浙教版科学八上 专题04 电路探秘之电路分析【考点清单】(含解析)

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浙教版科学八上 专题04 电路探秘之电路分析【考点清单】(含解析)

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专题04 电路探秘之电路分析
考点清单
清单1 电阻测量与串并联电路分析
考点一 伏安法测电阻
(1)实验原理:R=
(2)实验电路图:
(3)实验表格
实验次数 U/V I/A R/Ω
1
2
3
(4)注意事项
①在选取器材时,电流表的量程要_大于_电路中的最大电流;滑动变阻器的最大阻值应略__大于__或接近于小灯泡的电阻,以使调节效果明显。
②在连接电路时,要__断开开关_,将电流表、电压表、滑动变阻器正确接入电路,并注意防止短路的发生。
③在闭合开关前,应把变阻器的滑片移到最大阻值_处,使电路中电流最小,目的是保证电路中各元件的安全。
④注意把每次测量的结果和灯泡的发光情况记录下来。
⑤分析处理数据,对于测得的各组电压值和电流值,计算出相应的电阻,然后比较几次实验测得的电阻,会发现灯泡变暗时,电阻变小。这不是测量误差,而是因为随着灯泡两端的电压减小,灯泡的温度降低,从而使灯丝的电阻减小。
考点二 串并联电路的特点总结
1、电路中并联的电灯(或其他用电器)过多,电源输出的电流过大,会引起电源超载而损坏电源,或导线过热而发生火灾。
2、并联电路中,某条支路上的电阻越小,则该条支路上的电流越大。
3、串联电路中:通过各电阻的电流相等;总电压等于各个电阻两端电压之和;总电阻等于各用电器电阻之和。
4、并联电路:总电流等于各支路的电流之和;各电阻上的电压相等(总电压与各支路电压相等);总电阻的倒数等各支路电阻的倒数之和。
电 流 电 压 电 阻
串联电路 I=I1=I2=…=In U总=U1+U2+…+Un R=R1+R2+…+Rn
并联电路 I=I1+I2+…+In U总=U1=U2=…=Un 1/R=1/R1+1/R2+…+1/Rn
考点三 串并联电路的分析
(1)串联电路中通过某个电阻的电流,等于电源两端电压除以各分电阻之和.当串联电路中的一个电阻改变时,电路中的电流及另一个电阻两端的电压都会随之改变.
(2)串联电路的总电阻与各分电阻的关系是R=R1+R2,总电阻的阻值比任何一个分电阻的阻值都大.
(3)当并联电路中的一个支路的电阻改变时,这个支路的电流会变化,干路电流会变化,但另一个支路的电流和电压都不变.
(4)并联电路的总电阻与各分电阻的关系是,总电阻的阻值比任何一个分电阻的阻值都小.
(5)串联电路分压规律:
串联电路电流是一定的:
即:I=I1=I2
由欧姆定律可知:有;则有;
==
==
结论:串联电路中,电阻两端电压之比等于电阻之比.
(6)并联电路分流规律
并联电路电压相等,即:U=U1=U2
结论:并联电路中各支路的电流与它们的电阻成反比.
清单2 解题技巧
考点一 端点求值问题
1.变阻器型动态电路
①串联:
②并联:
2.开关型动态电路
①判断电路连接方式及工作的用电器
②判断各电表的测量对象
考点二。端点求值问题
此类问题大多为串联。
定值电阻R与滑动变阻器串联,存在:U1+U滑=U电源,又U1=IR,
故此类问题存在公式:U+IR=U电源
在此公式中:R和U电源均为定值。在移动滑片的过程中,始终存在着:U+IR=U电源。
故只需要移动滑片得到两组电压、电流数据,即可得到一个二元一次方程组,从而解出U电源和R。
考点三 变化量问题
学以致用
1.(2022秋 仙居县期末)如图所示的电路中,电源电压保持不变。闭合开关S后,当滑动变阻器的滑片P向右移动时,下列判断正确的是(  )
A.电流表示数变小,电压表示数变小,灯泡变亮
B.电流表示数变小,电压表示数变大,灯泡变暗
C.电流表示数变大,电压表示数变小,灯泡变暗
D.电流表示数变大,电压表示数变小,灯泡变亮
【解答】解:由电路图知,灯泡与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端电压;
当滑片P向右移动时,滑动变阻器接入电路的阻值变小时,电路总电阻变小,电源电压不变,则电路电流变大,即电流表示数变大;
滑动变阻器接入电路的阻值变小,滑动变阻器的分压变小,电压表示数变小;
由于电源电压不变,根据串联电路的电压关系可知,灯泡两端电压变大,由P=UI可知,灯泡的实际功率变大,灯泡变亮,综上所述,D正确。
故选:D。
2.新能源电动汽车的模拟简易电路如图所示,驾驶员通过踩踏板的力度来控制汽车速度。当驾驶员用力踩踏板时,踏板整体向下移动,下列判断正确的是(  )
A.接入电路的阻值增大
B.电路电流增大,汽车加速
C.电阻R两端的电压变大
D.电阻R两端的电压与电流的比值变大
【解答】解:根据电路图可知,电路为串联电路,当驾驶员用力踩踏板时,踏板整体向下移动,R接入电路的电阻变小,电路总电阻变小,根据欧姆定律可知,电路中的电流变大,电动机转速变快,汽车加速;根据串联电路的分压规律可知,R两端分担的电压变小;根据R可知,电阻R两端的电压与电流的比值为R接入电路的电阻,所以比值变小;
综上所述,B正确。
3.如图电路,电源电压恒定,闭合开关前,滑动变阻器的滑片处于阻值最大处。闭合开关后,电灯微亮;移动滑片至图示位置时,电灯较亮;继续移动滑片至某处时,电灯突然熄灭,且伏特表有示数。下列分析错误的是(  )
