微专题Ⅳ 电路及其应用的综合问题——高二物理必修三(2019人教版)同步讲练(原卷+解析卷)

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微专题Ⅳ 电路及其应用的综合问题——高二物理必修三(2019人教版)同步讲练(原卷+解析卷)

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微专题Ⅳ 电路及其应用的综合问题
知识点一、伏安特性曲线的理解及应用
1.图线的意义
(1)由于导体的导电性能不同,所以不同的导体有不同的伏安特性曲线。
(2)伏安特性曲线上每一点的电压坐标与电流坐标的比值,对应这一状态下的电阻。
2.应用:I-U图像中图线上某点与O点连线的斜率表示电阻的倒数,斜率越大,电阻越小。
3.两类图线
(1)线性元件的伏安特性曲线(图甲中a、b)是过原点的直线,表明它的电阻是不变的。
(2)非线性元件的伏安特性曲线(图乙中c、d)是曲线,表明它的电阻是变化的。
(多选)某研究性学习小组描绘了三种电学元件的伏安特性曲线,如图所示,下列判断中正确的是(  )
A.图甲反映该电学元件的导电性能随电压的增大而增强
B.图乙反映温度会影响该电学元件的导电性能
C.图丙反映该电学元件加正向电压和反向电压时导电性能一样
D.图丙反映该电学元件如果加了较高的反向电压(大于40V)时,反向电流才急剧变大
两个电阻R1、R2的伏安特性曲线如图所示,由图可知(  )
A.R1的电阻R1=tan45°Ω=1Ω
B.R2的电阻随电压的增大而减小
C.当U=1V时,R2的电阻等于R1的电阻
D.曲线与横轴所围面积表示电阻的电功率
如图所示,A、B、C为三个通电导体的I﹣U关系图象。由图可知(  )
A.三个导体的电阻关系为RA>RB>RC
B.三个导体的电阻关系为RA<RB<RC
C.若在导体B两端加上10V的电压,通过导体B的电流是5A
D.若在导体B两端加上10V的电压,通过导体B的电流是40A
如图为电阻A、B的伏安特性曲线,下列说法正确的是(  )
A.电阻A为线性元件,其阻值为0.2Ω
B.随着所加电压的增大,电阻B的阻值增大
C.电阻B的图线上某点切线的斜率为其相应状态的阻值
D.在两图线的交点P处,电阻A的阻值等于电阻B的阻值
将内阻为r的电动机和阻值为R的电炉,分别接入电压为U0的稳压电源两端,两用电器都正常工作,且流经用电器的电流都为I0。电炉的伏安特性曲线如图所示,则以下说法正确的是(  )
A.; B.;
C.; D.;
知识点二、用多用电表判断电路故障
电路故障一般是短路或断路,常见的情况有导线断芯、灯泡断丝、灯座短路、电阻器内部断路、接触不良等现象,检查故障的基本方法有以下两种。
1.仪器检测法
(1)用电压表对断路故障判断:用电压表与电源并联,若有电压,再逐段与电路并联,若电压表指针偏转,则该段电路中有断点。
(2)用电压表对短路故障判断:用电压表与电源并联,若有电压,再逐段与电路并联,若电压表示数为零,则该段电路短路。
(3)用欧姆表检测:在使用欧姆表检测电路故障时,一定要注意将待测部分与电路断开。若测得某段电路的电阻是零,说明该部分短路;若测得某段电路的电阻是无穷大,说明该部分断路。
2.假设法:已知电路发生某种故障,寻求故障发生在何处时,可将整个电路划分为若干部分,然后假设某部分电路发生故障,运用欧姆定律进行正向推理,推理结果若与题述现象相符,则故障发生在该部分电路。否则,故障没发生在该部分电路。用此方法,直到找到故障为止。
某同学在图中所示实验中,闭合开关后发现小灯泡不发光,该同学检查接线均良好。保持开关闭合,用多用电表2.5V直流电压挡进行检测。下列说法错误的是(  )
A.将多用电表红、黑表笔分别接触A、B,若电压表示数几乎为零,说明灯泡可能短路
B.将多用电表红、黑表笔分别接触C、D,若电压表示数几乎为零,说明开关可能断路
C.将多用电表红、黑表笔分别接触C、D,若电压表示数几乎为零,说明灯泡可能断路
D.将多用电表红、黑表笔分别接触E、F,若电压表读数接近1.5V,说明灯泡和灯泡座可能接触不良
