【鸿儒大讲堂】第三章 电路探索之欧姆定律突破竞赛集训手册2026-2027学年浙教版八年级科学上册
2026-07-24
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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册 |
| 年级 | 八年级 |
| 章节 | 第3章 电路探秘 |
| 类型 | 题集-综合训练 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 竞赛 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 浙江省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | DOCX |
| 文件大小 | 1020 KB |
| 发布时间 | 2026-07-24 |
| 更新时间 | 2026-07-24 |
| 作者 | 子非鱼老师科学社 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-07-24 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58951054.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
聚焦欧姆定律竞赛突破,通过电路分析、动态变化及实际应用题型,系统整合串并联电路规律与实验探究,培养科学思维与问题解决能力。
**综合设计**
|模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|选择|15题|动态电路分析、故障判断、电路设计|欧姆定律与串并联电路特点结合,推导电流电压变化规律|
|填空|6题|实验数据处理、电路计算|从实验结论(电流与电阻关系)到实际电路参数计算|
|探究|4题|酒精检测仪、导电性测量等|基于科学探究流程,应用欧姆定律解决实际问题|
|综合|3题|自动测距垫、水位监测仪设计|融合技术工程实践,构建电路模型实现功能转化|
内容正文:
我们不做题海的推波者,只作能力的培养者
------子非鱼伴你成长期待你的关注
【鸿儒大讲堂】八上科学 第三章 电路探索
之欧姆定律突破竞赛集训手册
班级__________ 座号_____ 姓名__________ 分数__________
一、选择题
1. 图中甲、乙两个滑动变阻器的外形、尺寸完全相同,已知甲的最大阻值比乙的最大阻值小,而且两个滑片可同时向左或向右移动,移动时PP′之间的距离不变。当滑片向左移动时,电流表示数变化情况是( )
A.变大 B.变小 C.不变 D.无法确定
2. 某STEM小组设计了一台能快速测量液体密度的仪器,其电路设计如图甲。电源电压为3V,R为压敏电阻,其阻值随压力变化如图乙。压敏电阻放置于M筒下,M筒重0.2N。测量时,每次定量将10cm3待测液体装入M筒内,处理电流表示数,可得到液体密度大小。下列图像能正确表示电流表示数和液体密度关系的是( )
3. 如图所示电路中,电源电压保持不变,闭合开关S,将滑动变阻器R的滑片P缓慢向b端移动,忽略温度对灯丝电阻的影响,下列说法正确的是( )
A.L与R是串联关系,A1测得是滑动变阻器R的电流
B.电压表测电源电压,灯泡逐渐变暗
C.电压表示数与电流表A2和A1示数差的比值不变
D.电压表示数与电流表示数A2示数的乘积变小
4. 测温模拟电路如图1所示,温度计由量程为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2所示。则当开关S闭合后( )
A.电路可测量的最高温度为50℃
B.温度计的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
5. 电源电压恒定且未知,利用阻值已知的电阻R0和一只电表,几个同学分别设计了如图所示的四种电路来测未知电阻Rx的阻值,其中方法可行的有几种( )
A.1种 B.2种 C.3种 D.4种
6. 在如图的电路中,电源电压U保持不变,在甲、乙两处分别接入电压表,闭合开关S,测得U甲:U乙=1:3;断开开关S,拆去电压表并在甲、乙两处分别接入电流表,此时I甲:I乙是( )
A.3:1 B.1:1 C.1:3 D.4:3
7. 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( )
8. 如图所示,电源电压保持不变,Rl=10欧,R2=20欧,R3阻值不等于零,当开关S断开时,电流表示数为0.3安,当开关S闭合时,电流表的示数可能是( )
A.0.4安 B.0.45安 C.0.5安 D.以上都有可能
9. 为了能自动记录跳绳的次数,某科技小组设计了一种自动计数器,其简化电路如图甲所示,R1是一种光敏元件,每当绳子挡住了射向R1的红外线时,R1的电阻会变大,自动计数器会计数一次,信号处理系统能记录AB间每时刻的电压若已知电源电压为12V,某时段AB间的电压随时间变化的图象如图所示,则下列说法正确的是( )
A.AB两端电压为6V时,跳绳自动计数器会计数一次
B.绳子挡住了射向R1的红外线时,R1和R2的阻值相等
C.绳子没有挡住射向R1的红外线时,R1的阻值是R2的3倍
D.绳子挡住了射向R1的红外线时,R1的阻值会变为原来的5倍
10.如图所示的电路中,电源电压保持不变,R1=2R2,闭合S、S1,断开S2时,电压表示数为5V,闭合S、S2,断开S1时,电压表示数为7V,则R:R2为( )
A.3:2 B.4:1 C.5:7 D.7:5
11.在如图所示的电路中,电源电压保持不变。闭合开关S,向左移动滑动变阻器滑片P的过程中( )
①电压表V的示数将变大
②电流表A2的示数将变小
③电压表V示数与电流表A示数的乘积将变小
④电流表A示数的变化量与电流表A1示数的变化量的比值将不变
A.只有①②正确 B.只有②④正确 C.只有①③正确 D.只有③④正确
12.阻值相等的三个电阻R和R1、R2、R3组成如图所示的电路,且R1=R2=R3,若电阻R1两端的电压为20伏,电阻R3两端的电压为4伏,则电阻R2两端的电压为( )
A.6伏 B.8伏 C.10伏 D.12伏
13.如图所示的电路中,R1、R2、R3和R4的阻值分别是12欧、18欧、18欧和12欧,电源电压恒为12伏,电压表的量程有两挡:0~3V和0~15V,该电压表的正确连接应该是( )
A.“+”接线柱在上端,量程用0~15V B.“+”接线柱在上端,量程用0~3V
C.“﹣”接线柱在上端,量程用0~15V D.“﹣”接线柱在上端,量程用0~3V
14.如图所示,六根完全一样的电阻丝,电阻值均为R,依次连接构成一个正六边形,连接处接触良好并形成六个接线柱。任意两个接线柱之间都可以构成一个电阻。现在给你一个电阻值忽略不计的导线,要求你每次将其中的任意两个接线柱短接,在各种情况下,利用上述方法能得到的所有电阻中,最大值和最小值分别是(不包括零电阻)( )
A.R,R B.R,R C.R,R D.R,R
15.如图所示,已知R0=R1=R2=R3=.…=Rn=R2016=3Ω,Ra=2Ω。A、B间电压为6V,则通过R2016的电流大小是( )
二、填空题
16.在“探究电流与电阻关系”的实验中,电源电压为不变,
(1)下表是实验数据,若进行第3次实验时,将定值电阻R的阻值由20Ω换为30Ω接入电路中后,没有调节滑动变阻器的滑片P就直接读出电流表的示数,则此时电流表的示数可能是 ;
A.0.30A B.0.24A C.0.2A D.0.14A
实验序号
1
2
3
4
5
R/Ω
10
20
30
40
50
I/A
0.60
0.30
0.15
0.12
(2)根据实验数据,可得出结论:当电压一定时,电流与电阻成 .
