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人教版(2024)九年級全冊第2節(jié) 歐姆定律綜合訓(xùn)練題
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這是一份人教版(2024)九年級全冊第2節(jié) 歐姆定律綜合訓(xùn)練題,共54頁。試卷主要包含了選擇題,填空題,計算題等內(nèi)容,歡迎下載使用。
(同步基礎(chǔ)練習(xí))
一、選擇題(共30小題):
1.下列關(guān)于電流、電壓、電阻的關(guān)系說法正確的是( )
A.電壓大的電路中電流一定大 B.導(dǎo)體中的電流與電壓、電阻無關(guān)
C.電阻大的電路中電流一定小 D.導(dǎo)體中的電阻與電流、電壓無關(guān)
2.在學(xué)過歐姆定律后,同學(xué)們有以下認(rèn)識,其中正確的是( )
A.歐姆定律揭示了導(dǎo)體中的電壓與電流、電阻的關(guān)系
B.電阻中有電流時它兩端一定有電壓
C.當(dāng)電阻一定時,導(dǎo)體的電壓與電流成正比
D.根據(jù)歐姆定律的變形公式R=UI可知:導(dǎo)體的的電阻隨電壓和電流的變化而變化
3.對于歐姆定律的理解,下列說法中正確的是( )
A.對于一個定值電阻,加在它兩端的電壓與通過它的電流的比值不變
B.公式I=UR表明:導(dǎo)體兩端的電壓與通過它的電流成正比
C.公式R=UI表明:電阻與電壓成正比,與電流成反比
D.由U=IR可知,導(dǎo)體兩端的電壓跟導(dǎo)體的電阻成正比
4.對歐姆定律公式I=UR的理解,下面的哪一句話是錯誤的( )
A.對某一段導(dǎo)體來說,導(dǎo)體中的電流跟它兩端的電壓成正比
B.在相同電壓的條件下,不同導(dǎo)體中的電流跟電阻成反比
C.導(dǎo)體中的電流既與導(dǎo)體兩端的電壓有關(guān),也與導(dǎo)體的電阻有關(guān)
D.導(dǎo)體的電阻由導(dǎo)體兩端的電壓和通過導(dǎo)體的電流決定
5.有5Ω和10Ω的兩個電阻將其串聯(lián)后其總電阻值應(yīng)為( )
A.15ΩB.5ΩC.0.05ΩD.20Ω
6.兩個導(dǎo)體串聯(lián)后的總電阻大于其中任何一個導(dǎo)體的電阻,因為導(dǎo)體串聯(lián)相當(dāng)于( )
A.減小了導(dǎo)體長度B.減小了導(dǎo)體橫截面積
C.增大了導(dǎo)體橫截面積D.增大了導(dǎo)體長度
7.兩電阻串聯(lián)后的總電阻為10Ω,則兩個電阻并聯(lián)后的總電阻最大為( )
A.2.5ΩB.5ΩC.10ΩD.20Ω
8.現(xiàn)有定值電阻R1、R2,且R1<R2,以四種方式接入甲、乙、丙、丁電路,如圖所示,四個電路的總電阻從小到大排序正確的是( )
A.R甲<R乙<R丙<R丁
B.R甲<R乙<R丁<R丙
C.R丙<R甲<R乙<R丁
D.R?。糝甲<R乙<R丙
9.電阻R1、R2阻值之比為2:3,并聯(lián)在如圖所示的電路中,則通過電阻R1的電流與干路電流之比為( )
A.3:2
B.2:3
C.5:3
D.3:5
10.將標(biāo)有“20Ω 1A”和“10Ω 1.5A”字樣的兩定值電阻并聯(lián)起來接在某一電路中。在確保電阻安全的前提下,該電路干路電流最大為( )
A.2.5AB.2.25AC.3AD.0.5A
11.把一根電阻為R的均勻電阻絲彎折成一個等邊三角形abc,如圖所示,圖中d為底邊ab的中心。如果cd兩端的電阻R1為9歐姆,則ab兩端的電阻R2的阻值是( )
A.36歐姆
B.12歐姆
C.8歐姆
D.0歐姆
12.如圖甲所示,電源電壓恒定,R0為定值電阻。將滑動變阻器的滑片從a端滑到b端的過程中,電壓表示數(shù)U與電流表示數(shù)I間的關(guān)系圖象如圖乙所示。定值電阻R0的阻值是10Ω,下列說法正確的是( )
A.電源電壓為8V
B.當(dāng)滑片到a點,電流為1.2A
C.變阻器的最大值為5Ω
D.變阻器的最大值為20Ω
13.在如圖所示的電路中.電源電壓保持不變,開關(guān)S閉合前,電流表A1、A2的示數(shù)比為5:3,開關(guān)S閉合后,兩電流表的示數(shù)比為3:2,下列判斷正確的是( )
A.R1:R2:R3=5:3:2B.R1:R2:R3=2:3:2
C.R1:R2:R3=2:3:1D.R1:R2:R3=3:2:6
14.圖1所示電路,閉合開關(guān)S后,將滑動變阻器的滑片P從一端滑到另一端,R1、R2的U﹣I關(guān)系圖像如圖2所示;在上述過程中,滑片P從任意一點滑動到另外一點時,電流表A的示數(shù)變化量為ΔI,電壓表V1、V2的示數(shù)變化量分別為ΔU1、ΔU2,則下列說法正確的是( )
A.R1的阻值為70ΩB.電源電壓是16V
C.R2的最大值為20ΩD.ΔU1ΔI=ΔU2ΔI總成立
15.如圖所示,電源兩端電壓為3V,R1=5Ω。閉合開關(guān)S,電流表示數(shù)為0.1A,下列說法正確的是( )
A.通過R1的電流為0.6A
B.R2的電阻為25Ω
C.R2兩端的電壓為3V
D.R1兩端的電壓為2.5V
16.在如圖所示的電路中,電阻Rl標(biāo)有“6Ω 1A”,R2標(biāo)有“3Ω 1.2A”,電流表Al、A2的量程均為0~3A,電壓表的量程0~15V。閉合開關(guān)S后,為保證Rl、R2均不損壞,則允許的最大電源電壓和此時通過電流表A1的電流分別為( )
A.9.6V,1A
B.6V,1A
C.3.6V,2.2A
D.3.6V,1.8A
17.如右圖所示,R1=10Ω,電流表A1示數(shù)為0.5A,電源電壓為10V不變。下列敘述正確的是( )
A.R1和R2串聯(lián)
B.R2阻值為10Ω
C.R1兩端電壓為5V
D.通過R1的電流為1 A
18.將阻值不同的電阻R1、R2按甲圖所示電路連接,閉合開關(guān)S后,電流表示數(shù)為0.4A;保持電源電壓不變,再將電阻R1、R2按乙圖所示電路進(jìn)行改接,閉合開關(guān)S后,關(guān)于電流表的示數(shù),下列說法中正確的是( )
A.一定大于1.6A
B.一定小于0.4A
C.一定大于0.4A,但小于0.8A
D.一定大于0.8A,但小于1.6A
19.如圖所示,甲圖是燈泡L和定值電阻R的I﹣U圖象,將L和R先后以乙圖和丙圖兩種方式連在同一電源上,若乙圖中U1:U2=m,丙圖中I1:I2=n,則下述正確的是( )
A.m=nB.mn<1C.mn=1D.mn>1
20.如圖所示,電源電壓保持不變,開關(guān)S閉合后,把滑動變阻器滑片P向左移動時,電路中電流表示數(shù)的變化情況( )
A.電流表A1示數(shù)變小,電流表A2示數(shù)變大
B.電流表A1示數(shù)變大,電流表A2示數(shù)變小
C.電流表A1示數(shù)變大,電流表A2示數(shù)變大
D.電流表A1示數(shù)變小,電流表A2示數(shù)變小
21.如圖所示,電源電壓不變,閉合開關(guān),當(dāng)滑動變阻器滑片P向左移動時,下列判斷正確的是( )
A.A示數(shù)變大,V1示數(shù)變小,V2示數(shù)不變
B.A示數(shù)變大,V1示數(shù)變小,V2示數(shù)變大
C.A示數(shù)變小,V1示數(shù)變大,V2示數(shù)變小
D.A示數(shù)變小,V1示數(shù)變小,V2示數(shù)變大
22.如圖甲是小燈泡L和電阻R的I﹣U圖像,將小燈泡L和電阻R接入圖乙所示的電路中,只閉合開關(guān)S時電壓表的示數(shù)為1V。電源兩端電壓保持不變,下列說法中正確的是( )
A.只閉合開關(guān)S時,電阻R的阻值為5Ω
B.只閉合開關(guān)S時,通過電阻R的電流為0.2A
C.閉合開關(guān)S和S1時,電壓表的示數(shù)仍為1V
D.小燈泡L的電阻始終為5Ω
23.如圖所示,電源電壓保持不變,閉合開關(guān)S,當(dāng)滑動變阻器的滑片P向左滑動時,則電壓表、電流表示數(shù)變化情況是( )
A.A1表示數(shù)變小,A表示數(shù)變小,V表示數(shù)不變
B.A1表示數(shù)變小,A表示數(shù)變大,V表示數(shù)變大
C.A1表示數(shù)變大,A表示數(shù)變小,V表示數(shù)不變
D.A1表示數(shù)變大,A表示數(shù)變大,V表示數(shù)變大
24.如圖所示,電源電壓保持不變,閉合開關(guān)S后向右移動滑片P,下分判斷正確的是( )(不考慮燈絲電阻的變化)
A.電流表的示數(shù)變大,電壓表V2的示數(shù)變大,燈泡L2變亮
B.電流表的示數(shù)變大,電壓表V1的示數(shù)不變,燈泡L1變亮
C.電流表的示數(shù)變小,電壓表V1的示數(shù)不變,燈泡L1變亮
D.電流表的示數(shù)變小,電壓表V2的示數(shù)變小,燈泡L2變亮
25.如圖所示電路,電源電壓保持不變,開關(guān)S閉合后,在滑動變阻器滑片P向左移動的過程中,下列說法正確的是( )
A.電壓表V1示數(shù)變小,電壓表V2示數(shù)不變,電流表A示數(shù)變小
B.電壓表V1示數(shù)變小,電壓表V2示數(shù)變大,電壓表V1的示數(shù)與電流表A的示數(shù)之比變小
C.電壓表V2示數(shù)不變,電流表A示數(shù)變大,電壓表V1的示數(shù)與電流表A的示數(shù)之比變大
D.電壓表V1示數(shù)變小,電壓表V2示數(shù)不變,電壓表V2的示數(shù)與電流表A的示數(shù)之比變小
26.題圖甲為某物理興趣小組設(shè)計的利用電路測量物體重力的儀器,電壓表V1、V2的量程均為0~15V,R0=5Ω,R=15Ω,在保證電路的安全下,彈簧的伸長與拉力均成正比。當(dāng)秤盤里不放重物時,滑片P恰好在a點,閉合開關(guān)S可以得到電壓表V2的示數(shù)與電阻R的關(guān)系如乙圖。下列說法正確的是( )
A.盤內(nèi)物體重力變大時,電路消耗的總功率變小
B.P在滑動過程中,電壓表V1、V2示數(shù)的差值不變
C.V1表盤不能改造成顯示重力大小的刻度
D.若秤盤由于粘上泥土質(zhì)量偏大,則要保持原來的最大測量范圍,可適當(dāng)增大R0的阻值
27.如圖為自動測定油箱內(nèi)油量的裝置原理圖,電源電壓為36V,R為滑動變阻器,R0為定值電阻,電流表的量程為0~0.6A,電壓表的量程為0~36V。油箱中的油量是通過電流表或電壓表的示數(shù)反映出來的,且表的最大量程對應(yīng)油箱最大油量,當(dāng)油箱內(nèi)的油面在最高或最低位置時,滑動變阻器的滑片P恰好能分別滑至兩端,當(dāng)油面達(dá)到最低位置時,反映油量的電表示數(shù)為最大量程的16。下列說法錯誤的是( )
A.R0阻值為60Ω
B.滑動變阻器的阻值變化范圍為0~300Ω
