【核心素养】4.6 电流与电压、电阻的关系(第2课时) 分层练习(含解析)

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【核心素养】4.6 电流与电压、电阻的关系(第2课时) 分层练习(含解析)

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4.6 电流与电压电阻的关系(第2课时) 分层练习
科学观念:掌握欧姆定律的内容;理解I=U/R中电流与电压、电阻的对应性;灵活运用公式及变形公式进行简单计算;较熟练地运用欧姆定律分析解决有关的简单问题。
科学思维:体会“同体性”和“同时性”的含义。
探究实践:通过模仿、练习等方法,熟悉运用欧姆定律分析解决有关的简单问题。
态度责任:树立细致审题、规范解题的意识,初步形成严谨的科学态度、深入的思考的习惯。
1.【答案】0.3;30
【解析】【解答】如图,闭合开关后,电阻并联,电流表测量干路电流,示数为0.5A,则通过R1的电流为,计算R2的阻值为。
【分析】根据,计算电流;根据,计算电阻。
2.【答案】30
【解析】【解答】根据电路图,R1和R2并联,电流表A1测R1电流,电流表A测干路电流,电源电压与R1两端电压相等,则U=I1R1=0.3A×20Ω=6V,
根据并联电路电流规律,计算R2电流为I2=I-I1=0.5A-0.3A=0.2A,
电阻R2的阻值为

故答案为:30
【分析】根据U=IR,计算电压大小;结合并联电路电流规律,计算支路电流;根据,计算电阻。
3.【答案】15V
【解析】【分析】由表中数据,可知有触电感觉时的电流,再知道电阻利用欧姆定律求解。
【解答】U=IR=10×10-3A×1.5×103Ω=15V
故答案为:15V
1.【答案】D
【解析】【分析】已知电阻和电流,根据欧姆定律变形公式U=IR即可计算电压大小。
【解答】由I=得电阻两端的电压:U=IR=5安×20欧=100伏。
故答案为:D。
2.【答案】A
【解析】【分析】分析电路的连接及电表测量的物理量,由题意可知当浓度增大时电阻的变化,根据欧姆定律得出电路中电流的变化,由U=IR分析电压表示数的变化。
【解答】 根据图片可知,电阻R及传感器串联在电源两端,电压表测R两端的电压,电流表测电路的电流。当一氧化碳浓度增大时,传感器中的电阻减小,由串联电阻的规律,电路的电阻变小,由欧姆定律可得电路中的电流增大,故电流表示增大。根据U=IR可得R两端的电压增大,故电压表示数变大。
故选A。
3.【答案】A
4.【答案】A
【解析】【分析】根据欧姆定律列出方程计算出该电阻的阻值即可。
【解答】通过该电阻的电流增加了0.1A,即I'-I=0.1A;
根据欧姆定律得到:;

解得:R=8Ω。
故选A。
5.【答案】A
【解析】【解答】解:根据U﹣I关系图象,可知R1的电流为1A时,R1两端的电压为3V;
∵将R1、R2组成并联电路,则并联电路两端的电压相同,
∴R2两端的电压也为3V,
根据U﹣I关系图象,可知电压为3V时,通过R2的电流为0.5A.
故选A.
【分析】当R1、R2并联后接入电路,已知R1的电流为1A,根据U﹣I关系图象,得出R2并联电路两端的电压,再根据U﹣I关系图象,得出这个电压下的R2的电流.