物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验器材、实验操作、数据分析等。
(1)用电压表(内阻约为3kΩ)和电流表(内阻为1Ω)测量一个电阻的阻值(约为5Ω)。为了尽量提高测量精度,应该选择的测量电路是图(a)中的 (选填“甲”或“乙”)。
(2)用多用电表测量一阻值约为20kΩ电阻时,所用电表表盘如图(b)所示。请选出正确的实验操作步骤并排序 (填各实验步骤前的标号)。
A.将选择开关旋转到“×1k”位置
B.将选择开关旋转到“×100”位置
C.将选择开关旋转到OFF位置
D.将两表笔接触待测电阻两端,测出其阻值后随即断开
E.将两表笔直接接触,调节欧姆调零旋钮,使指针指向电阻的零刻度线位置
(3)图(c)是“测量电源的电动势和内阻”实验的电路图。某同学在实验中,闭合开关后,发现无论如何改变滑动变阻器滑片的位置,电压表示数均不变且不为零,电流表示数始终为零。为查找故障,在其它连接不变的情况下,他将电压表连接a位置的导线端分别试触b、c、d三个位置,发现试触b、c时,电压表有示数;试触d时,电压表没有示数。若电路中仅有一处故障,可判断出 (填正确答案标号)。
A.导线ab断路 B.滑动变阻器断路
C.导线cd断路 D.滑动变阻器短路
电已经成为我们生活、生产不可缺少的部分。我们在生活中也经常使用到变阻器、电表等各类元器件。
(1)在测量金属丝的电阻率的实验中,电路如图(a)所示。
a.若被测电阻丝的电阻在30Ω左右,则实验中选用的滑动变阻器最合理的阻值范围为 。
A.0 1Ω B.0 50Ω C.0 500Ω
b.若有一根长为L、直径为d的金属丝,测得其阻值为R,则电阻率ρ= 。
(2)如图(b)所示电路,在滑动变阻器的滑片P向左端滑动过程中,电压表、电流表的示数变化情况为 。
A.两表示数均增大 B.电压表示数增大,电流表示数减小
C.两表示数均减小 D.电压表示数减小,电流表示数增大
(3)如图(c)所示的电路中,1、2、3、4、5、6为连接点的标号。在开关闭合后,发现小灯泡不亮。现用多用电表将选择开关调到电压挡,测得5、6两点间的电压接近电源的电动势,则表明 。
A.2、3连接点的导线断了
B.开关上的某处断路了
C.小灯泡的灯丝断了
D.小灯泡的灯丝短路了
如图所示为某金属导体的伏安特性曲线,MN是曲线上的两点,过M点的切线和M、N两点对应坐标图中已标出,下列说法正确的是(  )
A.该金属导体的电阻是10Ω
B.该金属导体两端的电压是2.0V时对应的电阻是10Ω
C.该金属导体的电阻随电压的增大而减小
D.该金属导体在M点和N点对应的电阻之比是2:3
导体的伏安特性曲线是研究导体电流和电压关系的重要工具。一灯泡的伏安特性曲线如图中的AB(曲线)所示,AC为图线在A点的切线,C点的坐标为(1,0)。下列说法正确的是(  )
A.当灯泡两端的电压升高时,小灯泡的电阻不变
B.当灯泡两端的电压升高时,小灯泡的电阻减小
C.当灯泡两端的电压为2V时,小灯泡的电阻为1Ω
D.在灯泡两端的电压由2V变化到4V的过程中,灯泡的电阻改变了1Ω
(多选)如图所示的是某同学绘制的小灯泡的U﹣I特征曲线,曲线上A点对应的电压为0.9V,已知A点切线的斜率为k1,A点与坐标原点O连线的斜为k2,由图线获取的信息结合所学电学知识可以得,出(  )
A.电流增加时单位时间通过小灯泡的的电荷量不变
B.电流增加时小灯泡的电阻变小
C.小灯泡的电阻率随温度的升高而增大
D.斜率k2的倒数为0.9V时小灯泡的电阻
(多选)两个电阻R1、R2的伏安特性曲线如图所示,由图可知(  )
A.R1的电阻R1=tan45°=1Ω
B.R1为线性元件,R2为非线性元件
C.R2的电阻随电压的增大而减小
D.当U=1V时,R2的电阻等于R1的电阻
如图是某同学连接的实验实物图,闭合开关S后,发现L1、L2灯都不亮,他采用多用电表的欧姆挡检查故障;测试前,将开关S断开,测量结果如表所示,由此可以判定故障是(  )
测量点 表针偏转情况
c、d
d、e
e、f
A.灯L1断路 B.灯L2断路