A.电灯变亮的过程中,变阻器的滑片向右移
B.电灯变亮的过程中,伏特表的示数会变大
C.电灯熄灭不可能是电流表断路引起的
D.电灯熄灭可能是变阻器断路引起的
【解答】解:闭合开关,灯泡和滑动变阻器串联接入电路,电压表测电源电压,电流表测通过电路的电流,
(1)滑动变阻器的滑片右移,滑动变阻器接入电路的电阻变小,根据串联分压原理可知滑动变阻器两端的电压变小,串联电路总电压等于各部分电压之和,所以灯泡两端的电压变大,串联电路总电阻等于各部分电阻之和,所以电路总电阻变小,根据欧姆定律可知通过电路的电流变大,根据P=UI可知灯泡的电功率变大,灯泡变亮,故A正确;
(2)电压表测电源电压,电灯变亮的过程中,电压表的示数不变,故B错误;
(3)电灯熄灭可能是灯泡短路,也可能是电路断路,如果电流表断路,点灯会熄灭且电压表无示数,而题中给出伏特表有示数,所以电灯熄灭不可能是电流表断路引起的,如果变阻器断路,点灯会熄灭且电压表有示数,所以电灯熄灭可能是变阻器断路引起的,故CD正确。
故选:B。
4.如图所示是一种风速测定装置,其中风速表由电压表改装而成,R为定值电阻,R1为滑动变阻器。T形管道的竖直管内装有可上下无摩擦自由移动的轻质活塞,活塞通过轻质细杆和滑动变阻器的滑片P相连,S闭合后,当风速增大时(  )
A.活塞上方气压变大,活塞向下运动,风速表的示数变大
B.活塞上方气压不变,活塞静止不动,风速表的示数不变
C.活塞上方气压变小,活塞向上运动,风速表的示数变大
D.活塞上方气压变大,活塞向上运动,风速表的示数变大
【解答】解:由电路图可知,R1与R串联,电压表测定值电阻R两端的电压,当风速增大时,活塞上方空气的流速变大,大于下方空气的流速,由流速大的地方压强小可知,活塞上方气压变小,此时会产生向上的力,使滑片随活塞向上移动,R1接入电路中的电阻变小,电路中的总电阻变小;由I可知,电路中的电流变大,由U=IR可知,R两端的电压变大,即电压表(风速表)的示数变大,故ABD错误、C正确。
故选:C。
5.科学兴趣小组的同学决定设计一个简易的身高测量仪,可用器材有电压恒定的电源、电压表、电阻丝、定值电阻、开关、若干导线等。他们的设想是:将电压表改装成身高显示仪——所测身高越高,显示仪示数越大,且刻度均匀。
(1)同学们设计了如图所示电路。下列分析中你认为正确的是    。
A.移动滑片时,电路的总电阻没有变化
B.当所测身高越高时,电压表的示数越小
C.改装成的身高显示仪的刻度一定是不均匀的
D.电压表的示数不能由零变化到最大刻度值
(2)在老师的引导下,同学们设计出了符合设想的电路,应该是图中的    电路。
【解答】解:(1)由图知,变阻器R2与电阻R1串联,电压表测变阻器R2两端的电压,
A.移动滑片P时,R2接入电路的阻值改变,电路的总电阻等于两个电阻之和,所以总电阻也会发生改变,故A错误。
B.当所测身高越大时,R2接入电路的阻值越大,根据串联分压规律可知,电压表的示数变大,故B错误。
C.图中身高的变化量决定了变阻器R2的电阻变化量,该电路中的电流I,电压表的示数:U2 R2,由此可见,电压表的示数与R2接入的阻值不成正比,则电压表示数的变化量与R2的阻值变化量不成正比,所以改装成的身高显示仪的刻度一定是不均匀的,故C正确。
D.当滑片在最下端时,变阻器的阻值为零,电压表的示数为零;当滑片在最上端时,变阻器接入的阻值最大,电压表的示数也最大,因此,电压表的示数能由零变化到最大刻度值,故D错误。
故选C。
(2)甲电路图可知,变阻器R2与电阻R1串联,电压表测电阻R2两端的电压,人身高越高,R2电阻越大,电压表示数越大,但由于电压表的示数变化量跟身高变化量不成正比(见第一问C的解析),所以刻度并不均匀,不合题意。
由乙电路图可知,变阻器R2与电阻R1串联,电压表测电阻R1两端的电压,人身高越高,R2电阻越大,电压表示数越小,不合题意。
由丙电路图可知,变阻器R2与电阻R1串联,人身高变化不会改变R2接入电路电阻的大小,电压表测R2上半部分那段电阻两端的电压,身高越高,电压表示数越小,不合题意。
由丁电路图可知,变阻器R2与电阻R1串联,人身高变化不改变R2接入电路电阻的大小,整个电路电流I不变。电压表测R2下半部分那段电阻两端的电压,其示数为:U2=IR2下,所以电压表示数与电阻R2的阻值成正比,因此刻度是均匀的,且身高越高,电压表示数越大,符合题意。
故选丁。
故答案为:(1)C;(2)丁。
一站到底
1.(2024春 宁波期中)小明在按如图所示电路进行“伏安法测定导体电阻”的实验,电源使用二节新干电池,被测电阻的阻值约为5欧,滑动变阻器的规格是“10Ω 1.5A”,电路连接正确,其实验数据记录如下表所示,其中一组数据有拼凑的嫌疑,该组数据的实验序号是(  )
实验序号 A B C D
电压/伏 2.4 1.8 1.2 0.6
电流/安 0.48 0.36 0.24 0.12
【解答】解:由电路图可知,Rx与R串联,电压表测Rx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,且二节新干电池组成电源的电压U=3V,
所以,滑动变阻器两端的电压UR=U﹣Ux,
因串联电路中各处的电流相等,
所以,由I可得,滑动变阻器接入电路中的电阻R,
把表格数据依次代入可得:
RA1.25Ω,RB3.33Ω,RC7.5Ω,RD20Ω,
因滑动变阻器的最大阻值为10Ω,
所以,D组数据有拼凑的嫌疑。
故选:D。