17.某人设计了一种测量身高的电路装置,设计原理为ab是一根高2米,电阻为0.1欧/厘米的均匀直金属杆竖直放置,金属杆上引出两根无电阻导线接入电路,如图。上端MN无电阻且可以按照人的身高上下移动。电源电压为12V,R0是限流保护电阻。将量程为(0~0.6A)的电流表接入电路,且在电流表的表盘上刻上相应的高度,将其改装成身高表。试分析:
(1)如果c、d为身高刻度,则c点的身高刻度 (“大于”、“小于”或“等于”)d的身高刻度。
(2)若0.3A处对应的身高是2米,则电流表上的0.4A处应该对应的身高为 米。
(3)该身高表上的电流刻度是均匀的,那么身高刻度应该是 (选填“均匀”或“不均匀”)的。
18.超导限流器是一种短路故障电流限制装置,它由超导元件和限流电阻并联组成,内部电路如图甲中虚线框内所示。超导元件的电阻R1随电流I变化关系如图乙所示,限流电阻R2是一个定值电阻,阻值为15Ω,灯泡L上标有“6V 0.5A”(灯泡正常工作电压是6V,电流是0.5A)字样。如图甲,闭合开关,灯泡恰好正常工作,电源电压为 V,若灯泡短路,电流表的示数为 A。
19.在如图所示的电路中,电源电压保持不变,当开关S闭合,甲、乙两表为电压表时,两表的示数之比U甲:U乙=5:4,则R1:R2= ;当开关S断开,甲、乙为电流表时,两表示数之比是I甲:I乙= 。
20.如图所示电路,电源电压恒定为3V,R2=10Ω,当S1闭合,S2、S3断开,电流表示数为0.6A,R1阻值为 Ω;S2闭合,S1、S3断开,电压表示数为 V;S1、S3闭合,S2断开,电流表示数为 A。
21.如图所示电路,由12根阻值均为r的电阻丝连接而成,则AD间的总电阻为________ 。
22.如图所示的电路,a,b两点间的等效电阻为 Ω,当在a,b端加上8V的恒定电压时,把电压表接在c,d两点间时的示数为 V。
三、探究题
23.阅读短文,回答问题
酒精检测仪
酒精检测仪具有灵敏度高、电路简单、使用方便、稳定性好等优点,它可以作为交通警察执法的检测工具,用来检测人体是否摄入酒精及摄入酒精多少程度。图甲为某酒精检测仪,其简化电路如图乙所示,电源电压U=3V,R2为酒精传感器,R1为100Ω定值电阻。酒精气体传感器是酒精检测仪的关键部件。酒精气体传感器中的氧化物暴露在大气中时,由于氧气的吸附,使其内部的电子数量减少,电阻增大。如果大气中存在某种特定的还原性气体(如酒精气体),与吸附的氧气反应,导致氧化物电阻减小,从而引起检测仪表示数发生变化。
工作时,酒精传感器R2的阻值与周围气体中酒精浓度C1的关系如下表所示,检测仪将R1两端电压转换为呼出气体中酒精浓度C1显示在屏幕上。
浓度C1/(mg•L﹣1)
0.06
0.09
0.10
0.15
0.21
0.30
0.36
0.40
0.45
R2/(Ω)
200
160
150
115
90
69
60
56
53
通常,气体酒精浓度C1与血液酒精浓度C2的关系为:C2=2000C1,国家规定,当20mg/100mL≤C2<80mg/100mL时属于饮酒驾车,当C2≥80mg/100mL时属于醉酒驾车。
(1)酒精检测仪可以把气体浓度信号转换为 信号输出。
(2)当氧化物周围存在酒精气体时,会使氧化物内部的电子数 (增加/减少)。
(3)若长时间使用后电池电压下降会导致所测量的酒精浓度 (偏大/偏小)。
(4)某次检测时,警察判定某司机属于饮酒驾驶,则R1两端的电压可能是 。
A.1V B.1.5V C.2V D.2.5V
(5)结合表中数据及题中相关参数分析,R1两端电压U1与酒精气体浓度的关系图像,合理的是 。
24.小华在探究“通过导体的电流与电压的关系”时,设计了图甲的电路。电源电压不变,R1为定值电阻,滑动变阻器R2上标有“50Ω 1A”的字样。
(1)按图甲连接好电路并闭合开关后,小华发现电流表指针如图乙所示,则应对电流表进行的操作是______________________________________________________________________________________。
(2)纠正错误后,小华开始实验并记录了多组电流表A和电压表V1、V2的示数,并作出如图丙的A、B两条曲线,其中表示通过R1的电流和R1两端电压关系的曲线是__________________。
(3)由图丙数据可知,实验中所使用电源的电压为______________。
(4)本实验和下列实验都需要经过多次测量,其目的与本实验不同的有___________(填序号)。
①用伏安法测定值电阻的阻值 ②研究导体的电阻与长度的关系 ③用密度计测量未知液体的密度
25.小夏设计了测量电阻的电路,如图甲。实验器材有:电源(电压6V),电流表(量程0~0.6A),滑动变阻器(20Ω 2A)。
(1)闭合开关前,将滑动变阻器的滑片P置于 (填“A”或“B”)端;
(2)将M、N直接用导线相连,调节滑片P,使电流表满偏(即示数为0.6A),此时滑动变阻器接入电路的阻值为 Ω,此后保持滑片P位置不变;
(3)在M、N之间接入待测电阻Rx,电流表的指针位置如图乙,则电流表的示数为 A,Rx的阻值为 。
(4)依据Rx与I的对应关系,将电流表表盘上的刻度标记为对应的阻值,下列标记正确的是 。
(5)该装置使用一段时间后,电源电压减小,这将导致电阻的测量值 (填“偏小”“不变”或“偏大”)。
26.导电性是纯净水的重要指标之一,水中杂质含量越少,水越纯净,导电性越差。用如图甲所示电路测量纯净水电阻的大小,电源电压U,电流表A的量程为0~5mA、R0为定值电阻、G为装满水的柱状玻璃管、Rx为玻璃管内纯净水的电阻。G两端为导电活塞,右端活塞固定,左端活塞可以自由地移动,从而改变玻璃管内纯净水柱的长度L。玻璃管侧壁连有一个阀门K,可以按需调节玻璃管内水量。