C.灯L1、L2都断路 D.d、e间导线断路
某同学利用多用电表测量检测电路中小灯泡不亮的故障点。以下操作正确的是(  )
A.将选择开关旋转到合适的电压挡,闭合开关,黑表笔接a点,红表笔分别于b点、c点接触一次,观察指针是否有读数
B.将选择开关旋转到合适的压挡,闭合开关,红表笔接a点,黑表笔分别于b点、c点接触一次,观察指针是否有读数
C.将选择开关旋转到合适的电阻挡,闭合开关,红表笔接a点,黑表笔分别于b点,观察指针是否有读数
D.将选择开关旋转到合适的电阻挡,断开开关,红表笔接b点,黑表笔分别于a点,观察指针是否有读数
某同学按如图所示的电路图进行实验。连接电路元件后,闭合开关S,发现灯泡不亮。已知灯泡或滑动变阻器出现了断路故障,则该同学用多用电表检测电路的操作或判断正确的是(  )
A.测直流电流时,电流从红表笔流入从黑表笔流出,测电阻时恰好相反
B.闭合S的情况下,在测试B、C间电压时,红表笔应接触B点
C.断开S的情况下,用“×10”倍率挡测电阻,指针偏转角度很小,应换成“×100“倍率挡调零后测量
D.拆除灯泡L,闭合S的情况下,用电流挡测试C、D间电流时指针不动,说明灯泡断路
在如图所示的电路中,干电池、开关和额定电压为1.5V的灯泡组成串联电路。当闭合开关时,发现灯泡不发光。在断开开关的情况下,某同学用多用电表欧姆挡进行检测。检测结果如下表所示,已知电路仅有一处故障,由此做出的判断中正确的是(  )
测试点 A、C D、E E、F F、B
多用表示数 0 0 ∞ 0
A.A、C间导线断路 B.D、E间导线断路
C.灯泡断路 D.F、B间导线断路
某同学在探究规格为“6V,3W”的小灯泡I﹣U特性曲线的实验中:
(1)在小灯泡接入电路前,使用多用电表直接测量小灯泡的电阻,则应将选择开关旋至哪个挡进行测量 ?
A.直流电压10V B.直流电流5mA
C.电阻×100 D.电阻×1
(2)该同学采用如图甲所示的电路进行测量。图中R为滑动变阻器(阻值范围0~20Ω,额定电流1.0A),L为待测小灯泡,V为电压表(量程6V,内阻20kΩ),A为电流表(量程0.6A,内阻1Ω),E为电源(两极间电压8V),S为开关。
①在实验过程中,开关S闭合前,滑动变阻器的滑片P应置于哪一端 ?
②在实验过程中,已知各元器件均无故障,但闭合开关S后,无论如何调节滑片P,电压表和电流表的示数总是调不到零,其原因可能是哪一条导线没有连接好 ?(图甲中的绿色小圆点表示接线点,并用数字标记,请用图甲中的数字说明存在断路的导线,如“2点至3点的导线”)
③排除故障后进行实验,该同学描绘出的小灯泡的I﹣U特性曲线如图乙所示,则可以看出小灯泡的阻值随着两端电压的增大而怎样变化 ?原因是什么 ?
用多用电表的直流电压挡检查故障和测量电阻。如图1所示,4节干电池串联,小灯泡A和B的规格均为“5V,0.5A”,合上开关,无论怎样移动滑动变阻器的滑片,A和B都不亮。
(1)现用多用电表的电压挡检查故障,则选择开关置于下列 量程较为合适(用选项前字母序号表示)
A.2.5V B.10V C.50V D.250V
(2)测得ab间电压为5.8V,cd间电压为0,则故障可能是 (用选项前字母序号表示)
A.A灯丝断开 B.B灯丝断开 C.B灯短路
D.4节干电池电压太低,无法使两灯亮起
(3)将B灯泡从电路中拆除,将欧姆表打到电阻“×1”挡,欧姆表经过欧姆调零后,测量灯泡的电阻,某次测量结果如图2所示,读数为 Ω,根据小灯泡的规格计算出电阻 Ω,它不等于测量值,原因是灯泡未正常工作时,温度低,其电阻 (选填“大”或“小”)。微专题Ⅳ 电路及其应用的综合问题
知识点一、伏安特性曲线的理解及应用
1.图线的意义
(1)由于导体的导电性能不同,所以不同的导体有不同的伏安特性曲线。
(2)伏安特性曲线上每一点的电压坐标与电流坐标的比值,对应这一状态下的电阻。
2.应用:I-U图像中图线上某点与O点连线的斜率表示电阻的倒数,斜率越大,电阻越小。
3.两类图线
(1)线性元件的伏安特性曲线(图甲中a、b)是过原点的直线,表明它的电阻是不变的。