6.【答案】C
【解析】【分析】对电流表A1的示数进行假设,根据U=IR计算出电压,再与其它两个数字进行比较,进而确定数据和电表的对应关系,最后根据并联电路的特点计算即可。
【解答】根据图片可知,电阻R1与R2并联,电压表测电源电压,电流表A1测通过R2的电流,电流表A2测通过干路的总电流。
如果A1的示数为1A,那么R2的电压为:U2=I2R2=1A×4Ω=4V,正好与其中的“4”匹配,
那么电压表的示数为4V,电流表A2的示数为5A;
并联电路中,总电压等于各支路电压,则U总=U2=U1=4V;
通过R1的电流为:I1=I总-I2=5A-1A=4A;
则R1的阻值:。
故选C。
7.【答案】D
【解析】【解答】ABCD、由图甲知压敏电阻R与定值电阻R0串联,电压表测量定值电阻两端的电压,电流表测定电路电流。当压力检测点受到的压力变大时时,压敏电阻受到的压力越大,根据图乙可知压敏电阻的阻值随压力的增大而减小,当压力检测点受到的压力变大时,R的阻值逐渐变小,总电阻变小,根据欧姆定律可知,电路中的电流变小,电流表示数变小;根据U=IR可知,定值电阻两端电压变大,电压表示数变大,故D正确,ABC错误。
故项:D。
【分析】(1)由电路图可知,压敏电阻R与定值电阻R0串联,电压表测量定值电阻R0两端的电压,电流表测量电路中的电流;
(2)根据图乙可知压敏电阻的阻值随压力的变化情况;当压力检测点受到的压力变大时,根据压敏电阻R的阻值变化,利用串联电路的电阻特点和欧姆定律判断出电路中电流的变化和电压表示数的变化。
8.【答案】C
【解析】【解答】如图所示,定值电阻R1与R2串联,电压表V1测R1两端电压,V2测电源电压。
在串联电路中,电压与电阻成正比,得到:;
根据U总=U1+U2得到V1与V2的示数比为;
即电压表V1、V2示数之比是1︰3。
故A、B、D不符合题意,C符合题意。
故选C。
【分析】在串联电路中,总电压等于各处电压之和,电压与电阻成正比,据此分析解答。
9.【答案】C
【解析】【分析】由电路图可知,两电阻并联,电流表A2测R2支路的电流,电流表A1测干路的电流;开关S1控制整个电路,开关S2控制电阻R1。 根据并联电路的电流和电压特点求出电源的电压,利用欧姆定律计算对应的值即可。【解答】由电路图可知,两电阻并联,电流表A2测R2支路的电流,电流表A1测干路的电流;开关S1控制整个电路,开关S2控制电阻R1;
A.因为并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以通过电阻R1的电流:I1=I-I2=0.5A-0.3A=0.2A,故A错误;
B.并联电路中各支路两端的电压相等,则电源的电压:U=U2=I2R2=0.3A×10Ω=3V,故B错误;
C.电阻R1的阻值:,故C正确;
D.电流表A1测干路电流,等于通过两个电阻的电流之和。断开开关S2时,通过R2的电流不变,但是通过R1的电流为零,因此电流表A1的示数减小,故D错误。
故选C。
10.【答案】A
【解析】【分析】①流体流速越大的位置压强越小,这就是流体压强和流速的关系;
②在串联电路中,电压的分配与电阻成正比,据此对各个电路图进行分析判断。
【解答】A.变阻器R2与定值电阻R1串联,电压表测R2的电压。探头下面为曲面,上面为平面,当风水平吹过时,下表面空气流速大压强小,探头受到向下的压力,因此滑片向下移动,此时变阻器的阻值变大。根据串联电路的电压规律可知,此时电压表的示数变大,故A符合题意;
B.变阻器R2与定值电阻R1串联,电压表测R1的电压。探头下面为曲面,上面为平面,当风水平吹过时,下表面空气流速大压强小,探头受到向下的压力,因此滑片向下移动,此时变阻器的阻值变大,则通过电路的电流变小。根据U=IR可知,此时电压表的示数变小,故B不合题意;
C.变阻器R2与定值电阻R1串联,电压表测R2的电压。探头上面为曲面,下面为平面,当风水平吹过时,上表面空气流速大压强小,探头受到向上的压力,因此滑片向上移动,此时变阻器的阻值变小。根据串联电路的电压规律可知,此时电压表的示数变小,故C不合题意;
D.变阻器R2与定值电阻R1串联,电压表测R1的电压。探头上面为曲面,下面为平面,当风水平吹过时,上表面空气流速大压强小,探头受到向上的压力,因此滑片向上移动,此时变阻器的阻值变小,则通过电路的电流变大。根据U=IR可知,此时电压表的示数变大,故D不合题意。
故选A。
11.【答案】B
【解析】【分析】分别分析图象,从图象中找出对应的电压和电流值,利用欧姆公式求出RA、RB,再观察电压为3V时的电流即可。
【解答】A.根据图片可知,电阻,故A错误;
B.根据图片可知,电阻,故B正确;
C.导体A两端电压为3V时,通过A导体的电流为0.6A,故C错误;
D.导体B两端电压为3V时,通过B导体的电流为0.3A.故D错误。