(1)闭合开关S,若玻璃管G中的水量固定,水越纯净,电流表的示数越________;若活塞右移,使水柱长度L变小,则电流表的示数变_________。
(2)闭合开关S,改变玻璃管中水柱的长度L,读出对应的电流表的示数I,多次实验,采集不同数据,并绘制出L的图像,如图乙中图像a所示。若电路中电流表示数为I,则玻璃管中纯净水电阻Rx的表达式为Rx=______________(用题目中已知物理量符号U、I、R0表示,单位均为国际单位)。
(3)小明换另一种纯净水b,重复(3)中实验步骤,采集数据,绘制出L的图像如图乙中虚线b所示,则a、b两种水,更纯净的是______(选填“a”或“b”)。
四、综合题
27.立定跳远能反映人体下肢爆发力和弹跳力,是体质健康测试项目之一。某兴趣小组开展了“立定跳远自动测距垫设计”的项目活动,包括电路设计、表盘改造、优化改进三个环节。
【电路设计】
立定跳远的距离是指身体落地时离起跳线最近的点到起跳线的垂直距离,如图甲所示。小组同学设计了如图乙所示的电路原理图,其中电源电压恒为3伏,定值电阻R0的阻值为10欧,AB是长度为3米的均匀电阻丝,其阻值与长度的关系如图丙所示。设定A为起跳线位置,电阻丝上每隔1厘米设置一个压力开关,当压力开关受到一定压力时会自动闭合(图中“…”处部分开关未画出)。
(1)分析图乙可知,跳远距离越远,电压表的示数____________ 。
【表盘改造】
(2)为方便读数,小组同学想在电压表表盘上标注相应的跳远距离。请通过计算说明电压表示数为1.8伏时测试者的跳远距离。
【优化改进】
起跳前,脚尖不能超过起跳线,否则成绩无效。根据评价量表本电路中缺少“踩线提醒”设计,需要改进。小组同学提出:利用小灯泡、电铃、压力开关S1等元件在原电路图上增加一条电路,使“踩线提醒”评价指标达到★★★。
(3)改进后的部分电路连接如图丁所示,请自选元件,将电路图补充完整。
立定跳远自动测距垫设计评价量表(节选)
28.如图甲所示是常见的电子身高测量仪。某学习小组学习了电学的相关知识后,开展了自制电子身高测量仪项目。他们分别设计了两款测量仪,如图乙、丙所示,根据电压表示数标出对应的身高刻度。其中电源电压恒为4.5V,定值电阻R0=20Ω,电压表量程为0~3V。R是固定的、竖直放置的硬电阻棒,长20cm,总电阻为40Ω,其接入电路的电阻与接入电路的长度成正比。金属杆cd和MP(右端P是滑片)与电路接触良好,电阻不计。其他所用材料规格均相同。
评价指标
优秀
良好
待改进
指标1
身高越高,电压表示数越大
身高越高,电压表示数越小
电压表示数不能显示身高
指标2
刻度均匀
刻度不均匀
刻度无法表示
(1)按“评价指标2”,乙图的评价等级是___________ 。
(2)R0在丙图电路中的作用是 _____________________ 。
(3)身高为170cm的小曙同学用丙图所示测量仪时,电压表示数为1.5V。求该身高仪的测量范围。
(4)上述两个产品都会存在缺陷。请在丁图中加以改装:将电压表连接在最合适的位置,从而达到指标都为优秀等级。
29.如图为某项目化学习小组设计的一款“水位自动监测仪”示意图。工作原理是:闭合开关S,当容器内水位发生变化时,圆柱形浮筒的位置就会随水位变化,再通过固定在浮筒上方的轻质金属硬杆移动,使电路中电流表或电压表的示数变化,从而反映水位的变化。
(1)当容器中的水位上升时,该“水位自动监测仪”中电流表示数 。(选填“变大”、“变小”或“不变”)
(2)已知该“水位自动监测仪”中电源电压恒定U=12伏,定值电阻R0=10欧,均匀电阻丝AB为长度20厘米,其阻值RAB=5欧,电压表量程0~15伏。滑片P1和P2与电阻丝接触良好,P1随金属杆一起移动、P2位置固定。浮筒高度L=10厘米、密度ρ=0.5克/厘米3。(滑片与电阻丝之间摩擦、金属杆和电压表质量忽略不计)
①为了避免容器内水位过高导致滑片P1超出电阻丝A端,小组同学决定将容器改造为溢水杯,即在容器侧壁某一高度位置开一个溢水口,则溢水口应离容器底部高度为 厘米。
②为了提高电表示数变化反映水位变化的精确度(即升高相同水位时电表示数的变化量增大),小组同学设想用另一根长度也为20厘米的电阻丝CD替换金属丝AB。若更换电阻丝后电表示数变化精确度是更换前的2倍,求金属丝CD的阻值RCD,并在图乙中画出更换电阻丝CD之后电压表示数UCD随容器内水位高度h的变化图像。
【鸿儒大讲堂】八上科学 第三章 电路探索之欧姆定律突破竞赛集训手册(参考答案)
一、选择题
1. 【答案】B
【解析】【解答】解:由电路图可知,当P向左移动时,甲滑动变阻器接入电路中的电阻变小,乙滑动变阻器接入电路中的电阻变大,因甲的最大阻值比乙的阻值小,所以,滑片移动相同距离时,甲减小的电阻小于乙增大的电阻,即此时电路中的总电阻变大,由I=可知,电路中的电流变小,即电流表示数变小,故B正确。
故选:B。
2. 【答案】B
【解析】【解答】解:AC、未注入液体时,M筒有自重,此时压敏电阻接入电路中的阻值最大,此时电流I===0.25A,所以当无液体时,有电流,故AC错误;
BD、每次定量将10cm3待测液体装入M筒内,注入液体的密度越大,液体的质量越大,由F=G=mg=ρVg可知,筒对电阻的压力越大,根据图像可知,压敏电阻的阻值与它所受压力成反比,且FR=2.4N•Ω,
电源电压不变,根据I=可得,I=+0.25A=+0.25A,即在电压和液体体积一定时,电流表示数与液体密度成一次函数关系,故B正确,D错误。
故选:B。
3. 【答案】D
【解析】【考点】电路的动态分析.