C.當(dāng)滑動變阻器的滑片P在中點時,電壓表的示數(shù)為21V
D.當(dāng)滑動變阻器的滑片P在中點時,電流表的示數(shù)為0.17A
28.如圖所示,R1為定值電阻、R2為標(biāo)有“20Ω 1A”的滑動變阻器,電源電壓保持不變。當(dāng)滑片P在某位置時,電流表示數(shù)為0.2A。此時在電路中接入一個電壓表,閉合開關(guān),電壓表示數(shù)為2V,已知電流表的量程為0~0.6A,電壓表的量程為0~3V,在保證電路安全的情況下,向某一方向移動滑片,發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)最大變化量為1V,下列判斷正確的是( )
①若電壓表接在R1兩端且滑片向左滑動,則電源電壓可能為6V且R1=10Ω
②若電壓表接在R1兩端且滑片向右滑動,則電源電壓只能為3V且R1=10Ω
③若電壓表接在R2兩端且滑片向左滑動,則電源電壓只能為2.5V且R1=2.5Ω
④若電壓表接在R2兩端且滑片向右滑動,則電源電壓只能為6V且R1=20Ω
A.僅①③B.僅②④C.僅①②③D.①②③④
29.如題圖所示,電源電壓保持不變,閉合開關(guān)時,滑動變阻器的滑片P從b端滑到a端,電壓表示數(shù)U與電流表示數(shù)I的變化關(guān)系如題圖所示,下列說法不正確的是( )
A.電源電壓是9V
B.定值電阻R的阻值是6Ω
C.滑動變阻器的阻值范圍是0~18Ω
D.若定值電阻R出現(xiàn)接觸不良時,電流表示數(shù)為0,電壓表示數(shù)為9V
30.PM2.5對人體健康危害非常嚴(yán)重,如圖所示是一款PM2.5檢測儀,其電路原理圖如圖甲所示。R1為“PM2.5傳感器”,它的電阻值與空氣中PM2.5濃度的關(guān)系圖象如圖乙所示,R2為定值電阻,阻值為60Ω,電源電壓為12V.若空氣中PM2.5的濃度達(dá)到0.2mg/m3時,則判定為空氣質(zhì)量嚴(yán)重污染。以下說法正確的是( )
A.被檢測的空氣PM2.5濃度越高,電流表示數(shù)越小
B.電流表示數(shù)變小的同時,電壓表示數(shù)變大
C.電流表的示數(shù)為0.12A時,判定被檢測空氣嚴(yán)重污染
D.被檢測的空氣PM2.5濃度為0.2mg/m3時,電壓表的示數(shù)為8V
二、填空題(共10小題):
31.當(dāng)一個定值電阻兩端的電壓是6V時,通過它的電流是0.3A,如果該電阻兩端不加電壓,那么它的電阻是 Ω,此時通過它的電流為 A。
32.電流表的內(nèi)阻很小,假設(shè)某個電流表的內(nèi)阻只有0.01Ω,最大量程為0.6A,此電流表能承受的最高電壓值是 V;電壓表的電阻很大,當(dāng)電壓一定時,通過電壓表的電流很 ,電壓表可以直接接到電源的兩端 燒毀的危險,電流表接在電源兩極或者并聯(lián)到電路中, 燒毀的危險。(最后兩空均選填“有”或“沒有”)
33.當(dāng)某導(dǎo)體兩端電壓是4V時,通過它的電流是0.2A,則該導(dǎo)體的電阻是 Ω;這段導(dǎo)體兩端電壓為5V時,它的電流為 A,當(dāng)它兩端電壓為0V時,該導(dǎo)體的電阻為 Ω。
34.如圖所示,電源電壓恒定不變,當(dāng)開關(guān)閉合,將滑動變阻器的滑片P向右移動一小段距離的過程中,電壓表的示數(shù)將 ,電流表示數(shù)將 (均選填“變大”“不變”或“變小”)。
35.小言探究兩個電路元件的特性,在某一溫度下,電路元件A和B中的電流與其兩端電壓的關(guān)系如圖所示。則由圖可知,元件B的電阻為 Ω;將A和B并聯(lián)后接在電壓為1.0V的電源兩端,則通過A和B的總電流是 A。
36.如圖所示,電源兩端電壓6V保持不變,R1、R2的阻值分別為10Ω和20Ω。當(dāng)S1和S2均閉合時,電壓表的示數(shù)為 V,當(dāng)S1閉合,S2斷開時,電壓表的示數(shù)為 V。
37.如圖所示的電路中,電源電壓保持不變,閉合開關(guān)S,當(dāng)滑片P位于最右端時,電流表的示數(shù)為I1;當(dāng)滑片P位于中點時,電流表的示數(shù)為I2,電壓表的示數(shù)為7.2V。若I1:I2=5:8,則電源電壓為 V。
38.在物理興趣小組的活動中,小桂按如圖所示的電路圖連接電路,電源電壓恒定為10V,R0為滑動變阻器,R、Rx為定值電阻,且R<Rx,R=15Ω。閉合開關(guān)S前,應(yīng)將R0的滑片移動至最 (選填“左”或“右”)端;閉合開關(guān)S,將滑片移至某點固定不動,當(dāng)開關(guān)S1由a點切換到b點時,電壓表示數(shù)變化了0.5V,電流表示數(shù)變化了0.1A,則Rx= Ω。
39.在測電阻的實驗中,小明發(fā)現(xiàn)電流表已損壞,于是他設(shè)計了如圖所示的電路來測量Rx的阻值,已知電源電壓為12V,R1的阻值為10Ω,開關(guān)閉合后,當(dāng)R2的滑片位于最左端時,電壓表的示數(shù)為5V,則待測電阻Rx的阻值為 Ω。調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片,使電壓表的示數(shù)變?yōu)?V,則R2接入電路中的阻值為 Ω。
40.如圖(a)所示的電路,電源電壓保持不變,閉合開關(guān)S,變阻器滑片P從右端移到左端的整個過程中,兩電壓表的示數(shù)隨電路中電流變化的圖像如圖(b)所示,根據(jù)圖像的信息可知: (選填“甲”或“乙”)是電壓表V1示數(shù)變化的圖像;滑動變阻器R2最大阻值為 Ω。
三、計算題(共15小題):
41.有一只小燈泡,它正常發(fā)光時燈絲的電阻是80Ω,正常工作時的電壓是2.4V。如果我們只有電壓為6V的電源,要使小燈泡正常工作。求:
(1)電路中的電流是多大?
(2)需要串聯(lián)一個多大的電阻?
42.如圖所示,電源電壓為9V,電阻R1的阻值為10Ω,開關(guān)閉合,電壓表的示數(shù)為3V。求:
(1)電路中的電流為多少?
(2)電阻R2的阻值為多少?
43.如圖所示,電源電壓保持不變,定值電阻R1、R2的阻值分別為10Ω、40Ω。當(dāng)開關(guān)S1、S2均閉合時,電流表示數(shù)為0.5A。求:
(1)電源電壓;
(2)僅閉合開關(guān)S1時,電流表的示數(shù)。
44.如圖甲所示電路,電源電壓保持不變,R1是定值電阻,R2是滑動變阻器,閉合開關(guān)S,滑動變阻器滑片P從a端移動到b端的整個過程中,電流表示數(shù)I與電壓表示數(shù)U的關(guān)系圖像如圖乙所示。求:
(1)電阻R1的阻值;
(2)當(dāng)電流表示數(shù)為0.2A時,滑動變阻器R2接入電路中的阻值。
45.在如圖所示的電路中,電源電壓保持不變,電阻R1的阻值為30Ω,閉合開關(guān)S1,斷開開關(guān)S2,電流表A1的示數(shù)為0.3A;閉合開關(guān)S1和S2,電流表A2的示數(shù)為1.2A。求:
(1)電源電壓U;
(2)電阻R2的阻值。
46.如圖所示的電路中,電源電壓保持不變。電阻R1的阻值為10Ω,只閉合開關(guān)S1,電流表A1的示數(shù)為0.3A。求:
(1)電源電壓;
(2)再閉合開關(guān)S2,電流表A2的示數(shù)變化了0.1A,電阻R2的阻值。
47.如圖所示是一個電流表、電壓表兩用表的電路,電流計G的量程Ig=100mA,內(nèi)阻Rg=10Ω,電阻R1=2Ω,R2=100Ω,S為單刀雙擲開關(guān)。
(1)當(dāng)s接到a時,電流計改裝結(jié)果是什么表?其量程是多少?
(2)當(dāng)s接到b時,電流計改裝結(jié)果是什么表?其量程是多少?
48.如圖所示,電阻R2的阻值為20Ω,當(dāng)只閉合開關(guān)S1、S2時,電流表示數(shù)為0.3A;當(dāng)只閉合開關(guān)S2時,電流表示數(shù)為0.2A:當(dāng)只閉合開關(guān)S3時,電流表示數(shù)為0.1A。求:
(1)電源電壓;
(2)電阻R1的阻值;
(3)開關(guān)均閉合時電流表的示數(shù)。
49.如圖所示,電源電壓保持不變,定值電阻R1規(guī)格為“*Ω 0.5A”,電流表量程為0~0.6A,電壓表量程為0~3V,定值電阻R2的阻值為12Ω,滑動變阻器R3的規(guī)格為“20Ω 1A”。閉合S和S2、斷開S1,電流表示數(shù)為0.3A,電壓表示數(shù)為2.4V;閉合S和S1、斷開S2,調(diào)節(jié)滑動變阻器R3使其接入電路的電阻為7Ω時,電壓表示數(shù)為2.8V。
(1)求電源電壓;
(2)求定值電阻R1的阻值;
(3)閉合S和S1、斷開S2,在保障電路安全的前提下,求滑動變阻器接入電路的阻值最小值。
50.如圖甲所示的電路,電源電壓U保持不變,R1=20Ω,R2為滑動變阻器,圖乙為R3的I﹣U圖象。當(dāng)S1閉合,S2斷開時,若滑動變阻器的滑片P在a端,電流表示數(shù)為0.6A;若滑動變阻器的滑片P在b端,電壓表示數(shù)為8V。求:
(1)R3的阻值;
(2)電源電壓U;
(3)滑動變阻器R2的最大阻值;
(4)當(dāng)S1、S2均閉合,滑動變阻器的滑片P從a端移到b端時,電流表的示數(shù)變化范圍。
51.如圖甲所示是某電子秤原理圖。托盤與彈簧相連,滑片P固定在彈簧上并能隨彈簧的伸縮上下滑動,R是一根長L0=10cm的均勻電阻絲??毡P時,滑片P位于R的最上端,稱量最大值時,滑片P位于R的最下端,R的最大阻值Rm=40Ω,電源電壓恒為3V。請完成以下問題解答:
(1)圖甲中的“質(zhì)量表”用什么表改裝;R0在電路中的作用是什么;
(2)空盤時,閉合開關(guān)S,電路電流為0.3A,求R0的阻值;
(3)已知該彈簧壓縮的長度△l與所受壓力的關(guān)系如圖乙所示,開關(guān)S閉合后,在托盤中放入重為20N的物體時,求R接入電路的阻值。
52.創(chuàng)新科技節(jié)上,大家都驚嘆于小鐘設(shè)計的“電子秤”。圖甲是其原理示意圖,閉合開關(guān)S,將物體放于托盤上,量程為0~3V的電子式電壓表經(jīng)“改裝”便可顯示該物體質(zhì)量大小。已知水平輕質(zhì)杠桿OAE可繞O點無摩擦轉(zhuǎn)動,OA、AB、BC、CD、DE間距相等;電源電壓恒為6V;滑動變阻器R2規(guī)格為“100Ω 0.02A”:壓力傳感器R1上表面能承受的最大壓力為400N,且其阻值隨所受壓力變化的圖象如圖乙所示。托盤、壓桿的質(zhì)量不計,且它們均可移動到A、B、C、D、E中的某處(壓桿始終壓在R1上方中央)。圖甲中,滑片P位于R2中點,閉合開關(guān)S,確保電路安全。求:
(1)空載時電路中電流;
(2)托盤上放置25N的物體時電表示數(shù);
(3)滑片P移至R2最下端,移動托盤、壓桿的位置,被測物體的最大質(zhì)量是多少?