2.(2024春 宁波期末)如图所示是一种输液时所用的报警电路:电源电压恒定,R为定值电阻,闭合开关S,贴在针口处的传感器M接触到从针口处漏出的药液后,其电阻RM发生变化,导致电压表的示数增大而触发警报器(图中未画出)报警,则M接触药液后(  )
A.RM变大
B.电路中的电流变小
C.电压表与电流表的示数乘积不变
D.电压表与电流表的示数之比不变
【解答】解:BC、由电路图可知,定值电阻R与传感器M串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流。
由题意可知,M接触药液后,警报器报警,电压表V的示数增大,定值电阻R的阻值不变,电压表示数增大时,由I可知,电路中的电流变大,即电流表的示数变大,则电压表与电流表的乘积变大,故BC错误;
A、电源电压不变,电路中的电流变大,由R可知,电路中的总电阻变小,因串联电路中总电阻等于各电阻之和,所以M的电阻RM变小,故A错误;
D、由R可知,电压表V与电流表A的比值等于定值电阻R的阻值,则电压表与电流表的比值不变,故D正确。
故选:D。
3.(2024春 嘉善县期末)如图所示电路中,电源电压不变,闭合开关S、S1后,电压表电流表均有读数,则断开开关S1后(  )
A.电压表示数变大,电流表示数变大
B.电压表示数变大,电流表示数变小
C.电压表示数变小,电流表示数变大
D.电压表示数变小,电流表示数变小
【解答】解:根据电路图可知,闭合开关S、S1时,R2被短路,电路为只有R1一个电阻的简单电路。电压表测量R1两端的电压,示数为电源电压;断开开关S1,则电路为一个R1和R2串联的电路,电压表仍然测量R1两端的电压,且由于分压作用,电压表的示数小于电源电压,故其示数减小;
电路中的总电阻变大,由I知中的电流变小,电流表的示数变小,故D正确。
故选:D。
4.(2024春 北仑区期中)如图所示,电源电压保持不变,闭合开关,滑动变阻器的滑片向左移动的过程中,下列说法正确的是(  )
A.电压表V1示数变大、电流表示数变小
B.电压表V2示数不变、电流表示数变大
C.电压表V2示数和电流表示数的比值不变
D.电路中U总和I总的乘积变大
【解答】解:由电路图可知,R1与R2串联,电压表V1测电源的电压,电压表V2测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。
因电源电压保持不变,所以,滑片移动时,电压表V1的示数不变;
滑动变阻器的滑片向左移动的过程中,接入电路中的电阻变小,电路中的总电阻变小,由I可知,电路中的电流变大,即电流表的示数变大;
由U=IR可知,定值电阻R1两端的电压变大,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,滑动变阻器R2两端的电压变小,即电压表V2的示数变小;
由电压表V2示数变小、电流表示数变大可知,电压表V2示数和电流表的比值变小;
电路中U总和I总的乘积变大,综上所述,故D正确。
故选:D。
5.(2024春 宁海县期中)如图所示,电源电压不变,闭合开关,当滑动变阻器滑片向右移动时,下列判断正确的是(  )
A.电压表示数与电流表A2示数的比值变大,电流表A1示数变小
B.电压表示数与电流表A2示数的比值变小,电流表A1示数不变
C.电压表示数与电流表A1示数的比值不变,电流表A2示数变小
D.电压表示数与电流表A1示数的比值变大,电流表A2示数变大
【解答】解:
由图知,两电阻并联,电流表A2测总电流,电流表A1测R1的电流,电压表测电源电压;
因电源电压不变,则滑片移动时电压表的示数不变;因并联电路各支路互不影响,所以,滑片移动时,通过定值电阻R1的电流不变,即电流表A1示数不变;
当滑动变阻器滑片向右移动时,变阻器连入电路的电阻变大,由欧姆定律可知,通过变阻器的电流变小;根据并联电路电流的规律可知,总电流即A2示数变小,
电压表示数不变,电流表A2示数变小,其比值变大;电压表示数不变,电流表A1示数不变,其比值不变;
综上所述,C正确,ABD错误。
故选:C。
6.(2024春 海曙区期中)如图所示电路,电源电压保持不变,R1为定值电阻。闭合开关S,滑动变阻器R2的滑片P向右滑动的过程中,关于电压表和电流表的示数变化,判断正确的是(  )
A.电压表示数变小,电流表示数不变
B.电压表示数不变,电流表示数变大
C.电压表示数变大,电流表示数不变
D.电压表示数不变,电流表示数变小
【解答】解:由电路图可知,R1与R2并联,电压表测电源两端的电压,电流表测干路电流,
因电源电压保持不变,
所以,滑片移动时,电压表的示数不变,故AC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R1的电流不变,
滑动变阻器R2的滑片P向右滑动的过程中,接入电路中的电阻变大,
由I可知,通过R2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,即电流表的示数变小,故B错误、D正确。
故选:D。
7.(2024 宁波自主招生)在图(a)所示的电路中,电源电压保持不变,R1、R2为定值电阻,R为滑动变阻器,闭合电键S,将滑动变阻器的滑片P从右端滑到左端的过程中,电压表V1、V2的示数随电流表A示数变化的完整图线如图(b)中①、②图线所示,在图(c)中能正确反映该过程的电压表V3随电流表A示数变化的完整图线是(  )