【分析】根据电流流向法分析电流的路径,只有一条路径的为串联,否则为并联,要注意电流表与被测电路元件串联、电压表与被测电路元件并联;根据电源的电压可知滑片移动时电压表示数的变化,根据并联电路中各支路独立工作、互不影响可知滑片移动时通过灯泡电流和实际功率的变化,进一步判断灯泡亮暗的变化,根据滑片的移动可知接入电路中电阻的变化,根据欧姆定律可知通过变阻器的电流变化,根据并联电路的电流特点可知干路电流的变化,进一步得出电压表示数与电流表示数A2示数的乘积变化,结合通过R的电流判断电压表示数与电流表A2和A1示数差的比值变化。
【解答】解:
由电路图可知,开关S闭合后,电流从电源的正极出发,经开关后分支,一支经电流表A1、灯泡L,另一支经变阻器R后汇合经电流表A2回到电源的负极,电压表并联在电源两端,
所以L与R并联,电流表A1测L支路电流,电流表A2测干路电流,电压表测电源两端的电压,故A错误;
因电源电压保持不变,
所以滑片移动时电压表的示数不变,
因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L的电流和L的实际功率不变,灯泡的亮暗不变,故B错误;
将滑动变阻器R的滑片P缓慢向b端移动,接入电路中的电阻变大,
由I=可知,通过R的电流变小,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以干路电流变小,
则电压表示数与电流表示数A2示数的乘积变小,故D正确;
因电流表A2和A1示数差等于通过R的电流,
所以,电压表示数与电流表A2和A1示数差的比值变大,故C错误。
故选:D。
4. 【答案】D
【解析】【考点】欧姆定律的应用.
【分析】由电路图知两电阻串联,电压表测Rt两端电压。
(1)当电压表的示数最大时电路允许测量的温度最高,根据欧姆定律求出电路中的总电阻,利用电阻的串联求出热敏电阻的阻值,由图象读出环境的最高温度;
(2)根据串联电路的分压作用分析解答;
(3)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,由图2可知电路可测量最高温度的变化;
(4)若U 增大3V,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,由欧姆定律I=算出此时电路的电流和热敏电阻的阻值Rt的阻值由图2判断出此时电路可测量的最高温度。
【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:
I===0.075A,
热敏电阻的阻值:
Rt===40Ω,
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,由欧姆定律I=知此时电路的电流为I′===A,热敏电阻的阻值Rt的阻值为Rt′===42.5Ω,由图2知此时电路可测量的最高温度大于30℃,即电路可测量的最高温度将增大,故D正确。
故选:D。
5. 【答案】C
【解析】【考点】欧姆定律的应用.
【分析】利用电压表和电流表,结合串、并联电路电流和电压特点以及欧姆定律,直接或间接得出被测电阻两端的电压和电流,根据Rx=求出电阻,并且要注意电表正负接线柱的连接。
【解答】解:(1)只闭合开关S时,两电阻串联,电流表测量电路的电流,根据U=IR表示出电源电压,当S、S1都闭合时R0被短路,只有待测电阻Rx工作,电流表测量电路的电流,根据U=IR算出电源电压,根据电源电压相等列等式表示出待测电阻,故(1)可行;
(2)只闭合开关S1,电路为R1的简单电路,电流表测电路中的电流,根据欧姆定律求出电源的电压;只闭合开关S2,电路为Rx的简单电路,电流表测通过Rx的电流Ix,此时Rx两端的电压等于电源电压,根据Rx=求出电阻,故(2)可行;
(3)开关S和S1都闭合时,R0被短路,电压表测量电源电压U;只闭合S时,R0和Rx串联,电压表直接测量Rx两端的电压Ux,根据串联电路总电压等于各串联导体电压之和,求出定值电阻两端的电压U0=U﹣Ux,根据I0=,求出通过定值电阻的电流。根据串联电路电流处处相等可知,通过Rx电流等于通过定值电阻电流Ix=I0,根据Rx=求出电阻,故(3)可行;
(4)开关S0闭合,S接1时和S接2时电压表V的正负接线柱会连接错误,故无法测出未知电阻Rx的阻值。
综合分析(1)(2)(3)可以测出未知电阻Rx的阻值,即可行方法有3种。故C正确。
故选:C。
6. 【答案】C
【解析】【分析】(1)在甲、乙两处分别接入电压表,闭合开关S时,两电阻串联在电路中,甲表测的是R1两端的电压,乙表测的是R2两端的电压,根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出两电阻的阻值之比;
(2)断开开关S,拆去电压表并在甲、乙两处分别接入电流表时,两电阻并联在电路中,甲表测的是通过R2的电流,乙表测的是通过R1的电流,根据并联电路的电压特点和欧姆定律求出两电流表的示数之比。
【解答】解:(1)在甲、乙两处分别接入电压表,闭合开关S时,两电阻串联在电路中,甲表测的是R1两端的电压,乙表测的是R2两端的电压,
因串联电路中各处的电流相等,
所以,由I=可得,两电阻的阻值之比:
====;
(2)断开开关S,拆去电压表并在甲、乙两处分别接入电流表时,两电阻并联在电路中,甲表测的是通过R2的电流,乙表测的是通过R1的电流,
因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,两电流表的示数之比:
====。
故选:C。
【点评】本题考查了串联电路和并联电路中电流和电压的关系,以及电流表和电压表的使用,关键是甲、乙是电流表或电压表时电路串并联的辨别。
7. 【答案】B
【解析】【分析】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。根据串联单路的电压特点和欧姆定律得出电流表与电压表的示数关系,然后判断出对应的图象,再根据滑片位于a点时电流表和电压表的示数关系得出答案。
【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。
8. 【答案】A
【解析】【解答】解:开关断开时,Rl、R2和R3串联,电源电压U=I1(Rl+R2+R3)=0.3A×(10Ω+20Ω+R3);
开关闭合时,R2和R3串联,电源电压U=I2(R2+R3)=I2(20Ω+R3);
所以0.3A×(10Ω+20Ω+R3)=I2(20Ω+R3),
3+0.3A×(20Ω+R3)=I2(20Ω+R3),
3=(I2﹣0.3A)×(20Ω+R3),
R3=﹣20Ω,
因为R3阻值大于零,所以>20Ω,解得I2<0.45A。
故选:A。
9. 【答案】D
【解析】【考点】欧姆定律.
【分析】由电路图知,两电阻串联,AB间电压为R2两端电压。由题知,射向R1的激光被挡时它的电阻变化,由串联电路分压原理,结合图象分析射向R1的激光被挡和没挡时AB间电压以及两电阻的大小关系从而解题。
【解答】解:由甲图电路知,R1与R2串联,AB间电压为R2两端电压。
(1)由题知,当射向R1的激光被挡时,R1阻值变大,根据串联电路的分压原理知,R1分得电压增大,R2分得电压减小,
由图象知,此时U2=UAB=2V,因为R1的电阻变大,自动计数器会计数一次,即AB间电压为2V计数一次,故A错误;
由串联电路的分压原理有:,即:,
所以:R1=5R2,故B错误;
(2)当射向R1的激光没有被挡时,R1阻值变小,R1分得电压减小,R2分得电压增大,由图象知,此时,U2'=UAB'=6V,
由串联电路的分压原理有:,即:,
所以:R1'=R2,故C错误;
且R1=5R1',即绳子挡住了射向R1的红外线时,R1的阻值会变为原来的5倍,故D正确。
故选:D。
10.【答案】A
【解析】【考点】欧姆定律的应用.