53.如圖所示的電路,電源電壓大小保持不變,電阻R1=30Ω,R2=15Ω,滑動變阻器R3的規(guī)格為“40Ω 0.5A”,電壓表和電流表接入電路的量程分別為0~15V和0~0.6A。求:
(1)只閉合S1,電流表的示數(shù)為0.1A,求電源電壓;
(2)同時閉合S1、S2、S3,當(dāng)P置于R3中點時,求通過電流表的電流;
(3)只閉合S2,在保證電路各元件安全的前提下,求滑動變阻器R3可調(diào)節(jié)的阻值范圍。
54.實際測量中所使用的電壓表是由小量程電流計改裝而成的。如圖甲中G是滿偏電流(即小量程電流表允許通過的最大電流)Ig=3mA的電流計,其電阻Rg=10Ω,串聯(lián)一個定值電阻R0,可把它改裝為一個量程為3V的電壓表,如圖乙。改裝后的電壓表,當(dāng)它兩端的電壓為3V時,通過它的電流為3mA,實際上我們可以把電壓表等效成一個定值電阻。
(1)求電壓表的等效電阻;
(2)求串聯(lián)電阻R0的阻值;
(3)用改裝后的電壓表測量定值電阻Rx的阻值,電路圖如圖丙所示。閉合開關(guān),移動滑片,當(dāng)電壓表示數(shù)為2.4V時,電流表示數(shù)為0.2A,求通過電阻Rx的電流。
55.如圖所示電路,電源電壓恒定,R1、R2為定值電阻,R2=5Ω,R3為滑動變阻器,最大阻值就用R3表示。當(dāng)滑片位于a端時,電壓表V1、V2的示數(shù)分別為U1、U2,當(dāng)滑片位于b端時,電流表的示數(shù)為0.2A,電壓表V1、V2的示數(shù)分別為U1'、U2'。已知:U1:U2=1:1,U1':U2'=3:5,U1':U1=2:3。求:
(1)請分析判斷a端在R3的最左端還是最右端;
(2)計算R1和R3的比值;
(3)計算電源電壓的數(shù)值。
題型
選擇題
填空題
作圖題
實驗題
計算題
總計
題數(shù)
30
10
0
0
15
55
人教版 八年級物理上冊 第17章 《歐姆定律》
第2節(jié) 歐姆定律
(同步基礎(chǔ)練習(xí))
一、選擇題(共30小題):
1.下列關(guān)于電流、電壓、電阻的關(guān)系說法正確的是( )
A.電壓大的電路中電流一定大
B.導(dǎo)體中的電流與電壓、電阻無關(guān)
C.電阻大的電路中電流一定小
D.導(dǎo)體中的電阻與電流、電壓無關(guān)
【答案】D
【解析】解:A、只有在電阻一定時,電壓大的電路中電流才一定大,故A錯誤;
B、導(dǎo)體中的電流與電壓、電阻都有關(guān)系,故B錯誤;
C、只有在電壓一定時,電阻大的電路中電流才一定小,故C錯誤;
D、導(dǎo)體電阻由導(dǎo)體材料、長度、橫截面積決定,與導(dǎo)體的電壓與電流無關(guān),故D正確。
故選:D。
2.在學(xué)過歐姆定律后,同學(xué)們有以下認(rèn)識,其中正確的是( )
A.歐姆定律揭示了導(dǎo)體中的電壓與電流、電阻的關(guān)系
B.電阻中有電流時它兩端一定有電壓
C.當(dāng)電阻一定時,導(dǎo)體的電壓與電流成正比
D.根據(jù)歐姆定律的變形公式R=UI可知:導(dǎo)體的的電阻隨電壓和電流的變化而變化
【答案】B
【解析】解:A、歐姆定律研究的是電流與電壓、電阻的關(guān)系,故A錯誤;
B、根據(jù)U=IR可知,電阻中有電流時,則電阻兩端一定有電壓,故B正確;
C、根據(jù)歐姆定律知,當(dāng)電阻一定時,導(dǎo)體中的電流與電壓成正比,故C錯誤;
D、導(dǎo)體的電阻由導(dǎo)體的材料、長度、橫截面積決定,與導(dǎo)體兩端的電壓與流過導(dǎo)體的電流無關(guān),不能說導(dǎo)體的電阻隨電壓和電流的變化而變化,故D錯誤。
故選:B。
3.對于歐姆定律的理解,下列說法中正確的是( )
A.對于一個定值電阻,加在它兩端的電壓與通過它的電流的比值不變
B.公式I=UR表明:導(dǎo)體兩端的電壓與通過它的電流成正比
C.公式R=UI表明:電阻與電壓成正比,與電流成反比
D.由U=IR可知,導(dǎo)體兩端的電壓跟導(dǎo)體的電阻成正比
【答案】A
【解析】解:A、對于同一個定值電阻,電阻一定,導(dǎo)體兩端的電壓增大幾倍,通過它的電流也增大幾倍,電壓與電流的比值不變,故A正確;
B、根據(jù)公式I=UR表明:在電阻一定時,導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比,故B錯誤;
C、電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì),只與導(dǎo)體的材料、長度、橫截面積和溫度有關(guān),與兩端的電壓和通過的電流無關(guān),公式R=UI只是計算電阻的一種方法,故C錯誤;
D、由U=IR可知,在電流不變的情況下,導(dǎo)體兩端的電壓跟導(dǎo)體的電阻成正比,故D錯誤。
故選:A。
4.對歐姆定律公式I=UR的理解,下面的哪一句話是錯誤的( )
A.對某一段導(dǎo)體來說,導(dǎo)體中的電流跟它兩端的電壓成正比
B.在相同電壓的條件下,不同導(dǎo)體中的電流跟電阻成反比
C.導(dǎo)體中的電流既與導(dǎo)體兩端的電壓有關(guān),也與導(dǎo)體的電阻有關(guān)
D.導(dǎo)體的電阻由導(dǎo)體兩端的電壓和通過導(dǎo)體的電流決定
【答案】D
【解析】解:A、對某一段導(dǎo)體來說,其電阻一定,根據(jù)歐姆定律可知,導(dǎo)體中的電流跟它兩端的電壓成正比,故A正確;
B、不同導(dǎo)體的電阻一般不同,由I=UR可知,在相同電壓的條件下,不同導(dǎo)體中的電流跟電阻成反比,故B正確;
C、根據(jù)歐姆定律可知,導(dǎo)體中的電流既與導(dǎo)體兩端的電壓有關(guān),也與導(dǎo)體電阻有關(guān),故C正確;
D、導(dǎo)體的電阻由導(dǎo)體的材料、長度、橫截面積以及溫度決定,與導(dǎo)體兩端的電壓和流過導(dǎo)體的電流無關(guān),故D錯誤。
故選:D。
5.有5Ω和10Ω的兩個電阻將其串聯(lián)后其總電阻值應(yīng)為( )
A.15ΩB.5ΩC.0.05ΩD.20Ω
【答案】A
【解析】解:串聯(lián)電路中的總電阻等于各串聯(lián)電阻之和,5Ω和10Ω的兩個電阻串聯(lián)時,
總電阻為:R總=R1+R2=10Ω+5Ω=15Ω,故A正確。
故選:A。
6.兩個導(dǎo)體串聯(lián)后的總電阻大于其中任何一個導(dǎo)體的電阻,因為導(dǎo)體串聯(lián)相當(dāng)于( )
A.減小了導(dǎo)體長度B.減小了導(dǎo)體橫截面積
C.增大了導(dǎo)體橫截面積D.增大了導(dǎo)體長度
【答案】D
【解析】解:導(dǎo)體串聯(lián)后相當(dāng)于增大了導(dǎo)體的長度,所以導(dǎo)體總電阻增大,且大于其中任何一個導(dǎo)體的電阻。
故選:D。
7.兩電阻串聯(lián)后的總電阻為10Ω,則兩個電阻并聯(lián)后的總電阻最大為( )
A.2.5ΩB.5ΩC.10ΩD.20Ω
【答案】A
【解析】解:設(shè)兩個電阻分別為R1和R2,兩個電阻串聯(lián)后的總電阻為R串=R1+R2=10Ω,
并聯(lián)電路總電阻的倒數(shù)等于各并聯(lián)電阻的倒數(shù)之和,1R并=1R1+1R2,
則R并=R1R2R1+R2=R1(10Ω?R1)10=?110(R12?10R1)=?110(R1?5)2+2.5,
因為?110<0,
所以,根據(jù)二次函數(shù)圖象可知,當(dāng)R1=5Ω時,R并的值最大,
則R并=2.5Ω。
故選:A。
8.現(xiàn)有定值電阻R1、R2,且R1<R2,以四種方式接入甲、乙、丙、丁電路,如圖所示,四個電路的總電阻從小到大排序正確的是( )
A.R甲<R乙<R丙<R丁
B.R甲<R乙<R?。糝丙
C.R丙<R甲<R乙<R丁
D.R?。糝甲<R乙<R丙
【答案】D
【解析】解:因為兩電阻并聯(lián)時阻值最小,總電阻要小于其中的任何一個電阻;串聯(lián)時阻值最大,要大于其中的任何一個電阻;且R1<R2,所以電路的總電阻由大到小的順序是:R并<R1<R2<R串;即:R?。糝甲<R乙<R丙。
故選:D。
9.電阻R1、R2阻值之比為2:3,并聯(lián)在如圖所示的電路中,則通過電阻R1的電流與干路電流之比為( )
A.3:2
B.2:3
C.5:3
D.3:5
【答案】D
【解析】解:由電路圖可知,兩個電阻并聯(lián),且并聯(lián)電路兩端的電壓相等,所以由I=UR可得,通過電阻R1和R2的電流之比:I1I2=UR1UR2=R2R1=32,
因并聯(lián)電路中,干路電流等于各支路電流之和,即I1:I=I1:(I1+I2)=3:(3+2)3:5。
故選:D。
10.將標(biāo)有“20Ω 1A”和“10Ω 1.5A”字樣的兩定值電阻并聯(lián)起來接在某一電路中。在確保電阻安全的前提下,該電路干路電流最大為( )
A.2.5AB.2.25AC.3AD.0.5A
【答案】B
【解析】解:由I=UR可得,兩電阻兩端允許所加的最大電壓:U1=I1R1=1A×20Ω=20V,U2=I2R2=1.5A×10Ω=15V,
因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等,所以,兩只電阻并聯(lián)時,電路中的最大電壓U=U2=15V,
此時通過R2的電流為1.5A,通過R1的電流:I1=UR1=15V20Ω=0.75A,
因并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和,所以,干路最大電流:I=I1+I2=0.75A+1.5A=2.25A。
故選:B。
11.把一根電阻為R的均勻電阻絲彎折成一個等邊三角形abc,如圖所示,圖中d為底邊ab的中心。如果cd兩端的電阻R1為9歐姆,則ab兩端的電阻R2的阻值是( )
A.36歐姆
B.12歐姆
C.8歐姆
D.0歐姆
【答案】C
【解析】解:把一根電阻為R的均勻電阻絲彎折成一個等邊三角形abc,
所以,Rab=Rac=Rbc=R3,d為底邊ab的中心,Rad=Rbd=R6,
cd兩端的電阻R1為Rac與Rad串聯(lián)、Rbc與Rbd串聯(lián),然后并聯(lián)的總電阻,
Rac與Rad串聯(lián)的總電阻為R3+R6=R2、Rbc與Rbd串聯(lián)的總電阻也是R2,
所以,R1=R2×R2R2+R2=R4=9Ω.所以,R=36Ω。
所以,Rab=Rac=Rbc=R3=12Ω。
ab兩端的電阻R2的阻值是Rac與Rbc串聯(lián),再與Rab并聯(lián)后的總電阻,
Rac與Rbc串聯(lián)的總電阻是:24Ω,
所以,R2=24Ω×12Ω24Ω+12Ω=8Ω。
故選:C。
12.如圖甲所示,電源電壓恒定,R0為定值電阻。將滑動變阻器的滑片從a端滑到b端的過程中,電壓表示數(shù)U與電流表示數(shù)I間的關(guān)系圖象如圖乙所示。定值電阻R0的阻值是10Ω,下列說法正確的是( )
A.電源電壓為8V
B.當(dāng)滑片到a點,電流為1.2A
C.變阻器的最大值為5Ω
D.變阻器的最大值為20Ω
【答案】D
【解析】解:當(dāng)滑片位于b端時,電路為R0的簡單電路,電路中的電流最大,
由圖乙可知,電路中的最大電流I大=1.2A,
則電源的電壓:U=I大R0=1.2A×10Ω=12V,故A錯誤;
當(dāng)滑片位于a端時,R0與R串聯(lián),電流表測電路中的電流,電壓表測R兩端的電壓,此時電路中的電流最小,
由圖乙可知,電路中的電流I?。?.4A,UR=8.0V,
由I=UR可得,滑動變阻器的最大阻值:R=URI小=Ω,故BC錯誤,D正確。
故選:D。
13.在如圖所示的電路中.電源電壓保持不變,開關(guān)S閉合前,電流表A1、A2的示數(shù)比為5:3,開關(guān)S閉合后,兩電流表的示數(shù)比為3:2,下列判斷正確的是( )
A.R1:R2:R3=5:3:2B.R1:R2:R3=2:3:2
C.R1:R2:R3=2:3:1D.R1:R2:R3=3:2:6
【答案】D
【解析】解:由電路圖可知,開關(guān)閉合前,電阻R1與R2并聯(lián),電流表A1測通過電阻R1與R2的電流,電流表A2測通過電阻R2的電流;
已知電流表A1、A2的示數(shù)比為5:3,
因并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和,所以I1:I2=(5﹣3):3=2:3﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
開關(guān)閉合后,三個電阻并聯(lián),電流表A1測干路電流,電流表A2測通過電阻R2、R3的電流;
已知兩電流表的示數(shù)比為3:2,且并聯(lián)電路中各支路互不影響,干路電流等于各支路電流之和,所以(I1+I2+I3):(I2+I3)=3:2﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
聯(lián)立①②可得:I1:I2:I3=2:3:1,
因并聯(lián)電路中各支路兩端電壓相等,所以由I=UR可知,電阻R1、R2、R3之比為R1:R2:R3=UI1:UI2:UI3=12:13:1=3:2:6。
故選:D。
14.圖1所示電路,閉合開關(guān)S后,將滑動變阻器的滑片P從一端滑到另一端,R1、R2的U﹣I關(guān)系圖像如圖2所示;在上述過程中,滑片P從任意一點滑動到另外一點時,電流表A的示數(shù)變化量為ΔI,電壓表V1、V2的示數(shù)變化量分別為ΔU1、ΔU2,則下列說法正確的是( )
A.R1的阻值為70ΩB.電源電壓是16V
C.R2的最大值為20ΩD.ΔU1ΔI=ΔU2ΔI總成立
【答案】D
【解析】解:A、此電路是R1、R2的串聯(lián)電路,V1表測R1電壓,V2表測R2電壓,
當(dāng)變阻器R2的電阻變小時,電路中電流變大,因為U1=IR1,R1不變,所以U1變大,
所以,U1﹣I是斜向上的直線,R1=U1I1=4V0.2A=20Ω,故A錯誤;
B、電源電壓U=U1+U2=4V+14V=18V,故B錯誤;
C、根據(jù)串聯(lián)電路電壓特點知,U2=U﹣U1,
當(dāng)U1變大時,U2即變小,U2﹣I是斜向下的直線,
當(dāng)電路中電流最小為I1=0.2A時,變阻器R2的阻值為最大,
所以,R2最大=U2I1=14V0.2A=70Ω,故C錯誤;
D、因為,U1+U2=U,所以,U1增大,U2就減小,且U1增大多少,U2就減小多少,
即:ΔU2=ΔU1,所以,ΔU2ΔI=ΔU1ΔI,故D正確。
故選:D。
15.如圖所示,電源兩端電壓為3V,R1=5Ω。閉合開關(guān)S,電流表示數(shù)為0.1A,下列說法正確的是( )
A.通過R1的電流為0.6A
B.R2的電阻為25Ω
C.R2兩端的電壓為3V
D.R1兩端的電壓為2.5V
【答案】B
【解析】解:由圖可知,R1、R2串聯(lián),電流表測量電路中的電流;
A、根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點可知,串聯(lián)電路中電流處處相等,所以通過R1的電流I1=I2=I=0.1A,故A錯誤;
BCD、根據(jù)歐姆定律可知,R1兩端的電壓U1=I1R1=0.1A×5Ω=0.5V;
根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點可知,R2兩端的電壓U2=U﹣U1=3V﹣0.5V=2.5V;
根據(jù)歐姆定律可知,R2的阻值R2=U2I2=Ω,故B正確、CD錯誤。
故選:B。
16.在如圖所示的電路中,電阻Rl標(biāo)有“6Ω 1A”,R2標(biāo)有“3Ω 1.2A”,電流表Al、A2的量程均為0~3A,電壓表的量程0~15V。閉合開關(guān)S后,為保證Rl、R2均不損壞,則允許的最大電源電壓和此時通過電流表A1的電流分別為( )
A.9.6V,1A
B.6V,1A
C.3.6V,2.2A
D.3.6V,1.8A
【答案】D
【解析】解:開關(guān)閉合后,兩電阻并聯(lián),電壓表測電源的電壓,電流表A1測干路電流,電流表A2測通過電阻R2的電流,
(1)標(biāo)有“6Ω 1A”,R2標(biāo)有“3Ω 1.2A”,
根據(jù)歐姆定律可得:電阻R1兩端允許的最大電壓為U1=I1R1=1A×6Ω=6V,
電阻R2兩端允許的最大電壓為U2=I2R2=1.2A×3Ω=3.6V,
由并聯(lián)電路,各支路兩端的電壓相等,且6V>3.6V,
為了保護(hù)電阻R2,電源電壓不能超過3.6V;
(2)此時通過電阻R1的電流為:I1=UR1=3.6V6Ω=0.6A,
因并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和,
故干路電流表A1的示數(shù)I=I1+I2=0.6A+1.2A=1.8A。
故選:D。
17.如右圖所示,R1=10Ω,電流表A1示數(shù)為0.5A,電源電壓為10V不變。下列敘述正確的是( )
A.R1和R2串聯(lián)
B.R2阻值為10Ω
C.R1兩端電壓為5V
D.通過R1的電流為1 A
【答案】D
【解析】解:由電路圖可知,R1與R2并聯(lián),電流表A1測R2支路的電流,電流表A測干路電流,故A錯誤;
因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等,
所以,R1兩端電壓:U1=U2=U=10V,故C錯誤;
由I=UR可得,R2阻值為:R2=U2I2=10V0.5A=20Ω,故B錯誤;
通過R1的電流為:I1=U1R1=10V10Ω=1A,故D正確.