A. B.
C. D.
【解答】解:(1)将滑动变阻器的滑片P从右端滑到左端的过程中,滑动变阻器接入电路的电阻变小,
根据I可知,电路中的电流变大;
根据U=IR可知,R1两端的电压变大,
故①表示电压表V1、②表示电压表V2。
(2)当滑片位于左端时,R1与R2串联,
由(b)图像可知:R1两端的电压U1=4V,通过的电流I1=0.4A,
则R110Ω;
电源的电压U=U1+I1R2=4V+0.4A×R2﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
当滑片位于右端时,R1、R、R2串联,
由(b)图可知,I2=0.2A,R两端的电压UR=3V,U1′=2V,
则电源的电压U=UR+U1′+I2R2=3V+2V+0.2A×R2﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
由①②两式可得:U=6V。
(3)因V3测电源的电压与R1两端的电压之差,
所以,当U1=4V、I1=0.4A时,V3的示数为U﹣U1=6V﹣4V=2V;
当U1′=2V、I2=0.2A时,V3的示数为U﹣U1′=6V﹣2V=4V;
结合选项可知A符合,BCD不符合。
故选:A。
8.(2024春 宁波期中)如图所示,电阻R1=R2,R3=10R1,a、b两端接上恒定电压,电流表为理想电表,则下列说法正确的是(  )
A.当滑动触头P在变阻器R3的左端时,a、b间的电阻值最大
B.当滑动触头P在变阻器R3的中间时,电流表读数最小
C.当滑动触头P接近R3的左、右端时,电流表容易被烧坏
D.当P由R3的左端滑到右端的过程中,电流表读数先由小变大,再由大变小
【解答】解:根据电路图可知,该电路为混联电路,电流表测量干路中的电流;
AB、电阻R1=R2,R3=10R1,当滑片在的中点时,两条支路的电阻相等,则并联部分的电阻是最大的,根据欧姆定律可知,干路中的电流是最小的;根据并联电路的电流规律可知,故A错误、B正确;
C、当滑动触头P接近R3的左、右端时,电路不会发生短路现象,电流表不容易被烧坏,故C错误;
D、当P由R3的左端滑到右端的过程中,整个电路的电阻先变大后变小,根据欧姆定律可知,干路中的电流先变小后变大,电流表读数先变小后变大,故D错误。
故选:B。
9.(2024春 海曙区期末)测未知电阻R的阻值时,小曙用2节干电池作为电源,滑动变阻器规格为“15Ω 1A”。
(1)请添加导线将实物电路图补充完整。要求:滑动变阻器向右滑动时,电压表示数变小。
(2)电路连接正确后,得到的实验数据如表所示,其中第 组的数据存在问题。
实验序号 电压/V 电流/A 电阻/Ω
1 1.0 0.10
2 1.6 0.16
3 2.0 0.20
4 2.4 0.24
(3)小曙在实验中进行了多次测量,目的是 ,下列选项中与本实验多次测量的目的相同的是 。
A.探究影响声音高低的因素
B.探究串联电路电压的特点
C.测量物体的长度
D.研究通电线圈的磁性强弱
【解答】解:(1)滑动变阻器向右滑动时,电压表示数变小,根据串联电路电压规律可知,滑动变阻器两端电压变大,根据分压原理可知,滑动变阻器接入电路的阻值变大,故滑动变阻器选用左下接线柱与电源串联在电路中,如下图所示;

(2)根据表中第1组数据可知,当电阻两端为1.0V时,通过电阻的电流为0.10A,根据串联电路电压规律可知,滑动变阻器两端电压为U滑=U﹣U1=3V﹣1.0V=2V,
根据串联电路电流特点和欧姆定律可知,滑动变阻器接入电路的阻值为:
R滑20Ω>15Ω,故第1组的数据存在问题;
(3)小曙在实验中进行了多次测量,目的是求平均值,减小误差;
A、探究影响声音高低的因素,多次测量的目的是:寻找普遍规律;
B、探究串联电路电压的特点,多次测量的目的是:寻找普遍规律;
C、测量物体的长度,采用多次测量的目的是:取平均值,减小测量误差;
D、研究通电线圈的磁性强弱,多次测量的目的是:寻找普遍规律;
故与本实验多次测量的目的相同的是C。
10.(2023秋 余杭区期末)小明同学利用图甲所示的电路进行了两个电学实验。实验中电源电压为3V且恒定不变,滑动变阻器的规格为“10Ω,1.5A”。
(1)第一个实验“测量电阻Rx的阻值”。小明在A、B间接入待测电阻Rx,然后不断改变滑动变阻器的滑片位置,读出相应电流表电压表的读数,测得数据如表一。
实验序号 电压/V 电流/A
1 2.0 0.20
2 2.5 0.24
3 2.8 0.28
表一
实验序号 电阻/Ω 电流/A
1 5 0.30
2 10 0.20
3 20 0.12
表二
①请你用笔画线代替导线,在答题卷相应位置将图乙中的实物图连接完整。
②滑动变阻器在本实验中的作用是 。
③根据表一数据可得Rx= 。
(2)第二个实验“探究电流跟电阻的关系”。小明在AB间分别接入阻值为5Ω、10Ω、20Ω的电阻,记下电流表的示数,数据如表二。结果显示,通过导体的电流不与导体的电阻成反比,原因是在实验中 。