【分析】当闭合S、S1,断开S2时,R1与R串联,电压表测R两端的电压;当闭合S、S2,断开S1时,R2与R串联,电压表测R两端的电压;根据欧姆定律表示出电压表的示数求出两种情况下电路中的电流之比,根据电压一定时电流与电阻成反比表示出两种情况下的电流之比,整理等式即可得出答案。
【解答】解:当闭合S、S1,断开S2时,R1与R串联,电压表测R两端的电压;
当闭合S、S2,断开S1时,R2与R串联,电压表测R两端的电压;
由I=可得,两种情况下的电流之比:====,
因电源的电压一定时,电流与电阻成反比,
所以,===,
整理可得:=。
故选:A。
11.【答案】D
【解析】【考点】电路的动态分析.
【分析】由电路图可知,R1与R2并联,电压表V测电源两端的电压,电流表A测干路电流,电流表A1测R1支路的电流,电流表A2测R2支路的电流之和,根据电源的电压判断滑片移动时电压表V的示数变化,根据并联电路中各支路独立工作、互不影响判断滑片移动时通过R2的电流变化,根据滑片的移动可知接入电路中电阻的变化,根据欧姆定律可知通过R1的电流变化,根据并联电路的电流特点可知干路电流的变化,然后得出电压表V示数与电流表A示数的乘积变化、电流表A示数的变化量与电流表A1示数的变化量的比值变化。
【解答】解:由电路图可知,R1与R2并联,电压表V测电源两端的电压,电流表A测干路电流,电流表A1测R1支路的电流,电流表A2测R2支路的电流之和。因电源电压保持不变,所以,滑片移动时,电压表V的示数不变,故①错误;因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R2的电流不变,即电流表A2的示数不变,故②错误;向左移动滑动变阻器滑片P的过程中,接入电路中的电阻变大,由I=可知,通过R1的电流变小,即电流表A1的示数变小,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,干路电流变小,即电流表A的示数变小,则电压表V示数与电流表A示数的乘积将变小,故③正确;
因电流表A示数的变化量等于电流表A1示数的变化量,
所以,电流表A示数的变化量与电流表A1示数的变化量的比值将不变,故④正确。
综上可知,只有③④正确。
故选:D。
12.【答案】B
【解析】【考点】欧姆定律的应用;并联电路的电流规律;串联电路的电压规律;并联电路中的电压规律.
【分析】(1)由电路图可知,R3与R串联后与R2并联,再与R串联,最后再与R1并联;已知R3两端的电压,根据欧姆定律可求该支路电流,再根据并联电路的电压特点和串联电路的电压特点得出通过最右端R的电流,得出等式。
(2)根据并联电路的电流特点得出通过中间电阻R的电流,根据欧姆定律表示出其两端的电压,再根据R1两端的电压等于中间电阻R两端的电压和R2两端的电压之和得出等式,联立等式得出方程,解方程即可得出电阻R2两端的电压。
【解答】解:如下图所示:
设R2两端的电压为U2,R1=R2=R3=x,由图1可知:BCD中R与R3串联,通过R3的电流,
因最右边R3与R串联后在与R2并联,所以,通过R的电流,则=﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
如图2可知:BE与BCD并联,通过中间电阻R的电流I=+,
中间R两端的电压为UR中=IR=(+)R,由图3可得:ABE与AF并联,因电阻R1两端的电压为20伏,所以,(+)R+U2=20V﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
由①②两式可得:U22+4U2﹣96=0,解得:U2=8V,U2=﹣12V(舍掉)故选:B。
13.【答案】D
【解析】【考点】欧姆定律的应用;电压表的使用.
【分析】电源的作用﹣﹣提供电压,由电路中的电阻分担,利用欧姆定律求出R2、R4两端的电压,进而确定电压表两端的电压、电流方向,进而确定正确的选项。
【解答】解:由题知,R1+R2=R3+R4=12Ω+18Ω=30Ω,由于R1和R2串联,U1:U2=R1:R2=12Ω:18Ω=2:3,而U=12V,所以U2=U=×12V=7.2V;由于R3和R4串联,U3:U4=R3:R4=18Ω:12Ω=3:2,而U=12V,所以U4=U=×12V=4.8V;电压表接通后,电压表下面接线柱(A点)电压高、上面接线柱(B点)电压低,电流将从下接线柱进、从上接线柱出,“﹣”接线柱在上端,电压表两端电压U'=7.2V﹣4.8V=2.4V<3V,使用0~3V量程即可。故选:D。
14.【答案】C
【解析】【分析】注意任意两个接线柱之间构成一个电阻,都是把整个电阻装置分为左右两边。如果A接线柱为准,连接的方法中AB与AF的构成电阻值相同;同理:AC与AE的构成电阻值相同;AD为两条支路都相同的并联电路,用并联电路的电阻特点分别求出阻值即可。
【解答】解:①每一个电阻丝为R,如果A接线柱为准,连接的方法中AF与AB的构成电阻值相同;等效电路如图1所示其总电阻为:=R。
这时,若再将一个电阻值忽略不计的导线将其中的任意两个接线柱短接的情况中,电阻个数最多的支路上,短路后电阻最小的是只有一个R连接在电路中(不包括零电阻),其总电阻最小,如图2:
其总电阻为:R。
电阻个数最多的支路上,短路后电阻最大时是有4个R连接在电路中,其总电阻最大,如图3:其总电阻为:=R。
②连接的方法中AC与AE的构成电阻值相同;等效电路如图4所示:
其总电阻为:=R。
这时,若再将一个电阻值忽略不计的导线将其中的任意两个接线柱短接的情况中,电阻个数最多的支路上,短路后电阻最小的是只有一个R连接在电路中(不包括零电阻),如图5:
其总电阻为:=R。
电阻个数最多的支路上,短路后电阻最大时是有3个R连接在电路中,如图6:
其总电阻为:=R。
若将一个电阻值忽略不计的导线在两条支路之间的任意两个接线柱短接的情况中,则情况如图7:
其总电阻分别为:R+=R、+=R。
③连接的方法中AD时;等效电路如图8所示其总电阻为:=R。
这时,若再将一个电阻值忽略不计的导线将其中的任意两个接线柱短接的情况中,一条支路上被导线短路后电阻最小的是只有一个R连接在电路中(不包括零电阻),如图9:
其总电阻为:=R;
一条支路上被导线短路后短路后电阻最大时是有2个R连接在电路中,其总电阻最大,如图10:
其总电阻为:=R。
若将一个电阻值忽略不计的导线在两条支路之间的任意两个接线柱短接的情况中,则情况如图11:
其总电阻分别为:R+×2R=R、+=R。
由上分析可知:最大值为R和最小值为R。故选:C。
15.【答案】C
【解析】
二、填空题
16.【答案】故答案为:(1)B;(2)反比。
【解析】【考点】探究电流与电压、电阻的关系实验.