故選:D。
18.將阻值不同的電阻R1、R2按甲圖所示電路連接,閉合開關(guān)S后,電流表示數(shù)為0.4A;保持電源電壓不變,再將電阻R1、R2按乙圖所示電路進(jìn)行改接,閉合開關(guān)S后,關(guān)于電流表的示數(shù),下列說法中正確的是( )
A.一定大于1.6A
B.一定小于0.4A
C.一定大于0.4A,但小于0.8A
D.一定大于0.8A,但小于1.6A
【答案】A
【解析】解:由圖甲可知,該電路為串聯(lián)電路,此時電路中的電流為0.4A;
因串聯(lián)電路的總電阻等于各分電阻之和,所以總電阻為:R串=R1+R2;
由圖乙可知,該電路為并聯(lián)電路,根據(jù)并聯(lián)電路的電阻關(guān)系可知,若電阻R1、R2的阻值相等時,總電阻是最大的,電路中的電流是最小的,此時的總電阻為:R并=R12或R并=R22;
R串:R并=(R1+R2):R12=4:1,由于電源電壓相同,根據(jù)I=UR可知,并聯(lián)電路的總電流是串聯(lián)電路總電流的4倍,即電流表示數(shù)為1.6A;
根據(jù)題意可知,電阻R1、R2的阻值不同,根據(jù)并聯(lián)電路的電阻特點可知,此時并聯(lián)電路的總電阻相對于電阻R1、R2的阻值相等時的總電阻是變小的,根據(jù)歐姆定律可知,電流會變大,即電流表示數(shù)會大于1.6A。
故選:A。
19.如圖所示,甲圖是燈泡L和定值電阻R的I﹣U圖象,將L和R先后以乙圖和丙圖兩種方式連在同一電源上,若乙圖中U1:U2=m,丙圖中I1:I2=n,則下述正確的是( )
A.m=nB.mn<1C.mn=1D.mn>1
【答案】B
【解析】解:由圖乙知,燈泡與電阻串聯(lián),所以通過它們的電流相同,
由I=UR可知,當(dāng)電流相同時,電壓與電阻成正比,所以:U1U2=RL乙R=m,
由圖丙知,燈泡與電阻并聯(lián),各支路兩端的電壓相同,
當(dāng)電壓相同時,電流與電阻成反比,所以:I1I2=RRL丙=n,則RL丙R=1n,
由圖象甲可知,燈絲的實際功率隨電壓的增大而增大,燈絲的溫度也隨之升高,其電阻增大,而乙圖中燈泡兩端電壓比丙圖中小,即:U1<U,所以RL乙<RL丙,
所以:RL乙R<RL丙R,則m<1n,即mn<1,故B正確,CD錯誤;
由圖象可知,在電流相同時,燈泡的電壓較大,即U1>U2,則U1:U2=m>1,
由前面的解答可知1<m<1n,則可得n<1,
比較可知m>n,故A錯誤。
故選:B。
20.如圖所示,電源電壓保持不變,開關(guān)S閉合后,把滑動變阻器滑片P向左移動時,電路中電流表示數(shù)的變化情況( )
A.電流表A1示數(shù)變小,電流表A2示數(shù)變大
B.電流表A1示數(shù)變大,電流表A2示數(shù)變小
C.電流表A1示數(shù)變大,電流表A2示數(shù)變大
D.電流表A1示數(shù)變小,電流表A2示數(shù)變小
【答案】C
【解析】解:由電路圖可知,R與滑動變阻器并聯(lián),電流表A2測通過滑動變阻器的電流,電流表A1測干路電流;
由于并聯(lián)電路中各支路互不影響,所以滑片移動時通過R的電流不變;
開關(guān)S閉合后,把滑動變阻器滑片P向左移動時,滑動變阻器接入電路中的電阻變小,滑動變阻器兩端的電壓不變,根據(jù)歐姆定律可知,通過滑動變阻器的電流變大,所以電流表A2示數(shù)變大;
根據(jù)并聯(lián)電路的電流規(guī)律可知,干路中的電流變大,所以電流表A1示數(shù)變大;
綜上所述,C正確、ABD錯誤。
故選:C。
21.如圖所示,電源電壓不變,閉合開關(guān),當(dāng)滑動變阻器滑片P向左移動時,下列判斷正確的是( )
A.A示數(shù)變大,V1示數(shù)變小,V2示數(shù)不變
B.A示數(shù)變大,V1示數(shù)變小,V2示數(shù)變大
C.A示數(shù)變小,V1示數(shù)變大,V2示數(shù)變小
D.A示數(shù)變小,V1示數(shù)變小,V2示數(shù)變大
【答案】C
【解析】解:由圖知,R1、R2串聯(lián),電流表測電路中的電流,電壓表V1測R2兩端的電壓,電壓表V2測R1兩端的電壓;
當(dāng)滑動變阻器滑片P向左移動時,變阻器接入電路的電阻變大,電路中的總電阻變大,電源電壓不變,由I=UR可知,電路中的電流變小,即電流表A的示數(shù)變小;
電路中電流變小,由U=IR可知,定值電阻R1兩端的電壓變小,即電壓表V2示數(shù)變?。?br>電源電壓不變,因串聯(lián)電路中電源電壓等于各用電器兩端電壓之和,所以變阻器R2兩端的電壓變大,即電壓表V1示數(shù)變大;
由此可知,ABD錯誤,C正確。
故選C。
22.如圖甲是小燈泡L和電阻R的I﹣U圖像,將小燈泡L和電阻R接入圖乙所示的電路中,只閉合開關(guān)S時電壓表的示數(shù)為1V。電源兩端電壓保持不變,下列說法中正確的是( )
A.只閉合開關(guān)S時,電阻R的阻值為5Ω
B.只閉合開關(guān)S時,通過電阻R的電流為0.2A
C.閉合開關(guān)S和S1時,電壓表的示數(shù)仍為1V
D.小燈泡L的電阻始終為5Ω
【答案】B
【解析】解:A、根據(jù)圖甲可知,通過R的電流與R兩端電壓為正比關(guān)系,因此R為定值電阻;
由圖甲可知,當(dāng)電阻R兩端電壓為4V時,通過電阻的電流為0.2A,由I=UR可知,定值電阻R的阻值:R=UI=4V0.2A=20Ω,故A錯誤;
B、根據(jù)電路圖可知,只閉合開關(guān)S時,定值電阻與燈泡串聯(lián),電壓表測量燈泡兩端電壓,
由圖甲可知,當(dāng)燈泡兩端電壓為1V時,通過燈泡的電流為0.2A,由于串聯(lián)電流中處處電流相等,所以通過定值電阻R的電流也是0.2A,故B正確;
C、根據(jù)電路圖可知,閉合開關(guān)S和S1時,定值電阻R被短路,電路為L的基本電路,電壓表測量電源電壓,而串聯(lián)電路兩端電壓等于各部分電壓之和,所以電壓表的示數(shù)大于1V,故C錯誤;
D、根據(jù)圖像甲可知,通過燈泡的電流與燈泡兩端電壓不成正比,因此燈絲的電阻是變化的,不是始終為5Ω,故D錯誤。
故選:B。
23.如圖所示,電源電壓保持不變,閉合開關(guān)S,當(dāng)滑動變阻器的滑片P向左滑動時,則電壓表、電流表示數(shù)變化情況是( )
A.A1表示數(shù)變小,A表示數(shù)變小,V表示數(shù)不變
B.A1表示數(shù)變小,A表示數(shù)變大,V表示數(shù)變大
C.A1表示數(shù)變大,A表示數(shù)變小,V表示數(shù)不變
D.A1表示數(shù)變大,A表示數(shù)變大,V表示數(shù)變大
【答案】A
【解析】解:由電路圖可知,電阻R1和滑動變阻器R2并聯(lián),A測干路電流,A1測滑動變阻器支路的電流,電壓表測電源的電壓;
電源的電壓不變,所以移動滑片時,電壓表的示數(shù)不變;
當(dāng)滑片P向左移動時,變阻器接入電路的電阻變大,根據(jù)歐姆定律可知,滑動變阻器支路的電流變小,即電流表A1的示數(shù)變??;
電阻R2兩端的電壓不變,該支路的電流不變,根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點可知,干路電流變小,即電流表A的示數(shù)變?。还蔄正確。
故選:A。
24.如圖所示,電源電壓保持不變,閉合開關(guān)S后向右移動滑片P,下分判斷正確的是( )(不考慮燈絲電阻的變化)
A.電流表的示數(shù)變大,電壓表V2的示數(shù)變大,燈泡L2變亮
B.電流表的示數(shù)變大,電壓表V1的示數(shù)不變,燈泡L1變亮
C.電流表的示數(shù)變小,電壓表V1的示數(shù)不變,燈泡L1變亮
D.電流表的示數(shù)變小,電壓表V2的示數(shù)變小,燈泡L2變亮
【答案】C
【解析】解:由電路圖可知,閉合開關(guān)S后,燈泡L1與滑動變阻器并聯(lián)后再與燈泡L2串聯(lián),電壓表V1測電源兩端的電壓,電壓表V2測燈泡L2兩端的電壓。
因電源電壓保持不變,
所以,滑片移動時,電壓表V1的示數(shù)不變;
向右移動滑片P時,變阻器接入電路中的電阻變大,并聯(lián)部分的總電阻變大,電路的總電阻變大,
由I=UR可知,電路的總電流變小,即電流表的示數(shù)變??;
由串聯(lián)電路的分壓特點可知,并聯(lián)部分分得的電壓變大,燈泡L2兩端分得的電壓變小,即電壓表V2的示數(shù)變小,
因燈泡的亮暗取決于實際功率的大小,
所以,由P=UI可知,燈泡L2的實際功率變小,則燈泡L2變暗;
因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等,
所以,燈泡L1兩端的電壓變大,由P=UI=U2R可知,燈泡L1實際功率變大,燈泡L1變亮;
綜上所述,C正確。
故選:C。
25.如圖所示電路,電源電壓保持不變,開關(guān)S閉合后,在滑動變阻器滑片P向左移動的過程中,下列說法正確的是( )
A.電壓表V1示數(shù)變小,電壓表V2示數(shù)不變,電流表A示數(shù)變小
B.電壓表V1示數(shù)變小,電壓表V2示數(shù)變大,電壓表V1的示數(shù)與電流表A的示數(shù)之比變小
C.電壓表V2示數(shù)不變,電流表A示數(shù)變大,電壓表V1的示數(shù)與電流表A的示數(shù)之比變大
D.電壓表V1示數(shù)變小,電壓表V2示數(shù)不變,電壓表V2的示數(shù)與電流表A的示數(shù)之比變小
【答案】D
【解析】解:由圖可知,R與滑動變阻器串聯(lián),電壓表V1測滑動變阻器兩端的電壓,電壓表V2測電源電壓,電流表測電路中的電流;
由于電源電壓不變,移動滑片時,電壓表V2示數(shù)不變;
開關(guān)S閉合后,在滑動變阻器滑片P向左移動的過程中,滑動變阻器接入電路的電阻變小,總電阻變小,根據(jù)歐姆定律可知,電路中的電流變大,電流表A示數(shù)變大;
根據(jù)U=IR可知,R兩端的電壓變大;根據(jù)串聯(lián)電路的電壓規(guī)律可知,滑動變阻器兩端的電壓變小,即電壓表V1示數(shù)變??;
電壓表V2示數(shù)不變,電流表A示數(shù)變大,電壓表V2的示數(shù)與電流表A的示數(shù)之比變?。?br>根據(jù)R=UI可知,電壓表V1的示數(shù)與電流表A的示數(shù)之比為滑動變阻器接入電路的電阻,由于滑動變阻器接入電路的電阻變小,電壓表V1的示數(shù)與電流表A的示數(shù)之比變??;
綜上所述,D正確。
故選:D。
26.題圖甲為某物理興趣小組設(shè)計的利用電路測量物體重力的儀器,電壓表V1、V2的量程均為0~15V,R0=5Ω,R=15Ω,在保證電路的安全下,彈簧的伸長與拉力均成正比。當(dāng)秤盤里不放重物時,滑片P恰好在a點,閉合開關(guān)S可以得到電壓表V2的示數(shù)與電阻R的關(guān)系如乙圖。下列說法正確的是( )
A.盤內(nèi)物體重力變大時,電路消耗的總功率變小
B.P在滑動過程中,電壓表V1、V2示數(shù)的差值不變
C.V1表盤不能改造成顯示重力大小的刻度
D.若秤盤由于粘上泥土質(zhì)量偏大,則要保持原來的最大測量范圍,可適當(dāng)增大R0的阻值
【答案】B