【解答】解:(1)①由表一中的数据可知,电压表选用小量程并联在Rx两端;滑动变阻器上下各选一个接线柱与Rx串联在电路中,如下图所示:

②该实验中,滑动变阻器的作用是:保护电路;为减小误差,要多次测量取平均值,故滑动变阻器还有改变定值电阻两端电压的作用;
③由表一中的数据可知,三次实验的电阻为:
R110Ω,
R210.4Ω,
R310Ω,
则Rx10.1Ω;
(2)探究“通过导体的电流与导体电阻的关系”需控制电阻两端的电压不变,分析表格数据结合U=IR可知实验中没有控制电阻两端的电压一定。
故答案为:(1)①见解答图;②保护电路和改变定值电阻两端电压的作用;③10.1Ω;(2)没有控制电阻两端的电压一定。
11.现有一热敏电阻R,其电阻值随温度变化图像如图1所示。小科要测此热敏电阻R在室温时的电阻值,并用下列实验器材:学生电源(6V)、电压表(量程0~3V)、电流表(量程0~0.6A)、开关、导线若干,规格为“50Ω 1A”,“300Ω 2A”的滑动变阻器各一个,组成如图2所示电路,求:
(1)本实验中应该选择规格为 (填“50Ω 1A”或“300Ω 2A”)的滑动变阻器。
(2)若在测量过程中,热敏电阻R周围气温上升,则电压表的示数将如何变化? (填“减小”或“增大”)。并说明理由: 。
【解答】解:(1)由图结合实际,室温20℃﹣40℃对应的电阻大小为200Ω﹣100Ω,由欧姆定律,电路的最大电流小于:
I0.06A,用电流表测量误差较大;
①若选择50Ω 1A的变阻器与热敏电阻R串联,电源电压为6V,结合电压表选用小量程,电压表只能与变阻器串联;
当R=200Ω时,变阻器的最大电阻连入电路中时,此时电压表有最大示数,由分压原理,电压表最大示数为:6V=1.2V,故用电压表测量电压表时会有一定的误差;
②若用300Ω 2A的滑动变阻器;将电阻与变阻器串联,
由学生电源为6V、电压表量程0~3V,将电压表与热敏电阻R并联,由分压原理,变阻器连入电路的电阻不小于热敏电阻R的值,电压表示数不大于3V,考虑到测量的准确性,故本实验中应该选择规格为300Ω 2A的滑动变阻器;
(2)若在测量过程中,热敏电阻R周围气温上升,其电阻小,由分压原理可知电压表的示数将变小。
故答案为:(1)300Ω 2A;(2)热敏电阻R周围气温上升,其电阻变小,由分压原理可知电压表的示数将变小。
12.(2023春 宁波期中)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)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。
(2)在M、N之间接入待测电阻Rx,电流表的指针如图乙所示。求该Rx阻值。
(3)依据Rx与I的对应关系,将电流表表盘标记为对应的阻值,如图丙所示标记正确的是 。
(4)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”)
【解答】解:(1)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:;
(2)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:;
(3)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;
(4)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)10;(3)Rx阻值为15Ω;(3)D;(4)偏大。
13.(2024春 宁海县期中)在做“测定小灯泡电阻”的实验时,所用电源电压为6V,电灯阻值约为12Ω。如图所示为小明同学连接的实物电路。
(1)小方正确连接实物图后,合上开关S,发现灯泡不亮,电流表读数为零,但电压表读数等于电源的电压,则出现的故障可能是 。
(2)电路改正后,闭合开关,两只表示数如图,则此时滑动变阻器的电阻R= Ω。(保留一位小数)
(3)若滑动变阻器滑片P向右移动,电压表示数将 。(填“变大”、“变小”或“不变”)
(4)在完成以上实验后,小明进一步测量并描绘出小灯泡的电流随电压变化的曲线如图所示,通过图像分析灯丝的电阻的变化规律。这种现象在生活中也有体现,例如:家里的白炽灯在刚开灯的瞬间,灯丝 (选填“容易”或“不容易”)烧断。
【解答】解:(1)电流表没有示数说明电路为断路,电压表有示数,说明电压表与电源的两端相连,所以故障为与电压表并联的小灯泡断路了;
(2)根据所选量程,读出U=2V,I=0.24A,灯泡电阻:;
(3)当滑片P向右移动时,连入的电阻变大,滑动变阻器分压UR变大,UL=U﹣UR,加在灯两端的电压将变小;
(4)小灯泡的电阻随温度的变化而变化;家里的白炽灯在刚开灯的瞬间,因灯丝的温度低,灯丝的电阻较小,由欧姆定律,通过灯丝的电流较大,灯丝容易烧断。