【分析】(1)由欧姆定律,根据表中数据得出电压表示数,将定值电阻R的阻值由20Ω换为30Ω接入电路中后,没有调节滑动变阻器的滑片P,此时电路总电阻变大,电路中的电流变小,
定值电阻的阻值变大,其两端的电压变大,即电压表的示数大于6V,根据欧姆定律的变形公式U=IR结合选项逐一进行判断即可得出答案;
(2)横向比较表中数据得出结论。
【解答】解:(1)A、将定值电阻R的阻值由20Ω换为30Ω接入电路中后,没有调节滑动变阻器的滑片P,此时电路总电阻变大,
由欧姆定律,电路中的电流变小,即直接读出电流表的示数小于0.30A,不符合题意;
BCD、由欧姆定律,第2次实验电压表示数:U2=I2R2=0.30A×20Ω=6V;
由于定值电阻的阻值变大,由分压原理,其两端的电压将变大,即电压表的示数大于6V,
由欧姆定律得,U3=I3R3=0.24A×30Ω=7.2V>6V,符合题意,
若电流为0.20A,U′=I′R=0.20A×30Ω=6V,不符合题意;
若电流为0.14A,U″=I″R=0.14A×30Ω=4.2V<6V,不符合题意,故选:B。
(2)横向比较表中数据,电阻是原来的几倍,通过的电流为原来的几分之一,即电压一定时,通过导体的电流与导体电阻成反比。
故答案为:(1)B;(2)反比。
17.【答案】(1)大于;(2)1;(3)不均匀
【解析】【考点】欧姆定律的应用.
【分析】由电路图可知,滑动变阻器与电阻R0串联,电流表测电路中的电流。
(1)根据欧姆定律比较出c、d为身高对应接入电路的电阻和电阻丝的长度,进一步求出两者的高度以及c、d的高度;
(2)若0.3A处对应的身高是2米,根据欧姆定律确定电路中总阻值和定值电阻的阻值,然后求出电流表上的0.4A处时均匀直金属杆的阻值,得出应该对应的均匀直金属杆的长度即为此时的身高;
(3)根据串联电路的特点和欧姆定律列出身高与电流的关系式,然后分析变量之间的关系。
【解答】解:由电路图可知,滑动变阻器与电阻R0串联,电流表测电路中的电流。
(1)如果c、d为身高刻度,由电流表示数可知:Ic<Id,由于电源电压U一定,根据I=可得:Rc总>Rd总,
根据串联电路的电阻特点可知:Rc总=R0+Rc,Rd总=R0+Rd,所以,Rc>Rd,由于均匀直金属杆的阻值与长度成正比,则Hc>Hd;
(2)若0.3A处对应的身高是2米,根据均匀直金属杆的高度为2米可知:均匀直金属杆全部连入电路,
即R′=0.1Ω/cm×2×100cm=20Ω;根据I=可得:R总′===40Ω,
由于R′与R0串联,根据串联电路的电阻特点可得:R0=R总′﹣R′=40Ω﹣20Ω=20Ω;
当电流表上示数为0.4A时,根据I=可得:R总″===30Ω,
根据串联电路的电阻特点可得:R″=R总″﹣R0=30Ω﹣20Ω=10Ω,
所以,对应的身高为H″==100cm=1m;
(3)由于R总=R0+R′=,R′=kH,(k=0.1Ω/cm)所以,H=(﹣R0),即:身高与电流不成正比,即身高的刻度不是均匀的。
故答案为:(1)大于;(2)1;(3)不均匀。
18.【答案】故答案为:6;1.2。
【解析】【考点】欧姆定律的应用.
【分析】(1)闭合开关,灯泡恰好正常工作,由乙图可知R1的阻值为0,R2被短路,电路为灯泡L的简单电路,根据灯泡正常发光时的实际电压可知电源电压;
(2)灯泡被短路时,R1与R2并联,根据图乙可知通过R1的电流大于等于0.6A时阻值为7.5Ω,根据欧姆定律求出通过R1的电流等于0.6A时此时两端的电压,然后与电源的电压相比较判断出此时R1的阻值,再根据并联电路的电压特点和欧姆定律求出两支路的电流,利用并联电路的电流特点求出电流表的示数。
【解答】解:闭合开关,灯泡恰好正常工作,则灯泡两端的电压为:UL=U额=6V,电路中的电流为:IL=I额=0.5A,
由乙图可知R1的阻值为0Ω,此时R2被短路,则电源电压:U=UL=6V;
(2)当灯泡发生短路时,R1与R2并联,
根据图乙可知,通过R1的电流大于等于0.6A时阻值为7.5Ω,
当电流为0.6A时,根据欧姆定律可得,R1两端两端的电压:
U1=I1R1=0.6A×7.5Ω=4.5V,
电源电压6V大于4.5V,通过R1的电流大于0.6A,所以此时R1的阻值为7.5Ω,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,此时电流表的示数:
I=I1+I2=+=+=1.2A。
故答案为:6;1.2。
【点评】本题考查欧姆定律和并联电路特点的应用,关键是判断出R1何时有电阻、何时无电阻。
19.【答案】故答案为:1:4;1:5。
【解析】【分析】根据题意分析电路结构,然后根据串并联电路特点与欧姆定律分析答题。
【解答】解:
由电路图可知,当开关S闭合,甲、乙两表为电压表时,两电阻串联,甲测串联总电压,乙测R2两端电压,
串联电路中电流处处相等,
根据I=,
====,
由此可得:=;
由电路图可知,当开关S断开,甲、乙为电流表时,两电阻并联,甲测通过R2的电流,乙测干路电流,
=====。
故答案为:1:4;1:5。
【点评】本题考查了求电阻之比、电流表示数之比,分析清楚电路结构是正确解题的前提与关键,应用串并联电路特点与欧姆定律即可正确解题。
20.【答案】故答案为:5;2;0.6。
【解析】【分析】(1)当S1闭合,S2、S3断开时,只有R1连入电路中,由欧姆定律计算R1的阻值;
(2)当S2闭合,S1、S3断开时,R1与R2串联,由串联电路特点和欧姆定律计算电流表示数和电压表的示数;
(3)当S1、S3闭合,S2断开时,R1与R2并联,电流表测R1的电流,由欧姆定律计算电流表示数。
【解答】解:
(1)由电路图知,当S1闭合,S2、S3断开时,只有R1连入电路中,电流表测R1的电流,
由I=可得R1阻值为:
R1===5Ω;
(2)由电路图知,当S2闭合,S1、S3断开时,R1与R2串联,电流表电路的电流,电压表测量电阻R2两端的电压,
由串联电路电阻特点知:R=R1+R2=5Ω+10Ω=15Ω,
则电流表示数:
I′===0.2A,
电阻R2两端的电压:U2=I′R2=0.2A×10Ω=2V;
(3)由电路图知,当S1、S3闭合,S2断开时,R1与R2并联,电流表测R1的电流,
由并联电路电压特点知:U=U1=U2=3V,
R1的电流:I1===0.6A。
故答案为:5;2;0.6。
【点评】本题考查了串联和并联电路特点、欧姆定律的应用,正确分析电路结构是解题的关键。
21.【答案】 r
【解析】【解答】解:等效电路如图:
上边的中间三个电阻的阻值是:=,上边的5个电阻总电阻是:+2r=;
下边的5个电阻总电阻也是:,上下10个电阻的总电阻是:两个并联,总电阻是:,
中间两个电阻串联的总电阻是:2r,中间两个电阻的总电阻2r与上下10个电阻的总电阻并联,
并联的总电阻是:R== r。故答案为: r。
22.【答案】2;0.5
【解析】【分析】分析电路图,从右边向左推导:最右边三个电阻串联,再和4Ω的电阻并联,求出并联电阻后再和上下两个1Ω的电阻串联,同理得出虚线框内的电阻值,最后求出和4Ω电阻并联后的电阻;
从最右边分析,cd两端的电压等于ef两端的电压的,同理左边第一个4Ω电阻两端的电压为电源电压的,据此求解。
【解答】解:如图,Recdf=1Ω+2Ω+1Ω=4Ω,和4Ω的电阻并联后的电阻,Ref=×4Ω=2Ω,再和两个1Ω电阻串联、和4Ω的电阻并联,以此类推,最后虚线框内的电阻为4Ω,和左边4Ω的电阻并联,得出:
Rab=×4Ω=2Ω;
如图,右边2Ω电阻两端的电压为ef间电压的,同理ef间电压为gh间电压的,同理,mn间电压为ab间电压的,所以Ucd=Uab××××=8V××××=0.5V。
故答案为:2;0.5。
三、探究题
23.【答案】故答案为:(1)电;(2)增加;(3)偏小;(4)B;(5)D。
【解析】【考点】欧姆定律的应用.
【分析】(1)酒精检测仪将气体浓度对电阻的影响转换为电压表示数显示,把气体浓度信号转换为电信号;
(2)根据题意可知酒精气体传感器中的氧化物内部的电子数量减少,其电阻增大,据此分析;
(3)根据表格数据可知,当R2减小时,酒精浓度在增加,又R2减小时,其两端分得的电压减小,根据串联电路分压原理可知R1两端分得的电压增大,则R1两端电压增加即电压表示数增大时,表明酒精浓度在增加,据此分析电池电压下降导致所测量的酒精浓度的变化;
(4)先分别求出C2=20mg/100mL和C2=80mg/100mL时对应C1的取值,结合表格数据并利用欧姆定律分别求出两个临界值对应的电压表的示数,确定出电压表的示数范围,据此分析哪个选项的符合题意;
(5)根据表格数据可知C1增大时,R2减小的幅度变慢,则根据欧姆定律可知电流增加得变慢,电压表示数增加得也变慢,又当C1为0时,电压表测R1两端的电压不会为0,据此分析哪个选项中R1两端电压U1与酒精气体浓度的关系图像符合题意。
【解答】解:(1)酒精检测仪将气体浓度对电阻的影响转换为电压表示数显示,故是把气体浓度信号转换为电信号输出
(2)根据题意可知酒精气体传感器中的氧化物内部的电子数量减少,其电阻增大,故当氧化物周围存在酒精气体时,与吸附的氧气反应,导致氧化物电阻减小,此时会使氧化物内部的电子数增加;
(3)根据表格数据可知,当R2减小时,酒精浓度在增加,又R2减小时,其两端分得的电压减小,根据串联电路分压原理可知R1两端分得的电压增大,则R1两端电压增加即电压表示数增大时,表明酒精浓度在增加,故当电池电压下降时,并且R1不变,由I=可知,电路中的电流变小,R1两端的电压减小,电压表示数显示减小,因此所测量的酒精浓度偏小;
(4)根据题意,国家规定,当20mg/100mL≤C2<80mg/100mL时属于饮酒驾车;
当C2≥20mg/100mL时,因为C2=2000C1
所以C1≥==0.01mg/100mL=;
根据表格数据可知,当C1=0.1mg/L时,R2=150Ω,又R1=100Ω,则此时电压表示数为
×100Ω=1.2V;
当C2<80mg/100mL时,因为C2=2000C1
所以C1<==0.04mg/100mL=;
根据表格数据可知,当C1=0.4mg/L时,R2′=150Ω,又R1=100Ω,则此时电压表示数为
×100Ω=1.92V;
所以电压表的示数范围为1.2V~1.92V之间,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选:B。
(5)根据题意C1增大时,R2减小的幅度变慢,总电阻增加得变慢,则电路中的电流增加得变慢,R1不变,根据欧姆定律可知则电压表示数增加得也变慢,故AB不符合题意,D符合题意;
当C1为0时,电压表测R1两端的电压不会为0,故C不符合题意。
故选:D。
故答案为:(1)电;(2)增加;(3)偏小;(4)B;(5)D。
24.【答案】(1)交换电流表正负接线的连接 (2)A (3)6V (4)①③
【解析】【解析】 (1)电流表指针反向偏转,说明电流表正负接线柱接反了。(2)图甲中,电压表V1测R1的电压,电压表V2测R2的电压。当滑片向右移动时,变阻器连入电路中的电阻变大,电路中的电流变小,电阻R1的电压变小,R2的电压变大,表示通过R1的电流和R1两端电压关系的曲线是A。(3)由图丙可知,当电路电流为0.1A时,U1=1V,U2=5V,电源电压U=U1+U2=1V+5V=6V。(4)本实验中多次测量的目的是避免实验的偶然性,得出普遍性的结论。① 用伏安法测定值电阻的阻值时,多次测量是为了取平均值减小误差;②研究导体的电阻与长度的关系时,多次测量是为了得出普遍性的结论;③ 用密度计测量未知液体的密度时,多次测量是为了取平均值减小误差。
答案:(1)交换电流表正负接线的连接 (2)A (3)6V (4)①③
25.【答案】(1)A;(2)10;(3)0.24;15Ω;(4)D;(5)偏大。
【解析】【解答】解:(1)为了保护电路,闭合开关前,将滑动变阻器的滑片P置于最大电阻处,即A端;
(2)将M、N直接用导线相连,调节滑片P,使电流表满偏(即示数为0.6A),此时电路中电流为0.6A,电源电压为6V,根据欧姆定律可得滑动变阻器接入电路的阻值为:;
(3)保持滑片P位置不变,滑动变阻器接入电路的阻值为10Ω,滑动变阻器和待测电阻Rx在电路中串联,由图乙可知,电流表选用的是小量程,分度值为0.02A,电流表的示数为0.24A,根据欧姆定律和串联电路中电压和电流的规律可得Rx的阻值为:;
(4)分析电路图,根据欧姆定律和串联电路中电压和电流的规律可得Rx的阻值为:;电流越大,电阻越小,故A、B错误;
当电流I为0.2A时,此时Rx的阻值为:;故C错误,D正确;
故选:D;
(5)该装置使用一段时间后,电源实际电压减小,电路中测量的电流减小,而计算时电源电压为6V,根据欧姆定律可知电路中的总电阻偏大,若滑动变阻器的阻值是准确的,则将导致电阻的测量值偏大;
故答案为:(1)A;(2)10;(3)0.24;15Ω;(4)D;(5)偏大。
26.【答案】(1)小;大;(2)R0;(3)a。
【解析】【考点】欧姆定律.