【解析】解:A.由圖甲可知,盤內(nèi)物體重力變大彈簧伸長,指針向下移,電阻絲aP的電阻增大,且電壓表V1測量供電設(shè)備兩端電壓,電壓表V2測量R兩端的電壓;由圖乙知道,閉合開關(guān)S后,隨著電阻的變化,R兩端的電壓均勻增大,即通過電阻R的電流大小不發(fā)生變化,始終大小是5V5Ω=1A,說明此過程中,串聯(lián)電路的電流不發(fā)生變化,由P=I2R可知,電路消耗的總功率不變,故A錯誤;
B.由串聯(lián)電路的電壓特點知道,電壓表V1、V2示數(shù)的差值是R0兩端的電壓;在P滑動過程中,由圖乙知道,電壓表V2的示數(shù)增大,但通過電路的電流不變,由歐姆定律知道,R0兩端的電壓不變,即電壓表V1、V2示數(shù)的差值不變,故B正確;
C.根據(jù)題意知道,彈簧的伸長與拉力均成正比,又因為接入電路的電阻的長度與彈簧的伸長相等,所以,接入電路的電阻的長度與拉力均成正比,由于彈簧受到的拉力與盤內(nèi)物體重力相等,所以,接入電路的電阻的長度與盤內(nèi)物體重力均成正比,設(shè)接入電路的電阻的長度與盤內(nèi)物體重力成正比的關(guān)系R=kG,由串聯(lián)電路的電壓特點知道,電壓表V1的示數(shù):U1=IR0+IR=IR0+kIG,所以,V1表盤能改造成顯示重力大小的刻度,故C錯誤;
D.由C選項分析知道,電壓表V1的示數(shù)為:U1=IR0+IR=IR0+kIG,所以,若秤盤由于粘上泥土,要保持原來的最大測量范圍,可適當(dāng)減小R0的阻值,故D錯誤。
故選:B。
27.如圖為自動測定油箱內(nèi)油量的裝置原理圖,電源電壓為36V,R為滑動變阻器,R0為定值電阻,電流表的量程為0~0.6A,電壓表的量程為0~36V。油箱中的油量是通過電流表或電壓表的示數(shù)反映出來的,且表的最大量程對應(yīng)油箱最大油量,當(dāng)油箱內(nèi)的油面在最高或最低位置時,滑動變阻器的滑片P恰好能分別滑至兩端,當(dāng)油面達(dá)到最低位置時,反映油量的電表示數(shù)為最大量程的16。下列說法錯誤的是( )
A.R0阻值為60Ω
B.滑動變阻器的阻值變化范圍為0~300Ω
C.當(dāng)滑動變阻器的滑片P在中點時,電壓表的示數(shù)為21V
D.當(dāng)滑動變阻器的滑片P在中點時,電流表的示數(shù)為0.17A
【答案】C
【解析】解:A、有圖可知:油箱內(nèi)油面達(dá)到最高(或最低)位置時,滑動變阻器接入電路的阻值為零,根據(jù)I=UR可知;電流表的示數(shù)最大,由于電壓表測量滑動變阻器兩端的電壓,則電壓表為零;根據(jù)要求可知:表的最大量程對應(yīng)油箱的最大油量,所以反映油量的電表是電流表;
滑動變阻器接入電路的阻值為零,電流表的示數(shù)最大,根據(jù)I=UR可知:校準(zhǔn)電阻R0的阻值應(yīng)為R0=UI=36V0.6A=60Ω,故A正確;
B、當(dāng)油箱內(nèi)油面達(dá)到最低位置時,滑動變阻器接入電路的阻值最大,電路的電流最??;根據(jù)反映油量的電表的最大示數(shù)為最大量程的16可知:I最小=16×0.6A=0.1A,
根據(jù)I=UR可知電路總電阻:R總=UI最小=36V0.1A=360Ω;
根據(jù)串聯(lián)電路的總電阻等于各電阻之和可知:
滑動變阻器的最大阻值為R大=R總﹣R0=360Ω﹣60Ω=300Ω;
所以滑動變阻器的阻值變化范圍為0~300Ω,故B正確;
CD、當(dāng)滑動變阻器的滑片P在中點時,電路中的總電阻為:
R串=R大2+R0=300Ω2+60Ω=210Ω,
根據(jù)I=UR可知,電路中的電流為:I串=UR串=36V210Ω≈0.17A,即電流表示數(shù)為0.17A,故D正確;
此時滑動變阻器兩端的電壓為:UV=I串×R大2=0.17A×300Ω2=25.5V,即電壓表示數(shù)為25.5V,故C錯誤。
故選:C。
28.如圖所示,R1為定值電阻、R2為標(biāo)有“20Ω 1A”的滑動變阻器,電源電壓保持不變。當(dāng)滑片P在某位置時,電流表示數(shù)為0.2A。此時在電路中接入一個電壓表,閉合開關(guān),電壓表示數(shù)為2V,已知電流表的量程為0~0.6A,電壓表的量程為0~3V,在保證電路安全的情況下,向某一方向移動滑片,發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)最大變化量為1V,下列判斷正確的是( )
①若電壓表接在R1兩端且滑片向左滑動,則電源電壓可能為6V且R1=10Ω
②若電壓表接在R1兩端且滑片向右滑動,則電源電壓只能為3V且R1=10Ω
③若電壓表接在R2兩端且滑片向左滑動,則電源電壓只能為2.5V且R1=2.5Ω
④若電壓表接在R2兩端且滑片向右滑動,則電源電壓只能為6V且R1=20Ω
A.僅①③B.僅②④C.僅①②③D.①②③④
【答案】A
【解析】解:(1)閉合開關(guān),兩電阻串聯(lián)接入電路,電流表測通過電路的電流,若電壓表接在R1兩端,則電壓表測定值電阻兩端的電壓,
根據(jù)歐姆定律可得定值電阻的阻值:R1=U1I=2V0.2A=10Ω,
①滑片向左滑動,滑動變阻器接入電路的電阻變小,根據(jù)歐姆定律可知通過電路的電流變大,則電壓表示數(shù)變大,電壓表示數(shù)最大變化量為1V,所以電壓表示數(shù)最大為2V+1V=3V,則此時通過電路的電流:I′=U1′R1=3V10Ω=0.3A,若此時滑動變阻器接入電路的電阻為10Ω,則滑動變阻器兩端的電壓:U2=I′R2=0.3A×10Ω=3V,串聯(lián)電路總電壓等于各部分電壓之和,所以電源電壓可能是:U=U1′+U2=3V+3V=6V,故①正確;
②滑片向右滑動,滑動變阻器接入電路的電阻變大,根據(jù)歐姆定律可知通過電路的電流變小,則電壓表示數(shù)變小,因電壓表示數(shù)最大變化量為1V,所以電壓表的示數(shù)最小為2V﹣1V=1V,則此時通過電路的電流:I′=U1′R1=1V10Ω=0.1A,
若此時滑動變阻器接入電路的阻值最大,則滑動變阻器兩端的最大電壓:U2=I′R2大=0.1A×20Ω=2V,因串聯(lián)電路總電壓等于各部分電壓之和,所以電源電壓的最大值:U=U1′+U2=1V+2V=3V,故②錯誤;
(2)閉合開關(guān),兩電阻串聯(lián)接入電路,電流表測通過電路的電流,若電壓表接在R2兩端,則電壓表測滑動變阻器兩端的電壓,
根據(jù)串聯(lián)電路電壓規(guī)律結(jié)合歐姆定律可得:R1=U?U2I=U?2V0.2A??????⑤,
③滑片向左滑動,滑動變阻器接入電路的電阻變小,根據(jù)歐姆定律可知通過電路的電流變大,R2為標(biāo)有“20Ω 1A”的滑動變阻器,電流表的量程為0~0.6A,電路安全,所以通過電路的最大電流為0.6A,根據(jù)串聯(lián)分壓原理可知電壓表示數(shù)變小,電壓表示數(shù)最大變化量為1V,所以電壓表示數(shù)最小為2V﹣1V=1V,
根據(jù)串聯(lián)電路電壓規(guī)律結(jié)合歐姆定律可得:R1=U?U2′I′=U?1V0.6A??????⑥,
⑤⑥聯(lián)立可得:U=2.5V,R1=2.5Ω,故③正確;
④滑片向右滑動,滑動變阻器接入電路的電阻變大,根據(jù)歐姆定律可知通過電路的電流變小,根據(jù)串聯(lián)分壓原理可知電壓表示數(shù)變大,電壓表示數(shù)最大變化量為1V,所以電壓表示數(shù)最大為2V+1V=3V,若此時滑動變阻器接入電路最大阻值,根據(jù)歐姆定律可得通過電路的電流:I′=U2′R2大=3V20Ω=0.15A,
根據(jù)串聯(lián)電路電壓規(guī)律結(jié)合歐姆定律可得:R1=U?U2′I′=U?3V0.15A??????⑦,
⑤⑦聯(lián)立可得:電源電壓可能是U=6V,R1=20Ω,故④錯誤。
故選:A。
29.如題圖所示,電源電壓保持不變,閉合開關(guān)時,滑動變阻器的滑片P從b端滑到a端,電壓表示數(shù)U與電流表示數(shù)I的變化關(guān)系如題圖所示,下列說法不正確的是( )
A.電源電壓是9V
B.定值電阻R的阻值是6Ω
C.滑動變阻器的阻值范圍是0~18Ω
D.若定值電阻R出現(xiàn)接觸不良時,電流表示數(shù)為0,電壓表示數(shù)為9V
【答案】C
【解析】解:ABC、當(dāng)滑片P位于a端時,電路為電阻R的簡單電路,電壓表測電源的電壓,電流表測電路中的電流,
此時電路中的電流最大,由圖象可知,電路中的最大電流1.5A時,電壓表的示數(shù)為9V,即電源的電壓為9V,故A正確;
由I=UR可得,定值電阻R的阻值:R=UI=9V1.5A=6Ω,故B正確;
當(dāng)滑片P位于b端時,定值電阻R與滑動變阻器的最大阻值串聯(lián),此時電路中的電流最小,
由圖象可知,電路中的最小電流I′=0.5A,
則電路中的總電阻:R總=UI′=9V0.5A=18Ω,因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和,
所以,滑動變阻器的最大阻值:R滑大=R總﹣R=18Ω﹣6Ω=12Ω,
所以滑動變阻器的阻值范圍是0~12Ω,故C錯誤;
D、當(dāng)定值電阻R出現(xiàn)接觸不良時,則串聯(lián)電路斷路,電流表示數(shù)為0,此時電壓表串聯(lián)在電路中,相當(dāng)于測量電源電壓,其示數(shù)為9V,故D正確。
故選:C。
30.PM2.5對人體健康危害非常嚴(yán)重,如圖所示是一款PM2.5檢測儀,其電路原理圖如圖甲所示。R1為“PM2.5傳感器”,它的電阻值與空氣中PM2.5濃度的關(guān)系圖象如圖乙所示,R2為定值電阻,阻值為60Ω,電源電壓為12V.若空氣中PM2.5的濃度達(dá)到0.2mg/m3時,則判定為空氣質(zhì)量嚴(yán)重污染。以下說法正確的是( )
A.被檢測的空氣PM2.5濃度越高,電流表示數(shù)越小
B.電流表示數(shù)變小的同時,電壓表示數(shù)變大
C.電流表的示數(shù)為0.12A時,判定被檢測空氣嚴(yán)重污染
D.被檢測的空氣PM2.5濃度為0.2mg/m3時,電壓表的示數(shù)為8V
【答案】D
【解析】解:AB、由電路圖甲可知,傳感器R1和定值電阻R2串聯(lián),電壓表測定值電阻R2兩端的電壓,電流表測電路中的電流;
由圖乙可知,當(dāng)空氣中PM2.5的濃度增大時,傳感器的電阻變小,電路中的總電阻變小,
由I=UR可知,電路中的電流變大即電流表的示數(shù)變大,定值電阻R兩端的電壓變大,電壓表示數(shù)增大;
若電流表示數(shù)減小,電壓表示數(shù)也會減小,故AB錯誤;
C、由I=UR得:電路中的總電阻R=UI=12V0.12A=100Ω,
此時傳感器的阻值R1=R﹣R2=100Ω﹣60Ω=40Ω,
由圖象乙可知,此時空氣中PM2.5的濃度達(dá)為0.1mg/m3<0.2mg/m3,
所以此時被檢測空氣不是嚴(yán)重污染,故C錯誤;
D、根據(jù)圖象乙可知,被檢測空氣濃度為0.2mg/m3時,傳感器的阻值為R1=30Ω,
根據(jù)歐姆定律可知此時電流為I=UR=UR1+R2=12V30Ω+60Ω=215A,
根據(jù)歐姆定律可得:
定值電阻兩端電壓U2=IR2=215A×60Ω=8V,即為電壓表示數(shù),故D正確。
故選:D。
二、填空題(共10小題):
31.當(dāng)一個定值電阻兩端的電壓是6V時,通過它的電流是0.3A,如果該電阻兩端不加電壓,那么它的電阻是 Ω,此時通過它的電流為 A。
【答案】20;0。