故选B。
12.【答案】B
【解析】【分析】为了保证仪表的安全,此时电压表的最大示数应为3V;电压表的示数最大时,根据串联电路的电压特点求出定值电阻两端的电压,根据欧姆定律求出电路中的电流,再根据欧姆定律求出滑动变阻器接入电路的最大值,对比图象,可以求出最大拉力。
【解答】电压表量程为0~3V,则定值电阻两端的电压不得超过U0′=3V,此时电路中电流:I===0.3A;因串联电路中总电压等于各分电压之和,则Rx两端的电压为:Ux=U-U0′=4.5V-3V=1.5V;则滑动变阻器的阻值:Rmax===5Ω;由图乙可知,当Rx阻值为5Ω时,对应的拉力为500N。
故答案为:B。
13.【答案】D
【解析】【分析】(1)(3)由电路图可知,当S接1时,电路为R1的简单电路,电压表测电源的电压,电流表测电路中的电流,由图乙可知对应的电压和电流,根据欧姆定律求出R1的阻值;
(2)(4)当S接2时,两电阻串联,电压表测R1两端的电压,电流表测串联电路的电流;由图乙得出对应的电流和电压,根据串联电路的电压特点求出R2两端的电压,根据欧姆定律求出R2的阻值。【解答】(1)由电路图可知,当S接1时,电路为R1的简单电路,电压表测电源的电压,电流表测电路中的电流。由图乙可知,I=0.6A时,U=6V,则电源电压为6V,故A错误;
则R1的阻值:,故C错误;
(2)当S接2时,两电阻串联,电压表测R1两端的电压,电流表测串联电路的电流;
由图乙可知,U1=2V,电路中的电流I′=0.2A,故D正确;
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以R2两端的电压:U2=U-U1=6V-2V=4V,
则电阻R2的阻值:,故B错误。
故选D。
14.【答案】C
【解析】【解答】由甲电路图可知,R1与R2串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流。
③当滑片位于a端时,接入电路中的电阻为零,电路为R1的简单电路,电压表测电源两端的电压,其示数最大,
由图乙可知,电压表的最大示数为3V,则电源的电压U=3V,故③正确;
①此时电路中的电流I最大=0.3A,
则R1的阻值:,故①正确;
②当滑片位于b端时,接入电路中的电阻最大,电路中的电流最小,电压表的示数最小,
由图乙可知,电压表的示数U1=1V,电路中的电流I最小=0.1A,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,R2两端的电压:U2=U-U1=3V-1V=2V,
则变阻器R2的最大阻值:,故②错误;
④电压表示数为2V时,根据图象可知此时电路中的电流为0.2A,
电路中的总电阻:,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以R2的连入电路的阻值为:R2'=R-R1=15Ω-10Ω=5Ω,故④正确,
综上可知,①③④均正确。
故选C。
【分析】由甲电路图可知,R1与R2串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流。
③①当滑片位于a端时,接入电路中的电阻为零,电路为R1的简单电路,电压表测电源两端的电压,其示数最大,根据图乙读出电源的电压和电路中的电流,根据欧姆定律求出R1的阻值;
②当滑片位于b端时,接入电路中的电阻最大,电路中的电流最小,电压表的示数最小,根据图乙读出示数,根据串联电路的电压特点求出R2两端的电压,利用欧姆定律求出变阻器R2的最大阻值;
④电压表示数为2V时,根据图象读出电路中的电流,根据欧姆定律求出电路中的总电阻,利用电阻的串联求出R2的阻值。
15.【答案】2.5;5
【解析】【分析】 对于电压表和电流表的读数,要看清所选的量程和分度值;此题中,电压表量程为0~3V,对应的分度值为0.1V;电流表量程为0~0.6A,对应的分度值为0.02A;根据欧姆定律可计算出电阻的阻值。
【解答】 题中电压表所选量程为0~3V,对应的分度值为0.1V;根据指针所指位置可读出电压值为2.5V;
题中电流表所选量程为0~0.6A,对应的分度值为0.02A;根据指针所指位置可读出电流值为0.5A;
根据欧姆定律可求出电阻值:;
16.【答案】(1)定值电阻
(2)变小
【解析】【分析】 (1)探究电流与电压关系,需要保持电阻一定;灯丝电阻与温度有关,随温度的升高而增大;
(2)利用欧姆定律和滑动变阻器接入电路电阻的变化分析出电路中电流的变化和定值电阻两端电压的变化,再根据串联电路的电压特点分析出滑动变阻器两端电压的变化。
【解答】 (1)电流与电压和电阻都有关系。研究电流与电压的关系,需要保持电阻一定,而小灯泡灯丝电阻随温度变化而变化,所以在M、N之间需要连入定值电阻;