(2)非线性元件的伏安特性曲线(图乙中c、d)是曲线,表明它的电阻是变化的。
(多选)某研究性学习小组描绘了三种电学元件的伏安特性曲线,如图所示,下列判断中正确的是(  )
A.图甲反映该电学元件的导电性能随电压的增大而增强
B.图乙反映温度会影响该电学元件的导电性能
C.图丙反映该电学元件加正向电压和反向电压时导电性能一样
D.图丙反映该电学元件如果加了较高的反向电压(大于40V)时,反向电流才急剧变大
【解答】解:A、图甲中图线的斜率的倒数表示电阻,由图可知,电阻阻值不变,所以图甲反映该电学元件的导电性能不变,故A错误。
B、图乙图线的斜率的倒数表示电阻,由图可知,电阻随电压变大,电阻阻值变化,所以图乙反映温度会影响该电学元件的导电性能,故B正确。
C、由图丙可知,当正向电压很小时,电流较大,而反向电压很大时,电流也较小,故C错误。
D、图丙是二极管的发特性曲线,当该二极管两端的反向电压为40V时,二极管中的反向电流突然增大,此时二极管将会被击穿,故D正确。
故选:BD。
两个电阻R1、R2的伏安特性曲线如图所示,由图可知(  )
A.R1的电阻R1=tan45°Ω=1Ω
B.R2的电阻随电压的增大而减小
C.当U=1V时,R2的电阻等于R1的电阻
D.曲线与横轴所围面积表示电阻的电功率
【解答】解:AC.根据伏安特性曲线,当U=1V时,电阻R1的阻值,电阻R2的阻值,即当U=1V时,R2的电阻等于R1的电阻,故A错误,C正确;
B.伏安特性曲线的斜率表示电阻的倒数,电阻R2随电压的增大,斜率减小,电阻值增大,故B错误;
D.根据P﹣UI可知,伏安特性曲线上某点坐标的乘积表示电阻消耗的功率,即矩形面积表示功率,不是曲线与横轴所围面积表示电阻的电功率,故D错误。
故选:C。
如图所示,A、B、C为三个通电导体的I﹣U关系图象。由图可知(  )
A.三个导体的电阻关系为RA>RB>RC
B.三个导体的电阻关系为RA<RB<RC
C.若在导体B两端加上10V的电压,通过导体B的电流是5A
D.若在导体B两端加上10V的电压,通过导体B的电流是40A
【解答】解:AB.在I﹣U图中图像的斜率表示电阻的倒数,所以三个电阻的大小关系为
RC>RB>RA,故A错误,B正确;
CD.图像的斜率表示电阻的倒数,由图可知,导体B的电阻为
在导体B两端加上10V的电压,根据欧姆定律,则通过导体B的电流是
故CD错误。
故选:B。
如图为电阻A、B的伏安特性曲线,下列说法正确的是(  )
A.电阻A为线性元件,其阻值为0.2Ω
B.随着所加电压的增大,电阻B的阻值增大
C.电阻B的图线上某点切线的斜率为其相应状态的阻值
D.在两图线的交点P处,电阻A的阻值等于电阻B的阻值
【解答】解:A、电阻A的伏安特性曲线是直线,所以电阻A为线性元件,其阻值,故A错误;
BC、电阻B的图线上某点与原点的连线的斜率的倒数为其相应状态的阻值,由图可知,随着电压的增大,各点与原点连线的斜率增大,电阻减小,故BC错误;
D、两图线的交点,U和I相等,由电阻的定义式可知此时A、B两电阻阻值相等,故D正确。
故选:D。
将内阻为r的电动机和阻值为R的电炉,分别接入电压为U0的稳压电源两端,两用电器都正常工作,且流经用电器的电流都为I0。电炉的伏安特性曲线如图所示,则以下说法正确的是(  )
A.; B.;
C.; D.;
【解答】解:因为电炉是纯电阻电路,根据欧姆定律可得,电动机是非纯阻电路,所以;故ACD错误,B正确。
故选:B。
知识点二、用多用电表判断电路故障
电路故障一般是短路或断路,常见的情况有导线断芯、灯泡断丝、灯座短路、电阻器内部断路、接触不良等现象,检查故障的基本方法有以下两种。
1.仪器检测法
(1)用电压表对断路故障判断:用电压表与电源并联,若有电压,再逐段与电路并联,若电压表指针偏转,则该段电路中有断点。
(2)用电压表对短路故障判断:用电压表与电源并联,若有电压,再逐段与电路并联,若电压表示数为零,则该段电路短路。
(3)用欧姆表检测:在使用欧姆表检测电路故障时,一定要注意将待测部分与电路断开。若测得某段电路的电阻是零,说明该部分短路;若测得某段电路的电阻是无穷大,说明该部分断路。