【解析】解:根據(jù)I=UR可得,定值電阻的阻值:R=UI=6V0.3A=20Ω,
因為電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì),與兩端的電壓和通過的電流無關(guān),
所以,該電阻兩端不加電壓時,它的電阻仍為20Ω,
因為電壓是產(chǎn)生電流的原因,所以,當(dāng)導(dǎo)體兩端不加電壓,則通過的電流為0A。
故答案為:20;0。
32.電流表的內(nèi)阻很小,假設(shè)某個電流表的內(nèi)阻只有0.01Ω,最大量程為0.6A,此電流表能承受的最高電壓值是 V;電壓表的電阻很大,當(dāng)電壓一定時,通過電壓表的電流很 ,電壓表可以直接接到電源的兩端 燒毀的危險,電流表接在電源兩極或者并聯(lián)到電路中, 燒毀的危險。(最后兩空均選填“有”或“沒有”)
【答案】0.006;小;沒有;有。
【解析】解:(1)當(dāng)電流表的示數(shù)最大為0.6A時,電流表承受的電壓最大,由歐姆定律得,電流表能承受的最高電壓值是:U=IR=0.6A×0.01Ω=0.006V;
(2)由I=UR得,電壓表的電阻很大,當(dāng)電壓一定時,通過電壓表的電流很?。?br>電壓表的電阻很大,由I=UR得當(dāng)電壓一定時通過電壓表電流很小,所以電壓表可以直接接到電源的兩端而沒有燒毀的危險;
電流表的電阻很小,由I=UR得若把電流表接在電源兩極或者并聯(lián)到電路中時通過電流表電流很大,電流表有燒毀的危險。
故答案為:0.006;?。粵]有;有。
33.當(dāng)某導(dǎo)體兩端電壓是4V時,通過它的電流是0.2A,則該導(dǎo)體的電阻是 Ω;這段導(dǎo)體兩端電壓為5V時,它的電流為 A,當(dāng)它兩端電壓為0V時,該導(dǎo)體的電阻為 Ω。
【答案】20;0.25;20。
【解析】解:根據(jù)歐姆定律I=UR可得,該導(dǎo)體的電阻是:R=UI=4V0.2A=20Ω;
電阻是導(dǎo)體的特性,與其兩端的電壓和通過它的電流大小無關(guān),
當(dāng)這段導(dǎo)體兩端電壓為5V時,電阻不變,此時通過它的電流為:I′=U′R=5V20Ω=0.25A;
當(dāng)電阻兩端電壓為0時,其電阻仍為20Ω。
故答案為:20;0.25;20。
34.如圖所示,電源電壓恒定不變,當(dāng)開關(guān)閉合,將滑動變阻器的滑片P向右移動一小段距離的過程中,電壓表的示數(shù)將 ,電流表示數(shù)將 (均選填“變大”“不變”或“變小”)。
【答案】變大;變小。
【解析】解:由圖可知,該電路為串聯(lián)電路,電流表測量電路中的電流,電壓表測量滑動變阻器兩端的電壓;
將滑動變阻器的滑片P向右移動一小段距離的過程中,滑動變阻器接入電路的電阻變大,總電阻變大,根據(jù)I=UR可知,電路中的電流變小,電流表示數(shù)變小;
根據(jù)U=IR知小燈泡兩端電壓的變大,由串聯(lián)電路總電壓等于各用電器電壓之和知滑動變阻器兩端的電壓變小,即電壓表的示數(shù)變小。
故答案為:變大;變小。
35.小言探究兩個電路元件的特性,在某一溫度下,電路元件A和B中的電流與其兩端電壓的關(guān)系如圖所示。則由圖可知,元件B的電阻為 Ω;將A和B并聯(lián)后接在電壓為1.0V的電源兩端,則通過A和B的總電流是 A。
【答案】10;0.3。
【解析】解:由圖像可知,元件B為定值電阻,當(dāng)UB=3V時,通過的電流IB=0.3A,
由I=UR可得:RB=UBIB=3V0.3A=10Ω;
把A、B兩個元件并聯(lián)接在1V的電源上時,
因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等,所以,兩電阻兩端的電壓均為1V,
由圖像可知,此時通過兩電阻的電流分別為IA'=0.2A,IB'=0.1A,
因并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和,所以,干路電流:I'=IA'+IB'=0.2A+0.1A=0.3A。
故答案為:10;0.3。
36.如圖所示,電源兩端電壓6V保持不變,R1、R2的阻值分別為10Ω和20Ω。當(dāng)S1和S2均閉合時,電壓表的示數(shù)為 V,當(dāng)S1閉合,S2斷開時,電壓表的示數(shù)為 V。
【答案】6;2。
【解析】解:(1)由電路圖可知,當(dāng)S1、S2均閉合時,電路為R1的簡單電路,電壓表測電源兩端的電壓,則電壓表的示數(shù)為U=6V;
(2)當(dāng)S1閉合、S2斷開時,R1與R2串聯(lián),電壓表測R1兩端的電壓,由串聯(lián)電路的特點知:
串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和,所以電路的總電阻:R=R1+R2=10Ω+20Ω=30Ω。
則電路中的電流:I=UR=6V30Ω=0.2A。
電壓表的示數(shù):U1=IR1=0.2A×10Ω=2V。
故答案為:6;2。
37.如圖所示的電路中,電源電壓保持不變,閉合開關(guān)S,當(dāng)滑片P位于最右端時,電流表的示數(shù)為I1;當(dāng)滑片P位于中點時,電流表的示數(shù)為I2,電壓表的示數(shù)為7.2V。若I1:I2=5:8,則電源電壓為 V。
【答案】12。
【解析】解:由圖可知,R1、R2串聯(lián),電壓表測量R2兩端的電壓;
滑片P位于最右端時,R2全部接入電路,此時電路中的總電阻R=R1+R2,根據(jù)歐姆定律可知,電流表的示數(shù)為I1=UR=UR1+R2;
當(dāng)滑片P位于中點時,R2一半接入電路,此時電路中的總電阻R′=R1+12R2,根據(jù)歐姆定律可知,電流表的示數(shù)為I2=UR′=UR1+12R2;
則I1I2=UR1+R2UR1+12R2=R1+12R2R1+R2=58,
解得:R2=3R1;此時R2兩端的電壓U2=7.2V,
根據(jù)串聯(lián)分壓的特點可得U1U2=R112R2=R112×3R1=23,
則R1兩端的電壓U1=23U2=23×7.2V=4.8V;
根據(jù)串聯(lián)電路的電壓規(guī)律可知,電源電壓U=U1+U2=4.8V+7.2V=12V。
故答案為:12。
38.在物理興趣小組的活動中,小桂按如圖所示的電路圖連接電路,電源電壓恒定為10V,R0為滑動變阻器,R、Rx為定值電阻,且R<Rx,R=15Ω。閉合開關(guān)S前,應(yīng)將R0的滑片移動至最 (選填“左”或“右”)端;閉合開關(guān)S,將滑片移至某點固定不動,當(dāng)開關(guān)S1由a點切換到b點時,電壓表示數(shù)變化了0.5V,電流表示數(shù)變化了0.1A,則Rx= Ω。
【答案】右;20。
【解析】解(1)根據(jù)保護(hù)電路的要求,在開關(guān)閉合前,滑動變阻器的滑片要移到電阻最大處,故應(yīng)將R0的滑片移動至最右端;
(2)由題意知:當(dāng)開關(guān)S1由a點切換到b點時,電壓表示數(shù)變化了0.5V,電流表示數(shù)變化了0.1A,
因為R<Rx,所以,電壓表示數(shù)增大了0.5V,電流表示數(shù)減小了0.1A,
又因為電源電壓不變,所以,滑動變阻器R0的電壓減小了0.5V;
因為滑片移至某點固定不動,所以,R0=ΔU0ΔI=Ω,
當(dāng)開關(guān)S1接觸a點時:Ia=UR+R0=10V15Ω+5Ω=0.5A,
當(dāng)開關(guān)S1接觸b點時:Ib=Ia﹣0.1A=0.4A,Ib=URX+R0,
即:0.4A=10VRX+5Ω,
解得:Rx=20Ω。
故答案為:右;20。
39.在測電阻的實驗中,小明發(fā)現(xiàn)電流表已損壞,于是他設(shè)計了如圖所示的電路來測量Rx的阻值,已知電源電壓為12V,R1的阻值為10Ω,開關(guān)閉合后,當(dāng)R2的滑片位于最左端時,電壓表的示數(shù)為5V,則待測電阻Rx的阻值為 Ω。調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片,使電壓表的示數(shù)變?yōu)?V,則R2接入電路中的阻值為 Ω。
【答案】14;16。
【解析】解:由圖可知R1、Rx、R2串聯(lián)接入電路,開關(guān)閉合后,當(dāng)滑動變阻器R2的滑片P位于最左端時,R2接入電路的阻值為零,R1和Rx串聯(lián)接入電路,電壓表的示數(shù)為5V,電壓表測的是R1兩端的電壓,
Rx兩端的電壓Ux=U﹣U1=12V﹣5V=7V;
電路中電流為I=U1R1=5V10Ω=0.5A,
則待測電阻Rx的阻值為Rx=UxI=7V0.5A=14Ω,
調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片,使電壓表的示數(shù)變?yōu)?V,R1、R2和Rx串聯(lián)接入電路中,
則此時電路中的電流為:I′=U′1R1=3V10Ω=0.3A;
此時R2兩端的電壓為Ux=I′Rx=0.3A×14Ω=4.2V,
電路的總電阻:R=UI′=12V0.3A=40Ω;
R2接入電路中的阻值:R2=U2I′=U?U1?U2I′=12V?3V?Ω。
故答案為:14;16。
40.如圖(a)所示的電路,電源電壓保持不變,閉合開關(guān)S,變阻器滑片P從右端移到左端的整個過程中,兩電壓表的示數(shù)隨電路中電流變化的圖像如圖(b)所示,根據(jù)圖像的信息可知: (選填“甲”或“乙”)是電壓表V1示數(shù)變化的圖像;滑動變阻器R2最大阻值為 Ω。
【答案】甲;40。
【解析】解:由a電路圖可知,兩電阻串聯(lián)接入電路,電壓表V1測定值電阻兩端的電壓,電壓表V2測滑動變阻器兩端的電壓,
當(dāng)滑動變阻器的滑片P向左移動時,滑動變阻器連入電路的電阻變小,串聯(lián)電路總電阻等于各部分電阻之和,所以電路總電阻變小,根據(jù)歐姆定律可知電路中電流變大,根據(jù)U=IR可知R1兩端的電壓變大,電源電壓保持不變,串聯(lián)電路總電壓等于各部分電壓之和,所以R2兩端的電壓就要變?。唤Y(jié)合圖b可知,甲是R1的U﹣I圖象,乙是R2的U﹣I圖象。
根據(jù)串聯(lián)分壓原理可知滑動變阻器接入電路最大阻值時,滑動變阻器兩端的電壓最大,由圖b可知當(dāng)U2=4V時滑動變阻器連入電路最大阻值,此時I=0.1A,
串聯(lián)電路各處電流相等,根據(jù)歐姆定律可得可得滑動變阻器的最大電阻是R=U2I=4V0.1A=40Ω。
故答案為:甲;40。
三、計算題(共15小題):
41.有一只小燈泡,它正常發(fā)光時燈絲的電阻是80Ω,正常工作時的電壓是2.4V。如果我們只有電壓為6V的電源,要使小燈泡正常工作。求:
(1)電路中的電流是多大?
(2)需要串聯(lián)一個多大的電阻?
【答案】(1)電路中的電流是0.03A;(2)需要串聯(lián)一個120Ω的電阻。
【解析】解:(1)電路中的電流:I=ULRL=2.4V80Ω=0.03A;
(2)根據(jù)串聯(lián)電路的分壓特點可知,燈泡正常發(fā)光時電阻兩端的電壓:UR=U﹣UL=6V﹣2.4V=3.6V,
串聯(lián)電阻的阻值:R=URI=Ω。
答:(1)電路中的電流是0.03A;(2)需要串聯(lián)一個120Ω的電阻。
42.如圖所示,電源電壓為9V,電阻R1的阻值為10Ω,開關(guān)閉合,電壓表的示數(shù)為3V。求:
(1)電路中的電流為多少?
(2)電阻R2的阻值為多少?
