允许连入电路的阻值范围为18Ω~50Ω
故选:D。
13.如图所示,电源电压U=2V不变,R=4Ω,虚线框内所有电阻均未知。闭合开关,电流表示数为1A.如果用一个2Ω的定值电阻替换R,虚线框内的电阻均保持不变,则电流表示数将变为( )
A.2A B.1.5A C.1.2A D.0.5A
14.如图甲是科学兴趣小组在课外活动中设计的一种身高体重秤,用电流表的示数大小表示身高和体重。已知电源电压为12伏,R0为滑动变阻器,R为压敏电阻,其阻值随压力变化关系如图乙。
(1)滑动变阻器R0和压敏电阻R的连接方式是 (选填“串联”或“并联”)。
(2)随着测量者体重的增加,电流表A1的示数将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(3)小明在测量时,A2示数恰好为A1示数的一半,滑动变阻器R0接入电路的阻值为80Ω,则小明的体重为 N。
15.老师给小宁一个暗箱,其表面有两个接线柱M、N,它们之间电阻值RMN恒定不变。小宁利用如图甲所示电路(电源电压不变)进行实验: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。由上述信息可知:
(1)电源电压U为 V。
(2)RMN为 。
(3)图乙中曲线 (填“A”或“B”)是根据开关S、S1都闭合时测得的实验数据绘制的。
(4)老师告诉小宁,暗箱的M、N之间只接有两个定值电阻:一个阻值为R0(R0值已知),另一个阻值未知,假设为Rx。求Rx的值。(用R0、RMN表示)
16.今年“五一”假期,铁路接触网遭异物侵扰的新闻多次上热搜,铁路部门有明确规定:在高铁线路两侧各500米范围内,不得升放风筝。若导电性能好的金属丝风筝线散落在高铁接触网(高压电路)上,会造成短路而使动车组失去动力。下列电路能解释上述现象的是( )
A. B.
C. D.
17.小明同学设计如图甲所示电路,电源电压保持不变,当闭合开关S,调节滑动变阻器,两电压表的示数与电路中电流变化如图乙所示。当他将电阻R2的最大阻值改为10Ω,则此时两电压表的示数与电路中电流变化的图像最接近于下列图中的( )
A. B.
C. D.
18.如图所示电路,电源电压不变,R0为定值电阻,R为滑动变阻器。闭合开关S,当滑片P从a点滑到b点过程中,电流表的示数从Ia变为Ib.下列各图中,能表示这一过程中电压表示数U与电流表示数I之间关系的是( )
A. B.
C. D.
19.酒精测试仪广泛应用于酒驾的检测。图甲是某款酒精测试仪工作原理电路图,电源电压保持10V不变,R1为气敏电阻,它的阻值随呼出气体中酒精含量变化的情况如图乙。
(1)饮酒后,驾驶人受酒精的麻痹,导致动作的协调性下降,这主要是由于酒精麻痹了脑中的 造成的。
(2)检测时,呼出的气体中酒精的含量越大,电流表的示数 。
(3)使用前通过调节滑动变阻器对酒精测试仪进行调零,即酒精浓度为0时,调节滑动变阻器使电压表的示数为6V。保持R2的滑片位置不变,对某位驾驶员进行检测是,电流表示数为0.2A,请通过计算,判断此时该驾驶员属于酒驾还是醉驾?(气体中酒精含量在0.2~0.8mg/mL为酒驾,≥0.8mg/mL为醉驾)
20.如图甲,移动滑片使电阻R2的有效阻值从零逐渐变大,R1两端电压U的倒数与R2的阻值变化的图象如图乙所示,则电源电压为 V,R1的阻值为 Ω。
21.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。现采用图所示电路,能较准确的测量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9.6V,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0.25A,则待测电阻Rx的阻值为( )
A.32Ω B.40Ω C.48Ω D.70Ω
22.如图所示,电源电压不变,当变阻器的滑片P向右移动时,三只电表的读数变化情况( )
A.V2增大,V1不变,A不变
B.V2增大,V1减小,A减小
C.V2减小,V1增大,A增大
D.V2为零,V1增大,A增大
23.如图所示是某校科技小组制作的液体密度计的工作原理图,其中空桶重1N,容积为200cm3,测量时需将桶内注满液体。电源电压恒为12V,定值电阻R0的阻值为10Ω,电压表的量程为0~3V,表盘改造后可直接显示所测液体的密度值,滑动变阻器R2标有“24Ω 0.5A”的字样,R1为压敏电阻,其阻值与所受压力F变化关系之间满足关系式R1=150Ω﹣30Ω/N×F(R1的阻值不为0)。在桶内注满水时,桶内水重恰为2N,闭合开关S,移动R2的滑片至某个位置时,电压表的示数为1.5V。
(1)求此时电路中的电流。
(2)此时滑动变阻器R2接入电路中的阻值为多大?