故答案为:(1)小灯泡断路;(2)8.3;(3)变小;(4)容易。
14.(2023春 鄞州区期中)小红家有一支电子体温计,查阅说明书得知,电子体温计的探测器是热敏电阻,其阻值随着温度的变化而变化。小红买来一个热敏电阻,准备设计和制作一支模拟电子体温计。她计划先测出此热敏电阻在不同温度时的阻值,按照图甲所示连接了实验电路。RT为热敏电阻,实验时,RT置于温控箱(图中虚线区域)中电源电压保持不变,R1为定值电阻,R2为电阻箱(0~9999Ω),S2单刀双掷开关,开关S1和S2闭合前,小红将电阻箱R2的阻值调到最大。
(1)小红首先调节温控箱的温度,使RT温度为42.0℃,闭合S1,将S2接2,读出电压表的示数为3V。
①为测量此时RT的阻值,接下来的操作是:将S2接 (选填“1”或“2”),调节电阻箱R2的阻值,使电压表示数为 V,读出此时R2的阻值即为42.0℃时RT的阻值。
②逐渐降低温控箱的温度,根据上述方法测量出RT在不同温度时的阻值,若依据小红所测数据画出的RT阻值随温度变化的图象如图乙所示,且当RT的温度降至32.0℃时,闭合S1,将S2接2,电压表示数为2.4V.求电阻R1的阻值。
(2)在获得如图乙所示的RT阻值随温度变化的关系后,为了自制模拟电子体温计,小红将S2始终接2,闭合S1后,通过电压表的示数大小来显示温度高低,如果将RT用绝缘布包好后置于正常人腋窝中央,保持腋窝合拢,闭合S1,当电压表示数稳定后,电压表示数最接近 。
A.2.25V B.2.45V C.2.65V D.2.85V
【解答】解:(1)①为测量此时RT的阻值,接下来的操作是:将S2接1,调节电阻箱R2的阻值,使电压表示数为3V,根据等效替代法,读出此时R2的阻值即为42.0℃时RT的阻值。
②在①中,RT与R1串联,由欧姆定律,电路中的电流为:
I1,根据欧姆定律和串联电路电压的规律,电源电压:U=I1RT1+UV1400Ω+3V,
同理在②中,
U=I2RT2+UV2600Ω+2.4V,
因电源电压不变,
故400Ω+3V600Ω+2.4V,
R1=400Ω;U400Ω+3V=6V,
(2)由图结合数学知识,正常人腋窝中央的体温是37℃,ME为三角形的中位线,故此时R′T=500Ω
如下所示:
小红将S2始终接2,闭合S1后,R1与R′T串联,电压表测R1的电压,由电阻的串联和欧姆定律,电路的电流:
IA,
由欧姆定律,电压表示数:
UV=IR1A×400Ω≈2.67V,故选C。
故答案为:(1)①1;3;②R1=400Ω;(2)C。
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专题04 电路探秘之电路分析 考点清单
清单1 电阻测量与串并联电路分析
考点一 伏安法测电阻
(1)实验原理:R=
(2)实验电路图:
(3)实验表格
实验次数 U/V I/A R/Ω
1
2
3
(4)注意事项
①在选取器材时,电流表的量程要 电路中的最大电流;滑动变阻器的最大阻值应略 或接近于小灯泡的电阻,以使调节效果明显。
②在连接电路时,要 ,将电流表、电压表、滑动变阻器正确接入电路,并注意防止短路的发生。
③在闭合开关前,应把变阻器的滑片移到 处,使电路中电流最小,目的是保证电路中各元件的安全。
④注意把每次测量的结果和灯泡的发光情况记录下来。
⑤分析处理数据,对于测得的各组电压值和电流值,计算出相应的电阻,然后比较几次实验测得的电阻,会发现灯泡变暗时,电阻变小。这不是测量误差,而是因为随着灯泡两端的电压减小,灯泡的温度降低,从而使灯丝的电阻减小。
考点二 串并联电路的特点总结
1、电路中并联的电灯(或其他用电器) ,电源输出的电流 ,会引起 而 ,或导线 。
2、并联电路中,某条支路上的 ,则该条支路上的 。
3、串联电路中:通过各电阻的电流相等;总电压等于各个电阻两端电压之和;总电阻等于各用电器电阻之和。
4、并联电路:总电流等于各支路的电流之和;各电阻上的电压相等(总电压与各支路电压相等);总电阻的倒数等各支路电阻的倒数之和。
电 流 电 压 电 阻
串联电路
并联电路
考点三 串并联电路的分析
(1)串联电路中通过某个电阻的电流,等于电源两端电压除以 .当串联电路中的一个电阻改变时,电路中的电流及另一个电阻两端的电压都会随之 .
(2)串联电路的总电阻与各分电阻的关系是 ,总电阻的阻值比任何一个分电阻的阻值都 .
(3)当并联电路中的一个支路的电阻改变时,这个支路的电流 变化,干路电流 变化,但另一个支路的电流和电压都 .
(4)并联电路的总电阻与各分电阻的关系是,总电阻的阻值比任何一个分电阻的阻值都 .
(5)串联电路分压规律:
串联电路电流是一定的:
即:I=I1=I2
由欧姆定律可知:有;则有;
==
==
结论:串联电路中,电阻两端电压之比等于 .
(6)并联电路分流规律
并联电路电压相等,即:U=U1=U2
结论:并联电路中各支路的电流与它们的电阻成 比.