(2)图中M、N之间若接入定值电阻,闭合开关,当滑动变阻器滑片向左移动时,滑动变阻器接入电路电阻减小。因电路的总电阻减小,根据欧姆定律可知,电路中的电流增大,电流表示数变大,定值电阻两端的电压变大,根据串联电路的电压规律可知,滑动变阻器两端的电压减小。
17.【答案】0.32;5
【解析】【分析】(1)根据图片确定电流表的量程和分度值,然后根据指针位置确定电流表的示数;
(2)根据公式计算Rx的阻值。
【解答】(1)根据图片可知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,则通过Rx的电流为0.32A;
(2)那么Rx的阻值为:。
18.【答案】(1)不变
(2)0.8A
【解析】【分析】(1)根据图像分析甲元件的电阻随电流的变化规律;
(2)首先根据图片确定电压为6V时通过两个电阻的电流,再根据并联电路电流I总=I甲+I乙计算即可。
【解答】(1)根据图像可知,随着电流增大,甲元件的电压也在增大。由于二者变化的图像为一条通过坐标原点的斜线,因此甲的电流与电阻成正比,即比值一定。根据可知,甲元件的电阻不变。
(2)当电压为6V时,通过甲的电流为0.2A,通过乙的电流为0.6A,
则通过电路的总电流为:I总=I甲+I乙=0.2A+0.6A=0.8A。
19.【答案】不在;减小;30
【解析】【分析】 由电路图知两电阻串联,电压表测Rt两端电压。
(1)根据串联电路的分压作用分析解答;
(2)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;
(3)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。
【解答】 由a图可知,R、Rt串联,电压表测Rt两端电压,
(1)当温度表的示数为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,即温度计的0℃不在电压表的零刻度线上;
(2)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;
(3)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:,
热敏电阻的阻值:,
由图象可知,此电路允许的最高环境温度为30℃。
20.【答案】(1)10
(2)12
(3)18
【解析】【分析】 (1)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;由图乙可知,当电压表的示数为6V时,电流表的示数,根据欧姆定律求灯泡的阻值;
(2)由图乙可知,当电流表的示数为0.6A时,电压表的示数为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,根据欧姆定律可求出滑动变阻器两端的电压,根据串联电路电压规律可求出电源电压;
(3)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,根据串联电路电流规律可知通过滑动变阻器的电流是0.5A,由串联电路电压规律可知滑动变阻器两端的电压,利用欧姆定律可求出此时滑动变阻器接入电路中的最小阻值。
【解答】 (1)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;
由图乙可知,当电压表的示数为6V时,电流表的示数为0.6A,灯泡的阻值为;
(2)由图乙可知,当电压表的示数为6V时,电流表的示数为0.6A,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,
串联电路总电压等于各部分电压之和,则电源电压U=UL'+U滑=6V+6V=12V;
(3)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,
串联电路各处电流相等,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:。
21.【答案】(1)解:(1)由电路图可知,两电阻并联,电流表A1测R1支路的电流,电流表A2测干路的电流。因并联电路中各支路两端的电压相等, 所以由可得, 电源的电压为。
(2)解:(2)因并联电路干路中的电流等于各支路中的电流之和,所以通过电阻R2的电流为
电阻R2的阻值为。
【解析】【分析】(1)据图可知,两电阻并联,电流表A1测R1支路的电流,电流表A2测干路的电流。并联电路中各支路电压相等, 根据欧姆定律可计算电源的电压;
(2)并联电路干路中的电流等于各支路中的电流之和,所以可由公式计算通过电阻R2的电流,结合欧姆定律电阻R2的阻值。