(3)移动R2的滑片可以改变密度计的最大测量值(此时电压表指针满偏)。则该液体密度计的最大测量值为多少?(g取10N/kg)
24.在某次科技活动中,老师给同学们展示一个如图甲所示的黑盒子,绝缘外壳上有A、B、C三个接线柱,老师告诉同学们,盒内电路由两个定值电阻连接而成。小科同学设计了如图乙所示的电路来研究盒内电阻的连接情况。已知电源电压恒定不变,R0是阻值为3Ω的定值电阻,R1是滑动变阻器。小科进行了如下的实验操作:
①把BC两个接线柱接到MN之间,只闭合开关S,将R1的滑片移至最左端时,电压表示数为1.8V,电流表示数为0.6A。
②用导线把AC连接起来,再将AB接线柱接入MN之间,闭合开关S和S1此时电流表的示数为1.8A。
③把AC两个接线柱接到MN之间,只闭合开关S,小科发现将R1的滑片从某位置移至最左端或最右端时,电压表示数均变化0.45V,电流表示数均变化0.05A。
(1)请根据操作①求出黑盒子BC间的电阻。
(2)求电源电压。
(3)请在甲中画出黑盒子内的电路图,并标明各电阻的阻值。
25.汽车载重的测量需要通过地磅进行检测。图甲是跨学科学习团队设计的地磅电路原理图,主要由踏板(重力不计)、压力传感器R、显示承重的仪表(实质为电流表,量程0~0.6A)等组成,R的阻值与所受压力F大小关系如图乙所示。电源电压为12V,定值电阻R0的阻值为5Ω。求:
(1)当R的阻值为25Ω时,电路中的电流。
(2)当电流表满载(即电路电流为0.6A)时,汽车的总重。
(3)为使地磅的最大测量值增大,请你写出一种可行的方案: 。
26.如图所示,虚线框内有两个阻值不等的电阻R1、R2和一个开关S,电源电压U为1.5V,两个电阻之和为30Ω。当开关S由闭合变为断开时,电流表的示数减小0.1A。
请在虚线框内画出符合上述情况的连接电路,并计算电阻R1、R2的值。(只需画出一种并计算)
27.如图为人体秤的工作原理图,电源电压恒定不变,体重显示表由电压表改装而成,定值电阻。R0=20Ω,滑片P可以滑到电阻R的最下端。若该人体秤的测量范围为0~100kg,电压表变化范围为2~12V。下列说法正确的是( )
A.电源电压为14V
B.当人站到人体秤上时,电压表示数减小
C.当人体秤上没人时,滑动变阻器的阻值为100Ω
D.当人体秤显示100kg时,电路中电流为6A
28.如图所示,在一根横跨河流两岸的硬塑料管内穿有三根完全相同的电线。为了辨别哪两个线头为同一根导线的两端,可以用图示的测通器来测试,其操作过程如下:
(1)连接A和B,将测通器的m连接在D上。当n连接F时小灯泡发光,连接E时小灯泡不发光。由此可以确定 为同一导线的两端(填字母,下同)。
(2)为了弄清另两根导线的两端,可连接A和C,测通器的一端必须与 相连时,另一端只需接触一根导线就能将两根导线辨别开。
(3)某家庭装修时,穿过墙的一管内有三根相同颜色的线,由于水泥浇紧了,线拉不动,就不能确定哪两根头为同一根线了,请你用如图所示的测通器,用与上述(1)(2)不同的方法进行辨别。具体做法如下:让m与A相连,用n分别与D、E、F试触,观察 ,则可确定A与其中哪一线头为同一根。接着m与B相连,用n与D、E、F中余下的两端点试触,通过什么现象可以进行辨别。写出你的辨别方法。
【解答】解:(1)因为连接A和B,将测通器的m连接在D上。当n连接F时小灯泡发光,说明DBAF连通,CE为另外的一根;
(2)现在知道CE为一根导线,将AC连在一起,先把m连接在E上,若n连接F时小灯泡发光,则AF为一根导线,不亮说明AD为一根导线。
(3)让m与A相连,用n与D试触,观察灯是否发光,若灯亮,则说明AD间是通路,AD是一根导线,否则不是,接着m与B相连,用n与D、E、F中余下的两端点中的一个试触,若灯亮,则说明与B间是通路是一根导线,否则与另一个条是一根导线。
故答案为:
(1)CE;
(2)E;
(3)灯是否发光。
29.如图甲所示,小勇同学设计了一个汽车落水安全装置并进行了试验,在汽车的四个门板外侧分别安装一个气囊,气囊的触发由图乙所示电路中a、b间的电压来控制,压敏电阻R1水平安装在汽车底部A处,R1的阻值随其表面水的压力的变化如图丙所示。某次试验时:汽车入水前把R2的滑片调到合适位置不动,闭合开关S,电压表的示数为3V,再把汽车吊入足够高的长方体水池中缓慢下沉,直到a、b间的电压等于或大于3V时,气囊就充气打开,使汽车漂浮在水中,试验装置相关参数如表所示。
电源电压
4.5V
R1接触水的面积
15cm2
长方体水池底面积
20m2
(1)求汽车入水前电路中的电流;
(2)当汽车漂浮时,测得水池的水位比汽车入水前上升了8cm(水未进入车内),求汽车受到的重力;
(3)求气囊充气打开时汽车A处浸入水中的深度。
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