【答案】(1)電路中的電流為0.6A;(2)電阻R2的阻值為5Ω。
【解析】解:由電路圖可知,R1與R2串聯(lián),電壓表測R2兩端的電壓;
(1)因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和,
所以,電阻R1兩端的電壓:U1=U﹣U2=9V﹣3V=6V;
因串聯(lián)電路中各處的電流相等,則電路中的電流:I=U1R1=6V10Ω=0.6A,
(2)根據(jù)歐姆定律可得,電阻R2的阻值:R2=U2I=3V0.6A=5Ω。
答:(1)電路中的電流為0.6A;(2)電阻R2的阻值為5Ω。
43.如圖所示,電源電壓保持不變,定值電阻R1、R2的阻值分別為10Ω、40Ω。當(dāng)開關(guān)S1、S2均閉合時,電流表示數(shù)為0.5A。求:
(1)電源電壓;
(2)僅閉合開關(guān)S1時,電流表的示數(shù)。
【答案】(1)電源電壓為5V;(2)電流表的示數(shù)為0.1A。
【解析】解:(1)當(dāng)開關(guān)S1、S2均閉合時,只有電阻R1接入電路,電阻R2被短路,電流表測量電路中的電流,
電源電壓U=U1=I1R1=0.5A×10Ω=5 V;
(2)當(dāng)僅閉合開關(guān)S1時,電阻R1、R2串聯(lián)接入電路,電流表測量電路中的電流,
電路中的總電阻R總=R1+R2=10Ω+40Ω=50Ω,
電路中的電流I=U總R總=5V50Ω=0.1A,即電流表的示數(shù)為0.1A。
答:(1)電源電壓為5V;(2)電流表的示數(shù)為0.1A。
44.如圖甲所示電路,電源電壓保持不變,R1是定值電阻,R2是滑動變阻器,閉合開關(guān)S,滑動變阻器滑片P從a端移動到b端的整個過程中,電流表示數(shù)I與電壓表示數(shù)U的關(guān)系圖像如圖乙所示。求:
(1)電阻R1的阻值;
(2)當(dāng)電流表示數(shù)為0.2A時,滑動變阻器R2接入電路中的阻值。
【答案】(1)電阻R1的阻值為20Ω;
(2)當(dāng)電流表示數(shù)為0.2A時,滑動變阻器R2接入電路中的阻值為10Ω。
【解析】解:(1)由電路圖可知,定值電阻R1與滑動變阻器R2串聯(lián),電壓表測R1兩端的電壓,電流表測電路中的電流。
當(dāng)滑片位于b端時,電路為R1的簡單電路,電壓表測電源電壓,此時電路中的電流最大,
由圖象可知,電源電壓U=6V,此時R1兩端的電壓U1=U=6V,電路中的電流I1=0.3A;
由歐姆定律可得:R1=U1I1=6V0.3A=20Ω;
(2)由圖象可知,當(dāng)電路中的電流I2=0.2A時,此時R1兩端的電壓U1'=4V,
由串聯(lián)電路電壓規(guī)律可知,滑動變阻器兩端電壓為:U2'=U﹣U1'=6V﹣4V=2V,
此時滑動變阻器R2接入電路中的阻值為:R2=U2′I2=2V0.2A=10Ω。
答:(1)電阻R1的阻值為20Ω;
(2)當(dāng)電流表示數(shù)為0.2A時,滑動變阻器R2接入電路中的阻值為10Ω。
45.在如圖所示的電路中,電源電壓保持不變,電阻R1的阻值為30Ω,閉合開關(guān)S1,斷開開關(guān)S2,電流表A1的示數(shù)為0.3A;閉合開關(guān)S1和S2,電流表A2的示數(shù)為1.2A。求:
(1)電源電壓U;
(2)電阻R2的阻值。
【答案】(1)電源電壓U為9V;(2)電阻R2的阻值為10Ω。
【解析】解:(1)閉合開關(guān)S1,斷開開關(guān)S2,電路中只有R1工作,
電流表A1的示數(shù)即為通過R1的電流,即I1=0.3A,
由I=UR可知,電源電壓U=U1=I1R1=0.3A×30Ω=9V;
(2)閉合開關(guān)S1和S2,R1、R2并聯(lián),
電流表A1測量通過R1的電流I1=0.3A,電流表A2測量干路電流I=1.2A,
根據(jù)并聯(lián)電路特點可知,R2兩端的電壓U2=U=9V,通過R2的電流I2=I﹣I1=1.2A﹣0.3A=0.9A,
由I=UR可知,電阻R2的阻值R2=U2I2=9V0.9A=10Ω。
答:(1)電源電壓U為9V;(2)電阻R2的阻值為10Ω。
46.如圖所示的電路中,電源電壓保持不變。電阻R1的阻值為10Ω,只閉合開關(guān)S1,電流表A1的示數(shù)為0.3A。求:
(1)電源電壓;
(2)再閉合開關(guān)S2,電流表A2的示數(shù)變化了0.1A,電阻R2的阻值。
【答案】(1)電源電壓為3V;(2)電阻R2的阻值為30Ω。
【解析】解:(1)只閉合開關(guān)S1,電路為R1的簡單電路,電流表A1測量通過R1的電流,
電源電壓:U=U1=I1R1=0.3A×10Ω=3V;
(2)再閉合開關(guān)S2,電阻R2和電阻R1并聯(lián),電流表A2的示數(shù)變化了0.1A,即干路上的電流增大了0.1A,由于R1兩端電壓仍為電源電壓,所以通過R1的電流I1保持不變,
所以通過R2的電流等于干路中電流的增加量,即:I2=ΔI=0.1A,
R2的阻值為:R2=UI2=3V0.1A=30Ω。
答:(1)電源電壓為3V;(2)電阻R2的阻值為30Ω。
47.如圖所示是一個電流表、電壓表兩用表的電路,電流計G的量程Ig=100mA,內(nèi)阻Rg=10Ω,電阻R1=2Ω,R2=100Ω,S為單刀雙擲開關(guān)。
(1)當(dāng)s接到a時,電流計改裝結(jié)果是什么表?其量程是多少?
(2)當(dāng)s接到b時,電流計改裝結(jié)果是什么表?其量程是多少?
【答案】(1)當(dāng)S開關(guān)接到a時,電流計改裝成電流表,其量程是0.6A;
(2)當(dāng)S開關(guān)接到b時,電流計改裝成電壓表,其量程是61V。
【解析】解:(1)S接a時,電流計G與R1并聯(lián),電阻較小,改裝成電流表,
已知電流計G的量程Ig=100mA=0.1A,內(nèi)阻Rg=10Ω,
根據(jù)歐姆定律可得,電流表G指針滿偏,電路兩端的電壓為:U=Ug=IgRg=0.1A×10Ω=1V;
通過電阻R1的電流:I1=UR1=1V2Ω=0.5A,
干路電流為:I=I1+Ig=0.5A+0.1A=0.6A;
改裝成的電流表量程是0.6A;
(2)當(dāng)S接b時,電流計G與R1并聯(lián)后再與R2串聯(lián),電阻較大,改裝成電壓表,
電流計G指針滿偏時,電流計G與R1并聯(lián)的電壓不變,即U=Ug=1V,
并聯(lián)電路的干路電流:I=0.6A,
根據(jù)I=UR可得R2兩端的電壓:U2=IR2=0.6A×100Ω=60V,
電路兩端的最大總電壓:U總=U+U2=1V+60V=61V;
改裝成的電壓表量程為61V。
答:(1)當(dāng)S開關(guān)接到a時,電流計改裝成電流表,其量程是0.6A;
(2)當(dāng)S開關(guān)接到b時,電流計改裝成電壓表,其量程是61V。
48.如圖所示,電阻R2的阻值為20Ω,當(dāng)只閉合開關(guān)S1、S2時,電流表示數(shù)為0.3A;當(dāng)只閉合開關(guān)S2時,電流表示數(shù)為0.2A:當(dāng)只閉合開關(guān)S3時,電流表示數(shù)為0.1A。求:
(1)電源電壓;
(2)電阻R1的阻值;
(3)開關(guān)均閉合時電流表的示數(shù)。
【答案】(1)電源電壓為6V;(2)電阻R1的阻值為10Ω;
(3)開關(guān)均閉合時電流表的示數(shù)為0.42A。
【解析】解:(1)只閉合開關(guān)S1、S2時,只有R2接入電路中,根據(jù)歐姆定律可知,電源電壓為:U=I1R2=0.3A×20Ω=6V;①
(2)當(dāng)只閉合開關(guān)S2時,R1、R2串聯(lián)接入電路中,根據(jù)歐姆定律可知:U=I2(R1+R2),即:6V=0.2A×(R1+20Ω),解得:R1=10Ω;
(3)當(dāng)只閉合開關(guān)S3時,R1、R3串聯(lián)接入電路中,根據(jù)歐姆定律可知:U=I3(R1+R3),即:6V=0.1A×(10Ω+R3),解得:R3=50Ω;
開關(guān)都閉合時,R2、R3串聯(lián)接入電路中,電流表測量干路中的電流,根據(jù)歐姆定律和并聯(lián)電路中的電流規(guī)律可知,電流表示數(shù)為:
I=UR2+UR3=6V20Ω+6V50Ω=0.42A。
答:(1)電源電壓為6V;(2)電阻R1的阻值為10Ω;
(3)開關(guān)均閉合時電流表的示數(shù)為0.42A。
49.如圖所示,電源電壓保持不變,定值電阻R1規(guī)格為“*Ω 0.5A”,電流表量程為0~0.6A,電壓表量程為0~3V,定值電阻R2的阻值為12Ω,滑動變阻器R3的規(guī)格為“20Ω 1A”。閉合S和S2、斷開S1,電流表示數(shù)為0.3A,電壓表示數(shù)為2.4V;閉合S和S1、斷開S2,調(diào)節(jié)滑動變阻器R3使其接入電路的電阻為7Ω時,電壓表示數(shù)為2.8V。
(1)求電源電壓;
(2)求定值電阻R1的阻值;
(3)閉合S和S1、斷開S2,在保障電路安全的前提下,求滑動變阻器接入電路的阻值最小值。
【答案】(1)電源電壓為6V;(2)定值電阻R1的阻值為8Ω;
(3)滑動變阻器接入電路的阻值最小值為4Ω。
【解析】解:(1)當(dāng)閉合S和S2、斷開S1時,R3與R2串聯(lián),電壓表測R3兩端的電壓,電流表測電路中的電流,
由I=UR可得,R2兩端的電壓為:U2=IR2=0.3A×12Ω=3.6V,
由串聯(lián)電路電壓規(guī)律可知,電源的電壓:U=U2+U3=3.6V+2.4V=6V。
(2)當(dāng)閉合S和S1、斷開S2,R3與R1串聯(lián),電壓表測R3兩端的電壓,電流表測電路中的電流,
調(diào)節(jié)滑動變阻器R3使其接入電路的電阻為7Ω,電壓表示數(shù)為2.8V時,
電路的電流為:I′=U3′R3=2.8V7Ω=0.4A;
此時R1兩端的電壓為:U1=U﹣U3′=6V﹣2.8V=3.2V;
定值電阻R1的阻值:R1=U1I′=Ω。
(3)閉合S和S1、斷開S2,R3與R1串聯(lián),電壓表測R3兩端的電壓,電流表測電路中的電流,
電流表量程0~0.6A,滑動變阻器R3的規(guī)格為“20Ω 1A”,R1標(biāo)有“0.5A”的字樣,則電路中的電流最大為0.5A,此時滑動變阻器接入電路中的電阻最小,
由I=UR可得,電路最小電阻:R最小=UI最大=6V0.5A=12Ω,
根據(jù)串聯(lián)電路的總電阻等于各分電阻之和可知:滑動變阻器接入電路中的最小阻值為:
R3最?。絉最小﹣R1=12Ω﹣8Ω=4Ω。
答:(1)電源電壓為6V;(2)定值電阻R1的阻值為8Ω;
(3)滑動變阻器接入電路的阻值最小值為4Ω。
50.如圖甲所示的電路,電源電壓U保持不變,R1=20Ω,R2為滑動變阻器,圖乙為R3的I﹣U圖象。當(dāng)S1閉合,S2斷開時,若滑動變阻器的滑片P在a端,電流表示數(shù)為0.6A;若滑動變阻器的滑片P在b端,電壓表示數(shù)為8V。求:
(1)R3的阻值;
(2)電源電壓U;
(3)滑動變阻器R2的最大阻值;
(4)當(dāng)S1、S2均閉合,滑動變阻器的滑片P從a端移到b端時,電流表的示數(shù)變化范圍。
【答案】(1)R3的阻值為20Ω;(2)電源電壓為12V;(3)滑動變阻器R2的最大阻值為40Ω
(4)滑動變阻器的滑片P從a端移到b端時,電流表的示數(shù)變化范圍是1.2A~0.8A。
【解析】解:(1)由圖乙可知,當(dāng)R3兩端的電壓U0=6V時,通過的電流I0=0.3A,
則根據(jù)I=UR可得R3的阻值:R3=U0I0=6V0.3A=20Ω;
(2)當(dāng)S1閉合,S2斷開時,滑片P在a端,電路為R1的簡單電路,電流表測電路中的電流,
由I=UR可得,電源電壓:U=IaR1=0.6A×20Ω=12V;
(3)當(dāng)S1閉合,S2斷開時,滑片P在b端,R1與R2的最大阻值串聯(lián),電壓表測R2兩端的電壓,電流表測電路中的電流,
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和,
所以,R1兩端的電壓:U1=U﹣U2=12V﹣8V=4V,
因串聯(lián)電路中各處的電流相等,
所以,電路中的電流:Ib=U1R1=4V20Ω=0.2A,
則:R2=U2Ib=8V0.2A=40Ω;
(4)當(dāng)S1、S2均閉合,R1、R2串聯(lián)后與R3并聯(lián),電流表測干路電流,
當(dāng)滑片P在a端時,R2連入電路的電阻為0Ω,R1與R3并聯(lián),此時電流表示數(shù)最大,
為:I最大=I1+I3=UR1+UR3=12V20Ω+12V20Ω=1.2A;
當(dāng)滑片P在b端時,R2連入電路的電阻最大,此時電流表示數(shù)最小,
為:I最?。絀12+I3=UR1+R2+UR3=12V20Ω+40Ω+12V20Ω=0.8A;
所以,滑動變阻器的滑片P從a端移到b端時,電流表的示數(shù)變化范圍是1.2A~0.8A。
答:(1)R3的阻值為20Ω;(2)電源電壓為12V;(3)滑動變阻器R2的最大阻值為40Ω
(4)滑動變阻器的滑片P從a端移到b端時,電流表的示數(shù)變化范圍是1.2A~0.8A。
51.如圖甲所示是某電子秤原理圖。托盤與彈簧相連,滑片P固定在彈簧上并能隨彈簧的伸縮上下滑動,R是一根長L0=10cm的均勻電阻絲??毡P時,滑片P位于R的最上端,稱量最大值時,滑片P位于R的最下端,R的最大阻值Rm=40Ω,電源電壓恒為3V。請完成以下問題解答:
(1)圖甲中的“質(zhì)量表”用什么表改裝;R0在電路中的作用是什么;
(2)空盤時,閉合開關(guān)S,電路電流為0.3A,求R0的阻值;
(3)已知該彈簧壓縮的長度△l與所受壓力的關(guān)系如圖乙所示,開關(guān)S閉合后,在托盤中放入重為20N的物體時,求R接入電路的阻值。
【答案】(1)圖甲中的“質(zhì)量表”用電流表改裝;R0在電路中的作用是保護(hù)電路;
(2)空盤時,閉合開關(guān)S,電路電流為0.3A,R0的阻值為10Ω;
(3)開關(guān)S閉合后,在托盤中放入重為20N的物體時,R接入電路的阻值為16Ω。
【解析】解:(1)由甲圖可知,質(zhì)量表串聯(lián)在電路中,所以是由電流表改裝的;
由圖知,空盤時,電路為R0的簡單電路,可以防止滑片引起的短路,從而起到保護(hù)電路的作用;
(2)空盤時,閉合開關(guān)S,電路為R0的簡單電路,
由歐姆定律可得:R0=UI=3V0.3A=10Ω;
(3)當(dāng)稱量物體重為20N時,即彈簧受到的壓力為20N,由圖像乙可知,彈簧被壓縮的長度為△L1=4cm,
因R是一根長L0=10cm的均勻電阻絲,R的最大阻值為Rm=40Ω。
△L1對應(yīng)的電阻值為R1=△L1L0×Rm=4cm10cm×40Ω=16Ω,
即此時R接入電路的阻值為16Ω。
答:(1)圖甲中的“質(zhì)量表”用電流表改裝;R0在電路中的作用是保護(hù)電路;
(2)空盤時,閉合開關(guān)S,電路電流為0.3A,R0的阻值為10Ω;
(3)開關(guān)S閉合后,在托盤中放入重為20N的物體時,R接入電路的阻值為16Ω。
52.創(chuàng)新科技節(jié)上,大家都驚嘆于小鐘設(shè)計的“電子秤”。圖甲是其原理示意圖,閉合開關(guān)S,將物體放于托盤上,量程為0~3V的電子式電壓表經(jīng)“改裝”便可顯示該物體質(zhì)量大小。已知水平輕質(zhì)杠桿OAE可繞O點無摩擦轉(zhuǎn)動,OA、AB、BC、CD、DE間距相等;電源電壓恒為6V;滑動變阻器R2規(guī)格為“100Ω 0.02A”:壓力傳感器R1上表面能承受的最大壓力為400N,且其阻值隨所受壓力變化的圖象如圖乙所示。托盤、壓桿的質(zhì)量不計,且它們均可移動到A、B、C、D、E中的某處(壓桿始終壓在R1上方中央)。圖甲中,滑片P位于R2中點,閉合開關(guān)S,確保電路安全。求:
(1)空載時電路中電流;
(2)托盤上放置25N的物體時電表示數(shù);
(3)滑片P移至R2最下端,移動托盤、壓桿的位置,被測物體的最大質(zhì)量是多少?