清单2 解题技巧
考点一 端点求值问题
1.变阻器型动态电路
①串联:
②并联:
2.开关型动态电路
①判断电路连接方式及工作的用电器
②判断各电表的测量对象
考点二 端点求值问题
此类问题大多为串联。
定值电阻R与滑动变阻器串联,存在:U1+U滑=U电源,又U1=IR,
故此类问题存在公式:U+IR=U电源
在此公式中:R和U电源均为定值。在移动滑片的过程中,始终存在着:U+IR=U电源。
故只需要移动滑片得到两组电压、电流数据,即可得到一个二元一次方程组,从而解出U电源和R。
考点三 变化量问题
学以致用
1.如图所示的电路中,电源电压保持不变。闭合开关S后,当滑动变阻器的滑片P向右移动时,下列判断正确的是(  )
A.电流表示数变小,电压表示数变小,灯泡变亮
B.电流表示数变小,电压表示数变大,灯泡变暗
C.电流表示数变大,电压表示数变小,灯泡变暗
D.电流表示数变大,电压表示数变小,灯泡变亮
2.新能源电动汽车的模拟简易电路如图所示,驾驶员通过踩踏板的力度来控制汽车速度。当驾驶员用力踩踏板时,踏板整体向下移动,下列判断正确的是(  )
A.接入电路的阻值增大
B.电路电流增大,汽车加速
C.电阻R两端的电压变大
D.电阻R两端的电压与电流的比值变大
3.如图电路,电源电压恒定,闭合开关前,滑动变阻器的滑片处于阻值最大处。闭合开关后,电灯微亮;移动滑片至图示位置时,电灯较亮;继续移动滑片至某处时,电灯突然熄灭,且伏特表有示数。下列分析错误的是(  )
A.电灯变亮的过程中,变阻器的滑片向右移
B.电灯变亮的过程中,伏特表的示数会变大
C.电灯熄灭不可能是电流表断路引起的
D.电灯熄灭可能是变阻器断路引起的
4.如图所示是一种风速测定装置,其中风速表由电压表改装而成,R为定值电阻,R1为滑动变阻器。T形管道的竖直管内装有可上下无摩擦自由移动的轻质活塞,活塞通过轻质细杆和滑动变阻器的滑片P相连,S闭合后,当风速增大时(  )
A.活塞上方气压变大,活塞向下运动,风速表的示数变大
B.活塞上方气压不变,活塞静止不动,风速表的示数不变
C.活塞上方气压变小,活塞向上运动,风速表的示数变大
D.活塞上方气压变大,活塞向上运动,风速表的示数变大
5.科学兴趣小组的同学决定设计一个简易的身高测量仪,可用器材有电压恒定的电源、电压表、电阻丝、定值电阻、开关、若干导线等。他们的设想是:将电压表改装成身高显示仪——所测身高越高,显示仪示数越大,且刻度均匀。
(1)同学们设计了如图所示电路。下列分析中你认为正确的是    。
A.移动滑片时,电路的总电阻没有变化
B.当所测身高越高时,电压表的示数越小
C.改装成的身高显示仪的刻度一定是不均匀的
D.电压表的示数不能由零变化到最大刻度值
(2)在老师的引导下,同学们设计出了符合设想的电路,应该是图中的    电路。
一站到底
1.(2024春 宁波期中)小明在按如图所示电路进行“伏安法测定导体电阻”的实验,电源使用二节新干电池,被测电阻的阻值约为5欧,滑动变阻器的规格是“10Ω 1.5A”,电路连接正确,其实验数据记录如下表所示,其中一组数据有拼凑的嫌疑,该组数据的实验序号是(  )
实验序号 A B C D
电压/伏 2.4 1.8 1.2 0.6
电流/安 0.48 0.36 0.24 0.12
2.(2024春 宁波期末)如图所示是一种输液时所用的报警电路:电源电压恒定,R为定值电阻,闭合开关S,贴在针口处的传感器M接触到从针口处漏出的药液后,其电阻RM发生变化,导致电压表的示数增大而触发警报器(图中未画出)报警,则M接触药液后(  )
A.RM变大
B.电路中的电流变小
C.电压表与电流表的示数乘积不变
D.电压表与电流表的示数之比不变
3.(2024春 嘉善县期末)如图所示电路中,电源电压不变,闭合开关S、S1后,电压表电流表均有读数,则断开开关S1后(  )
A.电压表示数变大,电流表示数变大
B.电压表示数变大,电流表示数变小
C.电压表示数变小,电流表示数变大
D.电压表示数变小,电流表示数变小
4.(2024春 北仑区期中)如图所示,电源电压保持不变,闭合开关,滑动变阻器的滑片向左移动的过程中,下列说法正确的是(  )
A.电压表V1示数变大、电流表示数变小
B.电压表V2示数不变、电流表示数变大
C.电压表V2示数和电流表示数的比值不变
D.电路中U总和I总的乘积变大
5.(2024春 宁海县期中)如图所示,电源电压不变,闭合开关,当滑动变阻器滑片向右移动时,下列判断正确的是(  )
A.电压表示数与电流表A2示数的比值变大,电流表A1示数变小
B.电压表示数与电流表A2示数的比值变小,电流表A1示数不变
C.电压表示数与电流表A1示数的比值不变,电流表A2示数变小
D.电压表示数与电流表A1示数的比值变大,电流表A2示数变大
6.(2024春 海曙区期中)如图所示电路,电源电压保持不变,R1为定值电阻。闭合开关S,滑动变阻器R2的滑片P向右滑动的过程中,关于电压表和电流表的示数变化,判断正确的是(  )
A.电压表示数变小,电流表示数不变
B.电压表示数不变,电流表示数变大
C.电压表示数变大,电流表示数不变
D.电压表示数不变,电流表示数变小
7.(2024 宁波自主招生)在图(a)所示的电路中,电源电压保持不变,R1、R2为定值电阻,R为滑动变阻器,闭合电键S,将滑动变阻器的滑片P从右端滑到左端的过程中,电压表V1、V2的示数随电流表A示数变化的完整图线如图(b)中①、②图线所示,在图(c)中能正确反映该过程的电压表V3随电流表A示数变化的完整图线是(  )