2.假设法:已知电路发生某种故障,寻求故障发生在何处时,可将整个电路划分为若干部分,然后假设某部分电路发生故障,运用欧姆定律进行正向推理,推理结果若与题述现象相符,则故障发生在该部分电路。否则,故障没发生在该部分电路。用此方法,直到找到故障为止。
某同学在图中所示实验中,闭合开关后发现小灯泡不发光,该同学检查接线均良好。保持开关闭合,用多用电表2.5V直流电压挡进行检测。下列说法错误的是(  )
A.将多用电表红、黑表笔分别接触A、B,若电压表示数几乎为零,说明灯泡可能短路
B.将多用电表红、黑表笔分别接触C、D,若电压表示数几乎为零,说明开关可能断路
C.将多用电表红、黑表笔分别接触C、D,若电压表示数几乎为零,说明灯泡可能断路
D.将多用电表红、黑表笔分别接触E、F,若电压表读数接近1.5V,说明灯泡和灯泡座可能接触不良
【解答】解:A.红、黑表笔分别接触A、B,若电压表几乎没有读数,说明路端电压为零,可能是由于灯泡短路造成的,故A正确,不符合题意;
BC.红、黑表笔分别接触C、D,若电压表几乎没有读数,说明开关未出现断路故障,灯泡出现断路,故B错误,符合题意,C正确,不符合题意;
D.红、黑表笔分别接触E、F,若电压表读数接近 1.5V,说明除灯泡部分外,其它电路不存在问题,灯泡不亮的原因可能是灯泡位置存在断路,故D正确,不符合题意。
故选:B。
物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验器材、实验操作、数据分析等。
(1)用电压表(内阻约为3kΩ)和电流表(内阻为1Ω)测量一个电阻的阻值(约为5Ω)。为了尽量提高测量精度,应该选择的测量电路是图(a)中的 (选填“甲”或“乙”)。
(2)用多用电表测量一阻值约为20kΩ电阻时,所用电表表盘如图(b)所示。请选出正确的实验操作步骤并排序 (填各实验步骤前的标号)。
A.将选择开关旋转到“×1k”位置
B.将选择开关旋转到“×100”位置
C.将选择开关旋转到OFF位置
D.将两表笔接触待测电阻两端,测出其阻值后随即断开
E.将两表笔直接接触,调节欧姆调零旋钮,使指针指向电阻的零刻度线位置
(3)图(c)是“测量电源的电动势和内阻”实验的电路图。某同学在实验中,闭合开关后,发现无论如何改变滑动变阻器滑片的位置,电压表示数均不变且不为零,电流表示数始终为零。为查找故障,在其它连接不变的情况下,他将电压表连接a位置的导线端分别试触b、c、d三个位置,发现试触b、c时,电压表有示数;试触d时,电压表没有示数。若电路中仅有一处故障,可判断出 (填正确答案标号)。
A.导线ab断路 B.滑动变阻器断路
C.导线cd断路 D.滑动变阻器短路
【解答】解:(1)电流表内阻已知,电流表的分压可以准确求解,不存在因电流表的分压作用产生的误差,应选测量电路是图中的乙;
(2)正确使用欧姆表的步骤为先将选择开关置于“×1k”位置,然后将两表笔直接接触,调节欧姆调零旋钮,使指针指向欧姆“0”刻度,然后将两表笔分别接触待测电阻两端,读出其阻值后随即断开,最后将选择开关置于“OFF”位置,故正确的操作顺序为:AEDC;
(3)同学在实验中,闭合开关后,发现无论怎么移动滑动变阻器的滑片,电压表有示数且不变,电流表始终没有示数,说明在电路中有断路的地方。在其他连接不变的情况下,他将电压表连接a位置的导线端分别试触b、c、d三个位置,发现试触b、c时,电压表有示数;试触d时,电压表没有示数,则说明导线cd断路,故ABD错误,C正确。
故选:C。
故答案为:(1)乙;(2)AEDC;(3)C。
电已经成为我们生活、生产不可缺少的部分。我们在生活中也经常使用到变阻器、电表等各类元器件。
(1)在测量金属丝的电阻率的实验中,电路如图(a)所示。
a.若被测电阻丝的电阻在30Ω左右,则实验中选用的滑动变阻器最合理的阻值范围为 。
A.0 1Ω B.0 50Ω C.0 500Ω
b.若有一根长为L、直径为d的金属丝,测得其阻值为R,则电阻率ρ= 。
(2)如图(b)所示电路,在滑动变阻器的滑片P向左端滑动过程中,电压表、电流表的示数变化情况为 。