(1)由电路图可知,两电阻并联,电流表A1测R1支路的电流,电流表A2测干路的电流。因并联电路中各支路两端的电压相等, 所以由可得, 电源的电压为
(2)因并联电路干路中的电流等于各支路中的电流之和,所以通过电阻R2的电流为
电阻R2的阻值为
22.【答案】(1)解:只闭合开关S时,电路中只有R1,电源电压为。
(2)解:再闭合开关S1,R1与R2并联,电流表测干路电流,根据并联电路中电流规律,可得通过R2的电流为

(3)解:R2的阻值为。
【解析】【分析】(1)据图分析可知只闭合开关S时,R2断路,电路中只有R1,通过R1的电流为1.5A, R1=20Ω 根据欧姆定律电源电压。
(2)闭合开关S1,R1与R2首首相连,尾尾相接,属于并联,电流表位于干路,根据并联电路中电流规律,可计算通过R2的电流。
(3)由前提分析计算得出通过R2的电流和电压,根据欧姆定律计算R2的阻值。
(1)只闭合开关S时,电路中只有R1,电源电压为
(2)再闭合开关S1,R1与R2并联,电流表测干路电流,根据并联电路中电流规律,可得通过R2的电流为
(3)R2的阻值为
23.【答案】解:由电路图可知:闭合开关,R1与R2并联,电流表A测干路电流,电流表A1测R2支路的电流。
(1)因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,通过R1的电流
因并联电路中各支路两端的电压相等,由得,电源的电压。
(2)由得,由可得R2接入电路的电阻为,由于滑动变阻器滑片置于中点,则电阻R2的最大阻值。
(3)滑动变阻器滑片置于最大阻值处时,通过R2支路的电流为,根据并联电路各支路之间互不影响的特点可知:通过R1的电流不变,所以,干路电流。
答:(1)电源电压为6V;
(2)滑动变阻器R2的最大阻值为60Ω;
(3)滑动变阻器滑片置于最大阻值处时,电流表A的示数是0.4A。
【解析】【分析】(1)闭合开关,R1与R2并联,A位于干路,测量干路电流,电流表A1测R2支路的电流。根据并联电路规律可知并联电路中干路电流等于各支路电流之和,通过R1的电流, 电阻R1=20Ω ,根据欧姆定律计算电源的电压。
(2) 滑动变阻器滑片置于中点,此时通过其电流为0.2A,根据欧姆定律计算 R2中接入电路的电阻,,电阻R2的最大阻值。
(3)滑动变阻器滑片置于最大阻值处时,根据欧姆定律计算通过R2支路的电流,通过R1的电流不变,所以,干路电流。
24.【答案】(1)增大
(2)保护电路
(3)解:当U=2V时,
电阻R1两端的电压U1=U源-U=3V-2V=1V
I=U1/R1=1V/5Ω=0.2A
此时R2接入的电阻为R2=U/I=2V/0.2A=10Ω(或用分压法U1/R1=U/R2)
查表得,F=500N
【解析】【分析】 (1)由图乙可知,闭合开关,两电阻串联接入电路,电压表测滑动变阻器两端的电压,用手往下拉弹簧,滑动变阻器接入电路的电阻变大,根据串联电路电阻规律可知电路总电阻变大,根据欧姆定律可知通过电路的电流变小,根据U=IR可知定值电阻两端的电压变小,根据串联电路电压规律可知电压表示数变化;
(2)注意分析握力为时电路的连接情况即可;
(3)根据串联电路电压规律计算此时定值电阻两端的电压,根据欧姆定律计算此时通过电路的电流,进一步计算滑动变阻器接入电路的电阻,由丙图可知此时的握力。
【解答】 (1)由图乙可知,闭合开关,两电阻串联接入电路,电压表测滑动变阻器两端的电压。用手往下拉弹簧,滑动变阻器接入电路的电阻变大,根据串联电路电阻规律可知电路总电阻变大,根据欧姆定律可知通过电路的电流变小,根据U=IR可知定值电阻两端的电压变小,串联电路总电压等于各部分电压之和,所以滑动变阻器两端的电压变大,即电压表示数变大;
(2)根据乙图可知,当滑动变阻器的滑片在最上端时,此时变阻器接入的阻值为0,由于定值电阻R1的存在,可以保证电路不会发生短路,则 图乙中定值电阻R1的作用是保护电路。
25.【答案】(1)小于;机身上侧空气流速大压强小,下侧空气流速小压强大
(2)②
(3)由图可知:速度为280km/h时,R=10Ω
(4)增大电源电压
【解析】【分析】(1)流体压强与流速的关系:流体流速越大的地方,压强越小;流速越小的地方,压强越大;据此分析;
(2)从图丙可知,R的阻值随飞行速度的增加而变小,当飞行速度增大时,根据串联分压特点可知R两端的电压变小,电源电压不变,根据串联分压特点可知R0两端的电压变大,据此得出电表的安装的位置;
(3)由乙图与丙图中的信息可知:当无人机达到最大飞行速度时,找出R的阻值为10Ω,此时电阻R、R0串联,由欧姆定律求出电路中的电流和R两端的电压;