A. B.
C. D.
8.(2024春 宁波期中)如图所示,电阻R1=R2,R3=10R1,a、b两端接上恒定电压,电流表为理想电表,则下列说法正确的是(  )
A.当滑动触头P在变阻器R3的左端时,a、b间的电阻值最大
B.当滑动触头P在变阻器R3的中间时,电流表读数最小
C.当滑动触头P接近R3的左、右端时,电流表容易被烧坏
D.当P由R3的左端滑到右端的过程中,电流表读数先由小变大,再由大变小
9.(2024春 海曙区期末)测未知电阻R的阻值时,小曙用2节干电池作为电源,滑动变阻器规格为“15Ω 1A”。
(1)请添加导线将实物电路图补充完整。要求:滑动变阻器向右滑动时,电压表示数变小。
(2)电路连接正确后,得到的实验数据如表所示,其中第 组的数据存在问题。
实验序号 电压/V 电流/A 电阻/Ω
1 1.0 0.10
2 1.6 0.16
3 2.0 0.20
4 2.4 0.24
(3)小曙在实验中进行了多次测量,目的是 ,下列选项中与本实验多次测量的目的相同的是 。
A.探究影响声音高低的因素
B.探究串联电路电压的特点
C.测量物体的长度
D.研究通电线圈的磁性强弱
10.(2023秋 余杭区期末)小明同学利用图甲所示的电路进行了两个电学实验。实验中电源电压为3V且恒定不变,滑动变阻器的规格为“10Ω,1.5A”。
(1)第一个实验“测量电阻Rx的阻值”。小明在A、B间接入待测电阻Rx,然后不断改变滑动变阻器的滑片位置,读出相应电流表电压表的读数,测得数据如表一。
实验序号 电压/V 电流/A
1 2.0 0.20
2 2.5 0.24
3 2.8 0.28
表一
实验序号 电阻/Ω 电流/A
1 5 0.30
2 10 0.20
3 20 0.12
表二
①请你用笔画线代替导线,在答题卷相应位置将图乙中的实物图连接完整。
②滑动变阻器在本实验中的作用是 。
③根据表一数据可得Rx= 。
(2)第二个实验“探究电流跟电阻的关系”。小明在AB间分别接入阻值为5Ω、10Ω、20Ω的电阻,记下电流表的示数,数据如表二。结果显示,通过导体的电流不与导体的电阻成反比,原因是在实验中 。
11.现有一热敏电阻R,其电阻值随温度变化图像如图1所示。小科要测此热敏电阻R在室温时的电阻值,并用下列实验器材:学生电源(6V)、电压表(量程0~3V)、电流表(量程0~0.6A)、开关、导线若干,规格为“50Ω 1A”,“300Ω 2A”的滑动变阻器各一个,组成如图2所示电路,求:
(1)本实验中应该选择规格为 (填“50Ω 1A”或“300Ω 2A”)的滑动变阻器。
(2)若在测量过程中,热敏电阻R周围气温上升,则电压表的示数将如何变化? (填“减小”或“增大”)。并说明理由: 。
12.(2023春 宁波期中)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)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。
(2)在M、N之间接入待测电阻Rx,电流表的指针如图乙所示。求该Rx阻值。
(3)依据Rx与I的对应关系,将电流表表盘标记为对应的阻值,如图丙所示标记正确的是 。
(4)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”)
13.(2024春 宁海县期中)在做“测定小灯泡电阻”的实验时,所用电源电压为6V,电灯阻值约为12Ω。如图所示为小明同学连接的实物电路。
(1)小方正确连接实物图后,合上开关S,发现灯泡不亮,电流表读数为零,但电压表读数等于电源的电压,则出现的故障可能是 。
(2)电路改正后,闭合开关,两只表示数如图,则此时滑动变阻器的电阻R= Ω。(保留一位小数)
(3)若滑动变阻器滑片P向右移动,电压表示数将 。(填“变大”、“变小”或“不变”)
(4)在完成以上实验后,小明进一步测量并描绘出小灯泡的电流随电压变化的曲线如图所示,通过图像分析灯丝的电阻的变化规律。这种现象在生活中也有体现,例如:家里的白炽灯在刚开灯的瞬间,灯丝 (选填“容易”或“不容易”)烧断。
14.(2023春 鄞州区期中)小红家有一支电子体温计,查阅说明书得知,电子体温计的探测器是热敏电阻,其阻值随着温度的变化而变化。小红买来一个热敏电阻,准备设计和制作一支模拟电子体温计。她计划先测出此热敏电阻在不同温度时的阻值,按照图甲所示连接了实验电路。RT为热敏电阻,实验时,RT置于温控箱(图中虚线区域)中电源电压保持不变,R1为定值电阻,R2为电阻箱(0~9999Ω),S2单刀双掷开关,开关S1和S2闭合前,小红将电阻箱R2的阻值调到最大。
(1)小红首先调节温控箱的温度,使RT温度为42.0℃,闭合S1,将S2接2,读出电压表的示数为3V。
①为测量此时RT的阻值,接下来的操作是:将S2接 (选填“1”或“2”),调节电阻箱R2的阻值,使电压表示数为 V,读出此时R2的阻值即为42.0℃时RT的阻值。
②逐渐降低温控箱的温度,根据上述方法测量出RT在不同温度时的阻值,若依据小红所测数据画出的RT阻值随温度变化的图象如图乙所示,且当RT的温度降至32.0℃时,闭合S1,将S2接2,电压表示数为2.4V.求电阻R1的阻值。
(2)在获得如图乙所示的RT阻值随温度变化的关系后,为了自制模拟电子体温计,小红将S2始终接2,闭合S1后,通过电压表的示数大小来显示温度高低,如果将RT用绝缘布包好后置于正常人腋窝中央,保持腋窝合拢,闭合S1,当电压表示数稳定后,电压表示数最接近 。
A.2.25V B.2.45V C.2.65V D.2.85V
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