A.两表示数均增大 B.电压表示数增大,电流表示数减小
C.两表示数均减小 D.电压表示数减小,电流表示数增大
(3)如图(c)所示的电路中,1、2、3、4、5、6为连接点的标号。在开关闭合后,发现小灯泡不亮。现用多用电表将选择开关调到电压挡,测得5、6两点间的电压接近电源的电动势,则表明 。
A.2、3连接点的导线断了
B.开关上的某处断路了
C.小灯泡的灯丝断了
D.小灯泡的灯丝短路了
【解答】解:(1)a.电路图中滑动变阻器采用限流接法,为了调节方便,使电表示数变化明显,滑动变阻器应选用阻值与待测电阻阻值接近的;被测电阻丝的电阻在30Ω左右,实验中选用的滑动变阻器最合理的阻值范围为0~50Ω,故AC错误,B正确。
故选:B。
b.根据电阻定律可得R
又S
联立可得电阻率为ρ
(2)在滑动变阻器的滑片P响左端滑动过程中,R2阻值变小,则电路中的总电阻减小,干路电流I增大,根据闭合电路欧姆定律有E=U+Ir
则路端电压U变小,即电压表示数减小,则定值电阻R1的电流I1减小,根据I=I1+I2
可知电流表示数I2增大。
故ABC错误,D正确;
故选:D。
(3)小灯泡不亮,说明电路断路,测得5、6两点间的电压接近电源的电动势,可知开关上的某处断路了;若2、3连接点的导线断了,或者小灯泡的灯丝断了,或者小灯泡的灯丝短路了,则5、6两点间的电压均为零。
故ACD错误,B正确;
故选:B。
故答案为:(1)B;;(2)D;(3)B
如图所示为某金属导体的伏安特性曲线,MN是曲线上的两点,过M点的切线和M、N两点对应坐标图中已标出,下列说法正确的是(  )
A.该金属导体的电阻是10Ω
B.该金属导体两端的电压是2.0V时对应的电阻是10Ω
C.该金属导体的电阻随电压的增大而减小
D.该金属导体在M点和N点对应的电阻之比是2:3
【解答】解:A、根据R,可知I﹣U图线上各点与原点连线的斜率表示电阻的倒数。由于伏安特性曲线不是直线,所以该金属导体的电阻是变化的,并不恒为10Ω,故A错误;
B、该金属导体M点对应的电压是2.0V,对应的电流是0.3A,对应的电阻为RMΩΩ,故B错误;
C、根据I﹣U图线上各点与原点连线的斜率表示电阻的倒数,由图可知该金属导体的电阻随电压的增大而增大,故C错误;
D、N点对应的电阻是RNΩ=10Ω,则金属导体在M点和N点对应的电阻之比是RM:RN:10=2:3,故D正确。
故选:D。
导体的伏安特性曲线是研究导体电流和电压关系的重要工具。一灯泡的伏安特性曲线如图中的AB(曲线)所示,AC为图线在A点的切线,C点的坐标为(1,0)。下列说法正确的是(  )
A.当灯泡两端的电压升高时,小灯泡的电阻不变
B.当灯泡两端的电压升高时,小灯泡的电阻减小
C.当灯泡两端的电压为2V时,小灯泡的电阻为1Ω
D.在灯泡两端的电压由2V变化到4V的过程中,灯泡的电阻改变了1Ω
【解答】解:AB.I﹣U图像割线的斜率的倒数表示电阻,由图可知AB段的割线的斜率逐渐减小,所以电阻逐渐增大,故AB错误;
C.由I﹣U图像可知,当灯泡两端的电压为2V时,通过小灯泡的电流为2A;根据欧姆定律,得小灯泡的电阻,故C正确;
D.由I﹣U图像可知,当灯泡两端的电压为4V时,通过小灯泡的电流为3A;根据欧姆定律,得小灯泡的电阻,电阻的改变量为,故D错误。
故选:C。
(多选)如图所示的是某同学绘制的小灯泡的U﹣I特征曲线,曲线上A点对应的电压为0.9V,已知A点切线的斜率为k1,A点与坐标原点O连线的斜为k2,由图线获取的信息结合所学电学知识可以得,出(  )
A.电流增加时单位时间通过小灯泡的的电荷量不变
B.电流增加时小灯泡的电阻变小
C.小灯泡的电阻率随温度的升高而增大
D.斜率k2的倒数为0.9V时小灯泡的电阻
【解答】解:A.根据q=It可知,电流增加时单位时间通过小灯泡的的电荷量变大,故A错误;
B.根据欧姆定律,R,R为图像坐标点与原点O连线的斜率倒数,故电流增加时小灯泡的电阻,斜率变小,电阻变大,故B错误;
CD.斜率k2的倒数为0.9V时小灯泡的电阻,小灯泡的电阻率随温度的升高而增大,故CD正确;
故选:CD。