【答案】(1)空載時電路中電流為0.012A;(2)托盤上放置25N的物體時電表示數(shù)為0.75V;
(3)滑片P移至R2最下端,移動托盤、壓桿的位置,被測物體的最大質(zhì)量是125kg。
【解析】解:由圖甲可知,滑動變阻器R2與壓敏電阻R1串聯(lián)接入電路,電壓表測量滑動變阻器R2兩端的電壓;
(1)托盤上沒放物時F=0N,從圖乙可知R1=450Ω;滑片P位于R2中點,故滑動變阻器接入電路的阻值R2=50Ω,
此時電路中的總電阻R總=R1+R2=450Ω+50Ω=500Ω,
電路中的電流為I=UR總=6V500Ω=0.012A;
(2)由OA、AB、BC、CD、DE間距相等,得OA:OD=1:4,由杠桿平衡條件得:G×OD=F×OA
壓敏電阻R1處的壓力為F=G×ODOA=25N×41=100N,
由圖乙可知當(dāng)F=100N時,R1的阻值是350Ω,此時電路中的總電阻為R總′=R1′+R2=350Ω+50Ω=400Ω,
電路中的電流為I′=UR總′=6V400Ω=0.015A,通過滑動變阻器R2的電流I2=I′=0.015A
滑動變阻器R2兩端的電壓為U2=I2R2=0.015A×50Ω=0.75V
(3)滑片P移至R2最下端,滑動變阻器R2接入電路的阻值為100Ω,由電壓表量程可知,電壓表最大示數(shù)為3V,此時電路中電流為I″=U2maxR2max=3V100Ω=0.03A,
此電流超過了滑動變阻器允許的最大電流0.02A,所以電路中最大電流為0.02A,
所以壓敏電阻R1的最小阻值R1min=R總″﹣R2max=UImax?R2max=6V0.02A?100Ω=200Ω,
由圖乙可知,當(dāng)壓敏電阻R1的阻值為200Ω時,壓力傳感器受到的壓力為250N,由杠桿平衡條件得Gmax×L1=Fmax×L2,
將托盤移到A點,壓桿移到E點時,此時OA:OE=1:5,托盤上可測物體的重力最大,托盤上物體的最大重力Gmax=Fmax×OEOA=250N×51=1250N,
被測物體的最大質(zhì)量mmax=Gmaxg=1250N10N/kg=125kg。
答:(1)空載時電路中電流為0.012A;(2)托盤上放置25N的物體時電表示數(shù)為0.75V;
(3)滑片P移至R2最下端,移動托盤、壓桿的位置,被測物體的最大質(zhì)量是125kg。
53.如圖所示的電路,電源電壓大小保持不變,電阻R1=30Ω,R2=15Ω,滑動變阻器R3的規(guī)格為“40Ω 0.5A”,電壓表和電流表接入電路的量程分別為0~15V和0~0.6A。求:
(1)只閉合S1,電流表的示數(shù)為0.1A,求電源電壓;
(2)同時閉合S1、S2、S3,當(dāng)P置于R3中點時,求通過電流表的電流;
(3)只閉合S2,在保證電路各元件安全的前提下,求滑動變阻器R3可調(diào)節(jié)的阻值范圍。
【答案】(1)電源電壓為4.5V;(2)通過電流表的電流為0.375A;
(3)滑動變阻器R3可調(diào)節(jié)的阻值范圍為0Ω~40Ω。
【解析】解:(1)只閉合S1,該電路為R1和R2的串聯(lián)電路,電流表測電路中的電流,電壓表測R1兩端的電壓;
已知此時電流表的示數(shù)為0.1A,即電路中的電流為I=0.1A,
由串聯(lián)電路的電阻特點可知電路總電阻為:R=R1+R2=30Ω+15Ω=45Ω,
由I=UR可知電源電壓為:U=IR=0.1A×45Ω=4.5V;
(2)同時閉合S1、S2、S3,R2被短路,該電路為R1和R3的并聯(lián)電路,電流表測干路的電流,電壓表測電源電壓;
當(dāng)P置于R3中點時,R3接入電路的阻值為:R中=12R3=12×40Ω=20Ω,
此時電路總電阻為:R并=R1×R中R1+R中=30Ω×20Ω30Ω+20Ω=12Ω,
干路的電流為:I′=UR并=4.5V12Ω=0.375A,即通過電流表的電流為0.375A;
(3)只閉合開關(guān)S2,R2、R3串聯(lián),電壓表測量R3兩端的電壓,電流表測量電路電流;
當(dāng)滑動變阻器接入電路的阻值為0Ω時,電路為R2的簡單電路,
此時電路中的電流:I1=UR2=4.5V15Ω=0.3A<0.5A,不會燒壞滑動變阻器和電流表,故電路各元件安全;
當(dāng)滑動變阻器接入電路的阻值最大為R3=30Ω,
此時電路總電阻為:R′=R2+R3=15Ω+40Ω=55Ω,
電路中的電流為:I2=UR′=4.5V55Ω=9110A,
此時滑動變阻器兩端的電壓為:U3=I2R3=9110A×40Ω=3611V≈3.3V,電壓表量程為0~15V,因此電路各元件安全;
故滑動變阻器R3可調(diào)節(jié)的阻值范圍為:0Ω~40Ω。
答:(1)電源電壓為4.5V;(2)通過電流表的電流為0.375A;
(3)滑動變阻器R3可調(diào)節(jié)的阻值范圍為0Ω~40Ω。
54.實際測量中所使用的電壓表是由小量程電流計改裝而成的。如圖甲中G是滿偏電流(即小量程電流表允許通過的最大電流)Ig=3mA的電流計,其電阻Rg=10Ω,串聯(lián)一個定值電阻R0,可把它改裝為一個量程為3V的電壓表,如圖乙。改裝后的電壓表,當(dāng)它兩端的電壓為3V時,通過它的電流為3mA,實際上我們可以把電壓表等效成一個定值電阻。
(1)求電壓表的等效電阻;
(2)求串聯(lián)電阻R0的阻值;
(3)用改裝后的電壓表測量定值電阻Rx的阻值,電路圖如圖丙所示。閉合開關(guān),移動滑片,當(dāng)電壓表示數(shù)為2.4V時,電流表示數(shù)為0.2A,求通過電阻Rx的電流。
【答案】(1)電壓表的等效電阻為1000Ω;(2)串聯(lián)電阻R0的阻值為990Ω;
(3)通過電阻Rx的電流為0.1976A。
【解析】解:(1)電流計改裝為量程為3V的電壓表,即當(dāng)電壓表兩端的電壓為3V時通過電流計的電流為最大,即為:Ig=3mA=3×10﹣3A,
由I=UR可得電路的總電阻:
RV=UVIg=3V3×10?3A=1000Ω,即電壓表的等效電阻為1000Ω;
(2)因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和,所以電阻R0的阻值:
R0=RV﹣Rg=1000Ω﹣10Ω=990Ω;
(3)測電阻的實驗中,已知電壓表示數(shù)為2.4V時,電流表示數(shù)為0.2A,
由圖丙可知:電壓表與Rx并聯(lián)后與電流表串聯(lián),
通過電壓表的電流為:
IV=URV=2.4V1000Ω=0.0024A,
根據(jù)并聯(lián)電路干路電流等于各支路電流之和可知:
實際上通過Rx的電流:Ix=I﹣IV=0.2A﹣0.0024A=0.1976A。
答:(1)電壓表的等效電阻為1000Ω;(2)串聯(lián)電阻R0的阻值為990Ω;
(3)通過電阻Rx的電流為0.1976A。
55.如圖所示電路,電源電壓恒定,R1、R2為定值電阻,R2=5Ω,R3為滑動變阻器,最大阻值就用R3表示。當(dāng)滑片位于a端時,電壓表V1、V2的示數(shù)分別為U1、U2,當(dāng)滑片位于b端時,電流表的示數(shù)為0.2A,電壓表V1、V2的示數(shù)分別為U1'、U2'。已知:U1:U2=1:1,U1':U2'=3:5,U1':U1=2:3。求:
(1)請分析判斷a端在R3的最左端還是最右端;
(2)計算R1和R3的比值;
(3)計算電源電壓的數(shù)值。
【答案】(1)a端在R3的最左端;(2)R1和R3的比值為3:2;(3)電源電壓為6V。
【解析】解:(1)由圖知三個電阻串聯(lián),電流表測量電路的電流,電壓表V1測量電阻R1兩端的電壓,電壓表V2測量電阻R1和R3兩端的電壓;
已知U1:U2=1:1,只有當(dāng)滑動變阻器的滑片位于最左端時兩只電壓表的示數(shù)才相等,所以a端在R3的最左端;
(2)當(dāng)滑片位于b端時,R1、R3串聯(lián),根據(jù)串聯(lián)電路的電流相等知,電阻之比等于電阻兩端的電壓之比,即R1R3=U1′U2′?U1′,
已知U1':U2'=3:5,所以R1和R3的比值為3:2;
(3)變阻器滑片從a端移動到b端,電路中電流的變化為ΔI,R1兩端電壓的變化為ΔU1=U1﹣U1',R2兩端電壓的變化為ΔU2=U2′﹣U2,
R1=U1?U1′ΔI,R2=ΔU2ΔI=U2′?U2ΔI,
所以R1R2=U1?U1′U2′?U2,
已知U1:U2=1:1,U1':U2'=3:5,U1':U1=2:3,所以U1=U2,U1'=23U1,U2'=53U1'=109U1,
所以R1R2=U1?U1′U2′?U2=U1?23U1109U1?U1=31,
已知R2=5Ω,所以R1=15Ω;
由R1和R3的比值為3:2知R3=10Ω;
當(dāng)滑片位于b端時,電流表的示數(shù)為0.2A,總電阻為R總=R1+R2+R3=15Ω+5Ω+10Ω=30Ω,
電源電壓為:U=IR總=0.2A×30Ω=6V。
答:(1)a端在R3的最左端;(2)R1和R3的比值為3:2;(3)電源電壓為6V。題型
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