(4)由图可知,R和R0串联,由题意可知,时间久了,保护电阻R0的阻值会变大,为确保最大飞行速度不变,则R的阻值一定,由欧姆定律可知,增大电源电压可使电路中的电流保持不变,由此得出结论。
【解答】(1)无人机外形上侧做成凸圈形状,下侧成平面形状,目的是使无人机飞行时机身上侧空气流速大,压强小;下侧空气流速小,压强大,从而形成向上的压力差,即升力,使无人机飞起;
(2)从图丙可知,R的阻值随飞行速度的增加而变小,当飞行速度增大时,根据串联分压特点可知R两端的电压变小,电源电压不变,根据串联分压特点可知R0两端的电压变大;要使电表示数能随飞行速度的增大而增大,则应该安装②的位置;
(3)由丙图找出,当飞机的速度达到280km/h时,R的阻值,从乙图可看出,R0与R串联在电路中,根据欧姆定律计算出电路中的电流,然后再计算出R两端的电压即可;
(4)由图可知,R和R0串联,由题意可知,时间久了,保护电阻R0的阻值会变大,为确保最大飞行速度不变,则R的阻值一定,电磁铁的吸合电流不变,由欧姆定律可知,增大电源电压可使吸合电流保持不变,即为确保最大飞行速度不变,可采取的办法增大电源电压。
26.【答案】(1)500Ω
(2)若托盘为空时,电流表示数为I1=0.01A,
则电路的总电阻:;
根据串联电路的特点可得,R1的阻值:R1=R-R2=600Ω-500Ω=100Ω。
(3)若放入某物体后,电流表示数为I2=0.02A,
则此时电路的总电阻:,
则R2的电阻:R2'=R'-R1=300Ω-100Ω=200Ω;
由图象可知,此时物体质量为600g。
【解析】【分析】 (1)根据图象分析电阻的大小;
(2)根据电流表示数求出电路的总电阻,根据串联电路的电阻关系求出R1的阻值;
(3)根据电流求出总电阻,从而求出R2电阻,根据图象分析质量大小。
【解答】 (1)当托盘为空时,物体质量为0,根据图象可知R2的电阻为500Ω。
27.【答案】(1)A1;越大
(2)由图乙可知,体重秤上不站人时,压敏电阻R的阻值为100Ω,
因并联电路各支路两端电压相等,则体重秤上不站人时,通过压敏电阻R的电流为:,
即A1上的电流0.12A对应的体重秤为0N。
(3)并联电路各支路两端电压相等,A2示数恰好为A1示数的2倍,
根据欧姆定律可知滑动变阻器接入电路的阻值为压敏电阻的,
小明体重为400N,由图乙可知,此时压敏电阻的阻值为20Ω,则滑动变阻器接入电路的阻值:。
【解析】【分析】 (1)①哪个电流表与压敏电阻串联,哪个电流表就测体重;
②被测者身材相对越苗条, 即压力不变时身高变化较大,根据欧姆定律可得通过A2和A1的电流变化,据此判断A1和A2的示数比值的变化;
(2)由图乙可知体重秤上不站人时压敏电阻R的阻值,根据并联电路电压的特点和欧姆定律可求出电流表A1的示数;
(3)根据并联电路电压特点结合欧姆定律可知滑动变阻器接入电路的阻值和压敏电阻阻值的倍数关系,由图乙可知此时压敏电阻的阻值,进一步计算滑动变阻器接入电路的阻值。
【解答】 (1)①由图甲可知,压敏电阻R与滑动变阻器R0并联,电流表A1测通过压敏电阻R的电流,电流表A2测通过滑动变阻器R0的电流。由于电流表A1与压敏电阻串联,因此测量体重的是A1。
② 被测者身材相对越苗条, 即压力不变时身高变化较大,则滑动变阻器接入电路的电阻明显变化,所以通过滑动变阻器的电流较大,即电流表A2示数变化较大。由于电流表A1示数不变,则A1和A2的示数比值将变大。
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4.6 电流与电压电阻的关系(第2课时) 分层练习
科学观念:掌握欧姆定律的内容;理解I=U/R中电流与电压、电阻的对应性;灵活运用公式及变形公式进行简单计算;较熟练地运用欧姆定律分析解决有关的简单问题。
科学思维:体会“同体性”和“同时性”的含义。
探究实践:通过模仿、练习等方法,熟悉运用欧姆定律分析解决有关的简单问题。
态度责任:树立细致审题、规范解题的意识,初步形成严谨的科学态度、深入的思考的习惯。
01 欧姆定律的应用(求电流)
1.如图所示,电源电压为6V,R1为20Ω,闭合开关后,电流表示数为0.5A,则通过R1的电流为   A,R2的阻值为   Ω。
02 欧姆定律的应用(求电阻)
2.在如图所示的电路中,R1的阻值是20,闭合开关S,电流表A1的示数是0.3A,电流表A的示数是0.5A。则电阻R2的阻值为   。
03 欧姆定律的应用(求电压)
3.人体是导体。下表是通过人体的电流值和相应的人体反应:
电流/毫安 10 30 100
人体反应 触电感觉, 人可挣脱 感到剧痛, 神经麻木 短时间内使 人心跳停止
皮肤干燥的人两手间的电阻约为1×105欧,当皮肤潮湿时,电阻可能降到1.5×103欧,则皮肤潮湿时,只要在两手间加    电压,就可能会使人有触电感觉。