(多选)两个电阻R1、R2的伏安特性曲线如图所示,由图可知(  )
A.R1的电阻R1=tan45°=1Ω
B.R1为线性元件,R2为非线性元件
C.R2的电阻随电压的增大而减小
D.当U=1V时,R2的电阻等于R1的电阻
【解答】解:A、R1的电阻2Ω,故A错误;
B、R1为线性元件,R2为非线性元件,故B正确;
C、R2的图像上各点的横坐标U与纵坐标I的比值随电压的增大而增大,则R2的电阻随电压的增大而增大,故C错误;
D、当U=1V时,R2的电阻等于R1的电阻,均等于2Ω,故D正确。
故选:BD。
如图是某同学连接的实验实物图,闭合开关S后,发现L1、L2灯都不亮,他采用多用电表的欧姆挡检查故障;测试前,将开关S断开,测量结果如表所示,由此可以判定故障是(  )
测量点 表针偏转情况
c、d
d、e
e、f
A.灯L1断路 B.灯L2断路
C.灯L1、L2都断路 D.d、e间导线断路
【解答】解:欧姆表右偏说明两接触点之间没断路,不偏转,说明两接触点之间断路了,由表中测量结果可知,即d、e间导线断路,故D正确、ABC错误。
故选:D。
某同学利用多用电表测量检测电路中小灯泡不亮的故障点。以下操作正确的是(  )
A.将选择开关旋转到合适的电压挡,闭合开关,黑表笔接a点,红表笔分别于b点、c点接触一次,观察指针是否有读数
B.将选择开关旋转到合适的压挡,闭合开关,红表笔接a点,黑表笔分别于b点、c点接触一次,观察指针是否有读数
C.将选择开关旋转到合适的电阻挡,闭合开关,红表笔接a点,黑表笔分别于b点,观察指针是否有读数
D.将选择开关旋转到合适的电阻挡,断开开关,红表笔接b点,黑表笔分别于a点,观察指针是否有读数
【解答】解:AB.将选择开关旋转到合适的电压挡,闭合开关,黑表笔接a点,红表笔接于b点,若电压表(多用表)有读数,且接近电源电动势,则小灯泡断路,若无示数,则电源正极到b点之间有断路;再将红表笔接于c点,若电压表(多用表)有读数,且接近电源电动势,则断路出现在ac之间,若无示数,则电源正极到c点之间有断路,故A正确,B错误;
CD.多用表测电阻时,要将被测电阻从电路中断开,然后再将待测电阻接在红黑表笔之间,不能直接接在电路的a、b之间,故CD错误。
故选:A。
某同学按如图所示的电路图进行实验。连接电路元件后,闭合开关S,发现灯泡不亮。已知灯泡或滑动变阻器出现了断路故障,则该同学用多用电表检测电路的操作或判断正确的是(  )
A.测直流电流时,电流从红表笔流入从黑表笔流出,测电阻时恰好相反
B.闭合S的情况下,在测试B、C间电压时,红表笔应接触B点
C.断开S的情况下,用“×10”倍率挡测电阻,指针偏转角度很小,应换成“×100“倍率挡调零后测量
D.拆除灯泡L,闭合S的情况下,用电流挡测试C、D间电流时指针不动,说明灯泡断路
【解答】解:AB、使用多用电表进行测量时,不管是测量电流、电压或者电阻,都需要满足电流从红表笔流入从黑表笔流出,测试B、C间电压时,红表笔应接触C点,黑表笔接触B点,所以AB错误;
C、用“×10”倍率挡测电阻,指针偏转角度很小,说明电阻过大,应换更高的倍率,更换倍率以后进行欧姆调零后再测量,所以C正确;
D、拆除灯泡L,闭合S的情况下,用电流挡测试C、D间电流时指针不动,说明除灯泡以外的电路断路,所以D错误;
故选:C。
在如图所示的电路中,干电池、开关和额定电压为1.5V的灯泡组成串联电路。当闭合开关时,发现灯泡不发光。在断开开关的情况下,某同学用多用电表欧姆挡进行检测。检测结果如下表所示,已知电路仅有一处故障,由此做出的判断中正确的是(  )
测试点 A、C D、E E、F F、B
多用表示数 0 0 ∞ 0
A.A、C间导线断路 B.D、E间导线断路
C.灯泡断路 D.F、B间导线断路
【解答】解:E、F间电阻为无穷大,且A、C间导线、D、E间导线、F、B间电阻均为零,说明导线均没有断路,则灯泡断路。故ABD错误,C正确。
故选:C。
某同学在探究规格为“6V,3W”的小灯泡I﹣U特性曲线的实验中:
(1)在小灯泡接入电路前,使用多用电表直接测量小灯泡的电阻,则应将选择开关旋至哪个挡进行测量 ?