【分析】(1)越纯净的水越不易导电,根据电阻的有关因素分析电阻,结合欧姆定律确定电流表的示数变化;
(2)结合串联电阻特点和欧姆定律分析解答;
(3)水越纯净,导电性越差,电阻越大,由图像分析出L相同时,电流的大小,即可知道电阻的大小;
【解答】解:(1)水越纯净,导电性越差,电阻越大,根据欧姆定律,电压一定时,电流越小;若活塞右移,使水柱长度L变小,导体其他条件不变时,长度越短,电阻越小,电压一定,则电流越大;
(2)由欧姆定律和串联电路电阻的规律得,若电路中电流表示数为I,则玻璃管中纯净水电阻Rx的表达式为RxR0;
(3)由图像分析出L相同时,Ia<Ib,故a的电阻大,水更纯净。
故答案为:(1)小;大;(2)R0;(3)a。
四、综合题
27.【答案】(1)越大;(2)电压表示数为1.8伏时测试者的跳远距离为1.5m;(3)。
【解析】【考点】根据现实的需要设计任务;设计的评价和改进.
【分析】(1)乙图中电阻AB与R0串联,由图乙可知,跳远距离越远,闭合的开关距离起跳点越远,接入电路的电阻越大;
(2)根据串联分压原理可以求得接入电路中的电阻;
(3)利用小灯泡、电铃、压力开关S1等元件在原电路图上增加一条电路,起跳踩线时同时有亮灯和声音提醒,说明小灯泡、电铃同时工作。
【解答】解:(1)乙图中电阻AB与R0串联,由图乙可知,跳远距离越远,闭合的开关距离起跳点越远,接入电路的电阻越大,电压表测量电阻丝两端电压,根据串联分压原理可知,电阻越大,电阻两端电压越高,因此跳远距离越远,电压表的示数越大;
(2)当电压表示数U=1.8V时,U0=3V﹣1.8V=1.2V,根据串联分压原理可以求得接入电路中的电阻:
由可得;,解得R=15Ω,由图丙可知,跳远距离为1.5m;
(3)利用小灯泡、电铃、压力开关S1等元件在原电路图上增加一条电路,起跳踩线时同时有亮灯和声音提醒,说明小灯泡、电铃同时工作,电路设计如下:。
故答案为:
(1)越大;(2)电压表示数为1.8伏时测试者的跳远距离为1.5m;(3)。
28.【答案】(1)良好;(2)保护电路;(3)160cm~180cm;(4)。
【解析】【考点】欧姆定律.
【分析】(1)根据欧姆定律分析电压表的示数与R的关系;
(2)由电路图可知,电阻R0与滑动变阻器R串联接入电路,电阻R0起保护电路的作用;
(3)由于电压表量程为0~3V,当电压表的示数为1.5V时,滑片位于滑动变阻器的中央,根据小曙同学的身高和电阻棒的总长度算出该身高仪的测量范围;
(4)根据图知乙图电路中的电流不是定值,刻度不均匀,丙图电流恒定,刻度均匀,但是身高越高,电压表的示数越小,从身高越高,电压表示数越大,判断出电压表的位置。
【解答】解:由电路图可知,R与R0串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流。
(1)乙图中的电流为:I=,电压表的示数为:UV=IR=×R=,由于UV与R不成正比,且其接入电路的电阻与接入电路的长度成正比。所以刻度不均匀,所以评价等级是良好;
(2)由丙图可知,如果电路中没有定值电阻R0,可能会导致电流过大,故定值电阻R0在电路起保护电路的作用;
(3)由于电压表量程为0~3V,当电压表的示数为1.5V时,滑片位于滑动变阻器的中央,且电阻棒的总长度20cm,
由于小曙同学的身高170cm,所以该身高仪的测量范围为170cm﹣×20cm=160cm~170cm+×20cm=180cm;
(4)根据电路知,甲、乙刻度不均匀,丙图均匀,但身高越高,电压表的示数越小,故把电压表改为测量下半部分的电压,就能身高越高,电压表示数越大,如图所示:。
故答案为:(1)良好;(2)保护电路;(3)160cm~180cm;(4)。
29.【答案】(1)不变;(2)①25cm;②20Ω;
【解析】【考点】欧姆定律.
【解答】解:(1)因为滑片P1与电压表相连,所以滑片P1无法改变AB接入电路中的阻值,即电路中的总电阻不会发生变化,因此电流表的示数不会发生改变。
(2)①当浮筒开始漂浮时,滑片P1开始上滑,上滑的高度即为AB的长度,所以溢水口的位置为浮筒漂浮时的水位加AB的长度。当浮筒漂浮时,重力等于所受的浮力即m筒g=ρ水gV排,ρ筒S筒h筒g=ρ水gS筒h,可以求得h==5cm,所以溢水口的离容器的距离h溢=h+lAB=5cm+20cm=25cm;
②要使更换电阻丝后电表示数变化精确度是更换前的2倍,即P1在A时电压表示数应为之前的两倍。更换之前AB两端的电压UAB=IRAB==4V,则更换之后CD两端的电压UCD应为8V,此时电路中的电流I′==0.4A,可求电阻丝CD的阻值RCD==20Ω。由①可知液面上升到5cm时浮筒开始上升,滑片P1才开始滑动,此时电压表所测电阻丝CD部分的阻值从0开始增加,最后增加到CD的全部阻值20Ω,则电压表示数从0开始增加,最后液面高度到25cm时电压表达最大示数8V(此时示数为CD两端电压)。则变化图应如下图所示。
故答案为:(1)不变;(2)①25cm;②20Ω;
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