1.一个阻值为20欧的电阻,测得通过它的电流为5安,那么此时加在这个电阻两端的电压是(  )
A.4伏 B.10伏 C.0.25伏 D.100伏
2.二氧化锡传感器能用于汽车尾气中一氧化碳浓度的检测,它的原理是其中的电阻随一氧化碳浓度的增大而减小。将二氧化锡传感器接入如图所示的电路中,则当二氧化锡传感器所处空间中的一氧化碳浓度增大时,电压表示数U 与电流表示数I 发生变化,其中正确的是(  )
A.U 变大,I变大 B.U变小,I变小
C.U变小,I变大 D.U 变大,I变小
3.在如图所示的电路中,R=6Ω,开关S闭合时,电压表V和V1的示数分别如图甲、乙所示,则该电路中的电流为(  )
A.0.6A B.0.4A C.0.2A D.1A
4.一个电阻,当其两端电压从2V增加到2.8V时,通过该电阻的电流增加了0.1A,那么该电阻的阻值为(  )
A.8Ω B.20Ω C.28Ω D.18Ω
5.某同学在探究“电阻上电流跟两端电压的关系”时,利用图甲所示电路,在a、b两点分别接入定值电阻R1,R2,通过调节滑动变阻器测得多组数据,并根据数据绘制了两个电阻的U﹣I关系图象,如图乙所示,若将R1,R2组成并联电路,当通过R1的电流为1A时,通过R2的电流为(  )
A.0.5A B.1A C.2A D.3A
6.下如图所示,电源电压不变,电阻,闭合开关,小明在实验过程中仅记录了三只电表的示数,分别为1、4、5,但漏记了单位。关于所用电源的电压和电阻R1的阻值,下列判断正确的是(  )
A.4V2Ω B.5V1Ω
C.4V1Ω D.2V2Ω
7.图甲是水果自动筛选装置的原理图,电源电压不变,R0为定值电阻,压敏电阻R的阻值随压力F 变化的关系图像如图乙所示,压敏电阻置于压力检测点处。当压力检测点受到的压力变大时,电路中的(  )
A.电压表的示数减小,电流表的示数增大
B.电压表的示数增大,电流表的示数减小
C.电压表和电流表的示数均减小
D.电压表和电流表的示数均增大
8.如图所示,R1=5Ω,R2=10Ω,则电压表V1、V2示数之比是(  )
A.1︰2 B.2︰1 C.1︰3 D.3︰1
9.如图所示的电路中,闭合开关S1、S2,电流表A1的示数为0.5 A,A2的示数为0.3 A,电阻R2的阻值为10 Ω。下列说法正确的是(  )
A.通过电阻R1的电流为0.5 A
B.电源电压为5 V
C.电阻R1的阻值为15 Ω
D.若断开开关S2,电流表A1的示数变大
10.为了测定风速的大小,小明设计了四种装置,其中探头、金属杆和滑动变阻器的滑片P相连,可上下移动。现要求:当风吹过探头时,滑动变阻器的滑片P向下移动,且风速增大时电压表的示数增大。其中符合要求的是(  )
A. B.
C. D.
11.在某一温度下,连接在电路中的两段导体A和B 中的电流与其两端电压的关系如图所示。由图中信息可知(  )
A.导体A 的电阻为10欧
B.导体 B 的电阻为 10欧
C.导体 A 两端电压为 3 伏时,通过导体 A 的电流为0.3安
D.导体 B 两端电压为 3 伏时,通过导体 B 的电流为0.6安
12.图甲是某物理兴趣小组设计的电子测力计。图中电源电压恒为4.5伏,定值电阻R0=10欧,电压表量程为0~3伏,当人站在平台上向下拉拉杆时,弹簧被拉长,引起滑动变阻器Rx的阻值发生改变,其阻值随拉力F的变化关系如图乙所示,为了保证仪表的安全,人对拉杆的拉力最大值是(  )
A.400牛 B.500牛 C.525牛 D.600牛
13.如图甲所示,当开关S从2转接到1时,根据电流表和电压表对应的示数,在U-I坐标中描绘了相对应的点,如图乙所示,下列判断中正确的是(  )
A.电源电压为8 V B.R2的阻值为10 Ω
C.R1的阻值为20 Ω D.S接2时通过R2的电流为0.2 A
14. 如图甲所示,电源电压不变,闭合开关S,当变阻器R2的滑片P从b端滑到a端的过程中,电流表示数I与电压表示数U的关系如图乙所示,则下列选项正确的是(  )
①R1的阻值为10Ω ②变阻器R2的最大阻值为25Ω
③电源电压为3V ④电压表示数为2V时,R2的阻值为5Ω
A.只有①②③正确 B.只有①②④正确
C.只有①③④正确 D.只有②③④正确
15. 小科按图甲所示的电路图连接实验电路,测量电阻R的阻值。闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片P后,观察到电压表和电流表的示数分别如图乙、丙所示,则电压表的示数为   V,电阻R的阻值为   。
16.小科利用器材探究通过M、N之间导体的电流与电压的关系,部分电路如图所示。
(1)图中 M、N之间应连入   (填“定值电阻”或“小灯泡”)。
(2)图中M、N之间若接入定值电阻,闭合开关,当滑动变阻器滑片向左移动时,滑动变阻器两端的电压   (填变化情况)。