A.直流电压10V B.直流电流5mA
C.电阻×100 D.电阻×1
(2)该同学采用如图甲所示的电路进行测量。图中R为滑动变阻器(阻值范围0~20Ω,额定电流1.0A),L为待测小灯泡,V为电压表(量程6V,内阻20kΩ),A为电流表(量程0.6A,内阻1Ω),E为电源(两极间电压8V),S为开关。
①在实验过程中,开关S闭合前,滑动变阻器的滑片P应置于哪一端 ?
②在实验过程中,已知各元器件均无故障,但闭合开关S后,无论如何调节滑片P,电压表和电流表的示数总是调不到零,其原因可能是哪一条导线没有连接好 ?(图甲中的绿色小圆点表示接线点,并用数字标记,请用图甲中的数字说明存在断路的导线,如“2点至3点的导线”)
③排除故障后进行实验,该同学描绘出的小灯泡的I﹣U特性曲线如图乙所示,则可以看出小灯泡的阻值随着两端电压的增大而怎样变化 ?原因是什么 ?
【解答】解:(1)小电珠正常发光时电阻为RΩ=12Ω,使用多用电表测电阻时,选择开关旋至欧姆×1挡进行测量。
故选D。
(2)由电路图可知,开关S闭合前,滑动变阻器的滑片P应置于最左端;
闭合开关S后,无论如何调节滑片P,电压表和电流表的示数总是调不到零,可能是1点到5点间的导线没有接好,滑动变阻器实际上被接成了限流接法;
由图乙所示小电珠I—U图像,根据欧姆定律可知,其电阻随工作电压的增大而增大;原因是随电压电流的增加,温度升高,电阻值变大。
故答案为:D,左,1点至5点的导线,增大,随电压电流的增加,温度升高,电阻值变大。
用多用电表的直流电压挡检查故障和测量电阻。如图1所示,4节干电池串联,小灯泡A和B的规格均为“5V,0.5A”,合上开关,无论怎样移动滑动变阻器的滑片,A和B都不亮。
(1)现用多用电表的电压挡检查故障,则选择开关置于下列 量程较为合适(用选项前字母序号表示)
A.2.5V B.10V C.50V D.250V
(2)测得ab间电压为5.8V,cd间电压为0,则故障可能是 (用选项前字母序号表示)
A.A灯丝断开 B.B灯丝断开 C.B灯短路
D.4节干电池电压太低,无法使两灯亮起
(3)将B灯泡从电路中拆除,将欧姆表打到电阻“×1”挡,欧姆表经过欧姆调零后,测量灯泡的电阻,某次测量结果如图2所示,读数为 Ω,根据小灯泡的规格计算出电阻 Ω,它不等于测量值,原因是灯泡未正常工作时,温度低,其电阻 (选填“大”或“小”)。
【解答】解:(1)4节干电池串联,则电路中电动势约为6V,现用多用电表的电压挡检查故障,为了保证安全,且使指针偏转角度较大,则选择开关置于10V量程较为合适,故B正确,ACD错误;
故选:B。
(2)测得ab间电压为5.8V,cd间电压为0,可知a端到正极间均是通路,b端到负极间也是通路,则故障可能是A灯丝断开,故A正确,BCD错误;
故选:A。
(3)将欧姆表打到电阻“×1”挡,由图可知读数为7Ω。
A和B的规格均为“5V,0.5A”,则根据欧姆定律求出灯泡正常发光时的电阻,有
它不等于测量值,原因是灯泡用多用电表测量时未正常工作时,温度低,电阻率小,其电阻小。
故答案为:(1)B;(2)A;(3)7;10;小

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