17.某同学利用图的电路测量电阻Rx的阻值。检查无误后闭合开关S,观察到电压表的示数为1.6V,电流表的示数如图,则通过电阻Rx的电流为   A,Rx的阻值为   Ω。
18.如图为甲、乙两电器元件的电流与电压关系图。
(1)随着电流增大,甲元件的电阻   (选填“增大”、“不变”或“减小”)。
(2)当将甲、乙两元件并联在6V电源电压下,则电路中总电流为   A。
19.测温模拟电路如图1所示,温度计由量程为3伏的电压表改装而成,电源电压U 为 6 伏,R 的阻值为 40欧,热敏电阻的阻值 R1 随温度t 变化的关系如图2所示,则当开关S闭合后,温度计的0℃应   (填“在”或“不在”)电压表零刻度处;若增大电源电压U,则电路可测量的最高温度将   (填“增大”或“减小”);此电路可测量的最高温度为   ℃。
20.如图甲所示,电源电压保持不变,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,如图乙、丙所示。
(1)当电压表示数为6V时,滑动变阻器的阻值为   Ω。
(2)电源电压为   V。
(3)若将电压表量程换为0~3V,滑动变阻器允许连入的最小阻值为   Ω。
21.如图所示的电路中,电源电压不变。电阻R1的阻值为10Ω,闭合开关S,电流表A1的示数为0.4A,电流表A2的示数为0.6A,求:
(1)R1两端的电压;
(2)R2的阻值。
22.如图所示的电路中,电源电压不变,R1=20Ω。闭合开关S,电流表的示数为1.5A,再闭合开关S1,电流表的示数变为2.1A。求:
(1)电源电压;
(2)通过R2的电流; (3)R2的阻值。
23.如图所示的电路中,电源电压保持不变,电阻R1=20Ω,闭合开关S,滑动变阻器滑片置于中点,电流表A的示数为0.5A,电流表A1的示数为0.2A,求:
(1)电源电压;
(2)滑动变阻器R2的最大阻值;
(3)滑动变阻器滑片置于最大阻值处时,电流表A的示数。
24.握力是体质健康测试项目之一,握力测试如图甲。某小组同学想制作简易握力计,选用电压表来显示握力的大小。他们设计的电路图如图乙,电源电压3伏,定值电阻R1=5欧,电压表量程为“0~3V”,轻质细杆将弹簧与滑动变阻器R2的滑片相连。
(1)【初步调试】往下拉弹簧,电压表示数   。(选填“增大”、“减小”或“不变”)
(2)【注意事项】图乙中定值电阻R1的作用是   。
(3)【表盘改造】为方便读数,小组同学想在电压表表盘上标注相应的握力值。经测定,变阻器R2接入电路的阻值与握力F关系如图丙,求在电压表刻度为2伏的位置上所标注的握力大小。(写出计算过程)
25.“翼龙”是我国自主研制的一种中低空、长航时、多用途无人机,可广泛应用于灾情监视、军事活动等研究领域。
(1)无人机外形上侧做成凸圆形状,下侧成平面形状,目的是使无人机飞行时机身上侧压强   下侧压强(选填“大于”、“等于”或“小于”),这是因为   。
(2)无人机限速器内部简化电路如图乙所示,其中保护电阻R0为定值电阻,R的阻值随飞行速度的变化图像如图丙所示,要使电压表示数能随飞行速度的增大而增大,则电压表应安装在电路中的   (选填“①”或“②”)的位置。
(3)若电源电压恒为12V,R0的阻值为20Ω,当无人机飞行速度达到280km/h时,R两端的电压是多少
(4)时间久了,保护电阻R0的阻值会变大,在无法更换R0的前提下,为确保最大飞行速度不变,可采取的办法是   。
26.如图甲是某电子秤的原理示意图,R1 为定值电阻,托盘下方的电阻R2 为压敏电阻,其电阻大小与托盘内所放物体质量m的大小关系如图乙所示。已知电源电压为6伏且保持不变。
(1)当托盘为空时, R2= 。
(2)若托盘为空时,电流表示数 安,求定值电阻R1 的阻值。
(3)若放某物后,电流表示数 安,求该物体的质量大小。
27.肥胖对青少年身体健康造成的影响不可轻视。为监测身高体重,某学习小组设计了一种身高体重计,如图甲所示,用电流表 A1、A2的示数分别反映体重和身高。已知电源电压为10伏,R。为竖直固定装置的滑动变阻器,滑片 P可以随身高的变化竖直上下移动,其接入电路的电阻与接入电路的长度成正比。R 为压敏电阻,其阻值随压力变化关系如图乙所示。请分析回答下列问题。
(1)根据学习小组的设计,A1 和 A2 中测量体重的是   ,被测者身材相对越苗条,则A1 和 A2 示数的比值将   (填“越大””或“越小”)。
(2)没有人站在身高体重计上时,闭合开关S,则 A1 的示数为多少
(3)小科在测量时,A2 示数恰好为 A1 示数的2倍,若小科体重为 400牛,则滑动变阻器R。接入电路的阻值为多少欧
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